WO2018070731A1 - 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광보정 은반사시트 - Google Patents

액정표시장치의 백라이트 유닛용 광보정 은반사시트 Download PDF

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WO2018070731A1
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light
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허승환
이동춘
이종우
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주식회사 유비라이트
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    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133605—Direct backlight including specially adapted reflectors

Definitions

  • the present invention relates to a light compensation silver reflection sheet for a backlight unit of a liquid crystal display, and more particularly, in order to solve a problem of deterioration of color uniformity and brightness in a one-side edge type backlight structure.
  • the light correction is related to the reflection sheet.
  • Edge type As the liquid crystal display device becomes thinner, an edge type for installing a light source at the periphery of a direct backlight structure has been developed. Edge type has been installed on one side of the slope of the light source in order to reduce the cost and energy consumption, in order to further reduce the adoption of the single side edge type as shown in Figure 1 in the long side.
  • the LCD device increases in size as well as a single side, the distance from the opposite side to the light source of the edge type backlight is increasing, which causes a problem of deterioration of light uniformity such as color uniformity and luminance.
  • an ABS resin, a polycarbonate, a polyester resin reflective sheet, or a silver reflective sheet which coats or contains a white pigment is used.
  • the white pigment-containing resin reflecting sheet has a low light reflectance
  • the silver reflecting sheet has a problem of requiring a protective layer for rust prevention because the reflectance is lowered due to blackening in response to sulfides and moisture in the air.
  • Patent Document 1 discloses applying a resin protective layer containing a white pigment to a plastic film surface on which a silver thin film is laminated in order to increase the diffuse reflectance of light, but a problem of deterioration of color uniformity still remains, so that a single side or an enlarged edge It is difficult to apply to the type backlight structure.
  • Patent Document 0001 Japanese Patent Laid-Open No. 6-15774
  • An object of the present invention is to provide a light-compensated silver reflecting sheet installed on the opposite edge of a light source to solve the problem of deterioration of color uniformity and brightness in a single sided or large edge type backlight unit (BLU). .
  • Silver reflective sheet for BLU of the LCD according to the present invention for the problem to be solved above includes a silver reflection layer formed with a silver thin film layer on a resin film and a light compensation layer formed by mixing a pigment and a synthetic resin on the silver reflection layer.
  • the light compensation layer is characterized by adjusting the color uniformity and brightness of the BLU by performing light compensation using the complementary pigment of the color appearing in the LCD backlight unit (BLU).
  • the synthetic resin is a polyester resin, the blue of the pigment is characterized in that CI Blue15: 3, purple is CI Violet23.
  • the polyester resin is characterized in that the Tg is 60 °C or more.
  • the silver reflecting sheet is characterized in that the reflectance is adjusted to 80 to 85% in the wavelength range of 580 ⁇ 600 nm.
  • the CIE color coordinates after light adjustment of the silver reflecting sheet are characterized in that a * is -2.1 to -1.8 and b * is -5.5 to -4.0.
  • the thickness of the light compensation layer is 0.1 ⁇ 10 um
  • the silver reflection sheet may further include an adhesive layer, the thickness is 10 ⁇ 50 um, characterized in that the adhesive strength of the adhesive layer is 1,000gf / 25mm or more.
  • the light compensation layer is prepared by coating using a light compensation coating solution mixed in a ratio of 10 to 40 wt% polyester, 55 to 88 wt% organic solvent, 0.1 to 2 wt% pigment. do.
  • the light compensation coating liquid is characterized in that it further comprises 0.25 to 3 wt% of the polymeric dispersant, antifoaming agent or leveling agent.
  • a backlight unit including a light source unit provided at one side light incident portion of a rectangular light guide plate and a silver reflection sheet attached to a light guide portion opposite to the light guide portion of the rectangular light guide plate.
  • An LCD device is featured.
  • a light compensation layer to a silver reflecting layer or a silver alloy reflecting layer containing silver as a main component, it is possible to manufacture high quality LCD backlights by improving the uniformity of luminance and uniformity of color.
  • FIG. 1 is a front view of a single side backlight according to the present invention.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the silver reflection sheet according to the present invention.
  • FIG 3 is a partial cross-sectional view of a silver reflective sheet as another embodiment according to the present invention.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the silver reflective sheet as another embodiment according to the present invention.
  • FIG. 5 is a graph illustrating reflectance management of a silver reflection sheet having a light compensation layer formed thereon according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 shows a reflectance graph of the silver reflection sheet according to the thickness of the light compensation layer according to an embodiment of the present invention.
  • the light compensation layer is a blue pigment CI Blue 15: 3 and a purple pigment Using a mixed pigment of CI Violet 23, the synthetic resin is a polyester Tg of 60 °C or more, after the light correction the reflectance of the silver reflecting sheet is adjusted to 80 ⁇ 85% in the wavelength range of 580 ⁇ 600 nm, the adhesion is 1,000 It further comprises a pressure-sensitive adhesive layer of gf / 25mm or more, characterized in that to adjust the color uniformity and brightness of the BLU.
  • the light source part 10 is provided in the single side light-receiving part 21 of the rectangular light guide plate 20, and the silver reflection sheet 30 is provided in the opposing light part 22 opposite the light source part.
  • the light source unit 10 may be installed on the long side 23. In this case, since the width of the light guide plate increases, color uniformity becomes a problem, the silver reflection sheet 30 is installed opposite the light source unit.
  • the light source unit 10 includes a light source, a reflector, and a support to inject light into one side of the light guide plate 20.
  • the light source may be an LED or a CCFL, but mainly LEDs are used.
  • the light guide plate 20 receives a light source installed on one side and uniformly distributes the light over the entire area of the screen to guide the LCD to determine the luminance and uniformity of the BLU.
  • the silver reflection sheet 30 is attached to the light guide portion 22 of the light guide plate 20 to improve brightness and color uniformity.
  • the light compensation layer 33 of the silver reflection sheet 30 may be formed on the silver thin film layer 32 as shown in FIG. 2, and may be formed on the resin film 31 opposite to the silver thin film layer as shown in FIG. 3. Can be. That is, since the light compensation layer 33 may be formed on either side of the silver reflection layer, the resin film 31 on which the silver thin film layer 32 is formed is collectively referred to as a 'silver reflection layer'. In this case, when the silver thin film layer is exposed to air, a protective layer for rust prevention may be formed on the silver thin film layer.
  • the adhesive layer 34 may be formed on the light compensation layer 33 as shown in FIG. 2, or may be formed on the silver thin film layer 32 of the silver reflection layer as shown in FIG. 4. In case of attaching directly to the light guide plate, an adhesive layer is formed on the light compensation layer 33 as shown in FIG. 2, and when the mold frame is used, an adhesive layer 34 may be formed on the silver thin film layer 32 as shown in FIG. 4. have.
  • the reflectance of the silver reflective layer is manufactured to be 90% or more in the visible light region (400 to 700 nm). Preferably it is 92% or more at 440 ⁇ 460 nm, 95% or more at 540 ⁇ 560 nm, 96% or more at 740 ⁇ 760 nm is preferred.
  • the silver reflection sheet 30 is attached by processing it to a thickness thinner than the thickness of the light guide plate 20, the thickness is preferably 0.15 ⁇ 0.25 mm to about 0.1 ⁇ 0.3 mm. If the thickness is thinner than this, it may cause defects such as bending during attachment, loss of time for rework, loss of product, and attachment for a long time.
  • the resin film 31 is a homopolymer such as polyethylene terephthalate (PET), polyether sulfone, polyester, poly (meth) acrylate, polycarbonate, polyamide, polyvinyl chloride or monomers of these resins, acrylate, poly Homopolymers, such as a carbonate, a polyamide, and polyvinyl chloride, or the film comprised from the copolymer with the monomer copolymerizable with the monomer of these resins, etc. can be selected and used, Preferably PET is used.
  • the silver thin film layer 32 is formed on a resin film 31 such as PET or silver alloy containing silver or silver as a main component (hereinafter referred to as 'silver') by vacuum deposition and sputtering deposition to a thickness of about 700 to 2000 mm 3. Form or print by electronic ink.
  • a resin film 31 such as PET or silver alloy containing silver or silver as a main component (hereinafter referred to as 'silver') by vacuum deposition and sputtering deposition to a thickness of about 700 to 2000 mm 3.
  • 'silver' silver alloy containing silver or silver as a main component
  • the silver alloy may be composed of silver, and gold, palladium, copper, platinum, indium, tin, neodium and cerium may be used, but is not limited thereto.
  • the light compensating layer 33 directly prints a light compensating coating liquid mixed with a resin on a silver thin film layer to correct color uniformity, or is screen printed, spray printed, gravure printed, micro gravure coated, slot die coated or comma coated. It can be formed in a variety of ways, such as bar coating, and can be used by selecting the appropriate method within the range that the coated surface does not affect the properties.
  • the light calibrating coating solution should have good adhesion with the silver thin film layer 32 and have good dispersibility and usability of the pigment to be uniformly coated.
  • the light compensation coating liquid may use a dye or pigment of a specific color, but it is preferable to use a pigment in order to maintain optical reliability.
  • a blue pigment and a purple pigment are mixed to perform color correction (light correction) for color uniformity, and the blue pigment is preferably CI Blue15: 3 and the violet pigment is CI Violet23.
  • polyester methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isobutyl methacrylate, normal butyl methacrylate, acrylic acid, methacrylic acid, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl Methacrylate, hydroxyethyl acrylate, acrylamide, metyrol acrylamide, glycidyl methacrylate, ethyl acrylate, isobutyl acrylate, normal butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate polymer or copolymer or Any polymer material selected from acryl-based, polyurethane-based, epoxy-based, melamine-based resins, or mixtures thereof, such as terpolymers, can be used, and preferably polyester is used. More preferably, Tg 60 °C or more polyester resin should be used to prevent blocking between the fabric (blocking) during the fabric rolling work.
  • the light compensation layer 33 may be formed by mixing a pigment component using a polyester resin, a CI Blue 15: 3 blue pigment, and a CI Violet 23 purple pigment in an organic solvent, coating the silver thin film layer, and curing the mixture by heat drying.
  • the mixing ratio of the pigment is 100wt% of the resin and blue pigment is added 1 ⁇ 10wt% purple 0.1 ⁇ 5wt%.
  • blue-based light with short wavelength is gradually attenuated from the light incident part, and the light-facing part is yellow due to lack of blue color, which prevents proper mixing of the three primary colors.
  • the organic solvent may be any solvent as long as the polymer component and the pigment component are well dispersed and have high compatibility, and preferably, organic ketone solvents such as methyl ethyl ketone (MEK) and methyl isobutyl ketone (MIBK) may be used. It is included and can be used.
  • organic ketone solvents such as methyl ethyl ketone (MEK) and methyl isobutyl ketone (MIBK) may be used. It is included and can be used.
  • the light compensation coating solution may be composed of 10 to 40 wt% polyester, 55 to 88 wt% organic solvent, 0.1 to 2 wt% pigment, and the like.
  • the polymeric dispersant, antifoaming agent, and leveling agent may be used in an amount of 0.25 to 3 wt%.
  • the thickness of the light compensation layer may be coated with a thickness of 0.1 to 10um. When too thin or too thick, there is no light compensation effect or strong, and the preferred coating thickness considering economics is 1 to 6 um. However, it is not necessary to limit the coating thickness as long as the reflectivity can be adjusted to achieve this optical objective.
  • the light reflecting portion is solved in yellow, and the BLU is uniformly white, thereby improving luminance.
  • the reflectance in the yellow series (580 ⁇ 600nm) is adjusted to 80% or more and 85% or less by using the complementary color relationship.
  • the CIE color coordinates of the fabric have a * of -2.1 to -1.8 and b * of -5.5 to -4.0.
  • the blue pigment is smaller than the BB, the color of the coating becomes thinner and the reflectance graph is the 85B or more. In other words, if less than BB, the light portion becomes yellow and more than BBB becomes blue.
  • a transparent adhesive layer 34 may be formed on the light compensation layer 33 to adhere to the light guide plate.
  • the adhesive layer 34 may be a pressure sensitive adhesive such as polyester, acrylic, polyurethane, epoxy, melamine, or the like, but it is preferable to use an acrylic transparent pressure-sensitive adhesive with little optical loss. More preferably, an acrylic pressure sensitive adhesive having a light transmittance of 90% or more can be used.
  • the adhesive force suitable for the present invention is preferably at least 1,000 gf / 25 mm.
  • the thickness of the transparent adhesive layer is too thin, the light guide plate and the adhesive force are weak, and a phenomenon of falling occurs. If the thickness is too thick, the adhesiveness is good, but the cost is increased, and the adhesive liquid may be pressed during processing, so the thickness is 10 to 50 um. Can be used. Preferably from 12 to 30um is suitable. More preferably, the adhesion and workability are good when it is 15 to 30 um.
  • the present invention may further include a release layer 35.
  • the release layer may be a release paper made of film or paper to which release property is added.
  • a light compensation coating solution was prepared by mixing a blue pigment CI Bule 15: 3 and a violet pigment CI Violet 23 in a coating solution containing 100 wt% of a polyester resin and an organic solvent. To the resin 100wt% was added blue pigment 5wt% purple 0.1wt%.
  • a light compensation coating solution was coated on a reflective layer of a silver reflection layer having a thickness of more than 95% and a thickness of 200 ⁇ m using a bar coater, followed by heating and drying to form a light compensation layer having a thickness of 2 ⁇ m.
  • the spectral reflectance was measured using Minolta CM-3600d, and the reflectance at wavelength 580-600 nm was 83-85%. At this time, CIE color coordinate of fabric is -1.85 and b * is -4.6.
  • the transparent acrylic pressure-sensitive adhesive having a transmittance of 98% was coated on the upper surface of the light compensation layer to a thickness of 20 ⁇ m, the silver reflection sheet was attached to the light portion of the light guide plate opposite to the LED light incident portion.
  • the backlight was turned on to visually determine the color uniformity, and the color difference was measured using the luminance meter BM7.
  • Comparative Example 1 is a silver reflection sheet in which the light correction layer is not formed on the silver reflection layer used in Example 1.
  • the spectral reflectance was measured using the Minolta CM-3600d in the same manner as in Example 1, and the reflectance at the wavelength of 580 nm to 600 nm was 95% to 98%.
  • the CIE color coordinate of the fabric is -0.14 and b * is -2.26.
  • the transparent acrylic pressure-sensitive adhesive as in Example 1 was coated with a thickness of 20 ⁇ m on the upper surface of the reflective film, and then attached to the light guide part of the light guide plate, and measured in the same manner as in Example 1.
  • the backlight was turned on to visually determine color uniformity, and the color difference was measured using a luminance meter BM7.
  • Example 2 was coated in the same manner as in Example 1 so that the thickness of the light compensation layer is 4um and the reflectance was 81 ⁇ 82% at 580 ⁇ 600 nm. At this time, CIE color coordinate of fabric is -2.07 and b * is -5.26.
  • Comparative Example 2 was coated in the same manner as in Example 1 so that the thickness of the light compensation layer is 0.3um and the reflectance was 86 ⁇ 88% at a wavelength of 580 ⁇ 600nm. At this time, CIE color coordinate of fabric is -1.50 and b * is -3.52.
  • the transparent acrylic pressure-sensitive adhesive as in Example 1 was coated on the upper surface of the light compensation layer to a thickness of 20 ⁇ m, and then attached to the light guide plate to the light guide plate, and measured in the same manner as in Example 1.
  • Comparative Example 3 was coated in the same manner as in Example 1 so that the light compensation layer thickness is 7um on the upper surface of the silver reflection layer having a thickness of 200um, so that the reflectance is 78 ⁇ 80% at a wavelength of 580 ⁇ 600nm.
  • CIE color coordinate of fabric is -2.37 and b * is -5.74.
  • the transparent acrylic pressure-sensitive adhesive as in Example 1 was coated on the upper surface of the light compensation layer to a thickness of 20 ⁇ m, and then attached to the light guide plate to the light guide plate, and measured in the same manner as in Example 1.
  • Table 1 shows the measurement results according to the thickness of the light compensation layer.
  • 4 shows a reflectance graph according to the thickness of the light compensation layer.
  • Example 3 after forming the light compensation layer of Example 1, the transparent acrylic adhesive was coated with a thickness of 20 ⁇ m on the upper surface of the light correction layer of the reflective film manufactured to have a reflectance of 83 to 85% at a wavelength of 580 nm to 600 nm. Filling, KS standard) test. At this time, the adhesive force is 1,100gf / 25mm.
  • This specimen was cut into 2mm x 450mm and attached to the light guide of the light guide plate, and the lighting was inspected.
  • the acrylic adhesive was attached after being charged in a BLU state at a temperature of 85 ° C and a humidity of 85% Rh. It was visually confirmed.
  • Comparative Example 4 was prepared in the same manner as in Example 3, and then evaluated in the same manner, except that the transparent acrylic pressure-sensitive adhesive having a transmittance of 98% or more so as to have a thickness of 50um and an adhesive force of 2,000gf / 25mm.
  • Comparative Example 5 was prepared in the same manner as in Example 3, and then evaluated in the same manner, except that the transparent acrylic pressure-sensitive adhesive having a transmittance of 98% or more so as to have a thickness of 10um and 900gf / 25mm.
  • Example 4 was prepared in the same manner as in Example 3, and was evaluated in the same manner except that the light compensation layer was manufactured to have a thickness of 30 um and a thickness of 2,000 gf / 25 mm with a transparent acrylic adhesive.
  • Comparative Example 6 was prepared in the same manner as in Example 3, and then evaluated in the same manner except that the optical correction layer was manufactured to have a thickness of 30 ⁇ m and an adhesive force of 850 gf / 25 mm with a transparent acrylic adhesive.
  • Table 2 shows the measurement results according to the thickness and adhesive strength of the transparent acrylic pressure-sensitive adhesive.
  • the light compensation silver reflection sheet for the backlight unit of the liquid crystal display device of the present invention is applied to the light reflection layer or the silver alloy reflection layer containing silver as a main component, thereby improving the uniformity of luminance and color uniformity, thereby improving the LCD backlight of high quality. It can be manufactured, and the transparent adhesive layer is formed on the silver reflection sheet to be easily attached to the light guide plate or the mold frame of the single side or the large-sized backlight, so that the industrial applicability is very high.

Abstract

본 발명은 일변의 에지형 BLU에서 색 균일도 및 휘도의 저하 문제를 해결하기 위하여 광원의 반대면 에지에 설치하는 광보정 은반사시트를 제공하는 것을 목적으로 하며, 수지필름상에 은박막층이 형성된 은반사층 및 상기 은반사층에 안료와 합성수지를 혼합하여 형성한 광보정층을 포함하되, 상기 안료는 LCD 백라이트 유닛(BLU)에 나타나는 색상의 보색 안료를 사용하여 광보정하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치의 백라이트 유닛용 광보정 은반사시트
본 발명은 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광보정 은반사시트에 관한 것으로서, 상세하게는 일변 에지(edge)형 백라이트 구조에서 색 균일도 및 휘도의 저하 문제를 해결하기 위하여 광원의 반대면 에지에 설치하는 광보정 은반사시트에 관한 것이다.
액정표시창치의 슬림화에 따라 직하형 백라이트(backlight) 구조에서 주연부에 광원을 설치하는 에지(edge)형이 개발되었다. 에지형은 원가절감 및 에너지 소비를 줄이기 위하여 광원을 사면 중 일변에 설치하게 되었고, 더욱더 줄이기 위하여 장일변(長一邊)에서 도 1과 같이 단일변(短一邊) 에지형의 채택이 증가하고 있다.
또한, 단일변 뿐만 아니라 LCD 장치가 대형화되면서 에지형 백라이트의 광원으로 반대편과의 거리가 멀어지고 있어 색 균일도 및 휘도 등 광 균일도가 저하되는 현상이 나타나는 문제점이 있어, 광원의 반대면에 반사시트를 설치하여 휘도를 개선하기 위한 개발이 있었으나, 여전히 광원으로부터 멀어질수록 색상이 누렇게 변하고 휘도가 저하되는 현상이 발생하고 있다.
종래의 반사시트는 백색 안료를 도포하거나 함유하는 ABS 수지나 폴리카보네이트, 폴리에스테르 수지 반사시트나 은반사시트가 사용되었다. 백색안료 함유 수지 반사시트는 광 반사율이 낮고, 은반사시트는 대기 중의 황화물 및 수분 등과 반응하여 검게 변하는 현상으로 반사율이 저하되어 방청을 위한 보호층이 필요한 문제점이 있다.
특허문헌 1에는 광의 확산 반사율을 높이기 위하여, 은박막을 적층한 플리스틱 필름면에 백색 안료를 포함한 수지 보호층을 도포하는 것이 개시되어 있으나, 색 균일도의 저하 문제가 여전히 남아 있어 단일변 또는 대형화된 에지형 백라이트 구조에 적용하기에는 어렵다.
선행기술 문헌
(특허문헌 0001) 1. 일본 공개특허 특개평6-15774
본 발명은 단일변 또는 대형의 에지(edge)형 백라이트 유닛(BLU: backlight unit)에서 색 균일도 및 휘도의 저하 문제를 해결하기 위하여 광원의 반대면 에지에 설치하는 광보정 은반사시트를 제공하고자 한다.
상기의 해결하고자 하는 과제를 위한 본 발명에 따른 LCD의 BLU용 은반사시트는, 수지필름상에 은박막층이 형성된 은반사층 및 상기 은반사층에 안료와 합성수지를 혼합하여 형성한 광보정층을 포함하되, 상기 광보정층은 LCD 백라이트 유닛(BLU)에 나타나는 색상의 보색 안료를 사용하여 광보정을 함으로써, BLU의 색 균일도와 휘도를 조정하는 것을 특징으로 한다.
상기 합성수지는 폴리에스테르 수지이고, 상기 안료의 청색은 CI Blue15:3, 보라색은 CI Violet23인 것을 특징으로 한다.
상기 폴리에스테르 수지는 Tg가 60 ℃ 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 은반사시트는 580 ~ 600 nm 파장대에서 반사율이 80 ~ 85 %로 조정되는 것을 특징으로 한다.
상기 은반사시트의 광조정후 CIE색좌표는 a*가 -2.1 ~ -1.8 이고 b*는 -5.5 ~ -4.0인 것을 특징으로 한다.
상기 광보정층의 두께는 0.1 ~ 10 um이고, 상기 은반사시트는 점착층을 더 포함할 수 있으며 두께는 10 ~ 50 um이고, 상기 점착층의 접착력은 1,000gf/25mm 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예로서, 광보정층은 폴리에스테르 10 내지 40 wt%, 유기용매 55 내지 88wt%, 안료 0.1 내지 2 wt% 비율로 혼합된 광보정 코팅액을 사용하여 코팅하여 제조하는 것을 특징으로 한다.
상기 광보정 코팅액에는 고분자계 분산제, 소포제 또는 레벨링제를 0.25 ~ 3 wt%가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예로서, 직사각형의 도광판의 일변 입광부에 설치된 광원부 및 상기 광원부의 맞은편 도광부의 대광부에 부착 설치된 은반사시트를 포함하는 백라이트 유닛을 특징으로 하고, 상기 백라이트 유닛을 사용한 LCD 장치를 특징으로 한다.
본 발명은 은 반사층 또는 은을 주성분으로 하는 은합금 반사층에 광보정층을 도포함으로써, 휘도의 균일성과 색상의 균일도를 향상시켜 고품위의 LCD 백라이트를 제조할 수 있다.
또한, 은반사시트에 투명한 점착층을 형성하여 단일변 또는 대형의 백라이트의 대광부 도광판 또는 몰드 프레임에 간편하게 부착할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 단일변 백라이트의 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 은반사시트의 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다른 실시예로서 은반사시트의 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 또다른 실시예로서 은반사시트의 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 일실시예로서 광보정층이 형성된 은반사시트의 반사율 관리를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 일실시예로서 광보정층의 두께에 따른 은반사시트의 반사율 그래프를 보여준다.
도면의 주요부호 설명
10: 광원부 20: 도광판 30: 은반사시트
31: 수지필름 32: 은박막층 33: 광보정층
34: 투명 점착층 35: 이형층
수지필름상에 은박막층이 형성된 은반사층 및 상기 은반사층의 양면 중 어느 한 면에 안료와 합성수지를 혼합하여 형성한 광보정층을 포함하되, 상기 광보정층은 청색안료 CI Blue15:3과 보라색 안료 CI Violet23의 혼합 안료를 사용하고, 상기 합성수지는 Tg가 60 ℃ 이상 폴리에스테르이고, 광보정후 은반사시트의 반사율이 580 ~ 600 nm 파장대에서 반사율이 80 ~ 85 %로 조정되는 되고, 접착력이 1,000gf/25mm 이상인 점착층을 더 포함하여,BLU의 색 균일도와 휘도를 조정하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 도면을 참고하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 하나의 발명을 설명하기 위한 것으로서 권리범위는 예시된 실시예에 한정되지 아니하고, 예시된 도면은 발명의 명확성을 위하여 핵심적인 내용만 확대 도시하고 부수적인 것을 생략하였으므로 도면에 한정하여 해석하여서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 단일변 백라이트의 정면도이다. 직사각형의 도광판(20)의 단일변 입광부(21)에는 광원부(10)가 설치되고, 광원부의 맞은편 대광부(22)에는 은반사시트(30)가 설치된다. 대형 디스플레이용 백라이트에서는 광원부(10)가 장일변(23)에 설치될 수 있으며, 이때에도 도광판의 폭이 커져 색 균일도가 문제가 되므로 광원부의 맞은편에 은반사시트(30)가 설치된다.
광원부(10)는 광원, 리플렉터 및 지지체로 구성되어 도광판(20) 일변에 빛을 입사시킨다. 광원은 LED 또는 CCFL 등을 사용할 수 있으나 주로 LED가 사용된다.
도광판(20)은 일변에 설치된 광원을 수광하여 빛을 화면 전 영역에 걸쳐 균일하게 분산시켜 LCD에 인도하는 기능을 하며 BLU의 휘도와 균일도를 결정한다.
은반사시트(30)는 도광판(20)의 대광부(22)에 부착 설치되어 휘도와 색 균일도를 향상시킨다.
도 2와 도 3은 은반사시트의 서로 다른 실시예로서 부분 단면도이다. 은반사시트(30)의 광보정층(33)은 도 2와 같이 은박막층(32)의 상부에 형성될 수 있고, 도 3과 같이 은박막층과 반대면인 수지필름(31)상에 형성될 수 있다. 즉, 광보정층(33)은 은반사층의 양면 중 어느 한쪽에 형성되어도 되므로 은박막층(32)이 형성된 수지필름(31)을 '은반사층'으로 통칭한다. 이 때 은 박막층이 공기 중에 노출되는 경우에는 방청을 위한 보호층을 은박막층에 형성할 수 있다.
점착층(34)은 부착 방법에 따라 도 2와 같이 광보정층(33)상에 형성할 수도 있고, 도 4와 같이 은반사층의 은박막층(32)상에 형성할 수 있다. 도광판에 직접 부착할 경우에는 도 2와 같이 광보정층상(33)에 점착층을 형성하고, 몰드 프레임을 사용할 경우에는 도 4와 같이 은박막층(32) 상에 점착층(34)을 형성할 수 있다.
은반사층의 반사율은 가시광 영역(400 ~ 700 nm)에서는 90%이상이 되도록 제조한다. 바람직하게는 440 ~ 460 nm에서는 92% 이상이 되도록 하고, 540 ~ 560 nm에서는 95%이상이 되도록 하며, 740 ~ 760 nm에서는 96% 이상이 바람직하다.
은반사시트(30)는 도광판(20)의 두께보다 얇은 폭으로 가공하여 부착되며, 두께는 0.1 ~ 0.3 mm 정도로 0.15 ~ 0.25 mm가 바람직하다. 두께가 이보다 얇아지면 부착 시 휘어지는 등의 불량이 발생하고 재작업을 위한 시간과 제품의 손실이 발생하고 부착하는 시간이 오래 걸려 생산성이 저하된다.
수지필름(31)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에테르 설폰, 폴리에스테르, 폴리(메타) 아크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리아미드 및 폴리염화비닐 등의 호모폴리머 또는 이들 수지의 모노머와 아크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리아미드 및 폴리염화비닐 등의 호모폴리머 또는 이들 수지의 모노머와 공중합 가능한 모노머와의 코폴리머 등으로 구성되는 필름 등에서 선택하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 PET를 사용한다.
은박막층(32)는 PET 등의 수지필름(31)상에 은 또는 은을 주성분으로 하는 은합금(이하 '은'으로 통칭한다.)을 진공증착, 스퍼터링 증착으로 700 ~ 2000 Å 정도의 두께로 형성하거나, 전자잉크로 인쇄한다.
은합금은 은을 주성분으로 하고 금, 팔라듐, 동, 백금, 인듐, 주석, 네오듐, 세륨을 사용할 수 있으며, 이에 한정된 것은 아니다.
광보정층(33)은 색 균일도를 보정하기 위하여 수지에 안료를 혼합한 광보정 코팅액을 은박막층상에 직접 인쇄하거나, 스크린 인쇄, 스프레이 인쇄, 그라비아 인쇄, 마이크로 그라비아 코팅, 슬롯다이 코팅, 콤마 코팅, 바 코팅 등 다양한 방식으로 형성할 수 있으며 코팅된 표면이 특성에 영향을 끼치지 않는 범위 내에서 적정한 방식을 선택하여 사용할 수 있다.
광보정 코팅액은 은박막층(32)과 부착성이 좋아야 하며 안료의 분산성 및 사용성이 좋아야 균일하게 코팅이 될 수 있다.
본 발명에서 상기 광보정 코팅액은 특정한 색상의 염료나 안료를 사용할 수 있으나 광학적 신뢰성을 유지하기 위하여 안료의 사용이 바람직하다. 본 발명에서는 청색의 안료와 보라색의 안료 등을 혼합하여 색 균일도를 위한 색상보정(광보정)을 하였으며, 청색 안료는 CI Blue15:3과 보라색 안료는 CI Violet23이 바람직하다.
상기 광보정 코팅액의 수지로는, 폴리에스테르, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 노말부틸 메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 히드록시에틸 메타크릴레이트, 히드록시프로필 메타크릴레이트, 히드록시에틸 아크릴레이트, 아크릴아미드, 메티롤 아크릴아미드, 글리시딜 메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 노말부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트 중합체 또는 공중합체 또는 삼원공중합체 등의 아크릴계, 폴리우레탄계, 에폭시계, 멜라민계 수지로부터 선택되는 어느 하나의 고분자 재료 또는 이들의 혼합물이 사용가능하며, 바람직하게는 폴리에스테르를 사용한다. 더욱 바람직하게는 Tg 60℃이상의 폴리에스터 수지를 사용해야 원단 롤링 작업 시 원단간 블로킹(bloking)방지를 할 수 있다.
상기 광보정층(33)은 폴리에스테르계 수지와 CI Blue15:3 청색 안료 및 CI Violet23 보라색 안료를 사용한 안료 성분을 유기용매에 혼합하여 은박막층에 코팅하고 가열 건조하여 경화함으로써 형성될 수 있다. 안료의 혼합비는 수지 100wt%에 청색 안료는 1 ~ 10wt% 보라색은 0.1 ~ 5wt%를 첨가한다.
광원에서 멀어질 경우 파장이 짧은 청색 계열의 빛이 입광부 쪽에서부터 점차 감쇠되어, 대광부 쪽은 청색 부족으로 삼원색의 적절한 혼합이 되지 못하여 노란색을 띄게 되므로, 은반사시트의 광보정층에 노란색의 보색관계인 청색 계열의 안료를 넣어 주로 반사되는 빛이 청색이 되도록 청색 안료로 보상을 한다.
상기 유기용매는 상기 고분자 성분과 안료성분이 잘 분산시키고 상용성이 큰 용매이면 어느 것이나 사용가능하며, 바람직하게는 메틸에틸케톤(MEK), 메틸이소부틸케톤(MIBK) 등의 유기 케톤계 용제가 포함되어 사용할 수 있다.
광보정 코팅액의 일실시예로서 폴리에스테르 10 내지 40 wt%, 유기용매 55 내지 88wt%, 안료 0.1 내지 2 wt% 등으로 구성될 수 있다. 또한 고분자계 분산제와 소포제, 레벨링제는 0.25내지 3 wt% 사용할 수 있다.
상기 광보정층의 두께는 0.1내지 10um 두께로 코팅할 수 있다. 너무 얇거나 두꺼운 경우는 광보정 효과가 없거나 강하여 경제성을 고려한 바람직한 코팅 두께는 1 내지 6um 이다. 그러나 반사율을 조정하여 본 광학적 목적을 달성을 할 수 있다면 코팅 두께를 한정하지 않아도 된다.
상기 은반사시트를 도광판(20)의 대광부(22)에 부착함으로써 대광부 쪽이 노랗게 나타나는 현상을 해결하여 BLU를 백색으로 균일하게 하여 휘도가 향상되는 효과가 있다.
도 5는 은반사시트(30)의 반사율 조정을 보여주는 그래프이다. 청색 계열(492 ~ 455 nm)의 반사율이 95% 이상으로 직관적으로 관리하기 어려우므로 보색관계를 이용하여 황색 계열(580 ~ 600nm)에서의 반사율이 80% 이상 85% 이하가 되도록 조정한다.
원단의 CIE 색좌표는 a*가 -2.1 내지 -1.8이고 b*는 -5.5 내지 -4.0 이다.
도 5에서 청색 안료의 양이 많을수록 BBB 쪽으로 반사율 그래프가 이동하여 82% 이하가 되고, BB보다 청색 안료가 적으면 코팅의 색상이 엷어져 BB 쪽으로 반사율 그래프가 이동하게 되어 85% 이상으로 된다. 즉, BB보다 적으면 대광부 쪽이 노랗게 되고 BBB보다 많으면 파랗게 된다.
상기 광보정층(33) 상면에 도광판과 부착을 위하여 투명 점착층(34)을 형성할 수 있다.
점착층(34)은 폴리에스테르계, 아크릴계, 폴리우레탄계, 에폭시계, 멜라민계 등의 점착제를 사용할 수 있으나, 광학적으로 빛의 손실이 적은 아크릴계 투명 점착제를 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 빛의 투과율이 90%이상인 아크릴계 점착제를 사용할 수 있다.
투명 점착층의 점착력이 너무 낮으면 부착 시 쉽게 이탈되는 현상이 있고, 너무 높으면 진액이 많아 가공성이 좋지 않다. 본 발명에 적합한 점착력은 1,000gf/25mm 이상이 바람직하다.
투명 점착층의 두께는 너무 얇은 경우는 도광판과 부착력이 약하여 떨어지는 현상이 발생되고, 너무 두꺼운 경우는 부착성은 좋으나 원가가 상승되고 가공 시 점착의 진액이 눌어붙는 경우가 있어 두께는 10 내지 50 um로 사용될 수 있다. 바람직하게는 12 내지 30um가 적당하다. 더욱 바람직하게는 15 ~ 30 um일 때 부착성과 가공성이 좋다.
점착제에 의한 진액은 도광판에 부착 후 빛샘 현상이 발생되어 제품 특성 및 신뢰성에 중대한 영향을 주므로 진액이 없도록 관리하는 것이 매우 중요한다.
본 발명은 이형층(35)을 더 포함할 수 있다. 이형층은 이형성이 부가된 필름 또는 종이로 된 이형지가 될 수 있다.
본 발명의 광보정층의 효과와 두께에 따른 영향을 살펴보기 위하여 다음과 같이 실시예와 비교예로 테스트 하였다.
[실시예 1]
폴리에스테 수지 100 wt%와 유기용매를 포함한 코팅액에 블루안료 CI Bule 15:3과 보라색 안료 CI Violet23을 혼합하여 광보정 코팅액을 제조하였다. 수지 100wt%에 청색 안료는 5wt% 보라색은 0.1wt%를 첨가하였다.
파장 580nm ~ 600nm에서 반사율이 95% 이상이고 두께가 200 um인 은반사층의 반사층 상면에 광보정 코팅액을 바코터를 사용하여 코팅한 후 가열하여 건조하여 두께가 2um인 광보정층을 형성하였다.
미놀타 CM-3600d를 사용하여 분광반사율을 측정하였고, 파장 580 ~ 600nm에서의 반사율은 83 ~ 85%였다. 이때 원단의 CIE색좌표는 a*가 -1.85이고 b*는 -4.6 이다.
광보정층 상면에 투과율 98%인 투명한 아크릴계 점착제를 20um 두께로 코팅한 후에 은반사시트를 LED 입광부 반대편인 도광판의 대광부에 부착하였다.
백라이트를 점등하여 육안으로 색상 균일도를 판정하고, 휘도측정기 BM7을 사용하여 색차를 측정하였다.
[비교예 1]
비교예 1은 실시예 1에서 사용한 은반사층에 광보정층을 형성하지 않은 은반사시트이다. 실시예 1과 같은 방법으로 미놀타 CM-3600d를 사용하여 분광반사율을 측정하였고, 파장 580nm~600nm에서의 반사율은 95% ~ 98%였다.
이때 원단의 CIE색좌표는 a*가 -0.14이고 b*는 -2.26 이다.
본 필름의 반사면 상면에 실시예 1과 같은 투명한 아크릴 점착제를 두께 20um로 코팅한 후 도광판의 대광부에 부착 후 실시예 1과 같은 방법으로 측정하였다. 실시예 1과 같은 방법으로 백라이트를 점등하여 육안으로 색상 균일도를 판정하고, 휘도측정기 BM7을 사용하여 색차를 측정하였다
[실시예 2]
실시예 2는 실시예 1과 같은 방법으로 광보정층의 두께가 4um가 되도록 코팅한 후 580 ~ 600 nm에서 반사율은 81 ~ 82%가 되도록 하였다. 이때 원단의 CIE색좌표는 a*가 -2.07이고 b*는 -5.26 이다.
투명한 아크릴 점착제를 두께 20um되도록 코팅한 후 실시예 1과 같이 측정하였다.
[비교예 2]
비교예 2는 실시예 1과 같은 방법으로 광보정층 두께가 0.3um가 되도록 코팅한 후 파장 580 ~ 600nm에서 반사율이 86 ~ 88%가 되도록 하였다. 이때 원단의 CIE색좌표는 a*가 -1.50이고 b*는 -3.52 이다.
광보정층 상면에 실시예 1과 같은 투명한 아크릴 점착제를 20um 두께로 코팅한 후 도광판 대광부에 부착하여 실시예 1과 같은 방법으로 측정하였다.
[비교예 3]
비교예 3은 실시예 1과 같은 방법으로 두께가 200um인 은반사층의 상면에 광보정층 두께가 7um가 되도록 코팅한 후 파장 580 ~ 600nm에서 반사율이 78 ~ 80%가 되도록 하였다. 이때 원단의 CIE색좌표는 a*가 -2.37이고 b*는 -5.74 이다.
광보정층 상면에 실시예 1과 같은 투명한 아크릴 점착제를 20um 두께로 코팅한 후 도광판 대광부에 부착하여 실시예 1과 같은 방법으로 측정하였다.
표 1에 광보정층의 두께에 따른 측정결과를 보여준다. 도 4는 광보정층의 두께에 따른 반사율 그래프를 보여준다.
Figure PCTKR2017011000-appb-T000001
투명 아크릴 점착제의 두께와 점착력의 영향을 알아보기 위하여 실험을 하였다.
[실시예 3]
실시예 3은 실시예 1의 광보정층 형성 후 파장 580nm ~ 600nm에서 반사율이 83 ~ 85%가 되도록 제작한 반사필름의 광보정층 상면에 투명 아크릴 점착제를 20um 두께로 코팅한 후에 점착력(180도 필링, KS규격)테스트를 하였다. 이때 점착력은 1,100gf/25mm 이다.
본 시편을 2mm x 450mm로 절단하여 도광판의 대광부에 부착하여 점등 외관 검사를 실시하였고, 부착력의 신뢰성 평가를 위하여 온도 85℃, 습도 85%Rh 환경에 BLU 상태로 장입 후 아크릴 점착제의 부착 상태를 육안으로 확인하였다.
[비교예 4]
비교예 4는 실시예 3과 동일한 방법으로 광보정층을 제작한 후에 투과율 98%이상인 투명 아크릴 점착제로 두께 50um이고 점착력이 2,000gf/25mm가 되도록 제작한 것 외에는 모두 동일하게 평가하였다.
[비교예 5]
비교예 5는 실시예 3과 동일한 방법으로 광보정층을 제작한 후에 투과율 98% 이상인 투명 아크릴 점착제로 두께 10um이고 점착력이 900gf/25mm가 되도록 제작한 것 외에는 모두 동일하게 평가하였다.
[실시예 4]
실시예 4는 실시예 3과 동일한 방법으로 광보정층을 제작한 후에 투명 아크릴 점착제로 두께 30um이고 점착력이 2,000gf/25mm가 되도록 제작한 것 외에는 모두 동일하게 평가하였다.
[비교예 6]
비교예 6은 실시예 3과 동일한 방법으로 광보정층을 제작한 후에 투명 아크릴 점착제로 두께 30um이고 점착력이 850gf/25mm가 되도록 제작한 것 외에는 모두 동일하게 평가하였다.
표 2에 투명 아크릴 점착제의 두께와 점착력에 따른 측정 결과를 보여준다.
Figure PCTKR2017011000-appb-T000002
본 발명의 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광보정 은반사시트는 은 반사층 또는 은을 주성분으로 하는 은합금 반사층에 광보정층을 도포함으로써, 휘도의 균일성과 색상의 균일도를 향상시켜 고품위의 LCD 백라이트를 제조할 수 있고, 은반사시트에 투명한 점착층을 형성하여 단일변 또는 대형의 백라이트의 대광부 도광판 또는 몰드 프레임에 간편하게 부착할 수 있어 산업상 이용가능성이 매우 높은 발명인 것이다.

Claims (6)

  1. 수지필름상에 은박막층이 형성된 은반사층 및
    상기 은반사층의 양면 중 어느 한 면에 안료와 합성수지를 혼합하여 형성한 광보정층을 포함하되,
    상기 광보정층은 청색안료 CI Blue15:3과 보라색 안료 CI Violet23의 혼합 안료를 사용하고,
    상기 합성수지는 Tg가 60 ℃ 이상 폴리에스테르이고,
    광보정후 은반사시트의 반사율이 580 ~ 600 nm 파장대에서 반사율이 80 ~ 85 %로 조정되는 되고,
    접착력이 1,000gf/25mm 이상인 점착층을 더 포함하여,
    BLU의 색 균일도와 휘도를 조정하는 것을 특징으로 하는 LCD의 BLU용 은반사시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 은반사시트의 광조정후 CIE색좌표는 a*가 -2.1 ~ -1.8이고 b*는 -5.5 ~ -4.0인 것을 특징으로 하는 LCD의 BLU용 은반사시트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광보정층의 두께는 0.1 ~ 10 um인 것을 특징으로 하는 LCD의 BLU용 은반사시트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 은반사시트는 점착층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LCD의 BLU용 은반사시트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 점착층의 두께는 10 ~ 50 um인 것을 특징으로 하는 LCD의 BLU용 은반사시트.
  6. 제1항의 LCD의 BLU용 은반사시트를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 광보정층은 폴리에스테르 10 내지 40 wt%, 유기용매 55 내지 88wt%, 안료 0.1 내지 2 wt% 비율로 혼합된 광보정 코팅액을 사용하여 코팅하는 것을 특징으로 하는 LCD의 BLU용 은반사시트의 제조 방법.
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