WO2018093212A1 - 액정표시장치용 고휘도 필름, 복합시트 및 이를 이용한 lcd 구조 - Google Patents

액정표시장치용 고휘도 필름, 복합시트 및 이를 이용한 lcd 구조 Download PDF

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film
high brightness
liquid crystal
crystal display
sheet
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은종혁
김병남
류민영
안호진
강신비
김영식
이환섭
이성훈
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주식회사 효성
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    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D4/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
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    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors

Definitions

  • the present invention relates to a high brightness film for a liquid crystal display (hereinafter referred to as an LCD), a composite sheet, and an LCD structure using the same. More specifically, at least one phosphor of a YAG phosphor and a LuAG phosphor in a base film is used.
  • the present invention relates to a high brightness film, a composite sheet for a liquid crystal display device having improved luminance and color reproducibility, and an LCD structure using the same.
  • OLED Organic Light-Emitting Diode
  • the LCD is applying a brightness enhancement film to increase the contrast (contrast).
  • the brightness enhancing film may be attached to a BLU (Back Light Unit) using a light shielding tape.
  • a reflective polarizing film is used as the brightness enhancing film.
  • a reflective polarizing film is a film in which a high refractive index layer and a low refractive index layer are alternately laminated. Commercially, 3M's Dual Brightness Enhancement Film, DBEF ') is used.
  • a liquid crystal display device applied to a general LCD TV using a brightness enhancement film has a structure in which a white LED layer, a diffusion plate, a prism sheet, a DBEF film, and a liquid crystal panel are stacked in order from the bottom. That is, the light emitted from the white LED is condensed through the prism sheet and the brightness is improved through the DBEF film.
  • the present invention has been invented in view of the above circumstances, and provides a high-brightness film to which a phosphor which can be used in place of a DBEF film or used with a DBEF to improve brightness, and can be applied to improve brightness and color reproducibility.
  • An object of the present invention is to provide a liquid crystal display (LCD) structure.
  • the phosphor in the base film it is characterized in that it comprises only the YAG-based phosphor, only LuAG-based phosphor or YAG-based phosphor and LuAG-based phosphor mixed phosphor.
  • the YAG-based phosphor is Y 3 A1 5 0 12 : Ce 3 + (YAG: Ce), Tb 3 A1 5 0 12 : Ce 3 + (TAG: Ce), Ca 3 (Sc, Mg) 2 Si 3 O 12 : Ce 3+ , Y 3 Mg 2 AlSi 2 O 12 : Ce 3 +
  • LuAG-based phosphor is Lu 3 Al 5 O 12 : Ce 3 + , Tb 3 Al 5 O 12 : Ce 3 + , Lu 2 CaMg 2 Si 3 O 12 : Ce 3 + It is characterized in that at least one.
  • LuAG-based phosphor is characterized in that it comprises 1 to 20wt%.
  • the thickness of the high brightness film is characterized in that 50 to 300 ⁇ m.
  • At least one side of the base film is characterized by coating an absorbing pigment layer containing the absorbing pigment.
  • the absorbing pigment is characterized in that the inside of the base film is dispersed.
  • the absorption pigment is characterized by absorbing light in at least one of the wavelength band of 380 ⁇ 430nm, 480 ⁇ 510nm, 560 ⁇ 600nm.
  • the absorbing pigment layer is a soluble azo pigment (Carmine 6B), insoluble azo pigment (Toluidine Red), NaPhthol AS-based (Fast Red FGR), Monoazo Yellow-based (Monoazo Yellow G), Disazo Yellow-based (Disazo Yellow GG) pigments At least any one of the features.
  • the absorbing pigment is characterized in that it is contained 0.01 to 5wt% in the absorbing pigment layer.
  • the absorbing pigment is characterized in that it comprises 0.01 to 5wt% in the base film.
  • the thickness of the absorbing pigment layer is characterized in that 0.1 to 15 ⁇ m.
  • At least one side of the base film is characterized by coating an absorbing dye layer containing the absorbing dye.
  • the absorbing dye is characterized in that the inside of the base film is dispersed.
  • the absorbing dye is characterized by absorbing light of at least one wavelength band of 380 ⁇ 430nm, 480 ⁇ 510nm, 560 ⁇ 600nm.
  • the absorbing dye is a hydroxy benzotriazole (hydroxy-benzotriazole), rhodamine (rhodamine, RH), squaraine (Squarine, SQ), cyanine (CY) and tetraaza porphyrin (Tetra aza porphyrin) , TAP) -based dyes.
  • the absorbing dye is characterized in that it is contained 0.01 to 5wt% in the absorbing dye layer.
  • the absorbing dye is characterized in that it comprises 0.01 to 5wt% in the base film.
  • the thickness of the absorbing dye layer is characterized in that 0.01 to 20 ⁇ m.
  • it is characterized in that it further comprises a back coating layer containing PMMA particles or PMMA particles and an antistatic agent on one surface of the base film.
  • PMMA particles are characterized in that it comprises 0.1 to 5wt% compared to the back coating layer.
  • the antistatic agent is characterized in that it comprises 0.01 to 3wt% compared to the back coating layer.
  • the thickness of the back coating layer is characterized in that 1 to 10 ⁇ m.
  • a low refractive index layer comprising a urethane acrylate oligomer having a fluorine-based polyol as a main chain and hollow nanosilica is formed on at least one surface of the base film.
  • the urethane acrylate oligomer is characterized in that it comprises 10 to 20wt% based on the low refractive layer.
  • the hollow nano silica is characterized in that it comprises 30 to 70wt% with respect to the low refractive layer.
  • the thickness of the low refractive layer is characterized in that 70 to 120nm.
  • the refractive index of the low refractive layer is characterized in that 1.32 to 1.42.
  • the high brightness film and the prism sheet are laminated with an adhesive.
  • the high brightness film and DBEF is characterized by laminating with an adhesive.
  • the high-bright film, prism sheet and DBEF are laminated in order with an adhesive.
  • the high brightness film, the prism sheet and the viewing angle complementary sheet is characterized in that the laminated with an adhesive.
  • the viewing angle complementary sheet is characterized in that the lens film, MOP or diffusion sheet.
  • the backlight unit includes a liquid crystal panel and a backlight unit installed on the bottom of the liquid crystal panel, wherein the backlight unit is laminated with a reflecting plate, a light guide plate, a prism sheet, an image diffusion plate, the blue LED is installed on both sides of the light guide plate, the high brightness film is a prism sheet And between the image diffusion plate or between the light guide plate and the prism sheet.
  • a liquid crystal panel and a backlight unit installed on the bottom of the liquid crystal panel, the backlight unit is a diffusion plate, a prism sheet, an image diffusion plate is sequentially stacked, a blue LED is installed directly below the diffusion plate, the high brightness film It is characterized in that the laminated between the prism sheet and the phase diffusion plate or between the diffusion plate and the prism sheet.
  • the prism sheet is characterized in that it further comprises a DBEF.
  • the prism sheet is characterized in that it further comprises a viewing angle supplement sheet.
  • the viewing angle complementary sheet is characterized in that the lens film, MOP or diffusion sheet.
  • the high brightness film including the phosphor in the base film of the present invention can implement a superior brightness and color reproducibility compared to the existing brightness enhancement film.
  • Figure 1 is a cross-sectional view of a high-bright film
  • Figure 1 (a) comprises a YAG-based phosphor in the base film
  • Figure 1 (b) includes a LuAG-based phosphor
  • Figure 1 (c) is a YAG-based phosphor
  • a high brightness film (HBF) of the present invention each containing a LuAG-based phosphor.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a high purity film coated with an absorbing pigment layer according to the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view of a high brightness film in which an absorbing pigment is dispersed in a base film according to the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a high brightness film coated with an absorbing dye layer according to the present invention.
  • Figure 5 is a cross-sectional view of the high brightness film dispersed in the absorbing dye group in the base film according to the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a high brightness film having a back coating layer according to the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a high brightness film having a low refractive index layer according to the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a composite sheet in which a high brightness film, a prism sheet and a DBEF are laminated in order according to the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a composite sheet laminated with a high brightness film and a viewing angle complementary sheet according to the present invention.
  • FIG. 11A to 11D are views showing different schematic implementations of the LCD structure according to the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic diagram of an LCD structure including the high brightness film and DBEF of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of an LCD structure including a high brightness film and a viewing angle complementary sheet of the present invention.
  • FIG. 14 illustrates a viewing angle measurement result of an LCD when a light guide plate, a high brightness film, a prism sheet, a lens film, and a liquid crystal panel are sequentially disposed in front of a blue LED according to the present invention.
  • FIG. 15 illustrates a viewing angle measurement result of an LCD when a light guide plate, a high brightness film, a MOP, and a liquid crystal panel are sequentially disposed in front of a blue LED according to the present invention.
  • FIG. 16 illustrates a viewing angle measurement result of an LCD when a light guide plate, a high brightness film, a prism sheet, a diffusion sheet, and a liquid crystal panel are sequentially disposed in front of a blue LED according to the present invention.
  • HAF high brightness film
  • a high brightness film (HBF) 100 is a cross-sectional view of a high brightness film (HBF) 100 according to the present invention, characterized in that it comprises a phosphor in the base film (110). More specifically, as shown in (a) of FIG. 1, only the YAG-based phosphor 120 or (b) includes only the LuAG-based phosphor 130, or (c) the YAG-based phosphor 120 and the LuAG-based phosphor ( 130 may include a mixed phosphor including all of them.
  • the base film 110 of the present invention may be used, such as PET, TAC, PC, Polyimide, Acryl film.
  • the phosphor contained in the base film 110 is preferably a phosphor that emits yellow fluorescence in order to exhibit an effect of improving luminance and color reproducibility, and the phosphor is YAG (Yittrium aluminum garnet) -based phosphor 120 and LuAG (Lutetium aluminum). garnet) may include at least one of the phosphor 130.
  • the YAG-based phosphor 120 is Y 3 A1 5 0 12 : Ce 3 + (YAG: Ce), Tb 3 A1 5 0 12 : Ce 3 + (TAG: Ce), Ca 3 (Sc, Mg) 2 Si 3 O 12: Ce 3+, Y 3 Mg 2 AlSi 2 O 12: it is preferable that at least one of a Ce + 3.
  • the YAG-based phosphor 120 is included in the base film 110 as shown in FIG. 1A, it is preferable to include 10 to 40 wt% of the entire base film.
  • the LuAG-based phosphor 130 is included in the base film 110 as shown in FIG. 1B, it is preferable to include 10 to 40 wt% of the entire base film.
  • the YAG-based phosphor 120 and the LuAG-based phosphor 130 are mixed in the base film 110, the YAG-based phosphor is 10 to 40 wt% compared to the entire base film, and the LuAG-based phosphor is included. It is preferable that the phosphor contains 1 to 20wt%.
  • the lower limit of the content of the YAG-based phosphor is less than 10wt%, the effect of improving the brightness is insignificant, and if the upper limit is more than 40wt%, the color reproducibility which is important in the LCD TV is lowered.
  • the LuAG content of the LuAG phosphor is less than 1 wt%, the brightness enhancement effect is insignificant. If the upper limit is exceeded 20 wt%, the LuAG content is preferably in the range of 1 wt% to 20 wt% because the important color reproducibility is lowered in the LCD TV. .
  • Tables 1 to 4 show luminance and color reproducibility according to the content of YAG-based phosphors and LuAG-based phosphors.
  • Luminance Improvement Effect by LuAG-Based Phosphor Content division Ref. DBEF LED TV
  • DBEF QD TV
  • Luminance and Color Reproduction Rate According to Contents of YAG and LuAG Phosphors division Ref. DBEF (LED TV) Ref. DBEF ( QD TV) YAG : LuAG content wt% YAG 10 YAG 10 LuAG 5 YAG 10 LuAG 10 YAG 10 LuAG 20 Luminance [nit] 430 450 Luminance [nit] 430 450 500 550 X 0.2730 0.2593 X 0.2350 0.2406 0.2531 0.2749 Y 0.2925 0.2911 Y 0.2577 0.2701 0.2860 0.2970 Color reproducibility [ % ] 81.6 100 Color reproducibility [ % ] 81.3 81.8 82.4 82.6 division Ref.
  • DBEF (LED TV) Ref.
  • DBEF ( QD TV) YAG : LuAG content wt% YAG 20 YAG 20 LuAG 5 YAG 20 LuAG 10 YAG 20 LuAG 20 Luminance [nit] 430 450 Luminance [nit] 480 520 560 600 X 0.2730 0.2593 X 0.2550 0.2606 0.2731 0.2801 Y 0.2925 0.2911 Y 0.2877 0.2801 0.2910 0.2970 Color reproducibility [ % ] 81.6 100 Color reproducibility [ % ] 82.6 82.3 82.4 82.6 division Ref. DBEF (LED TV) Ref.
  • DBEF QD TV
  • YAG LuAG content wt% YAG 40 YAG 40 LuAG 5 YAG 40 LuAG 10 YAG 40 LuAG 20
  • Luminance and Color Reproducibility According to Phosphor Mixing Ratio YAG: LuAG YAG 5 YAG: LuAG YAG 50 content wt% LuAG 5 LuAG 10 LuAG 20 content wt% LuAG 5 LuAG 10 LuAG 20 Luminance [ nit ] 380 390 430 Luminance [ nit ] 610 630 640 Color reproducibility [ % ] 79.3 79.3 78.3 Color reproducibility [ % ] 72.3 71.3 71.3
  • the high brightness film 100 of the present invention is at least selected from polyethylene terephthalate (PET), triacetyl cellulose (TAC; Triacetylcelluose), polycarbonate (PC; Polycarbonate), polyimide and acrylic (Acryl)
  • PET polyethylene terephthalate
  • TAC triacetyl cellulose
  • PC polycarbonate
  • Acryl acrylic
  • At least any one of the YAG-based phosphor 120 and the LuAG-based phosphor 130 is mixed with any one resin to prepare a mixture.
  • the mixture is prepared according to a casting process in a conventional film production method to produce a base film 110 including phosphors.
  • the conventional casting process according to the present invention refers to melting a thermoplastic chip made through a polymerization process and discharging it to a T-die having a predetermined width to make a sheet, and then making a stretched film through a biaxial stretching process.
  • the high brightness film 100 When manufacturing the high brightness film 100 by dispersing the phosphor in the base film 110 as in this embodiment, it is possible to improve the brightness and color reproducibility that can control curl without the need to separately coat the phosphor on the base film 110. This possible high brightness film can be produced.
  • the thickness of the high brightness film 100 is 50 ⁇ m to 300 ⁇ m.
  • the thickness is less than 50 ⁇ m, the brightness enhancement effect is insufficient, and when the thickness is greater than 300 ⁇ m, there is a problem that the ease of handling in the liquid crystal display device manufacturing process is inferior.
  • the high brightness film 100 is an absorbing pigment produced by uniformly dispersing one or more absorbing pigments (Pigment) absorbing a specific wavelength band in a stirrer with a polymer matrix in order to obtain a more vivid color reproduction rate
  • the layer 150 may further include.
  • the prepared absorbing pigment layer 150 may be formed on at least one surface of the base film as a Mayer Bar. As shown in FIG. 2, the coating is coated on at least one surface of the base film 110 with a predetermined thickness and then cured using an electrodeless lamp.
  • the polymer matrix used in the absorbing pigment layer 150 of the present invention may include a monofunctional urethane acrylate oligomer, a monofunctional monomer, and the like, and a photoinitiator, a leveling agent, an antifoaming agent, and the like may be added.
  • a photoinitiator examples include IG184, IG907, TPO, CP4, and the like. Of these, the preferred photoinitiators are IG184, TPO.
  • the absorbing pigments included in the absorbing pigment layer 150 of the present invention are soluble azo pigments (Carmine 6B), insoluble azo pigments (Toluidine Red), NaPhthol AS based (Fast Red FGR), Monoazo Yellow based (Monoazo Yellow G) and Disazo Yellow (Disazo Yellow GG) Pigment It may be at least one of the.
  • the absorbing pigment of the present invention is preferably a pigment that absorbs light in at least one of the wavelength range of 380 ⁇ 430 nm, 480 ⁇ 510nm and 560 ⁇ 600nm.
  • the thickness of the preferable absorbing pigment layer 150 is 0.1-15 micrometers.
  • the thickness of the absorbing pigment layer is less than 0.1 ⁇ m, the effect of synergistic color reproduction is insufficient, and when the thickness of the absorbing pigment layer is more than 15 ⁇ m, luminance decreases.
  • the absorbing pigment layer 150 preferably contains 0.01 to 5 wt% of a pigment. If it is less than 0.01 wt%, there is no effect of improving color reproducibility, and if it is more than 5 wt%, the luminance is lowered.
  • the luminance and color reproducibility of the absorbing pigment content and the coating thickness of the absorbing pigment layer according to the absorbing pigment type are shown in Tables 5 to 9 below.
  • the luminance data of Tables 5 to 9 are data converted into "%" as compared to QD Ref. (450nit).
  • the mixing ratio of the YAG-based phosphor: LuAG-based phosphor was set to 20wt%: 2wt%, and the thickness of the absorbing pigment layer 150 was fixed at 0.1 ⁇ m, and the respective absorbing pigment layers were absorbed. It was measured using a high brightness film 100 prepared by fixing the pigment to include 0.1wt%.
  • the YAG-based phosphor 120 and the LuAG-based phosphor 130 are uniformly dispersed at 10 to 40 wt% and 1 to 20 wt% in molten resin such as PET, TAC, PC, Polyimide, and Acryl, respectively, and then cast.
  • molten resin such as PET, TAC, PC, Polyimide, and Acryl
  • thermoplastic chip manufactured through a polymerization process is melted and discharged to a die having a predetermined width to produce a sheet, and then a stretched film is manufactured through a biaxial stretching process.
  • PET film 100M was prepared through a biaxial stretching process.
  • the specific film forming process is as follows.
  • 900Kg of PET Chip manufactured through polymerization process is fed and melted, 100Kg of YAG phosphor is precisely dispersed through high temperature mixer, and then quantitatively extruded in T-Die, and molten PET Chip with precisely dispersed phosphor is formed into sheet.
  • Melt PET resin was discharged through a slit gap (300 ⁇ m) to quench and solidify the melt resin in the casting roll, and manufactured it in the form of a casting sheet. Then, heat the casting sheet at 120 °C, longitudinally stretch it using the roll speed difference (10M / min speed), stretch both sides of the sheet to the clip, stretch 110%, and run at a speed of 10M / min.
  • the PET film of 100M was wound up.
  • 0.1 wt% of the soluble azo pigment (Carmine 6B) is mixed with the polymer matrix and stirred for 60 minutes.
  • a monofunctional urethane acrylate oligomer and a monofunctional monomer were used as a polymer matrix.
  • the photoinitiator is then added to the pigment and matrix mixture.
  • the photoinitiator may be selected from IG184, IG907, TPO, and CP4, and may be added in an amount of 1 to 5 wt%.
  • 5 wt% of IG 184 and TPO are added at a ratio of 5: 5.
  • the coating solution was coated on one or both sides of the PET film with a Mayer Bar, and then irradiated for about 5 seconds using an electrodeless lamp to prepare a brightness improving film.
  • the amount of light irradiated at this time is preferably 500 mj or less.
  • a PET film was prepared in the same manner as in Preparation Example 2, except that 850 Kg of PET Chip was used and the content of LuAG phosphor was adjusted to 50 Kg (5 wt% of Resin).
  • a PET film was prepared in the same manner as in Preparation Example 2, except that 800 Kg of PET Chip was used and the content of LuAG phosphor was adjusted to 100 Kg (10 wt% of Resin).
  • a PET film was prepared in the same manner as in Production Example 1, except that 800 Kg of PET Chip was used and the content of YAG phosphor was adjusted to 200 Kg (20 wt% of Resin).
  • a PET film was prepared in the same manner as in Preparation Example 2, except that 790 Kg of PET Chip was used and the content of YAG phosphor was adjusted to 200 Kg (20 wt% of Resin).
  • YAG phosphor content was 200 Kg (20wt% Resin)
  • LuAG phosphor content was adjusted to 50 Kg (5wt% Resin)
  • the same method as in Preparation Example 2 PET film was prepared.
  • YAG phosphor content was 200 Kg (20wt% Resin)
  • LuAG phosphor content was adjusted to 200 Kg (20wt% Resin)
  • the same method as in Preparation Example 2 PET film was prepared.
  • a PET film was prepared in the same manner as in Production Example 1, except that 600Kg PET Chip was used and the content of the YAG phosphor was adjusted to 400 Kg (40 wt% of Resin).
  • a PET film was prepared in the same manner as in Preparation Example 2, except that 590 Kg of PET Chip was used and the content of YAG phosphor was adjusted to 400 Kg (40 wt% of Resin).
  • YAG phosphor content was 400 Kg (40wt% Resin), LuAG phosphor content was adjusted to 50 Kg (5wt% Resin)
  • the same method as in Preparation Example 2 PET film was prepared.
  • PET film was prepared.
  • a PET film was prepared in the same manner as in Production Example 1, except that 950 Kg PET Chip was used and the content of YAG phosphor was adjusted to 50 Kg (5 wt% of Resin).
  • a PET film was prepared in the same manner as in Preparation Example 2, except that 940 Kg of PET Chip was used and the content of YAG phosphor was adjusted to 50 Kg (5 wt% of Resin).
  • YAG phosphor content was 50 Kg (5wt% Resin)
  • LuAG phosphor content was adjusted to 50 Kg (5wt% Resin)
  • the same method as in Preparation Example 2 PET film was prepared.
  • 850Kg PET Chip YAG phosphor content of 50 Kg (5wt% Resin), LuAG phosphor content was adjusted to 100 Kg (10wt% Resin) The same method as in Preparation Example 2 PET film was prepared.
  • a PET film was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that 500 Kg of PET Chip was used and the content of YAG phosphor was adjusted to 500 Kg (50 wt% of Resin).
  • a PET film was prepared in the same manner as in Preparation Example 2, except that 490 Kg PET Chip was used and the content of YAG phosphor was adjusted to 500 Kg (50 wt% of Resin).
  • YAG phosphor content was 500Kg (50wt% Resin)
  • LuAG phosphor content was adjusted to 50 Kg (5wt% Resin) in the same manner as in Preparation Example 2 PET film was prepared.
  • YAG phosphor content was 500Kg (50wt% Resin)
  • LuAG phosphor content was adjusted to 100Kg (10wt% Resin) PET in the same manner as in Preparation Example 2 A film was prepared.
  • YAG phosphor content was 100Kg (10wt% Resin)
  • LuAG phosphor content was adjusted to 5Kg (0.5wt% Resin) in the same manner as in Preparation Example 2 PET film was prepared.
  • YAG phosphor content is 100Kg (10wt% Resin)
  • LuAG phosphor content is adjusted to 150Kg (15wt% Resin) PET in the same manner as in Preparation Example 2 A film was prepared.
  • Table 10 shows the components and compositions of Preparation Examples 1 to 22 in a summary.
  • the brightness enhancing film prepared according to the first to 12th example was cut to A4 size, and after producing the LCD using the brightness and color reproducibility was measured, the results are shown in Table 11 below.
  • the LCD was configured in the order of a light source (Blue LED), a POP (Prism on Prism) film, a liquid crystal panel, and the brightness enhancement film was disposed between the light source and the POP film.
  • luminance was measured using the BM-7 FAST color luminance meter of Topcon, Japan.
  • the luminance and color reproducibility were measured in the same manner as in the Examples for the luminance improving film prepared according to Preparation Examples 13 to 22, and the results are shown in Table 12 below.
  • the high brightness film 100 of the present invention may disperse one absorption pigment absorbing a specific wavelength band in the base film 110 in order to obtain a more vivid color reproduction rate.
  • the high brightness film 100 of the present invention may have a form in which the absorbing pigment 160 is dispersed in the base film 110.
  • the YAG-based phosphor 120 is dispersed as shown in (a) of FIG. 3 together with the absorbing pigment 160 in the base film 110, or as shown in (b) of FIG.
  • the LuAG-based phosphor 130 may be dispersed, or a mixed phosphor of the YAG-based phosphor and the LuAG-based phosphor may be dispersed as shown in FIG.
  • the absorbing pigment 160 dispersed in the base film 110 of the present invention is a soluble azo pigment (Carmine 6B), an insoluble azo pigment (Toluidine Red), NaPhthol AS (Fast Red FGR), Monoazo Yellow (Monoazo Yellow G) And Disazo Yellow-based (Disazo Yellow GG) Pigments It may include at least one of the.
  • the absorbing pigment 160 of the present invention is preferably a pigment that absorbs light in at least one of the wavelength band of 380 ⁇ 430 nm, 480 ⁇ 510nm and 560 ⁇ 600nm.
  • the base film 110 preferably includes 0.01 to 5 wt% of the absorbing pigment 160. If it is less than 0.01 wt%, there is no effect of increasing color reproduction, and if it exceeds 5wt%, a problem of deterioration of luminance occurs.
  • High brightness film 100 is absorbed by evenly dispersing one or more absorbent dye (dyestuff) absorbing a specific wavelength band in a stirrer with a polymer matrix to obtain a more vivid color reproduction rate
  • the dye layer 170 may be further included.
  • the manufactured absorbing dye layer 170 may be formed on at least one surface of the base film as a Mayer Bar. As shown in FIG. 4, an absorbent dye is coated on at least one surface of the base film 110 to a predetermined thickness, and then cured using an electrodeless lamp to form an absorbent dye layer 170.
  • the polymer matrix used in the absorbing dye layer 170 of the present invention includes a monofunctional urethane acrylate oligomer, a monofunctional monomer, and the like, and a photoinitiator, a leveling agent, an antifoaming agent, and the like may be added.
  • the photoinitiators include IG184, IG907, TPO, CP4, and preferred photoinitiators are IG184, TPO.
  • Absorbing dyes included in the absorbing dye layer 170 of the present invention is hydroxy benzotriazole (hydroxy-benzotriazole), rhodamine (rhodamine, RH), squaraine (Squarine, SQ), cyanine (cyanine, CY) At least one of the) -based and tetraaza porphyrin (TAP) -based dyes.
  • the hydroxy benzotriazole-based dye is preferably 4-Hydroxy-1H-benzotriazole, 2- (2-Hydroxy-5-methylphenyl) benzotriazole, or the like.
  • the rhodamine (rhodamine, RH) -based dye is preferably Rhodamine, Rhodamine 6G and the like.
  • the squaraine (Squarine, SQ) -based dye is preferably 2,4-Bis [4- (N, N-dibenzylamino) -2,6-dihydroxyphenyl] squaraine.
  • the cyanine (Cyanine, CY) -based dye is preferably Phthalocyanine and the like.
  • the absorbing dye is preferably a dye that absorbs light in at least one of the wavelength band of 380 ⁇ 430 nm, 480 ⁇ 510nm and 560 ⁇ 600nm.
  • the thickness of the preferable absorbing dye layer 170 is 0.01-20 ⁇ .
  • the thickness of the absorbing dye layer is less than 0.01 ⁇ m, the effect of synergistic color reproduction is insufficient, and when the thickness of the absorbing dye layer is greater than 20 ⁇ m, luminance decreases.
  • the absorbing dye layer 170 preferably contains 0.01 to 5wt% dye. If it is less than 0.01 wt%, there is no effect of improving color reproducibility, and if it is more than 5 wt%, the luminance is lowered.
  • the luminance and color reproducibility according to the absorbing dye content and the coating thickness of the absorbing dye layer according to the absorbing dye type are shown in Tables 13 to 18 below.
  • the luminance data of Tables 13 to 18 is data converted into "%" as compared to QD Ref. (450nit).
  • Table 13 to Table 18 are all the same, the mixing ratio of the YAG-based phosphor: LuAG-based phosphor was set to 20wt%: 2wt%, the thickness of the absorbing dye layer 170 is fixed to 0.1 ⁇ m, each absorbed in the absorbing dye layer The dye was measured using a high brightness film 100 prepared by fixing to include 0.1wt%.
  • the absorbing dye layer 170 is not continuously formed on one surface of the base film 110, and the prism sheet 210 is laminated on the upper layer of the base film 110, and is formed thereon so that the prism sheet is interposed therebetween. It may be arranged discontinuously to improve the brightness of the LCD.
  • the absorbing dye layer 170 When the absorbing dye layer 170 is located at the upper end of the prism sheet 210 as shown in Table 19, the color reproducibility is less than that of the case where the absorbing dye layer is formed at the lower end of the prism sheet, but the luminance is very excellent. It is more effective than the luminance.
  • the high brightness film 100 may be formed by dispersing one type of absorbing dye absorbing a specific wavelength band in the base film 110 in order to obtain a clearer color reproduction.
  • the high brightness film 100 of the present invention may have a form in which the absorbing dye 180 is dispersed in the base film 110.
  • the YAG-based phosphor is dispersed in the base film 110 together with the absorbing dye 180 as shown in FIG. 5 (a), or as shown in FIG. 5 (b).
  • the phosphor is dispersed, or a mixed phosphor of the YAG-based phosphor and the LuAG-based phosphor is dispersed as shown in FIG.
  • Absorption dye 180 dispersed in the base film 110 of the present invention is a hydroxy benzotriazole (hydroxy-benzotriazole), rhodamine (rhodamine, RH), squalane (squarine, SQ), cyanine (cyanine) , CY) and tetraaza porphyrin (TAP) -based dyes may include at least one.
  • the absorbing dye 180 of the present invention is preferably a dye for absorbing light in at least one of the wavelength band of 380 ⁇ 430 nm, 480 ⁇ 510nm and 560 ⁇ 600nm.
  • the base film 110 preferably includes 0.01 to 5 wt% of the absorbing dye 180. If it is less than 0.01 wt%, there is no effect of increasing color reproduction, and if it exceeds 5wt%, a problem of deterioration of luminance occurs.
  • the high brightness film 100 further includes a back coating layer 200 including PMMA particles or PMMA particles and an antistatic agent on one surface of the base film 110 as shown in FIG. 6. It may include.
  • the particles included in the back coating layer 200 impart irregularities to the rear surface of the optical film to prevent blocking with other optical sheets, thereby improving workability, and preventing static electricity generated by friction in the process.
  • the coating crude liquid used for the back coating layer is composed of urethane acrylate oligomer, monofunctional monomer, photoinitiator, leveling agent, dispersant and PMMA particles.
  • the PMMA particles are preferably contained 0.1 to 5 wt% with respect to the entire back coating layer. If less than 0.1wt% does not form sufficient irregularities on the back of the optical film, if it is more than 5wt% caused a loss of transmitted light due to high haze, the haze of the back coating layer is adjusted to 1 to 20% by adjusting the content of PMMA particles It is desirable to.
  • an antistatic agent may be added as an additive to the back coating layer 200 as necessary.
  • the surface resistance can be adjusted by adding the antistatic agent, and the antistatic agent is preferably included in an amount of 0.01 to 3wt% relative to the entire back coating layer.
  • the content of the antistatic agent is less than 0.01 wt%, the surface resistance for the antistatic is insufficient, and when the content of the antistatic agent is more than 3wt%, it will result in the addition of more excess than necessary. It is desirable to adjust the range so as to be in the range of 10 10 to 10 12 Ohm / square.
  • the surface resistance is 10 10 ⁇ 10 12 Ohm / ⁇ , it is possible to prevent the obstacle in the dynamic state of the film, and the charging phenomenon after the charging is immediately attenuated.
  • the back coating layer 200 of the present invention may use a back coating method such as bar coating and slot-die coating.
  • the thickness of the back coating layer 200 is preferably 1 to 10 ⁇ m. If the thickness is less than 1 ⁇ m, sufficient unevenness is not formed on the back surface of the optical film, and thus blocking is difficult to prevent. If the thickness is more than 10 ⁇ m, the problem of transmission light loss due to high haze occurs.
  • the high brightness film 100 is a low refractive layer including a urethane acrylate oligomer and a hollow nano silica having a fluorine-based polyol as a main chain on at least one surface of the base film 110 as shown in FIG. 190 may be included.
  • the low refractive index layer 190 is to further improve the luminance and may be formed on both the upper and lower portions of the base film 110 as shown in FIG. 7 (a) or the base film 110 as shown in FIG. 7 (b). Can be.
  • the coating crude liquid for forming the low refractive layer 190 may include a urethane acrylate oligomer, a polyfunctional monomer, a monofunctional monomer, a photoinitiator, a leveling agent, a dispersant, and hollow nanosilica.
  • the urethane acrylate oligomer has the structure shown in the following [Formula 1].
  • x, y, z and n are integers between 0 and 50.
  • the urethane acrylate oligomer has a fluorine-based polyol as a main chain and is included in an amount of 10 to 20 wt% based on the low refractive layer 190. If the content of fluorine-based polyol is less than 10wt%, the refractive index of the low refractive index layer is increased, and light loss occurs. If the content of the fluorine-based polyol is more than 20wt%, the monomer content is reduced and the crosslinking density decreases, so it is difficult to secure physical properties such as surface hardness. .
  • the multifunctional monomer and the monofunctional monomer may be composed of pentaerythritol triacrylate (PETA) and acrylic morpholine (ACMO), and are included in a ratio of 20 to 30 wt% with respect to the low refractive layer.
  • PETA pentaerythritol triacrylate
  • ACMO acrylic morpholine
  • the photoinitiator, leveling agent, dispersant may be included 1 to 5wt% based on the low refractive layer.
  • the hollow nano silica can be used, for example, hollow nano silica of Japan's one-way catalyst, it is preferably included 30 to 70wt% with respect to the low refractive layer 190. This is because if the content of the hollow nanosilica is less than 30wt%, the reflectance is increased by 2.5% or more, thereby causing the loss of transmitted light. If the content of the hollow nanosilica is greater than 70%, the dispersion of the hollow nanosilica particles occurs, resulting in uneven appearance.
  • the coating of the low refractive index layer 190 may be a method such as bar coating, slot-die coating, Micro Gravure coating, the thickness of the low refractive layer 190 is preferably 70 to 120 nm. If the thickness of the low refractive index layer 190 is less than 70 nm or more than 120 nm, the reflectance may be increased, thereby causing a decrease in luminance due to transmitted light loss.
  • the refractive index of the low refractive layer 190 is 1.32-1.42, and it is more preferable that it is 1.34-1.38 for brightness improvement.
  • a single-sided and double-sided coating was performed on the PET film of Japan JSR Co., Ltd. low refractive coating solution TU2359 at a thickness of 100 nm using a slot die coater, and then irradiated with ultraviolet light for about 5 seconds using an electrodeless lamp.
  • the light quantity of irradiated ultraviolet rays was 1000 mJ or less.
  • a single-sided and double-sided coating was performed on the PET film of Japan JSR Co., Ltd. low refractive coating solution TU2359 at a thickness of 100 nm using a slot die coater, and then irradiated with ultraviolet light for about 5 seconds using an electrodeless lamp.
  • the light quantity of irradiated ultraviolet rays was 1000 mJ or less.
  • a single-sided and double-sided coating was performed on the PET film of Japan JSR Co., Ltd. low refractive coating solution TU2359 at a thickness of 100 nm using a slot die coater, and then irradiated with ultraviolet light for about 5 seconds using an electrodeless lamp.
  • the light quantity of irradiated ultraviolet rays was 1000 mJ or less.
  • a single-sided and double-sided coating was performed on the PET film of Japan JSR Co., Ltd. low refractive coating solution TU2359 at a thickness of 100 nm using a slot die coater, and then irradiated with ultraviolet light for about 5 seconds using an electrodeless lamp.
  • the light quantity of irradiated ultraviolet rays was 1000 mJ or less.
  • a high brightness film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the low refractive layer was not coated.
  • a high brightness film was prepared in the same manner as in Example 2 except that the low refractive layer was not coated.
  • the LCD After manufacturing the LCD by cutting the high brightness film prepared according to the Examples and Comparative Examples in A4 size, the front brightness and color reproduction rate of the high brightness film were measured by a luminance measuring device (BM-7 FAST color difference luminance meter from Topcon, Japan). The results are shown in Table 20 below.
  • the LCD was configured by sequentially arranging a reflecting plate, a light source (Blue LED), a high brightness film, a prism, and a liquid crystal display panel.
  • the high brightness film 100 and several other films may be adhered in the form of one sheet to form a composite sheet 300 for a liquid crystal display device.
  • the high-brightness film 100 and the optical film are laminated with an adhesive to produce a composite sheet, which can be applied to the LCD.
  • the optical film may be used by selecting at least one of a prism sheet, a DBEF, and a viewing angle complementary sheet.
  • the prism sheet 210 is preferably used by laminating each of a POP (Prism On Prism, two composite film) or vertical and horizontal prism sheets.
  • POP Prism On Prism, two composite film
  • the viewing angle complementary sheet in the present invention is a lens (lens) film 240, MOP (Micro lens On Prism, a multi-layer laminated film film that can function on the prism layer) (250), diffusion sheet 260 It is preferable that it is either.
  • the adhesive is preferably an optical clear adhesive (OCA), and may be bonded by direct bonding (full lamination) or air gap bonding.
  • OCA optical clear adhesive
  • the direct bonding method has a lower yield than the air gap bonding method, but has excellent optical properties and high visibility and low power consumption.
  • the lamination is performed by the process as shown in FIG.
  • the optical film F1 is supplied through the first feed roller R1, and the high brightness film F2 is supplied through the second feed roller R2.
  • the optical film (F1) passes through the adhesive coating roller (R3), the adhesive (A) is applied to at least one side of the optical film and then laminated with the high-brightness film (F2) via a paper roller (R4) composite sheet (F3) ) Is completed.
  • the composite sheet 300 of the present invention may be formed by applying an adhesive between the high brightness film and the optical film.
  • the composite sheet 300 may be formed by applying an adhesive between the high brightness film 100 and the DBEF 220.
  • the composite sheet 300 may be formed by applying an adhesive between the high brightness film 100 and the prism sheet 210.
  • an adhesive is applied between the high brightness film 100 and the prism sheet 210 and between the prism sheet 210 and the DBEF 220, respectively, as shown in FIG. 8.
  • the sheet 300 may be formed.
  • the lamination process of adhering the DBEF 220 is repeated to repeat the high brightness film 100 and the prism sheet 210 as shown in FIG. 8.
  • DBEF 220 to form a composite sheet (300).
  • Table 21 shows 'luminance and color reproducibility according to a preferred phosphor mixing ratio when using DBEF and HBF' together.
  • Table 22 and Table 23 show 'luminance and color reproducibility according to the mixing ratio other than the preferred phosphor mixing ratio when using the DBEF and HBF'.
  • the composite sheet 300 according to another embodiment of the present invention may implement brightness enhancement according to the viewing angle of the LCD by using the viewing angle complementary sheet of the optical film.
  • the light condensed through the prism sheet 210 is diffused again in the viewing angle complementary sheet, so that it is possible to implement higher luminance and better brightness for each viewing angle than conventional LCD TVs.
  • a composite sheet may be formed by applying an adhesive between the high brightness film 100 and the viewing angle complementary sheet.
  • the adhesive is applied between the high brightness film 100 and the prism sheet 210 and between the prism sheet and the viewing angle supplementing sheet, respectively. Sheets can be formed.
  • FIG. 9 is a view showing a specific example of a composite sheet including a high brightness film 100 and a viewing angle complementary sheet of the present invention.
  • FIG. 9A illustrates a composite sheet using the lens film 240 as a viewing angle complementary sheet.
  • the high brightness film 100, the prism sheet 210, and the lens film 240 are laminated in order and adhered.
  • FIG. 9B illustrates a composite sheet using the MOP 250 as a viewing angle complementary sheet. Since the MOP is formed by stacking a lens film capable of diffusing on one layer of the prism, the high brightness film 100 and the MOP 250 are laminated and adhered in order without using a separate prism sheet together. desirable.
  • FIG. 9C shows a composite sheet using the diffusion sheet 260 as a viewing angle complementary sheet.
  • the high brightness film 100, the prism sheet 210 and the diffusion sheet 260 are laminated in order and adhered.
  • the LCD structure according to the present invention may include a liquid crystal panel and a backlight unit on the bottom thereof, and the backlight unit may include a reflector, a light guide plate, a high brightness film 100, and a prism sheet 210.
  • FIG. 11 A schematic diagram of the LCD structure of the present invention is shown in Figs. 11A to 11D.
  • the prism sheet 210 is divided into horizontal prism sheets 22 and 32 and vertical prism sheets 23 and 33.
  • the liquid crystal display device includes a liquid crystal panel 10 and a backlight unit 20, 30.
  • the backlight unit 20 may include a reflector 25, a light guide plate 24, a vertical prism sheet 23, and a horizontal prism sheet as illustrated in FIGS. 11A and 11B. 22) and the image diffusion plate 21 is sequentially stacked, the high brightness film 100 between the horizontal prism sheet 22 and the image diffusion plate 21 or between the light guide plate 24 and the vertical prism sheet 23 This can be stacked.
  • light sources may be installed at both side surfaces of the light guide plate 24 to form an LED edge-type backlight.
  • the backlight unit 30 according to another embodiment of the present invention, as shown in Figure 11 (c) (d), the diffusion plate 34, the vertical prism sheet 33, the horizontal prism sheet 32 and The image diffuser plate 31 is sequentially stacked, and the high brightness film 100 is laminated between the horizontal prism sheet 32 and the image diffuser plate 31 or between the diffusion plate 34 and the vertical prism sheet 33.
  • a light source may be installed under the diffusion plate 34 to form an LED direct backlight.
  • the luminance can be improved.
  • the LCD structure according to the present invention may further include a DBEF 220 on the prism sheet 210.
  • 12 shows an example of an LCD structure including the high brightness film 100 and the DBEF 220 of the present invention.
  • the light source 410, the light guide plate 420, the high brightness film 100, the prism sheet 210, the DBEF 220, and the liquid crystal panel 430 are sequentially stacked from the bottom surface.
  • Such a structure is preferable in terms of improving luminance and improving color reproducibility.
  • the LCD structure may include the composite sheet 300 to which the high brightness film 100, the prism sheet 210, and the DBEF 220 are attached.
  • Tables 24 to 27 show that when the high brightness film 100 of the present invention is used with the prism sheet 210, the high brightness film 100 is combined with the prism sheet 210 and the DBEF 220 to be applied to the LCD structure, respectively. In the case of, the results of experiments with luminance and color reproducibility are shown.
  • Table 24 below shows the 'luminosity check results for each application position of the HBF'.
  • the high brightness film (HBF) 100 of the present invention when the high brightness film (HBF) 100 of the present invention is applied to the LCD structure, it can be seen that the brightness enhancement effect is maximized when the prism sheet 210 is placed on the high brightness film 100. have. Therefore, it is preferable that the prism sheet 210 is located on the upper layer of the high brightness film 100. In addition, it can be seen that the brightness enhancement effect is best when the high brightness film 100 is applied directly on the light guide plate. Therefore, the high brightness film 100 of the present invention is most preferably used between the light guide plate 420 and the prism sheet 210.
  • Table 25 shows 'luminance tendency with and without DBEF and prism sheet'.
  • the high brightness film 100 has low luminance when used without both the DBEF 220 and the prism sheet 210, but when used with the prism sheet 210 instead of the DBEF film, the high brightness film 100 is used in the case of using a DBEF film for a typical WHITE LED.
  • the front brightness of 784.7 nit was shown to display a UHD level of 8K or higher.
  • Table 26 below shows 'optimization of the HBF brightness enhancement film application structure'.
  • the high brightness film 100 and the prism sheet 210 of the present invention are included in comparison with the conventional WHITE LED TV or QD TV, the luminance is improved, and the most preferable aspect in terms of improving the luminance and satisfying the front color seat tolerance range. The results were shown. Furthermore, when the DBEF 220 is further included on the prism sheet 210, the front luminance value is the highest.
  • Table 27 shows a comparison of luminance and color reproducibility, front color coordinates, and RGB color coordinates. .
  • the LCD having the high brightness film 100 of the present invention in conjunction with the prism sheet 210 has the highest brightness, color reproducibility than when DBEF film is applied to the conventional WHITE LED direct type You can also see that high.
  • the LCD structure of the present invention may include a liquid crystal panel and a backlight unit on the bottom thereof, and the backlight unit may include a reflector, a light guide plate, a high brightness film 100, and a prism sheet 210 in this order.
  • the viewing angle supplement sheet may be further included on the prism sheet 210.
  • FIG. 13 shows an example of an LCD structure including a high brightness film 100 and a viewing angle complementary sheet according to the present invention.
  • FIG. 13A illustrates a case where the lens film 240 is used as the viewing angle complementary sheet, and the light source 410, the light guide plate 420, the high brightness film 100, the prism sheet 210, and the lens film 240, the liquid crystal panel 430 is stacked in order.
  • the luminance is decreased at angles of ⁇ 30 and +30 or more.
  • the lens film 240 is additionally applied, it can be seen that the luminance deterioration problem is improved in the viewing angle range of the specific angle.
  • the lens film 240 is used together with the high brightness film 100, the luminance is increased as compared with the case where only the high brightness film is used. This is shown in Table 28 below.
  • FIG. 13B illustrates a case where the MOP 250 is used as the viewing angle complementary sheet, and the light source 410, the light guide plate 420, the high brightness film 100, the MOP 250, and the liquid crystal panel 430 from the bottom surface.
  • the structure is laminated in this order.
  • the MOP 250 since the MOP 250 has a structure in which a lens film is stacked on the prism, the MOP 250 has a brightness enhancement and a viewing angle complementary effect even without using a separate prism sheet.
  • the luminance is decreased at angles of ⁇ 30 and +30 or more.
  • the MOP 250 is further applied, the luminance deterioration problem may be improved in the viewing angle range of the specific angle.
  • FIG. 13C illustrates a case where the diffusion sheet 260 is used as the viewing angle complementary sheet, and the light source 410, the light guide plate 420, the high brightness film 100, the prism sheet 210, and the diffusion sheet ( 260 and the liquid crystal panel 430 are stacked in this order.
  • the luminance is decreased at angles of ⁇ 30 and +30 or more.
  • the diffusion sheet 260 is additionally applied, it can be seen that the luminance deterioration problem is improved in the viewing angle range of the specific angle.
  • the preparation examples of the present invention are only illustrative and are not intended to limit the present invention.
  • PET film 100M was prepared through a biaxial stretching process.
  • the specific film forming process is as follows.
  • 900Kg of PET Chip manufactured through polymerization process is fed and melted, 100Kg of YAG phosphor is precisely dispersed through high temperature mixer, and then quantitatively extruded in T-Die, and molten PET Chip with precisely dispersed phosphor is formed into sheet.
  • Melt PET resin was discharged through a slit gap (300 ⁇ m) to quench and solidify the melt resin in the casting roll, and manufactured it in the form of a casting sheet. Then, heat the casting sheet at 120 °C, longitudinally stretch it using the roll speed difference (10M / min speed), stretch both sides of the sheet to the clip, stretch 110%, and run at a speed of 10M / min.
  • the PET film of 100M was wound up.
  • Pigment (soluble azo pigment (Carmine 6B), insoluble azo pigment (Toluidine Red), NaPhthol AS system (Fast Red FGR), Monoazo Yellow system (Monoazo Yellow G), Disazo Yellow system (Disazo Yellow GG) pigment) 0.01 ⁇ 5wt% Into the polymer matrix and stirred for 60 minutes. In this case, a monofunctional urethane acrylate oligomer and a monofunctional monomer were used as a polymer matrix. The photoinitiator is then added to the pigment and matrix mixture.
  • the photoinitiator may be selected from IG184, IG907, TPO, and CP4, and may be added in an amount of 1 to 5 wt%.
  • the prepared coating solution is applied to the upper surface of the phosphor coating layer or the other surface of the PET film with a Mayer Bar, and then irradiated for about 5 seconds using an electrodeless lamp.
  • the amount of light irradiated at this time is preferably 500 mj or less.
  • 900Kg of PET Chip manufactured through polymerization process is fed and melted, 100Kg of YAG phosphor and 1Kg of pigment are precisely dispersed through high temperature mixer, and then quantitatively extruded into T-Die, and melted PET chip with precisely dispersed phosphor is sheet.
  • Melt PET resin was discharged through a slit gap (300 ⁇ m) to form an image, and the melt roll was quenched and solidified in a casting roll, thereby preparing a casting sheet. Then, after heat is applied to the casting sheet at 120, longitudinal stretching is performed using the roll speed difference (10M / min speed), and both sides of the sheet are stretched by 110% with a clip, and the thickness is 250 ⁇ m while traveling at a speed of 10 M / min. The PET film of 100M was wound up.
  • Dye (4-Hydroxy-1H-benzotriazole, 2- (2-Hydroxy-5-methylphenyl) benzotriazole, Rhodamine B, Rhodamine 6G, 2,4-Bis [4- (N, N-dibenzylamino) -2,6-dihydroxyphenyl ] Squaraine, Phthalocyanine) 0.01 ⁇ 5wt% in a polymer matrix and stirred for 60 minutes.
  • a monofunctional urethane acrylate oligomer and a monofunctional monomer were used.
  • Two kinds of photoinitiators are added to the stirred phosphor and matrix mixture.
  • a photoinitiator a coating liquid is prepared by mixing IG 184 and TPO two at 5: 5, respectively, and adding 5 wt%.
  • the coating solution thus prepared is coated with a Mayer Bar on the upper side or the opposite side of the phosphor coating layer (a surface in contact with the PET) to a predetermined thickness and then irradiated for about 5 seconds using an electrodeless lamp.
  • the amount of light irradiated at this time is preferably 500 mj or less.
  • PET Chip 900Kg prepared by the polymerization process was melted, YAG phosphor 100Kg (10wt% compared with Resin) and hydroxy benzotriazole-based dye 4 -Hydroxy-1H-benzotriazole 1Kg (0.1wt% compared to Resin) was precisely dispersed and discharged into a die of 1000mm width to make a sheet form, and then PET film 100M was made through a biaxial stretching process.
  • the detailed film forming process is as follows.
  • 900Kg of PET Chip manufactured through polymerization process is fed and melted, 100Kg of YAG phosphor and 1Kg of dye are precisely dispersed through high temperature mixer, and then quantitatively extruded into T-Die, and melted PET Chip with precisely dispersed phosphor is sheet.
  • Melt PET resin was discharged through a slit gap (300 ⁇ m) to form an image, and the melt roll was quenched and solidified in a casting roll, thereby preparing a casting sheet. Then, after heat is applied to the casting sheet at 120, longitudinal stretching is performed using the roll speed difference (10M / min speed), and both sides of the sheet are stretched by 110% with a clip, and the thickness is 250 ⁇ m while traveling at a speed of 10 M / min. The PET film of 100M was wound up.
  • Japan JSR Co., Ltd. low refractive coating solution TU2359 on the top of the prepared film was subjected to a single-sided and double-side coating to a thickness of 100nm using a slot die coater, and then irradiated with ultraviolet light for about 5 seconds using an electrodeless lamp.
  • the light quantity of irradiated ultraviolet rays was 1000 mJ or less.
  • the brightness and color reproducibility of the high brightness film of the present invention are evaluated using a liquid crystal display device and Topcon BM-7FAST color luminance meter.
  • the actual liquid crystal display used is UN55JS8500F (Samsung, 55-inch Blue-BLU), and the basic configuration is as follows. It consists of edge type blue-LED light source, light guide plate, POP film (Prism on Prism), and liquid crystal panel.
  • the high brightness film (HBF) of the present invention is placed between the light guide plate and the POP film to evaluate brightness and color reproducibility.
  • the distance between the BM-7FAST device and the liquid crystal display device (UN55JS8500F) is kept constant at 50 cm.
  • the present invention further comprises a DBEF on the POP film of the liquid crystal display device and evaluates the brightness and color reproducibility in the same manner.
  • the present invention further comprises a viewing angle complementary sheet on the POP film of the liquid crystal display device and evaluates luminance and color reproducibility in the same manner.
  • the second adhesive layer, 15 the lower polarizing plate
  • prism sheet 220 DBEF
  • R1 first feed roller
  • R2 second feed roller
  • R3 adhesive coating roller
  • R4 lamination roller
  • F2 High Brightness Film (HBF)
  • F3 Composite Sheet

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Abstract

본 발명은 액정표시장치(liquid crystal display; 이하 'LCD')용 고휘도 필름, 복합시트 및 이를 이용한 LCD 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기재 필름 내에 YAG계 형광체 및 LuAG계 형광체 중 적어도 하나에 형광체를 첨가하여 휘도 및 색재현율이 향상된 액정표시장치용 고휘도 필름, 복합시트 및 이를 이용한 LCD 구조에 관한 것이다.

Description

액정표시장치용 고휘도 필름, 복합시트 및 이를 이용한 LCD 구조
본 발명은 액정표시장치(liquid crystal display; 이하 'LCD')용 고휘도 필름, 복합시트 및 이를 이용한 LCD 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기재필름 내에 YAG계 형광체 및 LuAG계 형광체 중 적어도 하나의 형광체를 첨가하여 휘도 및 색재현율이 향상된 액정표시장치용 고휘도 필름, 복합시트 및 이를 이용한 LCD 구조에 관한 것이다.
최근 디스플레이 시장은 대면적, 고해상도 경쟁에서 색감 경쟁으로 진화하고 있으며, 이로 인해 우수한 색감을 구현할 수 있는 디스플레이의 제조에 대한 관심이 높아지고 있다.
차세대 디스플레이로 각광받고 있는 OLED(Organic Light-emitting Diode, 유기발광다이오드)는 색재현율을 NTSC 기준 100%까지 달성할 수 있지만 현재 사용되고 있는 LCD의 경우에는 70% 수준의 색재현율을 나타내고 있어 개선이 필요한 상황이다.
이에, LCD의 색재현율을 향상시키기 위해 양자점(Quantum Dot)을 이용한 방법이 적용되고 있지만 수분과 산소에 취약한 양자점의 고유 특성으로 인해 배리어 필름을 통한 밀봉 과정이 반드시 수반되어야 하는 문제점이 있다.
한편, LCD에서는 콘트라스트(contrast)를 증가시키기 위해 휘도 향상 필름을 적용하고 있다. 휘도 향상 필름은 차광 테이프를 이용하여 BLU(Back Light Unit)에 부착될 수 있다. 이러한 휘도 향상 필름으로는 반사형 편광 필름이 사용되는데, 반사형 편광 필름은 고굴절률층과 저굴절률층이 교대로 반복 적층된 필름으로 상업적으로는 3M사의 이중휘도필름(Dual Brightness Enhancement Film, 이하 'DBEF') 등이 사용되고 있다.
종래 휘도 향상 필름을 사용하는 일반 LCD TV에 적용되는 액정표시장치는 하부로부터 White LED층, 확산판, 프리즘 시트, DBEF 필름, 액정패널이 순서대로 쌓인 구조로 형성되어 있다. 즉, White LED에서 나온 빛이 프리즘 시트를 통해 집광되고 DBEF 필름을 통하면서 휘도가 향상되는 구조를 가지고 있다.
그러나 종래 DBEF 휘도 향상 필름을 대체할 물질이 개발되지 않아 새로운 대체품을 개발해야 할 필요성이 제기되어 왔다.
따라서, DBEF를 사용하지 않거나 DBEF와 함께 사용하여 LCD의 휘도를 향상시킬 수 있는 필름을 개발한다면 디스플레이 시장의 활성화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
본 발명은 상기와 사정을 감안하여 발명한 것으로, DBEF 필름 대신 사용하거나 DBEF와 함께 사용하여 휘도를 향상시킬 수 있는 형광체를 적용한 고휘도 필름을 제공하고, 이를 적용하여 휘도 및 색재현성을 향상시킬 수 있는 LCD(liquid crystal display)구조를 제공하는 것을 해결 과제로 한다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서,
본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치용 고휘도 필름은,
기재 필름 내에 형광체를 포함하되, YAG계 형광체만 포함하거나, LuAG계 형광체만 포함하거나 또는 YAG계 형광체 및 LuAG계 형광체 혼합형광체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 YAG계 형광체는 Y3A15012: Ce3 + (YAG:Ce), Tb3A15012:Ce3 +(TAG:Ce), Ca3(Sc,Mg)2Si3O12:Ce3+, Y3Mg2AlSi2O12:Ce3 + 중에서 적어도 어느 하나이고, LuAG계 형광체는 Lu3Al5O12:Ce3 +, Tb3Al5O12:Ce3 +, Lu2CaMg2Si3O12:Ce3 + 중에서 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, YAG계 형광체만 포함시 기재필름 대비 10 내지 40wt%, LuAG계 형광체만 포함시 기재필름 대비 10 내지 40wt%, YAG계 형광체 및 LuAG계 형광체 혼합형광체 포함시 기재필름 대비 YAG계 형광체는 10 내지 40 wt%, LuAG계 형광체는 1 내지 20wt% 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고휘도 필름의 두께는 50 내지 300 ㎛ 인 것을 특징으로 한다.
또한, 기재 필름의 적어도 어느 하나의 면에 흡수 안료를 포함하는 흡수 안료층을 코팅하는 것을 특징으로 한다.
또한, 기재필름의 내부에 흡수 안료가 분산되는 것을 특징으로 한다.
또한, 흡수 안료는 380~430nm, 480~510nm, 560~600nm 중 적어도 어느 하나의 파장대역의 광을 흡수하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 흡수 안료층은 용성 아조 안료 (Carmine 6B), 불용성 아조 안료(Toluidine Red), NaPhthol AS계(Fast Red FGR), Monoazo Yellow계 (Monoazo Yellow G), Disazo Yellow계( Disazo Yellow GG) 안료 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 흡수 안료는 흡수 안료층에 0.01 내지 5wt% 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 흡수 안료는 기재필름에 0.01 내지 5wt% 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 흡수 안료층의 두께는 0.1 내지 15㎛인 것을 특징으로 한다.
또한, 기재 필름의 적어도 어느 하나의 면에 흡수 염료를 포함하는 흡수 염료층을 코팅하는 것을 특징으로 한다.
또한, 기재필름의 내부에 흡수 염료가 분산되는 것을 특징으로 한다.
또한, 흡수 염료는 380~430nm, 480~510nm, 560~600nm 중 적어도 어느 하나의 파장대역의 광을 흡수하는 것을 특징으로 한다.
또한, 흡수 염료는 히드록시 벤조트리아졸(hydroxy -benzotriazole)계, 로다민(rhodamine, RH)계, 스쿠아린 (squarine, SQ)계, 시아닌(cyanine, CY)계 및 테트라아자포르피린(Tetra aza porphyrin, TAP )계 염료 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 흡수 염료는 흡수 염료층에 0.01 내지 5wt% 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 흡수 염료는 기재필름에 0.01 내지 5wt% 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 흡수 염료층의 두께는 0.01 내지 20㎛ 인 것을 특징으로 한다.
또한, 기재 필름의 일면에 PMMA 입자 또는 PMMA 입자와 대전방지제를 포함하는 백코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, PMMA 입자는 백코팅층 대비 0.1 내지 5wt% 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 대전방지제는 백코팅층 대비 0.01 내지 3wt% 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 백코팅층의 두께는 1 내지 10㎛ 인 것을 특징으로 한다.
또한, 기재필름의 적어도 하나의 면에 불소계 폴리올을 주쇄로 가지는 우레탄 아크릴레이트 올리고머 및 중공나노실리카를 포함하는 저굴절층이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 상기 저굴절층에 대해 10 내지 20wt% 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 중공나노실리카는 상기 저굴절층에 대해 30 내지 70wt% 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 저굴절층의 두께는 70 내지 120nm 인 것을 특징으로 한다.
또한, 저굴절층의 굴절율은 1.32 내지 1.42인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복합시트는,
상기 고휘도 필름 및 프리즘 시트를 접착제로 합지한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고휘도 필름 및 DBEF를 접착제로 합지한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고휘도 필름, 프리즘 시트 및 DBEF를 순서대로 접착제로 합지한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고휘도 필름, 프리즘 시트 및 시야각 보완시트를 접착제로 합지한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시야각 보완시트는 렌즈필름, MOP 또는 확산시트인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 고휘도 필름을 이용한 LCD 구조는,
액정패널과 액정패널의 저면에 설치되는 백라이트 유닛을 포함하되, 상기 백라이트 유닛은 반사판, 도광판, 프리즘시트, 상확산판이 차례로 적층되고, 도광판의 양측에는 청색 LED가 설치되며, 상기 고휘도 필름은 프리즘시트와 상확산판 사이 또는 도광판과 프리즘시트 사이에 적층되는 것을 특징으로 한다.
또한, 액정패널과 액정패널의 저면에 설치되는 백라이트 유닛을 포함하되, 상기 백라이트 유닛은 확산판, 프리즘시트, 상확산판이 차례로 적층되고, 확산판의 직하에는 청색 LED가 설치되며, 상기 고휘도 필름은 프리즘시트와 상확산판 사이 또는 확산판과 프리즘시트 사이에 적층되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프리즘 시트 위에 DBEF를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프리즘 시트 위에 시야각 보완시트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시야각 보완시트는 렌즈필름, MOP 또는 확산시트인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기재 필름의 내부에 형광체를 포함하는 고휘도 필름은 기존 휘도 향상 필름 대비 우수한 휘도 및 색재현율을 구현할 수 있다.
또한, 액정표시장치에 적용시 기존 LCD TV 대비 우수한 색감을 구현할 수 있고, 우수한 콘트라스트(contrast)를 구현할 수 있다.
도 1은 고휘도 필름의 단면도로서, 도 1의 (a)는 기재필름 내에 YAG계 형광체를 포함하고, 도 1의 (b)는 LuAG계 형광체를 포함하며, 도 1의 (c)는 YAG계 형광체 및 LuAG계 형광체를 각각 포함하는 본 발명의 고휘도필름(HBF)의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른, 흡수 안료층이 코팅된 고퓌도 필름의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른, 기재필름에 흡수 안료가 분산된 고휘도 필름의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른, 흡수 염료층이 코팅된 고휘도 필름의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른, 기재필름에 흡수 염료기 분산된 고휘도 필름의 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른, 백코팅층이 형성된 고휘도 필름의 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른, 저굴절층이 형성된 고휘도 필름의 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른, 고휘도 필름, 프리즘 시트 및 DBEF가 순서대로 합지된 복합시트의 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른, 고휘도 필름 및 시야각 보완시트가 합지된 복합시트의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 고휘도 필름과 다른 광학 필름을 라미네이션 하는 공정 모식도이다.
도 11의 (a)~(d)는 본 발명에 따른 LCD 구조의 서로 다른 개략적 구현예를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 고휘도 필름과 DBEF를 포함하는 LCD 구조의 개략도이다.
도 13은 본 발명의 고휘도 필름과 시야각 보완시트를 포함하는 LCD 구조의 개략도이다.
도 14는 본 발명에 따른, 청색LED 전방에 도광판, 고휘도 필름, 프리즘 시트, 렌즈필름 및 액정패널을 순서대로 배치한 경우 LCD의 시야각 측정결과를 도시한 것이다.
도 15는 본 발명에 따른, 청색LED 전방에 도광판, 고휘도 필름, MOP 및 액정패널을 순서대로 배치한 경우 LCD의 시야각 측정결과를 도시한 것이다.
도 16은 본 발명에 따른, 청색LED 전방에 도광판, 고휘도 필름, 프리즘 시트, 확산시트 및 액정패널을 순서대로 배치한 경우 LCD의 시야각 측정결과를 도시한 것이다.
본 발명을 다음에서 상세하게 설명하기로 하며, 다음의 구현예 또는 실시예는 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1의 (a)~(c)는 본 발명에 따른 고휘도 필름 (High Brightness Film, HBF)(100)의 단면도를 나타내는 것으로, 기재필름(110) 내에 형광체를 포함하는 것을 특징으로 한다. 보다 구체적으로 도 1의 (a)와 같이 YAG계 형광체(120)만 포함하거나 (b)와 같이 LuAG계 형광체(130)만 포함하거나 (c)와 같이 YAG계 형광체(120) 및 LuAG계 형광체(130)를 모두 포함하는 혼합 형광체를 포함할 수 있다.
본 발명의 기재필름(110)은 PET, TAC, PC, Polyimide, Acryl film 등이 사용될 수 있다.
상기 기재필름(110) 내에 포함되는 형광체는 휘도 및 색재현율 향상 효과를 나타내기 위하여 황색 형광을 발하는 형광체인 것이 바람직하며, 상기 형광체는 YAG(Yittrium aluminum garnet)계 형광체(120) 및 LuAG(Lutetium aluminum garnet)계 형광체(130) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 YAG계 형광체(120)는 Y3A15012: Ce3 + (YAG:Ce), Tb3A15012:Ce3 +(TAG:Ce), Ca3(Sc,Mg)2Si3O12:Ce3+, Y3Mg2AlSi2O12:Ce3 + 중에서 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.
상기 LuAG계 형광체(130)는 Lu3Al5O12:Ce3 +, Tb3Al5O12:Ce3 +, Lu2CaMg2Si3O12:Ce3 + 중에서 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.
도 1의 (a)와 같이 기재필름(110)에 YAG계 형광체(120)를 포함하는 경우, 기재필름 전체 대비 10 내지 40wt% 포함하는 것이 바람직하다.
도 1의 (b)와 같이 기재필름(110)에 LuAG계 형광체(130)를 포함하는 경우, 기재필름 전체 대비 10 내지 40wt% 포함하는 것이 바람직하다.
도 1의 (c)와 같이 기재필름(110)에 YAG계 형광체(120) 및 LuAG계 형광체(130)를 혼합한 혼합형광체 포함시 기재필름 전체 대비 YAG계 형광체는 10 내지 40 wt%, LuAG계 형광체는 1 내지 20wt% 포함하는 것이 바람직하다.
YAG계 형광체의 함량 하한값이 10wt% 미만이면 휘도 향상 효과가 미미하고, 상한값 40wt% 초과이면 LCD TV에서 중요하게 보는 색재현율이 낮아지기 때문에 YAG 함량은 10 wt% 내지 40 wt% 범위인 것이 바람직하다.
LuAG 형광체의 함량 하한값이 1 wt% 미만이면 휘도 향상 효과가 미미하고, 상한값인 20 wt%를 초과하면 LCD TV 에서 중요한 색재현율이 낮아지기 때문에 LuAG 함량은 1 wt% 내지 20 wt% 범위인 것이 바람직하다.
하기 표 1 내지 4에 YAG계 형광체와 LuAG계 형광체 함량에 따른 휘도 및 색재현율을 나타내었다.
YAG계 형광체 함량에 따른 휘도
구분 Ref. DBEF(LED TV) Ref. DBEF(QD TV) YAG5wt% YAG10wt% YAG20wt% YAG30wt% YAG40wt% YAG50wt%
휘도[nit] 430 450 230 430 480 510 540 500
X 0.2730 0.2593 0.2150 0.2350 0.2550 0.2630 0.2750 0.3050
Y 0.2925 0.2911 0.2277 0.2577 0.2877 0.2903 0.2935 0.3120
색재현성[%] 81.6 100 79.8 81.3 82.6 82.3 81.3 75.0
LuAG계 형광체 함량에 따른 휘도 향상 효과
구분 Ref. DBEF (LED TV) Ref. DBEF ( QD TV) LuAG 함량 wt% LuAG 10 LuAG 20 LuAG 30 LuAG 40
휘도 [nit] 430 450 휘도 [nit] 431 474 498 522
색재현성 [ % ] 81.6 100 색재현성 [ % ]　 81.3 82.4 82.4 81.2
YAG계 형광체 및 LuAG계 형광체 함량에 따른 휘도 및 색재현율 향상 효과
구분 Ref. DBEF (LED TV) Ref. DBEF ( QD TV) YAG : LuAG 함량 wt% YAG 10 YAG 10 LuAG 5 YAG 10 LuAG 10 YAG 10 LuAG 20
휘도 [nit] 430 450 휘도 [nit] 430 450 500 550
X 0.2730 0.2593 X 0.2350 0.2406 0.2531 0.2749
Y 0.2925 0.2911 Y 0.2577 0.2701 0.2860 0.2970
색재현성 [ % ] 81.6 100 색재현성 [ % ]　 81.3 81.8 82.4 82.6
구분 Ref. DBEF (LED TV) Ref. DBEF ( QD TV) YAG : LuAG 함량 wt% YAG 20 YAG 20 LuAG 5 YAG 20 LuAG 10 YAG 20 LuAG 20
휘도 [nit] 430 450 휘도 [nit] 480 520 560 600
X 0.2730 0.2593 X 0.2550 0.2606 0.2731 0.2801
Y 0.2925 0.2911 Y 0.2877 0.2801 0.2910 0.2970
색재현성 [ % ] 81.6 100 색재현성 [ % ]　 82.6 82.3 82.4 82.6
구분 Ref. DBEF (LED TV) Ref. DBEF ( QD TV) YAG : LuAG 함량 wt% YAG 40 YAG 40 LuAG 5 YAG 40 LuAG 10 YAG 40 LuAG 20
휘도 [nit] 430 450 휘도 [nit] 540 550 580 620
X 0.2730 0.2593 X 0.2750 0.2980 0.3031 0.3349
Y 0.2925 0.2911 Y 0.2935 0.2966 0.3140 0.3422
색재현성 [ % ] 81.6 100 색재현성 [ % ]　 81.3 81.2 81.4 81.6
형광체 혼합비율에 따른 휘도 및 색재현성
YAG : LuAG YAG 5 YAG : LuAG YAG 50
함량 wt% LuAG 5 LuAG 10 LuAG 20 함량 wt% LuAG 5 LuAG 10 LuAG 20
휘도 [nit] 380 390 430 휘도 [nit] 610 630 640
색재현성[ % ]　 79.3 79.3 78.3 색재현성[ % ]　 72.3 71.3 71.3
본 발명의 고휘도 필름(100)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET; Polyethylene terephthalate), 트리아세틸셀룰로오스(TAC; Triacetylcelluose), 폴리카보네이트(PC; Polycarbonate), 폴리이미드(Polyimide) 및 아크릴(Acryl) 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 수지에 YAG계 형광체(120) 및 LuAG계 형광체(130) 중에서 적어도 어느 하나의 형광체를 혼합하여 혼합물을 제조한다. 상기 혼합물을 통상의 필름제조 방식 중 캐스팅 공정에 따라 제조하여 형광체가 포함된 기재필름(110)을 제조한다. 본 발명에 따른 통상의 캐스팅 공정은 중합공정을 통해 만들어진 열가소성 칩(chip)을 용융하여 일정폭의 T-다이에 토출시켜 시트형태로 만든 후, 2축 연신공정을 통하여 연신 필름을 만드는 것을 말한다.
본 실시예와 같이 기재필름(110) 내에 형광체를 분산시켜 고휘도 필름(100) 제조시, 기재필름(110)에 형광체를 별도로 코팅하는 공정이 필요 없이 컬(curl) 제어가 가능한 휘도 및 색재현율 향상이 가능한 고휘도 필름을 제조할 수 있다.
상기 고휘도 필름(100)의 두께는 50 ㎛ 내지 300 ㎛ 인 것이 바람직하다. 두께가 50㎛ 미만인 경우는 휘도 향상 효과가 부족하고, 두께가 300㎛ 초과인 경우에는 액정표시장치 제조 공정에서의 취급 용이성이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 고휘도 필름(100)은 보다 선명한 색재현율을 얻기 위하여 특정 파장 대역을 흡수하는 흡수 안료(Pigment) 1종 이상을 고분자 매트릭스와 함께 교반기에 넣어 고르게 분산시켜 제조한 흡수 안료층(150)을 더 포함할 수 있다.
상기 제조된 흡수 안료층(150)을 Mayer Bar로 기재필름의 적어도 어느 하나의 면에 형성할 수 있다. 도 2 와 같이 기재 필름(110)의 적어도 어느 한 면에 소정 두께로 도포하여 코팅한 후 무전극 램프를 이용해 경화시킨다.
본 발명의 흡수 안료층(150)에 사용되는 상기 고분자 매트릭스는 단관능 우레탄아크릴레이트 올리고머, 단관능 모노머 등이 있으며, 광개시제, 레벨링제, 소포제 등을 첨가할 수 있다. 상기 광 개시제로는 IG184, IG907, TPO, CP4 등이 있으며, 이중 바람직한 광 개시제는 IG 184, TPO 이다.
본 발명의 흡수 안료층(150)에 포함되는 흡수 안료는 용성 아조 안료(Carmine 6B), 불용성 아조 안료(Toluidine Red), NaPhthol AS계(Fast Red FGR), Monoazo Yellow계 (Monoazo Yellow G) 및 Disazo Yellow계(Disazo Yellow GG) 안료 중에서 적어도 어느 하나일 수 있다.
또한, 본 발명의 흡수 안료는 380 ~ 430 nm, 480 ~ 510nm 및 560 ~ 600nm 중 적어도 어느 하나의 파장대역의 광을 흡수하는 안료인 것이 바람직하다.
이 때, 바람직한 흡수 안료층(150)의 두께는 0.1 ~ 15 ㎛ 이다. 상기 흡수 안료층의 두께가 0.1 ㎛ 미만인 경우 색재현율 상승효과가 미흡하고, 15 ㎛ 초과의 경우 휘도 저하가 발생된다.
상기 흡수 안료층(150)은 안료를 0.01 내지 5wt% 포함하는 것이 바람직하다. 0.01 wt% 미만인 경우 색재현율 향상 효과가 없고, 5wt%를 초과하는 경우 휘도가 저하된다.
흡수 안료 종류별로 흡수안료 함량 및 흡수 안료층의 코팅 두께에 따른 휘도 및 색재현율을 하기 표 5 내지 9에 나타내었다.
Figure PCTKR2017013145-appb-T000001
Figure PCTKR2017013145-appb-T000002
Figure PCTKR2017013145-appb-T000003
Figure PCTKR2017013145-appb-T000004
Figure PCTKR2017013145-appb-T000005
상기 표 5 내지 9의 휘도 Data는 QD Ref.(450nit)와 대비하여 "%"로 환산한 data이다.
상기 표 5 내지 표 9은 모두 동일하게 YAG계 형광체 : LuAG계 형광체의 혼합 비율을 20wt% : 2wt% 로 하였고, 흡수 안료층(150)의 두께를 0.1 ㎛로 고정하고, 흡수 안료층에 각 흡수 안료가 0.1wt% 포함되도록 고정하여 제조한 고휘도 필름(100)을 사용하여 측정하였다.
이하에서는 흡수 안료층(150)을 포함하는 고휘도 필름(100)의 제조방법에 대해 설명한다. 먼저, PET, TAC, PC, Polyimide, Acryl 등의 용융 수지에 YAG계 형광체(120)와 LuAG계 형광체(130)를 각각 10~40wt%, 1~20wt% 비율로 균일하게 분산시킨 후 캐스팅(Casting) 공정을 통해 기재필름(110)을 제조하고, 기재필름(110)의 일면 또는 양면에 흡수 안료층(150)을 코팅하면 고휘도 필름(100)이 완성된다.
이 경우, 캐스팅 공정은 중합공정을 통해 제조된 열가소성 칩(Chip)을 용융하여 일정 폭의 다이(Die)에 토출시켜 시트(Sheet) 형태로 제조한 후 2축 연신공정을 통해 연신 필름을 제조하는 공정으로, 건조된 열가소성 수지 칩을 공급받아 가열, 용융 후 T-Die에 정량 압출하는 Extruder 공정, 용융된 칩을 시트상으로 형성되도록 Slit Gap을 통해 Melt Resin을 토출하는 T-Die 공정, T-Die에서 토출되는 Melt Resin을 급랭, 고화시켜 Casting Sheet형태로 생산하는 Casting Roll 공정, Casting Sheet에 열을 가한 후 Roll주속차를 이용하여 종연신시키는 MDO 공정, 시트 양변부를 칩에 물고 고속주행하면서 필름을 횡연신 및 열고정시키는 TDO 공정, 필름의 양단부를 절단하고 제품 원단을 감는 T/U & Winder 공정, 권취 공정, 포장 공정 등을 포함한다.
이하에서 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
제1제조예
형광체층의 제조
중합공정을 통해 제조된 Mw=40,000g/mol의 PET Chip 900Kg을 용융하고, 융융된 PET Chip에 YAG 형광체 100Kg(Resin대비 10wt%)을 정밀하게 분산한 후 1000mm 폭의 Die에 토출시켜 Sheet형태로 제조한 다음 2축 연신공정을 통해 PET 필름 100M을 제조하였다. 구체적인 제막 공정은 다음과 같다.
중합공정을 통해 제조된 PET Chip 900Kg을 Feeding 받아 용융하고, YAG 형광체 100Kg을 고온 믹서기를 통해 정밀하게 분산한 후 T-Die에 정량 압출하고, 형광체가 정밀하게 분산된 용융 PET Chip을 Sheet상으로 형성하도록 slit Gap(300㎛)을 통해 Melt PET Resin을 토출하여 Casting Roll에서 Melt Resin을 급랭, 고화시켜 Casting Sheet형태로 제조하였다. 이후, Casting Sheet에 120 ℃로 열을 가하고, Roll 주속차(10M/min속도)를 이용하여 종연신시킨 후 Sheet 양변부를 Clip에 물고 110% 연신하고, 10M/min의 속도로 주행하면서 250㎛ 두께의 PET 필름을 100M 권취하였다.
안료층의 제조
고분자 매트릭스에 용성 아조 안료(Carmine 6B)를 0.1wt%를 혼합하여 60분 동안 교반한다. 이 경우, 고분자 매트릭스(Matrix)로는 단관능 우레탄아크릴레이트 올리고머, 단관능 모노머를 사용하였다. 이후, 안료와 매트릭스 혼합물에 광개시제를 첨가한다. 광개시제로는 IG184, IG907, TPO, CP4 중에서 선택하여 1~5wt% 첨가할 수 있으나, 여기서는 IG 184와 TPO를 5:5의 비율로 5wt% 첨가하였다. 마지막으로, 제조된 코팅액을 Mayer Bar로 PET 필름의 일면 또는 양면에 도포한 후 무전극 램프를 이용하여 약 5초간 조사하여 휘도 향상 필름을 제조하였다. 이때 조사된 광량은 500mj 이하가 바람직하다.
제2제조예
중합공정을 통해 제조된 Mw=40,000g/mol의 PET Chip 890Kg을 용융하고, 융융된 PET Chip에 YAG 형광체 100Kg(Resin대비 10wt%)과 LuAG 형광체 10Kg(Resin대비 1wt%)을 정밀하게 분산한 후 1000mm 폭의 Die에 토출시켜 Sheet형태로 제조한 다음 2축 연신공정을 통해 PET 필름 100M을 제조하였다. 구체적인 제막 공정은 다음과 같다.
중합공정을 통해 제조된 PET Chip 890Kg을 Feeding 받아 용융하고, YAG 형광체 100Kg과 LuAG 형광체 10Kg을 고온 믹서기를 통해 정밀하게 분산한 후 T-Die에 정량 압출하고, 형광체가 정밀하게 분산된 용융 PET Chip을 Sheet상으로 형성하도록 slit Gap(300㎛)을 통해 Melt PET Resin을 토출하여 Casting Roll에서 Melt Resin을 급랭, 고화시켜 Casting Sheet형태로 제조하였다. 이후, Casting Sheet에 120 ℃로 열을 가하고, Roll 주속차(10M/min속도)를 이용하여 종연신시킨 후 Sheet 양변부를 Clip에 물고 110% 연신하고, 10M/min의 속도로 주행하면서 250㎛ 두께의 PET 필름을 100M 권취하였다. 이 경우, 안료층은 제1제조예와 동일하게 제조하였다.
제3제조예
850Kg의 PET Chip을 사용하고, LuAG 형광체의 함량을 50 Kg(Resin 대비 5wt%)으로 조절한 것을 제외하고는 제2제조예와 동일한 방법으로 PET 필름을 제조하였다.
제4제조예
800Kg의 PET Chip을 사용하고, LuAG 형광체의 함량을 100 Kg(Resin 대비 10wt%)으로 조절한 것을 제외하고는 제2제조예와 동일한 방법으로 PET 필름을 제조하였다.
제5제조예
800Kg의 PET Chip을 사용하고, YAG 형광체의 함량을 200 Kg(Resin 대비 20wt%)으로 조절한 것을 제외하고는 제1제조예와 동일한 방법으로 PET 필름을 제조하였다.
제6제조예
790Kg의 PET Chip을 사용하고, YAG 형광체의 함량은 200 Kg(Resin 대비 20wt%)으로 조절한 것을 제외하고는 제2제조예와 동일한 방법으로 PET 필름을 제조하였다.
제7제조예
750Kg의 PET Chip을 사용하고, YAG 형광체의 함량은 200 Kg(Resin 대비 20wt%)으로, LuAG 형광체의 함량은 50 Kg(Resin 대비 5wt%)으로 조절한 것을 제외하고는 제2제조예와 동일한 방법으로 PET 필름을 제조하였다.
제8제조예
600Kg의 PET Chip을 사용하고, YAG 형광체의 함량은 200 Kg(Resin 대비 20wt%)으로, LuAG 형광체의 함량은 200 Kg(Resin 대비 20wt%)으로 조절한 것을 제외하고는 제2제조예와 동일한 방법으로 PET 필름을 제조하였다.
제9제조예
600Kg의 PET Chip을 사용하고, YAG 형광체의 함량을 400 Kg(Resin 대비 40wt%)으로 조절한 것을 제외하고는 제1제조예와 동일한 방법으로 PET 필름을 제조하였다.
제10제조예
590Kg의 PET Chip을 사용하고, YAG 형광체의 함량은 400 Kg(Resin 대비 40wt%)으로 조절한 것을 제외하고는 제2제조예와 동일한 방법으로 PET 필름을 제조하였다.
제11제조예
550Kg의 PET Chip을 사용하고, YAG 형광체의 함량은 400 Kg(Resin 대비 40wt%)으로, LuAG 형광체의 함량은 50 Kg(Resin 대비 5wt%)으로 조절한 것을 제외하고는 제2제조예와 동일한 방법으로 PET 필름을 제조하였다.
제12제조예
500Kg의 PET Chip을 사용하고, YAG 형광체의 함량은 400 Kg(Resin 대비 40wt%)으로, LuAG 형광체의 함량은 100 Kg(Resin 대비 10wt%)으로 조절한 것을 제외하고는 제2제조예와 동일한 방법으로 PET 필름을 제조하였다.
제13제조예
950Kg의 PET Chip을 사용하고, YAG 형광체의 함량을 50 Kg(Resin 대비 5wt%)으로 조절한 것을 제외하고는 제1제조예와 동일한 방법으로 PET 필름을 제조하였다.
제14제조예
940Kg의 PET Chip을 사용하고, YAG 형광체의 함량은 50 Kg(Resin 대비 5wt%)으로 조절한 것을 제외하고는 제2제조예와 동일한 방법으로 PET 필름을 제조하였다.
제15제조예
900Kg의 PET Chip을 사용하고, YAG 형광체의 함량은 50 Kg(Resin 대비 5wt%)으로, LuAG 형광체의 함량은 50 Kg(Resin 대비 5wt%)으로 조절한 것을 제외하고는 제2제조예와 동일한 방법으로 PET 필름을 제조하였다.
제16제조예
850Kg의 PET Chip을 사용하고, YAG 형광체의 함량은 50 Kg(Resin 대비 5wt%)으로, LuAG 형광체의 함량은 100 Kg(Resin 대비 10wt%)으로 조절한 것을 제외하고는 제2제조예와 동일한 방법으로 PET 필름을 제조하였다.
제17제조예
500Kg의 PET Chip을 사용하고, YAG 형광체의 함량을 500Kg(Resin 대비 50wt%)으로 조절한 것을 제외하고는 제1제조예와 동일한 방법으로 PET 필름을 제조하였다.
제18제조예
490Kg의 PET Chip을 사용하고, YAG 형광체의 함량은 500 Kg(Resin 대비 50wt%)으로 조절한 것을 제외하고는 제2제조예와 동일한 방법으로 PET 필름을 제조하였다.
제19제조예
450Kg의 PET Chip을 사용하고, YAG 형광체의 함량은 500Kg(Resin 대비 50wt%)으로, LuAG 형광체의 함량은 50 Kg(Resin 대비 5wt%)으로 조절한 것을 제외하고는 제2제조예와 동일한 방법으로 PET 필름을 제조하였다.
제20제조예
400Kg의 PET Chip을 사용하고, YAG 형광체의 함량은 500Kg(Resin 대비 50wt%)으로, LuAG 형광체의 함량은 100Kg(Resin 대비 10wt%)으로 조절한 것을 제외하고는 제2제조예와 동일한 방법으로 PET 필름을 제조하였다.
제21제조예
895Kg의 PET Chip을 사용하고, YAG 형광체의 함량은 100Kg(Resin 대비 10wt%)으로, LuAG 형광체의 함량은 5Kg(Resin 대비 0.5wt%)으로 조절한 것을 제외하고는 제2제조예와 동일한 방법으로 PET 필름을 제조하였다.
제22제조예
750Kg의 PET Chip을 사용하고, YAG 형광체의 함량은 100Kg(Resin 대비 10wt%)으로, LuAG 형광체의 함량은 150Kg(Resin 대비 15wt%)으로 조절한 것을 제외하고는 제2제조예와 동일한 방법으로 PET 필름을 제조하였다.
하기의 표 10에는 제1제조예 내지 제22제조예의 성분과 조성을 정리하여 나타내었다.
제조예 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PET Chip 900 890 850 800 800 790 750 600 600 590 550 500
YAG 형광체 100 100 100 100 200 200 200 200 400 400 400 400
LuAG 형광체 10 50 100 10 50 200 10 50 100
Total(kg) 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000
제조예 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
PET Chip 950 940 900 850 500 490 450 400 895 750
YAG 형광체 50 50 50 50 500 500 500 500 100 100
LuAG 형광체 10 50 100 10 50 100 5 150
Total(kg) 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000
제1실시예
제1제조예 내지 제12제조예에 따라 제조된 휘도 향상 필름을 A4 사이즈로 재단하고, 이를 이용하여 LCD를 제작한 후 휘도와 색재현율을 측정하였으며, 그 결과를 하기의 표 11에 나타내었다. 이 경우, LCD는 광원(Blue LED), POP(Prism on Prism) 필름, 액정패널 순서로 구성하였으며, 휘도 향상 필름은 광원과 POP 필름 사이에 배치하였다. 또한, 휘도는 일본 Topcon사의 BM-7 FAST 색채 휘도계를 이용하여 측정하였다.
제조예 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
YAG:LuAG[wt%] 10:0 10:1 10:5 10:10 20:0 20:1 20:5 20:20 40:0 40:1 40:5 40:10
휘도[nit] 430 450 500 550 480 520 560 600 540 550 580 620
색재현성[%] 81.3 81.8 82.4 82.6 82.6 82.3 82.4 82.6 81.3 81.2 81.4 81.6
- Ref. DBEF(LED TV): 430nit(휘도), 81.6%(색재현성)- Ref. DBEF(QD TV): 450nit(휘도), 100%(색재현성)
비교예
제13제조예 내지 제22제조예에 따라 제조된 휘도 향상 필름에 대해 실시예와 동일한 방법으로 휘도와 색재현율을 측정하였으며, 그 결과를 하기의 표 12에 나타내었다.
제조예 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
YAG:LuAG[wt%] 5:0 5:1 5:5 5:10 50:0 50:1 50:5 50:10 10:0.5 10:15
휘도[nit] 230 280 290 330 500 510 530 540 400 560
색재현성[%] 79.8 79.3 79.3 78.3 75.0 72.3 71.3 71.3 81.0 75.0
- Ref. DBEF(LED TV): 430nit(휘도), 81.6%(색재현성)- Ref. DBEF(QD TV): 450nit(휘도), 100%(색재현성)
본 발명의 고휘도 필름(100)은 보다 선명한 색재현율을 얻기 위하여 특정 파장 대역을 흡수하는 흡수 안료 1종을 기재필름(110)의 내부에 분산시킬 수 있다.
도 3과 같이 본 발명의 고휘도 필름(100)은 기재필름(110)의 내부에 흡수 안료(160)가 분산되어 있는 형태일 수 있다.
이 때, 상기 기재필름(110)의 내부에는 흡수안료(160)와 함께 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 YAG계 형광체(120)가 분산되거나, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 LuAG계 형광체(130)가 분산되거나, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 YAG계 형광체 및 LuAG계 형광체의 혼합 형광체가 분산될 수 있다.
본 발명의 기재필름(110)에 분산되는 흡수 안료(160)는 용성 아조 안료(Carmine 6B), 불용성 아조 안료(Toluidine Red), NaPhthol AS계(Fast Red FGR), Monoazo Yellow계 (Monoazo Yellow G) 및 Disazo Yellow계(Disazo Yellow GG) 안료 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 흡수 안료(160)는 380 ~ 430 nm, 480 ~ 510nm 및 560 ~ 600nm 중 적어도 어느 하나의 파장대역의 광을 흡수하는 안료인 것이 바람직하다.
상기 기재필름(110)은 흡수 안료(160)를 0.01 내지 5wt% 포함하는 것이 바람직하다. 0.01 wt% 미만인 경우 색재현율 상승 효과가 없고, 5wt%를 초과하는 경우 휘도 저하 문제가 발생된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고휘도 필름(100)은 보다 선명한 색재현율을 얻기 위하여 특정 파장 대역을 흡수하는 흡수 염료(dyestuff) 1종 이상을 고분자 매트릭스와 함께 교반기에 넣어 고르게 분산시켜 제조한 흡수 염료층(170)을 더 포함할 수 있다.
상기 제조된 흡수 염료층(170)을 Mayer Bar로 기재 필름의 적어도 어느 하나의 면에 형성할 수 있다. 도 4 와 같이 기재 필름(110)의 적어도 어느 한 면에 일정 두께로 흡수 염료를 도포하여 코팅한 후 무전극 램프를 이용해 경화시켜 흡수 염료층(170)을 형성한다.
본 발명의 흡수 염료층(170)에 사용되는 상기 고분자 매트릭스는 단관능 우레탄아크릴레이트 올리고머, 단관능 모노머 등이 있으며, 광개시제, 레벨링제, 소포제 등을 첨가할 수 있다. 상기 광 개시제로는 IG184, IG907, TPO, CP4가 있으며, 이중 바람직한 광 개시제는 IG 184, TPO 이다.
본 발명의 흡수 염료층(170)에 포함되는 흡수 염료는 히드록시 벤조트리아졸(hydroxy -benzotriazole)계, 로다민(rhodamine, RH)계, 스쿠아린 (squarine, SQ)계, 시아닌(cyanine, CY)계 및 테트라아자포르피린(Tetra aza porphyrin, TAP )계 염료 중에서 적어도 어느 하나 일 수 있다.
상기 히드록시 벤조트리아졸(hydroxy -benzotriazole)계 염료는 4-Hydroxy-1H-benzotriazole, 2-(2-Hydroxy-5-methylphenyl)benzotriazole 등 인 것이 바람직하다.
상기 로다민(rhodamine, RH)계 염료는 Rhodamine, Rhodamine 6G 등 인 것이 바람직하다.
상기 스쿠아린 (squarine, SQ)계 염료는 2,4-Bis[4-(N,N-dibenzylamino)-2,6-dihydroxyphenyl]squaraine 등 인 것이 바람직하다.
상기 시아닌(cyanine, CY)계 염료는 Phthalocyanine 등 인 것이 바람직하다.
또한, 상기 흡수 염료는 380 ~ 430 nm, 480 ~ 510nm 및 560 ~ 600nm 중 적어도 어느 하나의 파장대역의 광을 흡수하는 염료인 것이 바람직하다.
이 때, 바람직한 흡수 염료층(170)의 두께는 0.01 ~ 20 ㎛ 이다. 상기 흡수 염료층의 두께가 0.01 ㎛ 미만인 경우 색재현율 상승효과가 미흡하고, 20 ㎛ 초과의 경우 휘도 저하가 발생된다.
상기 흡수 염료층(170)은 염료를 0.01 내지 5wt% 포함하는 것이 바람직하다. 0.01 wt% 미만인 경우 색재현율 향상 효과가 없고, 5wt%를 초과하는 경우 휘도가 저하된다.
흡수 염료 종류별로 흡수염료 함량 및 흡수 염료층의 코팅 두께에 따른 휘도 및 색재현율을 하기 표 13 내지 18에 나타내었다.
Figure PCTKR2017013145-appb-T000006
Figure PCTKR2017013145-appb-T000007
Figure PCTKR2017013145-appb-T000008
Figure PCTKR2017013145-appb-T000009
Figure PCTKR2017013145-appb-T000010
Figure PCTKR2017013145-appb-T000011
상기 표 13 내지 18의 휘도 Data는 QD Ref.(450nit)와 대비하여 "%"로 환산한 data이다.
상기 표 13 내지 표 18는 모두 동일하게 YAG계 형광체 : LuAG계 형광체의 혼합 비율을 20wt% : 2wt% 로 하였고, 흡수 염료층(170)의 두께를 0.1 ㎛로 고정하고, 흡수 염료층에 각 흡수 염료가 0.1wt% 포함되도록 고정하여 제조한 고휘도 필름(100)을 사용하여 측정하였다.
상기 흡수 염료층(170)은 기재필름(110)의 일면에 연속으로 형성되지 않고, 상기 기재필름(110)의 윗층에 프리즘 시트(210)를 적층하고, 그 위에 형성됨으로써 프리즘 시트를 사이에 두고 불연속적으로 배치되어 LCD의 휘도를 향상시킬 수도 있다.
Figure PCTKR2017013145-appb-T000012
상기 표 19과 같이 프리즘 시트(210)의 상단부에 흡수 염료층(170)이 있는 경우, 프리즘 시트의 하단부에 흡수 염료층이 형성되는 경우보다 색재현율은 부족하지만 휘도가 매우 우수하고, 기존 SUHD TV 보다도 휘도가 우수한 효과가 있다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 고휘도 필름(100)은 보다 선명한 색재현율을 얻기 위하여 특정 파장 대역을 흡수하는 흡수 염료 1종을 기재필름(110)의 내부에 분산시켜 형성할 수 있다.
도 5와 같이 본 발명의 고휘도 필름(100)은 기재필름(110)의 내부에 흡수 염료(180)가 분산되어 있는 형태일 수 있다.
이 때, 상기 기재필름(110)의 내부에는 흡수염료(180)와 함께 도 5의 (a)에도시된 바와 같이 YAG계 형광체가 분산되거나, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 LuAG계 형광체가 분산되거나, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이 YAG계 형광체 및 LuAG계 형광체의 혼합 형광체가 분산되어 있다.
본 발명의 기재필름(110)에 분산되는 흡수 염료(180)는 히드록시 벤조트리아졸(hydroxy -benzotriazole)계, 로다민(rhodamine, RH)계, 스쿠아린 (squarine, SQ)계, 시아닌(cyanine, CY)계 및 테트라아자포르피린(Tetra aza porphyrin, TAP )계 염료 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 흡수 염료(180)는 380 ~ 430 nm, 480 ~ 510nm 및 560 ~ 600nm 중 적어도 어느 하나의 파장대역의 광을 흡수하는 염료인 것이 바람직하다.
상기 기재필름(110)은 흡수 염료(180)를 0.01 내지 5wt% 포함하는 것이 바람직하다. 0.01 wt% 미만인 경우 색재현율 상승 효과가 없고, 5wt%를 초과하는 경우 휘도 저하 문제가 발생된다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 고휘도 필름(100)은 도 6과 같이 기재 필름(110)의 일면에 PMMA 입자 또는 PMMA 입자와 대전방지제를 포함하는 백코팅(Back coating)층(200)을 더 포함할 수 있다. 상기 백코팅층(200)에 포함된 입자에 의해 광학필름 이면에 요철을 부여해 다른 광학시트와의 블로킹을 방지하여 작업성을 향상시키고, 공정상 마찰로 인해 발생하는 정전기를 방지하는 효과가 있다.
백코팅층에 사용되는 코팅 조액은 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 단관능 모노머, 광개시제, 레벨링제, 분산제 및 PMMA 입자 등으로 이루어 진다.
상기 PMMA 입자는 전체 백코팅층에 대해 0.1 내지 5 wt% 함유하는 것이 바람직하다. 0.1wt% 미만인 경우 광학필름의 이면에 충분한 요철을 형성하지 못하고, 5wt% 초과인 경우 높은 헤이즈에 의한 투과광 손실이 발생하게 되므로 PMMA 입자의 함량을 조절하여 백코팅층의 헤이즈를 1 내지 20%로 조절하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 백코팅층(200)에는 필요에 따라 대전 방지제(Anti-static)를 첨가제로 추가할 수 있다. 상기 대전 방지제를 첨가함에 따라 표면 저항 조절이 가능하며, 대전 방지제는 백코팅층 전체 대비 0.01 내지 3wt% 포함되는 것이 바람직하다. 대전방지제의 함량이 0.01 wt% 미만인 경우 정전기 방지를 위한 표면 저항이 부족하고, 3wt% 초과인 경우는 필요 이상의 과량을 첨가하는 결과를 낳게 되는바, 대전 방지제를 0.01 내지 3wt% 첨가하여 표면 저항이 1010~1012 Ohm/□ 범위가 되도록 조절하는 것이 바람직하다. 표면 저항이 1010~1012 Ohm/□ 인 경우, 필름의 동적 상태에서의 장해방지가 가능하고, 대전 후 대전현상이 즉시 감쇠하는 효과가 있기 때문이다.
본 발명의 백코팅층(200)은 bar coating, slot-die coating 등의 백코팅 방식을 사용할 수 있다.
상기 백코팅시 백코팅층(200)의 두께는 1 내지 10㎛ 가 바람직하다. 두께가 1 ㎛ 미만인 경우 광학필름의 이면에 충분한 요철이 형성되지 않아 블로킹 방지가 어렵고, 10 ㎛ 초과인 경우 높은 헤이즈(haze)에 의한 투과광 손실 문제가 발생한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고휘도 필름(100)은 도 7과 같이 기재필름(110)의 적어도 하나의 면에 불소계 폴리올을 주쇄로 가지는 우레탄 아크릴레이트 올리고머 및 중공나노실리카를 포함하는 저굴절층(190)을 포함할 수 있다.
상기 저굴절층(190)은 휘도를 추가적으로 향상시키기 위한 것으로 도 7 (a)와 같이 기재필름(110)의 상부 또는 도 7 (b)와 같이 기재필름(110)의 상부 및 하부 모두에 형성될 수 있다.
저굴절층(190)의 형성을 위한 코팅 조액은 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 다관능 모노머, 단관능 모노머, 광개시제, 레벨링제, 분산제 및 중공나노실리카를 포함할 수 있다.
이 경우, 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 다음 [화학식 1]과 같은 구조를 가진다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2017013145-appb-I000001
x, y, z 및 n은 0 내지 50 사이의 정수이다.
상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 불소계 폴리올을 주쇄로 가지며, 저굴절층(190)에 대해 10 내지 20wt% 포함된다. 불소계 폴리올의 함량이 10wt% 미만이면 저굴절층의 굴절률이 높아져 광손실이 발생하고, 20wt%를 초과하면 모노머의 함량이 줄어들어 가교 밀도가 떨어지므로 표면 경도와 같은 물리적 특성을 확보하기 어렵기 때문이다.
`또한, 다관능 모노머와 단관능 모노머는 PETA(Pentaerythritol triacrylate)와 ACMO(Acryloyl morpholine)로 이루어질 수 있으며, 저굴절층에 대해 20 내지 30wt%의 비율로 포함된다. 아울러, 광개시제, 레벨링제, 분산제는 저굴절층에 대해 1 내지 5wt% 포함될 수 있다.
한편, 중공나노실리카는 일례로 일본 일휘촉매사의 중공나노실리카를 이용할 수 있으며, 저굴절층(190)에 대해 30 내지 70wt% 포함되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 중공나노실리카의 함량이 30wt% 미만이면 반사율이 2.5% 이상 높아져 투과광 손실이 발생하고, 70% 초과이면 중공나노실리카 입자의 분산 문제가 발생하여 외관이 고르지 못하게 되기 때문이다.
본 발명에서 저굴절층(190)의 코팅은 bar coating, slot-die coating, Micro Gravure coating 등의 방식을 사용할 수 있고, 저굴절층(190)의 두께는 70 내지 120 nm인 것이 바람직하다. 저굴절층(190)의 두께가 70nm 미만이거나 120nm 초과이면 반사율이 높아져 투과광 손실에 의한 휘도 저하 현상이 발생할 수 있다.
또한, 저굴절층(190)의 굴절율은 1.32 내지 1.42인 것이 바람직하고, 1.34 내지 1.38인 것이 휘도 향상에 더욱 바람직하다.
이상으로 본 발명에 따른 고휘도 필름 및 그 제조방법에 대해 설명하였다. 이하에서는 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
실시예 1
중합공정을 통해 제조된 Mw=40,000 g/mol의 PET chip 900 kg을 용융하고, 용융된 PET chip에 Y3A15O12: Ce3 +(YAG:Ce) 형광체 100 kg을 고온 믹서기로 정밀하게 분산한 후, T-다이에 토출시켜 시트형태로 만들고, 2축 연신공정을 통해 Y3A15O12: Ce3+(YAG:Ce) 형광체가 10 wt% 포함된 PET 필름을 제조한다.
이후, PET 필름의 상부에 일본 JSR사 저굴절 코팅액 TU2359를 Slot Die Coater를 이용하여 100nm 두께로 단면 및 양면 코팅을 실시한 다음, 무전극 램프를 이용하여 약 5초 동안 자외선을 조사하였다. 이 경우, 조사된 자외선의 광량은 1000mJ 이하로 하였다.
실시예 2
중합공정을 통해 제조된 Mw=40,000 g/mol의 PET chip 800 kg을 용융하고, 용융된 PET chip에 Y3A15O12: Ce3 +(YAG:Ce) 형광체 200kg을 고온 믹서기로 정밀하게 분산한 후, T-다이에 토출시켜 시트형태로 만들고, 2축 연신공정을 통해 Y3A15O12: Ce3+(YAG:Ce) 형광체가 20 wt% 포함된 PET 필름을 제조한다.
이후, PET 필름의 상부에 일본 JSR사 저굴절 코팅액 TU2359를 Slot Die Coater를 이용하여 100nm 두께로 단면 및 양면 코팅을 실시한 다음, 무전극 램프를 이용하여 약 5초 동안 자외선을 조사하였다. 이 경우, 조사된 자외선의 광량은 1000mJ 이하로 하였다.
실시예 3
중합공정을 통해 제조된 Mw=40,000 g/mol의 PET chip 700 kg을 용융하고, 용융된 PET chip에 Y3A15O12: Ce3 +(YAG:Ce) 형광체 300kg을 고온 믹서기로 정밀하게 분산한 후, T-다이에 토출시켜 시트형태로 만들고, 2축 연신공정을 통해 Y3A15O12: Ce3+(YAG:Ce) 형광체가 30 wt% 포함된 PET 필름을 제조한다.
이후, PET 필름의 상부에 일본 JSR사 저굴절 코팅액 TU2359를 Slot Die Coater를 이용하여 100nm 두께로 단면 및 양면 코팅을 실시한 다음, 무전극 램프를 이용하여 약 5초 동안 자외선을 조사하였다. 이 경우, 조사된 자외선의 광량은 1000mJ 이하로 하였다.
실시예 4
중합공정을 통해 제조된 Mw=40,000 g/mol의 PET chip 600 kg을 용융하고, 용융된 PET chip에 Y3A15O12: Ce3 +(YAG:Ce) 형광체 400kg을 고온 믹서기로 정밀하게 분산한 후, T-다이에 토출시켜 시트형태로 만들고, 2축 연신공정을 통해 Y3A15O12: Ce3+(YAG:Ce) 형광체가 40 wt% 포함된 PET 필름을 제조한다.
이후, PET 필름의 상부에 일본 JSR사 저굴절 코팅액 TU2359를 Slot Die Coater를 이용하여 100nm 두께로 단면 및 양면 코팅을 실시한 다음, 무전극 램프를 이용하여 약 5초 동안 자외선을 조사하였다. 이 경우, 조사된 자외선의 광량은 1000mJ 이하로 하였다.
비교예 1
저굴절층을 코팅하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 고휘도 필름을 제조하였다.
비교예 2
저굴절층을 코팅하지 않은 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 고휘도 필름을 제조하였다.
실험예
실시예와 비교예에 따라 제조된 고휘도 필름을 A4 사이즈로 재단하여 LCD를 제작한 후 휘도 측정 장치(일본 Topcon 사 BM-7 FAST 색차 휘도계)를 통해 고휘도 필름의 정면 휘도 및 색재현율을 측정하였으며, 그 결과를 하기의 표 20에 나타내었다. 이 경우, LCD는 반사판과, 광원(Blue LED)과, 고휘도 필름과, 프리즘 및 액정표시패널을 순차적으로 배치하여 구성하였다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2
저굴절층 코팅 단면 양면 단면 양면 단면 양면 단면 양면 - -
색재현율(%) 81.3 81.3 82.6 82.6 82.2 82.2 81.3 81.3 81.3 82.6
휘도(nit) 441 452 492 504 523 536 554 567 430 480
본 발명은 상기 고휘도 필름(100) 및 다른 여러 장의 필름을 하나의 시트 형태로 점착하여 액정표시장치용 복합시트(300)를 형성할 수 있다. 구체적으로 고휘도 필름(100)과 광학 필름을 접착제로 라미네이션하여 한 장의 복합시트로 제작하여 LCD에 적용이 가능하다.
본 발명에서 상기 광학 필름은 프리즘 시트, DBEF 및 시야각 보완시트 중에서 적어도 하나 이상 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 프리즘 시트(210)는 POP(Prism On Prism, 2매 복합필름) 혹은 수직, 수평 프리즘 시트 각각을 적층하여 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 시야각 보완시트는 렌즈(lens)필름(240), MOP(Micro lens On Prism, 프리즘 한 층 위에 확산 기능을 할 수 있는 렌즈 필름이 적층된 복합필름)(250), 확산 시트(260) 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
상기 접착제는 투명접착제(OCA, Optical Clear Adhesive)를 사용하는 것이 바람직하며, direct bonding(full lamination) 또는 air gap bonding 방식으로 접착할 수 있다. 특히, direct bonding 방식은 air gap bonding 방식에 비해 수율은 낮지만 광학 특성이 우수해 시인성은 높고 전력 소모는 적은 장점이 있다.
상기 라미네이션은 도 10과 같은 공정에 의해 이루어진다. 제1 공급롤러(R1)를 통해 광학필름(F1)이 공급되고, 제2 공급롤러(R2)를 통해 고휘도 필름(F2)이 공급된다. 상기 광학필름(F1)은 접착제 도포 롤러(R3)를 통과하며 광학필름의 적어도 한 면에 접착제(A)가 도포된 후 합지롤러(R4)를 거쳐 고휘도 필름(F2)과 합지되어 복합시트(F3)가 완성된다.
한편, 본 발명은 광학필름이 2가지 이상 선택되어 사용되는 경우에는 고휘도 필름과 1가지 광학필름을 상기 공정에 의해 먼저 합지한 후, 나머지 1가지 광학필름을 상기 공정을 반복하여 순차적으로 합지 시키는 과정을 거쳐 복합시트를 형성한다.
본 발명의 복합시트(300)는 고휘도 필름과 광학필름 사이에 접착제를 도포하여 형성할 수 있다.
구체적으로, 광학필름 중 DBEF만 사용되는 경우 고휘도 필름(100)과 DBEF(220) 사이에 접착제를 도포하여 합지한 복합시트(300)를 형성할 수 있다. 또한, 광학필름 중 프리즘 시트만 사용되는 경우 고휘도 필름(100)과 프리즘 시트(210) 사이에 접착제를 도포하여 합지한 복합시트(300)를 형성할 수 있다. 또한, 광학필름 중 프리즘 시트 및 DBEF가 사용되는 경우에는 고휘도 필름(100)과 프리즘 시트(210) 사이, 상기 프리즘 시트(210)와 DBEF(220) 사이에 각각 접착제를 도포하여 도 8과 같은 복합시트(300)를 형성할 수 있다. 즉, 고휘도 필름(100)과 프리즘시트(210)를 라미네이션 공정에 의해 접착제로 합지한 후, DBEF(220)를 점착하는 라미네이션 공정을 반복하여 도 8과 같은 고휘도필름(100), 프리즘시트(210) 및 DBEF(220) 순서로 구성된 복합시트(300)를 형성한다.
본 발명에서 DBEF와 고휘도 필름을 함께 사용하는 경우 형광체 혼합 비율에 다른 휘도 및 색재현성에 관하여 하기 표 21 내지 23에 나타내었다.
하기 표 21은 'DBEF와 HBF를 함께 사용하는 경우 바람직한 형광체 혼합 비율에 따른 휘도 및 색재현성'을 나타낸다.
구분 YAG 10 YAG 20 YAG 40
LuAG 5 LuAG 10 LuAG 20 LuAG 5 LuAG 10 LuAG 20 LuAG 5 LuAG 10
휘도 [nit] 650 700 750 720 760 800 750 780
색재현성[%] 81.8 82.4 82.6 82.3 82.4 82.6 82 81.5
하기 표 22 및 표 23은 'DBEF와 HBF를 함께 사용하는 경우 바람직한 형광체 혼합 비율 이외의 혼합비율에 따른 휘도 및 색재현성'을 나타낸다.
구분 Ref. DBEF Ref. DBEF YAG : LuAG YAG 50
(LED TV) (QD TV) 함량 wt% LuAG 5 LuAG 10 LuAG 20
휘도 [nit] 430 450 휘도 [nit] 710 730 740
색재현성[%] 81.6 100 색재현성[ % ]　 72.3 71.3 71.3
구분 Ref. DBEF Ref. DBEF YAG : LuAG YAG 5
(LED TV) (QD TV) 함량 wt% LuAG 5 LuAG 10 LuAG 20
휘도 [nit] 430 450 휘도 [nit] 480 490 530
색재현성[%] 81.6 100 색재현성[ % ]　 79.3 79.3 78.3
본 발명의 다른 실시예에 따른 복합시트(300)는 광학필름 중 시야각 보완시트를 사용하여 LCD의 시야각에 따른 휘도 향상 구현이 가능하다. 특히 특정 각도에서 휘도가 저하되는 문제를 개선할 수 있다. 이는 상기 프리즘 시트(210)를 통하여 집광된 빛은 시야각 보완시트에서 다시 확산됨으로써 종래 일반 LCD TV 대비 높은 휘도 및 우수한 시야각별 휘도 향상 구현이 가능한 것이다.
구체적으로, 고휘도 필름(100)과 시야각 보완시트 사이에 접착제를 도포하여 복합시트를 형성할 수 있다. 또한, 광학필름 중 프리즘 시트(210) 및 시야각 보완시트가 사용되는 경우에는 고휘도 필름(100)과 프리즘 시트(210) 사이, 상기 프리즘 시트와(210) 시야각 보완시트 사이에 각각 접착제를 도포하여 복합시트를 형성할 수 있다.
도 9는 본 발명의 고휘도 필름(100)과 시야각 보완시트를 포함하는 복합시트의 구체적인 예를 도시하는 도면이다.
도 9의 (a)는 시야각 보완시트로 렌즈필름(240)을 사용한 복합시트를 나타낸다. 이 경우, 고휘도 필름(100), 프리즘 시트(210) 및 렌즈필름(240)이 순서대로 적층하여 점착하는 것이 바람직하다.
도 9의 (b)는 시야각 보완시트로 MOP(250)을 사용한 복합시트를 나타낸다. 상기 MOP는 프리즘의 한 층 위에 확산 기능을 할 수 있는 렌즈필름이 적층된 형태이므로, 별도의 프리즘 시트를 함께 사용하지 않고, 고휘도 필름(100) 및 MOP(250)를 순서대로 적층하여 점착하는 것이 바람직하다.
도 9의 (c)는 시야각 보완시트로 확산시트(260)를 사용한 복합시트를 나타낸다. 이 경우, 고휘도 필름(100), 프리즘 시트(210) 및 확산시트(260)를 순서대로 적층하여 점착하는 것이 바람직하다.
다음에는 본 발명에 따른 고휘도 필름(100)을 포함하는 LCD 구조에 대해 설명한다. 본 발명에 따른 LCD 구조는 액정 패널과 그 저면에 백라이트 유닛을 포함할 수 있고, 상기 백라이트 유닛은 반사판, 도광판, 고휘도 필름(100), 프리즘 시트(210)를 포함할 수 있다.
본 발명의 LCD 구조를 세분화한 개략도는 도 11의 (a) 내지 (d)에 나타나 있다. 도 11의 경우, 프리즘 시트(210)를 수평프리즘시트(22,32)와 수직프리즘시트(23,33)로 세분화하여 나타내었다.
구체적으로, 본 발명에 따른 액정표시장치는 액정패널(10)과 백라이트유닛(20)(30)으로 구성된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트유닛(20)은 도 11의 (a)(b)에 도시된 바와 같이, 반사판(25), 도광판(24), 수직프리즘시트(23), 수평프리즘시트(22) 그리고 상확산판(21)이 차례로 적층되어 이루어지되, 수평프리즘시트(22)와 상확산판(21) 사이 또는 도광판(24)과 수직프리즘시트(23) 사이에 상기 고휘도 필름(100)이 적층될 수 있다. 도 11의 (a)(b)에 도시된 실시예는 도광판(24)의 양측 측면에 광원이 설치되어 LED 에지형 백라이트를 구성할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트유닛(30)은 도 11의 (c)(d)에 도시된 바와 같이, 확산판(34), 수직프리즘시트(33), 수평프리즘시트(32) 그리고 상확산판(31)이 차례로 적층되어 이루어지되, 수평프리즘시트(32)와 상확산판(31) 사이 또는 확산판(34)과 수직프리즘시트(33) 사이에 상기 고휘도 필름(100)이 적층될 수 있다. 도 11의 (c)(d)에 도시된 실시예는 확산판(34)의 하부에 광원이 설치되어 LED 직하형 백라이트를 구성할 수 있다.
도 11의 (a)~(d)에 도시된 백라이트(20)(30)에는 청색 LED를 광원으로 적용함으로써 바람직하게 휘도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 LCD 구조는 상기 프리즘 시트 (210) 위에 DBEF(220)을 더 포함 할 수 있다. 도 12는 본 발명의 고휘도 필름(100) 및 DBEF(220)를 포함하는 LCD 구조의 일례를 나타낸다. 이는 저면으로부터 광원(410), 도광판(420), 고휘도 필름(100), 프리즘 시트(210), DBEF(220), 액정패널(430)이 순서대로 적층되는 구조이다. 이러한 구조는 휘도 향상 및 색재현율 향상 면에서 바람직하다.
상기 LCD 구조는 고휘도 필름(100), 프리즘 시트(210) 및 DBEF(220)이 점착된 복합시트(300)를 포함하는 것도 가능하다.
하기 표 24 내지 27에는 본 발명의 고휘도 필름(100)이 프리즘 시트(210)와 사용되는 경우, 고휘도 필름(100)이 프리즘 시트(210) 및 DBEF(220)와 조합되어 LCD 구조에 적용되는 각각의 경우에 휘도와 색재현율을 실험한 결과를 나타내었다.
하기 표 24는 'HBF의 적용위치별 휘도 확인 결과'를 나타낸다.
Figure PCTKR2017013145-appb-T000013
상기 표 24에서 보는 바와 같이 LCD 구조에 본 발명의 고휘도 필름(HBF)(100)을 적용하는 경우, 고휘도 필름(100) 위에 프리즘 시트(210)가 있는 경우에 휘도 향상 효과가 극대화 되는 것을 확인할 수 있다. 따라서 고휘도 필름(100)의 위층에 프리즘 시트(210)가 있는 것이 바람직하다. 또한 도광판 바로 위에서 고휘도 필름(100)을 적용하는 경우에 휘도 향상 효과가 가장 좋은 것을 알 수 있다. 따라서 본 발명의 고휘도 필름(100)은 도광판(420)과 프리즘 시트(210) 사이에서 사용하는 것이 가장 바람직하다.
하기 표 25은 'DBEF와 프리즘시트 유무에 따른 휘도 경향성'을 나타낸다.
Figure PCTKR2017013145-appb-T000014
상기 표 25에서는 본 발명의 고휘도 필름(100)과 함께, 프리즘 시트 (210) 및 DBEF(220)를 사용하는 경우, 프리즘 시트(210)만 사용하는 경우, DBEF 와 프리즘을 모두 제거하는 각각의 경우에 있어서 휘도 변화를 나타내었다.
고휘도 필름(100)은 DBEF(220)와 프리즘 시트(210) 모두 없이 사용했을 때에는 휘도가 낮지만, DBEF 필름 대신 프리즘 시트(210)와 함께 사용하는 경우 일반적인 WHITE LED 에 DBEF 필름을 사용하는 경우보다도 휘도가 높고, DBEF 필름(220) 및 프리즘 시트(210)와 모두와 함께 사용되는 경우에는 784.7 nit의 정면 휘도를 나타내 8K의 UHD 급 또는 그 이상의 휘도를 나타내는 것이 확인되었다.
하기 표 26은 'HBF 휘도 향상 필름 적용 구조의 최적화'를 나타낸다.
Figure PCTKR2017013145-appb-T000015
상기 표 26을 살펴보면 종래 WHITE LED TV나 QD TV보다도 본 발명의 고휘도 필름(100) 및 프리즘 시트(210)을 포함하는 경우 휘도가 향상되었고, 휘도 향상 및 정면 색좌 허용 범위를 만족시키는 면에서 가장 바람직한 결과가 나타났다. 나아가 상기 프리즘 시트(210) 위에 DBEF(220)를 더 포함하는 경우에는 정면 휘도 값이 가장 높게 나타났다.
하기 표 27은 '휘도 및 색재현성, 정면색좌, RGB 색좌 비교'를 나타낸다. .
Figure PCTKR2017013145-appb-T000016
상기 표 27을 살펴보면 본 발명의 고휘도 필름(100)을 프리즘 시트(210)와 함께 적용하는 LCD 구조의 경우 휘도가 가장 높은 것을 알 수 있으며, 종래 WHITE LED 직하형에 DBEF 필름을 적용한 경우보다 색재현성도 높은 것을 확인 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예로 본 발명의 LCD 구조는 액정 패널과 그 저면에 백라이트 유닛을 포함할 수 있고, 상기 백라이트 유닛은 반사판, 도광판, 고휘도 필름(100), 프리즘 시트(210) 순서대로 구성되어 있으며, 상기 프리즘 시트(210) 위에 시야각 보완시트 더 포함할 수 있다.
도 13은 본 발명에 따른 고휘도 필름(100) 및 시야각 보완시트를 포함하는 LCD 구조의 일례를 나타낸다.
도 13의 (a)는 시야각 보완시트로 렌즈필름(240)이 사용된 경우를 나타내며, 저면으로부터 광원(410), 도광판(420), 고휘도 필름(100), 프리즘 시트(210), 렌즈필름(240), 액정패널(430)이 순서대로 적층되는 구조이다.
도 14를 살펴보면, 고휘도 필름(100) 및 프리즘 시트(210)만 적용한 LCD 의 경우 -30, +30 이상의 각도에서 휘도가 감소하는 것을 알 수 있다. 그러나 렌즈필름(240)을 추가로 적용하는 경우 상기 특정 각도의 시야각 범위에서 휘도 저하 문제가 개선되는 것을 확인할 수 있다.
특히 렌즈 필름(240)을 고휘도 필름(100)과 함께 사용하는 경우에는 고휘도 필름만 사용하는 경우에 비하여 휘도가 상승하는 효과가 나타난다. 이는 하기 표 28에 나타내었다.
구분 YAG 10 YAG 20 YAG 40
LuAG 5 LuAG 10 LuAG 20 LuAG 5 LuAG 10 LuAG 20 LuAG 5 LuAG 10
휘도 [nit] 550 600 650 620 660 700 650 680
색재현성[%] 81.8 82.4 82.6 82.3 82.4 82.6 82 81.5
렌즈 필름이 함께 사용되는 경우, 고휘도 필름에 사용된 YAG계 및 LuAG계 형광체 함량에 따른 LCD 휘도와 색재현율
도 13의 (b)는 시야각 보완시트로 MOP(250)이 사용된 경우를 나타내며, 저면으로부터 광원(410), 도광판(420), 고휘도 필름(100), MOP(250), 액정패널(430)이 순서대로 적층되는 구조이다. 이 경우, MOP(250)는 프리즘 위에 렌즈 필름이 적층되는 구조이므로 별도의 프리즘 시트를 더 사용하지 않아도 휘도 향상 및 시야각 보완 효과가 있다.
도 15를 살펴보면, 고휘도 필름(100) 및 프리즘 시트(210)만 적용한 LCD 의 경우 -30, +30 이상의 각도에서 휘도가 감소하는 것을 알 수 있다. 그러나 MOP(250)을 추가로 적용하는 경우 상기 특정 각도의 시야각 범위에서 휘도 저하 문제가 개선되는 것을 확인할 수 있다.
도 13의 (c)는 시야각 보완시트로 확산시트(260)가 사용된 경우를 나타내며, 저면으로부터 광원(410), 도광판(420), 고휘도 필름(100), 프리즘 시트(210), 확산시트(260), 액정패널(430)이 순서대로 적층되는 구조이다.
도 16을 살펴보면, 고휘도 필름(100) 및 프리즘 시트(210)만 적용한 LCD 의 경우 -30, +30 이상의 각도에서 휘도가 감소하는 것을 알 수 있다. 그러나 확산시트(260)를 추가로 적용하는 경우 상기 특정 각도의 시야각 범위에서 휘도 저하 문제가 개선되는 것을 확인할 수 있다.
[ 제조예 ]
본 발명의 고휘도 필름(100)을 구성하는 형광체를 포함하는 기재필름, 안료층, 안료 및 형광체를 포함하는 기재필름, 염료층, 염료 및 형광체를 포함하는 기재필름, 저굴절층 등의 제조예를 나타내었다. 본 발명의 제조예는 예시를 나타낸 것일 뿐 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
형광체를 포함하는 기재필름의 제조예
중합공정을 통해 제조된 Mw=40,000g/mol의 PET Chip 900Kg을 용융하고, 융융된 PET Chip에 YAG 형광체 100Kg(Resin대비 10wt%)을 정밀하게 분산한 후 1000mm 폭의 Die에 토출시켜 Sheet형태로 제조한 다음 2축 연신공정을 통해 PET 필름 100M을 제조하였다. 구체적인 제막 공정은 다음과 같다.
중합공정을 통해 제조된 PET Chip 900Kg을 Feeding 받아 용융하고, YAG 형광체 100Kg을 고온 믹서기를 통해 정밀하게 분산한 후 T-Die에 정량 압출하고, 형광체가 정밀하게 분산된 용융 PET Chip을 Sheet상으로 형성하도록 slit Gap(300㎛)을 통해 Melt PET Resin을 토출하여 Casting Roll에서 Melt Resin을 급랭, 고화시켜 Casting Sheet형태로 제조하였다. 이후, Casting Sheet에 120 ℃로 열을 가하고, Roll 주속차(10M/min속도)를 이용하여 종연신시킨 후 Sheet 양변부를 Clip에 물고 110% 연신하고, 10M/min의 속도로 주행하면서 250㎛ 두께의 PET 필름을 100M 권취하였다.
흡수 안료층 제조예
안료(용성 아조 안료(Carmine 6B), 불용성 아조 안료(Toluidine Red), NaPhthol AS계(Fast Red FGR), Monoazo Yellow계 (Monoazo Yellow G) , Disazo Yellow계(Disazo Yellow GG) 안료) 0.01~5wt%를 고분자 매트릭스에 넣어서 60분 교반 시킨다. 이 경우, 고분자 매트릭스(Matrix)로는 단관능 우레탄아크릴레이트 올리고머, 단관능 모노머를 사용하였다. 이후, 안료와 매트릭스 혼합물에 광개시제를 첨가한다. 광개시제로는 IG184, IG907, TPO, CP4 중에서 선택하여 1~5wt% 첨가할 수 있으나, 여기서는 IG 184와 TPO를 5:5의 비율로 5wt% 첨가하였다. 마지막으로, 제조된 코팅액을 Mayer Bar로 형광체 코팅층의 상부 또는 PET 필름의 타면에 도포한 후 무전극 램프를 이용하여 약 5초간 조사한다. 이때 조사된 광량은 500mj 이하가 바람직하다.
흡수 안료와 형광체를 포함하는 기재필름 제조예
중합공정을 통해 제조된 Mw=40,000g/mol의 PET Chip 900Kg을 용융하고, 융융된 PET Chip에 YAG 형광체 100Kg(Resin대비 10wt%)와, 안료(용성 아조계(Carmine 6B) 1Kg(Resin 대비 0.1wt%)을 정밀하게 분산한 후 1000mm 폭의 Die에 토출시켜 Sheet형태로 제조한 다음 2축 연신공정을 통해 PET 필름 100M을 만들었다. 자세한 제막 공정은 다음과 같다.
중합 공정을 통해 제조된 PET Chip 900Kg을 Feeding 받아 용융하고, YAG 형광체 100Kg과 안료 1Kg을 고온 믹서기를 통해 정밀하게 분산한 후 T-Die에 정량 압출하고, 형광체가 정밀하게 분산된 용융 PET Chip을 Sheet상으로 형성하도록 slit Gap(300㎛)을 통해 Melt PET Resin을 토출하여 Casting Roll에서 Melt Resin을 급랭, 고화시켜 Casting Sheet형태로 제조하였다. 이후, Casting Sheet에 120 로 열을 가한 후, Roll 주속차(10M/min속도)를 이용하여 종연신시킨 후 Sheet 양변부를 Clip에 물고 110% 연신하고, 10M/min의 속도로 주행하면서 250㎛ 두께의 PET 필름을 100M 권취하였다.
흡수 염료층 제조예
염료(4-Hydroxy-1H-benzotriazole, 2-(2-Hydroxy-5-methylphenyl)benzotriazole, Rhodamine B, Rhodamine 6G, 2,4-Bis[4-(N,N-dibenzylamino)-2,6-dihydroxyphenyl]squaraine, Phthalocyanine)를 0.01~ 5wt%를 고분자 매트릭스에 넣어서 60분 교반 시킨다. 고분자 매트릭스(Matrix)는 단관능 우레탄아크릴레이트 올리고머, 단관능 모노머를 사용하였다. 교반이 끝난 형광체와 매트릭스 혼합 물에 광개시제는 2종류를 첨가한다. 광 개시제로는 IG 184, TPO 2종을 각각 5:5로 혼합하여 5 wt%을 첨가하면 코팅액이 제조된다.
이렇게 제조된 코팅액을 Mayer Bar로 상기 형광체 코팅층의 상부 또는 반대쪽(PET와 맞닿은 면)에 일정 두께로 도포 후 무전극 램프를 이용하여 약 5초간 조사한다. 이때 조사된 광량은 500mj이하가 바람직하다.
흡수 염료와 형광체가 포함된 기재필름의 제조예
중합공정을 통해 제조된 Mw=40,000g/mol의 PET Chip 900Kg을 용융하고, 융융된 PET Chip에 YAG 형광체 100Kg(Resin대비 10wt%)와, 히드록시 벤조트리아졸(hydroxy -benzotriazole)계 염료인 4-Hydroxy-1H-benzotriazole 1Kg(Resin 대비 0.1wt%)을 정밀하게 분산한 후 1000mm 폭의 Die에 토출시켜 Sheet형태로 제조한 다음 2축 연신공정을 통해 PET 필름 100M을 만들었다. 자세한 제막 공정은 다음과 같다.
중합 공정을 통해 제조된 PET Chip 900Kg을 Feeding 받아 용융하고, YAG 형광체 100Kg과 염료 1Kg을 고온 믹서기를 통해 정밀하게 분산한 후 T-Die에 정량 압출하고, 형광체가 정밀하게 분산된 용융 PET Chip을 Sheet상으로 형성하도록 slit Gap(300㎛)을 통해 Melt PET Resin을 토출하여 Casting Roll에서 Melt Resin을 급랭, 고화시켜 Casting Sheet형태로 제조하였다. 이후, Casting Sheet에 120 로 열을 가한 후, Roll 주속차(10M/min속도)를 이용하여 종연신시킨 후 Sheet 양변부를 Clip에 물고 110% 연신하고, 10M/min의 속도로 주행하면서 250㎛ 두께의 PET 필름을 100M 권취하였다.
저굴절층 제조예
상기 제조된 기재필름의 상부에 일본 JSR사 저굴절 코팅액 TU2359를 Slot Die Coater를 이용하여 100nm 두께로 단면 및 양면 코팅을 실시한 다음, 무전극 램프를 이용하여 약 5초 동안 자외선을 조사하였다. 이 경우, 조사된 자외선의 광량은 1000mJ 이하로 하였다.
[LCD 휘도 측정 방법]
본 발명의 고휘도 필름의 휘도 및 색재현성은 액정표시 장치와 Topcon사 BM-7FAST 색채휘도계를 이용하여 평가한다. 실제 사용된 액정표시장치는 UN55JS8500F(삼성, 55인치 Blue-BLU)이며, 기본 구성은 다음과 같다. 엣지형 blue-LED 광원, 도광판, POP필름(Prism on Prism), 액정 패널 순으로 이루어져있다. 이 장치에서 본 발명의 고휘도 필름(HBF)을 도광판과 POP필름 사이에 위치하여 휘도 및 색재현성을 평가한다. 평가 시, BM-7FAST 장치와 액정표시장치(UN55JS8500F)와의 간격은 50cm로 일정하게 유지한다.
또한, 본 발명은 상기 액정표시장치의 POP필름 위에 DBEF를 더 포함하고 동일한 방법으로 휘도 및 색재현성을 평가한다.
또한, 본 발명은 상기 액정표시장치의 POP필름 위에 시야각 보완시트를 더 포함하고 동일한 방법으로 휘도 및 색재현성을 평가한다.
[부호의 설명]
10 : 액정패널, 11 : 상편광판,
12 : 제1점착층, 13 : 액정셀,
14 : 제2점착층, 15 : 하편광판,
20 : 백라이트유닛, 21 : 상확산판,
22 : 수평프리즘시트, 23 : 수직프리즘시트,
24 : 도광판, 25 : 반사판,
30 : 백라이트유닛, 31 : 상확산판,
32 : 수평프리즘시트, 33 : 수직프리즘시트,
34 : 확산판,
100 : 고휘도 필름 110 : 기재필름,
120 : YAG계 형광체, 130 : LuAG계 형광체.
150 : 흡수 안료층 160 : 흡수 안료
170 : 흡수 염료층 180 : 흡수 염료
190 : 저굴절층 200 : 백코팅층
210 : 프리즘 시트 220 : DBEF
240 : 렌즈필름 250 : MOP
260 : 확산시트 300 : 복합시트
R1 : 제1 공급 롤러 R2 : 제2 공급 롤러
R3 : 접착제 도포 롤러 R4 : 합지 롤러
R5 : 권취 롤러 r : 가이드 롤러
A : 접착제 F1 : 광학필름
F2 : 고휘도 필름(HBF) F3 : 복합 시트

Claims (40)

  1. 기재 필름 내에 YAG계 형광체만 포함하거나, LuAG계 형광체만 포함하거나, YAG계 형광체 및 LuAG계 형광체 혼합형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 고휘도 필름.
  2. 제 1 항에 있어서, YAG계 형광체는 Y3A15012: Ce (YAG:Ce), Tb3A15012:Ce(TAG:Ce), Ca3(Sc,Mg)2Si3O12:Ce, Y3Mg2AlSi2O12:Ce 중에서 적어도 어느 하나이고, LuAG계 형광체는 Lu3Al5O12:Ce, Tb3Al5O12:Ce, Lu2CaMg2Si3O12:Ce 중에서 적어도 어느 하나인 액정표시장치용 고휘도 필름.
  3. 제 1 항에 있어서, YAG계 형광체만 포함시 기재필름 대비 10 내지 40wt%, LuAG계 형광체만 포함시 기재필름 대비 10 내지 40wt%, YAG계 형광체 및 LuAG계 형광체 혼합형광체 포함시 기재필름 대비 YAG계 형광체는 10 내지 40 wt%, LuAG계 형광체는 1 내지 20wt% 포함하는 액정표시장치용 고휘도 필름.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 고휘도 필름의 두께는 50 내지 300 ㎛ 인 액정표시장치용 고휘도 필름.
  5. 제 1 항에 있어서, 기재 필름의 적어도 어느 하나의 면에 흡수 안료를 포함하는 흡수 안료층을 코팅하는 액정표시장치용 고휘도 필름.
  6. 제 1 항에 있어서, 기재필름의 내부에 흡수 안료가 분산되는 액정표시장치용 고휘도 필름.
  7. 제 5 항에 있어서, 흡수 안료는 380~430nm, 480~510nm 및 560~600nm 중 적어도 어느 하나의 파장대역의 광을 흡수하는 용성 아조 안료 (Carmine 6B), 불용성 아조 안료(Toluidine Red), NaPhthol AS계(Fast Red FGR), Monoazo Yellow계 (Monoazo Yellow G) 및 Disazo Yellow계( Disazo Yellow GG) 안료 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 액정표시장치용 고휘도 필름.
  8. 제 6 항에 있어서, 흡수 안료는 380~430nm, 480~510nm 및 560~600nm 중 적어도 어느 하나의 파장대역의 광을 흡수하는 용성 아조 안료 (Carmine 6B), 불용성 아조 안료(Toluidine Red), NaPhthol AS계(Fast Red FGR), Monoazo Yellow계 (Monoazo Yellow G) 및 Disazo Yellow계( Disazo Yellow GG) 안료 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 액정표시장치용 고휘도 필름.
  9. 제 5 항에 있어서, 흡수 안료는 흡수 안료층에 0.01 내지 5wt% 포함되는 액정표시장치용 고휘도 필름.
  10. 제 6 항에 있어서, 흡수 안료는 기재필름에 0.01 내지 5wt% 포함되는 액정표시장치용 고휘도 필름.
  11. 제 5 항에 있어서, 상기 흡수 안료층의 두께는 0.1 내지 15 ㎛인 액정표시장치용 고휘도 필름.
  12. 제 1 항에 있어서, 기재 필름의 적어도 어느 하나의 면에 흡수 염료를 포함하는 흡수 염료층을 코팅하는 액정표시장치용 고휘도 필름.
  13. 제 1 항에 있어서, 기재필름의 내부에 흡수 염료가 분산되는 액정표시장치용 고휘도 필름
  14. 제 12 항에 있어서, 흡수 염료는 380~430nm, 480~510nm 및 560~600nm 중 적어도 어느 하나의 파장대역의 광을 흡수하는 히드록시 벤조트리아졸(hydroxy -benzotriazole)계, 로다민(rhodamine, RH)계, 스쿠아린 (squarine, SQ)계, 시아닌(cyanine, CY)계 및 테트라아자포르피린(Tetra aza porphyrin, TAP )계 염료 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 액정표시장치용 고휘도 필름.
  15. 제 13 항에 있어서, 흡수 염료는 380~430nm, 480~510nm 및 560~600nm 중 적어도 어느 하나의 파장대역의 광을 흡수하는 히드록시 벤조트리아졸(hydroxy -benzotriazole)계, 로다민(rhodamine, RH)계, 스쿠아린 (squarine, SQ)계, 시아닌(cyanine, CY)계 및 테트라아자포르피린(Tetra aza porphyrin, TAP )계 염료 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 액정표시장치용 고휘도 필름.
  16. 제 12 항에 있어서, 흡수 염료는 흡수 염료층에 0.01 내지 5wt% 포함되는 액정표시장치용 고휘도 필름.
  17. 제 13항에 있어서, 흡수 염료는 기재필름에 0.01 내지 5wt% 포함되는 액정표시장치용 고휘도 필름.
  18. 제 12 항에 있어서, 상기 흡수 염료층의 두께는 0.01 내지 20㎛ 인 액정표시장치용 고휘도 필름.
  19. 제 1 항에 있어서, 기재 필름의 일면에 PMMA 입자 또는 PMMA 입자와 대전방지제를 포함하는 백코팅층을 더 포함하는 액정표시장치용 고휘도 필름.
  20. 제 19 항에 있어서, PMMA 입자는 백코팅층 대비 0.1 내지 5wt% 포함하는 액정표시장치용 고휘도 필름.
  21. 제 19 항에 있어서, 대전방지제는 백코팅층 대비 0.01 내지 3wt% 포함하는 액정표시장치용 고휘도 필름.
  22. 제 19 항에 있어서, 백코팅층의 두께는 1 내지 10 ㎛ 인 액정표시장치용 고휘도 필름.
  23. 제 1 항에 있어서, 기재필름의 적어도 하나의 면에 불소계 폴리올을 주쇄로 가지는 우레탄 아크릴레이트 올리고머 및 중공나노실리카를 포함하는 저굴절층이 형성되는 액정표시장치용 고휘도 필름.
  24. 제 23 항에 있어서, 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 상기 저굴절층에 대해 10 내지 20wt% 포함되는 액정표시장치용 고휘도 필름
  25. 제 23 항에 있어서, 중공나노실리카는 상기 저굴절층에 대해 30 내지 70wt% 포함되는 액정표시장치용 고휘도 필름.
  26. 제 23 항에 있어서, 저굴절층의 두께는 70 내지 120 nm 인 액정표시장치용 고휘도 필름.
  27. 제 23 항에 있어서, 저굴절층의 굴절율은 1.32 내지 1.42인 액정표시장치용 고휘도 필름.
  28. 제 1 항 내지 제 27 항 기재의 고휘도 필름 및 프리즘 시트를 접착제로 합지한 복합시트.
  29. 제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항 기재의 고휘도 필름 및 DBEF를 접착제로 합지한 복합시트.
  30. 제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항 기재의 고휘도 필름, 프리즘 시트 및 DBEF를 순서대로 접착제로 합지한 복합시트.
  31. 제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항 기재의 고휘도 필름, 프리즘 시트 및 시야각 보완시트를 접착제로 합지한 복합시트.
  32. 제 31 항에 있어서, 시야각 보완시트는 렌즈필름, MOP 또는 확산시트인 복합시트.
  33. 액정패널과 액정패널의 저면에 설치되는 백라이트 유닛을 포함하되, 상기 백라이트 유닛은 반사판, 도광판, 프리즘시트, 상확산판이 차례로 적층되고, 도광판의 양측에는 청색 LED가 설치되며, 제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항 기재의 고휘도 필름이 프리즘시트와 상확산판 사이 또는 도광판과 프리즘시트 사이에 적층되는 LCD 구조.
  34. 액정패널과 액정패널의 저면에 설치되는 백라이트 유닛을 포함하되, 상기 백라이트 유닛은 확산판, 프리즘시트, 상확산판이 차례로 적층되고, 확산판의 하부에는 청색 LED가 설치되며, 제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항 기재의 고휘도 필름이 프리즘시트와 상확산판 사이 또는 확산판과 프리즘시트 사이에 적층되는 LCD 구조.
  35. 제 33 항에 있어서, 프리즘 시트 위에 DBEF를 더 포함하는 LCD 구조.
  36. 제 34 항에 있어서, 프리즘 시트 위에 DBEF를 더 포함하는 LCD 구조.
  37. 제 33 항에 있어서, 프리즘 시트 위에 시야각 보완시트를 더 포함하는 LCD 구조.
  38. 제 34 항에 있어서, 프리즘 시트 위에 시야각 보완시트를 더 포함하는 LCD 구조.
  39. 제 37 항에 있어서, 시야각 보완시트는 렌즈필름, MOP 또는 확산시트인 LCD 구조.
  40. 제 38 항에 있어서, 시야각 보완시트는 렌즈필름, MOP 또는 확산시트인 LCD 구조.
PCT/KR2017/013145 2016-11-18 2017-11-17 액정표시장치용 고휘도 필름, 복합시트 및 이를 이용한 lcd 구조 WO2018093212A1 (ko)

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