KR100893520B1

KR100893520B1 - 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판

Info

Publication number: KR100893520B1
Application number: KR1020060122521A
Authority: KR
Inventors: 오영; 조창희; 최승만
Original assignee: 제일모직주식회사
Priority date: 2006-07-07
Filing date: 2006-12-05
Publication date: 2009-04-17
Also published as: CN100538407C; CN101109829A; KR20080005048A; TW200804872A; TWI345081B

Abstract

액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판이 제공된다. 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판은 메타크릴산-스티렌 공중합체와 메타크릴산 메틸-스티렌 공중합체가 혼합된 기초수지 100중량부에 대하여, 1~20㎛의 평균입경을 가진 실록산계 광확산제 0.1~10 중량부, 1~20㎛의 평균입경을 가진 아크릴계 광확산제 0.1~10 중량부를 포함하는 기재층, 및 기재층의 일면 또는 양면에 적층되고, 메타크릴산 메틸-스티렌 공중합체 수지 100중량부에 대하여, 1~50㎛의 평균입경을 가진 아크릴계 광확산제 0.1 ~ 30 중량부, 자외선 흡수제 0.01 ~ 2 중량부, 대전 방지제 0.001 ~ 10중량부를 포함하는 도포층으로 이루어진다.

액정표시장치, 백라이트 유닛, 광확산판, 다공성 광확산제, 무정형, 엠보싱, 요철, 메타크릴산, 스티렌

Description

액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판{Light diffuser plate for LCD back light unit}

도 1은 직하방식 백라이트 유닛을 나타내는 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판을 나타내는 사시도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판을 나타내는 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

200: 기재층 : 도포층

본 발명은 액정표시소자의 백라이트 유닛용 광확산판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래에 사용되던 메타크릴산계 수지에 내열성과 휨에 대한 저항이 강한 스티렌계 수지를 혼합한 기초수지에 광원에서 나오는 빛을 1차적으로 광확산제가 포함된 층을 통과함으로써 전체적으로 균일하게 확산시켜주고, 2차적으로도 광확산제 및 그 표면에 엠보싱 처리된 면을 통과하게 함으로써 기존 확산판 대비 광효율과 광확산성이 뛰어나 휘도(brightness)의 증가시키며, 단층 구조가 아닌 다층 구조를 통해 내후성이 양호한 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판에 관한 것이다.

액정표시장치(Liquid crystal display device)는 PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emission Diode)과 같은 자발광 소자(self device)가 아니라 후면에서 면광이 입사시 소정의 신호에 따른 액정의 변화에 따라 빛이 움직이는 통로의 개폐(open/close)를 조절하여, 통과되는 빛을 디스플레이 해주는 장치를 말한다.

이와 같이 액정표시장치는 자발광 소자가 아니므로 액정표시장치는 그 후면에 백라이트 유닛이라는 장치를 필요로 하게 된다. 이러한 액정표시장치의 백라이트 유닛은 에지 방식과 직하 방식으로 나눌 수 있는데, 이중 에지방식은 노트북 또는 데스크탑용 컴퓨터 모니터에 주로 사용되고, 직하방식은 LCD TV와 같은 대면적을 요하는 곳에 주로 사용된다.

도 1은 직하방식 백라이트 유닛을 나타내는 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 직하방식 백라이트 유닛(10)은 빛을 발생시키는 형광램프(100), 발생된 빛을 패널이 위치하는 방향으로 반사시켜주는 반사판(110) 및 광확산판(120)을 포함한다.

도 1에 도시된 백라이트 유닛(10)을 직하형이라고 하는 이유는 백라이트 유닛(10)의 측면에 형광램프가 위치하는 것이 아니라 실제 영상정보가 디스플레이되는 면에 수직하는 위치에 형광램프(100)가 위치하기 때문이다.

이와 같은 직하방식 백라이트 유닛(10)에는 광확산판(120)이 존재하게 되는데 광확산판(120)은 형광램프(100)에서 발생한 빛을 산란(scattering)시켜 빛을 패널 전체에 있어서 균일하게 해주는 역할을 한다.

광확산판(120)은 기초수지로서 메타크릴계 수지, 스티렌계수지, 시클릭 올레핀계수지, 폴리카보네이트계 수지와 같은 투명한 열가소성수지가 주로 사용되는데, 여기에 광확산제를 첨가하여 제조하는데, 광확산제는 직사광이나 형광등의 빛을 높은 투과율로 투과시키는 광투과효과와 광원이 육안으로 식별되지 않을 정도의 은폐력과 빛을 확산시키는 광확산 효과를 갖도록 해준다.

그러나, 최근에는 대형 LCD TV와 같은 곳에서는 고휘도의 구현을 위하여 램프의 갯수가 다량으로 장착되는데, 이로 인해 램프에서 발생하는 발열량도 늘어나게 되어 광확산판의 열변형이 문제가 되고 있다.

광확산판의 기초수지로서 사용되는 메타크릴계나 스티렌계는 광특성이 우수하나 열변형에 취약한 단점이 있으며, 폴리카보네이트나 올레핀계 수지는 상대적으로 가격이 높으며 성형성과 광특성이 떨어지는 문제를 가지고 있다.

또한, 확산제로 사용되는 것은 일반적으로 기초수지와 굴절율이 0.02 ~ 0.13 정도의 차이가 나는 무기물이나 유기물이 사용되는데, 무기물 미립자로는 탄산칼슘, 황산바륨, 이산화티탄, 수산화알루미늄, 실리카, 유리, 활석, 운모, 화이트카 본, 산화마그네슘, 산화아연 등이 있으며, 유기물 미립자로는 실리콘계열, 테프론계열, 아크릴계열, 스티렌계열 등이 사용된다.

이러한 광확산판에 대한 종래기술로는 다음의 것들이 있다.

일본공개특허 평9-31288호에는 메타크릴계를 기초수지로 하여 평균입경이 1~15㎛, 모양은 육면체 구조를 가지는 침강성 탄산칼슘을 0.2~10중량부 첨가한 조성물이 개시되어 있다.

그리고, 일본공개특허 평11-35779호에는 메타크릴계를 기초수지로 하여 황산바륨, 탄산칼슘, 활석 등을 사용하였고, 자외선흡수제, 광안정제 등의 첨가제를 소량 첨가한 조성물이 개시되어 있다.

그러나, 상기와 같은 기술 및 종래의 광확산판에 사용되는 조성물을 사용하여 광확산판을 제조하게 되면, 입경이 큰 입자와 작은 입자간에 응집(agglomeration)이 발생하여 빛이 광확산판을 투과하거나 확산될 때 얼룩(spot)이 생기는 문제점이 발생할 우려가 있다. 특히, 광확산제로서 무기물을 사용할 경우에는, 매트릭스(matrix)로 사용되는 투명한 열가소성 수지에 무기물인 광확산제가 고르게(uniformly) 분산되기 어렵고 광효율도 현저히 떨어져 디스플레이 장치에 사용되기엔 부적합하게 된다. 또한 무기물 광확산제의 경도에 따라 제조 설비가 마모·손상될 수 있고, 성형품 제조시 무기물 광확산제로 인해 다이라인(die line; 어둡게보이는 선)이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 LCD 패널의 대형화에 대응하여 보다 우수한 광확산성을 가지면서도 내열성과 제조단가가 낮은 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판을 제공하는데에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판은 메타크릴산-스티렌 공중합체와 메타크릴산 메틸-스티렌 공중합체가 혼합된 기초수지 100중량부에 대하여, 1~20㎛의 평균입경을 가진 실록산계 광확산제 0.1~10 중량부, 1~20㎛의 평균입경을 가진 아크릴계 광확산제 0.1~10 중량부를 포함하는 기재층, 및 기재층의 일면 또는 양면에 적층되고, 메타크릴산 메틸-스티렌 공중합체 수지 100중량부에 대하여, 1~50㎛의 평균입경을 가진 아크릴계 광확산제 0.1 ~ 30 중량부, 자외선 흡수제 0.01 ~ 2 중량부, 대전 방지제 0.001 ~ 10중량부를 포함하는 도포층으로 이루어진다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

또한, 도면에서 층과 막 또는 영역들의 크기 두께는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어 기술된 것이며, 어떤 막 또는 층이 다른 막 또는 층의 "상에" 형성된다라고 기재된 경우, 상기 어떤 막 또는 층이 상기 다른 막 또는 층의 위에 직접 존재할 수도 있고, 그 사이에 제3의 다른 막 또는 층이 개재될 수도 있다.

도 2와 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판을 나타내는 단면도이다.

도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판(20, 21)은 기재층(200)과 도포층(210)을 포함한다.

다만, 기재층(200)과 도포층(210)을 각각 적어도 각각 한층 이상을 포함하고 있으면 본 발명과 동일하거나 유사한 효과를 얻을 수 있으나, 필요에 따라 도 2와 같이 기재층(200)의 양측면에 도포층(210)을 결합시킬 수도 있고, 도 3과 같이 기재층(200)과 도포층(210)을 1:1로 결합하여 사용할 수도 있다. 또한, 도 2 또는 도 3에 도시된 광확산판(20, 21)을 필요에 따라 적층하여 사용할 수도 있다.

기재층(200)은 본 발명의 실시예에 따른 광확산판(20,21)이 실제 백라이트 유닛에 적용될 때 지지층 역할을 하는 것으로 메타크릴산-스티렌 공중합체와 메타 크릴산 메틸-스티렌 공중합체가 혼합된 것을 기초수지(matrix)로 하고, 여기에 광확산제가 기초수지의 부피 전반에 걸쳐서 분산되어 있는 형태를 가진다.

기재층(200) 기초수지로 사용되는 메타크릴산-스티렌 공중합체는, 메타크릴산 단위체 2~20 중량부와 스티렌 단위체 80~98 중량부로 이루어진 조성범위를 가지며, 바람직하게는 메타크릴산 단위체 5~10 중량부, 스티렌 단위체 90~95 중량부로 이루어진다. 또한, 메타크릴산-스티렌 공중합체의 중량 평균 분자량은 폴리스티렌을 기준으로 환산할 때 200,000~350,000의 값을 가진다.

기재층(200)의 기초수지로 사용되는 메타크릴산 메틸-스티렌 공중합체는, 메타크릴산 메틸 단위체 6~94 중량부와 스티렌 단위체 6~94 중량부로 이루어진 조성범위를 가지며, 바람직하게는 메타크릴산 메틸 단위체 20~80 중량부와 스티렌 단위체 20~80 중량부로 이루어진다. 또한, 메타크릴산 메틸-스티렌 공중합체의 중량 평균 분자량은 폴리스티렌을 기준으로 환산할 때 70,000~300,000의 값을 가진다.

기재층(200)의 기초수지를 구성하는 메타크릴산-스티렌 공중합체와 메타크릴산 메틸-스티렌 공중합체는 유화 중합, 현탁 중합, 용액 중합, 괴상 중합 등의 공지기술에 의해 혼합될 수 있다.

기재층(200)에는 상기 기초수지에 부피 전체에 걸쳐 광확산제가 분산되어 있는데, 이때 사용되는 광확산제로는 실록산계 광확산제와 아크릴계 광확산제가 사용된다.

실록산계 광확산제는 실록산계 가교입자로서 상온에서 고체인 실리콘계 수지입자로서 가교 밀도가 낮고 유연성을 갖는 실리콘 고무 및 가교 밀도가 높고 경질 인 실리콘 수지를 모두 포함한다.

실록산계 광확산제로는 구체적으로 폴리디메틸 실록산, 폴리디에틸 실록산 등의 폴리디알킬 실록산 수지, 말단기에 에폭시가 있는 실록산 등의 3차원 네트워크 구조를 갖는 실리콘 수지를 들 수 있다.

이러한 실록산계 가교 입자는 내후성(weather resistance)이 우수하기 때문에, 최종 수지 조성물을 장시간 빛에 노출시켜도 노출된 부분이 노랗게 변하는 황변현상이 발생하지 않는다.

또한, 실록산계 광확산제는 굴절율이 1.40~1.43 정도로 다른 유기계 가교입자 보다 낮아서 소량만 첨가하여도 다른 광확산제와 동등한 수준의 광확산성과 광투과율을 얻을 수 있다는 장점을 가지고 있다.

본 발명에 사용되는 실록산계 광확산제는 평균 입경(average diameter)이 1~20㎛인 구상의 가교 미립자이고, 기초수지로서 사용되는 기재층(200) 수지 100 중량부에 대하여 0.1~10 중량부가 첨가된다.

아크릴계 광확산제는 아크릴계 구상의 가교 입자로서, 굴절율이 1.46~1.56 정도이며, 이크릴계 단관능 단량체로서, 예컨대 메타크릴산에틸, 메타크릴산 메틸, 메타크릴산부틸, 메타크릴산사이클로헥실, 메타크릴산페닐, 메타크릴산벤질과 같은 메타크릴산 에스테르류; 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산부틸, 아크릴산사이클로헥실, 아크릴산페닐, 아크릴산벤질과 같은 아크릴산 에스테르류 등이 있으며 필요에 따라 2 종 이상을 사용할 수도 있다.

아크릴계 광확산제는 메타아크릴계 단독이나 스티렌계와의 공중합을 통해 굴 절율을 조절하여 사용할 수 있으며 페닐 또는 할로겐기를 많이 가지면 입자의 굴절율이 통상적으로 높이진다.

본 발명에 사용되는 아크릴계 광확산제는 평균 입경이 1~20㎛인 구상의 가교입자이고, 기초수지로서 사용되는 기재층(200) 수지 100 중량부에 대하여 0.1~10 중량부가 첨가된다.

본 발명의 실시예에 따른 광확산판(20,21)의 기재층(200)에는 상기에서 설명한 기초수지와 광확산제 외에 내충격 개질재가 더 포함될 수도 있다.

내충격 개질제로는 아크릴계 고무, 부타디엔계 고무 등과 같은 고무성분을 포함하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 아니한다.

메타크릴계 수지에 고무성분이 공중합 될 경우, 고무 성분은 큰 내충격성과 굽힘 탄성율을 가지고 있기 때문에, 공중합 된 메타크릴계 수지의 물성이 향상된다.

그리고, 기재층(200)의 두께는 100~10,000㎛인 것이 바람직하다.

도포층(210)은 기재층(200)의 일면에만 형성되거나(도 3 참조), 기재층(200)의 양면에 모두 적층(도 2 참조)될 수도 있다.

기재층(200)과 도포층(210)은 각각 사출성형, 압출성형, 진공성형, 열프레스성형, 공압출성형, 필름적층법, 용제접착법, 표면코팅법 등의 방법에 의해 서로 결합시키거나 점착 또는 접착되어 있는 것을 특징으로 한다.

도포층(210)은 기재층(200)에서 다공성 광확산제를 통해 산란 및 확산된 광을 보다 더 산란 및 확산시켜주고 때로는 빛을 모아주기 위해 그 표면에 무정형의 엠보싱 패턴이 형성되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이 도포층(210)은 기재층(200)의 일면에만 적층될 경수도 있고 도 3에 도시된 바와 같이 기재층(200)의 양면에 모두 도포층(210)이 적층될 수도 있다.

도포층(210)의 두께는 10~1000㎛로 하는 것이 바람직하며, 도포층(210)의 표면에 형성되는 엠보싱 패턴은 평균 거칠기(roughness)가 약 0.1~20㎛ 정도를 가지는 무정형의 엠보싱 패턴으로 되어 있다.

이와 같이, 도포층(210)의 표면에 무정형의 엠보싱 패턴을 형성하는 이유는 기재층(200)에서 광확산제에 의해 확산된 빛을 도포층(210)에서 무정형의 엠보싱 패턴을 통해 일정한 방향이 아닌 여러 방향으로 빛을 산란 및 확산시킴으로써 광투과율 및 광확산성을 증가시켜 전체적인 평균 휘도의 증가를 가져오게 하기 위함이다.

도포층(210)은 메타크릴산 메틸-스티렌 공중합체 수지를 기초수지로 하며, 여기에 아크릴계 광확산제, 광안정제 및 대전방지제를 포함하고 있다. 또한, 자외선 흡수제를 더 포함시켜 광원에서 나오는 자외선을 차단할 수도 있다.

도포층(210)을 제조하기 위해 기초수지로서 사용되는 메타크릴산 메틸-스티렌 공중합체 수지의 구성비율은 앞서 설명한 기재층(200)을 제조하는데 사용되는 것과 동일한 구성을 가지며, 기타 다른 성질도 동일하다.

도포층(210)의 제조에 사용되는 아크릴계 광확산제는 앞서 기재층(200)의 제조에 사용되는 것과 동일한 것으로 도포층의 기초수지 100 중량부에 대하여 0.1~30 중량부가 포함되어 있다.

아크릴계 광확산제는 도포층(210)의 표면에 흰색이나 불규칙한 형상의 표면을 갖는 무광 등의 촉감을 조절하고 의장성을 높이기 위해, 광투과성과 광확산성을 크게 저하시키지 않는 범위에서 아크릴계 광확산제를 사용한다. 아크릴계 광확산제의 굴절율은 약 1.46 ~ 1.56 정도를 가지며 평균 입자 반경은 1 ~ 50㎛를 가진다.

또한, 도포층(210)에는 상기 아크릴계 광확산제 이외에 상기 기재층(200)의 제조에 사용되는 실록산계 광확산제를 추가적으로 포함하여도 무방하다.

광안정제는 자유 라디칼을 포착하여 수지 조성물의 내구성을 더욱 향상시키는 기능을 하는 것으로 힌더드 아민류를 사용하며 통상적으로 자외선 흡수제와 병행하여 상기 발명의 물성을 저해하지 않는 범위에서 사용할 수도 있다.

대전방지제는 도포층(210)에 생기는 공간전하(space charge)를 없애 도포층(210)이 대전되는 것을 방지하고, 또한 메타크릴산 메틸-스티렌 공중합체 수지는 그 표면 고유저항이 높아 정전기에 대전되기 쉽기 때문에, 이로 인해 먼지 등이 부착되어 광확산판의 미관이 저하되고 조명효율이 떨어져 결국 램프의 색깔이 변하는 것을 방지하기 위해 사용되는 것이다.

대전방지제는 도포층(210)의 제조에 기초수지로 사용되는 메타크릴산 메틸-스티렌 수지 100중량부에 대하여 0.001 ~ 중량부, 바람직하게는 0.005 ~ 5 중량부 첨가된다.

구체적으로 사용되는 대전방지제는 에테르이미드아미드, 폴리에테르에스테르,폴리에테르에스테르아미드, 폴리알킬렌글리콜, 도데실 벤젠술폰산 알칼리 금속, 3차아민, 4차암모늄, 소금, 알킬 아민계 중 하나 이상이 포함된 것이 사용된다.

자외선 흡수제는 광원에서 발생하는 자외선을 차단하기 위하여 사용하는 것으로 250~800nm 범위의 파장을 흡수할 수 있는 자외선 흡수제라면 모두 사용이 가능한데, 특별히 그 극대 흡수 파장이 250~320nm의 범위에 있는 것이 확산판의 내광성을 향상시키고, 자외선 흡수에 의한 확산판의 착색을 억제할 수 있어 바람직하다. 구체적으로 벤조페논계, 벤조트리아졸계, 시아노아크릴레이트계, 사리치레토계, 니켈착염계의 자외선 흡수제 중 하나 이상을 포함하는 것이 사용될 수 있다.

자외선 흡수제는 메타크릴산 메틸-스티렌 수지 100중량부에 대하여 0.01~2중량부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 광확산판(20, 21)에는 광확산판의 고유물성에 영향을 미치지 않는 범위내에서 첨가제를 더 포함할 수 있는데, 첨가제로는 수지의 열화에 의한 황변현상 때문에 발생하는 외관불량을 방지하기 위하여 첨가되는 블로잉제, 기타 가소제, 산화방지제, 열안정제, 활제, 난연제, 충전재, 이형제, 염료, 안료, 향균제, 적하 방지제 및 핵제 중 어느 하나 이상을 포함한 첨가제가 더 포함될 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따른 광확산판을 제조하기 위해서는 앞서 설명한 원료를 혼합하여 구체적으로 사용되는 광확산판의 용도에 따라 사출성형, 압출성형, 진공성형, 열프레스성형, 공압출성형과 같은 열가소성수지를 성형하는 방법이 모두 사용될 수 있다.

이중에서 폴리싱 롤을 가지는 다층 압출 성형법이 바람직한데, 다층 압출 성 형법이란 기재층(200) 및 도포층(210)을 제조하기 위해 각각의 제조에 사용되는 물질들을 혼련한 후, 각각을 피드 블록 다이나 멀티 매니폴드 다이에 공급하여 적층함으로써, 2층 또는 3층으로 적층된 다층 광확산판을 제조하는 방법이다.

앞서 설명한 바와 같이 도포층(210)은 기재층(200)의 일면 또는 양면에 적층될 수 있으며, 그 두께는 적용되는 용도 또는 요구되는 특성에 따라 달라지므로 특별히 한정할 필요는 없으나, 10~1000㎛의 두께로 적층되는 것이 바람직하며, 10~100㎛의 두께로 적층되는 것이 더욱 바람직하다.

도포층(210)에는 앞서 설명한 바와 같이 엠보싱 패턴과 같은 요철면이 형성되는데, 이러한 요철면을 형성하기 위해서는 프레스 가공, UV 수지코팅 후 가공, 폴리싱 롤에 요철 패턴을 형성한 접촉 가공 등의 다양한 방법이 있으나, 광확산판의 양산성을 감안할 때, 폴리싱 롤(polishing roll) 가공이 가장 바람직하다.

표면 요철을 위해 사용되는 폴리싱 롤 패턴은 백라이트에 장착되어 있는 여러 개의 램프에서 산발적으로 발산되는 빛을 균일하게 산란시켜 주고, 산란된 빛으로 인해 램프의 휘선이 보이지 않도록 하는 효과를 가지도록 하기 위해 평균 거칠기가 0.1~20㎛ 이내의 랜덤한 패턴을 가지게 되며, 이러한 패턴은 백라이트 램프의 간격, 확산판과 램프의 거리, 램프의 밝기에 따라 유동적이므로 상황에 따라 변하게 된다.

본 발명에 따라 최종적으로 제조된 다층 광확산판은 내열도와 광특성을 향상시키기 위해 특별히 제작된 메타크릴산-스티렌 공중합체와 메타크릴산 메틸-스티렌 공중합체가 혼합된 기재층(200)에 광확산성과 광투과성이 뛰어난 구상 실록산계 광 확산제, 아크릴계 확산제를 사용하고, 외부적으로는 도포층(210)에 아크릴계 광확산제, 광안정제, 대전방지제, 자외선 차폐제를 첨가하여 여러 개의 램프에서 발생하는 자외선과 열에 의한 황변 현상을 효과적으로 대응하고 정전기에 의한 먼지 부착도 방지할 수 있어 LCD TV의 화면 표시 품질을 뛰어나게 한다.

나아가, 종래의 무기계 광확산제만 사용한 광확산판보다 유기계 광확산제를 사용하기 때문에, 다층 광확산판 제조 설비를 적게 마모·손상시키고, 광확산제를 고르게 분산시켜 입자들 간의 응집을 방지하며, 다공성 광확산제의 적용으로 산란성이 증가하여 광확산제의 사용량을 줄일 수 있으며, 표면층에만 대전방지제와 광안정제를 사용하여 제조 공정 비용을 절감시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들에 대해서 설명하기로 한다.

< 실시예 1>

① 기재층의 제조;

메타크릴산-스틸렌 공중합체와 메타크릴산 메틸-스틸렌 공중합체가 혼합된 수지 100 중량부에, 평균 입경이 2㎛인 실리콘계 입자 (GE도시바 실리콘社) 2 중량부와 평균 입경이 8㎛인 아크릴계 가교입자 (Sekisui 社)를 2 중량부 첨가하여 제조하였다.

② 도포층의 제조;

메타크릴산 메틸-스틸렌 공중합체가 혼합된 수지 100 중량부에, 평균 입경이 20㎛인 아크릴계 가교입자 (Sekisui 社) 10 중량부, 대전방지제 및 광안정제 각각 1 중량부를 첨가하여 제조하였다.

③ 다층 광확산판의 제조;

제 1수지 조성물로 이루어지는 기재층의 양쪽 면에 제 2수지 조성물로 이루어지는 도포층을 적층시키기 위하여, 상기 제조된 제 1수지 조성물과 제 2수지 조성물을 각각의 압출기에 투입하여 용융하고 혼련한 후, 피드 블록 다이에 공급하여 도포층/기재층/도포층이 100㎛/1800㎛/100㎛의 두께를 가지는 3층 구조 다층광확산판을 제조하였다.

<비교 실시예 1>

도포층(210) 제조에 사용된 수지로 스틸렌계 수지 (PS JAPAN 社)를 사용하였으며, 상기 내용을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.

<비교 실시예 2>

기재층(200) 수지에 메타크릴산 메틸계 수지 (Mitsubishi Rayon 社)를 사용하였으며, 상기 내용을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.

<비교 실시예 3>

기재층(200) 수지에 스틸렌계 수지 (PS JAPAN 社)를 사용하였으며, 상기 내 용을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.

표 1은 상기의 실시예 1 및 비교예 1, 2, 3의 정량표(specification)를 나타낸다.

다만, 상기 표 1에서 a₁: 기재층 수지, a₂: 실리콘계 광확산제 / 아크릴계 광확산제, b₁: 도포층 수지, b₂: 아크릴계 광확산제, b₃: 대전방지제 / 광안정제를 각각 나타낸다.

상기와 같이 제조된 시편에 대하여 하기의 방법으로 휨량, 광특성 물성을 평가하였으며, 그 측정결과는 표 2(휨량 테스트)와 표 3(광특성 테스트)에 나타내었다.

각각의 테스트 조건은 아래와 같다.

(1) Sag(휨량) 테스트

50mm×30mm×2mm 로 재단 한 샘플의 한쪽을 고정하여, 110℃ 의 오븐에 1시간 방치 한 후 휨량을 측정하였다.

(2) 내광성 테스트

ATLAS-UVCON 을 이용하여, 60℃의 온도에서 72시간 동안 자외선을 조사한 후, YI (Yellow Index) 변화량을 측정하였다.

(3) 광투과성, 광산란성 테스트

다층판의 광투과율 및 광산란성을 헤이즈미 (NDH 5000W, 日本電色工業株式會社)로 측정하였다.

(4) 휘도 테스트

32인치 백라이트에 확산판을 장착하여, BM-7 휘도계를 이용하여 측정하였다.

상기 표 2는 상기 실시예 및 비교 실시예들에 대한 Sag 테스트 결과이다. 상기 표 2의 결과로부터, 메타크릴산-스틸렌 공중합체와 메타크릴산 메틸-스틸렌 공중합체가 혼합된 수지로 성형된 실시예 1의 수지가 열에 대한 변형량이 가장 적음을 알 수 있으며, 구체적으로는 실시예 1의 경우엔 휨량이 1mm 정도에 불과하였으나, 비교예 1 내지 비교예 3의 경우는 6mm 이상의 휨량을 나타내었으며, 특히 비교예 3의 경우는 13mm 이상의 휨량을 나타내었다.

상기 표 3은 상기 실시예와 비교실시예들의 내광성 및 광특성 테스트 결과이다.

상기 표 3의 결과로부터, 메타크릴산-스틸렌 공중합체와 메타크릴산 메틸-스틸렌 공중합체가 혼합된 수지로 성형된 실시예 1의 수지가 광투과성, 광산란성, 휘도 측면에서는 비교예에 전혀 뒤지지 않는 값을 나타내면서, 특히 내광성 측면에서는 비교예들 보다 우수한 값을 나타내고 있음을 알 수 있다. 다만, 이때 내광성을 측정하는 단위는 △YI(측정 전후의 yellew index의 차이)로서 그 차이값이 작을 수록 내광성이 우수함을 의미한다.

본 발명에 의해 제조된 광확산판(20, 21)은 액정표시장치의 백라이트 유닛에 사용되어 질 수 있으며, 이러한 백라이트 유닛을 사용하여 액정표시장치를 제조할 수도 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판에 의하면 다음의 효과가 하나 또는 그 이상 존재한다.

첫째, 표면에 무정형의 엠보싱 패턴을 형성함으로써 광투과성, 광확산성이 향상된 광확산판의 제조가 가능해 진다.

둘째, 단층구조가 아니라 다층구조로 광확산판을 제작함으로써 내광성이 우수하다.

셋째, 종래의 무기계 광확산제 대신 유기계 광확산제를 사용하기 때문에 광확산판 제조 설비를 적게 마모 및 손상시키게 된다.

넷째, 메타크릴산-스틸렌 공중합체와 메타크릴산 메틸-스틸렌 공중합체가 혼합된 수지를 사용함으로써 내열성 및 광확산성이 우수한 광확산판의 제조가 가능해진다.

Claims

메타크릴산-스티렌 공중합체와 메타크릴산 메틸-스티렌 공중합체가 혼합된 기초수지 100중량부에 대하여, 1~20㎛의 평균입경을 가진 실록산계 광확산제 0.1~10 중량부, 1~20㎛의 평균입경을 가진 아크릴계 광확산제 0.1~10 중량부를 포함하는 기재층; 및

상기 기재층의 일면 또는 양면에 적층되고, 메타크릴산 메틸-스티렌 공중합체 수지 100중량부에 대하여, 1~50㎛의 평균입경을 가진 아크릴계 광확산제 0.1~30 중량부, 자외선 흡수제 0.01~2 중량부, 대전 방지제 0.001~10중량부를 포함하는 도포층으로 이루어진 액정표시소자의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 메타크릴산-스티렌 공중합체는, 메타크릴산 단위체 2~20 중량부와 스티렌 단위체 80~98 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 메타크릴산 메틸-스티렌 공중합체는 메타크릴산 메틸 단위체 6~94 중량 부와 스티렌 단위체 6~94 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 도포층은 1~20㎛의 평균입경을 가진 실록산계 광확산제를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 실록산계 광확산제는 폴리디메칠 실록산, 폴리디에틸 실록산과 같은 폴리디알킬 실록산 수지, 말단기에 에폭시가 있는 실록산을 포함하는 3차원 네트워크 구조를 가지는 실리콘 수지인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 아크릴계 광확산제는 아크릴계 단관능 단량체로서 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산부틸, 메타크릴산사이클로헥실, 메타크릴산페닐, 메타크릴산벤질과 같은 메타크릴산 에스테르류;

아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산부틸, 아크릴산사이클로헥실, 아크릴산페닐, 아크릴산벤질과 같은 아크릴산 에스테르류 중 선택되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 자외선 흡수제는 250~800nm 범위의 파장대의 자외선을 흡수하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 자외선 흡수제는 벤조페논계, 벤조트라이졸계, 시아노아크릴레이트계, 사리치레토계, 니켈착염계 자외선 흡수제 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 대전방지제는 폴리에테르이미드아미드, 폴리에테르에스테르, 폴리에테르에스테르아미드, 폴리알킬렌글리콜, 도데실 벤젠술폰산 알칼리 금속, 3차아민, 4차암모늄, 소금, 알킬 아민계 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 기재층과 상기 도포층은 각각 사출성형, 압출성형, 진공성형, 열프레스성형, 공압출성형, 필름적층법, 용제접착법, 표면코팅법 등의 방법에 의해 서로 결합하거나 점착 또는 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 기재층의 두께는 100~10,000㎛인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 도포층의 두께는 10~1,000㎛ 인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 도포층의 표면에는 소정의 형상을 갖는 엠보싱 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 13 항에 있어서,

상기 엠보싱 패턴은 평균거칠기가 0.1~20㎛인 무정형 패턴인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 도포층에는 블로잉제, 가소제, 산화방지재, 열안정재, 활재, 난연재, 충전재, 이형재, 염료, 안료, 항균재, 적하방지재, 핵재 중에서 선택되는 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항의 광확산판을 포함하는 액정표시장치의 백라이트 유닛.
제 16 항의 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치.