KR20180017982A - Multi-layer expandable light diffusion sheet and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다층 구조의 발포성 광확산판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학 발포제에 의해 형성된 기포를 함유하는 코어층; 및 상기 코어층의 양면에 형성된 광확산 스킨층;을 포함하는 다층 구조의 발포성 광확산판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a foamed optical diffuser plate having a multilayer structure and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a foamed optical diffuser plate having a core layer containing bubbles formed by a chemical foaming agent; And a light diffusion skin layer formed on both sides of the core layer, and a method of manufacturing the same.
광확산판은 점 또는 선광원을 균일한 면광원으로 나타나게 하는 쉬트 형태의 것으로서, 디스플레이용 직하형 백라이트 유닛(BLU), 간판, 조명기구, 자동차 방향지시등의 보호 커버 및 표시 판넬과 같은 광학용으로 사용되고 있어 일반적으로 우수한 광투과도와 광확산도가 요구된다. 이들 중 디스플레이용 직하형 BLU의 광확산판은 직하형 BLU에서 광확산판 하부에 위치한 일정한 간격을 갖는 일련의 램프로부터 빛을 받아 들여 상부에 위치한 디스플레이에 균일한 면광원을 제공하는 광확산성을 구비한 쉬트 형태의 플라스틱 제품으로서 전체 디스플레이 장치의 성능과 품질에 지대한 영향을 주며 백라이트 장치의 효율성 및 제조단가, 두께는 사용되는 광확산판에 의해 크게 좌우된다. 특히, 액정디스플레이(LCD) 또는 발광다이오드(LED) TV 등의 디스플레이용 직하형 BLU에 적용되는 광확산판은 BLU의 광원을 가리는 우수한 차폐력, 높은 휘도 및 확산 균일도 등이 요구된다.
The light diffusing plate is in the form of a sheet in which the point or linear light source is displayed as a uniform surface light source. The light diffusing plate is optically used for direct display type backlight unit (BLU) for display, protective cover for illuminating device, It is generally required to have excellent light transmittance and light diffusivity. Among these, the direct diffusion type BLU's optical diffusion plate receives light from a series of spaced lamps located under the light diffusion plate in the direct type BLU, and provides light diffusing property to provide a uniform surface light source to the upper display It is a plastic product in the form of a sheet, which greatly affects the performance and quality of the entire display device. The efficiency, manufacturing cost, and thickness of the backlight device depend greatly on the light diffuser used. Particularly, a light diffusion plate applied to a direct-type BLU for a display such as a liquid crystal display (LCD) or a light-emitting diode (LED) TV requires excellent shielding power for covering a BLU light source, high luminance and diffusion uniformity.
그러나 최근에 LED의 고출력화 및 직하형 BLU의 슬림화에 대한 수요가 꾸준히 증가함에 따라 종래 비드 형태의 광확산제를 함유하는 단일층 구조의 광확산판을 사용하는 경우에는 차폐력 및 확산 균일도 등에 문제가 발생할 수 있다(특허문헌 1, 2).However, recently, as the demand for high output of LEDs and slimness of direct-type BLUs has been steadily increased, there has been a problem in using shielding force and diffusion uniformity in the case of using a single layered optical diffusion plate containing a conventional bead- (Patent Documents 1 and 2).
따라서 차폐력 및 확산 균일도를 증가시키기 위하여 광확산판의 투과율을 전체적으로 하락시키면서, 광확산판의 엄폐성을 향상시키고자 비드 형태의 광확산제를 대량으로 사용하는 방법을 강구할 수 있으나, 원가가 대폭적으로 상승하고 하락시킬 수 있는 투과율에 한계가 있다는 단점이 있다. 반면, 이러한 단점을 해결하고자 이산화티탄처럼 확산성이 없는 첨가제를 포함하여 엄폐성을 확보하려는 시도가 있으나, 휘도가 큰 폭으로 떨어져 면광원용 확산판으로는 응용하기에는 적합하지 않다(특허문헌 3).
Therefore, in order to increase shielding force and diffusion uniformity, it is possible to reduce the transmittance of the light diffusing plate as a whole, to improve the coverability of the light diffusing plate, and to use a large amount of the light diffusing agent in the form of beads. However, There is a disadvantage in that there is a limit in the transmittance which can rise and fall considerably. On the other hand, in order to solve such a disadvantage, there is an attempt to secure coverability by including an additive which is not diffusible like titanium dioxide, but it is not suitable for application as a diffuser plate for a light source if the brightness is large (Patent Document 3) .
한편, 상기 단점들을 해결하기 위하여 발포제에 의한 기포 셀을 확산기구로 포함하는 광확산판이 개발된 사례가 있는데, 발포층만을 갖는 단일층 구조의 광확산판은 효과적인 투과율의 조절이 어렵고, 표면에서의 발포에 의해 외관이 미려하지 않아 상업성이 떨어지는 문제점이 있다(특허문헌 4).In order to solve the above drawbacks, there has been developed a light diffusion plate including a bubble cell using a foaming agent as a diffusion mechanism. However, it is difficult to effectively control the transmittance of a light diffusion plate having a single layer structure having only a foam layer, There is a problem that the appearance is not so good due to foaming, resulting in poor commercial quality (Patent Document 4).
그러므로 본 발명자들은 기포 셀을 함유하는 중심층 및 그 중심층의 양면에 광확산층이 형성된 다층 구조의 발포성 광확산판을 제조할 수 있으면, 투과율을 효과적으로 조절하여 차폐력과 확산 균일도를 높이면서도 휘도의 손실이 적고, 또한 비중의 감소에 따른 경량화를 통하여 생산 원가의 절감에 기여할 수 있음에 착안하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
Therefore, the inventors of the present invention have found that when a multilayered foamed optical diffusing plate having a light diffusing layer formed on both sides of a central layer containing a bubble cell and a central layer thereof can be manufactured, the light transmittance can be effectively controlled to enhance the shielding force and the diffusion uniformity, The present invention has been completed based on the fact that the loss can be reduced and the weight can be reduced by weight reduction to contribute to the reduction of the production cost.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 투과율을 효과적으로 조절하여 차폐력과 확산 균일도를 높이면서도 휘도의 손실이 적고, 또한 비중의 감소에 따른 경량화를 통하여 생산 원가를 절감할 수 있는 다층 구조의 발포성 광확산판 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior arts, and it is an object of the present invention to provide a light emitting device and a light emitting device, And a method of manufacturing the same.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, (a) 폴리스티렌 수지; 및 화학 발포제로부터 형성된 기포를 함유하는 코어층; 및 (b) 상기 코어층의 양면에 형성된 폴리스티렌 수지 및 광확산제를 함유하는 스킨층;을 포함하는 다층 구조의 발포성 광확산판을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a thermoplastic resin composition comprising: (a) a polystyrene resin; And a core layer containing bubbles formed from a chemical foaming agent; And (b) a skin layer containing a polystyrene resin and a light diffusing agent formed on both sides of the core layer.
상기 화학 발포제는 유기 발포제 또는 무기 발포제인 것을 특징으로 한다.Wherein the chemical foaming agent is an organic foaming agent or an inorganic foaming agent.
상기 유기 발포제는 아조디카본아미드, 디니트로소펜타메틸렌테트라민, 벤젠술포닐히드라지드, p-톨루엔술포닐히드라지드, p,p'-옥시비스(벤젠술포닐히드라지드), p-톨루엔술포닐세미카바지드 및 5-페닐테트라졸로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것을 특징으로 한다.The organic foaming agent is selected from the group consisting of azodicarbonamide, dinitrosopentamethylenetetramine, benzenesulfonylhydrazide, p-toluenesulfonylhydrazide, p, p'-oxybis (benzenesulfonylhydrazide), p- And a 5-phenyltetrazole. In the present invention,
상기 무기 발포제는 탄산수소나트륨, 탄산수소암모늄, 탄산암모늄, 아질산암모늄, 붕소화수소나트륨 및 아질산나트륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것을 특징으로 한다.The inorganic foaming agent is any one selected from the group consisting of sodium hydrogencarbonate, ammonium hydrogencarbonate, ammonium carbonate, ammonium nitrite, sodium borohydride, and sodium nitrite.
상기 무기 발포제는 캐리어 수지에 혼입된 발포 마스터배치인 것을 특징으로 한다.Wherein the inorganic foaming agent is a foam masterbatch which is mixed with a carrier resin.
상기 발포 마스터배치는 무기 발포제 40~60 중량% 및 캐리어 수지 40~60 중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.The foam masterbatch comprises 40 to 60% by weight of an inorganic foaming agent and 40 to 60% by weight of a carrier resin.
상기 캐리어 수지는 저밀도폴리에틸렌, 고밀도폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 및 열가소성 엘라스토머로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것을 특징으로 한다.The carrier resin is any one selected from the group consisting of low density polyethylene, high density polyethylene, polypropylene, polystyrene, an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, and a thermoplastic elastomer.
상기 기포는 평균직경이 80~400 ㎛인 것을 특징으로 한다.The bubbles have an average diameter of 80 to 400 mu m.
상기 광확산제는 탄산칼슘 입자, 황산바륨 입자, 산화티탄 입자, 수산화알루미늄 입자, 실리카 입자, 유리 입자, 마이카 입자, 산화마그네슘 입자, 산화아연 입자, 아크릴계 가교입자, 실리콘계 가교입자, 및 스티렌계 가교입자로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 것을 특징으로 한다.Wherein the light diffusing agent is selected from the group consisting of calcium carbonate particles, barium sulfate particles, titanium oxide particles, aluminum hydroxide particles, silica particles, glass particles, mica particles, magnesium oxide particles, zinc oxide particles, acrylic crosslinked particles, And at least one selected from the group consisting of particles.
상기 스킨층은 폴리스티렌 수지 85~95 중량% 및 광확산제 5~15 중량%를 함유하는 것을 특징으로 한다.Wherein the skin layer contains 85 to 95% by weight of a polystyrene resin and 5 to 15% by weight of a light diffusing agent.
상기 스킨층은 자외선 흡수제, 산화방지제, 대전방지제, 난연제, 윤활제 및 안료로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.The skin layer may further include at least one additive selected from the group consisting of an ultraviolet absorber, an antioxidant, an antistatic agent, a flame retardant, a lubricant and a pigment.
상기 스킨층은 그 두께가 발포성 광확산판 전체 두께의 5~10%인 것을 특징으로 한다.The thickness of the skin layer is 5 to 10% of the total thickness of the foamable optical diffusing plate.
상기 다층 구조의 발포성 광확산판은 디스플레이용 직하형 BLU에 적용되는 것을 특징으로 한다.
The foamed optical diffusing plate of the multilayer structure is applied to a direct-type BLU for a display.
또한, 본 발명은 I) 폴리스티렌 수지 및 화학 발포제를 1개의 압출기에서 용융·혼련 및 발포압출하여 코어층을 성형하는 단계; 및 II) 폴리스티렌 수지 및 광확산제를 2개의 압출기에서 각각 용융·혼련하고 공압출함으로써 상기 I) 단계에서 형성된 코어층의 양면에 스킨층을 형성하는 단계;를 포함하는 다층 구조의 발포성 광확산판의 제조방법을 제공한다.The present invention also relates to a method for producing a molded article, comprising the steps of: I) molding a core layer by melt-kneading and foaming-extruding a polystyrene resin and a chemical foaming agent in one extruder; And II) forming a skin layer on both sides of the core layer formed in the step I) by melting, kneading and co-extruding a polystyrene resin and a light diffusing agent in two extruders, Of the present invention.
상기 I) 단계에서, 폴리스티렌 수지 97~99.5 중량% 및 화학 발포제 0.5~3 중량%를 사용하는 것을 특징으로 한다.
97 to 99.5% by weight of a polystyrene resin and 0.5 to 3% by weight of a chemical foaming agent are used in the step I).
본 발명에 따른 다층 구조의 발포성 광확산판은 투과율을 효과적으로 조절하여 차폐력과 확산 균일도를 높이면서도 휘도의 손실이 적고, 또한 비중의 감소에 따른 경량화를 통하여 생산 원가를 절감할 수 있으므로 디스플레이용 직하형 BLU 등의 광확산판으로 상용화가 가능하다.
The multilayer foamed light diffusing plate according to the present invention can reduce the production cost by reducing the brightness loss by reducing the specific gravity while increasing the shielding force and diffusion uniformity by effectively controlling the transmittance, Type BLU or the like.
도 1은 본 발명의 실시예로부터 제조된 다층 구조의 발포성 광확산판의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예로부터 제조된 다층 구조의 발포성 광확산판을 포함하는 백라이트 유닛(BLU) 및 액정표시장치의 사시도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a perspective view of a multilayer foamed light diffusing plate manufactured from an embodiment of the present invention; Fig.
2 is a perspective view of a backlight unit (BLU) and a liquid crystal display including a multilayer foamed optical diffusing plate manufactured from an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명에 따른 다층 구조의 발포성 광확산판 및 그 제조방법에 관하여 실시예 및 첨부된 도면과 함께 상세히 설명하기로 한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a multilayer foamed optical diffusing plate and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to embodiments and accompanying drawings.
본 발명에서는 (a) 폴리스티렌 수지; 및 화학 발포제로부터 형성된 기포를 함유하는 코어층; 및 (b) 상기 코어층의 양면에 형성된 폴리스티렌 수지 및 광확산제를 함유하는 스킨층;을 포함하는 다층 구조의 발포성 광확산판을 제공한다.In the present invention, (a) a polystyrene resin; And a core layer containing bubbles formed from a chemical foaming agent; And (b) a skin layer containing a polystyrene resin and a light diffusing agent formed on both sides of the core layer.
일반적으로 광확산판은 그 소재로서 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 아크릴 수지 등 다양한 열가소성 고분자 수지를 사용하는바, 본 발명에서는 가공성이 우수하고 원가가 상대적으로 낮은 폴리스티렌 수지를 사용하여 코어층 및 스킨층을 형성하며, 상기 폴리스티렌 수지로서는 범용 폴리스티렌 수지(GPPS)를 바람직하게 사용하되, 충격강도 등의 물성을 보강하기 위하여 내충격성 폴리스티렌 수지(HIPS)를 병용할 수도 있다.In general, a variety of thermoplastic polymer resins such as polycarbonate, polyester, polystyrene, polypropylene, and acrylic resin are used as the material of the light diffusing plate. In the present invention, a polystyrene resin having excellent processability and relatively low cost is used, Layer, and a skin layer. The general-purpose polystyrene resin (GPPS) is preferably used as the polystyrene resin, and the impact-resistant polystyrene resin (HIPS) may be used in combination to reinforce physical properties such as impact strength.
통상 폴리스티렌 수지와 같은 열가소성 수지의 내부에 기포를 형성하기 위해서는 발포압출 성형방법을 이용한다. 발포압출은 수지와 발포제, 기타 첨가제를 미리 배합하여 압출하거나 압출기의 적당한 위치에 발포제를 펌프로 주입하여 고압하에서 균일하게 분산시킨 후 압출물이 다이를 통과하여 압출될 때 압축되었던 발포제가 즉시 팽창하면서 발포가 된다. 또 다른 방법으로는 압출공정에서는 분해가 되지 않은 낮은 온도에서 압출하고 이를 다시 가열장치 내를 통과하면서 발포를 시키는 것이다. 발포제를 고분자 펠렛, 칩 또는 비드 등에 함침하거나 입자 내부에 주입하고 이를 2차 가공에서 팝콘 제조와 유사한 방법으로 발포시킨 후 성형한다. 또한, 수지, 발포제 및 기타 첨가제를 혼련한 후 이를 금형에 투입하고 발포시켜 고분자 블록을 적당한 형태로 만들어 사용하는 경우도 있다. 또한, 발포제는 이산화탄소와 같은 기체류의 물리 발포제 또는 화학 발포제를 사용하며, 특히 화학 발포제로서는 니트로소 화합물 등의 유기 발포제 또는 나트륨 화합물 등의 무기 발포체를 주로 사용하고 있다.A foam extrusion molding method is generally used to form bubbles in a thermoplastic resin such as a polystyrene resin. Foamed extrusion is a process in which a resin, a foaming agent, and other additives are preliminarily mixed and extruded, or a foaming agent is pumped to a proper position of the extruder and uniformly dispersed under high pressure. When the extrudate is extruded through the die, Foaming becomes. Another method is to extrude at a low temperature, which is not decomposed in the extrusion process, and to bubble while passing through the heating device. The foaming agent is impregnated into polymer pellets, chips or beads, or is injected into the particles and foamed in a similar manner to popcorn production in secondary processing, followed by molding. Further, there is a case where a resin, a foaming agent and other additives are kneaded and then put into a mold and foamed to make a polymer block into an appropriate shape. As the foaming agent, a physical foaming agent or a chemical foaming agent such as carbon dioxide is used. Particularly, as a chemical foaming agent, an organic foaming agent such as a nitroso compound or an inorganic foaming agent such as a sodium compound are mainly used.
본 발명에서는, 발포제를 사용하여 수지 내부에 기포층을 형성하기 위한 상기 다양한 발포압출 성형방법 중에서 화학 발포제와 수지를 배합하여 발포압출 성형을 한다.In the present invention, the chemical foaming agent and the resin are blended in the various foam extrusion molding methods for forming the foam layer in the resin by using the foaming agent, followed by foam extrusion molding.
이때, 화학 발포제는 유기 발포제 또는 무기 발포제를 사용하는바, 상기 유기 발포제로서는 아조디카본아미드, 디니트로소펜타메틸렌테트라민, 벤젠술포닐히드라지드, p-톨루엔술포닐히드라지드, p,p'-옥시비스(벤젠술포닐히드라지드), p-톨루엔술포닐세미카바지드 및 5-페닐테트라졸로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것을 사용할 수 있다.As the organic foaming agent, azodicarbonamide, dinitrosopentamethylenetetramine, benzenesulfonylhydrazide, p-toluenesulfonylhydrazide, p, p ', p-toluenesulfonylhydrazide and the like can be used as the organic foaming agent. -Oxibis (benzene sulfonyl hydrazide), p-toluenesulfonylsemicarbazide, and 5-phenyltetrazole can be used.
또한, 상기 무기 발포제로서는 탄산수소나트륨(NaHCO3), 탄산수소암모늄(NH4HCO3), 탄산암모늄((NH4)2CO3), 아질산암모늄(NH4NO2), 붕소화수소나트륨(NaBH4) 및 아질산나트륨(NaNO2)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것을 사용할 수 있으며, 탄산수소나트륨을 더욱 바람직하게 사용한다. 특히, 무기 발포제로서 탄산수소나트륨을 사용함으로써 고온에서 열분해되어 이산화탄소와 수분을 방출한 후에 나트륨 이온의 무기 잔류물을 소량 잔류시키는데, 이러한 무기 잔류물이 핵제를 첨가한 것과 같은 작용을 하여 기포 셀이 미세한 크기로 형성되게 하며 기포 셀의 분포도 균일하게 되는 효과를 나타낸다.Examples of the inorganic foaming agent include sodium hydrogencarbonate (NaHCO 3 ), ammonium hydrogen carbonate (NH 4 HCO 3 ), ammonium carbonate ((NH 4 ) 2 CO 3 ), ammonium nitrite (NH 4 NO 2 ), sodium borohydride 4 ) and sodium nitrite (NaNO 2 ), and sodium hydrogencarbonate is more preferably used. In particular, by using sodium bicarbonate as the inorganic foaming agent, a small amount of inorganic residue of sodium ion is decomposed at high temperature to release carbon dioxide and moisture. Such a inorganic residue acts like the addition of a nucleating agent, And the distribution of bubble cells becomes uniform.
또한, 상기 무기 발포제는 캐리어 수지에 혼입되어 미리 성형된 발포 마스터배치일 수도 있는바, 이러한 발포 마스터배치는 무기 발포제 40~60 중량% 및 캐리어 수지 40~60 중량%로 이루어진 것을 사용하는 것이 바람직한데, 발포 마스터배치를 구성하는 무기 발포제의 함량이 40 중량% 미만이면 발포압출 성형시 차폐력에 영향을 미치는 충분한 정도의 기포를 형성하기 어렵고, 무기 발포제의 함량이 60 중량%를 초과하면 캐리어 수지에 균일하게 혼입되지 않을 수 있다.The foamed masterbatch may be composed of 40 to 60% by weight of an inorganic foaming agent and 40 to 60% by weight of a carrier resin, If the content of the inorganic foaming agent constituting the foam masterbatch is less than 40% by weight, it is difficult to form a sufficient degree of bubble affecting the shielding force in the foam extrusion molding. If the content of the inorganic foaming agent exceeds 60% by weight, It may not be uniformly mixed.
이때, 상기 캐리어 수지로서는 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 공중합체 및 열가소성 엘라스토머(TPE)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것을 사용할 수 있고, 가공성이 우수한 저밀도폴리에틸렌을 더욱 바람직하게 사용한다.At this time, as the carrier resin, any one selected from the group consisting of low density polyethylene (LDPE), high density polyethylene (HDPE), polypropylene, polystyrene, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) copolymer and thermoplastic elastomer The low-density polyethylene which can be used and is excellent in workability is more preferably used.
또한, 상기 코어층에 형성되는 기포의 크기가 매우 중요한 요소인바, 기포의 평균직경은 80~400 ㎛로 조절하는 것이 바람직하다. 기포의 평균직경이 80 ㎛ 미만이면 기포의 크기가 너무 작아 조밀한 기포의 분포로 인하여 차폐력은 향상되나 휘도가 떨어지는 문제가 발생할 수 있고, 기포의 평균직경이 400 ㎛를 초과하면 차폐력이 현저하게 떨어질 수 있는 단점이 있다.In addition, the size of the bubbles formed on the core layer is a very important factor, and the average diameter of the bubbles is preferably controlled to 80 to 400 탆. When the average diameter of the bubbles is less than 80 탆, the size of the bubbles is so small that the shielding force is improved due to the distribution of the dense bubbles. However, the brightness may decrease. When the average diameter of the bubbles exceeds 400 탆, There is a drawback that it can fall.
한편으로, 본 발명에 따른 광확산판은 상술한 코어층의 양면에 폴리스티렌 수지 및 광확산제를 함유하는 스킨층을 포함하여 다층 구조로 형성됨으로써 투과율을 효과적으로 조절할 수 있고, 코어층의 발포에 의하여 외관이 미려하지 않은 경우의 단점을 극복할 수 있다.On the other hand, the optical diffusing plate according to the present invention has a multi-layer structure including a skin layer containing a polystyrene resin and a light diffusing agent on both sides of the core layer, thereby effectively controlling the transmittance, It is possible to overcome the disadvantage of the case where the appearance is not so good.
상기 스킨층은 기본적으로 폴리스티렌 수지에 광확산제가 함유된 것으로, 광확산제로서는 무기계 또는 유기계의 투명입자를 사용할 수 있는데, 무기계 입자로는 탄산칼슘 입자, 황산바륨 입자, 산화티탄 입자, 수산화알루미늄 입자, 실리카 입자, 유리 입자, 마이카 입자, 산화마그네슘 입자, 산화아연 입자를 사용할 수 있고, 유기계 입자로는 아크릴계 가교입자, 실리콘계 가교입자 또는 스티렌계 가교입자를 사용할 수 있으며, 특히 실리콘계 가교입자를 더욱 바람직하게 사용하되, 상기 유기계 입자 및 무기계 입자를 단독 또는 2 이상의 것을 혼합하여 사용할 수도 있다.The skin layer basically contains a light diffusing agent in the polystyrene resin. As the light diffusing agent, inorganic or organic transparent particles can be used. Examples of the inorganic particles include calcium carbonate particles, barium sulfate particles, titanium oxide particles, aluminum hydroxide particles , Silica particles, glass particles, mica particles, magnesium oxide particles and zinc oxide particles can be used. As the organic particles, acrylic crosslinked particles, silicone crosslinked particles or styrene crosslinked particles can be used, The organic particles and inorganic particles may be used singly or in combination of two or more.
또한, 상기 스킨층은 폴리스티렌 수지 85~95 중량% 및 광확산제 5~15 중량%를 함유하는 것이 바람직한바, 광확산제의 함량이 5 중량% 미만이면 광확산 효과가 미미하며, 광확산제의 함량이 15 중량%를 초과하면 광확산 효과는 향상되는 반면, 휘도가 저하될 수 있으므로, 광확산제의 함량은 상기 범위 내에서 조절한다.The skin layer preferably contains 85 to 95% by weight of a polystyrene resin and 5 to 15% by weight of a light diffusing agent. When the content of the light diffusing agent is less than 5% by weight, the light diffusion effect is insignificant. The content of the light diffusing agent is controlled within the above range because the light diffusion effect is improved but the luminance may be lowered.
아울러 상기 스킨층에는 투과율, 차폐력 및 휘도 등의 물성에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 자외선 흡수제, 산화방지제, 대전방지제, 난연제, 윤활제 및 안료로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 더욱 포함할 수도 있다.The skin layer may further contain at least one additive selected from the group consisting of an ultraviolet absorber, an antioxidant, an antistatic agent, a flame retardant, a lubricant, and a pigment within a range not affecting physical properties such as transmittance, shielding force, have.
또한, 코어층의 양면에 형성되는 스킨층의 두께의 합을 발포성 광확산판 전체 두께의 5~10%로 설정하는 것이 투과율을 효과적으로 조절하여 차폐력과 확산 균일도를 높이면서도 휘도의 손실을 방지할 수 있다.
In addition, setting the sum of the thicknesses of the skin layers formed on both surfaces of the core layer to 5 to 10% of the total thickness of the foamable optical diffusing plate effectively controls the transmittance, thereby increasing the shielding force and diffusion uniformity, .
또한, 본 발명은 I) 폴리스티렌 수지 및 화학 발포제를 1개의 압출기에서 용융·혼련 및 발포압출하여 코어층을 성형하는 단계; 및 II) 폴리스티렌 수지 및 광확산제를 2개의 압출기에서 각각 용융·혼련하고 공압출함으로써 상기 I) 단계에서 형성된 코어층의 양면에 스킨층을 형성하는 단계;를 포함하는 다층 구조의 발포성 광확산판의 제조방법을 제공한다.The present invention also relates to a method for producing a molded article, comprising the steps of: I) molding a core layer by melt-kneading and foaming-extruding a polystyrene resin and a chemical foaming agent in one extruder; And II) forming a skin layer on both sides of the core layer formed in the step I) by melting, kneading and co-extruding a polystyrene resin and a light diffusing agent in two extruders, Of the present invention.
상기 I) 단계에서는 폴리스티렌 수지 97~99.5 중량% 및 상술한 바와 같은 화학 발포제 0.5~3 중량%를 사용하는 것이 바람직한바, 화학 발포제의 사용량이 0.5 중량% 미만이면 발포압출 성형시 차폐력에 영향을 미치는 충분한 정도의 기포를 형성하기 어려울 뿐만 아니라, 광확산판 전체의 비중 감소 효과가 미미할 수 있고, 화학 발포제의 사용량이 3 중량%를 초과하면 투과율이 지나치게 떨어질 수 있으며 차폐력과 휘도 특성의 조화를 이루기가 어렵다. In the step I), it is preferable to use 97 to 99.5% by weight of a polystyrene resin and 0.5 to 3% by weight of a chemical foaming agent as described above. If the amount of the chemical foaming agent is less than 0.5% by weight, The effect of reducing the specific gravity of the entire optical diffusing plate may be insignificant. If the amount of the chemical blowing agent used exceeds 3% by weight, the transmittance may be excessively decreased, and the shielding force and the luminance characteristic may be harmonized It is difficult to achieve.
이하 상기 제조방법에 따른 구체적인 실시예를 첨부된 도면과 함께 상세히 설명한다.
Hereinafter, specific embodiments of the manufacturing method will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[실시예 1][Example 1]
범용 폴리스티렌 수지 99kg 및 탄산수소나트륨 1kg을 1개의 압출기에서 용융·혼련 및 발포압출하여 평균직경 100㎛의 기포를 갖는 코어층을 성형하였다. 한편으로, 범용 폴리스티렌 수지 9kg 및 광확산제인 실리콘 비드 1kg을 다른 2개의 압출기에서 각각 용융·혼련하고 공압출함으로써 상기 코어층의 양면에 상하 대칭의 스킨층을 형성하여, 도 1에 나타낸 바와 같은 3층 구조의 발포성 광확산판을 제조하였다[광학산판의 전체 두께는 1.5mm(1500㎛)이며, 각 층의 두께는 37.5㎛(스킨층)/1425㎛(코어층)/37.5㎛(스킨층)이다].
99 kg of general-purpose polystyrene resin and 1 kg of sodium hydrogencarbonate were melt-kneaded and foam-extruded in one extruder to form a core layer having bubbles having an average diameter of 100 탆. On the other hand, 9 kg of general-purpose polystyrene resin and 1 kg of silicon beads as light diffusing agents were melted and kneaded in the other two extruders and co-extruded to form a vertically symmetrical skin layer on both sides of the core layer, (Skin layer) / 1425 占 퐉 (core layer) / 37.5 占 퐉 (skin layer) The total thickness of the optical plate was 1.5 mm (1500 占 퐉) to be].
[실시예 2 내지 4][Examples 2 to 4]
범용 폴리스티렌 수지 99.5kg 및 탄산수소나트륨 0.5kg(실시예 2), 범용 폴리스티렌 수지 98.7kg 및 탄산수소나트륨 1.3kg(실시예 3), 범용 폴리스티렌 수지 97.0kg 및 탄산수소나트륨 3.0kg(실시예 4)을 사용하여 코어층을 성형한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 3층 구조의 발포성 광확산판을 제조하였다.
(Example 3), 99.5 kg of general-purpose polystyrene resin and 0.5 kg of sodium hydrogen carbonate (Example 2), 98.7 kg of general purpose polystyrene resin and 1.3 kg of sodium hydrogen carbonate (Example 3), 97.0 kg of general purpose polystyrene resin and 3.0 kg of sodium hydrogen carbonate , A foamed optical diffusing plate having a three-layer structure was produced in the same manner as in Example 1.
[비교예 1 및 2][Comparative Examples 1 and 2]
범용 폴리스티렌 수지 99.9kg 및 탄산수소나트륨 0.1kg(비교예 1), 범용 폴리스티렌 수지 95.0kg 및 탄산수소나트륨 5.0kg(비교예 2)을 사용하여 코어층을 성형한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 3층 구조의 발포성 광확산판을 제조하였다.
Same as Example 1 except that 99.9 kg of general-purpose polystyrene resin and 0.1 kg of sodium hydrogencarbonate (Comparative Example 1), 95.0 kg of general purpose polystyrene resin and 5.0 kg of sodium hydrogencarbonate (Comparative Example 2) To prepare a foamable light diffuser plate having a three-layer structure.
[비교예 3 및 4][Comparative Examples 3 and 4]
평균직경 50㎛의 기포를 갖는 코어층(비교예 3), 평균직경 500㎛의 기포를 갖는 코어층(비교예 4)을 성형한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 3층 구조의 발포성 광확산판을 제조하였다.
Except that a core layer having bubbles having an average diameter of 50 mu m (Comparative Example 3) and a core layer having bubbles having an average diameter of 500 mu m (Comparative Example 4) were molded, To prepare a diffusion plate.
[비교예 5][Comparative Example 5]
범용 폴리스티렌 수지 95.5kg 및 광확산제인 실리콘 비드 4.5kg을 압출기에서 용융·혼련한 후 압출성형하여 두께 1.5mm인 단일층 구조의 광확산판을 제조하였다.
95.5 kg of general-purpose polystyrene resin and 4.5 kg of silicon beads as light diffusing agent were melted and kneaded in an extruder and extrusion molded to prepare a light diffusion plate having a thickness of 1.5 mm.
[시험예][Test Example]
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 5로부터 제조된 광확산판의 광학적 물성은 아래 방법에 의하여 측정하였다. The optical properties of the optical diffusing plates prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 were measured by the following method.
(1) 광확산도(Haze) 및 투과율은 ASTM D1003 방법에 따라 헤이즈미터를 이용하여 측정하였다.(1) The haze and the transmittance were measured using a haze meter according to the ASTM D1003 method.
(2) 휘도는 탑콘사의 BM-7A를 이용하여 백라이트 유닛 조립상의 수직휘도 9 포인트 평균값으로 측정하였다.(2) The brightness was measured by using an average of 9 points of vertical luminance on the backlight unit assembly using BM-7A manufactured by Topcon Corporation.
(3) 차폐력은 탑콘사의 BM-7A를 이용하여 백라이트 유닛 조립상의 정면 휘도를 등간격 100point를 측정함으로써 아래 수학식과 같이 정의하여 수치화하였으며, 그 수치가 낮을수록 차폐력이 우수함을 나타낸다.(3) The shielding force is calculated by using the BM-7A of Topcon to measure the front brightness of the backlight unit assembly at an equal interval of 100 points. The lower the value, the better the shielding force.
차폐력(%) = (휘도 Max값 평균-휘도 Min값 평균) X 100/(전체휘도 평균값) Shielding force (%) = (average value of luminance Max - average value of luminance Min)
(4) 비중은 마이크로메리틱사의 피크노미터를 이용하여 측정하였다.
(4) Specific gravity was measured using a Micromeritic pycnometer.
하기 표 1에 상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 5로부터 제조된 광확산판의 광학적 물성을 상기 시험예에 따라 측정한 값으로 나타내었다.
The optical properties of the optical diffusing plates prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 are shown in Table 1 as values measured according to the above test examples.
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 4로부터 제조된 3층 구조의 발포성 광확산판은 비교예 5로부터 제조된 발포층이 없는 종래 단일층 구조의 광확산판에 비하여 투과율이 20% 내외로 하락되어도 휘도의 감소가 10% 내외로 매우 낮음을 알 수 있고, 이에 따라 차폐력이 크게 향상됨과 아울러 비중도 상대적으로 감소하여 경량화도 구현할 수 있는 것으로 확인되었다.As shown in Table 1, the three-layered foamed optical diffusing plate produced from Examples 1 to 4 of the present invention had a transmittance higher than that of the conventional single-layered optical diffusing plate manufactured without the foam layer produced in Comparative Example 5 It can be seen that the reduction of the luminance is very low to about 10% even if it is decreased to about 20%, and thus the shielding force is greatly improved and the specific gravity is also relatively reduced, thereby realizing weight reduction.
한편, 상기 실시예 1 내지 4와 비교하여, 기포를 함유하는 코어층을 형성하기 위한 화학 발포제로서 탄산수소나트륨의 함량이 0.5~3 중량% 범위 밖의 것이거나(비교예 1, 2), 또는 기포의 평균직경이 상대적으로 매우 작거나(비교예 3), 큰 경우(비교예 4)에는 차폐력, 휘도 및 비중이 전체적으로 조화를 이루는 만족할만한 물성을 기대하기 어려운 것을 알 수 있다.On the other hand, as compared with Examples 1 to 4, it was confirmed that the content of sodium hydrogencarbonate as the chemical foaming agent for forming the core layer containing bubbles was out of the range of 0.5 to 3% by weight (Comparative Examples 1 and 2) It is difficult to expect satisfactory physical properties in which the shielding force, the luminance and the specific gravity are all harmonized with each other (comparative example 3) and the case where the average diameter is comparatively small (comparative example 4).
그러므로 본 발명에 따라 코어층에 함유되는 기포 셀을 형성하기 위한 발포마스터배치의 함량 및 기포의 크기를 조절하고, 상기 코어층의 양면에 광확산층이 형성되는 3층 구조의 발포성 광확산판을 도 2에 나타낸 바와 같은 액정표시장치의 디스플레이용 백라이트 유닛에 적용하면, 투과율을 효과적으로 조절함으로써 차폐력과 확산 균일도를 높이면서도 휘도의 손실이 적고, 또한 비중의 감소에 따른 경량화를 통하여 생산 원가를 절감할 수 있다.
Therefore, according to the present invention, the foamed optical diffusing plate having a three-layer structure in which the content of the foam masterbatch for forming the foam cells contained in the core layer and the size of the bubbles are controlled and the light diffusion layer is formed on both surfaces of the core layer When applied to a backlight unit for a display of a liquid crystal display device as shown in Fig. 2, the shielding force and diffusion uniformity can be effectively controlled by effectively controlling the transmittance, thereby reducing the loss of brightness and reducing the production cost by reducing the specific gravity .
10. 코어층 11. 기포
20(30). 상하 대칭의 스킨층
21. 광확산제 31. 광확산제
50. 광원 60. 반사시트
70. 기판 80. 액정층
100. 백라이트 유닛 200. 액정표시패널
300. 액정표시장치10.
20 (30). Upper and lower symmetrical skin layer
21.
50.
70.
100.
300. Liquid crystal display
Claims (15)
(b) 상기 코어층의 양면에 형성된 폴리스티렌 수지 및 광확산제를 함유하는 스킨층;을 포함하는 다층 구조의 발포성 광확산판.(a) a polystyrene resin; And a core layer containing bubbles formed from a chemical foaming agent; And
(b) a skin layer containing a polystyrene resin and a light diffusing agent formed on both sides of the core layer.
II) 폴리스티렌 수지 및 광확산제를 2개의 압출기에서 각각 용융·혼련하고 공압출함으로써 상기 I) 단계에서 형성된 코어층의 양면에 스킨층을 형성하는 단계;를 포함하는 다층 구조의 발포성 광확산판의 제조방법.I) melt-kneading and foaming-extruding a polystyrene resin and a chemical foaming agent in one extruder to form a core layer; And
II) melting and kneading the polystyrene resin and the light diffusing agent in two extruders and co-extruding them to form a skin layer on both sides of the core layer formed in the step I), thereby forming a foamed optical diffusing plate Gt;
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |