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KR100447801B1 - 백라이트유닛용 광학필름 및 그 제조방법 - Google Patents

백라이트유닛용 광학필름 및 그 제조방법 Download PDF

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KR100447801B1
KR100447801B1 KR1020030046708A KR20030046708A KR100447801B1 KR 100447801 B1 KR100447801 B1 KR 100447801B1 KR 1020030046708 A KR1020030046708 A KR 1020030046708A KR 20030046708 A KR20030046708 A KR 20030046708A KR 100447801 B1 KR100447801 B1 KR 100447801B1
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KR
South Korea
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refractive
layer
refractive layer
optical film
backlight unit
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KR1020030046708A
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English (en)
Inventor
이은미
심용식
조성민
김영일
Original Assignee
주식회사 엘지에스
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Publication date
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Abstract

본 발명은, 백라이트유닛용 광학필름 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 광확산입자가 분포되어 있으며 폴리에스터계 투명수지로 형성되는 광확산층과, 상기 광확산층의 상부에 일체로 형성되는 비교적 낮은 굴절률을 갖는 아크릴계투명수지의 제1굴절층과, 상기 제1굴절층의 상부에 일체로 형성되며 상기 제1굴절층과의 조성비 차이에 의해 상기 제1굴절층에 비해 비교적 높은 굴절률을 가지며, 표면에 굴절패턴이 형성되어 있는 아크릴계투명수지의 제2굴절층을 갖는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 빛의 손실을 방지할 수 있고, 조립공정에서 이물질 흡착 및 스크래치가 발생하지 않으며, 생산성이 향상되고 제조비용을 절감함과 동시에, 휘도조절이 가능한 백라이트유닛용 광학필름 및 그 제조방법이 제공된다.

Description

백라이트유닛용 광학필름 및 그 제조방법{Optical film for Back-light unit and Manufacturing Method those}
본 발명은, 백라이트유닛용 광학필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적인 디스플레이장치의 백라이트유닛(101)은 도 8에 도시된 바와 같이, 지지프레임(105)의 내측 하부에 램프(125)와 도광판(120) 및 반사필름(150)이 마련되어 있고, 도광판(120)의 상측에 확산필름(110)과 한 쌍의 프리즘필름(115) 및 보호필름(130)이 차례로 배치되는 구조를 가지고 있다.
이러한 디스플레이장치의 백라이트유닛(101)은 램프(125)에서 발광된 빛이 도광판(120)의 판면을 따라 진행하면서 반사 및 산란되어 도광판(120) 상부의 확산필름(110)으로 이동된 다음, 확산필름(110)에 형성되어 있는 광확산입자(111)에 의해 빛이 산란 확산된 후, 프리즘필름(115)의 판면에 형성되어 있는 굴절패턴에서 필름의 판면에 대해 직교하는 방향으로 빛이 집광 굴절된다. 그리고, 프리즘필름(115)에서 집광 굴절된 빛은 보호필름(130)을 거쳐 패널(140)로 입사되어 패널(140)에 화상을 표시한다.
그런데, 이러한 종래 백라이트유닛에 있어서는, 도광판으로부터 전달되는 빛을 확산 및 집광시키기 위해 각각 확산필름과 프리즘필름을 이용하기 때문에, 확산필름과 프리즘필름 사이에서 일부의 빛이 손실되어 휘도를 저하시키는 문제점이 발생한다.
그리고, 확산필름과 프리즘필름이 각각 별개로 조립공정을 거치면서 양 필름간에 이물질 흡착 및 접촉에 의한 스크래치가 발생할 우려가 크다는 문제점이 있다.
또한, 백라이트유닛의 조립공정에서 확산필름과 프리즘필름의 조립공정이 각각 별개로 이루어지기 때문에, 조립공정추가에 따른 생산성저하 및 필름증가에 따른 제조비용의 상승을 초래하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 백라이트유닛에 사용되는 프리즘필름은 고정된 동일 굴절률을 갖는 한 쌍의 프리즘필름을 적층하여 필요한 휘도를 확보하도록 되어 있는데, 이는 조립공정의 추가 및 생산성저하, 제조비용 상승을 부추길 뿐만 아니라, 휘도조절이 불가능하여 사실상 필요한 휘도를 확보하기도 쉽지 않다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 빛의 손실을 줄이고, 조립공정에서 이물질 흡착 및 스크래치 발생을 방지할 수 있으며, 생산성 향상 및 제조비용 절감을 도모함과 동시에 휘도조절이 가능한 백라이트유닛용 광학필름 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 백라이트유닛용 광학필름의 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 백라이트유닛용 광학필름의 제조공정도,
도 3은 도 1의 광학필름이 설치된 백라이트유닛의 개략적인 단면도,
도 4 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트유닛용 광학필름의 단면도.
도 8은 종래 백라이트유닛용 광학필름이 설치된 백라이트유닛의 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 백라이트유닛 20 : 도광판
10 : 광학필름 11 : 광확산층
11a : 광확산입자 13 : 제1굴절층
15 : 제2굴절층 17 : 굴절패턴
상기 목적은, 본 발명에 따라, 백라이트유닛용 광학필름에 있어서, 광확산입자가 분포되어 있으며 폴리에스터계 투명수지로 형성되는 광확산층과, 상기 광확산층의 상부에 일체로 형성되는 비교적 낮은 굴절률을 갖는 아크릴계투명수지의 제1굴절층과, 상기 제1굴절층의 상부에 일체로 형성되며 상기 제1굴절층과의 조성비 차이에 의해 상기 제1굴절층에 비해 비교적 높은 굴절률을 가지며, 표면에 굴절패턴이 형성되어 있는 아크릴계투명수지의 제2굴절층을 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛용 광학필름에 의해서 달성된다.
여기서, 상기 광확산입자는 산화티타늄, 산화아연, 황산바륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 수산화알루미늄, 클레이 중 적어도 어느 하나가 사용되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 목적은 본 발명의 다른 분야에 따라, 백라이트유닛용 광학필름의 제조방법에 있어서, 광확산입자가 분포된 폴리에스터계 투명수지로 광확산층을 형성하는 단계와, 상기 광확산층 상부에 비교적 낮은 굴절률을 갖는 아크릴계투명수지의 제1굴절층을 일체로 형성하는 단계와, 상기 제1굴절층의 상부에 상기 제1굴절층과의 조성비 차이에 의해 상기 제1굴절층에 비해 비교적 높은 굴절률을 갖는 아크릴계투명수지의 제2굴절층을 형성하는 단계와, 상기 제2굴절층의 표면에 굴절패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛용 광학필름의 제조방법에 의해서도 달성된다.
여기서, 상기 광확산입자는 산화티타늄, 산화아연, 황산바륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 수산화알루미늄, 클레이 중 어느 하나가 사용되는 것이 효과적이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 백라이트유닛용 광학필름의 단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 백라이트유닛용 광학필름(10)은 빛을 확산시키는 광확산층(11)과, 광확산층(11)에서 확산된 빛을 소정의 굴절률로 필름의 판면에 대해 가로방향으로 굴절시키는 제1굴절층(13)과, 제1굴절층(13)에 비해 높은 굴절률을 가지며 제1굴절층(13)을 거친 빛을 필름의 판면에 대해 가로방향으로 집광 굴절시키는 제2굴절층(15)을 포함한다.
광확산층(11)은 폴리에스터계 투명수지를 이용하여 연질의 시트 형태로 형성되며, 그 내부에는 빛을 산란시키는 광확산입자(11a)가 분포되어 있다. 이 광확산입자(11a)는 산화티타늄, 산화아연, 황산바륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 수산화알루미늄, 클레이 중 어느 하나가 사용된다.
제1굴절층(13)은 광확산층(11)의 상부면에 액상 아크릴계수지를 코팅함으로써 형성된다. 이때, 제1굴절층(13)은 비교적 낮은 굴절률을 갖도록 형성되어 광확산층(11)에서 확산된 빛을 광확산층(11)을 형성하는 시트의 판면에 대해 가로방향으로 1차 굴절시키게 되는데 그 굴절각은 굴절률에 대응하며, 굴절률은 아크릴계수지의 조성비에 의해 결정된다.
제2굴절층(15)은 경화된 제1굴절층(13)의 상부면에 아크릴계수지를 코팅한 다음, 코팅 표면에 굴절패턴(17)을 성형하여 경화시킴으로써 제2굴절층(15)이 형성된다. 이때, 제2굴절층(15)은 제1굴절층(13)에 비해 비교적 높은 굴절률을 갖도록 형성되어 제1굴절층(13)을 거친 빛을 시트의 판면에 대해 가로방향으로 집광 굴절시킨다.
여기서, 제2굴절층(15)에서 빛의 굴절각은 제2굴절층(15)의 굴절률에 대응하며, 그 굴절률은 아크릴계수지의 조성비를 조정하여 제1굴절층(13)에 비해 높게 형성된다.
그리고, 제2굴절층(15)의 표면에 형성되는 굴절패턴(17)은 도면에 도시된 바와 같이, 삼각단면으로 형성될 수도 있으며, 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 원호단면, 다각형뿔, 원뿔, 반구 형상 중 어느 하나의 형상을 갖도록 형성할 수 있다. 이 굴절패턴(17)의 형성은 경화되기 전의 제2굴절층(15) 표면을 굴절패턴(17)에 대응하는 형상의 롤러몰드나 스템퍼몰드로 가압한 후 경화시킴으로써 형성할 수있다.
한편, 도 2는 본 발명에 따른 백라이트유닛용 광학필름(10)의 제조공정도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 백라이트유닛용 광학필름(10)의 제조방법은 광확산입자(11a)가 분포된 광확산층(11)을 형성하는 단계(S01)와, 광확산층(11) 상부에 제1굴절층(13)을 일체로 형성하는 단계(S02)와, 제1굴절층(13) 상부에 제1굴절층(13)에 비해 높은 굴절률을 갖는 제2굴절층(15)을 형성하는 단계(S03)와, 제2굴절층(15)의 표면에 굴절패턴(17)을 형성하는 단계(S04)를 포함한다.
광확산층(11)을 형성하는 단계(S01)는 폴리에스터계 투명수지에 광확산입자(11a)를 함유하여 유연성을 갖는 시트형태로 성형하는 단계이다. 이때, 광확산입자(11a)는 전술한 바와 같이, 산화티타늄, 산화아연 등을 사용한다. 여기서, 광확산층(11)은 기존의 폴리에스터계 투명시트를 재단하여 사용할 수도 있다.
제1굴절층(13)을 형성하는 단계(S02)는 광확산층(11) 상부면에 액상 아크릴계수지를 코팅하여 경화시키는 단계이다. 이 제1굴절층(13)은 전술한 바와 같이, 아크릴계수지의 조성비를 조절하여 비교적 낮은 굴절률을 갖도록 형성된다.
제2굴절층(15)을 형성하는 단계(S03)는 경화된 제2굴절층(15)의 상부면에 아크릴계수지를 코팅하는 단계이다. 이 제2굴절층(15)은 전술한 바와 같이, 아크릴계수지의 조성비를 조절하여 제1굴절층(13)에 비해 높은 굴절률을 갖도록 형성된다.
굴절패턴(17)을 형성하는 단계(S04)는 경화되지 않은 제2굴절층(15)의 표면을 굴절패턴(17)에 대응하는 형상의 롤러몰드나 스템퍼몰드로 가압하여 해당 굴절패턴(17)을 성형한 후 경화시키는 단계이다. 이때, 굴절패턴(17)의 형상은 전술한 바와 같이, 삼각단면, 원호단면, 다각형뿔, 원뿔, 반구 형상 중 어느 하나의 형상으로 형성된다.
이러한 제조공정을 거쳐 제작된 본 발명에 따른 백라이트유닛용 광학필름(10)은 도 3에 도시된 바와 같이, 백라이트유닛(1)의 도광판(20) 상부에 설치된 상태에서 도광판(20)의 램프(21)로부터 빛이 전달되면, 광확산층(11)에서 빛을 산란 확산시키고, 제1굴절층(13)에서 빛을 소정의 굴절각으로 굴절시킨 다음, 제2굴절층(15)에서 빛을 필름의 판면에 대해 거의 수직방향으로 집광 굴절시켜서 보호필름(30)을 거쳐 패널(40)로 입사시킨다.
이와 같이, 단일의 광학필름에 형성된 광확산층과 제1 및 제2굴절층에서 빛의 확산과 집광 굴절이 이루어지도록 함으로써, 빛의 손실 없이 고휘도를 실현할수 있다.
그리고, 단일의 광학필름에 광확산층과 제1 및 제2굴절층을 형성함으로써, 조립공정에서의 필름간에 발생하는 이물질흡착 및 스크래치발생을 방지할 수 있다. 또한, 조립공정이 줄어 생산성이 향상되고 제조비용이 절감된다.
또한, 제1굴절층과 제2굴절층의 굴절률을 다르게 할 수 있으므로, 요구되는 휘도를 조절할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 빛의 손실을 방지할 수 있고, 조립공정에서 이물질 흡착 및 스크래치가 발생하지 않으며, 생산성이 향상되고 제조비용을 절감함과 동시에, 휘도조절이 가능한 백라이트유닛용 광학필름 및 그 제조방법이 제공된다.

Claims (10)

  1. 백라이트유닛용 광학필름에 있어서,
    광확산입자가 분포되어 있으며 폴리에스터계 투명수지로 형성되는 광확산층과,
    상기 광확산층의 상부에 일체로 형성되는 비교적 낮은 굴절률을 갖는 아크릴계투명수지의 제1굴절층과,
    상기 제1굴절층의 상부에 일체로 형성되며 상기 제1굴절층과의 조성비 차이에 의해 상기 제1굴절층에 비해 비교적 높은 굴절률을 가지며, 표면에 굴절패턴이 형성되어 있는 아크릴계투명수지의 제2굴절층을 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛용 광학필름.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광확산입자는 산화티타늄, 산화아연, 황산바륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 수산화알루미늄, 클레이 중 적어도 어느 하나가 사용되는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛용 광학필름.
  5. 삭제
  6. 백라이트유닛용 광학필름의 제조방법에 있어서,
    광확산입자가 분포된 폴리에스터계 투명수지로 광확산층을 형성하는 단계와,
    상기 광확산층 상부에 비교적 낮은 굴절률을 갖는 아크릴계투명수지의 제1굴절층을 일체로 형성하는 단계와,
    상기 제1굴절층의 상부에 상기 제1굴절층과의 조성비 차이에 의해 상기 제1굴절층에 비해 비교적 높은 굴절률을 갖는 아크릴계투명수지의 제2굴절층을 형성하는 단계와,
    상기 제2굴절층의 표면에 굴절패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛용 광학필름의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 광확산입자는 산화티타늄, 산화아연, 황산바륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 수산화알루미늄, 클레이 중 적어도 어느 하나가 사용되는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛용 광학필름의 제조방법.
  10. 삭제
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