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KR100988766B1 - 백라이트용 광학시트 어셈블리 - Google Patents

백라이트용 광학시트 어셈블리 Download PDF

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KR100988766B1
KR100988766B1 KR1020070014676A KR20070014676A KR100988766B1 KR 100988766 B1 KR100988766 B1 KR 100988766B1 KR 1020070014676 A KR1020070014676 A KR 1020070014676A KR 20070014676 A KR20070014676 A KR 20070014676A KR 100988766 B1 KR100988766 B1 KR 100988766B1
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backlight
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김태경
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코오롱인더스트리 주식회사
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Abstract

본 발명은 백라이트용 광학시트 어셈블리에 관한 것으로, 기재필름의 일면에, 광투과성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성되고 복수개의 입체구조가 반복적으로 형성된 프리즘층을 갖는 적어도 하나의 프리즘 시트; 및 상기 프리즘 층에 인접하는 프리즘 보호시트를 포함하되, 프리즘 보호시트는 기재필름의 양면에, 광확산성 입자와 바인더를 포함하는 조성으로부터 얻어진 보호층을 가지며, 프리즘에 인접하는 보호층이 표면의 보호층에 비하여 높은 헤이즈 값을 갖도록 함으로써, 보호시트의 프리즘시트에 인접하는 면의 보호층의 광산란성을 더 높게 하여 시야각과 명암비를 크게 할 뿐만 아니라 프리즘층의 손상도 방지할 수 있어 적정의 휘도를 유지하면서 넓은 시야각과 명암비를 요구하는 LCD 모니터, 노트북, TV, PDA, 워드프로세서, 휴대폰, 게임기 등과 같은 액정 디스플레이 장치용 백라이트 유니트의 광학시트 어셈블리를 제공한다.

Description

백라이트용 광학시트 어셈블리{Photosheet Assembly for backlight}
도 1은 노말타입 노트북용 백라이트 어셈블리의 단면도.
도 2는 에지타입 백라이트 어셈블리의 단면도.
도 3은 직하형 백라이트 어셈블리의 단면도.
도 4는 종래 백라이트용 광학시트 어셈블리의 일예를 도시한 단면도.
도 5는 또 다른 종래 백라이트용 광학시트 어셈블리의 일예를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 백라이트용 광학시트 어셈블리의 일예를 도시한 단면도.
도 7은 보호시트에 의한 프리즘층의 손상정도를 확인하기 위한 실험의 모식도.
도 8은 종래 광학시트 어셈블리에 있어 일반 프리즘 시트의 보호시트에 의한 손상을 보여주는 SEM 사진.
도 9는 본 발명에 따른 광학시트 어셈블리에 있어 프리즘 시트의 보호시트에 의한 손상이 없음을 보여주는 SEM 사진.
<도면 주요 부호의 설명>
1 - 반사시트 2 - 도광판
3 - 확산시트 3' - 확산판
4, 4' - 프리즘 시트 5 - 보호시트
6 - 램프
50, 50' - 광확산성 입자
51, 501, 5001 - 기재필름 52, 502, 5002 - 제2 보호층(상면)
53, 503, 5003 - 제1 보호층(프리즘 인접층, 하면)
1004 - 탄성을 갖는 프리즘 시트
본 발명은 백라이트용 광학시트 어셈블리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액정디스플레이(Liquid Crystal Display: 이하 LCD라 한다) 또는 발광 다이오드(Light Emitting Diode: 이하 LED라 한다) 등 평판 디스플레이의 백라이트 유니트에 사용되는 프리즘 시트와 프리즘 보호시트를 포함한 광학시트 어셈블리에 관한 것이다.
액정을 이용한 표시 장치에는 다양한 종류의 광학시트가 사용된다. LCD는 화소가 자체발광이 아니므로 소위 백라이트 유니트(Backlight unit)라고 불리는 LCD 패널의 후면에서의 광원이 필요하다. 백라이트의 성능에 따라 LCD의 전체 휘도가 결정되므로 백라이트는 LCD에 있어서 매우 중요한 역할을 한다.
백라이트의 종류는 크게 에지타입과 직하형으로 구분할 수 있으며, 이의 일반적인 구조는 도 1 내지 도 3에 나타낸 것과 같다. 도 1 내지 도 2는 에지타입의 일예를 도시한 것이며 도 3은 직하형의 일예를 도시한 것으로, 그 중에서도 도 1의 경우는 노말타입 노트북용 백라이트를 도시한 것이다. 도 1 내지 2에서와 같이 에지타입은 램프(6)가 도광판(2)의 에지부분에 위치하고, 도 3에 나타낸 것과 같이 직하형은 램프(6)가 확산판(2)의 바로 아래부분에 위치한다. 에지타입의 백라이트는 주로 노트북이나 19인치 이하의 모니터, 모바일 기기, 피디에이, 네비게이션, 게임기 등에 사용되며, 직하형 백라이트는 주로 20인치 이상의 모니터나 TV용으로 사용된다.
보다 구체적으로 백라이트 구조를 살피면, 에지타입의 경우 가장 아래 부분에 반사시트(1)가 사용되고, 그 상부에 도광판(2)과 램프(2), 그 상부에 확산시트(3)와 프리즘시트(4), 그 상부에 프리즘시트(4'), 그 상부에 보호시트(5)가 차례로 적층된 구조를 갖는다.
직하형 백라이트의 구조는 가장 아래 부분에 반사시트(1)가 사용되고 그 위에 램프(6)가 위치하고, 그 상부에 확산판(3'), 확산시트(3), 프리즘시트(4), 보호시트(5)를 차례로 적층한 구조를 갖는다.
반사시트(1)는 램프의 효율을 증가시키기 위하여 하면으로 조사되는 빛을 가능한 한 모두 반사시켜 상면으로 돌려보내는 역할을 한다.
램프(6)의 종류는 현재 대부분 냉음극형 형광등(CCFL)을 사용한다.
에지타입의 백라이트에 사용되는 도광판(2)은 에지부분에 위치한 램프(6)에서 발생된 빛을 백라이트 전면에 골고루 전달하는 역할을 한다. 다시 말하면 도광판(2)은 거의 선광원에 가까운 형광등 램프(6)의 빛을 일차적으로 면광원 형태로 전환시키는 역할을 한다. 도광판(2)에 의하여 면광원 형태로 전환된 빛은 전면에 걸쳐서 그 휘도가 균일하지 못한 특성이 있다. 즉, 램프(6)의 선광원이 도광판(2)에 의하여 면광원 형태로 전환되기는 하였으나, 부분적으로 빛의 균일도가 떨어지므로 우리가 원하는 균일한 백라이트 광원을 얻을 수 없다. 따라서 우리가 원하는 균일한 면광원을 얻기 위하여 도광판(2) 위에 상기에서 언급한 확산시트(3)를 사용한다. 확산시트(3)는 도광판(2)에서 나오는 빛을 확산시키는 역할을 한다. 빛을 확산시킴으로써 백라이트 전체 면에 대하여 부분적인 휘도 불균일을 완화시키는 역할을 하는 것이다. 확산시트(3)에 의하여 빛이 확산되면, 균일도가 향상되는 장점 이외에 빛의 진행 방향을 정면으로 확산시키는 역할도 하기 때문에 정면 휘도를 증가시키는 역할을 동시에 수행한다. 즉 확산시트를 사용하지 않았을 때 도광판(2)으로부터 출사되는 빛은 대부분 정면 방향이 아니라 정면으로부터 60도 정도 꺾여진 방향으로 출사된다. 따라서 확산시트(3)는 이러한 빛을 모든 방향으로 확산시키는 역할을 함으로써 정면 방향으로의 휘도도 증가하게 된다. 확산시트를 사용하면 상기와 같은 장점이 있는 반면 도광판으로부터 출사되는 총 광량의 손실이 발생하는 단점이 있다. 따라서 가능하면 정면 방향으로 많은 양의 빛을 출사시켜야 우리가 원하는 백라이트의 기능을 충실히 수행할 수 있기 때문에 확산시트(3) 위에 추가로 프리즘시트(4)를 사용하고 있다.
프리즘시트(4)는 확산시트(3)로부터 출사된 빛(모든 방향으로 확산된 빛)을 정면 방향으로 모아주는 역할을 한다. 따라서 확산시트(3) 위에 프리즘시트(4)를 사용하면 정면 방향의 휘도가 약 1.5배 이상 증가하는 효과가 있다. 따라서 대부분의 LCD 백라이트는 프리즘시트(4)를 사용하고 있다. 프리즘시트(4)는 그 구조상 외부 터치에 의하여 손상이 가기 쉽기 때문에 프리즘 시트 상부에 보호시트(5)를 한 층 더 적층하여 백라이트를 완성하게 된다.
한편, 직하형 백라이트의 구조는 가장 아래부분에 반사시트 또는 반사판(1)이 사용되는 것은 에지타입 백라이트와 동일하다. 그러나 에지타입과는 달리 직하형의 백라이트는 가늘고 긴 선형의 형광등 램프(6)가 백라이트 구조물 전면(全面)에 평행으로 여러 개 배치되어 있다. 그 위에 확산판(3')이 배치된다. 확산판(3')은 선형으로 배치된 램프(6)의 선을 가려주고 빛을 고르게 분산시키는 역할을 한다. 확산판(3') 위에는 다시 확산시트(3)가 사용되어 확산판만으로는 부족한 확산 기능을 보충해 준다. 확산시트(3) 위에 프리즘시트(4) 및 보호시트(5)가 사용되는 것은 에지타입의 백라이트의 경우와 동일하다.
에지타입 백라이트나 직하형 백라이트 모두에서 공히 사용되는 프리즘 보호 시트(5)는 프리즘(4) 상에 설치 후 휘도가 높고 프리즘 피크에 대한 차폐성이 우수해야 할 뿐만 아니라 인쇄, 절단, 가공 등 여러 가지 공정을 거쳐야 하므로 가공성이 우수해야 하고 또한 프리즘 시트 상에 설치 후 그 자체가 프리즘의 표면을 손상시키지 않아야 하는 등의 여러 가지 특성들이 요구된다.
이러한 점을 고려하여 프리즘 보호시트는 통상 도 4 내지 도 5에 나타낸 것과 같이 기재필름(51, 501)의 양면에 보호층(52, 53, 502, 503)이 구비된 구조를 갖는바, 편의상 프리즘면과 인접하는 면을 제1보호층(53, 503)이라 하고, 표면을 제2보호층(52, 502)이라 한다.
프리즘 보호시트에 있어서 보호층은 통상 바인더에 광확산성 입자를 함유하는 조액을 도포하여 형성되며, 특히 제2보호층(52, 502)에 있어서는 광을 확산시켜 휘도를 높이기 위해 입자의 함량이 많거나 입자크기가 큰 것을 사용해오고 있다.
그 일예로, 대한민국 특허 공개 2003-0094609호에는 도 4에 나타낸 것과 같은 프리즘 보호시트에 대해 기재되어 있는데, 두께 100-200㎛인 기재필름(501)의 일면에는 평균입경 3-30㎛의 광확산제(50)를 바인더 수지에 분산시킨 조성물로 두께 10-50㎛이고 표면조도 0.05-5㎛인 광확산층을 형성시키고(제2보호층, 502), 다른 일면에는 평균입경 1-5㎛ 광확산제(50')를 바인더 수지에 분산시킨 조성물로 두께 1-10㎛이고 표면조도 0.001-1.0㎛인 확산배면층(제1보호층, 503)을 형성시킨 프리즘 보호시트에 대해 기재되어 있다.
여기서는 기재필름의 한 쪽 면은 광원으로부터 입사되는 광을 확산시켜 휘도 가 높고 프리즘 피크에 대한 차폐성을 부여할 뿐만 아니라 인쇄, 절단, 홀 가공 등의 가공성을 향상시키기 위해 표면조도(Ra)가 0.05 내지 5.0㎛의 범위가 되도록 광확산층(제2보호층, 502)을 설치하고, 다른 면에는 프리즘 피크와 직접 접촉하여 프리즘 피크와의 블록킹이 없고 또한 진동시 프리즘을 손상시키지 않도록 하기 위해 표면조도(Ra)가 0.001 내지 1.0㎛의 범위가 되도록 확산배면(제1보호층, 503)을 설치한 것으로 기재되어 있다.
한편 대한민국 특허 공개 제2005-0113921호에는 프리즘의 파손을 방지할 수 있는 백라이트 어셈블리에 대해 기재되어 있는데, 여기에 사용된 프리즘 보호시트는 도 5에 도시한 것과 같이 프리즘면에 인접한 프리즘 보호시트의 제1보호층(53)을 평탄화하여 프리즘의 손상을 방지하는 구조를 갖는 것이었다.
그런데 프리즘 보호시트의 프리즘 인접면, 즉 제1보호층이 평탄하거나 제1보호층 형성에 있어서 사용된 입자의 함량이 제2보호층보다 적거나 입자 크기가 더 작은 경우는 프리즘 피크에 대한 손상을 방지하는 데 기여할 수는 있으나, 이로 인해 시야각이 좁아지는 문제가 있었다.
또한 큰 입자가 표면층에 다수 위치됨으로 인해서 외관이 불균일한 문제도 있었다.
본 발명의 한 구현예에 따르면 프리즘 보호시트에 의해 시야각을 넓힐 수 있는 방안을 모색하던 중, 기재필름의 양면에 광확산입자를 포함하는 조성물로 보호층을 형성시킴에 있어 프리즘 인접면 보호층이 표면의 보호층에 비하여 헤이즈 값이 더 클 경우 시야각을 더 넓힐 수 있다.
또 다른 본 발명의 한 구현예에 따르면 프리즘 시트의 프리즘층이 탄성을 갖는 재료인 경우 이와 같은 프리즘 보호시트에 의한 프리즘층의 손상을 방지할 수 있어서 더욱 효과적일 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 정면 휘도는 만족시키면서 시야각 보상 및 외관 균일성을 확보할 수 있는 프리즘 보호시트를 포함하는 백라이트용 광학시트 어셈블리를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 프리즘 보호시트에 의한 손상을 효과적으로 방지할 수 있는 프리즘층이 형성된 프리즘 시트를 포함하는 백라이트용 광학시트 어셈블리를 제공하는 데도 있다.
본 발명의 한 구현예에서는 기재필름의 일면에, 광투과성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성되고 복수개의 입체구조가 반복적으로 형성된 프리즘층을 갖는 적어도 하나의 프리즘 시트; 및 상기 프리즘 층에 인접하며, 기재필름의 양면에, 광확산성 입자와 바인더를 포함하는 조성으로부터 얻어진 보호층을 가지며, 프리즘에 인접하는 보호층이 표면의 보호층에 비하여 높은 헤이즈 값을 갖는 프리즘 보호 시트를 포함하는 백라이트용 광학시트 어셈블리를 제공한다.
본 발명의 백라이트용 광학시트 어셈블리의 한 구현예에 있어서, 프리즘 보호시트는 프리즘에 인접하는 보호층이 헤이즈가 10 내지 70%이고, 표면의 보호층은 헤이즈가 5 내지 60%일 수 있다.
본 발명의 백라이트용 광학시트 어셈블리의 한 구현예에 있어서, 프리즘 보호시트는 프리즘에 인접하는 보호층이 표면의 보호층과의 헤이즈 값의 차이가 5% 내지 60% 인 것일 수 있다.
본 발명의 백라이트용 광학시트 어셈블리의 한 구현예에 있어서, 프리즘 보호시트는 헤이즈가 15 내지 100%일 수 있다.
본 발명의 백라이트용 광학시트 어셈블리의 한 구현예에 있어서, 프리즘 시트는 프리즘층의 탄성계수가 0.05 내지 100kg/㎟일 수 있다.
본 발명의 백라이트용 광학시트 어셈블리의 한 구현예에 있어서, 프리즘 시트는 프리즘층이 폴리우레탄, 스티렌부타디엔 공중합체, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 엘라스토머, 폴리이소프렌, 폴리실리콘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 중합체 재료로 형성된 것일 수 있다.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 상, 하, 좌, 우 방향으로 빛을 모아 휘도를 높여주는 프리즘층을 갖는 프리즘 시트와 프리즘층을 보호하고 시야각을 넓히는 역할을 하는 프리즘 보 호시트를 포함하는 백라이트를 구성하는 광학시트 어셈블리에 관한 것이다.
프리즘 시트는 기본적으로 백라이트의 정면 휘도를 향상시키는 역할을 하며, 그 위에 시야각 보상 및 외관 균일성 확보를 위하여 보호시트를 사용한다. 특히 시야각 보상은 보호시트 표면층의 광 산란보다는 프리즘에 인접한 층의 광 산란정도에 의해 영향을 크게 받는다.
이에 본 발명의 프리즘 보호시트는 기재필름의 양면에 광확산입자와 바인더를 포함하는 조액으로부터 형성되는 보호층을 갖되, 프리즘 인접면 보호층의 헤이즈가 표면에 위치하는 보호층의 헤이즈에 비하여 높은 값을 갖도록 형성한 것일 수 있다.
프리즘 인접면 보호층의 헤이즈가 표면에 위치하는 보호층의 헤이즈에 비하여 높은 값을 갖게 되면, 명암비가 커지며, 이는 시야각을 넓히는 데 기여한다.
반면에 프리즘 인접면 보호층의 헤이즈가 표면에 위치하는 보호층의 헤이즈에 비하여 낮은 값을 갖게 되면 명암비가 상대적으로 저하되며, 이는 시야각이 좁아지게 한다.
헤이즈는 표면구조를 거칠게 하는 정도에 따라 조절될 수 있는바, 일예로 입자의 크기를 크고 작은 것을 사용하거나 입자의 양을 더 많게 하여 표면에 돌출되는 입자의 양을 더 늘리거나 하는 방법 등을 들 수 있다. 그러나 헤이즈의 조절 방법이 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다.
그 일예를 도 6으로 도시하였는바, 도 6의 경우는 기재필름(5001)의 하면, 즉 프리즘 인접면의 보호층(5003)에는 큰 입자(50)를 사용하고, 기재필름(5001)의 상면, 즉 표면의 보호층(5002)에는 작은 입자(50')를 사용함으로써 상면과 하면이 헤이즈 차이를 갖도록 한 경우를 도시한 것이다.
이와 같은 경우 프리즘에 인접하는 보호층(5003)에서는 프리즘을 거쳐 출사된 빛이 확산되고, 이를 거친 빛은 표면에 위치하는 보호층(5002)을 거쳐 상면으로 진행된다. 이로써 명암비가 커지고 시야각이 넓어지게 되는 것이다.
그러나 만일 프리즘에 인접하는 보호층의 헤이즈와 표면에 위치하는 보호층의 헤이즈가 이와 반대인 경우라면, 프리즘을 거쳐 출사된 빛이 확산 정도가 약하게 투과하고, 이를 거친 빛은 표면에 위치하는 보호층(5002)을 거쳐서 확산이 된다. 이러한 경우 명암비가 작아지고 시야각이 좁아지게 된다.
바람직하기로는 프리즘에 인접하는 보호층(5003)의 헤이즈는 10 내지 70%이고, 표면에 위치하는 보호층(5002)의 헤이즈는 5 내지 60%인 것이다.
프리즘에 인접하는 보호층(5003)의 헤이즈가 표면에 위치하는 보호층(5002)에 비하여 높아야 하지만, 프리즘에 인접하는 보호층(5003)의 헤이즈가 너무 낮으면 시야각과 명암비가 저하될 수 있고 반면에 헤이즈가 너무 높으면 휘도가 저하될 우려가 있다.
표면에 위치하는 보호층(5002)이 프리즘에 인접하는 보호층(5003)의 헤이즈에 비하여 낮아야 하지만, 헤이즈가 너무 낮으면 표면 반사로 인하여 시각적으로 불량이 발생할 수 있으며, 반면에 헤이즈가 너무 높으면 휘도가 감소할 수 있다.
이에 본 발명의 한 구현예에 따르면 프리즘에 인접하는 보호층(5003)의 헤이즈가 표면에 위치하는 보호층(5002)에 비하여 높게 하되, 그 값의 차이는 5% 내지 60% 정도를 유지하는 정도일 수 있고, 또한 프리즘 보호시트(5) 전체의 헤이즈는 15 내지 100% 범위 이내일 수 있다.
한편 본 발명 프리즘 보호시트에 있어서 기재필름으로는 프리즘 시트의 기재필름과 같거나 다를 수 있는데 일예로 투명성이 우수한 폴리올레핀 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아크릴 수지 또는 폴리카보네이트 수지 등을 사용할 수 있으며, 바람직하기로는 투명도가 높고 기계적 강도가 양호하고 가공성이 우수하며 백라이트 유니트에서 출사되는 광 및 열에 대한 내구성이 강한 폴리에스테르 수지, 구체적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용할 수 있다.
기재필름의 양면에 형성되는 보호층(도 6에 있어서, 5002, 5003)은 광확산성 입자와 바인더를 포함하는 조액으로부터 형성되는바, 이때 광확산성 입자는 유기계 또는 무기계 입자를 들 수 있다. 무기계 입자의 일예로는 실리카, 지르코니아, 탄산칼슘, 황산바륨, 산화티타늄 등을 들 수 있고, 유기계 입자의 일예로는 스티렌, 멜라민 포름알데하이드, 벤조구아나민 포름알데하이드, 벤조구아나민 멜라민 포름알데하이드, 프로필렌, 에틸렌, 실리콘, 우레탄, 메틸(메타)아크릴레이트 등의 모노머로부터 얻어지는 호모폴리머 또는 코폴리머 등을 들 수 있고, 이들의 단분산 또는 다분산 형태의 것 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
바인더로는 예를 들어 폴리비닐계 수지, 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 스티렌계 수지, 알키드계 수지, 아미노계 수지, 폴리우레탄계 수지, 에폭시계 수지 등의 열경화형 또는 자외선 경화형 등을 들 수 있다.
이와 같은 광확산성 입자와 바인더로부터 얻어진 조액을 기재필름의 양면에 도포하고 건조함으로써 프리즘 보호시트를 제조할 수 있다.
광확산성 입자와 바인더로부터 얻어진 조액을 기재필름에 도포하는 방법은 당해 기술분야에서 통상적으로 알려진 방법이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있으며, 기재필름의 재질 및 형상에 따라 예를 들면 에어 나이프 방식, 그라비아 방식, 메이어 바 방식, 리버스 롤 방식 또는 스프레이 방식 등을 이용할 수 있다.
한편 본 발명 프리즘 보호시트에 있어서 프리즘에 인접하는 보호층(5003)의 헤이즈를 높일 경우 어떤 경우는 프리즘 시트의 피크와의 마찰에 의하여 프리즘 시트의 피크를 마모시키는 문제를 야기할 수도 있는데, 이를 효과적으로 방지하기 위하여 프리즘 시트로서 탄성을 갖는 프리즘층이 형성된 프리즘 시트를 사용할 수 있다.
보다 구체적으로는 탄성을 갖는 프리즘 시트(1004)는 기재필름의 일면에 형성된 프리즘층을 갖되, 이때 프리즘층은 탄성을 갖는 고분자 재료, 보다 효과적으로는 탄성계수가 0.05 내지 100kg/㎟인 고분자 재료로 형성된 것이다.
이때 프리즘층의 탄성계수가 상기 범위 이내인 것이 재료의 유연성이나 경성 이 적절하여 산 모양의 프리즘의 손상을 방지할 수 있어서 바람직하다.
본 발명 프리즘 시트에 있어서 프리즘층을 형성하는 고분자 재료로는 투명성을 가지면서 이와 같은 탄성계수를 만족시킬 수 있는 탄성재료라면 각별히 한정되는 것은 아니나, 일예로는 폴리우레탄, 스티렌부타디엔 공중합체, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 엘라스토머, 폴리이소프렌, 폴리실리콘 등을 들 수 있다.
프리즘층은 복수개의 입체구조가 반복적으로 형성되며, 그 단면의 형상은 삼각형 또는 삼각형 이외의 다각형일 수 있고, 바람직하게는 직각 이등변 삼각형인 것이다.
프리즘 시트에 있어서 기재필름은 프리즘 보호시트와 같거나 다른 것일 수 있는데, 일예로 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리이미드 또는 폴리아마이드 등을 들 수 있으며, 기재필름에는 광확산성 입자를 더 포함하여 요철이 형성된 구조를 갖도록 할 수 있다.
이와 같은 프리즘 시트와 프리즘 보호시트 이외에 본 발명의 광학시트 어셈블리는 통상 액정 디스플레이 장치에 사용되는 다른 광학시트를 포함할 수 있음은 물론인바, 일예로서 도 1 내지 도 3에 도시한 것과 같은 백라이트 유형에 따른 도광판, 반사시트, 확산시트 등을 들 수 있으나 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다.
이하 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
이하의 실시예 및 비교예에서는 대표적인 예로서 다음과 같은 원료들로부터 프리즘 시트를 제조하였다.
<원료>
기재필름: PET 필름(코오롱사 제품, 두께 188㎛)
광확산성 입자: 폴리메틸메타크릴레이트(단분산 및 다분산 입자)
바인더 수지: 폴리에스테르 또는 아크릴 수지(코오롱사 제품)
<방법>
프리즘 시트 제조 방법의 일예로는, 기재필름의 일면에 광확산성 입자와 바인더 수지 조액을 그라비아 코팅을 이용하여 도포하여 100℃에서 3분간 건조하여 표면에 위치하는 보호층을 형성한 후(건조 후 두께 5 내지 30 ㎛), 그 나머지 일면에도 동일한 방법으로 보호층(프리즘 인접면, 건조 후 두께 5내지 30 ㎛)을 형성하였다.
제조예 1 내지 8 및 비교제조예 1 내지 6: 프리즘 보호시트의 제조
상기한 원료 및 방법을 이용하되, 다음 표 1에 나타낸 것과 같이 표면에 위치하는 보호층의 헤이즈와 프리즘 인접면의 보호층의 헤이즈를 조절하면서 각각의 프리즘 보호시트를 제조하였다. 이때 헤이즈의 측정은 헤이즈미터(NDH-2000, Nippon Denshoku사 제품)를 이용하여 수행하였다.
구분 헤이즈(%)
프리즘 인접면 보호층 표면의
보호층		 프리즘인접면보호층-
표면의 보호층		 프리즘 보호시트
제조
예		 1 10 5 5 15
2 20 10 10 30
3 30 15 15 45
4 40 20 20 60
5 50 25 25 75
6 60 30 30 90
7 8 5 3 13
8 70 40 30 110
비
교
제조
예		 1 5 10 -5 15
2 10 20 -10 30
3 15 30 -15 45
4 20 40 -20 60
5 25 50 -25 75
6 30 60 -30 90
실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 6
상기와 같이 얻어진 각각의 프리즘 보호시트를 이용하였을 때의 휘도, 시야각 및 명암비에 미치는 영향을 확인하기 위하여 다음과 같은 백라이트 어셈블리 구성을 갖도록 구성하였다.
<백라이트 어셈블리>
백라이트: 24인치 직하형 백라이트
어셈블리: 확산판+확산시트+프리즘시트+보호시트+LCM(Liquid Crystal Module)
다만, 상기 프리즘 시트로는 탄성계수 0.1 kg/㎟ 인 고분자 재료로 형성된 프리즘층을 갖는 프리즘 시트를 사용하였다.
휘도, 시야각 및 정면 명암비는 BM-7(일본 Topcon사의 휘도계)을 이용하여 측정하였다. 그 결과는 다음 표 2에 나타낸 것과 같다.
구 분 휘도
(cd/m2)		 시야각
(O)		 정면 명암비
(CR)
실
시
예		 1 2,568 47 1,170:1
2 2,288 48 990:1
3 2,244 49 900:0
4 2,065 50 820:1
5 1,901 51 780:1
6 1,694 52 750:1
7 2,575 47 750:1
8 1,450 52 750:1
비
교
예		 1 2,645 43 1000:1
2 2,356 44 950:1
3 2,311 45 850:1
4 2,122 45 800:1
5 1,978 46 750:1
6 1,778 48 720:1
상기 표 2의 결과로부터 프리즘 인접면 보호층의 헤이즈가 표면에 위치하는 보호층의 헤이즈에 비하여 클 경우(실시예 1 내지 8)가 그 반대인 경우(비교예 1 내지 6)에 비하여 넓은 시야각과 높은 명암비를 나타냄을 알 수 있다.
특히 실시예 1 내지 8 중에서도 프리즘 인접면 보호층의 헤이즈가 10 내지 70%이고, 표면에 위치하는 보호층의 헤이즈가 5 내지 60%이면서 그 차이가 5 내지 60% 정도이며 프리즘 보호시트의 휘도가 15 내지 100%의 범위 내에 포함되는 경우(실시예 1 내지 6)에는 휘도에 있어서도 비교예 1 내지 6과 대등한 정도의 값을 보여 더욱 바람직함을 알 수 있다.
실시예 9 내지 16 및 비교예 7 내지 12
상기 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 6과 동일한 방법으로 백라이트 어셈블리를 구성하되, 다만 프리즘 시트로 프리즘층의 탄성계수가 60 kg/㎟인 고분자 재료로 이루어진 탄성을 갖는 프리즘 시트를 사용하였다.
동일한 방법으로 휘도, 시야각 및 명암비를 측정한 결과는 다음 표 3과 같다.
구 분 휘도
(cd/m2)		 시야각
(O)		 정면 명암비
(CR)
실
시
예		 9 2445 51 1160:1
10 2165 52 980:1
11 2120 53 890:1
12 1945 54 810:1
13 1780 55 780:1
14 1570 56 750:1
15 2450 51 740:1
16 1230 56 750:1
비
교
예		 7 2525 47 990:1
8 2135 48 940:1
9 2290 49 840:1
10 2100 49 800:1
11 1850 50 750:1
12 1655 52 720:1
상기 표 3의 결과는 상기 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 6과 동등한 양상을 보였다. 따라서 프리즘층의 탄성계수가 커질 경우는 휘도에 있어서 다소 저하되며 시야각은 증가하고 명암비는 큰 변화 없음을 알 수 있다.
비교예 13
프리즘 시트로 탄성을 갖는 프리즘 시트가 아닌 일반적인 프리즘 시트를 사용한 경우의 프리즘층의 손상 정도를 확인하기 위하여, 도 7에 나타낸 것과 같이 프리즘 시트 상에 프리즘 보호시트(제조예 3에 따라 제조된 프리즘 보호시트)를 얹고 상부에서 200g의 하중을 주면서 우측으로 프리즘 보호시트를 500mm/min의 속도로 이동시킨 다음, 하층의 프리즘 시트를 SEM으로 촬영하였다.
그 결과는 도 8에 나타낸 것과 같으며, 실시예에서 사용한 탄성을 갖는 프리즘 시트로 대체하여 동일한 방법에 따라 실험을 수행한 결과는 도 9와 같다.
도 8의 SEM 사진에 따르면 프리즘 피크에 손상이 다수 발생하였으나, 도 9의 SEM 사진에 따르면 프리즘 피크에 전혀 손상이 발생되지 않았는바, 이와 같은 결과로부터 탄성을 갖는 프리즘 시트를 사용한 백라이트용 광학시트 어셈블리의 경우는 프리즘 보호시트의 프리즘 인접면에 의한 손상을 방지할 수 있어서 바람직함을 알 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 것과 같이, 본 발명에 따라 탄성을 갖는 재료로 형성된 프리즘층을 갖는 프리즘 시트와, 상기 프리즘 층에 인접하는 프리즘 보호시트를 포함하되, 프리즘 보호시트가 기재필름의 양면에, 광확산성 입자와 바인더를 포함하는 조성으로부터 얻어진 보호층을 가지며, 프리즘에 인접하는 보호층이 표면의 보호층에 비하여 높은 헤이즈 값을 갖는 경우 프리즘에 인접하는 보호층의 광산란 성을 더 높게 하여 명암비를 크게 하며 시야각을 넓힐 뿐만 아니라 프리즘층의 손상도 방지할 수 있어 적정의 휘도를 유지하면서 넓은 시야각과 명암비를 요구하는 LCD 모니터, 노트북, TV, PDA, 워드프로세서, 휴대폰, 게임기 등과 같은 액정 디스플레이 장치용 백라이트 유니트의 어셈블리를 제공할 수 있는 유용한 발명이다.

Claims (7)

  1. 기재필름의 일면에, 광투과성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성되고 복수개의 입체구조가 반복적으로 형성된 프리즘층을 갖는 적어도 하나의 프리즘 시트; 및 상기 프리즘 층에 인접하는 프리즘 보호시트를 포함하되,
    프리즘 보호시트는 기재필름의 양면에, 광확산성 입자와 바인더를 포함하는 조성으로부터 얻어지는 보호층을 가지며, 프리즘에 인접하는 보호층이 표면의 보호층에 비하여 높은 헤이즈 값을 갖는 것인 백라이트용 광학시트 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    프리즘 보호시트는 프리즘에 인접하는 보호층이 헤이즈가 10 내지 70%이고, 표면의 보호층은 헤이즈가 5 내지 60%인 것임을 특징으로 하는 백라이트용 광학시트 어셈블리.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    프리즘 보호시트는 프리즘에 인접하는 보호층이 표면의 보호층과의 헤이즈 값의 차이가 5 내지 60%인 것임을 특징으로 하는 백라이트용 광학시트 어셈블리.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 프리즘 보호시트는 헤이즈가 15 내지 100%인 것임을 특징으로 하는 백라이트용 광학시트 어셈블리.
  5. 제 3 항에 있어서,
    프리즘 보호시트는 헤이즈가 15 내지 100%인 것임을 특징으로 하는 백라이트용 광학시트 어셈블리.
  6. 제 1 항에 있어서, 프리즘 시트는 프리즘층의 탄성계수가 0.05 내지 100kg/㎟인 것임을 특징으로 하는 백라이트용 광학시트 어셈블리.
  7. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서, 프리즘 시트는 프리즘층이 폴리우레탄, 스티렌부타디엔 공중합체, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 엘라스토머, 폴리이소프렌, 폴리실리콘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 중합체 재료로 형성된 것임을 특징으로 하는 백라이트용 광학시트 어셈블리.
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