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KR102014307B1 - 모바일 디스플레이용 광학필름 - Google Patents

모바일 디스플레이용 광학필름 Download PDF

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KR102014307B1
KR102014307B1 KR1020120152837A KR20120152837A KR102014307B1 KR 102014307 B1 KR102014307 B1 KR 102014307B1 KR 1020120152837 A KR1020120152837 A KR 1020120152837A KR 20120152837 A KR20120152837 A KR 20120152837A KR 102014307 B1 KR102014307 B1 KR 102014307B1
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binder resin
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이용훈
엄상열
김성진
김연수
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도레이첨단소재 주식회사
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Abstract

본 발명은 모바일 디스플레이용 광학필름에 관한 것이다.
본 발명의 모바일 디스플레이용 광학필름은 플라스틱 기재필름층의 적어도 일면에, 투명한 바인더 수지에 투명한 합성수지입자가 분산된 광학층이 형성된 광학필름에 있어서, 상기 바인더 수지가 굴절율 1.49 이상의 고굴절 바인더 수지이고, 상기 합성수지입자가 입자평균입경 1 내지 5㎛ 범위 내에서 입경이 다른 2종이상으로 혼합되도록 설계됨으로써, 표면굴곡성을 낮추고 바인더수지와의 굴절율차를 높여, 모바일에 사용되는 엘시디(LCD) 백라이트 유닛(BLU)의 고휘도를 구현할 수 있다.

Description

모바일 디스플레이용 광학필름{OPTICAL FILM FOR MOBILE DISPLAY}
본 발명은 모바일 디스플레이용 광학필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 플라스틱 기재필름층의 적어도 일면에, 투명한 바인더 수지에 투명한 합성수지입자가 분산된 광학층이 형성된 광학필름에 있어서, 상기 바인더 수지가 굴절율 1.49 이상의 고굴절 바인더 수지이고, 상기 합성수지입자가 입자평균입경 1 내지 5㎛ 범위 내에서 입경이 다른 2종이상으로 혼합되도록 설계함으로써, 표면굴곡성을 낮추고 바인더 수지와의 굴절율차를 높여, 백라이트 유닛(BLU)의 고휘도를 구현하는 모바일 디스플레이용 광학필름에 관한 것이다.
액정 표시장치(LCD)는 박형화, 경량화, 저소비 전력 등의 특성을 이용하여, 그 용도는 휴대전화기, 휴대정보단말기(PDA), 컴퓨터, 텔레비젼 등의 정보 표시 디바이스로서 확대되고 있다.
액정디스플레이 자체는 비발광 소재의 액정층을 사용하므로 별도의 광원을 설치하며, 그 역할을 하는 것이 백라이트 유닛(back light unit)이고, 구성은 광원, 반사필름, 도광판, 광확산 필름, 프리즘 필름 및 보호필름 순으로 구성된다.
상기에서 반사필름은 도광판의 배면으로 출사된 빛을 다시 도광판 쪽으로 반사시켜 광 효율을 향상시키는 역할을 하며, 도광판은 측면에 배치된 광 입사면을 통해 입사하는 빛을 균일화하고, 상기 광 입사면과 대략 수직 관계로 배치된 광 출사면을 통해 상부에 배치된 액정 패널 방향으로 빛을 방출한다.
또한, 광확산 필름은 투명 베이스 필름의 상부면에 확산층(diffusing layer)이 형성되고, 상기 투명 베이스 필름의 하부면에 안티블록킹층(anti-blocking layer)이 형성된 구조로서, 각 층의 내부에는 광확산 입자(beads)들이 분산되어 있어 한쪽 측면, 또는 후면으로부터의 광원의 빛을 화면 전체에 확산시키고 상기 빛을 굴절시켜 전면방향으로 균일한 빛으로 바꾸는 역할을 수행한다.
또 다른 구성으로서, 프리즘 필름은 베이스 필름 일면에 다수의 미세 프리즘이 배치된 어레이를 이루고 있다. 이러한 구조의 프리즘 필름은 광확산 필름에서 출사된 빛을 액정 패널의 가시면에 수직인 방향으로 굴절시켜 낮은 각도로 입사되는 빛을 정면 쪽으로 집중시키기 때문에 유효 시야각 범위에서 휘도를 상승시키게 된다.
이러한 백라이트 유닛은 광원을 패널의 평면 면에 배치하여 패널 전면을 직접 조광하는 직하 방식과, 패널의 일측면 또는 다수의 측면에 선광원을 배치시켜 도광판 및 반사시트 등에 광을 반사/확산하는 에지(edge) 방식으로 구분된다.
특히, 모바일용 백라이트 유닛(BLU) 구성은 에지(edge) 방식을 사용하며, 광원으로는 LED를 사용하고 있다. 더욱 구체적으로, 일반적인 백라이트 유닛(BLU) 구성이 반사필름 → 엣지 타입의 광원(CCFL) → PMMA 도광판 → 광확산 필름 → 프리즘 필름으로 구성된 것이라면, 모바일용 백라이트 유닛(BLU)은 반사필름 → 엣지 타입의 광원(LED) → PC 도광판 → 광확산 필름→ 프리즘 필름으로 구성된다.
최근에 고휘도 광확산 필름을 개발하기 위하여, 대한민국특허 제834406호에서는 상이한 굴절율을 가지는 2종 이상의 유기입자를 혼합하여 이루어진 광확산 입자와 바인더를 지지체에 고정한 광확산 필름 및 이를 포함한 액정표시 백라이트 유닛을 개시하고 있다.
또한, 일본공개특허 제1995-174909호에는 투명 지지체의 일면에 유기 고분자 바인더와 유기 고분자 입자를 포함한 광확산층을 갖는 광확산판에 관한 것으로서, 상기 유기 고분자 바인더와 유기 고분자 입자와의 굴절율 차가 0.05 이하，상기 유기 고분자 입자의 중량 평균 입경이 10∼21㎛，유기 고분자 입자와 유기 고분자 바인더와의 중량비가 1.9∼3.6，유기 고분자 입자와 유기 고분자 바인더와의 총 도포 중량이 10∼17g/m2，및 유기 고분자 입자의 사이즈 분포의 확산이 표준 편차치로 3.5μm 이내인 것으로 한정하고 있다.
또한, 대한민국공개특허 제2000-27862호에서는 기재 필름으로서의 고투명 플라스틱 필름과 광확산층 사이에 기재 필름(1)과 굴절율이 비슷한 투명수지층(2)이 적층되도록 설계된 박막 트랜지스터 액정표시장치용 광확산 필름이 개시되어 있다.
대한민국특허 제466091호에 의하면, 폴리에스테르 필름의 한면 또는 양면에 폴리메타크릴산메틸 또는 메타아크릴산에스테르 공중합체의 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계, 비닐계, 폴리에스테르계, 폴리아마이드계의 수지 중에서 단독 또는 그 성분 이상을 혼합한 수지와 안료 및 첨가제(실란커플링제)를 배합한 도포액으로 도포하여 제공함으로써, 휘도 800∼1850cd/㎡ 사이의 값을 갖는 LCD용 광확산 필름을 제공하고 있다. 이러한 발명은 투명한 기재필름 상에 유기입자 또는 무기입자를 투명한 바인더 수지로 도포하여 광확산층을 형성하는 기술로서, 백라이트 유니트용 광확산 필름의 기능 중에서, 은폐기능과 확산기능을 수행하고 수직휘도를 개선할 수 있는 기술로 제안되고 있다.
또한, 이상의 종래기술들에서 구현된 광확산 필름은 바인더 수지와 광확산 입자간의 굴절율이 동일하거나 유사하도록 채택함으로써, 광확산 필름의 휘도와 일반 프리즘 필름에서 휘도를 향상시키나, PC 도광판에 고휘도 프리즘 필름을 사용한 모바일 디스플레이용 백라이트 유닛(BLU)의 경우에는 휘도가 저하되는 문제점이 있다.
이에, 본 발명자들은 종래 문제점을 개선하고자 노력한 결과, 플라스틱 기재필름층의 적어도 일면에, 투명한 바인더 수지에 투명한 합성수지입자가 분산된 광학층이 형성된 광학필름에서, 상기 바인더 수지를 굴절율 1.49 이상의 고굴절 바인더 수지를 사용하고, 상기 합성수지입자를 입자평균입경 1 내지 5㎛ 범위 내에서 입경이 다른 2종이상으로 혼합하여 모바일에 사용되는 엘시디(LCD) 백라이트 유닛(BLU)의 휘도를 극대화시킬 수 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 백라이트 유닛(BLU)의 고휘도를 구현하는 모바일 디스플레이용 광학필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 광원의 빛이 광확산 필름을 통과할 때, 광출사각을 60 내지 80°로 높여 그 빛이 프리즘 필름에 입사되도록 하는 광확산 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 표면굴곡성을 낮추고 바인더수지와의 굴절율차를 높여, 백라이트 유닛(BLU)의 고휘도를 구현하는 프리즘 필름을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 플라스틱 기재필름층; 및 상기 플라스틱 기재필름층의 적어도 일면에, 바인더 수지에 합성수지입자가 분산된 광학층이 형성되되, 상기 광학층이 하기 요건 (1) 및 (2)을 동시에 충족하는 모바일 디스플레이용 광학필름을 제공한다.
(1) 굴절율 1.49 이상의 고굴절 바인더 수지 및
(2) 입경이 다른 합성수지입자가 2종이상 혼합되되, 입자평균입경 1 내지 5㎛ 범위 내에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 모바일 디스플레이용 광학필름에서 플라스틱 기재필름층의 두께는 50㎛ 이하로서, 박형의 요건을 충족한다.
또한, 본 발명의 모바일 디스플레이용 광학필름은 (1) 고굴절 바인더 수지 및 (2) 입경이 다른 합성수지입자간의 굴절율 차이가 0.05 이상이 되도록 설계된 것을 특징으로 한다.
이에, 상기 굴절율 차이를 유도하기 위하여, 본 발명의 광학필름에 있어서 바람직한 제1실시형태로는, 플라스틱 기재필름층의 적어도 일면에, (1) 굴절율 1.49 내지 1.7 범위의 바인더 수지 및 (2) 입경이 다른 2종이상 혼합되되, 입자평균입경 1 내지 5㎛ 범위 내에서 선택되는 합성수지입자가 분산된 광확산층이 형성된 광확산 필름을 제공한다.
이상으로 제어된 본 발명의 광확산 필름은 고굴절 바인더 수지를 사용하고, 입경이 작은 합성수지입자를 사용하여 표면굴곡성을 낮추고, 광출사각 60 내지 80°로 높여 광을 출사시킴으로써, 그 빛이 프리즘 필름에 입사되도록 한다. 이에, 백라이트 유닛(BLU)의 고휘도를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 광학필름에 있어서 바람직한 제2실시형태로는 플라스틱 기재필름층의 적어도 일면에, (1) 굴절율 1.49 내지 1.8 범위의 바인더 수지 및 (2) 입경이 다른 2종이상 혼합되되, 입자평균입경 1 내지 5㎛ 범위 내에서 선택되는 합성수지입자가 분산된 집광층이 형성된 프리즘 필름을 제공한다.
나아가, 본 발명은 반사필름; 엣지 타입의 광원; 폴리카보네이트계 도광판; 상기의 광확산 필름; 및 상기의 프리즘 필름으로 구성된 백라이트 유닛(BLU)의 고휘도를 구현하는 모바일 디스플레이용 백라이트 유닛을 제공한다.
본 발명에 따르면, 플라스틱 기재필름층의 적어도 일면에, 굴절율 1.49 이상의 고굴절 바인더 수지와 입자평균입경 1 내지 5㎛ 범위 내에서 입경이 다른 2종이상의 합성수지입자를 사용하여, 광학층의 입자에 의한 렌즈효과를 낮추고, 빛의 산란성을 증대시켜, 출사각을 넓게 형성시킬 수 있는 모바일 디스플레이용 광학필름을 제공할 수 있다.
이에, 본 발명의 모바일 디스플레이용 광학필름은 표면굴곡성을 낮추고 바인더수지와의 굴절율차를 높여, 모바일에 사용되는 엘시디(LCD) 백라이트 유닛(BLU)의 휘도를 극대화시킬 수 있다.
도 1은 종래 광확산 필름의 단면도이고,
도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시형태인 박형의 광확산 필름의 단면도이고,
도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시형태인 광확산 필름의 광출사 분포의 출사 모식도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 플라스틱 기재필름층(1); 및 상기 플라스틱 기재필름층(1)의 적어도 일면에, 바인더 수지에 합성수지입자(2)가 분산된 광학층(3)이 형성되되, 상기 광학층(3)이
(1) 굴절율 1.49 이상의 고굴절 바인더 수지 및
(2) 입경이 다른 합성수지입자가 2종 이상 혼합되되, 입자평균입경 1 내지 5㎛ 범위 내에서 선택되는 요건을 동시에 충족하는 모바일 디스플레이용 광학필름을 제공한다.
본 발명의 명세서에서 광학필름이라 함은 백라이트 유닛의 구성 중에서 기재필름층 상에, 바인더 수지와 입자를 함유하여 형성된 광학층을 포함하는 것이라면 동일하게 적용할 수 있음을 의미한다.
즉, 본 실시예 및 발명의 상세한 설명에서 기재필름층의 적어도 일면에, 광확산층이 형성된 광확산 필름에 관하여 구체적으로 설명하고 있으나, 기재필름층상에 집광층이 형성된 프리즘 필름 또는 마이크로 렌즈 타입의 필름에도 동일하게 적용할 수 있음은 당연히 이해될 것이다.
본 발명의 모바일 디스플레이용 광학필름에 있어서, 플라스틱 기재필름층(1)은 바인더 수지와의 접착성이 우수해야 하며, 후면에서 입사되는 광의 투과도가 90% 이상이 되어야 한다.
이때, 기재필름층(1)의 두께는 50㎛ 이하인 것이 바람직하며, 50㎛ 두께를 초과하면, 가격 상승의 문제와 최근 LCD 모듈의 박막화 추세에 반하는 구조를 가지게 되므로 바람직하지 않다.
본 발명에 기재필름층으로는 폴리아크릴레이트, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 에폭시로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하며, 주로 폴리에스테르가 더욱 바람직한 소재로 사용된다.
또한, 본 발명의 모바일 디스플레이용 광학필름은 (1) 고굴절 바인더 수지 및 (2) 입경이 다른 합성수지입자간의 굴절율 차이가 0.05 이상이 되도록 설계된 광학층을 특징으로 한다.
일반적으로 광확산 필름의 경우, 바인더 수지와 광확산 입자는 동일하거나 유사한 굴절율을 가지도록 채택되나, 본 발명의 모바일 디스플레이용 광학필름은 바인더 수지와 합성수지입자간의 굴절율 차이가 클수록 광 확산에 유리함으로부터 안출되어, 바인더 입자와 합성수지입자간의 굴절율 차이가 바람직하게는 0.05 이상이 되도록 설계한다. 즉, 본 발명의 바인더 수지는 광 산란성을 높이기 위하여, 투명하면서 고굴절의 수지를 사용한다. 이에, 바람직하게는 굴절율 1.49 이상의 고굴절 바인더 수지를 사용하며, 바람직한 소재로는 멜라민계 수지, 아크릴계 수지, 에스테르계 수지 및 우레탄계 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용한다.
또한, 바인더 입자와 합성수지입자간의 굴절율 차를 높이기 위하여, 합성수지입자의 평균입경을 작게 제어한다. 이때, 합성수지입자의 평균입경이 작을수록 광 확산도를 향상시킬 수 있다.
이에, 바람직한 합성수지입자는 구형의 투명 입자라면 바람직하며, 투명 입자로는 아크릴 입자, 스티렌 입자, 실리콘 입자 등의 유기입자와 합성 실리카, 그라스 비드, 다이아몬드 등의 무기 입자가 사용될 수 있다. 상기의 합성수지입자는 입자평균입경 1 내지 5㎛ 범위 내에서 선택되는 2종 이상이 혼합된다. 본 발명의 실시예에서는 평균입경 5㎛, 평균입경 3㎛ 및 평균입경 1㎛를 포함하는 3종의 합성수지입자가 사용되고 있으나, 최대 입경 5㎛를 초과하지 않는 범위에서 이들간의 입경분포 및 입자간 혼합되는 소재는 제한되지 아니한다.
이에, 본 발명의 광학필름에 있어서 바람직한 제1실시형태로는, 플라스틱 기재필름층의 적어도 일면에, (1) 굴절율 1.49 내지 1.7 범위의 바인더 수지 및 (2) 입경이 다른 2종이상 혼합되되, 입자평균입경 1 내지 5㎛ 범위 내에서 선택되는 합성수지입자가 분산된 광확산층이 형성된 광확산 필름을 제공한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태로서, 입자첨가 방식의 광확산 필름에 대한 종래 단면도로서, 투명한 기재필름층(10)의 일면에, 입경이 다른 광확산 입자(20)가 바인더 수지에 분포된 광확산층(30)으로 이루어지며, 상기 투명한 기재필름층(10)의 이면에 안티블록킹층(40)이 형성된다. 이때, 광확산 입자(20)의 평균입경이 클수록 표면굴곡성이 커지고 입자의 렌즈효과를 구현한다. 반면에, 이러한 효과는 확산보다는 집광효율을 높여 광출사각이 좁아지게 된다.
반면에, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시형태인 광확산 필름의 단면도로서, 투명한 기재필름층(1)의 일면에, 입경이 다른 2종 이상의 합성수지입자(2)가 바인더 수지에 분포된 광확산층(3)으로 이루어지며, 상기 투명한 기재필름층(1)의 이면에 안티블록킹층(4)이 형성된다. 이때, 본 발명의 광학필름은 광확산층(3)에 관한 것이므로, 상기 안티블록층(4)에 대한 설명은 생략한다.
도 2에 도시된 본 발명의 광확산 필름은 종래의 광확산 필름 대비, 박형의 요건을 충족할 뿐 아니라, 바인더 수지가 굴절율 1.49 이상의 고굴절 수지로 사용되고 특히, 입자평균입경 1 내지 5㎛ 범위 내에서 채택된 입경이 다른 2종 이상의 합성수지입자(2)를 사용하여 광확산층(3)을 형성함으로써, 입자에 의한 렌즈효과를 낮추고, 빛의 산란성을 증대시켜, 출사각을 넓게 형성시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시형태의 광확산 필름의 광출사 분포의 출사 모식도로서, 본 발명의 광확산 필름은 고굴절 바인더 수지를 사용하고, 입경이 작은 합성수지입자를 사용하여 표면굴곡성을 낮추고, 광출사각을 60 내지 80°, 더욱 바람직하게는 종래 45°대비 높은 65°로 광을 출사시킴으로써, 그 빛이 프리즘 필름에 입사되도록 하여, 모바일 디스플레이용 백라이트 유닛(BLU)의 휘도를 극대화시킬 수 있다.
즉, 이상의 본 발명의 광확산 필름은 고굴절 바인더 수지를 사용하고, 입경이 작은 합성수지입자를 사용하여 표면굴곡성을 낮추고, 광출사각 60 내지 80°로 높여 광을 출사시킴으로써, 그 빛이 프리즘 필름에 입사되도록 한다. 이에, 백라이트 유닛(BLU)의 고휘도를 구현할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 광확산층은 고굴절율 바인더 수지, 합성수지입자 외에, 경화제 및 유기용매로 이루어진 조성물로 형성되나, 상기 조성물 중에서 경화제 및 유기용매는 동일기술분야에서 사용될 수 있는 공지의 물질을 적용할 수 있음은 당연할 것이다.
또한, 광확산 필름의 제조 시, 투명한 기재필름층(1)상에 상기 조성물을 도포하는 방식은 공지된 방법 중에서 특별한 제한없이 사용될 수 있으며, 구체적으로는 나이프 도포, 그라비아 전이 도포, 리버스 롤 도포 방식이 사용될 수 있으며, 표면 형상을 얻기 위해서 형상을 가지는 틀을 이용하여 코팅층을 압착하여 형상을 제조할 수도 있다.
본 발명의 광학필름에 있어서 바람직한 제2실시형태로는 플라스틱 기재필름층의 적어도 일면에, (1) 굴절율 1.49 내지 1.8 범위의 바인더 수지 및 (2) 입경이 다른 2종이상 혼합되되, 입자평균입경 1 내지 5㎛ 범위 내에서 선택되는 합성수지입자가 분산된 집광층이 형성된 프리즘 필름을 제공한다.
나아가, 본 발명은 반사필름; 엣지 타입의 광원(LED); 폴리카보네이트계 도광판; 본 발명의 바람직한 제1실시형태의 광확산 필름; 및 본 발명의 바람직한 제2실시형태의 프리즘 필름으로 구성된 백라이트 유닛(BLU)의 고휘도를 구현하는 모바일 디스플레이용 백라이트 유닛을 제공한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.
본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1>
투명 폴리에스테르 필름(도레이첨단소재㈜ XG-532, 50㎛)의 일면에 하기의 조성을 가진 도포액을 바 코터를 이용하여 도포하고 120℃에서 2분간 건조하여 확산층을 형성하였다.
도포액의 조성
- 바인더 수지 (센쇼 DAI-7A 굴절율 n=1.53): 20.0 중량%
- 경화제 (애경 DN980S): 2.0 중량%
- 합성수지입자 (소켄케미칼: MX-500 단분산 평균입경 5㎛): 22.5 중량%
- 합성수지입자 (소켄케미칼: MX-300 단분산 평균입경 3㎛): 9.0 중량%
- 합성수지입자 (소켄케미칼: MX-150 단분산 평균입경 1㎛): 3.5 중량%
- 메틸에틸케톤: 43.0 중량%
< 실시예 2>
상기 실시예 1과 같은 투명 폴리에스테르 필름(도레이첨단소재㈜ XG-532, 50㎛)의 일면에 하기의 조성을 가진 도포액을 사용하여 광확산층을 형성하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 광확산 필름를 제조하였다.
도포액의 조성
- 바인더 수지 (애경 A811 n=1.49): 20.0 중량%
- 경화제 (애경 DN980S): 2.0 중량%
- 합성수지입자 (소켄케미칼: MX-500 단분산 평균입경 5㎛): 22.5 중량%
- 합성수지입자 (소켄케미칼: MX-300 단분산 평균입경 3㎛): 9.0 중량%
- 합성수지입자 (소켄케미칼: MX-150 단분산 평균입경 1㎛): 3.5 중량%
- 메틸에틸케톤: 43.0 중량%
< 비교예 1>
상기 실시예 1과 같은 투명 폴리에스테르 필름(도레이첨단소재㈜ XG-532, 50㎛)의 일면에 하기의 조성을 가진 도포액을 사용하여 광확산층을 형성하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 광확산 필름를 제조하였다.
도포액의 조성
- 바인더 수지 (애경 AOF2002 n=1.46): 20.0 중량%
- 경화제 (애경 DN980S): 2.0 중량%
- 합성수지입자 (소켄케미칼: MX-500 단분산 평균입경 5㎛): 22.5 중량%
- 합성수지입자 (소켄케미칼: MX-300 단분산 평균입경 3㎛): 9.0 중량%
- 합성수지입자 (소켄케미칼: MX-150 단분산 평균입경 1㎛): 3.5 중량%
- 메틸에틸케톤: 43.0 중량%
< 비교예 2>
상기 실시예 1과 같은 투명 폴리에스테르 필름(도레이첨단소재㈜ XG-532, 50㎛)의 일면에 하기의 조성을 가진 도포액을 사용하여 광확산층을 형성하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 광확산 필름를 제조하였다.
도포액의 조성
- 바인더 수지 (센쇼 DAI-7A n=1.53): 20.0 중량%
- 경화제 (애경 DN980S): 2.0 중량%
- 합성수지입자 (소켄케미칼: MX-500 단분산 평균입경 10㎛): 22.5 중량%
- 합성수지입자 (소켄케미칼: MX-300 단분산 평균입경 5㎛): 9.0 중량%
- 합성수지입자 (소켄케미칼: MX-150 단분산 평균입경 3㎛): 3.5 중량%
- 메틸에틸케톤: 43.0 중량%
< 비교예 3>
상기 실시예 1과 같은 투명 폴리에스테르 필름(도레이첨단소재㈜ XG-532, 50㎛)의 일면에 하기의 조성을 가진 도포액을 사용하여 광확산층을 형성하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 광확산 필름를 제조하였다.
도포액의 조성
- 바인더 수지 (센쇼 DAI-7A n=1.53): 20.0 중량%
- 경화제 (애경 DN980S): 2.0 중량%
- 합성수지입자 (소켄케미칼: MX-500 단분산 평균입경 15㎛): 22.5 중량%
- 합성수지입자 (소켄케미칼: MX-300 단분산 평균입경 10㎛): 9.0 중량%
- 합성수지입자 (소켄케미칼: MX-150 단분산 평균입경 5㎛): 3.5 중량%
- 메틸에틸케톤: 43.0 중량%
< 비교예 4>
상기 실시예 1과 같은 투명 폴리에스테르 필름(도레이첨단소재㈜ XG-532, 50㎛)의 일면에 하기의 조성을 가진 도포액을 사용하여 광확산층을 형성하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 광확산 필름를 제조하였다.
도포액의 조성
- 바인더 수지 (애경 AOF2002 n=1.46): 20.0 중량%
- 경화제 (애경 DN980S): 2.0 중량%
- 합성수지입자 (소켄케미칼: MX-500 단분산 평균입경 10㎛): 22.5 중량%
- 합성수지입자 (소켄케미칼: MX-300 단분산 평균입경 5㎛): 9.0 중량%
- 합성수지입자 (소켄케미칼: MX-150 단분산 평균입경 3㎛): 3.5 중량%
- 메틸에틸케톤 : 43.0 중량%
< 비교예 5>
아크릴 입자(PMMA)가 첨가되어 기재필름의 단면에, 입자 확산층이 형성된 상용 확산필름(도레이첨단소재㈜ TDA03N) 제품을 사용하였다.
< 실험예 1> 물성평가 - 휘도
상기 실시예 1 내지 2와 비교예 1 내지 4 에서 제조된 광확산 필름에 대하여, 탑콘(TOPCON)사의 BM-7A 장비를 사용하여 백라이트 유닛 조립 상의 수직휘도 9Point 평균값으로 측정하여 휘도값을 기록하였으며, 비교예 5을 기준으로 상대휘도값을 측정하여 표 1에 나타내었다. 단, 백라이트 유닛(BLU) 구조는 반사필름 → 엣지 타입 LED 광원 → 폴리카보네이트계 도광판 → 광확산 필름 → 고휘도 프리즘 필름으로 구성되었다.
< 실험예 2> 물성평가 - 광출사 분포
상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 광확산 필름을 변각측정 장비인 일본 니폰덴소쿠사의 광출사 측정기(NIPPON DENSHOKU KOGYO Co. Ltd. 모델GC-5000)를 이용하여 투과모드로 빛이 안티블록킹층으로 광이 입사하고 코팅면으로 출사시 측정되는 피크값을 측정하였다.
상기 실시예 1 내지 2와 비교예 1 내지 4에서 제조된 광확산 필름의 상대 휘도, 광출사 분포값을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.
Figure 112012107541274-pat00001
상기 표 1의 결과로부터, 실시예 1 내지 2에서 제조된 광확산 필름의 경우, 비교예 1 내지 4에서 제조된 광확산 필름 대비, 수직 휘도 및 상대 휘도가 상대적으로 높은 결과를 확인하였다.
통상의 백라이트 유닛(BLU)에 사용되는 비교예 5의 광확산 필름을 기준으로 비교한 결과, 바인더 수지의 굴절율(n=1.49)은 동일하나 평균입자입경이 작은 실시예 2의 경우, 광출사 분포가 넓어졌으며, 수직 휘도 및 상대 휘도가 향상되었다.
또한, 실시예 1의 경우, 바인더 수지의 굴절율이 높고(n=1.53), 평균입자입경이 작은 입자 중에서 큰 입자의 평균입경이 작은 것으로 설계되면, 광출사 분포는 더욱 넓어졌으며, 수직 휘도 및 상대 휘도의 향상 정도가 현저히 증가하였다.
이상의 실시예 1 및 실시예 2의 결과로부터, 동일한 평균입자입경을 가지더라도, 바인더 수지의 굴절율이 크면, 빛의 확산이 잘되기 때문에 고휘도 프리즘이 요구하는 넓은 입사광을 얻을 수 있다. 이때, 종래 광확산 필름은 40∼50° 내외의 출사광을 가진다.
또한, 비교예 2 및 3의 결과로부터, 동일한 평균입자입경을 가지더라도, 바인더 수지의 굴절율이 1.5 미만이거나, 바인더 수지의 굴절율은 1.5 이상을 만족하더라도, 입자입경의 요건이 벗어나면, 상대적으로 수직 휘도 개선효과가 저하되었다.
이상으로부터, 본 발명의 모바일 디스플레이용 광학필름에서 광학층은 (1) 굴절율 1.49 이상의 고굴절 바인더 수지 및 (2) 입경이 다른 합성수지입자가 2종이상 혼합되되, 입자평균입경 1 내지 5㎛ 범위 내에서 선택되는 요건을 동시에 충족해야 함을 확인할 수 있었다.
또한 비교예 3 및 비교예 4의 결과로부터, 입자의 입경이 클수록 입자의 렌즈효과의 인한 빛의 집광효율이 좋아지기 때문에 고휘도 프리즘에서 요구하는 넓은 입사광 분포보다는 좁은 입사광을 가지므로, 고휘도 프리즘의 효율을 제대로 활용하지 못하여 수직 휘도가 저하된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 플라스틱 기재필름층의 적어도 일면에, 굴절율 1.49 이상의 고굴절 바인더 수지와 입자평균입경 1 내지 5㎛ 범위 내에서 입경이 다른 2종이상의 합성수지입자를 사용하여, 광학층의 입자에 의한 렌즈효과를 낮추고, 빛의 산란성을 증대시켜, 출사각을 넓게 형성시킬 수 있는 모바일 디스플레이용 광학필름을 제공하였다.
이에, 본 발명은 광원의 빛이 광확산 필름을 통과할 때 광출사각을 높여 출사되도록 하여 그 빛이 프리즘에 입사되도록 한 광확산 필름; 또는 집광효율을 높인 프리즘 필름;을 제공하였다.
이상의 모바일 디스플레이용 광학필름은 표면굴곡성을 낮추고 바인더수지와의 굴절율차를 높여, 모바일에 사용되는 엘시디(LCD) 백라이트 유닛(BLU)의 휘도를 극대화시킬 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 실시예에 대해서만 상세히 기술되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
1, 10: 투명한 기재필름층
2: 입경이 다른 합성수지입자 20: 광확산 입자
3, 30: 광확산층 4, 40: 안티블록킹층

Claims (7)

  1. 플라스틱 기재필름층; 및 상기 플라스틱 기재필름층의 적어도 일면에, 투명한 바인더 수지에 입경이 다른 투명한 합성수지입자가 2종이상 분산된 광학층이 형성되되,
    상기 광학층이
    (1) 굴절율 1.49 내지 1.7 범위의 고굴절 바인더 수지에,
    (2) 상기 입경이 다른 합성수지입자가 2종이상 혼합되되, 상기 혼합된 입자평균입경이 1 내지 5㎛ 범위 내에서 선택된 2종이상의 합성수지입자가 혼합되어, 광출사각 60 내지 80°로 광이 출사되도록 한, 모바일 디스플레이용 광확산 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 플라스틱 기재필름층이 두께 50㎛ 이하를 충족하는 박형인 것을 특징으로 하는 모바일 디스플레이용 광확산 필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광학층이 고굴절 바인더 수지 및 입경이 다른 합성수지입자간의 굴절율 차이가 0.05 이상인 것을 특징으로 하는 모바일 디스플레이용 광확산 필름.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 플라스틱 기재필름층; 및 상기 플라스틱 기재필름층의 적어도 일면에,
    (1) 굴절율 1.49 내지 1.8 범위의 바인더 수지 및
    (2) 입경이 다른 합성수지입자 2종이상 혼합되되, 상기 혼합된 입자평균입경이 1 내지 5㎛ 범위 내에서 선택된 합성수지입자가 분산된 집광층이 형성된 모바일 디스플레이용 프리즘 필름.
  7. 반사필름;
    엣지 타입의 광원;
    폴리카보네이트계 도광판;
    제1항의 모바일 디스플레이용 광확산 필름; 및
    제6항의 모바일 디스플레이용 프리즘 필름;으로 구성된 모바일 디스플레이용 백라이트 유닛.
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