导光板及包含该导光板的背光单元的制作方法

本发明涉及一种用于液晶显示器的导光板以及包含该导光板的背光单元组件。
背景技术：
：随着工业社会进入高信息化时代，作为用于显示和传送各种信息的媒介的电子显示装置的重要性正在增加。具体地，液晶显示器(lcd)是结合液晶和半导体技术的技术密集型装置，并且因为其薄且重量轻并且消耗很少的功率，所以是有益的，因此关于其结构和制造方法的研究和开发正在进行，并且在各种领域中是有用的。因为液晶本身不能发光，所以这种lcd装置在其后侧包括附加光源，从而显示颜色和图像。发光装置的示例包括背光单元(blu)。由于lcd装置最近被制造得纤薄，因此使用led(发光二极管)代替常规ccfl(冷阴极荧光灯)正在快速增加。led(发光二极管)不使用汞，并且显示出优异的颜色再现性。与led分布在背光单元的前侧的直下式led相比，led分布在背光单元的侧边的边缘型blu在功耗和产品厚度方面是有益的，并且因此其应用在增加。边缘型blu包括能够从侧边向前侧发射光源的导光板。由光源产生的光从导光板的侧边入射到导光板的内部，然后发射到导光板的前侧。以这种方式，穿过导光板的光的路径相对较长，因此增加了光损失。为了防止这种现象，主要使用具有高透射率的聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)类材料。然而，由于pmma类材料的化学结构，pmma类材料的耐水性差，因此使用其的导光板在高温和高湿度条件下遭受翘曲以及差的尺寸稳定性。在这方面，韩国专利申请公开no.10-2012-0088944(公开日期：2012年8月9日)公开了一种具有多层的导光板，包括具有图案并且由具有高mma含量的材料形成的图案层，以及由具有低mma含量的材料形成的覆盖层，图案层和覆盖层层压在一起。已经描述了这种导光板可以克服由于激光或热处理引起的黄化问题。技术实现要素：技术问题本发明旨在提供一种导光板，其不管外部环境如何都具有高尺寸稳定性。本发明旨在提供一种导光板，其不仅不管外部环境如何都具有高尺寸稳定性，而且还表现出容易的激光加工性和高耐划伤性。本发明旨在提供一种导光板，其不仅不管外部环境如何都具有高尺寸稳定性、具有容易的激光加工性和高耐划伤性，而且使亮度下降最小化。本发明旨在提供一种包括上述导光板的背光单元，从而提高可加工性和耐划伤性并实现高亮度。技术方案本发明的实施例提供了一种导光板，包括：基底层，所述基底层包括作为主要成分的具有至少90％的透光率、1.47至1.59的折射率和小于0.30％的吸水率(waterabsorptionrate)的树脂；以及表面层，所述表面层形成在所述基底层的下表面上，并且所述表面层主要由与所述基底层的主要成分树脂相比具有0.05以下的折射率差和增加了至少1h的硬度，并且具有至少90％的透光率的树脂构成。在上述实施例的所述导光板中，所述表面层可以具有对应于所述导光板的总厚度的1％至5％的厚度。在上述实施例的所述导光板中，所述表面层可以具有30μm至150μm的范围内的厚度。在上述实施例的所述导光板中，所述表面层可以具有多个雕刻图案(engravedpattern)。在上述实施例的所述导光板中，所述多个雕刻图案可以存在于所述表面层中，或者可以形成为穿过所述表面层穿透(penetrate)直到所述基底层的预定厚度的形状。在上述实施例的所述导光板中，所述多个雕刻图案可以形成为穿透直到对应于所述基底层的总厚度的0.1％至10％的厚度的形状。在上述实施例的所述导光板中，所述多个雕刻图案可以具有纵向截面，所述纵向截面具有选自由半圆形形状、三角形形状、矩形形状和不规则形状组成的组中的形状。上述实施例的所述导光板可以使用共挤出工艺(co-extrusionprocess)制造。在上述实施例的所述导光板中，可以以如下方式进行所述共挤出工艺：所述基底层和所述表面层的各树脂通过使用挤出机被热熔融为流体，并且同时通过使用供料机构(feedblock)被熔融-排出，经由t型模头(t-die)被挤出，并被连续挤压(press)，使得所述表面层的厚度均匀性满足20％以下。在上述实施例的所述导光板中，所述基底层可以主要由选自由从聚碳酸酯类树脂、聚苯乙烯类树脂、丙烯酸树脂、烯烃类树脂、聚酯类树脂和聚酰胺类树脂中选择的树脂、这些树脂的共聚物、这些树脂的混合物以及这些树脂的衍生物组成的组中的树脂构成。在上述实施例的所述导光板中，所述表面层可以主要由选自由从聚碳酸酯类树脂、聚苯乙烯类树脂、丙烯酸树脂、烯烃类树脂、聚酯类树脂和聚酰胺类树脂中选择的树脂、这些树脂的共聚物、这些树脂的混合物以及这些树脂的衍生物组成的组中的树脂构成。在上述实施例的所述导光板中，所述基底层可以主要由包含60重量％以下的甲基丙烯酸甲酯的共聚物构成。在上述实施例的所述导光板中，所述表面层可以主要由聚甲基丙烯酸甲酯树脂或包含至少70重量％的甲基丙烯酸甲酯的共聚物构成。在上述实施例的所述导光板中，所述基底层可以包括甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯树脂，并且所述表面层可以包括聚甲基丙烯酸甲酯树脂。本发明的示例性实施例提供了一种包含上述导光板的背光单元。有益效果根据本发明，导光板可以表现出不管外部环境如何的尺寸稳定性、容易的激光可加工性和高耐划伤性，并且可以使亮度下降最小化。当将导光板应用于背光单元时，可以增加背光单元的可加工性和耐划伤性，并且可以实现高亮度。附图说明图1至图3是根据本发明的实施例的导光板的截面图，其中图1示出了具有不包括雕刻图案的表面层的导光板，图2示出了具有包括多个雕刻图案的表面层的导光板，并且图3示出了根据本发明的实施例的导光板，其包括多个雕刻图案，所述多个雕刻图案以预定高度h形成，以具有穿过表面层的厚度x穿透直到基底层的厚度y的一部分的形状；以及图4示出了导光板，其包括具有上图案100的基底层和形成在基底层的下表面上并具有多个雕刻图案的表面层。附图标记10：基底层，20：表面层，40：雕刻图案100：上图案具体实施方式下文中，将结合附图详细描述本发明。根据本发明的导光板在图1中示出，并且被配置为包括：基底层10，该基底层10包括作为主要成分的树脂，该树脂具有至少90％的透光率、1.47至1.59的折射率和小于0.30％的吸水率；以及表面层20，形成在基底层10的下表面上，并且主要由以下树脂构成，该树脂与基底层的主要成分树脂相比具有0.05以下的折射率差和增加了至少1h的硬度，并且具有至少90％的透光率。[基底层]在根据本发明的导光板中，基底层优选地包括作为主要成分的具有优异的光学性质的树脂，并且具体地，包括作为主要成分的具有至少90％的透光率和1.47至1.59的折射率的树脂。在以上和以下的描述中，与树脂组合物结合使用的表述“包括作为主要成分的树脂”或“主要由树脂构成”是指在不妨碍导光板所需的光学性质的范围内，基于相应层的树脂组合物的总重量，树脂的含量为至少95重量％。满足这些性质的树脂可以包括具有优异的光学性质的树脂，并且可以选自由从聚碳酸酯类树脂、聚苯乙烯类树脂、丙烯酸树脂、烯烃类树脂、聚酯类树脂和聚酰胺类树脂中选择的树脂、它们的共聚物，它们的混合物以及它们的衍生物组成的组。基底层优选地具有小于0.30％的吸水率，以确保不管环境如何的优异的尺寸稳定性。因此，优选地使用包含60重量％以下的甲基丙烯酸甲酯的共聚物。具体地，优选地使用甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的共聚物(缩写为“ms树脂”)。ms树脂是重量轻且便宜，并具有低吸水率的热塑性树脂。当其用作主要成分时，所得到的导光板可以表现出良好的尺寸稳定性。根据甲基丙烯酸甲酯的量，ms树脂的示例可以包括ms500、ms600和ms750。在本发明中，优选地用作ms树脂的是ms600或ms500。最优选地，基底层仅由这种ms树脂构成。同时，考虑到在挤出时实现一致的厚度以及实现薄的显示器，基底层可以具有0.5mm至4.5mm的厚度。基底层可以被配置为使得发光表面，即基底层的上表面在结构上没有被图案化，或者可以在不妨碍本发明的效果的范围内具有各种三维图案。为了提高亮度，可以使用透镜图案，但是本发明不限于此。当基底层的上表面具有图案时，基底层的厚度指的是包含上图案的总厚度。[表面层]在导光板中，考虑到光路，表面层是形成有各种图案的层，并且图案通常通过印刷工艺或v形切割工艺(v-cutprocess)形成。在形成图案的工艺中，激光加工使得能够在大面积上进行精细图案化并且能够形成任何形状的精细图案，并且由于因处理时间短和功率输出高而对样品的冲击小从而是高质量的超精细加工技术，但是根据材料的类型不容易执行，或者可能引起划伤。因此，根据本发明的导光板的表面层主要由下述树脂构成，所述树脂与基底层的主要成分树脂相比具有0.05以下的折射率差和增加了至少1h的硬度，并且具有至少90％的透光率。满足这些性质的树脂可以选自由从聚碳酸酯类树脂、聚苯乙烯类树脂、丙烯酸树脂、烯烃类树脂、聚酯类树脂和聚酰胺类树脂中选择的树脂、它们的共聚物、它们的混合物及它们的衍生物组成的组，并且考虑到基底层的主要成分树脂，可以在满足上述性质的范围内选择性地使用。具体地，为了确保优异的可加工性和耐划伤性，表面层可以是聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)树脂或包含至少70重量％的甲基丙烯酸甲酯的共聚物。例如，当基底层主要由ms树脂构成时，主要由具有比ms树脂的硬度高的硬度的pmma树脂构成的表面层可以表现出优异的耐划伤性和可加工性。最优选地，表面层仅由pmma树脂构成。在本发明中，考虑到可加工性和耐划伤性，可以布置表面层，但是考虑到光路，仅包括基底层的导光板可以被认为是最佳的。当设置除基底层之外的层时，可能不可避免地损失亮度。因此，本发明的导光板优选地包括以尽可能薄的膜的形式设置的表面层。薄膜具有对应于导光板的总厚度的约1％至5％的厚度，并且优选地以约30μm至150μm的厚度，更优选地以30μm至90μm的厚度形成表面层。给定上述厚度范围的表面层，表面层形成为表面层与基底层的界面基本上不形成的程度，从而使由于层间界面造成的光路的劣化最小化。在本发明的优选的实施例中，导光板可以使用共挤出工艺来制造。具体地，基底层和表面层的各树脂组合物通过使用挤出机被热熔融为流体，并且经由供料机构被同时熔融-排出，经由t型模头以膜的形式被挤出并被连续挤压。这里，表面层的厚度均匀性必须满足20％以下。如果表面层的厚度均匀性超过20％，则由于层间界面，亮度均匀性可能会降低，并且发光可能会劣化。在共挤出工艺中，用于调节表面层的厚度的因素是多方面的，其中排出速度是取决于预定厚度而固定的因素。例如，当表面层的厚度为40μm时，可以使用螺杆直径为65mm的挤出机以15kg/hr的排出速度挤出用于表面层的树脂，并且可以使用螺杆直径为120mm的挤出机以700kg/hr的排出速度挤出基底层的树脂。为了表面层的厚度均匀性，调节基底层和表面层中的每一个的流速被认为是重要的。这是因为树脂被熔融，并且各层的压力可以根据熔融温度和螺杆速度而变化，因此流速变得不同。因此，单独的层(individuallayers)的流速必须变得彼此相似，并且单独的层应该具有相似的压力值。其参数包括螺杆速度、齿轮泵转速(rpm)和熔融温度。当以这种方式调节加工因素时，表面层的厚度均匀性优选地被控制为20％以下。由此，表面层被设置为薄膜的形式，从而获得具有优异的耐划伤性和可加工性且不降低亮度的导光板。即使当如此获得的导光板还包括除基底层之外的表面层时，表面层也没有起光学异质层的作用。[雕刻图案]本发明的导光板能够通过在表面层的表面上形成图案来进一步增加亮度。具体地，图案可以包括多个雕刻图案。多个雕刻图案可以存在于表面层的厚度内。或者，如图2和图3所示，图案可以形成为穿过表面层穿透直到基底层的厚度的预定部分的形状。如图所示，满足相同尺寸的雕刻图案可以以相同的间隔连续地形成，并且考虑到光入射表面/光面对表面，图案的尺寸和/或间隔可以不同。这里，光入射表面是来自led封装的光所入射到的导光板的侧面，并且光面对表面是面对光入射表面的导光板的另一侧面。例如，图案间隔可以形成为随着远离在靠近光入射表面的表面上的光源而变窄。通过参考图3来说明雕刻图案形成为穿过表面层穿透直到基底层的厚度的预定部分的形状的情况。雕刻图案的高度h可以通过结合表面层的厚度x与对应于基底层的厚度y的0.1％至10％的厚度来设定，并且可以由下面的公式1表示。<公式1>x+(1/1000)y≤h≤x+(1/10)y在公式1中，x是表面层的厚度，y是基底层的厚度，并且h是雕刻图案的高度。在公式1中，如果雕刻图案的高度h小于“x+(1/1000)y”，则由于雕刻图案的形成而增加亮度的效果是不显著的。另一方面，如果雕刻图案的高度超过“x+(1/10)y”，则激光加工时间延长，并且光可见性可能成为问题。雕刻图案的三维结构不受限制，只要雕刻图案满足上述穿透形状即可。例如，雕刻图案的纵向截面形状可以选自由半圆形形状、三角形形状、矩形形状和不规则形状组成的组。此外，雕刻图案可以连续地或不连续地彼此相邻地形成。在本发明中，以穿透到基底层的总厚度的预定范围的形状形成雕刻图案，由此防止入射在导光板的一个侧面上的光从导光板的另一个侧面逸出，从而防止亮度劣化。如上所述，由于具有优异的尺寸稳定性的基底层、具有高硬度的表面层以及以穿透到基底层的厚度的预定部分的形状形成的雕刻图案的存在，根据本发明的导光板可以表现出高的耐划伤性和可加工性，并且可以最小化亮度的降低。包括这种导光板的背光单元有效地防止亮度降低，并改善耐划伤性和可加工性。发明的实施例通过以下实例可以获得对本发明的更好的理解，所述实例用于说明，而不应该解释为对本发明的范围的限制。实例1以700kg/hr的速度将ms(可购自denka，ms500，50wt％甲基丙烯酸甲酯和50wt％苯乙烯的共聚物，透光率为91％，折射率为1.54，铅笔硬度(astmd3363)为1h，吸水率为0.25％)置于单轴螺杆直径为120mm的挤出机中，并在230℃至240℃下提取，并且以15kg/hr的速度将pmma(可购自lgmma，hp202，透光率为94％，折射率为1.49，铅笔硬度(astmd3363)为2h)置于单轴螺杆直径为65mm的挤出机中，并在240℃至250℃下挤出，然后将它们通过供料机构同时熔融排出，使用t型模头挤出并挤压，从而制造导光板。这里，通过控制螺杆速度、齿轮泵转速和熔融温度来形成具有20％的厚度均匀性的表面层。用激光图案处理表面层，从而形成具有半圆形形状作为纵向截面形状、高度为50μm、宽度为60μm的雕刻图案，进而得到导光板。如下测量树脂的性质和表面层的厚度均匀性。(1)透光率：基于astmd1003，使用ndh-2000(可购自nitto)测量总透光率和雾度。如本文所使用的，除非另有说明，术语“透光率”是指总透光率。(2)折射率：基于astmd1218，使用阿贝折射计测量折射率。(3)铅笔硬度基于astmd3363，利用铅笔硬度计(可购自heidon，14fw)在500kg/cm的载荷下以0.5mm/sec的速度使用评价铅笔(可购自mitsubishi，uni)划相应的表面，然后测量铅笔硬度。结果示于下面的表2中。(4)吸水率通过astmd570测试方法测量吸水率。将样品在60℃的烘箱中干燥24小时，称重，并在23℃的水中浸渍24小时。使用下面的公式1用浸渍前的干重和浸入水中后的重量计算吸水率。<公式1>吸水率(％)＝(浸渍后的重量-浸渍前的干重)/浸渍前的干重*100(5)表面层的厚度均匀性使用显微镜(可购自keyence，vk-x100)观察导光板的截面，并且测量其30个点，并由容许误差百分比表示。容许误差是指在关于表面层的厚度的误差中的测量值的容许的程度，并且表示为百分比。厚度均匀性被定义为使用下面的公式2计算的值。<公式2>厚度均匀性(％)＝{(测量的最大值-参考值)+(参考值-测量的最小值)}/参考值×100实例2至实例4除了如下面的表1所示改变表面层的厚度之外，以与实例1相同的方式制造各个导光板。通过控制螺杆速度、齿轮泵转速和熔融温度来形成表面层以满足表1所示的厚度均匀性。实例5至实例8除了表面层用激光图案处理以具有表1所示的高度和半圆形形状作为纵向截面形状的雕刻图案之外，以与实例1相同的方式制造各个导光板。通过控制螺杆速度、齿轮泵转速和熔融温度来形成表面层以满足表1所示的厚度均匀性。实例9和实例10除了表面层的厚度均匀性被设定为如表1所示，并形成具有半圆形形状作为纵向截面形状的雕刻图案之外，以与实例1相同的方式制造各个导光板。实例11和实例12除了使用具有对应图案的图案辊使基底层形成有透镜图案(实例11-宽度为200μm，高度为50μm，实例12-宽度为300μm，高度为50μm)之外，以与实例1相同的方式制造各个导光板。这些实例的导光板的典型结构示于图4中。参考例1至参考例3除了如下面的表1所示改变表面层的厚度之外，以与实例1相同的方式制造各个导光板。通过控制螺杆速度、齿轮泵转速和熔融温度来形成表面层以满足表1所示的厚度均匀性。参考例4和参考例5除了如表1所示改变表面层的雕刻图案的高度之外，以与实例1相同的方式制造各个导光板。通过控制螺杆速度、齿轮泵转速和熔融温度来形成表面层以满足表1所示的厚度均匀性。参考例6和参考例7除了表面层的厚度均匀性被设定为如表1所示，并且形成当在纵向截面面上观察时为半圆形形状的雕刻图案之外，以与实例1相同的方式制造各个导光板。通过以下方法测量实例和参考例的导光板的亮度和图案可见性，并如上所述测量其铅笔硬度。结果示于下面的表2中。铅笔硬度是通过测量基底层的下表面获得的值。<亮度的测量>在blu(背光单元，27英寸led1垂直)上顺序堆叠导光板(实例或比较例)、扩散膜(kolon)、棱镜膜(kolon)和dbef(3m)，并使用亮度计(bm-7a，可购自topcon)测量其13个点，并取平均值。将比较例1的亮度作为参考值(参考值，100％)，并且测量相对于参考值的亮度值。在比较例1中，导光板被配置为不形成表面层，并且由ms(可购自denka，ms500，50重量％甲基丙烯酸甲酯和50重量％苯乙烯的共聚物，透光率为91％，折射率为1.54，铅笔硬度(astmd3363)为1h，吸水率为0.25％)制成的基底层的下表面形成有在纵向截面上观察时为半圆形形状的雕刻图案。在比较例2中，除了在基底层上形成具有与实例11相同的尺寸的透镜图案之外，以与比较例1相同的方式制造导光板。<图案可见性的测量>用肉眼观察导光板，并且确定在下部位置处形成的图案是否可见。[表1][表2]亮度(％)图案可见性铅笔硬度(astmd3363)实例1120未观察到2h实例2117未观察到2h实例3113未观察到2h实例4110未观察到2h实例5110未观察到2h实例6115未观察到2h实例7126未观察到2h实例8132未观察到2h实例9129未观察到2h实例10125未观察到2h实例11128未观察到2h实例12130未观察到2h比较例1100未观察到h比较例2104未观察到h参考例198未观察到2h参考例292未观察到2h参考例384未观察到2h参考例481未观察到2h参考例5148可观察到2h参考例698未观察到2h参考例786未观察到2h当前第1页12