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KR20080056673A - 광학 시트 - Google Patents

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KR20080056673A
KR20080056673A KR1020070132938A KR20070132938A KR20080056673A KR 20080056673 A KR20080056673 A KR 20080056673A KR 1020070132938 A KR1020070132938 A KR 1020070132938A KR 20070132938 A KR20070132938 A KR 20070132938A KR 20080056673 A KR20080056673 A KR 20080056673A
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KR
South Korea
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optical
optical sheet
particles
sheet according
optical structure
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KR1020070132938A
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Inventor
김현진
김현정
박종민
Original Assignee
주식회사 코오롱
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Publication date
Application filed by 주식회사 코오롱 filed Critical 주식회사 코오롱
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Priority to US12/519,699 priority patent/US20090311486A1/en
Priority to PCT/KR2007/006632 priority patent/WO2008075877A1/en
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Abstract

본 발명은 백라이트 구성 유니트 중의 하나인 프리즘 필름 내지 시트와 같은 광학 구조를 포함하는 광학 시트를 제공하는바, 광학구조면에 돌기를 포함함으로써 정면 방향으로의 집광 효율은 유지하면서 정면 또는 사면으로 빛을 확산시켜 주는 기능을 함으로써 별도의 확산필름의 적층을 생략할 수 있고, 별도의 보호필름 장착 또한 생략할 수 있어 궁극적으로는 다수의 광학필름의 사용을 배제할 수 있으므로 경제적이고 생산성이 향상된 백라이트 유니트를 제조할 수 있도록 하는 유용한 발명이다.

Description

광학 시트{Optical sheets}
본 발명은 모니터, PDA(Personal Digital Assistant), 노트북, LCD TV, 컴퓨터, 워드프로세서 및 휴대폰 등과 같은 액정 디스플레이 장치에 사용되어 휘도를 증가시키는 역할을 하는 광학 시트에 관한 것이다.
오늘날의 산업 사회가 고도의 정보화 시대로 발전함에 따라 다양한 정보를 전달하기 위한 매체로 전자 디스플레이의 중요성은 나날이 증대되고 있고, 이에 LCD, PDP 및 유기EL과 같은 다양한 형태의 평판 디스플레이 산업이 날로 팽창하고 있다. 특히 이러한 평판 디스플레이 산업 성장의 견인차 역할을 하고 있는 LCD의 경우 액정과 반도체 기술이 복합된 기술 집약적 품목으로 얇고, 가벼우며 소비 전력이 낮은 장점으로 인해 여타 다른 표시소자가 넘보기 힘든 강점이 있어 노트북, 모니터, 소형 가전(PDA 및 휴대폰) 뿐 아니라 기존의 브라운관 방식인 CRT의 고유 영역처럼 여겨 왔던 TV시장까지 진출하므로써 디스플레이의 대명사였던 브라운관 방식을 대체할 새로운 디스플레이로 각광받고 있다.
액정디스플레이(LCD)장치는 액정 자체가 발광의 역할을 할 수 없기 때문에 장치의 후면에 별도의 광원의 설치하여 액정을 통해 방출되는 빛을 디스플레이로 형상화한다. 발광장치는 흔히 백라이트 유니트(BLU)로 불리우며, 보통 냉음극형광램프(CCFL)를 광원으로 사용하고 이 광원으로부터 순차적으로 도광판(LGP), 광확산판, 프리즘 시트라 불리우는 보조장치를 사용한다. 이때 도광판은 CCFL에서 방출되는 불규칙한 선형의 광원을 실제적으로 정면으로 변환시키며, 광확산 필름 또는 시트는 정면으로 유도된 광을 면광으로 확산시키며, 확산된 광은 프리즘 필름 또는 시트에 의해 화면의 수직한 방향으로 집광함으로써 화면의 정면에서의 휘도를 증가시켜 보다 밝고 선명한 화상을 구현하게 한다.
즉, 램프에서 사방으로 나오는 빛은 광 손실을 초래하므로 이를 화상의 정면으로 유도하기 위한 도광판(light guide plate)을 사용하며, 화상의 뒷면으로 손실되는 빛을 재이용하기 위해 반사필름 또는 시트(이하 반사판)를 사용한다. 그러나 반사판과 도광판을 통해 정면으로 유도되는 빛은 전체 면에 대해 불균일한 휘도를 가지므로 광확산필름 또는 시트를 이용하여 이를 균일한 면광으로 유도한다. 또한 광확산 필름 또는 시트를 통과한 빛은 다시 확산되어 디스플레이 장치의 앞쪽면으로의 휘도는 저하되므로 디스플레이 장치 화면의 주로 직각방향에서 화상을 볼 경우 정면 휘도 저하를 초래하게 되었다. 이에 화면 정면으로의 광 투과량을 증가시켜 정면 휘도를 높여 주기 위해 미국특허 공보 제 2,248,638호와 제 4,497,860호에 인용된 프리즘 구조를 이용한 필름 또는 시트를 사용함으로써 화면의 정면 휘도를 높이게 되었고, 이러한 프리즘 구조의 필름은 단품 사용시 보다 두 장을 직교 혹은 일정 각으로 배열하여 사용하므로써 정면 집광 효율이 높음이 증명되어(미국특허공보 제 4,542,449호) 현재에는 프리즘 구조의 필름 한 장 혹은 두 장을 직교배열하여 사용하고 있다.
이러한 필름은 폴리에스터 및 폴리카보네이트 등의 투명 필름 위에 투명한 경화형 수지를 이용하여 프리즘 구조가 형성된 롤 또는 대면적 시트로 제조되고, 실제 장치에 장착하여 사용할 때 필요한 크기 및 모양으로 절단하여, 이를 액정디스플레이 장치의 백라이트 유니트 프레임에 한 장 혹은 두 장을 직교되게 장착하여 사용하게 된다.
이때 프리즘 필름의 하단에는 도광판 혹은 확산판에서 올라오는 빛을 고르게 확산시키기 위한 광확산 필름을 사용하고 프리즘 필름의 상단에는 마찰에 의한 프리즘의 꼭지점 손상과 백라이트 상단에 위치하게 되는 액정 모듈 하단의 편광필름 손상을 방지하기 위해 광확산성 보호필름을 사용하게 된다.
그러나 이러한 구조로 제조된 장치는 제조 공정 중 서로 다른 광학 필름 3종을 사용하게 되어 그 비용이나 효율면에서 손실을 가져오게 되고, 백라이트의 광학필름류를 조립하는 공정상 보호필름과 프리즘 필름의 불량으로 전체 재료의 사용 효율을 저하시키는 원인이 되고 있다.
본 발명의 한 구현예에서는 광학구조 표면에 돌기를 형성함으로써 집광 효율 은 유지하면서 동시에 빛의 확산을 유도하여 확산필름의 기능도 보유한 광학 시트를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 광학 구조면의 배면에 입자가 돌출된 입자분산층을 더 도입함으로써 돌출된 입자에 의해 프리즘 필름의 조립 공정 중 발생하는 적층 장치 표면 또는 적층된 프리즘 필름간의 접촉면적을 줄임으로써 낱장 분리 또는 이동시 발생할 수 있는 비구조화된 표면의 손상을 방지할 수 있는 광학 시트를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 광학 구조면의 배면에 입자가 돌출된 입자분산층을 도입함으로써 백라이트 유니트 내에 다수의 프리즘 필름을 직교하여 적층할 때 프리즘 꼭지면과 돌출된 입자가 접촉하게 되어 프리즘 필름간의 접촉 면적을 줄이고 입자에 의한 완층 작용을 유도함으로써 프리즘 필름의 꼭지면 손상이나 비구조화된 면의 손상을 줄일 수 있는 광학 시트를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 광학 구조면의 배면에 입자가 돌출되며 추가적으로 대전방지제를 포함하는 입자분산층을 도입함으로써 마찰에 의한 정전기 발생을 없애 이물이 부착되어 화질 불량을 일으키는 요인을 제거한 광학 시트를 제공하고자 한다.
본 발명의 한 구현예에서는 투명 기재의 일면에, 경화성 수지 조성물로 이루어진 다수의 광학구조를 갖는 광학 구조면을 포함하는 광학 시트로, 광학구조 표면에 돌기를 포함하는 광학 시트를 제공한다.
본 발명에 따른 광학 시트에 있어서, 돌기는 단면이 반원인 형상을 갖는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 광학 시트에 있어서, 돌기는 광학구조의 높이를 기준으로 하여 0.1 내지 50%에 해당되는 높이를 갖는 것일 수 있다.
좋기로는, 돌기는 광학구조의 높이를 기준으로 하여 4 내지 20%에 해당되는 높이를 갖는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 광학 시트에 있어서, 돌기는 유기계 또는 무기계 입자가 광학 구조의 표면에 돌출되어 형성된 것일 수 있다.
이때, 유기계 또는 무기계 입자는 크기가 0.1 내지 100마이크론인 것일 수 있다.
또한 유기계 또는 무기계 입자는 경화성 수지 100중량부에 대해 0.1 내지 100중량부로 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 광학 시트에 있어서, 돌기는 돌기 형상이 음각된 인각 롤에 의해 형성된 것일 수 있다.
본 발명에 따른 광학 시트에 있어서, 돌기는 돌기 형상이 음각된 수지 몰드에 의해 형성된 것일 수 있다.
본 발명에 따른 광학 시트에 있어서, 광학 구조는 단면이 삼각형, 다각형, 반원형 또는 반타원형인 기둥형태, 사면체, 원뿔 및 마이크로렌즈 형태 중에서 선택된 형상을 갖는 것일 수 있다. 좋기로는 광학 구조는 단면이 삼각형인 기둥형태인 것일 수 있다.
본 발명의 다른 한 구현예에서는 투명 기재의 나머지 일면이 투명 바인더 및 입자를 포함하는 조성으로 이루어지고, 표면에 입자가 돌출된 입자분산층을 더 포함하는 광학 시트를 제공한다.
이때 입자분산층은 입자가 돌출된 높이가 입자 크기의 50%를 넘지 않는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 광학 시트에 있어서, 입자분산층은 대전방지제를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명에 따르면 프리즘 등 광학 집광 구조에 돌기를 포함함으로써 정면으로의 집광 뿐만 아니라 정면 또는 사면으로 빛을 확산시키는 기능을 함으로써 별도의 확산필름의 적층을 생략할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한 프리즘 등 광학 집광 구조에 돌기를 포함함으로써 별도의 보호필름 장착 또한 생략할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한 프리즘 등 광학 집광 구조면의 배면에 입자분산층을 더 구비하는 경우 프리즘 필름과의 마찰이나 타 시트간의 마찰에 의한 손상을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
궁극적으로는 다수의 광학필름의 사용을 배제할 수 있으므로 경제적이고 생산성이 향상된 백라이트 유니트를 제조할 수 있다.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 액정디스플레이의 백라이트 유니트에 사용되는 프리즘 필름과 같은 광학 시트에 관한 것으로, 그 일 단면은 도 1에 나타낸 것과 같다.
도 1을 참조하여 살피면, 본 발명의 프리즘 필름, 즉 광학 구조면(200)을 포함하는 필름은 광학 구조(210) 표면에 돌기(211)를 포함하는 구조를 갖는다.
돌기(211)는 광학 구조의 최정점(peak)를 포함하여 골(valley)에 이르기까지 형성될 수 있으며, 집광효율을 고려할 때는 최정점(peak) 부분에는 형성하지 않는 것이 유리하고 광확산성을 고려할 때는 최정점(peak)에도 형성할 수 있다.
돌기(211)의 형상은 각별히 한정이 있는 것은 아니나, 돌기 구현의 용이성 내지는 광확산성 측면에서는 단면이 반원인 형상인 것이 유리할 수 있다.
한편 돌기의 규격은 광학구조의 크기와 요구되는 광확산성을 고려하여 달라질 수 있는데, 좋기로는 광학구조의 높이를 기준으로 하여 0.1 내지 50%에 해당되는 높이를 갖는 것일 수 있다. 집광성 측면을 고려하여 더 좋기로는 광학구조의 높이를 기준으로 하여 4 내지 20%에 해당되는 높이를 갖도록 돌기가 형성되는 것이다.
본 발명에 따른 광학 구조의 단위체 부분만을 떼어 본 정면도를 도 2에 나타내었는바, 여기서는 본 발명 광학 필름에서 빛의 진행에 대해 보여주고 있다.
출사된 빛은 광학 구조(210)로 인해 집광된다. 이는 통상의 광학 구조를 갖는 필름의 집광 효과와 동등하다. 그런데 본 발명의 광학 구조에는 돌기(211)가 포 함됨으로써 빛의 확산까지가 일어나게 된다.
빛의 확산은 일정의 은폐성을 부여하게 되므로, 광학 구조를 은폐하기 위해 별도로 포함되는 확산필름을 생략하여도 무방하게 된다.
즉 광학 구조는 기재 하단에서 출사된 빛을 정면 방향으로 모아주는 기능을 하면서, 돌기는 투명 기재 하단에서 출사된 빛을 정면 또는 경사면으로 확산시켜주는 기능을 한다. 이와 같이 이중 특성을 가짐으로써 프리즘과 확산필름의 기능을 복합화한 필름을 제공하게 되는 것이다.
또한 돌기로 인해 접촉면적을 줄일 수 있음으로써 기존의 프리즘 필름의 보호를 위해 사용되는 보호필름의 사용을 생략함으로써 비용과 효율을 증가시킬 수 있다.
이와 같은 돌기를 구현하는 방법에는 각별히 한정이 있는 것은 아니나, 그 일예로 유기계 또는 무기계 입자를 광학 구조의 표면에 돌출시켜 형성할 수 있다.
이와 같은 경우의 광학 시트의 단면을 도 3으로 나타내었다. 도 3을 참조하면, 광학 구조면(200)을 형성하는 광학구조(210)에 형성된 돌기(211)는 입자(211a)의 돌출에 의해 형성된 것일 수 있다. 이는 도 3의 확대도로부터 용이하게 확인될 수 있다.
이때 입자는 무기계 또는 유기계 입자일 수 있으며, 그 일예로는 구체적으로는 메틸메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 히드록시에틸메타크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메티롤아크릴아미드, 글리시딜메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 노말부틸아크릴레이트, 2-에틸 헥실아크릴레이트 중합체 등의 아크릴계, 폴리에틸렌, 폴리스타이렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 입자, 아크릴과 올레핀계의 공중합체, 단일중합체의 입자를 형성 후 그 층위에 다른 종류의 단량체로 덮어 쓰워서 만드는 다층 다성분계 입자 등의 유기 입자를 들 수 있다. 그밖에 산화규소, 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화지르코늄, 마그네슘 등의 무기계 입자를 사용할 수 있다.
이와 같은 유기계 또는 무기계 입자를 이용하여 광학 구조에 돌기를 형성할 수 있는데, 그 크기는 도막의 두께 및 구조, 특히 광학 구조의 형상에 따라 달라질 수 있으나, 적어도 입자의 장축을 기준하였을 때 단일 광학 구조의 높이 또는 밑변의 길이를 넘지 않는 것이 바람직하다. 구체적으로는 입자의 크기는 0.1 내지 100마이크론인 것이다. 만일 입자의 크기가 지나치게 커지면 돌출된 부분이 지나치게 높아서 광학 구조의 꼭지면에 손상을 초래할 수 있다.
또한 광학 구조에 포함되는 유기계 또는 무기계 입자의 함량은 경화성 수지 100중량부에 대해 0.1 내지 100중량부인 것이 확산성을 유도하는 측면에서 유리할 수 있다.
광학 구조에 돌기를 형성하기 위한 다른 일 구현예로는 패턴을 구현하는 수단, 일예로 직접적으로 패턴을 구현하는 인각 롤이나 간접적으로 패턴을 구현하는 수지 몰드에, 돌기 형상을 음각하고 이로부터 패턴을 구현함으로써 광학구조 표면에 돌기를 형성할 수도 있다.
이와 같은 경우에는 입자를 이용하여 돌출시켜 돌기를 형성하는 것에 비하여 동일 경화성 수지 조성 하에서는 광확산성은 다소 떨어지고 집광 효율은 증가할 수 있다. 즉 헤이즈값은 다소 낮아지고 휘도값은 향상될 수 있다.
따라서 광학 시트에서 요구되는 광확산성 내지는 집광효율을 고려하여 돌기 형성의 방법을 선택적으로 적용할 수 있음은 물론이다.
한편, 광학 구조면을 이루는 다수의 광학 구조는 통상의 삼각 프리즘 구조, 즉 그 단면이 삼각형인 기둥형상일 수도 있고, 그 외에 단면이 다각형, 반원형, 반타원형 등인 기둥형상이거나, 삼각뿔, 사면체, 원뿔, 마이크로렌즈형일 수 있다. 특히 화상 정면으로의 집광효율 측면에서는 광학 구조가 삼각 프리즘인 것이 바람직하다.
광학 기재면이 형성되는 투명 기재층(100)은 투명한 지지체면 어떤 것이든 사용가능하여 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리스틸렌, 에폭시 등을 사용할 수 있으며, 주로 폴리카보네이트와 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용할 수 있다. 이러한 플라스틱 지지체는 도포되는 수지에 대하여 접착력을 가져야 하며 자체 내의 광투과도가 높아 광확산층에 영향을 주어서는 안되며 표면의 평활도가 균일하여 휘도의 편차가 없어야한다. 플라스틱 지지체의 두께는 10 내지 1000 마이크론이 적당하며 보다 바람직하게는 25 내지 500 마이크론이 적당하다.
이러한 투명 플라스틱 기재 위에 플라스틱 기재보다 굴절률이 높은 투명한 경화형 수지를 이용하여 정면 휘도 상승을 위한 상기와 같이 표면에 돌기가 형성된 광학 구조를 형성한다.
한편, 본 발명의 광학 구조면을 포함하는 광학 필름은 광학 구조면이 형성된 투명기재의 나머지 일면에 입자분산층을 더 형성할 수 있다. 이의 단면은 도 4에 나타낸 것과 같다.
도 4를 참조하면, 입자분산층(300)은 투명한 유기 바인더와 유기 또는 무기 입자로 구성된다. 입자분산층은 플라스틱 지지체와 접착성이 좋으며 입자들과 상용성이 좋은 수지를 사용할 수 있는데, 구체적으로는 불포화폴리에스터, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트,이소부틸메타크릴레이트,노말부틸메타크릴레이트,노말부틸메틸메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 히드록시에틸메타크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트, 히드록시 에틸아크릴레이트, 아크릴아미드, 메티롤아크릴아미드, 글리시딜메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 노말부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 중합체 혹은 공중합체 혹은 삼원 공중합체 등의 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계 멜라민계 등을 들 수 있으며, 내열성, 내마모성, 접착성을 높이기 위하여 경화제를 사용하여 수지의 피막을 단단하게 하여 사용할 수도 있다.
입자분산층을 제조하는데 있어 사용하는 입자는 다양한 유기 및 무기의 입자들이 사용된다. 대표적으로 사용되는 입자는 메틸메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 히드록시에틸메타크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메티롤아크릴아미드, 글리시딜메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 노말부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 중합체 등의 아크릴계, 폴리에틸렌, 폴리스타이렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 입자, 아크릴과 올레핀계의 공중합체, 단일중합체의 입자를 형성 후 그 층위에 다른 종류의 단량체로 덮어 쓰워서 만드는 다층 다성분계 입자 등의 유기 입자가 있다. 그밖에 산화규소, 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화지르코늄, 불화마그네슘 등의 무기계 입자가 사용되어진다.
입자분산층에 사용되는 입자의 크기는 도막의 두께에 따라 다르지만 0.1내지 20 마이크론의 입자가 바람직하며, 입자가 클 경우에는 돌출된 부분이 지나치게 높아서 광학 구조의 꼭지면에 손상을 초래할 수 있으므로, 바람직하게는 0.1 내지 10마이크론의 입자인 것이 좋다.
입자분산층을 형성함에 있어서 유기 바인더에 대한 입자의 함량은 바인더 100중량부당 0.1내지 100중량부인 것이 바람직하며, 입자의 사용량이 많을 경우 유기입자의 경우는 광확산이 되거나, 무기입자의 경우 빛이 입자 표면에서 반사되어 오히려 광 효율이 감소하므로 바람직하게는 1 내지 50 중량부인 것이 좋다.
또한 개별 입자에서 입자의 돌출이 많은 경우 돌출된 입자에 의해 프리즘 꼭지점 손상을 가져올 수 있으므로 개별 입자의 돌출부분이 입자 직경의 50%를 넘지 않도록 돌출되는 것이 좋다.
입자분산층에는 이러한 입자 뿐만 아니라 백라이트 유니트를 제조할 때 생길수 있는 먼지나 불순물이 생기는 것을 방지하기 위해 내오염성을 부여하는 대전방지제를 더 첨가할 수도 있다. 대전방지제는 4차아민계, 음이온계, 양이온계, 비이온계, 플로라이드계 등 다양한 것을 사용할 수 있다.
이렇게 하여 투명 플라스틱으로 이루어진 기재 필름의 한쪽 면에 투명한 경화형 수지(필요에 따라 입자 포함)로 구성된 집광 및 확산 특성을 갖는 구조를 형 성하고, 그 반대 면에 투명성 유기 바인더와 유기 또는 입자로 이루어진 입자분산층을 도포함으로써 충격, 진동 및 취급상의 손상 방지가 가능한 광학 프리즘 필름을 제조할 수 있다.
이와 같이 얻어진 광학 구조면을 포함하는 필름을 백라이트 유니트에 사용시에는 적어도 두 장을 겹쳐서 사용하는 것이 바람직하다.
두 장의 광학필름이 적층되면 상부의 광학필름의 입자분산층(300)의 돌출된 입자와 표면에 돌기를 포함하는 광학 구조면(200)이 인접하게 되므로 광학 필름간의 접촉면적을 줄이므로 낱장 분리 또는 이동시 발생할 수 있는 비구조화된 표면의 손상을 방지할 수 있고, 광학 구조면의 꼭지면과 입자분산층의 돌출된 입자가 접촉하게 되므로 광학 필름간의 접촉면적을 줄이고 입자에 의한 완충 작용으로 인해 광학 필름의 광학 구조의 손상이나 비구조화된 표면의 손상을 방지할 수 있게 된다.
또한 광학 구조의 표면에 돌기를 포함함에 따라 확산기능을 부여할 수 있어 별도의 확산필름의 장착을 생략할 수도 있다.
또한 입자분산층은 필름을 겹쳐서 사용할 때 또는 취급시 충격, 진동 및 마찰에 의한 필름 또는 시트의 광학구조 및 표면 손상을 방지할 수 있다.
한편 도 1 내지 도 4에는 본 발명의 일 실시예를 도시한 것이나, 여기에 도시된 광학 구조에 포함되는 돌기의 수나 형상, 입자의 수나 형상 및/또는 입자분산층에 포함되는 입자의 수나 형상에 한정되는 것이 아님은 물론이다.
이하 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
90 중량부의 아크릴릭폴리올, 10 중량부의 이소시아네이트를 용매로 메틸에틸케톤 200 중량부, 톨루엔 100 중량부에 용해시키고 PMMA 입자(5마이크론 단분산 입자) 10 중량부와 4급 아민계 대전방지제 2중량부를 분산시켜 입자분산층 조액을 제조하였다.
입자분산층 조액을 폴리에틸렌테레프탈레이트 기재 필름(125마이크론)의 한쪽 면에 그라비아를 사용하여 도포하고 100℃에서 30초간 건조 후 두께 6㎛, 입자를 포함하지 않는 수지만의 두께 4미크론이 되도록 입자분산층을 형성한 필름을 제조하였다.
그 다음 폴리에틸렌테레프탈레이트 기재 필름의 다른 일면에 아크릴계 자외선 경화형 수지 70중량부, 광개시제 5중량부 및 입경 5 마이크론의 PMMA 입자 25중량부를 혼합하여 코팅 후 자외선에 노출시킨 후 꼭지점의 각도가 90도, 프리즘간의 간격이 50미크론, 높이가 25미크론인 프리즘 모양을 형성시켜 입자로 인한 돌기가 형성된 광학 구조를 갖는 프리즘 시트를 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광학용 프리즘 시트를 제조하되, 다만 광 학 구조를 원뿔 형태로 형성하였다.
실시예 3
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광학용 프리즘 시트를 제조하되, 다만 광학 구조면 형성에 있어서 조액을 경화성 수지 100중량부 및 PMMA입자 10중량부로 변경하였다.
실시예 4
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광학용 프리즘 시트를 제조하되, 다만 광학 구조면 형성에 있어서 조액 중 PMMA 입자를 1마이크론인 것을 사용하였다.
실시예 5
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광학용 프리즘 시트를 제조하되, 다만 입자분산층 조액을 폴리에틸렌테레프탈레이트 기재 필름(125마이크론)의 한쪽 면에 그라비아를 사용하여 도포하고 100℃에서 30초간 건조 후 두께 5㎛, 입자를 포함하지 않는 수지만의 두께 2미크론이 되도록 입자분산층을 형성한 필름을 제조하였다
실시예 6
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광학용 프리즘 시트를 제조하되, 다만 입자의 직경이 15마이크론인 것을 사용한 입자분산층 조액을 폴리에틸렌테레프탈레이트 기재 필름(125마이크론)의 한쪽 면에 그라비아를 사용하여 도포하고 100℃에서 30초간 건조 후 두께 15㎛, 입자를 포함하지 않는 수지만의 두께 8미크론이 되도록 입자분산층을 형성하였다.
실시예 7
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광학용 프리즘 시트를 제조하되, 다만 대전방지제를 사용하지 않은 입자분산층 조액을 사용하였다.
실시예 8
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광학용 프리즘 시트를 제조하되, 다만 기재 필름 위에 입자분산층을 제외하였다.
실시예 9
상기 실시예 1에 있어서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 기재 필름의 이면에 아크릴계 자외선 경화형 수지 70중량부 및 광개시제 5중량부를 혼합하여 코팅 후 자외선에 노출시킨 후 꼭지점의 각도가 90도, 프리즘간의 간격이 50미크론, 높이가 25미크론인 프리즘 모양을 형성시키되, 높이 1㎛로 반구형의 돌기 형상이 음각된 인각롤을 이용하여 프리즘 모양을 형성시킴으로써 표면에 돌기를 포함하는 광학 구조를 갖는 프리즘 시트를 제조하였다.
실시예 10
상기 실시예 1에 있어서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 기재 필름의 이면에 아크릴계 자외선 경화형 수지 70중량부 및 광개시제 5중량부를 혼합하여 코팅 후 자외선에 노출시킨 후 꼭지점의 각도가 90도, 프리즘간의 간격이 50미크론, 높이가 25미크론인 프리즘 모양을 형성시키되, 패턴 형성 수단으로 높이 1㎛의 반구형 돌기 형상이 음각된 수지 몰드를 이용하여 프리즘 모양을 형성시킴으로써 표면에 돌기를 포함하는 광학 구조를 갖는 프리즘 시트를 제조하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 기재 필름 위에 입자분산층을 생략하고, 입자를 포함하지 않는 프리즘 조액을 사용하여 광학구조를 형성하였다.
비교예 2
상기 실시예 1에서 입자를 포함하지 않는 프리즘 조액을 사용하여 광학구조를 형성하였다.
비교예 3
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광학용 프리즘 시트를 제조하되, 다만 입자의 크기가 50nm인 실리카 입자를 25중량부 사용한 프리즘 조액으로부터 광학구조를 형성하여 광학구조 표면에 입자가 돌출되지 않도록 하였다.
상기 실시예 및 비교예로부터 얻어진 광학 필름에 대하여 헤이즈, 휘도, 표면저항 및 프리즘 꼭지점의 손상 개수를 측정하였으며 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다. 구체 평가 방법은 다음과 같다.
(1) 전광투과율 및 헤이즈 측정
Nippon Denshoku NDH2000 Haze meter를 이용하여 헤이즈를 비교하였다.
이 중 "헤이즈(%) = 확산광 / 전광투과광 X 100"으로 확산성을 측정하는 지표로 사용하였다.
(2) 휘도
17인치 LM170E01(한국 희성전자) Model에 기 사용된 프리즘 시트를 빼고 상 기 제작된 광학 시트를 아래와 같이 올리고 BM7(일본 TOPCON사) 휘도계를 사용하여 13point 휘도를 측정하여 평균값을 구한다.
광학시트의 구성은,
먼저 실시예 1 내지 10에 따라 얻어진 각각의 시트는 각각 두장을 직교하도록 적층하였으며, 그 하부에는 도광판을 두었다(도광판+실시예+실시예).
비교예 1 내지 3의 경우는 도광판+확산필름+비교예+보호필름 순으로 적층하였다.
(3) 표면저항
KEITHLEY238(KEITHLEY사) 표면 저항 측정기를 이용하여 저항값을 구하였다.
(4) 프리즘 꼭지점의 손상
프리즘 시트 두 장을 직교되게 적층 후 진동시험 측정기에서 일정 충격을 가한 후 전자주사 현미경을 이용하여 1 센티미터 X 1센티미터의 일정 면적 당 손상 프리즘의 개수를 측정한다.
헤이즈(%) 휘도(cd/m2) 표면저항(Ω/□) 프리즘 꼭지점 손상 개수 (개/cm2)
만족기준 - - 1012 이하 손상 없을 것
실시예 1 50 2,010 1011 없음
실시예 2 50 2,008 1011 없음
실시예 3 30 2,013 1011 없음
실시예 4 55 2,010 1011 없음
실시예 5 50 2,010 1011 3
실시예 6 50 2,010 1011 없음
실시예 7 50 2,010 1014 없음
실시예 8 50 2,010 1014 5
실시예 9 40 2,014 1011 없음
실시예 10 40 2,013 1011 없음
비교예 1 5 2,007 1014 7
비교예 2 5 2,007 1011 없음
비교예 3 40 1,970 1011 없음
상기 표 1의 결과로부터, 본 발명에 따른 광학 구조면을 포함하는 필름의 경우 광학 구조 표면에 돌기를 포함함으로써 확산성의 지표인 헤이즈값이 향상되었으며, 두개의 필름을 적층하고 확산필름 및 보호필름을 생략하여 측정한 휘도 실험의 결과에서도 고휘도를 나타내었다. 또한 그 결과는 돌기의 형성 방법에 크게 영향을 받지 않고 동등한 결과를 보여 주었다. 특히 입자분산층을 갖는 경우에는 작업시 스크래치나 정전기에 의한 이물 부착 등을 방지할 수 있어서 프리즘 꼭지점의 손상을 더욱 줄일 수 있음을 알 수 있다. 더불어서 대전방지제를 입자분산층에 포함하는 경우에는 표면저항이 더욱 만족스러운 결과를 나타내었으며, 두개의 프리즘 필름을 적층하였을 때 프리즘 꼭지점의 손상이 없음을 알 수 있다.
그러나 입자분산층을 가지나 프리즘 구조에 돌기를 포함하지 않는 경우에는 프리즘 자체의 확산성능이 없어 별도의 보호필름을 사용하여야 함을 알 수 있고, 프리즘 구조에 입자를 포함하나 구조면의 표면으로 돌출되지 않을 경우 역시 광학필름 자체의 헤이즈는 상승되나, 표면에서의 광의 확산을 유도하기 어려워 별도의 확산성 보호필름을 사용하여야 한다.
또한 프리즘 구조에 돌기를 포함하지 않고 또한 입자 분산층도 갖지 않을 경우 광확산성을 갖지 못하며 이에 따른 보상차원에서 별도의 확산필름을 적층하여 측정하여 추가 비용이 소요될 뿐 아니라 작업성 또한 감소하였다. 또한 프리즘 꼭지점의 손상이 발생되었다.
도 1은 본 발명 광학 필름의 일 실시예를 보여주는 단면도.
도 2는 본 발명 광학 필름의 광확산 메카니즘을 보여주는 모식도.
도 3은 본 발명 광학 필름의 다른 일 실시예을 보여주는 단면도.
도 4는 본 발명 광학 필름의 또 다른 일 실시예를 보여주는 단면도.
<도면 주요부호의 설명>
100 - 투명기재 200 - 광학 구조면
210 - 광학 구조 211 - 돌기
211a - 입자
300 - 입자분산층 301 - 입자

Claims (14)

  1. 투명 기재의 일면에, 경화성 수지 조성물로 이루어진 다수의 광학구조를 갖는 광학 구조면을 포함하는 광학 시트에 있어서,
    광학구조는 표면에 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  2. 제 1 항에 있어서, 돌기는 단면이 반원인 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 돌기는 광학구조의 높이를 기준으로 하여 0.1 내지 50%에 해당되는 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  4. 제 3 항에 있어서, 돌기는 광학구조의 높이를 기준으로 하여 4 내지 20%에 해당되는 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  5. 제 1 항에 있어서, 돌기는 유기계 또는 무기계 입자가 광학 구조의 표면에 돌출되어 형성된 것임을 특징으로 하는 광학 시트.
  6. 제 5 항에 있어서, 유기계 또는 무기계 입자는 크기가 0.1 내지 100마이크론인 것임을 특징으로 하는 광학 시트.
  7. 제 6 항에 있어서, 유기계 또는 무기계 입자는 경화성 수지 100중량부에 대해 0.1 내지 100중량부로 포함되는 것임을 특징으로 하는 광학 시트.
  8. 제 1 항에 있어서, 돌기는 돌기 형상이 음각된 인각 롤에 의해 형성된 것임을 특징으로 하는 광학 시트.
  9. 제 1 항에 있어서, 돌기는 돌기 형상이 음각된 수지 몰드에 의해 형성된 것임을 특징으로 하는 광학 시트.
  10. 제 1 항에 있어서, 광학 구조는 단면이 삼각형, 다각형, 반원형 또는 반타원형인 기둥형태, 사면체, 원뿔 및 마이크로렌즈 형태 중에서 선택된 형상을 갖는 것임을 특징으로 하는 광학 시트.
  11. 제 1 항 또는 제 10 항에 있어서, 광학 구조는 단면이 삼각형인 기둥형태인 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  12. 제 1 항에 있어서, 투명 기재의 나머지 일면은 투명 바인더 및 입자를 포함하는 조성으로 이루어지고, 표면에 입자가 돌출된 입자분산층을 포함하는 것임을 특징으로 하는 광학 시트.
  13. 제 12 항에 있어서, 입자분산층은 입자가 돌출된 높이가 입자 크기의 50%를 넘지 않는 것임을 특징으로 하는 광학 시트.
  14. 제 12 항에 있어서, 입자분산층은 대전방지제를 포함하는 것임을 특징으로 하는 광학 시트.
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