KR100575914B1 - 적층 광학 필름, 그의 제조방법 및 그를 사용한 액정 표시장치 - Google Patents

적층 광학 필름, 그의 제조방법 및 그를 사용한 액정 표시장치 Download PDF

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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 면적이 상이한 다수의 광학 필름의 적층물로 구성된 적층 광학 필름을 제조하는 방법으로서, 서로 평행한 다수의 직사각형 정공을 갖는 광학 필름(B)을 광학 필름(A)의 하나 이상의 표면상에 적층시켜 적층물을 형성하는 단계; 및 상기 적층물을 다수의 조각으로 절단하여 적층 광학 필름을 수득하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.

Description

적층 광학 필름, 그의 제조방법 및 그를 사용한 액정 표시 장치{LAMINATED OPTICAL FILM, METHOD FOR PRODUCING THE SAME FILM AND LIQUID-CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME FILM}
도 1은 본 발명에서 광학 필름(A)으로서 사용된 편광판의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명에서 광학 필름(A)으로서 사용된 위상차 필름-함유 편광판의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 적층 광학 필름을 나타내는 전면도 및 단면도이다.
도 4는 적층 전 광학 필름(A 및 B)을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 롤에 의한 접착을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 적층물이 제품 크기로 절단된 경우 광학 필름(A 및 B)의 적층물의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 7은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 8은 종래 기술의 액정 표시 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 이형 필름
2 접착제
3a,3b 보호필름
4 편광자
5 편광판
6a,6b 접착제
7 시인각 보상 필름
본 발명은 우수한 가공 특성과 우수한 치수 정확성을 가질 뿐만 아니라 액정 셀상에 접착된 후의 재생작업성이 우수한, 액정 표시 장치용 적층 광학 필름에 관한 것으로서, 상기 적층 광학 필름의 제조방법; 및 상기 적층 광학 필름을 사용하는 액정 표시 장치를 제공한다.
최근 몇 년 동안 휴대폰의 보급에 따라 액정 표시 소자의 내충격성 및 액정 표시 장치의 공간 절약이 요구되고 있다. 이러한 두가지 요건을 만족시키기 위해서는, 액정 표시 장치를 구성하는 액정 셀에 후면광 유닛(backlight unit)을 접합해야 한다. 공간 절약을 위해서는, 기계적인 접합 방법이 아닌 양면 접착 테이프 등을 사용한 고정 방법이 사용된다. 양면 접착 테이프는, 공간 절약을 위해 액정 셀 기판상에 접착될 장소가 없기 때문에, 액정 셀상에 접착된 광학 필름상에 접착된다.
도 8은 종래의 액정 표시 장치의 구성을 나타내는 단면도이다. 위상차판(22 및 22') 및 편광판(21 및 21')이 유리 기판(23 및 23') 각각의 양면상에 순차적으로 적층된다. 휘도 향상 필름(26)을 후면광측 편광판(21)상에 추가로 적층한다. 휘도 향상 필름(26)은 양면 접착 테이프(29)를 통해 후면광 유닛(34)에 결합된다. 이러한 후면광이 구비된 액정 표시 장치에서는 휘도를 향상시키기 위해 휘도 향상 필름이 사용된다. 편광판과 상기 편광판상에 접착된 휘도 향상 필름의 조합으로 구성되는 편광판-일체형 휘도 향상 필름이 종종 사용된다. 서로 동일한 크기의 편광판 및 휘도 향상 필름을 서로 접착시켜 제조한 적층 광학 필름이 일반적으로 편광판-일체형 휘도 향상 필름으로서 사용된다.
상기 적층 광학 필름은 액정 표시 장치의 표시 스크린보다 큰 크기로 가공된다. 액정 셀의 표시가능한 범위가 광학 필름에 의해 커버되도록 상기 광학 필름을 액정 셀상에 접착하여 광학 필름으로 들어가는 후면광로부터의 광의 일부가 필름의 단부에서 유실되는 현상을 방지한다.
그러나, 양면 접착 테이프가 후면광측 광학 필름부상에 직접 접착될 경우 후면광 유닛은 액정 셀(그 위에 광학 필름이 상기 기술한 바와 같이 접착된다)에 접착되기 때문에, 각각의 필름을 접착시키기 위한 접착 강도가 약한 접착층 또는 그 밖의 접착 강도가 약한 층이 존재하면, 모듈 재생작업 단계에서 문제가 발생한다. 즉, 후면광 유닛이 액정 셀에 접착된 후 후면광에서 오류가 발생되어 후면광을 탈착시키는 재생작업이 수행될 때, 광학 필름이 파손될 가능성이 있다. 또한, 낙하 충격과 같은 높은 강도의 충격이 주어지면, 광학 필름이 파손되는 문제가 발생되는데, 이는 액정 셀과 후면광 유닛 사이의 접속부인 적층 광학 필름상으로 힘이 집중되기 때문이다. 특히, 휘도 향상 필름은 종종 다수의 층의 적층물로서 제공되기 때문에 접착 강도가 약하다. 따라서, 휘도 향상 필름에서 문제가 발생하기 쉽다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 문제를 해결할 수 있는, 우수한 가공 특성 및 우수한 치수 정확성을 가질 뿐만 아니라 액정 셀상에 접착된 후의 재생작업성이 우수한, 액정 표시 장치용 적층 광학 필름, 이러한 적층 광학 필름의 제조방법 및 상기 적층 광학 필름을 사용한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따라, 면적이 상이한 다수의 광학 필름의 적층물로 구성된 적층 광학 필름의 제조방법으로서, 서로 평행한 다수의 직사각형 정공을 갖는 광학 필름(B)을 광학 필름(A)의 하나 이상의 표면상에 적층시켜 적층물을 형성하는 단계; 및 상기 적층물을 다수의 조각으로 절단하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 제조방법에서, 광학 필름(A)은 편광판인 반면 광학 필름(B)은 휘도 향상 필름이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 제조방법에서, 광학 필름(A)은, 광학 필름(A)이 광학 필름(B)상에 접착된 표면의 반대면상에 적층된 하나 이상의 위상차 필름 또는 시인각 보상 필름을 포함하는 광학 필름이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 제조방법에서, 광학 필름(B)은 콜레스테릭 액정과 λ/4 판의 조합으로 구성된 광학 필름이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 제조방법에서, 광학 필름(A) 및 광학 필름(B)은 감압성 접착제를 통해 서로 적층된다.
본 발명에 따르면, 상기 방법에 의해 제조된 적층 광학 필름으로서, 상기 광학 필름(A)으로부터 형성된 돌출부를 갖고 평면으로 절단된 하나 이상의 측면을 갖는 적층 광학 필름이 제공된다.
본 발명에 따르면, 액정 셀, 및 액정 셀의 하나 이상의 표면상에 배치된 하나 이상의 상기 적층 광학 필름을 포함하는 액정 표시 장치가 제공된다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서, 적층 광학 필름의 돌출부중 하나 이상이 양면 접착 테이프를 통해 표면 광원상에 접착된다.
본 발명의 특징 및 장점은 첨부된 도면과 바람직한 실시태양에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백할 것이다.
본 발명에 따른 적층 광학 필름 및 그의 제조방법에 대한 실시태양은 이후 도 1 및 2, 도 3a 및 3b, 도 4 내지 도 6을 참조하여 기술된다.
본 발명에 따른 제조방법에 의해 수득된 적층 광학 필름은 도 3a 및 도 3b에 도시된 구조를 갖는다. 즉, 적층 광학 필름은, 광학 필름(A)(11: 제 1 광학 필름)의 면적이 광학 필름(B)(12: 제 2 광학 필름)의 면적보다 크고; 광학 필름(A)(11)이 폭 방향의 양 단부에 돌출부를 갖고; 적층 광학 필름이 평면으로 절단된 하나 이상의 측면을 갖는 기본 구조를 갖는다. 적층 광학 필름의 길이(L)는 본 발명에 따라 특별한 제한없이 변경된다. 상기 길이(L)는 일반적으로 10 내지 150mm이다. 적층 광학 필름의 폭(D) 또한 특별한 제한없이 본원에 따라 변경된다. 상기 폭(D)은 일반적으로 10 내지 150mm이고, 바람직하게는 20 내지 70mm이다. 광학 필름(A)상에 적층된 광학 필름(B)의 폭(d1)은 일반적으로 8 내지 150mm이다. 광학 필름(A)은 광학 필름(B)의 폭 방향의 양 단부로부터 1 내지 4mm의 폭만큼의 돌출부(d2)를 갖는다. 광학 필름(A)에서 돌출부(d2) 각각의 폭이 1mm보다 작으면, 양면 접착 테이프가 상기 돌출부에 접착될 수 없어 표면 광원이 상기 돌출부상에 결합될 수 없다. 돌출부(d2) 각각의 폭이 4mm보다 크면, 돌출부가 표시 스크린 범위와 중복되어 표시 품질이 저하된다. 또한, 적층 광학 필름은 광학 필름(A) 및 (B) 이외에 임의의 적절한 광학층을 추가로 함유하는 적층물로서 제공될 수 있다.
한편, 본 발명에 따라 제조된 적층 광학 필름은 절단된 적층 광학 필름으로서 수득된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 서로 평행한 다수의 직사각형 정공을 갖는 광학 필름(B)(15)은 소정의 크기를 갖는 광학 필름(A)(14)상에 적층되어 광학 필름 적층물(18)을 형성한다(도 5). 광학 필름 적층물(18)은 적절한 절단기에 의해 다수의 조각으로 절단된다. 다수의 조각중 하나인 절단된 적층 광학 필름을 절단된 크기를 갖는 액정 표시 소자로서 사용할 수 있다. 또한, 절단된 적층 광학 필름은 폭 방향의 양 단부에 돌출부를 갖는다. 돌출부는 광학 필름(B)이 적층되지 않은 광학 필름(A)으로만 구성된다. 따라서, 양면 접착 테이프와 같은 접착제 유닛을 돌출부중 하나에 제공할 수 있다. 표면 광원(후면광)을 접착제 유닛을 통해 돌출부상에 접착시킬 때, 표면 광원이 상기 적층된 광학 필름에 밀접하게 접착될 수 있다는 장점이 있다.
본원에서 사용되는 양면 접착 테이프의 종류 및 재질은 특별히 제한되지 않는다. 종래 기술분야에 공지된 양면 접착 테이프를 적절히 사용할 수 있다.
본 발명에서는, 액정 표시 장치에 사용될 수 있는 한, 임의의 필름이 특별한 제한없이 광학 필름 적층물을 구성하는 각각의 광학 필름(A) 및 (B)로서 사용될 수 있다. 양면 접착 테이프의 양호한 접착성 및 우수한 재생작업성의 관점에서, 편광판 및 휘도 향상 필름을 각각 광학 필름(A) 및 (B)로서 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 사용되는 액정 셀에 따라, 감압성 접착제를 통한 편광판, 및 하나 이상의 위상차 필름 또는 시인각 보상 필름의 적층물을 광학 필름(A)으로서 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 제조방법에서, 도 1에 도시한 바와 같이 편광판을 광학 필름(A)으로서 사용할 때, 광학 필름(A)은 요오드 또는 2색성 염료가 흡착되어 배향된 합성 수지 필름(예를 들면, 폴리비닐 알콜 필름)으로 이루어진 편광 소자(4)의 양면상에 트리아세틸 셀룰로즈(TAC) 필름과 같은 보호 필름(3a 및 3b)이 접착된 구조를 갖는다. 페이퍼 스트립과 유사한 모양의 편광판에서, 접착층(2a)이 TAC 필름중 하나의 필름(3a)의 외면상에 제공되어 광학 필름(A)이 접착층(2a)에 의해 액정 셀에 결합될 수 있다. 이형 필름(1)이 상기 접착층(2a)상에 추가로 접착된다.
접착층의 두께는 일반적으로 약 10 내지 약 35㎛이고, 이형 필름의 두께는 일반적으로 약 15 내지 약 100㎛이다.
즉, 본 발명에서 사용되는 편광판의 기본 구조는 다음과 같다. 보호층으로서 작용하는 투명 보호 필름이 적절한 접착층을 통해 편광 소자의 양면중 하나 또는 각각에 결합된다. 예를 들면, 편광 소자는 합성 수지 필름의 염색, 가교결합, 연신 및 건조에 의해 형성된 2색성 물질-함유 폴리비닐 알콜계 편광 필름으로 제조된다. 예를 들면, 접착층은 비닐 알콜계 중합체로 제조된다.
편광 소자(편광 필름)로는, 요오드 또는 2색성 염료와 같은 2색성 물질을 사용하는 염색 가공, 연신 가공 및 가교결합 가공과 같은 적절한 가공을 적절한 순서와 방법으로 실시한 적절한 비닐 알콜계 중합체(예를 들면, 폴리비닐 알콜 또는 부분적으로 포르말화된 폴리비닐 알콜)의 필름으로서, 자연광이 상기 편광 소자상에 입사할 때 직선으로 편광된 광을 투과시킬 수 있는 적절한 편광 소자를 사용할 수 있다. 특히, 투광성 및 편광도 면에서 우수한 편광 소자가 바람직하게 사용된다. 편광 소자의 두께는 특별히 제한되지 않는다. 편광 소자의 두께는 일반적으로 바람직하게는 1 내지 80㎛, 특히 2 내지 40㎛이다.
투명 보호층으로서 기능하고 편광 소자(편광 필름)의 양면중 하나 또는 각각에 제공되는 보호 필름의 물질로서, 적절한 투명 필름을 사용할 수 있다. 특히, 투명성, 기계적 강도, 열 안정성 및 수분 차폐성 면에서 우수한 중합체 필름을 보호 필름으로서 사용하는 것이 바람직하다. 중합체의 예로는 트리아세틸 셀룰로즈와 같은 아세테이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르-설폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리노르보넨계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리올레핀계 수지 및 아크릴계 수지를 들 수 있다. 그러나, 상기 중합체는 이들로써 한정되지 않는다. 투명 보호 필름의 두께는 임의적이지만 편광판의 두께를 감소시키기 위해 일반적으로 500㎛ 이하, 바람직하게는 5 내지 300㎛로 설정된다. 또한, 투명 보호 필름이 편광 필름의 양면상에 제공될 때, 사용되는 투명 보호 필름은 그의 전면과 후면의 물질이 상이하도록 각각 상이한 중합체로 제조될 수 있다.
보호층으로서 사용되는 투명 보호 필름은, 본 발명의 목적에서 벗어나지 않는한 경질 피막 처리, 반사방지 처리 또는 접착방지, 확산 또는 섬광방지 처리된 필름일 수 있다. 경질 피막 처리는 편광판의 표면이 손상되지 않도록 하기 위한 기술이다. 예를 들면, 경도, 미끄럼 특성 등이 우수하고 실리콘계 수지와 같은 적절한 자외선 경화성 수지로 이루어진 경질 코팅 필름을, 예를 들면 부착 방법에 의해 투명 보호 필름의 표면상에 형성할 수 있다.
한편, 반사방지 처리는 외광이 편광판의 표면에 의해 반사되지 않도록 하기 위한 기술이다. 반사방지 처리는 종래 기술에 따라 반사방지 필름의 형성에 의해 달성될 수 있다. 접착방지 처리는 투명 보호 필름이 인접 층에 가까이 접착되지 않도록 하기 위해 제공된다. 섬광방지 처리는 편광판을 통해 투과된 광의 시인이 편광판의 표면에 의해 반사된 외광에 의해 방해받지 않도록 하기 위한 기술이다. 예를 들면, 섬광방지 처리는 적절한 방법(예를 들면, 샌드 블라스팅 또는 엠보싱을 사용하는 표면 조면화 방법, 또는 투명 미립자 혼합 방법)에 의해 투명 보호 필름의 표면상에 부여된 미세 요철 구조에 의해 달성될 수 있다.
예를 들면, 평균 입경이 0.5 내지 20㎛인 투명 미립자를 상기 투명 미립자로서 사용할 수 있다. 투명 미립자 물질은 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 산화주석, 산화인듐, 산화카드뮴 및 산화안티몬을 포함한다. 전기전도성을 갖는 무기 미립자를 사용하거나 가교결합된 또는 비가교결합된 중합체 입상 물질로 이루어진 유기 미립자를 상기 투명 미립자로서 사용할 수 있다. 사용되는 투명 미립자의 양은 일반적으로 투명 수지 100질량부를 기준으로 2 내지 70질량부, 특히 5 내지 50질량부이다.
투명 미립자-함유 섬광방지층은 투명 보호층 자체 또는 상기 투명 보호층의 표면상에 적용된 층으로서 제공될 수 있다. 또한, 섬광방지층은 확산층으로서 기능하여(시인각 보상 기능 등) 편광판을 통해 투과된 광을 확산시킴으로써 시인각을 확대한다. 또한, 반사방지층, 접착방지층, 확산층, 섬광방지층 등은 이들 층을 포함하는 시이트로 이루어진 광학 층으로서 상기 투명 보호층과는 별도로 제공될 수 있다.
보호층인 투명 보호 필름에 편광자(편광 필름)를 결합시키는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 결합 방법은 비닐 알콜계 중합체의 감압성 접착제를 통해, 또는 적어도 비닐 알콜계 중합체의 수성 가교결합제(예를 들면, 붕산, 보락스, 글루타르알데히드, 멜라민 또는 옥살산)를 포함하는 감압성 접착제를 통해 수행될 수 있다. 상기 접착층은 적용된 수용액의 건조된 층으로서 형성될 수 있다. 또 다른 접착제 또는 촉매(예를 들면, 산)를 필요에 따라 수용액과 혼합할 수 있다.
본 발명에 따른 제조방법에서, 예를 들면 도 2에 도시된 바와 같이 편광판 및 위상차 필름 또는 시인각 보상 필름으로 구성된 적층 필름이 광학 필름(A)으로서 사용되면, 광학 필름(A)은 폴리카보네이트의 연신 수지 필름으로 제조된 위상차 필름 또는 시인각 보상 필름(7)이 감압성 접착제(6b)를 통해 편광판(5)에 접착된 구조를 갖는다. 상기 적층 필름에서, 접착층(6a)은 위상차 필름 또는 시인각 보상 필름(7)의 외면상에 제공되어 광학 필름(A)이 접착층(6a)에 의해 액정 셀에 결합될 수 있도록 한다. 필요에 따라, 이형 필름이 접착층(6a)상에 접착될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 광학 필름(A 및 B)의 적층물에서, 광학 필름(B)은 콜레스테릭 액정층(10)과 λ/4 판(9)이 접착층(8b)을 통해 서로 접착된 구조를 갖고, 상기 광학 필름(B)은 λ/4 판(9)의 외면상에 제공된 접착층(8a)을 통해 편광판(5)에 접착된다.
위상차 필름의 두께는 일반적으로 약 5 내지 약 150㎛이고, 시인각 보상 필름의 두께는 일반적으로 약 5 내지 약 250㎛이다.
콜레스테릭 액정층과 λ/4 판의 조합으로 구성된 휘도 향상 필름의 두께는 일반적으로 약 30 내지 약 300㎛이다.
접착층의 두께는 일반적으로 약 10 내지 약 35㎛이고, 이형 필름의 두께는 일반적으로 약 15 내지 약 100㎛이다.
본 발명에서 사용되는 위상차판(위상차 필름)의 구체적인 예는 적절한 중합체(예를 들면, 폴리카보네이트, 폴리비닐 알콜, 폴리스티렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리프로필렌 및 기타 폴리올레핀, 폴리알릴레이트, 폴리아미드 등)의 필름을 연신하여 수득된 복굴절 필름; 액정 중합체의 배향 필름; 및 필름에 의해 지지된 액정 중합체의 배향 층을 포함한다.
본 발명에서 사용되는 시인각 보상 필름의 예는 디스코틱 액정을 트리아세틸 셀룰로즈 필름 등에 적용하여 수득된 필름, 및 위상차판을 포함한다. 통상의 위상차판으로는 그의 평면 방향으로 일축 연신되고 복굴절을 갖는 중합체 필름이 사용되지만, 시인각 보상 필름으로서 사용되는 위상차판으로는 그의 평면 방향으로 이축 연신되고 복굴절을 갖는 중합체 필름과 같은 이축 연신 필름이 사용된다. 위상차판을 형성하기 위한 원료물질 중합체로는, 위상차판의 물질로서 상기 열거된 임의의 중합체가 사용될 수 있다.
시인각 보상 필름은 액정 표시 장치의 스크린이 상기 스크린에 대해 수직으로가 아니라 비스듬히 보이는 경우라도 상이 상대적으로 뚜렷하게 보이도록 시인각을 확대시키는 필름이다.
본 발명에서 사용되는 휘도 향상 필름으로는 적절한 필름이 사용될 수 있다. 휘도 향상 필름의 예는 소정의 편광축의 직선편광을 투과시키고 다른 광을 반사시킬 수 있는 특징을 나타내는 필름, 예를 들면 유전체의 다층 박막, 또는 굴절률 이방성이 상이한 박막의 다층 적층물; 및 원편광의 좌선성 성분 및 우선성 성분중 하나는 반사하면서 다른 하나의 성분은 투과시킬 수 있는 특성을 나타내는 필름, 예를 들면 콜레스테릭 액정층, 특히 콜레스테릭 액정 중합체의 배향 필름, 또는 필름 기재상에 지지된 콜레스테릭 액정 중합체의 배향된 액정층을 함유하는 필름을 포함한다.
콜레스테릭 액정층과 λ/4 판의 조합으로 구성된 필름이 휘도 향상 필름으로서 바람직하게 사용된다.
따라서, 소정 편광축의 직선편광을 투과시킬 수 있는 유형의 휘도 향상 필름에서는, 휘도 향상 필름을 통해 투과된 광을, 편광축을 일정하게 하면서 편광판상에 직선으로 입사시키면, 상기 광은 편광판으로 인한 흡수 손실이 억제되면서 효과적으로 편광판을 통해 투과될 수 있다. 반면, 콜레스테릭 액정층과 같은 원편광을 투과시킬 수 있는 유형의 휘도 향상 필름에서는, 상기 휘도 향상 필름을 통해 원편광되는 광을 편광 소자상에 직접 입사시킬 수 있지만, 흡수 손실 억제의 측면에서는 상기 휘도 향상 필름을 통해 투과된 원편광을 위상차판에 의해 직선으로 편광시켜 직선편광을 상기 편광판상에 입사시키는 것이 바람직하다. 또한, 1/4 파장판을 위상차판으로서 사용하는 경우, 원편광을 직선편광으로 전환시킬 수 있다.
예를 들면, 가시 영역과 같은 넓은 파장 영역에서 1/4 파장판으로서 작용하는 위상차판은 파장 550nm의 광 등의 단색광에 대해 1/4 파장판으로서 기능하는 위상차층과 반파장판으로서 기능하는 위상차층과 같은 기타 위상차 특성을 나타내는 위상차층을 중첩시키는 방법에 의해 수득될 수 있다. 따라서, 편광판과 휘도 향상 필름 사이에 배치되는 위상차판은 하나의 위상차층 또는 다수의 위상차층으로 구성될 수 있다.
또한, 콜레스테릭 액정층이, 반사 파장이 상이한 2개 이상의 층의 조합으로 구성된 중첩된 배열 구조로서 형성되면, 원편광을 가시 영역과 같은 넓은 파장 영역에서 반사시킬 수 있는 층을 수득할 수 있다. 또한, 이러한 콜레스테릭 액정층에 기초하여, 넓은 파장 범위에서 투과되는 원편광을 수득할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 광학 필름(A)은 소정의 크기로 가공된 광학 필름 롤(원판 롤)로서 공급된다. 편광판 및 위상차 필름 또는 시인각 보상 필름으로 구성된 적층 필름이 광학 필름(A)으로서 사용될 때, 상기 광학 필름(A)은 편광판 및 위상차판 또는 시인각 보상 필름이 서로 접착된 후 소정 크기의 필름으로서 공급된다. 필름의 크기는 임의의 특별한 제한없이 광학 필름의 용도에 따라 적절히 결정된다. 일반적으로 필름의 폭(D2)은 150 내지 400mm이고, 필름의 길이(L2)는 150 내지 450mm이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 광학 필름(B)은 광학 필름(A)의 크기에 따라 공급되고 서로 평행한 다수의 직사각형 정공(16)이 형성되도록 적절한 절단기(예를 들면, 길로틴식 펀칭 도구(guillotine type punching tool))에 의해 절단된 필름이다. 상기 필름의 크기는 임의의 특별한 제한없이 광학 필름의 용도에 따라 적절히 결정된다. 일반적으로, 상기 필름의 폭(D3)은 150 내지 400mm이고, 상기 필름의 길이(L3)는 150 내지 450mm이다. 직사각형 정공 각각의 폭은 돌출부 각각의 폭(d2)의 두배이다(d2×2). 직사각형 정공 각각의 길이(L4)는 일반적으로 140 내지 430mm이다. 길이 방향의 직사각형 정공중 서로 인접하는 정공 사이의 거리는 적층 광학 필름의 폭(d1)과 동일하다. 정공이 서로 평행하면, 상기 정공들은 광학 필름(B)의 임의의 측면에 대해 비스듬한 방향으로 제공될 수 있다. 이러한 형상에 따르면, 광학 필름(B) 및 (A)의 적층물이 절단될 때, 표면 광원(후면광)이 돌출부를 통해 광학 필름(A)에 접착될 수 있도록 광학 필름(A)에 돌출부가 제공될 수 있다. 따라서, 이 경우, 모듈 재생작업 단계에서 접착 강도가 약한 층의 박리가, 다층 적층물인 휘도 향상 필름이 표면 광원(후면광)에 접착되는 경우에 비해 방지될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시태양에 따른 적층 광학 필름의 제조방법은 도 4 내지 도 6을 참조하여 이후 설명된다.
광학 필름을 가공하는 단계(소정의 크기로 절단하는 단계)에서, 예를 들면 필름은 광학 필름의 원판 롤로부터 소정의 공급 길이(피치)로 공급된다. 상기 필름은 절단기와 같은 절단 도구에 의해 절단되어, 도 4에 도시된 바와 같이 소정의 크기를 갖는 광학 필름(A) 및 (B)가 배출된다. 이어서, 소정의 크기를 갖는 직사각형 정공이 광학 필름(B)에 제공된다.
이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 광학 필름(A)(14)(예를 들면, 편광판 및 위상차 필름 또는 시인각 보상 필름으로 구성된 편광판 또는 적층 필름)이 광학 필름(B)(15)(예를 들면, 휘도 향상 필름)에 접착된다. 이 단계에서, 접착 롤을 사용하여 접착층을 통해 광학 필름(B)을 광학 필름(A)상에 위치시켜 광학 필름(A) 및 (B)의 적층물(18)을 형성한다. 이 경우, 치수 정확성을 향상시키기 위해 광학 필름은 상기 필름중 하나를 상기 롤을 따라 공급하면서 각 필름의 단부로부터 일정한 속도로 정공의 흐름 방향(정공의 길이방향)으로 서로 접착시키는 것이 바람직하다. 또한, 정공이 비스듬히 제공되는 경우에도, 상기 필름이 얕은 각도의 방향으로 서로 접착된다면, 문제없이 서로 접착될 수 있다.
상기 광학 필름이 서로 접착될 때, 접착 속도, 접착 온도, 접착 롤 등과 같은 접착 조건은 어떠한 특별한 제한없이 적절하게 결정된다. 일반적으로, 각 필름의 단부까지 기포의 발생없이 접착을 달성하기 위해서는 서로 접착될 광학 필름보다 넓은 롤을 사용하는 것이 바람직하다.
이어서, 도 6에 도시한 바와 같이, 광학 필름 적층물(18)을 제품 크기에 따라 길로틴식 펀칭 도구(19)와 같은 적절한 절단기로 소정의 크기로 절단하여(파선은 절단 위치를 나타낸다) 각 정공의 길이 방향을 반으로 나눈다. 이렇게 하여, 상기 소정의 크기로 절단된 직사각형의 적층 광학 필름이 배출된다.
본 발명에 따른 제조방법에서, 편광판 등으로 구성된 광학 필름(A) 및 휘도 향상 필름 등으로 구성된 광학 필름(B)이 서로 적층될 때, 이러한 적층은 접착층과 같은 적절한 결합 유닛을 사용하여 달성될 수 있다. 접착시 응력, 즉 각 필름의 치수 변화에 의한 응력 등을 완화시키기 위해, 감압성 접착제를 통해 적층을 수행하는 것이 바람직하다. 유사하게, 편광판 및 위상차 필름 또는 시인각 보상 필름을 서로 적층시키고자 할 때, 상기 적층은 접착층과 같은 적절한 결합 유닛에 의해 달성될 수 있다. 접착시 응력, 즉 각 필름의 치수 변화에 의한 응력을 완화시키기 위해 감압성 접착제를 통해 적층을 수행하는 것이 바람직하다.
접착층을, 종래 기술에 따라 아크릴계 접착제와 같은 적절한 감압성 접착제로부터 형성할 수 있다. 특히 수분 흡수에 기인한 발포 또는 박리 현상을 방지하고, 열 팽창 차이에 기인한 액정 셀의 광학 특성 강하 또는 휨을 방지하며 고품질이고 내구성이 우수한 액정 표시 장치를 형성하는 차원에서, 접착층이 수분 흡수 속도가 낮고 내열성 면에서 우수한 것이 바람직하다. 접착층은 광확산 특성을 나타내는 접착층으로서 제공되도록 미립자를 함유할 수 있다. 접착층은 필요에 따라 요구되는 표면상에 제공될 수 있다. 예를 들면, 편광 소자 및 보호층의 조합으로 구성된 편광판의 보호층과 관련하여, 상기 접착층은 필요에 따라 보호층의 양면중 하나 또는 각각에 제공될 수 있다.
편광판상 또는 광학 부재상에 제공된 접착층이 표면에 노출되면, 상기 접착층은 접착층이 실제 사용될 때까지 오염 방지 목적으로 일시적으로 세퍼레이터로 커버된다. 상기 세퍼레이터는 실리콘계 시약, 장쇄 알킬계 시약, 불소계 시약 또는 몰리브덴 설파이드와 같은 적절한 이형제의 이형 피막을, 투명 보호 필름의 설명에서 상기 열거한 임의의 물질중 하나로 이루어진 적절한 얇은 시이트상에 적용하는 방법에 의해 형성될 수 있다.
또한, 상기 편광자 또는 광학 부재를 구성하는 각각의 층, 예를 들면 편광 필름, 투명 보호 필름, 광학층 및 접착층 각각은 이를 살리실산 에스테르 화합물, 벤조페논 화합물, 벤조트리아졸 화합물, 시아노아크릴레이트 화합물 또는 니켈 착염 화합물과 같은 자외선 흡수제로 처리하는 방법과 같은 적절한 방법에 의해 자외선 흡수력을 갖도록 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 적층 광학 필름은 액정 표시 장치와 같은 다양한 종류의 장치를 형성하기 위해 바람직하게 사용될 수 있고, 본 발명에 따른 적층 광학 필름이 액정 셀의 하나 이상의 표면상에 배치된 투과형 또는 반투과형 액정 표시 장치에 바람직하게 적용될 수 있다. 액정 표시 장치를 형성하는데 있어서, 액정 셀은 임의적이다. 예를 들면, 박막 트랜지스터형 액정 셀로 대표되는 능동 매트릭스 구동형 액정 셀, 또는 비틀린 네마틱 액정 셀 또는 초비틀린 네마틱 액정 셀로 대표되는 수동 매트릭스 구동형 액정 셀과 같은 적절한 유형의 액정 셀을 사용할 수 있다.
편광판 또는 광학 부재가 액정 셀의 양면상에 제공될 때, 편광판 또는 광학 부재는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 액정 표시 장치가 형성될 때, 프리즘 어레이 시이트, 렌즈 어레이 시이트, 광확산판, 후면광 등과 같은 적절한 부품들이 적절한 위치에 배치되어 상기 부품들이 하나의 층 또는 다수의 층으로서 제공될 수 있다.
본 발명은 하기 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명된다.
실시예
실시예 1
폴리카보네이트로 제조되고 140nm의 위상차값을 나타내는 위상차 필름을 제조하였다. 아크릴계 접착제의 25㎛ 두께 층을 상기 위상차 필름의 양면상에 형성하였다. 2색성 편광판을 접착제를 통해 상기 위상차판에 접착시켜 2색성 편광판의 흡수축과 위상차판의 위상차축이 45도의 각을 이루도록 하였다. 이렇게 하여, 위상차 필름-함유 편광판을 제조하였다.
0.1㎛-두께의 PVA 배향된 필름을 80㎛-두께의 TAC 필름상에 형성하였다. 상기 배향된 필름을 러빙(rubbing)처리한 후, 상기 배향된 필름상에 400nm, 550nm 및 700nm의 선택적 반사 중심 파장을 갖는 3층의 콜레스테릭 액정 중합체를 형성하고 순차적으로 배향시켰다. 각 층의 두께는 3㎛이었다. 이어서, 폴리카보네이트(전면 위상차: 140nm)의 λ/4 판을 25㎛-두께의 아크릴계 감압성 접착제를 통해 상기 콜레스테릭 액정 층상에 접착하였다. 이렇게 하여, 휘도 향상 필름을 제조하였다.
이어서, 상기 방식으로 제조된 위상차 필름-함유 편광판으로부터, 편광판의 흡수축을 길이방향으로 하여 170mm×140mm의 크기를 갖는 필름을 절단하였다. 유사하게, 170mm×140mm의 크기를 갖는 필름을 휘도 향상 필름으로부터 절단하고, 5mm 너비의 3개의 슬릿을 인접한 슬릿 사이의 거리가 35mm가 되도록 상기 필름에 형성하였다. 이들 필름을 길이방향으로부터 접착 롤을 사용하여 아크릴계 감압성 접착제를 통해 서로 접착시켰다. 이렇게 하여, 광학 필름 적층물을 제조하였다. 또한, 축각을 편광판의 흡수축에 대해 90도가 되도록 설정하고, 휘도 향상 필름의 광학 축이 상기 축각에 맞춰지도록 상기 필름을 서로 접착시켰다. 이렇게 수득된 적층물을, 휘도 향상 필름이 위를 향한 상태에서 길로틴형 펀칭 도구를 사용하여 제품 크기(필름(A): 50mm 길이×40mm 폭, 필름 (B): 50mm 길이×35mm 폭, 돌출부: 각각 2.5mm 폭)로 절단하였다. 이렇게 하여, 9개의 적층 광학 필름(No. 1 내지 9)을 수득하였다.
이렇게 수득된 9개의 적층 광학 필름 각각의 크기를 한쌍의 디지털 캘리퍼로 측정하여, 폭 평균 및 길이 평균을 구하였다. 측정 결과를 하기 표 1에 나타냈다. 또한, 외관상 오류를 육안으로 확인하여 평가하였다. 어떠한 이상도 관찰되지 않았다.
적층 필름의 폭 (mm) 적층 필름의 길이 (mm) 돌출부의 폭
좌(mm) 우(mm)
No. 1 40.00 49.92 2.39 2.53
No. 2 40.03 49.82 2.45 2.47
No. 3 40.15 49.88 2.42 2.55
No. 4 40.12 49.94 2.51 2.51
No. 5 40.06 49.86 2.36 2.57
No. 6 40.05 50.00 2.33 2.45
No. 7 39.99 49.97 2.54 2.59
No. 8 40.00 49.91 2.47 2.49
No. 9 40.03 49.85 2.57 2.61
평균 40.05 49.91 2.45 2.53
상기 표 1로부터, 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 적층 광학 필름이 치수 정확성 면에서 우수한 것이 명백하다.
실시예 2
실시예 1에서 제조되고 돌출부를 갖는 적층 광학 필름을 액정 모듈에 도입하고, 후면광 유닛 재생작업성 시험 및 충격 시험을 수행하였다. 액정 모듈에서 적층 광학 필름의 도입은 다음과 같이 이루어졌다. 도 7에 도시된 구성과 같이, 적층 광학 필름(33)의 위상차판(22) 면을 액정 셀(32)의 후방면에 접착하였다. 양면 접착 테이프(29)(닛토 덴코 코포레이션(Nitto Denko Corp.)에 의해 제조된 No. 531MC)를 적층 광학 필름(33)의 돌출부중 하나에 접착하였다. 적층 광학 필름(33)의 돌출부를 양면 접착 테이프(29)를 통해 후면광 유닛(34)의 도광판(28)에 결합하였다(본 발명에 따른 실시예).
이러한 실시예는 닛토 덴코 코포레이션에 의해 제조된 No. 531MC가 양면 접착 테이프로서 사용된 경우이지만, 테라오카 코포레이션(Teraoka Corp.)에 의해 제조된 No. 7641을 양면 접착 테이프로서 사용하는 경우에도 동일한 결과가 수득될 수 있다.
비교를 위해서, 적층 광학 필름을, 돌출부가 상기 적층 광학 필름에 제공되지 않은 것을 제외하고는 실시예 1 및 2와 동일한 방식으로 제조하였다. 도 8에 도시된 구성과 같이, 위상차판(22) 면을 액정 셀(32)의 후면에 접착하였다. 휘도 향상 필름(26) 면 및 도광판(28)을 양면 접착 테이프(29)(닛토 덴코 코포레이션에 의해 제조된 No. 531MC)를 통해 서로 접착하였다(비교예 1).
[평가 방법]
(후면광 유닛 재생작업성 시험)
액정 셀 및 후면광 유닛이 양면 접착 테이프를 통해 서로 결합된 액정 모듈에서, 후면광 유닛을 액정 셀로부터 박리시켰을 때의 적층 광학 필름의 이상을 시험하였다.
(충격 시험)
적층 광학 필름이 액정 셀의 후면에 접착되고 후면광 유닛이 양면 접착 테이프를 통해 상기 액정 셀에 결합된 액정 모듈을 핸드폰에 도입하였다. 상기 핸드폰을, 핸드폰의 각 면(총 6개의 면, 즉 전면, 후면, 측면, 상면 및 하면)이 대리석 받침대의 평면과 충돌하도록 150cm의 높이로부터 낙하시켰다. 이러한 조건에서, 적층 광학 필름의 이상을 시험하였다. 즉, 이 때, 충격이 핸드폰의 각 면(총 6개의 면, 즉 전면, 후면, 측면, 상면 및 하면)에 가해지도록 충격 시험을 6회 실시하였다.
본 발명에 따른 실시예 및 비교예에서 실시된 후면광 유닛 재생작업성 시험 및 충격 시험의 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
본 발명에 따른 실시예 비교예
(돌출부 있음) (돌출부 없음)
후면광 유닛 재생작업성 시험 이상 없음 접착 실패
충격 시험 이상 없음 접착 실패
상기 표 2로부터, 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 적층 광학 필름은, 양면 접착 테이프가 휘도 향상 필름에 접착되지 않아서 시험중 휘도 향상 필름상에 어떠한 힘도 가해지지 않기 때문에 후면광 유닛 재생작업성 시험 및 충격 시험에서 어떠한 실패도 없다는 것이 명백하다.
비록 본 발명이 어느 정도의 특정성을 갖는 바람직한 형태로 기술되었지만, 상기 바람직한 형태에 대한 기술은 이후 청구된 본 발명의 취지 및 범주로부터 벗어나지 않는 한 상세한 구성 및 일부의 조합 및 배열에 있어서 변화될 수 있음을 이해해야 한다.
상기 기술한 바와 같이, 본 발명에 따른 적층 광학 필름의 제조방법에서는, 광학 필름(A) 및 (B) 각각을 소정의 형상으로 절단하고 광학 필름(B)에 소정의 정공들을 제공하고, 이들 필름을 서로 적층하여 광학 필름 적층물을 형성한다. 이어서, 상기 적층물을 적층 광학 필름으로 절단한다. 이렇게 하여, 소정의 크기를 갖는 광학 필름 적층물을 형성하는 동시에, 상기 광학 필름 적층물을 종래 기술의 단계 없이, 즉 소정의 크기로 절단된 광학 필름의 접착 단계 없이 제품 크기로 가공할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 방법은 생산 효율면에서 우수하다. 게다가, 제품이 최종 단계에서 배출되기 때문에, 폐기물없이 배출될 수 있고 광학 필름 적층물의 치수 정확성이 우수하다.
또한, 본 발명에 따른 제조방법에서, 절단된 광학 필름 적층물은 돌출부를 갖는다. 따라서, 감압성 접착제층(예를 들면, 양면 접착 테이프)이 돌출부중 하나에 제공될 때, 상기 돌출부는 액정 셀에 정확하게 결합될 수 있다. 따라서, 액정 표시 장치로부터의 광 누출을 억제하면서 모듈 재생작업 단계에서의 박리를 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 광학 필름 적층물을 액정 표시 장치에 사용할 때, 액정 표시 장치의 두께 및 중량 감소에 기여할 수 있다. 따라서, 본 발명의 산업적 가치는 큰 것이다.

Claims (8)

  1. 면적이 상이한 다수의 광학 필름의 적층물로 구성된 적층 광학 필름의 제조방법으로서,
    서로 평행한 다수의 직사각형 정공을 갖는 제 2 광학 필름을 제 1 광학 필름의 하나 이상의 표면상에 적층시켜 적층물을 형성하는 단계; 및
    제 1 광학 필름으로부터 형성된 돌출부를 갖고 평면으로 절단된 하나 이상의 측면을 갖도록 상기 적층물을 다수의 조각으로 절단하는 단계
    를 포함하는, 적층 광학 필름의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 광학 필름이 편광판이고 제 2 광학 필름이 휘도 향상 필름인, 적층 광학 필름의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제 1 광학 필름이, 제 2 광학 필름상에 접착된 표면의 반대면상에 적층된 하나 이상의 위상차 필름 또는 시인각 보상 필름을 포함하는 광학 필름인, 적층 광학 필름의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    제 2 광학 필름이 콜레스테릭 액정과 λ/4 판의 조합으로 구성된 광학 필름인, 적층 광학 필름의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    제 1 광학 필름 및 제 2 광학 필름이 감압성 접착제를 통해 서로 적층되는, 적층 광학 필름의 제조방법.
  6. 제 1 항에 따른 방법에 의해 제조된 적층 광학 필름으로서, 제 1 광학 필름으로부터 형성된 돌출부를 갖고 평면으로 절단된 하나 이상의 측면을 갖는, 적층 광학 필름.
  7. 액정 셀, 및 상기 액정 셀의 하나 이상의 표면상에 배치된 제 6 항에 따른 하나 이상의 적층 광학 필름을 포함하는, 액정 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    적층 광학 필름의 돌출부중 하나 이상이 양면 접착 테이프를 통해 표면 광원상에 접착되는, 액정 표시 장치.
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