KR100879209B1 - 광학 필름의 제조방법, 이에 의해 제조된 광학필름 및 이를구비한 디스플레이장치 - Google Patents

광학 필름의 제조방법, 이에 의해 제조된 광학필름 및 이를구비한 디스플레이장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, (a) 제1 베이스 필름 상에, 각각 역사다리꼴 단면 형상을 가지며, 상기 제1베이스 필름과 경계면을 이루는 광출사부와 상기 광출사부와 마주보게 위치하는 광입사부를 갖는 복수의 집광체를 형성하는 단계; (b) 제2 베이스 필름의 제1면에 점착층을 형성하는 단계; (c) 상기 제2 베이스 필름의 제2면에 감광성 점착층을 형성하는 단계; (d) 상기 복수의 집광체가 상기 제2 베이스 필름의 제1면에 형성된 상기 점착층에 부착되도록, 상기 제1 베이스 필름과 상기 제2 베이스 필름을 접합하여, 상기 복수의 집광체 간에 공기층을 형성하는 단계; (e) 상기 제1 베이스 필름의 상측에서 상기 복수의 집광체를 향해 직선광을 조사함에 따라, 상기 직선광이 조사되어 상기 복수의 집광체 각각에 대응하는 위치에 형성되는 복수의 비점착영역과, 상기 직선광이 조사되지 않아 상기 공기층 각각에 대응하는 위치에 형성되는 복수의 점착영역이 교대로 배열되는 형태로 상기 감광성 점착층을 구획하는 단계; 및 (f) 상기 감광성 점착층의 복수의 점착영역에 대응되게 배치되도록, 상기 복수의 점착영역에 선택적으로 복수의 반사체를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학필름의 제조방법, 이에 의해 제조된 광학필름, 상기 광학필름이 구비된 백라이트유닛 및 이를 포함하는 디스플레이장치를 제공한다.
광학필름, 집광체, 공기층, 반사체

Description

광학 필름의 제조방법, 이에 의해 제조된 광학필름 및 이를 구비한 디스플레이장치{METHOD FOR PREPARING OPTICAL FILM, OPTICAL FILM PREPARED BY THE METHOD, AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
도 1a 내지 도 1g는 본 발명의 일실시예에 따른 광학필름의 제조공정도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 제1 베이스 필름 20 : 집광체
30 : 공기층 40 : 점착층
50 : 제2 베이스 필름 60 : 감광성 점착층
60a : 점착영역 60b : 비점착영역
70 : 반사층 70a : 반사체
70b : 반사층 잔여 패턴 80 : 전사필름
본 발명은, 제조가 용이하여 생산성이 향상되고, 집광효율을 향상시켜 높은 휘도를 제공할 수 있는 광학필름의 제조방법, 이에 의해 제조된 광학필름, 상기 광학필름이 구비된 백라이트유닛 및 이를 구비한 디스플레이장치에 관한 것이다.
최근에는 기존 CRT(Cathode Ray Tube)를 대신하여 액정표시장치(LCD), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Emitting Diode) 등의 평판표시장치가 많이 개발되고 있다.
이 중 액정표시장치는 박막트랜지스터 기판과 컬러필터 기판 사이에 액정이 주입되어 있는 액정표시패널을 포함한다.
액정은 자체 발광을 하는 발광물질이 아니라 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화면에 표시하는 수광성 물질이기 때문에, 일반적으로 액정표시장치에는 액정표시패널에 광을 조사하기 위한 백라이트유닛이 마련되어 있다.
백라이트유닛은 광을 발생시키는 광원부와, 광원부의 전방에 배치되어 광원부에서 발산된 빛의 특성을 변화시키는 확산필름 및 광학필름을 포함한다.
백라이트 유닛은 광원부의 램프 위치에 따라 액정표시패널의 후방에 배치된도광판의 측방에 램프가 설치된 엣지형과 액정표시패널의 후방에서 액정표시패널의 판면방향을 따라 액정표시패널과 마주보게 램프가 배치된 직하형으로 구분된다.
여기서, 확산필름은 광원부에서 발산된 빛을 확산시켜 액정표시패널로 공급하는 역할을 하며, 광학필름은 확산필름에 의해 확산된 광을 액정표시패널의 평면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 한다.
이러한 광학필름의 한 예로 미국특허공보 US 6,788,470에는 역사다리꼴을 갖는 복수의 프리즘, 복수의 프리즘 사이 사이에 배치되는 삼각형 단면 형상의 쇄기홈에 형성되는 공기층, 및 공기층에 대응하여 공기층의 하측에 마련된 반사체를 포함하는 광학필름이 개시되어 있다.
그런데, 이러한 종래의 광학필름의 경우, 쇄기홈이 매우 좁게 형성됨에 따라, 이를 위한 금형의 제조가 용이하지 않고 이에 따른 제조비용이 상승될 뿐만 아니라, 제조공정상에서도 금형에서 광학필름을 이형시키는 것이 용이하지 않아 불량발생율이 향상되고, 생산성이 저하된다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 제조가 용이하여 생산성이 향상되고, 집광효율을 향상시켜 높은 휘도를 제공할 수 있는 광학필름의 제조방법, 이에 의해 제조된 광학필름, 상기 광학필름이 구비된 백라이트유닛 및 이를 구비한 디스플레이장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 실시형태는 (a) 제1 베이스 필름 상에, 각각 역사다리꼴 단면 형상을 가지며, 상기 제1베이스 필름과 경계면을 이루는 광출사부와 상기 광출사부와 마주보게 위치하는광입사부를 갖는 복수의 집광체를 형성하는 단계; (b) 제2 베이스 필름의 제1면에 점착층을 형성하는 단계; (c) 상기 제2 베이스 필름의 제2면에 감광성 점착층을 형성하는 단계; (d) 상기 복수의 집광체가 상기 제2 베이스 필름의 제1면에 형성된 상기 점착층에 부착되도록, 상기 제1 베이스 필름과 상기 제2 베이스 필름을 접합하여, 상기 복수의 집광체 간에 공기층을 형성하는 단계; (e) 상기 제1 베이스 필름의 상측에서 상기 복수의 집광체를 향해 직선광을 조사함에 따라, 상기 직선광이 조사되어 상기 복수의 집광체 각각에 대응하는 위치에 형성되는 복수의 비점착영역과, 상기 직선광이 조사되지 않아 상기 공기층 각각에 대응하는 위치에 형성되는 복수의 점착영역이 교대로 배열되는 형태로 상기 감광성 점착층을 구획하는 단계; 및 (f) 상기 감광성 점착층의 복수의 점착영역에 대응되게 배치되도록, 상기 복수의 점착영역에 선택적으로 복수의 반사체를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 다른 하나의 실시형태는 제1 베이스 필름; 제1 베이스 필름 상에 형성되고, 각각 역사다리꼴 단면 형상을 가지며, 상기 제1 베이스 필름과 경계면을 이루는 광출사부와 상기 광출사부와 마주보게 위치하는 광입사부를 갖는 복수의 집광체; 상기 복수의 집광체의 광입사부 상에 적층되어, 상기 복수의 집광체 간에 복수의 공기층을 형성하는 점착층; 상기 점착층 상에 적층되는 제2 베이스 필름; 상기 제2 베이스 필름 상에 적층되는 감광성 점착층으로서, 상기 복수의 집광체 각각에 대응하는 위치에 형성된 복수의 비점착영역과, 상기 복수의 공기층 각각에 대응하는 위치에 형성된 복수의 점착영역이 교대로 배열되는 형태로 구획된 감광성 점착층; 및 상기 감광성 점착층의 복수의 점착영역에 대응되게 배치되도록 상기 복수의 점착영역 상에 적층된 복수의 반사체를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학필름을 제공한다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시형태는 전술한 광학필름; 및 상기 광학필름 후방에 배치되어 빛을 조사하는 광원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛을 제공한다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시형태는 디스플레이패널; 및 상기 디스플레이 패널을 향해 빛을 공급하는 백라이트유닛으로서, 빛을 발산하는 광원부, 상기 광원부에서 발산된 빛을 확산시키는 확산필름 및 상기 확산필름에서 확산된 빛을 집광하는 전술한 광학필름으로 구성된 백라이트유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치를 제공한다.
이하에서 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시 형태로서, 광학필름의 제조방법은, (a) 제1 베이스 필름 상에, 각각 역사다리꼴 단면 형상을 가지며, 상기 제1베이스 필름과 경계면을 이루는 광출사부와 상기 광출사부와 마주보게 위치하는 광입사부를 갖는 복수의 집광체를 형성하는 단계; (b) 제2 베이스 필름의 제1면에 점착층을 형성하는 단계; (c) 상기 제2 베이스 필름의 제2면에 감광성 점착층을 형성하는 단계; (d) 상기 복수의 집광체가 상기 제2 베이스 필름의 제1면에 형성된 상기 점착층에 부착되도록, 상기 제1 베이스 필름과 상기 제2 베이스 필름을 접합하여, 상기 복수의 집광체 간에 공기층을 형성하는 단계; (e) 상기 제1 베이스 필름의 상측에서 상기 복수의 집광체를 향해 직선광을 조사함에 따라, 상기 직선광이 조사되어 상기 복수의 집광체 각각에 대응하는 위치에 형성되는 복수의 비점착영역과, 상기 직선광이 조사되지 않아 상기 공기층 각각에 대응하는 위치에 형성되는 복수의 점착영역이 교대로 배열되는 형태로 상기 감광성 점착층을 구획하는 단계; 및 (f) 상기 감광성 점착층의 복수의 점착영역에 대응되게 배치되도록, 상기 복수의 점착영역에 선택적으로 복수의 반사체를 형성하는 단계를 포함한다.
상기 (a) 단계에서는 금속 몰드(mold)를 이용하여, 제1 베이스 필름 상에 각 각 역사다리꼴 단면형상을 갖는 복수의 집광체를 형성할 수 있다(도 1a참조).
구체적으로 설명하면, 투명수지를 준비한 후, 압출, 캐스팅 혹은 연신 등의 방법으로 제1 베이스 필름을 형성한다.
다음으로 역사다리꼴 단면형상을 갖는 집광체를 형성하기 위해, 역사다리꼴홈이 형성된 어느 금속몰드(미도시)의 전면적에 투명수지를 바른다.
이렇게 준비된 금속몰드를, 미리 준비한 제1 베이스 필름에 다른 평평한 금속 몰드를 이용하여 압착시킨 후,열 또는 빛을 통해 경화시키면 제1 베이스 필름 상에는 각각 역사다리꼴 단면형상을 갖는 복수의 집광체가 형성된다.
여기서, 제1 베이스 필름은 투명수지를 사용하여 형성할 수 있다. 폴리에스테르, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리에스테르설폰, 폴리부타디엔 및 폴리에테르케톤 단독 또는 2종 이상 혼합된 수지 등을 예로 들 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
집광체는 라디칼을 이용하여 경화하는 형태의 경화성 수지를 사용할 수 있으며, 자외선 경화 수지를 예로 들 수 있다. 자외선 경화 수지로는 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 에스테르아크릴레이트, 에테르아크릴레이트, 또는 라디칼 발생형 모노머 등을 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 (b) 단계에서는 상기 제1 베이스 필름과 마주보는 제2 베이스 필름의 제1면에 점착물질을 솔벤트 케스팅 등의 방법을 통해 도포하거나 미리 이형필름에 도포된 점착층을 제2 베이스 필름의 제1면에 전사하여 점착층을 형성할 수 있다.
상기 제2 베이스 필름은 투명 수지라면 다양하게 적용 가능하며, 상기 제1 베이스 필름과 동일한 수지를 사용할 수도 있고, 다른 수지를 사용할 수도 있으며, 열변형에 대한 안정성 측면에서 제1베이스 필름과 같은 종류의 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 제2 베이스 필름이 두꺼우면 감광성 점착층에 노광된 빛이 광경로가 길어져 선택성이 좋지 않게 되므로, 상기 제2 베이스 필름은 집광체 형상의 피치 보다 작은 것이 바람직하다.
상기 점착물질로 핫 멜트(hot melt) 등의 열가소성 접착제를 사용할 수 있고, 감압성 접착제(Pressure Sensitive Adhesive; PSA)를 사용할 수도 있다.
상기 (c) 단계에서는 상기 제2 베이스 필름의 제2면에 감광성 점착물질을 도포하여 감광성 점착층을 형성할 수 있다.
상기 제2 베이스 필름의 제2면에 감광성 점착물질을 솔벤트 케스팅 등의 방법을 통해 도포하거나 미리 이형필름에 도포된 감광성 점착층을 제2 베이스 필름의 제2면에 전사하여 감광성 점착층을 형성할 수 있다.
감광성 점착층은 광경화성이 있으며 점착성이 있다면 그 조성이 특별히 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 아크릴산 에스테르를 포함하는 아크릴계 점착제가 본 발명의 감광성 점착층으로 사용될 수 있다.
이러한 아크릴계 점착제는, 일반적으로 점착성 고분자 성분으로서 아크릴산 중합체, 알킬 에스테르 중합체 또는 아크릴산과 알킬 에스테르의 공중합체를 포함하며, 광경화성 (다)관능 모노머 또는 올리고머, 경화제 및 광 개시제 등을 더 포함할 수 있다.
상기 아크릴산 중합체, 알킬 에스테르 중합체 또는 아크릴산과 알킬 에스테르의 공중합체의 제조에 사용될 수 있는 단량체로서는 (메타)아크릴산 에틸, (메타)아크릴산 부틸, (메타)아크릴산 2-에틸 헥실 등과 같은 아크릴산 에스테르와 (메틸)아크릴산, (메타)아크릴산 2-히드록시 에틸 등과 같이 관능기를 가지는 아크릴계 모노머가 있다.
이러한 감광성 점착층을 형성하는 아크릴계 점착제는, 예컨대, 트리메틸올프로판트리 (메틸)아크릴레이트, 1,6-헥산디올(메틸)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디(메틸)아크릴레이트, 에스테르아크릴레이트 올리고머, 우레탄아크릴레이트 올리고머 등과 같은 (다)관능 모노머 혹은 올리고머를 포함할 수 있다.
상기 감광성 점착층을 형성하는 아크릴계 점착제의 가교도를 높이기 위해 이소시아네이트계열, 디아미드계열의 화합물 등을 사용할 수도 있다.
광 개시제로서는 예를 들어, 벤조인, 벤조인 메틸에텔, 벤조인에틸에텔등의 벤조인 계열 화합물, 벤조페논, α-하이드록시시클로페닐케톤 등의 방향족 케톤류 등을 사용할 수 있다.
(d) 상기 복수의 집광체와 상기 점착층을 마주보게 배치한 상태에서, 바람직하게는 열과 압력을 주며, 상기 제1 베이스 필름과 상기 제2 베이스 필름을 접합할 수 있다.
이에 상기 제1 베이스 필름의 상기 복수의 집광체는 상기 점착층에 부착되므로, 상기 복수의 집광체 간의 공간은 상기 점착층에 의해 폐쇄됨에 따라, 복수의 공기층으로 형성된다(도 1b참조). 여기서, 공기층은 삼각형 단면형상으로 형성될 수 있다.
상기 (e) 단계에서는 상기 제1 베이스 필름의 상측에서 상기 복수의 집광체를 향해 직선광을 조사하여, 상기 감광성 점착층을 상기 직선광이 조사된 복수의 비점착영역과, 상기 직선광이 조사되지 않은 복수의 점착영역이 교대로 배열되는 형태로 구획한다(도 1c참조).
즉, 직선광을 상기 제1 베이스 필름 상측에서 조사하게 되면, 직선광은 제1 베이스 필름을 통해 상기 복수의 집광체 내부로 입사된다.
그리고, 상기 감광성 점착층 중 각 집광체의 광 가이드(light guide) 역할에 의해 인도된 빛이 도달하게 되는 일부영역은 점착특성이 제거되어 상기 복수의 집광체 각각에 대응하는 위치에 상기 복수의 비점착영역으로, 빛이 도달하지 않게 되는 영역은 점착특성이 유지되어 상기 공기층 각각에 대응하는 위치에 복수의 점착영역으로 구획된다. 여기서, 각 집광체가 광가이드 역할을 하기 위해서 는 확산제 등을 포함하지 않고 투명한 재질인 것이 바람직하다.
상기 (f) 단계에서는 상기 감광성 점착층의 복수의 점착영역에 대응되게 배치되도록, 상기 복수의 점착영역에 선택적으로 복수의 반사체를 형성한다.
각 반사체의 두께는 0.05 ~ 100 ㎛인 것이 바람직하고, 금속성 반사체일 경우 반사체는 50 nm이상이면 반사체로서 가능하고, 무기물 형태의 반사체라면 아주 두껍게도 할 수 있으나 선택적인 접착의 효과 증대를 위해선 100 ㎛이하인 것이 바람직하다.
상기 (f) 단계는 (f1) 전사필름 상에 반사층을 형성하는 단계; (f2) 상기 반 사층이 상기 감광성 점착층에 접합되도록, 상기 전사필름을 상기 감광성 점착층에 접합하는 단계; 및 (f3) 상기 반사층 중 일부는 상기 복수의 점착체 각각에 대응하게 부착되는 상기 복수의 반사체 형태로 상기 감광성 점착층에 남고 나머지 일부는 상기 전사필름에 남도록, 상기 전사필름을 상기 감광성 점착층으로부터 분리하는 단계를 포함한다.
상기 (f1) 단계에서 상기 반사층은 상기 반사물질로서 금속입자와 무기물입자 중에서 선택된 하나 이상과 수지를 포함하여 형성하거나 투명한 수지층을 먼저 형성한 후, 투명한 수지층의 일면에 증착이나 스퍼터링의 방법을 통해 금속 박막을 입혀 사용할 수도 있다.
상기 수지로 라디칼을 이용, 경화하는 형태의 경화성 수지나 용제에 의해 용해 가능한 열가소성 수지를 사용할 수 있다.
상기 무기물 입자로는 굴절율이 1.6이상인 재료이면 다양하게 적용 가능하며, 굴절률이 1.6이상인 TiO2 , BaSO4 , Al(OH)3, Al2O3, CaCO3, ZnO 및 ZnS로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
상기 금속입자로는 반사율이 우수한 은입자, 알루미늄 입자, 이들의 합금 입자, 및 유기 금속 입자 등을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 (f1) 단계에서 투명한 수지층 위에 금속박막을 형성하여 상기 반사층을형성하는 경우, 금속 박막용 재료로는 은이나 알루미늄 등을 사용할 수 있다.
상기 (f2) 단계에서는 상기 전사필름의 상기 반사층과 상기 제2 베이스 필름 의 상기 감광성 점착층이 서로 마주보게 배치한 상태에서, 바람직하게는 열과 압력을 주며, 상기 전사필름을 상기 감광성 점착층에 접합한다(도 1d참조).
상기 (f3) 단계에서는 상기 전사필름을 상기 감광성 점착층으로부터 분리한다.
이에, 상기 반사층 중 일부는 상기 복수의 점착영역 각각에 대응하게 부착되는 복수의 반사체 형태로 상기 감광성 점착층에 남고 나머지 일부는 상기 전사필름에 남게 된다(도 1e 및 도 1f참조).
이에 복수의 반사체 중 이웃한 어느 한 반사체와 다른 한 반사체 사이에 상기 집광체의 광입사부에 대응하는 개구가 형성된다(도 1g참조).
이와 같이, 제조 공정이 복잡하고 제조가 용이하지 않았던 종래 광학필름과는 달리, 본 발명에 따르면 복수의 집광체 간에는 공기층이 형성되어 있고, 복수의 반사체 사이 사이에 형성된 개구에 대응하여 빛을 입사시킬 수 있는 광입사부가 형성되어 있는 광학필름을 간소화된 공정으로 용이하게 제조할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 다른 일 실시 형태로서, 광학필름은 제1 베이스 필름; 제1 베이스 필름 상에 형성되고, 각각 역사다리꼴 단면 형상을 가지며, 상기 제1 베이스 필름과 경계면을 이루는 광출사부와 상기 광출사부와 마주보게 위치하는 광입사부를 갖는 복수의 집광체; 상기 복수의 집광체의 광입사부 상에 적층되어, 상기 복수의 집광체 간에 복수의 공기층을 형성하는 점착층; 상기 점착층 상에 적층되는 제2 베이스 필름; 상기 제2 베이스 필름 상에 적층되는 감광성 점착층으로서, 상기 복수의 집광체 각각에 대응하는 위치에 형성된 복수의 비점착영역과, 상기 복수의 공기층 각각에 대응하는 위치에 형성된 복수의 점착영역이 교대로 배열되는 형태로 구획된 감광성 점착층; 및 상기 감광성 점착층의 복수의 점착영역에 대응되게 배치되도록 상기 복수의 점착영역 상에 적층된 복수의 반사체를 포함한다.
여기서, 복수의 반사체 중 이웃한 어느 한 반사체와 다른 한 반사체 사이에는 상기 집광체의 광입사부에 대응하여 개구가 형성되어 있다.
이에 제2 베이스 필름을 향하는 빛 중에서 큰 입사각도를 가지고 입사된 빛은 반사체에 의해 반사되어 되돌아가게 되고, 작은 입사각도를 가지고 입사된 빛은 상기 개구를 통해 감광성 점착층의 비점착영역, 제2 베이스 필름, 점착층을 통과하여 집광체의 광입사부로 입사된다.
광입사부를 통과한 빛은 공기층과 집광체의 계면에 의해 반사되면서 그 진행각도가 작아짐에 따라, 액정표시패널의 판면에 대해 수직인 방향을 향해 직진하게 되므로 집광효율이 향상되는 것이다. 이와 같이, 집광효율이 증대되어 액정표시패널에 대한 수직 입사성이 향상되므로, 높고 균일한 휘도를 제공할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 또 다른 일실시상태로서 백라이트 유닛은 상기 광학필름; 및 상기 광학필름 후방에 배치되어 빛을 조사하는 광원부를 포함한다.
그리고, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 상기 광학필름과 상기 광원부 사이에 개재되는 확산필름을 더 포함할 수 있다.
여기서, 확산필름은 광원부로부터 광을 산란하여 광의 휘도 분포를 고르게 하는 역할을 한다.
확산필름은 투명 수지와, 투명수지와의 굴절률 차이가 0.02 내지 0.1 이하인 광산란성 입자를 포함한다.
투명 수지로는 폴리에스테르, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리에스테르설폰, 폴리부타디엔, 폴리에테르케톤 및 폴리우레탄 등을 단독 또는 2종 이상 혼합한 수지를 예로 들 수 있다.
광산란성 입자로는 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌 및 폴리부타디엔 등의 고분자 유기물 단독 혹은 혼합물 형태나 실리카 등의 무기물을 예로 들 수 있다.
폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리부타디엔 및 실리카 각각 단독으로 광산란성 입자를 제조하거나, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리부타디엔 중 어느 하나와 실리카를 혼합하여 광산란성 입자를 제조하거나, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌 및 폴리부타디엔 중 선택된 둘 이상을 이용하여 공중합체 형태로 제조하거나, 이러한 공중합체에 실리카를 포함시켜 제조할 수도 있다.
여기서, 광산란성 입자는 타원형 형태이거나, 애스펙트 비(aspect ratio)가 1에 가깝거나 즉, 구형에 가깝거나, 무정형 입자일 수 있다.
상기 광원부와 상기 광학필름 사이에 확산필름이 배치되는 경우, 광학필름은 확산필름에 의해 확산된 광을 집광하는 역할을 한다.
이러한 구성을 갖는 백라이트 유닛은 광원부의 램프의 위치에 따라, 직하형과 엣지형으로 구분된다.
직하형 백라이트 유닛의 경우, 광원부는 복수의 반사부를 갖는 반사프레임과, 복수의 반사부에 각각 대응하여 설치된 복수의 램프로 구성된다.
엣지형 백라이트 유닛의 경우, 광원부는 확산필름의 후방에 배치되는 도광판과, 도광판의 측방에 배치된 램프로 구성된다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시 형태로서, 디스플레이장치는 디스플레이패널; 및 상기 디스플레이패널을 향해 빛을 공급하는 백라이트유닛을 포함한다.
여기서, 백라이트유닛은 빛을 발산하는 광원부, 상기 광원부에서 발산된 빛을 확산시키는 확산필름 및 상기 확산필름에서 확산된 빛을 집광하는 전술한 광학필름을 포함한다.
디스플레이패널의 한 예인 액정표시패널은 박막트랜지스터 어레이기판; 상기 박막트랜지스터 어레이기판과 대향되도록 배치되는 컬러필터 어레이기판; 및 상기 박막트랜지스터 어레이기판과 상기 컬러필터 어레이기판 사이에 주입되는 액정을 포함한다.
이에 광원부에서 발산된 빛은 확산필름을 통과하면서 확산되어 광학필름으로 입사되며, 광학필름은 확산필름에 의해 확산된 광을 액정표시패널의 평면에 수직한 방향으로 집광시켜 휘도를 향상시키게 된다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1g에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 광학필름은 제1 베이스 필름(10); 제1 베이스 필름(10) 상에 형성된 복수의 집광체(20); 복수의 집광체(20) 상에 적층되어, 복수의 집광체(20) 간에 복수의 공기층(30)을 형성하는 점착 층(40); 점착층(40) 상에 적층되는 제2 베이스 필름(50); 제2 베이스 필름(50) 상에서 복수의 공기층(30) 각각에 대응되게 배치된 복수의 점착영역(60a); 복수의 점착영역(60a)에 부착된 복수의 반사체(70a); 및 복수의 반사체(70a)의 개구(c)에 대응하게 배치된 복수의 비점착영역(60b)를 포함한다.
각 집광체(20)는 역사다리꼴 단면형상을 가지며, 점착층(40) 측에는 집광체(20) 내부로 빛을 입사시키는 광입사부(a)가 형성되어 있고, 제1 베이스 필름(10) 측에는 집광체(20)로부터 빛을 제1 베이스 필름(10)으로 출사시키는 광출사부(b)가 형성되어 있다.
공기층(30)은 복수의 집광체(20) 간의 이격공간을 점착층(40)으로 폐쇄하여형성된 공간으로, 삼각형 단면 형상을 갖는다.
여기서, 공기층(30)이 집광체(20)와 빛을 반사시키는 계면을 형성함에 따라,광입사부(a)를 통해 집광체(20) 내부로 입사된 빛은 이 계면에서 반사되어 광출사부(b)를 통해 제1 베이스 필름(10)으로부터 출사되면서 액정표시패널(미도시)의 판면에 대해 수직인 방향을 향해 직진하게 된다.
점착영역(60a)은 점착층(40)이 형성된 제2 베이스 필름(50)의 제1면의 반대면인 제2면에 감광성 물질을 코팅하여 감광성 점착층(60)을 형성한 후, 감광성 점착층(60) 중 직선광을 조사하였을 때 노광되지 않은 영역이고, 직선광이 조사되어 노광된 영역이 비점착영역(60b)이다.
반사체(70a)는 복수의 공기층(30) 각각에 대응되게 배치된 복수의 점착영역(60a)에 부착되어 있다. 이에, 반사체(70a) 간에는 광입사부(a)에 대응하는 개구 (c)가 형성되어 있다.
반사체(70a)는 개구(c)를 향하는 빛만 통과시키고 나머지 빛은 반사시킨다.
이와 같이, 본 발명에 따른 광학필름은, 개구(c)를 통해 광입사부(a)로 입사되는 빛만을 집광체(20) 내부로 입사시키고, 광입사부(a)를 통과한 빛을 공기층(30)과 집광체(20)의 계면에서 반사시켜 빛의 진행각도를 줄임에 따라, 광학필름에서 최종적으로 출사되는 빛이 액정표시패널의 판면에 대해 수직방향으로 직진할 수 있어, 집광효율이 향상되고, 이에 따라 휘도가 향상된다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 광학필름의 제조방법은 도 1a에 도시된 바와 같이, (a) 제1 베이스 필름(10) 상에 각각 역사다리꼴 단면 형상을 가지며 광입사부(a)와 광출사부(b)를 갖는 복수의 집광체(20)를 형성하는 단계; (b) 제2 베이스 필름(50)의 제1면에 점착성 물질을 도포하여 점착층(40)을 형성하는 단계; (c) 제2 베이스 필름(50)의 제2면에 감광성 점착물질을 도포하여 감광성 점착층(60)을 형성하는 단계; 도 1b에 도시된 바와 같이, (d) 복수의 집광체(20)가 점착층(40)에 부착되도록, 제1 베이스 필름(10)과 제2 베이스 필름(50)을 접합하여, 복수의 집광체(20) 간에 복수의 공기층(30)을 형성하는 단계; 도 1c에 도시된 바와 같이, (e) 제1 베이스 필름(10)의 상측에서 복수의 집광체(20)를 향해 직선광을 조사하여 직선광이 조사된 복수의 비점착영역(60b)과 직선광이 조사되지 않은 복수의 점착영역(60a)이 교대로 배열되는 형태로 감광성 점착층(60)을 구획하는 단계로서, 직선광이 복수의 집광체(20)에 의해 안내됨에 따라, 감광성 점착층(60)을 복수의 집광체(20) 각각에 대응하는 위치에 형성되는 복수의 비점착영역(60b)과 공기층(30) 각 각에 대응하는 위치에 형성되는 복수의 점착영역(60a)으로 구획하는 단계; (f1) 전사필름(80) 상에 반사층(70)을 형성하는 단계; 도 1d에 도시된 바와 같이, (f2) 반사층(70)이 감광성 점착층(60)에 접합되도록, 전사필름(80)을 감광성 점착층(60)에 접합하는 단계; 및 도 1e에 도시된 바와 같이,(f3) 반사층(70) 중 일부는 복수의 점착영역(60a) 각각에 대응하게 부착되는 복수의 반사체(70a) 형태로 감광성 점착층(60)에 남고 나머지 일부는 반사층 잔여 패턴(70b)으로 전사필름(80)에 남도록, 전사필름(80)을 감광성 점착층(60)으로부터 분리하는 단계를 포함한다.
전술한 제조 과정을 통해, 도 1g에 도시된 바와 같이, 복수의 집광체(20) 간에 공기층(30)이 형성되어 있고, 제2 베이스 필름(50)의 하부면에 복수의 공기층(30)에 각각 대응하는 복수의 반사체(70a)가 형성되어 있으며, 복수의 집광체(20)의 광입사부(a) 각각에 대응하는 개구(c)가 형성되어, 개구(c)를 통해 광입사부(a)로 입사한 빛만 출사시킬 수 있는 광학필름을 제공할 수 있다.
이와 같이, 제조 공정이 복잡하고 제조가 용이하지 않았던 종래 광학필름과는 달리, 본 발명의 제조공정에 따르면 간소화된 공정으로 용이하게 광학필름을 제조할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 간소화된 공정으로 용이하게 광학필름을 제조할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 광학필름에 의해 집광효율이 증대되어 디스플레이패널에 대한 수직 입사성이 향상되므로, 높고 균일한 휘도를 제공할 수 있다.

Claims (19)

  1. (a) 제1 베이스 필름 상에, 각각 역사다리꼴 단면 형상을 가지며, 상기 제1베이스 필름과 경계면을 이루는 광출사부와 상기 광출사부와 마주보게 위치하는광입사부를 갖는 복수의 집광체를 형성하는 단계;
    (b) 제2 베이스 필름의 제1면에 점착층을 형성하는 단계;
    (c) 상기 제2 베이스 필름의 제2면에 감광성 점착층을 형성하는 단계;
    (d) 상기 복수의 집광체가 상기 제2 베이스 필름의 제1면에 형성된 상기 점착층에 부착되도록, 상기 제1 베이스 필름과 상기 제2 베이스 필름을 접합하여, 상기 복수의 집광체 간에 공기층을 형성하는 단계;
    (e) 상기 제1 베이스 필름의 상측에서 상기 복수의 집광체를 향해 직선광을 조사함에 따라, 상기 직선광이 조사되어 상기 복수의 집광체 각각에 대응하는 위치에 형성되는 복수의 비점착영역과, 상기 직선광이 조사되지 않아 상기 공기층 각각에 대응하는 위치에 형성되는 복수의 점착영역이 교대로 배열되는 형태로 상기 감광성 점착층을 구획하는 단계; 및
    (f) 상기 감광성 점착층의 복수의 점착영역에 대응되게 배치되도록, 상기 복수의 점착영역에 선택적으로 복수의 반사체를 형성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학필름의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 상기 점착층을 형성하는 점착성 물질은 열가소성 접착제 또는 감압성 접착제(Pressure Sensitive Adhesive; PSA)인 것을 특징으로 하는 광학필름의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 (c) 단계에서 상기 감광성 점착층을 형성하는 감광성 점착물질은 아크릴계 점착제인 것을 특징으로 하는 광학필름의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 (d) 단계에서 상기 복수의 집광체가 상기 점착층에 부착됨에 따라 형성되는 상기 공기층은 삼각형 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학필름의 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 (f) 단계에서 상기 복수의 반사체 각각의 두께는 0.05 ~ 100 ㎛인 것을 특징으로 하는 광학필름의 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 (f) 단계는
    (f1) 전사필름 상에 반사층을 형성하는 단계;
    (f2) 상기 반사층이 상기 감광성 점착층에 접합되도록, 상기 전사필름을 상기 감광성 점착층에 접합하는 단계; 및
    (f3) 상기 반사층 중 일부는 상기 복수의 점착영역 각각에 대응하게 부착되는 상기 복수의 반사체 형태로 상기 감광성 점착층에 남고 나머지 일부는 상기 전사필름에 남도록, 상기 전사필름을 상기 감광성 점착층으로부터 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학필름의 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 (f1) 단계에서 상기 전사 필름 상에 상기 반사층을 형성하는 방법은, 금속입자와 무기물입자 중에서 선택된 하나 이상과 수지를 포함하는 물질을 상기 전사필름 상에 도포하는 방법과, 투명한 수지층 및 상기 투명한 수지층의 일면에 형성된 금속 박막으로 구성된 반사층을 상기 전사 필름 상에 부착하는 방법 중 어느 한 방법인 것을 특징으로 하는 광학필름의 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 수지는 경화성 수지와 열가소성 수지 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 광학필름의 제조방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 금속입자는 은 입자, 알루미늄 입자, 이들의 합금 입자, 및 유기 금속 입자 중에서 선택된 하나 이상의 입자인 것을 특징으로 하는 광학필름의 제조방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 무기물입자는 굴절률이 1.6이상인 것을 특징으로 하는 광학필름의 제조방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 무기물입자는 TiO2 , BaSO4 , Al(OH)3, Al2O3, CaCO3, ZnO 및 ZnS로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 광학필름의 제조방법.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 금속 박막은 은 또는 알루미늄을 사용하여 형성한 것을 특징으로 하는 광학필름의 제조방법.
  13. 제1 베이스 필름;
    제1 베이스 필름 상에 형성되고, 각각 역사다리꼴 단면 형상을 가지며, 상기 제1 베이스 필름과 경계면을 이루는 광출사부와 상기 광출사부와 마주보게 위치하는 광입사부를 갖는 복수의 집광체;
    상기 복수의 집광체의 광입사부 상에 적층되어, 상기 복수의 집광체 간에 복 수의 공기층을 형성하는 점착층;
    상기 점착층 상에 적층되는 제2 베이스 필름;
    상기 제2 베이스 필름 상에 적층되는 감광성 점착층으로서, 상기 복수의 집광체 각각에 대응하는 위치에 형성된 복수의 비점착영역과, 상기 복수의 공기층 각각에 대응하는 위치에 형성된 복수의 점착영역이 교대로 배열되는 형태로 구획된 감광성 점착층; 및
    상기 감광성 점착층의 복수의 점착영역에 대응되게 배치되도록 상기 복수의점착영역 상에 적층된 복수의 반사체를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학필름.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 복수의 공기층 각각은 삼각형 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학필름.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 복수의 반사체 중 이웃한 어느 한 반사체와 다른 한 반사체 사이에는 상기 광입사부에 대응하여 개구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학필름.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 복수의 반사체 각각의 두께는 0.05 ~ 100 ㎛인 것을 특징으로 하는 광학필름.
  17. 청구항 13 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 따른 광학필름; 및
    상기 광학필름 후방에 배치되어 빛을 조사하는 광원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 광학필름과 상기 광원부 사이에 개재되는 확산필름을 더 포함하는 것을특징으로 하는 백라이트 유닛.
  19. 디스플레이패널; 및
    상기 디스플레이패널을 향해 빛을 공급하는 백라이트유닛으로서,
    빛을 발산하는 광원부, 상기 광원부에서 발산된 빛을 확산시키는 확산필름 및 청구항 13 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 따른 광학필름으로서, 상기 확산필름에서 확산된 빛을 집광하는 광학필름으로 구성된 백라이트유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
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