KR100950949B1 - 복굴절성 해도사를 이용한 휘도강화용 직물의 제조방법 및 이를 적용한 휘도강화시트와 액정표시장치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복굴절성 해도사를 이용한 휘도강화용 직물의 제조방법과 이렇게 제조된 휘도강화용 직물을 이용하여 휘도강화시트 및 액정표시장치를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 휘도강화용 직물 제조방법은, 복굴절성 원사와 비복굴절성 원사 중 어느 하나를 경사로 선택하고 다른 하나를 위사로 선택하는 단계와, 경사와 위사로 직물을 직조하는 단계를 포함하고, 이때 복굴절성 원사는 복수개의 도부분과 이를 감싸는 해부분을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제조방법에 따라 휘도강화용 직물을 제조하고 이를 휘도강화시트 및 액정표시장치에 적용하면, 휘도강화용 직물의 광변조 특성에 의하여 액정표시장치의 휘도가 향상되고, 모아레 현상의 발생을 방지할 수 있다.

직물, 복굴절, 해도사, 비대칭조직, 액정표시장치, 모아레 현상

Description

복굴절성 해도사를 이용한 휘도강화용 직물의 제조방법 및 이를 적용한 휘도강화시트와 액정표시장치의 제조방법{Fabricating method of luminance-increasing woven fabric with double refraction sea-island fiber and fabricating method of luminance-increasing sheet and liquid crystal display using thereof}

본 발명은 광학변조 특성을 가지는 휘도강화용 직물의 제조방법과 이를 적용한 휘도강화시트 및 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명의 휘도강화용 직물 제조방법은 복굴절성 해도사가 위사 또는 경사가 되도록 하여 빛을 산란, 반사 및 편광시키는 직물을 제조하는 기술과 이를 이용하여 휘도강화시트와 액정표시장치를 제조하는 기술에 관한 것이다.

최근에 핸드폰, PDA 또는 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기의 사용이 일반화되고, 관련 시장의 성장에 따라 이에 적용할 수 있는 다양한 크기와 기능을 가진 디스플레이장치의 개발에 대한 요구가 커지고 있다. 이러한 시장의 요구에 가장 부합하는 디스플레이 장치는 경박단소 특성의 평판 디스플레이 장치(flat panel display)이다. 평판 디스플레이 장치는 액정표시장치(LCD, liquid crystal display), 피디피(PDP, plasma display panel) 및 FED(field emission display) 등 다양하지만, 대형 화면의 구현성, 높은 휘도와 명암비, 양산의 용이성 등에서 현재까지 액정표시장치가 가장 주목을 받고 있다. 액정표시장치는 투과형 표시장치로서, 액정분자의 굴절률 이방성에 의해 액정층을 투과하는 광의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 화면상에 표시하는 방식으로 구동된다. 이와 같이 액정표시장치는 자발광 디스플레이 장치가 아니므로, 패널의 후면에 별도의 백라이트 유닛이 설치되어야 한다.

이러한 액정표시장치는 백라이트로부터 공급되는 빛의 이용효율이 반드시 높다고는 할 수 없다. 이것은, 백라이트로부터 발사되는 빛 중 50% 이상이 광학필름에 의해 흡수되기 때문이다. 그래서, 액정표시장치에 있어서의 백라이트 빛의 이용효율을 높이기 위해서, 백라이트 유닛과 액정패널 사이에 휘도강화필름을 설치한다.

도 1은 종래의 휘도강화필름의 광학원리를 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 일반적인 휘도강화필름은 백라이트로부터 액정패널로 향하는 빛 중 P편광은 휘도강화필름을 통과하여 패널 쪽으로 전달되도록 하고, S편광은 휘도강화필름에서 백라이트 쪽으로 반사된 다음 백라이트 유닛의 확산반사면에서 빛의 편광 방향이 무작위화된 상태로 반사되어 다시 휘도강화필름으로 전달되도록 하여 결국에는 S편광이 편광기를 통과할 수 있도록 하는 역할을 한다.

휘도강화필름의 입사광에 대한 S편광의 선택적 반사와 P편광의 투과 작용은 이방성 굴절률을 갖는 평판상의 광학층과, 등방성 굴절률을 갖는 평판상의 광학층이 상호 교호적으로 다수 층으로 적층된 상태에서의 각 광학층간의 굴절율 차이와 적층된 광학층의 신장 처리에 따른 각 광학층들의 광학적 두께 설정 및 광학층의 굴 절률 변화에 의해서 이루어진다. 즉, 휘도강화필름으로 입사되는 빛은 각 광학층을 거치면서 S편광의 반사와 P편광의 투과 작용을 반복하여 결국에는 입사편광 중 P편광만 액정패널로 전달된다. 한편, 반사된 S편광은 전술한 바와 같이, 백라이트 유닛의 확산반사면에서 편광상태가 무작위화 된 상태로 반사되어 다시 휘도강화필름으로 전달된다. 이에 의해, 광원으로부터 발생된 빛의 손실과 함께 전력 낭비를 줄일 수 있었다.

그런데, 이러한 종래의 휘도강화필름은 굴절률이 상이한 평판상의 등방성 광학층과 이방성 광학층이 교호적으로 적층되고, 이를 신장처리하여 입사편광의 선택적 반사 및 투과에 최적화될 수 있는 각 광학층간의 광학적 두께 및 굴절률을 갖도록 제작되기 때문에, 휘도강화필름의 제작공정이 복잡하다는 문제점이 있었다. 특히, 휘도강화필름의 각 광학층이 평판 구조를 가지고 있어서, 입사편광의 광범위한 입사각 범위에 대응하여 P편광과 S편광을 분리하여야 하기 때문에, 광학층의 적층수가 과도하게 증가하여 생산비가 기하급수적으로 증가하는 문제가 있었다. 또한, 광학층의 적층수가 과도하게 형성되는 구조에 의하여 광손실에 의한 광학적 성능 저하가 우려되는 문제점이 있었다. 이에 기재 내에 복굴절성 섬유를 배치시키는 경우 광원으로부터 입사되는 빛이 상기 복굴절성 섬유와 등방성 기재간의 경계면인 복굴절성 계면에서 반사, 산란 및 굴절되어 광변조를 발생시켜 휘도를 향상시킬 수 있다. 하지만 일반적인 복굴절성 섬유를 사용하는 경우 적층형으로 제조하지 않으므로 생산비가 저렴하고 생산이 용이한 장점이 있지만 휘도증진의 효과가 미미하여 상술한 적층형 휘도강화필름을 대신하여 산업현장에 적용되기 어려운 문제가 있었 다.

본 발명의 첫 번째 과제는 편광을 선택적으로 통과시키고 광변조 기능을 하는 휘도강화용 직물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 두 번째 과제는 상기 제조방법에 의하여 제조된 휘도강화용 직물을 이용하여 휘도강화시트를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 세 번째 과제는 상기 제조방법에 의하여 제조된 휘도강화용 직물을 이용하여 휘도가 향상된 액정표시장치를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 첫 번째 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 복굴절성 원사와 비복굴절성 원사 중 어느 하나를 경사로 선택하고 다른 하나를 위사로 선택하는 단계와, 경사와 위사로 직물을 직조하는 단계를 포함하는 휘도강화용 직물의 제조방법을 제공한다. 이때, 복굴절성 원사는 복수개의 도부분과 이를 감싸는 해부분을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 본 발명은 복굴절성 원사가 비복굴절성 원사보다 더 많이 표면에 노출되도록 비대칭조직으로 직조될 수 있다.

본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 본 발명은 비복굴절성 원사의 진행 방향으로 5 내지 16개의 복굴절성 원사 당 1개의 비복굴절성 원사가 표면에 노출되도록 비대칭조직으로 직조될 수 있다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 의하면, 본 발명은 복굴절성 원사가 비복굴절성 원사보다 5 내지 16배로 더 많이 표면에 노출되도록 비대칭조직으로 직조될 수 있다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 의하면, 본 발명은 복굴절성 원사가 40 내지 240개/인치이고, 비복굴절성 원사가 20 내지 240개/인치로 직조될 수 있다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 의하면, 본 발명은 복굴절성 원사가 단일 해도사 1 내지 200가닥이 모여서 이루어질 수 있다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 의하면, 본 발명은 복굴절성 원사의 도부분이 2개 이상의 방사코어를 중심으로 그룹화되어 배열될 수 있다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 의하면, 본 발명은 방사코어의 중심에 하나의 방사기준코어가 위치하고 이를 중심으로 복수개의 방사주변코어가 배열될 수 있다.

상기 두 번째 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 상기 제조방법에 의하여 휘도강화용 직물을 제조하는 단계와 휘도강화용 직물을 시트원단의 적어도 일면에 결합시키는 단계를 포함하는 휘도강화시트의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 휘도강화용 직물을 시트원단의 적어도 일면에 결합시키는 단계는 진공 핫프레스 라미네이팅에 의하여 실행될 수 있다.

본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 진공 핫프레스 라미네이팅은 5 내지 30 Torr의 진공조건, 120 내지 180℃의 핫프레스 온도 및 1.0 내지 100 kgf/cm²의 프레스 면압으로 1 내지 30분 동안 진행될 수 있다.

상기 세 번째 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 상기 제조방법에 의하여 휘도강화용 직물을 제조하는 단계와, 휘도강화용 직물을 시트원단의 적어도 일면에 결합시키는 단계와, 휘도강화용 직물이 결합된 시트원단을 액정패널의 하부기판에 근접하여 고정하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 제조방법에 따라 휘도강화용 직물을 제조하면, 복굴절성 원사의 광변조 특성에 의하여 휘도강화시트를 통과하는 빛의 양을 증가시킬 수 있으므로, 액정표시장치의 휘도를 증가시킬 수 있다. 또한 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 액정표시장치는 휘도강화시트에 직물의 무늬가 적게 남아서 액정표시장치 화면상에 모아레 현상이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

아래에서 본 발명은 실시예를 기초로 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명된다. 제시된 실시예는 예시적인 것으로 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

본 발명의 제조방법에 따라 제조된 휘도강화용 직물은 경사와 위사 중 어느 하나는 복굴절성 원사이고, 다른 하나는 비복굴절성 원사이다. 복굴절성 원사는 해부분과 도부분으로 이루어진다. 통상적인 해도사에서 해성분이란 방사 후 후가공 공정에서 용출 또는 용해되는 성분이고, 도성분은 해성분 제거 후에도 계속 남아 섬유를 형성하는 성분이다. 그러나 본 발명에서는 해성분은 제거되지 않고 남는다.

본 명세서에서 복굴절성 원사라는 용어는 직물의 경사나 위사로 사용되는 실을 의미하는 용어이다. 복굴절성 원사는 하나의 복굴절성 단사로 이루어질 수도 있고, 복수개의 복굴절성 단사가 꼬여 이루어질 수도 있다. 특별한 언급이 없으면 복굴절성 원사는 상기 두 가지 의미로 모두 쓰일 수 있고, 이를 구분할 필요가 있는 경우에는 전자에 대해서는 복굴절성 단사, 후자에 대해서는 복굴절성 원사라는 용어를 사용한다.

도 2는 본 발명의 복굴절성 원사의 단면을 도시한 것이다. 도 2를 참조하면 본 발명의 복굴절성 원사는 도부분(201)과 해부분(202)을 포함하고, 해부분(202)의 내부에 도부분(201)이 고립된 섬 형태로 형성되어 있다. 이때, 도부분(201)과 해부분(202)은 광학적 특성을 달리하는 재료로 이루어질 수 있다. 특히 본 발명의 복굴절성 원사는 광변조 효율을 극대화시키기 위하여 도부분(201)과 해부분(201)의 광굴절 특성이 상이할 수 있으며, 보다 바람직하게는, 상기 도부분(201)은 이방성이고 해부분(201)은 등방성일 수 있다. 구체적으로, 광학적 등방성인 해부분과 이방성인 도부분을 포함하는 복굴절성 원사 있어서 공간상의 X, Y 및 Z축에 따른 굴절률의 실질적인 일치 또는 불일치의 크기는 그 축에 따라 편광된 빛의 산란 정도에 영향을 미친다. 일반적으로, 산란능은 굴절률 불일치의 제곱에 비례하여 변화한다. 따라서, 특정 축에 따른 굴절률의 불일치의 정도가 더 클수록, 그 축에 따라 편광된 빛이 더 강하게 산란된다. 반대로, 특정 축에 따른 불일치가 작은 경우, 그 축에 따라 편광된 빛은 더 적은 정도로 산란된다. 어떤 축에 따라 해부분의 굴절률이 도부분의 굴절률과 실질적으로 일치되는 경우, 이러한 축에 평행한 전기장으로 편광된 빛은 복굴절성 원사 부분의 크기, 모양 및 밀도와 상관없이 산란되지 않고 복 굴절성 원사를 통해 통과할 것이다. 또한, 그 축에 따른 굴절률이 실질적으로 일치되는 경우, 빛은 실질적으로 산란되지 않고 물체를 통해 통과한다.

도 3은 본 발명의 복굴절성 원사로 투과되는 빛의 경로를 도식적으로 나타낸 것이다. 도 3을 참조하면, P파(실선)는 외부와 복굴절성 해도사의 경계면(300) 및 복굴절성 해도사 내부의 도부분(301)과 해부분(302)의 경계면의 복굴절성 계면에 영향을 받지 않고 투과되나, S파(점선)는 기재와 복굴절성 해도사의 경계면(300) 및/또는 복굴절성 해도사 내부의 도부분(301)과 해부분(302)의 경계면의 복굴절성 계면에 영향을 받아 광의 변조가 일어난다.

한편, 본 발명에서는 복굴절성 원사 중 도부분과 해부분의 굴절율은 2개의 축 방향에 대한 굴절율의 차이가 0.03 이하이고 나머지 1개의 축방향에 대한 굴절율의 차이가 0.05 이상인 것이 바람직하다. 이럴 경우 P파는 복굴절성 원사의 복굴절성 계면을 통과하나 S파는 광변조를 일으킬 수 있는 것이다. 보다 바람직하게는 복굴절성 원사의 해부분과 도부분의 길이방향에 대한 굴절율의 차이는 0.1 이상이고, 나머지 2개의 축방향에 대한 해부분과 도부분의 굴절율이 실질적으로 일치되는 경우 광변조 효율이 극대화될 수 있다. 결국, 상술한 바와 같이 복굴절성 원사의 광변조 효율을 극대화시키기 위해서는 도부분과 해부분의 광학적 성질이 상이하여야 하며, 또한 광변조 계면의 면적이 넓어야 한다. 이를 위해서는 도부분의 개수가 많아져야 하며 바람직하게는 도부분의 개수가 500개를 넘어야 한다.

본 발명의 복굴절성 원사의 섬도는 5 내지 500 데니어인 것이 바람직하다. 복굴절성 원사의 섬도가 5 데니어 미만이면 도부분의 개수가 적어져 복굴절성 원사에 의한 빛의 산란효과가 지나치게 적어지고, 섬도가 500 데니어를 초과하면 휘도강화용 직물의 유연성이 떨어져 작업성이 낮아진다

본 발명의 복굴절성 원사의 도부분의 섬도는 0.0001 내지 1.0 데니어인 것이 바람직하다. 도부분의 섬도가 0.0001 데니어 미만이면 일정한 직경의 도부분을 유지하기 어렵고, 도부분의 섬도가 1.0 데이어를 초과하면 광학경계면의 면적이 작아져서 빛의 산란효과가 낮아진다.

본 발명의 복굴절성 단사는 도부분이 2개 이상의 방사코어를 중심으로 그룹화되어 배열될 수 있고, 방사코어는 복굴절성 원사의 중심에 하나의 방사기준코어가 위치하고 이를 중심으로 복수개의 방사주변코어가 배열될 수 있다. 이와 같이 도부분을 그룹화하는 것은, 도부분의 개수가 많은(약 300개 이상) 경우에 도부분의 밀집도가 커지게 되어 방사과정에서 방사코어 주변에 위치하는 도부분이 서로 뭉치는 현상이 발생하는 것을 방지하기 위함이다. 이를 통해 하나의 방사코어에 도부분이 지나치게 집적되는 현상을 방지하고 하나의 복굴절성 원사 내부에 500개 이상의 도부분을 형성시켜 생산비용을 절감시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 그룹형 복굴절성 원사의 일 실시예를 도시한 것이다. 도 4를 참조하면, 그룹형 복굴절성 원사(400)의 내부에 2개의 방사코어(401a, 401b)가 형성되고 방사코어(401a, 401b)를 중심으로 도부분(402a, 402b)이 그룹화되어 배열된다. 다시 말해, 각각의 방사코어(401a, 401b)를 중심으로 도부분(402a, 402b)이 구획되어 배열됨으로서 그 단면을 관찰하면 방사코어의 개수만큼 구획된 도부분이 존재하게 되는 것이다. 이 경우 방사코어(401a, 401b)를 중심으로 배열된 도부 분(402a, 402b)의 각 그룹의 단면형상은 원형, 타원형, 다각형 및 이형단면 등 종류의 제한이 없으며, 각 그룹의 단면형상은 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 복굴절성 원사의 내부에 4개의 방사코어가 존재하는 경우로서, 각각의 도부분의 배열형상은 모두 사각형이나, 상기 도부분의 배열형상 중 일부가 사각형이 아닌 삼각형이나 원형이 될 수도 있다. 한편, 본 명세서의 도면에서는 방사코어를 검은 원으로 굵게 표시하였지만, 이는 방사코어를 명확히 도시하기 위한 표현방식에 불과하며, 실제 그룹의 중심이 되는 하나의 지점을 의미하는 것으로서 상기 지점이 도부분일 수도 있고 해부분일 수도 있다. 나아가, 복굴절성 원사 내부의 공백부분은 실제로는 도부분으로 채워져 있을 수도 있고 해부분만 존재할 수도 있다.

한편, 본 발명의 그룹형 복굴절성 원사의 내부에 배열되는 도부분의 개수는 38 내지 1,500개일 수 있으며, 보다 바람직하게는 전체 도부분의 개수가 500 내지 1,500개일 수 있으나 방사코어의 수를 적절하게 조절하는 경우, 가장 바람직하게는, 전체 도부분의 개수가 1,000 내지 1,500개일 수 있다. 나아가, 상기 하나의 방사코어에 대하여 도부분이 10 내지 300개가 배열될 수 있으며, 보다 바람직하게는 도부분이 100 내지 150개가 배열될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 결국, 상술한 하나의 방사코어의 주변에 배열되는 도부분의 개수는 도부분의 뭉침 현상이 일어나지 않는 범위 내에서 복굴절성 원사 및 도부분의 섬도, 목적하는 극세사의 섬도 및 후술하는 광변조 효율이 극대화될 수 있는 범위 내에서 적절하게 조절될 수 있다.

본 발명의 복굴절성 원사는 통상의 해도사를 제조할 수 있는 방법이 종류의 제한이 없이 적용되어 제조될 수 있다. 사용되는 방사구금 및 방사노즐은 해도사를 제조할 수 있는 것이면 그 형태에 제한없이 사용가능하나 일반적으로 해도사의 단면에서 도부분의 배열형상과 실질적으로 일치하도록 설계된 방사구금 및 방사노즐을 사용할 수 있다. 구체적으로 방사구금 내부에 도부분이 구획될 수 있도록 적절하게 설계된 중공 핀이나 방사노즐 등으로부터 압출된 도성분과 그 사이를 메우도록 설계된 유로로부터 공급된 해성분 류(流)를 합류하고, 이 합류체 류를 점차로 가늘게 하면서 토출구로부터 압출하여 해도사를 형성할 수 있고 상기 섬유가 2개 이상의 도(島)를 포함하고 있는 한 어떠한 방사구금도 사용할 수 있는 것이다. 바람직하게 사용되는 방사구금의 일례를 도 5에 도시하였으나, 본 발명의 방법에 사용할 수 있는 방사구금은 반드시 이들에 한정되는 것은 아니다.

구체적으로 도 5는 본 발명에 적용될 수 있는 바람직한 방사구금의 일례이다. 구체적으로 상기 방사구금(500)에 있어서, 분배 전 도성분용 폴리머 보관부(501) 내의 도성분용 폴리머(용융체)는 복수의 중공 핀에 의해 형성된 도성분용 폴리머 도입로(502) 중에 분배되고, 한편, 해성분용 폴리머 도입통로(503)를 통하여 해성분용 폴리머 (용융체)가 분배 전 해성분용 폴리머 보관부(504)에 도입된다. 도성분용 폴리머 도입로(502)를 형성하고 있는 중공 핀은, 각각 해성분용 폴리머 보관부(504)를 관통하여, 그 아래에 형성된 복수의 심초형 복합류용 통로(505)의 각각의 입구 중앙부분에 있어서 하향으로 개구되어 있다. 도성분용 폴리머 도입로(502)의 하단으로부터 도성분 폴리머류가 심초형 복합류용 통로(505)의 중심부분에 도입되고, 해성분용 폴리머 보관부(504) 중의 해성분용 폴리머류는 심초형 복합류용 통로(505) 중에 도성분 폴리머류를 둘러싸도록 도입되어, 도성분 폴리머류를 심으로 하고, 해성분 폴리머류를 초로 하는 심초형 복합류가 형성되며 이 때 상기 심부분은 2개 이상의 방사중심을 중심으로 심부분이 그룹화되어 배열될 수 있다. 상기 복수의 심초형 복합류가 깔대기형상의 합류통로(506) 중에 도입된 후, 이 합류 통로(506) 중에 있어서 복수의 심초형 복합류는 각각의 초부가 서로 접합하여, 해도형 복합류가 형성된다. 이 해도형 복합류는 깔대기 형상의 합류통로(506)의 내부를 흐르는 동안 점차로 그 수평방향의 단면적이 감소하여, 합류통로(506) 하단의 토출구(507)로부터 토출된다.

본 발명의 휘도강화용 직물 제조방법은 상기의 방법으로 제조된 복굴절성 원사와 비복굴절성 원사 중 어느 하나를 경사로 선택하고 다른 하나를 위사로 선택하는 단계와, 경사와 위사로 직물을 직조하는 단계를 포함한다. 본 발명의 휘도강화용 직물 제조방법은 복굴절성 원사가 비복굴절성 원사보다 표면에 더 많이 노출되도록 비대칭조직으로 직조되는 것이 특징이다.

도 6은 본 발명의 휘도강화용 직물 제조방법에 의하여 직조된 비대칭조직의 직물에 대한 일 예를 도시한 것이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 휘도강화용 직물은 복굴절성 원사와 비복굴절성 원사가 각각 위사(601)와 경사(602) 또는 경사(602)와 위사(601)를 형성한다. A-A' 선은 위사(601)와 경사(602)의 교차점을 포함하는, 경사(602)와 평행한 직선이다. A-A'선을 따라 비대칭조직의 구조를 살펴보면, A-A'선 방향으로 5개의 복굴절성 원사 당 1개의 비복굴절성 원사가 표면에 노출되어 있다. 따라서 상기의 비대칭조직으로 직물을 직조하면 직물의 표면에 복굴절성 원사가 표면에 더 많이 노출되고 교차점의 개수를 감소시킬 수 있다. 교차점이라는 용어는 경사와 위사가 위아래의 위치를 바꾸며 엇갈리는 위치를 의미한다. 본 발명에서 이러한 비대칭조직은 A-A'선 방향으로 5 내지 16개의 복굴절성 원사 당 1개의 비복굴절성 원사가 표면에 노출되는 것이 바람직하다. A-A'선 방향으로 5개 미만의 복굴절성 원사 당 1개의 비복굴절성 원사가 표면에 노출되면 복굴절성 원사와 비복굴절성 원사 간 교차점의 개수가 많아 휘도강화용 직물이 액정표시장치의 휘도강화시트에 적용된 경우 모아레 현상이 발생될 수 있고, A-A'선 방향으로 16개를 초과하는 복굴절성 원사 당 1개의 비복굴절성 원사가 표면에 노출되면 휘도강화용 직물의 견고성이 낮아 접착작업 등에서 불량이 발생할 수 있다.

본 발명의 휘도강화용 직물이 가지는 비대칭조직은 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 상기에서 예를 든 것과 같이 A-A'선 방향으로 몇 개의 복굴절성 원사 당 1개의 비복굴절성 원사가 표면에 노출되는지 외에도, 다양한 조합에 의하여 비대칭조직이 이루어질 수 있다. 예를 들어 A-A'선 방향으로 5 개의 복굴절성 원사 당 1개의 비복굴절성 원사가 표면에 노출되는 경우라 하더라도, 이웃한 비복굴절성 원사의 교차점이 몇 개의 위사를 건너 형성되었는지에 따라 다양한 조합이 생성될 수 있는 것이다. 만약 직물조직이 일정한 반복 패턴을 유지한다면 이러한 조합은 제한될 수 있다. 즉, 상하좌우로 반복되는 최소 단위의 조직을 일반적으로 완전조직이라 하는데, A-A'선 방향으로 몇 개의 복굴절성 원사 당 1개의 비복굴절성 원사가 표면에 노출되는지가 결정되면 가능한 완전조직의 경우의 수가 그에 따라 결정된다.

본 발명의 휘도강화용 직물이 가지는 비대칭조직은 직물조직이 일정한 반복 패턴 을 가지지 않을 수도 있다. 이러한 경우 비대칭조직은 복굴절성 원사가 비복굴절성 원사보다 5 내지 16배로 더 많이 표면에 노출되는 것이 바람직하다.

본 발명의 휘도강화용 직물은 복굴절성 원사가 40 내지 240개/인치이고, 비복굴절성 원사가 20 내지 240개/인치로 직조되는 것이 바람직하다. 상기와 같이 경사와 위사가 구성된 경우에 휘도강화용 직물의 광변조 특성과 생산성이 뛰어나다. 본 발명의 휘도강화용 직물을 이루는 복굴절성 원사는 복수개의 복굴절성 단사가 합사된 형태일 수 있는데, 이 경우 복굴절성 단사 1 내지 200가닥이 모여서 하나의 복굴절성 원사가 이루어진 것이 바람직하다. 또한 이러한 경우에 복굴절성 단사의 섬도는 0.5 내지 30 데니어인 것이 바람직하다. 상기 수치의 범위에서 합사가 용이하고 광변조 특성이 뛰어나기 때문이다.

본 발명의 비대칭조직을 가지는 직물의 직조는 이 분야에 공지된 다양한 방식의 제직기에 의하여 수행될 수 있다.

본 발명의 휘도강화용 직물은 휘도강화시트의 형태로 제조되어 다양한 형태의 광학기기에 적용될 수 있다. 본 발명의 휘도강화시트는 시트원단에 휘도강화용 직물이 결합되어 이루어진다. 시트원단은 빛을 통과시킬 수 있는 다양한 재질로 이루어질 수 있다. 본 발명의 휘도강화용 직물을 액정표시장치에 결합시키면 액정표시장치의 휘도를 증가시킬 수 있다. 본 발명의 휘도강화용 직물은 특정한 회전방향의 빛만을 통과시키는 특성과, 다른 회전방향의 빛을 산란 및 반사시키고 회전을 변화시키는 광변조 특성을 가지고 있으므로, 액정패널로 공급되는 빛의 양을 증가시킬 수 있다. 또한 본 발명의 휘도강화용 직물은 액정표시장치 화면상에 발생할 수 있 는 모아레 현상을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 휘도강화용 직물을 시트원단에 결합시키는 방법은 다양한 방법으로 실행될 수 있다. 그 중 하나는 진공 핫프레스 라미네이팅 방법이다. 진공 핫프레스 라미네이팅은 일정 압력 이하로 진공이 유지된 진공 챔버(vacuum chamber)에서 가열 및 가압 조건으로 필름을 기재에 결합시키는 방법이다. 휘도강화용 직물을 진공 핫프레스 라미네이팅에 의하여 시트원단에 결합시키면 직물을 이루는 비복굴절성 원사는 용융되어 실의 형상을 잃는다. 이 과정에서 압력에 의하여 교차점에서의 복굴절성 원사의 형상이 변화되어, 휘도강화시트에 교차점의 흔적이 남을 수 있다. 상기에서 설명한 바와 같이 본 발명의 휘도강화용 직물은 비대칭조직으로 직조되므로 이러한 교차점의 흔적을 최소화할 수 있고, 규칙적인 배열을 하는 교차점의 흔적에 의한 모아레 현상의 발생을 억제할 수 있다.

본 발명의 진공 핫프레스 라미네이팅은 5 내지 100 Torr의 진공조건, 120 내지 180℃의 핫프레스 온도 및 1.0 내지 100 kgf/cm2의 프레스 면압으로 1 내지 30분 동안 진행되는 것이 바람직하다. 상기 진공조건의 하한을 넘으면 진공 도달시간이 오래 걸려 생상성이 낮아지고 상한을 넘으면 휘도강화용 직물과 시트원단 사이에 기포가 포함될 수 있으며, 온도조건의 하한을 넘으면 비복굴절성 원사의 용융이 불완전할 수 있고, 상한을 넘으면 복굴절성 원사의 용융이 일어날 수 있다. 또한 프레스 압력의 하한을 넘으면 휘도강화용 직물과 시트원단의 결합 견고성이 지나치게 낮아지고 상한을 넘으면 복굴절성 원사의 형상이 변형될 수 있으며, 라미네이팅 시간은 상기 나머지 조건을 고려한 바람직한 범위에 있다.

아래에서 실시예와 비교예를 이용하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

<실시예 1>

폴리카보네이트와 변성 글리콜 폴리시클로헥실렌 디메틸렌테레프탈레이트(PCTG)가 5 : 5로 혼합된 등방성 PC 얼로이(nx=1.55, ny=1.55, nz=1.55)를 해성분으로 하고 이방성 PEN (nx=1.88, ny=1.57, nz=1.57)을 도부분으로 구성하고 상기 도부분을 200개 배치하였다. 이와 같은 조성을 통해 미연신사 150/24로 하여 방사온도는 305℃, 방사속도는 1500 M/min의 조건으로 방사한 후, 3배의 연신을 통해 연신사 50/24의 복굴절성 해도형 원사를 제조하였다. 제조된 해도사를 위사로 하고 등방성의 PC 얼로이 섬유를 경사로 하여 직물을 제직하였다. 이때, 직물은 비대칭조직으로 직조되었고, 비복굴절성 원사의 진행 방향으로 6개의 복굴절성 해도형 원사 당 1개의 비복굴절성 원사가 표면에 노출되도록 하였다. 그 뒤 제직된 직물을 PC 얼로이 시트(상기 복굴절성 해도사의 해부분과 동일한 성분 및 광학적 성질을 가짐)의 상부에 위치시킨 후 일정한 압력을 가하여 PC 얼로이 시트의 내부에 해도사로 제직된 직물을 합지시켰다. 이 후, 섬유가 적층된 PC 얼로이 시트와 경면롤에 인입되는 지점에 굴절률이 1.54인 에폭시아크릴레이트와 우레탄 아크릴레이트의 혼합 UV 경화 코팅 수지를 부여하고 1차, 2차에 걸쳐 UV 경화시켜 복굴절성 해도사가 적층된 형태의 융합 시트를 제조하였다. 상기의 코팅 수지는 UV 코팅 경화 전에는 1.54의 굴절률을 보이나 경화 후에는 1.57의 굴절률을 보인다. 이를 통해 두께가 400㎛인 휘도강화시트를 제조하였다.

<실시예 2>

직물의 직조방법이 비복굴절성 원사의 진행 방향으로 10개의 복굴절성 해도형 원사 당 1개의 비복굴절성 원사가 표면에 노출되도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 휘도강화시트를 제조하였다.

<실시예 3>

직물의 직조방법이 비복굴절성 원사의 진행 방향으로 15개의 복굴절성 해도형 원사 당 1개의 비복굴절성 원사가 표면에 노출되도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 휘도강화시트를 제조하였다.

<비교예 1>

도부분이 등방성 PET(nx=ny=nz=1.57)이고, 해부분이 등방성 C0-PEN(nx=ny=nz=1.57)인 등방성 해도사를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 휘도강화시트를 제조하였다.

<비교예 2>

직물의 직조방법이 경사의 진행 방향으로 2개의 위사 당 1개의 경사가 표면에 노출되도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 휘도강화시트를 제조하였다.

<비교예 3>

직물을 대칭조직으로 직조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 휘도강화시트를 제조하였다.

<실험예>

상기 실시예들과 비교예들을 통해 제조된 휘도강화시트에 대하여 다음과 같은 물성을 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.

1. 휘도

32" 액정패널과 직하형 백라이트 유닛 사이에 상기 실시예들과 비교예들에 따라 제조된 휘도강화시트를 삽입하고, 탑콘사의 BM-7 측정기를 이용하여 9개 지점의 휘도를 측정하여 평균치를 나타내었다. 상대 휘도는 비교예 1의 휘도를 기준으로 나머지 실시예들과 비교예들의 휘도를 백분율로 나타낸 것이다.

2. 투과도

일본 NIPPON DENSHOKU사의 COH300A 분석설비를 이용하여 ASTM D1003 방법으로 투과율을 측정하였다.

3. 편광도

OTSKA사의 RETS-100 분석설비를 이용하여 편광도를 측정하였다.

4. 모아레 테스트

확산판, 확산시트2장, 휘도강화필름이 구비된 32" 직하형 백라이트 유니트 위에 패널을 조립한 후, 육안으로 미약, 약, 중, 강의 네 수준으로 판별하였다.

[표 1]

	휘도(cd/㎡)	투과율(%)	편광도(%)	모아레
실시예 1	400	52	78	미약
실시예 2	400	52	78	미약
실시예 3	400	52	78	미약
비교예 1	270	85	2	미약
비교예 2	400	52	78	중
비교예 3	400	52	78	강

표 1에서 알 수 있듯이, 본 발명의 복굴절성 해도형 원사를 포함하는 휘도강화용 직물을 적용한 액정표시장치(실시예 1 내지 실시예 3)는 이를 적용하지 않은 액정표시장치(비교예 1 내지 비교예 3)에 비하여 전반적인 광학물성이 우수하였다. 구체적으로, 도부분과 해부분의 광학적 특성이 상이한 복굴절성 해도형 원사가 사용된 경우(실시예 1 내지 실시예 3, 비교예 2 및 비교예 3)에는 도부분과 해부분의 광학적 특성이 동일한 경우(비교예 1)에 비하여 휘도가 높았다. 휘도강화시트 자체로 평가한 결과는 비교예 1의 경우가 실시예 1 내지 실시예 3, 비교예 2 및 비교예 3에 비하여 편광도는 낮고 투과율은 높았지만, 액정표시장치로 조립된 상태의 휘도의 경우는 광변조 기능을 하는 실시예 1 내지 실시예 3, 비교예 2 및 비교예 3의 경우가 비교예 1보다 높았다. 한편 직물을 대칭조직으로 직조한 경우(비교예 3)와, 경사의 진행 방향으로 2개의 위사 당 1개의 경사가 표면에 노출되도록 한 경우(비교예 2)는 모아레 현상이 각각 강, 중으로 관찰되었으나, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 경우에는 모아레 현상이 미약으로 관찰되었다.

도 1은 종래의 휘도강화필름의 광학원리를 도시하는 도면이다.

도 2는 본 발명의 복굴절성 원사의 단면을 도시한 것이다.

도 3은 본 발명의 복굴절성 원사로 투과되는 광의 경로를 도식적으로 나타낸 것이다.

도 4는 본 발명의 그룹형 복굴절성 원사의 일 실시예를 도시한 것이다.

도 5는 본 발명에 적용될 수 있는 바람직한 방사구금의 일 실시예이다.

도 6은 본 발명의 휘도강화용 직물 제조방법에 의하여 직조된 비대칭조직의 직물에 대한 일 실시예를 도시한 것이다.

Claims (12)

1. 복굴절성 원사와 비복굴절성 원사 중 어느 하나를 경사로 선택하고 다른 하나를 위사로 선택하는 단계; 및

   상기 경사와 위사로 직물을 직조하는 단계;를 포함하고,

   상기 복굴절성 원사는 복수개의 도부분과 이를 감싸는 해부분을 포함하며, 상기 경사와 위사로 직물을 직조하는 단계는 복굴절성 원사가 비복굴절성 원사보다 더 많이 표면에 노출되도록 비대칭조직으로 직조하는 것을 특징으로 하는 휘도강화용 직물의 제조방법.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 비대칭조직은, 비복굴절성 원사의 진행 방향으로 5 내지 16개의 복굴절성 원사 당 1개의 비복굴절성 원사가 표면에 노출되는 것을 특징으로 하는 휘도강화용 직물의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 비대칭조직은, 복굴절성 원사가 비복굴절성 원사보다 5 내지 16배로 더 많이 표면에 노출되는 것을 특징으로 하는 휘도강화용 직물의 제조방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 복굴절성 원사는 40 내지 240개/인치이고, 상기 비복굴절성 원사는 20 내지 240개/인치로 직조된 것을 특징으로 하는 휘도강화용 직물의 제조방법.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 복굴절성 원사는 복굴절성 단사 1 내지 200가닥이 모여서 이루어진 것을 특징으로 하는 휘도강화용 직물의 제조방법.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 복굴절성 원사는, 도부분이 2개 이상의 방사코어를 중심으로 그룹화되어 배열되는 것을 특징으로 하는 휘도강화용 직물의 제조방법.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 방사코어는 중심에 하나의 방사기준코어가 위치하고 이를 중심으로 복수개의 방사주변코어가 배열되는 것을 특징으로 하는 휘도강화용 직물의 제조방법.
9. 제 1항 및 제 3항 내지 제 8항 중 어느 한 항의 제조방법에 의하여 휘도강화용 직물을 제조하는 단계; 및

   상기 휘도강화용 직물을 시트원단의 적어도 일면에 결합시키는 단계;를 포함하는 휘도강화시트의 제조방법.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 휘도강화용 직물을 시트원단의 적어도 일면에 결합시키는 단계는,

    진공 핫프레스 라미네이팅에 의하여 실행되는 것을 특징으로 하는 휘도강화시트의 제조방법.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 진공 핫프레스 라미네이팅은, 5 내지 100 Torr의 진공조건, 120 내지 180℃의 핫프레스 온도 및 1.0 내지 100 kgf/cm²의 프레스 면압으로 1 내지 30분 동안 진행되는 것을 특징으로 휘도강화시트의 제조방법.
12. 제 1항 및 제 3항 내지 제 8항 중 어느 한 항의 제조방법에 의하여 휘도강화용 직물을 제조하는 단계;

    상기 휘도강화용 직물을 시트원단의 적어도 일면에 결합시키는 단계; 및

    상기 휘도강화용 직물이 결합된 시트원단을 액정패널의 하부기판에 근접하여 고정하는 단계;를 포함하는 액정표시장치의 제조방법.

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