KR100961596B1 - 좁은 입자 크기 분포를 가지는 유기 입자를 함유하는 광학필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 및 상기 기판의 적어도 한 표면에 요철 구조를 갖는 수지 코팅을 포함하는 광학 필름으로서, 상기 수지 코팅은 복수의 유기 입자 및 결합제를 포함하고, 상기 유기 입자는 중합 단위로서 적어도 하나의 다관능성 아크릴레이트 단량체를 포함하는 폴리아크릴레이트 수지로 형성되며, 상기 다관능성 아크릴레이트 단량체는 단량체 총중량에 대해 약 30 중량% 내지 70 중량%의 양으로 존재하고; 상기 유기 입자는 단일 평균 입자 크기를 가지며; 상기 유기 입자의 입자 크기 분포는 평균 입자 크기의 약 ±30% 내의 범위이고; 및 상기 유기 입자는 결합제 고형분 함량 100 중량부당 약 110 내지 약 360 중량부의 양으로 존재하는 광학 필름을 제공한다.

Description

좁은 입자 크기 분포를 가지는 유기 입자를 함유하는 광학 필름{OPTICAL FILM CONTAINING ORGANIC PARTICLES HAVING NARROW PARTICLE SIZE DISTRIBUTION}
본 발명은 광학 필름에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 백라이트 모듈에 적용할 수 있는 확산 필름에 관한 것이다.
액정 패널은 빛을 방사할 수 없기 때문에, 충분하고 균일하게 확산된 빛을 제공하기 위한 광원으로서 백라이트 모듈을 사용할 필요가 있고, 그에 따라 디스플레이 장치는 영상을 정상적으로 나타낼 수 있다.
백라이트 모듈은 실질적으로 두 가지 타입으로 분류될 수 있는데, 즉 직접형 (direct type) 및 사이드형 (side type) 백라이트 모듈로 분류된다. 직접형 백라이트 모듈은 확산판 바로 아래에 배치되는 광원을 가지고, 일반적으로 예컨대 TV 세트와 같이 비교적 큰 크기의 디스플레이 장치에서 사용된다. 사이드형 백라이트 모듈의 경우, 광원은 도광판의 옆에 배치되고, 그 결과 광원은 도광판에 의해 정확한 방향으로 안내된 후에 빛을 방사한다. 일반적으로, 상기 사이드형 백라이트 모듈은 예컨대 노트북 컴퓨터 및 모니터와 같은 비교적 작은 크기의 디스플레이 장치에서 적용될 수 있다. 그러나 직접형 및 사이드형 백라이트 모듈 모두 번갈아 일어나는 명-암 줄무늬 및 메시 포인트를 제거하기 위해, 빛을 균일화하고 균일한 표면 광원을 갖는 액정 디스플레이를 제공하고자 확산 필름이 반드시 도광판 또는 확산판 위쪽에 배치되어야 한다.
통상의 확산 필름은 주로 투명한 기판 위에 확산층을 적용함으로써 형성되는데, 상기 확산층은 수지 결합제 (binder) 및 확산 입자로서 작용하는 화학 입자를 포함한다. 빛이 일단 확산층을 통과하면, 다른 굴절률을 갖는 2개의 매질을 통과하기 때문에 빛은 굴절, 반사 및 산란될 것이고, 그 결과 빛은 효과적으로 확산되어 빛의 균일성이 달성된다. 하지만, 관련 물질 및 화학 입자의 성질로 인해, 빛은 불가피하게 불규칙적으로 흡수 및 산란될 것이고, 그 결과 광원 일부가 허비되어 광원은 효율적으로 이용될 수 없다.
보통 사용되는 확산 입자는 1㎛ 내지 50㎛ 범위의 입자 크기를 갖는다. 확산층 내에서의 확산 입자의 코팅 면적을 증가시킴으로써 광확산 효과를 향상시키기 위해, 다른 입자 크기를 갖는 입자가 확산 입자로서 사용될 수 있다는 것이 알려져 있다. 도 1에서 보는 바와 같이, 종래의 확산 필름으로서, 다른 입자 크기를 갖는 복수의 입자 (105) 및 결합제 (104)를 함유하는 수지 코팅 (103)이 기판 (101) 위에 형성된다. 종래 기술에서 사용된 확산 입자는 넓은 입자 크기 분포를 가진다. 예를 들어, 평균 입자 크기가 약 15㎛인 입자가 사용되는 경우, 입자의 입자 크기 분포는 일반적으로 약 1㎛ 내지 약 30㎛의 범위에 있다. 다른 입자 크기를 가지는 확산 입자를 사용함으로써 광확산 효과가 향상될지라도, 입자의 다른 입자 크기로 인해 빛은 불규칙적으로 산란될 것이고, 그 결과 광원은 효율적으로 이용될 수 없다.
코팅 내에서 확산 입자가 모여서 서로 부착 (adhered)되는 경우, 광확산 균일성에 영향을 받을 뿐만 아니라, 디스플레이의 표면 위에 암점 (dark spot)이 발생할 수 있다. 상기한 문제점들을 해결하기 위해, 미국 특허 7,218,450 B2는 적층 비 (lamination ratio), 응집된 입자의 입자 크기를 포함하는 특정 변수를 갖는 확산 입자로서 단일 분포 (single distribution)를 갖는 하나 이상의 유기 또는 무기 입자의 사용을 개시하는데, 단일 분포를 갖는 두 종류의 입자가 사용되는 경우, 단일 분포를 갖는 두 종류 입자의 평균 입자 크기는 특정 식을 만족시킨다. 미국 특허 7,218,450 B2에서 사용된 단일 분포를 갖는 입자의 95%는 평균 입자 크기의 ±15% 내의 범위인 입자 크기를 갖는다. 미국 특허 7,218,450 B2는 또한 좁은 입자 크기 분포를 갖는 확산 입자의 사용을 개시하고는 있으나, 확산 입자의 가교도에 대한 언급은 하고 있지 않다. 사실, 확산 입자의 불충분한 가교도는 불가피하게 약간의 문제를 일으킨다. 예를 들어, 낮은 가교도를 갖는 입자는 결합제 내의 용매와 상호 작용하여 팽창할 것이다. 따라서, 높은 가교도를 갖는 입자와 비교하여, 낮은 가교도를 갖는 입자는 낮은 내용매성을 가질 것이다. 더욱이, 용매가 흡수되기 때문에 낮은 가교도를 갖는 입자의 부피가 변화하여, 입자의 광학 특성은 불안정해 지고, 입자 표면 상에서의 점도가 증가되므로, 그 결과 입자는 서로 용이하게 응집되어, 코팅 공정성 및 확산 필름의 광확산 효과에 더욱 영향을 끼친다.
아울러, 다양한 광학 필름에서 휘도 향상 필름 (brightness enhancement film)은 비교적 비싸기 때문에, 새롭게 개발된 백라이트 모듈 구조에서 있어서 휘도 향상 필름을 대체하여 비용을 줄이기 위해 다른 광학 필름 및 이들의 조합으로 변형이 가해졌다. 예를 들어, 액정 디스플레이에 있어서, 휘도 향상 필름의 각각 위 및 아래에 위치하는 2개의 확산 필름을 갖는 휘도 향상 필름의 통상적인 디자인을 대체하는데 둘 또는 세 개의 확산 필름이 사용되었다. 그럼에도 불구하고, 휘도 및 다른 성능은 통상적인 디자인과 비교하여 뒤떨어진다. 따라서, 현재 기술로는 광확산 효율 요건을 만족시키는데 초점을 맞출 뿐만 아니라, 확산 필름의 휘도를 향상시키는 수단의 필요성도 고려된다.
본 발명은 바람직한 휘도를 갖고, 광확산 효율의 요건을 만족시킬 수 있는 광학 필름을 제공한다.
본 발명은 좁은 입자 크기 분포를 갖는 유기 입자를 함유하는 광학 필름도 제공하며, 상기 유기 입자는 광학 필름의 휘도를 효과적으로 향상시킬 수 있다.
본 발명은 또한 내용매성을 갖고, 필름의 광학 특성의 불안정성을 유발하는 유기 입자의 팽창을 방지할 수 있는 가교도가 높은 유기 입자를 함유하는 광학 필름을 제공한다. 한편, 유기 입자의 내긁힘성 및 내마모성을 향상시키기 위해 유기 입자의 가교도를 증가시킴으로써, 유기 입자의 경도가 향상된다.
발명의 요약
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기판 및 상기 기판의 적어도 한 표면에 요철 구조를 가지는 수지 코팅을 포함하는 광학 필름을 제공하는데, 상기 수지 코팅은 확산 입자로서 작용할 수 있는 유기 입자 및 결합제를 포함한다. 상기 유기 입자는 폴리아크릴레이트 수지 입자이고, 상기 폴리아크릴레이트 수지는 중합 단위로서 적어도 하나의 단관능성 아크릴레이트 단량체 및 적어도 하나의 다관능성 아크릴레이트 단량체를 포함하고, 상기 다관능성 아크릴레이트 단량체의 양은 단량체의 총 중량에 대하여 약 30wt% 내지 70wt%이고; 상기 유기 입자는 단일 평균 입자 크기 (single mean particle size)를 가지며; 상기 유기 입자의 입자 크기 분포는 평균 입자 크기의 약 ±30% 내의 범위이고; 상기 유기 입자의 양은 결합제의 고형분 함량 100 중량부당 약 110 내지 약 360 중량부이다.
발명의 상세한 설명
본 발명의 광학 필름은 도면을 참조한 구현예에 의해 하기에 구체적으로 설명되어 있으며, 이는 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 의도는 아니다. 명세서의 기재 범위 내에서 당업자들에 의한 변경이나 수정이 쉽게 이루어질 수 있다는 것은 명백할 것이다.
도 2에 도시한 것처럼, 본 발명의 광학 필름은 기판 (201), 및 기판의 적어도 한 표면에, 요철 구조를 가지며 광 확산층으로서 역할을 하는 수지 코팅 (203)을 포함한다. 수지 코팅은 복수의 유기 입자 (205) 및 결합제 (204)를 포함한다. 유기 입자의 양은 결합제의 고형분 함량 100 중량부에 대하여 약 110 내지 약 360 중량부이다.
본 발명의 광학 필름에서 사용되는 기판 (201)은 유리 또는 플라스틱과 같이 당업자에게 알려진 임의의 기판일 수 있다. 플라스틱 기판은 특별히 한정되지 않고, 당업자에게 알려진 임의의 것이 될 수 있으며, 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN)와 같은 폴리에스테르 수지; 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA)와 같은 폴리아크릴레이트 수지; 폴리이미드 수지; 폴리스티렌 수지; 폴리시클로올레핀 수지; 폴리올레핀 수지; 폴리카보네이트 수지; 폴리우레탄 수지; 트리아세테이트 셀룰로오스 (TAC); 또는 이들의 혼합물을 포함하나, 이들로 한정되지는 않는다. 바람직한 기판은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리시클로올레핀 수지, 또는 트리아세테이트 셀룰로오스, 또는 이들의 혼합물로 형성된 것이다. 더욱 바람직하게, 기판은 폴리에틸렌 테레프탈레이트이다. 제1 광학층의 두께는 보통 광학 제품의 원하는 목적에 따라 16㎛ 내지 250㎛의 범위 내가 바람직하다.
광 확산 효과를 달성하기 위하여, 기판 (201)의 한쪽 표면상의 수지 코팅 (203)은 유기 입자 (205)와 결합제 (204)를 포함한다. 수지 코팅 (203)에 포함된 유기 입자 (205)는, 중합 단위로서 적어도 하나의 단관능성 아크릴레이트 단량체와 적어도 하나의 다관능성 아크릴레이트 단량체를 함유하는 폴리메타크릴레이트 수지로 형성되며, 모든 다관능성 아크릴레이트 단량체의 양은 단량체 총 중량에 대하여 약 30 중량% 내지 70 중량%이다. 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 다관능성 단량체가 사용되어 단량체들이 서로 가교 반응이 진행되며, 얻어진 유기 입자의 가교도는 향상될 수 있다. 그러므로 유기 입자의 내긁힘성 및 내마모성을 향상시키고, 입자의 내용매성이 개선될 수 있도록 유기 입자의 경도가 향상되어야 한다.
본 발명에 적합한 단관능성 아크릴레이트 단량체는 메틸 메타크릴레이트 (MMA), 부틸 메타크릴레이트, 2-페녹시 에틸 아크릴레이트, 에톡시화 2-페녹시 에틸 아크릴레이트, 2-(2-에톡시에톡시)에틸 아크릴레이트, 시클릭 트리메틸올프로판 포르말 아크릴레이트, β-카르복시에틸 아크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트, 이소보닐 메타크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트 포스페이트, 히드록시에틸 아크릴레이트 (HEA), 및 2-히드록시에틸 메타크릴레이트 (HEMA) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것이나, 이들로 한정되지는 않는다.
본 발명에 적합한 다관능성 아크릴레이트 단량체는 히드록시피발일 히드록시피발레이트 디아크릴레이트, 에톡시화 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리시클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트, 에톡시화 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 프로폭시화 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 에톡시화 비스페놀-A 디메타크릴레이트, 2-메틸-1,3-프로판디올 디아크릴레이트, 에톡시화 2-메틸-1,3-프로판디올 디아크릴레이트, 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 (EGDMA), 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 에톡시화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 프로폭시화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 에톡시화 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 프로폭시화 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올 디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트, 알릴화 시클로헥실 디메타크릴레이트, 이소시아누레이트 디메타크릴레이트, 에톡시화 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 프로폭시화 글리세롤 트리메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 및 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트 및 이들의 혼합 물로 이루어진 군으로부터 선택되지만, 이들로 한정되지 않는다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 수지 코팅 (203)에 포함된 유기 입자 (205)는 메틸 메타크릴레이트와 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트를 포함하는 단량체로 형성된 폴리아크릴레이트 수지 입자이며, 메틸 메타크릴레이트 단량체 대 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 단량체의 중량비는 70:30, 60:40, 50:50, 40:60 또는 30:70이다. 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 단량체의 양이 단량체의 총 중량에 대하여 약 30 중량% 내지 약 70 중량%일 경우, 바람직한 가교도를 얻을 수 있다.
본 발명에 따르면, 수지 코팅 (203)에 포함된 복수의 유기 입자 (205)의 형태는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면 구형 또는 타원형 또는 불규칙한 형태일 수 있으며, 구형이 바람직하다. 유기 입자는 약 5㎛ 내지 약 30㎛, 바람직하게는 약 8㎛ 내지 약 20㎛ 범위의 단일 평균 입자 크기를 가진다. 더욱 바람직하게, 유기 입자는 약, 8, 10, 12, 15, 18 또는 20㎛의 평균 입자 크기를 가진다. 유기 입자는 광 산란 효과를 제공한다. 광학 필름의 휘도를 향상하기 위하여, 본 발명에 사용되는 유기 입자는 입자의 평균 입자 크기의 약 ±30% 내, 바람직하게는 약 ±15% 내 범위의 좁은 입자 분포를 가진다. 예를 들어 본 발명에 따르면, 약 15㎛의 평균 입자 크기를 가지고, 평균 입자 크기의 약 ±30% 내 범위의 입자 크기 분포를 가지는 유기 입자를 사용하는 경우, 수지 코팅 내의 유기 입자의 입자 크기 분포는 약 10.5㎛ 내지 약 19.5㎛ 이내 범위이다. 약 15㎛의 평균 입자 크기를 가지는 유기 입자와, 종래 기술에서 사용된 약 1㎛ 내지 약 30㎛ 이내의 입자 크기 분포를 갖는 유기 입자를 비교해보면, 본 발명에 사용되는 유기 입자가 단일 평균 입자 크기를 가질 뿐만 아니라, 입자 크기 분포도 상대적으로 좁다. 따라서, 본 발명은 유기 입자의 입자 크기에 대한 현저한 차이로 인한 지나치게 큰 광 산란 범위에 의해 유발되는 광원의 낭비를 피할 수 있으므로, 광학 필름의 휘도를 강화할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 수지 코팅에 있어서 유기 입자의 양은 결합제의 고형분 함량 100 중량부당 약 110 내지 약 360 중량부이고, 바람직하게는 결합제의 고형분 함량 100 중량부당 약 120 내지 약 250 중량부이다. 본 발명에 따른 수지 코팅 내의 유기 입자의 분포는 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 도 2에 도시한 바와 같이 유기 입자가 단층 내에 균일하게 분포되어 있다. 단층 균일 분포는 원료 비용을 감소할 수 있을 뿐만 아니라, 광원의 낭비를 감소시킬 수 있으므로, 광학 필름의 휘도를 강화할 수 있다.
본 발명에 사용되는 결합제는 빛이 통과할 수 있도록 무색의 투명한 것이 바람직하다. 본 발명의 결합제는 자외선 (UV) 경화 수지, 열경화성 수지, 및 열가소성 수지, 및 이들이 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택할 수 있으며, 본 발명의 수지 코팅이 형성될 수 있도록 선택적으로 열 경화, UV 경화, 또는 열 및 UV 이중 경화로 처리된다. 본 발명의 한 구현예에서, 코팅의 경도를 강화하고, 필름의 휨 (warp)을 방지하기 위하여, 결합제는 UV 경화 수지, 및 열경화성 수지, 열가소성 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 수지를 포함한다. 또한, 결합제는 우수한 내열성 및 극도의 낮은 부피 수축성을 가지는 수지 코팅을 형성하기 위하여, 열 및 UV 이중 경화 처리된다.
본 발명에서 유용한 UV 경화 수지는 하나 이상의 관능기를 가지는 적어도 하나의 아크릴 단량체 또는 아크릴레이트 단량체로 형성되며, 이 중 아크릴레이트 단량체가 바람직하다. 본 발명의 방법에 적합한 아크릴레이트 단량체는 메타크릴레이트 단량체, 아크릴레이트 단량체, 우레탄 아크릴레이트 단량체, 폴리에스테르 아크릴레이트 단량체 또는 에폭시 아크릴레이트 단량체를 포함하지만, 이들로 한정되지는 않으며, 아크릴레이트 단량체가 바람직하다.
예를 들면, 본 발명에 사용되는 UV 경화 수지에 적합한 아크릴레이트 단량체는 메틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-페녹시 에틸 아크릴레이트, 에톡시화 2-페녹시 에틸 아크릴레이트, 2-(2-에톡시에톡시)에틸 아크릴레이트, 시클릭 트리메틸올프로판 포르말 아크릴레이트, β-카르복시에틸 아크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트, 이소보닐 메타크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 히드록시피발일 히드록시피발레이트 디아크릴레이트, 에톡시화 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리시클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트, 에톡시화 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 프로폭시화 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 에톡시화 비스페놀-A 디메타크릴레이트, 2-메틸-1,3-프로판디올 디아크릴레이트, 에톡시화 2-메틸-1,3-프로판디올 디아크릴레이트, 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트 포스페이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 에톡시화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 프로폭시화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 에톡시화 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 프로폭시화 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 히드록시에틸 아크릴레이트 (HEA), 2-히드록시에틸 메타크릴레이트 (HEMA), 트리프로필렌 글리콜 디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올 디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트, 알릴화 시클로헥실 디메타크릴레이트, 이소시아누레이트 디메타크릴레이트, 에톡시화 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 프로폭시화 글리세롤 트리메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직하게, 아크릴레이트 단량체는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 및 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트를 포함한다.
수지 코팅 (203)의 필름 형성성 (film-forming property)을 개선하기 위하여, 본 발명에 사용되는 UV 경화 수지는 103 내지 104 범위의 분자량을 갖는 올리고머를 선택적으로 포함할 수 있다. 이러한 올리고머는 아크릴레이트 올리고머와 같이 당업자에게 잘 알려져 있고, 예를 들어, 지방족 우레탄 아크릴레이트, 지방족 우레탄 헥사아크릴레이트 및 방향족 우레탄 헥사아크릴레이트와 같은 우레탄 아크릴레이트; 비스페놀-A 에폭시 디아크릴레이트 및 노볼락 에폭시 아크릴레이트와 같은 에폭시 아크릴레이트; 폴리에스테르 디아크릴레이트와 같은 폴리에스테르 아크릴레이트; 또는 호모-아크릴레이트를 포함하나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에 적당한 열경화성 수지는 일반적으로 104 내지 2×106, 바람직하게는 2×104 내지 3×105, 보다 바람직하게는 4×104 내지 105 범위의 평균 분자량을 갖는다. 본 발명의 열경화성 수지는 카르복실 (-COOH) 및/또는 히드록실 (-OH)기-함유 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 폴리아크릴레이트 수지, 폴리메타크릴레이트 수지, 폴리아미드 수지, 플루오로 수지, 폴리이미드 수지, 폴리우레탄 수지 및 알키드 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 그 중, 폴리메타크릴 폴리올 수지와 같이 카르복실 (-COOH) 및/또는 히드록실 (-OH)기를 포함하는 폴리메타크릴레이트 수지 또는 폴리아크릴레이트 수지가 바람직하다.
본 발명에서 사용될 수 있는 열가소성 수지는 폴리에스테르 수지; 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)와 같은 폴리메타크릴레이트 수지; 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 광학 필름의 수지 코팅의 두께는 보통 원하는 제품의 요구에 따르고, 일반적으로 약 5㎛ 내지 약 30㎛의 범위, 바람직하게는 약 10㎛ 내지 약 25㎛의 범위이다.
유기 입자 및 결합제에 더하여, 본 발명의 수지 코팅은 당업자에게 알려진 임의의 첨가제를 선택적으로 포함할 수 있는데, 이는 평활제, 안정화제, 대전 방지제, 경화제, 형광 증백제, 광 개시제, UV 흡수제 또는 무기 미립자를 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 적당한 대전 방지제는 특별히 한정되지 않고, 에톡시 글리세린 지방산 에스테르, 4급 아민 화합물, 지방족 아민 유도체, 에폭시 수지 (예: 폴리에틸렌 옥사이드), 실록산, 또는 폴리(에틸렌 글리콜)에스테르, 폴리(에틸렌 글리콜)에테르 등과 같은 다른 알코올 유도체와 같이 당업자에게 잘 알려진 대전 방지제일 수 있다.
본 발명에 적당한 경화제는 당업자에게 잘 알려지고, 분자들을 서로 화학적으로 결합시켜 가교결합을 형성하도록 할 수 있는 임의의 경화제일 수 있으며, 예를 들어, 폴리이소시아네이트일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 본 발명의 수지 코팅이 경화제를 포함할 때, 본 발명의 유기 입자는 히드록실기 (-OH), 카르복실기 (-COOH) 또는 아미노기(-NH2), 바람직하게는 히드록시기를 포함하는 단량체로부터 선택적으로 제조될 수 있고, 이러한 유기 입자는 부착을 향상시키고, 결합제의 양을 감소시키고, 광학 필름의 휘도를 증진시키기 위해, 표면 관능기를 포함할 수 있고 수지 코팅에서 경화제와 직접 반응할 수 있다. 히드록실기를 포함하는 단량체의 예는 히드록시에틸 아크릴레이트 (HEA), 히드록시프로필 아크릴레이트 (HPA), 2-히드록시에틸 메타크릴레이트 (HEMA) 및 히드록시프로필 메타크릴레이트 (HPMA) 및 그 혼합물을 포함하나 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에 적당한 형광 증백제는 특별히 한정되지 않고, 당업자에게 잘 알려진 임의의 형광 증백제일 수 있으며, 이는 예를 들어, 벤조옥사졸, 벤즈이미다졸 또는 디페닐에틸렌 비스트리아진을 포함하나 이에 한정되지는 않는 유기물; 또는 예를 들어, 황화 아연을 포함하나 이에 한정되지는 않는 무기물일 수 있다.
본 발명에 적당한 UV 흡수제는 당업자에게 잘 알려진 임의의 UV 흡수제, 예를 들어 벤조트리아졸, 벤조트리아진, 벤조페논 또는 살리실산 유도체일 수 있다.
본 발명에 사용되는 광 개시제는 조사된 후 자유 라디칼을 생성하고, 상기 자유 라디칼을 전달함으로써 중합을 개시할 것이다. 본 발명에 적용 가능한 광 개시제는 특별히 한정되지 않는다. 바람직하게, 광 개시제는 벤조페논 또는 1-히드록시 시클로헥실 페닐 케톤이다.
더욱이, 기판 (201)이 플라스틱 기판일 때, 플라스틱 기판의 황변 (yellowing)을 방지하기 위해, UV 광을 흡수할 수 있는 무기 미립자가 수지 코팅 (203)에 선택적으로 첨가될 수 있고, 이는 예를 들어, 아연 옥사이드, 스트론튬 티타네이트, 지르코니아, 알루미나, 티타늄 디옥사이드, 칼슘 설페이트, 바륨 설페이트 또는 칼슘 카보네이트 또는 그 혼합물일 수 있고, 이 중 티타늄 디옥사이드, 지르코니아, 알루미나, 아연 옥사이드 또는 그 혼합물이 바람직하나 이에 한정되지는 않는다. 상기 무기 미립자의 입자 크기는 일반적으로 약 1nm 내지 약 100nm, 바람직하게는 약 20nm 내지 약 50nm의 범위이다.
본 발명의 광학 필름과 다른 백라이트 모듈 요소 사이의 흡착 효과를 피하고 확산 효과를 향상시키기 위해, 본 발명의 광학 필름에서, 약 5㎛ 내지 약 10㎛ 범위의 두께를 갖는 부착 방지층 (anti-adhesion layer)이 기판의 다른 쪽에 선택적으로 코팅될 수 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 다른 구현예에서, 기판 (301)은 복수의 유기 입자 (305) 및 결합제 (304)를 포함하는 수지 코팅 (303) 을 한쪽에 갖고, 복수의 유기 입자 (315) 및 결합제 (314)를 반대쪽에 포함하는 부착 방지층 (313)을 갖는다.
부착 방지층 (313)에 적용가능한 결합제 (314) 및 유기 입자 (315)의 타입은 이전에 정의된 것과 같다.
유기 입자 (315)는 결합제 (314)의 고형분 함량 100 중량부당 약 0.1 내지 약 5 중량부의 양으로 존재한다. 유기 입자 (315)는 약 5㎛ 내지 약 10㎛, 바람직하게는 약 5, 8 또는 10㎛, 가장 바람직하게는 약 8㎛의 평균 입자 크기를 갖는다. 유기 입자 (315)의 입자 크기 분포는 특별히 한정되지 않고, 넓은 입자 크기 분포 또는 좁은 입자 크기 분포일 수 있고 또한, 단일-피크 분포 또는 다중-피크 분포일 수 있다. 달리 말하면, 단일 평균 입자 크기를 갖고 평균 입자 크기의 약 ±30% 내 범위의 입자 크기 분포를 갖는 유기 입자는 또한 부착 방지층을 제조하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 광학 필름의 부착 방지층 및 수지 코팅은 동일하거나 다른 조성을 가질 수 있다. 달리 말하면, 동일하거나 다른 유기 입자, 결합제 및 광학 첨가제가 부착 방지층 및 수지 코팅을 구성하는데 사용된다. 본 발명의 구현예에 따르면, 부착 방지층 (313)에서 유기 입자 (315)의 타입은 수지 코팅 (303)에서 유기 입자 (305)의 타입과 동일하다. 본 발명에 따르면, 부착 방지층은 당업자에게 알려진 임의의 첨가제를 포함할 수 있고, 이는 예를 들어, 평활제, 안정화제, 대전 방지제, 경화제, 형광 증백제, 광 개시제, UV 흡수제 또는 무기 미립자를 포함하나 이에 한정되지는 않는다. 상기 대전 방지제, 경화제, 형광 증백제, 광 개시제, UV 흡수제 및 무기 미립자를 포함하는 상기 첨가제의 타입은 이전에 기술된 것과 같다.
본 발명의 광학 필름은 JIS K7136 표준법에 따라 측정하였을 때 약 80% 내지 약 98%의 범위의 헤이즈 (haze)를 가지며, 바람직하게는, JIS K7136 표준법에 따라 측정하였을 때 약 60% 만큼의 총 광 투과율 (total light transmittance)을 갖는다. 그러므로 본 발명의 광학 필름은 광원 장치, 예를 들어, 광고용 라이트 박스 (advertising light box) 및 평판 디스플레이, 특히 액정 디스플레이에 사용될 수 있다. 본 발명의 광학 필름은 확산 필름으로서 표면 광원 장치의 발광 표면 위쪽에 배치되어 상기 빛을 확산시키는 효과를 달성한다. 게다가, 본 발명의 광학 필름은 상기 빛을 효과적으로 확산시킬 수 있을 뿐 아니라 바람직한 휘도를 가져, 본 발명의 2 또는 3개의 광학 필름은 바람직한 광 확산 효과 및 휘도를 제공하기 위해, 다른 확산 필름과 조합한 휘도 향상 필름으로 종래의 디자인을 대체하는 확산 필름으로 사용될 수 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 도 3에 나타낸 본 발명의 광학 필름 하나가 도광판 또는 확산판 (500)에 적층된다. 필요하다면, 본 발명의 광학 필름은 휘도를 향상시키기 위해 반복적으로 적층되어 복수의 확산 필름의 사용을 통해 상기 휘도를 증진시키는 효과를 달성할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 나타낸 바와 같이, 도 3에 나타낸 본 발명의 광학 필름 두 개가 도광판 또는 확산판 (500)에 적층되고; 또는 도 6에 나타낸 바와 같이, 도 3에 나타낸 본 발명의 광학 필름 세 개가 도광판 또는 확산판 (500)에 적층된다. 나아가, 3개 이상의 광학 필름이 실제 요구에 따라 적층될 수 있다.
도 7은 본 발명의 광학 필름의 다른 적용에 관한 것인데, 여기서 도 3에 나타낸 상기 광학 필름의 하나가 도광판이나 확산판 (500)에 적층되고 휘도 향상 필름 (600)이 그 위에 더 적층된다. 본 적용에 적당한 휘도 향상 필름은 특별히 한정되지는 않고 당업자에게 알려진 임의의 휘도 향상 필름일 수 있다.
본 발명의 광학 필름은 확산 필름으로서 통상의 백라이트 모듈에 사용될 수 있다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 통상적인 백라이트 모듈에 포함된 광학 필름은 순서대로 반사 필름 (1), 확산 필름 (3), 휘도 향상 필름 (4 및 5), 및 보호 확산 필름 (6)이다. 본 발명의 광학 필름은 확산 필름 (3)으로 사용될 수 있다.
하기 실시예는 본 발명을 더 예시하기 위해 사용되나 본 발명의 범위를 한정하려는 것은 아니다. 당업자에 의해 쉽게 수행될 수 있는 임의의 변형이나 변경은 상기 명세서 및 첨부된 청구항의 기판 범위 내에 속한다.
실시예 1
수지 코팅의 제조
250㎖의 유리병에 22g의 톨루엔 용매 및 12g의 부틸 아세테이트를 넣었다. 15㎛의 평균 입자 크기를 갖는 32g의 아크릴 수지 입자 [FH-15HY2F2, Toyobo Company, Japan] [MMA 및 EGDMA 단량체를 60:40의 중량비로 포함하는 고-가교성 유기 입자로서, 15㎛±30%의 입자 크기 분포를 가짐] 및 28g의 폴리메타크릴산 폴리올 수지 [Eterac 7361-ts-50, Eternal Company] (약 50%의 고형분 함량을 가짐)를 고속으로 교반하면서 순차적으로 첨가한 후, 4g의 경화제 [Desmodur 3390, Bayer Company] (약 75%의 고형분 함량을 가짐) 및 2g의 대전방지제 [GMB-36M-AS, Marubishi Oil Chem. Co., Ltd] (약 20%의 고형분 함량을 가짐)를 첨가하였다; 최종적으로, 약 49%의 고형분 함량을 갖는 코팅물 약 100g을 제조하였다. 이후, 상기 코팅물을 188㎛의 두께를 갖는 PET 기판 (U34®, Toray Company)의 표면 위에 RDS 바 코터 #12를 이용하여 코팅하고, 120℃에서 1분간 건조시켜, 약 22㎛의 두께를 갖는 제1 코팅 (수지 코팅)을 얻었다.
부착 방지층의 제조
250㎖의 유리병에 24g의 부타논 용매, 22g의 톨루엔 및 9g의 부틸 아세테이트를 넣었다. 8㎛의 평균 입자 크기를 갖는 1g의 아크릴 수지 입자 [FH-8HY2F2, Toyobo Company, Japan] [MMA 및 EGDMA 단량체를 60:40의 중량비로 포함하는 고-가교성 유기 입자로서, 8㎛±30%의 입자 크기 분포를 가짐] 및 64g의 폴리메타크릴산 폴리올 수지 [Eterac 7361-ts-50, Eternal Company] (약 50%의 고형분 함량을 가짐)를 고속으로 교반하면서 순차적으로 첨가한 후; 8g의 경화제 [Desmodur 3390, Bayer Company] (약 75%의 고형분 함량을 가짐) 및 2g의 대전방지제 [GMB-36M-AS, Marubishi Oil Chem. Co., Ltd] (약 20%의 고형분 함량을 가짐)를 첨가하였다; 최종적으로, 약 30%의 고형분 함량을 갖는 코팅물 약 130g을 제조하였다. 이후, 상기 코팅물을 이미 제1 코팅 (상기 수지 코팅)으로 코팅되어 있는 PET 기판의 다른 표면 위에 RDS 바 코터 #12를 이용하여 코팅하고, 120℃에서 1분간 건조시켜, 약 8㎛의 두께를 갖는 제2 코팅 (부착 방지층)을 얻었다. 결과물인 광학 필름은 218㎛의 총 두께를 가졌다.
실시예 2
수지 코팅의 제조
250㎖의 유리병에 22g의 톨루엔 용매 및 12g의 부틸 아세테이트를 넣었다. 8㎛의 평균 입자 크기를 갖는 28g의 아크릴 수지 입자 [FH-8HY2F2, Toyobo Company, Japan] [MMA 및 EGDMA 단량체를 60:40의 중량비로 포함하는 고-가교성 유기 입자로서, 8㎛±30%의 입자 크기 분포를 가짐] 및 40g의 폴리메타크릴산 폴리올 수지 [Eterac 7361-ts-50, Eternal Company] (약 50%의 고형분 함량을 가짐)를 고속으로 교반하면서 순차적으로 첨가한 후, 5g의 경화제 [Desmodur 3390, Bayer Company] (약 75%의 고형분 함량을 가짐) 및 2g의 대전방지제 [GMB-36M-AS, Marubishi Oil Chem. Co., Ltd] (약 20%의 고형분 함량을 가짐)를 첨가하였다; 최종적으로, 약 47%의 고형분 함량을 갖는 코팅물 약 109g을 제조하였다. 이후, 상기 코팅물을 100㎛의 두께를 갖는 PET 기판 (U34®, Toray Company)의 표면 위에 RDS 바 코터 #12를 이용하여 코팅하고, 120℃에서 1분간 건조시켜, 약 12㎛의 두께를 갖는 제1 코팅 (수지 코팅)을 얻었다.
부착 방지층의 제조
250㎖의 유리병에 22.0g의 부타논 용매, 12.0g의 톨루엔 및 12.0g의 부틸 아세테이트를 넣었다. 8㎛의 평균 입자 크기를 갖는 0.3g의 아크릴 수지 입자 [FH-8HY2F2, Toyobo Company, Japan] [MMA 및 EGDMA 단량체를 60:40의 중량비로 포함하는 고-가교성 유기 입자로서, 8㎛±30%의 입자 크기 분포를 가짐] 및 48.0g의 폴리메타크릴산 폴리올 수지 [Eterac 7361-ts-50, Eternal Company](약 50%의 고형분 함량을 가짐)를 고속으로 교반하면서 순차적으로 첨가한 후; 6.0g의 경화제 [Desmodur 3390, Bayer Company] (약 75%의 고형분 함량을 가짐) 및 2.0g의 대전방지제 [GMB-36M-AS, Marubishi Oil Chem. Co., Ltd] (약 20%의 고형분 함량을 가짐)를 첨가하였다; 최종적으로, 약 28%의 고형분 함량을 갖는 코팅물 약 102.3g을 제조하였다. 이후, 상기 코팅물을 이미 제1 코팅 (상기 수지 코팅)으로 코팅되어 있는 PET 기판의 다른 표면 위에 RDS 바 코터 #8을 이용하여 코팅하고, 120℃에서 1분간 건조시켜, 약 8㎛의 두께를 갖는 제2 코팅 (부착 방지층)을 얻었다. 결과물인 광학 필름은 120㎛의 총 두께를 가졌다.
비교예 1
207㎛의 두께를 갖는 상업적으로 입수가능한 확산 필름 [CH283, SKC Company].
비교예 2
120㎛의 두께를 갖는 상업적으로 입수가능한 확산 필름 [D120, Tsujiden Company].
시험 방법 A:
필름 두께 시험: 실시예 1 및 2 및 비교예 1 및 2의 필름 두께를 1N의 가압 접촉 하에 코팅 두께 게이지 (PIM-100, TESA Corporation)를 이용하여 측정하였다. 그 결과는 상기에 기록되어 있다.
시험 방법 B:
실시예 1 및 2 및 비교예 1 및 2의 특성을 하기 방법에 따라 시험하였다.
헤이즈 및 총 투과율 시험: JIS K7136 표준법에 따라, 상기 시험 샘플들의 헤이즈 (Hz) 및 총 투과율 (Tt)을 NDH 5000W 헤이즈 미터 (Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.)를 이용하여 측정하였다. 그 결과는 하기 표 1에 나열되어 있다.
연필 경도 시험: JIS K-5400 법에 따라, 상기 시험 샘플들을 연필 경도 시험기 [Elcometer 3086, SCRATCH BOY]를 이용하여 미츠비시 연필 (2H, 3H)로 시험하였다. 시험 결과는 하기 표 1에 나타나 있다.
표면 저항력 시험: 샘플들의 표면 저항력을 초단열 측정기 [Superinsulation Meter, EASTASIA TOADKK Co., SM8220&SME-8310, 500V]을 이용하여 측정하였다. 시험 조건은 23±2℃, 55±5% RH였다. 시험 결과는 하기 표 1에 나타나 있다.
내마모성 시험: 선형 연마기 [Linear Abraser, TABER 5750]를 사용하였고, 시험되는 필름 (20㎜ 길이 × 20㎜ 폭)을 600g의 플랫폼 (면적: 20㎜ 길이 × 20㎜ 폭) 위에 고정시켰다. 상기 필름의 제1 코팅이 위를 향하고 있어서, 시험 중에 동일한 필름의 제2 코팅(부착 방지층)의 가압 하에, 내마모성을 시험하기 위해 상기 제1 코팅(수지 코팅)을 사용한다. 내마모성 시험은 2인치의 시험 경로에서 분당 10회의 속도로 10회 수행하였다. 시험 결과는 하기 표 1에 나열되어 있다.
휨 시험: 시험 필름을 100㎜ 길이 × 100㎜ 폭을 갖는 평평한 필름으로 자르고, 120℃의 오븐에 10분간 놓은 후, 꺼내어서 실온에 방치하였다. 실온까지 냉각 시킨 후, 틈 게이지 (기록 단위: ㎜, 기록 방식: 예를 들면, 0;0;0;0)로 4군데 모퉁이에서의 휨 정도를 측정하였고, 이로부터 시험 샘플의 열 저항성 및 휨 저항성 특성을 평가하였다. 시험 결과는 하기 표 1에 나열되어 있다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
헤이즈, Hz(%) 96.20 94.13 96.30 94.20
총 광 투과율,
Tt(%)		 72.30 92.20 72.50 91.40
연필 경도
(제1 확산층)		 3H 3H 3H 2H
연필 경도
(제2 확산층)		 3H 3H 2H 2H
표면 저항력 Ω/□
(제1 확산층)		 3.8×1011 3.4×1011 7.4×1016 6.7×1012
표면 저항력 Ω/□
(제2 확산층)		 9.0×1011 6.8×1011 3.4×1012 2.3×1012
확산층의 내마모성
시험		 긁힘 없음 긁힘 없음 긁힘 있음 긁힘 있음
휨 시험(㎜)
(120℃, 10분)		 0;0;0;0 0;0;0;0 0.1;0.1;0.1;0.1 0.2;0.2;0.2;0.2
표 1에 따르면, 실시예 및 비교예의 결과는 본 발명의 광학 필름이 바람직한 대전방지 특성과 높은 경도 특성을 가지고, 휨 없는 바람직한 표면 평탄성을 가져서, 상기 광학 특성이 영향받는 것을 방지한다는 것을 나타낸다.
시험 방법 C:
실시예 1 및 2 및 비교예 1 및 2의 필름, 및 이터널 컴퍼니로부터 제조된 휘도 향상 필름 [PF-96S-188; PF-96S-125]을 1 또는 2개의 백라이트 소스 (backlight source)와 조립하여 휘도를 평가하기 위한 다양한 모듈을 형성하였다.
백라이트 소스 1: 26" 직접형 백라이트 소스에 기초하며, UV 반사방지 필름 위에 6개의 U-형 냉각 양극 형광 램프(CCFL)를 배열하고, 2㎜ 확산판을 두어 광원을 균일하게 하여 조립하였다.
백라이트 소스 2: 15.4" 사이드형 백라이트 소스에 기초하며, 반사 필름 위에 도광판을 배열하고, 램프 반사기 및 CCFL을 상기 도광판의 양측 모두에 두어 조립하였다.
휘도 측정 방법:
백라이트 소스 및 모듈의 중앙 휘도 (cd/㎡) 및 13군데 또는 25군데의 휘도를 상기 백라이트 소스로부터 50㎝ 거리 및 수직 방향 (normal direction) (즉, 0°각에서)에서 2°각 [Topcon Company, SC-777]으로 휘도계 (luminance meter)로 측정하였고, 휘도 증가 (gain) 및 휘도 균일성은 하기 방식으로 계산하였다. 그 결과는 표 2 및 표 3에 나열되어 있다.
휘도 증가: 특정 모듈 또는 백라이트 소스의 중앙 휘도값을 기본값으로 취하고, 상기 중앙 휘도값 및 기본값의 차를 기본값으로 나눈 후 100%를 곱하여, 다른 모듈 또는 백라이트 소스와 비교하여 시험한 모듈 또는 백라이트 소스의 휘도 증가를 얻었다.
휘도 균일도: 상기 13군데 또는 25군데 휘도 시험으로부터 얻은 최소 휘도값을 최대 휘도값으로 나눈 후 100을 곱하였다 (즉, 최소 휘도값/최대 휘도값 × 100%).
26" 직접형 백라이트 소스 중앙 휘도
(cd/㎡)		 휘도 증가
(%)		 25군데 휘도 균일도
(%)
백라이트 소스 1 8,353 0 95.7
백라이트 소스 1 + 실시예 1의
필름 1개		 11,444 +37 95.6
백라이트 소스 1 + 실시예 1의
필름 2개		 12,195 +46 95.6
백라이트 소스 1 + 실시예 1의
필름 3개		 12,362 +48 95.5
백라이트 소스 1 + 실시예 1의
필름 1개 및 휘도 향상 필름
(PF-96S-188) 1개		 15,119 +81 95.2
백라이트 소스 1 + 비교예 1의
필름 2개		 11,694 +40 95.4
표 2로부터, 원래의 26" 직접형 백라이트 소스는 8,353 cd/㎡의 중앙 휘도를 가지며, 실시예 1의 1개의 필름이 추가로 사용된다면, 37%의 휘도 증가가 얻어져서 휘도가 11,444cd/㎡까지 증가한다는 것을 알 수 있다; 실시예 1의 필름 2개가 추가로 사용된다면, 46%의 휘도 증가가 얻어져서 휘도가 12,195cd/㎡까지 증가된다; 실시예 1의 필름 3개가 추가로 사용된다면, 48%의 휘도 증가가 얻어져서 휘도가 12,362cd/㎡까지 증가된다; 실시예 1의 필름 1개와 휘도 향상 필름 (PF-96S-188) 1개가 추가로 사용된다면, 81%의 휘도 증가가 얻어져서 휘도가 15,119cd/㎡까지 증가될 수 있다. 그러나 백라이트 소스 1과 비교예 1의 필름 2개로 이루어진 모듈은 단지 40%의 휘도 증가와 11,694cd/㎡의 휘도만을 제공할 수 있다. 백라이트 소스 1과 비교예 1의 필름 2개로 이루어진 모듈과 비교할 때, 백라이트 소스 1과 본 발명의 실시예 1의 필름 2개로 이루어진 모듈은 바람직한 휘도 증가를 제공할 수 있다.
아울러, 표 2로부터, 백라이트 소스 1과 실시예 1의 필름 2개, 백라이트 소스 1과 실시예 1의 필름 3개, 백라이트 소스 1과 실시예 1의 필름 1개 및 휘도 향상 필름 1개는 휘도가 현저하게 향상될 수 있으며, 95% 이상 수준의 25군데 휘도 균일도를 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 광학 필름은 LCD 및 액정 TV 세트의 백라이트 모듈에 적용할 수 있고, 빛을 효과적으로 확산시켜 원하는 휘도를 제공할 수 있으며, 따라서 종래 디자인 대신에 사용될 수 있다.
15.4" 사이드형 백라이트 소스 중앙 휘도
(cd/㎡)		 13군데 휘도 균일도
(%)
백라이트 소스 2 + 실시예 2의
필름 1개 및 휘도 향상 필름
(PF-96S-125) 2개		 3,375 86.7
백라이트 소스 2 + 비교예 2의
필름 1개 및 휘도 향상 필름
(PF-96S-125) 2개		 3,125 86.5
표 3으로부터, 실시예 2의 필름 1개 및 휘도 향상 필름 (PF-96S-125) 2개가 추가된 백라이트 소스 2의 중앙 휘도는 3,375cd/㎡이고, 비교예 2의 필름 1개 및 휘도 향상 필름 (PF-96S-125) 2개가 추가된 백라이트 소스 2의 중앙 휘도는 3,125cd/㎡임을 알 수 있다. 본 발명의 실시예 2의 필름을 사용한 모듈의 휘도는 비교예 2의 필름을 사용한 모듈에 비해 250cd/㎡, 즉 8% 증가되며, 한편 균일도는 동등하게 유지된다. 따라서, 본 발명의 광학 필름은 빛을 효과적으로 확산시켜 원하는 휘도를 제공할 수 있으며, LCD 및 노트북 컴퓨터의 백라이트 모듈에 적용할 수 있다.
도 1은 종래 확산 필름의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 광학 필름의 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다른 광학 필름의 개략도이다.
도 4는 도광판 또는 확산 필름과 조합된 본 발명에 따른 광학 필름을 포함하는 본 발명의 구현예의 개략도이다.
도 5는 도광판 또는 확산 필름과 조합된 본 발명에 따른 광학 필름을 포함하는 본 발명의 다른 구현예의 개략도이다.
도 6은 도광판 또는 확산 필름과 조합된 본 발명에 따른 광학 필름을 포함하는 본 발명의 또 다른 구현예의 개략도이다.
도 7은 도광판 또는 확산 필름 및 휘도 향상 필름과 조합된 본 발명에 따른 광학 필름을 포함하는 본 발명의 구현예의 개략도이다.
도 8은 종래 백라이트 모듈의 개략도이다.

Claims (31)

  1. 기판 및 상기 기판의 적어도 한 표면에 요철 구조를 갖는 수지 코팅을 포함하는 광학 필름으로서, 상기 수지 코팅은 복수의 유기 입자 및 결합제를 포함하고, 상기 유기 입자는 중합 단위로서 적어도 하나의 단관능성 아크릴레이트 단량체 및 적어도 하나의 다관능성 아크릴레이트 단량체를 포함하는 폴리아크릴레이트 수지로 형성되며, 상기 다관능성 아크릴레이트 단량체는 단량체 총중량에 대해 30 중량% 내지 70 중량%의 양으로 존재하고; 상기 유기 입자는 단일 평균 입자 크기를 가지며; 상기 유기 입자의 입자 크기 분포는 평균 입자 크기의 ±30% 내의 범위이고; 및 상기 유기 입자는 결합제 고형분 함량 100 중량부당 110 내지 360 중량부의 양으로 존재하는 광학 필름.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수지 코팅 내에 함유된 유기 입자의 입자 크기 분포는 평균 입자 크기의 ±15% 내의 범위인 광학 필름.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기 입자의 평균 입자 크기는 5㎛ 내지 30㎛의 범위 내인 광학 필름.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기 입자의 평균 입자 크기는 8㎛ 내지 20㎛의 범위 내인 광학 필름.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 수지 코팅 내에 함유된 유기 입자는 결합제 고형분 함량 100 중량부당 120 내지 250 중량부의 양으로 존재하는 광학 필름.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 수지 코팅은 5㎛ 내지 30㎛ 두께를 갖는 광학 필름.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 단관능성 아크릴레이트 단량체는 메틸 메타크릴레이트 (MMA), 부틸 메타크릴레이트, 2-페녹시 에틸 아크릴레이트, 에톡시화 2-페녹시 에틸 아크릴레이트, 2-(2-에톡시에톡시)에틸 아크릴레이트, 시클릭 트리메틸올프로판 포르말 아크릴레이트, β-카르복시에틸 아크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트, 이소보닐 메타크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트 포스페이트, 메타크릴레이트, 히드록시에틸 아크릴레이트 (HEA), 2-히드록시에틸 메타크릴레이트 (HEMA) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 광학 필름.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 다관능성 아크릴레이트 단량체는 히드록시피발일 히드록시피발레이트 디아크릴레이트, 에톡시화 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리시클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트, 에톡시화 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 프로폭시화 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 에톡시화 비스페놀-A 디메타크릴레이트, 2-메틸-1,3-프로판디올 디아크릴레이트, 에톡시화 2-메틸-1,3-프로판디올 디아크릴레이트, 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 (EGDMA), 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 에톡시화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 프로폭시화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 에톡시화 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 프로폭시화 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올 디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트, 알릴화 시클로헥실 디메타크릴레이트, 이소시아누레이트 디메타크릴레이트, 에톡시화 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 프로폭시화 글리세롤 트리메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 광학 필름.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리아크릴레이트 수지는 메틸 메타크릴레이트 및 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트를 함유하는 단량체로 형성되는 광학 필름.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판은 수지 코팅이 위치한 표면과는 반대쪽의 다른 표면에 부착 방지층을 가지고, 상기 부착 방지층은 복수의 유기 입자 및 결합제를 포함하는 광학 필름.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 부착 방지층 내에 함유된 유기 입자는 5㎛ 내지 10㎛ 범위 내의 평균 입자 크기를 갖는 광학 필름.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 부착 방지층 내에 함유된 유기 입자는 평균 입자 크기의 ±30% 내의 범위인 입자 크기 분포를 가지는 광학 필름.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 부착 방지층 내에 함유된 유기 입자는 결합제 고형분 함량 100 중량부당 0.1 내지 5 중량부의 양으로 존재하는 광학 필름.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 부착 방지층은 5㎛ 내지 10㎛ 두께를 갖는 광학 필름.
  15. 청구항 10에 있어서,
    상기 부착 방지층 내에 함유된 유기 입자는 폴리아크릴레이트 수지로 형성되는 광학 필름.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 폴리아크릴레이트 수지는 메틸 메타크릴레이트 및 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트를 함유하는 단량체로 형성되는 광학 필름.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 단량체는 단량체 총 중량의 30 중량% 내지 70 중량%의 양으로 존재하는 광학 필름.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판은 폴리메타크릴레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수 지, 폴리시클로올레핀 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리우레탄 수지, 트리아세테이트 셀룰로오스, 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 광학 필름.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 기판은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리시클로올레핀 수지, 트리아세테이트 셀룰로오스 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 광학 필름.
  20. 청구항 1 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 수지 코팅 또는 부착 방지층 내에 함유된 결합제는 자외선 (UV) 경화 수지, 열경화성 수지, 열가소성 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 광학 필름.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 수지 코팅 또는 부착 방지층 내에 함유되는 결합제는 UV 경화 수지; 및 열경화성 수지, 열가소성 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 수지를 포함하는 광학 필름.
  22. 청구항 20에 있어서,
    상기 UV 경화 수지는 하나 이상의 관능기를 갖는 적어도 하나의 아크릴 단량체 또는 아크릴레이트 단량체로 형성되는 광학 필름.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 아크릴레이트 단량체는 메타크릴레이트 단량체, 아크릴레이트 단량체, 우레탄 아크릴레이트 단량체, 폴리에스테르 아크릴레이트 단량체 및 에폭시 아크릴레이트 단량체로 이루어진 군으로부터 선택되는 광학 필름.
  24. 청구항 22에 있어서,
    상기 UV 경화 수지는 아크릴레이트 올리고머를 추가로 포함하는 광학 필름.
  25. 청구항 20에 있어서,
    상기 열경화성 수지는 카르복실 (-COOH) 및 히드록실 (-OH)기 중에서 선택되는 적어도 하나의 기를 함유하는 수지로서, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 폴리아크릴레이트 수지, 폴리메타크릴레이트 수지, 폴리아미드 수지, 플루오로 수지, 폴리이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 알키드 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 광학 필름.
  26. 청구항 20에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 폴리에스테르 수지, 폴리메타크릴레이트 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 광학 필름.
  27. 청구항 1 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 수지 코팅 및 부착 방지층은 각각 평활제, 안정화제, 대전 방지제, 경화제, 형광 증백제, 광 개시제, UV 흡수제 및 무기 미립자로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 포함하는 광학 필름.
  28. 청구항 27에 있어서,
    상기 대전 방지제는 에톡시 글리세린 지방산 에스테르, 4급 아민 화합물, 지방족 아민 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드, 실록산 및 알코올 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 광학 필름.
  29. 청구항 27에 있어서,
    상기 경화제는 폴리이소시아네이트인 광학 필름.
  30. 청구항 27에 있어서,
    상기 무기 미립자는 아연 옥사이드, 스트론튬 티타네이트, 지르코니아, 알루미나, 티타늄 디옥사이드, 칼슘 설페이트, 바륨 설페이트, 칼슘 카보네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 광학 필름.
  31. 청구항 1 또는 청구항 10에 있어서,
    확산 필름으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
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