KR101128078B1 - 휘도 및 확산성 향상 광학필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휘도 및 확산성 향상 광학필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수개로 형성된 단위 구조체를 포함하는 광학필름에 있어서, 상기 단위 구조체는 다각뿔 형상으로서 모서리가 곡선으로 라운딩 되되, 상기 다각뿔의 옆면은 줄무늬 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 휘도 및 확산성 향상 광학필름을 제공한다.

Description

휘도 및 확산성 향상 광학필름 {Optical film enhanced brightness and diffusion}
본 발명은 휘도 및 확산성 향상 광학필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 백라이트 유닛용 광학필름에 대하여 음각의 패턴을 형성하여 적용한 휘도 및 확산성 향상 광학필름에 관한 것이다.
최근 들어 각종 평판표시 장치들이 개발되고 있는데 이들 평판표시장치들로는 액정표시장치(LCD:Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP:Plasma Display Panel), 전계방출 표시장치(FED:Field Emission Display) 등이 있으며, 이와 같은 평판표시장치에 대한 표시 품질을 향상시키기 위한 연구들이 활발이 진행되고 있다.
이 중 LCD는 유리판 두 장 사이에 액정을 주입해 상하 유리판에 설치된 전극에 전원을 인가하여, 각 화소에서 액정 분자배열이 변화, 영상을 표시하는 장치다. 이러한 LCD 디스플레이 장치는 통상 LCD 패널부, 구동부 그리고 백라이트 유닛으로 구성된다. LCD 패널은 자체 발광을 하지 못하는 구조로서 단순히 후면의 광을 투과시키는 기능만을 가진다. 따라서 빛이 없는 상태 즉 야간에서나 실내에서는 후면광의 도움이 없이는 화상을 보여줄 수 없는 구조이다. 백라이트 유닛은 이러한 LCD의 후면광을 구현하기 위한 시스템을 뜻한다.
백라이트 유닛은 크게 램프, 시트류, 기구부 그리고 구동회로로 구성이 된다. 램프만으로는 전면적에 걸친 균일한 빛을 만들어 낼 수 없으므로 도광판이나 확산판, 반사판, 프리즘, 프레임 등의 시트류와 기구부를 구비하게 된다.
백라이트 유닛에는 여러 가지 방식이 존재하는데 현재 가장 널리 상용적으로 사용되는 방법은, 측광(side light) 방식으로 가운데에 반사패턴이 인쇄된 도광판 (LGP: light guiding plate)을 두고 냉음극형광램프 (CCFT: cold cathode fluorescent lamp)가 가장자리에 위치하는 방식이다. 이 때 도광판에 인쇄된 반사패턴은 램프가 가장자리에 위치하여 패널내의 위치에 따라 밝기 차이가 발생하는 현상을 줄여주기 위한 구조로 인쇄된다. 도광판에 반사패턴을 인쇄한 방식은 생산성이 높으나 인쇄패턴 물질 자체에 의한 광 손실이 발생하므로 효율이 떨어지며 LCD가 대형화되면 될수록 전체적인 휘도의 균일도(uniformity)가 나빠지는 단점을 가진다.
상기 도광판 방식으로는 충분한 밝기를 낼 수 없기 때문에 다수의 램프를 확산판 아래에 일정한 간격으로 배열한 직하형 (direct) 방식이 사용된다. 이러한 방식은 확산시트의 후면에 수 개의 형광램프를 일렬로 배치하는 방식으로 측광형 보다 휘도를 높이고 균일성을 개선한 방식이다. 밝은 화면을 나타내기 위해, 백라이트 광원은 매우 밝아야만 한다. 이것은 왜냐하면, 광원으로부터 나온 빛이 LCD에 도달하기 전에 여러 단계를 거치며, 이러한 과정 중에서 그 본래 밝기를 잃어버리기 때문이다. 또한, 분산 효과 때문에 화면에 전체에 걸쳐 빛의 균일성이 손실된다.
이러한 문제점을 극복하기 위한 한 가지 방법으로, 광원의 크기를 증가시킬 수 있지만, 이것은 설치 비용이 많이 들고, 전력소비가 많고, 또한 무게를 많이 증가시키는 문제점이 있다. 따라서 투과과정 동안 될 수 있는 대로, 손실이 없이 광원 밝기를 향상시키는 몇 가지 시도가 있어 왔다.
평면 디스플레이 장치, 예를 들어, LCD 및 프로젝션 TV에서, 빛이 광원에서부터 시청자의 눈까지 도달하는 데 중요한 역할을 하는 광학 요소로 확산판이 있다. 확산판은 광원으로부터 들어온 빛을 균일하게 분산시키는 것으로 LCD의 경우 측광형보다 직하형에서 더 중요한 역할을 한다. 구조상 측광형은 도광관에 의해 인도된 빛이 화면 전체에 균일하게 분포될 수 있지만, 직하형의 경우, 여러 개의 광원이 화면 아래에 분포되어서, 광원 바로 위 지점과 광원과 광원사이의 지점과는 빛의 세기에서 차이가 나기 때문에, 이를 상쇄시켜줘야 하기 때문이다.
백라이트 유닛에서 시인성(visibility)을 높이기 위해 사용되는 광학필름의 가장 중요한 광학 특성은 투광도 및 흐림도(haze)로서, 가시광선에 대해서 60% 이상의 총 투광량과 85% 이상의 흐림도가 요구되고 있다. 이러한 특성을 만족시키기 위해 광확산 필름은 일반적으로 표면 조도를 이용하여 수 많은 방향으로 굴절시키거나 분산시키는 면 확산 방식과 내재된 광분산 요소를 가지는 벌크 확산 필름 방식이 있다.
면 확산 방식의 확산필름은 공기에 노출된 거친 면을 사용하여 확산필름의 물질과 주위 매체 간의 굴절률 차이를 될 수 있는 대로 가장 크게 하는 것으로 입사광을 가장 큰 각도로 퍼지게 하기 위한 것이다. 예를들어, 필름 표면에 요철을 형성함으로써 광 확산성이 부여되는 것이다. 요철이 폴리에스테르 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지 또는 폴리카보네이트 수지로 만든 투명 수지의 표면에 형성된 광확산 필름이 있다. 그러나, 오로지 엠보싱 또는 샌드 블래스팅에 의해 표면에 요철을 부여하는 것 만으로는 우수한 광 투과성 및 광확산성을 동시에 얻는 것이 어렵다. 또한 백라이트유닛 내의 온도가 일반적으로 80℃에서 90℃까지 올라가며, 습도가 높을 경우에는 형태변형이 심하게 일어날 수 있으므로 높은 내열성과 수분흡습율이 낮으면서도 광학특성이 우수한 재질이 사용하게 된다.
벌크 확산필름은 미세 입자와 같은 광확산제가 필름 내부에 분산되어 있는 것으로서, 통상 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트 등과 같은 수지로 만든 투명 수지에서, 탄산 칼슘, 이산화 티타늄, 유리 비드, 실리카 입자, 폴리스티렌 입자, 실리콘 수지 입자, 가교된 중합제 입자등이 분산된 광 확산판이 있다.
대한민국공개특허 제2004-0024725호에서는 광학 필름 및 그 제조 방법과 이를 이용한 액정표시장치용 백라이트 유니트에 관한 것으로 광학필름의 기판에 프리즘 패턴인 사각뿔 형상의 돌출부를 다수개 형성시키고, 돌출부가 이격 간격을 두지 않고 인접하거나 이격 간격을 두며 반복 배열하여 배치된 것이 개시되어 있는 데, 상기 발명은 돌출된 사각뿔 형상으로 고휘도의 특성을 얻을 수 있으나, 시야각이 좁아져 확산성이 떨어지는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점으로 인해 휘도 특성이 우수하면서도 확산성이 향상된 광학필름의 개발이 소망되었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 광학필름으로서의 역할을 수행하면서 휘도 향상 효과가 있으며 시야각이 넓은 광학필름을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 헤이즈, 휘도 등 광학필름으로서 제반 물성이 향상된 광학필름을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 복수개로 형성된 단위 구조체를 포함하는 광학필름에 있어서, 상기 단위 구조체는 다각뿔 형상으로서 모서리가 곡선으로 라운딩 되되, 상기 다각뿔의 옆면은 줄무늬 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 휘도 및 확산성 향상 광학필름을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 단위 구조체가 음각 또는 양각으로 이루어진 것을 특징으로 하는 휘도 및 확산성 향상 광학필름을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 단위 구조체의 다각뿔 형상은 꼭지각 부분이 곡선으로 라운딩 된 것을 특징으로 하는 휘도 및 확산성 향상 광학필름을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 다각뿔이 사각뿔 형상인 것을 특징으로 하는 휘도 및 확산성 향상 광학필름을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 단위 구조체의 밑면의 길이(L)가 10 내지 300㎛인 것을 특징으로 하는 휘도 및 확산성 향상 광학필름을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 단위 구조체의 높이(H)가 3 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 휘도 및 확산성 향상 광학필름을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 복수개의 단위 구조체가 동일 형상인 것을 특징으로 하는 휘도 및 확산성 향상 광학필름을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 복수개의 단위 구조체에서 각각의 단위 구조체의 이격 거리는 0 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 휘도 및 확산성 향상 광학필름을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 광학필름이 코폴리에스테르와 폴리카보네이트의 블랜드 또는 조성물로서 코폴리에스테르 10 내지 90중량% 및 폴리카보네이트 10 내지 90중량%이 포함된 휘도 및 확산성 향상 광학필름을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 광학필름이 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 노말부틸메타크릴레이트, 노말부틸메틸메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 히드록시에틸메타크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트, 히드록시에틸아크릴레이트, 아크릴아미드, 메타롤아크릴아미드, 글리시딜메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 노말부틸아크릴레이트 및 2-에틸헥실아크릴레이트에서 선택된 단량체의 단독중합체, 공중합체 또는 삼원공중합체, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 아크릴과 올레핀계의 공중합체로 만든 비드 및 실리콘계 구형입자로 이루어진 1 이상 선택된 광확산입자를 더 포함하는 휘도 및 확산성 향상 광학필름을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 광학필름의 하면에 이면층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휘도 및 확산성 향상 광학필름을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 이면층이 비스페놀-A[2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판]을 포함하는 폴리카보네이트인 것을 특징으로 하는 휘도 및 확산성 향상 광학필름을 제공한다.
본 발명에 따른 휘도 및 확산성 향상 광학필름은 광학필름으로서의 역할을 수행하면서 집광효과가 높고 시야각이 넓은 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 휘도 및 확산성 향상 광학필름은 헤이즈, 휘도 등 광학필름으로서 제반 물성이 향상되는 효과가 있다.
본 발명에 따른 휘도 및 확산성 향상 광학필름은 가공시에 발생하는 얼룩 등으로 인한 불량을 감소시키고, 공정 및 이동수단시에 스크래치 발생을 감소시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광학필름의 사시도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 단위구조체에 형성된 줄무늬 형상을 예시한 평면도이다.
도 3은 도 1의 X 및 X'를 자른 단면도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학필름의 세로 방향 단면도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예 따른 광학필름에서 단위 구조체의 가로방향으로서 단면도를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일실시예 따른 광학필름에서 단위 구조체의 밑면의 형상을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 광학필름의 단면도를 나타낸 것이다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 명세서에서 사용되는 “필름”이라 함은 일정한 폭과 두께가 있는 막, 시트, 판 등을 모두 포함하는 의미로 사용한다.
본 발명은 복수개로 형성된 단위 구조체를 포함하는 광학필름에 있어서, 상기 단위 구조체는 다각뿔 형상으로서 모서리가 곡선으로 라운딩 되되, 상기 다각뿔의 각 면은 줄무늬 형상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 단위 구조체에 있어서, 사각뿔 형상을 예로 들어서 설명하나 이에 한정되는 것이 아니라, 상기 단위 구조체는 삼각뿔, 오각뿔 및 오각뿔 이상의 다각뿔 등에서도 제한없이 적용될 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 광학필름의 사시도를 나타낸 것이다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 도 1의 X 및 X'를 자른 단면도를 나타낸 것이며, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학필름의 세로 방향 단면도를 나타낸 것이다.
도 1에서 단위구조체는 사각뿔 형상을 이루고 모서리가 곡선으로 라운딩을 이룬다. 즉, 단위 구조체의 사각뿔 형상에서 모서리가 라운딩 된 사각형상, 바람직하게는 모서리가 라운딩 된 정사각형상을 이룬다. 즉, 상기 단위구조체에 있어서, 사각뿔 형상에서 가로방향의 단면은 네 개의 각이 라운딩 됨으로써 사각형 형상에서 네 각이 라운딩 된 형상 111이고(도 5참조), 세로방향의 단면(도 3참조)은 세 각을 이루는 삼각형 형상으로 이루어진다. 상기와 같은 형상에서 고휘도의 특성뿐만 아니라 확산효과가 우수하여 시인성이 좋아지는 특징이 있다.
상기 단위 구조체는 유입된 빛을 확산, 집광 또는 반사시키는 역할을 수행하는 것으로, 상기 단위 구조체에 의해 집광 또는 확산된 빛은 액정표시패널방향으로 이동하며, 반사된 빛은 반사시트 등을 통해 재반사되어 상기 단위 구조체를 통해 집광 또는 확산된다.
또한, 선택적으로 상기 단위구조체의 사각뿔 형상에서 꼭지각 부분이 곡선으로 라운딩 될 수 있는 데, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학필름의 세로 방향 단면도를 나타낸 것이다. 꼭지각이란 다각뿔에서 옆면인 삼각형들이 모여서 각을 이루는 지점을 말한다. 따라서, 세로방향의 단면(도 4)에서 상기 단위 구조체의 삼각형 형상 중 꼭지각 부분이 라운딩 된 경우에 소정의 곡률 반경(R)을 갖게 된다.
한편, 상기 다각뿔 형상에서 옆면은 삼각형으로 이루어져 있는 데, 상기 옆면인 삼각형에는 줄무늬 형상을 포함하고 있다. 상기 줄무늬 형상은 다각뿔의 옆면인 삼각형의 면이 줄무늬 형상을 음각 또는 양각으로 형성될 수 있다. 상기 줄무늬 형상으로 인해 유입된 빛이 확산되어 나가게 되므로 확산성이 우수한 효과가 생기게 된다.
상기 줄무늬 형상은 특별히 제한되는 것은 아니며 도 2에서 보는 바와 같이 줄무늬가 불규칙적인 줄무늬 형상으로 나뭇가지가 뻗은 듯한 형상(a)이거나, 사각뿔의 꼭지각을 향하여 두줄로 이루어져 있거나(b), 또는 줄무늬 형상들이 다각뿔 옆면인 하나의 삼각형에서 동일한 방향을 향하고 있는 형상(c)일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 단위 구조체의 형상이 음각 또는 양각의 삼각뿔 형상을 이룰 수 있는 데, 모서리가 라운딩 된 형태라면 상기 단위 구조체의 밑면은 세 개의 각이 라운딩 된 삼각형상이 될 것이다. 또한, 상기 단위 구조체 세로방향 단면은 꼭지각이 라운딩 된 삼각형 형상이 된다. 이외의 다각뿔 형상일 경우라면, 밑면은 다각형 형상이며 각은 라운딩 된 형상이 될 것이다.
한편, 도 5는 본 발명의 광학필름에서 음각으로 형성된 단위 구조체의 가로방향으로서의 단면도를 나타낸 것이다.
단위 구조체가 사각뿔 형상의 경우 가로방향의 단면은 네 개의 각이 라운딩 된 경우에 소정의 곡률(R1)을 갖게 되는 데, 도 5에서 나타나는 네 개의 곡률 반경의 크기는 모두 동일한 것이 바람직하다. 상기 네 개의 곡률반지름(R1)은 2 내지 20㎛ 인 것이 바람직하다.
다음으로 상기 단위 구조체의 밑면의 길이를 알아보면, 상기 밑면을 나타내는 도형에서 최대길이를 단위 구조체의 밑면의 길이 "L"이라고 하면 도 6의 경우에 대각선을 연결하는 선이 최대 길이가 될 것이며, 상기 단위 구조체의 밑면의 길이(L)는 10 내지 300㎛인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 단위 구조체의 높이는 도 3에서 밑면에서 꼭지각의 끝점인 꼭지점까지의 길이를 높이(H)로 나타낼 수 있는 데, 상기 단위 구조체의 높이(H)는 10 내지 150㎛인 것이 바람직하다.
또한, 상기 광학필에서 상기 단위 구조체는 복수개를 가지고 있는 데, 상기 단위 구조체는 동일 형상을 이루고 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 복수개의 단위 구조체는 임의의 이격 거리를 두고 형성되거나 이격 거리없이 밀착하여 형성될 수도 있다. 각각의 단위 구조체의 이격 거리는 0 내지 100㎛인 것이 바람직하다. 그러나, 상기 이격 거리는 단위 구조체의 밑면의 길이(L)의 1/2배 이하인 것이 바람직하다. 예를 들어, 밑면의 길이가 100㎛인 경우에 단위 구조체의 이격 거리는 50㎛ 이하로 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 광학필름 100의 고분자 수지 소재는 투명수지 재질로 형성되는 것이 바람직한데, 상기 고분자 수지의 비제한적인 예로 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리스타이렌(PS), 폴리프로필렌(PP), 폴리프로필렌테레프탈레이트(PPT), 폴리나프탈렌테레프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트글리세롤(PETG), 폴리사이클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트(PCTG), 폴레에테르설폰(PES), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리이미드(PI), 폴리아릴레이트(PAR) 및 실리콘수지로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상이 블렌딩된 수지일 수 있다.
또한 비제한적인 예로 코폴리에스테르와 폴리카보네이트의 특정한 비율로 블랜드 또는 조성물로 제조될 수 있으며, 구체적으로 코폴리에스테르 10 내지 90중량% 및 폴리카보네이트 10 내지 90중량%를 포함할 수 있다.
상기 코폴리에스테르는 산 성분으로서 테레프탈산, 나프탈렌디카르복실산, 시클로헥산디카르복실산 또는 이의 혼합물일 수 있고, 글리콜 성분으로서 에틸렌 글리콜 및 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM)이 사용될 수 있다. 적절한 코폴리에스터의 비제한적인 예는 폴리(1,4-시클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트) (PCT), 폴리(1,4-시클로헥실렌디메틸렌 나프탈렌디카르복실레이트) (PCN), 폴리(1,4-시클로헥실렌디메틸렌 1,4-시클로헥산디카르복실레이트)(PCC)가 사용될 수 있다.
상기 소재는 공정수분율도 상대적으로 낮아 고습도에서도 형태안정성을 유지할 수 있는 특징이 있다.
또한, 상기 광학필름은 광확산입자를 더 포함할 수 있는데 광확산입자는 입자를 포함하는 바인더(수지)와 상용성이 좋아야 하기 때문에 소재와 굴절률이 유사한 유기 입자 및 굴절율이 낮은 구형태의 실리콘 입자를 검토하여 사용하였으며, 소재 굴절률이 1.50-1.80사이 무기입자도 사용가능하다. 특히, 사용되어지는 입자선정은 소재와의 굴절율 차가 0.1에서 0.2정도가 되어지는 구형태의 입자가 차폐성을 높여 휘선보임 등의 문제 해결에 유리하고, 상대적으로 적은 입자량으로 확산효과를 극대화 할 수 있기 때문에 매우 유리하다.
사용되는 확산제 입자의 굴절률은 소재와 굴절률과 차이가 클수록 광확산 효과를 증진시키지만, 굴절률차가 너무 크게 되면, 휘도를 높이는 측면에서는 불리하기 때문에 적절한 굴절률 차를 확보하고 때로는 소재와 유사한 굴절률 입자와 굴절률차가 큰 입자를 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 사용될 수 있는 광확산 입자의 비제한적인 예는 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 노말부틸메타크릴레이트, 노말부틸메틸메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 히드록시에틸메타크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트, 히드록시에틸아크릴레이트, 아크릴아미드, 메타롤아크릴아미드, 글리시딜메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 노말부틸아크릴레이트 및 2-에틸헥실아크릴레이트에서 선택된 단량체의 단독중합체, 공중합체 또는 삼원공중합체, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 아크릴과 올레핀계의 공중합체로 만든 비드 및 실리콘계 구형입자 등을 사용할 수 있다. 바람직하게는 상기 소재중에 굴절율차가 0.1에서 0.2정도인 1 마이크론에서 10마이크론 사이의 구형입자이다. 이러한 굴절율차를 가지는 구형 유기 입자들은 본 발명에서 사용되고 있는 소재의 밀도 (약 1.10 내지 1.30 g/㎤)와 유사한 밀도들 가지기 때문에 수지내에서 용이하게 분산될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 광확산 입자는 종류 및/또는 크기에서 상이한 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 단일 종류보다는 굴절률의 차이가 있는 2 종 이상의 입자를 혼합 사용하여 광확산 효율을 높일 수 있다. 또한 유사한 굴절률을 가지면서 크기가 다른 입자를 사용하여 광확산 효율을 높일 수 있으며, 또한, 다공성(Hollow) 입자를 적용함으로써 백라이트 유닛 조립후 광확산 효율을 극대화 하면서 휘도를 높일 수 있다.
균일한 입도의 입자를 사용하면, 소정의 광확산 효과를 내기 위해서는 많은 양의 입자가 필요하고 이는 경제적 비효율 뿐만 아니라, 전체 투광도를 저하시키는 결과를 가져온다. 본 발명에서의 한 구체 예에 따라서, 광확산 입자의 크기가 20 내지 30 미크론과 1 내지 15 미크론 두 종류 크기의 입자를 사용하여 입자의 함량을 줄이면서 광확산 효과를 증대시킬 수 있다.
광확산 입자는 광학필름 총 중량을 기준으로 0.5 내지 20 중량%, 바람직하게는 1 내지 10 중량%로 사용할 수 있다. 상기 범위내에서 집광효과 높일 수 있는 데, 광확산 입자가 0.5 중량% 이하일 때는, 소정의 광확산 효과를 얻을 수 없으며, 20 중량%를 넘을 때는 광투과율이 저하되며 입자의 분산성이 저하되어 균일 입자 분산을 얻을 수 없다.
한편, 선택적으로 상기 광학필름 100의 하면에 상기 광학필름과 다른 물질로 이면층 200이 더 포함될 수 있는 데(도 7 참조), 상기 이면층 200은 램프에서 발생하는 자외선으로 인한 황변을 방지하는 기능을 할 수 있다.
상기 이면층 200의 고분자 수지는 폴리카보네이트계일 수 있는 데, 비제한적인 예로서 바람직하게는 방향족 폴리카보네이트이며 더욱 바람직하게는 비스페놀-A[2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판]을 포함하는 폴리카보네이트일 수 있다. 상기 폴리카보네이트에 자외선으로 인한 황변을 방지하기 위해서 벤조닐기가 있는 물질을 첨가될 수 있다. 상기 벤조닐기의 비제한적예로는 벤조페논(Benzophenone)계, 벤족사지논(Benzoxazinone)계, 벤조트리아졸(Benzotriazole)계 등이 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
실시예 1
광학필름의 고분자 수지로서 폴리카보네이트(PC) 사용하였으며, 상기 광학필름의 상면에 형성되는 단위 구조체는 음각의 거꾸로된 사각뿔 형상으로 모서리가 곡선으로 라운딩 된 형상으로 제조하였으며, 사각뿔 형상의 옆면은 줄무늬가 음각으로 형성되도록 하였다.
상기 단위 구조체의 밑면의 길이(L)는 150㎛, 높이(H)는 60㎛로 하고 단위구조체의 이격거리는 0㎛로 밀착하여 위치하였으며 복수개의 동일한 형상으로 하여 광학필름을 제조하였다.
실시예 2
실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 단위 구조체의 밑면의 길이(L)는 200㎛, 높이(H)는 80㎛로 하여 복수개의 동일한 형상으로 이루어진 단위 구조체를 형성하여 광학필름을 제조하였다.
실시예 3 및 4
실시예 1 및 2와 각각 동일하게 실시하되, 상기 단위 구조체의 양각의 사각뿔 형상에서 형성되도록 하였으며, 꼭지각 부분이 곡선으로 라운딩 되도록 하여 광학필름을 제조하였다.
실시예 5 및 6
실시예 1 및 2와 각각 동일하게 실시하되, 상기 광학필름의 하면에 이면층을 포함하였는 데, 상기 이면층은 비스페놀-A[2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판]을 포함하는 폴리카보네이트계 수지를 사용하였으며 벤조트리아졸계 물질인 2-(2'-히드록시-5-메틸페닐)벤조트리아졸을 첨가하였다.
비교예 1
실시예 1과 동일하게 실시하되, 단위 구조체를 형성시키지 않으며, 줄무늬 형상도 형성하지 않고 광학필름을 제조하였다.
비교예 2
실시예 1과 동일하게 실시하되, 음각의 단위 구조체는 지름 40 ㎛의 렌즈형 반구형상으로 형성하고 줄무늬 형상을 형성하지 않고 광학필름을 제조하였다.
* 시험방법
1. 투과율(TT)과 흐림도(Haze) : 일본 NIPPON DENSHOKU 300A 분석설비를 활용하여 ASTM D1003 방법으로 측정.
2. 휘도 : 제조된 필름을 백라이트 유닛에 장착하고, CCFL의 전압을 16.5V, Dimming값 2.8V 조건 하에서 TOPCON사의 BM-7을 장착한 스테이지에서 측정.
하기 표 1은 제조된 광학필름을 각각의 실시예 및 비교예에 대한 투과율, 헤이즈 및 휘도에 관한 광학특성을 시험한 결과이다.
구 분 투과율(%) 헤이즈(%) 휘도(cd/㎡)
실시예 1 67 92.4 10470
실시예 2 68 92.2 10410
실시예 3 67 92.1 10400
실시예 4 66 92.3 10340
실시예 5 65 92.2 10280
실시예 6 66 92.0 10310
비교예 1 64 89.5 9890
비교예 2 64 89.7 10210
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

Claims (12)

  1. 복수개로 형성된 단위 구조체를 포함하는 광학필름에 있어서,
    상기 단위 구조체는 다각뿔 형상으로서 모서리가 곡선으로 라운딩 되되,
    상기 다각뿔 옆면은 줄무늬 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 휘도 및 확산성 향상 광학필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단위 구조체는 음각 또는 양각으로 이루어진 것을 특징으로 하는 휘도 및 확산성 향상 광학필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단위 구조체의 다각뿔 형상은 꼭지각 부분이 곡선으로 라운딩 된 것을 특징으로 하는 휘도 및 확산성 향상 광학필름.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 다각뿔은 사각뿔 형상인 것을 특징으로 하는 휘도 및 확산성 향상 광학필름.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 단위 구조체의 밑면의 길이(L)는 10 내지 300㎛인 것을 특징으로 하는 휘도 및 확산성 향상 광학필름.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 단위 구조체의 높이(H)는 3 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 휘도 및 확산성 향상 광학필름.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수개의 단위 구조체는 동일 형상인 것을 특징으로 하는 휘도 및 확산성 향상 광학필름.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수개의 단위 구조체에서 각각의 단위 구조체의 이격 거리는 0 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 휘도 및 확산성 향상 광학필름.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광학필름은 코폴리에스테르와 폴리카보네이트의 블랜드 또는 조성물로서 코폴리에스테르 10 내지 90중량% 및 폴리카보네이트 10 내지 90중량%이 포함된 휘도 및 확산성 향상 광학필름.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광학필름은 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 노말부틸메타크릴레이트, 노말부틸메틸메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 히드록시에틸메타크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트, 히드록시에틸아크릴레이트, 아크릴아미드, 메타롤아크릴아미드, 글리시딜메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 노말부틸아크릴레이트 및 2-에틸헥실아크릴레이트에서 선택된 단량체의 단독중합체, 공중합체 또는 삼원공중합체, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 아크릴과 올레핀계의 공중합체로 만든 비드 및 실리콘계 구형입자로 이루어진 1 이상 선택된 광확산입자를 더 포함하는 휘도 및 확산성 향상 광학필름.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광학필름의 하면에 이면층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휘도 및 확산성 향상 광학필름.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 이면층은 비스페놀-A[2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판]을 포함하는 폴리카보네이트인 것을 특징으로 하는 휘도 및 확산성 향상 광학필름.
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