KR101431262B1 - 광학필름의 제조방법 - Google Patents

광학필름의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름의 제조방법은 몰드 상에 제 1 레진을 도포하는 단계, 제 1 레진을 가경화하는 단계, 제 1 레진의 일부를 제거하여 단면이 삼각 형상을 가지는 제 1 프리즘부를 형성하는 단계, 제 1 프리즘부 상에 제 2 레진을 도포하는 단계, 제 1 레진 및 제 2 레진을 경화하고, 단면이 사다리꼴 형상을 가지는 제 2 프리즘부를 형성하는 단계를 포함하고, 제 1 레진과 제 2 레진은 서로 다른 물질일 수 있다.
광학필름, 제 1 프리즘부, 제 2 프리즘부, 에어나이프

Description

광학필름의 제조방법{The Manufacturing Method Of Optical Film}
본 발명은 디스플레이에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광학필름의 제조방법에 관한 것이다.
근래에 들어, 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 각종 전기적 신호정보를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전하고 있고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화 등의 우수한 특성을 지닌 여러 가지 평판표시장치(Flat Panel Display device : FPD)가 소개되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체 하며 각광받고 있다.
이같은 평판표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 플라즈마표시장치 (Plasma Display Panel device : PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device : FED), 전기발광표시장치 (Electroluminescence Display device : ELD) 등을 들 수 있는데, 이중 액정표시장치는 콘트라스트비(contrast ratio)가 크고 동화상 표시에 우수한 특징을 보여 현재 노트북용 표시화면, 모니터, TV 분야에서 가장 활발하게 사용되고 있다.
액정표시장치는 기판 후면에 백라이트 유닛을 사용하는 수동소자로서 백라이 트 유닛은 형광램프와 각종 광학필름으로 구성된다. 광학필름은 백라이트 유닛에서 나오는 빛을 집광하거나 확산시킬 수 있다. 광학필름은 매우 미세한 프리즘들이 고분자 수지로 이루어진 베이스부에 형성되어 있다.
디스플레이 제조 공정 또는 완성된 디스플레이를 사용함에 있어서, 프리즘들은 외부의 충격에 흠이 생기거나 파손되는 경우가 생길 수 있다. 따라서 디스플레이의 높은 휘도를 가지면서도 좋은 내구성을 가질 수 있는 광학시트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 내구성이 좋고, 디스플레이의 휘도를 높일 수 있는 광학필름의 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름의 제조방법은 몰드 상에 제 1 레진을 도포하는 단계, 제 1 레진을 가경화하는 단계, 제 1 레진의 일부를 제거하여 단면이 삼각 형상을 가지는 제 1 프리즘부를 형성하는 단계, 제 1 프리즘부 상에 제 2 레진을 도포하는 단계, 제 1 레진 및 제 2 레진을 경화하고, 단면이 사다리꼴 형상을 가지는 제 2 프리즘부를 형성하는 단계를 포함하고, 제 1 레진과 제 2 레진은 서로 다른 물질일 수 있다.
또한, 제 1 레진의 일부는 에어 나이프에 의해 제거될 수 있다.
또한, 제 1 레진은 분자량이 10000 이상인 아크릴 계열의 레진일 수 있다.
또한, 제 1 레진은 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate) 또는 폴리 부타디엔(Poly Butadiene) 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 제 2 레진은 브롬계(Bromine) 화합물, 플로렌계(Floren) 화합물 또는 비페닐계(Bi-phenyl) 화합물 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 제 2 프리즘부의 굴절률은 상기 제 1 프리즘부의 굴절률보다 높을 수 있다.
또한, 제 1 프리즘부의 굴절률은 1.46 내지 1.53이고, 제 2 프리즘부의 굴절률은 1.54 내지 1.65일 수 있다.
또한, 제 1 프리즘부의 신율은 제 2 프리즘부의 신율보다 클 수 있다.
또한, 제 1 프리즘부의 신율은 20 내지 300%일 수 있다.
또한, 제 1 프리즘부는 연필 경도 B 이상일 수 있다.
또한, 제 1 프리즘부의 높이는 제 1 프리즘부 및 제 2 프리즘부를 합친 전체 높이의 3 내지 50%일 수 있다.
또한, 제 1 프리즘부의 높이와 제 2 프리즘부의 높이의 비는 1:1 내지 1:32일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름의 제조방법은 및 디스플레이의 내구성 및 휘도를 높이는 광학필름을 제조할 수 있는 효과가 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 1a 내지 도 3b은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름에서 제 1 프리즘부(125)의 제조방법을 나타낸 도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 도 1b는 광학필름을 제조하기 위한 도 1a와 같은 형상을 가지는 몰드(110)를 I-I'선을 자른 단면도이다.
우선, 단면이 삼각 형상을 가지는 몰드(110) 상에 제 1 레진(120)을 도포할 수 있다.
제 1 레진(120)은 분자량이 10000 이상인 아크릴 계열 고분자 수지로 이루어질 수 있다. 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate) 또는 폴리 부타디엔(Poly Butadiene) 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제 1 레진(120)을 삼각 형상을 가지는 몰드(110)의 빈 공간에 도포한 후, 제 1 레진(120)을 가경화시킬 수 있다. 이 때, 제 1 레진은 후술하는 공정에서 일부가 제거되어야 하므로, 제 1 레진을 완전히 경화시키지 않는다. 즉, 제조 공정 중 에어 나이프 등에 의해 일정 부분만 제거될 수 있도록 제 1 레진이 경화되는 환경을 조절할 수 있다. 제 1 레진(120)을 경화시킬 수 있는 환경에 따라 UV(ultra violet)를 가하거나, 열을 가할 수 있다.
도 3a 내지 도 3b를 참조하면, 몰드(110) 상에 가경화된 제 1 레진(120)은 일부가 제거 될 수 있다. 이 때 제 1 레진(120)은 에어나이프(130)(air knife)에 의해 제거될 수 있지만, 그에 한정되는 것은 아니다.
에어나이프(130)는 공정라인에 압력과 유량을 조절하여 대상물 표면에 물기 제거, 건조(열풍), 냉각 등에 적용되는 기구이다. 본 발명에서 에어나이프(130)를 통해 몰드(110) 상에 형성된 제 1 레진(120)에 일정한 압력의 공기를 분사하여 제 1 레진(120)의 일부를 제거할 수 있다.
에어나이프(130) 하부에 가경화된 상태로 있는 제 1 레진(120)을 통과시키면, 에어나이프(130)를 통과한 몰드(110) 상의 제 1 레진(120)은 삼각 형상을 가지는 제 1 프리즘부(125)가 될 수 있다.
가경화된 제 1 레진(120)을 포함하고 있는 몰드(110)가 에어나이프(130)를 통과한 공정을 거치면 도 3b에서 도시된 바와 같이, 몰드(110) 상의 제 1 레진(120)은 단면이 삼각 형상을 가지는 제 1 프리즘부(125)로 형성될 수 있다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름에서 제 2 프리즘부의 제조방법을 나타낸 도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 제 1 프리즘부(125)가 형성된 몰드(110) 상에는 제 2 레진(140)이 도포될 수 있다.
제 2 레진(140)은 브롬계(Bromine) 화합물, 플로렌계(Floren) 화합물 또는 비페닐계(Bi-phenyl) 화합물 중 어느 하나로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
제 2 레진(140)을 제 1 프리즘부(125)가 형성된 몰드(110) 상에 도포한 후, 제 2 레진(140)을 경화시킬 수 있다. 이 때 제 2 레진을 경화시키면서 가경화된 제 1 레진도 같이 완전히 경화될 수 있다. 제 2 레진(140)을 경화시킬 수 있는 환경에 따라 UV(ultra violet)를 가하거나, 열을 가할 수 있다.
제 2 레진(140)이 경화되면, 제 2 레진(140)은 단면이 사다리꼴 형상을 가지는 제 2 프리즘부가 될 수 있다.
완성된 제 1 프리즘부(125) 및 제 2 프리즘부(145)로부터 몰드(110)를 제거 할 수 있다.
상술한 공정을 거친 광학필름은 단면이 사다리꼴 형상을 가지는 제 2 프리즘부(145)및 제 2 프리즘부(145)상에 위치하며 단면이 삼각 형상을 가지는 제 1 프리즘부(125)로 형성될 수 있다.
이 때, 제 1 프리즘부(125)의 신율은 20% 내지 300%가 될 수 있다. 제 1 프리즘부(125)는 상기 수치를 가지는 고탄성 물질이므로 외부의 충격이나 제조 공정에 있어서 쉽게 파괴되거나 흠이 생기지 않을 수 있다. 제 1 프리즘부(125)의 신율은 제 2 프리즘부(145)의 신율보다 클 수 있다.
신율이란 압축 또는 신장시키는 힘을 가했을 때 변화의 대상이 되는 시편의 부피 또는 길이가 변화하는 정도를 나타낸다. 통상 원래 부피 또는 길이의 % 단위로 표현할 수 있다. 보통 변형률이라고 표현되기도 한다.
또한, 제 1 프리즘부(125)는 연필경도 B 이상이 될 수 있다. 연필경도는 연 필에 사용되는 흑심의 종류에 따른 경도의 세기를 나타낸 것으로서 H는 hard의 약자로서 심의 단단한 정도를 나타내고 B는 black으로서 심의 무른 정도를 나타낸다. 연필경도는 9H> 8H> 7H> 6H> 5H> 4H> 3H> 2H> H> F> B> 2B> 3B> 4B> 5B> 6B로 구분될 수 있다. 제 1 프리즘부(125)는 상술한 수치의 신율을 가지면서 연필경도 B 이상을 가지므로 외부 충격에 있어서 쉽게 변형되지 않을 수 있다.
즉, 광학필름 자체의 내구성을 높일 수 있다.
제 2 프리즘부의 굴절률은 제 1 프리즘부(125)의 굴절률보다 높을 수 있다. 보다 상세하게는, 제 2 프리즘부(145)의 굴절률은 1.54 내지 1.65가 될 수 있고, 제 1 프리즘부(125)의 굴절률은 1.46 내지 1.53이 될 수 있다.
광학필름의 하부에 위치하는 광원으로부터 나온 빛은 확산시트(diffusion sheet)를 통과하는데, 확산시트는 빛을 확산하여 패널방향으로 전달해 휘도를 균일하게 하고 시야각을 넓힐 수 있다. 확산시트를 통과한 빛은 수평, 수직 양방향으로 확산이 일어나 휘도가 떨어지므로 본 광학필름을 통해 빛을 굴절 또는 집광시켜 휘도를 높일 수 있다.
본 광학필름은 고굴절률을 가지는 제 2 프리즘부(145)와 높은 탄성 및 경도를 가지는 제 1 프리즘부(125)를 베이스부(150) 상부에 형성하여 소자의 내구성 및 휘도 상승 효과를 가져올 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 프리즘부(125) 및 제 2 프리즘부(145)의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 제 1 프리즘부(125)의 높이(A)는 제 1 프리즘부(125) 및 제 2 프리즘부(145)를 합친 전체 높이(A+B)의 3% 내지 50%가 될 수 있다. 또는 제 1 프리즘부(125)의 높이(A)와 제 2 프리즘부(145)의 높이(B)의 비는 1:1 내지 1:32이 될 수 있다.
제 1 프리즘부(125)의 높이(B)가 제 1 프리즘부(125) 및 제 2 프리즘부(145)를 합친 전체 높이(A+B)의 3% 이상이면 프리즘부, 특히 베이스부(150)의 하부와 마주보는 제 1 프리즘부(125)의 끝단이 외부의 충격으로부터 파손되거나 흠이 생기지 않는 높은 탄성 및 경도를 갖는 광학시트를 만들 수 있다. 50% 미만이면, 높은 탄성 및 경도를 가지면서 제 2 프리즘부(145)와의 관계에서 집광효과를 높일 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름을 나타낸 도이다.
도 8을 참조하면, 제 2 프리즘부(145)의 하부에는 베이스부(150)가 형성될 수 있다.
베이스부(150)는 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(PET)로 이루어질 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. PET는 플라스틱 수지중에서 가장 강한 필름에 속하고 전기적 성질이 우수하며 극히 얇은 필름으로 사용될 수 있다. 또한 내열성이 강하고 투명하여 빛을 통과시키며 열에 견뎌야 하는 광학필름(100)에 좋은 재료가 될 수 있다. 베이스부(150)는 제 1 프리즘부(125) 및 제 2 프리즘부의 하부에 위치하여 프리즘부를 지지하는 역할을 할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1a 내지 도 3b은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름에서 제 1 프리즘부의 제조방법을 나타낸 도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름에서 제 2 프리즘부의 제조방법을 나타낸 도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 프리즘부 및 제 2 프리즘부의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름을 나타낸 도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
110 : 몰드
120 : 제 1 레진
125 : 제 1 프리즘부

Claims (12)

  1. 몰드 상에 제 1 레진을 도포하는 단계;
    상기 제 1 레진을 가경화하는 단계;
    상기 제 1 레진의 일부를 제거하여 단면이 삼각 형상을 가지는 제 1 프리즘부를 형성하는 단계;
    상기 제 1 프리즘부 상에 제 2 레진을 도포하는 단계; 및
    상기 제 1 레진 및 제 2 레진을 경화하고, 단면이 사다리꼴 형상을 가지는 제 2 프리즘부를 형성하는 단계;
    를 포함하고, 상기 제 1 레진과 상기 제 2 레진은 서로 다른 물질인 광학필름의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 레진의 일부는 에어 나이프에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 광학필름의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 레진은 분자량이 10000 이상인 아크릴 계열의 레진인 것을 특징으로 하는 광학필름의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 레진은 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate) 또는 폴리 부타디엔(Poly Butadiene) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광학필름의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 레진은 브롬계(Bromine) 화합물, 플로렌계(Floren) 화합물 또는 비페닐계(Bi-phenyl) 화합물 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광학필름의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 프리즘부의 굴절률은 상기 제 1 프리즘부의 굴절률보다 큰 것을 특징으로 하는 광학필름의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 프리즘부의 굴절률은 1.46 내지 1.53이고, 상기 제 2 프리즘부의 굴절률은 1.54 내지 1.65인 것을 특징으로 하는 광학필름의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프리즘부의 신율은 상기 제 2 프리즘부의 신율보다 큰 것을 특징으로 하는 광학필름의 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프리즘부의 신율은 20 내지 300%인 것을 특징으로 하는 광학필름의 제조방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프리즘부는 연필 경도 B 이상인 것을 특징으로 하는 광학필름의 제조방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프리즘부의 높이는 상기 제 1 프리즘부 및 상기 제 2 프리즘부를 합친 전체 높이의 3 내지 50%인 것을 특징으로 하는 광학필름의 제조방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프리즘부의 높이와 상기 제 2 프리즘부의 높이의 비는 1:1 내지 1:32인 것을 특징으로 하는 광학필름의 제조방법.
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