KR101451024B1 - 휘도증강필름 및 그를 포함하는 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

디스플레이에 사용되는 휘도증강필름에 관한 것으로, 표면의 친수도를 높인 다층 박막상에 광확산필름을 합지하여 휘도를 상승시키면서도 광을 확산시킬 수 있는 복합화된 기능을 수행함으로써 장시간 사용시의 휘도 안정성을 확보할 수 있고, 디스플레이의 박형화가 가능한 휘도증강필름에 관한 것이다.

Description

휘도증강필름 및 그를 포함하는 백라이트 유닛 {Brightness Enhancement Film and Backlight Unit Comprising the Same}
본 발명은 디스플레이에 사용되는 휘도증강필름에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 디스플레이는 액정을 이용하여 영상을 표시하는 평판 표시장치의 하나로써, 다른 평판 표시장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 구동전압 및 낮은 소비전력을 갖는 장점이 있어, 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.
액정 디스플레이는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT) 기판, 상기 TFT 기판에 대향하는 컬러 필터(Color Filter) 기판 및 상기 양 기판 사이에 개재되어 광의 투과율을 변경시키는 액정층으로 이루어진 액정패널을 포함한다. 또한, 액정 디스플레이는 영상을 표시하기 위한 액정패널이 자체적으로 발광하지 못하는 비발광성 소자이기 때문에, 액정패널에 광을 공급하기 위한 백라이트 유닛을 필요로 한다.
상기 백라이트 유닛은 출력광의 휘도 향상 및 출력광의 시야각 향상 등의 장점을 확보하기 위하여, 도광판 또는 확산판 상에 적층된 적어도 1종의 광학 필름류를 포함한다.
상기 광학 필름류는 크게 휘도를 증강시킬 수 있는 필름과 광을 확산시킬 수 필름으로 구분될 수 있는데, 최근에는 액정 디스플레이의 박형화 추세에 부응하여 이러한 특성들이 복합화될 필요가 있다.
이와 같은 복합화의 일환으로 휘도를 증강시킬 수 있는 필름, 일예로 반사편광필름과 광을 확산시킬 수 있는 필름, 일예로 광확산필름을 합지하고자 하였다(국내특허공개 10-2006-055341 기재 참조).
그러나 단순히 각기 다른 기능을 하는 필름을 합지하여 복합화하는 것만으로는 장시간 사용에 따른 휘도 저하를 방지하기에는 어려움이 있었다.
본 발명은 외부 환경 변화에 대한 신뢰성을 확보할 수 있는 휘도 증강 필름 및 그를 포함하는 백라이트 유닛을 제공하고자 한다.
이에 제1 구현예로서, 친수도가 향상된 다층 박막 및 다층 박막의 적어도 일면 상의 광확산층을 포함하는 휘도 증강 필름을 제공한다. 상기 휘도 증강 필름은 휘도를 향상시키면서도, 이와 더불어 외부 환경 변화, 예를 들어, 온도 및/또는 습도 등의 변화에 대해 높은 신뢰성을 가지며, 액정 디스플레이 등에 채용시에 액정 디스플레이의 외부 환경에 대한 신뢰성, 색재현율, 수명 특성 등을 향상시킬 수 있다.
상기 제1 구현예는 광학적 등방성인 제1 박막과 광학적 비등방성인 제2 박막을 다수로 포함하고, 표면의 접촉각이 50 내지 85°인 다층 박막; 상기 다층 박막의 일면에 형성된, 광확산층을 포함하는 휘도증강필름이다.
일 측면에 따르면, 상기 휘도 증강 필름은, 상기 필름 면내에 서로 직교하는 제1 축 및 제2 축을 포함하고, 상기 휘도 증강 필름으로 입사하는 광 중에서 상기 제1 축을 따라 편광된 광을 반사시키고, 상기 휘도 증강 필름으로 입사하는 광 중에서 상기 제2 축을 따라 편광된 광을 투과시킬 수 있다.
제2 구현예로서, 상기 휘도 증강 필름을 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 증강 필름의 단면을 나타낸 모식도이다.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일 구현예는 제1 박막 및 제2 박막을 다수로 포함하는 다층 박막을 포함하는 휘도 증강 필름을 제공한다. 상기 휘도 증강 필름은 상기 다층 박막의 적어도 일면 상에 광확산층을 포함하며, 여기서 광확산층은 통상의 광확산 조액으로부터 형성된 도포층의 형태일 수도 있고 기재필름 상에 광확산필름을 포함하는 형태, 즉 광확산필름의 형태인 경우를 모두 포함한다. 구체적으로, 광확산필름은 확산기능을 가지는 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC) 필름 또는 확산층을 가지는 필름으로 이해될 수 있다.
일예로, 광확산층은 바인더 수지와 광확산 입자를 포함한다. 여기서, 바인더는 폴리비닐계 수지, 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 스티렌계 수지, 알키드계 수지, 아미노계 수지, 폴리우레탄계 수지, 에폭시계 수지 등의 열경화형 또는 자외선 경화형 수지 등을 들 수 있다. 광확산 입자로는 유기계 또는 무기계 입자를 들 수 있는데, 무기계 입자의 일예로는 실리카, 지르코니아, 탄산칼슘, 황산바륨, 산화티타늄 등을 들 수 있고, 유기계 입자의 일예로는 스티렌, 멜라민 포름알데하이드, 벤조구아나민 포름알데하이드, 벤조구아나민 벨라민 포름알데하이드, 프로필렌, 에틸렌, 실리콘, 우레탄, 메틸(메타)아크릴레이트 등의 모노머로부터 얻어지는 호모폴리머 또는 코폴리머 등을 들 수 있고, 이들의 단분산 또는 다분산 형태의 것 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
만일 광확산층이 광확산필름의 형태인 경우라면 다층 박막과 광확산필름의 합지를 위해 다층 박막 상에 접착층을 도포하고, 광확산필름을 합지할 수 있다. 여기서, 상기 접착층은 UV 경화형 접착제일 수 있다.
도 1에는 다층 박막(3)의 양측에 접착층(2, 4), 접착층 상에 광확산필름(1, 5)을 포함하는 휘도 증강 필름을 도시하나, 본 발명의 휘도 증강 필름의 구조가 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다.
그런데 광확산필름을 다층 박막과 합지하여 얻어지는 휘도증강필름은 온도 조건 및 사용시간 등에 따라서 휘도가 저하되는 일이 종종 있어 왔는데, 이는 다층 박막과 광확산필름과의 합지면의 층분리가 하나의 원인임을 확인하였다. 물론 이러한 현상은 다층 박막 상에 광확산층 조액을 도포하여 광확산층을 형성한 경우에서도 마찬가지로 일어날 수 있다.
이에 본 발명의 일 구현예에서는 다층 박막의 표면 친수도를 향상시키는 경우 광확산층 조액을 직접적으로 도포하거나, 접착제를 이용한 광확산필름의 합지로도 충분한 층간 밀착력을 확보할 수 있음을 알게 되었다.
이러한 측면에서 다층 박막의 표면 접촉각은 50 내지 85°, 바람직하기로는 70 내지 85°이다.
휘도 증강 필름은 자체 발광원을 갖지 않는 액정 디스플레이의 외부 광원으로서 설치되는 백라이트 유닛의 휘도를 향상시키기 위해 사용될 수 있다. 상기 액정 디스플레이의 형태, 용도 등의 다양화로 인하여 액정 디스플레이에서 요구되는 휘도 증강 필름의 특성은 더욱 향상될 필요가 있으며, 일 예로, 액정 디스플레이의 외부 환경 변화에 대한 신뢰성 확보를 위하여, 휘도 증강 필름은 외부 환경 변화가 발생하여도 휘도 특성을 유지할 수 있도록 휘도감소율을 최소화할 필요가 있는데, 본 발명의 휘도 증강 필름은 이러한 요구를 충족시킬 수 있다.
다층 박막의 표면 친수도를 향상시키는 방법으로는 표면특성을 물리, 화학적으로 변화시키는 처리를 통해 가능할 수도 있으나 물리적인 처리의 경우는 압출과 동시에 친수도를 부여할 수 있으나 시간에 따른 표면 성질의 경시변화와 만족할 만한 친수도를 얻어 내기 힘든 경우가 있다. 화학적으로 개질시키는 경우로서는 압출공정 후에 프라이머를 코팅하는 방식이 있으나 다층 박막내에 형성되어 있는 수지들의 굴절율과의 매칭이 어려워서 휘도저하를 일으킬 수 있는 점에서 불리할 수 있는바, 본 발명에서는 제1 박막 및/또는 제2 박막을 이루는 수지로서 고상중합을 진행하지 않은 수지를 이용하여 다층 박막을 제조하는 방법이 바람직하다. 고상중합을 진행하지 않은 고분자 수지로 다층 박막을 형성하는 경우, 다층 박막의 표면의 친수도를 높일 수 있는데, 이는 고분자 수지의 말단에 수산기가 잔존하는 것으로 해석될 수 있다. 이와 같이 다층 박막의 친수도를 높이면 다층 박막과 접착층, 접착층-광확산필름간의 밀착력 내지는 다층 박막-광확산층 간의 밀착력을 향상시킬 수 있다.
상기 휘도 증강 필름을 구성하는 제1 박막 및/또는 상기 제2 박막은 유기 및/또는 무기물을 포함할 수 있으나, 필름 가공성, 유연성, 제조 단가 등을 고려할 때, 유기물을 포함하는 것이 바람직하다.
일예로 제1 박막은 광학적 비등방성인 박막일 수 있으며, 제2 박막은 광학적 등방성인 박막일 수 있다. 상기 및 이하의 기재에서 광학적 등방성이라 함은 박막의 평면 내에 있는 모든 축과 연관된 굴절율이 실질적으로 동일한 것을 의미하고, 광학적 비등방성이라 함은 박막의 평면 내에 있는 축에 따라 연관된 굴절율이 실질적으로 차이가 있는 것을 의미한다.
상기 광학적 비등방성인 제1 박막을 형성할 수 있는 고분자의 일예로는, 에틸렌 나프탈레이트 반복단위 함량이 80 몰% 이상인 수지, 또는 85 몰% 이상인 수지, 또는 90 몰% 이상인 수지, 또는 95 몰% 이상인 수지, 또는 98 몰% 이상인 수지를 포함할 수 있다. 또는, 상기 제1 박막은 에틸렌 나프탈레이트 반복단위 함량이 100몰%인 수지를 포함할 수 있고, 상기 수지들을 적어도 2종 포함할 수 있다.
상기 제1 박막은 에틸렌 나프탈레이트 반복단위의 함량이 80몰% 이상 100몰% 이고, 에틸렌 테레프탈레이트 반복단위의 함량이 20몰% 이하 0 몰%인 수지를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 제1 박막은 에틸렌 나프탈레이트 반복단위가 90몰% 이상 100 몰% 이하, 에틸렌 테레프탈레이트 반복단위가 10몰% 이하 0몰% 이상인 수지를 포함할 수 있다.
상기 제1 박막의 수지는 디메틸카르복실 나프탈레이트(Dimethylcarboxylic Naphthalate, NDC) 및 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol, EG); 또는 디메틸카르복실 나프탈레이트(Dimethylcarboxylic Naphthalate, NDC), 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol, EG) 및 테레프탈산(Terephthalic acid, TPA)의 축합중합에 의해 제조될 수 있다.
상기 제2 박막은 에틸렌 나프탈레이트 반복단위의 함량이 10몰% 이상 60몰% 이하인 수지를 포함할 수 있으며, 바람직하게는, 에틸렌 나프탈레이트 반복단위의 함량이 10몰% 이상 60몰% 이하이고, 에틸렌 테레프탈레이트 반복단위의 함량이 40몰% 이상 90몰% 이하인 수지를 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는, 에틸렌 나프탈레이트 반복단위의 함량이 40몰% 이상 60몰% 이하이고, 에틸렌 테레프탈레이트 반복단위의 함량이 40몰% 이상 60몰% 이하인 수지를 포함할 수 있다.
상기 제2 박막의 수지는 디메틸카르복실 나프탈레이트(Dimethylcarboxylic Naphthalate, NDC), 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol, EG) 및 테레프탈산(Terephthalic acid, TPA)의 축합중합에 의해 제조될 수 있다.
상기 다층 박막은 상기 제1 박막 및 상기 제2 박막이 하나의 반복 단위를 구성하여 상기 반복 단위가 적층된 형태, 즉, 교호 다층 박막의 형태일 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 일 예로, 상기 반복 단위 내 임의의 위치에 상기 제1 박막 및 상기 제2 박막과 다른 적어도 하나의 박막이 개재되어 상기 반복 단위를 구성할 수 있다. 다른 예로, 상기 제1 박막 및 상기 제2 박막로 이루어진 반복 단위, 및 상기 반복 단위와 다른 적층 형태를 갖는 적어도 하나의 반복 단위가 규칙성 또는 불규칙성으로 적층될 수 있다.
상기 휘도 증강 필름은 압출 연신, 증착, 도포 등 임의의 방법을 통해 제조될 수 있으며, 바람직하게는 제1 박막과 제2 박막을 다층 압출하고 연신하여 제조할 수 있다. 상기 압출 연신 제조 공정을 예를 들어 개략적으로 설명하면 다음과 같다. 먼저, 고분자 중합반응기에 일정한 비율의 디메틸카르복실 나프탈레이트(Dimethylcarboxylic Naphthalate, NDC), 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol, EG) 및 테레프탈산(Terephthalic acid, TPA)를 넣고 축합중합을 통해서 제 1 고분자 수지와 제 2 고분자 수지를 제조한다. 바람직하기로 제 1 고분자 수지 및/또는 제 2 고분자 수지는 고상중합을 진행하지 않고 중합을 완료하지 않은 것이다. 제조된 고분자 수지를 건조하여 수분을 제거한 후 다층 피드블럭이 설치된 압출기에 공압출을 통해서 제 1 고분자 수지와 제 2 고분자 수지가 교호로 적층된 다층 압출 필름을 제조한다. 제조된 다층 압출 필름을 1축 연신기로서 일정한 온도, 연신비, 연신속도로 연속적으로 연신하여 권취함으로써 휘도 증강 필름을 제조할 수 있다.　이와 같이 고상중합을 진행하지 않은 고분자 수지로부터 얻어진 다층 박막은 표면 특성이 친수도가 높아진다. 이후, 필요에 따라 연신 다층 필름의 양면에 UV 경화형 접착제를 도포한 후 확산 기능이 있는 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC) 필름이나 확산층을 가지는 폴리에스테르계 필름을 합지하고 이를 UV 경화기에 통과시킬 수 있다. 이와 같은 합지의 방법을 통해서도 온도변화 및 장시간 사용에 따른 휘도안정성을 확보할 수 있다. 또한 연신 다층 필름의 일면에 확산층을 가지는 필름을 부착하고, 다른 일면에는 상대적으로 탁도가 낮은 안티블록킹층을 가지는 필름을 합지할 수 있다. 이는 하부에 위치하는 광학부재와의 슬립성을 부여하기 위함이며 안티블록킹층의 탁도는 1~30%가 바람직하다. 탁도가 30% 이상일 경우는 하부의 광학부재를 통과한 빛이 휘도증강 필름으로 입사될 때 빛의 투과 보다는 표면에서의 빛의 산란이 많이 발생하여서 휘도를 저하시키는 문제가 있을 수 있으므로 탁도를 조절하여 안티블록킹층을 형성하는 것이 바람직하다.
연신 다층 필름 상에 광확산층을 직접적으로 도포하는 경우라면 광확산층 조액을 통상의 방법에 따라 도포 및 건조하여 형성할 수 있다. 이때에도 연신 다층 필름의 일면에 광확산층을 형성하고, 다른 일면에는 하부에 위치하는 광학부재와의 슬립성을 부여하기 위하여 탁도 1~30% 수준의 안티블록킹층을 형성할 수 있다.
상기 휘도 증강 필름은, 상기 필름 면내에 서로 직교하는 제1 축 및 제2 축을 포함하고, 상기 휘도 증강 필름으로 입사하는 광 중에서 상기 제1 축을 따라 편광된 광을 반사시키고, 상기 휘도 증강 필름으로 입사하는 광 중에서 상기 제2 축을 따라 편광된 광을 투과시킬 수 있다. 상기 광은 자외선, 가시광선, 적외선 등일 수 있다. 일 예로, 상기 휘도 증강 필름을 디스플레이에 채용할 경우, 상기 광은 가시광선일 수 있다.
상기 휘도 증강 필름이 특정 파장대의 광에 대해 선택적 투과성 및 반사성을 갖기 위해, 상기 제1 박막 및 상기 제2 박막은 각각 굴절률 및 두께의 곱으로 정의되는 광학 두께를 가질 수 있으며, 광학 두께는 일정하거나 상부에서 하부로 두께 구배를 갖도록 가변할 수 있다. 일 예로, 상기 제1 및 제2 박막은 각각 0.05~0.60㎛, 바람직하게는 0.09~0.45㎛, 보다 바람직하게는 0.1~0.40㎛의 광학 두께를 가질 수 있다.
상기 제1 축에 따른 상기 제1 박막 및 상기 제2 박막간의 굴절율 차이가 적어도 0.05일 수 있다. 상기 제2 축에 따른 상기 제1 박막 및 상기 제2 박막간의 굴절율 차이가 0.03 이하일 수 있다. 상기 휘도 증강 필름은, 상기 필름 면에 수직하는 법선 방향의 축, 즉, 제3 축을 포함하고, 상기 제3 축에 따른 상기 제1 박막 및 상기 제2 박막간의 굴절율 차이가 0.03 이하일 수 있다. 여기서, 제1 축에 따른 상기 제1 박막 및 상기 제2 박막간의 굴절율 차이가 적어도 0.05 보다 작으면, 제1 박막 및 제2 박막의 계면에서 반사되는 광이 적어져 휘도 상승 효과가 미미할 수 있다. 상기 제2 축에 따른 상기 제1 박막 및 상기 제2 박막간의 굴절율 차이가 0.03 을 초과하거나, 상기 제3 축에 따른 상기 제1 박막 및 상기 제2 박막간의 굴절율 차이가 0.03 초과할 경우, 인접하는 면에서 반사되는 광이 많아져서 휘도 상승을 억제될 수 있다. 상기 제1 내지 제3 축에 따른 굴절률 차이는 연신에 의해 복굴절성이 유발되는 물질, 및 복굴절성이 유발되지 않거나 미미한 물질을 통해 달성될 수 있다. 여기서, 상기 연신축이 상기 제1 축일 수 있다.
상기 제1 박막 및 상기 제2 박막이 각각 고분자 수지를 포함하는 경우, 상기 제1 고분자 수지의 유리전이온도 및 상기 제2 고분자 수지의 유리전이온도의 차이가 30℃ 이하일 수 있다. 상기 유리전이온도의 차이가 30℃ 를 초과할 경우, 공압출하는 수지의 용융점도차이가 커서 각층의 두께를 균일하게 조절하기 힘들고 층을 형성하기가 어려워 진다.
이와 같이 제1 박막 및 상기 제1 박막 상에 인접 배치된 제2 박막을 포함하는 휘도 증강 필름에 있어서, 제1 및 제2 박막의 성분, 제1 박막과 제2 박막 사이의 굴절율 차이, 유리전이온도 차이 등을 세부적으로 조절함으로써, 원하는 외부 환경에 대한 신뢰성을 확보할 수 있다.
이하에서, 본 발명을 실시예에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같은바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
고분자 중합반응기에 디메틸카르복실 나프탈레이트(Dimethylcarboxylic Naphthalate, NDC)와 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol, EG)을 넣고 축합중합을 통하여 에틸렌 나프탈레이트 반복단위가 100몰%인 제 1 고분자 수지를 제조하였고 디메틸카르복실 나프탈레이트(Dimethylcarboxylic Naphthalate, NDC), 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol, EG), 테레프탈산(Terephthalic acid, TPA)을 각각 넣어서 상기와 같이 축합중합을 통해서 에틸렌 나프탈레이트 반복단위가 40몰% 이고 에틸렌 테레프탈레이트 반복단위가 60몰%로 이루어진 제 2 고분자 수지를 제조하였다. 제 1 고분자 수지 및 제 2 고분자 수지는 공히 고상중합을 진행하지 않은 상태로 중합을 완료하였다. 제조된 제 1 고분자 수지는 100℃ 24시간 건조기를 통하여 수분을 제거하였고 제 2 고분자 수지는 70℃, 48시간 건조를 통하여 수분을 제거하였다. 제 1 고분자 수지와 제 2 고분자 수지는 각각 30 kg/hr의 속도로 256배 다층 피드블럭을 통하여 최종적으로 1,024층의 다층 압출 필름을 제조하였다. 제조된 다층 압출 필름은 130℃에서 5배 연신비로 1축 연신하고 연신된 다층 필름의 양면에 아크릴계의 UV 경화형 접착제를 도포한 후 코오롱사의 확산필름(LD102)을 합지하고 500mj/㎠의 광량으로 UV를 조사하여 휘도 증강 필름을 제조하였다.
<실시예 2~3>
상기 실시예 1에서 제 1 및 제2 고분자 수지층을 형성하기 위해 디메틸카르복실 나프탈레이트(Dimethylcarboxylic Naphthalate, NDC), 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol, EG) 및 테레프탈산(Terephthalic acid, TPA)의 투입량을 변량하여, 표 1과 같이 에틸렌 나프탈레이트 반복단위와 에틸렌 테레프탈레이트 반복단위의 함량이 다른 제 1 및 제 2 고분자 수지를 적용하는 것을 제외하고는 같은 방법으로 휘도 증강 필름을 제조하였다. 실시예 1과 마찬가지로, 제 1 및 제 2 고분자 수지는 고상중합을 진행하지 않은 상태로 중합을 완료하였다.
<실시예 4~6>
상기 실시예 1~3에서 사용한 제 1 및 제 2고분자를 각각 사용하고 제조된 다층압출 필름을 실시예 1과 같은 방법으로 연신후 필름위에 10㎛의 폴리메틸메타크릴레이트를 우레탄 아크릴레이트 바인더 100 중량부 대비 135 중량부로 포함하는 확산층을 형성하고, 그 배면에는 하부 광학부재와의 블로킹을 방지하기 위해서 탁도가 5%가 되도록 폴리메틸메타크릴레이트 입자 5㎛을 우레탄 아크릴레이트 바인더 100 중량부 대비 15 중량부로 포함하는 안티블록킹층을 형성하여 최종적으로 휘도 증강 필름을 제조하였다.
<비교예 1>
고분자 중합반응기에 디메틸카르복실 나프탈레이트(Dimethylcarboxylic Naphthalate, NDC)와 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol, EG)을 넣고 축합중합을 통하여 에틸렌 나프탈레이트 반복단위가 100몰%인 제 1 고분자 수지를 제조하였고 디메틸카르복실 나프탈레이트(Dimethylcarboxylic Naphthalate, NDC), 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol, EG), 테레프탈산(Terephthalic acid, TPA)을 각각 넣어서 상기와 같이 축합중합을 통해서 에틸렌 나프탈레이트 반복단위가 40몰%이고 에틸렌 테레프탈레이트 반복단위가 60몰%로 이루어진 제 2 고분자 수지를 제조하였다. 제 1 고분자 수지 및 제 2 고분자 수지는 공히 고상중합을 진행하고 중합을 완료하였다. 제조된 제 1 고분자 수지는 100℃ 24시간 건조기를 통하여 수분을 제거하였고 제 2 고분자 수지는 70℃, 48시간 건조를 통하여 수분을 제거하였다. 제 1 고분자 수지와 제 2 고분자 수지는 각각 30 kg/hr의 속도로 256배 다층 피드블럭을 통하여 최종적으로 1,024층의 다층 압출 필름을 제조하였다. 제조된 다층 압출 필름은 130℃에서 5배 연신비로 1축 연신하고 연신된 다층 필름의 양면에 아크릴계의 UV 경화형 접착제를 도포한 후 코오롱사의 확산필름(LD102)을 합지하고 500mj/㎠의 광량으로 UV를 조사하여 휘도 증강 필름을 제조하였다.
<비교예 2~3>
상기 비교예 1에서 제 1 및 제2 고분자 수지층을 형성하기 위해 디메틸카르복실 나프탈레이트(Dimethylcarboxylic Naphthalate, NDC), 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol, EG) 및 테레프탈산(Terephthalic acid, TPA)의 투입량을 변량하여, 표 1과 같이 에틸렌 나프탈레이트 반복단위와 에틸렌 테레프탈레이트 반복단위의 함량이 다른 제 1 및 제 2 고분자 수지를 적용하는 것을 제외하고는 같은 방법으로 휘도 증강 필름을 제조하였다. 비교예 1과 마찬가지로, 제 1 및 제 2 고분자 수지는 공히 고상중합을 진행하고 중합을 완료하였다.
<비교예 4~6>
상기 비교예 1 ~ 3에서 사용한 제 1 및 제2 고분자를 각각 이용하여 다층 압출 필름을 제막하고 비교예 1과 같은 방법으로 연신을 진행한 후 실시예 4~6과 같은 확산층을 연신된 필름위에 직접 도포하여 휘도 증강 필름을 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 휘도 증강 필름에 대하여 하기와 같이 각각의 환경 변화에 따른 휘도 감소율을 측정하였다.
(1) 휘도감소율
22인치 백라이트 유닛에 광학필름으로 확산필름(XC210, 코오롱사), 프리즘 필름(LC217, 코오롱)을 조합하고, 그 위에 각 조건에 부합하는 휘도 증강 필름을 적층하거나 또는 통상적인 휘도 증강 필름을 적층할 때에, 22인치 LCD 패널을 얹고 12V의 전원을 인가한 후, 휘도계(BM-7, 일본 TOPCON사)로 휘도를 측정하는 방식으로 휘도를 측정하여 각 조건에 따른 휘도감소율을 측정하였다.
(2) 유리전이온도
Pellet형태의 제1 및 제2 고분자 수지칩을 각각 4 mg의 무게로 정량하여 시료를 제작한 다음 시차주사열량계(DSC, Perkin Elmer사)로 온도를 30 ~ 300 ℃로 승온하면서 제1 및 제2 고분자 수지의 유리전이온도를 각각 측정하였으며, 이 값으로부터 상기 제1 및 제2 고분자 수지의 유리전이온도 차이를 계산하였다.
(3) 굴절율
제 1 고분자 수지와 제 2 고분자 수지를 별도로 각각 시트로 제작한 다음 실험실 규모의 연신기에서 130℃, 6배로 1축 연신한 다음 50mmX50mm의 크기로 잘라서 프리즘 커플러(SPA-3DR, Sairon Technology사)에 장착하고 632.8nm의 레이저를 조사하여 연신축에 따른 굴절율 측정하였으며, 이 값으로부터 상기 제1 및 제2 고분자 수지 시트간의 굴절율 차이를 계산하였다.
(4) 밀착성 평가
연신된 다층 필름과 확산필름을 UV 경화 수지(접착층)로 합지하여 얻어진 휘도증강 필름의 경우는 휘도증강 필름을 25mmX150mm로 자른 후 100℃로 끓인 물에 1시간 중탕처리 한 후 물기를 닦고 확산필름과 다층필름을 각각 Zig에 장착하여 180° 로 300mm/min의 속도로 peeling 하였을 때 걸리는 Load값을 확인한다.
그리고 연신된 다층 필름위에 직접 확산층을 도포한 휘도 증강 필름의 경우 Cross Cut Test로서 측정을 하는데 필름 표면에 100여개의 격자가 생기도록 흠집을 낸 후 접착 테이프(3M사)로서 접착한 후 떼어내어 접착 테이프에 부착되어 탈리되지 않고 필름 표면에 남아 있는 격자의 개수를 확인한다.
(5) 다층 박막 표면 접촉각
50mm X 50mm 크기의 샘플을 Plate에 고정한 후 DI Water 한 방울 떨어 뜨려 Drop Shape Analyzer(DSA100) 장비를 이용하여 접촉각을 측정하였다. DI water 한 방울을 떨어뜨린 후 10회 이상 장비에서 측정하여 평균을 구하였으며, 한 샘플당 9Point 측정하여 평균을 구하였다.
제1 박막 제2 박막
에틸렌
나프탈레이트 함량 		에틸렌
테레프탈레이트 함량		 에틸렌
나프탈레이트 함량 		에틸렌
테레프탈레이트 함량
실시예1 100몰% 0몰% 40몰% 60몰%
실시예2 90몰% 10몰% 60몰% 40몰%
실시예3 80몰% 20몰% 50몰% 50몰%
실시예4 100몰% 0몰% 40몰% 60몰%
실시예5 90몰% 10몰% 60몰% 40몰%
실시예6 80몰% 20몰% 50몰% 50몰%
비교예1 100몰% 0몰% 40몰% 60몰%
비교예2 90몰% 10몰% 60몰% 40몰%
비교예3 80몰% 20몰% 50몰% 50몰%
비교예4 100몰% 0몰% 40몰% 60몰%
비교예5 90몰% 10몰% 60몰% 40몰%
비교예6 80몰% 20몰% 50몰% 50몰%
휘도감소율 제1 및 제2 고분자 수지의
유리전이온도 차이		 굴절율
차이
50℃,1000시간 60℃, 95%RH, 1000시간 -20℃,1000시간 70℃/60분 -20℃/60분 100cycle
실시예1 5% 7% 5% 5% 20 0.01
실시예2 8% 10% 7% 10% 25 0.03
실시예3 9% 10% 7% 10% 10 0.03
실시예4 6% 8% 5% 6% 20 0.01
실시예5 8% 10% 6% 9% 25 0.03
실시예6 7% 10% 7% 10% 10 0.03
비교예1 15% 13% 15% 15% 20 0.01
비교예2 15% 15% 15% 15% 25 0.03
비교예3 15% 18% 15% 17% 10 0.03
비교예4 16% 15% 18% 19% 20 0.01
비교예5 16% 18% 18% 18% 25 0.03
비교예6 15% 16% 19% 19% 10 0.03
밀착성 다층박막
표면 접촉각(°)
실시예1 1.5kg/25mm 70
실시예2 1.3kg/25mm 71
실시예3 1.4kg/25mm 72
실시예4 100kg/100mm 70
실시예5 100kg/100mm 72
실시예6 100kg/100mm 73
비교예1 0.5kg/25mm 90
비교예2 0.45kg/25mm 93
비교예3 0.45kg/25mm 93
비교예4 50kg/100mm 90
비교예5 45kg/100mm 93
비교예6 45kg/100mm 93

물성평가결과, 표 2 내지 3에 나타난 바와 같이, 실시예의 경우가 비교예에 비해 휘도감소율 특성이 양호하고, 이러한 휘도감소율 특성은 다층박막의 표면 접촉각 및 층간 밀착성과 연계된 결과를 보임을 알 수 있었다. 다시 말해, 다층박막의 친수도를 향상시킴에 따라 광확산층 조액을 직접적으로 도포하거나 광확산필름을 합지하더라도 밀착성 평가에서 우수한 결과를 보였으며, 이러한 결과는 휘도감소율을 낮출 수 있음을 알 수 있다.
이상 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
(1): 광확산필름
(2): 접착층
(3): 다층 박막
(4): 접착층
(5): 광확산필름

Claims (6)

  1. 광학적 등방성인 제1 박막과 광학적 비등방성인 제2 박막을 다수로 포함하고, 하기와 같은 방법으로 측정된 표면의 접촉각이 50 내지 85°인 다층 박막; 및 상기 다층 박막의 적어도 일면에 형성된 광확산층을 포함하는 휘도증강필름에 있어서,
    상기 다층 박막은 제1 박막 또는 제2 박막의 수지로 고상중합을 진행하지 않은 고분자 수지를 포함하고,
    상기 휘도증강필름은, 상기 필름 면내에 서로 직교하는 제1 축 및 제2 축과, 상기 휘도증강필름 면에 수직하는 제3 축을 포함하고,
    상기 휘도 증강 필름으로 입사하는 광 중에서 상기 제1 축을 따라 편광된 광을 반사시키고, 상기 휘도 증강 필름으로 입사하는 광 중에서 상기 제2 축을 따라 편광된 광을 투과시키며,
    상기 제3 축에 따른 상기 제1 박막 및 상기 제2 박막간의 굴절율 차이가 0.03 이하인 것임을 특징으로 하는 휘도 증강 필름.
    <표면의 접촉각 측정방법>
    50mm × 50mm 크기의 샘플을 Plate에 고정한 후 DI Water 한 방울 떨어 뜨려 Drop Shape Analyzer(DSA100) 장비를 이용하여 접촉각을 측정한다. DI water 한 방울을 떨어뜨린 후 10회 이상 장비에서 측정하여 평균을 구하며, 한 샘플당 9Point 측정하여 평균을 구한다.
  2. 제1항에 있어서,
    광확산층은 기재필름 상에 광확산층을 포함하는 광확산필름의 형태인 휘도증강필름.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 다층 박막과 광확산필름 사이에 형성된, 접착층을 포함하는 휘도증강필름.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다층 박막;
    상기 다층 박막의 일면에 형성된, 광확산층; 및
    상기 다층 박막의 다른 일면에 형성된, 안티블록킹층을 포함하는 휘도 증강 필름.
  6. 제 1 항의 휘도증강필름을 포함하는 백라이트 유닛.
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