KR101645363B1

KR101645363B1 - 디스플레이용 광학 필름 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR101645363B1
Application number: KR1020140094461A
Authority: KR
Inventors: 백승준; 김태완
Original assignee: 주식회사 미뉴타텍
Priority date: 2014-07-25
Filing date: 2014-07-25
Publication date: 2016-08-04
Also published as: KR20160012633A

Abstract

본 발명은 디스플레이용 광학 필름 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 디스플레이 패널에 입사되는 외부광에 의한 컨트라스트의 저하를 억제하고, 좌우 방향 혹은 상하방향에서 디스플레이 시야각을 제한해 보안성을 강화시킨 디스플레이용 광학 필름 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

Description

디스플레이용 광학 필름 및 그의 제조방법 {Optical film for display and process for preparing same}

광 제어필름(light control film)은 투과광의 방향성을 조절하도록 구성된 광학 필름으로서, 이들은 일반적으로 복수의 평행한 홈을 갖는 광 투과 필름을 구비하고 있으며, 여기서 이 홈은 광 흡수 물질로 이루어진다. 홈의 배향, 피치 및 구조에 따라 상기 광 제어 필름은 화상면에 대한 소정 입사각에서 최대 투과를 제공할 수 있고, 주어진 극좌표를 따라 화상 차단 또는 블랙아웃을 제공할 수 있게 된다.

이와 같이 시야각을 제한하여 보안성을 개선한 광학필름 구조체로서, 예를 들어 한국특허공개 1990-0003645호에는 필름의 일면 상에 홈을 구비하여 빛을 흡수하도록 한 빛 조절 필름이 개시되어 있다. 그러나 이와 같은 필름은 수백개의 빛 차단층을 적층해야 하므로 제조 공정이 난해하고, 대면적으로 제조하기가 불가능하다는 문제점을 가지고 있다.

한국특허등록 10-0829256호 및 10-0851808호에는 UV 인쇄 기술을 이용한 보안 필름 및 그 제조방법이 개시되어 있다. 이러한 제조방식의 경우 대면적화가 용이하고, 공정이 상대적으로 용이하다는 장점을 가지고 있으나, 좁은폭을 갖는 빛 차단층에 잉크를 충진하는 과정이 매우 어렵고, 형상에 미세한 오류가 있는 경우에도 급격한 품질 저하를 발생시키기 때문에 수율이 매우 낮다는 단점을 가지고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 대면적화가 가능하고, 제조가 용이하며, 수율이 개선된 디스플레이용 광학필름을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 상기 광학 필름의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,

하부 투명 기재;

상기 투명 기재의 적어도 일부에 형성된 광학 패턴; 및

상기 광학 패턴의 적어도 일부를 피복하는 금속 박막;을 구비하는 광학 필름을 제공한다.

일구현예에 따르면, 상기 광학 패턴은 투광부와 광차단부를 구비하는 패턴층을 포함하며, 상기 광차단부의 바닥, 측면 또는 이들 모두에 금속 박막이 형성될 수 있다.

일구현예에 따르면, 상기 투광부로 입사하는 광 중 시야각 이내의 광이 투과될 수 있다.

일구현예에 따르면, 상기 시야각은 광이 입사되는 축을 중심으로 -45˚ 내지 +45˚의 범위를 가질 수 있다.

일구현예에 따르면, 상기 광학 패턴 상에 상부 기재를 더 구비할 수 있다.

일구현예에 따르면, 상기 광학 패턴 및 상부 기재 사이에 접착제층이 개재될 수 있다.

일구현예에 따르면, 상기 광차단부는 격자형 또는 스트라이프형 홈 구조를 가질 수 있다.

일구현예에 따르면, 상기 광학 필름은 스펙트럼의 가시 영역에서 적어도 50%의 광투과율을 가질 수 있다.

일구현예에 따르면, 상기 금속 박막의 두께는 0.1 내지 2㎛의 범위를 가질 수 있다.

일구현예에 따르면, 광차단부의 바닥과 하부 기재의 상단과의 거리는 1㎛ 내지 10㎛의 범위를 가지며, 광차단부의 홈 크기가 투광부의 폭보다 작거나 같을 수 있다.

일구현예에 따르면, 광차단부의 바닥과 하부 기재의 상단과의 거리는 1㎛ 내지 10㎛의 범위를 가지며, 광차단부의 홈 크기가 광차단부의 홈 깊이보다 작거나 같을 수 있다.

일구현예에 따르면, 광차단부의 바닥과 하부 기재의 상단과의 거리는 1㎛ 내지 약 10㎛의 범위를 가지며, 광차단부의 홈 크기는 투광부의 폭보다 작거나 같고, 상기 투광부의 폭이 광차단부의 홈 깊이보다 작거나 같을 수 있다.

일구현예에 따르면, 상기 홈 내부는 유색 잉크 또는 접착제로 충진될 수 있다.

일구현예에 따르면, 상기 투광부는 자외선 경화성 고분자를 포함할 수 있다.

일구현예에 따르면, 상기 하부 기재의 열팽창계수는 상기 광학 패턴의 열팽창계수보다 작을 수 있다.

일구현예에 따르면, 상기 광학 패턴은 자외선 노광 공정, 몰딩 공정, 불화 자기조립 단분자 처리 공정, 필름 접착 공정 또는 상분리 공정으로 형성될 수 있다.

일구현예에 따르면, 상기 광학 패턴은 미세 패턴에 대응하는 패턴 면이 형성된 원통 몰드의 패턴 면에 고분자 물질을 형성한 후 몰드의 패턴 면을 하부 기재에 가압 접촉시켜 고분자 물질을 전사하는 롤투롤 방식으로 형성될 수 있다.

일태양에 따르면, 상기 광학 필름을 구비하는 디스플레이 소자를 제공한다.

상기 다른 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,

롤의 패턴 면에 자외선 경화성 물질을 형성한 후 롤의 패턴 면을 하부 기재에 가압 접촉시켜 상기 자외선 경화성 물질을 하부 기재 상에 전사한 후, 자외선을 조사하여 상기 자외선 경화성 물질을 경화시켜 패턴층을 형성하는 단계;

상기 패턴층의 표면 상에 도포 또는 증착의 방법으로 금속 박막을 형성하는 단계; 및

상기 패턴층의 상측에 형성되어 있는 금속층을 제거하는 단계;를 포함하는 광학 필름의 제조방법을 제공한다.

일구현예에 따르면, 상기 제조방법은 접착제층을 매개로 상기 패턴층 상에 상부 기재를 더 형성하는 공정을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 광학 필름은 디스플레이 패널에 입사되는 외부광에 의한 컨트라스트의 저하를 억제하고, 좌우 방향 혹은 상하방향에서 디스플레이 시야각을 제한해 보안성을 강화시킬 수 있으며, 또한 제조공정이 단순하고 대면적화가 가능하다는 장점을 가질 뿐 아니라, 수율을 크게 향상시킬 수 있다는 장점을 제공할 수 있다.

도 1은 일구현예에 따른 광학 필름을 수직방향으로 절단한 단면도를 나타낸다.
도 2는 일구현예에 따른 광학 필름의 광 투과 메커니즘을 나타내는 개략도이다.
도 3은 일구현예에 따른 스트라이프형 패턴층을 구비한 광학 필름의 사시도를 나타낸다.
도 4는 일구현예에 따른 격자형 패턴층을 구비한 광학필름의 사시도를 나타낸다.
도 5는 일구현예에 따른 격자형 패턴층을 구비한 광학필름의 사시도를 나타낸다.
도 6은 일구현예에 따른 패턴층 구조를 갖는 광학 필름의 수직 방향 단면도를 나타낸다.
도 7은 일구현예에 따른 광학 필름의 수직 방향 단면도를 나타낸다.
도 8은 일구현예에 따른 광학 필름의 제조공정을 나타내는 모식도이다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 실시예들을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정 실시 형태로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술사상 및 범위에 포함되는 변형물, 균등물 또는 대체물을 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 유사한 참조부호는 유사한 구성요소에 대하여 사용하였다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있거나 또는 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.

단수의 표현은 달리 명시하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에 기재된 "구비한다", "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 수치, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합이 존재함을 지칭하는 것이고, 언급되지 않은 다른 특징, 수치, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합이 존재하거나 부가될 수 있는 가능성을 배제하지 않는다.

본 발명의 일구현예에 따른 광학 필름은 하부 투명 기재; 상기 투명 기재의 적어도 일부에 형성된 광학 패턴; 및 상기 광학 패턴의 적어도 일부를 피복하는 금속 박막;을 구비한다.

상기 광학 필름은 정면에서 광차단부(금속 박막이 형성된 영역)로 입사하는 광은 차단하며, 투광부(금속 박막이 형성되지 않은 영역)로 입사하는 광이라도 소정 입사각으로 입사되는 광은 투과시키고 상기 입사각을 벗어나는 각도로 측면에서 입사되는 광은 차단함으로써 보안 필름 혹은 콘트라스트 향상 필름으로서의 역할을 수행하게 된다. 즉, 상기 광학 필름에서, 소정 입사각을 가지고 투광부로 입사되는 광은 투과되고, 상기 입사각을 벗어나는 각도를 갖는 광은 상기 금속 박막에 의해 차단됨으로써 보안성 및 콘트라스트 특성이 개선될 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일구현예에 따른 광학 필름의 단면을 도시한다.

도 1을 참조하면, 하부 기재(1) 상에 소정 형상을 갖는 패턴층(2)이 형성되며, 이 패턴층(2)은 투광부(2a)와 광차단부(2b)로 구성된다. 이 패턴층(2) 상에는 상부 기재(5)가 더 형성될 수 있으며, 필요시 상기 패턴층(2) 및 상부 기재(5) 사이에 접착제층(4)이 개재될 수 있다.

상기 패턴층(2) 내의 광차단부(2b)는 오목한 홈 형태를 가지며, 이러한 홈은 격자형 또는 스트라이프형으로 배치될 수 있다. 상기 광차단부(2b)의 바닥이나 측면에는 금속 성분이 도포 또는 증착되어 금속 박막(3)을 형성하게 되며, 이 금속 박막(3)이 소정 입사각의 입사광을 실질적으로 차단하여 시야각을 제한함으로써 보안성 및 콘트라스트 특성을 개선하게 된다.

상기 패턴층(2)의 투광부(2a)와 광차단부(2b)는 교대로 번갈아 배치될 수 있으며, 이들이 광학 필름 상에서 차지하는 면적에 따라 광 투과율을 제어할 수 있게 된다. 즉, 투광부(2a) 영역이 증가하면 광 투과율이 증가할 수 있으며, 광차단부(2b) 영역이 증가하면 광 투과율이 감소할 수 있으므로, 이들의 비율을 적절히 선택하여 최적의 광 투과율을 갖도록 조절할 수 있다.

상기 본 발명에 따른 광학 필름은 스펙트럼의 가시 영역에서 적어도 약 50%, 또는 적어도 약 70%의 최대 광 투과율을 갖도록 설계할 수 있다.

도 2는 상기 광학 필름의 광 차단 과정을 도시한다.

도 2를 참조하면, 광학 필름의 하부 기재로부터 입사된 입사광은 투광부(2a) 영역에서만 투과될 수 있으며, 광차단부(2b)에서는 금속 박막(3)에 의해 광이 차단되어 투과될 수 없게 된다. 상기 투광부(2a)로 입사된 입사광이라 하여도 입사각이 축을 중심으로 시야각(즉, 도 2에서 -t 내지 +t)의 범위를 갖는 경우에만 투과될 수 있으며, 입사각의 상기 시야각의 범위를 벗어나는 경우에는 광차단부(2b)의 측면에 형성된 금속 박막(3)으로 인해 광의 투과가 차단되어 투과될 수 없게 된다. 따라서 상기 광학 필름의 시야각은 ±t의 범위로 제한되며, 이 시야각을 벗어나는 입사광들은 대부분 차단된다.

상기 광학필름의 패턴층(2)은 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 예를 들어 스트라이프형 또는 격자형 요철구조를 가질 수 있다. 이와 같은 패턴층(2)의 다양한 구현예를 도 3 내지 도 5에 도시한다.

도 3은 상기 패턴층(2)에 형성된 광차단부(2b)가 스트라이프 형태의 홈으로 구성된 예를 나타낸다. 즉, 하부 기재(1) 상에 형성된 패턴층(2)에서 돌출부 형태의 투광부(2a)와 홈 형태의 광차단부(2b)가 직선 형태로 번갈아 형성되어 있으며, 상기 광차단부(2b)의 홈 내부의 바닥, 측면 또는 이들 모두에는 금속 박막(3)이 형성되어 있다.

상기 홈 형태의 광차단부(2b)에서, 홈의 길이 방향에 수직한 단면은 다양한 형태를 가질 수 있으며, 예를 들어 사각 홈, 삼각 홈, 반원형 홈, 반타원형 홈 등의 구조를 가질 수 있다.

도 4는 상기 패턴층(2)에 형성된 광차단부(2b)가 격자 형태의 홈으로 구성된 예를 나타낸다. 즉, 하부 기재(1) 상에 형성된 패턴층(2)에서 돌출부 형태의 투광부(2a)와 격자 홈 형태의 광차단부(2b)가 반복하여 형성되며, 상기 광차단부(2b)의 바닥, 상기 투광부(2a)의 측면 또는 이들 모두에는 금속 박막(3)이 형성될 수 있다.

상기 돌출부 형태의 투광부(2a)는 사각 기둥, 삼각 기둥, 오각 기둥, 육각 기둥, 원기둥, 원뿔, 사각뿔, 삼각뿔, 오각뿔 등의 다양한 구조를 가질 수 있다.

도 5는 상기 패턴층(2)에 형성된 투광부(2b)가 격자 형태로 구성된 예를 나타낸다. 즉, 하부 기재(1) 상에 형성된 패턴층(2)에서 홈 형태의 광차단부(2b)가 일정한 간격을 두고 반복적으로 배치되며, 그 주변을 투광부(2a)가 둘러싸고 있는 구조를 갖는다. 여기서 상기 광차단부(2b)의 바닥, 상기 투광부(2a)의 측면 또는 이들 모두에는 금속 박막(3)이 형성될 수 있다.

상기 도 3 내지 도 5에 따른 구현예에서, 금속 박막(3)은 0.1 내지 2㎛의 두께를 가질 수 있으며, 이들은 산화물의 형태로 존재할 수 있다. 사용될 수 있는 금속으로서는 구리, 아연, 니켈 등을 예시할 수 있다.

상기 도 3 내지 도 5에 따른 구현예에서, 각 패턴은 일정한 크기를 가지며, 반복적으로 형성이 되어 패턴층(2)을 형성하게 되는 바, 이 경우 각 패턴을 구성하는 요소는 소정 크기를 가지며 일정한 조건을 만족하게 된다. 도 6은 각 패턴을 구성하는 요소를 나타낸다.

도 6을 참조하면, 광차단부(2a)의 바닥과 하부 기재(1)의 상단과의 거리(d)는 약 1㎛ 내지 약 10㎛의 범위를 가질 수 있으며, 광차단부(2b)의 홈 크기(a)는 투광부(2a)의 폭(b)보다 작거나 같을 수 있다. 이와 같은 조건에서 투과율이 높은 광학 필름을 구현할 수 있다. 즉, 입사광이 도달하는 광학 필름 상에서 투광부(2a) 영역이 광차단부(2a) 영역보다 커짐으로써 광 투과율을 최대화시키는 것이 가능해진다. 상기 광차단부(2b)의 홈 크기(a)는 홈의 중심을 통과하는 최대 직선 거리를 기준으로 선택할 수 있다.

이와 다른 구현예로서, 광차단부(2a)의 바닥과 하부 기재(1)의 상단과의 거리(d)는 약 1㎛ 내지 약 10㎛의 범위를 가질 수 있으며, 광차단부(2b)의 홈 크기(a)는 광차단부(2b)의 홈 깊이(c)보다 작거나 같을 수 있다. 이와 같은 조건에서 45˚ 이하의 시야각을 갖는 광학 필름을 구현하는 것이 가능해진다.

또 다른 구현예로서, 광차단부(2a)의 바닥과 하부 기재(1)의 상단과의 거리(d)는 약 1㎛ 내지 약 10㎛의 범위를 가질 수 있으며, 광차단부(2b)의 홈 크기(a)는 투광부(2a)의 폭(b)보다 작거나 같고, 상기 투광부(2a)의 폭(b)은 광차단부(2b)의 홈 깊이(c)보다 작거나 같을 수 있다. 이와 같은 조건에서 45˚ 이하의 시야각을 가지면서 투과율이 높은 광학 필름을 구현하는 것이 가능하다.

일태양에 따르면, 상기 패턴층(2) 상에는 상부 기재(5)가 위치한다. 이 상부 기재(5)는 외부 접촉에 의한 스크래치를 예방하고, 필름의 휨 등을 억제하기 위하여 사용된다.

다른 구현예에서, 상기 상부 기재(5)와 상기 패턴층(2) 사이에는 필요시 접착제층(4)이 개재될 수 있다. 이 접착제층(4)은 상기 상부 기재(5)와 패턴층(2)을 보다 단단히 결착시키기 위하여 사용된다. 이 경우, 도 7에 도시한 바와 같이 접착 물질이 상기 패턴층(2)의 홈 내부로 공급되어 홈의 빈 공간(6)을 충진하는 것도 가능하다. 이때 상기 접착제층(4)은 약 2㎛ 이상의 두께, 예를 들어 약 2㎛ 내지 약 20㎛의 두께를 가질 수 있다.

이와 달리, 상기 패턴층(2)의 홈 내부에 유색 잉크(6)가 충진된 후, 그 후에 상기 접착제층(4)이 형성될 수 있다.

상기 패턴층(2)은 투명성 소재로 구성될 수 있으며, 예를 들어 자외선 경화성 고분자로 이루어질 수 있다. 이와 같은 자외선 경화성 고분자로서는 예를 들어 퍼플루오로폴리에테르(PFPE), 폴리우레탄(PU), 폴리우레탄아크릴레이트(PUA) 등과 같은 불화 고분자 물질을 사용할 수 있다.

상기 하부 기재(1) 및 상부 기재(5)는 투명한 베이스 기재라면 제한 없이 사용할 수 있으나, 상기 패턴층(2)을 구성하는 재료의 열팽창계수보다 작은 것이 바람직하다. 이와 같은 베이스 기재로서 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리스티렌(PS), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 에틸렌-옥텐 공중합체(EO), 에틸렌-스티렌 공중합체(ES), 에틸렌-프로필렌 공중합체(EP), 에틸렌-헥센 공중합체(EH), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌-비닐리덴 플루오라이드 공중합체(THV), 폴리우레판(PU), 폴리비닐 알코올(PVA), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 에틸렌-co-아크릴산(EAA), 폴리아미드(PA), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리다이메틸실록산(PDMS), 폴리 p-페닐렌 설파이드(PPS), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리에테르 설폰(PES) 및 이들의 공중합체 및 혼합물, 또는 유리, 또는 50% 이상의 가시광 투과율을 갖는 기타 투명 기판을 포함할 수 있다.

상기와 같은 하부 기재(1) 상에 패턴층(2)을 형성하는 방법은, 예를 들어 자외선 노광 공정, 몰딩 공정, 불화 자기조립 단분자 처리 공정, 필름 접착 공정, 상분리 공정 중 어느 하나의 방법을 사용할 수 있다.

상기 자외선 노광 공정은, 예를 들어 하부 기재(1) 상에 자외선 고분자 물질을 형성한 후 노광 마스크 패턴을 이용하는 노광을 실시하여 고분자 물질을 노광한 후 세척하는 일련의 공정을 이용하여 하부 기재(1) 상에 미세 패턴 구조를 갖는 패턴층(2)을 형성하는 공정을 포함한다.

상기 몰딩 공정은 예를 들어 미세 패턴에 대응하는 패턴 면이 형성된 몰드의 패턴 면(양각 부분)에 고분자 물질을 형성한 후 몰드의 패턴 면을 투명 기판에 가압 접촉시켜 고분자 물질을 하부 기재(1) 상에 전사하는 방식으로 패턴층(2)을 형성하는 공정을 포함한다. 이와 같은 몰딩 공정은 원통 몰드를 이용하는 롤투롤(roll to roll) 방식을 통해 고분자 물질을 하부 기재(1) 상에 전사하는 방식으로 패턴층(2)을 형성할 수도 있다.

상기 불화 자기조립 단분자 처리 공정은, 예를 들어 반응기, 알칸 사슬, 작용기 등으로 이루어진 유화제 분자를 이용하는 것으로, 하부 기재(2)의 표면과 막을 이루는 분자들 사이가 화학 결합하는 방식으로 패턴층(2)을 형성하는 공정을 포함한다.

상기 필름 접착 공정은 예를 들어 패턴화된 투명 필름을 제작한 후 하부 기재(1) 상에 상기 투명 필름을 접착하는 방식으로 패턴층(2)을 형성하는 공정을 포함하며, 상기 상분리 공정은 위상 분리 기법을 통해 하부 기재(1) 상에 패턴층(2)을 형성하는 공정을 포함한다.

상기와 같이 패턴층(2)을 형성한 후, 그 위에 금속 박막(3)을 형성하게 된다. 이와 같은 금속 박막(3)은 증착이나 도포 등의 방법을 통해 형성할 수 있으며, 구체적으로는 (무전해 도금 또는 전자빔 증착) 등의 공정을 사용하여 수행할 수 있다. 또한 상기 금속 박막을 구성하는 재료를 적절히 선택함으로써, 화상을 볼 수 없는 측면에서 미관이 개선된 색상을 구현하는 것이 가능해진다. 이때 사용할 수 있는 재료로서는 구리, 아연, 니켈 등을 사용할 수 있다.

상기 패턴층(2)과 상부 기재(5)를 결합시키는 접착제층(4)은 필요시 개재될 수 있으며, 여기에 사용되는 접착제로서는 예를 들어 광투과율을 저하시키지 않도록 광학적으로 투명한 소재를 사용할 수 있다. 이와 같은 접착제는 조사와 같은 적절한 방법으로 경화될 수 있으며, 예를 들어 자외선 조사에 의해 경화될 수 있다.

본 발명에서 사용하기 적절한 접착제는 또한 감압 접착제일 수 있다. 예를 들어 전사 접착제 또는 라미네이트에 의해 도포되는 접착제를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 광학 필름의 제조공정의 일예를 도 8에 도시한다.

도 8을 참조하면, 제조 단계 1은 하부 기재(1) 상에 광학 패턴을 갖는 패턴층(2)을 형성하는 단계이다. 여기서는 몰딩 공정을 사용하는 예를 도시하며, 원통 몰드를 이용하는 롤투롤(roll to roll) 방식을 통해 자외선 경화성 고분자 물질을 하부 기재(1) 상에 전사하는 방식으로 패턴층(2)을 형성하게 된다. 즉, 상부 롤의 패턴 면(양각 부분)에 자외선 경화성 물질을 형성한 후 롤의 패턴 면을 하부 기재(1)에 가압 접촉시켜 상기 자외선 경화성 물질을 하부 기재(1) 상에 전사한 후, 여기에 자외선을 조사하여 상기 자외선 경화성 물질을 경화시켜 패턴층(2)을 형성하게 된다.

일구현예에 따르면, 도 8에 도시한 제조 단계 2는 상기 제조단계 1에서 형성된 광학패턴 상에 광을 차단하기 위한 금속 박막(3)을 형성하는 단계이다. 이와 같은 금속 박막(3)은 상기 도포 또는 증착 등의 방법으로 형성할 수 있다. 형성된 금속 박막(3)은 얇게 형성하더라도 일반적으로 사용하는 유색 잉크에 비해 광차단율이 높아 보안필름 및 콘트라스트 향상필름으로서의 기능을 수행할 수 있게 된다. 예를 들어 상기 금속 박막(3)은 400 내지 700nm 범위의 파장을 갖는 가시광선 영역에서 (투과율이 낮은 무기물)광투과율이 50% 이하를 갖도록 하는 두께보다 큰 것이 바람직하며, 예를 들어 0.1 내지 2㎛의 두께를 갖도록 형성할 수 있다.

상기 금속 박막(3)의 도포 공정은 예를 들어 (도금 공정이나 증착 공정)과 같이 수행할 수 있고, 상기 증착 공정은 예를 들어 (전자빔 증착)의 방법으로 수행할 수 있다.

일구현예에 따르면, 도 8에 도시한 제조단계 3은 상기 제조단계 1에서 형성된 패턴층(2)의 상측에 형성되어 있는 금속층을 제거하는 단계이다. 광학패턴의 상측에 형성된 금속층의 경우 투광층의 광도 차단하기 때문에 제거될 필요가 있다. 이를 위해, 도 8의 제조단계 3에 도시한 바와 같이 (금속층 제거를 위한 점착면을 갖거나 연마 방식)으로 구성된 롤을 상기 패턴층(2)의 상부에서 이동시켜 이 패턴층의 상측에 형성된 금속 박막을 선택적으로 제거하게 된다.

상기 제조단계 3을 수행하여 얻어진 광학 필름은 그 자체로도 보안필름 및 콘트라스트 향상필름으로서의 역할을 수행할 수 있으나, 외부 접촉에 의한 스크래치 발생 및 필름의 휨 현상 등을 억제하기 위하여 상부 기재(5)를 추가적으로 더 형성할 수 있다. 이때 접착제층(4)을 사용하여 상부 기재(5)와 패턴층(2)의 결합력을 보다 증가시킬 수 있으며, 상기 접착제는 상기 패턴층의 상부에만 존재하거나, 또는 패턴층(2)의 광차단부(2b) 내부에도 충진될 수 있으며, 이는 필요에 따라 적절히 선택하여 수행할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 일구현예에 따른 디스플레이용 광학 필름은 정면으로 입사되는 광은 투과시키고, 측면에서 입사되는 광은 차단시켜 좌우, 혹은 상하에서 입사되는 광이 통과되지 못하게 함으로써 보안필름 혹은 콘트라스트 향상필름으로서의 기능을 수행하게 된다. 즉, 금속 박막이 없는 방향으로 입사되는 광 중, 소정 각도보다 큰 각도로 입사되는 광은 금속 박막에 의해 차단되어 화상을 볼 수 없게 된다. 하지만, 축상으로 입사되는 광에 대해서는 투과 광의 감소가 거의 없으며, 시야각 내에 있는 각도로 입사하는 광에 대해서는 저반사 및 저흡수의 광특성을 갖도록 설계할 수 있다.

또한 상기 금속 박막의 재료를 적절히 선택함으로써, 화상을 볼 수 없는 측면에서 미관이 개선된 색상을 구현하는 것이 가능해진다. 따라서 지금까지 알려진 "블랙아웃"보다는 축을 벗어난 시청자에게 디스플레이 영역에 아무런 정보가 없는 화력하고 생생한 모습을 제공할 수 있게 된다. 즉, 시야각 밖에서 흑색으로 변하는 종래의 보안 필름과 달리, 본 발명에 따른 광학 필름은, 예를 들어 투명으로부터 적색으로 변하고, 이어서 주변 광이 시야 밖의 각도에서 입사될 때 황금색으로 변하여, 화려하고 생생한 모습을 제공하여 소비자에 대한 매력도를 증가시킬 수 있게 된다.

아울러 본 발명의 일구현예에 따른 광학 필름의 제조방법은 대면적 크기를 제조하는 것이 용이하며, 제조 공정이 용이하여 수율을 향상시킬 수 있고, 금속층의 높은 광차단율로 인해 세장비가 낮은 광학 패턴으로 보안성 및 콘트라스트 특성이 개선된 디스플레이용 광학 필름을 제공하는 것이 가능해진다.

상기 일구현예에 따른 광학 필름이 적용될 수 있는 디스플레이로서는 노트북 모니터, 데스크탑 컴퓨터 모니터, 휴대폰 디스플레이, 텔레비전, PDA, 스마트폰, 콘솔 또는 다른 유사 플라즈마, OLED 또는 LCD 기반 디스플레이를 비롯한 다양한 전자 장치에 사용될 수 있다. 선글라스, 문서 커버시트, 창문 등의 비전자 디스플레이를 비롯한 다른 유형의 백라이트 디스플레이에도 사용할 수 있다.

본 발명은 본원에 기재된 특정 구현예에 한정되는 것이 아니고, 첨부한 청구범위에서 적절하게 기술하는 모든 태양을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명에 적용될 수 있는 다양한 변형, 유사한 공정은 물론 다수의 구조체가 본 명세서를 검토할 때 본 발명에 관련된 기술분야의 당업자에게는 명백하게 이해될 수 있다.

Claims

하부 투명 기재;
상기 투명 기재의 적어도 일부에 형성된 광학 패턴; 및
상기 광학 패턴의 적어도 일부를 피복하는 금속 박막;을 구비하며,
상기 광학 패턴이 돌출부 형태의 투광부와 홈 형태의 광차단부를 구비하는 패턴층을 포함하되, 상기 광차단부의 바닥과 측면에 금속 박막이 형성되어 있고, 상기 투광부로 입사하는 광 중 시야각 이내의 광은 상기 광학 패턴을 투과하고, 시야각 이외의 광은 차단되는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
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제1항에 있어서,
상기 시야각이 광이 입사되는 축을 중심으로 -45˚ 내지 +45˚인 것을 특징으로 하는 광학 필름.
제1항에 있어서,
상기 광학 패턴 상에 상부 기재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
제5항에 있어서,
상기 광학 패턴 및 상부 기재 사이에 접착제층이 개재된 것을 특징으로 하는 광학 필름.
제1항에 있어서,
상기 광차단부가 격자형 또는 스트라이프형 홈 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
제1항에 있어서,
스펙트럼의 가시 영역에서 적어도 50%의 광투과율을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
제1항에 있어서,
상기 금속 박막의 두께가 0.1 내지 2㎛인 것을 특징으로 하는 광학 필름.
제1항에 있어서,
광차단부의 바닥과 하부 기재의 상단과의 거리가 1㎛ 내지 10㎛의 범위를 가지며,
광차단부의 홈 크기가 투광부의 폭보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 광학 필름.
제1항에 있어서,
광차단부의 바닥과 하부 기재의 상단과의 거리가 1㎛ 내지 10㎛의 범위를 가지며,
광차단부의 홈 크기가 광차단부의 홈 깊이보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 광학 필름.
제1항에 있어서,
광차단부의 바닥과 하부 기재의 상단과의 거리가 1㎛ 내지 10㎛의 범위를 가지며,
광차단부의 홈 크기가 투광부의 폭보다 작거나 같고,
상기 투광부의 폭이 광차단부의 홈 깊이보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 광학 필름.
제7항에 있어서,
상기 홈 내부가 유색 잉크 또는 접착제로 충진된 것을 특징으로 하는 광학 필름.
제1항에 있어서,
상기 투광부가 자외선 경화성 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
제1항에 있어서,
상기 하부 기재의 열팽창계수가 상기 광학 패턴의 열팽창계수보다 작은 것을 특징으로 하는 광학 필름.
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제1항에 따른 광학 필름을 구비하는 디스플레이 소자.
롤의 패턴 면에 자외선 경화성 물질을 형성한 후 롤의 패턴 면을 하부 기재에 가압 접촉시켜 상기 자외선 경화성 물질을 하부 기재 상에 전사한 후, 자외선을 조사하여 상기 자외선 경화성 물질을 경화시켜 돌출부와 홈을 구비한 패턴층을 형성하는 단계;
상기 패턴층의 돌출부와 홈 표면 상에 도포 또는 증착의 방법으로 금속 박막을 형성하는 단계; 및
상기 패턴층의 돌출부 상측에 형성되어 있는 금속 박막을 제거하는 단계;를 포함하며,
상기 패턴층의 금속 박막이 제거된 돌출부가 투광부를 형성하고, 금속 박막으로 피복된 홈이 광차단부를 형성하되, 상기 투광부로 입사하는 광 중 시야각 이내의 광은 패턴층을 투과하고, 시야각 이외의 광은 차단되도록 형성된 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조방법.
제19항에 있어서,
접착제층을 매개로 상기 패턴층 상에 상부 기재를 더 형성하는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조방법.