KR101889904B1 - 프리즘 시트용 폴리에스테르 필름 - Google Patents

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Abstract

실시예는 프리즘 시트용 폴리에스테르 기재 필름에 관한 것으로, 실시예에 따른 폴리에스테르 기재 필름은 필름의 길이/폭 방향의 인장 강도의 차이를 발생시키면서 필름 중앙부와 단부의 배향각 차이를 최소화해, 모듈러스 등의 기계적 강도 및 휘도를 향상시키고, 편광무라 발생을 최소화시킬 수 있으므로, 프리즘 시트의 기재 필름으로 유용하게 사용될 수 있다. 나아가, 단층의 필름을 사용함으로써 가공 공정이 보다 용이하고 두께가 보다 슬림하므로 소형화, 박막화 측면에서 보다 유리하다.

Description

프리즘 시트용 폴리에스테르 필름{POLYESTER FILM FOR PRISM SHEET}
실시예는 휘도가 향상된 프리즘 시트용 폴리에스테르 필름 및 이를 포함하는 프리즘 시트에 관한 것이다.
정보화 사회로 접어들면서 액정표시장치(LCD), 플라즈마 표시패널(PDP), 전기영동 표시장치(ELD) 등의 다양한 디스플레이들이 개발 중이거나 상품화되어 있다. 실내 전시용 디스플레이는 점점 대형화 및 박형화되는 추세이고, 실외 휴대용 디스플레이는 소형화 및 경량화되는 추세이다. 이러한 디스플레이의 기능을 보다 향상시키기 위하여, 일찍부터 각종 광학필름이 사용되고 있다.
특히, 폴리에스테르 필름, 구체적으로 이축 연신 폴리에스테르 필름은 투명성, 치수 안정성, 내약품성 등의 물성이 우수하여 다양한 디스플레이에 적용되어 사용된다. 액정표시장치에 있어서 프리즘 시트에 사용되는 폴리에스테르 필름은 일면에 프리즘 패턴(또는 프리즘부)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 필름은 프리즘부가 적층되지 않은 타면이 공기에 노출되는 경우, 프리즘부가 적층된 면과 타면의 굴절률이 달라 휘도가 저하될 수 있고, 상기와 같은 현상에 의해 백라이트로부터 입사하는 빛의 투과율이 저하될 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 폴리에스테르 필름의 타면에 보호층 등을 형성, 일례로 저굴절 접착층을 폴리에스테르 필름의 양면에 도포함으로써 투과율 및 휘도를 향상시킨 기술이 알려졌으나(일본 특허 공개 제2007-55217호), 통상적으로 보호층 등의 굴절률이 프리즘부의 굴절률보다 낮기 때문에 휘도 향상에는 한계가 있다.
이 외에도 고굴절률층과 저굴절률층을 교대로 적층된 형태의 휘도 향상 필름이 소개되었으며, 3M사는 이중휘도향상필름(Dual Brightness Enhancement Film;DBEF)으로 불리는 휘도향상필름을 시판중이다.
그러나, 상기와 같은 휘도 향상 필름은 표면 저항이 높고, 정전기 발생에 의해 표면에 이물질 등이 부착되기 쉽다. 또한, 대형 액정표시장치의 경우 외부 전하에 의해 액정이 깨지는 등의 문제가 있다. 또한, 표면 경도가 낮아 내스크레치성 등의 기계적 물성이 떨어지고, 이로 인해 투명성이 손상된다는 문제점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 필름의 표면에 코팅층을 적층시키는 등의 표면 처리 방법이 소개되었으며, 일례로 필름의 일면에 하드코팅층을 코팅시켜 표면을 강화시킨 예가 알려져 있다(한국공개특허 제2007-0028826호). 그러나, 상기와 같이 표면 처리된 필름은 휘도, 기계적 물성 및 외관 특성을 향상시킬 수는 있으나, 복수 개의 층으로 구성되어 두께 측면에서 고려해볼 때 박형화, 소형화 측면에서 한계가 있다.
일본 특허 공개 제2007-55217호 한국공개특허 제2007-0028826호
이에, 실시예는 단층 필름의 길이/폭 방향 강도의 차이를 발생시키면서 필름 중앙부와 단부의 배향각 차이를 최소화해, 기계적 강도 및 외관 특성이 우수하면서도 휘도 향상 및 편광무라가 발생하지 않는 프리즘 시트용 폴리에스테르 필름 및 이를 포함하는 프리즘 시트를 제공하고자 한다.
일 실시예에 따르면, 폴리에스테르 기재 필름, 및 상기 폴리에스테르 기재 필름 상에 배치되는 프리즘 패턴을 포함하고, 상기 폴리에스테르 기재 필름은 일축 또는 이축 연신 폴리에스테르 필름으로서, 면내 위상차가 3,000nm 내지 30,000nm이고, 상기 필름이 25 내지 35 kgf/mm2의 폭 방향 인장 강도 및 8.0 내지 19 kgf/mm2의 길이 방향 인장 강도를 가지며, 상기 폭 방향 인장 강도에 대한 상기 길이 방향 인장 강도의 비율이 0.25 내지 0.7이고, 상기 필름의 폭 방향 모듈러스가 450 내지 560kgf/mm2이며, 길이 방향 모듈러스가 220 내지 380kgf/mm2인 프리즘 시트를 제공한다.
실시예에 따른 프리즘 시트용 폴리에스테르 기재 필름은 필름의 길이/폭 방향의 인장 강도의 차이를 발생시키면서 필름 중앙부와 단부의 배향각 차이를 최소화해, 기계적 강도 및 휘도를 향상시키고, 편광무라 발생을 억제할 수 있다. 나아가, 단층의 필름을 사용함으로써 가공 공정이 보다 용이하고 두께가 보다 슬림하므로 소형화, 박막화 측면에서 보다 유리하다.
도 1은 시험예 (3)에서 사용된 배향각 측정 시스템을 나타낸 모식도이다.
도 2는 시험예 (4)의 편광무라 발생 여부 확인에 사용되는 것으로, 폴리에스테르 기재 필름을 디스플레이에 장착한 모식도이다.
도 3은 실시예에 따른 필름을 포함하는 프리즘 시트의 모식도이다.
도 4는 실시예에 따른 프리즘 시트의 제조방법을 나타낸 공정 순서도이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
실시예는 폴리에스테르 기재 필름, 및 상기 폴리에스테르 기재 필름 상에 배치되는 프리즘 패턴을 포함하고, 상기 폴리에스테르 기재 필름은 일축 또는 이축 연신 폴리에스테르 필름으로서, 면내 위상차가 3,000nm 내지 30,000nm이고, 상기 필름이 25 내지 35 kgf/mm2의 폭 방향 인장 강도 및 8.0 내지 19 kgf/mm2의 길이 방향 인장 강도를 가지며, 상기 폭 방향 인장 강도에 대한 상기 길이 방향 인장 강도의 비율이 0.25 내지 0.7이고, 상기 필름의 폭 방향 모듈러스가 450 내지 560kgf/mm2이며, 길이 방향 모듈러스가 220 내지 380kgf/mm2인 프리즘 시트를 제공한다.
상기 프리즘 시트용 폴리에스테르 기재 필름은 폴리에스테르 수지, 예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지를 포함하는 필름으로서, 폭 방향(TD)으로 4.0배 내지 8.0배 연신되고, 길이 방향(MD)으로 1.0배 내지 3.0배 연신되어 제조될 수 있다. 자세하게는, 상기 폴리에스테르 필름은 폭 방향으로 4.1배 내지 6.0배 연신되고, 길이 방향으로 1.2배 내지 1.7배, 또는 1.2배 내지 1.5배로 연신될 수 있다.
상기 배율로 연신된 필름은 전폭에 대하여 ±2.8 deg.(°) 이하의 배향각 편차(광축)를 가질 수 있고, 자세하게는 ±0.5 내지 ±2.8 deg., 또는 ±0.5 내지 ±2.5 deg.의 배향각 편차를 가질 수 있다. 상기 배향각 편차는 0 deg.에 가까울수록 필름의 휘도가 향상되며, 상기 범위 내일 때, 편광무라 발생을 억제하여 색상 왜곡 현상을 방지하면서, 5% 이상 휘도를 향상시킬 수 있다.
상기 필름은 기계적 강도를 향상시키기 위해 다음과 같은 방법이 사용될 수 있다. 구체적으로, 연신 시 연신 부하(응력)를 높이는 방법이 사용될 수 있다. PET 필름은 길이 방향/폭 방향의 비율로 연신될 때 연신 온도를 낮추어 필름이 받는 예열량을 줄이게 되면 연신될 때 걸리는 응력이 높아지면서 결정의 배향성이 증가하게 되므로 기계적 강도가 향상될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 필름은 길이 방향으로 8.0 내지 19kgf/mm2의 인장 강도, 폭 방향으로 25 내지 35kgf/mm2의 인장 강도를 갖는다. 상기 폭 방향 인장 강도에 대한 길이 방향 인장 강도의 비율은 0.25 내지 0.7, 0.25 내지 0.6, 0.25 내지 0.4, 또는 0.25 내지 0.35일 수 있다. 나아가, 상기 필름은 폭 방향으로 450 내지 560kgf/mm2, 또는 500 내지 550 kgf/mm2, 길이 방향으로 220 내지 380kgf/mm2, 220 내지 280kgf/mm2, 또는 220 내지 270kgf/mm2의 모듈러스를 가질 수 있다.
이외에도, 연신 후 열고정 시 열처리 온도(TMS 온도)를 높여 결정화시키는 방법이 사용될 수 있다. 상기 TMS 온도를 높이게 되면 필름 내 결정 성장이 가속화되고 결정의 양도 많아지게 되어 기계적 강도가 향상될 수 있다.
상기 필름의 면내 위상차(Re)는 3,000 nm 이상, 7,000nm 이상, 또는 7,000nm 내지 30,000nm일 수 있다.
나아가, 상기 필름은 위상차 편차가 500 nm/m 이하일 수 있고, 자세하세는 10 nm/m 내지 300 nm/m 또는 10nm/m 내지 200 nm/m일 수 있다. 상기 필름의 위상차 및 이들의 편차가 상기 범위 내일 때, 무지개 무라 등과 같은 색상 왜곡이 방지될 수 있다.
상기 필름의 두께는 30 내지 300㎛, 30 내지 200㎛, 60 내지 200㎛, 60 내지 190㎛, 80 내지 200㎛, 80 내지 190㎛, 또는 80 내지 188㎛일 수 있다. 상기 범위 내일 때, 박막형 및/또는 소형화 디스플레이 기기에 적용하기 용이하다.
또한, 상기 필름은 200mm X 200mm 의 샘플에 대하여 85℃, 24시간 동안 열수축율을 측정하였을 때, 길이 방향으로 0.05 내지 0.6%, 또는 0.05 내지 0.3%, 폭 방향으로 0.05 내지 0.6%, 또는 0.05 내지 0.3%의 수축율을 가질 수 있다.
나아가, 상기 필름의 파단 신도는 MD 방향으로 약 7% 내지 약 20%, TD 방향으로 약 75% 내지 약 100%일 수 있다. 상기 폴리에스테르 필름은 상기와 같은 파단 신도를 가지기 때문에, 매끄러운 절단면을 가질 수 있다.
또한, 상기 폴리에스테르 필름의 배향각은 상기 폭 방향을 기준으로 약 ±5˚이내일 수 있다. 더 자세하게, 상기 폴리에스테르 필름의 배향각(광축)은 상기 폭 방향을 기준으로 약 ±3 ˚이내일 수 있다. 더 자세하게, 상기 폴리에스테르 필름의 배향각은 상기 폭 방향을 기준으로 ±2 ˚이내일 수 있다. 상기 폴리에스테르 필름의 배향각이 상기와 같은 범위를 가지는 경우, 상기 폴리에스테르 필름이 적용된 편광판은 향상된 편광도 및 휘도를 가질 수 있다. 특히, 상기 배향각과 상기 폭 방향의 편차가 작을수록, 편광판의 편광 방향과 상기 폴리에스테르 필름의 배향각이 서로 일치하게되고, 실시예에 따른 편광판은 향상된 휘도 및 편광도를 가질 수 있다.
실시예에 따른 프리즘 시트용 기재 필름은 다음과 같은 방법으로 제조될 수 있다.
먼저, 폴리에스테르 수지, 예컨대 PET 수지 등 필름의 원료로 사용될 수 있는 수지를 용융압출하여 미연신 시트를 제조한 후, 상기 미연신 시트를 폭 방향으로 연신하고, 길이 방향으로 연신하여 프리즘 시트용 기재 필름을 제조한다.
구체적으로, 상기 PET 수지는 에틸렌글리콜과 같은 디올 성분과 테레프탈산과 같은 디카복실산 성분을 에스테르화 반응 및 중합반응시켜 직접 제조하거나 시판되는 것을 구입하여 사용할 수 있다. 상기 수지를 용융 압출한 후 냉각시켜 미연신 시트를 제조하고, 상기 미연신 시트를 폭 방향으로 예컨대 4.0배 이상, 4.0배 내지 8.0배, 또는 4.1배 내지 6.1배로 연신하고, 길이 방향으로 예컨대 3.0배 이하, 1.0배 내지 3.0배, 1.2배 내지 1.7배, 또는 1.2배 내지 1.5배로 연신할 수 있다. 나아가, 상기 폭 방향으로 연신되는 단계에서, 상기 폭 방향으로의 연신 속도는 200%/분 내지 800%/분, 250%/분 내지 600%/분, 또는 250%/분 내지 300%/분일 수 있다.
상기 용융 압출은 Tm+30℃ 내지 Tm+60℃의 온도에서 수행할 수 있다. 상기 온도 범위 내에서 용융 압출을 수행할 경우, 원활한 용융이 이루어지고 압출물의 점도가 적절하게 유지될 수 있다. 또한, 상기 냉각은 30℃ 이하의 온도에서 수행할 수 있고, 구체적으로는 15 내지 30℃에서 수행할 수 있다.
연신 온도는 Tg+5℃ 내지 Tg+50℃의 범위일 수 있으며, 연신 온도가 낮을수록 연신성이 좋아지나, 파단이 일어날 수 있다. 특히, 취성을 개선하기 위해서는 Tg+10℃ 내지 Tg+40℃의 연신 온도 범위일 수 있다. 예컨대, 길이 방향으로의 연신 온도는 75 내지 85℃, 폭 방향으로의 연신 온도는 80 내지 120℃이며, 상기 범위 내에서 단계적으로 온도를 상승시키면서 연신시킬 수 있다.
나아가, 상기 방법은 상기 연신된 필름을 열고정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 열고정 온도는 180 내지 230℃이며, 상기 열고정 시간은 1 내지 2분일 수 있다. 열고정을 시작한 후에 필름은 길이 방향 및/또는 폭 방향으로 이완되며(이완율 2 내지 4%), 이후, 100 내지 150℃로 단계적으로 온도를 하강시킴으로써 필름을 제조할 수 있다.
상기 제조방법에 따르면, 실시예에 따른 프리즘 시트용 폴리에스테르 기재 필름은 적절한 두께 및 낮은 면내 위상차를 가져 편광무라가 발생하지 않으면서도 휘도 및 기계적 강도가 향상될 수 있다. 또한, 상기 필름은 통상의 정전인가제, 대전방지제, 블로킹방지제 및 기타 무기활제 등의 각종 첨가제를 본 실시예의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 포함할 수 있다.
나아가, 실시예에 따른 폴리에스테르 필름은 면내 위상차, 인장강도 및 모듈러스를 앞서 설명한 적절한 범위로 한꺼번에 만족한다. 즉, 실시예에 따른 폴리에스테르 필름은 면내 위상차가 3,000nm 내지 30,000nm이고, 상기 필름이 25 내지 35 kgf/mm2의 폭 방향 인장 강도 및 8.0 내지 19 kgf/mm2의 길이 방향 인장 강도를 가지며, 상기 폭 방향 인장 강도에 대한 상기 길이 방향 인장 강도의 비율이 0.25 내지 0.7이디. 동시에 상기 필름의 폭 방향 모듈러스가 450 내지 560kgf/mm2이며, 길이 방향 모듈러스가 220 내지 380kgf/mm2이다. 또한, 실시예에 따른 폴리에스테르 필름은 상기의 면내 위상차, 인장강도 및 모듈러스를 만족하면서 동시에, 폭 방향을 기준으로, 약 ±5˚ 내의 배향각을 가질 수 있다.
이에, 실시예에 따른 폴리에스테르 필름은 향상된 기계적 강도 및 광학적 성능을 동시에 가질 수 있다. 이와 같은 광학적 및 기계적 물성이 구현하기 위해서, 실시예에 따른 폴리에스테르 필름은, 예컨대, 길이 방향으로의 연신비가 1.0배 내지 3.0배, 1.2배 내지 1.7배, 또는 1.2배 내지 1.5배이고, 폭 방향으로의 연신비가 4.0배 내지 8.0배, 또는 4.1배 내지 6.0배 일 수 있다. 나아가, 폭 방향으로의 연신 속도는 200%/분 내지 800%/분, 250%/분 내지 600%/분, 또는 250%/분 내지 300%/분일 수 있다. 또한, 길이 방향으로의 연신 온도는 75 내지 85℃, 폭 방향으로의 연신 온도는 80 내지 120℃이며, 상기 범위 내에서 단계적으로 온도를 상승시키면서 연신시킬 수 있다. 열고정 온도는 180 내지 230℃에서 1 내지 2분일 수 있고, 이후 이완율을 2 내지 4%로, 100 내지 150℃로 단계적으로 온도를 하강시킴으로써 필름을 제조할 수 있다.
나아가, 실시예에 따른 폴리에스테르 필름은 프리즘 시트의 기재 필름으로 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 필름은 도 3에 도시된 바와 같은 프리즘 시트(30)에 적용될 수 있다. 상기 프리즘 시트(30)는 액정표시장치의 백라이트 유닛에 구비될 수 있다. 상기 프리즘 시트(30)는 외부 광원으로부터 입사되는 광을 집광시킬 수 있으며, 기재 필름(32) 및 상기 기재 필름(32) 상에 형성된 프리즘 패턴부(31)를 포함할 수 있다.
상기 기재 필름(32)은 외부 광원으로부터 입사되는 광을 투과시킬 수 있으며, 앞서 설명한 폴리에스테르 필름과 동일하다.
프리즘 패턴부(31)는 외부 광원으로부터 입사되는 광을 집광시킬 수 있다. 상기 프리즘 패턴부(31)는 외부 광원으로부터 입사되는 광을 집광시킬 수만 있으면 되므로, 그 형상에는 특별한 제한은 없디. 예컨대, 프리즘 패턴부(31)는 일 방향이 연장된 삼각 기둥 형상일 수 있다. 구체적으로, 상기 프리즘 패턴부(31)는 서로 교차하는 2개의 경사면을 가질 수 있고, 일 방향으로 연장되는 산 형상을 가질 수 있다. 상기 경사면들은 서로 직교할 수 있고, 상기 프리즘 패턴은 폭 방향으로 연장될 수 있다.
구체적으로, 상기 프리즘 패턴부(31)의 광학적 단면, 즉, YZ 평면상에서 광학적 단면은 삼각형 형상을 가질 수 있다. 아울러 프리즘 패턴부(31)는 프리즘 패턴부(31)의 길이 방향인 X축 방향을 따라 선형적으로 형성됨으로써, 외관상 삼각 프리즘 막대 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 프리즘 패턴부(31)에는 상기 프리즘 패턴부(31)에 대해 상대적으로 돌출된 돌출부(311)가 형성되어 있을 수 있다. 여기서, 프리즘 패턴부(31) 및 돌출부(311)는 동일 재질로 일체화된 형태로 형성될 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
상기 프리즘 패턴부(31)에 형성된 돌출부(311)는 프리즘 패턴부(31)의 마루(가장 높게 치솟은 부분)를 중심으로, 대략 대칭적으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 돌출부(311)는 프리즘 패턴부(31)의 마루를 중심으로 프리즘 패턴(312)의 골 방향을 따라 형성됨으로써 쐐기 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
상기 돌출부(311)의 폭은 불규칙적일 수 있다. 여기서, 상기 돌출부(311)의 폭이 불규칙적이다라는 의미는 1개의 돌출부(311) 내에서 폭이 불규칙할 수도 있다라는 것과 돌출부(311)간 폭의 편차가 있다라는 것을 포함한다. 그러나, 상기 돌출부(311)의 폭이 규칙적이어도 무방하다. 상기 돌출부(311)는 상호 이격되어 있을 수 있을 수 있으며, 상기 돌출부(311)간 간격은 불규칙적일 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
또한, 실시예에 따른 폴리에스테르 필름은 통상적인 방법에 의해 프리즘 시트의 기재 필름으로 사용될 수 있다.
구체적으로, 기재 필름(32)으로서 앞서 설명한 바와 같은 폴리에스테르 필름을 준비한다. 그 다음, 상기 기재 필름(32) 상에 고분자 수지액을 도포한다. 여기서, 상기 고분자 수지액의 도포를 위해 나이프(knife) 코팅, 롤(roll) 코팅 및 그라비아(gravure) 코팅 방법 중 어느 하나의 방법이 사용될 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
그 후, 상기 고분자 수지액을 경화한다. 이때, 상기 고분자 수지액 경화시, 예를 들어, 자외선이 사용될 수 있다. 그리고, 상기 경화 공정을 통해 프리즘 패턴(312)이 형성될 수 있으나, 돌출부(311)가 형성되지 않을 수 있다. 즉, 돌출부(311)는 후술되는 공정에 의해 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 프리즘 패턴(312)을 압착하여 프리즘 시트(30)를 제조할 수 있다. 이때, 상기 프리즘 패턴(312)을 압착하는 이유는 전술한 경화 공정을 통해 돌출부(311)가 형성되어 있지 않으므로, 상기 압착 공정을 통해 프리즘 패턴(312)에 돌출부(311)를 형성하기 위함이다.
여기서, 상기 프리즘 패턴(312)을 압착하여 돌출부(311)를 형성하기 위해 다양한 방법이 이용될 수 있다. 일례로, 돌출부(311)의 역상이 형성된 몰드를 이용하여 상기 프리즘 패턴(312)을 압착함으로써 돌출부(311)를 형성하거나, 돌출부(311)의 역상이 형성된 시트를 이용하여 프리즘 패턴(312)을 압착함으로써 돌출부(311)를 형성할 수 있다. 한편, 전술한 바와 다르게, 프리즘 패턴(312) 및 돌출부(311)를 동시에 형성하여도 무방하다.
상술한 바와 같이, 상기 프리즘 시트용 폴리에스테르 기재 필름은 필름의 길이/폭 방향의 인장 강도의 차이를 발생시키면서 필름 중앙부와 단부의 배향각 차이를 최소화해, 모듈러스 등의 기계적 강도 및 휘도를 향상시키고, 편광무라 발생을 최소화시킬 수 있으므로, 프리즘 시트의 기재 필름으로 유용하게 사용될 수 있다. 나아가, 단층의 필름을 사용함으로써 가공 공정이 보다 용이하고 두께가 보다 슬림하므로 소형화, 박막화 측면에서 보다 유리하다.
이하, 하기 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(에틸렌글리콜 100몰% + 테레프탈산 100몰%, IV 0.61dl/g, SKC 사)를 약 280℃의 압출기를 통하여 용융 압출한 후, 약 25℃의 캐스팅롤에서 냉각하여 미연신 시트를 제조하였다. 상기 미연신 시트를 100℃로 예열한 후, 80℃에서 길이 방향으로 1.20배, 폭 방향으로 80℃에서 120℃로 단계적으로 온도를 상승시키면서, 4.16배 연신하였다. 이후, 상기 연신된 시트를 약 210℃의 온도에서 약 90초 동안 열고정시키고, 약 150℃에서 약 100℃로 온도를 하강시키면서, 약 3%의 이완율로 이완시켜 두께 188㎛의 단층 필름을 제조하였다.
실시예 2 내지 9 및 비교예 1 및 2
길이 방향과 폭 방향의 연신비 및 최종 필름의 두께를 하기 표 2에 기재된 바와 같이 변화시킨 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 단층의 기재 필름을 제조하였다.
제조예
실시예 1 내지 9 및 비교예 1 및 2에서 제조된 기재 필름 상에 광학 패턴 형성용 수지(PM472, 씨씨텍 사)를 코팅하고, 몰드를 적용한 다음 자외선을 조사하여 프리즘 시트를 제조하였다. 이때, 프리즘 패턴의 피치는 0.05mm이고, 높이는 0.025mm이었다. 이와 같이 형성된 프리즘 패턴은 일 방향을 연장된 삼각 기둥 형상, 즉, 상기 프리즘 패턴은 서로 교차하는 2개의 경사면들(서로 직교)을 가지고, 일 방향으로 연장되는 산 형상을 가진다.
< 시험예 >
(1) 모듈러스 평가
ASTM D 882에 따라, 만능시험기 4206-001(Instron사)을 사용하여 종/횡 탄성 모듈러스를 각각 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(2) 인장 강도 평가
KS B 5521에 따라 필름에 하중을 가하여 늘어나는 값에서 최대하중을 필름의 원래 단면적으로 나누어 인장 강도를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(3) 광축 평가
도 1에 도시한 바와 같은 배향각 측정 시스템을 이용하여 필름(시료필름)의 배향각을 측정하고, 측정된 배향각과 폭 방향 사이의 각도의 편차(광축)를 구하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(4) 면내 위상차 평가
직교하는 이축의 굴절률(nx, ny) 및 두께 방향의 굴절률(nz)을 아베 굴절률계(NAR-4T, 측정파장 589nm, 아타고 사)를 이용하여 측정하고, 필름의 두께 d(nm)는 전기 마이크로미터(밀리트론 1245D, 파인류프 사)를 이용해서 측정한 후 단위를 nm로 환산하였다. 상기 측정된 이축의 굴절률 각각의 차이를 절대값(｜nx-ny｜)으로 구하고, 필름의 두께 d(nm)를 곱하여(nxy×d) 면내 위상차(Re)를 구해 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(5) 편광무라 발생 여부
PVA와 요오드로 이루어진 편광자의 편측에, 상기 실시예 또는 비교예에서 얻은 필름(시료필름)을 편광자의 흡수축과 필름의 배향 주축이 수직이 되도록 첩부(貼付)하고, 그 반대편에 TAC필름(80㎛, 후지필름㈜)을 첩부하여 편광판을 제작하였다. 상기 편광판을, 청색 발광 다이오드와 이트륨·알루미늄·가넷계 황색 형광체를 조합한 발광소자로 이루어진 백색 LED를 광원(NSPW500CS, 니치아 화학)으로 사용하는 액정표시장치의 출사광측에 설치하되, 시료필름을 시인측에 위치시켰다. 상기 액정표시장치는 액정셀의 입사광측에 2매의 TAC필름을 편광자 보호 필름으로 하는 편광판을 가졌다(도 2 참조). 액정표시장치의 편광판의 정면 및 경사방향에서 육안으로 관찰하여 편광무라 발생 유무에 대해 관찰하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(6) 절단면 상태
사각 틀 형태의 커터로 실시예 및 비교예의 필름을 절단한 후, 절단면의 상태를 육안 및 광학 현미경으로 확인하였다. 절단면에서 버(burr) 등의 잔사가 관찰되는 경우 불량, 관찰되지 않으면 양호로 판단하였다.
(7) 휘도 향상율
도광판을 포함하는 백라이트 광원 상에 앞서 제조된 프리즘 시트들을 배치시킨 후, 상기 프리즘 시트들을 통과하는 광의 휘도를 미놀타 CS-2000를 통하여 측정하였다. 이때, 비교예 1의 휘도를 기준으로 휘도 상승율을 구하였다.
Figure 112017050557767-pat00001
상기 표 1의 결과로부터, 실시예 1 내지 9에서 제조된 필름은 모두 인장 강도 및 모듈러스가 우하면서 배향각 편차가 2.8 deg. 미만으로 낮고, 면내 위상차가 7,000nm 이상으로 높아 편광무라가 발생되지 않음을 알 수 있다. 반면, 비교예 1 및 2의 필름은 기계적 강도는 우수한 반면, 배향각 편차가 크고, 면내 위상차가 낮아 편광무라가 강하게 나타났고, 절단면의 상태가 불량하게 나타났다.
따라서, 실시예에서 제조된 필름은 편광무라가 발생되지 않았을 뿐만 아니라, 휘도 및 기계적 강도가 크게 향상되었음을 알 수 있다.

Claims (8)

  1. 폴리에스테르 기재 필름; 및
    상기 폴리에스테르 기재 필름 상에 배치되는 프리즘 패턴을 포함하고,
    상기 폴리에스테르 기재 필름은 일축 또는 이축 연신 폴리에스테르 필름으로서,
    면내 위상차가 3,000nm 내지 30,000nm이고,
    상기 필름이 25 내지 35kgf/mm2의 폭 방향 인장 강도 및 8.0 내지 19 kgf/mm2의 길이 방향 인장 강도를 가지며,
    상기 폭 방향 인장 강도에 대한 상기 길이 방향 인장 강도의 비율이 0.25 내지 0.7이고,
    상기 필름의 폭 방향 모듈러스가 450 내지 560kgf/mm2이며, 길이 방향 모듈러스가 220 내지 380kgf/mm2이며,
    상기 폴리에스테르 기재 필름은 길이 방향(MD)으로 1.2배 내지 1.7배 연신되는, 프리즘 시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 기재 필름은 폭 방향(TD)으로 4.0배 내지 8.0배 연신되는, 프리즘 시트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프리즘 패턴은 일 방향으로 연장되고,
    상기 폴리에스테르 기재 필름의 연신 방향과 상기 프리즘 패턴이 연장되는 방향이 서로 대응되는, 프리즘 시트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 기재 필름이 전폭에 대하여 ±2.8 deg. 이하의 배향각 편차를 갖는, 프리즘 시트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 기재 필름의 면내 위상차가 7,000nm 내지 30,000nm인, 프리즘 시트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 기재 필름이 위상차 편차가 500 nm/m 이하인, 프리즘 시트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 기재 필름이 24시간, 85℃의 조건에서 길이 방향(MD)으로 0.05 내지 0.6%, 폭 방향(TD)으로 0.05 내지 0.6%의 수축율을 갖는, 프리즘 시트.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 기재 필름이 길이 방향(MD)으로 7 내지 20%, 및 폭 방향(TD)으로 75 내지 100%의 파단 신도를 갖는, 프리즘 시트.
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