KR102376193B1 - 장식용 필름 - Google Patents

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KR102376193B1
KR102376193B1 KR1020200172873A KR20200172873A KR102376193B1 KR 102376193 B1 KR102376193 B1 KR 102376193B1 KR 1020200172873 A KR1020200172873 A KR 1020200172873A KR 20200172873 A KR20200172873 A KR 20200172873A KR 102376193 B1 KR102376193 B1 KR 102376193B1
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황희남
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(주)파인머티리얼즈
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Abstract

본 발명은 장식용 필름에 관한 것이다.
본 발명에서는 투명한 등방성 접착제에 의해 서로 접착 형성되는 제1중심파장(λ1)을 중심으로 밴드폭 △λ1 범위의 우원편광을 반사하는 제1액정필름 및 제1중심파장(λ1)을 중심으로 밴드폭 △λ1 범위의 좌원편광을 반사하는 제2액정필름을 포함하는 장식용 필름이 개시된다.
본 발명에 따른 장식용 필름은 카이럴 방향이 반대인 콜레스테릭 액정층을 번갈아 형성하거나, 동일한 카이럴 방향을 갖는 콜레스테릭 액정층과 그 사이에 위상차 액정층으로 개진하여 형성하는 간단한 구조를 가지므로 제조 비용이 절감되고 얇은 두께로 형성할 수 있는 이점이 있다.

Description

장식용 필름{DECORATION FILM}
본 발명은 장식용 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구조가 간단하고 제조가 용이하면 원가가 적게 들고 두께가 얇은 특정 파장의 빛을 흡수없이 반사 혹은 투과시키는 장식용 필름에 관한 것이다.
3M사는 '3M™ 다이크로익™ 필름'이라는 제품명의 건축용 장식용 필름을 판매하고 있다. '3M™ 다이크로익™ 필름'은 다이크로익 광학계를 이용하는 필름이다.
다이크로익 광학계는 빛 굴절율이 서로 다른 여러 개의 박층으로 이루어지는 것으로 어떤 색의 빛은 반사하고 다른 색의 빛은 모두 투과하는 성질을 갖는다. 과거에는 컬러 텔레비전에 사용하는 컬러 카메라에서 입사광을 3원색의 빛으로 분해하는 목적으로 사용하였고, 최근에 LCD 프로젝터 및 다양한 목적의 광학관측장비에서 빛을 분해하는 목적으로 사용된다.
최근에 3M사는 이러한 다이크로익 현상을 이용한 '3M™ 다이크로익™ 필름'을 장식용 필름으로 판매하고 있다. '3M™ 다이크로익™ 필름'은 보는 각도에 따라 반사하는 빛과 투과하는 빛이 상이하여 다양한 색상을 내는 효과도 나타내므로 점착제를 이용하여 창문에 붙이면 훌륭한 장식용 필름으로 사용 가능하다.
'3M™ 다이크로익™ 필름'은 코어층과 스킨층으로 형성된다. 코어층은 적어도 두 개의 그룹으로 형성된다. 각 그룹들은 굴절율이 상이한 두 개의 막을 번갈아 가면서 약 200층 내외로 적층하여 공압출로 형성한다. 이후 적어도 두 개의 그룹은 서로 광축이 직교되도록 접착제를 합지하면 코어층이 제작된다. 이후 코어층 외부에 각각 접착증을 도포한 후 스킨층을 접착하면 '3M™ 다이크로익™ 필름'의 제조가 완성된다.
그런데 '3M™ 다이크로익™ 필름'은 코어층을 형성하는 각 그룹이 공압출로 형성되는데 이때 각 그룹들이 손상될 수 있는 단점을 갖고 있다. 또한, '3M™ 다이크로익™ 필름'은 두께 제약이 있어 슬림화 요구에 부합할 수 없으며, 공정이 복잡하고 그에 따른 제조 원가의 상승이 될 수 밖에 없는 문제점을 지니고 있었다. 이러한 문제점은 스킨층 외면에 스크래치 등으로부터 보호하기 위한 하드코팅층을 더 부가할 경우 더 큰 문제점을 나타내게 되었다.
한국특허번호 제10-1354297호 (2014.01.15. 등록) 한국특허번호 제10-1354364호 (2014.01.15. 등록)
본 발명은 종래 기술의 공정의 복잡성을 해결하기 위한 것으로 본 발명은 특정한 파장에 대한 선택 반사 영역을 같은 두 개의 상반된 원편광 필름층을 적층함으로써 원하는 파장대의 빛을 모두 반사, 투과하는 장식용 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적은 투명한 등방성 접착제에 의해 서로 접착 형성되는 제1중심파장(λ1)을 중심으로 밴드폭 △λ1 범위의 우원편광을 반사하는 제1액정필름 및 제1중심파장(λ1)을 중심으로 밴드폭 △λ1 범위의 좌원편광을 반사하는 제2액정필름을 포함하는 장식용 필름에 의해서 달성 가능하다.
본 발명의 상기 목적은 제1중심파장(λ1)을 중심으로 밴드폭 △λ1 범위의 우원편광을 반사하는 제1액정필름과, 제1중심파장(λ1)을 중심으로 밴드폭 △λ1 범위의 우원편광을 반사하는 제2액정필름과, 제1액정필름 및 상기 제2액정필름 사이에 투명한 등방성 접착제에 의해 접착되는 제1중심파장(λ1)에서 λ/2 위상을 지연시키는 위상차 액정필름을 포함하는 장식용 필름에 의해서도 달성 가능하다.
본 발명의 상기 목적은 투명한 등방성 접착제에 의해 서로 접착 형성되는 제1군 액정필름 및 제2군 액정필름을 포함하고, 제1군 액정필름은 투명한 등방성 접착제에 의해 서로 접착 형성되는 제1중심파장(λ1)을 중심으로 밴드폭 △λ1 범위의 우원편광을 반사하는 제1-1액정필름 및 제2중심파장(λ2)을 중심으로 밴드폭 △λ2 범위의 우원편광을 반사하는 제1-2액정필름으로 이루어지고, 제2군 액정필름은 투명한 등방성 접착제에 의해 서로 접착 형성되는 제1중심파장(λ1)을 중심으로 밴드폭 △λ1 범위의 좌원편광을 반사하는 제2-1액정필름 및 제2중심파장(λ2)을 중심으로 밴드폭 △λ2 범위의 좌원편광을 반사하는 제2-2액정필름으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 장식용 필름에 의해서도 달성 가능하다.
본 발명에 따른 목적은 제3중심파장(λ3)에서 λ/2 위상을 지연시키는 위상차 액정필름과, 상기 위상차 액정필름의 서로 다른 면에 투명한 등방성 접착제에 의해 각각 접착되는 제1군 액정필름 및 제2군 액정필름으로 이루어지며, 제1군 액정필름은 투명한 등방성 접착제에 의해 서로 접착 형성되는 제1중심파장(λ1)을 중심으로 밴드폭 △λ1 범위의 우원편광을 반사하는 제1-1액정필름 및 제2중심파장(λ2)을 중심으로 밴드폭 △λ2 범위의 우원편광을 반사하는 제1-2액정필름으로 이루어지고, 제2군 액정필름은 투명한 등방성 접착제에 의해 서로 접착 형성되는 제1중심파장(λ1)을 중심으로 밴드폭 △λ1 범위의 우원편광을 반사하는 제2-1액정필름 및 제2중심파장(λ2)을 중심으로 밴드폭 △λ2 범위의 우원편광을 반사하는 제2-2액정필름으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 장식용 필름에 의해서도 달성 가능하다.
본 발명에서는 콜레스테릭 액정층으로 구성된 단순한 구조의 장식용 필름을 제공할 수 있게 되었다. 종래 장식용 필름은 코어층을 형성하기 위해 200층 내외의 얇은 막을 공압출로 각 그룹을 형성하는데 공압출로 인해 각 그룹이 손상되는 문제점을 지니고 있었다. 이에 비해 본 발명의 장식용 필름은 콜레스테릭 액정 도포로 손쉽게 형성이 가능하고 공압출하지 않으므로 코어층이 손상되는 문제가 발생하지 않는다.
또한, 본 발명에 따른 장식용 필름은 카이럴 방향이 반대인 콜레스테릭 액정층을 번갈아 형성하거나, 동일한 카이럴 방향을 갖는 콜레스테릭 액정층과 그 사이에 위상차 액정층을 삽입 형성하는 간단한 구조를 가지므로 제조 비용이 절감되고 얇은 두께로 형성할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 장식용 필름 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 장식용 필름 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 장식용 필름 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예의 장식용 필름 단면도.
도 5는 실시예 1에 의해 제조된 장식용 필름의 반사 스펙트럼 그래프.
도 6은 실시예 1에 의해 제조된 장식용 필름의 투과스펙트럼 그래프.
도 7은 실시예 2에 의해 제조된 장식용 필름의 반사 스펙트럼 그래프.
도 8은 실시예 2에 의해 제조된 장식용 필름의 투과스펙트럼 그래프.
도 9는 실시예 3에 의해 제조된 장식용 필름의 반사 스펙트럼 그래프.
도 10은 실시예 3에 의해 제조된 장식용 필름의 투과스펙트럼 그래프.
도 11은 3M사에서 제조 및 판매하고 있는 '3M™ 다이크로익™ 필름'의 투과스펙트럼 그래프.
본 발명에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시에를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 있는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들 이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에서, “~ 상에 또는 ~ 상부에” 라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다. 또한, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 “상에 또는 상부에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 “바로 상에 또는 상부에” 접촉하여 있거나 간격을 두고 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함된다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 “연결된다” 거나 “접속된다” 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결 되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
콜레스테릭 액정필름은 네마틱 액정 분자들이 나선형으로 꼬인 구조를 갖는 것으로 그 꼬인 방향에 따라 우원, 혹은 좌원 편광 빛을 반사한다. 꼬인 구조의 주기를 피치(p)라고 표현하고 사용되는 네마틱 액정 분자들의 복굴절율 ΔN(Ne-No)과 평균 굴절율(Navr)을 가질 때 반사하는 빛의 중심파장은 수학식 1로 표현된다. 전기장의 진동방향(즉, 빛의 편광방향)이 광축에 대해 수직한 방향의 굴절률을 No, 수평한 방향의 굴절률을 Ne로 정의된다.
Figure 112020134441665-pat00001
반사하는 파장의 밴드폭(Δλ, bandwidth, FWHH full width half height)은 수학식 2를 갖는다.
Figure 112020134441665-pat00002
따라서 ΔN 값에 따라 반사하는 파장의 밴드폭은 결정된다.
위상차 필름 λ/2의 경우 위상차가 Retardation = ΔN X d (d: 코팅필름 두께)를 만족하는 식으로 표현되며, 특정한 파장대(λo)의 λo/2 위상차필름을 만들려면, 복굴절율(ΔNo)을 갖는 네마틱 액정코팅막의 두께를 수학식 3을 만족하는 값으로 정하면 된다. 여기서, △No는 파장 λo에서의 복굴절율 차이값을 의미한다.
Figure 112020134441665-pat00003
이하, 도면을 이용하여 본 발명에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 장식용 필름이다. 도 1에 따른 장식용 필름(100)은 투명한 등방성 접착제에 의해 서로 접착 형성되는 제1중심파장(λ1)을 중심으로 밴드폭 △λ1 범위의 우원편광을 반사하는 제1액정필름 및 제1중심파장(λ1)을 중심으로 밴드폭 △λ1 범위의 좌원편광을 반사하는 제2액정필름으로 구성된다.
구체적으로 도 1에 따른 장식용 필름(100)은 특정파장영역(λ1)의 우원편광을 반사하는 액정필름(1)과 좌원편광을 반사하는 액정필름(2)을 접착층(3)으로 접착하여 형성한다. 액정필름의 적층 순서는 순서와 무관하다. 도 1에 제시된 우원편광을 반사하는 액정필름(1)과 좌원편광을 반상하는 액정필름(2)은 서로 카이럴 방향이 반대인 콜레스테릭 액정층으로 구현할 수 있다. 접착층(3)은 광학적 등방성을 가지며 투명한 것이면 어떤 종류의 접착제도 사용 가능하다. 예를 들어, 디스플레이 소자를 접합할 때 사용하는 광 경화성, 열경화성 접착제를 사용할 수 있으며, OCA(Optically Clear Adhesive)도 사용 가능함은 물론이다. 도 1에 따른 장식용 필름(100)은 특정파장영역대(λ1)의 광을 100%를 반사하고 나머지 파장영역대의 빛은 모두 투과하는 특성을 갖게 된다.
제1중심파장(λ1)을 중심으로 밴드폭 △λ1 범위의 우원편광을 반사하는 제1액정필름(1)은 베이스 기재(PET) 일면에 제1카이럴 방향을 갖는 콜레스테릭 액정(광개시제 첨가)을 도포하고 광조사함으로써 광중합으로 형성한다. 유사하게 제1중심파장(λ1)을 중심으로 밴드폭 △λ1 범위의 좌원편광을 반사하는 제2액정필름(2)은 베이스 기재(PET) 일면에 제2카이럴 방향(제1카이럴 방향과 반대)을 갖는 콜레스테릭 액정(광개시제 첨가)을 도포하고 광조사함으로써 광중합으로 형성한다. 이하, 제시된 액정필름도 카이럴 방향을 갖는 콜레스테릭 액정(광개시제 첨가)을 베이스 기재 일면에 도포하고 광조사함으로써 형성한다.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 장식용 필름이다. 도 2에 따른 장식용 필름(100)은 제1중심파장(λ1)을 중심으로 밴드폭 △λ1 범위의 우원편광을 반사하는 제1액정필름과, 제1중심파장(λ1)을 중심으로 밴드폭 △λ1 범위의 우원편광을 반사하는 제2액정필름과, 제1액정필름 및 제2액정필름 사이에 투명한 등방성 접착제에 의해 접착되는 제1중심파장(λ1)에서 λ/2 위상을 지연시키는 위상차 액정필름으로 구성된다. 구체적으로 도 2에 따른 장식용 필름(100)은 특정파장영역(λ1)의 우원편광을 반사하는 액정필름(1) 두 장 사이에 특정파장영역(λ1)에 맞게 조절된 위상차 λ/2 필름(5)을 삽입하여 접착제(3)를 사용하여 합지하여 형성하였다. 위상차 필름(5)의 두께는 수학식 3에 따라 형성할 수 있다. 도 2에 제시된 장식용 필름(100)에서 한 매의 우원편광을 반사하는 액정필름(1) 및 위상차 λ/2 필름(5)을 통과한 광은 좌원편광으로 변환되므로 도 1의 좌원편광을 반사하는 액정필름(2)을 통과한 광과 동일한 편광 방향을 갖게 된다.
도 2에서는 우원편광을 반사하는 두 매의 액정필름(1) 사이에 위상차 λ/2 필름(5)이 삽입된 형태의 장식용 필름(100)을 제조하였으나, 우원편광을 반사하는 액정필름(1) 두 매 대신에 좌원편광을 반사하는 액정필름(2) 두 매를 사용하고 그 사이에 특정파장영역(λ1)에 맞게 조절된 위상차 λ/2 필름(5)을 삽입하여 장식용 필름(100)을 형성할 수 있음은 물론이다.
특정파장대역(λ1)을 반사하는 콜레스테릭 액정필름의 파장영역의 폭(Δλ, bandwidth, FWHH, full width half height)은 사용하는 액정의 복굴절율(ΔN)에 따라서 수학식 1 및 수학식 2에 따라서 약 50~70nm을 갖는다. 이보다 더 넓은 폭의 반사파장대역의 장식용 필름을 만들려면 콜레스테릭 액장필름의 반사 중심파장이 상이한 액정필름을 합지하여 형성하면 반사하는 파장 대역이 넙은 장식용 필름을 형성할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 장식용 필름이다. 도 3에 따른 장식용 필름(100)은 투명한 등방성 접착제에 의해 서로 접착 형성되는 제1군 액정필름 및 제2군 액정필름을 포함하고, 제1군 액정필름은 투명한 등방성 접착제에 의해 서로 접착 형성되는 제1중심파장(λ1)을 중심으로 밴드폭 △λ1 범위의 우원편광을 반사하는 제1-1액정필름 및 제2중심파장(λ2)을 중심으로 밴드폭 △λ2 범위의 우원편광을 반사하는 제1-2액정필름으로 이루어지고, 제2군 액정필름은 투명한 등방성 접착제에 의해 서로 접착 형성되는 제1중심파장(λ1)을 중심으로 밴드폭 △λ1 범위의 좌원편광을 반사하는 제2-1액정필름 및 제2중심파장(λ2)을 중심으로 밴드폭 △λ2 범위의 좌원편광을 반사하는 제2-2액정필름으로 이루어진다.
구체적으로 도 3(a)에 제시된 장식용 필름(100)은 상부부터 특정파장대역(λ1)의 우원편광을 반사하는 액정필름(1), λ1의 인접한 파장영역대((λ2)의 우원편광을 반사하는 액정필름(7), 특정파장대역(λ1)의 좌원편광을 반사하는 액정필름(2) 및 λ1의 인접한 파장영역대(λ2)의 좌원편광을 반사하는 액정필름(8)들을 접착제(3)를 사용하여 합지하여 형성하였다. 도 3(a)과 같은 형태의 장식용 필름(100)을 제작하면 반사하는 파장영역의 폭(Δλ, bandwidth, FWHH full width half height)을 100 ~ 200nm까지 확대시킬 수 있다.
도 3에 제시한 바와 같이 합지하여 생성되는 파장대역을 최대로 하기 위하여 인접하는 파장대역을 결정하는 요인은 두 중심파장의 차이이다. 최적 중심파장의 차이는 각 액정필름의 밴드폭이다. 중심파장의 차이가 밴드폭보다 넓으면 합지된 반사스펙트럼은 중간에 골이 생겨서 빛샘이 발생한다. 중심파장의 차이가 밴드폭보다 작으면 합지 필름의 반사 파장 대역은 좁아질 수 밖에 없다. 따라서 인접하는 중심파장의 차이는 밴드폭과 같게 하는 것이 가장 넓은 파장대를 차단할 수 있다.
합지되는 두 가지 액정필름의 밴드폭이 다를 경우에는 각각의 밴드폭의 절반을 합한 파장값이 인접하는 액정필름의 중심 파장의 차이가 되어야 한다.
인접하는 액정필름의 중심파장의 차이는 수학식 4의 범위를 만족해야 한다.
Figure 112020134441665-pat00004
수학식 4에서 계수 k의 범위는 0.7 ~ 1.3이다.
도 3에서 두 매의 우완반사필름 및 두 매의 좌완반사필름은 각각 반드시 인접하게 접합되어야 하며, 두 매의 우완반사필름 및 두 매의 좌완반사필름의 적층 순서는 무관하게 접합이 가능하다. 이러한 원리에 의해서 도 3(b), (c) 및 (d)에 제시된 접합 순서가 가능하다.
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예의 장식용 필름이다. 도 4에 따른 장식용 필름(100)은 제3중심파장(λ3)에서 λ/2 위상을 지연시키는 위상차 액정필름과, 위상차 액정필름의 서로 다른 면에 투명한 등방성 접착제에 의해 각각 접착되는 제1군 액정필름 및 제2군 액정필름으로 이루어지며, 제1군 액정필름은 투명한 등방성 접착제에 의해 서로 접착 형성되는 제1중심파장(λ1)을 중심으로 밴드폭 △λ1 범위의 우원편광을 반사하는 제1-1액정필름 및 제2중심파장(λ2)을 중심으로 밴드폭 △λ2 범위의 우원편광을 반사하는 제1-2액정필름으로 이루어지고, 제2군 액정필름은 투명한 등방성 접착제에 의해 서로 접착 형성되는 제1중심파장(λ1)을 중심으로 밴드폭 △λ1 범위의 우원편광을 반사하는 제2-1액정필름 및 제2중심파장(λ2)을 중심으로 밴드폭 △λ2 범위의 우원편광을 반사하는 제2-2액정필름으로 이루어진다.
구체적으로 도 4(a)에 제시된 장식용 필름(100)은 도면상 상부에서부터 특정파장대역(λ1)의 우원편광을 반사하는 액정필름(1), 그 인접한 파장영역대((λ2)의 우원편광을 반사하는 액정필름(7), λ1과 λ2 중간으로 파장대역을 최적화한 파장대역(λ3) 위상차 λ/2(10) 필름을 중간에 삽입하고 특정파장 및 그 인접한 파장대역의 우원편광을 반사하는 액정 필름(1, 7)을 대칭적으로 배치한 후 그 사이 사이에 접착제(3)를 이용하여 합지하여 제조한다. 도 4에 제시된 장식용 필름(100)의 파장영역 폭(Δλ, bandwidth, FWHH full width half height)은 약 200nm의 특성을 갖도록 형성할 수 있다.
도 4에서 위상차 λ/2(10) 필름의 최적화한 파장대역(λ3)은 'λ1 =< λ2'일 경우에는 수학식 5로 계산되고, 'λ1 > λ2' 경우에는 수학식 6으로 계산된다.
Figure 112020134441665-pat00005
Figure 112020134441665-pat00006
도 4(a)에 제시된 장식용 필름(100)은 리타드 필름(10) 상부에 적층되는 λ1 우원편광을 반사하는 액정필름(1)과 그 인접한 파장영역대((λ2)의 우원편광을 반사하는 액정필름(7)은 순서를 변경해서 적층시켜도 무방하며, 유사하게 리타드 필름(10) 하부에 적층되는 λ1 우원편광을 반사하는 액정필름(1)과 그 인접한 파장영역대((λ2)의 우원편광을 반사하는 액정필름(7)은 순서를 바꿔서 적층해도 무방하다. 예를 들어 도 4(b)와 같은 순서로 리타드 필름(10) 하부에 적층되는 액정필름(1, 7)의 순서를 변경해서 적층하여도 동일한 반사 및 투과 특성을 갖는 장식용 필름(100)으로 제작된다. 또한, 도 4에서는 위상차 필름(10)의 상하에 우원편광을 반사하는 액정필름 두 매를 각각 접합시켰으나 우원편광을 반사하는 액정필름 대신에 좌원편광을 반사하는 두 매의 액정필름은 위상차 필름(10) 상하에 접합시켜도 동일한 반사 및 투과 특성을 갖는 장식용 필름을 제작할 수 있음은 물론이다.
실시예 1
선택 반사의 중심파장이 560nm인 우원편광을 반사하는 콜레스테릭 액정단량체와 선택 반사의 중심파장이 560nm인 좌원편광을 반사하는 콜레스테릭 액정단량체를 각각 PET 필름 위에 5um 두께로 도포한 후 광조사하여 두 매의 액정필름을 제조하였다. 제조된 액정필름을 서로 대향되게 위치시킨 후 어느 하나의 액정필름에 접착제를 2um 코팅한 후 합지한 후 PET 필름의 제거하여 560nm의 중심파장을 갖는 파장대역을 90%이상 반사하는 전체 두께 12um를 갖는 장식용 필름을 제작하였다.
도 5는 실시예 1에 의해 제조된 장식용 필름의 반사 스펙트럼을 나타내는 그래프이며, 도 6은 투과스펙트럼을 나타내는 그래프이다. 도 5에서 주황색 그래프는 선택 반사의 중심파장이 560nm인 우원편광을 반사하는 콜레스테릭 액정필름에 관한 것이며, 검은색 그래프는 실시예 1에 의한 장식용 필름의 반사율을 표시한 것이다. 도 5 및 도 6에 도시된 그래프로부터 확인되는 바와 같이 실시예 1에 따른 장식용 필름은 밴드폭 55nm를 갖는 560nm 파장대역의 빛은 대부분 반사하고 그 이외의 빛은 대부분 투과하는 특성을 보임을 알 수 있다.
실시예 1에서 사용된 콜레스테릭 액정단량체의 ΔN은 0.15을 사용하였고, 광경화 반응을 위한 광개시제 시바가이즈의 IG127을 사용하고, 광조사는 고압수은등을 사용하였으며 가한 에너지는 UVA영역에서 500mJ/㎠ 이상이었다.
실시예 2
선택 반사의 중심파장이 580nm인 우원편광을 반사하는 콜레스테릭 액정단량체를 각각 PET 필름위에 5um 두께로 도포한 후 광조사하여 두 매의 액정필름을 제조하였다. 사용된 콜레스테릭 액정단량체의 ΔN은 0.2가 되는 것을 사용하였으며 밴드폭이 70nm 되는 액정필름으로 제작되었다. 별도의 PET 베이스 필름 일면에 위상차값 retardation = ΔN X d = λ/2인 위상차 필름을 제작한다. 해당 식을 d로 정리하면 d = (λ/2)/ ΔN 로 계산되며, 이를 적용하면 두께(d)가 580/2/0.2= 1,450nm(1.45um)인 위상차 필름을 제조하였다.
위와 같은 방식으로 제작된 중심파장 580nm인 위상차 필름 상에 접착제 2um 코팅하고 접착제에 우원편광을 반사하는 액정필름 한 매를 서로 대향되게 위치시킨 후 합지하였다. 합지 후 위상차 필름의 베이스필름을 제거하였다. 이후, 위상차 필름의 또 다른 일 면에 접착제를 2um 도포하고 나머지 우원편광을 반상하는 액정필름을 접착시켜 합지한 후, 각 액정필름의 베이스 필름(PET)를 제거하여 두께 15.45um를 갖는 장식용 필름을 제조하였다.
실시예 2에 의해 580nm의 중심파장을 갖는 파장대역을 90%이상 반사하는 필름이 제작되었다. 도 7은 실시예 2에 의해 제조된 장식용 필름의 반사 스펙트럼을 나타내는 그래프이며, 도 8은 투과스펙트럼을 나타내는 그래프이다. 도 7에서 주황색 그래프는 선택 반사의 중심파장이 580nm인 우원편광을 반사하는 콜레스테릭 액정필름에 관한 것이며, 검은색 그래프는 실시예 2(장식용 필름)의 반사율을 표시한 것이다. 실시예 2에 의해 밴드폭 70nm를 갖는 580nm 파장대역의 빛은 대부분 반사하고 그 이외의 빛은 대부분 투과하는 장식용 필름이 제조되었다.
광경화 반응을 위한 광개시제 시바가이즈의 IG127을 사용하고, 광조사는 고압수은등을 사용하였으며 가한 에너지는 UVA영역에서 500mJ/㎠ 이상이었다.
실시예 3
선택 반사의 중심파장이 560nm, 620nm인 우원편광을 반사하는 콜레스테릭 액정단량체와 선택 반사의 중심파장이 560nm, 620nm인 좌원편광을 반사하는 콜레스테릭 액정단량체 네 가지를 각각 PET 필름위에 5um 두께로 도포한 후 광조사하여 액정필름을 제조하였다. 사용된 콜레스테릭 액정단량체의 ΔN은 0.15가 되는 것을 사용하여 밴드폭이 약 55nm 되는 액정필름이다. 560nm 영역의 액정필름과 620nm 영역의 액정필름을 접착제를 사용하여 합지하면 중심파장 590nm, 밴드폭이 100nm이며 두께가 26um인 장식용 필름을 제조할 수 있다. 물론 각 액정필름을 합지할 때 베이스 필름을 제거하였다.
도 9는 실시예 3에 의해 제조된 장식용 필름의 반사 스펙트럼을 나타내는 그래프이며, 도 10은 투과스펙트럼을 나타내는 그래프이다. 도 9에서는 일점쇄선 그래프는 선택 반사의 중심파장이 560nm인 우원편광을 반사하는 액정필름, 점선 그래프는 선택 반사의 중심파장이 620nm인 우원편광을 반사하는 액정필름, 가는 실선 그래프는 중심파장이 560nm인 우원편광을 반사하는 액정필름과 중심파장이 620nm인 우원편광을 반사하는 액정필름을 합지한 필름 및 굵은 실선 그래프는 실시예 3의 장식용 필름의 반사율을 각각 나타낸다. 실시예 3에 의해 530nm에서 630nm에 해당하는 광대역의 파장대역을 대부분 반사하고 나머지 파장대는 대부분 투과하는 장식용 필름을 제조할 수 있다.
비교예
3M사에서 제조 및 판매하고 있는 '3M™ 다이크로익™ 필름'은 두께 110um이며, 도 11와 같은 투과 특성을 갖는다.
비교예에 따른 종래 장식용 필름은 수백 um의 두께를 갖는데 비해 본 발명에 제시된 실시예에 따른 장식용 필름은 두께가 수십 um로 형성할 수 있으므로 더 얇은 필름으로 제작되므로 작업 현장 등에 적용시 작업성이 뛰어남을 알 수 있다. 또한, 발명의 배경이 되는 기술 영역에서 기술한 바와 같이 종래 장식용 필름은 수백 장의 필름을 공압출을 통해 형성하는 공정을 적용하는데 비해 본 발명에 따른 장식용 필름은 베이스 기재 상에 코팅을 통해 액정 물질을 코팅하고 광경화시켜 필름을 형성한 후 형성된 액정필름을 접착제를 이용하여 합지하는 간단한 공정을 통해 제작 가능함으로써 제품 원가를 낮게 유지할 수 있는 이점이 있다.
본 발명에 따라 제작된 장식용 필름은 비교적 저급의 밴드차단 필터로도 사용될 수 있다. 비록 발명의 카테고리는 장식용 필름으로 표현되어 있으나 동일한 구성을 가지면서 유사한 기능을 제공하는 예를 들면 밴드차단 필터로도 해석되어져야 한다.
상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
1: 제1중심파장(λ1)을 중심으로 밴드폭 △λ1 범위의 우원편광을 반사하는 액정필름
2: 제1중심파장(λ1)을 중심으로 밴드폭 △λ1 범위의 좌원편광을 반사하는 액정필름
3: 등방성 투명 접착제
5: 제1중심파장(λ1)에서 λ/2 위상차 액정필름
7: 제2중심파장(λ2)을 중심으로 밴드폭 △λ2 범위의 우원편광을 반사하는 액정필름
10: 제3중심파장(λ3)에서 λ/2 위상차 액정필름
100: 장식용 필름

Claims (11)

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  6. 삭제
  7. 제3중심파장(λ3)에서 λ/2 위상을 지연시키는 위상차 액정필름과, 상기 위상차 액정필름의 서로 다른 면에 투명한 등방성 접착제에 의해 각각 접착되는 제1군 액정필름 및 제2군 액정필름으로 이루어지며,
    상기 제1군 액정필름은
    투명한 등방성 접착제에 의해 서로 접착 형성되는
    제1중심파장(λ1)을 중심으로 밴드폭 △λ1 범위의 우원편광을 반사하는 제1-1액정필름 및
    제2중심파장(λ2)을 중심으로 밴드폭 △λ2 범위의 우원편광을 반사하는 제1-2액정필름으로 이루어지고,
    상기 제2군 액정필름은
    투명한 등방성 접착제에 의해 서로 접착 형성되는
    제1중심파장(λ1)을 중심으로 밴드폭 △λ1 범위의 우원편광을 반사하는 제2-1액정필름 및
    제2중심파장(λ2)을 중심으로 밴드폭 △λ2 범위의 우원편광을 반사하는 제2-2액정필름으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 장식용 필름.
  8. 제3중심파장(λ3)에서 λ/2 위상을 지연시키는 위상차 액정필름과, 상기 위상차 액정필름의 서로 다른 면에 투명한 등방성 접착제에 의해 각각 접착되는 제1군 액정필름 및 제2군 액정필름으로 이루어지며,
    상기 제1군 액정필름은
    투명한 등방성 접착제에 의해 서로 접착 형성되는
    제1중심파장(λ1)을 중심으로 밴드폭 △λ1 범위의 좌원편광을 반사하는 제1-1액정필름 및
    제2중심파장(λ2)을 중심으로 밴드폭 △λ2 범위의 좌원편광을 반사하는 제1-2액정필름으로 이루어지고,
    상기 제2군 액정필름은
    투명한 등방성 접착제에 의해 서로 접착 형성되는
    제1중심파장(λ1)을 중심으로 밴드폭 △λ1 범위의 좌원편광을 반사하는 제2-1액정필름 및
    제2중심파장(λ2)을 중심으로 밴드폭 △λ2 범위의 좌원편광을 반사하는 제2-2액정필름으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 장식용 필름.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    제1중심파장(λ1) 및 제2중심파장(λ2)의 절대값은 관계식 2의 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 장식용 필름.
    관계식 2
    Figure 112020134441665-pat00009

    관계식 2에서 계수 k의 범위는 0.7 ~ 1.3임.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제3중심파장(λ3)은 제1중심파장(λ1)이 제2중심파장(λ2) 이하의 크기일 경우에는 관계식 3으로 결정되고, 제1중심파장(λ1)이 제2중심파장(λ2)보다 큰 값일 경우에는 관계식 4로 정해지는 것을 특징으로 하는 장식용 필름.
    관계식 3
    Figure 112020134441665-pat00010

    관계식 4
    Figure 112020134441665-pat00011

  11. 제10항에 있어서,
    상기 위상차 액정필름의 두께는 관계식 1에 따라 형성하는 것을 특징으로 하는 장식용 필름.
    관계식 1
    Figure 112020134441665-pat00012

    관계식 1에서 △N3은 제1중심파장(λ3)에서 복굴절율 차이임.
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