KR20070117159A

KR20070117159A - 광학특성과 내열성이 우수한 엠보 무연신 광학 필름

Info

Publication number: KR20070117159A
Application number: KR1020060050998A
Authority: KR
Inventors: 배중석; 김정열; 지성대; 조덕재; 김영한; 이상보; 장진
Original assignee: 주식회사 새 한
Priority date: 2006-06-07
Filing date: 2006-06-07
Publication date: 2007-12-12
Also published as: KR100850084B1

Abstract

폴리카보네이트와 폴리에스터의 특정한 비율로 블랜딩된 무정형 수지를 바탕으로 형성된 다층 구조의 광학 필름이 제공된다. 이러한 광학 특성이 뛰어날 뿐 아니라, 내열성 및 내흡습성이 우수하여, 실제 적용시 뛰어난 광학 특성이 유지될 수 있다. 또한, 무연신 필름으로서, 성형성이 우수하여, 별도의 이종 수지를 사용하지 않고 광학 특성에 맞는 광학 구조를 표면에 간단히 형성할 수 있고, 이는 생산성을 높이며 또한 별도의 성형 장치를 요하지 않기 때문에 생산비를 절감할 수 있다.

광학 필름, 무연신 내열성 필름

Description

광학특성과 내열성이 우수한 엠보 무연신 광학 필름 {EMBO Unstretched Optical Film with Superior Optical Properties and Heat Resistance}

도 1은 프리즘 구조에 따른 휘도 향상 원리를 나타내는 모식도이다.

도 2는 광확산판과 휘도 증강 필름을 투과한 빛의 시야각에 따른 빛의 세기를 나타내는 그래프이다.

도 3A는 본 발명의 일 실시예에 따른 광확산 필름을 나타내는 모식 단면도이다.

도 3B는 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도증강 필름을 나타내는 모식 단면도이다.

도 3C는 본 발명의 일 실시예에 따른 광확산 및 휘도증각 기능을 나타내는 복합 광학 필름을 나타내는 모식 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른, 인라인 압출 공정 상에서 광학 필름을 제조하는 공정을 도시한 도면이다.

도 5는 광학 필름을 제조하는 기존 공정을 도시한 도면이다.

본 발명은 평면 디스플레이 상에 적용되는 광학 필름에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 광원으로부터 빛을 받아 투과시키는 과정에서 광의 진행을 변경시켜 광학적 목적을 달성하는 것은 물론 광학 디스플레이 장치에서 우수한 광학특성을 나타내는데 필요한 충분한 물성을 가지는 무연신 광학 필름에 관한 것이다.

　　　　　　최근 퍼스널 컴퓨터, 텔레비전, 또는 휴대 전화의 표시장치로서 액정을 이용한 디스플레이가 다수 사용되고 있다. 이러한 발광장치로서 액정 디스플레이 방식은 다른 평판 디스플레이 방식과는 달리 액정 자체가 비발광 소재이므로 디스플레이 화면의 밝기를 향상시키기 위해서는 추가적인 발광 장치가 필요하다. 이러한 발광장치로서 대표적으로 백라이트 방식이 있다.

백라이트 방식의 디스플레이에서, 광원으로부터 나오는 빛의 진행 방향에 대하여 일정 각도를 가지고 빛을 확산시켜 주게 되면, 전체적인 화면 상에서 밝기(휘도)를 높여 줄 수 있어 이 분야에서는 광확산 판 등과 같은 광학 요소가 광범위하게 이용되고 있다.

최근, 중량과 크기에서의 감소, 및 밀도에서의 증가가 요구됨에 따라, 렌즈와 같은 광학 부분, 또는 무기 유리가 사용되어 왔던 백라이트, 도광판 및 기판과 같은 액정 디스플레이 부분과 같은 분야에 광학적으로 투명한 필름을 사용하여 왔다.

당연히 요구되는 성질로, 높은 투광성이 있다. 광학적 투명성에 더하여, 이러한 분야에 사용되기 위해서는, 그러한 광학 요소 특히 광확산판과 광확산 필름을 위시한 광학 필름은 여러 가지 다른 물성들, 예를 들어, 내열성, 내습성, 내화학 성, 치수안정성, 접착성, 기계적 강도 등에 있어서 또한 우수할 것이 요구되고 있다.

현재 액정 디스플레이의 백라이트 유닛에 사용되는 광학요소로서, 통상 광확산 (light diffusion) 판, 광확산 필름 및 휘도 증강 필름 (brightness enhancement film)이 도광판과 LCD 화면 사이에 개제되고 있다.

현재까지 사용되고 있는 광확산 방식은 크게 기재 표면상에 요철을 부여하는 표면확산 방식과 기재 내부에 확산제나 해도 구조를 포함하여 확산시키는 내부 확산 방식으로 나눌 수 있다.

표면 확산 방식 중에서도 기재의 표면에 직접, 프리즘 등의 요철을 형성하거나 표면 상에 확산층을 덧붙여 요철을 형성하는 방식으로 또한 나뉠 수 있다. 내부 확산 방식으로는 기재 내에 기재와 굴절률이 상이한 한 가지 이상의 확산제등을 포함하거나 해도 구조로 형성하는 방식으로 나뉠 수 있다.

광확산 필름은 통상 확산층을 가지는 표면 확산 방식이거나 내부 확산 방식의 구조를 가지는 반면, 휘도 증강 필름은 기재 표면 상에 축 방향으로 빛을 모으게 하는 구조를 가지고 있다.

이러한 광학 필름은 각종 디스플레이, 조명 기구 및 표시판 등에 시인성을 높이기 위해 사용되며, 이러한 광학 필름에 요구되는 특성 중 한 가지는 광 손실을 최소화시키는 것이다. 이것은 광학 필름의 경제적인 면에서 그리고 소재 개발 면에서 매우 중요한 일이다. 광 투과성이 높은 필름은 상대적으로 저 발광도 광원을 사용할 수 있게 하여 광원의 에너지 소비를 최소화하는 효과가 있다. 예를 들어, 높 은 광도의 광원을 사용하게 되면, 광원이 가격이 높아지게 되고 전체 생산비를 높이는 결과를 가져온다. 또한 통상적으로 높은 광도의 광원은 발열량이 높으므로, 더 높은 내열성의 광학 필름을 요구하게 된다. 따라서, 저 발열량의 광원을 사용하는 측면에서도, 광학 필름의 투과도는 매우 중요하다.

통상 백라이트 유닛에서 광확산 필름에 요구되는 투광도와 흐림도(haze)는 가시광선에 대하여 60% 이상의 총 투광량과 90% 이상의 흐림도가 요구되고 있다. 이러한 특성을 만족시키기 위해 광확산 필름은 일반적으로 표면 조도를 이용하여 수 많은 방향으로 굴절시키거나 분산시키는 면 확산 방식과 내재된 광분산 요소를 가지는 벌크 확산 필름 방식이 있다.

면 확산 방식의 확산필름은 공기에 노출된 거친 면을 사용하여 확산필름의 물질과 주위 매체 간의 굴절률 차이를 될 수 있는 대로 가장 크게 하는 것으로 입사광을 가장 큰 각도로 퍼지게 하기 위한 것이다. 예를 들어, 필름 표면에 요철을 형성함으로써 광 확산성이 부여되는 것이다. 요철이 폴리에스테르 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지 또는 폴리카보네이트 수지로 만든 투명 수지의 표면에 형성된 광확산 필름이 있다. 그러나, 오로지 엠보싱 또는 샌드 블래스팅에 의해 표면에 요철을 부여하는 것 만으로는 우수한 광 투과성 및 광확산성을 동시에 얻는 것이 어렵다. 또한 백라이트유니트 내의 온도가 일반적으로 80℃에서 90℃까지 올라가며, 습도가 높을 경우에는 형태변형이 심하게 일어날 수 있으므로 높은 내열성과 수분흡습율이 낮으면서도 광학특성이 우수한 재질이 사용하게 된다.

벌크 확산필름은 미세 입자와 같은 광확산제가 필름 내부에 분산되어 있는 것으로서, 통상 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트 등과 같은 수지로 만든 투명 수지에서, 탄산 칼슘, 이산화 티타늄, 유리 비드, 실리카 입자, 폴리스티렌 입자, 실리콘 수지 입자, 가교된 중합제 입자등이 분산된 광 확산판이 있다. 이러한 것은 일본 특허 공개 제 1-172801, 2-173701, 3-78701 등에 개시되어 있다.

플라스틱 또는 경화성 수지가 용매에 용해되어 있고 필름 표면에 코팅되어 있는 용액에 광 확산제가 분산되어 있는 것으로서는, 탄산칼슘, 실리카 입자, 아크릴 중합체 입자, 실리콘 수지 입자, 폴리스티렌 입자, 우레아 수지 입자, 폴리에틸렌 입자, 폴리카보네이트 입자, PVC 입자, 경화된 멜라민 수지 입자와 같은 미세 입자가 사용된 광 확산 필름이 있다. 이들은 일본 특허 공개 10172801, 6-138308, 7-209502, 7-218705, 9-113708, 11-160505에 개시되어 있다. 그러나, 상기 광확산 필름은 다음과 같은 문제점이 있다. 먼저, 탄산칼슘 및 실리카 입자와 같은 무기 입자의 밀도와 수지(바인더) 용액의 밀도에는 큰 차이가 있어서, 무기 입자는 침전하게 되고 그 결과 균일한 분산액을 얻는데 매우 어렵다. 플라스틱 입자는 정전기로 인하여 서로 뭉치는 경향이 있고, 그래서 분산 특성이 낮으며, 분산 반점이 야기되고, 입자 농도가 또한 낮아진다.

종래 광확산 필름은 기재층으로서 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에스터, 또는 폴리스티렌 계열 수지 등의 투명 수지로 만들어진다. 그러나, 이러한 중합체는 내열성, 등의 물성들이 부족하여 충분한 광학적 특성을 나타내는 데 어려움이 있을 뿐 아니라 광학 필름으로의 가공성이 부족하여 별도의 수지층을 요하는 단점이 있다.

예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이트는 뛰어난 투광성을 가지고 있으나 유리전이 온도가 낮아서 약 99℃의 고온에서의 사용하기 어렵기 때문에 상대적으로 적은 크기의, 즉 32인치 이하의 디스플레이에 적용되고 있다. 또한 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)는 흡수성이 높아서, 높은 습도에서는 확산성 저하를 가져올 수 단점이 있다. 밀폐공간인 백라이트 유닛 내의 고온에서 내흡습성이 낮은 수지의 경우는 형태 변형이 심하여 확산 필름으로서 사용이 불가하다. 그러므로 기본적으로 확산 필름용으로 사용되는 수지는 높은 내열성을 가지면서 수분 흡수율이 낮은 수지이어야 한다.

폴리메틸메타크릴레이트에 비하여 내열성이 높은 폴리카보네이트의 경우도, 유리전이 온도는 약 138-145℃로 매우 높아, 주로 32인치 이상에 적용되고 있지만, 투광성이 폴리메틸메타크릴레이트에 비해 다소 떨어지며, 흡수성이 높아 역시 문제점을 가지고 있다.

이러한 물성을 보완하기 위하여 폴리스티렌과 폴리메틸메타크릴레이트를 블렌드하여 흡수성을 보완한 수지(MS-600, Nippon Steel Chemical사 제품명)가 확산 필름 소재로 최근에 개발되어 일부 사용되고 있으나, 폴리카보네이트에 비해 유리전이온도가 낮아 내열성이 부족하며, 내흡습성 또한 만족할 만한 수준이 아니다.

또한, 부족한 내열성을 보완하기 위해, 통상 상기 수지들은 연신된 후 기재층으로 사용하게 된다. 연신하게 되면 내열성 등의 물성이 상당히 개선되지만, 그러나, 광학구조를 직접적으로 가공할 수 없게 되어 가공성을 부여할 이종의 수지를 필요로 하게 되고, 또한 이를 가공하는 장치를 필요로 하게 되어 설비 및 생산비 증가를 가져오게 된다.

따라서, 여전히 평판 디스플레이 장치에 적절히 사용할 수 있는 우수한 광학적 특성과 물성을 가지는 소재가 요구되고 있고, 광확산 성질을 포함한 UV 내구성, 치수안정성 및 내스크래치성등과 같은 기계적 성질 및 성형성이 우수한 광학 필름 개발이 디스플레이 업계에서 절실히 요구되고 있다.

광학 필름 중, 휘도 증강 필름은 백라이트 유닛에서 굴절과 반사원리를 이용하여 휘도를 향상시키는 것으로, 휘도 증강 필름의 효과는 더 큰 각도에서 나오는 빛의 양을 줄임으로써 디스플레이의 축 상에 대하여 적은 각도로 나오는 빛의 양을 증가시키기 위한 것이다.

통상, 이러한 휘도 증강 필름은 표면에 요철 구조를 부여함으로써 제조된다. 이러한 구조는 통상 단일 프리즘 형태의 단면으로 구성되어 있는 것과 두 가지 이상의 프리즘 단면으로 구성된 것이 있다. 프리즘은 또한 한 변에 걸쳐 연결된 형태이거나, 개별 피라미드 형태로 있을 수 있다. 통상 백라이트 유닛에서 휘도 증강 필름은 약 25-40%의 휘도 향상 효과가 있는 것으로 알려져 있다.

이러한 프리즘 구조에 따른 휘도 향상 원리가 도 1에 도시되어 있다. 도 1에 나타난 바와 같이, 광원에서 나오는 빛은 필름 내에서 진행되다가 공기와 맞닿는 부분에서 입사각에 따라서 내부로 반사되거나, 외부로 확산되거나 또는 일정 방향으로 굴절시켜 진행하게 한다. 예를 들어, 필름 내부에서 시자 (viewer)를 향하여 진행하는 빛은 시야 콘 (viewing cone) 안에서 법선 방향에 대하여 35도까지의 빛을 굴절시키며, 35도보다 큰 빛은 반사되고 적절한 각도가 될 때까지 빛이 하부의 내부 반사판을 거쳐 순환되게 된다. 즉, 이러한 프리즘의 구조상 광원에서 확산되어 오는 빛을 수직으로 세워주는 역할을 하게 되는 것이다. 이러한 구조들은 미국 특허 US 5735590, US 5521797, US2004/00105251, 및 EP0588504호에 개시되어 있다.

도 2는 광확산판과 휘도 증강 필름을 투과한 빛의 시야각에 따른 빛의 세기를 표시한다. 도시된 바와 같이, 광확산판을 투과하게 되면 빛의 분산이 이루어져 시야각에 따른 빛의 강도가 고르게 분포된다. 이와는 달리, 프리즘 형상의 휘도 증강 필름을 투과하게 되면 말단 부위의 빛의 양을 중심부로 이동시켜 중앙 부분의 빛의 양이 증폭되는 효과를 나타내게 된다.

거의 모든 종래의 휘도 증강 필름은 통상 연신 필름, 예를 들어 연신 PET 필름을 중심층으로 하고, 이의 상면에, 프리즘 구조를 가지는, 예를 들어, 아크릴 수지의 박층이 형성되어 있다. 이를 제조하기 위해서, 기본적으로 롤 상에서 아크릴 수지에 프리즘 구조를 형성함과 동시에 연신필름에 코팅하거나, 또는 롤 상에서 연신 필름에 코팅된 아크릴 수지에 프리즘 구조를 형성하는 방식을 취한다. 또한, 프리즘 구조의 정확한 형상을 위해 프리즘 구조를 형성한 후 프리즘 구조가 붕괴되지 않도록, 이를 경화시키는 방법을 취한다. 통상 UV 경화성 아크릴 수지를 사용하여 이의 목적을 달성하게 된다.

전술한 바와 같이, 종래에는 휘도 증강 필름뿐 아니라 광확산 필름과 같은 광학 필름에 통상 연신 필름, 즉 연신 PET 필름을 사용하고 있다. 이는 연신함으로써 얻어지는 장점, 즉 표면 경도, 강도, 내열성 등의 물성에서의 향상됨을 이용하기 위한 것이다. 하지만, 연신될 때 나타나는 PET 필름의 단점, 즉 투광성, 광 분 산성 등의 광학적 특성, 및 내충격성, 연성, 성형성 등의 물성에서 단점을 나타내고 있다.

중심(core)층과 프리즘 구조의 표면(skin)층으로 구성되는 휘도 증강 필름의 경우, 예를 들어, 중심층으로서 연신 PET 필름을 사용하며, 연신 PET 필름의 낮은 성형성으로 인하여 아크릴 수지층을 표면층으로 이용하고 있다. 전술한 바와 같이, 통상 UV 경화성 아크릴 수지를 이용하여 프리즘 구조를 롤 상에서 형성한 후 UV로 경화시켜 프리즘 구조를 정착시키는 방법을 이용한다.

비록 뛰어난 투광성을 보이나, 전술한 바와 같이, 아크릴 수지는 낮은 유리전이 온도, 내습성, 치수안정성 등의 단점으로 광학 필름의 적용에 어려움을 겪고 있다.

또한, 예를 들어, 연신 PET의 중심층과 UV 경화성 아크릴 수지의 표면층으로 구성되는 휘도 증강 필름 또는 광확산 필름과 같이, 성형성을 부여하기 위하여 이종(異種)의 수지를 표면층으로 사용하여 구성되는 다층 구조의 광학 필름은 표면층에 프리즘 구조와 같이 광학적 구조를 형성하기 위해 별도의 장치가 필요하다.

도 5를 참조하면, 광학 필름을 제조하기 위한 장치가 도시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 예를 들어, UV 경화성 수지를 사용하는 경우, PET를 T-다이로부터 압출하여 칼렌더 롤 등을 거쳐 연신한 후 그라비어 롤에서 UV 경화성 수지, 예를 들어 아크릴 수지를 PET에 코팅한다. 이후, 후속적으로 설치된 프레스 롤에서 광학 구조를 코팅된 UV 경화성 아크릴 수지층에 형성하고, UV 경화를 위한 UV 광원이 설치된 경화 대역으로 진행되게 된다. 이는 코팅, 코팅물에 대한 프레스 가공, 및 UV 경화를 위한 장치가 별도로 필요하게 되며, 이의 유지에 또한 비용이 소요하게 되어, 결국 생산비의 증가를 가져오게 된다.

이와 같이, 연신 필름을 사용하는 경우, 광학 구조를 부여하기 위해 가공성이 보장된 무연신 상태의 표면층이 필요하게 되고 이는 연신 필름과는 다른 가공 방식을 요구하게 된다. 결과적으로, 별도의 공정 과정이 사용되게 되므로, 생산비 증가의 문제점을 낳게 된다.

따라서, 투광성, 광분산성 등과 같은 광학적 특성뿐 아니라 내열성, 내습성, 내충격성, 성형성 등과 같은 물성이 우수한 광학적 필름이 요구되고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 기존의 연신 폴리에스테르 필름의 생산성을 유지하면서 보다 우수한 광학 특성 및 물성을 가진 무연신 광학 필름을 제공하는 것이다.

　　　　　　　　본 발명의 다른 목적은 상기 무연신 광학 필름을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

　　　　　　　본 발명에 일 관점에 따른 목적은 중심층 및 중심층의 적어도 일면에 표면층을 가지는 다층구조의 광학 필름에 있어서, 상기 중심층은 폴리카보네이트 및 코폴리에스터 블렌드물의 무정형 수지로 구성되고, 표면층은 중심층보다 유리전이 온도가 높은 필름으로 구성되는, 무연신 광학 필름을 제공함으로써 달성될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 관점에 따른 목적은 T-다이에서 유리전이 온도가 상이하고, 폴리카보네이트 및 코폴리에스터로 제조된 무정형 수지 및 유리전이온도가 더 높은 수지로 구성되는 다층 구조물을 무연신 필름으로 공압출하는 단계, 소정의 광학 구조가 인각된 칼렌더 롤 상에서 상기 유리전이온도가 수지층 상에 요철구조를 형성하는 단계, 상기 요철 구조를 일정 온도에서 급냉시켜 고형화하는 단계, 및 상기 요철 구조가 형성된 수지층 이외의 층을 상기 급냉 온도보다 높은 온도로 유지시켜 인출하는 단계를 포함하는, 인라인 압출 공정 상에서 표면 패턴을 가공하는, 광학 필름의 제조 방법을 제공함으로써 달성된다.

대면적 화면 또는 높은 광도의 광원을 필요로 하는 디스플레이의 경우, 이에 사용되는 광학 필름은 높은 내열성을 가질 것을 요구한다. 이와 관련하여 또한 요구되는 물성으로서, 내흡습성이 고려된다. 수분 함량이 많을수록, 광학 필름은 고온에서 형태 변형을 더 심하게 겪기 때문에, 우수한 내흡습성이 요구된다. 또한 표면층에 가공하에 광굴절융의 변화를 꾀하는 광학 필름의 경우 우수한 성형성이 또한 요구되고 있다. 결론적으로, 광확산 필름, 휘도 증강 필름 등과 같은 광학 필름에 사용되기 위해서는 이러한 물성들을 모두 만족시키면서 광학 특성이 우수한 범용수지가 개발되어져야 된다.

　　　　　　　　본 발명에서 개발되어진 광학 필름의 물성은 2.0 mm 두께 기준으로 90% 이상의 투광도(TT) 1.0% 미만의 헤이즈(haze)를 가지며, 105-170℃의 유리전이 온도, 및 0.09-0.30 중량%의 흡수성을 가진다.

　　　　　　　　본 발명의 한 구체 예에 따라서, 개발하고자 하는 수지의 조성은 코폴리에스터와 폴리카보네이트의 블렌드 또는 조성물로 제조할 수 있으며 구체적인 배합 비율은 전체 중량 기준으로, 폴리카보네이트는 10 내지 90 중량% 및 코폴리에스터 는 10 내지 90 중량%를 포함할 수 있다.

　　　　　　　　본 발명에서 사용되어지는 폴리카보네이트계 수지는 임의의 폴리카보네이트를 사용할 수 있으며,　바람직하게는 방향족 폴리카보네이트이며 더욱 바람직하게는 비스페놀-A[2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판]을 포함하는 폴리카보네이트이다.

　　　　　　　　코폴리에스터에 관해서는, 산 성분으로서, 테레프탈 산, 나프탈렌디카르복실 산, 시클로헥산디카르복실 산 또는 이의 혼합물이 사용될 수 있고, 글리콜 성분으로는 에틸렌 글리콜 및 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM)이 사용될 수 있다. 적절한 코폴리에스터의 예는 폴리(1,4-시클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트) (PCT), 폴리(1,4-시클로헥실렌디메틸렌 나프탈렌디카르복실레이트) (PCN), 폴리(1,4-시클로헥실렌디메틸렌 1,4-시클로헥산디카르복실레이트)(PCC)가 사용될 수 있다.

　　　　　　　　상기 투명 지지층에 사용될 수 있는 코폴리에스터와 폴리카보네이트의 블렌드 또는 조성물은, 조성물 총 중량 기준으로 폴리카보네이트를 10 내지 90 중량%, 및 코폴리에스터를 10 내지 90 중량% 포함할 수 있다. 이때, 코폴리에스터 산성분으로서, 디카르복실산 총 몰%를 100 몰%로 할 때, 테레프탈산, 나프탈렌디카르복실 산, 1,4-시클로헥산디카르복실 산 및 이의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된 산 성분 65 내지 85 몰%, 이소프탈 산 15 내지 35 몰%, 및 4-40개 탄소 수를 포함하는 다른 디카르복실산 0 내지 20 몰%를 포함하고, 글리콜 성분으로서, 글리콜 단위의 총 몰%를 100 몰%로 기준할 때, 1,4-시클로헥산디메탄올 80 내지 100 몰%와 탄소수 3-13의 다른 글리콜 유니트 0 내지 20 몰%를 포함한다.

　　　　　　　　또 다른 관점에서, 상기 투명 지지층에 사용될 수 있는 코폴리에스터와 폴리카보네이트의 블렌드 또는 조성물은, 조성물 총 중량 기준으로 폴리카보네이트를 10 내지 90 중량%, 및 코폴리에스터를 90 내지 10 중량% 포함할 수 있다. 이때, 코폴리에스터 산 성분으로서, 디카르복실산 총 몰%를 100 몰%로 할 때, 테레프탈산, 나프탈렌디카르복실 산, 1,4-시클로헥산디카르복실 산 및 이의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된 산 성분 80 내지 100 몰% 및 4-40개 탄소 수를 포함하는 다른 디카르복실산 0 내지 20 몰%를 포함하고, 글리콜 성분으로서, 글리콜 단위의 총 몰%를 100 몰%로 기준할 때, 에틸렌글리콜 1 내지 60 몰%, 1,4-시클로헥산디메탄올 40 내지 99 몰% 및 탄소수 3-13의 다른 글리콜 유니트 0 내지 20 몰%를 포함한다.

사용될 수 있는 코폴리에스터와 폴리카보네이트의 블렌드 또는 조성물은 미국 특허 공개 2002/0082360, 2002/0086953 및 2003/0187151에 상세히 개시되어 있다.

본 발명에 따른 광학 필름은 코폴리에스터와 폴리카보네이트의 블렌드 (이하 'HR 수지'로 지칭) 의 무연신 필름층을 적어도 한층 포함하는 다층구조이다.

광학 필름에서의 광확산성은 빛이 상이한 매질을 통과할 때 굴절률의 차이를 이용하는 것이거나, 또한 다른 매질과의 경계를 통과할 때 광의 입사각 또는 출사각을 변형시킴으로써 실현된다.

광확산 필름 등의 광확산성을 극대화시키기 위하여 본 발명에서 기술하는 소재의 굴절률과 투과율을 고려한 다양한 입자를 검토하여 적용하였으며, 선정된 입자의 입자 크기와 굴절률 차를 이용하여 백라이트 유닛 조립 후 휘도가 극대화 되 어질 수 있도록 하였다.

　　　　　　　　광확산 입자는 입자를 포함하는 바인더(수지)와 상용성이 좋아야 하기 때문에 소재와 굴절률이 유사한 유기 입자 및 굴절율이 낮은 구형태의 실리콘 입자를 검토하여 사용하였으며, 소재 굴절률이 1.50-1.80사이 무기입자도 사용가능하다.

　　　　　　　특히, 사용되어지는 입자의 선정은 소재와의 굴절율 차가 0.1에서 0.2정도가 되어지는 구형태의 입자가 차폐성을 높여 휘선보임 등의 문제 해결에 유리하고, 상대적으로 적은 입자량으로 확산효과를 극대화 할 수 있기 때문에 매우 유리하다.

　　　　　　　　사용되는 확산제 입자의 굴절률은 소재와 굴절률과 차이가 클수록 광확산 효과를 증진시키지만, 굴절률차가 너무 크게 되면, 휘도를 높이는 측면에서는 불리하기 때문에 적절한 굴절률 차를 확보하고 때로는 소재와 유사한 굴절률 입자와 굴절률차가 큰 입자를 조합하여 사용하는 것이 바람직하다

　　　　　　　　본 발명에서는 사용될 수 있는 광확산 입자는 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 노말부틸메타크릴레이트, 노말부틸메틸메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 히드록시에틸메타크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트, 히드록시에틸아크릴레이트, 아크릴아미드, 메타롤아크릴아미드, 글리시딜메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 노말부틸아크릴레이트 및 2-에틸헥실아크릴레이트에서 선택된 단량체의 단독중합체, 공중합체 또는 삼원공중합체, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 아크릴과 올레핀계의 공중합체로 만든 비드 및 실리콘계 구형입자 등을 사용할 수 있다.　 바람직하게는 상기 소재중에 굴절률 차가 0.1에서 0.2정도인 1마이크론에서 10마이크론 사이의 구형입자이다. 이러한 굴절율차를 가지는 구형 유기 입자들은 본 발명에서 사용되고 있는 소재의 밀도 (약 1.10 내지 1.30 g/cm3)와 유사한 밀도들 가지기 때문에 수지 내에서 용이하게 분산될 수 있다.

　　　　　　　　본 발명에서 사용되는 광확산 입자는 종류 및/또는 크기에서 상이한 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 단일 종류보다는 굴절률의 차이가 있는 2 종 이상의 입자를 혼합 사용하여 광확산 효율을 높일 수 있다. 또한 유사한 굴절률을 가지면서 크기가 다른 입자를 사용하여 광확산 효율을 높일 수 있으며, 또한, 다공성(Hollow) 입자를 적용함으로써 백라이트 유닛 조립 후 광확산 효율을 극대화 하면서 휘도를 높일 수 있다.

　　　　　　　　균일한 입도의 입자를 사용하면, 소정의 광확산 효과를 내기 위해서는 많은 양의 입자가 필요하고 이는 경제적 비효율뿐 아니라, 전체 투광도를 저하시키는 결과를 가져온다.

　　　　　　　　본 발명에서의 한 구체 예에 따라서, 광확산 입자의 크기가 20 내지 30 미크론과 1-15 미크론 두 종류 크기의 입자를 사용하여 입자의 함량을 줄이면서 광확산 효과를 증대시킬 수 있다.

　　　　　　　　광확산 입자는 바인더 총 중량을 기준으로 0.5 내지 30 중량%, 바람직하게는 1 내지 15 중량%로 사용한다. 예를 들어, 0.5 중량% 이하일 때는, 소정의 광확산 효과를 얻을 수 없다. 한편으로, 30 중량%를 넘을 때는 광투과율이 저하되며 입자의 분산성이 저하되어 균일 입자 분산을 얻을 수 없다.

본 발명의 다른 구체 예에 따라, 또한 광확산성을 부여함과 동시에 표면경도 를 증가시킬 수 있는 방법으로 광확산 필름 외부 표면상에 요철을 형성시킨다. 이는 예를 들어 매트(matte) 롤 가공으로 이룰 수 있다. 매트 롤 가공은 확산 필름의 표면층 중 일 면 또는 양 면에 실시할 수 있다.

　　　　　　　　광확산 입자와 더불어, 매트 처리된 표면은 광확산판의 굴절률을 더욱 향상시키며 따라서 극대화된 확산효과를 나타낸다. 결국, 광확산 입자의 함량을 최소화하여, 비용을 절감할 수 있는 효과를 가져온다. 또한, 매트 롤에 가공된 표면형상에 따라 외부 Scattering 효과를 동시에 가져가면서, 렌즈효과도 동시에 얻을 수 있기 때문에 휘도를 증가시키는 효과도 얻을수 있다.

본 발명에 있어서, 광확산 필름의 광학특성을 유지하면서 표면경도를 향상시킬 수 있는 또 다른 방법으로 경질 탄산칼슘 입자, α-알루미나 입자, 탄산칼슘, 구형 실리카 입자와 같은 모스(Mohs)경도가 3이상인 무기계 입자를 5마이크로 이하로 하여 폴리머 압출시 표면층에 균일하게 분산 투입함으로써 표면경도를 높일 수 있다. 특히 본 발명에서 표면경도를 높이기 위하여 사용하는 고경도 무기입자의 평균입경은 0.005미크론(㎛)에서 5미크론 이며, 바람직하게는 0.01미크론(㎛)에서 3미크론이 적합하고, 소재에 대하여 0.1중량%에서 15중량% 이내로 투입한다. 사용하는 무기입자의 평균입경이 0.005마이크로(㎛)이하이면, 입자 분산성이 떨어져 균일하게 표면에 분산시키기가 어려우며, 또한 표면 조도형성이 어려워 마찰계수를 낮추는 효과가 떨어지기 때문에 내스크래치 개선효과가 현저히 떨어진다. 이와 반대로 5미크론(㎛) 이상을 사용할 경우에는 광학특성이 떨어지기 때문에 사용하는 입자크기의 제약이 많이 따른다. 그리고 투입량에 대해서도 0.1중량% 이하로 투입할 경우에는 표층에 대해서 분산이 용이하지 않고 조도형성 효과가 떨어지기 때문에, 표면경도 개선효과가 떨어지고, 15중량% 이상을 투입할 경우에는 광학특성이 현저하게 저하되어 BLU상의 휘도가 떨어지는 단점이 있다.

　　　　　　　　본 발명에 있어서, 표면경도를 높이기 위하여 상기 언급된 무기입자를 투입할 시에 유기활제를 0.01중량%에서 15중량% 범위 내에서 혼합 투입할 경우 표면 마찰계수를 줄여서 표면의 내스크래치성을 향상효과를 극대화할 수 있다.

본 발명에 있어서, 광학 필름은 단층 및 다층 구조일 수 있다. 추가적인 물성과 기능성을 부여할 수 있기 때문에 다층구조가 유리할 수 있다. 예를 들어, UV 차단 및 제전 특성을 다층구조의 표면 층에 부가할 수 있으며, 표면경도를 높이기 위하여 UV 차단제와 제전제 등의 첨가제를 혼합하여 사용할 수 있다.

도 3을 참조하면 본 발명에 따른 다양한 구조의 광학 필름을 나타내는 모식도이다.

도 3A는 본 발명의 일 구체예에 따른 확산 필름 구조를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 광확산 필름(10)은 투명 중심층(11)과 투명 중심층의 양면에 적층된 표면층(12, 13)을 포함하는 라미네이트 구조이다.

광확산성을 부여하기 위해, 상술한 바와 같이, 하나의 표면층 (12) 에 예를 들어, 매트 롤 가공 처리하여 요철 형상을 형성한다. 도면에서는 반원 형상으로 도시되었지만, 여러 가지 형상, 예를 들어, 사각형살 일 수 있다. 요철이 부여된 표면층은 백라이트 광원과 반대면으로 향하게 된다.

도시된 바와 같이 상기 광학 필름에서, 광확산 역할을 하는 전술한 광확산 입자(14)는 투명 중심층(11)에 분산되어 있다.

상기 확산 필름의 구조 및 두께는 디스플레이 크기 및 목적하는 투과율과 헤이즈에 따라 다를 수 있고, 통상 디스플레이 크기에 따라 100 내지 250 미크론 두께로 적용된다. 표면층은 확산판의 물성 및 확산판의 황변 방지를 위한 자외선 차단기능 및 먼지 흡착방지를 위한 제전기능을 부여하는 첨가제를 투입할 수 있으며, 제품 특성에 따라 10 내지 30 미크론 두께 범위를 가질 수 있다.

본 발명에 있어서, 표면층은 폴리에스터, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리스티렌과 폴리메틸메타크릴레이트의 블랜드, 또는 폴리에스터와 폴리카보네이트의 블랜드로 제조될 수 있다.

　 본 발명의 광확산 필름에 기능을 부여하기 위해서, 상기 표면층은 다양한 첨가제를 포함할 수 있다. 예를 들어, UV 차단제, 제전제, 대전방지제 및 표면경도 개선을 위한 무기입자 등을 유기 활제와 같이 표면층에 첨가할 수 있다. 이러한 혼합 첨가제의 양은 표면층 중량을 기준으로 약 2 내지 10중량% 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 2 중량% 이하로 사용하는 경우, 목적하는 물성을 나타낼 수 없고, 반대로 10 중량%을 넘어서는 경우, 전체적인 투광도 및 광확산 효율을 저하시킨다.

본 발명에 따른 폴리에스테계 수지와 폴리카보네이트계 수지의 블렌드시 수지의 황변 현상이 나타나므로, 이러한 문제점을 개선하기 위하여 포스페이트계 열안정제를 사용하기도 하며, 내열성 및 내흡습성을 제어하기 위하여 각각의 수지 함량을 변형시킬 시에는 상기 열안정제의 함량을 0.01내지 5.0wt%내에서 적절하게 조 정할 수 있다.

　　　　　　　　본 발명의 다른 구체예에 따라서, 무연신 HR층을 중심(core)층에 가지는 이층 이상의 다층 구조를 가지는 휘도 증강 필름이 제공된다.

도 3B는 본 발명에 바람직한 일 실시예에 따른 무연신 HR 필름층을 사용한 휘도 증강 필름(20)을 나타내는 모식도이다. 도 3B에 도시된 바와 같이, 상기 휘도 증강 필름은 무연신 HR 수지로 구성된 중심층(21), 중심층의 양면에 각각 형성된 무연신 HR 표면층 (22, 23)을 포함하고, 표면층 중 하나는 요철형상을 구비하고 있다. 요철 형상은 예를 들어, 프리즘 구조일 수 있다.

본 발명의 다른 구체예에서, 상기 표면층은 아크릴 수지로 형성된다. 상기 아크릴 수지는 UV 경화성 수지이다. 이는, 후술하는 바와 같이, 표면층에 요철 형상을 부여한 후, 요철 형상을 붕괴시키지 않고, UV로 경화시켜 요철 형상을 확립하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 구체예에 따라서, 상기 광학 필름은 광확산과 휘도 증강 기능을 복합적으로 나타내는 복합 필름일 수 있다. 이러한 필름의 구조가 도 3C에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광학 복합 필름(30)은 무연신 HR 수지로 형성된 중심층(31) 및 무연신 HR 수지로 형성된 표면층(32, 33)로 구성되며, 중심층(31)에는 상술한 바와 같이, 광확산 입자를 내부에 포함하며, 하나의 표면층은 세로 반경이 가로 반경보다 큰 반타원형 요철형상이 구비되어 있다.

본 발명의 광학 필름에 있어서, 상기 표면층은 중심층보다 높은 유리 전이 온도를 가지는 무연신 수지로 구성되며, 폴리에스터, 폴리카보네이트, 폴리메틸메 타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리스티렌과 폴리메틸메타크릴레이트의 블랜드, 및 폴리에스터와 폴리카보네이트의 블랜드로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다.

본 발명의 바람직한 구체예에서,상기 무연신 수지층은 아크릴 층 또는 무연신 HR 층으로 구성된다. 무연신 HR 층으로 표면층을 구성할 경우, 본 발명에 따른 필름의 다층 구조에서 중심층과 표면층을 구성하는 무정형 HR 수지에서의 유리 전이 온도 차이는 HR 수지를 구성하는 폴리카보네이트와 폴리에스터의 혼합비를 조정함으로써 실현될 수 있다. 일반적으로 중심층은 폴리카보네이트 수지를 60내지 90 중량% 와 코폴리에스테르 수지를 40 내지 10중량%가 되로록 배합하여 유리전이온도를 120도에서 135도 이내에서 조정하고 표면층은 폴리카보네이트 수지를 80내지 95중량 % 와 코폴리에스테르 수지를 5내지 20중량%로 배합하여 유리전이 온도를 130도에서 155도 이내에서 조정하여 공압출하여 다층 필름으로 설계하게 되면 표면층의 높은 유리 전이 온도는, 후술하는 바와 같이, 표면층에 칼렌더 롤 상에서 요철 형상을 부여할 때, 높은 표면층의 유리 전이 보다 상대적으로 훨씬 낮은 칼렌더 롤의 온도에 의해 급냉 효과를 부여함으로써 요철 형상을 목적하는 디자인으로 형성하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 관점에 따라서, 무연신 HR 층을 중심층으로 사용하는 것을 포함하는, 인라인 압출 공정 상에서 광학 필름 제조하는 방법을 제공한다.

　　　　　　　　도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 일 구체예에 따라서, 인라인 압출 공정 상에서 광학 필름을 제조하는 방법이 예시되어 있다. 도면에서 나타난 바와 같이, 상대적으로 낮은 유리 전이 온도의 무정형 HR 수지로 제조된 중심층 및 상대적으로 높은 유리 전이 온도의 무정형 수지로 제조된 표면층으로 구성되는 무연신 이중 층 구조가 T-다이에서 필름 상으로 공압출된 후, 소정의 광학 구조, 예를 들어, 프리즘 구조가 표면에 인각된 칼렌더 롤(2)에서 표면층에 프리즘을 가공한다. 이때 칼렌더 롤의 온도는 상기 중심층과 표면층의 온도보다 낮다. 또한 표면층의 유리 전이 온도가 중심층의 유리 전이 온도보다 상당히 높기 때문에, 칼렌더 롤 표면 상에서 프리즘 구조를 형성할 때 급냉 효과를 나타내어, 표면층의 프리즘 구조를 확고히 하는 효과를 또한 얻을 수 있다. 더욱이, 롤(3)의 온도를 높여주면, 상대적으로 유리전이 온도가 낮은 중심층의 잔류 스트레스를 제거해 줄 수 있기 때문에 형성되는 광학 필름의 컬을 방지하는 효과를 줄 수 있다. 본 발명에 따라서 후술하는 바와 같이 롤 들은 소정의 온도를 가진다.

상기 표면층은 무연신 필름으로 구성되기 때문에 종래의 연신 필름보다 성형성이 훨씬 뛰어나다. 따라서, 도시된 바와 같이, 본 발명의 광학 필름을 제조하는 방법은 종래의 방법과 달리, 별도의 코팅 장치, 프레스 장치 및 경화 장치를 필요로 하지 않고, 간단하게 칼렌더롤 상에서 이루어 질 수 있다.

　　　　　　　　본 발명에 있어서, 당해 분야의 기술자는 상기 아크릴 표면층에 형성하는 구조가 프리즘 구조뿐 아니라, 임의의 요철 형상, 예를 들어, 매트롤 구조, 엠보싱 구조, 등이 될 수 있음은 명백한 것이 될 것임이 분명하다.

　　　　　　　　따라서, 본 발명의 바람직한 관점에 따라서, T-다이에서 유리전이 온도가 상이한 무정형 HR 수지들로 구성되는 다층 구조물을 무연신 필름으로 압출하는 단계, 칼렌더 롤 상에서 상기 다층 구조 무연신 필름의 적어도 하나의 무연신 표면층 상에 요철구조를 형성하는 단계, 상기 요철 구조를 일정 온도에서 급냉시켜 고형화하는 단계, 및 상기 요철 구조가 형성된 표면층 이외의 층을 상기 급냉 온도보다 높은 온도로 유지시켜 인출하는 단계를 포함하는, 인라인 압출 공정 상에서 표면 패턴을 가공하는, 광학 필름의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 상기 바람직한 구체예에서, 상기 다층 구조의 광학 필름은 중심층과 표면층으로 구성되는 이층 구조일 수 있다. 여기서, 중심층은 유리 전이 온도가 100 내지 120℃의 범위인 무연신 HR 수지로 형성되고 표면층은 유리 전이 온도가 135 내지 200℃의 범위인 무연신 HR 수지로 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 구체예에서, 상기 요철 구조를 형성하는 단계 및 고형화하는 단계는 하나의 단계로 실행될 수 있고, 여기에서 상기 칼렌더 롤의 온도는 70 내지 80℃로 설정된다. 이러한 온도에서, 압출된 표면층은 급냉되게 되고, 이때 상기 칼렌더 롤에서 형성된 광학 구조 패턴은 고형화되는 효과를 나타낸다.

다른 구체예에서, 또한, 표면층에 광학 구조를 형성한 후 중심층은 80 내지 100℃의 온도로 인출된다. 상기 중심층은 유리전이 온도가 전술한 바와 같이, 표면층보다 낮아서, 상대적으로 높은 온도로 인출되며 이는 잔류 스트레스를 제거하는 효과가 있다. 또한 잔류 스트레스가 상대적으로 적어진 상기 중심층은 또한 표면층 보다 두껍기 때문에 전체적인 필름의 컬 (curl)이 방지되는 효과를 나타낼 수 있다.

　　　　　　　　이하 예시적이지만 한정적이지 않은 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

〔 실시예 1 〕

1,4-시클로헥산디카르복실산을 주성분으로 하는 폴리에스테르계 수지와 비스페놀-A[2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판]을 포함하는 폴리카보네이트계 수지를 10:90 비율로 배합하고 (청구범위와 다르게 됩니다. 상세한 설명에서 언급되는 부분이 있기는 합니다. 이것에 대한 명확한 입장이 필요합니다.) 포스페이트계 열안정제를 전체 함량에 대하여 0.3 wt%가 되도록 블렌딩하였다. 블렌드한 수지에 광확산 효과를 주기위하여 메타크릴레이트계 및 실리콘계 입자를 투입하였다. 메타크릴레이트계 유기입자는 굴절률 1.49이고 평균직경 8 미크론을 가지며, 전체 수지에 대하여 0.20 wt% 투입하였다. 실리콘계 입자는 굴절율이 1.42를 나타내는 것을 사용하였고, 평균 입경이 2.0미크론인 것은 전체수지에 대해 2.20wt%, 평균입경이 1.5미크론인 것은 전체수지에 대해 0.50wt%로 균일 분산 투입하였다. 이 후, 조성된 수지를 270℃에서 트윈 스크루 공압출 설비를 통해 200㎛ 두께의 무연신 상태의 필름을 제조하였으며, 압출되어진 폴리머를 냉각 시키는 카렌타롤 표면에 직경이 10㎛이고 높이가 5㎛인 반구형태의 문양이 균일하게 임각시킴으로써 필름표면에 매트형태의 패턴이 인쇄되어지도록 하였다.

얻어진 광확산 시트를 일본 NIPPON DENSHOKU 300A 분석설비를 활용하여 ASTM D1003 방법으로 투과율(TT)과 흐림도(Haze)에 대하여 측정하였다. 광확산 특성을 평가하기 위하여 독일 BYK Gardner사 Haze-gard plus 4725 분석설비를 활용하여 ASTM D1044 분석방법에 따라서 광확산도(Clarity)를 측정하였다. 수지의 내열성 및 내흡습성은 각각 ASTM D 648과 ASTM D 570에 의거하여 분석하였다. 제조된 시트를 태산LCD(백라이트 유닛 제조업체)에서 생산되어지는 LTA260W2-L6(모델명)에 장착하고, CCFL의 전압을 16.5V, Dimming값 2.8V 조건하에서 TOPCON사의 BM-7을 장착한 스테이지에서 휘도를 측정하였고, 백라이트 유닛(Back light unit) 내에서 굽힘이나 이그러짐 등의 형태안정성을 상, 중, 하로 평가하였다. UV 내구성은 355nm 자외선 램프의 출력을 130mW로 하여 10cm높이에서 10분간 조사시킨후, YI(Yellow Index)를 NIPPON DENSHOKU 300A 분석설비를 이용하여 측정하여, 초기치와의 차이로 황변도를 평가하였으며, 상기 측정 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

〔 실시예 2 〕

실시예 1에서 1,4-시클로헥산디카르복실산을 주성분으로하는 폴리에스테르계 수지와 비스페놀-A[2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판]을 포함하는 폴리카보네이트계 수지를 30:70 비율로 배합한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하였고, 물성결과는 표 1에 나타내었다.

〔 실시예 3 〕

실시예 1에서 1,4-시클로헥산디카르복실산을 주성분으로하는 폴리에스테르계 수지와 비스페놀-A[2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판]을 포함하는 폴리카보네이트계 수지를 50:50 비율로 배합한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하였고, 물성결과는 표 1에 나타내었다.

〔 실시예 4 〕

실시예 1에서 굴절률 1.49인 8미크론 메타크릴레이트계 입자를 단독으로 3.0wt% 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하였고, 물성결과는 표 1에 나타내었다.

〔 실시예 5 〕

실시예 1에서 굴절률 1.59인 10미크론 스타이렌계 입자를 단독으로 3.0wt% 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하였고, 물성결과는 표1에 나타내었다.

〔 실시예 6 〕

실시예 1에서 벤조트리아졸계 UV 흡수제인 2-(2H-벤조트리아졸-2일)-4-메틸페놀을 전체함량에 대하여 0.3wt%가 되도록 한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하였고, 물성결과는 표1에 나타내었다.

〔 실시예 7 〕

실시예 1에서 테트라에틸-2,2'-(1,4-페닐렌-디메틸렌)-비스말로네이트계 UV 흡수제를 전체함량에 대하여 0.3wt%가 되도록 한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시 하였고, 물성결과는 표1에 나타내었다.

〔 실시예 8 〕

중심층 양 면에 표면층을 구비한 삼층 구조 (두께 비, 0.5:9:0.5) 형태로 공압출하고, 표면층에 대해서는 UV 흡수제로써 테트라에틸-2,2'-(1,4-페닐렌-디메틸렌)-비스말로네이트계 UV 흡수제와 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-메틸페놀을 표면층에 대하여 4wt% 투입하고, 중심층은 실시예1과 동일하게 하여 실시하였고, 물성결과는 표1에 나타내었다.

〔 실시예 9 〕

실시예1 에서 카렌타롤 표면에 임각한 반구형태가 직경이 20㎛이고 높이가 10 ㎛으로 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시 하였고, 물성결과는 표1에 나타내었다.

〔 실시예 10 〕

실시예1 에서 카렌다롤 표면에 임각한 문양을 높이 30㎛ 밑변 50㎛ 크기의 피라미드 형태로 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시 하였고, 물성결과는 표1에 나타내었다.

〔 실시예 11 〕

실시예1 에서 공압출시 표층에 폴리머를 1,4-시클로헥산디카르복실산을 주성분으로 하는 폴리에스테르계 수지로 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시 하였고, 물성결과는 표1에 나타내었다.

〔 실시예 12 〕

실시예1 에서 필름표면을 카렌다롤에 의한 임각방법을 채택하지 않은 상태로 매끄럽게 압출한 후 액상의 아크릴계 수지를 30㎛정도로 균일하게 도포시킨후, 아크릴 수지가 경화되기 전에 직경이 20㎛이고 높이가 10㎛인 반구형 임각롤로 표면에 패턴가공을 한후 UV 조사장치를 통하여 경화시켜 형상가공을 한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시 하였고, 물성결과는 표1에 나타내었다.

〔 실시예 13 〕

실시예12 에서 표면에 패턴가공된 문양이 직경이 20㎛이고, 높이가 20㎛인 원뿔형태로 변경시킨 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시 하였고, 물성결과는 표1에 나타내었다.

구 분		실시예
구 분		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
시트 구조 (층비)		단층							다층	단층		다층(표면:PETG)	단층	단층
표면 문양	가공 방식	카렌다링											수지 코팅
	형태	반구형										피라미드		원뿔
	직경/높이(㎛)	10/5								20/10	30/50	10/5	20/10	20/20
브렌드비	Co-PET	10	30	50	5
브렌드비	PC	90	70	50	95
입자 (입경㎛/투입량wt%)	실리콘	2.0/2.2 1.5/0.5			-	-	2.0/2.2 1.5/0.5
	PMMA계	8.0/0.2			8.0/3.0	-	8.0/0.2
	PS계	-			-	10/3.0	-
UV 흡수제 (투입부/ 투입량wt%)		-					전체/0.3	전체/0.3	표면/4.0	-
후도(㎛)		200
내열성(℃)		141	135	121	141	140	141	140	141	141	141	140	141	140
흡습성(%)		0.27	0.24	0.19	0.26	0.27	0.26	0.27	0.26	0.27	0.27	0.26	0.27	0.27
UV 내구성	초기	2.34	2.31	2.34	2.41	2.39	2.71	2.45	2.41	2.39	2.37	2.36	2.36	2.36
UV 내구성	△YI	18.0	19.5	17.4	18,7	19.3	12.3	8.7	7.6	18.5	18.7	18.4	18.5	18.4
광학 특성	휘도 (cd/㎡)	7,200	7,130	7,120	6,950	6,990	7,120	7,190	7,180	7,350	7,430	7,320	7,310	7,330
	투과율 (TT)	60	59.1	59.5	59.1	60.0	59.9	59.8	59.8	59.6	59.6	59.6	59.5	59.6
	흐림도 (Haze)	89.5	89,6	89.4	89.5	89.8	89.9	89.8	89.9	90.0	89.9	89.6	89.9	89.7
확산성	Clarity	2.6	2.7	2.6	3.5	3.5	3.2	3.1	2.9	3.5	4.5	5.8	3.6	3.5
형태 안정성		상	상	중	상	상	상	상	상	상	상	상	상	상
공정안정성		상	상	상	상	상	상	상	상	상	상	상	상	상

전술한 바와 같이, 무정형 수지를 바탕으로 형성된 다층 구조의 본 발명의 광학 필름은 광학 특성이 뛰어날 뿐 아니라, 내열성 및 내흡습성이 우수하여, 실제 적용시 뛰어난 광학 특성이 유지될 수 있다. 또한, 무연신 필름으로서, 성형성이 우수하여, 별도의 이종 수지를 사용하지 않고 광학 특성에 맞는 광학 구조를 표면 에 간단히 형성할 수 있고, 이는 생산성을 높이며 또한 별도의 성형 장치를 요하지 않기 때문에 생산비를 절감할 수 있다.

Claims

중심층 및 중심층의 적어도 일면에 표면층을 가지는 다층구조의 광학 필름에 있어서, 상기 중심층은 폴리카보네이트 및 코폴리에스터 블렌드물의 무정형 수지로 구성되고, 표면층은 중심층보다 유리전이 온도가 높은 필름으로 구성되는, 무연신 광학 필름.
제 1 항에 있어서, 상기 중심층은 유리전이 온도가 100 내지 120℃이고, 표면층은 유리전이 온도가 135 내지 170℃인, 무연신 광학 필름.
제 1 항에 있어서, 상기 광학 필름은 유리전이 온도가 100 내지 120℃인 중심층 및 중심층 양면에 유리전이 온도가 135 내지 170℃인 표면층이 구비된, 무연신 광학 필름.
제 1 항에 있어서, 표면층은 아크릴 또는 폴리에스터와 폴리카보네이트의 블랜드로 구성되는, 무연신 광학 필름.
제 2 항 또는 3 항에 있어서, 상기 중심층은 폴리카보네이트 60 내지 90 중량% 및 코폴리에스터 40 내지 10 중량%를 포함하는 조성물로 형성되고, 상기 표면 층은 폴리카보네이트 80 내지 100 중량% 및 코폴리에스터 0내지 20 중량%를 포함하는 조성물로 형성되는, 무연신 광학 필름.
제 2 또는 3 항에 있어서, 상기 표면층은 외부로 요철 구조를 가지는, 무연신 광학 필름.
제 6 항에 있어서, 상기 광학 필름은 광확산 기능을 가지는, 무연신 광학 필름.
제 6 항에 있어서, 상기 요철 구조는 단면이 반구형 또는 삼각형, 사각형, 육각형 구조의 뿔각형태이며, 중심층은 광확산 입자를 내부에 분산하고 있는, 무연신 광학 필름.
제 6 항에 있어서, 상기 광학 필름은 휘도 증강 기능을 가지는, 무연신 광학 필름.
제 6 항에 있어서, 상기 광학 필름은 광확산 기능 및 휘도 증강 기능을 복합적으로 가지는, 무연신 광학 필름.
제 10 항에 있어서, 상기 요철 구조는 단면이 세로 반경이 가로 반경보다 더 큰 반타원형이며, 중심층은 광확산 입자를 내부에 분산하고 있는, 무연신 광학 필름.
T-다이에서 유리전이 온도가 상이하고, 폴리카보네이트 및 코폴리에스터로 제조된 무정형 수지 및 유리전이온도가 더 높은 수지로 구성되는 다층 구조물을 무연신 필름으로 공압출하는 단계,

소정의 광학 구조가 인각된 칼렌더 롤 상에서 상기 유리전이온도가 수지층 상에 요철구조를 형성하는 단계,

상기 요철 구조를 일정 온도에서 급냉시켜 고형화하는 단계, 및

상기 요철 구조가 형성된 수지층 이외의 층을 상기 급냉 온도보다 높은 온도로 유지시켜 인출하는 단계를 포함하는, 인라인 압출 공정 상에서 표면 패턴을 가공하는, 광학 필름의 제조 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 다층 구조의 광학 필름은 중심층과 표면층으로 구성되는 이층 구조인, 광학 필름의 제조 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 중심층은 유리 전이 온도가 100 내지 120℃의 범위인 무정형 폴리카보네이트 및 코폴리에스터 혼합수지로 형성되고 표면층은 유리 전이 온도가 135 내지 200℃의 범위인, 무정형 폴리카보네이트 및 코폴리에스터 혼합수지 또는 아크릴 수지로 형성된, 광학 필름의 제조 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 중심층은 폴리카보네이트 60 내지 90 중량% 및 코폴리에스터 10 내지 40 중량%를 포함하는 조성물로 형성되고, 상기 표면층은 폴리카보네이트 80 내지 100 중량% 및 코폴리에스터 0내지 20 중량%를 포함하는 조성물로 형성되는, 광학 필름의 제조 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 요철 구조를 형성하는 단계 및 고형화하는 단계는 하나의 단계로 실행되는, 광학 필름의 제조 방법.
제 16 항에 있어서, 상기 칼렌더 롤의 온도는 80 내지 100℃인, 광학 필름의 제조 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 인출하는 단계는 중심층을 80 내지 100℃의 온도로 유지시키는 것을 포함하는, 광학 필름의 제조 방법.