KR20090024129A - 확산필름 및 그 제조방법과 사용방법 - Google Patents

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치퀑 찬
야오웬 바이
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아델 에프. 바스타우로스
카칼라 아룬 쿠마
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사빅 이노베이티브 플라스틱스 아이피 비.브이.
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Abstract

일 실시예에서, 확산필름(diffuser film)은, 폴리머 합성물, 제1면, 및 제1면에 대향하는 제2면을 포함한다. 확산필름은 광을 확산할 수 있다. 코팅층이 없는 확산필름은, 약 10% 내지 약 80%의 필름 탁도를 갖고, 약 6000nit 내지 약 6300nit의 중앙 휘도를 가진 백라이트 디스플레이에서 측정하는 바와 같은 패널 관찰 하에서 눈에 보이는 얼룩결함을 갖지 않는다.
확산필름, 폴리머 합성물, 제1면, 제2면, 백라이트 디스플레이, 탁도, 얼룩결함

Description

확산필름 및 그 제조방법과 사용방법{DIFFUSER FILMS AND METHODS FOR MAKING AND USING THE SAME}
본 발명은, 광학 시트재(optical sheet material)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광확산(light diffusion) 특성이 특징인 광학 시트재에 관한 것이다.
백라이트 컴퓨터 디스플레이(backlight computer displays) 또는 다른 디스플레이 시스템에서, 일반적으로, 광학 필름(films) 또는 시트재(sheet materials)를 사용하여 광을 지향하거나 확산하거나 편광한다. 예를 들면, 백라이트 디스플레이에서, 첨단 디스플레이 필름은, 그 표면의 프리즘 구조(prismatic structure)를 사용하여 시야축(viewing axis)(즉, 디스플레이에 수직인 축)을 따라 광을 지향시킨다. 이것은, 디스플레이 사용자가 시청하는 광의 휘도를 향상시키고, 원하는 수준의 동축(on-axis) 조명도를 형성함에 있어서, 시스템이 더 적은 전력을 소비하도록 한다. 또한 그러한 필름을, 프로젝션 디스플레이(projection display), 교통신호등, 및 조명 표지판과 같은 광범위한 다른 광학 장치에 사용할 수 있다.
현재의 디스플레이 시스템, 예를 들면, 액정 디스플레이(liquid crystal display: LCD)에서는, 확산 컴포넌트(diffusing components)를 구비하는 것이 바람직하다. 확산 컴포넌트의 용도의 예는, 한정하지 아니 하지만, 확산필름 후방에 배치된 보이는 전자 컴포넌트(electronic components)와 같은 마스크 인공물(masking artifacts)을 은폐함, 개선된 조명 균일도, 및 높은 시야각을 포함한다. 전형적인 LCD 디스플레이에서는, 매우 울퉁불퉁한 확산면 처리를 적용하거나 첨가한 비확산 기판(non-diffusing substrate)으로 구성되는 개별적인 필름을 적층(즉, 스택(stack))함으로써 광확산을 백라이트 어셈블리(backlight assembly)에 도입하고 있다. 따라서 개별적인 필름의 추가 비용 없이 확산광을 발생하는 것이 바람직하다.
현재, 모노리식 확산필름(monolithic diffusers)은, "얼룩결함(mura defect)"으로 알려진 강한 시각적 결함을 갖고 있다. 이러한 결함은, 낮은 콘트라스트(contrast), 비균일한 휘도 영역으로서 나타난다. 이러한 확산필름을 백라이트 유닛(backlight unit: BLU)에 채용하면, 백라이트 유닛(BLU)을 일부 시야각에서 바라볼 때, 반짝이고 광택 있는 반점이 몇 개 나타나고 있다. 이러한 결함은, 상업적으로, 받아들일 수가 없는 것이다. 그러므로 얼룩결함이 적은 모노리식 확산필름이 계속 요구되고 있다.
확산필름 및 그 제조방법과 사용방법을 여기에 개시한다.
일 실시예에서, 확산필름은, 폴리머 합성물(polymer composition), 제1면, 및 제1면에 대향하는 제2면을 포함한다. 확산필름은, 광을 확산시킬 수 있다. 코팅층(coating)이 없는 확산필름은, 약 10% 내지 약 80%의 필름 탁도(haze)를 가지며, 약 6000니트(nit) 내지 약 6300니트(nit)의 중앙 휘도를 가진 백라이트 디스플레이에서 측정하는 바와 같은 패널 관찰 하에서, 눈에 보이는 얼룩결함을 갖지 않는다.
또 다른 실시예에서, 확산필름은, 폴리머 합성물, 제1면, 및 제1면에 대향하는 제2면을 포함한다. 확산필름은, 광을 확산시킬 수 있다. 코팅층이 없는 확산필름은, 약 6000니트(nit) 내지 약 6300니트(nit)의 중앙 휘도를 가진 백라이트 디스플레이에서 측정하는 바와 같은 패널 관찰 하에서, 폴리머 합성물을 포함하고, 동일한 두께와 탁도를 갖고, 평균 제2 확산면 Ra가 1.3보다 더 큰 면을 갖는 제2 확산 필름보다 눈에 보이는 얼룩결함을 더 적게 갖는다.
일 실시예에서, 확산필름 제조방법은, 폴리머를, 폴리머의 유리천이온도(glass transition temperature) 이상으로 가열하여 폴리머 용해물을 형성하는 단계; 및 확산필름의 각 면에 표면 텍스처(surface texture)가 있는 확산필름을 형성하는 단계를 포함한다. 확산필름은 광을 확산시킬 수 있다. 코팅층이 없는 확산필름은, 약 6000니트(nit) 내지 약 6300니트(nit)의 중앙 휘도를 가진 백라이트 디스플레이에서 측정하는 바와 같은 패널 관찰 하에서, 눈에 보이는 얼룩결함을 갖지 않는다.
이하, 상기한 특징 및 다른 특징은, 상세한 설명, 도면, 및 첨부된 청구범위로부터 이해하게 될 것이다.
예시적인 실시예의 도면을 참조한다. 여기서, 유사한 부재에는 유사한 번호가 부여된다.
도 1은, 단일 광확산필름을 포함한 백라이트 디스플레이 장치의 사시도이다.
도 2는, 다중 광확산필름을 포함한 광학 기판의 스택(stack)을 포함하는 백라이트 디스플레이 장치의 사시도이다.
도 3은, 열가소성 용해물을, 2개의 캘린더링 롤러(calendaring roll) 사이의 닙(nip)으로 하향 압출하는 것을 도시한 연속 압출 시스템의 개략도이다.
도 4는, 휘도점(luminance points)이 도시된 백라이트 디스플레이의 개략적인 정면도이다.
도 1은, 광(116)을 발생하기 위한 광원(102)을 구비한 백라이트 디스플레이 장치(100)의 사시도를 나타낸다. 도광판(104)은, 내부 전반사에 의해 도광판을 따라 광(116)을 안내한다. 도광판(104)을 따라 배치된 반사장치(106)는, 도광판(104)으로부터 나오는 광(116)을 반사한다. 도광판(104) 상에 배치된 광 콜리메이팅(light collimating) 광학 기판(108)은, 도광판(104)으로부터 광(116)을 받아들인다. 콜리메이팅 필름(108)은, 그 제1면에서 평탄한 면(110)을, 그 대향하는 제2면에서 프리즘 면(112)을 구비한다. 콜리메이팅 필름(108)은, 광(116)을 받아들이고, 광(116)을, 도시된 바와 같은 방향(z)을 따라 콜리메이팅 필름(108)에 실질적 으로 직각하는 방향으로 지향시키도록 기능한다. 그 다음에, 광(116)은, 광(116)의 확산을 제공하도록, 콜리메이팅 필름(108) 상에 배치된 확산 필름(114)으로 지향하게 된다. 확산필름(114)은, 콜리메이팅 필름(108)으로부터 광(116)을 받아들인다. 광(116)은, 확산필름(114)에서부터 액정 디스플레이(LCD)(130)로 진행한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 백라이트 디스플레이 장치(100)는, 도시된 바와 같은 스택(stack)으로 배열된 복수개의 광학 기판(108,114)을 포함할 수 있다. 더욱이 기판(108)의 프리즘 면(112)을, 프리즘 면(112)의 형상(feature)의 방향을 서로에 대해 임의의 각도, 예를 들어 90도로 배치하도록(및/또는 프리즘 면을 도광판(104)과 같은 광학 기판의 동일한 면에 위치하도록) 배향할 수 있다. 더욱이 프리즘 면(112)이, 최대각(α), 높이(h), 피치(pitch)(p), 및 길이(l)를 가질 수 있음은 자명하다. 이러한 최대각(α), 높이(h), 피치(p), 및 길이(l)의 변수는, 정해진 값을 가질 수 있거나, 무작위화된(randomized) 또는 최소한 의사 무작위화된(pseudo-randomized) 값을 가질 수 있다. 무작위화되거나 의사 무작위화된 변수를 가진 프리즘 면을 가진 필름은, 예를 들어 Olcazk의 미국특허 제6,862,141호에 기술되어 있다.
여러 실시예에서, 백라이트 디스플레이 장치가, 서로 광학적 전달 상태에 있는 복수개의 휘도강화필름과 복수개의 광확산필름을 포함할 수 있음을 주목하여야 한다. 복수개의 휘도강화필름 및 광확산필름을, LCD에서 소망하는 결과를 얻도록 어떠한 구성으로든지 배열할 수가 있다. 게다가 간략하게 상기한 바와 같이, 휘도 강화필름(들)과 광확산필름(들)의 배열, 타입, 및 양은, 그것들을 채용하는 백라이 트 디스플레이 장치에 의존한다. 랩톱 컴퓨터(laptop computer)에서는 백라이트 디스플레이 장치의 사용이 점차 일반화되고 있다.
예를 들면, 노트북 컴퓨터 구성은, (냉음극형광램프(cold cathode florescent light(CCFL))와 같은) 광원(102), 인접 반사판(106), 및 도광판(104)을 사용할 수 있다. 상기 구성은, 도광판(104)에 인접한 하부 확산필름(114b) 및 상부 확산필름(114a)을 포함하고, 콜리메이팅 필름(108)이 상, 하부 확산필름(114a,114b) 사이에 배치된다.
확산필름의 물질은, 여러 가지의 투명 및/또는 반투명 수지를 포함할 수 있다. 몇몇 예시적인 물질은, 폴리카보네이트(polycarbonate(PC)), 폴리스티렌(polystyrene(PS)), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate(PET)), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate(PMMA)) 등뿐만 아니라 이것들 중 하나 이상을 포함한 화합물을 포함한다.
확산필름은, 독립적으로, 필름에 대전방지(anti-static) 특성을 첨가하기에 충분한 양의 불화 포스포늄 술포네이트(fluorinated phosphonium sulfonate)를 포함하는 물질과 같은 대전방지 물질을 포함한다. 예시적인 대전방지재는, Henricus 등의 미국특허 제6,194,497호에 기술되어 있다. 일 실시예에서, 포스포늄 술포네이트는, 불화 포스포늄 술포네이트이고, 유기 술포네이트 음이온과 유기 포스포늄 양이온을 함유한 플루오르카본(fluorocarbon)을 포함한다. 그러한 유기 술포네이트 음이온의 예는, 지방족 포스포늄(aliphatic phosphonium)(즉, 퍼플루오르 메탄 술포네이트(perfluoro methane sulfonate), 퍼플루오르 부탄 술포네이트(perfluoro butane sulfonate), 퍼플루오르 헥산 술포네이트(perfluoro hexane sulfonate), 퍼플루오르 헵탄 술포네이트(perfluoro heptane sulfonate), 및 퍼플루오르 옥탄 술포네이트(perfluoro octane sulfonate)를 포함한다. 포스포늄 양이온의 예는, 지방성 포스포늄(aliphatic phosphonium)(즉, 테트라메틸 포스포늄(tetramethyl phosphonium), 테트라에틸 포스포늄(tetraethyl phosphonium), 테트라부틸 포스포늄(tetrabutyl phosphonium), 트리에틸메틸 포스포늄(triethylmethyl phosphonium), 트리부틸메틸 포스포늄(tributylmethyl phosphonium), 트리부틸에틸 포스포늄(tributylethyl phosphonium), 트리옥틸메틸 포스포늄(trioctylmethyl phosphonium), 트리메틸부틸 포스포늄(trimethylbutyl phosphonium), 트리메틸옥틸 포스포늄(trimethyloctyl phosphonium), 트리메틸라우릴 포스포늄(trimethyllauryl phosphonium), 트리메틸스테아릴 포스포늄(trimethylstearyl phosphonium), 및 트리에틸옥틸 포스포늄(triethyloctyl phosphonium))과, 방향족 포스포늄(aromatic phosphonium)(즉, 테트라페닐 포스포늄(tetraphenyl phosphonium), 트리페닐메틸 포스포늄(triphenylmethyl phosphonium), 트리페닐벤질 포스포늄(triphenylbenzyl phosphonium), 및 트리부틸벤질 포스포늄(tributylbenzyl phosphonium))을 포함한다. 또한 불화 포스포늄 술포네이트는, 이러한 유기 술포네이트 음이온 및/또는 유기 양이온 중 하나 이상을 포함하는 화합물일 수 있다.
예시적인 포스포늄 술포네이트는, 일반식({CF3(CF2)n(SO3)}θ{P(R1)(R2)(R3)(R4)}Φ)을 가진 불화 포스포늄 술포네이트이다. 여기서, F는 불 소이고, n은 1-12의 정수이고, S는 유황이고, R1,R2,R3은 각각, 1-8개 탄소원자의 지방족 하이드로카본 라디칼(aliphatic hydrocarbon radical) 또는 6-12개 탄소원자의 방향족 하이드로카본 라디칼을 갖고, R4는 1-18개 탄소원자의 하이드로카본 라디칼이다.
확산필름(114)의 광확산 특성을, 필름의 표면에 표면 구조를 인쇄함으로써 필름에 첨가할 수 있다. 눈에 보이는 얼룩결함을 감소시키고, 심지어 제거하기 위해, 텍스처(예를 들어, 불특정한 텍스처 또는 정형화된 텍스처)를 필름에 첨가할 수 있다. 필름은, 양면에서, 약 1㎛ 이하, 또는 더욱 상세하게는 약 0.8㎛ 이하, 더욱 상세하게는 약 0.7㎛ 이하, 더욱 상세하게는 약 0.2㎛ 내지 약 0.6㎛ 의 평균표면조도(Ra)를 가질 수 있다. 평균표면조도(Ra)는 필름의 평균조도의 척도이다. 표면높이와 평균높이의 차이의 절대값을 통합하고, 일차원 표면 프로파일(profile)에 대한 측정길이 또는 이차원 표면 프로파일에 대한 측정면적으로 나눔으로써 평균표면조도(Ra)를 결정할 수 있다. 더욱 상세하게는, Kosaka Laboratory사로부터 상업적으로 입수할 수 있는 Surfcorder SE1700a를 사용하여 표면조도를 측정할 수 있다. 여기서, 표면조도를 ASME B46.1-1995에 따라 측정한다. 여기에서 사용한 바와 같은 시인성(visual)은, 구체적으로 달리 언급하지 않는다면, 육안에 따른 것이다.
이러한 확산필름은, ASTM D1003-00에 따라 측정한 바와 같이, 약 10% 이상, 더욱 상세하게는, 약 43% 이상, 더욱 상세하게는 약 40% 내지 약 80%의 탁도를 가질 수 있다.
%탁도를, 아래의 수학식1로부터 추정하고 계산할 수 있음을 주목하여야 한다.
Figure 112008080940801-PCT00001
여기서, 총 투과는 통합된 투과이고, 총 확산투과는, ASTM D1003-00에 의해 정의된 바와 같이 필름에 의해 산란된 광 투과이다. 예를 들면, 필름의 울퉁불퉁한 확산면이 검출기를 향한 채, BYK-Gardner Haze-Gard Plus와 같은 상업적으로 입수할 수 있는 탁도계를 사용할 수 있다.
확산필름은, 용융 캘린더링(melt calendaring), 용융 주조(melt casting), 핫 프레스(hot press), 용매 캐스팅(solvent casting) 뿐만 아니라 텍스처 처리된 표면을 형성하기 위한 다른 공정을 포함한 다양한 기술로 형성될 수 있다. 확산필름을 제조하는 실시예는, 열가소성 수지(들), 또는 더욱 상세하게는, 투명 및/또는 반투명 수지(들)(예를 들어, 폴리카보네이트 수지)를 압출기에 공급하는 단계; 유리천이온도(Tg) 이상의 온도로 가열함으로써 열가소성 수지를 용융하는 단계; 그 결과의 용융된 수지를, 다이(die)를 거쳐 닙(nip)(예를 들어, 2개 캘린더링 롤러 사이의 틈)으로 압출하는 단계; 및 그 결과의 필름을 유리천이온도 이하로 냉각하는 단계를 포함한다. 캘린더링 롤러의 표면 텍스처로 인하여, 그 최종적인 필름은, 소망하는 텍스처와 확산 특성을 가진다.
캘린더링 롤러는, 독립적으로, 유리, 금속(강철, 구리, 크롬, 니켈, 합금 등), 고무(EPDM, 실리콘고무(silicone rubber) 등), 및/또는 폴리머 표면을 가진다. 롤러의 타입에 따라, 텍스처 처리된 표면은, 그 표면 상에 그릿 블라스팅(grit blasting), 레이저 인그레이빙(laser engraving), 방전 텍스처링(electro-discharge texturing)하거나, 전기도금 등에 의해 형성될 수 있다. 롤러의 크기, 롤러의 물질, 롤러의 개수, 롤러를 감싼 필름 랩(wrap) 등이 적용 시스템에 따라 변경할 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 더욱이 공정조건(예를 들어, 캘린더링 롤러의 온도, 라인속도, 닙 압력 등)을 제어하여 최종적인 확산필름의 소망하는 탁도값과 휘도를 만드는 것을 주목하여야 한다.
도 3을 참조하면, 예시적인 압출시스템(200)에서, 용융된 열가소성 수지(204)를 슬롯 다이(slot die)(202)로부터 압출한다. 그 다음에, 용융된 열가소성 수지(204)를, 캘린더링 롤러(208,210)에 의해 형성된 닙(206)을 거쳐 통과시키고, (능동적으로 및/또는 수동적으로) 냉각한다. 그 다음에, 필름을 풀 롤러(pull roll)(212)에 의해 닙(206)으로부터 배출한다. 냉각된 필름을, 나중에 공정처리하도록 권취(저장) 하거나, 즉시 공정처리할(예를 들어, 백라이트 디스플레이 장치에서 사용하기 위하여 절단할) 수 있다.
광원(예를 들어, 도 1의 102)은, 고휘도 광원과 저휘도 광원 둘 다를 포함하는, 액정 디스플레이(LCD) 장치를 백라이팅하기에 적합한 어떠한 광원도 포함할 수 있다. 고휘도 광원은, 냉음극형광램프(CCFL), 형광램프 등을 포함할 수 있다. 저휘도 광원은, 발광다이오드(LED) 등을 포함할 수 있다.
도광판(예를 들어, 104)은, 아크릴필름(acrylic film)을 포함한, 낮은 내부 광흡수율을 나타내는 물질, 바람직하게는, 아크릴, PMMA(폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate)), 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 세레늄(Se), 염화은(AgCl) 등을 포함한 투명한 물질을 포함할 수 있다. 도광판의 형상은, 막대기(bar), 곡면, 플레이트(plate), 시트 등과 같은, 소망하는 광투과에 적합한 형상이 될 수 있다. 도광판은, 1장의 시트 또는 복수장의 시트가 될 수 있다.
반사필름(예를 들어, 106)은, 광을 반사하는데 사용할 수 있는 어떠한 형상, 예를 들어 플레이트, 시트, 코팅층 등과 같은 평평한 형상이 될 수 있다. 여기서 반사필름은, 반사재를 포함한다. 예를 들면, 적합한 반사재는, 알루미늄, 은, 티타늄옥사이드(titanium oxide) 등뿐만 아니라 이것들 중 하나 이상을 포함한 화합물을 포함한다. 다른 실시예에서, 반사필름은, 열가소성 물질, 예를 들어 Spectralon® (Labsphere사로부터 입수할 수 있음), 티타늄옥사이드 착색된 Lexan® (매사츠세츠주 피츠필드시에 소재한 General Electric Plastics사로부터 입수할 수 있음) 등을 포함할 수 있다.
콜리메이팅 필름(들)(예를 들어, 108)은, 시야축(즉, 디스플레이에 직각함)을 따라 광을 지향하는 광변향(light-redirecting) 구조(들)(예를 들어, 프리즘형 (피라미드형) 큐브 코너(cube corners), 구체(spheres), 에지(edge) 등)를 포함하는데, 이는, 디스플레이 사용자가 시청하는 광의 휘도를 향상시키고, 시스템이 소망하는 동축(on-axis) 조명도를 생성하는데 더 적은 전력을 사용하는 것을 허용한다. 일반적으로, 콜리메이팅 필름은, 그 상부에 배치된, 선택적인 경화성 코팅층을 포함할 수 있는 베이스 필름(base film)을 포함할 수 있다. 광변향 구조는, 예를 들면, 베이스 필름에 경화성 코팅층을 도포하여 경화성 코팅층에 소망하는 광변향 구조를 주조처리하거나, 베이스 필름에 직접적으로 상기 구조를 핫엠보싱처리(hot embossing)하는 것 등에 의해 형성될 수 있다. 광변향 구조(들)의 배치는, 베이스 필름 층과 광변향 층의 굴절율을 매칭시킴에 의해, 및/또는 텍스처 처리된 표면을 용융하고 제1면을 변형시켜 광변향 특성을 갖게 함에 의해 베이스 필름의 원래의 텍스처를 없애거나 최소화할 수 있다.
베이스 필름 물질은, 응용에 따라 변경될 수 있지만, 적합한 물질은, Coyle 등의 발행된 미국특허출원 제2003/0108710호에 기술된 베이스 필름 물질을 포함한다. 더욱 상세하게는, 콜리메이팅 필름의 베이스 필름 물질은, 금속, 종이, 아크릴, 폴리카보네이트, 페놀릭(phenolics), 셀루로오스 아세테이트 부티레이트(cellulose acetate butyrate), 셀루로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate), 폴리(에테르 술폰), 폴리(메틸메타크릴레이트), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에스테르(polyester), 폴리(비닐클로라이드(vinylchloride)), 폴리에티렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)) 등뿐만 아니라 코폴리머 블렌드(copolymers blends), 반응 제조물(reaction productions), 및 이것들 중 하나 이상을 포함하는 화합물을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 콜리메이팅 필름의 베이스 필름은, Lexan® 수지와 같은 열가소성 폴리카보네이트 수지로 형성된다. 베이스 필름을 제조하는데 사용할 수 있는 열가소성 폴리카보네이트 수지는 한정하지 아니 하고, 최종 사용 응용에 따라, 폴리카보네이트를 포함한 화합물뿐만 아니라 방향족 폴리카보네이트, (폴리에 스테르 카보네이트 코폴리머와 같은) 방향족 폴리카보네이트의 코폴리머를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 열가소성 폴리카보네이트 수지는, Ariga 등의 미국특허 제4,351,920호에 기술된 폴리카보네이트 수지와 같은 방향족 호모 폴리카보네이트(homo-polycarbonate) 수지이다. 이러한 폴리카보네이트 수지를, 방향족 디히드록시(dihydroxy) 화합물과 카보닐 클로라이드(carbonyl chloride)의 반응에 의해 얻을 수 있다. 다른 폴리카보네이트 수지를, 방향족 디히드록시 화합물과, 디아릴 카보네이트(diaryl carbonate)와 같은 카보네이트 프리커서(carbonate precursor)의 반응에 의해 얻을 수 있다. 예시적인 방향족 디히드록시 화합물은, 2,2-bis(4-히드록시 페닐(4-hydroxy phenyl)) 프로판(propane)(즉, 비스페놀A(Bisphenol-A))이다. 폴리에스테르 카보네이트 코폴리머는, 디히드록시 페놀, 카보네이트 프리커서, 및 테레프탈산(terephthalic acid) 또는 이소프탈산(isophthalic acid) 또는 테레프탈산과 이소프탈산의 혼합물과 같은 디카복실산(dicarboxylic acid)의 반응에 의해 획득된다. 선택적으로, 또한 상당한 양의 글리콜(glycol)을 반응물(reactant)로서 사용할 수 있다.
확산필름뿐만 아니라 콜리메이팅 필름의 베이스 필름의 두께가, 소망하는 응용에 따라 변경할 수 있음을 주목하여야 하지만, 베이스 필름과 확산필름은, 개별적으로, 평판 디스플레이(flat panel display)에서 사용하기에, 예를 들어 랩톱 컴퓨터(laptop computer)에서 사용하기에 충분한 두께를 포함할 수 있다. 예를 들면, 그 두께는, 약 25㎛ 내지 약 1000㎛, 더욱 상세하게는 약 50㎛ 내지 약 750㎛가 될 수 있다.
휘도 강화 필름의 베이스 필름 상의 경화성 코팅층을 포함한 실시예에서, 경화성 코팅층은, 일반적으로 중합성(polymerizable) 화합물을 포함하는 경화성 화합물을 포함한다. 여기에서 사용한 바와 같은 중합성 화합물은, 라디칼 중합, 양이온 중합, 음이온 중합, 열 중합 및/또는 광화학 중합을 진행할 수 있는 1개 이상의 작용기(function groups)를 포함한 모노머(momomers) 또는 올리고머(oligomers)이다. 적합한 작용기는, 예를 들면, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 비닐, 에폭사이드(epoxide) 등을 포함한다.
아래의 예는, 단지 예시적이고, 한정적이지 않다.
롤러 구성
특성 롤러(210)
제1샘플 제2샘플 제3샘플 제4샘플
표면 물질 강철 강철 강철 강철
직경 500㎜ 500㎜ 500㎜ 500㎜
표면 기술법 방전 텍스처링 방전 텍스처링 방전 텍스처링 방전 텍스처링
표면조도 2.75㎛ 1.0㎛ 1.0㎛ 1.5㎛
특성 롤러(208)
제1샘플 제2샘플 제3샘플 제4샘플
표면 물질 고무 고무 고무 강철
제2롤러 직경 400㎜ 400㎜ 400㎜ 400㎜
표면 기술법 그라인딩+폴리싱 그라인딩+폴리싱 그라인딩+폴리싱 방전 텍스처링
표면조도 0.5㎛ 0.5㎛ 0.8㎛ 1.0㎛
공정조건
특성 제1샘플 제2샘플 제3샘플 제4샘플
다이 온도(℃) 262.8 273.7 270.0 285.0
롤러(208) 수온(℃) 29.4 30.0 28.0 136.0
롤러(210) 수온(℃) 137.8 132.2 120.0 146.0
롤러(208,210) 간의 닙 갭(㎜) 0.90 1.40 0.31 0.22
라인속도 (m/분) 4.1 9.3 18.0 16
제1,2,4 샘플은, 동일한 폴리카보네이트(PC) 수지를 사용하였다. 제3샘플은, 폴리카보네이트 폴리실록산 코폴리머(polycarbonate-polysiloxane copolymer) 수지(매사츠세츠주 피츠필드시에 소재한 General Electric(GE) Plastics사의 EXRL0180 수지)를 사용하였다.
시인성 품질을, Global Display Technology(GDT)사에 의해 제조된 17인치 모니터 백라이트 유닛(BLU) 하에서 검사하였다. 필름 스택은 표3의 구성을 가졌다.
시인성 품질
필름 제조사 모델번호
하부 확산필름 Tsujiden D121
휘도 강화 필름 (콜리메이팅 필름) 3M VikuitiTM collimating film Ⅲ T
상부 확산필름 Testing Sample
LCD 패널을, Chi Mei Optoelectronics(CMO)(안티글레어(anti-glare)(AR) 패널)에 의해 제조하였다. 백라이트 유닛(BLU)의 사양은 표4에 열거되어 있다. 휘도와 색상을, 분광계, 예를 들어 Microvision SS320 시스템에 의해 측정하였다.
백라이트 유닛 사양
항목(유닛) 사양
최소 전형적 최대
중앙 휘도(nit) 6000 6300 -
5점 평균 휘도(nit) 4800 5300 -
9점 균일도(%) 75 80 -
CIE 1931에 의해 측정한 중앙 색도 x 0.273 0.293 0.313
y 0.280 0.300 0.320
5점 평균 휘도(nit)를, 수학식2에 의해 결정한다.
Figure 112008080940801-PCT00002
여기서, 중앙 및 가장자리는, 도 4에 도시된 바와 같은 디스플레이 상의 지점을 나타낸다. 한편, 9점 균일도를 수학식3에 의해 결정한다.
Figure 112008080940801-PCT00003
라이트를 30분 이상 온(on)시킨 후에 검사를 실시하였다. 검사환경은, 65%(±20%)의 습도에서 25℃(±3℃)이었다.
냉음극관램프(CCFL)를 온(on)시킨 채, 상기 필름 스택에 따라 샘플을 놓았을 때 시인성 품질 검사를 실시하였다. 평균 표면조도(Ra)를, 철필(stylus) 직경이 2㎛이고, 철필속도가 0.5mm/sec이고, 측정거리가 10㎜(즉, 전,후 5㎜)인 ASME B46.1-1995 표준 하에서 테스트한다. 샘플은, 203㎛의 두께를 가졌다. 모든 샘플은 코팅층이 없었다(무코팅이었다).
시인성 및 필름 특성
샘플 BLU* 에서의 얼룩 패널 관찰 하에서의 얼룩 탁도 Ra(㎛) 고무면 (롤러(208)) Ra(㎛) 강철면 (롤러(210))
1 심함 눈에 보임 43 0.21 1.38
2 사소함 눈에 보이지 않음 43 0.29 0.44
3 심함 눈에 보임 43 0.65 1.15
4 사소함 눈에 보이지 않음 43 0.3 0.67
*백라이트 유닛
표5에 나타낸 데이터로부터 알 수 있는 바와 같이, 0.21㎛의 제1면 Ra와, 1.3㎛보다 더 큰(다시 말해서, 1.38㎛; 즉, 제1샘플) 제2면 Ra를 가진 필름은, 패널 관찰 하에서 눈(즉, 육안)에 보이는 얼룩결함이 있었고, 0.65㎛의 제1면 Ra와, 1.15㎛의 제2면 Ra(즉, 제3샘플)조차도 패널 관찰 하에서 눈에 보이는 얼룩결함이 있었다. 하지만 1㎛이하(예를 들어, 0.29㎛ 및 0.44㎛(제2샘플)와, 0.3㎛및 0.67㎛(제4샘플))의 양면 Ra를 가진 1개의 무코팅 필름(예를 들어, 모노리식(monolithic) 필름)은, 약 6000nit 내지 약 6300nit의 중앙 휘도의 패널 관찰 하에서 눈에 보이는 얼룩결함을 갖지 않았다. 또한 얼룩이 폴리카보네이트(PC)(제1샘플)와 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머(제3샘플) 샘플 모두에서 얼룩이 관찰되었다는 것을 고려하면, 다른 표면조도 조건 하에서 눈에 보이는 얼룩이 있었던 동일한 풀레카보네이트(PC)에서 눈에 보이는 얼룩이 관찰되지 않았기 때문에, 본 발명은, 폴리머 합성물에 한정되지 아니 한다.
(예를 들어, 육안으로) 눈에 보이는 얼룩결함 없이 1층의 필름을 제조할 수 있다는 것을 알게 되었다. 이러한 필름은, 결함을 덮어 가리는 코팅층이 필요하지 않다. 상기 층은, 개별적으로, 1㎛ 이하, 또는 더욱 상세하게는 0.7㎛ 이하, 또는 더더욱 상세하게는 0.2㎛ 내지 0.6㎛의 양면 Ra(예를 들어, 임의의 평균 표면조도)를 갖고, 약 4000nit 내지 약 6000nit의 휘도, 또는 더욱 상세하게는, 약 6000nit 내지 약 6300nit의 휘도의 패널 관찰 하에서 측정할 때, 눈에 보이는 얼룩결함을 갖지 않는다. 그러한 필름의 생산은, 제조원가(예를 들어, 코팅층의 사용에 관련된 원가)를 절감할 수 있고, 더욱 친환경적인 공정이고, 개선된 시인성 품질로 고객만족을 향상시킬 수 있다.
본 발명을, 여러 실시예를 참조하여 설명하였지만, 당업자는, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 여러 변경들을 할 수 있고, 본 발명의 부재를 동등물로 대체할 수 있다. 게다가 본 발명의 본질적인 범위를 벗어나지 않고, 특정 상황이나 물질을 본 발명의 교시(teachings)에 적합하도록 다양한 변형을 할 수 있다. 그러므로 본 발명은, 본 발명을 실시하기 위한 가장 좋은 형태로서 개시한 특정 실시예에 한정되지 아니 하고, 첨부된 청구범위의 범위에 속하는 모든 실시예들을 포함한다.

Claims (21)

  1. 폴리머 합성물;
    제1면; 및
    상기 제1면에 대향하는 제2면을 포함하는 확산필름에 있어서,
    상기 확산필름은 광을 확산할 수 있고,
    코팅층이 없는 상기 확산필름은, 약 10% 내지 약 80%의 필름 탁도를 가지며, 약 6000nit 내지 약 6300nit의 중앙 휘도를 가진 백라이트 디스플레이에서 측정하는 바와 같은 패널 관찰 하에서, 눈에 보이는 얼룩결함을 갖지 않는 것을 특징으로 하는 확산필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1면은 약 1㎛ 이하의 제1면 Ra을 가지고, 제2면은 약 1㎛ 이하의 제2면 Ra를 갖는 것을 특징으로 하는 확산필름.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1면 Ra와 상기 제2면 Ra 각각은, 개별적으로, 약 0.7㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 확산필름.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1면 Ra와 상기 제2면 Ra 각각은, 개별적으로, 약 0.2㎛ 내지 약 0.6㎛인 것을 특징으로 하는 확산필름.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제1면 Ra와 상기 제2면 Ra 각각은, 개별적으로, 약 0.2㎛ 내지 약 0.7㎛인 것을 특징으로 하는 확산필름.
  6. 제2항에 있어서, 상기 필름 탁도가 약 40% 내지 약 80%이고, 눈에 보이는 얼룩결함이 없는 것을 특징으로 하는 확산필름.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1면 Ra와 상기 제2면 Ra 각각은, 개별적으로, 약 0.2㎛ 내지 약 0.7㎛인 것을 특징으로 하는 확산필름.
  8. 제1항에 있어서, 상기 폴리머 합성물은 폴리카보네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 확산필름.
  9. 제1항에 있어서, 상기 필름 탁도가 약 40% 내지 약 80%이고, 눈에 보이는 얼룩결함이 없는 것을 특징으로 하는 확산필름.
  10. 폴리머 합성물;
    제1면; 및
    상기 제1면에 대향하는 제2면을 포함하는 확산필름에 있어서,
    상기 확산필름은 광을 확산할 수 있고,
    코팅층이 없는 상기 확산필름은, 약 6000nit 내지 약 6300nit의 중앙 휘도를 가진 백라이트 디스플레이에서 측정하는 바와 같은 패널 관찰 하에서, 폴리머 합성물을 포함하고, 동일한 두께와 탁도를 갖고, 평균 제2 확산면 Ra가 1.3㎛보다 더 큰 면을 갖는 제2 확산필름보다 눈에 보이는 얼룩결함을 더 적게 갖는 것을 특징으로 하는 확산필름.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1면은 약 1㎛ 이하의 제1면 Ra을 가지고, 상기 제2면은 약 1㎛ 이하의 제2면 Ra를 갖는 것을 특징으로 하는 확산필름.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1면 Ra와 상기 제2면 Ra 각각은, 개별적으로, 약 0.7㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 확산필름.
  13. 제10항에 있어서, 상기 폴리머 합성물은 폴리카보네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 확산필름.
  14. 제10항에 있어서, 상기 확산필름은, 약 40% 내지 약 80%의 필름 탁도를 갖고, 눈에 보이는 얼룩결함을 갖지 않는 것을 특징으로 하는 확산필름.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1면은 약 0.2㎛ 내지 약 0.7㎛의 제1면 Ra을 갖고, 상기 제2면은 약 0.2㎛ 내지 약 0.7㎛의 제2면 Ra을 갖는 것을 특징으로 하는 확산필름.
  16. 폴리머를 폴리머의 유리천이온도 이상으로 가열하여 폴리머 용해물을 형성하는 단계; 및
    확산필름의 각 면에 표면 텍스처가 있는 확산필름을 생산하는 단계를 포함하는 확산필름 제조방법에 있어서,
    상기 확산필름은 광을 확산할 수 있고,
    코팅층이 없는 상기 확산필름은, 약 4000nit 내지 약 6300nit의 중앙 휘도를 가진 백라이트 디스플레이에서 측정하는 바와 같은 패널 관찰 하에서, 눈에 보이는 얼룩결함을 갖지 않는 것을 특징으로 하는 확산필름 제조방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 확산필름을 생산하는 단계는,
    폴리머 용해물을 압출하는 단계; 및
    상기 폴리머 용해물을 제1 캘린더링 롤러와 제2 캘린더링 롤러 사이의 닙(nip)에 넣는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 확산필름 제조방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 제1 캘린더링 롤러와 상기 제2 캘린더링 롤러는, 개별적으로, 약 1㎛ 이하의 Ra를 갖는 것을 특징으로 하는 확산필름 제조방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 확산필름의 각 면의 표면 텍스처는, 개별적으로, 약 0.7㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 확산필름 제조방법.
  20. 제16항에 있어서, 확산필름은, 약 40% 내지 약 80%의 필름 탁도를 갖는 것을 특징으로 하는 확산필름 제조방법.
  21. 제16항에 있어서, 상기 중앙 휘도는, 약 6000nit 내지 약 6300nit인 것을 특징으로 하는 확산필름 제조방법.
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