KR20090120074A

KR20090120074A - 휘도강화필름

Info

Publication number: KR20090120074A
Application number: KR1020080045939A
Authority: KR
Inventors: 김연수; 김도현; 양인영; 김진수; 조덕재
Original assignee: 웅진케미칼 주식회사
Priority date: 2008-05-19
Filing date: 2008-05-19
Publication date: 2009-11-24
Also published as: TW200949300A; WO2009142396A2; WO2009142396A3

Abstract

본 발명의 휘도강화필름은 기재 내에 복굴절성 해도사를 포함한다. 이를 통해, 종래의 적층형 휘도강화필름과는 달리 다수의 층을 형성하지 않으면서도 휘도강화의 효과가 우수하다. 또한, 하나의 필름에 수백층을 적층하지 않으므로 제조가 매우 용이하고 생산비의 절감효과가 뛰어나다.

휘도강화필름, 해도사

Description

휘도강화필름{BRIGHTNESS ENHANCEMENT FILM}

본 발명은 휘도강화필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기재 내에 복굴절성을 가지는 해도사를 포함하여 생산원가를 현저히 낮추면서도 휘도를 비약적으로 증진시킨 휘도강화필름에 관한 것이다.

정보표시기술에서 표시장치는 지난 반세기 이상 브라운관(CRT)이 독보적인 위치를 점했다. 그러나 급속히 발전하는 정보시대를 맞아 다양한 방식의 디스플레이기술이 요구되고 있다. 이 가운데 평판디스플레이는 가까운 장래에 CRT를 능가하는 기술로 자리잡을 것으로 전망되고 있다. 이미 소형 계측기기뿐만 아니라 휴대용 컴퓨터가 대중화되며 각종 모니터와 TV에 이르기까지 기존 CRT방식이 평판화로 대체되고 있다.

평판디스플레이 기술은 TV분야에서 이미 시장을 확보한 액정디스플레이(LCD), 프로젝션 디스플레이 및 플라즈마 디스플레이(PDP)가 주류를 이루고 있고, 또 전계방출디스플레이(FED)와 전계발광디스플레이(ELD)등이 관련기술의 향상과 더불어 각 특성에 따른 분야를 점유할 것으로 전망된다. LC 디스플레이는 현재 노트북, 퍼스널 컴퓨터 모니터, 액정 TV, 자동차, 항공기 등 사용범위 가 확대되고 있으며 평판시장의 80%가량을 차지하고 있고 지난 98년 하반기 이후 세계적으로 LCD의 수요가 급증해 현재까지 호황을 누리고 있다.

종래의 LC 디스플레이는 한 쌍의 흡광성 광학필름들 사이에 액정 및 전극 매트릭스를 배치한다. LC 디스플레이에 있어서, 액정 부분은 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정부분을 움직이게 함으로써, 이에 따라 변경되는 광학 상태를 가지고 있다. 이러한 처리는 정보를 실은 '픽셀'을 특정 방향의 편광을 이용하여 영상을 표시한다. 이러한 이유 때문에, LC 디스플레이는 편광을 유도하는 전면 광학필름 및 배면 광학필름을 포함한다.

이러한 LC 디스플레이의 액정표시장치는 백라이트로부터 발사되는 광의 이용효율이 반드시 높다고는 할 수 없다. 이것은, 백라이트로부터 발사되는 광 중 50%이상이 배면측 광학필름에 의해 흡수되기 때문이다. 그래서, 액정표시장치에 있어서의 백라이트 광의 이용효율을 높이기 위해서, 광학캐비티와 액정어셈블리 사이에 휘도강화필름을 설치한다.

도 1은 종래의 휘도강화필름의 광학원리를 도시하는 도면이다.

구체적으로 광학캐비티로부터 액정어셈블리로 향하는 빛 중 P편광은 휘도강화필름을 통과하여 액정어셈블리로 전달되도록 하고, S편광은 휘도강화필름에서 광학캐비티로 반사된 다음 광학캐비티의 확산반사면에서 빛의 편광 방향이 무작위화된 상태로 반사되어 다시 휘도강화필름으로 전달되어 결국에는 S편광이 액정어셈블리의 편광기를 통과할 수 있는 P편광으로 변환되어 휘도강화필름을 통과한 후 액정어셈블리로 전달되도록 하는 것이다.

상기 휘도강화필름의 입사광에 대한 S편광의 선택적 반사와 P편광의 투과 작용은 이방성 굴절률을 갖는 평판상의 광학층과, 등방성 굴절률을 갖는 평판상의 광학층이 상호 교호적으로 다수 층으로 적층된 상태에서의 각 광학층간의 굴절율 차이와 적층된 광학층의 신장 처리에 따른 각 광학층들의 광학적 두께 설정 및 광학층의 굴절률 변화에 의해서 이루어진다.

즉, 휘도강화필름으로 입사되는 빛은 각 광학층을 거치면서 S편광의 반사와 P편광의 투과 작용을 반복하여 결국에는 입사편광 중 P편광만 액정어셈블리로 전달된다. 한편, 반사된 S편광은 전술한 바와 같이, 광학캐비티의 확산반사면에서 편광상태가 무작위화 된 상태로 반사되어 다시 휘도강화필름으로 전달된다. 이에 의해, 광원으로부터 발생된 빛의 손실과 함께 전력 낭비를 줄일 수 있었다.

그런데, 이러한 종래 휘도강화필름은 굴절률이 상이한 평판상의 등방성 광학층과 이방성 광학층이 교호적으로 적층되고, 이를 신장처리하여 입사편광의 선택적 반사 및 투과에 최적화될 수 있는 각 광학층간의 광학적 두께 및 굴절률을 갖도록 제작되기 때문에, 휘도강화필름의 제작공정이 복잡하다는 문제점이 있었다.

특히, 휘도강화필름의 각 광학층이 평판 구조를 가지고 있어서, 입사편광의 광범위한 입사각 범위에 대응하여 P편광과 S편광을 분리하여야 하기 때문에, 광학층의 적층수가 과도하게 증가하여 생산비가 기하급수적으로 증가하는 문제가 있었다. 또한, 광학층의 적층수가 과도하게 형성되는 구조에 의하여 광손실에 의한 광학적 성능 저하가 우려되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 종래의 적층형 휘도강화필름을 대체하여 생산이 용이하고 생산비가 매우 저렴하면서도 휘도증진의 효과가 매우 우수한 휘도강화필름을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 시인성 및 광학적 효과가 우수한 휘도강화필름을 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 특징에 따른 휘도강화필름은 기재 내에 복굴절성을 가지는 해도사를 포함한다.

상기 기재는 바람직하게는 광학적 등방성을 가지며, 그 굴절율은 1.4 ~ 2.0이며, 더욱 바람직하게는 상기 기재는 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 코폴리에틸렌나프탈레이트(co-PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET),폴리카보네이트(PC), 폴리카보네이트(PC) 얼로이, 폴리스타이렌(PS), 내열폴리스타이렌(PS), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(ABS), 폴리우레탄(PU), 폴리이미드(PI), 폴리비닐클로라이드(PVC), 스타이렌아크릴로니트릴혼합(SAN), 에틸렌초산비닐(EVA), 폴리아미드(PA), 폴리아세탈(POM), 페놀, 에폭시(EP), 요소(UF), 멜라닌(MF), 불포화포리에스테르(UP), 실리콘(SI), 엘라스토머 및 사이크로올레핀폴리머 중 어느 하 나 이상을 사용할 수 있다.

상기 해도사는 바람직하게는 상기 기재 내에 복수개가 일 방향으로 배치될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 상기 해도사는 광원에 대하여 수직으로 기재 내에 배치될 수 있다 또한, 해도사는 기재 내에 분산되어 배치되거나 맞닿으며 배치될 수 있다. 나아가, 상기 해도사는 상기 기재 내에 하나 이상의 층을 형성하는 것도 가능하다.

상기 기재와 해도사의 굴절율은 바람직하게는 2개의 축 방향에 대한 굴절율의 차이가 0.03 이하이고, 나머지 1개의 축방향에 대한 굴절율의 차이가 0.05 이상일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 상기 나머지 1개의 축방향은 해도사의 길이방향이다.

상기 해도사의 해부분은 바람직하게는 등방성이며, 도부분은 이방성이다.

상기 해도사의 해부분과 도부분의 굴절율은 바람직하게는 2개의 축 방향에 대한 굴절율의 차이가 0.03 이하이고, 나머지 1개의 축방향에 대한 굴절율의 차이가 0.05 이상일 수 있으며, 이 경우 상기 나머지 1개의 축방향은 해도사의 길이방향일 수 있다.

상기 해부분은 굴절율이 바람직하게는 1.4 ~ 2.0일 수 있다.

상기 해도사의 도부분은 바람직하게는 다수개가 배치될 수 있으며, 더욱 바람직하겐, 상기 해도사의 횡단면을 기준으로 상기 해부분과 도부분의 면적비는 2 : 8 ~ 8 : 2일 수 있다.

상기 해도사의 해부분은 바람직하게는 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 코폴리 에틸렌나프탈레이트(co-PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET),폴리카보네이트(PC), 폴리카보네이트(PC) 얼로이, 폴리스타이렌(PS), 내열폴리스타이렌(PS), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(ABS), 폴리우레탄(PU),폴리이미드(PI),폴리비닐클로라이드(PVC), 스타이렌아크릴로니트릴혼합(SAN),에틸렌초산비닐(EVA), 폴리아미드(PA), 폴리아세탈(POM), 페놀, 에폭시(EP), 요소(UF), 멜라닌(MF), 불포화포리에스테르(UP), 실리콘(SI), 엘라스토머 및 사이크로올레핀폴리머(MF), 불포화포리에스테르(UP), 실리콘(SI), 엘라스토머 및 사이크로올레핀폴리머 중 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.

상기 해도사의 도부분은 바람직하게는 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), co-PEN, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), co-PET, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리프로필렌(PP) 중 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.

한편 다수개의 도부분은 각각 그 횡단면의 면적이 동일하거나 상이할 수 있으며, 보다 바람직하게는 상기 해도사는 길이방향으로 신장될 수 있다.

상기 휘도강화필름은 바람직하게는 구조화된 표면을 가지며, 보다 바람직하게는 상기 구조화된 표면층은 빛이 출사되는 면에 형성된다. 상기 구조화된 표면층은 구체적으로 프리즘 형상, 렌티큘러 형상 및 볼록렌즈 형상일 수 있으며, 이 경우 상기 형상들은 규칙적으로 배열되거나 불규칙적으로 배열될 수 있다.

상기 구조화된 표면층에는 중합체 광변조 섬유가 배치되거나 배치되지 않을 수 있다. 또한 상기 구조화된 표면층의 이면층에는 매트처리가 될 수도 있다.

상기 해도사의 굵기는 바람직하게는 0.3 ~ 20 데니어이며, 상기 휘도강화필름 내에 상기 해도사가 500 ~ 4,000,000 개/㎤ 가 배치된다.

상기 해도사의 도부분의 횡단면은 원형, 타원형, 또는 여러가지 형상의 이형단면을 가지며, 상기 해도사의 해부분의 굴절율과 상기 기재의 굴절율이 일치할 수도 있다.

상기 해도사는 위사와 경사로 직조될 수 있으며, 보다 바람직하게는, 상기 위사와 경사 중 어느 하나는 상기 해도사이고, 다른 하나는 등방성 섬유이고 상기 위사 또는 경사는 상기 해도사가 1 ~ 200가닥이 모여 형성된다.

한편, 본 발명의 상술한 휘도강화필름을 포함하는 백라이트 유니트를 제공할 수 있다. 나아가, 상기 백라이트 유니트를 포함하는 액정표시장치를 제공할 수 있으며 이 경우 이 경우, 상기 액정표시장치는 위상차 필름 및/또는 흡수형 편광필름을 포함하는 것도 가능하다.

본 발명의 다른 특징에 따른 휘도강화필름은, x축 방향의 굴절율이 nX1, y축 방향의 굴절율이 nY1 및 z축 방향의 굴절율이 nZ1인 기재, 및 상기 기재 내에 배치되는 복굴절성 해도사의 굴절율이 nX2, nY2 및 nZ2일 때, 기재와 복굴절성 해도사의 X, Y, Z축 굴절율 중 적어도 어느 하나가 일치한다. 이 경우 바람직하게는, 상기 nX2 > nY2 = nZ1이며, 상기 기재는 등방성이다.

또한, 상기 해도사의 도부분의 길이방향인 x축 방향의 굴절율이 nX3, y축 방향의 굴절율이 nY3 및 z축 방향의 굴절율이 nZ3이고, 상기 해도사의 해부분의 x축 방향의 굴절율이 nX4, y축 방향의 굴절율이 nY4 및 z축 방향의 굴절율이 nZ4일 때, 상기 nX3와 nX4 또는 nY3와 nY4의 굴절율의 차이의 절대값이 0.05이상이며, 상기 nZ3와 nZ4의 굴절율의 차이의 절대값이 0.03 미만이다.

본 명세서에서 사용된 용어에 대해 간략히 설명한다.

별도로 설명되어 있지 않다면, 중합체가 복굴절성을 가진다는 의미는 방향에 따라 굴절률이 다른 중합체에 빛을 조사하는 경우 중합체에 입사한 빛이 방향이 다른 두 개의 빛으로 굴절된다는 것이다.

등방성이라 함은 빛이 물체를 통과할 때, 방향에 상관없이 굴절률이 일정한 것을 의미한다.

이방성이라 함은 빛의 방향에 따라 물체의 광학적 성질이 다른 것으로 이방성 물체는 복굴절성을 가지며 등방성에 대응된다.

광변조라 함은 조사된 빛이 반사, 굴절, 산란하거나 빛의 세기, 파동의 주기 또는 빛의 성질이 변화하는 것을 의미한다.

본 발명의 휘도강화필름은, 종래의 적층형 휘도강화필름과는 달리 층을 기재 내부에 복굴절성 해도사를 포함하여 다수의 층을 형성하지 않으면서도 휘도강화의 효과가 우수하다. 또한, 하나의 필름에 수백층을 적층하지 않으므로 제조가 매우 용이하고 생산비의 절감효과가 뛰어나다.

종래의 휘도강화필름은 굴절률이 상이한 평판상의 등방성 광학층과 이방성 광학층이 교호적으로 적층되고, 이를 신장처리하여 입사편광의 선택적 반사 및 투과에 최적화될 수 있는 각 광학층간의 광학적 두께 및 굴절률을 갖도록 제작되기 때문에, 휘도강화필름의 제작공정이 복잡하다는 문제점이 있었다.

특히, 휘도강화필름의 각 광학층이 평판 구조를 가지고 있어서, 입사편광의 광범위한 입사각 범위에 대응하여 P편광과 S편광을 분리하여야 하기 때문에, 광학층의 적층수가 과도하게 증가하여 생산비가 기하급수적으로 증가하는 문제가 있었다. 또한, 광학층의 적층수가 과도하게 형성되는 구조에 의하여 광손실에 의한 광학적 성능 저하가 발생하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명에서는 기재 내에 복굴절성 해도사를 배치시켜 광원으로부터 입사되는 빛이 상기 복굴절성 해도사 등방성 기재간의 경계면인 복굴절성 계면에서 반사, 산란 및 굴절되어 광변조를 발생시켜 휘도를 비약적으로 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 외부광원에서 조사되는 빛은 크게 S편광과 P편광으로 나눌 수 있는데, 특정한 편광만을 원하는 경우 P편광은 복굴절성 계면의 영향을 받지 않고 휘도강화필름을 통과하는 반면, S편광은 상기 복굴절성 계면에서 굴절, 산란, 반사 랜덤한 형태의 파장, 즉 S편광 또는 P편광로 변조되고 이를 반사하여 다시 휘도강화필름에 조사하는 경우 P편광은 휘도강화필름을 통과하고 S편광은 다시 산란되거나 반사된다. 이러한 과정이 반복되면 원하는 P편광을 얻을 수 있게 된다.

따라서 기재와의 경계면에 복굴절성 계면을 가지는 중합체가 기재 내에 다수개가 배치되는 경우 종래의 휘도강화필름을 적층형으로 구성하지 않아도 휘도를 비약적으로 향상시킬 수 있게 된다.

나아가, 본 발명자들은 상기 복굴절성 계면을 가지는 중합체로서 일반적인 복굴절성 섬유를 사용하는 경우 적층형으로 제조하지 않아 생산비가 저렴하고 생산이 용이한 장점이 있지만 휘도증진의 효과가 미미하여 상술한 적층형 휘도강화필름을 대신하여 산업현장에 적용되기 어려운 문제가 있음을 발견하게 되었다.

이에 상기 복굴절성 계면을 가지는 중합체로서 복굴절성 해도사를 사용하여 상술한 문제를 극복하였다. 보다 구체적으로 복굴절성 해도사를 사용하는 경우 통상의 섬유를 사용하는 경우보다 광변조 효율 및 휘도향상의 효과가 현저하게 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 보다 구체적으로, 해도사를 구성하는 부분 중 도부분은 복굴절성을 가지며, 상기 도부분을 구획하는 해부분은 등방성을 가지게 된다. 이럴경우 해도사와 기재와의 경계면 뿐만 아니라, 해도사의 내부를 구성하는 다수의 도부분과 해부분의 경계면 역시 복굴절성 계면을 가지게 되므로 기재와 복굴절성 섬유사이의 경계면에서만 복굴절 계면이 발생되는 통상의 복굴절성 섬유에 비하여 광변조 효과가 현저하게 상승하게 되어 적층형 휘도강화필름을 대체하여 실제 산업현장에 적용될 수 있는 것이다.

따라서, 통상의 복굴절성 섬유를 사용하는 것에 비하여 복굴절성 해도사를 사용하는 것이 휘도강화의 효율이 우수하며, 상기 복굴절성 해도사도 내부에 도부 분과 해부분의 광학적 성질이 상이하여 해도사 내부에서 복굴절 계면을 형성할 수 있는 것이 그렇지 않은 경우에 비하여 휘도강화 효율이 현저하게 향상될 수 있는 것이다.

나아가, 해도사 여러가닥 또는 수십가닥을 꼬아 복합섬유를 제조하는 경우 예를 들어 10개의 해도사를 꼬아 하나의 복합섬유를 제조하는 경우 상기 복합섬유에는 100개의 복굴절 계면이 존재하게 되며 최소한 100번의 광변조가 발생할 수 있는 것이다. 나아가, 여러 가닥으로 합사된 해도사를 제조하는 경우, 예를 들어 10개 가닥의 해도사를 제조하면 복합섬유에는 100개의 복굴절 계면이 존재하게 되며 최소한 100번의 광변조가 발생할 수 있는 것이다. 이러한 본 발명의 해도사는 공압출 방식 등에 의해 제조될 수 있지만 이에 한정되지는 않는다.

결국, 통상의 해도사는 극세사를 제조하기 위하여 복굴절성 여부와는 관계없이 해부분을 용출시켜 남아있는 도부분을 극세사로 활용하는 것이라면, 본 발명에서는 해도사의 해부분을 용출시키는 것이 아니라 해부분과 도부분의 광학적 성질이 상이한 해도사를 그 자체로 사용하는 것이며, 본 발명에서는 도부분을 이방성으로 구성하고 해부분을 등방성으로 구성하는 경우만을 상정하였지만 반대의 경우에도 본 발명의 목적을 달성할 수 있을 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 휘도강화필름의 횡단면에 대한 개략도이다. 구체적으로 휘도강화필름은 등방성을 가지는 기재(200)내에 복굴절성을 가지는 해도사(210)가 자 유롭게 배열된다. 이 때 사용될 수 있는 기재(200)는 물질에는 목적하는 범위의 광파장을 투과하는 열가소성 및 열경화성 중합체가 포함된다. 바람직하게는 적합한 기재(100)는 비결정질 또는 반결정질일 수 있으며, 단일중합체, 공중합체 또는 이의 블렌드를 포함할 수 있다. 구체적으로 폴리(카르보네이트) (PC); 신디오탁틱 및 이소탁틱폴리(스티렌) (PS); 알킬 스티렌; 폴리(메틸메타크릴레이트) (PMMA) 및 PMMA 공중합체를 비롯한 알킬, 방향족 및 지방족 고리 함유 (메트)아크릴레이트; 에톡시화 및 프로폭시화 (메트)아크릴레이트; 다관능성 (메트)아크릴레이트; 아크릴화 에폭시; 에폭시; 및 다른 에틸렌계 불포화 물질; 환형 올레핀 및 환형 올레핀 공중합체; 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 (ABS); 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체 (SAN); 에폭시; 폴리(비닐시클로헥산); PMMA/폴리(비닐플루오라이드) 블렌드; 폴리(페닐렌 옥사이드) 합금; 스티렌 블록 공중합체; 폴리이미드; 폴리술폰; 폴리(비닐 클로라이드); 폴리(디메틸실록산) (PDMS); 폴리우레탄; 불포화 폴리에스테르; 폴리에틸렌; 폴리(프로필렌) (PP); 폴리(알칸 테레프탈레이트), 예컨대 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (PET); 폴리(알칸 나프탈레이트), 예컨대 폴리(에틸렌 나프탈레이트) (PEN); 폴리아미드; 이오노머; 비닐 아세테이트/폴리에틸렌 공중합체; 셀룰로오스 아세테이트; 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트; 플루오로중합체; 폴리(스티렌)-폴리(에틸렌) 공중합체; 폴리올레핀 PET 및 PEN를 비롯한 PET 및 PEN 공중합체; 및 폴리(카르보네이트)/지방족 PET 블렌드를 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌나프탈레이트 공중합물 (co-PEN) 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET),폴리카보네이트(PC),폴리카보네이트(PC) 얼로이, 폴리스타이렌(PS),내열폴리스타이렌(PS),폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA),폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT),폴리프로필렌(PP),폴리에틸렌(PE),아크릴로니트릴부타디엔스티렌(ABS),폴리우레탄(PU),폴리이미드(PI),폴리비닐클로라이드(PVC),스타이렌아크릴로니트릴혼합(SAN),에틸렌초산비닐(EVA),폴리아미드(PA),폴리아세탈(POM),페놀,에폭시(EP), 요소.멜라닌(UF.MF),불포화포리에스테르(UP),실리콘(SI),엘라스토머,사이크로올레핀폴리머(COP,일본 ZEON사,JSR사)를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 나아가 상기 기재는 상술한 물성을 손상하지 않는 한, 산화방지제, 광안정제, 열안정제, 활제, 분산제, 자외선흡수제, 백색안료, 형광증백제 등의 첨가제를 함유하고 있어도 좋다.

상기 해도사(210)는 바람직하게는 광학적으로 복굴절성을 가지며 광투과성이 우수한 소재를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 상기 기재와 재질은 동일하나 광학적 성질이 복굴절성을 갖는 소재를 사용할 수 있다. 한편, 등방성 재료를 복굴절성으로 변화시키는 방법은 통상적으로 알려진 것이며 예를 들어 적절한 온도 조건 하에서 연신시키는 경우, 중합체 분자들은 배향되어 재료는 복굴절성으로 된다.

보다 구체적으로, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 코폴리에틸렌나프탈레이트(co-PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 코폴리에틸렌테페레프탈레이트(co-PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리카보네이트(PC) 얼로이, 폴리스타이렌(PS), 내열폴리스타이렌(PS), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 아크릴로니트릴부타디 엔스티렌(ABS), 폴리우레탄(PU),폴리이미드(PI),폴리비닐클로라이드(PVC), 스타이렌아크릴로니트릴혼합(SAN),에틸렌초산비닐(EVA), 폴리아미드(PA), 폴리아세탈(POM), 페놀, 에폭시(EP), 요소(UF), 멜라닌(MF), 불포화포리에스테르(UP), 실리콘(SI), 엘라스토머 및 사이크로올레핀폴리머 중 어느 하나 이상을 선택하여 각각 해성분과 도성분으로 사용할 수 있으며, 이 경우 해부분과 도부분 중 어느 하나를 등방성으로 하고 다른 하나를 이방성으로 구성할 수 있다. 더욱 바람직하게는 도부분이 이방성을 가지며 해부분이 등방성을 가질 수 있다. 예를 들어, 해도사의 해부분은 등방성 co-PEN을 사용하고 도부분은 복굴절성을 가지는 PEN을 사용할 수 있으며, 해도사의 해부분과 도부분 모두 광학적 성질만 다른 수지를 사용할 수도 있다.

한편, 광학적 등방성인 기재와 복굴절성을 가지는 해도사에 있어서 공간상의 X,Y 및 Z축에 따른 굴절률의 실질적인 일치 또는 불일치의 크기는 그 축에 따라 편광된 광선의 산란 정도에 영향을 미친다. 일반적으로, 산란능은 굴절률 불일치의 제곱에 비례하여 변화한다. 따라서, 특정 축에 따른 굴절률의 불일치의 정도가 더 클수록, 그 축에 따라 편광된 광선이 더 강하게 산란된다. 반대로, 특정 축에 따른 불일치가 작은 경우, 그 축에 따라 편광된 광선은 더 적은 정도로 산란된다. 어떤 축에 따라 기재의 굴절률이 해도사의 굴절률과 실질적으로 일치되는 경우, 이러한 축에 평행한 전기장으로 편광된 입사광은 해도사의 부분의 크기, 모양 및 밀도와 상관없이 산란되지 않고 해도사를 통해 통과할 것이다. 또한, 그 축에 따른 굴절률 이 실질적으로 일치되는 경우, 광선은 실질적으로 산란되지 않고 물체를 통해 통과한다. 따라서 본 발명에서는 상기 기재와 해도사의 굴절율은 2개의 축 방향에 대한 굴절율의 차이가 0.03 이하이고 나머지 1개의 축방향에 대한 굴절율의 차이가 0.05 이상인 것이 바람직하다. 이럴 경우 P파는 기재와 해도사의 복굴절성 계면을 통과하나 S파는 광변조를 일으켜 반사, 산란 또는 굴절되고 이 후 S파 또는 P파의 형태로 변환되어 이 중 P파는 휘도강화필름을 재통과하고 S파는 다시 광변조를 일으킨다.

구체적으로, 상기 복굴절성 해도사는 바람직하게는 도부분이 이방성이고 해부분이 등방성일 수 있으며, 상기 이방성 도부분의 x축 방향의 굴절율이 nX3, y축 방향의 굴절율이 nY3 및 z축 방향의 굴절율이 nZ3이고, 상기 해부분의 x축 방향의 굴절율이 nX4, y축 방향의 굴절율이 nY4 및 z축 방향의 굴절율이 nZ4일 때, 상기 nX3와 nX4의 굴절율의 차이의 절대값이 0.05 이상이고 더욱 바람직하게는 0.15 이상일 수 있다. 이 경우, 상기 nY3와 nY4 및/또는 nZ3와 nZ4의 굴절율의 차이의 절대값이 0.03 미만일 수 있다.

더욱 바람직하게는 상기 해도사가 x축 방향으로 연신된 경우 nX3와 nX4의 굴절율의 차이의 절대값이 0.05 이상이고 nY3와 nY4 및 nZ3와 nZ4의 굴절율의 차이의 절대값이 0.03 미만인 것이 광변조 효율을 증가시키는데 유리하다. 이 경우 nX3 > nY3 = nZ3일 수 있다.

상기 도부분은 바람직하게는 섬유코어를 둘러싸는 섬유외피를 포함할 수 있으며. 상기 휘도강화필름은 바람직하게는 횡단면의 형상이 상이한 복수개의 광변조 섬유를 포함할 수 있고 상기 충진재 및 도부분 중 하나 이상이 복굴절 중합체 물질(예를 들어 복굴절성 콜레스테릭)을 포함하는 것도 가능하다. 또한 상기 광변조 섬유 및 도부분 중 하나 이상이 바람직하게는 길이방향으로 연신될 수 있다.

본 발명의 복굴절성 해도사의 형상과 관련하여, 해도사의 횡단면은 목적에 따라 어떠한 형상이라도 무방하며, 원형 및 타원형, 다각형 등의 다양한 형상의 이형단면을 가지는 것도 가능하다. 마찬가지로 상기 해도사 중 도부분의 횡단면은 형상의 종류를 불문하며 원형 및 타원형, 다각형 등의 이형단면을 가지는 것도 가능하다.

도 3a ~ 3i는 본 발명의 일실시예에 따른 복굴절성 광변조 섬유의 횡단면도이다. 도 3a ~ 3i에서 알 수 있듯, 본 발명에서 도부분의 형상, 크기 , 갯수 및 배치는 광변조의 목적에 따라 효율적으로 조절하여 사용할 수 있다. 도 3a는 통상의 해도사의 단면도로서 대략 원형의 도부분(320a)이 해부분(310a)을 통해 구획된다. 도 3b는 해부분(310b)의 면적이 크며, 도 3c는 해도사의 형상이 타원형을 가진다. 도 3d에서 도부분(320d)이 타원형이며 그 배열이 지그재그 형상이다. 또한 해도사의 횡단면은 직사각형 구조를 띄고 있지만, 다각형 구조나 이형단면 구조 모두 가능하다.

도 3e 및 도 3f에서 예시한 바와 같이 도부분은 해도사의 중심에 위치할 수 있거나, 해부분이 해도사의 중심에 없을 수도 있다.

일부 실시예에서, 도부분은 모두 동일한 크기일 필요는 없다. 예를 들어 도 3g 및 3h에서 예시한 바와 같이, 해도사는 상이한 횡단면 크기의 도부분(320g, 321g)을 포함할 수 있다. 이러한 특정 실시양태에서, 어느 하나의 도부분(320g)이 다른 도부분(321g)보다 횡단면이 상대적으로 더 크다. 도 부분은 둘 이상의 상이한 크기의 군에 해당할 수 있으며, 사실상 모두의 크기가 다를 수 있다. 나아가 도 3i와 같이 상기 도부분(320i)에 복굴절성 및/또는 등방성 외피(330i)를 부가하는 것도 가능하다.

상기 도부분은 바람직하게는 상기 해도사 내에 다수개가 배치되며, 상기 해부분과 도부분의 면적비는 바람직하게는 2 : 8 ~ 8 : 2일 수 있다. 해도사의 굵기는 바람직하게는 0.3 ~ 20 데니어이며, 상기 기재 내에 바람직하게는 상기 해도사가 500 ~ 4,000,000 개/㎤ 가 배치될 수 있다. 또한 상기 해부분의 굴절율은 경우에 따라 휘도강화필름의 상기 기재의 굴절율과 일치할 수 있다.

한편, 기재 내의 복굴절성 해도사로 투과되는 빛은 상술한 바와 같이 복굴절성 계면에서 광변조가 일어날 수 있다. 보다 구체적으로 도 4는 본 발명의 복굴절성 해도사로 투과되는 광의 경로를 나타내는 단면도이다. 이 경우 P파(실선)는 기재와 복굴절성 해도사의 경계면 및 복굴절성 해도사 내부의 도부분과 해부분의 경계면의 복굴절성 계면에 영향을 받지 않고 투과되나, S파(점선)는 기재와 복굴절성 해도사의 경계면 및/또는 복굴절성 해도사 내부의 도부분과 해부분의 경계면의 복굴절성 계면에 영향을 받아 광의 변조가 일어난다. 그 결과 S파의 상당수가 다시 반사, 산란 또는 굴절 등의 광변조를 통해 광원쪽으로 되돌아오고, 되돌아온 S파가 반사되면서 S파 또는 P파가 되어 다시 휘도강화필름을 통과하게 된다. 결국, 통상의 복굴절성 섬유를 사용하는 것에 비하여 복굴절성 해도사를 사용하는 것이 휘도강화의 효율이 우수하며, 상기 복굴절성 해도사도 내부에 도부분과 해부분의 광학적 성질이 상이하여 해도사 내부에서 복굴절 계면을 형성할 수 있는 것이 그렇지 않은 경우에 비하여 휘도강화 효율이 현저하게 향상될 수 있는 것이다.

한편 상기 해도사는 상기 기재 내에 복수개가 일 방향으로 신장되어 배치될 수 있으며 더욱 바람직하게는 상기 해도사(210)는 광원에 대하여 수직으로 기재 내에 배치될 수 있으며 이 경우 광변조 효율이 가장 극대화된다. 한편, 일렬로 정렬된 해도사(210)는 필요에 따라 서로 분산되어 배치될 수도 있고, 해도사(210)간에 서로 맞닿거나 떨어질 수 있으며, 상기 해도사(210)간에 서로 맞닿는 경우 밀집된 형태로 층을 이루어 배치될 수도 있다.

나아가, 예를 들면 지름이 다른 3종류 또는 그 이상의 종류의 횡단면이 원형인 해도사를 배열시키면, 이들의 장축방향에 수직인 단면에 있어서 서로 접하는 세개의 원의 중심을 연결해서 얻어지는 삼각형은 부등변 삼각형으로 된다. 또한, 해도사(원기둥체)의 장축방향에 수직인 단면에 있어서, 1층째의 원과 2층째의 원이 접하고, 2층째의 원과 3층째의 원도 접하고, 이하도 순차적으로 인접하는 층과 접하도록 원기둥체를 배열시키고 있지만, 각각의 해도사에 대해서, 「서로 원기둥의 측면에서 접하는 다른 적어도 두개의 해도사와 각각 원기둥의 측면에서 접하고 있다」라는 조건을 만족시키면 된다. 이 범위에서, 예를 들면 1층째의 원과 2층째의 원은 접촉시키고, 2층째의 원과 3층째의 원은 지지매체를 통해 이간시키고, 3층째의 원과 4층째의 원은 다시 접촉시킨다는 구성을 취하는 것도 가능하다.

해도사의 장축방향에 수직인 단면에 있어서 직접 접하는 세개의 원의 중심을 연결하는 삼각형은, 적어도 두 변의 길이가 대략 같게 되어 있는 것이 바람직하고, 특히 이 삼각형은, 세 변의 길이가 대략 같게 되어 있는 것이 바람직하다. 또한 휘도강화필름의 두께방향에 있어서의 해도사의 적층상태에 대해서는, 복수의 층이 순차적으로 접하도록 적층되어 있는 것이 바람직하고, 또한, 지름이 대략 같은 원기둥체로 이루어지는 해도사가 빽빽히 충전되어 있는 것이 보다 바람직하다.

따라서, 이러한 보다 바람직한 형태에서는, 복수의 해도사는, 장축방향에 수직인 단면에 있어서의 원의 지름이 각각 대략 같은 원기둥체이며, 상기 단면에 있어서 최표면층보다 내측에 위치하는 해도사는, 다른 6개의 원기둥체인 복굴절체와 원기둥의 측면에서 접하고 있는 것이다.

한편, 상기 복굴절성 해도사는 그 부피가 바람직하게는 상기 휘도강화필름 1㎤에 대하여 1% ~ 90%인 것이 유리하다. 만일 1% 이하인 경우에는 휘도강화효과가 미미하고, 90%를 초과하면 복굴절 계면에 의한 산란양이 증가하여 광손실이 발생하는 문제가 발생할 수 있다.

나아가 상기 복굴절성 해도사는 상기 휘도강화필름 1c㎥ 내에 500 ~ 4,000,000개가 배치될 수 있다. 복굴절성 해도사 내의 도부분의 단면직경 또한 광변조에 현저한 영향을 미칠 수 있다. 복굴절성 해도사 개개의 도부분의 단면의 직 경이 광 파장보다 작을 경우는 굴절, 산란, 반사의 효과가 감소하여 광의 변조는 거의 발생하지 않는다. 도부분의 단면직경이 너무 클 경우에는, 광이 해도사의 표면으로부터 정반사되고 다른 방향으로의 확산은 매우 미미하다. 정렬된 도부분의 단면직경은 광학체의 목적하는 용도에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 섬유의 직경은 특정 용도에 있어서 중요한 전자기 복사선의 파장에 좌우되어 달라질 수 있으며, 가시선, 자외선, 적외선 및 마이크로파를 반사, 산란 또는 투과시키기 위해서 상이한 섬유의 직경이 요구된다.

상기 휘도강화필름은 바람직하게는 목적에 따라 구조화된 표면층을 포함할 수 있다. 도 5a ~ 5f는 본 발명의 휘도강화필름의 구조화된 표면에 대한 단면도로서, 도 5a에서 광원(500a)에서 조사되는 빛에 대하여 휘도강화필름의 입사면 및 출사면이 평평할 수 있으며, 이 경우 도 5b에 도시된 바와 같이 광원(500b)상에 위치하는(인접하는) 복굴절성 해도사(521b)가 촘촘하게 배치되고, 광원(500b)에서 멀리 떨어진 복굴절성 해도사(520b)는 띄엄띄엄 배치될 수 있다.

상기 구조화된 표면층은 빛이 출사되는 면에 형성될 수 있다. 상기 구조화된 표면층은 프리즘 형상, 렌티큘러 형상 또는 볼록렌즈 형상일 수 있다. 구체적으로 도 5c에서 휘도강화필름상의 광이 출사되는 면이 볼록렌즈 형상을 띄는 곡면형 표면(530c)을 가질 수 있다. 상기 곡면형 표면(530c)은 표면을 통해 투과된 광을 집속(focusing) 또는 발산(defocusing)될 수 있다. 또한 도 5d와 같이 광출사면에 프리즘 패턴(530d)을 가질 수 있으며, 이 경우 도 5d와 같이 구조화된 표면 층(530d)에 복굴절성 해도사(520d)가 형성되지 않거나, 도 5e와 같이 기재 및 표면층(530e)에 모두 복굴절성 해도사(520e)가 형성되거나, 도 5f와 같이 구조화된 표면층(530f)에만 복굴절성 해도사(520f)가 형성되는 것도 가능하다.

상기 휘도강화필름의 이면층에는 매트처리에 의한 요철을 형성하여 내스크레치성을 부여할 수도 있는데, 이는 본 발명의 효과에 역효과를 발생시키지 않을 것을 조건으로 한다.

한편 광원을 통해 투과되는 빛은 자연광 또는 편광이 모두 가능하며 복굴절성 해도사로서 복굴절성을 나타내는 여러가지의 물질을 사용할 수 있지만, 배향이나 단면형상의 안정성, 내구성 등의 관점에서 복굴절성 해도사는 고체인 것이 바람직하다.

도 6a 및 도 6b와 같이 상기 해도사는 바람직하게는 위사(610a, 600b)와 경사(600a, 610b)로 직조될 수 있으며, 상기 위사와 경사 중 어느 하나는 상기 해도사이고, 다른 하나는 등방성 섬유일 수도 있다. 상기 위사 또는 경사는 바람직하게는 상기 해도사가 1 ~ 200가닥이 모여 형성될 수 있다.

상술한 본 발명의 휘도강화필름은 복굴절성 해도사를 방사 연신한 후, 이들 섬유를 일방향으로 배열시킨 직물 또는 빔으로 제작하고, 또한 이것을 기재에 함침시키고, 고착시킨다는 3개의 단계를 거쳐 제조할 수 있다. 광변조 섬유의 방사?연신공정 및 직물 또는 빔의 제조공정은 공지의 방법에 의해 행하면 좋고, 특별히 한 정은 없다. 직물 또는 빔을 기재에 함침시키고, 고착시킴에 있어서는, 기재의 전구체인 모노머 및/또는 올리고머 중에 부직포를 침지한 후, 광 및/또는 열로 지지매체의 전구체를 중합시키는 방법, 지지매체의 폴리머 용액중에 직물 또는 빔을 침지한 후, 용매를 제거하는 방법, 또한 지지매체를 미분말로 해서 그 미분말을 직물 또는 빔에 함침시킨 후, 용융시키는 방법 등을 채용할 수 있다.

또한 다른 방법으로서, 용융압출법에 의해 본 발명을 실시하는 것도 가능하다. 구체적으로는, 기재에서 분산 배열되어 있는 복굴절성 해도사의 장축방향에 수직인 단면의 형상이 다각형인 경우, 압출기 토출구를 다수의 구금으로 구획해 두고, 복굴절성 해도사를 구성하는 수지가 하나간격의 구금으로부터 다각형상으로 압출되고, 기재를 구성하는 수지가 그 사이의 구금으로부터 압출되는 이형압출법을 채용할 수 있다. 지지매체중에서 분산 배열되어 있는 복굴절성 해도사의 장축방향에 수직인 단면의 형상이 실질적으로 원인 경우에는, 압출기 토출구를 다수의 구금으로 구획해 두고, 복굴절성 해도사를 구성하는 수지가 단면내에서 연속되는 구금으로부터 둥근 막대상으로 압출되고, 기재를 구성하는 수지가 그 사이의 구금으로부터 압출되는 이형압출법을 채용할 수 있다. 이들 경우에는, 압출기의 구금으로부터 다른 종류의 용융수지가 교대로 소정의 형태로 압출되어 상기한 바와 같은 분산 배열 구조체가 형성되도록, 압출기 및 구금을 설계하면 좋다.

한편, 본 발명의 상술한 휘도강화필름을 포함하는 백라이트 유니트를 제공할 수 있으며, 나아가 상기 백라이트 유니트를 포함하는 액정표시장치를 제공할 수 있 다. 이 경우, 상기 액정표시장치는 위상차 필름 및/또는 흡수형 편광필름을 포함할 수 있다.

결국, 휘도강화필름내에 복굴절성 섬유로서 등방성 해부분 내에 배치된 이방성 도부분을 포함하는 복굴절성 해도사를 사용하는 경우에는 기재와 복굴절성 해도사 간의 광변조 효과와 더불어 복굴절성 해도사의 내부에서 등방성 해부분과 이방성 도부분간의 광변조 효과가 발생하기 때문에 결과적으로 휘도강화필름의 광변조 효과는 현저하게 향상하게 된다. 특히 상기 해도사를 합사하여 복합섬유를 만든 후 경사, 위사 형태로 직조하여 휘도강화필름에 배치하는 경우, 통상의 복굴절성 섬유를 사용하는 것에 비하여 비교할 수 없을 만큼 뛰어난 광변조 효과를 가지게 된다.

이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의하여 상세히 설명한다. 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

등방성 Co-PEN(nx=1.57, ny=1.57, nz=1.57)의 충진제 내부에 이방성 PEN (nx=1.88, ny=1.57, nz=1.57)을 도부분으로 하고 상기 도부분을 37개를 배치시켰다. 이와 같은 조성을 통해 미연신사 150/24로 하여 방사온도는 305℃, 방 사속도는 1500 M/min의 조건으로 방사한 후, 3배의 연신을 통해 연신사 50/24를 얻을 수 있다. 이 때 제조된 해도사는 등방성 Co-PEN(nx=1.57, ny=1.57, nz=1.57)의 충진제 내부에 이방성 PEN (nx=1.88, ny=1.57, nz=1.57)을 도부분으로 하고 상기 도부분을 37개를 배치시켰다. 제조된 해도사 4,200 가닥(24가닥의 원사가 하나의 그룹으로 행동하므로 실제 섬유 가닥수는 4,200*24인 100,800 가닥임)을 폭 762mm의 빔에 나란히 권취한 후, 권취된 빔을 이면에 매트처리가 되어있는 PC 얼로이 시트의 상부에 위치시킨 후 일정한 장력으로 적층시킨다. 이 때 PC 얼로이 시트의 굴절률은 1.57이다. 이 후, 섬유가 적층된 PC 얼로이 시트와 경면롤에 인입되는 지점에 굴절률이 1.54인 에폭시아크릴레이트와 우레탄 아크릴레이트의 혼합 UV 경화 코팅 수지를 부여하고 1차, 2차에 걸쳐 UV 경화시켜 복굴절성 해도사가 적층된 형태의 융합 시트를 제조하였다. 상기의 코팅 수지는 UV 코팅 경화 전에는 1.54의 굴절률을 보이나 경화 후에는 1.57의 굴절률을 보인다. 이를 통해 두께가 400㎛인 휘도강화필름을 제조하였다.

<실시예 2>

도부분의 개수가 217개인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 두께가 400㎛인 휘도강화필름을 제조하였다.

<실시예 3>

실시예 2에서 사용된 해도사를 4합(50/24×4)하여, 200/96 원사를 얻은 후 이를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 실시하여 두께가 400㎛인 휘도강화필름을 제조하였다.

<실시예 4>

상기 실시예 2에서 사용된 섬유를 시트에 복합시키는 공정을 단순화시키기 위하여, 실시예 1과 같이 762mm폭으로 4,200가닥의 실이 나란히 배열되도록 권취하여 얻어진 빔을 이용하여, 위사 밀도 50개/inch로 제직하였으며, 조직은 위사 밀도를 최소화할 수 있는 평직으로 하였다. 이와 같이 제조된 직물은 실시예 1과 같이 시트 압출 다이 상부의 롤을 통해 해반하면서 시트 상부에 적층시키고 코팅 액을 도포한 후 경화시켜 두께가 400㎛인 휘도강화필름을 제조하였다.

<실시예 5>

휘도강화필름의 광 이용효율을 향상시키기 위하여 상기 실시예3의 휘도강화필름 상부에 구조화된 표면층을 형성하였다. 융합시트 제조과정 중 프리즘 패턴롤을 이용하여 구조화된 표면층을 형성한다는 것을 제외하고 실시예 3과 동일하게 실시하여 두께가 400㎛인 휘도강화필름을 제조하였다.

<비교예 1>

복굴절성 해도사를 대신하여 Co-PEN(nx=ny=nz=1.57)으로 구성된 150/24의 미연신등방성 섬유를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 두께가 400㎛인 휘도강화필름을 제조하였다.

<비교예 2>

PET(nx=ny=nz=1.57)와 C0-PEN(nx=ny=nz=1.57)로 이루어진 해도형 구조(도부분 24개)의 미연신사를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 두께가 400㎛인 휘도강화필름을 제조하였다.

<비교예 3>

실시예 1의 복굴절성 해도사를 대신하여 IV 0.53의 PEN 수지를 중합한 후, 미연신사 150/24의 원사를 제조하였다. 이때 방사온도는 305℃, 방사속도는 1500 M/min을 적용하여 방사하였다. 얻어진 미연신사는 150℃의 온도에서 3배 연신하여 50/24 연신사를 제조하였다. 연신된 PEN 섬유는 복굴절성을 보이며, 각 방향의 굴절률은 nx=1.88, ny=1.57, nz=1.57이다. 실시예 1의 해도사를 대신하여 상기 복굴절성 PEN 섬유를 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 두께가 400㎛인 휘도강화필름을 제조하였다.

<실험예>

상기 실시예 1 ~ 5 및 비교예 1 ~ 3을 통해 제조된 휘도강화필름에 대하여 다음과 같은 물성을 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.

1. 휘도

상기 제조된 휘도강화필름의 휘도를 측정하기 위하여 하기와 같이 수행하였다. 확산판, 확산시트 2장, 휘도강화필름이 구비된 32" 직하형 백라이트 유니트 위에 패널을 조립 한 후, 탑콘사의 BM-7 측정기를 이용하여 9개 지점의 휘도를 측정하여 평균치를 나타내었다.

2. 투과도

일본 NIPPON DENSHOKU사의 COH300A 분석설비를 이용하여 ASTM D1003 방법으로 투과율을 측정하였다.

3. 편광도

OTSKA사의 RETS-100 분석설비를 이용하여 편광도를 측정하였다.

4. 수분흡수율

ASTM D570에 의거하여 23℃ 물에 24시간동안 침지시킨 후 처리 전후의 시료의 중량% 변화를 측정하였다.

5. 시트움

32인치 백라이트 유니트에 휘도강화필름을 조립하여 60℃, 75% 조건의 항온항습기에 96시간 방치한 후 분해하여 휘도강화필름의 움이 발생한 정도를 육안으로 관찰하여 ○, △, ×로 구분하였다.

○ : 양호, △ : 보통, × : 불량

6. 내UV성

세명백트론사의 SMDT51H를 이용하여 130mW의 자외선 램프(365nm)의 출력, 10cm높이에서 10분간 조사시킨후, 처리 전ㆍ후의 YI(Yellow Index)를 NIPPON DENSHOKU사의 SD-5000 분석설비를 이용하여 측정하여 황변도를 평가하였다.

[표 1]

	휘도	투과율	편광도	흡수율	시트움	내UV성
실시예 1	465.92nit	54.03%	76.08%	0.3	○	4.3
실시예 2	494.36nit	51.28%	80.72%	0.3	○	4.4
실시예 3	512.02nit	49.57%	83.60%	0.3	○	4.3
실시예 4	502.73nit	56.18%	72.45%	0.3	○	4.4
실시예 5	540.12nit	49.74%	73.60%	0.3	○	4.5
비교예 1	391.17nit	87.60%	0.67%	0.3	○	4.5
비교예 2	389.80nit	88.72%	0.62%	0.3	○	4.5
비교예 3	419.50nit	58.53%	68.50%	0.3	○	4.4

표 1에서 알 수 있듯이, 복굴절성 해도사를 포함하는 실시예 1 ~ 5의 휘도강화필름이 등방성 섬유를 포함하는 비교예 1 ~ 2의 휘도강화필름에 비하여 광학적 성질이 비약적으로 상승하는 것을 확인할 수 있다. 또한 복굴절성 섬유를 포함하는 비교예 3과 대비하는 경우에도 광학적 성질이 매우 우수한 것을 확인할 수 있다.

본 발명의 휘도강화필름은, 휴대폰, LCD 등 고휘도가 요구되는 액정표시장치에 널리 사용될 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술적 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1은 종래의 휘도강화필름의 원리를 설명하는 개략도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 휘도강화필름의 절단면의 횡단면에 대한 개략도이다.

도 3a ~3i는 본 발명의 일실시예에 따른 복굴절성 해도사의 횡단면도이다.

도 4는 본 발명의 복굴절성 해도사에 입사한 광의 경로를 도시한 단면도이다.

도 5a ~ 5f는 본 발명의 휘도강화필름의 구조화된 표면에 대한 단면도이다.

도 6a ~ 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 복굴절성 광변조 섬유의 배치도이다.

<도면의 부호에 대한 간단한 설명>

200 : 기재 210 : 복굴절성 해도사

Claims

기재 내에 복굴절성을 가지는 해도사를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘도강화필름.
제1항에 있어서, 상기 기재는 등방성인 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제2항에 있어서, 상기 기재는 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 코폴리에틸렌나프탈레이트(co-PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET),폴리카보네이트(PC), 폴리카보네이트(PC) 얼로이, 폴리스타이렌(PS), 내열폴리스타이렌(PS), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(ABS), 폴리우레탄(PU),폴리이미드(PI),폴리비닐클로라이드(PVC), 스타이렌아크릴로니트릴혼합(SAN),에틸렌초산비닐(EVA), 폴리아미드(PA), 폴리아세탈(POM), 페놀, 에폭시(EP), 요소(UF), 멜라닌(MF), 불포화포리에스테르(UP), 실리콘(SI), 엘라스토머 및 사이크로올레핀폴리머 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제2항에 있어서, 상기 기재의 굴절율은 1.4 ~ 2.0인 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제1항에 있어서, 상기 해도사는 상기 기재 내에 복수개가 일 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제1항에 있어서, 상기 해도사는 광원에 대하여 수직으로 기재 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제5항에 있어서, 상기 해도사는 상기 기재 내에 분산되어 배치되는 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제5항에 있어서, 상기 해도사는 상기 기재 내에 맞닿으며 배치되는 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제5항에 있어서, 상기 해도사는 상기 기재 내에 하나 이상의 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제1항에 있어서, 상기 기재와 해도사의 굴절율은 2개의 축 방향에 대한 굴절율의 차이가 0.03 이하이고, 나머지 1개의 축방향에 대한 굴절율의 차이가 0.05 이상인 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제10항에 있어서, 상기 나머지 1개의 축방향은 해도사의 길이방향인 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제1항에 있어서, 상기 해도사는 상기 휘도강화필름 내에 500 ~ 4,000,000 개/㎤가 포함되는 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제1항에 있어서, 상기 해도사는 길이방향의 단면이 원형 또는 타원형인 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제1항에 있어서, 상기 해도사는 길이방향의 단면이 이형단면인 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제1항에 있어서, 상기 해도사의 해부분은 등방성인 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제1항에 있어서, 상기 해도사의 도부분은 이방성인 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제1항에 있어서, 상기 해도사의 해부분과 도부분의 굴절율은 2개의 축 방향에 대한 굴절율의 차이가 0.03 이하이고, 나머지 1개의 축방향에 대한 굴절율의 차 이가 0.05 이상인 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제17항에 있어서, 상기 나머지 1개의 축방향은 해도사의 길이방향인 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제17항에 있어서, 상기 해부분은 굴절율이 1.4 ~ 2.0인 것 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제1항에 있어서, 상기 해도사의 도부분은 다수개가 배치되는 것을 특징으로 상기 휘도강화필름.
제1항에 있어서, 상기 해도사의 횡단면을 기준으로 상기 해부분과 도부분의 면적비는 2 : 8 ~ 8 : 2인 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제1항에 있어서, 상기 해도사의 해부분은 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 코폴리에틸렌나프탈레이트(co-PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET),폴리카보네이트(PC), 폴리카보네이트(PC) 얼로이, 폴리스타이렌(PS), 내열폴리스타이렌(PS), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(ABS), 폴리우레탄(PU),폴리이미드(PI),폴리비닐클로라이드(PVC), 스타이렌아크릴로니트릴혼합(SAN),에틸렌 초산비닐(EVA), 폴리아미드(PA), 폴리아세탈(POM), 페놀, 에폭시(EP), 요소(UF), 멜라닌(MF), 불포화포리에스테르(UP), 실리콘(SI), 엘라스토머 및 사이크로올레핀폴리머 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제1항에 있어서, 상기 해도사의 도부분은 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 코폴리에틸렌나프탈레이트(co-PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET),폴리카보네이트(PC), 폴리카보네이트(PC) 얼로이, 폴리스타이렌(PS), 내열폴리스타이렌(PS), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(ABS), 폴리우레탄(PU),폴리이미드(PI),폴리비닐클로라이드(PVC), 스타이렌아크릴로니트릴혼합(SAN),에틸렌초산비닐(EVA), 폴리아미드(PA), 폴리아세탈(POM), 페놀, 에폭시(EP), 요소(UF), 멜라닌(MF), 불포화포리에스테르(UP), 실리콘(SI), 엘라스토머 및 사이크로올레핀폴리머 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제20항에 있어서, 상기 다수개의 도부분은 각각 그 횡단면의 면적이 동일한 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제20항에 있어서, 상기 다수개의 도부분은 각각 그 횡단면의 면적이 상이한 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제1항에 있어서, 상기 기재는 횡단면의 형상이 상이한 복수개의 해도사를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제1항에 있어서, 상기 해도사는 길이방향으로 신장된 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제1항에 있어서, 상기 휘도강화필름은 구조화된 표면을 가지는 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제28항에 있어서, 상기 구조화된 표면층은 빛이 출사되는 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제28항에 있어서, 상기 구조화된 표면층은 프리즘 형상인 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제30항에 있어서, 상기 구조화된 표면층은 불규칙적인 형상을 하는 프리즘인 것을 특징으로 하는 상기 광변조 물체.
제28항에 있어서 상기 구조화된 표면층은 렌티큘러 형상인 것을 특징으로 하는 상기 광변조 물체.
제32항에 있어서 상기 구조화된 표면층은 불규칙적인 렌티큘러 형상인 것을 특징으로 하는 상기 광변조 물체
제33항에 있어서 상기 구조화된 표면층은 볼록렌즈 형상인 것을 특징으로 하는 상기 광변조 물체.
제34항에 있어서 구조화된 표면층은 불규칙적인 볼록렌즈 형상인 것을 특징으로 하는 상기 광변조 물체.
제28에 있어서, 상기 구조화된 표면층에는 상기 복굴절성 중합체가 배치되거나 배치되지 않는 것을 특징으로 하는 상기 광변조 물체.
제28항에 있어서, 이면층에는 매트처리가 되어있는 것을 특징으로 하는 상기 광변조 물체.
제1항에 있어서, 상기 해도사의 굵기는 0.3 ~ 20 데니어인 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제1항에 있어서, 상기 해도사의 도부분의 횡단면은 이형단면을 갖는 것을 특 징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제1항에 있어서, 상기 해도사의 해부분의 굴절율과 상기 기재의 굴절율이 일치하는 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제1항에 있어서, 상기 해도사는 위사와 경사로 직조되는 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제41항에 있어서, 상기 위사와 경사 중 어느 하나는 상기 해도사이고, 다른 하나는 등방성 섬유인 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제41항에 있어서, 상기 위사 또는 경사는 상기 해도사가 1 ~ 200 가닥이 모여 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제1항 내지 제43항 중 어느 한 항의 휘도강화필름을 포함하는 백라이트 유니트.
제44항에 있어서, 상기 백라이트 유니트를 포함하는 액정표시장치.
제45항에 있어서, 상기 액정표시장치는 위상차 필름을 포함하는 것을 특징으 로 하는 상기 백라이트 유니트.
제45항에 있어서, 상기 액정표시장치는 흡수형 편광필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 백라이트 유니트.
x축 방향의 굴절율이 nX1, y축 방향의 굴절율이 nY1 및 z축 방향의 굴절율이 nZ1인 기재; 및

상기 기재 내에 배치되는 복굴절성 해도사의 굴절율이 nX2, nY2 및 nZ2일 때, 기재와 복굴절성 해도사의 X, Y, Z축 굴절율 중 적어도 어느 하나가 일치하는 것을 특징으로 하는 휘도강화필름.
제48항에 있어서, 상기 nX2 > nY2 = nZ1인 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제48항에 있어서, 상기 기재는 등방성인 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제48항에 있어서, 상기 해도사의 도부분의 길이방향인 x축 방향의 굴절율이 nX3, y축 방향의 굴절율이 nY3 및 z축 방향의 굴절율이 nZ3이고, 상기 해도사의 해부분의 x축 방향의 굴절율이 nX4, y축 방향의 굴절율이 nY4 및 z축 방향의 굴절율 이 nZ4일 때, 상기 nX3와 nX4 또는 nY3와 nY4의 굴절율의 차이의 절대값이 0.15 이상인 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.
제51항에 있어서, 상기 nZ3와 nZ4의 굴절율의 차이의 절대값이 0.03 미만인 것을 특징으로 하는 상기 휘도강화필름.