KR20100002197A

KR20100002197A - 광학 필름

Info

Publication number: KR20100002197A
Application number: KR1020090057041A
Authority: KR
Inventors: 팅-유앙 우; 이-충 쉬
Original assignee: 이터널 케미컬주식회사
Priority date: 2008-06-25
Filing date: 2009-06-25
Publication date: 2010-01-06
Also published as: TWI470314B; TW201001005A; US20090324890A1

Abstract

본 발명은 기재 및 이 기재 표면 위의 미세구조층을 포함하는 광학 필름으로서, 상기 미세구조층은 복수의 주상 구조를 포함하고, 상기 주상 구조는 길이 방향을 따라 그 높이가 변하는 선형 주상 구조, 길이 방향을 따라 그 높이가 변하지 않는 선형 주상 구조, 길이 방향을 따라 그 높이가 변하는 S자형 주상 구조 및 길이 방향을 따라 그 높이가 변하지 않는 S자형 주상 구조로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 2개의 부재를 포함하는 광학 필름에 관한 것이다.

본 발명의 광학 필름은 휘도를 향상시키고, 광학 간섭을 효율적으로 감소시킨다.

Description

광학 필름{OPTICAL FILM}

본 발명은 광학 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정 디스플레이 (LCD)에 적용할 수 있는 휘도 향상 필름에 관한 것이다.

액정 디스플레이 패널이 빛을 방출할 수 없는 것으로 알려져 있으므로 휘도 소스 역할을 하는 백라이트 모듈은 액정 디스플레이를 위하여 중요하게 되고, 디스플레이의 휘도를 향상시키기 위하여 결정적이다. 근래, 다양한 광학 필름은 LCD 패널의 휘도를 향상하거나, 임의의 구성요소 디자인의 변경 또는 추가적인 에너지 소비 없이 광원의 효율을 최대화하기 위하여 백라이트 모듈에 사용된다. 이와 같은 접근은 가장 경제적이고, 편리한 해결책이 되었다.

도 1은 백라이트 모듈 내 다양한 광학 필름을 개략적으로 나타낸 것이다. 도 1에서 보이는 것처럼, 전형적인 백라이트 모듈은 도광체 (2) 및 확산 필름 (3), 휘도 향상 필름 (4, 5) 및 확산방지 필름 (6)을 포함하는 기타의 필름들 하부에 반사 필름 (1)을 포함한다. 이때, 상기 또 다른 필름들은 도광체 (2) 위에 바닥에서부터 위쪽으로 배열되어 있다.

확산 필름의 주요한 역할은 균일 면적 광원을 제공하는 것이다. 휘도 증대 필름 또는 프리즘 (prism) 필름이라고도 알려져 있는 휘도 향상 필름은 굴절과 내부 전반사에 의해 산란된 광선을 수집하고, LCD의 발광성 (luminance)이 향상되도록 약 +/-35도의 축 방향에서 광선을 수렴한다. 전형적인 휘도 향상 필름은 필름 위에 규칙적으로 배열되어 있는 선형 프리즘에 의하여 광선을 모은다.

종래 휘도 향상 필름은 (도 2에 도시된 것 및 예로 WO 96/23649와 US 5,262,800에 개시된 것처럼) 기재 (21) 및 기재 위에 서로 평행한 복수의 프리즘 (22)을 포함한다. 이때 각각의 프리즘은 2개의 경사면을 가지며, 상기 2개의 경사면은 프리즘 정상에서 만나 피크 (22)를 형성한다. 2개의 경사면은 각각 프리즘 바닥에서 인접한 프리즘의 경사면과 만나 골 (valley)(24)을 형성한다. 종래 기술에 기재된 휘도 향상 필름의 스트립-형상 구조의 고정된 폭과 규칙적인 배열로 인하여, 디스플레이의 다른 필름들 또는 휘도 향상 필름 자체에 의해 굴절되거나 반사된 광선에 의한 광학 간섭이 발생되므로, 모아레 또는 무라 (mura) 현상을 유발한다.

도 3은 US 6,354,709에 개시된 휘도 향상 필름에 대한 개략도이다. 기재 (7) 위에 복수의 미세구조 (microstructured) 프리즘 (8)이 있다. 선형 프리즘들은 서로 평행하고, 각 프리즘의 높이는 길이 방향을 따라 변한다. 하지만, 종래 기술 문헌에 기재된 필름 위에 변형이 이루어져도, 즉 프리즘들의 높이 또는 프리즘들 간의 거리가 변형되더라도, 광-향상 구조는 규칙적으로 그대로이다. 다시 말하면, 프리즘들의 피크 및 골은 여전히 평행하고, 모두 선형적으로 그리고 규칙적으로 배열된다. 이러한 구조는 무라 현상을 감소시킬 수 없다.

US 5,919,551은 주상 구조 (columnar structure)를 가지는 광학 필름을 개시하며, 이 각 주상 구조는 높이가 상이한 2개 이상의 피크를 포함한다. 이러한 선형 프리즘 구조는 하나의 단일 프리즘 구조 내에 적어도 2개의 피크를 포함한다. 2개의 피크를 동시에 엠보스 (emboss)하기 어렵기 때문에 제품 수율은 낮고 비용이 높다.

상부 확산 필름으로 불리는 확산방지 필름은 광학 간섭을 감소시키고, 운송 중의 진동에 의해 다른 필름과의 마모로 휘도 향상 필름이 손상되는 것을 방지하기 위하여 휘도 향상 필름 위에 형성될 수 있다고 알려져 있다. 하지만, 이러한 접근은 비용 및 백라이트 모듈 구조의 복잡성을 증가시킨다.

본 발명은 광학 간섭을 감소시키고 상기 단점을 제거할 수 있는 광학 필름을 제공한다.

본 발명의 광학 필름은 기재 및 이 기재 표면 위의 미세구조층을 포함한다. 이때 미세구조층은 복수의 주상 구조를 포함하고, 상기 주상 구조는 길이 방향을 따라 그 높이가 변하는 선형 주상 구조, 길이 방향을 따라 그 높이가 변하지 않는 선형 주상 구조, 길이 방향을 따라 그 높이가 변하는 S자형 (serpentine) 주상 구조 및 길이 방향을 따라 그 높이가 변하지 않는 S자형 주상 구조로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 2개의 부재로 구성되어 있다.

본 명세서에서 사용된 “다중-피크 (multi-peaked) 주상 구조”란 용어는 서로 겹쳐진 적어도 2개의 주상 구조로 구성된 결합 구조를 나타내며, 임의의 2개의 인접한 주상 구조 사이의 골 라인 (valley line)은 인접한 주상 구조 중 낮은 쪽 높이의 30% 내지 95%의 높이를 갖는다.

본 명세서에서 사용된 “단일-피크 프리즘형 (single-peaked prismatic) 주상 구조”란 용어는 하나의 단일-피크를 가지는 단일 프리즘형 주상 구조로 구성된 구조를 나타낸다.

본 명세서에서 사용된 "골 라인”이란 용어는 2개의 인접한 주상 구조의 인접한 측에 의해 형성된 라인을 나타낸다.

본 명세서에서 사용된 "주상 구조의 높이”란 용어는 주상 구조의 피크로부터 바닥까지의 수직의 거리를 나타낸다.

본 명세서에서 사용된 "골 라인의 높이”란 용어는 골 라인으로부터 인접한 주상 구조의 바닥까지의 수직의 거리를 나타낸다.

본 명세서에서 사용된 "주상 구조의 폭”이란 용어는 주상 구조의 두 면에 위치하는 2개의 골 사이의 거리를 나타낸다.

본 발명에서 사용된 프리즘형 주상 구조는 당업자에게 알려져 있으며, 구부러지거나 평평한 2개의 경사면을 갖는다. 2개의 경사면은 프리즘 정상에서 만나서 피크를 형성한다. 각각의 면은 바닥에서 인접한 주상 구조의 하나의 경사면과 만나서 골을 형성한다.

본 발명에서 사용되는 아크 (arc) 주상 구조는 당업자에게 알려져 있으며, 2개의 경사면을 가진다. 2개의 경사면이 만난 정상은 무딘 형상 (blunt-shaped)이다. 2개의 경사면 각각은 인접한 주상 구조의 다른 하나의 경사면과 바닥에서 만나 골을 형성한다.

용어 "아크 주상 구조의 무딘 형상 표면의 정상"은 아크 주상 구조의 피크로 정의되고, 상기 아크 주상 구조의 높이는 아크 주상 구조의 피크로부터 바닥까지의 수직 거리를 의미한다.

아크 주상 구조의 2개 경사면의 연장선의 교차각은 상기 아크 주상 구조의 정각 (apex angle)으로서 정의된다.

본 명세서에서 사용된 용어 "선형 주상 구조"는 길이 방향을 따라서 연장되 는 선형 마루 (ridge)를 갖는 주상 구조를 나타낸다.

본 명세서에서 사용된 용어 "S자형 주상 구조"는 길이 방향을 따라서 연장되는 S자형 마루를 갖는 주상 구조를 나타낸다. 상기 S자형 마루의 곡률은 적당히 변하며, 그 변화량은 S자형 주상 구조의 명목 높이 (nominal height) (즉, 평균 높이)의 0.2% 내지 100%, 바람직하게는 1% 내지 20%의 범위 내에 있다.

본 발명의 광학 필름용 기재는 종래에 알려진 임의의 물질, 예를 들어 유리 또는 플라스틱 물질로 제조될 수 있다. 플라스틱 기재는 하나 이상의 폴리머성 수지층으로 구성될 수 있다. 상기 플라스틱 기재는 특별히 한정되는 것은 아니다. 적합한 물질은 한정되는 것은 아니지만 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN)와 같은 폴리에스테르 수지; 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA)와 같은 폴리아크릴레이트 수지; 폴리에틸렌 (PE) 및 폴리프로필렌 (PP)과 같은 폴리올레핀 수지; 폴리스티렌 수지; 폴리시클로올레핀 수지; 폴리이미드 수지; 폴리카보네이트 수지; 폴리우레탄 수지; 트리아세테이트 셀룰로오스 (TAC); 폴리락트산; 또는 이들의 혼합물을 포함하고, 이들 중에서 PET, PMMA, 폴리시클로올레핀 수지, TAC, 폴리락트산 또는 이들의 혼합물이 바람직하며, PET가 보다 바람직하다. 상기 기재의 두께는 일반적으로 광학 제품의 요건에 따라 다른데, 바람직하게는 약 50 ㎛ 내지 약 300㎛이다.

본 발명에 따른 광학 필름의 미세구조층은 바람직한 광학 특성을 제공한다. 상기 미세구조층 및 기재는 일체 (unibody)로 형성될 수 있으며, 상기 미세구조는 기재 위에 미세구조층을 직접 코팅하거나, 또는 기재 위에 수지층을 코팅한 다음 상기 층을 엠보싱하여 미세구조를 형성하는 것과 같은 임의의 통상적인 수단에 의해 기재 위에 엠보싱 또는 가공에 의해 직접 제조될 수 있다. 미세구조층의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니며, 보통 약 1 ㎛ 내지 50 ㎛, 바람직하게는 5 ㎛ 내지 30㎛이며, 보다 바람직하게는 15 ㎛ 내지 25 ㎛의 범위 내에 있다.

본 발명의 광학 필름의 구조화된 표면층은 공기보다 큰 굴절률을 갖는 임의의 수지로 구성될 수 있다. 일반적으로 굴절률이 클수록 그 효과는 보다 좋아질 것이다. 본 발명의 광학 필름의 굴절률은 적어도 1.50이고, 바람직하게는 1.50 내지 1.7이다. 본 발명의 미세구조층을 형성하기 위한 적합한 수지는 당업자에게 알려진 것들로서, 한정되는 것은 아니지만 예를 들어 아크릴레이트 수지, 폴리아미드 수지, 에폭시 수지, 플루오로 수지, 폴리이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 알키드 수지, 폴리에스테르 수지 및 이들의 혼합물이 될 수 있고, 이들 중에서 아크릴레이트 수지가 바람직하다. 상기 아크릴레이트 수지의 제조에 사용될 수 있는 모노머는 한정되는 것은 아니지만 아크릴레이트 모노머를 포함하며, 상기 아크릴레이트 모노머는 한정되는 것은 아니지만 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 및 이들의 혼합물을 포함하고, 바람직하게는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 포함한다. 또한, 상기 아크릴레이트 모노머는 하나 이상의 작용기, 바람직하게는 복수의 작용기를 포함할 수 있다.

본 발명에서 사용될 수 있는 아크릴레이트 모노머의 예는 (메트)아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메트)아크릴레이 트, 1,6-헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 알릴화된 시클로헥실 디(메트)아크릴레이트, 이소시아누레이트 디(메트)아크릴레이트, 2-페녹실 에틸 (메트)아크릴레이트, 에톡시화된 트리메틸올 프로판 트리(메트)아크릴레이트, 프로폭시화된 글리세롤 트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리(메트)아크릴레이트, 쿠밀 페녹실 에틸 아크릴레이트 (CPEA) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.

사용될 수 있는 상업적으로 이용 가능한 아크릴레이트 모노머의 예는 사토머사 (Sartomer Company)의 상품명 SR454^®, SR494^®, SR9020^®, SR9021^® 및 SR9041^®을 갖는 것들; 이터널사 (Eternal Company)의 상품명 624-100^® 및 EM210^®또는 EM2108^®을 갖는 것들; 및 UCB사의 상품명 Ebecryl 600^®, Ebecryl 830^®, Ebecryl 3605^® 및 Ebecryl 6700^®을 갖는 것들을 포함한다.

통상적인 첨가제, 예를 들어 광개시제, 가교제, 무기 미립자, 레벨링제, 소포제 또는 대전방지제가 미세구조층을 형성하기 위한 수지에 선택적으로 첨가될 수 있다. 이러한 첨가제의 적합한 종류는 당업자에게 잘 알려져 있다.

대전방지제는 미세구조층을 형성하기 위한 수지에 첨가됨으로써, 생산 수율을 증가시키기 위해 광학 필름의 대전방지 능력을 향상시킬 수 있다. 본 발명에 적합한 대전방지제는 당업자에게 잘 알려진 것들로서, 한정되는 것은 아니지만 예를 들어 에톡시 글리세린 지방산 에스테르, 4차 아민 화합물, 지방족 아민 유도체, 에폭시 수지 (예를 들어, 폴리에틸렌 옥사이드), 실록산 및 기타 알코올 유도체 (예를 들어, 폴리에틸렌 글리콜 에스테르 또는 폴리에틸렌 글리콜 에테르)를 포함한다.

본 발명의 광개시제는 빛에 노출되었을 때 자유 라디칼을 생성하고, 자유 라디칼의 전달을 통해 중합이 유도되는 것들이다. 적합한 광개시제는 당업자에게 잘 알려진 것들로서, 한정되는 것은 아니지만 예를 들어 벤조페논, 벤조인, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 1-히드록시 시클로헥실 페닐 케톤, 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐 포스핀 옥사이드 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직한 광개시제는 벤조페논 및 1-히드록시 시클로헥실 페닐 케톤이다.

상기 미세구조층의 경도를 증가시키기 위하여, 나노 스케일의 무기 미립자가 상기 수지에 선택적으로 첨가될 수 있다. 적합한 무기 미립자는 당업자에게 잘 알려진 것들로서, 한정되는 것은 아니지만 예를 들어 아연 옥사이드, 실리콘 디옥사이드, 스트론튬 티타네이트, 지르코늄 옥사이드, 알루미늄 옥사이드, 티타늄 디옥사이드, 칼슘 설페이트, 바륨 설페이트 또는 이들의 혼합물을 포함하고, 이들 중에서도 티타늄 디옥사이드, 지르코늄 옥사이드, 실리콘 디옥사이드, 아연 옥사이드 또는 이들의 혼합물이 바람직하다. 상술한 무기 미립자는 약 50㎚ 내지 약 350㎚의 입자 크기를 갖는다.

본 발명에 따른 미세구조층은 복수의 주상 구조를 포함한다. 상기 주상 구조는 선형, S자형 또는 지그재그일 수 있고, 이들의 피크 높이는 길이 방향을 따라 서 변하거나 그렇지 않을 수 있다. 상기 표현 "주상 구조의 높이가 길이 방향을 따라 변한다"는 것은 주상 구조의 적어도 일부가 길이 방향을 따라서 높이가 임의로 또는 규칙적으로 변함을 의미하고, 상기 변화량의 범위는 명목 높이 (즉, 평균 높이)의 적어도 3%, 바람직하게는 5% 내지 50%이다.

상기 미세구조층의 주상 구조는 적어도 하나의 단일-피크 주상 구조를 포함한다. 상기 미세구조층의 주상 구조는 아크 주상 구조, 프리즘형 주상 구조 또는 이들의 혼합이 될 수 있고, 이들 중에서 프리즘형 주상 구조가 바람직하다. 공정을 단순화하고, 미세구조층의 집광 효과를 보다 용이하게 조절하기 위해 상기 주상 구조는 대칭인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 주상 구조는 높이가 동일하거나 상이할 수 있고, 폭이 동일하거나 상이할 수 있다. 바람직하게는, 주상 구조는 길이 방향을 따라 그 높이가 변하는 선형 주상 구조, 길이 방향을 따라 그 높이가 변하지 않는 선형 주상 구조, 길이 방향을 따라 그 높이가 변하는 S자형 주상 구조 및 길이 방향을 따라 그 높이가 변하지 않는 S자형 주상 구조로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 2개의 부재로 구성되고, 동일한 폭과 정각을 갖는다. 본 발명의 주상 구조의 높이는 제조될 광학 제품의 요구에 따른다.

일반적으로, 높이는 5 ㎛ 내지 100 ㎛, 바람직하게는 10 ㎛ 내지 50 ㎛, 보다 바람직하게는 20 ㎛ 내지 40 ㎛의 범위에 있다.

본 발명에 따른 주상 구조는 프리즘 또는 아크 형상일 수 있다. 아크 구조가 사용될 때, 아크 구조의 정상에서의 곡률 반경은 2 ㎛ 내지 50 ㎛, 바람직하게 는 3 ㎛ 내지 35 ㎛, 보다 바람직하게는 5 ㎛ 내지 20 ㎛의 범위에 있다. 프리즘 또는 아크 형상 주상 구조의 정각은 동일하거나 다를 수 있고, 40°내지 120°, 바람직하게는 60°내지 95°범위일 수 있다. 높은 내마모성과 고휘도를 모두 제공하기 위해서, 프리즘형 주상 구조의 정각은 80°내지 95°의 범위에 있는 것이 바람직하고, 아크 주상 구조의 정각은 60°내지 95° 범위에 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 미세구조층은 두 가지 타입의 주상 구조 (x₁ 및 x₂로 표시됨)로 구성되거나 더 많은 타입의 주상 구조 (x₁, x₂, x₃...으로 표시됨)로 구성되고, 상기 주상 구조는 임의의 적당한 순서로 배열될 수 있다. 즉, 예를 들어 x₁x₁x₂x₁x₂x₁ 또는 x₁x₂x₁x₁x₂와 같은 순서 (상기 순서로 한정되지는 않음)로 임의로 배열될 수 있거나, 예를 들어 x₁x₂x₁x₂x₁x₂ 또는 x₁x₁x₂x₁x₁x₂와 같은 반복적인 순서 (상기 순서로 한정되지는 않음)로 배열될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 미세구조층은 반복적인 순서로 배열된 두 가지 타입의 주상 구조로 구성된다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따라, 광학 필름은 연속적인 롤투롤 (roll-to-toll) 기술, 즉 광선을 확산시킬 수 있는 확산층을 코팅한 다음 확산층 위에 휘도 향상층으로서 미세구조층을 코팅하여 제조될 수 있다. 확산층은 투명한 입자를 포함하고 투명한 입자의 굴절률은 휘도 향상층의 굴절률보다 0.05 내지 1.1 더 크다. 본 발명에 사용되는 투명한 입자는, 특별히 한정되지는 않고 유리 비드, 금속 산화물 입자, 플라스틱 비드 또는 그 혼합물일 수 있다. 플라스틱 비드는 특별히 한정 되지 않고, 예를 들어 아크릴레이트 수지, 스티렌 수지, 우레탄 수지, 실리콘 수지 또는 그 혼합물일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 금속 산화물 입자는 특별히 한정되지는 않고, 예를 들어 TiO₂, SiO₂, ZnO, BaSO₄, Al₂O₃, ZrO₂ 또는 그 혼합물일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 투명한 입자의 형상은 특별히 한정되지는 않고 예를 들어 구형, 다이아몬드형, 타원형 또는 양면 볼록 렌즈형일 수 있다. 투명한 입자의 평균 입자 크기는 1 ㎛ 내지 50 ㎛, 바람직하게는 3 ㎛ 내지 30 ㎛, 보다 바람직하게는 5 ㎛ 내지 20 ㎛ 범위에 있다. 투명한 입자의 굴절률은 1.5 내지 2.5, 바람직하게는 1.9이다.

기재 표면 위의 긁힘 및 필름의 광학적 특성에 악영향을 미치는 것을 피하기 위해, 긁힘 방지층이 미세구조층 반대쪽 기재 표면에 적용될 수 있다. 긁힘 방지층은 평탄하거나 광택이 없을 수 있다. 본 발명의 긁힘 방지층은 임의의 종래 기술에 의해 제조될 수 있고 상기 종래 기술은, 예를 들어 스크린 프린팅, 스프레이 코팅, 엠보싱 가공 또는 기재 표면에 확산 입자-함유 긁힘 방지 코팅을 적용하는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 기술 중에서, 확산 입자-함유 긁힘 방지 코팅을 적용하는 방법은 특정 광-확산 효과를 갖는 긁힘 방지층을 제공한다. 긁힘 방지층의 두께는 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 30 ㎛, 보다 바람직하게는 1 ㎛ 내지 10 ㎛이다. 상기 확산 입자는 구형, 다이아몬드형, 타원형 또는 양면 볼록 렌즈형일 수 있다. 그 입자 크기는 바람직하게는 1 ㎛ 내지 30 ㎛ 범위에 있다. 확산 입자의 종류는 특별히 한정되지 않고 유기 또는 무기 입자, 바람직하게 는 폴리아크릴레이트 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘 수지 또는 그 혼합물의 입자와 같은 유기 입자일 수 있으며, 이들 중 폴리아크릴레이트 수지가 바람직하다.

광학 제품의 특성은 헤이즈 (Hz)로 표시될 수 있는데 이는 제품의 광 산란 특성과 관련되어 있고, 총 투과율 (Tt)은 광학 제품의 광 투과율과 관련되어 있다. JIS K7136 표준에 따른 본 발명의 긁힘 방지층 (다른 측에 미세구조층 없는)의 측정은 수지 코팅의 헤이즈가 1% 내지 90%, 바람직하게는 5% 내지 40%임을 나타내고, 이는 긁힘 방지층이 빛을 확산시킬 수 있음을 의미한다. 이와 더불어, JIS K7136 표준에 따른 광학 필름의 측정은 본 발명의 광학 필름의 총 투과율이 60%보다 낮지 않고, 바람직하게는 80%보다 높으며, 더욱 바람직하게는 90% 이상임을 나타낸다. 또한, JIS K5400 표준에 따른 본 발명의 긁힘 방지층의 측정은 긁힘 방지층이 3H 이상의 연필 경도를 갖음을 나타낸다.

임의의 적당한 종래 방법이 본 발명에 따른 광학 필름용 미세구조층 및 긁힘 방지층을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 미세구조층 및 긁힘 방지층의 제조 순서는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명에 따른 광학 필름의 미세구조층은 다음 단계를 포함하는 공정에 의해 제조될 수 있다:

(a) 수지를 적합한 첨가제와 혼합하여 콜로이드성 코팅 조성물을 형성하는 단계;

(b) 방사상의 다이아몬드 공구를 축 방향으로 움직여 회전하는 원통형 롤 ("롤러"라 칭함)로 이동하게 하여 다이아몬드 공구의 이동 속도 및/또는 롤러의 회전 속도를 조절함으로써 롤러 위에 특정의 선형 주상 홈을 새기며, 롤러 또는 다이아몬드 공구의 조화 모드의 c-축 회전 속도를 변화시켜 롤러 표면에서 수직 또는 수평으로 연속적인 변화를 이루는 단계;

(c) 콜로이드성 코팅 조성물을 기재 또는 롤러 위에 도포하고 나서 단계 (b)에서 얻어진 홈이 새겨진 롤러에 롤러 엠보싱, 열-전달 프린팅 또는 열-압출성형을 수행하여 코팅 위에 구조화된 표면을 형성하는 단계; 및

(d) 상기 코팅층을 조사 및/또는 가열하여 코팅층을 경화시키는 단계.

상기 공정은 적어도 2개의 공정이 사용된다는 것이 특징이다. 소위 적어도 2개의 공정은 적어도 2개의 상이한 홈 패턴이 롤러 위에 형성됨을 의미한다. 상기 공정은 간단하고 제품 수율이 최대화될 수 있기 때문에 유리하다.

이하, 본 발명은 도면을 참조하여 구현예에 의해 상세히 설명할 것이나, 이는 본 발명의 범위를 한정할 의도는 아니다. 기술분야의 당업자에게 명백한 임의의 변형 또는 변경이 본 명세서에 개시된 범위 내에 속한다는 것은 자명할 것이다.

도 4 내지 도 13에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 광학 필름은 기재 (300) 표면 위에 미세구조층 (310, 410, 510, 610 및 710)을 포함한다. 상기 미세구조층은 기재와 함께 준비되어 일체를 형성하거나, 미세구조층을 형성하기 위해 기재 위에 코팅 또는 엠보싱하는 것, 또는 코팅을 적용한 후 원하는 구조를 엠보싱하는 것과 같은 임의의 적합한 종래 가공 방법에 의해 제조될 수 있다.

본 발명에 따른 한 구현예에서, 상기 미세구조층은 복수의 주상 구조를 포함 하며, 상기 주상 구조는 복수의 선형 주상 구조 및 복수의 S자형 주상 구조를 포함한다. 바람직한 구현예에서, 상기 주상 구조는 그 높이가 길이 방향을 따라 변하는 단일-피크 S자형 주상 구조 (320)(x₁) 및 그 높이가 길이 방향을 따라 변하지 않는 단일-피크 선형 주상 구조 (330)(x₂)를 포함한다. 상기 주상 구조는 도 4에 나타낸 바와 같이 x₁x₂x₁x₂x₁x₂와 같이 교호로 배열된다. 도 4에 나타난 구현예의 미세구조층은 동일한 높이, 폭 및 정각을 갖는 단일-피크 프리즘형 주상 구조를 도입한다.

본 발명에 따른 다른 구현예에서, 상기 미세구조층은 도 5 내지 도 8에 나타낸 바와 같이 선형 주상 구조인 복수의 주상 구조로 구성되고, 상기 주상 구조의 일부의 높이가 길이 방향을 따라 변한다. 상기 미세구조층의 주상 구조는 동일한 높이, 폭 및 정각을 갖는 단일-피크 프리즘형 주상 구조이다.

도 5 내지 도 8에서, 상기 주상 구조는 그 높이가 길이 방향을 따라 변하는 단일-피크 선형 주상 구조 (340)(x₃) 및 그 높이가 길이 방향을 따라 변하지 않는 단일-피크 선형 주상 구조 (330)(x₂)로 구성되며, 상기 주상 구조는 x₃x₂x₃x₂x₃x₂와 같이 교호로 배열된다. 도 5의 구현예에서, 상기 미세구조층에 반대되는 기재의 표면은 평탄하다. 도 6의 구현예에서, 확산 입자를 포함하는 긁힘 방지층 (100)은 상기 미세구조층에 반대되는 기재의 표면 위에 위치한다. 도 7의 구현예에서, 확산층 (110)은 기재 위에 코팅되고, 미세구조층은 휘도 향상층으로서 상기 확산층 (110) 위에 추가로 코팅된다. 상기 확산층은 투명 입자를 함유한다. 상기 미세구조층에 반대되는 기재의 표면 위에 확산 입자를 포함하는 긁힘 방지층 (100)이 있다. 도 8의 구현예에서, 상기 미세구조층 및 기재는 일체로 함께 형성된다.

도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 미세구조층의 주상 구조가 동일한 높이 (도 9b 및 도 10b에서 나타낸 바와 같음), 상이한 높이 (도 9a 및 도 9c에서 나타낸 바와 같음), 동일한 폭 (도 9b 및 도 10b에서 나타낸 바와 같음) 또는 상이한 폭 (도 10a 또는 도 10c에서 나타낸 바와 같음)일 수 있음을 보여준다.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 미세구조층은 도 11에 나타낸 바와 같이 복수의 선형 아크 주상 구조로 구성되며, 상기 선형 아크 주상 구조의 일부의 높이는 그 길이 방향을 따라 변한다. 상기 미세구조층의 주상 구조는 동일한 높이, 폭 및 정각을 갖는 단일-피크 아크 주상 구조이다. 도 11의 구현예에서, 상기 주상 구조는 그 높이가 길이 방향을 따라 변하는 단일-피크 선형 주상 구조 (350)(x₄) 및 그 높이가 길이 방향을 따라 변하지 않는 단일-피크 선형 주상 구조 (360)(x₅)를 포함한다. 상기 주상 구조는 x₄x₅x₄x₅x₄x₅과 같이 교호로 배열된다.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 미세구조층은 복수의 주상 구조로 구성된다. 도 12에 나타낸 구현예에서, 상기 주상 구조는 그 높이가 길이 방향을 따라 변하는 단일-피크 선형 주상 구조 (340)(x₃), 그 높이가 길이 방향을 따라 변하지 않는 단일-피크 선형 주상 구조 (330)(x₂) 및 그 높이가 길이 방향을 따라 변하지 않는 다중-피크 선형 주상 구조 (370)(x₆)를 포함한다. 상기 주상 구조는 x₆x₂x₃x₆x₂x₃x₆x₂x₃과 같이 반복적으로 배열된다. 상기 다중-피크 주상 구조 (370)는 서로 겹치는 동일한 높이의 2개의 아크 주상 구조 (370a 및 370b)의 결합 구조이다. 상기 아크 주상 구조 (370a 및 370b) 사이의 골의 높이 h₁은 상기 아크 주상 구조 (370a 및 370b)의 높이 H₁의 60%이다. 상기 단일-피크 프리즘형 주상 구조 (330)는 동일한 높이, 폭 및 정각을 가지며, 상기 높이는 길이 방향을 따라 변하지 않는다. 단일-피크 프리즘형 주상 구조 (340)는 동일한 높이 및 폭을 가지며, 그 높이는 길이 방향을 따라 변한다.

본 발명의 추가 구현예에서, 상기 미세구조층은 도 13에 나타낸 바와 같이 복수의 주상 구조로 구성된다. 도 13의 구현예에서, 상기 주상 구조는 그 높이가 길이 방향을 따라 변하는 단일-피크 선형 프리즘형 주상 구조 (340)(x₃), 그 높이가 길이 방향을 따라 변하지 않는 단일-피크 선형 프리즘형 주상 구조 (330)(x₂) 및 그 높이가 길이 방향을 따라 변하지 않는 단일-피크 선형 아크 주상 구조 (380)(x₇)를 포함한다. 상기 주상 구조는 x₇x₂x₃x₇x₂x₃x₇x₂x₃과 같이 반복적으로 배열된다.

본 발명의 다른 구현예에서, 상기 미세구조층은 그 높이가 길이 방향을 따라 변하는 단일-피크 선형 프리즘형 주상 구조 (340)(x₃) 및 그 높이가 길이 방향을 따라 변하지 않는 단일-피크 선형 프리즘형 주상 구조 (390)(x₈)를 포함하는 복수의 주상 구조로 구성된다. 상기 주상 구조는 도 14에 나타낸 바와 같이 x₈x₃x₈x₃x₈x₃과 같이 교호로 배열된다. 상기 미세구조층의 주상 구조는 동일한 높이, 폭 및 정각을 갖는다. 상기 단일-피크 선형 프리즘형 주상 구조 (390)(x₈)는 2개의 경사면을 가지는데, 그 중 하나는 평평하고, 나머지 하나는 S자형 주상 구조의 높이에 대해 0.2% 내지 100%, 바람직하게는 1% 내지 20%의 곡률 변화를 갖는 S자형이다.

본 발명의 다른 구현예에서, 상기 미세구조층의 주상 구조는 그 높이가 길이 방향을 따라 변하는 단일-피크 선형 프리즘형 주상 구조 (340)(x₃) 및 그 높이가 길이 방향을 따라 변하지 않는 단일-피크 선형 프리즘형 주상 구조 (330)(x₂)를 포함한다. 상기 주상 구조는 도 15에 나타낸 바와 같이 x₃x₂x₃x₂x₃x₂와 같이 교호로 배열된다. 상기 미세구조층의 주상 구조는 약 90°의 동일한 정각을 갖지만, 1 ㎛ 내지 7 ㎛ 범위의 차이가 있는 약 16 ㎛ 내지 26 ㎛ 범위의 상이한 높이 (x₂ > x₃)를 갖는다. 확산 입자를 포함하는 긁힘 방지층 (100)은 상기 미세구조층에 반대되는 기재의 표면 위에 위치한다. 상기 긁힘 방지층의 두께는 약 1 ㎛ 내지 약 5 ㎛의 범위이다. 상기 확산 입자는 약 2 ㎛ 내지 약 7 ㎛ 범위의 입자 크기를 갖는 폴리아크릴레이트 수지 입자이다. JIS K7136 표준에 따라 상기 긁힘 방지층을 측정하면 10%-30%의 헤이즈를 나타낸다. 전술한 주상 구조의 높이는 파동 함수와 같이 규칙적이고 길이 방향을 따라 변한다. 파장은 약 0.5 ㎛ 내지 2 ㎛ 범위이고, 강도의 변화량은 주상 구조의 평균 높이의 5% 내지 30%이다.

도 1은 백라이트 모듈 내 다양한 광학 필름의 개략도이다.

도 2는 종래 휘도 향상 필름의 개략도이다.

도 3은 종래 기술의 휘도 향상 필름의 개략도이다.

도 4 내지 도 15는 본 발명에 따른 광학 필름의 구현예의 개략도이다.

Claims

기재 및 이 기재 표면 위의 미세구조층을 포함하는 광학 필름으로서, 상기 미세구조층은 복수의 주상 구조를 포함하고, 상기 주상 구조는 길이 방향을 따라 그 높이가 변하는 선형 주상 구조, 길이 방향을 따라 그 높이가 변하지 않는 선형 주상 구조, 길이 방향을 따라 그 높이가 변하는 S자형 주상 구조 및 길이 방향을 따라 그 높이가 변하지 않는 S자형 주상 구조로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 2개의 부재를 포함하는 광학 필름.
청구항 1에 있어서,

주상 구조는 아크 주상 구조, 프리즘형 주상 구조 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 광학 필름.
청구항 1에 있어서,

길이 방향을 따라 그 높이가 변하는 선형 주상 구조 또는 길이 방향을 따라 그 높이가 변하는 S자형 주상 구조는 명목 높이를 가지고, 주상 구조의 적어도 일부의 높이는 임의로 변하며, 변화량은 명목 높이의 적어도 3%인 광학 필름.
청구항 3에 있어서,

변화량은 명목 높이의 5% 내지 50% 범위 내인 광학 필름.
청구항 2에 있어서,

프리즘형 주상 구조 및/또는 아크 주상 구조의 정각은 40°내지 120°범위 내인 광학 필름.
청구항 5에 있어서,

프리즘형 주상 구조 및/또는 아크 주상 구조의 정각은 60°내지 95°범위 내인 광학 필름.
청구항 2에 있어서,

아크 주상 구조는, 상기 구조의 정상에서의 곡률반경이 2 ㎛ 내지 50 ㎛ 범위 내인 광학 필름.
청구항 1에 있어서,

주상 구조의 높이는 5 ㎛ 내지 100 ㎛ 범위 내인 광학 필름.
청구항 1에 있어서,

S자형 주상 구조는 길이 방향을 따라 연장되는 S자형 마루 (ridge)를 가지며, S자형 마루의 곡률은 주상 구조 높이의 0.2% 내지 100% 범위 내에서 변하는 광학 필름.
청구항 9에 있어서,

S자형 마루의 곡률은 주상 구조 높이의 1% 내지 20% 범위 내에서 변하는 광학 필름.
청구항 1에 있어서,

주상 구조는 대칭 주상 구조인 광학 필름.
청구항 1에 있어서,

미세구조층에 반대되는 기재 표면 위에 긁힘 방지층이 위치하는 광학 필름.
기재 및 이 기재 표면 위의 미세구조층을 포함하는 광학 필름으로서, 상기 미세구조층은 복수의 주상 구조를 포함하고, 주상 구조는 반복적으로 배열된 선형 주상 구조 및 S자형 주상 구조를 포함하는 광학 필름.
청구항 13에 있어서,

주상 구조는 아크 주상 구조, 프리즘형 주상 구조 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 광학 필름.
청구항 13에 있어서,

주상 구조는 5 ㎛ 내지 100 ㎛ 범위 내의 높이를 갖는 광학 필름.
청구항 13에 있어서,

선형 주상 구조의 높이는 길이 방향을 따라 변하지 않는 광학 필름.
청구항 13에 있어서,

선형 주상 구조의 높이는 길이 방향을 따라 변하는 광학 필름.
청구항 17에 있어서,

길이 방향을 따라 그 높이가 변하는 선형 주상 구조는 명목 높이를 가지고, 주상 구조의 적어도 일부의 높이는 임의로 변하며, 변화량은 명목 높이의 적어도 5%인 광학 필름.
청구항 13에 있어서,

S자형 주상 구조의 높이는 길이 방향을 따라 변하지 않는 광학 필름.
청구항 14에 있어서,

프리즘형 주상 구조 및/또는 아크 주상 구조의 정각은 60°내지 95°범위 내인 광학 필름.
청구항 13에 있어서,

주상 구조의 높이는 길이 방향을 따라 변하지 않으며, 반복적인 배열은 선형 주상 구조와 S자형 주상 구조를 교호로 함으로써 이루어지는 광학 필름.
청구항 13에 있어서,

반복적인 배열은 선형 주상 구조와 S자형 주상 구조를 교호로 함으로써 이루어며, 선형 주상 구조의 높이는 길이 방향을 따라 변하는 광학 필름.
기재 및 이 기재 표면 위의 미세구조층을 포함하는 광학 필름으로서, 상기 미세구조층은 복수의 주상 구조를 포함하고, 상기 주상 구조는 길이 방향을 따라 그 높이가 변하는 선형 주상 구조 및 길이 방향을 따라 그 높이가 변하지 않는 선형 주상 구조를 포함하며, 이들이 반복적으로 배열된 광학 필름.
청구항 23에 있어서,

길이 방향을 따라 그 높이가 변하는 선형 주상 구조는 명목 높이를 가지고, 주상 구조의 적어도 일부의 높이는 임의로 변하며, 변화량은 명목 높이의 5% 내지 50% 범위 내인 광학 필름.
청구항 23에 있어서,

주상 구조는 아크 주상 구조, 프리즘형 주상 구조 및 이들의 혼합으로 이루 어진 군으로부터 선택되는 광학 필름.
청구항 23에 있어서,

주상 구조는 프리즘형 주상 구조인 광학 필름.
청구항 26에 있어서,

프리즘형 주상 구조는 5 ㎛ 내지 100 ㎛ 범위 내의 높이를 갖는 광학 필름.
청구항 26에 있어서,

프리즘형 주상 구조 및/또는 아크 주상 구조의 정각은 80°내지 95°범위 내인 광학 필름.
청구항 23에 있어서,

주상 구조는 동일한 높이, 폭 및 정각을 갖는 광학 필름.
청구항 23에 있어서,

길이 방향을 따라 그 높이가 변하는 선형 주상 구조의 높이는 길이 방향을 따라 그 높이가 변하지 않는 선형 주상 구조의 높이보다 큰 광학 필름.
청구항 23에 있어서,

반복적인 배열은 길이 방향을 따라 그 높이가 변하는 선형 주상 구조와 길이 방향을 따라 그 높이가 변하지 않는 선형 주상 구조를 교호로 함으로써 이루어지는 광학 필름.
청구항 23에 있어서,

미세구조층은 적어도 2개의 홈 패턴을 엠보싱하는 것을 포함하는 가공 방법에 의해 제조되는 광학 필름.
청구항 23에 있어서,

주상 구조는 길이 방향을 따라 그 높이가 변하는 단일-피크 선형 주상 구조 및 길이 방향을 따라 그 높이가 변하지 않는 단일-피크 선형 주상 구조를 반복적인 배열로 포함하는 광학 필름.
청구항 23에 있어서,

주상 구조는 길이 방향을 따라 그 높이가 변하는 단일-피크 선형 주상 구조, 길이 방향을 따라 그 높이가 변하지 않는 단일-피크 선형 주상 구조 및 길이 방향을 따라 그 높이가 변하지 않는 다중-피크 선형 주상 구조를 반복적인 배열로 포함하는 광학 필름.
청구항 34에 있어서,

주상 구조는 길이 방향을 따라 그 높이가 변하는 단일-피크 선형 프리즘형 주상 구조, 길이 방향을 따라 그 높이가 변하지 않는 단일-피크 선형 프리즘형 주상 구조 및 길이 방향을 따라 그 높이가 변하지 않는 다중-피크 선형 아크 주상 구조를 반복적인 배열로 포함하는 광학 필름.
청구항 23에 있어서,

주상 구조는 길이 방향을 따라 그 높이가 변하는 단일-피크 선형 프리즘형 주상 구조, 길이 방향을 따라 그 높이가 변하지 않는 단일-피크 선형 프리즘형 주상 구조 및 길이 방향을 따라 그 높이가 변하지 않는 단일-피크 선형 아크 주상 구조를 반복적인 배열로 포함하는 광학 필름.
청구항 23에 있어서,

길이 방향을 따라 그 높이가 변하지 않는 선형 주상 구조는 프리즘형 주상 구조이고, 그들 각각은 2개의 경사면을 가지며, 이들 중 하나는 평평하고 나머지 하나는 S자형 주상 구조 높이의 1% 내지 20%의 곡률 변화량을 갖는 S자형인 광학 필름.