KR20110077870A - 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휘도광학필름에 관한 것으로서 보다 상세하게는 상기 휘도강화필름 하면에 프리즘 필름이 1 또는 2개 위치하며, 상기 프리즘 필름이 2개가 위치한 경우에 있어서, 프리즘의 방향이 서로 평행하거나 직교하는 것을 특징으로 하는 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름에 관한 것이다.
휘도강화필름, 프리즘 필름, 해도사, 휘도향상, 차폐력

Description

프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름 {Brightness enhancement film integrated prism film}
본 발명은 휘도강화필름에 관한 것으로 더욱 상세하게는 제1지지필름, 반사편광필름 및 제2지지필름이 일체형으로 적층된 휘도강화필름에 관한 것이다.
최근 들어 각종 평판표시 장치들이 개발되고 있는데 이들 평판표시장치들로는 액정표시장치(LCD:Liquid Cristal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP:Plasma Display Panel), 전계방출 표시장치(FED:Field Emission Display) 등이 있으며, 이와 같은 평판표시장치에 대한 표시 품질을 향상시키기 위한 연구들이 활발이 진행되고 있다.
이 중 LCD는 유리판 두 장 사이에 액정을 주입해 상하 유리판에 설치된 전극에 전원을 인가하여, 각 화소에서 액정 분자배열이 변화, 영상을 표시하는 장치다. 이러한 LCD 디스플레이 장치는 통상 LCD 패널부, 구동부 그리고 백라이트 유닛으로 구성된다. LCD 패널은 자체 발광을 하지 못하는 구조로서 단순히 후면의 광을 투과 시키는 기능만을 가진다. 따라서 빛이 없는 상태 즉 야간에서나 실내에서는 후면광의 도움이 없이는 화상을 보여줄 수 없는 구조이다. 백라이트 유닛은 이러한 LCD의 후면광을 구현하기 위한 시스템을 뜻한다. LCD 현재 노트북, 퍼스널 컴퓨터 모니터, 액정 TV, 자동차, 항공기 등 사용범위가 확대되고 있으며 평판시장의 80%가량을 차지하고 있고 세계적으로 LCD의 수요가 급증해 현재까지 호황을 누리고 있다.
종래의 LCD는 한 쌍의 흡광성 광학필름들 사이에 액정 및 전극 매트릭스를 배치한다. LCD에 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, LCD는 편광을 유도하는 전면 광학필름 및 배면 광학필름을 포함하고 있다.
이러한 LCD의 액정표시장치는 백라이트로부터 발사되는 광의 이용효율이 높은편이 아니다. 왜냐하면, 백라이트로부터 발사되는 광 중 50%이상이 배면측 광학필름에 의해 흡수되기 때문이다. 따라서, 액정표시장치에 있어서의 백라이트 광의 이용효율을 높이기 위해서, 휘도강화필름을 광학캐비티와 액정어셈블리 사이에 설치한다.
도 1은 종래의 휘도강화필름의 광학원리를 도시한 것이다.
구체적으로 광학캐비티로부터 액정어셈블리로 향하는 빛 중 P편광은 휘도강화필름을 통과하여 액정어셈블리로 전달되도록 하고, S편광은 휘도강화필름에서 광학캐비티로 반사된 다음 광학캐비티의 확산반사면에서 빛의 편광 방향이 무작위화 된 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 최적화 될 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 있었 다. 또한, 광학층의 적층수가 과도하게 형성되는 구조에 의하여 광손실에 의한 광학적 성능 저하가 우려되는 문제점이 있었다.
따라서, 휘도강화필름에서 광손실에 의한 성능 저하를 개선하면서 차폐력의 보완 및 휘도가 더욱 상승된 휘도강화필름의 개발이 소망되었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 발명의 목적은 차폐력이 보완된 휘도강화필름을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 기존 휘도강화필름에 비해 휘도가 향상된 휘도강화필름을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 투명도, 흐림도 등 광학필름으로서 제반 물성이 향상된 휘도강화필름을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 휘도광학필름에 있어서, 상기 휘도강화필름 하면에 프리즘 필름이 위치한 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 프리즘 필름이 1 또는 2개가 위치한 것을 특징으로 하는 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 프리즘 필름이 2개가 위치한 경우에 있어서, 프리즘의 방향이 서로 평행하거나 직교하는 것을 특징으로 하는 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름을 제공한다.
또한 본 발명은 프리즘 필름에서 피치가 20 내지 300㎛인 것을 특징으로 하는 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 휘도강화필름이 제1지지필름, 반사편광필름 및 제2지지필름로 차례로 적층되어 이루어지며, 상기 제1지지필름 표면은 렌즈형상을 포함하며, 상기 반사편광필름은 직물로 이루어지되, 상기 렌즈형상의 높이(H) 및 지름(D)의 비율은 1.5:20 내지 6:20인 것을 특징으로 하는 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 렌즈형상에서 표면과의 접선각(Q)이 120 내지 165°인 것을 특징으로 하는 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 렌즈형상이 동일한 크기로 밀착하여 균일하게 배열되고 렌즈형상의 지름(D)이 30 내지 60㎛인 것을 특징으로 하는 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 제1지지필름 및 제2지지필름이 등방성이며, 동일한 물질의 고분자수지인 것을 특징으로 하는 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 직물이 해도사로 이루어진 것을 특징으로 하는 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 해도사의 해부분이 등방성이며, 도부분이 이방성인 것을 특징으로 하는 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 해도사의 굵기가 0.3 내지 20 데니어인 것을 특징으로 하는 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름을 제공한다.
본 발명에 따른 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름은 차폐력이 보완되며 기존 휘도강화필름에 비해 휘도가 향상된 휘도강화필름을 제공한다.
본 발명에 따른 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름은 투명도, 흐림도 등 광학필름으로서 제반 물성이 향상된 휘도강화필름을 제공한다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 약, 실질적으로 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개 시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 명세서에서 사용되는 "필름"이라 함은 일정한 폭과 두께가 있는 막, 시트, 판 등을 모두 포함하는 의미로 사용한다.
또한, "접선각"이라 함은 렌즈형상이 표면에 접하는 점에서의 접선과 표면이 이루는 각을 의미하는 것으로 정의한다.
또한, "등방성"이라 함은 빛이 물체를 통과할 때, 방향에 상관없이 굴절률이 일정한 것을 의미한다.
또한, "이방성"이라 함은 등방성과 대응되는 개념으로 빛의 방향에 따라 물체의 광학적 성질이 다른 것으로 이방성 물체는 복굴절성을 가진다.
또한, "광변조"라 함은 조사된 빛이 반사, 굴절, 산란하거나 빛의 세기, 파동의 주기 또는 빛의 성질이 변화하는 것을 의미한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름의 단면도를 나타낸 것으로서, 상기 휘도강화필름은 제1지지필름, 반사편광필름 및 제2지지필름을 포함하여 형성된다. 상기 프리즘 필름 (140, 150)은 2개의 필름이 프리즘 방향이 서로 평행하게 위치한 것을 나타낸다.
본 발명에 따른 휘도강화필름은 하면에 프리즘 필름이 1개 또는 2개가 일체화되어 위치할 수 있다. 즉 제2지지필름의 하면에 상기 프리즘 필름이 일체화 될 수 있는 데, 이 경우 휘도가 향상되는 것뿐만 아니라 차폐력이 보완되는 장점이 있다. 상기 프리즘 필름은 상기 휘도강화필름의 하면에 접착식 또는 점착식으로 연결될 수 있다.
상기 프리즘 필름(140, 150)이 휘도강화필름의 하면에 2개가 일체화되는 경우에, 프리즘 패턴은 어느 일 방향을 따라 상호 평행하거나 직교할 수 있다. 프리즘 필름이 2개가 일체화되는 경우에는 휘도향상에 더욱 효과적이다.
상기 프리즘 형상은 바람직하게는 선형 프리즘 형상이며 수직 단면은 삼각형이며 상기 삼각형은 하부면에 대향하는 꼭지점이 60 ~ 110°이고 상기 프리즘의 피치는 20 ~ 300㎛이다. 상기 프리즘의 피치는 일정하거나 또는 불규칙한 간격으로 이루어질 수 있다.
또한, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 휘도강화필름에서 제1지지필름이 렌즈형상으로 된 것을 특징으로 하는 데, 상기 제1지지필름은 빛이 출사하는 쪽 방향을 나타내는 것이다. 상기 제1지지필름의 렌즈형상에서 높이(Height, H)와 지름(Diameter, D)의 비율에 변화가 생기면 휘도가 변화되는 특성이 있는데, 본 발명자들은 여러 실험결과 렌즈형상의 높이(H) 및 지름(D)이 일정한 비율에서 특히 휘도가 향상되는 것을 발견하였다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 휘도강화필름은 제1지지필름 110 상에 표면 형상을 형성하고, 제1지지필름 110 및 제2지지필름 130 사이에 반사편광필름 120을 포함하는 것을 특징으로 하는 데, 상기 제1지지필름 110 표면은 렌즈형상 111으로 이루어지며, 상기 렌즈형상 111의 높이(H) 및 지름(D)의 비율은 1.5:20 내지 6:20인 것이 바람직하다. 상기 범위내에서 반구형의 렌즈형상 또는 렌즈형상을 부여하지 않은 휘도강화필름에 비해 휘도가 상승된다.
또한, 상기 렌즈형상 111에서 표면에 접하는 점에서의 접선과 표면이 이루는 접선각(Q)이 120 내지 165°인 것이 바람직하다. 상기 범위내로 렌즈형상이 형성될 때 반구형 렌즈형상을 갖는 휘도강화필름에 비해 휘도가 약 5% 상승하며, 렌즈형상이 없는 휘도강화필름에 비해 휘도가 1∼2% 상승하는 효과가 있다.
상기 제1지지필름 110의 렌즈형상 111은 지름(D)이 30 내지 60㎛가 바람직하다. 상기 범위내에서 집광효과가 우수한데, 지름(D)이 60㎛를 초과하는 경우에는 모아레현상이 발생하는 문제점이 발생한다. 또한 상기 렌즈형상 111은 렌즈가 동일한 크기로 다수개가 밀착하여 균일하게 배열되며, 상기 렌즈형상 111의 배열은 둥근형상의 원점을 연결할 때, 정삼각형 형태로 60°의 각을 이루면서 균일하게 배열되는 것이 특징이다.(도 4참조)
또한, 상기 렌즈형상 111간 간격(L)은 0 내지 60㎛인 것이 바람직한 데, 상기 범위내에서 휘도가 향상되는 장점이 있다.
본 발명에 있어서 상기 제1지지필름 110 및 상기 제2지지필름 130으로 사용되는 물질의 특징은 다음과 같다. 상기 제1지지필름 110, 제2지지필름 130은 광학적 등방성을 가지며, 그 굴절율은 1.4 ~ 2.0인 것이 바람직하다. 이러한 물질로는 목적하는 범위의 광파장을 투과하는 열가소성 및 열경화성 중합체가 포함된다. 적합한 필름으로는 바람직하게는 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)아 크릴레이트; 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, 폴리스틸렌(PS), 내열폴리스틸렌(PS), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리프로필렌(PP),폴리에틸렌(PE), 아크릴로니트릴부타디엔(ABS), 폴리우레탄(PU), 폴리이미드(PI), 폴리비닐클로라이드(PVC), 스타이렌아크릴로니트릴혼합(SAN), 에틸렌초산비닐(EVA), 폴리아미드(PA), 폴리아세탈(POM), 페놀, 에폭시(EP), 요소(UF), 멜라닌(MF), 불포화폴리에스테르(UP), 실리콘(SI), 엘라스토머, 사이크로올레핀폴리머(COP,일본 ZEON사,JSR사)를 단독 또는 혼합하여 필름으로 제조될 수 있다. 또한, 상기 물질의 용융점으 로는 140 내지 180℃인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제1지지필름 110 및 상기 제2지지필름 130은 굴절율이 같은 동일한 물질로 사용되는 것이 바람직하다. 상기 제2지지필름 130을 통과하는 P편광이 굴절로 인해 제1지지필름 110에서 광변조가 일어나 휘도가 떨어지는 문제점이 발생할 수 있기 때문에 굴절율이 같은 동일한 물질을 사용하는 것이 바람직하다.
또한 상기 상술한 상기 제1지지필름 110 및 상기 제2지지필름 130의 물질에 물성이 손상되지 않는 한, 산화방지제, 광안정제, 열안정제, 활제, 분산제, 자외선흡수제, 백색안료, 형광증백제 등의 첨가제를 함유할 수 있다.
한편, 본 발명에 사용되는 반사편광필름 120은 직물로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 직물의 특징은 다음과 같다.
상기 직물은 섬유를 위사와 경사로 제직하여 형성될 수 있는 데, 상기 섬유로는 해도사인 것이 바람직하다. 또한, 상기 위사와 경사 중 어느 하나는 해도사이고, 다른 하나는 등방성 섬유일 수 있다. 상기 위사 또는 경사는 바람직하게는 상기 해도사가 1~200가닥이 모여 형성될 수 있다.
상기 해도사는 복굴절성을 갖는 것으로 광원으로부터 입사되는 빛이 상기 복굴절성 해도사와 등방성 지지필름간의 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 반사되는 것이다. 이러한 과정이 반복되면 원하는 P편광을 얻을 수 있게 된다.
따라서 지지필름과 경계면에 복굴절성 계면을 가지는 중합체가 지지필름 내에 다수개가 배치되는 경우 종래의 휘도강화필름을 적층형으로 구성하지 않아도 휘도를 비약적으로 향상시킬 수 있게 된다.
이에 상기 복굴절성 계면을 가지는 중합체로서 복굴절성 해도사를 사용하였으며 이를 직물형태로 제조하여 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 지지필름과의 경계면 뿐만 아니라, 해도사의 내부를 구성하는 다수의 도부분과 해부분의 경계면 역시 복굴절성 계면을 가지게 되므로 지지필름과 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 도부분과 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.
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.
상기 해도사는 바람직하게는 광학적으로 복굴절성을 가지며 광투과성이 우수한 소재를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 상기 지지필름과 재질이 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.
상기 해도사로 사용될 수 있는 물질로는 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 코폴리에틸렌나프탈레이트(co-PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리카보네이트(PC) 얼로이, 폴리스틸렌(PS), 내열폴리스틸렌(PS), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리프로필렌(PP), 폴 리에틸렌(PE), 아크릴로니트릴부타디엔(ABS), 폴리우레탄(PU), 폴리이미드(PI), 폴리비닐클로라이드(PVC), 스타이렌아크릴로니트릴혼합(SAN), 에틸렌초산비닐(EVA), 폴리아미드(PA), 폴리아세탈(POM), 페놀, 에폭시(EP), 요소(UF), 멜라닌(MF), 불포화폴리에스테르(UP), 실리콘(SI), 엘라스토머 및 사이크로올레핀폴리머 중 1이상 포함되는 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. 바람직하게는 해부분이 등방성을 가지며 도부분이 이방성을 가질 수 있다. 예를 들어, 해도사의 해부분은 등방성 폴리카보네이트(PC)를 사용하고 도부분은 복굴절성을 가지는 폴리스틸렌(PS)을 사용할 수 있으며, 해도사의 해부분과 도부분 모두 광학적 성질만 다른 수지를 사용할 수도 있다.
한편, 광학적 등방성인 지지필름과 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 지지필름의 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 굴절률이 실질적으로 일치되는 경우, 광선은 실질적으로 산란되지 않고 물 체를 통해 통과한다.
따라서 본 발명에서는 상기 제1지지필름 110 및 제2지지필름 130의 굴절율과 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 지지필름과 해도사의 복굴절성 계면을 통과하나 S파는 광변조를 일으켜 반사, 산란 또는 굴절되고 이 후 S파 또는 P파의 형태로 변환되어 이 중 P파는 지지필름을 재통과하고 S파는 다시 광변조를 일으킨다.
구체적으로, 상기 복굴절성 해도사는 바람직하게는 해부분이 등방성이고 도부분이 이방성일 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 = nZ3 일 수 있다.
본 발명의 복굴절성 해도사의 형상과 관련하여, 해도사의 횡단면은 목적에 따라 어떠한 형상이라도 무방하며, 원형 및 타원형, 다각형 등의 다양한 형상의 이 형단면을 가지는 것도 가능하다. 마찬가지로 상기 해도사 중 도부분의 횡단면은 형상의 종류를 불문하며 원형 및 타원형, 다각형 등의 이형단면을 가지는 것도 가능하다.
상기 해도사의 도부분은 상기 해도사 내에 다수개가 배치되며, 상기 해부분과 도부분의 면적비는 바람직하게는 2 : 8 ~ 8 : 2일 수 있다. 해도사의 굵기는 바람직하게는 0.3 ~ 20 데니어일 수 있다. 또한 상기 해부분의 굴절율은 경우에 따라 휘도강화필름의 상기 제1지지필름 110 및 제2지지필름 130의 굴절율과 일치할 수 있다.
한편, 프리즘 필름(140, 150)의 재료로는 내열성 및 전기적 성질을 균형 있게 갖춘 열가소성 수지, 예를 들면, 폴리에스테르, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리에스테르설폰, 폴리부타디엔, 폴리에테르케톤 등으로부터 단독 또는 2종 이상 혼합된 수지로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌 및 폴리부타디엔으로부터 단독 또는 2종 이상 혼합된 수지로 이루어질 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
실시예 1
제1지지필름 및 제2지지필름은 동일물질을 사용하였는 데, 1,4-시클로헥산디카르복실산을 주성분으로 하는 폴리에스테르계 수지와 비스페놀-A[2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판]을 포함하는 폴리카보네이트계 수지를 1:1 비율로 배합하여 제 조하였다. 반사편광필름을 이루고 있는 직물로는 해도사를 이용하였는 데, 상기 해도사의 해성분은 등방성으로 한 폴리카보네이트(PC), 도성분은 이방성으로 한 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)로 제직된 직물을 이용하였다. 상기로 이루어진 휘도강화필름의 제1지지필름에는 아무런 형상도 부여하지 않았으며, 상기 휘도강화필름의 하면에는 피치가 100㎛이며, 폴리카보네이트로 이루어진 프리즘 필름 2장을 프리즘 형상이 서로 직교가 되도록 하여 접착하여 완성하였다.
실시예 2
실시예 1과 동일하게 실시하되, 제1지지필름에서 렌즈형상을 동일한 크기로 부여하였으며 높이(H)는 5㎛, 지름(D)은 60㎛가 되도록 하는 휘도강화필름을 제조하였다.
실시예 3
실시예 1과 동일하게 실시하되, 제1지지필름에서 렌즈형상을 동일한 크기로 부여하였으며 높이(H)가 18㎛, 지름(D)은 60㎛가 되는 휘도강화필름을 제조하였다.
비교예 1
실시예 1과 동일하게 실시하되, 휘도강화필름의 하면에 프리즘 필름을 접착하지 않고 휘도강화필름을 제조하였다.
* 시험방법
1. 투과율(TT)과 흐림도(Haze) : 일본 NIPPON DENSHOKU 300A 분석설비를 활용하여 ASTM D1003 방법으로 측정.
2. 휘도 : 제조된 필름을 백라이트 유닛(확산판-확산필름-휘도강화필름)에 장착하고, CCFL의 전압을 16.5V, Dimming값 2.8V 조건 하에서 TOPCON사의 BM-7을 장착한 스테이지에서 측정.
하기 표 1은 각각의 실시예 및 비교예에 대한 투과율 등의 광학특성을 시험한 결과이다.
구 분 투과율(%) 헤이즈(%) 휘도(cd/㎡)
실시예 1 65 90.2 10080
실시예 2 66 90.3 10050
실시예 3 65 90.2 10060
비교예 1 62 85.4 9710
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
도 1은 종래의 휘도강화필름의 광학원리를 도시한 것이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름의 단면도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 휘도강화필름에서 렌즈형상의 위치를 나타낸 것이다.

Claims (11)

  1. 휘도광학필름에 있어서,
    상기 휘도강화필름 하면에 프리즘 필름이 위치한 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프리즘 필름은 1 또는 2개가 위치한 것을 특징으로 하는 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프리즘 필름이 2개가 위치한 경우에 있어서, 프리즘의 방향이 서로 평행하거나 직교하는 것을 특징으로 하는 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프리즘 필름에서 피치가 20 내지 300㎛인 것을 특징으로 하는 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 휘도강화필름은 제1지지필름, 반사편광필름 및 제2지지필름로 차례로 적층되어 이루어지며,
    상기 제1지지필름 표면은 렌즈형상을 포함하며, 상기 반사편광필름은 직물로 이루어지되,
    상기 렌즈형상의 높이(H) 및 지름(D)의 비율은 1.5:20 내지 6:20인 것을 특징으로 하는 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 렌즈형상에서 표면과의 접선각(Q)은 120 내지 165°인 것을 특징으로 하는 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 렌즈형상이 동일한 크기로 밀착하여 균일하게 배열되고 렌즈형상의 지름(D)은 30 내지 60㎛인 것을 특징으로 하는 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1지지필름 및 제2지지필름은 등방성이며, 동일한 물질의 고분자수지인 것을 특징으로 하는 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 직물은 해도사로 이루어진 것을 특징으로 하는 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 해도사의 해부분은 등방성이며, 도부분은 이방성인 것을 특징으로 하는 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 해도사의 굵기는 0.3 내지 20 데니어인 것을 특징으로 하는 프리즘 필름이 일체화된 휘도강화필름.
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