KR20120025814A - 휘도강화필름 - Google Patents

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김규창
조덕재
김진수
김도현
양인영
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웅진케미칼 주식회사
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Abstract

본 발명은 휘도강화필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휘도강화필름의 표면에 구조화된 표면이 용이하게 형성될 수 있도록 설계된 휘도강화필름을 제공하는 것이다.

Description

휘도강화필름{Luminance-enhanced film}
본 발명은 휘도강화필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휘도강화필름의 표면에 구조화된 표면이 용이하게 형성될 수 있도록 설계된 휘도강화필름을 제공하는 것이다.
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 사용범위가 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 교호 형성된 상태에서 각 광학층간의 굴절율 차이와 형성된 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 교호 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.
이에 베이스 필름과 베이스 필름 사이에 복굴절성 섬유를 배열하고 열과 압력을 가하여 이를 합지하는 공정을 통해 휘도강화필름을 제조하는 방법이 개시되었다. 이를 통해 적층형 휘도강화필름에 비하여 광변조 효과를 유지하면서도 휘도강화필름의 제작공정을 용이하게 하여 제품의 단가를 현저하게 절감할 수 있었다. 한편, 상기 휘도강화필름은 그 표면을 보호하기 위하여 휘도강화필름의 일면 또는 양면에 탈부착이 용이한 이형필름이 형성된다. 그런데, 휘도강화필름에서 헤이즈를 증가시키고 모아레 현상을 방지하기 위해서는 휘도강화필름의 표면에 구조화된 표면을 형성하여야 하며 상기 구조화된 표면은 프리즘형, 반구형 등의 입체패턴이 반복적으로 형성될 수 있다. 하지만, 이형필름이 부착된 휘도강화필름에 구조화된 표면을 형성하기 위하여 합지공정에서 롤 등에 입체형성부를 형성하고 휘도강화필름을 가압하여 합지하게 되는데 이 때 이형필름에 전달된 입체적 압력(표면조도)이 합지공정에서 휘도강화필름의 표면에 정확하게 전달되지 않는 문제가 있었다. 그 결과 합지된 휘도강화필름의 표면에 표면조도가 정확하게 형성되지 않는 문제가 발생하였다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 첫번째 과제는 이형필름에 전달된 입체적 압력을 합지공정에서 휘도강화필름의 표면에 정확하게 전달하여 합지 후 휘도강화필름의 표면에 표면조도를 정확하게 부가하여 헤이즈값을 비약적으로 개선하고 휘선보임 현상을 해결할 수 있도록 설계된 이형필름이 부착된 휘도강화필름을 제공하는 것이다.
본 발명은 상술한 첫번째 과제를 달성하기 위하여, 해부분의 내부에 복수개의 도부분이 형성되며 해부분과 도부분의 경계면에 복굴절 계면이 형성되는 복굴절성 해도사를 포함하는 베이스 필름; 및 상기 베이스 필름의 적어도 일면에 적층되는 이형필름을 포함하되; 상기 이형필름은 상용성이 없는 2종류 이상의 폴리머를 포함하는 제1층 및 상기 제1층에 형성된 제2층이 순차적으로 형성된 것을 포함하는 휘도강화필름을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 제1층은 서로 상용성이 없는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리스티렌 및 폴리아미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2 이상의 폴리머일 수 있으며, 보다 바람직하게는 , 상기 2종류의 폴리머는 폴리프로필렌과 폴리에틸렌일 수 있으며, 가장 바람직하게는 상기 전체 제1층에서 폴리에틸렌은 3 ~ 80 중량%일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 제2층은 폴리프로필렌을 50중량% 이상 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 제1층과 제2층은 1 : 5 ~ 1 : 10의 두께비를 가질 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 제2층의 상면에 제3층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 제3층의 재질은 제2층의 재질과 동일할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 베이스 필름의 일면에만 상기 제1층 및 제2층으로 구성된 이형필름이 형성된 것을 특징으로 하는 휘도강화필름.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 이형필름의 표면에 구조화된 표면이 형성될 수 있으며, 상기 구조화된 표면은, 반복적으로 형성된 반구형, 프리즘형 또는 렌즈형일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 복굴절성 해도사는 도부분과 해부분의 광학적 성질이 상이할 수 있으며, 보다 바람직하게는 상기 복굴절성 해도사의 도부분은 이방성이고 해부분은 등방성일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 베이스 필름은 등방성일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 베이스 필름과 복굴절성 해도사의 굴절율은 2개의 축 방향에 대한 굴절율의 차이가 0.05 이하이고, 나머지 1개의 축방향에 대한 굴절율의 차이가 0.1 이상일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 복굴절성 해도사의 도부분과 해부분의 굴절율은 2개의 축 방향에 대한 굴절율의 차이가 0.05 이하이고, 나머지 1개의 축방향에 대한 굴절율의 차이가 0.1 이상일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 복굴절성 해도사 중 해부분의 굴절율과 상기 베이스 필름의 굴절율이 일치할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 복굴절성 해도사는 직물의 형태로 포함되되, 상기 직물은 위사와 경사 중 어느 하나는 상기 복굴절성 해도사이고, 다른 하나는 등방성 섬유일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도가 상기 등방성 섬유 및 해부분의 용융온도보다 높을 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도가 상기 등방성 섬유 및 상기 복굴절성 해도사의 해부분의 용융온도보다 30℃ 이상 높을 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 등방성 섬유는 일부 또는 전부가 용융된 것일 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어에 대해 간략히 설명한다.
별도로 설명되어 있지 않다면, '섬유가 복굴절성을 가진다'는 의미는 방향에 따라 굴절률이 다른 섬유에 빛을 조사하는 경우 중합체에 입사한 빛이 방향이 다른 두 개의 빛으로 굴절된다는 것이다.
'등방성'이라 함은 빛이 물체를 통과할 때, 방향에 상관없이 굴절률이 일정한 것을 의미한다.
'이방성'이라 함은 빛의 방향에 따라 물체의 광학적 성질이 다른 것으로 이방성 물체는 복굴절성을 가지며 등방성에 대응된다.
'광변조'라 함은 조사된 빛이 반사, 굴절, 산란하거나 빛의 세기, 파동의 주기 또는 빛의 성질이 변화하는 것을 의미한다.
'용융개시온도'란 한 폴리머의 용융이 시작되는 온도를 의미하고, '용융온도'란 용융이 가장 급격하게 일어나는 온도를 의미한다. 따라서 DSC로 어떤 폴리머의 용융온도를 관찰하였을 때, 용융에 따른 흡열 피크가 시작되는 점이 용융개시온도라고 한다면 흡열 피크의 꼭지점에 해당하는 온도가 용융온도가 된다.
'상용성이 없는'이라 함은 두가지 이상의 고분자 물질을 용융상태 또는 용액상태에서 혼합하였을 때, 상분리가 나타난 경우로서, 서로 섞이지 않는 것을 의미한다.
본 발명의 이형필름을 적층한 휘도강화필름은 통상의 이형필름과는 달리 이형필름 자체 형성된 조도를 통해 이형필름에 전달된 입체적 압력(표면조도)이 합지공정에서 휘도강화필름의 표면에 정확하게 전달할 수 있으므로 이를 통해 제조된 휘도강화필름은 표면에 적정범위의 표면조도가 형성되므로 표면조도값 및 헤이즈값이 비약적으로 개선되어 휘선보임 현상을 해결할 수 있게 된다.
또한, 직물의 위사 또는 경사를 형성하는 등방성 섬유의 용융온도가 다른 위사 또는 경사를 형성하는 복굴절성 해도사의 용융개시온도보다 낮으므로 등방성 섬유의 용융개시온도와 복굴절성 해도사의 용융온도 사이의 온도에서 합지공정이 수행되는 경우 등방성 섬유의 일부 또는 전부가 용융되므로 휘도강화필름 내부에 고르게 분산되어 있는 극세 섬유의 보임 현상을 해결할 수 있다. 나아가, 복굴절성 해도사의 해부분의 용융온도가 도부분의 용융개시온도보다 낮으므로 그 사이의 온도에서 합지공정이 수행되는 경우 해부분의 일부 또는 전부가 용융되어 별도의 접착처리 없이도 각 층간의 접착력을 부여할 수 있으며, 재용융 과정 중 광학적으로 등방성의 물질로 변화되므로 매트릭스 물질의 복굴정성에 의한 휘도 저하를 막아주는 효과를 가진다.
도 1은 종래의 휘도강화필름의 원리를 설명하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 복굴절성 해도사에 입사한 광의 경로를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 진공 핫프레스의 부분사시도이다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이 복굴절성 해도사를 포함하는 휘도강화필름은 그 표면을 보호하기 위하여 휘도강화필름의 일면 또는 양면에 탈부착이 용이한 이형필름이 형성된다. 그런데, 휘도강화필름에서 헤이즈를 증가시키고 휘선보임현상을 방지하기 위해서는 휘도강화필름의 표면에 구조화된 표면을 형성하여야 하며 상기 구조화된 표면은 프리즘형, 반구형 등의 입체패턴이 반복적으로 형성될 수 있다. 하지만, 이형필름이 부착된 휘도강화필름에 구조화된 표면을 형성하기 위하여 합지공정에서 롤 등에 입체형성부를 형성하고 휘도강화필름을 가압하여 합지하게 되는데 이 때 이형필름에 전달된 입체적 압력(표면조도)이 합지공정에서 휘도강화필름의 표면에 정확하게 전달되지 않아 제조된 휘도강화필름의 헤이즈 값이 떨어지고 휘선보임현상이 나타나는 문제가 있었다.
이에 본 발명에서는 부분의 내부에 복수개의 도부분이 형성되며 해부분과 도부분의 경계면에 복굴절 계면이 형성되는 복굴절성 해도사를 포함하는 베이스 필름; 및 상기 베이스 필름의 적어도 일면에 적층되는 이형필름을 포함하되; 상기 이형필름은 상용성이 없는 2종류 이상의 폴리머를 포함하는 제1층 및 상기 제1층에 형성된 제2층이 순차적으로 형성된 것을 포함하는 휘도강화필름을 제공하여 상술한 문제의 해결을 모색하였다. 이를 통해 합지공정에서 이형필름에 전달된 입체적 압력(표면조도)이 합지공정에서 휘도강화필름의 표면에 정확하게 전달할 수 있으므로 이를 통해 제조된 휘도강화필름은 헤이즈 값이 현저히 증가하여 휘선보임현상을 개선할 수 있게 된다.
먼저, 본 발명의 베이스 필름에 적층되는 이형필름을 설명한다. 본 발명의 베이스 필름에 적층되는 이형필름은 베이스 필름의 표면에 적층되어 베이스 필름의 표면을 보호하면서 합지공정 시 롤 또는 분리판에 인각된 3차원 형상에서 전해지는 압력을 베이스 필름의 표면에 전달하는 역할을 수행한다. 그러나 상술한 바와 같이 통상적인 PP 재질의 OPP 이형필름을 베이스 필름의 표면에 부착하고 합지공정을 수행하는 경우 롤 또는 분리판에 인각된 3차원 형상에서 전해지는 표면조도가 베이스 필름의 표면에 실제 조도의 약 40~50%밖에 전사되지 않는 문제가 있다. 그 결과 생산된 휘도강화필름의 표면에 롤 또는 분리판에 인각된 3차원 형상이 정확하게 형성되지 않아 헤이즈 값이 떨어지고 휘선보임현상 등이 발생하게 되었다. 이에 베이스 필름에 적층되는 이형필름을 상용성이 없는 2종류 이상의 폴리머로 구성된 제1층 및 상기 제1층에 형성된 제2층으로 구성함으로써 조도를 표면에 부여하고, 이를 합지전에 베이스 필름에 부착하여 합지공정 시 롤 또는 분리판에 인각된 3차원 형상에서 전해지는 표면조도에 이형필름의 조도가 추가적으로 부여되도록 하였다.
먼저 베이스 필름에 적층되는 면인 제1층을 설명하면 제1층은 상용성이 없는 2종류 이상의 폴리머를 포함하도록 구성하였다. 상기 상용성이 없는 2종류 이상의 폴리머는 전체 이형필름의 50중량% 이상일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 제1층은 서로 상용성이 없는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리스티렌 및 폴리아미드로 이루어지는
군으로부터 선택되는 2 이상의 폴리머일 수 있으며, 보다 바람직하게는 , 상기 2종
류의 폴리머는 폴리프로필렌과 폴리에틸렌일 수 있다. 이 경우 상기 전체 제1층에서 폴리에틸렌의 함량은 3 ~ 80 중량%일 수 있으며 보다 바람직하게는 15 ~ 20중량%일 수 있다. 만일 폴리에틸렌의 함량이 상술한 범위를 벗어나면 발명의 목적을 달성하기 어려울 수 있다.
다음. 상기 제1층에 적층되는 제2층은 폴리프로필렌을 50중량% 이상 포함할 수 있으며 바람직하게는 폴리프로필렌으로 이루어질 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 한 측면에 따르면, 상기 제1층과 제2층은 1 : 5 ~ 1 : 10의 두께비를 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 제2층의 상면에 제3층을 더 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 제3층의 재질은 제2층의 재질과 동일할 수 있고 두께는 제1층과 동일할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 베이스 필름의 일면에만 상기 제1층 및 제2층으로 구성된 이형필름이 적층되고 다른 면에는 통상의 이형필름이 적층되는 것도 가능하다. 또한 합지공정이 수행되고 나면 상기 이형필름의 표면에 구조화된 표면이 형성될 수 있으며, 상기 구조화된 표면은, 반복적으로 형성된 반구형, 프리즘형 또는 렌즈형일 수 있다.
한편, 본 발명의 이형필름은 베이스 필름과의 탈부착이 용이하도록 하기 위하여 베이스 필름의 적어도 일면에 통상의 점착제로 점착되거나 아무런 점착제가 없이 합지공정을 통해 적층될 수 있다. 또한 경면(평평한) 롤 또는 분리판을 통해 합지공정을 수행하는 경우 베이스 필름의 표면에 구조화된 표면을 형성하기 위하여 베이스 필름에 대향하는 이형필름의 면(제1층의 하면)에 입체형성부가 인각된 코팅층이 형성될 수 있다. 또한, 본 발명에 사용될 수 있는 이형필름의 두께는 통상의 휘도강화필름에 사용되는 이형필름의 두께를 만족하면 족하며, 바람직하게는 10 ~ 100㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 상기 2개 층외에 다른 층이 더 형성되는 것도 가능하다.
다음 본 발명에 사용될 수 있는 베이스 필름을 설명한다. 베이스 필름에 사용되는 물질에는 목적하는 범위의 광파장을 투과하는 열가소성 및 열경화성 중합체가 포함되며 광의 투과가 용이한 투명 또는 반투명한 재질일 수 있다. 바람직하게는 적합한 베이스 필름은 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 있으며, 보다 바람직하게는 복굴절성 해도사의 해부분과 동일한 성분을 사용할 수 있다. 나아가 상기 베이스 필름은 상술한 물성을 손상하지 않는 한, 산화방지제, 광안정제, 열안정제, 활제, 분산제, 자외선흡수제, 백색안료, 형광증백제 등의 첨가제를 함유하고 있어도 좋으며, 상기 베이스 필름은 광학적으로 등방성일 수 있다.
한편 베이스 필름은 한쌍의 베이스 필름 사이에 복굴절성 해도사를 놓고 합지할 수 있다. 또한 여러가지 물성을 고려하여 베이스 필름의 구성성분 및 그 광학적 성질을 상기 해부분 및/또는 섬유의 구성성분 및 그 광학적 성질과 동일하게 구성할 수 있다. 이 경우 합지공정에서 베이스 필름의 일부 또는 전부가 용융될 수 있어 별도의 접착제를 사용하지 않고서도 복굴절성 해도사와 베이스 필름의 접착력을 향상시킬 수 있다. 이 경우 상기 베이스 필름은 3단의 층을 가질 수 있으며 구체적으로 상기 3단의 층은 폴리머를 공압출하여 스킨층(A1)/코어층(B1)/스킨층(A2)의 적층구조로 구성될 수 있다. 직물에 대응하고 시트의 외부에 해당하는 스킨층은 복굴절성 해도사와의 접착성을 향상시키기 위하여 용융온도가 해부분 및/또는 섬유와 동일할 수 있으며, 코어층은 램프의 발열에 의한 시트의 변형을 방지하기 위하여 용융온도가 해부분 및/또는 섬유보다 높은 물질이 사용될 수 있다.
따라서, 상기 3층 구조의 시트 사이에 상술한 구조의 직물을 합지하면 스킨층(A1)/코어층(B1)/스킨층(A2)/직물/스킨층(A3)/코어층(B2)/스킨층(A4)의 구성을 가지게 된다. 이 때 스킨층과 해부분 및/또는 섬유의 용융온도가 동일한 경우 스킨층과 해부분 등이 용융되어 직물층에 적층되는 스킨층(A2. A3)과 직물층이 거의 하나의 층을 형성할 수도 있다.
다음, 본 발명에 사용되는 복굴절성 해도사를 설명한다. 본 발명에 사용될 수 있는 복굴절성 해도사는 광변조 효율을 극대화시키기 위하여 상기 도부분과 해부분의 광학특성이 상이할 수 있으며, 보다 바람직하게는, 상기 도부분은 이방성이고 해부분은 등방성일 수 있다.
구체적으로, 광학적 등방성인 해부분과 이방성을 가지는 도부분을 포함하는 해도사 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 해부분의 굴절률이 도부분의 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 물체를 통해 통과한다. 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 P파는 외부와 복굴절성 해도사의 경계면 및 복굴절성 해도사 내부의 도부분과 해부분의 경계면의 복굴절성 계면에 영향을 받지 않고 투과되나, S파는 베이스 필름과 복굴절성 해도사의 경계면 및/또는 복굴절성 해도사 내부의 도부분과 해부분의 경계면의 복굴절성 계면에 영향을 받아 광의 변조가 일어난다.
상술한 복굴절 계면에서의 광변조 현상은 베이스 필름과 복굴절성 해도사의 경계면 및 복굴절성 해도사의 내부에서 도부분과 해부분의 경계면에서 주로 발생한다. 구체적으로 상기 베이스 필름의 광학적 성질이 등방성인 경우에는 통상의 복굴절성 섬유와 마찬가지로 베이스 필름과 복굴절성 해도사의 경계면에서 광변조가 발생한다. 보다 구체적으로, 상기 베이스 필름과 복굴절성 해도사의 굴절율은 2개의 축 방향에 대한 굴절율의 차이가 0.05 이하이고, 나머지 1개의 축방향에 대한 굴절율의 차이가 0.1 이상일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 베이스 필름의 x축 방향의 굴절율이 nX1, y축 방향의 굴절율이 nY1 및 z축 방향의 굴절율이 nZ1이고, 복굴절성 해도사의 굴절율이 nX2, nY2 및 nZ2일 때, 베이스 필름과 복굴절성 해도사의 X, Y, Z축 굴절율 중 적어도 어느 하나가 일치할 수 있으며, 상기 복굴절성 해도사의 굴절율은 nX2 > nY2 = nZ2일 수 있다.
한편, 본 발명에서는 상기 복굴절성 해도사 중 도부분과 해부분의 광학적 상질이 상이한 것이 복굴절 계면을 생성하는데 유리하다. 구체적으로, 상기 도부분은 이방성이고 상기 해부분이 등방성일 때 도부분과 해부분의 경계면에 복굴절 계면이 형성될 수 있으며, 보다 바람직하게는 굴절율은 2개의 축 방향에 대한 굴절율의 차이가 0.05 이하이고 나머지 1개의 축방향에 대한 굴절율의 차이가 0.1 이상인 것이 바람직하다. 이럴 경우 P파는 해도사의 복굴절성 계면을 통과하나 S파는 광변조를 일으킬 수 있는 것이다. 이를 보다 상세히 설명하면, 상기 복굴절성 해도사의 도부분의 길이방향인 x축 방향의 굴절율이 nX3, y축 방향의 굴절율이 nY3 및 z축 방향의 굴절율이 nZ3이고, 해부분의 x축 방향의 굴절율이 nX4, y축 방향의 굴절율이 nY4 및 z축 방향의 굴절율이 nZ4일 때, 베이스 필름과 복굴절성 해도사의 X, Y, Z축 굴절율 중 적어도 어느 하나가 일치할 수 있고, 상기 nX3와 nX4의 굴절율의 차이의 절대값이 0.1 이상일 수 있다. 가장 바람직하게는 상기 해도사의 해부분과 도부분의 길이방향에 대한 굴절율의 차이는 0.1 이상이고, 나머지 2개의 축방향에 대한 해부분과 도부분의 굴절율이 실질적으로 일치되는 경우 광변조 효율이 극대화될 수 있다. 한편, 상기 베이스 필름과 복굴절성 해도사 중 해부분의 굴절율이 일치하는 경우 광변조 효율을 증가시키는데 유리하다.
그러므로, 상기 복굴절성 해도사의 도부분과 해부분은 2개의 축방향에 대한 굴절율은 실질적으로 일치하나 하나의 축방향에 대한 굴절율의 차이가 큰 물질을 선택하는 것이 광변조 효율을 개선하는데 효과적이다.
본 발명에 사용될 수 있는, 상기 복굴절성 해도사의 해부분 및/또는 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 하나 이상일 수 있다. 바람직하게는 상기 도부분과 해부분은 2개의 축방향에 대한 굴절율은 실질적으로 일치하나 하나의 축방향에 대한 굴절율의 차이가 큰 물질을 선택하는 것이 광변조 효율을 개선하는데 효과적이다. 하지만, 가장 바람직하게는 복굴절성 해도사로서 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)를 도부분으로 사용하고, 코폴리에틸렌나프탈레이트와 폴리카보네이트 얼로이(alloy)를 단독 또는 혼합하여 해부분으로 사용하는 경우 통상의 물질로 제3조된 복굴절성 해도사에 비하여 휘도가 비약적으로 향상된다. 특히 상기 해부분으로서 폴리카보네이트 얼로이(alloy)를 사용하는 경우 가장 우수한 광변조 물성을 가지는 복굴절성 해도사를 제조할 수 있다. 이 경우 상기 폴리카보네이트 얼로이(alloy)는 바람직하게는 폴리카보네이트와 변성 글리콜 폴리시클로헥실렌 디메틸렌테레프탈레이트(poly cyclohexylene dimethylene terephthalate, PCTG)로 이루어질 수 있으며, 보다 바람직하게는 폴리카보네이트와 변성 글리콜 폴리시클로헥실렌 디메틸렌테레프탈레이트(PCTG)가 15 : 85 ~ 85 : 15의 중량비로 이루어진 폴리카보네이트 얼로이를 사용하는 것이 휘도증진에 효과적이다. 만일 폴리카보네이트가 15% 미만으로 첨가되면 방사성 확보에 필요한 폴리머의 점도가 높아져 통상의 방사기를 사용할 수 없는 문제가 있고, 85%를 초과하면 유리전이 온도가 높아져 노즐 토출이후, 방사장력이 높아져 방사성 확보가 어려운 문제가 있다.
가장 바람직하게는 폴리카보네이트와 변성 글리콜 폴리시클로헥실렌 디메틸렌테레프탈레이트(PCTG)가 4 : 6 ~ 6 : 4의 중량비로 이루어지는 것이 휘도증진에 가장 우수한 효과를 나타낸다. 나아가, 상기 도부분과 해부분은 2개의 축방향에 대한 굴절율은 실질적으로 일치하나 하나의 축방향에 대한 굴절율의 차이가 큰 물질을 선택하는 것이 광변조 효율을 개선하는데 효과적이다.
한편, 등방성 재료를 복굴절성으로 변화시키는 방법은 통상적으로 알려진 것이며 예를 들어 적절한 온도 조건 하에서 연신시키는 경우, 중합체 분자들은 배향되어 재료는 복굴절성으로 될 수 있다.
한편 본 발명의 일측면에 따른 복굴절성 해도사를 여러가닥 또는 수십가닥을 꼬아 복합섬유를 제조할 수도 있다. 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 복굴절성 해도사는 공압출 방식 등에 의해 제조될 수 있지만 이에 한정되지는 않는다.
따라서, 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.
한편, 본 발명에 사용되는 복굴절성 해도사의 섬도는 통상의 해도사의 단사 섬도를 만족하면 족하나 바람직하게는 0.5 ~ 30 데니어의 단사섬도를 가질 수 있으나 이에 한저오디는 것은 아니다. 상기 해도사 중 도부분의 단사섬도는 0.0001 ~ 1.0 데니어인 것이 발명의 목적을 달성하는데 유리하다.
한편, 본 발명의 복굴절성 해도사는 직물의 형태로 직조되어 사용될 수 있다. 상기 직물은 위사와 경사로 이루어질 수 있는데, 이 중 위사 또는 경사 중 어느 하나가 복굴절성 해도사이고, 다른 하나는 섬유이다. 다시 말해, 복굴절성 해도사를 위사로 사용하는 경우, 상기 섬유는 경사가 되고 복굴절성 해도사를 경사(11)로 사용하는 경우 상기 섬유는 위사가 된다. 상기 직물을 구성하는 위사 및 경사는 빛이 투과될 수 있도록 투명한 재질일 수 있다.
한편, 상기 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도는 상기 섬유의 용융온도보다 높을 수 있다. 이를 통해 상기 직물을 베이스 필름사이에 놓고 열 및/또는 압력을 가하여 합지공정을 수행 시 섬유의 용융온도와 도부분의 용융개시온도 사이의 온도에서 합지공정을 진행한다면 상기 도부분은 용융개시온도에 도달하지 않았으므로 용융되지 않으나, 상기 섬유의 용융온도보다 높은 온도에서 합지공정이 수행되므로 섬유는 일부 또는 전부 용융된다. 그 결과 위사 또는 경사로 제직된 섬유가 합지공정에서 용융되고 베이스 필름의 일부분이 됨으로써 최종 휘도강화필름의 내부에는 복굴절성 해도사만 남게 된다. 따라서 직물을 포함할 때 발생하는 섬유보임현상이 현저하게 개선될 수 있는 것이다. 따라서, 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도는 섬유의 용융온도보다 높으면 족하나, 바람직하게는 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도는 섬유의 용융온도보다 30℃ 이상 높을 수 있으며, 보다 바람직하게는 50℃ 이상 높을 수 있다.
나아가, 상기 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도가 해부분의 용융온도보다 높을 수 있으며, 보다 바람직하게는 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도가 해부분의 용융온도보다 30℃ 이상 높을 수 있다. 그 결과 복굴절성 해도사의 해부분이 일부 또는 전부 용융될 수 있다. 한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도는 130 ~ 430℃일 수 있고, 상기 등방성 섬유의 용융온도는 100 ~ 400℃일 수 있으며, 상기 복굴절성 해도사의 해부분의 용융온도는 100 ~ 400℃일 수 있고 상기 합지온도는 100 ~ 420℃일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
결국 본 발명에 따른 직물을 포함하는 휘도강화필름은 직물의 위사 또는 경사를 형성하는 등방성 섬유의 용융온도가 다른 위사 또는 경사를 형성하는 복굴절성 해도사의 용융개시온도보다 낮으므로 등방성 섬유의 용융개시온도와 복굴절성 해도사의 용융온도 사이의 온도에서 합지공정이 수행되는 경우 등방성 섬유의 일부 또는 전부가 용융되므로 휘도강화필름의 섬유보임 현상을 해결할 수 있다. 나아가, 복굴절성 해도사의 해부분의 용융온도가 도부분의 용융개시온도보다 낮으므로 그 사이의 온도에서 합지공정이 수행되는 경우 해부분의 일부 또는 전부가 용융되어 그 사이의 온도에서 합지공정이 수행되는 경우 해부분의 일부 또는 전부가 용융되어 시트와 직물을 라미네이팅하는데 별도의 접착제 없이 하나의 층으로 만들 수 있는 효과를 가진다.
따라서, 상술한 바와 같이 도부분의 용융개시온도보다 섬유 및/또는 해부분의 용융온도가 낮은 경우 그 사이에서 합지공정을 수행하면 섬유 및/또는 해부분의 일부 또는 전부가 용융되어 휘도강화필름의 코어층을 형성하게 되며 용융되지 않은 도부분 등의 형상이 남게될 수 있다. 한편, 상기 복굴절성 해도사를 포함하는 직물을 제직하는 경우 해도사는 인치당 200 ~ 1000개의 밀도를 가지며, 섬유는 인치당 10 ~ 200개의 밀도를 가질 수 있다.
다음, 본 발명의 직물의 위사 또는 경사로 사용될 수 있는 섬유를 설명한다. 상기 섬유는 복굴절성 해도사와 직조되어 직물을 형성할 수 있으면서 상술한 온도조건을 만족하는 것이면 종류의 제한없이 사용할 수 있으나, 바람직하게는 복굴절성 해도사와 수직으로 직조되는 점을 고려하여 상기 섬유는 광학적으로 등방성 섬유인 것이 좋다. 왜냐하면 상기 섬유 역시 복굴절성을 갖는 경우 복굴절성 해도사를 통해 변조된 광이 상기 섬유를 통과하지 못하는 경우가 발생할 수 있기 때문이다. 한편 상기 섬유는 중합체 섬유, 천연섬유, 무기섬유(유리섬유 등)를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 복굴절성 해도사의 해부분의 성분과 동일한 재질의 섬유를 사용할 수 있다.
다음, 본 발명의 한 측면에 따른 휘도강화필름의 제조방법을 설명한다. 본 발명의 휘도강화필름은 롤투롤, 프레스 등 여러가지 방법을 통해 제조될 수 있지만 바람직하게는 프레스 내부에서 열과 압력을 가하여 휘도강화필름을 합지할 수 있다. 구체적으로 도 3은 본 명의 한 측면에 따른 프레스 내부의 단면도로서 제1 가압부재(560a)는 상부 또는 하부에서 압력을 가하여 시트(590a ~ 590d)를 합지하는 역할을 수행하고, 상기 받침부재(560b)는 상기 제1 가압부재(560a)에서 가해진 압력을 흡수하고 프레스를 지지하는 역할을 수행한다. 한편, 받침부재(560b) 역시 단순히 지지부의 역할 뿐 아니라, 상기 제1 가압부재(560a)의 반대면에서 압력을 가하는 제2 가압부재일 수 있다. 제1 가압부재(560a)와 받침부재(560b) 사이에 복수개의 분리판(580a ~ 580f)이 구비된다. 상기 분리판(580a ~ 580f)은 제1 가압부재(560a) 및/또는 받침부재(560b)에서 가해진 압력을 시트(590a ~ 590d)에 전달하고 베이스 필름과 베이스 필름을 분리시키는 역할을 수행하며, 상기 복수개의 분리판(580a ~ 580f)의 사이사이마다 본 발명의 이형필름이 부착된 시트(590a ~ 590d)가 위치할 수 있다. 예를 들어 제1분리판(580a)과 제2분리판(580b) 사이에 합지하려는 시트(590a)가 위치하고, 제2분리판(580b)과 제3분리판(580c) 사이에 합지하려는 또 다른 시트(590b)가 위치할 수 있다. 이와 같은 원리로서, 이론적으로 분리판의 개수가 n개라면 n-1개의 시트를 합지할 수 있는 것이다. 한편, 상기 분리판(580a ~ 580f)은 제1구현예의 가압부재와 마찬가지로 베이스 필름의 표면에 3차원 형상을 인각시키기 위하여 적어도 일면에 입체형성부가 형성될 수 있으며, 동일한 분리판의 상면과 하면에 형성된 입체적 형상이 동일하거나 상이할 수 있다. 한편, 본 발명의 분리판(580a ~ 580f)은 바람직하게는 금속 플레이트의 재질이며, 2 ~ 20개가 프레스 내부에 구비될 수 있다. 상기 분리판(580a ~ 580f)의 두께는 제한이 없으나 바람직하게는 0.1 ~ 30㎜일 수 있다. 한편, 가압된 압력을 흡수하고 시트를 보호하기 위하여 제1가압부재(560a)와 최상단의 분리판(580a) 및/또는 최하단의 분리판(560b)과 받침부재(560b) 사이에 통상의 쿠션패드가 구비될 수 있다. 결국, 본 발명의 한 측면에 따른 휘도강화필름의 제조방법은 복수개의 분리판(580a ~ 580f)을 사용하여 다수의 베이스 필름을 동시에 표면에 3차원 형상을 인각하면서 합지시킬 수 있는 것이다.
합지된 시트는 적어도 일면에 3차원 형상을 가지게 된다. 이 경우, 상기 3차원 형상은 소망하는 어떠한 형상도 가능하나, 바람직하게는 본 발명의 휘도강화필름은 바람직하게는 목적에 따라 구조화된 표면층을 포함할 수 있다. 또한 상기 구조화된 표면층은 빛이 출사되는 면에 형성될 수 있다. 상기 구조화된 표면층은 프리즘 패턴, 렌티큘러 패턴 또는 볼록렌즈 패턴일 수 있다. 구체적으로 휘도강화필름상의 광이 출사되는 면이 볼록렌즈 형상을 띄는 곡면형 표면을 가질 수 있다. 상기 곡면형 표면은 표면을 통해 투과된 광을 집속(focusing) 또는 발산(defocusing)될 수 있다. 또한 광출사면에 연속적인 프리즘 패턴을 가질 수 있다. 상기 휘도강화필름의 이면층에는 매트처리에 의한 요철을 형성하여 내스크래치성을 부여할 수도 있는데, 이는 본 발명의 효과에 역효과를 발생시키지 않을 것을 조건으로 한다.
한편, 본 발명의 합지공정은 핫프레스에서 수행될 수 있다. 그러나 통상의 핫프레스를 통해 직물과 이형필름이 부착된 2개의 시트를 합지하는 경우 이들 사이에는 기공이 형성될 수 밖에 없으므로 기 형성된 기공에 의하여 물성이 저하될 수 있다. 이에, 본 발명에서는 진공 핫프레스에서 합지공정을 수행하여 시트 내부에 형성된 기체가 외부로 유출되어 시트 내부에는 기공이 형성되지 않아 물성저하를 억제하였다.. 이 경우 가압 및 가열 단계의 진공도는 5?500torr이고, 인가 압력은 1.0?100kgf/cm2이며 공정시간은 1?30분인 것이 바람직하다. 합지온도는 상술한 바와 같이 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도와 섬유 및/또는 해부분의 용융온도의 사이의 온도에서 적절하게 선택하여 적용할 수 있다. 한편, 상기 진공도가 5torr 미만인 때에는 공정효율이 떨어질 염려가 있고, 500torr를 초과하는 때에는 기포제거가 불충분할 염려가 있다. 또한 상기 인가 압력이 1.0kgf/cm2 미만인 때에는 필름의 접착력이 충분하지 않을 수 있고 100kgf/cm2을 초과하는 때에는 압력이 과도하여 직물의 조직이 흐트러져 섬유의 배열이 무너질 수 있다. 공정시간이 1분 미만이면 기포의 제거 및 접착력이 불충분할 수 있고, 30분을 초과하는 때에는 공정 효율면에서 바람직하지 않다.
상술한 방법을 통해 제조된 본 발명의 휘도강화필름의 두께는 통상의 필름의 두께이면 족하며, 바람직하게는 0.1 ~ 10㎜일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
결국, 본 발명의 휘도강화필름을 통해 제조된 복굴절성 해도사로 제직된 직물이 포함된 휘도강화필름은, 종래의 적층형 휘도강화필름과는 달리 층을 베이스 필름 내부에 복굴절성 해도사를 포함하여 다수의 층을 형성하지 않으면서도 휘도강화의 효과가 우수하다. 또한, 하나의 필름에 수백층을 적층하지 않으므로 제조가 매우 용이하고 생산비의 절감효과가 뛰어나다. 나아가, 본 발명의 휘도강화필름은 종래의 베이스 필름내부에 복굴절성 섬유를 삽입하는 기술에 비하여 복굴절성 계면이 비교할 수 없을 정도로 현저하게 많이 생성되므로 휘도증진효과가 비약적으로 개선되어 실제 산업현장에서 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 이형필름이 형성된 휘도강화필름은 합지공정에서 이형필름에 전달된 입체적 압력(표면조도)이 합지공정에서 휘도강화필름의 표면에 정확하게 전달할 수 있으므로 이를 통해 제조된 휘도강화필름은 헤이즈 값이 현저히 증가하여 휘선보임현상을 개선할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 휘도강화필름은 액정표시장치, LED TV, 프로젝션 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 전계방출디스플레이 및 전계발광디스플레이 등 평판디스플레이 기술에 널리 사용될 수 있다.
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>
폴리카보네이트와 변성 글리콜 폴리시클로헥실렌 디메틸렌테레프탈레이트(PCTG)가 5 : 5로 혼합된 등방성 PC 얼로이를 해성분으로 하고(nx=1.57, ny=1.57, nz=1.57, 용융온도 : 145℃), 이방성 PEN (nx=1.88, ny=1.57, nz=1.57, 용융개시온도 : 262℃)으로 도부분으로 구성하였다.
이를 도성분의 개수가 300개인 복굴절성 해도사용 방사구금을 통해 방사 및 연신하여 복굴절성 해도사를 제조하였다. 제조된 해도사 FY 40/12 두 가닥을 합사(80de/24fila)한 후 이를 경사로 하고 상기 해성분과 동일한 성분인 등방성 PC 얼로이 섬유(용융온도 : 145℃)를 위사로 하여 직물로 제직하였다. 그 뒤 상기 직물을 2개의 등방성 PC 얼로이 시트[스킨/코어/스킨 3층구조, 코어층(용융온도 : 149℃, 150㎛, 폴리카보네이트), 스킨층(용융온도 : 145℃, 20㎛, 폴리카보네이트 얼로이(해성분과 동일)] 사이에 배치시켜 베이스 필름을 제조하였다.
상용성이 없는 폴리프로필렌(용융온도 165℃)과 폴리에틸렌(용융온도 130℃)이 8 : 2의 중량비로 혼합된 두께가 6㎛인 제1층 및 제1층의 상면에 두께가 34㎛인 폴리프로필렌 제2층으로 구성된 이형필름을 준비하고, 상기 이형필름에서 제1층이 베이스필름에 대향하도록 이형필름을 베이스 필름에 적층하였다.
그 뒤 도 3과 같은 진공 핫프레스 상에서 분리판 사이에 상기 이형필름이 형성된 베이스 필름을 배치시키고 분리판은 피치 5㎛, 높이 2.5㎛의 음각 렌즈형상을 반복적으로 형성하였다. 그 뒤 20torr의 진공상태에서, 150℃(합지온도)의 온도 및 15kgf/cm2의 압력으로 20분간 경면의 분리판을 통해 가열/가압하여 휘도강화필름을 제조하였다.
실시예 1에서 제조된 휘도강화필름에서 이형필름을 제거한 후 Mitutoyo Surftest SJ-301 분석설비를 이용하여 JIS-1994 방법을 통해 표면조도 값(Ra)을 측정하고 휘선보임 현상을 육안으로 관찰하였다. 그 결과 실시예 1의 휘도강화필름의 표면조도 값(Ra)은 1.06㎛로 측정되었으며 휘선보임현상은 관찰되지 않았다.
<실시예 2>
상용성이 없는 폴리에스테르와 폴리아미드를 5 : 5의 중량비로 혼합하여 제1층을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 휘도강화필름을 제조하였다.
그 결과 실시예 2의 휘도강화필름의 표면조도 값(Ra)은 0.99㎛로 측정되었으며 휘선보임현상은 관찰되지 않았다.
<비교예 1>
두께가 40㎛인 폴리프로필렌 단일층으로 구성된 이형필름을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 휘도강화필름을 제조하였다.
비교예 1의 휘도강화필름의 표면조도값(Ra)은 0.81㎛ 였으며, 휘선보임현상이 미미하게 관찰되었다.
<비교예 2>
상용성이 우수한 폴리카보네이트와 폴리스티렌을 5 : 5의 중량비로 혼합하여 제1층을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 휘도강화필름을 제조하였다.
비교예 1의 휘도강화필름의 표면조도값(Ra)은 0.86㎛ 였으며, 휘선보임현상이 미미하게 관찰되었다.
결국, 본 발명의 실시예 1, 2의 이형필름을 부착한 휘도강화필름이 이를 부착하지 않은 비교예 1 ~ 1의 휘도강화필름에 비하여 표면조도값 및 휘선보임현상이 우수한 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 휘도강화필름은 광변조 성능이 우수하므로, 카메라 등과 같은 광학기기 및 휴대폰, LCD, LED TV 등 고휘도가 요구되는 액정표시장치에 널리 사용될 수 있다.
이상에서 본 발명은 베이스 필름된 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.
560a, : 제1 가압부재 560b : 받침부재
570a, 570b : 쿠션패드
580a, 580b, 580c, 580d, 580e, 580f : 분리판
590a, 590b, 590c :시트

Claims (21)

  1. 해부분의 내부에 복수개의 도부분이 형성되며 해부분과 도부분의 경계면에 광변조를 위하여 복굴절 계면이 형성되는 복굴절성 해도사를 포함하는 베이스 필름; 및
    상기 베이스 필름의 적어도 일면에 적층되는 이형필름을 포함하되; 상기 이형필름은 상용성이 없는 2종류 이상의 폴리머를 포함하는 제1층 및 상기 제1층에 형성된 제2층이 순차적으로 형성된 것을 포함하는 휘도강화필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1층은 서로 상용성이 없는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르 , 폴리스티렌 및 폴리아미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2 이상의 폴리머인 것을 특징으로 하는 휘도강화필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1층은 서로 상용성이 없는 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌의 혼합인 것을 특징으로 하는 휘도강화필름.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전체 제1층에서 폴리에틸렌은 3 ~ 80 중량%인 것을 특징으로 하는 휘도강화필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2층은 폴리프로필렌을 50중량% 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 휘도강화필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1층과 제2층은 1 : 5 ~ 1 : 10의 두께비를 갖는 것을 특징으로 하는 휘도강화필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2층의 상면에 제3층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휘도강화필름.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제3층의 재질은 제2층의 재질과 동일한 것을 특징으로 하는 휘도강화필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 필름의 일면에만 상기 제1층 및 제2층으로 구성된 이형필름이 형성된 것을 특징으로 하는 휘도강화필름.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 이형필름의 표면에 구조화된 표면이 형성된 것을 특징으로 하는 휘도강화필름.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 구조화된 표면은, 반복적으로 형성된 반구형, 프리즘형 또는 렌즈형인 것을 특징으로 하는 휘도강화필름.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 복굴절성 해도사는 도부분과 해부분의 계면에 복굴절 계면이 형성되며 외부에서 조사된 광이 변조되는 것을 특징으로 하는 휘도강화필름.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복굴절성 해도사의 도부분은 이방성이고 해부분은 등방성인 것을 특징으로 하는 휘도강화필름
  14. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 필름은 등방성인 것을 특징으로 하는 휘도강화필름.
  15. 제1항에 있어서, 상기 베이스 필름과 복굴절성 해도사의 굴절율은 2개의 축 방향에 대한 굴절율의 차이가 0.05 이하이고, 나머지 1개의 축방향에 대한 굴절율의 차이가 0.1 이상인 것을 특징으로 하는 휘도강화필름.
  16. 제1항에 있어서, 상기 복굴절성 해도사의 도부분과 해부분의 굴절율은 2개의 축 방향에 대한 굴절율의 차이가 0.05 이하이고, 나머지 1개의 축방향에 대한 굴절율의 차이가 0.1 이상인 것을 특징으로 하는 휘도강화필름.
  17. 제1항에 있어서, 상기 복굴절성 해도사 중 해부분의 굴절율과 상기 베이스 필름의 굴절율이 일치하는 것을 특징으로 하는 휘도강화필름.
  18. 제1항에 있어서, 상기 복굴절성 해도사는 직물의 형태로 포함되되, 상기 직물은 위사와 경사 중 어느 하나는 상기 복굴절성 해도사이고, 다른 하나는 등방성 섬유인 것을 특징으로 하는 휘도강화필름.
  19. 제18항에 있어서, 상기 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도가 상기 등방성 섬유 및 해부분의 용융온도보다 높은 것을 특징으로 하는 휘도강화필름.
  20. 제18항에 있어서, 상기 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도가 상기 등방성 섬유 및 상기 복굴절성 해도사의 해부분의 용융온도보다 30℃ 이상 높은 것을 특징으로 하는 휘도강화필름.
  21. 제18항에 있어서, 상기 등방성 섬유는 일부 또는 전부가 용융된 것을 특징으로 하는 휘도강화필름.
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