KR20140053497A - 복합 광학필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기재필름; 상기 기재필름의 상부면에 형성되고, 반복적인 산 형상의 패턴이 연속적으로 배열된 프리즘층; 및 상기 기재필름의 하부면에 형성되고, 저면에 음각 마이크로렌즈 형상의 패턴이 연속적으로 배열된 마이크로렌즈 확산층을 포함하는 복합 광학필름을 제공한다.

Description

복합 광학필름{Integrated Optical Film}

본 발명은 복합 광학필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 확산층을 복합화함에 있어서 프리즘층과의 광학적 불량 현상을 감소시키기 위해 음각 마이크로렌즈 패턴 형상을 가지는 마이크로렌즈 확산층을 채용하여 모아레 등의 광학적 결함을 제거하고, 우수한 휘도 및 균일도를 실현할 수 있는 복합 광학필름에 관한 것이다.

광학 필름(Optical Film)은 LCD(Liquid Crystal Display) 디스플레이 산업 분야 중 광원을 포함하는 백라이트 유닛에서 사용되는 부품을 의미한다. 백라이트 유닛(Back Light Unit; BLU)은 일반적으로 광원, 도광판, 반사시트, 확산시트 및 프리즘시트로 구성된다. 특히, 프리즘시트와 확산시트는 도광판으로부터 출사되는 광선을 확산시켜 균일도를 향상시키고 다시 집광하여 정면광으로 변환하는 방식으로 균일도와 휘도를 향상시키는 역할을 한다.

최근 LCD 디스플레이 제품의 경쟁이 치열해짐에 따라 디스플레이 제품의 품질 및 부품의 복합화에 대한 요구가 증대되고 있다. 특히, 대면적 디스플레이에 있어서 수요자들은 디스플레이의 휘도, 균일도 및 해상도가 우수한 제품을 선호하는 추세이다. 이러한 수요자의 요구를 충족시키기 위해 휘도 및 균일도가 우수하고, 모아레(Moire) 현상 또는 휘선 발생 등의 결함(Defect)이 없는 복합필름 제품을 제조하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다.

종래 휘도강화필름으로 사용되던 프리즘 시트(Prism Sheet)는 기재필름의 상부면에 반복되는 산 형상의 패턴이 연속적으로 배열된 필름으로, 디스플레이의 원하는 휘도를 얻기 위해 1 또는 2장의 프리즘 시트를 각각의 패턴 배열을 동일한 방향으로 하여 상하로 적층하여 사용하는 것이 일반적이었다. 그러나, 상기 1 또는 2장의 프리즘 시트를 상하로 적층하는 방식은 디스플레이 품질을 위한 패턴 배열의 조정이 필요하고, 각각의 프리즘 시트의 불량이 발생하는 경우 전체 제품의 불량률이 증가하며, 각각의 프리즘 시트의 패턴 배열을 동일한 방향으로 적층함에 따라 모아레 현상이 발생한다는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 각각의 프리즘 시트의 패턴 배열을 상호 교차하도록 적층하는 방식이 연구되었다.

그러나, 상기 방법에 의한 경우, 2장의 프리즘 시트를 상하로 적층하여야 하기 때문에 작업 효율이 저하되고, 프리즘 시트의 적층 과정에서 불량률이 높다는 문제점을 해결하기 위해 최근에는 다수의 프리즘 시트를 하나의 시트로 복합하여 제조하는 복합 광학필름의 개발이 이루어지고 있다. 이러한 연구의 일환으로, 대한민국 등록특허 제10-1133637호는 "확산수단이 일체화된 백라이트 유닛용 복층 프리즘시트 및 그 제조방법"을 제안하고 있다.

도 1은 종래기술에 따른 복층 프리즘시트의 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 복층 프리즘시트는 기재필름(1)의 상부면에 제1 프리즘층(2)이 형성되고, 상기 제1 프리즘층(2)의 상부면에 제2 프리즘층(3)이 각각의 프리즘 패턴 배열이 동일한 방향으로 형성된 것으로, 종래 프리즘 시트를 적층하는 방식에 비해 프리즘 시트의 배열의 최적화하여 양산 가능하고, 작업 효율이 향상된다는 이점은 있으나, 제1 프리즘층(2) 및 제2 프리즘층(3)이 동일한 패턴 방향으로 형성되기 때문에 모아레 현상이 발생하여 광학적 불량의 원인이 된다는 문제점이 있다. 또한, 상기 복층 프리즘시트는 제1 프리즘층(2)과 제2 프리즘층(3)의 굴절률이 동일할 경우 상기 제1 프리즘층(2)과 제2 프리즘층(3)이 겹치는 부분에서 각각의 프리즘층이 고유의 광학적 특성을 나타내지 못하고, 동일한 층으로 간주되어 전체적인 디스플레이의 휘도 및 균일도가 저하된다는 문제점이 있다. 이를 극복하기 위해서는 제1 프리즘층(2)과 제2 프리즘층(3)은 각각 굴절률이 상이한 광학재료를 사용하여야 하는데 이러한 경우에는 색분산이 발생한다는 문제점이 있다.

도 2 (A)는 종래 프리즘 시트 제조용 패턴 형성 롤러를 개략적으로 나타낸 사시도이고, (B)는 복합 프리즘 시트 제조용 패턴 형성 롤러의 모습을 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 2 (A)에 도시된 바와 같이, 종래 프리즘 시트 제조용 패턴 형성 롤러는 프리즘 패턴이 롤러 회전축의 회전 방향으로 형성된다. 예를 들어, 도 1의 제1 프리즘층(2)은 도 2 (A)의 종래 프리즘 시트 제조용 패턴 형성 롤러로 제조될 수 있다. 그러나, 도 1의 제2 프리즘층(3)은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제1 프리즘층(2)의 패턴 배열과 다른 각도로 형성되어야 한다. 도 2 (B)에 도시된 바와 같이, 도 2 (A)의 패턴 형성 롤러를 통과하여 제조된 제1 프리즘층(2)은 연속 공정으로 도 2 (B)의 패턴 형성 롤러를 통과하여야만 제1 프리즘층(2)의 상부면에 상기 제1 프리즘층(2)의 패턴 배열과 90˚의 각도차를 가지는 제2 프리즘층(3)을 형성할 수 있다. 그러나, 상기 도 2 (B)의 패턴 형성 롤러는 원주는 2πr(반지름)이기 때문에 도 2 (B)의 패턴 형성 롤러의 외주면에 정확한 수치로 프리즘을 가공하기가 현실적으로 불가능하다는 문제점이 있다.

이에 본 발명자는 상기 종래기술들의 문제점을 해결하기 위해 휘도 및 균일도 특성이 우수하고, 모아레 현상을 방지할 수 있으며, 최적의 광특성을 가지는 제품을 양산 가능한 복합 광학필름을 개발하기에 이르렀다.

본 발명의 목적은 휘도 및 균일도 특성이 우수한 복합 광학필름을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 모아레 현상을 방지할 수 있는 복합 광학필름을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 최적의 광특성을 가지는 제품을 양산 가능한 복합 광학필름을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 복합 광학필름은, 기재필름; 상기 기재필름의 상부면에 형성되고, 반복적인 산 형상의 패턴이 연속적으로 배열된 프리즘층; 및 상기 기재필름의 하부면에 형성되고, 저면에 음각 마이크로렌즈 형상의 패턴이 연속적으로 배열된 마이크로렌즈 확산층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 기재필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 소재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 프리즘층은 접착성 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 프리즘층은 비접착성 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 마이크로렌즈 확산층은 접착성 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 마이크로렌즈 확산층은 비접착성 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 프리즘층의 패턴의 배열 방향은 상기 마이크로렌즈 확산층의 패턴의 배열 방향과 평행한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 복합 시트에서 발생하는 휘도 저하 현상을 개선하고 필름의 최적의 복합화를 실현하여 휘도 및 균일도 특성이 우수하고, 모아레 현상을 방지할 수 있으며, 최적의 광특성을 가지는 제품을 양산 가능한 복합 광학필름을 제공하는 발명의 효과를 가진다.

도 1은 종래기술에 따른 복층 프리즘시트의 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2 (A)는 종래 프리즘 시트 제조용 패턴 형성 롤러를 개략적으로 나타낸 사시도이고, (B)는 복합 프리즘 시트 제조용 패턴 형성 롤러의 모습을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 복합 광학필름이 상부 프리즘 시트와 도광판 사이에 개재되는 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 복합 광학필름의 상부면에 상부 프리즘 시트를 부착한 모습을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는 도광판의 상부면에 본 발명에 따른 복합 광학필름 및 상부 프리즘 시트를 부착한 모습을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 6은 종래 기술에 따른 2 장의 프리즘 시트를 상하로 적층하였을 때 균일도 및 휘도 특성을 보여주는 시뮬레이션 데이터이다.
도 7은 종래 기술에 따른 복층 프리즘 시트에 대한 균일도 및 휘도 특성을 보여주는 시뮬레이션 데이터이다.
도 8은 본 발명에 따른 복합 광학필름의 균일도 및 휘도 특성을 보여주는 시뮬레이션 데이터이다.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합 광학필름을 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 복합 광학필름이 상부 프리즘 시트와 도광판 사이에 개재되는 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 복합 광학필름(100)은 기재필름(110), 상기 기재필름(110)의 상부면에 형성되고, 반복적인 산 형상의 패턴이 연속적으로 배열된 프리즘층(130) 및 상기 기재필름(110)의 하부면에 형성되고, 저면에 음각 마이크로렌즈 형상의 패턴이 연속적으로 배열된 마이크로렌즈 확산층(120)을 포함하여 구성된다. 여기서, 마이크로렌즈 확산층(120)은 확산제를 포함하는 수지 제품이 바람직하게 사용된다.

본 발명의 복합 광학필름(100)은 그 상부면에 상부 프리즘 시트(210)를 부착하여 사용될 수 있고, 이 경우 상부 프리즘 시트(210)의 연속적인 패턴 배열의 각도는 프리즘층(130)의 연속적인 패턴 배열의 각도와 상이하도록 구성하는 것이 바람직하다. 만약 프리즘층(130)과 상부 프리즘 시트(210)의 연속적인 패턴 배열의 각도가 동일하면 모아레(Moire) 현상이 발생하여 제품의 광학적 결함이 발생할 확률이 높아진다는 문제점이 있다. 또한, 본 발명의 복합 광학필름(100)은 그 하부면에 도광판(310)을 부착하여 사용될 수 있다.

본 발명의 복합 광학필름(100)은 프리즘층(130)과 마이크로렌즈 확산층(120)의 각각의 패턴이 동일 방향으로 배열되어도 휘도 및 균일도 특성이 우수하기 때문에 종래의 복합필름보다 쉽고 단순한 단일 공정으로 제작될 수 있다. 또한, 종래 방법에 의해 제조되는 백라이트 유닛에서의 프리즘시트 및 확산필름 등의 광학 부품이 개별 공정에 의해 제작되고 조립되는 경우 발생할 수 있는 공정 비효율 및 제품 불량의 문제점을 효과적으로 해결할 수 있다. 또한, 본 발명의 기재필름(110)의 소재는 광학 특성이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate; PET) 필름으로 제조하는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명에 따른 복합 광학필름의 상부면에 상부 프리즘 시트를 부착한 모습을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 5는 도광판의 상부면에 본 발명에 따른 복합 광학필름 및 상부 프리즘 시트를 부착한 모습을 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 복합 광학필름(100)의 상부면에 상부 프리즘 시트(210)를 부착하여 사용될 수 있다. 만약 복합 광학필름(100)이 원하는 광학 특성을 충족하는 경우에는 복합 광학필름(100)의 프리즘층은 비접착성 수지를 포함하여 제조되는 것이 바람직하다. 그러나, 복합 광학필름(100)만을 사용할 경우 원하는 광학 특성이 충족되지 아니하고, 추가적인 프리즘시트를 더 요구하는 경우에는 상기 복합 광학필름(100)의 프리즘층은 접착성 수지를 포함하여 제조되는 것이 바람직하다. 즉, 이 경우에는 본 발명의 복합 광학필름(100)의 프리즘층의 상부면에 별도로 제작된 상부 프리즘 시트(210)를 부착 가능하다. 이 경우 모아레 현상을 방지하기 위하여, 상부 프리즘 시트(210)의 연속적인 패턴 배열은 복합 광학필름(100)의 프리즘층의 연속적인 패턴 배열과 그 각도를 상이하게 구성하고, 바람직하게는 상부 프리즘 시트(210)의 연속적인 패턴 배열은 복합 광학필름(100)의 프리즘층의 연속적인 패턴 배열을 기준으로 90˚의 각도를 이루도록 접착시킨다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 복합 광학필름(100)은 그 상부면에 상부 프리즘 시트(210)를 부착시키고, 그 하부면에 도광판(310)을 부착시켜 사용할 수 있다. 예를 들어, 복합 광학필름(100)을 단일 제품으로 제조하여 판매하는 경우에는 복합 광학필름(100)의 마이크로렌즈 확산층은 비접착성 수지를 포함하여 제조하는 것이 바람직하다. 그러나, 복합 광학필름(100)을 도광판(310)에 부착시켜 복합 도광판으로 제조하여 판매하는 경우에는 복합 광학필름(100)의 마이크로렌즈 확산층은 접착성 수지를 포함하여 제조하는 것이 바람직하다.

도 6은 종래 기술에 따른 2 장의 프리즘 시트를 상하로 적층하였을 때 균일도 및 휘도 특성을 보여주는 시뮬레이션 데이터이고, 도 7은 종래 기술에 따른 복층 프리즘 시트에 대한 균일도 및 휘도 특성을 보여주는 시뮬레이션 데이터이며, 도 8은 본 발명에 따른 복합 광학필름의 균일도 및 휘도 특성을 보여주는 시뮬레이션 데이터이다.

도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 도 6의 2 장의 프리즘 시트를 상하로 적층하는 종래 기술의 경우 집광 특성으로 인하여 디스플레이 용도로 사용 가능한 휘도를 보여주나 균일도가 우수하지 못하다는 문제점이 있다. 따라서, 2 장의 프리즘 시트를 상하로 적층하는 종래 기술의 경우에는 상기 균일도 문제를 해결하기 위해 프리즘 시트의 상부면에 확산필름을 추가적으로 사용하여야 한다는 단점이 있다. 또한, 도 7의 복층 프리즘 시트를 사용하는 경우 일정 영역에서 휘도가 향상되는 것을 보여주나, 전체적으로 균일도가 저하되고, 평균적인 휘도는 오히려 도 6의 데이터에 비해 저하되는 것을 보여준다.

그러나, 도 8은 본 발명에 따른 복합 광학필름의 시뮬레이션 데이터로, 복합필름으로 구성하였음에도 불구하고 전체적인 광균일도가 향상되고, 전체적인 휘도가 높다는 것을 확인할 수 있다. 즉, 기재필름의 상하에 각각 프리즘층과 마이크로렌즈 확산층을 복합하여도 광학 불량이 발생하지 아니하고, 휘도 및 균일도 특성이 향상된다는 것을 확인할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정은 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

100: 복합 광학필름 110: 기재필름
120: 마이크로렌즈 확산층 130: 프리즘층
210: 상부 프리즘 시트 310: 도광판

Claims (7)

1. 기재필름;
   상기 기재필름의 상부면에 형성되고, 반복적인 산 형상의 패턴이 연속적으로 배열된 프리즘층; 및
   상기 기재필름의 하부면에 형성되고, 저면에 음각 마이크로렌즈 형상의 패턴이 연속적으로 배열된 마이크로렌즈 확산층;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 광학필름.
2. 제1항에 있어서, 상기 기재필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합 광학필름.
3. 제1항에 있어서, 상기 프리즘층은 접착성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 광학필름.
4. 제1항에 있어서, 상기 프리즘층은 비접착성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 광학필름.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 마이크로렌즈 확산층은 접착성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 광학필름.
6. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 마이크로렌즈 확산층은 비접착성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 광학필름.
7. 제1항에 있어서, 상기 프리즘층의 패턴의 배열 방향은 상기 마이크로렌즈 확산층의 패턴의 배열 방향과 평행한 것을 특징으로 하는 복합 광학필름.

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