KR20140087417A - 광학시트 및 그 제조방법 - Google Patents

광학시트 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20140087417A
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이수경
김현영
박상천
김진우
은종혁
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Abstract

본 발명은 기재필름; 및 상기 기재필름의 일면 상에 형성된 광확산부를 포함하고, 상기 광확산부는 복수 개의 아치형 돌기가 배열된 밀착방지 패턴을 포함하고, 상기 아치형 돌기는 저면이 폐곡면으로 형성되고, 측면은 상기 저면의 일 측 테두리에서 연장되는 제1 면 및 상기 저면의 타 측 테두리에서 연장되는 제2 면으로 구성되고, 상기 제1 면 및 제2 면의 교선은 곡선으로 형성되며, 상기 교선은 상기 저면의 테두리 상의 하나의 점으로부터 상기 저면의 테두리 상의 다른 점으로 연장되는 것을 특징으로 하는 광학시트에 관한 것으로, 상기 광학시트는 밀착 방지성이 우수하고, 휘도의 저하없이 ? 아웃(wet-out), 뉴튼 링(Newton’s ring), 및 모아레 현상을 방지할 수 있다.

Description

광학시트 및 그 제조방법{OPTICAL SHEET AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}
본 발명은 광학시트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 밀착 방지성이 우수한 광학시트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명이 적용될 수 있는 분야 중 하나인 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)는 일반적으로 공통 전극과 색필터 등이 형성되어 있는 상부 기판과 박막 트랜지스터와 화소 전극 등이 형성되어 있는 하부 기판 사이에 액정 물질을 주입하고, 화소 전극과 공통 전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 전계를 형성하여 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표현하는 장치이다.
액정 표시 패널은 스스로 발광하지 못하는 수광 소자이기 때문에, 광을 공급하기 위한 백라이트 유닛이 필요하다. 일반적으로 백라이트 유닛은 빛을 공급하는 광원과 선 광원 또는 점 광원 등을 면 광원으로 전환시키기 위한 확산판 또는 도광판 및 광 성능을 향상시키기 위한 각종 광학 필름들로 이루어진다.
백라이트 유닛에 사용되는 광학 필름에는 휘도를 향상시키기 위한 집광 필름, 백라이트 배면의 결함이나 광원의 휘선을 은폐하는 기능을 수행하는 확산 필름 등이 있다.
한편, 집광 필름은 보통 그 일면에 광 경로를 편향시키기 위한 렌즈 구조물이 주기적으로 배열되어 있다. 일반적으로 사용되는 렌즈 구조물에는 삼각 기둥 형상의 프리즘 렌즈, 반원 기둥 형태의 렌티큘러 렌즈, 마이크로 렌즈, 프레넬 렌즈 등이 있다.
이러한 렌즈 구조물들은 광원에서 방출된 빛들을 디스플레이 정면 방향으로 집광시켜 휘도를 향상시키는 역할을 수행한다. 그러나 이러한 렌즈 구조물들을 갖는 집광 필름은 주기성에 의한 모아레 현상, 에어 갭 부재에 의한 웨트-아웃 현상, 인접한 두 필름 사이의 에어 갭(air gap) 변화에 의한 등고선 패턴의 뉴튼링 현상 등이 발생하며, 이들에 의해 스크린 상에 표면 결함을 유발된다는 문제점이 있다.
종래에는 밀착을 방지하기 위하여 비드를 이용한 백코팅을 이용하는 방법이 일반적이나, 필름 전면에 대하여 균일한 분산이 요구되기 때문에 백코팅이 가져야 하는 특성과 밀착방지 성능이 동시에 만족할 만한 수준으로 발현되지 못하고 있다.
본 발명의 목적은 밀착 방지성이 우수한 광학시트 및 그 제조방법을 제공하기 위함이다.
본 발명의 다른 목적은 휘도의 저하없이 ? 아웃(wet-out), 뉴튼 링(Newton’s ring) 또는 모아레 현상을 방지할 수 있는 광학시트 및 그 제조방법을 제공하기 위함이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 하나의 관점은 기재필름; 및 상기 기재필름의 일면 상에 형성된 광확산부를 포함하고, 상기 광확산부는 복수 개의 아치형 돌기가 배열된 밀착방지 패턴을 포함하는 광학시트에 관한 것이다.
상기 아치형 돌기는 저면이 폐곡면으로 형성되고, 측면은 상기 저면의 일 측 테두리에서 연장되는 제1 면 및 상기 저면의 타 측 테두리에서 연장되는 제2 면으로 구성되고, 상기 제1 면 및 제2 면의 교선은 곡선으로 형성되며, 상기 교선은 상기 저면의 테두리 상의 하나의 점으로부터 상기 저면의 테두리 상의 다른 점으로 연장되는 것일 수 있다.
상기 아치형 돌기 저면의 테두리는 일측 테두리를 형성하는 제1 곡선 및 타측 테두리를 형성하는 제2 곡선으로 구성되고, 상기 제1 곡선 및 제2 곡선이 만나는 양 단의 점은 첨점을 형성하는 것일 수 있다.
상기 광확산부는 요철 형상을 갖는 광확산 패턴을 더 포함할 수 있다.
상기 아치형 돌기의 평균 높이는 상기 요철 형상의 평균 높이보다 2 ㎛ 이상 높을 수 있다.
상기 아치형 돌기의 높이는 2 내지 30㎛일 수 있다.
상기 첨점 간의 평균 거리는 60 내지 300㎛이고, 제1 곡선과 제2 곡선간의 최대 거리는 3 내지 45㎛일 수 있다.
상기 광학시트의 헤이즈 값은 3 내지 70%이고, 광 투과율은 85 내지 93%일 수 있다.
상기 광확산 패턴의 표면 조도(Ra)는 0.01 내지 2㎛일 수 있다.
상기 기재필름의 타면 상에는 집광패턴이 형성되고, 상기 집광패턴은 복수 개의 프리즘의 배열되며, 상기 프리즘은 높이가 15 내지 30㎛이고, 피치가 30 내지 60㎛일 수 있다.
상기 집광패턴은 휘도 균일도가 80% 이상일 수 있다.
상기 광학시트는 기재필름; 및 상기 기재필름의 일면 상에 형성된 광확산부를 포함하고, 상기 광확산부는 높이가 2 ㎛ 내지 30㎛, 길이가 60 ㎛ 내지 300㎛, 폭이 3 ㎛ 내지 60㎛인 복수 개의 아치형 돌기를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 광학시트의 제조방법에 관한 것으로, 상기 제조방법은 몰드에 복수 개의 아치형 돌기를 포함하는 밀착방지 패턴을 음각으로 인각하는 단계; 및 상기 몰드에 인각된 밀착방지 패턴을 기재필름의 일면에 전사하여 기재필름 일면에 양각의 밀착방지 패턴을 포함하는 광확부를 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 몰드에 밀착방지 패턴을 음각으로 인각하는 단계 이후, 요철 패턴을 인각하는 단계를 더 포함하여, 기재필름 일면에 밀착방지 패턴 및 광확산 패턴을 포함하는 광확산부를 형성할 수 있다.
상기 기재필름의 타면에 집광 패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 아치형 돌기는 바이트 가공에 의하여 몰드에 음각으로 인각될 수 있다.
상기 바이트의 꼭지점의 양 변이 이루는 각도는 70 내지 100°일 수 있다.
상기 요철 패턴은 밀착방지 패턴이 형성된 몰드를 샌드 블라스트, 에칭, 레이저 가공 또는 드릴 가공하여 형성될 수 있다.
본 발명의 광학시트는 기재필름의 일면에 밀착방지 패턴을 형성하여 밀착 방지성이 우수하고, 휘도의 저하없이 ? 아웃(wet-out), 뉴튼 링(Newton’s ring), 및 모아레 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 광학시트의 단면도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 구체예에 따른 광학시트의 단면도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 광학산부의 평면도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 구체예에 따른 아치형 돌기의 사시도를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 구체예에 따른 아치형 돌기의 평면도를 도시한 것이다.
도 6는 본 발명의 밀착방지 패턴과 광확산 패턴이 형성된 광확시트의 광확산부를 촬영한 사진이다.
도 7은 광확산 패턴만 형성된 광확시트의 광확산부를 촬영한 사진이다.
도 8은 본 발명의 아치형 돌기를 촬영한 사진이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 출원의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 또한, 설명의 편의를 위하여 구성요소의 일부만을 도시하기도 하였으나, 당업자라면 구성요소의 나머지 부분에 대하여도 용이하게 파악할 수 있을 것이다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 요소가 다른 요소 위 또는 아래에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 위 또는 아래에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 또한, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 출원의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그리고, 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다.
광학시트
이하, 도 1, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 구체예에 따른 광학시트에 대하여 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 광학시트(100)를 도시한 단면도이며, 도 3은 광학시트의 일면 상에 형성된 밀착방지 패턴 및 광확산 패턴을 포함하는 광확산부의 평면도이다. 도 4는 본 발명의 일 구체예에 따른 아치형 돌기의 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 구체예에 따른 아치형 돌기의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학시트(100)는 광입사면과 광출사면을 갖는 기재필름(110), 상기 광입사면에 형성된 광확산부(130) 및 상기 광출사면에 형성된 집광패턴(121)을 포함한다.
본 발명의 기재필름(110)은 단일층 또는 2개 이상의 층이 적층된 다층일 수 있다. 상기 기재필름(110)은 에스테르계, 올레핀계, 아크릴계, 우레탄계, 아크릴-우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 수지 등을 사용할 수 있으며, 단일 성분 또는 복합 성분의 수지를 사용할 수 있다. 즉, 1종(단일 성분)의 수지가 단일층을 형성하거나, 2종 이상의 수지가 복수층을 형성할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 일반적인 광학시트의 기재필름으로 적용 가능한 필름을 제한 없이 사용할 수 있다. 구체적으로, PET(polyethyleneterepathalate) 단일층을 사용할 수 있다. 상기 기재필름(110)의 두께는 용도에 따라 약 10 내지 약 1,000 ㎛일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 광확산부(130)는 복수 개의 아치형 돌기(113)가 배치된 밀착방지 패턴을 포함하며, 요철 형상을 갖는 광확산 패턴(111)을 더 포함할 수 있다.
광확산 패턴(111)은 가시광선 파장 영역 이상의 표면 조도를 갖는 동시에, 평균 Haze 값이 약 1 내지 약 90%, 바람직하게는 약 5 내지 약 85%이며, 위치간 표준편차가 헤이즈(Haze) 값에 상관없이 약 1.5% 이하, 바람직하게는 약 0.5 내지 약 1.5%이다. 종래의 방법으로 형성하는 광확산 패턴은 헤이즈 값이 증가할수록 분산도가 떨어지게 되어 표준편차가 커지지만, 본 발명에 의한 광확산 패턴은 헤이즈 값의 증가에 무관하게 표준편차가 거의 일정한 수준으로 유지된다. 여기서, 상기 위치간 표준편차는 예를 들면, 상기 광학 필름의 길이 방향 또는 폭 방향으로 시작점으로부터 0m, 200m, 400m, 600m, 800m, 1,000m 지점에서 측정되는 헤이즈 값의 표준편차일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
광확산 패턴(111)은 3차원 측정기로 측정한 표면 조도 Ra가 0.01 내지 2 ㎛이고, Rz가 0.1 내지 5 ㎛이며, Ry가 1 내지 10 ㎛이다. 상기 범위에서 표면 산란에 의한 확산 효율이 증가하여 차폐력이 향상될 수 있다.
본 발명의 밀착방지 패턴(113)은 상기 기재필름(101)의 일면으로서 광입사면에 배열된 복수 개의 아치형 돌기로 구성된다. 상기 ‘아치형 돌기’는 길이 방향을 따라 돌기 높이의 최고점을 연결한 선이 아치형인 것을 의미한다. 즉, 도 4를 참조하면 L3가 아치형인 것을 의미한다. 상기 밀착방지 패턴은 광학시트가 다층으로 적층되는 경우 적층되는 광학시트 사이의 밀착을 방지하고 빛을 확산시켜 적층되는 광학시트 상에 형성된 집광 패턴간의 주기성에 의한 모아레 현상을 방지하고 에어 갭 부재에 의한 ?-아웃(wet out) 현상이나, 인접한 두 필름 사이의 에어 갭 변화에 의한 등고선 패턴의 뉴턴 링 현상을 방지하기 위한 것이다. 도 4 및 5를 참고하면, 상기 아치형 돌기(113)는 저면이 폐곡면(A)으로 형성되고, 상기 아치형 돌기의 측면은, 상기 저면의 일 측 테두리에서 연장되는 제1 면 및 상기 저면의 타 측 테두리에서 연장되는 제2 면으로 구성되고, 상기 제1 면 및 제2 면의 교선(L3)은 곡선으로 형성되고, 상기 교선은 상기 저면의 테두리 상의 하나의 점(a)으로부터 상기 저면의 테두리 상의 다른 점(b)으로 연장될 수 있다. 상기 제1 면 및 제2 면은 곡면 또는 평면일 수 있다. 즉, 도 1은 아치형 돌기의 단면에서 꼭지각을 이루는 서로 만나는 2개의 선이 곡선인 경우를 예시하나, 이에 한정되는 것은 아니며 직선일 수 있다. 이 경우 아치형 돌기의 단면은 삼각형 형태가 된다. 상기 저면의 테두리는 상부 테두리를 형성하는 제1 곡선(L1) 및 하부 테두리를 형성하는 제2 곡선(L2)으로 구성되고, 상기 제1 곡선 및 제2 곡선이 만나는 양 단의 점(a, b)은 첨점을 형성한다. 상기 밀착방지 패턴의 이웃하는 아치형 돌기의 중심점 간 거리는 0.2 내지 5㎜일 수 있으며, 바람직하게는 기재필름의 타면에 형성된 집광패턴과의 모아레 현상을 방지하기 위하여 불규칙하게 배열되거나, 집광패턴의 배열과 틸팅(tilting)된 배치로 형성될 수 있다. 도 3및 도 6을 참고하면, 상기 밀착방지 패턴의 외부표면에는 샌드블라스팅 가공에 의한 상기 광확산 패턴(111)이 형성될 수 있다.
상기 아치형 돌기의 높이는 2 내지 30㎛일 수 있다. 상기 아치형 돌기의 높이는 상기 저면에서 상기 교선까지의 최대 수직 거리를 의미한다.
상기 첨점 간의 평균 거리는 60 내지 300㎛이고, 제1 곡선과 제2 곡선간의 최대 거리는 3 내지 60㎛일 수 있다. 즉, 상기 아치형 돌기의 길이는 60 ㎛ 내지 300㎛이고, 구체적으로 60㎛ 내지 150㎛일 수 있으며, 상기 아치형 돌기의 폭은 3㎛ 내지 60㎛, 구체적으로 10㎛ 내지 40㎛일 수 있다.
상기 광확산부(130)를 구성하는 광확산 패턴(111)과 밀착방지 패턴(113)은 동일한 몰드에 인각되어 이용하여 일체로 형성될 수 있다. 상기 광확산 패턴(111)과 밀착방지 패턴(113)을 포함하는 광확산부(130)은 자외선 경화형 수지로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 아크릴 반응기를 가지는 올리고머, 모노머, 광개시제, 첨가제를 포함하는 자외선 경화형 수지 조성물로 형성될 수 있고, 상기 올리고머는 예를 들어, 우레탄 아크릴레이트, 아크릴릭 아크릴레이트 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 다만, 상기 밀착방지 패턴은 다른 광학시트 또는 도광판 등과 맞닿게 되므로 바람직하게는 맞닿는 시트 또는 필름에 비하여 경도가 낮은 것이 패턴에 의한 손상을 방지하는데 유리하다.
본 발명의 집광 패턴(121)은 기재 필름(110)의 타면인 광출사면에 형성될 수 있다. 상기 집광 패턴(121)은 기재 필름(110)과 수직한 방향의 단면 형상이 삼각형일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 다른 유형의 단면, 둥근형, 타원형, 절두형 등 집광 기능을 나타낼 수 있는 것이라면 그 형상에 제한이 없다. 상기 집광 패턴(121)은 Topcon社 BM-7 휘도계에 의해 측정된 휘도 균일도가 80% 이상일 수 있다.
바람직하게는, 상기 집광패턴은 복수 개의 프리즘의 배열되고 상기 프리즘은 높이가 15 내지 30㎛이고, 피치가 30 내지 60㎛일 수 있다.
상기 집광 패턴(121)은 자외선 경화형 수지로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 아크릴 반응기를 가지는 올리고머, 모노머, 광개시제, 첨가제를 포함하는 자외선 경화형 수지 조성물로 형성될 수 있으며, 상기 올리고머는 예를 들어, 우레탄 아크릴레이트, 아크릴릭 아크릴레이트 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 광학시트는 헤이즈 값이 3 내지 70%이고, 광 투과율이 85 내지 93%일 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 다른 구체예에 따른 광학 시트에 대해 설명한다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 구체예에 따른 광학 시트는 아치형 돌기의 단면이 반구 형상인 것을 제외하고 상기 일 구체예에 따른 광학 시트와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 상기 아치형 돌기의 제1 면과 제2 면이 이루는 각을 조절하거나, 꼭지점 부위가 라운딩되어 있는 형태의 바이트를 이용하여 단면이 반구 형상인 아치형 돌기를 형성할 수 있다.
광학시트의 제조방법
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필름 제조 방법은 크게 몰드에 광확산부를 인각하는 단계, 상기 인각된 광확산부를 기재필름의 일면에 전사하여 광확산부를 형성하는 단계, 및 기재필름의 타면에 집광 패턴을 형성하는 단계를 포함한다. 보다 구체적으로 상기 제조 방법은 준비된 몰드에 음각의 밀착방지 패턴을 인각하는 단계(S1), 요철 패턴을 인각하는 단계(S2), 상기 몰드에 인각된 음각의 밀착방지 패턴과 요철 패턴을 기재필름의 일면에 전사하여 기재필름 상에 양각의 밀착방지 패턴 및 광확산 패턴을 갖는 광확산부를 형성하는 단계(S3), 및 상기 기재필름의 타면에 집광 패턴을 형성하는 단계(S4)를 포함한다.
준비된 몰드에 음각의 밀착방지 패턴을 인각하는 단계(S1)는 다음과 같다. 상기 몰드는 스틸, 알루미늄 등과 및 이들의 합금 등을 하나 이상 포함하는 금속 롤일 수 있다. 또한, 상기 금속 롤에 니켈, 동, 크롬, 알루미늄, 이들의 합금, 세라믹, DLC(Diamond Like Carbon) 등을 1종 이상 포함하는 제1 코팅층이 형성(예를 들어, 도금)될 수 있다. 상기 제1 코팅층이 형성된 롤은 코팅층이 형성되지 않은 롤보다 상대적으로 경도가 낮아, 샌드 블라스트 등에 의한 요철 패턴 형성이 쉬우며, 이로 인해, 용도에 따른 Haze 조절이 용이하다. 상기 금속으로는 단일 성분의 금속을 사용할 수도 있고, 둘 이상의 성분을 포함하는 합금을 사용할 수도 있다. 상기 금속 롤 및 제1 코팅층이 형성된 롤은 샌드 블라스트, 에칭, 레이저 가공, 드릴 가공 등으로 효과적으로 패턴이 형성되어야 하고, 용도에 따라 재사용이 되어야 하므로, 비교적 표면 특성이 무르며 형상을 유지할 수 있고 재사용이 가능한 금속을 사용하는 것이 바람직하고, 제1 코팅층을 형성(도금) 후 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 제1 코팅층 상에 제2 코팅층을 더 형성할 수 있다. 제2 코팅층은 니켈, 동, 크롬, 알루미늄, 세라믹, 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물로 형성될 수 있다. 상기 제2 코팅층의 두께는 약 0.1 내지 약 1,000㎛가 바람직하고, 단일층이거나 단일 또는 서로 다른 금속으로 형성되는 복수층일 수도 있다. 제2 코팅층 형성에 의해, 몰드의 내구성 및 표면 거칠기가 향상될 수 있다. 예를 들어, 상기 몰드에 동 도금으로 제1 코팅층을 형성하여 부착력을 향상시키고 제1 코팅층 상에 니켈 도금으로 제2 코팅층을 형성하여 강도를 향상시킬 수 있다.
상기 밀착방지 패턴은 회전하는 롤에 대하여 바이트(bite)의 규칙 또는 불규칙적인 진동에 의해 조각되므로 꼭지각의 각도 및 가공 깊이로 제품의 성능의 조절이 가능하다. 바이트의 꼭지점의 양 변이 이루는 각도는 70 내지 100°를 가질 수 있다. 또는, 상기 꼭지점이 라운딩되어 있는 형태의 바이트를 사용할 수 있다. 상기 밀착방지 패턴은 기재필름의 타면에 형성된 집광패턴과의 모아레 현상을 방지하기 위하여 불규칙하게 배열되거나, 집광패턴의 배열과 틸팅(tilting)된 배열로 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 밀착방지 패턴이 형성된 몰드에 요철 패턴을 인각하는 단계(S2)가 진행된다. 상기 요철 패턴은 샌드 블라스팅 공정에 의하여 형성될 수 있다. 상기 샌드 블라스트는 비드를 이용하여 약 1 내지 약 50회 샌드 블라스트 처리하는 것일 수 있다. 상기 비드로는 평균 약 0.1 내지 약 1,000㎛의 입자 크기를 갖는 입자를 단일 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 여기서, 상기 “단일”은 재료 및 입자 크기가 동일한 것을 의미한다.
또한, 상기 비드는 폴리에스테르계 수지, 올레핀계 수지, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 아크릴-우레탄계 수지, 에폭시계 수지 및 실리콘계 수지 중 1종 이상을 포함하는 유기 비드; 글라스 및 세라믹 중 1종 이상을 포함하는 무기 비드; 또는 상기 유기 비드 및 상기 무기 비드를 모두 포함하는 유무기 복합 비드일 수 있다. 사용하는 비드 입자의 강도 및 분사 압력이 높을수록, 광확산 패턴의 표면 조도가 증가한다. 따라서, 샌드 블라스트 조건(예를 들면, 입자 강도, 분사 압력)은 원하는 광확산 패턴의 Haze 값 및 몰드에 패턴 형성 후 제2 코팅층 형성 조건을 고려하여 설정하는 것이 바람직하다.
상기 샌드 블라스트에 사용하는 비드 입자의 종류, 크기, 분사 압력, 횟수 등의 샌드 블라스트의 조건을 조절하여 광확산 패턴이 형성된 면의 표면 조도 및 Haze 값 등을 용이하게 조절할 수 있다. 특히, 종래의 wet 코팅법에 의하여 광확산 패턴을 형성할 경우, Haze 값을 높이게 되면 광확산 입자의 고분자 수지 용액 내 분산 안정성이 떨어지게 되므로, 표준편차가 커지지만, 본 발명에 의한 광확산 패턴 형성방법에 의하면 Haze의 증가에 무관하게 표준편차를 거의 일정한 수준으로 유지할 수 있다. 예를 들면, 평균 Haze 값이 65% 이상인 고 Haze의 경우에도 표준 편차를 1 이하로 유지할 수 있다.
다음으로, 상기 몰드에 인각된 음각의 밀착방지 패턴과 요철 패턴을 기재필름의 일면에 전사하여 기재필름 일면 상에 양각의 밀착방지 패턴과 광확산 패턴을 포함하는 광확산부를 형성하는 단계(S3)가 진행된다. 구체적으로는 기재 필름과 상기 음각의 밀착방지 패턴 및 요철 패턴이 형성된 몰드 사이에 경화성 수지를 주입하여 상기 음각의 밀착방지 패턴과 요철 패턴이 형성된 몰드가 상기 경화성 수지와 접촉하면서 기재 필름 상을 통과하도록 하고, 이 때 상기 경화성 수지를 경화시켜 경화성 수지 상에 양각의 밀착방지 패턴과 광확산 패턴이 전사되도록 할 수 있다. 이에 의해, 기재 필름의 일면 상에 경화성 수지로 이루어진 양각의 밀착방지 패턴(113) 및 광확산 패턴(111)을 포함하는 광확산부(130)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 기재 필름의 일면에 상기 밀착방지 패턴 및 광확산 패턴을 포함하는 광확산부를 형성하기 전, 후 또는 동시에 상기 광확산부가 형성된 기재 필름의 타면에 집광 패턴을 형성하는 단계(S4)가 진행될 수 있다.
예를 들면, 상기 기재필름 일면에 밀착방지 패턴(113) 및 광확산 패턴(111)을 형성하는 단계(S3) 이후, 이어서 상기 기재 필름의 타면에 집광 패턴을 형성하거나, 상기 S3 단계 수행 시, 상기 기재 필름의 타면에 집광 패턴을 형성할 수 있다. 이때, 광확산부를 형성하기 위한 금속 롤과 집광 패턴(프리즘층) 형성을 위한 인각 롤 등을 동시에 거치도록 하여 공정효율을 향상시킬 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
구체적으로, 기재필름과 집광패턴이 형성된 인각 롤 사이에 경화형 수지를 주입하여 상기 인각 롤이 경화 수지와 접촉하여 통과할 때, 상기 경화형 수지를 경화시켜 경화형 수지 상에 집광 패턴이 전사되도록 할 수 있다. 이에 의해, 기재필름의 타면 상에 경화형 수지로 이루어진 집광패턴(예를 들어, 프리즘 패턴)이 형성될 수 있다. 집광 패턴은 통상의 방법으로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
실시예
물성 평가 방법
(1) 표면거칠기(Ra) : ㈜키엔스 laser Microscope(VK9710) 측정 장치를 이용하여 표면을 ×20 렌즈로 확대하여 VK analyzer 프로그램의 Ra 측정 메뉴를 이용하여 표면거칠기 값을 측정하였다.
(2) 슬립성 : 큐머시스社 Slip Angle Tester(QM110A) 시험 장치를 이용하여 장치의 평판 상면에 시트를 고정시키고 시트 위에 분동을 올리고 평판 한쪽 끝의 높이를 서서히 올리면서 분동이 미끄러져 내려오기 시작하는 지점에서 멈추고, 이때 평판의 반대쪽 끝과 바닥면이 이루는 각도를 측정한 수치를 읽음. 측정되는 각도가 낮을수록 시트 표면의 슬립성이 우수한 것으로 평가하였다
(3) 내스크래치성 : 동일 하중에서 패턴에 따라 맞닿는 면에 얼마만큼의 스크래치를 유발하는지를 평가하는 것으로써 요철기가 가장 적은 도광판의 패턴이 없는 면에 대하여 광학시트의 광확산부를 맞닿게 하고 500g 하중으로 1회 왕복하고, 이때 맞닿는 구간의 폭은 15mm으로 하여 구간 내에서 도광판에 선형으로 발생된 스크래치의 개수로 평가하였다.
실시예 1
스틸 롤에 100A 이상의 고전류로 80㎛ 이상의 동 도금층을 형성하고, 바이트가 장착된 Helio 조각기의 떨림 주기를 설정하여 일정 간격과 깊이로 롤의 표면을 조각하여 하기 표 1의 평균 높이, 폭, 길이를 갖는 아치형 돌기가 배열된 밀착방지 패턴이 형성된 몰드를 제작하였다. 이 때, 상기 바이트는 꼭지각이 90°를 이루는 바이트를 사용하였다. 상기 아치형 패턴 가공 이후 동 도금층 표면의 부식을 방지할 목적으로 롤 표면에 5㎛ 이내로 니켈 도금층을 형성하여 몰드 제작을 완료하였다.
이어서, 250㎛ 두께의 PET 필름의 일면과 상기 아치형 패턴이 형성된 롤 사이에 UV 경화형 수지를 주입하고 PET 필름을 롤 쪽으로 밀착시켜 가공된 패턴에 UV 경화형 수지가 고르게 펼쳐질 수 있도록 하였다. 이와 동시에 상기 UV 경화형 수지가 닿아있는 반대편 PET필름 면에 대하여 UV빛을 조사하여 경화하여PET 필름의 일면 상에 상기 몰드의 아치형 패턴을 전사시켜 PET 필름의 일면 상에 아치형 패턴을 형성하였다. 집광용 프리즘 패턴이 형성된 롤을 사용한다는 점을 제외하고는 상기 밀착방지 패턴을 형성하는 것과 동일한 방법으로 PET 필름의 타면 상에 프리즘 패턴이 전사되도록 하여 집광 패턴을 형성하였다. 이 때, 상기 UV 경화형 수지는 아크릴릭 올리고머(제조사: 한농화성, 제품명: Kuremul BSA) 50phr, 아크릴릭 모노머(제조사: 한농화성, 제품명: OPGE-001) 45phr, 광개시제(제조사: Ciba, 제품명: Darocure TPO) 5phr를 포함하는 것을 사용하였다.
실시예 2-4
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 동 도금 롤에 하기 표 1의 평균 높이, 폭, 길이를 갖는 아치형 돌기가 배열된 밀착방지 패턴을 형성하였다. 이 후 입자 크기가 45~90 ㎛인 다분산 글라스 비드를 이용하여 분사 압력 150 KPa으로 왕복 1회 샌드 블라스트하여 요철 패턴을 추가로 형성하였다. 샌드 블라스트 이후 동 도금 표면의 부식을 방지할 목적으로 롤 표면에 5㎛ 이내로 니켈 도금층을 형성하여 광확산 패턴 몰드 제작을 완료한다
이어서, 250㎛ 두께의 PET 필름의 일면과 상기 광확산 패턴이 형성된 롤 사이에 UV 경화형 수지를 주입하고 PET 필름을 롤 쪽으로 밀착시켜 가공된 패턴에 UV 경화형 수지가 고르게 펼쳐질 수 있도록 하였다. 이와 동시에 상기 UV 경화형 수지가 닿아있는 반대편 PET필름 면에 대하여 UV를 조사하여 경화하였고, 상기 패턴이 PET 필름의 일면 상에 전사되어 광확산 패턴이 형성되었다. 집광용 프리즘 패턴이 형성된 롤을 사용한다는 점을 제외하고는 상기 광확산 패턴을 형성하는 것과 동일한 방법으로 PET 필름의 타면 상에 프리즘 패턴이 전사되도록 하여 집광 패턴을 형성하였다. 이 때, 상기 UV 경화형 수지는 아크릴릭 올리고머(제조사: 한농화성, 제품명: Kuremul BSA) 50phr, 아크릴릭 모노머(제조사: 한농화성, 제품명: OPGE-001) 45phr, 광개시제(제조사: Ciba, 제품명: Darocure TPO) 5phr를 포함하는 것을 사용하였다.
비교예 1
아크릴릭 올리고머(제조사: 한농화성, 제품명: Kuremul BSA) 50phr, 아크릴릭 모노머(제조사: 한농화성, 제품명: OPGE-001) 35phr, 휘발성 용제 MIBK 30phr, 5㎛ 단분산 PMMA 비드 5phr, 광개시제(제조사: Ciba, 제품명: Irgacure 184) 5phr 로 구성된 UV 수지를 Bar-coater 를 이용하여 250㎛ PET 필름의 일면에 도포하고 60℃ 건조오븐에 5분간 방치하여 용제를 휘발 시킨 후 도포된 수지의 상면에 대하여 UV를 조사하여 경화시킨다. 이와 같은 방법으로 코팅면의 표면에 비드가 돌출된 형태의 요철 패턴이 형성되었다. 실시예와 동일한 방법으로 PET 필름의 타면 상에 집광용 프리즘 패턴이 전사되도록 하여 집광 패턴을 형성하였다. 이 때, UV 경화형 수지는 아크릴릭 올리고머(제조사: 한농화성, 제품명: Kuremul BSA) 50phr, 아크릴릭 모노머(제조사: 한농화성, 제품명: OPGE-001) 45phr, 광개시제(제조사: Ciba, 제품명: Darocure TPO) 5phr를 포함하는 것을 사용하였다.
비교예 2
동 도금된 스틸 롤에 입자 크기가 45~90 ㎛인 다분산 글라스 비드를 이용하여 분사 압력 150 KPa으로 왕복 1회 샌드 블라스트하여 요철 패턴을 형성하였다. 상기 요철 패턴이 형성된 동 도금 롤은 스틸 롤에 100A 이상의 고전류로 80㎛ 이상의 두께층을 형성하였고 샌드 블라스트 이후 동 도금 표면의 부식을 방지할 목적으로 롤 표면에 5㎛ 이내로 니켈 도금층을 형성하여 몰드 제작을 완료한다.
이어서, 250㎛ 두께의 PET 필름의 일면과 상기 요철 패턴이 형성된 롤 사이에 UV 경화형 수지를 주입하고 PET 필름을 롤 쪽으로 밀착시켜 가공된 패턴에 UV 경화형 수지가 고르게 펼쳐질 수 있도록 하였다. 이와 동시에 상기 UV 경화형 수지가 닿아있는 반대편 PET필름 면에 대하여 UV를 조사하여 경화하였고, 상기 패턴이 PET 필름의 일면 상에 전사되어 요철 패턴이 형성되었다. 집광용 프리즘 패턴이 형성된 롤을 사용한다는 점을 제외하고는 상기 광확산 패턴을 형성하는 것과 동일한 방법으로 PET 필름의 타면 상에 프리즘 패턴이 전사되도록 하여 집광 패턴을 형성하였다. 이 때, 상기 UV 경화형 수지는 아크릴릭 올리고머(제조사: 한농화성, 제품명: Kuremul BSA) 50phr, 아크릴릭 모노머(제조사: 한농화성, 제품명: OPGE-001) 45phr, 광개시제(제조사: Ciba, 제품명: Darocure TPO) 5phr를 포함하는 것을 사용하였다.
비교예 3
250㎛ PET 필름 일면에 UV 경화형 수지를 도포하고 그 위에 지름이 35~65㎛인 다분산 글라스 비드를 최대한 사이에 공간이 생기지 않도록 하여 단층으로 위치시키고 UV를 조사하여 글라스 비드의 반구가 양각으로 돌출된 형태의 최초의 몰드 기재를 형성한다.
이어서, 또 다른 250㎛ 두께의 PET 필름의 일면과 상기 몰드 기재의 패턴면의 사이에 UV 경화형 수지를 주입하고 PET 필름을 몰드 기재 쪽으로 밀착시켜 몰드 기재의 패턴에 UV 경화형 수지가 고르게 펼쳐질 수 있도록 하였다. 이와 동시에 상기 UV 경화형 수지가 닿아있는 반대편 PET필름 면에 대하여 UV를 조사하여 경화하였고, 상기 패턴이 PET 필름의 일면 상에 전사되어 음각 패턴의 몰드 기재가 형성되었다. 동일한 방법으로 음각의 몰드 기재의 패턴이 전사되도록 UV 경화형 수지로 패턴을 형성해내면, 최초에 글라스 비드를 이용하여 구현하였던 것과 동일한 형상의 요철 패턴을 제작 할 수 있다.
집광용 프리즘 패턴이 형성된 롤을 사용한다는 점을 제외하고는 상기 요철 패턴을 형성하는 것과 동일한 방법으로 PET 필름의 타면 상에 프리즘 패턴이 전사되도록 하여 집광 패턴을 형성하였다. 이 때, 상기 UV 경화형 수지는 아크릴릭 올리고머(제조사: 한농화성, 제품명: Kuremul BSA) 50phr, 아크릴릭 모노머(제조사: 한농화성, 제품명: OPGE-001) 45phr, 광개시제(제조사: Ciba, 제품명: Darocure TPO) 5phr를 포함하는 것을 사용하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2 비교예3
밀착방지
패턴
(평균,㎛)		 높이 9.5 14.6 19.3 3.4 - - -
폭 13.3 23.2 32 32.8 - - -
길이 67 92.7 110.6 96.3 - - -
광확산패턴
(평균,㎛)		 높이 - 3.4 3.4 3.4 2.7 3.4 21.2
폭 - 6.7 6.7 6.7 5.2 6.7 40.3
길이 - 6.7 6.7 6.7 5.2 6.7 40.3
표면거칠기(Ra) 0.959 1.155 1.339 1.447 0.627 0.683 19.66
슬립성(°) 6 5 5 4 8 16 13
스크래치 개수 3 2 1 4 5 6 5
상기 표 1에서 보듯이, 본 발명의 아치형 돌기가 형성된 밀착방지 패턴을 포함하는 실시예 1 내지 4의 경우, 비드를 사용하여 요철 형상의 광확산 패턴을 형성한 비교예 1 및 비교예 3 또는 샌드블라스팅 가공에 의한 요철 형상만을 형성한 비교예 2에 비하여 밀착방지성 및 내스크래치성이 우수한 것을 알 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (18)

  1. 기재필름; 및
    상기 기재필름의 일면 상에 형성된 광확산부를 포함하고,
    상기 광확산부는 복수 개의 아치형 돌기가 배열된 밀착방지 패턴을 포함하는 광학시트.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 아치형 돌기는 저면이 폐곡면으로 형성되고, 측면은 상기 저면의 일 측 테두리에서 연장되는 제1 면 및 상기 저면의 타 측 테두리에서 연장되는 제2 면으로 구성되고, 상기 제1 면 및 제2 면의 교선은 곡선으로 형성되며, 상기 교선은 상기 저면의 테두리 상의 하나의 점으로부터 상기 저면의 테두리 상의 다른 점으로 연장되는 광학시트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 아치형 돌기 저면의 테두리는 일측 테두리를 형성하는 제1 곡선 및 타측 테두리를 형성하는 제2 곡선으로 구성되고, 상기 제1 곡선 및 제2 곡선이 만나는 양 단의 점은 첨점을 형성하는 것을 특징으로 하는 광학시트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광확산부는 요철 형상을 갖는 광확산 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학시트.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 아치형 돌기의 평균 높이는 상기 요철 형상의 평균 높이보다 2 ㎛ 이상 높은 것을 특징으로 하는 광학시트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 아치형 돌기의 높이는 2 내지 30㎛인 것을 특징으로 하는 광학시트.
  7. 제3항에 있어서, 상기 첨점 간의 평균 거리는 60 내지 300㎛이고, 제1 곡선과 제2 곡선간의 최대 거리는 3 내지 45㎛인 것을 특징으로 하는 광학시트.
  8. 제1항에 있어서, 상기 광학시트의 헤이즈 값은 3 내지 70%이고, 광 투과율은 85 내지 93%인 것을 특징으로 하는 광학시트.
  9. 제4항에 있어서, 상기 광확산 패턴의 표면 조도(Ra)는 0.01 내지 2㎛인 것을 특징으로 하는 광학시트.
  10. 제1항에 있어서, 상기 기재필름의 타면 상에는 집광패턴이 형성되고, 상기 집광패턴은 복수 개의 프리즘의 배열되며, 상기 프리즘은 높이가 15 내지 30㎛이고, 피치가 30 내지 60㎛인 것을 특징으로 하는 광학시트.
  11. 제10항에 있어서, 상기 집광패턴은 휘도 균일도가 80% 이상인 것을 특징으로 하는 광학시트.
  12. 기재필름; 및
    상기 기재필름의 일면 상에 형성된 광확산부를 포함하고,
    상기 광확산부는 높이가 2 ㎛ 내지 30㎛, 길이가 60 ㎛ 내지 300㎛, 폭이 3 ㎛ 내지 60㎛인 복수 개의 아치형 돌기를 포함하는 광학 시트.
  13. 몰드에 복수 개의 아치형 돌기를 포함하는 밀착방지 패턴을 음각으로 인각하는 단계; 및
    상기 몰드에 인각된 밀착방지 패턴을 기재필름의 일면에 전사하여 기재필름 일면에 양각의 밀착방지 패턴을 포함하는 광확부를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학시트의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 몰드에 밀착방지 패턴을 음각으로 인각하는 단계 이후, 요철 패턴을 인각하는 단계를 더 포함하여, 기재필름 일면에 밀착방지 패턴 및 광확산 패턴을 포함하는 광확산부를 형성하는 것을 특징으로 하는 광학시트의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 기재필름의 타면에 집광 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학시트의 제조방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 아치형 돌기는 바이트 가공에 의하여 몰드에 음각으로 인각되는 것을 특징으로 하는 광학시트의 제조방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 바이트의 꼭지점의 양 변이 이루는 각도는 70 내지 100°인 것을 특징으로 하는 광학시트의 제조방법.
  18. 제14항에 있어서, 상기 요철 패턴은 밀착방지 패턴이 형성된 몰드를 샌드 블라스트, 에칭, 레이저 가공 또는 드릴 가공하여 형성되는 것을 특징으로 하는 광학시트의 제조방법.
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KR20160056499A (ko) * 2014-11-11 2016-05-20 삼성에스디아이 주식회사 광학시트 및 이를 포함하는 광학 디스플레이 장치

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