KR20160038386A - 광학 필름 및 그 제조방법 - Google Patents

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박기호
조아라
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Abstract

광학 필름 및 광학 필름의 제조방법을 제공한다. 광학 필름의 제조방법은 기재 필름의 일면에 폴리비닐알코올계 필름을 부착하여 적층 필름을 형성하는 단계, 및 상기 적층 필름을 연신하는 단계를 포함하되, 상기 기재 필름은 상기 폴리비닐알코올계 필름과 부착되는 면에 형성되는 제 1기재필름 및 상기 제 1기재필름에 부착된 제 2기재필름을 포함하고, 상기 제 1기재필름의 수축률은 상기 제 2기재필름의 수축률 보다 더 작을 수 있다.

Description

광학 필름 및 그 제조방법{OPTICAL FILM AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}
본 발명은 광학 필름 및 광학 필름의 제조방법에 관한 것이다.
편광판은 액정 표시 장치의 표시 패턴을 가시화하기 위하여, 광의 진동 방향을 제어하는 목적으로 액정 셀의 안팎에 사용되고 있다. 액정표시장치의 적용 분야가 개발 초기의 소형 기기로부터 최근에는 노트북 컴퓨터, 액정 모니터, 액정 컬러 프로젝터, 액정 텔레비전, 차량 탑재용 네비게이션 시스템, 퍼스널 폰 및 옥 내외에서 사용되는 계측 기기 등으로 폭 넓은 범위를 나타내고 있다. 특히, 액정표시장치의 적용 분야 중에서도 액정 모니터, 액정 텔레비전 등은 고휘도의 백라이트를 사용하는 경우가 많다.
최근, 표시 장치들의 박형화 추세에 따라, 내부 부품들도 박형화가 요구되고 있다. 따라서, 편광판에 사용되는 편광 필름도 종래 제품 이상으로 박형화가 요구되기에 이르렀다.
따라서, 박형화가 가능하면서도 광학 특성이 우수한 편광 필름을 포함하는 광학 필름 및 그 제조방법이 요구되고 있다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 박막 편광 필름을 포함하는 광학 필름을 용이하게 제조하기 위한 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 상기 광학 필름의 제조과정에서 편광 필름의 수축에 의한 단부컬 발생을 제어하기 위한 광학 필름의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필름의 제조방법은 기재 필름의 일면에 폴리비닐알코올계 필름을 부착하여 적층 필름을 형성하는 단계, 및 상기 적층 필름을 연신하는 단계를 포함하되, 상기 기재 필름은 상기 폴리비닐알코올계 필름과 부착되는 면에 형성되는 제 1기재필름 및 상기 제 1기재필름에 부착된 제 2기재필름을 포함하고, 상기 제 1기재필름의 수축률은 상기 제 2기재필름의 수축률 보다 더 작을 수 있다.
상기 제 1기재필름의 수축률은 2% 내지 3%의 범위일 수 있다.
상기 제 2기재 필름의 수축률은 6% 내지 8%의 범위일 수 있다.
상기 기재필름은 상기 제 1기재필름 및 상기 제 2기재필름의 공압출 필름일 수 있다.
상기 제 1기재필름은 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene) 및 이들을 포함하는 공중합체 중 적어도 하나의 수지를 포함할 수 있다.
상기 제 1기재필름의 열 팽창 계수는 100㎛/mㆍ℃ 내지 200㎛/mㆍ℃의 범위일 수 있다.
상기 제 2기재필름은 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene) 및 이들을 포함하는 공중합체 중 적어도 하나의 수지를 포함할 수 있다.
상기 제 2기재필름의 열 팽창 계수는 200㎛/mㆍ℃ 내지 400㎛/mㆍ℃의 범위일 수 있다.
상기 적층 필름을 요오드 및 이색성 색소 중 적어도 하나로 염착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 연신하는 단계의 최종 연신 비율은 2:1 내지 5:1 범위일 수 있다.
상기 연신된 적층 필름에서 상기 기재 필름을 제거하여 박막 편광 필름을 수득하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시에에 따른 적층 필름은 연신된 기재 필름, 및 상기 기재 필름의 적어도 일면에 연신되어 부착된 박막 편광 필름을 포함하되, 상기 기재 필름은 상기 박막 편광 필름과 부착되는 면에 형성되는 제 1기재필름 및 상기 제 1기재필름에 부착된 제 2기재필름을 포함하고, 상기 제 1기재필름의 수축률은 상기 제 2기재필름의 수축률 보다 더 작을 수 있다.
상기 제 1기재필름의 수축률은 2% 내지 3%의 범위이며, 상기 제 2기재필름의 수축률은 6% 내지 8%의 범위일 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필름은 상기 제조방법으로 제조되며, 두께가 0.5㎛ 내지 15㎛인 박막 편광 필름을 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 광학 필름은 제조공정이 간소화되면서도 광학 특성이 우수한 편광 필름을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 광학 필름의 제조방법은 공정상 용이하면서 편광 필름에 의한 단부컬 발생을 제어할 수 있는 광학필름을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기재 필름을 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 기재 필름 상에 폴리비닐알코올계 필름을 부착하는 과정을 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2에서 기재 필름 상에 폴리비닐알코올계 필름이 부착된 적층 필름을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 적층 필름을 나타낸 단면도이다.
도 5 및 6은 종래 편광 소자 제조과정을 나타낸 단면도이다.
도 7은 기재 필름 상에서 제 1기재필름과 제 2기재필름의 수축률 차이를 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 7의 기재필름의 수축률 차이에 의해 기재필름이 어느 한 측면으로 말리는 현상을 나타낸 단면도이다.
도 9는 적층 필름 상에서 각각의 층의 수축률 정도를 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제조예에 따른 적층 필름의 단부 말림 현상이 관찰되지 않는 모습을 촬영한 사진이다.
도 11은 비교 제조예의 적층 필름의 단부 말림 현상을 촬영한 사진이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 제조 방법을 구성하는 단계들은 순차적 또는 연속적임을 명시하거나 다른 특별한 언급이 있는 경우가 아니면, 하나의 제조 방법을 구성하는 하나의 단계와 다른 단계가 명세서 상에 기술된 순서로 제한되어 해석되지 않는다. 따라서 당업자가 용이하게 이해될 수 있는 범위 내에서 제조 방법의 구성 단계의 순서를 변화시킬 수 있으며, 이 경우 그에 부수하는 당업자에게 자명한 변화는 본 발명의 범위에 포함되는 것이다.
광학 필름 제조방법
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 기재 필름의 단면도가 도시되어 있고, 도 2에는 상기 도 1의 기재 필름 상에 폴리비닐알코올계 필름을 부착하는 과정을 나타낸 단면도가 도시되어 있으며, 도 3에는 도 2의 과정을 거친 적층 필름이 도시되어 있다.
이하에서는 도 1 내지 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필름의 제조방법에 대해 설명하기로 한다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필름의 제조방법은, 기재 필름(100)의 일면에 폴리비닐알코올계 필름(200)을 부착하여 적층 필름(1)을 형성하는 단계, 및 상기 적층 필름(10)을 연신하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 기재 필름(100)은 상기 폴리비닐알코올계 필름(200)과 부착되는 면에 형성되는 제 1기재필름(110) 및 상기 제 1기재필름(110)에 부착된 제 2기재필름(120)을 포함할 수 있다. 상기 제 1기재필름(110)의 수축률은 상기 제 2기재필름(120)의 수축률 보다 더 작을 수 있다.
상기 제 1기재필름(110)과 상기 제 2기재필름(120)의 수축률 차이에 의한 본 발명의 효과에 대해서는 하기에서 도 5 내지 9를 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
한편, 상기 제 1기재필름(110)의 수축률은 2% 내지 3%의 범위일 수 있다.
상기 제 1기재필름(110)은 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene) 및 이들을 포함하는 공중합체 중 적어도 하나의 수지를 포함할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 제 1기재필름(110)의 열 팽창 계수는 100㎛/mㆍ℃ 내지 200㎛/mㆍ℃의 범위일 수 있다.
한편, 상기 제 2기재필름(120)의 수축률은 6% 내지 8%의 범위일 수 있다.
상기에서 설명한 수축률은 100mm x 100mm 크기의 필름 시편을 25℃에서 85℃까지 5℃/min조건으로 승온한 후 다시 25℃까지 냉각하였을 때, 초기 필름 시편의 길이에 대비하여 최종 필름 시편의 길이가 변화한 변화량을 측정한 값을 의미한다. 즉, 최종 필름 시편의 길이에서 최초 필름 시편의 길이를 뺀 수치의 최초 필름 시편의 길이에 대비한 변화량을 의미하며, 그 단위는 %로 한다.
상기 제 2기재필름(120)은 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene) 및 이들을 포함하는 공중합체 중 적어도 하나의 수지를 포함할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 즉, 상기 제 1기재필름(110)과 상기 제 2기재필름(120)은 서로 동일한 수지일 수도 있으며, 동일한 수지라 하더라도 수축률을 상이하게 함으로써, 편광 필름을 포함하는 광학 필름의 제조과정 중 건조 과정에서 발생하는 단부 컬(curl)이 발생하는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제 2기재필름(120)의 열 팽창 계수는 200㎛/mㆍ℃ 내지 400㎛/mㆍ℃의 범위일 수 있다.
상기와 같이, 제 1기재필름(110)과 제 2기재필름(120)은 열 팽창 계수의 차이 및/또는 수축률의 차이에 의해 미리 기재 필름(100)이 제 2기재필름(120) 방향으로 휘도록 하는 힘을 갖게할 수 있고, 이에 의해 제 1기재필름(110)에 폴리비닐알코올계 필름(200)이 부착된 후에 단부 컬(curl)이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
상기 기재필름(100)은 상기 제 1기재필름(110) 및 제 2기재필름(120)의 공압출 필름일 수 있다. 본 발명과 같이 특정 수축률을 가지는 상기 제 1기재필름(110) 및 제 2기재필름(120)을 사용함으로써, 편광 필름을 포함하는 광학 필름의 제조과정 중 건조 과정에서 발생하는 단부 컬(curl)이 발생하는 현상을 방지할 수 있다.
보다 구체적으로 본 발명의 광학 필름 제조방법에 대해 설명하면, 적층 필름을 형성하는 단계에서는 폴리비닐알코올계 필름(200)을 기재필름(100)과 약한 인력으로 부착되어 있을 수 있다.
다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 도 4와 같이, 기재 필름(100)과 폴리비닐알코올계 필름(200) 사이에는 접착제(300)를 매개로 하여 부착되어 있을 수 있다. 상기 접착제(300)는 비제한적인 예로, 수계 접착제를 포함할 수 있으며, 상기 수계 접착제는 폴리비닐알코올계 수지, 아크릴계 수지 및 비닐아세테이트계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
한편, 상기 기재 필름(100)과 폴리비닐알코올계 필름(200)은 후에 연신된 폴리비닐알코올계 필름(200)을 쉽게 분리해낼 수 있는 정도로 부착되어 있을 수 있으며, 적층 필름(1)을 연신하는 과정에서 기재 필름(100)과 폴리비닐알코올계 필름(200)이 분리되지 않는 정도로 부착되어 있을 수 있다.
이하에서는 도 5 내지 9를 참조하여, 본 발명의 기재필름에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 5 및 6에는 종래 기재필름을 사용하여 편광 필름을 제조하는 과정이 도시되어 있다.
종래에는 기재필름(10) 상에 폴리비닐알코올계 필름(20)을 부착하여 편광 필름을 제조하는 과정을 거쳤으나, 도 5와 같이 기재필름(10)의 수축률(S)이 폴리비닐알코올계 필름(20)의 수축률(K)에 비해 더 작았기 때문에, 염착, 가교하는 과정이나 건조하는 과정에서 도 6과 같이, 수축률이 더 큰 폴리비닐알코올계 필름(20) 측면으로 말리는 현상, 즉 단부 말림(curl) 현상이 발생할 수 있었다. 특히, 이러한 현상은 적층 필름을 건조하는 과정에서 더욱 문제가 되었으며, 최종 제품의 수율에도 문제가 되었다.
이에 본 발명은 도 7과 같이 기재필름(100) 상에서 제 1기재필름(110)의 수축률(B)이 제 2기재필름(120)의 수축률(A) 보다 더 작아 기재필름(100) 자체에서 특정 방향으로 미리 힘이 발생하도록 할 수 있다. 따라서, 도 8과 같이, 본 발명의 기재필름(100)은 기재필름(100) 자체에서의 수축률 차이로 제 2기재필름(120) 측면으로 수축률이 치우치도록 할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제 2기재필름(120) 측면으로 수축률이 치우쳐지도록 형성된 상태에서, 상대적으로 작은 수축률을 가지는 제 1기재필름(110)에 폴리비닐알코올계 필름(200)이 부착될 경우, 상대적으로 수축률이 큰 폴리비닐알코올계 필름(200)의 수축률을 상쇄시켜줄 수 있다.
도 9를 참조하여 보다 상세히 설명하면, 적층 필름(1) 상에서 제 1기재필름(110)은 제 2기재필름(120)과 폴리비닐알코올계 필름(200) 사이에 개재된 상태로 서로 부착되어 있으며, 제 1기재필름(110)의 수축률(B)에 비해 상대적으로 제 2기재필름(120)의 수축률(A)이 크고, 폴리비닐알코올계 필름(200)의 수축률(C) 또한 제 1기재필름(110)의 수축률(B)에 비해 상대적으로 더 큰 값을 가질 수 있다.
따라서, 제 1기재필름(110)을 사이에 두고 제 2기재필름(120)과 폴리비닐알코올계 필름(200) 간에 수축하려는 힘이 서로 상쇄되어, 적층필름(1)의 단부 말림 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 단부 말림 현상을 보다 효과적으로 방지하기 위해서는 상기 제 2기재필름(120)의 수축률(A)과 폴리비닐알코올계 필름(200)의 수축률(C)이 실질적으로 동일한 값을 가지는 것이 바람직하지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 동일한 값을 가지지 않더라도, 제 1기재필름(110)의 수축률(A)을 제 2기재필름(120)의 수축률(B)보다 높게함으로써, 폴리비닐알코올계 필름(200) 측면으로 치우쳐져 단부 말림이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 적층 필름(1)을 요오드 및 이색성 색소 중 적어도 하나로 염착하는 단계를 더 포함할 수 있다. 염착하는 단계는 적층 필름(1)의 폴리비닐알코올계 필름(200)에 요오드나, 이색성을 나타내는 물질인 염료, 안료 또는 이들의 혼합물을 도입하여 이들을 필름 내부에 흡착시키는 공정이다. 상기 요오드, 염료 또는 안료 분자는 편광 필름의 연신 방향으로 진동하는 빛은 흡수하고, 수직 방향으로 진동하는 빛은 투과시킴으로써, 특정한 진동 방향을 갖는 편광을 얻을 수 있도록 한다.
염착하는 단계는 적층 필름(1)을 요오드 또는 이색성 물질의 용액에 함침시킴으로써 이루어질 수 있다. 상기 요오드를 이용하여 염착하는 경우를 예를 들어 설명하면, 요오드 용액의 온도는 20 ℃ 내지 50 ℃ 범위이고, 함침 시간은 10 내지 300초 범위일 수 있다. 상기 요오드 용액으로 요오드 수용액을 사용하는 경우, 요오드(I2)와 요오드 이온, 예를 들어 용해 보조제로 사용되는 요오드화 칼륨(KI) 등을 함유하는 수용액을 사용할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 요오드(I2)의 농도는 수용액 전체 중량을 기준으로 0.01 내지 0.5 중량% 범위이고, 요오드화 칼륨(KI)의 농도는 수용액 전체 중량을 기준으로 0.01 내지 10 중량% 범위일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 염착하는 단계를 수행하기 전에 팽윤 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 팽윤 단계는 폴리비닐알코올계 필름(200)의 분자 사슬을 유연하게 하고 분자 사슬을 이완시킴으로써, 염착 공정 시 이색성 물질이 폴리비닐알코올계 필름(200) 내부로 균질하게 염착되어 얼룩이 발생되지 않도록 해주는 역할을 할 수 있다.
팽윤율은 150% 내지 250%가 되도록 할 수 있다. 이러한 팽윤 과정에서 폴리비닐알코올계 필름(200)을 연신할 수 있다. 상기와 같은 팽윤율 및 연신율을 만족할 때, 편광 필름의 물성을 저해하지 않고 염착 과정에서의 얼룩 발생을 방지하며 광학 특성 균일도를 증진시키면서 고투과성을 달성할 수 있다. 상기 팽윤 단계는 건식 방법 또는 습식 방법으로 수행될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 팽윤액이 담긴 팽윤조에서 습식 방법으로 수행될 수 있다. 또한, 팽윤 온도는 필름 두께 등에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어 15 ℃ 내지 40 ℃ 범위일 수 있다.
다른 예시적인 실시예에서, 염착하는 단계 이후에 가교 공정을 추가로 포함할 수 있다.
염착하는 단계에서 요오드 또는 이색성 물질의 분자가 폴리비닐알코올계 필름(200)에 염착되면, 붕산, 보레이트 등을 이용하여 상기 이색성 분자를 폴리비닐알코올계 필름(200)의 고분자 매트릭스 상에 흡착되도록 한다. 가교 방법의 예로는, 폴리비닐알코올계 필름(200)을 붕산 수용액 등에 침적하여 수행하는 침적법을 들 수 있지만, 이것만으로 한정되는 것은 아니고, 필름에 용액을 도포 또는 분사하는 도포법이나 분사법에 의해 수행될 수도 있다.
한편, 연신하는 단계는 폴리비닐알코올계 필름(200)을 당업계에 일반적인 습식 연신법 및/또는 건식 연신법을 이용할 수 있으며, 상기 연신하는 단계의 최종 연신 비율은 2:1 내지 5:1 범위일 수 있다.
상기 건식 연신법의 비제한적인 예로는, 롤간(inter-roll) 연신법, 가열 롤(heating roll) 연신법, 압축 연신법, 텐터(tenter) 연신법 등을 들 수 있고, 상기 습식 연신법의 비제한적인 예로는, 텐터 연신법, 롤간 연신법 등을 들 수 있다.
상기 습식 연신법의 경우, 알코올류, 물 또는 붕산 수용액에서 연신할 수 있으며, 예를 들어, 메틸알코올, 프로필알코올 등의 용매를 사용할 수 있으나, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
연신 온도 및 시간은 필름의 재질, 희망하는 연신율, 사용 방법 등에 따라 적절하게 선택하여 사용할 수 있다. 또한, 연신하는 단계는 일축 연신 또는 이축 연신일 수 있다. 다만, 액정 셀에 접착되는 편광 필름의 제조를 위해서는 위상차 특성을 구현할 수 있도록 이축 연신을 진행할 수 있다.
염착하는 단계 및 연신하는 단계는 그 순서가 항상 같을 필요는 없고, 공정 장비 및 설비에 따라 적절하게 순서를 선택하여 진행할 수 있고, 경우에 따라서는, 연신하는 단계가 염착하는 단계 또는 상기 가교 공정과 동시에 진행될 수 있다. 연신하는 단계가 염착하는 단계와 동시에 진행될 경우, 연신하는 단계는 요오드 용액 내에서 수행될 수 있다. 한편, 연신하는 단계가 상기 가교 공정과 동시에 진행되는 경우에는 연신하는 단계는 붕산 수용액 내에서 수행될 수 있다.
또한, 상기 연신된 적층 필름에서 상기 기재 필름(100)을 제거하여 박막 편광 필름을 수득하는 단계를 포함할 수 있다.
기재 필름(100)을 제거하여 박막 편광 필름을 수득하는 단계는 폴리비닐알코올계 필름(200)에 박리력을 가하여 기재 필름(100)으로부터 이탈시키는 방법으로 수행될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 박막 편광 필름의 적어도 일면에 보호 필름을 합지하는 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 박막 편광 필름의 일면 또는 양면에 보호 필름을 합지할 수 있으며, 이에 의해 편광판을 형성할 수 있다. 보호 필름으로는 당해 기술 분야에서 편광자 보호 필름 또는 위상차 필름으로 사용되는 다양한 필름들이 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스계, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프타레이트, 폴리부틸렌 테레프탄레이트와 같은 폴리에스테르계, 고리형 폴리올레핀계, 폴리카보네이트계, 폴리에테르계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계, 아크릴계 또는 이들의 혼합으로 이루어진 군에서 선택되는 재질로 된 필름일 수 있다.
상기 보호 필름을 합지하는 방법으로는 특별히 제한하지 않으며, 당해 기술분야에서 널리 알려진 접착제 또는 점착제 등을 이용하여 수행될 수 있으며, 상기 점착제 또는 접착제는 사용되는 보호 필름의 재질 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다.
한편, 기재 필름을 제거하여 박막 편광 필름을 수득하는 단계 및 보호 필름을 합지하는 단계는 경우에 따라 그 순서를 적절히 배치하여 진행할 수 있고, 경우에 따라서는 동시에 진행될 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 연신하는 단계 이후에, 상기 적층 필름(1)의 폴리비닐알코올계 필름(200)의 기재 필름(100) 반대면에 제 1보호 필름을 합지하고, 상기 기재 필름(100)을 제거한 후에, 제2 보호 필름을 상기 폴리비닐알코올계 필름(200)의 기재 필름(100)이 접합되어 있던 면에 합지할 수 있다.
한편, 상기 적층 필름(1)을 건조하는 과정을 더 거칠 수 있다. 건조 온도는 상기 기재 필름(100) 및 폴리비닐알코올계 필름(200)의 용융점 및/또는 유리전이온도 이하의 온도일 수 있다.
본 발명에 따른, 광학 필름 제조방법은 상기와 같이 기재 필름(100)에 포함되는 제 1기재필름(110)의 수축률이 제 2기재필름(120)의 수축률보다 더 작기 때문에 건조 과정에서 발생하는 단부 말림(curl) 현상을 방지할 수 있으며, 이에 의해 공정을 용이하게 하고, 불량율을 줄일 수 있다.
적층 필름
본 발명은 상기 제조방법에 의하여 제조된 적층 필름을 제공한다. 다시 도 3을 참조하여 설명하면, 적층 필름(1)은 연신된 기재 필름(100) 및 상기 기재 필름(100)의 적어도 일면에 연신되어 부착된 박막 편광 필름(200)을 포함하되, 상기 기재 필름은 상기 박막 편광 필름과 부착되는 면에 형성되는 제 1기재필름(110) 및 상기 제 1기재필름(110)에 부착된 제 2기재필름(120)을 포함할 수 있다. 상기 제 1기재필름(110)의 수축률은 상기 제 2기재필름(120)의 수축률 보다 더 작을 수 있다. 상기에서 설명한 폴리비닐알코올계 필름(20)은 연신 후에 박막 편광 필름(20)으로 사용될 수 있다.
또한, 상기 제 1기재필름(110)의 수축률은 2% 내지 3%의범위이며, 상기 제 2기재필름(120)의 수축률은 6% 내지 8%의 범위일 수 있다.
한편, 상기 제 1기재필름(110), 제 2기재필름(120)과 연신되어 박막 편광 필름으로 사용되는 폴리비닐알코올계 필름(200)에 대한 세부적인 구성 및 이에 대한 설명은 상기에서 이미 설명하였는바, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
광학 필름
별도로 도시하지 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필름은 상기 제조방법에 의해 제조되며, 두께가 0.5㎛ 내지 15㎛인 박막 편광 필름을 포함할 수 있다. 박막 편광 필름의 두께가 0.5 ㎛ 이상인 경우에는 공정 상 박막화가 가능할 수 있고, 15 ㎛ 이하인 경우에는 박막 장치 등에 적용될 수 있다.
광학 필름은 박막 편광 필름의 양면에 부착된 제 1보호필름 및 제 2보호필름을 포함할 수 있으며, 박막 편광 필름과 제 1보호필름 사이에는 제 1접착층이 형성되고, 박막 편광 필름과 제 2보호필름 사이에는 제 2접착층이 형성될 수 있다. 또한, 제 1접착층 및 제 2접착층 중 적어도 하나는 적어도 일부가 배향성을 가질 수 있다.
박막 편광 필름은 이축 연신된 필름일 수 있다. 이축 연신된 박막 편광 필름은, 액정 셀에 접착되는 경우, 위상차 특성을 구현할 수 있다.
광학 필름은 그 자체로 편광판으로 사용될 수도 있으나, 제1 보호필름 및 제2 보호필름 중 적어도 하나를 제거하고 사용될 수도 있다. 즉, 박막 편광 필름의 일측면에는 제 1보호필름이 제 1접착층을 개재한 상태이면서, 다른 측면에는 제 2보호필름을 제거한 상태로 점착층을 형성하여 액정 표시 장치의 액정 셀 등의 소자에 부착되어 있는 형태일 수 있다. 이 경우, 제 2보호필름을 제거하므로, 두께가 얇은 액정 표시 장치를 제조할 수 있다.
액정 표시 장치
별도로 도시하지 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 상기 광학 필름을 포함할 수 있다.
액정 표시 장치는 액정 셀과 백라이트 유닛을 포함할 수 있다.
상기 액정 셀은 통상적으로 2 장의 기판과, 상기 기판 사이에 개재된 액정층을 구비한다. 상기 기판 중 하나는 일반적으로 컬러 필터, 대향 전극, 배향막이 형성되고, 다른 하나의 기판에는 액정 구동 전극, 배선 패턴, 박막 트랜지스터 소자, 배향막 등이 형성될 수 있다.
상기 액정 셀의 동작 모드로는, 예를 들어 비틀림 네마틱(Twisted Nematic) 모드 또는 복굴절 제어(Electrically Controlled Birefrigence) 모드를 들 수 있다. 상기 복굴절 제어(Electrically Controlled Birefrigence) 모드에는, 수직 배향(Vertical Alignment) 방식, OCB(Optically Compensated) 방식, IPS(In-Plane Switching) 방식 등을 들 수 있다.
상기 백라이트 유닛은 일반적으로 광원, 도광판 및 반사막 등을 포함할 수 있다. 백라이트의 구성에 따라 직하 방식, 사이드 라이트 방식, 면 형상 광원 방식 등으로 임의로 구분할 수 있다.
광학 필름은 상기 백라이트 유닛과 액정 셀 사이에 개재될 수 있다. 이 경우, 광학 필름의 박막 편광 필름은 백라이트 유닛의 광원으로부터 입사되는 광 중에서 특정 방향으로 진동하는 광만 투과시킬 수 있다.
또한, 광학 필름은 액정 셀의 백라이트 반대 위치에 포함될 수도 있다. 이 경우, 액정 표시 장치의 다른 구성 요소들 사이에 개재된 형태일 수도 있고, 액정 표시 장치의 표면에 위치할 수도 있다. 또한, 상기 액정 셀을 사이에 두고 두 개의 광학 필름이 위치하는 경우, 각 광학 필름의 박막 편광 필름의 투과축은 직교 또는 평행일 수 있다.
이하에서는 구체적인 실험데이터를 통해 본 발명에 대해 설명하기로 한다.
제조예
수축률이 6% 내지 8% 값을 가지는 EPDM(ethylene propylene diene terpolymer) 고무 수지 필름 1과 상기 수지 필름 1보다 더 작은 수축률인 2% 내지 3%의 수축률을 값을 가지는 호모지니어스 폴리프로필렌(homogenous polypropylene)수지 필름 2를 공압출하여 기재 필름을 제족하고, 상기 수지 필름 2의 면에 폴리비닐알코올계 필름을 부착하여 적층 필름을 형성한 후에 편광 소자를 제조하였다.
비교 제조예
수축률인 2% 내지 3%의 수축률을 값을 가지는 호모지니어스 폴리프로필렌(homogenous polypropylene)수지 필름 2를 중심으로 하여 수축률이 6% 내지 8% 값을 가지는 EPDM(ethylene propylene diene terpolymer) 고무 수지 필름 1을 양 사이드에 위치시켜 공압출된 3중 공압출 기재 필름을 사용하고, 상기 기재 필름 상에 폴리비닐알코올계 필름을 부착하여 적층 필름을 형성한 후에 편광 소자를 제조하였다.
실험예
상기 제조예와 비교 제조예의 적층 필름의 건조 과정에서 단부 말림 현상이 발생하는지 여부를 관찰하여 사진으로 촬영하였다. 제조예의 경우는 도 10에서 나타나 있으며, 비교 제조예의 경우는 도 11에 나타나 있다.
도 10과 같이, 본 발명에 따른 기재 필름을 사용하여 편광 필름을 제조하는 경우 건조 과정에서 단부말림 현상이 발생하지 않는 것을 관찰할 수 이는 반면, 도 11의 비교 제조예와 같이 일반적인 기재 필름을 사용한 경우는 건조 과정에서 단부말림(curl) 현상이 심하게 발생하는 것을 관찰할 수 있었다. 따라서, 본 발명에 따른 기재 필름을 사용하는 경우, 매우 현저한 효과가 있다는 것을 알 수 있다.
이상에서 설명한 실시예들은 모두 예시적인 것이며, 서로 다른 실시예들은 상호 조합되어 적용될 수 있음은 물론이다.
1: 적층필름
100: 기재필름
110: 제 1기재필름
120: 제 2기재필름
200: 폴리비닐알코올계 필름
300: 접착제

Claims (14)

  1. 기재 필름의 일면에 폴리비닐알코올계 필름을 부착하여 적층 필름을 형성하는 단계; 및
    상기 적층 필름을 연신하는 단계를 포함하되,
    상기 기재 필름은 상기 폴리비닐알코올계 필름과 부착되는 면에 형성되는 제 1기재필름; 및 상기 제 1기재필름에 부착된 제 2기재필름을 포함하고,
    상기 제 1기재필름의 수축률은 상기 제 2기재필름의 수축률 보다 더 작은 광학 필름의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1기재필름의 수축률은 2% 내지 3%의 범위인 광학 필름의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2기재 필름의 수축률은 6% 내지 8%의 범위인 광학 필름의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 기재필름은 상기 제 1기재필름 및 상기 제 2기재필름의 공압출 필름인 광학 필름의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1기재필름은 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene) 및 이들을 포함하는 공중합체 중 적어도 하나의 수지를 포함하는 광학 필름의 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1기재필름의 열 팽창 계수는 100㎛/mㆍ℃ 내지 200㎛/mㆍ℃의 범위인 광학 필름의 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2기재필름은 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene) 및 이들을 포함하는 공중합체 중 적어도 하나의 수지를 포함하는 광학 필름의 제조방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2기재필름의 열 팽창 계수는 200㎛/mㆍ℃ 내지 400㎛/mㆍ℃의 범위인 광학 필름의 제조방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 적층 필름을 요오드 및 이색성 색소 중 적어도 하나로 염착하는 단계를 더 포함하는 광학 필름의 제조방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 연신하는 단계의 최종 연신 비율은 2:1 내지 6:1 범위인 광학 필름의 제조방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 연신된 적층 필름에서 상기 기재 필름을 제거하여 박막 편광 필름을 수득하는 단계를 포함하는 광학 필름의 제조방법.
  12. 연신된 기재 필름; 및
    상기 기재 필름의 적어도 일면에 연신되어 부착된 박막 편광 필름을 포함하되,
    상기 기재 필름은 상기 박막 편광 필름과 부착되는 면에 형성되는 제 1기재필름; 및 상기 제 1기재필름에 부착된 제 2기재필름을 포함하고,
    상기 제 1기재필름의 수축률은 상기 제 2기재필름의 수축률 보다 더 작은 적층 필름.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제 1기재필름의 수축률은 2% 내지 3%의 범위이며, 상기 제 2기재필름의 수축률은 6% 내지 8%의 범위인 적층 필름.
  14. 제 1항 내지 11항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조되며,
    두께가 0.5㎛ 내지 15㎛인 박막 편광 필름을 포함하는 광학 필름.
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