KR20160080662A

KR20160080662A - 복합 반사편광 필름

Info

Publication number: KR20160080662A
Application number: KR1020140193321A
Authority: KR
Inventors: 배중석; 김효석; 조덕재; 양인영
Original assignee: 도레이케미칼 주식회사
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2014-12-30
Publication date: 2016-07-08
Also published as: KR101685582B1

Abstract

본 발명은 복합 반사편광 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광손실을 최소화하고, 우수한 휘도를 갖는 동시에 디스플레이 등의 모듈 제조공정 또는 사용중의 고열/다습의 환경에서도 신뢰성이 우수하며, 필름 외관의 품질이 뛰어나고, 색채 재현성이 현저히 우수한 복합 반사편광 필름에 관한 것이다.

Description

복합 반사편광 필름{Complex reflective polarized light film}

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. 액정 디스플레이는 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 액정 디스플레이는 한 쌍의 흡광성 광학필름들 사이에 액정 및 전극 매트릭스를 배치한다. 액정 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 특정방향의 편광을 이용하여 영상을 표시한다. 이러한 이유 때문에, 액정 디스플레이는 편광을 유도하는 전면 광학필름 및 배면 광학필름을 포함한다.

이러한 액정 디스플레이에서 사용되는 광학필름은 백라이트로부터 발사되는 광의 이용효율이 반드시 높다고는 할 수 없다. 이것은 백라이트로부터 조사되는 광 중 50%이상이 배면측 광학필름(흡수형 편광필름)에 의해 흡수되기 때문이다. 그래서 액정 디스플레이에서 백라이트 광의 이용효율을 높이기 위해서 광학캐비티와 액정어셈블리 사이에 반사 편광 필름을 설치하기도 한다.

상기 반사편광 필름은 광손실에 따른 광학적 성능저하를 방지하는 동시에 슬림화되는 디스플레이 패널의 두께에 맞춰 반사편광 필름이 슬림화되며, 제조공정의 단순화, 제조공정 상의 불량발생 최소화, 생산성 및 경제성 향상의 방향으로 지속적인 연구가 계속되고 있다.

도 1은 종래의 반사편광 필름의 광학원리를 도시하는 도면이다. 구체적으로 광학캐비티로부터 액정어셈블리로 향하는 빛 중 P편광은 반사편광 필름을 통과하여 액정어셈블리로 전달되도록 하고, S편광은 반사편광 필름에서 광학캐비티로 반사된 다음 광학캐비티의 확산반사면에서 빛의 편광 방향이 무작위화된 상태로 반사되어 다시 반사편광 필름으로 전달되어 결국에는 S편광이 액정어셈블리의 편광기를 통과할 수 있는 P편광으로 변환되어 반사편광 필름을 통과한 후 액정어셈블리로 전달되도록 하는 것이다.

상기 반사편광 필름의 입사광에 대한 S편광의 선택적반사와 P편광의 투과 작용은 이방성 굴절률을 갖는 평판상의 광학층과, 등방성 굴절률을 갖는 평판상의 광학층이 상호 교호 적층된 상태에서 각 광학층간의 굴절율 차이와 적층된 광학층의 신장 처리에 따른 각 광학층들의 광학적 두께 설정 및 광학층의 굴절률 변화에 의해서 이루어진다.

즉, 반사편광 필름으로 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 반사형 편광필름으로 전달된다. 이에 의해, 광원으로부터 발생된 빛의 손실과 함께 전력 낭비를 줄일 수 있었다.

그러나 이러한 종래 반사편광 필름은 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, 반사편광 필름의 제작공정이 복잡하다는 문제점이 있었다. 특히, 반사편광 필름의 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.

도 2는 종래의 다층 반사편광 필름(DBEF)의 단면도이다. 구체적으로 다층 반사편광 필름은 기재(8)의 양면에 스킨층(9, 10)이 형성된다. 기재(8)은 4개의 그룹(1, 2, 3, 4)으로 구분되는데, 각각의 그룹들은 등방층과 이방층이 교호적층되어 대략 200층을 형성한다. 한편, 상기 기재(8)을 형성하는 4개의 그룹(1, 2, 3, 4) 사이에 이들을 결합하기 위한 별도의 접착층(5, 6, 7)이 형성된다. 또한 각각의 그룹들은 200층 내외의 매우 얇은 두께를 가지므로 이들 그룹들을 개별적으로 공압출하는 경우 각각의 그룹들이 손상될 수 있어 상기 그룹들은 보호층(PBL)을 포함하는 경우가 많았다. 이 경우 기재의 두께가 두꺼워지고 제조원가가 상승하는 문제가 있었다. 또한, 디스플레이 패널에 포함되는 반사편광 필름의 경우 슬림화를 위하여 기재의 두께에 제약이 있으므로, 기재 및/또는 스킨층에 접착층이 형성되면 그 두께만큼 기재가 줄어들게 되므로 광학물성 향상에 매우 좋지 않은 문제가 있었다. 나아가, 기재 내부 및 기재과 스킨층을 접착층으로 결합하고 있으므로, 외력을 가하거나, 장시간 경과하거나 또는 보관장소가 좋지 않은 경우에는 층간 박리현상이 발생하는 문제가 있었다. 또한 접착층의 부착과정에서 불량률이 지나치게 높아질 뿐만 아니라 접착층의 형성으로 인하여 광원에 대한 상쇄간섭이 발생하는 문제가 있었다.

상기 기재(8)의 양면에 스킨층(9, 10)이 형성되며, 상기 기재(8)과 스킨층(9, 10) 사이에 이들을 결합하기 위하여 별도의 접착층(11, 12)이 형성된다. 종래의 폴리카보네이트 재질의 스킨층과 PEN-coPEN이 교호적층된 기재과 공압출을 통해 일체화하는 경우 상용성 부재로 인하여 박리가 일어날 수 있으며, 결정화도 15% 내외로 인하여 연신 공정 수행시 신장축에 대한 복굴절 발생 위험성이 높다. 이에 따라 무연신 공정의 폴리카보네이트 시트를 적용하기 위해서 접착층을 형성할 수밖에 없었다. 그 결과 접착층 공정의 추가로 인하여 외부 이물 및 공정 불량 발생에 따른 수율 감소가 나타나며, 통상적으로 스킨층의 폴리카보네이트 무연신 시트를 생산시에는 와인딩 공정으로 인한 불균일한 전단 압력에 의한 복굴절 발생이 나타나 이를 보완하기 위한 폴리머 분자구조 변형 및 압출라인의 속도 제어 등의 별도의 제어가 요구되어 생산성 저하 요인이 발생되었다.

상기 종래의 다층 반사형 편광필름의 제조방법을 간단히 설명하면, 기재를 형성하는 평균 광학적 두께가 상이한 4개의 그룹을 별도로 공압출한 뒤, 다시 4개의 공압출된 4개의 그룹을 연신한 후, 연신된 4개의 그룹을 접착제로 접착하여 기재를 제작한다. 왜냐하면 접착제 접착후 기재를 연신하면 박리현상이 발생하기 때문이다. 이후, 기재의 양면에 스킨층을 접착하게 된다. 결국 다층구조를 만들기 위해서는 2층 구조를 접어서 4층 구조를 만들고 연속해서 접는 방식의 다층구조를 만드는 공정을 통해 하나의 그룹(209층)을 형성하고 이를 공압출 하므로 두께 변화를 줄 수 없어 하나의 공정에서 다층내부에 그룹을 형성하기 어려웠다. 그 결과 평균 광학적 두께가 상이한 4개의 그룹을 별도로 공압출한 뒤 이를 접착할 수 밖에 없는 실정이다.

상술한 공정은 단속적으로 이루어지므로 제작단가의 현저한 상승을 불러왔으며, 그 결과 백라이트 유닛에 포함되는 모든 광학필름들 중 원가가 가장 비싼 문제가 있었다. 이에 따라, 원가절감의 차원에서 휘도 저하를 감소하고서라도 반사형 편광필름을 제외한 액정 디스플레이가 빈번하게 출시되는 심각한 문제가 발생 하였다.

이에 따라 다층 반사형 편광필름이 아닌 기재 내부에 길이방향으로 신장된 복굴절성 폴리머를 배열하여 반사편광 필름의 기능을 달성할 수 있는 분산체가 분산된 반사편광 필름이 제안되었다. 도 3은 봉상형 폴리머를 포함하는 반사편광 필름(20)의 사시도로서, 기재(21) 내부에 길이방향으로 신장된 복굴절성 폴리머(22)가 일방향으로 배열되어 있다. 이를 통해 기재(21)와 복굴절성 폴리머(22) 간의 복굴절성 계면에 의하여 광변조 효과를 유발하여 반사편광 필름의 기능을 수행할 수 있게 되는 것이다. 그러나, 상술한 교호적층된 반사편광 필름에 비하여 가시광선 전체 파장영역의 광을 반사하기 어려워 광변조 효율이 너무나도 떨어지는 문제가 발생하였다. 이에, 교호적층된 반사 편광필름과 비슷한 투과율 및 반사율을 가지기 위해서는 기재 내부에 지나치게 많은 수의 복굴절성 폴리머(22)를 배치하여야 하는 문제가 있었다. 구체적으로 반사편광 필름의 수직단면을 기준으로 가로 32인치 디스플레이 패널을 제조하는 경우 가로 1580 ㎜이고 높이(두께) 400㎛ 이하인 기재(21) 내부에 상술한 적층형 반사편광 필름과 유사한 광학 물성을 가지기 위해서는 상기 길이방향의 단면직경이 0.1 ~ 0.3㎛인 원형 또는 타원형의 복굴절성 폴리머(22)가 최소 1억개 이상 포함되어야 하는데, 이 경우 생산비용이 지나치게 많아질 뿐 아니라, 설비가 지나치게 복잡해지고 또한 이를 생산하는 설비를 제작하는 것 자체가 거의 불가능하여 상용화되기 어려운 문제가 있었다. 또한, 시트 내부에 포함되는 복굴절성 폴리머(22)의 광학적 두께를 다양하게 구성하기 어려우므로 가시광선 전체 영역의 광을 반사하기 어려워 물성이 감소하는 문제가 있었다.

이를 극복하기 위하여 기재 내부에 복굴절성 해도사를 포함하는 기술적 사상이 제안되었다. 도 4는 기재내부에 포함되는 복굴절성 해도사의 단면도로서, 상기 복굴절성 해도사는 내부의 도부분과 해부분의 광변조 계면에서 광변조 효과를 발생시킬 수 있으므로, 상술한 복굴절성 폴리머와 같이 매우 많은 수의 해도사를 배치하지 않더라도 광학물성을 달성할 수 있다. 그러나, 복굴절성 해도사는 섬유이므로 폴리머인 기재와의 상용성, 취급용이성, 밀착성의 문제가 발생하였다. 나아가, 원형 형상으로 인하여 광산란이 유도되어 가시광선 영역의 광파장에 대한 반사편광 효율이 저하되어, 기존 제품 대비 편광특성이 저하되어 휘도 향상 한계가 있었으며, 더불어 해도사의 경우 도접합 현상 줄이면서, 해성분 영역이 세분화 되므로 공극 발생으로 인하여 빛샘 즉 광 손실현상으로 인한 광특성 저하 요인이 발생되었다. 또한 직물 형태로 조직 구성으로 인하여 레이어 구성의 한계로 인하여 반사 및 편광 특성 향상에 한계점이 발생되는 문제가 있었다. 또한 분산형 반사편광 필름의 경우 레이어간의 간격 및 분산체간의 이격공간으로 인하여 휘선보임이 관찰되는 문제가 발생하였다.

상술한 것과 같이 현재까지 제안된 반사편광 필름은 각기 단점을 모두 가지고 있으며, 특히 다층형 반사편광 필름은 제조단가가 현저히 높아 이를 실제 제품에 사용하기에 제품원가를 상승시키는 문제점이 있고, 다층을 접합시키면서 발생하는 이물의 개입 등으로 인한 품질불량, 제조공정의 복잡성, 접착층을 매우 많이 포함함에 따른 휘도 감소 등의 문제가 있어 폴리머가 기재 내부에 분산된 폴리머 분산형 반사편광 필름이 더 바람직할 수 있다.

그러나 현재까지 개발된 폴리머 분산형 반사편광 필름은 기재가 반투명하여 이물이 필름 외관에 시현됨에 따라 외관의 불량률이 많고, 빛샘, 휘선 보임 현상, 광시야각이 좁으며, 광손실을 최소화 할 수 없어 휘도가 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 반사편광 필름을 백라이트 유닛 등 모듈로 제조하는 공정에서 가해지는 높은 열 조건 및/또는 이러한 모듈이 사용되는 환경에서 발생하는 발열에 의해 반사편광 필름에 굴곡이 생기는 등 신뢰성이 현저히 감소되는 문제점이 있었다.

나아가, 이러한 문제점을 해결하기 위해 폴리머 분산형 반사편광 필름에 별도의 구성을 더한 복합필름의 경우에도 반사편광 필름에 발생하는 신뢰성 저하 문제점을 여전히 해결하지 못하였고, 외관의 이물 시현이 감소되는 경우 이와 동시에 휘도가 현저히 감소되는 문제가 있으며, 휘도 저하를 최소화시키면 외관의 이물 시현 문제를 방지하기 어렵고, 별도의 구성으로 인해 백라이트 유닛 등에 포함되는 광학필름 총 두께가 증가하여 슬림화된 디스플레이를 구현할 수 없어 목적하는 모든 물성을 동시에 만족시킬 수 없다.

더 나아가, 백라이트 유닛이나 디스플레이 제조공정상 반사편광 필름 이외에도 각기 기능이 상이한 복수의 광학필름이 포함될 수 있는데, 복수의 광학필름은 일일이 하나 하나 상기 광학필름에 대한 보호필름을 수작업으로 제거하여 투입해야됨에 따라 제조원가 상승, 생산시간이 연장되는 문제가 있고, 디스플레이의 슬림화를 위해 백라이트 유닛의 두께를 감소시킨다고 할 때, 복수로 포함되는 필름의 총 두께도 박형화가 요구되나 개별적으로 분리된 필름은 본래의 기능유지상 일정 두께 이하로 박형화되기 어려워 모든 기능을 동시에 발현하면서도 백라이트 유닛의 두께를 감소시키기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 광손실을 최소화하고, 우수한 휘도를 갖는 동시에 디스플레이 등의 모듈 제조공정 또는 사용중의 고열/다습의 환경에서도 신뢰성이 우수하고 필름 외관의 품질이 뛰어나며, 색채 재현성이 현저히 우수하고, 매우 슬림화된 디스플레이의 구현을 가능케 하고, 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이의 제조공정, 제조원가 및 제조시간을 획기적으로 개선할 수 있는 복합 반사편광 필름을 제공하는 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 기재 내부에 폴리머가 분산된 반사편광 필름을 포함하는 복합 반사편광 필름에 있어서, 상기 복합 반사편광 필름은 반사편광 필름의 상부면에 형성된 광 확산층; 상기 반사편광 필름의 하부면에 형성된 신뢰성 지지층; 및 지지부를 포함하고, 상기 신뢰성 지지층의 하부면에 형성된 집광층을 포함하며, 반사편광 필름의 두께, 신뢰성 지지층의 두께 및 집광층의 지지부 두께에 대한 하기의 수학식 1의 값이 0.3 ~ 2.0인 것을 특징으로 하는 복합 반사편광 필름;을 제공한다.

[수학식 1]

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 광 확산층은 광경화성 고분자 수지 또는 열경화성 고분자 수지 중 적어도 하나의 고분자 수지를 포함하여 경화되어 형성된 것일 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 광 확산층은 프리즘, 렌티큘러, 마이크로 렌즈, 삼각뿔 및 피라미드 패턴으로 구성되는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 미세패턴을 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 미세패턴은 마이크로 렌즈를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 광 확산층은 비드코팅층을 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 신뢰성 지지층은 적어도 하나의 방향으로 연신된 폴리에스테르계 필름일 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 반사편광 필름의 두께는 50 ~ 400㎛일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 반사편광 필름과 신뢰성 지지층 사이에 접착력 강화를 위한 제1 프라이머층을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 신뢰성 지지층 및 집광층의 지지부 중 어느 하나 이상은 70 ~ 80℃의 온도조건에서 열팽창 계수가 4 ~ 35 ㎛/m·℃를 만족할 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 반사편광 필름은 기재 및 상기 기재 내부에 포함되어 외부에서 조사되는 제1 편광을 투과시키고 제2 편광을 반사시키기 위한 복수개의 분산체를 포함하며, 복수개의 분산체는 상기 기재와 적어도 하나의 축방향으로 굴절율이 상이하고, 상기 기재 내부에 포함된 복수개의 분산체 중 80% 이상이 길이방향의 수직단면을 기준으로 장축길이에 대한 단축길이의 종횡비가 1/2 이하이며, 상기 종횡비가 1/2 이하인 분산체들은 단면적에 따라 적어도 3개의 그룹에 포함되고, 상기 그룹 중 제1 그룹의 분산체 단면적은 0.2 ~ 2.0㎛²이며, 제2 그룹의 분산체 단면적은 2.0㎛² 초과부터 5.0㎛² 이하이고, 제3 그룹의 분산체 단면적은 5.0㎛² 초과부터 10.0㎛² 이하이며, 상기 제1 그룹 내지 제3 그룹의 분산체는 랜덤하게 배열될 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 반사편광 필름은 기재 및 상기 기재내부에 포함된 복수개의 분산체를 포함하는 코어층; 및 상기 코어층의 적어도 일면에 형성된 일체화된 스킨층;을 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 종횡비가 1/2 이하인 분산체 중 제3 그룹의 분산체의 개수는 10% 이상일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 종횡비가 1/2 이하인 분산체 중 제1 그룹의 분산체 개수는 30 ~ 50%이고, 제3그룹의 분산체 개수는 10 ~ 30%일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 종횡비가 1/2 이하인 분산체 중 제1 그룹의 분산체 개수와 제3 그룹의 분산체 개수의 비는 3 ~ 5 : 1일 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 기재와 분산체의 굴절율은 2개의 축 방향에 대한 굴절율의 차이가 0.05 이하이고, 나머지 1개의 축방향에 대한 굴절율의 차이가 0.1 이상일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 반사형 편광필름은 적어도 하나의 축방향으로 연신된 것일 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 집광층은 지지부 상에 형성된 프리즘 패턴부을 포함하고, 상기 프리즘 패턴부가 신뢰성 지지층의 하부면과 마주보도록 형성된 것일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 집광층의 프리즘 패턴부는 광경화성 고분자 수지 또는 열경화성 고분자 수지 중 적어도 하나의 고분자 수지를 포함하여 경화되어 형성된 것일 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 반사편광 필름의 두께, 신뢰성 지지층의 두께 및 집광층의 지지부 두께에 대한 수학식 1의 값이 0.6 ~ 1.6 일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 신뢰성 지지층과 집광층 사이에 접착력 강화를 위한 제2 프라이머층을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 신뢰성 지지층의 두께 및 집광층의 지지부 두께에 대한 하기 수학식 2의 값은 0.25 ~ 4일 수 있다.

[수학식 2]

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 복합 반사편광 필름의 헤이즈(haze) 값은 73% 이상일 수 있다.

한편, 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 본 발명에 따른 복합 반사편광 필름을 포함하는 백라이트 유닛(unit)을 제공한다.

또한, 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 본 발명에 따른 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

이하, 본 명세서에서 사용된 용어에 대해 설명한다.

본 명세서에서 사용된 "분산체가 복굴절성을 가진다" 는 의미는 방향에 따라 굴절률이 다른 섬유에 빛을 조사하는 경우 분산체에 입사한 빛이 방향이 다른 두 개의 빛 이상으로 굴절된다는 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어인 "등방성" 이라 함은 빛이 물체를 통과할 때, 방향에 상관없이 굴절률이 일정한 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용된 용어인 "이방성" 이라 함은 빛의 방향에 따라 물체의 광학적 성질이 다른 것으로 이방성 물체는 복굴절성을 가지며 등방성에 대응된다.

본 명세서에서 사용된 용어인 "광변조"라 함은 조사된 빛이 반사, 굴절, 산란하거나 빛의 세기, 파동의 주기 또는 빛의 성질이 변화하는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용된 용어인 "종횡비"라 함은 분산체의 길이방향의 수직단면을 기준으로 장축길이에 대한 단축길이의 비를 의미한다.

본 명세서에서 사용된 용어인로써, 공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래(below)"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

또한, 이러한 공간적으로 상대적인 용어인 "위", "상부", "상", "아래", "하부", "하"는 "directly"와 "indirectly"의 의미를 모두 포함한다.

본 발명에 따른 복합 반사편광 필름은 광손실을 최소화하고, 우수한 휘도를 갖는 동시에 디스플레이 등의 모듈 제조공정 또는 사용중의 고열/다습의 환경에서도 신뢰성이 우수하고 필름 외관의 품질이 뛰어나며, 색채 재현성이 현저히 우수하고, 매우 슬림화된 디스플레이의 구현을 가능케 하며, 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이의 제조공정, 제조원가 및 제조시간을 획기적으로 개선할 수 있다.

도 1은 종래의 반사편광 필름의 원리를 설명하는 개략도이다.
도 2는 현재 사용되고 있는 다층 반사편광 필름(DBEF)의 단면도이다.
도 3은 봉상형 폴리머를 포함하는 반사편광 필름의 사시도이다.
도 4는 반사편광 필름에 사용되는 복굴절성 해도사에 입사한 광의 경로를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합 반사편광 필름의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 기재내부에 분산체가 랜덤하게 분산된 반사편광 필름의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일구현예에 사용되는 분산체의 길이방향의 수직단면도 이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 반사 편광필름의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합 반사편광 필름의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합 반사편광 필름의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합 반사편광 필름의 사시도이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합 반사편광 필름의 사시도이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합 반사편광 필름의 사시도이다.
도 14는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합 반사편광 필름의 사시도이다.
도 15는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합 반사편광 필름에서 광 확산층의 단면도이다.
도 16은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합 반사편광 필름에서 광 확산층의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합 반사편광 필름에서 광 확산층의 단면도이다.
도 18은 본 발명의 바람직한 일구현예에 포함된 집광층의 사시도이다.
도 19는 본 발명에 적용될 수 있는 바람직한 흐름제어부의 일종인 코트-행거 다이의 단면도이다.
도 20은 도 19의 측면도이다.
도 21은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 미세패턴 형성공정의 개략도 이다.
도 22는 도 21의 성형부의 세부구조를 나타낸 단면도 이다.
도 23은 본 발명의 바람직한 다른 구현예에 따른 광확산층의 미세패턴 형성공정의 개략도이다.
도 24는 본 발명의 바람직한 다른 구현예에 따른 광확산층의 미세패턴 형성공정의 개략도이다.
도 25는 본 발명의 바람직한 다른 구현예에 따른 집광층의 미세패턴 형성공정의 개략도이다.
도 26은 본 발명의 바람직한 다른 구현예에 따른 집광층의 미세패턴 형성공정의 개략도이다.
도 27은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따라 합지된 반사편광필름/신뢰성지지층/집광층의 단면도이다.
도 28은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 29는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합 반사편광 필름을 채용한 액정표시장치이다.
도 30은 본 발명의 바람직한 일구현예에 포함되는 판상형 폴리머 분산 반사편광 필름을 제조하는 장치의 개략도이다.
도 31은 본 발명의 바람직한 일구현예에 포함되는 판상형 폴리머 분산 반사편광 필름을 제조할 수 있는 해도형(sea-island type) 압출구금의 구금분배판들의 결합구조를 내타낸 사시도이다.
도 32는 발명의 바람직한 일구현예에 따른 판상형 폴리머 분산 반사편광 필름의 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 일구현예를 첨부되는 도면을 통해 보다 상세하게 설명한다.

상술한 바와 같이 폴리머 분산형 반사편광 필름은 기재가 반투명하여 이물이 필름 외관에 시현됨에 따라 외관의 불량률이 많고, 빛샘, 휘선 보임 현상, 광시야각이 좁으며, 광손실을 최소화 할 수 없어 휘도가 저하되는 문제점이 있었고, 또한, 또한, 통상적인 폴리머 분산형 반사편광 필름에서 기재의 재질은 폴리카보네이트 계열로 고온에서의 열팽창계수가 매우 높아 백라이트 유닛 등 모듈로 제조하는 공정에서 가해지는 높은 열 조건 및/또는 이러한 모듈이 사용되는 환경에서 발생하는 발열에 의해 반사편광 필름에 굴곡이 생기는 등 신뢰성이 현저히 감소되는 문제점이 있었다. 나아가, 이러한 문제점을 해결하기 위해 폴리머 분산형 반사편광 필름에 별도의 구성을 더한 복합필름의 경우에도 반사편광 필름에 발생하는 신뢰성 저하 문제점을 여전히 해결하지 못하였고, 외관의 이물 시현이 감소되는 경우 이와 동시에 휘도까지 현저히 감소되는 문제가 있었고, 휘도 저하를 최소화시키면 외관의 이물 시현 문제를 동시에 방지하기 어려운 등 목적하는 모든 물성을 동시에 만족시킬 수 없었다.

더 나아가, 백라이트 유닛 등에 포함되는 광학필름은 반사편광 필름 이외에도 여러 기능을 수행하는 광학필름이 다수 포함되는데, 다수 포함되는 광학필름을 적층시키는 공정은 필름을 일일이 하나 하나 수작업을 통해 각각의 필름마다 이형필름을 제거하고 차례차례 투입해야됨에 따라 제조원가 상승, 생산시간이 현저히 연장되는 문제가 있었다.

한편, 디스플레이의 슬림화를 위해서는 각각의 기능을 수행하는 광학필름의 개별적 슬림화가 요구되나 본래의 기능 유지를 하면서 필름이 박형화되는 것에는 한계가 있을 수 있고, 디스플레이의 슬리화를 위해 일부 필름을 불포함시킬 경우 불포함되는 필름의 기능을 디스플레이에서 발현시킬 수 없어 우수한 물성의 디스플레이를 구현시키기 어려울 수 있다.

이에 본 발명에서는 기재 내부에 폴리머가 분산된 반사편광 필름을 포함하는 복합 반사편광 필름에 있어서, 상기 복합 반사편광 필름은 반사편광 필름의 상부면에 형성된 광 확산층; 상기 반사편광 필름의 하부면에 형성된 신뢰성 지지층; 및 지지부를 포함하고, 상기 신뢰성 지지층의 하부면에 형성된 집광층을 포함하며, 반사편광 필름의 두께, 신뢰성 지지층의 두께 및 집광층의 지지부 두께에 대한 하기의 수학식 1의 값이 0.3 ~ 2.0인 것을 특징으로 하는 복합 반사편광 필름을 제공함으로써 상술한 문제의 해결을 모색하였다. 이를 통해 광손실을 최소화하고, 우수한 휘도를 갖는 동시에 디스플레이 등의 모듈 제조공정 또는 사용중의 고온/다습의 환경에서도 필름이 울거나 주름이 생기는 등의 외관변화나 필름이 전체적으로 휘는 휨현상이 없어 신뢰성이 우수하고, 필름 외관에 이물이 시현, 빛샘, 점선이 발생하는 등의 불량이 없어 품질이 뛰어나며, 색채 재현성이 현저히 개선할 수 있는 것에 나아가, 휘도 등의 광학적 물성을 향상시키기 위해 집광층을 일체함에 따라 더욱 우수한 광학적 물성을 구현함과 동시에 각각의 필름들의 기능은 유지하면서도 복합 반사편광 필름의 슬림화를 구현할 수 있다.

[수학식 1]

구체적으로 도 5는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합 반사편광 필름의 단면도로써, 복합 반사편광 필름(1000)은 반사편광 필름(200)의 상부면에 형성된 광 확산층(100), 상기 반사편광 필름(200)의 하부면에 형성된 신뢰성 지지층(300) 및 상기 신뢰성 지지층의 하부면에 형성되며, 지지부(620)를 포함하는 집광층(600)을 포함하고, 상기 반사편광 필름(200)과 신뢰성 지지층(300) 사이에 접착력 강화를 위한 제1 프라이머층(400)을 더 포함할 수 있고, 상기 신뢰성지지층(300)과 집광층(600)의 접착력 강화를 위한 제2 프라이머층(500)을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합 반사편광 필름의 각 구성을 구체적으로 살펴보기에 앞서 본 발명에 따른 수학식 1에 대해 이하 설명한다.

도 5에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합 반사편광 필름은 반사편광 필름(200)과 상기 반사편광 필름의 신뢰성을 유지시키기 위한 신뢰성 지지층(300)을 구비하고, 집광을 높여 향상된 광학적 물성을 발현시키기 위해 집광층(600)을 구비하여, 다기능이 일체로 복합화되어 있다. 상기 집광층(600)은 집광층의 지지기능을 수행하는 지지부(620)를 구비하는데, 높은 신뢰성을 확보하기 위해 구비되는 신뢰성 지지층(300)의 두께가 두꺼워질 경우 잔주름이나 굴곡의 외관변화는 줄어드는 대신에 휘도 등의 광학적 물성이 현저히 저하되고, 복합 반사편광 필름의 박형화에 매우 바람직하지 못한 문제가 있다.

이에 복합 반사편광필름의 신뢰성을 유지시키기 위해 구비되는 신뢰성 지지층의 지지기능을 집광력을 높이기 위해 구비되는 집광층(600)의 지지부(620)가 나누어 분담함으로써 신뢰성 지지층(300)이 두꺼워지지 않고도 복합 반사편광 필름이 목적하는 신뢰성을 구현함과 동시에 지지층을 구비함으로써 발생할 수 있는 휘도 등의 광학적 물성 저하를 최소화할 수 있다.

이에 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합 반사편광 필름은 본 발명에 따른 수학식 1의 값이 0.3 ~ 2.0을 만족해야 하며, 바람직하게는 수학식 1의 값은 0.6 ~ 1.6일 수 있다. 이를 통해 복합 반사편광필름의 신뢰성을 현저히 향상 및 휘도 등의 광학적 물성을 동시에 발현시킬 수 있고, 우수한 물성을 유지하면서도 복합 반사편광 필름을 박형화할 수 있어 슬림형 디스플레이에 매우 바람직할 수 있다. 만일 본 발명에 따른 수학식 1의 값이 0.3 미만인 경우 고온에서 반사편광필름이 우글거리는 주름이나 굴곡 및/또는 복합 반사편광 필름이 반사편광필름과 신뢰성 지지층의 열팽창계수 차이에 따라 열에 의해 전체적으로 휘게되는 등 외관 변화를 방지하기 어려울 수 있어 신뢰성이 매우 저하되며, 상기 주름이나 굴곡은 패널 얼룩짐 현상을 유발할 수 있다. 또한, 지지부의 두께가 얇야져 집광층에 대한 지지기능이 저하에 따라 집광층 본래 물성을 발현시키기 어려울 수 있는 등 본 발명이 목적하는 물성을 구현하지 못하는 문제점이 있을 수 있다.

또한, 만일 수학식 1의 값이 2.0을 초과하는 경우 휘도 등의 광학적 물성 저하가 현저하여 목적하는 물성을 얻을 수 없을 수 있고, 복합 반사편광필름의 박형화에 매우 바람직하지 못하다.

한편, 신뢰성 지지층(300)과 집광층(600)의 지지부(620) 두께 합이 본 발명에 따른 수학식 1의 값을 만족한다고 하더라도 2개층 중 어느 한 층의 두께가 상대적으로 두꺼워질 경우 반사편광필름의 주름이나 굴곡의 외관변화를 방지할 수 없거나 휘도가 저하되는 문제점이 있을 수 있어 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합 반사편광 필름은 하기의 수학식 2에 따른 값이 0.25 ~ 4.0을 만족할 수 있고, 보다 바람직하게는 0.6 ~ 2.5를 만족할 수 있고 보다 더 바람직하게는 0.9 ~ 2.0을 만족할 수 있다.

[수학식 2]

만일 수학식 2의 값이 0.25 미만일 경우 상대적으로 신뢰성 지지층이 매우 얇아지게 되어 반사편광필름에 발생할 수 있는 주름이나 굴곡 등의 외관변화를 방지하기 어려울 수 있고, 반사편광 필름이 쉽게 찢어지는 등의 손상을 방지하기 어려울 수 있다. 또한, 만일 수학식 2의 값이 4를 초과하는 경우 신뢰성 지지층의 두께가 너무 두꺼워져 휘도 등의 광학적 물성의 저하가 커지는 문제점이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합 반사편광 필름의 각 구성에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 반사편광 필름(200)에 대해 설명한다.

본 발명의 바람직한 일구현예에 포함되는 반사편광 필름은 동일 출원인에 의한 대한민국 특허출원 제2013-0169215호 및 대한민국 특허출원 제2013-0169217호가 참조로 삽입될 수 있다.

상기 반사편광 필름(200)은 기재 내부에 폴리머가 분산된 통상의 폴리머 분산형 반사편광 필름일 수 있다. 상기 통상의 폴리머 분사형 반사편광 필름은 도 3과 같은 봉상형 폴리머를 포함하는 공지 관용의 반사형 편광필름일 수 있어 본 발명은 기재내 분산된 폴리머의 형상, 폴리머의 개수, 분산 형태 등에 대해서는 특별히 한정하지 않는다.

다만, 상술하였듯이, 종래의 기재 내부에 폴리머가 분산된 반사편광 필름은 빛샘, 휘선 보임 현상, 광시야각이 좁으며, 광손실을 최소화 할 수 없어 휘도가 저하되는 문제점이 있었다.

이에 따라 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 반사편광 필름은 기재 및 상기 기재 내부에 포함되어 외부에서 조사되는 제1 편광을 투과시키고 제2 편광을 반사시키기 위한 복수개의 분산체를 포함하며, 복수개의 분산체는 상기 기재와 적어도 하나의 축방향으로 굴절율이 상이하고, 상기 기재 내부에 포함된 복수개의 분산체 중 80% 이상이 길이방향의 수직단면을 기준으로 장축길이에 대한 단축길이의 종횡비가 1/2 이하이며, 상기 종횡비가 1/2 이하인 분산체들은 단면적에 따라 적어도 3개의 그룹에 포함되고, 상기 그룹 중 제1 그룹의 분산체 단면적은 0.2 ~ 2.0㎛²이며, 제2 그룹의 분산체 단면적은 2.0㎛² 초과부터 5.0㎛² 이하이고, 제3 그룹의 분산체 단면적은 5.0㎛² 초과부터 10.0㎛² 이하이며, 상기 제1 그룹 내지 제3 그룹의 분산체는 랜덤하게 배열될 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 다른 일구현예에 따르면, 상기 반사편광 필름은 코어층을 보호하기 위해 상기 코어층의 적어도 일면에 형성된 일체화된 스킨층을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 다른 일구현예에 따르면, 반사편광 필름은 상술한 기재 및 상기 기재내부에 포함되고, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 조건들을 만족하는 복수개의 분산체를 포함하는 반사편광 필름을 코어층으로 하고, 상기 코어층의 적어도 일면에 형성된 일체화된 스킨층을 포함하는 구조일 수 있고, 스킨층을 더 구비함을 통해 코어층 보호에 기여할 수 있다.

스킨층을 포함하지 않는 일구현예와 스킨층을 포함하는 다른 일구현예에 따른 반사편광 필름은 용도상에서 차이가 있을 수 있고, 디스플레이 등 각종 범용적 액정표시장치에는 스킨층을 포함하는 반사편광필름을 사용함이 바람직할 수 있으며, 휴대용 액정표시장치, 예를 들어 휴대용 전자기기, 스마트 전자기기, 스마트폰의 경우 스킨층을 포함하지 않는 반사편광필름을 사용함이 바람직할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

한편, 본 발명에 따른 복합 반사편광 필름은 반사편광 필름의 일면에 후술하는 신뢰성 지지층을 포함함에 따라 코어층 보호를 위한 스킨층을 구비하지 않아도 코어층 보호의 목적을 달성할 수도 있다.

이하, 스킨층을 포함하는 반사편광필름을 중심으로 반사편광필름에 대해 구체적으로 설명한다.

구체적으로 도 6은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 기재내부에 분산체가 랜덤하게 분산된 반사편광 필름의 단면도이다. 구체적으로 기재(211) 내부에 복수개의 분산체(212 ~ 217)들이 랜덤하게 분산되어 배열된 코어층(210) 및 상기 코어층의 적어도 일면에 일체로 형성된 스킨층(220)을 나타낸다.

먼저, 코어층(210)을 설명한다.

상기 코어층은 상기 기재 내부에 포함된 복수개의 분산체 중 80% 이상은 길이방향의 수직단면을 기준으로 장축길이에 대한 단축길이의 종횡비가 1/2 이하여야 하고 보다 바람직하게는 90% 이상이 상기 종횡비 값이 1/2 이하를 만족하여야 한다.

구체적으로 도 7은 본 발명의 바람직한 일구현예에 사용되는 분산체의 길이방향의 수직단면으로서, 장축길이를 a라 하고 단축길이를 b라 했을 때 장축길이(a)와 단축길이(b)의 상대적인 길이의 비(종횡비)가 1/2 이하여야 한다. 다시 말해 장축길이(a)가 2일 때 단축길이(b)는 그 1/2인 1보다 작거나 같아야 하는 것이다. 만일 장축길이에 대한 단축길이의 비가 1/2보다 큰 분산체가 전체 분산체의 개수 중 20% 이상으로 포함되는 경우에는 원하는 광학물성을 달성하기 어렵다.

상기 종횡비가 1/2 이하인 분산체는 단면적이 상이한 3개 이상의 그룹을 포함한다. 구체적으로 도 6에서 단면적이 가장 작은 제1 그룹의 분산체(202, 203)와 단면적이 중간크기를 갖는 제2 그룹의 분산체(204, 205) 및 단면적이 가장 큰 제3 그룹(206, 207)의 분산체들을 모두 포함하여 랜덤하게 분산된다. 이 경우 제1그룹의 단면적은 0.2 ~ 2.0㎛²이고, 제2 그룹의 단면적은 2.0 ㎛²초과부터 5.0㎛²이하이며, 제3 그룹의 단면적은 5.0㎛²초과부터 10.0㎛²이하이며, 제1 그룹의 분산체, 제2 그룹의 분산체 및 제3 그룹의 분산체는 랜덤하게 배열된다. 만일 제1 ~ 제3 그룹의 분산체 중 어느 한 그룹의 분산체를 포함하지 않는 경우에는 원하는 광학물성을 달성하기 어렵다(표 1 참조).

이 경우 바람직하게는 상기 종횡비가 1/2 이하인 분산체 중 제3 그룹의 분산체의 개수는 10% 이상일 수 있다. 만일 10% 미만이면 광학적 물성향상이 미흡해질 수 있다. 보다 바람직하게는상기 종횡비가 1/2 이하인 분산체 중 제1 그룹에 해당하는 분산체의 개수는 30 ~ 50%를 만족하고 제3 그룹에 해당하는 분산체의 개수가 10 ~ 30%일 수 있으며 이를 통해 광학물성을 향상시킬 수 있다(표 1 참조)

한편, 보다 바람직하게는 제1 그룹의 분산체의 개수/제 3그룹의 분산체의 개수가 3 ~ 5 값을 갖는 경우 광학물성을 극대화하는데 매우 유리할 수 있다(표 1 참조)

바람직하게는 상기 종횡비가 1/2 이하인 분산체 중 제2 그룹에 해당하는 분산체의 개수는 25 ~ 45%를 만족할 수 있다. 또한 상기 제1 ~ 제3 분산체의 단면적의 범위를 벗어나는 분산체가 기 종횡비가 1/2 이하인 분산체에 잔량으로 포함될 수 있다. 이를 통해 종래의 분산형 반사편광 필름에 비하여 휘선보임 현상이 개선되면서도 광시야각이 넓고 광손실을 최소화하면서도 휘도향상을 극대화광시야각이 넓고 광손실을 최소화하면서도 휘도향상을 극대화할 수 있다.

도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 반사 편광필름의 사시도로서, 코어층(210)의 기재(201) 내부에 복수개의 랜덤 분산체(208)가 길이방향으로 신장되어 있으며, 스킨층(220)는 코어층(210)의 상부 및/또는 하부에 형성된다. 이 경우 상기 랜덤 분산체(208)는 각각 다양한 방향으로 신장될 수 있지만, 바람직하게는 어느 일 방향으로 평행하여 신장되는 것이 유리하며, 보다 바람직하게는 외부광원에서 조사되는 광에 수직하는 방향으로 신장체간에 평행하게 신장되는 것이 광변조 효과를 극대화하는데 효과적이다.

본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 기재내부에 포함되는 분산체(제1 성분)와 기재(제2 성분)간에 복굴절 계면이 형성될 수 있다. 구체적으로, 기재내부에 분산체를 포함하는 반사편광 필름에 있어서, 기재와 분산체 간의 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 기재의 굴절률이 분산체의 굴절률과 실질적으로 일치되는 경우, 이러한 축에 평행한 전기장으로 편광된 입사광은 분산체의 부분의 크기, 모양 및 밀도와 상관없이 산란되지 않고 분산체를 통과할 것이다. 또한, 그 축에 따른 굴절률이 실질적으로 일치되는 경우, 광선은 실질적으로 산란되지 않고 물체를 통해 통과한다. 보다 구체적으로, 제1편광(P파)는 기재와 분산체의 경계에 형성되는 복굴절 계면에 영향을 받지 않고 투과되나, 제2편광(S파)는 기재와 분산체간의 경계에 형성되는 복굴절성 계면에 영향을 받아 광의 변조가 일어난다. 이를 통해 P파는 투과되고 S파는 광의 산란, 반사 등의 광의 변조가 발생하게 되어 결국 편광의 분리가 이루어지게 되는 것이다.

따라서, 상기 기재와 분산체는 복굴절 계면을 형성하여야 광변조 효과를 유발할 수 있으므로, 상기 기재가 광학적 등방성인 경우, 분산체는 복굴절성을 가질 수 있고, 반대로 상기 기재가 광학적으로 복굴절성을 갖는 경우에는 분산체는 광학적 등방성을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 분산체의 x축 방향의 굴절율이 nX₁, y축 방향의 굴절율이 nY₁ 및 z축 방향의 굴절율이 nZ₁이고, 기재의 굴절율이 nX₂, nY₂ 및 nZ₂일 때, nX₁과 nY₁ 사이의 면내 복굴절이 발생할 수 있다. 더욱 바람직하게는 기재와 분산체의 X, Y, Z축 굴절율 중 적어도 어느 하나가 상이할 수 있으며, 보다 바람직하게는 신장축이 X축인 경우 Y축 및 Z축 방향에 대한 굴절율의 차이가 0.05 이하이고, X축 방향에 대한 굴절율의 차이가 0.1 이상일 수 있다. 한편 통상적으로 굴절율의 차이가 0.05 이하이면 정합으로 해석된다.

또한, 본 발명에서 코어층의 두께는 20 ~ 350㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50 ~ 250㎛일 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 구체적인 용도 및 스킨층의 포함여부, 스킨층의 두께에 따라 코어층의 두께는 달리 설계될 수 있다. 또한 전체 분산체의 개수는 32인치를 기준으로 기재의 두께가 120㎛일 때 25,000,000 ~ 80,000,000 개일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

다음으로, 코어층의 적어도 일면에 포함될 수 있는 스킨층(220)에 대해 설명한다.

상기 스킨층 성분은 통상적으로 사용되는 성분을 사용할 수 있으며, 통상적으로 반사편광 필름에서 사용되는 것이라면 제한없이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 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) 및 사이크로올레핀폴리머를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며 보다 바람직하게는 디메틸-2,6-나프탈렌 디카르복실레이트, 디메틸테레프탈레이트 및 에틸렌글리콜, 싸이크로헥산디메탄올(CHDM) 등의 단량체들이 적절하게 중합된 co-PEN일수 있다.

본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 스킨층의 두께는 10 ~ 500㎛일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

한편, 스킨층이 형성되는 경우 코어층(210)과 스킨층(220) 사이에도 일체로 형성된다. 그 결과 접착층으로 인한 광학물성의 저하를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 한정된 두께에 보다 많은 층을 부가할 수 있어 광학물성을 현저하게 개선시킬 수 있다. 나아가, 스킨층은 코어층과 동시에 제조된 후 연신공정이 수행되므로 종래의 코어층 연신 후 미연신 스킨층을 접착시킬 때와는 달리 본 발명의 스킨층은 적어도 하나의 축방향으로 연신될 수 있다. 이를 통해 미연신 스킨층에 비하여 표면경도가 향상되어 내스크래치성이 개선되며 내열성이 향상될 수 있다.

다음으로, 상술한 반사편광 필름(200)의 상부면에 형성된 광 확산층(100)에 대해 설명한다.

상기 광 확산층(100)은 집광효과를 극대화하고 표면에서 난반사를 방지하여 휘도를 현저하게 향상시키게 할 수 있으며, 빛의 산란을 통한 복합 반사편광 필름의 헤이즈값을 증가시켜 필름내에 이물이 시현되는 외관 불량을 최소화 시킬 있다. 상기 광 확산층(100)은 반사편광 필름(200) 상에 형성되거나 반사편광 필름(200)상에 형성된 접착층(미도시)상에 형성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 광 확산층(100)은 미세패턴을 포함할 수 있다. 상기 미세패턴은 휘도를 향상시키고, 집광효과를 향상시킬 수 있는 미세패턴이라면 구체적 구조에 있어 특별한 제한은 없으나, 보다 바람직하게는 상기 미세패턴은 프리즘, 렌티큘러, 마이크로 렌즈, 삼각뿔 및 피라미드 패턴으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 패턴을 포함할 수 있고, 이들 각각이 단독으로 패턴을 형성하거나 조합되어 형성될 수 있으며, 보다 바람직하게는 렌티큘러, 마이크로 렌즈, 프리즘 중 어느 하나 이상일 수 있고, 보다 더 바람직하게는 모든 물성을 동시에 만족시킬 수 있는 마이크로 렌즈일 수 있다.

구체적으로 도 9는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합 반사편광 필름의 사시도로서, 반사편광 필름은(200)은 기재 내부에 복수개의 분산체가 길이방향으로 신장되어 있고 이들은 코어층(210)을 형성한다. 이 경우 상기 분산체는 각각 다양한 방향으로 신장될 수 있지만, 바람직하게는 어느 일 방향으로 평행하여 신장되는 것이 유리하며, 보다 바람직하게는 외부광원에서 조사되는 광에 수직하는 방향으로 신장체간에 평행하게 신장되는 것이 광변조 효과를 극대화하는데 효과적이다. 상기 반사편광 필름(200)의 상부에 형성된 광 확산층(100)은 미세패턴을 포함함을 통해 향상된 집광기능 및 휘도 향상 기능을 수행할 수 있고, 도 9는 렌티큘러 패턴을 포함하는 광 확산층(110)을 나타낸다.

상기 렌티큘러 패턴에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 렌티큘러의 높이(h)는 10 ~ 50㎛일 수 있다. 만일 렌티큘러 패턴의 높이가 10㎛ 미만이면 패턴 구현이 어려운 문제가 발생할 수 있고 50㎛를 초과하면 광의 전반사량 증가로 인해 휘도가 감소하는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 렌티큘러의 피치는 20 ~ 100㎛일 수 있다. 만일 렌티큘러 패턴의 피치가 20㎛ 미만이면 단위면적당 필름의 골부분의 증가로 인하여 렌즈 형상의 집광효과가 다소 떨어지며, 형상가공의 정밀도의 한계와 패턴형상이 지나치게 좁아 패턴 구현이 어려운 문제가 발생할 수 있고 100㎛를 초과하면 패턴구조물과 패널간의 모아레 발생 가능성이 매우 커지게 된다.

한편, 렌티큘러 렌즈 당, 타원단면의 단축반경을 c라 하고, 장축반경을 d라 정의할 때, 장축/단축(b/a)의 비가 1.0 내지 3.0을 충족할 수 있다. 만일 장축/단축(d/c)의 비율이 상기 범위를 벗어나면, 복굴절 편광층을 통과하는 광에 대한 휘선은폐 효율이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 렌티큘러 렌즈의 높이 h를 정의함에 있어서, 렌즈 하단부 양 끝점에서의 접선각도 α는 30 ~ 80° 사이를 충족해야 한다. 이때, α가 30°보다 작으면, 휘선은폐 효율이 떨어지고, 80°보다 크면, 렌즈패턴의 제작이 어려워지는 문제가 있다. 렌티큘러 렌즈의 단면형상이 삼각형일 경우에는 휘선은폐 효과를 위해서 꼭지점 각도 θ가 90~120°를 충족하는 것이 좋다.

또한, 렌티큘러 형상은 도 9와 같이 동일한 높이와 피치를 갖는 패턴으로 형성되거나, 도 10과 같이 상이한 높이와 피치를 갖는 렌티큘러 패턴(111)들이 혼재될 수 있다.

한편, 도 11은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합 반사편광 필름의 사시도로써, 광 확산층(112)은 마이크로 렌즈 패턴을 포함하고 있다. 마이크로 렌즈 패턴에 대해 구체적으로 설명하면, 마이크로 렌즈의 높이는 10 ~ 50㎛일 수 있다. 만일 마이크로 렌즈 패턴의 높이가 10㎛ 미만이면 집광효과가 다소 떨어지며 패턴 구현도 어려운 문제가 발생할 수 있고 50㎛를 초과하면 모아레현상이 발생하기 쉽고, 화상에 패턴이 보이는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 마이크로 렌즈의 직경은 20 ~ 100㎛일 수 있다. 바람직하게는 30 ~ 60㎛일 수 있다. 상기 범위에서 외관특성이 양호하면서 마이크로 렌즈의 집광기능 및 광확산 특성이 우수할 수 있고 실제 제작이 용이할 수 있다. 만일 마이크로 렌즈 패턴의 직경이 20㎛ 미만이면 유효하지 않은 각도에서 입사되는 입사광에 대하여 낮은 집광효율을 보이는 문제가 발생할 수 있고 100㎛를 초과하면 수직광에 대한 집광효율이 저하되며, 또한 모아레 현상 문제가 발생할 수 있다.

또한, 마이크로 렌즈 패턴 역시 도 11과 같이 동일한 높이와 직경을 갖는 패턴으로 형성되거나, 도 12와 같이 상이한 높이와 직경을 갖는 마이크로 렌즈 패턴(113)들이 혼재될 수 있다. 이러한 마이크로 렌즈 패턴은 렌즈의 밀집도(Density), 함침도(Aspect Ratio)에 따라 광특성이 많이 차이가 있기 때문에 밀집도를 최대한 올리며, 함침도는 1/2을 갖는 것이 이상적이다.

한편, 도 13은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합 반사편광 필름의 사시도로써, 광 확산층(113)은 프리즘 패턴을 포함하고 있다. 상기 프리즘 패턴 에 대해 구체적으로 설명하면, 프리즘의 높이(a)는 10 ~ 50㎛일 수 있다. 만일 프리즘 패턴의 높이가 10㎛ 미만이면 프리즘 패턴부의 형상을 제조할 때 베이스 필름이 압력에 손상을 받을 수 있고, 50㎛를 초과하면 광원으로 입사되는 광의 투과율이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 프리즘의 피치(b)는 20 ~ 100㎛일 수 있다. 만일 프리즘 패턴의 피치가 20㎛ 미만이면 인각이 잘 안되며, 패턴층 구현 및 제조공정이 복잡한 문제가 발생할 수 있고 100㎛를 초과하면 모아레 현상이 발생하기 쉽고, 화상에 패턴이 보이는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 프리즘 형상은 도 13과 같이 동일한 높이와 피치를 갖는 패턴(113)으로 형성되거나, 도 14와 같이 상이한 높이와 피치를 갖는 프리즘 패턴(115)들이 혼재될 수 있다. 이러한 프리즘 패턴은 베이스 필름 보다 굴절률이 높은 물질로 이루어질 수 있는데, 이는 베이스 필름의 굴절률이 더 높은 경우 베이스 필름의 후면으로 입사된 광의 일부가 프리즘 패턴의 표면에서 전반사 되어 프리즘 구조로 입사되지 못할 수 있기 때문이다. 상기 프리즘 형상은 바람직하게는 선형 프리즘 형상이며 수직 단면은 삼각형이며 상기 삼각형은 하부면과 대향하는 꼭지점이 60 ~ 110°의 각을 이루는 것이 바람직하다.

상술한 미세패턴을 포함하는 광 확산층은 광경화성 고분자 수지 또는 열경화성 고분자 수지 중 적어도 하나의 고분자 수지를 포함하여 경화되어 형성된 것일 수 있다. 상기 고분자 수지의 바람직한 일예로 열경화성 또는 광경화성 아크릴 수지 등을 포함하는 고분자 수지가 사용될 수 있다. 다만, 광 확산층에 구체적으로 포함되는 미세패턴의 형상에 따라 사용되는 고분자 수지의 종류는 달리 변경하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 프리즘 패턴에는 불포화 지방산 에스테르, 방향족 비닐 화합물, 불포화 지방산과 그 유도체, 메타크릴나이트릴과 같은 비닐 시아나이드 화합물 등을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 우레타닉 아크릴레이트, 메타크릴릭 아크릴레이트 수지 등이 사용될 수 있다. 또한 광확산층은 반사편광 필름보다 굴절률이 높은 물질로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 광 확산층은 비드코팅층을 포함할 수 있다. 구체적으로 도 15 내지 도 17은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 광확산층의 단면도로써, 상기 비드 코팅층은 비드(108)가 수지층(107)에 포함된 코팅층(도 15 참조)일 수도 있으며, 수지층 상부에 비드의 일부분이 매립되어 형성(도 16 참조), 수지층의 상부면에 비드가 부착(도 17 참조) 및/또는 반사편광필름의 상부면에 수지층 없이 비드가 직접 부착되어 형성된 것일 수 있다. 상기 비드의 직경은 0.1 ~ 100㎛ 일 수 있고, 이러한 직경을 만족하는 비드가 포함될 경우 우수한 광학적 물성을 구현할 수 있다. 비드코팅층에서 비드의 밀도, 비드 간의 간격은 목적하는 광학적 물성에 따라 달리 설계할 수 있어 본 발명에서는 특별히 한정하지는 않는다. 다만, 비드 간의 간격이 너무 적으면 단위면적당 포함되는 비드의 수가 증가함에 따라 광투과 특성이 불리할 수 있어 비드간의 간격은 약 1㎛ 이상인 것이 바람직할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 비드는 유기비드 및 무기 비드 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 예를 들어 유기 비드로는 아크릴, 스티렌, 멜라민 포름알데하이드, 프로필렌, 에틸렌, 실리콘, 우레탄, 메틸(메타) 아크릴레이트, 폴리카보네이트 등의 모노머를 사용하여 얻어지는 호모폴리머 또는 코폴리머 등이 예시될 수 있다. 상기 무기 비드로는 실리카, 지르코니아, 탄산칼슘, 황산바륨, 티타늄 산화물 등이 예시될 수 있다.

상기 수지층을 구성하는 수지는 본 발명에서 특별히 한정하지는 않으나, UV 경화성 물질일 수 있고, (메타)아크릴레이트 또는 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머로는, 예컨대 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 테트라하이드로퍼퓨릴(메타)아크릴레이트, 부톡시 에틸(메타)아크릴레이트, 에틸디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 사이클

로헥실(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 디싸이클로펜타디엔(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메틸트리에틸렌디글리콜(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, N-비닐피롤리돈, N-비닐카프로락탐, 디아세톤아크릴아마이드, 이소부톡시메틸(메타)아크릴아마이드, N,N-디메틸(메타)아크릴 아마이드, t-옥틸(메타)아크릴아마이드, 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 아크릴로일몰포린, 디싸이클로펜테닐(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타) 아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리옥시에틸(메타)아크릴레이트, 트리싸이클로데칸디메탄올디 (메타)아크릴레이트, 디싸이클로데칸디메탄올디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디싸이클로펜탄디(메타)아크릴레이트, 디싸이클로펜타디엔디(메타)아크릴레이트 등일 수 있고, 상기 열거된 물질을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

또한, 상기 열거된 수지 이외에 첨가제를 더 포함할 수 있고, 상기 첨가제로는 윤활성이 높은 물질이 적용될 수 있다. 예를 들면, 실리콘계 첨가제 및 불소계 첨가제 중 적어도 하나가 적용될 수 있다. 구체적으로, 실리콘기(silicon group)를 가지는 반응성 모노머 혹은 반응성 올리고머(예컨대, 실리콘기 함유 비닐 화합물, 실리콘기 함유 (메타)아크릴레이트 화합물, (메타)아크릴옥시기 함유오가노실록산, 실리콘 폴리아크릴레이트 등), 불소기(fluorine group)를 가지는 반응성 모노머 혹은 반응성 올리고머(예컨대, 플루오로알킬기 함유 비닐 화합물, 플루오로알킬기 함유 (메타)아크릴레이트 화합물, 불소 폴리아크릴레이트 등), 실리콘기 혹은 불소기를 가지는 수지(예컨대, 폴리디메틸실록산, 불소 중합체 등), 실리콘기혹은 불소기를 가지는 계면활성제나 오일(예컨대 디메틸 실리콘 오일 등) 등이 단독 또는 혼합되어 적용될 수 있다.

상기 UV 경화성 물질과 첨가제의 함량비는 100 중량부 : 0.001중량부 내지 100중량부 : 10중량부의 범위일 수 있고, 바람직하게는 100중량부 : 0.01중량부 내지 100중량부 : 5중량부일 수 있다.

또한, 상기 UV 경화성 물질과 첨가제 외에 광개시제를 더 포함할 수 있다. 상기 광개시제는 벤질 케탈류, 벤조인 에테르류, 아세토페논 유도체, 케톡심 에테르류, 벤조페논, 벤조 또는 티옥산톤계 화합물 중 선택된 1종 이상의 자유라디칼 개시제, 오늄 염(onium salts), 페로세늄 염(ferrocenium salts), 및 디아조늄 염(diazonium salts) 중 선택된 1종 이상의 양이온성 개시제, 또는 이들의 혼합물일 수 있다.

이상으로 상술한 미세패턴의 구체적인 형상에 따라 광 확산층을 통해 복합 반사편광 필름에서 발현되는 물성의 정도가 달라질 수 있는데, 구체적으로 미세패턴이 프리즘 및/또는 렌티큘러 형상일 경우 집광효과를 더욱 극대화 시킬 수 있는 반면에 복합 반사편광 필름의 헤이즈값 증가가 마이크로렌즈 형상일 경우에 비해 상대적으로 저하될 수 있다. 또한, 상기 광 확산층이 미세패턴을 포함하지 않고, 비드코팅층일 경우 복합 반사편광 필름의 헤이즈 값을 현저히 증가시켜 매우 우수한 표면 외관 품질을 구현시킬 수 있는 반면에 광투과율이 현저히 저하되어 집광효과, 휘도 등 광학적 특성은 미세패턴, 바람직하게는 상기 미세패턴이 마이크로 렌즈 형상일 때에 비해 현저히 감소할 수 있다. 따라서, 요구되는 목적 물성에 따라 상기 광 확산층의 형상은 달리 선택할 수 있으나, 집광, 휘도 등의 광학적 특성뿐만 아니라 복합 반사편광 필름의 헤이즈 값 증가를 통한 표면 외관 품질 향상을 동시에 발현시키기 위해서는 광확산층이 마이크로 렌즈 형상의 미세패턴을 포함하는 것이 보다 바람직할 수 있다.

한편, 상기 반사편광 필름(200) 스킨층(220a)의 상부면에 프라이머층(미도시)이 선택적으로 형성될 수 있다. 이를 통해 광 확산층(100) 이 라미네이션될 때 부착력, 외관, 전광특성의 개선할 수 있다. 이의 재료로는 아크릴, 에스테르, 우레탄 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 접착층은 다른 층에 비해 얇게 형성될 수 있고, 접착층의 두께를 조절하여, 광 투과율을 향상시킬 수 있고 이와 더불어 반사율을 낮출 수 있다. 이러한 접착층의 두께는 5nm 내지 300nm일 수 있다. 만일 접착층의 두께가 5nm 미만이면, 반사편광 필름과 광확산층 간의 접착력이 미미할 수 있으며, 접착층의 두께가 300nm를 초과하면 접착제 처리시 얼룩이나 분자의 뭉침이 발생할 수 있다.

다음으로, 반사편광 필름(200)의 하부면에 형성된 신뢰성 지지층(300)에 대해 설명한다.

상기 신뢰성 지지층(300)은 기재내 분산된 폴리머를 포함하는 반사편광 필름이 백라이트 유닛 등을 제조하기 위한 여러 공정에서 발생하는 열 신뢰성 저하를 현저히 개선시키고, 헤이즈를 향상시켜 이물이 외관으로 시현되거나 외관에 휘선 등이 시현되는 외관 불량을 현저히 개선시키는 동시에 신뢰성 향상을 위해 별도의 구성이 포함될 때 발생할 수 있는 휘도 감소를 최소화 할 수 있다.

본 발명의 설명에 있어서 복합 반사편광 필름의 신뢰성이란, 반사편광필름은 통상적으로 그 재질의 특성상 열팽창계수가 매우 높아서 복합반사편광필름, 백라이트 유닛 등의 모듈 제조공정 및/또는 이를 응용한 제품의 고온 다습한 환경에서 고온에 의해 반사편광 필름의 표면이 커튼과 같은 주름, 굴곡 등의 외관변화 및/또는 이에 따른 휘도저하 등의 광학적 물성에 영향이 없는 것을 비롯하여 외관에 주름, 굴곡이 생김으로써 주름의 산부분과 골 부분 간의 공극차이 발생으로 인한 패널 얼룩짐현상이 없고, 반사편광 필름이 적어도 하나의 축으로 연신될 경우 연신된 방향으로 쉽게 찢어지거나 손상되는 등의 외관 손상이 없는 것을 모두 포함하는 의미이다.

한편, 본 발명에 따른 복합 반사편광 필름은 상술한 것과 같은 신뢰성을 현저히 향상시키는 동시에 휘도 등의 광학적 물성 유지를 위해, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 신뢰성 지지층은 70~80℃ 온도 구간에서 열팽창 계수가 4 ~ 35 ㎛/m·℃를 만족할 수 있고, 보다 바람직하게는 70~80℃ 온도 구간에서 열팽창 계수가 10 ~ 25 ㎛/m·℃를 만족할 수 있다. 이를 만족함에 따라 복합반사편광필름, 백라이트 유닛 등의 모듈 제조공정 및/또는 이를 응용한 제품의 고온 다습한 환경에서도 고온에 의해 반사편광 필름에 주름, 굴곡 등의 외관변화 및/또는 이로 인해 발생하는 광학적 특성 저하를 방지함에 따라 우수한 복합반사 편광필름이 우수한 신뢰도를 갖게 할 수 있다. 만일 상기 범위를 만족하지 못하는 경우 목적하는 광학특성, 신뢰도 및 표면 외관 불량방지 등의 물성을 구현시키지 못할 수 있는 문제점이 있을 수 있고, 구체적으로 70~80℃ 온도 구간에서 열팽창 계수가 35 ㎛/m·℃를 초과하는 경우 이러한 문제점이 더욱 심화될 수 있어 복합 반사편광 필름으로 백라이트 유닛에 사용되지 못할 수 있는 문제점이 있고, 열팽창 계수가 4㎛/m·℃ 미만인 경우 신뢰성 측면에서는 우수하나, 이러한 열적 특성을 갖는 신뢰성 지지층은 광학적 특성을 매우 저하시킬 수 있고, 통상적으로 광학필름에 요구되는 광학적 특성을 보유하면서 열팽창 계수가 4㎛/m·℃ 미만인 재질은 개발된 제품이 거의 없이며, 개발되었더라도 매우 고가여서 제품원가상 신뢰성 지지층으로 사용되기 매우 어렵다.

한편, 신뢰성 지지층의 재질은 본 발명에 따른 관계식 1을 만족하는 경우 특별한 제한은 없으나 바람직하게는 광학적 특성, 내열성, 내화학성, 기계적 물성 및 경제성 등을 고려하여 폴리에스테르계 수지일 수 있다. 상기 폴리에스테르계 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴레부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리헥실렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌-1,2-비스(페녹시) 에탄-4,4'-디카르복실레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트/ 네페프탈레이트 공중합체, 폴리부틸렌테레프탈레이트/ 이소프탈레이트 공중합체 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트/데칸-디카르복실레이트 공중합체 등으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 한가지 성분을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 개질된 폴리에틸렌테레프탈레이트일 수 있고, 보다 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)일 수 있다. 상기 개질된 폴리에틸렌테레프탈레이트에 대한 비제한적인 예로써, 단량체로 디올성분인 에틸렌글리콜 및 산성분으로 테레프탈산에 이외에 설폰화된 금속염을 더 포함할 수 있으며, 일예로써, 디메틸 설퍼이소프탈레이트 소듐염 등이 있을 수 있다. 또한, 테레프탈산 이외의 방향족 다가 카르복실산을 단량체로 더 포함할 수 있으며, 이에 대한 일예로써 디메틸테레프탈레이트, 이소프탈레이트 및 디메틸이소프탈레이트 중 어느 하나 이상일 수 있다. 나아가, 디올 성분으로 에틸렌글리콜을 제외한 디올성분이 단량체로 더 포함될 수 있으며, 이러한 디올성분의 일예로써, 네오펜틸글리콜, 디에틸렌 글리콜, 네오펜틸글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올 등일 수 있다. 상기 개질된 폴리에틸렌테레프탈레이트의 구체적인 조성 및 조성비는 본 발명에서 특별히 한정되지 않는다.

또한, 상기 신뢰성 지지층은 향상된 강도, 치수안정성, 내열성 등의 물성을 더 발현하기 위해 적어도 하나의 방향으로 연신된 필름일 수 있고, 보다 바람직하게는 이축 연신된 필름일 수 있으며, 보다 더 바람직하게는 이축 연신 후 175 ~ 225℃로 열고정시킨 필름일 수 있고, 보다 더욱 바람직하게는 이축 연신 후 열고정 시킨 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 신뢰성 지지층의 두께는 10 ~ 300 ㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 60 ~ 200㎛, 보다 더 바람직하게는 80 ~ 200㎛를 가질 수 있다. 이를 통해 신뢰성 지지층을 포함시킴으로써 발생할 수 있는 휘도 저하를 최소화하면서도 동시에 목적하는 신뢰도 등의 복합 반사편광 필름의 물성을 구현할 수 있다. 만일 신뢰성 지지층의 두께가 10㎛ 미만인 경우 목적하는 신뢰도를 구현시킬 수 없을 수 있고, 후술할 집광층을 통해 신뢰도 보완한다고 하더라도 목적하는 신뢰도를 구현하기 위해 두께가 두꺼운 집광층을 사용해야 되며 이에 따라 휘도가 현저히 감소될 수 있으며, 반사편광 필름의 외관에 이물이 시현되는 것을 커버하지 못할 수 있다. 또한, 만일 신뢰성 지지층의 두께가 300㎛를 초과하는 경우 높은 신뢰도를 구현할 수 있는 반면에 휘도가 현저히 저하될 수 있고, 복합 반사편광 필름이 포함되는 백라이트 유닛과 같은 제품을 고려 시에 복합 반사편광 필름은 한정된 두께를 갖을 수밖에 없으나 신뢰성 지지층의 두께 상승으로 후술할 집광층의 두께가 줄어들어 목적하는 집광층에 따른 효과를 구현시키지 못할 수 있는 문제점이 있다. 다만, 상술한 신뢰성 지지층의 바람직한 두께 범위에 제한되는 것은 아니며, 사용되는 반사편광 필름의 두께 및 후술하는 집광층에서의 지지부 두께범위에 따라 달리 조정될 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 반사편광 필름과 신뢰성 지지층 사이에 접착력 강화를 위한 제1 프라이머층을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 프라이머층은 광경화성 고분자 수지 또는 열경화성 고분자 수지 중 적어도 하나의 고분자 수지를 포함하여 경화되어 형성된 것일 수 있다. 이러한 고분자 수지의 구체적인 종류로서, 프라이머층으로 인한 휘도 감소를 최소화할 수 있는 고분자 수지라면 제한 없이 사용될 수 있으며, 이의 재료로는 실리콘계, 우레탄계, 실리콘-우레탄 하이브리드 구조의 SU폴리머, 아크릴계, 이소시아네이트계, 폴리비닐알코올계, 젤라틴계, 비닐계, 라텍스계, 폴리에스테르계, 수계 폴리에스테르계 등으로 분류되는 고분자 물질을 함유하는 고분자 수지일 수 있다. 이에 대한 비제한적인 예로써, 올리고머 및 모노머를 약 20~80%: 80~20%의 중량 비율로 함유하는 UV 경화성 접착 조성물일 수 있다.

상기 올리고머로는 우레탄, 에폭시아크릴레이트, 및 폴리에스터 계열로부터 선택된 하나 이상의 올리고머가 적용될 수 있다. 상기 모노머로는 6,5,4,3,2,1관능기를 갖는 DPHA(Dipentaerythritol Hexaacrylate), DPPA(Dipentaerythritol Pentaacrylate), TMPTA(trimethylolpropane triacrylate), TMPTMA(Trimethylol propane triacrylate), HDDA(Hexanedioldiacrylate), DPGDA(Dipropylene Glycol Diacrylate), TPGDA(Tripropylene Glycol Diacrylate), 페녹시에틸아크릴레이트(PEA), 이소보닐메타아크릴레이트(IBOA), 2-Hydroxyethyl Methacrylate(2-HEMA), 및 2-hydroxyethyl acrylate (2-HEA)에서 선택된 하나 이상의 모노머가 적용될 수 있다. 더 구체적으로 이에 대한 비제한적인 예로써, 상기 모노머로서 DPAH(5~30%), DPPA(5~30%), TMTPA(3~20), PEA(10~50%), IBOA(10~40%), 2-HEMA(1~10), 2-HEA (1~10%), 및 기타 모노머(1~30%)를 포함할 수 있다.

상기 제1 프라이머층은 두께가 다른 층에 비해 얇게 형성될 수 있고, 제1 프라이머층의 두께를 조절하여, 광 투과율을 향상시킬 수 있고 이와 더불어 반사율을 낮출 수 있다. 이러한 제1 프라이머층의 두께는 1㎛ 내지 10㎛일 수 있다. 만일 제1 프라이머층의 두께가 1㎛ 미만이면, 반사편광 필름과 신뢰성 지지층 간의 접착력이 미미할 수 있으며, 제1 프라이머층의 두께가 10㎛를 초과하면 제1 프라이머층 처리시 얼룩이나 분자의 뭉침이 발생할 수 있다.

다음으로 복합 반사편광 필름에서 신뢰성 지지층(300)의 하부면에 형성된 집광층(600)에 대해 설명한다.

구체적으로 도 18은 본 발명의 바람직한 일구현예에 포함된 집광층의 사시도로써, 상기 집광층(600)은 지지부(620)를 포함하고, 상기 지지부(620)의 일면에는 프리즘 패턴부(610)가 형성될 수 있고, 상기 프리즘 패턴부(610)는 신뢰성 지지층(미도시)의 하부면 또는 신뢰성 지지층 및 집광층 사이에 개재될 수 있는 제2 프라이머층(미도시)의 하부면과 마주보도록 결합될 수 있다.

먼저, 집광층(600)의 지지부(620)에 대해 설명한다.

상기 지지부(620)는 집광층(600)에 포함된 프리즘 패턴부(610)를 지지하는 역할을 하는 동시에 복합 반사편광 필름의 신뢰성을 더욱 향상시키는 기능을 담당한다. 즉, 집광 기능을 위한 집광층이 복합반사편광 필름에 일체화됨에 따라 집광층은 집광기능뿐만 아니라 복합 반사편광 필름을 지지하는 기능을 동시에 수행할 수 있고, 집광층이 수행하는 지지 기능으로 인해 얇은 두께로 신뢰성 지지층이 구현되어도 복합반사편광 필름은 전체적으로 신뢰성을 유지하는데는 문제가 없을 수 있음에 따라 모든 물성은 동시에 만족시키면서도 백라이트 유닛에 포함되는 광학필름의 박형화에 매우 유리할 수 있다.

상기 지지부(620)는 당업계에서 광학적 물성 향상을 위해 포함시키는 각종 구조화된 패턴을 지지시킬 수 있는 재질인 동시에 광의 투과를 저해시키지 않는 재질인 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 이에 대한 예로써, 폴리카보네이트(polycarbonate) 계열, 폴리술폰(polysulfone) 계열, 폴리아크릴레이트(polyacrylate) 계열, 폴리스티렌(polystyrene) 계열, 폴리비닐클로라이드(poly vinyl chloride) 계열, 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol) 계열, 폴리노르보넨(poly norbornene)계열, 폴리에스테르(poly ester) 계열의 물질을 포함하여 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 다만, 현저히 우수한 지지능력, 제품 단가, 내열성, 광투과도를 고려하여 상기 지지부(620)는 폴리에스테르계 물질을 포함하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 상기 폴리에스테르계 물질은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)일 수 있다. 또한, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름은 적어도 하나의 축방향으로 연신된 필름일 수 있다.

상기 지지부(620)의 두께는 지지부 상에 형성되는 프리즘 패턴부의 높이, 복합 반사편광 필름의 총 두께, 신뢰성 지지층의 두께, 휘도감소 최소화 등 목적하는 물성 등에 따라 달리 설계될 수 있어 특별히 한정하는 것은 아니나, 집광층에 대한 최소의 지지기능 및 신뢰성 지지층과의 상승효과에 따라 복합반사편광 필름의 현저한 신뢰성 향상을 위해 10 ~ 300 ㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30 ~ 200㎛, 보다 더 바람직하게는 80 ~ 150㎛의 두께를 갖는 것이 좋다. 만일 지지부의 두께가 10㎛ 미만일 경우 프리즘 패턴부의 지지기능을 원활히 수행할 수 없을 수 있고, 복합 반사편광 필름의 신뢰도 향상이 미미할 수 있다. 또한, 만일 두께가 300㎛을 초과하는 경우 목적하는 복합 반사편광 필름의 신뢰도 발현에 유리할 수 있으나, 휘도 등 광학적 특성이 현저히 저하되고, 복합 반사편광 필름의 박형화에 매우 바람직하지 못할 수 있다.

다음으로 상술한 지지부(620)의 일면에 형성된 프리즘 패턴부(610)에 대해 설명한다.

상기 프리즘 패턴부는 복합 반사편광 필름의 하부에서 집광기능을 강화시키기 위한 것으로써, 복수의 프리즘을 포함할 수 있다.

구체적으로 도 18은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 집광층의 사시도로써, 지지부(620)상에 형성된 복수개의 프리즘(611, 612) 패턴(610)을 나타낸다.

각 프리즘(611)은 상단의 산부(611a)를 기준으로 양측으로 경사진 프리즘면을 포함한다. 프리즘(611, 612)의 꼭지각은 45° 내지 135°의 범위, 60° 내지 130°의 범위, 또는 85° 내지 105°일 수 있다. 프리즘(611)의 피치는 약 20 내지 100㎛일 수 있고, 높이는 약 10 내지 60㎛일 수 있다. 프리즘(611)은 지지부(620)의 일측으로부터 타측까지 연속적으로 형성될 수 있다. 이웃하는 프리즘(611, 612)은 상호 인접할 수 있지만, 부분적으로 이격될 수도 있다. 여기서, 프리즘(611, 612)이 인접한다는 것은 프리즘의 밑면이 서로 인접하는 것을 의미한다.

프리즘(611, 612)은 지지부(620)의 전체면에 형성될 수 있다. 지지부 (620)가 평면도상 직사각형인 경우, 프리즘(611, 612)의 연장 방향인 제1 방향(X1)은 지지부 (620)의 장변 또는 단변에 평행할 수 있다. 다른 몇몇 실시예에서, 제1 방향(X1)은 각각 지지부 (620)의 장변 및/또는 단변과의 교차각이 예각일 수 있다. 예를 들어, 상기 교차각은 ±5 내지 ±30°의 범위에 있을 수 있다.

상기 프리즘 패턴부(610)는 실리콘계, 우레탄계, 실리콘-우레탄 하이브리드 구조의 SU폴리머, 아크릴계, 이소시아네이트계, 폴리비닐알코올계, 젤라틴계, 비닐계, 라텍스계, 폴리에스테르계, 수계 폴리에스테르계 등을 포함하는 고분자 수지로 형성된 것일 수 있으며, 바람직하게는 열 및/또는 광을 통해 경화되어 형성된 것일 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 신뢰성 지지층과 집광층 사이에는 부착력 강화를 위한 제2 프라이머층을 더 포함할 수 있다.

상기 제2 프라이머층은 광경화성 고분자 수지 또는 열경화성 고분자 수지 중 적어도 하나의 고분자 수지를 포함하여 경화되어 형성된 것일 수 있다. 이러한 고분자 수지의 구체적인 종류로서, 프라이머층으로 인한 휘도 감소를 최소화할 수 있는 고분자 수지라면 제한 없이 사용될 수 있으며, 이의 재료로는 실리콘계, 우레탄계, 실리콘-우레탄 하이브리드 구조의 SU폴리머, 아크릴계, 이소시아네이트계, 폴리비닐알코올계, 젤라틴계, 비닐계, 라텍스계, 폴리에스테르계, 수계 폴리에스테르계 등으로 분류되는 고분자 물질을 함유하는 고분자 수지일 수 있다. 이에 대한 비제한적인 예로써, 올리고머 및 모노머를 약 20~80%:80~20%의 중량 비율로 함유하는 UV 경화성 접착 조성물일 수 있다.

상기 제2 프라이머층은 두께가 다른 층에 비해 얇게 형성될 수 있고, 제2 프라이머층의 두께를 조절하여, 광 투과율을 향상시킬 수 있고 이와 더불어 반사율을 낮출 수 있다. 이러한 제2 프라이머층의 두께는 3㎛ 내지 10㎛일 수 있다.일 수 있다. 만일 제2 프라이머층의 두께가 3㎛ 미만이면, 신뢰성 지지층과 집광층 간의 접착력이 미미할 수 있으며, 제2 프라이머층의 두께가 10㎛를 초과하면 제2 프라이머층 처리시 얼룩이나 분자의 뭉침이 발생할 수 있다.

이상으로 상술한 본 발명에 따른 복합 반사편광 필름은 바람직하게는 헤이즈 값이 73% 이상이며, 보다 바람직하게는 80% 이상, 보다 더 바람직하게는 90% 이상 일 수 있다.

상기 헤이즈 값을 만족함으로써, 제조공정에서 필름내 포함될 수 있는 각종 이물, 기포 등이 외관에 시현되는 것을 방지할 수 있어 외관의 품질을 향상시킬 수 있다. 만일 상기 범위를 만족하지 못하는 경우 외관의 품질이 저하되고, 시현되는 이물 등을 막기 위해 별도의 장치나 별도의 기타 구성을 부가해야 하는 문제점이 있고, 이러한 구성의 부가는 복합 반사편광필름의 슬림화에 있어 바람직하지 못하며, 부가되는 구성으로 인한 제조시간, 제조비용의 상승을 초래하는 문제점이 있다.

한편, 본 발명의 다른 일구현예에 따르면, 기재 내부에 폴리머가 분산된 반사편광 필름을 포함하는 복합 반사편광 필름에 있어서, 상기 복합 반사편광 필름은 반사편광 필름의 상부면에 형성된 신뢰성 지지층; 상기 신뢰성 지지층 상부에 형성된 광 확산층; 및 지지부를 포함하고, 상기 반사편광 필름의 하부면에 형성된 집광층;을 포함하며, 반사편광 필름의 두께, 신뢰성 지지층의 두께 및 집광층의 지지부 두께에 대한 하기의 수학식 1의 값이 0.3 ~ 2.0인 것을 특징으로 하는 복합 반사편광 필름을 포함한다.

[수학식 1]

층의 적층 순서가 상기와 같은 복합 반사편광 필름은 상술한 구현예에 따른 복합 반사편광 필름과 비교했을 때, 신뢰성 지지층이 반사편광필름 상부에 위치함에 따라 인해 휘도 등의 광학적 특성이 다소 감소할 수 있으나 유사 수준의 우수한 신뢰도 발현 및 표면 외관의 불량을 방지시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 상술한 다른 일구현예와 다른 순서로 광확산층, 반사편광필름, 신뢰성 지지층 및 집광층을 적층할 수 있는데, 이 경우 목적하는 복합 반사편광 필름의 신뢰성에는 문제가 없을 수 있으나 목적하는 광학적 특성은 저하될 수 있다.

다음으로 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합 반사편광 필름의 제조방법에 대해 설명한다. 다만, 후술되는 제조방법은 바람직한 일구현예일 뿐이며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합 반사편광 필름 중 신뢰성 지지층의 하부에 집광층을 포함한 경우 후술하는 제조방법으로 제조될 수 있다.

구체적으로 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합 반사편광 필름은 (1) 반사편광 필름의 상부면에 광 확산층을 형성시키는 단계; (2) 반사편광 필름의 하부면에 신뢰성 지지층의 상부면이 맞닿도록 합지시키는 단계; 및 (3) 신뢰성 지지층의 하부면에 집광층을 형성시키는 단계; 를 포함하여 제조하되, 상기 (1) 단계 내지 (3) 단계는 순서에 무관하게 수행하여 제조될 수 있다.

먼저, (1) 단계로써, 반사편광 필름의 상부면에 광 확산층을 형성시키는 단계에 대해 설명한다.

본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 반사편광 필름은 (ㄱ) 기재 및 상기 기재 내부에 포함되어 외부에서 조사되는 제1 편광을 투과시키고 제2 편광을 반사시키기 위한 복수개의 분산체를 포함하며, 상기 복수개의 분산체는 상기 기재와 적어도 하나의 축방향으로 굴절율이 상이하고, 상기 기재 내부에 포함된 복수개의 분산체 중 80% 이상이 길이방향의 수직단면을 기준으로 장축길이에 대한 단축길이의 종횡비가 1/2 이하이며, 상기 종횡비가 1/2 이하인 분산체들은 단면적에 따라 적어도 3개의 그룹에 포함되고, 상기 그룹 중 제1 그룹의 분산체 단면적은 0.2 ~ 2.0㎛²이며, 제2 그룹의 분산체 단면적은 2.0㎛² 초과부터 5.0㎛² 이하이고, 제3 그룹의 분산체 단면적은 5.0㎛² 초과부터 10.0㎛² 이하이며, 상기 제1 그룹 내지 제3 그룹의 분산체는 랜덤하게 배열되도록 하는 단계; 를 포함하여 제조될 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 (ㄱ) 단계를 통해 제조된 반사편광필름을 코어층으로 하여 (ㄴ) 단계로써, 상기 코어층의 적어도 일면에 일체화된 스킨층을 형성시키는 단계;를 더 포함하여 반사편광 필름이 제조될 수 있다.

상기 코어층 및 스킨층에 대한 설명은 상술한 것과 동일하여 생략하며, 제조공정을 중심으로 설명한다. 또한, 상기 (ㄱ) 및 (ㄴ)을 모두 수행하는 공정에 대해 설명하나 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 (ㄱ) 및 (ㄴ) 단계는 단속적이 아닌 후술되는 일체의 공정을 통해 수행될 수 있다.

구체적으로 먼저, 기재성분, 분산체 성분 및 스킨층 성분을 압출부에 공급한다. 상기 기재 성분은 통상적인 분산체가 분산된 반사편광필름에서 사용되는 것이라면 제한없이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 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) 및 사이크로올레핀폴리머를 사용할 수 있으며 보다 바람직하게는 PEN일 수 있다.

상기 분산체 성분은 통상적으로 분산체가 분산된 반사편광 필름에서 사용되는 것이라면 제한없이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 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) 및 사이크로올레핀폴리머를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며 보다 바람직하게는 디메틸-2,6-나프탈렌 디카르복실레이트, 디메틸테레프탈레이트 및 에틸렌글리콜, 싸이크로헥산디메탄올(CHDM) 등의 단량체들이 적절하게 중합된 co-PEN일 수 있다.

상기 스킨층 성분은 통상적으로 사용되는 성분을 사용할 수 있으나 바람직하게는 반사편광필름에서 사용되는 것이라면 제한없이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 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) 및 사이크로올레핀폴리머를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며 보다 바람직하게는 디메틸-2,6-나프탈렌 디카르복실레이트, 디메틸테레프탈레이트 및 에틸렌글리콜, 싸이크로헥산디메탄올(CHDM) 등의 단량체들이 적절하게 중합된 co-PEN일수 있다.

한편, 상기 기재성분과 분산체 성분을 개별적으로 독립된 압출부들에 공급할 수 있으며 이 경우 압출부는 2개 이상으로 구성될 수 있다. 또한 폴리머들이 섞이지 않도록 별도의 공급로 및 분배구를 포함하는 하나의 압출부에 공급하는 것 역시 본 발명에 포함된다. 상기 압출부는 익스트루더일 수 있으며, 이는 고체상의 공급된 폴리머들을 액상으로 전환시킬 있도록 가열수단 등을 더 포함할 수있다.

기재성분의 내부에 분산체 성분이 배열될 수 있도록 폴리머 흐름성 차이가 있도록 점도를 차이가 있도록 설계하며, 바람직하게는 기재 성분이 흐름성이 분산체 성분보다 좋도록 한다. 다음 기재 성분과 분산체 성분이 믹싱존과 메시필터존을 통과하면서 기재 내에 분산체 성분이 점성에 차이를 통해 랜덤하게 배열된다.

그 뒤 다음, 상기 제조된 코어층의 적어도 일면을 압출부에서 이송된 스킨층 성분을 합지한다. 바람직하게는 상기 스킨층 성분은 상기 코어층의 양면에 모두 합지될 수 있다. 양면에 스킨층이 합지되는 경우 상기 스킨층의 재질 및 두께는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.

다음, 기재 내부에 포함된 분산체 성분이 랜덤하게 배열될 수 있도록 흐름제어부에서 퍼짐을 유도한다. 구체적으로 도 19는 본 발명에 적용될 수 있는 바람직한 흐름제어부의 일종인 코트-행거 다이의 단면도이고, 도 20은 도 19의 측면도이다. 이를 통해 기재의 퍼짐정도를 적절하게 조절하여 분산체 성분의 단면적의 크기 및 배열을 랜덤하게 조절할 수 있다. 도 18에서 유로를 통해 이송된 스킨층이 합지된 기재가 코트-행거 다이에서 좌우로 넓게 퍼지므로 내부에 포함된 분산체 성분 역시 좌우로 넓게 퍼지게 된다.

본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 흐름 제어부에서 이송된 퍼짐이 유도된 반사편광 필름을 냉각 및 평활화하는 단계, 상기 평활화 단계를 거친 반사편광 필름을 연신하는 단계; 및 상기 연신된 반사편광 필름을 열고정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

먼저, 흐름제어부에서 이송된 편광자를 냉각 및 평활화하는 단계로서 통상의 반사편광 필름의 제조에서 사용되던 냉각하여 이를 고형화하고 이후 캐스팅 롤공정 등을 통해 평활화 단계를 수행할 수 있다.

이후, 상기 평활화 단계를 거친 반사편광 필름를 연신하는 공정을 거친다.

상기 연신은 통상의 반사편광 필름의 연신공정을 통해 수행될 수 있으며, 이를 통해 기재성분과 분산체 성분간의 굴절율 차이를 유발하여 계면에서 광변조 현상을 유발할 수 있고, 상기 퍼짐유도된 제1 성분(분산체 성분)은 연신을 통해 종횡비가 더욱 줄어들게 된다. 이를 위하여 바람직하게는 연신공정은 일축연신 또는 이축연신을 수행할 수 있으며, 보다 바람직하게는 일축연신을 수행할 수 있다. 일축연신의 경우 연신방향은 제1 성분 길이방향으로 연신을 수행할 수 있다. 또한 연신비는 3 ~ 12배 일 수 있다. 한편, 등방성 재료를 복굴절성으로 변화시키는 방법은 통상적으로 알려진 것이며 예를 들어 적절한 온도 조건 하에서 연신시키는 경우, 분산체 분자들은 배향되어 재료는 복굴절성으로 될 수 있다.

다음, 상기 연신된 반사편광 필름을 열고정하는 단계를 거쳐 최종적인 반사편광 필름을 제조할 수 있다. 상기 열고정은 통상의 방법을 통해 열고정될 수 있으며, 바람직하게는 180 ~ 200℃ 에서 0.1 ~ 3분 동안 IR 히터를 통해 수행될 수 있다.

다음으로, 제조된 반사편광 필름의 상부면에 광 확산층을 형성시키는 단계를 수행한다.

이 때 광 확산층의 형성을 보다 용이하게 하기 위하여 반사편광 필름의 상부면에 접착층을 더 형성할 수 있다. 이를 통해 광 확산층의 접착력, 외관, 전광특성의 개선할 수 있다. 이의 재료로는 아크릴, 에스테르, 우레탄 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 접착층은 다른 층에 비해 얇게 형성될 수 있고, 프라이머층의 두께를 조절하여, 광 투과율을 향상시킬 수 있고 이와 더불어 반사율을 낮출 수 있다. 이러한 접착층의 두께는 5nm 내지 300nm일 수 있다. 만일 접착층의 두께가 5nm 미만이면, 반사편광 필름과 광 확산층의 접착력이 미미할 수 있으며, 접착층의 두께가 300nm를 초과하면 접착층 처리시 얼룩이나 분자의 뭉침이 발생할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 광 확산층은 적어도 일면에 미세패턴을 형성하거나 비드코팅층을 형성하여 집광효과를 극대화하고 표면에서 난반사를 방지하여 휘도를 현저하게 향상시킬 수 있다. 상기 미세패턴은 프리즘, 렌티큘러, 마이크로 렌즈, 삼각뿔 및 피라미드 패턴으로 구성되는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 패턴일 수 있고, 이들 각각이 단독으로 패턴을 형성하거나 조합되어 형성될 수 있다. 또한 단독으로 패턴이 형성되는 경우에도 패턴이 일정하거나 높이, 피치 등이 상이하게 배열될 수 있다. 상기 비드코팅층은 비드가 수지층에 포함된 코팅층일 수도 있으며, 수지층 상부에 비드의 일부분이 매립되어 형성, 수지층의 상부면에 비드가 부착 및/또는 반사편광필름의 상부면에 수지층 없이 비드가 직접 부착되어 형성된 것일 수 있다.

상기 광 확산층의 재질은 바람직하게는 열경화성 또는 광경화성 아크릴 수지 등을 포함하는 고분자 수지가 사용될 수 있다. 예를 들어, 프리즘 패턴은 불포화 지방산 에스테르, 방향족 비닐 화합물, 불포화 지방산과 그 유도체, 메타크릴나이트릴과 같은 비닐 시아나이드 화합물 등을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 우레타닉 아크릴레이트, 메타크릴릭 아크릴레이트 수지 등이 사용될 수 있다.

또한 광 확산층은 반사편광 필름보다 굴절률이 높은 물질로 이루어질 수 있다.

이러한 미세패턴을 포함하는 광 확산층을 반사편광 필름의 상부면에 형성시키는 구체적인 방법은 본 발명에서 특별히 한정하지 않으나, 바람직하게는 상기 미세패턴의 역패턴이 인각된 마스터롤 또는 상기 미세패턴의 역패턴이 성형된 패턴성형용 몰드 필름을 통해 반사편광 필름의 상부에 형성될 수 있다.

먼저, 상기 미세패턴의 역패턴이 인각된 마스터롤을 이용한 방법의 경우 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 1-ⅰ) 프리즘, 렌티큘러, 마이크로 렌즈, 삼각뿔, 비드 및 피라미드 패턴으로 구성되는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 미세패턴에 대하여 역상인 패턴이 외부면에 성형된 마스터롤에 반사편광 필름을 밀착 이송시키고, 상기 마스터롤의 패턴면 또는 상기 반사편광 필름에 용융된 고분자수지를 도포하는 단계; 및 1-ⅱ) 상기 고분자수지가 상기 마스터롤의 패턴면 상에서 가압 성형되는 동안 광 및 열 중 어느 하나 이상을 가하여 상기 고분자수지를 경화시키고 이를 분리하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 1-ⅱ) 단계 이후 재차 UV 또는 열을 조사하여 상기 고분자수지를 2차 경화시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.

구체적으로 도 21은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 미세패턴 형성공정의 개략도이며 도 22는 도 21의 성형부의 세부구조를 나타낸 단면도이다. 도 22에서 반사형 편광필름(770)은 스타트롤(755)에서 풀려 나오면서 가이드롤(754)을 지나 적외선램프(751)을 거치게 된다. 이 과정에서 상기 반사형 편광필름 (770)은 적외선램프의 적외선에 의해 표면 개질되어 상기 광 확산층(771)과의 부착성이 좋아 지게 된다. 스타트롤(755)을 떠난 반사편광 필름(770)는 패턴가이드롤(764)를 거쳐 마스터롤(705)에 인입될 때, 주입부(742)로부터 상기 마스터롤(705)의 패턴면에는 광 확산층(771)재료가 되는 고분자가 도포되어 반사형 편광필름(770)과 합쳐지게 된다. 이 과정에서 상기 레진은 상온에서 용융된 수지이며, 상기 마스터롤(705)의 하부에 비치된 1차 UV경화장치(752)에서 조사되는 1차 UV광으로 인해 1 차 경화될 수 있다. 이 때 상기 경화장치(752) 주변의 온도는 20~ 30℃ 이고, 상기 레진이 경화하면서 발생하는 열의 온도는 40~80℃로서 상기 레진의 유리전이온도(Tg: 고분자수지에서 고체에서 액체로 완전한 상 변화를 거치기 전에 부드러운 고무처럼 변화된 특성을 나타내는 온도) 근처가 될 수 있다. 상기 유리전이 상태에서 마스터롤 표면의 패턴모양을 완전히 전사한 광 확산층(771)은 다시 패턴가이드롤(764)을 지나 빠져나오면서 반사편광 필름(770)과 광 확산층(771)이 합체된 반사편광 필름(772)로 성형되어 가이드롤(754)를 지나 피니쉬롤(756)에 감기게 된다.

도 20과 같이 2차례에 걸쳐 UV를 조사하여 제작된 턴이 형성된 반사편광 필름(772)의 단면은 마스터롤(705)의 단면에 상반되는 형태의 면으로써 예를 들어 마스터롤이 음각의 인그레이빙(engraved)면 이라면 턴이 형성된 반사편광 필름(772)은 양각의 엠보싱(embossed)면이 된다.

다음으로, 미세패턴의 역패턴이 성형된 패턴성형용 몰드 필름을 이용한 방법의 경우 패턴형성용 몰드필름의 재질로는 투명하고 유연성이 있으며 소정의 인장 강도및 내구성이 있는 필름을 사용할 수 있으며, PET 필름을 사용하는 것이 바람직하다.

이 경우 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 (1) 단계는 1-1) 반사편광 필름 및 프리즘, 렌티큘러, 마이크로 렌즈, 삼각뿔, 비드 및 피라미드 패턴으로 구성되는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 미세패턴에 대하여 역상인 패턴이 일면에 성형된 패턴형성용 몰드필름을 이송시키는 단계; 1-2) 상기 반사편광 필름의 상부면과 상기 패턴형성용 몰드필름에서 패턴이 형성된 일면을 밀착시키는 단계; 1-3) 밀착된 반사편광 필름과 상기 패턴형성용 몰드필름 사이로 유동성 있는 재료를 주입하여 패턴에 의해 형성된 두 필름 사이의 빈 공간을 충진 시키는 단계; 1-4) 상기 충진된 재료를 경화시키고 패턴형성용 몰드필름을 분리하는 단계;를 포함하여 수행될 수 있다.

바람직하게는 상기 1-3) 및 1-4) 단계 사이에, 밀착된 반사편광 필름과 패턴형성용 몰드필름에 압력을 가하여 재료를 패턴에 의해 형성된 두 필름 사이의 빈 공간에 고르게 충진시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 바람직하게는 상기 1-4) 단계는 패턴에 의해 형성된 두 필름 사이의 빈 공간에 충진된 재료에 열 및 광 중 어느 하나 이상을 가하는 단계를 포함할 수 있다.

구체적으로 도 23은 본 발명의 바람직한 다른 구현예에 따른 미세패턴 형성공정의 개략도이다.

먼저, 제 1 롤(820)에 감긴 반사편광 필름(810)은 가이드 롤(830a 내지 830c)에 의해 이송된다. 이때, 패턴 몰딩부(840)의 성형몰드(842) 역시 마스터 롤(844)과 패턴 가이드롤(846a, 846b)에 감긴채 이송/회전하는 상태가 된다. 이때, 마스터 롤(844)은 가이드 롤(830c 및 830d)에 맞물려 있으므로, 반사편광 필름(810)는 가이드 롤(830c)에 이끌려 성형몰드(842)에 맞물리게 된다. 여기서, 가이드 롤(830c)은 반사편광 필름(810)에 도포되는 코팅액, 즉 광 확산층이 수지인각된 광 확산층의 패턴의 두께를 조절하는 갭 조절 기능을 수행하게 된다. 보다 구체적으로, 가이드 롤(830c)가 마스터 롤(844)에 밀착하면 광 확산층의 패턴이 보다 얇게 형성할 수 있고, 반대로 가이드 롤(830c)을 마스터 롤과 좀더 떨어지게 할 경우 광 확산층의 패턴을 보다 두껍게 형성할 수 있다. 이러한 광 확산층의 패턴 두께는, 가이드 롤(830c)와 마스터 롤(844) 사이의 간격 이외에도, 코팅액의 점도, 패터닝 속도 및 반사편광 필름의 장력 등에 의해 조절 가능하다.

한편, 반사편광 필름(810)이 가이드 롤(830c)과 마스터 롤(844)이 맞물린 지점으로는 코팅액 주입수단(860)에 의해 코팅액이 주입되어 성형몰드(842)의 패턴 사이로 밀려 들어가 충진되고, 가이드 롤(830c)와 마스터 롤(844) 사이의 압력에 의해 균일하게 분포되어 패턴 성형된다. 패턴 사이에 분포된 코팅액은 경화수단(870)으로부터 방출되는 열 및/또는 UV에 의해 경화된다. 패턴성형된 코팅액이 경화 및 도포된 반사편광 필름은 가이드 롤(830d)에 이끌려 나오면서 성형몰드(842)와 분리되고, 패턴이 형성된 반사편광 필름(812)는 가이드 롤(830e)에 의해 이송되어 제 2 롤(850)에 감기게 된다. 여기서, 가이드 롤(830d)는 코팅액이 도포된, 즉 광 확산층이 형성된 반사편광 필름(812)를 성형몰드(842)와 분리시키는 박리 기능을 수행하게 된다.

상기에서 반사편광 필름(810)과 광 확산층이 일면에 형성된 반사편광 필름(812)은 서로 연결된 상태로 설명의 편의상 명칭을 분류한 것이다. 즉, 반사편광 필름(810)은 광 확산층이 형성되기 이전의 상태를 의미하고, 광 확산층이 형성된 반사편광 필름(812)는 패턴 몰딩부(840)를 통과하면서 패턴 성형된 코팅액이 반사편광 필름에 도포되어 완성된 상태를 의미한다. 또한, 도 23에서는 광 확산층이 형성된 반사편광 필름(812)에 형성된 패턴층의 일부만을 도시한 것으로, 실제로는 제 2 롤 (850)에 감긴 반사편광 필름 상에도 광 확산층이 형성된 상태가 된다.

또한, 도 24는 본 발명의 바람직한 다른 구현예에 따른 미세패턴 형성공정의 개략도이다. 구체적으로는, 성형몰드(942)를 반사편광 필름(910)의 길이만큼 길게 롤 타입으로 형성함으로써 광확산층이 형성된 반사편광 필름(912)에 이음매가 없도록 한 실시예이다.

본 발명에 따른 광학부재 제조장치의 제 2 실시예 역시 반사편광 필름(910)이 감겨져 있는 제 1 롤(920)과 광 확산층이 형성된 반사편광 필름(912)이 감기는 제 2 롤(950)이 양측에 구비되고, 반사편광 필름 및 광 확산층이 형성된 반사편광 필름을 이송시키는 가이드 롤(930a 내지 930f)이 제 1 롤(920)과 제 2 롤(950) 사이에 구비된다. 또한, 가이드 롤(930c)와 가이드 롤(930d) 사이에는 반사편광 필름(910)에 패턴성형된 코팅액을 도포하기 위하여 패턴 몰딩부(940)의 마스터 롤(946)이 밀착된다. 여기서 가이드 롤(930a 내지 930f)의 개수와 위치 등은 실시 상태에 따라 변경 가능함은 물론이다. 패턴 몰딩부(940)는 패턴형상이 구현된 필름 형상의 성형몰드(942), 성형몰드가 감겨져 있는 제 3 롤(944), 주입되는 코팅액을 성형몰드에 압착시켜 성형몰드의 패턴대로 코팅액을 패턴성형하고 이를 반사편광 필름(910)에 도포시키는 마스터 롤(946), 성형몰드를 이송시키는 패턴 가이드롤(947a 내지 947d) 및 이송된 성형몰드가 감기는 제 4 롤(948)로 이루어진다. 패턴 가이드롤(947a 내지 947d)의 갯수와 위치 등은 실시 상태에 따라 변경할 수 있음은 물론이다.

상기의 성형몰드(942)는, 도 23의 실시예와는 달리 제 3 롤(944)에 감긴채 마스터 롤(946) 및 가이드 롤(947a 내지 947d)에 의해 이송되면서 반사편광 필름(910)에 코팅액으로 이루어진 패턴을 성형한 후 제 4 롤(948)에 감기게 된다. 이때, 성형몰드(942)는 반사편광 필름(910)과 동일한 길이로 형성하는 것이 바람직하며, 이를 통해 패턴을 포함하는 광확산층이 형성된 반사편광 필름(912)에 이음매로 인한 패턴 불량이나 패턴의 끊김이 없이 전 영역에 걸쳐 패턴이 고르게 형성되게 된다. 도 24에서는 성형몰드에 패턴이 구현된 패턴을 일부만 도시하였으나, 실제 실시상으로는 성형몰드 전체에 걸쳐 패턴이 구현된다.

반사편광 필름(910)가 패턴 몰딩부(940)에 인입되는 지점, 즉 가이드 롤 (930c)와 마스터 롤(946)이 밀착되는 지점으로는 코팅액을 주입하기 위한 코팅액 주입수단(960)이 구비되고, 반사편광 필름과 성형몰드(942)가 밀착 이동하는 지점에는 열 또는 UV를 조사하여 코팅액을 경화시키기 위한 경화수단(970)이 구비된다.

한편, 반사편광 필름에 비드코팅층이 형성되는 방법에는 특별하게 한정하는 것은 아니나, 반사평편광 필름에 비드코팅층 형성 조성물을 통상적인 방법으로 코팅할 수 있다. 바람직하게는 상기 코팅방법은 콤마코팅(comma coating), 리버스코팅, 그라비아코팅, 브레이드코팅, 실크스크린코팅 및 슬롯다이헤드코팅 등 중에서 어느 하나의 방법에 의해 형성될 수 있다. 이때 조성물에 포함되는 비드 직경 및 도포되는 조성물의 양에 따른 두께를 조절하여 수지층안에 비드가 포함되도록 비드 코팅층을 형성시킬 수 있고, 또는 비드의 일부분만이 매립된 비드코팅층으로 형성시킬 수도 있다. 코팅된 조성물은 통상의 조건에 따라 포함된 수지의 종류에 따라 광 및/또는 열을 통해 경화될 수 있고, 상기 광은 바람직하게는 UV일 수 있다.

다음으로 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 (2) 단계로써, 반사편광 필름의 하부면에 신뢰성 지지층을 형성시키는 단계를 수행한다.

본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 (2) 단계는 2-1) 반사편광 필름과 신뢰성 지지층의 접착력 강화를 위해 신뢰성 지지층의 상부면에 제1 프라이머층을 형성시키는 단계; 및 2-2) 상기 제1 프라이머층과 반사편광 필름의 하부면이 맞닿도록 합지시키는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 2-1)단계에서 반사편광 필름은 적어도 하나의 축방향으로 연신된 것일 수 있고, 상기 신뢰성 지지층은 일축 연신된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름일 수 있다.

또한, 상기 제1 프라이머층은 광경화성 고분자 수지 또는 열경화성 고분자 수지 중 적어도 하나의 고분자 수지를 반사편광 필름의 하부면 또는 신뢰성 지지층의 상부면에 형성시킬 수 있으며, 바람직하게는 신뢰성 지지층의 상부면에 형성시킬 수 있다. 이러한 고분자 수지의 구체적인 종류로서, 프라이머층으로 인한 휘도 감소를 최소화할 수 있는 고분자 수지라면 제한 없이 사용될 수 있으며, 이의 재료로는 실리콘계, 우레탄계, 실리콘-우레탄 하이브리드 구조의 SU폴리머, 아크릴계, 이소시아네이트계, 폴리비닐알코올계, 젤라틴계, 비닐계, 라텍스계, 폴리에스테르계, 수계 폴리에스테르계 등으로 분류되는 고분자 물질을 함유하는 고분자 수지일 수 있다. 이러한 고분자 수지를 신뢰성 지지층의 상부면에 통상의 방법으로 코팅하여 형성시킬 수 있다.

상기 제1 프라이머층의 구체적인 재질예 및 두께 등에 대한 설명은 상술한 것과 동일하여 생략하기로 한다.

다음으로 2-2) 단계로, 형성된 제1 프라이머층에 반사편광 필름의 하부면이 맞닿도록 합지시키는 단계를 수행한다. 이때, 상기 제1 프라이머층은 반경화 상태로 반사편광 필름에 합지되어 경화되거나 코팅된 상태 그대로 반사편광 필름에 합지된 후 경화될 수 있다. 상기 경화는 제1 프라이머층으로 사용된 고분자 수지의 종류에 따라 구체적인 방법이 정해질 수 있으며, 바람직하게는 열 및/또는 광을 통해 경화시킬 수 있고, 이에 대한 구체적 수행 방법은 공지의 방법을 채용할 수 있어 본 발명에서는 특별히 한정하지 않는다.

다음으로 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 (3) 단계로써, 신뢰성 지지층의 하부면에 집광층을 형성시키는 단계로, 상기 집광층은 지지부와 상기 지지부의 일면에 형성된 미세패턴부를 통해 집광효과를 극대화할 수 있고, 보다 바람직하게는 상기 미세패턴부는 프리즘 패턴을 포함할 수 있고, 이때 프리즘 패턴은 패턴이 일정하거나 높이, 피치 등이 상이하게 배열될 수 있다.

상기 지지부는 미세패턴, 바람직하게는 프리즘 패턴에 대한 지지기능을 수행하는 동시에 휘도 저하를 최소화하면서 광 투과성이 좋은 재질을 사용할 수 있고, 바람직하게는 폴리카보네이트(poly carbonate) 계열, 폴리술폰(polysulfone) 계열, 폴리아크릴레이트(poly acrylate) 계열, 폴리스티렌(poly styrene) 계열, 폴리비닐클로라이드(poly vinyl chloride) 계열, 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol) 계열, 폴리노르보넨(poly norbornene)계열, 폴리에스테르(poly ester) 계열의 물질을 포함한 것일 수 있으며, 보다 더 바람직하게는 PET 필름일 수 있다.

또한, 상기 프리즘 패턴의 재질은 바람직하게는 열경화성 또는 광경화성 아크릴 수지 등을 포함하는 고분자 수지가 사용될 수 있다. 예를 들어, 불포화 지방산 에스테르, 방향족 비닐 화합물, 불포화 지방산과 그 유도체, 메타크릴나이트릴과 같은 비닐 시아나이드 화합물 등을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 우레타닉 아크릴레이트, 메타크릴릭 아크릴레이트 수지 등이 사용될 수 있다.

이러한 프리즘 미세패턴을 반사편광 필름의 상부면에 형성시키는 구체적인 방법은 본 발명에서 특별히 한정하지 않으나, 바람직하게는 상기 미세패턴의 역패턴이 인각된 마스터롤 또는 상기 미세패턴의 역패턴이 성형된 패턴성형용 몰드 필름을 통해 반사편광 필름의 상부에 형성될 수 있다.

먼저, 상기 미세패턴의 역패턴이 인각된 마스터롤을 이용한 방법의 경우 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 프리즘 패턴에 대하여 역상인 패턴이 외부면에 성형된 마스터롤에 지지부를 밀착 이송시키고, 상기 마스터롤의 패턴면 또는 상기 지지부에 용융된 고분자수지를 도포하는 단계; 및 상기 고분자수지가 상기 마스터롤의 패턴면 상에서 가압 성형되는 동안 광 및 열 중 어느 하나 이상을 가하여 상기 고분자수지를 경화시키고 이를 분리하는 단계;를 포함하여 제조될 수 있다.

구체적으로 도 25는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 집광층의 미세패턴 형성공정의 개략도로서, 도 25에서 지지부(1070)는 스타트롤(1055)에서 풀려 나오면서 가이드롤(1054)을 지나 적외선램프(1051)을 거치게 된다. 이 과정에서 상기 지지부(1070)는 적외선램프의 적외선에 의해 표면 개질되어 프리즘 패턴부(1071)과의 부착성이 좋아 지게 된다. 스타트롤(755)을 떠난 지지부(1070)는 패턴가이드롤(1064)를 거쳐 마스터롤(1005)에 인입될 때, 주입부(1042)로부터 상기 마스터롤(705)의 패턴면에는 프리즘 패턴부(1071)재료가 되는 고분자가 도포되어 지지부(1070)와 합쳐지게 된다. 이 과정에서 상기 레진은 상온에서 용융된 수지이며, 상기 마스터롤(1005)의 하부에 비치된 1차 UV경화장치(1052)에서 조사되는 1차 UV광으로 인해 1 차 경화될 수 있다. 이 때 상기 경화장치(1052) 주변의 온도는 20~ 30℃ 이고, 상기 레진이 경화하면서 발생하는 열의 온도는 40~80℃로서 상기 레진의 유리전이온도(Tg: 고분자수지에서 고체에서 액체로 완전한 상 변화를 거치기 전에 부드러운 고무처럼 변화된 특성을 나타내는 온도) 근처가 될 수 있다. 상기 유리전이 상태에서 마스터롤 표면의 패턴모양을 완전히 전사한 프리즘 패턴부(1071)는 다시 패턴가이드롤(1064)을 지나 빠져나오면서 지지부(1070)와 프리즘 패턴부(1071)가 합체된 집광층(1072)으로 성형되어 가이드롤(1054)를 지나 피니쉬롤(1056)에 감기게 된다.

도 25와 같이 2차례에 걸쳐 UV를 조사하여 제작된 턴이 형성된 집광층(1072)의 단면은 마스터롤(1005)의 단면에 상반되는 형태의 면으로써 예를 들어 마스터롤이 음각의 인그레이빙(engraved)면 이라면 턴이 형성된 반사편광 필름(772)은 양각의 엠보싱(embossed)면이 된다.

다음으로, 미세패턴의 역패턴이 성형된 패턴성형용 몰드 필름을 이용한 방법의 경우 패턴형성용 몰드필름의 재질로는 투명하고 유연성이 있으며 소정의 인장 강도 및 내구성이 있는 필름을 사용할 수 있으며, PET 필름을 사용하는 것이 바람직하다.

이 경우 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면 상기 집광층은 3-1)지지부 및 프리즘 패턴에 대하여 역상인 패턴이 일면에 성형된 패턴형성용 몰드필름을 이송시키는 단계; 3-2)상기 지지부의 상부면과 상기 패턴형성용 몰드필름에서 패턴이 형성된 일면을 밀착시키는 단계; 3-3)밀착된 지지부와 패턴형성용 몰드필름 사이로 유동성 있는 재료를 주입하여 패턴에 의해 형성된 두 기재 사이의 빈 공간을 충진 시키는 단계; 및 3-4)상기 충진된 재료를 경화시키고 패턴형성용 몰드필름을 분리하는 단계;를 포함하여 제조될 수 있다.

바람직하게는 상기 밀착된 지지부와 패턴형성용 몰드필름에 압력을 가하여 재료를 패턴에 의해 형성된 두 필름 사이의 빈 공간에 고르게 충진시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 바람직하게는 상기 경화는 패턴에 의해 형성된 두 필름 사이의 빈 공간에 충진된 재료에 열 및 광 중 어느 하나 이상을 가하여 수행될 수 있다.

구체적으로 도 26은 본 발명의 바람직한 다른 구현예에 따른 집광층의 미세패턴 형성공정의 개략도이다.

먼저, 제 1 롤(1120)에 감긴 지지부(1110)는 가이드 롤(1130a 내지 1130c)에 의해 이송된다. 이때, 패턴 몰딩부(1140)의 성형몰드(1142) 역시 마스터 롤(1144)과 패턴 가이드롤(1146a, 1146b)에 감긴채 이송/회전하는 상태가 된다. 이때, 마스터 롤(1144)은 가이드 롤(1130c 및 1130d)에 맞물려 있으므로, 지지부(1110)는 가이드 롤(1130c)에 이끌려 성형몰드(1142)에 맞물리게 된다. 여기서, 가이드 롤(1130c)은 지지부(1110)에 도포되는 코팅액, 즉 프리즘 패턴부가 수지인각된 프리즘 패턴부의 패턴의 두께를 조절하는 갭 조절 기능을 수행하게 된다. 보다 구체적으로, 가이드 롤(1130c)가 마스터 롤(1144)에 밀착하면 프리즘 패턴부의 패턴이 보다 얇게 형성할 수 있고, 반대로 가이드 롤(1130c)을 마스터 롤과 좀더 떨어지게 할 경우 프리즘 패턴부의 패턴을 보다 두껍게 형성할 수 있다. 이러한 프리즘 패턴부의 패턴 두께는, 가이드 롤(1130c)와 마스터 롤(1144) 사이의 간격 이외에도, 코팅액의 점도, 패터닝 속도 및 반사편광 필름의 장력 등에 의해 조절 가능하다.

한편, 지지부(1110)가 가이드 롤(1130c)과 마스터 롤(1144)이 맞물린 지점으로는 코팅액 주입수단(1160)에 의해 코팅액이 주입되어 성형몰드(1142)의 패턴 사이로 밀려 들어가 충진되고, 가이드 롤(1130c)와 마스터 롤(1144) 사이의 압력에 의해 균일하게 분포되어 패턴 성형된다. 패턴 사이에 분포된 코팅액은 경화수단(1170)으로부터 방출되는 열 및/또는 UV에 의해 경화된다. 패턴성형된 코팅액이 경화 및 도포된 반사편광 필름은 가이드 롤(1130d)에 이끌려 나오면서 성형몰드(1142)와 분리되고, 지지부(1110)상에 프리즘 패턴부가 형성된 집광층(1112)은 가이드 롤(1130e)에 의해 이송되어 제 2 롤(1150)에 감기게 된다. 여기서, 가이드 롤(1130d)은 코팅액이 도포된, 즉 프리즘 패턴부가 형성된 지지부(1110)를 성형몰드(1042)와 분리시키는 박리 기능을 수행하게 된다.

상기에서 지지부(1110)와 프리즘 패턴부가 일면에 형성된 지지부(1110)는 서로 연결된 상태로 설명의 편의상 명칭을 분류한 것이다. 즉, 지지부(1110)는 프리즘 패턴부가 형성되기 이전의 상태를 의미하고, 프리즘 패턴부가 형성된 반 지지부(1110)는 패턴 몰딩부(1040)를 통과하면서 패턴 성형된 코팅액이 지지부(1110)에 도포되어 완성된 상태를 의미한다. 또한, 도 26에서는 프리즘 패턴부가 형성된 지지부(1110)에 형성된 패턴의 일부만을 도시한 것으로, 실제로는 제 2 롤 (1150)에 감긴 지지부 상에도 프리즘 패턴부가 형성된 상태가 된다.

본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 (3) 단계는 상술한 것과 같이 제조된 집광층을 신뢰성 지지층의 하부면에 합지시키는 단계로써, 구체적으로 c-1) 신뢰성 지지층과 집광층의 접착력 강화를 위해 신뢰성 지지층의 하부면에 제2 프라이머층을 형성시키는 단계; 및 c-2) 상기 제2 프라이머층과 집광층의 일면이 맞닿도록 합지시키는 단계;를 포함하여 수행될 수 있다.

상기 c-1)단계에서 제2 프라이머층은 광경화성 고분자 수지 또는 열경화성 고분자 수지 중 적어도 하나의 고분자 수지를 신뢰성 지지층의 하부면에 형성시킬 수 있다. 이러한 고분자 수지의 구체적인 종류로서, 프라이머층으로 인한 휘도 감소를 최소화할 수 있는 고분자 수지라면 제한 없이 사용될 수 있으며, 이의 재료로는 실리콘계, 우레탄계, 실리콘-우레탄 하이브리드 구조의 SU폴리머, 아크릴계, 이소시아네이트계, 폴리비닐알코올계, 젤라틴계, 비닐계, 라텍스계, 폴리에스테르계, 수계 폴리에스테르계 등으로 분류되는 고분자 물질을 함유하는 고분자 수지일 수 있다. 이러한 고분자 수지를 신뢰성 지지층의 하부면에 통상의 방법으로 코팅하여 형성시킬 수 있다.

상기 제2 프라이머층의 구체적인 재질예 및 두께 등에 대한 설명은 상술한 것과 동일하여 생략하기로 한다.

다음으로 c-2) 단계로, 형성된 제2 프라이머층에 집광층의 일면, 보다 바람직하게는 집광층의 프리즘 패턴부가 서로 맞닿도록 합지시키는 단계를 수행할 수 있다. 이때, 상기 제2 프라이머층은 반경화 상태로 집광층에 합지되어 경화되거나 코팅된 상태 그대로 반사편광 필름에 합지된 후 경화될 수 있다. 상기 경화는 제2 프라이머층으로 사용된 고분자 수지의 종류에 따라 구체적인 방법이 정해질 수 있으며, 바람직하게는 열 및/또는 광을 통해 경화시킬 수 있고, 이에 대한 구체적 수행 방법은 공지의 방법을 채용할 수 있어 본 발명에서는 특별히 한정하지 않는다.

상기 c-2)단계 에서 제2 프라이머층은 집광층의 프리즘 패턴부와 서로 맞닿도록 합지되는데, 보다 향상된 광학적 물성을 발현시키기 위해 제2 프라이머층에는 프리즘 패턴의 전부 또는 일부에 대한 역상의 음각이 각인되어 있을 수 있다. 이때 각인의 정도는 프리즘 한개의 단면을 기준으로 프리즘 산부분의 일부 또는 전부의 역상에 해당하도록 음각될 수 있다. 이때, 프리즘 패턴의 산부분과 상기 산부분에 상응되는 음각의 패턴이 각인된 제2 프라이머층이 서로 정합되어 결합될 수도 있고, 목적에 따라 달리 결합될 수 있다.

이때, 상기 제2 프라이머층에서 역상의 음각이 각인되지 않은 부분은 집광층의 지지부를 기준으로 일정한 경사면을 이룰 수 있고, 이때 경사각은 지지부 표면을 기준으로 약 1 ~ 4.5°의 경사각을 이룰 수 있으며, 이경우, 제2 프라이머층의 계면에서 둔각 패턴에 의해 입사각이 더 커질 수 있음에 따라 빛이 더 많이 굴절하게 되므로, 상측 방향으로 더 많은 빛이 집광될 수 있으며, 전반적으로 휘도가 개선될 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 제2 프라이머층과 집광층의 프리즘 패턴은 집광층의 지지부 상부면과 상기 상부면에 형성된 프리즘 패턴의 골부 사이 공간이 빈틈없이 결합되거나 또는 집광층의 지지부 상부면과 상기 상부면에 형성된 프리즘 패턴의 골부 사이에 일정한 공간을 남기고 결합될 수 있으며, 상기 공간은 진공 또는 공기층으로 채워질 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합 반사편광 필름의 제조방법의 (1) 내지 (3) 단계는 순서에 무관하게 수행될 수 있으며, 제조설비 등에 따라 순서를 달리하여 제조할 수 있다.

이에 대해 구체적으로 설명하면, 도 23과 같이 반사편광 필름(200)의 하부면에 제1 프라이머층(400)이 형성되어 있는 신뢰성 지지층(300)을 제1 프라이머층(400)이 반사편광 필름(200)의 하부면에 맞닿도록 합지시키는 (2) 단계를 먼저 수행한 후, (1) 단계를 수행하기 위해 합지된 반사편광 필름/제1 프라이머층/신뢰성 지지층을 도 21의 스타트롤(755) 또는 도 23의 제1롤(820)에 투입시켜 반사편광 필름의 상부면에 광 확산층을 형성시키고, 이후에 (3) 단계를 수행할 수 있다.

또한, 도 27은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따라 합지된 반사편광필름/신뢰성지지층/집광층의 단면도로써, 반사편광필름(200)과 신뢰성지지층(400)을 합지시키는 (2) 단계 수행 후, 신뢰성 지지층(400)의 하부면에 집광층(600)을 합지시키는 (3) 단계를 수행하여 제조(순서 (2)에서 (3))되거나, 또는 신뢰성 지지층(400)의 하부면에 집광층(600)을 합지시키는 (3) 단계를 수행한 후 반사편광필름(200)과 신뢰성지지층(400)을 합지시키는 (2) 단계 수행하여 제조((순서 (3)에서 (2))됨으로써, 합지된 반사편광필름/신뢰성지지층/집광층을 나타낸다. 이후 합지된 반사편광필름/신뢰성지지층/집광층을 도 21의 스타트롤(755) 또는 도 23의 제1롤(820)에 투입시켜 반사편광 필름의 상부면에 광 확산층을 형성시킬 경우 집광층까지 포함하는 복합 반사편광 필름을 제조할 수 있다.

상술한 것과 같이 (1) 내지 (3) 단계는 순서에 무관하게 수행될 수 있음에 따라 어느 특정 순서를 본 발명은 특별히 한정하지 않는다.

이상에서 설명한 복합 반사편광 필름은 광원 어셈블리나 이를 포함하는 액정 표시 장치 등에 채용되어, 광 효율을 증진시키는데 사용될 수 있다. 광원 어셈블리는 램프가 하부에 위치하는 직하형 광원 어셈블리, 램프가 사이드에 위치하는 에지형 광원 어셈블리 등으로 분류되는데, 본 발명의 구현예들에 따른 복합 반사편광 필름는 어떠한 종류의 광원 어셈블리에도 채용 가능하다. 또, 액정 패널의 아래쪽에 배치되는 백라이트(back light) 유닛이나 액정 패널의 위쪽에 배치되는 프론트 라이트(front light) 유닛에도 적용 가능하다. 이하에서는 다양한 적용예의 일예로서, 도 5와 같은 일구예에 따른 복합 반사편광 필름이 에지형 광원 어셈블리를 포함하는 액정 표시 장치에 적용된 경우를 예시한다.

도 28은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 액정 표시 장치의 단면도로서, 액정 표시 장치(2700)는 백라이트 유닛(2400), 및 액정 패널 어셈블리(2500)를 포함한다.

백라이트 유닛(2400)은 출사된 빛의 광학적 특성을 변조하는 복합 반사편광 필름(2111)을 포함하며, 이때 상기 백라이트 유닛에 포함되는 기타구성 및 상기 기타구성과 복합 반사편광 필름(2111)의 위치관계는 목적에 따라 달라질 수 있어 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다.

다만, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 도 26과 같이 광원(2410), 광원(2410)으로부터 출사된 빛을 가이드하는 도광판(2415), 도광판(2415)의 하측에 배치된 반사 필름(2320), 및 도광판(2415)의 상측에 배치되는 복합 반사편광 필름(2111)으로 구성 및 배치될 수 있다.

이때, 광원(2410)은 도광판(2415)의 양 사이드에 배치된다. 광원(2410)은 예를 들어 LED(Light Eimitting Diode), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp) 등이 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 광원(2410)은 도광판(2415)의 일측에만 배치될 수도 있다.

도광판(2415)은 광원(2410)으로부터 출사된 빛을 내부 전반사를 통해 이동시키다가 도광판(2415) 하면에 형성된 산란패턴 등을 통해 상측으로 출사시킨다. 도광판(2415)의 아래에는 반사 필름(2420)이 배치되어, 도광판(2415)으로부터 아래로 출사된 빛을 상부로 반사한다.

도광판(2415)의 상부에는 복합 반사편광 필름(2111)이 배치된다. 복합 반사편광 필름(2111)에 대해서는 앞서 상세히 설명하였으므로, 중복 설명은 생략한다. 복합 반사편광 필름(2111)의 위 또는 아래에는 다른 광학 시트들이 더 배치될 수도 있다. 예를 들어, 입사된 원편광을 일부 반사하는 액정 필름, 원편광 빛을 선형 편광으로 변환시키는 위상차 필름, 및/또는 보호 필름을 더 설치할 수 있다.

광원(2410), 도광판(2415), 반사 필름(2420) 및 복합 반사편광 필름 (2111)은 바텀 샤시(2440)에 의해 수납될 수 있다.

액정 패널 어셈블리(2500)는 제1 표시판(2511), 제2 표시판(2512) 및 그 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함하며, 제1 표시판(2511) 및 제2 표시판(2512)의 표면에 각각 부착된 편광판(미도시)을 더 포함할 수 있다.

액정 표시 장치(2700)는 액정 패널 어셈블리(2500)의 테두리를 덮으며, 액정 패널 어셈블리(2500) 및 백라이트 유닛(2400)의 측면을 감싸는 탑 샤시(2600)를 더 포함할 수 있다.

한편, 구체적으로 도 29는 본 발명의 복합 반사편광 필름을 채용한 액정표시장치의 일례로서, 프레임(3270)상에 반사판(3280)이 삽입되고, 상기 반사판(3280)의 상면에 냉음극형광램프(3290)가 위치한다. 상기 냉음극형광램프(3290)의 상면에 광학필름(3320)이 위치하며, 상기 광학필름(3320)은 확산판(3321), 복합 반사편광 필름(3322) 및 흡수편광필름(3323)의 순으로 적층될 수 있으나, 상기 광학필름에 포함되는 구성 및 각 구성간의 적층순서는 목적에 따라 달라질 수 있고, 일부 구성요소가 생략되거나 복수개로 구비될 수 있다. 나아가, 위상차 필름(미도시) 등도 액정표시장치 내의 적절한 위치에 삽입될 수 있다. 한편, 상기 광학필름(3320)의 상면에 액정표시패널(3310)이 몰드프레임(3300)에 끼워져 위치할 수 있다.

빛의 경로를 중심으로 살펴보면, 냉음극형광램프(3290)에서 조사된 빛이 광학필름(3320) 중 확산판(3321)에 도달한다. 상기 확산판(3321)을 통해 전달된 빛은 빛의 진행방향을 광학필름(3320)에 대하여 수직으로 진행시키기 위하여 복합 반사편광필름(3322)을 통과하게 되면서 광변조가 발생하게 된다. 구체적으로 P파는 반사편광 필름을 손실없이 투과하나, S파의 경우 광변조(반사, 산란, 굴절 등)가 발생하여 다시 냉음극형광램프(3290)의 뒷면인 반사판(3280)에 의해 반사되고 그 빛의 성질이 P파 또는 S파로 랜덤하게 바뀐 후 다시 복합 반사편광 필름(3322)을 통과하게 되는 것이다. 그 뒤 흡수편광필름(3323)을 지난 후, 액정표시패널(3310)에 도달하게 된다. 한편, 상기 냉음극형광램프(3290)는 LED로 대체될 수 있다.

이상에서 설명한 구현예들은 본 발명의 일구현예들에 따른 복합 반사편광 필름이 적용됨으로써, 복수의 광변조 특성을 효과적으로 나타낼 수 있고, 휘도가 개선될 수 있으며, 빛샘, 휘선이 발생하지 않고 이물이 외관에 시현되는 외관불량이 방지될 수 있는 동시에 액정표시 장치가 사용되는 고온 다습한 환경에서도 복합 반사편광 필름의 신뢰성을 담보할 수 있는 이점이 있다. 또한, 각기 기능을 갖는 광 확산층, 집광층이 반사편광 필름에 일체화 됨으로써, 광원 어셈블리의 두께를 줄일 수 있고, 조립 공정을 단순화시킬 수 있다. 그에 따라, 이러한 광원 어셈블리를 포함하는 액정 표시 장치의 화질이 개선될 수 있다.

한편 본 발명에서는 반사편광 필름의 용도를 액정디스플레이를 중심으로 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 프로젝션 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 전계방출디스플레이 및 전계발광디스플레이 등 평판디스플레이 기술에 널리 사용될 수 있다.

하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.

<실시예 1>

분산체 성분으로서 굴절율이 1.65인 폴리에텔렌나프탈레이트(PEN)과, 기재성분으로서 폴리카보네이트 60 중량%에 테레프탈레이트와 에틸글리콜과 사이크로헥산디메탄올 1:2 몰비로 중합반응한 폴리시클로헥실렌 디메틸렌테레프탈레이트(poly cyclohexylene dimethylene terephthalate, PCTG)를 38중량% 및 인산염이 포함된 열안정제 2 중량% 포함한 원료를 각각 제1 압출부 및 제2 압출부에 투입하였다. 스킨층 성분으로서 폴리카보네이트 60 중량%에 테레프탈레이트와 에틸글리콜과 사이크로헥산디메탄올 1:2 몰비로 중합반응한 폴리시클로헥실렌 디메틸렌테레프탈레이트(poly cyclohexylene dimethylene terephthalate, PCTG)를 38중량% 및 인산염이 포함된 열안정제 2 중량% 를 제3 압출부에 투입하였다.

기재성분과 분산체 성분의 압출 온도는 245℃로 하고 Cap.Rheometer 확인하여 I.V. 조정을 통해 폴리머 흐름을 보정하고, Filteration Mixer가 적용된 유로 통과하여 기재내부에 분산체가 랜덤분산되도록 유도하였고, 이후 기재층 성분의 양면에 스킨층 성분을 합지하였다. 폴리머를 유속 및 압력구배를 보정하는 도 19, 20의 코트행거다이에서 퍼짐을 유도하였다. 구체적으로 다이 입구의 폭은 200mm이고 두께는 10mm이며 다이출구의 폭은 1,260 mm이고, 두께는 2.5 mm이며, 유속은 1.0m/min이었다. 그 뒤 냉각 및 캐스팅 롤에서 평활화 공정을 수행하고 MD 방향으로 6배 연신하였다. 이어서 180℃에서 2분 동안 히터챔버를 통해 열고정을 수행하여 두께가 120㎛인(Skin층 포함 두께는 300㎛) 랜덤 분산형 반사편광 필름을 제조하였다. 제조된 반사편광 필름의 폴리에텔렌나프탈레이트(PEN)성분의 굴절율은 (nx: 1.88, ny:1.58, nz:1.58)이고 폴리카보네이트 60 중량%에 테레프탈레이트와 에틸글리콜과 사이크로헥산디메탄올 1:2 몰비로 중합반응한 폴리시클로헥실렌 디메틸렌테레프탈레이트(poly cyclohexylene dimethylene terephthalate, PCTG)를 38중량% 및 인산염이 포함된 열안정제 2 중량% 의 굴절율은 1.58였다. 이때, 코어층 두께는 120 ㎛이며, 스킨층 두께는 상하면 각각 40㎛로 반사편광필름의 총두께는 200㎛이었다.

그 뒤, 제조된 반사편광 필름을 도 21과 같은 공정을 거쳐 반사편광 필름의 상부면에 굴절율이 1.59인 우레탄 아크릴계 마이크로렌즈 패턴을 포함하는 광 확산층을 형성시켰다. 이때, 마이크로렌즈 패턴에서 렌즈의 높이는 20㎛이었다.

한편, 신뢰성지지층으로 종방향 및 횡방향으로 각각 4배로 이축연신 후 190℃로 열고정시킨 두께가 188㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(EXCEL, 도레이첨단소재)의 하부면에 DPHA(Dipentaerythritol Hexaacrylate) 15중량%, DPPA(Dipentaerythritol Pentaacylate) 15중량%, TMPTA(trimethylolpropane triacylate) 12 중량%, 페녹시에틸아크릴레이트(PEA) 25중량%, 이소보닐메타아크릴레이트(IBOA) 20중량%, 2-hydroxyethyl Methacrylate(2-HEMA) 8중량% 및 2-Hydroxyethyl acrylate(2-HEA) 5중량%를 포함하는 제2 프라이머를 5㎛ 두께로 형성시킨 신뢰성 지지층을 제조한 후, 제2 프라이머층과 준비된 집광층의 프리즘 패턴부가 맞닿도록 접착시켰다. 이때, 상기 집광층은 지지부로 종방향 및 횡방향으로 각각 4배로 이축연신 후 190℃로 열고정시킨 두께가 100㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(EXCEL, 도레이첨단소재)의 상부면에 도 25와 같은 공정을 거쳐 굴절율이 1.59인 우레탄 아크릴계 프리즘 패턴(높이 20㎛, 피치 40㎛)을 포함하도록 준비했다.

이후, 상기 신뢰성 지지층의 상부면에 DPHA(Dipentaerythritol Hexaacrylate) 15중량%, DPPA(Dipentaerythritol Pentaacylate) 15중량%, TMPTA(trimethylolpropane triacylate) 12 중량%, 페녹시에틸아크릴레이트(PEA) 25중량%, 이소보닐메타아크릴레이트(IBOA) 20중량%, 2-hydroxyethyl Methacrylate(2-HEMA) 8중량% 및 2-Hydroxyethyl acrylate(2-HEA) 5중량%를 포함하는 제1 프라이머를 5㎛ 두께로 형성시킨 후 광확산층이 형성된 반사편광 필름의 하부면과 상기 신뢰성 지지층의 PET 필름에 제1 프라이머가 형성된 면이 서로 맞닿도록 라미네이션 시켜 표 1과 같은 복합 반사편광 필름을 제조하였다.

<실시예 2 ~ 11>

하기 표 1의 조건을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 복합 반사편광 필름을 제조하였다.

이때, 실시예 8의 렌티큘러 렌즈의 높이는 20㎛이고 피치는 40㎛이었고, 실시예 9의 프리즘 패턴의 높이는 20㎛이고 피치는 40㎛이었다.

또한, 실시예 10에서 신뢰성 지지층으로 사용된 PET 필름은 70 ~ 80℃ 온도구간에서 열팽창계수가 27.27㎛/m·℃ 인 PET 필름(도요보사)을 사용하였다.

<실시예 11>

실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 랜덤 분산형 반사편광필름 대시에 하기의 방법을 통해 제조된 판상형 폴리머 분산 반사편광 필름을 제조하여 표 2와 같은 복합 반사편광 필름을 제조하였다.

판상형 폴리머 분산 반사편광 필름은 도 30과 같이 공정을 수행하였다. 구체적으로 제1 성분으로서 굴절율이 1.65인 PEN과, 제2 성분으로서 디메틸테레프탈레이트와 디메틸-2,6-나프탈렌 디카르복실레이트가 6 : 4의 몰비로 혼합된 물질을 에틸렌 글리콜(EG)과 1 : 2의 몰비로 반응시킨 굴절율이 1.64인 co-PEN 및 스킨층 성분으로서 폴리카보네이트 90중량% 및 폴리시클로헥실렌 디메틸렌테레프탈레이트(poly cyclohexylene dimethylene terephthalate, PCTG)가 10 중량%로 중합된 굴절율이 1.58인 폴리카보네이트 얼로이를 각각 제1 압출부(220), 제2 압출부(221) 및 제3 압출부(222)에 투입하였다. 제1 성분과 제2성분의 압출 온도는 295℃로 하고 Cap.Rheometer 확인하여 I.V. 조정을 통해 폴리머 흐름을 보정하고, 스킨층은 280℃ 온도 수준에서 압출공정을 수행하였다. 상기 제1 성분을 제1 가압수단(230, 가와사키사 기어펌프)로 이송하고 제2 성분 역시 제2 가압수단(231, 가와사키사 기어펌프)으로 이송하였다. 제1 가압수단의 토출량은 각각 순서대로 8.9 kg/h 이고, 제2 가압수단의 토출량은 8.9 kg/h 이다. 도 31과 같은 해도형 압출구금을 이용하여 해도형 복합류를 제조하였다. 구체적으로 해도형 압출구금 중 제4 구금분배판(T4)의 도성분 레이어의 개수는 400개이고, 도성분 공급로의 구금홀의 직경은 0.17mm이며 도성분 공급로의 개수는 각각 25000개이었다. 제6 구금분배판의 토출구의 직경은 15 mm > 15 mm 이었다. 3층 구조의 피드블록에서 상기 제3 압출부로부터 스킨층 성분이 유로를 통해 흘러들어 상기 해도형 복합류(코어층 폴리머)의 상하면에 스킨층을 형성하였다. 해도형 복합류의 종횡비가 1/30295가 되도록 상기 스킨층이 형성된 코어층 폴리머를 유속 및 압력구배를 보정하는 도 19, 20의 코트행거다이에서 퍼짐을 유도하였다. 구체적으로 다이 입구의 폭은 200mm이고 두께는 20mm이며 다이출구의 폭은 960 mm이고, 두께는 2.4 mm이며, 유속은 1m/min이었다. 그 뒤 냉각 및 캐스팅 롤에서 평활화 공정을 수행하고 MD 방향으로 6배 연신하였다. 그 결과 제1 성분은 길이방향 단면의 장축길이는 변화가 없었으나 단축길이가 줄어들었다. 그 뒤 180℃ 에서 2분 동안 IR 히터를 통해 열고정을 수행하여 도 32와 같은 폴리머가 분산된 반사편광 필름을 제조하였다. 제조된 반사편광 필름의 제1성분의 굴절율은 (nx:1.88, ny:1.64, nz:1.64)이고 제2 성분의 굴절율은 1.64였다. 중합체의 종횡비는 대략 1/180000이고, 층수는 400 레이어이며, 단축길이(두께방향)은 84nm, 장축길이 15.5mm, 평균 광학적 두께는 138nm이었다. 이때 제조된 제조된 반사편광 필름 코어층 두께는 59 ㎛이며, 스킨층 두께는 상하면 총합이 141㎛이었다.

<실시예 12 ~ 18>

하기 표 2 또는 3의 조건을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 표 2 또는 3과 같은 복합 반사편광 필름을 제조하였다.

이때, 실시예 18에서 신뢰성 지지층으로 사용된 PET 필름은 70 ~ 80℃ 온도구간에서 열팽창계수가 36.25㎛/m·℃ 인 PET 필름(TSI사)을 사용하였다.

<비교예 1 ~ 4>

하기 표 4의 조건을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 표 4와 같은 복합 반사편광 필름을 제조하였다.

<실험예>

상기 실시예 및 비교예를 통해 제조된 반사형 편광자에 대하여 다음과 같은 물성을 평가하여 그 결과를 표 1 및 2에 나타내었다.

1. 상대 휘도

상기 제조된 복합 반사편광 필름의 휘도를 측정하기 위하여 하기와 같이 수행하였다. 확산판, 복합 반사편광 필름이 구비된 32" 직하형 백라이트 유니트 위에 패널을 조립 한 후, 탑콘사의 BM-7 측정기를 이용하여 9개 지점의 휘도를 측정하여 평균치를 나타내었다.

상대휘도는 실시예 1의 복합 반사편광 필름의 휘도를 100(기준)으로 하였을 때, 다른 실시예 및 비교예의 휘도의 상대값을 나타낸 것이다.

2. 휘선보임

복합 반사편광 필름, 확산판, 확산시트, 프리즘 시트, 휘도강화필름이 구비된 32”직하형 백라이트 유닛 위에 패널을 조립한 후 휘선보임을 평가하였다. 구체적으로 휘선보임평가는 육안으로 휘선을 관찰하고 휘선의 개수가 0개 매우양호, 1개 양호, 2 ~ 3개 보통, 4 ~ 5개 이상 불량으로 평가하였다.

3. 편광도

OTSKA사의 RETS-100 분석설비를 이용하여 편광도를 측정하였다.

4. 헤이즈 측정

신뢰성 지지층에 대해 헤이즈 및 투과도 측정기(니폰 덴쇼쿠 고교 코포레이티드(Nippon Denshoku Kogyo Co.) 제품) 분석설비를 이용하여 헤이즈를 측정하였다.

5. 이물 시현 여부

복합 반사편광 필름의 외관을 육안으로 관찰하여 필름 내 이물 육안으로 보이는지 평가하여 그 결과 이물이 시현되지 않는 경우 0, 이물이 시현되는 정도에 따라 1 ~ 5로 나타내었다.

6. 신뢰도 평가

복합 반사편광 필름을 60℃ 상대습도 75%에서 방치한후 96시간을 우선 관찰후 1000시간까지 변화정도를 관찰하여 복합 반사편광 필름의 외관이 울거나 주름이 생기는 등의 변화가 있는지 여부를 평가하였다. 평가결과 외관의 변화가 없는 경우를 0, 그 변화 정도가 심할수록 1 ~ 5로 나타내었다.

7. 수학식 만족여부

하기의 수학식 1의 값이 0.16 ~ 2.0을 만족하는 경우 ○, 불만족하는 경우 ×로 나타내고, 하기의 수학식 2의 값이 0.25 ~ 4.0을 만족하는 경우 ○, 불만족하는 경우 ×로 나타내었다.

[수학식 1]

[수학식 2]

구체적으로 상기 표 1 내지 표 3에서 알 수 있듯이,

실시예 1 ~ 5가 실시예 6, 7에 비하여 휘도, 편광도 및 휘선보임이 모두 우수하였다. 한편, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따라 1/3 그룹의 범위에 속하는 실시예 1이 이를 만족하지 못하는 실시예 2 ~ 4에 비하여 우수한 광학물성을 나타내었다. 나아가 1그룹의 함량이 범위를 벗어나는 실시예 5에 비하여 실시예 1의 광학물성이 매우 우수하였다.

또한, 실시예 1, 8 및 9를 통해 광 확산층에 포함된 미세패턴의 형상이 마이크로렌즈일 때가 프리즘 또는 렌티큘러 형상일 때 보다 헤이즈 값이 높아하여 휘선 보임에 있어 현저히 우수한 것을 확인할 수 있다.

또한, 실시예 10을 통해 신뢰성 지지층의 열팽창계수가 25㎛/m·℃를 초과하는 경우 실시예 1에 비해 신뢰성이 저하될 수 있음을 확인할 수 있고, 열팽창계수가 35㎛/m·℃를 초과하는 실시예 18의 경우 신뢰성이 현저히 좋지 못했다.

또한, 판상형 폴리머 분산 타입의 반사편광필름으로 변경한 실시예 11의 경우 실시예 1 보다 휘도 등의 광학적 특성에서 좋지 못함을 확인할 수 있고, 휘선보임 문제도 심한 것을 확인할 수 있다.

또한, 실시예 1에 대비하여 집광층을 불포함한 비교예 1의 경우 휘도 등의 광학적 특성이 현저히 저하된 것을 확인할 수 있다. 또한, 필름의 표면에 주름이 가거나 굴곡이 발생하지는 않았으나 필름이 전체적으로 휘는 휨현상이 발생했음을 확인할 수 있다.

또한, 신뢰성 지지층을 불포함하는 비교예 2의 경우 휘도 등의 광학적 물성은 실시예 1과 유사수준으로 발현되었으나 필름의 표면외관에 주름이나 굴곡이 생겼고, 필름이 전체적으로 휘는 휨현상까지 발생했음을 확인할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 수학식 1을 불만족하는 비교예 3의 경우 표면에 주름이나 굴곡이 생기는 불량이 발생하거나 또는 필름에 심한 휨현상이 발생했다는 것을 확인할 수 있고, 비교예 4의 경우 신뢰도는 우수하나 휘도가 현저히 저하된 것을 확인할 수 있고, 복합반사편광 필름이 박형되지 못해 매우 바람직하지 못한 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 수학식 1을 만족하는 실시예 1 및 실시예 12 내지 15중에서 수학식 1의 값이 0.6 ~ 1.6을 만족하는 실시예 1, 13 및 14가 신뢰성 측면에서 우수한 동시에 광학적 물성까지 동시에 만족하고 있음을 확인할 수 있다.

한편, 집광층의 지지부의 두께가 얇은 실시예 12, 13의 경우 집광층 지지부가 너무 얇아짐에 따라 집광층에 따른 휘도상승의 폭이 크지 않음을 알 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 수학식 1을 만족하는 경우에도 수학식 2를 불만족하는 실시예 16은 실시예 1에 비해 표면에 주름이나 굴곡이 생기는 불량이 발생했고, 실시예 17은 집광층의 두께가 너무 얇아져 신뢰성 지지층 및 집광층의 두께 합이 비슷한 실시예 1보다 휘도가 오히려 저하되었음을 확인할 수 있다.

한편, 신뢰성 지지층 및 집광층의 지지부 열팽창계수가 현저히 적거나 큰 실시예 23 및 24 에서, 실시예 23의 경우 신뢰성은 매우 우수하나 휘도 등의 광학적 물성이 현저히 좋지 않음을 확인할 수 있고, 실시예 24의 경우 신뢰성이 현저히 좋지 못함을 확인할 수 있다.

Claims

기재 내부에 폴리머가 분산된 반사편광 필름을 포함하는 복합 반사편광 필름에 있어서, 상기 복합 반사편광 필름은
반사편광 필름의 상부면에 형성된 광 확산층;
상기 반사편광 필름의 하부면에 형성된 신뢰성 지지층; 및
지지부를 포함하고, 상기 신뢰성 지지층의 하부면에 형성된 집광층을 포함하며,
반사편광 필름의 두께, 신뢰성 지지층의 두께 및 집광층의 지지부 두께에 대한 하기의 수학식 1의 값이 0.3 ~ 2.0인 것을 특징으로 하는 복합 반사편광 필름.
[수학식 1]
제1항에 있어서,
상기 광 확산층은 광경화성 고분자 수지 또는 열경화성 고분자 수지 중 적어도 하나의 고분자 수지를 포함하여 경화되어 형성된 것을 특징으로 하는 복합 반사편광 필름.
제1항에 있어서,
상기 광 확산층은 프리즘, 렌티큘러, 마이크로 렌즈, 삼각뿔 및 피라미드 패턴으로 구성되는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 미세패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 반사편광 필름.
제3항에 있어서,
상기 미세패턴은 마이크로 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 반사편광 필름.
제1항에 있어서,
상기 광 확산층은 비드코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 반사편광 필름.
제1항에 있어서,
상기 신뢰성 지지층은 적어도 하나의 방향으로 연신된 폴리에스테르계 필름인 것을 특징으로 하는 복합 반사편광 필름.
제1항에 있어서,
상기 반사편광 필름의 두께는 50 ~ 400㎛인 것을 특징으로 하는 복합 반사편광 필름.
제1항에 있어서,
상기 반사편광 필름과 신뢰성 지지층 사이에 접착력 강화를 위한 제1 프라이머층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 반사편광 필름.
제1항에 있어서,
상기 신뢰성 지지층 및 집광층의 지지부 중 어느 하나 이상은 70 ~ 80℃의 온도조건에서 열팽창 계수가 4 ~ 35 ㎛/m·℃를 만족하는 것을 특징으로 하는 복합 반사편광 필름.
제1항에 있어서, 상기 반사편광 필름은
기재 및 상기 기재 내부에 포함되어 외부에서 조사되는 제1 편광을 투과시키고 제2 편광을 반사시키기 위한 복수개의 분산체를 포함하며,
복수개의 분산체는 상기 기재와 적어도 하나의 축방향으로 굴절율이 상이하고,
상기 기재 내부에 포함된 복수개의 분산체 중 80% 이상이 길이방향의 수직단면을 기준으로 장축길이에 대한 단축길이의 종횡비가 1/2 이하이며,
상기 종횡비가 1/2 이하인 분산체들은 단면적에 따라 적어도 3개의 그룹에 포함되고,
상기 그룹 중 제1 그룹의 분산체 단면적은 0.2 ~ 2.0㎛²이며, 제2 그룹의 분산체 단면적은 2.0㎛² 초과부터 5.0㎛² 이하이고, 제3 그룹의 분산체 단면적은 5.0㎛² 초과부터 10.0㎛² 이하이며,
상기 제1 그룹 내지 제3 그룹의 분산체는 랜덤하게 배열된 것을 특징으로 하는 복합 반사편광 필름.
제10항에 있어서, 상기 반사편광 필름은
기재 및 상기 기재내부에 포함된 복수개의 분산체를 포함하는 코어층; 및
상기 코어층의 적어도 일면에 형성된 일체화된 스킨층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 반사편광 필름.
제10항에 있어서,
상기 종횡비가 1/2 이하인 분산체 중 제3 그룹의 분산체의 개수는 10% 이상인 것을 특징으로 하는 복합 반사편광 필름.
제10항에 있어서,
상기 종횡비가 1/2 이하인 분산체 중 제1 그룹의 분산체 개수는 30 ~ 50%이고, 제3그룹의 분산체 개수는 10 ~ 30%인 것을 특징으로 하는 복합 반사편광 필름.
제10항에 있어서,
상기 종횡비가 1/2 이하인 분산체 중 제1 그룹의 분산체 개수와 제3 그룹의 분산체 개수의 비는 3 ~ 5 : 1인 값을 갖는 것을 특징으로 하는 복합 반사편광 필름.
제10항에 있어서,
상기 기재와 분산체의 굴절율은 2개의 축 방향에 대한 굴절율의 차이가 0.05 이하이고, 나머지 1개의 축방향에 대한 굴절율의 차이가 0.1 이상인 것을 특징으로 하는 복합 반사편광 필름.
제1항에 있어서,
상기 반사형 편광필름은 적어도 하나의 축방향으로 연신된 것을 특징으로 하는 복합 반사편광 필름.
제1항에 있어서,
상기 집광층은 지지부 상에 형성된 프리즘 패턴부을 포함하고,
상기 프리즘 패턴부가 신뢰성 지지층의 하부면과 마주보도록 형성된 것을 특징으로 하는 복합 반사편광 필름.
제17항에 있어서,
상기 집광층의 프리즘 패턴부는 광경화성 고분자 수지 또는 열경화성 고분자 수지 중 적어도 하나의 고분자 수지를 포함하여 경화되어 형성된 것을 특징으로 하는 복합 반사편광 필름.
제1항에 있어서,
상기 반사편광 필름의 두께, 신뢰성 지지층의 두께 및 집광층의 지지부 두께에 대한 수학식 1의 값이 0.6 ~ 1.6 인 것을 특징으로 하는 복합 반사편광 필름.
제1항에 있어서,
상기 신뢰성 지지층과 집광층 사이에 접착력 강화를 위한 제2 프라이머층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 반사편광 필름.
제1항에 있어서,
상기 신뢰성 지지층의 두께 및 집광층의 지지부 두께에 대한 하기 수학식 2의 값은 0.25 ~ 4 인 것을 특징으로 하는 복합 반사편광 필름.
[수학식 2]
제1항에 있어서,
상기 복합 반사편광 필름의 헤이즈(haze) 값은 73% 이상인 것을 특징으로 하는 복합 반사편광 필름.
제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 따른 복합 반사편광 필름을 포함하는 백라이트 유닛(unit).
제23항에 따른 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치.