KR20180036999A

KR20180036999A - 광학 확산 필름 라미네이트 및 제조 방법

Info

Publication number: KR20180036999A
Application number: KR1020187005746A
Authority: KR
Inventors: 칭빙 왕; 엔카이 하오; 트리 디 팜; 다니엘 제이 테이스; 매튜 에스 스테이
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2015-08-05
Filing date: 2016-08-05
Publication date: 2018-04-10
Also published as: US10705266B2; WO2017024265A1; CN107850700A; US20180224582A1; TW201719200A; CN107850700B

Abstract

제1 광학 필름, 결합 부재, 및 제2 광학 필름을 포함하며, 제1 광학 필름은 프리즘형 필름을 포함하고, 제2 광학 필름은 확산기를 포함하고, 결합 부재는 제1 광학 필름과 제2 광학 필름이 물리적으로 결합되도록 제1 광학 필름에 그리고 제2 광학 필름에 접합되고, 결합 부재는 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름 중 적어도 하나에, 광학적으로 효과적인 에어 갭이 제공되도록 비연속적으로 접합되는 광학 필름 조립체. 또한, 그러한 광학 필름 조립체의 제조 방법.

Description

광학 확산 필름 라미네이트 및 제조 방법

본 발명은 개선된 접합 강도, 미적 외관, 및 원하는 광학 특성들의 균일성을 갖는 단일 광학 필름 조립체, 특히 프리즘형 필름 및 확산 필름을 갖는 조립체에 대한 신규한 구조물 및 상기 조립체의 제조 방법에 관한 것이다.

광학 디스플레이, 예컨대 백라이트형 액정 디스플레이("LCD")는 휴대폰, 개인 디지털 보조장치("PDA"), 전자 게임기, 랩탑 컴퓨터, 모니터, 및 텔레비전 스크린을 포함한 매우 다양한 디바이스 응용에 사용된다. 배터리 수명을 희생시키지 않고서 디스플레이 성능을 개선하고 휘도를 향상시키기 위하여 광학 필름들이 광학 디스플레이 내에 적층된다. 이상적으로, 광학 필름들은 인접한 필름들 사이에 에어 갭(air gap)을 유지하여 광학 성능을 최적화하는 방식으로 적층된다.

현재, 디스플레이에 사용되는 필름들은 종종 디스플레이 제조자에게 개별 필름으로서 제공된다. 이러한 필름들은 전형적으로, 필름들을 배향시키고 위치설정하는 데 유용한 탭(tab), 및 필름들의 표면을 보호하기 위한 커버 시트를 포함한다. 디스플레이의 조립 동안, 필름들의 커버 시트를 제거하고, 필름들을, 예를 들어, 백라이트 조립체와 LCD 패널 사이에 끼워 맞추어진 프레임 내로 하나하나씩 적층한다. 양면-코팅 림(rim) 테이프를 적층된 필름들 위에 배치시키는데, 이들은 필름들의 에지를 밀봉한다. 이어서, 커버 시트를 림 테이프 위에 배치한다. 디스플레이를 마무리하기 위하여, 커버 시트를 제거하고, LCD 패널을 림 테이프에 접착한다.

이러한 과정은 시간 및 재료의 관점에서 어렵고 비용이 많이 든다. 필름 상에 탭을 생성하는 것은, 생성되는 폐기물의 양을 증가시키고, 탭을 커버하기 위하여 디스플레이의 주연부 둘레로 연장되어야만 하는 베젤(bezel) 또는 에지의 폭을 증가시킨다. 탭은 림 테이프의 에지로 연장되기 때문에, 이물질이 침입하여 필름들 사이에 끼게 되도록 하는 경로가 생성된다. 개별 필름으로부터 커버 시트를 제거하는 것은 조립 시간 및 필름의 손상 가능성을 증가시킨다. 게다가, 광학 필름은 더욱 더 얇은 변형품으로 제조되기 때문에, 손이나 기계로 개별 광학 필름을 취급하는 것이 점점 더 어려워지게 된다. 따라서, 이러한 문제들의 해결은 조립 효율을 증가시키고 손상된 필름의 개수를 감소시킴으로써 제품 산출량을 증가시킬 것이다.

미국 특허 제7,339,635호(프레킹(Freking) 등)는 광학 필름들을 적층하고 하위-조립체들로 배열하여 후속 디바이스 제조 작업 시에 개별 층의 취급을 줄이는 접근법을 개시한다.

프리즘형 및 확산 필름의 단일 광학 필름 조립체의 대안적인 구조물 및 상기 단일 광학 필름 조립체의 제조 방법에 대한 필요성이 존재한다.

본 발명은, 단일 광학 조립체 형태로 함께 접합되고, 광학적으로 결합되는 정도를 최소화하면서 기계적으로 견고한 구성으로 물리적으로 결합된 프리즘형 광학 필름 및 확산 광학 필름의 단일 광학 필름 조립체의 신규한 구조물을 제공한다. 그러한 조립체의 제조 방법이 또한 제공된다.

이상적으로, 광학 필름들은 인접한 필름들 사이에 갭(전형적으로 단지 공기 공간을 "에어 갭"으로 지칭함)을 유지하여 광학 성능을 최적화하는 방식으로 적층된다. 전형적인 광학 필름 재료는 굴절률이 약 1.5이다. 인접한 광학 필름들 사이에 에어 갭이 존재할 때, 내부 전반사 각도(TIR 각도)보다 더 큰 각도로의 광 이동이 각각의 광학 필름 내에 포획된다. 그러한 구성은 때때로 "광학적으로 결합해제된" 것으로 기재되고 원하는 광학 성능이 얻어진다. 2개의 광학 필름들 사이의 갭이 제3 광학 재료, 예를 들어 광학적으로 투명한 접착제로 충전될 때, 광학 필름들의 원하는 내부 전반사 계면은 손상되고, 큰 각도의 광이 하나의 광학 필름으로부터 다른 하나의 광학 필름으로 이동되고, 그럼으로써 결과적인 광학 성능을 저하시킬 것이다. 그러한 상황에서의 2개의 광학 필름은 때때로 "광학적으로 결합된" 것으로 지칭된다.

간략하게 요약하면, 본 발명의 광학 필름 조립체는 제1 광학 필름, 결합 부재, 및 제2 광학 필름을 포함한다. 제1 광학 필름은 프리즘형 필름을 포함하고, 광학 요소들이 돌출되어 있는 제1 주 면 및 반대편의 제2 주 면을 갖는다. 제2 광학 필름은 확산기를 포함하고, 제1 주 면 및 반대편의 제2 주 면을 갖는다. 결합 부재는, 제1 광학 필름과 제2 광학 필름이 실질적으로 광학적으로 결합해제된 상태를 유지하면서 물리적으로 결합되도록 제1 광학 필름의 제2 주 면에 그리고 제2 광학 필름의 제1 주 면에 접합된다. 본 발명에 따르면, 결합 부재는 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름 중 적어도 하나에, 광학적으로 효과적인 에어 갭이 제공되도록 비연속적으로 접합된다.

간략하게 말하면, 본 발명의 방법은

(1) 본 명세서에 기재된 바와 같은 제1 광학 필름, (2) 본 명세서에 기재된 바와 같은 제2 광학 필름; 및 (3) 본 명세서에 기재된 바와 같은 결합 조성물을 제공하는 단계; 이어서

제1 광학 필름과 제2 광학 필름이 실질적으로 광학적으로 결합해제된 상태를 유지하면서 물리적으로 결합되고 광학적으로 효과적인 에어 갭이 제공되도록 결합 조성물이 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름 중 적어도 하나와 비연속적 접촉을 갖도록 결합 조성물을 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름 둘 모두에 접촉시키는 단계;

결합 조성물을 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름에 접합시켜

광학 필름 조립체를 산출하는 단계를 포함한다.

본 발명은 몇 가지 놀라운 이점을 갖는 신규한 구조물 또는 필름 조립체 및 그의 제조 방법을 제공한다. 본 발명을 사용하여, 광학 필름들을 포함하는 다양한 형태의 광학 적층체 및 디바이스가 더 효율적으로 제조될 수 있으며, 필요하다면, 더욱 더 얇은 구성 광학 필름들을 사용할 수 있다. 결과적인 광학 적층체는 지금까지 획득되지 않은 성능 조합, 예컨대 견고한 기계적 내구성과 결합된 높은 광학 이득을 제공할 수 있다.

본 발명은 도면을 참고하여 추가로 설명된다.
도 1은 종래 기술의 광학 필름 조립체의 단면의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 광학 필름 조립체의 예시적인 실시 형태의 단면이다.
도 3은 본 발명의 광학 필름 조립체의 다른 예시적인 실시 형태의 단면이다.
도 4는 본 발명의 광학 필름 조립체의 다른 예시적인 실시 형태의 단면이다.
도 5는 부동태화제(passivating agent)를 적용한 후의 결합 부재의 표면의 평면도를 나타낸 현미경 사진이다.
이러한 도면들은 축척대로 그려지지 않으며, 단지 예시적이며 비제한적일 것을 의도한다. 유사한 도면 부호가 유사한 특징부를 지칭하는 데 사용된다.

광학 필름 조립체

도 1은 종래 기술의 광학 필름 조립체의 단면의 개략도이다. 광학 필름 조립체(10)는 제1 주 면(14) 및 제2 주 면(16)을 갖는 제1 광학 필름(12), 및 제1 주 면(22) 및 제2 주 면(24)을 갖는 제2 광학 필름(20)을 포함한다. 결합 부재는 제1 광학 필름의 제2 주 면 및 제2 광학 필름의 제1 주 면 둘 모두에 실질적으로 연속적으로 접합된다. 이 조립체에서, 제1 광학 필름과 제2 광학 필름은 광학적으로 결합된다.

본 발명의 중요한 특징은 결합 부재가 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름 중 적어도 하나에, 광학적으로 효과적인 에어 갭이 제공되도록 비연속적으로 접합된다는 것이다. 본 발명은 원하는 광학 특성이 최대화되도록 광학적 결합의 정도를 최소화하면서 광학 필름들이 원하는 기계적 특성 및 이득을 부여하도록 물리적으로 결합된 신규한 조립체를 제공한다. 일부 실시 형태에서, 결합 부재는 제1 광학 필름에 비연속적으로 접합되고, 일부 실시 형태에서 결합 부재는 제2 광학 필름에 비연속적으로 접합되고, 일부 실시 형태에서 결합 부재는 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름 둘 모두에 비연속적으로 접합된다.

도 2는 본 발명의 광학 필름 조립체(210)의 예시적인 실시 형태의 단면이며, 본 광학 필름 조립체는 제1 주 면(214) 및 제2 주 표면(216)을 갖는 제1 광학 필름(212), 결합 부재(218), 및 제1 주 표면(222)을 갖는 제2 광학 필름(220)을 포함하며, 결합 부재(218)는 제1 광학 필름(212)의 제2 주 면(216)에 비연속적으로 접합되고 제2 광학 필름(220)의 제1 주 면(222)에 실질적으로 연속적으로 접합된다. 이 실시 형태에서, 조립체(210)는 결합 부재(218)가 제1 광학 필름(212)의 제2 주 면(216)에 불연속적으로 접합됨으로써 원하는 광학 성능을 위하여 원하는 공기 계면 또는 공기 갭(광학적으로 결합해제된 배열)을 달성함을 보장하는 부동태화제의 침착물(226)을 추가로 포함한다.

도 3은 본 발명의 광학 필름 조립체(310)의 예시적인 실시 형태의 단면이며, 본 광학 필름 조립체는 제1 주 표면(314) 및 제2 주 표면(316)을 갖는 제1 광학 필름(312), 결합 부재(318), 및 제1 주 표면(322) 및 제2 주 표면(324)을 갖는 제2 광학 필름(320)을 포함하며, 결합 부재(318)는 제1 광학 필름(312)의 제2 주 면(316)에 실질적으로 연속적으로 접합되고 제2 광학 필름(320)의 제1 주 면(322)에 비연속적으로 접합된다. 도 3에 도시된 실시 형태에서, 제1 광학 필름(312)은 요소 층(312a) 및 베이스 층(312b)을 포함하는 다층 필름이고, 제2 광학 필름(320)은 층(320a) 및 층(320b)을 포함하는 다층 필름이다.

도 4는 본 발명의 광학 필름 조립체(410)의 예시적인 실시 형태의 단면이며, 본 광학 필름 조립체는 제1 주 표면(414) 및 제2 주 표면(416)을 갖는 제1 광학 필름(412), 결합 부재(418), 및 제1 주 표면(422) 및 제2 주 표면(424)을 갖는 제2 광학 필름(420)을 포함하며, 결합 부재(418)는 제1 광학 필름(412)의 제2 주 면(416)에 비연속적으로 접합되고 제2 광학 필름(420)의 제1 주 면(422)에 비연속적으로 접합된다.

이 설명의 일부 부분에서는, x, y, 및 z 축을 참조한다. x, y, 및 z 축은 서로 직각이다. x 및 y 축은 편평한 형태의 광학 필름과 같은 시트에 의해 정의된 기하학적 평면에 상응하며, 한편 z 축은 하나의 필름으로부터 다른 필름까지의(예를 들어, 도 1에서 수직으로의) 수직 치수에 상응한다.

제1 광학 필름

제1 광학 필름은 광 투과성 프리즘형 필름일 수 있다. 프리즘형 필름은 제1 주 면을 가지며, 이로부터 복수의 광학 요소들(즉, 선택된 기하학적 형태를 갖는 표면들의 어레이)이 돌출된다. 프리즘형 필름은 필름의 제1 주 면의 반대편에 있는 제2 주 면을 갖는다. 본 발명의 조립체에서, 필름의 제2 주 면은 제2 광학 필름을 향해 배향되며, 결합 부재가 이들 사이에 위치된다.

일부 실시 형태에서, 제1 광학 필름은 단층 구조를 갖는다(예를 들어, 도 2 및 도 4에 도시된 것과 같다). 일부 실시 형태에서, 제1 광학 필름은 다층 구조를 갖는다(예를 들어, 도 3에 도시된 것과 같다).

다양한 프리즘형 필름이 본 발명의 광학 필름 조립체에 사용될 수 있다. 예시적인 예에는 쓰리엠(3M)™ TBEF-DT 및 쓰리엠™ TBEF2-DT가 포함된다. 다른 대체물이 당업자에게 용이하게 명백할 것이다.

제2 광학 필름

제2 광학 필름은 광 투과성 확산기이다.

본 발명에 사용하기에 적합한 확산기는 광학적으로 랜덤한 확산기 및 광학적으로 랜덤하지 않은 확산기 둘 모두를 포함한다. 본 발명에 사용되는 확산기는 비드-기반 확산기일 수 있으며; 본 발명에 사용되는 확산기는 미세복제될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 확산기는 QDEF 유형 광학 필름일 수 있다. 양자점 향상 필름(Quantum Dot Enhancement Film) 또는 "QDEF"는 미립자 "양자점"을 보유하는 필름이며, 양자점은 LED 또는 다른 광원으로부터 방출되는 특정 광 파장(색상)을 흡수하고, 상이한 파장 - 이에는 광원 그 자체의 방출로부터 빠져 있을 수 있는 어떠한 파장이 포함됨 - 에서 재방출하여, 이에 따라 그의 스펙트럼을 향상시키는 역할을 한다. QDEF 필름은 하나 또는 수개의 별개의 광원으로부터의 광을 흡수하고, 다수의 도트들로부터 재방출하여, 이에 따라 그것은 또한 확산기로서의 역할을 한다.

일부 실시 형태에서, 제2 광학 필름은 단층 구조를 갖는다(예를 들어, 도 2 및 도 4에 도시된 것과 같다). 일부 실시 형태에서, 제2 광학 필름은 다층 구조를 갖는다(예를 들어, 도 3에 도시된 것과 같다).

다양한 확산기가 본 발명의 광학 필름 조립체에 사용될 수 있다. 본 발명에 사용하기에 적합한 잘 알려진 구매가능한 확산기의 예시적인 예에는 쓰리엠™ UDF(즉, "울트라 확산 필름(Ultra Diffuser Film)"), 및 쓰리엠™ QDEF(즉, "양자점 향상 필름")가 포함된다. 본 발명에 사용될 수 있는 확산기의 예시적인 예는 미국 특허 출원 공개 제2015/0293272호(팜(Pham) 등), 미국 특허 출원 공개 제2016/0164031호(피퍼(Pieper) 등), 및 국제 특허 출원 공개 WO 2014/123836호(베노이트(Benoit) 등)에 개시되어 있다. 다른 대체물이 당업자에게 용이하게 명백할 것이다.

일부 실시 형태에서, 확산 필름의 제1 주 면은 그 위에 제공되는 코팅 또는 표면 요소를 가져서, 결합 부재에 접합하기에 더 적합한 표면을 제공할 수 있고, 광학 성능을 최적화할 수 있고 등등을 할 수 있다.

예를 들어, 일부 실시 형태에서, 초저굴절률(Ultra Low refractive Index)("ULI") 코팅이 제2 광학 필름 내에 포함되어 제2 광학 필름의 제1 주 면(즉, 결합 부재 및 프리즘형 필름을 향해 배향된 면)을 구성한다. ULI 층의 사용은 광학 층들 사이에, (이격된 2-필름 구조물에서와 같이) 공기 층을 갖는 광학 층들의 굴절률 차이와 접착제와 2개의 각각의 광학 필름 사이에 직접 광학 접촉을 갖는 광학 층들의 굴절률 차이의 중간인 굴절률 차이를 제공한다. 따라서, ULI 층의 사용은, ULI 층 없이 접착제를 갖는 2개의 광학 필름의 직접 접합에 비하여, 휘도 이득(또한, 광학 이득이라 지칭됨)을 향상시킬 수 있다.

예를 들어 보면, 예를 들어 굴절률이 약 1.18인 ULI의 층이 (예를 들어, 굴절률이 약 1.50인) 확산기 층 상에 적용될 수 있다. 적합한 ULI 실시 형태의 예시적인 예가 미국 특허 출원 공개 제2012/0038990호(하오(Hao) 등); 건식 실리카 기반 재료를 개시하는 미국 특허 제9,291,752호(코기오(Coggio) 등); 및 겔 유형 재료를 개시하는 미국 특허 제8,808,811호(콜브(Kolb) 등) 및 제9,279,918호(하그(Haag) 등)에 개시되어 있다. ULI 코팅은 나노미터 크기 기공 또는 공극(void)의 구조를 갖는 중합체 고체 네트워크 또는 매트릭스이다. ULI 코팅 내의 기공 또는 공극의 치수는 일반적으로 평균 유효 직경이 약 수 나노미터 내지 수백 나노미터의 범위일 수 있는 것으로 기재될 수 있다. ULI 코팅은 전형적으로 1.2 미만의 유효 굴절률을 가지며, 그의 나노공극형 조성에 의해 제공되는 광학, 물리적, 또는 기계적 특성에 기초하여 다양한 응용에 유용할 수 있다.

결합 부재

결합 부재는 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름 둘 모두에 접합되어, 본 발명의 일체형 단일 광학 필름 조립체를 형성한다. 2개의 광학 필름의 물리적 결합은 조립체가 더 편리하게 조작 및 변환될 수 있게 함으로써 상당히 증가된 편의성 및 사용 용이성을 제공할 수 있게 한다.

일부 실시 형태에서, 결합 부재는 (예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이) 제1 광학 필름에 비연속적으로 그리고 제2 광학 필름에 연속적으로 접합된다. 일부 실시 형태에서, 결합 부재는 (예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이) 제1 광학 필름에 연속적으로 그리고 제2 광학 필름에 비연속적으로 접합된다. 일부 실시 형태에서, 결합 부재는 (예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이) 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름 둘 모두에 비연속적으로 접합된다.

결합 부재는 광 투과성, 바람직하게는 광학적으로 투명한 접착제("OCA")를 포함할 수 있다.

결합 부재는 본 명세서에 기재된 바와 같이 가공하기에 적합할 뿐만 아니라 각각의 피착체(즉, 제1 광학 필름의 제2 주면 및 제2 광학 필름의 제1 주 면)와의 바람직한 접합을 발생시키기에 적합한 재료를 포함한다. 게다가, 결합 부재는 안정한, 바람직하게는 색상 또는 광 투과율에 있어서의 원치 않는 변화, 치수 구성에 있어서의 원치 않는 변화 또는 기계적 특성의 다른 손실 등을 겪지 않는 재료여야 한다.

결합 부재에 사용하기 위한 재료의 일부 예시적인 예에는 아크릴레이트 기반 또는 우레탄 기반 광학 접착제가 포함된다. 당업자는 본 발명에 따라 결합 부재에 사용하기에 적합한 재료를 용이하게 선택할 수 있을 것이다.

도 2를 참조하면, 결합 부재(218)는 일부분(230)들에서는 제1 광학 필름(212)에 접합되지만, 일부분(228)들에서는 그렇지 않다. 집합체에서, 일부분(230)들과 일부분(228)들의 조합은 비연속적인 접합이다. 결합 부재 일부분(230)들에 접합된 광학 필름(212)의 일부분들은 조립체(210)의 광학 필름들(212, 220)의 원하는 물리적 결합의 본질적인 구성요소이지만, 조립체는 광학 결합으로 인해 감소된 광학 성능을 겪는다. 그러나, 결합 부재 일부분(228)들에 대면하는 광학 필름(212)의 일부분들은 광학적으로 결합해제된다. 유사하게, 도 3에서의 조립체(310)의 일부분(330)들은 에어 갭이 일부분(328)들에서 계면을 이루면서 원하는 물리적 결합을 제공한다. 도 4에 도시된 실시 형태에서, 결합 부재(418)는 x - y 평면에서 비연속적이어서, 원하는 광학적으로 결합해제된 상태를 제공하도록 광학 필름들(412, 420) 사이에 갭(428)들을 남기게 된다.

본 발명에 따르면, 결합 부재는 적어도 하나의 광학 필름에, 그리고 일부 실시 형태에서는 각각의 광학 필름에 단지 비연속적으로 접합된다. 일부 실시 형태에서, 광-확산 입자들, 예컨대 중합체(예를 들어, 폴리메틸 메타크릴레이트), 유리, 또는 실리카 입자들 또는 비드들이 결합 부재의 매트릭스 내에 혼입되어, 광학 필름과 접합된 접촉 상태에 있는 결합 부재의 일부분들과 필름과 접촉 상태에 있지 않은 결합 부재의 인접한 일부분들 사이의 상대 광 산란 콘트라스트를 감소시킬 수 있다. 그러한 입자들은 직경이 약 1.5 마이크로미터 미만인 것이 전형적으로 바람직하다.

일부 실시 형태에서, 결합 부재는 바람직하게는 두께(즉, z 치수)가 약 1 내지 약 3 마이크로미터이다. 다른 실시 형태에서, 이 범위 밖의 두께를 갖는 결합 부재가 사용될 수 있다.

제조 방법

간략하게 말하면, 본 발명의 방법은

(1) 본 명세서에 기재된 바와 같은 제1 광학 필름, (2) 본 명세서에 기재된 바와 같은 제2 광학 필름; 및 (3) 본 명세서에 기재된 바와 같은 결합 조성물을 제공하는 단계;

제1 광학 필름과 제2 광학 필름이 광학적 결합의 정도를 최소화하도록 광학적으로 효과적인 에어 갭을 제공하면서 물리적으로 결합되도록 결합 조성물이 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름 중 적어도 하나와 비연속적 접촉을 갖도록 결합 조성물을 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름 둘 모두에 접촉시키는 단계;

결합 조성물을 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름에 접합시켜

광학 필름 조립체를 산출하는 단계를 포함한다.

상기에 논의된 바와 같이, 결합 조성물은 광 투과성, 바람직하게는 광학적으로 투명한 접착제일 수 있다.

일부 실시 형태에서, 결합 조성물은 단지 접촉을 통해서 각각의 피착체들(즉, 제1 광학 필름의 제2 주 면 및 제2 광학 필름의 제1 주 면)과의 접합을 달성한다. 다시 말하면, 결합 조성물은 감압 접착제로서 작용하고, 결합 조성물을 피착체들에 접합시키는 단계는 그것을 가압 하에서 각각의 피착체와 접촉되게 하는 단계로 본질적으로 이루어진다.

일부 실시 형태에서, 결합 조성물을 피착체들에 접합시키는 단계는, 그것을 2개의 피착체에 접촉시키는 단계에 더하여 그것을 활성화하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 화학 방사선(예를 들어, e-빔, UV 방사선), 열, 또는 다른 수단을 적용하여 결합 조성물을 경화시켜 원하는 접합을 달성하거나 향상시키고, 그럼으로써 결합 부재 및 결과적인 광학 필름 조립체를 산출할 수 있다.

전술된 바와 같이, 결합 부재는 제1 광학 필름 또는 제2 광학 필름 중 적어도 하나에 비연속적으로 접합된다. 비연속적이란, 조립체의 단위 부분이 x - y 평면 내에서 고려될 때, 단위 부분의 일부 일부분들에서 결합 부재는 광학 필름과 접촉 상태로 그에 접합되어 있고, 단위 부분의 다른 일부분들에서 그것은 그렇지 않은 것을 의미한다.

일부 실시 형태에서, 이러한 비연속적 접촉은 구성 광학 필름들 중 하나의 적어도 일부분 상에 불연속적인 방식으로, 예컨대 결합 조성물의 이산된, 연결되지 않은 세그먼트들(예를 들어, 도트, 라인 등)을 침착시킴으로써 결합 조성물을 적용함으로써 달성된다. 결합 조성물은, 임의의 종래의 인쇄 방법을 포함한 임의의 종래의 방법에 의해 적용될 수 있다. 예시적인 예에는 플렉소그래피, 그라비어 인쇄, 스크린 인쇄, 및 잉크-젯 인쇄가 포함된다. 불완전한 층의 요소들(도트, 라인 등)은 임의의 규칙적인 패턴으로 존재할 수 있거나 랜덤한 패턴으로 존재할 수 있다.

일부 실시 형태에서, 비연속적 접촉은 연속적 층의 형태로(예를 들어, z 축으로 실질적으로 균일한 두께로) 결합 부재를 형성하고, 이어서 그것의 주 면을 광학 필름들 중 하나에 접촉하기 전에 그러한 주 면의 일부분들을 선택적으로 부동태화함으로써 달성된다. 부동태화된 부분들은 광학 필름에 대한 결합 부재의 습윤을 최소화되거나 심지어는 제거하는 경향이 있으며, 한편 부동태화되지 않은 부분들은 습윤되고 광학 필름에 대한 원하는 접합을 발생시킨다. 결과는, 원하는 공기 계면을 제공하는 부동태화된 부분들에 의한, 광학 필름에 대한 결합 부재의 원하는 비연속적 접합이다. 그러한 결합 부재를 제조하는 예시적인 방법은 (예를 들어, 전사 라이너 또는 광학 필름 상에) 주 면이 노출되도록 결합 조성물의 층을 형성하고, 부동태화제를 적용하여 노출된 주 면의 일부분들을 선택하고, 필요하다면 부동태화제를 활성화하고, 이어서 다른 하나의 광학 필름을 노출된, 선택적으로 부동태화된, 주 면에 (예를 들어, 라미네이션을 통해) 접촉시키고, 이어서 함께 접합하는 것이다. 당업자는 원하는 방식으로 부동태화제를 적용하기에 적합한 방법을 용이하게 선택할 수 있을 것이다. 예시적인 방법에는 플렉소그래피, 그라비어 인쇄, 스크린 인쇄, 및 잉크-젯 인쇄가 포함된다.

도 5는 부동태화제를 적용한 후의 결합 부재의 표면의 평면도를 나타낸 그러한 실시 형태의 현미경 사진이다. 도 5에서, 결합 부재(518)의 주 면은 복수의 부동태화된 부분(528)들(이들은 도 2에 도시된 조립체(210)에서의 결합 부재 일부분(228)들에 상응함) 및 부동태화되지 않은 부분(530)들(이들은 도 2에 도시된 조립체(210)에서의 결합 부재 일부분(230)들에 상응함)을 갖는다. 부동태화되지 않은 부분들은 교차하여 폐쇄 셀들로서 부동태화된 부분들을 한정한다.

일부 실시 형태에서, 부동태화제는 코팅 재료(예를 들어, 결합 부재의 표면 상에 경질 코트를 형성하여, 광학 필름을 습윤시키고 그에 접합하는 결합 부재의 영향을 받은 부분의 능력을 방해하도록 할 수 있는 UV 경화성 잉크 또는 다른 재료) 또는 산분제(dusting agent)(예를 들어, 광학 필름을 습윤시키고 그에 접합하는 결합 부재의 영향을 받은 부분의 능력을 방해하는 입자)를 포함한다. 일부 경우에, 입자들이 경화성 유체 또는 잉크 내로 혼입될 수 있다. 일부 예시적인 실시 형태에서, 입자는 직경이 약 2 내지 약 3 마이크로미터 또는 최대 치수이지만, 이 범위 밖의 입자들이 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 입자들은 필요에 따라 형상이 규칙적 또는 불규칙적일 수 있다. 전형적으로, 입자들의 평균 치수는 적어도 코팅의 최종 두께만큼 크거나 그보다 더 크다. 그와 같이, 입자들은 부동태화된 부분 내에 유효 에어 갭을 더 효과적으로 유지한다.

부동태화된 부분들 및 부동태화되지 않은 부분들의 치수 및 형상은 원하는 대로 선택될 수 있다. 부동태화되는 상대적으로 더 큰 퍼센트의 영역(즉, x - y 평면 내)은 상대적으로 더 높은 광학 성능을 갖는 결과적인 단일 광학 필름 조립체를 산출할 것이며, 한편 부동태화되지 않은 상대적으로 더 큰 퍼센트의 영역은 상대적으로 더 큰 기계적 견고성을 갖는 결과적인 단일 광학 필름 조립체를 산출할 것이다.

일부 실시 형태에서, 부동태화된 부분들 및 부동태화되지 않은 부분들은 임의의 원하는 형상 및 배열을 가질 수 있다. 부동태화되지 않은 부분들은, 원하는 공기 계면들이 서로 분리되어 있는, 폐쇄 셀의 부동태화된 부분들을 형성하도록 상호연결되는 것이 전형적으로 바람직하다.

결과적인 휘도 이득 및 접합 강도는 접착 커버된 표면적의 비율에 부분적으로 의존한다. ULI 층과 함께 또는 이것 없이, 이 실시 형태에서 접착제 층의 불완전한 성질로부터 기인되는 에어 갭은, 달리 동일한 구조물에서의 OCA의 완전한 층에 비하여 결과적인 휘도 이득의 증가에 기여한다.

많은 경우에, 원하는 형상(들) 및 비율로의 부동태화 오버코트의 적용은 초기에 언급된 실시 형태에서와 같은 접착제의 불완전한 층의 적용이 제어할 수 있는 것보다 필요에 따라 더 용이하게 제어될 수 있다. 이는 부동태화된(즉, 비습윤) 영역에 대하여 더 큰 분해능으로 일체화된 적층체의 구성을 용이하게 할 수 있다. 필요하다면, 부동태화된 구역에서 비드 또는 유사한 구성요소가 사용되어 확산 필름과 프리즘 필름 사이에 진정한 에어 갭을 획득할 수 있다. 도 5는 예시적인 실시 형태의 현미경 사진이다.

전형적인 용도에서는, 프리즘 필름과 하부 확산기 사이에 에어 갭이 필요하다. 프리즘 필름과 확산기가 서로 완전 라미네이팅되는 경우, 큰 각도의 광이 프리즘 필름 내로 결합하여 불량한 시준 및 더 낮은 휘도를 생성할 수 있기 때문에 휘도 이득은 대폭 감소될 것이다.

실시예

하기의 예시적이며 비제한적인 실시예를 사용하여 본 발명을 추가로 설명한다.

실시예 1 내지 실시예 4

몇몇 예시적인 광학 필름 적층체를 제조하고, 휘도 이득을 측정하였으며, 결과가 표 1에 제시되어 있다. 비교예 C1은 전통적인 2-필름 접근법의 예시인데, 여기서는 박형 휘도 향상 필름 또는 "TBEF"(미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니(3M Company))이 단순히 울트라 확산 필름 또는 "UDF"(미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니)의 상부에 위치되어 있고, 이때 어떠한 접착제도 사용되지 않았으며(즉, 이들은 섀시 내지 프레임 내에서 그들의 에지에서 상호 지지됨), 2개의 광학 필름 사이에 자연스런 에어 갭을 남겼다. 비교예 C2는 OCA를 사용하여 2개의 광학 필름을 접합하여 단일 적층체를 형성하는 것의 예시로서, 접착제는 광학 필름들 각각에 대한 실질적으로 연속적인 접합을 형성한다. 결과에 나타낸 바와 같이, 비교예 C2에서는, 비교예 C1에 비하여 휘도 이득에 있어서 상당한 감소가 있었는데, 이는 광학적으로 유익한 공기 계면의 제거로부터 기인된다. 비교예 C3은 종래의(2-필름) 적층체에서 UDF를 ULI 층으로 오버코팅한 것(즉, 이들은 섀시 또는 프레임 내에서 그들의 에지에서 상호 지지됨)의 예시로서, 2개의 광학 필름들 사이에 자연스런 에어 갭을 남겼다. 이들 필름을 UDF의 ULI 코팅된 면이 TBEF를 대면하도록 그를 향해 프레임 내에 장착하였다. 결과에 나타낸 바와 같이, 비교예 C1에 비하여 이득에 있어서의 상대적인 감소는 약간이었다.

실시예 4는 상기의 제1 개략적인 예시의 실시 형태의 예시인데, 여기서는 ULI-코팅된 UDF를 광학적으로 투명한 접착제 또는 "OCA" (미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니)를 사용하여 TBEF에 접합하였는데, 이때 OCA는 TBEF에 비연속적으로 접합하였다. 표 1에 나타낸 바와 같이, 비교예 C1에 비하여 유효 휘도 이득은 다소 감소되지만, 그것은 비교예 C2의 것보다는 훨씬 더 높았으며, 그러면서 또한 단일 광학 필름 조립체의 원하는 기계적 이득을 획득하였다.

[표 1]

실시예 5 내지 실시예 7

재료: 하기의 재료를 사용하였다:

미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재의 사토머(Sartomer)로부터의 상표명 SR506A의 아이소보르닐 아크릴레이트;

미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재의 사토머로부터의 상표명 SR611의 알콕실화 테트라하이드로푸르푸릴 아크릴레이트;

미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재의 사토머로부터의 상표명 CN9018의 폴리우레탄 아크릴레이트;

미국 미시간주 와이안도트 소재의 바스프 코포레이션(BASF Corporation)으로부터의 광개시제인 이르가큐어(IRGACURE)ㄾ;

미국 조지아주 페이어트빌 소재의 소켄 케미칼 아메리카 인크.(Soken Chemical America Inc.)로부터의 상표명 MX-500의 5 마이크로미터의 단분산된 PMMA 비드.

UV-경화성 액체 접착제의 제조: 갈색 유리 자르(jar) 내에서, 400 g의 SR506A, 250 g의 SR611, 350 g의 CN9018, 및 10 g의 이르가큐어ㄾ TPO를 함께 혼합하였다. 자르를 하룻밤 자르 롤러 상에 놓아 두어서 균질한 액체 접착제 용액을 형성하였다. 이 용액에, 87 g의 MX-500을 첨가하고 급속 교반 하에서 분산시켜 응집 없이 비드들의 양호한 분산을 보장하였다.

인쇄 공정: 부동태화 코팅을 하기의 공정을 통해 인쇄하였다. 롤-투-롤(roll-to-roll) 플렉소그래피 인쇄 장치를 사용하여 부동태화 조성물을 아닐록스(anilox) 롤러에 그리고 이어서 탄성중합체의 융기 이미지 요소들을 갖는 연질 롤러 인쇄 플레이트에 전사하고, 이어서 부동태화 조성물을 접착제의 층에 적용하였다. 이 실험에 사용된 인쇄 장비는 미국 위스콘신주 라이츠타운 소재의 레트로플렉스 인크.(Retroflex Inc.)로부터 구매가능한 인쇄 프레스였다. 미국 매사추세츠주 윌밍턴 소재의 왓슨-말로우(Watson-Marlow)로부터의 연동 펌프, 모델 323S/D2를 사용하여 유체를 밀폐된 어플리케이터 내로 분배시켰다. 아닐록스 롤들은 4 BCM(제곱 인치당 10억 세제곱 마이크로미터), 및 8 BCM, 165 lpi(인치당 라인수)였으며, 미국 사우스 캐롤라이나주 스파턴버그 소재의 인터플렉스(Interflex)로부터의 것이었다. 플렉소그래피 마운팅 테이프는 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터의 E1120H였다. 미국 미네소타주 브룩클린 파크 소재의 에스지에스 인터내셔널(SGS International)로부터의 0.067 인치 DPR-니트로(Nitro) 플렉소그래피 인쇄 플레이트를 사용하였다.

패턴화된 접착제의 인쇄를 20 fpm(분당 피트)으로 수행하였다. 접착제의 패턴화 후에, 필름을 인쇄 라인 상에 그 라인의 경화 섹션으로 수송하고, "습식 라미네이션"(패턴화된 접착제를 경화에 노출시키기 전에 상부 필름을 기재의 패턴화된 접착제 면에 라미네이팅함)을 UV 경화 단계 직전에 수행하였다.

패턴화된 UV-경화성 층에 질소-퍼지된 분위기 내에서 미국 위스콘신주 니나 소재의 제릭 웨브 드라잉 시스템즈(Xeric Web Drying Systems)로부터의 수은 아크 램프 UV 경화 조립체를 사용하여 고강도 UV 광을 조사하였다. 20 fpm의 진행 속도로의 경화 동안에 측정된 UV 세기는 UVA 파장에서 0.552 W/㎠였고, UVB 파장에서 0.519 W/㎠였다. (UVA 파장은 315 내지 400 nm를 지칭하고, UVB 파장은 280 내지 315 nm를 지칭함).

이어서, 라미네이팅 및 경화된 필름을 완성된 라미네이트로서 인쇄 프레스의 권취 섹션에 수송하였으며, 이러한 완성된 라미네이트는 추후에 권취해제되고 원하는 치수로 절단될 것이다. 평균 유효 투과율 또는 "이득"을 측정하였다. 표 2는 결과를 포함한다.

[표 2]

이들 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 6 및 실시예 7에서의 적층체의 유효 투과율 성능은 비교예 C5에서 제공된 것으로부터 단지 약간 감소되었지만, 실시예 6 및 실시예 7의 단일 광학 필름 하위조립체는 비교예 C5의 이러한 전통적인 적층 배열에 비하여 상당히 개선된 편의성을 제공한다.

본 명세서에 인용된 모든 특허, 특허 문헌 및 간행물의 완전한 개시 내용은 참고로 포함된다. 전술한 상세한 설명 및 실시예들은 단지 이해의 명료성을 위해 제시되었다. 이로부터의 어떠한 불필요한 제한도 없음이 이해되어야 한다. 당업자에게 자명한 변화가 청구범위에 의해 규정되는 본 발명 내에 포함될 것이므로, 본 발명은 제시되고 설명된 정확한 세부 사항으로 한정되지 않는다.

Claims

제1 광학 필름, 결합 부재, 및 제2 광학 필름을 포함하며,
제1 광학 필름은 프리즘형 필름을 포함하고, 복수의 광학 요소들이 돌출되어 있는 제1 주 면 및 반대편의 제2 주 면을 갖고;
제2 광학 필름은 확산기를 포함하고, 제1 주 면 및 반대편의 제2 주 면을 갖고;
결합 부재는 제1 광학 필름과 제2 광학 필름이 물리적으로 결합되도록 제1 광학 필름의 제2 주 면에 그리고 제2 광학 필름의 제1 주 면에 접합되고;
결합 부재는 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름 중 적어도 하나에, 광학적으로 효과적인 에어 갭(air gap)이 제공되도록 비연속적으로 접합되는 광학 필름 조립체.
제1항에 있어서, 제1 광학 필름은 단층 구조물인 조립체.
제1항에 있어서, 제1 광학 필름은 다층 구조물인 조립체.
제1항에 있어서, 제2 광학 조립체는 광 확산 필름을 포함하는 적층체.
제1항에 있어서, 광 확산 필름은 비드-기반(bead-based) 확산기, 미세복제된(microreplicated) 확산기, 및 양자점 향상 필름(quantum dot enhancement film) 확산기로 이루어진 군으로부터 선택되는 적층체.
제1항에 있어서, 제2 광학 필름은 그의 제1 주 면 상에 광 확산 필름 및 ULI를 포함하는 조립체.
제1항에 있어서, 결합 부재는 제1 광학 필름에 비연속적으로 접합되는 조립체.
제7항에 있어서, 결합 부재는 실질적으로 연속적인 조립체.
제1항에 있어서, 결합 부재는 제2 광학 필름에 비연속적으로 접합되는 조립체.
제9항에 있어서, 결합 부재는 실질적으로 연속적인 조립체.
제1항에 있어서, 결합 부재는 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름 둘 모두에 비연속적으로 접합되는 조립체.
제1항에 있어서, 결합 부재는 접착제를 포함하는 조립체.
제12항에 있어서, 접착제는 경화된 조립체.
제1항의 광학 필름 조립체의 제조 방법으로서,
(1) 프리즘형 필름을 포함하고, 복수의 광학 요소들이 돌출되어 있는 제1 주 면 및 반대편의 제2 주 면을 갖는 제1 광학 필름, (2) 확산기를 포함하고, 제1 주 면 및 반대편의 제2 주 면을 갖는 제2 광학 필름, 및 (3) 결합 조성물을 제공하는 단계;
제1 광학 필름과 제2 광학 필름이 물리적 접촉 상태에 있지만 여전히 광학적으로 효과적인 에어 갭이 제공되도록 결합 조성물이 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름 중 적어도 하나와 비연속적 접촉을 갖도록 결합 조성물을 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름 둘 모두에 접촉시키는 단계;
결합 조성물을 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름에 접합시켜, 그것이 결합 부재를 형성하여 광학 필름 조립체를 산출하도록 하는 단계 - 결합 부재는 제1 광학 필름과 제2 광학 필름이 물리적으로 결합되도록 제1 광학 필름의 제2 주 면에 그리고 제2 광학 필름의 제1 주 면에 접합됨 - 를 포함하는 방법.
제14항에 있어서, 결합 조성물을 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름에 접합시키는 단계는 결합 조성물이 피착체들과 접촉되게 하는 단계를 포함하는 방법.
제14항에 있어서, 결합 조성물을 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름에 접합시키는 단계는 결합 조성물이 피착체들과 접촉되게 하는 단계로 본질적으로 이루어지는 방법.
제14항에 있어서, 결합 조성물을 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름에 접합시키는 단계는 결합 조성물을 경화시켜 피착체들에 대한 접합의 강도를 상승시키는 단계를 포함하는 방법.
제14항에 있어서, 결합 조성물을 제1 광학 필름 또는 제2 광학 필름 중 하나에 접촉시킨 후에, 결합 조성물 층의 면이 다른 하나의 광학 필름에 접촉되기 전에 부동태화 오버코트(passivation overcoat)를 결합 조성물의 일부분에 선택적으로 적용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제14항에 있어서, 결합 조성물이 접촉되기 전에 제1 광학 필름의 제2 주 면 및 제2 광학 필름의 제1 주 면 중 적어도 하나를 프라이밍(priming)하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제14항에 있어서,
결합 조성물을 원하는 구성으로 형성하는 단계; 및 이어서
결합 조성물을 제1 광학 필름 또는 제2 광학 필름 중 하나에 접촉시키는 단계; 및 이어서
결합 조성물을 제1 광학 필름 또는 제2 광학 필름 중 다른 하나에 접촉시키는 단계를 포함하는 방법.
제20항에 있어서, 결합 조성물을 원하는 구성으로 형성하는 단계는 결합 조성물을 선택적인 방식으로 침착시키는 단계를 포함하는 방법.
제14항에 있어서,
제1 광학 필름 또는 제2 광학 필름 중 적어도 하나에 접촉시키기 전에, 결합 조성물이 제1 광학 필름 또는 제2 광학 필름 중 상기 하나를 단지 습윤(wet out)시키고 그것에 비연속적으로 접합하도록 결합 조성물의 일부분을 선택적으로 부동태화하는 단계를 포함하는 방법.
제22항에 있어서, 결합 조성물을 선택적으로 부동태화하는 단계는 부동태화제를 결합 조성물의 표면에 적용하는 단계를 포함하는, 방법.