KR20210024702A - 시트, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

시트, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 Download PDF

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KR20210024702A
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Abstract

본 명세서가 개시하는 시트 등은 적어도 한 층 이상의 패턴층; 및 상기 패턴층의 일면 상에 위치하는 기재층;을 포함하고, 상기 기재층은 폴리에스테르 필름을 포함하며, 상기 폴리에스테르 필름은 0.68W/m2의 출력으로 48 시간 동안 자외선에 노출한 후 측정한 기계방향 강도가 9 kgf/mm2 이상인 것으로, 내구성이 형상되고 작업성과 제조효율이 향상되면서도 물성이 우수한 시트를 제공한다.

Description

시트, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 {SHEET, MANUFACTURING METHOD THEREOF AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 폴리에스테르 필름을 포함하는 시트, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
정보화 사회로 접어들면서 액정표시장치(LCD), 플라즈마 표시패널(PDP), 전기영동 표시장치(ELD) 등의 다양한 디스플레이들이 개발 중이거나 상품화되어 있다.
실내 전시용 디스플레이는 점점 대형화 및 박형화 되는 추세이고, 실외 휴대용 디스플레이는 소형화 및 경량화 되는 추세이다. 이러한 디스플레이의 기능을 보다 향상시키기 위하여, 각종 광학필름이 사용되고 있다.
광학용 시트는 디스플레이의 종류 및/또는 용도에 따라 다양하게 적용될 수 있다. 시트는 기재층 및 상기 기재층 상에 제공되는 패턴층을 포함한다.
일본 등록 특허 제5737231호 대한민국 공개 특허 제10-2015-0079054호
본 발명의 목적은 내구성이 형상되고 작업성과 제조효율이 향상되면서도 물성이 우수한 시트, 이의 제조방법, 이를 포함하는 디스플레이 장치 등을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서가 개시하는 일 실시예에 따른 시트는 적어도 한 층 이상의 패턴층; 및 상기 패턴층의 일면 상에 위치하는 기재층;을 포함하고, 상기 기재층은 폴리에스테르 필름을 포함한다.
일 실시형태로 상기 폴리에스테르 필름은 기계방향 인장강도가 15 kgf/mm2 이상일 수 있다.
다른 일 실시형태로, 상기 폴리에스테르 필름은 0.68W/m2의 출력으로 48 시간 동안 자외선에 노출한 후 측정한 기계방향 강도가 9 kgf/mm2 이상일 수 있다.
또 다른 일 실시형태로, 상기 폴리에스테르 필름은 아래 식 1에 의한 시인성 계수(V)가 45 °/nm 이하 또는 400 °/nm 이상일 수 있다.
[식 1]
Figure pat00001
상기 식 1에서, 상기 θ는 상기 폴리에스테르 필름의 배향각(°)이고, 상기 Ro는 상기 폴리에스테르 필름의 면내위상차(nm)이다.
상기 폴리에스테르 필름은 이축연신된 것으로, 380 nm 파장에 대한 자외선 투과율이 80% 이상일 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 배향각이 20 °이하일 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 면내 위상차가 2000nm 이상일 수 있다.
상기 기재층은 투습도가 16 g/m2.day 이하일 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 두께 편차가 2.5 % 이내일 수 있다.
상기 패턴층은 자외선경화 또는 열경화 패턴층일 수 있다.
상기 패턴층의 타면 상에는 광학용 접착층을 더 포함할 수 있다.
본 명세서가 개시하는 다른 실시예에 따른 폴리에스테르 필름은 위의 식 1에 의한 시인성 계수(V, °/nm)가 45 이하 또는 400 이상이다.
상기 폴리에스테르 필름은 기계방향 인장강도가 15 kgf/mm2 이상일 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 0.68W/m2의 출력으로 48 시간 동안 자외선에 노출한 후 측정한 기계방향 강도가 9 kgf/mm2 이상일 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 이축연신 폴리에스테르 필름일 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 380 nm 파장에 대한 자외선 투과율이 80% 이상일 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 배향각이 20 °이하일 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 면내 위상차가 2000nm 이상일 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 투습도가 16 g/m2.day 이하일 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 두께 편차가 2.5 % 이내일 수 있다.
본 명세서가 개시하는 또 다른 실시예에 따른 시트의 제조방법은 기재층과 패턴층용 미경화 수지를 마련하는 준비단계; 그리고 상기 기재층 상에 상기 패턴층용 미경화 수지를 배치하고 자외선을 조사하고 패턴층을 형성하는 패턴층형성단계;를 포함하여 시트를 제조한다.
상기 시트에 대한 설명은 위의 설명과 중복되므로 그 기재를 생략한다.
상기 자외선은 상기 기재층을 통과하여 상기 패턴층용 미경화 수지에 조사될 수 있다.
상기 시트의 제조방법은 상기 준비단계 이전에 필름제조단계를 더 포함할 수 있다.
상기 필름제조단계는 미연신 폴리에스테르 필름을 3.0 내지 3.4 배의 길이방향 연신배율과 2.5 내지 4.3 배의 폭방향 연신배율을 적용하여 연신필름을 마련하는 연신과정; 그리고 상기 연신필름을 210 ℃ 초과 250 ℃ 이하의 온도로 열처리하여 폴리에스테르필름을 제조하는 열고정과정을 포함하여, 상기 기재층에 포함되는 폴리에스테르 필름을 제조할 수 있다.
상기 길이방향 연신배율은 상기 폭방향 연신배율보다 0.2 내지 1.0 작은 값일 수 있다.
상기 준비단계에서 상기 기재층에 포함되는 폴리에스테르 필름의 특성은 위에서 설명한 것과 중복되므로 그 기재를 생략한다.
본 명세서가 개시하는 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치는 위에서 설명한 시트를 포함한다.
본 발명의 시트, 이의 제조방법, 이를 포함하는 디스플레이 장치 등은 내구성이 형상되고 작업성과 제조효율이 향상되면서도 물성이 우수하다. 특히, 상기 시트는 폴리에스테르필름을 기재층에 포함하면서도 광학적 특성과 기계적인 강도가 모두 우수하다. 상기 시트는 광학용 시트 또는 디스플레이용 시트로 그 활용도가 우수하다.
도 1 내지 3은 각각 본 명세서가 개시하는 일 실시예에 따른 시트의 단면을 설명하는 개념도.
도 4는 도 1의 사시도(a)와 분해사시도(b).
도 5는 본 명세서가 개시하는 다른 일 실시예에 따라 시트를 제조하는 과정을 단면으로 설명하는 개념도.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 도면에 제시된 길이나 두께는 용이한 설명을 위해 과장되거나 일부가 생략되어 표시될 수 있고, 이러한 도면의 표시에 의해 본 발명이 제한되어 해석되지 않는다.
본 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본 명세서 전체에서, “제1”, “제2” 또는 “A”, “B”와 같은 용어는 동일한 용어를 서로 구별하기 위하여 사용된다.
본 명세서에서, “~”계는, 화합물 내에 “~”에 해당하는 화합물 또는 “~”의 유도체를 포함하는 것을 의미하는 것일 수 있다. “유도체”는 특정 화합물을 모체로, 작용기의 도입, 산화, 환원, 원자의 치환 등등 모체의 구조와 성질을 변하지 않는 한도에서 변한 화합물을 의미한다.
본 명세서에서, A 상에 B가 위치한다는 의미는 A 상에 직접 맞닿게 B가 위치하거나 그 사이에 다른 층이 위치하면서 A 상에 B가 위치하는 것을 의미하며 A의 표면에 맞닿게 B가 위치하는 것으로 한정되어 해석되지 않는다.
본 명세서에서 단수 표현은 특별한 설명이 없으면 문맥상 해석되는 단수 또는 복수를 포함하는 의미로 해석된다.
본 명세서에서 시트는 블랙층을 포함하거나 포함하지 않는 다층시트로, 디스플레이 장치에 배치되어 시인성과 시야각을 향상시키면서 디스플레이 장치의 표면을 보호하는 역할을 할 수 있는 시트이다.
도 1 내지 3은 각각 본 명세서가 개시하는 일 실시예에 따른 시트의 단면을 설명하는 개념도이고, 도 4는 도 1의 사시도(a)와 분해사시도(b)이며, 도 5는 본 명세서가 개시하는 다른 일 실시예에 따라 시트를 제조하는 과정을 단면으로 설명하는 개념도이다. 이하, 도 1 내지 도 5를 참고하여, 본 명세서가 개시하는 실시예들을 보다 상세히 설명한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서가 개시하는 일 실시예에 따른 시트(10)는 적어도 한 층 이상의 패턴층(200); 및 상기 패턴층의 일면 상에 위치하는 기재층(100);을 포함한다.
상기 시트(10)는 디스플레이 장치에 배치되기 때문에, 우수한 광학특성이 요구되며, 특히 시인성을 개선하기 위한 목적으로 활용될 수 있다. 따라서, 상기 시트는 일정한 수준 이상의 우수한 광학적 특성을 가져야 하고, 이와 동시에 우수한 작업성과 신뢰성을 가져야 한다.
상기 패턴층(200)은 서로 구분되는 패턴을 갖는 층을 2 이상 포함할 수 있고, 구체적으로 제1패턴층(210)과 제2패턴층(220)이 포함될 수 있으며, 예시적으로 상기 제1패턴층은 저굴절률 패턴층일 수 있고, 상기 제2패턴층은 고굴절률 패턴층일 수 있다. 상기 저굴절률 패턴층은 상기 고굴절률 패턴층보다 굴절률이 낮은 수지가 적용된다.
상기 패턴층(200)은 상기 시트가 배치된 디스플레이 장치의 시인성을 개선하는 역할을 할 수 있다.
상기 기재층(100)은 상기 패턴층(200)을 지지하는 역할과 함께 자외선 경화의 방식으로 상기 패턴층(200)을 형성하는 과정에서 자외선을 투과하는 자외선투과층으로 역할 한다.
상기 기재층(100)은 자외선 투과층으로도 역할하고, 위에서 설명한 패턴층(200)을 형성하는 과정에서 1회 또는 2회 이상 반복적인 자외선 조사가 진행되기 때문에, 자외선 조사에 대한 내구성을 가져야 한다.
또한, 상기 기재층(100)은 롤투롤 공정이 포함된 제조과정에서 패턴층 등을 지지하는 역할을 충실하게 수행하고 우수한 작업성과 신뢰성을 부여하기 위해, 일정한 수준 이상의 기계적인 강도, 특히 기계방향의 강도가 필수적이다.
상기 기재층(100)은 폴리에스테르 필름을 포함할 수 있으며, 상기 폴리에스테르 필름은 상기 이축연신 폴리에스테르 필름일 수 있다.
상기 기재층(100)은 상기 폴리에스테르 필름으로 이루어질 수 있다.
상기 이축연신 폴리에스테르 필름은 미연신 필름을 후술하는 연신배율로 연신 후 열고정하여 제조될 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은, 380 nm 파장에 대한 자외선 투과율이 80% 이상일 수 있고, 85% 이상일 수 있으며, 99% 이하일 수 있고, 95% 이하일 수 있다. 이러한 특성은 상기 폴리에스테르 필름이 우수한 자외선 투과율을 갖는 것을 의미하며, 자외선 경화형 수지로 패턴층을 형성할 때 상기 폴리에스테르 필름을 포함하는 기재층을 투과하여 자외선을 조사할 수 있어서, 우수한 작업 효율을 가져올 수 있다.
통상 자외선 경화 시스템을 적용하여 경화층을 형성하는 경우, 기재층 상에 코팅층을 형성한 후, 이 코팅층 상에 자외선을 직접 조사하는 방식으로 경화층을 형성한다. 또한, 평평한 일면을 갖는 코팅층의 경우, 통상의 코팅 방법으로 코팅층을 형성한 후에 이 코팅층 상에서 직접 이 코팅층에 자외선을 조사하는 방식으로 자외선 경화를 진행하는 것이 일반적이고 자외선이 코팅층에 직접 작용하므로 보다 효율적이다. 그러나, 본 발명에서는 기재층을 통과한 자외선에 의해 코팅층을 경화시키는 방식을 적용한다.
본 발명에서 적용하는 굴절층(200)은, 그 표면에 미세한 패턴을 반복적으로 가질 수 있다.
본 발명에서 적용하는 굴절층(200)은, 서로 그 밀도를 달리하는 2 이상의 층이 그 경계면에 미세한 패턴을 반복적으로 가지면서 적층된 것일 수 있다.
상기 미세한 패턴 또는 상기 경계면의 패턴은 시인성 향상이라는 광학적 효과를 얻기 위해 적용되는 것으로, 패턴의 형태나 각도를 정교하게 제어하는 것이 좋다.
상기 굴절층(200)을 미경화 코팅층을 형성하고 경화하는 과정으로 형성될 수 있다. 이 때, 그 경계면에 미세한 패턴을 형성하기 위해 패턴틀(형틀)이 적용될 수 있다. 구체적으로, 패턴틀의 패턴면과 코팅층(미경화 수지층)의 일면이 직접 접하도록 배치하여 상기 코팅층이 일면에 미세한 입체적인 패턴이 형성되도록 한 후, 상기 코팅층을 경화하고, 상기 패턴틀을 제거하는 방식으로 상기 굴절층이 형성될 수 있다.
이러한 방식은, 패턴틀을 제거한 후 경화하는 방식과 비교하여 미세한 패턴을 보다 정교하게 구현할 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 패턴틀 그 자체에 의해 자외선 투과율이 감소하거나, 패턴틀과 코팅층의 계면에 의해 자외선 투과율이 감소하여, 코팅층의 경화에 필요한 자외선을 코팅층까지 효율적으로 전달하는 것이 어려울 수 있고, 제조과정에서 작업성이 현저히 떨어지거나 불량률이 상승할 수 있다.
본 발명에서는 기재층(100)의 일면 하에 미경화 코팅층과 패턴틀이 배치된 상태에서 상기 기재층(100)의 타면 상에 위치하는 자외선 조사기(300)에서 자외선을 조사하고, 이 자외선이 상기 기재층(100)을 통과하여 시인성 개선층 형성을 위한 코팅층에 작용하여 굴절층(200)을 형성한다. 이러한 경우, 패턴틀을 제거하지 않은 상태에서 자외선 경화가 진행되므로, 패턴의 형태나 각도가 정교하게 제어된 굴절층(200)을 형성할 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 광학적 특성이 일정 수준 이상으로 우수하면서도 지지층으로써 역할할 수 있도록 충분한 강도를 가져야 하며, 이는 자외선 조사 과정이 수행되기 전 뿐만 아니라 후에도 충분한 강도를 가질 것이 요구된다.
본 발명에서 폴리에스테르 필름의 내구성은 인장강도를 기준으로 평가하며, 상기 기재층(100)에 포함되는 폴리에스테르 필름이 연신필름이 때문에, 길이방향과 폭방향에서 서로 다른 내구성을 가질 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 기계방향 인장강도가 15 kgf/mm2 이상일 수 있고, 17 kgf/mm2 이상일 수 있으며, 17.5 kgf/mm2 이상일 수 있다. 또한, 상기 폴리에스테르 필름의 기계방향 인장강도는 22 kgf/mm2 이하일 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 0.68W/m2의 출력으로 48 시간 동안 자외선에 노출한 후 측정한 기계방향 강도가 9 kgf/mm2 이상일 수 있고, 9.5 kgf/mm2 이상일 수 있으며, 10 kgf/mm2 이상일 수 있다. 상기 폴리에스테르 필름은 0.68W/m2의 출력으로 48 시간 동안 자외선에 노출한 후 측정한 기계방향 강도가 12 kgf/mm2 이하일 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름이 위에서 언급한 강도, 특히 기계방향 인장강도를 갖는 경우, 롤투롤 공정과 같은 생산공정에서 충분한 강도를 가져서 공정 과정에서 찢어짐 등이 발생하지 않아 작업성이 보다 향상되고 제품 신뢰도가 우수한 시트를 제공할 수 있다.
상기 시트(10)은 광학시트 또는 디스플레이시트일 수 있다.
상기 시트(10)은 디스플레이 장치 등에 배치될 수 있고, 디스플레이 장치의 보호와 시인성 향상을 목적으로 적용될 수 있다.
상기 시트(10)는 블랙층을 포함하는 유색시트일 수 있고, 블랙층을 포함하지 않는 무색시트일 수 있다.
상기 시트(10)는 투명시트 또는 불투명시트일 수 있다.
상기 시트(10)에 포함되는 구성요소들 중 폴리에스테르 필름은 배향각이나 위상차 등에 영향을 받아 각도에 따라서 얼룩무늬가 시인되는 등의 발생할 수 있다.
본 발명에서는 보다 우수한 시인성을 디스플레이 장치에 부여하기 위해, 아래 식 1에 의한 시인성 계수(V, °/nm)가 일정한 범위 내의 것을 적용할 수 있다.
[식 1]
Figure pat00002
상기 식 1에서, 상기 θ는 상기 폴리에스테르 필름의 배향각(°)이고, 상기 Ro는 상기 폴리에스테르 필름의 면내위상차(nm)이다.
상기 폴리에스테르 필름의 시인성 계수(V)는 45 °/nm 이하일 수 있다. 상기 폴리에스테르 필름의 시인성 계수(V)는 32 °/nm 이하일 수 있다. 상기 폴리에스테르 필름의 시인성 계수(V)는 0 °/nm 이상의 값을 갖는다. 또한, 상기 폴리에스테르 필름의 시인성 계수(V)는 400 °/nm 이상일 수 있고, 15000 °/nm 이하일 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름이 이러한 범위로 시인성 계수 값을 갖는 경우, 무지개색 얼룩 등의 발생이 실질적으로 관찰되지 않은 보다 넓은 각도에서 우수한 시인성을 갖는 시트를 제공할 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 배향각이 20 °이하일 수 있고, 15 °이하일 수 있고, 13 °이하일 수 있다. 또한 상기 폴리에스테르 필름은 배향각이 0 °이상일 수 있고, 1 °이상일 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 면내 위상차(Ro, 550nm)가 2000nm 이상일 수 있고, 2700nm 이상일 수 있으며, 3500nm 이상일 수 있다. 또한, 상기 폴리에스테르 필름은 면내 위상차가 4000nm 이상일 수 있고, 4500nm 이상일 수 있고, 9000nm 이하일 수 있다.
상기 면내 위상차값(Ro)는 필름의 평면 내의 직교하는 이축의 굴절률의 이방성(ANxy = ｜nx-ny｜)과 필름 두께 d(nm)의 곱(ANxy * d)으로 정의되는 파라미터로서，광학적 등방성 또는 이방성을 나타내는 척도 중 하나이다(아래 식 2 참고).
[식 2] Ro = (nx-ny) * d
상기 식 2에서, Ro은 면내 위상차값, d는 필름의 두께, nx은 면내의 지상축 방향의 굴절률, 그리고 ny는 면내의 진상축 방향의 굴절률이다. 상기 위상차 값은 절대값으로 양수이다.
상기 면내 위상차값은, 예시적으로, 직교하는 이축의 굴절률(nx, ny)을 오츠카사의 굴절률계(RETS, 측정파장 550nm)를 이용하여 측정한 결과를 활용하여 평가될 수 있다.
상기 기재층(100)은 투습도가 16 g/m2.day 이하일 수 있고, 12 g/m2.day 이하일 수 있다. 상기 기재층(100)은 투습도가 0 g/m2.day 이상일 수 있고 1 g/m2.day 이상일 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 투습도가 16 g/m2.day 이하일 수 있고, 12 g/m2.day 이하일 수 있다. 상기 폴리에스테르 필름은 투습도가 0 g/m2.day 이상일 수 있고 1 g/m2.day 이상일 수 있다.
상기 기재층 또는 상기 폴리에스테르 필름이 위에서 설명한 투습도를 갖는 경우, 저반사 필름으로 디스플레이 장치에 적용되는 TAC(triacetylcellulose film) 필름과 같은 고투습도를 갖는 필름과 함께 적용하여, 시트의 투습도 특성을 보완할 수 있고, 보다 보호기능이 강화된 시트를 제공할 수 있다.
상기 기재층(100)은 면내위상각 편차가 상기 면내 위상차값을 기준으로 -5% 내지 +5%의 값을 가질 수 있다. 이러한 위상차 편차 값을 갖는 폴리에스테르 필름을 상기 기재층(100)으로 적용하는 경우, 색상 왜곡이 보다 방지된 시트(10)를 제공할 수 있다.
두께 방향 위상차 (thickness direction retardation, Rth)란，필름 두께 방향의 단면에서 봤을 때의 2개의 복굴절인 △Nxz(＝｜Nx-Nz｜), △Nyz(＝｜Ny-Nz｜)에 각각 필름 두께 d를 곱하여 얻어지는 위상차의 평균으로 계산된다(아래 식 3 참고).
[식 3] Rth = (nx-nz)*d
상기 식 3에서, Rth는 두께방향 위상차를, d은 필름의 두께를, nx은 면내의 지상축 방향의 굴절률을, 그리고 nz은 두께 방향의 굴절률이다. 상기 위상차 값은 절대값으로 양수로 정의할 수 있다.
상기 면내 위상차값은, 예시적으로, 직교하는 이축의 굴절률(nx, ny)과 두께 방향의 굴절률(nz)을 오츠카사의 굴절률계(RETS, 측정파장 550nm)를 이용하여 측정한 결과를 활용하여 평가될 수 있다.
상기 기재층(100)은 두께 방향 위상차(Rth)가 7,000nm 이상일 수 있고, 예를 들어, 7,000nm 내지 30,000nm일 수 있고, 예를 들어, 11,000 내지 14,000 nm일 수 있다. 이러한 두께 방향 위상차를 갖는 폴리에스테르 필름을 상기 기재층으로 적용하는 경우, 보다 선명하고 시인성이 우수한 복합필름을 제공할 수 있다.
상기 기재층(100)은 그 두께가 180 ㎛ 이하일 수 있고, 150 ㎛ 이하일 수 있고, 130 ㎛ 이하일 수 있다. 또한 상기 기재층은 그 두께가 30 ㎛ 이상일 수 있고, 50 ㎛ 이상일 수 있다. 상기 기재층(100)이 위에서 언급한 두께를 갖는 경우, 적절한 내구성과 자외선 투과율을 유지할 수 있다.
상기 기재층(100)은 그 두께 편차가 상기 기재층의 두께를 기준으로 - 2.5 % 내지 + 2.5 % 이내인 것일 수 있다. 이러한 두께 편차를 갖는 기재층(100)을 상기 시트(10)에 적용하는 경우, 보다 대면적 디스플레이 기기에 적용하여도 우수한 특성을 갖는 시트(10)를 제공할 수 있다.
상기 기재층(100)은 가시광선 투과도가 80 % 이상일 수 있고, 85 내지 98 %일 수 있다.
폴리에스테르 필름은, 폴리에스테르 필름의 내구성 향상을 위해 폴리에스테르 필름 형성용 조성물 내에 자외선 흡수제를 적용하는 경우가 많다. 본 발명의 기재층(100)에 포함되는 폴리에스테르 필름은 실질적으로 자외선 흡수제를 거의 포함하지 않는다. 구체적으로 상기 기재층(100)은 상기 기재층 전체를 기준으로 자외선 흡수제를 0.1 중량% 이하로 포함할 수 있고, 0.01 중량% 이하로 포함할 수 있으며, 실질적으로 포함하지 않을 수 있다.
상기 자외선 흡수제는 상기 패턴층 형성시 적용되는 자외선 경화 시스템에 주로 활용되는 파장대인 320 내지 380nm의 파장대에 최대 흡수 파장을 갖는 자외선 흡수제일 수 있다. 상기 폴리에스테르 필름 전체를 기준으로 320 내지 380nm의 파장대에서 최대흡수파장을 갖는 자외선 흡수제는 0.1 중량% 이하로 포함될 수 있고, 0.01 중량% 이하로 포함될 수 있으며, 실질적으로 포함되지 않을 수 있다.
상기 패턴층(200)은 제1패턴층(210); 그리고 상기 제1패턴층(210)의 일면 상에 위치하는 제2패턴층(220);을 포함할 수 있다.
상기 제2패턴층(220)은 상기 제1패턴층(210)의 굴절률보다 크거나 작은 굴절률을 가질 수 있다.
상기 제1패턴층(210) 및/또는 상기 제2패턴층(220)의 적어도 일면은 2 이상의 반복적인 음각 또는 양각 패턴이 형성된 패턴화된 표면(213)을 가질 수 있다. 이러한 패턴화된 표면(213)은 패턴층을 통과하는 빛의 이동 경로를 변화시켜 보다 상기 시트(10)가 배치된 디스플레이 장치의 시인성을 보다 향상시킬 수 있다.
상기 패턴화된 표면(213)은 상기 패턴층(200) 전체의 설계에 따라 음각 또는 양각의 패턴을 가질 수 있으나, 이하에서는 음각인 패턴을 기준으로 설명한다.
상기 패턴화된 표면(213, 패턴)은 서로 나란하게 배치된 싱글패턴(215)를 다수개 포함할 수 있다.
상기 싱글패턴(215)은 상기 싱글패턴이 배치된 패턴층의 최외각에 위치하는 윗면(a)과 상기 윗면보다 안쪽으로 위치하는 아랫면(b)을 포함하고, 상기 윗면과 상기 아랫면을 연결하는 연결면이 평면 또는 곡면일 수 있다.
상기 싱글패턴(215)은 그 단면이 실질적으로 사다리꼴 형태일 수 있다.
상기 윗면(a)은 패턴층에 도달한 광이 더 많이 확산되게 함으로써 시야각과 휘도를 높이는 역할을 할 수 있다.
상기 싱글패턴(215)의 높이(h)는 25 ㎛ 이하일 수 있고, 5 내지 18 ㎛일 수 있다. 상기 싱글패턴(215)은 밑각(θ)이 70 내지 89.9°일 수 있고, 80 내지 89°일 수 있다. 이러한 특징을 갖는 싱글패턴(215)을 상기 패턴층에 적용하는 경우, 휘도 손실을 최소화하고, 시야각을 크게 하여 시인성이 보다 개선된 시트를 제공할 수 있다.
상기 싱글패턴(215)의 윗면의 폭(a)과 밑면의 폭(b) 중에서 긴 것의 길이와 높이(h)의 비율이 1: 0.2 내지 1.1 일 수 있고, 1: 0.4 내지 0.85 일 수 있다. 이러한 경우, 측면에서의 명암비와 시야각을 개선하는 효과를 얻을 수 있다.
상기 싱글패턴(215)은 반복하여 형성되며 서로 이웃하는 싱글패턴(215) 사이의 거리(p)는 10 내지 40 ㎛일 수 있고, 10 내지 30 ㎛일 수 있다.
이러한 특징을 갖는 싱글패턴(215)들이 실질적으로 나란히 배치된 패턴(213)을 갖는 패턴층을 상기 시트에 적용하는 경우, 상기 싱글패턴(215)의 윗면 또는 이웃하는 싱글패턴(215)들 사이에 위치하는 평탄면에 도달한 광이 패턴에 의하여 전반사되어 출사되어 빛을 확산시킬 수 있다. 또한, 서로 이웃하는 싱글패턴(215) 사이의 거리에서 상기 싱글패턴의 밑면(b)을 제외한 싱글패턴들 사이의 공간(c)이 상기 싱글패턴의 밑면(b)과 같거나 큰 경우, 시야각이 보다 우수하면서도 모아레 현상이 발생하지 않는 시트를 제공할 수 있다.
상기 싱글패턴(215)는 상기 제1패턴층(210)에 적용될 수 있고, 상기 제2패턴층(220)에 적용될 수 있으며, 그 방향을 달리하며 상기 제1패턴층(210)과 상기 제2패턴층(220)에 함께 적용될 수 있다.
상기 제1패턴층(210)과 상기 제2패턴층(220)은 굴절률에 서로 차이를 가질 수 있다. 구체적으로 상기 제1패턴층(210)의 굴절률이 제2패턴층(220)의 굴절률보다 0.05 내지 0.28 큰 것 또는 작은 것이 적용될 수 있고, 0.1 내지 0.25 큰 것 또는 작은 것이 적용될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1패턴층(210)과 상기 제2패턴층(220) 중에서 큰 굴절률을 갖는 것의 굴절률은 1.51 내지 1.80일 수 있다. 또한, 상기 제1패턴층(210)과 상기 제2패턴층(220) 중에서 작은 굴절률을 갖는 것의 굴절률은 1.40 내지 1.50 일 수 있다. 이러한 범위로 상기 제1패턴층(210)과 상기 제2패턴층(220)이 굴절률 특성을 갖는 경우, 보다 우수한 광 확산 효과를 얻을 수 있다.
상기 제1패턴층(210) 및/또는 상기 제2패턴층(220)은 구체적으로 아크릴, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 에폭시 수지 등이 적용될 수 있으며, 굴절률 조절을 목적으로 금속 입자, 세라믹 입자 등이 필요에 따라 혼입되어 적용될 수 있다.
상기 패턴층(200)은 블랙층(230)을 더 포함할 수 있다.
상기 블랙층(230)은 상기 제2굴절층(220) 상에 또는 상기 제1굴절층(210) 하에 배치될 수 있다.
상기 패턴층(200)은 이러한 구성으로, 입사되는 빛을 확산시켜 휘도를 높일 수 있고, 시야각을 넓힘으로써 디스플레이 장치의 시인성을 향상시킬 수 있다.
상기 패턴층(200)은 상기 폴리에스테르 필름의 길이방향 또는 폭방향과 상기 싱글패턴(215)의 윗면의 중앙을 연결한 가상의 선이 나란히 위치하여, 싱글패턴의 방향과 상기 폴리에스테르 필름의 길이방향 또는 폭 방향이 일치하도록 배치될 수 있다. 이러한 경우 상기 시트(10)가 보다 우수한 시인성을 가질 수 있다.
상기 시트(10)는 상기 패턴층(200)의 일면 상에 위치하는 상기 기재층(100)을 포함한다.
상기 시트(10)는 상기 기재층(100) 상에 상기 패턴층(200)과 대향되게 배치되는 보호필름(700)을 더 포함할 수 있다. 상기 보호필름(700)으로는 등방성 필름이 적용될 수 있고, 예시적으로 표면강도가 우수한 반사방치 필름이 적용될 수 있다. 구체적으로, 상기 보호필름(700)은 폴리에스테르 필름, TAC 필름 등일 수 있다.
상기 기재층(100)과 상기 보호필름(700) 사이에는 접착층(600)이 더 포함될 수 있다. 상기 접착층으로는 PSA(pressure Sensitive Adhesive)가 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 시트(10)는 상기 패턴층(200) 상에 광학용 접착층(400)을 더 포함할 수 있다.
상기 시트(10)는 상기 패턴층(200) 상에 또는 상기 광학용 접착층(400) 상에 위치하는 보호필름(700)을 더 포함할 수 있다.
상기 기재층(100)의 380 nm 파장의 자외선 투과율은 상기 보호필름(700)의 380 nm 파장의 자외선 투과율보다 우수할 수 있다. 구체적으로 상기 기재층(100)의 380 nm 파장의 자외선 투과율은 상기 보호필름(700)의 380 nm 파장의 자외선 투과율을 기준으로 5배 이상 우수할 수 있고, 10배 이상 우수할 수 있으며, 10 내지 20배 우수할 수 있다.
이러한 경우, 상기 보호필름(700)이 상기 기재층(100)과 패턴층(200)을 포함하는 시트(10) 전체적으로 자외선으로 인한 노화 진행을 최소화할 수 있고, 보호층을(700)을 패턴층(200) 형성 후에 배치하는 등의 방법으로 기재층(100)을 통해 패턴층(200) 등의 자외선경화 등의 공정도 효율적으로 적용할 수 있다.
상기 기재층(100)은 상기 보호필름(700)보다 더 작은 투습도를 가질 수 있다. 이러한 경우, 상기 기재층(100)이 상기 보호필름(700)을 부족한 투습도 특성을 보완하여 시트(10)의 전체적인 내습성을 보다 향상시킬 수 있다.
상기 광학용 접착층(400) 상에는 이형필름 또는 편광판(500)이 위치할 수 있다. 구체적으로, 상기 광학용 접착층(400) 상에는 상기 시트(10)가 디스플레이 장치(미도시)에 적용되기 전까지는 이형필름(500)이, 디스플레이 장치에 적용되는 경우에는 편광판(500)이 위치할 수 있다.
상기 시트(10)는 그 두께가 300 ㎛ 이하일 수 있고, 220 ㎛ 이하일 수 있고, 190 ㎛ 이하일 수 있다. 또한 상기 기재층은 그 두께가 80 ㎛ 이상일 수 있고, 130 ㎛ 이상일 수 있다. 상기 시트(10)가 위에서 언급한 두께를 갖는 경우, 적절한 내구성과 시인성 향상 기능 및 보호기능을 가질 수 있다.
본 명세서가 개시하는 다른 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(미도시)는 위에서 설명한 시트(10)를 포함한다. 구체적으로 상기 시트(10)는 상기 디스플레이 장치의 편광판의 일면 상에 부착되는 방식으로 적용될 수 있다. 상기 시트는 상기 디스플레이 장치의 일면에 배치되어 보다 우수한 시인성과 보호기능을 할 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 LCD 장치, LED 장치, OLED 장치, 또는 QLED 장치일 수 있고, 구체적으로, LCD, LED 등의 광원과 퀀텀닷을 함께 적용한 QD-LED 또는 QD-LCD 장치 일 수 있으며, 퀀텀닷 필름을 도광판 상에 적용한 디스플레이 장치일 수 있다.
상기 시트의 구조 및 특성에 대한 구체적인 설명은 위에서 한 설명과 중복되므로 그 자세한 설명은 생략한다.
본 명세서가 개시하는 또 다른 일 실시예에 따른 시트(10)의 제조방법은, 준비단계; 및 패턴층형성단계;를 포함한다.
상기 준비단계는 기재층과 패턴층용 미경화 수지를 마련하는 단계이다.
상기 패턴층용 미경화 수지는 자외선경화 수지 또는 열경화 수지일 수 있다.
상기 기재층(100)에 대한 설명은 위에서 한 설명과 중복되므로 그 기재를 생략한다. 또한 상기 기재층(100)의 제조과정은 이하에서 후술한다.
상기 패턴층용 미경화 수지는 상기 제1패턴층(210) 또는 상기 제2패턴층(220)이 갖는 굴절율을 가지도록 경화되며 상기 싱글패턴(215)을 포함하는 패턴의 형상을 구현할 수 있는 미경화 수지라면 적용 가능하다. 예시적으로 패턴층용 미경화 수지는 아크릴, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 또는 에폭시 수지를 포함하는 것이 적용될 수 있다. 상기 패턴층용 미경화 수지에는 굴절률 조절을 목적으로 금속 입자, 세라믹 입자 등이 필요에 따라 혼입될 수 있다.
상기 패턴층형성단계는, 제1패턴층 형성과정, 그리고 제2패턴층 형성과정을 포함하여 제1패턴층과 제2패턴층을 포함하는 패턴층(200)을 마련할 수 있다.
상기 제1패턴층과 제2패턴층은 서로 다른 굴절률을 가질 수 있다.
상기 제1패턴층 형성과정은, 상기 기재층(100) 상에 제1패턴층용 미경화 수지로 미경화 제1패턴층(211)을 형성하고 표면에 패턴을 형성한 후 자외선 또는 열을 조사하여 경화된 제1패턴층(210)을 형성하는 과정이다.
구체적으로, 상기 기재층(100)에 제1패턴층용 미경화 수지를 적용하여 미경화 제1패턴층(211)을 형성한다. 상기 미경화 제1패턴층(211)은 적절한 광확산 특성을 갖고 시인성을 향상시킬 목적으로 패턴(213)을 형성한다. 상기 패턴(213)은 위에서 설명한 싱글패턴(215)이 반복하여 형성된 구조로, 상기 패턴이 음각 패턴인 경우, 대응되는 양각 패턴을 갖는 제1패턴틀(250)을 적용하여 패턴을 형성한다. 다만, 패턴틀(250)이 미경화 제1패턴층(211) 상에 위치한 상태에서, 상기 기재층(100)을 통과하여 조사되는 자외선에 의해 상기 미경화 제1패턴층(211)을 경화하여 보다 정교한 패턴을 갖는 제1패턴층(210)을 얻을 수 있다.
상기 제1패턴층(210)에 형성된 후에는 상기 제1패턴틀(250)은 제거되고 다음 과정으로 진행될 수 있다.
상기 제2패턴층 형성과정은, 상기 제1패턴층(210) 상에 상기 제2패턴층용 미경화 수지로 미경화 제2패턴층(221)을 형성하여 표면에 패턴을 형성하거나 형성하지 않은 후 자외선 또는 열을 가하여 제2패턴층(220)을 형성하는 과정이다.
상기 제2패턴층(220)의 상기 제1패턴층과 접하는 일면은 상기 제1패턴층(210)과 대응되는 양각 패턴을 갖고, 상기 일면과 대향되는 타면은 평평하거나, 패턴화된 표면을 가질 수 있다. 상기 제2패턴층(220)의 타면이 패턴화된 표면을 갖는 경우, 상기 제2패턴층의 패턴화된 표면과 상기 제2패턴층의 패턴화된 표면은 일정한 각도를 갖도록 어긋나게 배치될 수 있고, 예시적으로 40 내지 95도의 각도를 가질 수 있다.
상기 제2패턴층(220)은 상기 미경화 제2패턴층(221)에 자외선 또는 열을 가하여 상기 제2 패턴층용 미경화 수지가 경화되는 방법으로 형성될 수 있다. 이 때, 자외선 조사는 상기 제2패턴층(220)의 일면 상에서 진행되거나, 상기 제2패턴층(220)의 타면 하에서 진행될 수 있으며, 특히 상기 제2패턴층(220)의 타면 하에서 상기 자외선 조사가 진행되는 경우에는, 상기 기재층(100)과 상기 제1패턴층(210)을 통과한 자외선에 의해 상기 미경화 제2패턴층(221)의 자외선 경화가 진행될 수 있다.
상기 블랙층 형성과정은 블랙층용 조성물로 미경화블랙층(미도시)을 형성한 후, 경화하는 방식으로 진행될 수 있다. 상기 블랙층용 조성물은, 카본블랙 등 유색재료와 아크릴 수지 조성물 또는 폴리에틸렌 수지 조성물 등이 혼합된 조성물이 적용될 수 있으며, 자외선 경화 시스템이 적용될 수 있다.
상기 블랙층 형성과정은 블랙층용 조성물로 형성된 미경화블랙층(미도시)을 열, 자외선 등을 가하여 경화시켜 경화된 블랙층(230)을 형성하는 방식으로 진행될 수 있다. 또한, 위에서 설명한 것과 마찬가지로, 상기 블랙층 형성과정에서 적용되는 자외선 조사는 블랙층(230)의 일면 상에서 조사될 수 있고, 블랙층(230)의 타면 하에서 상기 기재층(100)을 통과한 자외선이 상기 미경화블랙층에 적용되는 방식으로 진행될 수 있다.
상기 제조방법은, 상기 준비단계 이전에 필름제조단계를 더 포함할 수 있다.
상기 필름제조단계는 연신과정 그리고 열고정과정을 포함한다.
상기 연신과정은, 폴리에스테르 필름 제조용 조성물로 형성된 폴리에스테르 시트를 길이방향과 폭방향으로 연신하여 연신필름을 제조하는 과정이다.
상기 폴리에스테르 필름 제조용 조성물은 PET 수지 등 필름의 원료로 사용될 수 있는 수지를 포함할 수 있고, 구체적으로 에틸렌글리콜과 같은 디올 성분과 테레프탈산과 같은 디카복실산 성분을 에스테르화 반응 및 중합반응시켜 직접 제조하거나 시판되는 것을 구입하여 사용할 수 있다.
폴리에스테르 필름 제조용 조성물은 용융압출하여 미연신 폴리에스테르 시트로 제조될 수 있다.
상기 미연신 폴리에스테르 시트는 폭 방향(transverse direction, tenter direction, TD)과 길이 방향(longitudinal direction, LD, mechanical direction, MD)으로 일정한 연신배율을 적용하여 연신하여 연신필름을 제조한다.
길이방향 연신배율은 3.0 내지 3.4배일 수 있고, 3.0 내지 3.3 일 수 있다. 이러한 길이방향 연신배율을 적용하는 경우 길이방향 인장강도가 보다 향상되면서도 광학적 특성이 우수한 이축연신 폴리에스테르 필름을 제조할 수 있다.
폭방향 연신배율은 2.5 내지 4.3배로 진행될 수 있고, 3.2 내지 4.0배로 진행될 수 있으며, 3.6 내지 4.0배로 진행될 수 있다. 이러한 비율로 상기 연신이 진행되는 경우, 자외선 투과율, 광투과율, 자외선 내구성 등이 우수하여 기재층으로 활용도가 우수한 이축연신 폴리에스테르 필름을 제조할 수 있다.
상기 길이방향 연신배율은 상기 폭방향 연신배율보다 0.2 내지 1.0 만큼 작은 값일 수 있고, 0.4 내지 0.8 배 작은 값일 수 있다. 이러한 연신배율을 갖도록 연신된 폴리에스테르 필름은 우수한 폭 방향 강도만이 아니라 우수한 길이방향 강도를 가져서, 자외선 조사 후에도 롤투롤 공정 적용에 충분한 기계적인 강도를 가질 수 있다.
연신 속도는 2배/분 내지 8배/분, 2.5배/분 내지 6배/분, 또는 2.5배/분 내지 3배/분이 적용될 수 있다.
연신 온도는 75 내지 120 ℃의 온도에서 진행될 수 있다. 상기 연신 온도가 낮으면 연신성은 우수하나 필름의 파단이 발생할 수 있다. 또한, 상기 연신온도가 너무 높을 경우도 필름 연신 시 백탁 현상 발생 등으로 파단이 발생할 수 있다. 구체적으로, 길이 방향으로의 연신 온도는 75 내지 85℃, 폭 방향으로의 연신 온도는 80 내지 120℃로 적용될 수 있다.
상기 열고정과정은 상기 연신필름을 210 ℃ 초과 내지 250 ℃ 이하의 온도로, 구체적으로 225 ℃ 내지 245 ℃의 온도로 열고정하여 폴리에스테르 필름을 제조하는 과정이다. 상기 열고정 온도가 너무 낮으면 필름 수축율이 높아질 수 있고 너무 높으면 파단이 발생하여 제조 효율성이 떨어질 수 있다.
상기 열고정은 0.5 내지 15 분, 구체적으로 0.5 내지 10분 동안 진행된 후, 단계적으로 온도를 하강시켜 이축연신 폴리에스테르 필름으로 제조할 수 있다.
상기 연신과정과 상기 열고정 과정을 거치면서 상기 폴리에스테르 필름 내의 고분자는 결정화 정도와 배향각이 변경될 수 있으며, 보다 우수한 강도를 가질 수 있다.
또한, 상기 폴리에스테르 필름은 위에서 설명한 과정으로 이축연신 폴리에스테르 필름의 폭 방향의 위치에 따라 서로 다른 배향각과 위상차를 가질 수 있다.
상기 이축연신 폴리에스테르 필름이 위에서 설명한 연신과정의 제어와 함께 제어된 위상차와 제어된 배향각을 갖는 부분을 취하여 상기 기재층에 적용하는 경우, 일정한 수준 이상의 광학적 특성을 가지면서 동시에 강도가 보다 향상된 시트를 제공할 수 있다. 예시적으로 상기 기재층에 포함되는 폴리에스테르 필름은 연신 및 열고정된 폴리에스테르 필름의 전폭 중심을 기준으로 80% 이내에 해당하는 부분을 취한 것일 수 있고, 70% 이내에 해당하는 부분을 취한 것일 수 있으며, 60% 이내의 부분을 취한 것일 수 있다.
이러한 과정을 제조되는 폴리에스테르 필름은 위에서 설명한 특징을 가지며, 일정 수준 이상의 우수한 광학적 특성과 기계적 물성 등을 가져서 시트의 기재층으로 그 활용도가 우수하다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
1. 샘플의 제조
실시예 1
(1) 필름제조단계
에틸렌글리콜과 테레프탈산을 각각 1:1 몰비로 적용한 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(SKC 사 제조)를 약 280°C의 압출기를 통하여 용융 압출한 후, 약 25°C의 캐스팅롤에서 냉각하여 미연신 폴리에스테르 필름을 제조하였다. 상기 미연신 폴리에스테르 필름을 하기 표 1에 표시된 온도에서, 하기 표 1에 표시된 배율로 길이 방향 및 폭 방향으로 각각 연신하고, 연신된 필름을 하기 표 1에 표시된 온도에서 열고정하여 하기 표 1에 표시된 두께를 갖는 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
(2) 준비단계
상기 폴리에스테르 필름을 기재층으로 적용했다. 패턴층용 자외선경화수지로는 아크릴수지를 준비했다.
(3) 패턴층형성단계
상기 기재층 상에 아크릴 수지인 패턴층용 자외선경화수지를 코팅하고 그 위에 저굴절률 패턴층용 몰드를 위치시켜 상기 패턴층용 자외선경화수지의 코팅층이 입체적인 패턴을 갖도록 하였다.
자외선을 상기 기재층의 아래에서부터 조사하여, 자외선이 상기 기재층을 통과하여 상기 패턴층용 자외선경화수지에 작용하고, 상기 코팅층을 경화하여 저굴절률 패턴층을 형성했다.
상기 저굴절률 패턴층 상에 패턴층용 자외선경화수지를 다시 코팅하고 고굴절률 패턴층용 몰드로 고정한 후 상기 기재층을 통과하도록 자외선을 조사하여, 상기 패턴층용 자외선경화수지의 코팅층을 경화하는 과정을 반복하여 고굴절률 패턴층을 형성했다.
상기 저굴절률 패턴층과 상기 고굴절률 패턴층은 패턴층을 구성한다.
상기 패턴층 상에는 광학 투명 접착층을 형성한 후 이형필름을 위치시켰다.
상기 기재층 아래에는 보호층인 TAC 층을 위치시켜 실시예 1의 시트를 제조하였다.
실시예 2 내지 4
하기 표 1에 표시된 연신 배율, 연신 온도, 열고정 온도에서 폴리에스테르 필름을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 기재층으로 적용하고, 각각 실시예 2와 실시예 4의 시트를 제조했다. 배향각의 경우 이축연신 폴리에스테르 필름의 전폭에서 그 위치에 따라 달리 측정되며, 이하 설명하는 방법에 따라 배양각을 확인하여 실시예의 샘플들을 취하였다.
비교예 1 내지 5
하기 표 1에 표시된 연신 배율, 연신 온도, 열고정 온도 및 두께에서 폴리에스테르 필름을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 비교예 1 내지 5의 시트를 각각 제조하였다.
비교예 6
TAC 필름(triacetylcellulose film)을 구입하여 아래와 실시예와 동일한 조건으로 평가하여 비교예 6의 시트로 하였다.
연신 배율 연신배율 차이
(폭방향-길이방향)		 연신 온도
(℃)		 열고정 온도
(℃)		 두께
(㎛)
길이방향 폭방향
실시예 1 3.2 3.8 0.6 140 240 100
실시예 2 3.2 3.8 0.6 140 240 125
실시예 3 3.2 3.8 0.6 140 240 75
실시예 4 3.2 3.8 0.6 140 240 100
비교예 1 1.1 4.3 3.2 95 180 81
비교예 2 1.1 4.3 3.2 95 200 80
비교예 3 1 4.3 3.3 95 180 80
비교예 4 1.1 4.3 3.2 95 180 60
비교예 5 1.4 4.3 2.9 95 200 80
비교예 6 1 1 0 - - 60
2. 물성의 평가
1) 인장강도 평가
상기 기재층인 폴리에스테르 필름을 만능측정기를 이용하여 인장강도를 각각 길이방향과 폭방향으로 측정하였다(초기 인장강도, 단위: kg/mm2). 구체적으로, KS B 5521에 따라 필름에 하중을 가하여 늘어나는 값에서 최대하중을 필름의 원래 단면적으로 나누어 인장강도를 측정하였다.
2) 자외선 조사후의 인장강도 평가
동일한 폴리에스테르 필름에 큐랩사의 QUV 모델을 이용하여 0.68 W/m2 출력의 자외선에 48시간 동안 노출시키고 난 후에 다시 위와 동일한 기기로 인장강도를 측정하였다(자외선 노출 후 인장강도, 단위: kg/mm2).
3) 자외선 투과율의 측정
자외선 투과율은 시마츠사의 UV2600 기기를 적용하여 측정하였으며, 측정파장은 380 nm이었다.
4) 투습도 측정
모콘사의 PERMATRAN_W 모델을 적용하여 투습도를 측정하였다.
5) 공정신뢰성 평가
상기 필름제조단계 이후 시트를 제조하는 과정에서 기재층이 찢어지는 등의 손상이 발생하는 경우를 Fail, 기재층이 찢어지는 등의 손상이 나타나지 않은 경우를 Pass 로 평가했다. Fail이 발생하는 경우는 자외선 경화과정이 완료된 후 롤에서 탈착되는 과정에서 발생하는 경우가 많았다.
6) 두께 및 두께편차의 측정
상기 기재층인 폴리에스테르 필름의 두께 d(nm)는 전기 마이크로미터(밀리트론 1245D, 파인류프 사)를 이용해서 측정하였다.
7) 위상차 평가
직교하는 이축의 굴절률(nx, ny) 및 두께 방향의 굴절률(nz)을 오츠카사의 위상차 측정계(RETS, 측정파장 550nm)를 이용하여 측정하고, 폴리에스테르 필름의 두께 d(nm)는 전기 마이크로미터(밀리트론 1245D, 파인류프 사)를 이용해서 측정한 후 단위를 nm로 환산하였다. 상기 측정된 이축의 굴절률 각각의 차이를 절대값(｜nx-ny｜)으로 구하고, 상기 폴리에스테르 필름의 두께 d(nm)를 곱하여(nxy×d) 면내 위상차(in-plane retardation, Ro)를 구해 아래 표에 나타냈다.
두께 방향 위상차 (thickness direction retardation, Rth)는， 폴리에스테르 필름을 두께 방향의 단면에서 봤을 때의 2개의 복굴절인 △Nxz(＝｜Nx-Nz｜), △Nyz(＝｜Ny-Nz｜)에 각각 상기 폴리에스테르 필름 두께 d를 곱하여 얻어지는 위상차의 평균 값으로 계산되었다.
8) 배향각의 측정
샘플의 배향각을 오츠카사의 위상차 측정계(RETS, 측정파장 550nm)를 이용하여 측정하였다. 샘플은 필름 폭방향에 직교하여 샘플링 하였으며, 동일한 방향(fast axis)을 기준으로 기기에 setting 하여 측정하였다.
9) 시인성 평가
폴리에스테르 필름의 정면 및 경사방향에서 육안으로 관찰하여 무지개 색 얼룩의 발생 유무에 대해서 판정하여 시인성을 평가하였다.
어느 방향에서도 무지개색 얼룩의 발생 없는 경우는 0, 정면에서는 무지개색 얼룩이 관찰되지 않으나 경사 방향에서 관찰하였을 때에 매우 연한 무지개색 얼룩이 관찰되는 경우에는 1, 경사방향에서 관찰했을 때에 명확하게 무지개 색 얼룩이 관찰되는 경우에는 2로 평가했다.
길이방향 인장강도 (kg/mm2) 폭방향 인장강도
(kg/mm2)		 UV 투과율(%)
380nm		 투습도
(g/m2.day)		 공정
신뢰성
초기 자외선 노출 후 초기 자외선 노출 후
실시예 1 18.5 10.9 24.4 18.2 88.6 8 Pass
실시예 2 17.6 10.1 23.3 16.2 88.7 6.9 Pass
실시예 3 17.9 10.5 24.6 17.1 88.6 9.1 Pass
실시예 4 18.2 10.8 24.9 18.8 88.6 8.1 Pass
비교예 1 9.1 7.8 29.6 26.8 88.9 8.6 Fail
비교예 2 9.1 7.9 29.1 27 89.3 9.1 Fail
비교예 3 8.8 7.8 30 26.7 90.1 9.2 Fail
비교예 4 9 8.1 25.8 24.2 1.8 17.8 Fail
비교예 5 9.2 8.6 28.8 18.7 89.1 9.1 Fail
비교예 6 17 12.1 15.3 11.4 6.7 660이상 Fail
두께
(㎛)		 두께차
(㎛)		 Ro
(㎚)		 Rth
(㎚)		 배향각
(θ, 도)		 시인성 계수(V, 도/nm)* 시인성
평가
실시예 1 100 2.2 3790 12100 12.5 33.0 1
실시예 2 125 2.3 4710 13600 14.8 31.4 0
실시예 3 75 2.5 2960 11600 12.8 43.2 1
실시예 4 100 2.1 3820 12040 26.8 70.2 2
비교예 1 81 1.5 8370 11700 0.7 0.8 0
비교예 2 80 1.6 8490 12100 2.1 2.5 0
비교예 3 80 1.2 8660 11500 0.6 0.7 0
비교예 4 60 0.6 6050 8520 1.1 1.8 0
비교예 5 80 2.9 6900 11400 2.9 4.2 0
비교예 6 60 1.4 1.4 59 0.1 714.3 0
* 시인성 계수는 아래 식 1에 따라 계산함.
[식 1] V = (θ/Ro) * 104
상기 표 1 내지 4을 참조하면, 연신배율, 열고정 온도 등을 달리 적용한 폴리에스테르 필름의 물성이 서로 상이하게 나타나고 있으며, 특히 길이방향 인장강도와 관련해 연신배율에 따라 그 물성에 큰 차이가 있다는 점을 확인할 수 있었다.
특히, 실시예 1 내지 4의 경우, 자외선 조사 후에도 비교적 우수한 인장강도를 유지하고 있고, 특히 약점이던 길이방향의 인장강도를 보완하여 기재층으로 활용도를 보다 높일 수 있을 것으로 생각된다. 이렇게 우수한 인장강도 특성과 함께, 높은 자외선 투과율을 보여서 자외선경화형 수지를 적용한 굴절층 형성에 보다 유리하며, TAC 필름과 비교하여 월등하게 낮은 투습도를 보여서 투습도와 관련해서도 실시예의 샘플들이 우수한 물성을 보였다.
다만 실시예 4의 경우 시인성이 다소 떨어지게 나타나, 실시예 4 보다는 실시예 1 내지 3의 경우가, 그리고 실시예 2 및 3의 시인성이 실시예들 중에서 가장 우수하게 나타나 기계적 강도, 시인성, 공정신뢰성 등을 모두 만족시키는 것으로 확인되었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 시트 100: 기재층
200: 패턴층 210: 제1패턴층, 저굴절율 패턴층
211: 미경화 제1패턴층 213: 패턴, 패턴화된 표면
215: 싱글패턴 220: 제2패턴층, 고굴절율 패턴층
221: 미경화 제2패턴층 230: 블랙층
250: 제1패턴틀 260: 제2패턴틀
300: 자외선 조사기 400: 광학용 접착층
500: 이형필름 또는 편광판 600: 접착층
700: 보호필름
a: 윗면, 윗면의 폭 b: 밑면, 밑면의 폭
c: 싱글패턴들 사이의 공간 p: 싱글패턴들 사이의 거리
h: 싱글패턴의 높이 θ: 싱글패턴의 각도

Claims (16)

  1. 적어도 한 층 이상의 패턴층; 및
    상기 패턴층의 일면 상에 위치하는 기재층;
    을 포함하고,
    상기 기재층은 폴리에스테르 필름을 포함하며,
    상기 폴리에스테르 필름은 0.68W/m2의 출력으로 48 시간 동안 자외선에 노출한 후 측정한 기계방향 강도가 9 kgf/mm2 이상인 것인, 시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 필름은 이축연신된 것으로, 380 nm 파장에 대한 자외선 투과율이 80% 이상인, 시트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 필름은 배향각이 20 °이하인, 시트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 패턴층은 자외선경화 또는 열경화 패턴층인, 시트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기재층은 투습도가 16 g/m2.day 이하인, 시트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 필름은 두께 편차가 2.5 % 이내인, 시트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 패턴층의 타면 상에는 광학용 접착층을 더 포함하는, 시트.
  8. 적어도 한 층 이상의 패턴층; 및
    상기 패턴층의 일면 상에 위치하는 기재층;
    을 포함하고,
    상기 기재층은 폴리에스테르 필름을 포함하며,
    상기 기재층은 기계방향 인장강도가 9 kgf/mm2 이상이고,
    상기 폴리에스테르 필름은 아래 식 1에 의한 시인성 계수(V, °/nm)가 45 이하 또는 400 이상인, 시트;
    [식 1]
    Figure pat00003

    상기 식 1에서, 상기 θ는 상기 폴리에스테르 필름의 배향각(°)이고, 상기 Ro는 상기 폴리에스테르 필름의 면내위상차(nm)이다.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 패턴층은 자외선경화 또는 열경화 패턴층인, 시트.
  10. 아래 식 1에 의한 시인성 계수(V, °/nm)가 45 이하 또는 400 이상이고,
    기계방향 인장강도가 15 kgf/mm2 이상인, 폴리에스테르 필름;
    [식 1]
    Figure pat00004

    상기 식 1에서, 상기 θ는 상기 폴리에스테르 필름의 배향각(°)이고, 상기 Ro는 상기 폴리에스테르 필름의 면내위상차(nm)이다.
  11. 기재층과 패턴층용 미경화 수지를 마련하는 준비단계; 그리고
    상기 기재층 상에 상기 패턴층용 미경화 수지를 배치하고 자외선 또는 열을 가하여 패턴층을 형성하는 패턴층형성단계;
    를 포함하여 시트를 제조하고,
    상기 시트는
    상기 패턴층과 상기 패턴층의 일면 상에 위치하는 기재층을 포함하고,
    상기 기재층을 폴리에스테르 필름을 포함하고,
    상기 시트에 포함된 폴리에스테르 필름은 기계방향 강도가 9 kgf/mm2 이상인, 시트의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 자외선 또는 열은 상기 기재층을 통과하여 상기 패턴층용 미경화 수지에 조사되는, 시트의 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 시트의 제조방법은 상기 준비단계 이전에 필름제조단계를 더 포함하고,
    상기 필름제조단계는
    미연신 폴리에스테르 필름을 3.0 내지 3.4 배의 길이방향 연신배율과 2.5 내지 4.3 배의 폭방향 연신배율을 적용하여 연신필름을 마련하는 연신과정; 그리고
    상기 연신필름을 210 ℃ 초과 250 ℃ 이하의 온도로 열처리하여 폴리에스테르필름을 제조하는 열고정과정;을 포함하여,
    상기 기재층에 포함되는 폴리에스테르 필름을 제조하는, 시트의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 길이방향 연신배율은 상기 폭방향 연신배율보다 0.2 내지 1.0 작은 값인, 시트의 제조방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 준비단계에서 상기 기재층에 포함되는 폴리에스테르 필름은 기계방향 강도가 15 kgf/mm2 이상인, 시트의 제조방법.
  16. 제1항 또는 제8항에 따른 시트를 포함하는, 디스플레이 장치.
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