WO2015030563A1

WO2015030563A1 - 뉴턴링 개선 복합 광학 필름 및 그 제조방법

Info

Publication number: WO2015030563A1
Application number: PCT/KR2014/008184
Authority: WO
Inventors: 서광석; 김종은
Original assignee: 인스콘테크 (주); 솔로테크 주식회사
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2014-09-02
Publication date: 2015-03-05
Also published as: KR20150026167A

Abstract

본 발명은 두 개 이상의 패턴이 형성된 복합 필름 제조 시, 최상부 패턴위에서 압력이 인가될 경우 하부 패턴이 눌리면서 둥근 링 모양을 만들어 외관 불량이 발생하는 것을 방지하기 위한 기술을 도입하여 만든 복합 광학 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 하부에 적층되는 프리즘에 헤이즈를 구현하는 방법, 또는 상부에 적층되는 프리즘의 하면에 헤이즈를 구현하는 방법 및 헤이즈를 구현할 수 있는 별도의 층을 상부와 하부 프리즘 사이에 적층 시켜 제작하는 복합 광학 필름 제작에 관한 것으로, 뉴턴링 등의 외관 불량 발생이 방지된 복합 광학 필름의 제공에 관한 것이다.

Description

뉴턴링 개선 복합 광학 필름 및 그 제조방법

본 발명은 두 개 이상의 패턴이 형성된 복합 필름 제조 시, 최상부 패턴위에서 압력이 인가될 경우 하부 패턴이 눌리면서 둥근 링 모양을 만들어 외관 불량이 발생하는 것을 방지하기 위한 기술을 도입하여 만든 복합 광학 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 예를 들어 프리즘 형상 위에 기저 필름 없이 바로 프리즘 형상을 적층할 경우 뉴턴링 등의 발생을 방지하기 위하여 하부 프리즘 표면 또는 측면에 헤이즈를 구현하는 방법을 사용하거나 또는 상부 프리즘 바닥면에 헤이즈를 구현한 후 두 개 형상을 합지하여 뉴턴링 등의 외관 불량 발생을 방지하는 방법이 도입된 복합 광학 필름의 제조에 관한 것이다.

액정을 표시장치에 사용되는 백라이트 유닛은 빛을 발생시키는 광원, 빛의 직진성을 향상시키는 도광판, 전면에서 고르게 휘도를 갖게하는 확산필름 및 휘도를 증가시키는 프리즘 시트가 사용된다. 각 필름은 필요에 따라서 한 장 또는 그 이상이 사용되므로 전체 백라이트에는 많은 필름이 적층되어 사용되고 있다. 이렇게 많은 필름을 사용하게 되면, 여러장을 적층하기 위한 공정이 복잡하고, 전체 백라이트의 두께가 두꺼울 수 밖에 없다. 이를 개선하기 위해 다양한 개발이 이루어 지고 있으며, 대표적으로 두가지 방법을 이용한 필름의 사용이 시도되고 있다.

첫째, 확산시트 또는 프리즘시트 자체를 PET와 같은 투명 기저 필름을 이용하여 각각 제작하고, 접착 공정을 도입하여 합지하는 것으로, 이 경우 한매의 복합화된 시트에 두 장의 PET 기저 필름이 사용된다. 이 경우 전체 필름의 두께는 얇아지지 않으며 기저 시트가 상당한 두께를 차지하기 때문에 신뢰성에서도 열과 수분이 불리한 단점이 있다.

두 번째로 많이 사용되는 방법은, 기저시트 한 장에 확산 또는 프리즘의 모양을 연속으로 형성시키는 것으로, 이 필름의 경우 기저시트가 한 장이기 때문에 두께가 얇고 신뢰성 평가에서도 유리한 장점이 있다.

그러나, 상기 두가지 방법 모두, 예를 들어 프리즘과 프리즘이 구비된 필름의 경우 상부 압력에 의해 하부 프리즘이 눌리게 되면 잔상이 남아 뉴턴링이라고 하는 둥근 얼룩이 나타나게 된다. 뉴턴링은 반사모아레 현상으로, 프리즘 두매 적층 구조에서 투과하는 빛과 반사된 후 다시 투과하는 빛의 광 경로차이에 의한 위상차이가 발생하여 간섭에 의한 동심원이 관찰되는 현상이다.

이런 현상을 해소하기 위하여 첫 번째 제조 방법으로서 기저 시트를 2장 이상 사용하는 경우에 상부 적층되는 기저 PET 이면에 비드를 이용한 예가 있을 뿐이이서, 따라서 이러한 뉴턴링 등의 외관 불량을 없애기 위한 새로운 방법이 필요하다. 특히 두 번째 방법인 기저시트를 한 장 사용하여 연속하여 패턴을 적층시키는 복합필름의 경우는 이러한 뉴턴링 등의 외관 불량을 개선된 필름 또는 제조 방법이 필요하다.

본 발명의 목적은 하나의 기저 필름 위에 프리즘 그리고 다시 프리즘이 차례로 형성되는 경우, 하부 프리즘에 압력이 전달되어 빛의 왜곡이 발생하고 이것이 최상부에서 외관 불량으로 시인되는 것을 방지하기 위하여, 하부 프리즘 자체 또는 하부 프리즘과 접착되는 상부 프리즘 하면에 헤이즈를 구현하여 빛의 왜곡이 최상부 프리즘으로 전달되어 외관 불량이 발생하는 것을 방지하기 위한 기술을 제공함이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 상술한 하나의 기재 필름 위에 둘 이상의 광기능 패턴층을 형성하는 복합 광학 필름에서 나타나는 뉴턴링 등의 외관 불량을 개선하기 위한 방법으로, 하부 프리즘 패턴 또는 상부 프리즘 하면에 헤이즈를 구현하고 복합화하는 기술 및 이로부터 제조된 복합 광학 필름을 제공하고자 한다.

또한 본 발명의 복합 광학필름은 상부 패턴의 하부, 하부 패턴의 상부, 및 패턴 사이의 중간층 중 어느 하나 이상에 헤이즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 기저 필름 위에 형성되는 첫 번째 프리즘 패턴의 상면, 곡면에 특정 방법을 이용하여 헤이즈를 구현하고 상부 프리즘을 적층하는 방법 또는 상부에 적층되는 프리즘 하면에 헤이즈를 구현한 후 하부 프리즘과 합지하여 복합화 하는 방법을 이용하였다.

본 발명의 기술을 이용하면, 한 장의 기저 필름 위에 두가지 이상의 프리즘 패턴이 적층될 때, 상부 프리즘 표면에 인가된 압력으로 인해 발생하는 뉴턴링 등의 외관 불량이 발생하지 않는 복합필름을 제작할 수 있다.

도1은 본 발명의 복합 광학 필름에서, 하부 프리즘의 옆면, 표면 또는 곡면에 헤이즈를 구현하여 합지된 필름의 단면도이다.

도2는 본 발명의 복합 광학 필름에서, 하부 프리즘과 접착되는 상부 프리즘의 바닥면에 헤이즈를 구현하여 합지된 필름의 단면도이다.

도3은 본 발명의 복합 광학 필름에서, 상부 프리즘과 하부 프리즘 사이에 헤이즈 구현층이 도입된 필름의 단면도이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 하부 프리즘 제작 시 사용하는 몰드에 미리 둥근반원 등의 모양을 형성시킨 후 음각 또는 양각의 형태로 프리즘 표면에 엠보 형상이 구현되게 하는 방법을 사용하거나 또는 프리즘 하부 각면에 엠보 형상을 만들어 헤이즈를 구현하는 방법이다. 두 번때 방법으로는, 하부 프리즘과 접촉되는 상부 프리즘 하면에 일정 모양을 갖는 둥근 반원 등의 모양을 형성하여 양각 또는 음각의 헤이즈 구현이 가능한 패턴을 형성시켜 하부 프리즘의 빛의 왜곡이 상부 프리즘으로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 세 번째 방법으로는, 상부 프리즘과 하부 프리즘 중간에 헤이즈를 구현할 수 있는 새로운 층을 도입하는 방법을 이용할 수 있다.

본 발명의 복합 광학 필름은 기저 시트 한 장에 차례로 프리즘 그리고 다시 프리즘 등이 형성되는 필름으로, 차례로 적층되는 프리즘 등의 패턴이 또 다른 기저 필름 없이 바로 적층되는 구조에 해당한다.

이하 도면을 참조로 하여 본 발명의 복합광학필름에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

먼저 도 1과 도 2에 각각 두 가지 방법에 의해 제조되는 복합필름의 구조가 나와 있다.

도 1을 참조하여 설명하면, 먼저 도 1(a)의 복합필름은 기저필름(10)위에 프리즘(110)이 형성되고 다시 그 위에 새로운 프리즘(110)이 형성된 것으로서 헤이즈를 만들기 위하여 기저필름(10)위의 하부 프리즘(110)의 옆면 및/또는 표면 등에 양각 엠보싱(111)을 형성한 것이며 도 1(b)는 동일한 구조에 음각 엠보싱(112)을 형성한 것이다. 이런 구조의 광학필름을 제작하기 위해서는 먼저 프리즘을 제작하기 위한 몰드를 제작할 때 프리즘의 최상면에, 합지에 이용되는 일정 두께 하부의 옆면에 일정 헤이즈를 갖도록 몰드를 제작하거나 또는 합지에 이용되지 않는 하부 골면에 헤이즈를 내기 위해 일정 모양의 엠보싱 등을 음각 또는 양각으로 구현하여 몰드를 제작한다. 이때 하부 프리즘에서 일정 헤이즈를 내기 위한 방법에 필요한 옆면 모양은 둥근반원, 원뿔, 원기둥 등 제한되지 않는다. 또한 그 모양들의 크기나 깊이는 제작하려는 프리즘의 크기와 깊이에 따라 적절하게 선택하여 제작하여 사용할 수 있다.

도 2를 참조하여 설명하면, 먼저 도 2(a)의 복합필름은 기저필름(10)위에 프리즘(110)이 형성되고 다시 그 위에 새로운 프리즘(110)이 형성된 것으로서 헤이즈를 만들기 위하여 상부 프리즘(110) 하면에 양각 엠보싱(121)을 형성한 것이며 도 2(b)는 동일한 구조에 음각 엠보싱(122)을 형성한 것이다. 이런 구조의 광학필름을 제작하기 위해서는, 복합필름 제조과정에서 몰드에 프리즘 용액을 채우고 반경화 등 경화 상태를 조절하여 흐름이 없도록 조절하기 위하여 면을 형성한 후 경화를 하게 되는데 이때 상부 프리즘 하면과 접촉하는 이형필름에 일정 모양을 만들어 분리하였을 때 평면에 헤이즈를 갖는 엠보싱이 형성되도록 조절하면 된다. 이 엠보싱의 모양은 둥근반원, 원뿔 등 헤이즈를 구현할 수 있으면 되고, 평면상태가 아니면 된다. 상부 프리즘 하면에 헤이즈를 구현하는 모양 및 방법은 특정방법에 제한되지 않으며 다양한 종류의 모양을 이용할 수 있고, 이 모양을 미리 이형기능을 갖는 필름위에 제작한 후 프리즘 몰드에 용액을 채울 때 합지하여 사용하면 된다. 예를 들어, 이형력이 있는 실리콘 아크릴 레이트에 아크릴 비드를 첨가하여 이형 기능을 갖는 헤이즈 필름을 제작한 후, 프리즘 형성 시 몰드에 용액을 채우고 상기 제작한 필름을 붙여 면을 형성시키고 흐름이 없도록 에너지를 인가한 후 이 필름을 제거하고, 하부에 형성될 프리즘과 합지한 후, 완전하게 점착 또는 접착이 되도록 추가로 필요한 에너지는 인가하면 되는 것이다.

이렇게 제작된 도 2의 구조를 갖는 복합 필름은 최상부 프리즘 상면에서 일정 압력으로 눌러도 하부 프리즘이 눌려 잔상이 만들어 지더라도 최상부 프리즘 상면에서는 외관 불량으로 시인되지 않는 특징을 가지게 된다.

그리고 도 3을 참조하여 설명하면, 기저필름(10)위에 프리즘(110)이 형성되고 다시 그 위에 중간층(130)을 형성하고 다시 그 위에 새로운 프리즘(110)이 형성된 것으로서 헤이즈를 만들기 위하여 상기 중간층 (130)에 입자들(131)을 포함시킨 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 기저 필름 한 장을 이용하여 두 개 이상의 프리즘 패턴 등의 패턴을 형성할 경우, 하부 패턴의 눌림으로 인해 뉴턴링 등의 외관 불량이 시인되는 것을 방지하기 위하여, 하부 프리즘의 옆면 또는 하부 곡면에 헤이즈를 구현하거나 또는 하부 프리즘과 접촉하게 되는 상부 프리즘 하면에 헤이즈를 구현한 후 복합 필름을 제작하는 것으로, 상부 프리즘 표면에서 인가된 압력 등에 의한 뉴턴링 등의 외관 불량이 나타나지 않는 개선된 복합 필름을 제조할 수 있다.

본 발명의 복합 광학 필름을 제조하는 방법은, 투명한 폴리 에텔렌 테레프탈레이트 (PET) 또는 폴리카보네이트 (PC) 등의 기저 필름을 준비하고, 미리 형성된 프리즘 몰드에 자외선 경화 레진을 코팅 하는 단계가 진행된다. 그리고 다른 프리즘 몰드에 자외선 경화 레진을 코팅하고, 패턴을 분리 해내기 위해서 이형필름과 합지한 후 용액의 흐름이 없도록 광에너지를 인가하여 패턴을 형성시킨다. 그리고 난 후 이형필름을 제거하고 미리 형성된 기저 필름 위의 프리름 패턴 위에 몰드에 형성된 상부 프리즘 패턴을 적층한 후 에너지를 인가하여 접착 단계를 거치게 되면 한 장의 기저 필름 위에 두 개의 패턴이 연속하여 형성된 복합 광학 필름을 제조할 수 있다.

상기와 같은 방법에서, 본 발명에서 해결하고자 하는 뉴턴링 등의 외관 불량을 개선하기 위해서는 미리 몰드를 준비하는 과정이 필요하다.

앞서 설명한 하부 프리즘 옆면 또는 표면에 헤이즈를 구현하기 위해서는 몰드로 사용되어 질 롤의 프리즘 옆면 또는 표면(상면)에 음각 또는 양각의 둥근원 등의 방법으로 헤이즈를 내기 위한 모양을 형성시키는 단계가 추가적으로 도입되어 져야 한다. 이렇게 제작된 롤을 직접 이용하여 기저 필름에 하부 프리즘에 해당하는 패턴을 직접 형성시켜도 되고, 또한 이 롤을 이용하여 소프트 몰드를 제작한 후, 이 소프트 몰드를 벨트를 이용하거나 또는 롤에 감아서 하부 프리즘을 제작하면 된다.

또한, 하부 프리즘과 접착하게 되는 상부 프리즘 하면에 헤이즈를 구현하기 위해서는 앞서 설명한 이형필름에 해당하는 필름의 표면에 입자를 이용하여 양각 또는 음각의 모양을 만들면 되는데, 첫 번째로 아크릴이나 실리콘 등의 입자를 이형력이 있는 실리콘 레진과 혼합하여 코팅하여 경화 시킨 후 이를 직접 이형필름으로 사용하게 되면 프리즘 하부에는 음각의 헤이즈 구사면이 형성되게 된다. 두 번째로는 앞서 제작된 헤이즈 이형필름을 롤에서 패턴을 떠내서 필름 몰드로 사용하는 소위 소프트 몰드로 사용되는 소프트 몰드 용액을 이용하여 소프트 몰드를 제작하면 비드 돌출과 반대되는 음각의 패턴이 제작되고, 이렇게 제작된 이형 필름을 프리즘 패턴과 접촉시키면 최종 프리즘 하면에는 양각의 헤이즈 구현 층이 형성되게 된다. 이때 음각과 양각은 하부 프리즘과 접착이 유리한 것, 휘도의 변화가 크지 않은 것으로 선택하여 사용할 수 있다.

마지막으로, 앞서 하부 프리즘 옆면 또는 표면 등에 헤이즈를 구현하는 방법 및 상부 프리즘 하면에 헤이즈를 구현하는 방법 외에, 추가적으로 한 개의 층을 새로이 도입하는 방법이 사용될 수 있다. 이 방법은 하부 프리즘 상면과 접착하게 되는 상부 프리즘 하면, 즉 상부와 하부 프리즘 사이에 도입되면 되는데, 헤이즈를 구현할 수 있는 입자가 도입된 새로운 코팅층이 이에 해당한다. 이를 위해서 상부 프리즘 제작 시 사용되는 이형필름에 미리 입자가 포함된 접착 가능한 코팅 레진을 이용하여 코팅을 한 후 흘러 내리지 않게 건조 또는 경화를 시킨 다음, 상부 프리즘 제작을 위한 몰드에 레진을 코팅한 후, 헤이즈 구현 코팅층이 형성된 이형필름과 합지를 하게되면 차례로 헤이즈 구현층, 그 위에 프리즘 층이 형성되게 된다. 이러한 방법으로 형성되는 복합 필름의 단면도가 도 3에 개시되어 있다.

본 발명의 기저 필름은 일반적으로 사용되어 지는 투명한 PET를 사용하는 것이 바람직하고 PC도 사용이 가능하며, 광학적으로 액정디스플레이 백라이트 유닛에 사용하여 문제가 되지 않는 것이면 어느 종류의 필름이던 무방하다.

본 발명의 하부 프리즘 표면의 헤이즈를 구현하기 위한 방법은 앞서 설명한 바와 같이 몰드로 사용하기 위한 롤에 일정 모양의 둥근 반원 등을 모양을 형성시키고 이를 소프트 몰드로 만들어 사용하거나 또는 롤 자체를 이용하여 프리즘을 제작하면 된다. 하부 프리즘의 헤이즈를 내기 위한 둥근 반원 등의 모양, 크기는 휘도가 많이 낮아지지 않는 범위, 최상부 프리즘 적층 후 그 모양이 시인되지 않는 범위에서 모양, 크기, 밀도를 선택하여 사용할 수 있고, 특별히 제한되지 않는다.

본 발명의 최 상부 프리즘 하면에 헤이즈 층을 구현할 때, 이형력을 부여 하기 위해서 사용되는 레진은, 열경화성 실리콘 이형액, 실리콘 아크릴레이트, 열경화성 불소 이형액, 불소계 아크릴레이트 및 멜라민 등이 사용가능하다. 광형화성 프리즘 레진과 이형성이 있으면 그 종류는 국한되지 않으며 선택하여 사용할 수 있다. 또한 헤이즈 구현을 위한 입자는 PMMA, PS, PC, Silicone, Silica, Urethane 등 다양한 유기, 무기 입자가 사용될 수 있으며, 그 종류는 국한되지 않는다. 다만, 헤이즈 구현은 하부 프리즘의 피치와 높이, 상부 프리즘의 피치와 높이를 감안하여 조절하면 된다. 이러한 이형필름의 기저 필름은 일반적으로 가장 많이 사용되는 PET를 사용하면 되고, 그 종류는 국한되지 않는다. 또한, 이렇게 제조된 헤이즈 이형필름을 소프트 몰드로 만들어 사용할 때는 소프트 몰드 제작에 사용하는 실리콘 아크릴 레이드 등의 광경화형 수지를 이용하여 이형필름의 모양을 전사시켜 몰드를 만들어 사용하면 된다.

마지막으로, 도 3의 방법으로 제작된 한 개의 추가 헤이즈 구현층이 적층된 복합 필름 제조 할 경우, 헤이즈를 구현하기 위해서, PMMA, PC, PS, Urethane, Silicone, Silica등 유기, 무기 입자를 혼합한 접착 용액을 조액하고, 이 용액을 이형필름에 코팅하여 상부 프리즘 제작 시 합지하여 헤이즈 구현층을 상부 프리즘 하면에 형성시키는 방법을 이용하면 된다. 이때 사용하는 헤이즈 구현 입자는 상기 설명한 입자에 한정되지 않고 헤이즈를 낼 수 있는 모든 입자의 사용이 가능하다. 또한, 비드와 함께 사용되는 코팅재료는 하부 프리즘과 접착이 가능하고 상부 프리즘에도 접착력이 있는 열경화성 또는 광형화성 수지 그리고 감압 점착 또는 접착제도 사용이 가능하며, 그 종류는 국한되지 않는다.

또한 도 3의 복합필름 구조에서는 위와 같은 헤이즈 구현 외에 추가적으로 상기 중간층(130)을 이용하여 복합필름이 구부러지더라도 일부 패턴층이 깨지거나 박리되지 않도록 할 수 있다. 즉, 상기 중간층을 버퍼층 역할을 같이 할 수 있도록 한 것이다. 상기 버퍼층의 두께는 프리즘과 같은 광기능층 패턴의 굴곡의 최저 부분과 최고 부분의 높이의 20% 이상이 바람직하다. 중간층이 버퍼층 역할을 하기 위해서는 그 두께가 중요하다. 그 두께는 광기능층에 따라 달라질 수 있지만, 광확산층 및 프리즘 패턴을 포함한 통상적인 광기능층들을 적층한 복합 필름에 있어서는, 프리즘 패턴을 기준으로 설명하면, 산의 높이(골에서 산 꼭대기까지의 높이)의 20% 이상의 두께로 만드는 것이 바람직하다. 버퍼층의 두께가 패턴 중 작은 산의 높이의 20% 이하의 두께이면 버퍼층의 두께가 작아 구부리거나 꺾었을 때 맨 위 광기능층의 패턴과 패턴 사이가 깨짐 방지에 불리하다. 버퍼층의 두께의 상한은 특별히 정하지 않아도 되는데, 왜냐하면 버퍼층의 두께가 더 두꺼워도 본 발명의 효과를 발휘하는 데는 문제는 없다. 다만 본원 발명의 효과의 여부보다는 버퍼층의 두께 증가에 따른 제조 비용과 필름의 사용처에 따라 전체 두께를 고려하여 버퍼층의 상한을 정하는 것이 바람직하다. 통상적으로 이와 같은 비용이나 전체 광학필름 두께를 고려할 때 통상적으로 광기능층의 패턴의 높은 산의 높이를 기준으로 약 250% 이내로 하는 것이 적당하다.

프리즘 외의 다른 광기능층에서 패턴의 산의 높이는 굴곡에서 가장 낮은 부분과 높은 부분의 높이를 의미한다. 다른 패턴도 프리즘과 마찬가지로 버퍼의 두께는 하한 20% 두께로 만들며 되는데 통상적인 디스플레이등의 광학 필름에서는 특이 상황이 없이는 그 상한을 250% 정도로 만들면 적당하다. 다만 별도의 목적이 있다면 그 두께의 상한은 더 증가할 수 있다.

본 발명은 하나의 기저 필름 표면에 여러 개의 광기능층을 차례로 형성하여 복합 광학 필름을 제조함에 있어 맨 위층의 광기능층이 취급 도중 깨지는 현상을 방지하기 위하여 중간에 버퍼층을 형성하는 기술이다. 따라서 기저 필름의 종류, 광기능층의 굴절율 및 광기능층의 패턴 모양 (예를 들어, 산 형상, 마름모꼴 형상, 렌즈 형상, 프리즘 형상, 원 형상, 삼각뿔, 사각뿔, 오각뿔 또는 다각형 형태의 뿔 형상, 요철)에 상관없이 적용 가능하다. 또한 프리즘층을 적층하는 경우 아래에 위치하는 프리즘 패턴층과 위에 놓이는 프리즘 패턴층은 서로 90도로 교차하여 적층하는 것도 바람직하다. 특히 본 발명은 무정형의 패턴 어레이가 아니라 규칙적인 패턴 어레이를 갖는 광기능층 패턴에 특히 유리하다.

특히 전체 3개 이상의 광기능 패턴층을 (즉, 기재 필름, 광확산 패턴층, 프리즘 패턴층, 프리즘 패턴층의 구조) 이용한 광학 필름의 경우에도 중간층을 이용하면 프리즘 패턴층의 산과 산 사이가 깨지는 현상을 방지할 수 있어 효과적이다.

이와 같은 중간층의 형성으로 구부리거나 휨 등의 기계적 응력에 의해 광기능층이 깨짐을 방지하기 위한 것은, 어느 특정한 광학 필름 제조방법에 국한하지 않는다. 즉, 광기능층 위에 계속해서 다른 광기능층을 적층하는 제조방법을 사용할 수 있다. 따라서 압출법에 의한 광기능층 필름을 만들고 다시 광기능층을 형성하는 경우에도 적용가능하다.

상기 설명한, 복합 광학 필름을 제작함에 있어, 적층된 프리즘 상부에서 인가된 압력에 의해 하부 프리즘의 빛이 왜곡되어 나타나는 뉴턴링 등의 외관 불량을 개선하기 위한 방법을 보다 상세하게 이하 실시예로 설명하려고 한다. 그러나 본 발명의 범위는 이하 서술되는 실시예에 국한되는 것은 아니며 본 발명의 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

<비교예 1>

(상/하부 정각 프리즘 사용 합지 : 뉴턴링 확인됨)

비교예 1은 125미크론 두께의 폴리에스터 필름의 상면에 산높이가 25미크론인 프리즘 패턴을 형성한 후, 그 상부에 또 다른 프리즘 형상을 90도 방향으로 교차하여 두 개의 프리즘 패턴이 형성된 필름을 제작하였다. 이때 사용한 프리즘 몰드의 모양은 표면에 요철이나 모양이 없는 정각 프리즘 몰드를 사용하였다.

상기 제작된 프리즘과 프리즘이 적층된 복합 필름을 이용하여 백라이트 상에 도광판, 확산 필름, 비교예 1 복합 필름 및 보호 시트의 순서로 적층한 후 패널을 최 상단에 장착한 후, 패널 표면에서 1cm의 고무봉으로 1kg의 힘을 인하한 후 표면을 관찰하면, 둥근 잔상이 생기면서 뉴턴링이 원인이 된 얼룩이 발생하는 것이 확인되었다.

<실시예 1>

(하부 프리즘 표면, 곡면에 헤이즈 형성)

실시예 1은 125미크론 두께의 폴리에스터 필름의 상면에 산높이는 25미크론이고 90도 정각 프리즘이며 프리즘 표면에 약 3미크론 지름의 반원이 음각의 형태로 랜덤하게 형성된 소프트 몰드를 이용하여 프리즘을 제작하였다. 이 프리즘 상부에 높이 25미크론의 90도 정각 프리즘을 90도 방향으로 교차하여 두 개의 프리즘 패턴이 형성된 필름을 제작하였다.

상기 제작된 프리즘과 프리즘이 적층된 복합 필름을 이용하여 백라이트 상에 도광판, 확산 필름, 실시예 1 복합 필름 및 보호 시트의 순서로 적층한 후 패널을 최 상단에 장착한 후, 패널 표면에서 1cm의 고무봉으로 1kg의 힘을 인하한 후 표면을 관찰하면, 표면 얼룩 발생이 없고 잔상이 발생하지 않는 것이 확인되었다.

<실시예 2>

(상부 프리즘 하면에 헤이즈 구현 - 이형필름에 헤이즈 구현하여 모양 전사 이형 실리콘 용액 + PMMA 비드 사용)

실시예 2는 125미크론 두께의 폴리에스터 필름의 상면에 산높이가 25미크론인 90도 정각 프리즘 패턴을 형성하였다. 상부 프리즘 제작을 위한 몰드 제작은 다음과 같이 진행하였다. 먼저 50미크론 폴리에스터 필름을 기재 필름으로 이용하고, 이형 용액은 히드록실기를 포함하는 폴리디메틸실록산계를 분산제로 하고, 테트라 트리메톡시 실릴옥실 (신에츠, 7210)을 사용하였고 , 헤이즈 구현을 위한 입자는 소켄 3.5미크론 PMMA입자를 실리콘 코팅액 대비 약 7중량부 혼합하여 150도에서 30초간 건조하였다. 이때 헤이즈는 약 8%로 확인되었다. 이렇게 제작된 헤이즈가 구현된 이형필름을 이용하여, 산높이 25미크론의 90도 정각 프리즘 소프트 몰드에 프리즘 용액을 채우고 이형필름과 합지하여 반경화 한 후 이형필름을 제거한 후, 이형필름과 닿았던 평면을 상기 제작된 하부 프리즘 상면과 접촉시킨 후 경화하였다. 이렇게 제작된 복합 필름에서 상부 프리즘 바닥면의 헤이즈 구현층은 비드와 접촉한 후 분리되어 음각의 형상을 나타낸다 .

상기 제작된 하부 프리즘과 헤이즈가 구현된 상부 프리즘이 적층된 복합 필름을 이용하여 백라이트 상에 도광판, 확산 필름, 실시예 2 복합 필름 및 보호 시트의 순서로 적층한 후 패널을 최 상단에 장착한 후, 패널 표면에서 1cm의 고무봉으로 1kg의 힘을 인하한 후 표면을 관찰하면, 표면 얼룩 발생이 없고 잔상이 발생하지 않는 것이 확인되었다.

<실시예 3>

(상부 프리즘 하면에 헤이즈 구현 - 이형필름에 헤이즈 구현하여 모양 전사 실리콘 아크릴레이트 + PMMA 비드 사용)

실시예 3는 125미크론 두께의 폴리에스터 필름의 상면에 산높이가 25미크론인 90도 정각 프리즘 패턴을 형성하였다. 상부 프리즘 제작을 위한 몰드 제작은 다음과 같이 진행하였다. 먼저 50미크론 폴리에스터 필름을 기재 필름으로 이용하고, 이형 용액은 3관능 아크릴레이트 모노머 30중량부, 6관능 우레탄 아크릴레이드 올리고머 20중량부 및 2관능 실리콘 50중량부를 100중량부의 에틸 아세테이트 용액에 혼합하고 고형분 대비 약 5중량부의 히드록시 시클로헥실 페닐 케톤 개시젤를 혼합한 용액을 제조하였다. 여기에 헤이즈 구현을 위한 입자는 소켄 3.5미크론 PMMA입자를 실리콘 코팅액 대비 약 7중량부 혼합하여 80에서 30초간 건조한 후 고압 수은 램프 에너지는 300밀리주울 인가하여 경화하였다. 이때 헤이즈는 약 9%로 확인되었다. 이렇게 제작된 헤이즈가 구현된 이형필름을 이용하여, 산높이 25미크론의 90도 정각 프리즘 소프트 몰드에 프리즘 용액을 채우고 이형필름과 합지하여 반경화 한 후 이형필름을 제거한 후, 이형필름과 닿았던 평면을 상기 제작된 하부 프리즘 상면과 접촉시킨 후 경화하였다. 이렇게 제작된 복합 필름에서 상부 프리즘 바닥면의 헤이즈 구현층은 비드와 접촉한 후 분리되어 음각의 형상을 나타낸다 .

상기 제작된 하부 프리즘과, 헤이즈가 구현된 상부 프리즘이 적층된 복합 필름을 이용하여 백라이트 상에 도광판, 확산 필름, 실시예 3 복합 필름 및 보호 시트의 순서로 적층한 후 패널을 최 상단에 장착한 후, 패널 표면에서 1cm의 고무봉으로 1kg의 힘을 인하한 후 표면을 관찰하면, 표면 얼룩 발생이 없고 잔상이 발생하지 않는 것이 확인되었다.

<실시예 4>

(상부 프리즘 하면에 헤이즈 구현 - 이형필름에 헤이즈 구현하여 모양 전사 실시예 3의 이형 필름으로 소프트 몰드 제작하여 이형필름으로 사용)

실시예 4는 125미크론 두께의 폴리에스터 필름의 상면에 산높이가 25미크론인 90도 정각 프리즘 패턴을 형성하였고, 상부 프리즘 제작을 위한 이형필름의 제작은 실시예 3에서 제작된 필름을 몰드 필름으로 이용하고, 소프트 몰드 용액을 이용하여 패턴을 전사시켰다. 이때 소프트 몰드 형태로 전사된 필름에서 비드에 의해 형성된 모양은 음각이다. 이렇게 제작된 헤이즈가 구현된 소프트 몰드 형태의 이형필름을 이용하여, 산높이 25미크론의 90도 정각 프리즘 소프트 몰드에 프리즘 용액을 채우고 이 이형필름과 합지하여 반경화 한 후 이형필름을 제거한 후, 이형필름과 닿았던 평면을 상기 제작된 하부 프리즘 상면과 접촉시킨 후 경화하였다. 이렇게 제작된 복합 필름에서 상부 프리즘 바닥면의 헤이즈 구현층은 비드와 접촉한 후 분리되어 양각의 형상을 나타낸다.

상기 제작된 하부 프리즘과, 헤이즈가 구현된 상부 프리즘이 적층된 복합 필름을 이용하여 백라이트 상에 도광판, 확산 필름, 실시예 4 복합 필름 및 보호 시트의 순서로 적층한 후 패널을 최 상단에 장착한 후, 패널 표면에서 1cm의 고무봉으로 1kg의 힘을 인하한 후 표면을 관찰하면, 표면 얼룩 발생이 없고 잔상이 발생하지 않는 것이 확인되었다.

<실시예 5>

(이형필름에 헤이즈 코팅층을 코팅하고, 상부프리즘 제작 시 합지하여, 하부/상부 프리즘 사이에 헤이즈 구현층이 새로이 도입된 복합 필름)

실시예 5는 125미크론 두께의 폴리에스터 필름의 상면에 산높이가 25미크론인 90도 정각 프리즘 패턴을 형성하였다. 그리고, 상부 프리즘 제작 전, 하부 프리즘과 상부 프리즘 사이에 헤이즈 구현층을 삽입하기 위해서 별도의 코팅층을 형성 시켰고 방법은 다음과 같다. 먼저, 50미크론 이형처리가 된 이형필름을 준비하고, 3관능 아크릴레이트 모너머 30중량부, 6관능 아크릴레이드 30중량부 및 우레탄 아크릴레이트 올리고머 40중량부를 에틸 아세테이트 100 중량부와 혼합하였다. 여기에 고형분 대비 약 5중량부의 히드록시 시클로헥실 페닐 케톤 개시젤제를 혼합한 용액을 제조하였고, 폴리스티렌 입자를 고형분 대비 약 7 중량부 첨가하고 웨트 두께 12미크론이 되도록 준비된 50미크론의 이형필름위에 코팅하여 80도에서 30초간 건조하였다. (이 코팅층의 건조 후 두께는 약 6미크론이고, 헤이즈는 10% 이다) 이렇게 코팅된 필름은 경화가 진행되지 않았으나 흐름은 없는 상태로, 소프르 몰드 용액에 상부 프리즘 용액을 체운 후 합지를 하고, 반경화 상태로 경화한 후 이형필름을 분리하면, 프리즘 몰드에 채워진 프리즘면에 비드 입자가 포함된 코팅층이 추가로 형성되게 되었다. 이 복합화된 몰드 필름을 미리 제작된 폴리에스터 상의 하부 프리즘 상면과 합지한 후 경화하여 추가로 헤이즈 층이 삽입된 복합 필름을 제작하였다.

상기 제작된 하부 프리즘과, 헤이즈가 구현된 상부 프리즘 및 헤이즈 구현층이 삽입되어 적층된 복합 필름을 이용하여 백라이트 상에 도광판, 확산 필름, 실시예 5 복합 필름 및 보호 시트의 순서로 적층한 후 패널을 최 상단에 장착한 후, 패널 표면에서 1cm의 고무봉으로 1kg의 힘을 인하한 후 표면을 관찰하여, 표면 얼룩 발생이 없고 잔상이 발생하지 않는 것이 확인되었다.

이하에서는 실시예 5의 상기 코팅층이 중간층(130)으로서 버퍼층의 역할을 수행하는 것에 대한 실시예를 설명한다.

<실시예 6>

실시예 6은 실시예 5에서 기저 필름 위에 두 프리즘 패턴층을 90도 교차하여 광기능층을 형성함에 있어 10 미크론 (프리즘 산 높이 대비 40%) 두께의 코팅층을 버퍼층으로 형성한 것이다. 실시예 5와 같이 표면 얼룩 발생이 없고 잔상이 발생하지 않는 것이 확인되었다.

그리고 상기 기술로 제조된 복합 광학 필름을 10장 쌓은 뒤 양쪽 가장자리를 들어 올려도 맨 위 프리즘층의 패턴과 패턴 사이가 깨지지 않았다. 이때 휘도는 두 개의 프리즘을 합지하지 않은 상태에서 그냥 올려놓고 측정한 휘도 대비 98%로 측정되었다.

<실시예 7>

실시예 7은 버퍼층의 두께가 25 미크론인 (프리즘 산 높이 대비 100%) 것을 제외한 나머지는 실시예 6과 동일하다.

상기 기술에 의해 제조된 복합 광학 필름을 10장 쌓은 뒤 양쪽 가장자리를 들고 꺽어도 프리즘 패턴의 산과 산 사이가 깨지지 않았다. 이때 휘도는 두 개의 프리즘 필름을 합지하지 않은 상태에서 그냥 올려놓고 측정한 휘도 대비 98%로 측정되었다.

<실시예 8>

실시예 8은 버퍼층의 두께를 40 미크론으로 (프리즘 산 높이 대비 160%) 더 두껍게 한 것을 제외한 나머지는 실시예 1과 동일하다.

상기 기술에 의해 제조된 복합광학 필름을 한 장을 잡고 가장자리를 꺾어도 맨 위층 패턴인 프리즘 패턴의 산과 산 사이가 깨지지 않았다. 이때 휘도는 두 개의 프리즘 필름을 합지하지 않은 상태에서 그냥 올려놓고 측정한 휘도 대비 98%로 측정되었다.

본 발명의 뉴턴링 개선 복합 광학 필름은 액정을 표시장치 등의 광학 필름으로 다양하게 사용이 가능하다.

Claims

하나의 기저 필름 표면에 두 개 이상의 광기능 패턴층이 형성된 복합 광학 필름에 있어서,

상부 패턴의 하부, 하부 패턴의 상부, 및 패턴 사이의 중간층 중 어느 하나 이상에 헤이즈를 도입하여 뉴턴링 발생이 방지된 복합 광학 필름.
제1항에 있어서,

상기 하부 패턴의 경우, 하부 프리즘 옆면, 표면 또는 곡면에 헤이즈를 구현하는 입체 모양의 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 광학 필름.
제2항에 있어서,

하부 프리즘 표면의 헤이즈 구현을 위한 입체 모양은 둥근 반원, 원뿔, 원기둥, 삼각뿔, 삼각 기둥 등임을 특징으로 하는 복합 광학 필름
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 상부 패턴의 하면에 헤이즈를 도입하는 것은, 헤이즈를 가지는 이형필름을 사용하여 프리즘을 제작하는 것을 특징으로 하는 복합 광학 필름
제4항에 있어서, 상기 이형필름은,

실리콘 이형액에 입자를 혼합하여 코팅하거나, 또는

헤이즈를 낼 수 있는 둥근 반원이 형성된 소프트 몰드 필름 인 것,

을 특징으로 하는 복합 광학 필름
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 패턴층들 사이에 헤이즈를 내기 위하여 별개의 중간층을 도입하는 것을 특징으로 하는 복합 광학 필름.
제6항에 있어서,

상기 중간층에 헤이즈 구현을 위하여, 유기 입자, 무기 입자, 또는 유기 무기입자가 혼합되어 사용되는 것을 특징으로 하는 복합 광학 필름.
제6항 또는 제7항에 있어서,

상기 중간층은, 열경화형, 자외선 경화형 레진 및 감압성 접착 또는 접착제를 사용하며 그리고 그 두께는 상기 패턴의 굴곡의 최저 부분과 최고 부분의 높이의 20 % 이상인 것을 특징으로 하는 복합 광학 필름.