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KR101361866B1 - 광학 필름 및 이의 제조 방법, 그리고 액정 표시 장치 - Google Patents

광학 필름 및 이의 제조 방법, 그리고 액정 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광학 필름 및 이의 제조 방법, 그리고 광 효율을 향상시키는 광학 필름을 가지는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명은 별도의 접착 부재 없이 다층 시트와 보호 시트를 부착하여 필름의 두께가 얇아질 수 있으며 다층 시트와 보호 시트를 압출 성형에 의하여 일체로 형성함으로써 공정이 단순해지고, 이물질이 상기 다층 시트와 보호 시트 사이에 부착되지 않아 불량률이 저감될 수 있다.
또한, 본 발명은 다층 시트와 상기 보호 시트를 같이 연신함으로써 연신 공정 중에 발생하는 다층 시트 표면 스크래치를 방지할 수 있고, 후속 열처리 공정에서 유발되는 다층 시트 표층부의 표면 결정화와 같은 열 손상을 감소시켜 광학 필름의 품질을 향상시킬 수 있으며, 액정 표시 장치의 전체 휘도 및 화상 품질을 향상시킬 수 있다.
광학 필름, 연신, 보호 시트

Description

광학 필름 및 이의 제조 방법, 그리고 액정 표시 장치{optical film and method for fabricating the same, liquid crystal display device having the same}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학 필름의 일부를 보여주는 사시도.
도 2a는 도 1의 광학 필름에서 제 1 연신 방향을 따라 보여주는 측면도.
도 2b는 도 1의 광학 필름에서 비연신 방향을 따라 보여주는 측면도.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광학 필름의 일부를 보여주는 사시도.
도 4a는 본 발명에 따른 광학 필름의 제조 공정 일부를 보여주는 일 실시예.
도 4b는 본 발명에 따른 광학 필름의 제조 공정의 일부를 보여주는 다른 실시예.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광학 필름을 보여주는 사시도.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 광학 필름을 보여주는 사시도.
도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 광학 필름을 보여주는 사시도.
도 8은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 광학 필름을 보여주는 사시도.
도 9는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 광학 필름을 보여주는 사시도.
도 10은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 광학 필름을 보여주는 사시도.
도 11은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
100, 200, 500 : 광학 필름 110, 210 : 다층 시트
101, 201 : 중합체층 103, 203 : 공중합체층
105 : 접착 부재 107, 207 : 보호 시트
309, 409 : 무기입자 411 : 확산 부재
505 : 프리즘 시트 507 : 확산 시트
520 : 액정표시패널 521 : 하부 편광판
523 : 상부 편광판 531 : 램프반사판
533 : 램프 535 : 도광판
537 : 반사판 550 : 백라이트 어셈블리
본 발명은 광학 필름 및 이의 제조 방법, 그리고 광 효율을 향상시키는 광학 필름을 가지는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 박막 트랜지스터 기판과 컬러필터 기판 및 양 기판 사이에 개재된 액정층을 포함하는 액정표시패널과, 상기 액정표시패널에 광을 공급하기 위한 별도의 광원부가 포함된 백라이트 어셈블리를 포함한다.
상기 액정표시패널의 상, 하면 중 적어도 일면에는 편광판을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 백라이트 어셈블리는 광을 조사하는 광원과, 조사된 광을 액정표시패널 전면으로 투사하는 광학 필름들로 이루어진다.
상기 광학 필름들은 확산 필름, 프리즘 필름, 보호 필름 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
그런데, 상기 광원으로부터 조사되어 상기 광학 필름들을 투과한 광은 특정 성분의 광만이 상기 편광판을 통과하게 되며, 상기 편광판을 통과한 광은 상기 액정표시패널로 입사하여 상기 액정층의 액정 분자 배열에 따라 변조되고, 상기 변조된 광은 화상을 표시하게 된다.
이때, 상기 편광판을 통과하지 못한 다른 성분의 광은 반사되거나 상기 편광판에 흡수되므로 상기 광원으로부터 조사된 광의 상당 량을 상기 액정표시패널에서 사용하지 못하게 된다.
따라서, 상기 액정표시장치의 전체 휘도는 감소하게 되고, 상대적으로 상기 백라이트 어셈블리를 구동하는 전력의 소비가 증가하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 기계적 강도 및 내열 특성이 강화되고 광 효율이 개선된 광학 필름을 제공하는 것을 제 1 목적으로 한다.
본 발명은 광학 필름에 별도로 보호 시트를 부착하지 않고 광학 필름 제조시에 보호 시트를 공압출하여 일체로 형성할 수 있는 광학 필름의 제조 방법을 제공하는 것을 제 2 목적으로 한다.
본 발명은 광원으로부터 조사된 광의 상당 량을 특정 성분의 광으로 전환하 여 전면으로 균일하게 발생시키는 광학 필름을 장착하여 전체 휘도 및 화상 품질을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것을 제 3 목적으로 한다.
상기한 제 1 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광학 필름은, 평면 상의 제 1 연신 방향을 따라 제 1 굴절율을 가지고 제 2 연신 방향을 따라 제 2 굴절율을 가지는 중합체층과, 상기 중합체층 상에 형성되며 상기 제 1 연신 방향과 상기 제 2 연신 방향으로 제 3 굴절율을 가지는 공중합체층을 포함하며, 상기 제 1 굴절율과 상기 제 3 굴절율의 차이가 상기 제 2 굴절율과 상기 제 3 굴절율의 차이보다 큰 다층 시트; 및 상기 다층 시트의 적어도 일면에 접촉되어 형성된 보호 시트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 제 2 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광학 필름의 제조 방법은, 중합체층과 공중합체층이 교대로 중첩된 다층 시트를 형성하는 단계; 상기 다층 시트의 적어도 일면에 고분자 물질을 압출 성형하여 상기 다층 시트에 접촉하는 보호 시트를 형성하는 단계; 상기 다층 시트 및 상기 보호 시트를 평면의 제 1 축으로 연신하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 제 3 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 화면을 표시하는 액정표시패널; 상기 액정표시패널에 광을 공급하는 광원; 상기 광원과 액정표시패널 사이에 배치되며 상기 광을 선택적으로 투과 또는 반사시키는 광학 필름;을 포함하며, 상기 광학 필름은 평면 상의 제 1 연신 방향을 따라 제 1 굴절율을 가지고 제 2 연신 방향을 따라 제 2 굴절율을 가지는 중합체층과, 상기 중 합체층 상에 형성되며 상기 제 1 연신 방향과 상기 제 2 연신 방향으로 제 3 굴절율을 가지는 공중합체층을 포함하며, 상기 제 1 굴절율과 상기 제 3 굴절율의 차이가 상기 제 2 굴절율과 상기 제 3 굴절율의 차이보다 큰 다층 시트; 및 상기 다층 시트의 적어도 일면에 접촉되어 형성된 보호 시트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 광원에서 조사되어 상기 광학 필름을 투과한 광은 상기 제 2 축과 동일한 방향의 광 성분이 상기 제 1 축과 동일한 방향의 광 성분보다 많은 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치 및 광학 필름에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학 필름의 일부를 보여주는 사시도이다. 그리고, 도 2a는 도 1의 광학 필름에서 제 1 연신 방향을 따라 보여주는 측면도이고, 도 2b는 도 1의 광학 필름에서 비연신 방향을 따라 보여주는 측면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 광학 필름(100)은 다층 시트(110)를 포함하며, 상기 다층 시트(110)는 평면 상의 제 1 연신 방향을 따라 제 1 굴절율(n1)을 가지고 비연신 방향을 따라 제 3 굴절율(n3)을 가지는 복수의 중합체층(101)과, 상기 중합체층(101)과 교대로 배치되며 상기 제 1 연신 방향과 상기 비연신 방향으로 제 3 굴절율(n3)을 가지는 복수의 공중합체층(103)을 포함한다.
상기 광학 필름(100)은 상기 다층 시트(110)의 적어도 일면에 직접 접촉되어 형성된 보호 시트(107)를 더 포함한다.
상기 보호 시트는 상기 다층 시트의 상, 하면에 공압출로 형성되므로 별도의 접착 부재가 필요없다.
상기 보호 시트는 상기 다층 시트의 일면에 공압출로 형성된 후, 상기 다층 시트와 보호 시트는 평면 상의 제 1 연신 방향을 따라 함께 연신된다.
바람직하게는, 상기 비연신 방향은 상기 광학 필름(100)의 평면 상에서 상기 제 1 연신 방향과 수직한 방향으로 한다.
상기 다층 시트(110)의 상기 중합체층(101)은 제 1 연신 방향으로 연신되며 연신 방향을 따라 제 1 굴절율(n1)을 가지며, 비연신 방향을 따라 제 3 굴절율(n3)을 가지고, 상기 제 1 굴절율(n1)은 상기 제 3 굴절율(n3)보다 크다.
상기 다층 시트(110)의 평면 상의 어느 한 축을 X축이라고 하고, 상기 X축의 평면 상에서 수직인 축을 Y축이라고 하고, 상기 평면으로부터 수직인 축을 Z축이라고 하면, 상기 제 1 연신 방향은 X축과 평행하게 이루어지고, 상기 비연신 방향은 Y축으로 이루어진다.
상기 중합체층(101)은 상기 X축을 따라 형성된 제 1 굴절율(n1), 상기 Y축을 따라 형성된 제 3 굴절율(n3), Z축을 따라 형성된 굴절율(정하여 지지 않음)이 다르므로 복굴절율을 가지는 복굴절막이 될 수도 있다.
상기 공중합체층(103)은 상기 X축 및 Y축을 따라 제 3 굴절율(n3)을 가진다.
상기 보호 시트(107)는 상기 X축을 따라 형성된 굴절율과 상기 Y축을 따라 형성된 굴절율이 서로 동일할 수 있다.
예를 들어, 상기 보호 시트(107)는 공중합체층(103) 또는 중합체층(101)으로 이루어질 수 있으며, 상기 보호 시트(107)는 X축 및 Y축을 따라 제 6 굴절율(n6)을 가진다.
상기 보호 시트의 제 6 굴절율(n6)은 상기 제 3 굴절율(n3)과 거의 동일할 수 있다.
상기 중합체층(101)과 공중합체층(103)은 비연신 방향에서 굴절율의 차이가 거의 없다.
이에 따라, 상기 공중합체층(103)과 중합체층(101)이 교대로 배치된 다층 시트(110)는 입사되는 광 중에서, 제 1 광 성분은 대부분 반사시키고, 제 2 광 성분은 대부분 투과시킨다.
예를 들어, 상기 광학 필름(100)은 상기 램프로부터 발생한 광의 성분 중 P파는 액정표시패널을 향해 투과시키고, S파는 도광판 측을 향해 반사시킨다.
그리고, 상기 광학 필름(100)에 의해 반사된 S파는 광학 필름(100)의 후방에 배치된 반사판에 의해 다시 광학 필름(100)을 향해 반사되고, 이러한 과정 중 S파는 P파로 변환되어 광학 필름(100)을 다시 통과하게 됨으로써 전체적으로 광효율이 향상된다.
예를 들어, 상기 제 1 광 성분과 제 2 광 성분은 서로 수직하면서 진행 방향에 대하여 진동을 하게 된다. 상기 광학 필름(100)으로 입사되는 광은 그 진행 방향이 상기 Z축 또는 -Z축과 평행하며 상기 제 1 광 성분과 제 2 광 성분이 상기 Z축과 수직하게 형성된 X-Y축 평면 방향으로 수직으로 진동하며 진행한다.
상기 다층 시트(110)로 입사한 광 중에서 제 1 광 성분은 반사되고, 제 2 광 성분은 그대로 통과한다.
상기 다층 시트(110)를 이루는 중합체층(101)과 공중합체층(103)은 제 1 연신 방향으로 큰 굴절율의 차가 존재하므로, 입사하는 제 1 광 성분이 상기 중합체층(101)과 공중합체층(103) 계면에서 반사된다.
반면에, 상기 다층 시트(110)를 이루는 중합체층(101)과 공중합체층(103)은 비연신 방향으로 굴절율의 차이가 거의 없어, 입사하는 제 2 광 성분이 상기 중합체층(101)과 공중합체층(103)을 그대로 통과할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제 1 광 성분의 진동 방향과 상기 제 1 연신 방향이 일치하고, 상기 제 2 광 성분의 진동 방향과 비연신 방향이 일치할 수 있다.
상기 반사된 제 1 광 성분은 반사판에서 반사되어 상기 광학 필름(100)으로 재 입사된다.
상기 재 입사된 광에서 제 1 광 성분은 상기 다층 시트(110)를 그대로 통과하고, 제 2 광 성분은 다시 반사된다.
상기 반사된 제 2 광 성분은 상기 반사판에서 반사되어 상기 광학 필름(100)으로 재 입사되고 상기 재 입사된 광에서 제 1 광 성분은 상기 다층 시트(110)를 그대로 통과하고 제 2 광 성분은 또 다시 반사된다.
이와 같이, 상기 광학 필름(100)은 입사되는 광에 대하여 선택적으로 반사 및 투과 작용을 하고, 반사된 광은 재 입사되어 제 1 광 성분만을 선택적으로 투과시킴으로써 전체적으로 광의 휘도를 증가시킨다.
상기 보호 시트(107)는 공중합체층 또는 중합체층으로 이루어진다.
상기 보호 시트(107)를 이루는 물질은 폴리에스테르 계열을 포함할 수도 있다.
여기서, 상기 폴리에스테르 계열의 물질은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리트리플렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체, 폴리트리플렌 테레프탈레이트 공중합체 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 공중합체로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.
상기 보호 시트(107)는 상기 중합체층(101)과 상기 공중합체층(103) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어진다.
예를 들어, 상기 보호 시트(107)가 상기 다층 시트(110)를 이루는 공중합체로 이루어지면, 상기 보호 시트(107)와 상기 다층 시트(110) 간의 친화성이 증대되어 필름에 주름이 발생하거나 상기 보호 시트(107)와 상기 다층 시트(110)가 박리되는 불량들이 발생하는 문제를 개선할 수 있다.
또한, 상기 보호 시트과 상기 다층 시트 사이에 접착 부재가 없으므로, 접착 부재에 의한 광 손실을 저감할 수 있어 휘도가 더욱 향상될 수 있다.
그리고, 상기 중합체층과 공중합체층을 압출 성형하여 다층 시트를 제조시, 용융된 고분자물질이 압출 성형에 의하여 상기 다층 시트의 일면에 보호 시트로서 형성됨으로써 별도로 제작된 보호 시트를 다층 시트에 접착 부재로 부착하는 공정에 비하여 이물질이 상기 다층 시트와 보호 시트 사이에 부착되지 않는 장점이 있다.
또한, 상기 중합체층과 공중합체층을 압출 성형하여 다층 시트를 제조하고, 보호 시트를 압출 성형하여 상기 다층 시트의 일면에 형성한 후, 상기 다층 시트와 상기 보호 시트를 같이 연신함으로써 연신 공정 중에 발생하는 다층 시트 표면 스크래치를 방지할 수 있고, 후속 열처리 공정에서 유발되는 다층 시트 표층부의 표면 결정화와 같은 열 손상을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
상기 보호 시트(107)의 두께는 25 ~ 200㎛ 일 수 있으며, 상기 보호 시트(107)의 두께는 상기 다층 시트(110)의 두께와 동일할 수도 있다.
상기 광학 필름(100)의 중합체층(101)은 연신에 의하여 어느 한 축 방향을 따라 굴절 특성이 변화하는 성질을 가지고 있다.
상기 연신이라는 용어는 압출성형되어 필름 형태를 가지는 중합체층(101)에 물리적인 힘을 가하여 어느 한 방향으로 연장시키는 일련의 공정을 지칭하며, 상기 연신에 의하여 중합체층(101)은 연신되는 방향을 따라 굴절율이 변화하게 되며, 상기 중합체층(101)은 복굴절율을 가지게 된다.
상기 중합체층(101)의 굴절율은 연신률에 따라 수치가 변화될 수 있으며, 대체로 연신률이 커지면 굴절율이 커지게 된다.
상기 공중합체층(103)은 연신에 의하여 굴절율이 변화하지 않는 특성을 가지고 있다.
한편, 상기 광이 입사되는 다층 시트(110)의 입사면은 공중합체층(103)과 중합체층(101) 중 어느 것으로 형성되어도 좋으며, 상기 다층 시트(110)를 통과한 광이 출사되는 다층 시트(110)의 출사면도 상기 공중합체층(103)과 중합체층(101) 중 어느 것으로 형성되어도 좋다.
상기 중합체층(101)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate : PET), 폴리트리플렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene Naphthalate : PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체, 폴리트리플렌 테레프탈레이트 공중합체 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 공중합체로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.
바람직하게는 상기 중합체층(101)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate : PET), 폴리트리플렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene Naphthalate : PEN)로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.
상기 공중합체층(103)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate : PET), 폴리트리플렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene Naphthalate : PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체, 폴리트리플렌 테레프탈레이트 공중합체 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 공중합체로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.
바람직하게는 상기 공중합체층(103)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate : PET) 공중합체, 폴리트리플렌 테레프탈레이트 공중합체 및 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene Naphthalate : PEN) 공중합체로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.
또한, 예를 들어, 광학 필름(100)의 중합체층(101)이 폴리에틸렌 테레프탈레 이트이면, 상기 중합체층(101)과 교대로 배치되는 공중합체층(103)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 광학 필름(100)을 이루는 중합체층(101) 및 공중합체층(103)은 적어도 각 한 층을 포함하여 이루어질 수도 있으며, 수십 내지 수천 층이 교대로 배치되어 이루어질 수도 있다.
상기 중합체층(101)의 제 1 굴절율(n1)과 상기 공중합체층(103)의 제 3 굴절율(n3)의 차이는 0.01이상일 수 있다.
상기 중합체층(101)의 제 1 굴절율(n1)과 상기 공중합체층(103)의 제 3 굴절율(n3)의 차이는 0.05이상일 수 있다.
상기 중합체층(101)의 제 1 굴절율(n1)과 상기 공중합체층(103)의 제 3 굴절율(n3)의 차이는 0.1이상일 수 있다.
상기 중합체층(101)의 제 1 굴절율(n1)과 상기 공중합체층(103)의 제 3 굴절율(n3)의 차이는 0.2 ~ 0.5일 수 있다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광학 필름의 일부를 보여주는 사시도이다.
도 3에서 제시하는 다층 시트, 보호 시트는 그 재질과 형상 및 수치에 있어서 구체적으로 설명하지 않았지만 도 1에서 제시한 실시예와 동일하다고 볼 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 광학 필름(200)은 다층 시트(210)로 이루어져 있으며, 평면 상의 제 1 연신 방향을 따라 제 1 굴절율(n1)을 가지고 제 2 연신 방향 을 따라 제 2 굴절율(n2)을 가지는 복수의 중합체층(201)과, 상기 중합체층(201)과 교대로 배치되며 상기 제 1 연신 방향과 상기 제 2 연신 방향으로 제 3 굴절율(n3)을 가지는 복수의 공중합체층(203)을 포함한다.
상기 광학 필름(200)은 상기 다층 시트(210)의 적어도 일면에 형성된 보호 시트(207)를 더 포함한다.
상기 보호 시트(207)는 상기 다층 시트와 동일하게 압출 성형으로 형성되어, 상기 다층 시트의 일면에 직접 접촉되어 형성된다.
따라서, 상기 보호 시트과 상기 다층 시트 사이에 접착 부재가 없으므로, 접착 부재에 의한 광 손실을 저감할 수 있어 휘도가 더욱 향상될 수 있다.
상기 보호 시트(207)는 공중합체층 또는 중합체층으로 이루어질 수 있으며, 상기 보호 시트(207)는 제 6 굴절율을 가진다.
상기 보호 시트(207)는 상기 다층 시트에 포함된 상기 공중합체층 또는 중합체층으로 이루어진다.
따라서, 상기 보호 시트(207)가 상기 다층 시트(210)를 이루는 공중합체로 이루어지면, 상기 보호 시트(207)와 상기 다층 시트(210) 간의 친화성이 증대되어 필름에 주름이 발생하거나 상기 보호 시트(207)와 상기 다층 시트(210)가 박리되는 등의 불량이 발생하는 문제를 개선할 수 있다.
상기 보호 시트(207)를 이루는 물질은 폴리에스테르 계열을 포함할 수도 있다.
여기서, 상기 폴리에스테르 계열의 물질은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리 트리플렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체, 폴리트리플렌 테레프탈레이트 공중합체 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 공중합체로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.
상기 보호 시트(207)의 두께는 25 ~ 200㎛ 일 수 있으며, 상기 보호 시트(207)의 두께는 상기 다층 시트(210)의 두께와 실질적으로 동일할 수 있다.
한편, 상기 다층 시트(210)에서 상기 제 1 굴절율(n1)과 상기 제 3 굴절율(n3)의 차이는 상기 제 2 굴절율(n2)과 상기 제 3 굴절율(n3)의 차이보다 크다.
상기 제 1 굴절율(n1)은 상기 제 3 굴절율(n3)보다 크며, 상기 제 2 굴절율(n2)은 상기 제 3 굴절율(n3)보다 크며, 상기 제 1 굴절율(n1)은 상기 제 2 굴절율(n2)보다 크다.
한편, 상기 다층 시트(210)에서 상기 제 1 굴절율(n1)과 상기 제 3 굴절율(n3)의 차이는 상기 제 2 굴절율(n2)과 상기 제 3 굴절율(n3)의 차이보다 크다.
상기 제 1 굴절율(n1)은 상기 제 3 굴절율(n3)보다 크며, 상기 제 2 굴절율(n2)은 상기 제 3 굴절율(n3)보다 크며, 상기 제 1 굴절율(n1)은 상기 제 2 굴절율(n2)보다 크다.
상기 광학 필름(100)의 중합체층(201)은 연신에 의하여 어느 한 축 방향을 따라 굴절 특성이 변화하는 성질을 가지고 있으며, 상기 중합체층(201)은 연신되는 방향을 따라 굴절율이 변화하게 되어 복굴절율을 가지게 된다.
상기 중합체층(201)의 굴절율은 연신률에 따라 수치가 변화될 수 있으며, 대체로 연신률이 커지면 굴절율이 커지게 된다.
예를 들어, 상기 다층 시트(210)는 상기 제 1 연신 방향으로 연신률이 n(n>0)이 되도록 연신되고, 상기 제 2 연신 방향으로 연신률이 m(m>0)이 되도록 연신되며, 상기 연신률에 따라 굴절율이 변화된다.
상기 제 1 연신 방향과 제 2 연신 방향은 평면 내에서 직교 방향으로 이루어질 수 있으나, 직교 방향이 아닌 다른 방향들이 선택되어 질 수도 있다.
상기 제 1 연신 방향으로 이루어진 연신률 n이 상기 제 2 연신 방향으로 이루어진 연신률 m보다 크면 상기 중합체층(201)은 평면 상의 제 1 연신 방향을 따라 제 1 굴절율(n1)을 가지고 제 2 연신 방향을 따라 제 2 굴절율(n2)을 가지게 되며, 상기 중합체층(201)과 교대로 배치된 공중합체층(203)은 상기 제 1 연신 방향과 상기 제 2 연신 방향으로 제 3 굴절율(n3)을 가지게 된다.
상기 다층 시트(210)의 평면 상의 어느 한 축을 X축이라고 하고, 상기 X축의 평면 상에서 수직인 축을 Y축이라고 하고, 상기 평면으로부터 수직인 축을 Z축이라고 하면, 상기 제 1 연신 방향은 X축과 평행하게 이루어지고, 상기 제 2 연신 방향은 Y축으로 이루어진다.
상기 중합체층(201)은 상기 X축을 따라 형성된 제 1 굴절율(n1), 상기 Y축을 따라 형성된 제 2 굴절율(n2), Z축을 따라 형성된 제 3 굴절율(정하여 지지 않음)이 다르므로 복굴절율을 가지는 복굴절막이 될 수도 있다.
상기 보호 시트(207)는 상기 X축을 따라 형성된 굴절율과 상기 Y축을 따라 형성된 굴절율이 서로 동일할 수 있다.
한편, 상기 공중합체층(203)과 중합체층(201)이 교대로 배치된 다층 시 트(210)는 입사되는 광 중에서, 제 1 광 성분은 대부분 반사시키고, 제 2 광 성분은 대부분 투과시키는 특징을 가지고 있다.
예를 들어, 상기 광학 필름(200)은 상기 램프로부터 발생한 광의 성분 중 P파는 액정표시패널을 향해 투과시키고, S파는 도광판 측을 향해 반사시킨다.
그리고, 상기 광학 필름(200)에 의해 반사된 S파는 광학 필름(200)의 후방에 배치된 반사판에 의해 다시 광학 필름(200)을 향해 반사되고, 이러한 과정 중 S파는 P파로 변환되어 광학 필름(200)을 다시 통과하게 됨으로써 전체적으로 광효율이 향상된다.
예를 들어, 상기 보호 시트(107)가 상기 다층 시트(110)를 이루는 공중합체로 이루어지면, 상기 보호 시트(107)와 상기 다층 시트(110) 간의 친화성이 증대되어 필름에 주름이 발생하거나 상기 보호 시트(107)와 상기 다층 시트(110)가 박리되는 불량들이 발생하는 문제를 개선할 수 있다.
또한, 상기 보호 시트과 상기 다층 시트 사이에 접착 부재가 없으므로, 접착 부재에 의한 광 손실을 저감할 수 있어 휘도가 더욱 향상될 수 있다.
그리고, 상기 중합체층과 공중합체층을 압출 성형하여 다층 시트를 제조시, 용융된 고분자물질이 압출 성형에 의하여 상기 다층 시트의 일면에 보호 시트로서 형성됨으로써 별도로 제작된 보호 시트를 다층 시트에 접착 부재로 부착하는 공정에 비하여 이물질이 상기 다층 시트와 보호 시트 사이에 부착되지 않는 장점이 있다.
또한, 상기 중합체층과 공중합체층을 압출 성형하여 다층 시트를 제조하고, 보호 시트를 압출 성형하여 상기 다층 시트의 일면에 형성한 후, 상기 다층 시트와 상기 보호 시트를 같이 연신함으로써 연신 공정 중에 발생하는 다층 시트 표면 스크래치를 방지할 수 있고, 후속 열처리 공정에서 유발되는 다층 시트 표층부의 표면 결정화와 같은 열 손상을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
상기 중합체층(201)의 제 1 굴절율(n1)과 상기 공중합체층(203)의 제 3 굴절율(n3)의 차이는 0.01이상일 수 있다.
상기 중합체층(201)의 제 1 굴절율(n1)과 상기 공중합체층(203)의 제 3 굴절율(n3)의 차이는 0.05이상일 수 있다.
상기 중합체층(201)의 제 1 굴절율(n1)과 상기 공중합체층(203)의 제 3 굴절율(n3)의 차이는 0.1이상일 수 있다.
상기 중합체층(201)의 제 1 굴절율(n1)과 상기 공중합체층(203)의 제 3 굴절율(n3)의 차이는 0.2 ~ 0.5일 수 있다.
상기 중합체층(201)과 공중합체층(203)이 교대로 배치된 다층 시트(210)는 제 1 연신 방향으로 단축 연신되어 형성될 수 있다.
상기 공중합체층(203)의 제 2 굴절율(n2)과 상기 공중합체층(203)의 제 3 굴절율(n3)의 차이는 0.1이하일 수 있다.
상기 공중합체층(203)의 제 2 굴절율(n2)과 상기 공중합체층(203)의 제 3 굴절율(n3)의 차이는 0.05이하일 수 있다.
상기 공중합체층(203)의 제 2 굴절율(n2)과 상기 공중합체층(203)의 제 3 굴절율(n3)의 차이는 0.01~0일 수 있다.
상기 중합체층(201)과 공중합체층(203)이 교대로 배치된 다층 시트(210)는 제 1 연신 방향으로 단축 연신되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 중합체층(201)과 복수의 공중합체층(203)이 교대로 배치된 다층 시트(210)는 제 1 연신 방향으로 연신된 후 제 2 연신 방향으로 연신하여 이축 연신할 수도 있다.
상기 다층 시트(210)를 서로 다른 방향으로 적어도 한 번 이상 연신하게 될 경우 연속된 열 고정 공정을 거치면서 다층 시트(210) 내부의 잔류 응력에 의해 제품의 폭 또는 길이 방향으로 수축되는 현상이 발생하게 되어도 주름이나 구부러짐과 같은 불량이 발생되지 않으며, 광학 필름(200)의 기계적인 특성이 강건해지는 효과가 있다.
또한, 상기 다층 시트(210)의 상, 하면에 중합체 또는 공중합체 재질의 보호 시트(207)를 형성하여 상기 보호 시트(207)와 상기 다층 시트(210) 간의 친화성을 증대시키고 상기 보호 시트(207)와 상기 다층 시트(210)가 박리되어 불량이 발생하는 문제를 개선할 수 있다.
여기서, 제 1 연신 및 제 2 연신과 같이 이축 연신을 예로 들어 설명하고 있으나, 본 발명에 따른 광학 필름의 특성을 더욱 좋게 하기 위해서 2번 이상 연신할 수도 있으며, 상기 연신 방향은 서로 수직한 방향으로 이루어질 수도 있으나 다른 방향일 수도 있다.
상기 다층 시트(210)는 물리적인 힘으로 연장되므로 열 고정 공정 전에 내부의 잔류 응력에 의하여 연신 방향과 반대 방향으로 수축되는 현상이 발생될 수 있 다.
이와 같은 광학 필름(200)의 수축 현상은 필름의 특성을 변화시켜 광학 특성을 저하시키거나 예측하지 못한 현상을 야기시키므로, 본 발명은 이축 연신 혹은 다축 연신을 통하여 상기 광학 필름이 수축된다 하더라도 내열 특성 및 기계적인 강도가 우수하고 주름 또는 구부러짐 없는 필름을 제조할 수 있다.
예를 들어, 상기 다층 시트(210)는 주 연신 방향인 제 1 연신 방향으로 연신한 다음 제 2 연신 방향으로 연신한다.
상기 수축 방향은 상기 제 1 연신 방향 또는 제 2 연신 방향과 반대 방향일 수 있다.
상기 광학 필름(200)의 수축률은 상기 연신률 n과 상기 연신률 m 중 어느 하나와 동일하거나 그보다 작은 값일 수 있다.
즉, 상기 광학 필름(200)의 중합체층(201) 및 공중합체층(203)은 연신된 량만큼 수축되거나 연신된 량보다 적게 수축될 수 있다.
도 4a는 본 발명에 따른 광학 필름의 제조 공정 일부를 보여주는 일 실시예이고, 도 4b는 본 발명에 따른 광학 필름의 제조 공정의 일부를 보여주는 다른 실시예이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 용융된 중합체 물질과 용융된 공중합체 물질은 각각 압출 성형되어 복수의 중합체층(101) 및 상기 중합체층(101)과 교대로 적층된 공중합체층(103)이 형성된다.
상기 적층된 중합체층(101) 및 공중합체층(103)은 피드백(feed back)되어 적 어도 한 번 이상 겹쳐지면서 다층 시트(110)를 형성하게 된다.
상기 중합체층(101)은 X-Y평면에 대하여 동일한 초기 굴절율(n0)을 가지며, 상기 공중합체층(103)은 X-Y평면에 대하여 동일한 굴절율 n3을 가진다.
상기 중합체층(101)과 상기 공중합체층(103)의 굴절율은 연신 전에 실질적으로 동일할 수도 있다.
이후, 상기 다층 시트의 적어도 일면으로 용융된 고분자 물질을 압출 성형하여 상기 다층 시트와 직접 접촉된 보호 시트를 형성한다.
상기 보호 시트는 상기 다층 시트에 별도의 접착 부재 없이 공압출로 형성될 수 있어 필름의 두께가 얇아질 수 있으며 광 효율이 향상될 뿐만 아니라 광학 필름과 일체로 형성됨으로써 공정이 단순해지고 이물 부착에 의한 불량 발생도 적은 장점이 있다.
이후, 상기 다층 시트(110) 및 보호 시트는 제 1 연신 방향으로 단축 연신된다.
상기 다층 시트(110) 및 보호 시트는 상기 제 1 연신 방향으로 연신률이 n(n>0)이며 연신되는 방향으로 상기 다층 시트(110)의 길이가 3배 내지 8배 신장된다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 공압출에 의하여 다층 시트를 형성하고, 상기 다층 시트의 적어도 일면에 공압출로 보호 시트를 형성하여 단축 연신에 의해서 광학 필름을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 공압출에 의하여 다층 시트를 형성하고, 상기 다층 시트의 적어도 일면에 공압출로 보호 시트를 형성한 후, 제 1 연신 방향으로 연신하고, 제 2 연신 방향으로 연신하는 이축 연신에 의해서 광학 필름을 제조할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 도 4a에서 설명한 순서대로 제조된 이후, 상기 다층 시트(110) 및 보호 시트는 평면 상의 제 2 연신 방향으로 함께 연신된다.
상기 제 2 연신 방향으로 연신률이 m(n>m)이며 연신되는 방향(제 2 연신 방향)으로 상기 다층 시트(110) 및 보호 시트의 길이가 0.1배 내지 1.5 배로 더 연신된다.
이후, 상기 다층 시트(110)를 열 고정하는 공정을 수행하여 광학 필름(100)을 완성한다.
상기 제 1 연신 방향과 상기 제 2 연신 방향은 서로 직교하는 방향일 수도 있으나, 상기 제 1 연신 방향과 상기 제 2 연신 방향은 서로 다른 방향이기만 하면 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광학 필름을 보여주는 사시도이다.
여기서, 도 5에 도시된 광학 필름은 도 1에 도시하여 설명한 광학 필름과 동일한 부분에 대해서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 5에서 제시하는 다층 시트, 보호 시트는 그 재질과 형상 및 위치 관계에 있어서 구체적으로 설명하지 않았지만 도 1에서 제시한 실시예와 동일하다고 볼 수 있다.
상기 광학 필름(100)은 상기 다층 시트(110)의 상, 하면에 제 1, 2 보호 시 트(307a, 307b)가 형성되어 있다.
상기 제 1, 2 보호 시트(307a, 307b)는 공중합체층 또는 중합체층으로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 보호 시트(307a)는 광의 입사면으로서, 상기 제 1 보호 시트(307a)는 무기입자(309)를 포함할 수 있다.
상기 무기입자(309)는 실리카, TiO2 및 CaCO3 로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.
상기 무기입자(109)를 가지는 보호 시트를 구비한 광학 필름은 상기 광학 필름으로 입사되는 광을 확산시켜 광의 부분적인 밀집현상을 방지하여, 광이 액정표시패널을 향해 균일하게 조사될 수 있게 한다.
상기와 같은 구조를 가지는 광학 필름은 아래에서 설명하는 바와 같이 제조될 수 있다.
먼저, 용융된 중합체 물질과 용융된 공중합체 물질은 각각 압출 성형되어 복수의 중합체층(101) 및 상기 중합체층(101)과 교대로 적층된 공중합체층(103)이 형성된다.
상기 적층된 중합체층(101) 및 공중합체층(103)은 피드백(feed back)되어 적어도 한 번 이상 겹쳐지면서 다층 시트(110)를 형성하게 된다.
상기 중합체층(101)은 X-Y평면에 대하여 동일한 굴절율 n3을 가지며, 상기 공중합체층(103)은 X-Y평면에 대하여 동일한 굴절율 n3을 가진다.
이후, 상기 다층 시트(110)는 상의 제 1 연신 방향으로 연신되어 상기 중합체층(101)은 상기 제 1 연신 방향을 따라 제 1 굴절율(n1)을 가지고 상기 공중합체층(103)은 상기 제 1 연신 방향을 따라 제 3 굴절율(n3)을 형성한다.
이때, 상기 제 1 연신 방향은 X축으로 이루어지며, 상기 중합체층(101) 및 공중합체층(103)은 상기 연신에 의하여 Z축 방향으로 다층 시트(110)의 두께가 줄어들게 된다.
상기 다층 시트(110)는 상기 제 1 연신 방향으로 상기 다층 시트(110)의 길이가 3배 내지 8배 신장된다.
이후, 선택적인 단계로서, 상기 다층 시트(110)는 평면 상의 제 2 연신 방향으로 0.1배 내지 1.5 배 연신되어 상기 중합체층(101)은 상기 제 2 연신 방향을 따라 제 2 굴절율(n2)을 가지고 상기 공중합체층(103)은 상기 제 2 연신 방향을 따라 제 3 굴절율(n3)을 형성할 수도 있다.
상기 제 1 연신 방향과 상기 제 2 연신 방향은 서로 직교하는 방향일 수도 있으나, 상기 제 1 연신 방향과 상기 제 2 연신 방향은 서로 다른 방향이기만 하면 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.
이후, 상기 다층 시트(110)를 열 고정하는 공정을 수행한다.
최종적으로, 상기 다층 시트(110)의 상, 하면에 제 1, 2 보호 시트(307a, 307b)를 배치시킨다.
상기 다층 시트(110)의 일면에 상기 보호 시트(307a, 307b)를 형성하는 방법은 여러 가지 방법 중에서 채택할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 광학 필름을 보여주는 사시도이다.
여기서, 도 6에 도시된 광학 필름은 도 5에 도시하여 설명한 광학 필름과 동일한 부분에 대해서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 광학 필름(100)은 상기 다층 시트(110)의 상, 하면에 제 1, 2 보호 시트(307a, 307b)가 형성되어 있다.
또한, 상기 제 1, 2 보호 시트(307a, 307b)는 공중합체층 또는 중합체층으로 이루어질 수 있다.
상기 제 2 보호 시트(307b)는 광의 출사면으로서, 상기 제 2 보호 시트(307b)는 무기입자(309)를 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 광학 필름을 보여주는 사시도이다.
여기서, 도 7에 도시된 광학 필름은 도 5에 도시하여 설명한 광학 필름과 동일한 부분에 대해서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 광학 필름(100)은 상기 다층 시트(110)의 상, 하면에 제 1, 2 보호 시트(307a, 307b)가 형성되어 있다.
상기 제 1, 2 보호 시트(307a, 307b)는 공중합체층 또는 중합체층으로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 보호 시트(307a)는 광의 입사면이고, 상기 제 2 보호 시트(307b)는 광의 출사면으로서, 상기 제 1 및 제 2 보호 시트(307a, 307b)는 무기입자(309)를 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 광학 필름을 보여주는 사시도이다.
여기서, 도 8에 도시된 광학 필름은 도 1에 도시하여 설명한 광학 필름과 동일한 부분에 대해서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 8에서 제시하는 다층 시트, 보호 시트는 그 재질과 형상 및 위치 관계에 있어서 구체적으로 설명하지 않았지만 도 1에서 제시한 실시예와 동일하다고 볼 수 있다.
상기 광학 필름(100)은 상기 다층 시트(110)의 상, 하면에 제 1, 2 보호 시트(407a, 407b)가 형성되어 있다.
상기 제 1, 2 보호 시트(407a, 407b)는 공중합체층 또는 중합체층으로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 보호 시트(407a)는 광의 입사면으로서, 상기 제 1 보호 시트(407a) 상에는 확산 부재(411)가 더 형성된다.
상기 확산 부재(411)는 무기입자(409)를 포함한 투명 고분자층으로서, 상기 무기입자(409)는 실리카, TiO2 및 CaCO3 로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.
상기 확산 부재(411)를 포함하는 광학 필름(100)은 상기 광학 필름(100)으로 입사되는 광을 확산시켜 광의 부분적인 밀집현상을 방지하여, 광이 액정표시패널을 향해 균일하게 조사될 수 있게 한다.
도 9는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 광학 필름을 보여주는 사시도이다.
여기서, 도 9에 도시된 광학 필름은 도 8에 도시하여 설명한 광학 필름과 동 일한 부분에 대해서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 광학 필름(100)은 상기 다층 시트(110)의 상, 하면에 제 1, 2 보호 시트(407a, 407b)가 형성되어 있다.
상기 보호 시트는 공중합체층 또는 중합체층으로 이루어질 수 있다.
상기 제 2 보호 시트(407b)는 광의 출사면으로서, 상기 제 2 보호 시트(407b) 상에는 확산 부재(411)가 더 형성된다.
상기 확산 부재(411)는 무기입자(409)를 포함한 투명 고분자층으로서, 상기 무기입자(409)는 실리카, TiO2 및 CaCO3 로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.
도 10은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 광학 필름을 보여주는 사시도이다.
여기서, 도 10에 도시된 광학 필름은 도 8에 도시하여 설명한 광학 필름과 동일한 부분에 대해서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 10에서 제시하는 다층 시트, 보호 시트는 그 재질과 형상 및 위치 관계에 있어서 구체적으로 설명하지 않았지만 도 1에서 제시한 실시예와 동일하다고 볼 수 있다.
상기 광학 필름(100)은 상기 다층 시트(110)의 상, 하면에 제 1, 2 보호 시트(407a, 407b)가 형성되어 있다.
상기 보호 시트는 공중합체층 또는 중합체층으로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 보호 시트(407a)는 광의 입사면이고 상기 제 2 보호 시트(407b)는 광의 출사면으로서, 상기 제 1 및 제 2 보호 시트(407a, 407b) 상에는 확산 부재(411)가 더 형성된다.
상기 확산 부재(411)는 무기입자(409)를 포함한 투명 고분자층으로서, 상기 무기입자(409)는 실리카, TiO2 및 CaCO3 로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.
상기 확산 부재(411)를 포함하는 광학 필름(100)은 상기 광학 필름(100)으로 입사되는 광을 확산시켜 광의 부분적인 밀집현상을 방지하여, 광이 액정표시패널을 향해 균일하게 조사될 수 있게 한다.
도 11은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 액정 표시 장치는 화상이 표시되는 액정표시패널(520)과, 상기 액정표시패널(520)의 후방에 배치되어 액정표시패널(520)에 광을 조사하는 백라이트 어셈블리(550)를 포함한다.
상기 액정표시패널(520)의 상, 하에는 상부 편광판(523) 및 하부 편광판(521)이 더 배치되어 있다.
상기 백라이트 어셈블리(550)는, 광원인 램프(533)와, 상기 램프(533)로부터의 광이 액정표시패널(520)을 향하도록 안내하는 도광판(535)과, 휘도를 향상시키기 위한 다수의 광학시트를 포함한다.
상기 램프(533)는 도광판(535)의 측면에 배치되며, 상기 램프(533)로부터 방출된 광은 도광판(535)의 측면을 통해 상기 도광판(535) 내부로 입광된다.
또한, 상기 도광판(535)의 측면에 램프(533)를 사이에 두고 램프반사판(531)이 설치되며, 램프반사판(531)은 램프(533)로부터 방출된 광 중 도광판(535)의 측면으로 향하지 않는 광을 도광판(535)을 향해 반사시킴으로서 광효율을 향상시킨다.
상기 도광판(535)은 상기 램프(533)로부터 입사된 광이 그 전방에 배치되는 액정표시패널(520)을 향하도록 안내하고, 그 후방 면에는 광의 진행 방향이 액정표시패널(110)을 향하게 하는 미세한 도트 패턴과 같은 각종 패턴이 인쇄되어 있다.
상기 도광판(535)의 후방에는 도광판(535)으로부터 후방으로 방출되는 광을 도광판(535)을 향해 반사하여 광효율을 향상시키는 반사판(537)이 배치되는 것이 일반적이다.
상기 도광판(535)과 액정표시패널(520) 사이에는 확산 시트(507), 프리즘 시트(505), 광효율을 향상시키기 위한 광학 필름(500)이 배치된다.
상기 광학 필름(500)은 제 1 실시예 내지 제 8 실시예에서 설명한 바와 같다.
상기 광학 필름에 포함된 다층 시트는 연신하기 이전에, 상기 보호 시트를 형성하는 물질을 공압출로 상기 다층 시트의 일면 또는 양면에 형성하여 별도의 접착 부재 없이 보호 시트를 형성할 수 있으며, 상기 다층 시트 연신 시에 상기 보호 시트도 단축 연신 또는 이축 연신된다.
상기 확산시트(507)는 상기 도광판(535)으로부터 입사되는 광을 확산시켜 광의 부분적인 밀집현상을 방지하여, 광이 액정표시패널(520)을 향해 균일하게 조사 될 수 있게 한다.
상기 프리즘시트(505)는 상기 액정표시패널(520)측의 표면에 소정 피치를 갖는 다수의 프리즘산이 형성되어 상기 확산시트(507)에 의해 확산된 광을 상기 액정표시패널(520)을 향해 집광시켜, 액정표시장치의 정면 휘도를 향상시킨다.
상기 광학 필름(500)은 상기 도광판(535)으로부터 입사되는 광을 반사 및 투과시키는 것을 반복함으로써 광효율을 향상시켜 전체적인 액정표시장치의 휘도를 향상시키게 된다.
예를 들어, 상기 광학 필름(500)은 상기 램프(533)로부터 발생한 광의 성분 중 P파는 액정표시패널(510)을 향해 투과시키고, S파는 도광판(535) 측을 향해 반사시킨다.
그리고, 상기 광학 필름(500)에 의해 반사된 S파는 광학 필름(500)의 후방에 배치된 반사판(537)에 의해 다시 광학 필름(500)을 향해 반사되고, 이러한 과정 중 S파는 P파로 변환되어 광학 필름을 다시 통과하게 됨으로써 전체적으로 광효율이 향상된다.
바람직하게는 상기 하부 편광판(521)은 상기 광학 필름(500)에서 투과되는 광, 예를 들어 P파의 진동 방향과 동일한 편광 축을 가진다.
이로써, 상기 광학 필름(500)을 투과한 P파는 상기 하부 편광판(521)을 그대로 투과하여 액정표시패널(520)에 입사되어 화상 표시에 이용됨으로써 전체적인 휘도를 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 동일한 백라이트 전력을 사용할 경우 상기 광학 필름을 사용하지 않는 경우와 대비하여 상기 광학 필름을 사용할 경우의 액정 표시 장치가 광효율이 뛰어나기 때문에 백라이트 전력을 절감할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 중합체층과 공중합체층이 교대로 형성된 광학 필름을 제 1 연신 방향으로 연신시키고 , 제 2 연신 방향으로 연신시킴으로써 기계적 강도 및 내열 특성을 강화시킬 수 있는 제 1의 효과가 있다.
또한, 본 발명은 보호 시트과 상기 다층 시트 사이에 접착 부재가 없으므로, 접착 부재에 의한 광 손실을 저감할 수 있어 액정 표시 장치의 전체 휘도 및 화상 품질을 향상시키는 제 2의 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 광효율이 뛰어나기 때문에 백라이트 전력을 절감할 수 있는 제 3의 효과가 있다.
본 발명은 광학 필름을 이루는 중합체층 또는 공중합체층으로 보호 시트를 형성하여 상기 보호 시트와 다층 시트 간의 친화성이 증대되어 필름에 주름이 발생하거나 상기 보호 시트와 상기 다층 시트가 박리되는 불량들을 저감하는 제 4의 효과가 있다.
또한, 본 발명은 별도의 접착 부재 없이 다층 시트와 보호 시트를 부착하여 필름의 두께가 얇아질 수 있으며 다층 시트와 보호 시트를 압출 성형에 의하여 일체로 형성함으로써 공정이 단순해지는 제 5의 효과가 있다.
또한, 본 발명은 중합체층과 공중합체층을 압출 성형하여 다층 시트를 제조 시, 용융된 고분자물질이 압출 성형에 의하여 상기 다층 시트의 일면에 보호 시트로서 형성됨으로써 별도로 제작된 보호 시트를 다층 시트에 접착 부재로 부착하는 공정에 비하여 이물질이 상기 다층 시트와 보호 시트 사이에 부착되지 않아 불량률이 저감되는 제 6의 효과가 있다.
또한, 본 발명은 다층 시트와 상기 보호 시트를 같이 연신함으로써 연신 공정 중에 발생하는 다층 시트 표면 스크래치를 방지할 수 있고, 후속 열처리 공정에서 유발되는 다층 시트 표층부의 표면 결정화와 같은 열 손상을 감소시켜 광학 필름의 품질을 향상시키는 제 7의 효과가 있다.

Claims (21)

  1. 일체로 형성된 다층 시트와 보호 시트를 포함하고, 상기 다층 시트와 보호 시트를 동시에 연신하여 형성하는 광학 필름에 있어서,
    상기 다층시트는,
    평면 상의 제 1 연신 방향을 따라 제 1 굴절율을 가지고 제 2 연신 방향을 따라 제 2 굴절율을 가지는 중합체층과, 상기 중합체층 상에 형성되며 상기 제 1 연신 방향과 상기 제 2 연신 방향으로 제 3 굴절율을 가지는 공중합체층을 포함하고, 상기 제 1 굴절율과 상기 제 3 굴절율의 차이가 상기 제 2 굴절율과 상기 제 3 굴절율의 차이보다 크게 형성되고,
    상기 보호 시트는,
    상기 다층 시트의 적어도 일면에 접촉되어 형성되고, 무기입자를 포함하고,
    상기 무기입자는,
    투명 고분자층인 확산부재에 포함되어, 상기 보호 시트가 상기 다층 시트와 접촉되는 면과 대향하는 일면에 형성되고, 실리카, TiO2 및 CaCO3 로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 보호 시트는 공중합체층 또는 중합체층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 보호 시트의 재질은 폴리에스테르 계열의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 계열의 물질은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리트리플렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체, 폴리트리플렌 테레프탈레이트 공중합체 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 공중합체로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 다층 시트는 상기 제 2 연신 방향으로 연신률이 m(m>0)이고, 상기 제 1 연신 방향으로 연신률이 n(n>m)인 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 중합체층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리트리플렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체, 폴리트리플렌 테레프탈레이트 공중합체 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 공중합체로 이루어지는 그룹으 로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 공중합체층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리트리플렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체, 폴리트리플렌 테레프탈레이트 공중합체, 폴리에틸렌 나프탈레이트 공중합체로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 중합체층과 상기 공중합체층은 복수 개가 교대로 배치된 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 굴절율이 상기 제 2 굴절율보다 큰 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  12. 중합체층과 공중합체층이 교대로 중첩된 다층 시트를 형성하는 단계;
    상기 다층 시트의 적어도 일면에 고분자 물질을 압출 성형하여 상기 다층 시트에 접촉하는 보호 시트를 형성하는 단계;
    상기 다층 시트 및 상기 보호 시트를 평면의 제 1 축으로 함께 연신하는 단계;
    상기 다층 시트 및 상기 보호 시트를 평면의 제 2 축으로 함께 연신하는 단계;를 포함하고,
    상기 보호시트는 무기입자를 포함하고,
    상기 무기입자는,
    투명 고분자층인 확산부재에 포함되어, 상기 보호 시트가 상기 다층 시트와 접촉되는 면과 대향하는 일면에 형성되고, 실리카, TiO2 및 CaCO3 로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 제 1 축으로 연신하는 단계 이후에, 상기 다층 시트의 중합체층은 상기 제 1 축에서 제 1 굴절율을 가지고, 제 2 축에서 제 4 굴절율을 가지는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 제 2 축으로 연신하는 단계 이후에, 상기 다층 시트의 중합체층은 상기 제 1 축에서 제 1 굴절율을 가지고, 제 2 축에서 제 2 굴절율을 가지는 것을 특징 으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
  17. 제 12항에 있어서,
    상기 제 1 축과 상기 제 2 축은 서로 직교하는 방향인 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
  18. 제 12항에 있어서,
    상기 다층 시트 및 상기 보호 시트를 평면의 제 1 축으로 연신하는 단계에서,
    상기 다층 시트 및 상기 보호 시트는 3 내지 8배로 연신되는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
  19. 제 12항에 있어서,
    상기 다층 시트 및 보호 시트를 평면의 제 2 축으로 연신하는 단계에서,
    상기 다층 시트 및 상기 보호 시트는 0.1배 내지 1.5 배로 연신되는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
  20. 화면을 표시하는 액정표시패널;
    상기 액정표시패널에 광을 공급하는 광원;
    상기 광원과 액정표시패널 사이에 배치되며 상기 광을 선택적으로 투과 또는 반사시키는 광학 필름;을 포함하며,
    상기 광학필름은, 일체로 형성된 다층 시트와 보호 시트를 포함하고, 상기 다층 시트와 보호 시트를 동시에 연신하여 형성하며,
    상기 다층시트는, 평면 상의 제 1 연신 방향을 따라 제 1 굴절율을 가지고 제 2 연신 방향을 따라 제 2 굴절율을 가지는 중합체층과, 상기 중합체층 상에 형성되며 상기 제 1 연신 방향과 상기 제 2 연신 방향으로 제 3 굴절율을 가지는 공중합체층을 포함하고, 상기 제 1 굴절율과 상기 제 3 굴절율의 차이가 상기 제 2 굴절율과 상기 제 3 굴절율의 차이보다 크게 형성되고,
    상기 보호 시트는, 상기 다층 시트의 적어도 일면에 접촉되어 형성되고, 무기입자를 포함하고,
    상기 무기입자는,
    투명 고분자층인 확산부재에 포함되어, 상기 보호 시트가 상기 다층 시트와 접촉되는 면과 대향하는 일면에 형성되고, 실리카, TiO2 및 CaCO3 로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  21. 삭제
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