KR102414309B1 - 광학 필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치 - Google Patents

광학 필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치 Download PDF

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Abstract

기재층; 및 상기 기재층의 상부면에 순차적으로 형성된 제1수지층, 제2수지층 및 제3수지층을 포함하는 광학 필름으로서, 상기 제1수지층과 상기 제2수지층과의 계면에 하나 이상의 양각의 광학 패턴; 및 상기 양각의 광학 패턴과 바로 이웃하는 상기 양각의 광학 패턴 사이에 형성된 평탄부가 형성되어 있고, 상기 제1수지층은 상기 제2수지층보다 굴절률이 낮고, 상기 제2수지층은 UV 경화형 화합물, 광 개시제 및 열 개시제를 포함하는 제2수지층용 조성물로 형성된 것인, 광학 필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치가 제공된다.

Description

광학 필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치{OPTICAL FILM, POLARIZING PLATE COMPRISING THE SAME AND OPTICAL DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 광학 필름, 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다.
반사 방지 필름은 외부 광에 대한 최소 반사율을 낮춤으로써 광학표시장치의 화면 품질을 개선하는 것이다. 종래 반사 방지 필름은 기재층에 고굴절률층, 저굴절률층이 순차적으로 적층된 구조이거나 기재층에 하드코팅층, 고굴절률층, 저굴절률층이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. 그런데 반사 방지 필름은 효과 구현을 위해서는 광학표시장치의 외곽에 배치되어야 하기 때문에 경도가 우수해야 한다.
한편, 광학표시장치에서 시인성을 높이기 위해 패턴이 형성된 필름을 사용할 수 있다. 이러한 필름의 경우 패턴층이 존재하고 패턴층 위로 수지층을 코팅하게 될 경우 패턴을 평탄화시켜 주어야 하며, 패턴의 굴곡진 부분들로 인해 평탄화 시키기 위한 코팅 두께가 증가하게 된다. 따라서 경화 수지로 이루어진 코팅층이 두꺼워질수록, 굴곡에 취약하게 되므로 굴곡과 경도를 동시에 만족하는 것이 용이하지 않다.
본 발명의 배경기술은 일본공개특허 제2015-084029호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 경도와 굴곡성을 동시에 높일 수 있는 광학 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 광학 패턴을 구비하고 경도와 굴곡성을 동시에 높일 수 있는 광학 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점은 광학 필름이다.
1.광학 필름은 기재층; 및 상기 기재층의 상부면에 순차적으로 형성된 제1수지층, 제2수지층 및 제3수지층을 포함하는 광학 필름으로서, 상기 제1수지층과 상기 제2수지층과의 계면에 하나 이상의 양각의 광학 패턴; 및 상기 양각의 광학 패턴과 바로 이웃하는 상기 양각의 광학 패턴 사이에 형성된 평탄부가 형성되어 있고, 상기 제1수지층은 상기 제2수지층보다 굴절률이 낮고, 상기 제2수지층은 UV 경화형 화합물, 광 개시제 및 열 개시제를 포함하는 제2수지층용 조성물로 형성된다.
2.1.에서, 상기 광 개시제는 상기 제2수지층 중 0.1중량% 내지 5중량%로 포함된다.
3.1-2에서, 상기 열 개시제는 상기 제2수지층 중 0.1중량% 내지 3중량%로 포함된다.
4.1-3에서, 상기 광 개시제는 인계, 디케톤계 중 1종 이상을 포함한다.
5.1-4에서, 상기 열 개시제는 아조계, 유기 과산화물계 중 1종 이상을 포함한다.
6.1-5에서, 상기 UV 경화형 화합물은 우레탄 (메트)아크릴계 화합물, 방향족 (메트)아크릴계 화합물 중 1종 이상을 포함한다.
7.1-6에서, 상기 제2수지층은 상기 제1수지층보다 굴절률이 높은 고굴절률의 입자를 더 포함한다.
8.7에서, 상기 고굴절률의 입자는 지르코니아, 티타니아 중 1종 이상을 포함한다.
9.7에서, 상기 고굴절률의 입자는 상기 제2수지층 중 20중량% 내지 75중량%로 포함된다.
10.1-9에서, 상기 양각의 광학 패턴은 단면이 사다리꼴, 직사각형 또는 정사각형의 광학 패턴이다.
11.1-10에서, 상기 양각의 광학 패턴은 상기 양각의 광학 패턴의 길이 방향으로 스트라이프형의 연장된 형태로 형성된다.
12.1-11에서, 상기 제2수지층과 상기 제1수지층 간의 굴절률 차이는 0.1 이상이다.
13.1-12에서, 상기 제3수지층은 상기 제1수지층 및 상기 제2수지층 각각 대비 굴절률이 낮다.
14.1-13에서, 상기 제3수지층은 무기 입자, 불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머, 불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머, 개시제 및 불소 함유 첨가제를 포함하는 제3수지층용 조성물로 형성된다.
15.14에서, 상기 무기 입자는 중공 실리카를 포함한다.
16.14에서, 상기 무기 입자는 상기 제3수지층용 조성물 중 고형분 기준으로 20중량% 내지 70중량%로 포함된다.
17.1-16에서, 상기 제2수지층용 조성물 또는 상기 제2수지층은 열경화형 화합물을 포함하지 않는다.
18.1-17에서, 상기 광학 필름은 연필경도가 2H 이상이고, 상기 광학 필름은 상기 양각의 광학 패턴의 길이 방향 및 폭 방향의 양 방향으로 굴곡성을 평가하였을 때 곡률 반경이 5mm 이하이다.
본 발명의 편광판은 편광자; 및 상기 편광자의 일면에 형성된 본 발명의 광학 필름을 포함한다.
본 발명의 광학표시장치는 본 발명의 광학 필름을 포함한다.
본 발명은 경도와 굴곡성을 동시에 높일 수 있는 광학 필름을 제공하였다.
본 발명은 광학 패턴을 구비하고 경도와 굴곡성을 동시에 높일 수 있는 광학 필름을 제공하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필름의 단면도이다.
첨부한 도면을 참고하여 실시예에 의하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계 없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 도면에서 각 구성 요소의 길이, 크기는 본 발명을 설명하기 위한 것으로 본 발명이 도면에 기재된 각 구성 요소의 길이, 크기에 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서 "상부"와 "하부"는 도면을 기준으로 정의한 것으로서, 시 관점에 따라 "상부"가 "하부"로 "하부"가 "상부"로 변경될 수 있고, "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구조를 개재한 경우도 포함할 수 있다. 반면, "직접 위(directly on)", "바로 위" 또는 "직접적으로 형성" 또는 "직접적으로 접하여 형성"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구조를 개재하지 않은 것을 의미한다.
본 명세서에서 "정상부(top part)"는 양각의 광학 패턴 중 가장 높은 부분을 의미한다.
본 명세서에서 "종횡비(aspect ratio)"는 양각의 광학 패턴의 최대 폭에 대한 최대 높이의 비(최대 높이/최대 폭)를 의미한다.
본 명세서에서 "주기"는 이웃하는 양각의 광학 패턴 간의 거리, 예를 들면 하나의 양각의 광학 패턴의 최대폭과 상기 양각의 광학 패턴과 바로 이웃하는 하나의 평탄부의 폭의 합을 의미한다.
본 명세서에서 "면 방향 위상차(Re)"는 하기 식 A로 표시된다:
[식 A]
Re = (nx - ny) x d
(상기 식 A에서, nx, ny는 파장 550nm에서 각각 기재층의 지상축 방향, 진상축 방향의 굴절률이고, d는 기재층의 두께(단위:nm)이다).
본 명세서에서 "(메트)아크릴"은 아크릴 및/또는 메타아크릴을 의미한다.
본 발명의 발명자는 기재층 상에 제1수지층, 제2수지층 및 제3수지층이 순차적으로 형성되고, 제1수지층은 제2수지층보다 굴절률이 낮은 광학 필름에 있어서, 제1수지층은 제2수지층과의 계면에 하기 상술되는 양각의 광학 패턴을 구비하는 패턴부가 형성되어 있고, 제2수지층은 UV 경화형 화합물, 광 개시제 및 열 개시제를 포함하는 제2수지층용 조성물로 형성됨으로써, 광 개시제 단독 또는 열 개시제 단독을 포함하는 경우 대비 광학 필름의 경도와 굴곡성이 현저하게 향상될 수 있고, 제2수지층의 굴절률 향상 효과가 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다. 특히, 본 발명의 광학 필름은 양각의 광학 패턴이 스트라이프형으로 연장된 형태로 형성된 경우 양각의 광학 패턴의 길이 방향 및 폭 방향의 양 방향으로 굴곡성을 평가하였을 때 광학 필름의 굴곡성이 우수하였음을 확인하였다.
일 구체예에서, 광학 필름은 연필 경도가 2H 이상, 예를 들면 2H 내지 6H가 될 수 있다. 상기 범위에서, 표시장치에서 최 외곽 필름으로 사용하더라도 표시장치 내 광학소자 등을 충분히 보호하는 효과가 있을 수 있다. 상기 "연필 경도"는 하기 상술되는 평가 방법에 의해 측정될 수 있다.
일 구체예에서, 광학 필름은 두께가 40㎛ 내지 300㎛, 예를 들면 50㎛ 내지 250㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용될 수 있다.
일 구체예에서, 광학 필름은 양각의 광학 패턴의 길이 방향 및 폭 방향의 양 방향으로 굴곡성을 평가하였을 때 곡률 반경이 5mm 이하, 예를 들면 0mm 내지 5mm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 폴더블 표시장치에서 광학 필름으로 사용될 수 있다. 상기 "굴곡성"은 하기 상술되는 평가 방법에 의해 측정될 수 있다.
일 구체예에서, 광학 필름은 가시광선 영역에서 전광선 투과율이 80% 이상, 예를 들면 85% 내지 100%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용될 수 있다.
일 구체예에서, 광학 필름은 최소 반사율이 2% 이하, 예를 들면 0% 이상 1.5% 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 반사 방지 효과를 낼 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필름을 도 1을 참고하여 설명한다.
도 1을 참조하면, 광학 필름은 기재층(300), 제1수지층(100) 및 제2수지층(200), 제3수지층(400)을 포함할 수 있다. 기재층(300)의 상부면에 제1수지층(100), 제2수지층(200) 및 제3수지층(400)이 순차적으로 형성되어 있다.
기재층
기재층(300)은 제1수지층(100)의 하부면(제1수지층의 광 입사면)에 형성되어, 제1수지층(100)과 제2수지층(200)을 지지할 수 있다. 기재층(300)을 통과한 광은 제1수지층(100)으로 입사되어 출사될 수 있다.
기재층(300)은 제1수지층(100)과 직접적으로 형성되어, 광학 필름을 박형화시킬 수 있다. 상기 "직접적으로 형성"은 기재층(300)과 제1수지층(100) 사이에 임의의 점착층, 접착층, 또는 점접착층이 개재되지 않음을 의미한다.
기재층(300)은 가시광선 영역에서 전광선 투과율이 90% 이상, 예를 들면 90% 내지 100%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 입사광에 영향을 주지 않고 광을 투과시킬 수 있다.
기재층(300)은 광입사면 및 광입사면과 대향하는 광출사면을 포함하는 보호 필름 또는 보호 코팅층일 수 있다. 바람직하게는 기재층으로서 보호 필름을 사용함으로써 제1수지층과 제2수지층에 대한 지지 정도가 우수할 수 있다.
기재층이 보호 필름일 경우 기재층은 단일층의 광학적으로 투명한 수지 필름을 포함할 수 있다. 그러나, 기재층은 수지 필름이 복수 개 적층되는 경우도 포함할 수 있다. 보호 필름은 수지를 용융 및 압출하여 형성될 수 있다. 필요할 경우에는 연신 공정을 더 추가할 수도 있다. 상기 수지는 트리아세틸셀룰로스 등을 포함하는 셀룰로스 에스테르계 수지, 비정성 환상 폴리올레핀 등을 포함하는 고리형 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등을 포함하는 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 비환형-폴리올레핀계 수지, 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 등을 포함하는 폴리아크릴레이트계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
보호 필름은 무연신 필름일 수도 있으나, 상기 수지를 소정의 방법으로 연신시켜 소정 범위의 위상차를 갖는 위상차 필름 또는 등방성 광학 필름이 될 수 있다. 일 구체예에서, 보호 필름은 Re가 0nm 이상 60nm 이하 구체적으로 40nm 내지 60nm의 등방성 광학 필름이 될 수도 있다. 상기 범위에서 시야각을 보상하여 화상 품질을 좋게 할 수 있다. 상기 "등방성 광학 필름"은 nx, ny, nz가 실질적으로 동일한 필름을 의미하며, 상기 "실질적으로 동일한"은 완전히 동일한 경우뿐만 아니라 약간의 오차를 포함하는 경우를 모두 포함한다. 다른 구체예에서, 보호 필름은 Re가 60nm 이상인 위상차 필름일 수 있다. 예를 들면, 보호 필름은 Re가 60nm 내지 500nm, 60nm 내지 300nm가 될 수 있다. 예를 들면, 보호 필름은 Re가 3,000nm 이상, 구체적으로 5,000nm 이상, 더 구체적으로 6,000nm 이상, 더 구체적으로 6,000nm 내지 10,000nm 가 될 수 있다. 상기 범위에서, 무지개 얼룩이 시인되지 않게 할 수 있다.
보호 코팅층은 활성 에너지선 경화성 화합물과 중합 개시제를 포함하는 조성물로 형성될 수 있다. 활성 에너지선 경화성 화합물은 양이온 중합성 경화성 화합물, 라디칼 중합성 경화성 화합물, 우레탄 수지, 실리콘계 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 양이온 중합성 경화성 화합물은 분자 내에 적어도 하나의 에폭시기를 갖는 에폭시계 화합물, 분자 내에 적어도 하나의 옥세탄 고리를 갖는 옥세탄계 화합물이 될 수 있다. 라디칼 중합성 경화성 화합물은 분자 내에 적어도 하나의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는, (메트)아크릴레이트 모노머, (메트)아크릴레이트 올리고머 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
기재층(300)의 두께는 5㎛ 내지 200㎛, 구체적으로, 30㎛ 내지 120㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 필름에 사용될 수 있다.
기재층(300)의 굴절률은 1.3 내지 1.8, 바람직하게는 1.4 내지 1.7이 될 수 있다. 상기 범위에서, 제1수지층과의 굴절률 관계를 통해 표시장치에서 최외곽 필름으로 사용시 반사 방지 효과를 얻을 수 있다.
기재층(300)의 적어도 일면(상부면, 하부면 중 1종 이상)에는 프라이머층, 하드코팅층, 내지문성층, 반사방지층, 안티글레어층, 저반사층, 초저반사층 등의 표면 처리층이 더 형성될 수도 있다. 하드코팅층, 내지문성층, 반사방지층 등은 보호층, 편광필름 등에 추가적인 기능을 제공할 수 있다. 프라이머층은 기재층과 피착체의 접착을 좋게 할 수 있다.
제1수지층
제1수지층(100)은 기재층(300)의 상부면(예:기재층의 광출사면)에 형성되어, 기재층으로부터 출사된 광은 제1수지층을 통해 출사될 수 있다.
제1수지층(300)은 제2수지층(200)보다 굴절률이 낮다. 이를 통해, 광학 필름은 제2수지층, 제1수지층간의 굴절률 관계를 통해 반사 방지 효과를 낼 수 있다. 제2수지층(200)과 제1수지층(100) 간의 굴절률 차이는 0.1 이상, 예를 들면 0.1 내지 0.2 가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 필름은 반사 방지 효과를 낼 수 있다. 제1수지층(100)은 굴절률이 1.6 이하, 예를 들면 1.40 내지 1.55가 될 수 있다. 상기 범위에서, 제2수지층과의 굴절률 차이를 확보함으로서 광학 필름의 반사 방지 효과 구현이 용이할 수 있다.
제1수지층(200)은 상기 굴절률 범위를 제공할 수 있는 UV 경화형 수지를 포함하는 제1수지층용 조성물로 형성될 수 있다. 제1수지층용 조성물은 하기 제2수지층에서 서술되는 광 개시제, 첨가제, 용제 중 1종 이상을 더 포함할 수도 있다.
제1수지층(100)은 제2수지층(200)과 서로 직접적으로 접촉하여 형성되어 있으며, 제1수지층(100)은 제2수지층(200)과의 계면에 패턴부가 형성되어 있다. 제1수지층(100)의 상부면은 제1수지층(100)과 제2수지층(200)의 계면이고 패턴부에 대응될 수 있다.
패턴부는 하나 이상의 양각의 광학 패턴(110); 및 양각의 광학 패턴(110)과 바로 이웃하는 광학 패턴(110) 사이에 형성된 평탄부(120)로 구성된다. 패턴부는 양각의 광학 패턴(110)과 평탄부(120)의 조합이 반복적으로 형성되어 있다. 양각의 광학 패턴(110)은 종래 알려진 요철 대비 상대적으로 큰 종횡비를 가지며 양각의 광학 패턴(110)과 평탄부(120)는 규칙적으로 배열되어 있다. 이를 통해, 패턴부는 광학표시장치의 발광 빛을 퍼트려 시인성을 좋게 하는데 도움을 줄 수 있다. 상기 "양각의 광학 패턴"은 광학 패턴이 제1수지층으로부터 제2수지층 방향으로 돌출된 광학 패턴을 의미한다.
패턴부는 하기 식 1을 만족하고, 양각의 광학 패턴(110)은 밑각(θ)이 75° 내지 90°가 될 수 있다. 밑각(θ)은 양각의 광학 패턴(110)의 경사면(112)과 양각의 광학 패턴(110)의 최대폭(W)의 선과 이루는 각이 75° 내지 90°를 의미한다. 이때 상기 경사면(112)은 양각의 광학 패턴(110)의 평탄부(120)에 바로 연결되는 경사면을 의미한다. 상기 범위에서, 광학표시장치의 시인성을 좋게 할 수 있다. 가 있을 수 있다: 구체적으로, 밑각(θ)은 80° 내지 90°, P/W(W에 대한 P의 비)는 1.2 내지 8이 될 수 있다:
[식 1]
1 < P/W ≤ 10
(상기 식 1에서, P는 패턴부의 주기(단위:㎛),
W는 양각의 광학 패턴의 최대 폭(단위:㎛)).
양각의 광학 패턴(110)은 정상부에 제1면(111)이 형성되고 제1면(111)과 연결되는 하나 이상의 경사면(112)으로 구성되는 광학 패턴일 수 있다. 도 1은 양각의 광학 패턴(110)은 이웃하는 2개의 경사면(112)이 제1면(111)에 의해 연결되는 사다리꼴 광학 패턴을 나타낸 것이나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 양각의 광학 패턴은 단면이 사다리꼴인 광학 패턴 이외에 직사각형 또는 정사각형의 광학 패턴일 수 있다.
제1면(111)은 정상부에 형성되어, 제2수지층(120)에 도달한 광이 제1면(111)에 의해 더 확산되게 함으로써 휘도를 높이는 효과를 낼 수도 있다. 제1면(111)은 평탄한 면으로서 광학 필름의 제조 공정을 용이하게 할 수도 있다. 그러나, 제1면(111)은 미세 요철이 형성되거나 곡면이 될 수도 있다. 제1면이 곡면으로 형성될 경우에는 렌티큘러 렌즈 패턴이 형성될 수 있다. 도 1은 정상부(제1면)에 하나의 평면이 형성되고 경사면이 평면으로서, 단면이 사다리꼴 형태(예:단면이 삼각형인 프리즘의 상부가 절단된 형태, cut-prism 형태)인 패턴을 나타낸 것이다. 그러나, 양각 패턴이 정상부에 제1면이 형성되고 경사면이 곡면인 양각 패턴(예:렌티큘러 렌즈 패턴의 상부가 절단된 형태인 cut-lenticular lens인 명암비 개선층, 또는 마이크로렌즈 패턴의 상부가 절단된 형태인 cut-micro lens)인 경우도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다. 또한, 단면이 직사각형 또는 정사각형 등의 N 각형(N은 3 내지 20의 정수)인 패턴도 포함할 수 있다. 제1면(111)은 폭(A)이 0.5㎛ 내지 30㎛, 구체적으로 1㎛ 내지 15㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용될 수 있다.
양각의 광학 패턴(110)은 종횡비(H/W)가 0.1 내지 10, 구체적으로 0.1 내지 7, 보다 구체적으로 0.1 내지 5, 보다 더 구체적으로 0.1 내지 2가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 적용시 광학 효과를 개선할 수 있다.
양각의 광학 패턴(110)의 최대 높이(H)는 0㎛ 초과 30㎛ 이하, 구체적으로 0㎛ 초과 20㎛ 이하, 보다 더 구체적으로 0㎛ 초과 15㎛ 이하가 될 수 있다. 양각의 광학 패턴(110)의 최대 폭(W)은 0㎛ 초과 20㎛ 이하, 구체적으로 0㎛ 초과 15㎛ 이하, 보다 더 구체적으로 0㎛ 초과 10㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 모아레 등이 나타나지 않을 수 있다.
평탄부(120)의 폭(L)에 대한 광학 패턴(110)의 최대폭(W)의 비율(W/L)은 0 초과 9 이하, 구체적으로는 0.1 내지 3, 더 구체적으로는 0.1 내지 2일 수 있다. 상기 범위에서, 모아레 방지 효과가 있을 수 있다. 평탄부(210)의 폭(L)은 1㎛ 내지 50㎛, 구체적으로 1㎛ 내지 20㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 휘도를 상승시켜 주는 효과가 있을 수 있다.
주기(P)는 1㎛ 내지 50㎛, 구체적으로 1㎛ 내지 40㎛일 수 있다. 상기 범위 내에서 모아레를 방지할 수 있다.
도 1은 이웃하는 양각의 광학 패턴들이 밑각, 제1면의 폭, 최대 높이, 최대 폭, 주기, 평탄부가 각각 동일한 광학 패턴이 형성된 패턴부를 나타낸 것이다. 그러나, 이웃하는 광학 패턴들이 밑각, 제1면의 폭, 최대 높이, 최대폭, 주기, 평탄부가 각각 서로 다른 패턴부를 구비한 광학 필름도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.
도 1에서 명시되지 않았지만, 도 1은 광학 패턴이 광학 패턴의 길이 방향으로 스트라이프(stripe) 형의 연장된 형태로 형성된 것을 나타낸 것이나, 광학 패턴은 도트 형태로 형성될 수도 있다. 상기 "도트"는 광학 패턴이 서로 이격되어 분산되어 있는 것을 의미한다. 바람직하게는, 광학 패턴은 스트라이프형으로 연장된 형태로 형성될 수 있다. 본 발명의 광학 필름은 광학 패턴이 스트라이프형으로 연장된 형태로 형성된 경우, 광학 필름을 광학 패턴의 폭 방향 및 길이 방향 각각으로 굴곡시키더라도 굴곡성이 우수할 수 있다.
도 1은 패턴부가 제2수지층(200)에 완전히 접촉하는 것을 나타낸 것이다. 그러나, 패턴부가 제2수지층(200)의 적어도 일부분에 접촉하는 것도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다. 제2수지층(200)과 제1수지층(100) 간에 접촉하지 않는 부분은 공기 또는 소정의 굴절률을 갖는 수지로 충진될 수 있다.
제2수지층
제2수지층(200)은 제1수지층(100)의 상부면에 형성되어, 제1수지층(100)으로부터 출사된 광은 제2수지층을 통해 출사될 수 있다.
제1수지층(100)의 상부면은 양각의 광학 패턴(110)과 평탄부(120)로 구성되어 있다. 제2수지층(200)은 양각의 광학 패턴(110) 사이의 공간(갭)을 채우면서 광학 필름의 표면을 평탄화시킬 수 있다. 제2수지층(200)의 상부면 즉 제2수지층(200)의 광 출사면은 평탄면이 될 수 있다.
제2수지층(200)의 최대 두께는 0㎛ 초과 30㎛ 이하, 예를 들면 0㎛ 초과 20㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 컬(curl)과 같은 휨 발생을 막을 수 있다.
제2수지층(200)의 최대 두께 - 광학 패턴(110)의 최대 높이('살 두께'라고도 함)는 0㎛ 초과 30㎛ 이하, 예를 들면 0㎛ 초과 20㎛ 이하, 0㎛ 초과 15㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 굴곡성 및 경도 개선 효과가 있을 수 있다.
제2수지층(200)은 굴절률이 1.5 이상, 예를 들면 1.55 내지 1.65가 될 수 있다. 상기 범위에서, 제1수지층과의 굴절률 관계를 통해 반사 방지 효과를 높일 수 있다.
제2수지층(200)은 UV 경화형 화합물, 광 개시제 및 열 개시제를 포함하는 제2수지층용 조성물로 형성될 수 있다.
제2수지층이 광 개시제만 포함하고 열 개시제를 포함하지 않는 제2수지층용 조성물로 형성되는 경우 굴곡성 개선 효과가 미약하였으며 제2수지층의 굴절률 상승 효과가 미약하였다. 제2수지층이 열 개시제만 포함하고 광 개시제를 포함하지 않는 제2수지층용 조성물로 형성되는 경우 경도 개선 효과가 미약하고 제2수지층의 굴절률 상승 효과가 미약하였다.
본 발명은 광 개시제 및 열 개시제를 동시에 포함하는 제2수지층용 조성물로 제2수지층을 형성함으로써 상술되는 패턴부가 형성된 광학 필름에 있어서, 광학 필름의 경도 개선, 굴곡성 개선 및 굴절률 상승 효과를 동시에 얻을 수 있다.
제2수지층은 제1수지층 상에 제2수지층용 조성물을 코팅한 후 일정 조건의 건조존을 통과시켜 제2수지층용 조성물에 포함된 용매가 휘발되고 다시 UV 존을 통과하면서 UV 경화형 화합물이 완전히 경화됨으로써 형성될 수 있다. 상기 건조존을 거치는 과정에서 열 개시제에 의한 경화 개시 반응이 진행되면서 UV 경화형 화합물의 경화가 시작되고 상기 UV 존에서 열 개시제와 광 개시제가 모두 경화 개시 반응을 함으로써 UV 경화형 화합물의 경화도를 높여 제2수지층과 광학 필름의 경도를 높일 수 있다. 또한, UV 경화형 화합물은 상기 건조 존과 UV 존을 순차적으로 거치면서 서서히 경화됨으로서 UV 경화물을 구성하는 고분자의 분자량이 더 커짐으로써 굴곡성도 동시에 개선할 수 있다.
UV 경화형 화합물은 UV 경화형 수지, UV 경화형 올리고머, UV 경화형 모노머 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, UV 경화형 화합물은 우레탄 (메트)아크릴계 화합물, 비스페놀 (메트)아크릴계 화합물 등을 포함하는 방향족 (메트)아크릴계 화합물, 폴리에스테르(메트)아크릴계 화합물, 폴리에테르(메트)아크릴계 화합물, 불화(메트)아크릴계 화합물, 불포화(메트)아크릴계 화합물, 에폭시(메트)아크릴계 화합물, 알릴파틱(메트)아크릴계 화합물, 플루오렌(메트)아크릴계 화합물, 바이페닐(메트)아크릴계 화합물, 티오페닐(메트)아크릴계 화합물, 티오벤질(메트)아크릴계 화합물, 페닐설파이드(메트)아크릴계 화합물, 티오나프탈렌(메트)아크릴계 화합물 중 1종 포함할 수 있다. 바람직하게는, UV 경화형 화합물은 우레탄 (메트)아크릴계 화합물, 방향족 (메트)아크릴계 화합물 중 1종 이상을 사용할 수 있다. 이 경우, 본 발명의 굴곡성 개선, 경도 개선 효과가 현저하게 향상될 수 있다.
UV 경화형 화합물은 제2수지층용 조성물 중 고형분 기준으로 20중량% 내지 75중량%, 바람직하게는 25중량% 내지 65중량%, 30중량% 내지 70중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 필름의 경도 개선 및 굴곡성 개선 효과를 낼 수 있다.
광 개시제는 UV 경화형 화합물을 광 개시 반응으로 경화시킬 수 있는 광 개시제를 포함할 수 있다. 광 개시제는 광 라디칼 개시제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 광 개시제는 인계, 디케톤계, 아세토페논계, 벤조페논계, 미힐러벤조일벤조에이트계, 티오크산톤계, 프오피오페논계, 벤질계, 아실포스핀옥시드계, 바람직하게는 시클로헥실페닐케톤계 등을 포함하는 디케톤계 또는 비스포스핀옥시드계 등을 포함하는 인계 광 개시제를 사용할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
광 개시제는 제2수지층용 조성물 중 고형분 기준으로 0.1중량% 내지 5중량%, 바람직하게는 0.3중량% 내지 3중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, UV 경화형 화합물을 충분히 경화시킬 수 있고, 잔량의 광 개시제가 남아서 광학 필름의 헤이즈가 상승하는 문제점을 해소하고, 광학 필름의 굴곡성 개선 및 경도 개선 효과가 있을 수 있다.
열 개시제는 열 개시 반응에 의해 UV 경화형 화합물의 UV 경화를 도와주거나 UV 경화형 화합물의 일부를 경화시킬 수 있다. 예를 들면, 열 개시제는 아조계, 유기 과산화물, 퀴닌계, 니트로계, 할로겐화 아실계, 하이드라존계, 메르캅토계, 이미다졸계, 벤조인계, 다이케톤계, 페논계, 방향족 아민계, 바람직하게는 아조계 또는 유기 과산화물계 열 개시제를 포함할 수 있다.
열 개시제는 제2수지층용 조성물 중 고형분 기준으로 0.1중량% 내지 3중량%, 바람직하게는 0.3중량% 내지 2중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, UV 경화형 화합물의 일부를 경화시킬 수 있고, 잔량의 열 개시제가 남아서 광학 필름의 헤이즈가 상승하는 문제점을 해소하고, 광학 필름의 굴곡성 개선 및 경도 개선의 효과가 있을 수 있다.
광 개시제와 열 개시제 전체는 제2수지층용 조성물 중 고형분 기준으로 0.1중량% 내지 10중량%, 바람직하게는 0.3중량% 내지 5중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 굴곡성 상승, 경도 상승, 굴절률 증가 효과를 낼 수 있다.
일 구체예에서, 광 개시제: 열 개시제는 1:0.1 내지 1:5, 바람직하게는 1:0.5 내지 1:3의 중량비로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과 구현이 용이할 수 있다.
제2수지층용 조성물은 제2수지층용 조성물의 도포성을 위해 통상의 용매 예를 들면 에탄올, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 제2수지층용 조성물은 당업자에게 알려진 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제는 분산제, 레벨링제, 표면 조절제, 산화방지제, 소포제, 자외선 흡수제, 광안정제 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
제2수지층용 조성물은 제2수지층용 조성물의 굴절률 상승 효과를 위해 고굴절률의 입자를 더 포함할 수도 있다. 고굴절률의 입자는 제2수지층의 굴절률을 더 높여줌으로써 제1수지층과 제2수지층 간의 굴절률 차이를 높여 반사 방지 효과를 더 높일 수 있다.
고굴절률의 입자는 제1수지층 대비 굴절률이 높은 입자로서 굴절률이 1.5 이상, 예를 들면 1.55 내지 2.5, 1.60 내지 2.2가 될 수 있다. 상기 범위에서, 제2수지층의 굴절률 상승 효과를 기대할 수 있다. 고굴절률 입자는 상술한 굴절률 범위를 제공할 수 있다면, 통상의 무기 입자, 유기 입자, 유기-무기 입자 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 무기 입자는 지르코니아(지르코늄 산화물), 티타티아(티타늄 산화물), 알루미나, 실리카, 산화 안티몬, 산화 아연, 산화 마그네슘, 산화 주석, 산화 인듐 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는 무기 입자는 지르코니아, 티타니아 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
고굴절률의 입자는 평균 입경(D50)이 1nm 내지 50nm, 예를 들면 5nm 내지 30nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 제2수지층에 포함될 수 있고, 굴절률을 높이는 효과를 낼 수 있다. 고굴절률의 입자는 제2수지층 중 20중량% 내지 75중량%, 예를 들면 35중량% 내지 65중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 굴절률을 높이면서 수지의 경화도를 유지시키는 효과가 있을 수 있다.
일 구체예에서, 제2수지층용 조성물 또는 제2수지층은 열경화형 화합물을 포함하지 않을 수 있다. 본 발명의 제2수지층용 조성물 또는 제2수지층은 열경화형 화합물 없이 UV 경화형 화합물에 광 개시제와 열 개시제를 함께 포함함으로써 경도 개선 및 굴곡성 개선을 달성할 수 있다.
제3수지층
제3수지층(400)은 제2수지층(200)보다 굴절률이 낮고, 제1수지층(100)보다 굴절률이 낮다. 이를 통해, 제3수지층(400)은 광학 필름의 반사 방지 효과를 더 높일 수 있다. 제3수지층(400)은 굴절률이 1.2 내지 1.5, 예를 들면 1.25 내지 1.4가 될 수 있다. 상기 범위에서, 제1수지층, 제2수지층에 적층시 반사 방지 효과를 낼 수 있다.
제3수지층(400)은 무기 입자, 불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머, 불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머, 개시제 및 불소 함유 첨가제를 포함하는 제3수지층용 조성물로 형성될 수 있다.
무기 입자는 중공 구조를 가져 굴절률이 낮음으로써 제3수지층의 굴절률을 낮출 수 있다. 무기 입자의 굴절률은 1.5 이하, 예를 들면 1.1 내지 1.4가 될 수 있다. 무기 입자는 중공 실리카를 사용할 수 있다. 무기 입자는 표면 처리되지 않은 무처리 중공 입자를 사용하거나, UV 경화성 작용기로 표면 처리된 것일 수 있다. 무기 입자의 평균 입경(D50)은 제3수지층의 두께 대비 적은데, 10nm 내지 200nm, 예를 들면 20nm 내지 100nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 제3수지층에 포함될 수 있고, 광학 필름의 헤이즈와 투과도, 반사율 등의 광 특성을 좋게 할 수 있다.
불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머는 무기 입자와 함께 제3수지층의 굴절률을 낮추고 불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머와 함께 제3수지층의 매트릭스를 형성한다. 불소 함유 모노머는 불소 함유 (메트)아크릴레이트계 화합물을 포함할 수 있다. 불소 함유 모노머는 당업자에게 알려진 통상의 화합물을 포함할 수 있다.
불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머는 제3수지층의 매트릭스를 형성하는 것으로, UV 경화성 화합물을 포함할 수 있다. 불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머는 2관능 이상 예를 들면 2관능 내지 10관능의 (메트)아크릴레이트계 화합물일 수 있다. 구체적으로, 불소 비함유 모노머는 상술한 다가 알코올과 (메트)아크릴산의 에스테르와 같은 다관능의 (메트)아크릴레이트를 포함할 수 있다.
개시제는 광 개시제, 열 개시제 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 광 개시제, 열 개시제는 상기 제2수지층에서 서술한 바와 같다.
첨가제는 제3수지층에 방오성 기능 및 슬림성을 부가하는 것으로, 당업자에게 알려진 통상의 첨가제를 사용할 수 있다. 첨가제는 불소 함유 첨가제, 실리콘계 첨가제 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 불소 함유 첨가제는 UV 경화성 불소화된 아크릴계 화합물일 수 있다. 예를 들면, 불소 함유 첨가제는 KY-1203을 포함하는 KY-1200 시리즈(신예츠사)를 사용할 수 있다.
제3수지층용 조성물은 당업자에게 알려진 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 첨가제는 소포제, 산화방지제, 자외선흡수제, 광안정제, 레벨링제 등을 더 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
제3수지층용 조성물은 용매를 더 포함하여 코팅성을 좋게 할 수 있다. 용매는 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 에틸렌글리콜 디메틸 에테르 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 제3수지층용 조성물은 고형분 기준 무기 입자 20중량% 내지 70중량%, 불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머 5중량% 내지 50중량%, 불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머 10중량% 내지 55중량%, 개시제 1중량% 내지 5중량%, 및 첨가제 0.5중량% 내지 10중량%를 포함할 수 있다. 상기 범위에서, 연필 경도 2H 이상, 지문방지 효과, 내용제성, 내스크래치성를 얻을 수 있다. 바람직하게는, 제3수지층용 조성물은 고형분 기준 무기 입자 40중량% 내지 60중량%, 불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머 5중량% 내지 40중량%, 불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머 15중량% 내지 50중량%, 개시제 1중량% 내지 4중량%, 및 첨가제 1중량% 내지 7중량%를 포함할 수 있다.
제3수지층(400)은 두께가 50nm 내지 200nm 바람직하게는 80nm 내지 150nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 연필 경도 2H 이상, 지문방지 효과, 내용제성, 내스크래치성 효과가 있을 수 있다.
이하, 본 발명의 광학 필름의 제조 방법을 설명한다.
광학 필름은 기재층의 일면에 제1수지층을 형성하고, 제1수지층의 일면에 제2수지층용 조성물을 도포하여 코팅층을 형성하고 건조 존 및 UV 조사 존을 순차적으로 통과시켜 상기 코팅층을 제2수지층으로 전환하고 제2수지층 상에 제3수지층용 조성물을 코팅하고 경화시켜 형성될 수 있다.
제1수지층은 당업자에게 알려진 통상의 방법으로 형성될 수 있다.
제1수지층의 일면 즉 제1수지층의 패턴부에 제2수지층용 조성물을 도포하여 코팅층을 형성할 수 있다. 제2수지층용 조성물은 제1수지층의 패턴부를 완전히 덮도록 코팅된다. 코팅층은 건조 존 및 UV 조사 존을 순차적으로 통과함으로써 건조 및 경화되어 제2수지층으로 형성될 수 있다. 건조 존은 40℃ 내지 120℃, 바람직하게는 50℃ 내지 100℃에서 2분 내지 30분, 바람직하게는 4분 내지 10분 동안 상기 코팅층을 열처리하는 것을 포함할 수 있다. 그러나, 건조 존에서의 열처리 시간 및 온도는 상기 코팅층의 두께, 상기 제2수지층용 조성물의 구성 성분, 함량 등에 따라 조절될 수 있다. UV 조사 존은 상기 건조 존을 거친 코팅층에 UV를 조사하는 구역이다. UV 조사 존은 200nm 내지 800nm의 광을 100mJ/cm2 내지 1000mJ/cm2의 세기로 조사하는 것을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판을 설명한다.
편광판은 편광 필름 및 상기 편광 필름의 일면에 형성된 본 발명의 광학 필름을 포함할 수 있다. 편광 필름과 광학 필름은 접착층을 통해 접착될 수 있다. 바람직하게는, 광학 필름은 편광 필름의 광 출사면에 형성될 수 있다.
편광 필름은 액정패널로부터 입사된 광을 편광시켜 광학 필름으로 투과시킬 수 있다. 일 구체예에서, 편광 필름은 편광자를 포함할 수 있다. 구체적으로, 편광자는 폴리비닐알콜계 필름을 1축 연신하여 제조되는 폴리비닐알콜계 편광자, 또는 폴리비닐알콜계 필름을 탈수하여 제조되는 폴리엔계 편광자를 포함할 수 있다. 편광자는 두께가 5㎛ 내지 40㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용될 수 있다. 다른 구체예에서, 편광 필름은 편광자 및 편광자의 적어도 일면에 형성된 보호층을 포함할 수 있다. 보호층은 편광자를 보호하여 편광판의 신뢰성을 높이고 편광판의 기계적 강도를 높일 수 있다. 보호층은 광학적으로 투명한, 보호 필름 또는 보호 코팅층 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 보호층은 상기에서 상술한 기재층과 실질적으로 동일하다.
본 발명의 광학표시장치는 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 광학표시장치는 액정표시장치일 수 있고, 본 발명의 편광판은 액정패널에 대해 시인측 편광판으로 포함할 수 있다. 상기 "시인측 편광판"은 액정패널에 대해 화면쪽 즉 광원쪽에 대향하여 배치되는 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다.
실시예 1
( 1)제2수지층용 조성물 제조
UV 경화형 화합물로서 우레탄계 UV 경화형 화합물인 우레탄 아크릴계 수지 UP111(Entis社) 14.7중량부, UV 경화형 화합물로서 방향족계 UV 경화형 화합물인 비스페놀 아크릴계 수지 M2200(Miwon社) 5.98중량부, 광 개시제 Irgacure 184(BASF社, 디케톤계) 0.91중량부, 열 개시제 V601(WACO社, 아조계) 0.91중량부, 지르코니아 입자 함유 졸 SP40C(KC Tech社) 81.8중량부를 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 22.68중량부에 넣은 후 20분 동안 교반시켜 제2수지층용 조성물을 제조하였다. 제2수지층용 조성물은 고형분 기준으로, 우레탄계 UV경화형 화합물 23.2 중량%, 방향족계 UV경화형 화합물 9.4 중량%, 광 개시제 1.4중량% 열 개시제1.4중량%, 지르코니아 입자 64.6중량%를 포함한다.
( 2)제3수지층용 조성물 제조
중공 실리카 함유 졸인 THRULYA 5320(JGC Catalyst and chemicals LTD) 67.5중량부에 불소 비함유 모노머인 M306(TOAGOSEI社) 13.8중량부를 넣은 후 완전히 용해시켜 혼합물을 얻었다. 상기 혼합물에 불소 함유 모노머인 AR-110(DAIKIN社) 12.0중량부를 넣은 후 5분간 교반하였다. 상기 혼합물에 불소 함유 첨가제인 KY-1203(Shinetsu社) 2.25중량부를 넣은 후 5분간 교반하였다. 상기 혼합물에 광 개시제인 Irgacure 127(BASF社) 0.45중량부을 넣은 후 완전히 용해시켰다. 상기 혼합물에 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 150.92중량부, 메틸에틸케톤 452.77중량부, 메틸이소부틸케톤 794.3중량부의 용제 혼합물을 넣은 후 30분간 교반하여 제3수지층용 조성물을 제조하였다. 제3수지층용 조성물은 고형분 기준, 중공 실리카 45 중량%, 불소 비함유 모노머 46중량%, 불소 함유 모노머6중량%, 광 개시제 1.5중량%, 불소 함유 첨가제 1.5중량%를 포함한다.
( 3)광학 필름 제조
기재층으로 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(SKC社, 두께: 40㎛)의 상부면에 UV 경화형 수지(신아 T&C社 SSC-P4450A)를 소정의 두께로 코팅하고 광학 패턴과 평탄부가 교대로 형성된 필름을 이용하여 상기 코팅층에 광학 패턴과 평탄부를 인가하고 UV 500mJ/cm2의 광량으로 UV 경화시켜 제1수지층을 형성하였다. 상기 제조한 제1수지층의 일면에 상기 제조한 제2수지층용 조성물을 26번 메이어바로 코팅하였다. 건조존에서 80℃에서 2분 동안 건조시킨 후, UV 조사 존에서 질소 분위기 하에 UV 100mJ/cm2을 조사하여 제2수지층(살 두께:10㎛)을 형성하였다. 제조한 제2수지층의 상부면에 상기 제조한 제3수지층용 조성물을 4번 메이어바로 코팅한 후 건조존에서 80℃에서 2분 동안 건조시킨 후, UV 조사 존에서 질소 분위기 하에 UV 150mJ/cm2을 조사하여 제3수지층(두께:100nm)을 형성하여, 광학 필름을 제조하였다.
( 4)편광판 제조
폴리비닐알코올 필름을 60℃에서 3배 1축 연신하고 요오드를 흡착시킨 후 40℃의 붕산 수용액에서 2.5배 연신하여 편광자(두께:25㎛)를 제조하였다. 편광자의 하부면에COP 필름(Zeon사, ZB12, 두께:50㎛), 편광자의 상부면에 상기 (3)에서 제조한 광학 필름을 접착제로 적층시켜 편광판을 제조하였다. 이때 광학 필름 중 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 하부면이 편광자의 상부면에 접착되도록 하였다.
실시예 2
실시예 1에서, 상기 용제 혼합물에 THRULYA 5320 67.5중량부, M306 13.8중량부, AR-110 12.0중량부, KY-1203 2.25중량부, Irgacure 127 0.45중량부, 열 개시제인 V601(WACO社) 0.225중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제3수지층용 조성물을 제조하였다. 실시예 1에서, 상기 제조한 제3수지층용 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 광학 필름과 편광판을 제조하였다.
실시예 3
실시예 1에서, 상기 용제 혼합물에 THRULYA 5320 67.5중량부, M306 13.8중량부, AR-110 12.0중량부, KY-1203 2.25중량부, 열 개시제인 V601(WACO社) 0.225중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제3수지층용 조성물을 제조하였다. 실시예 1에서, 상기 제조한 제3수지층용 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 광학 필름과 편광판을 제조하였다.
실시예 4
실시예 1에서, UP111 14.7중량부, M2200 5.98중량부, 광 개시제로서 Iragcure 819(BASF 社, 인계) 0.91중량부, 열 개시제로서 BPO(삼전社, 유기 과산화물계) 0.91중량부, 지르코니아 입자 함유 졸 SP40C 81.8중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제2수지층용 조성물을 제조하였다. 제2수지층용 조성물은 고형분 기준으로, 우레탄계 UV경화형 화합물 23.2 중량%, 방향족계 UV경화형 화합물 9.4 중량%, 광 개시제 1.4중량%, 열 개시제 1.4중량%, 지르코니아 입자 64.6중량%를 포함한다. 실시예 1에서, 상기 제조한 제2수지층용 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 광학 필름과 편광판을 제조하였다.
비교예 1
실시예 1에서, UP111 14.7중량부, M2200 5.98중량부, Irgacure 184 1.82중량부, 지르코니아 입자 함유 졸 SP40C 81.8중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제2수지층용 조성물(열 개시제를 포함하지 않음)을 제조하였다. 제2수지층용 조성물은 고형분 기준으로, 우레탄계 UV경화형 화합물 23.2 중량%, 방향족계 UV경화형 화합물 9.4 중량%, 광 개시제 2.8중량%, 지르코니아 입자 64.6중량%를 포함한다. 실시예 1에서, 상기 제조한 제2수지층용 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 광학 필름과 편광판을 제조하였다.
비교예 2
실시예 1에서, UP111 14.7중량부, M2200 5.98중량부, V601 1.82중량부, 지르코니아 입자 함유 졸 SP40C 81.8중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제2수지층용 조성물(광 개시제를 포함하지 않음)을 제조하였다. 제2수지층용 조성물은 고형분 기준으로, 우레탄계 UV경화형 화합물 23.2 중량%, 방향족계 UV경화형 화합물 9.4 중량%, 열 개시제 2.8중량%, 지르코니아 입자 64.6중량%를 포함한다. 실시예 1에서, 상기 제조한 제2수지층용 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 광학 필름과 편광판을 제조하였다.
실시예와 비교예의 광학 필름 중 패턴부의 구체적인 사양을 하기 표 1에 나타내었다.
광학패턴 형상 최대 높이(H) (㎛) 최대 폭(W)
(㎛)		 제1면의 폭(A) (㎛) 밑각
(°)		 폭(L)
(㎛)		 주기(P)
(㎛)
Cut-prism
(사다리꼴, 양각 패턴)		 7 7 6 86 7 14
실시예와 비교예의 광학 필름에 대해 하기 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1)경도: 광학 필름의 최 외곽층에 대해 연필 경도계(Heidon)를 사용하여 JIS K5400 방법에 의해 경도를 측정한다. 경도 측정시, 연필은 Mitsubishi 사의 6B 내지 9H의 연필을 사용하였다. 최 외곽층에 대한 연필의 하중은 500g, 연필을 긋는 각도는 45°, 연필을 긋는 속도는 48mm/min으로 하였다. 5회 평가하여 1회 이상 스크래치가 발생하면 연필경도 아래 단계의 연필을 이용하여 측정하고, 5회 평가시 5회 모두 스크래치가 없을 때의 최대 연필경도값이다.
(2)굴곡성(단위:mm): 광학 필름(가로x세로, 1cm x 10cm)을 곡률 시험용 버니어 캘리퍼스로 크랙 발생 여부를 육안으로 평가하였다. 곡률 반경 측정용 지그에 광학 필름 중 기재층을 접촉시킨 상태로 광학 필름을 말았다. 지그의 반경을 큰 값에서 작은 값으로 줄여가며 측정하였다. 크랙이 발생하지 않는 지그의 최소 반지름을 굴곡성 평가를 곡률 반경으로 결정하였다.
(3)최소 반사율(단위:%): 광학 필름 기재층 하부면에 블랙 아크릴 시트(Nitto Jushi Kogyo, CLAREX)를 라미네이트하여 제조된 시편에 대하여 분광광도계(Spectrophotometer, Konica Minolta, CM-3600A)로 SCI 반사 모드(광원: D65 광원, 광원 구경: Ф8mm)에서 파장 360nm 내지 파장 740nm에서 측정된 반사율 중 Y값을 의미한다.
실시예 비교예
1 2 3 4 1 2
A 1.315 1.320 1.310 1.315 1.315 1.315
B 1.632 1.632 1.632 1.625 1.629 1.615
C 1.475 1.475 1.475 1.475 1.475 1.475
패턴부 ○ ○ ○ ○ ○ ○
연필 경도 3H 3H 2H 2H 2H H
굴곡성(mm) 5 5 5 5 8 5
최소반사율(%) 0.92 1.1 1.03 1.07 1.15 1.13
*상기 표 2에서,
A는 제3수지층 굴절률,
B는 제2수지층 굴절률,
C는 제1수지층 굴절률
상기 표 2에서와 같이, 본 발명의 광학 필름은 양각의 광학 패턴과 평탄부를 구비하는 광학 필름에 있어서, 제2수지층에 광 개시제와 열 개시제를 모두 포함시켜, 최소 반사율을 낮게 하면서도 경도와 굴곡성을 동시에 개선하였다. 또한, 표 2에서 표시되지 않았지만, 본 발명의 광학 필름은 양각의 광학 패턴의 길이 방향 및 폭 방향의 양 방향으로 굴곡성을 평가하였을 때 광학 필름의 굴곡성이 우수하였다.
반면에, 광 개시제를 포함하지만 열 개시제를 포함하지 않는 제2수지층을 구비하는 비교예 1은 굴곡성 개선 효과가 미약하였다. 열 개시제를 포함하지만 광 개시제를 포함하지 않는 제2수지층을 구비하는 비교예 2는 경도 개선 효과가 미약하였다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (20)

  1. 기재층; 및 상기 기재층의 상부면에 순차적으로 형성된 제1수지층, 제2수지층 및 제3수지층을 포함하는 광학 필름으로서,
    상기 제1수지층과 상기 제2수지층과의 계면에 하나 이상의 양각의 광학 패턴; 및 상기 양각의 광학 패턴과 바로 이웃하는 상기 양각의 광학 패턴 사이에 형성된 평탄부가 형성되어 있고,
    상기 제1수지층은 상기 제2수지층보다 굴절률이 낮고,
    상기 제2수지층은 UV 경화형 화합물, 광 개시제 및 열 개시제를 포함하는 제2수지층용 조성물로 형성되고,
    상기 제2수지층용 조성물 또는 상기 제2수지층은 열경화형 화합물을 포함하지 않고,
    상기 광 개시제는 상기 제2수지층 중 0.1중량% 내지 5중량%로 포함되고,
    상기 열 개시제는 상기 제2수지층 중 0.1중량% 내지 3중량%로 포함되고,
    상기 광학 필름은 연필경도가 2H 이상이고, 상기 광학 필름은 상기 양각의 광학 패턴의 길이 방향 및 폭 방향의 양 방향으로 굴곡성을 평가하였을 때 곡률 반경이 각각 5mm 이하인 것인, 광학 필름.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 광 개시제는 인계, 디케톤계 중 1종 이상을 포함하는 것인, 광학 필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 열 개시제는 아조계, 유기 과산화물계 중 1종 이상을 포함하는 것인, 광학 필름.
  6. 제1항에 있어서, 상기 UV 경화형 화합물은 우레탄 (메트)아크릴계 화합물, 방향족 (메트)아크릴계 화합물 중 1종 이상을 포함하는 것인, 광학 필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2수지층은 상기 제1수지층보다 굴절률이 높은 고굴절률의 입자를 더 포함하는 것인, 광학 필름.
  8. 제7항에 있어서, 상기 고굴절률의 입자는 지르코니아, 티타니아 중 1종 이상을 포함하는 것인, 광학 필름.
  9. 제7항에 있어서, 상기 고굴절률의 입자는 상기 제2수지층 중 20중량% 내지 75중량%로 포함되는 것인, 광학 필름.
  10. 제1항에 있어서, 상기 양각의 광학 패턴은 단면이 사다리꼴, 직사각형 또는 정사각형의 광학 패턴인 것인, 광학 필름.
  11. 제1항에 있어서, 상기 양각의 광학 패턴은 상기 양각의 광학 패턴의 길이 방향으로 스트라이프형의 연장된 형태로 형성된 것인, 광학 필름.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제2수지층과 상기 제1수지층 간의 굴절률 차이는 0.1 이상인 것인, 광학 필름.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제3수지층은 상기 제1수지층 및 상기 제2수지층 각각 대비 굴절률이 낮은 것인, 광학 필름.
  14. 제1항에 있어서, 상기 제3수지층은 무기 입자, 불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머, 불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머, 개시제 및 불소 함유 첨가제를 포함하는 제3수지층용 조성물로 형성되는 것인, 광학 필름.
  15. 제14항에 있어서, 상기 무기 입자는 중공 실리카를 포함하는 것인, 광학 필름.
  16. 제14항에 있어서, 상기 무기 입자는 상기 제3수지층용 조성물 중 고형분 기준으로 20중량% 내지 70중량%로 포함되는 것인, 광학 필름.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 편광 필름; 및
    상기 편광 필름의 일면에 형성된, 제1항, 제4항 내지 제16항 중 어느 한 항의 광학 필름을 포함하는 편광판.
  20. 제19항의 편광판을 포함하는 광학표시장치.

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