CN115053156A - 光学膜和包括其的微型led显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光学膜和包括其的微型LED显示器，所述光学膜包括：光控制膜、以及包括透光基底和硬涂层的层合体，其中所述层合体满足在特定范围内的总雾度与内部雾度之差和透射扩散分布。

Description

光学膜和包括其的微型LED显示器
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年3月10日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2020-0029751号和于2020年3月5日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2020-0027918号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
本发明涉及光学膜和包括其的微型LED显示器。
背景技术
FPD(平板显示器，Flat Panel Display)如果暴露于外部光诸如自然光，会因表面反射光而导致用户眼睛疲劳或引起头痛，并且在显示器内部形成的图像无法识别为清晰的图像。为了解决这样的缺点，在显示器表面上形成不规则物以使外部光在表面上散射，或者应用防眩膜以利用形成涂膜的颗粒与树脂之间的折射率差来引起表面下散射。
然而，在防眩膜应用于需要高的分辨率和像素密度的显示器例如OLED、小型LED、微型LED等的情况下，防眩膜表面上形成的表面不规则物充当透镜，使来自像素的光显著折射，因此产生闪光，并使图像表现失真从而使图像清晰度劣化。因此，需要开发对应用于需要高的分辨率和像素密度的显示器例如OLED、小型LED、微型LED等的防眩膜的表面不规则物的尺寸和内聚力进行控制，从而防止闪光并提高图像清晰度的技术。
此外，微型LED显示器的发光分布根据微型LED芯片的尺寸、厚度，反射器的材料等而变化，特别地，随着微型LED芯片的尺寸变小，侧发光效应增加，并因此与正面相比，侧视角处的亮度增加。因此，需要能够在微型LED显示器中防止闪光，从而提高图像清晰度，并增加正面亮度的技术。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供用于微型LED显示器的光学膜，其改善显示器的正面亮度，表现出优异的防眩特性，由于闪光和彩虹现象被防止而表现出优异的光学特性，并且具有优异的物理特性例如高强度和防污特性等。
本发明的另一目的是提供包括该光学膜的微型LED显示器。
技术方案
在此提供了用于微型LED显示器的光学膜，其包括：光控制膜，所述光控制膜包括在一侧上形成有突出部的第一图案层，和与形成有突出部的一侧接触的第二图案层；以及包括透光基底和硬涂层的层合体，所述硬涂层包含粘结剂树脂以及分散在粘结剂树脂中的无机颗粒和有机颗粒，其中层合体的总雾度(Ha)与内部雾度(Hi)之差(Ha-Hi)为5％至15％，以及层合体的根据下式1的透射扩散分布大于1％且小于10％：
[式1]
透射扩散分布＝(B/A)×100
其中A为在透光基底的法线方向上照射光之后，在硬涂层的法线方向上透射的光的透射强度，以及
B为在透光基底的法线方向上照射光之后，在基于硬涂层的法线的+1°或-1°处透射的光的透射扩散强度。
本文还提供了包括所述光学膜的微型LED显示器。
在下文中，将详细说明根据本发明的具体实施方案的光学膜和包括其的微型LED显示器。
如本文所用，(甲基)丙烯酸酯包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯二者。
如本文所用，诸如“第一、第二”的术语用于说明不同的构成要素，并且它们仅用于将一个构成要素与其他构成要素区别开。
此外，如本文所用，上部和下部是基于图而定义的，根据观察点可以将上部改变为下部并且可以将下部改变为上部。
此外，如本文所用，“侧”意指，如根据球坐标系的
Figure BDA0003784014860000021
的，当前面为(0°，0°)，左端为(180°，90°)，右端为(0°，90°)时，θ为60°至90°的区域。
此外，如本文所用，重均分子量(Mw)意指通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量的聚苯乙烯换算的分子量(单位：Da(道尔顿))。在通过GPC法测量聚苯乙烯换算的重均分子量的过程中，可以使用通常已知的分析设备、检测器(例如折射率检测器)、和分析柱，并且可以应用通常应用的温度条件、溶剂和流速。例如，使用Polymer Laboratories PLgel MIX-B 300mm长度柱和Waters PL-GPC220装置，在160℃的温度下，使用1,2,4-三氯苯作为溶剂，以1mL/分钟的流速，制备浓度为10mg/10mL的样品，然后以200μL的量进样，并且可以使用利用聚苯乙烯标准物形成的校准曲线来计算Mw。作为聚苯乙烯标准物，使用分子量为2000/10000/30000/70000/200000/700000/2000000/4000000/10000000的9种。
根据本发明的一个实施方案，提供了用于微型LED显示器的光学膜，其包括：光控制膜，所述光控制膜包括在一侧上形成有突出部的第一图案层，和与形成有突出部的一侧接触的第二图案层；以及包括透光基底和硬涂层的层合体，所述硬涂层包含粘结剂树脂以及分散在粘结剂树脂中的无机颗粒和有机颗粒，其中层合体的总雾度(Ha)与内部雾度(Hi)之差(Ha-Hi)为5％至15％，以及层合体的根据以上式1的透射扩散分布大于1％且小于10％。
本发明的发明人确定，如果将这样的光学膜应用于微型LED显示器，则不仅可以提高微型LED显示器的正面亮度以及可以表现出优异的防眩特性，还可以防止闪光和彩虹现象，从而表现出优异的光学特性，并完成了本发明，所述光学膜包括：光控制膜，所述光控制膜包括在一侧上形成有突出部的第一图案层，和与形成有突出部的一侧接触的第二图案层；以及包括透光基底和特定组成的硬涂层的层合体，其中层合体的总雾度与内部雾度之差为5％至15％，以及透射扩散分布大于1％且小于10％。
图1和图2是根据一个实施方案的光学膜的截面图。参照图1，光学膜可以包括光控制膜3，以及包括透光基底4和硬涂层5的层合体。在透光基底的两侧上，可以分别形成光控制膜和硬涂层。同时，光控制膜可以包括在一侧上形成有两个或更多个突出部的第一图案层1和与形成有突出部的一侧接触的第二图案层2。
图2中所示的光学膜包括多层光控制膜。即，光学膜可以包括第二光控制膜30、光控制膜3、透光基底4和硬涂层5。多层的光控制膜可以分别称为第一光控制膜和第二光控制膜，或者称为上部光控制膜和下部光控制膜。其中，第一光控制膜和第二光控制膜在厚度、突出部的形成、突出部的倾斜面的倾斜角等方面可以彼此相同或不同。
如所解释的，与包括单层光控制膜的情况相比，包括两层或更多层、或者三层或更多层光控制膜3的光学膜易于制造并因此表现出良好的确保成品率的特性。
微型LED显示器包括一个或更多个微型LED芯片，随着微型LED芯片的尺寸减小，侧发光增加，并且与正面相比，侧视角处的亮度增加。然而，包括在一侧上形成有两个或更多个突出部的第一图案层1和与形成有突出部的一侧接触的第二图案层2的光控制膜3可以将来自微型LED芯片的侧面发射的光扩散到正面，从而提高正面视角的亮度。
第一图案层1与第二图案层2之间的折射率差可以为0.03至0.30，0.50至0.20或0.80至0.14。如果折射率差小于0.03，则光路控制效果可能降低并且可能无法获得足够的聚光性能，并因此可能难以将侧向行进光聚集到正面并改善显示器的正面亮度；而如果折射率差大于0.30，则可能额外需要低折射材料或高折射材料，并因此制造成本可能快速增加。此外，第一图案层的折射率可以为1.50或更大、1.55至1.70、或1.60至1.66，并且第二图案层的折射率可以小于1.50，为1.30至1.49、或1.35至1.48。
折射率可以使用来自Sairon Technology的SPA-4000棱镜耦合器在550nm波长下测量。
在第一图案层1的一侧上，形成有两个或更多个突出部。形成在第一图案层1上的突出部的形状虽然不限于此，但是可以为柱状透镜图案、具有三角形至十边形截面的棱柱图案、其中在上部上形成有弯曲表面且截面为三角形至十边形的棱柱图案、上部被切割的具有三角形截面的棱柱、或上部被切割的柱状透镜图案。其中，弯曲表面可以是平面、抛物面、椭圆面、双曲面或无定形的弯曲表面。同时，图1和图2的第一图案层包括具有呈三角形截面的棱柱图案形状的两个或更多个突出部。
突出部的最大高度可以为5μm至60μm、10μm至30μm或15μm至25μm，并且最大宽度可以为5μm至20μm或10μm至15μm。此外，突出部之间的间隔可以为0μm至4μm或0μm至2μm。此外，突出部的倾斜面的倾斜角可以为50°至80°、55°至80°、或60°至75°。由于突出部的最大高度、最大宽度、间隔和/或倾斜角满足上述范围，因此可以表现出优异的聚光效果，并因此，侧面发射的光可以聚集到正面，从而改善包括光学膜的显示器的正面亮度。
在第一图案层1的形成有突出部的一侧上可以形成第二图案层2，具体地，第二图案层2可以形成为直接接触形成有突出部的一侧，并且在第一图案层与第二图案层之间可以不***任何粘合剂层和/或压敏粘合剂层。
在用于微型LED显示器的光学膜仅包括光控制膜3的情况下，外部光可能在光控制膜中散射，并且可能产生彩虹现象。然而，根据一个实施方案的光学膜包括这样的层合体以及光控制膜，所述层合体包括透光基底4和硬涂层5，其中总雾度与内部雾度之差为5％至15％，并且根据上式1的透射扩散分布大于1％且小于10％，可以防止彩虹现象，从而提高可视性。
同时，在用于微型LED显示器的光学膜仅包括层合体的情况下，侧面发光可能减少，并且形成在层合体上的不规则物可能使来自像素的光折射，并因此可能产生闪光，但是根据一个实施方案的光学膜包括光控制膜3以及层合体，可以改善正面亮度，并且可以防止闪光，从而改善光学特性。
包括在一个实施方案的光学膜中的层合体可以包括透光基底、和包含粘结剂树脂以及分散在粘结剂树脂中的无机颗粒和有机颗粒的硬涂层。
此外，层合体的总雾度(Ha)与内部雾度(Hi)之差(Ha-Hi)可以为5％至15％，以及层合体的根据上式1的透射扩散分布可以大于1％且小于10％，这可以取决于硬涂层的粘结剂树脂组成、分散在粘结剂树脂中的有机颗粒和无机颗粒的直径、或有机颗粒与无机颗粒的重量比等。
具体地，层合体的总雾度(Ha)与内部雾度(Hi)之差(Ha-Hi)可以为5％至15％、7％至14％、或9％至13％。如果总雾度与内部雾度之差小于5％，则由外部不规则物获得的防眩效果可能降低，如果其大于15％，则闪光可能变得严重并且图像清晰度可能降低。
层合体的总雾度(Ha)可以为20％至50％、25％至45％、或30％至40％。如果总雾度太小，则可能产生闪光或者可能无法表现出防眩特性，如果总雾度太大，则膜的动态散射程度可能增加，并因此，对比度可能降低。
此外，层合体的内部雾度可以为10％至40％、15％至35％、或20％至30％。如果内部雾度太小，则可能产生闪光；而如果内部雾度太大，则膜的动态散射程度可能增加，并因此，对比度可能降低。
层合体的根据下式1的透射扩散分布可以大于1％且小于10％，为3％至8％、或4％至7％。如果透射扩散分布为1％或更小，则可能使防眩效果降低，而如果其为10％或更大，则可能产生闪光。
[式1]
透射扩散分布＝(B/A)×100
其中A为在透光基底的法线方向上照射光之后，在硬涂层的法线方向上透射的光的透射强度，以及
B为在透光基底的法线方向上照射光之后，在基于硬涂层的法线的+1°或-1°处透射的光的透射扩散强度。
具体地，在透射扩散分布中，透射强度(A)和透射扩散强度(B)可以在透光基底的法线方向上照射光之后，当照射的光透射过硬涂层时，根据透射光的测量角度分别区分为透射强度(A)和透射扩散强度(B)。具体地，在硬涂层的法线方向上测量的透射光的强度为透射强度(A)，并且可以将其定义为镜面透射强度。此外，在基于硬涂层的法线的+1°或-1°处测量的透射光的强度为透射扩散强度(B)。
其中，在测量透射强度(A)和透射扩散强度(B)时，在透光基底的法线方向上照射的光的强度是恒定的，具体地，在透光基底的法线方向上照射的光的强度为100的情况下，透射强度(A)可以为10至60、20至50、或25至45，透射扩散强度(B)可以为0.1至6、0.2至5、或0.25至4.5。
在包括透光基底和硬涂层的层合体的IR谱中，在1500cm-1至1570cm-1之间存在的峰面积(IB)与在1690cm-1至1745cm-1之间存在的峰面积(IA)的比率(IB/IA)可以为0.10至0.60、0.20至0.58或0.30至0.55。如果峰面积比率(IB/IA)小于0.10，则不规则物可能不会以突出部的形式均匀形成，并因此可能产生闪光，如果其大于0.60，则通过颗粒聚集形成的不规则物可能减少，并因此，防眩效果可能降低。
IR谱可以使用IR谱测量装置Cary 660(Agilent)对层合体的硬涂层进行测量，并且测量条件可以包括20℃至25℃的温度条件和40％至50％的湿度条件。
同时，峰面积比率可以取决于硬涂层的粘结剂树脂组成、分散在粘结剂树脂中的有机颗粒和无机颗粒的直径、或有机颗粒与无机颗粒的重量比等。
层合体的根据下式2的镜面反射强度比率可以大于1％且小于10％，为3％至8％，或4％至7％。如果镜面反射强度比率为1％或更小，则可能产生闪光或者图像清晰度可能降低；而如果其为10％或更大，则防眩效果可能降低。
[式2]
镜面反射强度比率＝(C/D)×100
在式2中，
C为在以45°的入射角向硬涂层照射光之后，在对应于入射角的镜面反射的45°处测量的反射强度，以及
D为在以45°的入射角向透光基底照射光之后，在对应于入射角的镜面反射的45°处测量的反射强度。
式2的镜面反射强度比率计算对硬涂层测量的反射强度(C)与对透光基底测量的反射强度(D)的百分比。
如果光以与平面的法线成45°角照射硬涂层或透光基底，则部分光在对应于镜面反射的45°处扩散，其中在45°(其为入射角的镜面反射方向)处测量的光的强度根据测量对象分别定义为反射强度(C)和反射强度(D)。此外，为了抑制背反射并调节实际使用条件，在测量对象的另一侧上放置非透光基底。
非透光基底是这样的基底，透光率为约0％，其中诸如可见光的光完全不透过，并且例如，其可以为黑色亚克力板、黑色纸板、或涂覆有黑色粘合剂的膜。涂覆有黑色粘合剂的膜可以为例如涂覆有黑色粘合剂的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。
更具体地，为了测量反射强度(C)，首先，将没有不规则物或弯曲的平坦的非透光基底放置在透光基底的一侧上，以与硬涂层相对。然后，使光通量在相对于硬涂层的法线的45°的角度下进入，可以在与入射角的镜面反射方向相对应的45°处测量反射强度(C)。反射强度(C)可以为1000至6000、1500至5000、或2000至4000。
此外，为了测量反射强度(D)，准备其上未形成硬涂层的仅透光基底，并将非透光基底放置在透光基底的一侧上。然后，对于透光基底的没有放置非透光基底的一侧，使光通量在相对于法线的45°角度下进入，并且可以在与入射角的镜面反射方向相对应的45°处测量反射强度(D)。反射强度(D)可以为50000至70000、52000至68000、或55000至65000。
根据一个实施方案的光学膜包括硬涂层，并且硬涂层包含粘结剂树脂以及分散在粘结剂树脂中的无机颗粒和有机颗粒。
粘结剂树脂可以包含多官能基于(甲基)丙烯酸酯的单体和氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物。
多官能基于(甲基)丙烯酸酯的单体可以包含两个或更多个、3至10个、或3至9个基于(甲基)丙烯酸酯的官能团，并且具有1500g/mol或更小、或者1000g/mol或更小的重均分子量。
这样的多官能基于(甲基)丙烯酸酯的单体可以为选自以下的一者或更多者：季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、三氯乙烯二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷聚乙氧基三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、丁二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸六乙酯、和甲基丙烯酸丁酯，但不限于此。
氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物可以包含2个或更多个、3至20个、或4至15个基于(甲基)丙烯酸酯的官能团，并且具有700g/mol至10000g/mol、或1000g/mol至8000g/mol、或1500g/mol至5000g/mol的重均分子量。
此外，氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物可以具有100g/mol至500g/mol、150g/mol至450g/mol、或200g/mol至400g/mol的基于(甲基)丙烯酸酯的官能团的当量。这样的官能团当量是通过聚硅氧烷的分子量除以官能团数所获得的值，并且其可以通过H-NMR或化学滴定法进行分析。
氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物虽然不限于此，但可以为氨基甲酸酯改性的丙烯酸酯低聚物、环氧化物丙烯酸酯低聚物、醚丙烯酸酯低聚物、树枝状丙烯酸酯低聚物、或者其两种或更多种的混合物。
包含在硬涂层中的多官能基于(甲基)丙烯酸酯的单体与氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物的重量比可以为3:7至7:3、4:6至7:3、5:5至7:3、或6:4至7:3。如果与氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物相比，多官能基于(甲基)丙烯酸酯的单体的含量过大，则在硬涂层中可能形成过大的不规则物，并因此，透射扩散分布可以变为10％或更大，因此产生闪光并降低图像清晰度。同时，如果与氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物相比，多官能基于(甲基)丙烯酸酯的单体的含量过少，则在硬涂层中可能几乎不形成不规则物，并因此，外部雾度可能降低，并且透射扩散分布可以变为1％或更小，因此使防眩效果降低。
包括在根据一个实施方案的光学膜中的硬涂层不仅包含含有重量比为3:7至7:3的多官能基于(甲基)丙烯酸酯的单体和氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物的粘结剂树脂，还包含颗粒直径为1μm至10μm的有机颗粒和颗粒直径为1nm至500nm的无机颗粒。因此，包括在光学膜中的层合体满足在以上范围内的总雾度(Ha)与内部雾度(Hi)之差、峰面积比率和透射扩散分布，并且包括这样的层合体的光学膜不仅表现出优异的防眩特性，还因可以防止闪光和彩虹现象而具有优异的光学特性。
有机颗粒的颗粒直径可以分别为1μm至10μm、2μm至9μm、3.5μm至8μm、或3.5μm至7μm。如果包含在硬涂层中的有机颗粒的颗粒直径太小，则可能难以实现防眩特性，而如果颗粒直径太大，则可能产生闪光。
有机颗粒在500nm至600nm的波长下的折射率可以为1.500至1.600、1.520至1.600、或1.540至1.595。通过在硬涂层中包含如上所述的具有高折射率的有机颗粒，不仅可以表现出优异的防眩特性，还可以防止在面板内部产生的虹斑(Rainbow Mura)、闪光缺陷。
无机颗粒可以为选自以下中的一者：聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸酯-共聚-苯乙烯、聚丙烯酸甲酯-共聚-苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯-共聚-苯乙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚砜、聚苯醚、聚缩醛、环氧树脂、酚树脂、有机硅树脂、三聚氰胺树脂、苯并胍胺、聚二乙烯基苯、聚二乙烯基苯-共聚-苯乙烯、聚二乙烯基苯-共聚-丙烯酸酯、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、和异氰脲酸三烯丙酯聚合物、或其两种或更多种的共聚物，但不限于此。
基于100重量份的粘结剂树脂，有机颗粒的含量可以为5重量份至30重量份、7重量份至25重量份、或10重量份至20重量份。如果有机颗粒的含量太小，则可能难以实现防眩特性，而如果有机颗粒的含量太大，则可能产生闪光。
无机颗粒的颗粒直径可以分别为1nm至500nm、5nm至450nm、10nm至400nm、或15nm至350nm。如果包含在硬涂层中的无机颗粒的颗粒直径太小，则可能难以实现防眩特性，而如果颗粒直径太大，则可能产生闪光。
无机颗粒可以为选自二氧化硅、二氧化钛、氧化铟、氧化锡、氧化锆、氧化锌和聚倍半硅氧烷颗粒中的一者或更多者，但不限于此。此外，聚倍半硅氧烷可以为笼结构的倍半硅氧烷颗粒。
基于100重量份的粘结剂树脂，无机颗粒的含量可以为5重量份至30重量份、6重量份至25重量份、或6重量份至20重量份。如果无机颗粒的含量太小，则可能难以实现防眩特性，而如果无机颗粒的含量太大，则可能产生闪光。
有机颗粒与无机颗粒的重量比可以为1:0.2至1.5、1:0.4至1.2、或1:0.5至1.0。与有机颗粒相比，如果无机颗粒的含量太小，则防眩特性可能降低，而如果无机颗粒的含量太大，则可能产生闪光，因此使图像清晰度降低。
有机颗粒和无机颗粒的颗粒形状可以分别为球状、椭球状、棒状、无定形形状。在棒状或无定形形状的情况下，最大尺寸的长度可以满足以上范围的颗粒直径。
此外，有机颗粒和无机颗粒的颗粒直径可以通过动态光散射、激光衍射、离心沉降、FFF(Field Flow Fractionation，场流分级)、孔电阻法等来测量。
硬涂层可以具有形成在与透光基底相对的一侧上的两个或更多个不规则物。不规则物可能由于有机颗粒的聚集而形成，并因此，可以包含有机颗粒。在不规则物中，可以包含全部有机颗粒，或者可以包含一部分有机颗粒，例如，有机颗粒可以以50体积％或更小的量包含在内。
在硬涂层中包含的全部有机颗粒中，在硬涂层的厚度方向上彼此聚集的两个或更多个有机颗粒的比率可以为5％或更小。“聚集”包括两个或更多个有机颗粒接触的情况或颗粒的一部分重叠的情况，等等。
在两个或更多个有机颗粒聚集的情况下，在由彼此聚集的两个或更多个有机颗粒组成的一个组中，至少两个有机颗粒可以位于距硬涂层的一侧不同的距离处。这样，通过将在硬涂层的厚度方向的不同位置处聚集和存在的两个或多个有机颗粒的比率控制为5％或更少、或4.5％或更少、或4％或更少、或3.5％或更少，可以控制硬涂层的表面不规则物的形状，从而显著改善防眩特性和图像清晰度。
“彼此聚集的两个或更多个有机颗粒中的彼此相邻的两个有机颗粒”意指由彼此聚集的两个或更多个有机颗粒组成的一个组中的聚集或直接接触的两个有机颗粒。
硬涂层的一侧到有机颗粒的距离意指从硬涂层的一侧到有机颗粒的外部一个点的最小距离，例如，其为从硬涂层的一侧到有机颗粒的表面的最小距离。
有机颗粒是否聚集，或者彼此相邻的两个有机颗粒是否位于距硬涂层的一侧不同的距离处可以通过目视观察光学膜或使用光学装置来确定。例如，在光学膜中，彼此聚集的两个或更多个有机颗粒中的彼此相邻的两个有机颗粒在距硬涂层的一侧的厚度方向上的不同位置处可以分别具有光学显微镜焦点。即，彼此聚集的两个或更多个有机颗粒中的彼此相邻的两个有机颗粒存在于距硬涂层的一侧的厚度方向上的不同位置处，并因此，当使用光学显微镜在硬涂层的厚度方向上移动焦点进行观察时，确定了两个相邻有机颗粒中的每一个的焦点，即可以确定各有机颗粒存在的位置。
此外，上述聚集率可以通过确定聚集颗粒的数目，然后除以存在于同一测量平面中的全部颗粒数来计算。
如上所述，彼此聚集的两个或更多个有机颗粒中的彼此相邻的两个有机颗粒可以位于距硬涂层的一侧不同的距离处，例如彼此聚集的两个或更多个有机颗粒中的彼此相邻的两个有机颗粒可以以距硬涂层的一侧0.1μm或更大、0.2μm或更大、0.5μm或更大、1μm或更大、或者2μm或更大的距离差定位。
具有不规则物的硬涂层的10点平均粗糙度(Rz)可以为0.05μm至0.15μm、0.07μm至0.13μm、或0.09μm至0.11μm。此外，硬涂层的轮廓不规则物的平均间距(Sm)可以为0.05mm至0.20mm、0.07mm至0.18mm或0.09mm至0.15mm。
硬涂层的厚度可以为1μm至10μm或2μm至8μm。如果硬涂层的厚度小于1μm，则可能难以获得期望的硬度，而如果厚度大于10μm，则在形成硬涂层时，在树脂固化期间，其可能卷曲。
硬涂层的厚度可以通过用扫描电子显微镜(SEM)观察切割的光学膜的截面并测量硬涂层的粘结剂部分的厚度来计算。
同时，硬涂层可以通过将包含粘结剂树脂、有机颗粒和无机颗粒的可光固化涂覆组合物涂覆在透光基底上并使涂覆的产物光固化来获得。
此外，可光固化涂覆组合物还可以包含光引发剂。因此，在由上述可光固化涂覆组合物制备的硬涂层中，可能残留光聚合引发剂。
作为光聚合引发剂，可以没有具体限制地使用已知可用于可光固化涂覆组合物的化合物，具体地，可以使用基于二苯甲酮的化合物、基于苯乙酮的化合物、基于联咪唑的化合物、基于三嗪的化合物、基于肟的化合物、或者其两种或更多种的混合物。
基于100重量份的粘结剂树脂，光聚合引发剂可以以1重量份至10重量份、2重量份至9重量份、或3重量份至8重量份的含量使用。如果光聚合引发剂的含量太小，则在可光固化涂覆组合物的光固化步骤中可能产生未固化并残留的材料。如果光聚合引发剂的含量太大，则未反应的引发剂可能作为杂质残留或者交联密度可能降低，并因此，所制备的膜的机械特性可能劣化。
此外，可光固化涂覆组合物还可以包含有机溶剂。作为有机溶剂的非限制性实例，可以提及酮、醇、乙酸酯、醚、苯衍生物及其两种或更多种的混合物。
作为有机溶剂的具体实例，可以提及酮，例如甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙酰丙酮或异丁基酮等；醇，例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇或叔丁醇等；乙酸酯，例如乙酸乙酯、乙酸异丙酯或聚乙二醇单甲醚乙酸酯等；醚，例如四氢呋喃或丙二醇单甲醚等；苯衍生物，例如甲苯、二甲苯、苯胺等；或其两种或更多种的混合物。
可以通过在混合可光固化涂覆组合物中包含的组分时添加有机溶剂，或者将组分在分散或混合在有机溶剂中时添加，来将有机溶剂包含在可光固化涂覆组合物中。如果可光固化涂覆组合物中的有机溶剂的含量太少，则可光固化涂覆组合物的流动性可能劣化，并因此，在最终制备的膜中可能产生诸如条纹的缺陷。此外，如果有机溶剂以过多的量添加，则固体内容物可能降低，可能无法充分实现涂覆和膜成形，并因此膜的特性或表面特性可能劣化，并且在干燥和固化过程期间可能产生缺陷。因此，可以包含有机溶剂，使得包含在可光固化涂覆组合物中的总固体内容物的浓度可以变为1重量％至50重量％、或2重量％至20重量％。
同时，可以没有特别限制地使用通常用于涂覆可光固化涂覆组合物的方法，例如，可以使用诸如Meyer棒的棒涂、凹版涂覆、双辊反式涂覆、真空狭缝模涂覆、双辊涂覆等。
在使可光固化涂覆组合物进行光固化的步骤中，可以照射200nm至400nm波长的紫外线或可见光，并且在照射期间，曝光量可以优选为100mJ/cm2至4000mJ/cm2。曝光时间没有特别限制，并且可以根据曝光装置、照射光线的波长、或曝光量适当地改变。此外，在使可光固化涂覆组合物光固化的步骤中，可以进行氮气吹扫以便施加氮气氛条件。
光学膜包括透光基底。透光基底可以是具有透明性的塑料膜，并且其根据JIS K7361的透射率可以为90％或更大、91％或更大、或92％或更大。
此外，透光基底可以为，例如，三乙酰基纤维素(TAC)、聚酯(TPEE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、芳族聚酰胺、聚乙烯(PE)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚醚砜、聚砜、二乙酰基纤维素、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯、丙烯酸树脂(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、环氧树脂、脲树脂、氨基甲酸酯树脂、三聚氰胺树脂等，但不限于此。
透光基底在400nm至800nm的波长下测量的面内延迟(Re)可以为5000nm至25000nm、或7000nm至20000nm。在包括满足这样的延迟的透光基底的光学膜中，可以防止由于可见光的干涉引起的彩虹现象。
当透光基底的厚度定义为d，面内慢轴方向的折射率定义为nx，以及面内快轴方向的折射率定义为ny时，面内延迟(Re)可以由下式定义。
Re＝(nx-ny)*d
此外，延迟值为绝对值并且可以被定义为正数。
考虑到生产率，透光基底的厚度可以为10μm至300μm、30μm至250μm、或40μm至200μm，但不限于此。
根据本发明的另一个实施方案，提供了包括光学膜和显示面板的微型LED显示器。
显示面板是其中包括微型LED芯片的显示面板，并且例如，其可以包括单元基底、安装在单元基底上的包括多个LED芯片的像素等。
此外，截面的尺寸，具体地，构成像素的各LED芯片的截面的一条边的长度可以为10μm至100μm、或20μm至80μm。此外，LED芯片的高度可以为0.5μm至10μm、或1μm至5μm。
显示面板可以包括6×106至192×106个、或3×106至100×106个LED芯片。此外，在一个像素中可以包括3至6个、或4至5个LED芯片。
此外，显示面板的分辨率可以为300ppi至1000ppi、350ppi至900ppi、或400ppi至850ppi。
除了光学膜和显示面板之外，微型LED显示器还可以包括选自LED平坦化层、散射压敏粘合剂层和覆盖玻璃中的一者或更多者。
光学膜可以位于微型LED显示面板的可见侧，将在侧向行进的光集中到正面，从而改善显示器的正面亮度，改善防眩特性，并防止闪光和彩虹现象，从而提高图像清晰度。
有益效果
根据本发明，提供了光学膜和包括其的微型LED显示器，所述光学膜改善了显示器的正面亮度，表现出优异的防眩特性，由于闪光和彩虹现象被防止而表现出优异的光学特性，并且具有优异的物理特性例如高强度和防污特性等。
附图说明
图1示出了包括光控制膜3、透光基底4和硬涂层5的光学膜的一个实例。
图2示出了包括第二光控制膜30、光控制膜3、透光基底4和硬涂层5的光学膜的一个实例。
图3是示出分别包括制备例3的光控制膜1至4的微型LED显示装置和对照的垂直(V)/水平(H)亮度的图。
具体实施方式
将在以下实施例中更详细地说明本发明。然而，这些实施例仅用于说明本发明，并且本发明的范围不限于此。
制备例1：用于形成硬涂层的组合物1至5的制备
(1-a)用于形成硬涂层的组合物1的制备
将50g季戊四醇三丙烯酸酯、50g MU9800(9官能基于氨基甲酸酯丙烯酸酯的低聚物，制造公司：Miwon，重均分子量：3500g/mol，丙烯酸酯基的当量：389g/mol)、7g引发剂D1173(制造公司：Ciba)、100g溶剂甲基异丁基酮、21g MA-ST(纳米二氧化硅颗粒，制造公司：Nissan Chemical，颗粒直径：10nm至15nm，甲醇中30％)、和12g Ps-a(聚苯乙烯球形颗粒，颗粒直径3.5μm，折射率：1.595)混合，以制备用于形成硬涂层的组合物1。
其中，各颗粒的颗粒直径通过动态光散射法测量。
(1-b)用于形成硬涂层的组合物2的制备
将50g季戊四醇三丙烯酸酯、50g MU9800、7g引发剂D1173、100g溶剂甲基异丁基酮、20g PMA-ST(纳米二氧化硅颗粒，制造公司：Nissan Chemical，颗粒直径：10nm至15nm，丙二醇单甲醚乙酸酯中30％)、8g Ps-a、和3g PS-PMMA-a(聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物球形颗粒，颗粒直径3.5μm，折射率：1.555)混合，以制备用于形成硬涂层的组合物2。
(1-c)用于形成硬涂层的组合物3的制备
将50g季戊四醇三丙烯酸酯、50g MU9800、7g引发剂D1173、100g溶剂甲基异丁基酮、1.2g MA-ST、和5g PS-PMMA-b(聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物球形颗粒，颗粒直径2μm，折射率：1.555)混合，以制备用于形成硬涂层的组合物3。
(1-d)用于形成硬涂层的组合物4的制备
将100g季戊四醇三丙烯酸酯、7g引发剂D1173、和100g溶剂甲基异丁基酮混合，以制备用于形成硬涂层的组合物4。
(1-e)用于形成硬涂层的组合物5的制备
将50g季戊四醇三丙烯酸酯、50g EB1290(6官能氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物，制造公司：SK Cytec，重均分子量：1000g/mol，丙烯酸酯基的当量：167g/mol)、7g引发剂D1173、50g溶剂甲基异丁基酮、50g甲苯、和12g SS-50B(经表面处理的疏水二氧化硅颗粒，制造公司：Tosoh，颗粒直径2μm)混合，以制备用于形成硬涂层的组合物5。
制备例2：层合体的制备
如下表1所示，将用于形成硬涂层的组合物1至5通过#10meyer棒分别涂覆在透光基底三乙酰基纤维素(TAC，厚度60μm)上，并在90℃下干燥1分钟。向干燥产物照射150mJ/cm2紫外线以形成硬涂层，由此分别制备层合体1至5。其中，硬涂层的厚度描述于下表1中。
[表1]
层合体1 层合体2 层合体3 层合体4 层合体5
用于形成硬涂层的组合物 组合物1 组合物2 组合物3 组合物4 组合物5
硬涂层的厚度(μm) 5 5 4 5 5
制备例3：光控制膜的制备
(3-a)光控制膜1的制备
分别准备用于形成低折射率图案层的包含氟化合物的组合物(产品名：RS-4139，制造公司：Aekyung Chemical)、和用于形成高折射率图案层的包含基于芴的丙烯酸酯的组合物(产品名称：RS-4158E，制造公司：Aekyung Chemical)。
在三乙酰基纤维素(TAC)膜上涂覆用于形成低折射率图案层的组合物，并且在刻雕有多个突出部的模板进行雕刻的同时进行固化，从而形成折射率为1.48的第一图案层。其中，在第一图案层的一侧上形成许多具有三角形截面的棱柱图案的突出部，突出部的倾斜面的倾斜角为75°，突出部之间的间隔为0μm，突出部的最大高度为25μm，突出部的最大宽度为13.5μm。
在形成有许多突出部的一侧上涂覆用于形成高折射率图案层的组合物以在突出部之间完全填充，并固化以形成折射率为1.61的第二图案层，并将其从离型膜(TAC膜)上剥离，从而制备光控制膜1。
(3-b)光控制膜2的制备
光控制膜2通过与(a)光控制膜1的制备方法相同的方法制备，不同之处在于包括如下表2所示的多层结构的光控制膜。
(3-c)光控制膜3的制备
光控制膜3通过与(a)光控制膜1的制备方法相同的方法制备，不同之处在于第一图案层和第二图案层具有如下表2所示的折射率。
(3-d)光控制膜4的制备
光控制膜4通过与(a)光控制膜1的制备方法相同的方法制备，不同之处在于第一图案层和第二图案层具有如下表2所示的折射率和多层结构。
[表2]
Figure BDA0003784014860000171
实施例和比较例：光学膜的制备
如下表3所示，将制备例2中制备的层合体1至5和制备例3中制备的光控制膜1至4分别与粘合剂膜(厚度50μm)层合，从而制备光学膜。
[表3]
Figure BDA0003784014860000181
<实验例>
1.透射率和雾度的测量
由制备例2中获得的层合体制备4cm×4cm的试样，用雾度测量装置(HM-150，A光源，Murakami)测量雾度3次并计算平均值，将其确定为总雾度值。其中，同时测量透光率和总雾度，透光率根据JIS K 7361标准测量，雾度根据JIS K 7136标准测量。
在测量内部雾度时，将总雾度为0的粘合剂膜附接至硬涂层以使表面不规则物平坦化，然后，通过与总雾度测量方法相同的方法测量内部雾度。其中，测得的层合体的透射率和雾度示于下表4中。
2.透射扩散分布
将制备例2中获得的各层合体安装在测角仪(GC5000L，Nippon DenshokuIndustries Co.,Ltd.)上，沿层合体的透光基底的法线方向照射光，然后测量透射过硬涂层的光的强度。其中，将硬涂层的法线方向上透射的光的强度确定为透射强度(A)，将在基于硬涂层的法线的+1°或-1°处透射的光的强度确定为透射扩散强度(B)，将其代入下式1，从而计算透射扩散分布，结果示于下表4。
[式1]
透射扩散分布＝(B/A)×100
3.镜面反射强度比率的测量
将没有不规则物或弯曲的涂覆有黑色粘合剂的平坦的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜放置在透光基底的一侧上以与在制备例2中获得的层合体的硬涂层相对。然后，将试样安装在测角仪(GC5000L，Nippon Denshoku Industries)上，并以与平面的法线成45°的角度向试样的硬涂层照射光。在向硬涂层的平面照射光之后，在对应于入射角的镜面反射的45°处测量反射强度(C)。
此外，在制备例2中的透光基底的没有形成硬涂层的一侧上放置没有不规则物或弯曲的涂覆有黑色粘合剂的平坦的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜以制备试样，并通过与反射强度(C)的测量方法相同的方法来测量反射强度(D)。
将测得的反射强度C和D代入下式2中以计算镜面反射强度比率(R)，结果示于下表4中。
[式2]
镜面反射强度比率＝(C/D)×100
4.产生闪光的确认
对于制备例2中获得的层合体以及实施例和比较例中获得的光学膜，制备各12cm×12cm的样品，然后，用透明粘合剂膜(OCA)附接至载玻片。然后，将样品放置在分辨率为400ppi的面板上，以使硬涂层面朝上。其中，可以将胶带附接至四条边，以使膜可以不被提起。然后，操作面板使得可以看到白屏，然后确定在样品的10cm×10cm区域内是否产生闪光。
评估标准如下，层合体的结果示于下表4中，光学膜的结果示于下表6中。
<评估标准>
良好：没有闪光
差：闪光
5.防眩特性的评估
将没有不规则物或弯曲的涂覆有黑色粘合剂的平坦的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜放置在透光基底的一侧，以与制备例2中获得的层合体的硬涂层相对，从而制备试样。然后，使用具有两排灯的荧光灯照明作为光源，从各层合体的镜面反射方向观察可视范围，从而通过区分荧光灯的反射图像来测量可视性。可视性评估标准如下，结果示于下表4中。
<评估标准>
良好：未观察到灯图像。
差：灯图像清晰可视。
6.亮度的评估
使用实施例和比较例的光学膜，构建了微型LED显示装置并进行模拟。具体地，对于模拟，使用光学模拟S/W，ZEMAX，应用10000000射线，并使用极性检测器计算根据视角的强度和亮度分布。测量了各微型LED显示装置的正面亮度，结果示于下表5中。此外，测量了各微型LED显示装置的垂直(V)/水平(H)亮度，结果示于图3中。
同时，对于对照，测量了没有光控制膜的微型LED显示装置的中心亮度，并示于下表5中。
7.产生彩虹现象的确定
由实施例和比较例中获得的光学膜制备10cm×10cm试样，通过层合在硬涂层的相反侧附接黑色膜(UTS-30BAF膜，Nitto)。使在硬涂层表面上反射三波长灯光之后，确定是否产生反射图像的彩虹，结果示于下表6中。
<测量标准>
无：彩虹不可见
产生：彩虹可见。形成彩虹的颜色(例如绿色-蓝色、蓝色-紫色等)之间的平均波长差为80nm或更小。
[表4]
层合体1 层合体2 层合体3 层合体4 层合体5
透射率(％) 90.8 91.0 91.2 90.7 90.0
总雾度(％) 37 31 3.7 0.3 25
内部雾度(％) 27 20 3 0 0
透射扩散分布(％) 5.3 5.5 1.2 12.0 53.0
镜面反射强度比率(％) 5.50 5.40 32.00 2.80 0.65
闪光 良好 良好 良好 差 差
防眩特性 良好 良好 差 良好 良好
[表5]
对照 光控制膜1 光控制膜2 光控制膜3 光控制膜4
中心亮度 100％ 144％ 142％ 120％ 131％
[表6]
Figure BDA0003784014860000211
如表4所示，确定了由于层合体1和层合体2满足5至15的总雾度与内部雾度之差、以及大于1％且小于10％的透射扩散分布，因此没有产生闪光并表现出优异的防眩特性。相反，确定了由于层合体3至层合体5不满足5至15的总雾度与内部雾度之差，或者不满足大于1％且小于10％的透射扩散分布，因此产生闪光，或者防眩特性较差。
如表6所示，确定了在分别包括层合体1和层合体2以及光控制膜的实施例1至5的光学膜的情况下，防止了闪光，并且没有产生彩虹。特别地，如表5所示，光控制膜1至4将即使侧向行进的光也集中到正面，并因此使得中心亮度明显高于对照，可以预期包含这样的光控制膜的光学膜具有高的正面亮度。此外，在仅使用光控制膜的情况下，外部光可能在光控膜中散射并可能产生彩虹现象，但在实施例1至5的光学膜中包括了层合体以及光控制膜，并因此防止了彩虹现象。
同时，确定了在分别包括层合体3至层合体5以及光控制膜的比较例1至3的情况下，产生了彩虹或闪光。
附图标记说明
1：第一图案层 2：第二图案层
3：光控制膜 4：透光基底
5：硬涂层 10：第一图案层
20：第二图案层 30：第二光控制膜

Claims (16)

1.一种用于微型LED显示器的光学膜，包括：
光控制膜，所述光控制膜包括在一侧上形成有突出部的第一图案层、和与形成有所述突出部的一侧接触的第二图案层；以及
包括透光基底和硬涂层的层合体，所述硬涂层包含粘结剂树脂以及分散在所述粘结剂树脂中的无机颗粒和有机颗粒，
其中所述层合体的总雾度(Ha)与内部雾度(Hi)之差(Ha-Hi)为5％至15％，以及
所述层合体的根据下式1的透射扩散分布大于1％且小于10％：
[式1]
透射扩散分布＝(B/A)×100
其中A为在所述透光基底的法线方向上照射光之后，在所述硬涂层的法线方向上透射的光的透射强度，以及
B为在所述透光基底的法线方向上照射光之后，在基于所述硬涂层的法线的+1°或-1°处透射的光的透射扩散强度。
2.根据权利要求1所述的用于微型LED显示器的光学膜，
其中所述第一图案层与所述第二图案层之间的折射率差为0.03至0.3。
3.根据权利要求1所述的用于微型LED显示器的光学膜，
其中所述光学膜包括两层或更多层所述光控制膜。
4.根据权利要求1所述的用于微型LED显示器的光学膜，
其中所述突出部的倾斜面的倾斜角为50°至80°。
5.根据权利要求1所述的用于微型LED显示器的光学膜，
其中所述层合体的总雾度为20％至50％，以及所述层合体的内部雾度为10％至40％。
6.根据权利要求1所述的用于微型LED显示器的光学膜，
其中所述层合体的根据下式2的镜面反射强度比率大于1％且小于10％：
[式2]
镜面反射强度比率＝(C/D)×100
在所述式2中，
C为在以45°的入射角向所述硬涂层照射光之后，在对应于所述入射角的镜面反射的45°处测量的反射强度，以及
D为在以45°的入射角向所述透光基底照射光之后，在对应于所述入射角的镜面反射的45°处测量的反射强度。
7.根据权利要求1所述的用于微型LED显示器的光学膜，
其中所述粘结剂树脂包含重量比为3:7至7:3的多官能基于(甲基)丙烯酸酯的单体和氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物。
8.根据权利要求1所述的用于微型LED显示器的光学膜，
其中各有机颗粒的颗粒直径为1μm至10μm，以及各无机颗粒的颗粒直径为1nm至500nm。
9.根据权利要求1所述的用于微型LED显示器的光学膜，
其中所述有机颗粒与所述无机颗粒的重量比为1:0.2至1.5。
10.根据权利要求1所述的用于微型LED显示器的光学膜，
其中所述硬涂层包含：含有重量比为3:7至7:3的多官能基于(甲基)丙烯酸酯的单体和氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物的粘结剂树脂；以及分散在所述粘结剂树脂中的颗粒直径为1μm至10μm的有机颗粒和颗粒直径为1nm至500nm的无机颗粒。
11.根据权利要求1所述的用于微型LED显示器的光学膜，
其中在所述硬涂层的表面上形成有包含所述有机颗粒的两个或更多个不规则物。
12.根据权利要求1所述的用于微型LED显示器的光学膜，
其中在总的有机颗粒中，在所述硬涂层的厚度方向上彼此聚集的两个或更多个有机颗粒的比率为5％或更小。
13.根据权利要求1所述的用于微型LED显示器的光学膜，
其中所述硬涂层的10点平均粗糙度(Rz)为0.05μm至0.15μm，以及所述硬涂层的轮廓不规则物的平均间距(Sm)为0.05mm至0.20mm。
14.根据权利要求1所述的用于微型LED显示器的光学膜，
其中所述透光基底的在400nm至800nm的波长下测量的面内延迟(Re)为5000nm至25000nm。
15.一种微型LED显示器，包括根据权利要求1所述的光学膜和显示面板。
16.根据权利要求15所述的微型LED显示器，
其中所述显示面板的分辨率为300ppi至1000ppi。
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