KR101648119B1 - 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름 - Google Patents

무안경 입체 영상 표시 장치용 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (1) 제 1 투명 기판; (2) 상기 제 1 투명 기판의 일면에 위치하는 렌티큘러 렌즈 층; (3) 상기 렌티큘러 렌즈 층 상에 상기 제 1 투명 기판과 평행하게 위치하되, 상기 렌티큘러 렌즈 층의 상단부와 접하는 제 2 투명 기판; 및 (4) 상기 렌티큘러 렌즈 층과 상기 제 2 투명 기판 사이에 형성되어 있는 공간부에 액정을 포함하는 액정 층을 포함하는 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름에 관한 것으로, 본 발명에 따른 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름은 액정 포함량이 적으므로 제조시 액정 사용량이 적으며, 휨에 대한 내구성 등의 형상 유지력이 높다.

Description

무안경 입체 영상 표시 장치용 필름{FILM FOR AUTOSTEREOSCOPIC DISPLAY}
본 발명은 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름에 관한 것으로, 특히 2D/3D 전환이 가능한 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름에 관한 것이다.
무안경 방식의 입체 영상 표시 장치는 주로 LCD, PDP, OLED 같은 평판 표시 소자에 방향별로 영상을 분리해서 표시하는 뷰 형성 소자를 결합하여 구성되는데, 이 방향별로 영상을 분리하는 뷰 형성 소자에 따라, 세로 방향으로 좌우 화상을 표현한 후 시선에 따라 좌우 각각의 채널이 보이지 않도록 무수히 많은 배리어(barrier)를 세워 양쪽 화상을 분리하는 패럴랙스 배리어 방식, 렌티큘러 렌즈를 세로로 배열시킨 스크린을 통해 좌우 영상을 굴절시켜 양 눈으로 각각의 화상을 보게 하는 렌티큘러 방식, 픽셀 하나하나에 대응하는 마이크로 렌즈(micro-lens)를 플라이-아이 렌즈(fly-eyes lens) 형태로 배열시켜 상하좌우 3D 영상을 구현하는 인테그럴 포토그래피 방식, 3차원 물체에서 반사된 파형을 공기 중에 투사해 3차원 입체 형상을 구현하는 홀로그램 방식으로 구분할 수 있다.
이 중에서, 패럴랙스 배리어 방식은 2D/3D간 화면 전환이 용이하고, 시청 거리의 조절도 가능하지만, 배리어에 의해 표시 소자에서 나오는 빛이 차단되어 디스플레이의 휘도가 저하되고 다시점의 구현이 어렵다는 단점이 있고, 인테그럴 방식과 홀로그램 방식은 데이터의 처리량이 너무 많아 실용적으로 구현하기 어렵다는 단점이 있어 최근에는 렌티큘러 방식이 다시점 무안경 입체 영상 방식으로 각광을 받고 있다. 렌티큘러 방식은 예컨대, 각각의 렌티큘러 렌즈가 픽셀 2개 열에 대응하여 배치되어 있는 경우 두 열의 픽셀들은 각각의 수직 서브 이미지(좌/우 영상 이미지)를 제공하고 렌티큘러 시트는 이러한 2개의 수직 서브 이미지 및 다른 렌티큘러 렌즈들과 연관된 디스플레이 픽셀 열들에 대응하는 서브 픽셀 이미지를 상기 렌티큘러 시트 전면에서 보는 시청자의 좌안 및 우안에 투영하여 시청자가 단일의 입체 영상을 시청하게 된다.
상술한 바와 같은, 렌티큘러 방식의 작동 원리에 따라 렌티큘러 렌즈는 해상도 저하가 필연적이므로, 최근에 높은 해상도가 디스플레이의 주요 사항으로 부각됨에 따라, 렌티큘러 렌즈를 개선하여 2D/3D 전환이 가능한 액정을 이용한 렌티큘라 렌즈 방식에 대한 기술 개발이 활발히 이루어지고 있다.
종래 액정을 이용한 렌티큘라 렌즈를 이용한 2D/3D 전환 가능한 입체 표시장치는 시점별로 분화된 디스플레이 픽셀들이 액정 층에 전기장 인가 여부에 따라 직진하여 해상도 저하 없이 2D 평면 영상을 표현하거나 또는 굴절되어 양안에 입체 영상을 투사하는 것이 가능하다. 이와 같이 액정을 이용한 렌티큘라 렌즈 방식은 양호한 휘도를 가지며, 전압 인가 여부에 따라 해상도 저하를 수반하지 않는 2D 영상을 구현하거나, 무안경 입체 영상 디스플레이를 구현할 수 있다.
그러나, 일반적인 액정을 이용한 렌티큘러 렌즈를 이용한 입체 표시 장치의 경우, 적정 초점 거리에서의 충분한 렌즈 효과를 나타내기 위해서 최소 수십 ㎛의 렌즈 높이를 가져야 하므로, 충진되는 액정의 양이 일반 LCD 패널의 수배에 이르게 되며, 또한 유연 플라스틱 필름을 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름의 제작에 이용할 시, 상/하부 기판 필름을 합착 고정시킬 수 있는 면적이 렌즈와 렌즈 사이의 좁은 골 면적밖에 없으므로, 휨에 대한 내구성 등의 형상 유지에 불리한 단점이 있다.
따라서, 액정을 이용한 렌티큘러 렌즈를 이용한 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름의 제조시 액정 소모량을 줄일 수 있으며, 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름에 포함되는 상/하부 기판의 접착력을 향상시켜 휨에 대한 내구성 등의 형상 유지력이 높은, 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름의 개발이 요구되고 있다.
WO 2013-104518 A1
따라서, 본 발명의 목적은 액정을 이용한 렌티큘러 렌즈를 이용한 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름으로서, 액정 포함량이 적고, 휨에 대한 내구성 등의 형상 유지력이 높은, 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은
(1) 제 1 투명 기판;
(2) 상기 제 1 투명 기판의 일면에 위치하는 렌티큘러 렌즈 층;
(3) 상기 렌티큘러 렌즈 층 상에 상기 제 1 투명 기판과 평행하게 위치하되, 상기 렌티큘러 렌즈 층의 상단부와 접하는 제 2 투명 기판; 및
(4) 상기 렌티큘러 렌즈 층과 상기 제 2 투명 기판 사이에 형성되어 있는 공간부에 액정을 포함하는 액정 층
을 포함하는 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름을 제공한다.
본 발명에 따른 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름은 액정 포함량이 적으므로 제조시 액정 사용량이 적고, 휨에 대한 내구성 등의 형상 유지력이 높으며, 액정 층에의 전기장 인가 여부에 따라 해상도 저하 없이 2D 평면 영상을 표현하거나 또는 3D 입체 영상을 표현할 수 있다.
도 1은 발명의 일례에 따른 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름이 3D 모드로 작동할 때의 상태를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 발명의 일례에 따른 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름이 2D 모드로 작동할 때의 상태를 모식적으로 나타낸 도면이다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름은 (1) 제 1 투명 기판; (2) 상기 제 1 투명 기판의 일면에 위치하는 렌티큘러 렌즈 층; (3) 상기 렌티큘러 렌즈 층 상에 상기 제 1 투명 기판과 평행하게 위치하되, 상기 렌티큘러 렌즈 층의 상단부와 접하는 제 2 투명 기판; 및 (4) 상기 렌티큘러 렌즈 층과 상기 제 2 투명 기판 사이에 형성되어 있는 공간부에 액정을 포함하는 액정 층을 포함하며, 필요에 따라 (5) 제 1 투명 기판의 타면에 위치하는 점착 층 및/또는 제 2 투명 기판의 상기 렌티큘러 층의 상단부와 접하는 면의 타면에 위치하는 (6) 반사방지(Anti Reflection(AR); Anti Glare(AG); High Clear(HC) 층; 기능성) 층을 추가로 포함할 수 있다.
(1) 제 1 투명 기판
상기 제 1 투명 기판은, 투명 플라스틱 또는 유리 기판으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 투명 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 투명 기판에는 전압을 인가하기 위하여 투명 전극이 증착되어 있을 수 있으며, 상기 투명 전극으로는 산화인듐주석(indium tin oxide, ITO), 탄소나노튜브(carbon nano tube, CNT), 메탈메쉬(metal mesh), 은나노 와이어(Ag nanowire) 등을 들 수 있다.
상기 제 1 투명 기판은 바인더 수지와의 접착성이 우수해야 하며, 후면에서 입사되는 광의 투과도가 90% 이상이고, 표면의 평활도가 균일하여 휘도의 편차를 가져오지 않는 것이 바람직하다.
상기 제 1 투명 기판의 두께는 50 내지 500 ㎛일 수 있고, 바람직하게는 50 내지 200 ㎛, 더욱 바람직하게는 80 내지 125 ㎛일 수 있다.
상기 제 1 투명 기판으로 적합한 재질의 구체적인 예로는 폴리에테르설폰(polyether sulfone, PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide, PEI), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate, CAP) 및 이들의 혼합물을 들 수 있는데, 바람직하게는 광학적으로 등방성의 특성을 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 셀룰로오스 트리아세테이트 또는 폴리아크릴레이트가 사용될 수 있다.
(2) 렌티큘러 렌즈 층
상기 렌티큘러 렌즈 층은 상기 제 1 투명 기판의 일면에 위치하며, 복수 개의 렌티큘러 렌즈로 이루어져 있고, 상기 렌티큘러 렌즈의 상단부의 형상은 평탄면일 수 있다. 즉, 각각의 렌티큘러 렌즈는 하단부 및 상단부가 평탄면으로 이루어져 있는 형태일 수 있고, 상기 렌티큘러 렌즈의 하단부의 면적에 대한 상단부의 평탄면의 면적은 3 내지 50%, 바람직하게는 6 내지 33%, 보다 바람직하게는 11 내지 33%일 수 있다.
상기 렌티큘러 렌즈의 높이는 2 내지 300 ㎛, 바람직하게는 5 내지 120 ㎛, 보다 바람직하게는 20 내지 80 ㎛일 수 있으며, 따라서 상기 렌티큘러 렌즈층의 높이도 2 내지 300 ㎛, 바람직하게는 5 내지 120 ㎛, 보다 바람직하게는 20 내지 80 ㎛일 수 있다.
상기 렌티큘러 렌즈의 크기는 디스플레이 소자의 해상도 및 픽셀 사이즈, 또는 시청거리에 따라 통상적으로 사용되는 크기일 수 있으며, 예컨대 약 0.01 내지 10 mm, 0.05 내지 8 mm, 0.1 내지 5 mm의 반지름을 가질 수 있다. 상기 렌티큘러 렌즈는 비구면일 수 있다.
상기 렌티큘러 렌즈 층은 상기 제 1 투명 기판의 일면에 렌티큘러 렌즈 형상을 부여함으로써 제조될 수 있다. 예컨대, 상기 제 1 투명 기판을 이루는 투명 플라스틱의 일면에 바인더 수지를 도포하고, 일정 패턴이 형성되어 있는 롤을 이용해서 롤 몰딩(roll moulding)한 후 경화하여 볼록 형태를 지니는 렌티큘러 렌즈를 형성할 수 있다.
상기 바인더 수지는 통상적으로 사용되는 열경화형 수지와 UV 경화형 수지를 사용할 수 있으며, 예컨대 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계, 비닐계, 폴리에스테르계, 폴리아미드계 수지 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 이의 구체적인 예로는 (메트)아크릴레이트계 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리에스테르 (메트)아크릴레이트 수지, 실리콘 우레탄 (메트)아크릴레이트 수지, 실리콘 폴리에스테르 (메트)아크릴레이트 수지, 불소 우레탄 (메트)아크릴레이트 수지 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 바람직하게는, 우수한 코팅성, 기계적 물성, 접착력, 내구성 등을 구현할 수 있는 아크릴계 수지를 사용할 수 있으며, 구체적으로는 메틸메타크릴, 메타크릴, 에틸아크릴, 부틸아크릴, 아릴아크릴, 헥실아크릴, 아이소프로필메타크릴, 벤질아크릴, 비닐아크릴, 2-메톡시에틸아크릴 또는 스티렌을 반복 단위로 갖는 단일 중합체나 상기한 2종 이상의 성분들을 공중합한 공중합체를 사용할 수 있다.
상기 바인더 수지는 경화 후 굴절율이 1.4 내지 1.8, 바람직하게는 1.45 내지 1.7, 더욱 바람직하게는 1.5 내지 1.65일 수 있다.
(3) 제 2 투명 기판
상기 제 2 투명 기판은 상기 렌티큘러 렌즈 층 상에 상기 제 1 투명 기판과 평행하게 위치하되, 상기 렌티큘러 렌즈 층의 상단부와 접한다.
상기 렌티큘러 렌즈 층을 이루는 각각의 렌티큘러 렌즈는 하단부에 비해 상단부의 면적이 좁은 형태이므로, 상기 렌티큘러 렌즈 층과 상기 제 2 투명 기판 사이에는 공간부가 형성되어 있다.
상기 제 2 투명 기판은, 투명 플라스틱 또는 유리 기판으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 투명 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
상기 제 2 투명 기판에는 제 1 투명 기판과 마찬가지로 전압을 인가하기 위하여 투명 전극이 증착되어 있을 수 있으며, 상기 투명 전극으로는 산화인듐주석(indium tin oxide, ITO), 탄소나노튜브(carbon nano tube, CNT), 메탈메쉬(metal mesh), 은나노 와이어(Ag nanowire) 등을 들 수 있다. 이로서 상기 제 1 투명 기판과 상기 제 2 투명 기판은 전기적으로 연결되며, 전압이 인가됨에 따라 액정의 배향을 변화시킬 수 있다.
상기 제 2 투명 기판으로 적합한 재질의 구체적인 예는 상기 제 1 투명 기판으로 적합한 재질로서 상술한 것을 들 수 있다.
상기 제 2 투명 기판은 상기 렌티큘러 렌즈 층의 상단부와 부착제를 통하여 부착될 수 있다. 상기 렌티큘러 렌즈의 상단부가 평탄면으로 이루어져 있으므로, 일반적인 렌티큘러 형태에 비해 상단부의 면적이 넓어 부착 면적이 크므로, 강한 부착력을 발휘하여 본 발명의 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름이 휘더라도 렌티큘러 렌즈 층으로부터 제 2 투명 기판이 박리되는 것을 막을 수 있어, 휨에 대한 내구성 등의 형상 유지력이 높다.
상기 부착제의 예로서는 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 접착제 또는 점착제를 들 수 있다.
(4) 액정 층
상기 렌티큘러 렌즈 층과 상기 제 2 투명 기판 사이에 형성되어 있는 공간부에는 액정이 포함되어 액정 층을 이룬다. 이때, 상기 렌티큘러 렌즈 층과 상기 제 2 투명 기판 상에는 액정 배향막이 위치하여 상기 공간부는 액정 배향막에 의해 둘러 싸여 있을 수 있다. 상기 액정 배향막은 상기 액정 층에 포함되어 있는 액정이 전압 인가 여부에 따라 일정한 방향으로 배향될 수 있도록 일정한 방향으로 홈이 파여 있을 수 있다. 이에 따라 상기 액정 층에 포함되어 있는 액정이 전압 인가에 따라 일정 방향으로 배향하며 상기 액정 층의 굴절률이 변화함으로써 본 발명의 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름이 2D 모드와 3D 모드로 변환될 수 있도록 한다. 즉, 상기 액정 층의 굴절률은 상기 액정 층에 포함된 액정의 배향 상태에 따라 변화할 수 있다.
예컨대, 본 발명의 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름이 2D 모드로 작동할 경우, 상기 액정 층의 이상광 굴절률(ne) 또는 정상광 굴절률(no)은 상기 렌티큘러 렌즈 층의 굴절률과 일치하여, 디스플레이 패널로부터 입사된 광이 굴절되지 않고 통과하도록 한다. 한편, 본 발명의 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름이 3D 모드로 작동할 경우, 상기 액정의 배향 상태를 변화시켜 액정 층의 굴절률을 변화시킴으로써 디스플레이 패널로부터 입사된 광이 렌티큘러 렌즈 층을 통과한 후 액정 층에서 굴절됨으로써 입체 영상을 구현하게 된다.
상기 액정 층에 전압이 인가되어 3D 모드로 작동하기 위해 굴절률이 변화하는 경우, 상기 액정 층은 상기 렌티큘러 렌즈 층에 비해 낮은 굴절률을 가질 수 있다.
본 발명의 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름이 3D 모드로 작동할 때, 상기 (2) 렌티큘러 렌즈 층의 굴절률을 n1이라 하고, (4) 액정 층의 이상광 굴절률(ne) 또는 정상광 굴절률(no)을 n2라 하면, 0.05 ≤ |n1 - n2| < 0.26을 만족할 수 있고, 바람직하게는 0.06 ≤ |n1 - n2| < 0.20를 만족할 수 있으며, 보다 바람직하게는 0.08 ≤ |n1 - n2| < 0.15를 만족할 수 있다.
(5) 점착 층
본 발명의 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름은 상기 제 1 투명 기판에 위치하는 점착 층을 추가로 포함할 수 있다.
상기 점착 층은 디스플레이 패널에 무안경 입체 영상 표시 필름을 부착하기 위한 것으로, 점착제를 포함하는 점착제 조성물을 상기 (1) 제 1 투명 기판의 타면에 도포함으로써 형성할 수 있다.
상기 점착제 조성물의 도포는 그라비아 롤 코팅, 다이 코팅, 콤마코팅 또는 갭 코팅 등의 방법에 의해 이루어질 수 있다.
상기 점착제의 예로서는 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 접착제를 들 수 있으며, 바람직하게는 아크릴계 점착제일 수 있다.
상기 점착제 층의 두께는 1 내지 100 ㎛, 바람직하게는 2 내지 20 ㎛일 수 있다.
(6) 반사방지(기능성; AR, AG, HC 기능) 층
본 발명의 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름은 상기 제 2 투명 기판의 상기 렌티큘러 층의 상단부와 접하는 면의 타면에 위치하는 반사방지(기능성) 층을 추가로 포함할 수 있다.
상기 반사방지 층은 상기 제 2 투명 기판 상의 상기 렌티큘러 층의 상단부와 접하는 면의 타면에 코팅을 통하여 형성하거나 또는 별도의 지지체에 반사방지 층을 형성시킨 반사방지 필름을 제조한 후, 이를 별도의 부착제를 이용하여 부착함으로써 형성할 수 있다.
상기 반사방지 층은 이에 따라 본 발명의 무안경 입체 영상 표시 필름에 입사되는 외부광에 따른 반사광의 난반사를 줄여 헤이즈를 감소시켜 외부 광의 반사에 따른 영향을 최소화하는 한편, 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름이 높은 광투과율을 나타내도록 할 수 있다.
또한, 투명 지지필름의 표면 경도를 높게 하여 표면에 흠집이 발생하는 것을 방지하는 기능을 함께 수행할 수 있다.
상기 반사방지 층은 열가소성 수지, 열경화성 수지, 전리방사선 경화성 수지 등의 수지를 포함하는 수지 조성물로 이루어질 수 있으며, 특히 높은 표면 경도를 가질 수 있도록 바람직하게는 전리방사선(자외선 또는 전자선) 경화성 수지를 포함하는 수지 조성물로 이루어질 수 있다.
상기 열가소성 수지 및 열경화성 수지의 구체적인 예로는 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 아크릴 우레탄계 수지, 폴리에스테르 아크릴레이트계 수지, 폴리우레탄 아크릴레이트계 수지, 에폭시 아크릴레이트계 수지, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 셀룰로오스계 수지, 아세탈계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 멜라민계 수지, 페놀계 수지, 실리콘계 수지 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 전리방사선 경화성 수지로는 전리방사선의 조사에 의해 가교 경화되는 광중합성 프리폴리머를 사용할 수 있으며, 상기 광중합성 프리폴리머로는 양이온 중합형 프리폴리머와 라디칼 중합형 프리폴리머를 들 수 있다.
상기 양이온 중합형 광중합성 프리폴리머의 예로는 에폭시계 수지나 비닐에테르계 수지 등을 들 수 있고, 상기 에폭시계 수지로서는 비스페놀계 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 지방족 에폭시 수지 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 라디칼 중합형 광중합성 프리폴리머로는, 1분자 중에 2개 이상의 아크릴로일기를 갖고, 가교 경화를 통해 3차원 망목구조가 되는 아크릴계 프리폴리머(경질 프리폴리머)가 하드코트성의 관점에서 특히 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 아크릴계 프리폴리머의 예로는 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 멜라민아크릴레이트, 폴리플루오로알킬 아크릴레이트, 실리콘 아크릴레이트 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 우레탄 아크릴레이트계 프리폴리머는, 예컨대 폴리에테르 폴리올 또는 폴리에스테르 폴리올과 폴리이소시아네이트의 반응에 의해 얻어지는 폴리우레탄 올리고머를 (메트)아크릴산과의 반응을 통해 에스테르화함으로써 얻을 수 있다.
상기 폴리에스테르 아크릴레이트계 프리폴리머는, 예컨대 다가 카르복실산과 다가 알코올의 축합에 의해 얻어지는 양 말단에 수산기를 갖는 폴리에스테르 올리고머의 수산기를 (메트)아크릴산으로 에스테르화하거나, 또는 다가 카르복실산에 알킬렌옥시드를 부가하여 얻어지는 올리고머의 말단의 수산기를 (메트)아크릴산으로 에스테르화함으로써 얻을 수 있다.
상기 에폭시 아크릴레이트계 프리폴리머는, 예컨대 비교적 저분자량의 비스페놀형 에폭시 수지 또는 노볼락 에폭시 수지의 옥시란고리와 (메트)아크릴산과의 반응으로 에스테르화함으로써 얻을 수 있다.
상기 반사방지 층은 가교 경화성의 향상 또는 경화 수축의 조정 등 각종 성능을 부여하기 위해 광중합성 모노머를 추가로 포함할 수 있다.
광중합성 모노머의 예로는 단관능 아크릴 모노머(예를 들면 2-에틸헥실아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 부톡시에틸아크릴레이트 등), 2관능 아크릴 모노머(예를 들면 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 히드록시피발산에스테르네오펜틸글리콜디아크릴레이트 등), 3관능 이상의 아크릴 모노머(예를 들면 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 트리메틸프로판트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트 등)를 들 수 있다.
상기 반사방지 층을 수지 조성물을 자외선 조사에 의해 경화시키는 방법에 의해 형성하는 경우, 전술한 광중합성 프리폴리머 및 광중합성 모노머 외에 광중합 개시제를 추가로 포함할 수 있다.
상기 광중합 개시제로는 자외선 경화 수지의 경화에 범용으로 쓰이는 통상적인 개시제면 모두 사용 가능하며, 예컨대 옥심에스터계, 아세토페논계, 벤조페논계, 벤조인계 및 벤조일계, 크산톤계, 트리아진계, 할로메틸옥사디아졸계, 로핀다이머류 등의 광개시제를 사용할 수 있다. 이들은 단독으로도 사용 가능하고, 또한 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.
상기 광중합 개시제는 전술한 광중합성 프리폴리머 및 광중합성 모노머의 합계 100 중량부에 대해 통상 0.2 내지 10 중량부의 양으로 사용될 수 있다.
상기 반사방지 층은 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 필요에 따라 추가의 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 첨가제로는 표면 조정제, 활제(滑劑), 착색제, 안료, 염료, 형광증백제, 난연제, 항균제, 곰팡이 방지제, 자외선 흡수제, 광안정제, 열안정제, 산화 방지제, 가소제, 레벨링제, 유동조정제, 소포제, 분산제, 저장 안정제, 가교제 또는 실란커플링제 등을 들 수 있다.
상기 반사방지 층은 상기 수지 및 필요에 따라 추가의 첨가제를 포함하는 수지 조성물을 상기 (4) 투명 기판 상에 도포한 후 이를 경화하여 형성할 수 있다.
상기 수지 조성물의 도포는 그라비아 롤 코팅, 다이 코팅, 콤마코팅 또는 갭 코팅 등의 방법에 의해 이루어질 수 있다.
상기 반사방지 층은 그 표면 경도가 H 이상, 바람직하게는 2H 이상, 더욱 바람직하게는 3H 이상일 수 있다. 표면 경도의 값은, JIS-K5400(1990)에 준거한 방법으로 측정한 연필경도로 나타낸 값이다.
본 발명의 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름은
(1) ITO 등의 투명 전극이 증착된 유리 기판 또는 투명 기판(제 1 투명 기판)의 일면에 바인더 수지를 도포하고 일정 패턴이 형성되어 있는 롤을 이용해서 롤 몰딩(roll moulding)한 후 경화하여 볼록 형태를 지니는 렌티큘러 렌즈 층을 형성하여 렌티큘러 렌즈 필름을 제조하는 단계;
(2) 상기에서와 같은 ITO 등의 투명 전극이 증착된 유리 기판 또는 투명 기판(제 2 투명 기판)의 상기 투명 전극 상단에 폴리이미드(PI) 등의 액정 배향막을 형성하고 표면에 면, 레이온 등 재질의 러빙포를 이용해 미세 스크래치를 형성시켜 액정 분자를 한 쪽 방향으로 정렬시키기 위해 러빙(rubbing)하는 단계;
(3) 상기 렌티큘러 렌즈 층이 액정 배향막 층과 접하도록 한 후, 부착제를 이용하여 접착하며, 렌티큘러 렌즈 층과 액정 배향막 층 사이의 공간에 액정을 주입하는 단계를 통하여 제조할 수 있다.
이때, 필요에 따라 상기 단계 (2)에서 제 2 투명 기판의 일면에 반사방지 층을 형성할 수 있으며, 상기 렌티큘러 렌즈 상에도 액정 배향막을 형성할 수 있다.
이와 같이 제조된 본 발명의 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름의 투명 전극에 전압 인가를 위한 배선을 연결하고 이를 복수개의 입체시(立體視) 뷰(view)를 포함하는 디스플레이 패널에 부착하여 무안경 입체 영상 표시 장치를 제조할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름, 및 복수 개의 입체시 뷰를 포함하는 디스플레이 패널을 포함하는 무안경 입체 영상 표시 장치를 제공한다. 상기 무안경 입체 영상 표시 장치에 포함된 렌티큘러 렌즈의 상단부의 직경은 입체시 뷰의 하나의 화소 폭과 일치할 수 있다.
종래 액정을 이용한 렌티큘라 렌즈를 이용한 2D/3D 전환 가능한 입체 표시장치의 3D 모드의 경우에는, 디스플레이의 디스플레이 픽셀로부터 나온 광이 하부 기판을 통과하여 렌티큘러 렌즈 내의 액정을 통과한 후, 렌티큘러 렌즈와 수지층과의 계면에서 굴절되어 투명전극과 상부 기판을 통과하여 시청 공간으로 빠져나와 시청자의 눈에 도달하게 된다. 상기 렌티큘러 렌즈의 내부면 및 하부기판의 상부에는 액정 배향막이 위치하여, 전압 인가시 액정을 일정한 방향으로 배향시킬 수 있다.
또한, 종래 액정을 이용한 렌티큘라 렌즈를 이용한 2D/3D 전환 가능한 입체 표시장치의 2D 모드의 경우에는, 전압이 인가되면, 액정이 일정한 방향으로 배향되며, 이에 따라 액정과 수지층의 굴절률이 같아지게 되어, 수지층과 렌티큘러 렌즈의 계면에서 광의 굴절이 일어나지 않는다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1 및 2에는 본 발명의 일례에 따른 무안경 입체 영상 표시 장치의 3D 모드 및 2D 모드에서의 상태가 각각 모식적으로 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일례에 따른 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름은 제 1 투명 기판(110), 제 1 투명 기판(110)의 일면에 위치하는 렌티큘러 렌즈 층(120), 렌티큘러 렌즈 층(120) 상에 제 1 투명 기판(110)과 평행하게 위치하되, 렌티큘러 렌즈 층(120)의 상단부(121)와 접하는 제 2 투명 기판(130); 및 렌티큘러 렌즈 층(120)과 제 2 투명 기판(130) 사이에 공간부가 형성되어 있고, 공간부에 액정(150)을 포함하는 액정 층(140)을 포함한다. 이때, 렌티큘러 렌즈 층(120)의 상단부(121)의 형상은 평탄면일 수 있다.
본 발명의 일례에 따른 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름은 3D 모드에서는 액정(150)이 불규칙하게 위치할 수 있으나, 2D 모드를 위해 전압이 인가되면, 도 2에 도시된 바와 같이 액정(150) 일방향으로 배향되게 된다.
제 1 투명 기판(110)의 타면에는 점착층(도시하지 않음)이 위치할 수 있고, 이를 통하여 복수 개(도 1의 경우 ①, ②, ③의 3개)의 입체시 뷰를 포함하는 디스플레이 패널(200)에 부착될 수 있으며, 이로써 무안경 입체 영상 표시 장치를 구성할 수 있다.
본 발명에 따른 무안경 입체 영상 표시 장치는 상기 무안경 입체 영상 표시 장치에 포함된 렌티큘러 렌즈(12)의 상단부(121)의 직경이 입체시 뷰의 하나의 화소(210) 폭과 일치할 수 있다.
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
ITO로 이루어진 투명 전극이 증착된 두께 188 ㎛의 PET로 이루어진 제 1 투명 기판의 일면에 경화 후 굴절율이 1.61인 수지(UV경화형 아크릴계수지)를 도포한 후 몰드를 이용하여 반지름 0.305 mm, 높이 72.2 ㎛(평탄면까지의 높이; 평탄면이 없는 원형렌즈일경우 80 ㎛임) 및 렌즈 피치(pitch) 411.75 ㎛인 렌티큘러 렌즈 층(볼록 형태)을 형성하여 렌티큘러 렌즈 필름을 제조하였다. 이때, 상기 렌티큘러 렌즈의 상단부를 평탄면으로 하고, 상기 평탄면의 직경을 3개의 입체시 뷰를 포함하는 디스플레이 패널의 상기 입체시 뷰의 하나의 화소 폭과 일치하도록 직경 137.25 ㎛로 하였다.
그 다음으로, ITO로 이루어진 투명 전극이 증착된 두께 188 ㎛의 PET로 이루어진 제 2 투명 기판의 일면에 두께 100 nm의 폴리이미드 필름으로 이루어진 액정 배향막을 잉크젯코팅 방법으로 형성하였다.
상기 렌티큘러 렌즈 필름의 렌티큘러 렌즈 층의 상면과 상기 액정 배향막이 형성된 제 2 투명 기판의 액정 배향막이 접하도록 에틸렌-초산비닐수지(또는 EVA 등의 열가소성 수지) 점착제를 이용하여 합지하고, 이때 상기 렌티큘러 렌즈 층과 상기 제 2 투명 기재 필름이 이루는 공간부에 no=1.51, ne=1.61인 액정을 주입하여 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름을 제조하였다.
또한, 상기에서 제조된 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름의 제 1 투명 기판의 타면에 아크릴계 수지로 이루어진 점착제(X-313, 사이덴사)를 다이 코팅을 통하여 도포하여 점착 층을 형성하고, 3개의 입체시 뷰를 포함하는 디스플레이 패널에 상기 점착 층을 통해 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름을 부착함으로써 무안경 입체 영상 표시 장치를 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1에서, 렌티큘러 렌즈의 상단부를 평탄면(직경: 137.25 ㎛) 으로 할 때, 디스플레이 패널이 5개의 입체시 뷰를 포함하도록 686.25 ㎛의 렌즈 피치(pitch)를 갖는 렌티큘러 렌즈 층을 형성하는 것을 제외하고, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름을 제조하고, 또한 5개의 입체시 뷰를 포함하는 디스플레이 패널에 상기 점착 층을 통해 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름을 부착함으로써 무안경 입체 영상 표시 장치를 제조하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 렌티큘러 렌즈 층의 제조시, 반지름 0.305 mm, 높이 80 ㎛ 및 렌즈 피치(pitch) 411.75 ㎛인 렌티큘러 렌즈 층(오목 형태)을 형성하고 렌즈 상단부를 평탄면으로 하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 렌티큘러 렌즈 필름을 제조하였다.
그 다음으로, ITO로 이루어진 투명 전극이 증착된 두께 188 ㎛의 PET로 이루어진 제 2 투명 기판의 일면에 두께 100 nm의 폴리이미드 필름으로 이루어진 액정 배향막을 잉크젯코팅 방법으로 형성하였다.
상기 렌티큘러 렌즈 필름과 상기 액정 배향막이 형성된 제 2 투명 기판의 액정 배향막이 접하도록 합지한 후, 필름 테두리쪽에 UV 경화형 Sealant(Henkel社 LP-163)를 이용하여 밀봉(Sealing)하고, 이때 오목 형태의 상기 렌티큘러 렌즈 층의 렌즈 안에 no=1.5 및 ne=1.7인 액정을 주입하여 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름을 제조하였다.
또한, 상기에서 제조된 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름의 제 1 투명 기판의 타면에 아크릴계 수지로 이루어진 점착제(X-313, 사이덴사)를 다이 코팅을 통하여 도포하여 점착 층을 형성하고, 3개의 입체시 뷰를 포함하는 디스플레이 패널에 상기 점착 층을 통해 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름을 부착함으로써 무안경 입체 영상 표시 장치를 제조하였다.
액정충진부피
(비교예 1, 100% 기준)		 상단부의 부착 기여 면적
(렌즈의 하단부 대비)
실시예 1 47 1/3
실시예 2 48 1/5
비교예 1 100
Figure 112014104221784-pat00001
0
상기 표 1로부터도 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 및 2에 따른 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름은 액정 충진 부피가 적어 액정의 사용량을 줄일 수 있으며, 렌티큘러 렌즈의 상단부가 평탄면을 가지므로, 상기 렌티큘러 렌즈 층에 합지되는 투명 필름과의 접착 면적이 커서 높은 접착력을 발휘할 수 있으므로, 휨에 대한 내구성 등의 형상 유지력이 높다.
110: 제 1 투명 기판 120: 렌티큘러 렌즈 층
121: 상단부 130: 제 2 투명 기판
140: 액정 층 150: 액정
200: 입체시 뷰를 포함하는 디스플레이 패널
210: 입체시 뷰의 화소

Claims (10)

  1. (1) 제 1 투명 기판;
    (2) 상기 제 1 투명 기판의 일면에 위치하는 렌티큘러 렌즈 층;
    (3) 상기 렌티큘러 렌즈 층 상에 상기 제 1 투명 기판과 평행하게 위치하되, 상기 렌티큘러 렌즈 층의 상단부와 접하는 제 2 투명 기판; 및
    (4) 상기 렌티큘러 렌즈 층과 상기 제 2 투명 기판 사이에 형성되어 있는 공간부에 액정을 포함하는 액정 층을 포함하고,
    상기 렌티큘러 렌즈 층이 복수 개의 렌티큘러 렌즈로 이루어져 있고, 상기 렌티큘러 렌즈의 상단부의 형상이 평탄면이며,
    상기 렌티큘러 렌즈의 하단부의 면적에 대한 상단부의 평탄면의 면적이 3 내지 50%인 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름, 및
    복수 개의 입체시 뷰를 포함하는 디스플레이 패널을 포함하며,
    상기 렌티큘러 렌즈의 상단부의 평탄면의 폭이 입체시 뷰의 하나의 화소 폭과 일치하는, 무안경 입체 영상 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름이 제 1 투명 기판의 타면에 위치하는 (5) 점착 층을 추가로 포함하는, 무안경 입체 영상 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 무안경 입체 영상 표시 장치용 필름이 제 2 투명 기판의 상기 렌티큘러 렌즈 층의 상단부와 접하는 면의 타면에 위치하는 (6) 반사방지(기능성) 층을 추가로 포함하는, 무안경 입체 영상 표시 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌티큘러 렌즈 층의 높이가 2 내지 300 ㎛인, 무안경 입체 영상 표시 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정 층의 굴절률이 상기 액정 층에 포함된 액정의 배향 상태에 따라 변화하는, 무안경 입체 영상 표시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정 층의 이상광 굴절률(ne) 또는 정상광 굴절률(no)이 상기 렌티큘러 렌즈 층의 굴절률과 일치하는, 무안경 입체 영상 표시 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
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