KR20210121781A - 시야각 보상필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

시야각 보상필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 Download PDF

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KR20210121781A
KR20210121781A KR1020200039066A KR20200039066A KR20210121781A KR 20210121781 A KR20210121781 A KR 20210121781A KR 1020200039066 A KR1020200039066 A KR 1020200039066A KR 20200039066 A KR20200039066 A KR 20200039066A KR 20210121781 A KR20210121781 A KR 20210121781A
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배성학
김영진
서한민
한상철
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 출원의 일 실시상태에 따른 시야각 보상필름은, 제1 돌출부 패턴층 및 제1 평탄화층을 포함하는 제1 광조절층; 및 제2 돌출부 패턴층 및 제2 평탄화층을 포함하는 제2 광조절층을 포함하고, 상기 제1 돌출부 패턴층은 대칭 형상의 돌출부 패턴을 포함하며, 상기 제2 돌출부 패턴층은 비대칭 형상의 돌출부 패턴을 포함한다.

Description

시야각 보상필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{FILM FOR COMPENSATING VIEWING ANGLE, POLARIZING PLATE COMPRISING THE SAME AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 출원은 시야각 보상필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 휴대전화나 휴대용 소형 전자 기기부터, 개인용 컴퓨터나 텔레비전 등의 대형 전자 기기에 이르기까지 널리 사용되고 있으며, 그 용도는 점점 확대되고 있는 평판 디스플레이 중 하나이다.
디스플레이 장치의 용도가 확대됨에 따라, 디스플레이 장치가 놓여지는 장소와 그 위치가 다양해지고 있으나, 평판 디스플레이는 디스플레이의 정면이 아닌 다른 방향에서 보는 경우 선명한 이미지를 얻을 수 없다는 문제점이 있다. 특히, 차량용 디스플레이의 경우, 디스플레이의 위치와 운전자의 시선이 평행하지 않으므로, 운전자의 시야에서 선명한 이미지를 얻을 수 없다는 문제점이 있다.
따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 시야각을 향상 및 명암비를 개선시킬 수 있는 디스플레이 장치의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1210985호
본 출원은 시야각 보상필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
본 출원의 일 실시상태는,
제1 돌출부 패턴층 및 제1 평탄화층을 포함하는 제1 광조절층; 및
제2 돌출부 패턴층 및 제2 평탄화층을 포함하는 제2 광조절층을 포함하고,
상기 제1 돌출부 패턴층은 대칭 형상의 돌출부 패턴을 포함하며,
상기 제2 돌출부 패턴층은 비대칭 형상의 돌출부 패턴을 포함하는 것인 시야각 보상필름을 제공한다.
또한, 본 출원의 다른 실시상태는 상기 시야각 보상필름을 포함하는 편광판을 제공한다.
또한, 본 출원의 다른 실시상태는,
액정 셀;
상기 액정 셀의 시야측에 구비되는 제1 편광판;
상기 액정 셀의 시야측의 반대측에 구비되는 제2 편광판; 및
상기 제2 편광판의 액정 셀과 대면되는 면의 반대측에 구비되는 백라이트 유닛을 포함하고,
상기 제1 편광판 또는 제2 편광판이 상기 편광판인 것인 디스플레이 장치를 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 시야각 보상필름은, 대칭 형상의 돌출부 패턴을 포함하는 제1 광조절층과 비대칭 형상의 돌출부 패턴을 포함하는 제2 광조절층을 동시에 포함함으로써, 시야각에서의 밝기뿐만 아니라 중앙 부근의 밝기 또한 향상시킬 수 있는 특징이 있다.
이에 따라, 본 출원의 일 실시상태에 따른 시야각 보상필름은 다양한 디스플레이 장치에 적용될 수 있다. 특히, 상기 시야각 보상필름을 차량용 디스플레이 장치에 적용하는 경우에, 운전자의 시야에서 선명한 이미지를 얻을 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 본 출원의 일 실시상태에 따른 시야각 보상필름을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시상태에 따른 제1 광조절층을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 4는 본 출원의 일 실시상태에 따른 제2 광조절층을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 5 내지 도 9는 각각 실시예 1, 및 비교예 1 내지 4의 시야각 보상필름을 적용한 백라이트 유닛의 밝기 분포 시뮬레이션 결과를 나타낸 도이다.
이하, 본 출원의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 그러나, 본 출원의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 출원의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 출원의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 출원에서 "시야측"이라는 용어는 편광판이 액정표시장치와 같은 디스플레이 장치에 장착되었을 때, 시청자 쪽을 향하도록 배치된 면 또는 방향을 의미한다. 반대로, "시야측의 반대측"은 편광판이 액정표시장치와 같은 디스플레이 장치에 장착되었을 때, 시청자의 반대쪽, 즉 백라이트 유닛을 향하도록 배치된 면 또는 방향을 의미한다.
본 출원에서 "연장"이란 직선 또는 평면이 가지는 기울기를 유지하면서 길게 늘리는 것을 의미한다.
본 출원에서 "평탄면"이란 중심선 평균 거칠기(Ra)가 0.1㎛ 미만인 것을 의미한다.
자동차용 디스플레이는 정면뿐만 아니라 운전자 방향의 시야각에서도 선명한 화질(C/R)을 표현해야 할 뿐만 아니라, 중앙 부근 시야에서의 밝기 또한 확보되어야 한다. 운전자 방향의 시야각에서 선명한 화질을 얻기 위해 대칭형 또는 비대칭형 마이크로 형상을 활용한 시야각 보상필름이 연구된 바 있으나, 중앙 부근에서의 밝기를 떨어뜨리는 단점이 발생하였다. 이에, 본 출원에서는, 시야각에서의 밝기뿐만 아니라 중앙 부근의 밝기 또한 향상시킬 수 있는 시야각 보상필름을 연구하였고 본 발명을 완성하였다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 시야각 보상필름은, 제1 돌출부 패턴층 및 제1 평탄화층을 포함하는 제1 광조절층; 및 제2 돌출부 패턴층 및 제2 평탄화층을 포함하는 제2 광조절층을 포함하고, 상기 제1 돌출부 패턴층은 대칭 형상의 돌출부 패턴을 포함하며, 상기 제2 돌출부 패턴층은 비대칭 형상의 돌출부 패턴을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 돌출부 패턴층 및 제1 평탄화층의 굴절율 차이는 0.02 내지 0.2일 수 있고, 0.05 내지 0.1일 수 있다. 이 때, 상기 제1 돌출부 패턴층 및 제1 평탄화층 중 굴절율이 높은 쪽의 굴절율은 약 1.45 내지 1.7일 수 있고, 굴절율이 낮은 쪽의 굴절률은 1.3 내지 1.55일 수 있다. 상기 굴절율은 590nm의 파장에서 측정된다. 상기 제1 돌출부 패턴층 및 제1 평탄화층의 굴절률 차이가 0.02 미만인 경우에는 광경로 제어 효과가 낮아져 충분한 집광 성능을 얻을 수 없고, 0.2 초과인 경우에는 저굴절 소재 또는 고굴절 소재의 비용이 급격하게 증가하게 된다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 돌출부 패턴층은 평탄면을 포함하는 제1 면; 및 상기 제1 면과 대향하며 복수 개의 돌출부를 포함하는 제2 면을 포함하고, 상기 제1 돌출부 패턴층을 구성하는 돌출부 각각은 제1 경사면 및 제2 경사면을 포함하며, 상기 제1 경사면 또는 제1 경사면을 연장한 면과 제1 면이 이루는 각도(θ1)와 상기 제2 경사면 또는 제2 경사면을 연장한 면과 제1 면이 이루는 각도(θ2)가 서로 동일한 각도를 가진다. 이 때, 상기 θ1 및 θ2는 60° 내지 75° 일 수 있고, 60° 내지 70° 일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 경사면 또는 제1 경사면을 연장한 면과 제2 경사면 또는 제2 경사면을 연장한 면이 이루는 각(θA)은 30° 내지 60°일 수 있고, 40° 내지 60°일 수 있다. 상기 제1 경사면 또는 제1 경사면을 연장한 면과 제2 경사면 또는 제2 경사면을 연장한 면이 이루는 각(θA)이 상기 범위를 만족하는 경우, 시야각 보상필름에 입사된 광이 집광형태를 이루도록 굴절각을 조절하여 디스플레이 장치의 시야각을 조절할 수 있고, 명암비 개선 효과를 얻을 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 돌출부 패턴층은 대칭 형상의 돌출부 패턴을 포함한다. 상기 대칭 형상의 돌출부 패턴의 높이는 4㎛ 내지 190㎛ 일 수 있고, 10㎛ 내지 100㎛ 일 수 있다. 또한, 상기 대칭 형상의 돌출부 패턴의 피치는 5㎛ 내지 100㎛ 일 수 있고, 5㎛ 내지 50㎛ 일 수 있다. 상기 대칭 형상의 돌출부 패턴의 높이 및 피치가 상기 범위를 만족하는 경우, 시야각 보상필름에 입사된 광이 집광형태를 이루도록 굴절각을 조절하여 디스플레이 장치의 시야각을 조절할 수 있고, 명암비 개선 효과를 얻을 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 돌출부 패턴층 및 제2 평탄화층의 굴절율 차이는 0.08 내지 0.2일 수 있고, 0.1 내지 0.17일 수 있다. 이 때, 상기 제2 돌출부 패턴층 및 제2 평탄화층 중 굴절율이 높은 쪽의 굴절율은 약 1.45 내지 1.7일 수 있고, 굴절율이 낮은 쪽의 굴절률은 1.3 내지 1.55일 수 있다. 상기 굴절율은 590nm의 파장에서 측정된다. 상기 제2 돌출부 패턴층 및 제2 평탄화층의 굴절률 차이가 0.08 미만인 경우에는 광경로 제어 효과가 낮아져 충분한 집광 성능을 얻을 수 없고, 0.2 초과인 경우에는 저굴절 소재 또는 고굴절 소재의 비용이 급격하게 증가하게 된다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 돌출부 패턴층은 평탄면을 포함하는 제3 면; 및 상기 제3 면과 대향하며 복수 개의 돌출부를 포함하는 제4 면을 포함하고, 상기 제2 돌출부 패턴층을 구성하는 돌출부 각각은 제3 경사면 및 제4 경사면을 포함하며, 상기 제3 경사면 또는 제3 경사면을 연장한 면과 제3 면이 이루는 각도(θ3)와 상기 제4 경사면 또는 제4 경사면을 연장한 면과 제3 면이 이루는 각도(θ4)가 서로 상이한 각도를 가진다. 이 때, 상기 θ3는 80° 내지 90°일 수 있고, 85° 내지 90° 일 수 있다. 또한, 상기 θ4는 30° 내지 60° 일 수 있고, 40° 내지 60° 일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제3 경사면 또는 제3 경사면을 연장한 면과 제4 경사면 또는 제4 경사면을 연장한 면이 이루는 각(θB)은 30° 내지 60°일 수 있고, 40° 내지 60°일 수 있다. 상기 제3 경사면 또는 제3 경사면을 연장한 면과 제4 경사면 또는 제4 경사면을 연장한 면이 이루는 각(θB)이 상기 범위를 만족하는 경우, 시야각 보상필름에 입사된 광이 집광형태를 이루도록 굴절각을 조절하여 디스플레이 장치의 시야각을 조절할 수 있고, 명암비 개선 효과를 얻을 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 돌출부 패턴층은 비대칭 형상의 돌출부 패턴을 포함한다. 상기 비대칭 형상의 돌출부 패턴의 높이는 1㎛ 내지 180㎛ 일 수 있고, 10㎛ 내지 100㎛ 일 수 있다. 또한, 상기 비대칭 형상의 돌출부 패턴의 피치는 5㎛ 내지 100㎛ 일 수 있고, 5㎛ 내지 50㎛ 일 수 있다. 상기 비대칭 형상의 돌출부 패턴의 높이 및 피치가 상기 범위를 만족하는 경우, 시야각 보상필름에 입사된 광이 집광형태를 이루도록 굴절각을 조절하여 디스플레이 장치의 시야각을 조절할 수 있고, 명암비 개선 효과를 얻을 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 대칭 형상의 돌출부 패턴을 포함하는 제1 돌출부 패턴층과 비대칭 형상의 돌출부 패턴을 포함하는 제2 돌출부 패턴층은 서로 직교한 형태로 구비될 수 있다. 상기 직교한 형태는 대칭 형상의 돌출부 패턴과 비대칭 형상의 돌출부 패턴의 돌출부 형상의 결 방향이 서로 직교한 형태인 것을 의미한다. 제1 돌출부 패턴층의 대칭 형상의 돌출부 패턴에서, 대칭 형상의 돌출부 패턴의 결 방향은 주기 방향과 수직하며, 제1 면과 수평한 방향을 의미한다. 또한, 제2 돌출부 패턴층의 비대칭 형상의 돌출부 패턴에서, 비대칭 형상의 돌출부 패턴의 결 방향은 주기 방향과 수직하며, 제3 면과 수평한 방향을 의미한다. 상기 제1 광조절층 및 제2 광조절층을 포함하는 시야각 보상필름에서, 대칭 형상의 돌출부 패턴의 결 방향과 비대칭 형상의 돌출부 패턴의 결 방향 간의 각도는 두 개의 결 방향 간의 각도 중 작은 쪽을 의미하며, 이 값의 범위는 80도 내지 90도 일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 광조절층 및 제2 광조절층의 적어도 일면에는 기재층 및 점착층 중 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다.
상기 기재층 및 점착층은 당 기술분야에 알려진 것을 이용할 수 있으며, 특별히 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 기재층은 폴리에스테르, 폴리아크릴, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리에스테르설폰, 폴리부타디엔, 트리아세테이트셀룰로오스 필름(TAC), 시클로올레핀폴리머(COP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 또는 아크릴계 필름 등일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 상기 아크릴계 필름은 (메트)아크릴레이트계 수지를 포함할 수 있으며, (메트)아크릴레이트계 수지를 포함하는 필름은 (메트)아크릴레이트계 수지를 주성분으로 함유하는 성형 재료를 압출 성형에 의해 성형하여 획득할 수 있다.
또한, 상기 점착층은 OCA(optical clear adhesive) 필름일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 돌출부 패턴층의 제2 면에 포함되는 복수 개의 돌출부는 연속하여 배치될 수 있다. 상기 복수 개의 돌출부가 연속적으로 구비되는 경우, 하나의 돌출부의 제1 경사면과 다른 돌출부의 제2 경사면이 맞닿도록 패턴층이 형성될 수 있다. 또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 복수 개의 돌출부는 연속하지 않게 구비될 수 있다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 돌출부의 제1 면에 수직인 적어도 하나의 단면은 삼각형, 사각형 또는 오각형 형태일 수 있다.
상기 돌출부의 제1 면에 수직인 적어도 하나의 단면이 삼각형 형태인 경우는, 제1 경사면의 한쪽 단부는 제2 경사면의 단부와 맞닿고, 나머지 한쪽 단부는 제1 면과 맞닿도록 형성되며, 제1 경사면의 단부와 맞닿지 않은 제2 경사면의 단부는 제1 면과 맞닿도록 형성될 수 있다.
상기 돌출부의 제1 면에 수직인 적어도 하나의 단면이 사각형 형태인 경우는, 제1 경사면의 한쪽 단부 및 제2 경사면의 한쪽 단부가 제1 면이 맞닿고, 상기 제1 경사면 나머지 한쪽 단부 및 제2 경사면의 나머지 한쪽 단부와 맞닿도록 형성된 추가의 경사면을 포함하거나, 제1 경사면의 한쪽 단부가 제1 면과 맞닿고, 나머지 한쪽 단부가 제2 경사면의 단부와 맞닿도록 형성되며, 제1 경사면의 단부와 맞닿지 않은 제2 경사면의 단부와 제1 면과 맞닿도록 형성된 추가의 경사면을 포함한다.
상기 돌출부의 제1 면에 수직인 적어도 하나의 단면이 오각형 형태인 경우는, 복수 개의 돌출부가 연속하게 형성되고, 상기 돌출부가 제1 경사면과 제2 경사면으로 이루어지며, 하나의 돌출부의 제1 경사면의 단부와 인접한 돌출부의 제2 경사면의 단부가 서로 맞닿으나, 제1 면과 접하지 않도록 형성된다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 돌출부 패턴층은 비대칭 형상의 돌출부 패턴을 포함하는 것을 제외하고는, 상기 제1 돌출부 패턴층의 내용이 적용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 평탄화층은 상기 제1 돌출부 패턴층의 제2 면 측에 구비된다. 또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 평탄화층은 상기 제1 돌출부 패턴층의 제2 면과 접하도록 구비된다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 평탄화층은 상기 제2 돌출부 패턴층의 제4 면 측에 구비된다. 또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 평탄화층은 상기 제2 돌출부 패턴층의 제4 면과 접하도록 구비된다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 돌출부 패턴층 및 제2 돌출부 패턴층의 재료는 각각 독립적으로 자외선 경화형 수지일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 자외선 경화형 수지의 일 예로서, 에폭시(메트)아크릴레이트, 우레탄(메트)아크릴레이트, 페닐페놀에톡시레이티드(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판에톡시레이티드(메트)아크릴레이트, 페녹시벤질(메트)아크릴레이트, 페닐페녹시에틸(메트)아크릴레이트, 에톡시레이티드 티오디페닐디(메트)아크릴레이트, 페닐티오에틸(메트)아크릴레이트 단량체 또는 이들의 올리고머, 또는 플루오렌 유도체 불포화수지를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 평탄화층 및 제2 평탄화층의 재료는 각각 독립적으로 자외선 경화형 수지 또는 아크릴레이트계 접착제를 이용하여 형성될 수 있다. 상기 제1 평탄화층 및 제2 평탄화층의 두께는 각각 독립적으로 약 1㎛ 내지 200㎛ 일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 시야각 보상필름은 1층 이상의 광학층을 더 포함할 수 있다. 상기 광학층은 안티글레어층(AG), 하드코팅층(HC), 저굴절율층(LR), AGLR(Anti-Glare & Low-Reflection), 반사방지층(AR) 등일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
상기 하드코팅층, 안티글레어층(AG), 저굴절율층(LR), AGLR(Anti-Glare &Low-Reflection) 및 반사방지층(AR)은 범용되는 프라이머층의 재료로 형성될 수 있으며, 상기 하드코팅층, 안티글레어층(AG), 저굴절율층(LR), AGLR(Anti-Glare &Low-Reflection) 또는 반사방지층(AR)층의 두께는 각각 1㎛ 내지 100㎛일 수 있다.
상기 시야각 보상필름의 패턴층을 통과하는 빛의 굴절각이 1° 내지 20°일 수 있다. 또 하나의 일 실시상태에 따르면, 3° 내지 15°일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 시야각 보상필름을 하기 도 1 및 도 2에 각각 개략적으로 나타내었다. 하기 도 1 및 도 2와 같이, 본 출원의 일 실시상태에 따른 시야각 보상필름은 제1 광조절층(10); 및 제2 광조절층(20)을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 제1 광조절층을 하기 도 3에 개략적으로 나타내었다. 하기 도 3과 같이, 본 출원의 일 실시상태에 따른 제1 광조절층은 제1 돌출부 패턴층(30) 및 제1 평탄화층(40)을 포함한다. 이 때, 상기 제1 돌출부 패턴층(30)은 평탄면을 포함하는 제1 면(70); 및 상기 제1 면과 대향하며 복수 개의 돌출부를 포함하는 제2 면(80)을 포함하고, 상기 제1 돌출부 패턴층(30)을 구성하는 돌출부 각각은 제1 경사면(90) 및 제2 경사면(100)을 포함하며, 상기 제1 경사면(90) 또는 제1 경사면(90)을 연장한 면과 제1 면(70)이 이루는 각도(θ1)와 상기 제2 경사면(100) 또는 제2 경사면(100)을 연장한 면과 제1 면(70)이 이루는 각도(θ2)가 서로 동일한 각도를 가진다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 제2 광조절층을 하기 도 4에 개략적으로 나타내었다. 하기 도 4와 같이, 본 출원의 일 실시상태에 따른 제2 광조절층은 제2 돌출부 패턴층(50) 및 제2 평탄화층(60)을 포함한다. 이 때, 상기 제2 돌출부 패턴층(50)은 평탄면을 포함하는 제3 면(110); 및 상기 제3 면(110)과 대향하며 복수 개의 돌출부를 포함하는 제4 면(120)을 포함하고, 상기 제2 돌출부 패턴층(50)을 구성하는 돌출부 각각은 제3 경사면(130) 및 제4 경사면(140)을 포함하며, 상기 제3 경사면(130) 또는 제3 경사면(130)을 연장한 면과 제3 면(110)이 이루는 각도(θ3)와 상기 제4 경사면(140) 또는 제4 경사면(140)을 연장한 면과 제3 면(130)이 이루는 각도(θ4)가 서로 상이한 각도를 가진다.
또한, 본 출원의 다른 실시상태는 상기 시야각 보상필름을 포함하는 편광판을 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 편광판은 편광자를 포함하고, 상기 편광자는 특별히 한정되지 않으며, 당해 기술분야에 잘 알려진 편광자, 예를 들면, 요오드 또는 이색성 염료를 포함하는 폴리비닐알코올(PVA)로 이루어진 필름이 사용될 수 있다.
편광자는 여러 방향으로 진동하면서 입사되는 빛으로부터 한쪽 방향으로 진동하는 빛만을 추출할 수 있는 특성을 나타낸다. 이러한 특성은 요오드를 흡수한 PVA(poly vinyl alcohol)를 강한 장력으로 연신하여 달성할 수 있다. 예를 들어 보다 구체적으로, PVA 필름을 수용액에 담가 팽윤(swelling)시키는 팽윤하는 단계, 상기 팽윤된 PVA 필름에 편광성을 부여하는 이색성 물질로 염색하는 단계, 상기 염색된 PVA 필름을 연신(stretch)하여 상기 이색성 염료 물질을 연신 방향으로 나란하게 배열시키는 연신 단계, 및 상기 연신 단계를 거친 PVA 필름의 색을 보정하는 보색 단계를 거쳐 편광자를 형성할 수 있다. 그러나, 본 출원의 편광판이 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 편광판은 편광자의 일면 또는 양면에 통상적으로 사용되는 범용의 편광자 보호필름을 구비할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 시야각 보상필름은 편광판의 최외측에 구비될 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 시야각 보상필름을 포함하는 편광판은 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 디스플레이 장치는, 액정 셀; 상기 액정 셀의 시야측에 구비되는 제1 편광판; 상기 액정 셀의 시야측의 반대측에 구비되는 제2 편광판; 및 상기 제2 편광판의 액정 셀과 대면되는 면의 반대측에 구비되는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 제1 편광판 또는 제2 편광판이 전술한 본 발명의 편광판일 수 있다.
상기 백라이트 유닛은 액정 패널의 배면으로부터 광을 조사하는 광원을 포함하며, 상기 광원의 종류는 특별히 제한되지 않고, CCFL, HCFL 또는 LED 등 일반적인 LCD용 광원을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 화면표시용 디스플레이 장치는 차량용 디스플레이 장치일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 디스플레이 장치의 주 시야각(최대 밝기각도)이 변화되고, 집광도가 높아짐에 따라, 디스플레이 장치와 평행하지 않은 위치에서의 명암비(C/R, Contrast Ratio)가 개선될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 명세서에 기재된 실시상태를 예시한다. 그러나, 이하의 실시예에 의하여 상기 실시상태들의 범위가 한정되는 것을 의도하는 것은 아니다.
<실시예>
<실시예 1> 대칭 및 비대칭 동시에 적용
하기 도 1과 같이 제1 광조절층(10)/제2 광조절층(20) 순으로 적층된 시야각 보상필름을 구성하여 시뮬레이션을 진행하였다. 시뮬레이션은 ZEMAX 사의 OpticStudio를 활용하였다.
1) 제1 광조절층
① 제1 돌출부 패턴층: 제1 경사면과 제2 경사면이 이루는 각도(θA)가 50°, 제1 경사면이 제1 면과 이루는 각도(θ1)가 65°이며, 제2 경사면이 제1 면과 이루는 각도(θ2)가 65° (590nm의 파장에서의 굴절율: 1.48)
패턴층의 돌출부의 높이는 28㎛ 이고, 돌출부의 피치는 15㎛로서, 돌출부의 종횡비는 1.87임.
② 제1 평탄화층: 상기 제1 돌출부 패턴층 상부에 구비 (590nm의 파장에서의 굴절율: 1.55)
2) 제2 광조절층
① 제2 돌출부 패턴층: 제3 경사면과 제4 경사면이 이루는 각도(θB)가 42°, 제3 경사면이 제3 면과 이루는 각도(θ3)가 88°이며, 제4 경사면이 제3 면과 이루는 각도(θ4)가 50° (590nm의 파장에서의 굴절율: 1.48)
패턴층의 돌출부의 높이는 28㎛ 이고, 돌출부의 피치는 15㎛로서, 돌출부의 종횡비는 1.87임.
② 제2 평탄화층: 상기 제2 돌출부 패턴층 상부에 구비 (590nm의 파장에서의 굴절율: 1.61)
<비교예 1> Ref.
레퍼런스로서 실시예 1의 시야각 보상필름을 적용하지 않은 디스플레이 장치를 구성하여 시뮬레이션을 진행하였다.
<비교예 2> 대칭구조만 적용(경사각 75도)
실시예 1에서 제2 광조절층을 적용하지 않았고, 하기 구성의 제1 광조절층만을 적용하였다.
1) 제1 광조절층
① 제1 돌출부 패턴층: 제1 경사면과 제2 경사면이 이루는 각도(θA)가 30°, 제1 경사면이 제1 면과 이루는 각도(θ1)가 75°이며, 제2 경사면이 제1 면과 이루는 각도(θ2)가 75° (590nm의 파장에서의 굴절율: 1.43)
패턴층의 돌출부의 높이는 28㎛ 이고, 돌출부의 피치는 15㎛로서, 돌출부의 종횡비는 1.87임.
② 제1 평탄화층: 상기 제1 돌출부 패턴층 상부에 구비 (590nm의 파장에서의 굴절율: 1.61)
<비교예 3> 대칭구조만 적용(경사각 65도)
실시예 1에서 제2 광조절층을 적용하지 않았고, 하기 구성의 제1 광조절층만을 적용하였다.
1) 제1 광조절층
① 제1 돌출부 패턴층: 제1 경사면과 제2 경사면이 이루는 각도(θA)가 50°, 제1 경사면이 제1 면과 이루는 각도(θ1)가 65°이며, 제2 경사면이 제1 면과 이루는 각도(θ2)가 65° (590nm의 파장에서의 굴절율: 1.48)
패턴층의 돌출부의 높이는 28㎛ 이고, 돌출부의 피치는 15㎛로서, 돌출부의 종횡비는 1.87임.
② 제1 평탄화층: 상기 제1 돌출부 패턴층 상부에 구비 (590nm의 파장에서의 굴절율: 1.55)
<비교예 4> 비대칭구조만 적용
실시예 1에서 제1 광조절층을 적용하지 않았고, 하기 구성의 제2 광조절층만을 적용하였다.
1) 제2 광조절층
① 제2 돌출부 패턴층: 제3 경사면과 제4 경사면이 이루는 각도(θB)가 42°, 제3 경사면이 제3 면과 이루는 각도(θ3)가 88°이며, 제4 경사면이 제3 면과 이루는 각도(θ4)가 50° (590nm의 파장에서의 굴절율: 1.48)
패턴층의 돌출부의 높이는 28㎛ 이고, 돌출부의 피치는 15㎛로서, 돌출부의 종횡비는 1.87임.
② 제2 평탄화층: 상기 제2 돌출부 패턴층 상부에 구비 (590nm의 파장에서의 굴절율: 1.61)
<실험예 1>
상기 실시예 및 비교예의 시야각 보상필름을 포함하는 디스플레이 장치를 구성하여 시뮬레이션을 진행하였다.
하부 편광판의 편광자의 액정 셀과 대면하는 면의 반대측(시야측의 반대측)에 실시예 또는 비교예의 시야각 보상필름을 배치하고, 평탄화층이 편광자 측(시야측)을 향하고, 돌출부 패턴층은 백라이트에 해당하는 광원을 향하도록 배치하였다.
상기 디스플레이 장치의 밝기(Intensity) 분포를 계산하였으며, 그 결과를 각각 하기 표 1에 나타내었다.
액정 표시 장치(LCD)는 TV, 모니터, 모바일 폰, Tablet PC 등 다양한 디바이스에 사용되고 있다. 액정 표시 장치는 성능을 나타내는 하나의 수치로서, white 정면 밝기(On state)와 Black 정면 밝기(Off state)의 비를 나타내는 CR(contrast ratio)이란 수치를 이용하여 그 성능을 표현하였고, 상기 CR이 높을수록 우수한 장치로 평가되었다.
그러나, 기술의 발달과 인간의 편의성을 위하여 기존에 적용하지 않았던 분야에 액정 표시 장치를 응용하기 시작하였으며, 자동차 계기판 및 네비게이션과 같은 자동차용 액정 표시 장치가 도입되고 있다. 이러한 자동차용 액정 표시 장치의 경우에는 기존 액정 표시 장치(TV, 모바일 폰 등)과 같이 정면으로 보기 보다는 측면에서 화면을 보는 경우가 대부분이다. 이에 따라, 본 출원에서는 액정 표시 장치의 성능을 나타내는 정면 CR 이외에 시야각에서의 성능을 수치화하는 Area A CR 이라는 수치를 도입하였다.
액정 표시 장치의 경우 특정한 시야각에서의 CR은 밝기에 비례하여 증가하는 경향을 보인다. 따라서, 본 출원에서는 Area A CR과 비례하는 수치인 Area A 밝기(Intensity)를 계산하여 비교하였다.
Area A는 극좌표계에서 Theta/Phi가 각각 42°/23°, 42°/157°, 41°/192°, 41°/348°를 네 개의 꼭지점으로 하는 영역을 의미한다. 이 때, Theta는 디스플레이 표면의 법선과 시야가 이루는 각도를 의미하며, Phi는 디스플레이 좌우 수평선과 시야가 이루는 각도를 의미한다.
Area A+는 중심부근의 시야각 영역을 의미하며 극좌표계에서 Theta/Phi가 각각 13°/39°, 13°/141°, 11°/202°, 11°/338°를 네 개의 꼭지점으로 한다.
Area A 및 area A+ 모두 차량용 디스플레이의 시야각 평가 표준에 해당한다.
[표 1]
Figure pat00001
상기 결과와 같이, 비교예 2의 경우에는 Area A+에서의 밝기 감소율이 크다는 문제점이 있고, 비교예 3 및 4의 경우에는 Area A에서의 밝기 증가율이 작다는 문제점이 있다. 그러나, 본 출원의 일 실시상태인 실시예 1에 따르면, Area A에서의 CR을 증가시킴과 동시에 Area A+에서의 밝기 감소율을 최소화시키는 효과를 얻을 수 있음을 확인할 수 있다. 특히, 종래의 구조에 해당하는 비교예 2의 결과를 볼 때 Area A에서 밝기가 가장 낮은 42°/157°에서의 밝기는 129%로 증가하나, Area A+에서 밝기가 가장 낮은 13°/141°에서의 밝기는 75%로 감소함을 확인할 수 있다. 본 출원의 일 실시상태에 따른 실시예 1의 경우에는, 42°/157°에서의 밝기는 130%로 증가하며 13°/141°에서의 밝기는 87% 수준으로서, 비교예 2 대비하여 중심부근에서의 밝기 감소량이 적게 나타남을 확인할 수 있다.
상기 결과와 같이, 본 출원의 일 실시상태에 따른 시야각 보상필름은, 대칭 형상의 돌출부 패턴을 포함하는 제1 광조절층과 비대칭 형상의 돌출부 패턴을 포함하는 제2 광조절층을 동시에 포함함으로써, 시야각에서의 밝기뿐만 아니라 중앙 부근의 밝기 또한 향상시킬 수 있는 특징이 있다.
이에 따라, 본 출원의 일 실시상태에 따른 시야각 보상필름은 다양한 디스플레이 장치에 적용될 수 있다. 특히, 상기 시야각 보상필름을 차량용 디스플레이 장치에 적용하는 경우에, 운전자의 시야에서 선명한 이미지를 얻을 수 있다.
10: 제1 광조절층
20: 제2 광조절층
30: 제1 돌출부 패턴층
40: 제1 평탄화층
50: 제2 돌출부 패턴층
60: 제2 평탄화층
70: 제1 돌출부 패턴층의 제1 면
80: 제1 돌출부 패턴층의 제2 면
90: 제1 경사면
100: 제2 경사면
110: 제2 돌출부 패턴층의 제3 면
120: 제2 돌출부 패턴층의 제4 면
130: 제3 경사면
140: 제4 경사면

Claims (12)

  1. 제1 돌출부 패턴층 및 제1 평탄화층을 포함하는 제1 광조절층; 및
    제2 돌출부 패턴층 및 제2 평탄화층을 포함하는 제2 광조절층을 포함하고,
    상기 제1 돌출부 패턴층은 대칭 형상의 돌출부 패턴을 포함하며,
    상기 제2 돌출부 패턴층은 비대칭 형상의 돌출부 패턴을 포함하는 것인 시야각 보상필름.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 돌출부 패턴층 및 제1 평탄화층의 굴절율 차는 0.02 내지 0.2인 것인 시야각 보상필름.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 돌출부 패턴층은 평탄면을 포함하는 제1 면; 및 상기 제1 면과 대향하며 복수 개의 돌출부를 포함하는 제2 면을 포함하고,
    상기 제1 돌출부 패턴층을 구성하는 돌출부 각각은 제1 경사면 및 제2 경사면을 포함하며,
    상기 제1 경사면 또는 제1 경사면을 연장한 면과 제1 면이 이루는 각도(θ1)와 상기 제2 경사면 또는 제2 경사면을 연장한 면과 제1 면이 이루는 각도(θ2)가 서로 동일한 각도를 가지는 것인 시야각 보상필름.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 θ1 및 θ2는 60° 내지 75°인 것인 시야각 보상필름.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 돌출부 패턴층 및 제2 평탄화층의 굴절율 차는 0.08 내지 0.2인 것인 시야각 보상필름.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 돌출부 패턴층은 평탄면을 포함하는 제3 면; 및 상기 제3 면과 대향하며 복수 개의 돌출부를 포함하는 제4 면을 포함하고,
    상기 제2 돌출부 패턴층을 구성하는 돌출부 각각은 제3 경사면 및 제4 경사면을 포함하며,
    상기 제3 경사면 또는 제3 경사면을 연장한 면과 제3 면이 이루는 각도(θ3)와 상기 제4 경사면 또는 제4 경사면을 연장한 면과 제3 면이 이루는 각도(θ4)가 서로 상이한 각도를 가지는 것인 시야각 보상필름.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 θ3는 80° 내지 90°이고, 상기 θ4는 30° 내지 60°인 것인 시야각 보상필름.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 광조절층 및 제2 광조절층의 적어도 일면에는 기재층 및 점착층 중 1종 이상을 추가로 포함하는 것인 시야각 보상필름.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항의 시야각 보상필름을 포함하는 편광판.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 시야각 보상필름은 편광판의 최외측에 구비되는 것인 편광판.
  11. 액정 셀;
    상기 액정 셀의 시야측에 구비되는 제1 편광판;
    상기 액정 셀의 시야측의 반대측에 구비되는 제2 편광판; 및
    상기 제2 편광판의 액정 셀과 대면되는 면의 반대측에 구비되는 백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 제1 편광판 또는 제2 편광판이 청구항 9의 편광판인 것인 디스플레이 장치.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 차량용 디스플레이 장치인 것인 디스플레이 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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