KR100805796B1 - 디스플레이 장치용 보안필름 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

디스플레이 장치용 보안필름 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 복굴절성을 가지며, 입사광의 편광을 변화시켜 투과하는 돌출부와, 입사광의 편광을 상기 돌출부에 비해 적게 변화시키거나 변화없이 투과시키는 홈부가 교호적으로 선형배열되어 있는 다수의 요철격자를 갖는 복굴절층과; 상기 복굴절층의 상부에 마련되며, 상기 돌출부와 상기 홈부 중 어느 하나에서 투과된 편광은 투과시키고, 다른 하나에서 투과된 편광은 차단시키는 편광층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 생산성 향상과 제품가격을 낮출 수 있는 디스플레이 장치용 보안필름 및 그 제조방법이 제공된다.

보안필름, 디스플레이, 복굴절, 편광, 요철격자

Description

디스플레이 장치용 보안필름 및 그 제조방법{security film for display and manufacturing method thereof}

본 발명은, 디스플레이용 보안필름 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구조 및 제조방법이 개선된 디스플레이용 보안필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.

노트북이나 PDA 및 휴대폰 등의 휴대용 정보통신기기나 금융기관의 현금인출기 등은 각종 자료와 개인 정보들을 저장 또는 입력하는 것으로서, 해당 기기의 디스플레이 화면을 통해 자료 및 정보의 입력과 확인이 이루어진다.

그러나, 종래 디스플레이 화면은 광시야각과 고휘도 향상을 목적으로 그 기술이 발전되고 있기 때문에, 타인이 디스플레이 측면에서 화면을 용이하게 관찰할 수 있다. 이에 의해, 개인정보와 중요한 자료들이 타인에게 노출되는 보안상의 심각한 문제점이 발생하였다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 근래에 디스플레이 장치용 보안필름이 개발 된바 있다. 종래 디스플레이 장치용 보안필름(101)은 도 1에 도시된 바와 같이, 필름의 수평방향을 따라 투명한 광투과부(110)와 불투명한 비투과부(120)가 교호적으로 형성되어 있는 구조를 가지고 있다. 이러한 구조의 종래 보안필름(101)은 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 광투과성필름(130)과 비투과성필름(140)을 상호 교호적으로 접착한 후, 소정의 두께로 절단함으로써, 광투과부(110)와 비투과부(120)가 교호적으로 형성된 보안필름(101)으로 제조하였다.

이렇게 제조된 보안필름(101)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 각종 디스플레이 장치의 액정 패널(200) 전면에 부착된 상태에서 빛의 측면 출사를 억제하여 액정 패널(200)의 시야각(θ)을 줄임으로써, 디스플레이 장치의 액정 패널(200)에 표시되는 화면이 타인에게 노출되는 것을 방지하게 된다.

그런데, 이러한 종래 디스플레이 장치용 보안필름에 있어서는, 제조공정에서 다수의 광투과성 필름과 비투과성필름을 모두 마련하여 이들의 교호적인 접착 적층 공정 후 절단 공정이 이루어져야 하기 때문에, 자재 및 제조공정의 증가가 불가피하다. 이에 의해, 보안필름의 생산성 저하와 제품가격 상승을 초래하는 문제점이 발생하였다.

또한, 다수의 광투과성 필름과 비투과성필름을 교호적으로 접착 적층한 후 절단하는 공정에서 제품의 균일성을 확보하기가 매우 어려운 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 생산성 향상과 제품가격을 낮출 수 있으며, 제품의 균일성을 유지할 수 있는 디스플레이 장치용 보안필름 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 디스플레이 장치용 보안필름에 있어서, 복굴절성을 가지며, 입사광의 편광을 변화시켜 투과하는 돌출부와, 입사광의 편광을 상기 돌출부에 비해 적게 변화시키거나 변화없이 투과시키는 홈부가 교호적으로 선형배열되어 있는 다수의 요철격자를 갖는 복굴절층과; 상기 복굴절층의 상부에 마련되며, 상기 돌출부와 상기 홈부 중 어느 하나에서 투과된 편광은 투과시키고, 다른 하나에서 투과된 편광은 차단시키는 편광층을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 보안필름에 의해서 달성된다.

한편, 상기 목적은 본 발명의 다른 분야에 따라, 디스플레이 장치용 보안필름의 제조방법에 있어서, 복굴절성을 가지며, 입사광의 편광을 변화시켜 투과하는 돌출부와, 입사광의 편광을 상기 돌출부에 비해 적게 변화시키거나 변화없이 투과시키는 홈부가 교호적으로 선형배열되어 있는 다수의 요철격자를 갖는 복굴절층을 형성하는 단계와; 상기 복굴절층의 상부에 마련되며, 상기 돌출부와 상기 홈부 중 어느 하나에서 투과된 편광은 투과시키고, 다른 하나에서 투과된 편광은 차단시키는 편광층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 보 안필름의 제조방법에 의해서도 달성된다.

여기서, 상기 편광층은 상기 돌출부에서 투과된 편광은 투과시키고, 상기 홈부에서 투과된 편광은 차단시키는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 돌출부의 위상지연값(A)과 상기 홈부의 위상지연값(B) 및 상기 복굴절층으로 입사되는 입사광의 최대파장(λmax)과 최소파장(λmin)은

｜A - B ｜≥ a × λmin - 100nm 및 ｜A - B ｜＜ a × λmax + 100nm

(여기서, a는 정수)

의 관계를 갖는 것이 효과적이다.

이때, 상기 돌출부의 위상지연값(A)과 상기 홈부의 위상지연값(B)은 A ≠ B의 관계를 갖는 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 돌출부의 폭(w)과 높이(h)는 w/h ≤ 1의 관계를 갖고, 상기 돌출부의 폭(w)과 홈부의 폭(w')는 w/w' ≤ 1의 관계를 갖는 것이 보다 효과적이다.

한편, 상기 요철격자는 상기 복굴절층의 출사측면에 핫엠보싱 성형되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 편광층은 상기 복굴절층의 출사측면 상부에 적층 결합되거나, 이격 분리되어 있는 것이 효과적이다.

또한, 상기 복굴절층의 입사면과 상기 편광층의 출사면 중 적어도 어느 일면에는 광투과성 투명 보강층이 형성되는 것이 보다 바람직하다.

이에 의해, 생산성 향상과 제품가격을 낮출 수 있는 디스플레이 장치용 보안필름 및 그 제조방법이 제공된다.

도 5는 본 발명에 따른 디스플레이 장치용 보안필름의 사시도이고, 도 6은 도 5의 보안필름 단면도이며, 도 7은 도 6의 디스프레이 장치용 보안필름의 광학적 작용을 나타낸 단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디스플레이 장치용 보안필름(1)은 복굴절층(10)과, 복굴절층(10)의 출사측 상에 형성되는 편광층(20)을 포함하고 있다.

복굴절층(10)은 출사측면에 상호 교호적으로 선형배열된 다수의 돌출부(11b)와 홈부(11a)로 형성된 요철격자(11)를 가지고 있다.

이 요철격자(11)는 도 7에 도시된 바와 같이, 입사광에 대해 돌출부(凸部)(11b)에서 편광을 변화시켜서 출사시키고, 입사광에 대해 홈부(凹部)(11a)에서 편광을 변화시키지 않거나 편광을 돌출부(11b)에 비해 적개 변화시킨다.

이때, 돌출부(11b)와 홈부(11a)는 입사광의 편광을 위상지연시켜 조절하는 위상지연값을 가지게 되는데, 돌출부(11b)의 위상지연값(A)과 홈부(11a)의 위상지연값(B) 및 입사광의 최대파장(λmax)과 최소파장(λmin)은 아래 식-1의 관계를 갖는다.

｜A - B ｜≥ a × λmin - 100nm 및 ｜A - B ｜＜ a × λmax + 100nm

(여기서, a는 정수이고, A ≠ B 이다) (식-1)

이러한 식-1의 관계는 각종 디스플레이 장치의 액정패널(40) 상에 보안필름을 부착했을 때, 사용자가 액정패널(40)에서 표시되는 화면을 관찰할 수 있는 투과울인 10%이상의 투과율을 보장하기 위한 조건이다.

또한, 요철격자(11)의 돌출부(11b) 폭(w)과 높이(h)는 w/h ≤ 1의 관계를 갖고, 돌출부(11b)의 폭(w)과 홈부(11a)의 폭(w')는 w/w' ≤ 1의 관계를 갖는 것이 보안필름(1)의 시야각(θ)을 효과적으로 제한할 수 있다.

아래 그래프-1은 w/h ≤ 1 및 w/w' ≤ 1 일 때 얻을 수 있는 시야각을 시뮬레이션 한 결과이다. 일반적으로 보안필름은 좌우 시야각 45도 이하를 만족해야하는데, 본 발명에 따른 보안필름(1)은 w/h ≤ 1 및 w/w' ≤ 1 일 때, 45도 이하의 시야각을 제공하는 것을 확인할 수 있다.

그래프-1

한편, 복굴절층(10)을 형성하는 방법으로는 복굴절층(10)의 원재료인 복굴절 성 수지필름 상에 요철격자(11)에 대응하는 몰드 또는 와이어 스탬퍼 등을 이용하여 핫엠보싱 성형함으로써 상호 교호적으로 형성된 홈부(11a)와 돌출부(11b)를 갖는 요철격자(11)가 형성된 복굴절층(10)을 형성할 수 있다.

여기서, 복굴절층(10)은 단일의 수지필름상에 요철격자(11)를 형성시키는 형태로 마련될 수도 있으며, 광투과성 기판 상에 복굴절층(10) 원재료인 수지필름을 도포한 후, 그 상면에 전술한 바와 같이 핫엠보싱 방법을 이용하여 요철격자(11)를 형성하는 형태로 마련될 수 있다.

편광층(20)은 복굴절층(10)에서 변화된 편광에 대해 투과시키고, 변화되지 않은 편광 또는 변화가 적게 이루어진 편광에 대해서는 투과시키지 않는 편광필름에 의해 마련되어 복굴절층(10)의 출사측면에 결합된다.

이때, 편광층(20)은 복굴절층(10)의 출사측면에 직접 적층 결합될 수도 있으며, 도시하지는 않았지만 별도의 광학부품으로 마련되어 복굴절층(10)의 상부에 이격 분리된 상태로 배치될 수 있다.

이 편광층(20)을 통해 출사되는 편광은 복굴절층(10)에 형성된 요철격자(11)의 돌출부(11b)에 대응하는 영역에서 출사됨으로써, 편광층(20)의 출사면에서 빛을 평면적으로 관찰하면 도 7과 같이, 요철격자(11)의 평면 구조에 대응하는 명부(21b)와 암부(21a)가 상호 평행한 직선 형상을 가지고 교호적으로 선형 배열되어 있는 형태를 갖게 된다.

물론, 편광층(20)의 방향을 달리하면, 돌출부(11b)에서 변화된 편광에 대해 차단하고, 홈부(11a)에서 변화되지 않은 편광 또는 변화가 적게 이루어진 편광에 대해서는 투과시키도록 할 수도 있다. 이에 의해, 편광층(20)을 통해 출사되는 편광은 복굴절층(10)에 형성된 요철격자(11)의 홈부(11a)에 대응하는 영역에서 출사됨으로써, 편광층(20)의 출사면에서 빛을 평면적으로 관찰하면 요철격자(11)의 홈부(11a)와 돌출부(11b)의 평면 구조에 대응하는 명부와 암부가 상호 평행한 직선 형상을 가지고 교호적으로 선형 배열되어 있는 형태를 가질 수도 있다.

한편, 복굴절층(10)의 입사면과 편광층(20)의 출사면에는 도 8과 같이, 보안필름(1)의 형태를 견고하게 유지하기 위한 광투과성 투명기판과 같은 보강층(30)이 더 형성될 수도 있다.

이러한 광학적 구조를 갖는 본 발명에 따른 디스플레이 장치용 보안필름(1)의 제조는 도 9에 도시된 바와 같이, 요철격자(11)를 갖는 복굴절층(10)을 형성하는 단계(S01)와, 복굴절층(10)의 요철격자(11) 상에 편광층(20)을 형성하는 단계(S02)를 갖는 제조방법에 의해 제조된다.

요철격자(11)를 갖는 복굴절층(10)을 형성하는 단계(S01)는 전술한 바와 같이, 복굴절층(10)의 원재료인 복굴절성을 갖는 수지필름 상에 핫엠보싱 성형방법으로 요철격자(11)를 형성하는 단계로서,요철격자(11)가 형성되면 복굴절 특성에 의해 요철격자(11)의 홈부(11a)로 입사된 광은 편광이 변화되지 않거나 작게 변화되어 출사되며, 요철격자(11)의 돌출부(11b)로 입사된 광은 편광을 변화시켜서 출사 된다.

그리고, 복굴절층(10)의 요철격자(11) 상에 편광층(20)을 형성하는 단계(S02)는 복굴절층(10)에서 변화된 편광은 투과시키고, 복굴절층(10)에서 변화되지 않았거나 작게 변화된 편광은 투과시키지 않는 광학적 특성을 갖는 편광필름을 복굴절층(10)의 요철격자(11) 상에 광학적으로 결합하는 단계이다.

이때, 편광층(20)은 복굴절층(10)의 요철격자(11) 상에 접착물질 등에 의해 광학적으로 결합될 수도 있으며, 경화되기 전의 복굴절층(10)의 요철격자(11) 상에 직접 부착될 수도 있다.

물론, 편광층(20)은 전술한 바와 같이, 별도의 광학부품으로 마련되어 복굴절층(10)의 상부에 이격 분리된 상태로 배치될 수 있으며, 광학적 결합 방향을 달리함으로써, 복굴절층(10)에서 변화된 편광은 차단하고, 복굴절층(10)에서 변화되지 않았거나 작게 변화된 편광은 차단할 수도 있다.

그리고, 복굴절층(10)의 입사면과 편광층(20)의 출사면에는 보안필름(1)의 형태를 견고하게 유지하기 위한 광투과성 투명기판과 같은 보강층(30)이 더 형성될 수도 있다.

이러한 구성과 제조공정에 의해 제조된 본 발명에 따른 보안필름(1)은 도 10에 도시된 바와 같이, 각종 디스플레이 장치의 액정패널(40) 전면에 배치된 상태에서 평면투영시 복굴절층(10)의 요철격자(11)의 돌출부(11b)와 홈부(11a)에 대응하 는 명부(21b)와 암부(21a)를 형성하게 되며, 암부(21a) 영역이 디스플레이 장치의 액정패널(40)로부터 발산되는 빛의 측면 출사를 억제함으로써, 액정패널(40)의 시야각(θ)을 줄인다. 이에 의해, 디스플레이 장치의 액정패널(40)에 표시되는 화면이 측면에서 확인되지 않도록 하여 타인에게 노출되는 것을 방지함으로써, 화면의 보안을 유지할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 디스플레이 장치용 보안필름 및 그 제조방법은 핫엠보싱 성형에 의해 요철격자가 형성된 복굴절층을 마련하고, 복굴절층의 요철격자 상에 편광층을 형성함으로써, 자재 및 제조 공정을 현격하게 줄일 수 있으며, 이에 의해, 생산성이 향상되고 제품가격 낮출 수 있다.

또한, 몰드나 스템퍼를 이용하여 복굴절층의 요철격자를 핫엠보싱 성형하고, 이 복굴절층상에 편광층을 형성함으로써, 제품의 편차를 현격하게 줄일 수 있다. 이에 의해, 제품의 균일성을 유지할 수 있다.

도 1은 종래 디스플레이 장치용 보안필름의 사시도,

도 2는 도 1의 디스플레이 장치용 보안필름 제조과정을 나타낸 사시도,

도 3은 도 1의 디스플레이 장치용 보안필름 사용상태 사시도,

도 4는 도 3의 액정패널 및 보안필름 영역 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 디스플레이 장치용 보안필름의 사시도,

도 6은 도 5의 디스플레이 장치용 보안필름의 단면도,

도 7은 도 6의 디스프레이 장치용 보안필름의 광학적 작용을 나타낸 단면도,

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치용 보안필름의 단면도,

도 9는 본 발명에 따른 디스플레이 장치용 보안필름의 제조공정 흐름도,

도 10은 본 발명에 따른 디스플레이 장치용 보안필름의 사용상태 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 복굴절층 11 : 요철격자

20 : 편광층 30 : 보강층

40 : 액정패널

Claims (18)

1. 디스플레이 장치용 보안필름에 있어서,

   복굴절성을 가지며, 입사광의 편광을 변화시켜 투과하는 돌출부와, 입사광의 편광을 상기 돌출부에 비해 적게 변화시키거나 변화 없이 투과시키는 홈부가 교호적으로 선형 배열되어 있는 다수의 요철격자를 갖는 복굴절층과;

   상기 복굴절층의 상부에 마련되며, 상기 돌출부와 상기 홈부 중 어느 하나에서 투과된 편광은 투과시키고, 다른 하나에서 투과된 편광은 차단시키는 편광층을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 보안필름.
2. 제1항에 있어서,

   상기 편광층은 상기 돌출부에서 투과된 편광은 투과시키고, 상기 홈부에서 투과된 편광은 차단시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 보안필름.
3. 제2항에 있어서,

   상기 돌출부의 위상지연값(A)과 상기 홈부의 위상지연값(B) 및 상기 복굴절층으로 입사되는 입사광의 최대파장(λmax)과 최소파장(λmin)은

   ｜A - B ｜≥ a × λmin - 100nm 및 ｜A - B ｜＜ a × λmax + 100nm

   (여기서, a는 정수)

   의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 보안필름.
4. 제3항에 있어서,

   상기 돌출부의 위상지연값(A)과 상기 홈부의 위상지연값(B)은 A ≠ B의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 보안필름.
5. 제1항에 있어서,

   상기 돌출부의 폭(w)과 높이(h)는 w/h ≤ 1의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 보안필름.
6. 제1항에 있어서,

   상기 돌출부의 폭(w)과 상기 홈부의 폭(w')은 w/w' ≤ 1의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 보안필름.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 요철격자는 상기 복굴절층의 출사측면에 핫엠보싱 성형되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 보안필름.
8. 제1항에 있어서,

   상기 편광층은 상기 복굴절층의 출사측면 상부에 적층 결합되거나, 이격 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 보안필름.
9. 제1항에 있어서,

   상기 복굴절층의 입사면과 상기 편광층의 출사면 중 적어도 어느 일면에는 광투과성 투명 보강층이 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 보안필름.
10. 디스플레이 장치용 보안필름의 제조방법에 있어서,

    복굴절성을 가지며, 입사광의 편광을 변화시켜 투과하는 돌출부와, 입사광의 편광을 상기 돌출부에 비해 적게 변화시키거나 변화없이 투과시키는 홈부가 교호적으로 선형배열되어 있는 다수의 요철격자를 갖는 복굴절층을 형성하는 단계와;

    상기 복굴절층의 상부에 마련되며, 상기 돌출부와 상기 홈부 중 어느 하나에서 투과된 편광은 투과시키고, 다른 하나에서 투과된 편광은 차단시키는 편광층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 보안필름의 제조방법.
11. 제10항에 있어서,

    상기 편광층은 상기 돌출부에서 투과된 편광은 투과시키고, 상기 홈부에서 투과된 편광은 차단시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 보안필름의 제조방법.
12. 제11항에 있어서,

    상기 돌출부의 위상지연값(A)과 상기 홈부의 위상지연값(B) 및 상기 복굴절층으로 입사되는 입사광의 최대파장(λmax)과 최소파장(λmin)은

    ｜A - B ｜≥ a × λmin - 100nm 및 ｜A - B ｜＜ a × λmax + 100nm

    (여기서, a는 정수)

    의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 보안필름의 제조방법.
13. 제12항에 있어서,

    상기 돌출부의 위상지연값(A)과 상기 홈부의 위상지연값(B)은 A ≠ B의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 보안필름의 제조방법.
14. 제10항에 있어서,

    상기 돌출부의 폭(w)과 높이(h)는 w/h ≤ 1의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 보안필름의 제조방법.
15. 제10항에 있어서,

    상기 돌출부의 폭(w)과 상기 홈부의 폭(w')은 w/w' ≤ 1의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 보안필름의 제조방법.
16. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 요철격자는 상기 복굴절층의 출사측면에 핫엠보싱 성형되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 보안필름의 제조방법.
17. 제10항에 있어서,

    상기 편광층은 상기 복굴절층의 출사측면 상부에 적층 결합되거나, 이격 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 보안필름의 제조방법.
18. 제10항에 있어서,

    상기 복굴절층의 입사면과 상기 편광층의 출사면 중 적어도 어느 일면에는 광투과성 투명 보강층이 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 보안필름의 제조방법.

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