KR101848196B1 - 광학필름 및 이를 이용한 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 빛의 투과방향을 특정방향으로 한정하는 광학필름과 이를 이용한 디스플레이 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 광학필름은 제1면과 상기 제1면의 반대측에 위치하는 제2면을 포함하고, 상기 제1면은 제1경사면과 제2경사면을 구비하고, 상기 제2면은 제3경사면과 제4경사면을 구비하며, 상기 제1경사면은 제1경사각을 갖도록 형성되고, 상기 제2경사면은 상기 제1경사각과 다른 제2경사각을 갖도록 형성되며, 상기 제3경사면은 제3경사각을 갖도록 형성되고, 상기 제4경사면은 상기 제3경사각과 다른 제4경사각을 갖도록 형성된다.

Description

광학필름 및 이를 이용한 디스플레이 장치{OPTICAL FILM AND DISPLAY DEVICE USING THE SAME}

본 발명은 광학필름 및 이를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 특정방향으로만 빛이 통과하도록 작용하는 광학필름 및 이를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.

빛이 투과하는 방향을 정면이 아닌 측면(사선)방향으로 한정하거나 또는 빛이 측면방향으로 투과하는 것을 차단하고 정면으로만 투과하도록 한정할 수 있는, 요컨대 빛의 투과방향을 특정방향으로 한정할 수 있는 광학필름은 다양한 용도로 사용될 수 있다. 예를 들면, 빛의 투과방향을 한정할 수 있는 광학필름은 디스플레이 장치에 사용될 수 있다. 최근 휴대폰이나 TV와 같은 다양한 전자기기가 사용되고 있고, 이들 전자기기에는 대부분 사용자에게 영상을 보여주는 디스플레이 장치가 구비되어 있다. 그런데 이들 디스플레이 장치에 상기 빛의 투과방향을 한정할 수 있는 광학필름이 사용되는 경우, 디스플레이 장치에 보안기능을 부여할 수 있다. 즉, 빛의 투과방향을 정면으로만 한정하는 광학필름이 사용되면, 디스플레이 장치로부터의 영상은 정면에서만 볼 수 있다. 이러한 기능을 은행의 현금인출기에 적용한다면, 현금을 인출하고자 현금인출기의 정면에 위치하는 사용자만이 현금인출기에 구비된 디스플레이 장치의 화면을 볼 수 있고, 해당 사용자의 측면에 위치하는 주변 사람들은 디스플레이 장치의 화면을 볼 수 없게 된다. 따라서 주변 사람들이 현금인출기의 화면으로부터 사용자가 입력하는 비밀정보 등을 인지하기 어렵게 되므로, 현금인출기에 보안기능이 부여될 수 있다.

이와 같이 특정방향으로 빛의 투과방향을 한정하는 기능에 관한 종래기술은 하기의 특허문헌에 개시되어 있다. 하지만, 하기의 특허문헌에 개시된 기술은 상기 기능을 구현하기 위한 구조가 복잡하여 실질적으로 제조하기가 용이하지 않은 문제가 있다.

한국등록특허공보 제10-1226226호

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 발명된 것으로, 간단한 구조와 제조공정으로 빛이 투과하는 방향을 특정방향으로 한정할 수 있는 광학필름 및 이를 이용한 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 광학필름은 제1면과 제2면을 포함한다. 상기 제1면은 제1경사면과 제2경사면을 구비하고, 상기 제2면은 상기 제1면의 반대측에 위치하며, 제3경사면과 제4경사면을 구비한다. 상기 제1경사면은 제1경사각을 갖도록 형성되고, 상기 제2경사면은 상기 제1경사각과 다른 제2경사각을 갖도록 형성되며, 상기 제3경사면은 제3경사각을 갖도록 형성되고, 상기 제4경사면은 상기 제3경사각과 다른 제4경사각을 갖도록 형성된다.

상기 광학필름에 있어서, 상기 제1경사각과 상기 제3경사각은 직각이고, 상기 제2경사각과 상기 제4경사각은 예각이다. 여기서, 상기 제1경사면과 상기 제3경사면은 서로 대응되게 위치하고, 상기 제2경사면과 상기 제4경사면은 서로 대응되게 위치하며, 상기 제2경사각과 상기 제4경사각은 동일하다.

또한, 본 발명의 광학필름은 제1층, 제2층 및 중간층을 포함한다. 상기 제1층은 제1경사면과 제2경사면을 구비하는 제1면을 포함하고, 상기 제2층은 제3경사면과 제4경사면을 구비하는 제2면을 포함하며, 상기 중간층은 상기 제1 및 제2층의 사이에 개재된다. 상기 제1면은 상기 제1층에 있어서 상기 중간층에 인접하는 면의 반대측에 위치하고, 상기 제2면은 상기 제2층에 있어서 상기 중간층에 인접하는 면의 반대측에 위치한다. 상기 제1경사면은 제1경사각을 갖도록 형성되고, 상기 제2경사면은 상기 제1경사각과 다른 제2경사각을 갖도록 형성되며, 상기 제3경사면은 제3경사각을 갖도록 형성되고, 상기 제4경사면은 상기 제3경사각과 다른 제4경사각을 갖도록 형성된다.

상기 광학필름에 있어서, 상기 제1경사각과 상기 제3경사각은 직각이고, 상기 제2경사각과 상기 제4경사각은 예각이다. 여기서, 상기 제1경사면과 상기 제3경사면은 서로 대응되게 위치하고, 상기 제2경사면과 상기 제4경사면은 서로 대응되게 위치하며, 상기 제2경사각과 상기 제4경사각은 동일하다.

상기 광학필름에 있어서, 상기 제1층은 제1굴절률을 갖고, 상기 제2층은 제2굴절률을 갖고, 상기 중간층은 상기 제1 및 제2굴절률 보다 작은 제3굴절률을 갖는다. 또한, 여기서 상기 제1 및 제2굴절률은 서로 동일하고, 상기 제3굴절률은 공기의 굴절률과 동일하다.

상기 광학필름에 있어서, 상기 중간층은 상기 제1 및 제2층을 서로 부착시키기 위한 접착층을 포함한다.

본 발명의 디스플레이 장치는 디스플레이 패널과 상기 디스플레이 패널 위에 배치되는 광학필름을 포함한다. 상기 광학필름은 제1면과 제2면을 포함하는데, 제1면은 상기 디스플레이 패널을 향하며, 제1경사면과 제2경사면을 구비하고, 제2면은 상기 제1면의 반대측에 위치하며, 제3경사면과 제4경사면을 구비한다. 상기 제1경사면은 제1경사각을 갖도록 형성되고, 상기 제2경사면은 상기 제1경사각과 다른 제2경사각을 갖도록 형성되며, 상기 제3경사면은 제3경사각을 갖도록 형성되고, 상기 제4경사면은 상기 제3경사각과 다른 제4경사각을 갖도록 형성된다.

본 발명의 디스플레이 장치는 디스플레이 패널과 상기 디스플레이 패널 위에 배치되는 광학필름을 포함한다. 상기 광학필름은 제1층, 제2층, 중간층을 포함한다. 상기 제1층은 상기 디스플레이 패널을 향하며, 제1경사면과 제2경사면을 구비하는 제1면을 포함하며, 상기 제2층은 제3경사면과 제4경사면을 구비하는 제2면을 포함하며, 상기 중간층은 상기 제1 및 제2층의 사이에 개재된다. 상기 제1면은 상기 제1층에 있어서 상기 중간층에 인접하는 면의 반대측에 위치하고, 상기 제2면은 상기 제2층에 있어서 상기 중간층에 인접하는 면의 반대측에 위치한다. 상기 제1경사면은 제1경사각을 갖도록 형성되고, 상기 제2경사면은 상기 제1경사각과 다른 제2경사각을 갖도록 형성되며, 상기 제3경사면은 제3경사각을 갖도록 형성되고, 상기 제4경사면은 상기 제3경사각과 다른 제4경사각을 갖도록 형성된다.

상기 디스플레이 장치에 있어서, 상기 제1경사각과 상기 제3경사각은 직각이고, 상기 제2경사각과 상기 제4경사각은 예각이다. 여기서, 상기 제1경사면과 상기 제3경사면은 서로 대응되게 위치하고, 상기 제2경사면과 상기 제4경사면은 서로 대응되게 위치하며, 상기 제2경사각과 상기 제4경사각은 동일하다.

본 발명의 광학필름 및 이를 이용한 디스플레이 장치에 따르면, 빛이 투과하는 방향을 특정방향으로 한정할 수 있는 광학필름을 간단한 구조와 제조공정에 의하여 용이하게 제작할 수 있고, 이 광학필름을 디스플레이 장치에 적용하여 상기 디스플레이 장치에 보안기능 등 다양한 기능을 부여할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 광학필름의 사시도이다.
도 3은 도 1의 광학필름의 작동원리를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 4의 광학필름의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 측면투과형 광학필름을 적용하여 실험한 결과를 나타내는 사진이다.
도 9는 본 발명의 제5실시예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 10은 도 9의 광학필름의 작동원리를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제6실시예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제7실시예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제8실시예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제9실시예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 15는 도 14의 광학필름의 작동원리를 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 제10실시예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 17은 도 16의 광학필름의 작동원리를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 제11실시예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 19는 본 발명의 제12실시예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 20은 본 발명의 정면투과형 광학필름을 적용하여 실험한 결과를 나타내는 사진이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

이하, 실시예들을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명의 목적, 특징, 장점은 이하의 실시예들을 통해 쉽게 이해될 것이다. 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 따라서, 이하의 실시예들에 의하여 본 발명이 제한되어서는 안 된다.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 요소들(elements)을 기술하기 위해서 사용되었지만, 상기 요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이러한 용어들은 단지 상기 요소들을 서로 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 또, 어떤 요소가 다른 요소 위에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 요소 위에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다.

도면들에서 요소의 크기, 또는 요소들 사이의 상대적인 크기는 본 발명에 대한 더욱 명확한 이해를 위해서 다소 과장되게 도시될 수 있다. 또, 도면들에 도시된 요소의 형상이 제조 공정상의 변이 등에 의해서 다소 변경될 수 있을 것이다. 따라서, 본 명세서에서 개시된 실시예들은 특별한 언급이 없는 한 도면에 도시된 형상으로 한정되어서는 안 되며, 어느 정도의 변형을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1의 광학필름의 사시도이며, 도 3은 도 1의 광학필름의 작동원리를 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 광학필름(100)은 제1면(110)과 반대측의 제2면(120)을 포함한다. 광학필름(100)은 PET(polyethylene terephthalate), PMMA(polymethyl methacrylate), 폴리(펜타브로모페닐 메타크릴레이트)(poly(pentabromophenyl methacrylate)), 폴리티오메타크릴레이트(polythiomethacrylate), 폴리카보네이트(polycarbonate), 편광성을 갖는 고분자 물질, 나노복합재(nanocomposite) 등으로 형성될 수 있다. 상기 나노 복합재는 나노 입자(예를 들어, 이산화 티탄 나노 입자)가 고분자(예를 들어, 폴리이미드)에 분산된 형태일 수 있다.

본 실시예의 광학필름(100)은 주로 하나의 측면(사선)방향으로 빛의 투과방향을 한정하고자 하는 것으로, 제1면(110)은 빛이 입사되는 방향에 위치하고 제2면(120)은 빛이 출사되는 방향에 위치한다. 제1면(110)에는 제1경사면(111)과 제2경사면(112)이 형성되는데 비하여, 제2면(120)은 대략 수평방향과 나란한 평평한 면으로 형성된다. 제1경사면(111)은 수평방향에 대하여 제1경사각(θ1)으로 경사지게 형성되고, 제2경사면(112)은 수평방향에 대하여 제2경사각(θ2)으로 경사지게 형성된다. 제1 및 제2경사각(θ1, θ2)은 서로 다르다. 즉, 제1경사면(111)과 제2경사면(112)은 상호 비대칭으로 형성된다. 예를 들면, 제1경사각(θ1)은 직각이 될 수 있고, 제2경사각(θ2)은 예각이 될 수 있다.

원래 '예각'이란 0 ~ 90°를 의미하고, 이에 대비되는 개념으로서 '둔각'이란 90 ~ 180°를 의미하지만, 동일한 경사에 대해서도 각도를 좌측에서 우측으로 측정하는 경우에는 예각이 되고, 우측에서 좌측으로 측정하는 경우에는 둔각이 될 수도 있다. 따라서, 본 명세서에 있어서 '예각'이란 측정방향에 따라 '예각'이 되거나 '둔각'이 될 수 있는 각도를 의미하며, 정확하게는 0°, 90°, 180° 이외의 0°와 180° 사이의 임의의 각도를 의미한다.

위와 같이 제1 및 제2경사면(111, 112)이 비대칭으로 형성되는 경우, 빛(L)은 제1면(110)의 제2 경사면(112)으로 입사하여 굴절된 후 광학필름(100)을 통과하여 제2면(120)으로 출사하여 소정방향, 예를 들면 왼쪽 측면 방향(좌측면 방향)으로 진행하게 된다. 여기서, 빛(L)의 경로에 대해 보다 구체적으로 살펴보면, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2경사면(112)에 대한 빛(L)의 굴절각(β)은 입사각(α) 보다 작다. 이는 광학필름(100)의 굴절률이 빛(L1)이 광학필름(100)에 입사하기 전에 경유하는 공기(대략 굴절률이 1)의 굴절률 보다 크기 때문이다. 입사된 빛(L)은 광학필름(100)을 통과하여 제2면(120)에 도달한다. 빛(L)은 제2면(120)에서 다시 굴절되는데, 여기서는 굴절률이 큰 광학필름(100)으로부터 굴절률이 작은 공기로 진행하므로, 굴절각(δ)은 입사각(γ) 보다 크다. 굴절각(δ)이 클수록 좌측면 방향으로 더 기울어진 상태로 빛(L1)이 나아가게 된다.

본 실시예에 있어서 수직한 제1경사면(111)을 제외한 나머지 제2경사면(112)은 모두 좌측으로 경사지게 형성되어 있고, 이에 따라 정면에서 입사된 빛(L)은 광학필름(100)을 통과하여 좌측면 방향으로 출사하게 된다. 본 실시예의 광학필름(100)에는 우측으로 경사지게 형성된 경사면이 없기 때문에, 광학필름(100)은 오른쪽 측면방향으로 빛이 출사되어 나가는 것을 제한한다. 요컨대, 본 실시예에 따른 광학필름(100)은 좌측으로만 경사지는 비대칭 구조를 이용하여 제1면(110)으로 입사되는 빛의 투과방향을 좌측면 방향으로 한정하게 된다.

여기서 제1경사면(111)이 수직한 경우를 예로서 설명하였지만, 제1경사면(111)이 수직하지 않더라도, 제2경사면(112)과 마찬가지로 좌측으로 경사지게 형성된다면(다만, 제1 및 제2경사면(111, 112)의 경사는 서로 다름), 우측으로 경사지게 형성된 경사면이 없기 때문에, 광학필름(100)은 오른쪽 측면방향으로 빛이 출사되어 나가는 것을 제한할 수 있다(이하의 다른 실시예에서도 제1경사면이 수직한 경우를 설명하고 있지만, 본 실시예와 유사한 원리가 적용되는 경우에는 제1경사면이 수직하지 않더라도 빛의 투과방향을 소정방향으로 제한할 수 있다).

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 5는 도 4의 광학필름의 사시도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 광학필름(100)은 제1면(110)과 반대측의 제2면(120)을 포함한다. 제1면(110)에는 제1경사면(111)과 제2경사면(112)이 형성되는데 비하여, 제2면(120)은 대략 수평방향과 나란한 평평한 면으로 형성된다. 제1경사면(111)은 수평방향에 대하여 제1경사각(θ1)으로 경사지게 형성되고, 제2경사면(112)은 수평방향에 대하여 제2경사각(θ2)으로 경사지게 형성된다. 제1경사면(111)과 제2경사면(112)은 상호 비대칭으로 형성되어, 제1 및 제2경사각(θ1, θ2)은 서로 다르다. 예를 들면, 제1경사각(θ1)은 직각이 될 수 있고, 제2경사각(θ2)은 예각이 될 수 있다.

이와 같이 제1 및 제2경사면(111, 112)이 형성되는 경우, 빛(L)은 제1면(110)의 제2 경사면(112)으로 입사하여 굴절된 후 광학필름(100)을 통과하여 제2면(120)으로 출사하여 소정방향, 예를 들면 오른쪽 측면 방향(우측면 방향)으로 진행하게 된다. 본 실시예에 있어서 수직한 제1경사면(111)을 제외한 나머지 제2경사면(112)은 모두 우측으로 경사지게 형성되어 있고, 이에 따라 정면에서 입사된 빛(L)은 광학필름(100)을 통과하여 우측면 방향으로 출사하게 된다. 본 실시예의 광학필름(100)에는 좌측으로 경사지게 형성된 경사면이 없기 때문에, 광학필름(100)은 왼쪽 측면방향으로 빛이 출사되어 나가는 것을 제한한다. 요컨대, 본 실시예에 따른 광학필름(100)은 우측으로만 경사지는 비대칭 구조를 이용하여 제1면(110)으로 입사되는 빛의 투과방향을 우측면 방향으로 한정하게 된다.

본 실시예와 제1실시예는 제2경사면(112)의 경사방향에 있어서 차이가 있다. 구체적으로, 제1실시예에서는 제2경사면(112)이 좌측으로 경사지는데 비하여, 본 실시에에서는 제2경사면(112)이 우측으로 경사진다. 그 결과, 제1실시예에서는 제1면(110)으로 입사되는 빛의 투과방향을 좌측면 방향으로 한정하지만, 제2실시예에서는 제1면(110)으로 입사되는 빛의 투과방향을 우측면 방향으로 한정할 수 있다.

제1 및 제2실시예에 관한 도면에서 제1 및 제2 경사면(111, 112)이 직각삼각형의 형상으로 형성된 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 '비대칭 구조'를 채용하여 빛의 투과방향을 소장방향으로 한정하고자 하는 것이므로, 직각삼각형의 형상이 아니더라도 비대칭 구조를 갖는다면 어떠한 형상이라도 채용할 수 있다. 또한, 비대칭 구조가 반드시 제1면(110)의 전체에 걸쳐서 형성되어 있을 필요도 없으며, 필요한 부분에 부분적으로 형성되어 있어도 무방하다.

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 6을 참조하면, 광학필름(100)은 제1면(110)과 반대측의 제2면(120)을 포함한다. 제1면(110)에는 제1경사면(111)과 제2경사면(112)이 형성되는데 비하여, 제2면(120)은 대략 수평방향과 나란한 평평한 면으로 형성된다. 제1경사면(111)은 수평방향에 대하여 제1경사각(θ1)으로 경사지게 형성되고, 제2경사면(112)은 수평방향에 대하여 제2경사각(θ2)으로 경사지게 형성된다. 제1 및 제2경사각(θ1, θ2)은 서로 달라서, 제1경사면(111)과 제2경사면(112)은 상호 비대칭으로 형성된다. 예를 들면, 제1경사각(θ1)은 직각이 될 수 있고, 제2경사각(θ2)은 예각이 될 수 있다.

본 실시예의 광학필름(100)은 제1실시예와 달리, 제1경사면(111)에 광차단층(113)이 형성되어 있다. 광차단층(113)은 입사하는 빛을 전부 반사하거나 또는 흡수함으로써 빛이 투과하는 것을 차단하는 층이다. 광차단층(113)은 제1경사면(111)에 금속을 코팅하여 금속 코팅층으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 반사율이 높은 금속을 코팅하여 반사막으로서 빛을 차단할 수 있다. 또는 블랙메탈과 같은 블랙물질을 코팅하여 빛을 흡수함으로써 빛이 투과하는 것을 차단할 수 있다.

제1실시예와 비교하면, 본 실시예는 제1경사면(111)에 광차단층(113)이 형성되어 있다는 점에서만 차이가 있다. 따라서, 제2경사면(112)과 관련해서는, 제1실시예와 마찬가지로, 정면에서 입사되는 빛(L)은 우측면 방향으로 투과된다. 하지만, 제1경사면(111)의 광차단층(113)으로 인하여 제1실시예와 동작상 다소 상이한 점도 있다. 즉, 광차단층(113)에 의하여 우측면 방향으로 입사되는 빛이 광차단층(113)에 의하여 차단됨으로써(도면의 '×' 표시는 빛의 투과가 차단됨을 나타냄), 우측면 방향으로 빛이 투과하는 것을 확실하게 차단할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 7을 참조하면, 광학필름(100)은 제1면(110)과 반대측의 제2면(120)을 포함한다. 제1면(110)에는 제1경사면(111)과 제2경사면(112)이 형성되는데 비하여, 제2면(120)은 대략 수평방향과 나란한 평평한 면으로 형성된다. 제1경사면(111)은 수평방향에 대하여 제1경사각(θ1)으로 경사지게 형성되고, 제2경사면(112)은 수평방향에 대하여 제2경사각(θ2)으로 경사지게 형성된다. 제1 및 제2경사각(θ1, θ2)은 서로 달라서, 제1경사면(111)과 제2경사면(112)은 상호 비대칭으로 형성된다. 예를 들면, 제1경사각(θ1)은 직각이 될 수 있고, 제2경사각(θ2)은 예각이 될 수 있다.

본 실시예의 광학필름(100)은 제2실시예와 달리, 제1경사면(111)에 광차단층(113)이 형성되어 있다. 광차단층(113)은 입사하는 빛을 전부 반사하거나 또는 흡수함으로써 빛이 투과하는 것을 차단하는 층이다. 광차단층(113)은 제1경사면(111)에 금속을 코팅하여 금속 코팅층으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 반사율이 높은 금속을 코팅하여 반사막으로서 빛을 차단할 수 있다. 또는 블랙메탈과 같은 블랙물질을 코팅하여 빛을 흡수함으로써 빛이 투과하는 것을 차단할 수 있다.

제2실시예와 비교하면, 본 실시예는 제1경사면(111)에 광차단층(113)이 형성되어 있다는 점에서만 차이가 있다. 따라서, 제2경사면(112)과 관련해서는, 제2실시예와 마찬가지로, 정면에서 입사되는 빛(L)은 좌측면 방향으로 투과된다. 하지만, 제1경사면(111)의 광차단층(113)으로 인하여 제2실시예와 동작상 다소 상이한 점도 있다. 즉, 광차단층(113)에 의하여 좌측면 방향으로 입사되는 빛이 광차단층(113)에 의하여 차단됨으로써, 좌측면 방향으로 빛이 투과하는 것을 확실하게 차단할 수 있다.

도 8은 본 발명의 측면투과형 광학필름을 적용하여 실험한 결과를 나타내는 사진이다.

도 8에 있어서 상단은 제1 및 제2실시예와 같이 광차단층 없이 비대칭 경사면의 구조만을 사용한 경우의 실험결과를 나타내고, 하단은 제3 및 제4실시예와 같이 비대칭 경사면의 구조에 광차단층까지 사용한 경우의 실험결과를 나타낸다. 실험은 광학필름을 디스플레이 장치에 부착한 후, 좌측면 방향과 우측면 방향에서 보여지는 화면을 체크한 것이다.

상단의 사진을 참조하면, 좌측면 방향에서는 빛이 광학필름을 통과하여 정상적인 화면을 보여주지만(상단 좌측 사진), 우측면 방향에서는 빛이 광학필름을 제대로 통과하지 못하여 정상적이 화면을 보여주고 있지 못한다(상단 우측 사진). 따라서, 본 발명의 광학필름이 제대로 작동하고 있음을 알 수 있다. 다만, 우측면 방향으로의 빛의 투과가 완전히 차단되지 못하여, 불명확하기는 하지만 어느 정도 인지 가능한 화면이 보여지는 단점이 있다.

하단의 사진을 참조하면, 좌측면 방향에서는 빛이 광학필름을 통과하여 정상적인 화면을 보여주지만(하단 좌측 사진), 우측면 방향에서는 빛이 광학필름을 제대로 통과하지 못하여 정상적이 화면을 보여주고 있지 못한다(하단 우측 사진). 따라서, 본 발명의 광학필름이 제대로 작동하고 있음을 알 수 있다. 또한, 상단 사진의 경우와 달리, 광차단층의 작용으로 우측면 방향으로의 빛의 투과도 거의 완전하게 차단되고 있어서, 보다 우수한 성능을 나타내고 있음을 알 수 있다.

도 9는 본 발명의 제5실시예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 10은 도 9의 광학필름의 작동원리를 나타내는 도면이다.

도 9를 참조하면, 광학필름(100)은 제1면(110)과 반대측의 제2면(120)을 포함한다. 제1면(110)에는 제1경사면(111)과 제2경사면(112)이 형성되는데 비하여, 제2면(120)은 대략 수평방향과 나란한 평평한 면으로 형성된다. 제1경사면(111)은 수평방향에 대하여 제1경사각(θ1)으로 경사지게 형성되고, 제2경사면(112)은 수평방향에 대하여 제2경사각(θ2)으로 경사지게 형성된다. 제1경사면(111)과 제2경사면(112)은 상호 비대칭으로 형성되어, 제1 및 제2경사각(θ1, θ2)은 서로 다르다. 예를 들면, 제1경사각(θ1)은 직각이 될 수 있고, 제2경사각(θ2)은 예각이 될 수 있다.

본 실시예의 광학필름(100)은 제1실시예와 달리, 제2경사면(112)에 광차단층(113)이 형성되어 있다. 광차단층(113)은 입사하는 빛을 전부 반사하거나 또는 흡수함으로써 빛이 투과하는 것을 차단하는 층이다. 광차단층(113)은 제2경사면(112)에 금속을 코팅하여 금속 코팅층으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 반사율이 높은 금속을 코팅하여 반사막으로서 빛을 차단할 수 있다. 또는 블랙메탈과 같은 블랙물질을 코팅하여 빛을 흡수함으로써 빛이 투과하는 것을 차단할 수 있다.

이하, 도 10을 참조하여 본 실시예에 따른 광학필름(100)이 빛이 투과하는 방향을 특정하는 원리를 살펴본다. 도 10(a)에 도시된 바와 같이, 광학필름(100)의 정면 방향으로 들어오는 제1빛(L1)은 광학필름(100)의 제2경사면(112)으로 입사하게 된다. 그러나 제2경사면(112)에는 광차단층(113)이 형성되어 있기 때문에, 제1빛(L1)은 광학필름(100)의 내부로는 들어올 수 없다.

이와 같이, 정면에서 입사하는 모든 빛은 광차단층(113)에 의하여 차단되기 때문에, 측면에서 들어오는 빛만이 광학필름(100)을 통과할 수 있다. 그런데 우측면 방향에서 입사되는 제2빛(L2)도 광차단층(113)에 차단되어 광학필름(100) 내부로는 들어올 수 없다.

따라서, 본 실시예에 있어서, 광차단층(113)이 형성되어 있지 않은 제1경사면(111)으로 입사되는 빛만이 광학필름(100)의 내부로 들어올 수 있다. 즉, 도 10(b)에 도시된 바와 같이, 광학필름(100)의 좌측면 방향에서 입사되는 제3빛(L3)만이 광학필름(100)의 내부로 들어올 수 있고, 이것이 광학필름(100)을 지나서 외부로 출사할 수 있다. 다만, 제3빛(L3)은, 광학필름(100) 외부와 광학필름(100) 자체의 굴절률 차이로 인하여, 광학필름(100)에 입사할 때와 출사할 때 경로가 다소 변경될 수 있다. 하지만 진행경로 자체가 크게 변경되는 것은 아니며, 개략적으로는 도 10(b)에 도시된 경로에서 크게 벗어난다고 볼 수는 없다.

도 11은 본 발명의 제6실시예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 11을 참조하면, 광학필름(100)은 제1면(110)과 반대측의 제2면(120)을 포함한다. 제1면(110)에는 제1경사면(111)과 제2경사면(112)이 형성되는데 비하여, 제2면(120)은 대략 수평방향과 나란한 평평한 면으로 형성된다. 제1경사면(111)은 수평방향에 대하여 제1경사각(θ1)으로 경사지게 형성되고, 제2경사면(112)은 수평방향에 대하여 제2경사각(θ2)으로 경사지게 형성된다. 제1경사면(111)과 제2경사면(112)은 상호 비대칭으로 형성되어, 제1 및 제2경사각(θ1, θ2)은 서로 다르다. 예를 들면, 제1경사각(θ1)은 직각이 될 수 있고, 제2경사각(θ2)은 예각이 될 수 있다.

본 실시예의 광학필름(100)은 제2실시예와 달리, 제2경사면(112)에 광차단층(113)이 형성되어 있다. 제2경사면(112)에는 광차단층(113)이 형성되어 있다. 광차단층(113)은 입사하는 빛을 전부 반사하거나 또는 흡수함으로써 빛이 투과하는 것을 차단하는 층이다. 광차단층(113)은 제2경사면(112)에 금속을 코팅하여 금속 코팅층으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 반사율이 높은 금속을 코팅하여 반사막으로서 빛을 차단할 수 있다. 또는 블랙메탈과 같은 블랙물질을 코팅하여 빛을 흡수함으로써 빛이 투과하는 것을 차단할 수 있다.

본 실시예와 제5실시예는 제2경사면(112)의 경사방향에 있어서 차이가 있다. 구체적으로, 제5실시예에서는 제2경사면(112)이 좌측으로 경사지는데 비하여, 본 실시에에서는 제2경사면(112)이 우측으로 경사진다. 이와 같은 차이를 제외하면, 제5 및 제6실시예는 거의 동일한 구조로 되어 있다. 따라서, 제5실시예에서 빛이 투과하는 방향을 특정방향으로 한정하는 원리는, 본 실시예에도 그대로 적용된다. 다만, 제2경사면(112)의 경사방향에 있어서의 차이로 인하여, 제5실시예에서는 제1면(110)으로 입사되는 빛의 투과방향을 우측면 방향으로 한정하는데 비하여, 본 실시예에서는 제1면(110)으로 입사되는 빛의 투과방향을 좌측면 방향으로 한정할 수 있다.

도 12는 본 발명의 제7실시예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 12를 참조하면, 광학필름(100)은 제1면(110)과 반대측의 제2면(120)을 포함한다. 제1면(110)은 제1영역(110a)과 제2영역(110b)으로 구분된다. 제1영역(110a)에는 제1경사면(111a)과 제2경사면(112a)이 형성되고, 제2영역(110b)에도 제1경사면(111b)과 제2경사면(112b)이 형성된다. 제1영역(110a)과 제2영역(110b)은 서로 번갈아가면서 제1면(110)에 규칙적으로 배열될 수 있다. 제1면(110)에 비하여, 제2면(120)은 대략 수평방향과 나란한 평평한 면으로 형성된다.

제1영역(110a)의 제1경사면(111a)과 제2영역(110b)의 제1경사면(111b)은 수평방향에 대하여 소정의 경사각으로 경사지게 형성되는데, 이 경사각은 직각이 될 수 있다. 제1영역(110a)의 제2경사면(112a)과 제2영역(110b)의 제2경사면(112b)은 수평방향에 대하여 소정의 경사각으로 경사지게 형성되는데, 이 경사각은 제1경사면(111a, 111b)의 경사각과 상이하다. 즉, 제1경사면(111a, 111b)과 제2경사면(112a, 112b)은 상호 비대칭으로 형성되어, 제1경사면(111a, 111b)의 경사각이 직각인 경우, 제2경사면(112a, 112b)의 경사각은 예각이 될 수 있다.

앞에서도 언급한 바와 같이, '예각'이란 측정방향에 따라 '예각'이 되거나 '둔각'이 될 수 있는 각도를 의미하며, 정확하게는 0°, 90°, 180° 이외의 0°와 180° 사이의 임의의 각도를 의미한다. 예를 들어, 측정방향을 동일하게 한 경우에, 제1영역(110a)의 제2경사면(112a)이 예각이라면 제2영역(110b)의 제2경사면(112b)은 둔각이라고 할 수 있고, 제1영역(110a)의 제2경사면(112a)이 둔각이라면 제2영역(110b)의 제2경사면(112b)은 예각이라고 할 수 있지만, 본 명세서에서는 이들을 모두 '예각'이라고 명명한다.

제1영역(110a)의 제2경사면(112a)과 제2영역(110b)의 제2경사면(112b)은 수직방향(제1경사면(111a, 111b)의 방향)에 대하여 서로 대칭을 이루도록 경사지게 형성될 수 있다. 이 경우, 제1면(110)에 있어서 총 4개의 경사면(111a, 111b, 112a, 112b)이 있다고 하지만, 2개의 제1경사면(111a, 111b)은 서로 동일하게 직각으로 경사지므로, '경사각의 차이'라는 관점에서 본다면, 「제1경사면(111a, 111b), 제1영역(110a)의 제2경사면(112a), 제2영역(110b)의 제2경사면(112b)」이라는 3개의 경사면이 있다고 볼 수도 있다.

제1영역(110a)에서는 제2경사면(112a)이 우측면 방향으로 경사져 있기 때문에, 제1영역(110a)으로 입사되는 제1빛(L1)은 광학필름(100)을 통과하여 우측면 방향으로 진행하게 되고(제2실시예에 대한 설명 참조), 제1영역(110a)에서는 광학필름(100)이 좌측면 방향으로 빛이 출사되어 나가는 것을 제한한다. 이에 비하여, 제2영역(110b)에서는 제2경사면(112b)이 좌측면 방향으로 경사져 있기 때문에, 제2영역(110b)으로 입사되는 제2빛(L2)은 광학필름(100)을 통과하여 좌측면 방향으로 진행하게 되고(제1실시예에 대한 설명 참조), 제2영역(110b)에서는 광학필름(100)이 우측면 방향으로 빛이 출사되어 나가는 것을 제한한다.

결과적으로, 본 실시예에 따른 광학필름(100)은 제1실시예의 구조와 제2실시예의 구조를 함께 결합하여 사용한 것이지만, 광차단층을 적용한 제3실시예의 구조와 제4실시예의 구조를 결합하여 사용하더라도 무방하다.

본 실시예에 따른 광학필름(100)을 디스플레이 장치에 부착하여 사용하는 경우, 디스플레이 장치에서 나온 제1빛(L1)과 제2빛(L2)은 각각 광학필름(100)에 의하여 서로 다른 두 방향으로 진행하여 영상을 나타낼 수 있다. 즉, 광학필름(100)은 디스플레이 장치에서 나온 빛을 서로 다른 두 방향으로 내보내어 영상을 나타낼 수 있다. 이와 같이, 서로 다른 두 방향으로 나타나는 영상은 3D 영상을 구현할 수 있고, 또는 각각 동일하거나 다른 영상을 나타내는 멀티뷰 영상을 구현할 수 있다.

예를 들면, 디스플레이 장치는 좌측면 방향으로 나타나는 영상과 우측면 방향으로 나타나는 영상을 조합하여 무안경식 3D 영상을 구현할 수 있다. 또는 디스플레이 장치는 자동차에 설치되어 운전석 방향과 조수석 방향의 두 방향으로 동일하거나 서로 다른 영상을 나타내는 멀티뷰 영상을 구현할 수 있다. 디스플레이 장치가 두 방향으로 동일한 영상을 나타내는 경우 하나의 영상만을 나타내는 종래의 디스플레이 장치에 비해 시인성이 크게 향상될 수 있다. 또한 디스플레이 장치는 운전석 방향으로는 네비게이션 지도 영상을 나타내고, 조수석 방향으로는 DMB 영상을 나타냄으로써, 다양한 멀티뷰 영상을 구현할 수 있다.

도 13은 본 발명의 제8실시예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 13을 참조하면, 광학필름(100)은 제1면(110)과 반대측의 제2면(120)을 포함한다. 제1면(110)은 제1영역(110a)과 제2영역(110b)으로 구분된다. 제1영역(110a)에는 제1경사면(111a)과 제2경사면(112a)이 형성되고, 제2영역(110b)에도 제1경사면(111b)과 제2경사면(112b)이 형성된다. 제1영역(110a)과 제2영역(110b)은 서로 번갈아가면서 제1면(110)에 규칙적으로 배열될 수 있다. 제1면(110)에 비하여, 제2면(120)은 대략 수평방향과 나란한 평평한 면으로 형성된다.

제1영역(110a)의 제1경사면(111a)과 제2영역(110b)의 제1경사면(111b)은 수평방향에 대하여 소정의 경사각으로 경사지게 형성되는데, 이 경사각은 직각이 될 수 있다. 제1영역(110a)의 제2경사면(112a)과 제2영역(110b)의 제2경사면(112b)은 수평방향에 대하여 소정의 경사각으로 경사지게 형성되는데, 이 경사각은 제1경사면(111a, 111b)의 경사각과 상이하다. 즉, 제1경사면(111a, 111b)과 제2경사면(112a, 112b)은 상호 비대칭으로 형성되어, 제1경사면(111a, 111b)의 경사각이 직각인 경우, 제2경사면(112a, 112b)의 경사각은 예각이 될 수 있다. 보다 구체적으로는 제1영역(110a)의 제2경사면(112a)과 제2영역(110b)의 제2경사면(112b)은 수직방향(제1경사면(111a, 111b)의 방향)에 대하여 서로 대칭을 이루도록 경사지게 형성될 수 있다.

제1영역(110a)의 제2경사면(112a)과 제2영역(110b)의 제2경사면(112b)에는 각각 광차단층(113a, 113b)이 형성되어 있다. 광차단층(113a, 113b)은 입사하는 빛을 전부 반사하거나 또는 흡수함으로써 빛이 투과하는 것을 차단하는 층이다. 광차단층(113a, 113b)은 제2경사면(112a, 112b)에 금속을 코팅하여 금속 코팅층으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 반사율이 높은 금속을 코팅하여 반사막으로서 빛을 차단할 수 있다. 또는 블랙메탈과 같은 블랙물질을 코팅하여 빛을 흡수함으로써 빛이 투과하는 것을 차단할 수 있다.

제1영역(110a)에서는 우측면 방향으로 경사져 있는 제2경사면(112a)에 광차단층(113a)이 형성되어 있기 때문에, 제1영역(110a)으로 입사되는 제1빛(L1)은 광학필름(100)을 통과하여 좌측면 방향으로 진행하게 되고(제6실시예에 대한 설명 참조), 제1영역(110a)에서는 광학필름(100)이 우측면 방향으로 빛이 출사되어 나가는 것을 차단하게 된다. 이에 비하여, 제2영역(110b)에서는 좌측면 방향으로 경사져 있는 제2경사면(112b)에 광차단층(113b)이 형성되어 있기 때문에, 제2영역(110b)으로 입사되는 제2빛(L2)은 광학필름(100)을 통과하여 우측면 방향으로 진행하게 되고(제5실시예에 대한 설명 참조), 제2영역(110b)에서는 광학필름(100)이 좌측면 방향으로 빛이 출사되어 나가는 것을 차단하게 된다.

따라서, 제7실시예와 마찬가지로, 본 실시예에 따른 광학필름(100)을 디스플레이 장치에 부착하여 사용하는 경우, 디스플레이 장치에서 나온 제1빛(L1)과 제2빛(L2)은 각각 광학필름(100)에 의하여 서로 다른 두 방향으로 진행하여 영상을 나타낼 수 있다. 즉, 광학필름(100)은 디스플레이 장치에서 나온 빛을 서로 다른 두 방향으로 내보내어 영상을 나타낼 수 있다. 이와 같이, 서로 다른 두 방향으로 나타나는 영상은 3D 영상을 구현할 수 있고, 또는 각각 동일하거나 다른 영상을 나타내는 멀티뷰 영상을 구현할 수 있다.

이상으로 빛의 투과방향을 측면방향으로 한정하는 광학필름에 대해서 살펴보았는데, 이하에서는 빛의 투과방향을 정면방향으로 한정하는 광학필름에 대해서 살펴본다. 이하의 실시예에 따른 광학필름을 예를 들어 은행의 현금인출기에 구비되는 디스플레이 장치에 적용하는 경우, 현금을 인출하고자 현금인출기의 정면에 위치하는 사용자만이 현금인출기에 구비된 디스플레이 장치의 화면을 볼 수 있고, 해당 사용자의 측면에 위치하는 주변 사람들은 디스플레이 장치의 화면을 볼 수 없게 된다. 따라서 주변 사람들이 현금인출기의 화면으로부터 사용자가 입력하는 비밀정보 등을 인지하기 어렵게 되므로, 현금인출기에 강력한 보안기능이 부여될 수 있다.

도 14는 본 발명의 제9실시예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 15는 도 14의 광학필름의 작동원리를 나타내는 도면이다.

도 14를 참조하면, 광학필름(200)은 제1면(210)과 반대측의 제2면(220)을 포함한다. 광학필름(200)은 PET, PMMA, 폴리(펜타브로모페닐 메타크릴레이트), 폴리티오메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 편광성을 갖는 고분자 물질, 나노복합재 등으로 형성될 수 있다. 상기 나노 복합재는 나노 입자(예를 들어, 이산화 티탄 나노 입자)가 고분자(예를 들어, 폴리이미드)에 분산된 형태일 수 있다.

제1면(210)은 빛이 입사되는 방향에 위치하고 제2면(220)은 빛이 출사되는 방향에 위치한다. 제1면(210)에는 제1경사면(211)과 제2경사면(212)이 형성되고, 제2면(220)에는 제3경사면(221)과 제4경사면(222)이 형성된다. 제1경사면(211)은 수평방향에 대하여 제1경사각(θ1)으로 경사지게 형성되고, 제2경사면(212)은 수평방향에 대하여 제2경사각(θ2)으로 경사지게 형성된다. 또한, 제3경사면(221)은 수평방향에 대하여 제3경사각(θ3)으로 경사지게 형성되고, 제4경사면(222)은 수평방향에 대하여 제4경사각(θ4)으로 경사지게 형성된다.

제1 및 제2경사각(θ1, θ2)은 서로 달라서, 제1경사면(211)과 제2경사면(212)은 상호 비대칭으로 형성된다. 예를 들면, 제1경사각(θ1)은 직각이 될 수 있고, 제2경사각(θ2)은 예각이 될 수 있다. 마찬가지로, 제3 및 제4경사각(θ3, θ4)도 서로 달라서, 제3경사면(221)과 제4경사면(222)은 상호 비대칭으로 형성된다. 예를 들면, 제3경사각(θ3)은 직각이 될 수 있고, 제4경사각(θ4)은 예각이 될 수 있다.

제1경사면(211)과 제3경사면(221)은 상하로 서로 대응되게 위치하고, 제2경사면(212)과 제4경사면(222)은 상하로 서로 대응되게 위치한다. 제1 및 제3 경사각(θ1, θ3)은 직각으로 서로 동일하고, 제2 및 제4 경사각(θ2, θ4)도 서로 동일한 크기로 형성될 수 있다. 다만, 제2경사면(212)은 우측으로 경사지고 제4경사면(222)은 좌측으로 경사져 있다는 점에서, 제1면(210)과 제2면(220)은 차이가 있다.

도 15를 참조하면, 광학필름(200)의 정면으로 입사되는 빛(L)은 제1면(210)의 제2경사면(212)에서 굴절되어 광학필름(200)의 내부에서 우측으로 경사지게 진행한다. 광학필름(200)의 내부를 경유한 빛(L)은 제2면(220)의 제4경사면(222)에서 굴절되어 외부로 출사하게 된다. 그런데 제2경사면(212)과 제4경사면(222)이 동일한 각도로 기울어져 있기 때문에, 제2경사면(212)에서 굴절되었던 빛(L)이 제4경사면(222)에서는 반대로 굴절됨으로써, 최종적으로 광학필름(200)에서 나오는 빛(L)은 처음에 입사했을 때의 상태를 유지하면서 정면으로 나아가게 된다. 따라서 본 실시예에 따른 광학필름(200)은 빛(L)의 투과방향을 정면으로 한정할 수 있다.

본 실시예에서 제1 및 제2경사면(211, 212)과 제3 및 제4경사면(221, 222)이 직각삼각형의 형상으로 형성된 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 '비대칭 구조'를 채용하여 빛의 투과방향을 소장방향으로 한정하고자 하는 것이므로, 직각삼각형의 형상이 아니더라도 비대칭 구조를 갖는다면 어떠한 형상이라도 채용할 수 있다. 또한, 비대칭 구조가 반드시 제1 및 제2면(210, 220)의 전체에 걸쳐서 형성되어 있을 필요도 없으며, 필요한 부분에 부분적으로 형성되어 있어도 무방하다.

도 16은 본 발명의 제10실시예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 17은 도 16의 광학필름의 작동원리를 나타내는 도면이다.

도 16을 참조하면, 광학필름(200)은 제1층(201)과 반대측의 제2층(202), 제1 및 제2층(201, 202)의 사이에 개재되는 중간층(203)을 포함한다. 제1층(201)에는 중간층(203)과 인접하는 면의 반대측에 제1면(210)이 형성되고, 제2층(202)에는 중간층(203)과 인접하는 면의 반대측에 제2면(220)이 형성된다. 제1면(210)은 빛이 입사되는 방향에 위치하고 제2면(220)은 빛이 출사되는 방향에 위치한다. 제1면(210)에는 제1경사면(211)과 제2경사면(212)이 형성되고, 제2면(220)에는 제3경사면(221)과 제4경사면(222)이 형성된다. 제1경사면(211)은 수평방향에 대하여 제1경사각(θ1)으로 경사지게 형성되고, 제2경사면(212)은 수평방향에 대하여 제2경사각(θ2)으로 경사지게 형성된다. 또한, 제3경사면(221)은 수평방향에 대하여 제3경사각(θ3)으로 경사지게 형성되고, 제4경사면(222)은 수평방향에 대하여 제4경사각(θ4)으로 경사지게 형성된다.

제1 및 제2경사각(θ1, θ2)은 서로 달라서, 제1경사면(211)과 제2경사면(212)은 상호 비대칭으로 형성된다. 예를 들면, 제1경사각(θ1)은 직각이 될 수 있고, 제2경사각(θ2)은 예각이 될 수 있다. 마찬가지로, 제3 및 제4경사각(θ3, θ4)도 서로 달라서, 제3경사면(221)과 제4경사면(222)은 상호 비대칭으로 형성된다. 예를 들면, 제3경사각(θ3)은 직각이 될 수 있고, 제4경사각(θ4)은 예각이 될 수 있다.

제1경사면(211)과 제3경사면(221)은 상하로 서로 대응되게 위치하고, 제2경사면(212)과 제4경사면(222)은 상하로 서로 대응되게 위치한다. 제1 및 제3 경사각(θ1, θ3)은 직각으로 서로 동일하고, 제2 및 제4 경사각(θ2, θ4)도 서로 동일한 크기로 형성될 수 있다. 다만, 제2경사면(212)은 우측으로 경사지고 제4경사면(222)은 좌측으로 경사져 있다는 점에서, 제1면(210)과 제2면(220)은 차이가 있다.

도 17을 참조하면, 광학필름(200)의 정면으로 입사되는 빛(L)은 제1면(210)의 제2경사면(212)에서 굴절되어 광학필름(200)의 내부에서 우측으로 경사지게 진행한다. 광학필름(200)의 내부에서 빛(L)은 중간층(203)을 지나게 되지만, 중간층(203)으로 들어가서 나오기 때문에 중간층(203)의 내부에서 진행경로가 다소 변경될 수는 있지만, 중간층(203)을 나올 때의 경로는 중간층(203)으로 들어갈 때의 경로와 차이가 없게 된다. 즉, 빛(L)에 대한 중간층(203)의 영향은 무시할 수 있는 정도이다.

특히, 중간층(203)의 영향을 최소로 하기 위해서, 중간층(203)을 굴절률이 거의 1에 근접한 물질로 가능한 얇게 형성함이 바람직하다. 예컨대, 중간층(203)의 굴절률이 1이나 이에 근접한 값이 되도록 하고, 제1 및 제2층(201, 202)은 중간층(203) 보다 굴절률이 큰 물질로 형성(n1 > n2)할 수 있다. 또한, 제1 및 제2층(201, 202)을 동일한 물질로 형성하여 그 굴절률을 동일하게 하는 경우, 제2경사면(212)과 제4경사면(222)이 동일한 각도로 기울어져 있기 때문에, 제2경사면(212)에서 굴절되었던 빛(L)이 제4경사면(222)에서는 반대로 굴절됨으로써, 최종적으로 광학필름(200)에서 나오는 빛(L)은 처음에 입사했을 때의 상태를 유지하면서 정면으로 나아가게 된다. 따라서 본 실시예에 따른 광학필름(200)은 빛(L)의 투과방향을 정면으로 한정할 수 있다.

도 18은 본 발명의 제11실시예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 18을 참조하면, 광학필름(200)은 제1층(201)과 반대측의 제2층(202), 제1 및 제2층(201, 202)의 사이에 개재되는 중간층(203)을 포함한다. 제1층(201)에는 중간층(203)과 인접하는 면의 반대측에 제1면(210)이 형성되고, 제2층(202)에는 중간층(203)과 인접하는 면의 반대측에 제2면(220)이 형성된다. 제1면(210)에는 제1경사면(211)과 제2경사면(212)이 형성되고, 제2면(220)에는 제3경사면(221)과 제4경사면(222)이 형성된다. 제1경사면(211)은 수평방향에 대하여 제1경사각(θ1)으로 경사지게 형성되고, 제2경사면(212)은 수평방향에 대하여 제2경사각(θ2)으로 경사지게 형성된다. 또한, 제3경사면(221)은 수평방향에 대하여 제3경사각(θ3)으로 경사지게 형성되고, 제4경사면(222)은 수평방향에 대하여 제4경사각(θ4)으로 경사지게 형성된다.

제10실시예와 마찬가지로, 본 실시예에 있어서도, 제1 및 제3경사각(θ1, θ3)은 직각이고, 제2 및 제4경사각(θ2, θ4)은 서로 동일한 예각으로 형성될 수 있다. 제1경사면(211)과 제3경사면(221)은 상하로 서로 대응되게 위치하고, 제2경사면(212)과 제4경사면(222)은 상하로 서로 대응되게 위치한다.

중간층(203)은 제1중간층(203a)과 제2중간층(203b)을 포함한다. 제2중간층(203b)은 제1 및 제2층(201, 203)을 접착하기 위한 접착층으로서 작용한다. 접착층에는 빛을 흡수하는 접착제를 사용함이 바람직하다. 접착층에서는 빛이 흡수되기 때문에, 접착층을 지나는 빛이 다른 영역을 지나는 빛과 간섭하거나 하여 다른 영역을 지나는 빛에 영향을 주지는 않는다. 제1중간층(203a)은 접착층 사이의 공간으로서 공기층에 해당한다. 접착층은 접착을 위한 최소한의 영역에만 배치되기 때문에, 중간층(203)의 대부분의 영역은 제1중간층(203a)이 점유하고 있다. 따라서 중간층(203)의 굴절률은 공기의 굴절률과 거의 동일하다. 즉, 중간층(203)의 굴절률은 1에 가까운 값이고, 제1 및 제2층(201, 202)은 중간층(203) 보다 굴절률이 큰 서로 동일한 물질로 형성(n1 > n2)할 수 있다. 이 경우, 제10실시예와 마찬가지로, 본 실시예에 따른 광학필름(200)을 지나는 빛의 경로는 중간층(203)에 의하여 거의 영향을 받지 않는다. 또한, 제2경사면(212)과 제4경사면(222)이 동일한 각도로 기울어져 있기 때문에, 제10실시예와 마찬가지로, 광학필름(200)에 입사하면서 제2경사면(212)에서 굴절되었던 빛이 제4경사면(222)에서는 반대로 굴절됨으로써, 최종적으로 광학필름(200)에서 나오는 빛은 처음에 입사했을 때의 상태를 유지하면서 정면으로 나아가게 된다. 따라서 본 실시예에 따른 광학필름(200)은 빛의 투과방향을 정면으로 한정할 수 있다.

본 실시예에 따른 광학필름(200)은 제1 내지 제4경사면(211, 212, 221, 222)에 의하여 형성되는 외부 형상이, 제9 및 제10실시예와 큰 차이는 없지만, 광학필름(200)을 실질적으로 구현하는 데에는 본 실시예가 가장 용이하다 할 수 있다. 구체적으로, 제1층(201)과 제2층(202)을 동일한 방법으로 제조한 후, 제1층(201)의 제1면(210)과 반대가 되는 면에 메시(mesh) 모양의 광흡수 접착제를 도포하여 제2중간층(203b)을 형성한다. 이어서 제2층(202)을 제1층(201)과 반대로 배열한 상태에서 제1층(201)에 부착한다. 그 결과, 제2중간층(203b)에 의하여 제1 및 제2층(201, 202)이 서로 접착되어 부착되고, 접착제가 도포되지 않은 영역에는 자연스럽게 공기층으로서의 제1중간층(203a)이 형성된다. 이와 같이, 간단한 공정으로 본 실시예에 따른 광학필름(200)을 제조할 수 있다.

도 19는 본 발명의 제12실시예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 19를 참조하면, 광학필름(200)은 제1면(210)과 반대측의 제2면(220)을 포함한다. 제1면(210)은 빛이 입사되는 방향에 위치하고 제2면(220)은 빛이 출사되는 방향에 위치한다. 제1면(210)에는 제1경사면(211)과 제2경사면(212)이 형성되고, 제2면(220)에는 제3경사면(221)과 제4경사면(222)이 형성된다. 제1경사면(211)은 수평방향에 대하여 제1경사각(θ1)으로 경사지게 형성되고, 제2경사면(212)은 수평방향에 대하여 제2경사각(θ2)으로 경사지게 형성된다. 또한, 제3경사면(221)은 수평방향에 대하여 제3경사각(θ3)으로 경사지게 형성되고, 제4경사면(222)은 수평방향에 대하여 제4경사각(θ4)으로 경사지게 형성된다.

제1 및 제2경사각(θ1, θ2)은 서로 달라서, 제1경사면(211)과 제2경사면(212)은 상호 비대칭으로 형성된다. 예를 들면, 제1경사각(θ1)은 직각이 될 수 있고, 제2경사각(θ2)은 예각이 될 수 있다. 마찬가지로, 제3 및 제4경사각(θ3, θ4)도 서로 달라서, 제3경사면(221)과 제4경사면(222)은 상호 비대칭으로 형성된다. 예를 들면, 제3경사각(θ3)은 직각이 될 수 있고, 제4경사각(θ4)은 예각이 될 수 있다.

제1경사면(211)과 제3경사면(221)은 상하로 서로 대응되게 위치하고, 제2경사면(212)과 제4경사면(222)은 상하로 서로 대응되게 위치한다. 제1 및 제3 경사각(θ1, θ3)은 직각으로 서로 동일하고, 제2 및 제4 경사각(θ2, θ4)도 서로 동일한 크기로 형성될 수 있다. 다만, 제2경사면(212)은 우측으로 경사지고 제4경사면(222)은 좌측으로 경사져 있다는 점에서, 제1면(210)과 제2면(220)은 차이가 있다.

본 실시예에 따른 광학필름(200)은 제9실시예와 유사한 구조를 가지고 있어서, 제9실시예에서 설명한 바와 같은 원리에 따라, 빛의 투과방향을 정면으로 제한할 수 있다. 다만, 제9실시예와 달리, 광학필름(200)은 제1 및 제3경사면(211, 221)에 각각 광차단층(213, 223)이 형성되어 있다. 광차단층(213, 223)은 입사하는 빛을 전부 반사하거나 또는 흡수함으로써 빛이 투과하는 것을 차단하는 층이다. 제1경사면(211)의 광차단층(213)은 제1경사면(211)에 금속을 코팅하여 금속 코팅층으로 형성될 수 있다. 제3경사면(221)의 광차단층(223)은 제2경사면(221)에 금속을 코팅하여 금속 코팅층으로 형성될 수 있다. 광차단층(213, 223)은, 예를 들면 반사율이 높은 금속을 코팅하여 반사막으로서 빛을 차단할 수 있다. 또는 광차단층(213, 223)은 블랙메탈과 같은 블랙물질을 코팅하여 빛을 흡수함으로써 빛이 투과하는 것을 차단할 수 있다. 그 결과, 광차단층(213, 223)은 측면방향으로 빛이 지나가는 것을 확실하게 차단하여, 보다 명확하게 빛의 투과를 정면방향으로 한정할 수 있다.

도 20은 본 발명의 정면투과형 광학필름을 적용하여 실험한 결과를 나타내는 사진이다.

도 20은 제9 내지 제12실시예와 같이 빛의 투과방향을 정면방향으로 한정할 수 있는 광학필름을 스마트폰에 부착한 후, 좌측면 방향, 정면 및 우측면 방향에서 보여지는 화면을 체크한 것이다.

도 20을 참조하면, 좌측면 방향에서는 빛이 광학필름을 통과하지 못하여 광학필름이 부착된 영역의 화면이 제대로 보여지지 않는 것을 확인할 수 있다(좌측 사진). 또한 우측면 방향에서도 빛이 광학필름을 통과하지 못하여 광학필름이 부착된 영역의 화면이 제대로 보여지지 않는 것을 확인할 수 있다(우측 사진). 이에 비하여, 정면 방향에서는 빛이 광학필름을 통과하여 광학필름이 부착된 영역의 화면이 제대로 보여지는 것을 확인할 수 있다(중앙 사진). 따라서 본 발명의 광학필름이 정면에서만 화면을 볼 수 있어서 보안상 우수한 성능을 나타내고 있음을 알 수 있다.

이상으로 빛의 투과방향을 측면방향 또는 정면방향으로 한정할 수 있는 광학필름에 대해서 살펴보았는데, 이하에서는 이러한 광학필름을 이용하는 디스플레이 장치에 대해서 살펴본다.

본 발명의 광학필름을 이용하는 디스플레이 장치로서는 LCD 장치, LED 장치, OLED 장치, PDP 장치, 프로젝션 디스플레이 장치, 홀로그래픽 디스플레이 장치 등 다양한 디스플레이 장치가 해당될 수 있지만, 여기에서는 대표적인 디스플레이 장치인 LCD 장치에 광학필름을 사용하는 실시예를 살펴본다.

도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 21을 참조하면, 디스플레이 장치(10)는 디스플레이 패널(300)과 광학필름(100)을 포함한다. 디스플레이 패널(300)은 상측의 제1기판(310)과 하측의 제2기판(320), 제1 및 제2기판 사이에 개재되어 있는 액정층(330)을 포함한다. 액정층(330)은 액정(331)을 포함하는데, 디스플레이 패널(300)은 액정(331)의 배열상태를 조정하여 그에 따라 빛의 투과량을 조절함으로써 소정의 영상을 표시하게 된다.

광학필름(100)은 디스플레이 패널(300) 위에 배치되며, 제1 및 제2경사면(111, 112)을 구비하는 제1면(110)과 평평한 제2면(120)을 포함한다. 본 실시예에 있어서의 광학필름(100)은 제1실시예에 따른 광학필름의 구조를 사용하고 있지만, 제2 내지 제8실시예에 따른 광학필름을 사용해도 좋다. 제1실시예와 관련하여 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치에서는, 광학필름(100)의 작용으로 빛(L)의 투과방향이 좌측면 방향으로 한정된다. 따라서, 좌측면 방향에 있는 사용자만이 디스플레이 패널(300)에서 보여지는 영상을 정상적으로 인지할 수 있게 된다.

도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 22를 참조하면, 디스플레이 장치(10)는 디스플레이 패널(300)과 광학필름(200)을 포함한다. 디스플레이 패널(300)은 상측의 제1기판(310)과 하측의 제2기판(320), 제1 및 제2기판 사이에 개재되어 있는 액정층(330)을 포함한다. 액정층(330)은 액정(331)을 포함하는데, 디스플레이 패널(300)은 액정(331)의 배열상태를 조정하여 그에 따라 빛의 투과량을 조절함으로써 소정의 영상을 표시하게 된다.

광학필름(200)은 디스플레이 패널(300) 위에 배치되며, 제1 및 제2경사면(211, 212)을 구비하는 제1면(210)과 제3 및 제4경사면(221, 222)을 구비하는 제2면(220)을 포함한다. 본 실시예에의 광학필름(200)은 제9실시예에 따른 광학필름의 구조를 사용하고 있지만, 제10 내지 제12실시예에 따른 광학필름을 사용해도 좋다. 제9실시예와 관련하여 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치에서는, 광학필름(200)의 작용으로 빛(L)의 투과방향이 정면 방향으로 한정된다. 따라서, 정면 방향에 있는 사용자만이 디스플레이 패널(300)에서 보여지는 영상을 정상적으로 인지할 수 있게 된다.

위와 같이 본 발명의 구체적인 실시예들을 살펴보았지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 디스플레이 장치
100, 200: 광학필름
110, 210: 제1면
120, 220: 제2면
111: 제1경사면
112: 제2경사면
221: 제3경사면
222: 제4경사면

Claims (13)

1. 제1경사면과 제2경사면을 구비하는 제1면; 및
   상기 제1면의 반대측에 위치하며, 제3경사면과 제4경사면을 구비하는 제2면을 포함하고,
   상기 제1경사면은 제1경사각을 갖도록 형성되고,
   상기 제2경사면은 상기 제1경사각과 다른 제2경사각을 갖도록 형성되며,
   상기 제3경사면은 제3경사각을 갖도록 형성되고,
   상기 제4경사면은 상기 제3경사각과 다른 제4경사각을 갖도록 형성되며,
   상기 제1경사각과 상기 제3경사각은 직각이고, 상기 제2경사각과 상기 제4경사각은 예각인 광학필름.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1경사면과 상기 제3경사면은 서로 대응되게 위치하고, 상기 제2경사면과 상기 제4경사면은 서로 대응되게 위치하며, 상기 제2경사각과 상기 제4경사각은 동일한 광학필름.
4. 제1경사면과 제2경사면을 구비하는 제1면을 포함하는 제1층;
   제3경사면과 제4경사면을 구비하는 제2면을 포함하는 제2층; 및
   상기 제1 및 제2층의 사이에 개재되는 중간층을
   포함하고,
   상기 제1면은 상기 제1층에 있어서 상기 중간층에 인접하는 면의 반대측에 위치하고,
   상기 제2면은 상기 제2층에 있어서 상기 중간층에 인접하는 면의 반대측에 위치하며,
   상기 제1경사면은 제1경사각을 갖도록 형성되고,
   상기 제2경사면은 상기 제1경사각과 다른 제2경사각을 갖도록 형성되며,
   상기 제3경사면은 제3경사각을 갖도록 형성되고,
   상기 제4경사면은 상기 제3경사각과 다른 제4경사각을 갖도록 형성되며,
   상기 제1경사각과 상기 제3경사각은 직각이고, 상기 제2경사각과 상기 제4경사각은 예각인 광학필름.
5. 삭제
6. 제4항에 있어서,
   상기 제1경사면과 상기 제3경사면은 서로 대응되게 위치하고, 상기 제2경사면과 상기 제4경사면은 서로 대응되게 위치하며, 상기 제2경사각과 상기 제4경사각은 동일한 광학필름.
7. 제4항 또는 제6항에 있어서,
   상기 제1층은 제1굴절률을 갖고, 상기 제2층은 제2굴절률을 갖고, 상기 중간층은 상기 제1 및 제2굴절률 보다 작은 제3굴절률을 갖는 광학필름.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 및 제2굴절률은 서로 동일하고, 상기 제3굴절률은 공기의 굴절률과 동일한 광학필름.
9. 제4항 또는 제6항에 있어서,
   상기 중간층은 상기 제1 및 제2층을 서로 부착시키기 위한 접착층을 포함하는 광학필름.
10. 디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 패널 위에 배치되는 광학필름을
    포함하고,
    상기 광학필름은
    상기 디스플레이 패널을 향하며, 제1경사면과 제2경사면을 구비하는 제1면; 및
    상기 제1면의 반대측에 위치하며, 제3경사면과 제4경사면을 구비하는 제2면을 포함하고,
    상기 제1경사면은 제1경사각을 갖도록 형성되고,
    상기 제2경사면은 상기 제1경사각과 다른 제2경사각을 갖도록 형성되며,
    상기 제3경사면은 제3경사각을 갖도록 형성되고,
    상기 제4경사면은 상기 제3경사각과 다른 제4경사각을 갖도록 형성되며,
    상기 제1경사각과 상기 제3경사각은 직각이고, 상기 제2경사각과 상기 제4경사각은 예각인 디스플레이 장치.
11. 디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 패널 위에 배치되는 광학필름을
    포함하고,
    상기 광학필름은
    상기 디스플레이 패널을 향하며, 제1경사면과 제2경사면을 구비하는 제1면을 포함하는 제1층;
    제3경사면과 제4경사면을 구비하는 제2면을 포함하는 제2층; 및
    상기 제1 및 제2층의 사이에 개재되는 중간층을 포함하고,
    상기 제1면은 상기 제1층에 있어서 상기 중간층에 인접하는 면의 반대측에 위치하고,
    상기 제2면은 상기 제2층에 있어서 상기 중간층에 인접하는 면의 반대측에 위치하며,
    상기 제1경사면은 제1경사각을 갖도록 형성되고,
    상기 제2경사면은 상기 제1경사각과 다른 제2경사각을 갖도록 형성되며,
    상기 제3경사면은 제3경사각을 갖도록 형성되고,
    상기 제4경사면은 상기 제3경사각과 다른 제4경사각을 갖도록 형성되며,
    상기 제1경사각과 상기 제3경사각은 직각이고, 상기 제2경사각과 상기 제4경사각은 예각인 디스플레이 장치.
12. 삭제
13. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 제1경사면과 상기 제3경사면은 서로 대응되게 위치하고, 상기 제2경사면과 상기 제4경사면은 서로 대응되게 위치하며, 상기 제2경사각과 상기 제4경사각은 동일한 디스플레이 장치.

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