KR102260406B1 - 광학 복합 시트 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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최용재
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Abstract

일 구현예에 따른 광학 복합 시트는 프리즘 시트, 광 확산층 등의 광학 기능 요소들이 복합되면서 특정 파장 대역의 광을 흡수하는 광 흡수층이 삽입되어, 종래보다 광학적 성능 및 색 영역이 향상될 수 있다. 특히 상기 광학 복합 시트는 적층 구성을 조절하여 색 영역을 향상시키면서도 광 흡수층의 광 흡수에 따른 휘도 저하를 최소화할 수 있다.

Description

광학 복합 시트 및 이를 포함하는 표시 장치{OPTICAL COMPOSITE SHEET AND DISPLAY APPARATUS COMPRISING SAME}
구현예는 색 영역 및 휘도가 향상된 광학 복합 시트 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
예전에는 40인치(")대 TV가 주류였지만, 이제는 50"대, 더 나아가 60"대 TV를 구매하는 소비자도 많이 생겨났다. 이러한 사이즈 경쟁이 끝나자, 해상도 경쟁이 시작되었다. 1년 전만 해도 FHD(Full High Definition)급이면 고급 모델에 속했지만, 이제는 UHD(Ultra High Definition)가 시장에서 급속히 확산되었다.
최근 표시 장치 분야는 대면적, 고해상도 경쟁에서 색감 경쟁으로 진화하고 있다. 이러한 이유로 최근에는 우수한 색감을 갖는 표시 장치의 제조에 대한 경쟁이 대두되고 있다.
액정 표시 장치(LCD)는 액정의 광학적 특성을 이용하여 영상을 표시하는데, 영상을 표시하는 액정 표시 패널이 자체적으로 발광하지 못하는 비발광형 소자이기 때문에, 액정 표시 패널과 함께 이의 배면에 배치되어 액정 표시 패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛(back-light unit)을 포함하는 구조를 갖는다. 액정 표시 장치는 다른 표시 장치에 비해 두께가 얇고, 무게가 가벼우며, 소비전력이 적고, 구동 전압이 낮다는 장점을 갖는 반면, 색감 측면에서는 다른 표시 장치에 비해 다소 뒤떨어진다.
또한 지금은 사라지고 있는 음극선관 표시 장치(CRT)의 경우는 색 영역(color gamut)이 NTSC(National Television Standards Committee) 기준으로 80%에 이르고, 플라즈마 표시 장치(PDP) 또한 NTSC 90% 수준의 제품이 최근까지 출시되었다. 그리고, 차세대 표시 장치로 각광받는 유기 발광 표시 장치(OLED)의 경우 NTSC 100%까지 달성 가능하다. 하지만, LCD TV는 NTSC 72% 수준이다.
이에 따라, 표시 장치 분야의 시장을 활성화하기 위해서는 이러한 액정 표시 장치의 단점을 개선할 필요가 있다. 특히, 종래의 액정 표시 장치의 색 영역을 향상시키면서 휘도가 저하되지 않는 기술이 요구되고 있다.
한국 공개특허공보 제2012-0072194호
표시 장치의 백라이트 유닛에 적용되는 광학 시트는 집광, 확산, 반사 등의 기능을 수행하며, 둘 이상의 기능을 복합할 경우 개별 광학적 기능을 서로 보완하면서 극대화할 수 있다. 또한 상기 광학 시트에 RGB 이외의 불필요한 파장을 차단하는 필터 기능을 복합하여 색 영역을 향상시킬 수 있다.
이에 본 발명자들이 연구한 결과, 프리즘 시트, 광 확산층 등의 광학 기능 요소들을 복합하면서 특정 파장 대역의 광을 선택적으로 흡수하는 광 흡수층을 삽입함으로써, 종래보다 광학적 성능 및 색 영역이 향상된 광학 복합 시트를 구현할 수 있었다. 특히 본 발명자들은 광학 복합 시트의 적층 구성을 조절하여 색 영역을 향상시키면서도 광 흡수층의 광 흡수에 따른 휘도 저하를 최소화할 수 있었다.
따라서 구현예의 과제는, 색 영역을 향상시키면서 휘도가 크게 저하되지 않는 광학 복합 시트, 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
일 구현예에 따르면, 서로 다른 광학적 특성을 가지는 제 1 수지층 및 제 2 수지층이 교대로 100층 내지 2000층으로 적층되는 반사 편광 필름; 상기 반사 편광 필름 아래에 배치되는 프리즘 시트; 상기 프리즘 시트 아래에 배치되는 광 확산층; 및 상기 반사 편광 필름, 상기 프리즘 시트 및 상기 광 확산층 중 어느 하나의 일면에 배치되고, 특정 파장 대역의 광을 선택적으로 흡수하는 광 흡수층을 포함하는, 광학 복합 시트가 제공된다.
다른 구현예에 따르면, 광원; 상기 광원으로부터의 광을 입사받아 영상을 표시하는 표시 패널; 및 상기 광원으로부터 상기 표시 패널까지의 광 경로에 배치되는 광학 복합 시트를 포함하고, 상기 광학 복합 시트는 서로 다른 광학적 특성을 가지는 제 1 수지층 및 제 2 수지층이 교대로 100층 내지 2000층으로 적층되는 반사 편광 필름; 상기 반사 편광 필름 아래에 배치되는 프리즘 시트; 상기 프리즘 시트 아래에 배치되는 광 확산층; 및 상기 반사 편광 필름, 상기 프리즘 시트 및 광 확산층 중 어느 하나의 일면에 배치되고, 입사되는 광의 특정 파장 대역의 광을 선택적으로 흡수하는 광 흡수층을 포함하는, 표시 장치가 제공된다.
상기 구현예에 따르면, 프리즘 시트, 광 확산층 등의 광학 기능 요소들을 복합하면서 특정 파장 대역의 광을 선택적으로 흡수하는 광 흡수층을 삽입함으로써, 종래보다 광학적 성능 및 색 영역이 향상된 광학 복합 시트를 제공할 수 있다. 특히 상기 광학 복합 시트는 적층 구성을 조절하여 색 영역을 향상시키면서도 광 흡수층의 광 흡수에 따른 휘도 저하를 최소화할 수 있었다.
이에 따라 상기 구현예에 따른 광학 복합 시트는 LCD와 같은 표시 장치의 백라이트 유닛에 적용되어 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 표시 장치의 스펙트럼 강도 및 이에 포함되는 광학 복합 시트의 스펙트럼 투과율의 변화를 나타낸 것이다.
도 2는 CIE 1976 색도 좌표 u'v'에서 색 영역을 산출하는 방법을 나타낸 것이다.
도 3은 일 구현예에 따른 표시 장치의 분해 사시도를 나타낸 것이다.
도 4는 일 구현예에 따른 백라이트 유닛의 단면도를 나타낸 것이다.
도 5a 내지 5c는 각각 실시예 1 내지 3의 광학 복합 시트의 단면도를 나타낸 것이다.
도 6은 비교예 1의 광학 복합 시트의 단면도를 나타낸 것이다.
도 7a 내지 7c는 일 구현예에 따른 광학 복합 시트에 포함되는 프리즘 시트의 단면도이다.
도 8은 일 구현예에 따른 광학 복합 시트에 포함되는 광 흡수층의 단면도이다.
도 9a 및 9b는 일 구현예에 따른 광학 복합 시트에 포함되는 제 1 광 확산층 및 제 2 광 확산층의 단면도이다.
도 10은 일 구현예에 따른 광학 복합 시트에 포함되는 반사 편광 필름의 단면도이다.
이하의 구현예의 설명에 있어서, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 상 또는 아래에 형성되는 것으로 기재되는 것은, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 상 또는 아래에 직접, 또는 또 다른 구성요소를 개재하여 간접적으로 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한 각 구성요소의 상/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기와 다를 수 있다.
본 명세서에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
또한, 본 명세서에 기재된 구성요소의 물성 값, 치수 등을 나타내는 모든 수치 범위는 특별한 기재가 없는 한 모든 경우에 "약"이라는 용어로 수식되는 것으로 이해하여야 한다.
본 명세서에서 단수 표현은 특별한 설명이 없으면 문맥상 해석되는 단수 또는 복수를 포함하는 의미로 해석되어야 한다.
표시 장치
일 구현예에 따른 표시 장치는 광원, 표시 패널 및 광학 복합 시트를 포함한다. 상기 표시 패널은 상기 광원으로부터의 광을 입사받아 영상을 표시한다. 상기 광학 복합 시트는 상기 광원으로부터 상기 표시 패널까지의 광 경로에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 표시 장치는 광원; 상기 광원으로부터의 광이 입사되는 광학 복합 시트; 및 상기 광학 복합 시트로부터의 광이 입사되는 표시 패널을 포함할 수 있다. 상기 광원으로부터의 광은 상기 광학 복합 시트를 통과하면서 특성이 향상되고, 상기 표시 패널은 상기 향상된 특성의 광을 사용하여 영상을 표시한다.
구체적으로, 도 2를 참조하여, 상기 표시 장치(1)는, 백라이트 유닛(10); 및 상기 백라이트 유닛(10) 상에 배치되는 표시 패널(20)을 포함할 수 있다. 상기 백라이트 유닛(10)은 광학 복합 시트(11); 및 확산판 또는 도광판(700)을 포함할 수 있고, 광원(900)을 더 포함할 수 있다.
상기 광원은 상기 도광판의 측면 또는 상기 확산판의 아래에 배치될 수 있다. 상기 확산판 또는 도광판(700)은 상기 광학 복합 시트(11)의 아래에 배치되어 광원(900)으로부터 발생하는 광을 표시 패널(20)로 전달하는 역할을 한다. 상기 도광판(700)은 에지형 광원인 경우에 이용되고 이때 상기 도광판(700)의 아래에 반사판(800)이 배치됨으로써 광 손실을 줄일 수 있다. 상기 확산판은 직하형 광원인 경우에 이용되고 LED 면 광원이 이용되어 광 효율이 향상될 수 있다.
도 2를 참조하여, 상기 광원(900)으로부터 발생한 광은 도광판(700)의 측면에 입사하고 반사판(800)에 반사되어 광학 복합 시트(11)의 하부로 입사한다. 이와 같이 입사된 광은 광학 복합 시트(11)를 수직으로 통과하여 상부로 출사하게 된다. 상기 광학 복합 시트(11)의 상부로 출사된 광은 표시 패널(20)에 입사되고 그 결과 표시 패널의 화면에 영상이 표시될 수 있다.
상기 광원은 백색 광원일 수 있다. 예를 들어 상기 광원은 연속 발광 스펙트럼을 가질 수 있다. 구체적으로 상기 광원은 백색 LED일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 광원은 청색 GaN(Gallium Nitride) 발광 칩 및 노란색 YAG(Yttrium Aluminum Garnet, Y3Al5O12) 형광체를 포함할 수 있다. 또한 상기 광원은 청색 GaN(Gallium Nitride) 발광 칩 및 r,g 형광체를 포함하거나 r 형광체와 적색 KSF(K2SiF6:Mn) 형광체를 포함할 수 있다.
상기 표시 패널(20)은 액정셀 및 하나 이상의 편광판을 포함할 수 있고, 구체적인 예로서 제 1 편광판, 액정 셀, 및 제 2 편광판이 적층된 구조를 가질 수 있으며, 이들 편광판과 액정 셀 사이에는 접착층이 형성될 수 있다.
상기 표시 장치(1)는 상기 표시 패널(20) 상에 배치되는 커버 윈도우(30)를 더 포함할 수 있고, 상기 커버 윈도우는 투명 폴리이미드 필름이나 초박막 글래스(UTG)로 구성될 수 있다. 또한 상기 표시 장치(1)는 상기 표시 패널(20)와 연결되는 전극 및 기판을 더 포함할 수 있다. 그 외에도 상기 액정 표시 장치(1)는 이들 구성 요소들을 둘러싸면서 보호하는 프레임(51, 52)을 포함할 수 있다.
광학 복합 시트의 구성층
상기 광학 복합 시트는 프리즘 시트, 광 확산층 및 광 흡수층을 포함하고, 그 외에 기재 필름, 반사 편광 필름, 완충 필름 및 접착층을 더 포함할 수 있다.
상기 광학 복합 시트는 프리즘 시트; 상기 프리즘 시트 아래에 배치되는 광 확산층; 및 상기 프리즘 시트 상에, 상기 프리즘 시트와 상기 광 확산층 사이에, 또는 상기 광 확산층 아래에 배치되는 광 흡수층을 포함할 수 있다.
상기 프리즘 시트, 광 확산층 및 광 흡수층은 상기 광원으로부터 상기 표시 패널까지의 광 경로에 배치될 수 있다. 상기 프리즘 시트, 상기 광 확산층 및 상기 광 흡수층은 서로 결합될 수 있다. 상기 광 흡수층은 상기 광 경로를 기준으로 상기 프리즘 시트보다 상기 광원에 더 가깝게 배치될 수 있다. 또한 상기 광 확산층은 상기 광 경로를 기준으로 상기 광 흡수층보다 상기 광원에 더 가깝게 배치될 수 있다.
이하 각 구성층 별로 구체적으로 설명한다.
프리즘 시트
상기 프리즘 시트는 프리즘 패턴의 계면의 굴절률 차이에 의한 집광을 통해 휘도를 향상시키는 역할을 한다.
도 7a를 참조하여, 상기 프리즘 시트(200)는 기재층(201) 및 상기 기재층 상에 형성된 패턴층(202)을 포함한다. 상기 패턴층의 패턴 형상은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 긴 삼각 기둥 형태를 가짐으로써 계면에서 광을 굴절시킬 수 있다.
상기 프리즘 시트는 서로 다른 높이를 갖는 복수 개의 프리즘 패턴을 포함할 수 있다. 도 7b를 참조하여, 상기 프리즘 패턴은 서로 높이가 다른 제 1 패턴(202a) 및 제 2 패턴(202b)으로 구성될 수 있다. 상기 제 1 패턴의 높이(Ta)에 대한 상기 제 2 패턴의 높이(Tb)의 비율(Tb/Ta)는 0.5 내지 0.99, 또는 0.8 내지 0.95일 수 있다.
도 7c를 참조하여, 제 1 패턴(202a)의 상단의 꼭지부가 접착층(600)에 침투하여 접착이 이루어지고 이때 메니스커스(601)가 발생하여 집광 성능을 저하시키게 된다. 따라서 제 2 패턴(202b)의 높이를 제 1 패턴과 다르게 하여 상단의 형태를 보존함으로써 집광 성능의 저하를 억제할 수 있다.
이와 같이 상기 패턴층(202)은, 복수 개의 제 1 패턴(202a) 및 복수 개의 제 2 패턴(202b)을 포함하고, 이때 상기 제 1 패턴(202a)의 높이(또는 피치)가 상기 제 2 패턴(202b)의 높이(또는 피치)보다 크며, 상기 제 1 패턴(202a)의 상단 꼭지부만 상기 접착층(600)에 접착될 수 있다.
배열 형태의 일례로서, 상기 제 1 패턴(202a)과 제 2 패턴(202b)이 혼합되어 배열되되 주기성을 가지며 반복 배열될 수 있다. 예를 들어 상기 제 1 패턴(202a)이 배열된 사이사이에 상기 제 2 패턴(202b)이 1 내지 50 개씩 주기적으로 배열될 수 있다.
상기 기재층 및 상기 패턴층은 서로 동일한 소재로 구성될 수 있고, 예를 들어 상기 기재층 및 상기 패턴층을 일체로 제조될 수 있다. 또는 상기 기재층 및 상기 패턴층은 서로 다른 소재로 구성될 수 있고, 예를 들어 기재층의 제조 후 그 위에 패턴층이 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 기재층의 소재로는 폴리에스테르 수지, 폴리에테르설폰 수지, 아크릴 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리페닐렌설파이드 수지, 폴리알릴레이트 수지, 폴리이미드 수지, 폴리카보네이트 수지, 셀룰로오스 트리아세테이트 수지, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 수지 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로 상기 기재층의 소재는 폴리에스테르 수지, 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 또는 폴리에틸렌나프탈레이트 수지일 수 있다.
또한 상기 패턴층의 소재는 UV 경화형 수지일 수 있고, 예로서 에폭시 아크릴레이트 및 우레탄 아크릴레이트와 같은 아크릴레이트계 수지 또는 메타크릴레이트계 수지이거나 에폭시 수지일 수 있다.
도 7a를 참조하여, 상기 프리즘 시트의 기재층의 두께(T1)는 30 ㎛ 내지 300 ㎛일 수 있고, 구체적으로 50 ㎛ 내지 200 ㎛일 수 있으며, 패턴층의 두께(T2)는 10 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있고, 구체적으로 20 ㎛ 내지 60 ㎛일 수 있다.
상기 광학 복합 시트는 2종 이상의 프리즘 시트를 포함할 수 있으며, 구체적으로 제 1 프리즘 시트 및 제 2 프리즘 시트를 포함할 수 있다.
상기 제 1 프리즘 시트와 상기 제 2 프리즘 시트의 패턴은 서로 동일하거나 또는 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 프리즘 시트는 제 1 방향으로 연장되는 제 1 프리즘 패턴을 포함하는 제 1 프리즘 시트; 및 상기 제 1 방향에 대해서 교차하는 제 2 방향으로 연장되는 제 2 프리즘 패턴을 포함하는 제 2 프리즘 시트를 포함할 수 있다.
예를 들어 상기 제 1 프리즘 시트와 상기 제 2 프리즘 시트의 패턴의 결 방향은 서로 직교할 수 있다. 구체적으로, 상기 제 1 프리즘 시트는 수평 프리즘 시트이고, 상기 제 2 프리즘 시트는 수직 프리즘 시트일 수 있으며, 또는 그 반대일 수도 있다.
또한 상기 제 1 프리즘 시트의 패턴층과 상기 제 2 프리즘 시트의 패턴층은 모두 동일한 방향을 향하거나 또는 서로 다른 방향을 향할 수도 있다.
프리즘 시트의 제조방법
상기 프리즘 시트는 롤투롤(roll to roll) 방식에 의해 원기둥 형상의 마스터 롤에 형성된 패턴을 고분자 필름에 전사시켜 제조될 수 있다. 먼저, 마스터 롤의 외주 면(원기둥의 원주 면)을 바이트나 레이저 등으로 절삭 가공하여 마스터 롤에 패턴을 각인할 수 있다. 이후 마스터 롤 상에 원료 조액(UV 도료)을 코팅하여 마스터 롤의 패턴을 갖는 원료 조액 코팅층을 기재 필름 상에 전사시키고 자외선을 조사하여 경화시킴으로써 패턴을 갖는 프리즘 시트를 제조할 수 있다. 또는 압출에 의해 플라스틱 원재료를 열로서 녹이고 액상의 플라스틱 평판이 고체화되면서 상기 마스터 롤의 패턴이 전이되도록 하여 패턴을 갖는 프리즘 시트를 제조할 수 있다.
서로 다른 높이의 패턴을 갖는 프리즘 시트를 제조하기 위한 마스터 롤은 예를 들어 다이아몬드 공구를 이용한 절삭에 의해 제조될 수 있다. 구체적인 예로서, 경질 구리 등의 소재로 제작된 원통형 롤을 회전시키면서 다이아몬드 공구를 횡방향으로 이동하면서 롤의 원주를 따라서 나사 절삭하여 연속적인 홈의 패턴을 형성할 수 있다. 이때 다이아몬드 공구의 이동 속도를 조절함으로써 프리즘 패턴의 피치를 변화시킬 수 있고, 다이아몬드 공구가 원통형 롤에 침투하는 깊이, 공구와 롤의 표면 간의 수평/수직각, 원통형 롤의 회전 속도 등을 조절하여 프리즘 패턴의 규격을 보다 다양하고 세부적으로 변화시킬 수 있다.
광 확산층
상기 광 확산층은 광을 확산시킴으로써 프리즘 시트 등의 패턴을 은폐시킬 수 있다. 상기 광학 복합 시트는 하나 또는 둘 이상의 광 확산층을 포함할 수 있다.
도 4, 도 9a 및 도 9b를 참조하여, 상기 광 확산층은 비드(311, 321) 및 바인더 수지(312, 322)를 갖는 제 1 광 확산층(310) 및 제 2 광 확산층(320)을 포함할 수 있고, 상기 광학 복합 시트(11)의 상부에 상기 제 1 광 확산층(310) 및 하부에 상기 제 2 광 확산층(320)이 형성될 수 있다.
상기 비드는 유기 비드일 수 있고, 구체적인 소재는 아크릴레이트계 수지, 폴리스티렌 수지, 나일론 수지, 및 실리콘 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 보다 구체적으로 경질 아크릴레이트계 수지일 수 있다. 상기 비드의 형태는 특별히 한정되지 않으나 예를 들어 구형일 수 있다. 또한 상기 비드의 평균 입경은 5 ㎛ 내지 20 ㎛의 평균 입경을 가지는 것이 은폐력, 휘도 및 인접층과의 갈림 방지의 면에서 유리하고, 보다 구체적으로 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛, 또는 0.8 내지 6 ㎛일 수 있다. 상기 바인더 수지는 열경화형 수지 및 광경화형 수지 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 제 1 광 확산층은 60% 내지 99%의 헤이즈를 가질 수 있고, 보다 구체적으로 60% 내지 98%의 헤이즈를 가질 수 있다. 상기 바람직한 헤이즈 범위 내일 때, 충분한 은폐력을 가지면서 고휘도의 이점이 있다.
상기 제 2 광 확산층은 3% 내지 30%의 헤이즈를 가질 수 있고, 보다 구체적으로 7% 내지 17%의 헤이즈를 가질 수 있다. 상기 바람직한 헤이즈 범위 내일 때, 충분한 갈림 방지 성능을 가지면서 고휘도의 이점이 있다.
광 흡수층
상기 광 흡수층은 특정 파장 대역의 광을 선택적으로 흡수한다.
상기 광 흡수층은 가시광 파장 대역 내에서 주 흡수 파장을 가질 수 있다. 다만 상기 광 흡수층의 주 흡수 파장은 가시광 파장 대역 내에서 순수한 RGB 파장을 제외한 대역에 속할 수 있다. 이에 따라 상기 광 흡수층은 광원에서 나오는 순수한 RGB 파장 이외의 불필요한 파장을 차단하여 색 영역을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 광 흡수층의 주 흡수 파장이 470 nm 내지 520 nm, 또는 550 nm 내지 620 nm 내에 속할 수 있다. 구체적으로, 상기 광 흡수층의 주 흡수 파장이 480 nm 내지 510 nm, 560 nm 내지 610 nm, 또는 580 nm 내지 620 nm 내에 속할 수 있다.
또한 상기 광 흡수층은 상기 주 흡수 파장보다는 흡수율이 낮은 부 흡수 파장을 추가로 가질 수 있고, 상기 부 흡수 파장도 가시광 파장 대역 내에 속할 수 있다. 예를 들어 상기 부 흡수 파장도 가시광 파장 대역 내에서 순수한 RGB 파장을 제외한 대역에 속할 수 있다. 또는 상기 부 흡수 파장은 상기 주 흡수 파장과 달리 순수한 RGB 파장 대역 내에 속할 수 있고, 예를 들어 상기 부 흡수 파장은 510 nm 내지 560 nm, 또는 530 nm 내지 570 nm에 속할 수 있다.
구체적인 일례로서, 상기 광 흡수층은 580 nm 내지 620 nm에서 주 흡수 파장 및 530 nm 내지 570 nm에서 부 흡수 파장을 가질 수 있다. 상기 범위 내일 때 보다 효과적으로 색 영역을 향상시킬 수 있다.
도 8은 일 구현예에 따른 광학 복합 시트에 포함되는 광 흡수층의 단면도이다. 도 8을 참조하여 상기 광 흡수층(100)은 1종 이상의 광 흡수제(110), 및 바인더 수지(120)를 포함할 수 있다.
상기 광 흡수제는 앞서 예시한 주 흡수 파장을 가질 수 있다. 예를 들어 상기 광 흡수제는 염료 또는 안료일 수 있고, 유기 물질이거나 무기 물질일 수 있으며, 구체적으로 유기 염료 또는 무기 안료일 수 있다.
구체적인 예로서, 상기 광 흡수제는 피롤메틴류, 로다민류, 보론디피로메텐류, 테트라아자포르피린류, 스쿠아린류 및 시아닌류로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종일 수 있다.
상기 1종 이상의 광 흡수제의 총 함량은 상기 광 흡수층의 중량을 기준으로 0.01 중량% 내지 10 중량%, 구체적으로 0.05 중량% 내지 7 중량%일 수 있다.
상기 바인더 수지는 코팅 또는 접착에 적합한 성분으로 구성될 수 있고, 예를 들어 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 폴리우레탄 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리비닐알콜 수지 및 옥사졸린 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 광 흡수층은 UV 차단제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 UV 차단제의 예로는 히드록시벤조트리아졸류, 트리스-레조르시놀-트리아진 크로모포어류, 히드록시페닐-벤조트리아졸 크로모포어류일 수 있으며, 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 상기 UV 차단제의 함량은 상기 광 흡수층의 중량을 기준으로 0.01 중량% 내지 10 중량%, 구체적으로 0.05 중량% 내지 7 중량%일 수 있다.
상기 광 흡수층은 광 투과율이 일정 수준 이상일 수 있다. 예를 들어 상기 광 흡수층은 590 nm 파장에 대한 광 투과율이 30% 이상, 45% 이상, 50% 이상, 또는 70% 이상일 수 있고, 구체적으로 30% 내지 90%, 또는 50% 내지 90%일 수 있다.
기재 필름
상기 구현예에 따른 광학 복합 시트는 상기 광 확산층이 코팅되는 기재 필름을 더 포함할 수 있다. 즉 상기 기재 필름 상에 상기 광 확산층이 코팅될 수 있다.
상기 기재 필름의 소재는 예를 들어 폴리에스테르 수지일 수 있고, 구체적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지일 수 있다.
반사 편광 필름
상기 구현예에 따른 광학 복합 시트는 휘도 향상을 위해 반사 편광 필름을 포함한다.
상기 반사 편광 필름은 내부에 적층된 다수의 박막들에 의해 목적하는 광학적 효과를 내는 필름을 의미하여, 예로서 이중휘도향상필름(DBEF)를 들 수 있다.
구체적으로, 상기 반사 편광 필름은 서로 다른 광학적 특성을 갖는 2종 이상의 박막들을 적층된 형태로 포함할 수 있다.
도 9에서 보듯이, 상기 반사 편광 필름은 2개의 스킨층(S) 사이에 다수의 박막들의 적층체(M)를 가질 수 있다. 이때 상기 박막들의 서로 다른 광학적 특성은 굴절률일 수 있고 또는 위상차일 수도 있다.
구체적으로, 상기 반사 편광 필름은 서로 다른 광학적 특성을 가지는 제 1 수지층 및 제 2 수지층이 교대로 100층 내지 2000층으로 적층되는 것이다.
완충 필름
상기 광학 복합 시트는 상기 반사 편광 필름의 스킨층을 보호하기 위해 완충 필름을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 도 4에서 보듯이, 반사 편광 필름(400)의 아래에 프리즘 시트(210)가 배치될 경우, 프리즘 시트(210)의 패턴이 반사 편광 필름의 박막에 영향을 주어 휘도 향상 성능을 저하시킬 수 있다. 이에 따라 반사 편광 필름(400)과 프리즘 시트(210) 사이에 완충 필름(500)을 배치함으로써 이와 같은 휘도 저하를 방지할 수 있다.
상기 완충 필름의 소재는 예를 들어 폴리에스테르 수지일 수 있고, 구체적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지일 수 있다.
접착층
상기 광학 복합 시트는 이의 구성 요소(프리즘 시트, 기재 필름, 반사 편광 필름, 완충 필름 등) 사이에 접착층을 포함할 수 있다.
상기 접착층의 소재로는 통상적으로 사용되는 열경화형 수지와 UV 경화형 수지를 사용할 수 있으며, 예컨대, 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계, 비닐계, 폴리에스테르계, 폴리아미드계 수지 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 아크릴계 수지의 예로서 메틸메타크릴, 메타크릴, 에틸아크릴, 부틸아크릴, 아릴아크릴, 헥실아크릴, 아이소프로필메타크릴, 벤질아크릴, 비닐아크릴 또는 2-메톡시에틸아크릴 수지를 반복 단위로 갖는 단일 중합체나 상기한 2종 이상의 성분들을 갖는 공중합체를 들 수 있다.
상기 접착층의 소재의 바람직한 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.
광학 복합 시트의 층별 두께
이상 설명한 광학 복합 시트의 구성층들의 두께는 일정 범위 내로 조절될 수 있다.
상기 프리즘 시트의 두께는 50 ㎛ 이상 또는 80 ㎛ 이상일 수 있고, 300 ㎛ 이하 또는 200 ㎛ 이하일 수 있다.
상기 광 확산층의 두께는 3 ㎛ 이상 또는 5 ㎛ 이상일 수 있고, 30 ㎛ 이하 또는 20 ㎛ 이하일 수 있다.
상기 기재 필름의 두께는 50 ㎛ 이상 또는 70 ㎛ 이상일 수 있고, 200 ㎛ 이하 또는 150 ㎛ 이하일 수 있다.
상기 광 흡수층의 두께는 1 ㎛ 이상, 2 ㎛ 이상, 또는 3 ㎛ 이상일 수 있고, 100 ㎛ 이하, 25 ㎛ 이하, 15 ㎛ 이하, 10 ㎛ 이하, 또는 5 ㎛ 이하일 수 있다.
상기 반사 편광 필름의 두께는 50 ㎛ 이상 또는 70 ㎛ 이상일 수 있고, 200 ㎛ 이하 또는 150 ㎛ 이하일 수 있다.
상기 완충 필름의 두께는 50 ㎛ 이상 또는 70 ㎛ 이상일 수 있고, 200 ㎛ 이하 또는 150 ㎛ 이하일 수 있다.
구체적인 예로서, 상기 반사 편광 필름이 50 ㎛ 내지 200 ㎛의 두께를 가질 수 있고, 상기 완충 필름이 50 ㎛ 내지 200 ㎛의 두께를 가질 수 있고, 상기 프리즘 시트가 50 ㎛ 내지 350 ㎛의 두께를 가질 수 있고, 상기 광 확산층이 3 ㎛ 내지 30 ㎛의 두께를 가질 수 있고, 상기 광 흡수층이 1 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
광학 복합 시트의 적층 구성
앞서 설명한 광학 복합 시트의 구성층들(프리즘 시트, 광 확산층, 광 흡수층, 반사 편광 필름, 완충 필름 등)은 광 경로에 배치될 수 있다.
또한 상기 광학 복합 시트의 구성층들은 서로 결합될 수 있다. 상기 결합은 직접적인 결합이거나 또는 접착층 등을 매개로 한 간접적인 결합일 수 있다. 이에 따라 상기 광학 복합 시트는 상기 구성층들이 직접 또는 간접적으로 결합된 적층체를 포함할 수 있다.
일례로서 상기 광 흡수층은 상기 프리즘 시트 및 상기 광 확산층 중 적어도 어느 하나와 결합될 수 있다. 구체적으로, 상기 광 흡수층은 상기 프리즘 시트 및 상기 광 확산층 중 적어도 어느 하나의 일면에 배치될 수 있다.
다른 예로서, 상기 프리즘 시트, 상기 광 확산층 및 상기 광 흡수층은 서로 결합될 수 있다. 구체적으로, 상기 프리즘 시트가 기재층 및 상기 기재층의 일면에 형성된 패턴층을 포함하고, 상기 기재층의 타면에 상기 광 흡수층이 배치되고, 상기 광 흡수층의 표면에 상기 광 확산층이 배치될 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 반사 편광 필름, 상기 프리즘 시트, 상기 광 확산층 및 상기 광 흡수층은 서로 직접 또는 간접적으로 결합될 수 있다.
상기 광학 복합 시트는 반사 편광 필름; 상기 반사 편광 필름 아래에 배치되는 프리즘 시트; 상기 프리즘 시트 아래에 배치되는 광 확산층; 및 상기 반사 편광 필름, 상기 프리즘 시트 및 상기 광 확산층 중 어느 하나의 일면에 배치되는 광 흡수층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 광학 복합 시트가 상기 반사 편광 필름과 상기 프리즘 시트 사이에 완충 필름을 더 포함하고, 상기 반사 편광 필름, 상기 완충 필름, 상기 프리즘 시트, 상기 광 확산층 및 상기 광 흡수층은 서로 직접 또는 간접적으로 결합될 수 있다.
또한, 상기 광학 복합 시트가 상기 프리즘 시트 상에 배치되는 완충 필름; 상기 완충 필름 상에 배치되는 반사 편광 필름; 및 상기 반사 편광 필름 상에 배치되는 추가 광 확산층을 더 포함하고, 상기 반사 편광 필름이 서로 다른 광학적 특성을 갖는 2종 이상의 박막들을 적층된 형태로 포함하고, 상기 완충 필름이 폴리에스테르 수지를 포함할 수 있다.
구체적인 일례로서, 도 5a에서 보듯이, 상기 광학 복합 시트(11)는 제 1 광 확산층(310), 반사 편광 필름(400), 완충 필름(500), 제 1 프리즘 시트(210), 제 2 프리즘 시트(220), 광 흡수층(100), 및 제 2 광 확산층(320)의 순으로 적층될 수 있고, 이들 사이에 접착층(610, 620, 630)이 형성될 수 있다.
구체적인 다른 예로서, 도 5b에서 보듯이, 상기 광학 복합 시트(11)는 제 1 광 확산층(310), 반사 편광 필름(400), 완충 필름(500), 제 1 프리즘 시트(210), 광 흡수층(100), 제 2 프리즘 시트(220), 및 제 2 광 확산층(320)의 순으로 적층될 수 있고, 이들 사이에 접착층(610, 620, 630)이 형성될 수 있다.
구체적인 또 다른 예로서, 도 5c에서 보듯이, 상기 광학 복합 시트(11)는 제 1 광 확산층(310), 반사 편광 필름(400), 완충 필름(500), 광 흡수층(100), 제 1 프리즘 시트(210), 제 2 프리즘 시트(220), 및 제 2 광 확산층(320)의 순으로 적층될 수 있고, 이들 사이에 접착층(610, 620, 630)이 형성될 수 있다.
상기 광학 복합 시트 내에서 상기 광 흡수층의 위치(즉 다른 구성층들과의 상대적인 위치)를 조절하여 광학 성능을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 광학 복합 시트에서 입사광이 출사되는 정면을 기준으로 상기 광 흡수층이 상기 프리즘 시트보다 후측에 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 프리즘 시트가 제 1 프리즘 시트 및 제 2 프리즘 시트를 포함하고, 입사광이 출사되는 정면을 기준으로 상기 광 흡수층이 상기 제 1 프리즘 시트 또는 상기 제 2 프리즘 시트보다 후측에 배치될 수 있다.
또한, 상기 광 흡수층이 상기 제 1 프리즘 시트와 상기 제 2 프리즘 시트 사이에 형성될 수 있다. 구체적인 일례로서, 상기 프리즘 시트는 제 1 방향으로 연장되는 제 1 프리즘 패턴을 포함하는 제 1 프리즘 시트; 및 상기 제 1 방향에 대해서 교차하는 제 2 방향으로 연장되는 제 2 프리즘 패턴을 포함하는 제 2 프리즘 시트를 포함하고, 상기 제 2 프리즘 시트는 상기 제 1 프리즘 시트 아래에 배치되고, 상기 광 흡수층이 상기 제 1 프리즘 시트 및 상기 제 2 프리즘 시트 사이에 배치될 수 있다.
또한, 정면을 기준으로 상기 제 2 프리즘 시트가 상기 제 1 프리즘 시트보다 후측에 배치되고, 상기 제 2 프리즘 시트가 기재층 및 상기 기재층의 일면에 형성된 패턴층을 포함하고, 상기 기재층의 타면에 상기 광 흡수층이 배치될 수 있다. 이때 상기 광 흡수층의 표면에 상기 광 확산층이 배치될 수 있다.
도 2 및 도 3을 볼 때, 광학 복합 시트(11)의 하부에 광이 입사되어 상부로 출사되고, 상기 광 흡수층(100)이 상기 프리즘 시트(210, 220)보다 아래에 배치될 수 있다. 이와 같은 배치에 따르면 광원으로부터 입사한 광이 프리즘 시트를 모두 통과하기 이전에 상기 광 흡수층을 통과하게 되므로, 시야각에 따른 색 편차를 최소화할 수 있다.
구체적으로, 상기 프리즘 시트, 상기 광 확산층 및 상기 광 흡수층은 서로 결합되고, 상기 광 흡수층은 상기 광 경로를 기준으로 상기 프리즘 시트보다 상기 광원에 더 가깝게 배치되고, 상기 광 확산층은 상기 광 경로를 기준으로 상기 광 흡수층보다 상기 광원에 더 가깝게 배치될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 프리즘 시트는 제 1 방향으로 연장되는 제 1 프리즘 패턴을 포함하는 제 1 프리즘 시트; 및 상기 제 1 방향에 대해서 교차하는 제 2 방향으로 연장되는 제 2 프리즘 패턴을 포함하는 제 2 프리즘 시트를 포함하고, 상기 제 2 프리즘 시트는 상기 제 1 프리즘 시트 아래에 배치되고, 상기 광 흡수층이 상기 제 2 프리즘 시트 아래에 배치될 수 있다. 또한 상기 광 흡수층 아래에 상기 광 확산층이 배치될 수 있다.
색 영역
상기 구현예에 따른 광학 복합 시트를 포함하는 표시 장치는 색 영역이 종래보다 향상될 수 있다.
색 영역(color gamut)이란 광의 전체 영역에서 각 매체가 재현할 수 있는 색의 영역을 의미한다. 일반적으로 어떠한 매체의 색 영역 평가는 CIE(Commission Internationale de L'eclairage) 색도 좌표에서 RGB 세 점으로 구성된 삼각형을 얻고, 이를 NTSC(National Television System Committee) 또는 DCI(Digital Cinema Initiatives) 기준의 RGB 삼각형과 비교함으로써 수행된다.
색도(chromaticity)란 밝기를 제외한 색의 성질을 의미하는 것으로, CIE 1976 색도 좌표 u'v'는 사람이 인지하는 색상에 가장 가깝게 표현할 수 있는 방식이다.
도 2는 CIE 1976 색도 좌표 u'v'에서 색 영역을 산출하는 방법을 나타낸 것이다. 도 2에서 보듯이, 색도 좌표의 전체 색 영역(CG) 내에 기준이 되는 제 1 색 영역(CG1)을 작도하고, 샘플로부터 측정된 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 좌표를 꼭지점으로 하는 삼각형인 제 2 색 영역(CG2)를 작도한 뒤, 이들 간의 중첩 색 영역(CG0)의 면적을 구한다. 이후 이들 영역의 면적 간의 비율을 산출함으로써 샘플의 색 영역을 측정할 수 있다. 예를 들어 색도 좌표(CIE 1931 색도 좌표 xy 또는 CIE 1976 색도 좌표 u'v') 내에, 기준이 되는 DCI 색 영역(제 1 색 영역)의 삼각형을 작도하고, 샘플로부터 측정된 색 영역(제 2 색 영역)의 삼각형을 작도하여, 제 1 색 영역의 면적 대비 제 2 색 영역의 면적의 백분율(%)을 계산함으로써 DCI 면적비를 계산할 수 있다. 또한 상기 두 색 영역의 중첩 색 영역을 얻은 뒤, 제 1 색 영역의 면적 대비 중첩 색 영역의 면적의 백분율(%)을 계산함으로써 DCI 중첩비를 얻을 수 있다.
예를 들어 상기 광학 복합 시트를 포함하는 표시 장치는 CIE 1931 색도 좌표 xy에서의 DCI 면적비가 80% 이상일 수 있고, 구체적으로, 85% 이상, 90% 이상, 또는 95% 이상일 수 있다.
또한 상기 광학 복합 시트를 포함하는 표시 장치는 CIE 1976 색도 좌표 u'v'에서의 DCI 중첩비가 80% 이상일 수 있고, 구체적으로, 85% 이상, 90% 이상, 또는 95% 이상일 수 있다.
구체적인 예로서, 상기 광학 복합 시트를 포함하는 표시 장치는 CIE 1931 색도 좌표 xy에서의 DCI 면적비 및 CIE 1976 색도 좌표 u'v'에서의 DCI 중첩비가 모두 90% 이상일 수 있다.
스펙트럼 강도 및 투과율
도 1은 일 구현예에 따른 광학 복합 시트의 스펙트럼 투과율 곡선(굵은 실선), 상기 광학 복합 시트가 적용된 표시 장치의 스펙트럼 강도 곡선(가는 실선) 및 상기 광학 복합 시트가 적용되지 않은 표시 장치의 스펙트럼 강도 곡선(가는 점선)을 나타낸 것이다.
상기 구현예에 따른 광학 복합 시트의 스펙트럼 투과율 곡선은 가시광 파장 내에 하나 이상의 흡수 피크를 가질 수 있다. 구체적으로 상기 광학 복합 시트의 스펙트럼 투과율 곡선은 순수한 RGB 파장 이외의 파장에서 주 흡수 피크(가장 깊은 계곡 형태의 피크)를 가질 수 있고, 도 1에서는 580 nm 내지 620 nm 내에서 주 흡수 피크를 가졌지만 이에 한정되지는 않고, 또는 480 nm 내지 510 nm 내에서도 주 흡수 피크를 가질 수 있다. 또한 상기 광학 복합 시트의 스펙트럼 투과율 곡선은 주 흡수 피크 외에 하나 이상의 추가적인 흡수 피크를 더 가질 수 있고, 상기 추가적인 흡수 피크도 역시 순수한 RGB 파장 이외의 파장 내에 가질 수 있다. 또는 상기 광학 복합 시트의 스펙트럼 투과율 곡선은 순수한 RGB 파장 내에서 추가적인 흡수 피크를 가질 수도 있고, 예를 들어 도 1에서와 같이 530 nm 내지 570 nm 내에서, 또는 420 nm 내지 480 nm 내에서 추가적인 흡수 피크를 가질 수 있다.
상기 구현예에 따른 광학 복합 시트는 광 흡수층에서 특정 파장을 흡수하므로, 상기 광학 복합 시트의 스펙트럼 투과율은 상기 광 흡수층의 스펙트럼 투과율로 해석될 수 있고, 보다 구체적으로 상기 광 흡수층 내의 광 흡수제의 스펙트럼 투과율로 해석될 수 있다. 또한 상기 광학 복합 시트의 스펙트럼 투과율 곡선에서의 주 흡수 피크의 파장은 상기 광 흡수층의 주 흡수 파장으로 해석될 수 있고, 보다 구체적으로 상기 광 흡수층 내의 광 흡수제의 주 흡수 파장으로 해석될 수 있다.
상기 구현예에 따른 광학 복합 시트가 적용된 표시 장치의 스펙트럼 강도 곡선은, 상기 광학 복합 시트가 적용되지 않은 표시 장치의 스펙트럼 강도 곡선에 비해, 특정 파장에서 강도가 감소된 곡선을 나타낼 수 있다. 구체적으로, 상기 강도가 감소된 파장은 상기 광학 복합 시트의 흡수 피크의 파장에 해당할 수 있고, 특히 상기 광학 복합 시트의 주 흡수 피크의 파장에서 가장 크게 강도가 감소할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 강도가 감소된 파장은 순수한 RGB 파장 이외의 파장을 포함함으로써 표시 장치의 색 영역을 향상시킬 수 있다.
한편 도 1에서 보듯이, 상기 광학 복합 시트가 특정 파장을 흡수하기 때문에 표시 장치의 휘도가 불가피하게 낮아질 수 있다. 그러나 상기 구현예에 따른 광학 복합 시트는 반사 편광 필름을 구비함으로써 저하되는 휘도를 보상할 수 있고, 추가적으로 광 흡수층의 위치를 조절함으로써 휘도 저하를 최소화할 수 있다.
일례로서, 상기 광학 복합 시트를 포함하는 표시 장치는 CIE 1976 색도 좌표 u'v'에서의 DCI 중첩비가 90% 이상이고, 백색 광에 대해 170 cd/m2 이상의 휘도를 나타낼 수 있다.
색 투과율
상기 광학 복합 시트는 특정 파장 대역 내에서 색 투과율의 최저값을 가질 수 있다.
상기 색 투과율은 다음과 같은 과정을 통하여 얻어질 수 있다. 먼저, 연속 발광 스펙트럼을 가지는 백색의 면 광원 상에 상기 광학 복합 시트가 배치되고, 상기 광학 복합 시트(예: 도 5a 내지 5c의 시트)를 통하여 출사되는 광의 스펙트럼 강도(L1)가 측정된다. 이후, 상기 광학 복합 시트에서 상기 광 흡수층만이 제거된 참조 시트(예: 도 6의 시트)가 제조되고, 상기 참조 시트가 상기 면 광원 상에 배치된다. 상기 참조 시트를 통하여 출사되는 광의 스펙트럼 강도(L0)가 상기 L1과 동일한 방식으로 및 동일한 위치에서 측정된다. 상기 색 투과율은 상기 광학 복합 시트를 통하여 출사되는 광의 스펙트럼 강도(L1)를 상기 참조 시트를 통하여 출사되는 광의 스펙트럼의 강도(L0)로 나눈 값(L1/L0)이다.
상기 면 광원에 사용되는 광원은 앞서 설명한 광원일 수 있다. 또한, 상기 면 광원은 광원 및 도광판을 포함할 수 있다. 상기 광학 복합 시트 및 상기 참조 시트는 상기 도광판 상면에 배치될 수 있고, 상기 광원은 상기 도광판의 측면에 배치될 수 있다.
또한, 상기 면 광원은 대형 LCD TV로부터 얻어질 수 있다. 일례로서, 상기 면 광원은 대형 LCD TV에서 액정 표시 패널이 제거되고, 도광판을 제외한 각종 광학 시트들이 제거된 것일 수 있다. 다른 예로서, 상기 면 광원은 상기 LCD TV의 백라이트 유닛에서 프리즘 시트 및 반사 편광 필름이 제거된 것일 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 면 광원은 상기 구현예에 따른 표시 장치에서 상기 표시 패널 및 상기 광학 복합 시트가 제거된 것일 수 있다.
일례로서, 상기 광학 복합 시트는 580 nm 내지 610 nm의 파장 대역 내에서 색 투과율의 최저값을 갖고, 상기 색 투과율의 최저값이 0.6 이하일 수 있다. 이때, 상기 색 투과율이 측정되기 위해서, 연속 발광 스펙트럼을 가지는 백색 광을 출사하는 광원이 준비되고, 상기 광원으로부터의 광이 상기 광학 복합 시트를 통과할 때, 상기 광학 복합 시트로부터의 광의 스펙트럼 강도(L1)가 측정되고, 상기 광학 복합 시트에서 상기 광 흡수층만이 제거된 참조 시트가 준비되고, 상기 광원으로부터의 광이 상기 참조 시트를 통과할 때, 상기 참조 시트로부터의 광의 스펙트럼 강도(L0)가 측정되고, 상기 색 투과율은 L1을 L0로 나눈 값이다.
상기 580 nm 내지 610 nm의 파장 대역 내에서 색 투과율의 최저값이 0.6 이하인 경우, 이를 적용한 표시 장치의 색 영역이 보다 향상될 수 있고, 구체적으로 0.5 이하, 0.4 이하, 또는 0.3 이하일 수 있다.
상기 구현예에 따른 광학 복합 시트는, 프리즘 시트, 광 확산층 등의 광학 기능 요소들이 복합되면서 특정 파장 대역의 광을 흡수하는 광 흡수층이 삽입되어, 종래보다 광학적 성능 및 색 영역이 향상될 수 있다. 특히 상기 광학 복합 시트는 적층 구성을 조절하여 색 영역을 향상시키면서도 광 흡수층의 광 흡수에 따른 휘도 저하를 최소화할 수 있었다.
이에 따라 상기 구현예에 따른 광학 복합 시트는 LCD와 같은 표시 장치의 백라이트 유닛에 적용되어 성능을 향상시킬 수 있다.
이하 상기 구현예를 보다 구체적인 예시를 들어 설명하나, 상기 구현예의 범위가 이들 범위로 한정되는 것은 아니다.
광학 복합 시트의 제조예
실시예 1
가) 광 흡수층 조성물을 제조하기 위해, 아크릴 바인더 수지(AOF-2914, 애경사)와 프로필렌글리콜메틸에테르(PGME)가 30:70의 중량비로 혼합된 용액 100 중량부에, 광 흡수제(PANAX NEC 584, 욱성화학) 0.05 중량부 및 UV 차단제(Tinuvin 928, BASF) 1.0 중량부를 첨가하였다.
나) 두께 100 ㎛의 기재 필름(PET)의 일면에 UV 경화형 수지를 이용하여 두께 약 40 ㎛의 프리즘 패턴을 형성함으로써 하부 프리즘 시트를 제작하였다. 상기 기재 필름의 타면에 상기 광 흡수층 조성물을 메이어 바(mayer bar)를 이용하여 코팅하고 건조 및 경화하여 두께 3 ㎛의 광 흡수층을 형성하였다. 폴리부틸메타크릴레이드(PBMA) 비드 15 중량부, 우레탄아크릴레이트 수지 35 중량부, 및 용매로서 메틸에틸케톤(MEK) 50 중량부가 혼합된 조성물을 제조한 뒤, 상기 광 흡수층의 표면에 코팅 및 건조하여 두께 5 ㎛의 하부 확산층을 형성하였다.
다) 두께 100 ㎛의 기재 필름(PET)의 일면에 UV 경화형 수지를 이용하여 두께 약 40 ㎛의 프리즘 패턴을 형성함으로써 상부 프리즘 시트를 제작하였다. 상기 기재 필름의 타면에 UV 경화형 접착제 수지를 메이어 바를 이용하여 0.5~1.0 ㎛의 두께로 코팅하고, 앞서 제조된 하부 프리즘 시트와 접착한 후에 UV 경화하여 복합 시트를 얻었다.
라) 두께 100 ㎛의 완충 필름(PET)의 일면에 UV 경화형 접착제 수지를 메이어 바를 이용하여 0.5~1.0 ㎛의 두께로 코팅하고, 상기 단계 다)에서 제조된 복합 시트와 접착하고 UV 경화하였다.
마) 폴리메틸메타크릴레이드(PMMA) 비드 15 중량부, 아크릴 바인더 수지 35 중량부, 및 용매로서 메틸에틸케톤(MEK) 50 중량부가 혼합된 조성물을 제조한 뒤, 두께 95 ㎛의 이중휘도향상필름(DBEF, Qv2, 3M사)의 일면에 상기 조성물을 코팅 및 건조하여 두께 10 ㎛의 상부 확산층을 형성하였다. 상기 이중휘도향상필름의 타면에 UV 경화형 접착제 수지를 메이어 바를 이용하여 10 ㎛의 두께로 코팅하고, 앞서 단계 라)에서 얻은 복합 시트의 완충 필름의 표면에 접착한 후에 UV 경화하여 최종 광학 복합 시트를 얻었다(도 5a 참조).
실시예 2
실시예 1의 단계 가) 내지 마)의 절차를 반복하되, 단계 나)에서 하부 프리즘 시트의 기재 필름의 타면에 광 흡수층을 형성하지 않고, 그 대신 단계 다)에서 상부 프리즘 시트의 타면에 광 흡수층을 형성하고, 광 흡수층의 표면에 접착제 수지를 코팅하고 하부 프리즘 시트와 접착한 뒤, 이후의 절차를 수행하여 최종 광학 복합 시트를 얻었다(도 5b 참조).
실시예 3
실시예 1의 단계 가) 내지 마)의 절차를 반복하되, 단계 나)에서 하부 프리즘 시트의 기재 필름의 타면에 광 흡수층을 형성하지 않고, 그 대신 단계 라)에서 완충 필름의 일면에 광 흡수층을 형성하고, 광 흡수층의 표면에 접착제 수지를 코팅하고 상부 프리즘 시트와 접착한 뒤, 이후의 절차를 수행하여 최종 광학 복합 시트를 얻었다(도 5c 참조).
비교예 1
실시예 1의 단계 가) 내지 마)의 절차를 반복하되, 단계 나)에서 하부 프리즘 시트의 기재 필름의 타면에 광 흡수층을 형성하지 않고, 이후의 절차를 수행하여 최종 광학 복합 시트를 얻었다(도 6 참조).
표시 장치에 적용예
액정 표시 장치(55인치 LED 직하형, 220V, LG전자)에서 액정 표시 패널의 후면에 위치하는 광학 필름(반사 편광 필름, 프리즘 시트 등)을 제거하고, 그 위치에 광학 복합 시트를 배치하였다.
색 영역 측정예
광학 복합 시트를 표시 장치에 적용하고 스펙트로라디오미터(Spectroradiometer, SR-3, TOPCON, Working Distance: 660 mm, Field Spec.: 0.2D)를 이용하여 각 색상별 휘도 및 CIE 1931 색도 좌표 xy 및 CIE 1976 색도 좌표 u'v'를 측정하고, 이를 이용하여 색 영역(color gamut)의 면적과 DCI 중첩비 등을 산출하였다. 그 결과를 하기 표에 나타내었다.
광 흡수층의 광 투과율
실시예 1-1의 단계 가)의 절차를 반복하여 광 흡수층 조성물을 제조하고, 이를 두께 100 ㎛의 PET 필름의 일면에 코팅하고 건조 및 경화하여 두께 3 ㎛의 광 흡수층을 형성하였다. 스펙트로포토미터를 이용하여 590 nm 파장의 광에 대한 광 투과율을 측정하였다. 그 결과를 하기 표에 나타내었다.
구 분 비교예 1 실시예 1 실시예 2 실시예 3
휘도
(cd/m2)		 백색 Lv 244 172 194.9 205.7
적색 Lv 44.9 27.3 31.6 34.1
녹색 Lv 173.9 122.2 139.2 147.6
청색 Lv 24.9 22 23.1 23.3
CIE
1931
색도
좌표
xy		 백색 x 0.2818 0.2494 0.2581 0.2647
y 0.2879 0.2525 0.2649 0.2734
적색 x 0.66 0.6749 0.6711 0.6683
y 0.333 0.3152 0.3199 0.3231
녹색 x 0.3048 0.2677 0.2789 0.2861
y 0.621 0.6349 0.6322 0.6302
청색 x 0.1491 0.1487 0.1488 0.1489
y 0.0583 0.0554 0.0565 0.0574
면적 0.0647 0.0783 0.0745 0.0719
DCI 면적비 81.7% 99.0% 94.1% 90.8%
CIE
1976
색도
좌표
u'v'		 백색 u' 0.191 0.18 0.182 0.184
v' 0.44 0.411 0.421 0.428
적색 u' 0.465 0.497 0.488 0.482
v' 0.528 0.522 0.524 0.525
녹색 u' 0.124 0.106 0.111 0.115
v' 0.568 0.567 0.567 0.568
청색 u' 0.175 0.177 0.176 0.176
v' 0.154 0.148 0.15 0.152
DCI 중첩 면적 0.0695 0.0775 0.0764 0.0747
DCI 중첩비 85.4% 95.2% 93.9% 91.8%
광 흡수층 광 투과율 - 48.0% 48.0% 48.0%
상기 표에서 보듯이, 비교예 1에 따른 광학 복합 시트가 적용된 표시 장치는 백색 광에 대한 휘도가 높았지만, DCI 중첩비가 90% 미만으로 저조하여 색 재현성이 낮은 것으로 평가되었다. 반면, 실시예 1 내지 3에 따른 광학 복합 시트가 적용된 표시 장치는 백색 광에 대한 휘도가 일정 수준 이상이면서도 DCI 중첩비가 90% 이상으로 매우 우수하였다.
1: 표시 장치, 10: 백라이트 유닛,
11: 광학 복합 시트(구현예), 11': 광학 복합 시트(비교예),
20: 표시 패널, 30: 커버 윈도우,
51: 상부 프레임, 52: 하부 프레임,
100: 광 흡수층, 110: 광 흡수제,
120: 바인더 수지, 200: 프리즘 시트,
201: 기재층, 202: 패턴층,
202a: 제 1 패턴, 202b: 제 2 패턴,
210: 제 1 프리즘 시트, 220: 제 2 프리즘 시트,
310: 제 1 광 확산층, 311: 비드,
312: 바인더 수지, 320: 제 2 광 확산층,
321: 비드, 322: 바인더 수지,
350: 기재 필름,
400: 반사 편광 필름, 500: 완충 필름,
600, 610, 620, 630: 접착층, 601: 메니스커스,
700: 도광판, 800: 반사판,
M: 적층체, S1, S2: 스킨층,
T1: 기재층의 두께, T2: 패턴층의 두께,
Ta: 제 1 패턴의 높이, Tb: 제 2 패턴의 높이,
CG: 전체 색 영역, CG0: 중첩 색 영역,
CG1: 제 1 색 영역, CG2: 제 2 색 영역,
R: 적색, G: 녹색, B: 청색.

Claims (10)

  1. 서로 다른 광학적 특성을 가지는 제 1 수지층 및 제 2 수지층이 교대로 100층 내지 2000층으로 적층되는 반사 편광 필름;
    상기 반사 편광 필름 아래에 배치되는 프리즘 시트;
    상기 프리즘 시트 아래에 배치되는 광 확산층; 및
    상기 반사 편광 필름, 상기 프리즘 시트 및 상기 광 확산층 중 어느 하나의 일면에 배치되고, 특정 파장 대역의 광을 선택적으로 흡수하는 광 흡수층을 포함하는, 광학 복합 시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 복합 시트가 상기 반사 편광 필름과 상기 프리즘 시트 사이에 완충 필름을 더 포함하고,
    상기 반사 편광 필름, 상기 완충 필름, 상기 프리즘 시트, 상기 광 확산층 및 상기 광 흡수층은 서로 직접 또는 간접적으로 결합되는, 광학 복합 시트.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 반사 편광 필름이 50 ㎛ 내지 200 ㎛의 두께를 가지고,
    상기 완충 필름이 50 ㎛ 내지 200 ㎛의 두께를 가지고,
    상기 프리즘 시트가 50 ㎛ 내지 350 ㎛의 두께를 가지고,
    상기 광 확산층이 3 ㎛ 내지 30 ㎛의 두께를 가지고,
    상기 광 흡수층이 1 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께를 가지는, 광학 복합 시트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리즘 시트가 서로 다른 높이를 갖는 복수 개의 프리즘 패턴을 포함하는, 광학 복합 시트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 복합 시트의 하부에 광이 입사되어 상부로 출사되고,
    상기 광 흡수층이 상기 프리즘 시트보다 아래에 배치되는, 광학 복합 시트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리즘 시트가 기재층 및 상기 기재층의 일면에 형성된 패턴층을 포함하고,
    상기 기재층의 타면에 상기 광 흡수층이 배치되고,
    상기 광 흡수층의 표면에 상기 광 확산층이 배치되는, 광학 복합 시트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 복합 시트가 580 nm 내지 610 nm의 파장 대역 내에서 색 투과율의 최저값을 갖고, 상기 색 투과율의 최저값이 0.6 이하이고,
    상기 색 투과율이 측정되기 위해서, 연속 발광 스펙트럼을 가지는 백색 광을 출사하는 광원이 준비되고, 상기 광원으로부터의 광이 상기 광학 복합 시트를 통과할 때, 상기 광학 복합 시트로부터의 광의 스펙트럼 강도(L1)가 측정되고,
    상기 광학 복합 시트에서 상기 광 흡수층만이 제거된 참조 시트가 준비되고, 상기 광원으로부터의 광이 상기 참조 시트를 통과할 때, 상기 참조 시트로부터의 광의 스펙트럼 강도(L0)가 측정되고,
    상기 색 투과율은 L1을 L0로 나눈 값인, 광학 복합 시트.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 흡수층이 1종 이상의 광 흡수제, 및 바인더 수지를 포함하는, 광학 복합 시트.
  9. 광원;
    상기 광원으로부터의 광을 입사받아 영상을 표시하는 표시 패널; 및
    상기 광원으로부터 상기 표시 패널까지의 광 경로에 배치되는 광학 복합 시트를 포함하고,
    상기 광학 복합 시트는
    서로 다른 광학적 특성을 가지는 제 1 수지층 및 제 2 수지층이 교대로 100층 내지 2000층으로 적층되는 반사 편광 필름;
    상기 반사 편광 필름 아래에 배치되는 프리즘 시트;
    상기 프리즘 시트 아래에 배치되는 광 확산층; 및
    상기 반사 편광 필름, 상기 프리즘 시트 및 광 확산층 중 어느 하나의 일면에 배치되고, 입사되는 광의 특정 파장 대역의 광을 선택적으로 흡수하는 광 흡수층을 포함하는, 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 표시 장치는
    CIE 1976 색도 좌표 u'v'에서의 DCI 중첩비가 90% 이상이고,
    백색 광에 대해 170 cd/m2 이상의 휘도를 나타내는, 표시 장치.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100067733A (ko) * 2008-12-12 2010-06-22 온누리전자(주) 확산 수단이 일체화된 백라이트 유닛용 복합 프리즘시트 및그 제조방법
KR20120072194A (ko) 2010-12-23 2012-07-03 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치
KR20170067011A (ko) * 2015-12-07 2017-06-15 엘지디스플레이 주식회사 도광판과 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 액정표시장치
KR20180056568A (ko) * 2016-11-18 2018-05-29 주식회사 효성 고휘도 필름을 이용한 액정표시장치 및 액정표시장치용 복합시트
KR101940319B1 (ko) * 2012-08-09 2019-01-18 도레이케미칼 주식회사 다층 반사형 편광자

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050185112A1 (en) * 2002-03-14 2005-08-25 Nitto Denko Corporation Back light and liquid crystal display unit using this
JP2003337334A (ja) * 2002-03-14 2003-11-28 Nitto Denko Corp バックライト及びこれを用いた液晶表示装置
US7646453B2 (en) * 2006-06-05 2010-01-12 Skc Haas Display Films Co., Ltd. Reflective polarizer with polarization splitting microstructure
JP2009128904A (ja) * 2007-11-26 2009-06-11 Lg Electronics Inc 光学フィルム及び液晶表示装置
JP2010134349A (ja) * 2008-12-08 2010-06-17 Sony Corp 液晶表示装置
CN102460231B (zh) * 2009-06-02 2016-05-18 3M创新有限公司 光重新定向膜和使用此膜的显示器
JP6762813B2 (ja) * 2015-09-28 2020-09-30 日東電工株式会社 液晶表示装置
JP6829969B2 (ja) * 2015-09-28 2021-02-17 日東電工株式会社 光学部材、ならびに、該光学部材を用いた偏光板のセットおよび液晶表示装置
KR101746722B1 (ko) * 2016-01-20 2017-06-13 에스케이씨하스디스플레이필름(유) 양자점 시트 및 색순도 향상 필름을 포함하는 액정표시장치
JP6966850B2 (ja) * 2016-03-18 2021-11-17 日東電工株式会社 光学部材、ならびに、該光学部材を用いたバックライトユニットおよび液晶表示装置
KR101740639B1 (ko) * 2016-04-01 2017-05-26 에스케이씨하스디스플레이필름(유) 흡수염료를 포함하는 액정표시장치
KR20170133553A (ko) * 2016-05-25 2017-12-06 엘지디스플레이 주식회사 광흡수시트를 포함하는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치
US20210191198A1 (en) * 2019-12-18 2021-06-24 Moleculed Ltd. Assistant dyes for color conversion in lcd displays

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100067733A (ko) * 2008-12-12 2010-06-22 온누리전자(주) 확산 수단이 일체화된 백라이트 유닛용 복합 프리즘시트 및그 제조방법
KR20120072194A (ko) 2010-12-23 2012-07-03 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치
KR101940319B1 (ko) * 2012-08-09 2019-01-18 도레이케미칼 주식회사 다층 반사형 편광자
KR20170067011A (ko) * 2015-12-07 2017-06-15 엘지디스플레이 주식회사 도광판과 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 액정표시장치
KR20180056568A (ko) * 2016-11-18 2018-05-29 주식회사 효성 고휘도 필름을 이용한 액정표시장치 및 액정표시장치용 복합시트

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