KR102277206B1 - 광 제어 필름과 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스플레이 장치의 시야각을 좁힐 수 있는 광 제어 필름과 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것으로, 본 발명에 따른 광 제어 필름은 베이스 필름의 하면에 마련된 복수의 시야각 제어 패턴을 포함하고, 복수의 시야각 제어 패턴 각각은 베이스 필름의 제 1 및 제 2 길이 방향 중 적어도 하나의 길이 방향과 나란하게 마련될 수 있다.

Description

광 제어 필름과 이를 포함하는 디스플레이 장치{LIGHT CONTROL FILM AND DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}

본 발명은 디스플레이 장치용 광 제어 필름에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 디스플레이 장치의 시야각을 좁힐 수 있는 광 제어 필름과 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 디스플레이 장치는 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC), 모바일 폰, 스마트 폰, 태블릿 PC(Personal Computer), 및 와치 폰(watch phone) 등과 같은 휴대용 전자 기기뿐만 아니라 텔레비전, 노트북, 모니터, 은행의 입출금장치(ATM) 등의 다양한 제품의 표시 화면으로 널리 사용되고 있다.

디스플레이 장치는 사용자가 원하는 정보를 화상으로 표시하는 역할을 하는 것으로, 사용자가 다양한 각도에서 화상을 볼 수 있도록 넓은 시야각을 갖는 것이 일반적이다. 그러나, 디스플레이 장치가 적용되는 개별 제품마다 시야각이 넓은 경우 오히려 제품 특성에 악영향을 미치는 경우가 발생할 수도 있고, 경우에 따라서는 사용자가 시야각이 좁은 것을 요구하는 경우도 발생할 수도 있다.

일 예로서, 은행의 입출금장치(ATM)의 경우 사용자가 개인 정보를 입력하게 될 때 주위의 다른 사람이 개인 정보를 보지 못하도록 하는 것이 요구되므로 디스플레이 장치의 시야각이 좁은 것이 오히려 바람직하다.

다른 예로서, 차량의 네비게이션의 경우, 디스플레이 장치의 시야각이 넓은 경우, 디스플레이 장치에 표시되는 화상이 운전자의 집중력을 떨어뜨려 운전에 방해가 될 수 있으며, 더욱이 야간 운전시 디스플레이 장치에 표시되는 화상이 자동차의 전면 유리창에서 반사되어 운전자의 안전 운행에 악영향을 미칠 수도 있다.

또 다른 예로서, 컴퓨터나 휴대용 전자 기기의 경우, 사용자가 개인의 프라이버시가 노출되는 것을 원하지 않는 경우에는 디스플레이 장치의 시야각이 넓은 것이 오히려 사용자의 요구와 상반되게 된다.

이와 같이, 디스플레이 장치는 일반적으로 시야각이 넓도록 제조되고 있지만 그 적용되는 제품에 따라 시야각이 좁게 형성될 것을 요구하게 된다.

따라서, 디스플레이 장치가 적용되는 제품에 맞도록 시야각을 조절하여 디스플레이 장치를 제조하는 것이 필요하지만, 제품에 따라 디스플레이 장치를 별도로 제조하는 경우에는 생산성이 떨어지게 된다.

결과적으로, 넓은 시야각을 갖도록 제조된 디스플레이 장치의 시야각을 좁히기 위한 방안이 요구되고 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 디스플레이 장치의 시야각을 좁힐 수 있는 광 제어 필름과 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는 화소의 개구 영역을 정의하는 뱅크층과, 개구 영역에 마련된 발광 소자를 포함하는 디스플레이 패널, 및 디스플레이 패널 상에 투명 접착층에 의해 부착되고, 수분 침투 방지 기능 및 시야각 제어 기능을 갖는 배리어 필름을 포함하고, 배리어 필름은 베이스 필름, 및 베이스 필름의 하면에 배치되어 투명 접착층과 접촉하고 뱅크층과 중첩하는 복수의 시야각 제어 패턴을 포함하고, 투명 접착층은 복수의 시야각 제어 패턴을 덮는 구조로 디스플레이 패널 및 배리어 필름에 부착된다.

본 발명의 실시예에 따른 광 제어 필름은 베이스 필름, 베이스 필름의 제 1 면에 배치된 복수의 시야각 제어 패턴, 및 베이스 필름의 제 2 면에 배치되어 복수의 시야각 제어 패턴과 중첩하고 시야각 패턴보다 두꺼운 복수의 광 흡수 패턴을 포함하고, 복수의 시야각 제어 패턴과 복수의 광 흡수 패턴은 베이스 필름을 사이에 두고 이격된다.

본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는 베이스 필름을 사이에 두고 중첩되는 복수의 시야각 제어 패턴과 복수의 광 흡수 패턴을 갖는 광 제어 필름, 및 광 제어 필름과 중첩되는 디스플레이 패널을 포함할 수 있다.

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상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명은 광 제어 필름을 통해 특정 각도 이상의 각도로 입사되는 광을 차단함으로써 디스플레이 장치의 광 시야각을 좁히거나 제어할 수 있다.

위에서 언급된 본 발명의 효과 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 예에 따른 광 제어 필름을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1에 도시된 시야각 제어 패턴의 다양한 예를 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 예에 따른 광 제어 필름을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 터치 전극층을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제 3 예에 따른 광 제어 필름을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 광 흡수 패턴의 변형 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 3 예에 따른 광 제어 필름에 입사되는 각도별 출광 분포에 대한 시뮬레이션 그래프이다.
도 8은 본 발명의 제 1 예에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 2 예에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 광 제어 필름의 변형 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 9에 도시된 광 제어 필름의 다른 변형 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 종래와 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 상하 시야각 분포를 나타내는 그래프이다.

본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제 1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. "적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다. "상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.

이하에서는 본 발명에 따른 광 제어 필름과 이를 포함하는 디스플레이 장치의 바람직한 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 예에 따른 광 제어 필름을 설명하기 위한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 예에 따른 광 제어 필름(10)은 베이스 필름(11), 및 복수의 시야각 제어 패턴(15)을 포함한다.

상기 베이스 필름(11)은 광투과율이 높은 광등방성 재질로 이루어질 수 있다. 일 예로서, 상기 베이스 필름(11)은 PI(Polyimide), COP(Cyclic Olefin Polymer), PC(polycabonate), PET(polyethyleneterephthalate), PEN(polyethylenapthanate), PNB(polynorborneen), 또는 PES(polyethersulfone) 등이 될 수 있다. 다른 예로서, 상기 베이스 필름(11)은 유기 발광 디스플레이 패널을 구성하는 봉지층(encapsulation layer)의 상면에 부착되는 배리어 필름일 수 있다.

상기 복수의 시야각 제어 패턴(15) 각각은 입사되는 광, 예를 들어 디스플레이 패널(1)으로부터 입사되는 광의 진행 경로를 선택적으로 차단하여 디스플레이 패널(1)의 광 시야각을 협시야각으로 제어하는 것으로, 미리 설정된 피치를 가지도록 베이스 필름(11)의 하면에 마련될 수 있다. 이러한 상기 복수의 시야각 제어 패턴(15) 각각은 디스플레이 패널(1)의 수직면을 기준으로 디스플레이 패널(1)로부터 특정 각도 이상의 각도로 입사되는 광을 차단한다.

복수의 시야각 제어 패턴(15) 각각의 두께는 디스플레이 패널(1)의 시야각에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 시야각 제어 패턴(15) 각각은 수십㎚ ~ 수십㎛의 두께를 가지는 것이 바람직하지만, 이에 한정되지 않고 디스플레이 패널(1)의 수직면을 기준으로 디스플레이 패널(1)로부터 상하 및/또는 좌우 ±30도 이상의 각도로 진행하는 광을 차단할 수 있는 두께를 가질 수 있다.

일 예에 따른 복수의 시야각 제어 패턴(15)은 도 2a에 도시된 바와 같이, 베이스 필름(11)의 제 1 길이 방향(Y)과 나란한 스트라이프(stripe) 형태를 가지면서 베이스 필름(11)의 제 1 길이 방향(Y)과 교차하는 제 2 길이 방향(X)을 따라 미리 설정된 피치를 가지도록 베이스 필름(11)의 하면에 마련될 수 있다. 이 경우, 본 발명은 베이스 필름(11)의 제 2 길이 방향(X)에 대응되는 디스플레이 패널(1)의 좌우 시야각(또는 수평 시야각)을 제어할 수 있다.

다른 예에 따른 복수의 시야각 제어 패턴(15)은 도 2b에 도시된 바와 같이, 베이스 필름(11)의 제 2 길이 방향(X)과 나란한 스트라이프(stripe) 형태를 가지면서 베이스 필름(11)의 제 1 길이 방향(Y)을 따라 미리 설정된 피치를 가지도록 베이스 필름(11)의 하면에 마련될 수 있다. 이 경우, 본 발명은 베이스 필름(11)의 제 1 길이 방향(Y)에 대응되는 디스플레이 패널(1)의 상하 시야각(또는 수직 시야각)을 제어할 수 있다.

또 다른 예에 따른 복수의 시야각 제어 패턴(15)은 도 2c에 도시된 바와 같이, 베이스 필름(11)의 하면에 광 투과부를 갖는 메쉬 형태로 마련될 수 있다. 이 경우, 본 발명은 디스플레이 패널(1)의 상하 시야각 및 좌우 시야각을 모두 제어할 수 있다.

상기 복수의 시야각 제어 패턴(15) 각각은 흑색 안료나 회색 안료 같은 어두운 색상의 안료, 흑색 염료나 회색 염료와 같은 어두운 색상의 염료, 카본 블랙, 또는 포토 레지스트(photo resist)와 같은 광 차단 물질로 이루어지거나, 알루미늄(Al)이나 은(Ag)과 같은 금속과 같은 광 반사 물질로 이루어질 수 있다. 이러한 상기 복수의 시야각 제어 패턴(15) 각각은 프린팅 공정 또는 패터닝 공정에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 프린팅 공정은 당업계에 공지된 롤 프린팅, 스크린 프린팅, 그라비아(Gravure) 프린팅, 그라비아-옵셋 프린팅, 또는 플렉소 프린팅 방법을 이용할 수 있다. 그리고, 패터닝 공정은 베이스 필름(11) 상에 마스크 패턴 물질을 형성하는 공정, 및 마스크 패턴 물질은 선택적으로 식각하는 식각 공정으로 이루어질 수 있으며, 상기 식각 공정은 습식 식각 공정 또는 건식 식각 공정이거나 레이저 스크라이빙 공정이 될 수 있다.

이와 같은, 본 발명의 제 1 예에 따른 광 제어 필름(10)은 상기 복수의 시야각 제어 패턴(15) 각각에 대응되는 광 차단 영역 및 상기 복수의 시야각 제어 패턴(15) 사이사이의 광 투과 영역을 가짐으로써 상기 복수의 시야각 제어 패턴(15) 각각을 통해 디스플레이 패널(1)로부터 특정 각도 이상의 각도로 입사되는 광을 차단하고, 상기 복수의 시야각 제어 패턴(15) 사이사이의 광 투과 영역을 통해 디스플레이 패널(1)로부터 특정 각도 이하의 각도로 입사되는 광을 투과시킴으로써 디스플레이 패널(1)의 상하 및/또는 좌우 시야각을 협시야각으로 제어할 수 있다.

도 3은 본 발명의 제 2 예에 따른 광 제어 필름을 설명하기 위한 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 터치 전극층을 설명하기 위한 평면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 2 예에 따른 광 제어 필름(20)은 베이스 필름(11), 터지 전극층(13), 보호층(14), 및 복수의 시야각 제어 패턴 (25)을 포함한다.

상기 베이스 필름(11)은 전술한 본 발명의 제 1 예와 동일하므로, 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다. 이러한 상기 베이스 필름(11)이 유기 발광 디스플레이 패널을 구성하는 봉지층(encapsulation layer)의 상면에 부착되는 배리어 필름이 될 수 있다.

상기 터치 전극층(13)은 베이스 필름(11)과 시야각 제어 패턴(25) 사이에 마련되는 것으로, 복수의 송신 라인(Tx) 및 복수의 수신 라인(Rx)을 포함한다.

상기 복수의 송신 라인(Tx)은 베이스 필름(11)의 하면에 제 1 길이 방향(Y)을 따라 미리 설정된 피치를 가지도록 나란하게 마련된다. 상기 복수의 송신 라인(Tx) 각각은 상기 제 1 길이 방향(Y)과 교차하는 제 2 길이 방향(X)을 따라 미리 설정된 피치를 갖는 복수의 터치 구동 전극(TE), 및 복수의 터치 구동 전극(TE) 사이사이를 전기적으로 연결하는 복수의 제 1 브릿지(BG1)를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 터치 구동 전극(TE)은 다각 형태, 예를 들어 마름모 형태의 평면을 가질 수 있다. 상기 제 1 브릿지(BG1)는 인접한 터치 구동 전극(TE)을 전기적으로 연결한다.

상기 복수의 수신 라인(Rx)은 베이스 필름(11)의 하면에 상기 제 2 길이 방향(X)을 따라 미리 설정된 피치를 가지도록 나란하게 마련된다. 상기 복수의 수신 라인(Rx) 각각은 상기 제 1 길이 방향(Y)을 따라 미리 설정된 피치를 가지도록 배치된 복수의 터치 센싱 전극(SE), 및 복수의 터치 센싱 전극(SE) 사이사이를 연결하는 복수의 제 2 브릿지(BG2)를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 터치 센싱 전극(SE)은 상기 터치 구동 전극(TE)과 동일한 평면 형태를 가지며, 상기 터치 구동 전극(TE) 사이사이에 배치된다. 이에 따라, 복수의 터치 구동 전극(TE)과 복수의 터치 센싱 전극(SE)은 체크 무늬 형태를 가지도록 동일측에 배치되게 된다. 상기 제 2 브릿지(BG2)는 상기 제 1 브릿지(BG1)와 교차하도록 마련되어 인접한 터치 센싱 전극(SE)을 전기적으로 연결한다.

상기 복수의 송신 라인(Tx)과 상기 복수의 수신 라인(Rx) 각각은 라우팅 라인을 통해 베이스 필름(11)의 일측 가장자리 부분에 마련된 터치 패드부(PP)의 패드 전극에 일대일로 연결된다.

상기 복수의 송신 라인(Tx)과 상기 복수의 수신 라인(Rx)은 절연체층(또는 유전체층)을 사이에 두고 서로 교차하도록 마련된다. 이에 따라, 상기 절연층은 인접한 터치 구동 전극(TE)과 터치 센싱 전극(SE) 사이에 상호 정전 용량(mutual capacitance)을 형성한다. 상기 상호 정전 용량은 광 제어 필름(10)에 대한 사용자 터치를 센싱하는 터치 센서의 역할을 한다.

상기 복수의 송신 라인(Tx)과 상기 복수의 수신 라인(Rx) 각각은 마름모 형태의 전극(TE, SE)을 포함하여 이루어지는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 전극(TE, SE) 없이 바(bar) 형태로 마련될 수 있으며, 나아가 터치 전극층(13)은 당업계에서 공지된 상호 정전 용량 방식의 터치 스크린의 전극 구조를 가질 수 있다.

상기 보호층(14)은 상기 터치 전극층(13)을 덮도록 베이스 필름(11)의 하면에 마련된다.

상기 복수의 시야각 제어 패턴(25)은 상기 보호층(14)의 하면에 마련되는 것으로, 보호층(14)에 마련되는 것을 제외하고는 전술한 본 발명의 제 1 예에 따른 광 제어 필름(10)에 마련되는 시야각 제어 패턴(15)과 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.

이와 같은, 본 발명의 제 2 예에 따른 광 제어 필름(20)은 본 발명의 제 1 예에 따른 광 제어 필름(10)과 동일한 효과를 제공하면서 사용자 터치를 센싱하는 터치 스크린의 역할을 한다.

도 5는 본 발명의 제 3 예에 따른 광 제어 필름을 설명하기 위한 단면도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제 3 예에 따른 광 제어 필름(30)은 베이스 필름(31), 복수의 시야각 제어 패턴(33), 및 복수의 광 흡수 패턴(35)을 포함한다.

상기 베이스 필름(31)은 광투과율이 높은 광등방성 재질로 이루어질 수 있다. 일 예로서, 상기 베이스 필름(31)은 PI(Polyimide), COP(Cyclic Olefin Polymer), PC(polycabonate), PET(polyethyleneterephthalate), PEN(polyethylenapthanate), PNB(polynorborneen), 또는 PES(polyethersulfone) 등이 될 수 있다.

상기 복수의 시야각 제어 패턴(33)은 입사되는 광, 예를 들어 액정 디스플레이 장치의 백라이트 유닛(3)으로부터 입사되는 광의 진행 경로를 선택적으로 차단하여 액정 디스플레이 패널(5)의 광 시야각을 협시야각으로 제어하는 것으로, 미리 설정된 피치와 폭을 가지도록 상기 베이스 필름(31)의 하면에 마련될 수 있다. 이러한 상기 복수의 시야각 제어 패턴(33) 각각은 백라이트 유닛(3)으로부터 특정 각도 이상의 각도로 입사되는 광(L1)을 차단, 즉 백라이트 유닛(3) 쪽으로 반사시킴으로써 상기 광 흡수 패턴(35)으로 진행하는 광(L2)의 손실을 방지함과 아울러 반사되는 광의 리싸이클을 통해 백라이트 유닛(3)의 광 효율을 향상시킨다.

복수의 시야각 제어 패턴(33) 각각의 두께(T1)는 상대적으로 넓은 광시야각을 갖는 액정 디스플레이 패널(5)에 설정된 좁은 시야각에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 시야각 제어 패턴(33) 각각은 10㎛ 미만의 두께를 갖는 것이 바람직하지만, 이에 한정되지 않고 디스플레이 패널(1)의 수직면을 기준으로 디스플레이 패널(1)로부터 상하 및/또는 좌우 ±30도 이상의 각도로 진행하는 광을 차단할 수 있는 두께를 가질 수 있다.

일 예에 따른 복수의 시야각 제어 패턴(33)은 도 2a 내지 도 2c에 도시된 시야각 제어 패턴(15)과 동일하게, 미리 설정된 피치를 가지면서 상기 베이스 필름(31)의 제 1 및 제 2 길이 방향 중 적어도 하나의 방향과 나란하도록 마련될 수 있다.

일 예에 따른 복수의 시야각 제어 패턴(33)은 액정 디스플레이 패널(5)의 시야각 분포도에 대응되도록 영역별로 미리 설정된 피치 및 폭을 가질 수도 있다.

상기 복수의 시야각 제어 패턴(33) 각각은 알루미늄(Al)이나 은(Ag)과 같은 금속과 같은 광 반사 물질로 이루어질 수 있다. 이러한 상기 복수의 시야각 제어 패턴(33) 각각은 프린팅 공정 또는 패터닝 공정에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 프린팅 공정은 당업계에 공지된 롤 프린팅, 스크린 프린팅, 그라비아(Gravure) 프린팅, 그라비아-옵셋 프린팅, 또는 플렉소 프린팅 방법을 이용할 수 있다. 그리고, 패터닝 공정은 베이스 필름(31) 상에 마스크 패턴 물질을 형성하는 공정, 및 마스크 패턴 물질은 선택적으로 식각하는 식각 공정으로 이루어질 수 있으며, 상기 식각 공정은 습식 식각 공정 또는 건식 식각 공정이거나 레이저 스크라이빙 공정이 될 수 있다.

상기 복수의 시야각 제어 패턴(33) 각각의 폭(W)은 인접한 시야각 제어 패턴(33) 간의 피치(P)의 10% 이상 50% 이하로 설정될 수 있다. 여기서, 각 시야각 제어 패턴(33)의 폭(W)이 시야각 제어 패턴(33)의 피치(P)의 10% 이하일 경우에는 복수의 시야각 제어 패턴(33) 사이사이의 광 투과 영역으로 투과하는 광량이 상대적으로 많아져 액정 디스플레이 패널(5)의 시야각을 좁히는데 한계가 있다. 그리고, 각 시야각 제어 패턴(33)의 폭(W)이 시야각 제어 패턴(33)의 피치(P)의 50%를 초과할 경우에는 복수의 시야각 제어 패턴(33) 사이사이의 광 투과 영역으로 투과하는 광량이 상대적으로 적어져 액정 디스플레이 패널(5)의 휘도가 저하되게 된다.

상기 복수의 광 흡수 패턴(35)은 복수의 시야각 제어 패턴(33) 사이사이의 광 투과 영역을 통해 특정 각도로 입사되는 광(L2)을 흡수함으로써 액정 디스플레이 패널(5)의 광 시야각을 제어하는 것으로, 복수의 시야각 제어 패턴(33) 각각과 일대일로 중첩되도록 베이스 필름(31)의 상면에 마련될 수 있다. 이때, 복수의 흡수 패턴(35) 각각의 폭(W)은 중첩되는 시야각 제어 패턴(33)의 폭보다 좁을 수 있다.

상기 복수의 광 흡수 패턴(35) 각각은 흑색 안료나 회색 안료 같은 어두운 색상의 안료, 흑색 염료나 회색 염료와 같은 어두운 색상의 염료, 카본 블랙, 또는 포토 레지스트(photo resist)와 같은 광 흡수 물질로 이루어질 수 있다. 이러한 상기 상기 복수의 광 흡수 패턴(35) 각각은 상기 시야각 제어 패턴(33)과 동일한 공정에 의해 형성될 수 있다.

상기 복수의 광 흡수 패턴(35) 각각은 액정 디스플레이 패널(5)의 시야각에 따라 설정된 두께(T2)를 가지되, 상기 시야각 제어 패턴(33)보다 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 광 흡수 패턴(35) 각각은 10㎛ 이상의 두께를 갖는 것이 바람직하지만, 이에 한정되지 않고 디스플레이 패널(1)의 수직면을 기준으로 디스플레이 패널(1)로부터 상하 및/또는 좌우 ±30도 이상의 각도로 진행하는 광을 차단할 수 있는 두께를 가질 수 있다. 여기서, 액정 디스플레이 패널(5)의 시야각은 상기 광 흡수 패턴(35)의 두께(T2)가 증가할수록 좁아질 수 있기 때문에 상기 광 흡수 패턴(35)의 두께(T2)는 액정 디스플레이 패널(5)에 설정되는 좁은 시야각에 따라 10㎛ 이상의 두께로 설정될 수 있다.

상기 베이스 필름(31)을 사이에 두고 사선 방향으로 인접한 시야각 제어 패턴(33)의 일측(S1)과 광 흡수 패턴(35)의 타측(S2) 간의 임계각(θ)은 상기 베이스 필름(31)의 하면을 기준으로 40도 ~ 45로 설정되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 임계각(θ)은 베이스 필름(31)의 두께에 의해 설정되거나, 시야각 제어 패턴들(33)의 피치(P)와 광 흡수 패턴들(35)의 피치(P)에 의해 설정될 수 있다. 이 경우, 본 발명은 특정 각도로 경사져 시야각 제어 패턴(33)에 의해 반사되지 않으면서 광 흡수 패턴(35)에 흡수되지 않고 액정 디스플레이 패널(5) 쪽으로 진행하는 광에 의한 시야각 증가를 방지할 수 있다.

추가적으로, 상기 복수의 광 흡수 패턴(35) 각각이 프린팅 공정으로 형성될 경우, 복수의 광 흡수 패턴(35) 각각은, 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 광 흡수 패턴층(35a, 35b), 및 복수의 광 흡수 패턴층(35a, 35b) 사이에 개재된 투명 접착층(36)을 포함하여 이루어질 수도 있다. 여기서, 투명 접착층(36)은 OCA(optical clear adhesive), OCR(optical curable resin), 또는 자외선 수지(ultraviolet resin)일 수 있다.

아울러, 상기 복수의 시야각 제어 패턴(33) 역시 프린팅 공정으로 형성될 경우, 복수의 광 흡수 패턴(35)과 마찬가지로 투명 접착층이 개재된 복수의 시야각 제어 패턴층으로 이루어질 수 있다.

도 7은 본 발명의 제 3 예에 따른 광 제어 필름에 입사되는 각도별 출광 분포에 대한 시뮬레이션 그래프이다.

먼저, 시뮬레이션에서는, 광 제어 필름의 시야각을 47도로 설정하고, 이를 기반으로 광 제어 필름의 시야각 제어 패턴의 피치를 100㎛, 시야각 제어 패턴과 광 흡수 패턴 각각의 폭을 60㎛, 및 베이스 필름의 두께를 70㎛로 설정하였다.

도 7에서 알 수 있듯이, 광 제어 필름에 입사되는 47도 이상의 광이 광 흡수 패턴에 의해 차단되고, 47도 이하의 각도를 갖는 광만이 출광되는 것을 확인할 수 있다.

이와 같은, 본 발명의 제 3 예에 따른 광 제어 필름(30)은 베이스 필름(31)을 사이에 두고 중첩되는 복수의 시야각 제어 패턴(33)과 복수의 광 흡수 패턴(35)을 통해 백라이트 유닛(3)으로부터 특정 각도 이상의 각도로 입사되는 광을 차단하고, 백라이트 유닛(3)으로부터 특정 각도 이하의 각도로 입사되는 광을 투과시킴으로써 액정 디스플레이 패널(5)의 상하 및/또는 좌우 시야각을 협시야각으로 제어할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제 1 예에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면으로서, 이는 본 발명의 제 1 또는 제 2 예에 따른 광 제어 필름을 포함하도록 디스플레이 장치를 구성한 것이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제 1 예에 따른 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110), 배리어 필름(130), 편광 필름(150), 및 커버 윈도우(170)를 포함한다.

상기 디스플레이 패널(110)은 기판(111), 박막 트랜지스터(TFT), 평탄화층(112), 애노드 전극(113), 뱅크층(114), 유기 발광 소자(115), 캐소드 전극(116), 및 봉지층(encapsulation layer; 117)을 포함한다.

상기 기판(111)은 유리가 주로 이용되지만, 구부리거나 휠 수 있는 투명한 플라스틱, 예로서, 폴리이미드가 이용될 수 있다.

상기 박막 트랜지스터(TFT)는 기판(111) 상에 정의된 복수의 화소 영역(PA) 각각의 트랜지스터 영역(TA)에 마련되는 것으로, 게이트 전극, 반도체층, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 박막 트랜지스터는 a-Si TFT, poly-Si TFT, Oxide TFT, 또는 Organic TFT 등이 될 수 있다.

상기 평탄화층(112)은 박막 트랜지스터(TFT)를 덮도록 기판(111) 상에 마련되는 것으로, 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는 기판(111) 상에 평탄면을 마련한다.

상기 애노드 전극(113)은 기판(111)의 각 화소 영역(PA)에 마련된 개구 영역(OA)에 중첩되는 평탄화층(112) 상에 패턴 형태로 마련된다. 애노드 전극(113)은 평탄화층(112)에 마련된 컨택홀을 통하여 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극에 연결된다. 이러한 애노드 전극(113)은 반사율이 높은 금속재질로 이루어질 수 있다.

상기 뱅크층(114)은 애노드 전극(113)의 가장자리 부분과 박막 트랜지스터(TFT)를 덮도록 평탄화층(112) 상에 마련되어 각 화소 영역(PA)의 개구 영역(OA)을 정의한다.

상기 유기 발광 소자(115)는 상기 뱅크층(114)에 의해 정의된 개구 영역(OA)의 애노드 전극(113) 상에 형성되어 있다. 유기 발광 소자(115)는 도시하지는 않았지만, 정공 주입층, 정공 수송층, 유기 발광층, 전자 수송층, 및 전자 주입층이 차례로 적층된 구조로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 하나 또는 둘 이상의 층은 생략이 가능하다. 상기 유기 발광층은 화소 별로 동일한 색, 예로서 화이트(white)의 광을 발광하도록 형성될 수 있고, 화소 별로 상이한 색, 예로서, 적색, 녹색, 또는 청색의 광을 발광하도록 형성될 수도 있다.

상기 캐소드 전극(116)은 유기 발광 소자(115)와 뱅크층(114) 상에 마련되어 각 화소 영역(PA)에 마련된 유기 발광 소자(115)에 공통적으로 연결된다. 이러한, 상기 캐소드 전극(134)은 광투과율이 높은 투명 금속 재질로 이루어질 수 있다.

상기 봉지층(117)은 각 화소로의 수분 침투를 방지하기 위한 것으로, 캐소드 전극(116)을 덮도록 기판(111) 상에 마련된다. 여기서, 봉지층(117)은 유기 물질층 또는 무기 물질층, 유기 물질층과 무기 물질층이 교대로 적층된 복층 구조로 형성될 수 있다.

상기 배리어 필름(130)은 상기 디스플레이 패널(110) 상에 배치되어, 디스플레이 패널(110)으로부터 특정 각도 이상으로 입사되는 광을 차단함으로써 디스플레이 패널(110)의 시야각을 제어한다. 아울러, 배리어 필름(130)은 디스플레이 패널(110)로의 수분 침투를 방지함과 아울러 디스플레이 패널(110)의 전면(前面)을 보호한다. 이때, 배리어 필름(131)은 투명 접착제(120)에 의해 디스플레이 패널(110)의 봉지층(117) 상에 직접적으로 부착될 수 있다. 여기서, 투명 접착층(120)은 OCA(optical clear adhesive), OCR(optical curable resin), 또는 자외선 수지(ultraviolet resin)일 수 있다.

상기 배리어 필름(130)은 베이스 필름(131) 및 베이스 필름(131)의 하면에 마련된 복수의 시야각 제어 패턴(133)을 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 배리어 필름(130)은 복수의 시야각 제어 패턴(133) 각각이 디스플레이 패널(110)에 마련된 뱅크층(114)에 중첩되는 것을 제외하고는 도 1 내지 도 4에 도시된 본 발명의 제 1 또는 제 2 예에 따른 광 제어 필름(10, 20)과 동일하므로, 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다. 다만, 상기 배리어 필름(130)의 베이스 필름(131)은 수분 투습도가 낮은 재질, 예를 들어 폴리머 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 편광 필름(150)은 배리어 필름(130)의 상면에 부착되어 디스플레이 패널(110)로부터 방출되는 광을 편광시킨다.

상기 커버 윈도우(170)는 투명 유리 또는 투명 플라스틱 재질로 이루어져 편광 필름(150)의 상면에 부착된다. 이러한 커버 윈도우(170)는 OCA(Optical Clear Adhesive)와 같은 투명 접착제에 의해 편광 필름(150)의 상면에 부착됨으로써 디스플레이 패널(110)로부터 방출되는 광을 외부로 투과시킴과 아울러 외부 충격으로부터 디스플레이 패널(110)을 보호하는 역할을 한다.

이와 같은, 본 발명의 제 1 예에 따른 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110)의 뱅크층(114)과 중첩되는 복수의 시야각 제어 패턴(133)에 의해 디스플레이 패널(110)로부터 특정 각도 이상으로 방출되는 광이 차단됨으로써 특정 각도 이하의 좁은 시야각을 가질 수 있다. 즉, 본 발명은 디스플레이 패널(110)과 편광 필름(150) 사이에 시야각 제어 패턴(133)을 갖는 배리어 필름(또는 광 제어 필름)을 배치함으로써 디스플레이 장치의 상하 및/또는 좌우 시야각을 협시야각으로 제어할 수 있다.

도 9는 본 발명의 제 2 예에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면으로서, 이는 본 발명의 제 3 예에 따른 광 제어 필름을 포함하도록 디스플레이 장치를 구성한 것이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 제 2 예에 따른 디스플레이 장치(200)는 디스플레이 패널(210), 백라이트 유닛(220), 및 광 제어 필름(230)을 포함할 수 있다.

상기 디스플레이 패널(210)은 백라이트 유닛(220)에서 방출되어 광 제어 필름(230)을 투과하여 입사되는 광을 이용하여 영상을 표시한다. 이를 위해, 상기 디스플레이 패널(210)은 액정층(212)을 사이에 두고 실런트(219)에 의해 대향 합착된 제 1 및 제 2 기판(211, 213)을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 제 1 기판(211)은 게이트 라인과 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터 및 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극 및 화소 전극과 함께 액정층(212)에 전계를 형성하는 공통 전극을 갖는 복수의 화소를 포함할 수 있다.

상기 제 2 기판(213)은 각 화소에 중첩되는 컬러필터를 포함할 수 있다. 추가적으로, 상기 컬러필터는 각 화소의 화소 전극과 중첩되도록 제 1 기판(211)에 마련될 수 있으며, 이 경우, 제 2 기판(213)은 커버 기판으로 사용된다.

상기 제 1 기판(211)의 하면에는 제 1 편광 필름(215)이 부착되어 있고, 제 2 기판(213)의 하면에는 제 2 편광 필름(217)이 부착되어 있다. 이때, 상기 제 1 편광 필름(215)의 편광축과 제 2 편광 필름(217)의 편광축은 서로 교차하는 방향으로 설정된다.

추가적으로, 상기 제 1 및 제 2 기판(211, 213)의 위치는 서로 반전될 수 있다. 즉, 복수의 화소를 갖는 제 1 기판(211)의 하면에 컬러필터를 갖는 제 2 기판(213)이 배치될 수 있다.

상기 백라이트 유닛(220)은 디스플레이 패널(210)에 광을 조사하는 것으로, 도광판(221), 광원(223), 반사 시트(225), 및 광학 시트부(227)를 포함할 수 있다.

상기 도광판(221)은 디스플레이 패널(210)의 하부에 배치되고, 일측면에 마련된 입광부를 통해 입사되는 광을 디스플레이 패널(210) 쪽으로 진행시킨다.

상기 광원(223)은 도광판(221)의 입광부에 광을 조사한다. 예를 들어, 광원(223)은 광원 램프 또는 발광 다이오드 모듈을 포함할 수 있다.

상기 반사 시트(225)는 도광판(221)의 하부에 배치되어 도광판(221)의 하면을 통과하여 입사되는 광을 도광판(221)의 내부로 반사시킴으로써 광의 손실을 최소화한다.

상기 광학 시트부(227)는 도광판(221) 상에 배치되어 도광판(221)으로부터 출광되는 광의 휘도 특성을 개선한다. 일 예에 따른 광학 시트부(227)는 확산 시트, 집광 시트, 및 반사형 편광 시트 중 적어도 2개 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.

상기 광 제어 필름(230)은 디스플레이 패널(210)과 백라이트 유닛(220) 사이에 배치되어, 백라이트 유닛(220)으로부터 특정 각도 이상으로 입사되는 광을 차단함으로써 디스플레이 패널(210)의 시야각을 제어한다. 이러한 광 제어 필름(230)은 도 5 또는 도 6에 도시된 본 발명의 제 3 예에 따른 광 제어 필름(30)과 동일하므로, 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.

상기 광 제어 필름(230)에 마련된 시야각 제어 패턴(33)과 광 흡수 패턴(35)은 디스플레이 패널(210)에 마련된 화소의 피치에 대해 1/2 ~ 1/5 정도의 피치를 가질 수 있다. 즉, 디스플레이 패널(210)의 각 화소 상에는 2 내지 5 개의 광 흡수 패턴이 마련될 수 있다.

이와 같은, 본 발명의 제 2 예에 따른 디스플레이 장치(200)는 디스플레이 패널(210)과 백라이트 유닛(220) 사이에 배치된 광 제어 필름(230)을 통해 백라이트 유닛(220)으로부터 디스플레이 패널(210) 쪽으로 진행하는 특정 각도 이상의 광을 차단함으로써 특정 각도 이하의 좁은 시야각을 가질 수 있다. 즉, 본 발명은 디스플레이 패널(210)과 백라이트 유닛(220) 사이에 특정 각도 이상의 광을 차단하는 시야각 제어 패턴과 광 흡수 패턴을 갖는 광 제어 필름(230)을 배치함으로써 디스플레이 장치의 시야각을 상하 및/또는 좌우 시야각을 협시야각으로 제어할 수 있다.

한편, 본 발명의 제 2 예에 따른 디스플레이 장치(200)에서, 광 제어 필름(230)은, 도 10에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(210)의 상부에 배치되어 디스플레이 패널(210)로부터 특정 각도 이상으로 방출되는 광을 차단함으로써 디스플레이 장치의 시야각을 상하 및/또는 좌우 시야각을 협시야각으로 제어할 수도 있다. 이 경우, 상기 광 제어 필름(230)의 하면에 마련된 복수의 시야각 제어 패턴(33)은 생략될 수 있다.

다른 한편, 본 발명의 제 2 예에 따른 디스플레이 장치(200)에서, 광 제어 필름(230)은, 도 11에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(210)에 내장되어 디스플레이 패널(210)로부터 특정 각도 이상으로 방출되는 광을 차단함으로써 디스플레이 장치의 시야각을 상하 및/또는 좌우 시야각을 협시야각으로 제어할 수도 있다. 이때, 상기 광 제어 필름(230)은 디스플레이 패널(210)의 제 2 기판(213)과 제 2 편광 필름(217) 사이에 개재될 수 있다. 이 경우, 상기 광 제어 필름(230)의 하면에 마련된 복수의 시야각 제어 패턴(33)은 생략될 수 있다.

도 12는 종래와 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 상하 시야각 분포를 나타내는 그래프이다.

도 12에서, 실선 A는 종래의 디스플레이 장치의 상하 시야각 분포를 나타내고, 점선 B 및 일점 쇄선 C는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 상하 시야각 분포를 나타낸다.

먼저, 종래의 디스플레이 장치는 본 발명에 따른 광 제어 필름을 구비하지 않으므로, ±80도의 넓은 상하 시야각을 가지는 것을 알 수 있다.

반면에, 본 발명의 디스플레이 장치는 점선 B와 같이 광 제어 필름의 시야각 제어에 따라서 ±30도의 상하 시야각을 가지거나 일점 쇄선 C와 같이 ±45도의 상하 시야각을 가지는 것을 알 수 있다.

따라서, 본 발명은 광 제어 필름에 마련된 시야각 제어 패턴 및/또는 광 흡수 패턴을 통해 디스플레이 장치의 시야각을 제어할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1, 5, 110, 210: 디스플레이 패널 3, 220: 백라이트 유닛
10, 20, 30, 230: 광 제어 필름 11, 31, 131: 베이스 필름
13: 터치 스크린 15, 25, 33: 시야각 제어 패턴
35: 광 흡수 패턴 36, 120: 투명 접착층
100, 200: 디스플레이 장치 114: 뱅크층
117: 봉지층 130: 배리어 필름
150: 편광 필름 170: 커버 윈도우

Claims (12)

1. 화소의 개구 영역을 정의하는 뱅크층과, 상기 개구 영역에 마련된 발광 소자를 포함하는 디스플레이 패널; 및
   상기 디스플레이 패널 상에 투명 접착층에 의해 부착되고, 수분 침투 방지 기능 및 시야각 제어 기능을 갖는 배리어 필름을 포함하고,
   상기 배리어 필름은
   베이스 필름; 및
   상기 베이스 필름의 하면에 배치되어 상기 투명 접착층과 접촉하고 상기 뱅크층과 중첩하는 복수의 시야각 제어 패턴을 포함하고,
   상기 투명 접착층은 상기 복수의 시야각 제어 패턴을 덮는 구조로 상기 디스플레이 패널 및 상기 배리어 필름에 부착된 디스플레이 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 배리어 필름은 상기 투명 접착층에 의해 상기 디스플레이 패널의 봉지층 상에 부착되고, 상기 시야각 제어 패턴의 두께는 상기 투명 접착층의 최대 두께보다 작은 디스플레이 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 베이스 필름에 마련된 송신 라인과 수신 라인을 갖는 터치 전극층; 및
   상기 터치 전극층을 덮는 보호층을 더 포함하며,
   상기 복수의 시야각 제어 패턴은 상기 보호층의 하면에 마련된, 디스플레이 장치.
4. 베이스 필름;
   상기 베이스 필름의 제 1 면에 배치된 복수의 시야각 제어 패턴; 및
   상기 베이스 필름의 제 2 면에 배치되어 상기 복수의 시야각 제어 패턴과 중첩하고 상기 시야각 제어 패턴보다 두꺼운 복수의 광 흡수 패턴을 포함하고,
   상기 복수의 시야각 제어 패턴과 상기 복수의 광 흡수 패턴은 상기 베이스 필름을 사이에 두고 이격되는 광 제어 필름.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 복수의 광 흡수 패턴 각각은 적층 구조를 갖는 한 쌍의 광 흡수 패턴과, 상기 한 쌍의 광 흡수 패턴 사이에 부착된 접착층을 포함하는 광 제어 필름.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 시야각 제어 패턴은 금속 물질로 이루어지고,
   상기 광 흡수 패턴은 흑색 안료, 회색 안료, 흑색 염료, 회색 염료, 카본 블랙, 및 포토 레지스트(photo resist) 중 어느 하나의 물질로 이루어지는, 광 제어 필름.
7. 제 4 항에 있어서,
   상기 베이스 필름을 사이에 두고 사선 방향으로 인접한 시야각 제어 패턴의 일측과 광 흡수 패턴의 타측 사이의 각도는 상기 베이스 필름의 제 1 면을 기준으로 40도 ~ 45도인, 광 제어 필름.
8. 삭제
9. 삭제
10. 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널의 하부에 배치된 백라이트 유닛; 및
    상기 디스플레이 패널과 중첩되는 광 제어 필름을 포함하고,
    상기 광 제어 필름은 청구항 4 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 광 제어 필름인, 디스플레이 장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 광 제어 필름은 상기 디스플레이 패널과 상기 백라이트 유닛 사이에 배치되거나 상기 디스플레이 패널 상에 배치된, 디스플레이 장치.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은,
    상기 백 라이트 유닛과 마주하는 제 1 기판;
    액정층을 사이에 두고 상기 제 1 기판과 합착된 제 2 기판; 및
    상기 제 2 기판의 상면에 부착된 편광 필름을 포함하며,
    상기 광 제어 필름은 상기 제 2 기판과 상기 편광 필름 사이에 배치된, 디스플레이 장치.

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