KR102309921B1 - 표시 장치 및 이에 포함되는 광학 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 표시 패널, 표시 패널 상부에 배치되며, 서로 다른 깊이를 갖는 제1 및 제2 음각 패턴부를 포함하는 광학 필름, 표시 패널 및 제1 음각 패턴부의 표면 중 적어도 일부와 각각 접촉하는 결합부재 및 제2 음각 패턴부의 표면과 표시 패널 사이에 충전되는 공기층을 포함할 수 있다.

Description

표시 장치 및 이에 포함되는 광학 필름{DISPLAY DEVICE AND OPTICAL FILM COMPRISED THE SAME}
본 발명은 표시 장치 및 이에 포함되는 광학 필름에 관한 것이다.
표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정 표시 장치(Liquid Ctystal Display, LCD), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display, OLED) 등과 같은 여러 종류의 표시 장치가 사용되고 있다.
그 중 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터, 화소전극 및 공통전극을 포함하며 서로 대향하는 양 기판 사이에 개재된 액정을 포함할 수 있다. 액정층의 동작모드로는, 비틀림 네마틱(Twisted Nematic) 모드 또는 복굴절 제어(Electrically Controlled Birefrigence) 모드를 들 수 있다. 상기 복굴절 제어(Electrically Controlled Birefrigence) 모드에는, 수직 배향(Vertical Alignment) 방식, OCB(Optically Compensated) 방식, IPS(In-Plane Switching) 방식 등을 들 수 있다. 액정 표시 장치의 구동 방식의 일 예로, 화소 전극 및 공통 전극 사이에 전기장이 형성될 때, 화소 전극 또는 공통 전극에 대한 액정층 내의 액정들의 각도는 90도보다 작게 배열되면서 점차 밝아지는 영상을 구현할 수 있다.
최근에는 이러한 액정 표시 장치의 정면 시야각 이외에도 측면에서의 시야각을 확대시키려는 연구가 진행되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 가압 공정 시 접착제가 음각 패턴부 내부로 유입되는 것을 방지하여 패턴 산란도에 영향을 주는 것을 막을 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 우수한 정면 휘도를 구현하면서 우수한 측면 시야각을 제공할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 우수한 정면 휘도를 구현하면서도 우수한 측면 시야각을 제공할 수 있는 광학 필름을 제공하는데 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 표시 패널, 상기 표시 패널 상부에 배치되며, 서로 다른 깊이를 갖는 제1 및 제2 음각 패턴부를 포함하는 광학 필름, 상기 표시 패널 및 상기 제1 음각 패턴부의 표면 중 적어도 일부와 각각 접촉하는 결합부재 및 상기 제2 음각 패턴부의 표면과 상기 표시 패널 사이에 충전되는 공기층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 음각 패턴부의 깊이는, 상기 제1 음각 패턴부의 깊이보다 깊을 수 있다.
또한, 상기 제1 음각 패턴부의 깊이는, 2㎛이상일 수 있다.
또한, 상기 제2 음각 패턴부의 종횡비는, 0.5 내지 1.6일 수 있다.
또한, 상기 제2 음각 패턴부의 폭 및 깊이 중 적어도 하나는 10㎛이상일 수 있다.
또한, 상기 광학 필름의 굴절률은, 1.45 내지 1.65일 수 있다.
또한, 상기 광학 필름의 굴절률과 상기 공기층의 굴절률 차이는 0.45 이상일 수 있다.
또한, 상기 결합부재는, 점착성 또는 접착성 재료를 포함할 수 있다.
또한, 상기 결합부재는, 아크릴계 접착제, 실리콘계 접착제, 우레탄계 접착제, 폴리비닐부티랄 접착제, 에틸렌-아세트산비닐계 접착제, 폴리비닐에테르 및 멜라민 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 표시 패널은, 제1 편광판, 상기 제1 편광판의 상부에 배치되는 액정층 및 상기 액정층의 상부에 배치되는 제2 편광판을 포함하며, 상기 광학 필름은 상기 제2 편광판의 상부에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 음각 패턴부는, 상기 표시 패널과 직접 접촉하는 일면을 포함할 수 있다.
또한, 상기 표시 패널과 직접 접촉하는 일면은 점착성 또는 접착성을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필름은, 베이스 기재, 상기 베이스 기재의 일면으로부터 서로 깊이가 다르게 음각 형성되는 제1 및 제2 패턴부를 포함하고, 상기 베이스 기재의 굴절률과 상기 제2 패턴부 내부의 굴절률 차이는 0.45이상이며, 상기 제2 패턴부의 깊이는 상기 제1 패턴부의 깊이보다 깊을 수 있다.
또한, 상기 제2 패턴부의 종횡비는 0.5 내지 1.6이며, 상기 베이스 기재의 굴절률은 1.45 내지 1.65일 수 있다.
또한, 상기 제1 패턴부는, 폭 방향의 양 측면에 위치하며 소정의 폭을 갖는 일면을 포함하는 에지부를 가지며, 상기 에지부의 일면은 점착성 또는 접착성을 가질 수 있다.
또한, 상기 베이스 기재의 굴절률은 상기 제2 패턴부의 굴절률보다 클 수 있다.
또한, 상기 베이스 기재의 굴절률은 1.45 내지 1.65이며, 상기 제2 패턴부 내부의 굴절률은 1.0일 수 있다.
또한, 상기 제2 패턴부의 내부에 충전되는 공기층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 패턴부의 단면은, 다각형, 반원형 및 반타원형 단면 중 하나일 수 있다.
또한, 상기 제2 패턴부의 단면은, 타원형(elliptical) 형상일 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 접착제가 음각 패턴부 내부로 유입되는 것을 방지하여 패턴 산란도에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 우수한 정면 휘도를 구현하면서도 우수한 측면 시야각을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 표시 장치를 I-I'방향으로 자른 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 광학 필름의 일 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시한 광학 필름의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시한 광학 필름의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시한 광학 필름의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 7은 도 1에 도시한 광학 필름의 구성 중 돌출부의 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 1에 도시한 표시 장치에서 백라이트 유닛을 추가한 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시한 표시 장치를 II-II'방항으로 자른 단면도이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 보다 상세히 나타낸 도면이다.
도 13 내지 도 15는 도 1에 도시한 광학 필름의 제조 방법을 단계별로 나타낸 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위해 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 광학 필름(100), 결합 부재(200) 및 표시 패널(300)을 포함할 수 있다.
광학 필름(100)은 표시 패널(300)의 상부에 배치될 수 있다. 광학 필름(100)은 일 실시예로 렌티큘러 필름일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 광학 필름(100)은 서로 깊이가 다른 제1 및 제2 음각 패턴부(120, 130)를 포함할 수 있다. 보다 상세하게는 제2 음각 패턴부(130)의 깊이가 제1 음각 패턴부(120)의 깊이보다 깊을 수 있다. 광학 필름(100)은 복수 개의 제1 음각 패턴부(120)를 포함할 수 있으며, 복수 개의 제1 음각 패턴부(120)는 서로 소정의 거리 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 광학 필름(100)은 복수 개의 제2 음각 패턴부(130)를 포함할 수 있으며, 복수 개의 제2 음각 패턴부(130)는 복수의 제1 음각 패턴부(120)와 서로 교대로 배치될 수 있다. 이에 대해서는 도 2를 참조하여 후술하기로 한다.
결합 부재(200)는 광학 필름(100)과 표시 패널(300) 사이에 위치할 수 있다. 보다 상세하게는 결합 부재(200)는 광학 필름(100)의 구성 중 제1 음각 패턴부(120)의 표면과 표시 패널(300) 사이에 위치할 수 있다. 결합 부재(200)는 제1 음각 패턴부(120)의 표면과 표시 패널(300) 사이의 공간에 완전히 채워질 수도 있으며, 또는 부분적으로 채워질 수도 있다. 광학 필름(100)은 결합 부재(200)를 통해 표시 패널(300)과 결합될 수 있다. 한편 결합 부재(200)는 제1 음각 패턴부(120)의 표면과 표시 패널(300) 사이에만 위치할 수 있으며, 제2 음각 패턴부(130)의 표면과는 접하지 않을 수 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.
표시 패널(300)은 영상을 표시하는 부분으로서 복수의 화소부(P)를 포함할 수 있다. 복수의 화소부(P)는 일 실시예로 표시 패널(300) 상에 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 즉, 복수의 화소부(P)는 가로 방향과 세로 방향으로 소정의 규칙을 따라 일정하게 배열될 수 있다. 복수의 화소부(P) 각각은 영상을 표시하는 하나의 화소를 형성할 수 있으며, 이때 각 화소는 적색, 녹색 및 청색 중 하나를 나타낼 수 있다. 이와 같은 표시 패널(300)은 PDP(Plasma Display Panel), PALC(Plasma Address Liquid Crystal display panel), LCD(Liquid Crystal Display) 및 OLED(Organic Light Emitting Diode) 패널 등으로 형성될 수 있다. 다만, 설명의 편의상 본 명세서 상에서는 표시 패널(300)이 액정 패널인 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에 도시한 표시 장치를 I-I'방향으로 자른 단면도이다. 도 3은 도 1에 도시한 광학 필름(100)의 일 실시예를 나타낸 단면도이다. 도 4는 도 1에 도시한 광학 필름(100)의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다. 도 5는 도 1에 도시한 광학 필름(100)의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이다. 도 6은 도 1에 도시한 광학 필름(100)의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다. 이때, 제1 음각 패턴부(120)는 제1 내지 제4 실시예(도 3 내지 도 6)를 포함할 수 있으며, 각각 120a 내지 120d(도 3 내지 도 6 참조)로 도시하기로 한다. 다만, 제1 음각 패턴부(120)의 각 실시예에 모두 공통되는 내용에 대해서는 120으로 지칭하여 설명하기로 한다.
광학 필름(100)은 베이스 기재(110)와 제1 및 제2 음각 패턴부(120, 130)를 포함할 수 있다.
베이스 기재(110)는 광을 투과시키는 재료를 포함할 수 있다. 일 실시예로 베이스 기재(110)는 광 경화성 레진(resin) 또는 열 경화성 레진을 포함할 수 있다. 베이스 기재(110)는 표시 패널(300)과 맞닿는 가상의 일면(l1, 도 3 참조)과 이에 대향하는 타면을 포함할 수 있다. 베이스 기재(110)는 평탄부(111)와 복수의 돌출부(112)를 포함할 수 있다. 이하, 본 명세서에서는 베이스 기재(110)의 일면을 표시 패널(300)과 맞닿는 가상의 면(l1)으로 설명하기로 한다. 또한, 본 명세서에서는 평탄부(111)의 일면을 베이스 기재(110)의 일면에서부터 t2만큼 이격되어 형성되는 가상의 면(l2, 도 3 참조)으로 설명하기로 한다. 이에 따라, 평탄부(111)의 일면은 복수의 돌출부(112)가 배치될 수 있으며, 평탄부(111)의 일면에 대향하는 타면(베이스 기재(110)의 타면)은 돌출부(112)가 배치되지 않아 실질적으로 평평할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며 복수의 돌출부(112)는 평탄부(111)의 타면에 배치될 수도 있으며, 또는 평탄부(111)의 일면 및 타면 모두에 배치될 수도 있다. 한편, 평탄부(111)의 일면 중 복수의 돌출부(112)가 배치되지 않은 부분에는 제2 음각 패턴부(130)가 형성될 수 있으며, 복수의 돌출부(112)의 단부에는 제1 음각 패턴부(120)가 형성될 수 있다.
제1 음각 패턴부(120)는 베이스 기재(110)의 일면에서 소정의 깊이(t1)를 갖도록 음각 형성될 수 있다. 즉, 제1 음각 패턴부(120)의 깊이(t1)는 베이스 기재(110)의 일면에서 제1 음각 패턴부(120)의 중심부까지의 거리로 정의될 수 있으며, 일 실시예로 2μm 이상일 수 있다. 도 2를 참조하면, 제1 음각 패턴부(120)는 소정의 폭(t3)을 가질 수 있다. 제1 음각 패턴부(120)의 폭(t3)은 제1 음각 패턴부(120)의 일 측면에서 이에 대향되는 타 측면까지의 거리로 정의될 수 있으며, 일 실시예로 10μm 이상일 수 있다.
제2 음각 패턴부(130)는 베이스 기재(110)의 일면에서 소정의 깊이(t2)를 갖도록 음각 형성될 수 있다. 즉, 제2 음각 패턴부(130)의 깊이(t2)는 베이스 기재(110)의 일면에서 제2 음각 패턴부(130)의 중심부까지의 거리로 정의될 수 있으며, 일 실시예로 10μm 이상일 수 있다. 즉, 제2 음각 패턴부(130)의 깊이(t2)는 제1 음각 패턴부(120)의 깊이(t1)보다 깊을 수 있다(t1<t2). 제2 음각 패턴부(130)는 소정의 폭(t4) 가질 수 있다. 제2 음각 패턴부(130)의 폭(t4)은 제2 음각 패턴부(130)의 일 측면에서 이에 대향되는 타 측면까지의 거리로 정의될 수 있으며, 일 실시예로 10μm 이상일 수 있다. 따라서, 제2 음각 패턴부(130)의 폭(t4)은 제1 음각 패턴부(120)의 폭(t3)과 동일하거나 또는 제2 음각 패턴부(130)의 폭(t4)이 더 작을 수 있다(t3>t4). 제1 음각 패턴부(120)의 폭(t3)이 제2 음각 패턴부(130)의 폭(t4)보다 큰 경우 표시 패널(300) 상면의 법선 방향으로 방출되는 빛을 많이 투과시킬 수 있다. 즉, 제2 음각 패턴부(130)는 깊이(t2) 및 폭(t4) 중 적어도 하나는 10μm 이상일 수 있다. 보다 상세하게는 제2 음각 패턴부(130)의 종횡비는 0.5 내지 1.6의 범위 일 수 있다. 이때, 제2 음각 패턴부(130)의 종횡비는 제2 음각 패턴부(130)의 깊이(t2)를 폭(t4)로 나눈 수치이다.
제2 음각 패턴부(130)는 내부(150)에 공기층이 충전될 수 있다. 이때, 제2 음각 패턴부(130)의 내부(150)는 제2 음각 패턴부(130)의 표면과 표시 패널(300) 사이의 공간을 의미할 수 있다. 즉, 공기층은 제2 음각 패턴부(130)와 표시 패널(300)의 상부 사이에 충전될 수 있다. 이때, 충전되는 것의 의미는 제2 음각 패턴부(130)의 표면과 표시 패널(300) 사이에 빈 공간이 없도록 채워지는 것을 말한다. 한편, 공기층은 굴절률이 실질적으로 1에 근접할 수 있다. 이때, 베이스 기재(110)의 굴절률은 제2 음각 패턴부(130)의 굴절률보다 클 수 있다. 일 실시예로 베이스 기재(110)의 굴절률은 1.45 내지 1.65의 범위 내일 수 있다. 따라서, 베이스 기재(110)는 굴절률이 1에 근접한 공기층과 굴절률 차이가 0.45 이상일 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 컬러 시프트 저감 저감 효과를 상승시킬 수 있으며, 백라이트 유닛(400, 도 8 참조)의 지향각을 극대화시킬 수 있다. 나아가, 복수의 제2 음각 패턴부(130)는 일 실시예로 종횡비가 0.5 내지 1.6 범위 내이며, 베이스 기재(110)와의 굴절률 차이가 0.45 이상을 만족할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 정면 휘도를 증가시키면서 좌우 시야각을 확대시킬 수 있다.
결합 부재(200)는 제1 음각 패턴부(120)의 내부(140)에 위치할 수 있다. 제1 음각 패턴부(120)의 내부는 제1 음각 패턴부(120)의 표면과 표시 패널(300) 사이의 공간을 의미할 수 있다. 구체적으로 결합 부재(200)는 접착제일 수 있으며, 그 종류로는 아크릴계 접착제, 실리콘계 접착제, 우레탄계 접착제, 폴리비닐부티랄 접착제, 에틸렌-아세트산비닐계 접착제, 폴리비닐에테르 및 멜라민 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 광학 필름(100)은 제1 음각 패턴부(120)의 내부(140)에 위치하는 결합 부재(200)를 통해 표시 패널(300)의 상면에 적층될 수 있다. 이에 따라, 광학 필름(100)은 별도의 접착층을 구비하지 않더라도 제1 음각 패턴부(120)의 내부(140)에 위치하는 결합 부재(200)를 통해 표시 패널(300)과 합지될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 광학 필름(100)을 표시 패널(300)의 상면에 직접 적층시켜 양자 간의 이격 거리를 좁힐 수 있으며, 이에 따라 이중상 현상 및 헤이즈 현상을 방지할 수 있다. 한편, 결합 부재(200)는 반드시 접착제로 한정되는 것은 아니며, 수지 성분을 포함할 수 있다. 이에 따라 열 경화 방법 등을 통해 광학 필름(100)과 표시 패널(300)을 합지시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 결합 부재(200)가 제1 음각 패턴부(120) 내부(140)에 위치함에 따라 가압 공정시 결합 부재(200)가 제2 음각 패턴부(130) 내부(150)로 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 패턴 산란도에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다. 제1 음각 패턴부(120)는 결합 부재(200)가 가압 공정시 제2 음각 패턴부(130) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있는 경우라면, 제1 음각 패턴부(120)의 단면 형상 또는 모양 등은 별도로 한정되지 않을 수 있다.
표시 패널(300)은 상부 편광판(310), 제1 기판(320), 액정층(330), 제2 기판(340) 및 하부 편광판(350)을 포함할 수 있다. 액정층(330)은 제1 기판(320)과 제2 기판(340) 사이에 배치될 수 있다.
상부 편광판(310)은 광학 필름(100)이 적층되는 일면과 이에 대향하는 타면을 포함할 수 있다. 상부 편광판(310)은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 내에서 영상을 시청자가 시인하는 위치에 부착될 수 있다. 상술한 바와 같이, 상부 편광판(310)의 일면에는 복수의 제1 음각 패턴부(120) 내부(140)에 충전되는 결합 부재(200)를 통해 광학 필름(100)이 적층될 수 있다. 또한, 복수의 제2 음각 패턴부(130)와 상부 편광판(310) 사이에는 공기층이 충전될 수 있다. 상부 편광판(310)과 하부 편광판(350)의 편광자 투과축은 서로 직교 또는 평행일 수 있다. 한편, 하부 편광판(350)은 제2 기판(340)이 적층되는 일면과 이에 대향하는 타면을 포함할 수 있다. 상부 편광판(310)은 편광자 보호 필름(311, 313) 및 편광자(312)를 포함할 수 있다. 또한, 하부 편광판(350)은 편광자 보호 필름(351, 353) 및 편광자(352)를 포함할 수 있다. 이에 대해서는 도 10을 참조하여 후술하기로 한다.
제1 기판(320)은 상부 편광판(310)이 적층되는 일면과 이에 대향하는 타면을 포함할 수 있다. 제1 기판(320)은 TFT(Thin Film Transistor) 어레이 기판일 수 있다. 제1 기판(320) 상에는 액정 구동 전극, 배선 패턴, 박막 트랜지스터 소자, 배향막 등이 형성될 수 있다. 일 실시예로, 유리 또는 플라스틱 등의 투명한 절연 물질로 이루어진 기재 위에 게이트 전극, 게이트 절연막, 반도체층, 저항성 접촉층, 소스/드레인 전극으로 구성되는 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 포함할 수 있다.
제2 기판(340)은 액정층(330)이 적층되는 일면과 이에 대향하는 타면을 포함할 수 있다. 제2 기판(340)은 제1 기판(320)과 마주하는 면에는 컬러 필터, 공통 전극, 배향막 등이 형성될 수 있으며, 필요에 따라 블랙 매트릭스(BM: Black Matrix)가 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 기판(340)은 유리 또는 플라스틱 등의 투명한 절연 물질로 이루어진 기재의 아래 면에 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스와 적, 녹, 청의 컬러 필터 및 공통 전극을 포함할 수 있다.
제1 기판(320) 및 제2 기판(340)에 사용될 수 있는 플라스틱 기판은 디스플레이에 사용될 수 있는 PET(polyethylene terephthalate), PC(polycarbonate), PI(polyimide), PEN(polyethylene naphthalate), PES(polyether sulfone), PAR(polyarylate) 및 COC(cycloolefin copolymer) 등의 플라스틱 기판일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 제1 기판(320) 및 제2 기판(340)은 플렉서블(flexible)한 물질을 포함할 수 있다.
한편, 표시 패널(300)의 일 실시예가 액정 표시 패널인 경우라면, 동작 모드는 비틀림 네마틱(Twisted Nematic) 모드 또는 복굴절 제어(Electrically Controlled Birefrigence) 모드일 수 있다. 나아가, 복굴절 제어(Electrically Controlled Birefrigence)모드는 수직 배향(Vertical Alignment) 방식, OCB(Optically Compensated) 방식, IPS(In-Plane Switching) 방식 등을 포함할 수 있다. TN 모드의 경우 화소 전극과 공통 전극, 즉 전기장 생성 전극 사이에 전압 차가 없어 액정 표시 패널에 전기장이 걸리지 않는다면, 액정 표시 패널의 액정은 그 장축 방향이 제1 기판(320) 및 제2 기판(340)의 표면에 평행하게 배열될 수 있다. 또한, 제1 기판(320)으로부터 제2 기판(340)에 이르기까지 나선상으로 90° 비틀린 구조를 가질 수 있다. 이때, 선편광된 빛의 편광은 액정 표시 패널의 액정층(330)을 통과하면서 액정의 굴절율 이방성으로 인한 지연(retardation)에 의하여 변화할 수 있다. 액정의 유전율 이방성(△ε) 및 카이랄 피치(chiral pitch) 또는 액정 표시 패널의 깊이, 즉 셀 갭(cell gap) 등을 조절하면, 액정 표시 패널을 통과한 빛의 선편광 방향이 90° 회전하도록 만들 수 있다.
도 3을 참조하여 제1 실시예에 따른 제1 음각 패턴부(120a)를 갖는 광학 필름(100)에 대해 설명하기로 한다. 제1 음각 패턴부(120)는 베이스 기재(110) 중 복수의 돌출부(112)의 단부에 각각 배치될 수 있으나, 반드시 서로 동일한 간격으로 배치되는 것은 아니다. 제1 음각 패턴부(120a)는 폭 방향의 양 측면에 배치되는 에지부(121a)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1 음각 패턴부(120a)는 베이스 기재(110)의 일면에서 베이스 기재(110)의 타면 방향으로 형성되는 경사면을 가질 수 있다. 나아가, 제1 음각 패턴부(120a)는 소정의 곡률 반경(r1)을 가질 수 있다. 한편, 도 3에서는 복수의 제1 음각 패턴부(120a) 각각이 서로 동일한 깊이(t1), 폭(t3) 또는 곡률 반경(r1)을 갖는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 제2 음각 패턴부(130)는 소정의 곡률 반경(r2)을 가질 수 있으며, 제1 음각 패턴부(120a)의 곡률 반경(r1)과 반드시 동일할 필요는 없다. 한편, 도 3에서는 복수의 제2 음각 패턴부(130) 각각이 서로 동일한 깊이(t2), 폭(t4) 및 곡률 반경(r2)을 갖는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 4를 참조하여 제2 실시예에 따른 제1 음각 패턴부(120b)를 갖는 광학 필름(101)에 대해 설명하기로 한다. 제1 음각 패턴부(120b)는 폭 방향의 양 측면에 배치되는 에지부(121b)를 포함할 수 있다. 이때, 에지부(121b)는 소정의 폭을 갖는 일면을 포함할 수 있으며, 에지부(121b)의 일면은 베이스 기재(110)의 일면(l1)과 실질적으로 동일한 면에 형성될 수 있다. 즉, 에지부(121b)의 일면은 표시 패널(300), 보다 상세하게는 상부 편광판(310)과 직접적으로 맞닿는 면일 수 있다. 이에 따라, 에지부(121)의 일면은 점착성 또는 접착성을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 따라서, 광학 필름(101)은 제1 음각 패턴부(120b)의 내부(140)에 위치하는 결합 부재(200)뿐만 아니라, 자가 점착성 또는 접착성을 갖는 에지부(121b)의 일면을 통해서도 표시 패널(300) 상부에 적층될 수 있다. 이에 따라, 광학 필름(101)은 제1 음각 패턴부(120b)와 표시 패널(300) 사이에 공기층이 게재되지 않도록 표시 패널(300)의 일면과 직접 부착될 수 있으며, 이를 통해 이중상 및 헤이즈 현상을 방지할 수 있다.
한편, 도 5를 참조하여 제3 실시예에 따른 제1 음각 패턴부(120c)를 갖는 광학 필름(102)에 대해 설명하기로 한다. 제3 실시예에 따른 제1 음각 패턴부(120c)는 제2 실시예의 경우(120b)와는 달리 제1 음각 패턴부(120c)의 형상이 다각형일 수 있다. 다만, 제2 및 제3 실시예의 형상으로 제1 음각 패턴부의 형상이 제한되는 것은 아니다.
도 6을 참조하여 제4 실시예에 따른 제1 음각 패턴부(120d, 120e)를 갖는 광학 필름(103)에 대해 설명하기로 한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 필름(103)은 서로 다른 폭을 갖는 제1 음각 패턴부(120d, 120e)를 포함할 수 있다. 제1 음각 패턴부(120d)의 폭(t5)은 제1 음각 패턴부(120e)의 폭(t6)보다 좁을 수 있다(t5<t6). 즉, 상대적으로 베이스 기재(110)의 중심부에 위치하는 제1 음각 패턴부(120e)의 폭(t6)이 경계부에 위치하는 제1 음각 패턴부(120d)의 폭(t5)보다 클 수 있다.
도 7은 도 1에 도시한 광학 필름(100)의 구성 중 돌출부(112)의 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 7의 (a), (b) 및 (d)를 참조하면, 돌출부(112)는 폭 방향의 양 측면에 배치되는 에지부(121a, 121b)를 포함할 수 있다. 이때 에지부 중 상부 편광판(310)과 맞닿는 일면을 포함하지 않는 에지부(121a)는 121a로 지칭하기로 하며, 상부 편광판(310)과 맞닿는 일면을 포함하는 에지부(121b)는 121b로 지칭하기로 한다. 도 7의 (a), (b) 및 (d)의 경우 돌출부(112)는 상부 편광판(310)과 직접 맞닿을 수 있으며, 제1 음각 패턴부(120)의 표면과 상부 편광판(310) 사이에 결합 부재(200)가 위치할 수 있다. 이에 반해, 도 7의 (b)의 경우, 에지부(121b)는 상부 편광판(310)과 직접 접촉할 수 있는 소정의 폭을 갖는 면을 포함할 수 있으며, 에지부(121b)의 면은 상술한 바와 같이 자가 점착성 또는 접착성을 가질 수 있다.
도 7의 (a) 및 (b)의 경우, 결합 부재(200)는 제1 음각 패턴부(120) 내부에 완전히 충전될 수 있다. 이에 반해, 도 6의 (d)를 참조하면, 결합 부재(200)가 제1 음각 패턴부(120) 내부에 일부 충전될 수도 있다. 한편, 도 6의 (c)를 참조하면, 제1 음각 패턴부(120)의 에지부(121a)는 상부 편광판(310)과 소정의 거리 이격되어 적층될 수도 있다. 이 경우 결합 부재(200)는 제1 음각 패턴부(120) 내부뿐만 아니라, 외부에도 소정의 폭 및 깊이를 갖도록 형성될 수 있다.
도 8은 도 1에 도시한 표시 장치에서 백라이트 유닛(400)을 추가한 사시도이다. 도 9는 도 8에 도시한 표시 장치를 II-II'방향으로 자른 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 백라이트 유닛(400)을 더 포함할 수 있다. 백라이트 유닛(400)은 표시 패널(300)의 하부에 배치될 수 있다. 보다 상세하게는 백라이트 유닛(400)은 하부 편광판(350)의 하부에 배치될 수 있다. 표시 패널(300)이 일 실시예로 액정 패널인 경우, 수동 화소에 해당하므로 별도의 광원을 필요로 한다. 이에 따라, 표시 패널(300)의 하부에는 광을 공급하는 백라이트 유닛(400)이 배치될 수 있다. 백라이트 유닛(400)이 광을 공급하면 표시 패널(300)은 다양한 영상을 표시할 수 있다. 백라이트 유닛(400)에 대해서는 도 10 내지 도 12를 참조하여 보다 구체적으로 후술하기로 한다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 보다 상세히 나타낸 도면이다. 다만, 도 1 내지 도 9에서 설명한 내용과 중복되는 부분은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치가 에지형(edge) 백라이트 유닛을 포함하는 경우 400a(도 11 참조)로 지칭하고, 직하형 백라이트 유닛을 400b(도 12 참조)로 지칭하기로 한다.
먼저 도 10을 참조하면, 상부 편광판(310)은 요오드 또는 이색성 염료가 염착, 배향된 폴리비닐알코올계 필름을 포함하는 편광자(312)를 포함할 수 있고, 편광자(312) 상부와 하부에는 각각 편광자 보호 필름(311, 313)이 부착되어 있을 수 있다. 또한, 하부 편광판(350)도 마찬가지로, 요오드 또는 이색성 염료가 염착, 배향된 폴리비닐알코올계 필름을 포함하는 편광자(352)를 포함할 수 있고, 편광자(352)의 상부와 하부에는 각각 편광자 보호 필름(351, 353)이 부착되어 있을 수 있다. 상부 편광판(310), 또는 하부 편광판(350)에 포함되는 편광자 보호 필름은 어느 하나를 생략할 수 있다. 예를 들어, 상부 편광판(310) 중 제1 기판(320)과 접촉되는 면에 형성되는 편광자 보호 필름(311)이 생략될 수 있다. 또는, 하부 편광판(350)에서 백라이트 유닛(400)과 접촉되는 면에 형성되는 편광자 보호 필름(353)이 생략될 수도 있다.
다음으로 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 에지형(edge) 백라이트 유닛(400a)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 적어도 하나의 광원(450), 광원(450)의 측면에 배치되어 광원(450)으로부터 방출되는 빛을 상측으로 가이드 하는 도광판(Light Guide Plate; LGP)(430), 광원(450)과 표시 패널(300) 사이에 위치하는 광학 플레이트(410a, 410b, 420a, 420b)를 포함할 수 있다. 또한, 도광판(430)의 하면에는 반사 시트(440)가 배치될 수 있다. 광원(450)은 도광판(430)의 적어도 어느 한 사이드에 배치될 수 있다. 광원(450)은 예를 들어 LED(Light Eimitting Diode), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp) 등이 사용될 수 있다. 도광판(430)은 광원(450)으로부터 출사된 빛을 내부 전반사를 통해 이동시키다가, 도광판(430) 하면에 형성된 산란 패턴 등을 통해 반사되어 상측으로 출사시킬 수 있다. 또한, 반사 시트(440)는 도광판(430)의 아래에 배치되어, 도광판(430)으로부터 아래로 출사된 빛을 상부로 반사시킬 수 있다. 도광판(430)의 상부에는 광학 플레이트(410a, 410b, 420a, 420b)가 배치될 수 있다. 광학 플레이트(410a, 410b, 420a, 420b)는 확산 시트(410a, 410b), 프리즘 시트(420a, 420b)를 포함할 수 있다. 확산 시트(410a, 410b)는 광원(450)으로부터 진행되는 빛의 일부를 확산시켜 확산 시트(410a, 410b)의 상부에 배치되는 표시 패널(300)로 전달하고, 다른 일부를 다시 확산 시트(410a, 410b)의 하부로 반사시킬 수 있다. 확산 시트(410a, 410b)는 일 실시예로 PMMA(Polymethyl methacrylate), PS(Polystyrene), PC(Polycarbonate), COC(cyclo-olefin copolymers), PET(Polyethylene terephthalate), PBT(Polybutyleneterephtalate), Plastic재 알로이(alloy) 중에서 선택되는 하나의 물질로 형성될 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 한편, 광학 플레이트(410a, 410b 420a, 420b)는 필요에 따라, 마이크로 렌즈 어레이 필름, 렌티큘러 렌즈 필름 등을 추가로 사용할 수도 있으며, 배치 관계 등을 변경할 수도 있다.
다음으로 도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 직하형 백라이트 유닛(400b)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 적어도 하나의 광원(450) 및 광원(450)과 표시 패널(300) 사이에 배치하는 광학 플레이트(410a, 410b 420a, 420b)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 하부의 광원(450)에서 방출되는 빛을 상부의 확산 시트(410a, 410b)에 의해 균일하게 분산하고, 프리즘 시트(420a, 420b)에 의해 집광하여 표시 패널(300)로 진행하도록 할 수 있다.
별도로 도시하진 않았으나, 도 11에서 설명한 백라이트 유닛(400a) 및 도 12에서 설명한 백라이트 유닛(400b)은 바텀 샤시에 의해 수납될 수 있으며, 표시 패널(300)은 중간 프레임 상에 안착되어 상부의 탑샤시에 의해 고정될 수 있다.
도 13 내지 도 15는 도 1에 도시한 광학 필름(100)의 제조 방법을 단계별로 나타낸 단면도이다.
도 13을 참조하면, 먼저 광을 투과시키는 재료를 갖는 예비 패턴층(100a)을 준비하는 단계를 포함할 수 있다. 예비 패턴층(100a)은 광 경화성 레진(resin) 또는 열 경화성 레진을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 예비 패턴층(100a)은 금속 재질을 포함할 수도 있다. 한편, 예비 패턴층(100a)의 일면에 접촉시킬 스탬프(500)를 준비하는 단계를 포함할 수 있다. 스탬프(500)는 제1 및 제2 음각 패턴부(120, 130)에 대응되는 형상을 가질 수 있으며, 단단하고 투명한 재질을 포함할 수 있다. 또한, 스탬프(500)는 열 및/또는 압력에 민감하지 않은 재질로 형성될 수 있다.
다음으로 도 14를 참조하면, 스탬프(500)를 통해 예비 패턴층(100a)의 일면에 제1 및 제2 음각 패턴부(120, 130)를 형성할 수 있다. 보다 상세하게 설명하면, 먼저 스탬프(500)의 일면, 즉 제1 및 제2 음각 패턴부(120, 130)의 형상에 대응되는 형상을 갖는 면을 예비 패턴층(100a)과 대향되도록 배치할 수 있다. 이후, 스탬프(500)일면을 이동시켜 예비 패턴층(100a)의 일면과 접촉시킬 수 있다. 이에 따라, 예비 패턴층(100a)의 일면 형상이 제1 및 제2 음각 패턴부(120, 130) 형상으로 변할 수 있다. 이때, 예비 패턴층(100a)이 레진을 포함하는 경우라면 스탬프(500)를 통하여 예비 패턴층(100a)에 광을 조사하거나 열을 전달하여 레진을 경화시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 광학 필름(100)을 상술한 공정, 즉 임프린팅 공정을 통해 제조할 수 있다. 이에 따라, 공정 비용을 줄일 수 있으며, 대면적의 기판에도 용이하게 적용할 수 있으며, 하나의 스탬프(500)로 복수의 기판 또는 패턴층 상에 동일한 패턴을 형성할 수 있기 때문에, 대량 생산에도 적합할 수 있다.
만약 예비 패턴층(100a)이 금속 재질로 이루어진 경우라면, 예비 패턴층(100a)은 압착 시 스탬프(200)를 통해 열을 제공받아, 변형이 쉬울 수 있다. 예비 패턴층(100a)의 형상이 제1 및 제2 음각 패턴부(120, 130) 형상으로 변환된 경우, 예비 패턴층(100a)을 냉각시켜 제1 및 제2 음각 패턴부(120, 130)를 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 광학 필름(100)을 상술한 공정, 즉 핫 프레싱 공정을 통해서도 제조할 수 있다. 이에 따라, 공정 비용을 줄일 수 있으며, 대면적의 기판에도 용이하게 적용이 가능하다.
다음으로 도 15를 참조하면, 제1 음각 패턴부(120)의 내부에 결합 부재(200)를 형성할 수 있다. 이때, 결합 부재(200)는 그라비아 코팅 장치(600)를 이용한 그라비아 코팅 공정을 통하여 형성될 수 있다. 구체적으로, 그라비아 코팅 장치(600)는 배스(610), 롤러(620) 및 결합 부재 형성용 용액(630)을 포함할 수 있다. 그라비아 코팅 장치(600)는 롤러(620)의 표면에 형성된 홈을 이용하여 결합 부재 형성용 용액(630)을 배스(610) 상부로 이동시켜 이를 제1 음각 패턴부(120) 내부에 위치시킬 수 있다. 도면에는 도시되지 않았지만, 결합 부재 패턴 형성용 용액(630)은 제1 음각 패턴부(120) 내부에 코팅된 이후, 광을 조사받거나 열을 전달받아 경화될 수 있으며, 이에 따라 결합 부재(200)를 형성할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 그라비아 코팅 공정을 이용하여 제1 음각 패턴부(120) 내부에만 선택적으로 결합 부재(200)를 형성할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이지 않는 것으로 이해해야 한다.
100: 광학 필름;
110: 베이스 기재;
120: 제1 음각 패턴부;
130: 제2 음각 패턴부;
200: 결합 부재;
300: 표시 패널;
400: 백라이트 유닛

Claims (20)

  1. 표시 패널;
    상기 표시 패널 상부에 배치되며, 서로 다른 깊이를 갖는 제1 및 제2 음각 패턴부를 포함하는 광학 필름;
    상기 제1 음각 패턴부의 내부에 배치되어 상기 광학 필름과 상기 표시 패널을 결합시키는 결합부재; 및
    상기 표시 패널과의 사이에서 상기 제2 음각 패턴부의 내부에 충전되는 공기층을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 음각 패턴부의 깊이는,
    상기 제1 음각 패턴부의 깊이보다 깊은 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 음각 패턴부의 깊이는,
    2㎛이상인 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 음각 패턴부의 종횡비는,
    0.5 내지 1.6인 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 음각 패턴부의 폭 및 깊이 중 적어도 하나는 10㎛이상인 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광학 필름의 굴절률은,
    1.45 내지 1.65인 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광학 필름의 굴절률과 상기 공기층의 굴절률 차이는 0.45 이상인 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 음각 패턴부 및 상기 제2 음각 패턴부는 일 방향을 따라 교대 배열되는 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 결합부재는,
    아크릴계 접착제, 실리콘계 접착제, 우레탄계 접착제, 폴리비닐부티랄 접착제, 에틸렌-아세트산비닐계 접착제, 폴리비닐에테르 및 멜라민 수지 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 표시 패널은,
    제1 편광판, 상기 제1 편광판의 상부에 배치되는 액정층 및 상기 액정층의 상부에 배치되는 제2 편광판을 포함하며,
    상기 광학 필름은 상기 제2 편광판의 상부에 배치되는 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 음각 패턴부는,
    상기 표시 패널과 직접 접촉하는 일면을 포함하는 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 표시 패널과 직접 접촉하는 일면은 점착성 또는 접착성을 갖는 표시 장치.
  13. 베이스 기재;
    상기 베이스 기재의 일면으로부터 제1 깊이로 음각 형성되는 제1 패턴부; 및
    상기 베이스 기재의 일면으로부터 상기 제1 깊이보다 깊은 제2 깊이로 음각 형성되는 제2 패턴부를 포함하되,
    상기 베이스 기재의 굴절률과 상기 제2 패턴부 내부의 굴절률 차이는 0.45이상이며,
    상기 제1 패턴부와 상기 제2 패턴부는 일 방향을 따라 교대로 배열되는 광학 필름.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 패턴부의 종횡비는 0.5 내지 1.6이며, 상기 베이스 기재의 굴절률은 1.45 내지 1.65인 광학 필름.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제1 패턴부는,
    폭 방향의 양 측면에 위치하며 소정의 폭을 갖는 일면을 포함하는 에지부를 가지며, 상기 에지부의 일면은 점착성 또는 접착성을 갖는 광학 필름.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 베이스 기재의 굴절률은 상기 제2 패턴부의 굴절률보다 큰 광학 필름.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 베이스 기재의 굴절률은 1.45 내지 1.65이며, 상기 제2 패턴부 내부의 굴절률은 1.0인 광학 필름.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 제2 패턴부의 내부에 충전되는 공기층을 더 포함하는 광학 필름.
  19. 제13항에 있어서, 상기 제1 패턴부의 단면은,
    다각형, 반원형 및 반타원형 단면 중 하나인 광학 필름.
  20. 제13항에 있어서, 상기 제2 패턴부의 단면은,
    타원형(elliptical) 형상인 광학 필름.
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