KR102516687B1 - 반사 제어 필름과 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스플레이 장치의 시야각을 좁힐 수 있는 반사 제어 필름과 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것으로, 본 발명에 따른 반사 제어 필름은 베이스 필름의 상면에 일정한 피치로 설정된 복수의 돌출부를 포함할 수 있으며, 복수의 돌출부 표면에는 반사부를 더 포함할 수 있다.

Description

반사 제어 필름과 이를 포함하는 디스플레이 장치{REFLECTIVE CONTROL FILM AND DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 디스플레이 장치용 반사 제어 필름에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 디스플레이 장치의 시야각을 조절할 수 있는 반사 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 상/하 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.
이와 같이, 디스플레이 장치는 일반적으로 시야각이 넓도록 제조되고 있지만 그 적용되는 제품에 따라 시야각이 좁게 형성될 것을 요구하게 된다.
도 1은 종래 일반적인 광 제어 필름을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 광 제어 필름은 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC) 재질의 베이스 필름(base film)(1a, 1b) 2매 사이에 블랙 카본(black carbon) 재질의 루버(Louver) 패턴(2)이 형성되어 경사 방향으로 입사되는 빛을 차단하여 시야각을 줄여주는 역할을 한다.
즉 이렇게 구성된 기존의 반사 제어 필름은 루버 패턴(2)과 수직인 빛은 투과시키고, 경사 방향으로 입사되는 빛은 차단시켜 루버 패턴(2) 형성 방향과 수직 방향의 시야각 조절이 가능하다.
다만, 기존의 반사 제어 필름은 광 제어를 위해 루버 패턴(2)의 형성이 필수적이기 때문에 루버 패턴(2) 형성 공정에 난이도에 따른 Black resin 미충진, 세정 불량, 외관 불량 등 다양한 이슈가 발생하며, 약 10% ~ 20%의 휘도 저하가 발생한다. 또한 일부 루버 패턴만 손상되어도 흑선 또는 백선 불량이 발생하며, 경사 방향의 입사광 차단 기능만 가능하기 때문에 적용 가능한 애플리케이션이 제한적이다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 디스플레이 장치의 시야각을 제어 할 수 있는 반사 제어 필름과 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 반사 제어 필름은 베이스 필름 상면에 일정한 피치를 가지도록 마련된 복수의 돌출부를 포함할 수 있으며, 복수의 돌출부 각각을 둘러싸는 반사부를 더 포함할 수 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널 상에 배치되고 복수의 광 차단 패턴을 갖는 반사 제어 필름을 포함할 수 있다.
상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명의 반사 제어 필름을 통해 종래 시야각 제어 필름 대비 휘도를 향상 시키고, 상/하의 협시야각을 유지하면서도 좌/우 출사각이 보다 넓은 시야각을 확보할 수 있다. 또한 상/하 출사각은 특정 각도 이외의 빛을 차단하여 기타 사물에 대한 상비침 등으로 발생 가능한 시야각의 간접적인 시야 방해를 방지할 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 종래 발명의 따른 광 제어 필름을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 따른 반사 제어 필름을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타난 선 I-I'의 단면도이다.
도 4은 본 발명에 따른 반사 제어 효과를 나타내는 단면도이다.
도 5는 반사부에 보호층을 코팅한 모습을 나타내는 도면이다.
도 6는 돌출부에 보호 필름을 덮은 모습 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6의 선 II-II'의 단면도이다.
도 8은 본 발명을 포함하는 디스플레이 장치를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 반사 제어 필름을 포함하는 디스플레이 장치의 상/하 시야각을 시뮬레이션 한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 반사 제어 필름을 포함하는 디스플레이 장치의 좌/우 시야각을 시뮬레이션 한 도면이다.
도 11은 돌출부와 나란하게 배열된 볼록한 형태의 광 제어부를 더 포함하는 반사 제어 필름을 나타내는 도면이다
도 12는 도 11의 효과를 나타내는 도면이다.
도 13는 돌출부와 나란하게 배열된 오목한 형태의 광 제어부를 더 포함하는 반사 제어 필름을 나타내는 도면이다.
도 14는 도 13의 효과를 나타내는 도면이다
도 15는 돌출부와 교차되도록 배열된 볼록한 형태의 광 제어부를 더 포함하는 반사 제어 필름을 나타내는 도면이다.
도 16은 돌출부와 교차되도록 배열된 볼록한 형태의 광 제어부를 더 포함하는 반사 제어 필름을 나타내는 도면이다.
도 17a 내지 도 17c는 본 발명의 반사부를 증착하는 모습을 나타내는 도면이다.
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 반사 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 2는 본 발명의 일 예에 따른 반사 제어 필름을 나타내는 사시도이며, 도 3은 도 2에 나타난 선 I-I’의 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 따른 반사 제어 필름(10)은 베이스 필름(15), 복수의 돌출부(20), 반사부(25) 및 광투과부(30)를 포함한다.
상기 베이스 필름(15)은 광투과율이 높은 투명 재질로 이루어질 수 있다. 일 예로서 상기 베이스 필름(15)은 PI(Polyimide), COP(Cyclic Olefin Polymer), PC(polycabonate), PET(polyethyleneterephthalate), PEN(polyethylenapthanate), PNB(polynorborneen) 또는 PES(polyethersulfone) 등이 될 수 있다.
상기 복수의 돌출부(20)는 백라이트 유닛(미도시)으로부터 입사되는 광의 진행 경로를 제한하여 디스플레이 패널(미도시)의 광 시야각을 제어하는 것으로, 미리 설정된 피치(Pitch)를 가지도록 베이스 필름 상면에 마련될 수 있다.
상기 복수의 돌출부(20) 각각은 밑변(21), 윗변(22), 제 1 경사면(23), 및 제 2 경사면(24)을 포함할 수 있다. 일 예에 따른 복수의 돌출부(20) 각각은 패턴 형성 공정의 난이도와 패턴의 신뢰성 확보를 위해, 베이스 필름(15)과 맞닿는 밑변(21)이 제 윗변(22)보다 넓은 사다리꼴 형태의 단면을 가질 수 있다. 상기 밑변(21)은 제 1 폭(W1)을 가지도록 베이스 필름(15)의 상면에 마련된다.
상기 윗변(22)은 제 1 폭(W1)과 다른 제 2 폭(W2)을 가지도록 돌출부(20) 상에 마련된다. 상기 제 1 경사면(23)은 윗변(22)의 일단과 밑변(21)의 일단 사이에 경사지게 마련된다. 이러한 제 1 경사면(23)은 베이스 필름(15)의 제 1 방향(Y)과 나란할 수 있다.
상기 제 2 경사면(24)은 윗변(22)의 타단과 밑변(21)의 타단 사이에 경사지게 마련된다. 여기서, 제 1 및 제 2 경사면(23, 24)은 돌출부(20)의 중간 부분을 사이를 기준으로 서로 대칭 구조를 가질 수 있다. 상기 복수의 돌출부(20) 각각의 제 1 및 제 2 경사면(23, 24)은 가상의 꼭지점을 기준으로, 10도 ~ 35도의 꼭지각을 가지도록 마련될 수 있다. 여기서, 상기 가상의 꼭지점(VA)은 제 1 및 제 2 경사면(23, 24)이 서로 연장되어 만나는 가상의 점으로 정의될 수 있다. 이러한 제 1 및 제 2 경사면(23, 24)은 꼭지각에 따른 기울기에 따라 입사되는 광의 반사 각도를 제한함으로써 인접한 돌출부(20) 사이로 입사되어 외부로 출사되는 광 반사 특성을 조절한다.
상기 돌출부(20)의 피치(P)는 인접한 2개의 돌출부(20)의 중심간 거리로 정의되는 것으로, 돌출부(20)의 피치(P)가 증가할 수록 시야각이 증가하게 되고, 돌출부(20)의 피치(P)가 감소할 수록 시야각이 감소하게 된다. 이때, 돌출부(20)의 피치(P)가 지나치게 증가하거나 감소할 경우 시야각 제어 특성이 상실할 수 있다. 이에 따라, 돌출부(20)의 피치(P)는 반사 제어 필름(10)의 좌/우 시야각 또는/및 상/하 시야각 특성에 대응되도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 반사 제어 필름(10)의 좌/우 시야각을 -50도 ~ 50도로 제어할 경우, 돌출부(20)의 피치(P)는 25㎛~100㎛로 설정될 수 있다.
상기 복수의 돌출부(20)의 높이(H)는 베이스 필름(15)과 맞닿는 밑변(21)에서 윗변(22)까지의 거리로 정의되는 것으로, 돌출부(20)의 피치(P)의 2배에서 4배로 설정될 수 있다. 여기서, 각 돌출부(20)의 높이(H)가 피치(P)의 2배 미만일 경우, 입사되는 광의 출사각의 범위가 증가하여 원하는 시야각을 구현하기 어렵고, 각 돌출부(20)의 높이(H)가 피치(P)의 4배를 초과하는 경우, 돌출부(20)의 제작 가능한 범위를 넘게 되어 돌출부(20)의 제조가 어렵게 된다.
상기 복수의 돌출부(20)의 폭(W1)은 제 1 경사면(23)과 제 2 경사면(24)이 베이스 필름(15)과 맞닿는 면의 길이를 말하며, 상기 돌출부의 설정된 Pitch 수치의 0.5배에서 0.8배의 폭을 가질 수 있다. 돌출부(20)의 폭(W1)이 넓어 질수록, 돌출부(20) 간의 간격(G)이 좁아지므로 시야각의 범위가 좁아진다.
상기 복수의 돌출부(20)의 갭(G)은 하나의 돌출부의 제 1 경사면(23)과 또 다른 하나의 돌출부의 제 2 경사면(24)의 거리를 말하며, 상기 돌출부의 설정된 피치(P) 에서 폭(W1) 수치의 사이에 값을 갖는 것이 바람직하다.
이러한 상기 복수의 돌출부(20) 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(15) 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.
추가적으로 본 발명의 따른 복수의 돌출부(20)로 상/하 및 좌/우 시야각을 조절하는 방법은 다음과 같다. 좌/우 시야각을 협시각으로 만들기 위해서는 각 복수의 돌출부(20)의 단면 배열 방향은 도 2에서 제 1 길이 방향(Y)과 나란한 형태의 스트라이프 구조를 가져야 한다. 또한 상/하 시야각을 협시각으로 만들기 위해서는 각 복수의 돌출부(20)의 단면 배열 방향은 도 3에서 제 2 길이 방향(X)과 나란한 형태의 스트라이프 구조를 가져야 한다. 즉, 상/하 및 좌/우 시야각을 조절은 복수의 돌출부(20)가 형성된 베이스 필름(15)이 디스플레이 장치에 가로와 세로의 단면 배열 방향으로 결정할 수 있다.
본 발명의 경우 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 돌출부(20)의 단면 배열 방향은 제 1 길이 방향(Y)과 나란한 형태로 단면을 I-I’으로 자르면 도 3과 같은 모양이 된다. 즉 본 발명의 반사 제어 필름(10)은 좌/우 시야각 조절을 위한 단면 배열 방향을 갖는다.
상기 반사부(25)는 상기 복수의 돌출부(20) 표면에 0.04㎛ ~1㎛ 범위의 두께에서 증착된다. 반사부(25)의 증착 재료는 알루미늄(Al), 은(Ag), 알루미늄(Al)과 은(Ag)의 합금, 은(Ag)과 납(Pb) 및 구리(Cu)의 합금 재질을 가질 수 있다. 반사부(25)의 증착 방법은 진공 증착(Evaporation)이나 스퍼터 증착(sputter)을 이용할 수 있으며, 복수의 돌출부(20)의 사이의 갭(G) 부분은 증착 하지 않는 그림자 효과 증착 방식을 이용한다. 이에 대한 상세한 증착 방법은 도 11을 참조하여 후술하기로 한다.
상기 광투과부(30)는 베이스 필름(15) 상면에 반사부(25)가 증착되지 않는 부분이다. 따라서 베이스 필름(15)과 같이 광투과율이 높으며 특정 각도 이하의 각도로 입사되는 광을 투과시킨다.
추가적으로, 전술한 설명에서는 복수의 돌출부(20) 각각이 사다리꼴 단면 형태를 가지는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 복수의 돌출부(20) 각각은 원하는 시야각 제어 특성에 대응되는 형태를 가질 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 예에 따른 반사 제어 필름에 입사되는 광의 진행 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 반사 제어 필름(10)은 하부로부터 입사되는 제 1 내지 제 5 광(L1 내지 L5)의 출사각을 제한한다.
상기 제 1 광(L1)은 광투과부(30)를 베이스 필름(15)의 수직면과 θ2의 각도를 이루며 투과하고 반사부(25)에는 입사되지 않는 광을 나타낸다. 상기 제 2 광(L2)은 광투과부(30)를 베이스 필름(15)의 수직면과 θ1의 각도를 이루며 투과하고 반사부(25)에는 입사되지 않는 광을 나타낸다. 이처럼 광투과부(30)를 투과하고 제 1 광 및 제 2광(L1, L2)이 베이스 필름(15)의 수직면과 이루는 각도(θ1 및 θ2) 보다 작은 각을 이루며 입사되는 광은 반사부(25)에 입사하지 않고 바로 디스플레이 패널에 조사된다. 이때, 상기 각도(θ1, θ2)는 베이스 필름(10)의 두께에 의해 설정되거나, 복수의 돌출부(20)들의 높이 또는 피치(P)에 의해 설정될 수 있다.
상기 제 3 광(L3)은 베이스 필름(15)의 수직면으로 광투과부(30)를 투과하는 직진광으로, 반사 제어 필름(10) 상면에 위치한 디스플레이 패널에 직접적으로 조사하게 된다.
상기 제 4 광(L4)은 베이스 필름(15)을 통과하고 베이스 필름(15)의 수직면과 θ2의 각도보다 큰 각을 이루며 돌출부(20)의 제 2 경사면(24)으로 입사된다. 제 4 광(L4)은 그 진행 경로에 따라 제 2 경사면(24)에 의해 반사되어 디스플레이 패널(미도시)쪽으로 조사된다. 도면에는 도시하지 않았지만 θ2 보다 큰 각을 이루며 제 1 경사면(23)으로 입사되는 광 또한 마찬가지로 제 1 경사면(23)에 의해 반사되어 디스플레이 패널쪽으로 조사된다. 제 5 광(L5)의 경우 돌출부(20)의 표면에 형성된 반사부(25)에 반사되어 다시 반사 제어 필름(10) 하부의 백라이트 유닛(미도시)으로 향하게 된다.
즉 본 발명에 따른 반사 제어 필름(10)은 일정한 각도로 입사된 광을 투과시키거나 일정한 각도로 입사된 각의 출사각을 변환 시킴으로써 시야각을 조절하게 된다.
도 5는 본 발명의 일 예에 따른 반사 제어 필름에 추가로 구비되는 보호층을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 상기 보호층(35)은 반사부(25)의 표면을 덮도록 반사부(25)상에 마련된다. 반사부(25)는 은(Ag)이나 알루미늄(Al)등의 금속 물질로 이루어져서 산화 등에 의한 부식에 취약하며, 이로 인해 반사부(25)에 손상이 가면 디스플레이 패널 상으로 사선 얼룩 등의 불량이 시인될 수 있다. 따라서 반사부(25)의 표면을 SiO2, TiO2 등으로 코팅하여 반사부(25)의 손상을 방지 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 예에 따른 반사 제어 필름을 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 도 6에 도시된 선 II-II’의 단면도로서, 이는 본 발명의 일 예에 따른 반사 제어 필름에 보호 필름을 추가로 구성한 것이다. 이에 따라, 이하의 설명에서는 보호 필름 및 이와 관련된 에어 갭에 대해서만 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면, 상기 보호 필름(40)은 각각의 돌출부(25)의 윗면(22)을 덮도록 마련된다. 반사부(25)가 증착된 복수의 돌출부(20)의 상면은 마찰등으로 인한 손상과 이물질 유입으로 불량이 발생할 수 있다. 이를 방지 하기 위해 도 6에 도시된 바와 같이 보호 필름(40)이 접합될 수 있다. 이때, 광의 손실을 방지하기 위해 상기 보호 필름(40)은 광투과율이 높은 광등방성 재질로 이루어질 수 있다. 일 예로서 보호 필름(40)은 PI(Polyimide), COP(Cyclic Olefin Polymer), PC(polycabonate), PET(polyethyleneterephthalate), PEN(polyethylenapthanate), PNB(polynorborneen) 또는 PES(polyethersulfone) 등이 될 수 있다.
도 7을 참조하면 복수의 돌출부(10)와 베이스 필름(15) 및 보호 필름(40) 사이에는 에어 갭(45)이 충진되어 있다. 베이스 필름(15)의 광투과부(30)에 입사된 광은 상기 에어 갭(45)과 접하면서 일정한 각도로 굴절되게 된다. 만약 에어 갭(45)이 아닌 레진(resin)과 같은 기타 다른 물질을 충진하게 되면, 베이스 필름(15)의 광투과부(30)에 입사된 광의 굴절률이 상이하게 되어, 출사각 예측을 통한 시야각 조절이 어렵게 된다. 즉 광투과부(30)에 입사된 광은 에어 갭(45)을 통과하며 약 10도 정도의 굴절률을 보이지만, 레진과 같은 기타 다른 물질 충진 시 입사된 광이 반사부(25) 표면에 닿을 때까지 계속 굴절되어 출사각을 예측하기 어려워 진다. 또한 에어 갭(45)이 충진 됨으로써 디스플레이 장치의 휘도 면에서 유리할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 반사 제어 필름을 포함하는 디스플레이 장치를 나타내는 도면이다. 반사 제어 필름(10)은 전술한 본 발명의 따른 예와 동일하므로, 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 2 예에 따른 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110), 백라이트 유닛(120), 및 본 발명에 따른 반사 제어 필름(10)을 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 패널(110)은 백라이트 유닛(120)에서 방출되어 반사 제어 필름(10)을 투과하여 입사되는 광을 이용하여 영상을 표시한다. 이를 위해, 상기 디스플레이 패널(110)은 액정층을 사이에 두고 실런트에 의해 대향 합착된 제 1 및 제 2 기판(113,115)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제 1 기판(113)은 게이트 라인과 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터 및 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극 및 화소 전극과 함께 액정층에 전계를 형성하는 공통 전극을 갖는 복수의 화소를 포함할 수 있다.
상기 제 2 기판(115)은 각 화소에 중첩되는 컬러필터를 포함할 수 있다. 추가적으로, 상기 컬러필터는 각 화소의 화소 전극과 중첩되도록 제 1 기판(113)에 마련될 수 있으며, 이 경우, 제 2 기판(115)은 커버 기판으로 사용된다.
상기 제 1 기판(113)의 상면에는 제 1 편광 필름(111)이 부착되어 있고, 제 2 기판(115)의 하면에는 제 2 편광 필름(117)이 부착되어 있다. 이때, 상기 제 1 편광 필름(111)의 편광축과 제 2 편광 필름(117)의 편광축은 서로 교차하는 방향으로 설정된다.
추가적으로, 상기 제 1 및 제 2 기판(113, 115)의 위치는 서로 반전될 수 있다. 즉, 복수의 화소를 갖는 제 1 기판(113)의 하면에 컬러필터를 갖는 제 2 기판(115)이 배치될 수 있다. 이와 같은, 디스플레이 패널(110)은 각 화소별로 인가되는 데이터 전압과 공통 전압에 의해 각 화소마다 형성되는 전계에 따라 액정층을 구동함으로써 액정층의 광 투과율에 따라 소정의 컬러 영상을 표시하게 된다.
상기 백라이트 유닛(120)은 디스플레이 패널(110)에 광을 조사하는 것으로, 도광판(121), 광원(123), 반사 시트(125), 및 광학 시트부(127)를 포함할 수 있다
상기 도광판(121)은 디스플레이 패널(110)의 하부에 배치되고, 일측면에 마련된 입광부(미도시)를 통해 입사되는 광을 디스플레이 패널(110)의 후면 쪽으로 진행시킨다.
상기 광원(123)은 도광판(121)의 입광부에 광을 조사한다. 일 예에 따른 광원(123)은 광원용 인쇄 회로 기판에 실장되어 백라이트 구동부(미도시)로부터 공급된 광원 구동 신호에 의해 발광하여 백색 광을 방출하는 복수의 발광 다이오드 패키지를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 반사 시트(125)는 도광판(121)의 하부에 배치되어 도광판(121)의 하면을 통과하여 입사되는 광을 도광판(121)의 내부로 반사시킴으로써 광의 손실을 최소화한다.
상기 광학 시트부(127)는 도광판(121) 상에 배치되는 것으로, 하부 확산 시트, 프리즘 시트, 및 상부 확산 시트를 포함하여 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 확산 시트, 프리즘 시트, 이중 휘도 강화 필름(dual brightness en-hancement film), 및 렌티귤러 시트 중에서 선택된 2개 이상의 적층 조합으로 이루어질 수 있다.
상기 반사 제어 필름(10)은 디스플레이 패널(110)과 백라이트 유닛(120) 사이에 배치되어, 백라이트 유닛(120)으로부터 특정 각도 이상으로 입사되는 광을 차단함으로써 디스플레이 패널(110)의 시야각을 제어한다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 반사 제어 필름과 종래 루버 패턴을 이용한 광 제어 필름의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. A는 종래의 루버 패턴을 이용한 광 제어 필름이 부착된 디스플레이 장치의 실험 결과를, B는 본 발명의 따른 반사 제어 필름이 부착된 디스플레이 장치의 실험 결과를 나타낸다.
본 발명의 효과를 시뮬레이션 하기 위해 설정한 설계값은 아래 표 1과 같다.
구분 꼭지각 피치 H W G 반사부 두께
설계값 20° 64㎛ 60㎛ 32㎛ 32㎛ 0.1㎛
각 수치들은 전술한 돌출부(20)의 각 수치 별 특성을 고려하여 결정하였다. 본 발명의 효과를 시뮬레이션 하기 위해 광학 시트(127)는 하층에서부터 상층 순서대로 확산판(Diffuser) / 프리즘(Prism) / 이중 휘도 향상 필름(DBEF)을 사용하였다. 또한 본 발명의 따른 반사 제어 필름(10)의 반사부(25)는 Al(Aluminum)을 재료로 하는 진공 증착(Evaporation)방식을 이용하였다. 추가적으로 본 발명의 효과를 시뮬레이션 하기 위한 구조에서는 반사부의 보호층(35)은 증착하지 않았고, 긁힘 방지용으로 보호 필름(40)만 사용하였다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 따른 반사 제어 필름(10)의 실험 결과(B)는 상/하 방향으로 40도 이상의 출사각에 대한 차단효과가 나타난다. 이는 종래의 루버 패턴을 이용한 광 제어 필름(A)과 비슷한 수준을 보여준다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 따른 반사 제어 필름(10)의 실험 결과(B) 종래 반사 제어 필름(A) 대비 넓은 범위에서 좌/우 시야각이 증가하였다. 반치각을 기준으로 종래의 반사 제어 필름은 40도이며, 본 발명의 따른 반사 제어 필름(10)은 50도 수준을 나타낸다. 여기서 반치각이란 중앙의 휘도를 100%라 할 때 휘도가 50%가 되는 시야각을 말한다.
즉 도 9 및 도 10의 시뮬레이션 결과를 종합하면, 본 발명의 따른 반사 제어 필름(10)의 상/하 시야각은 종래의 반사 제어 필름과 비슷한 수준를 나타내고, 좌/우 시야각은 종래의 반사 제어 필름 대비 향상된 수준을 나타낸다.
일 예에 따른 차량용 디스플레이 경우 전면 유리부에 디스플레이 영상의 상 비침으로 인한 위험을 절감하고자 상/하 시야각은 좁게 설정하고, 운전석과 조수석에서 볼 수 있도록 좌/우 시야각은 넓게 설정한다. 따라서 상/하 40도의 출사각 차단 수준을 보이고, 좌/우로 종래보다 시야각이 넓어진 본 발명의 따른 반사 제어 필름(10)은 종래의 루버 패턴을 이용한 광 제어 효과보다 차량용 디스플레이에 보다 효율적일 수 있다.
도 11 내지 도 16은 본 발명에 따른 반사 제어 필름의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 반사 제어 필름(10)의 다른 실시예는 볼록한 형상의 광 제어부(50)를 추가로 포함할 수 있다. 도 11의 반사 제어 필름(10)은 상/하 시야각을 제어 하기 위해서 돌출부(20)의 단면 배열 방향은 제 2 길이 방향(X)과 나란하게 마련된다. 상기 볼록한 형상의 제어부(50)는 각 돌출부(20) 사이에 마련된 광투과부(30)를 볼록한 형상으로 변형하여, 복수의 돌출부(20)의 단면 배열 방향(X방향)과 나란하게 마련된다. 볼록한 형태의 광 제어부(50)는 도 12와 같이 반사 제어 필름(10)의 하면에서 입사된 빛을 일정한 각도로 굴절시킨다. 즉 볼록한 형태의 광 제어부(50)를 통과한 빛은 입사된 각도보다 수직하게 굴절되어 돌출부(20)의 피치(P)와 높이(H)를 조절하지 않고 상/하 방향의 협시야각을 구현할 수 있다. 또한 입사된 광을 집광시켜 디스플레이 장치의 휘도를 향상시킬 수 있다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 반사 제어 필름(10)은 오목한 형태의 광 제어부(55)를 더 포함할 수 있다. 도 13의 반사 제어 필름(10)은 상/하 시야각을 제어 하기 위해서 돌출부(20)의 단면 배열 방향은 제 2 길이 방향(X)과 나란하게 마련된다. 상기 오목한 형상의 제어부(55)는 각 돌출부(20) 사이에 마련된 광투과부(30)를 오목한 형상으로 변형하여, 복수의 돌출부(20)의 단면 배열 방향(X방향)과 나란하게 마련된다. 오목한 형태의 광 제어부(55)는 도 14와 같이 반사 제어 필름(10) 하면에서 입사된 빛을 일정한 각도로 굴절시킨다. 즉 도 12에 도시된 빛의 경로 방향과 같이 오목한 형태의 광 제어부(50)를 통과한 빛은 입사된 각도보다 수평방향으로 굴절되어 보다 상/하 방향으로 보다 넓은 시야각 구현이 가능하다. 다만 볼록한 형상의 광 제어부(50)와 다르게 돌출부(20)에 의한 시야각 확보에 한계가 있을 수 있다.
도 15 및 도 16은 상기 광 제어부(50,55)가 돌출부의 단면 배열 방향과 수직으로 교차되도록 배열된 모습을 나타낸다. 즉 돌출부(20)는 상/하 시야각 조절을 위해서 제 2 길이 방향(X)으로 배열되고, 광 제어부(50,55)는 제 1 길이 방향(Y)과 나란하게 배열된다.
도 15를 참조하면, 복수의 돌출부(20)를 통해 상/하 시야각을 제어하면서, 추가적으로 볼록한 형태의 광 제어부(50)가 돌출부(20)와 교차로 배열되어 좌/우 방향에 대한 협시야각을 구현할 수 있다. 또한 전술한 바와 같이 입사된 광을 집광시켜 디스플레이 장치의 휘도를 향상시킬 수 있다.
도 16을 참조하면, 복수의 돌출부(20)를 통해 상/하 시야각을 제어하면서, 추가적으로 오목한 형태의 광 제어부(55)가 돌출부(20)와 교차로 배열되어 좌/우 방향에 대한 보다 넓은 시야각 구현이 가능하다. 이때, 돌출부(20)와 오목한 형태의 광 제어부(55)가 교차로 배열되어 있기 때문에 도 16에 따른 실시예의 경우는 도 13에 따른 실시예와 다르게 돌출부(20)에 의한 출사각이 제한되지 않는다.
본 발명의 따른 반사 제어 필름(10)은 도 11 내지 16에 나타난 바와 같이 돌출부(20)를 제 2 길이 방향(X)으로 배열하고 있으나, 제 1 길이 방향(Y)으로 배열하는 구성을 가질 수 있다. 따라서 도면에는 도시 하지 않은 제 1 길이 방향(Y)의 돌출부 단면 배열을 포함하는 본 발명에 따른 반사 제어 필름(10)의 효과를 하기 표 2와 표 3과 같이 정리할 수 있다.
돌출부 단면 배열 방향
 돌출부와 나란한 광 제어부의 형상
볼록 오목
제 1 길이 방향(Y) 좌/우 협시야각 좌/우 광시야각
제 2 길이 방향(X) 상/하 협시야각 상/하 광시야각
돌출부 단면 배열 방향
 돌출부와 나란한 광 제어부의 형상
볼록 오목
제 1 길이 방향(Y) 상/하 협시야각 상/하 광시야각
제 2 길이 방향(X) 좌/우 협시야각 좌/우 광시야각
표 2는 돌출부(20)의 배열과 나란하게 마련된 광 제어부(50,55)를 돌출부(20)의 단면 배열 방향(X, Y)에 따라 정리한 것이고, 표 3은 돌출부(20)의 배열과 교차하도록 마련된 광 제어부(50,55)를 돌출부(20)의 단면 배열 방향(X, Y)에 따라 정리한 것이다.
이와 같이 본 발명에 따른 반사 제어 필름(10)은 돌출부(20)의 단면 배열 방향과 광 제어부(50,55)의 형태에 따라 상/하/좌/우의 시야각 제어가 가능하며, 사용자의 요구에 대응하도록 각 애플리케이션에 맞게 시야각 제어 설계가 가능하다.
도 17(a) 내지 17(c)는 본 발명의 반사 제어 필름(10)의 복수의 돌출부 표면에 반사부를 증착시키는 모습을 나타낸다.
도 17(a)는 복수의 돌출부(20)의 제 1 경사면(23)과 윗변(22)의 일부에 반사부가 증착되는 모습을 나타낸다. 이는 그림자 효과를 이용한 증착 방법으로 도면에 도시된 바와 같이, 반사 입자를 사선 방향으로 증착 시 복수의 돌출부(20)의 제 1 경사면(23)과 윗변(22) 일부에 반사 입자가 증착되고, 복수의 돌출부의 사이에 마련된 광투과부(30)와 제 2 경사면(24)에는 반사 입자가 증착 되지 않는 방법을 이용한 것이다.
도 17(b)는 복수의 돌출부(20)의 제 2 경사면(24)과 윗변(22) 일부에 반사부가 증착되는 모습을 나타낸다. 도 11(a)와 마찬가지로 복수의 돌출부(20) 표면에 반사 물질을 도 11(a)와 다른 사선 방향으로 증착 시, 광투과부(30)와 제 1 경사면(23)을 제외한 제 2 경사면(24)과 윗변(22) 일부에 반사 물질이 증착된다.
결국 도 17(c)에 나타난 바와 같이, 반사부(25)의 증착 방법은 이러한 그림자 효과를 이용한 증착 방법으로서 복수의 돌출부(20) 표면에만 반사 물질이 증착되고, 광투과부(30)에는 증착되지 않는다.
본 발명에 따른 증착 방법을 이용하면 종래의 루버 패턴을 이용한 반사 제어 필름의 공정 난이도에 따른 수지층 미충진, 세정 불량, 외관 불량 등의 다양한 이슈를 방지할 수 있다. 또한 폭 대비 높이 비율이 1:5 이상의 수치로, 폭은 좁고 높이는 높은 루버를 제작하는 금형 제작 및 패턴 성형 공정의 어려움을 해결할 수 있다. 뿐만 아니라, 현재 제작되는 루버 패턴의 일반적인 피치는 64㎛ 수준으로 피치 축소에 제한이 따르는 점에서 본 발명의 증착 방법의 실익이 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.
10: 반사 제어 필름 15: 베이스 필름
20: 복수의 돌출부 25: 반사부
30: 광투과부 35: 보호층
40: 보호 필름 45: 에어 갭
50: 볼록한 형태의 광 제어부 55: 오목한 형태의 광 제어부
100: 디스플레이 장치 110: 디스플레이 패널
120: 백라이트 유닛

Claims (17)

  1. 베이스 필름;
    상기 베이스 필름의 상면에 미리 설정된 피치 및 간격을 가지며 일 방향으로 나란하게 연장되는 스트라이프 구조를 갖는 복수의 돌출부;
    상기 복수의 돌출부 사이사이에 마련된 볼록한 형태를 가지는 복수의 광 제어부; 및
    상기 복수의 돌출부 각각을 둘러싸는 반사부를 포함하고,
    상기 복수의 돌출부 각각은 제 1 폭의 밑변, 상기 제 1 폭과 다른 제 2 폭의 윗변, 상기 윗변의 일단과 상기 밑변의 일단 사이의 제 1 경사면, 및 상기 윗변의 타단과 상기 밑변의 타단 사이의 제 2 경사면을 포함하고,
    상기 복수의 돌출부의 상기 밑변에서 상기 윗변까지의 거리는 인접한 2개의 돌출부의 중심간 거리로 정의되는 돌출부 피치의 2배에서 4배이고,
    상기 반사부는 상기 복수의 돌출부 각각의 윗변과 제 1 및 제 2 경사면을 덮는, 반사 제어 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 필름은 상기 복수의 돌출부 사이사이에 마련된 복수의 광투과부를 가지며,
    상기 반사부는 상기 복수의 광투과부를 제외한 상기 복수의 돌출부 각각에만 마련되고,
    상기 복수의 광 제어부는 상기 베이스 필름의 상기 복수의 광투과부 상에 배치된, 반사 제어 필름.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 폭은 상기 제 2 폭보다 좁은, 반사 제어 필름.
  5. 제 1 항에 있어서,
    가상의 꼭지점으로부터 상기 제 1 및 제 2 경사면 사이의 각도는 10도~35도인, 반사 제어 필름.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사부의 두께는 0.04㎛ ~1㎛인, 반사 제어 필름.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌출부의 피치는 25㎛ ~100㎛인, 반사 제어 필름.
  8. 베이스 필름;
    상기 베이스 필름의 상면에 미리 설정된 피치 및 간격을 가지며 일 방향으로 나란하게 연장되는 스트라이프 구조를 갖는 복수의 돌출부;
    상기 복수의 돌출부 각각을 둘러싸는 반사부;
    상기 복수의 돌출부 사이사이에 마련된 볼록한 형태를 가지는 복수의 광 제어부; 및
    상기 반사부의 산화를 방지하기 위하여 상기 반사부를 덮으며, SiO2 또는 TiO2를 포함하는 보호층을 포함하고,
    상기 복수의 돌출부 각각은 제 1 폭의 밑변, 상기 제 1 폭과 다른 제 2 폭의 윗변, 상기 윗변의 일단과 상기 밑변의 일단 사이의 제 1 경사면, 및 상기 윗변의 타단과 상기 밑변의 타단 사이의 제 2 경사면을 포함하고,
    상기 복수의 돌출부의 상기 밑변에서 상기 윗변까지의 거리는 인접한 2개의 돌출부의 중심간 거리로 정의되는 돌출부 피치의 2배에서 4배이고,
    상기 반사부는 상기 복수의 돌출부 각각의 윗변과 제 1 및 제 2 경사면을 덮는, 반사 제어 필름.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 돌출부를 덮는 보호 필름을 더 포함하는, 반사 제어 필름.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 돌출부 사이사이의 상기 베이스 필름과 상기 보호 필름 사이에 마련된 에어 갭을 더 포함하는, 반사 제어 필름.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 광 제어부는 상기 복수의 돌출부의 패턴 형성 방향과 나란하게 배열되는, 반사 제어 필름.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 광 제어부는 상기 복수의 돌출부의 패턴 형성 방향과 직교 방향으로 배열되는, 반사 제어 필름.
  13. 삭제
  14. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사부는 알루미늄(Al), 은(Ag), 알루미늄(Al)과 은(Ag)의 합금 재질, 은(Ag)과 납(Pb) 및 구리(Cu)의 합금 재질 중 어느 하나인, 반사 제어 필름.
  15. 디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 패널과 중첩되도록 배치된 시야각 제어 필름을 포함하고,
    상기 시야각 제어 필름은 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 하나에 기재된 반사 제어 필름인, 디스플레이 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널의 하부에 배치된 백라이트 유닛을 더 포함하고,
    상기 시야각 제어 필름은 상기 백라이트 유닛 상단에 배치된, 디스플레이 장치.
  17. 삭제
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