KR102544840B1 - 확산 기능층 적층체 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기재(120), 확산 기능층(110, 115) 및 저반사층(140)을 포함하고, 상기 확산 기능층(110, 115)은 적어도 일 면 상에 하나 이상의 음각 패턴이 형성된 저굴절률 패턴층(111, 113) 및 상기 음각 패턴의 적어도 일부를 충진하는 충진 패턴을 포함하는 고굴절률 패턴층(112, 114)을 포함함으로써, 사면 확산 선명도 및 눈부심 방지 효과가 우수하여 정면뿐만 아니라 측면에서도 색감 및 명암비가 우수하여 화면 시야각이 향상된 확산 기능층 적층체(100, 101, 102)에 관한 것이다.

Description

확산 기능층 적층체 및 이를 포함하는 액정표시장치{DIFFUSION FILM LAMINATE AND LIQUID CRYSTAL DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 확산 기능층 적층체 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 휴대 전화, 퍼스널 컴퓨터용 모니터, 텔레비전, 액정 프로젝터 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. 일반적으로 액정표시장치는 TN(Twisted Nematic)모드, VA(Vertical Alignment)모드, IPS(In-Plane Switching)모드 등의 표시 모드로 액정을 동작시키고, 그 액정을 통과하는 광을 전기적으로 제어하여 명암의 차이를 화면 상에 나타냄으로써 문자나 화상을 표시한다.
액정표시장치는 백라이트 유닛으로부터 방출되는 광이 액정패널을 통해 출사됨으로써 작동되는 것으로, 액정표시장치의 화면 중 정면에서의 색감과 명암비(contrast ratio)가 우수한 반면, 액정표시장치의 화면 중 측면부에서는 상대적으로 명암비가 저하되는 현상을 보이며, 화상의 명암이 역전하는 계조 반전 현상 등에 의해 양호한 표시 특성을 얻을 수 없는 문제, 즉 시야각이 좁은 문제가 지적되어 왔다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해서, 대한민국 공개특허 제10-2015-0112631호에는 정면 투과선명도가 100% 이상이고, 사면 확산선명도가 200% 이상인 광학산 방현필름용 조성물에 대하여 기재되어 있으나, 이는 외부 광에 의한 반사 방지 효과가 충분치 못하여 시인성이 좋지 못한 문제가 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-1640718호에는 제1편광판, 제2편광판, 및 상기 제1편광판과 제2편광판 사이에 위치하는 액정패널을 포함하고, 상기 제2편광판은 편광자 및 상기 편광자 상에 형성된 광학필름을 포함하고, 상기 광학필름은 하나 이상의 음각 패턴이 형성된 고굴절률 패턴층 및 상기 음각 패턴의 적어도 일부를 충진하는 충진 패턴을 포함하는 저굴절률 패턴층을 포함하고, 상기 고굴절률 패턴층과 상기 저굴절률 패턴층의 굴절률 차이는 0.1 내지 0.2 이고, 상기 광학필름은 상기 액정패널로부터 출사된 광이 상기 저굴절률 패턴층으로 입사되어 상기 고굴절률 패턴층으로 출사되도록 배치됨으로써, 측면 명암비를 향상시킨 액정표시장치용 모듈에 대하여 기재되어 있으나, 이는 측면 명암비의 향상 효과가 액정표시장치의 대형화에 따른 최근 요구 기준에 미치지 못하는 문제가 있다.
대한민국 공개특허 제10-2015-0112631호(2015.10.07.) 대한민국 등록특허 제10-1640718호(2016.07.12.)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 사면 확산 선명도 및 눈부심 방지 효과가 우수한 확산 기능층 적층체 및 이를 포함하는 액정표시장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 확산 기능층 적층체는 기재, 확산 기능층 및 저반사층을 포함하되, 상기 확산 기능층은 적어도 일 면 상에 하나 이상의 음각 패턴이 형성된 저굴절률 패턴층 및 상기 음각 패턴의 적어도 일부를 충진하는 충진패턴을 포함하는 고굴절률 패턴층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 액정표시장치는 광원; 양면에 편광판을 각각 포함하는 액정패널; 및 본 발명에 따른 확산 기능층 적층체;를 이 순서대로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 확산 기능층 적층체는 사면 확산 선명도 및 눈부심 방지 효과가 우수한 이점이 있다.
도 1 내지 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 확산 기능층 적층체를 도시화한 것이다.
도 4 내지 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 액정표시장치의 구조를 도시화한 것이다.
본 발명에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 직접 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 개재되어 있는 경우도 포함한다.
본 발명에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명에서 '제1', '제2' 등의 용어는 설명의 편의를 위해 각 구성을 단순 구분하기 위해 사용되는 것이며 그 구성이 반드시 상이한 구성을 지칭하는 것은 아니고, '제1', '제2'등으로 구분되어 있다고 하더라도, 그들은 동일한 특징을 갖는 구성을 의미하는 것일 수도 있고, 서로 다른 특징을 갖는 구성을 의미하는 것일 수도 있다.
이하, 본 발명에 대하여 도 1 내지 도 6을 참고하여 더욱 상세히 설명한다.
<확산 기능층 적층체 (100, 101, 102)>
본 발명의 한 양태에 따른 확산 기능층 적층체(100, 101, 102)는 기재(120), 확산 기능층(110, 115) 및 저반사층(140)을 포함하고, 상기 확산 기능층(110, 115)은 적어도 일 면 상에 하나 이상의 음각 패턴이 형성된 저굴절률 패턴층(111, 113) 및 상기 음각 패턴의 적어도 일부를 충진하는 충진 패턴을 포함하는 고굴절률 패턴층(112, 114)을 포함함으로써, 사면 확산 선명도 및 눈부심 방지 효과가 우수하여 정면뿐만 아니라 측면에서도 색감 및 명암비가 우수하여 화면 시야각이 향상되는 이점이 있다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 확산 기능층 적층체(101, 102)는 2매 이상의 확산 기능층(110, 115)을 포함할 수 있으며, 이 경우 측면에서의 색감 및 명암비를 보다 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 확산 기능층(110, 115) 내 포함되는 저굴절률 패턴층(111, 113)은 상기 기재(120)의 일 면 상에 직접적으로 형성될 수 있다. 이 때, 상기 '직접적으로 형성'이라 함은 두 층 사이에 임의의 점착층, 접착층 및/또는 다른 광학층이 형성되지 않음을 의미한다. 또는 확산 기능층(110, 115)이 순차적으로 적층되는 경우, 저굴절률 패턴층(111, 113)은 하단에 위치하는 확산 기능층 내 고굴절률 패턴층(112, 114)에 직접적으로 형성될 수도 있다.
이와 같이 2매 이상의 확산 기능층(110, 115)을 포함하는 경우, 확산 기능층 적층체(101, 102)의 구체적인 구조는 이에 한정되는 것은 아니나, 일 예를 들면, 도 2와 같이 기재(120), 제1확산 기능층(110), 제2확산 기능층(115) 및 저반사층(140)을 순서대로 포함하는 것일 수도 있고, 도 3과 같이 제1확산 기능층(110), 기재(120), 제2확산 기능층(115) 및 저반사층(140)을 순서대로 포함하는 것일 수도 있다.
상기 확산 기능층(110, 115)을 1매 포함하는 경우에는 상기 확산 기능층(110, 115)은 기재의 일 면 상에 적층될 수 있으며, 광원(500)을 기준으로 인접한 측에 배치될 수도 있고, 광원(500)과 인접하지 않은 타측에 배치될 수도 있다.
기재(120)
상기 기재(120)의 종류는 본 발명에서 특별히 한정하는 바는 아니고, 당 업계에서 사용되는 기재(120)를 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 그 중에서도 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등에서 우수한 기재를 선택적으로 사용할 수 있고, 가시광 영역에서 광 투과도가 80% 이상, 구체적으로 85% 내지 95%인 것을 사용할 수 있다.
상기 기재(120)는 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등과 같은 열가소성 수지로 구성된 필름을 들 수 있으며, 상기 열가소성 수지의 블렌드물로 구성된 필름도 사용할 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 필름 등을 들 수 있고, 상기 수지들을 1축 또는 2축 연신한 필름일 수도 있다.
확산 기능층 (110, 115)
본 발명의 한 양태에 따른 확산 기능층 적층체(100, 101, 102)는 확산 기능층(110, 115)을 포함함으로써, 광원(500)으로부터 방출되는 광의 확산효과를 향상시키고, 이로 인해 액정표시장치의 사면 확산 선명도가 향상되는 즉, 사면 시야각이 확장되는 이점이 있으며, 일 실시형태에 따르면, 상기 확산 기능층(110, 115)을 2매 이상 포함함으로써 사면 시야각을 보다 확장시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 상기 확산 기능층(110, 115)은 적어도 일 면 상에 하나 이상의 음각 패턴이 형성된 저굴절률 패턴층(111, 113) 및 상기 음각 패턴의 적어도 일부를 충진하는 충진 패턴을 포함하는 고굴절률 패턴층(112, 114)을 포함한다.
저굴절률 패턴층 (111, 114)
상기 저굴절률 패턴층(111, 114)은 적어도 일 면에 음각 패턴을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 음각 패턴은 서로 다른 높이의 하나 이상의 제1면(001); 및 상기 제1면(001) 사이를 이어주는 하나 이상의 경사면(002)을 포함할 수 있으며, 상기 제1면(001)들과 경사면(002)의 경계는 곡면으로 형성될 수 있으며, 상기 제1면(001)은 평탄한 면일 수도 있고 곡선을 갖는 라운드형일 수도 있다. 이와 같이 상기 제1면(001)과 경사면(002)의 경계가 곡면으로 형성될 경우, 광 확산 효과가 보다 향상될 수 있는 이점이 있다.
상기 제1면(001)은 서로 다른 높이를 갖는 다수의 면일 수 있으며, 상기 제1면(001)은 광을 보다 확산시키는 역할을 하여 시야각과 휘도를 향상시킨다. 상기 제1면(001)은 평탄한 평탄부일 수도 있고, 미세 요철이 형성되거나, 곡면이 형성될 수도 있다. 상기 제1면(001)이 곡면으로 형성될 경우, 렌티큘러 렌즈 패턴이 형성될 수 있다. 상기 제1면(001)은 폭이 0.5㎛ 내지 30㎛, 구체적으로 2㎛ 내지 20㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 음각 패턴의 단면 모양은 사다리꼴 형태(예: 단면이 삼각형인 프리즘의 상부가 절단된 형태, cut-prism 형태)일 수도 있고, 정상부에 제1면(001)이 형성되고 경사면(002)이 곡면인 음각 패턴(예: 렌티큘러 렌즈 패턴의 상부가 절단된 형태인 cut-lenticular lens, 마이크로렌즈 패턴의 상부가 절단된 형태인 cut-micro lens)일 수도 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시형태에 따른 확산 기능층 적층체(101, 102)는 기재(120), 제1확산 기능층(110), 제2확산 기능층(115)을 순서대로 포함할 수 있으며, 상기 제1확산 기능층(110) 및 제2확산 기능층(115)은 그 구성, 특히 저굴절률 패턴층(111, 113)의 음각 패턴 및 제1면(001)의 모양이나 사이즈(길이 또는 면적 등) 등이 전부 동일한 것일 수도 있고, 상이한 것일 수도 있다.
바람직하게는 상기 제1확산 기능층(110)과 제2확산 기능층(115) 내 저굴절률 패턴층(111, 113)은 서로 다른 구조 및 사이즈의 음각 패턴 또는 제1면(001)을 포함하는 것이 광 확산 효과를 향상시키기 보다 용이할 수 있다.
상기 저굴절률 패턴층(111, 113)의 굴절률은 함께 포함되는 고굴절률 패턴층(112, 114)의 굴절률 보다 작게 형성되는 것이라면, 그 범위를 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다. 상기 고굴절률 패턴층(112, 114)과 저굴절률 패턴층(111, 113)의 굴절률 차이는 광 확산 효과를 보다 향상시킬 수 있다는 점에서 0.20 이하, 바람직하게는 0.10 내지 0.20, 보다 바람직하게는 0.10 내지 0.15일 수 있다.
상기 저굴절률 패턴층(111, 113)은 자외선 경화성인 투명 수지를 포함하는 조성물로 형성될 수 있으며, 구체적으로, 상기 수지는 (메트)아크릴계, 폴리카보네이트계, 실리콘계, 에폭시계 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 투명 수지는 경화 후 광 투과도가 90%이상일 수 있다. 상기 저굴절률 패턴층은 점착성이 없는 비-점착성일 수도 있으나, 자체 점착성이 있어서 층 간의 결합을 용이하게 하거나 층 간 결합시 점/접착층이 별도로 형성되지 않도록 함으로써 확산필름 적층체 및 이를 포함하는 액정표시장치를 박형화시킬 수 있다. 상기 자체 점착성 수지는 아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지 등을 들 수 있다.
고굴절률 패턴층 (112, 114)
상기 고굴절률 패턴층(112, 114)은 전술한 저굴절률 패턴층(111, 113)과 직접 접하여 형성될 수 있으며, 하나 이상의 충진 패턴을 포함할 수 있는데, 상기 충진패턴은 전술한 저굴절률 패턴층(111, 113)의 음각 패턴의 적어도 일부를 충진한다. 이 때, '적어도 일부를 충진'이라 함은 상기 음각 패턴을 완전히 충진하거나 부분적으로 충진하는 경우를 모두 포함한다. 상기 충진 패턴이 음각 패턴을 부분적으로 충진하는 경우, 충진되지 않은 잔여 부분은 공기 또는 소정의 굴절률을 갖는 수지로 충진될 수 있다. 구체적으로, 상기 수지는 저굴절률 패턴층(111, 113) 대비 동일하거나 크고 고굴절률 패턴층(112, 114) 대비 동일하거나 작은 굴절률을 가질 수 있다. 상기 충진 패턴과 음각 패턴은 스트라이프(stripe) 형의 연장된 형태로 형성될 수 있고, 또는 충진 패턴과 음각 패턴은 도트 형태로 형성될 수도 있다. 이 때, 상기 '도트'는 충진 패턴과 음각 패턴의 조합이 분산되어 있는 것을 의미한다.
상기 고굴절률 패턴층(112, 114)을 형성하기 위한 조성물의 구성 성분은 본 발명에서 특별히 한정하는 것은 아니나, 예를 들면, (메트)아크릴계, 폴리카보네이트계, 실리콘계, 에폭시계 수지 중 하나 이상을 포함하는 자외선 경화형 조성물로 형성되는 것일 수 있다.
상기 고굴절률 패턴층(112, 114)은 광 확산 효과를 보다 향상시킬 수 있다는 점에서 굴절률이 1.50 이상, 구체적으로 1.50 내지 1.70일 수 있으며, 상기 범위 내에서 광 확산 효과가 우수할 수 있다.
전술한 저굴절률 패턴층(111, 113) 및 고굴절률 패턴층(112, 114) 중 하나 이상은 필요에 따라 광확산제를 더 포함할 수도 있다. 이와 같이 광확산제를 더 포함하는 경우 화면의 수평 방향인 좌우 방향의 시야각과 수직 방향인 상하 방향의 시야각이 동시에 개선될 수 있다. 또한, 광확산제를 포함하지 않는 저굴절률 패턴층(111, 113) 대비 음각 패턴의 높이를 더 낮추어도 시야각 개선 효과가 클 수 있다. 광확산제는 유기계 광확산제, 무기계 광확산제, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 유기계 광확산제와 무기계 광확산제의 혼합물은 저굴절률 패턴층(111, 113) 또는 고굴절률 패턴층(112, 114)의 확산성과 투과성을 좋게 할 수 있다. 광확산제는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 포함될 수 있다. 유기계 광확산제는 (메트)아크릴계 입자, 실록산계 입자, 스티렌계 입자 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 무기계 광확산제는 탄산칼슘, 황산바륨, 이산화티탄, 수산화알루미늄, 실리카, 유리, 활석, 운모, 화이트카본, 산화마그네슘, 산화 아연 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 특히, 무기계 광확산제는 유기계 광확산제만 포함하는 경우 대비 백색도 저하를 방지하고 광확산성을 증가시킬 수 있다. 광확산제는 형태, 입경에 제한을 두지 않는다. 구체적으로, 광확산제는 구상의 가교된 입자를 포함할 수 있고, 평균 입경은 0.1㎛ 내지 30㎛, 구체적으로 0.5㎛ 내지 10㎛, 더 구체적으로 1㎛ 내지 5㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광확산 효과를 구현할 수 있고, 패턴층의 표면 거칠기가 증가하여 기재(120) 또는 저반사층(140)과의 접착력이 문제되지 않고, 분산도가 좋을 수 있다. 이와 같이, 저굴절률(111, 113) 또는 고굴절률 패턴층(112, 114)에 광확산제를 사용하는 경우 수지의 굴절률 선택의 폭이 확대되고 비용절감 효과가 있다.
전술한 저굴절률 패턴층(111, 113) 및 고굴절률 패턴층(112, 114)은 포토리소그래피 공정을 통해 형성될 수 있다. 이와 같이 포토리스그래피 공정을 사용하여 패턴층을 형성하는 경우, 각 패턴층에 포함되는 패턴(예를 들면, 저굴절률 패턴층(111, 113) 내 음각 패턴의 제1면(001) 및 경사면(002)과의 경계부 등)을 곡선의 형태로 형성하는 것이 가능한 이점이 있다.
저반사층 (140)
본 발명의 한 양태에 따른 확산 기능층 적층체(100, 101, 102)는 저반사층(140)을 포함한다.
상기 저반사층(140)은 외부와 가장 인접하여 배치됨으로써, 확산 기능층 적층체(100, 101, 102) 표면에서 발생할 수 있는 광 반사 또는 광 굴절로 인한 시인성 저하를 방지하는 역할을 한다. 확산 기능층(110, 115)을 2매 이상 포함하는 경우를 예로 들면, 제2확산 기능층(115) 내 고굴절률 패턴층(114) 상에 적층될 수 있다.
상기 저반사층(140)은 당 업계에서 사용되는 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있는 것으로, 본 발명에서는 그 종류를 특별히 한정하는 것은 아니나 일 예를 들면, 다공성층일 수 있다.
상기 다공성층은 표면 및 내부에 공극을 가지고 있으며, 그 공극률은 제한되지 않으나 10 내지 50%, 바람직하게는 18 내지 40%일 수 있다. 상기 공극률이 상기 범위 미만일 경우 표면 반사방지 효과가 저하될 수 있으며, 공극률이 상기 범위를 초과하는 경우 마이크로 공극의 형성으로 내찰상성 및 투과율이 저하될 수 있다. 상기 다공성층의 공극의 크기는 10 내지 70nm일 수 있고, 바람직하게는 20 내지 50nm일 수 있다.
상기 다공성층은 공극을 갖는 미립자를 포함함으로써 제조될 수도 있는데, 이와 같이 공극을 갖는 미립자를 포함하여 제조될 경우, 다공성층 즉, 저반사층의 강도를 유지하면서 굴절률을 낮출 수 있다.
상기 공극을 갖는 미립자란 미립자 내부에 기체가 충전된 구조 및/또는 기체를 포함하는 다공질 구조체로서, 미립자 본래의 굴절률에 비해 미립자 중의 기체의 점유율이 반비례해서 굴절률이 저하하는 미립자를 의미한다.
상기 미립자는 미립자의 형태, 구조, 응집 상태, 도포막 내부에서의 미립자의 분산 상태에 의해, 내부 및/또는 표면의 적어도 일부에 나노포러스 구조의 형성이 가능한 미립자도 포함한다.
상기 공극을 갖는 미립자는 구체적으로 충전용 컬럼 및 표면의 다공질부에 각종 화학 물질을 흡착시키는 제방재(除放材), 촉매 고정용으로 사용되는 다공질 미립자 또는 단열재나 저유전재에 편입시키는 것을 목적으로 하는 중공 미립자의 분산체나 응집체를 들 수 있다. 보다 구체적인 예로서는 시판품으로서 일군촉매화학 제품인 상품명 ELECON중공 실리카 입자, 일본 실리카 공업 주식회사 제품인 상품명 닙실(Nipsil)이나 닙젤(Nipgel) 중에서 다공질 실리카 미립자의 집합체, 닛산화학 공업(주) 제품인 실리카 미립자가 사슬 형상으로 연결된 구조를 갖는 콜로이달 실리카 UP 시리즈(상품명)에서 선택된 것을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
저반사(140)층에 전술한 미립자가 포함되는 경우, 상기 미립자의 평균 입자 지름은 5nm 내지 300nm일 수 있으며, 바람직하게는 8nm 내지 100nm일 수 있고, 보다 바람직하게는 40nm 내지 80nm일 수 있다. 상기 미립자의 평균 입자 지름이 상기 범위 내로 포함되는 경우 저반사층의 투명도가 향상될 수 있는 이점이 있다.
상기 다공성층의 재질은 예를 들면, 광 또는 열에 의해 경화되는 반응성 경화 수지나 반응성 유기 규소 화합물일 수 있고, 표면강도가 우수하다는 점에서 광 경화 수지를 사용하는 것이 바람직할 수 있으며, 구체적으로, 광중합성 화합물, 광개시제 및 용제를 포함하여 이루어진 저반사층 형성용 조성물을 경화시킴으로써 형성된 것일 수 있다.
상기 저반사층 형성용 조성물은 또한, 불소계 수지를 더 포함할 수도 있는데, 상기 불소계 수지는 저반사층의 반사 방지 기능을 저하시키지 않으면서도 동적마찰계수를 낮추는 성분으로, 예를 들면 적어도 분자 중에 불소 원자를 함유하는 중합성 화합물 또는 그 중합체일 수 있다.
상기 불소계 수지는 불소 원자를 주쇄 또는 측쇄에 포함할 수 있으며, 사슬을 직접 구성하거나 사슬에 치환된 형태로 포함할 수 있다. 시판품으로는 KY-1203(shinetsu 사 제)를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기 저반사층(140)의 반사율은 1% 이하일 수 있다. 이와 같이, 본 발명에서는 반사율이 1% 이하인 저반사층(140)을 적용함으로써, 외부 광의 반사로 인한 눈부심 현상을 방지하고, 시인성이 향상되는 이점이 있다.
상기 저반사층(140)은 점/접착층(130)을 통해 확산 기능층(110, 115) 상에 적층될 수 있다. 상기 점/접착층(130)은 점착층, 접착층 단독 또는 점착층과 접착층이 적층된 구조를 포함할 수 있다. 상기 점/접착층(130)은 당 업계에서 사용되는 통상의 접착제 또는 점착제로 형성될 수 있으며, 예를 들면 상기 접착제는 열경화형 접착제 또는 광경화형 접착제를 포함할 수 있고 상기 접착제는 보다 구체적으로는 (메트)아크릴계 화합물, 에폭시 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물, 이소시아네이트계 화합물 등을 포함할 수 있다. 상기 점착제는 감압 점착제일 수 있으며, 보다 구체적으로 (메트)아크릴계 점착 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지 등을 들 수 있다.
본 발명의 확산 기능층 적층체(100, 101, 102)는 광 투과율이 우수하여 화면의 색감, 명암비, 선명도 등의 광학 특성이 우수한 이점이 있는데, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 확산 기능층 적층체(100, 101, 102)는 광 투과율(JIS K7361)이 40%이상일 수 있고, 구체적으로는 70% 이상일 수 있으며, 보다 구체적으로는 75% 이상일 수 있고, 더욱 구체적으로는 80% 이상일 수 있다.
<액정표시장치>
본 발명의 다른 양태는 전술한 확산 기능층 적층체(100, 101, 102)를 포함하는 액정표시장치에 관한 것으로서, 구체적으로 광원(500); 양면에 편광판(301, 302)을 각각 포함하는 액정패널(200); 및 전술한 확산 기능층 적층체(100, 101, 102);를 순서대로 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 확산 기능층 적층체(100)에 포함되는 저반사층(140)이 광원(500)과 반대방향으로 향하도록 즉, 외부와 가장 근접하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 액정표시장치는 이와 같이, 전술한 확산 기능층 적층체(100)를 포함함으로써, 사면 확산 선명도 및 눈부심 방지효과가 우수하며, 이로 인해 시야각이 확장되어 화면의 정면뿐만 아니라, 측면에서도 시인성이 우수한 이점이 있다.
광원(500)
상기 광원(500)은 후술할 액정패널(200)에 광을 공급하는 면광원, 점광원 또는 선광원일 수 있으며, 예컨대 에지형 또는 직하형으로 배치될 수 있다. 상기 광원(500)은 발광체를 포함하는 발광부, 발광부의 하측에 위치하여 발광부에서 나오는 광을 반사시키는 반사판, 발광부에서 발광된 광을 액정패널(200)측으로 공급하는 도광판 및/또는 도광판 상부에 위치하는 하나 이상의 광학 시트를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 발광체는 예를 들면, 형광 램프 또는 발광 다이오드(light emitting diode, LED)일 수 있으며, 예컨대 가시광선 영역의 광을 공급할 수 있고, 높은 에너지를 갖는 청색 광(blue light)을 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 광원(500)은 준평행광필름(Quasi-Collimated film, 400)을 포함할 수 있다.
상기 준평행광필름(400)은 광원(500)으로부터 방출되는 광을 평행 또는 준평행화시키기 위한 것으로서, 이와 같이 광을 집광함으로써 액정표시장치의 콘트라스트를 향상시키고, 광 확산을 보다 용이하게 하여 사면 확산 선명도를 향상시키는 이점이 있다. 상기 준평행광필름(400)은 당 업계에서 사용되는 필름을 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 집광필름을 사용할 수도 있다.
상기 준평행광필름(400)은 예를 들면, 하부에 삼각형의 빈 공간을 포함하는 제1층 및 상기 제1층의 상부면에는 마이크로 렌즈가 상부에 배치된 제2층이 적층되는 구조일 수 있다. 이때, 상기 제2층에서 마이크로 렌즈가 배치된 상부면은 상기 제1층과 맞닿은 면의 타면을 의미한다. 이 때, 상기 마이크로 렌즈는 제1층에 포함되어 있는 빈 공간의 상부에 위치하도록 배치될 수 있으며, 이 경우 광원으로부터 방출된 빛이 제1층에 포함된 상기 빈 공간에 의해 굴절하게 되고, 상기 굴절된 광이 빈 공간의 바로 상부에 위치한 마이크로렌즈에 도달하여 재굴절 함으로써, 광을 준평행 또는 평행화시키는 것이 가능하다. 일 예를 들어, 상기 제1층 및 제2층의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니나, 각각 0.1 내지 1mm일 수 있으며, 제1층에 포함되는 빈 공간의 밑면의 길이는 150 내지 400㎛일 수 있고, 마이크로렌즈의 반경은 400 내지 800㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 같은 구조의 준평행광필름에 의해 준평행 또는 평행화된 광은 FWHM(full width at half maximum, 반치폭)으로서 측정된 15°미만의 각도 대역폭을 가질 수 있다.
액정패널(200)
본 발명의 한 양태에 따른 액정표시장치는 양면에 편광판(301, 302)을 각각 포함하는 액정패널(200)을 포함한다.
상기 액정패널(200)은 이에 한정되는 것은 아니지만, 제1기판, 제2기판 및 상기 제1기판과 제2기판 사이에 고정되는 표시매체인 액정층을 포함할 수 있다. 상기 제1기판은 컬러필터 및 블랙매트릭스를 포함할 수 있으며, 상기 제2기판은 액정의 전기광학특성을 제어하기 위한 스위칭 소자, 소스 신호를 제공하기 위해 스위칭 소자와 신호선에 게이트 신호를 제공하기 위한 주사선, 화소 전극, 카운터 전극을 포함할 수 있다. 상기 액정층은 전계 미인가 시에는 균일하게 배향된 액정을 포함할 수 있다. 구체적으로, 액정패널(200)은 VA(vertical alignment) 모드, PVA(patterned vertical alignment)모드 또는 S-PVA(super-patterned vertical alignment)모드를 채용할 수 있다.
편광판(301, 302)
상기 액정패널(200)은 양면에 각각 편광판(301,302)이 적층되는데, 이 때 양면에 적층되는 편광판(301, 302)은 서로 동일한 것일 수도, 상이한 것일 수도 있다.
상기 편광판(301, 302)은 편광자 및 보호필름을 포함할 수 있다.
상기 편광자는 자연광이나 편광으로부터 임의의 편광으로 변환할 수 있는 필름으로, 일반적으로는 직선 편광으로 변환할 수 있다. 편광자의 종류는 당 업계에서 사용하는 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며 예를 들면, 폴리비닐알코올계 필름, 부분 포르말화 폴리비닐알코올계 필름, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드나 이색성 염료 등의 이색성 물질을 흡착시켜 연신한 것, 폴리비닐알코올의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등의 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 높은 편광도를 갖고, 보호필름과의 접착성이 우수한 요오드를 함유하는 폴리비닐알코올계 필름을 사용할 수 있다.
상기 보호필름은 전술한 편광자를 보호하는 역할을 하는 것으로, 등방성 광학필름일 수 있다. 상기 '등방성 광학필름'은 nx, ny, nz가 실질적으로 동일한 필름을 의미하며, 이 때, '실질적으로 동일한'이라 함은 완전히 동일한 경우뿐만 아니라 약간의 오차를 포함하는 경우를 모두 포함한다. 구체적으로, 상기 보호층은 파장 550nm에서 면방향 위상차(Re)가 5nm 이하, 보다 구체적으로는 0.1nm 내지 5nm가 될 수 있고, 두께방향 위상차(Rth)가 5nm 이하, 보다 구체적으로는 0.1nm 내지 5nm일 수 있다. 이 때, Re 및 Rth는 각각 하기 수학식 1 또는 2로 표시되는 것을 의미하며, Re 또는 Rth가 전술한 범위 내로 포함되는 경우 액정 패널에 대해 법선 방향과 경사 방향에서의 명암비를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
[수학식 1]
Re = (nx - ny) × d
[수학식 2]
Rth = ((nx + ny)/2 - nz) × d
(상기 수학식 1 및 2에서, nx, ny 및 nz는 파장 550nm에서 각각 해당 광학 소자의 지상축 방향, 진상축 방향 및 두께방향의 굴절률을 의미하고, d는 해당 광학소자의 두께(단위: nm)를 의미한다).
상기 보호필름은 당 업계에서 사용되는 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있으나, 예를 들면, 폴리에스테르계 물질을 포함할 수 있다.
상기 폴리에스테르로서는, 예를 들어 테레프탈산, 이소프탈산, 오르토프탈산, 2,5-나프탈렌디카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 1,5-나프탈렌디카르복실산, 디페닐카르복실산, 디페녹시에탄디카르복실산, 디페닐술폰카르복실산, 안트라센디카르복실산, 1,3-시클로펜탄디카르복실산, 1,3-시클로헥산디카르복실산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 헥사히드로테레프탈산, 헥사히드로이소프탈산, 말론산, 디메틸말론산, 숙신산, 3,3-디에틸숙신산, 글루타르산, 2,2-디메틸글루타르산, 아디프산, 2-메틸아디프산, 트리메틸아디프산, 피멜산, 아젤라산, 다이머산, 세박산, 수베르산, 도데카디카르복실산 등의 디카르복실산과, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 1,2-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 데카메틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥사디올, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 비스(4-히드록시페닐)술폰 등의 디올을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 상기 물질들 각 1종을 중축합하여 이루어지는 단독 중합체, 또는 디카르복실산 1종 이상과 디올 2종 이상을 중축합하여 이루어지는 공중합체, 또는 디카르복실산 2종 이상과 1종 이상의 디올을 중축합하여 이루어지는 공중합체 및 이들 단독 중합체나 공중합체를 2종 이상 블렌드하여 이루어지는 블렌드 수지 중 어느 한 폴리에스테르 수지를 들 수 있다.
폴리에스테르가 결정성을 나타낸다는 관점에서, 방향족 폴리에스테르를 사용할 수 있고, 보다 구체적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)계, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)계, 또는 이들을 포함하는 공중합체를 들 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 편광자 보호필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트계, 폴리에틸렌 나프탈레이트계, 또는 이들을 포함하는 공중합체 수지를 포함하는 3중 공압출 구조일 수도 있다.
폴리에스테르 필름은, 예를 들어 상기한 폴리에스테르 수지를 필름 형상으로 용융 압출하고, 캐스팅 드럼으로 냉각 고화시켜 필름을 형성시키는 방법 등에 의해 얻어진다. 본 발명에 있어서는, 폴리에스테르 필름에 결정성을 부여하여 상기 특성을 달성하는 관점에서, 연신 폴리에스테르 필름, 그 중에서도 이축 연신 폴리에스테르 필름을 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 제1 보호 필름으로서 방향족 폴리에스테르를 주성분으로 하는 것을 사용하는 경우, 이러한 필름은 방향족 폴리에스테르 이외의 수지나 첨가제 등을 함유하는 것이어도 된다.
편광자 보호필름이 연신 필름인 경우, 그 연신 방법은 특별히 한정되지 않고 세로 일축 연신법, 가로 일축 연신법, 종횡 축차 이축 연신법, 종횡 동시 이축 연신법 등을 채용할 수 있으며, 동시 이축 연신법에 의할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 연신 수단으로서는, 롤 연신기, 텐터 연신기, 또는 팬터그래프식 혹은 리니어 모터식의 이축 연신기 등, 임의의 적절한 연신기에 의할 수 있다.
전술한 보호필름은 편광자에 점착층 또는 접착층에 의해 점착될 수 있다. 상기 점착증 또는 접착층은 점착성 수지 및 선택적으로 가교제, 실란커플링제, 광라디칼 개시제, 또는 광양이온 개시제를 포함하는 조성물로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 당 업계에서 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 점착제 또는 접착제는 광확산제를 더 포함함으로써 광 확산 표과를 보다 향상시킬 수도 있으며, 상기 광확산제는 전술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
전술한 각 구성들의 적층은 점/접착층을 통해 이루어질 수 있으며, 상기 점/접착층에 대한 구체적인 내용은 전술한 바가 동일하게 적용될 수 있다.
100, 101, 102 확산 기능층 적층체
110, 115 확산 기능층
111, 113 저굴절률 패턴층 112, 114 고굴절률 패턴층
001 제1면 002 경사면
120 기재 130 점/적착층
140 저반사층
200 액정패널 301, 302 편광판
400 준평행광 필름 500 광원

Claims (10)

  1. 제1 확산 기능층, 기재, 제2 확산 기능층 및 저반사층을 포함하고,
    상기 제1 확산 기능층 및 상기 제2 확산 기능층 각각은 적어도 일 면 상에 하나 이상의 음각 패턴이 형성된 저굴절률 패턴층 및 상기 저굴절률 패턴층에 접하며 상기 음각 패턴의 적어도 일부를 충진하는 충진패턴을 포함하는 고굴절률 패턴층을 포함하고,
    광원으로부터 상기 제1 확산 기능층의 고굴절률 패턴층, 상기 제1 확산 기능층의 저굴절률 패턴층, 상기 기재, 상기 제2 확산 기능층의 저굴절률 패턴층, 상기 제2 확산 기능층의 고굴절률 패턴층 및 상기 저반사층이 순차적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 확산 기능층 적층체.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 음각패턴은 서로 다른 높이의 하나 이상의 제1면; 및 상기 제1면 사이를 이어주는 하나 이상의 경사면;을 포함하며, 상기 제1면과 경사면의 경계는 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 확산 기능층 적층체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 확산 기능층의 저굴절률 패턴층은 상기 기재의 일 면 상에 직접적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 확산 기능층 적층체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 저반사층은 반사율이 1% 이하인 것을 특징으로 하는 확산 기능층 적층체.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 확산 기능층 적층체의 광 투과율(JIS K7361)은 40% 이상인 것을 특징으로 하는 확산 기능층 적층체.
  8. 광원; 양면에 편광판을 각각 포함하는 액정패널; 및 제1항에 따른 확산 기능층 적층체;를 이 순서대로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 확산 기능층 적층체는 저반사층이 상기 광원과 반대방향으로 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 광원은 준평행광필름(Quasi-Collimated film)을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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