KR20080084559A - 광학필름 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

광학필름 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 복수의 서브픽셀을 포함하는 디스플레이 패널 및 디스플레이 패널의 하부에 위치하는 광학필름을 포함하되, 광학필름은 베이스 필름 및 상기 베이스 필름의 일면에 위치하며, 복수의 프리즘(prism)을 포함하는 구조부(structure)를 포함하며, 서브픽셀의 장축방향과 프리즘의 길이 방향이 이루는 바이어스 각도는 2도 내지 88도일 수 있다.
광학필름, 디스플레이 장치, 프리즘, 각도

Description

광학필름 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{Optical film and Display device having the same}
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것이다.
액정 표시 소자(Liquid Crystal Display device)는, 인가 전압에 따른 액정 투과도의 변화를 이용하여 각종 장치에서 발생되는 여러 가지 전기적인 정보를 시각정보로 변화시켜 전달하는 전자 소자이다.
일반적인 액정표시소자는, 외부에서 인가되는 구동 신호와 데이터 신호에 따라 화상을 디스플레이하는 액정 패널 및 액정 패널을 조명하기 위해 상기 액정 패널의 후면에 배치된 백라이트 유닛을 포함한다.
백라이트 유닛은 광원부, 반사 시트 및 광학 필름을 포함한다.
광원은 소정 파장을 가지는 빛을 발생시킨다.
반사 시트는 광원에서 발생한 빛 중 반사 시트로 입사되지 않은 빛을 반사시켜서 액정 패널 방향으로 진행되도록 한다.
광학필름은 확산 시트, 프리즘 시트 및 보호 시트를 포함한다.
광원에서 발생하여 액정 패널 쪽으로 출사되는 빛은 확산 시트를 통과하게 되는데, 확산 시트는 입사된 빛을 분산시켜 빛이 부분적으로 밀집되는 것을 방지하고 휘도를 균일하게 한다.
확산 시트를 통과한 빛은 휘도가 급격히 떨어지게 되는데, 이를 방지하기 위해 프리즘 시트가 사용된다.
도 1은 종래의 프리즘 시트의 구조를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 프리즘 시트(100)는 프리즘 지지부(130)와 프리즘 지지부(130) 상의 전면에 걸쳐 나란히 형성된 복수의 프리즘 형상부(110)를 포함한다.
프리즘 형상부(110)는 제 1 면(112) 및 제 2 면(114)으로 이루어진 측면부를 구비하며, 정면에서 보아 대략 이등변 삼각형의 형상을 이룬다. 제 1 면(112)과 제 2 면(114)은 90°의 각도를 이루는 것이 일반적이지만 선택에 따라 달리 구성할 수도 있다.
복수의 프리즘 형상부(110)가 프리즘 지지부(130)에 연속하여 형성되어 골(118)과 마루(peak)(116)가 교대로 형성된다. 이렇게 구성된 프리즘 시트(100)는 프리즘 지지부(130)로 입사된 빛을 프리즘 형상부(110)를 거치면서 굴절시킨다. 이에 따라 낮은 각도로 입사되는 빛이 정면 쪽으로 집중되어 유효 시야각 범위에서 휘도가 높아진다.
그러나 이러한 종래의 프리즘 시트(100)는 프리즘 형상부(110)와 다른 광학 필름의 매끄러운 면이 접촉될 경우 왯-아웃(wet-out) 현상이 발생하여 상기 광학 필름에 손상이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 액정 패널을 구성하는 픽셀들과 프리즘 시트(100)의 프리즘 형상부(110) 간의 주기적인 패턴의 간섭에 의해 모아레(moire) 현상이 발생하여 화면 표시 능력이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 모아레 현상 및 왯-아웃 현상을 완화 또는 제거할 수 있는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 베이스 필름으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 복수의 서브픽셀을 포함하는 디스플레이 패널 및 디스플레이 패널의 하부에 위치하는 광학필름을 포함하되, 광학필름은 베이스 필름 및 상기 베이스 필름의 일면에 위치하며, 복수의 프리즘(prism)을 포함하는 구조부(structure)를 포함하며, 서브픽셀의 장축방향과 프리즘의 길이 방향이 이루는 바이어스 각도는 2도 내지 88도일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름은 베이스 필름 및 베이스 필름의 일면에 위치하며, 복수의 프리즘(prism)을 포함하는 구조부(structure)를 포함하며, 베이스 필름의 일측변과 프리즘의 길이 방향이 이루는 바이어스 각도는 2도 내지 88도일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름 및 이를 포함하는 디스플레이 장치는 모아레 현상 및 왯-아웃 현상을 완화 또는 제거하여 디스플레이 장치의 화상 품위를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
후술하는 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 구체적인 광학필름 및 디스플레이 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치로는 액정 표시 소자(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 및 유기 전계 발광 소자(OLED) 등이 적용될 수 있으며, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 액정 표시 소자를 예로 들어 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 액정 표시 소자로 제한되지 아니함은 물론이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 사용하는 액정 표시 소자를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 액정 표시 패널을 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 액정 표시 소자(Liquid Crystal Display Device, 이하 "LCD 소자"라 함, 200)는 외부에서 인가되는 구동 신호와 데이터 신호에 따라 화상을 디스플레이하는 액정 패널(210) 및 액정 패널(210)을 조명하기 위해 액정 패널(210)의 후면에 배치된 백라이트 유닛(220)을 포함한다.
액정 패널(210)은 상부 기판(211b) 및 하부 기판(211a), 컬러 필터(212), 블랙 매트릭스(217), 화소 전극(214), 공통 전극(215), 액정층(216) 및 TFT 어레이(213)를 포함하며, 액정 패널(210)의 양면에는 한 쌍의 편광 필름(218a, 218b)이 배치된다.
컬러 필터(212)는 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 서브 픽셀로 이루어진 복수의 픽셀들을 포함하며, 빛이 인가되는 경우 레드, 그린 또는 블루의 색에 해당하는 이미지를 발생시킨다.
한편, 상기 픽셀들은 레드, 그린 및 블루 서브 픽셀로 구성되는 것이 일반적이나, 레드, 그린, 블루 및 화이트(W) 서브 픽셀이 하나의 픽셀을 구성하는 등 반드시 레드, 그린, 블루 순서의 조합에 한정되는 것이 아니며, 다양한 조합으로 구성될 수 있다.
박막트랜지스트(TFT) 어레이(213)는 스위칭 소자로서 화소 전극(214)을 스위칭한다.
공통 전극(215) 및 화소 전극(214)은 외부에서 인가되는 소정 전압에 따라 액정층(216)의 분자들의 배열을 변환시킨다.
액정층(216)은 복수의 액정 분자들로 이루어져 있고, 상기 액정 분자들은 화 소 전극(214)과 공통 전극(215) 사이에 발생된 전압차에 상응하여 배열을 변화시키고, 이에 의해, 백라이트 유닛(220)으로부터 제공되는 빛은 액정층(216)의 분자 배열의 변화에 상응하여 컬러 필터(212)에 입사된다.
백라이트 유닛(220)은 액정 패널(210)의 후면에 위치하며, 액정 패널(210)에 빛, 예를 들어 백색광을 제공한다.
백라이트 유닛(220)은 광원, 예를 들어, 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, 이하 "CCFL"이라 함)의 설치 방법에 따라 램프가 액정패널의 아래에 위치하는 직하 방식과 램프가 도광판의 측면에 위치하는 에지-라이트 방식(edge-light method)이 있다.
도 2를 다시 참조하면, 백라이트 유닛(220)은 에지-라이트 방식(edge-light method)으로 구동되며, 광원부(222), 도광판(224), 반사 시트(226) 및 광학필름(Optical film, 228)을 포함한다.
광원부(222)는 백라이트 유닛(220)의 측면에 위치하며, 광원(222a) 및 광원 반사판(222b)을 포함한다.
광원(222a)은 도 2와 같이 단수의 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL)가 도광판의 일측에 위치할 수 있고, 도광판의 양측에 복수개가 집합체를 이루어 형성될 수도 있다. 상기 CCFL은 매우 밝은 백색광을 제공하는 램프이다.
한편, 광원(222a)은 상기 CCFL 외에, 발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED) 또는 외부전극형광램프(External Electrode Flourscent Lamp : EEFL)가 사용 될 수 있다.
상기 LED는 적색, 녹색 및 청색으로 구성되거나 백색광의 단일색으로 구성될 수 있다. 상기 LED를 광원으로 사용하는 백라이트 유닛(220)의 경우, 백라이트 유닛(220)의 소형화 및 빛의 효율성을 향상시킬 수 있으면서 빛의 균일성을 유지할 수 있다.
상기 EEFL은 상기 CCFL에 비해 휘도가 뛰어나며, 전극이 외부에 있어 병렬로 작동하기에 유리하다. 특히, 상기 EEFL은 기존 광원에서 필요했던 인버터의 수를 줄일 수 있어 부품에 따른 원가절감 및 LCD 모듈의 무게를 줄일 수 있다.
광원 반사판(222b)은 광원(222a)을 실장하며, 광원(222a)에서 나온 빛이 도광판(224)의 측면으로 입사되도록 하여 광 효율을 향상시키기 위한 것이다. 이를 위해 광원 반사판(222b)은 반사성이 높은 물질로 구성되며, 그 표면에 은(Ag)을 코팅하기도 한다.
반사 시트(226)는 도광판(224)의 하부에 위치하여 광원(222a)으로부터 오는 빛을 도광판(224)의 전면으로 반사시키는 역할을 한다.
도광판(224)은 측면으로 빛이 입사된 후 임계각 이하에서 연속적인 전반사가 일어나도록 설계된다. 광원(222a)은 백라이트 유닛(220)의 측면에 위치하기 때문에, 광원(222a)에서 발생된 빛이 백라이트 유닛(220) 전면에 걸쳐 균일하게 투과되지 않고 가장자리에 집중된다.
따라서, 빛을 전면으로 균일하게 투과시키기 위해 도광판(224)이 필요하다. 도광판(224)은 일반적으로 폴리메틸메타아크릴레이트(Poly Methyl Meta Acrylate, 이하 "PMMA"라 함)와 같은 투명 아크릴 수지로 구성된다. 상기 PMMA는 강도가 높아 깨지거나 변형이 적으며, 가볍고, 가시광선 투과율이 높은 것이 특징이다.
또한 도광판(224)은 빛을 액정 패널(210) 방향으로 진행시킨다.
광학필름(228)은 예를 들어, 확산시트(228a), 프리즘 시트(228b) 및 보호 시트(228c)로 구성될 수 있다.
도광판(224)으로부터 액정 패널(210) 쪽으로 출사되는 빛은 확산시트(228a)를 통과하게 되는데, 확산시트(228a)는 도광판(224)으로부터 입사된 빛을 분산시켜 빛이 부분적으로 밀집되는 것을 방지하고 휘도를 균일하게 하고, 시야각을 넓혀준다.
확산 시트(228a)를 통과한 빛은 휘도가 급격히 떨어지게 되는데, 이를 방지하기 위해 프리즘 시트(228b)가 사용된다. 프리즘 시트(228b)는 확산 시트(228a)에 의해 확산 또는 집광된 빛 중 일부를 보호 시트(228c) 방향으로 집광시키고, 나머지 빛을 확산 시트(228a) 방향으로 반사시킨다. 프리즘 시트(228b)의 상세한 구성에 대해서는 이하 후술하겠다.
보호 시트(228c)는 프리즘 시트(228b) 위에 위치하여 프리즘 시트(228b)의 흠집을 방지하고, 또한 프리즘 시트(228b)에 의해 좁아진 시야각을 넓혀주는 기능을 한다.
한편, 상술한 에지-라이트 방식의 백라이트 유닛(220) 외에 직하 방식의 백라이트 유닛을 사용하여 액정 패널(210)에 빛을 제공할 수 도 있다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 도시한 단면도이 다.
도 4를 참조하면, 백라이트 유닛(320)은 직하 방식(direct light method)으로 구동되며, 광원(322), 확산판(324), 반사 시트(326) 및 광학필름(Optical film, 328)을 포함한다.
광원(322)은 복수의 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL)가 집합체를 이루어 형성된다. 상기 CCFL은 매우 밝은 백색광을 제공하는 램프이다.
한편, 광원(322)은 상기 CCFL 외에, 발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED) 또는 외부전극형광램프(External Electrode Flourscent Lamp : EEFL)가 사용될 수 있다.
반사 시트(326)는 확산판(324)의 하부에 위치하여 광원(322a)으로부터 오는 빛을 확산판(324)의 전면으로 반사시키는 역할을 한다.
한편, 반사 시트(326) 대신 광원(322)의 하부에 광원 반사판(미도시)을 위치시켜 광원(322)을 실장하고, 광원(322)에서 나온 빛을 확산 시트(328a)로 입사시켜 광 효율을 향상시키도록 구성할 수도 있다. 상기 광원 반사판은 반사성이 높은 물질로 구성되며, 그 표면에 은(Ag)을 코팅하기도 한다.
확산판(324)은 광원(322)에서 입사하는 빛을 통과시킨다. 확산판(324)은 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)를 사용하는 것이 바람직하다.
직하 방식의 백라이트 유닛(320)은 에지-라이트 방식과 달리, 복수의 광원(322)이 액정 패널(210)의 하부에 위치하므로 광원(322)에서 발생된 휘선이 액정 패널(210)의 상부에서 일정한 패턴으로 나타나게 된다. 확산판(324)은 패턴이 형성되어 있어, 광원(322)에서 발생된 휘선을 제거하면서 빛을 통과시키는 역할을 한다. 그러나, 본 발명에 따른 백라이트 유닛(320)은 패턴이 형성되어 있지 않은 투명 플레이트를 사용할 수 있음은 물론이다.
광학필름(328)은 예를 들어, 확산시트(328a), 프리즘 시트(328b) 및 보호 시트(328c)로 구성될 수 있다.
확산판(324)으로부터 액정 패널(210) 쪽으로 출사되는 빛은 확산시트(328a)를 통과하게 되는데, 확산시트(328a)는 확산판(324)으로부터 입사된 빛을 분산시켜 빛이 부분적으로 밀집되는 것을 방지하고 휘도를 균일하게 한다.
확산 시트(328a)를 통과한 빛은 휘도가 급격히 떨어지게 되는데, 이를 방지하기 위해 프리즘 시트(328b)가 사용된다. 프리즘 시트(328b)는 확산 시트(328a)에 의해 확산 또는 집광된 빛 중 일부를 보호 시트(328c) 방향으로 집광시키고, 나머지 빛을 확산 시트(328a) 방향으로 반사시킨다. 프리즘 시트(328b)의 상세한 구성에 대해서는 이하 후술하겠다.
보호 시트(328c)는 프리즘 시트(328b) 위에 위치하여 프리즘 시트(328b)의 흠집을 방지하고, 또한 프리즘 시트(328b)에 의해 좁아진 시야각을 넓혀주는 기능을 한다.
이하, LCD 소자(200)의 발광 동작을 상술하겠다.
도 2 및 도 3을 다시 참조하면, 백라이트 유닛(220 및 320)은 백색광인 평면광을 액정 패널(210)에 제공한다.
이어서, TFT 어레이(213)가 화소전극(214)을 스위칭한다.
계속하여, 화소전극(214)과 공통전극(215) 사이에 소정 전압차가 인가되고, 그 결과 액정층(216)이 상기 레드 서브 픽셀, 그린 서브 픽셀 및 블루 서브 픽셀에 각기 상응하여 배열된다.
이 경우, 백라이트 유닛(220 및 320)으로부터 제공된 광은 액정층(216)을 통과하면서 광량이 조절되고, 광량이 조절된 광이 칼라필터(212)에 제공된다.
그 결과, 칼라필터(212)는 소정 계조를 가지고 이미지를 구현한다.
상세하게는, 상기 레드 서브 픽셀, 그린 서브 픽셀 및 블루 서브 픽셀로 구성된 픽셀이 상기 레드 서브 픽셀, 그린 서브 픽셀 및 블루 서브 픽셀을 통과한 빛의 조합에 의해 소정 이미지를 구현한다.
이하, 본 발명의 광학 필름(228 및 328), 특히 프리즘 시트(228b 및 328b)의 구조에 대해 상술하겠다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필름의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다. 또한, 도 5b는 도 5a의 광학 필름의 평면도이고, 도 5c는 도 5b의 광학 필름의 측면도이다.
도 5a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치 중 광학 필름(400), 예를 들어 프리즘 시트(228b 및 328b)는 베이스 필름(410) 및 베이스 필름(410) 상의 전면에 형성된 구조부(structure)(420)를 포함한다. 구조부(420)는 복수의 프리즘(430)를 포함하며, 프리즘(430)은 프리즘 형상을 갖고 일렬로 형성되어 하나의 구조부(420)를 이루게 된다.
이와 같이, 광학 필름(400)의 일면은 복수의 프리즘(430)로 구조화되어 있으며, 그에 대항하는 면은 베이스 필름(410)으로 매끄럽게 형성된다.
베이스 필름(410)은, 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(PET)로 이루어질 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. PET는 플라스틱 수지중에서 가장 강한 필름에 속하고 전기적 성질이 우수하며 극히 얇은 필름으로 제조될 수 있다. 또한, 내열성이 강하고 투명하여 빛을 통과시키며 열에 견뎌야 하는 광학필름(400)에 좋은 재료가 될 수 있다. 베이스 필름(410)은 프리즘(430)의 하부에 위치하여 프리즘(430)을 지지하는 역할을 할 수 있다.
복수의 프리즘(430)은 베이스 필름(410)의 전면에 나란히 배치되며, 구조부(420)의 마루(432) 및 골(434)은 연속적인 굴곡을 형성한다.
또한, 프리즘(430)의 일 단면은 삼각형 형상이다. 프리즘(430)의 마루(432)들 간의 피치(P1)는 20μm 내지 300μm의 범위를 가질 수 있다.
또한, 각 프리즘(430)의 측면부가 굴곡되어질 수 있다.
도 5b를 참조하면, 각 프리즘(430)의 마루(432)는 좌우로 연속적이며 불규칙(random)적인 굴곡된 형상을 갖고 변한다. 각 프리즘(430)의 마루(432)의 수평 진폭(A)은 1μm 내지 20μm의 범위가 될 수 있다.
도 5c를 참조하면, 구조부(420)의 일 라인에 형성된 마루(432)를 측면에서 관찰할 때, 바닥면으로부터 마루(432)의 높이(L)는 주기적으로 또는 불규칙하게 변할 수 있다. 예를 들어, 어느 한 프리즘의 마루와 다른 프리즘의 마루와의 높이차는 약 1μm 내지 20μm의 범위를 갖고, 마루(432)의 높이는 약 100μm 내지 500μm 의 평균 파장(T)을 가지고 변한다.
이와 같이, 광학 필름(400)의 구조부(420)의 마루(432)의 높이(L)는 주기적으로 가변하거나 불규칙하게 가변할 수 있고, 마루(432)의 수평 진폭(A)은 랜덤하게 변할 수 있다. 따라서, 광학 필름(400)의 상부에서 이와 접촉하는 다른 광학 시트(미도시)와의 물리적인 접촉에 의해 구조부(420)의 마루(432)가 뭉개져서 발생하는 등의 결함이 시각적으로 쉽게 검출되기 어려울 뿐만 아니라, 이를 백라이트 유닛(220 및 320)에 채용한다 하더라도 LCD 소자(200)의 화질 품위에 영향을 미치지 않는다.
또한, 광학 필름(400)의 상부에서 이와 접촉하는 다른 광학 시트(미도시)와의 물리적인 접촉 면적이 줄어들기 때문에 왯-아웃(wet-out) 현상을 감소 또는 제거시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 광학 필름의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 광학 필름은 도 6에 도시된 바와 같이, 베이스 필름(410)의 하부에 복수의 비드를 포함하는 보호층(protection layer)(440)을 더 포함할 수 있다.
보호층(440)은 광학 필름(400)의 내열 특성을 향상시킨다.
상세하게는, 보호층(440)은 수지계 모재(442)와 모재(442)에 분산된 복수의 비드(444)를 포함한다.
모재(442)에 사용되는 수지는 투명하며, 내열성과 기계적 특성이 우수한 아 크릴계 수지를 사용할 수 있다. 상기 아크릴계 수지는 폴리아크릴레이트(Polyacrylate) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)일 수 있다.
비드(444)는 모재(442)와 동종 또는 이종의 수지를 사용하여 제작될 수 있고, 모재(442)에 대해 10wt% 내지 50wt%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 모재(442)에 대한 비드(444)의 중량비는 30wt%이다.
비드(444)의 크기는 베이스 필름(410)의 두께에 따라 적절하게 선택될 수 있으며, 1㎛ ~ 10㎛의 크기를 갖도록 구성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 비드(444)의 크기는 실질적으로 동일하며, 모재(442) 내에서의 분포도 규칙적이다. 실질적으로 동일한 크기의 비드(444)가 규칙적으로 모재(442)에 분포되면 헤이즈(haze) 효과는 감소하지만 이에 반해 휘도가 상승하는 효과가 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에서, 다양한 크기의 비드(444)가 불규칙하게 모재(442)에 분포될 수도 있다. 이 경우, 헤이즈(haze) 효과가 증가하기 때문에, 물리적 접촉 등에 의해 발생한 스크래치 등의 불량이 액정 패널(210)에 그대로 투영되는 것을 방지하는 효과는 더 커진다.
또한, 보호층(440)은 광원(222a, 322)에서 발생하는 열에 의해 광학 필름(400)이 변형되는 것을 방지한다. 즉, 내열성이 강한 모재(442)에 의해 광학 필름(400)에 주름이 생기지 않으며, 고온에서 광학 시트(400)가 변형되더라도 상온 상태에서 다시 원상태의 광학 시트(400)의 형상으로 돌아오는 복원력이 좋다.
또한, 보호층(440)은 외부의 충격이나 기타 물리적인 힘에 의해 광학 필 름(400)에 흠집이 생기는 것을 막아주는 역할도 한다.
여기서, 보호층(440)의 타면의 형상은 매트 형상(matte surface)일 수 있다.
이하, 본 발명의 액정 패널(210)의 컬러 필터(212)와 백라이트 유닛(220 및 320)의 광학 필름(228 및 328), 특히 프리즘 시트(228b 및 328b)와의 배치 관계에 대해 상술하겠다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 패널과 광학 필름의 배치관계를 설명하기 위한 사시도이다. 도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 액정표시 패널과 광학필름의 배치관계를 설명하기 위한 사시도이다.
도 7는 설명의 편의를 위해, 컬러 필터(212)와 광학 필름, 즉 프리즘 시트(228b, 이하 '광학 필름'이라고 함)만을 도시하였다. 프리즘 시트(228b)는 상술한 광학 필름(400)과 같은 구조로 형성되었음은 물론이다.
도 7를 참조하면, 컬러 필터(212)는 레드 서브 픽셀(212a), 그린 서브 픽셀(212b) 및 블루 서브 픽셀(212c)이 하나의 픽셀을 구성함은 상술한 바와 같다. 이와 같이 구성된 픽셀들은 주기적인 패턴을 가지고 배치되어 하나의 컬러 필터(212)를 구성한다.
또한, 광학 필름(228b)은 복수의 프리즘이 주기적으로 배열되어 하나의 구조부를 형성한다.
이와 같이 컬러 필터(212)의 주기적인 패턴과 광학 필름(228b)의 주기적인 배열에 의해 모아레 무늬가 발생할 수 있다. 모아레 무늬란 두 개 이상의 주기적인 패턴이 겹쳐질 때 만들어지는 간섭 무늬를 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치 중LCD 소자(200)는 이러한 모아레 무늬를 제거하기 위해, 도 7에 도시된 바와 같이, 컬러 필터(212)의 레드, 그린 및 블루 서브 픽셀(212a, 212b 및 212c)의 장축 방향(X1)과 광학 필름(228b)의 프리즘의 길이 방향(Y1)이 일정한 바이어스 각도(θ1)를 가지도록 교차하여 배치한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 광학필름과 액정 표시 장치의 배치에 있어서, 광학필름의 베이스 필름의 일측변(X2방향)과 프리즘의 길이 방향(Y2)은 일정한 바이어스 각도(θ2)를 가지도록 교차하여 배치될 수 있다.
도 7 및 도 8에서 나타낸 상기 바이어스 각도(θ1, θ2)는 2도 내지 88도의 범위를 갖을 수 있다. 바람직하게는, 상기 바이어스 각도(θ1, θ2)는 50도 내지 88도 또는 2도 내지 40도이다.
이하, LCD 소자(200)의 특성을 평가한 모의 실험에 대해 상술한다.
[표 1]
Figure 112007094006785-PAT00001
표 1을 참조하면, 실시예1 내지 실시예6은 프리즘의 피치(P)가 20μm인 광학 필름을 사용하였고, 실시예7 내지 실시예12는 프리즘의 피치(P)가 50μm인 광학 필름을 사용하였다.
실시예1 및 7의 LCD 소자는 컬러 필터의 레드, 그린 및 블루 서브 픽셀의 장축 방향(X1) 또는 베이스 필름의 일측변(X2)이 광학 필름의 프리즘의 길이 방향(Y1, Y2)이 이루는 바이어스 각도(θ1, θ2)가 88도이고, 실시예2 및 8의 LCD 소자는 상기 바이어스 각도(θ1, θ2)가 70도이고, 실시예3 및 9의 LCD 소자는 상기 바이어스 각도(θ1, θ2)가 50도이고, 실시예4 및 10의 LCD 소자는 상기 바이어스 각도(θ1, θ2)가 40도이고, 실시예5 및 11의 LCD 소자는 상기 바이어스 각도(θ1, θ2)가 20도이고, 실시예6 및 12의 LCD 소자는 상기 바이어스 각도(θ1, θ2)가 2도가 되도록 구성하였다.
모든 실시예들의 광학 필름은 각 프리즘의 마루의 평균 높이차(L)가 2μm이고, 평균 파장(T)이 150μm였다. 또한, 레드, 그린 및 블루 서브 픽셀이 하나의 픽셀을 구성하는 컬러 필터를 사용하였다.
이와 같이 형성된 실시예1 내지 실시예12의 LCD 소자에서 외관 결함(defect) 여부 및 모아레 현상 발생 정도를 검사하였다.
외관 결함 여부 및 모아레 현상은 액정 표시 소자의 화면에서 상기 광학 필름의 결함이 시각적으로 검출되는지의 여부 및 각 현상의 발생 정도를 확인한 것으로, 일반인의 평균 시력을 기준으로 할 때 결함 유무를 판단하였다.
판단 결과, 표 1에 도시된 바와 같이, 실시예1 내지 실시예12에 따른 광학 필름은 시각적으로 외관 결함이 거의 검출되지 않았고, 즉, 왯-아웃 현상도 허용 한도 이내의 범위에 해당하였다. 이는 광학 필름의 프리즘의 마루가 랜덤 또는 주기적으로 굴곡을 가지고 형성되었기 때문이다.
또한, 실시예 1 내지 실시예12에 따른 LCD 소자에서 모아레 현상이 거의 발생하지 않는 것을 확인할 수 있었다. 이는 광학 필름의 마루의 높이에 차이가 있고, 컬러 필터의 각 서브 픽셀들과 광학 필름의 프리즘을 일정한 바이어스 각도(θ1, θ2)로 기울여 배치하였기 때문이다. 특히, 바이어스 각도(θ1, θ2)가 88도 및 70도로 구성된 실시예1, 2, 7 및 8의 LCD 소자에서 모아레 현상이 더욱 효과적으로 방지되는 것을 확인할 수 있었다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 광학 필름과 디스플레이 패 널을 특정 각도로 배치시켜 모아레 현상을 완화 또는 제거할 수 있고, 다른 광학 시트 부재와의 접촉 등에 의해 발생하는 결함이 외부에서 시각적으로 검출되기 어려울 수 있다.
또한, 프리즘의 마루의 높이가 다르므로 다른 광학 시트 부재와의 접촉 면적이 줄어들어 왯-아웃 현상을 완화 또는 제거할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 종래의 프리즘 시트의 구조를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 소자를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 액정 표시 패널을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 도시한 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필름의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5b는 도 5a의 광학 필름의 평면도이다.
도 5c는 도 5a의 광학 필름의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 광학 필름의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 패널과 광학 필름의 배치관계를 설명하기 위한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 액정 표시 패널과 광학 필름의 배치관계를 설명하기 위한 사시도이다.

Claims (28)

  1. 복수의 서브픽셀을 포함하는 디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 패널의 하부에 위치하는 광학필름;
    을 포함하되, 상기 광학필름은
    베이스 필름 및
    상기 베이스 필름의 일면에 위치하며, 복수의 프리즘(prism)을 포함하는 구조부(structure)를 포함하며,
    상기 서브픽셀의 장축방향과 상기 프리즘의 길이 방향이 이루는 바이어스 각도는 2도 내지 88도인 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바이어스 각도는 2 도 내지 40도인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바이어스 각도는 50도 내지 88 도인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프리즘의 마루의 높이는 상기 프리즘의 길이 방향을 따라 가변하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프리즘의 마루의 높이는 상기 프리즘의 길이방향을 따라 주기적으로 가변하거나 불규칙하게 가변하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프리즘의 마루의 높이차는 1μm 내지 20μm인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프리즘의 마루들간의 피치는 20μm 내지 300μm인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 프리즘의 마루의 파장은 100μm 내지 500μm인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리즘의 마루의 수평 진폭은 불규칙하게 변하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 프리즘의 마루의 수평 진폭은 1μm 내지 20μm인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 필름의 타면에는 보호층이 더 위치하며,
    상기 보호층은
    모재; 및
    1μm 내지 10μm의 직경을 가지는 복수의 비드;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 비드는 상기 모재 대비 10wt% 내지 50wt%의 중량비를 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 보호층 내의 상기 복수의 비드의 직경들은 서로 동일하거나 불규칙한 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 보호층의 일면은 매트 형상(matte surface)인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  15. 베이스 필름; 및
    베이스 필름의 일면에 위치하며, 복수의 프리즘(prism)을 포함하는 구조부(structure);
    를 포함하며, 상기 베이스 필름의 일측변과 상기 프리즘의 길이 방향이 이루는 바이어스 각도는 2도 내지 88도인 광학필름.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 바이어스 각도는 2 도 내지 40도인 것을 특징으로 하는 광학필름.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 바이어스 각도는 50도 내지 88 도인 것을 특징으로 하는 광학필름.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 프리즘의 마루의 높이는 상기 프리즘의 길이 방향을 따라 가변하는 것 을 특징으로 하는 광학필름.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 프리즘의 마루의 높이는 상기 프리즘의 길이방향을 따라 주기적으로 가변하거나 불규칙하게 가변하는 것을 특징으로 하는 광학필름.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 프리즘의 마루의 높이차는 1μm 내지 20μm인 것을 특징으로 하는 광학필름.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 프리즘의 마루들간의 피치는 20μm 내지 300μm인 것을 특징으로 하는 광학필름.
  22. 제15항에 있어서,
    상기 프리즘의 마루의 파장은 100μm 내지 500μm인 것을 특징으로 하는 광학필름.
  23. 제15항에 있어서,
    상기 프리즘의 마루의 수평 진폭은 불규칙하게 변하는 것을 특징으로 하는 광학필름.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 프리즘의 마루의 수평 진폭은 1μm 내지 20μm인 것을 특징으로 하는 광학필름.
  25. 제15항에 있어서,
    상기 베이스 필름의 타면에는 보호층이 더 위치하며,
    상기 보호층은
    모재; 및
    1μm 내지 10μm의 직경을 가지는 복수의 비드;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학필름.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 복수의 비드는 상기 모재 대비 10wt% 내지 50wt%의 중량비를 갖는 것을 특징으로 하는 광학필름.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 보호층 내의 상기 복수의 비드의 직경들은 서로 동일하거나 불규칙한 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  28. 제25항에 있어서,
    상기 보호층의 일면은 매트 형상(matte surface)인 것을 특징으로 하는 광학필름.
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