KR20140110678A - 색 개선 필름 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기재층; 광확산제를 포함하는 고굴절 광확산층; 고굴절 수지층; 및 광학패턴이 형성된 저굴절 수지층;이 순차적으로 적층되고, 상기 고굴절 수지층과 대향하는 저굴절 수지층의 일면에 광학패턴이 형성된 색 개선 필름에 관한 것으로, 상기 색 개선 필름의 제조방법은 기재층 일면에 확산제를 포함하는 수지를 도포한 후 경화시켜 고굴절 광확산층을 형성하는 단계; 상기 고굴절 광확산층 일면에 복수 개의 광학패턴이 음각으로 형성된 고굴절 수지층을 형성하는 단계; 및 광학패턴이 음각으로 형성된 상기 고굴절 수지층 표면에 저굴절 투명 수지를 도포한 후 경화시켜 일면에 광학패턴이 형성된 저굴절 수지층을 형성하는 단계;를 포함하며, 본 발명의 색 개선 필름은 시야각에 따른 색감 변화가 적고, 광투과율 및 광확산성이 우수하며, 그 제조방법은 공정성 및 경제성이 우수하다.
Description
본 발명은 색 개선 필름 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 시야각에 따른 색감 변화가 적은 색 개선 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.
액정발광 소자는 평면으로 된 강화 유리 안에 화면을 구현하는 액정을 규칙적으로 배열한 패널을 배치한 후 그 패널 뒤에 백라이트(back light: 후방 조명)가 빛을 발산해 색상과 이미지를 표현한다. 보다 구체적으로, 백라이트로부터 방출된 빛이 수많은 액정을 통과하면서 여러 패턴으로 굴절하고, 다시 이 빛이 액정 전면에 위치한 필터를 통과하면서 각각의 색과 밝기를 띤 픽셀(Pixel: 화소)이 되어 전체 화면을 구성한다. 이러한 액정발광 소자는 화질이 뛰어나고 생산 단가가 낮은 반면 공정의 복잡성, 늦은 응답속도, 좁은 시야각, 높은 소비 전력 등이 단점으로 계속 지적되어 새로운 디스플레이의 개발이 지속적으로 요구되어 왔다.
액정 디스플레이(LCD)의 단점을 보완한 차세대 디스플레이로 유기발광소자 디스플레이가 각광받고 있다. 유기발광소자는 형광성 유기화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 발광 특성을 이용하여, 유기물에 따라 R, G, B를 발현하는 특성을 이용해 색을 구현하는 것이다. 높은 해상도, 넓은 시야각, 저전력 구동과 함께 응답속도가 빨라서 잔상이 남지 않아 자연스러운 영상을 표현 할 수 있으므로, 휴대용 기기뿐만 아니라 일반 디지털 TV 에서도 넓게 사용 되고 있다. 그러나, OLED TV와 같은 유기발광소자 디스플레이는 시야각에 따라 색감 변화가 나타날 수 있다.
한국공개특허 제2012-0081362호는 액정디스플레이의 시야각에 따른 색감 변화를 개선하기 위해 층을 이루는 백그라운드 층과 상기 백그라운드 층에 서로 이격되게 형성되는 복수의 음각 렌즈부와, 상기 음각 렌즈부 내에 충진된 충진부를 포함하고 상기 백그라운드와 충진부가 서로 다른 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하나 이와 같은 종래 기술은 색 개선 효과를 얻기 위해 렌즈의 종횡비가 상당히 클 것을 요구하는데, 바이트 가공과 이러한 바이트를 이용한 롤 가공이 쉽지 않는 게 현실이고 대량 생산을 고려할 경우 급격한 수율 저하 문제로 인하여 생산 단가 상승을 피할 수 없다. 또한 충분한 색 개선을 위해서는 두 수지의 굴절률 차이가 극대화 되어야 하는데 고굴절 수지는 롤을 이용한 가공에서 필름과의 접착력 문제가 있으며, 저굴절 수지는 제조상의 어려움으로 인한 높은 가격과 제조 공정 중에 충분한 경화가 되지 않는 문제점이 있다.
따라서, 공정성과 경제성이 우수하며, 시야각에 따라 색감 변화가 적은 유기발광소자 디스플레이용 광학필름의 개발이 시급히 필요한 상황이다.
본 발명의 목적은 시야각에 따른 색감 변화가 적은 색 개선 필름을 제공하기 위함이다.
본 발명의 다른 목적은 광투과율 및 광확산성이 우수한 색 개선 필름을 제공하기 위함이다.
본 발명의 또 다른 목적은 공정성 및 경제성이 우수한 색 개선 필름의 제조방법을 제공하기 위함이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 하나의 관점은 기재층; 광확산제를 포함하는 고굴절 광확산층; 고굴절 수지층; 및 광학패턴이 형성된 저굴절 수지층;이 순차적으로 적층되고, 상기 고굴절 수지층과 대향하는 저굴절 수지층의 일면에 광학패턴이 형성된 색 개선 필름에 관한 것이다.
상기 고굴절 광확산층 및 고굴절 수지층은 굴절률이 1.50 내지 1.60인 자외선 경화성 투명 수지를 포함할 수 있다.
상기 저굴절 수지층은 굴절률이 1.35 내지 1.45인 자외선 경화성 투명 수지를 포함할 수 있다.
상기 광학패턴과 저굴절 수지층은 일체로 형성될 수 있다.
상기 광확산제를 포함하는 고굴절 광확산층 및 상기 고굴절 수지층은 일체로 형성될 수 있다.
상기 광학패턴은 복수 개의 렌티큘라 렌즈로 구성되고, 상기 렌티큘라 렌즈는 폭(D)이 1 내지 1,000㎛이고, 높이(H)가 1 내지 2,000㎛이며, 종횡비(H/D)가 0.2 내지 3.0인 것을 특징으로 하는 색 개선 필름.
상기 광학패턴은 이웃하는 렌티큘러 렌즈 간에 이격거리(L)가 존재하며, 상기 이격거리(L)와 렌티큘러 렌즈의 폭(D)의 비(L/D)는 3.0 이하일 수 있다.
상기 고굴절 수지층 및 상기 저굴절 수지층은 아크릴레이트계 관능기를 가지는 자외선 경화성 수지를 포함할 수 있다.
상기 광확산제는 유기계 광확산제, 무기계 광확산제, 또는 이들 혼합물이고, 상기 유기계 광확산제는 아크릴계 입자, 실록산계 입자, 멜라민계 입자, 폴리카보네이트계 입자, 및 스티렌계 입자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하며, 상기 무기계 광확산제는 탄산칼슘, 황산바륨, 이산화티탄, 수산화알루미늄, 실리카, 유리, 활석, 운모, 화이트카본, 산화마그네슘, 및 산화아연으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 유기계 광확산제는 입자 크기가 1㎛ 내지 20㎛일 수 있다.
상기 유기계 광확산제는 흑색 염료로 코팅된 폴리머 입자 및 미코팅된 입자를 포함하고, 상기 흑색 염료로 코팅된 폴리머 입자는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 입자이며, 상기 미코팅된 입자는 실리콘계 입자, 아크릴계 입자 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 유기계 광확산제는 상기 흑색 염료로 코팅된 폴리머 입자 및 미코팅된 입자를 1 : 4 내지 4 : 1의 중량비로 포함할 수 있다.
상기 광확산제는 광확산층 중 0.1 내지 10 중량%로 포함될 수 있다.
상기 기재층의 두께는 30 내지 100㎛이고, 상기 고굴절 광확산층의 두께는 5 내지 60㎛이고, 상기 고굴절 수지층의 최대 두께는 5 내지 80㎛이며, 상기 저굴절 수지층의 두께는 5 내지 50㎛ 일 수 있다.
상기 저굴절 수지층의 타면에 점착층이 더 적층될 수 있다.
상기 기재층은 TAC (TriAcetate Cellulose), 폴리에틸렌 테레프탈레이드 (PolyEthylene Terephthalate, PET), 폴리카보네이트 (PolyCarbonate, PC), 또는 폴리염화비닐(PVC) 을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 기재층 일면에 확산제를 포함하는 수지를 도포한 후 경화시켜 고굴절 광확산층을 형성하는 단계; 상기 고굴절 광확산층 일면에 복수 개의 광학패턴이 음각으로 형성된 고굴절 수지층을 형성하는 단계; 및 광학패턴이 음각으로 형성된 상기 고굴절 수지층 표면에 저굴절 투명 수지를 도포한 후 경화시켜 일면에 광학패턴이 형성된 저굴절 수지층을 형성하는 단계;를 포함하는 색 개선 필름의 제조방법에 관한 것이다.
상기 저굴절 수지층의 타면에 점착제를 도포하여 점착층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점은 제1 전극, 상기 제1 전극과 대향하는 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 형성된 유기 발광막; 및 상기 제2 전극의 광 출사면에 구비된 청구항 1 내지 16 중 어느 한 항의 색 개선 필름;을 포함하고, 상기 유기 발광막의 각 픽셀로부터 반사된 색상으로 화상을 구현하도록 공진 구조를 가지는 유기 발광소자 디스플레이 장치에 관한 것이다.
상기 유기 발광막은 홀 주입층(Hole Injection Layer, HIL), 홀 수송층(Hole Transport Layer, HTL), 발광층(Emission Layer, EML), 전자 수송층( Electron Transport Layer, ETL), 및 전자 주입층(Electron Injection Layer, EIL)이 순차적으로 적층된 것일 수 있다.
본 발명의 색 개선 필름은 시야각에 따른 색감 변화가 적고, 광투과율 및 광확산성이 우수하며, 그 제조방법은 공정성 및 경제성이 우수하다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 색 개선 필름의 단면도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 광학패턴으로서 렌티큘러 렌즈 패턴이 형성된 저굴절 수지층의 사시도를 나타낸 것이다.
도 3 (a)는 이웃하는 렌티큘러 렌즈 간에 이격거리가 존재하는 렌티큘러 렌즈 패턴이 형성된 저굴절 수지층의 사시도를 나타낸 것이고, 도 3 (b) 및 (c)는 이를 포함하는 색 개선 필름의 단면도를 각각 나타낸 것이다
도 4는 본 발명의 다른 구체예에 따른 색 개선 필름의 단면도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 색 개선 필름의 단면도를 나타낸 것이다.
도 6은 실시예 및 비교예의 색 개선 필름의 시야각에 따른 △U'V'값을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 구체예에 따른 유기 발광소자 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 8(a)는 공진 구조를 설명하기 위하여 나타낸 개념도이며, 도 8 (b)는 광 파장에 따른 투과율의 분포를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 광학패턴으로서 렌티큘러 렌즈 패턴이 형성된 저굴절 수지층의 사시도를 나타낸 것이다.
도 3 (a)는 이웃하는 렌티큘러 렌즈 간에 이격거리가 존재하는 렌티큘러 렌즈 패턴이 형성된 저굴절 수지층의 사시도를 나타낸 것이고, 도 3 (b) 및 (c)는 이를 포함하는 색 개선 필름의 단면도를 각각 나타낸 것이다
도 4는 본 발명의 다른 구체예에 따른 색 개선 필름의 단면도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 색 개선 필름의 단면도를 나타낸 것이다.
도 6은 실시예 및 비교예의 색 개선 필름의 시야각에 따른 △U'V'값을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 구체예에 따른 유기 발광소자 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 8(a)는 공진 구조를 설명하기 위하여 나타낸 개념도이며, 도 8 (b)는 광 파장에 따른 투과율의 분포를 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 색 개선 필름의 실시예를 설명하기로 한다.
이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.
그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 색 개선 필름을 설명하기로 한다.
색 개선 필름
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 색 개선 필름의 단면도를 나타낸 것이다. 도 1을 참고하면, 상기 색 개선 필름은 기재층(100); 광확산제를 포함하는 고굴절 광확산층(110); 고굴절 수지층(120); 및 광학패턴이 형성된 저굴절 수지층(130);이 순차적으로 적층되고, 상기 고굴절 수지층과 대향하는 저굴절 수지층의 일면에 광학패턴이 형성된 구조를 갖는다.
기재층(100)은 광입사면과 상기 광입사면에 대향되는 광출사면을 갖는 자외선 투과성을 가지는 투명 수지 필름 또는 유리 기판이 바람직하다. 재질로는 TAC (TriAcetate Cellulose), 폴리에틸렌 테레프탈레이드 (PolyEthylene Terephthalate, PET), 폴리카보네이트 (PolyCarbonate, PC), 폴리염화비닐 (PVC) 등이 사용될 수 있으며, 단일층 또는 다중층일 수 있다.
상기 기재층의 두께는 30 내지 100㎛ 일 수 있다.
고굴절 광확산층(110)은 기재층(100)의 광입사면에 적층되며 광확산제(111) 및 굴절률이 1.50 내지 1.60인 자외선 경화성 투명 수지로 형성될 수 있다. 상기 고굴절 광확산층의 두께는 5 내지 60㎛일 수 있다.
고굴절 광확산층에 포함되는 광확산제(111)는 유기계 광확산제 또는 무기계 광확산제를 사용할 수 있으며, 확산성과 투과성을 위해 이들을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 유기계 광확산제는 아크릴계 입자, 실록산계 입자, 멜라민계 입자, 폴리카보네이트계 입자, 스티렌계 입자 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 유기계 광확산제는 평균 입경이 1 내지 20㎛인 구상의 가교 미립자일 수 있다. 상기 무기계 광확산제는 상기 구상의 유기계 광확산제를 첨가할 때 발생하는 최종 수지 조성물의 백색도 저하를 방지하고, 광확산성을 증가시키기 위하여 첨가될 수 있다. 이 경우, 무기계 광확산제의 첨가량이 증가할수록 공정성이 저하되므로, 적절한 양이 첨가되어야 한다. 일 예로서, 상기 무기계 광확산제는 탄산칼슘, 황산바륨, 이산화티탄, 수산화알루미늄, 실리카, 유리, 활석, 운모, 화이트카본, 산화마그네슘, 산화아연 등이 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 유기계 광확산제는, 입자 크기가 1 내지 20㎛, 바람직하게는 1 내지 10㎛, 더욱 바람직하게는 2 내지 5㎛일 수 있다.
일 구체예로서, 상기 유기계 광확산제는 흑색 염료로 코팅된 폴리머 입자를 포함할 수 있다. 다만, 흑색 염료로 코팅된 폴리머 입자의 단독 사용은 광투과율을 저하시켜 휘도 감소를 유발할 수 있으므로, 미코팅된 입자로서 실리콘 입자, 아크릴계 입자 또는 이들의 혼합물을 더 포함할 수 있으며, 흑색 염료로 코팅된 폴리머 입자와 미코팅된 폴리머 입자를 적정량으로 혼합 사용하여 휘도, 시야각에 따른 색차이 변화, 명암비, 반사색 등을 조절할 수 있다. 바람직하게는, 흑색 염료로 코팅된 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 입자, 및 미코팅된 폴리머 입자로서 실리콘 입자, 아크릴계 입자 또는 이들의 혼합물을 1 : 4 내지 4 : 1 의 중량비로 포함하는 광확산제를 사용할 수 있다.
특히, 광학패턴이 렌티큘라 렌즈 패턴인 경우에는 패널의 좌우 방향의 색개선은 그 자체로도 가능하지만, 상하 방향의 색개선은 수직으로 배열된 렌티큘라 렌즈의 형상으로 인하여 만족할 만한 효과를 얻을 수 없다. 본 발명의 광확산제를 적용할 경우, 좌우방향 색개선과 함께 상하 방향의 색개선도 가능하다.
본 발명에서 상기 광확산제는 고굴절 광확산층 중 0.1 내지 10 중량%로 포함될 수 있다.
고굴절 수지층(120)은 고굴절 광확산층(110) 및 상기 고굴절 광확산층과 대향되도록 위치한 광학패턴이 형성된 저굴절 수지층(130) 사이에 형성될 수 있다. 상기 고굴절 수지층은 굴절률이 1.50 내지 1.60인 자외선 경화성 투명 수지로 형성될 수 있다. 상기 고굴절 수지층은 상기 저굴절 수지층에 형성된 광학패턴이 고굴절 수지층 내부로 침투하게 되므로 층 두께가 일정하지 않을 수 있다. 상기 고굴절 수지층의 최대 두께는 5 내지 80㎛일 수 있다.
도 1을 참고하면, 광확산제(111)를 포함하는 고굴절 광확산층(110)과 상기 고굴절 수지층(120)은 각각 별도로 제조될 수 있으나, 도 5와 같이 고굴절 광확산층과 고굴절 수지층이 일체로 형성되어 하나의 층(160)을 형성할 수 있다.
광학패턴이 형성된 저굴절 수지층(130)은 저굴절 수지층과 상기 저굴절 수지층의 일면에 형성된 복수 개의 광학패턴을 포함한다. 상기 광학패턴(133)은 상기 고굴절 수지층(120)과 대향되는 저굴절 수지층(131)의 일면에 형성될 수 있다.
상기 저굴절 수지층과 광학패턴은 접착제에 의한 부착없이 동일한 재료에 의하여 일체로 형성된 것 일 수 있다. 상기 광학패턴 및 저굴절 수지층은 굴절률이 1.35 내지 1.45인 자외선 경화성 투명 수지로 형성될 수 있으며 광학패턴과 저굴절 수지층은 일체로 형성될 수 있다.
상기 광학패턴은 원뿔, 원뿔테, 마이크로 렌즈, 실린더 렌즈, 프리즘 및 라운드 프리즘으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 형태를 가질 수 있으나 반드시 이에 제한되지는 않는다. 다만, 패널에 입사된 빛 중 색순도가 높은 빛은 광출사면에 수직된 방향으로 출사될 수 있는데, 상기 색순도가 높은 입사광을 보다 넓게 확산시키기 위해서는 마이크로 렌즈를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 마이크로렌즈의 형상은 반원형 단면 렌티큘라 패턴, 반원형 단면 도트 패턴, 반원형 단면 스트라이프 패턴, 반원형 단면 물결 패턴 중 어느 하나일 수 있으나, 반드시 이에 제한되지는 않는다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 광학패턴이 형성수된 저굴절 수지층의 사시도로서 반원형 단면 렌티큘라 패턴이 광학패턴으로 적용된 예이다. 도 2를 참고하면, 저굴절 수지층(131)의 일면에는 복수 개의 렌티큘라 렌즈(133)가 일체로 형성되어 있으며, 렌티큘라 렌즈(133)는 폭(D)이 1㎛ 내지 1,000㎛이고, 높이(H)가 1㎛ 내지 2,000㎛이며, 종횡비(aspect ratio)(H/D)는 0.2 내지 3.0, 바람직하게는 0.3 내지 1일 수 있다. 광학패턴을 제외한 상기 저굴절 수지층(131)의 두께는 5 내지 50㎛ 이다.
색 개선 효과를 얻기 위해서는 종횡비가 높은 렌즈를 사용하는 것이 유리하나, 바이트 가공과 이러한 바이트를 이용한 롤 가공이 용이하지 않은 공정상 문제점이 발생할 수 있으며, 대량 생산을 고려할 경우 수율이 급격한 저하로 인하여 경제적이지 못하다. 본 발명은 고굴절 광확산층을 도입하여 상대적으로 낮은 종횡비를 갖는 광학패턴을 사용하여도 우수한 색 개선 효과를 구현할 수 있다.
도 3 (a)는 본 발명의 제2 구체예 따른 렌티큘러 렌즈 패턴의 사시도이다. 도 3 (a)를 참고하면, 본 발명의 다른 구체예에 따른 렌티큘러 렌즈 패턴은 이웃하는 렌티큘러 렌즈(133)간에 일정한 이격거리(L)를 두고 복수 개의 렌티큘러 렌즈(133)가 배열될 수 있다. 상기 이격거리(L)와 렌티큘러 렌즈의 폭(D)의 비(L/D)는 3.0 이하일 수 있으며, 바람직하게는 1.0 내지 2.0일 수 있다. 상기 범위에서 시야각에 따른 색변화 개선효가 최대화될 수 있다.
도 3 (b)는 본 발명의 다른 구체예에 따른 렌티큘러 렌즈 패턴이 형성된 색 개선 필름의 단면도를 도 3 (c)는 고굴절 광확산층과 고굴절 수지층이 일체로 형성된 색 개선 필름의 단면도를 각각 도시한 것이다.
도 3 (c)를 참고하면, 렌티큘러 렌즈 패턴이 형성된 색 개선 필름은 고굴절 광확산층과 고굴절 수지층이 하나의 층(150)으로 형성된 색 개선 필름일 수 있다.
고굴절 광확산층(110), 고굴절 수지층(120) 및 광학패턴이 형성된 저굴절 수지층(130)에서 사용하는 기초수지는 투명 고분자 수지로서 자외선 경화성 투명 수지를 사용할 수 있다.
상기 자외선 경화성 투명 수지로는 아크릴레이트계의 관능기를 갖는 것, 예를 들면 비교적 작은 분자량의 폴리에스테르수지, 폴리에테르수지, 아크릴수지, 에폭시수지, 우레탄수지, 알키드수지, 스피로아세탈수지, 폴리부타디엔수지, 폴리티올폴리엔수지, 다가알콜 등의 다관능화합물의 (메타) 아크릴레이트 수지 등이 사용될 수 있다.
그 구체적인 예로서는 에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타 에리스리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 폴리올폴리(메타)아크릴레이트, 비스 페놀A-디글리시딜 에테르의 디(메타)아크릴레이트, 다가 알코올과 다가 카르복산 및 그 무수물과 아크릴산을 에스테르화 함으로써 얻을 수 있는 폴리 에스테르(메타)아크릴레이트, 폴리실옥산 폴리 아크릴레이트, 우레탄(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라 메타크릴레이트, 글리세린 트리 메타크릴레이트 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 다른 구체예로서, 도 4를 참고하면, 상기 저굴절 수지층(130)의 타면에는 점착층(140)이 더 적층될 수 있다. 상기 점착층은 통상의 점착제로 형성될 수 있다.
본 발명의 색 개선 필름은 상기에서 설명한 구조적 특징을 가짐으로서 시야각에 따른 백색감(White Angle Dependency : WAD)의 변화가 적으며, 그 만큼 시야각에 따른 백색감을 균일하게 발현할 수 있다.
색 개선 필름의 제조방법
본 발명의 일 구체예에 따른 색 개선 필름의 제조방법은 기재층; 고굴절 광확산층; 고굴절 수지층; 및 광학패턴이 형성된 저굴절 수지층;을 순차적으로 적층하는 제조방법으로서, 기재층 일면에 확산제를 포함하는 수지를 도포한 후 경화시켜 고굴절 광확산층을 형성하는 단계; 상기 고굴절 광확산층 일면에 복수 개의 광학패턴이 음각으로 형성된 고굴절 수지층을 형성하는 단계; 및 광학패턴이 음각으로 형성된 상기 고굴절 수지층 표면에 저굴절 투명 수지를 도포한 후 경화시켜 일면에 광학패턴이 형성된 저굴절 수지층을 형성하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 다른 구체예로서, 상기 저굴절 수지층의 타면에 점착제를 도포하여 점착층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 투명 수지는 자외선 경화성 투명 수지를 사용할 수 있다. 고굴절 투명 수지는 굴절률이 1.50 내지 1.60일 수 있고, 저굴절 투명 수지는 굴절률이 1.35 내지 1.45일 수 있다.
상기 고굴절 광확산층은 고굴절 자외선 경화성 투명 수지에 광확산제를 충분히 분산 시킨 후, 상기 광확산제가 분산된 고굴절 투명 수지를 기재층의 일면에 평탄 롤을 이용하여 도포한 후 경화시켜 형성될 수 있다. 도포 두께는 바람직하게는 20 내지 30㎛ 일 수 있다. 30㎛를 초과하는 경우에는 확산제가 과량 포함되어 광산란의 정도가 심해져서 광투과율이 저하될 수 있으며, 20㎛ 미만인 경우에는 확산제의 크기로 인하여 표면이 거칠어질 수 있으므로 필름과의 접착력 및 광확산성이 충분히 확보될 수 없다.
상기 고굴절 수지층은 상기 고굴절 광확산층 일면에 고굴절 투명 수지를 도포한 후 광학패턴이 양각으로 형성된 인각롤을 이용한 하드몰드 또는 광학패턴이 양각으로 형성된 필름을 이용하는 소프트 몰드법을 이용할 수 있으며, 음각의 광학패턴 형성 후 자외선 조사 등의 경화과정을 거쳐 제조될 수 있다.
유기 발광소자 디스플레이 장치
도 7은 본 발명의 일 구체예에 따른 유기 발광소자 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 7을 참고하면, 상기 유기 발광소자 디스플레이 장치는 제1 전극(210), 제1 전극(210)과 대향하는 제2 전극(220), 및 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에 형성된 유기 발광막(230); 및 제2 전극(220)의 광 출사면에 구비된 색 개선 필름(240);을 포함할 수 있다.
제1 전극(210)은 애노드(anode)이고, 제2 전극(220)은 캐소드(cathode)이며, 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)은 투명 전극 또는 반사형 전극을 포함할 수 있다.
상기 유기 발광막(230)은 홀 주입층(Hole Injection Layer, HIL), 홀 수송층(Hole Transport Layer, HTL), 발광층(Emission Layer, EML), 전자 수송층(Electron Transport Layer, ETL), 및 전자 주입층(Electron Injection Layer, EIL)이 순차적으로 적층된 것일 수 있다.
상기 유기 발광소자 디스플레이 장치는 상기 유기 발광막의 각 픽셀로부터 반사된 색상으로 화상을 구현하도록 공진 구조를 가질 수 있다.
도 8(a)는 공진 구조를 설명하기 위하여 나타낸 개념도이며, 도 8 (b)는 광 파장에 따른 투과율의 분포를 나타낸 그래프이다. 도 7을 다시 참고하면, 제1 전극과 제2 전극으로 둘러싸인 구조를 캐비티(cavity)로 정의할 수 있는데, 발광층(Emission Layer, EML)으로부터 방출된 빛은 도 8 (a)와 같이 제1 전극과 제2 전극 사이(d)의 캐비티 내에서 반복하여 반사가 일어나고, 이 반사가 지속되면서 도 8 (b)와 같이 특정 파장 영역의 발광 세기가 증폭될 수 있다. 도 8 (b)를 참고하면, 강공진 구조는 약공진 구조에 비해서 발광하는 광 파장 영역이 매우 협소하고 정면 발광 세기가 커지며 발광 방향은 좁아진 것을 알 수 있다. 즉, 색순도와 정면 휘도는 높아지나 시야각이 좁아지게 된다. 따라서, 정면에서 백색으로 보이던 디스플레이가 시야각이 커질수록 청색계열로 보이게 되는 색 변화(color shift) 현상이 발생할 수 있다. 이런 색 변화를 White Angle Dependency(WAD)로 정의할 수 있으며, 상기 색 변화를 조정하기 위하여 상기에서 기술한 색 개선 필름이 도입된 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예
실시예
1
하기의 각 층이 순차적으로 적층된 색 개선 필름을 제조한 후 물성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었으며, 시야각에 따른 △U'V'값을 도 4의 그래프에 나타내었다.
기재층 : 후지필름社의 TAC 필름을 사용하였으며, 두께는 60㎛이다.
고굴절 광확산층 : 광확산제를 포함하는 자외선 경화성 투명 아크릴계 수지(애경 화학 社, RS1400)로 제조되고, 굴절률은 1.52이며, 두께는 30㎛이다. 상기 광확산제는 실리콘계 입자(제일모직 社, SL-200, 평균 입경(D50) 2㎛)를 3 중량% 사용하였다.
고굴절 수지층 : 자외선 경화성 투명 아크릴계 수지(애경화학社, RS1400)로 제조되고, 굴절률은 1.52이고, 최대 두께는 40㎛이다.
광학패턴이 형성된 저굴절 수지층 : 굴절률이 1.39 인 자외선 경화성 투명 아크릴계 수지(신아T&C社, SSC-3802)로 제조된 저굴절 수지층 일면에 복수 개의 반구형 렌티큘라 렌즈가 배열되고, 상기 수지층과 마이크로렌즈는 일체로 형성되며, 저굴절 수지층의 두께는 30㎛이고, 상기 렌티큘라 렌즈의 직경은 20㎛, 높이는 20㎛, 종횡비는 1.0이다.
실시예
2
광확산제의 함량이 5 중량%인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 색 개선 필름을 제조한 후 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
비교예
1
고굴절 광확산층이 광확산제를 포함하지 않으며, 렌티큘라 렌즈의 폭이 20㎛, 높이가 20㎛, 종횡비가 1.0 인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 색 개선 필름을 제조한 후 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
비교예
2
고굴절 광확산층이 광확산제를 포함하지 않으며, 렌티큘라 렌즈의 폭이 20㎛, 높이가 24㎛, 종횡비가 1.2 인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 색 개선 필름을 제조한 후 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
물성 평가 방법
광투과율(%) 및 광산란성(%) : 제조된 필름을 5cm * 5cm 크기로 절단한 후, 저굴절 수지층의 외부로 노출된 면에 광을 입사시켜, ASTM D1003 규정에 의거하여 NDH5000W (Nippon Denshoku社)로 측정하였다.
색 변화율(△U'V') : 실시예 및 비교예의 필름을 20cm * 20cm 크기로 절단한 후, 측정기기 EZcontrast (Eldim社)로 OLED TV 패널에 부착하여 패널의 중심을 기준으로 0° 에서 60°까지 1° 간격으로 측정하여 스펙트럼을 얻었다. 측정한 결과를 가지고 시야각 0° 대비 색 변화율 △U'V'값을 계산하였으며, 시야각에 따른 △U'V' 값을 도 4의 그래프로 나타내었다. 필름이 부착되지 않은 상태가 Bare panel 상태이다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 비교예 1 | 비교예 2 | ||
| 굴 절 률 |
고굴절 광확산층 | 1.52 | 1.52 | - | - |
| 고굴절 수지층 | 1.52 | 1.52 | 1.52 | 1.52 | |
| 저굴절 수지층 | 1.39 | 1.39 | 1.39 | 1.39 | |
| 렌티큘러 렌즈 종횡비(H/D) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.2 | |
| 광확산제(중량%) | 3 | 5 | - | - | |
| 광투과율(%) | 93.53 | 93.56 | 94.43 | 94.53 | |
| 광산란성(%) | 73.31 | 78.10 | 33.67 | 32.05 | |
| △U'V' |
0° | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 20° | 0.003 | 0.002 | 0.005 | 0.005 | |
| 40° | 0.010 | 0.009 | 0.018 | 0.011 | |
| 60° | 0.015 | 0.012 | 0.015 | 0.014 | |
물성 측정 결과, 도 4를 참고하면, 비교예와 실시예 모두 색 개선 필름을 사용할 경우 △U'V'값이 낮아져 Bare panel 대비 색 개선 효과가 있음을 알 수 있으며, 상기 표 1을 참고하면, 광확산제를 포함하는 실시예 1과 2은 렌즈 종횡비가 동일하지만 광확산제를 포함하지 않는 비교예 1 대비 △U'V'값이 낮아진 것을 알 수 있다.
또한, 광확산제를 사용한 실시예 1-2는 종횡비가 큰 렌티큘라 렌즈를 사용한 비교예 2 대비 △U'V'값이 동등하거나 낮아졌다는 점에서, 굴절률 차이가 적은 이종 수지를 선택할 수 있고, 렌즈 가공이 용이하며, 생산 공정성이 우수한 이점을 가진다.
Claims (21)
- 기재층;
광확산제를 포함하는 고굴절 광확산층;
고굴절 수지층; 및
광학패턴이 형성된 저굴절 수지층;이 순차적으로 적층되고,
상기 고굴절 수지층과 대향하는 저굴절 수지층의 일면에 광학패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 색 개선 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 고굴절 광확산층 및 고굴절 수지층은 굴절률이 1.50 내지 1.60인 자외선 경화성 투명 수지를 포함하는 색 개선 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 저굴절 수지층은 굴절률이 1.35 내지 1.45인 자외선 경화성 투명 수지를 포함하는 색 개선 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 광학패턴과 저굴절 수지층은 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 색 개선 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 광확산제를 포함하는 고굴절 광확산층 및 상기 고굴절 수지층은 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 색 개선 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 광학패턴은 복수 개의 렌티큘라 렌즈로 구성되고, 상기 렌티큘라 렌즈는 폭(D)이 1 내지 1,000㎛이고, 높이(H)가 1 내지 2,000㎛이며, 종횡비(H/D)가 0.2 내지 3.0인 것을 특징으로 하는 색 개선 필름.
- 제6항에 있어서,
상기 광학패턴은 이웃하는 렌티큘러 렌즈 간에 이격거리(L)가 존재하며,
상기 이격거리(L)와 렌티큘러 렌즈의 폭(D)의 비(L/D)는 3.0 이하인 것을 특징으로 하는 색 개선 필름.
- 제1항에서,
상기 고굴절 수지층 및 상기 저굴절 수지층은 아크릴레이트계 관능기를 가지는 자외선 경화성 수지인 것을 특징으로 하는 색 개선 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 광확산제는 유기계 광확산제, 무기계 광확산제, 또는 이들 혼합물이고,
상기 유기계 광확산제는 아크릴계 입자, 실록산계 입자, 멜라민계 입자, 폴리카보네이트계 입자, 및 스티렌계 입자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하며,
상기 무기계 광확산제는 탄산칼슘, 황산바륨, 이산화티탄, 수산화알루미늄, 실리카, 유리, 활석, 운모, 화이트카본, 산화마그네슘, 및 산화아연으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 색 개선 필름.
- 제9항에 있어서,
상기 유기계 광확산제는 입자 크기가 1㎛ 내지 20㎛인 것을 특징으로 하는 색 개선 필름.
- 제10항에 있어서,
상기 유기계 광확산제는 흑색 염료로 코팅된 폴리머 입자 및 미코팅된 입자를 포함하고,
상기 흑색 염료로 코팅된 폴리머 입자는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 입자이며,
상기 미코팅된 입자는 실리콘계 입자, 아크릴계 입자, 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 색 개선 필름.
- 제11항에 있어서,
상기 유기계 광확산제는 상기 흑색 염료로 코팅된 폴리머 입자 및 미코팅된 입자를 1 : 4 내지 4 : 1의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 색 개선 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 광확산제는 광확산층 중 0.1 내지 10 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 색 개선 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 기재층의 두께는 30 내지 100㎛이고,
상기 고굴절 광확산층의 두께는 5 내지 60㎛이고,
상기 고굴절 수지층의 최대 두께는 5 내지 80㎛이며,
상기 저굴절 수지층의 두께는 5 내지 50㎛ 인 것을 특징으로 하는 색 개선 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 저굴절 수지층의 타면에 점착층이 더 적층된 것을 특징으로 하는 색 개선 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 기재층은 TAC (TriAcetate Cellulose), 폴리에틸렌 테레프탈레이드 (PolyEthylene Terephthalate, PET), 폴리카보네이트 (PolyCarbonate, PC), 또는 폴리염화비닐(PVC) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 색 개선 필름.
- 제1 전극, 상기 제1 전극과 대향하는 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 형성된 유기 발광막; 및 상기 제2 전극의 광 출사면에 구비된 청구항 1 내지 16 중 어느 한 항의 색 개선 필름;을 포함하고,
상기 유기 발광막의 각 픽셀로부터 반사된 색상으로 화상을 구현하도록 공진 구조를 가지는 유기 발광소자 디스플레이 장치.
- 제17항에 있어서,
상기 유기 발광막은 홀 주입층(Hole Injection Layer, HIL), 홀 수송층(Hole Transport Layer, HTL), 발광층(Emission Layer, EML), 전자 수송층(Electron Transport Layer, ETL), 및 전자 주입층(Electron Injection Layer, EIL)이 순차적으로 적층된 것을 특징으로 하는 유기 발광소자 디스플레이 장치.
- 기재층 일면에 확산제를 포함하는 수지를 도포한 후 경화시켜 고굴절 광확산층을 형성하는 단계;
상기 고굴절 광확산층 일면에 복수 개의 광학패턴이 음각으로 형성된 고굴절 수지층을 형성하는 단계; 및
광학패턴이 음각으로 형성된 상기 고굴절 수지층 표면에 저굴절 투명 수지를 도포한 후 경화시켜 일면에 광학패턴이 형성된 저굴절 수지층을 형성하는 단계;를 포함하는 색 개선 필름의 제조방법.
- 제19항에 있어서,
상기 저굴절 수지층의 타면에 점착제를 도포하여 점착층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 색 개선 필름의 제조방법.
- 제19항에 있어서,
상기 고굴절 투명 수지는 굴절률이 1.50 내지 1.60인 자외선 경화성 투명 수지이며,
상기 저굴절 투명 수지는 굴절률이 1.35 내지 1.45인 자외선 경화성 투명 수지인 것을 특징으로 하는 색 개선 필름의 제조방법.
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