KR20160018977A - 광학 필름 및 이를 포함하는 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 광투과성 기재에 분산된 광산란 입자를 포함하는 광확산부 및 상기 광투과성 기재로 이루어진 광투과부를 포함하고, 상기 광확산부는 상기 광투과부와 인접하여 배치되는 광학 필름을 제공한다.

Description

광학 필름 및 이를 포함하는 표시장치{OPTICAL FILM AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}

본 발명은 광학 필름과 이를 포함하는 표시장치에 대한 것으로, 특히 광확산부와 광산란부를 갖는 광학 필름과 이를 포함하는 표시장치에 대한 것이다.

최근 표시장치로, 액정 표시패널, 플라즈마 표시패널, 일렉트로 루미네센스 표시패널, 및 유기발광 표시패널을 이용하여 화상을 표시하는 평판 표시장치가 주목받고 있다.

이러한 표시장치는, 측면 색편이 개선 및 측면 광추출 효율 향상을 위해 표시패널의 표시면에 배치된 광확산 시트를 포함하기도 한다.

그런데, 이러한 광확산 시트에 의해 표시장치의 측면 색편이 및 측면 광추출 효율은 개선되지만, 표시장치의 정면 콘트라스트 특성과 정면 색재현 특성이 저하될 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 표시장치의 정면 콘트라스트 특성과 색재현 특성을 저하시키지 않으면서, 측면 색변이를 개선하고 및 측면 시인성을 향상시킬 수 있는 광학 필름을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 다른 일 실시예는 상기 광학 필름을 포함하는 표시장치를 제공하고자 한다.

이에 본 발명의 일 실시예는, 광투과성 기재에 분산된 광산란 입자를 포함하는 광확산부 및 상기 광투과성 기재로 이루어진 광투과부를 포함하고, 상기 광확산부는 상기 광투과부와 인접하여 배치되는 광학 필름을 제공한다.

상기 광확산부는 60% 이상의 헤이즈 값을 가지며, 상기 광투과부는 50% 이하의 헤이즈 값을 가진다.

상기 광확산부는 소정의 폭과 높이를 갖고, 상기 광투과부와 교번하여 배치될 수 있다.

상기 광확산부는 10 내지 30㎛의 폭을 가질 수 있다.

상기 광투과부는 2 내지 15㎛의 폭을 가질 수 있다.

상기 광확산부는 60% 내지 80%의 헤이즈 값을 갖는 제1 광확산 패턴 및 90% 내지 98%의 헤이즈 값을 갖는 제2 광확산 패턴를 포함할 수 있다.

상기 광확산부은 80% 초과 90% 미만의 헤이즈 값을 갖는 제3 광확산 패턴을 더 포함할 수 있다.

상기 광확산부는 평면상으로 메시(mesh) 형태로 배치될 수 있다.

상기 광투과부는 평면상으로 메시(mesh) 형태로 배치될 수 있다.

상기 광확산부는 20 내지 60㎛의 두께를 가질 수 있다.

상기 광투과성 기재와 상기 광산란 입자는 굴절률 차이가 0.1 내지 1.5의 범위일 수 있다.

상기 광산란 입자는, 아크릴 수지, 폴리스티렌(PS) 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지, 폴리에틸렌(PE) 수지, 폴리프로필렌(PP) 수지, 폴리이미드(PI) 수지, 유리 및 실리카 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 광산란 입자는 평균입경이 2 내지 20㎛ 범위일 수 있다.

상기 광투과성 기재는 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 셀룰로오즈계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리카르보네이트계 수지, 페놀계 수지 및 우레탄계 수지로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예는, 표시패널 및 상기 표시패널의 표시부에 배치된 광학 필름을 포함하며, 상기 광학필름은 광투과성 기재에 분산된 광산란 입자를 포함하는 광확산부 및 상기 광투과성 기재로 이루어진 광투과부를 포함하고, 상기 광확산부는 상기 광투과부와 인접하여 배치되는 표시장치를 제공한다.

상기 광확산부는 60% 이상의 헤이즈 값을 가지며, 상기 광투과부는 50% 이하의 헤이즈 값을 갖는다.

상기 광확산부는 소정의 폭과 높이를 갖고, 상기 광투과부와 교번하여 배치될 수 있다.

상기 광확산부는 60% 내지 80%의 헤이즈 값을 갖는 제1 광확산 패턴 및 90% 내지 98%의 헤이즈 값을 갖는 제2 광확산 패턴를 포함할 수 있다.

상기 광확산부은 80% 초과 90% 미만의 헤이즈 값을 갖는 제3 광확산 패턴을 더 포함할 수 있다.

상기 광확산부는 평면상으로 메시(mesh) 형태로 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필름은 서로 인접하여 배치된 광확산부와 광투과부를 포함하기 때문에, 광확산 특성이 우수할 뿐 아니라 정면으로의 광투과 특성도 우수하다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필름을 포함하는 표시장치는 정면에서의 콘트라스트 특성과 색재현 특성이 우수하며, 측면 색재현 특성과 측면 시인성도 우수하다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 필름의 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I'를 따라 자른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 필름의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학 필름의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 광학 필름의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 광학 필름의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 광학 필름의 사시도이다.
도 8 및 도 9는 각각 광산란 입자를 통과하는 광경로에 대한 모식도이다.
도 10은 광확산부를 통과하는 광경로에 대한 모식도이다.
도 11a 내지 11c는 광학 필름의 제1 제조방법에 대한 개략도이다.
도 12a 내지 12e는 광학 필름의 제2 제조방법에 대한 개략도이다.
도 13은 본 발명의 제7실시예에 따른 표시장치의 평면 구조도이다.
도 14는 도 13의 I-I'선에 따른 단면도이다.

이하, 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 그렇지만, 본 발명의 범위가 하기 설명하는 도면이나 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다.

도면에서, 발명의 이해를 돕기 위하여 각 구성요소와 그 형상 등이 간략하게 그려지거나 또는 과장되어 그려지기도 하며, 실제 제품에 있는 구성요소가 표현되지 않고 생략되기도 한다. 따라서 도면은 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석해야 한다. 도면에서 동일 또는 유사한 역할을 하는 구성요소들은 동일한 부호로 표시된다.

또한, 어떤 층이나 구성요소가 다른 층이나 또는 구성요소의 '상'에 있다라고 기재되는 경우, 상기 어떤 층이나 구성요소가 상기 다른 층이나 구성요소와 직접 접촉하여 배치된 경우뿐만 아니라, 그 사이에 제3의 층이 개재되어 배치된 경우까지 모두 포함하는 의미이다.

이하, 도 1 및 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 필름(101)의 사시도이고, 도 2는 도 1의 I-I'를 따라 자른 단면도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 필름(101)은 광확산부(120)와 광투과부(130)를 포함한다. 광투과부(120)는 광투과성 기재(111)로 이루어진다. 광확산부(130)는 광투과성 기재(111) 및 광투과성 기재(111)에 분산된 광산란 입자(112)를 포함한다. 또한, 광확산부(130)는 광투과부(120)와 인접하여 배치된다.

광투과성 기재(111)는 광이 투과되는 광투과성 수지로 형성될 수 있다. 광투과성을 가진 물질이라면 제한없이 광투과성 기재(111)를 형성하기 위한 재료로 사용될 수 있다. 특히, 광투과성 기재(111)는 가벼우면서도 저렴하고 취급성이 용이한 재료, 예를 들어, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 셀룰로오즈계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리카르보네이트계 수지, 페놀계 수지 및 우레탄계 수지로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 그 중에서 강도 및 유연성의 밸런스가 양호한 폴리에스테르계 수지, 폴리카르보네이트계 수지 또는 아크릴계 수지가 광투과성 기재(111)로 사용될 수 있다.

폴리에스테르계 수지는 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌디카르복실산 등과 같은 방향족 단량체와 글리콜에 의해 만들어질 수 있다.

폴리카르보네이트계 수지는 비스페놀과 디아릴 카르보네이트의 반응 및 용융 트랜스에스테르화법에 의해 만들어질 수 있다.

아크릴계 수지로 아크릴계 공중합체가 사용될 수 있다. 이러한 아크릴계 공중합체로 알킬기의 탄소수가 1 내지 14인 (메타)아크릴레이트 단량체와 가교성 관능기를 갖는 단량체가 중합된 공중합체가 사용될 수 있다. 이때, "(메타)아크릴레이트"는 아크릴레이트 또는 메타아크릴레이트를 의미한다.

알킬기의 탄소수가 1 내지 14인 (메타)아크릴레이트 단량체의 예로, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, s-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, n-노닐(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타)아크릴레이트, n-데실(메타)아크릴레이트, 이소데실(메타)아크릴레이트, n-도데실(메타)아크릴레이트, n-트리데실(메타)아크릴레이트, n-테트라데실(메타)아크릴레이트, 펜타플루오로옥틸아크릴레이트, 6-(1-나프틸옥시)-1-헥실아크릴레이트 등이 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다.

가교성 관능기를 가지는 단량체의 예로, 술폰산기 함유 단량체, 인산기 함유 단량체, 시아노기 함유 단량체, 비닐에스테르류, 방향족 비닐 화합물, 카르복시기 함유 단량체, 산무수물기 함유 단량체, 히드록시기 함유 단량체, 아미드기 함유 단량체, 아미노기 함유 단량체, 이미드기 함유 단량체, 에폭시기 함유 단량체 및 에테르기 함유 단량체 등이 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다.

광산란 입자(112)는 광을 산란 및 확산하는 역할을 한다. 광확산 기능을 갖는 물질이라면 제한 없이 광산란 입자(112)로 사용될 수 있다. 광산란 입자(112)의 입자크기와 함량이 광확산부(120)의 헤이즈 값 및 광확산 효율에 영향을 미친다.

광산란 입자(112)의 입자크기가 작을수록 동일한 사용 중량 대비 헤이즈 값 증가 효과가 우수하다. 그렇지만 광산란 입자(112)의 입자크기가 작아질수록 광산란 입자(112)의 분산성이 나빠진다.

광산란 입자(112)의 평균입경이 1㎛ 미만인 경우, 광투과성 기재(111)와의 상용성이 나빠진다. 또한, 광산란 입자(112)의 평균직경이 5㎛를 초과하는 경우, 사용량 대비 광산란 증가 효과가 우수하지 않고 광학 필름(101)의 두께를 얇게 만드는데 어려움이 생길 수 있다. 이러한 점을 고려하여, 광산란 입자(112)는 1㎛ 내지 5㎛ 범위의 평균입경을 가질 수 있다. 광산란 입자의 평균입경은 상기 범위로 반드시 한정되는 것은 아니며, 그 용도에 따라 달라질 수도 있다.

광산란 입자(112)의 형태에 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 광산란 입자(112)는, 예를 들어, 구형(spherical), 타원형 등으로 만들어질 수 있다.

광확산부(130)에 있어서, 광산란 입자(112)는 광투과성 기재(112) 100중량부에 대하여 5 내지 50 중량부로 사용될 수 있으며, 20 내지 40중량부로 사용될 수도 있다. 광투과성 기재(112) 100중량부에 대하여 광산란 입자(112)의 함량이 5중량부 미만인 경우 효율적인 광산란이 이루어지지 않을 수 있으며, 50중량부를 초과하는 경우 광학 필름(101)의 광투과성 저하 또는 내구성 저하를 초래할 수 있다.

광산란 입자(112)는, 예를 들어, 아크릴 수지, 폴리스티렌(PS) 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지, 폴리에틸렌(PE) 수지, 폴리프로필렌(PP) 수지, 폴리이미드(PI) 수지, 유리 및 실리카 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 광산란 입자(112)는 폴리스티렌 입자일 수 있다. 이러한 폴리스티렌 입자로 스티렌 중합체 또는 아크릴-스티렌 공중합체가 있다.

광산란 입자(112)의 굴절률은 광투과성 기재(111)의 굴절률보다 클 수도 있고 작을 수도 있다. 광산란 입자(112)의 굴절률과 광투과성 기재(111)의 굴절률 차이에 따라 광산란 입자를 통과하는 광의 경로 및 광 확산 정도가 달라진다(도 8 및 도 9 참조).

광산란 입자(112)의 굴절률을 조정함으로써 광확산부(130)의 광확산 특성 및 헤이즈(haze)값을 조정 할 수 있다.

광투과성 기재(111)와 광산란 입자(112)의 굴절률 차이는 0.1 내지 1.5의 범위가 될 수 있다. 광투과성 기재(111)와 광산란 입자(112)의 굴절률 차이가 0.1 미만이면 광산란 효과가 미약하며, 1.5를 초과하는 경우 광 굴절이 과도하여 측면으로의 측면으로의 광추출에 불리할 수 있다.

예를 들어, 광투과성 기재(111)는 1.4 내지 1.6 범위의 굴절률을 가질 수 있으며, 광산란 입자(112)는 1.3 내지 3.0 범위의 굴절률을 가질 수 있다.

도 1과 2를 참조하면, 소정의 폭(W1)과 높이(D)를 가진 복수개의 광확산부(130)가 복수개의 광투과부(120)와 서로 교번하여 배치된다.

광확산부(130)는 10 내지 30㎛의 폭(W1)을 가질 수 있다.

또한 광투과부(120)는 2 내지 15㎛의 폭(W2)을 가질 수 있다. 여기서 광투과부(120)의 폭은 광확산부(130) 사이의 간격이 된다.

광투과성 기재(111)는 20㎛ 내지 100㎛ 범위의 두께를 갖는다. 광투과성 기재(111)의 두께가 20㎛ 이상이 되도록 하여 광투과성 기재(111)의 기계적 물성 및 내열성이 확보될 수 있도록 한다. 또한 광투과성 기재(111)의 두께가 100㎛ 이하가 되도록 하여 광투과성 기재(111)의 유연성 및 박형화가 달성될 수 있도록 한다.

또한, 광확산부(130) 역시 20㎛ 내지 100㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다.

광확산부(130)에서 광확산이 주로 일어나지만 광투과부(120)에서도 광확산이 일어날 수 있다. 또한, 광투과부(120)뿐만 아니라 광확산부(130)에서도 광투과가 일어난다. 본 발명의 제1실시예에서, 헤이즈값에 따라 광확산부(130)와 광투과부(120)가 구분된다. 구체적으로, 광확산부(130)는 60% 이상의 헤이즈 값을 가지며, 광투과부(120)는 50% 이하의 헤이즈 값을 갖는다.

헤이즈 값은 시료를 투과한 전체 투과광 중 확산광의 비율로 계산된다. 즉, 어떠한 시료의 헤이즈 값은 다음 식으로 계산될 수 있다.

헤이즈(%) = [(확산광)/(전체 투과광)] x 100

광확산부(130)가 60% 이상의 헤이즈 값을 가져야 효과적인 광확산이 이루어진다. 한편 광확산부(130)의 헤이즈값이 과도하게 높으면 광확산부(130)의 전체 광투과율이 저하될 수 있고, 측면광의 비율이 과도하게 커질 수 있다. 이러한 점을 고려하여, 광확산부(130)의 헤이즈 값은 98% 이하가 되도록 할 수 있다. 즉, 광확산부(130)는 60% 내지 98%의 헤이즈 값을 가질 수 있다. 구체적으로, 광확산부(130)는 90% 내지 98%의 헤이즈 값을 가질 수 있다.

이러한 광확산부(130)를 갖는 광학 필름이 표시장치를 구성하는 표시패널의 표시면에 배치되는 경우, 표시장치의 측면 색변이, 측면 시인성이 개선된다. 그러나, 전체면이 광확산부로만 이루어진 광학 필름이 표시패널의 표시면에 배치되는 경우, 표시장치 정면에서의 콘트라스트 특성과 색재현 특성이 저하될 수 있다.

이를 개선하기 위해 본 발명의 제1실시예에 따른 광학 필름(101)은 광확산부(130) 사이에 배치된 광투과부(120)을 포함한다. 광투과부(120)를 통과하는 광은 광확산부(130)를 통과하는 광과 비교하여 정면 투과 성분이 우세하다. 이와 같이, 광확산부(120)와 광투과부(130)가 서로 인접하여 교대로 배치되는 경우, 정면광과 측면광의 혼합에 의한 컬러 믹싱(color mixing)이 용이하게 이루어져 정면광과 측면광에서의 색차이가 감소될 수 있다.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 제2 실시예를 설명한다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 필름(102)의 단면도이다. 제2 실시예에 따른 광학 필름(102)의 광확산부(130)는 제1 광확산 패턴(131)과 제2 광확산 패턴(132)을 포함한다.

제1 광확산 패턴(131)은 60% 내지 80%의 헤이즈 값을 가지며, 제2 광확산 패턴(132)은 90% 내지 98%의 헤이즈 값을 갖는다. 따라서, 제1 광확산 패턴(131)을 통과하는 광의 확산 비율은 제2 광확산 패턴(132)을 통과하는 광의 확산 비율보다 낮다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 필름(102)은 광확산 비율이 낮은 제1 광확산 패턴(131), 광확산 비율이 매우 낮은 광투과부(120), 광확산 비율이 높은 제2 광확산 패턴(132) 및 광확산 비율이 매우 낮은 광투과부(120)가 순차적으로 배치되어 있는 구조를 갖는다.

이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 필름(102)은 광확산 우세 영역과 광투과 우세영역이 교대로 배치된 구조를 가지고 있기 때문에, 광이 이러한 광학 필름(102)을 통과하는 경우 직진광과 확산광이 효율적으로 믹싱된다. 그에 따라, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 필름(102)이 적용된 표시장치의 정면 시인성과 측면 시인성의 차이가 줄어든다.

이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 제3 실시예를 설명한다.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학 필름(103)의 단면도이다. 제3 실시예에 따른 광학 필름(103)의 광확산부(130)는 제1 광확산 패턴(131)과 제2 광확산 패턴(132a, 132b)을 포함한다. 제1 광확산 패턴(131)은 60% 내지 80%의 헤이즈 값을 가지며, 제2 광확산 패턴(132a, 132b)은 90% 내지 98%의 헤이즈 값을 갖는다.

구체적으로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학 필름(103)은 제1 광확산 패턴(131), 광투과부(120), 제2 광확산 패턴(132a), 광투과부(120), 제2 광확산 패턴(132b) 및 광투과부(120)가 순차적으로 배치되어 있는 구조를 갖는다. 즉, 헤이즈 값이 상대적으로 낮은 하나의 제1 광확산 패턴(131)과 헤이즈 값이 상대적으로 높은 두 개의 제2 광산판 패턴(132a, 132b) 사이에 광투과부(120)가 반복적으로 배치되어 제3 실시예에 따른 광학 필름(103)이 이루어진다.

이와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학 필름(103)은 광확산 우세 영역과 광투과 우세영역이 교대로 배치된 구조를 가지고 있기 때문에, 광이 이러한 광학 필름(103)을 통과하는 경우 직진광과 확산광이 효율적으로 믹싱된다.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 제4 실시예를 설명한다.

도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 광학 필름(104)의 단면도이다. 제4 실시예에 따른 광학 필름(104)의 광확산부(130)는 제1 광확산 패턴(131), 제2 광확산 패턴(132) 및 제3 광확산 패턴(133)을 포함한다. 제1 광확산 패턴(131)은 60% 내지 80%의 헤이즈 값을 가지며, 제2 광확산 패턴(132)은 90% 내지 98%의 헤이즈 값을 가지며, 제3 광확산 패턴(133)은 80% 초과 90% 미만의 헤이즈 값을 갖는다.

구체적으로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학 필름(103)은 제1 광확산 패턴(131), 광투과부(120), 제3 광확산 패턴(133), 광투과부(120), 제2 광확산 패턴(132) 및 광투과부(120)가 순차적으로 배치되어 있는 구조를 갖는다.

이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 제5 실시예를 설명한다.

도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 광학 필름의 사시도이다. 제5실시예에 따른 광학 필름(105)의 광확산부(130)는 메시(mesh) 형태의 평면 구조를 갖는다. 또한, 광투과부(120)는 메시 구조의 광확산부(130) 사이에 섬(island) 형태로 배치된다.

본 발명의 제5 실시예에 따른 광학 필름(105)에서 광확산부(130)와 광투과부(120)가 서로 인접하여 배치되기 때문에 광학 필름(105)을 통과하는 직진광과 산란광이 효율적으로 믹싱된다.

이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 제6 실시예를 설명한다.

도 7은 본 발명의 제6실시예에 따른 광학 필름의 사시도이다. 제6실시예에 따른 광학 필름(105)의 광투과부(120)는 메시(mesh) 형태의 평면 구조를 갖는다. 또한, 광확산부(130)는 메시 구조의 광투과부(120) 사이에 섬(island) 형태로 배치된다.

본 발명의 제6실시예에 따른 광학 필름(105)에서 광확산부(130)와 광투과부(120)가 서로 인접하여 반복 배치되기 때문에 광학 필름(105)을 통과하는 직진광과 산란광이 효율적으로 믹싱된다.

도 8과 9는 광투과성 기재(111)에 분산된 광산란 입자(112a, 112b)를 통과하는 광의 경로를 나타낸 모식도이다.

도 8은 광산란 입자(112a)의 굴절률이 광투과성 기재(111)의 굴절률보다 작은 경우에 대한 예시이다. 광산란 입자(112a)의 한 지점에서 θa1의 각도로 입사된 광이, θa2의 각도로 굴절된 후, 광산란 입자(112a)의 다른 지점에서 θa3의 각도로 광투과성 기재(111)쪽으로 입사되어 θa4의 각도로 굴절된다. 도 8에서, 광산란 입자(112a)로 입사된 광은 입사된 방향보다 오른쪽으로 굴절되어 출광된다.

도 9는 광산란 입자(112a)의 굴절률이 광투과성 기재(111)의 굴절률보다 큰 경우에 대한 예시이다. 광산란 입자(112b)의 한 지점에서 θb1의 각도로 광산란 입자(112b)로 입사된 광이, θb2의 각도로 굴절된 후, 광산란 입자(112b)의 다른 지점에서 θb3의 각도로 광투과성 기재(111)쪽으로 입사되어 θb4의 각도로 굴절된다. 도 9에서, 광산란 입자(112b)로 입사된 광은 입사된 방향보다 왼쪽으로 굴절되어 출광된다.

이하 도 10을 참조하여 광확산부(120)로 입사된 광의 경로를 보다 상세히 설명한다.

도 10은 광확산부(120)에 분산되어 있는 광산란 입자(112c, 112d, 112e)를 통과하는 광의 경로를 표현한 모식도로서, 입사광(Li)이 제1광산란 입자(112c), 제2광산란 입자(112d) 및 제3광산란 입자(112e)를 거쳐 출광(Lo)되는 경로를 예시한다.

입사광(Li)이 광확산부(120)로 입사된 후, 제1광산란 입자(112c)의 한 지점에서 θc1의 각도로 제1광산란 입자(112c)로 입사되어, θc2의 각도로 굴절된 후, 제1광산란 입자(112c)의 다른 지점에서 θc3의 각도로 광투과성 기재(111)쪽으로 입사되어 θc4의 각도로 굴절된다. 이어, 입사광(Li)은 제2광산란 입자(112d)를 지나면서 θd1, θd2, θd3, θd4의 각도로 입사와 굴절을 반복하고, 다시 제3광산란 입자(112e)를 지나면서 θe1, θe2, θe3, θe4의 각도로 입사와 굴절을 반복하여, 입사각과는 다른 소정의 각도로 경로가 변경된 출사광(Lo)이 되어 광확산부(120)로부터 출사된다.

이하, 도 11a 내지 11c를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 광학 필름(101)의 제1 제조방법을 설명한다.

먼저, 이형성을 갖는 시트(115)상에, 광투과성 기재 형성용 조성물(110)을 필름 형태로 도포한다(도 11a).

필름 형태로 도포된 광투과성 기재 형성용 조성물(110)상에 스크린(610)을 배치한 후 스크린 프린팅을 실시한다(도 11b). 이 때, 광산란 입자(112) 분사용 노즐(620)을 사용하여 스크린(610)상에 광산란 입자(112)를 분사하여, 광산란 입자(112)가 광투과성 기재 형성용 조성물(110)로 선택적으로 침투되도록 한다. 그 결과, 스트라이프(stripe) 형태로 된 복수개의 광산란 패턴이 형성된다.

다음, 복수개의 광산란 패턴이 형성된 광투과성 기재 형성용 조성물(110)상에 광을 조사하여, 광투과성 기재 형성용 조성물(110)이 경화되도록 함으로써 광학 필름(101)을 형성한다(도 3c). 광투과성 기재 형성용 조성물(110)이 경화되어 광투과성 기재(111)가 된다.

이하, 도 12a 내지 12e를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 광학 필름(101)의 제2 제조방법을 설명한다.

먼저, 이형성을 갖는 기재(115)상에 광투과성 기재 형성용 제1조성물(110a)을 필름 형태로 도포한 후 이를 가경화 한다(도 12a). 광투과성 기재 형성용 제1조성물은 고분자 수지를 포함한다.

돌출부(711)를 갖는 임프린트(imprint, 710)를 이용하여 필름 형태의 제1조성물(110a)을 가압한다(도 12b).

가압의 결과, 제1조성물(110a)에 광투과부 형성용 음각 패턴(130a)이 형성된다(도 12c). 음각 패턴(130a)의 형태는 임프린트(imprint, 710)의 돌출부(711) 형태에 따라 결정된다.

다음, 광산란 입자(112)가 분산되어 있는 광확산부 형성용 제2조성물(110b)을 음각 패턴(130a)에 충진한다(도 12d). 광확산부 형성용 제2조성물은 고분자 수지를 포함할 수 있다. 제2조성물에 포함된 고분자 수지는 제1조성물에 포함된 고분자 수지와 동일할 수 있다.

다음, 제1조성물(110a)과 제2조성물(110b)을 경화하여 광학 필름(101)을 형성한다(112e).

광학 필름(101)의 제조방법은 상기 방법으로 한정되지 않으며, 당업계에 알려진 다양한 방법에 의해 광학필름이 제조될 수 있다.

<색변이 시험>

OLED 패널의 표시면에 도 1 및 2에 개시된 광학 필름(101)을 시험예 1 및 2에 적용하여 색변이를 시험하였다. 색좌표로 방송규격에서 요구하는 색공간 규격인 sRGB 색좌표를 적용하여 시뮬레이션 시험을 하였다.

구체적으로, 시험예 1로 두께 30㎛, 광확산부(120)의 폭(W1) 15㎛, 광투과부(130)의 폭(W2) 3㎛, 광확산부(120)의 헤이즈 값 90%인 광학 필름을 적용하고, 시험예 2로 두께 30㎛, 광확산부(120)의 폭(W1) 21㎛, 광투과부(130)의 폭(W2) 9㎛, 광확산부(120)의 헤이즈 값 90%인 광학 필름을 적용하였다.

비교예 1로 두께 30㎛이고 광확산부 없이 헤이즈값이 90%인 광투과부로만 이루어진 광학 필름을 적용하였다.

sRGB 색좌표에 따른 적색, 녹색, 청색 각 색상별 표준 색좌표와, OLED 패널에서 발광되는 색상의 색좌표(OLED 패널(bare))를 시험예 1, 2 및 비교예 1의 광학 필름이 OLED 패널에 배치된 경우의 색좌표와 비교하였다. 이 때, 정면 색좌표 변이 정도를 서로 비교하였다. 그 결과가 하기 표 1에 기재되어 있다.

	적색 색좌표		녹색 색좌표		청색 색좌표		색영역 일치율
	Rx	Ry	Gx	Gy	Bx	By
표준색좌표 (sRGB)	0.640	0.320	0.300	0.600	0.150	0.060	-
OLED 패널 (bare)	0.676	0.320	0.220	0.715	0.144	0.052	100%
비교예 1	0.613	0.329	0.193	0.705	0.144	0.056	94.6%
시험예 1	0.632	0.326	0.203	0.718	0.144	0.056	100%
시험예 2	0.656	0.323	0.213	0.719	0.144	0.055	100%

광학 필름을 부착하지 않은 OLED 패널(bare)을 기준으로, 적색 Rx 색좌표의 경우, 비교예 1은 -0.063만큼 좌표 변이가 있었으나, 시험예 1은 -0.044, 시험예 2는 -0.020만큼의 좌표 변이가 있었다. 또한 녹색 Gy 색좌표의 경우, 비교예 1은 -0.010만큼의 좌표 변이가 있었으나, 시험예 1은 +0.003, 시험예 2는 +0.0041만큼의 좌표변이가 있었다. 청색 By 색좌표의 경우, 비교예 1은 +0.004만큼의 좌표변이가 있었으나, 시험예 1은 +0.004, 시험예 2는 +0.003만큼의 좌표변이가 있었다. 이와 같이, 시험예 1과 2에 따른 광학 필름이 적용된 OLED 패널의 경우 비교예 1의 광학 필름이 적용된 OLED 패널과 비교하여 색좌표 변이가 적음을 알 수 있다.

또한, 시험에 1의 경우 sRGB 색영역 일치율이 94.6%이지만, 시험예 1과 2의 경우 sRGB 색영역 일치율이 100%로서 방송규격을 만족한다.

이하, 도 13 및 도 14를 참조하여, 본 발명의 제7실시예에 따른 표시장치(201)를 설명한다.

도 13은 본 발명의 제7실시예에 따른 표시장치(201)의 평면 구조도이고, 도 14는 도 13의 I-I'선에 따른 단면도이다.

본 발명의 제7실시예에 따른 표시장치는 표시패널 및 상기 표시패널의 표시부에 배치된 광학 필름(101)을 포함하며, 상기 광학 필름은 광투과성 기재에 분산된 광산란 입자를 포함하는 광확산부(130) 및 광투과성 기재로 이루어진 광투과부(120)를 포함하고, 광확산부(130)는 광투과부(120)와 인접하여 배치된다.

본 발명의 제7실시예에 따른 표시장치는 유기발광 표시장치(201)이다. 도 13 및 도 14에 도시되 바와 같이, 본 발명의 제7실시예에 따른 유기발광 표시장치(201)는 기판(210), 배선부(230), 유기 발광 소자(310), 보호층(400), 윈도우(500) 및 광학 필름(101)을 포함한다. 상기 유기발광 표시장치(201)는 버퍼층(220) 및 화소 정의막(290)을 더 포함할 수 있다.

기판(210)은 유리, 석영, 세라믹, 및 플라스틱 등으로 이루어진 군에서 선택된 절연성 기판으로 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명의 제6실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 기판(210)이 스테인리스 강 등의 금속성 재료로 형성될 수도 있다.

버퍼층(220)은 기판(210) 상에 배치된다. 상기 버퍼층(220)은 다양한 무기막들 및 유기막들 중에서 선택된 하나 이상의 막을 포함할 수 있다. 하지만 버퍼층(220)이 반드시 필요한 것은 아니다.

구동 회로부(230)는 버퍼층(220) 상에 배치된다. 구동 회로부(230)는 복수의 박막 트랜지스터들(10, 20)을 포함하며, 유기 발광 소자(310)를 구동한다. 즉, 유기 발광 소자(310)는 구동 회로부(230)로부터 전달받은 구동 신호에 따라 빛을 방출하여 화상을 표시한다.

도 13 및 14에, 하나의 화소에 두개의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(10, 20)와 하나의 축전 소자(capacitor)(80)가 구비된 2Tr-1Cap 구조의 능동 구동(active matrix, AM)형 유기발광 표시장치가 도시되어 있다. 그러나, 본 발명의 제6실시예가 상기 구조에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 유기발광 표시장치는 하나의 화소에 셋 이상의 박막 트랜지스터와 둘 이상의 축전 소자를 구비할 수 있으며, 별도의 배선이 더 형성되어 다양한 구조를 가질 수도 있다. 여기서, 화소는 화상을 표시하는 최소 단위를 말하며, 유기발광 표시장치는 복수의 화소들을 통해 화상을 표시한다.

하나의 화소마다 각각 스위칭 박막 트랜지스터(10), 구동 박막 트랜지스터(20), 축전 소자(80), 그리고 유기 발광 소자(organic light emitting diode, OLED)(310)가 구비된다. 여기서, 스위칭 박막 트랜지스터(10), 구동 박막 트랜지스터(20), 및 축전 소자(80)를 포함하는 구성을 구동 회로부(230)라 한다. 또한 일 방향을 따라 배치되는 게이트 라인(251)과, 상기 게이트 라인(251)과 절연 교차되는 데이터 라인(271) 및 공통 전원 라인(272)도 구동 회로부(130)에 배치된다. 하나의 화소는 게이트 라인(251), 데이터 라인(271) 및 공통 전원 라인(272)을 경계로 정의될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 화소정의막 또는 블랙 매트릭스에 의하여 화소가 정의될 수도 있다.

유기 발광 소자(310)는 제1 전극(311)과, 상기 제1 전극(311) 상에 배치된 발광층(312)과, 상기 발광층(312) 상에 배치된 제2 전극(313)을 포함한다. 발광층(312)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물로 이루어진다. 제1 전극(311) 및 제2 전극(313)으로부터 각각 정공과 전자가 발광층(312) 내부로 주입된다. 상기 주입된 정공과 전자가 결합되어 형성된 엑시톤(exiton)이 여기상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광이 이루어진다.

축전 소자(80)는 층간 절연막(260)을 사이에 두고 배치된 한 쌍의 축전판(158, 178)을 포함한다. 여기서, 층간 절연막(260)은 유전체가 된다. 축전 소자(80)에서 축전된 전하와 양 축전판(258, 278) 사이의 전압에 의해 축전용량이 결정된다.

스위칭 박막 트랜지스터(10)는 스위칭 반도체층(231), 스위칭 게이트 전극(252), 스위칭 소스 전극(273), 및 스위칭 드레인 전극(274)을 포함한다. 구동 박막 트랜지스터(20)는 구동 반도체층(232), 구동 게이트 전극(255), 구동 소스 전극(276), 및 구동 드레인 전극(277)을 포함한다. 반도체층(231, 232)과 게이트 전극(252, 255)은 게이트 절연막(240)에 의하여 절연된다.

스위칭 박막 트랜지스터(10)는 발광시키고자 하는 화소를 선택하는 스위칭 소자로 사용된다. 스위칭 게이트 전극(252)은 게이트 라인(251)에 연결된다. 스위칭 소스 전극(273)은 데이터 라인(271)에 연결된다. 스위칭 드레인 전극(274)은 스위칭 소스 전극(273)으로부터 이격 배치되며 어느 한 축전판(258)과 연결된다.

구동 박막 트랜지스터(20)는 선택된 화소 내의 유기 발광 소자(310)의 발광층(312)을 발광시키기 위한 구동 전원을 화소 전극인 제1 전극(311)에 인가한다. 구동 게이트 전극(255)은 스위칭 드레인 전극(274)과 연결된 축전판(258)과 연결된다. 구동 소스 전극(276) 및 다른 한 축전판(278)은 각각 공통 전원 라인(272)과 연결된다. 구동 드레인 전극(277)은 평탄화막(265)에 구비된 컨택홀(contact hole)을 통해 유기 발광 소자(310)의 화소 전극인 제1 전극(311)과 연결된다.

이와 같은 구조에 의하여, 스위칭 박막 트랜지스터(10)는 게이트 라인(251)에 인가되는 게이트 전압에 의해 작동되어 데이터 라인(271)에 인가되는 데이터 전압을 구동 박막 트랜지스터(20)로 전달하는 역할을 한다. 공통 전원 라인(272)으로부터 구동 박막 트랜지스터(20)에 인가되는 공통 전압과 스위칭 박막 트랜지스터(10)로부터 전달된 데이터 전압의 차에 해당하는 전압이 축전 소자(80)에 저장되고, 축전 소자(80)에 저장된 전압에 대응하는 전류가 구동 박막 트랜지스터(20)를 통해 유기 발광 소자(310)로 흘러 유기 발광 소자(310)가 발광하게 된다.

본 발명의 제7실시예에서, 제1 전극(311)은 반사막으로 형성되고, 제2 전극(313)은 반투과막으로 형성된다. 따라서, 발광층(312)에서 발생된 빛은 제2 전극(313)을 통과해 방출된다. 즉, 본 발명의 제6실시예에 따른 유기발광 표시장치는 전면 발광형(top emission type)의 구조를 갖는다.

제1 전극(311)과 발광층(312) 사이에 정공 주입층(hole injection layer; HIL) 및 정공 수송층(hole transporting layer; HTL) 중 적어도 하나가 더 배치될 수 있으며, 발광층(312)과 제2 전극(313) 사이에 전자 수송층(electron transportiong layer; ETL) 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL) 중 적어도 하나가 더 배치될 수 있다.

화소 정의막(290)은 개구부를 갖는다. 화소 정의막(290)의 개구부는 제1 전극(311)의 일부를 드러낸다. 화소 정의막(290)의 개구부에 제1 전극(311), 발광층(312), 및 제2 전극(313)이 차례로 적층된다. 여기서, 상기 제2 전극(313)은 발광층(312)뿐만 아니라 화소 정의막(290) 위에도 형성된다. 한편, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층 및 전자 주입층은 화소 정의막(290)과 제2 전극(313) 사이에도 배치될 수 있다. 유기 발광 소자(310)는 화소 정의막(290)의 개구부 내에 위치한 발광층(312)에서 빛을 발생시킨다. 이와 같이, 화소 정의막(290)은 발광 영역을 정의할 수도 있다.

제2전극(313)상에 보호층(400)이 배치된다. 보호층은 외부 환경으로부터 유기발광소자(310)를 보호한다. 보호층(400)은 캡핑층(capping layer)이라고도 한다. 또한 보호층(400)상에 무기박막과 유기박막이 교대로 적층된 박막봉지층(미도시)이 배치될 수도 있다.

보호층(400)상에 윈도우(500)가 배치된다. 윈도우(500)는 기판(210)과 함께 유기발광 표시소자(310)를 밀봉하는 역할을 한다. 윈도우는 기판(210)과 마찬가지로 유리, 석영, 세라믹, 및 플라스틱 등으로 이루어진 군에서 선택된 절연성 재료로 만들어질 수 있다. 기판(210)에서부터 윈도우(500)까지를 표시패널이라고 할 수 있다.

윈도우(500)상에 광학 필름(101)이 배치된다. 광학 필름(101)은 표시장치(201)의 측면 색재현 특성과 측면 시인성을 향상시킬 뿐 아니라 정면 콘트라스트 특성과 색재현 특성을 향상시킨다.

이상, 도면 및 실시예를 중심으로 본 발명을 설명하였다. 상기 설명된 도면과 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예를 생각해 내는 것이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

101, 102, 103, 104, 105, 106: 광학 필름
111: 광투과성 기재 112: 광산란 입자
120: 광확산부 130: 광투과부
210: 기판 311: 제1 전극
312: 발광층 313: 제2 전극
400: 보호층

Claims (20)

1. 광투과성 기재에 분산된 광산란 입자를 포함하는 광확산부; 및
   상기 광투과성 기재로 이루어진 광투과부;를 포함하고,
   상기 광확산부는 상기 광투과부와 인접하여 배치되는 광학 필름.
2. 제1항에 있어서,
   상기 광확산부는 60% 이상의 헤이즈 값을 가지며,
   상기 광투과부는 50% 이하의 헤이즈 값을 갖는 광학 필름.
3. 제1항에 있어서, 상기 광확산부는 소정의 폭과 높이를 갖고, 상기 광투과부와 교번하여 배치된 광학 필름.
4. 제3항에 있어서, 상기 광확산부는 10 내지 30㎛의 폭을 갖는 광학 필름.
5. 제3항에 있어서, 상기 광투과부는 2 내지 15㎛의 폭을 갖는 광학 필름.
6. 제3항에 있어서, 상기 광확산부는 60% 내지 80%의 헤이즈 값을 갖는 제1 광확산 패턴 및 90% 내지 98%의 헤이즈 값을 갖는 제2 광확산 패턴를 포함하는 광학 필름.
7. 제6항에 있어서, 상기 광확산부은 80% 초과 90% 미만의 헤이즈 값을 갖는 제3 광확산 패턴을 더 포함하는 광학 필름.
8. 제1항에 있어서, 상기 광확산부는 평면상으로 메시(mesh) 형태로 배치된 광학 필름.
9. 제1항에 있어서, 상기 광투과부는 평면상으로 메시(mesh) 형태로 배치된 광학 필름.
10. 제1항에 있어서, 상기 광확산부는 20 내지 60㎛의 두께를 갖는 광학 필름.
11. 제1항에 있어서, 상기 광투과성 기재와 상기 광산란 입자는 굴절률 차이가 0.1 내지 1.5의 범위인 광학 필름.
12. 제1항에 있어서, 상기 광산란 입자는, 아크릴 수지, 폴리스티렌(PS) 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지, 폴리에틸렌(PE) 수지, 폴리프로필렌(PP) 수지, 폴리이미드(PI) 수지, 유리 및 실리카 중 적어도 하나를 포함하는 광학 필름.
13. 제1항에 있어서, 상기 광산란 입자는 평균입경이 2 내지 20㎛ 범위인 광학 필름.
14. 제1항에 있어서, 상기 광투과성 기재는 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 셀룰로오즈계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리카르보네이트계 수지, 페놀계 수지 및 우레탄계 수지로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 광학 필름.
15. 표시패널; 및
    상기 표시패널의 표시부에 배치된 광학 필름;을 포함하며,
    상기 광학필름은,
    광투과성 기재에 분산된 광산란 입자를 포함하는 광확산부; 및
    상기 광투과성 기재로 이루어진 광투과부;를 포함하고,
    상기 광확산부는 상기 광투과부와 인접하여 배치되는 표시장치.
16. 제15항에 있어서,
    상기 광확산부는 60% 이상의 헤이즈 값을 가지며,
    상기 광투과부는 50% 이하의 헤이즈 값을 갖는 표시장치.
17. 제15항에 있어서, 상기 광확산부는 소정의 폭과 높이를 갖고, 상기 광투과부와 교번하여 배치된 표시장치.
18. 제17항에 있어서, 상기 광확산부는 60% 내지 80%의 헤이즈 값을 갖는 제1 광확산 패턴 및 90% 내지 98%의 헤이즈 값을 갖는 제2 광확산 패턴를 포함하는 표시장치.
19. 제18항에 있어서, 상기 광확산부은 80% 초과 90% 미만의 헤이즈 값을 갖는 제3 광확산 패턴을 더 포함하는 표시장치.
20. 제15항에 있어서, 상기 광확산부는 평면상으로 메시(mesh) 형태로 배치된 표시장치.

Images