KR20170057087A - 디스플레이 시인성 개선용 광학필름, 이를 포함하는 편광판, 이를 포함하는 액정표시장치용 모듈 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

디스플레이 시인성 개선용 광학필름, 이를 포함하는 편광판, 이를 포함하는 액정표시장치용 모듈 및 이를 포함하는 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

기재층 및 상기 기재층 상에 형성된 시인성 개선층을 포함하고, 상기 시인성 개선층은 하나 이상의 음각 패턴이 형성된 고굴절률 패턴층 및 상기 음각 패턴의 적어도 일부를 충진하는 충진 패턴을 포함하는 저굴절률 패턴층을 포함하고, 상기 기재층, 상기 고굴절 패턴층 및 상기 저굴절 패턴층이 순차적으로 적층된 구조를 가지거나 또는 상기 기재층, 상기 저굴절 패턴층 및 상기 고굴절 패턴층이 순차적으로 적층된 구조로 상기 시인성 개선층이 형성되고, 상기 고굴절률 패턴층의 굴절률은 상기 저굴절률 패턴층의 굴절률보다 크고, 상기 고굴절률 패턴층은 상기 고굴절 패턴층의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 고굴절 고굴절률 입자를 포함하는, 디스플레이 시인성 개선용 광학필름, 이를 포함하는 편광판, 이를 포함하는 액정표시장치용 모듈 및 이를 포함하는 액정표시장치가 제공된다.

Description

디스플레이 시인성 개선용 광학필름, 이를 포함하는 편광판, 이를 포함하는 액정표시장치용 모듈 및 이를 포함하는 액정표시장치{OPTICAL FILM FOR IMPROVING VISIBILITY OF DISPLAY, POLARIZING PLATE COMPRISING THE SAME, MODULE FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 디스플레이 시인성 개선용 광학필름, 이를 포함하는 편광판, 이를 포함하는 액정표시장치용 모듈 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 화면 중 정면에서는 색감이 좋다. 그러나, 액정표시장치의 화면 중 측면은 정면 대비 색감과 명암비(contrast ratio)가 떨어질 수 있다. 측면에서의 색감 및 명암비를 높이기 위해 기재층 상에 고굴절률 패턴층과 저굴절률 패턴층을 포함하는 시인성 개선용 광학필름을 이용할 수 있다. 따라서, 고굴절률 패턴층 또는 저굴절률 패턴층과 기재층 간에 접착력이 좋아야 한다. 그리고, 고굴절률 패턴층은 고굴절률 수지로 제조되는데 고굴절률 수지는 고가이고 점도가 높아서 고굴절률 패턴층 제조가 어려울 수 있으며, 고굴절률 패턴층과 기재층 간의 접착력도 떨어진다.
본 발명의 배경기술은 일본공개특허 제2006-251659호에 개시되어 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 측면 명암비, 측면 시야각 및 시인성을 향상시킬 수 있는, 디스플레이 시인성 개선용 광학필름을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 시인성 개선층과 기재층 간의 접착력이 높고, 표면 경도가 우수한, 디스플레이 시인성 개선용 광학필름을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 시인성 개선층의 제조가 용이하여 외관이 좋고, 광학 투명성이 우수한 디스플레이 시인성 개선용 광학필름을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 측면 명암비, 측면 시야각 및 시인성을 향상시킬 수 있는, 편광판, 액정표시장치용 모듈 및 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 디스플레이 시인성 개선용 광학필름은 기재층 및 상기 기재층 상에 형성된 시인성 개선층을 포함하고, 상기 시인성 개선층은 하나 이상의 음각 패턴이 형성된 고굴절률 패턴층 및 상기 음각 패턴의 적어도 일부를 충진하는 충진 패턴을 포함하는 저굴절률 패턴층을 포함하고, 상기 기재층, 상기 고굴절률 패턴층 및 상기 저굴절률 패턴층이 순차적으로 적층된 구조를 가지거나 또는 상기 기재층, 상기 저굴절률 패턴층 및 상기 고굴절률 패턴층이 순차적으로 적층된 구조로 상기 시인성 개선층이 형성되고, 상기 고굴절률 패턴층의 굴절률은 상기 저굴절률 패턴층의 굴절률보다 크고, 상기 고굴절률 패턴층은 상기 고굴절 패턴층의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 고굴절률의 고굴절률 입자를 포함할 수 있다.
본 발명의 편광판은 편광자 및 상기 편광자 상에 형성된 본 발명의 디스플레이 시인성 개선용 광학필름을 포함할 수 있다.
본 발명의 액정표시장치용 모듈은 제1 편광판, 제2 편광판, 상기 제1 편광판과 상기 제2 편광판의 사이에 위치한 액정패널을 포함하고, 상기 제2편광판은 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다.
본 발명의 액정표시장치는 상기 액정표시장치용 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명은 측면 명암비, 측면 시야각 및 시인성을 향상시킬 수 있는, 디스플레이 시인성 개선용 광학필름을 제공하였다.
본 발명은 시인성 개선층과 기재층 간의 접착력이 높고, 표면 경도가 우수한, 디스플레이 시인성 개선용 광학필름을 제공하였다.
본 발명은 시인성 개선층의 제조가 용이하여 외관이 좋고, 광학 투명성이 우수한 디스플레이 시인성 개선용 광학필름을 제공하였다.
본 발명은 측면 명암비, 측면 시야각 및 시인성을 향상시킬 수 있는, 편광판, 액정표시장치용 모듈 및 액정표시장치를 제공하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 3은 도 1의 시인성 개선층의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치용 모듈의 개략적인 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치용 모듈 중 복합광학시트의 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 사시도이다.
도 13은 출사각의 개념도이다.
첨부한 도면을 참고하여 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서 "상부"와 "하부"는 도면을 기준으로 정의한 것으로서, 시 관점에 따라 "상부"가 "하부"로 "하부"가 "상부"로 변경될 수 있고, "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구조를 개재한 경우도 포함할 수 있다. 반면, "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 구조를 개재하지 않은 것을 의미한다.
본 명세서에서 "수평 방향", "수직 방향"은 각각 직사각형의 액정표시장치 화면의 장 방향과 단 방향을 의미한다.
본 명세서에서 "측면"은 수평 방향을 기준으로, 구면 좌표계(spherical coordinate system)에 의한 (φ, θ)로 정면을 (0°,0°), 좌측 끝 지점을 (180°,90°), 우측 끝 지점을 (0°,90°)라고 할 때, θ 가 60° 내지 90°가 되는 영역을 의미한다.
본 명세서에서 "출사각"은 광원, 도광판, 액정표시장치용 모듈이 조립된 액정표시장치에서 휘도를 측정시, 도 13을 참조하면, 수평 방향을 기준으로 액정표시장치의 정면을 0°, 좌측을 -방향, 우측을 +방향, 좌측 끝 지점을 -90°, 우측 끝 지점을 +90°라고 하고, -90° 내지 +90°에서 휘도를 측정하고, 측정된 휘도를 정규화(normalization)시켰을 때, 정면에서 측정된 휘도의 1/2이 되는 지점의 각도를 의미한다. 도 13에서 *로 표시된 것이 출사각이다.
본 명세서에서 "종횡비(aspect ratio)"는 광학구조물의 최대 폭에 대한 최대 높이의 비(최대 높이/최대 폭)를 의미한다.
본 명세서에서 "주기"는 광학필름 중 하나의 음각 패턴의 최대 폭과 하나의 제1평탄부의 폭의 합, 즉 하나의 음각 패턴과 인접하는 음각 패턴과의 거리를 의미한다.
본 명세서에서 "면방향 위상차(Re)"는 하기 식 A로 표시되고, "두께 방향 위상차(Rth)"는 하기 식 B로 표시된다:
<식 A>
Re = (nx - ny) x d
<식 B>
Rth = ((nx + ny)/2 - nz) x d
(상기 식 A, B에서, nx, ny 및 nz는 파장 550nm에서 각각 해당 광학소자의 지상축 방향, 진상축 방향 및 두께 방향의 굴절률이고, d는 해당 광학소자의 두께(단위:nm)이다).
본 명세서에서 "(메트)아크릴"은 아크릴 및/또는 메타아크릴을 의미한다.
본 명세서에서 "표면 경도"는 시편 광학필름에 대해 기재층에서 JIS K 5600에 따라 측정한 값을 의미한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 시인성 개선용 광학필름(이하, '광학필름'이라 함)을 도 1 내지 도 3을 참고하여 설명한다. 도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다. 도 3은 도 1의 시인성 개선층의 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 실시예에 따른 광학필름(1),(2)은 시인성 개선층(10A), 기재층(20)을 포함할 수 있다.
시인성 개선층(10A)은 기재층(20) 상에 형성되며, 하나 이상의 음각 패턴(11)이 형성된 고굴절률 패턴층(12) 및 음각 패턴(11)의 적어도 일부를 충진하는 충진 패턴(13)을 포함하는 저굴절률 패턴층(14)을 포함할 수 있다. 또한, 고굴절률 패턴층(12)은 고굴절률 입자(16)를 포함할 수 있다. 따라서, 고굴절률 입자를 포함하지 않는 고굴절률 패턴층 대비 음각 패턴의 높이를 더 낮추더라도 시야각 개선 효과를 높일 수 있고, 광학필름을 박형화할 수 있다. 또한, 고굴절률 패턴층 형성용 수지의 굴절률을 높이지 않더라도 고굴절률을 충분히 확보할 수 있다. 도 1은 기재층(20), 고굴절률 패턴층(12) 및 저굴절률 패턴층(14)이 순차적으로 적층된 구조를 예시하며, 도 2는 기재층(20), 저굴절률 패턴층(14) 및 고굴절률 패턴층(12)이 순차적으로 적층된 구조를 예시한다.
고굴절률 패턴층(12)은 기재층(20) 상에 형성될 수 있고, 광학표시장치에서 저굴절률 패턴층(14)에 도달한 광을 확산시킴으로써 집광의 확산 효과를 크게 할 수 있다.
고굴절률 패턴층(12)은 저굴절률 패턴층(14)보다 굴절률이 클 수 있다. 구체적으로, 고굴절률 패턴층(12)과 저굴절률 패턴층(14)의 굴절률 차이는 0.20 이하, 구체적으로 0.10 내지 0.20, 보다 구체적으로 0.10 내지 0.18이 될 수 있다. 상기 범위에서, 집광의 확산 및 시인성 향상 효과가 클 수 있으며, 편광의 확산 효과가 우수할 수 있다. 고굴절률 패턴층(12)은 굴절률이 1.50 이상, 구체적으로 1.50 내지 1.70이 될 수 있다. 상기 범위에서, 광 확산 효과가 우수할 수 있다. 고굴절률 패턴층(12)은 (메트)아크릴계, 폴리카보네이트계, 실리콘계, 에폭시계 수지 중 하나 이상을 포함하는 자외선 경화형 조성물로 형성될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
음각 패턴(11)은 곡면을 포함할 수 있고, 곡면이 렌즈 역할을 하여 저굴절률 패턴층(14)으로부터 입사된 광을 도달 위치에 따라 다양한 방향으로 굴절시킴으로써 확산시킬 수 있다. 도 1은 곡면이 비구면이고, 음각 패턴(11)이 렌티큘러 렌즈 패턴인 광학필름(1)을 도시한 것이다. 그러나, 곡면은 구면, 포물면, 타원면, 쌍곡면 또는 무정형의 곡면이 될 수도 있으며, 음각 패턴(11)은 하면에 곡면이 형성되고 단면이 3각형 내지 10각형인 프리즘 패턴도 될 수 있다. 또한, 도 1은 곡면이 매끄러운 광학필름을 도시한 것이나, 곡면에 요철이 더 형성되어 확산 효과를 더 높일 수도 있다. 음각 패턴(11)은 종횡비가 1.0 이하, 구체적으로 0.4 내지 1.0, 더 구체적으로 0.7 내지 1.0이 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면에서의 명암비와 측면에서의 시야각을 개선할 수 있다. 음각 패턴(11)의 최대 폭(P1)은 15㎛ 이하, 구체적으로 5㎛ 내지 10㎛가 될 수 있다. 음각 패턴(11)의 최대 높이(H1)는 15㎛ 이하, 구체적으로 5㎛ 내지 10㎛가 될 수 있다. 상기 폭과 높이 범위에서, 확산 효과가 있을 수 있다. 음각 패턴(11)의 최대 폭 전체의 합은 고굴절률 패턴층(12)의 전체 폭에 대해 40% 내지 60%, 구체적으로 45% 내지 55%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면에서의 명암비와 휘도 균일도를 높이고, 측면에서의 시야각을 개선할 수 있다. 음각 패턴(11)은 소정의 주기(C)로 배치됨으로써, 집광을 확산시키는 효과가 클 수 있다. 구체적으로, 음각 패턴(11)의 주기(C)는 20㎛ 이하, 구체적으로 10㎛ 내지 20㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 집광 및 확산 효과가 클 수 있다. 도 1은 종횡비, 최대 폭, 및 최대 높이가 각각 동일한 음각 패턴(11)이 형성된 광학필름을 도시한 것이나, 서로 다른 종횡비, 최대 폭 또는 최대 높이를 갖는 음각 패턴이 광학필름에 형성될 수도 있다.
음각 패턴(11)과 음각 패턴(11) 사이에는 제1평탄부(15)가 형성될 수 있다. 제1평탄부(15)에 도달한 광이 음각 패턴(11)에서 전반사되어 출사됨으로써 집광을 확산시킬 수 있다. 제1평탄부(15)의 폭(P2)은 음각 패턴(11)의 최대 폭 (P1) 대비 같거나 클 수 있다(P2≥P1). 제1평탄부(15)의 폭(P2)에 대한 음각 패턴(11)의 최대 폭(P1)의 비율(P1/P2)은 1.0 이하, 구체적으로 0.5 내지 1.0이 될 수 있다. 제1평탄부(15)의 폭(P2)은 10㎛ 이하, 구체적으로 5㎛ 내지 10㎛가 될 수 있다. 상기 비율 및 폭 범위에서, 집광 및 확산 효과가 있을 수 있다. 도 1은 제1평탄부(15)의 폭(P2)이 동일한 광학필름을 도시한 것이나, 제1평탄부의 폭이 서로 다른 광학필름도 본 발명에 포함될 수 있다.
고굴절률 입자(16)는 고굴절률 패턴층(12)보다 굴절률이 클 수 있다. 따라서, 고굴절률 패턴층(12)은 굴절률이 높아져서 저굴절률 패턴층(14) 대비 굴절률 차이 0.15 이상을 확보함으로써 저굴절률 패턴층(14)에 굴절률이 낮지 않지만 접착력이 우수한 수지를 사용할 수 있어, 저굴절률 패턴층(14)과 피착체 간의 접착력을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 고굴절률 입자(16)는 굴절률이 1.6 내지 3.0, 구체적으로 2.0 내지 3.0이 될 수 있다. 고굴절률 입자(16)는 형상에 제한을 두지 않지만, 구형 입자가 될 수 있다. 고굴절률 입자(16)의 평균 입경(D50)은 10nm 내지 20nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 시인성 개선층의 확산 및 굴절 효과를 감소시키지 않으면서 본 발명의 목적을 달성할 수 있다. 고굴절률 입자(16)는 고굴절률 패턴층(12) 중 5중량% 내지 30중량%, 구체적으로 10중량% 내지 30중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 제조가 용이하고, 외관이 좋을 수 있다. 고굴절률 입자(16)는 지르코니아(zirconia), 티타니아(titania) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 고굴절률 입자(16)는 표면 처리되지 않은 형태 또는 실란커플링제 등으로 표면 처리된 형태를 사용할 수 있다. 표면 처리된 고굴절률 입자는 고굴절률 패턴층 형성용 수지와의 상용성 및 접착성이 더 좋을 수 있다.
저굴절률 패턴층(14)은 광학표시장치에서 하면으로부터 입사된 광을 입사 위치에 따라 다양한 방향으로 굴절시켜 출사시킴으로써 광을 확산시킬 수 있다. 입사된 광 중 일부는 제1평탄부(15)로 출사되며 확산 효과를 제공함으로써 휘도 손실을 최소화하고 1/2 상하 또는 좌우 시야각을 넓혀 시인성을 개선할 수 있다.
저굴절률 패턴층(14)은 고굴절률 패턴층(12)에 직접적으로 접하여 형성되어 있을 수 있다. 본 명세서에서 "직접적으로 접하여 형성"은 고굴절률 패턴층(12)과 저굴절률 패턴층(14) 사이에 어떠한 접착층 및/또는 점착층이 개재되지 않음을 의미한다.
저굴절률 패턴층(14)은 고굴절률 패턴층(12)과 마주보는 면을 포함하고, 하나 이상의 충진 패턴(13)을 포함할 수 있다. 충진 패턴(13)은 음각 패턴(11)의 적어도 일부를 충진할 수 있다. 상기 "적어도 일부를 충진"은 음각 패턴을 완전히 충진하거나 부분적으로 충진하는 경우를 모두 포함한다. 충진 패턴이 음각 패턴을 부분적으로 충진하는 경우, 잔여 부분은 공기 또는 소정의 굴절률을 갖는 수지로 충진될 수 있다. 구체적으로, 상기 수지는 저굴절률 패턴층 대비 동일하거나 크고 고굴절률 패턴층 대비 동일하거나 작은 굴절률을 가질 수 있다. 도 3을 참조하면, 충진 패턴(13)과 음각 패턴(11)이 스트라이프(stripe) 형의 연장된 형태로 형성된 광학필름을 도시한 것이나, 충진 패턴과 음각 패턴은 도트 형태로 형성될 수도 있다. 상기 "도트"는 충진 패턴과 음각 패턴의 조합이 분산되어 있는 것을 의미한다.
저굴절률 패턴층(14)은 굴절률이 1.50 미만, 구체적으로 1.35 이상 1.50 미만이 될 수 있다. 상기 범위에서, 광 확산 효과가 크고, 제조가 용이할 수 있으며, 시인성이 향상될 수 있다. 저굴절률 패턴층(14)은 고굴절률 패턴층(12)의 수지보다 굴절률이 낮은 자외선 경화성의 투명 수지로 형성될 수 있다. 구체적으로, 수지는 (메트)아크릴계, 폴리카보네이트계, 실리콘계, 에폭시계 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
기재층(20)은 시인성 개선층(10A) 상에 형성되어, 시인성 개선층(10A)을 보호하고, 시인성 개선층(10A)을 지지할 수 있다. 기재층(20)은 광 투과층으로서, 광학표시장치에서 도 1의 경우 시인성 개선층(10A)을 통과하여 확산된 광을 투과시키고, 도 2의 경우 시인성 개선층(10A)으로 광을 투과시킬 수 있다.
기재층(20)과 시인성 개선층(10A)은 직접적으로 접하여 형성될 수 있으며, 기재층(20)과 시인성 개선층(10A)은 일체화될 수 있다. 상기 '일체화'는 기재층(20)과 시인성 개선층(10A)이 서로 독립적으로 분리되지 않은 상태를 의미한다.
기재층(20)은 Re가 8,000nm 이상, 구체적으로 10,000nm 이상, 보다 구체적으로 10,000nm 초과, 보다 더 구체적으로 10,100nm 내지 15,000nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 무지개 얼룩이 시인되지 않게 할 수 있고, 시인성 개선층(10A)을 통해 확산된 광의 확산 효과가 더 커질 수 있다. 도 1, 도 2는 기재층(20)이 Re가 8,000nm 이상인 필름을 포함하는 경우를 도시한 것이나, 기재층(20)은 Re가 60nm 이하 구체적으로 0nm 내지 60nm 더 구체적으로 40nm 내지 60nm의 등방성 광학필름이 될 수도 있다. 상기 범위에서 시야각을 보상하여 화상 품질을 좋게 할 수 있다. 상기 "등방성 광학필름"은 nx, ny, nz가 실질적으로 동일한 필름을 의미하며, 상기 "실질적으로 동일한"은 완전히 동일한 경우뿐만 아니라 약간의 오차를 포함하는 경우를 모두 포함한다.
기재층(20)은 두께가 20㎛ 내지 120㎛, 구체적으로 30㎛ 내지 100㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 광학표시장치에 사용될 수 있다. 기재층(20)은 가시광 영역에서 광투과도가 80% 이상 구체적으로 85% 내지 95%가 될 수 있다.
기재층(20)은 광학 투명 수지를 1축 또는 2축 연신한 필름일 수 있다. 구체적으로, 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르, 아크릴, 시클릭올레핀폴리머(COP), 트리아세틸셀룰로스(TAC) 등을 포함하는 셀룰로스 에스테르, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리노르보르넨, 폴리카보네이트(PC), 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리페닐렌에테르, 폴리페닐렌술피드, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리아릴레이트, 폴리이미드 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 기재층(20)은 상술한 수지의 변성 후 제조된 필름을 포함할 수도 있다. 상기 변성은 공중합, 브랜칭, 가교 결합, 또는 분자 말단의 변성 등을 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2에서 도시되지 않았지만, 기재층(20)은 기재필름 및 기재필름 의 적어도 일면에 형성된 프라이머층을 포함할 수도 있다. 기재필름은 기재층(20)을 지지하는 것으로, 프라이머층 대비 소정 범위의 굴절률 비를 가짐으로써 기재층(20)의 투과율을 높일 수 있다. 구체적으로, 기재필름의 굴절률에 대한 프라이머층의 굴절률의 비(프라이머층의 굴절률/기재필름의 굴절률)는 1.0 이하, 구체적으로 0.6 내지 1.0, 더 구체적으로 0.69 내지 0.95, 보다 더 구체적으로 0.7 내지 0.9, 보다 더 구체적으로 0.72 내지 0.88이 될 수 있다. 상기 범위에서, 기재층의 투과율을 높일 수 있다. 기재필름은 굴절률이 1.3 내지 1.7, 구체적으로 1.4 내지 1.6이 될 수 있다. 상기 범위에서, 기재층의 기재필름으로 사용될 수 있고, 프라이머층과의 굴절률 제어가 용이하며, 기재층의 투과율을 높일 수 있다. 기재필름은 상술한 수지로 형성된 필름을 포함할 수 있다. 프라이머층은 기재필름과 고굴절률 패턴층(12) 사이에 형성되는 것으로, 기재필름과 고굴절률 패턴층(12) 간의 부착을 강화할 수 있다. 프라이머층은 굴절률이 1.0 내지 1.6, 구체적으로 1.1 내지 1.6, 더 구체적으로 1.1 내지 1.5가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학필름에 사용가능하고, 기재필름 대비 적정 굴절률을 가져 기재층의 투과율을 높일 수 있다. 프라이머층은 두께가 1nm 내지 200nm, 구체적으로 60nm 내지 200nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학필름에 사용가능하고, 기재필름 대비 적정 굴절률을 갖도록 하여 기재층의 투과율을 높일 수 있고, brittle 현상이 없게 할 수 있다. 프라이머층은 우레탄기를 포함하지 않는 비-우레탄계 프라이머층이 될 수 있다. 구체적으로, 프라이머층은 폴리에스테르, 아크릴 등의 수지 또는 모노머를 포함하는 프라이머층용 조성물로 형성될 수 있다. 이들 모노머의 혼합 비율(예:몰비)을 제어함으로써 상기 굴절률을 제공할 수 있다. 프라이머층용 조성물은 UV 흡수제, 대전방지제, 소포제, 계면활성제 등의 첨가제를 1종 이상 더 포함할 수도 있다.
또한, 도 1 및 도 2에서 도시되지 않았지만, 광학필름(1) 상에 접착층이 더 형성될 수도 있다. 예를 들어, 도 1에서는 저굴절률 패턴층(11) 상부에 접착층이 형성될 수 있으며, 도 2에서는 기재층(20)의 하부에 접착층이 형성될 수 있다. 이와 같이 접착층이 형성되어야 표시 장치 내에서 내부 광이 저굴절률 패턴층(14)에 먼저 입사된 후 고굴절률 패턴층(12) 상에 입사될 수 있다. 접착층은 광학필름을 피착체 예를 들면 편광자, 보호층 등에 점착시킬 수 있다. 접착층은 광학적으로 투명하여, 입사광을 굴절시키지 않고 투과시킬 수 있다. 따라서, 광학필름의 투명도를 더 높일 수 있다. 접착층은 당업자에게 알려진 통상의 접착제로 형성될 수 있다. 예를 들면, 접착층은 열경화형 접착제 또는 광경화형 접착제를 포함할 수 있다. 구체적으로, 접착층은 (메트)아크릴계 수지, 양이온성 에폭시 화합물, 광개시제, 커플링제 등을 포함할 수 있다.
본 실시예의 광학필름(1), (2)은 표면 경도가 H 이상, 구체적으로 H 내지 3H일 수 있다. 상기 범위에서, 편광자 등을 보호할 수 있고, 액정표시장치에 적절한 경도를 부여할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학필름을 도 4를 참고하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 광학필름(3)은 고굴절률 패턴층(12b), 저굴절률 패턴층(14b)을 포함하고, 시인성 개선층(10B) 중 음각 패턴(11b)의 단면이 삼각형인 프리즘 패턴인 것을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름(1)과 실질적으로 동일하다. 이에, 음각 패턴(11b)에 대해서만 자세히 설명한다.
음각 패턴(11b)은 최대 폭(P3)이 5㎛ 내지 20㎛, 구체적으로 7㎛ 내지 15㎛인 프리즘 패턴일 수 있다. 음각 패턴(11b)은 최대 높이(H2)가 3㎛ 내지 16㎛, 구체적으로 4㎛ 내지 16㎛가 될 수 있다. 음각 패턴(11b)은 꼭지각(α)이 55° 내지 90°, 구체적으로 65° 내지 80°인 프리즘 패턴일 수 있다. 음각 패턴(11b)은 종횡비가 1.0 이하, 구체적으로 0.50 내지 0.96, 더 구체적으로 0.6 내지 0.78이 될 수 있다. 상기 폭, 높이, 꼭지각 및 종횡비 범위에서, 광 확산 효과가 있을 수 있다. 도 4는 단면이 삼각형인 음각 패턴(11b)을 포함하는 광학필름을 나타낸 것이나, 단면이 n 각형(n은 4 내지 10의 정수)인 프리즘 패턴을 포함할 수도 있다. 또한, 도 4의 음각 패턴(11b)에 요철이 더 형성됨으로써 확산 효과를 크게 할 수 있다.
이하, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름을 도 5를 참고하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 광학필름(4)은 고굴절률 패턴층(12c), 저굴절률 패턴층(14c)을 포함하고, 시인성 개선층(10C) 중 제1평탄부(15c)와 음각 패턴(11c) 사이에 곡면(17c)이 형성된 것을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름(1)과 실질적으로 동일하다. 본 실시예에 따른 광학필름은 집광 확산 효과를 더 높일 수 있다.
이하, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름을 도 6을 참고하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 광학필름(5)은 고굴절률 패턴층(12d), 저굴절률 패턴층(14d)을 포함하고, 시인성 개선층(10D)의 음각 패턴(11d)이 최하면에 하나의 제2평탄부(18d)가 형성된 점을 제외하고는 상술한 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학필름(3)과 실질적으로 동일하다. 최하면에 제2평탄부(18d)가 형성됨으로써, 입사된 광의 확산 효율을 높여 동일 시야각에서도 휘도를 높일 수 있다. 따라서, 광학필름(5)은 광 확산 효과를 높여 휘도 손실은 최소화하고 1/2 상하 또는 좌우 시야각을 넓혀 시인성을 향상시킬 수 있다. 음각 패턴(11d)의 제2평탄부(18d)의 폭(P4)은 음각 패턴(11d)의 최대 폭(P3)보다 작을 수 있다(P3>P4). 음각 패턴(11d)의 최대 폭(P3)에 대한 음각 패턴(11d)의 제2평탄부(18d)의 폭(P4)의 비(P3/P4)는 1 이하, 구체적으로 0.5 내지 1이 될 수 있다. 상기 범위에서, 광확산 효과가 있을 수 있다. 음각 패턴(11d)은 밑각(β)이 70° 이상 90° 미만, 구체적으로 75° 내지 85°가 될 수 있다. 상기 범위에서, 휘도 손실을 최소화하고, 1/2 상하 또는 좌우 시야각을 크게 하여 시인성 향상 효과가 더 클 수 있다. 상기 "밑각"은 음각 패턴(11d)의 최대 폭(P3)과 바로 연결되는 음각 패턴(11d)의 경사면(19d)과, 음각 패턴(11d)의 최대폭(P3) 사이에 형성되는 90° 미만의 각을 의미한다. 도 6은 최하면에 하나의 제2평탄부(18d)가 형성되고 경사면(19d)이 평면으로 단면이 사다리꼴형(예:단면이 삼각형인 프리즘의 하부가 절단된 형태, cut-prism)의 음각 패턴(11d)을 나타낸 것이다. 그러나, 음각 패턴은 최하면에 하나 이상의 제2평탄부가 형성되거나, 또는 경사면이 곡면인 음각 패턴(예:렌티큘러 렌즈 패턴의 하부가 절단된 형태, cut-lenticular lens), 하부에 하나 이상의 제2평탄부가 형성된 단면이 n 각형(n은 5 이상의 정수, 구체적으로 5 내지 10)인 음각 패턴도 포함할 수 있다. 제2평탄부(18d)는 기재층(20)의 일면과 평행하게 형성될 수 있다.
이하, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름을 도 7을 참고하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 광학필름(6)은 고굴절률 패턴층(12e), 저굴절률 패턴층(14e)을 포함하고, 시인성 개선층(10E)의 음각 패턴(11e)이 단면이 삼각형인 프리즘의 하부가 절단된 형태인 점을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름(1)과 실질적으로 동일하다. 제1평탄부(15e)에 도달한 광이 음각 패턴(11e)에서 전반사되어 출사됨으로써 집광을 확산시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름을 도 8을 참고하여 설명한다. 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다. 본 실시예는 기능층이 더 형성된 것을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름(2)과 실질적으로 동일하다. 기능층은 도 1과 같은 구조에서는 기재층(20) 상에 형성되고, 또는 도 2와 같은 구조에서는 도 8에 도시된 바와 같이 고굴절률 패턴층(12f) 상에 형성될 수 있다.
기능층은 기재층에 반사방지(anti-reflection), 저반사(low reflection), 하드코팅(hard coating), 눈부심 방지(anti-glare), 내지문성(anti-finger), 방오(anti-contamination), 확산, 굴절 기능 중 하나 이상을 제공할 수 있다. 일 구체예에서, 기능층은 기재층 상에 독립적인 별개의 층으로 형성되어, 기재층 상에 기능층 형성용 조성물을 도포하여 형성되거나 접착층 또는 점착층을 통해 기재층 상에 적층될 수 있다. 다른 구체예에서, 기능층은 기재층의 일면이 기능층이 되도록 형성될 수도 있다. 또한, 도 8을 참조하면, 광학필름(7)은 시인성 개선층(10F) 중 일 표면이 상기와 같은 기능을 갖도록 일 표면이 요철을 갖도록 형성되거나 미립자 등을 사용하여 고굴절률 패턴층(12f)의 일 표면이 기능층(30)이 되도록 형성될 수 있다. 또한, 기능층은 고굴절률 패턴층 상에 독립적인 별개의 층으로 형성될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판을 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판의 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 편광판(100)은 편광자(60) 및 광학필름을 포함하고, 광학필름은 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 광학필름이 될 수 있다. 편광판은 본 발명의 실시예들에 따른 광학필름을 포함함으로써 광학표시장치의 휘도 손실을 최소화하고, 1/2 좌우 또는 상하 시야각을 넓혀, 시인성을 향상시킬 수 있다.
편광자(60)는 입사광을 편광시키는 것으로, 당업자에게 알려진 통상의 편광자를 포함할 수 있다. 구체적으로, 편광자는 폴리비닐알콜계 필름을 1축 연신하여 제조되는 폴리비닐알콜계 편광자, 또는 폴리비닐알콜계 필름을 탈수하여 제조되는 폴리엔계 편광자를 포함할 수 있다. 편광자(60)는 두께가 5㎛ 내지 40㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용될 수 있다.
도 9는 광학필름이 도 1의 광학필름인 편광판을 나타낸 것이나 광학필름은 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 광학필름이 될 수도 있다. 또한, 도 9는 편광자(60), 저굴절률 패턴층(14), 고굴절률 패턴층(12), 기재층(20)의 순서로 순차적으로 적층된 경우를 나타낸 것이나, 도 2의 광학필름이 편광자와 적층되어 편광자, 기재층, 저굴절률 패턴층 및 고굴절률 패턴층이 순차적으로 적층된 경우도 포함할 수 있다. 이 경우, 각각의 구조에서 최상부에 위치하는 기재층 또는 고굴절률 패턴층 상에 기능층이 형성되거나 또는 기재층 또는 고굴절률 패턴층의 일면을 기능층의 역할을 할 수 있도록 처리하여 기능층을 형성할 수도 있다.
도 9에서 도시되지 않았지만, 광학필름과 편광자(60) 사이에는 접착층이 더 형성될 수 있다. 접착층은 상기에서 상술한 바와 같다. 접착층은 당업자에게 알려진 통상의 광확산제를 더 포함하여, 광 확산 효과를 높일 수 있다. 또한, 도 9에서 도시되지 않았지만, 편광자(60)의 다른 일면에 기재층이 더 적층될 수도 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치용 모듈을 도 10을 참고하여 설명한다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치용 모듈의 개략적인 단면도이다.
도 10을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치용 모듈(1000)은 제1편광판(1200), 액정패널(1300) 및 제2편광판(1400)을 포함하고, 제2편광판(1400)은 본 발명의 실시예들에 따른 편광판을 포함할 수 있다.
제1편광판(1200)은 액정패널(1300)의 하부에 형성되는 것으로, 하부로부터 입사된 광을 편광시킬 수 있다. 제1편광판(1200)은 편광자 및 편광자의 적어도 일면에 형성된 기재층을 포함할 수 있다. 편광자 및 기재층은 광학필름에서 상술한 바와 같다. 구체예에서, 기재층은 등방성 광학필름으로, Re가 5nm 이하, 구체적으로 0.1nm 내지 5nm가 될 수 있다. 기재층은 파장 550nm에서 Rth가 5nm 이하, 구체적으로 0.1nm 내지 5nm가 될 수 있다. 상기 Re, Rth 범위에서, 액정 패널에 대해 법선 방향과 경사 방향에서의 명암비를 증가시킬 수 있다.
도 10에서 도시되지 않았지만, 제1편광판(1200)은 점착층에 의해 액정패널(1300)에 점착될 수 있다. 점착층은 점착성 수지, 가교제 및 선택적으로 실란커플링제를 포함하는 점착제 조성물로 형성될 수 있다. 점착층은 광확산제를 더 포함함으로써 광 확산 효과를 높일 수도 있다. 광확산제는 당업자에게 알려진 통상의 광확산제를 포함할 수 있다.
액정패널(1300)은 제1편광판(1200)과 제2편광판(1400) 사이에 형성되어, 제1편광판(1200)으로부터 입사된 광을 제2편광판(1400)으로 투과시킬 수 있다. 액정패널(1300)은 제1기판, 제2기판 및 제1기판과 제2기판 사이에 고정되는 표시 매체인 액정층을 포함한다. 제1기판은 컬러필터 및 블랙매트릭스가 장착되어 있다. 제2기판은 액정의 전기광학특성을 제어하기 위한 스위칭 소자, 소스 신호를 제공하기 위해 스위칭 소자와 신호선에 게이트 신호를 제공하기 위한 주사선, 화소 전극, 카운터 전극을 포함한다. 액정층은 전계를 미인가시에는 균일하게 배향된 액정을 포함할 수 있다. 구체적으로, 액정패널(300)은 VA(vertical alignment) 모드, PVA(patterned vertical alignment) 모드 또는 S-PVA(super-patterned vertical alignment) 모드를 채용할 수 있다.
제2편광판(1400)은 액정패널 (1300)의 상부에 형성되는 것으로, 액정패널(1300)로부터 입사된 집광을 편광시키고 확산시킬 수 있다. 그 결과, 제2편광판(1200)은 측면에서의 명암비와 휘도 균일도를 높이고, 측면에서의 시야각을 개선하며, 액정표시장치의 화면 크기에 따른 휘도 균일도의 차이를 최소화할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치용 모듈을 도 11을 참고하여 설명한다. 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치용 모듈 중 복합광학시트의 사시도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치용 모듈은 복합광학시트, 제1편광판, 액정패널 및 제2편광판을 포함할 수 있다. 복합광학시트가 더 포함된 점을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치용 모듈과 실질적으로 동일하다. 복합광학시트는 제1편광판의 하부에 위치하여, 하부에서 입사된 광을 집광시켜 출사시킬 수 있다. 이에, 복합광학시트에 대해서만 설명한다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 복합광학시트(1100)는 일면에 하나 이상의 제1프리즘 패턴(1112)을 포함하는 제1광학시트(1110), 및 제1광학시트(1110) 상에 형성되고 일면에 하나 이상의 제2프리즘 패턴(1122)을 포함하는 제2광학시트(1120)를 포함할 수 있다.
복합광학시트(1100)는 출사각 -40° 내지 +40°, 구체적으로 -30° 내지 +30°, 더 구체적으로 -28° 내지 +28°로 광을 출사시킬 수 있다. 범위에서, 복합광학시트의 측면에서 출사되어 액정패널을 통과하는 광을 최소화하고, 입사된 광을 집광시켜 출사시킴으로써 측면의 명암비를 높일 수 있다.
제1광학시트(1110)는 제2광학시트(1120)의 하부에 위치할 수 있다. 제1광학시트(1110)는 상부면인 광출사면과 하부면인 광입사면을 가져, 입사되는 광의 경로를 변화시켜 제2광학시트(1120)로 출사시킬 수 있다. 제1광학시트(1110)는 제1베이스필름(1111), 제1베이스필름(1111) 상에 형성된 하나 이상의 제1 프리즘 패턴(1112)을 포함할 수 있다.
제1베이스필름(1111)은 제1광학시트(1110)를 지지하는 것으로, 두께는 제한되지 않지만 10㎛ 내지 500㎛, 구체적으로 25㎛ 내지 250㎛, 보다 더 구체적으로 75㎛ 내지 150㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 액정표시장치에 사용될 수 있다. 제1베이스필름(1111)은 열가소성 수지 또는 이를 포함하는 조성물로 형성될 수 있다. 구체적으로, 열가소성 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트 수지 등을 포함하는 폴리에스테르계 수지, 폴리아세탈 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 스티렌계 수지, 비닐계 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등을 포함하는 비-시클릭형 폴리올레핀 수지, 시클로올레핀계 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지, 폴리아크릴레이트 수지, 폴리아릴술폰 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리페닐렌술피드 수지, 불소계 수지, (메트)아크릴계 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
제1프리즘 패턴(1112)은 제1광학시트(1110)의 상부면에 형성되고, 하부면으로부터 입사된 광을 집광시키고 휘도를 높일 수 있다. 도 11은 단면이 삼각형인 프리즘 패턴을 예시하나 이에 제한된 것은 아니고, 제1프리즘 패턴(1112)의 단면은 변의 수가 4 내지 10의 다각형인 프리즘이 될 수도 있다. 제1프리즘 패턴(1112)은 높이(H4)가 5㎛ 내지 50㎛, 구체적으로 5㎛ 내지 40㎛, 보다 더 구체적으로 10㎛ 내지 30㎛가 될 수 있다. 제1프리즘 패턴(1112)은 꼭지각(γ)이 80° 내지 100°, 구체적으로 85° 내지 95°가 될 수 있다. 상기 높이와 꼭지각의 범위에서, 휘도 향상, 모아레 억제 효과가 있을 수 있다. 제1프리즘 패턴(1112)은 종횡비가 0.3 내지 0.7, 구체적으로 0.4 내지 0.6이 될 수 있다. 상기 범위에서, 휘도 향상 효과가 있을 수 있다. 제1프리즘 패턴(1112)은 자외선 경화성 불포화 화합물, 및 개시제 등을 포함하는 조성물로 형성되거나, 또는 제1베이스필름(1111)을 위한 재료 중 동일 또는 이종의 재료로 형성될 수 있다. 일 예로서, 자외선 경화성 불포화 화합물은 에폭시 (메트)아크릴레이트, 우레탄 (메트)아크릴레이트, 페닐페놀에톡시레이티드 (메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 에톡시레이티드 (메트)아크릴레이트, 플루오렌 유도체 불포화 수지, 페녹시벤질 (메트)아크릴레이트, 페닐페녹시에틸 (메트)아크릴레이트, 에톡시레이티드 티오디페닐 디(메트)아크릴레이트, 페닐티오에틸 (메트)아크릴레이트 단량체 또는 이들의 올리고머를 포함할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 개시제는 광개시제로서, 케톤계, 포스핀옥시드계 등을 사용할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 제1프리즘 패턴(1112)은 스트라이프(stripe) 형의 연장된 형태로서 길이 방향은 수직 방향과 실질적으로 동일할 수 있다. 상기 "실질적 동일"은 완전히 동일한 경우 뿐만 아니라 약간의 오차가 있는 경우도 포함한다.
제2광학시트(1120)는 제1광학시트(1110)의 상부에 형성되고, 상부면인 광출사면과 하부면인 광입사면을 가져 제1광학시트(1110)로부터 입사되는 광의 경로를 변화시켜 출사시킬 수 있다. 제2광학시트(1120)는 제2베이스필름(1121), 제2베이스필름(1121) 상에 형성된 제2프리즘 패턴(1122)을 포함할 수 있다.
제2베이스필름(1121)은 제2광학시트(1120)를 지지하는 것으로, 두께는 제한되지 않지만 10㎛ 내지 500㎛, 구체적으로 25㎛ 내지 250㎛, 보다 더 구체적으로 75㎛ 내지 150㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 액정표시장치에 사용될 수 있다. 제2베이스필름(1121)은 제1베이스필름(1111)과 동일 또는 이종의 수지로 형성될 수 있다. 제2베이스필름(1121)은 두께가 제1베이스필름(1111)과 동일하거나 다를 수 있다.
제2프리즘 패턴(1122)은 제2광학시트(1120)의 상부면에 형성되고, 하부면으로부터 입사된 광을 집광시키고 휘도를 높일 수 있다. 도 11은 단면이 삼각형인 제2프리즘 패턴(1122)을 예시하나 이에 제한된 것은 아니고, 제2프리즘 패턴(1122)의 단면은 변의 수가 4 내지 10의 다각형인 프리즘이 될 수도 있다. 제2프리즘 패턴(1122)은 제1프리즘 패턴(1112)과 동일 또는 이종의 재료로 형성될 수 있다. 제2프리즘 패턴(1122)은 높이(H5)가 5㎛ 내지 50㎛, 구체적으로 5㎛ 내지 40㎛, 보다 더 구체적으로 10㎛ 내지 30㎛가 될 수 있다. 제2프리즘 패턴(1122)은 꼭지각(δ)이 80° 내지 100°, 구체적으로 85° 내지 95°가 될 수 있다. 상기 높이, 꼭지각의 범위에서, 휘도 향상, 모아레 억제 효과가 있을 수 있다. 제2프리즘 패턴(1122)은 종횡비가 0.3 내지 0.7, 구체적으로 0.4 내지 0.6이 될 수 있다. 상기 범위에서, 휘도 향상 효과가 있을 수 있다. 제1프리즘 패턴의 종횡비(A1)에 대한 제2프리즘 패턴의 종횡비(A2)의 비(A2/A1)는 0.9 내지 1.1이 될 수 있다. 상기 범위에서, 출사각 -40° 내지 +40°로 광을 출사시켜 측면 명암비를 개선할 수 있다. 제2프리즘 패턴(1122)은 스트라이프 형의 연장된 형태로 길이 방향은 제1프리즘 패턴(1112)의 길이 방향과 실질적으로 직교할 수 있다. 상기 "실질적으로 직교"는 완전히 직교하는 경우뿐만 아니라 약간의 오차가 있는 경우도 포함한다.
도 11에서 도시되지 않았지만, 복합광학시트(1100)와 제1편광판(1200)의 사이에는 확산판이 더 포함될 수 있다. 확산판은 복합광학시트(1100)를 보호하는 것으로, 확산제를 포함할 수 있다.
도 11은 제2광학시트(1120)와 제1광학시트(1110)가 접착층 개재 없이 적층된 경우를 나타낸 것이다. 그러나, 제1광학시트(1110)의 하부면에 접착층이 형성되고 제2광학시트(1120)의 제2프리즘 패턴(1122)이 접착층에 침투하는 복합광학시트도 포함할 수 있다. 접착층은 제1광학시트와 제2광학시트의 변형을 잡아주어 시트욺과 무라를 방지할 수 있다. 접착층은 통상의 접착 수지 예를 들면 아크릴산 또는 메타크릴산 에스테르계 수지로 형성될 수 있다. 접착층은 두께가 1㎛ 내지 10㎛, 구체적으로 2㎛ 내지 8㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 충분한 접착력을 확보할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 도 12를 참고하여 설명한다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 사시도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 액정표시장치(2000)는 광원(2100), 광원(2100)으로부터 발광되는 빛을 안내하는 도광판(2200), 도광판(2200)의 하부에 위치되는 반사시트(2300), 도광판(2200)의 상부에 위치되는 확산시트(2400), 확산시트(2400)의 상부에 위치되는 액정표시장치용 모듈(2500), 액정표시장치용 모듈(2500)의 상부에 배치되는 윈도우 필름(2600)을 포함하고, 액정표시장치용 모듈(2500)은 본 발명의 실시예들에 따른 액정표시장치용 모듈을 포함할 수 있다.
광원(2100)은 광을 발생시키는 것으로, 도광판(2200)의 측면에 배치될 수 있다(에지형). 광원(2100)은 선광원 램프 또는 면광원 램프, CCFL 또는 LED 등 다양한 광원들이 사용될 수 있다. 광원(2100) 외부에는 광원 커버(2110)가 배치될 수 있다.
도광판(2200)은 광원(2100)에서 발생된 광을 확산시트(2400)로 가이드한다. 직하형 광원을 채택하는 경우에는 생략될 수 있다.
반사시트(2300)는 광원(2100)에서 발생된 광을 반사시켜 확산시트(2400)의 방향으로 공급하는 역할을 수행한다.
확산시트(2400)는 도광판(2200)을 통해 입사되는 광을 확산 및 산란시켜 액정표시장치로 공급한다.
도 12는 광원(10)이 도광판(2200)의 측면에 배치되는 액정표시장치를 도시하였으나, 광원(2100)은 도광판(2200)의 하부면에 배치될 수도 있고(직하형), 이 경우 도광판(2200)은 생략될 수 있으며, 확산판이 더 포함될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다.
실시예 1
자외선 경화성 수지(SSC566, 신아 T&C) 100중량부와 지르코니아(굴절률:2.1, 평균입경:10nm) 10중량부를 혼합하여 고굴절률 패턴층 형성용 조성물을 제조하였다.
기재층용 투명 PET 필름(도요보, SRF, 두께:80㎛, Re=14,000nm)의 일면에 상술한 고굴절률 패턴층 형성용 조성물을 코팅하고, 양각의 패턴과 제1평탄부(폭:10㎛)가 교대로 형성된 필름을 이용하여 코팅층에 양각 패턴을 인각하고 경화시켜, 하기 표 1의 음각 패턴과 제1평탄부가 형성된 고굴절률 패턴층을 형성하였다. 상기 고굴절률 패턴층에 자외선 경화성 수지(SSC420, 신아T&C)를 코팅하여 상기 음각 패턴을 완전히 충진하고, 경화시켜, 고굴절률 패턴층 바로 위에 저굴절률 패턴층이 형성된 광학필름을 제조하였다.
실시예 2와 실시예 3
실시예 1에서, 지르코니아 함량을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 광학필름을 제조하였다.
실시예 4
실시예 3에서, 자외선 경화성 수지(SSC420, 신아T&C) 대신에 자외선 경화성 수지(SSC440, 신아T&C)를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 광학필름을 제조하였다.
실시예 5
실시예 1에서, 고굴절률 패턴층에 지르코니아 대신에 티티니아(굴절률:2.5, 평균입경:10nm)를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 광학필름을 제조하였다.
비교예 1
기재층용 투명 PET 필름(도요보, SRF, 두께:80㎛, Re=14,000nm)의 일면에 자외선 경화성 수지(SSC566, 신아T&C)을 코팅하고, 양각의 패턴과 제1평탄부(폭:10㎛)가 교대로 형성된 필름을 이용하여 코팅층에 양각 패턴을 인각하고 경화시켜, 하기 표 1의 음각 패턴과 제1평탄부가 형성된 고굴절률 패턴층을 형성하였다. 상기 고굴절률 패턴층에 자외선 경화성 수지(SSC420, 신아T&C)를 코팅하여 상기 음각 패턴을 완전히 충진하고, 경화시켜, 고굴절률 패턴층 바로 위에 저굴절률 패턴층이 형성된 광학필름을 제조하였다.
실시예와 비교예의 광학필름에 대해 하기 표 1의 물성을 평가하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(1)투과율과 헤이즈: 광학필름(가로x세로, 100mm x 100mm)에 대해 NDH 300A(Nippon Denshoku)을 사용하여 파장 400nm 내지 800nm에서 투과율과 헤이즈를 측정하였다.
(2)외관 및 코팅성: 광학필름(가로x세로, 300mm x 300mm)에 대해 고굴절률 패턴층이 균일하게 코팅되었는지 여부를 육안으로 평가하여, 균일하게 코팅된 경우 양호, 그렇지 않은 경우 불량으로 평가하였다.
(3)표면 경도: 광학필름(가로x세로, 100mm x 100mm) 중 저굴절률 패턴층과 유리판이 접하도록 붙인다. 광학필름의 기재층에 JIS K 5600에 규정한 6B부터 9H에 해당하는 연필을 기재층의 평면에 대해 45°의 기울기로 하여 500±25g의 힘으로 0.8mm/초의 속도로 최소 10mm 이상 이동시킨다. 연필을 이동시키고 30초 후에 긁힌 면을 관찰하여 긁힌 자국이 있는지 평가한다. 위치를 이동시켜 5회 동안 동일한 방법으로 실시한다. 5회 실험 중 2 회 이상 기재층 면에 상처가 생기지 않을 경우 상위 경도의 연필로 바꾸어 동일하게 실험한다. 시편에 대해 긁힘이 2회 이상 발생되는 경우의 연필 경도를 찾아내고 그 연필보다 한 단계 아래의 경도를 표면 경도로 한다.
(4)부착력: 광학필름(가로x세로, 100mm x 100mm) 중 저굴절률 패턴층에 가로 10줄과 세로 10줄을 칼로 그어, 총 100개의 단편을 제조한다. 저굴절률 패턴층에 테이프(NITTO사)를 붙이고 뜯어내었을 때, 고굴절률 패턴층 중 탈착되지 않은 개수를 구한다. 탈착되지 않은 개수가 높을수록 고굴절률 패턴층과 기재층 간의 접착력이 높음을 의미한다.
실시예 비교예
1
1 2 3 4 5
고굴절률 패턴층 음각패턴 렌티큘러
렌즈		 렌티큘러
렌즈		 렌티큘러
렌즈		 렌티큘러
렌즈		 렌티큘러
렌즈		 렌티큘러
렌즈
음각패턴 최대폭
(㎛)		 10 10 10 10 10 10
음각패턴 높이
(㎛)		 10 10 10 10 10 10
음각패턴
종횡비		 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
고굴절률 입자 지르코니아 지르코니아 지르코니아 지르코니아 티타니아 -
입자함량
(중량부)		 10 20 30 30 10 -
굴절률 1.597 1.607 1.614 1.614 1.603 1.590
저굴절률 패턴층 굴절률 1.440 1.440 1.440 1.464 1.440 1.440
입자 - - - - - -
입자함량
(중량부)		 - - - - - -
굴절률 차이* 0.157 0.167 0.174 0.150 0.163 0.150
투과율(%) 88.29 87.86 87.11 87.35 86.51 89.15
헤이즈(%) 1.75 2.59 3.01 2.47 3.80 0.90
외관 및 코팅성 양호 양호 양호 양호 양호 양호
표면경도 H H 2H 2H H H
부착력
(탈착되지 않은 개수/총 단편 개수)		 100/100 100/100 100/100 100/100 100/100 95/100
*굴절률 차이:고굴절률 패턴층의 굴절률 - 저굴절률 패턴층의 굴절률
상기 표 1에서와 같이, 본 실시예에 따른 광학필름은 고굴절률 입자를 고굴절률 패턴층에 포함함으로써 고굴절률 패턴층의 굴절률을 향상시킬 수 있다. 또한, 외관 및 코팅성이 양호하여 고굴절률 패턴층 형성이 용이하였다. 또한, 본 실시예에 따른 고굴절률 입자가 첨가된 광학필름은 기재층에 대한 부착력이 우수하였다. 추가로 실시예 4의 경우, 가격이 저렴한 저굴절 수지를 사용할 수 있다는 장점이 있다. 반면에, 고굴절률 패턴층에 고굴절률 입자를 포함하지 않는 비교예 1은 부착력에 문제가 있었다.
실시예와 비교예의 광학필름을 이용해서 편광판 및 액정표시장치용 모듈을 제조하였다.
제조예 1: 복합광학시트의 제조
에폭시 아크릴레이트(Epoxy Acrylate) 35중량%, 우레탄 아크릴레이트 올리고머(Urethane Acrylate Oligomer) 15중량%, 오르쏘 페닐 페놀 에톡시레이티드 아크릴레이트(Ortho phenyl phenol ethoxylated acrylate) 36중량%, 트리메틸올프로판 9-에톡시레이티드 아크릴레이트(Trimethylolpropane 9-ethoxylated acrylate) 10중량%, 및 광개시제 4중량%를 포함하는 조성물을 제조하였다.
상기 조성물을, 투명한 제1베이스필름용 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름(미쯔비시社, T910E, 두께:125㎛)의 일면에 코팅하여 코팅물을 얻었다. 프리즘 패턴(높이:12㎛, 폭:24㎛, 꼭지각: 90°인 삼각형)이 인각된 패턴롤을 이용하여 상기 코팅물에 상기 프리즘 패턴을 인가하고 경화시켜, 제1프리즘 패턴이 형성된 제1광학시트를 형성하였다.
상기 조성물을, 투명한 제2베이스필름용 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름(미쯔비시社, T910E, 두께:125㎛)의 일면에 코팅하여 코팅물을 얻었다. 프리즘 패턴(높이:12㎛, 폭:24㎛, 꼭지각: 90°인 삼각형, 종횡비:0.5)이 인각된 패턴롤을 이용하여 상기 코팅물에 패턴을 인가하고 경화시켜, 제2 프리즘 패턴이 형성된 제2광학시트를 형성하였다.
제1프리즘 패턴과 제2프리즘 패턴의 길이 방향이 서로 직교하도록, 제1광학시트상에 제2광학시트를 적층시켜 복합광학시트를 제조하였다. 출사각은 복합광학시트에 대해 시야각 측정 방법으로 측정하였다. 출사각은 -28°, +28°이다.
제조예 2: 제1편광판의 제조
폴리비닐알콜 필름을 60℃에서 3배 연신하고 요오드를 흡착시킨 후 40℃의 붕산 수용액에서 2.5배 연신하여 제1편광자를 제조하였다. 제1편광자의 양면에 기재층으로 트리아세틸셀룰로스 필름(두께 80㎛)을 편광판용 접착제(Z-200, Nippon Goshei사)로 접착시켜 제1편광판을 제조하였다.
제조예 3: 액정표시장치용 모듈의 제조
( 1)제2편광판 제조
제조예 2와 동일한 방법으로 편광자를 제조하였다.
실시예와 비교예의 광학필름의 저굴절률 패턴층의 일면에 편광판용 접착제(Z-200, Nippon Goshei사)를 코팅하고, 상기 제조한 편광자와 합지하고, 경화시켜, 제2편광판을 제조하였다.
( 2)액정표시장치용 모듈의 제조
제조예 1의 복합광학시트, 제조예 2의 제1편광판, 액정패널(PVA 모드), 상기 제조한 제2편광판을 순차적으로 조립하여 액정표시장치용 모듈을 제조하였다.
실시예와 비교예에서 제조한 액정표시장치용 모듈의 개략적인 구성을 하기 표 2에 나타내었다. 실시예와 비교예에서 제조한 액정표시장치용 모듈을 이용하여 하기 물성을 평가하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1)휘도: LED 광원, 도광판, 액정표시장치용 모듈을 조립하여 1변 에지형 LED 광원을 포함하는 액정표시장치(실시예 및 비교예의 액정표시장치용 모듈의 구성을 제외하고Samsung LED TV(UN32H5500)와 동일 구성)를 제조하였다. EZ CONTRAST X88RC(EZXL-176R-F422A4, ELDIM사)를 이용하여 정면 휘도값을 측정하였다. 상대휘도는 {(실시예와 비교예의 휘도값)/(비교예 1의 휘도값)} x 100으로 계산하였다.
(2)1/2 좌우 시야각과 1/2 상하 시야각: (1)과 동일한 방법으로 액정표시장치를 제조하고, EZ CONTRAST X88RC(EZXL-176R-F422A4, ELDIM사)를 이용하여 휘도값을 측정하였다. 1/2 좌우 시야각과 상하 시야각은 각각 정면 휘도의 1/2의 휘도를 갖는 시야각을 의미한다.
실시예 비교예
1
1 2 3 4 5
상대휘도(%) 98 96 95 97 93 100
1/2 좌우 시야각(°) 66 69 71 68 68 63
1/2 상하
시야각(°)		 49 51 53 51 50 46
상기 표 2에서와 같이, 본 실시예에 따른 액정표시장치용 모듈은 상대휘도 감소를 최소화하면서 측면 시야각을 개선하였다. 반면에, 고굴절률 패턴층에 고굴절률 입자를 포함하지 않는 비교예 1은 좌우 시야각이 좋지 않았다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (17)

  1. 기재층 및 상기 기재층 상에 형성된 시인성 개선층을 포함하고,
    상기 시인성 개선층은 하나 이상의 음각 패턴이 형성된 고굴절률 패턴층 및 상기 음각 패턴의 적어도 일부를 충진하는 충진 패턴을 포함하는 저굴절률 패턴층을 포함하고,
    상기 기재층, 상기 고굴절 패턴층 및 상기 저굴절 패턴층이 순차적으로 적층된 구조를 가지거나 또는 상기 기재층, 상기 저굴절 패턴층 및 상기 고굴절 패턴층이 순차적으로 적층된 구조로 상기 시인성 개선층이 형성되고,
    상기 고굴절률 패턴층의 굴절률은 상기 저굴절률 패턴층의 굴절률보다 크고,
    상기 고굴절률 패턴층은 상기 고굴절 패턴층의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 고굴절률 입자를 포함하는, 디스플레이 시인성 개선용 광학필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고굴절률 입자는 지르코니아, 또는 티타니아 중 하나 이상을 포함하는 것인, 디스플레이 시인성 개선용 광학필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 고굴절률 입자는 상기 고굴절률 패턴층 중 5중량% 내지 30중량%로 포함되는 것인, 디스플레이 시인성 개선용 광학필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 고굴절률 패턴층과 상기 저굴절률 패턴층 간의 굴절률 차이는 0.10 내지 0.20인 것인, 디스플레이 시인성 개선용 광학필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 고굴절률 패턴층은 굴절률이 1.50 이상인 것인, 디스플레이 시인성 개선용 광학필름.
  6. 제1항에 있어서, 상기 저굴절률 패턴층은 굴절률이 1.50 미만인 것인, 디스플레이 시인성 개선용 광학필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 음각 패턴은 렌티큘러 렌즈 패턴, 단면이 3각형 내지 10각형인 프리즘 패턴, 하면에 곡면이 형성되고 단면이 3각형 내지 10각형인 프리즘 패턴, 단면이 삼각형인 프리즘의 하부가 절단된 형태, 렌티큘러렌즈 패턴의 하부가 절단된 형태, 또는 하부에 하나 이상의 평탄부가 형성되고 단면이 n 각형(n은 5 내지 10의 정수)인 음각 패턴을 포함하는 것인, 디스플레이 시인성 개선용 광학필름.
  8. 제1항에 있어서, 상기 음각 패턴과 이웃하는 상기 음각 패턴 사이에 제1평탄부가 더 형성된 것인, 디스플레이 시인성 개선용 광학필름.
  9. 제1항에 있어서, 상기 음각 패턴은 종횡비가 1.0 이하인 것인, 디스플레이 시인성 개선용 광학필름.
  10. 제1항에 있어서, 상기 기재층은 하기 식 A의 Re가 8,000nm 이상인 것인, 디스플레이 시인성 개선용 광학필름:
    <식 A>
    Re = (nx - ny) x d
    (상기 식 A에서, nx 및 ny 는 파장 550nm에서 기재층의 지상축 방향, 진상축 방향 및 두께 방향의 굴절률이고, d는 기재층의 두께(단위:nm)이다).
  11. 제1항에 있어서, 광학필름은 기능층을 더 포함하고,
    상기 기능층은 상기 기재층, 상기 고굴절률 패턴층 및 상기 저굴절률 패턴층이 순차적으로 적층된 구조에서는 상기 기재층 상에 형성되고,
    상기 기재층, 상기 저굴절률 패턴층 및 상기 고굴절률 패턴층이 순차적으로 적층된 구조에서는 상기 고굴절률 패턴층 상에 형성되는, 디스플레이 시인성 개선용 광학필름.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 고굴절률 패턴층과 상기 저굴절률 패턴층의 굴절률 차이는 0.10 내지 0.20이고,
    상기 고굴절률 입자는 지르코니아, 티타니아 중 하나 이상을 포함하고,
    상기 기재층은 상기 고굴절률 패턴층 또는 상기 저굴절 패턴층과 직접적으로 접하여 형성되고,
    상기 기재층은 하기 식 A의 Re가 8,000nm 이상인 것인, 디스플레이 시인성 개선용 광학필름:
    <식 A>
    Re = (nx - ny) x d
    (상기 식 A에서, nx 및 ny 는 파장 550nm에서 기재층의 지상축 방향, 진상축 방향 및 두께 방향의 굴절률이고, d는 기재층의 두께(단위:nm)이다).
  13. 제1항에 있어서, 상기 광학필름은 JIS K 5600에 의한 표면 경도가 H 이상인 것인, 디스플레이 시인성 개선용 광학필름.
  14. 편광자, 및 상기 편광자 상에 형성된 광학필름을 포함하고,
    상기 광학필름은 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 디스플레이 시인성 개선용 광학필름인 것인, 편광판.
  15. 제1 편광판,
    제2 편광판,
    상기 제1 편광판과 상기 제2 편광판의 사이에 위치한 액정패널, 및
    상기 제1편광판의 하부에 위치된 복합광학시트를 포함하고,
    상기 제2편광판은 편광자 및 상기 편광자 상에 형성된 광학필름을 포함하고,
    상기 광학필름은 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 디스플레이 시인성 개선용 광학필름을 포함하고,
    상기 광학필름은 상기 복합광학시트로부터 출사된 광이 상기 저굴절 패턴층으로 입사되어 상기 고굴절 패턴층으로 출사되도록 배치된 것인 액정표시장치용 모듈.
  16. 제15항에 있어서, 상기 복합광학시트는 출사각이 -40° 내지 +40°인 것인 액정표시장치용 모듈.
  17. 제15항의 액정표시장치용 모듈을 포함하는 액정표시장치.
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