KR20180072816A - 디스플레이 응용을 위한 간섭 필터 필름 - Google Patents

디스플레이 응용을 위한 간섭 필터 필름 Download PDF

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KR20180072816A
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filter film
filter layer
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에스마에일 바나엘
션 노쓰럽
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에버릭스, 인크.
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Abstract

디스플레이를 위한 광학 필터는 적어도 하나의 광학 필터층을 갖는 필터 필름을 포함한다. 상기 필터층은 광 파장 대역을 차단하고 상기 대역 외의 광 파장에 대해 투명하다. 상기 필터 필름은 25 미크론 내지 1 mm 범위의 두께를 갖는다. 상기 필터 필름은 상기 필터층에 의해 차단된 상기 대역의 파장에서 광학적으로 투명한 하나 이상의 라미네이트층을 포함할 수 있다. 상기 필터 필름은 하나 이상의 투명 전극층과 층 접촉하는 하나 이상의 액정 폴리머층 및 상기 하나 이상의 액정 폴리머층과 층 접촉하는 하나 이상의 폴리머층을 포함할 수 있다.

Description

디스플레이 응용을 위한 간섭 필터 필름
본 발명은 디스플레이 응용, 특히 조명된 스크린을 위한 간섭 필터 필름에 관한 것이다.
여러 유형의 디스플레이는 다양한 이유로 고성능(고선택성) 광 필터링을 필요로 한다. 일반 LED 백라이트 디스플레이(예를 들어, 전화기, 태블릿, 노트북, TV 세트, 데스크탑 모니터 및 기타 디지털 디스플레이)는 눈, 뇌 및 일반 건강에 해로운 방사선을 갖는 청색 LED 구성을 포함한다. 특정 디스플레이는 군사, 자동차 산업 등에서의 응용을 위해 600 nm 이상의 광 방출을 차단할 필요가 있다. 청색 또는 UV 광에 의해 여기되는 화소 내의 인광 물질 또는 다른 광 변환 물질을 사용하는 몇몇 유형의 디스플레이는 과도한 여기광이 스크린 표면으로부터 벗어나지 않도록 하고 이를 차단할 필요가 있다. 선택적 광학 필터는 특정 디스플레이 유닛에서 컬러 콘트라스트(contrast)를 향상시킬 수 있다. 유사하게, 선택적 광학 필터는 밝은 주변광을 갖는 실외 환경에서 디스플레이 콘트라스트 및 시인성을 향상시킬 수 있다. 또 다른 예는 망막과 로드 셀(rod cells)의 감도 곡선이 중첩되기 때문에 뇌를 혼동시키는 방출된 광 스펙트럼의 일부를 차단함으로써 색맹인 사람이 색을 더 높은 콘트라스트 및 구별능을 가지고 볼 수 있도록 도와주는 선택적 광학 필터이다.
이러한 경우에 필요한 고성능 필터는 몇 개의 서브 파장층을 포함하는 박막 간섭 필터이어야 한다. 고성능 박막 필터를 생산하는 종래의 방법은 이온 빔 스퍼터링(Ion-Beam Sputtering)과 같은 진공 증착 방법을 기반으로 한다. 이 방법은 다양한 응용 및 산업에서 사용되는 경질 기판 상에 하드 코팅 필터를 생성하는 데 널리 사용된다. 그러나, 디스플레이 산업은 다음의 몇 가지 이유로 종래의 필터를 거의 사용할 수 없다. 1) 경질 필터는 디스플레이 커버의 구조 내에 간단하게 집적될 수 없다. 2) 기존의 박막 코팅 광학 필터는 일반적으로 디스플레이 응용에 대해 너무 부피가 크고 무거울 수 있는 두꺼운 유리 기판 상에 존재한다. 3) 종래의 필터 제조 공정은 디스플레이 집적에 부적합하게 하는 벤딩 스트레스 하에서 크랙과 같은 몇 가지 기술적 과제를 제시한다. 4) 종래의 진공 증착 기반의 제조는 디스플레이 응용을 위한 큰 표면적을 갖는 필터의 대면적 생산에 경제적으로 적합하지 않다.
미국인의 95%는 밤 시간 동안 컴퓨터, 랩톱, 태블릿 또는 스마트폰에서 LED 스크린을 본다. 미국인의 63%는 충분한 수면을 취하지 못하고 있다. 유사한 통계가 전 세계에서 발견될 수 있다. 인간의 눈은 야간에 훨씬 적은 양의 광, 특히 청색광 스펙트럼의 특정 부분을 처리하기 위해 자연적으로 설계된다. 청색광의 강도가 낮으면 정상적인 멜라토닌 호르몬 수치가 증가할 것이다. 멜라토닌은 좋은 밤잠을 이룰 수 있을 만큼 충분히 우리를 피곤하게 만든다.
LED 스크린으로부터의 과도한 청색광은 뇌가 낮시간이 길어졌다고 생각하게 만들어 수면 및 기상 패턴을 조절하는 우리의 내부 시계를 혼란스럽게 한다. 야간의 스크린 타임은 이러한 규제 호르몬을 크게 감소시켜 우울증, 스트레스, 불면증, 수면 부족, 및 많은 경우 체중 증가, 당뇨병 및 특정 암(유방, 난소 및 전립선)의 위험을 증가시킨다.
모든 연령층의 사람들은 청색광에 의해 영향을 받는다. 그러나 십대 청소년들은 청색광의 해로운 영향에 더 취약하다. 눈이 더 효율적으로 작용하여 이러한 특정광에 더 높은 감도를 부여하기 때문이다.
대부분의 디스플레이에서 방출되고 몇 가지 건강 문제를 일으키는 청색광 중 가장 유해한 부분은 대부분 460 nm 내지 480 nm의 파장 범위로 제한된다. 스펙트럼에서 이는 디스플레이의 청색 LED 방사 스펙트럼의 끝 부분이다. 이러한 문제에 대한 해결책은 청색 LED의 소프트웨어를 통한 디밍(dimming)을 포함시켜 디스플레이 컬러 및 색온도를 변화시키는 것이다. 그러나, 대부분의 최신 디스플레이는 청색 LED 구성 요소가 녹색 및 적색 LED에도 여기 에너지를 제공하기 때문에 청색 LED를 끄거나 충분히 희석하여 460 nm 내지 480 nm 범위의 유해한 복사를 제거하는 것이 불가능하다.
본 발명은 디스플레이 응용을 위한 박막 필터 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
열 연식 공정(thermal drawing process)을 통해 제조된 모든 플라스틱 박막 간섭 필터의 출현에 힘입어, 본 출원은 디스플레이 응용을 위한 박막 필터 필름을 제안하다.
본 발명에 따르면, 디스플레이용 광학 필터는 적어도 하나의 광학 필터층을 갖는 필터 필름을 포함한다. 필터층은 광 파장 대역을 차단하고, 대역 외의 광 파장에 대해서는 투명하다. 필터 필름은 10 미크론 내지 1 mm 범위의 두께를 갖는다. 필터 필름은 필터층에 의해 차단된 대역의 파장에서 광학적으로 투명한 하나 이상의 라미네이트층을 포함할 수 있다. 필터 필름은 하나 이상의 투명 전극층과 층 접촉하는 하나 이상의 액정 폴리머층 및 하나 이상의 액정 폴리머층과 층 접촉하는 하나 이상의 폴리머층을 포함할 수 있다.
본 발명의 주제(subject matter)의 이러한 목적 및 다른 목적, 특징 및 이점은 도면 및 상세한 설명을 통해 고려됨으로써 더 명확해질 것이다.
본 발명은 디스플레이 응용을 위한 박막 필터 필름을 제공할 수 있다.
본 발명의 특성에 대한 완전한 이해를 위해, 첨부된 도면과 관련하여 취해진 이하의 상세한 설명이 참조되어야 한다.
도 1a 및 도 1b는 필터 필름의 일 실시예를 나타낸다.
도 2a 및 도 2b는 접착층을 갖는 필터 필름의 일 실시예를 나타낸다.
도 3은 제2라미네이트층을 갖는 필터 필름의 일 실시예를 나타낸다.
도 4는 2개의 제2라미네이트층을 갖는 필터 필름의 일 실시예를 나타낸다.
도 5는 제2라미네이트층 및 일 표면에 도포된 접착제를 갖는 필터 필름의 일 실시예를 나타낸다.
도 6은 2개의 제2라미네이트층 및 일 표면에 도포된 접착제를 갖는 필터 필름의 일 실시예를 나타낸다.
도 7은 프레임 내의 필터 필름의 일 실시예를 나타낸다.
도 8은 장치 케이스 내에 집적된 필터 필름의 일 실시예를 나타낸다.
도 9는 장치 케이스 내에 집적된 필터 필름의 다른 실시예를 나타낸다.
도 10은 밴드를 갖는 장치에 장착된 필터 필름의 일 실시예를 나타낸다.
도 11은 조정 가능한(tunable) 필터 필름의 일 실시예를 나타낸다.
도 12a는 제1상태의 조정 가능한 필터 필름의 상세도를 나타낸다.
도 12b는 제2상태의 도 12a의 조정 가능한 필터 필름의 상세도를 나타낸다.
도 13은 특정 필터 실시예들의 필터링 성능을 나타내는 그래프이다.
도 14는 특정 필터 실시예들의 필터링 성능을 나타내는 그래프이다.
동일한 참조 부호는 도면의 다양한 관점에 걸쳐 동일한 부분을 지칭한다.
이하의 상세한 설명은 단지 예시적인 것이며 개시된 실시예 또는 개시된 실시예의 응용 및 사용을 제한하지 않는다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "예시적인(exemplary 또는 illustrative)"이라는 단어는 "예시(example, instance 또는 illustration)로서의 역할을 하는"을 의미한다. 본 명세서에서 "예시적"으로 기술된 어떠한 구현예도 다른 구현예보다 바람직하거나 유리한 것으로 해석될 필요는 없다. 이하에서 기술된 모든 구현예들은 통상의 실시예가 본 발명의 실시예들을 만들거나 사용할 수 있도록 하기 위해 제공되며 청구범위에 의해 정의된 본 발명의 범위를 한정하지 않는다. 또한, 전술한 기술분야, 배경기술, 과제의 해결 수단 또는 이하의 상세한 설명에 개시된 표현 또는 암시된 이론에 의해 구속되는 것을 의도하지 않는다. 또한, 첨부된 도면에 도시되어 이하의 명세서에서 기술되는 특정 장치 및 공정은 첨부된 청구범위에 정의된 발명 개념의 단순한 예시적인 실시예인 것으로 이해된다. 그러므로, 본 명세서에 개시된 실시예와 관련된 구체적인 치수 및 다른 물리적인 특성은 청구범위에서 달리 명시하지 않는 한 제한적인 것으로 간주되지 않아야 한다.
본 발명의 관점들은 박막 광학 코팅 또는 박막 코팅 및 흡수성 재료를 모두 포함하는 하이브리드 필터의 필요성을 다룬다. 이하에서 설명되는 실시예는 LED 디스플레이와 같은, 그러나 이에 제한되지 않는 어떠한 디스플레이 응용에 사용될 수 있는 추출된 광학 필터를 사용할 수 있다. 이러한 모든 응용 및 이와 유사한 응용에는 설계에 따라 잘 제어되는 반사, 흡수 및 투과 레벨을 갖는 스펙트럼의 다른 부분에 눈에 띄는 영향을 미치지 않으면서 광 스펙트럼이 특정 부분을 차단하는 매우 선택적인 광학 필터가 필요하다.
몇몇 실시예에서, 필터 필름(10)은 열가소성 플라스틱 및/또는 유리 재료로 제조되지만, 특정 응용을 위해 다른 물질이 적합할 수 있다. (또는 공지된 공정 또는 기술에 따라 개발될 수 있다.) 필터 필름은 스크린 상의 직접적 커버로서 사용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 필터 필름(10)은 필터 필름(10)이 버블-자유(bubble-free)로 도포되고 평탄한 면으로부터 박리될 수 있도록 벤딩 가요성을 갖는다.
필터 필름(10)은 필터 필름을 디스플레이 표면(12)의 상에 직접적으로 유지시키기 위해 추가적인 접착층을 사용하여 또는 접착층 없이 라미네이팅될 수 있다. 예를 들어, 도 1a의 필터 필름(10)은 정적 클링(static cling)을 통해 디스플레이 표면(12)에 직접적으로 부착된다. 다른 예로서, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 필터 필름(10)은 디스플레이 표면(12) 상에 부착하기 위한 접착층을 추가적으로 포함할 수 있다. 접착층(14)은 디스플레이 표면(12)에 필터 필름(10)의 부착을 보장하지만, 디스플레이 표면(12)으로부터 필터 필름(10)의 잔류물 제거를 허용하는 두께 및 강도를 갖는다. 접착층(14)은 압력에 의해 활성화되는 것이 바람직하다.
다른 예로서, 필터 필름은 외부 적용 또는 접착이 필요하지 않도록 디스플레이 패널 자체의 구조체 내에 집적될 수 있다. 다양한 방법론이 디스플레이 패널 제조 분야에서 폴리머 또는 폴리머 액정 기판의 다중층을 라미네이팅하기 위해 당 업계에 공지되어 있다. 본 발명은 어느 특정한 디스플레이 패널 제조 기술 또는 공정에 의해 제한되지 않는다.
일부 실시예에서, (전압 인가 없이) 수동 필터링 또는 광의 특정 스펙트럼이 제공되도록 폴리머 또는 유리 재료가 필터 필름(10)에 이용될 수 있다.
제거 가능한 필터 필름(10) 또는 디스플레이 스크린에 통합된 필터 필름(10)을 포함할 수 있는 일부 실시예에서, 필터 필름(10)은 디스플레이에 접착하기 위한 추가적인 접착층(14)을 이용하여 또는 접착층(14) 없이, 제2라미네이트층(16)으로 라미네이팅되거나 또는 한 쌍의 제2라이네이트층(16, 18) 사이에 개재된다. 예를 들어, 도 3은 필터층(20)과 제1라미네이트층(16)의 조립체를 나타낸다. 중간 접착층(14)은 필터층(14)과 라미네이트층(16)을 접착시킨다. 라미네이트층(16)은, 예를 들어, 디스플레이 표면(12)에 충분한 정적 클링을 위한 특성을 제공한다. 중간 접착층은 열-활성화, 광-활성화, 또는 압력-활성화될 수 있지만, 이에 제한되진 않는다. 디스플레이 표면(12)에 부착하기 위한 접착층과 달리, 중간 접착층은 다양한 기술이 적용될 수 있는 제조 공정에서 활성화된다.
추가적으로 또는 다른 예로서, 제2라미네이트층(18)은 디스플레이 표면(12)으로부터 떨어져 있는 필터층(20)의 측면 상에 제공될 수 있다. 도 4는 제1라미네이트층(16)에 추가된 제2라미네이트층(18)을 나타낸다. 만약 필터층 자체가 충분한 정적 클링 특성을 포함하거나, 필터 필름이 디스플레이 내에 집적되어 있는 경우, 제1라미네이트층(16)은 불필요하다.
도 5 및 도 6은 필터 필름(10)이 디스플레이 표면(12)에 필터 필름(10)을 부착하기 위한 접착층을 포함하는 것을 제외하고, 도 3 및 도 4에 대응한다. 이러한 4개의 예시는 라미네이트층과 필터층의 가능한 조합 중 몇 가지만을 제공한다. 또한, 상이한 파장 범위에서 광 필터링을 제공하기 위해 동일한 필터 필름 내에 하나 이상의 필터층을 포함하는 것이 가능하다.
이러한 라미네이팅된 또는 개재된 구조체는 디스플레이 표면(10)에 적용될 수 있다. 라미네이트층(16, 18)은 디스플레이 표면(12)의 추가적인 보호 또는 필터층(20) 자체의 추가적인 보호를 위한 부가적인 기계적(강도 및 스크래치 저항성) 또는 접착성 특성을 위해 선택될 수 있다. 상술한 바와 같이, 특정 라미네이트층(16, 18)의 스크래치 또는 내마모성 특성은 필터 필름, 디스플레이 패널 또는 둘 모두에 대한 손상을 방지할 수 있으며, 따라서 특정 층에 대해 선택된 재료의 유형을 알려주거나 영향을 줄 수 있다.
다른 실시예에서, 도 7에 도시된 바와 같이, (필터층(20) 및 선택적으로 추가적인 층들(16, 18) 및 이들 사이의 접착층(14)을 갖는) 필터 필름(10)은 디스플레이 또는 장치 상에 장착하기 위한 프레임(22)에 집적될 수 있다. 그러나, 필터 필름(10)은 또한 도 8 및 도 9에 개략적으로 도시된 바와 같이, 장치 케이스에 집적될 수 있다. 예를 들어, (추가층이 있는 경우, 추가층을 갖는) 필터 필름은 장치 커버 또는 슬리브(sleeves)에 집적되어, 장치를 커버 또는 슬리브 내에 임시로 배치하고 필요할 때 제거할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 장치 케이스(24)는 필터 필름(10)이 마모된 경우 동일한 새로운 것으로, 또는 상이한 파장의 광을 필터링하기 위해 다른 것으로 교체하기 위한 삽입 슬롯(26)을 포함할 수 있다. 도 9는 힌지(hinged) 연결부(30)를 통해 필터 필름(10)이 부착되는 상이한 장치 케이스(28)를 나타낸다. 도 10은 필터 필름(10)이 디스플레이 표면 상에 필터 필름(10)을 배치하기 위해 장치 주변에 위치한 루프를 형성하는 탄성 밴드(32) 형태의 상이한 부착 특징부를 포함한다. 루프를 형성하는 탄성 밴드(32)의 길이는 장치의 크기에 의존한다. 만약 필터 필름 자체가 충분한 물리적 일체성을 갖는다면, 탄성 밴드는 프레임(22)을 사용하지 않고 필터 필름(10) 자체에 부착될 수 있다.
장치 케이스(24, 28), 커버 또는 슬리브와 같은 장치 케이스 내에 필터 필름(10)을 집적하는 메커니즘은 고정 또는 모듈식일 수 있다. 모듈식 집적은 필터 필름의 제거 및/또는 교체를 가능하게 한다. 모듈식 집적은 (도 8에 예시적으로 도시된 바와 같이) 케이스, 커버 또는 슬리브 상으로 미끄러질 수 있는 필터 필름(10)을 포함할 수 있다. 필터 필름(10)은 (도 9에 도시된 바와 같이) 케이스, 커버 또는 슬리브의 나머지에 부착된 프레임(22)에 장착될 수 있다. 필터 필름은 (도 10의 예와 같이) 밴드 또는 고무 홀더를 사용하여 케이스, 커버 또는 슬리브의 나머지에 부착된 프레임(20)에 장착될 수 있다. 필터 필름을 장착하기 위한 다른 예는 스냅-온(snap-on) 특징부를 사용하여 케이스, 커버 또는 슬리브의 나머지에 부착된 프레임, 및/또는 후크-루프(hook-loop) 고정 패브릭 또는 밴드 또는 다른 고정 요소를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 필터 필름(10)이 장착된 프레임(22)은 필터 필름(100)으로부터 제거 가능하도록 구성된다. (필터 필름(10)을 갖는) 프레임(22)은 필터 필름(10)을 포함하는 부분만이 마모되거나 품질이 저하된 경우에 교체될 수 있다. (필터 필름(10)을 갖는) 프레임(22)은 다양한 목적을 위해 또는 특정 포함을 위한 다양한 차광 레벨을 위해 장치 디스플레이 상에 하나 이상의 유형의 필터가 사용될 필요가 있는 경우 또한 교체될 수 있다. 예를 들어, 필터가 안과 치료 목적으로 사용되는 경우, 하나의 필터 필름(10)은 노화 관련 황반 변성(AMD; age-related macular degeneration)을 늦추기 위해 약 450 nm의 파장 범위를 차단하는 스펙트럼으로 제조될 수 있는 반면, 다른 필터 필름(10)은 청색광 범위에 의해 유발된 멜라토닌 억제의 결과로서의 수면 장애를 방지하기 위해 약 470 nm 범위를 차단하기 위해 제조될 수 있다.
다른 실시예에서, 필터 필름(10)은 상술한 바와 같이 장치의 집적된 부분으로서 장치 디스플레이 유닛의 층에 라미네이팅 또는 집적될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 필터 필름(10)은 디스플레이 유닛의 상부 커버 및 광 필터 둘 모두로서 작용하는, 디스플레이 유닛 내의 다기능층으로서 사용될 수 있다. 유사하게, 필터 필름(10)은 충격, 스크래치 또는 이탈(aberration)로부터 장치 표면을 보호하고 다양한 응용을 위해 원하지 않는 광을 필터링하기 위한 다기능 추가물(add-on)로서 사용될 수 있다.
필터층 두께는 응용 및 원하는 스펙트럼 스펙에 의해 결정된다. 필터층(20)은 통상적인 접착층(14)보다 훨씬 얇은 것으로부터 비슷한 두께까지, 및 드문 경우에서 접착층(14)보다 더 큰 두께까지 다양할 수 있다. (보호층(16, 18)을 포함하는 적층 구조에서) 중간 접착층(14)을 위해 더 두꺼운 접착제가 더 좋을 수 있으며, 따라서 층들(16, 18, 20)이 쉽게 분리되지 않는다. 그러나, 필터 필름(10)을 디스플레이 표면(12)의 외부에 접착시키는 최종 접착층(14)을 위해서는, 약한, 얇은 접착제가 (영구적인 접착이 요구되지 않는다면) 더 좋을 수 있다. 접착제는 일반적으로 1 밀(25 미크론) 내지 5 밀(125미크론)이다. 필터 필름(10)은 단독으로 25 미크론 미만, 심지어 10 미크론 내지 수백 미트론, 1 mm의 어떠한 것일 수 있다.
필터 필름은 다양한 특정 파장을 필터링하도록 설계될 수 있고 특정 스펙트럼 곡선으로 제한되지 않는다는 것이 본 발명의 일 관점이다. 예를 들어, 도 13 및 도 14는 다양한 디스플레이 응용을 위해 본 발명의 필터 필름(10)에 의해 획득될 수 있는 필터 성능의 예들을 나타낸다. 이러한 결과는 전술한 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 개별적으로 또는 조합하여 원하는 감쇠 특성을 갖는 재료의 선택을 통해 달성될 수 있다.
본 발명의 대상이 되는, 오직 개별 필터층(20)을 또는 필터층(20) 및 하나 이상의 추가적인 라미네이트층(16, 18)을 포함하는 다층 적층 구조를 갖는 필터 필름(10)은 특정 목적을 위한 필터의 스펙트럼 요구 사항 및 본 발명에서 개시된 특정 집적 접근 중 어느 것에서 요구되는 기계적 가요성의 레벨에 따라 10 마이크로미터 내지 1 밀리미터의 두께 범위를 가질 수 있다.
필터 필름, 및 필터 필름이 적용될 수 있는 디스플레이 유닛의 횡방향 치수(길이 및 폭)은 (예를 들어, 헤드-마운트 디스플레이 및 웨어러블 기술 도구에서 사용되는 소형 디스플레이 유닛에 대해) 1 mm 내지 (예를 들어, 대형 실내 및 실외 디스플레이 또는 자동차 또는 건물 유리 상에 집적된 디스플레이에 대해) 3 m일 수 있다. 중간-크기 디스플레이 (및 적용될 수 있는 필터 필름)은 휴대형 모방일 장치, 태블릿, 랩톱, 데스크탑 컴퓨터 및 텔레비전용 디스플레이를 포함할 수 있다.
투과된 또는 차단된 대역폭을 중심으로 배치된 스펙트럼 파장은 200 nm (특정 디스플레이 방법에서 여기 광을 차단하기 위한 UV 스펙트럼 범위)만큼 작은 값에서 1800 nm(군사 디스플레이로부터의 방출을 제거하기 위한 근적외선 스펙트럼 범위)까지일 수 있다. 중간 스펙트럼 파장은 대부분의 상용 디스플레이로부터 광을 제어하기 위한 가시광 스펙트럼(380 nm - 750 nm)을 커버한다. 상술한 스펙트럼 파장 주변의 차단된 대역폭("차단"은 광 세기의 20% 이상을 제거하는 것으로 정의됨)은 10 nm만큼 좁거나 400 nm만큼 넓을 수 있으나, 이에 제한되진 않는다.
일 관점에서, 도 11에 도시된 일 실시예는 하나 이상의 집적된 투명 전극층(36)에 접촉, 또는 층 접촉하는 액정 폴리머의 하나 이상의 층(34)을 포함하는 선택적 광 필터링을 위한 필터 필름(10)을 제공할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 폴리머의 하나 이상의 중간층(38)은 필터 필름(10)의 외측 표면을 형성하는 제1라미네이트층(16) 및 제2라미네이트층(18) 이외에 액정 폴리머의 하나 이상의 층(34)에 층 접촉한다.
본 발명에 개시된 기술의 관점들은 수면 사이클에 영향을 주는 광 스펙트럼의 일부를 차단, 방해, 조절 또는 감쇠하도록 선택적으로 작동할 수 있는 필터 필름(10)에 관한 것이다. 필터 필름(10)의 실시예들은 그것이 사용될 수 있는, 예를 들어, 휴대 전화 LED 스크린, 컴퓨터 디스플레이, 텔레비전 패널 및 전자기 스펙트럼의 관련 범위에서 광을 생산 또는 생성할 수 있는 다른 발광 기술과 같은 백라이트 스크린에 대해 최소의 색상 변화로 투명하다. 개시된 필터 필름은 일반적으로 (예를 들어, 인듐 틴 옥사이드와 같은) 투명 전극층(36)을 갖는 액정 폴리머의 층(34)을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 그러한 전극층(36)은, 전압이 도 11, 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이 필터 특성을 조정하기 위해 필터에 적용될 수 있도록, 필터 필름(10)의 양 (반대되는) 측면 상에 배치되어 활성 필터링 기능을 제공할 수 있다. 또한, 도 11, 도 12a 및 도 12b에서, 접착층은 도 3 내지 도 6과 유사하게 존재할 수 있다.
액정 폴리머는 액정 특성을 갖는 단량체의 사슬을 갖는 폴리머 물질로서, 이들에 인가된 전기장에 반응한다. (액정 폴리머를 포함하는) 액정 물질은 물질의 분자 배향에 따라 입사광이 겪는 유효 굴절률이 달라지도록 굴절률에 이방성을 나타낸다. 분자 배향은 외부 전기장 인가와 같은 자극을 통해 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 다층 필터 구조의 교번층 중 적어도 하나의 층(34)은 액정 폴리머로 제조되는 반면, 다른 층(38)은 일반적인 폴리머이다. 몇몇 경우에, 액정 폴리머 층의 통상적인(또는 통상적이지 않은) 굴절률이 층간층(38) 또는 외측 라미네이트층(16, 18)을 형성하는 일반적인 폴리머의 굴절률에 일치하도록 선택되는 것이 바람직할 수 있다. 다층 필터의 층들 사이의 적은 (또는 없는) 굴절률 콘트라스트는 특별한 필터링 특성 없이 선명한 필름을 제공할 수 있다.
도 11, 도 12a 및 도 12b에 추가로 도시된 바와 같이, 도 11, 도 12a 및 도 12b에 도시된 일 실시예에서, 양의 이방성을 갖는 액정 폴리머층(34)은 필터 필름(10)에 전압이 인가되지 않을 때 액정 분자가 도 12a에 도시된 바와 같이 필터 필름(10)의 평면에 대해 수평적으로 정렬되도록 사용될 수 있다. 전압 (필드)가 필름에 인가될 때, 액정 폴리머 분자는 전기장에 부분적으로 반응하여 그들 자체를 재배열할 것이다. 예를 들어, 전압이 인가될 때, 액정 폴리머는 도 12b에 도시된 바와 같이 필터 필름의 평면에 대해 수직으로 정렬되거나 필터 필름(120)의 평면에 대해 다른 각도로 가로지를 수 있다. 다른 실시예에서, 음의 이방성을 갖는 액정 폴리머 분자는 전기장이 인가될 때 도 12a에 도시된 바와 같이 필터 필름(10)의 층들에 평행하게 정렬될 수 있으며, 전기장이 제거될 때 도 12b에 도시된 바와 같이 층들에 수직으로 배열될 것이다.
액정 폴리머의 일반적이지 않은 (또는 일반적인) 굴절률이 교번층의 일반적인 폴리머의 굴절률과 더 이상 일치하지 않도록 물질이 선택될 수 있다. 실시예들에서, 필터 적층체의 주기적인 굴절률 프로파일은 층들의 구조, 물질들의 선택 및 인가된 전기장에 의존하는 조건을 갖는 선택적 광 필터링을 일으킬 것이다. 다층 구조체의 각각의 층 또는 임의의 층에 대해 선택된 특정 폴리머는 필요한 또는 원하는 광 투과 및 차단 특성, 굴절률, 비용 프로파일, 강도, 강성, 또는 내스크래치 특성, 또는 이들 및 다른 요소들의 결합에 따라 선택될 수 있다. 본 출원은 필름 구조체의 특정 층들에 대해 선택된 폴리머 또는 중합성 물질에 의해 제한되지 않는다.
이상의 상세한 설명없이, 통상의 기술자는 전술한 설명을 사용하여 개시된 기술을 최대한 활용할 수 있다고 믿는다. 상술한 실시예들의 임의의 하나 이상의 특징들은 임의의 방식으로 임의의 다른 실시예들의 하나 이상의 특징과 결합될 수 있다. 또한, 명세서를 리뷰 시 많은 변형이 통상의 기술자에게 명백해질 것이다.
요약 부분이 아닌 전술한 상세한 설명 부분이 청구범위를 해석하기 위해 사용되는 것으로 의도됨을 이해할 것이다. 요약 부분은 발명자(들)에서 고려되는 하나 이상의, 그러나 전부가 아닌 예시적인 실시예를 나타낼 수 있으며, 따라서 어떠한 방식으로든 상세한 설명 및 첨부된 청구범위를 제한하고자 하는 것이 아니다.
특정 실시예들에 대한 전술한 설명은 기술의 일반적인 특성을 완전히 나타내야 하기 때문에, 다른 사람들이 통상의 기술자의 지식을 적용함으로써 과도한 실험 없이, 상술한 일반적인 개념으로부터 벗어나지 않고 이러한 특정 실시예와 같은 다양한 응용을 용이하게 수정 및/또는 적용할 수 있다. 상술한 구현예에 대해 많은 수정, 변화 및 세부 사항의 변경이 이루어질 수 있기 때문에, 상기 설명 및 첨부된 도면에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 해석되어야 하며 제한적인 의미로 해석되어서는 안된다. 따라서, 본 발명의 폭 및 범위는 상술한 예시적인 실시예들 중 어느 것에 의해서도 제한되어서는 안되며, 다음의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정의되어야 한다.

Claims (19)

  1. 디스플레이를 위한 광학 필터에 포함된, 적어도 하나의 광학 필터층을 포함하는 필터 필름에 있어서,
    상기 필터층은 광 파장 대역을 차단하고 상기 대역 외의 광 파장에 대해서 투명하며,
    10 미크론 내지 1 mm 범위의 두께를 갖는, 필터 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차단 대역은 10 내지 400 nm 사이의 대역폭을 갖는, 필터 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차단 대역은 470 nm 파장을 포함하는, 필터 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 필터층에 결합된 제1라미네이트층을 더 포함하고, 상기 제1라미네이트층은 상기 필터층에 의해 차단된 상기 대역의 파장들에서 광학적으로 투명한, 필터 필름.
  5. 제4항에 있어서,
    제1라미네이트층은 상기 필터층에 의해 차단된 상기 대역의 파장들에서 광학적으로 투명한 접착제를 통해 상기 필터층에 결합되는, 필터 필름.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 필터층에 결합된 제2라미네이트층을 더 포함하고, 상기 제2라미네이트층은 상기 필터층에 의해 차단된 상기 대역의 파장들에서 광학적으로 투명한, 필터 필름.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2라미네이트층은 표면 외측에 스크래치-저항성을 갖는, 필터 필름.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 필터층은 상기 제1라이네이트층 및 상기 제2라이네이트층 사이에 개재된, 필터 필름.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 제1라미네이트층은 매끄러운 표면과 접촉할 때 정적 클링(static cling) 특성을 갖는, 필터 필름.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 제1라이네이트층은 접착층이 있는 외측면을 갖는, 필터 필름.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 필터 필름은 상기 필터 필름이 평탄한 면으로부터 박리되도록 하는 벤딩 가요성을 갖는, 필터 필름.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 필터층은 제1필터층이며, 상기 필터 필름은 제2필터층을 더 포함하는, 필터 필름.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 필터층은 액정 폴리머 분자를 포함하는 적어도 하나의 액정 폴리머층을 갖는, 필터 필름.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 액정 폴리머층은 적어도 2개의 액정 폴리머층이며, 상기 필러 필름은 상기 액정 폴리머층 사이의 적어도 하나의 중간 폴리머층을 더 포함하는, 필터 필름.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 필터 필름은 적어도 하나의 투명 전극층을 더 포함하는, 필터 필름.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 액정 폴리머 분자는 전기장이 없을 때 상기 필터층에 평행하게 정렬되고, 전기장이 인가되면 상기 필터층을 가로지르는 각도로 정렬되는, 필터 필름.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 액정 폴리머 분자는 전기장이 없을 때 상기 필터층을 가로지르는 각도로 정렬되고, 전기장이 인가되면 상기 필터층에 평행하게 정렬되는, 필터 필름.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 필터 필름을 제거 가능하게 지지하는 프레임을 더 포함하는, 필터 필름.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 프레임은 디스플레이 스크린에 상기 프레임을 부착하기 위한 부착 특징부를 포함하는, 필터 필름.
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