KR20230109525A - 3d hud용 편광필름 및 이를 포함하는 3d hud용 디스플레이 장치 - Google Patents

3d hud용 편광필름 및 이를 포함하는 3d hud용 디스플레이 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20230109525A
KR20230109525A KR1020220042950A KR20220042950A KR20230109525A KR 20230109525 A KR20230109525 A KR 20230109525A KR 1020220042950 A KR1020220042950 A KR 1020220042950A KR 20220042950 A KR20220042950 A KR 20220042950A KR 20230109525 A KR20230109525 A KR 20230109525A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hud
layer
polarizing film
various embodiments
less
Prior art date
Application number
KR1020220042950A
Other languages
English (en)
Inventor
김찬수
최윤선
강병민
황찬솔
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to CN202211471857.2A priority Critical patent/CN116430499A/zh
Priority to US18/085,232 priority patent/US20230221476A1/en
Priority to JP2022204165A priority patent/JP2023103174A/ja
Priority to EP23150036.4A priority patent/EP4212928A1/en
Publication of KR20230109525A publication Critical patent/KR20230109525A/ko

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3025Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3033Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid
    • G02B5/3041Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid comprising multiple thin layers, e.g. multilayer stacks
    • G02B5/305Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid comprising multiple thin layers, e.g. multilayer stacks including organic materials, e.g. polymeric layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B32B27/20Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/02Physical, chemical or physicochemical properties
    • B32B7/023Optical properties
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/14Protective coatings, e.g. hard coatings
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/0006Arrays
    • G02B3/0037Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/005Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along a single direction only, e.g. lenticular sheets

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

본 발명은 3D HUD용 편광필름 및 이를 포함하는 3D HUD용 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 3D HUD용 편광 필름은, 편광자 층, 편광자 층의 일면에 형성되는 제1 보호막 층 및 편광자 층의 타면에 형성되는 제2 보호막 층을 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 편광 필름은 얇은 두께를 가지면서도 다양한 온도, 습도 환경에서 장시간 방치하여도 원형을 거의 보존할 수 있다.

Description

3D HUD용 편광필름 및 이를 포함하는 3D HUD용 디스플레이 장치{POLARAZAING FILM FOR 3D HUD(head up display) AND DISPLAY APPARATUS FOR 3D HUD COMPRISING THE SAME}
아래 실시 예들은 3D HUD용 편광필름 및 이를 포함하는 3D HUD용 디스플레이 장치에 관한 것이다.
3D 영상을 인지하기 위한 요인 중 가장 지배적인 요인은 사용자의 양 눈에 보여지는 영상의 차이이다. 사용자의 양 눈에 서로 다른 영상을 보여주기 위한 방법으로는 편광을 이용한 분할, 시분할, 원색(primary color)의 파장을 다르게 한 파장 분할 등을 원하는 영상을 필터링(Filtering)하는 안경 방식과, 패럴렉스 배리어(parallax barrier), 렌티큘러 렌즈(lenticular lens), 또는 방향성 백라이트 유닛(directional BLU) 등 3D 변환 장치를 이용하여 각 영상을 특정 공간에서만 볼 수 있도록 하는 무안경 방식이 있다. 무안경 방식의 경우, 안경 착용의 불편을 덜 수 있다는 장점이 있다. 이러한 3D 영상은 거울 및 렌즈 등의 광학계를 통해 제공될 수도 있다. 이 경우, 광학계에 의해 빛의 방향이 변경되므로, 3D 영상 렌더링 시 빛의 방향 변화가 고려될 필요가 있다.
HUD(head up display) 시스템은 운전자의 전방에 허상(virtual image)을 생성하고 허상 내에 정보를 표시하여 운전자에게 다양한 정보를 제공할 수 있다. 운전자에게 제공되는 정보는 차량 속도, 주유 잔량, 엔진 RPM(revolution per minute) 등의 계기판 정보 및 네비게이션 정보를 포함할 수 있다. 운전자는 운전 중에 시선의 이동 없이 전방에 표시된 정보를 쉽게 파악할 수 있으므로, 운전 안정성이 높아질 수 있다. HUD 시스템은 계기판 정보 및 네비게이션 정보 이외에도 전방 시야가 좋지 않은 경우에 도움을 주기 위한 차선 표시, 공사 표시, 교통사고 표시, 행인을 나타내는 경고 표시 등을 운전자에게 증강현실(AR: Augmented Reality) 기법으로 제공할 수 있다.
다만, HUD를 이용하여 3D를 구현하기 위해서는 무아레 패턴(Moire pattern)과 크로스토크(crosstalk)를 억제하기 위한 정밀한 아이트래킹 기술과 포커싱이 필요하며, 고휘도의 LCD 백라이트유닛 및 렌즈의 수치 안정성(dimensional stability)이 확보될 필요가 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
상술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 3D HUD용 디스플레이 장치에 적합한 편광 필름 및 이를 포함하는 3D HUD용 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 3D HUD용 편광 필름은, 편광자 층, 편광자 층의 일면에 형성되는 제1 보호막 층 및 편광자 층의 타면에 형성되는 제2 보호막 층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 편광자 층은, PVA를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 편광자 층은, 1축 연신된 PVA 필름을 이용하여 구성되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 편광자 층의 두께는, 10 ㎛ 내지 20 ㎛인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 편광자 층은, 요오드 염료로 침착되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 편광자 층은, 열 안정제, UV 안정제 및 산화 방지제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1 보호막 층은, TAC(tri-acetyl cellulose), PMMA(polymethylmethacrlate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1 보호막 층의 두께는, 30 ㎛ 내지 50 ㎛인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제2 보호막 층은, PMMA(polymethyl methacrylate), PC(polycarbonate) 및 COC(cyclic olefin copolymer)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 고분자를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제2 보호막 층의 두께는, 20 ㎛ 내지 40 ㎛인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 편광 필름은, 105 ℃에서 500 시간 동안 방치한 뒤의 TD 방향에 대한 수축률이 0.15% 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 3D HUD용 디스플레이 장치는, 투명 기판, 투명 기판 상에 형성되는 편광 필름 및 편광 필름 상에 형성되는 렌티큘러 렌즈를 포함할 수 있고, 편광 필름은, 편광자 층, 편광자 층의 일면에 형성되는 제1 보호막 층 및 편광자 층의 타면에 형성되는 제2 보호막 층을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1 보호막 층은, TAC 및 PMMA로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것이고, 제2 보호막 층은, PMMA(polymethyl methacrylate), PC(polycarbonate) 및 COC(cylic olefin copolymer)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 고분자를 포함하는 것이고, 제1 보호막 층은, 렌티큘러 렌즈와 접촉하도록 위치하는 것이고, 제2 보호막 층은, 투명 기판과 접촉하도록 위치하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 렌티큘러 렌즈는, 105 ℃에서 500 시간 동안 방치한 뒤, TD 방향에 대한 수축률이 0.05% 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 렌티큘러 렌즈는, 105 ℃에서 500 시간 동안 방치한 뒤, 크로스토크가 2.0% 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 장치는, 이동 수단에 장착되어 3D HUD(head up display)를 구현하는 것일 수 있다.
본 발명은 3D HUD용 디스플레이 장치에 적합한 편광 필름 및 이를 포함하는 3D HUD용 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른, 3D HUD용 디스플레이 장치의 사시도이다.
도 2는 다양한 실시 예에 따른, 3D HUD용 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른, 3D HUD용 디스플레이 장치의 단면 SEM 이미지이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시 예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시 예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시 예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시 예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시 예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 실시 예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이하, 실시 예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 다양한 실시 예에 따른, 3D HUD용 편광 필름을 제공하고자 한다. 3D 디스플레이를 구현하기 위해서는 무안경식 시스템과 안경식 시스템을 이용할 수 있는데, 3D를 구현하기 위해 특수 고안된 안경이 필요치 않은 무안경식 시스템의 일 예시로서, 렌티큘러 렌즈(lenticular lens)를 이용하는 방식이 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 렌티큘러 렌즈는 일면 상에 복수 개의 볼록한 형태를 가지는 렌티큘(lenticule)이 형성되는 렌즈를 총칭하는 것으로서, 입체적인 3D 정보를 표현하기 위해 렌티큘러 렌즈를 3D 디스플레이 장치에 도입할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 이동수단(예: 자동차)에 렌티큘러 렌즈를 도입할 수 있으며, 렌티큘러 렌즈는 특히 3D HUD(head up display)를 사용자에게 제공할 수 있다는 장점이 있다. 이동수단은 이동 방향으로 윈드실드(wind shiled)가 있어 3D 디스플레이 장치에서 나온 빛이 윈드실드에 반사되어 HUD가 표시될 수 있고, 특히 3D HUD를 표현하기 위해서는 사용자의 좌안과 우안에 정보의 차이가 있는 시각 정보를 제공할 수 있어야 한다.
다양한 실시 예에 따른 편광 필름은, 3D HUD를 구현하기 위한 것으로서, 복수 개의 레이어가 적층되어 제조될 수 있다. 다양한 실시 예에 따른 편광 필름은, 3D HUD용 디스플레이 장치에 도입되어 백라이트 유닛(BLU)에서 나오는 빛을 편광시킬 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 편광 필름은, 백라이트 유닛에서 나오는 빛 중 한쪽 방향의 빛만을 통과시키는 기능을 수행하는 것으로서, 광원을 직접적으로 조절하는 역할을 하기 때문에 표시 장치의 특성 및 성능을 결정짓는 핵심 소재에 해당될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 편광 필름은, 편광자 층 및 이를 보호하기 위해 양면에 적층되는 보호 층을 포함하는 레이어 구조를 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른, 3D HUD용 디스플레이 장치의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 3D HUD용 디스플레이 장치(1)는, 투명 기판(120), 투명 기판(120) 상에 형성되는 편광 필름(100), 및 편광 필름(100) 상에 형성되는 렌티큘러 렌즈(130)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 다양한 이동수단, 예를 들어 자동차의 경우, 차량 내부의 온도가 급격하게 변할 수 있고, 직사광선에 쉽게 노출될 수 있고, 눈비 등의 기상 환경에 따라 다양한 습도 상황에 놓일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 3D HUD용 디스플레이 장치(1)는, 이동수단에 장착되기 위해 상기 언급한 야외 노출에 의한 고온, 고습, 태양광 등에 대한 내성이 강하고, 따라서 이동수단에 적합한 디스플레이 장치(1)를 제공할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 디스플레이 장치(1)에 포함되는 편광 필름(100)은, 복수 개의 레이어를 포함할 수 있다. 특히, 편광 필름(100)은, 편광자 층(101)을 포함하여 백라이트 유닛으로부터 들어오는 빛을 일방향으로 편광시킬 수 있다. 백라이트 유닛에서 발생한 빛은 투명 기판(120)을 통해 편광 필름(100)으로 들어오게 되고, 특히 편광자 층(101)을 통해 빛이 일방향으로 편광될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 편광 필름(100)은, 편광자 층(101), 편광자 층(101)의 일면에 형성되는 제1 보호막 층(102) 및 편광자 층(101)의 타면에 형성되는 제2 보호막 층(103)을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 편광자 층(101)은, PVA(polyvinyl alcohol)을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 편광자 층(101)은, 1축 연신된 PVA 필름을 이용하여 구성되는 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 편광자 층(101)의 두께는, 10 ㎛ 내지 20 ㎛인 것일 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 편광자 층(101)의 두께는, 10 ㎛ 이상이거나, 11 ㎛ 이상이거나, 12 ㎛ 이상이거나, 13 ㎛ 이상이거나, 14 ㎛ 이상이거나, 15 ㎛ 이상이거나, 16 ㎛ 이상이거나, 17 ㎛ 이상이거나, 18 ㎛ 이상이거나, 19 ㎛ 이상일 수 있다. 또한, 다양한 실시 예에 따르면, 편광자 층(101)의 두께는, 20 ㎛ 이하이거나, 19 ㎛ 이하이거나, 18 ㎛ 이하이거나, 17 ㎛ 이하이거나, 16 ㎛ 이하이거나, 15 ㎛ 이하이거나, 14 ㎛ 이하이거나, 13 ㎛ 이하이거나, 12 ㎛ 이하이거나, 11 ㎛ 이하일 수 있다. 바람직하게는, 편광자 층(101)의 두께는, 상기 언급한 수치들 중 선택되는 두 값 사이의 범위에 존재하는 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 편광자 층(101)의 두께는, 10 ㎛ 내지 20 ㎛인 것이 바람직한데, 편광자 층(101)의 두께가 10 ㎛보다 작으면, 편광 특성의 유지가 힘든 단점이 발생할 수 있고, 20 ㎛보다 두꺼우면 편광자 층(101)의 수축 발생이 심하되어 3D 영상의 크로스토크가 증가하는 문제가 발생할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 편광자 층(101)은, 요오드 염료로 침착되는 것일 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 편광자 층(101)은, 1축 연신된 것으로서, 요오드 염료가 흡착되며 상기 1축 연신된 방향으로 배향됨으로써 1 방향의 빛만을 통과시키고 그 외의 빛은 흡수할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 요오드 염료는, 칼륨을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 편광자 층(101)은, 열 안정제, UV 안정제 및 산화 방지제 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 편광자 층(101)에 더 포함 가능한 첨가제로는 공지의 열 안정제, UV 안정제 및 산화 방지제가 이용될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1 보호막 층(102) 및 제2 보호막 층(103)은, 편광자 층(101) 상에 적층되어 편광자 층(101)을 보호하고 편광 필름(100)에 치수 안정성을 부여할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1 보호막 층(102)은, TAC 및 PMMA로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제1 보호막 층(102)은, TAC를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제1 보호막 층(102)에 포함되는 TAC 및 PMMA로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나는, 투명성, 평활성 및 광학적 등방성이 우수한 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1 보호막 층(102)의 두께는, 30 ㎛ 내지 50 ㎛일 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제1 보호막 층(102)의 두께는, 30 ㎛ 이상이거나, 31 ㎛ 이상이거나, 32 ㎛ 이상이거나, 33 ㎛ 이상이거나, 34 ㎛ 이상이거나, 35 ㎛ 이상이거나, 36 ㎛ 이상이거나, 37 ㎛ 이상이거나, 38 ㎛ 이상이거나, 39 ㎛ 이상이거나, 40 ㎛ 이상이거나, 41 ㎛ 이상이거나, 42 ㎛ 이상이거나, 43 ㎛ 이상이거나, 44 ㎛ 이상이거나, 45 ㎛ 이상이거나, 46 ㎛ 이상이거나, 47 ㎛ 이상이거나, 48 ㎛ 이상이거나, 49 ㎛ 이상일 수 있다. 또한, 다양한 실시 예에 따르면, 제1 보호막 층(102)의 두께는, 50 ㎛ 이하이거나, 49 ㎛ 이하이거나, 48 ㎛ 이하이거나, 47 ㎛ 이하이거나, 46 ㎛ 이하이거나, 45 ㎛ 이하이거나, 44 ㎛ 이하이거나, 43 ㎛ 이하이거나, 42 ㎛ 이하이거나, 41 ㎛ 이하이거나, 40 ㎛ 이하이거나, 39 ㎛ 이하이거나, 38 ㎛ 이하이거나, 37 ㎛ 이하이거나, 36 ㎛ 이하이거나, 35 ㎛ 이하이거나, 34 ㎛ 이하이거나, 33 ㎛ 이하이거나, 32 ㎛ 이하이거나, 31 ㎛ 이하일 수 있다. 바람직하게는, 제1 보호막 층(102)의 두께는, 상기 언급한 수치들 중 선택되는 두 값 사이의 범위에 존재하는 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1 보호막 층(102)의 두께는, 30 ㎛ 내지 50 ㎛인 것이 바람직한데, 제1 보호막 층(102)의 두께가 30 ㎛보다 작으면, 너무 그 두께가 얇아 보호 기능을 제대로 발휘하기 어렵고, 50 ㎛보다 두꺼우면 고온에서 수축이 심화되는 문제가 발생할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제2 보호막 층(103)은, PMMA(polymethyl methacrylate), PC(polycarbonate) 및 COC(cyclic olefin copolymer)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 고분자를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제2 보호막 층(103)은, 흡습성 및 수분 투과율이 낮은 소재를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제2 보호막 층(103)에 포함되는 PMMA, PC 및 COC로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나는, 투명성, 평활성 및 광학적 등방성이 우수한 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, COC(cyclic olefin copolymer)는 하기 화학식 1과 같이 표현될 수 있다.
[화학식 1]
다양한 실시 예에 따르면, 제2 보호막 층(103)의 두께는, 20 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제2 보호막 층(103)의 두께는, 20 ㎛ 이상이거나, 21 ㎛ 이상이거나, 22 ㎛ 이상이거나, 23 ㎛ 이상이거나, 24 ㎛ 이상이거나, 25 ㎛ 이상이거나, 26 ㎛ 이상이거나, 27 ㎛ 이상이거나, 28 ㎛ 이상이거나, 29 ㎛ 이상이거나, 30 ㎛ 이상이거나, 31 ㎛ 이상이거나, 32 ㎛ 이상이거나, 33 ㎛ 이상이거나, 34 ㎛ 이상이거나, 35 ㎛ 이상이거나, 36 ㎛ 이상이거나, 37 ㎛ 이상이거나, 38 ㎛ 이상이거나, 39㎛ 이상일 수 있다. 또한, 다양한 실시 예에 따르면, 제2 보호막 층(103)의 두께는, 40 ㎛ 이하이거나, 39 ㎛ 이하이거나, 38 ㎛ 이하이거나, 37 ㎛ 이하이거나, 36 ㎛ 이하이거나, 35 ㎛ 이하이거나, 34 ㎛ 이하이거나, 33 ㎛ 이하이거나, 32 ㎛ 이하이거나, 31 ㎛ 이하이거나, 30 ㎛ 이하이거나, 29 ㎛ 이하이거나, 28 ㎛ 이하이거나, 27 ㎛ 이하이거나, 26 ㎛ 이하이거나, 25 ㎛ 이하이거나, 24 ㎛ 이하이거나, 23 ㎛ 이하이거나, 22 ㎛ 이하이거나, 21 ㎛ 이하일 수 있다. 바람직하게는, 제2 보호막 층(103)의 두께는, 상기 언급한 수치들 중 선택되는 두 값 사이의 범위에 존재하는 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제2 보호막 층(103)의 두께는, 20 ㎛ 내지 40 ㎛인 것이 바람직한데, 제2 보호막 층(103)의 두께가 20 ㎛보다 작으면, 너무 그 두께가 얇아 보호 기능을 제대로 발휘하기 어렵고, 40 ㎛보다 두꺼우면 고온에서 수축이 심화되는 문제가 발생할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 편광 필름(100)은, 105 ℃에서 500 시간 동안 방치한 뒤의 TD 방향에 대한 수축률이 0.15% 이하인 것일 수 있다. 이 때, 수축률은, 편광 필름(100) 상 임의의 두 점을 기준으로 방치 전과 방치 이후의 거리를 비교하여 수축률을 측정할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 편광 필름(100)은, 편광자 층(101)의 연신 방향인 MD 방향과 이에 수직인 TD 방향의 수축률을 측정할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 편광 필름(100)은, 105 ℃에서 500 시간 동안 방치한 뒤의 편광자 층(101)의 연신 수직 방향인 TD 방향(폭 방향)에 대한 수축률이 0.15% 이하인 것일 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 편광 필름(100)은, 105 ℃에서 500 시간 동안 방치한 뒤의 TD 방향(폭 방향)에 대한 수축률이 0.13% 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 3D HUD용 디스플레이 장치(1)는, 투명 기판(120), 투명 기판(120) 상에 형성되는 편광 필름(100), 및 편광 필름(100) 상에 형성되는 렌티큘러 렌즈(130)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 편광 필름(100)은, 편광자 층(101), 편광자 층(101)의 일면에 형성되는 제1 보호막 층(102) 및 편광자 층(101)의 타면에 형성되는 제2 보호막 층(103)을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1 보호막 층(102)은, TAC 및 PMMA로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것이고, 제2 보호막 층은, PMMA(polymethyl methacrylate), PC(polycarbonate) 및 COC(cylic olefin copolymer)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 고분자를 포함하는 것일 수 있다. 이 때, 제1 보호막 층(102)은, 렌티큘러 렌즈(110)와 접하도록 위치하고, 제2 보호막 층(103)은, 투명 기판(120)과 접하도록 위치할 수 있다. 3D 디스플레이 장치의 특성 상 보다 햇빛에 노출되는 렌티큘러 렌즈(110) 쪽 방향이 보다 더 온도 변화가 극심할 수 있고, 두께가 더 두꺼운 제1 보호막 층(102)이 렌티큘러 렌즈(110)와 접하도록 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 렌티큘러 렌즈(110)는, 점착층(111), 점착층(111) 상에 형성되는 베이스 기판(112) 및 베이스 기판(112) 상에 형성되는 패턴층(113)을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 렌티큘러 렌즈(110)는, 베이스 기판(112)의 일면 상에 패턴층(113)을 형성한 뒤 패턴층(113)의 타면에 점착층(111)을 형성하는 것일 수 있다. 다만, 베이스 기판(112) 상에 점착층(111)을 먼저 형성한 뒤, 타면에 패턴층(113)을 형성할 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 패턴층(113)은, 베이스 기판(112) 상에 아크릴계 고분자를 균일한 두께로 슬롯-다이 코팅, 롤-코팅 또는 바-코팅을 통해 도포한 후 자외선 하에서 경화시키고, 패턴을 가지도록 임프린팅하여 형성하는 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 패턴층(113)은, 베이스 기판(112) 상에 아크릴계 고분자를 도포하는 것으로서, 10 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께로 아크릴계 고분자가 도포된 이후 패턴이 형성되는 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 베이스 기판(112)은, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate)를 포함하는 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 베이스 기판(112)은, 1축 연신된 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 1축 연신된 필름을 베이스 기판(112)으로 이용하는 경우, 2축 연신된 필름을 이용하는 경우에 비해 광학적 특성이 우수한 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 2축 연신된 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 광학적 이방성의 특성을 가지고 있어 선편광된 빛이 통과할 때 베이스 기판(112)의 위치에 따라 위상 지연이 상이하게 발생하여 원편광 또는 타원편광된 빛으로 변하게 되고, 이는 영상의 휘도를 저하시킬 수 있다. 1축 연신된 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 위상차가 일정하게 유지되는 것으로서, 베이스 기판(112)의 위치에 상관없이 위상 지연이 일정하게 유지될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 베이스 기판(112)에 포함되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 머신 방향(MD, machine direction)이, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 렌티큘러 렌즈(110)에 부착될 수 있는 편광필름층의 편광 방향과 차이가 5° 이하가 되도록 렌티큘러 렌즈(110)가 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 베이스 기판(112)은, 파장 550 ㎚에서의 광학 지연값(optical retardation)이 7,000 ㎚ 이상인 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 광학 지연(Re) 값과 휘도(I)의 관계는 아래 수학식 1에 따라 표현될 수 있다.
[수학식 1]
다양한 실시 예에 따르면, 특정 광학 지연(Re) 값을 가질 때, 휘도는 사인 함수의 형태로 나타나고, Re 값은 굴절률 편차, 파장 및 필름의 곱으로 계산될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, Re 값이 낮을 경우 가시광선 영역에서 휘도가 낮은 파장 및 높은 파장이 교대로 발생하여 휘도의 편차가 크게 발생하고, 색분산이 발생할 수 있다. Re 값이 7,000 ㎚ 이상일 경우 전 영역의 파장에서 고른 휘도를 나타내어 색분산이 제거될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 파장 550 ㎚에서의 광학 지연값은, 바람직하게는, 8000 ㎚ 이상인 것일 수 있고, 보다 바람직하게는, 10,000 ㎚ 이상인 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 베이스 기판(112)은, 수분 투과성이 100 g/m2·day 이하이고, 63 ℃에서 상대습도 93% 조건 하에서 500 시간 방치하였을 때 TD 방향(폭 방향)으로의 수축률이 0.1% 이하인 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 베이스 기판(112)은, 특히 고습 조건에서 필름이 수분을 쉽게 흡수하지 않아 온도에 관계없이 고른 성능을 보일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 패턴층(113)은, 에틸 (메타)아크릴레이트(ethyl (meth)acrylate), n-프로필 (메타)아크릴레이트(n-propyl (meth)acrylate), 이소프로필 (메타)아크릴레이트(isopropyl (meth)acrylate), n-부틸 (메타)아크릴레이트(n-butyl (meth)acrylate), t-부틸 (메타)아크릴레이트(t-butyl (meth)acrylate), sec-부틸 (메타)아크릴레이트(sec-butyl (meth)acrylate), 펜틸 (메타)아크릴레이트(pentyl (meth)acrylate), 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트(2-ethylhexyl (meth)acrylate), n-옥틸 (메타)아크릴레이트(n-octyl (meth)acrylate), 이소옥틸 (메타)아크릴레이트(isooctyl (meth)acrylate), 이소노닐 (메타)아크릴레이트(isononyl (meth)acrylate), 라우릴 (메아크릴레이트(lauryl (meth)acrylate) 및 테트라데실 (메타)아크릴레이트(tetradecyl (meth)acrylate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 아크릴계 고분자를 포함하는 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 패턴층(113)은, 에틸렌 옥사이드(ethylene oxide) 및 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate)를 더 포함하는 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 에틸렌 옥사이드 및 우레탄 아크릴레이트를 더 포함함으로써 패턴층(113)은, 베이스 기판(112)과의 접합성이 더 우수해지는 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 패턴층(113)은, 아크릴계 고분자를 베이스 기판(112) 상에 도포하여 형성되는 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 패턴층(113)은, 아크릴계 고분자를 베이스 기판(112) 상에 도포한 뒤 광경화를 거친 후 몰드를 이용하여 임프린팅하여 패턴이 형성되는 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 패턴층(113)은, 단면 상 반원형의 패턴을 포함하는 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 패턴층(113)은, 단면 상 반원형의 패턴이 복수 개 형성되는 패턴을 포함할 수 있고, 좌우 영상을 분리하기 위한 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 패턴층(113)은, 복수 개의 렌티큘(lenticule)을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 패턴층(113)의 패턴은, 복수 개의 반원통형 렌티큘을 포함하는 것으로서, 렌티큘러 렌즈의 배치 방향은 정 세로 방향이 아닌, 10° 내지 15° 기울어진 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 렌티큘러 렌즈(110)의 배치 방향은, 렌티큘러 렌즈(110)를 상면에서 바라보았을 때 렌티큘의 길이 방향과 렌티큘러 렌즈의 일 모서리의 법선이 이루는 각을 측정하는 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 패턴층(113)은, 수직 방향에 반시계 방향으로 10° 내지 15° 각도로 기울어져 있을 수 있고(slanted), 바람직하게는, 약 12° 각도로 기울어져 있는 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 패턴층(113)의 기울어진 각도가 15° 이상일 경우, 무아레(Moire)가 증가하고, 3D 영상의 해상도가 떨어질 수 있고, 패턴층의 기울어진 각도가 10° 이하인 경우, 무아레(Moire)가 증가하고, 블랙 매트릭스(black matrix)가 보여 영상의 품질이 떨어질 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 패턴층(113)의 패턴은, 피치(pitch)가 60 ㎛ 내지 150 ㎛이고, 높이가 3 ㎛ 내지 20 ㎛인 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 패턴층(113)의 패턴은, 아크릴계 고분자를 일부 임프린팅하여 형성되는 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 패턴층(113)의 패턴은, 바람직하게는, 피치가 60 ㎛ 내지 100 ㎛인 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 패턴층(113)은, 굴절률이 1.45 내지 1.60이고, 파장 550 ㎚의 빛에 대한 투과도가 92% 이상이고, 헤이즈(haze)가 2% 이하인 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 패턴층(113)은, 다관능 페놀류 화합물, 아민류 화합물, 이미다졸 화합물, 산무수물, 유기인 화합물 및 할로겐화물, 다관능 아크릴게 화합물, 우레탄계 화합물, 이소시아네이트계 화합물, 알코올계 화합물, 폴리아미드, 폴리설파이드 및 삼불화붕소로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 개시제를 포함하는 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 패턴층(113)은 베이스 기판(112) 상에 아크릴계 고분자를 도포한 뒤 광경화를 이용하여 경화되어 형성되는 것일 수 있고, 개시제는 광경화를 위해 포함되는 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 패턴층(113)의 패턴은, 몰딩을 이용한 임프린팅을 통해 형성되는 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 패턴층(113)은, 방향족 모노머를 20 중량% 이하로 포함하는 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 방향족 모노머는 열 및 UV에 의한 변색 특성이 있어 변색을 막기 위해 이를 적게 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 바람직하게는, 패턴층(113)은 방향족 모노머를 5 중량% 이하로 포함하는 것일 수 있고, 보다 바람직하게는, 방향족 모노머를 3 중량% 이하로 포함하는 것일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 점착층(111)은, 10 ㎛ 내지 30 ㎛의 두께를 가지는 것일 수 있다.
도 2는 다양한 실시 예에 따른, 3D HUD용 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 2는 3D HUD용 디스플레이 장치(2)가 장시간 고온 또는 직사광선 등의 외부 자극에 의해 수축이 발생한 것을 나타낸 것으로서, 특히 편광 필름(200)(도 1의 편광 필름(100)) 및 렌티큘러 렌즈의 점착층(211)(도 1의 점착층(111))이 큰 수축이 발생된 것을 확인할 수 있다. 좌안과 우안의 시각 정보를 분리하여 제공하여야 하는 3D HUD용 디스플레이 장치(2)의 특성 상 이러한 수축 발생은 바람직하지 않으며, 수축의 발생을 최소화할 필요가 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 편광 필름(200)은, 얇으면서도 수축이 최대한으로 억제되어 좌안과 우안의 3D 영상의 교접되는 양이 최소화될 수 있고, 무지개 얼룩이 발생하지 않으며, 광의 입사각에 따른 위상차의 값이 변하지 않을 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 렌티큘러 렌즈에서 나오는 좌측 영상과 우측 영상의 겹침은 크로스토크(cross-talk, X-talk, %)를 계산하여 나타낼 수 있다. 서브 픽셀에서 나오는 빛(Isub pixel)은 좌측 영상의 휘도(Ileft), 우측 영상의 휘도(Iright) 및 불필요한 반사 및 산란에 의해 소실되는 휘도(Istray light)의 합으로 정의(수학식 2)되고, 이 때, 크로스토크는 실제 3D 영상에 기여하지 않는 영상의 비율로 정의될 수 있다(수학식 3).
[수학식 2]
Isub pixel = Ileft + Iright + Istray light
[수학식 3]
X-talk[%] = Istray light/(Ileft+Iright)Х100
다양한 실시 예에 따르면, 렌티큘러 렌즈(도 1의 렌티큘러 렌즈(110))는, 105 ℃에서 500 시간 동안 방치한 뒤, 크로스토크가 2.0% 이하인 것일 수 있다.
하기 표 1은 렌티큘러 렌즈(도 1의 렌티큘러 렌즈(110))의 수축에 따른 크로스토크를 측정한 값을 나타낸 것이다.
렌즈 수축률
(TD방향)
0.01% 0.03% 0.05% 0.1%
크로스토크 0.05% 1% 2% 5%
상기 표 1을 참조하면, 렌티큘러 렌즈의 수축률 증가에 따라 크로스토크가 기하급수적으로 증가하는 현상을 확인할 수 있으며, 크로스토크가 2% 이하가 되도록 하기 위해서는 렌즈 수축률이 0.05% 이하가 되는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 크로스토크는 편광필름의 TD 방향 수축률과도 관계가 존재할 수 있다. 하기 표 2는 편광 필름(도 1의 편광 필름(100))의 수축에 따른 크로스토크를 측정한 값을 나타낸 것이다.
편광 필름의 수축률
(TD방향)
0.1% 0.15% 0.2% 0.5%
렌즈 수축률(TD 방향 0.03% 0.05% 0.07% 0.10%
크로스토크 1% 2% 3% 10%
상기 표 2를 참조하면, 편광 필름의 TD 방향 수축률의 증가에 따라 렌티큘러 렌즈의 TD 방향 수축률이 증가하고, 크로스토크가 2% 이하가되도록 하기 위해서는 편광 필름의 TD 방향 수축률이 0.15% 이하가 되도록 하는 것이 바람직할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 디스플레이 장치(도 1의 3D HUD용 디스플레이 장치(1))는, 이동수단에 장착되어 3D HUD(head up display)를 구현하는 것일 수 있다.
이하, 실시 예 및 비교 예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.
단, 하기 실시 예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
제조예
PVA 소재의 편광자 층을 준비하였다. 편광자 층은 1축 연신된 PVA 필름으로서, 요오드/칼륨 용액에 침지되어 편광 특성을 갖춘 것이다. 상기 편광자 층의 상부에 제1 보호막 층(두께 약 40 ㎛)을 부착하였고, 하부에 제2 보호막 층(두께 약 32 ㎛)을 부착하여 총 3층의 편광 필름을 제조하였다. 이 때, 편광 필름을 가로 92.00 mm, 세로 49.32 mm의 직사각형(대각선 길이 3.9 inch)으로 형성하였고, 네 꼭지점에 align key를 마킹하여 추후 수축률을 측정할 수 있도록 하였다. 구체적인 편광자 층, 제1 보호막 층 및 제2 보호막 층의 소재 및 두께는 아래와 같다.
구분 실시 예 1 실시 예 2 실시 예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
편광자 층의 소재 및 두께 PVA10 ㎛ PVA
16 ㎛
PVA
20 ㎛
PVA
25 ㎛
PVA
16 ㎛
PVA
20 ㎛
PVA
30 ㎛
제1 보호막 층의 소재 및 두께 TAC40 ㎛ TAC
40 ㎛
TAC
40 ㎛
TAC
40 ㎛
TAC
40 ㎛
TAC
40 ㎛
TAC
40 ㎛
제2 보호막 층의 소재 및 두께 PMMA30 ㎛ PMMA
30 ㎛
PMMA
30 ㎛
PMMA
30 ㎛
TAC
40 ㎛
TAC
40 ㎛
TAC
40 ㎛
실험예본 발명의 제조예에 따른 편광 필름의 수축률을 측정하였다. 네 꼭지점에 마킹된 align key를 이용하여 방치한 뒤의 변형된 길이를 광학 현미경으로 0.01 ㎛ 단위로 측정하여 수축률을 나타내었다.
통상적으로 자동차에서 요구되는 수준인 105 ℃에서 500시간 동안 고온으로 방치시킨 뒤 실시 예 1, 2, 3 및 비교예 1에 따른 편광 필름의 TD 방향 수축률을 측정하고, 편광자 층의 두께에 따른 수축률을 비교하였다.
구분 실시 예 1 실시 예 2 실시 예 3 실시 예 4
편광 필름의 TD 방향 수축률 0.08% 0.11% 0.15% 0.20%
상기 표 4를 참조하면, PVA 편광자 층의 두께가 20 ㎛ 이하가 되는 것이 바람직한 것을 확인할 수 있다.또한, 실시 예 2, 3 및 비교예 2 내지 4에 따른 편광 필름에 대하여 다습한 환경에서 방치 테스트를 수행한 뒤 수축률을 측정하였다. 구체적인 테스트 환경은, 60 ℃, 90 RH% 환경에서 500 시간 동안 방치시키는 것을 조건으로 하였다.
구분 실시 예 2 실시 예 3 비교예 2 비교예 3 비교예 4
편광 필름의 TD 방향 수축률 0.08% 0.10% 0.12% 0.15% 0.17%
상기 표 5를 참조하면, 비교예에 따른 편광 필름과 달리 실시 예의 편광 필름은 제2 보호막 층으로 PMMA 소재를 사용하였고, TAC 소재보다 상대적으로 흡습성이 낮기 때문에 수축률이 감소하는 것을 확인할 수 있다. 또한, PMMA 소재로 제조하여 TAC 보다 더 얇은 두께로도 편광자 층을 보호할 수 있으나, UV에 의한 변색 가능성이 있기 때문에 상부 보호 층으로서 이용하는 것은 바람직하지 않을 수 있다.이렇게 제조된 상기 편광 필름의 제1 보호막 층과 렌티큘러 렌즈를 접착시키고, 제2 보호막 층과 투명 유리 기판을 접착시켜 3D HUD용 디스플레이 장치를 제조할 수 있었다. 이 때, 렌티큘러 렌즈, 및 유리 기판을 가로 92.00 mm, 세로 49.32 mm의 직사각형(대각선 길이 3.9 inch) 모양으로 제조하여, 전체적으로 직육면체 형태의 디스플레이 장치를 제조하였다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른, 3D HUD용 디스플레이 장치의 단면 SEM 이미지이다.
도 3을 참조하면, 편광자 층인 PVA 필름의 두께가 상당히 얇은 것을 확인할 수 있다.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (16)

  1. 편광자 층;
    상기 편광자 층의 일면에 형성되는 제1 보호막 층; 및
    상기 편광자 층의 타면에 형성되는 제2 보호막 층;을 포함하는,
    3D HUD용 편광 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 편광자 층은, PVA를 포함하는 것인,
    3D HUD용 편광 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 편광자 층은, 1축 연신된 PVA 필름을 이용하여 구성되는 것인,
    3D HUD용 편광 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 편광자 층의 두께는, 10 ㎛ 내지 20 ㎛인 것인,
    3D HUD용 편광 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 편광자 층은, 요오드 염료로 침착되는 것인,
    3D HUD용 편광 필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 편광자 층은, 열 안정제, UV 안정제 및 산화 방지제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 더 포함하는 것인,
    3D HUD용 편광 필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 보호막 층은, TAC(tri-acetyl cellulose) 및 PMMA로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것인,
    3D HUD용 편광 필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 보호막 층의 두께는, 30 ㎛ 내지 50 ㎛인 것인,
    3D HUD용 편광 필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 보호막 층은, PMMA, PC 및 COC로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 고분자를 포함하는 것인,
    3D HUD용 편광 필름.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 보호막 층의 두께는, 20 ㎛ 내지 40 ㎛인 것인,
    3D HUD용 편광 필름.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 편광 필름은, 105 ℃에서 500 시간 동안 방치한 뒤의 TD 방향에 대한 수축률이 0.15% 이하인 것인,
    3D HUD용 편광 필름.
  12. 투명 기판;
    상기 투명 기판 상에 형성되는 편광 필름; 및
    상기 편광 필름 상에 형성되는 렌티큘러 렌즈;를 포함하고,
    상기 편광 필름은,
    편광자 층;
    상기 편광자 층의 일면에 형성되는 제1 보호막 층; 및
    상기 편광자 층의 타면에 형성되는 제2 보호막 층;을 포함하는 것인,
    3D HUD용 디스플레이 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 보호막 층은, TAC 및 PMMA로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것이고,
    상기 제2 보호막 층은, PMMA, PC 및 COC로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 고분자를 포함하는 것이고,
    상기 제1 보호막 층은, 상기 렌티큘러 렌즈와 접촉하도록 위치하는 것이고,
    상기 제2 보호막 층은, 상기 투명 기판과 접촉하도록 위치하는 것인,
    3D HUD용 디스플레이 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 렌티큘러 렌즈는, 105 ℃에서 500 시간 동안 방치한 뒤, TD 방향에 대한 수축률이 0.05% 이하인 것인,
    3D HUD용 디스플레이 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 렌티큘러 렌즈는, 105 ℃에서 500 시간 동안 방치한 뒤, 크로스토크가 2.0% 이하인 것인,
    3D HUD용 디스플레이 장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는, 이동 수단에 장착되어 3D HUD(head up display)를 구현하는 것인,
    3D HUD용 디스플레이 장치.
KR1020220042950A 2022-01-13 2022-04-06 3d hud용 편광필름 및 이를 포함하는 3d hud용 디스플레이 장치 KR20230109525A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211471857.2A CN116430499A (zh) 2022-01-13 2022-11-23 用于3d hud的偏振膜和用于包括偏振膜的3d hud的显示装置
US18/085,232 US20230221476A1 (en) 2022-01-13 2022-12-20 Polarizing film for 3d hud and display device for 3d hud including the same
JP2022204165A JP2023103174A (ja) 2022-01-13 2022-12-21 3d hud用偏光フィルム及びこれを含む3d hud用ディスプレイ装置
EP23150036.4A EP4212928A1 (en) 2022-01-13 2023-01-02 Polarizing film for 3d hud and display device for 3d hud including the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220005327 2022-01-13
KR20220005327 2022-01-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230109525A true KR20230109525A (ko) 2023-07-20

Family

ID=87426318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220042950A KR20230109525A (ko) 2022-01-13 2022-04-06 3d hud용 편광필름 및 이를 포함하는 3d hud용 디스플레이 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230109525A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7781068B2 (en) Polarizing-plate-protecting film and polarizing plate
KR101871573B1 (ko) 명암비 개선 광학필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치
US20160187699A1 (en) Liquid crystal display module and liquid crystal display comprising the same
KR101665263B1 (ko) 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치
CN104919344A (zh) 偏振片、图像显示装置和图像显示装置的明处对比度的改善方法
CN109923451B (zh) 偏光板与包含其的液晶显示器
CN108287429A (zh) 偏光板及包括所述偏光板的液晶显示器
US9500872B2 (en) Glass encapsulated polymeric lenticular system for autostereoscopic display
JP2019109407A (ja) 光学フィルム及びそれを用いた空中像表示装置
CN104516043A (zh) 偏振片、图像显示装置和图像显示装置的明处对比度的改善方法
KR101665239B1 (ko) 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치
KR20180102967A (ko) 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치
KR20180131927A (ko) 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치
KR101822699B1 (ko) 광학시트 및 이를 포함하는 액정표시장치
WO2015076409A1 (ja) 光学部材および表示装置
CN109471289B (zh) 偏振片和包括其的光学显示器
KR20180122256A (ko) 광학필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치
CN101251614A (zh) 层叠相位差薄膜
KR20230109525A (ko) 3d hud용 편광필름 및 이를 포함하는 3d hud용 디스플레이 장치
JP2020034890A (ja) 透光性樹脂シート、投射型表示器および移動体
EP4212928A1 (en) Polarizing film for 3d hud and display device for 3d hud including the same
KR101955768B1 (ko) 액정표시장치
TW201245780A (en) Optical film and polarizing sunglasses
KR102063203B1 (ko) 명암비 개선 광학필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치
EP4080254A1 (en) Lenticular lens and display apparatus for three-dimensional head-up display including the same