WO2014021527A1 - 광학필름 및 이를 이용한 디지털펜 시스템 - Google Patents

광학필름 및 이를 이용한 디지털펜 시스템 Download PDF

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WO2014021527A1
WO2014021527A1 PCT/KR2013/000878 KR2013000878W WO2014021527A1 WO 2014021527 A1 WO2014021527 A1 WO 2014021527A1 KR 2013000878 W KR2013000878 W KR 2013000878W WO 2014021527 A1 WO2014021527 A1 WO 2014021527A1
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layer
microstructure
dot pattern
optical film
film
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PCT/KR2013/000878
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강용훈
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(주)펜제너레이션즈
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    • G06F3/03545—Pens or stylus

Definitions

  • the present invention relates to an optical film and a digital pen system using the same , and more particularly, to a high-brightness optical film attached to a display and a digital pen system for providing location information using the same.
  • the digital pen system is a new concept of a combination of analog and digital.
  • the pen When you write letters on paper like a normal pen, the pen is stored in the pen's built-in memory and transferred to a computer in the form of an image file. It is a pen made to do it. Documents written with a normal pen can also be scanned with a scanner and saved in the form of an image file.However, documents written with an electronic pen do not require a scanning process and can be easily managed through a separate program. It is an advantage.
  • digital pens could only be used with computers. In other words, to use the digital pen, the computer must be turned on at all times. Moreover, when saving to a computer, it was difficult to see the contents accurately because the resolution of the image file was low.
  • a touch screen method for detecting information or a technology for detecting a moving trace of a digital pen by using a sensor mounted on the outside is used.
  • the dot pattern-implemented transparent film should have the property of scattering infrared rays.
  • a transparent film scatters infrared rays and also scatters visible light, thereby distorting an image when it is attached to a display and also hindering visibility and blurring.
  • a technology for detecting a touch position of a digital pen using the infrared sensor mounted on the digital pen and displaying graphic information on the detected position is disclosed in addition to Korean Patent Publication No. 10-2010-0134331.
  • the digital pen is made of a material capable of reflecting infrared rays and visible light in order to recognize the mark on the optical film. There is.
  • the technical problem to be achieved is an optical film and a digital pen system using the same to minimize the impact on the display function of the display by transmitting the visible light while maintaining the characteristics of scattering infrared rays attached to the display using the digital pen To provide.
  • a film layer including a microstructure, a coating layer coated on the microstructure and having an infrared scattering characteristic, and laminated on the upper or lower portion of the film layer and the refractive index within the predetermined error range It provides an optical film comprising this matching layer.
  • the coating layer is formed by cross-laminating at least two material layers having different refractive indices, and the refractive index of the coating layer may be determined by the refractive indices of the two or more material layers.
  • the coating layer may be configured to include a material that reflects infrared rays of a wavelength of 800nm ⁇ 1500nm.
  • One surface of the matching layer and the film layer may be in contact with each other, and an adhesive may be applied to at least one other surface of the matching layer and the film layer.
  • a dot pattern absorbing infrared rays may be printed on the film layer or the matching layer.
  • It is formed on the dot pattern may further comprise a protective coating layer for protecting the dot pattern.
  • the dot pattern may be printed and may further include a dot pattern layer stacked on the microstructure.
  • It may be formed on the dot pattern layer and further comprises a protective coating layer for protecting the dot pattern.
  • the microstructures may have any one of hemispherical, inverse hemispherical, prism and triangular pyramid shapes.
  • the microstructures may be partially formed along the dot pattern.
  • the coating layer may be partially formed along the microstructure.
  • the microstructure may be formed at a portion where the mark of the dot pattern is not formed.
  • the coating layer may be partially formed along the microstructure.
  • a display disposed on the display, the film layer on which the microstructures are formed, the coating layer coated on the microstructures, and having an infrared scattering property, and stacked on or under the film layer, and having a predetermined error
  • a matching layer having a refractive index matched with the film layer within a range, wherein the microstructure or the matching layer recognizes the optical film and a dot pattern printed with a dot pattern absorbing infrared rays, and displays graphic information on the display. It provides a digital pen system comprising a digital pen for transmitting a signal for display.
  • optical film of the present invention and the digital pen system using the same may be attached to a display on which a digital pen is used to maintain infrared ray scattering characteristics, and transmit visible light to minimize the influence on the display function of the display.
  • FIG. 1 is a block diagram of an optical film according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a schematic diagram for explaining the refractive index matching of the optical film according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a block diagram of an optical film according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a configuration diagram of an optical film according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of an optical film according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a configuration diagram of an optical film according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view of an optical film according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a configuration diagram of an optical film according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a configuration diagram of an optical film according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view of an optical film according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram of a digital pen system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a dot pattern according to an embodiment of the present invention.
  • ordinal numbers such as second and first
  • first and second components may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • second component may be referred to as the first component, and similarly, the first component may also be referred to as the second component.
  • FIG. 1 is a block diagram of an optical film according to an embodiment of the present invention.
  • the optical film according to an embodiment of the present invention is formed on the upper surface of the film layer 10, the film layer 10 including the microstructure 11 on the upper surface and has an infrared scattering characteristic
  • the coating layer 20 and the film layer 10 are stacked on top of the matching layer 30 and the refractive index of the matching layer 30 and the dot pattern 40 formed on the matching layer 30 by an error within a predetermined range. It may be configured to include).
  • the film layer 10 may be made of a transparent material for transmitting light incident on the optical film.
  • the film layer 10 is, for example, glass, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polyethylene naphthalate (PEN), copolyethylene naphthalate (co-PEN), polystyrene (PS), polymethyl meta It may be composed of at least one material selected from the group consisting of acrylate (PMMA), polybutylene terephthalate (PBT), polypropylene (PP), polyethylene (PE) and the like.
  • the microstructure 11 can be formed on the upper surface of the film layer 10.
  • the microstructure 11 may be formed by structuring the upper surface of the film layer 10, or using a pressure-sensitive adhesive to deposit a separate structure such as glass beads on the upper surface of the film layer 10. Can be formed in a manner.
  • the microstructure 11 can have any one or similar shape among hemispherical, inverse hemispherical, prismatic and triangular pyramidal shapes.
  • the microstructure 11 may be formed to have a light-directing characteristic. Light directing properties of the microstructure 11 may include, for example, rotational, diffusive, refractive or reflective properties.
  • the coating layer 20 having the same shape as the microstructure 11 may be formed on the microstructure 11.
  • the coating layer 20 may have an infrared reflecting function by being formed by cross-laminating transparent dielectric layer regions.
  • the transparent dielectric film material may be made of a dielectric material including at least one of oxides of zinc, tin, indium, bismuth, titanium, hafnium, zirconium and alloys thereof or silicon nitride and silicon oxynitride.
  • the coating layer 20 reflects or scatters infrared rays having a wavelength of 800 nm to 1500 nm at a high rate due to the cross-lamination of the transparent dielectric layer, but transmits visible light.
  • the refractive index of the film layer 10 constituting the microstructure 11 and the refractive index of the matching layer 30 to be described below may be matched within a certain error range. Referring to FIG. 2, when the refractive index of the film layer 10 constituting the microstructure 11 is n 1 and the refractive index of the matching layer 30 is n 2 , n 1 and n 2 are similar within a certain error range. Or have the same value.
  • the visible light incident to the optical film passes through the matching layer 30 and the film layer 10 together with a material having the same refractive index, thereby minimizing the visible light scattering rate at the surface.
  • the infrared rays incident together with the visible light are reflected and scattered due to the shape characteristics of the coating layer 20 and the microstructure, they may provide a function for pattern recognition of the digital pen while minimizing distortion of the display image and improving visibility. Will be.
  • the matching layer 30 is stacked on top of the film layer 10 on which the microstructures 11 are formed and has the same refractive index at an error within a predetermined range as the film layer 10 constituting the microstructures 11.
  • Matching layer 30 is glass, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polyethylene naphthalate (PEN), copolyethylene naphthalate (co-PEN), polystyrene (PS), polymethyl methacrylate (PMMA) ), Polybutylene terephthalate (PBT), polypropylene (PP), polyethylene (PE) and the like may be made of at least one or more materials.
  • the pressure-sensitive adhesive may be formed of a silicone or acrylic pressure-sensitive adhesive composition and may be formed by being applied to the other surface of the film layer 10 on which the microstructures 11 are formed, but some materials forming the film layer 10 on which the microstructures 11 are formed. Of course, it may be formed integrally by. In addition, it is also possible to facilitate the operation of attaching the optical film to the display in the form of a film coated with an adhesive on both sides.
  • the dot pattern 40 may be formed on the matching layer 30 and has an excellent transmittance of visible light and absorbs ink or infrared and visible light that can selectively absorb only infrared light, but minimizes the influence on the display image. It can be formed in a concentration that can be.
  • the infrared region may be divided into near infrared rays, mid infrared rays, and far infrared rays at about 700 to 10,000 nm, and the dot pattern 40 may absorb a near infrared region having about 750 to 1300 nm.
  • the dot pattern 40 is, for example, phthalocyanine-based compound, infrared ray-absorbing compound, naphthalocyanine-based compound, aluminum compound, and the like by mixing a UV-curable resin and a curing agent to produce a resin compound, the transparent material listed above It can be formed by printing on the film layer 10 or the matching layer 30 of the.
  • the dot pattern 40 may be stacked in the form of a dot pattern 40 layer on top of the matching layer 30 and the composition and function are the same as described above.
  • FIG. 3 is a block diagram of an optical film according to another embodiment of the present invention.
  • the optical film according to another embodiment of the present invention is formed on the upper surface of the film layer 10, the film layer 10, the microstructure 11 is formed on the upper surface of the coating layer 20, the film layer having infrared scattering characteristics
  • the film layer on which the microstructure 11 is formed and the refractive index is matched, the dot pattern 40 and the dot pattern formed on the matching layer 30.
  • a protective coating layer 50 for protecting the 40 is included.
  • the film layer 10 may be made of a transparent material for transmitting light incident on the optical film.
  • the film layer 10 may include glass, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polyethylene naphthalate (PEN), copolyethylene naphthalate (co-PEN), polystyrene (PS), and polymethylmethacrylate. It may be composed of at least one material selected from the group consisting of acrylate (PMMA), polybutylene terephthalate (PBT), polypropylene (PP), polyethylene (PE) and the like.
  • PMMA acrylate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • the microstructure 11 can be formed on the upper surface of the film layer 10.
  • the microstructure 11 may be formed by structuring the upper surface of the film layer 10, or may be formed by stacking a separate structure such as glass beads on the upper surface of the film layer 10 using an adhesive. Can be.
  • the microstructure 11 can have any one or similar shape among hemispherical, inverse hemispherical, prismatic and triangular pyramidal shapes.
  • the microstructure 11 may be formed to have light directing characteristics. Light directing properties of the microstructure 11 may include, for example, rotational, diffusive, refractive or reflective properties.
  • the coating layer 20 having the same shape as the microstructure 11 may be formed on the microstructure 11.
  • the coating layer 20 may be formed by cross-laminating transparent dielectric layer regions to have an infrared reflecting function.
  • the transparent dielectric film material may be made of a dielectric material including at least one of oxides of zinc, tin, indium, bismuth, titanium, hafnium, zirconium and alloys thereof or silicon nitride and silicon oxynitride.
  • the coating layer 20 reflects or scatters infrared rays having a wavelength of 800 nm to 1500 nm at a high rate due to the cross-lamination of the transparent dielectric layer, but transmits visible light.
  • the refractive index of the film layer 10 constituting the microstructure 11 and the refractive index of the matching layer 30 to be described below may be matched within a certain error range. Referring to FIG. 2, when the refractive index of the film layer 10 constituting the microstructure 11 is n 1 and the refractive index of the matching layer 30 is n 2 , n 1 and n 2 are similar within a certain error range. Or have the same value.
  • the matching layer 30 is stacked on top of the film layer 10 on which the microstructures 11 are formed and has the same refractive index at an error within a predetermined range as the film layer 10 constituting the microstructures 11.
  • Matching layer 30 is glass, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polyethylene naphthalate (PEN), copolyethylene naphthalate (co-PEN), polystyrene (PS), polymethyl methacrylate (PMMA) ), Polybutylene terephthalate (PBT), polypropylene (PP), polyethylene (PE) and the like may be made of at least one or more materials.
  • the pressure-sensitive adhesive may be formed of a silicone or acrylic pressure-sensitive adhesive composition and may be formed by being applied to one surface of the film layer 10 on which the microstructures 11 are formed, but some materials forming the film layer 10 on which the microstructures 11 are formed. Of course, it may be formed integrally by. In addition, it is also possible to facilitate the operation of attaching the optical film to the display in the form of a film coated with an adhesive on both sides.
  • the dot pattern 40 may be formed on the matching layer 30 and has an excellent transmittance of visible light, and may be an ink material capable of selectively absorbing only infrared light, or absorbing infrared light and visible light, but affecting the display image. It can be formed at a concentration that can be minimized.
  • the infrared region may be divided into near infrared rays, mid infrared rays, and far infrared rays at about 700 to 10,000 nm, and the dot pattern 40 may absorb a near infrared region having about 750 to 1300 nm.
  • the dot pattern 40 is, for example, phthalocyanine-based compound, infrared ray-absorbing compound, naphthalocyanine-based compound, aluminum compound, and the like by mixing a UV-curable resin and a curing agent to produce a resin compound, the transparent material listed above It can be formed by printing on the film layer 10 or the matching layer 30 of the.
  • the dot pattern 40 may be stacked in the form of a dot pattern 40 layer on top of the matching layer 30 and the composition and function are the same as described above.
  • the protective coating layer 50 may be formed on the dot pattern 40 or stacked on the dot pattern 40 layer to protect the dot pattern 40.
  • the protective film a known general protective film may be used, but it is preferable that the protective film is made of a material that minimizes display image distortion and does not impair visibility at the same time.
  • FIG. 4 is a block diagram of an optical film according to another embodiment of the present invention.
  • Optical film according to another embodiment of the present invention is laminated on the upper surface of the matching layer 30, the matching layer 30 and the matching layer of the refractive index matching the film layer 10 constituting the microstructure 11 with an error within a predetermined range,
  • a protective coating layer 50 for protecting the dot pattern 40 is included.
  • the matching layer 30 has the same refractive index as the film layer 10 constituting the microstructure 11 in an error within a predetermined range.
  • Matching layer 30 is glass, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polyethylene naphthalate (PEN), copolyethylene naphthalate (co-PEN), polystyrene (PS), polymethyl methacrylate (PMMA) ), Polybutylene terephthalate (PBT), polypropylene (PP), polyethylene (PE) and the like may be made of at least one or more materials.
  • the upper surface of the matching layer 30 is in direct contact with the film layer 10 on which the microstructures 11 are formed, and an adhesive may be applied to the other surface.
  • the pressure-sensitive adhesive may be made of a silicone or acrylic pressure-sensitive adhesive composition and may be applied to one surface of the matching layer 30, but may be formed integrally by some materials forming the matching layer 30.
  • the film layer 10 may be made of a transparent material for transmitting light incident on the optical film.
  • the film layer 10 is, for example, glass, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polyethylene naphthalate (PEN), copolyethylene naphthalate (co-PEN), polystyrene (PS), polymethyl meta It may be composed of at least one material selected from the group consisting of acrylate (PMMA), polybutylene terephthalate (PBT), polypropylene (PP), polyethylene (PE) and the like.
  • the film layer 10 is laminated on top of the matching layer 30, and the microstructure 11 can be formed on the lower surface.
  • the microstructure 11 may be formed by structuring the lower surface of the film layer 10 or may be formed by stacking a separate structure such as glass beads on the lower surface of the film layer 10 using an adhesive. Can be.
  • the microstructure 11 can take any one or more of the hemispherical, inverse hemispherical, prism and triangular pyramid shapes.
  • the microstructure 11 may be formed to have light directing characteristics. Light directing properties of the microstructure 11 may include, for example, rotational, diffusive, refractive or reflective properties.
  • the coating layer 20 having the same shape as the microstructure 11 may be formed on the microstructure 11.
  • the coating layer 20 may have an infrared reflecting function by being formed by cross-laminating transparent dielectric layer regions.
  • the transparent dielectric film material may be made of a dielectric material including at least one of oxides of zinc, tin, indium, bismuth, titanium, hafnium, zirconium and alloys thereof or silicon nitride and silicon oxynitride.
  • the coating layer 20 reflects or scatters infrared rays having a wavelength of 800 nm to 1500 nm at a high rate due to the cross-lamination of the transparent dielectric layer, but transmits visible light.
  • the refractive index of the film layer 10 forming the microstructure 11 and the refractive index of the matching layer 30 to be described below may be matched within a certain error range. Referring to FIG. 2, when the refractive index of the film layer 10 constituting the microstructure 11 is n 1 and the refractive index of the matching layer 30 is n 2 , n 1 and n 2 are similar within a certain error range. Or have the same value.
  • the dot pattern 40 may be formed on the film layer 10 and has an excellent transmittance of visible light, and may be an ink material capable of selectively absorbing only infrared light or absorb infrared light and visible light, but may affect the display image. It can be formed at a concentration that can be minimized.
  • the infrared region may be divided into near infrared rays, mid infrared rays, and far infrared rays at about 700 to 10,000 nm, and the dot pattern 40 may absorb a near infrared region having about 750 to 1300 nm.
  • the dot pattern 40 is, for example, phthalocyanine-based compound, infrared ray-absorbing compound, naphthalocyanine-based compound, aluminum compound, and the like by mixing a UV-curable resin and a curing agent to produce a resin compound, the transparent material listed above It can be formed by printing on the film layer 10 or the matching layer 30 of the.
  • the dot pattern 40 may be stacked in the form of a dot pattern 40 layer on top of the film layer 10 and the composition and function are the same as described above.
  • the protective coating layer 50 may be formed on the dot pattern 40 or stacked on the dot pattern 40 layer to protect the dot pattern 40.
  • the protective film a known general protective film may be used, but it is preferable that the protective film is made of a material that minimizes display image distortion and does not impair visibility at the same time.
  • FIG. 5 is a block diagram of an optical film according to another embodiment of the present invention.
  • the microstructure 11 can be formed on the surface of the film layer 10.
  • the microstructure 11 can be formed by structuring the surface of the film layer 10 along the dot pattern 40.
  • the microstructure 11 may be formed by stacking a separate structure such as glass beads partially structured along the dot pattern 40 on the surface of the film layer 10 using an adhesive.
  • the microstructure 11 can take any one or more of the hemispherical, inverse hemispherical, prism and triangular pyramid shapes.
  • the microstructure 11 may be formed to have light directing characteristics. Light directing properties of the microstructure 11 may include, for example, rotational, diffusive, refractive or reflective properties.
  • the coating layer 20 having the same shape as the microstructure 11 may be formed on the microstructure 11.
  • the coating layer 20 may be formed by cross-laminating transparent dielectric layer regions, and may be partially formed on the surface of the film layer 10 along the microstructure 11.
  • FIG. 6 is a block diagram of an optical film according to another embodiment of the present invention.
  • the microstructure 11 is formed by partially structuring the surface of the film layer 10 along the dot pattern 40, or by using an adhesive to the surface of the film layer 10.
  • the dot pattern 40 may be formed by stacking a separate structure such as a glass bead partially structured along the dot pattern 40.
  • the coating layer 20 is formed on the entire surface of the film layer 10, which is due to problems such as problems and precision that may be caused in the manufacturing process.
  • FIG. 7 is a perspective view of an optical film according to another embodiment of the present invention.
  • the microstructures 11 are formed along the dot pattern 40, and the microstructures 11 are formed at densely spaced intervals as compared to the dot pattern 40.
  • FIG. 8 is a block diagram of an optical film according to another embodiment of the present invention.
  • the microstructure 11 can be formed on the upper surface of the film layer 10.
  • the microstructure 11 may be formed by partially structuring the surface of the film layer 10 in which the mark 41 of the dot pattern 40 is not formed.
  • the microstructure 11 is formed by laminating a separate structure such as a glass bead partially structured on the surface of the film layer 10 in which the mark 41 of the dot pattern 40 is not formed by using an adhesive. can do.
  • the microstructure 11 can have any one of hemispherical, inverse hemispherical, prismatic and triangular pyramid shapes or similar shapes.
  • the microstructure 11 may be integrally formed with the film layer 10 to have light directing characteristics. Light directing properties of the microstructure 11 may include, for example, rotational, diffusive, refractive or reflective properties.
  • the coating layer 20 having the same shape as the microstructure 11 may be formed on the microstructure 11.
  • the coating layer 20 may be formed by cross-laminating transparent dielectric layer regions, and may be partially formed on the surface of the film layer 10 along the microstructure 11.
  • FIG. 9 is a block diagram of an optical film according to another embodiment of the present invention.
  • the microstructure 11 is formed by partially structuring the surface of the film layer 10 on which the mark 41 of the dot pattern 40 is not formed, or by using an adhesive.
  • the mark 41 of the dot pattern 40 may be formed by stacking a separate structure such as a glass bead partially structured along the surface of the film layer 10 on which the mark 41 is not formed.
  • the coating layer 20 is formed on the entire surface of the film layer 10, which is due to problems such as problems and precision that may be caused in the manufacturing process.
  • FIG. 10 is a perspective view of an optical film according to another embodiment of the present invention.
  • the microstructure 11 is formed along a portion where the mark 41 of the dot pattern 40 is not formed, and the microstructure 11 has a tighter spacing compared to the dot pattern 40. It can be seen that the formed.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram of a digital pen system according to an embodiment of the present invention.
  • Digital pen system is disposed on the display 100, the display 100, the microstructure 11 is formed on the film layer 10 and the microstructure 11 is formed and infrared scattering
  • the microstructure 11 or the matching layer includes a coating layer having a characteristic and a matching layer laminated on the upper or lower portion of the film layer 10 and the refractive index is matched with the microstructure 11 within a predetermined error range.
  • the digital pen 300 that recognizes the optical film 200 and the dot pattern 40 is printed on the dot pattern 40 that absorbs infrared rays and transmits a signal for displaying the graphic information on the display 100 It includes.
  • the display 100 may be a transmissive display or a reflective display.
  • the digital pen 300 detects the position information of the dot pattern 40 by using visible light and infrared rays emitted from the backlight unit, or does not emit or emit the infrared light source in the transmissive display.
  • an infrared light source (not shown) mounted on the digital pen 300 itself may be used.
  • the reflective display since the external light source is reflected toward the front side of the display surface, information may be displayed to the outside without the backlight unit, and the digital pen 300 may detect the location information by using the reflected light.
  • the digital pen 300 may be in the form of a general pen, and an infrared sensor (not shown) may be provided at a portion where the nib is formed.
  • the infrared sensor may recognize the dot pattern 40 formed on the optical film 200.
  • the digital pen 300 may obtain a pattern value according to the dot pattern 40 recognized by the infrared sensor and calculate position information in the optical film 200.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram of a dot pattern according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a dot pattern according to an embodiment of the present invention.
  • the optical film 200 is disposed on the display 100 and has a dot pattern 40 for providing position information by using reflected light.
  • the dot pattern 40 includes a virtual grid line 42 and a plurality of marks 41, and each mark 41 has a constant distance around the intersection point of the virtual grid line 42. Can be formed.
  • Each mark 41 may provide the position information by a pattern value determined according to a position formed around an intersection of the virtual grid lines 42.
  • the marks 41 may be formed at regular intervals around the intersections of the imaginary grid lines 42 and have respective mark values, and the mark values may be composed of a combination of at least two or more different numbers.
  • the mark 41 may have various shapes such as a circle, an ellipse, a polygon, a straight line, and one type of mark is preferably used for one optical film.
  • the mark 41 may exist at four positions according to the relationship with the intersection point of the imaginary grid line 42, and the mark 41 is positioned at the right side of the intersection as a. If the mark value is "1”, if it is located at the top as b, if the mark value is "2", if it is located at the left as c By indicating the value as "4", the positional information can be provided in accordance with the position of the mark 41 around the intersection of the virtual grid lines 42.
  • each mark value may be represented by arbitrary coordinates in a manner that is separated into x and y coordinates, and the position information may be provided from a mark value represented by coordinates.
  • the virtual grid lines 42 may be formed horizontally and vertically at regular intervals.
  • the distance between the grid lines 42 may be formed between 250 and 300 ⁇ m, and the mark 41 may be formed at a point spaced 1/4 or 1/8 from the intersection point of the virtual grid line 42. have.
  • the mark 41 may be formed by linking two or more marks around the intersection point of the virtual grid line 42.
  • the digital pen 300 is, for example, in the infrared sensor
  • the position information according to each mark value may be calculated and the absolute position on the optical film 200 may be determined using the marks. .
  • FIGS. 12 and 13 illustrate an example of calculating position information on the optical film 200 by recognizing the dot pattern 40 including the virtual grid lines 42 and the marks 41, but the optical film ( It will be apparent that the optical film 200 of the present invention can be applied to all kinds of digital pen systems capable of calculating position information using any pattern formed on the substrate 200.
  • a device capable of performing various functions such as a device, a microphone, and a speaker for other communication means may be built in the digital pen 300, and operations may be controlled by an MCU built in the digital pen 300.
  • the nib portion of the digital pen 300 includes ink to perform a general pen function, and an optical pattern in which an information pattern is formed on a notebook, a board, or an electronic board that can display information by reflecting an external light source.
  • a film can be attached and used.

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Abstract

본 발명은 광학필름 및 이를 이용한 디지털펜 시스템에 관한 것이다. 상기 광학필름은 미세구조물이 형성된 필름층, 상기 미세구조물상에 코팅되며 적외선 산란 특성을 갖는 코팅층 및 상기 필름층의 상부 또는 하부에 적층되며 소정의 오차 범위내에서 상기 미세구조물과 굴절률이 정합되는 정합층을 포함한다.

Description

광학필름 및 이를 이용한 디지털펜 시스템
본 발명은 광학필름 및 이를 이용한 디지털펜 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디스플레이상에 부착되는 고휘도 광학필름과 이를 이용하여 위치정보를 제공하는 디지털펜 시스템에 관한 것이다.
디지털펜 시스템은 아날로그와　디지털이　결합된　새로운 개념의 펜으로, 일반 펜처럼 종이에 글자를 쓰면, 펜에 내장된　메모리에 필기한 내용이 저장되고, 이를 다시 이미지 파일의 형태로 컴퓨터로 전송해 관리할 수 있도록 만들어진 펜이다. 일반 펜으로 쓴 문서도　스캐너(전자색분해기)로 스캔을 해서 이미지 파일의 형태로 저장할 수 있지만,　전자펜으로 쓴 문서는 스캔 과정이 필요없고, 별도의 프로그램을 통해 문서를 손쉽게 관리할 수 있는 것이 장점이다. 초기에 개발된 디지털펜은 컴퓨터와 연결해야만 사용할 수 있었다. 즉 디지털펜을 사용하려면 항상 컴퓨터의 전원을 켜 두어야 하고, 컴퓨터 가까이에서만 사용해야 하는 불편함이 있었다. 더욱이 컴퓨터에 저장할 경우, 이미지 파일의　해상도가 낮아 내용을 정확히　알아보기　어려운 단점이 있었다.
현재는 디지털펜에 내장된 메모리에 필기한 내용이 저장됨으로써 컴퓨터와 연결하기만 하면 언제든지　디지털 데이터로 바꿀 수 있는 고기능 디지털펜도 출시되고 있다. 심지어 디지털펜 자체에　액정 디스플레이가 내장되어 있어 필기하는 내용을 직접 화면으로 확인할 수 있는 제품을 비롯해,　케이블에 연결하지 않고 무선으로 데이터를 전송할 수 있는 디지털펜도 개발되고 있으며, 디스플레이 상의 디지털펜의 위치 정보를 감지할 수 있는 터치스크린 방식이나 외부에 감지 센서를 장착하여 디지털펜의 이동 궤적을 감지할 수 있는 기술 등이 활용되고 있다.
디지털펜의 사용을 위하여서는 닷패턴이 구현된 투명 필름이 적외선을 산란시키는 특성을 가지고 있어야 한다. 그러나 이러한 투명 필름의 경우 적외선을 산란시키는 동시에 가시광선도 산란시키기 때문에 디스플레이상에 부착되는 경우 이미지를 왜곡시키며 아울러 시인성도 저해시켜 흐리게 보이는 문제가 있다.
디지털펜에 장착된 적외선 센서를 이용하여 디지털펜의 터치 위치를 감지하고 감지된 위치에 그래픽 정보를 표시하는 기술은 공개특허 제10-2010-0134331호 외에 다수 공개되어 있다. 그러나 상기 공개특허는 디지털펜이 광학필름상의 마크를 인식하기 위하여서는 광학필름이 적외선과 가시광선을 반사할 수 있는 재질로 제작되므로 이를 디스플레이에 부착하는 경우 전체적인 영상의 선명도와 시인도가 떨어진다는 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 디지털 펜이 사용되는 디스플레이상에 부착되어 적외선을 산란시키는 특성은 유지하되, 가시광선은 투과시킴으로써 디스플레이의 표시기능에 미치는 영향을 최소화하는 광학필름 및 이를 이용한 디지털펜 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면 미세구조물을 포함하는 필름층, 상기 미세구조물상에 코팅되며 적외선 산란 특성을 갖는 코팅층 및 상기 필름층의 상부 또는 하부에 적층되며 소정의 오차 범위내에서 상기 필름층과 굴절률이 정합되는 정합층을 포함하는 광학필름을 제공한다.
상기 코팅층은 상이한 굴절률을 가지는 적어도 2개 이상의 물질층이 교차 적층되어 형성되며, 상기 코팅층의 굴절률은 상기 2개 이상의 물질층의 굴절률에 의하여 결정될 수 있다.
상기 코팅층은 파장 800nm ~ 1500nm의 적외선을 반사시키는 물질을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 정합층 및 필름층의 일면은 상호 접촉하며, 상기 정합층 및 필름층 중 적어도 하나 이상의 타면에는 점착제가 도포될 수 있다.
상기 필름층 또는 정합층에는 적외선을 흡수하는 닷패턴이 인쇄될 수 있다.
상기 닷패턴상에 형성되며 상기 닷패턴을 보호하기 위한 보호코팅층을 더 포함하여 구성될 수 있다.
닷패턴이 인쇄되어 있으며 상기 미세구조물 상부에 적층되는 닷패턴층을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 닷패턴층상에 형성되며 상기 닷패턴을 보호하기 위한 보호코팅층을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 미세구조물은 반구형, 역반구형, 프리즘 및 삼각뿔 형태 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.
상기 미세구조물은 닷패턴을 따라 부분적으로 형성될 수 있다.
상기 코팅층은 상기 미세구조물을 따라 부분적으로 형성될 수 있다.
상기 미세구조물은 닷패턴의 마크가 형성되지 않은 부분에 형성될 수 있다.
상기 코팅층은 상기 미세구조물을 따라 부분적으로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면 디스플레이, 상기 디스플레이상에 배치되며, 미세구조물이 형성된 필름층과 상기 미세구조물상에 코팅되며 적외선 산란 특성을 갖는 코팅층 및 상기 필름층의 상부 또는 하부에 적층되며 소정의 오차 범위내에서 상기 필름층과 굴절률이 정합되는 정합층을 포함하며 상기 미세구조물 또는 상기 정합층에는 적외선을 흡수하는 닷패턴이 인쇄되어있는 광학필름 및 상기 닷패턴을 인지하여 상기 디스플레이상에 그래픽 정보를 표시하가 위한 신호를 전송하는 디지털펜을 포함하는 디지털펜 시스템을 제공한다.
본 발명인 광학필름 및 이를 이용한 디지털펜 시스템은 디지털 펜이 사용되는 디스플레이상에 부착되어 적외선을 산란시키는 특성은 유지하되, 가시광선은 투과시킴으로써 디스플레이의 표시기능에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광학필름의 구성도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광학필름의 굴절률 정합을 설명하기 위한 모식도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학필름의 구성도,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 구성도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 구성도,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 구성도,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 사시도,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 구성도,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 구성도,
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 사시도,
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털펜 시스템의 개념도,
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 닷패턴의 설명도, 및
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 닷패턴의 개략도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 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 본 발명이 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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광학필름의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 광학필름은 상부표면에 미세구조물(11)을 포함하는 필름층(10), 필름층(10)의 상부표면에 형성되며 적외선 산란 특성을 갖는 코팅층(20), 필름층(10)의 상부에 적층되며 소정 범위내의 오차로 필름층(10)과 굴절률이 정합되는 정합층(30) 및 정합층(30)의 상부에 형성되는 닷패턴(40)을 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 필름층(10)은 광학필름으로　입사하는　광을　투과시키기　위한　투명물질로　구성될　수　있다．　필름층(10)은　예를　들면，유리,　폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 코폴리에틸렌나프탈레이트(co-PEN), 폴리스틸렌(PS), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA),　폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT),　폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 등으로 이루어진 군에서 선택되는　적어도 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다.
필름층(10)의　상부표면에는　미세구조물(11)이　형성될　수　있다． 미세구조물(11)은　필름층(10)의　상부표면을　구조화하여 형성할 수 있으며，또는 점착제를 이용하여 필름층(10)의 상부표면에 글래스 비드(glass bead) 등과 같은 별도의 구조물을 적층하는 방식으로 형성할 수 있다. 미세구조물(11)은 반구형，역반구형，　프리즘　및　삼각뿔　형태　중　어느　하나의　형상 혹은 유사한 형상을　할　수　있다. 미세구조물(11)은 광 지향(light-directing)특성을 갖도록 형성될 수 있다. 미세구조물(11)의 광 지향 특성은 예를 들면, 회전, 확산, 굴절 또는 반사 특성을 포함할 수 있다.
미세구조물(11) 상에는 미세구조물(11)과 동일한 형상을 가지는 코팅층(20)이 형성될 수 있다. 코팅층(20)은 투명 유전막 영역이 교차 적층되어 형성됨으로써 적외선 반사 기능을 가질 수 있다.
투명 유전막 물질은 아연, 주석, 인듐, 비스무트, 티타늄, 하프늄, 지르코늄의 산화물 및 이들의 합금 또는 실리콘 니트라이드와 실리콘 옥시니트라이드 중 적어도 하나 이상을 포함하는 유전물질로 이루어질 수 있다.
코팅층(20)은 투명 유전막 영역의 교차 적층으로 인하여 높은 비율로 파장 800nm ~ 1500nm의 적외선을 반사 또는 산란시키되 가시광선은 투과시키는 특성을 갖게 된다.
미세구조물(11)을 이루는 필름층(10)의 굴절률과 이하에서 설명하게 될 정합층(30)의 굴절률은 일정 오차 범위내에서 정합될 수 있다. 도 2를 참조하면, 미세구조물(11)을 이루는 필름층(10)의 굴절률을 n1, 정합층(30)의 굴절률을 n2라고 하게되면, n1, n2는 일정 오차범위내에서 유사 혹은 동일한 값을 갖게 된다.
즉,
Figure PCTKR2013000878-appb-I000001
로 광학필름으로 입사하는 가시광선은 정합층(30) 및 필름층(10)을 동일한 굴절률을 가지는 물질과 같이 통과하게 되므로 표면에서의 가시광선 산란율을 최소화 할 수 있다. 그러나, 가시광선과 함께 입사하는 적외선은 코팅층(20) 및 미세구조의 형상적 특성으로 인하여 반사 및 산란되므로 디스플레이 이미지의 왜곡을 최소화하고 시인성을 향상시키는 동시에 디지털 펜의 패턴 인식을 위한 기능을 제공할 수 있게 된다.
정합층(30)은 미세구조물(11)이 형성된 필름층(10)의 상부에 적층되며 미세구조물(11)을 이루는 필름층(10)과 소정 범위내의 오차에서 동일한 굴절률을 갖는다. 정합층(30)은 유리, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 코폴리에틸렌나프탈레이트(co-PEN), 폴리스틸렌(PS), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA),　폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT),　폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 등으로 이루어진 군에서 선택되는　적어도 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다.
미세구조물(11)이 형성된 필름층(10)의 일면은 정합층(30)과 직접적으로 접촉하며, 타면에는 점착제가 도포되어 있을 수 있다. 점착제는 실리콘 혹은 아크릴계 점착제 조성물로 이루어질 수 있으며 미세구조물(11)이 형성된 필름층(10)의 타면에 도포되어 형성될 수 있으나, 미세구조물(11)이 형성된 필름층(10)을 조성하는 일부 물질에 의하여 일체로 형성될 수도 있음은 당연하다 할 것이다. 또한 양면에 점착제가 도포된 필름 형태로서 광학 필름을 디스플레이에 부착하는 작업을 용이하게 할 수도 있다.
닷패턴(40)은 정합층(30) 상부에 형성될 수 있으며, 가시광선의 투과율이 우수하며, 적외선만을 선별적으로 흡수할 수 있는 잉크 물질 혹은 적외선과 가시광선을 흡수하되 디스플레이 영상에 영향을 최소화할 수 있는 농도로 형성될 수 있다. 적외선 영역은 대략 700 내지 10,000nm로 근적외선, 중적외선, 원적외선으로 구분될 수 있으며 닷패턴(40)은 대략 750 내지 1300nm인 근적외선 영역을 흡수할 수 있다.
닷패턴(40)은 예를 들면, 적외선 흡수 특성이 있는 프탈로시아닌계화합물, 나프탈로시아닌계화합물, 아미늄계화합물 등에 자외선 경화성이 있는 수지와 경화제를 혼합하여 수지화합물을 생성하고, 이를 상기 열거한 투명재질의 필름층(10) 또는 정합층(30)에 인쇄함으로써 형성될 수 있다.
또한, 닷패턴(40)은 정합층(30)의 상부에 닷패턴(40)층의 형태로 적층될 수 있으며 조성물질 및 기능은 앞에서 설명한 바와 동일하다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학필름의 구성도이다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학필름은 상부표면에 미세구조물(11)이 형성된 필름층(10), 필름층(10)의 상부표면에 형성되며 적외선 산란 특성을 갖는 코팅층(20), 필름층(10)의 상부에 적층되며 소정 범위내의 오차로 미세구조물(11)이 형성된 필름층과 굴절률이 정합되는 정합층(30), 정합층(30) 상부에 형성되는 닷패턴(40) 및 닷패턴(40)을 보호하기 위한 보호코팅층(50)을 포함한다.
필름층(10)은 광학필름으로　입사하는　광을　투과시키기　위한　투명물질로　구성될　수　있다． 필름층(10)은　예를　들면，　유리, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 코폴리에틸렌나프탈레이트(co-PEN), 폴리스틸렌(PS), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA),　폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT),　폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 등으로 이루어진 군에서 선택되는　적어도 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다.
필름층(10)의　상부표면에는　미세구조물(11)이　형성될　수　있다． 미세구조물(11)은　필름층(10)의　상부표면을　구조화하여 형성할 수 있으며，또는 점착제를 이용하여 필름층(10)의 상부표면에 글래스 비드 등과 같은 별도의 구조물을 적층하는 방식으로 형성할 수 있다. 미세구조물(11)은 반구형，역반구형，　프리즘　및　삼각뿔　형태　중　어느　하나의　형상 혹은 유사한 형상을　할　수　있다. 미세구조물(11)은 광 지향특성을 갖도록 형성될 수 있다. 미세구조물(11)의 광 지향 특성은 예를 들면, 회전, 확산, 굴절 또는 반사 특성을 포함할 수 있다.
미세구조물(11) 상에는 미세구조물(11)과 동일한 형상을 가지는 코팅층(20)이 형성될 수 있다. 코팅층(20)은 투명 유전막 영역이 교차 적층되어 형성되어 적외선 반사 기능을 가질 수 있다.
투명 유전막 물질은 아연, 주석, 인듐, 비스무트, 티타늄, 하프늄, 지르코늄의 산화물 및 이들의 합금 또는 실리콘 니트라이드와 실리콘 옥시니트라이드 중 적어도 하나 이상을 포함하는 유전물질로 이루어질 수 있다.
코팅층(20)은 투명 유전막 영역의 교차 적층으로 인하여 높은 비율로 파장 800nm ~ 1500nm의 적외선을 반사 또는 산란시키되 가시광선은 투과시키는 특성을 갖게 된다.
미세구조물(11)을 이루는 필름층(10)의 굴절률과 이하에서 설명하게 될 정합층(30)의 굴절률은 일정 오차 범위내에서 정합될 수 있다. 도 2를 참조하면, 미세구조물(11)을 이루는 필름층(10)의 굴절률을 n1, 정합층(30)의 굴절률을 n2라고 하게되면, n1, n2는 일정 오차범위내에서 유사 혹은 동일한 값을 갖게 된다.
정합층(30)은 미세구조물(11)이 형성된 필름층(10)의 상부에 적층되며 미세구조물(11)을 이루는 필름층(10)과 소정 범위내의 오차에서 동일한 굴절률을 갖는다. 정합층(30)은 유리, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 코폴리에틸렌나프탈레이트(co-PEN), 폴리스틸렌(PS), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA),　폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT),　폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 등으로 이루어진 군에서 선택되는　적어도 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다.
미세구조물(11)이 형성된 필름층(10)의 일면은 정합층(30)과 직접적으로 접촉하며, 타면에는 점착제가 도포되어 있을 수 있다. 점착제는 실리콘 혹은 아크릴계 점착제 조성물로 이루어질 수 있으며 미세구조물(11)이 형성된 필름층(10)의 일면에 도포되어 형성될 수 있으나, 미세구조물(11)이 형성된 필름층(10)을 조성하는 일부 물질에 의하여 일체로 형성될 수도 있음은 당연하다 할 것이다. 또한 양면에 점착제가 도포된 필름 형태로서 광학 필름을 디스플레이에 부착하는 작업을 용이하게 할 수도 있다.
닷패턴(40)은 정합층(30) 상부에 형성될 수 있으며, 가시광선의 투과율이 우수하며, 적외선만을 선별적으로 흡수할 수 있는 잉크 물질로 혹은 적외선과 가시광선을 흡수하되 디스플레이 영상에 영향을 최소화할 수 있는 농도로 형성될 수 있다. 적외선 영역은 대략 700 내지 10,000nm로 근적외선, 중적외선, 원적외선으로 구분될 수 있으며 닷패턴(40)은 대략 750 내지 1300nm인 근적외선 영역을 흡수할 수 있다.
닷패턴(40)은 예를 들면, 적외선 흡수 특성이 있는 프탈로시아닌계화합물, 나프탈로시아닌계화합물, 아미늄계화합물 등에 자외선 경화성이 있는 수지와 경화제를 혼합하여 수지화합물을 생성하고, 이를 상기 열거한 투명재질의 필름층(10) 또는 정합층(30)에 인쇄함으로써 형성될 수 있다.
또한, 닷패턴(40)은 정합층(30)의 상부에 닷패턴(40)층의 형태로 적층될 수 있으며 조성물질 및 기능은 앞에서 설명한 바와 동일하다.
보호코팅층(50)은 닷패턴(40)상에 형성되거나 또는 닷패턴(40)층 상부에 적층되어 닷패턴(40)을 보호할 수 있다. 보호필름은 공지된 일반적인 보호필름이 사용될 수 있으나, 본 발명의 목적에 맞게 디스플레이 이미지 왜곡을 최소화하고 동시에 시인성을 저해시키지 않는 물질로 이루어짐이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 구성도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름은 소정 범위내의 오차로 미세구조물(11)을 이루는 필름층(10)과 굴절률이 정합되는 정합층(30), 정합층의 상부에 적층되며 하부표면에 미세구조물(11)이 형성된 필름층(10), 필름층(10)의 하부표면에 형성되며 적외선 산란 특성을 갖는 코팅층(20), 필름층(10)의 상부에 형성되는 닷패턴(40) 및 닷패턴(40)을 보호하기 위한 보호코팅층(50)을 포함한다.
정합층(30)은 미세구조물(11)을 이루는 필름층(10)과 소정 범위내의 오차에서 동일한 굴절률을 갖는다. 정합층(30)은 유리, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 코폴리에틸렌나프탈레이트(co-PEN), 폴리스틸렌(PS), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA),　폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT),　폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 등으로 이루어진 군에서 선택되는　적어도 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다.
정합층(30)의 상부표면은 미세구조물(11)이 형성된 필름층(10)과 직접적으로 접촉하며, 타면에는 점착제가 도포되어 있을 수 있다. 점착제는 실리콘 혹은 아크릴계 점착제 조성물로 이루어질 수 있으며 정합층(30)의 일면에 도포되어 형성될 수 있으나, 정합층(30)을 조성하는 일부 물질에 의하여 일체로 형성될 수도 있음은 당연하다 할 것이다. 또한 양면에 점착제가 도포된 필름 형태로서 광학 필름을 디스플레이에 부착하는 작업을 용이하게 할 수도 있다
필름층(10)은 광학필름으로　입사하는　광을　투과시키기　위한　투명물질로　구성될　수　있다． 필름층(10)은　예를　들면，유리,　폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 코폴리에틸렌나프탈레이트(co-PEN), 폴리스틸렌(PS), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA),　폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT),　폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 등으로 이루어진 군에서 선택되는　적어도 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다.
필름층(10)은 정합층(30)의 상부에 적층되며　하부표면에는　미세구조물(11)이　형성될　수　있다． 미세구조물(11)은　필름층(10)의　하부표면을　구조화하여 형성할 수 있으며，또는 점착제를 이용하여 필름층(10)의 하부표면에 글래스 비드 등과 같이 별도의 구조물을 적층하는 방식으로 형성할 수 있다. 미세구조물(11)은 반구형，역반구형，　프리즘　및　삼각뿔　형태　중　어느　하나의　형상 혹은 이와 유사한 형상을　할　수　있다. 미세구조물(11)은 광 지향특성을 갖도록 형성될 수 있다. 미세구조물(11)의 광 지향 특성은 예를 들면, 회전, 확산, 굴절 또는 반사 특성을 포함할 수 있다.
미세구조물(11) 상에는 미세구조물(11)과 동일한 형상을 가지는 코팅층(20)이 형성될 수 있다. 코팅층(20)은 투명 유전막 영역이 교차 적층되어 형성됨으로써 적외선 반사 기능을 가질 수 있다.
투명 유전막 물질은 아연, 주석, 인듐, 비스무트, 티타늄, 하프늄, 지르코늄의 산화물 및 이들의 합금 또는 실리콘 니트라이드와 실리콘 옥시니트라이드 중 적어도 하나 이상을 포함하는 유전물질로 이루어질 수 있다.
코팅층(20)은 투명 유전막 영역의 교차 적층으로 인하여 높은 비율로 파장 800nm ~ 1500nm의 적외선을 반사 또는 산란시키되 가시광선은 투과시키는 특성을 갖게 된다.
미세구조물(11)을 형성하는 필름층(10)의 굴절률과 이하에서 설명하게 될 정합층(30)의 굴절률은 일정 오차 범위내에서 정합될 수 있다. 도 2를 참조하면, 미세구조물(11)을 이루는 필름층(10)의 굴절률을 n1, 정합층(30)의 굴절률을 n2라고 하게되면, n1, n2는 일정 오차범위내에서 유사 혹은 동일한 값을 갖게 된다.
닷패턴(40)은 필름층(10) 상부에 형성될 수 있으며, 가시광선의 투과율이 우수하며, 적외선만을 선별적으로 흡수할 수 있는 잉크 물질로 혹은 적외선과 가시광선을 흡수하되 디스플레이 영상에 영향을 최소화할 수 있는 농도로 형성될 수 있다. 적외선 영역은 대략 700 내지 10,000nm로 근적외선, 중적외선, 원적외선으로 구분될 수 있으며 닷패턴(40)은 대략 750 내지 1300nm인 근적외선 영역을 흡수할 수 있다.
닷패턴(40)은 예를 들면, 적외선 흡수 특성이 있는 프탈로시아닌계화합물, 나프탈로시아닌계화합물, 아미늄계화합물 등에 자외선 경화성이 있는 수지와 경화제를 혼합하여 수지화합물을 생성하고, 이를 상기 열거한 투명재질의 필름층(10) 또는 정합층(30)에 인쇄함으로써 형성될 수 있다.
또한, 닷패턴(40)은 필름층(10)의 상부에 닷패턴(40)층의 형태로 적층될 수 있으며 조성물질 및 기능은 앞에서 설명한 바와 동일하다.
보호코팅층(50)은 닷패턴(40)상에 형성되거나 또는 닷패턴(40)층 상부에 적층되어 닷패턴(40)을 보호할 수 있다. 보호필름은 공지된 일반적인 보호필름이 사용될 수 있으나, 본 발명의 목적에 맞게 디스플레이 이미지 왜곡을 최소화하고 동시에 시인성을 저해시키지 않는 물질로 이루어짐이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 구성도이다.
필름층(10)의　표면에는　미세구조물(11)이　형성될　수　있다．미세구조물(11)은　닷패턴(40)을 따라 필름층(10)의 표면을　구조화하여 형성할 수 있다. 또한 미세구조물(11)은 점착제를 이용하여 필름층(10)의 표면에 닷패턴을(40)을 따라 부분적으로 구조화된 글래스 비드 등과 같은 별도의 구조물을 적층하는 방식으로 형성할 수 있다. 미세구조물(11)은 반구형，역반구형，　프리즘　및　삼각뿔　형태　중　어느　하나의　형상 혹은 이와 유사한 형상을　할　수　있다. 미세구조물(11)은 광 지향특성을 갖도록 형성될 수 있다. 미세구조물(11)의 광 지향 특성은 예를 들면, 회전, 확산, 굴절 또는 반사 특성을 포함할 수 있다.
미세구조물(11) 상에는 미세구조물(11)과 동일한 형상을 가지는 코팅층(20)이 형성될 수 있다. 코팅층(20)은 투명 유전막 영역이 교차 적층되어 형성될 수 있으며, 미세구조물(11)을 따라 필름층(10)의 표면에 부분적으로 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 구성도이다.
도 6을 참조하면, 도 5와 같이 미세구조물(11)은　닷패턴(40)을 따라 필름층(10)의 표면을　부분적으로 구조화하여 형성하거나, 또는 점착제를 이용하여 필름층(10)의 표면에 닷패턴을(40)을 따라 부분적으로 구조화된 글래스 비드 등과 같은 별도의 구조물을 적층하는 방식으로 형성할 수 있다. 다만, 코팅층(20)이 필름층(10)의 표면에 전면적으로 형성되어 있으며, 이는 제조공정상 야기될 수 있는 문제와 정밀도 등의 문제에 기인한 것이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 사시도이다.
도 7을 참조하면, 미세구조물(11)이 닷패턴(40)을 따라 형성되어 있으며, 미세구조물(11)은 닷패턴(40)과 비교하여 조밀한 간격으로 형성되어 있음을 알 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 구성도이다.
필름층(10)의　상부표면에는　미세구조물(11)이　형성될　수　있다． 미세구조물(11)은　닷패턴(40)의 마크(41)가 형성되지 않은 필름층(10)의　표면을　따라 부분적으로 구조화하여 형성할 수 있다. 또한 미세구조물(11)은 점착제를 이용하여 닷패턴(40)의 마크(41)가 형성되지 않은 필름층(10)의 표면에 부분적으로 구조화된 글래스 비드 등과 같은 별도의 구조물을 적층하는 방식으로 형성할 수 있다. 미세구조물(11)은 반구형，역반구형，프리즘　및　삼각뿔　형태　중　어느　하나의　형상 혹은 이와 유사한 형상을　할　수　있다. 미세구조물(11)은 광 지향 특성을 갖도록 필름층(10)과 일체로 형성될 수 있다. 미세구조물(11)의 광 지향 특성은 예를 들면, 회전, 확산, 굴절 또는 반사 특성을 포함할 수 있다.
미세구조물(11) 상에는 미세구조물(11)과 동일한 형상을 가지는 코팅층(20)이 형성될 수 있다. 코팅층(20)은 투명 유전막 영역이 교차 적층되어 형성될 수 있으며, 미세구조물(11)을 따라 필름층(10)의 표면에 부분적으로 형성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 구성도이다.
도 9를 참조하면, 도 8과 같이 미세구조물(11)은　닷패턴(40)의 마크(41)가 형성되지 않은 필름층(10)의　표면을　부분적으로 구조화하여 형성하거나, 또는 점착제를 이용하여 닷패턴(40)의 마크(41)가 형성되지 않은 필름층(10)의 표면을 따라 부분적으로 구조화된 글래스 비드 등과 같은 별도의 구조물을 적층하는 방식으로 형성할 수 있다. 다만, 코팅층(20)이 필름층(10)의 표면에 전면적으로 형성되어 있으며, 이는 제조공정상 야기될 수 있는 문제와 정밀도 등의 문제에 기인한 것이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 사시도이다.
도 10을 참조하면, 미세구조물(11)이 닷패턴(40)의 마크(41)가 형성되지 않은 부분을 따라 형성되어 있으며, 미세구조물(11)은 닷패턴(40)과 비교하여 조밀한 간격으로 형성되어 있음을 알 수 있다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털펜 시스템의 개념도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 디지털펜 시스템은 디스플레이(100), 디스플레이(100)상에 배치되며, 미세구조물(11)이 형성된 필름층(10)과 미세구조물(11)상에 코팅되며 적외선 산란 특성을 갖는 코팅층 및 상기 필름층(10)의 상부 또는 하부에 적층되며 소정의 오차 범위내에서 상기 미세구조물(11)과 굴절률이 정합되는 정합층을 포함하며 상기 미세구조물(11) 또는 상기 정합층에는 적외선을 흡수하는 닷패턴(40)이 인쇄되어있는 광학필름(200) 및 닷패턴(40)을 인지하여 상기 디스플레이(100)상에 그래픽 정보를 표시하기 위한 신호를 전송하는 디지털펜(300)을 포함한다.
디스플레이(100)는 투과형 디스플레이 또는 반사형 디스플레이 방식이 적용될 수 있다. 투과형 디스플레이의 경우 백라이트 유닛에서 방출되는 가시광선 및 적외선을 이용하여 디지털펜(300)이 닷패턴(40)의 위치정보를 감지하거나 또는 투과형 디스플레이에서 적외선 광원을 방출하지 않거나 위치정보를 감지하기에 미약한 경우에는 디지털펜(300) 자체에 장착된 적외선 광원(미도시)을 이용할 수 있다.
반사형 디스플레이의 경우 외부 광원이 디스플레이 면에서 전면 방향으로 반사되므로 백라이트 유닛없이 정보가 외부로 표시될 수 있으며, 디지털펜(300)은 반사되는 빛을 이용하여 위치정보를 감지할 수 있다.
디지털펜(300)은 일반적인 펜의 형태일 수 있으며, 펜촉이 형성되어 있는 부분에는 적외선 감지 센서(미도시)가 마련될 수 있다. 적외선 감지 센서는 광학필름(200)에 형성된 닷패턴(40)을 인식할 수 있다. 디지털펜(300)은 적외선 감지 센서에서 인식한 닷패턴(40)에 따라 패턴값을 구하고 광학필름(200) 내에서의 위치정보를 산출할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 닷패턴의 설명도, 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 닷패턴의 개략도이다. 광학필름(200)은 디스플레이(100)상에 배치되며 반사되는 빛을 이용하여 위치 정보를 제공하기 위한 닷패턴(40)이 형성되어 있다.
도 12를 참조하면, 닷패턴(40)은 가상의 격자선(42)과 다수의 마크(41)를 포함하며 각각의 마크(41)는 가상의 격자선(42)의 교점을 중심으로 일정한 간격을 두고 형성될 수 있다. 각각의 마크(41)는 가상의 격자선(42)의 교점을 중심으로 형성되는 위치에 따라 결정되는 패턴값에 의하여 위치정보를 제공할 수 있다. 마크(41)는 가상의 격자선(42)의 교점을 중심으로 일정한 간격을 두고 형성될 수 있으며, 각각의 마크값을 가지고, 마크값은 적어도 두 개 이상의 상이한 수의 조합으로 구성될 수 있다. 마크(41)의 형태는 원형, 타원형, 다각형, 직선 등 다양한 형태를 가지되, 하나의 광학 필름에는 한 종류의 마크가 사용되는 것이 바람직하다.
예를 들어 도 13을 참조하면, 마크(41)는 가상의 격자선(42)의 교점과의 관계에 따라 4가지의 위치에 존재할 수 있고, 마크(41)가 a와 같이 교점 우측에 위치하는 경우 마크값을 "1"로, b와 같이 상단에 위치하는 경우 마크값을 "2"로, c와 같이 좌측에 위치하는 경우 마크값을 "3"으로, d와 같이 하단에 위치하는 경우 마크값을 "4"로 나타냄으로써 가상 격자선(42)의 교점을 중심으로 한 마크(41)의 위치에 따라 위치정보를 제공할 수 있다.
또한, 마크(41)는 가상의 격자선(42)상이 아닌 대각선 방향으로도 형성될 수 있으며 하나의 가상 격자선(42)의 교점에 다수의 마크가 형성되어 위치 정보를 제공할 수 있다. 이 경우 각각의 마크값은 x좌표와 y좌표로 분리되는 방식으로 임의의 좌표로 표현될 수 있으며, 위치정보는 좌표로 표현되는 마크값으로부터 제공될 수 있다.
가상의 격자선(42)은 일정한 간격을 두고 가로 및 세로로 형성될 수 있다. 격자선(42) 사이의 거리는 250 내지 300㎛ 형성될 수 있으며, 마크(41)는 가상의 격자선(42)의 교점을 중심으로 1/4 또는 1/8의 거리를 둔 지점에 형성될 수 있다. 또는 마크(41)는 가상의 격자선(42)의 교점을 중심으로 두 개 이상의 마크가 연관되어 형성 될 수 있다.
디지털펜(300)은 예를 들면, 적외선 감지 센서에서
Figure PCTKR2013000878-appb-I000002
크기의 격자선(42)상에서 가로세로 6개씩 36개의 마크(41)를 인식한 경우, 각각의 마크값에 따른 위치정보를 산출하고 이를 이용하여 광학필름(200) 상에서의 절대 위치를 파악할 수 있다.
도 12 및 도 13에서는 가상의 격자선(42)과 마크(41)로 구성되는 닷패턴(40)을 인지하여 광학필름(200)상에서의 위치정보를 산출하는 일례를 들어 설명하였으나, 광학필름(200)상에 형성되는 임의의 패턴을 이용하여 위치정보를 산출할 수 있는 모든 종류의 디지털펜 시스템에 본 발명의 광학필름(200)이 적용될 수 있음은 당연하다 할 것이다.
디지털펜(300)의 내부에는 기타 통신수단을 위한 장치, 마이크 및 스피커 등의 다양한 기능을 수행할 수 있는 장치가 내장될 수 있으며, 디지털펜(300)에 내장된 MCU에 의하여 동작이 제어될 수 있다. 또한, 디지털펜(300)의 펜촉 부분에는 잉크가 포함되어 있어 일반적인 펜의 기능을 수행할 수 있으며, 외부광원을 반사하여 정보를 표시할 수 있는 노트, 보드, 전자 칠판 상에 정보 패턴이 형성된 광학 필름을 부착하여 사용할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (14)

  1. 미세구조물을 포함하는 필름층;
    상기 미세구조물상에 코팅되며 적외선 산란 특성을 갖는 코팅층; 및
    상기 필름층의 상부 또는 하부에 적층되며 소정의 오차 범위내에서 상기 필름층과 굴절률이 정합되는 정합층을 포함하는 광학필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅층은 상이한 굴절률을 가지는 적어도 2개 이상의 물질층이 교차 적층되어 형성되며, 상기 코팅층의 굴절률은 상기 2개 이상의 물질층의 굴절률에 의하여 결정되는 광학필름.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅층은 파장 800nm ~ 1500nm의 적외선을 반사시키는 기능을 포함하는 광학필름.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 정합층 및 필름층의 일면은 상호 접촉하며, 상기 정합층 및 필름층 중 적어도 하나 이상의 타면에는 점착제가 도포되어 있는 광학필름.
  5. 제 1 항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필름층 또는 상기 정합층에는 적외선을 흡수하는 닷패턴이 인쇄되어 있는 광학필름.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 닷패턴상에 형성되며 상기 닷패턴을 보호하기 위한 보호코팅층을 더 포함하는 광학필름.
  7. 제 1 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    닷패턴이 인쇄되어 있으며 상기 미세구조물 또는 상기 정합층에 적층되는 닷패턴층을 더 포함하는 광학필름.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 닷패턴층상에 형성되며 상기 닷패턴을 보호하기 위한 보호코팅층을 더 포함하는 광학필름.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 미세구조물은 반구형, 역반구형, 프리즘 및 삼각뿔 형태 중 어느 하나의 형상을 갖는 광학필름.
  10. 제 1항 있어서,
    상기 미세구조물은 닷패턴을 따라 부분적으로 형성되어 있는 광학필름.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 코팅층은 상기 미세구조물을 따라 부분적으로 형성되어 있는 광학필름.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 미세구조물은 닷패턴의 마크가 형성되지 않은 부분에 형성되어 있는 광학필름.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 코팅층은 상기 미세구조물을 따라 부분적으로 형성되어 있는 광학필름.
  14. 디스플레이;
    상기 디스플레이상에 배치되며, 미세구조물을 포함하는 필름층, 상기 미세구조물상에 코팅되고 적외선 산란 특성을 갖는 코팅층 및 상기 필름층의 상부 또는 하부에 적층되며 소정의 오차 범위내에서 상기 미세구조물과 굴절률이 정합되는 정합층을 포함하되 상기 미세구조물 또는 상기 정합층에는 적외선을 흡수하는 닷패턴이 인쇄되어있는 광학필름 및
    상기 닷패턴을 인지하여 상기 디스플레이상에 그래픽 정보를 표시하기 위한 신호를 전송하는 디지털펜을 포함하는 디지털펜 시스템.
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