KR102633731B1 - 좁은 시야각을 갖는 항공기 디스플레이용 광학 필름 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 좁은 시야각을 가지면서도 화질이 저하되지 않으면 다양한 외부 환경 조건에도 변형되거나 품질이 저하되지 않는 항공기 디스플레이용 광학 필름에 관한 것이다.
Description
본 발명은 항공기 디스플레이용 광학 필름으로서, 좁은 시야각을 가지면서도 화질의 왜곡이 없는 디스플레이용 광학 필름에 관한 것이다.
'시야'는 사람 눈이나 렌즈 등이 볼 수 있는 범위이며, '시야각'은 디스플레이 화면을 볼 때 정면에서 보는 화면과 측면에서 보는 화면이 다르게 보이지 않고 화질을 왜곡 없이 시청할 수 있는 각도를 의미한다.
정면에서는 깨끗한 화질을 볼 수 있지만 시야각을 벗어난 각도에서 볼 때는 정면보다 어둡거나 색이 탁해진 화면을 보게 될 수 있어 화질에 중요한 영향을 미친다.
최근에는 화면을 바라보는 위치에 무관하게 또는, 가능한 넓은 위치에서 화질의 저하없이 이용이 가능한 넓은 시야각을 갖는 디스플레이에 대한 선호가 증가하고 있다.
한편, 항공기 내에 설치되어 승객의 자리마다 제공되는 디스플레이 장치는 일정 간격으로 배치된 자리 배치의 특성 상, 사용자에게 제공되는 이미지가 주위의 다른 사람들에게 인식되지 않도록 시야각을 줄이는 것이 필요하다.
예를 들어, 상기 디스플레이 장치는 이미지를 구현하는 표시 패널 상에 광 제어 필름(Light Control Film; LCF)을 부착하여, 상기 표시 패널의 각 화소 영역으로부터 방출되는 빛의 진행 방향을 제한할 수 있다.
대한민국 공개특허 제2021-0067148호는 좁은 시야각을 가지는 광학필름에 대한 것으로서, 제1 베이스필름과, 상기 제1 베이스필름의 일 면에 접착되는 복수의 기둥형 렌즈를 포함하는 제1 렌즈패턴층을 포함하는 제1 광학시트, 제2 베이스필름과, 상기 제2 베이스필름의 일 면에 접착되는 복수의 기둥형 렌즈를 포함하는 제2 렌즈패턴층을 포함하는 제2 광학시트를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 광학시트 및 상기 제2 광학시트는 상기 제1 렌즈패턴층 및 상기 제2 렌즈패턴층이 연접되고, 상기 제1 렌즈패턴층의 상기 복수의 기둥형 렌즈의 길이방향 및 상기 제2 렌즈패턴층의 상기 복수의 기둥형 렌즈의 길이방향이 서로 직교하도록 적층된 구성을 갖는 기술을 개시하고 있다.
대한민국 공개특허 제2022-0033770호는 좁은 시야각을 갖는 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 소자 기판의 화소 영역 상에 순서대로 적층된 발광 소자, 차광 패턴 및 화소 렌즈를 포함할 수 있고, 상기 차광 패턴은 상기 발광 소자와 상기 화소 렌즈 사이에 위치하는 개구부를 포함할 수 있으며, 상기 개구부의 수평 폭은 상기 발광 소자와 상기 차광 패턴 사이의 수직 거리에 비례하는 것을 특징으로 하는 기술을 개시하고 있다.
그러나, 상기 기술은 다수의 필름을 적층하여 만들어 전체적인 두께가 크게 증가되는 문제나, 발광 소자를 이용함에 따라 디스플레이 장치 자체를 새롭게 설계하여 구성해야 하는 단점이 있다.
따라서, 좁은 시야각을 가지면서도, 화질의 저하가 없으며, 다양한 디스플레이에 적용이 가능할 뿐만 아니라, 다양한 환경에서도 쉽게 변형되지 않고 우수한 품질을 유지하는 광학 필름에 대한 연구가 필요한 실정이다.
본 발명은 화질이 저하되지 않으면서도, 시야각을 줄일 수 있는 광학 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 지상과 상공의 환경에서도 품질과 효과가 안정적으로 유지되는 광학 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 다양한 디스플레이에 장착하여 사용 가능한 좁은 시야각을 갖는 광학 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 앞서 언급한 과제들로 한정되지 않는다. 여기서 언급되지 않은 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 좁은 시야각을 갖는 디스플레이용 광학 필름은 기재층; 광 조절층; 이의 상부에 위치하는 하드코트층; 을 포함하고, 상기 광 조절층은 제1층과 제2층이 순차 적층되고, 상기 제1층과 제2층이 한번 더 반복된 구조의 4개의 층으로 교대로 적층되어 있고, 상기 제1층은 제1 합성 수지층 내에 평균 직경 R1이고, 구형도 S1인 제1 세라믹 입자가 분산되어 요철이 형성된 구조를 가지고, 상기 제2층은 제2 합성 수지층 내에 평균 직경 R2이고, 구형도 S2인 제2 세라믹 입자가 분산되어 헤이즈 값이 2% 이하이며, 상기 기재층은, 폴리에틸렌테레프탈레이트 2축 연신 필름, 폭 600mm, 두께 100㎛, 광 투과율 90% 이상, Tg 80℃를 만족하는 것이고, 상기 제1 세라믹 입자 및 상기 제2 세라믹 입자는 실리카 입자이며, 상기 광 조절층의 제1 세라믹 입자와 제2 세라믹 입자가 하기 식 1을 만족하는 것을 특징으로 한다:
<식 1>
R1/R2<S1/S2
상기 기재층은 투명성을 갖는 필름으로서, 필름 전체를 지지하는 본체와 같은 역할을 하므로, 내구성이 우수한 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene) 등의 폴리올레핀(polyolefine) 수지; 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 등의 폴리에스테르(polyester) 수지나 아크릴(acrylic) 수지 및 폴리카보네이트(polycarbonate) 수지 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 사용할 수 있다.
<식 1>
R1/R2<S1/S2
상기 기재층은 투명성을 갖는 필름으로서, 필름 전체를 지지하는 본체와 같은 역할을 하므로, 내구성이 우수한 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene) 등의 폴리올레핀(polyolefine) 수지; 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 등의 폴리에스테르(polyester) 수지나 아크릴(acrylic) 수지 및 폴리카보네이트(polycarbonate) 수지 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 사용할 수 있다.
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상기 광 조절층은, 시야각을 좁히는 기능을 하는 부분으로서, 2 이상의 서로 다른 물성을 갖는 층을 교대로 적층한 구조를 가져 빛의 산란에 의한 시야각 제한 효과를 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 광 조절층은 제1층과 제2층이 순차 적층되고, 상기 제1층과 제2층이 한번 더 반복된 구조의 4개의 층으로 교대로 적층되어 있고, 상기 제1층은 제1 합성 수지층 내에 평균 직경 R1이고, 구형도 S1인 제1 세라믹 입자가 분산되어 요철이 형성된 구조를 가지고, 상기 제2층은 제2 합성 수지층 내에 평균 직경 R2이고, 구형도 S2인 제2 세라믹 입자가 분산되어 헤이즈 값이 2% 이하인 것일 수 있으며, 상기 광 조절층의 제1 세라믹 입자와 제2 세라믹 입자가 하기 식 1을 만족하는 것일 수 있다:
<식 1>
R1/R2<S1/S2
<식 1>
R1/R2<S1/S2
상기 제1층은 세라믹 입자에 의해 요철이 형성된 필름으로서, 바람직하게는, 기재층의 상부에 제1층을 적층하고 이의 상부에 제2층을 적층하여 제2층이 요철을 보완하여 평탄한 필름으로 구성될 수 있도록 하는 한편, 제2층 내에 포함된 입자에 의하여 시야각이 좁아지는 효과를 가지게 된다.
상기 제1층과 제2층에 포함되는 합성 수지와 세라믹 입자는 서로 동일한 재질, 동일한 물질을 사용하는 것도 가능하고, 서로 다르게 구성하더라도 무방하다.
상기 합성 수지는 바람직하게는, 광경화성 수지를 사용하는 것이 바람직하며, 예를 들면, 아크릴계 수지를 사용할 수 있다. 상기 세라믹 입자는 어떠한 것이든 특별히 문제되지 않으나, 필름의 내구성과 내마모성, 품질 안정성의 측면에서 실리카 입자를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 제1 세라믹 입자는 평균 직경 1 내지 3 ㎛인 것을 사용할 수 있고, 구형도는 0.90 이상인 것이 바람직하다. 이는, 복수의 제1 세라믹 입자에 의해 굴절된 빛이 예측 불가능한 영역으로 분산되지 않고, 좁은 시야각을 형성할 수 있도록 하기 위함이다.
상기 제2 세라믹 입자는 평균 직경 4 내지 6 ㎛인 것을 사용할 수 있고, 구형도는 0.80 내지 0.90 미만인 것이 바람직하다. 이는 제1 세라믹 입자에 비해 시야각보다는 빛이 굴절되지 않고 투과되도록 하기 위함이다.
한편, 제2층은 탁도인 헤이즈가 낮도록 구성되어야 하는데, 이는 다소 큰 입자의 세라믹 입자를 포함함으로써, 화면의 선명도를 저하시킬 가능성이 있으므로, 그 함량을 줄여 헤이즈를 낮게 유지하도록 구성된다.
상기 광 조절층은 합성수지 100 중량부를 기준으로 세라믹 입자 10 내지 50 중량부를 포함할 수 있고, 제1층의 경우, 35 내지 45 중량부, 제2층의 경우, 10 내지 15 중량부로 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제1 세라믹 입자와 제2 세라믹 입자는 다음 식 1을 만족하는 것일 수 있다:
<식 1>
R1/R2<S1/S2
상기 식 1을 만족함으로써, 시야각을 좁게 형성하는 한편, 화질의 저하를 방지할 수 있다. 화질의 저하를 유발하는 경우에는, 광학 필름 자체의 기능과 품질 저하를 초래하게 되므로, 이를 방지할 수 있도록 상기 식 1을 만족하는 것이 중요하다.
본 발명에 있어서, 상기 디스플레이용 광학 필름은 두께 10 내지 500 ㎛(마이크로미터)일 수 있다.
상기 두께 이상인 경우에는, 필름의 휨 특성이 특히 저하될 수 있다. 즉, 휨이 쉽게 발생되고, 휜 후의 회복이 어려운 문제가 있다.
본 발명은 또한, 상기 디스플레이용 광학 필름의 제조방법으로서, 광 투과성의 투명한 기재층을 준비하는 단계; 상기 기재층의 표면에 제1 세라믹 입자와 제1 합성수지가 혼합된 제1층을 형성하는 단계; 상기 제2층의 상부에 제2 세라믹 입자와 제2 합성수지가 혼합된 제2층을 형성하여 광 조절층을 제조하는 단계; 상기 광 조절층의 상부에 하드코트층을 형성하는 단계; 를 포함하는 디스플레이용 광학 필름의 제조방법을 제공한다.
제조방법에 관하여는 상술한 설명을 참고할 수 있다.
본 발명에 따른 광학 필름은 좁은 시야각을 가지면서도 디스플레이 화질이 저하되지 않는 효과를 갖는다.
본 발명에 따른 광학 필름은 온도, 기압 등의 다양한 외부 조건에서도 품질과 효과가 안정적으로 유지되는 효과를 갖는다,
본 발명에 따른 광학 필름은 다양한 디스플레이에 장착하여 사용 가능한 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필름의 수직 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필름 제조방법의 공정순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필름 제조방법의 공정순서도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 기초로 보다 상세히 설명하나 이는 본 발명의 이해를 위한 하나의 예시적인 기재에 불과한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음의 실시예로 한정되거나 제한되지 아니한다.
<실시예>
기재층: 폴리에틸렌테레프탈레이트 2축 연신 필름, 폭 600mm, 두께 100㎛, 광 투과율 90% 이상, Tg 80℃
광 조절층
1) 제1층: 아크릴레이트 프리폴리머 100 중량부, 2-페녹시에틸아크릴레이트 35 중량부, 광개시제, 평균 직경 2㎛이고 구형도 0.92인 제1 실리카 입자, 두께 5㎛
2) 제2층: 아크릴레이트 프리폴리머 100 중량부, 2-페녹시에틸아크릴레이트 35 중량부, 광개시제, 평균 직경 4㎛이고 구형도 0.80인 제2 실리카 입자, 두께 10㎛, 헤이즈 2%
3) 제1층: 아크릴레이트 프리폴리머 100 중량부, 2-페녹시에틸아크릴레이트 35 중량부, 광개시제, 평균 직경 2㎛이고 구형도 0.92인 제1 실리카 입자, 두께 5㎛
4) 제2층: 아크릴레이트 프리폴리머 100 중량부, 2-페녹시에틸아크릴레이트 35 중량부, 광개시제, 평균 직경 4㎛이고 구형도 0.80인 제2 실리카 입자, 두께 10㎛, 헤이즈 2%
하드코트층: 실리카 미립자, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 에틸렌글리콜 디아크릴레이트(EGDA), 두께 30 ㎛
<비교예 1>
상기 실시예에서, 제1층에 제1 실리카 입자 대신, 제2 실리카 입자를 넣은 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 제조하였다.
<비교예 2>
상기 실시예에서, 제1층에 상기 제1 실리카 입자 대신, 평균 직경 2㎛이고 구형도 0.74인 실리카 입자를 넣은 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 제조하였다.
<비교예 3>
상기 실시예에서, 제2층에 상기 제2 실리카 입자의 평균 직경이 6㎛이고, 제2층이 헤이즈 7%인 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 제조하였다.
<참고예>
시중에 판매 중인 A사의 시야각 제한 필름을 사용하였다.
[실험방법]
1. 시야각 측정
- 시험방법: Conometer를 이용하여 시야각, 중심 휘도를 측정하였다.
| 시야각(상하/좌우) (단위: °) |
중심 휘도 | |
| 실시예 | 16/21 | 169 |
| 비교예 1 | 35/70 | 155 |
| 비교예 2 | 42/65 | 120 |
| 비교예 3 | 20/28 | 76 |
| 참고예 | 55/65 | 100 |
2. 물성 평가
상기 샘플 필름에 대해 다음과 같은 물성 평가를 진행하였다.
하기 휨 평가의 경우, 폭방향의 양 끝부터 5mm씩 절단하면서 투명 필름이 기복 변형이 없는 합격품으로 판단될 때까지 절단면 형상을 관찰하였다. 양 끝을 절단한 투명 필름을 평활한 면상에 방치시켜 측면에서 관찰했을 때, 평활면으로부터 들뜨는 것을 육안으로 관찰할 수 없게 된 시점의 투명 필름을 기복 변형(휨)이 없이 제품(합격품)으로서 사용할 수 있는 제품폭으로 판단해 그 최대폭을 조사하였다.
하기 선명도 평가의 경우, 동일한 화상에 필름을 씌운 후 육안 평가하여 백색 화면 상에 2 mm 두께의 선을 띄웠을 때 도형의 선명도를 기준으로 평가하였다. 점수는 1점(선의 경계가 뭉개짐)~10(필름을 씌우지 않은 것과 동일한 화질)으로 평가하고, 해당 실험은 정면에서 디스플레이로부터 50cm 떨어진 위치에서 확인하였으며, 실험자는 시각적으로 문제없는 자로서, 좌우 시력 1.5/1.8인 성인 여성이 진행하였다.
| 실시예 | 비교예 1 | 비교예2 | 비교예 3 | 참고예 | |
| 필름 두께(㎛) | 160 | 160 | 160 | 160 | 550 |
| 휨 평가(mm) | 550 (제조 제품 폭: 600) |
450 (제조 제품 폭: 600) |
550 (제조 제품 폭: 600) |
500 (제조 제품 폭: 600) |
350 (구매 제품 폭: 600) |
| 선명도 평가 | 9 | 6 | 9 | 4 | 6 |
3. 품질 안정성 평가
상기 샘플 필름에 대해 60℃로 유지된 항온 챔버 내에서 6시간 유지하고, -40℃로 유지된 냉동고에서 6시간 유지한 후, 이를 5회 반복하였다.
이후 상기 2.의 휨 평가와 선명도 평가를 진행하였다.
휨 평가의 경우, 실험 전 필름의 일측 단부와 이의 대향 단부가 서로 맞닿도록 원의 형태로 말아 둔 후, 즉시 풀어 실험을 진행하였다.
| 실시예 | 참고예 | |
| 휨 평가(mm) | 450 (제조 제품 폭: 600) |
150 (구매 제품 폭: 600) |
| 선명도 평가 | 9 | 6 |
상기 실험 결과를 참고하면, 실시예에 따른 광학 필름은 비교예 및 참고예와 대비하여 시야각이 좁으면서도 중심 휘도가 높아 화질이 우수함을 확인할 수 있다.
또한, 실시예의 광학 필름은 참고예와 대비하여 두께가 얇으면서도 휨 저항성이 우수함을 확인할 수 있다.
더욱이, 기존의 디스플레이에 부착하여 사용한 경우에도 우수한 선명도를 유지하고, 극심한 온도 변화를 거듭하면서도 우수하게 그 품질이 유지되는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 디스플레이용 광학필름은 좁은 시야각을 가지면서도 우수한 화질과 필름으로서 우수한 물리적 특성 및 품질 안정성이 우수한 특성을 갖는다.
Claims (5)
- 좁은 시야각을 갖는 디스플레이용 광학 필름으로서,
기재층; 광 조절층; 이의 상부에 위치하는 하드코트층; 을 포함하고,
상기 광 조절층은 제1층과 제2층이 순차 적층되고, 상기 제1층과 제2층이 한번 더 반복된 구조의 4개의 층으로 교대로 적층되어 있고,
상기 제1층은 제1 합성 수지층 내에 평균 직경 R1이고, 구형도 S1인 제1 세라믹 입자가 분산되어 요철이 형성된 구조를 가지고,
상기 제2층은 제2 합성 수지층 내에 평균 직경 R2이고, 구형도 S2인 제2 세라믹 입자가 분산되어 헤이즈 값이 2% 이하이고,
상기 기재층은, 폴리에틸렌테레프탈레이트 2축 연신 필름, 폭 600mm, 두께 100㎛, 광 투과율 90% 이상, Tg 80℃를 만족하는 것이고,
상기 제1 세라믹 입자 및 상기 제2 세라믹 입자는 실리카 입자이며,
상기 광 조절층의 제1 세라믹 입자와 제2 세라믹 입자가 하기 식 1을 만족하는 것인 디스플레이용 광학 필름:
<식 1>
R1/R2<S1/S2
- 제1항에 있어서,
상기 디스플레이용 광학 필름은 두께 10 내지 500 ㎛(마이크로미터)인 디스플레이용 광학 필름.
- 제1항에 따른 디스플레이용 광학 필름의 제조방법으로서,
광 투과성의 투명한 기재층을 준비하는 단계;
상기 기재층의 표면에 제1 세라믹 입자와 제1 합성수지가 혼합된 제1층을 형성하는 단계;
상기 제1층의 상부에 제2 세라믹 입자와 제2 합성수지가 혼합된 제2층을 형성하는 단계;
상기 제2층의 상부에 추가 제1층을 형성하는 단계;
상기 추가 제1층의 상부에 추가 제2층을 형성하여 광 조절층을 제조하는 단계;
상기 광 조절층의 상부에 하드코트층을 형성하는 단계;
를 포함하는 디스플레이용 광학 필름의 제조방법. - 삭제
- 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230149409A KR102633731B1 (ko) | 2023-11-01 | 2023-11-01 | 좁은 시야각을 갖는 항공기 디스플레이용 광학 필름 |
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|---|---|
| KR102633731B1 true KR102633731B1 (ko) | 2024-02-06 |
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ID=89858245
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| KR1020230149409A KR102633731B1 (ko) | 2023-11-01 | 2023-11-01 | 좁은 시야각을 갖는 항공기 디스플레이용 광학 필름 |
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|---|---|
| KR (1) | KR102633731B1 (ko) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2023
- 2023-11-01 KR KR1020230149409A patent/KR102633731B1/ko active IP Right Grant
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