KR20080090089A - 고해상도 시트, 이를 구비하는 필터, 및 상기 시트 또는필터를 구비하는 표시소자 - Google Patents

Abstract

고해상도 시트, 이를 구비하는 필터, 및 상기 시트 또는 필터를 구비하는 표시소자가 개시된다. 개시된 고해상도 시트는 일정 간격으로 서로 이격되어 배치되고, 흑색 광 흡수 물질을 포함하는 복수개의 외광흡수부; 상기 외광 흡수부에 의해 광학적으로 서로 이격된 복수개의 광투과부를 포함하여 구성되고, 상기 광투과부의 굴절율이 상기 외광흡수부의 굴절율 보다 작은 것을 특징으로 한다.

따라서, 개시된 고해상도 시트, 이를 구비하는 필터, 및 상기 시트 또는 필터를 구비하는 표시소자는 이중상 형성과 모아레 현상을 감소시키고 명암비를 향상시켜 고해상도를 유지시킬 수 있다.

Description

고해상도 시트, 이를 구비하는 필터, 및 상기 시트 또는 필터를 구비하는 표시소자{High resolution sheet and filter comprising the same, and display device having the sheet or the filter}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 고해상도 시트를 구비하는 필터가 장착된 표시소자의 대략적인 구성을 보여주는 분해사시도이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 고해상도 시트를 구비하는 필터의 분해단면도이다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 고해상도 시트의 일단면도이다.

도 4는 도 3의 A 부분을 확대하여 도시한 도면이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고해상도 시트의 일단면도이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고해상도 시트의 일단면도이다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고해상도 시트의 일단면도이다.

도 8은 도 4의 고해상도 시트에서 고해상도 시트의 광투과부와 외광흡수부의 굴절율 차이 및 광원의 입사각에 따른 이중상 형성 정도를 나타낸 시뮬레이션 결과이다.

도 9는 도 8의 시뮬레이션 결과를 얻기 위한 실험방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 10은 모아레 현상을 방지하기 위한 것으로, 도 3의 고해상도 시트의 일변형예를 도시한 부분 분리 사시도이다.

도 11은 모아레 현상을 방지하기 위한 것으로, 도 3의 고해상도 시트의 다른 변형예를 도시한 부분 분리 사시도이다.

도 12는 모아레 현상을 방지하기 위한 것으로, 도 3의 고해상도 시트의 또 다른 변형예를 도시한 부분 분리 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 표시소자 10: 케이스

20: 구동회로기판 30: 패널 어셈블리

40: 필터 50: 커버

100: 색보정필름 200: 고해상도 시트

210: 광투과부 220: 외광흡수부

230: 베이스필름 240: 보호필름

250: 프리즘부 300: 전자기파차폐필름

400: 하드코팅층 500: 반사방지필름

FB: 필터베이스

본 발명은 고해상도 시트, 이를 구비하는 필터, 및 상기 고해상도 시트 또 는 필터를 구비하는 표시소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이중상 형성과 모아레 현상을 감소시키고 명암비를 향상시켜 고해상도를 유지시킬 수 있는 고해상도 시트, 이를 구비하는 필터, 및 상기 고해상도 시트 또는 필터를 구비하는 표시소자에 관한 것이다.

최근, 많은 종류의 화상 표시 장치가 개발되어 실용화되고 있는데, 이러한 화상 표시 장치는, 예를 들면 액정 표시 장치(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 전계 발광 디스플레이(FED), 음극관 표시 장치(CRT), 형광 표시관, 전계 방사형 디스플레이 패널을 포함한다. 이러한 화상 표시소자들은 원칙적으로 적색, 청색, 녹색의 삼원색 발광을 구현함으로써 칼라 화상을 표시한다.

이러한 화상 표시소자는 화상을 형성하는 패널 어셈블리와, 상기 패널 어셈블리로부터 방출된 전자기파, 근적외선, 및/또는 오렌지광을 차폐하고 표면 반사방지 및/또는 색보정 등의 기능을 갖는 필터를 구비한다. 이러한 필터는 패널 어셈블리의 전면부에 장착되기 때문에 투광성도 동시에 만족하여야 한다.

그런데, 종래기술에 의한 화상 표시소자에 있어서, 외부가 밝은 조건, 즉 명실 조건에서는 외부 환경광이 필터를 통과하여 패널 어셈블리 내로 유입될 수 있다. 이 경우, 패널 어셈블리 내에서 방출된 입사광과 외부로부터 필터를 통하여 유입된 외부 환경광의 중첩이 발생한다. 이로 인해, 명실 조건에서 명암비(contrast ratio)가 저하되어 화상 표시소자의 화면 표시능력이 열악해지는 문제점이 있다. 일본공개특허 제2005-338270호는 이러한 문제점을 해결하기 위한 시야각 제어 시트를 개시하고 있다. 즉, 상기 시야각 제어 시트는 투명한 광투과부에 쐐기 형상의 흑색 광 흡수 물질을 포함하는 외광흡수층이 소정의 간격으로 배열된 구조를 가지고, 외광흡수층에 광투과부 보다 굴절율이 낮은 물질 및 광흡수 물질을 충진함으로써 외광흡수층에 경사방향으로 입사하는 영상광원을 전반사 원리를 이용하여 관찰자측에 보다 효과적으로 도달시켜 투과율을 증가시키는 기술들이 개발되어 있다. 그러나 이러한 기술들은 전반사 원리에 의해 영상광원으로부터 방출되는 빛이 화상 표시소자의 필터 내에서 난반사 및/또는 산란되며, 외광흡수층에서 미처 흡수하지 못한 외부광이 유입되어 영상원광과 중첩됨으로써 여전히 이중상(ghost)이 생성되는 한계가 있다.

한편, 종래기술에 의한 화상 표시소자의 경우 화소를 형성하는 셀들과 필터 간의 주기적인 패턴의 간섭에 의해 모아레 현상이 발생하여 화상 표시소자의 화면 표시 능력이 떨어지는 문제점이 있다.

상기와 같은 종래 기술에 의한 화상 표시 소자의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 명실 조건에서의 명암비를 향상시키고 이중상 형성을 감소시킬 수 있는 고해상도 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 모아레 현상을 방지할 수 있는 고해상도 시트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 고해상도 시트를 포함하는 필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 고해상도 시트 또는 상기 필터를 구비함으로 써 해상도가 향상되고 모아레 현상이 방지된 표시소자를 제공하는 것이다.

상기와 같은 종래 기술에 의한 화상 표시 소자의 문제점을 해결하기 위하여

본 발명은,

일정 간격으로 서로 이격되어 배치되고, 흑색 광 흡수 물질을 포함하는 복수개의 외광흡수부;

상기 외광 흡수부에 의해 광학적으로 서로 이격된 복수개의 광투과부를 포함하여 구성되고,

상기 광투과부의 굴절율이 상기 외광흡수부의 굴절율 보다 작은 고해상도 시트를 제공한다.

또한 본 발명에 따르면,

일정 간격으로 서로 이격되어 배치되고, 흑색 광 흡수 물질을 포함하는 복수개의 외광흡수부;

상기 외광 흡수부에 의해 광학적으로 서로 이격된 복수개의 광투과부; 및

필터베이스를 구비하고,

상기 광투과부의 굴절율이 상기 외광흡수부의 굴절율보다 작은 표시소자용 필터가 제공된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 외광흡수부가 스트라이프 형상, 매트릭스 형상, 또는 물결 형상으로 배치된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 외광흡수부의 일단면 모양이 다음 조건을 동시에 만족하는 다각형이다.

1) 0.5 H_R ≤ H₂₂₀ ≤ 0.95 H_R

2) 0.1 W_p ≤ W₂₂₀ ≤ 0.4W_p

3) 50㎛≤ H_R-W_p ≤ 160㎛

4) 50㎛≤W_p≤200㎛.

상기 식에서, H₂₂₀은 외광흡수부의 높이이고, W₂₂₀은 외광흡수부의 일단부의 폭이며, H_R은 광투과부의 두께이고, W_p는 광투과부의 피치이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 외광흡수부의 일단면 모양이 다음 조건을 추가로 만족하는 사다리꼴이다.

5) 0.15 ≤ W'₂₂₀/ W₂₂₀ ≤ 1.5.

상기 식에서, W₂₂₀ 및 W'₂₂₀은 각각 외광흡수부의 일단부 및 타단부의 폭이다.

상기 조건을 벗어나는 경우 흡수율 및 투과율이 지나치게 감소 또는 증가하여 시인성이 떨어지는 문제점을 나타내게 된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 외광흡수부의 일단면 모양이 다음 조건을 추가로 만족하는 사다리꼴이다.

5') 0.15 ≤ W'₂₂₀/ W₂₂₀ ≤ 0.35.

상기 식에서, W₂₂₀ 및 W'₂₂₀는 각각 외광흡수부의 일단부 및 타단부의 폭이다.

시야각을 확보하기 위해서 일단면을 사다리꼴로 제작할 경우, 시야각 뿐만 아니라 적절한 해상도를 함께 구현하기 위해서 상기 조건을 만족하는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 외광흡수부의 일단면 모양이 상기 조건 중 아래의 조건을 추가로 만족하는 오각형이다.

5") 2 ≤ W_220,max/ W₂₂₀ ≤ 3

상기 식에서, W₂₂₀ 및 W_220,max는 각각 외광흡수부의 일단부의 폭 및 최대폭이다.

외광흡수율 유지 및 영상광원을 효과적으로 투과시키기 위해 단면 모양을 오각형으로 제작하기 위해서는 상기 조건을 만족하는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 고해상도 시트 또는 표시소자용 필터는 영상광원 측에 배치된 프리즘부를 더 구비한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 고해상도 시트는 관찰자 측에 배치된 보호필름을 더 구비한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 필터베이스는 반사방지필름, 하드코팅층, 전자기파차폐필름, 또는 이들의 조합층을 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 표시소자용 필터는 영상광원 측에 배치된 색보정필름을 더 구비한다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 외광흡수부의 길이 방향과 고해상도 시트의 한변이 나란하지 않고 0˚ 보다 큰 바이어스 각도(α)를 갖는다. 여기서, "길이 방향"이란, 외광 흡수부가 직선의 스트라이프인 경우에는 그 길이 방향으로 정의되고, 외광 흡수부가 매트릭스형인 경우에는 각 매트릭스 구성 요소의 서로 대응하는 부분을 연결한 직선 방향으로 정의되고, 외광 흡수부가 물결모양인 경우에는 각 파동 주기의 서로 대응하는 부분을 서로 연결한 직선 방향으로 정의된다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 실시예들 중 어느 한 실시예에 따른 고해상도 시트 또는 표시소자용 필터를 구비하는 표시소자가 제공된다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 고해상도 시트를 구비하는 필터가 장착된 표시소자의 분해사시도이고, 도 2는 본 발명에 한 실시예에 따른 고해상도 시트를 구비하는 필터의 분해단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 고해상도 시트를 구비하는 필터가 장착된 표시소자(1)는 케이스(10), 상기 케이스(10)의 상부를 덮는 커버(50), 상기 케이스(10) 내에 수용되는 구동회로기판(20), 화상을 형성하는 패널 어셈블리(30), 및 필터(40)를 포함한다.

구동회로기판(20)으로부터 인가된 전기적인 신호에 의해 패널 어셈블리(30) 에서 형성된 가시화상은 필터(40)를 거쳐 외부로 출사된다.

이러한 필터(40)는, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 색보정필름(100), 고해상도 시트(200), 및 반사방지필름(500)을 포함하여 구성된 필터베이스(FB)를 포함한다.

색보정필름(100)은, 예를 들어, 대표적으로 네온광 차단 색소를 포함하지만, 이외에 근적외선 흡수 화합물 또는 색소를 포함할 수도 있다.

색보정필름(100)에 포함되는 네온광 차단 색소로는, 시아닌계(cyanine)계, 스쿠아릴륨계, 아조메틴(azomethine)계, 키산텐계, 옥소놀(oxonol)계, 또는 아조(azo)계 화합물 등이 사용될 수 있다. 네온광이란 네온 가스가 여기됨에(excited) 따라 발생하는 약 585nm 파장 부근의 불필요한 빛을 의미한다.

색보정필름(100)에 근적외선 흡수 화합물이 포함되는 경우, 이러한 화합물로는 구리원자를 포함하는 레진(resin), 구리화합물이나 인화합물을 함유하는 레진, 구리화합물이나 티오(thio) 요소 유도체를 포함하는 레진, 또는 텅스텐계 화합물을 포함하는 레진 등이 사용될 수 있다. 근적외선은 주변 전자 기기의 오작동을 일으키는 원인이 되므로, 이의 차폐가 필요하다.

고해상도 시트(200)는 베이스필름(230) 상에 형성된 광투과부(210) 및 외광흡수부(220)를 포함하며, 색보정필름(100)의 하부에 배치되어 있다.

광투과부(210)는 도 1의 패널 어셈블리(30)에서 방출된 빛을 투과시키는 부위이다. 이러한 광투과부(210)는 경화형 수지로 형성될 수 있다. 구체적으로, 광투과부(210)로는 전리 방사선이나 열에너지로 경화하는 아크릴레이트 수지 등이 사용 될 수 있다.

또한, 광투과부(210)는 투명한(transparent) 것이 바람직한데, 이는 완전히 투명한 것만을 의미하는 것이 아니라 당업계에서 공히 투명하다고 인정될 수 있는 정도를 의미한다. 광투과부(210)는 후술하는 외광흡수부(220)의 형상과 상보적인 형상을 갖는 것이 일반적이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 광투과부(210)의 굴절율(n₂₁₀)은 1.33~1.6인 것이 바람직하다. 상기 굴절율(n₂₁₀)이 1.33 미만인 경우는 실제로 제작이 어려워서 바람직하지 않고, 1.6을 초과하게 되면 광투과부(210)의 투과율이 현저히 떨어지고 명암비도 감소해 전체적인 해상도가 감소하므로 바람직하지 않다.

외광흡수부(220)은 소정의 간격으로 서로 이격되어 배치된 광투과부(210) 사이의 홈(g₂₁₀) 내에 광 흡수 물질을 충진한 것으로서, 외부 환경광을 흡수함으로써, 명실 조건에서 명암비를 향상시켜 고해상도를 유지하기 위한 것이다. 그러나, 본 발명이 도 3 또는 이하에서 설명하게 될 도 4 내지 도 7에 예시된 것에 한정되는 것은 아니며, 광투과부(210)가 홈이 형성되지 않은 평판 형태로 형성되고 외광흡수부(220)가 광투과부(210)의 일면, 즉 색보정필름(100)쪽 면상에 배치될 수도 있다. 외광흡수부(220)은 빛을 흡수할 수 있는 물질, 예를 들어, 흑색 무기물, 흑색 유기물, 및/또는 흑화 처리 금속으로 형성될 수 있다. 흑화 처리 금속의 경우에는 전기저항이 낮기 때문에 이것으로 외광흡수부(220)을 형성하는 경우 금속 분말의 함량 또는 금속 박막의 두께를 조절함으로써 전기 저항을 조절할 수 있기 때문에 외광흡 수부(220)는 전자기파차폐 기능을 수행할 수도 있다. 대표적으로, 외광흡수부(220)는 탄소를 포함하는 자외선 경화형 수지로 형성될 수 있다. 외광흡수부(220)의 굴절율(n₂₂₀)은 광투과부(210)와 유사하게 1.33~1.6 범위인 것이 바람직하다.

베이스필름(230)은 광투과부(210)의 일면, 즉 외광흡수부(220)와 반대쪽 면상에 배치된다. 이러한 베이스필름(230)은 외광흡수부(220)가 형성된 광투과부(210)를 지지하는 역할을 한다. 이러한 베이스필름(230)은 경화형 수지로 형성될 수 있다. 구체적으로, 베이스필름(230)은 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethyleneterephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 물질로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethyeleneterephthalate), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelene naphthalate)일 수 있다. 또한, 베이스필름(230)은 광투과부(210)의 굴절율과 동일 또는 유사한 굴절율을 갖는 재질로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시예에 따른 고해상도 시트(200)는 광투과부(210)의 일면, 즉 베 이스필름(230)과 반대쪽 면에, 후술하는 도 3 내지 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 보호필름(240)을 더 구비할 수 있다. 이러한 보호필름(240)은 고해상도 시트(200)가 필터(40)에 장착되기 전까지 고해상도 시트(200)를 보호하는 역할을 하는 것으로, 고해상도 시트(200)가 필터(40)에 장착될 때, 고해상도 시트(200)로부터 분리되게 된다.

광투과부(210)와 보호필름(240) 사이에는 점착제층(미도시)이 배치될 수 있다.

도 2에서, 필터베이스(FB)는 고해상도 시트(200)의 일면에 배치되어 있으며, 전자기파차폐필름(300), 하드코팅층(400), 및 반사방지필름(500)을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 필터베이스(FB) 내에서 이들(300, 400, 500)의 적층 순서는 다양하게 변화될 수 있으며, 하나의 층에 2 이상의 기능을 갖는 물질이 혼합되어 층을 형성할 수도 있다.

전자기파차폐필름(300)은 전자기파를 차폐시키는 기능을 담당한다. 전자기파차폐필름(300)은 도전성 메쉬층, 금속박막, 고굴절율 투명박막, 또는 이들 중 2 이상이 적층된 구조 등 다양한 구성을 가질 수 있다. 도 2에는 전자기파차폐필름(300)이 단층으로 구성된 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 적어도 두개 층 이상을 포함하는 다층으로 구성될 수도 있다.

하드코팅층(400)은 내스크래치성을 가짐으로써 전자기파차폐필름(300) 또는 후술하는 반사방지필름(500)이 외부 물질과의 접촉등으로 인해 손상되는 것을 방지한다. 이러한 하드코팅층(400)은 강화유리 자체일 수도 있고, 바인더로서 폴리머를 포함한 것일 수도 있다. 또한, 이러한 하드코팅층(400)은 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계, 또는 실록산계 폴리머를 포함하여 형성될 수 있고, 올리고머(Oligomer)와 같은 자외선 경화 수지를 포함하여 형성될 수도 있다. 게다가, 강도(Hardness)의 향상을 위해 하드코팅층(400)에 실리카(silica)계의 필러를 부가할 수도 있다.

반사방지필름(500)은 가시광의 투과율을 조절함으로써 장시간 시청하는 표시소자 사용자들의 안구 피로감을 최소화시키는 기능을 담당한다. 이와 같이 반사방지필름(500)을 배치하여 가시광 투과율을 조절함으로써, 가시광의 선택적 흡수 효과 외에, 명암비 등의 색재현 범위 향상 효과를 얻을 수 있다. 도 2에서는 반사방지필름(500)이 단층으로 구성된 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 적어도 두개 층 이상을 포함하는 다층으로 구성될 수도 있다.

반사방지필름(500)은, 외부로부터 입사되어 반사방지필름(500)의 표면에서 반사되는 가시광과, 이후 반사방지필름(500)과 하드코팅층(400)과의 계면에서 반사되는 가시광이 서로 역위상으로 되어 소멸간섭현상을 일으키는 원리에 의하여 반사방지 효과를 얻는다.

반사방지필름(500)으로는 ITO(Indium Tin Oxide)와 실리콘 옥사이드(SiO₃)의 혼합물, 니켈크로메이트(NiCr)와 실리콘 옥사이드(SiO₂)의 혼합물 등을 경화, 고착하여 사용할 수 있다. 이외에도, 반사방지필름(500)으로 산화티타늄 또는 저굴절율의 특수 불소레진을 사용할 수 있다.

이하, 외광흡수부(220)의 구체적 구성 및 작용효과에 관하여 첨부 도면을 참 조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 고해상도 시트의 일단면도이고, 도 4는 도 3의 A 부분을 확대하여 도시한 도면이다.

외광흡수부(220)는 롤 성형법, 열가소성 수지를 이용한 열 프레스법, 또는 외광흡수부(220)의 패턴과 반대 형상의 홈(g₂₁₀)이 전사된 광투과부(210) 내에 열가소성이나 열경화성 수지를 충전하여 성형하는 사출 성형법에 의해 형성될 수 있다. 또한, 광투과부(210)를 구성하는 자외선 경화형 수지가 반사방지 기능, 전자기파차폐 기능, 색보정 기능, 또는 이들의 조합 기능을 가지고 있는 경우 외광흡수부(220)는 부가적으로 이러한 기능들을 수행할 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 고해상도 시트(200)는 광투과부(210), 외광흡수부(220), 베이스필름(230), 및 보호필름(240)을 구비한다. 여기서, 보호필름(240)은 선택에 의해 생략될 수도 있다.

광투과부(210), 외광흡수부(220), 베이스필름(230), 및 보호필름(240)의 상대적인 배치 구조는 전술한 바와 같다.

외광흡수부(220)는 스트라이프 형상, 매트릭스 형상, 또는 물결 형상 등 다양한 형상으로 배치될 수 있다. 또한, 복수개의 외광흡수부(220)는 이들 사이로 빛이 투과할 수 있도록 소정 간격 이격되어 배치된다. 또한, 도 3에서 외광흡수부(220)는 그 일단면이 사각형인 것으로 도시되어 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 일단면의 형상은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 사다리꼴 또 는 오각형일 수 있다. 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 부재 또는 동일한 부재의 부분을 가리킨다.

본 실시예에 따른 고해상도 시트(200)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 베이스필름(230)의 일면, 즉 광투과부(210)와 반대쪽 면에 배치된 프리즘부(250)를 더 구비할 수 있다. 프리즘부(250)는 광투과부(210)의 재질과 동일 또는 유사한 재질로 형성될 수 있다. 이와 같이 프리즘부(250)를 구비함으로써, 고해상도 시트(200)는 투과율의 큰 변화 없이 외광흡수율이 향상되어 명암비가 증가되고 해상도가 향상되게 된다.

본 실시예에서 외광흡수부(220)의 굴절율(n₂₂₀)이 광투과부(210)의 굴절율(n₂₁₀) 보다 크도록 조절된다(즉, n₂₁₀ ＜ n₂₂₀). 상기 광투과부(210) 및 외광흡수부(220)간의 굴절율 차이(△n= n₂₁₀-n₂₂₀)는 -0.05 내지 -0.01 범위가 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 고해상도 시트(200)에서의 외광흡수율을 높여 이중상(ghost)의 형성을 감소시킬 수 있다. 여기서, 이중상이란 전술한 패널 어셈블리(30)로부터 방출된 빛이, 외광흡수부(220)에서 미처 흡수되지 않고 다시 외부로 반사되는 외부 환경광과 중첩됨으로써 생성되는 것으로, 표시소자의 사용자가 동일 화상에 대하여 2개의 상을 인식하게 되는 것을 의미한다.

이와 같이, 외광흡수부(220)와 광투과부(210) 간의 굴절율 차이를 조절함으로써 이중상을 감소 또는 배제하는 원리를 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 4를 참조하면, 외부에서 입사되는 외부 환경광(L₁, L₂, L₃)이 외광흡수 부(220)로 입사되게 되면, 이 외부 환경광은 입사각, 즉 광투과부(210)와 외광흡수부(220) 사이의 계면의 법선과 이루는 각(0˚, θ1, θ2 )에 관계없이, 상기와 같이 조절된 굴절율 차이에 의해, 상기 계면에서 반사되지 않고 외광흡수부(220)에 모두 흡수되게 된다. 따라서, 외광흡수율이 높아지게 되고, 이에 따라 이중상의 발생이 줄어들게 된다.

한편, 광투과부(210) 및 외광흡수부(220)간의 굴절율 차이(△n= n₂₁₀-n₂₂₀)가 본 발명과 달리 양의 값을 가지는 경우 영상광원이 임계각보다 작은 각도로 광투과부(210) 및 외광흡수부(220)의 계면에 입사하는 경우 전반사에 의해 패널 어셈블리에서 만들어진 영상과는 다른 별개의 영상, 즉, 이중상(ghost)을 형성하게 된다.

광투과부(210)와 외광흡수부(220) 간의 굴절율 차이(△n = n₂₁₀―n₂₂₀) 및 광원에서 나온 빛의 입사각(θ) 변경에 따른 이중상의 발생 정도를 하기 표 1 및 도 8에 나타내었다. 여기서, 광원이란 외부 환경광을 의미하는 용어가 아니라, 표시소자(1)의 패널 어셈블리(30)로부터 방출된 광원에 대응되는 개념으로 사용된 용어이다. 즉, 이중상은 관찰자의 시야각에 따라 그 발생 정도가 달라지는 바, 관찰자의 시야각을 변경시키는 것과 반대로, 광원 광선의 입사각을 변화시켜가면서 이중상의 발생 정도를 시뮬레이션하고, 또한 플라즈마 디스플레이 장치에 장착한후 관능상의 평가를 실시하여 아래 [표 1]에 그 결과를 나타내었다

광투과부와 외광흡수부 간의 굴절율 차이(△n = n210―n220) 및 광원의 입사각(θ)에 따른 이중상의 발생 정도(O : Good, × : Bad)
	광원의 입사각(θ)
△n	0˚	5˚	10˚	15˚	20˚
0.05	○	○	×	×	×
0.02	○	○	×	×	×
0.01	○	○	×	×	×
-0.01	○	○	○	○	○
-0.02	○	○	○	○	○
-0.05	○	○	○	○	○

표 1 및 도 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 광원의 입사각(θ)이 5˚이하인 경우에는 상기 굴절율 차이(△n=n₂₁₀―n₂₂₀)에 관계없이 이중상이 발생하지 아니하였으나, 입사각(θ)이 10 내지 20˚인 경우에는 상기 굴절율 차이가 0보다 작은 경우에만 이중상이 발생하지 아니하였다.

표 1 및 도 8은 도 9의 방법에 의해 얻어진 시뮬레이션 결과에 의해 더 보충적으로 설명되어진다. 즉, 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이 광원을 고해상도 시트에 5ㅀ의 입사각으로 입사시키면, 화면 디텍터에 화상이 형성되며, 상기 화상은 도 8에서와 같이 나타나게 된다. 이로써, 관찰자의 시야각에 따른 이중상의 발생 정도를 간접적으로 측정하였다.

도 10은 모아레 현상을 방지하기 위한 것으로, 도 3의 고해상도 시트의 일변형예를 도시한 부분 분리 사시도이다. 여기서, 모아레 현상이란 두 개 이상의 주기적인 패턴(periodic pattern)이 겹쳐질 때 간섭 무늬(interference fringe)가 만들어지는 현상을 의미한다.

도 10을 참조하면, 외광흡수부(220)의 길이 방향(길이) 방향과 고해상도 시트(200)의 한변이 나란하지 않고 0˚ 보다 큰 바이어스 각도(α)를 갖는다. 여기에서는 비록 도시되지 않았지만, 패널 어셈블리(30)에는 화상을 이루는 가시광을 방출하는 다수의 셀들이 형성되어 있는데, 이러한 셀들은 스트라이프 형상, 매트릭스 형상, 또는 물결 형상으로 배치되어 고해상도 시트(200)의 외광흡수부(220)과 유사한 배치 형상을 가진다. 이 경우, 외광흡수부(220)와 상기 셀들의 배치 방향이 일치하게 되면 양 패턴이 중첩되어 모아레 현상이 발생하게 되는데, 이와 같이 외광흡수부(220)의 길이 방향(길이) 방향과 광투과부(210)의 장변이 이루는 바이어스 각도(α)를 0˚ 보다 크게 함으로써 사용자 측에서 관찰할 때 양 패턴을 어긋나게 하여 모아레 현상을 방지할 수 있게 된다. 바람직하게는, 상기 바이어스 각도(α)는 5~80˚이다.

도 11은 모아레 현상을 방지하기 위한 것으로, 도 3의 고해상도 시트의 다른 변형예를 도시한 부분 분리 사시도이다. 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 부재 또는 동일한 부재의 부분을 가리킨다.

본 실시예가 도 10의 실시예와 다른 점은 외광흡수부(220)가 스트라이프 형상 대신에 매트릭스 형상으로 배치된다는 것이다.

도 12는 모아레 현상을 방지하기 위한 것으로, 도 3의 고해상도 시트의 또 다른 변형예를 도시한 부분 분리 사시도이다. 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 부재 또는 동일한 부재의 부분을 가리킨다.

본 실시예가 도 10의 실시예와 다른 점은 외광흡수부(220)가 스트라이프 형상 대신에 물결 형상으로 배치된다는 것이다.

상기와 같은 구성을 갖는 고해상도 시트 또는 필터는 표시소자에 구비될 수 있으며, 이로써 표시소자의 이중상을 감소시키고 명암비를 증가시킴으로써 고해상도를 달성할 수 있으며, 아울러 모아레 현상을 방지할 수 있다.

이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이에 의해 제한되는 것은 아니다.

실시예

고해상도 시트의 제조

실시예 1

직사각형 형상의 반대 형상인 돌출부가 표면에 형성되어 있는 성형롤을 제조하였다. 이후, 자외선 장치가 장착된 패턴롤 장비를 이용하여 상기 성형롤과 베이스필름(230)을 구성하는 두께 188㎛의 광학용 PET필름(Toyobo사)사이의 일면에 저굴절율 아크릴계 경화용 수지 혼합액 100g을 천천히 가해주면서 경화시켰다. 이로써, 상기 성형롤 상의 돌출부가 홈 모양으로 전사된 굴절율 1.48인 광투과부(210)를 얻었다. 전사된 상기 홈 형상 내에 카본 블랙 2g을 상기 아크릴계 경화용 수지 100g에 섞어 제조한 카본 분산액을 흩뿌리고 연질의 플라스틱으로 구성된 닥터 블레이드(Dr. Blade)를 이용하여 여러번 와이핑(wiping)하여 상기 홈 형상 내를 골고루 채워주어 굴절율 1.49인 외광흡수부(220)를 완성하였다. 이후, 자외선으로 경화시켜 도 3에 도시된 것과 같은 고해상도 시트(200)를 제조하였다. 여기서, 광투과부의 피치(W_p)는 107.5㎛이었고, 외광흡수부(220)의 단부의 폭(W₂₂₀) 및 높이(H₂₂₀)는 24㎛, 160㎛이었으며, 광투과부(210)의 두께(H_R)는 200㎛이었다.

실시예 2

외광흡수부(220)의 형상을 사각형 대신에 사다리꼴로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 도 5의 고해상도 시트(200)를 제조하였다.

여기서 광투과부간 피치(W_p)는 107.5㎛이었고, 외광흡수부(220)의 폭은 사다리꼴의 일단부(W₂₂₀) 및 타단부(W'₂₂₀) 각각이 33.5㎛, 8㎛이었으며, 외광흡수부(220)의 높이(H₂₂₀)는 160㎛이었다.

또한 광투과부(210)의 두께(H_R)는 200㎛이었다.

실시예 3

외광흡수부(220)의 형상을 직사각형 대신에 오각형으로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 도 6의 고해상도 시트(200)를 제조하였다. 여기서, 광투과부간 피치(W_p)는 107.5 ㎛이었고, 외광흡수부(220)의 폭은 오각형의 일단부(W₂₂₀) 및 최대폭(W_220,max) 각각이 13.9㎛, 30.4㎛이었으며, 외광흡수부(220)의 높이(H₂₂₀)는 160㎛이었다.

또한, 광투과부(210)의 두께(H_R)는 200㎛이었다.

실시예 4

베이스필름(230)의 일면, 즉 외광흡수부(220)과 반대쪽 면에 프리즘부(250)를 형성한 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 도 7의 고해상도 시트(200)를 제조하였다. 프리즘부(250)의 피치(W_p')는 53.75㎛이었고, 프리즘부의 두께(W₂₅₀)는 10㎛이었다.

비교예

외광흡수부의 형상을 직사각형 대신에 사다리꼴로 변경하고, 광투과부의 굴절율을 1.56으로, 외광흡수부의 굴절율을 1.55로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 고해상도 시트를 제조하였다.

투과율 평가 시험

실시예 1~4 및 비교예의 고해상도 시트에 대한 투과율 측정시험을 UV-Vis Spectrometer를 이용하여 수행하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

이중상 평가 시험

실시예 1~4 및 비교예의 고해상도 시트에 대한 이중상 발생 정도를 플라즈마 디스플레이 장치 상의 관능상의 평가 및 도 9의 방법으로 측정하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

명암비 평가 시험

상기 실시예 1~4에서 제조된 고해상도 시트 및 비교예의 고해상도 시트를 각각 구비하며 도 2의 구성을 갖는 필터(40)를 제조하고, 각 필터(40)의 명암비를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다. 이 경우, 필터베이스(FB)의 하드코팅층(400)으로는 강화유리를 사용하였다. 명암비는, 제조된 필터를 PDP 모듈 (삼성 SDI V4 42" HD Module)에 부착하여, 명소 환경(150Lux)하에서 1.5m 떨어진 거리에서 휘도 측정기(Minolta CS 1000, 삼희인스트루먼트)를 이용하여 측정하였다.

광학특성 평가 시험
	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예
△n	-0.01	-0.01	-0.01	-0.01	0.01
투과율(%)	72.4	67.6	70.1	68.6	67.1
명암비	400:1	340:1	370:1	350:1	310:1
이중상	우수	우수	우수	우수	보통
종합평가	우수	우수	우수	우수	보통

표 2를 참조하면, 실시예 1~4의 경우, 투과율, 명암비, 및 이중상 발생 정도 등 광학특성의 모든 면에서 비교예에 비하여 우수한 것으로 나타났으며, 특히 외광흡수부(220)가 직사각형의 형상을 갖는 실시예 1의 경우가 가장 우수한 광학특성을 갖는 것으로 나타났다. 특히, 종래의 굴절율 관계를 갖는 비교예에 비하여, 역의 굴절율 관계를 갖는 본 발명의 고해상도 시트는 영상광원의 일부가 외광흡수부에 흡수됨에도 불구하고 광 투과율이 저하되지 않았으며, 오히려 적절한 패턴 설계를 통하여, 실시예 1에서와 같이, 오히려 광 투과성이 더 향상될 수도 있음을 확인하였다.

이상에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

본 발명에 의하면, 명실 조건에서의 명암비를 향상시키고 이중상 형성을 감소시킬 수 있는 고해상도 시트가 제공된다.

또한 본 발명에 의하면, 모아레 현상을 방지할 수 있는 고해상도 시트가 제공된다.

또한 본 발명에 의하면, 상기 고해상도 시트를 포함하는 필터가 제공된다.

또한 본 발명에 의하면, 상기 고해상도 시트 또는 상기 필터를 구비함으로써 해상도가 향상되고 모아레 현상이 방지된 표시소자가 제공된다.

Claims (12)

1. 일정 간격으로 서로 이격되어 배치되고, 흑색 광 흡수 물질을 포함하는 복수개의 외광흡수부;

   상기 외광 흡수부에 의해 광학적으로 서로 이격된 복수개의 광투과부를 포함하여 구성되고,

   상기 광투과부의 굴절율이 상기 외광흡수부의 굴절율 보다 작은 고해상도 시트.
2. 제1항에 있어서,

   상기 외광흡수부의 일단면 모양이 아래의 조건을 동시에 만족하는 다각형인 것을 특징으로 하는 고해상도 시트:

   1) 0.5 H_R ≤ H₂₂₀ ≤ 0.95 H_R

   2) 0.1 W_p ≤ W₂₂₀ ≤ 0.4W_p

   3) 50㎛≤ H_R-W_p ≤ 160㎛

   4) 50㎛≤Wp ≤200㎛.

   상기 식에서, H₂₂₀은 외광흡수부의 높이이고, W₂₂₀은 외광흡수부의 일단부의 폭이며, H_R은 광투과부의 두께이고, W_p는 광투과부의 피치이다.
3. 제2항에 있어서,

   상기 외광흡수부의 일단면 모양이 아래의 조건을 추가로 만족하는 사다리꼴인 것을 특징으로 하는 고해상도 시트:

   5) 0.15 ≤ W₂₂₀'/ W₂₂₀ ≤ 0.35.

   상기 식에서, W₂₂₀ 및 W₂₂₀'는 각각 외광흡수부의 일단부 및 타단부의 폭이다.
4. 제2항에 있어서,

   상기 외광흡수부의 일단면 모양이 아래의 조건을 추가로 만족하는 오각형인 것을 특징으로 하는 고해상도 시트:

   5') 2.0 ≤ W_220,max/ W₂₂₀ ≤ 3.0.

   상기 식에서, W₂₂₀ 및 W_220,max는 각각 외광흡수부의 일단부의 폭 및 최대폭이다.
5. 제1항에 있어서,

   상기 외광흡수부가 스트라이프 형상, 매트릭스 형상, 또는 물결 형상으로 배치된 것을 특징으로 하는 고해상도 시트.
6. 제1항에 있어서,

   상기 광투과부의 영상광원측 면에 프리즘부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고해상도 시트.
7. 제1항에 있어서,

   상기 외광흡수부의 길이 방향과 고해상도 시트의 한 변이 나란하지 않은 것을 특징으로 하는 고해상도 시트.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 고해상도 시트 및 필터베이스를 포함하여 구성된 표시소자용 필터.
9. 제8항에 있어서,

   상기 필터베이스는 반사방지필름, 하드코팅층, 전자기파차폐필름, 또는 이들의 조합층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시소자용 필터.
10. 제9항에 있어서,

    상기 고해상도 시트의 영상광원 출광면 측에 색보정필름을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 표시소자용 필터.
11. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 고해상도 시트를 포함하여 구성된 화상 표시소자.
12. 제8항에 따른 필터를 포함하는 화상 표시소자.

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