WO2021177688A1 - 광학 필름 및 이를 포함하는 마이크로 엘이디 디스플레이 - Google Patents

광학 필름 및 이를 포함하는 마이크로 엘이디 디스플레이 Download PDF

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배성학
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심재훈
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Definitions

  • the present invention relates to an optical film and a micro LED display including the same.
  • an anti-glare film is used to scatter external light from the surface by forming irregularities on the display surface, or to induce internal scattering by using the refractive index between the resin and particles forming the coating film. was applied.
  • the surface irregularities formed on the surface of the anti-glare film serve as a lens that greatly refracts light emitted from the pixels.
  • a sparkling phenomenon occurs, and the image expression is also distorted, thereby causing a problem in that image sharpness is lowered. Therefore, it is necessary to develop a technology to prevent the sparkling phenomenon and improve image clarity by controlling the size and cohesion of the anti-glare film applied to displays such as OLED, mini LED, and micro LED that require high resolution and pixel density. am.
  • the light emission distribution of the micro LED display varies depending on the size, thickness, and reflector material of the micro LED chip. There is a problem that the brightness of the increases. Therefore, there is a need for a technology capable of increasing front brightness while improving image clarity by preventing a sparkling phenomenon in a micro LED display.
  • the present invention provides an optical film for a micro LED display that improves the front brightness of the display, exhibits excellent anti-glare properties, and exhibits excellent optical properties by preventing both the sparkling phenomenon and the rainbow phenomenon, while exhibiting excellent physical properties such as high strength and stain resistance. is to provide
  • the present invention is to provide a micro LED display including the optical film.
  • a light control film comprising a first pattern layer having a protrusion formed on one surface, and a second pattern layer in contact with one surface on which the protrusion is formed; and a laminate including a light-transmitting substrate, and a hard coating layer including a binder resin and inorganic particles and organic particles dispersed on the binder resin, wherein the laminate has an overall haze (Ha) and an internal haze (Hi). ) of the difference (Ha - Hi) is 5 to 15%, and the laminate has a transmission diffusion distribution according to Equation 1 below more than 1% and less than 10%.
  • An optical film for a micro LED display is provided.
  • A is the transmission intensity measured by measuring the light transmitted in the normal direction of the hard coating layer after irradiating light in the normal direction of the light-transmitting substrate
  • B is the transmission diffusion intensity measured by irradiating light in the normal direction of the light-transmitting substrate, and then measuring the light transmitted at +1° or -1° based on the normal line of the hard coating layer.
  • micro LED display including the optical film is provided.
  • the (meth)acrylate [(Meth)acrylate] is meant to include both acrylate and methacrylate.
  • first and second terms are used to describe various components, and the terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components.
  • the upper part and the lower part are defined with reference to the drawings, and the upper part may be changed to a lower part and a lower part to an upper part depending on the viewpoint of the city.
  • side refers to the front (0°,0°) and the left end point (180°,90) in ( ⁇ , ⁇ ) by a spherical coordinate system based on the horizontal direction. °), when the right end point is (0°, 90°), it means a region where ⁇ is 60° to 90°.
  • the weight average molecular weight (Mw) means the molecular weight (unit: Da(Dalton)) of polystyrene conversion measured by the gel permeation chromatography (GPC) method.
  • GPC gel permeation chromatography
  • a commonly known analyzer and a detector such as a differential refraction detector and a column for analysis may be used, and a temperature that is normally applied Conditions, solvents, and flow rates can be applied.
  • the evaluation temperature is 160° C.
  • 1,2,4-trichlorobenzene is used as a solvent
  • the flow rate is 1 mL/min
  • the sample is prepared at a concentration of 10 mg/10 mL, and then supplied in an amount of 200 ⁇ L, and the value of Mw can be obtained using a calibration curve formed using a polystyrene standard.
  • the molecular weight of the polystyrene standard was 2,000 / 10,000 / 30,000 / 70,000 / 200,000 / 700,000 / 2,000,000 / 4,000,000 / 10,000,000.
  • a light control film comprising a first pattern layer formed with a protrusion on one surface, and a second pattern layer in contact with one surface on which the protrusion is formed; and a laminate comprising a light-transmitting substrate, and a hard coating layer including a binder resin and inorganic particles and organic particles dispersed on the binder resin, wherein the laminate has an overall haze (Ha) and an internal haze (Hi)
  • the difference (Ha - Hi) is 5 to 15%, and in the laminate, the permeation diffusion distribution according to Equation 1 is greater than 1% and less than 10%.
  • An optical film for a micro LED display may be provided.
  • the present inventors include a light control film comprising a first pattern layer having a protrusion formed on one surface, and a second pattern layer in contact with one surface on which the protrusion is formed, and a laminate comprising a light-transmitting substrate and a hard coating layer of a specific composition, and ,
  • a light control film comprising a first pattern layer having a protrusion formed on one surface, and a second pattern layer in contact with one surface on which the protrusion is formed
  • a laminate comprising a light-transmitting substrate and a hard coating layer of a specific composition
  • the optical film may include a laminate including a light control film 3 , a light transmitting substrate 4 , and a hard coating layer 5 .
  • the light control film and the hard coating layer may be formed on both surfaces of the light-transmitting substrate, respectively.
  • the light control film may include a first pattern layer 1 having two or more protrusions formed on one surface and a second pattern layer 2 in contact with one surface on which the protrusions are formed.
  • the optical film shown in FIG. 2 includes the light control film in multiple layers. That is, the optical film may include a second light control film 30 , a light control film 3 , a light-transmitting substrate 4 , and a hard coating layer 5 .
  • the light control film of the multilayer structure may be referred to as a first light control film and a second light control film, respectively, or an upper light control film and a lower light control film.
  • the first light control film and the second light control film may have the same or different thickness, the formation of the protrusion, and the inclination angle of the inclined surface of the protrusion.
  • the optical film including the light control film 3 in two or more layers or three or more layers has a significantly lower manufacturing difficulty compared to the case in which the light control film is included as a single layer, which is advantageous in securing yield.
  • the micro LED display includes one or more micro LED chips, and as the size of the micro LED chip becomes smaller, side light emission is increased, so there is a problem in that the brightness is increased at a side viewing angle rather than a front side.
  • the light control film 3 including the first pattern layer 1 on which the two or more protrusions are formed, and the second pattern layer 2 formed on one surface on which the protrusions are formed is formed from the micro LED chips. By diffusing the light emitted from the side to the front, it is possible to improve the brightness of the front viewing angle.
  • a refractive index difference between the first pattern layer 1 and the second pattern layer 2 may be 0.03 to 0.30, 0.50 to 0.20, or 0.80 to 0.14. If the refractive index difference is less than 0.03, it may be difficult to improve the brightness of the front of the display by condensing the light traveling laterally to the front because the light path control effect is lowered and sufficient light collecting performance cannot be obtained, and if the refractive index difference exceeds 0.30 As a low-refractive material or a high-refractive material is additionally required, there is a problem in that the manufacturing cost is rapidly increased.
  • the first pattern layer may have a refractive index of 1.50 or more, 1.55 to 1.70, or 1.60 to 1.66
  • the second pattern layer may have a refractive index of less than 1.50, 1.30 to 1.49, or 1.35 to 1.48.
  • the refractive index may be a refractive index measured at a wavelength of 550 nm using an SPA-4000 prism coupler manufactured by Sairon Technology.
  • Two or more protrusions are formed on one surface of the first pattern layer 1 .
  • the shape of the protrusion formed on the first pattern layer 1 is not limited thereto, but a lenticular lens pattern, a prism pattern having a triangular to decagonal cross section, and a prism having a curved surface and a triangular to decagonal cross section formed on the upper portion.
  • the pattern may be in a form in which the upper portion of a prism having a triangular cross-section is cut, or in a form in which the upper portion of the lenticular lens pattern is cut.
  • the curved surface may be a surface, a parabolic surface, an elliptical surface, a hyperbolic surface, or an amorphous curved surface.
  • the first pattern layer of FIGS. 1 and 2 includes two or more protrusions having a shape of a prism pattern having a triangular cross section.
  • the protrusion may have a maximum height of 5 ⁇ m to 60 ⁇ m, 10 ⁇ m to 30 ⁇ m, or 15 ⁇ m to 25 ⁇ m, and a maximum width of 5 ⁇ m to 20 ⁇ m or 10 ⁇ m to 15 ⁇ m.
  • an interval between the protrusions may be 0 ⁇ m to 4 ⁇ m or 0 ⁇ m to 2 ⁇ m.
  • the inclination angle of the inclined surface of the protrusion may be 50° to 80°, 55° to 80°, or 60° to 75°.
  • the maximum height, maximum width, spacing, and/or inclination angle of the protrusion exhibits an excellent light-collecting effect due to satisfying the above-described ranges, and condenses the light traveling to the side to the front to increase the front brightness of the display including the optical film can be improved
  • the second pattern layer 2 may be formed on one surface of the first pattern layer 1 on which the protrusions are formed, and specifically, the first pattern layer and the second pattern layer 2 are formed in direct contact with the one surface on which the protrusions are formed. No adhesive layer and/or adhesive layer may be interposed between the two pattern layers.
  • the optical film for the micro LED display includes only the light control film 3 , there is a problem in that external light is scattered from the light control film and a rainbow phenomenon occurs.
  • the optical film according to the embodiment together with the light control film, the difference between the total haze and the internal haze is 5 to 15%, and the transmission diffusion distribution according to Equation 1 is more than 1% and less than 10%, By including the laminate including the light-transmitting substrate 4 and the hard coating layer 5, a rainbow phenomenon may be prevented and visibility may be improved.
  • the optical film for the micro LED display includes only the laminate, there is a problem in that side light emission is lowered, and the unevenness formed on the laminate refracts light emitted from the pixel to cause a sparkling phenomenon.
  • the optical film according to the embodiment includes the laminate and the light control film 3 together, it is possible to improve front luminance and prevent a sparkling phenomenon, thereby improving optical properties.
  • the laminate included in the optical film of the embodiment may include a light-transmitting substrate, and a hard coating layer including a binder resin and inorganic particles and organic particles dispersed on the binder resin.
  • the difference (Ha - Hi) between the overall haze (Ha) and the internal haze (Hi) is 5 to 15%, and the transmission diffusion distribution according to Equation 1 may be more than 1% and less than 10%, which It may be due to the composition of the binder resin of the hard coating layer, the diameters of the organic particles and the inorganic particles dispersed in the binder resin, or the weight ratio of the organic particles to the inorganic particles.
  • the difference (Ha - Hi) between the overall haze (Ha) and the internal haze (Hi) may be 5 to 15%, 7 to 14%, or 9 to 13%. If the difference between the total haze and the internal haze is less than 5%, the anti-glare effect due to external irregularities may be reduced, and if it exceeds 15%, the sparkling may be severe and the image sharpness may be reduced.
  • the laminate may have a total haze (Ha) of 20% to 50%, 25% to 45%, or 30% to 40%. If the total haze is too small, a sparkling phenomenon may occur or anti-glare properties (anti-glare properties) may not appear.
  • Ha total haze
  • the laminate may have an internal haze of 10% to 40%, 15% to 35%, or 20 to 30%. If the internal haze is too small, a sparkling phenomenon may occur, and if the internal haze is too large, cloudiness of the film may be increased and the contrast ratio may be reduced.
  • the laminate may have a permeation diffusion distribution of more than 1% and less than 10%, 3% to 8%, or 4% to 7% according to Equation 1 below. If the transmission diffusion distribution is less than 1%, there is a problem in that the anti-glare effect is reduced, and if it is 10% or more, there is a problem in that sparkling occurs.
  • A is the transmission intensity measured by measuring the light transmitted in the normal direction of the hard coating layer after irradiating light in the normal direction of the light-transmitting substrate
  • B is the transmission diffusion intensity measured by irradiating light in the normal direction of the light-transmitting substrate, and then measuring the light transmitted at +1° or -1° based on the normal line of the hard coating layer.
  • the transmission intensity (A) and transmission diffusion intensity (B) are, after irradiating light with respect to the normal direction of the light-transmissive substrate, when the irradiated light is transmitted to the hard coating layer, the It may be divided into the transmittance intensity (A) and transmittance diffusion intensity (B), respectively, according to the measurement angle.
  • the intensity of the transmitted light measured in the normal direction of the hard coating layer is the transmittance intensity (A), which may be defined as the normal transmittance intensity.
  • the intensity of transmitted light measured at +1° or -1° based on the normal line of the hard coating layer is the transmitted diffusion intensity (B).
  • the intensity of the light irradiated in the normal direction of the light-transmitting substrate is constant, and specifically, the intensity of the light irradiated in the normal direction of the light-transmitting substrate is
  • the transmittance intensity (A) may be 10 to 60, 20 to 50, or 25 to 45
  • the transmittance diffusion intensity (B) may be 0.1 to 6, 0.2 to 5, or 0.25 to 4.5.
  • the ratio (I B / I A ) of the peak area (I B ) present between the regions may be 0.10 to 0.60, 0.20 to 0.58, or 0.30 to 0.55. If the ratio of the peak area (I B / I A ) is less than 0.10, the unevenness is not formed uniformly in the form of protrusions, and a sparkling phenomenon may occur. may be lowered.
  • the IR spectrum may be measured using an IR spectrum measuring device Cary 660 (Agilent) for the hard coating layer of the laminate, and the measurement conditions are a temperature condition of 20 to 25° C. and a humidity condition of 40 to 50%. can be
  • the peak area ratio may be due to the composition of the binder resin of the hard coating layer, the diameters of the organic particles and the inorganic particles dispersed in the binder resin, or the weight ratio of the organic particles to the inorganic particles.
  • the laminate may have a specular reflection intensity ratio of more than 1% and less than 10%, 3% to 8%, or 4% to 7% of Equation 2 below. If the specular reflection intensity ratio is 1% or less, sparkling may occur or image sharpness may be reduced, and if it is 10% or more, there is a problem in that the anti-glare effect is reduced.
  • C is the reflection intensity measured at 45 ° corresponding to the specular reflection of the incident angle after irradiating light at an incident angle of 45 ° to the hard coating layer
  • D is the reflection intensity measured at 45° corresponding to the specular reflection of the incident angle after irradiating light at an incident angle of 45° to the light-transmitting substrate.
  • the specular intensity ratio of Equation 2 is calculated by calculating the reflected intensity (C) measured for the hard coating layer as a percentage with respect to the reflected intensity (D) measured for the light-transmitting substrate.
  • a non-transmissive base material is affixed to the back surface of a measurement object.
  • the non-transmissive substrate is a substrate that does not transmit light such as visible light having a light transmittance of approximately 0%, and may be, for example, a black acrylic plate, black cardboard, or a film coated with a black adhesive.
  • the film to which the black pressure-sensitive adhesive is applied may be, for example, a polyethylene terephthalate film coated with a black pressure-sensitive adhesive.
  • the flat non-transmissive substrate without concavities and convexities or warpage may be affixed on one surface of the light-transmitting substrate to face the hard coating layer. Thereafter, the light beam is incident at an angle of 45° from the normal to the surface of the hard coating layer, and the reflection intensity (C) can be measured at 45° corresponding to the specular reflection of the incident angle.
  • the reflection intensity (C) may be 1000 to 6000, 1500 to 5000, or 2000 to 4000.
  • the reflection intensity (D) may be 50000 to 70000, 52000 to 68000, or 55000 to 65000.
  • the optical film according to the exemplary embodiment may include a hard coating layer, and the hard coating layer may include a binder resin and organic particles and inorganic particles dispersed in the binder resin.
  • the binder resin may include a polyfunctional (meth)acrylate-based monomer and a urethane (meth)acrylate oligomer.
  • the polyfunctional (meth)acrylate-based monomer includes 2 or more, 3 to 10, or 3 to 9 (meth)acrylate-based functional groups, and has a weight average molecular weight of 1,500 g/mol or less, 1,000 g/mol mol or less.
  • Such a polyfunctional (meth) acrylate-based monomer is not limited thereto, for example, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, di Pentaerythritol hexa(meth)acrylate, tripentaerythritol hepta(meth)acrylate, torylene diisocyanate, xylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, trimethylolpropane polyethoxy It may be at least one selected from the group consisting of tri(meth)acrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, butanediol dimethacrylate, hexaethyl methacrylate, and buty
  • the urethane (meth) acrylate oligomer includes 2 or more, 3 to 20, or 4 to 15 (meth) acrylate-based functional groups, and has a weight average molecular weight of 700 g/mol to 10,000 g/mol, or from 1,000 g/mol to 8,000 g/mol, or from 1,500 g/mol to 5,000 g/mol.
  • the urethane (meth) acrylate oligomer has an equivalent weight of the (meth) acrylate-based functional group of 100 to 500 g/mol, 150 g/mol to 450 g/mol, or 200 g/mol to 400 g /mol.
  • the equivalent of these functional groups is a value obtained by dividing the molecular weight of the polysiloxane by the number of functional groups, and can be analyzed by H-NMR or chemical titration.
  • the urethane (meth) acrylate oligomer is not limited thereto, but for example, a urethane-modified acrylate oligomer, an epoxide acrylate oligomer, an ether acrylate oligomer, a dendritic acrylate oligomer, or a mixture of two or more thereof. can be
  • the polyfunctional (meth)acrylate-based monomer and the urethane (meth)acrylate oligomer included in the hard coating layer have a weight ratio of 3:7 to 7:3, 4:6 to 7:3, 5:5 to 7:3, or 6:4 to 7:3.
  • the content of the polyfunctional (meth) acrylate-based monomer is too large compared to the urethane (meth) acrylate oligomer, excessively large irregularities are formed in the hard coating layer, and the permeation diffusion distribution becomes 10% or more, so that sparkling occurs and the phase Sharpness may be reduced.
  • the hard coating layer included in the optical film according to the embodiment includes a binder resin comprising a polyfunctional (meth)acrylate-based monomer and a urethane (meth)acrylate oligomer in a weight ratio of 3:7 to 7:3, It may include organic particles having a particle diameter of 1 ⁇ m to 10 ⁇ m and inorganic particles having a particle diameter of 1 nm to 500 nm.
  • the difference between the total haze (Ha) and the internal haze (Hi), the peak area ratio, and the transmission diffusion distribution satisfy the above-mentioned ranges, and including such a laminate
  • the optical film may exhibit excellent anti-glare properties, and may also have excellent optical properties, such as visibility, by preventing both the sparkling phenomenon and the rainbow phenomenon.
  • the organic particles have a particle size of 1 ⁇ m. to 10 ⁇ m, 2 ⁇ m to 9 ⁇ m, 3.5 ⁇ m to 8 ⁇ m, or 3.5 ⁇ m to 7 ⁇ m.
  • the particle diameter of the organic particles included in the hard coating layer is too small, it is difficult to implement anti-glare properties, and when the particle diameter is too large, sparkling may occur.
  • the organic particles may have a refractive index of 1.500 to 1.600, 1.520 to 1.600, or 1.540 to 1.595 based on a wavelength of 500 to 600 nm. Since the hard coating layer includes organic particles having a high refractive index as described above, it is possible to prevent sparkling defects and visibility of mura generated inside the panel while exhibiting excellent anti-glare properties.
  • the type of the inorganic particles is not limited thereto, but for example, polystyrene, polymethylmethacrylate, polymethylacrylate, polyacrylate, polyacrylate-co-styrene, polymethylacrylate-co-styrene, Polymethyl methacrylate-co-styrene, polycarbonate, polyvinyl chloride, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyamide-based, polyimide-based, polysulfone, polyphenylene oxide, polyacetal, epoxy resin, phenol Resin, silicone resin, melamine resin, benzoguamine, polydivinylbenzene, polydivinylbenzene-co-styrene, polydivinylbenzene-co-acrylate, polydiallyl phthalate and triallyl isocyanurate polymer selected from One single substance or a copolymer of two or more thereof may be used.
  • the amount of the organic particles may be 5 to 30 parts by weight, 7 to 25 parts by weight, or 10 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder resin.
  • the content of the organic particles is too small, it is difficult to implement anti-glare properties, and when the content of the organic particles is too large, proper sparkling may occur.
  • the inorganic particles may be 1 nm to 500 nm, 5 nm to 450 nm, 10 nm to 400 nm, or 15 nm to 350 nm.
  • the particle diameter of the inorganic particles included in the hard coating layer is too small, it is difficult to implement anti-glare properties, and when the particle diameter is too large, sparkling may occur.
  • the type of the inorganic particle is not limited thereto, but may be, for example, at least one selected from the group consisting of silica, titanium dioxide, indium oxide, tin oxide, zirconium oxide, zinc oxide, and polysilsesquioxane particles.
  • the polysilsesquioxane may be silsesquioxane particles having a cage structure.
  • the amount of the inorganic particles may be 5 to 30 parts by weight, 6 to 25 parts by weight, or 6 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder resin.
  • the content of the inorganic particles is too small, it is difficult to implement anti-glare properties, and when the content of the inorganic particles is too large, proper sparkling may occur.
  • the weight ratio of the organic particles to the inorganic particles may be 1: 0.2 to 1.5, 1: 0.4 to 1.2, or 1: 0.5 to 1.0.
  • anti-glare properties may be reduced, and when the content of the inorganic particles is too large, sparkling may occur and image sharpness may be reduced.
  • the organic particles and inorganic particles may have a particle shape such as a spherical shape, an elliptical spherical shape, a rod shape, or an irregular shape.
  • a particle shape such as a spherical shape, an elliptical spherical shape, a rod shape, or an irregular shape.
  • the length of the largest dimension may satisfy the particle diameter of the above range.
  • the particle size of the organic particles and inorganic particles can be measured by, for example, dynamic light scattering method, laser diffraction method, centrifugal sedimentation method, FFF (Field Flow Fractionation) method, pore electrical resistance method, etc. .
  • Two or more irregularities may be formed on the surface of the hard coating layer opposite to the light-transmitting substrate.
  • the unevenness may be formed by aggregation of organic particles, and thus the unevenness may include organic particles.
  • the unevenness may include the entire organic particle or a part of the organic particle, for example, may be included in 50% by volume or less of the organic particle.
  • a ratio of two or more organic particles agglomerated with each other in a thickness direction of the hard coating layer among all the organic particles included in the hard coating layer may be 5% or less.
  • the 'aggregation' includes all cases in which the two or more organic particles are in contact or parts of the particles overlap.
  • the two or more organic particles agglomerate When the two or more organic particles agglomerate, at least two organic particles in one group consisting of two or more organic particles agglomerate with each other may be located at different distances from one surface of the hard coating layer.
  • the ratio of two or more organic particles present while aggregating at different positions in the thickness direction of the hard coating layer to 5% or less, or 4.5% or less, or 4% or less, or 3.5% or less
  • the 'two or more organic particles adjacent to each other among the two or more organic particles aggregating to each other' refer to two organic particles aggregating or directly in contact with one group consisting of the two or more organic particles aggregating to each other.
  • the distance from one surface of the hard coating layer to the organic particles means the minimum distance from one surface of the hard coating layer to a point outside the organic particles, for example, the minimum distance from one surface of the hard coating layer to the surface of the organic particles.
  • Whether the organic particles agglomerate or whether the two adjacent organic particles are located at different distances from one surface of the hard coating layer can be confirmed visually by checking the optical film or using an optical device.
  • two or more organic particles adjacent to each other among the two or more organic particles aggregating to each other have a focus on each optical microscope at different positions with respect to the thickness direction based on one surface of the hard coating layer.
  • two or more organic particles adjacent to each other among the two or more organic particles aggregating to each other exist at different positions in the thickness direction with respect to one surface of the hard coating layer, and in the thickness direction of the hard coating layer using an optical microscope.
  • the above-described agglomeration ratio after checking the number of agglomerated particles, it is possible to calculate the ratio of the agglomerated particles by dividing by the total number of particles on the same measurement surface.
  • two or more organic particles adjacent to each other among the two or more organic particles aggregating to each other may be located at different distances from one surface of the hard coating layer, for example, the two or more organic particles aggregating to each other Two adjacent organic particles may be positioned with a difference of 0.1 ⁇ m or more, 0.2 ⁇ m or more, 0.5 ⁇ m or more, 1 ⁇ m or more, or 2 ⁇ m or more from one surface of the hard coating layer.
  • the uneven hard coating layer may have a 10-point average roughness (Rz) of 0.05 ⁇ m to 0.15 ⁇ m, 0.07 ⁇ m to 0.13 ⁇ m, or 0.09 ⁇ m to 0.11 ⁇ m.
  • the hard coating layer may have an uneven average spacing (Sm) of 0.05 mm to 0.20 mm, 0.07 mm to 0.18 mm, or 0.09 mm to 0.15 mm.
  • the thickness of the hard coating layer may be 1 to 10 ⁇ m or 2 to 8 ⁇ m. If the thickness of the hard coating layer is less than 1 ⁇ m, it becomes difficult to obtain the desired hardness (hardness), and if it exceeds 10 ⁇ m, it may be curled in the process of curing the resin when forming the hard coating layer.
  • the thickness of the hard coat layer may be obtained by observing a cross section of the optical film with a scanning electron microscope (SEM) and measuring the thickness of the binder portion of the hard coat layer.
  • SEM scanning electron microscope
  • the hard coating layer may be obtained by applying a photocurable coating composition including the binder resin, organic particles, and inorganic particles on the light-transmitting substrate and photocuring the applied result.
  • the photocurable coating composition may further include a photoinitiator. Accordingly, the photopolymerization initiator may remain in the hard coating layer prepared from the above-described photocurable coating composition.
  • any compound known to be used in the photocurable coating composition can be used without any major limitation, and specifically, a benzophenone-based compound, an acetophenone-based compound, a biimidazole-based compound, a triazine-based compound, an oxime-based compound, or A mixture of two or more thereof may be used.
  • the photopolymerization initiator may be used in an amount of 1 to 10 parts by weight, 2 to 9 parts by weight, or 3 to 8 parts by weight. If the amount of the photopolymerization initiator is too small, an uncured material remaining in the photocuring step of the photocurable coating composition may be issued. If the amount of the photopolymerization initiator is too large, the unreacted initiator may remain as an impurity or the crosslinking density may be lowered, so that mechanical properties of the produced film may be deteriorated.
  • the photocurable coating composition may further include an organic solvent.
  • organic solvent include ketones, alcohols, acetates, ethers, benzene derivatives, or a mixture of two or more thereof.
  • organic solvent examples include ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetylacetone or isobutyl ketone; alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, i-butanol, or t-butanol; acetates such as ethyl acetate, i-propyl acetate, and polyethylene glycol monomethyl ether acetate; ethers such as tetrahydrofuran or propylene glycol monomethyl ether; benzene derivatives such as toluene, xylene, and aniline; or a mixture of two or more thereof.
  • ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetylacetone or isobutyl ketone
  • alcohols such as methanol, ethanol, n-propan
  • the organic solvent may be added at the time of mixing each component included in the photocurable coating composition, or may be included in the photocurable coating composition while each component is added in a dispersed or mixed state in the organic solvent. If the content of the organic solvent in the photocurable coating composition is too small, the flowability of the photocurable coating composition may be lowered, and defects such as streaks may occur in the finally manufactured film. In addition, when an excessive amount of the organic solvent is added, the solid content is lowered, and coating and film formation are not sufficiently performed, so that physical properties or surface properties of the film may be deteriorated, and defects may occur during drying and curing. Accordingly, the photocurable coating composition may include an organic solvent such that the concentration of the total solid content of the components included is 1% to 50% by weight, or 2 to 20% by weight.
  • the method and apparatus commonly used for applying the photocurable coating composition may be used without any other limitation, for example, a bar coating method such as Meyer bar, a gravure coating method, a 2 roll reverse coating method, a vacuum slot A die coating method, a 2 roll coating method, etc. can be used.
  • ultraviolet or visible light having a wavelength of 200 to 400 nm may be irradiated, and the exposure dose is preferably 100 to 4,000 mJ/cm 2 .
  • Exposure time is not specifically limited, either, It can change suitably according to the exposure apparatus used, the wavelength of irradiation light, or exposure amount.
  • nitrogen purging may be performed in order to apply nitrogen atmospheric conditions.
  • the optical film includes a light-transmitting substrate.
  • the light-transmitting substrate may be a plastic film having transparency, and transmittance according to JIS K 7361 may be 90% or more, 91% or more, or 92% or more.
  • the light-transmitting substrate is not limited thereto, but for example, triacetyl cellulose (TAC), polyester (TPEE), polyethylene terephthalate (PET), polyimide (PI), polyamide (PA), aramid , polyethylene (PE), polyacrylate (PAR), polyether sulfone, polysulfone, diacetyl cellulose, polypropylene (PP), polyvinyl chloride, acrylic resin (PMMA), polycarbonate (PC), epoxy resin, urea It may be a resin, a urethane resin, a melamine resin, and the like.
  • the light-transmitting substrate may have an in-plane retardation (Re) measured at a wavelength of 400 nm to 800 nm of 5,000 nm to 25,000 nm, and 7,000 nm to 20,000 nm.
  • the optical film including the light-transmitting substrate satisfying the retardation may prevent a rainbow phenomenon due to interference of visible light.
  • the in-plane retardation Re may be defined by the following formula when the thickness of the light-transmitting substrate is defined as d, the in-plane refractive index in the slow axis direction is n x , and the in-plane refractive index in the fast axis direction is n y .
  • phase difference value may be defined as a positive number as an absolute value.
  • the thickness of the light-transmitting substrate may be 10 to 300 ⁇ m, 30 to 250 ⁇ m, or 40 to 200 ⁇ m in consideration of productivity, but is not limited thereto.
  • a micro LED display including the optical film and the display panel may be provided.
  • the display panel is a display panel including a micro LED chip, and may include, for example, a unit substrate, a pixel including a plurality of LED chips mounted on the unit substrate, and the like.
  • the size of the cross-section of the LED chips constituting the pixel may be 10 to 100 ⁇ m, or 20 to 80 ⁇ m.
  • the height of the LED chip may be 0.5 to 10 ⁇ m, or 1 to 5 ⁇ m.
  • the display panel may include the LED chip 6x10 6 to 192x10 6 gae dog, 3x10 6, or one to six 100x10. Also, one pixel may include 3 to 6, or 4 to 5 LED chips.
  • the display panel may have a resolution of 300 to 1000 ppi, 350 to 900 ppi, or 400 to 850 ppi.
  • the micro LED display may further include at least one selected from the group consisting of an LED flattening layer, a scattering pressure-sensitive adhesive layer, and a cover glass, in addition to the optical film and the display panel.
  • the optical film is It is located on the viewer side on the micro LED display panel and condenses the light traveling to the side to the front to improve the brightness of the front of the display, and while improving the anti-glare property, it is possible to improve the image sharpness by preventing the sparkling and rainbow phenomenon. have.
  • an optical film having excellent physical properties, such as high strength and stain resistance, while improving the display front brightness, exhibiting excellent anti-glare properties, and exhibiting excellent optical properties by preventing both the sparkling phenomenon and the rainbow phenomenon, and A micro LED display including this may be provided.
  • FIG. 1 shows an example of an optical film including a light control film (3), a light-transmitting substrate (4) and a hard coating layer (5).
  • FIG. 2 illustrates an example of an optical film including a second light control film 30 , a light control film 3 , a light-transmitting substrate 4 , and a hard coating layer 5 .
  • V vertical
  • H horizontal
  • Preparation Example 1 Preparation of compositions 1 to 5 for forming a hard coating layer
  • composition 1 for forming a hard coating layer
  • MA-ST nano silica particles, manufacturer: Nissan Chemical, particle size: 10-15 nm, 30% in methanol
  • PS-a polystyrene
  • the particle size of the particles was measured by a dynamic light scattering method.
  • composition 4 100 g of pentaerythritol triacrylate, 7 g of D1173 as an initiator, and 100 g of methyl isobutyl ketone as a solvent were mixed to prepare a composition 4 for forming a hard coat layer.
  • Pentaerythritol triacrylate 50 g, EB1290 (6-functional urethane acrylate oligomer, manufacturer: SK Cytec, weight average molecular weight: 1,000 g/mol, acrylate group equivalent: 167 g/mol) 50 g, initiator D1173 7 g , 50 g of methyl isobutyl ketone as a solvent, 50 g of toluene, and 12 g of SS-50B (surface-treated hydrophobic silica particles, manufacturer: Tosoh, particle size 2 ⁇ m) were mixed to prepare a composition 5 for forming a hard coat layer.
  • EB1290 6-functional urethane acrylate oligomer, manufacturer: SK Cytec, weight average molecular weight: 1,000 g/mol, acrylate group equivalent: 167 g/mol
  • initiator D1173 7 g 50 g of methyl isobutyl ketone as a solvent
  • 50 g of toluene
  • compositions 1 to 5 for forming the hard coating layer were coated on triacetyl cellulose (TAC, thickness 60 ⁇ m), which is a light-transmitting substrate, with #10 meyer bar as shown in Table 1 below, and dried at 90° C. for 1 minute. By irradiating 150 mJ/cm 2 of ultraviolet light to this dried material, a hard coat layer was formed to prepare laminates 1 to 5, respectively. In this case, the thickness of the hard coating layer is shown in Table 1 below.
  • Laminate 1 Laminate 2 Laminate 3 Laminate 4 Laminate 5 Composition for forming a hard coat layer composition 1 composition 2 composition 3 composition 4 composition 5 Hard coating layer thickness ( ⁇ m) 5 5 4 5 5
  • a composition for forming a low refractive index pattern layer containing a fluorinated compound (product name: RS-4139, manufacturer: Aekyung Chemical) and a composition for forming a high refractive index pattern layer comprising a fluorene-based acrylate (product name: RS-4158E, manufacturer: Aekyung Chemical) was prepared.
  • the composition for forming a low refractive index pattern layer was coated on a triacetyl cellulose (TAC) film and cured while engraving a template having a plurality of protrusions engraved on the coating layer to form a first pattern layer having a refractive index of 1.48.
  • TAC triacetyl cellulose
  • a plurality of protrusions of a prism pattern having a triangular cross section are formed on one surface of the first pattern layer, the inclination angle of the inclined surfaces of the protrusions is 75°, the interval between the protrusions is 0 ⁇ m, the maximum height of the protrusions is 25 ⁇ m, and the maximum The width was 13.5 ⁇ m.
  • a second pattern layer having a refractive index of 1.61 is formed by coating the composition for forming a high refractive index pattern layer on the surface on which the plurality of protrusions are formed, filling all the spaces between the protrusions, and curing, and the release film is the TAC film. Peeled from the light control film 1 was prepared.
  • (a) light control film 2 was prepared in the same manner as the manufacturing method of light control film 1.
  • a light control film 4 was prepared in the same manner as in the manufacturing method of the light control film 1.
  • Example and comparative example Manufacture of optical film
  • the laminates 1 to 5 prepared in Preparation Example 2 and the light control films 1 to 4 prepared in Preparation Example 3 were each laminated with an adhesive film (thickness 50 ⁇ m) to prepare an optical film.
  • Example 1 Example 2 Example 3 Example 4 Example 5 Comparative Example 1 Comparative Example 2 Comparative Example 3 laminate Laminate 1 Laminate 1 Laminate 1 Laminate 1 Laminate 2 Laminate 3 Laminate 4 Laminate 5 light control film light control film 1 light control film 2 light control film 3 light control film 4 light control film 1 light control film 1 light control film 1 light control film 1 light control film 1
  • a specimen of 4 cm ⁇ 4 cm was prepared from the laminate obtained in Preparation Example 2, measured three times with a haze meter (HM-150, light source A, Murakami Corporation) to calculate the average value, which was calculated as the total haze value.
  • HM-150 light source A
  • Murakami Corporation a haze meter
  • transmittance and total haze were measured simultaneously, light transmittance was measured according to JIS K 7361 standard, and haze was measured according to JIS K 7136 standard.
  • the laminate obtained in Preparation Example 2 was installed in a goniometer (GC5000L, Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.), irradiated with light in the normal direction of the light-transmitting substrate of the laminate, and then the intensity of light transmitted through the hard coating layer was measured did.
  • the intensity of light transmitted in the normal direction of the hard coating layer is the transmission intensity (A)
  • the intensity of light transmitted at +1° or -1° based on the hard coating layer normal is the transmission diffusion intensity (B)
  • a specimen was prepared by attaching a polyethylene terephthalate film coated with a flat black pressure-sensitive adhesive without irregularities or warping on one surface of the light-transmitting substrate to face the hard coating layer of the laminate obtained in Preparation Example 2. Then, the specimen was installed in a goniometer (GC5000L, Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.), and light was irradiated at an angle of 45° from the normal line of the surface to the surface of the hard coating layer of the specimen. After light was irradiated to the surface of the hard coating layer, the reflection intensity (C) was measured at 45° corresponding to the specular reflection of the incident angle.
  • GC5000L Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.
  • a specimen was prepared by attaching a polyethylene terephthalate film coated with a flat black pressure-sensitive adhesive without irregularities or warping to one surface of the light-transmitting substrate on which the hard coating layer is not formed, and the reflection intensity (C)
  • the reflection intensity (D) was measured by the same method as the measurement method.
  • samples were prepared in a size of 12 cm x 12 cm, and then attached to a slide glass with a transparent adhesive film (OCA). Thereafter, the sample is placed on a panel having a resolution of 400 ppi so that the hard coating side faces up. At this time, tape may be attached to all sides so that the film does not float. After driving the panel so that a white screen is visible, it was checked whether or not sparkling occurred in an area within 10 cm x 10 cm of the sample.
  • OCA transparent adhesive film
  • a specimen was prepared by attaching a polyethylene terephthalate film coated with a flat black pressure-sensitive adhesive without irregularities or warping on one surface of the light-transmitting substrate to face the hard coating layer of the laminate obtained in Preparation Example 2. Thereafter, the visibility was measured by using a fluorescent lamp lighting having two rows of lamps as a light source and observing the field of view from the direction of specular reflection in each stacked body to distinguish the reflected image of the fluorescent lamp.
  • the visual evaluation criteria are as described below, and the results are shown in Table 4 below.
  • Simulations were performed by constructing a micro LED display device using the optical films of Examples and Comparative Examples. Specifically, for the simulation, ZEMAX, an optical simulation S/W, was applied, and 10 million ray was applied, and intensity and luminance distribution for each viewing angle were calculated using a polar detector. The front luminance of the micro LED display device was measured, and the results are shown in Table 5 below, respectively. In addition, the vertical (V) / horizontal (H) luminance of the micro LED display device was measured, and the results are shown in FIG. 3 below.
  • Occurrence Rainbow acknowledged.
  • the average wavelength difference between the colors that form the rainbow, such as green-blue, blue-violet, etc., is 80 nm or less.
  • control light control film 1 light control film 2 light control film 3 light control film 4 central luminance 100% 144% 142% 120% 131%
  • the optical films of Examples 1 to 5 each including the laminate 1 and the laminate 2 together with the light control film, while preventing the sparkling phenomenon, it was confirmed that the rainbow did not occur.
  • the light control films 1 to 4 condensed the light traveling laterally to the front, and the central luminance was significantly higher than that of the control, and the optical film including the light control film would have high frontal luminance. predictable.
  • the optical films of Examples 1 to 5 include the laminate together with the light control film. , it was confirmed that the rainbow phenomenon was prevented.
  • first pattern layer 2 second pattern layer

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Abstract

본 발명은 광조절 필름 및 광투과성 기재와 하드 코팅층을 포함하는 적층체를 포함하고, 적층체는 특정 범위의 전체 헤이즈와 내부 헤이즈의 차이 및 투과 확산 분포를 만족하는 광학 필름 및 이를 포함하는 마이크로 엘이디 디스플레이에 관한 것이다.

Description

광학 필름 및 이를 포함하는 마이크로 엘이디 디스플레이
관련 출원(들)과의 상호 인용
본 출원은 2020년 3월 10일자 한국 특허 출원 제10-2020-0029751호 및 2020년 3월 5일자 한국 특허 출원 제10-2020-0027918호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 광학 필름 및 이를 포함하는 마이크로 엘이디 디스플레이에 관한 것이다.
평판 디스플레이(FPD; Flat Panel Display)는 자연광 등의 외부 빛에 노출될 경우, 표면 반사광으로 인하여 이용자의 눈에 피로감을 주거나 두통을 유발하기도 하며, 디스플레이 내부에서 만들어지는 이미지가 선명한 상으로서 인식되지 못하는 문제를 안고 있다. 이러한 단점을 해결하기 위해 디스플레이 표면에 요철을 형성하여 외부의 광을 표면에서 산란시키거나, 코팅막을 형성하는 수지와 입자 간의 굴절률을 이용하여 내부 산란을 유도하기 위한 눈부심 방지 필름(Anti-Glare Film)을 적용하였다.
그러나, 고해상도 및 픽셀 밀도화가 요구되는 OLED, 미니 LED, 마이크로 LED 등의 디스플레이에 상기 눈부심 방지 필름을 적용하는 경우, 눈부심 방지 필름의 표면에 형성된 표면 요철이 픽셀로부터 나오는 빛을 크게 굴절시키는 렌즈 역할을 하게 되어, 스파클링 현상을 발생시키고, 이미지 표현 또한 왜곡하여 상선명도가 저하되는 문제점이 발생한다. 따라서, 고해상도 및 픽셀 밀도화가 요구되는 OLED, 미니 LED, 마이크로 LED 등의 디스플레이에 적용되는 눈부심 방지 필름의 표면 요철 크기 및 응집도 등을 제어하여 스파클링 현상을 방지하고 상선명도를 향상시키는 기술 개발이 필요한 실정이다.
또한, 마이크로 LED 디스플레이는 마이크로 LED 칩의 크기, 두께, 반사체 재질 등에 따라 발광 분포가 달라지며, 특히, 마이크로 LED 칩의 크기가 작아질수록 측면 발광 효과가 증가하게 되며, 이로 인해 정면보다 측면 시야각에서의 밝기가 증가되는 문제점이 있다. 따라서, 마이크로 LED 디스플레이에서는 스파클링 현상을 방지하여 상선명도를 향상시키면서도, 정면 휘도를 증가시킬 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
본 발명은 디스플레이 정면 밝기를 향상시키고, 우수한 눈부심 방지 특성을 나타내고, 스파클링 현상 및 레인보우 현상이 모두 방지되어 우수한 광학 특성을 나타내면서도, 고강도 및 내오염성 등의 물리적 특성이 우수한 마이크로 엘이디 디스플레이용 광학 필름을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 광학 필름을 포함하는 마이크로 엘이디 디스플레이를 제공하기 위한 것이다.
본 명세서에서는, 일면에 돌출부가 형성된 제1 패턴층, 및 상기 돌출부가 형성된 일면에 접하는 제2 패턴층을 포함하는 광조절 필름; 및 광투과성 기재, 및 바인더 수지와 상기 바인더 수지 상에 분산된 무기 입자 및 유기 입자를 포함하는 하드 코팅층을 포함하는 적층체;를 포함하고, 상기 적층체는 전체 헤이즈(Ha)와 내부 헤이즈(Hi)의 차이(Ha - Hi)가 5 내지 15 %이고, 상기 적층체는 하기 식 1에 따른 투과 확산 분포는 1 % 초과 10 % 미만인 마이크로 엘이디 디스플레이용 광학 필름을 제공한다.
[식 1]
투과 확산 분포 = (B/A) X 100
A는 상기 광투과성 기재의 법선 방향으로 광을 조사한 후, 상기 하드 코팅층의 법선 방향에서 투과되는 광을 측정한 투과 강도이고,
B는 상기 광투과성 기재의 법선 방향으로 광을 조사한 후, 상기 하드 코팅층의 법선 기준 +1° 또는 -1°에서 투과되는 광을 측정한 투과 확산 강도이다.
또한, 본 명세서에서는, 상기 광학 필름을 포함하는 마이크로 엘이디 디스플레이가 제공된다.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 광학 필름 및 이를 포함하는 마이크로 엘이디 디스플레이에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 명세서에서, (메트)아크릴레이트는[(Meth)acrylate]은 아크릴레이트(acrylate) 및 메타크릴레이트(Methacrylate) 양쪽 모두를 포함하는 의미이다.
본 명세서에서, 제1, 제2 의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 본 명세서에서, 상부와 하부는 도면을 기준으로 정의한 것으로서, 시 관점에 따라 상부가 하부로, 하부가 상부로 변경될 수 있다.
또한, 본 명세서에서, "측면"은 수평 방향을 기준으로, 구면 좌표계(spherical coordinate system)에 의한 (φ, θ)로 정면을 (0°,0°), 좌측 끝 지점을 (180°,90°), 우측 끝 지점을 (0°,90°)라고 할 때, θ 가 60° 내지 90°가 되는 영역을 의미한다.
또한, 본 명세서에서, 중량 평균 분자량(Mw)은 겔 투과 크로마토그래피(GPC) 법에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 분자량(단위: Da(Dalton))을 의미한다. 상기 GPC 법에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량을 측정하는 과정에서는, 통상적으로 알려진 분석 장치와 시차 굴절 검출기(Refractive Index Detector) 등의 검출기 및 분석용 컬럼을 사용할 수 있으며, 통상적으로 적용되는 온도 조건, 용매, flow rate를 적용할 수 있다. 상기 측정 조건의 구체적인 예를 들면, Polymer Laboratories PLgel MIX-B 300mm 길이 칼럼을 이용하여 Waters PL-GPC220 기기를 이용하여, 평가 온도는 160 ℃이며, 1,2,4-트리클로로벤젠을 용매로서 사용하였으며 유속은 1 mL/min의 속도로, 샘플은 10mg/10mL의 농도로 조제한 다음, 200 μL의 양으로 공급하며, 폴리스티렌 표준을 이용하여 형성된 검정 곡선을 이용하여 Mw의 값을 구할 수 있다. 폴리스티렌 표준품의 분자량은 2,000 / 10,000 / 30,000 / 70,000 / 200,000 / 700,000 / 2,000,000 / 4,000,000 / 10,000,000의 9종을 사용하였다.
발명의 일 구현예에 따르면, 일면에 돌출부가 형성된 제1 패턴층, 및 상기 돌출부가 형성된 일면에 접하는 제2 패턴층을 포함하는 광조절 필름; 및 광투과성 기재, 및 바인더 수지와 상기 바인더 수지 상에 분산된 무기 입자 및 유기 입자를 포함하는 하드 코팅층을 포함하는 적층체를 포함하고, 상기 적층체는 전체 헤이즈(Ha)와 내부 헤이즈(Hi)의 차이(Ha - Hi)가 5 내지 15 %이고, 상기 적층체는 상기 식 1에 따른 투과 확산 분포는 1 % 초과 10 % 미만인 마이크로 엘이디 디스플레이용 광학 필름이 제공될 수 있다.
본 발명자들은 일면에 돌출부가 형성된 제1 패턴층, 및 상기 돌출부가 형성된 일면에 접하는 제2 패턴층을 포함하는 광조절 필름과, 광투과성 기재 및 특정 조성의 하드코팅층을 포함하는 적층체를 포함하고, 상기 적층체의 전체 헤이즈와 내부 헤이즈의 차이가 5 내지 15 %이고, 상기 투과 확산 분포가 1 % 초과 10 % 미만을 만족하는 광학 필름을 마이크로 LED 디스플레이에 적용하는 경우, 마이크로 LED 디스플레이의 정면 밝기가 향상되고, 우수한 눈부심 방지 특성을 나타내면서도, 스파클링 및 레인보우 현상이 방지되어 우수한 광학 특성을 나타낸다는 점을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
도 1 및 도 2는 상기 일 구현예에 따른 광학필름의 단면도이다. 도 1을 참고하면, 상기 광학 필름은 광조절 필름(3), 광투과성 기재(4) 및 하드 코팅층(5)을 포함하는 적층체를 포함할 수 있다. 상기 광학 필름은 상기 광투과성 기재의 양면에 상기 광조절 필름 및 하드 코팅층이 각각 형성될 수 있다. 한편, 상기 광조절 필름은 일면에 2 이상의 돌출부가 형성된 제1 패턴층(1) 및 상기 돌출부가 형성된 일면에 접하는 제2 패턴층(2)을 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 광학 필름은 상기 광조절 필름을 복층으로 포함한다. 즉, 상기 광학 필름은 제2 광조절 필름(30), 광조절 필름(3), 광투과성 기재(4) 및 하드 코팅층(5)을 포함할 수 있다. 상기 복층 구조의 광조절 필름은 각각 제1 광조절 필름 및 제2 광조절 필름이라 하거나, 상부 광조절 필름 및 하부 광조절 필름이라 할 수 있다. 이때, 상기 제1 광조절 필름과 제 2 광조절 필름은 두께, 돌출부 형성, 돌출부 경사면의 경사각 등이 같거나 상이할 수 있다.
이와 같이, 상기 상기 광조절 필름(3)을 2층 이상 또는 3층 이상으로 포함하는 광학 필름은, 광조절 필름을 단층으로 포함하는 경우에 비해, 제작 난이도가 현저히 낮아 수율 확보에 유리한 특성을 나타낼 수 있다.
상기 마이크로 LED 디스플레이는 1개 이상의 마이크로 LED 칩을 포함하며, 상기 마이크로 LED 칩의 크기가 작아질수록 측면 발광이 높아져, 정면보다 측면 시야각에서 밝기가 증가되는 문제점이 있다. 그러나, 상기 2개 이상의 돌출부가 형성된 상기 제1 패턴층(1), 및 상기 돌출부가 형성된 일면에 형성된 제2 패턴층(2)을 포함하는 상기 광조절 필름(3)은, 상기 마이크로 LED 칩들로부터 측면으로 발광되는 광을 정면으로 확산시켜 정면 시야각의 밝기를 향상시킬 수 있다.
상기 제1 패턴층(1)과 상기 제2 패턴층(2)의 굴절률 차이는 0.03 내지 0.30, 0.50 내지 0.20 또는 0.80 내지 0.14일 수 있다. 상기 굴절률 차이가 0.03 미만이면 광경로 제어 효과가 낮아져 충분한 집광 성능을 얻을 수 없음으로 인해, 측면으로 진행되는 빛을 정면으로 집광하여 디스플레이 정면 밝기를 향상시키기 어려울 수 있고, 상기 굴절률 차이가 0.30 초과하면 저굴절 소재 또는 고굴절 소재가 추가적으로 필요함에 따라 제조 비용이 급격하게 상승하게 되는 문제점이 있다. 또한, 상기 제1 패턴층은 굴절률이 1.50 이상, 1.55 내지 1.70, 또는 1.60 내지 1.66일 수 있고, 상기 제 2 패턴층은 굴절률이 1.50 미만, 1.30 내지 1.49, 또는 1.35 내지 1.48일 수 있다.
상기 굴절률은 Sairon Technology 사의 SPA-4000 prism coupler를 이용하여 550 nm 파장에서 측정한 굴절률일 수 있다.
상기 제 1 패턴층(1)은 일면에 2개 이상의 돌출부가 형성되어 있다. 상기 제1 패턴층(1)에 형성된 돌출부의 형상은 이로써 한정하는 것은 아니나, 렌티큘러 렌즈 패턴, 단면이 3각형 내지 10각형인 프리즘 패턴, 상부에 곡면이 형성되고 단면이 3각형 내지 10각형인 프리즘 패턴, 단면이 삼각형인 프리즘의 상부가 절단된 형태, 또는 렌티큘러렌즈 패턴의 상부가 절단된 형태일 수 있다. 이때, 상기 곡면은 면, 포물면, 타원면, 쌍곡면 또는 무정형의 곡면이 될 수도 있다. 한편, 도 1 및 2의 제1 패턴층은 단면이 3각형인 프리즘 패턴의 형상을 갖는 돌출부를 2개 이상 포함한다.
상기 돌출부는 최대 높이가 5 ㎛ 내지 60 ㎛, 10 ㎛ 내지 30 ㎛ 또는 15 ㎛ 내지 25 ㎛일 수 있고, 최대 폭은 5 ㎛ 내지 20 ㎛ 또는 10 ㎛ 내지 15 ㎛일 수 있다. 또한, 돌출부 간의 간격은 0 ㎛ 내지 4 ㎛ 또는 0 ㎛ 내지 2 ㎛일 수 있다. 또한, 상기 돌출부의 경사면의 경사각은 50° 내지 80°, 55°내지 80°, 또는 60° 내지 75°일 수 있다. 상기 돌출부의 상기 최대 높이, 최대 폭, 간격 및/ 또는 경사각이 상술한 범위를 만족함으로 인해 우수한 집광 효과를 나타내어, 측면으로 진행되는 빛을 정면으로 집광하여 상기 광학 필름을 포함하는 디스플레이의 정면 밝기를 향상시킬 수 있다.
상기 돌출부가 형성된 제1 패턴층(1)의 일면에 상기 제2 패턴층(2)이 형성될 수 있으며, 구체적으로, 상기 돌출부가 형성된 일면에 직접적으로 접하여 형성되어, 상기 제1 패턴층 및 제2 패턴층 사이에 어떠한 접착층 및/또는 점착층이 개재되지 않을 수 있다.
상기 마이크로 LED 디스플레이용 광학 필름이 상기 광조절 필름(3)만을 포함하는 경우, 외부광이 상기 광조절 필름에서 산란되어 레인보우 현상이 발생하는 문제점이 있다. 그러나, 상기 일 구현예에 따른 광학 필름은, 상기 광조절 필름과 함께, 전체 헤이즈와 내부 헤이즈의 차이가 5 내지 15 %이고, 상기 식 1에 따른 투과 확산 분포는 1 % 초과 10 % 미만이며, 상기 광투과성 기재(4) 및 상기 하드 코팅층(5)을 포함하는 적층체를 포함함에 따라 레인보우 현상을 방지하여 시인성을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 마이크로 LED 디스플레이용 광학 필름이 상기 적층체만을 포함하는 경우, 측면 발광이 저하되고, 상기 적층체 상에 형성된 요철이 픽셀로부터 나오는 빛을 굴절시켜 스파클링 현상이 발생하는 문제점이 있으나, 상기 일 구현예에 따른 광학 필름은 상기 적층체와 상기 광조절 필름(3)을 함께 포함함에 따라, 정면 휘도를 향상시키고 스파클링 현상을 방지하여 광학 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 일 구현예의 광학 필름에 포함되는 적층체는 광투과성 기재, 및 바인더 수지와 상기 바인더 수지 상에 분산된 무기 입자 및 유기 입자를 포함하는 하드 코팅층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 적층체는 전체 헤이즈(Ha)와 내부 헤이즈(Hi)의 차이(Ha - Hi)가 5 내지 15 %이고, 상기 식 1에 따른 투과 확산 분포는 1 % 초과 10 % 미만일 수 있으며, 이는 상기 하드 코팅층의 바인더 수지 조성, 바인더 수지에 분산된 유기 입자와 무기 입자의 직경, 또는 유기 입자와 무기 입자의 중량비 등으로 기인한 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 적층체는 전체 헤이즈(Ha)와 내부 헤이즈(Hi)의 차이(Ha - Hi)가 5 내지 15 %, 7 내지 14 %, 또는 9 내지 13%일 수 있다. 상기 전체 헤이즈와 내부 헤이즈의 차이가 5 % 미만이면 외부 요철에 의한 눈부심 방지 효과가 저하될 수 있고, 15 % 초과하면 스파클링이 심해지고 상선명도가 저하될 수 있다.
상기 적층체는 전체 헤이즈(Ha)가 20 % 내지 50 %, 25 % 내지 45 %, 또는 30 % 내지 40 %일 수 있다. 상기 전체 헤이즈가 지나치게 작으면 스파클링 현상이 발생하거나 눈부심 방지 특성(방현성)이 나타나지 않을 수 있으며, 상기 전체 헤이즈가 지나치게 크면 필름의 백탁도가 증가되어 명암비가 저하될 수 있다.
또한, 상기 적층체는 내부 헤이즈가 10 % 내지 40 %, 15 % 내지 35%, 또는 20 내지 30%일 수 있다. 상기 내부 헤이즈가 지나치게 작으면 스파클링 현상이 발생할 수 있으며, 상기 내부 헤이즈가 지나치게 크면 필름의 백탁도가 증가되어 명암비가 저하될 수 있다.
상기 적층체는 하기 식 1에 따른 투과 확산 분포가 1 % 초과 10 % 미만, 3 % 내지 8 %, 또는 4 % 내지 7%일 수 있다. 상기 투과 확산 분포가 1 % 이하면 눈부심 방지 효과가 저하되는 문제점이 있고, 10 % 이상이면 스파클링이 발생하는 문제점이 있다.
[식 1]
투과 확산 분포 = (B/A) X 100
A는 상기 광투과성 기재의 법선 방향으로 광을 조사한 후, 상기 하드 코팅층의 법선 방향에서 투과되는 광을 측정한 투과 강도이고,
B는 상기 광투과성 기재의 법선 방향으로 광을 조사한 후, 상기 하드 코팅층의 법선 기준 +1° 또는 -1°에서 투과되는 광을 측정한 투과 확산 강도이다.
구체적으로, 상기 투과 확산 분포에서 투과 강도(A) 및 투과 확산 강도(B)는, 광투과성 기재의 법선 방향에 대해 광을 조사한 후, 조사된 광이 상기 하드 코팅층으로 투과될 때, 투과된 광의 측정 각도에 따라 각각 상기 투과 강도(A) 및 투과 확산 강도(B)로 구분될 수 있다. 구체적으로, 상기 하드 코팅층의 법선 방향에서 측정된 투과광의 강도는 투과 강도(A)이고, 이는 정투과 강도라 정의될 수 있다. 또한, 상기 하드 코팅층의 법선 기준 +1° 또는 -1°에서 측정된 투과광의 강도는 투과 확산 강도(B)이다.
이때, 상기 투과 강도(A) 및 투과 확산 강도(B) 측정시, 상기 광투과성 기재의 법선 방향에 조사되는 광의 강도는 일정하며, 구체적으로, 상기 광투과성 기재의 법선 방향에 조사되는 광의 강도가 100인 경우, 상기 투과 강도(A)가 10 내지 60, 20 내지 50, 또는 25 내지 45일 수 있고, 상기 투과 확산 강도(B)는 0.1 내지 6, 0.2 내지 5, 또는 0.25 내지 4.5일 수 있다.
상기 광투과성 기재 및 하드 코팅층을 포함하는 적층체에 대한 IR 스펙트럼에서, 1690 cm -1 내지 1745 cm -1 영역 사이에 존재하는 피크 면적 (I A)에 대한, 1500 cm -1 내지 1570 cm -1 영역 사이에 존재하는 피크 면적 (I B)의 비율(I B/ I A)은 0.10 내지 0.60, 0.20 내지 0.58, 또는 0.30 내지 0.55일 수 있다. 상기 피크 면적의 비율(I B/ I A)이 0.10 미만이면 요철이 돌기의 형태로 균일하게 형성되지 않아 스파클링 현상이 발생할 수 있고, 0.60 초과하면 입자의 응집에 의한 요철 형성이 저하되어 눈부심 방지 효과가 저하될 수 있다.
상기 IR 스펙트럼은 상기 적층체의 하드 코팅층에 대해 IR 스펙트럼 측정 장치인 Cary 660(Agilent社)를 사용하여 측정될 수 있고, 그 측정 조건은 20 내지 25 ℃의 온도 조건 및 40 내지 50 %의 습도 조건일 수 있다.
한편, 상기 피크 면적 비율은 상기 하드 코팅층의 바인더 수지 조성, 바인더 수지에 분산된 유기 입자와 무기 입자의 직경, 또는 유기 입자와 무기 입자의 중량비 등으로 기인한 것일 수 있다.
상기 적층체는 하기 식 2의 정반사 강도 비율이 1 % 초과 10 % 미만, 3 % 내지 8 %, 또는 4 % 내지 7%일 수 있다. 상기 정반사 강도 비율이 1 % 이하면 스파클링이 발생하거나 상선명도가 저하될 수 있고, 10 % 이상이면 눈부심 방지 효과가 저하되는 문제점이 있다.
[식 2]
정반사 강도 비율 = (C/D) × 100
상기 식 2에서,
C는 상기 하드 코팅층에 대해 45°의 입사각에서 광을 조사한 후, 입사각의 정반사에 해당하는 45°에서 측정된 반사 강도이고,
D는 상기 광투과성 기재에 대해 45°의 입사각에서 광을 조사한 후, 입사각의 정반사에 해당하는 45°에서 측정된 반사 강도이다.
상기 식 2의 정반사 강도 비율은 상기 광투과성 기재에 대해 측정된 반사 강도(D)에 대한, 상기 하드 코팅층에 대해 측정된 반사 강도(C)를 백분율로 계산한 것이다.
측정 대상인 하드 코팅층 또는 광투과성 기재에 대해 면의 법선으로부터 45°의 각도에서 광을 조사하면, 입사각의 정반사에 해당하는 45°에서 일부 광이 확산되는데, 이때, 입사각의 정반사 방향인 45°에서 측정된 광의 강도를 측정 대상에 따라 각각 반사 강도(C) 및 반사 강도(D)로 정의한다. 또한, 이면 반사를 억제하고, 실 사용시의 조건에 맞추기 위하여, 측정 대상의 이면에는 비투광성 기재를 첩부한다.
상기 비투광성 기재는 광투과도가 대략 0 %인 가시광선 등의 광이 전혀 투과되지 않는 기재로, 예를 들어, 흑(黑)아크릴판, 흑마분지, 또는 흑색 점착제가 도포된 필름일 수 있다. 상기 흑색 점착제가 도포된 필름으로는, 예들 들어, 흑색 점착제가 도포된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 반사 강도(C)를 측정하기 위해서, 먼저, 하드 코팅층에 대향하도록 광투과성 기재의 일면에 요철이나 휨이 없는 평탄한 상기 비투광성 기재를 첩부할 수 있다. 이후, 하드 코팅층 면에 대하여 면의 법선으로부터 45°의 각도에서 광속을 입사하고, 입사각의 정반사에 해당하는 45°에서 반사 강도(C)를 측정할 수 있다. 상기 반사 강도(C)은 1000 내지 6000, 1500 내지 5000, 또는 2000 내지 4000일 수 있다.
또한, 상기 반사 강도(D)를 측정하기 위해서, 하드 코팅층이 형성되지 않는 광투과성 기재만을 준비하고, 상기 광투과성 기재의 일면에 비투광성 기재를 첩부한다. 이후, 상기 비투광성 기재가 첩부되지 않은 광투과성 기재의 일면에 대하여, 면의 법선으로부터 45°의 각도에서 광속을 입사하고, 입사각의 정반사에 해당하는 45°에서 반사 강도(D)를 측정할 수 있다. 상기 반사 강도(D)는 50000 내지 70000, 52000 내지 68000, 또는 55000 내지 65000일 수 있다.
상기 일 구현예에 따른 광학 필름은 하드 코팅층을 포함하며, 상기 하드 코팅층은 바인더 수지와 상기 바인더 수지에 분산된 유기 입자와 무기 입자를 포함할 수 있다.
상기 바인더 수지는 다관능 (메트)아크릴레이트계 모노머 및 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머를 포함할 수 있다.
다관능 (메트)아크릴레이트계 모노머는 (메트)아크릴레이트계 관능기를 2개 이상, 3개 내지 10개, 또는 3개 내지 9개로 포함하고, 중량평균분자량이 1,500 g/mol 이하, 1,000 g/mol 이하일 수 있다.
이러한 다관능 (메트)아크릴레이트계 모노머는 이로써 한정하는 것은 아니나, 예를 들어, 펜타에리스리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨 헵타(메트)아크릴레이트, 트릴렌 디이소시아네이트, 자일렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 폴리에톡시 트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판트리메타크릴레이트, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 부탄디올 디메타크릴레이트, 헥사에틸 메타크릴레이트, 및 부틸 메타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머는 (메트)아크릴레이트계 관능기를 2개 이상, 3개 내지 20개, 또는 4개 내지 15개로 포함하고, 중량평균분자량이 700 g/mol 내지 10,000 g/mol, 또는 1,000 g/mol 내지 8,000 g/mol, 또는 1,500 g/mol 내지 5,000 g/mol일 수 있다.
또한, 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머는 (메트)아크릴레이트계 관능기의 당량(equivalent weight)이 100 내지 500 g/mol, 150 g/mol 내지 450 g/mol, 또는 200 g/mol 내지 400 g/mol일 수 있다. 이러한 작용기의 당량은 폴리실록산의 분자량을 작용기의 수로 나눈 값으로, H-NMR 또는 화학적 적정법으로 분석할 수 있다.
상기 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머는 이로써 한정하는 것은 아니나, 예를 들어, 우레탄 변성 아크릴레이트 올리고머, 에폭사이드 아크릴레이트 올리고머, 에테르아크릴레이트 올리고머, 덴드리틱 아크릴레이트 올리고머, 또는 이들의 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
상기 하드 코팅층에 포함된 다관능 (메트)아크릴레이트계 모노머 및 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머는 중량비가 3:7 내지 7:3, 4:6 내지 7:3, 5:5 내지 7:3, 또는 6:4 내지 7:3일 수 있다. 상기 다관능 (메트)아크릴레이트계 모노머의 함량이 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머에 비해 지나치게 많으면 상기 하드 코팅층에 지나치게 큰 요철이 형성되어 상기 투과 확산 분포가 10% 이상이 되어 스파클링이 발생하고 상선명도가 저하될 수 있다. 한편, 상기 다관능 (메트)아크릴레이트계 모노머의 함량이 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머에 비해 지나치게 적으면, 상기 하드 코팅층에 요철이 거의 형성되지 않아 외부 헤이즈가 낮아지고, 상기 투과 확산 분포가 1% 이하가 되어 눈부심 방지 효과가 저하될 수 있다.
상기 일 구현예에 따른 광학 필름에 포함되는 상기 하드 코팅층은 다관능 (메트)아크릴레이트계 모노머 및 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머를 3:7 내지 7:3 중량비로 포함하는 바인더 수지를 포함하면서도, 입경이 1 ㎛ 내지 10 ㎛인 유기 입자 및 입경이 1 nm 내지 500 nm인 무기 입자를 포함할 수 있다. 이로 인해, 상기 광학 필름에 포함되는 적층체는, 상기 전체 헤이즈(Ha)와 내부 헤이즈(Hi)의 차이, 피크 면적 비율, 및 투과 확산 분포가 상술한 범위를 만족하고, 이러한 적층체를 포함하는 광학 필름은 우수한 눈부심 방지 특성을 나타내면서도, 또한, 스파클링 현상 및 레인보우 현상이 모두 방지되어 시인성 등의 광학 특성이 우수할 수 있다.
상기 유기 입자는 입경이 1 ㎛ 내지 10 ㎛, 2 ㎛ 내지 9 ㎛, 3.5 ㎛ 내지 8 ㎛, 또는 3.5 ㎛ 내지 7 ㎛일 수 있다. 상기 하드 코팅층에 포함된 유기 입자의 입경이 지나치게 작으면 방현성을 구현하기 어렵고, 입경이 지나치게 크면 스파클링이 발생할 수 있다.
상기 유기 입자는 500 내지 600nm의 파장 기준 1.500 내지 1.600, 1.520 내지 1.600, 또는 1.540 내지 1.595의 굴절률을 가질 수 있다. 상기 하드 코팅층에 상술한 바와 같이 높은 굴절률을 갖는 유기 입자를 포함함으로 인해, 우수한 눈부심 방지 특성을 나타내면서도 스파클링 불량, 패널 내부에서 발생하는 무라의 시인을 방지할 수 있다.
상기 무기 입자의 종류는 이로써 한정하는 것은 아니나, 예를 들어, 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴레이트-co-스티렌, 폴리메틸아크릴레이트-co-스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트-co-스티렌, 폴리카보네이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리아마이드계, 폴리이미드계, 폴리술폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리아세탈, 에폭시레진, 페놀레진, 실리콘 수지, 멜라민 수지, 벤조구아민, 폴리디비닐벤젠, 폴리디비닐벤젠-co-스티렌, 폴리디비닐벤젠-co-아크릴레이트, 폴리디알릴프탈레이트 및 트리알릴이소시아눌레이트폴리머 중에서 선택된 하나의 단일물 또는 이들의 2 이상의 코폴리머(copolymer)인 것을 사용할 수 있다.
상기 유기 입자는 상기 바인더 수지 100 중량부 대비 5 내지 30 중량부, 7 내지 25 중량부, 또는 10 내지 20 중량부일 수 있다. 상기 유기 입자의 함량이 지나치게 적으면 방현성을 구현하기 어렵고, 유기 입자의 함량이 지나치게 많으면 적정 스파클링이 발생할 수 있다.
상기 무기 입자는 1 nm 내지 500 nm, 5 nm 내지 450 nm, 10 nm 내지 400 nm, 또는 15nm 내지 350nm일 수 있다. 상기 하드 코팅층에 포함된 무기 입자의 입경이 지나치게 작으면 방현성을 구현하기 어렵고, 입경이 지나치게 크면 스파클링이 발생할 수 있다.
상기 무기 입자의 종류는 이로써 한정하는 것은 아니나, 예를 들어, 실리카, 이산화티탄, 산화인듐, 산화주석, 산화지르코늄, 산화아연 및 폴리실세스퀴옥산 입자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 또한, 상기 폴리실세스퀴옥산 은 케이지 구조의 실세스퀴옥산 입자일 수 있다
상기 무기 입자는 상기 바인더 수지 100 중량부 대비 5 내지 30 중량부, 6 내지 25 중량부, 또는 6 내지 20 중량부일 수 있다. 상기 무기 입자의 함량이 지나치게 적으면 방현성을 구현하기 어렵고, 무기 입자의 함량이 지나치게 많으면 적정 스파클링이 발생할 수 있다.
상기 유기 입자와 무기 입자의 중량비는 1: 0.2 내지 1.5, 1: 0.4 내지 1.2, 또는 1: 0.5 내지 1.0일 수 있다. 상기 유기 입자에 비해 무기 입자의 함량이 지나치게 적은 경우 방현성이 저하될 수 있고, 무기 입자의 함량이 지나치게 많은 경우 스파클링이 발생하여 상선명도가 저하될 수 있다.
상기 유기 입자 및 무기 입자는 구형, 타원 구형, 막대형 또는 부정형 등의 입자 형태를 가질 수 있다. 막대형이나 무정형인 경우, 가장 큰 차원의 길이가 상기 범위의 입경 등을 만족할 수 있다.
또한, 상기 유기 입자 및 무기 입자의 입경은, 예를 들면 동적 광 산란법, 레이저 회절법, 원심 침강법, FFF(Field Flow Fractionation)법, 세공(細孔) 전기 저항법 등에 의해 측정할 수가 있다.
상기 하드 코팅층은, 상기 광투과성 기재와 대향하는 면에, 요철이 2개 이상 형성될 수 있다. 상기 요철은 유기 입자의 응집으로 형성될 수 있으며, 이로 인해 상기 요철은 유기 입자를 포함할 수 있다. 상기 요철에는 유기 입자 전체가 포함되거나, 유기 입자의 일부가 포함될 수 있으며, 예를 들어, 유기 입자의 50 부피% 이하로 포함될 수 있다.
상기 하드 코팅층에 포함되는 상기 유기 입자 전체 중 상기 하드 코팅층의 두께 방향으로 서로 응집하는 2 이상의 유기 입자들의 비율이 5 % 이하일 수 있다. 상기 ‘응집’은 상기 2 이상의 유기 입자들이 접하거나 또는 입자들의 부분들이 중첩되는 경우 등을 모두 포함한다.
상기 2 이상의 유기 입자들이 응집하는 경우, 서로 응집하는 2 이상의 유기 입자들로 이루어진 1개의 그룹에서 적어도 2개의 유기 입자는 상기 하드 코팅층의 일면으로부터의 상이한 거리에 위치할 수 있다. 이와 같이 상기 하드 코팅층의 두께 방향으로 상이한 위치에서 응집하면서 존재하는 2개 이상의 유기 입자들의 비율을 5% 이하, 또는 4.5 % 이하, 또는 4 % 이하, 또는 3.5 % 이하로 조절하여, 상기 하드코팅층 표면의 요철 형상을 제어하고, 이에 따라 방현 특성 및 상선명도를 크게 향상시킬 수 있다.
상기 ‘서로 응집하는 2 이상의 유기 입자들 중 서로 이웃하는 2개의 유기 입자’들은 상기 서로 응집하는 2 이상의 유기 입자들로 이루어진 1개의 그룹에서 응집하거나 직접 접하는 2개의 유기 입자를 의미한다.
상기 하드 코팅층의 일면에서부터 유기 입자까지의 거리는 상기 하드 코팅층의 일면으로부터 유기 입자의 외부의 한점까지의 최소 거리를 의미하며, 예를 들어 상기 하드 코팅층의 일면에서부터 유기 입자 표면까지의 최소 거리이다.
상기 유기 입자들이 응집하였는지 여부 또는 서로 이웃하는 2개의 유기 입자들은 상기 하드 코팅층의 일면으로부터의 상이한 거리에 위치하였는지 여부는 상기 광학필름을 시각적으로 확인하거나 광학 장치를 이용하여 확인할 수 있다. 예를 들어, 상기 광학 필름에서, 상기 서로 응집하는 2 이상의 유기 입자들 중 서로 이웃하는 2개의 유기 입자들은 상기 하드 코팅층의 일면을 기준으로 두께 방향에 대하여 상이한 위치에서 각각의 광학 현미경 상의 초점을 가질 수 있다. 즉, 상기 서로 응집하는 2 이상의 유기 입자들 중 서로 이웃하는 2개의 유기 입자들 상기 하드 코팅층의 일면을 기준으로 두께 방향에 대하여 상이한 위치에 존재하여, 광학 현미경을 이용하여 상기 하드 코팅층의 두께 방향으로 초점을 이동하면서 관찰 시 서로 이웃하는 2개의 유기 입자 각각이 확인되는 초점, 즉 개별 유기 입자가 존재하는 위치가 확인될 수 있다.
또한, 상술한 응집 비율은, 응집되어 있는 수를 확인한 후, 동일 측정면에 있는 전체 입자의 개수로 나누어 응집된 입자들의 비율을 계산할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 서로 응집하는 2 이상의 유기 입자들 중 서로 이웃하는 2개의 유기 입자들은 상기 하드 코팅층의 일면으로부터의 상이한 거리에 위치할 수 있으며, 예를 들어 상기 서로 응집하는 2 이상의 유기 입자들 중 서로 이웃하는 2개의 유기 입자들은 상기 하드 코팅층의 일면으로부터 0.1 ㎛ 이상, 0.2 ㎛ 이상, 0.5 ㎛ 이상, 1 ㎛ 이상, 또는 2 ㎛ 이상의 거리의 차이를 가지고 위치할 수 있다.
상기 요철이 형성된 하드 코팅층은 10점 평균 조도(Rz)가 0.05 ㎛ 내지 0.15 ㎛, 0.07 ㎛ 내지 0.13 ㎛, 또는 0.09 ㎛ 내지 0.11 ㎛일 수 있다. 또한, 상기 하드 코팅층은 요철 평균 간격(Sm)이 0.05 mm 내지 0.20 mm, 0.07 mm 내지 0.18 mm, 또는 0.09 mm 내지 0.15 mm일 수 있다.
상기 하드 코팅층의 두께는 1 내지 10 ㎛ 또는 2 내지 8 ㎛일 수 있다. 상기 하드 코팅층의 두께가 1 ㎛ 미만이면 원하는 딱딱함(경도)을 얻는 것이 곤란하게 되며, 10 ㎛ 초과하면 하드 코팅층 형성 시 수지를 경화시키는 과정에서 컬(curl)될 수 있다.
상기 하드 코팅층의 두께는 광학 필름을 절단한 단면을 주사 전자 현미경(SEM; scanning electron microscope) 관찰하고, 하드 코팅층의 바인더부의 두께를 측정함으로써 구할 수 있다.
한편, 상기 하드 코팅층은 상기 바인더 수지, 유기 입자 및 무기 입자를 포함하는 광경화성 코팅 조성물을 상기 광투과성 기재 상에 도포하고 도포된 결과물을 광경화함으로써 얻어질 수 있다.
또한, 상기 광경화성 코팅 조성물은 광개시제를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 상술한 광경화성 코팅 조성물로부터 제조되는 하드 코팅층에는 상기 광중합 개시제가 잔류할 수 있다.
상기 광중합 개시제로는 광경화성 코팅 조성물에 사용될 수 있는 것으로 알려진 화합물이면 크게 제한 없이 사용 가능하며, 구체적으로 벤조 페논계 화합물, 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 트리아진계 화합물, 옥심계 화합물 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 바인더 수지 100 중량부에 대하여, 상기 광중합 개시제는 1 내지 10 중량부, 2 내지 9 중량부, 또는 3 내지 8 중량부의 함량으로 사용될 수 있다. 상기 광중합 개시제의 양이 너무 작으면, 상기 광경화성 코팅 조성물의 광경화 단계에서 미경화되어 잔류하는 물질이 발행할 수 있다. 상기 광중합 개시제의 양이 너무 많으면, 미반응 개시제가 불순물로 잔류하거나 가교 밀도가 낮아져서 제조되는 필름의 기계적 물성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 광경화성 코팅 조성물을 유기 용매를 더 포함할 수 있다. 상기 유기 용매의 비제한적인 예를 들면 케톤류, 알코올류, 아세테이트류, 에테르류, 벤젠 유도체류 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다.
이러한 유기 용매의 구체적인 예로는, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 아세틸아세톤 또는 이소부틸케톤 등의 케톤류; 메탄올, 에탄올, n-프로판올, i-프로판올, n-부탄올, i-부탄올, 또는 t-부탄올 등의 알코올류; 에틸아세테이트, i-프로필아세테이트, 또는 폴리에틸렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 등의 아세테이트류; 테트라하이드로퓨란 또는 프로필렌글라이콜 모노메틸에테르 등의 에테르류; 톨루엔, 크실렌, 아닐린 등의 벤젠 유도체류; 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다.
상기 유기 용매는 상기 광경화성 코팅 조성물에 포함되는 각 성분들을 혼합하는 시기에 첨가되거나 각 성분들이 유기 용매에 분산 또는 혼합된 상태로 첨가되면서 상기 광경화성 코팅 조성물에 포함될 수 있다. 상기 광경화성 코팅 조성물 중 유기 용매의 함량이 너무 작으면, 상기 광경화성 코팅 조성물의 흐름성이 저하되어 최종 제조되는 필름에 줄무늬가 생기는 등 불량이 발생할 수 있다. 또한, 상기 유기 용매의 과량 첨가시 고형분 함량이 낮아져, 코팅 및 성막이 충분히 되지 않아서 필름의 물성이나 표면 특성이 저하될 수 있고, 건조 및 경화 과정에서 불량이 발생할 수 있다. 이에 따라, 상기 광경화성 코팅 조성물은 포함되는 성분들의 전체 고형분의 농도가 1 중량% 내지 50 중량%, 또는 2 내지 20 중량%가 되도록 유기 용매를 포함할 수 있다.
한편, 상기 광경화성 코팅 조성물을 도포하는데 통상적으로 사용되는 방법 및 장치를 별 다른 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, Meyer bar 등의 바 코팅법, 그라비아 코팅법, 2 roll reverse 코팅법, vacuum slot die 코팅법, 2 roll 코팅법 등을 사용할 수 있다.
상기 광경화성 코팅 조성물을 광경화시키는 단계에서는 200 내지 400 nm 파장의 자외선 또는 가시 광선을 조사할 수 있고, 조사시 노광량은 100 내지 4,000 mJ/㎠ 이 바람직하다. 노광 시간도 특별히 한정되는 것이 아니고, 사용되는 노광 장치, 조사 광선의 파장 또는 노광량에 따라 적절히 변화시킬 수 있다. 또한, 상기 광경화성 코팅 조성물을 광경화시키는 단계에서는 질소 대기 조건을 적용하기 위하여 질소 퍼징 등을 할 수 있다.
상기 광학 필름은 광투과성 기재를 포함한다. 상기 광투과성 기재는 투명성을 가지는 플라스틱 필름일 수 있으며, JIS K 7361에 따른 투과도가 90 % 이상, 91 % 이상, 또는 92 % 이상일 수 있다.
또한, 상기 광투과성 기재는 이로써 한정하는 것은 아니나, 예를 들어, 트리아세틸 셀룰로오스(TAC), 폴리에스테르(TPEE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리이미드(PI), 폴리아미드(PA), 아라미드, 폴리에틸렌(PE), 폴리아크릴레이트(PAR), 폴리에테르 술폰, 폴리술폰, 디아세틸 셀룰로오스, 폴리프로필렌(PP), 폴리 염화 비닐, 아크릴 수지(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 에폭시 수지, 요소 수지, 우레탄 수지, 멜라민 수지 등일 수 있다.
상기 광투과성 기재는 파장 400㎚ 내지 800㎚에서 측정되는 면내 위상차(Re)가 5,000 nm 내지 25,000 nm, 7,000 nm 내지 20,000 nm일 수 있다. 이러한 위상차를 만족하는 광투과성 기재를 포함하는 상기 광학 필름은 가시광선의 간섭에 의한 레인보우 현상이 방지될 수 있다.
면내 위상차(Re)는 광투과성 기재의 두께를 d, 면내의 지상축 방향의 굴절률을 n x, 면내의 진상축 방향의 굴절률을 n y라고 정의할 경우에, 하기 식으로 정의될 수 있다.
Re = (n x-n y)*d
또한, 상기 위상차 값은 절대값으로 양수로 정의할 수 있다
상기 광투과성 기재의 두께는 생산성 등을 고려하여 10 내지 300 ㎛, 30 내지 250 ㎛ 또는 40 내지 200 ㎛일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 광학 필름 및 디스플레이 패널을 포함하는 마이크로 LED 디스플레이가 제공될 수 있다.
상기 디스플레이 패널은 마이크로 LED 칩이 포함되는 디스플레이 패널으로, 예를 들어, 단위 기판, 상기 단위 기판에 상에 실장되는 다수개의 LED 칩이 포함되는 픽셀 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 픽셀을 구성하는 상기 LED 칩들은 단면의 크기, 구체적으로, 단면의 한 면의 길이가 10 내지 100 ㎛, 또는 20 내지 80 ㎛일 수 있다. 또한, 상기 LED 칩의 높이는 0.5 내지 10 ㎛, 또는 1 내지 5 ㎛일 수 있다.
상기 디스플레이 패널에는 상기 LED 칩을 6x10 6개 내지 192x10 6개, 또는 3x10 6개 내지 100x10 6개로 포함할 수 있다. 또한, 1개의 상기 픽셀에는 3 내지 6개, 또는 4 내지 5개의 LED 칩이 포함될 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 패널은 300 내지 1000 ppi, 350 내지 900 ppi, 또는 400 내지 850 ppi의 해상도를 가질 수 있다.
상기 마이크로 LED 디스플레이는 상기 광학 필름과 디스플레이 패널 외에도, LED 평탄화층, 산란형 점착제층 및 커버 글라스(Cover Glass)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 광학 필름은 상기 마이크로 LED 디스플레이 패널 상에서 시인측에 위치하여 측면으로 진행되는 빛을 정면으로 집광하여 디스플레이 정면 밝기를 향상시킬 수 있고, 눈부심 방지 특성을 향상시키면서도, 스파클링 및 레인보우 현상을 방지하여 상선명도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 디스플레이 정면 밝기를 향상시키고, 우수한 눈부심 방지 특성을 나타내고, 또한, 스파클링 현상 및 레인보우 현상이 모두 방지되어 우수한 광학 특성을 나타내면서도, 고강도 및 내오염성 등의 물리적 특성이 우수한 광학 필름 및 이를 포함하는 마이크로 엘이디 디스플레이가 제공될 수 있다.
도 1은 광조절 필름(3), 광투과성 기재(4) 및 하드 코팅층(5)을 포함하는 광학 필름의 일 예를 도시한 것이다.
도 2는 제2 광조절 필름(30), 광조절 필름(3), 광투과성 기재(4) 및 하드 코팅층(5)을 포함하는 광학 필름의 일 예를 도시한 것이다.
도 3은 제조예 3의 광조절 필름 1 내지 4 및 대조군을 포함한 마이크로 LED 디스플레이 장치의 수직(V)/수평(H) 휘도를 나타낸 그래프이다.
발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
제조예 1: 하드코팅층 형성용 조성물1 내지 5의 제조
(1-a) 하드코팅층 형성용 조성물1의 제조
펜타에리트리톨 트리아크릴레이트 50 g, MU9800 (9 관능의 우레탄 아크릴레이트계 올리고머, 제조사: 미원, 중량평균분자량: 3500 g/mol, 아크릴레이트기 당량: 389 g/mol) 50 g, 개시제로 D1173 (제조사: Ciba) 7 g, 용매인 메틸이소부틸케톤 100 g, MA-ST (나노 실리카 입자, 제조사: Nissan Chemical, 입경: 10~15 nm, 30% in 메탄올) 21 g, 및 PS-a (폴리스티렌 구형입자, 입경 3.5 ㎛, 굴절률: 1.595) 12 g을 혼합하여, 하드 코팅층 형성용 조성물 1을 제조하였다.
이때, 입자들의 입경은 동적 광 산란법에 의해 측정하였다.
(1-b) 하드코팅층 형성용 조성물2의 제조
펜타에리트리톨 트리아크릴레이트 50 g, MU9800 50 g, 개시제로 D1173 7 g, 용매인 메틸이소부틸케톤 100 g, PMA-ST (나노 실리카 입자, 제조사: Nissan Chemical, 입경: 10~15 nm, 30% in 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세트산) 20 g, PS-a 8 g, 및 PS-PMMA-a (폴리스티렌-폴리메틸 메타크릴레이트 공중합 구형입자, 입경 3.5 ㎛, 굴절률: 1.555) 3 g을 혼합하여, 하드 코팅층 형성용 조성물 2를 제조하였다.
(1-c) 하드코팅층 형성용 조성물3의 제조
펜타에리트리톨 트리아크릴레이트 50 g, MU9800 50 g, 개시제로 D1173 7 g, 용매인 메틸이소부틸케톤 100 g, MA-ST 1.2 g 및 PS-PMMA-b (폴리스티렌-폴리메틸 메타크릴레이트 공중합 구형입자, 입경 2 ㎛, 굴절률: 1.555) 5 g을 혼합하여, 하드코팅층 형성용 조성물 3을 제조하였다.
(1-d) 하드코팅층 형성용 조성물4의 제조
펜타에리트리톨 트리아크릴레이트 100 g, 개시제로 D1173 7 g 및 용매인 메틸이소부틸케톤 100 g을 혼합하여, 하드코팅층 형성용 조성물 4를 제조하였다.
(1-e) 하드코팅층 형성용 조성물5의 제조
펜타에리트리톨 트리아크릴레이트 50 g, EB1290 (6 관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 제조사: SK Cytec, 중량평균분자량: 1,000 g/mol, 아크릴레이트기 당량: 167 g/mol) 50 g, 개시제로 D1173 7 g, 용매인 메틸이소부틸케톤 50 g, 톨루엔 50 g, 및 SS-50B (표면처리 소수성 실리카 입자, 제조사: Tosoh, 입경 2 ㎛) 12 g을 혼합하여, 하드코팅층 형성용 조성물 5를 제조하였다.
제조예 2: 적층체의 제조
하드 코팅층 형성용 조성물 1 내지 5를 하기 표1과 같이 광투과성 기재인 트리아세틸 셀룰로오스 (TAC, 두께60㎛)에 #10 meyer bar로 코팅하고 90 ℃에서 1분 건조하였다. 이러한 건조물에 150 mJ/㎠의 자외선을 조사하여 하드코팅층을 형성하여 적층체 1 내지 5를 각각 제조하였다. 이때, 하드 코팅층의 두께는 하기 표 1에 기재하였다.
적층체1 적층체2 적층체3 적층체4 적층체5
하드코팅층 형성용 조성물 조성물 1 조성물 2 조성물 3 조성물 4 조성물 5
하드코팅층 두께 (㎛) 5 5 4 5 5
제조예 3: 광조절 필름의 제조
(3-a) 광조절 필름 1의 제조
불소화 화합물을 포함하는 저굴절률 패턴층 형성용 조성물(제품명:RS-4139, 제조사:애경화학)과, 플루오렌계 아크릴레이트를 포함하는 고굴절률 패턴층 형성용 조성물(제품명:RS-4158E, 제조사:애경화학)을 준비하였다.
트리아세틸 셀룰로오스 (TAC) 필름 상에 상기 저굴절률 패턴층 형성용 조성물을 코팅하고, 다수의 돌출부가 음각된 템플레이트를 코팅층에 인각하면서 경화시켜, 1.48의 굴절률을 갖는 제1 패턴층을 형성하였다. 이때, 상기 제1 패턴층의 일면에는 단면이 삼각형인 프리즘 패턴의 돌출부가 다수 형성되고, 돌출부 경사면의 경사각이 75°이고, 돌출부 간 간격이 0 ㎛이고, 돌출부의 최대 높이가 25 ㎛이고, 최대 폭이 13.5 ㎛이었다.
상술한 다수의 돌출부가 형성된 면에 상기 고굴절률 패턴층 형성용 조성물을 코팅하여 상기 돌출부 사이를 모두 충진하고, 경화시켜, 1.61의 굴절률을 갖는 제2 패턴층을 형성하고, 상기 이형필름인 TAC 필름으로부터 때어내어, 광조절 필름 1을 제조하였다.
(3-b) 광조절 필름 2의 제조
하기 표 2와 같이 복층 구조의 광조절 필름을 포함하는 것을 제외하고는, (a) 광조절 필름 1 제조 방법과 동일한 방법으로 광조절 필름 2를 제조하였다.
(3-c) 광조절 필름 3의 제조
하기 표 2와 같이 제1 및 제2 패턴층이 굴절률을 갖는 것을 제외하고는, (a) 광조절 필름 1 제조 방법과 동일한 방법으로 광조절 필름 3을 제조하였다.
(3-d) 광조절 필름 4의 제조
하기 표 2와 같이 제1 및 제2 패턴층이 굴절률 및 복층 구조를 갖는 것을 제외하고는, (a) 광조절 필름 1 제조 방법과 동일한 방법으로 광조절 필름 4를 제조하였다.
광조절 필름 1 광조절 필름 2 광조절 필름 3 광조절 필름 4
상부 광조절 필름 제2 패턴층 굴절률 1.61 1.61 1.48 1.48
제1패턴층 굴절률 1.48 1.48 1.61 1.61
하부 광조절 필름 제2 패턴층 굴절률 - 1.61 - 1.48
제1패턴층 굴절률 - 1.48 - 1.61
실시예 및 비교예 : 광학 필름의 제조
하기 표 3과 같이, 제조예 2에서 제조된 적층체 1 내지 5와, 제조예 3에서 제조된 광조절 필름 1 내지 4을 각각 점착필름(두께 50 ㎛)으로 라미네이트하여 광학 필름을 제조하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예1 비교예2 비교예3
적층체 적층체1 적층체1 적층체1 적층체1 적층체2 적층체3 적층체4 적층체5
광조절 필름 광조절 필름 1 광조절 필름 2 광조절 필름 3 광조절 필름 4 광조절 필름 1 광조절 필름 1 광조절 필름 1 광조절 필름 1
< 실험예 >
1. 투과도 및 헤이즈 측정
상기 제조예 2에서 얻어진 적층체로부터 4cm × 4cm의 시편을 준비하고, 헤이즈 측정기(HM-150, A 광원, 무라카미社)로 3회 측정하여 평균값을 계산하고, 이를 전체 헤이즈 값으로 산출하였다. 이때, 투광도와 전체 헤이즈는 동시에 측정되며, 투광도는 JIS K 7361 규격, 헤이즈는 JIS K 7136 규격에 의해 측정하였다.
내부 헤이즈 측정 시에는, 하드 코팅층에 전체 헤이즈가 0인 점착 필름을 붙여 표면의 요철을 평탄하게 만들어준 후, 위 전체 헤이즈와 동일 방법으로 내부 헤이즈를 측정하였다. 이때, 적층체의 측정된 투과도 및 헤이즈는 표 4에 나타내었다.
2. 투과 확산 분포
상기 제조예 2에서 얻어진 적층체를 고니오미터(GC5000L, 닛폰 전색 공업社)에 설치하고, 상기 적층체의 광투과성 기재의 법선 방향으로 광을 조사한 후, 상기 하드 코팅층으로 투과된 광의 강도를 측정하였다. 이때, 상기 하드 코팅층 법선 방향에서 투과되는 광의 강도는 투과 강도(A)로 하고, 상기 하드 코팅층 법선 기준 +1° 또는 -1°에서 투과되는 광의 강도는 투과 확산 강도(B)로 하고, 이를 하기 식 1에 대입하여, 투과 확산 분포를 계산하고 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
[식 1]
투과 확산 분포 = (B/A) X 100
3. 정반사 강도 비율 측정
상기 제조예 2에서 얻어진 적층체의 하드 코팅층에 대향하도록 광투과성 기재의 일면에 요철이나 휨이 없는 평탄한 흑색 점착제가 도포된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 첩부하여 시편을 준비하였다. 이후, 시편을 고니오미터(GC5000L, 닛폰 전색 공업社)에 설치하고, 시편의 하드 코팅층 면에 대하여 면의 법선으로부터 45°의 각도에서 광을 조사했다. 광이 하드 코팅층 면에 조사된 후, 입사각의 정반사에 해당하는 45°에서 반사 강도(C)를 측정하였다.
또한, 상기 제조예 2에서 상기 하드 코팅층이 형성되지 않은 광투과성 기재의 일면에 요철이나 휨이 없는 평탄한 흑색 점착제가 도포된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 첩부하여 시편을 준비하고, 상기 반사 강도(C)를 측정하는 방법과 동일한 방법으로 반사 강도(D)를 측정하였다.
측정된 반사 강도 C 및 D를 하기 식 2에 대입하여, 정반사 강도 비율을 계산하고 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
[식 2]
정반사 강도 비율 = (C/D) × 100
4. 스파클링 발생 확인
상기 제조예 2에서 얻어진 적층체 및 실시예와 비교예로부터 얻어진 광학 필름에 대하여 12cm x 12 cm 크기로 샘플을 준비한 뒤, 슬라이드 글라스에 투명 접착 필름(OCA)로 부착하였다. 이후, 해상도가 400 ppi인 패널 상에 하드코팅면이 위로 향하도록 샘플을 올려놓는다. 이 때 필름이 들뜨지 않도록 사면에 테이프를 붙여도 된다. 이후 흰색 화면이 보이도록 패널을 구동한 후 샘플 10cm x 10cm 이내의 영역에서 스파클링 발생 여부를 확인하였다.
평가 기준은 하기에 기재된 바와 같고, 상기 적층체에 대한 결과는 표 4에 나타내고, 상기 광학 필름에 대한 결과는 표 6에 나타내었다.
<평가 기준>
양호: 빛의 번쩍거림이 없음
불량: 빛이 번쩍거림
5. 방현성 평가
상기 제조예 2에서 얻어진 적층체의 하드 코팅층에 대향하도록 광투과성 기재의 일면에 요철이나 휨이 없는 평탄한 흑색 점착제가 도포된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 첩부하여 시편을 준비하였다. 이후, 2열의 램프를 가지는 형광 램프 조명을 광원으로 하여 각각의 적층체에서의 정반사 방향으로부터 시야를 관찰하여 형광램프의 반사된 상의 이미지를 구분하는 방법으로 시감을 측정하였다. 시감 평가 기준은 하기에 기재된 바와 같고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
<평가 기준>
양호: 램프 상이 관찰되지 않음
불량: 램프 상이 뚜렷이 보임.
6. 휘도 평가
상기 실시예 및 비교예의 광학 필름을 이용해 마이크로 LED 디스플레이 장치를 구성하여 시뮬레이션을 진행하였다. 구체적으로, 시뮬레이션은 광학시뮬레이션 S/W인 ZEMAX를 이용하였고, 1000만 Ray를 적용하였으며, polar detector를 이용하여 시야각별 강도(intensity) 및 휘도 분포를 계산하였다. 상기 마이크로 LED 디스플레이 장치의 정면 휘도를 측정하였으며, 그 결과를 각각 하기 표 5에 나타내었다. 또한, 마이크로 LED 디스플레이 장치의 수직(V)/수평(H) 휘도를 측정하였으며, 그 결과를 하기 도 3에 나타내었다.
한편, 대조군으로는 상기 광조절 필름이 형성되지 않은 마이크로 LED 디스플레이 장치에 대해 중심 휘도를 측정하여 하기 표 5에 나타내었다.
7. 레인보우 현상 발생 확인
실시예와 비교예로부터 얻어진 광학 필름으로부터 10cm x 10cm 의 시편을 준비하고, 라미네이션 공정을 이용하여 하드코팅층 반대면에 블랙필름(UTS-30BAF필름, Nitto사)을 붙인다. 하드코팅면에 삼파장 램프 빛이 반사되도록 한 후, 반사된 이미지의 레인보우 발생 여부를 확인하고, 그 결과를 표 6에 나타내었다.
<측정 기준>
없음: 레인보우가 시인되지 않음
발생: 레인보우가 시인됨. 녹색-파랑, 파랑-보라 등 레인보우를 형성하는 색상 간의 평균파장 차이가 80nm이하임
적층체1 적층체2 적층체3 적층체4 적층체5
투과도 (%) 90.8 91.0 91.2 90.7 90.0
전체 헤이즈 (%) 37 31 3.7 0.3 25
내부 헤이즈 (%) 27 20 3 0 0
투과 확산 분포 (%) 5.3 5.5 1.2 12.0 53.0
정반사 강도 비율 (%) 5.50 5.40 32.00 2.80 0.65
스파클링 양호 양호 양호 불량 불량
방현성 양호 양호 불량 양호 양호
대조군 광조절 필름 1 광조절 필름 2 광조절 필름 3 광조절 필름 4
중심 휘도 100% 144% 142% 120% 131%
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예1 비교예2 비교예3
레인보우 없음 없음 없음 없음 없음 발생 발생 없음
스파클링 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 불량
상기 표 4에 따르면, 적층체 1 및 적층체 2는 전체 헤이즈와 내부 헤이즈의 차이가 5 내지 15를 만족하고, 투과 확산 분포가 1 % 초과 10 % 미만을 만족함으로 인해, 스파클링 현상이 발생하지 않으면서도 방현성이 우수한 효과가 나타남을 확인했다. 반면, 적층체 3 내지 적층체 5는 전체 헤이즈와 내부 헤이즈의 차이가 5 내지 15를 만족하지 않거나, 투과 확산 분포가 1 % 초과 10 % 미만을 만족하지 않아, 스파클링이 발생하거나 방현성이 불량이 문제점이 발생하는 점을 확인했다.
상기 표 6에 따르면, 광조절 필름과 함께 상기 적층체 1 및 적층체 2를 각각 포함한 실시예 1 내지 5의 광학 필름은, 스파클링 현상도 방지되면서도, 레인보우가 발생하지 않는다는 점을 확인했다. 특히, 상기 표 5에 따르면, 광조절 필름 1 내지 4는 측면으로 진행되는 빛도 정면으로 집광하여, 대조군에 비해 중심 휘도가 현저히 높으며, 이러한 광조절 필름을 포함하는 광학 필름은 정면 휘도가 높을 것임을 예측할 수 있다. 또한, 이러한 광조절 필름만을 사용하는 경우 외부광이 상기 광조절 필름에서 산란되어 레인보우가 발생하는 문제점이 있으나, 상기 실시예 1 내지 5의 광학 필름에는 상기 광조절 필름과 함께 상기 적층체가 포함됨으로 인해, 레인보우 현상이 방지됨을 확인했다.
한편, 광조절 필름과 함께 적층체 3 내지 적층체 5를 각각 포함한 비교예 1 내지 3의 경우 레인보우가 발생하거나 스파클링이 발생하는 문제점이 있다는 점을 확인했다.
[부호의 설명]
1: 제1 패턴층 2: 제2 패턴층
3: 광조절 필름 4: 광투과성 기재
5: 하드 코팅층 10: 제1 패턴층
20: 제2 패턴층 30: 제2 광조절 필름

Claims (16)

  1. 일면에 돌출부가 형성된 제1 패턴층, 및 상기 돌출부가 형성된 일면에 접하는 제2 패턴층을 포함하는 광조절 필름; 및
    광투과성 기재, 및 바인더 수지와 상기 바인더 수지 상에 분산된 무기 입자 및 유기 입자를 포함하는 하드 코팅층을 포함하는 적층체;를 포함하고,
    상기 적층체는 전체 헤이즈(Ha)와 내부 헤이즈(Hi)의 차이(Ha - Hi)가 5 내지 15 %이고,
    상기 적층체는 하기 식 1에 따른 투과 확산 분포는 1 % 초과 10 % 미만인, 마이크로 엘이디 디스플레이용 광학 필름:
    [식 1]
    투과 확산 분포 = (B/A) X 100
    A는 상기 광투과성 기재의 법선 방향으로 광을 조사한 후, 상기 하드 코팅층의 법선 방향에서 투과되는 광을 측정한 투과 강도이고,
    B는 상기 광투과성 기재의 법선 방향으로 광을 조사한 후, 상기 하드 코팅층의 법선 기준 +1° 또는 -1°에서 투과되는 광을 측정한 투과 확산 강도이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 패턴층과 상기 제2 패턴층의 굴절률 차이는 0.03 내지 0.3인, 마이크로 엘이디 디스플레이용 광학 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광조절 필름을 2층 이상 포함하는, 마이크로 엘이디 디스플레이용 광학 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부는 경사면의 경사각이 50° 내지 80°인, 마이크로 엘이디 디스플레이용 광학 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 적층체는 전체 헤이즈가 20 % 내지 50 %이고, 내부 헤이즈가 10 % 내지 40 %인, 마이크로 엘이디 디스플레이용 광학 필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적층체는 하기 식 2의 정반사 강도 비율이 1 % 초과 10 % 미만인, 마이크로 엘이디 디스플레이용 광학 필름:
    [식 2]
    정반사 강도 비율 = (C/D) × 100
    상기 식 2에서,
    C는 상기 하드 코팅층에 대해 45°의 입사각에서 광을 조사한 후, 입사각의 정반사에 해당하는 45°에서 측정된 반사 강도이고,
    D는 상기 광투과성 기재에 대해 45°의 입사각에서 광을 조사한 후, 입사각의 정반사에 해당하는 45°에서 측정된 반사 강도이다.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 바인더 수지는 다관능 (메트)아크릴레이트계 모노머 및 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머를 3:7 내지 7:3 중량비로 포함하는, 마이크로 엘이디 디스플레이용 광학 필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유기 입자는 입경이 1 ㎛ 내지 10 ㎛이고, 상기 무기 입자는 입경이 1 nm 내지 500 nm인, 마이크로 엘이디 디스플레이용 광학 필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 유기 입자와 무기 입자의 중량비는 1: 0.2 내지 1.5 인, 마이크로 엘이디 디스플레이용 광학 필름.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 하드 코팅층은 다관능 (메트)아크릴레이트계 모노머 및 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머를 3:7 내지 7:3 중량비로 포함하는 바인더 수지; 및 상기 바인더 수지에 분산된 입경이 1 ㎛ 내지 10 ㎛인 유기 입자 및 입경이 1 nm 내지 500 nm인 무기 입자를 포함하는, 마이크로 엘이디 디스플레이용 광학 필름.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 하드 코팅층의 표면에 상기 유기 입자를 포함한 요철이 2개 이상 형성된, 마이크로 엘이디 디스플레이용 광학 필름.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 유기 입자 전체 중 상기 하드 코팅층의 두께 방향으로 서로 응집하는 2 이상의 유기 미립자들의 비율이 5% 이하인, 마이크로 엘이디 디스플레이용 광학 필름.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 하드 코팅층은 10점 평균 조도(Rz)가 0.05 ㎛ 내지 0.15 ㎛이고, 요철 평균 간격(Sm)이 0.05 mm 내지 0.20 mm인, 마이크로 엘이디 디스플레이용 광학 필름.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 광투과성 기재는 파장 400㎚ 내지 800㎚에서 측정되는 면내 위상차(Re)가 5,000 내지 25,000 nm인, 마이크로 엘이디 디스플레이용 광학 필름.
  15. 제1항에 따른 광학 필름 및 디스플레이 패널을 포함하는, 마이크로 엘이디 디스플레이.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은 300 내지 1000 ppi의 해상도를 갖는, 마이크로 엘이디 디스플레이.
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