KR101321718B1 - 서로 다른 두께의 광학시트를 가지는 광학시트 모듈 - Google Patents

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김영일
조성식
이우종
이태준
김희정
강용진
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Abstract

본 발명은 광학시트 모듈에 관한 것으로서, 소정의 두께를 가지고 하부로부터 전달되는 빛을 투과시켜 상부로 통과시키며 일체로 구성된 제 1베이스필름 및 상기 제 1베이스필름의 상에 형성되며 상부로 돌출되어 상부로 갈수록 횡단면적이 작아지는 제 1구조화패턴을 가지는 상부광학시트 및 상기 상부광학시트의 하부에 적층 형태로 구비되며, 제 2 베이스필름 및 상기 제 2 베이스필름상에 형성되고 상기 상부광학시트 측으로 돌출되어 상부로 갈수록 횡단면적이 작아지며 상측 끝단부가 상기 제 1베이스필름의 하부에 접합하는 제 2구조화패턴을 가지는 하부광학시트를 포함하며, 상기 제 1베이스필름은 상기 제 2베이스필름의 두께보다 상대적으로 더 두껍게 형성되어, 상기 제 1구조화패턴의 최하 지점에서부터 상기 상부광학시트의 하면에 이르는 거리가 상기 제 2구조화패턴의 최하 지점에서부터 상기 하부광학시트의 하면에 이르는 거리보다 긴 것을 특징으로 하는 서로 다른 두께의 광학시트를 가지는 광학시트 모듈이 개시된다.

Description

서로 다른 두께의 광학시트를 가지는 광학시트 모듈{Multilayer Optical Sheet Module Having Optical Sheet of Different Thickness Each Other}
본 발명은 광학시트 모듈에 관한 것으로서, 상부광학시트의 주름을 방지하여 집광되는 빛의 균일성 및 휘도를 향상시킨 광학시트 모듈에 관한 것이다.
액정표시장치는 노트북(notebook), 퍼스널 컴퓨터(personal computer), 스마트폰(smart phone) 또는 TV 등에 사용되는 디스플레이 장치로서 액정표시장치의 수요 확대에 따라 그 특성도 해마다 개선되고 있다.
비발광소자인 액정표시장치의 액정패널은 그 구조상 백라이트 유닛(back light unit)을 필요로 한다. 백라이트 유닛의 경우 다양한 광학계로 구성된다. 또한 백라이트 유닛은 휘도 향상을 위해 주기적인 배열의 광학필름을 사용하게 된다.
도 1은 종래에 개발된 액정표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 백라이트 유닛(10)은 발광원(1), 반사판(2), 도광판(3), 확산시트(4), 제 1광학시트(5), 제 2광학시트(6) 및 보호시트(7)를 포함한다.
상기 발광원(1)은 가시 광을 발생시키는 소자이며, 이러한 광원(1)으로는 LED(Light Emitting Diode) 및 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL) 등이 선택적으로 사용될 수 있다.
상기 발광원(1)에서 방출된 빛은 도광판(3)으로 입사되어 도광판(3) 내부에서 전반사를 일으키며 진행하며, 임계각 보다 작은 각도의 입사각으로 도광판(3) 내부의 표면에 입사되는 광은 전반사 되지 않고 투과되므로, 상측과 하측으로 방출된다.
이때, 상기 반사판(2)은 하측으로 방출된 광을 반사하여 도광판(3)으로 재 입사시켜 광효율을 향상시킨다.
상기 확산시트(4)는 상기 도광판(3)의 상부면을 통해 방출되는 광을 확산시켜 휘도를 균일하게 하고, 시야각을 넓혀주는데, 확산시트(4)를 통과한 광은 정면 출사 휘도가 떨어지게 된다.
상기 제 1광학시트(5)는 기재부(5b)와 구조화 패턴(5a)으로 구성되어 확산시트(4)로부터 입사하는 광을 굴절시켜 수직으로 입사하도록 1차 집광하여 방출한다.
또한, 상기 구조화 패턴(5a)은 기재부(5b) 상부면에 일체로 형성되며, 기재부(5b)를 거쳐 입사되는 광을 수직방향으로 굴절시켜서 출사시키기 위한 구조로 이루어진다.
상기 구조화 패턴(5a)은 삼각형 형상을 갖도록 형성되는 것이 일반적이며, 삼각형 형상의 꼭지각은 통상90도 내외로 이루어진다.
그리고, 상기 제 2광학시트(6)는 제 1광학시트(5)와 동일한 형상을 가지며, 제 1광학시트(5)에서 1차 집광된 광의 휘도를 높이기 위해 2차 집광하여 방출한다.
여기서, 상기 제 1광학시트(5)와 상기 제 2광학시트(6)는 휘도를 더 높이기 위해서 상기 제 1광학시트(5)의 구조화 패턴의 연장방향과 제 2광학시트(6)의 구조화 패턴들의 연장방향이 서로 직각으로 교차하도록 배치되어 일체로 접합된다.
상기 보호시트(7)는 제 2광학시트(6)의 표면손상으로 방지하도록 상부면에 부착된다.
이와 같이 구성된 종래의 액정표시장치에서 상기 제 1광학시트(5)와 상기 제 2광학시트(6)를 접합할 때 일반적으로 한 쌍을 롤러를 통과하며 가압을 통해서 접합을 한다.
하지만, 이런 방법을 통해서 상기 제 1광학시트(5)와 상기 제 2광학시트(6)를 접합할 때, 상기 제 1광학시트(5)를 상기 제 2광학시트(6)방향으로 가압하기 때문에 압력에 의해서 상기 제 1광학시트(5)에 휘어짐이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 종래의 광학시트 모듈의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 한 쌍으로 구성된 광학시트의 접합에 있어서 상부광학시트의 두께를 두껍게 하여 접합 시 상부광학시트에 주름이 발생하는 것을 방지할 수 있는 서로 다른 두께의 광학시트를 가지는 광학시트 모듈을 제공함에 있다.
상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 소정의 두께를 가지고 하부로부터 전달되는 빛을 투과시켜 상부로 통과시키며 일체로 형성된 제 1베이스필름 및 상기 제 1베이스필름의 상에 형성되며 상부로 돌출되어 상부로 갈수록 횡단면적이 작아지는 제 1구조화패턴을 가지는 상부광학시트 및 상기 상부광학시트의 하부에 적층 형태로 구비되며, 하부로부터 전달되는 빛을 상기 상부광학시트로 투과시키는 제 2 베이스필름 및 상기 제 2 베이스필름상에 형성되며 상기 상부광학시트 측으로 돌출되어 상부로 갈수록 횡단면적이 작아지는 제 2구조화패턴을 가지는 하부광학시트를 포함하며, 상기 제 1베이스필름은 상기 제 2베이스필름의 두께보다 상대적으로 더 두껍게 형성되어 상기 제1구조화패턴의 최하 지점에서부터 상기 상부광학시트의 하면에 이르는 거리가 상기 제2구조화패턴의 최하 지점에서부터 상기 하부광학시트의 하면에 이르는 거리보다 긴 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1베이스필름 및 상기 제 2베이스필름은 각각이 균일한 두께를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
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또한, 상기 상부광학시트와 상기 하부광학시트 사이에 구비되어 상기 제 1베이스필름과 상기 제 2구조화패턴을 접합시키는 접착층을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제 2구조화패턴은 상측 끝단부가 상기 접착층 내부에 매립되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제 2구조화패턴은 상측 끝단부가 상기 제 1베이스필름의 하부에 접하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제 1구조화패턴 또는 상기 제 2구조화패턴은 단면의 궤적이 직선으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제 1구조화패턴 또는 상기 제 2구조화패턴은 동일한 단면 형태를 가지며 횡 방향을 따라 연장되어 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 상부광학시트 및 상기 하부광학시트는 상기 제 1구조화패턴의 연장방향 및 상기 제 2구조화패턴의 연장방향이 교차되도록 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 하부광학시트 또는 상기 상부광학시트와 적층된 형태로 배치되어 하부로부터 전달되는 빛의 파장에 따라 선택적으로 빛을 투과시키는 반사편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 반사편광필름은 상기 상부광학시트와 상기 하부광학시트 사이에 적층되어 구비될 수도 있고 상기 상부광학시트의 상부에 적층되어 구비될 수도 있다.
상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 측면에 따르면, 소정의 두께를 가지는 제 2베이스필름의 상면에서 돌출되며 상부로 갈수록 횡단면적이 작아지는 제 2구조화패턴을 형성하는 단계, 상기 제 2베이스필름의 상면에 제 2구조화패턴을 형성한 후, 상부에 일체로 구성되며, 상기 제 2베이스필름보다 상대적으로 두꺼운 제 1베이스필름을 상기 제2구조화패턴 상부에 접합시키는 단계 및 상기 제 1베이스필름의 상면에 상면에서 돌출되며 상부로 갈수록 횡단면적이 작아지는 제 1구조화패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 실시예에 따른 광학시트 모듈은 상부광학시트의 두께를 하부광학시트의 두께보다 두껍게 구성함으로써, 상기 하부광학시트의 상부에 상기 상부광학시트의 접합 시 주름이 발생하는 것을 줄일 수 있다. 특히, 상기 상부광학시트 및 상기 하부광학시트는 각각의 베이스필름을 구비하고 있으며, 상기 하부광학시트의 상부에 적층되어 접합되는 상기 상부광학시트의 베이스필름의 두께를 두껍게 형성함으로써, 상기 상부광학시트의 베이스필름에 주름이 발생하는 것을 감소시켜 투과되는 빛의 휘도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 상부광학시트의 두께가 두꺼워 짐으로써, 상기 상부광학시트와 상기 하부광학시트가 적층되어 접합된 광학시트 모듈의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 상부광학시트와 하부광학시트 사이에 구비되어 접합시키는 접착층을 더 구비함으로써 상부광학시트와 하부광학시트의 접합품질을 향상시킴과 동시에 내구성이 증가하는 효과가 있다.
도 1은 종래에 개발된 액정표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 서로 다른 두께의 광학시트를 가지는 광학시트 모듈의 개략적인 구성을 나타낸 분해사시도;
도 3은 도 2의 서로 다른 두께의 광학시트를 가지는 광학시트 모듈의 개략적인 구성을 나타낸 측면도;
도 4는 도 2의 광학시트 모듈이 접합되는 과정에 대해서 나타낸 도면;
도 5는 도 4의 과정을 통해서 상부광학시트 및 하부광학시트가 접합된 상태를 나타낸 도면;
도 6은 도 2의 제 1베이스필름의 두께에 따른 굽힘 정도에 대해서 나타낸 도면;
도 7은 도 2의 광학시트 모듈에서 접착층이 더 포함된 구성을 나타낸 분해사시도;
도 8은 도 7의 광학시트 모듈이 접합된 상태를 나타낸 측면도;
도 9는 도 2의 광학시트 모듈에서 제 2구조화패턴의 변형된 형태를 나타낸 도면;
도 10은 도 2의 광학시트 모듈에서 제 2구조화패턴의 또 다른 변형된 형태를 나타낸 도면;
도 11은 도 2의 광학시트 모듈에서 반사편광필름이 더 포함된 상태를 나타낸 분해사시도; 및
도 12는 도 11의 반사편광필름에 의해서 빛이 투과 또는 반사되는 상태를 나타낸 도면이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 광학시트 모듈의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 통하여 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정형태로 한정하려는 것이 아니라 본 실시예를 통해서 좀더 명확한 이해를 돕기 위함이다.
또한, 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 서로 다른 두께의 광학시트를 가지는 광학시트 모듈은 빛의 경로를 변화시키기 위한 다양한 분야에 적용될 수 있으며, 본 실시예에서는 액정표시장치에 적용되는 형태를 일 예로 설명하기로 한다.
먼저, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 서로 다른 두께의 광학시트를 가지는 광학시트 모듈의 개략적인 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 서로 다른 두께의 광학시트를 가지는 광학시트 모듈의 개략적인 구성을 나타낸 분해사시도이고 도 3은 도 2의 서로 다른 두께의 광학시트를 가지는 광학시트 모듈의 개략적인 구성을 나타낸 측면도이다.
도시된 바와 같이, 액정표시장치를 구성함에 있어서, 액정패널에 빛을 제공하는 백라이트유닛(BLU: Back Light Unit)이 필수적으로 구비되어야 한다. 이와 같은 백라이트유닛은 크게 광원(100), 도광판(200), 확산시트(300) 및 광학시트 모듈(400)로 구성된다.
상기 광원(100)은 일반적으로 빛을 발광하는 발광체로 구성되며 상기 도광판(200)의 측부에서 빛을 발광하여 상기 도광판(200) 방향으로 빛을 전달한다.
그리고 상기 도광판(200)은 상기 광원(100)에서 발광된 빛을 반사 및 산란하여 상기 확산시트(300)방향으로 전달한다. 상기 확산시트(300)는 상기 도광판(200)의 상부에 배치되며 상기 도광판(200)으로부터 전달되는 빛을 확산시켜 고르게 퍼지도록 하여 상부로 전달한다.
그리고 상기 광학시트 모듈(400)은 상기 확산시트(300)의 상부에 배치되어 전달되는 빛을 집광하여 상부로 이동시킨다. 상기 광학시트 모듈(400)은 일반적으로 상부광학시트(410) 및 하부광학시트(420)의 한 쌍으로 구성된다.
이와 같이 구성된 상기 상부광학시트(410) 및 하부광학시트(420)에 형성된 구조화패턴에 의해서 상기 광학시트 모듈(400)의 면에 대해 직교하는 방향으로 빛이 집광 굴절된다.
상기 광학시트 모듈(400)에 대해서 보다 상세하게 살펴보면 상기 광학시트 모듈(400)은 상기 상부광학시트(410) 및 상기 하부광학시트(420)로 구성된다.
상기 상부광학시트(410)는 크게 제 1베이스필름(414) 및 제 1구조화패턴(412)으로 구성된다. 상기 제 1베이스필름(414)은 하부에서부터 전달되는 빛을 투과시켜 상부로 전달함과 동시에 상면에 상기 제 1구조화패턴(412)이 형성되어 투과되는 빛이 상기 제 1구조화패턴(412)을 통과하며 굴절 및 집광되도록 지지한다.
상기 제 1구조화패턴(412)은 상기 제 1베이스필름(414)의 상면에 상부방향으로 돌출되며 상부로 갈수록 횡단면적이 작아지도록 형성된다. 그래서 상기 제 1베이스필름(414)을 통과한 빛을 굴절 및 집광시켜 상부로 전달한다.
이와 같이 구성된 상기 상부광학시트(410)는 상기 제 1구조화패턴(412)에 의해서 하부에서 전달되는 빛을 굴절 및 집광시켜 상부로 출사한다. 일반적으로, 상기 제 1구조화패턴(412)은 삼각형태의 프리즘이 일 방향을 따라 연장되도록 형성되며 복수 개가 배열된 형태로 형성될 수 있다.
상기 하부광학시트(420)는 크게 제 2베이스필름(424) 및 제 2구조화패턴(422)으로 구성되며 상기 상부광학시트(410)의 하부에 배치되어 상기 제 2베이스필름(424)의 상면에 제 2구조화패턴(422)이 형성되어 있다.
상기 제 2베이스필름(424)은 상기 제 1베이스필름(414)과 마찬가지로 하부에 배치된 상기 확산시트로부터 전달되는 빛을 투과시켜 상부로 전달함과 동시에 상면에 상기 제 2구조화패턴(422)이 형성된다.
상기 제 2구조화패턴(422)은, 상기 제 1구조화패턴(412)과 유사하게 상부로 갈수록 횡단면적이 작아지도록 형성되며 내부의 공기에 노출되어 상기 확산시트(300)로부터 전달되는 빛을 굴절시켜 상부방향으로 전달한다.
이와 같이 구성된 상기 하부광학시트(420)는 상기 확산시트와 상기 상부광학시트(410)사이에 적층되어 상기 확산시트로부터 전달되는 빛을 상기 제 2구조화패턴(422)을 통화 굴절 및 집광시켜 상기 상부광학시트(410)로 전달한다.
여기서, 상기 제 1베이스필름(414) 및 상기 제 2베이스필름(424)은 각각이 균일한 두께를 가지도록 형성된다. 즉, 상기 제 1베이스필름(414) 및 상기 제 2베이스필름(424)의 두께는 서로 다르지만, 각각은 동일한 단면적을 가지며 길게 형성되어 상면에 각각 상기 제 1구조화패턴(412) 및 상기 제 2구조화패턴(422)이 형성된다.
한편, 상기 제 1구조화패턴(412) 및 상기 제 2구조화패턴(422)은 상부로 상향 경사지게 연장되는 한 쌍의 연장면이 구비되며 상기 연장면의 상측 끝단부가 서로 만나도록 형성된 삼각형 형태가 될 수 있다. 또한, 상기 제 1구조화패턴(412) 및 상기 제 2구조화패턴(422)의 단면 궤적은 직선으로 형성될 수 있다.
하지만, 도시된 상기 제 1구조화패턴(412) 및 상기 제 2구조화패턴(422)의 형태는 특정형태로 한정하는 것이 아니라 본 발명의 실시예에 따른 구성을 이해하기 쉽도록 선택한 것이다.
이와 함께, 상기 제 1베이스필름(414) 및 상기 제 2베이스필름(424)은 상기 확산시트(300)로부터 전달된 빛을 투과시킬 수 있도록 광 투과도가 높은 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 상기 상부광학시트(410) 및 하부광학시트(420)는 각각의 상기 제 1구조화패턴(412) 및 상기 제 2구조화패턴(422)이 동일한 단면적을 가지며 횡 방향을 따라 연장되어 형성되며, 상기 제 1구조화패턴(412)의 연장방향 및 상기 제 2구조화패턴(422)의 연장방향이 횡 방향을 따라 서로 교차되도록 접합된다.
이때, 상기 제 1구조화패턴(412) 및 상기 제 2구조화패턴(422)의 교차각도는 다양한 각도가 적용될 수 있으며 본 실시예 에서는 약 90도의 각도로 교차되어 접합되어 있다.
다음으로, 도 3을 참조하여 상기 상부광학시트(410)와 상기 하부광학시트(420)가 접합된 상태에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 3은 도 2의 서로 다른 두께의 광학시트를 가지는 광학시트 모듈의 개략적인 구성을 나타낸 측면도이다
상기 상부광학시트(410)는 상기 제 1구조화패턴(412) 및 상기 제 1베이스필름(414)으로 구성되며, 상기 하부광학시트(420)는 상기 제 2구조화패턴(422) 및 상기 제 2베이스필름(424)으로 구성되어 있다.
도시된 바와 같이, 상기 하부광학시트(420)는 상기 상부광학시트(410)의 하부에 적층되어 배치되며 상기 제 2구조화패턴(422)의 상부방향의 끝단부가 상기 제 1베이스필름(414)의 하면에 접합된다. 여기서, 상기 제 1구조화패턴(412) 및 상기 제 2구조화패턴(422)은 동일한 크기 및 형상으로 형성될 수 있으며 서로 다른 크기 및 형상으로 형성될 수 있다.
일반적으로, 상기 상부광학시트(410)와 상기 하부광학시트(420)가 접합될 때 별도의 접착제를 구비하지 않고 상기 제 2구조화패턴(422)의 상부방향 끝단부가 상기 제 1베이스필름(414)의 하면에서 접합되며, 상기 제 2구조화패턴(422)의 상부방향 끝단부가 접착제의 역할을 한다. 또한, 상기 제 2구조화패턴(422)와 상기 제 1베이스필름(414)이 접합되는 과정에서 외력에 의해서 상기 제 1베이스필름(414)에 주름이 발생할 수 있다. 상기 제 2구조화패턴(422)이 상기 제 1베이스필름(414)의 하면에 접합되는 과정에 대해서는 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.
한편, 상기 제 1구조화패턴(412)이 상면에 형성된 상기 제 1베이스필름(414)의 두께(H1)가 상기 제 2베이스필름(424)의 두께(H2)보다 두껍게 형성된다.
이와 같이, 상기 제 1베이스필름(414)의 두께(H1)가 상기 제 2베이스필름(424)의 두께(H2)보다 두껍게 형성됨으로써, 상기 제 1베이스필름(414)은 상기 제 2구조화패턴(422)의 상부에서 접합될 때 외력에 의해서 상기 제 1베이스필름(414)이 휘어져서 주름이 발생하는 것을 방지한다.
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이와 같이 상기 제 1베이스필름(414)이 두껍게 형성됨으로써 굽힘 강성이 증가하여 외부로부터 작용하는 가압력에 휘어짐이 발생하는 것을 줄일 수 있다.
여기서, 상기 제 1베이스필름(414)의 두께(H1)가 상기 제 2베이스필름(424)의 두께(H2)보다 크게 형성되면, 상기 상부광학시트(410)와 상기 하부광학시트(420)가 접합된 상태에서의 전체 두께는 크게 변화가 없기 때문에, 접합 시 가장 많은 휘어짐이 발생하는 상기 제 1베이스필름(414)의 두께(H1)를 두껍게 함으로써 전체 두께의 증가를 최소화 하며 주름이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
물론, 상기 제 1베이스필름(414)의 두께(H1)와 상기 제 2베이스필름(424)의 두께(H2) 모두를 두껍게 하면 전체적인 내구성 및 주름이 발생하는 것을 줄일 수 있지만, 전체적인 두께가 두꺼워 질 뿐만 아니라 하부로부터 전달되는 빛이 통과하는 거리가 증가함에 따라 휘도가 감소하게 된다.
그래서 상기 상부광학시트(410)와 상기 하부광학시트(420)의 접합 시 가장 많은 휘어짐이 발생하는 상기 제 1베이스필름(414)의 두께(H1)를 두껍게 함으로써, 전체적인 두께의 증가는 최소화 하며 상기 제 1베이스필름(414)의 접합 시 주름이 발생하는 것을 방지한다.
다음으로, 도 4 및 도 5를 참조하여 상기 하부광학시트(420)의 상부에 상기 제 1베이스필름(414)이 접합되는 과정 및 상기 제 1베이스필름(414)의 두께에 따라 상기 하부광학시트(420)에 상기 제 1베이스필름(414)이 접합된 상태에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 4는 도 2의 광학시트 모듈(400)이 접합되는 과정에 대해서 나타낸 도면이고 도 5는 도 4의 과정을 통해서 상부광학시트(410) 및 하부광학시트(420)가 접합된 상태를 나타낸 도면이다.
먼저, 도 4를 살펴보면, 상기 제 2베이스필름(424)에 상기 제 2구조화패턴(422)이 형성된 후 상기 제 2구조화패턴(422)의 상부에 상기 제 1베이스필름(414)이 접합되는 과정의 일 예를 나타낸 도면이다.
소정의 두께를 가지는 상기 제 2베이스필름(424)이 A영역에서 전방롤러부(R1, R2)를 통과함과 동시에 상면에 상기 제 2구조화패턴(422)이 형성된다. 상기 전방롤러부(R1, R2)는 상기 제 2베이스필름(424)이 이송되는 경로상에서 상하부에 각각의 제 1전방롤러(R1) 및 제 2전방롤러(R2)로 구성되어 배치된다.
상기 제 1전방롤러(R1)는 외주면에 일정한 패턴이 형성되어 있으며 끝단부가 상기 제 2베이스필름(424)의 상면에 접하도록 배치되고 상기 제 2전방롤러(R2)는 외주면에 일정한 패턴이 형성되어 있지 않으며 외주면이 상기 제 2베이스필름(424)의 하면에 접하도록 배치된다.
그리고 상기 제 2베이스필름(424)은 이동 경로상에서 상기 전방롤러부(R1, R2)를 통과하기 전에 별도로 구비된 액화물투입부(I)로부터 상기 제 2구조화패턴(422)의 원료인 액화물(L)이 분사되어 공급받는다. 이후, 상기 제 2베이스필름(424)의 상면에 분사된 상기 액화물(L)은 A영역을 통과하며 상기 제 1전방롤러(R1)에 형성된 패턴에 의해서 상기 제 2구조화패턴(422)이 형성된다.
이때, 상기 액화물(L)은 상기 제 1전방롤러(R1)를 통과함과 동시에 경화되어 상기 제 2구조화패턴(422)이 형성된다. 여기서, 상기 액화물(L)은 완전히 경화된 상태가 아닌 일부만 경화된 상태로 접합력을 일정수준 유지한 상태가 된다.
이와 같이 각각 배치된 상기 제 1전방롤러(R1) 및 상기 제 2전방롤러(R2)를 통과함으로써, 상기 제 2베이스필름(424)의 상면에 상기 제 2구조화패턴(422)이 형성된다.
이후, 상면에 상기 제 2구조화패턴(422)이 형성된 상기 제 2베이스필름(424)은 B영역으로 이동하게 된다. 상기 B영역에는 상기 A영역으로부터 전달된 상기 제 2베이스필름(424)과 외부에서 공급되는 상기 제 1베이스필름(414)의 접합이 일어난다.
상기 제 2베이스필름(424)과 상기 제 1베이스필름(414)은 상기 B영역에 구비된 후방롤러부(R3, R4)를 통과하며 접합된다. 상기 후방롤러부(R3, R4)는 한 쌍의 제 1후방롤러(R3) 및 제 2후방롤러(R4)로 구성되며 각각이 상기 제 1베이스필름(414) 및 상기 제 2베이스필름(424)이 접합되어 이동하는 경로상에 배치된다.
그래서 상기 제 1베이스필름(414)의 상기 제 1후방롤러(R3)를 따라 이동되며 상기 B영역에서 상기 제 2베이스필름(424)과 함께 접합된다. 상기 제 1베이스필름(414)은 하면이 상기 제 2베이스필름(424)의 상부에 형성된 상기 제 2구조화패턴(422)의 상부방향 끝단부와 접하며 상기 제 1후방롤러(R3) 및 상기 제 2후방롤러(R4)에 의해서 가압되어 접합된다.
이때, 상기 제 2구조화패턴(422)은 완전히 경화된 상태가 아니기 때문에 상기 후방롤러부(R3, R4)의 가압에 의해서 상기 제 2구조화패턴(422)의 상부방향 끝단부와 상기 제 1베이스필름(414)의 하면이 접합된다 그리고 접합된 상기 하부광학시트(420)와 상기 제 1베이스필름(414)이 상기 B영역을 통과함으로써 상기 제 2구조화패턴(422)은 완전히 경화되어 상기 제 1베이스필름(414)과 접합된 상태가 된다.
이와 같은 과정을 통해서 상기 상부광학시트(410) 및 상기 하부광학시트(420)가 접합된다.
이어서, 도 5를 참조하여 상기 제 1베이스필름(414)의 두께에 따라 상기 상부광학시트(410)와 상기 하부광학시트(420)가 접합된 상태에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 도 5의 (a)를 살펴보면, 상기 제 1베이스필름(414)의 두께(H1)와 상기 제 2베이스필름(424)의 두께(H2)가 동일한 상태에서 상기 B영역을 통과함에 따라 상기 하부광학시트(420)와 상기 제 1베이스필름(414)이 접합된 상태를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 상기 제 1베이스필름(414)은 상기 제 1후방롤러(R3) 및 상기 제 2후방롤러(R4) 사이를 통과하며 가압에 의해서 상기 제 2구조화패턴(422)과 접합됨과 동시에 상기 제 1베이스필름(414)에 주름이 발생한 상태이다. 상기 제 1베이스필름(414)의 두께(H1)가 상기 제 2구조화패턴(422)과의 접합 시 상기 후방롤러부(R3, R4)의 가압에 의해서 발생되는 압력을 버티지 못하고 휘어짐이 발생하여 주름이 생기게 된다. 상기 제 1베이스필름(414)에 주름이 발생하여 상면 및 하면이 고르게 형성되어 있지 않고 불규칙적인 표면을 가진다.
이와 같이, 상기 제 1베이스필름(414)의 표면이 규칙적으로 형성되지 않고 주름이 발생한 상태가 되면, 하부로부터 전달되는 빛이 균일하게 굴절 및 집광되지 않아 휘도가 떨어지게 된다.
한편, 도 5의 (b)는 상기 제 1베이스필름(414)의 두께(H1)가 상기 제 2베이스필름(424)의 두께(H2)보다 두껍게 형성되어 상기 B영역을 통과함에 따라 상기 하부광학시트(420)와 상기 제 1베이스필름(414)이 접합된 상태를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 상기 제 1베이스필름(414)은 상기 제 1후방롤러(R3) 및 상기 제 2후방롤러(R4) 사이를 통과하며 가압에 의해서 상기 제 2구조화패턴(422)과 접합된다. 이때, 상기 제 1베이스필름(414)은 상기 제 2구조화패턴(422)과 접합될 때 주름이 거의 발생하지 않은 상태가 된다. 상기 제 1베이스필름(414)의 두께(H1)가 두껍게 형성됨으로써, 상기 제 1후방롤러(R3)에 의한 가압되는 압력을 버티게 되고 이에 따라서 상기 B영역을 통과하여도 휘어짐이 발생하지 않는다.
이와 같이, 상기 제 2베이스필름(424)에 주름이 발생하지 않으면 표면이 규칙적으로 형성되어 하부로부터 전달되는 빛을 균일하게 굴절 및 집광시킬 수 있다.
다음으로, 도 6을 참조하여 베이스필름의 두께에 따라 굽힘이 발생하는 상태에 대해서 설명하면 다음과 같다.
도 6은 도 2의 제 1베이스필름(414)의 두께에 따른 굽힘 정도에 대해서 나타낸 도면이다.
도 6은 굽힘응력에 대한 도면으로, 도 6의(a)와 같이 아무런 외력이 작용하지 않는 상태에서 C1, C2, T1 및 T2지점에서는 아무런 힘을 받지 않는다.
하지만, 도 6의 (b)와 같이 외부에서부터 작용하는 외력에 의해 굽힘이 일어나면 도 6의 (a)에서 C1 및 C2 지점 이였던 C3지점 및 C4지점은 압축응력을 받게 된다. 이때, 작용하는 외력은 상기 제 1베이스필름(414)과 상기 제 2구조화패턴(422)이 접합될 때 상기 제 1후방롤러(R3)에 의한 가압력이 될 수 있다.
여기서, 상기 C3지점 및 상기 C4지점은 두께방향을 따른 굽힘에 대한 중립면(NS)을 중심으로 굽힘에 의해서 압축되는 힘을 받게 되고, 두께방향을 따른 굽힘에 대한 중립면(NS)에서 멀어질수록 그 크기가 커지게 된다.
이와 동시에 도 6의 (b)와 같이 작용하는 외력에 의해서 굽힘이 일어나면 T3 및 T4지점은 외력에 의해서 인장응력을 받게 된다.
여기서도 마찬가지로, 상기 T3지점 및 상기 T4지점은 두께방향을 따른 굽힘에 대한 중립면(NS)을 중심으로 굽힘에 의해서 당겨지는 인장력을 받고, 두께방향을 따른 굽힘에 대한 중립면(NS)을 중심으로 멀어질수록 그 크기가 커지게 된다.
이와 같이 C1 내지 C4지점이 중립면(NS)을 중심으로 멀어질수록 외력에 의해서 버티는 힘이 커지기 때문에, 단면적의 크기가 커지게 되면 그만큼 외력에 대해서 버티는 힘이 강해진다. 그래서 상기 제 1베이스필름(414)의 두께가 커질수록 두께방향을 따른 굽힘에 대한 중립면으로부터 멀어지며 단면적의 크기가 커지게 되고 이에 따라 상부로부터의 하중에 대한 굽힘이 줄어들게 된다.
이와 같은 원리를 통해서 상기 제 1베이스필름(414)의 두께가 커질수록 상기 하부광학시트(420)와의 접합 시 주름이 발생하는 것을 줄일 수 있다.
다음으로, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 광학시트 모듈(400)의 변형된 형태의 실시예에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 7은 도 2의 광학시트 모듈(400)에서 접착층(430)이 더 포함된 구성을 나타낸 분해사시도이고 도 8은 도 7의 광학시트 모듈(400)이 접합된 상태를 나타낸 측면도이다.
도 7및 도 8은 상기 상부광학시트(410) 및 상기 하부광학시트(420)가 상기 접착층(430)에 의해서 접합된 상태에 대해서 나타낸 것으로, 도 7에 도시된 바와 같이 액정표시장치를 구성함에 있어서, 기본적인 구성은 동일하지만 상기 광학시트 모듈(400)의 구성이 다르다.
상기 광학시트 모듈(400)은 상기 상부광학시트(410), 상기 하부광학시트(420) 및 별도의 접착층(430)을 더 포함하여 구성된다.
상기 접착층(430)은 상기 상부 광학시트의 하부에 구비되며 상기 하부 광학시트와 상기 상부 광학시트가 접합할 수 있도록 한다. 이때, 상기 접착층(430)은 상기 확산시트로부터 전달된 빛을 투과시킬 수 있도록 광 투과도가 높은 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
이와 같이, 상기 광학시트 모듈(400)은 상기 접착층(430)을 더 포함하여 구성됨으로써 상기 제 2구조화패턴(422)과 상기 제 1베이스필름(414)의 접합 시 상기 제 2구조화패턴(422)이 접착제 역할을 하지 않고 상기 접착층(430) 내부로 삽입됨으로써, 상기 제 2구조화패턴(422)의 상부방향 끝단부의 형태가 보존될 수 있다.
또한, 상기 제 2구조화패턴(422)의 상부방향 끝단부가 상기 접착층(430) 내부로 삽입됨으로써 접합되는 면적이 더 커지게 되고 이에 따라 상기 상부광학시트(410)와 상기 하부광학시트(420)의 접합품질이 증가하게 된다.
그리고 이와 별도로 도 8에 도시된 바와 같이 상기 접착층(430)이 더 구비됨에 따라서 상기 상부광학시트(410)의 두께가 상기 제 1베이스필름(414)의 두께 (H1)뿐만 아니라 상기 접착층(430)의 두께(
Figure 112012050418094-pat00001
)에 의해서 더욱 두꺼워 지기 때문에 상기 제 2구조화패턴(422)과 상기 제 1베이스필름(414)의 접합 시 상기 제 1베이스필름(414)에 주름이 발생하는 것을 더욱 줄일 수 있다.
이와 같이, 상기 광학시트 모듈(400)에서 별도의 상기 접착층(430)을 더 구비하여 구성될 수도 있다.
다음으로, 도 9 및 도 10을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 상기 제 2구조화패턴(422)의 변형된 형태에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 9는 도 2의 광학시트 모듈에서 제 2구조화패턴의 변형된 형태를 나타낸 도면이고 도 10은 도 2의 광학시트 모듈에서 제 2구조화패턴의 또 다른 변형된 형태를 나타낸 도면이다.
먼저, 도 9의 (a)는 상기 제 2구조화패턴(422)에서 단면의 궤적에 따른 상측 끝단부가 상기 제 1베이스필름(414)의 하면에 접하여 면접촉을 하는 접합면(422a)을 구비한 상태의 도면이다.
상기 제 2구조화패턴(422)의 상측 끝단부가 상기 접합이면(422a)을 구비함으로써 상기 제 1베이스필름(414)과 상기 하부광학시트(420)와의 접합품질을 증가시킬 수 있다.
그리고 도 9의 (b)는 상기 광학시트 모듈(400)에서 상기 제 2구조화패턴(422)의 상측 끝단부가 상기 접착층(430) 내부로 매립되어 상기 제 1베이스필름(414)과 접합한 상태의 도면이다.
도 9의(b)에 도시된 바와 같이 상기 제 2구조화패턴(422)의 상측 끝단부는 상기 접착층(430) 내부로 매립되며 상부 방향으로 연장되어 형성된 한 쌍의 연장면을 가지며 상기 연장면의 상측 끝단부 각각에 양측 끝단이 연결되며 상기 제 1베이스필름(414)에 접합되는 접합면(422a)이 구비된다.
이와 같이 도 9에 도시된 도면처럼 상기 제 2구조화패턴(422)이 상기 접합면(422a)을 가지도록 형성되어 상기 제 1베이스필름(414)과 접합 됨으로써, 상기 상부광학시트(410)와 상기 하부광학시트(420)의 접합품질을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라 상기 연장면 각각이 상기 접착층(430)에 매립되어 접합됨으로써 상기 상부광학시트(410)와 상기 하부광학시트(420)의 접합품질을 더욱 향상시킬 수 있다.
이어서, 도 10을 살펴보면 상술한 도 9의 (b)형태가 변형된 형태로써 별도의 상기 접합면(422a)을 가지지 않고 상기 제 2구조화패턴(422)의 상측 끝단부가 상기 접착층(430) 내부로 매립되며 상부방향으로 연장되어 형성된 한 쌍의 연장면이 최상부에서 만나도록 형성된 구성이다.
이와 같이, 상기 제 2구조화패턴(422)이 한 쌍의 연장면을 구비하여 상측 끝단부가 삼각형 형태로 형성됨으로써 상기 제 2구조화패턴(422)의 상측 끝단부가 상기 접착층(430) 내부로 매립되어 접착품질이 증가된다.
이와 함께, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 제 2구조화패턴(422)의 상측 끝단부의 단면 궤적의 경사각도가 하부의 단면 궤적의 경사각도보다 크게 형성됨으로써, 하부로부터 입사되어 상기 접착층(430) 내부로 굴절되는 빛의 굴절각도를 조절할 수 있다.
이와 같이 상기 제 2구조화패턴(422)의 상측 끝단부의 경사각도가 하부의 경사각도와 다르게 형성됨으로써, 상기 제 2구조화패턴(422)의 상측 끝단부가 상기 접착층(430) 내부에 매립되더라도 상기 제 2구조화패턴(422)에 입사되는 빛을 수직 방향에 근접하도록 굴절시켜 상부로 전달할 수 있다.
다음으로, 도 11및 도 12를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 광학시트 모듈에서 별도의 반사편광필름이 더 포함된 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 11은 도 2의 광학시트 모듈에서 반사편광필름이 더 포함된 상태를 나타낸 분해사시도 이고 도 12는 도 11의 반사편광필름에 의해서 빛이 투과 또는 반사되는 상태를 나타낸 도면이다.
도시된 도면을 살펴보면, 상기 상부광학시트(410)의 상부에 별도의 반사편광필름(500)이 더 포함되어 적층형태로 구비된 구성으로써 상기 상부광학시트(410) 및 상기 하부광학시트(420)에 의해서 집광된 빛을 선택적으로 투과시킨다.
상기 반사편광필름(Reflective Polarizer: 500)이란 빛의 파장에 따라 선택적으로 빛을 투과시키고 파장이 다른 빛은 상기 도광판(200)으로 되돌리는 역할을 한다. 이와 같은 장치의 일 예로 DBEF(Dual Brightness Enhancement Film: 이중 휘도 향상 필름)가 있다.
DBEF를 통과하지 못하고 반사된 빛은 BLU 하단의 상기 도광판(200)을 통해 재반사 되어 다시 상부로 향한다. DBEF는 이 가운데 파장이 맞는 빛만을 통과시킨 후 나머지 빛을 반사하는 역할을 계속하여 반복한다.
이와 같은 과정의 반복을 통해서 원하는 파장의 빛만을 상부로 방출하기 때문에 방출되는 빛의 소실의 줄이고 디스플레이모듈의 휘도가 상승한다.
보다 구체적으로 살펴보면, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 반사편광필름(500)은 상기 상부광학시트(410)의 상부에 적층되어 배치된 형태로써 상기 하부광학시트(420) 및 상기 상부광학시트(410)를 통과하며 집광된 빛이 상기 반사편광필름(500)으로 향하게 된다. 여기서, 상기 반사편광필름(500)으로 향하는 빛은 서로 다른 파장의 빛이 혼합된 상태로써 상기 반사편광필름(500)이 투과시키는 영역의 파장을 가진 P1의 빛과 상기 반사편광필름(500)이 투과시키지 않는 영역의 파장을 가진 P2의 빛으로 구성된다.
도시된 바와 같이, 상기 상부광학시트(410) 및 상기 하부광학시트(420)를 통과한 빛은 P1 및 P2의 혼합상태이지만 상기 반사편광필름(500)은 P1 빛만 투과시키고 P2의 빛은 다시 하부방향으로 반사를 시킨다.
그래서 P1의 빛은 외부로 방출되지만 P2의 빛은 반사되어 하부로 되돌아가고 상기 도광판(200)에 의해 반사되어 다시 상부로 이동한다. 이 과정을 통해서 P2의 빛은 진행방향 및 파장이 변하게 되고 이와 같은 반복을 통해 상기 반사편광필름(500)이 투과시키기에 알맞은 상태로 변환된다.
이와 같이 상기 반사편광필름(500)을 구비함으로써 빛의 소실을 줄임과 동시에 원하는 굴절각도 및 파장을 가지는 빛을 상부로 방출하여 디스플레이모듈의 휘도를 증가시킬 수 있다.
한편, 상기 반사편광필름(500)은 상기 상부광학시트(410)의 상부에 적층되어 배치될 수 있을 뿐만 아니라 상기 상부광학시트(410)와 상기 하부광학시트(420)의 사이에 적층되어 배치될 수도 있다.
이상과 같이 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명한 실시예 외에도 본 발명의 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 형태로 구체화될 수 있다. 그러므로 본 실시예는 특정형태로 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
100: 광원 200: 도광판
300: 확산시트 400: 광학시트 모듈
410: 상부광학시트 412: 제 1구조화패턴
414: 제 1베이스필름 420: 하부광학시트
422: 제 2구조화패턴 424: 제 2베이스필름
430: 접착층 500: 반사편광필름

Claims (15)

  1. 소정의 두께를 가지고 하부로부터 전달되는 빛을 투과시켜 상부로 통과시키며 일체로 형성된 제 1베이스필름 및 상기 제 1베이스필름 상에 형성되며 상부로 돌출되어 상부로 갈수록 횡단면적이 작아지는 제 1구조화패턴을 가지는 상부광학시트; 및
    상기 상부광학시트의 하부에 적층 형태로 구비되며, 제 2베이스필름 및 상기 제 2 베이스필름상에 형성되고 상기 상부광학시트 측으로 돌출되어 상부로 갈수록 횡단면적이 작아지며 상측 끝단부가 상기 제1베이스필름의 하부에 접합하는 제 2구조화패턴을 가지는 하부광학시트;
    를 포함하며,
    상기 제 1베이스필름의 두께는 상기 제 2베이스필름의 두께보다 상대적으로 더 두껍게 형성되어, 상기 제1구조화패턴의 최하 지점에서부터 상기 상부광학시트의 하면에 이르는 거리가 상기 제2구조화패턴의 최하 지점에서부터 상기 하부광학시트의 하면에 이르는 거리보다 긴 것을 특징으로 하는 광학시트 모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1베이스필름 및 상기 제 2베이스필름은,
    각각이 균일한 두께를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광학시트 모듈.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 상부광학시트와 상기 하부광학시트 사이에 구비되어 상기 제 1베이스필름과 상기 제 2구조화패턴을 접합시키는 접착층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학시트 모듈.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 2구조화패턴은,
    상측 끝단부가 상기 접착층 내부에 매립되는 것을 특징으로 하는 광학시트 모듈.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 2구조화패턴은,
    상측 끝단부가 상기 제 1베이스필름의 하부에 접하는 것을 특징으로 하는 광학시트 모듈.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1구조화패턴 또는 상기 제 2구조화패턴은,
    단면의 궤적이 직선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학시트 모듈.
  9. 제 1항, 제 2항, 제 5항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1구조화패턴 또는 상기 제 2구조화패턴은,
    동일한 단면 형태를 가지며 횡 방향을 따라 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 광학시트 모듈.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 상부광학시트 및 상기 하부광학시트는,
    상기 제 1구조화패턴의 연장방향 및 상기 제 2구조화패턴의 연장방향이 교차되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 광학시트 모듈.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 하부광학시트 또는 상기 상부광학시트와 적층된 형태로 배치되어 하부로부터 전달되는 빛의 파장에 따라 선택적으로 빛을 투과시키는 반사편광필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학시트 모듈.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 반사편광필름은,
    상기 상부광학시트와 상기 하부광학시트 사이에 적층되어 구비되는 것을 특징으로 하는 광학시트 모듈.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 반사편광필름은,
    상기 상부광학시트의 상부에 적층되어 구비되는 것을 특징으로 하는 광학시트 모듈.
  14. 삭제
  15. 소정의 두께를 가지는 제 2베이스필름의 상면에서 돌출되며 상부로 갈수록 횡단면적이 작아지는 제 2구조화패턴을 형성하는 단계;
    상기 제 2베이스필름의 상면에 제 2구조화패턴을 형성한 후, 상부에 일체로 구성되며, 상기 제 2베이스필름보다 상대적으로 두꺼운 제 1베이스필름을 상기 제2구조화패턴 상부에 접합시키는 단계; 및
    상기 제 1베이스필름의 상면에 상면에서 돌출되며 상부로 갈수록 횡단면적이 작아지는 제 1구조화패턴을 형성하는 단계;
    를 포함하는 광학시트 모듈 제조방법.
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