KR101407440B1 - 복합 광학 시트 및 이를 포함하는 광원 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

복합 광학 시트, 및 이를 포함하는 광원 어셈블리가 제공된다. 복합 광학 시트는 제1 기재, 제1 기재의 상면에 형성된 제1 광변조층, 제1 기재 상부에 배치된 제2 기재, 제2 기재의 하면에 형성된 제1 접착층, 제2 기재의 상면에 형성된 제2 광변조층, 제2 기재의 상부에 배치된 제3 기재, 및 제2 기재의 하면에 형성되며, 표면이 비평탄한 제2 접착층을 포함하되, 제1 광변조층은 제1 접착층의 내부에 적어도 부분적으로 침투하여 결합하고, 제2 광변조층은 제2 접착층의 내부에 적어도 부분적으로 침투하여 결합한다.

Description

복합 광학 시트 및 이를 포함하는 광원 어셈블리{Complex optical film and light source assembly including the same}
본 발명은 복합 광학 시트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디스플레이에 적용되는 복합 광학 시트 및 이를 포함하는 광원 어셈블리에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 두 개의 유리판 사이에 액정을 주입해 상하 유리판 전극에 전원을 인가하여 각 화소에 액정 분자배열이 변화함으로써 영상을 표시하는 장치이다. 음극선관 표시 장치(Cathode Ray Tube; CRT), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Panel; PDP) 등과는 달리 액정 표시 장치에 의한 표시는 그 자체가 비발광성이기 때문에 빛이 없는 곳에서는 사용이 불가능하다. 이러한 단점을 보완하여 어두운 곳에서의 사용이 가능하게 할 목적으로 정보 표시면에 균일하게 조사되는 광원 어셈블리를 장착한다.
액정 표시 장치에 사용되는 광원 어셈블리는 크게 2종류로 구분된다. 첫째는 액정 표시 장치의 측면에서 빛을 제공하는 에지형 광원 어셈블리고 둘째는 액정 표시 장치의 후면에서 빛을 직접 제공하는 직하형 광원 어셈블리다. 몇몇 에지형 광원 어셈블리의 경우, 광원으로부터 출사된 빛이 상측으로 조사되도록 하기 위해 도광판을 구비하며, 도광판을 통과한 빛의 광학적 특성을 조절하기 위해 도광판 위쪽에 적어도 하나의 광학 시트를 구비한다. 몇몇 직하형 광원 어셈블리의 경우에는 광원으로부터 출사된 빛의 휘선을 감소시키기 위해 확산판을 구비하며, 확산판을 통과한 빛의 광학적 특성을 조절하기 위해 적어도 하나의 광학 시트를 구비한다.
광원 어셈블리에서, 광 차폐 및 정밀한 광 특성 제어를 위해서는 다수의 광기능성 광학시트가 필요하다. 그러나, 광학시트의 수가 증가하면 광원 어셈블리의 두께가 증가하고 제조 단가의 상승이 수반된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 복수의 광변조 특성이 효과적으로 구현됨과 동시에 광차폐 특성이 우수한 복합 광학 시트를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 광원 상부에 일체형 단일 복합 광학 시트를 배치하면서도 휘도 및 광차폐 특성이 우수하며, 두께가 감소하고 시트간 마찰에 의한 내마모 이슈가 없는 광원 어셈블리를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 광학 시트는 제1 기재, 상기 제1 기재의 상면에 형성된 제1 광변조층, 상기 제1 기재 상부에 배치된 제2 기재, 상기 제2 기재의 하면에 형성된 제1 접착층, 상기 제2 기재의 상면에 형성된 제2 광변조층, 상기 제2 기재의 상부에 배치된 제3 기재, 및 상기 제2 기재의 하면에 형성되며, 표면이 비평탄한 제2 접착층을 포함하되, 상기 제1 광변조층은 상기 제1 접착층의 내부에 적어도 부분적으로 침투하여 결합하고, 상기 제2 광변조층은 상기 제2 접착층의 내부에 적어도 부분적으로 침투하여 결합한다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 어셈블리는 수납 용기, 상기 수납 용기에 수납된 적어도 하나의 광원, 및 상기 수납 용기에 수납되고, 상기 광원 발광측 상부에 배치된 상술한 바와 같은 복합 광학 시트를 포함한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 본 발명의 실시예들에 따른 복합 광학 시트 및 이를 포함하는 광원 어셈블리에 의하면, 단일 복합 광학 시트의 사용만으로, 고차폐 특성 및 고휘도 특성을 효과적으로 나타낼 수 있다.
또한, 광원 어셈블리는 단일 복합 광학 시트만을 조립하여 사용하므로, 조립 공정이 단순화된다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 광학 시트의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II'선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 2의 A영역의 확대도이다.
도 4는 도 2의 B영역의 확대도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 확산패턴층의 평면 SEM 사진들이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 확산패턴층의 단면 SEM 사진들이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합 광학 시트의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복합 광학 시트의 단면도들이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 어셈블리의 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 어셈블리의 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"는 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어인 "~필름"은 "~시트", "~판"의 의미로 사용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 광학 시트의 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 II-II'선을 따라 자른 단면도이다. 도 3은 도 2의 A영역의 확대도이다. 도 4는 도 2의 B영역의 확대도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 광학 시트(200)는 제1 기재(211), 제1 기재(211)의 상면에 형성된 제1 광변조층, 제2 기재(212), 제2 기재(212)의 하면에 형성된 제1 접착층(260), 제2 기재(212)의 상면에 형성된 제2 광변조층, 제3 기재(213), 제3 기재(213)의 하면에 형성된 제2 접착층(270), 및 제3 기재(213)의 상면에 형성된 제3 광변조층을 포함한다.
제1 내지 제3 기재(211, 212, 213)는 광을 투과시킬 수 있는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 각 기재(211, 212, 213)는 폴리카보네이트(poly carbonate) 계열, 폴리술폰(poly sulfone) 계열, 폴리아크릴레이트(poly acrylate) 계열, 폴리스티렌(poly styrene) 계열, 폴리비닐클로라이드(poly vinyl chloride) 계열, 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol) 계열, 폴리노르보넨(poly norbornene) 계열, 폴리에스테르(poly ester) 계열의 물질을 포함하여 이루어질 수 있다.
각 기재(211, 212, 213)는 10 내지 300㎛의 두께를 갖거나, 25 내지 250㎛의 두께를 가질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 각 기재(211, 212, 213)의 두께는 모두 약 50㎛, 75㎛일 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 적어도 하나의 기재(211, 212, 213)는 두께가 약 125㎛ 또는 250㎛일 수 있다.
제1 기재(211)의 하면에는 백코팅층(220)이 형성될 수 있다. 백코팅층(220)은 복합 광학 시트(200)의 최하부에 위치한다. 백코팅층(220)은 바인더 및 바인더에 분산된 유기 입자 및/또는 무기 입자를 포함할 수 있다. 여기서, 유/무기 입자는 각각 유/무기 비드, 필러 등을 의미할 수 있다. 상기 유/무기 입자는 각각 구형, 평판형, 코어쉘 구조 등과 같은 정형 입자일 수도 있지만, 무정형 입자일 수도 있다. 또한, 다양한 형상의 입자가 혼합되어 있을 수도 있다. 백코팅층(220)은 소정의 표면 조도를 가질 수 있다.
제1 기재(211)의 상면에는 제1 광변조층이 형성된다. 제1 광변조층은 광 특성을 변조하는 광학 패턴층일 수 있다. 제1 광변조층은 비평탄 표면을 가지며, 요부와 철부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 광변조층은 확산 패턴층, 마이크로 렌즈 패턴층, 또는 프리즘 패턴층일 수 있지만, 이에 제한되지 않으며, 무정형으로 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 제1 광변조층으로 확산패턴층(230)이 적용된 경우가 예시되어 있다.
확산패턴층(230)은 하부로부터 투과하는 빛을 확산시킴과 동시에, 입사되는 광을 산란시켜 명부와 암부를 희석시키는 광차폐의 역할을 수행할 수 있다.
확산패턴층(230)은 무정형 패턴으로 이루어지고, 소정의 표면 조도를 가질 수 있다. 예를 들어, 확산패턴층(230)의 표면 조도(Ra)는 약 10 내지 100㎛일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 확산패턴층(230)의 표면 조도(Ra)는 약 20 내지 30㎛일 수 있다. 확산패턴층(230)의 표면 조도는 백코팅층(220)의 표면 조도보다 클 수 있다.
확산패턴층(230)은 약 80 내지 99%의 헤이즈를 가질 수 있지만, 이에 제한되지 않음은 물론이다. 예시적인 실시예에서, 확산패턴층(230)의 굴절률은 약 1.52 내지 1.54일 수 있다.
제2 기재(212)의 하면에는 제1 접착층(260)이 형성된다. 제1 접착층(260)은 약 1 내지 5㎛의 두께로 형성될 수 있다. 제1 접착층(260)의 표면은 실질적으로 평탄할 수 있다.
제1 접착층(260)의 굴절률은 예컨대 약 1.48 내지 1.60이거나, 약 1.52 내지 1.54일 수 있다. 제1 접착층(260)은 카르복실기를 불포함하는 조성물을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 접착층(260)은 에폭시 아크릴에이트 수지 또는 우레탄 아크릴에티트 수지 등을 포함하는 조성물로 이루어질 수 있다.
제1 기재(211)의 제1 광변조층의 적어도 일부는 제1 접착층(260)에 맞닿거나 제1 접착층(260) 내부로 침투되어 제2 기재(212)와 결합할 수 있다. 예를 들어, 확산패턴층(230)의 철부가 제1 접착층(260) 내부로 침투될 수 있다. 한편, 확산패턴층(230)의 요부는 제1 접착층(260)에 닿지 않고 이격된다.
확산패턴층(230)의 철부를 제1 접착층(260) 내부로 침투시키고 이들을 결합하는 예시적인 방법을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 제1 접착층(260)의 재료로서 용제 및 고형분을 포함하는 조성물을 준비한다. 이어, 상기 조성물을 제2 기재(212)의 하면에 도포한 후, 열풍건조하여 용제를 제거한다. 이때 상기 조성물은 반경화 상태에 놓이게 된다. 이어, 확산패턴층(230)의 철부를 반경화된 조성물에 밀어넣은 다음, 반경화된 조성물에 UV를 조사하여 완전경화를 하면, 제1 접착층(260)이 완성되면서 확산패턴층(230)의 철부를 제1 접착층(260) 내부에 침투된 상태로 고정할 수 있다.
제1 기재(211)와 제2 기재(212) 사이, 구체적으로 확산패턴층(230)과 제1 접착층(260) 사이에는 확산패턴층(230)과 제1 접착층(260)이 점유하지 않는 소정의 갭(gap)이 정의될 수 있다. 상기 갭은 저굴절 물질로 충진될 수 있다. 여기서, 저굴절 물질은 주변의 확산패턴층(230) 및 제1 접착층(260)보다 굴절율이 낮은 물질을 의미할 수 있다. 이하에서는 상기 저굴절 물질의 일 예로, 제1 기재(211)와 제2 기재(212) 사이의 상기 갭에 공기가 충진되어 공기층(AG)이 형성된 것을 예로 하여 설명하지만, 저굴절 물질이 공기에 제한되지 않음은 물론이다.
제1 기재(211)의 확산패턴층(230) 형상에 따라 제1 기재(211)와 제2 기재(212) 사이의 공기층(AG)은 전체가 연결되어 있을 수도 있고, 복수개가 섬형으로 분리될 수도 있다.
복합 광학 시트(200)의 하부로부터 입사된 빛은 백코팅층(220), 제1 기재(211) 및 확산패턴층(230)을 투과한 후, 상측으로 출사된다.
확산패턴층(230)의 일부 영역은 제2 기재(212)의 제1 접착층(260)에 둘러싸여 있어, 확산패턴층(230)과 제1 접착층(260)이 계면을 이룬다. 반면, 확산패턴층(230)의 다른 영역은 공기층(AG)과 계면을 이룬다. 빛은 계면에서 스넬의 법칙에 의해 굴절하는데, 제1 접착층(260)보다 공기층(AG)의 굴절율이 작으므로, 제1 접착층(260)이 계면인 영역과 공기층(AG)이 계면인 영역의 광 굴절 정도가 상이하게 된다. 더 나아가, 제1 기재(211)의 확산패턴층(230) 표면이 비평탄하므로, 출사되는 방향은 더욱 다양하게 변형될 수 있다. 이와 같은 원리로 광을 다양한 방향으로 출사시키고, 그에 따라 명부 및 암부를 더욱 희석시킬 수 있다.
한편, 제1 기재(211)의 확산패턴층(230)으로부터 공기층(AG)으로 빛이 출사되었다고 할지라도, 출사된 빛은 다시 상부에 배치된 제2 기재(212) 하면의 제1 접착층(260)에 입사될 것이다. 빛은 공기층(AG)과 제1 접착층(260) 계면에서 다시 굴절하는데, 여기서, 굴절된 빛의 진행 방향은 스넬의 법칙에 의해 빛이 공기층(AG)을 통과하지 않고 확산패턴층(230)으로부터 직접 제1 접착층(260)으로 진입한 방향과 평행하게 된다. 결국, 빛의 최종 진행 방향은 공기층(AG)을 거친 경우나 거치지 않은 경우나 동일하지만, 공기층(AG)을 통과한 경우는 빛이 수평 방향으로 쉬프트(shift)되는 차이가 있다. 공기층(AG)의 두께가 두꺼울수록 수평 방향으로 더 많이 쉬프트될 수 있다.
따라서, 명부와 암부를 희석시켜 효과적인 광차폐를 구현하기 위해서는 제1 기재(211) 상면의 확산패턴층(230)과 제2 기재(212) 하면의 제1 접착층(260) 사이에 제공되는 공기층(AG)의 두께가 두꺼운 것이 유리하다.
공기층(AG)의 두께는 확산패턴층(230) 철부와 요부의 높이차 및 확산패턴층(230) 철부의 제1 접착층(260) 침투 깊이에 의해 제어될 수 있다.
구체적으로, 공기층(AG)의 두께는 확산패턴층(230)의 철부와 요부의 높이 차이를 크게 할수록 두꺼워질 수 있다. 다만, 확산패턴층(230)의 철부 및 요부의 폭이 동일하다고 가정할 때, 확산패턴층(230)의 철부와 요부의 높이 차이가 너무 크면, 철부의 강도가 감소하여 외력에 의해 철부가 무너지거나 파손되는 등 기구 안정성이 약화될 수도 있다. 이를 방지하기 위해서는 철부와 요부의 높이 차이를 키우면서, 철부 및 요부의 폭을 함께 증가시킬 수 있지만, 이 경우 패턴의 평균 사이즈 증가에 따라 확산패턴층(230)이 시인될 수 있다. 이러한 관점에서 확산패턴층(230)의 철부와 요부의 높이 차이는 약 5㎛ 내지 100㎛의 범위에서 조절될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 확산패턴층(230)의 철부와 요부의 높이 차이는 약 30㎛ 내지 80㎛일 수 있다.
또한, 확산패턴층(230)이 제1 접착층(260) 내에 침투되는 깊이를 감소시킬수록 공기층(AG)의 두께는 증가할 수 있다. 다만, 확산패턴층(230)이 제1 접착층(260) 내에 침투되는 깊이를 너무 감소시킬 경우, 제1 기재(211)와 제2 기재(212)간 결합력이 약화될 수 있다. 따라서, 확산패턴층(230) 철부가 제1 접착층(260)에 침투되는 깊이를 제1 접착층(260) 전체 두께의 약 30 내지 80%가 되도록 조절하거나, 약 50%가 되도록 조절할 수 있다. 확산패턴층(230) 철부가 제1 접착층(260)에 침투되는 깊이는 약 0.5 내지 10㎛일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 침투 깊이는 약 1 내지 7㎛일 수 있다. 다른 몇몇 실시예에서, 상기 침투 깊이는 약 2 내지 5㎛일 수 있다.
한편, 공기층(AG)의 두께가 두꺼울수록 광차폐에 유리하긴 하지만, 공기층(AG)의 두께가 너무 두꺼우면 광원 어셈블리(10)의 박형화에 취약해질 뿐만 아니라, 지나친 수평 방향 광시프트에 의해 휘도가 감소할 수 있다. 이러한 것들을 고려할 때, 공기층(AG)의 최대 두께는 약 5㎛ 내지 100㎛일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 공기층(AG)의 최대 두께는 약 30㎛ 내지 80㎛일 수 있다.
제1 기재(211) 상면에 형성되는 확산패턴층(230)으로는 확산 패턴, 마이크로 렌즈 패턴, 프리즘 패턴 등 다양한 패턴들이 적용될 수 있다. 도 5 내지 도 8에 효과적인 광차폐 특성을 나타낼 수 있는 확산패턴층(230) 적용 패턴의 구체적인 일 예로, 확산 패턴의 SEM 사진들이 도시되어 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 확산패턴층의 평면 SEM 사진들이다. 도 7 및 도 8은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 확산패턴층의 단면 SEM 사진들이다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 확산패턴층은 상대적으로 함입된 요부와 상대적으로 돌출된 철부를 포함하되, 요부와 철부의 크기 및 배치는 랜덤할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 평면도 상, 요부는 전체적으로 연결되어 있고, 철부는 요부 사이에서 복수개가 섬형상으로 분리되어 형성될 수 있다.
요부 및 철부의 표면은 매끈한 면이 아닌 불규칙한 면을 포함할 수 있다. 즉, 전체적으로는 요부 또는 철부를 구성하더라도, 표면에는 울퉁불퉁한 미세 요철이 형성될 수 있다.
철부의 표면은 복수개의 돌출된 입체 구조물이 상호 부분적으로 중첩되어 배치된 형상일 수 있다. 상기 돌출된 입체 구조물의 형상은 구형, 타원형, 원뿔형이거나, 무정형일 수 있다. 상기 돌출된 입체 구조물은 각각은 상호 상이한 형상일 수 있다.
확산패턴층(230)은 백코팅층(220)보다 표면 조도가 더 클 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.
상기와 같은 확산패턴층(230)은 패턴이 형성된 몰드에 액상 조성물을 공급하고, 이를 제1 기재에 전사한 다음, 또는 전사함과 동시에 경화시킴으로써 형성될 수 있다. 또 다른 예로, 제1 기재(211)에 액상 조성물을 공급한 후 몰드와 밀착시키거나, 액상 조성물을 제1 기재(211)와 몰드 모두에 공급한 후 이들을 밀착시켜 전사한 다음 또는 그와 동시에 경화시켜 형성될 수도 있다.
다시 도 1 내지 도 4를 참조하면, 제2 기재(212)의 상면에는 제2 광변조층이 형성된다. 제2 광변조층은 광 특성을 변조하는 광학 패턴층일 수 있다. 제2 광변조층은 확산 패턴층, 마이크로 렌즈 패턴층, 또는 프리즘 패턴층일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 본 실시예에서는 제2 광변조층이 제1 프리즘 패턴층(240)인 경우가 예시되어 있다.
제1 프리즘 패턴층(240)은 제1 방향으로 연장된 프리즘 패턴을 포함한다.
제1 프리즘 패턴층(240)은 열경화성 수지 또는 자외선 경화성 수지로 이루어질 수 있다. 상기 열경화성 수지의 예로는 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지 등을 들 수 있다. 상기 자외선 경화성 수지의 예로는 에폭시아크릴레이트계 수지, 우레탄아크릴레이트계 수지, 실리콘아크릴레이트계 수지 등이 예시될 수 있다. 제1 프리즘 패턴층의 굴절률은 약 1.48 내지 1.60이거나, 약 1.53 내지 1.58 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
제3 기재(213)의 상면에는 제3 광변조층이 형성된다. 제3 광변조층은 광 특성을 변조하는 광학 패턴층일 수 있다. 제3 광변조층은 확산 패턴층, 마이크로 렌즈 패턴층, 또는 프리즘 패턴층일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 본 실시예에서는 제3 광변조층이 제2 프리즘 패턴층(250)인 경우가 예시되어 있다.
제2 프리즘 패턴층(250)은 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 프리즘 패턴을 포함한다. 제1 방향과 제2 방향의 교차각은 약 90°일 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 교차각이 90±5° 내지 90±30°의 각도를 가질 수도 있다.
제2 프리즘 패턴층(250)은 상술한 제1 프리즘 패턴층(240)을 구성하는 물질로 예시된 물질들로 이루어질 수 있다. 나아가, 제2 프리즘 패턴층(250)은 제1 프리즘 패턴층(240)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 제2 프리즘 패턴층(250)의 굴절률은 제1 프리즘 패턴층(240)의 굴절률보다 크거나 같을 수 있다. 제2 프리즘 패턴층(250)의 굴절률은 약 1.54 내지 1.62이거나 약 1.56 내지 1.60일 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않음은 물론이다.
제3 기재(213)의 하면에는 제2 접착층(270)이 형성된다. 제2 접착층(270)의 표면은 비평탄할 있다. 예를 들어, 제2 접착층(270)의 표면 조도(Ra)는 약 0.5 내지 3㎛일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 접착층(270)의 표면 조도는 약 1㎛일 수 있다. 제2 접착층(270)의 표면 조도는 확산패턴층(230) 및 백코팅층(220)의 표면 조도보다 작을 수 있다. 이처럼, 제2 접착층(270)이 소정의 표면 조도를 가짐으로써, 복합 광학 시트(200)를 액정 표시 장치에 적용할 때, 표시 얼룩, 모아레, 뉴턴링 현상 등이 방지될 수 있다.
제2 접착층(270)은 약 1 내지 10㎛의 두께로 형성될 수 있다. 제2 접착층(270)의 두께는 제1 접착층(260)의 두께보다 크거나 같을 수 있다.
제2 접착층(270)의 굴절률은 약 1.48 내지 1.60이거나, 약 1.50 내지 1.54 일 수 있다. 제2 접착층(270)은 카르복실기를 포함하는 수평균 분자량 500~10,000인 카르복실기 함유 디올 화합물을 포함하는 조성물을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 접착층(270)은 각종 폴리에테프폴리올류, 폴리에스테르폴리올류, 폴리카보네이트폴리올류, 또는 폴리부타디엔글리콜류 등의 폴리올 물질을 포함하는 조성물을 이용하여 형성될 수 있다. 구체적으로, 제2 접착층(270)은 폴리카보네이트 모디파이드 아크릴레이트올리고머 또는 폴리카프로락톤 모디파이드 아크릴레이트 올리고머 등을 포함하는 조성물을 이용하여 형성될 수 있다. 제2 접착층(270)은 용제를 포함하지 않는 조성물 또는 용제를 포함하는 조성물을 이용하여 형성될 수 있다. 용제를 불포함하는 조성물을 이용하여 형성할 경우, 제3 기재(213)의 하면에 도포한 후, 저압 UV로 반경화하고 고압 UV로 완전경화하는 과정을 거쳐 형성될 수 있다. 용제를 포함하는 조성물을 이용하여 형성할 경우, 제3 기재(213)의 하면에 도포한 후, 열풍건조하여 용제를 제거한 후, UV를 통해 완전 경화시켜 형성할 수 있다.
제2 기재(212)의 제2 광변조층의 적어도 일부는 제2 접착층(270)에 맞닿거나 제2 접착층(270) 내부로 침투되어 제3 기재(213)와 결합할 수 있다. 예를 들어, 제1 프리즘 패턴층(240)의 프리즘 산부가 제1 접착층(260) 내부로 침투될 수 있다. 한편, 제1 프리즘 패턴층(240)의 골부는 제2 접착층(270)에 닿지 않고 이격된다. 따라서, 제2 기재(212)와 제3 기재(213) 사이, 구체적으로 제1 프리즘 패턴층(240)과 제2 접착층(270) 사이에는 제1 프리즘 패턴층(240)과 제2 접착층(270)이 점유하지 않는 소정의 갭(gap)이 정의될 수 있다. 상기 갭은 저굴절 물질, 예컨대 공기로 충진될 수 있다.
제1 프리즘 패턴층(240)의 프리즘 산부를 제2 접착층(270) 내부로 침투시키고 이들을 결합하는 예시적인 방법을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 제2 접착층(270)의 재료로서 용제를 포함하지 않는 조성물을 준비한다. 이어, 상기 조성물을 제2 기재(212)의 하면에 도포한 후, 저압 UV로 반경화한다. 상기 조성물의 점성이 유지된 상태(tacky)에서 제1 프리즘 패턴층(240)의 프리즘 산부를 침투시킨 후, 고압 UV를 이용하여 완전 경화한다. 그 결과, 제2 접착층(270)이 완성되면서, 제1 프리즘 패턴층(240)의 프리즘 산부를 제2 접착층(270) 내부에 침투된 상태로 고정할 수 있다. 제2 접착층(270)의 재료로서 용제를 포함하는 조성물을 이용하는 경우에는 앞서 설명한 확산패턴층(230)의 철부를 제1 접착층(260) 내부로 침투시키고 이들을 결합하는 방법과 실질적으로 동일한 방법이 사용될 수 있다.
제1 프리즘 패턴층(240)의 프리즘 산부의 침투 깊이는 약 1 내지 10㎛일 수 있다. 제2 접착층(270)에 대한 제1 프리즘 패턴층(240)의 침투 깊이는 제1 접착층(260)에 대한 확산패턴층(230)의 침투 깊이보다 크거나 같을 수 있다.
본 실시예에 따른 복합 광학 시트(200)는 복수의 광변조층을 포함함으로써 다양한 광변조 특성을 나타내면서도, 복수의 기재(211-213)가 일체형으로 상호 결합되어 있어, 박형화 및 조립 공정 단순화에 유리하다. 광변조 특성으로서는 고휘도를 구현할 수 있고, 그러면서도 표시 얼룩, 모아레, 뉴턴링 현상 등을 최소화할 수 있다. 또한, 고차폐 특성을 가지며, 그에 따라 확산 플레이트를 생략할 수 있어 광원 어셈블리를 더욱 경량화하고 박형화할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예들에 대해 설명한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합 광학 시트의 단면도이다. 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 복합 광학 시트(201)는 제2 광변조층으로 적용된 제1 프리즘 패턴층(241)이 무기 입자(241a)를 더 포함하는 점이 도 1 내지 도 4의 실시예와 상이하다.
더욱 구체적으로 설명하면, 제1 프리즘 패턴층(241)은 바인더(241b), 바인더(241b) 내에 분산된 무기 입자(241a)를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 무기 입자(241a)는 무기 비드, 필러 등을 의미할 수 있다. 상기 무기 입자(241a)는 각각 구형, 평판형, 코어쉘 구조 등과 같은 정형 입자일 수도 있지만, 무정형 입자일 수도 있다. 또한, 다양한 형상의 입자가 혼합되어 있을 수도 있다.
무기 입자(241a)는 제1 프리즘 패턴층(241) 전체에 걸쳐 분산될 수 있다. 무기 입자(241a)의 평균 크기는 약 400nm 내지 2㎛일 수 있다. 무기 입자(241a)의 예로는 TiO2 입자나 SiO2입자를 들 수 있다. TiO2 입자를 적용할 경우, 제1 프리즘 패턴층(241)의 내부 굴절율 기능 저하가 상대적으로 작아 유리할 수 있다.
무기 입자(241a)의 함량은 제1 프리즘 패턴층(241)의 고형분 대비 약 1 내지 5중량%일 수 있다. 무기 입자(241a)의 함량이 1중량% 이상이면 차폐 성능이 더욱 개선될 수 있다. 무기 입자(241a)의 함량이 5중량% 이하를 유지하는 것이 과도한 휘도 저하를 막고, 분산성을 향상시키는 데에 유리할 수 있다.
본 실시예의 경우, 제1 프리즘 패턴층(241)에 무기 입자(241a)를 포함함으로써, 복합 광학 시트(201)의 광차폐 성능이 개선될 수 있다. 또한, 표시 얼룩, 모아레, 뉴턴링 현상 등을 더욱 방지할 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복합 광학 시트의 단면도이다. 도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 복합 광학 시트(202)는 제1 프리즘 패턴층이 무기 입자를 포함하는 대신, 제1 광변조층으로 적용된 확산패턴층(221)이 무기 입자(221a)를 포함하는 점이 도 9의 실시예와 상이한 점이다.
더욱 구체적으로 설명하면, 확산패턴층(221)은 바인더(221b), 바인더(221b) 내에 분산된 무기 입자(221a)를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 무기 입자(221a)의 종류, 크기, 함량 등은 도 9의 실시예에서 설명한 바와 동일하다. 확산패턴층(221)이 무기 입자(221a)를 포함하면 복합 광학 시트(202)의 광차폐 성능이 개선될 수 있다.
도면으로 도시하지는 않았지만, 제1 접착층(260) 내에 무기 입자가 분산될 수도 있다. 무기 입자가 제1 접착층(260) 내에 분산될 경우, 무기 입자의 함량은 고형분 대비 1 내지 3중량 %의 범위 일 수 있다. 무기 입자의 함량이 고형분 대비 1중량% 이상이면 차폐 성능이 더욱 개선될 수 있다. 무기 입자의 함량이 고형분 대비 3중량% 이하이면 제1 광변조층(230)과의 접착력 저하가 방지될 수 있다.
한편, 무기 입자는 제1 광변조층, 제2 광변조층, 제1 접착층 중 적어도 2 이상에 포함될 수도 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 어셈블리의 사시도이다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 어셈블리의 단면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 광원 어셈블리는 수납 용기(100), 수납 용기(100)에 수납된 적어도 하나의 광원(130), 수납 용기(100)에 수납되고 적어도 하나의 광원(130) 발광측 상부에 배치된 복합 광학 시트(200)를 포함한다. 복합 광학 시트(200)로는 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 광학 시트는 물론, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복합 광학 시트가 적용될 수 있다.
수납 용기(100)는 적어도 하나의 광원(130)과 복합 광학 시트(200)를 수납한다. 수납 용기(100)는 바텀 샤시(110) 및 미들 몰드(120)를 포함할 수 있다.
바텀 샤시(110)는 실질적인 직사각형 형상으로 형성된 바닥면, 및 바닥면의 각 변에 수직으로 형성된 측벽을 포함할 수 있다. 바텀 샤시의 측벽에는 복합 광학 시트(200)가 안착되는 안착단이 마련될 수 있다. 도면에서는 안착단이 바텀 샤시(110) 측벽 상부에 형성된 단턱으로 이루어진 경우가 예시되어 있지만, 바텀 샤시(110) 측벽의 상단부 전체가 평탄하게 형성됨으로써, 안착단으로서 기능할 수도 있다. 바텀 샤시(110)의 측벽은 안착단으로부터 상측으로 일부 연장되었다가 하측으로 절곡될 수 있다.
바텀 샤시(110)의 바닥면에는 반사 시트(150)가 배치될 수 있다. 또한, 바텀 샤시(110)의 바닥면에는 시트 지지돌기(140)가 배치될 수 있다. 시트 지지돌기(140)는 복합 광학 시트(200)가 볼록하게 휘어지거나 쳐지는 것을 방지하는 역할을 한다.
미들 몰드(120)는 중앙에 개방창을 포함하는 직사각형 창틀 형상을 가질 수 있다. 미들 몰드(120)는 바텀 샤시(110)와 결합되어 고정될 수 있다. 미들 몰드(120)는 내측으로 돌출된 돌출부를 포함할 수 있다. 돌출부의 상단에는 액정 표시 패널이 안착될 수 있다.
적어도 하나의 광원(130)이 바텀 샤시(110)의 바닥면 상에 배치될 수 있다. 광원(130)은 예를 들어 LED(Light Eimitting Diode), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp) 등이 사용될 수 있다. 도면에서는 광원(130)의 일예로서, LED가 도시되어 있다.
복수의 광원(130)은 이격되어 배치될 수 있다. 복수의 광원(130)이 점광원인 LED인 경우, 각 LED는 행열 방향으로 일정한 배열 규칙에 따라 배열될 수 있다. 예를 들어, 각 LED가 행열 방향으로 등간격으로 배열될 수도 있고, 3행으로 배열되되, 1행에는 5개, 2행에는 7개, 3행에는 6개 등과 같이 각 행별로 개수가 상이하게 배열될 수 있다. 그러나, 본 발명이 상기 예시된 배열에 제한되지 않음은 물론이다.
본 발명의 다른 실시예에서, 광원(130)은 바텀 샤시(110)의 측부에 배치될 수도 있다. 이 경우 바텀 샤시(110) 상에는 도광판이 마련되어 광원(130)으로부터 방출된 빛을 상부로 가이드할 수 있다. 이와 같은 에지형 광원 어셈블리의 광원과 도광판의 구조 및 위치 관계는 당업계에 널리 공지되어 있으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
복합 광학 시트(200)는 광원 발광측 상부에 배치된다. 구체적으로, 복합 광학 시트(200)는 바텀 샤시(110)의 안착단과 미들 몰드(120)의 돌출부 사이에 개재될 수 있다. 미들 몰드(120)의 돌출부는 하부에 배치되는 복합 광학 시트(200)의 가장 자리를 눌러, 복합 광학 시트(200)의 유동을 방지하는 역할을 할 수 있다. 또한, 시트 지지돌기(140)의 상단은 복합 광학 시트(200)의 저면에 접할 수 있다.
또한, 다른 실시예로서, 바텀 샤시(110) 상에 도광판이 형성된 경우에는 복합 광학 시트(200)는 광원(130) 발광측인 도광판의 상부에 배치된다.
도 11 및 도 12의 실시예는 광원(130)과 복합 광학 시트(200)가 이격되어 배치되고, 그 사이에는 공기층이 개재된 경우를 예시한다. 본 실시예에서, 복합 광학 시트(200)는 그 자체로 고차폐 특성을 가지며, 따라서, 광원(130)과 복합 광학 시트(200) 사이에 확산판, 확산 플레이트 등과 같은 별도의 차폐층 또는 차폐 구조물이 개재되지 않을 수 있다. 즉, 복합 광학 시트(200)는 그 중간에 공기층만을 개재한 채 광원(130)과 직접 대향할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 광원 어셈블리는 다른 차폐층, 차폐 구조물이나 다른 시트들 없이 일체형 복합 광학 시트(200) 하나만으로, 광차폐, 집광, 확산 등의 광학 특성 및 기계적 특성을 충분하게 나타낼 수 있다.
도시하지는 않았지만, 몇몇 실시예로서, 복합 광학 시트(200)의 하부에 확산 플레이트 등 광차폐 구조물이 더 배치될 수도 있다. 이 경우, 복합 광학 시트(200)는 확산 플레이트 상에 배치되고, 시트 지지돌기(140)는 생략되거나, 상단이 확산 플레이트의 저면에 접하는 확산 플레이트 지지돌기로 대체될 수 있을 것이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 광원 어셈블리
100: 수납 용기
130: 광원
200: 복합 광학 시트

Claims (14)

  1. 제1 기재;
    상기 제1 기재의 하면에 형성된 백코팅층;
    상기 제1 기재의 상면에 형성된 제1 광변조층;
    상기 제1 기재 상부에 배치된 제2 기재;
    상기 제2 기재의 하면에 형성된 제1 접착층;
    상기 제2 기재의 상면에 형성된 제2 광변조층;
    상기 제2 기재의 상부에 배치된 제3 기재; 및
    상기 제2 기재의 하면에 형성되며, 표면이 비평탄한 제2 접착층을 포함하되,
    상기 제1 광변조층은 상기 제1 접착층의 내부에 적어도 부분적으로 침투하여 결합하고,
    상기 제2 광변조층은 상기 제2 접착층의 내부에 적어도 부분적으로 침투하여 결합하며,
    상기 백코팅층의 표면 조도는 상기 제2 접착층의 표면 조도보다 크고, 상기 제1 광변조층의 표면 조도보다 작은 복합 광학 시트.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 접착층의 표면 조도는 0.5 내지 3㎛인 복합 광학 시트.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 접착층의 굴절률은 1.48 내지 1.60인 복합 광학 시트.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 접착층은 표면이 평탄한 복합 광학 시트.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 광변조층과 상기 제1 접착층 사이 및 상기 제2 광변조층과 상기 제2 접착층 사이에 저굴절 물질로 충진된 갭이 정의되는 복합 광학 시트.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 기재의 상면에 형성된 제3 광변조층을 더 포함하는 복합 광학 시트.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 광변조층은 확산패턴층이고,
    상기 제2 광변조층은 제1 방향으로 연장된 프리즘 패턴을 포함하는 제1 프리즘 패턴층이고,
    상기 제3 광변조층은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 프리즘 패턴을 포함하는 제2 프리즘 패턴층인 복합 광학 시트.
  8. 삭제
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 접착층은 카르복실기를 불포함하는 조성물을 이용하여 형성되고,,
    상기 제2 접착층은 카르복실기를 포함하는 조성물을 이용하여 형성되는 복합 광학 시트.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 접착층과 상기 제1 광변조층의 결합은,
    용제 및 고형분을 포함하는 조성물을 상기 제2 기재의 하면에 도포하고,
    열풍건조하여 상기 용제를 제거하고,
    상기 제1 광변조층의 적어도 일부를 상기 조성물 내부로 밀어넣고,
    상기 조성물을 완전경화하는 것에 의해 이루어지는 복합 광학 시트.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 접착층과 상기 제2 광변조층의 결합은,
    용제를 불포함하는 조성물을 상기 제2 기재의 하면에 도포하고,
    상기 조성물을 반경화하고,
    상기 제2 광변조층의 적어도 일부를 상기 조성물 내부로 밀어넣고,
    상기 조성물을 완전경화하는 것에 의해 이루어지는 복합 광학 시트.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 광변조층 또는 상기 제2 광변조층 내부에 분산된 무기 입자를 포함하되,
    상기 무기 입자의 함량은 상기 제1 광변조층 또는 상기 제2 광변조층의 고형분 대비 1 내지 5 중량%인 복합 광학 시트.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 접착층 내부에 분산된 무기 입자를 포함하되,
    상기 무기 입자의 함량은 상기 제1 접착층의 고형분 대비 1 내지 3 중량%인 복합 광학 시트.
  14. 수납 용기;
    상기 수납 용기에 수납된 적어도 하나의 광원; 및
    상기 수납 용기에 수납되고, 상기 광원 발광측 상부에 배치된 제1 항 내지 제7 항 및 제9 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 따른 복합 광학 시트를 포함하는 광원 어셈블리.
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