KR101532919B1

KR101532919B1 - 광학 시트, 이를 포함하는 광원 어셈블리 및 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR101532919B1
Application number: KR1020130168860A
Authority: KR
Inventors: 이상도; 우진태; 이재순; 임종윤
Original assignee: 신화인터텍 주식회사
Priority date: 2013-12-31
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2015-07-02

Abstract

광학 시트, 이를 포함하는 광원 어셈블리 및 액정 표시 장치가 제공된다. 광학 시트는 기재, 기재 상에 형성되며, 제1 광학 패턴 유니트 및 제2 광학 패턴 유니트의 중첩 패턴을 포함하는 중첩 광학 패턴층을 포함하되, 제1 광학 패턴 유니트는 각각 인접 배치되고 반복 배열된 복수의 제1 단위 유니트를 포함하고, 제2 광학 패턴 유니트는 각각 인접 배치되고 반복 배열된 복수의 제2 단위 유니트를 포함하며, 제1 단위 유니트는 일 방향으로 연장된 형상을 갖고, 제1 단위 유니트의 연장 방향과 제2 단위 유니트가 인접하여 반복되는 배열 방향이 이루는 최소의 각도는 10 내지 30도이다.

Description

광학 시트, 이를 포함하는 광원 어셈블리 및 액정 표시 장치{Optical film and light source assemblyand Liquid Crystal Display including the same}

본 발명은 광학 시트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디스플레이에 적용되는 광학 시트, 이를 포함하는 광원 어셈블리 및 액정 표시 장치에 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.

대한민국 특허 제0898100호, 대한민국 특허공개 제2012-0032918호

액정 표시 장치에 적용되는 광학 시트로는 프리즘 시트, 확산 시트, 마이크로 렌즈 시트, 렌티큘러 시트 등이 있다. 상방 휘도와 시야각 특성을 모두 만족시키기 위해서 복수의 광학 시트들이 채용된다.

그러나, 광학 시트의 수가 증가하면, 두께와 비용이 증가할 뿐만 아니라, 빛이 광학 시트를 통과하면서 반사되거나 흡수되어 전체 휘도가 감소할 수 있다. 또, 조립 공정도 복잡해진다.

한편, 여러 장의 광학 시트를 사용할 경우, 각 패턴의 주기성이 일정하게 겹치면 간섭 무늬가 발생하는 모아레(Moire) 현상이 나타날 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 복수의 광변조 특성이 효과적으로 구현하면서, 모아레를 감소시킬 수 있는 박형의 광학 시트를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 광학 특성이 우수하고 두께가 얇은 광원 어셈블리를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 광학 특성이 우수하고 두께가 얇은 액정 표시 장치를 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 광학 시트는 기재, 상기 기재 상에 형성되며, 제1 광학 패턴 유니트 및 제2 광학 패턴 유니트의 중첩 패턴을 포함하는 중첩 광학 패턴층을 포함하되, 상기 제1 광학 패턴 유니트는 각각 인접 배치되고 반복 배열된 복수의 제1 단위 유니트를 포함하고, 상기 제2 광학 패턴 유니트는 각각 인접 배치되고 반복 배열된 복수의 제2 단위 유니트를 포함하며, 상기 제1 단위 유니트는 일 방향으로 연장된 형상을 갖고, 상기 제1 단위 유니트의 연장 방향과 상기 제2 단위 유니트가 인접하여 반복되는 배열 방향이 이루는 최소의 각도는 10 내지 30도이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 시트는 제1 광학 패턴 유니트 및 제2 광학 패턴 유니트의 중첩 패턴을 포함하는 중첩 광학 패턴층을 포함하되, 상기 제1 광학 패턴 유니트는 인접 배치되고 반복 배열된 제1 단위 유니트를 포함하고, 상기 제2 광학 패턴 유니트는 인접 배치되고 반복 배열된 제2 단위 유니트를 포함하며, 상기 제1 단위 유니트의 반복 배열 방향과 상기 제2 단위 유니트의 반복 배열 방향은 상이하다.

상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 어셈블리는 상기한 바와 같은 광학 시트를 포함한다.

상기 또 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 상기한 바와 같은 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 광학 시트 및 이를 채용하는 광원 어셈블리와 액정 표시 장치에 의하면, 단일 광학층만으로도 복합적인 광변조 특성을 나타낼 수 있다. 뿐만 아니라, 여러 패턴들의 배열을 적절히 틸트시킴으로써, 모아레 현상을 방지할 수 있다.

나아가, 박형화가 이루어지고 휘도 또한 개선될 수 있다. 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 광학 시트의 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II'선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 III-III'선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 중첩 패턴을 설명하기 위한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 광학 패턴 유니트의 평면도이다.
도 6은 도 5의 VI-VI'선을 따라 자른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 광학 패턴 유니트의 평면도이다.
도 8은 도 7의 VIII-VIII'선을 따라 자른 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 시트의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 시트의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 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 광학 시트의 사시도이다. 도 2는 도 1의 II-II'선을 따라 자른 단면도이다. 도 3은 도 1의 III-III'선을 따라 자른 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 광학 시트(11)는 기재(200) 및 기재(200) 상에 형성된 중첩 광학 패턴층(300)을 포함한다. 도시된 예와는 달리 기재(200)는 생략될 수도 있다.

기재(200)는 투명한 플라스틱으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 기재(200)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. 예시적인 몇몇 실시예에서, 기재(200)는 PET(Polyethylene phthalate)로 이루어질 수 있다.

기재(200)는 50 내지 500㎛의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 기재(200)의 두께는 약 125㎛일 수 있다. 다른 예로, 기재(200)의 두께는 약 250㎛일 수 있다.

기재(200) 상에는 중첩 광학 패턴층(300)이 형성된다.

중첩 광학 패턴층(300)은 제1 광학 패턴 유니트(301)와 제2 광학 패턴 유니트(302)의 중첩 패턴을 포함한다. 여기서, 중첩 패턴이란 2 이상의 패턴을 동일한 위치에 중첩시켰을 때 패턴의 합집합으로 표현될 수 있는 패턴을 의미할 수 있다. 중첩 패턴에 대한 상세한 설명을 위해 도 4가 참조된다.

도 4는 중첩 패턴을 설명하기 위한 모식도이다. 도 4를 참조하면, 제1 패턴(P1)으로 삼각 패턴이 제공되고, 제2 패턴(P2)으로 반원 패턴이 제공되었을 때, 이들을 동일 위치로 중첩시키면 제1 패턴(P1)만 위치하는 제1 영역(P11), 제2 패턴(P2)만 위치하는 제2 영역(P22) 및 제1 패턴(P1)과 제2 패턴(P2)이 모두 위치하는 교집합 영역인 제3 영역(P12)이 표시될 수 있다. 중첩 패턴(Pov)은 제1 영역(P11), 제2 영역(P22) 및 제3 영역(P12)을 모두 합하여 정의되는 패턴이다. 중첩시켰을 때, 하나의 패턴이 다른 하나의 패턴에 완전히 포함되는 경우는 중첩 후의 패턴이 다른 하나의 패턴과 동일하여 중첩 패턴으로서의 의미가 없으므로, 이러한 경우는 중첩 패턴에서 제외된다. 즉, 중첩 패턴(Pov)은 중첩되는 제1 패턴(P1)으로부터 제2 패턴(P2)을 제외한 영역(P11)과, 제2 패턴(P2)으로부터 제1 패턴(P1)을 제외한 영역(P22)이 모두 존재하는 경우에 정의될 수 있다.

다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 중첩 패턴을 형성하는 제1 광학 패턴 유니트(301)와 제2 광학 패턴 유니트(302)는 각각 규칙적인 배열을 갖는다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 광학 패턴 유니트의 평면도이다. 도 6은 도 5의 VI-VI'선을 따라 자른 단면도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 광학 패턴 유니트의 평면도이다. 도 8은 도 7의 VIII-VIII'선을 따라 자른 단면도이다.

도 5 내지 도 8을 참조하면, 제1 광학 패턴 유니트(301)는 복수의 제1 단위 유니트(UT1)를 포함한다. 각 제1 단위 유니트(UT1)는 특정 방향을 따라 반복하여 배치될 수 있다. 각 제1 단위 유니트(UT1)는 인접하여 배치될 수 있다. 여기서, 인접 배치된다 함은 각 제1 단위 유니트(UT1)가 완전히 접하는 경우 뿐만 아니라, 이격 간격이 제1 단위 유니트(UT1)의 폭의 절반 이하인 경우를 포함할 수 있다. 제2 광학 패턴 유니트(302)는 복수의 제2 단위 유니트(UT2)를 포함한다. 각 제2 단위 유니트(UT2)는 특정 방향을 따라 반복하여 배치될 수 있다. 각 제2 단위 유니트(UT2)는 인접하여 배치될 수 있다. 제1 단위 유니트(UT1)가 반복 배열되는 방향과 제2 단위 유니트(UT2)가 반복 배열되는 방향은 상이할 수 있다. 즉, 제1 단위 유니트(UT1)의 배열은 제2 단위 유니트(UT2)의 배열에 대하여 소정 각도 틸트될 수 있다. 인접 배치의 의미는 제1 단위 유니트(UT1)의 경우와 동일하다.

제1 광학 패턴 유니트(301)와 제2 광학 패턴 유니트(302)는 각각, 프리즘 패턴, 마이크로 렌즈 패턴, 렌티큘러 렌즈 패턴, 확산 패턴 등을 포함할 수 있다.

일 예로서, 제1 광학 패턴 유니트(301)는 제1 단위 유니트(UT1)로 프리즘 패턴(310)을 포함할 수 있다. 프리즘 패턴(310)은 제1 방향(X1)으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 프리즘 패턴(310)은 프리즘 산부(311), 프리즘 골부(312), 및 프리즘 경사부(313)을 포함할 수 있다. 각 프리즘 패턴(310)은 제1 방향(X2)에 수직인 제2 방향(X2)으로 인접되어 반복 배열될 수 있다. 각 프리즘 패턴(310)의 폭(w1)은 15㎛ 내지 150㎛이거나, 18㎛ 내지 70㎛일 수 있다.

제2 광학 패턴 유니트(302)는 제2 단위 유니트(UT2)로 마이크로 렌즈(320)를 포함할 수 있다. 마이크로 렌즈(320)는 기준면(321)으로부터 상측으로 돌출되어 형성된다. 마이크로 렌즈(320)는 실질적인 반구형 또는 타원체의 일부 형상일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 마이크로 렌즈(320)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 밑면이 육각형이고, 상부가 볼록한 곡면을 갖는 형상일 수 있다. 마이크로 렌즈(320)의 밑면은 실질적인 정육각형 형상일 수 있다. 마이크로 렌즈(320)의 직경(D)에 대한 높이(h2)의 비율은 약 0.25 내지 0.5일 수 있다. 상기 비율이 0.25 이상인 경우 실효적인 집광 효과를 나타낼 수 있다. 상기 비율이 0.5 이하인 것이 내부 전반사에 의한 휘도 저하를 막는 데에 유리하다. 예시적인 실시예에서, 마이크로 렌즈(320)의 직경(D)에 대한 높이(h2)의 비율은 약 0.4일 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니지만, 마이크로 렌즈(320)의 높이(h2)는 제1 단위 유니트(UT1)인 프리즘 패턴(310)의 높이(h1)보다 작을 수 있다.

마이크로 렌즈(320)의 최대 직경(D)(또는 폭)은 제1 단위 유니트(UT1)인 프리즘 패턴(310)의 폭(w1)과 상이할 수 있고, 예컨대 프리즘 패턴(310)의 폭(w1)보다 작을 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 마이크로 렌즈(320)의 최대 직경(D1)은 10㎛ 내지 100㎛이거나, 20㎛ 내지 68㎛일 수 있다.

마이크로 렌즈(320)의 밑면이 육각형인 경우, 각 마이크로 렌즈(320)는 육각형의 각 변이 서로 인접하도록 정배열될 수 있다. 즉, 각 마이크로 렌즈(320)는 벌집 모양으로 배열될 수 있다. 따라서, 제2 단위 유니트(UT2)는 육각형의 각 변에 수직인 3개의 방향으로 반복 배열될 수 있다. 제2 단위 유니트(UT2)가 배열되는 제3 방향(X3), 제4 방향(X4), 및 제5 방향(X5)의 상호 교차각은 약 ±60°일 수 있다.

한편, 2 이상의 규칙적인 반복 패턴이 일정한 중첩 규칙을 가지며 겹쳐서 배열될 경우, 간섭 무늬가 발생하는 모아레(Moire) 현상이 나타날 수 있다. 모아레 현상을 방지하기 위해, 패턴의 형상 또는 배열 방향을 소정 각도 틸트시키는 것이 바람직하다.

구체적으로, 제1 단위 유니트(UT1)의 연장 방향인 제1 방향(X1)과, 제2 단위 유니트(UT2)의 배열 방향인 제3 방향(X3), 제4 방향(X4), 및 제5 방향(X5)은 각각 평행하지 않고 소정 각도 틸트되어 교차할 수 있다. 뿐만 아니라, 제1 단위 유니트(UT1)의 배열 방향인 제2 방향(X2)과 제2 단위 유니트(UT2)의 배열 방향인 제3 방향(X3), 제4 방향(X4), 및 제5 방향(X5)의 경우에도 각각 평행하지 않고 소정 각도 틸트되어 교차할 수 있다.

제1 방향(X1)에 대하여 제3 방향(X3), 제4 방향(X4), 및 제5 방향(X5)이 이루는 교차각의 절대값의 최소값은 10° 내지 30°이거나, 15° 내지 25°일 수 있다. 제1 방향(X1)에 대해서 상기와 같은 각도를 가지면, 제1 방향(X1)에 수직인 제2 방향에 대해서도 소정의 틸트각을 가질 것임은 물론이다.

위와 같은 틸트각을 가질 경우, 광학적 관점에서 패턴의 중복이 최소화될 수 있다. 따라서, 모아레 현상이 방지되거나 완화될 수 있다.

다시, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 중첩 광학 패턴층(300)은 상술한 제1 광학 패턴 유니트(301)와 제2 광학 패턴 유니트(302)의 중첩 패턴을 포함한다. 중첩된 제1 광학 패턴 유니트(301)와 제2 광학 패턴 유니트(302)는 별도의 경계가 없이 일체로 형성될 수 있다. 즉, 중첩 광학 패턴층(300)은 제1 광학 패턴 유니트(301)로부터 유래된 형상인지 또는 제2 광학 패턴 유니트(302)로부터 유래된 형상인지에 무관하게 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 중첩 광학 패턴층(300)은 자외선 경화 수지 또는 열 경화 수지를 포함하는 고분자 수지로 형성될 수 있다. 구체적인 예를 들면, 불포화 지방산 에스테르, 방향족 비닐 화합물, 불포화 지방산과 그 유도체, 불포화 이염기산과 그 유도체, 메타크릴로나이트릴과 같은 비닐시아나이드 화합물 등을 들 수 있다.

중첩을 위한 수직 방향 기준으로서, 제1 단위 유니트(UT1)의 프리즘 패턴(310) 골부(312)와 제2 단위 유니트(UT2)의 기준면(321)을 동일 평면 상에 배치하여 중첩시킬 수 있다.

제2 단위 유니트(UT2)의 크기가 충분히 작을 경우, 제1 단위 유니트(UT1)의 중앙(프리즘 패턴(310)의 산부(311)와 오버랩된 영역)에 중첩된 제2 단위 유니트(UT2)는 제1 단위 유니트(UT1)에 완전히 포개져 그 형상이 소멸되고, 그에 따라 해당 영역에서의 중첩 패턴은 제1 단위 유니트(UT1)만으로 구성될 수 있다. 반면, 제1 단위 유니트(UT1)의 사이인 프리즘 패턴(310) 골부(312) 상에 중첩된 제2 단위 유니트(UT2)는 프리즘 패턴(310) 사이의 골부(321) 상에 실질적인 형상을 가지며 잔류할 수 있다. 즉, 제2 단위 유니트(UT2)의 잔류 형상의 크기는 제1 단위 유니트(UT1)에 중첩되는 위치에 따라 상이하며, 제1 단위 유니트(UT1)의 프리즘 패턴(310) 산부(311)에서 최소이고, 제1 단위 유니트(UT1)의 프리즘 패턴(310) 골부(312)에서 최대일 수 있다.

예시적인 실시예에서, 중첩 광학 패턴층(300)은 프리즘 패턴(310)에 마이크로 렌즈(320)가 합성되어 있는 형상을 갖는다. 따라서, 광학 시트(11)는 프리즘 패턴(310)의 광 변조 기능 뿐만 아니라, 마이크로 렌즈(320)의 광 변조 기능을 모두 나타낼 수 있다. 즉, 하나의 층에 2 이상의 광학 패턴(310, 320 참조)이 복합화되어 있어, 하나의 패턴층으로도 복수의 광 변조 기능을 수행하는 복합 광학 시트의 기능을 할 수 있다. 하나의 패턴층 내에서 복합 광변조 기능이 발휘되므로, 정밀한 패턴 배열이 가능하고 조립이 간편하다. 또, 기재나 결합층 등이 생략됨으로써, 휘도가 개선될 수 있다. 또한, 상술한 것처럼, 중첩 광학 패턴층(300)은 프리즘 패턴(310)의 연장 방향과 마이크로 렌즈(320)의 배열 방향은 틸트되어 있다. 따라서, 모아레 현상을 방지하거나 최소화할 수 있다.

상술한 광학 시트(11)는 하나의 몰드를 이용해 제조될 수 있다. 예를 들어, 몰드에 제1 광학 패턴 유니트(301)를 1차 가공하고, 이어서 제2 광학 패턴 유니트(302)를 2차 가공함으로써 얻어지는 몰드를 이용할 수 있다. 구체적인 제조 방법이나 다양한 변형예들은 당업자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이므로, 그 설명을 생략하기로 한다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 시트의 단면도이다. 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 광학 시트(12)는 다른 기재와 광학 패턴을 더 포함하는 점이 도 1 내지 도 3의 실시예와 상이한 점이다.

구체적으로 설명하면, 제1 기재(201) 상에 중첩 광학 패턴층(300)이 형성된 점은 도 1 내지 도 3의 실시예와 동일하다. 여기서, 제1 기재(201)는 도 1 내지 도 3의 기재(200)와 대응된다.

중첩 광학 패턴층(201) 상부에 제2 기재(330)가 배치된다. 제2 기재(330)는 제1 기재(201)와 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 제2 기재(330) 하면에는 결합층(350)이 형성될 수 있다. 결합층(350)은 결합성 물질층, 예컨대, 접착층, 점착층, 또는 수지층으로 이루어질 수 있다. 상기 접착층을 구성하는 물질의 예로는 실리콘계, 우레탄계, 실리콘-우레탄 하이브리드 구조의 SU폴리머, 아크릴계, 이소시아네이트계, 폴리비닐알코올계, 젤라틴계, 비닐계, 라텍스계, 폴리에스테르계, 수계 폴리에스테르계 등으로 분류되는 고분자 물질을 함유하는 고투명 접착제를 들 수 있다.

결합층(350)에는 중첩 광학 패턴층(330)의 첨단의 적어도 일부가 결합할 수 있다. 예를 들어, 중첩 광학 패턴층(330)에서 가장 돌출된 부분, 즉 제1 단위 유니트(UT1)인 프리즘 패턴(310)으로부터 유래하는 프리즘 산부(311)가 결합층 내(350)에 적어도 부분적으로 침투하여 결합할 수 있다. 결합층(350)과 그에 침투되지 않은 중첩 광학 패턴층(300) 사이에는 저굴절 영역, 예컨대 공기층(AG)이 개재될 수 있다.

제2 기재(330)의 상부에는 광변조층(340)이 형성될 수 있다. 광변조층(340)은 프리즘층, 마이크로 렌즈층, 렌티큘러층, 확산 패턴층 등일 수 있다. 더 나아가, 광변조층으로, 도 1 내지 도 3에서 예시한 바와 같은 중첩 광학 패턴층이 적용될 수도 있다. 도면에서는 광변조층(340)으로 마이크로 렌즈(341)층이 적용된 경우가 예시되어 있다.

광변조층(340)에 적용된 마이크로 렌즈(341)들은 하부의 중첩 광학 패턴층(300)의 제2 광학 패턴 유니트(302)의 마이크로 렌즈(320)와 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다. 다만, 그 크기 및 배열은 상이할 수 있다. 모아레를 방지하기 위해 광변조층(340)의 단위 유니트인 마이크로 렌즈(320)의 배열 방향은 하부의 중첩 광학 패턴층(330)의 프리즘 연장 방향 및 마이크로 렌즈(320)의 배열 방향과 틸트될 수 있다. 하부의 중첩 광학 패턴층(330) 프리즘 연장 방향과 마이크로 렌즈(320)의 배열 방향에 대한 광변조층(340)의 마이크로 렌즈(341) 틸트각 절대값의 최소값은 10 내지 30° 사이에서 결정될 수 있다.

본 실시예의 경우, 중첩 광학 패턴층(300) 뿐만 아니라, 상부의 광변조층(340)을 통해서도 광변조가 수행될 수 있으므로, 일체화된 광학 시트(12)에 더 다양한 광변조 기능을 부여할 수 있다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학 시트의 단면도이다. 도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 광학 시트(13)는 제2 기재 및 결합층이 생략되고, 광변조층이 중첩 광학 패턴층에 직접 결합하는 점이 도 9의 실시예와 상이한 점이다.

도 10을 참조하면, 중첩 광학 패턴층에서 가장 돌출된 부분, 즉 제1 단위 유니트(UT1)인 프리즘 패턴(310)으로부터 유래하는 프리즘 산부(311)가 광변조층(340)의 저면에 부분적으로 침투되거나 융착되어 결합할 수 있다. 본 실시예의 경우, 제2 기재 및 결합층 없이 광변조층(340)과 중첩 광학 패턴층(300)이 직접 결합하므로, 광학 시트(13)의 박형화가 이루어질 뿐만 아니라, 휘도도 더욱 개선될 수 있다.

이상에서 설명한 광학 시트들은 광원 어셈블리나 이를 포함하는 액정 표시 장치 등에 채용되어, 광 효율을 증진시키는데 사용될 수 있다. 광원 어셈블리는 램프가 하부에 위치하는 직하형 광원 어셈블리, 램프가 사이드에 위치하는 에지형 광원 어셈블리 등으로 분류되는데, 본 발명의 실시예들에 따른 광학 시트는 어떠한 종류의 광원 어셈블리에도 채용가능하다. 또, 액정 패널의 아래쪽에 배치되는 백라이트(back light) 광원 어셈블리나 액정 패널의 위쪽에 배치되는 프론트 라이트(front light) 광원 어셈블리에도 적용가능하다. 이하에서는 다양한 적용예의 일예로서, 도 2의 실시예에 따른 광학 시트가 에지형 광원 어셈블리를 포함하는 액정 표시 장치에 적용된 경우를 예시한다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.

도 11을 참조하면 액정 표시 장치(700)는 광원 어셈블리(400), 및 액정 패널 어셈블리(500)를 포함한다.

광원 어셈블리(400)는 광원(410), 광원(410)으로부터 출사된 빛을 가이드하는 도광판(420), 도광판(420)의 하측에 배치된 반사 필름(315), 및 도광판(420)의 상측에 배치되어, 출사된 빛의 광학적 특성을 변조하는 광학 시트(11)를 포함한다.

광원(410)은 도광판(420)의 양 사이드에 배치된다. 광원(410)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. 다른 실시예에서, 광원(410)은 도광판(420)의 일측에만 배치될 수도 있다.

도광판(420)은 광원(410)으로부터 출사된 빛을 내부 전반사를 통해 이동시키다가 도광판(420) 하면에 형성된 산란패턴 등을 통해 상측으로 출사시킨다. 도광판(420)의 아래에는 반사 필름(415)이 배치되어, 도광판(420)으로부터 아래로 출사된 빛을 상부로 반사한다.

도광판(420)의 상부에는 광학 시트(11)가 배치된다. 광학 시트(11)에 대해서는 앞서 상세히 설명하였으므로, 중복 설명은 생략한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트(11)가 적용됨에 따라, 광원 어셈블리(410) 및 액정 표시 장치(700)의 두께가 감소할 수 있다. 광학 시트(11)의 위 또는 아래에는 다른 광학 시트들이 더 배치될 수도 있다. 예를 들어, 입사된 빛을 확산시키는 확산 필름, 입사된 빛을 집광하는 프리즘 시트, 입사된 원편광을 일부 반사하는 액정 필름, 원편광 빛을 선형 편광으로 변환시키는 위상차 필름, 반사편광필름, 및/또는 보호 필름을 더 설치할 수 있다.

광원(410), 도광판(420), 반사 필름(415), 및 광학 시트(11)는 바텀 샤시(440)에 의해 수납될 수 있다.

액정 패널 어셈블리(500)는 제1 표시판(511), 제2 표시판(212) 및 그 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함하며, 제1 표시판(411) 및 제2 표시판(412)의 표면에 각각 부착된 편광판(미도시)을 더 포함할 수 있다.

액정 표시 장치(700)는 액정 패널 어셈블리(500)의 테두리를 덮으며, 액정 패널 어셈블리(500) 및 광원 어셈블리(300)의 측면을 감싸는 탑 샤시(500)를 더 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 광원 어셈블리는 본 발명의 일 실시예들에 따른 광학 시트가 적용됨으로써, 복수의 광변조 특성을 효과적으로 나타낼 수 있고 휘도가 개선될 수 있다. 따라서, 광원 어셈블리의 두께를 줄일 수 있고, 조립 공정을 단순화시킬 수 있다. 그에 따라, 이러한 광원 어셈블리를 포함하는 액정 표시 장치의 화질이 개선될 수 있다.

이하의 제조예 및 실험예를 통하여 본 발명의 다양한 실시예들이 더욱 상세히 설명된다.

<제조예 1 내지 9>

기재 상에 형성된 중첩 광학 패턴층을 포함하는 광학 시트를 제조하였다. 중첩 광학 패턴층은 제1 광학 패턴 유니트(301)로 프리즘 패턴을 적용하고, 제2 광학 패턴 유니트(302)로 마이크로 렌즈 패턴의 정배열 패턴을 적용하였고, 이들을 중첩시킨 패턴으로 형성하였다. 제1 광학 패턴 유니트(301)의 프리즘 패턴의 폭은 70㎛로, 높이는 35㎛로 설정하였다. 제2 광학 패턴 유니트(302)의 마이크로 렌즈 패턴은 각각 밑면이 대략 정육각형 형상이고 밑면의 폭은 장폭과 단폭이 각각 35㎛ 및 30㎛이고, 밑면으로부터 볼록한 곡면을 갖도록 설정하였다. 마이크로 렌즈 패턴의 높이는 14㎛로 설정하였다.

중첩 광학 패턴층은 그와 역상의 몰드를 이용하여 경화성 수지를 전사시켜 형성하였다. 제조예별로 프리즘 패턴의 연장 방향과 마이크로 렌즈의 연장 방향이 이루는 각도를 각각 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45°로 변화시켜 광학 시트를 제조하였다.

<실험예>

상술한 제조예 1 내지 9에 따른 광학 시트를 백라이트 유닛에 장착한 후, 모아레 현상, 휘도, 및 반치각을 측정하였다. 모아레 현상은 육안으로 관찰하였을 때, 모아레 무늬가 인식되는 정도를 상대적으로 비교하였다. 휘도는 전방으로 출사되는 총 휘도를 측정하였다. 반치각은 광학 시트의 상방을 기준으로 총 휘도의 50%가 출사되는 각도를 측정하였다. 반치각은 백라이트 유닛의 장변 방향인 동일한 X축 방향과 백라이트 유닛의 단변 방향인 Y축 방향에 대해 각각 별도로 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

	틸트 각도(°)	모아레	휘도(nit)	반치각(°)
	틸트 각도(°)	모아레	휘도(nit)	X축	Y축
제조예 1	0	최대	4068	42.18	42.58
제조예 2	5	대	4070	42.20	42.61
제조예 3	10	중	4074	42.22	42.63
제조예 4	15	중소	4081	42.26	42.68
제조예 5	20	최소	4086	42.31	42.70
제조예 6	25	최소	4097	42.21	42.65
제조예 7	30	중소	4091	42.19	42.62
제조예 8	40	대	4074	42.18	42.58
제조예 9	45	최대	4070	42.17	42.58

상기 표 1을 참조하면, 틸트 각도가 10 내지 30°의 범위에서 모아레 현상이 감소하며, 그 범위 내에서 우수한 휘도 특성과 반치각을 나타냄을 알 수 있다.

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.

11: 광학 시트
200: 기재
300: 중첩 광학 패턴층
301: 제1 광학 패턴 유니트
302: 제2 광학 패턴 유니트
340: 광변조층
350: 결합층

Claims

기재;
상기 기재 상에 형성되며, 제1 광학 패턴 유니트 및 제2 광학 패턴 유니트의 중첩 패턴을 포함하는 중첩 광학 패턴층을 포함하되,
상기 제1 광학 패턴 유니트는 각각 인접 배치되고 반복 배열된 복수의 제1 단위 유니트를 포함하고,
상기 제2 광학 패턴 유니트는 각각 인접 배치되고 반복 배열된 복수의 제2 단위 유니트를 포함하며,
상기 제1 단위 유니트는 일 방향으로 연장된 형상을 갖고,
상기 제1 단위 유니트의 연장 방향과 상기 제2 단위 유니트가 인접하여 반복되는 배열 방향이 이루는 최소의 각도는 10 내지 30도인 광학 시트.
제1 항에 있어서,
상기 중첩 패턴은 상기 제1 광학 패턴 유니트와 상기 제2 광학 패턴 유니트의 합집합으로 표현되는 패턴인 광학 시트.
제1 항에 있어서,
상기 제1 단위 유니트는 프리즘 패턴인 광학 시트.
제3 항에 있어서,
상기 제2 단위 유니트는 마이크로 렌즈인 광학 시트.
제4 항에 있어서,
상기 마이크로 렌즈는 밑면이 육각형인 광학 시트.
제5 항에 있어서,
상기 제2 단위 유니트는 상기 육각형의 각 변에 수직인 3개의 방향으로 반복 배열되는 광학 시트.
제4 항에 있어서,
상기 프리즘 패턴의 높이는 상기 마이크로 렌즈의 높이보다 큰 광학 시트.
제7 항에 있어서,
상기 프리즘 패턴의 폭은 상기 상기 마이크로 렌즈의 폭보다 큰 광학 시트.
제1 항에 있어서,
상기 제1 광학 패턴 유니트로부터 유래하는 부분과 상기 제2 광학 패턴 유니트로부터 유래하는 부분은 동일한 물질로 이루어지는 광학 시트.
제1 항에 있어서,
상기 중첩 광학 패턴층 상에 형성된 광변조층을 더 포함하는 광학 시트.
제10 항에 있어서,
상기 광변조층 단위 유니트의 반복 배열 방향은 상기 제1 단위 유니트의 연장 방향에 대해 틸트되어 있는 광학 시트.
제11 항에 있어서,
상기 광변조층 단위 유니트의 반복 배열 방향은 상기 제2 단위 유니트의 반복 배열 방향에 대해 틸트되어 있는 광학 시트.
제12 항에 있어서,
상기 광변조층 단위 유니트의 반복 배열 방향과 상기 제1 단위 유니트의 연장 방향 및 상기 제2 단위 유니트의 반복 배열 방향이 이루는 최소의 각도는 10 내지 30도인 광학 시트.
제1 광학 패턴 유니트 및 제2 광학 패턴 유니트의 중첩 패턴을 포함하는 중첩 광학 패턴층을 포함하되,
상기 제1 광학 패턴 유니트는 인접 배치되고 반복 배열된 제1 단위 유니트를 포함하고,
상기 제2 광학 패턴 유니트는 인접 배치되고 반복 배열된 제2 단위 유니트를 포함하며,
상기 제1 단위 유니트의 반복 배열 방향과 상기 제2 단위 유니트의 반복 배열 방향은 상이한 광학 시트.
제14 항에 있어서,
상기 제1 단위 유니트의 반복 배열 방향과 상기 제2 단위 유니트의 반복 배열 방향이 이루는 각도의 최소값은 10 내지 30도인 광학 시트.
제14 항에 있어서,
상기 제1 단위 유니트는 프리즘 패턴이고, 상기 제2 단위 유니트는 마이크로 렌즈인 광학 시트.
제1 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 따른 광학 시트를 포함하는 광원 어셈블리.
제1 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 따른 광학 시트를 포함하는 액정 표시 장치.