KR101712088B1

KR101712088B1 - 광학시트 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101712088B1
Application number: KR1020100115818A
Authority: KR
Inventors: 김승모; 최진성; 김동훈; 정승환
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2010-11-19
Publication date: 2017-03-06
Also published as: US20140085868A1; US8616753B2; US20120127697A1; KR20120054443A; US8882325B2

Abstract

광학시트는 베이스 시트, 베이스 시트의 전면에 형성된 다수의 제1 패턴 및 베이스 시트의 후면에 형성된 다수의 제2 패턴을 포함한다. 제1 패턴들은 베이스 시트의 전면으로부터 돌출되고, 제2 패턴들의 상부는 베이스 시트의 후면과 접촉하고, 외부로 노출된 하면을 포함한다. 상기 광학시트는 1매의 베이스 시트를 사용하므로, 기존의 프리즘 시트보다 생산 원가를 절감할 수 있다.

Description

광학시트 및 그 제조 방법{OPTICAL SHEET AND MANUFATURING METHOD THE SAME}

본 발명은 광학시트 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정표시장치용 광학시트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

액정표시장치는 인가전압에 따른 액정의 투과도의 변화를 이용하여 영상 이미지를 표시한다. 상기 액정표시장치는 백라이트 유닛 및 액정패널을 포함한다.

상기 백라이트 유닛은 상기 액정패널로 광을 공급한다. 상기 백라이트 유닛은 광을 공급하는 광원 및 상기 광의 형태 또는 경로를 변환시키는 다수의 광학시트들을 포함하고, 상기 광학시트들은 상기 액정패널로 제공되는 광의 휘도를 높이기 위해 이용된다.

최근, 상기 액정표시장치의 슬림화 및 저 소비전력이 요구되고 있고, 이와 더불어 가격 경쟁력을 높이기 위해 원가를 절감시키면서 휘도를 높일 수 있는 백라이트 유닛이 개발되고 있다.

본 발명의 목적은 원가를 절감시키고 신뢰성을 향상시킨 광학시트를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 광학시트를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 양상에 따른 광학시트는 베이스 시트와 상기 베이스 시트의 전면에 형성된 다수의 제1 패턴 및 상기 베이스 시트의 후면에 접촉하는 다수의 제2 패턴을 포함한다.

상기 제1 패턴들은 상기 베이스 시트의 전면으로부터 돌출된다. 일 예로, 상기 제1 패턴들은 제1 방향으로 연장된 프리즘 산의 형태를 가질 수 있다.

상기 제2 패턴들은 상기 베이스 시트의 후면에 접촉하고 외부에 노출된 하면을 갖는다. 상기 제2 패턴들의 하면은 서로 연결되어 있다. 일 예로, 상기 제2 패턴들은 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 연장된 프리즘 산의 형태를 가질 수 있다. 상기 광학시트는 상기 제2 패턴들의 하면에 형성되어 상기 제2 패턴들의 박리를 방지하는 보호층을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양상에 따른 광학시트 제조방법은 보조 베이스 시트의 일면에 다수의 제2 패턴을 형성하고, 베이스 시트 전면에 다수의 제1 패턴을 형성한다. 다음으로, 상기 베이스 시트의 후면에 접착층을 형성하고 상기 베이스 시트에 상기 보조 베이스 시트를 합착시킨다. 이후, 상기 보조 베이스 시트를 제거한다.

상기 보조 베이스 시트 상에 형성되는 제2 패턴은 상부가 잘리고 상기 제2 방향으로 연장된 프리즘 산의 형태를 가질 수 있다. 상기 보조 베이스 시트 상에 제2 패턴들을 형성하기 이전에 상기 보조 베이스 시트의 일면에 상기 제2 패턴들을 탈착시키는 이형층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 제2 패턴의 형성시, 상기 제2 패턴의 하면에 상기 제2 패턴의 박리를 방지하는 보호층을 함께 형성할 수 있다.

이와 같은 광학시트는 1매의 베이스 시트를 사용하므로, 생산 단가를 절감할 수 있다.

또한, 상기 광학 시트는 단면상에서 상기 베이스 시트를 중심으로 상기 제1 및 제2 패턴들이 대칭을 이루며 형성된다. 따라서, 상기 패턴층과 상기 베이스 시트의 열 팽창 계수 차이에 따른 상기 베이스 시트의 컬(Curl) 또는 시트 움 등의 발생을 방지할 수 있고, 그 결과, 상기 광학시트의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 제2 패턴들의 하부에 상기 베이스 시트와 다른 물질로 이루어지고, 상기 제2 패턴들보다 두께가 얇은 보호층을 구비함으로써, 상기 제2 패턴들의 박리를 방지할 수 있어 상기 광학시트의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학시트를 포함한 표시장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학시트를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 III-III' 선에 따른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학시트를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 IV-IV'선에 따른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학시트를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광학시트를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 광학시트를 도시한 사시도이다.
도 9은 본 발명의 제6 실시예에 따른 광학시트를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제7 실시예에 따른 광학시트를 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제8 실시예에 따른 광학시트를 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제8 실시예에 따른 광학시트를 도시한 사시도이다.
도 13a 내지 도 13e는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학시트의 제조방법을 도시한 단면도이다.
도 14a 내지 도 14e는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학시트의 제조방법을 도시한 단면도이다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 광학시트를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 여기서, 설명의 편의상 본 발명의 실시예에 따른 광학시트가 사용된 표시 장치를 먼저 설명하고, 그 다음 상기 광학시트를 상세하게 설명하기로 한다. 또한, 이하의 설명에서는, 표시 장치 중 액정 표시 장치를 일 실시예로서 설명한다.

본 명세서의 실시예들에 대해 참조된 도면은 도시된 형태로 한정하도록 의도된 것이 아니며, 그와는 달리, 청구항에 의해 정의된 본 발명의 원리 및 범위 내에 있는 모든 변형, 등가물, 및 대안들을 포함하도록 의도된 것이다. 도면에서는 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 일부 구성요소의 스케일을 과장하거나 축소하여 나타내었다. 명세서 전체에 걸쳐 유사한 참조 부호는 유사한 구성 요소를 지칭한다. 또한, 설명의 편의를 위해 표시 패널을 기준으로 영상이 표시되는 방향을 '상부', '전방' 또는 '전면 방향', 그 반대 방향을 '하부', '후방' 또는 '배면 방향'으로 하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학시트를 포함한 표시장치를 나타낸 분해 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 상부 커버(110), 하부 커버(190), 상기 상부 커버(110) 및 하부 커버(190) 사이에 순차적으로 표시 패널(120), 상기 표시 패널(120)을 지지하는 몰드 프레임(130) 및 상기 표시 패널(120)에 광을 공급하는 백라이트 유닛을 포함한다.

상기 상부 커버(110)는 상기 표시 패널(120)의 전면 가장자리를 지지한다. 상기 상부 커버(110)에는 상기 표시 패널(120)의 표시 영역을 노출시키는 표시창(111)을 갖고, 상기 상부커버(110)의 측면에는 상기 하부커버(190)와 결합하기 위한 나사공(미도시) 등의 결합수단이 마련되어 있다. 상기 하부커버(190)는 표시 패널(120) 및 백라이트 유닛을 수납한다.

상기 표시 패널(120)은 상기 표시장치(100)의 전방으로 영상을 표시한다. 도 1에 도시된 표시 패널(120)은 액정표시패널이지만, 영상을 표시할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다.

상기 표시 패널(120)은 제1 기판(121), 상기 제1 기판(121)에 대향되는 제2 기판(122) 및 상기 제1 및 제2 기판(121, 122) 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함한다. 상기 제1 기판(121) 상에는 화소전극이 구비되고, 상기 제2 기판(122) 상에는 공통전극이 구비된다. 상기 표시 패널(120)은 상기 화소전극과 상기 공통전극에 인가된 전압들의 차로 액정층 내의 액정 분자의 배열을 변화시킴으로써, 전방으로 영상을 표시한다. 상기 제1 기판(121) 상에는 박막 트랜지스터가 더 구비되고, 상기 제2 기판(122) 상에는 컬러필터가 더 구비될 수 있다.

상기 몰드 프레임(130)은 상기 표시 패널(120)의 하부에 구비되어 상기 표시 패널(120)을 지지한다. 상기 몰드 프레임(130)은 상기 표시 패널(120)의 가장자리를 따라 구비되며, 대략적으로 사각의 고리 형상을 갖는다.

상기 몰드 프레임(130)의 하부에는 상기 표시 패널(120)로 광을 제공하는 백라이트 유닛이 구비된다. 상기 백라이트 유닛은 광원들(170), 반사 시트(180), 광학시트(150), 확산 시트(160) 및 보호 시트(140)를 포함한다.

상기 광원들(170)은 광을 출력한다. 도 1에서는 상기 광원들(170)을 표시 패널(120) 뒷면 전체에 배치하였으나 이에 한정되는 것은 아니고 상기 광원들(170)은 가장자리에만 구비될 수도 있다. 도 1에서, 상기 광원들은 발광 다이오드(LED)들로 도시되었으나, 이에 한정되지 않고 냉음극형광램프(CCFL), 외부전극형광램프 또는 열음극형광램프 일 수 있다.

상기 반사 시트(180)는 상기 광원들(170)의 하부에 구비되고, 상기 표시 패널(120) 쪽이 아닌 다른 방향으로 진행하는 광을 반사시켜 광의 경로를 변경시킨다.

상기 확산 시트(160)는 상기 광원들(170) 상부에 구비되어, 상기 확산 시트(160)로 입사된 광들을 확산시킨다.

상기 광학시트(150)는 상기 확산 시트(160)의 상부에 구비되어 상기 확산 시트(160)에서 확산된 광을 상기 표시 패널(120)에 수직한 방향으로 집광한다. 상기 광학시트(150)의 구체적인 내용에 대해서는 후술한다.

상기 보호 시트(140)는 상기 광학시트(150)의 상부에는 구비되어 상기 광학시트(150)를 보호한다. 상기 백라이트 유닛에서, 상기 보호 시트(140)는 생략될 수 있으며, 상기 보호 시트(140)의 대신에 편광 필름 또는 휘도 향상 필름들이 더 포함될 수 있다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학시트(150)를 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2의 III-III' 선에 따른 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 광학시트(150)는 베이스 시트(153), 다수의 제1 패턴(154) 및 다수의 제2 패턴(152)을 포함한다.

상기 베이스 시트(153)는 전면(153F)과 상기 전면(153F)에 대향하는 후면(153R)을 갖고, 직사각형의 판형을 갖는다. 상기 베이스 시트(153)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하는 고분자 수지로 형성될 수 있고, 상기 베이스 시트(153)의 두께는 125~250㎛일 수 있다.

상기 제1 패턴들(154)은 상기 전면(153F)에 구비된다. 상기 제1 패턴들(154)은 상기 전면(153F)로부터 상기 전면(153F)의 법선 방향으로 돌출되어 구비된다. 상기 제1 패턴들(154) 각각은 제1 방향(D1)으로 연장되고, 프리즘 산 형태를 갖는다. 상기 제1 패턴들(154)의 피치(P1), 즉, 상기 각각의 프리즘산이 상기 베이스 시트(153)에 접하는 변의 길이는 약 50㎛~100㎛ 정도일 수 있다. 상기 제1 패턴들(152)은 아크릴계의 고분자 수지로 형성될 수 있다. 상기 각각의 프리즘산의 높이는 약 25~30㎛ 정도 일 수 있다.

상기 제1 패턴들(154)은 상기 제1 패턴들(154)로 입사한 광들을 집광하기 위한 패턴이다. 상기 제1 패턴들(154)의 프리즘 산의 방향이 상기 제1 방향(D1)으로 길게 연장되었으므로 상기 제1 방향(D1)에 수직한 방향, 즉 상기 제2 방향(D2)으로 집광이 일어난다.

상기 제2 패턴들(152)은 상기 베이스 시트(153)의 후면(153R)에 구비된다.

상기 제2 패턴들(152) 각각은 상기 제1 방향(D1)에 수직한 제2 방향(D2)으로 연장되어 길게 형성된 프리즘 산으로 형성된다. 여기서, 상기 제2 패턴들(152) 각각은 상기 베이스 시트(153)와 용이하게 접착되도록 하기 위해서, 상기 후면(153R)과 평행한 상면(152T)을 가지도록 상부가 일부 잘려져 있다. 상기 제2 패턴(152) 각각을 편의상 프리즘 산이라고 지칭하였으나, 실질적으로는 상기 제2 패턴(152) 각각의 상기 제2 방향(D2)에 수직한 면에 따른 단면은 삼각형이 아닌 사다리꼴에 해당한다. 상기 제1 패턴들(152)은 아크릴계의 고분자 수지로 형성될 수 있고 상기 제2 패턴들(152)의 하면(152B)에는 별도의 베이스 시트가 구비되지 않는다. 따라서, 상기 제2 패턴들(152)의 하면은 외부에 노출되고, 공기 또는 상기 베이스 시트(153)가 아닌 광학시트 하부에 구비되는 다른 시트들과 접촉한다.

상기 제2 패턴들(152) 각각의 상면(152T)는 상기 후면(153R)에 접촉하고, 상기 제2 패턴들(152) 각각의 하면(152B)은 서로 연결되어 있다. 여기서 상기 하면(152B)의 상기 제1 방향(D1)으로의 폭은 상기 상면(152T)의 상기 제1 방향(D1)으로의 폭보다 길다.

상기 제2 패턴들(152)의 피치(P2), 즉, 상기 각각의 프리즘산의 하면(152B)의 상기 제1 방향(D1)으로의 폭은 약 50㎛~100㎛ 정도로 형성할 수 있다. 상기 제2 패턴들(152)의 피치(P2)는 집광 효율을 높일 수 있도록 상기 제1 패턴(154)들의 피치(P1)보다 크게 형성된다. 상기 제2 패턴들(152)의 높이(H1)는 상기 제1 패턴들(151)과 마찬가지로 25~30㎛ 일 수 있다.

상기 제2 패턴들(152)은 상기 제2 패턴들(152)로 입사한 광들을 전면 방향으로 집광하기 위한 패턴이다. 상기 제2 패턴들(152)의 상기 프리즘 산이 제2 방향(D2)으로 길게 연장되었으므로 상기 제2 방향(D2)에 수직한 상기 제1 방향(D1)으로의 집광된다.

상술한 바에 따르면, 상기 광원(170)으로부터 출사된 광은 상기 제2 패턴들(154)과 상기 제1 패턴들(152)을 거쳐 서로 수직한 상기 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)으로 모두 집광되며, 그 결과 상기 광학시트(150)에 입사된 대부분의 광은 상기 표시 패널(120)로 제공될 수 있다.

상기 베이스 시트(153)의 하면(153R)에는 상기 제2 패턴들(152)을 상기 베이스 시트(153)에 접착시키기 위한 접착층(157)이 형성된다. 도 3에서 상기 접착층(157)은 상기 제2 패턴들(152)의 상부를 감싸서 상기 제2 패턴들(152)을 베이스 시트(153)의 하면(153R)에 고정시킨다.

상기 접착층(157)은 약 0.1㎛~5㎛ 정도의 두께를 가질 수 있고, 아크릴계, 폴리에스테르계, 폴리카보네이트계 고분자 수지 등이 1종 이상 포함된 고분자 수지로 형성될 수 있다. 상기 접착층(157)은 상기 접착층(157)을 투과하는 광이 확산될 수 있도록 유기계 또는 무기계의 확산제가 1종 이상 포함될 수 있다. 도시하지는 않았으나, 접착층(157)의 일부가 상기 베이스 시트(153)의 후면(153R)과 상기 각 제2 패턴들(152)의 상면(152T) 사이에 잔존하여, 상기 베이스 시트(153)와 상기 제2 패턴들(152) 간의 접착력을 증가시킬 수 있다.

상기 제2 패턴들(152) 사이의 공간에는 공기층(159)이 형성된다. 스넬의 법칙(Snell's law)에 따르면 두 매질간의 굴절률의 차이가 클수록 투과광의 굴절률이 커지는데 공기는 다른 물질에 비해 큰 굴절률을 가지므로, 상기 공기층(159)에 의해 상기 광학시트(150)의 집광효과를 높힐 수 있다. 상기 공기층(159)의 높이(H2)는 상기 제2 패턴들(152)의 높이(H1) 보다 작은 값을 가지며, 도 3에서는 상기 제2 패턴들(152)의 높이(H1)에서 상기 접착층(157)의 높이의 차이에 해당한다. 상기 접착층(157)은 약 0.1㎛~5㎛의 높이를 가지므로, 상기 공기층(159)의 높이(H2)는 상기 제2 패턴들(152)의 높이(H1)의 75% 이상의 값을 갖는다.

상기한 구조를 갖는 광학시트(150)는 기존의 프리즘 시트보다 큰 집광 효과를 얻을 수 있다. 상기 제1 실시예에 따른 광학시트(150)는 서로 수직한 방향으로 형성된 제1 패턴들(154) 및 제2 패턴들(152)을 가짐으로써 상기 광학시트 (150)의 후면으로부터 전면 방향으로 투과되는 광을 상기 제1 방향(D1) 또는 상기 제2 방향(D2)으로 집광시킨다. 또한, 상기 제2 패턴들(152) 사이에 큰 굴절률을 갖는 공기층(159)을 형성함으로써, 상기 광학시트(150)를 투과하는 투과광의 집광효과를 높힐 수 있다.

상기 광학시트(150)는 상기 광학시트(150)는 1매의 베이스 시트(153)를 사용하므로 생산 단가를 절감할 수 있다. 그리고, 상기 광학시트(150)의 구조에 따르면, 상기 제1 및 제2 패턴(154, 152)이 형성된 층과 베이스 시트(153)가 형성된 층의 열 팽창 계수의 차이에 따른 상기 베이스 시트(153)의 컬(Curl) 또는 시트 움 등의 불량이 발생하는 것을 막을 수 있다. 그 결과, 상기 광학시트(150)의 신뢰성이 향상된다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학시트(150)를 도시한 사시도이며, 도 5는 도 4의 IV-IV'선에 따른 단면도이다. 본 발명의 제2 실시예에서는 중복된 설명을 피하기 위하여 상기 도 1 내지 도 3을 참조하여, 상기 제1 실시예와 다른 점을 위주로 설명한다. 이하, 동일한 번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

도 4와 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학시트(250)는 베이스 시트(153), 다수의 제1 패턴(154), 다수의 제2 패턴(152) 및 보호층(155)을 포함한다. 상기 보호층(155)은 상기 다수의 제2 패턴들(152)의 하면을 모두 커버할 수 있도록 상기 제2 패턴들(152)의 하면에 전면적으로 형성된다.

상기 제2 패턴들(152)은 하면(152B)만이 서로 연결되어 있으므로, 상기 제2 패턴들(152)은 충격이 가해지면 상기 베이스 시트(153)로부터 쉽게 박리될 수 있기 때문에, 상기 제2 패턴들(152)의 박리를 방지하기 위해 상기 보호층(155)이 상기 제2 패턴들(152)의 하면(152B)에 형성된다.

상기 보호층(155)은 아크릴 계의 고분자 수지 또는 폴리우레탄 등의 고분자 수지로 이루어질 수 있다. 또한 상기 보호층(155)은 상기 제2 패턴들(152)과 동일한 물질로 형성될 수 있으며, 상기 제2 패턴들(152)과 일체로 형성될 수 있다. 다시 말하면, 상기 보호층(155)은 상기 베이스 시트(153)와 다른 물질로 이루어진다.

상기 보호층(155)은 상기 제2 패턴들(152)을 충분히 지지하기 위해, 상기 보호층(155)은 최소 5㎛의 두께(H3)를 가져야 하고, 상기 제2 패턴들(152)의 높이(H1)의 25% 이상의 두께를 가져야 한다. 일 예로, 상기 제2 패턴들(152)이 약 25㎛~30㎛의 높이(H1)를 갖는 경우, 상기 보호층(155)은 약 5㎛~ 10㎛의 두께(H3)를 가질 수 있다. 상기 보호층(155)의 두께(H3)가 두꺼울수록 상기 제2 패턴들(152)의 박리를 좀더 잘 예방할 수 있으나, 공정상의 이유로 상기 제2 패턴들(152)의 높이(H1)보다 작은 값을 갖는 것이 좋다.

상기 제2 실시예의 광학시트(250)는 상기 제1 실시예의 광학시트(150)에 보호층을 더 포함하는 구조로, 상기 제1 실시예의 광학시트(150)와 마찬가지로 상기 베이스 시트(153)의 컬(Curl) 또는 시트 움 등의 불량이 발생하는 것을 막을 수 있고, 생산 단가를 절감할 수 있다. 또한, 상기 광학시트(250)는 상기 보호층(155)에 의해 상기 제2 패턴들(152)의 박리를 방지할 수 있으므로, 상기 제2 패턴들(152) 간의 결합력을 향상시킬 수 있다.

상기한 본 발명의 제1 및 제2 실시예에서는 상기 제1 패턴들(154) 및 상기 제2 패턴들(152) 각각을 프리즘 산의 형태로 형성하였으나, 상기 제1 패턴들(154) 및 상기 제2 패턴들(152)은 다른 형상으로 형성될 수 있다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학시트(350)를 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광학시트(450)를 도시한 단면도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학 시트(350)는 렌티큘러 형상의 제1 패턴들(354)을 갖는다. 상기 제1 패턴들(354)은 제1 실시예의 제1 패턴들(154)과 다른 집광 효율을 갖는다. 또한, 도시하지는 않았으나, 상기 제1 패턴들(354)은 렌티큘러 형상 대신 반원구, 반타원구, 피라미드 등의 형상을 가질 수 있다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 광학 시트(450)는 상면이 상기 베이스 시트(153)와 평행한 렌티큘러 형상의 제2 패턴들(452)을 가진다. 제3 실시예와 마찬가지로, 집광 정도를 조절하기 위해, 상기 제2 패턴들(452) 은 상부가 잘린 렌티큘러 형상 대신, 상부가 잘린 반원구, 상부가 잘린 반타원구, 상부가 잘린 피라미드, 반원구, 반타원구, 피라미드 등의 형상을 가질 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광학시트는 제1 및 제2 패턴들을 다양하게 형성함으로써, 집광 정도를 다양하게 조절할 수 있다. 그리고, 상기 제1 및 제2 패턴(154, 152)이 형성된 층과 베이스 시트(153)가 형성된 층의 열 팽창 계수의 차이에 따른 상기 베이스 시트(153)의 컬(Curl) 또는 시트 움 등의 불량이 발생하는 것을 막을 수 있다. 그 결과, 상기 광학시트(150)의 신뢰성이 향상된다.

도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 광학시트를 도시한 사시도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 광학시트(550)는 베이스 시트(153), 다수의 제1 패턴(154), 다수의 제2 패턴(152) 및 보호층을 포함한다. 상기 보호층은 상기 다수의 제2 패턴들(152)의 하부에 구비되고, 상기 제1 방향(D1)으로 연장되고 상기 제2 방향(D2)으로 배열되며, 막대 형태를 갖는 다수의 지지부(155-1, 155-2)를 포함한다.

상기 지지부들(155-1, 155-2)은 아크릴 계의 고분자 수지 또는 폴리우레탄 등의 고분자 수지로 이루어질 수 있다. 상기 지지부들(155-1, 155-2)은 상기 제2 패턴들(152)과 동일한 물질로 형성될 수 있고, 상기 제2 패턴들(152)과 일체로 형성될 수 있다.

도 8에서는 상기 지지부들(155-1, 155-2)이 일정한 간격으로 상기 제2 패턴들(152) 하부에 구비되지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 광학시트(450)의 측면에만 구비될 수도 있다.

상기 제2 패턴들(152)을 충분히 지지하기 위해, 상기 제2 실시예의 보호층(155)과 마찬가지로 상기 지지부들(155-1, 155-2)은 최소 5㎛의 두께를 가져야 하고, 상기 제2 패턴들(152)의 높이의 25% 이상의 두께를 가져야 한다. 일 예로, 상기 제2 패턴들(152)이 약 25㎛~30㎛의 높이를 갖는 경우, 상기 지지부들(155-1, 155-2)은 약 5㎛~ 10㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 지지부들(155-1, 155-2)의 두께가 두꺼울수록 상기 제2 패턴들(152)의 박리를 좀더 잘 예방할 수 있으나, 공정상의 이유로 상기 제2 패턴들(152)의 높이보다 작은 값을 갖는 것이 좋다.

상기 광학시트(550)는 1매의 베이스 시트(153)만을 사용하므로, 상기 베이스 시트(153)의 컬(Curl) 또는 시트 움 등의 불량이 발생하는 것을 막을 수 있고, 생산 단가를 절감할 수 있다. 또한, 상기 광학시트(550)는 상기 지지부들(155-1, 155-2)에 의해 상기 제2 패턴들(152)의 박리를 방지할 수 있으므로, 상기 제2 패턴들(152) 간의 결합력을 향상시킬 수 있다.

도 9은 본 발명의 제6 실시예에 따른 광학시트를 도시한 단면도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 광학시트(650)는 베이스 시트(153), 다수의 제1 패턴(154), 다수의 제2 패턴(152) 및 제2 접착층(156)을 포함한다. 상기 제2 접착층(156)은 다수의 제2 패턴들(152) 중 인접한 두 개의 제2 패턴들(152)의 사이에 구비되어 상기 제2 패턴들(152)의 단부들을 서로 연결한다. 구체적으로, 상기 제2 패턴들(152)은 프리즘 산의 형태를 갖는데, 상기 제2 접착층(156)은 상기 각 프리즘 산의 하부의 꼭지점들이 연결되는 지점을 커버하여, 상기 프리즘 산들(152)이 떨어지는 것을 방지한다.

상기 제2 접착층(156)은 상기 제2 패턴(152)을 상기 베이스 시트(153)에 고정시키는 접착층(157)과 동일한 물질로 구성될 수 있다. 즉, 상기 제2 접착층(156)은 아크릴계, 폴리에스테르계, 폴리카보네이트계 고분자 수지 등이 1종 이상 포함된 고분자 수지로 형성될 수 있다. 상기 접착층(157)은 상기 접착층(157)을 투과하는 광이 확산될 수 있도록 유기계 또는 무기계의 확산제가 1종 이상 포함될 수 있다. 상기 제2 접착층(156)은 약 0.1㎛~5㎛ 정도의 두께를 가질 수 있다.

상기 광학시트(650)는 1매의 베이스 시트(153)만을 사용하므로, 상기 베이스 시트(153)의 컬(Curl) 또는 시트 움 등의 불량이 발생하는 것을 막을 수 있고, 생산 단가를 절감할 수 있다. 또한, 상기 광학시트(650)는 상기 제2 접착층(156)에 의해 상기 제2 패턴들(152)의 박리를 방지할 수 있으므로, 상기 제2 패턴들(152) 간의 결합력을 향상시킬 수 있다.

도 10은 본 발명의 제7 실시예에 따른 광학시트를 도시한 단면도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 제7 실시예에 따른 광학시트(750)는 베이스 시트(153), 다수의 제1 패턴(154), 다수의 제2 패턴(152), 제2 접착층(156) 및 보호층(158)을 포함한다. 상기 제2 접착층(156)은 다수의 제2 패턴들(152) 중 인접한 두 개의 제2 패턴들(152)의 사이에 구비되어 상기 제2 패턴들(152)의 단부들을 서로 연결한다. 구체적으로, 상기 제2 패턴들(152)은 프리즘 산의 형태를 갖는데, 상기 제2 접착층(156)은 상기 각 프리즘 산의 하부의 꼭지점들이 연결되는 지점을 커버하여, 상기 프리즘 산들(152)의 박리를 방지한다.

상기 보호층(158)은 상기 제2 패턴들(152)의 하면에 구비되어, 상기 제2 패턴들(152)의 박리를 방지한다. 상기 보호층(158)은 상기 제 3 실시예에 따른 광학시트(350)에 구비된 보호층(155)과 동일한 물질로 구성되거나, 상기 제2 접착층(156)과 동일한 물질로 구성될 수 있다.

상기 광학시트(750)는 1매의 베이스 시트(153)만을 사용하므로, 상기 베이스 시트(153)의 컬(Curl) 또는 시트 움 등의 불량이 발생하는 것을 막을 수 있고, 생산 단가를 절감할 수 있다. 또한, 상기 광학시트(750)는 상기 제2 접착층(157) 및 보호층(158)에 의해 상기 제2 패턴들(152)의 박리를 방지할 수 있으므로, 상기 제2 패턴들(152) 간의 결합력을 향상시킬 수 있다.

도 11은 본 발명의 제8 실시예에 따른 광학시트를 도시한 사시도이고, 도 12는 본 발명의 제9 실시예에 따른 광학시트를 도시한 사시도이다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 제8 실시예에 따른 광학 시트(850)는 삼각 프리즘 형상의 제2 패턴들(152)을 갖고 상기 광학시트(850)는 상기 제2 실시예에 따른 광학시트(250)의 구조와 유사하므로, 다른 구성요소에 대한 구체적인 설명을 생략한다.

상기 광학시트(850)는 1매의 베이스 시트(153)만을 사용하므로, 상기 베이스 시트(153)의 컬(Curl) 또는 시트 움 등의 불량이 발생하는 것을 막을 수 있고, 생산 단가를 절감할 수 있다. 또한, 상기 광학시트(250)는 상기 제2 실시예에 따른 광학시트(250)와는 다르게 완전한 삼각 프리즘 형상을 가지므로, 상기 광학시트(250)에 비해 집광효율이 우수하다. 또한, 상기 보호층(155)에 의해 상기 제2 패턴들(152)의 박리를 방지할 수 있으므로, 상기 제2 패턴들(152)간의 결합력을 향상시킬 수 있다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 제9 실시예에 따른 광학 시트(950)는 삼각 프리즘 형상의 제2 패턴들(152)을 갖고, 상기 광학시트(850)는 상기 제5 실시예에 따른 광학시트(550)의 구조와 유사하므로, 다른 구성요소에 대한 구체적인 설명을 생략한다. 상기 광학시트(950)는 1매의 베이스 시트(153)만을 사용하므로, 상기 베이스 시트(153)의 컬(Curl) 또는 시트 움 등의 불량이 발생하는 것을 막을 수 있고, 생산 단가를 절감할 수 있다. 또한, 상기 광학시트(250)는 상기 제5 실시예에 따른 광학시트(550)와는 다르게 완전한 삼각 프리즘 형상을 가지므로, 상기 광학시트(550)에 비해 집광효율이 우수하다. 또한, 상기 지지부들(155-1, 155-2)에 의해 상기 제2 패턴들(152)의 박리를 방지할 수 있으므로, 상기 제2 패턴들(152)간의 결합력을 향상시킬 수 있다.

도 13a 내지 도 13e는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 시트(150)의 제조 방법을 도시한 단면도들이다. 이하 도 2, 도 3 및 도 13a 내지 도 13e를 참조하여 상기 제1 실시예에 따른 광학시트(150)의 제조방법에 대해 설명한다.

도 3 및 도 13a를 참조하면, 상기 제2 패턴들(152)을 형성하기 전에, 상기 제2 패턴들(152)이 형성될 보조 베이스 시트(151)의 일면에 상기 제2 패턴들(152)을 탈착 가능하게 하는 이형층(151P)을 형성한 상기 이형층(151P)은 상기 보조 베이스 시트(151)의 일면에 고분자 수지를 도포하여 형성할 수 있다.

그 다음, 도 13b에 도시된 것과 같이 상기 이형층(151P) 상에 상기 제2 패턴들(152)을 형성한다. 상기 제2 패턴들(152)은 압출법이나 소프트 몰딩법을 이용하여 형성할 수 있다.

우선, 상기 이형층(151P) 상에 UV 경화용 고분자 수지를 도포하고, UV를 조사하여 상기 고분자 수지를 반경화시켜, 고분자 수지층을 형성한다. 상기 고분자 수지는 UV 경화용 수지에 한정되는 것은 아니며, 열 경화용 수지일 수도 있다.

상기 압출법을 이용하여 상기 제2 패턴들(152)을 형성하는 경우, 먼저 상기 제2 패턴들(152)을 전사할 수 있는 마스터롤(미도시)을 준비한다. 상기 마스터롤의 표면에는 상기 제2 패턴들(152)에 대응하는 역패턴이 형성되어 있다. 상기 마스터롤은 원통 롤러의 형태로 구비된다. 상기 압출법을 이용하는 경우, 다이아몬드 바이트(bite)를 이용하여 축 방향으로 상기 원통 롤러의 표면을 긁어냄으로써 상기 원통 롤러의 표면에 상부가 잘려진 프리즘 산 패턴을 형성할 수 있다.

그 다음, 상기 마스터롤의 표면을 회전시켜가며 고분자 수지층이 형성된 상기 보조 베이스 시트(151) 상에 가압 접촉시킨다. 상기 마스터롤이 접촉됨에 따라 상기 제2 패턴들(152)이 상기 고분자 수지층에 전사되고, 상기 고분자 수지층을 경화시킴으로써 상기 보조 베이스 시트(151)의 일면에 상기 제2 패턴(152)들을 형성할 수 있다.

상기 소프트 몰딩법을 이용하여 상기 제2 패턴(152)들을 형성하는 경우에는 먼저 형성하고자 하는 패턴에 대응하는 역패턴이 형성된 마스터 몰드(미도시)를 준비한다. 그 다음 상기 고분자 수지층이 형성된 면에 상기 역패턴이 형성된 마스터 몰드를 가압 접촉킨다. 상기 마스터 몰드의 접촉에 의해 상기 역패턴이 상기 고분자 수지층에 전사되며, 상기 고분자 수지층를 경화시킴으로써 상기 보조 베이스 시트(151)의 일면에 상기 제2 패턴들(152)을 형성할 수 있다.

그리고, 상기 베이스 시트(153) 상에 상기 베이스 시트의 전면(153F)로부터 돌출된 상기 제1 패턴들(154)을 형성한다. 상기 제1 패턴들(154)은 상기 제2 패턴들(152)과 마찬가지로 상기 압출법이나 상기 소프트 몰딩법을 이용하여 상기 베이스 시트(153)의 전면(153F) 상에 형성한다. 상기 베이스 시트(153)의 전면(153F)에 UV 경화용 고분자 수지를 도포하고, 자외선을 조사하여 상기 고분자 수지를 반경화시켜, 고분자 수지층이 형성한다. 그리고 상기 고분자 수지층이 형성된 상기 베이스 시트(153)의 전면(153F)과 상기 제1 패턴들(154)의 역패턴이 형성된 원통 롤러를 가압 접촉시키거나, 상기 제1 패턴(154)의 역패턴이 형성된 마스터 몰드와 상기 고분자 수지층이 형성된 상기 베이스 시트(153)의 전면(153F)을 가압 접촉시켜서 상기 역패턴을 상기 고분자 수지층에 전사시키고, 상기 고분자 수지층을 경화시켜 상기 베이스 시트(153)의 전면(153F)에 상기 제1 패턴들(154)을 형성할 수 있다.

다음, 도 13c에 도시된 것과 같이 상기 제1 패턴(154)이 형성된 상기 베이스 시트(153)의 후면(153R)에 접착층(157)을 형성한다. 상기 접착층(157)은 용융된 고분자 수지 또는 반경화 상태의 고분자 수지를 도포하여 형성할 수 있다. 상기 용융된 고분자 수지는 반경화 상태가 될 때까지 선경화시킨다. 상기 고분자 수지는 UV 경화용 고분자수지일 수 있다. 여기서, 도면에서는 상기 접착층(157)이 상기 베이스 시트(153)의 후면(153R)에 전면적으로 형성된 것을 도시하였으나 필요에 따라 일부 영역에만 형성할 수도 있다.

이후, 도 13d에 도시된 것과 같이, 상기 베이스 시트(153)의 후면(153R)에 상기 제2 패턴들(152)을 접착시킨다. 이때, 상기 제1 패턴(152)들의 상면(152)이 상기 접착층(157)과 접촉하도록 상기 보조 베이스 시트(151)를 상기 베이스 시트(153)에 압착시킨 후, 상기 반경화된 고분자 수지를 완전 경화시킨다. 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 제2 패턴들(152)의 상면(152T)과 상기 베이스 시트(153)의 후면(153R) 사이에는 상기 접착층(157)이 일부 남아있을 수 있다.

다음으로, 도 13e에 도시된 것과 같이, 상기 제2 패턴들(152)의 하부에 상기 보조 베이스 시트(151)를 제거한다. 이로서, 도 2 및 도 3에 도시된 상기 광학 시트(150)가 완성된다.

도 14a 내지 도 14e는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학시트의 제조방법을 도시한 단면도들이다. 상기 제2 실시예에 따른 광학 시트(150)의 제조 방법에서는 중복된 설명을 피하기 위하여 상기 제1 실시예에 따른 광학 시트(150)의 제조 방법과 다른 점을 위주로 설명한다.

도 14a에 도시된 것과 같이, 상기 보조 베이스 시트(151) 상에 이형층(151P)을 형성한다. 도 14a의 과정은 도 13a에서 설명한 것과 동일하므로, 구체적인 설명을 생략한다.

그 다음, 도 9b에 도시된 것과 같이, 상기 이형층(151P)상에 상기 제2 패턴들(152) 및 보호층(155)을 형성한다. 상기 제2 실시예에서, 상기 제2 패턴들(152) 및 상기 보호층(155)은 동일 과정에서 형성된다.

상기 제2 패턴들(152) 및 상기 보호층(155)을 형성하기 위해, 상기 보조 베이스 시트(151) 상에 반경화된 고분자 수지를 도포하거나, 용융된 고분자 수지를 도포한 뒤 자외선 또는 열을 가하여 상기 고분자 수지를 반경화 시켜 고분자 수지층을 형성한다. 상기 고분자 수지층은 상기 제2 패턴들(152)의 높이(H1)와 상기 보호층(155)의 두께(H2)의 합만큼의 두께로 형성된다.

이후, 도 13b에서 설명한 바와 같이 압출법이나 소프트 몰딩법을 이용하여 상기 제2 패턴들(152)을 형성한 후, 상기 고분자 수지층을 UV 또는 열을 이용하여 경화시킨다. 여기서, 상기 마스터롤 또는 상기 마스터 몰드에 형성된 역패턴의 높이는 상기 제2 패턴들(152)의 높이(H1)와 동일하므로, 상기 고분자층의 상면으로부터 상기 제2 패턴들(152)의 높이(H1)만큼만 상기 제2 패턴들(152)이 전사되고, 그 이외의 부분에는 패턴이 형성되지 않는다. 따라서, 상기 패턴이 형성되지 않은 부분만큼 보호층(155)이 형성된다.

다음으로, 상기 베이스 시트(153)상에 제1 패턴들(154)을 형성하고, 도 14c에 도시된 바와 같이 상기 베이스 시트(153)의 후면(153R)에 접착층(157)을 형성한 뒤, 도 9d에 도시된 바와 같이 상기 베이스 시트(153)와 상기 보조 베이스 시트(151)을 합착한다. 그리고 상기 접착층(157)을 경화한다. 상기 도 14c 및 도 14d의 과정은 도 13c와 도 13d에 설명한 것과 동일하므로, 구체적인 설명은 생략한다. 다음, 도 14e에 도시된 바와 같이, 상기 보조 베이스 시트(151)를 제거함으로써, 도 4 및 도 5에 도시된 광학시트(150)가 완성된다.

상기 제2 실시예에서는 상기 보호층(155)이 상기 제2 패턴들(152)과 함께 형성되는 것을 설명하였으나, 상기 보조 베이스 시트(151)가 제거된 이후에 상기 제2 베이스 시트(151)의 하면에 고분자 수지를 코팅하여 상기 보호층(155)을 형성하는 것도 가능하다.

또한, 상기 제1 및 제2 실시예에서는 상기 베이스 시트(153) 상에 상기 제1 패턴들(154)을 형성된 상기 베이스 시트(153)와 상기 제2 패턴들(154)이 형성된 보조 베이스 시트(151)를 합착하여 상기 광학시트(150)를 제조하는 것을 설명하였으나, 상기 제1 패턴들(154)을 형성하기 전에 상기 베이스 시트(153)와 상기 제2 패턴들(154)이 형성된 보조 베이스 시트(151)를 합착한 뒤 상기 베이스 시트(153)의 전면(153F)에 상기 제1 패턴(154)들을 형성할 수도 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

120: 표시 패널 150: 광학시트
151: 보조 베이스 시트 152: 제2 패턴
153: 베이스 시트 154: 제1 패턴
155: 보호층 157: 접착층
159: 공기층 160: 확산시트
170: 광원

Claims

베이스 시트;
상기 베이스 시트의 전면으로부터 돌출된 다수의 제1 패턴들;
각각 상기 베이스 시트의 후면에 접촉하고 외부에 노출된 하면을 갖는 다수의 제2 패턴들; 및
상기 제2 패턴들 중 인접한 두 개의 제2 패턴들 사이에 구비되어 상기 제2 패턴들의 하면의 단부를 서로 연결시키는 접착층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학시트.
제1항에 있어서, 상기 각 제2 패턴들은 상기 후면에 평행한 상면 및 상기 상면과 평행하고 상기 상면보다 제1 방향으로 긴 폭을 갖는 하면을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제2항에 있어서, 상기 제2 패턴들 사이의 영역으로 정의되는 공기층을 더 포함하고, 상기 공기층의 높이는 상기 제2 패턴들 각각의 높이의 75% 이상인 것을 특징으로 하는 광학시트.
제1항에 있어서, 상기 제1 패턴들 각각은 제1 방향으로 연장된 프리즘 산의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 광학시트.
제4항에 있어서, 상기 제2 패턴들 각각은 상기 후면과 평행한 상면을 갖고 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장된 프리즘 산의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 광학시트.
제4항에 있어서, 상기 제2 패턴들 각각은 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장된 프리즘 산의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 광학시트.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 상기 제2 패턴들의 하면에 형성되어 상기 제2 패턴들의 박리를 방지하는 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학시트.
제9항에 있어서, 상기 제2 패턴들 및 상기 보호층은 일체로 형성되고, 동일한 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학시트.
제9항에 있어서, 상기 보호층은 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 배열된 막대형상을 갖는 다수의 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학시트.
제9항에 있어서, 상기 보호층은 상기 베이스 시트와 다른 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학시트.
제9항에 있어서, 상기 보호층의 두께는 상기 제2 패턴들의 높이의 25% 이상의 값을 갖고, 상기 베이스 시트는 상기 제2 패턴들의 높이보다 2배 이상 큰 것을 특징으로 하는 광학시트.
보조 베이스 시트의 일면에 다수의 제2 패턴들을 돌출하도록 형성하는 단계;
베이스 시트의 전면에 다수의 제1 패턴들을 돌출하도록 형성하는 단계;
상기 베이스 시트 후면에 접착층을 형성하는 단계;
상기 제2 패턴들 중 인접한 두 개의 제2 패턴들의 사이에 상기 제2 패턴들의 단부를 연결시키는 제2 접착층을 형성하는 단계;
상기 제2 패턴들이 상기 접착층에 접촉하도록 상기 보조 베이스 시트를 상기 베이스 시트에 합착시키는 단계; 및
상기 제2 패턴들의 후면이 외부에 노출되도록 상기 보조 베이스 시트를 제거하는 단계를 포함하는 광학시트 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 제2 패턴들을 형성하는 단계 이전에, 상기 보조 베이스 시트의 일면에 상기 제2 패턴들을 탈착시키는 이형층을 형성하는 단계를 더 포함하는 광학시트 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 접착층은 UV 경화 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학시트 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 제2 패턴을 형성하는 단계는 상기 제2 패턴들과 상기 보조 베이스 시트 사이에 보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학시트 제조 방법.
제17항에 있어서, 상기 제2 패턴들과 상기 보호층은 동일한 물질로 이루어지고, 상기 보호층은 상기 베이스 시트와 다른 물질로 이루어지며, 상기 제2 패턴들과 상기 보호층은 단일 공정을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 광학시트 제조 방법.
삭제
제14항에 있어서, 상기 보조 베이스 시트를 제거하는 단계 이후에 상기 제2 패턴들의 후면에 보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학시트 제조방법.
제14항에 있어서, 상기 베이스 시트는 장변 및 단변을 포함하는 직사각형 형태를 갖고, 상기 제1 패턴들 각각은 제1 방향으로 연장된 프리즘 산의 형태를 갖고, 상기 제2 패턴들 각각은 상부에 상기 전면과 평행한 상면을 갖고, 상기 제2 패턴들 각각은 상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 연장된 프리즘 산의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 광학시트 제조 방법.