KR102066666B1

KR102066666B1 - 광학 필름, 다층 패턴 도광판, 및 다층 패턴 도광판의 제조 방법

Info

Publication number: KR102066666B1
Application number: KR1020180080653A
Authority: KR
Inventors: 정진만; 안경원; 김태경
Original assignee: 주식회사 네패스디스플레이
Priority date: 2018-07-11
Filing date: 2018-07-11
Publication date: 2020-01-15

Abstract

본 발명의 기술적 사상은 몰드 필름, 이형 필름, 및 상기 몰드 필름과 상기 이형 필름 사이에 개재된 제1 패턴층을 포함하는 광학 필름을 준비하는 단계, 상기 이형 필름을 제거하고, 도광판의 제1 면 상에 상기 광학 필름을 배치하는 단계, 상기 제1 패턴층을 경화시키는 단계, 및 상기 몰드 필름을 제거하는 단계를 포함하는 다층 패턴 도광판의 제조 방법을 제공한다.

Description

광학 필름, 다층 패턴 도광판, 및 다층 패턴 도광판의 제조 방법 {Optical film, light guide plate including multi layer pattern, and method of manufacturing light guide plate including multi layer pattern}

본 발명의 기술적 사상은 반도체 패키지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다층 패턴 도광판의 제조에 이용되는 광학 필름, 다층 패턴 도광판, 및 다층 패턴 도광판의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치는 어레이기판에 게이트배선, 데이터배선, 박막트랜지스터(thin film transistor: TFT) 및 화소전극을 형성하는 어레이기판 제조 공정, 컬러필터기판에 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극을 형성하는 컬러필터기판 제조 공정, 어레이기판 및 컬러필터기판을 합착하여 셀 단위로 절단하고, 셀 단위의 어레이기판과 컬러필터기판 사이에 액정을 주입하여 단위 패널을 형성하는 셀(cell)공정, 및 단위 패널에 구동집적회로(driving IC) 및 인쇄회로기판(PCB)을 부착하고 백라이트 유닛(backlight unit)과 조립하는 모듈(module) 공정을 통하여 완성된다.

백라이트 유닛은 액정표시장치의 액정분자가 자체 발광을 하지 않기 때문에 필요한 구성이다. 백라이트 유닛은 광원을 포함하며, 광원의 위치에 따라 직하형(Direct Type)과 측면형(Edge Type)으로 구분될 수 있다. 직하형 백라이트 유닛은 다수의 램프 또는 발광 다이오드를 액정패널 하부에 배치함으로써 램프 또는 발광 다이오드로부터 출사되는 빛을 직접적으로 액정패널에 공급하는 방식이고, 측면형 백라이트 유닛은 액정패널 하부에 도광판을 배치하고, 램프 또는 발광 다이오드를 도광판의 적어도 일측면에 배치함으로써 도광판에서의 굴절 및 반사를 이용하여 램프 또는 발광 다이오드로부터 출사되는 빛을 간접적으로 액정패널에 공급하는 방식이다.

또한, 백라이트 유닛은 도광판(light guide plate)을 포함하며, 도광판은 패널의 휘도를 향상시키고 밝기를 균일하게 제어하는 역할을 수행한다. 열에 의해 쉽게 변형되는 등의 플라스틱 소재의 도광판이 가지는 문제점을 개선하기 위한 방안으로, 최근에는 유리 소재의 도광판이 개발되고 있다. 다만, 유리 소재의 도광판의 경우, 도광판에서 출사되는 광의 효율성을 개선하기 위한 패턴 성형이 어려운 문제가 있었다.

본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 다층 패턴 도광판의 제조에 이용되는 광학 필름을 제공하는데 있다.

본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 다층 패턴 도광판 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 기술적 사상은 몰드 필름, 이형 필름, 및 상기 몰드 필름과 상기 이형 필름 사이에 개재된 제1 패턴층을 포함하는 광학 필름을 준비하는 단계, 상기 이형 필름을 제거하고, 도광판의 제1 면 상에 상기 광학 필름을 배치하는 단계, 상기 제1 패턴층을 경화시키는 단계, 및 상기 몰드 필름을 제거하는 단계를 포함하는 다층 패턴 도광판의 제조 방법을 제공한다.

예시적인 실시예들에서, 상기 광학 필름을 준비하는 단계는, 몰드 패턴을 가지는 상기 몰드 필름을 준비하는 단계, 및 상기 몰드 필름 상에 제공된 수지를 상기 몰드 필름에 압착시키고, 상기 수지를 반 경화 상태로 경화시켜 상기 제1 패턴층을 형성하는 단계를 포함한다.

예시적인 실시예들에서, 상기 제1 패턴층을 형성하는 단계는 롤투롤(roll-to-roll) 공정으로 진행된다.

예시적인 실시예들에서, 상기 광학 필름을 배치하는 단계 전에, 상기 도광판의 상기 제1 면 상에, 복수개의 도트 패턴을 포함하는 제2 패턴층을 형성하는 단계를 포함한다.

예시적인 실시예들에서, 상기 광학 필름을 배치하는 단계에서, 상기 제1 패턴층은 상기 제2 패턴층 상에 배치되어 상기 제1 패턴층과 상기 도광판의 상기 제1 면 사이에 에어 포켓부를 형성한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 기술적 사상은 제1 면 및 상기 제1 면에 반대된 제2 면을 포함하는 도광판, 및 상기 도광판의 상기 제1 면 상에 마련되고, 내부에 에어 포켓부를 포함하는 광 변환층을 포함하는 다층 패턴 도광판을 제공한다.

예시적인 실시예들에서, 상기 광 변환층은, 상기 도광판의 상기 제1 면 상의 제1 패턴층, 상기 제1 패턴층과 상기 도광판의 상기 제1 면 사이에 개재되고, 상기 에어 포켓부를 사이에 두고 서로 이격된 복수개의 도트 패턴을 포함하는 제2 패턴층을 포함한다.

예시적인 실시예들에서, 상기 제1 패턴층 및 상기 제2 패턴층은 동일한 물질로 이루어진다.

예시적인 실시예들에서, 상기 도광판의 상기 제1 면은 상기 광 변환층에 덮인 패턴 형성 영역 및 상기 광 변환층에 의해 덮이지 않은 가장자리 영역을 포함한다.

예시적인 실시예들에서, 상기 광 변환층과 상기 도광판에는, 광 굴절율이 변하는 경계면이 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 기술적 사상은 도광판, 및 상기 도광판에 직접 부착된 광 변환층을 포함한다.

예시적인 실시예들에서, 상기 광 변환층은 상기 광 변환층의 상부에 마련된 광 가이드 패턴 및 상기 광 변환층의 하부에 마련된 복수개의 도트 패턴을 포함한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 기술적 사상은 몰드 패턴을 가지는 몰드 필름, 상기 몰드 필름 상의 이형 필름, 및 상기 몰드 필름과 상기 이형 필름 사이에 개재되고, 상기 몰드 패턴에 대응하는 상부 패턴을 가지는 제1 패턴층을 포함하는 광학 필름을 제공한다.

예시적인 실시예들에서, 상기 제1 패턴층은 반 경화 상태의 수지를 포함한다.

예시적인 실시예들에서, 상기 몰드 필름은, 베이스 필름, 및 상기 베이스 필름과 상기 제1 패턴층 사이에 마련되고, 상기 몰드 패턴을 가지는 소프트 몰드를 포함한다.

예시적인 실시예들에서, 상기 이형 필름은 패턴을 가지고, 상기 제1 패턴층은 상기 이형 필름의 상기 패턴에 대응하는 하부 패턴을 가진다.

본 발명의 기술적 사상에 의하면, 롤투롤 방식으로 다층 패턴 도광판 제조용 광학 필름을 제조할 수 있고, 상기 광학 필름을 이용하여 다층 패턴 도광판을 제조할 수 있으므로, 생산성을 향상시키고 제조 비용을 절감할 수 있다.

도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 광학 필름의 단면도이다.
도 3 내지 도 6는 각각 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 다층 패턴 도광판을 나타내는 단면도들이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 다층 패턴 도광판을 설명하기 위한 도면들이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 광 변환층을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9a 내지 도 9e는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 다층 패턴 도광판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 다층 패턴 도광판의 제조 방법을 순차적으로 나타내는 도면들이다.
도 11는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 표시장치의 분해도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명 개념의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명 개념의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명 개념의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명 개념의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명 개념을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로 해석되는 것이 바람직하다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명 개념은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명 개념의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 반대로 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명 개념을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "갖는다" 등의 표현은 명세서에 기재된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것임은 이해될 것이다.

도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 광학 필름(100, 100a)을 나타내는 단면도들이다.

도 1을 참조하면, 광학 필름(100)은 몰드 필름(110), 제1 패턴층(120), 및 이형 필름(130)을 포함할 수 있다. 이러한 광학 필름(100)에 포함된 제1 패턴층(120)은 백라이트 모듈의 다층 패턴 도광판을 제조하는데 이용될 수 있다. 광학 필름(100)은 상부 및 하부가 각각 몰드 필름(110)의 베이스 필름(111) 및 이형 필름(130)에 덮인 구조를 가지며, 전체적으로 필름 형상 또는 시트(sheet) 형상을 가질 수 있다.

몰드 필름(110)은 제1 패턴층(120)에 일정 패턴을 전사하기 위한 것으로서, 제1 패턴층(120)의 패턴(120p)에 반대된 형상의 몰드 패턴(113p)을 가질 수 있다. 몰드 필름(110)은, 제1 패턴층(120)을 이루는 물질층이 몰드 필름(110)에 압착되는 것에 의해, 몰드 필름(110)의 몰드 패턴(113p)에 대응하는 패턴을 제1 패턴층(120)에 전사할 수 있다. 예를 들면, 몰드 필름(110)은 베이스 필름(111), 및 상기 베이스 필름(111)과 제1 패턴층(120) 사이에 개재되고 몰드 패턴(113p)을 가지는 소프트 몰드(113)를 포함할 수 있다.

제1 패턴층(120)은 몰드 필름(110) 상에 배치될 수 있다. 제1 패턴층(120)은 백라이트 모듈의 다층 패턴 도광판의 출사면 상에 배치되어, 상기 출사면을 통해 출사된 광을 변환할 수 있다. 예를 들어, 제1 패턴층(120)은 상기 출사면을 통해 출사된 광을 집광하기에 적합한 형상의 패턴(120p)을 가질 수 있다. 제1 패턴층(120)은, 예를 들면 광 가이드 패턴을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에서, 제1 패턴층(120)은 반 경화 상태의 수지, 즉 B-stage의 수지를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에서, 제1 패턴층(120)은 자외선 경화성 수지 또는 열경화성 수지로 이루어질 수 있다.

도 2를 참조하면, 광학 필름(100a)은 몰드 필름(110), 제1 패턴층(120a), 및 이형 필름(130a)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 패턴층(120a)은 몰드 필름(110)의 몰드 패턴(113p)에 대응하는 상부 패턴(120p) 및 이형 필름(130a)의 패턴(130p)에 대응하는 하부 패턴(120pa)을 포함할 수 있다.

좀 더 구체적으로, 이형 필름(130a)은 제1 패턴층(120a)에 일정 패턴을 전사하기 위한 패턴(130p)을 포함할 수 있다. 이형 필름(130a)의 패턴(130p)은 제1 패턴층(120a)의 하부 패턴(120pa)에 반대된 형상의 패턴을 가질 수 있다. 이형 필름(130a)이 제1 패턴층(120a)을 이루는 물질층에 압착됨에 따라, 이형 필름(130a)의 패턴(130p)에 대응하는 패턴이 제1 패턴층(120a)에 전사될 수 있다.

도 3 내지 도 6는 각각 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 다층 패턴 도광판(200, 200a, 200b, 200c)을 나타내는 단면도들이다.

도 3를 참조하면, 다층 패턴 도광판(200)은 도광판(210) 및 도광판(210) 상의 광 변환층(220)을 포함할 수 있다. 다층 패턴 도광판(200)은 광원(도시 생략)으로부터 방출된 광을 입사받도록 구성되며, 광원으로부터의 선광원 또는 점광원을 균일한 면광원으로 변환하여 출사하도록 구성될 수 있다.

도광판(210)은 광원으로부터 방출된 광을 안내하여, 면광원을 형성할 수 있다. 도광판(210)은 평판 형상을 가지며, 제1 면(211) 및 제1 면(211)에 반대된 제2 면(212)을 가질 수 있다. 상기 제1 면(211)은 도광판(210)으로부터 광이 출사되는 표면으로서, 광 출사면으로 정의될 수 있다.

예시적인 실시예들에서, 도광판(210)은 유리 기판으로 이루어질 수 있다. 또는, 다른 예시적인 실시예들에서, 도광판(210)은 플라스틱 소재, 예를 들어 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate, PMMA), 폴리카보네이트(Polycabonate, PC)로 이루어질 수도 있다.

광 변환층(220)은 도광판(210)의 출사면인 제1 면(211) 상에 배치될 수 있다. 광 변환층(220)은 출사면으로부터 출사된 광을 변환시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 광 변환층(220)은 균일한 휘도를 가지도록 광을 확산시키고, 광이 균일한 지향성을 가지도록 광을 집광하여 광 손실을 줄일 수 있다.

예시적인 실시예들에서, 광 변환층(220)은 제1 패턴층(230)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 패턴층(230)은 반구 형상의 단면을 가지는 패턴들을 포함하며, 광을 집광하도록 구성될 수 있다. 다만, 상기 제1 패턴층(230)의 형상이 여기에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 제1 패턴층(230)은 삼각형, 사각형 등의 다각형의 단면을 가질 수 있고, 반원형, 반타원형 등의 형상을 가질 수도 있다.

상기 제1 패턴층(230)은 도 1을 참조하여 설명된 광학 필름(도 1의 100)을 이용하여 형성할 수 있다. 이때, 다층 패턴 도광판(200)의 제1 패턴층(230)은 반 경화 상태인 광학 필름(100)의 제1 패턴층(도 1의 120)을 더 경화시켜 형성할 수 있다.

예시적인 실시예들에서, 광 변환층(220)은 도광판(210)의 제1 면(211) 상에 직접 접촉할 수 있다. 예를 들어, 광 변환층(220) 및 도광판(210)에는, 광 굴절율이 변하는 하나의 경계면이 마련될 수 있다. 즉, 광이 도광판(210)으로부터 광 변환층(220)을 향해 진행하는 동안, 광 변환층(220)의 광 굴절율과 도광판(210)의 광 굴절율의 차이로 인해, 광은 상기 경계면에서 굴절될 수 있다.

일반적으로, 이미 제조된 광 변환 부재를 도광판(210)에 부착하는 경우, 광 변환 부재를 지지하기 위한 지지 필름 및/또는 광 변환 부재를 부착하기 위한 접착 부재가 도광판(210)과 광 변환 부재 사이에 개재될 수 있다. 그러나, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 광 변환층(220)이 도광판(210) 상에 직접 접촉하므로, 다층 패턴 도광판(200)은 보다 더 얇은 두께를 가질 수 있고 광 손실을 줄일 수 있다.

도 4를 참조하면, 다층 패턴 도광판(200a)은 도광판(210), 도광판(210)의 제1 면(211) 상의 광 변환층(220), 및 도광판(210)의 제2 면(212) 상의 하부 패턴층(260)을 포함할 수 있다. 상기 하부 패턴층(260)은 도광판(210)의 제2 면(212) 상에 마련되어, 광을 산란 및 난반사할 수 있다.

예시적인 실시예들에서, 하부 패턴층(260)은 도광판(210)의 제2 면(212) 상에 배치된 복수개의 도트 패턴(261)을 포함할 수 있다. 상기 복수개의 도트 패턴(261)에 의해 광이 산란 및 난반사됨에 따라, 도광판(210)의 광 출사면에서 출사된 면광원은 보다 균일해질 수 있다.

예시적인 실시예들에서, 상기 복수개의 도트 패턴(261)은 서로 동일한 형상 및/또는 크기를 가질 수 있다. 또는, 예시적인 실시예들에서, 상기 복수개의 도트 패턴(261)은 서로 다른 형상 및/또는 크기를 가질 수도 있다.

예시적인 실시예들에서, 하부 패턴층(260)을 형성하기 위하여, 도광판(210)의 제1 면(211) 상에 물질층을 도포하고, 상기 물질층에 대한 노광 및 현상 공정을 수행하여 상기 물질층을 패터닝할 수 있다. 이때, 상기 물질층은 광을 굴절, 반사, 및/또는 산란시킬 수 있는 입자를 포함할 수 있다.

또는, 예시적인 실시예들에서, 하부 패턴층(260)은 프린트 공정, 예를 들어 3D 프린터, 잉크젯 프린터, 스크린 프린터 등과 같은 프린터를 이용한 프린트 공정을 통해 형성될 수 있다.

도 5를 참조하면, 다층 패턴 도광판(200b)은 도광판(210), 도광판(210)의 제1 면(211) 상의 광 변환층(220a)을 포함하며, 상기 광 변환층(220a)은 제2 패턴층(240) 및 제1 패턴층(230)을 포함할 수 있다. 상기 제2 패턴층(240)은 상기 도광판(210)의 제1 면(211) 상에 배치되며, 상기 제1 패턴층(230)은 제2 패턴층(240) 상에 배치될 수 있다.

예시적인 실시예들에서, 상기 제2 패턴층(240)은 도광판(210)의 제1 면(211) 상에 마련되고 서로 이격된 복수개의 도트 패턴(241)을 포함할 수 있다. 상기 복수개의 도트 패턴(241)은 서로 동일한 형상 및/또는 크기를 가질 수도 있고, 또는 복수개의 도트 패턴(241)은 서로 다른 형상 및/또는 크기를 가질 수도 있다.

광 변환층(220a)은 내부에 에어 포켓부(250)를 포함할 수 있다. 제1 패턴층(230)은 제2 패턴층(240)을 덮으므로, 제1 패턴층(230)과 도광판(210)의 제1 면(211) 사이 및 복수개의 도트 패턴(241) 사이에 에어 포켓부(250)가 형성될 수 있다. 복수개의 도트 패턴(241)은 에어 포켓부(250)를 사이에 두고 이격될 수 있다. 에어 포켓부(250)는 제2 패턴층(240)과 동일한 레벨에 형성된 공간일 수 있고, 아래로는 도광판(210)의 제1 면(211)에 접하고 위로는 제1 패턴층(230)에 접할 수 있다.

에어 포켓부(250)의 광 굴절율은 제2 패턴층(240)의 도트 패턴(241)의 광 굴절율과 상이하므로, 도광판(210)의 제1 면(211)으로부터 출사된 광은 다양한 각도로 굴절될 수 있다. 즉, 도광판(210)으로부터 제2 패턴층(240)의 도트 패턴(241)으로 진행된 광이 굴절된 정도와, 도광판(210)으로부터 에어 포켓부(250)로 진행된 광이 굴절된 정도는 상이할 수 있다. 에어 포켓부(250)는 광을 보다 다양한 각도로 굴절시킴으로써, 다층 패턴 도광판(200b)은 전체적으로 균일한 휘도를 가질 수 있다.

이 경우, 도광판(210)과 광 변환층(220a)에서 광 굴절율이 변하는 경계면이 복수개 마련될 수 있다. 예를 들어, 도광판(210)과 제2 패턴층(240) 사이, 제2 패턴층(240)과 제1 패턴층(230) 사이, 도광판(210)과 에어 포켓부(250) 사이, 에어 포켓부(250)와 제1 패턴층(230) 사이, 및 제2 패턴층(240)과 에어 포켓부(250) 사이에 광 굴절율이 변하는 다수의 경계면이 마련될 수 있다.

나아가, 예시적인 실시예들에서, 상기 광 변환층(220a)은 도 2를 참조하여 설명된 광학 필름(도 2의 100a)를 이용하여 형성될 수 있다. 즉, 광학 필름(도 2의 100a)에 포함된 제1 패턴층(도 2 120a)의 상부 패턴(도 2의 120p)은 다층 패턴 도광판(200b)의 제1 패턴층(230)을 구성하고, 광학 필름(도 2의 100a)에 포함된 제1 패턴층(도 2의 120a)의 하부 패턴(도 2의 120pa)은 다층 패턴 도광판(200b)의 제2 패턴층(240)을 구성할 수 있다. 이 경우, 제1 패턴층(230) 및 제2 패턴층(240)은 동일한 물질로 이루어 질 수 있다.

도 6를 참조하면, 다층 패턴 도광판(200c)은 도광판(210), 도광판(210)의 제1 면(211) 상의 광 변환층(220a), 및 도광판(210)의 제2 면(212) 상의 하부 패턴층(260)을 포함하며, 상기 광 변환층(220a)은 제2 패턴층(240) 및 제1 패턴층(230)을 포함할 수 있다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 다층 패턴 도광판(200d)을 설명하기 위한 도면들이다. 도 7a는 다층 패턴 도광판(200d)을 상부에서 바라본 평면도이고, 도 7b는 도 7a의 ⅥB-ⅥB’선에 따른 단면도이다.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 다층 패턴 도광판(200d)은 도광판(210) 및 도광판(210)의 제1 면(211) 상의 광 변환층(220)을 포함하고, 상기 광 변환층(220)은 도광판(210)의 제1 면(211)의 일부를 덮되, 도광판(210)의 가장자리 영역(EA)을 노출시킬 수 있다. 즉, 도광판(210)의 제1 면(211)은 광 변환층(220)에 의해 덮인 패턴 형성 영역(PA) 및 광 변환층(220)에 의해 덮이지 않은 가장자리 영역(EA)을 포함할 수 있다.

예를 들어, 광 변환 부재가 도광판(210)의 제1 면(211)을 모두 덮은 경우, 일부 백라이트 유닛(예를 들어, 측면형(Edge Type) 백라이트 유닛)에서, 도광판의 출사면의 가장자리 영역의 광 세기가 중심 영역에 비해 국부적으로 높게 나타날 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예들에 의하면, 도광판(210)의 제1 면(211)의 가장자리 영역(EA)에는 광 변환층(220) 내지 제1 패턴층(230)이 형성되지 않으므로, 가장자리 영역(EA)의 광 세기가 일부 감소될 수 있고, 도광판(210)의 가장자리 영역(EA)과 중심 영역 간의 광 세기 차이를 줄여 휘도 균일성을 향상시킬 수 있다.

도 7a에 도시된 것과 같이, 도광판(210)의 가장자리 영역(EA)이 전체적으로 광 변환층(220)이 덮이지 않고 노출될 수 있다. 또는, 이와 다르게, 도광판(210)의 가장자리 영역(EA)의 일부는 광 변환층(220)에 의해 덮일 수도 있다. 예를 들어, 도광판(210)의 일 가장자리에 근접한 영역만이 광 변환층(220)에 의해 덮이지 않고 노출될 수도 있다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 광 변환층(220b)을 설명하기 위한 도면들이다.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 전술한 것과 같이, 제2 패턴층(240)은 제1 패턴층(230)의 저면 상에 마련되며, 복수개의 도트 패턴(241a, 241b)을 포함할 수 있다.

도 8a에 도시된 바와 같이, 복수개의 도트 패턴(241a)은 제1 패턴층(230)의 저면으로부터 멀어질수록 좁아지는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 복수개의 도트 패턴(241a)은 삼각뿔, 사각뿔과 같은 다각뿔 형상, 또는 원뿔 형상을 가질 수 있다. 다만, 다른 실시예들에서, 도 8b에 도시된 것과 다르게 복수개의 도트 패턴은 제1 패턴층(230)의 저면에 가까워질수록 좁아지는 형상을 가질 수도 있다. 또는, 복수개의 도트 패턴은 반구 또는 반타원구의 형상을 가질 수 있다.

또한, 도 8b에 도시된 바와 같이, 복수개의 도트 패턴(241b)은 두께 방향으로 일정한 크기의 단면적을 가질 수 있다. 예를 들어, 복수개의 도트 패턴(241b)은 삼각 기둥, 사각 기둥과 같은 다각 기둥 형상, 또는 원기둥 형상을 가질 수 있다.

예시적인 실시예들에서, 복수개의 도트 패턴(241a, 241b)은 삼각형, 사각형 등의 다각형의 단면을 가질 수 있고, 또한 원 또는 타원의 단면을 가질 수도 있다.

예시적인 실시예들에서, 제2 패턴층(240)은 도광판(도 5의 210 참조) 상에 직접 형성되고, 제2 패턴층(240)을 형성한 이후 제2 패턴층(240) 상에 제1 패턴층이 배치될 수 있다. 또는, 도 2를 참조하여 설명한 것과 같이, 광학 필름의 제조 단계에서 제1 패턴층(230)과 제2 패턴층(240)을 일체로 형성할 수도 있다.

도 9a 내지 도 9e는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 다층 패턴 도광판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 도 9a 및 도 9b는 도 1을 참조하여 설명된 광학 필름(100)의 제조 방법을 순차적으로 나타내는 도면들이다. 도 9c 내지 도 9e는 상기 광학 필름(100)을 이용하여 도 3를 참조하여 설명된 다층 패턴 도광판(200)의 제조 방법을 순차적으로 나타내는 도면들이다.

먼저, 도 9a를 참조하면, 베이스 필름(111) 상에 자외선 경화용 수지를 도포하고, 패턴 전사 기구를 이용하여 상기 수지를 가압하여, 몰드 패턴(113p)이 형성된 소프트 몰드(113)를 제조한다. 상기 패턴 전사 기구는, 예를 들어 외주면에 돌출된 패턴이 형성된 회전형 임프린트 장치(310)가 이용될 수 있다. 상기 임프린트 장치(310)는 회전하면서 베이스 필름(111) 상에 도포된 수지를 가압하며, 가압된 수지는 자외선(L)에 의해 경화될 수 있다.

예시적인 실시예들에서, 몰드 필름(110)은 롤투롤(roll-to-roll) 공정을 통해 제조될 수 있다. 즉, 유연성을 가진 베이스 필름(111)은 와인딩 롤(winding roll)에 감겨 연속적으로 공급되며, 가이드 롤(320)에 안내되어 소정의 이동 경로를 따라 이동할 수 있다. 상기 베이스 필름(111)의 상기 이동 경로에는, 수지를 도포하기 위한 수지 도포 장치, 상기 임프린트 장치(310), 및 자외선(L)을 조사하기 위한 자외선 조사 장치가 제공될 수 있다.

도 9b를 참조하면, 몰드 필름(110) 상에 자외선 경화용 수지를 제공하고, 상기 수지를 몰드 필름(110)에 압착시키고 반 경화 상태로 경화시켜 제1 패턴층(120)을 형성한다. 좀 더 구체적으로, 이형 필름(130) 상에 자외선 경화용 수지를 도포하고, 상기 수지를 몰드 필름(110)에 압착시켜, 상기 수지에 몰드 패턴(113p)에 반대된 형상의 패턴(120p)을 형성할 수 있다. 이때, 상기 수지가 반 경화 상태로 경화되도록, 자외선(L)을 조사할 수 있다. 반 경화 상태의 제1 패턴층(120)은 몰드 필름(110) 및 이형 필름(130)과 일체(one body)를 구성하므로, 시트 형상의 광학 필름(100)이 제조될 수 있다.

이후, 상기 광학 필름(100)은 도광판(도 9c의 210) 상에 배치하기에 적합한 크기로 절단될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 앞서 도 7a 및 도 7b를 참조하여 설명한 바와 같이, 도광판(210)의 가장자리 영역(EA)이 제1 패턴층(120)에 의해 덮이지 않도록 하기 위해, 광학 필름(100)은 도광판(210)의 제1 면(211)보다 작은 사이즈를 가지도록 절단될 수 있다.

예시적인 실시예들에서, 상기 제1 패턴층(120)은 롤투롤 공정을 통해 형성될 수 있다. 즉, 수지가 도포된 이형 필름(130)은 와인딩 롤에 감겨 연속적으로 공급되고, 가이드 롤(321)에 안내되어 소정의 이동 경로를 따라 이동할 수 있다. 이와 유사하게, 몰드 필름(110)은 와인딩 롤에 감겨 연속적으로 공급되고, 가이드 롤(322)에 안내되어 소정의 이동 경로를 따라 이동할 수 있다. 가이드 롤(321)을 통과한 이형 필름(130) 상의 수지는 가이드 롤(322)을 통과한 몰드 필름(110)에 압착되고, 자외선(L)에 의해 경화될 수 있다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 광학 필름(100)은 롤투롤 방식으로 제조될 수 있으므로, 제조 공정의 생산성이 향상될 수 있다.

도 9c를 참조하면, 광학 필름(도 9b의 100)의 이형 필름(도 9b의 130)을 제거하고, 라미네이트 공정을 통해 광학 필름(101)을 도광판(210) 상에 배치할 수 있다. 구체적으로, 제1 패턴층(230)이 도광판(210)의 제1 면(211)에 접하도록 광학 필름(101)을 도광판(210) 상에 배치하고, 반 경화 상태의 제1 패턴층(230)이 도광판(210)에 부착되도록 가압 장치(340)를 이용하여 광학 필름(101)을 가압할 수 있다.

도 9d를 참조하면, 도광판(210) 상에 광학 필름(101)을 배치한 이후, 반 경화 상태인 제1 패턴층(230)이 더 경화되도록 자외선(L)을 조사할 수 있다. 제1 패턴층(230)에 대한 경화가 더 진행되면서, 제1 패턴층(230)은 도광판(210)에 보다 견고하게 부착될 수 있다.

도 9e를 참조하면, 제1 패턴층(230)을 경화시킨 이후, 몰드 필름(110)을 제거한다. 몰드 필름(110)이 제거됨에 따라, 도광판(210) 상에 제1 패턴층(230)이 형성된 다층 패턴 도광판을 제조할 수 있다.

한편, 도 9a 내지 도 9e에 있어서, 자외선 경화성 수지가 이용하여 몰드 패턴(113p) 및 제1 패턴층(230)을 형성하는 것으로 설명하였으나, 여기에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 몰드 패턴(113p) 및 제1 패턴층(230)을 형성하기 위하여 열 경화성 수지를 사용할 수도 있다.

한편, 몰드 필름(110)을 제거하기 전 단계에서, 도 9d에 도시된 것과 같이 도광판(210) 및 제1 패턴층(230)은 몰드 필름(110)에 덮여 보호될 수 있다. 몰드 필름(110)은 외부 요인에 의해 도광판(210) 및 제1 패턴층(230)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 일반적으로 소정 패턴이 새겨진 스탬프로 도광판 상에 도포된 수지를 압착하여 패턴을 형성하는 다이렉트 임프린트(direct imprint) 방식의 경우, 광 변환 부재가 형성된 도광판을 보호하기 위하여 별도의 보호 필름을 이용할 필요가 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 몰드 필름(110)에 의해 도광판(210) 및 제1 패턴층(230)이 보호될 수 있으므로, 추가 비용 없이 다층 패턴 도광판을 보관할 수 있다.

나아가, 상술한 바와 같이, 제1 패턴층(230)을 형성하기 위하여, 적어도 3회 수지를 경화시키게 된다. 예컨대, 제1 패턴층(230)을 형성하기 위하여, 도 9b를 참조하여 설명한 것과 같이 광학 필름(100)을 제조하는 동안 수지를 반 경화 상태로 경화시키고, 도 9d를 참조하여 설명한 것과 같이 도광판(210) 상의 반 경화 상태의 수지를 한번 더 경화시킬 수 있다. 기존의 다이렉트 임프린트 방식의 경우, 도광판(210)에 직접 도포된 수지를 한번에 경화하게 된다. 일반적으로 광 개시제의 부족으로 수지가 부분적으로 미경화되는 것을 방지하기 위하여, 정량보다 많은 광 개시제가 수지에 함유될 수 있다. 이때, 경화 공정 후에도 반응하지 않고 남아있는 광 개시제는 광을 흡수하여, 광 손실 및 황변 현상을 일으킬 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 수지를 반 경화 상태로 1차 경화한 이후, 수지의 경화 상태를 확인하여 2차 경화 시 수지의 경화 정도를 조절할 수 있으므로, 수지가 부분적으로 미경화되는 것을 줄일 수 있고, 경화 공정 후에도 미반응 상태로 남아있는 광 개시제로 인해 광 손실 및 황변 현상이 나타나는 문제를 개선할 수 있다.

나아가, 기존의 다이렉트 임프린트 방식은 도광판(210)에 직접 수지를 도포하므로, 수지가 오버플로우 되어 도광판(210)의 측면을 덮을 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 도광판(210) 상에 반 경화 상태의 수지를 포함하는 제1 패턴층(230)이 배치되므로, 수지가 오버플로우되는 것을 방지할 수 있다.

도 10a 및 도 10b는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 도광판의 제조 방법을 순차적으로 나타내는 도면들이다. 도 10a 및 도 10b를 참조하여, 도 5에 도시된 다층 패턴 도광판(200b)의 제조 방법을 설명하기로 한다.

도 10a를 참조하면, 도광판(210) 상에 제2 패턴층(240)을 형성한다. 제2 패턴층(240)은 복수개의 도트 패턴(241)을 가지도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 패턴층(240)을 형성하기 위하여, 도광판(210)의 제1 면(211) 상에 물질층을 도포하고, 상기 물질층에 대한 노광 및 현상 공정을 수행할 수 있다. 또는, 제2 패턴층(240)은 프린트 공정을 통해 형성될 수도 있다.

도 10b를 참조하면, 제2 패턴층(240) 상에 제1 패턴층(230)을 형성한다. 제1 패턴층(230)은 제2 패턴층(240)을 덮도록 형성되므로, 제1 패턴층(230)과 도광판(210) 사이에 에어 포켓부(250)가 형성될 수 있다.

예시적인 실시예들에서, 제1 패턴층(230)은 도 9c 내지 도 9e를 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 방법을 통해 형성될 수 있다. 즉, 미리 제조된 광학 필름(100)의 이형 필름(130)을 제거하는 단계, 라미네이트 공정을 통해 광학 필름(101)을 제2 패턴층(240) 상에 배치하는 단계, 반 경화 상태의 제1 패턴층(230)을 경화시키는 단계, 및 몰드 필름(110)을 제거하는 단계를 순차적으로 수행할 수 있다.

한편, 예시적인 실시예들에서, 상기 광 변환층(220a)은 도 2를 참조하여 설명된 광학 필름(도 2의 100a)를 이용하여 형성될 수 있다. 즉, 도 2의 광학 필름(100a)에서 이형 필름(130a)을 제거한 후, 제1 패턴층(120a)의 하부 패턴(120pa)이 도광판(210)에 접하도록 광학 필름(100a)을 도광판(210) 상에 배치할 수 있다. 이후, 도 9d 및 도 9e를 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일하게, 반 경화 상태의 상기 제1 패턴층을 경화시키는 단계 및 몰드 필름(110)을 제거하는 단계를 순차적으로 수행할 수 있다.

도 11는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 표시장치(600)의 분해도이다.

도 11를 참조하면, 표시장치(600)는 백라이트 어셈블리(500) 및 표시패널(520)을 포함할 수 있다. 백라이트 어셈블리(500)는 광을 표시패널(520) 측으로 출력하고, 표시패널(520)은 광을 제공받아 영상을 표시할 수 있다.

표시패널(520)은 액정 표시패널일 수 있다. 이 경우, 표시패널(520)은 표시기판(521), 대향기판(522) 및 표시기판(521)과 상기 대향기판(522) 사이에 개재되는 액정층(미도시)을 포함할 수 있다. 표시기판(521)은 다수의 화소 영역들에 배치되는 다수의 화소 전극들(미도시)을 포함할 수 있고, 대향기판(522)은 다수의 화소 전극들과 대향하는 공통 전극(미도시)을 포함할 수 있다. 표시패널(520)은 액정 표시패널일 수 있으나, 표시패널(520)의 종류가 액정 표시패널에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 표시패널(520)은 전기영동 표시패널 및 전기습윤 표시패널과 같이 당해 기술분야에서 사용할 수 있는 다른 종류의 패널일 수 있다. 또한, 표시패널(520)의 구조도 상술한 방식에 한정되지 않는다. 예를 들면, 대향기판(522)이 공통 전극을 포함하지 않고, 표시기판(521)은 다수의 화소 전극들과 이격되어 배치되는 공통 전극을 포함할 수 있다.

백라이트 어셈블리(500)는 다층 패턴 도광판(550), 광원(590), 수납 부재(580), 반사판(570), 몰드 프레임(530), 및 다수의 시트들(540)을 포함할 수 있다. 다층 패턴 도광판(550)은 광원(590)으로부터 제공된 광을 균일한 면광원으로 변환하며, 상기 면광원을 표시패널(520) 측으로 출력할 수 있다. 상기 다층 패턴 도광판(550)은 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명된 다층 패턴 도광판(200, 200a, 200b, 200c, 200d)를 포함할 수 있다.

반사판(570)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 및 알루미늄과 같은 광을 반사하는 물질을 포함하여 수납 부재(580)의 바닥부와 도광판(550) 사이에 배치될 수 있다.

수납 부재(580)는 다층 패턴 도광판(550), 광원(590), 및 반사판(570)을 수납할 수 있다. 몰드 프레임(530)은 수납 부재(580)의 측벽들을 따라 연장되어 수납 부재(580)와 결합될 수 있다. 몰드 프레임(530)은 수납 부재(580)에 수납된 다층 패턴 도광판(550)을 수납 부재(580)의 바닥부에 고정시킬 수 있다. 몰드 프레임(530) 위에는 다수의 시트들(540) 및 표시패널(520)이 순차적으로 배치될 수 있다.

다수의 시트들(540)은 표시패널(520)과 다층 패턴 도광판(550) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 다수의 시트들(540)은 광을 확산시키는 확산시트(543), 광을 집광하여 표시패널(520)의 정면 휘도를 향상시키는 프리즘 시트(542), 및 표시패널(520)의 배면을 보호하는 보호 시트(541)를 포함할 수 있다.

커버 부재(510)는 수납 부재(580)와 결합될 수 있다. 커버 부재(510)는 표시패널(520)의 테두리를 커버하고, 상기 표시패널(520)의 테두리의 내측에 위치하는 표시패널(520)의 표시영역을 외부로 노출시킬 수 있다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100: 광학 필름 110: 몰드 필름
120: 제1 패턴층 130: 이형 필름
200: 다층 패턴 도광판 210: 도광판
220: 광 변환층 230: 제1 패턴층
240: 제2 패턴층 250: 에어 포켓부

Claims

몰드 필름, 이형 필름, 및 상기 몰드 필름과 상기 이형 필름 사이에 개재된 제1 패턴층을 포함하는 광학 필름을 준비하는 단계;
상기 이형 필름을 제거하고, 도광판의 제1 면 상에 상기 광학 필름을 배치하는 단계;
상기 제1 패턴층을 경화시키는 단계; 및
상기 몰드 필름을 제거하는 단계;
를 포함하고,
상기 광학 필름을 준비하는 단계는, 몰드 패턴을 가지는 상기 몰드 필름을 준비하는 단계; 및 상기 몰드 필름 상에 제공된 수지를 상기 몰드 필름에 압착시키고, 상기 수지를 반 경화 상태로 경화시켜 상기 제1 패턴층을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 도광판의 제1 면 상에 상기 광학 필름을 배치하는 단계는, 상기 이형 필름을 제거하여 상기 반 경화 상태의 상기 제1 패턴층의 표면을 노출시키고, 노출된 상기 제1 패턴층의 표면을 상기 도광판의 상기 제1 면에 부착시키는 다층 패턴 도광판의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 이형 필름은 패턴을 포함하고,
상기 제1 패턴층은 상기 이형 필름과 접하는 하부에 상기 이형 필름의 상기 패턴에 대응하는 하부 패턴을 포함하고, 상기 몰드 필름에 접하는 상부에 상기 몰드 필름의 상기 몰드 패턴에 대응하는 상부 패턴을 포함하는 다층 패턴 도광판의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 패턴층을 형성하는 단계는 롤투롤(roll-to-roll) 공정으로 진행되는 다층 패턴 도광판의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 광학 필름을 배치하는 단계 전에,
상기 도광판의 상기 제1 면 상에, 복수개의 도트 패턴을 포함하는 제2 패턴층을 형성하는 단계를 포함하는 다층 패턴 도광판의 제조 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 광학 필름을 배치하는 단계에서, 상기 제1 패턴층은 상기 제2 패턴층 상에 배치되어 상기 제1 패턴층과 상기 도광판의 상기 제1 면 사이에 에어 포켓부를 형성하고, 상기 에어 포켓부는 상기 도광판의 상기 제1면에 접하는 다층 패턴 도광판의 제조 방법.
제1 면 및 상기 제1 면에 반대된 제2 면을 포함하는 도광판; 및
상기 도광판의 상기 제1 면 상에 마련되고, 내부에 에어 포켓부를 포함하는 광 변환층;
을 포함하고,
상기 광 변환층 및 상기 에어 포켓부는 상기 도광판의 상기 제1 면에 접하는 다층 패턴 도광판.
제 6 항에 있어서,
상기 광 변환층은,
상기 도광판의 상기 제1 면 상의 제1 패턴층;
상기 제1 패턴층과 상기 도광판의 상기 제1 면 사이에 개재되고, 상기 에어 포켓부를 사이에 두고 서로 이격된 복수개의 도트 패턴을 포함하는 제2 패턴층을 포함하는 다층 패턴 도광판.
제 7 항에 있어서,
상기 제1 패턴층 및 상기 제2 패턴층은 동일한 물질로 이루어진 다층 패턴 도광판.
제 6 항에 있어서,
상기 도광판의 상기 제1 면은 상기 광 변환층에 덮인 패턴 형성 영역 및 상기 광 변환층에 의해 덮이지 않은 가장자리 영역을 포함하는 다층 패턴 도광판.
제 6 항에 있어서,
상기 광 변환층과 상기 도광판에는, 광 굴절율이 변하는 경계면이 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 다층 패턴 도광판.
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몰드 패턴을 가지는 몰드 필름;
상기 몰드 필름 상에 배치되고, 패턴을 포함하는 이형 필름; 및
상기 몰드 필름과 상기 이형 필름 사이에 개재된 제1 패턴층;
을 포함하고,
상기 제1 패턴층은 상기 이형 필름과 접하는 하부에 상기 이형 필름의 상기 패턴에 대응하는 하부 패턴을 포함하고, 상기 몰드 필름에 접하는 상부에 상기 몰드 필름의 상기 몰드 패턴에 대응하는 상부 패턴을 포함하는 광학 필름.
제 13 항에 있어서,
상기 제1 패턴층은 반 경화 상태의 수지를 포함하는 광학 필름.
제 13 항에 있어서,
상기 몰드 필름은,
베이스 필름; 및
상기 베이스 필름과 상기 제1 패턴층 사이에 마련되고, 상기 몰드 패턴을 가지는 소프트 몰드를 포함하는 광학 필름.
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