KR102171403B1 - 광학시트 및 이를 포함하는 광학 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기재층, 상기 기재층 일면에 형성된 프리즘패턴층, 및 상기 기재층 타면에 형성된 요철패턴을 포함하는 광학시트이고, 지름(D)이 8mm인 원형 광원으로부터 110mm 이격된 위치에 상기 광학시트를 고정한 후 상기 광학시트에 영상장치를 밀착시켜 촬영한 전자이미지로부터 추출된 거리(distance, x)에 따른 그레이값(gray value)의 분포 곡선상 그레이값(gray value)이 50일 때, 확산거리(DFW)가 14mm 내지 25mm이며, 상기 확산거리 내에서 변곡점이 존재하지 않는 것을 특징으로 하는 광학시트에 관한 것이다. 본 발명의 광학시트는 광확산 입자를 사용하지 않아 친환경적이고, 휘도, 은폐성 등의 시감이 우수한 특성을 갖는다.

Description

광학시트 및 이를 포함하는 광학 디스플레이 장치{OPTICAL SHEET AND OPTICAL DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 광학시트 및 이를 포함하는 광학 디스플레이 장치에 관한 것이다.
본 발명이 적용될 수 있는 분야 중 하나인 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD)는 일반적으로 공통 전극과 색필터 등이 형성되어 있는 상부 기판과 박막 트랜지스터와 화소 전극 등이 형성되어 있는 하부 기판 사이에 액정 물질을 주입하고, 화소 전극과 공통 전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 전계를 형성하여 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표현하는 장치이다. 액정 표시 장치는 스스로 발광하지 못하는 수광 소자이기 때문에, 광을 공급하기 위한 백라이트 유닛이 필요하다.
일반적으로 액정 디스플레이(LCD)의 표시 장치의 표면은 내부로부터 출사되는 광에 의한 눈부심을 방지하기 위하여 출사하는 광을 어느 정도 확산시킬 수 있어야 한다. 또한, 디스플레이 표면은 외부로부터 입사되는 광이 반사되어 표면상에 이미지가 형성될 수 있는데, 상기 이미지가 선명한 경우에는 표시 이미지가 반사된 이미지에 의하여 시인성이 영향 받을 수 있다. 예로서, 디스플레이 장치를 옥외 및 밝은 조명 하에서 사용하는 경우 태양광, 형광등과 같은 외부광이 디스플레이 표면에 비치면서 반사되는 문제가 발생할 수 있으므로 은폐성을 확보할 필요가 있다.
이와 같은 은폐성 확보를 위하여 광학시트의 기재층 일면에 광확산층을 형성할 수 있는데, 상기 광확산층은 광확산 입자를 포함하는 수지를 Microgravure, Slot Die 등의 Wet 코팅법을 이용하여 코팅층을 형성하고, 이를 UV 및 열 처리하여 형성할 수 있다.
이때 광확산 효과는 광확산 입자의 표면 돌출에 의해 발생한 표면 돌기에 의한 광산란 효과와 서로 굴절률이 다른 광확산 입자와 수지 간의 굴절률 차에 의한 내부 굴절에 의해 발생한다. 이때, 사용되는 광확산 입자는 그 용도에 따라 적어도 한 가지 이상의 것을 사용하며, 크기는 서브 ~ 수십 ㎛의 것을 사용하고, 그 사용량은 수지 중량의 수 내지 수십 중량%를 사용한다.
또한, Ÿ‡(wet) 코팅법의 점도 조절 및 외관 개선을 위해 적어도 한 가지 이상의 유기용제를 사용하게 되는데, 비교적 비점이 낮은 휘발성 유기용제를 사용하며, 사용량은 수지 중량의 수 ~ 수백 중량%를 사용한다. 이때, 사용되는 광확산 입자는 수지와 유기용제 혼합물에 분산되어 있는 상태로 사용되며, 이로 인해 코팅 조건 및 시간 경과에 의해 광확산 입자 분산 상태의 안정성이 저하되면 형성된 광확산층의 외관 및 특성의 불균일을 초래할 수 있다.
또한, 제조 공정 중 광확산 입자와 유기용제에 의한 환경 오염 및 작업자 건강 문제를 초래할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 시감이 우수한 광학시트를 제공하기 위함이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 종래 광확산 입자를 사용하는 광확산층이 구비된 광학시트 대비 헤이즈값 및 내부 확산효과가 낮아 은폐성이 향상됨과 동시에 휘도 향상 효과를 얻을 수 있으며, 스파클링 현상을 배제할 수 있는 광학시트를 제공하기 위함이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 광확산 입자 및 유기용제를 사용하지 않음으로써, 친환경적이고 안전하면서 경제적인 이점을 갖는 광학시트를 제공하기 위함이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 하나의 관점은 기재층, 상기 기재층 일면에 형성된 프리즘패턴층, 및 상기 기재층 타면에 형성된 요철패턴을 포함하는 광학시트이고, 지름(D)이 8mm인 원형 광원으로부터 110mm 이격된 위치에 상기 광학시트를 고정한 후 상기 광학시트에 영상장치를 밀착시켜 촬영한 전자이미지로부터 추출된 거리(distance, x)에 따른 그레이값(gray value)의 분포 곡선상 그레이값이 50일 때, 확산거리(DFW)가 14mm 내지 25mm이며, 상기 확산거리 내에서 변곡점이 존재하지 않는 것을 특징으로 하는 광학시트에 관한 것이다.
상기 광학시트는 상기 거리(distance)에 따른 그레이값(gray value)의 분포 곡선상 상기 확산거리 내에서 거리에 따라 동일한 그레이값이 동일한 그레이값이 나타나지 않거나 또는 동일한 그레이값이 2번 나타날 수 있다.
상기 광학시트는 헤이즈값이 9 내지 60%일 수 있다.
상기 요철패턴의 표면조도 Rz가 0.8 내지 2.7㎛일 수 있다.
상기 기재층은 폴리아세탈계 수지, 폴리아크릴계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리비닐클로라이드계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리노르보넨계 수지, 폴리에스테르계 수지, 비닐계 수지, 폴리페닐렌에테르계 수지, 폴리올레핀계 수지, 시클로올레핀계 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 공중합체 수지, 폴리아릴술폰계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리페닐렌술피드계 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트계 수지, 또는 불소계 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 프리즘패턴층은 우레탄 아크릴계, 폴리에스터 아크릴계, 실리콘 아크릴계, 불포화 폴리에스터계 및 폴리에테르 아크릴계로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 자외선 경화형 수지의 경화물일 수 있다.
상기 기재층의 두께는 38 내지 300㎛이며, 상기 프리즘패턴층의 두께는 10 내지 50㎛일 수 있다.
상기 요철패턴의 표면조도 Ra는 0.09 내지 0.32㎛이며, Ry는 0.8 내지 2.7㎛일 수 있다.
상기 프리즘패턴층을 구성하는 단위프리즘의 피치는 20 내지 60㎛이며, 높이는 10 내지 30㎛일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 광학시트를 포함하는 광학 디스플레이 장치에 관한 것이다.
본 발명의 광학시트는 광확산 입자를 사용하지 않아 친환경적이고, 휘도, 은폐성 등의 시감이 우수한 특성을 갖는다.
도 1 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 구체예에 따른 시감 평가 방법 나타낸 것이다.
도 2는 전자이미지로부터 추출된 거리(distance)에 따른 그레이값(gray value) 분포를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 광학시트의 사시도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 구체예에 따른 광학시트의 단면도를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 구체예에 따른 광학시트 제조 과정의 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 구체예에 따른 광학시트를 포함하는 광학 디스플레이 장치 사시도를 도시한 것이다.
도 7 (a)는 실시예 1의 광학시트를 투과한 광원을 촬영한 전자사진이며, 도 7 (b)는 비교예 1의 광학시트를 투과한 광원을 촬영한 전자사진이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 출원의 실시예들을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 구성요소를 지칭한다.
본 명세서에서 "상부"와 "하부"는 도면을 기준으로 정의한 것으로서, 시 관점에 따라 "상부"가 "하부"로 "하부"가 "상부"로 변경될 수 있고, "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구조를 개재한 경우도 포함할 수 있다.
본 발명에서 "시감"이란 사용자가 일정한 거리에서 디스플레이 표시 장치를 보는 경우, 디스플레이 광학시트 내부로부터 출사되는 광에 의한 눈부심의 정도 또는 외부로부터 입사되는 광원이나 외부 물체에 의한 반사 이미지의 선명도를 포함하는 것으로 정의하기로 한다. 눈부심이 적거나 반사 이미지의 선명도를 낮추어 반사 이미지를 은폐하는 효과가 뛰어날수록 시감이 우수한 광학시트로 정의하기로 한다.
본 발명에서 "변곡점"이란 거리(distance)에 따른 그레이값(gray value)의 분포 곡선상 거리에 따라 동일한 그레이값이 3번 이상 나타나는 영역으로 정의한다. 따라서, "변곡점이 존재하지 않는다"는 의미는 분포 곡선상 거리에 따라 동일한 그레이값이 나타나지 않거나 또는 동일한 그레이값이 2번 나타나는 영역이 존재하는 것을 의미한다.
광학시트
본 발명의 광학시트는 기재층, 상기 기재층 일면에 형성된 프리즘패턴층, 및 상기 기재층 타면에 형성된 요철패턴을 포함하며, 상기 광학시트는 지름(D)이 8mm인 원형 광원으로부터 110mm 이격된 위치에 상기 광학시트를 고정한 후 상기 광학시트에 영상장치를 밀착시켜 촬영한 전자이미지로부터 추출된 거리(distance, x)에 따른 그레이값(gray value)의 분포 곡선상 그레이값(gray value)이 50일 때, 확산거리(DFW)가 14mm 내지 25mm이며, 상기 확산거리 내에서 변곡점이 존재하지 않는 것을 특징으로 한다.
도 1 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 구체예에 따른 시감 평가 방법을 나타낸 것이다. 도 1을 참고하면, 본 발명은 백라이트유닛(BLU)으로부터 출사된 지름 8mm인 원형 광원으로부터 일직선 상으로 110mm 이격된 위치에 광학시트를 고정시킨 후, 상기 광학시트에 영상장치를 밀착시켜 광학시트를 투과한 광원을 촬영한다. 이후, 촬영된 전자이미지를 어도비(adobe)社의 포토샵(photoshop) 프로그램 등과 같은 소프트웨어를 거리(distance)에 따른 그레이값(gray value) 및 그 분포 곡선을 추출하고, 추출된 데이터를 분석하여 시감을 정량화 및 수치화하여 평가할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따라, 확보된 전자이미지로부터 추출된 거리(distance)에 따른 그레이값(gray value)의 분포 곡선을 예시한 것이다. 도 2(a)를 참고하면, 거리(distance)에 따른 그레이값(gray value)의 분포 곡선의 x축은 거리(distance) 또는 픽셀수(pixels)를 의미하고, y축은 해당 거리에서 측정된 그레이값(gray value)을 의미한다.
일 구체예로서, 본 발명의 광학시트는 거리(distance)에 따른 그레이값(gray value)의 분포 곡선상 그레이값(gray value)이 50일 때(y=50), x축 상 교점간의 거리, 즉 확산거리(DFW, diffusion width)가 14mm 내지 25nm, 구체적으로는 15.6mm 내지 24.2mm일 수 있다. 예를 들면 20 내지 25mm 일 수도 있다. 상기 변곡점 조건과 DFW값 범위를 만족하는 경우, 우수한 은폐성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구체예에 따른 광학시트는 상기 확산거리(DFW) 내에서 변곡점이 존재하지 않는다. 구체적으로, 상기 광학시트는 상기 확산거리 내에서 동일한 그레이값이 나타나지 않거나 또는 동일한 그레이값이 2번 나타날 수 있다. 상기 조건에서 변곡점이 존재하지 않는 경우, 은폐력이 우수하여 사물이 디스플레이 표면에 비치는 현상 또는 반사되는 현상을 방지할 수 있다.
도 1 (a)를 다시 참고하면, 백라이트유닛에서 출사된 원형 광원을 특정하기 위하여 지름 8mm 원형의 구멍이 뚫려진 블랙시트(black sheet)를 백라이트유닛에 밀착시켜 측정 대상을 특정할 수 있다.
상기 영상장치는 광학시트 상에 형성된 이미지를 전자이미지로 변환할 수 있는 장치 기기라면 제한없이 사용될 수 있다.
상기 백라이트유닛의 조도는 1000 내지 3000lux, 구체적으로 1400 내지 2300lux일 수 있다. 조도가 3000lux초과하는 경우, 투과된 빛의 조도가 지나치게 높아져 은폐력 자체의 구분이 어려우며, 조도가 1000lux 이하인 경우에는 확산되어 나오는 빛의 조도가 약하여 은폐력 차이에 따른 구분이 용이하지 않다.
상기 블랙시트는 블랙염료를 포함하는 아크릴시트 또는 블랙 잉크로 코팅된 투명 기재일 수 있으나, 반드시 이에 제한되지 않는다.
또 다른 구체예로서, 본 발명의 광학시트는 헤이즈(Haze) 값이 9 내지 60%, 구체적으로는 12 내지 50%일 수 있다. 본 발명의 광학시트는 광확산 입자를 사용하는 종래의 광학시트(bead type) 대비 헤이즈값 및 내부 확산효과가 낮아지므로, 은폐성이 향상됨과 동시에 휘도 향상 효과를 얻을 수 있으며, 입자의 분포밀도에 의하여 나타날 수 있는 스파클링(sparkling) 현상을 배제할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 광학시트의 사시도를 도시한 것이며, 도 4는 도 3의 X-X'선을 기준으로 절단한 광학시트의 단면도를 도시한 것이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 광학시트(100)는 기재층(110), 기재층(110) 일면에 형성된 프리즘패턴층(120), 및 기재층(110) 타면에 형성된 요철패턴(130)을 포함한다.
기재층(110)은 폴리아세탈계 수지, 폴리아크릴계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리비닐클로라이드계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리노르보넨계 수지, 폴리에스테르계 수지, 비닐계 수지, 폴리페닐렌에테르계 수지, 폴리올레핀계 수지, 시클로올레핀계 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 공중합체 수지, 폴리아릴술폰계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리페닐렌술피드계 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트계 수지, 또는 불소계 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
기재층(110)의 두께(D)는 38 내지 300㎛일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
도 4를 참조하면, 프리즘패턴층(120)은 기재층(110)의 일면에 연속적으로 배열된 복수 개의 단위프리즘을 포함한다.
상기 단위프리즘의 높이(H)는 각각 동일하거나 상이할 수 있는데, 약 10 내지 약 30㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서 모아레가 없고 집광 효과가 있을 수 있다. 상기 단위프리즘의 피치(P)는 각각 동일하거나 다를 수 있는데, 구체적으로 피치는 약 20 내지 약 60㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서 모아레가 없고 집광 효과가 있을 수 있다. 단위프리즘의 꼭지각은 약 80 내지 약 100°가 될 수 있고, 상기 범위에서 휘도 향상 효과가 있을 수 있다.
본 발명의 일 구체예로서, 프리즘패턴층(120)의 굴절률은 1.48 내지 1.67 구체적으로 1.50 내지 1.65일 수 있다. 상기의 범위에서 입사되는 광을 고휘도로 출사시킬 수 있는 장점이 있다.
프리즘패턴층(120)은 압착 성형하는 자외선 경화방식으로 기재층(110)의 일면에 형성될 수 있다. 예로서, 프리즘패턴이 각인된 몰드 인각롤과 기재층의 일면을 접촉시킨 상태에서 투명 수지 조성물을 상기 인각롤과 기재층 사이에 주입하여 자외선 경화시키고 상기 경화되어 기재필름에 접착된 투명 수지 조성물 코팅층을 인각롤로 부터 분리하여 형성할 수 있다.
프리즘패턴층(120)은 가시광선 영역에서 투명한 재료로서, 자외선 경화형 수지 또는 이를 포함하는 조성물로 형성될 수 있다. 예로서, 상기 자외선 경화형 수지는 우레탄 아크릴계, 폴리에스터 아크릴계, 실리콘 아크릴계, 불포화 폴리에스터계 및 폴리에테르 아크릴계로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
광학시트(100)는 기재층(110)의 타면에 광확산 기능을 위한 패턴을 포함할 수 있으며, 구체적으로는, 광확산 입자를 포함하지 않는 요철패턴(130)이 형성될 수 있다.
요철패턴(130)은 3차원 측정기로 측정한 표면조도 Ra가 약 0.09 내지 0.32㎛, 바람직하게는 0.11 내지 0.28㎛이고, Rz가 약 0.8 내지 2.7㎛, 바람직하게는 1.0 내지 2.4㎛이며, Ry가 약 0.8 내지 2.7㎛, 바람직하게는 1.0 내지 2.3㎛이다. 상기 범위에서 표면 산란에 의한 확산 효율이 증가하여 차폐력이 향상될 수 있다. 표면조도는 JIS B0601 : 1994의 규격으로 측정할 수 있다. 구체적으로, Keyence社의 VK-9700을 이용하여 측정기기의 표면조도(Surface roughness) 방식으로 측정할 수 있다. 이 때, 측정배율은 1000배율, Z축 피치는 1㎛로 설정하여 표면조도 측정을 진행할 수 있다.
요철패턴(130)은 일 예로 기재층(110)의 타면에 샌드 블라스트 방법에 의하여 형성될 수 있다.
우선, 금속 몰드, 바람직하게는 금속 롤에 샌드 블라스트 등의 방법으로 패턴을 형성한다. 상기 금속 몰드는 스틸, 알루미늄 등과 그 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 금속 또는 상기 금속에 니켈, 동, 크롬, 알루미늄, 세라믹, DLC 도금한 것을 포함하는 롤일 수 있다. 특히 이중 니켈, 동 등의 도금 층은 스틸에 비해 상대적으로 경도가 낮아 쉽게 샌드 블라스트에 의한 패턴 형성되기 쉬우며, 이로 인해 용도에 따른 헤이즈 조절이 용이하다. 상기 금속으로는 단일 성분의 금속을 사용할 수도 있고, 둘 이상의 성분의 합금을 사용할 수도 있다. 금속 롤은 샌드 블라스트, 에칭, 레이저 가공, 드릴 가공 등으로 효과적으로 패턴이 형성되어야 하고, 용도에 따라 재사용이 되어야 하므로 비교적 표면 특성이 무르며, 형상을 유지할 수 있고, 재사용이 가능한 금속을 사용하여 도금 후 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 패턴이 형성된 금속 몰드에 금속 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 패턴이 형성된 금속 몰드의 내구성을 향상시키고, 표면 거칠기를 향상시키기 위하여 강도가 높은 금속 코팅층을 도금하는 경우가 있다. 상기 금속 코팅층은 니켈, 크롬, 세라믹 등과 그 합금 등을 사용할 수 있으며, 단일 또는 2종 이상의 금속의 합금을 사용할 수도 있다. 상기 코팅층의 두께는 0.1 내지 1000㎛가 바람직하고, 단일층이거나 단일 또는 서로 다른 금속으로 형성되는 복수의 층일 수도 있다.
상기 샌드 블라스트는 유기, 무기 또는 유무기 복합 비드 중 하나 이상의 비드를 이용하여 1 내지 50회 처리하는 것일 수 있다.
상기 비드 입자 크기는 평균 0.1 내지 1000㎛의 것을 단일 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 비드 재질은 에스테르계, 올레핀계, 아크릴계, 우레탄계, 아크릴-우레탄계, 에폭시계 또는 실리콘계 수지 등의 유기물과 글라스, 세라믹 등의 무기 비드를 사용한다.
상기 샌드 블라스트에 사용하는 입자의 종류, 크기, 분사 압력, 횟수 등의 샌드 블라스트의 조건을 조절하여 광확산 패턴이 형성된 면의 표면 조도 및 헤이즈값 등을 용이하게 조절할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 구체예에 따른 요철패턴의 형성 및 광학시트 제조 과정의 개념도이다. 기재필름 또는 기재층(110)이 패턴이 형성된 금속 롤(I)에 접촉하면서 기재층의 일면에 금속 롤(I)의 패턴이 전사되어 요철패턴(130)이 형성되고, 연속적으로 기재층(110)의 타면이 프리즘패턴 형성을 위한 인각롤(II)에 접촉하면서 프리즘패턴층(120)이 형성되어 광학시트가 완성될 수 있다. 한편, 요철패턴 형성과 프리즘패턴층 형성의 순서는 변경될 수 있다. 다만, 반드시 요철패턴 형성을 위한 금속 롤과 프리즘패턴층 형성을 위한 인각 롤이 시차를 두고 연이어 요철패턴 형성과 프리즘패턴층 형성 과정을 수행하여야 하는 것은 아니고, 경우에 따라 기재층의 동일한 지점의 양면에서 요철패턴 형성을 위한 금속 롤과 프리즘패턴층 형성을 위한 인각 롤이 동시에 접촉될 수도 있다.
광학 디스플레이 장치
본 발명의 다른 관점인 광학 디스플레이 장치는 상기 광학시트를 포함할 수 있다. 광학 디스플레이 부재에서 상기 광학시트는 프리즘 시트, 확산 시트 또는 도광판으로 포함될 수 있다. 광학 디스플레이 장치는 액정표시장치를 포함할 수 있고, 액정표시장치에서 광원은 LED 램프 또는 CCFL이 포함될 수 있다.
일 구체예로서, 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 구체예에 따른 광학 디스플레이 장치(300)는 광원(210), 상기 광원(210)으로부터 발광되는 빛을 안내하는 도광판(220), 도광판(220)의 하부에 배치되는 반사시트(230), 도광판(220)의 상부에 배치되는 확산시트(240), 및 확산시트(240)의 상부에 배치되는 광학시트(100)를 포함할 수 있다.
또한, 백라이트 유닛의 광원(210) 외부에는 광원 커버(210a)가 배치될 수 있다. 또한, 여기에서는 비록 도시되지 않았지만, 상기 광학 디스플레이 장치(300)상에 액정표시패널과 반사방지층이 차례로 적층되어 액정표시장치를 구성하게 된다.
광원(210)은 광을 발생시키는 것으로, 선광원 램프 또는 면광원 램프, CCFL 또는 LED 등 다양한 광원들이 사용될 수 있다.
도광판(220)은 광원(210)에서 발생된 광을 확산시트(240)로 가이드하는 것으로서, 직하형 광원을 채택하는 경우에는 생략될 수 있다.
반사시트(230)는 광원(210)에서 발생된 광을 반사시켜 확산시트(240)의 방향으로 공급하는 역할을 수행한다.
확산시트(240)는 도광판(220)을 통해 입사되는 광을 확산 및 산란시켜 광학시트(100)으로 공급하는 역할을 수행한다.
광학시트(100)은 확산시트(240)를 통해 입사되는 광을 굴절시켜 액정표시패널(미도시)의 평면에 집광시키는 역할을 수행한다. 광학시트는 높은 집광효율, 넓은 시야각, 모아레 현상 방지, 다른 필름과의 광학적 결합(wet out) 방지 등 다양한 설계 목표에 따라 집광부의 형태 및 집광부 경사면의 각도 등 다양한 설계치의 변형 및 조합들이 가능하며, 상업적으로 적용되고 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예 1-3 및 비교예 1-3
실시예 1
동 도금된 스틸 롤에 입자 크기가 45 내지63㎛인 다분산 글라스 비드를 이용하여 분사압력 300kPa으로 왕복 7회 샌드 블라스트하여 패턴을 형성하였다. 패턴이 형성된 동 도금 스틸 롤에 130A에서 16분간 5~8㎛ 니켈 코팅층을 형성하여 후도금을 실시하였다. 이를 UV 경화형 수지를 이용하여 250㎛ 두께의 PET 기재층(TAK社 XG7PH2)의 일면에 전사하여 요철패턴을 형성하였다.
상기 PET 기재층의 타면에 프리즘패턴이 인각된 그라비아 롤로 코팅 후 자외선 경화하여 프리즘패턴층을 형성하였다. 제조된 프리즘패턴층을 구성하는 단위프리즘의 높이는 12㎛이고 피치는 24㎛이었다
상기 제조된 광학시트의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 2
동 도금된 스틸 롤에 입자 크기가 45 내지 63㎛인 다분산 글라스 비드를 이용하여 분사압력 300kPa으로 왕복 5회 샌드 블라스트하여 패턴을 형성하였다. 패턴이 형성된 동 도금 스틸 롤에 130A에서 10.5분간 3~5㎛ 니켈 코팅층을 형성하여 후도금을 실시하였다. 이를 UV 경화형 수지를 이용하여 250㎛ 두께의 PET 기재층(TAK社 XG7PH2)의 일면에 전사하여 요철패턴을 형성하였다.
상기 PET 기재층의 타면에 프리즘패턴이 인각된 그라비아 롤로 코팅 후 자외선 경화하여 프리즘패턴층을 형성하였다. 제조된 프리즘패턴층을 구성하는 단위프리즘의 높이는 12㎛이고 피치는 24㎛이었다.
상기 제조된 광학시트의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 3
동 도금된 스틸 롤에 입자 크기가 45 내지 63㎛인 다분산 글라스 비드를 이용하여 분사압력 300kPa으로 왕복 7회 샌드 블라스트하여 패턴을 형성하였다. 패턴이 형성된 니켈 도금 스틸 롤에 130A에서 4분간 1~3㎛ 니켈 코팅층을 형성하여 후도금을 실시하였다. 이를 UV 경화형 수지를 이용하여 250㎛ 두께의 PET 기재층(TAK社 XG7PH2)의 일면에 전사하여 요철패턴을 형성하였다.
상기 PET 기재층의 타면에 프리즘패턴이 인각된 그라비아 롤로 코팅 후 자외선 경화하여 프리즘패턴층을 형성하였다. 제조된 프리즘패턴층을 구성하는 단위프리즘의 높이는 12㎛이고 피치는 24㎛이었다.
상기 제조된 광학시트의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
비교예 1
동 도금된 스틸 롤에 입자 크기가 1 내지 40㎛인 다분산 글라스 비드를 이용하여 분사압력 130kPa으로 왕복 5회 샌드 블라스트하여 패턴을 형성하였다. 패턴이 형성된 동 도금 스틸 롤에 130A에서 7.5분간 2~4㎛ 니켈 코팅층을 형성하여 후도금을 실시하였다. 이를 UV 경화형 수지를 이용하여 250㎛ 두께의 PET 기재층(TAK社 XG7PH2)의 일면에 전사하여 요철패턴을 형성하였다.
상기 PET 기재층의 타면에 프리즘패턴이 인각된 그라비아 롤로 코팅 후 자외선 경화하여 프리즘패턴층을 형성하였다. 제조된 프리즘패턴층을 구성하는 단위프리즘의 높이는 12㎛이고 피치는 24㎛이었다.
상기 제조된 광학시트의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
비교예 2
니켈 도금된 스틸 롤에 입자 크기가 1 내지 40㎛인 다분산 글라스 비드를 이용하여 분사압력 200kPa으로 왕복 8회 샌드 블라스트하여 패턴을 형성하였다. 패턴이 형성된 니켈 도금 스틸 롤에 130A에서 7.5분간 2~4㎛ 니켈 코팅층을 형성하여 후도금을 실시하였다. 이를 UV 경화형 수지를 이용하여 250㎛ 두께의 PET 기재층(TAK社 XG7PH2)의 일면에 전사하여 요철패턴을 형성하였다.
상기 PET 기재층의 타면에 프리즘패턴이 인각된 그라비아 롤로 코팅 후 자외선 경화하여 프리즘패턴층을 형성하였다. 제조된 프리즘패턴층을 구성하는 단위프리즘의 높이는 12㎛이고 피치는 24㎛이었다.
상기 제조된 광학시트의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
비교예 3
중분산 PMMA(선진화학 MAX50) 40 중량%와 메틸에틸케톤(MEK)과 톨루엔이 1: 1로 혼합된 유기용제 60중량%를 혼합하고, 분산 장치를 이용하여 충분히 분산 시켜 고분자 수지 용액을 준비하였다. 이를 이용하여 250㎛ 두께의 PET 기재층(TAK社 XG7PH2)의 일면에 마이크로그라비어(Microgravure) 코터로 코팅하고 UV 경화시켜 광확산층을 형성하였다.
상기 PET 기재층의 타면에 프리즘패턴이 인각된 그라비아 롤로 코팅 후 자외선 경화하여 프리즘패턴층을 형성하였다. 제조된 프리즘패턴층을 구성하는 단위프리즘의 높이는 12㎛이고 피치는 24㎛이었다.
상기 제조된 광학시트의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
물성 평가 방법
1. 헤이즈값 (Haze) (%):
주식회사 동양정기제작소(株式會社 東洋精機製作所) 제품인 헤이즈 가드 II를 이용하여 광학시트의 헤이즈를 ISO 모드로 측정하였다.
2. 표면조도 Rz (㎛):
JIS B0601 : 1994의 규격에 의거하여 Keyence社의 VK-9700을 이용하여 측정하였다.
3. 확산거리 (DFW) 및 변곡점 발생 유무:
도 1에 도시된 바와 같이, 백라이트유닛(BLU, 190M2 19inch, CCFL 2램프)으로부터 출사된 지름 8mm인 광원으로부터 일직선 상으로 110mm 이격된 위치에 실시예 및 비교예의 광학시트를 각각 고정시킨 후, 상기 광학시트에 디지탈카메라(Cannon EOS 600D, 노출거리 15mm 고정)를 밀착시켜 광학시트를 투과한 광원을 촬영하여 얻어진 전자이미지로부터 데이터를 추출하여 거리(distance)에 따른 그레이값(gray value)의 분포 곡선을 얻었다. 상기 그레이값의 분포 곡선상 그레이값(gray value)이 50일 때(y=50), x축 상 교점간의 거리를 확산거리(DFW)(nm)로 측정하였으며, 상기 그레이값의 분포 곡선상 변곡점 발생여부를 유무를 평가하였다.
4. 시감 육안 평가:
촬영된 광학시트의 전자 이미지를 육안 관찰하여 원형 광원의 경계선이 뚜렷하게 관측되는지 여부를 기준으로 평가하였다(은폐력 매우좋음: ◎, 좋음: O 보통: Δ 나쁨: X).
Figure 112014108624235-pat00001
도 7 (a)는 실시예 1의 광학시트를 투과한 광원을 촬영한 전자사진이며, 도 7 (b)는 비교예 1의 광학시트를 투과한 광원을 촬영한 전자사진을 예시한 것으로서, 실시예 1의 광학시트는 확산거리 내에서 변곡점이 존재하지 않는 반면, 비교예 1의 광학시트는 확산거리 내에서 변곡점이 존재하는 것을 확인할 수 있다.
또한, 상기 표 1의 결과값에서 보듯이, 실시예 1 내지 3의 광학시트는 거리(distance)에 따른 그레이값(gray value)의 분포 곡선상 확산거리(DFW)가 14mm 내지 25mm 변곡점이 존재하지 않으며, 그레이값(gray value)이 50일 때, 확산거리(DFW)가 14mm 내지 25mm 로서 거리에 따른 그레이값의 분포 곡선상 변곡점이 존재하는 비교예 1 내지 3의 광학시트 대비 은폐력이 우수하여 시감이 우수한 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (10)

  1. 기재층, 상기 기재층 일면에 형성된 프리즘패턴층, 및 상기 기재층 타면에 형성된 요철 패턴을 포함하는 광학시트로서,
    상기 요철 패턴은 상기 기재층 타면의 전체면에 형성되고,
    지름(D)이 8mm인 원형 광원으로부터 110mm 이격된 위치에 상기 광학시트를 고정한 후 상기 광학시트에 영상장치를 밀착시켜 촬영한 전자이미지로부터 추출된 거리(distance, x)에 따른 그레이값(gray value)의 분포 곡선상 그레이값(gray value)이 50일 때, 확산거리(DFW)가 14mm 내지 25mm이며, 상기 확산거리 내에서 변곡점이 존재하지 않고,
    상기 광학시트는 헤이즈값이 12 내지 50%이고,
    상기 요철 패턴은 표면조도 Rz가 1.0㎛ 내지 2.7㎛인 것인, 광학시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 거리(distance)에 따른 그레이값(gray value)의 분포 곡선상 상기 확산거리 내에서 거리에 따라 동일한 그레이값이 동일한 그레이값이 나타나지 않거나 또는 동일한 그레이값이 2번 나타나는 것을 특징으로 하는 광학시트.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기재층은 폴리아세탈계 수지, 폴리아크릴계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리비닐클로라이드계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리노르보넨계 수지, 폴리에스테르계 수지, 비닐계 수지, 폴리페닐렌에테르계 수지, 폴리올레핀계 수지, 시클로올레핀계 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 공중합체 수지, 폴리아릴술폰계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리페닐렌술피드계 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트계 수지, 또는 불소계 수지 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학시트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프리즘패턴층은 우레탄 아크릴계, 폴리에스터 아크릴계, 실리콘 아크릴계, 불포화 폴리에스터계 및 폴리에테르 아크릴계로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 자외선 경화형 수지의 경화물인 것을 특징으로 하는 광학시트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기재층의 두께는 38 내지 300㎛이며,
    상기 프리즘패턴층의 두께는 10 내지 50㎛인 것을 특징으로 하는 광학시트.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 요철패턴의 표면조도 Ra는 0.09 내지 0.32㎛이며, Ry는 0.8 내지 2.7㎛인 것을 특징으로 하는 광학시트.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 프리즘패턴층을 구성하는 단위프리즘의 피치는 20 내지 60㎛이며, 높이는 10 내지 30㎛인 것을 특징으로 하는 광학시트.
  10. 제1항, 제2항, 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항의 광학시트를 포함하는 광학 디스플레이 장치.
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