KR20080086727A - 일체형 광학 시트 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

일체형 광학 시트 및 이를 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일체형인 광학 시트에 관한 것이다. 상기 광학 시트는 제 1 베이스부, 제 2 베이스부, 접착부 및 프리즘 패턴들을 포함한다. 상기 접착부는 상기 제 1 베이스부와 상기 제 2 베이스부 사이에 위치하며, 상기 제 1 베이스부와 상기 제 2 베이스부를 접착시킨다. 상기 프리즘 패턴들은 상기 제 2 베이스부 위에 배열된다. 상기 광학 시트가 일체형이므로, 상기 백라이트 유닛의 두께가 얇아지면서 빛의 손실을 줄일 수 있다.
백라이트, 광학 시트, 일체형, 프리즘

Description

일체형 광학 시트 및 이를 제조하는 방법{ONE BODY TYPE OPTICAL SHEET AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
도 1은 일반적인 액정 표시 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 백라이트 유닛을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛을 도시한 단면도이다.
도 5는 도 4의 확산부를 도시한 단면도이다.
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광학 시트를 제조하는 과정을 도시한 도면들이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 광학 시트를 제조하는 과정을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 광학 시트를 도시한 단면도이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 광학 시트를 도시한 단면도들이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 제 4 실시예에 따른 광학 시트를 도시한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 제 5 실시예에 따른 광학 시트를 도시한 단면도이다.
도 14는 본 발명의 바람직한 제 6 실시예에 따른 광학 시트를 도시한 도면이다.
본 발명은 백라이트 유닛에 포함된 광학 시트 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일체형 광학 시트 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
디스플레이 소자로서 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD)는 자발광 소자가 아니므로, 이미지 디스플레이를 위해서 LCD 패널에 빛을 제공하는 백라이트 유닛이 필요하다.
도 1은 일반적인 액정 표시 장치를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 액정 표시 장치는 LCD 패널(100) 및 백라이트 유닛(102)을 포함한다.
백라이트 유닛(102)은 빛, 예를 들어 백색광을 LCD 패널(100)에 제공하며, 이에 따라 LCD 패널(100)은 외부 장치(미도시)로부터 입력된 데이터에 해당하는 소 정 이미지를 디스플레이한다.
이하, 이러한 백라이트 유닛(102)의 구조를 상술하겠다.
도 2는 종래의 백라이트 유닛을 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 종래의 백라이트 유닛(102)은 복수의 광원들(200), 반사 시트(202) 및 광학 시트(204)를 포함한다.
광원들(200)은 소정 파장의 빛을 방출하며, 반사 시트(202)는 광원들(200)로부터 방출된 빛을 광학 시트(204) 방향으로 반사시킨다.
광학 시트(204)는 확산 시트(204a), 제 1 프리즘 시트(204b), 제 2 프리즘 시트(204c) 및 보호 시트(204d)로 이루어진다.
확산 시트(204a)는 광원들(200)로부터 방출된 빛을 확산시켜 상기 빛을 균일하게 분포시킨다.
프리즘 시트들(204b 및 204c)은 확산 시트(204a)를 통과한 빛을 집광시킨다.
보호 시트(204d)는 외부 먼지 등으로부터 프리즘 시트들(204b 및 204c)을 보호한다.
요컨대, 광원들(200)로부터 방출된 빛은 확산시트(204a), 프리즘시트들(204b 및 204c) 및 보호 시트(204d)를 통하여 LCD 패널(100)로 입사된다. 이 경우, 확산시트(204a), 프리즘시트들(204b 및 204c) 및 보호 시트(204d)가 서로 이격되어 있었으므로, 빛 중 일부가 이격된 공간에서 LCD 패널(100) 방향이 아닌 외부 방향으로 방출되어 소모될 수 있었다.
다만, 광학 시트(204)가 확산시트(204a), 프리즘시트들(204b 및 204c) 및 보 호 시트(204d)를 모두 포함하고, 특히 시트들(204a, 204b, 204c 및 204d)이 서로 이격되어 있으므로, 광학 시트(204)의 두께가 커졌다. 특히, 도면으로 도시하지는 않았지만 광원과 확산시트 사이에 확산판이 더 구비될 수도 있었다. 이 경우에는, 광학 시트(204)의 두께가 더 커졌다.
게다가, 도 2에 도시하지 않았지만, 프리즘 시트들(204b 및 204c)에 형성된 프리즘 패턴들이 규칙적인 패턴을 가진다. 이 경우, LCD 패널(100)에 포함된 픽셀들 또한 규칙적으로 형성되기 때문에, 규칙적인 2개의 패턴들에 의해 발생되는 모아레 현상(moire phenomenon)이 종래의 액정 표시 패널에 발생할 수 있었다.
더욱이, 상기 프리즘 패턴들이 다양한 원인에 의해 LCD 패널(100)의 하부면, 예를 들어 하부 편광 필름에 접촉될 수 있었고, 그로 인해서 LCD 패널(100) 중 특정 부분이 밝아지는 wet-out 현상 및 LCD 패널(100) 중 일부분에 얼룩과 유사한 무늬가 발생되는 전사 현상(imprinting)이 발생될 수 있었다.
본 발명의 목적은 얇은 두께를 가지면서 모아레 현상, wet-out 현상 및 전사 현상을 방지할 수 있는 광학 시트 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 일체형 광학 시트는 제 1 베이스부, 제 2 베이스부, 접착부 및 프리즘 패턴들을 포함한다. 상기 접착부는 상기 제 1 베이스부와 상기 제 2 베이스부 사이에 위치하며, 상기 제 1 베이스부와 상기 제 2 베이스부를 접착시킨다. 상기 프리즘 패 턴들은 상기 제 2 베이스부 위에 배열된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 일체형 광학 시트 제조 방법은 제 1 베이스부 위에 경화 수지를 도포하는 단계; 상기 경화 수지가 도포된 제 1 베이스부를 1차 경화시키는 단계; 상기 경화된 경화 수지를 가지는 제 1 베이스부 위에 프리즘 패턴들이 형성된 제 2 베이스부를 합지시켜 합지 구조체를 생성하는 단계; 및 상기 합지 구조체를 2차 경화시켜 일체형 광학 시트를 생성시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 백라이트 유닛에 포함된 광학 시트가 일체형이므로, 상기 백라이트 유닛의 두께가 얇아지면서 빛의 손실을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광학 시트를 제조하는 방법은 가이드 라인을 따라서 이동하는 필름 또는 확산판 위에 UV 수지 및 프리즘 구조물을 합지시켜 상기 광학 시트를 제조하므로, 공정이 단순화되고 제품 생산 비용이 절감될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 자세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예의 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD)는 액정 표시 패널(300, 이하 "LCD 패널"이라 함) 및 백라이트 유닛(Backlight Unit, 302)을 포함한다.
백라이트 유닛(302)은 소정 파장을 가지는 빛, 예를 들어 백색광을 LCD 패널(300)에 제공하며, LCD 패널(300)은 백라이트 유닛(302)으로부터 제공된 빛에 반응하여 입력된 데이터에 해당하는 소정 이미지를 디스플레이시킨다.
이러한 LCD 패널(300)은 하부 편광필름(304), 상부 편광필름(306), 하부기판(308), 상부기판(310), 칼라필터(312), 블랙매트릭스(314), 화소전극(316), 공통전극(318), 액정층(320) 및 TFT 어레이(322)를 포함한다.
편광필름들(304 및 306)은 백라이트 유닛(302)으로부터 제공된 빛, 예를 들어 백색광을 편광시킨다. 예를 들어, 편광필름들(304 및 306)은 상기 제공된 빛 중 횡파만을 통과시키고, 종파는 차단시킨다.
TFT 어레이(322)는 스위칭 소자로서 화소전극(316)을 스위칭한다.
액정층(320)은 화소전극(316)과 공통전극(318) 사이의 전압차에 상응하여 배열되는 액정들(미도시)을 포함한다. 이 경우, 백라이트 유닛(302)으로부터 제공된 빛이 상기 액정들을 통과한 후 칼라필터(312)에 입사되므로, 상기 액정들을 통과하는 빛의 양은 상기 액정들이 배열에 따라 달라진다.
칼라필터(312)는 도 3에 도시된 바와 같이 레드광, 그린광 및 블루광에 해당하는 서브 칼라필터들을 포함하며, 따라서 상기 액정들을 통과한 빛이 상기 서브 칼라 필터들을 통과하면 해당 서브 칼라 필터에 해당하는 빛이 외부로 방출된다.
상부기판(310)은 칼라필터(312)의 상부에 위치한다.
백라이트 유닛(302)은 LCD 패널(300)에 빛, 예를 들어 백색광을 제공하는 소자로서, 이에 대한 자세한 설명은 이하 첨부된 도면들을 참조하여 상술하겠다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛을 도시한 단면도이고, 도 5는 도 4의 확산부를 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예의 백라이트 유닛(302)은 광원(330)이 광학 시트(334)의 하부에 위치하는 직하형 백라이트 유닛이며, 적어도 하나의 광원(330), 반사 시트(332) 및 광학 시트(334)를 포함한다.
광원(330)은 소정 파장을 가지는 빛을 방출하며, 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 또는 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL) 등으로 이루어진다.
반사 시트(332)는 광원들(330)로부터 발산된 빛을 광학 시트(334), 즉 LCD 패널(300) 방향으로 반사시키며, 따라서 빛의 낭비를 줄인다. 전체적으로는, 백라이트 유닛(302)으로부터 LCD 패널(300)로 진행되는 빛의 양이 반사 시트(332)로 인하여 증가되며, 그래서 빛의 효율이 향상된다.
광학 시트(334)는 종래의 광학 시트와 달리 일체형으로 이루어지며, 제 1 베이스부(400), 접착부(402), 제 2 베이스부(404), 프리즘 패턴들(406) 및 확산부들(408)을 포함한다.
제 1 베이스부(400)는 광원들(330)로부터 발산된 빛이 통과할 수 있도록 투명한 구조를 가지며, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(POLYETHYLENE TEREPHTHALATE RESIN, PET 수지)로 이루어진 필름 또는 폴리메틸메타아크릴레이트(Poly Methyl Meta Acrylate, PMMA)로 이루어진 필름, 폴리카보네이트(Poly Carbonate)로 이루어진 필름 등과 같은 필름으로 이루어진다. 또는, 제 1 베이스부(400)는 필름이 아닌 확산판으로 이루어질 수 있다.
접착부(402)는 제 1 베이스부(400)와 제 2 베이스부(404)를 접착시키며, 예를 들어 자외선 경화 수지(UV 수지) 또는 확산제가 포함된 경화 수지 등으로 이루어진다. 여기서, 접착부(402)가 확산제가 포함된 경화 수지로 이루어지는 경우, 접착부(402)가 제 1 베이스부(402)를 통과한 빛을 골고루 확산시키므로 광학 시트(334)로부터 출력되는 빛의 균일도가 향상될 수 있다.
제 2 베이스부(404)는 PET 수지 등으로 이루어지며, 프리즘 패턴들(406)을 지지한다.
프리즘 패턴들(406)은 산 모양을 가지며, 제 2 베이스부(404) 위에서 규칙적으로 배열되거나 불규칙적으로 배열된다. 또한, 프리즘 패턴들(406)은 제 2 베이스부(404)를 통과하여 진행된 빛을 집광시킨다. 이러한 프리즘 패턴들(406)의 구조에 대한 자세한 설명은 후술하겠다.
확산부들(408)은 제 1 베이스부(400)의 면들 중 접착부(402)와 대향되는 면 위에 형성되며, 광원들(330)로부터 발산된 빛이 골고루 분산되도록 상기 발산된 빛을 확산시킨다. 이러한 확산 기능을 제공하기 위해서, 적어도 하나의 확산부(408)는 도 5에 도시된 바와 같이 반구 형상의 복수의 굴절층들(500 및 502)로 이루어진다. 즉, 각 확산부들(408)는 제 1 굴절률을 가지는 제 1 굴절층(500) 및 제 2 굴절률을 가지는 제 2 굴절층(502)을 포함한다. 여기서, 제 2 굴절층(502)은 제 1 굴절층(500)의 내부에 형성되고, 상기 제 2 굴절률은 상기 제 1 굴절률보다 작다. 예를 들어, 제 1 굴절층(500)은 1.49 내지 1.63 범위의 제 1 굴절률을 가지는 폴리머로 이루어지고, 제 2 굴절층(502)은 1.45 이하의 제 2 굴절률을 가지는 물질로 이루어진다. 물론, 상기 제 2 굴절률이 상기 제 1 굴절률보다 작은 한 굴절층들(500 및 502)로서 다양한 물질이 사용될 수 있다.
요컨대, 확산부들(408)은 그의 내부로 갈수록 작은 굴절률을 가지는 복수의 층들로 이루어지며, 그래서 광원들(330)로부터 발산된 빛은 스넬의 법칙(Snell's law)에 따라 제 2 굴절층(502)을 통과하면서 확산된다. 따라서, 이러한 확산부들(408)을 사용하는 본 실시예의 광학 시트(334)는 확산부들(408)이 확산 역할을 수행하므로 종래의 광학 시트와 달리 별도의 확산 시트를 필요로 하지 않는다.
위에서 언급한 바와 같이, 본 실시예의 백라이트 유닛(302)에 포함된 광학 시트(334)는 종래의 광학 시트와 달리 일체형으로 이루어진다. 따라서, 본 발명의 광학 시트(334)는 종래의 광학 시트보다 두께가 작아질 수 있다. 또한, 종래의 광학 시트에서는 각 시트들이 소정 거리 이격되어 있었기 때문에 광원으로부터 발산된 빛이 상기 시트들에 전부 전달되지 못하고 이격된 부분에서 광학 시트의 외부로 방출될 수 있었으나, 본 발명의 광학 시트(334)는 일체형으로 이루어지기 때문에 이러한 빛의 소모가 없다. 즉, 본 발명의 광학 시트(334)는 종래의 광학 시트에 비하여 빛의 손실이 적다.
위에서는 직하형 백라이트 유닛(302)이 설명되었으나, 광학 시트의 하부에 도광판이 위치하고 상기 도광판의 측면에 광원이 존재하는 에지-라이트 타입의 백라이트 유닛에서도 본 발명이 적용될 수 있다. 즉, 상기 에지-라이트 타입의 백라이트 유닛에 포함된 광학 시트가 일체형으로 이루어질 수 있다.
또한, 본 실시예의 백라이트 유닛(302)은 대형 백라이트 유닛일 수도 소형 백라이트 유닛일 수도 있다.
이하, 이러한 백라이트 유닛(302)에 포함된 광학 시트(334)를 제조하는 과정을 상술하겠다.
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광학 시트를 제조하는 과정을 도시한 도면들이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 광학 시트를 제조하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6f를 참조하면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(POLYETHYLENE TEREPHTHALATE RESIN, PET 수지)로 이루어진 필름 또는 폴리메틸메타아크릴레이트(Poly Methyl Meta Acrylate, PMMA)로 이루어진 필름, 폴리카보네이트(Poly Carbonate)로 이루어진 필름 등과 같은 필름(600)이 도 6a에 도시된 바와 같이 롤 형태로 존재한다. 여기서, 필름(600)은 예를 들어 1.5T 두께를 가지며, 그의 배면에는 확산재, 예를 들어 실리카계 물질이 코팅되어있을 수도 있다. 이러한 필름(600)은 추후 공정에서 광학 시트(334)에 맞도록 절단되며, 상기 절단에 의해 제 1 베이스부(400)로 변화된다. 이하, 설명의 편의를 위하여 필름(600)을 도 6b에 도시된 바와 같은 제 1 베이스부(400)로 가정하겠다.
이어서, 제 1 베이스부(400)가 가이드 라인을 따라서 도 6a에 도시된 바와 같이 이동된다.
계속하여, 자외선 경화 수지 주입 장치(602)가 이동하는 제 1 베이스부(400) 위에 UV 수지(402)를 도포하여 도 6c에 도시된 바와 같은 제 1 구조체가 형성된다. 다만, 이 경우에는 UV 수지(402)가 필름(600) 위에 불균일하게 도포되어 있다.
그런 후, 압출롤(604)이 UV 수지(402)가 도포된 제 1 베이스부(400)를 압출하여 제 1 베이스부(400) 위에 도포된 UV 수지(402)를 균일하게 만들어 도 6d에 도시된 바와 같은 제 2 구조체를 형성한다.
이어서, 압출롤(604)을 통과한 상기 제 2 구조체가 제 1 경화 장치(606)로 이동되며, 제 1 경화 장치(606)는 상기 제 2 구조체를 1차 경화시켜 UV 수지(402)에 포함된 수분 등을 제거한다. 다만, 제 1 경화 장치(606)는 UV 수지(402)를 완전하게 경화시키는 것이 아니라 반쯤 경화시킨다. 여기서, 제 1 베이스부(400) 위에 UV 수지(402)가 도포되어 있으므로, 제 1 경화 장치(606)는 자외선 조사 장치이다. 물론, 제 1 베이스부(400) 위에 도포되는 물질이 변화되면, 제 1 경화 장치(606)도 상기 변화에 맞춰서 변화될 것이다.
계속하여, 1차 경화된 제 2 구조체가 합지롤(610)로 이동된다.
그런 후, 합지롤(610)은 제 2 베이스부(404) 위에 프리즘 패턴들(406)이 형성된 프리즘 구조물(608)을 상기 제 2 구조체 위에 합지하여 도 6e에 도시된 바와 같은 제 3 구조체를 형성한다.
이어서, 상기 제 3 구조체가 제 2 경화 장치(612)로 이동되며, 제 2 경화 장치(612)는 상기 제 3 구조체를 2차 경화시킨다. 여기서, 상기 제 1 구조체가 1차 경화되었을 때에는 UV 수지(402)가 완전히 경화된 상태는 아니었기 때문에 프리즘 구조물(608)이 상기 제 2 구조체 위에 부착되며, 그런 후 2차 경화에 의해 프리즘 구조물(608)이 상기 제 2 구조체 위에 완전하게 접착된다.
계속하여, 도 6a에 도시하지는 않았지만, 상기 제 2 구조체의 배면에 확산부들(408)이 접착되어 본 실시예의 광학 시트(334)가 제조된다.
이하, 제 1 베이스부(400)가 확산판으로 이루어질 때의 광학 시트(334)의 제조 공정을 상술하겠다.
도 7에 도시된 바와 같이, 투명하고 예를 들어 2T 두께를 가지는 확산판(700)이 가이드 라인을 따라서 이동하고, 위에서 언급한 공정과 동일한 공정을 통하여 광학 시트(334)가 제조된다. 여기서, 본 실시예의 공정에 의해 제조된 광학 시트(334)는 제 1 베이스부(400)가 확산판(700)으로 이루어지기 때문에 도 6a의 공정에 의해 제조된 광학 시트(334)보다 두꺼울 수 있는 반면에 견고할 것이다.
위에서 상술한 바와 같이, 본 실시예의 광학 시트(334)는 가이드 라인을 따라서 이동하면서 UV 수지 도포 공정, 압출 공정, 합지 공정 및 경화 공정들을 통하여 제조된다. 이러한 제조 방법은 종래의 광학 시트를 제조하기 위해 사용되는 압출 라인 공정(주지된 공정이므로 별도로 상술하지는 않겠다)에 비하여 단순하며 제조 단가도 훨씬 낮다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 광학 시트를 도시한 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예의 광학 시트(800)는 일체형이며, 제 1 베이스부(802), 접착부(804), 제 2 베이스부(806), 프리즘 패턴들(808) 및 확산부들(810)을 포함한다.
프리즘 패턴들(808)을 제외한 나머지 구성 요소들은 제 1 실시예의 구성 요 소들과 동일하므로, 이하 동일한 구성 요소들에 대하여는 설명을 생략한다.
프리즘 패턴들(808)은 규칙적인 패턴을 가졌던 제 1 실시예의 프리즘 패턴들(408)과 달리 불규칙적으로 배열된다.
상세하게는, 프리즘 패턴들(808)의 꼭지점들 사이의 거리, 즉 피치들(P1, P2, P3 등) 중 적어도 하나는 나머지 피치들과 다른 길이를 가질 수 있다.
또한, 프리즘 패턴들(808)의 높이들(h1, h2, h3 등) 중 적어도 하나는 나머지 높이들과 다른 길이를 가질 수 있다.
게다가, 프리즘 패턴들(808)의 꼭지각들(α1, α2, α3 등) 중 적어도 하나는 나머지 꼭지각들과 다른 각도를 가질 수 있다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 광학 시트를 도시한 단면도들이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 실시예의 광학 시트(900)는 일체형이며, 제 1 베이스부(902), 접착부(904), 제 2 베이스부(906), 프리즘 패턴들(908) 및 확산부들(910)을 포함한다.
프리즘 패턴들(908)을 제외한 나머지 구성 요소들은 제 1 실시예의 구성 요소들과 동일하므로, 이하 동일한 구성 요소들에 대하여는 설명을 생략한다.
프리즘 패턴들(908)은 산 형상을 가지면서 가상의 곡선(912) 위에 일정 패턴을 가지고 형성된다. 상세하게는, 프리즘 패턴들(908)의 꼭지각들(예를 들어, α1, α2, α3, α4 등) 중 적어도 하나는 나머지 꼭지각들과 다른 각도를 가질 수 있고, 제 2 베이스부(906)의 법선을 기준으로 꼭지각을 이등분하는 경우 상기 이등분 에 의해 형성되는 서브 꼭지각들은 도 10의 α3에서 볼 수 있는 바와 같이 등각을 이룰 수 있다. 여기서, 프리즘 패턴들(908)의 꼭지각들(예를 들어, α1, α2, α3, α4 등)은 예를 들어 80°내지 120° 범위의 각도를 가진다. 바람직하게는, 최대 광효율을 위하여 상기 꼭지각이 90°를 가지며, 제 2 베이스부(906)를 기준으로 하여 분할된 꼭지각의 각들이 등각을 이루도록 형성된다.
또한, 프리즘 패턴들(908)의 꼭지점들을 이은 가상의 선(914)은 도 10에 도시된 바와 같이 산 형상을 가지면서 반복적으로 배열된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 프리즘 패턴들(908)의 꼭지점들 사이의 피치들(예를 들어, P1, P2, P3, P4 등) 중 적어도 하나는 나머지 피치들과 다른 길이를 가진다. 바람직하게는, 프리즘 패턴들(908) 사이의 피치들은 5㎛ 내지 100㎛ 범위의 값을 가진다. 또한, 프리즘 패턴들(908)의 골들 사이의 피치들(미도시) 중 적어도 하나는 나머지 피치들과 다른 길이를 가진다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 가상의 곡선(912)과 프리즘 패턴들(908)의 꼭지점들 사이의 거리, 즉 높이들(h1, h2, h3, h4 등) 중 적어도 하나는 나머지 높이들과 다른 길이를 가질 수 있다. 바람직하게는, 상기 높이들은 0.1㎛ 내지 15㎛ 범위의 값을 가진다.
이하, 이러한 구조를 가지는 광학 시트(900)의 효과를 살펴보겠다.
제 1 효과로서, 광학 시트(900)가 일체형이므로, 광학 시트(900)를 사용하는 백라이트 유닛(302)의 두께가 얇아질 수 있다.
제 2 효과로서, 프리즘 패턴들(908)은 종래의 프리즘 패턴들과 달리 일정 피 치나 높이를 가지지 않으며, 즉 불규칙적인 배열을 가진다. 따라서, 종래의 프리즘 패턴들과 같이 규칙적인 형상을 가질 때 발생할 수 있는 모아레 현상(moire phenomenon)이 발생되지 않는다.
제 3 효과로서, 프리즘 패턴들(908)의 꼭지점들을 이은 가상의 선(912)이 도 9에 도시된 바와 같이 산 형상을 가지며, 즉 제 2 베이스부(906)를 기준으로 할 때 꼭지점들의 높이가 각기 다르다. 결과적으로, 프리즘 패턴들(908)의 꼭지점들이 LCD 패널(300)의 하부 편광 필름(304)에 불특정한 이유로 닿는 경우에도, 대다수가 하부 편광 필름(304)에 접촉되지 않고 몇 개의 꼭지점들만이 하부 편광 필름(304)에 접촉된다. 따라서, 본 발명의 LCD 패널(300)에서는 전사 현상(imprinting phenomenon)이 발생되지 않거나 발생 확률이 낮아진다.
제 4 효과로서, 본 실시예의 프리즘 패턴들(908)은 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이 제 2 베이스부(906)의 법선을 기준으로 꼭지각을 이등분하는 경우 등각을 이룬다. 물론, 본 발명의 프리즘 패턴들(908)은 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이 가상의 곡선(912)의 법선을 기준으로 꼭지점의 분할 각들이 등각을 이룰 수도 있다. 그러나, 도 11에 도시된 ①의 빛에서 볼 수 있는 바와 같이 제 2 베이스부(906)의 법선을 기준으로 꼭지각이 이등분되는 프리즘 패턴들(908)이 (b)의 프리즘 패턴들(908)보다 측면으로 입사되는 빛을 더 잘 집광시킨다. 따라서, 프리즘 패턴들(908)은 (a)와 같이 형성되는 것이 바람직하다.
제 5 효과로서, 프리즘 패턴들(908)의 꼭지점들이 산 형상을 가지면서 형성된다. 따라서, 낮은 높이의 프리즘 패턴으로 입사된 빛이 해당 프리즘 패턴의 측면 을 통하여 출력될 때, 종래의 프리즘시트에서는 LCD 패널 방향과 다른 방향으로 출력되어 빛의 효율을 떨어뜨렸으나, 본 발명의 광학 시트(900)에서는 (a)의 ②의 빛에서 알 수 있듯이 더 높은 높이를 가지는 이웃하는 프리즘 패턴에 의해 상기 측면을 통하여 출력된 빛이 LCD 패널(300) 방향으로 집광된다. 따라서, 빛의 손실이 적어지며, 즉 빛의 효율이 향상된다.
도 12는 본 발명의 바람직한 제 4 실시예에 따른 광학 시트를 도시한 단면도이다.
도 12를 참조하면, 본 실시예의 광학 시트(1200)는 일체형이며, 제 1 베이스부(1202), 접착부(1204), 제 2 베이스부(1206), 곡면층(1208), 프리즘 패턴들(1210) 및 확산부들(1212)을 포함한다.
곡면층(1208) 및 프리즘 패턴들(1210)을 제외한 나머지 구성 요소들은 제 1 실시예의 구성 요소들과 동일하므로, 이하 동일한 구성 요소들에 대하여는 설명을 생략한다.
곡면층(1208)은 렌즈 형상을 가지며, 제 1 물질로 이루어진다.
프리즘 패턴들(1210)은 산 형상을 가지면서 곡면층(1208) 위에 형성되고, 제 2 물질로 이루어진다. 여기서, 상기 제 2 물질은 상기 제 1 물질과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 곡면층(1208)이 렌즈 형상을 가지므로, 제 2 베이스부(1206)를 통과하여 진행되는 빛은 곡면층(1208)에 의해 제 1 집광되고, 그런 후 프리즘 패턴들(1210)에 의해 제 2 집광된다. 즉, 본 실시예의 광학 시트(1200) 는 입력되는 빛을 2번 집광시킨다. 결과적으로, 상기 제 4 실시예의 백라이트 유닛(302)은 상기 제 1 내지 3 실시예들의 백라이트 유닛들(302)보다 더 집광 효율이 향상될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 곡면층(1208)은 렌즈 형상이 아닌 평면으로 이루어질 수도 있다. 즉, 곡면층(1208)의 모양은 빛을 집광시키는 한 다양하게 변형될 수 있으며, 따라서 곡면층(1208)의 다양한 변형이 본원 발명의 권리범위에 영향을 미치지 아니한다는 것은 당업자에게 있어서 자명한 사실일 것이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 제 5 실시예에 따른 광학 시트를 도시한 단면도이다.
도 13을 참조하면, 본 실시예의 광학 시트(1300)는 제 1 베이스부(1302), 접착부(1304), 제 2 베이스부(1306), 프리즘 패턴들(1308) 및 확산부들(1310)을 포함한다.
프리즘 패턴들(1308)을 제외한 나머지 구성 요소들은 제 1 실시예의 구성 요소들과 동일하므로, 이하 동일한 구성 요소들에 대한 설명은 생략한다.
프리즘 패턴들(1308)은 산 모양을 가지는 제 1 프리즘 패턴들(1308a)과 곡면 형상, 예를 들어 반구 형상을 가지는 제 2 프리즘 패턴들(1308b)로 이루어진다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 제 1 프리즘 패턴들(1308a) 및 제 2 프리즘 패턴들(1308b)은 서로 번갈아가면서 제 2 베이스부(1306) 위에 형성된다.
이러한 구조의 프리즘 시트를 포함하는 백라이트 유닛(302)에서는, 반구 형상의 제 2 프리즘 패턴들(1308b)이 제 2 베이스부(1306) 위에 형성되므로, 모아레 현상이 다른 실시예들보다 더 감소할 수 있다.
위에서는, 프리즘 패턴들(1308a 및 1308b)이 불규칙하게 도시되었지만, 규칙적인 패턴을 가질 수도 있다.
도 14는 본 발명의 바람직한 제 6 실시예에 따른 광학 시트를 도시한 도면이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 산 모양을 가지는 제 1 프리즘 패턴들 및 반구 형상의 제 2 프리즘 패턴들이 가상의 곡선 위에 형성될 수 있다.
또한, 위에 도시하지는 않았으나, 상기 제 1 프리즘 패턴들 및 상기 제 2 프리즘 패턴들이 곡면층 위에 형성될 수도 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 백라이트 유닛에 포함된 광학 시트가 일체형이므로, 상기 백라이트 유닛의 두께가 얇아지면서 빛의 손실을 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 광학 시트를 제조하는 방법은 가이드 라인을 따라서 이동하는 필름 또는 확산판 위에 UV 수지 및 프리즘 구조물을 합지시켜 상기 광학 시트를 제조하므로, 공정이 단순화되고 제품 생산 비용이 절감될 수 있는 장점이 있다.
게다가, 본 발명에 따른 광학 시트에서 프리즘 패턴들이 불규칙하게 형성될 수 있으므로, 모아레 현상, wet-out 현상 및 전사 현상이 방지될 수 있는 장점이 있다.

Claims (18)

  1. 제 1 베이스부;
    제 2 베이스부;
    상기 제 1 베이스부와 상기 제 2 베이스부 사이에 위치하며, 상기 제 1 베이스부와 상기 제 2 베이스부를 접착시키는 접착부; 및
    상기 제 2 베이스부 위에 배열된 제 1 프리즘 패턴들을 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 광학 시트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광학 시트는,
    상기 제 1 베이스부를 기준으로 상기 접착부와 대향하며, 상기 제 1 베이스부의 일면에 형성된 반구 형상의 확산부들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 광학 시트.
  3. 제 2 항에 있어서, 적어도 하나의 확산부는,
    제 1 굴절률을 가지는 제 1 굴절층; 및
    상기 제 1 굴절층의 내부에 형성되고 제 2 굴절률을 가지는 제 2 굴절층을 포함하되,
    상기 제 1 굴절률이 상기 제 2 굴절률보다 큰 것을 특징으로 하는 일체형 광학 시트.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 접착부는 자외선 경화 수지(UV 수지) 또는 확산제가 포함된 경화 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 일체형 광학 시트.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 베이스부는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(POLYETHYLENE TEREPHTHALATE RESIN, PET 수지)로 이루어진 필름, 폴리메틸메타아크릴레이트(Poly Methyl Meta Acrylate, PMMA) 또는 폴리카보네이트(Poly Carbonate)로 이루어진 필름로 이루어진 필름인 것을 특징으로 하는 일체형 광학 시트.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 베이스부는 확산판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 일체형 광학 시트.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 프리즘 패턴들 사이의 피치들 중 적어도 하나는 나머지 피치들과 다른 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 일체형 광학 시트.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 프리즘 패턴들의 높이들 중 적어도 하나는 나머지 높이들과 다른 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 일체형 광학 시트.
  9. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 제 1 프리즘 패턴의 꼭지각을 상기 제 2 베이스부의 법선을 기준으로 하여 이등분하는 경우, 상기 이등분된 꼭지각은 등각을 가지는 것을 특징으로 하는 일체형 광학 시트.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 프리즘 패턴들은 가상의 곡면을 기준으로 상기 곡면 위에 배열되는 것을 특징으로 하는 일체형 광학 시트.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 프리즘 패턴들 중 일부 패턴들의 꼭지점들을 연결한 가상의 선은 산 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 일체형 광학 시트.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 프리즘 패턴들 사이에 반구 형상의 제 2 프리즘 패턴들이 배열되는 것을 특징으로 하는 일체형 광학 시트.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 일체형 광학 시트는,
    곡면 형상을 가지며, 상기 제 2 베이스부와 상기 제 1 프리즘 패턴들 사이에 배열된 곡면층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 광학 시트.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 일체형 광학 시트는 직하형 백라이트 유닛에 사용되는 것을 특징으로 하는 일체형 광학 시트.
  15. 제 1 베이스부 위에 경화 수지를 도포하는 단계;
    상기 경화 수지가 도포된 제 1 베이스부를 1차 경화시키는 단계;
    상기 경화된 경화 수지를 가지는 제 1 베이스부 위에 프리즘 패턴들이 형성된 제 2 베이스부를 합지시켜 합지 구조체를 생성하는 단계; 및
    상기 합지 구조체를 2차 경화시켜 일체형 광학 시트를 생성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 광학 시트 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 일체형 광학 시트 제조 방법은,
    상기 제 1 베이스부의 면들 중 상기 경화 수지가 도포된 면과 대향하는 면 위에 확산부들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 광학 시트 제조 방법.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 제 1 베이스부는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(POLYETHYLENE TEREPHTHALATE RESIN, PET 수지)로 이루어진 필름, 폴리메틸메타아크릴레이트(Poly Methyl Meta Acrylate, PMMA) 또는 폴리카보네이트(Poly Carbonate)로 이루어진 필름로 이루어진 필름인 것을 특징으로 하는 일체형 광학 시트 제조 방법.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 제 1 베이스부는 확산판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 일체형 광학 시트 제조 방법.
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