KR20080099022A

KR20080099022A - 광학 시트, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 표시 장치

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Publication number: KR20080099022A
Application number: KR1020070044600A
Authority: KR
Inventors: 김동훈; 최진성; 이정환; 김승모
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-05-08
Filing date: 2007-05-08
Publication date: 2008-11-12
Also published as: JP5419382B2; US7967489B2; KR101362729B1; CN101303429B; EP1990662B1; EP1990662A1; JP2008282013A; US20080278949A1; TW200903096A; CN101303429A

Abstract

추가적인 확산 및 집광 기능이 부여된 광학 시트, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 표시 장치가 개시되어 있다. 광학 시트는 베이스 필름, 베이스 필름의 상면에 형성된 프리즘 패턴들 및 제1 요철 패턴을 포함한다. 프리즘 패턴들은 제1 경사면과 제2 경사면이 만나 삼각 기둥 형상을 형성한다. 제1 요철 패턴은 제1 경사면의 윗변과 제2 경사면의 윗변이 만나는 산 부분에 형성된다. 제1 요철 패턴은 오목한 형상을 갖는다. 광학 시트는 제1 경사면의 아랫변과 제2 경사면의 아랫변이 만나는 골 부분에 형성된 제2 요철 패턴을 더 포함할 수 있다. 제2 요철 패턴은 볼록한 형상을 갖는다. 제2 요철 패턴은 반구 형상 또는 다각뿔 형상을 가질 수 있다. 이와 같이, 광학 시트에 추가적인 확산 및 집광 기능을 부여함으로써 다른 광학 시트를 제거하여 제조 원가를 절감하고 제품의 두께를 감소시킬 수 있다.

Description

광학 시트, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 표시 장치{OPTICAL SHEET, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트를 나타낸 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 광학 시트의 평면도이다.

도 3은 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 단면도이다.

도 4는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단한 단면도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 시트를 나타낸 평면도이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학 시트를 나타낸 단면도이다.

도 7은 제1 마스터 필름의 제조 과정을 나타낸 도면이다.

도 8은 도 7의 제1 패터닝 롤러를 나타낸 사시도이다.

도 9는 제2 마스터 필름의 제조 과정을 나타낸 도면이다.

도 10은 도 9의 제1 마스터 롤러를 나타낸 사시도이다.

도 11은 광학 시트의 제조 과정을 나타낸 도면이다.

도 12는 도 11의 제2 마스터 롤러를 나타낸 사시도이다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 분해 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 광학 시트 110 : 베이스 필름

120 : 프리즘 패턴 130 : 제1 요철 패턴

140 : 제2 요철 패턴 150 : 백 코팅층

200 : 제1 마스터 필름 214 : 금형 롤러

240 : 제1 패터닝 롤러 242 : 제1 그물망 패턴

300 : 제2 마스터 필름 320 : 제1 마스터 롤러

350 : 제2 패터닝 롤러 352 : 제2 그물망 패턴

360 : 제2 마스터 롤러 400 : 광 공급 유닛

410 : 램프 420 : 도광판

430 : 반사 시트 500 : 디스플레이 유닛

510 : 표시 패널 520 : 구동 회로부

본 발명은 광학 시트, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 공급 유닛으로부터 표시 패널로 공급되는 광 특성을 향상시키기 위한 광학 시트, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 표시 장치에 관한 것이다.

영상을 표시하는 표시 장치 중의 하나인 액정표시장치는 다른 표시 장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 구동전압 및 낮은 소비전력을 갖는 장점이 있어, 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.

액정표시장치는 영상을 표시하기 위한 표시 패널이 자체적으로 발광하지 못 하는 비발광성 소자이기 때문에, 표시 패널에 광을 공급하기 위한 별도의 광 공급 유닛을 필요로 한다.

일반적으로, 노트 북 또는 모니터에 사용되는 광 공급 유닛은 실질적으로 광을 발생시키는 램프와, 램프로부터의 광을 표시 패널 방향으로 가이드하는 도광판과, 도광판으로부터 출사되는 광의 휘도 특성을 향상시키기 위한 확산 시트, 프리즘 시트, 보호 시트 등의 광학 시트를 포함한다.

그러나, 확산 시트, 프리즘 시트, 보호 시트 등의 3매에서 4매 정도의 광학 시트를 사용함으로써, 제조 원가가 증가되고, 제품의 두께가 두꺼워지는 문제점이 발생된다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명은 확산, 집광 및 보호 기능을 하나의 광학 시트로 구현함으로써, 제조 원가를 절감하고 제품의 두께를 감소시킬 수 있는 다목적 기능성 광학 시트를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기한 광학 시트의 제조 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기한 광학 시트를 갖는 표시 장치를 제공한다.

본 발명의 일 특징에 따른 광학 시트는 베이스 필름, 상기 베이스 필름의 상면에 형성된 프리즘 패턴들 및 제1 요철 패턴을 포함한다. 상기 프리즘 패턴들은 제1 경사면과 제2 경사면이 만나 삼각 기둥 형상을 형성한다. 상기 제1 요철 패턴은 상기 제1 경사면의 윗변과 상기 제2 경사면의 윗변이 만나는 산 부분에 형성된 다.

상기 제1 요철 패턴은 오목한 형상을 갖는다. 예를 들어, 상기 제1 요철 패턴은 2㎛ ~ 3㎛의 크기로 형성된다.

상기 광학 시트는 상기 제1 경사면의 아랫변과 상기 제2 경사면의 아랫변이 만나는 골 부분에 형성된 제2 요철 패턴을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 요철 패턴은 볼록한 형상을 갖는다. 상기 제2 요철 패턴은 반구 형상 또는 다각뿔 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 요철 패턴은 1㎛ ~ 2㎛의 크기로 형성된다.

상기 프리즘 패턴의 산 부분은 길이 방향을 따라 물결 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 산 부분의 내각은 약 80도 ~ 약 100도로 형성될 수 있다.

상기 광학 시트는 상기 베이스 필름의 하면에 형성된 백코팅층을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따른 광학 시트는 베이스 필름, 상기 베이스 필름의 일면에 형성되고 제1 경사면과 제2 경사면이 만나 삼각 기둥 형상을 형성하는 프리즘 패턴들 및 상기 프리즘 패턴들이 만나는 골 부분에 형성된 볼록한 형상의 요철 패턴을 포함한다. 상기 요철 패턴은 반구 또는 다각뿔 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 일 특징에 따른 광학 시트의 제조 방법에 따르면, 삼각 기둥 형상의 프리즘 패턴들이 형성된 제1 마스터 필름을 제작한다. 이후, 표면에 제1 그물망 패턴이 형성된 제1 패터닝 롤러를 통해 상기 프리즘 패턴들의 산 부분에 제1 요철 패턴을 형성한다. 이후, 상기 제1 요철 패턴이 형성된 상기 제1 마스터 필름을 이용하여 상기 제1 마스터 필름의 반대되는 형상을 갖는 제2 마스터 필름을 제작한 다. 이후, 표면에 제2 그물망 패턴이 형성된 제2 패터닝 롤러를 통해 상기 프리즘 패턴들의 골 부분에 해당하는 상기 제2 마스터 필름의 산 부분에 제2 요철 패턴을 형성한다. 이후, 상기 제2 요철 패턴이 형성된 상기 제2 마스터 필름을 이용하여, 산 부분에 상기 제1 요철 패턴에 반대되는 제3 요철 패턴이 형성되고, 골 부분에 상기 제2 요철 패턴에 반대되는 제4 요철 패턴이 형성된 광학 시트를 제작한다.

본 발명의 일 특징에 따른 표시 장치는 광을 공급하는 광 공급 유닛, 상기 광 공급 유닛의 상부에 배치되는 광학 시트 및 상기 광학 시트의 상부에 배치되어 영상을 표시하는 표시 패널을 포함한다. 상기 광학 시트는 베이스 필름, 상기 베이스 필름의 상면에 형성되고 제1 경사면과 제2 경사면이 만나 삼각 기둥 형상을 형성하는 프리즘 패턴들, 상기 제1 경사면의 윗변과 상기 제2 경사면의 윗변이 만나는 산 부분에 형성된 제1 요철 패턴 및 상기 제1 경사면의 아랫변과 상기 제2 경사면의 아랫변이 만나는 골 부분에 형성된 제2 요철 패턴을 포함한다. 이때, 상기 제1 요철 패턴은 오목한 형상을 가지며, 상기 제2 요철 패턴은 볼록한 형상을 갖는다. 예를 들어, 상기 제2 요철 패턴은 반구 또는 다각뿔 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 제2 요철 패턴은 상기 제1 요철 패턴보다 작은 크기로 형성될 수 있다.

이러한 광학 시트, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 표시 장치에 따르면, 광학 시트의 매수를 감소시켜 제조 원가를 절감하고 제품의 두께를 감소시킬 수 있다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트를 나타낸 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 광학 시트의 평면도이며, 도 3은 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 단면도이며, 도 4는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단한 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트(100)는 베이스 필름(110), 베이스 필름(110)의 상면에 형성된 프리즘 패턴들(120) 및 제1 요철 패턴(130)을 포함한다.

베이스 필름(110)은 광의 투과를 위하여 투명한 재질로 형성된다. 예를 들어, 베이스 필름(110)은 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리술폰(polysulfone), 폴리스틸렌(polystyrene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리에스테르(polyester) 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다. 바람직하게, 베이스 필름(110)은 강도 및 내열성이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate : PET) 재질로 형성될 수 있다.

프리즘 패턴들(120)은 베이스 필름(110)의 상면에 형성된다. 프리즘 패턴들(120)은 실질적으로 삼각 기둥 형상을 가지며, 서로 연접하게 형성된다.

프리즘 패턴들(120)은 측면 방향으로 진행하는 광을 정면 방향으로 집광시키는 기능을 주로 수행한다. 프리즘 패턴들(120)은 광의 집광을 위하여 일정한 각도로 기울어진 제1 경사면(122) 및 제2 경사면(124)을 포함한다.

프리즘 패턴들(120)은 제1 경사면(122)의 윗변과 제2 경사면(124)의 윗변이 만나 산 부분(126)을 형성하며, 제1 경사면(122)의 아랫변과 제2 경사면(124)의 아 랫변이 만나 골 부분(128)을 형성한다. 예를 들어, 프리즘 패턴들(120)은 제1 경사면(122)의 길이와 제2 경사면(124)의 길이가 동일한 이등변 삼각형 구조를 갖는다. 이와 달리, 프리즘 패턴들(120)은 제1 경사면(122)의 길이와 제2 경사면(124)의 길이가 서로 틀린 부등변 삼각형 구조를 가질 수 있다.

프리즘 패턴들(120)의 크기는 광의 집광 효율과 패턴의 시인성 측면을 고려하여 결정된다. 예를 들어, 프리즘 패턴들(120)은 약 30㎛ ~ 약 100㎛의 피치(P)와 약 20㎛ ~ 약 30㎛의 높이(H)로 형성된다. 바람직하게, 프리즘 패턴(120)은 약 50㎛의 피치(P)와 약 25㎛의 높이(H)로 형성된다. 또한, 프리즘 패턴들(120)은 제1 경사면(122)의 윗변과 제2 경사면(124)의 윗변이 만나는 산 부분(126)의 내각이 약 80도 ~ 약 100도가 되도록 형성된다. 바람직하게, 프리즘 패턴들(120)의 산 부분(126)의 내각은 약 90도로 형성된다.

프리즘 패턴들(120)은 광의 투과를 위하여 투명한 재질로 형성되며, 스크래치 방지를 위하여 경도가 높은 재질로 형성된다. 예를 들어, 프리즘 패턴들(120)은 굴절율이 약 1.6 이상인 아크릴 계열의 수지로 형성된다.

제1 요철 패턴(130)은 광학 시트(100)에 확산 기능을 부여하기 위하여, 프리즘 패턴(120)의 제1 경사면(122)의 윗변과 제2 경사면(124)의 윗변이 만나는 산 부분(126)에 형성된다.

제1 요철 패턴(130)은 프리즘 패턴(120)의 최상단부로부터 소정의 깊이로 파여진 오목한 형상을 갖는다. 예를 들어, 제1 요철 패턴(130)은 약 2㎛ ~ 약 3㎛의 크기로 형성된다.

제1 요철 패턴(130)은 프리즘 패턴(120)의 산 부분(126)에 규칙적인 간격으로 형성되거나 또는 불규칙적인 간격으로 형성될 수 있다. 제1 요철 패턴(130)의 형성 밀도가 높아지게 되면 휘도가 저하되기 때문에, 사용되는 제품의 특성에 따라 제1 요철 패턴(130)의 형성 밀도를 달리 가져가는 것이 바람직하다. 예를 들어, 광학 시트(100)가 표면 경도 및 스크래치 방지를 중시하는 제품에 사용되는 경우에는 제1 요철 패턴(130)의 형성 밀도를 높이고, 집광 기능을 중시하는 제품에 사용되는 경우에는 제1 요철 패턴(130)의 크기 및 밀도를 작게 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 제1 요철 패턴(130)의 크기와 밀도가 프리즘 패턴(120)의 1/2을 넘지 않는 것이 바람직하다.

이와 같이, 프리즘 패턴(120)의 산 부분(126)에 오목한 형상의 제1 요철 패턴(130)을 형성하게 되면, 제1 요철 패턴(130)에 의해 광 확산이 이루어져 시야각이 넓어지게 되며, 광학 시트(100)의 상부에 배치되는 보호 시트 또는 표시 패널과 접촉되는 면적이 줄어들어 스크래치 발생을 최소화시킬 수 있다.

한편, 광학 시트(100)는 확산 및 추가적인 집광 기능을 부여하기 위하여 형성된 제2 요철 패턴(140)을 더 포함할 수 있다.

제2 요철 패턴(140)은 프리즘 패턴(120)의 제1 경사면(122)의 아랫변과 제2 경사면(124)의 아랫변이 만나는 골 부분(128)에 형성된다.

제2 요철 패턴(140)은 프리즘 패턴(120)의 최하단부로부터 소정의 높이로 돌출된 볼록한 형상을 갖는다. 제2 요철 패턴(140)은 확산 및 집광 기능을 더욱 향상시키기 위하여 제1 요철 패턴(130)보다 작은 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제2 요철 패턴(140)은 약 1㎛ ~ 약 2㎛의 크기로 형성된다. 제2 요철 패턴(140)은 예를 들어, 반구 형상으로 형성된다. 이 외에도, 제2 요철 패턴(140)은 삼각뿔, 사각뿔 등을 포함하는 다각뿔 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 제2 요철 패턴(140)은 프리즘 패턴(120)의 골 부분(128)에 규칙적인 간격으로 형성되거나 또는 불규칙적인 간격으로 형성될 수 있다.

광학 시트(100)는 제2 요철 패턴(140)의 형성에 따라 헤이즈(haze) 수준이 조절될 수 있다. 광학 시트(100)의 헤이즈 수준은 투과율 및 휘도와 반비례 관계를 갖기 때문에, 휘도가 감소되지 않는 범위 내에서 헤이즈 수준이 조절되어야 한다. 이를 위해, 제2 요철 패턴(140)이 형성된 광학 시트(100)는 약 20% ~ 약 30%의 헤이즈 수준을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같이, 프리즘 패턴(120)의 골 부분(128)에 볼록한 형상의 제2 요철 패턴(140)을 형성하게 되면, 헤이즈 수준이 올라가 취급성을 향상시킬 수 있으며, 추가적인 확산 및 집광 기능이 부여되어 확산 시트, 집광 시트 등의 광학 시트를 제거할 수 있다.

한편, 광학 시트(100)는 프리즘 패턴(120)의 골 부분(128)에만 제2 요철 패턴(140)이 형성되고, 프리즘 패턴(120)의 산 부분(126)에는 제1 요철 패턴(130)이 형성되지 않은 구조를 가질 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 시트를 나타낸 평면도이다. 도 5에서, 프리즘 패턴의 형상을 제외한 나머지 구성은 도 2에 도시된 것과 동일하므로, 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 5를 참조하면, 프리즘 패턴(120)의 산 부분(126) 및 골 부분(128)은 길이 방향을 따라 물결 형상으로 형성된다. 프리즘 패턴(120)의 산 부분(126)이 직선 형상을 가질 경우 표시 패널의 화소와 상호 작용을 하여 모아레 현상이 발생될 소지가 있다. 따라서, 프리즘 패턴(120)의 산 부분(126) 및 골 부분(128)을 직선 형태가 아닌 곡선 형태로 형성함으로써, 모아레 현상을 방지할 수 있다.

한편, 프리즘 패턴(120)의 산 부분(126)은 물결 형상으로 형성되고, 골 부분(128)은 직선 형태로 형성될 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학 시트를 나타낸 단면도이다. 도 6에서, 백 코팅층을 제외한 나머지 구성은 도 3에 도시된 것과 동일하므로, 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 6을 참조하면, 광학 시트(100)는 베이스 필름(110)의 하면에 형성된 백 코팅층(150)을 더 포함할 수 있다.

백 코팅층(150)은 광학 시트(100)의 하부에 배치되는 도광판 또는 확산판 등의 광학 부재와의 밀착을 방지하고 마찰력을 최소화하여 모아레 등의 품질 불량을 방지하고 대전 현상을 방지한다.

예를 들어, 백 코팅층(150)은 비드들(152) 및 비드들(152)을 고정시키기 위한 바인더 수지(154)를 포함할 수 있다. 비드들(152)은 도광판 또는 확산판 등의 다른 광학 부재와의 마찰에 의한 스크래치를 방지하기 위하여, 밀착을 방지할 수 있는 정도의 최소한 적은 밀도로 분포되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 비드들(152)은 투명한 구형 입자로 형성되며, 약 1㎛ ~ 약 10㎛의 크기로 형성된다.

이하, 도 7 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트의 제조 방법에 대하여 설명한다.

도 7은 제1 마스터 필름의 제조 과정을 나타낸 도면이며, 도 8은 도 7의 제1 패터닝 롤러를 나타낸 사시도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 광학 시트의 제조를 위하여, 삼각 기둥 형상의 제1 프리즘 패턴들(220)이 형성된 제1 마스터 필름(200)을 제작하고, 제1 프리즘 패턴들(220)의 산 부분에 제1 요철 패턴(230)을 형성한다.

구체적으로, 베이스 필름(210) 상에 코팅액(212)을 코팅시킨 후, 표면이 제1 프리즘 패턴들(220)과 반대되는 형상을 갖는 금형 롤러(214)를 거치게 되면, 베이스 필름(210) 상에 제1 프리즘 패턴들(220)이 형성된다. 코팅액(212)은 베이스 필름(210)이 금형 롤러(214)를 지나기 전에, 코팅기(211)에 의하여 베이스 필름(210) 상에 코팅된다. 코팅액(212)은 예를 들어, 자외선에 의하여 경화되는 자외선 경화성 수지로 이루어진다. 이와 달리, 코팅액(212)은 열에 의하여 경화되는 열 경화성 수지로 형성될 수 있다.

금형 롤러(214)를 통해 형성된 제1 프리즘 패턴들(220)은 제1 자외선 조사기(216)에서 나오는 자외선에 의하여 예비 경화되어 형태를 유지하게 된다.

제1 요철 패턴(230)은 도 8에 도시된 것과 같은 제1 패터닝 롤러(240)를 통해 형성될 수 있다. 제1 패터닝 롤러(240)의 표면에는 일정 높이로 돌출된 제1 그물망 패턴(242)이 형성되어 있다. 제1 패터닝 롤러(240)의 앞단에서 예비 경화된 제1 프리즘 패턴들(220)이 제1 패터닝 롤러(240)를 거치게 되면, 제1 프리즘 패턴들(220)의 산 부분에 제1 그물망 패턴(242)에 대응되는 오목한 형상의 제1 요철 패턴(230)이 형성된다.

산 부분에 제1 요철 패턴(230)이 형성된 제1 프리즘 패턴들(220)은 제2 자외선 조사기(218)에서 나오는 자외선에 의하여 완전히 경화된다.

한편, 제1 프리즘 패턴들(220)이 형성된 제1 마스터 필름(200)을 별도의 롤러에 감은 상태에서 제1 그물망 패턴(242)이 형성되어 있는 제1 패터닝 롤러(240)와 서로 롤링시킴으로써, 제1 프리즘 패턴들(220)의 산 부분에 제1 요철 패턴(230)을 형성할 수 있다.

도 9는 제2 마스터 필름의 제조 과정을 나타낸 도면이며, 도 10은 도 9의 제1 마스터 롤러를 나타낸 사시도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 제1 요철 패턴(230)이 형성된 제1 마스터 필름(200)을 이용하여 제1 마스터 필름의 반대되는 형상을 갖는 제2 마스터 필름(300)을 제작하고, 제1 프리즘 패턴들(220)의 골 부분에 해당하는 제2 마스터 필름(300)의 산 부분에 제2 요철 패턴(330)을 형성한다.

구체적으로, 베이스 필름(310) 상에 코팅액(312)을 코팅시킨 후, 제1 마스터 필름(200)이 감긴 제1 마스터 롤러(320)를 거치게 되면, 베이스 필름(310) 상에 제1 마스터 필름(200)과 반대되는 형상이 형성된다. 즉, 베이스 필름(310) 상에 제2 프리즘 패턴들(340)과 제2 프리즘 패턴들(340)의 골 부분에 오목한 제1 요철 패턴(230)에 반대되는 볼록한 돌기들(342)이 형성된다. 코팅액(312)은 베이스 필 름(310)이 제1 마스터 롤러(320)를 지나기 전에, 코팅기(311)에 의하여 베이스 필름(310) 상에 코팅된다.

제1 마스터 롤러(320)를 통해 형성된 제2 프리즘 패턴들(340)은 제1 자외선 조사기(314)에서 나오는 자외선에 의하여 예비 경화되어 형태를 유지하게 된다.

제2 요철 패턴(330)은 제2 패터닝 롤러(350)를 통해 형성될 수 있다. 제2 패터닝 롤러(350)의 표면에는 일정 높이로 돌출된 제2 그물망 패턴(352)이 형성되어 있다. 제2 그물망 패턴(352)은 예를 들어, 도 8에 도시된 제1 그물망 패턴(242)보다 조밀하게 형성된다. 제2 패터닝 롤러(350)의 앞단에서 예비 경화된 제2 프리즘 패턴들(340)이 제2 패터닝 롤러(350)를 거치게 되면, 제2 프리즘 패턴들(340)의 산 부분에 제2 그물망 패턴(352)에 대응되는 오목한 형상의 제2 요철 패턴(330)이 형성된다.

산 부분에 제2 요철 패턴(330)이 형성된 제2 프리즘 패턴들(340)은 제2 자외선 조사기(316)에서 나오는 자외선에 의하여 완전히 경화된다.

한편, 제2 프리즘 패턴들(340)이 형성된 제2 마스터 필름(300)을 별도의 롤러에 감은 상태에서 제2 그물망 패턴(352)이 형성되어 있는 제2 패터닝 롤러(350)와 서로 롤링시킴으로써, 제2 프리즘 패턴들(340)의 산 부분에 제2 요철 패턴(330)을 형성할 수 있다.

도 11은 광학 시트의 제조 과정을 나타낸 도면이며, 도 12는 도 11의 제2 마스터 롤러를 나타낸 사시도이다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 제2 프리즘 패턴들(340), 돌기들(342) 및 제2 요철 패턴(330)이 형성된 제2 마스터 필름(300)을 이용하여 광학 시트(100)를 제작한다.

구체적으로, 베이스 필름(110) 상에 코팅액(112)을 코팅시킨 후, 제2 마스터 필름(300)이 감긴 제2 마스터 롤러(360)를 거치게 되면, 베이스 필름(110) 상에 제2 마스터 필름(300)과 반대되는 형상이 형성된다. 즉, 베이스 필름(110) 상에 삼각 기둥 형상의 제3 프리즘 패턴들(120)이 형성되고, 제3 프리즘 패턴들(120)의 산 부분에 돌기들(342)에 반대되는 오목한 형상의 제3 요철 패턴(130)이 형성되고, 제3 프리즘 패턴들(120)의 골 부분에 제2 요철 패턴(330)에 반대되는 볼록한 형상의 제4 요철 패턴(140)이 형성된다. 제3 요철 패턴(330)은 도 7에 도시된 제1 요철 패턴(230)과 실질적으로 동일한 형상을 갖게 된다. 코팅액(112)은 베이스 필름(110)이 제2 마스터 롤러(360)를 지나기 전에, 코팅기(111)에 의하여 베이스 필름(110) 상에 코팅된다.

제2 마스터 롤러(360)를 통해 형성된 제3 프리즘 패턴들(120)은 자외선 조사기(114)에서 나오는 자외선에 의하여 경화된다.

이와 같이, 제3 프리즘 패턴(120), 제3 요철 패턴(130) 및 제4 요철 패턴(140)이 형성된 베이스 필름(110)을 일정한 크기로 절단함으로써, 광학 시트(100)의 제조가 완료된다.

도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(600)는 광 공급 유닛(400), 광학 시트(100) 및 디스플레이 유닛(500)을 포함한다.

광 공급 유닛(400)은 디스플레이 유닛(500)의 하부에 배치되어 광을 공급한다. 광 공급 유닛(400)은 실질적으로 선광원 형태의 광을 발생시키는 램프(410)와 램프(410)로부터의 광을 면광원 형태의 광으로 변환하여 디스플레이 유닛(500) 방향으로 가이드하는 도광판(420)을 포함한다.

램프(410)는 도광판(420)의 적어도 일 측면에 배치된다. 램프(410)는 예를 들어, 가늘고 긴 원통 형상의 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL)로 형성된다. 이와 달리, 도광판(420)의 측면에는 발광 다이오드(LED)들이 배치될 수 있다.

도광판(420)은 램프(410)로부터 입사되는 광의 진행 경로를 가이드한다. 도광판(420)은 광의 손실을 방지하기 위하여 투명한 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 도광판(420)은 예를 들어, 투명한 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate : PMMA) 또는 폴리 카보네이트(polycarbonate : PC) 재질로 형성된다.

도광판(420)은 광이 입사되는 면으로부터 멀어질수록 두께가 감소되는 쐐기 형상을 갖거나, 전체적으로 동일한 두께를 갖는 플레이트 형상을 가질 수 있다.

도광판(420)의 하부면에는 광의 산란 반사를 위한 소정의 반사 패턴(미도시)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 반사 패턴은 인쇄 패턴 또는 요철 패턴으로 이루어진다. 램프(410)로부터 도광판(420)의 내부로 입사된 광은 반사 패턴에 의하여 산란 반사되고, 특정 임계각을 넘는 광은 도광판(420)의 상부면을 통해 표시 패널(510) 방향으로 출사된다.

광 공급 유닛(400)은 램프(410)의 삼면을 감싸면서 램프(410)를 보호하는 램프 커버(412)를 더 포함할 수 있다. 램프 커버(412)는 램프(410)를 보호함과 동시에, 램프(410)에서 발생된 광을 도광판(420) 측으로 반사시켜 광의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.

한편, 도 13에 도시된 광 공급 유닛(400)은 도광판(420)의 측면에 램프(410)가 배치된 에지형 구조를 가지나, 이와 달리, 복수의 램프가 표시 패널(510)의 하부에 배치된 직하형 구조를 가질 수 있다.

광 공급 유닛(400)은 도광판(420)의 하부에 배치되는 반사 시트(430)를 더 포함할 수 있다. 반사 시트(430)는 도광판(420)의 하면을 통해 외부로 누설되는 광을 다시 도광판(420)의 내부로 반사시켜 광의 이용 효율을 향상시킨다.

광학 시트(100)는 도광판(420)의 상부에 배치된다. 광학 시트(100)는 도 1 내지 도 6에 도시된 것들과 동일한 구조를 가질 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도시되지는 않았으나, 광학 시트(100)의 하부에는 확산 시트가 배치될 수 있다. 또한, 광학 시트(100)의 상부에는 보호 시트가 배치될 수 있다.

디스플레이 유닛(500)은 광학 시트(100)의 상부에 배치되어 실질적으로 영상을 표시하는 표시 패널(510) 및 표시 패널(510)을 구동시키는 구동 회로부(520)를 함한다.

표시 패널(510)은 제1 기판(512), 제1 기판(512)과 대향하여 결합되는 제2 기판(514) 및 제1 기판(512)과 제2 기판(514) 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포 함할 수 있다.

제1 기판(512)은 예를 들어, 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, TFT라 칭함)가 매트릭스 형태로 형성된 TFT 기판을 포함한다. 상기 TFT들의 소오스 단자 및 게이트 단자에는 각각 데이터 라인 및 게이트 라인이 연결되고, 드레인 단자에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 화소 전극이 연결될 수 있다.

제2 기판(514)은 예를 들어, 색을 구현하기 위한 RGB 컬러필터가 박막 형태로 형성된 컬러필터 기판을 포함한다. 제2 기판(514)에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 공통 전극이 형성될 수 있다. 한편, 컬러필터는 제1 기판(512)에 형성될 수 있다.

표시 패널(510)은 상기 TFT의 게이트 단자에 게이트 신호가 인가되어 TFT가 턴-온(Turn on)되면, 데이터 신호가 화소 전극에 인가되고, 화소 전극과 공통 전극 사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 하부 기판(512)과 상부 기판(514) 사이에 배치된 액정층의 액정 분자들의 배열이 변화되고, 액정 분자들의 배열 변화에 따라서 광의 투과도가 변경되어 원하는 계조의 영상을 표시하게 된다.

구동 회로부(520)는 표시 패널(510)의 구동을 위한 각종 제어 신호를 출력하는 소오스 인쇄회로기판(521)과, 소오스 인쇄회로기판(521)과 표시 패널(510)을 연결하는 데이터 구동회로필름(523) 및 표시 패널(510)과 연결된 게이트 구동회로필름(525)을 포함할 수 있다.

데이터 구동회로필름(523)은 제1 기판(512)의 데이터 라인과 연결되고, 게이 트 구동회로필름(525)은 제1 기판(512)의 게이트 라인과 연결된다. 데이터 구동회로필름(523) 및 게이트 구동회로필름(525)은 소오스 인쇄회로기판(521)으로부터 공급되는 제어 신호에 반응하여 표시 패널(510)을 구동하기 위한 구동 신호를 출력하는 구동 칩을 포함한다. 데이터 구동회로필름(523) 및 게이트 구동회로필름(525)은 예를 들어, 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package : TCP) 또는 칩 온 필름(Chip On Film : COF)으로 이루어진다.

도시되지는 않았으나, 구동 회로부(520)는 게이트 구동회로필름(525)과 연결되는 게이트 인쇄회로기판을 더 포함할 수 있다.

표 1은 광학 시트의 종류에 따른 제품의 휘도를 측정한 데이터이다. 표 1에서, 실시예는 프리즘 패턴들의 산 부분에 제1 요철 패턴이 형성되고 골 부분에 제2 요철 패턴이 형성된 광학 시트가 채용된 제품의 휘도를 측정한 데이터이며, 비교예는 프리즘 패턴들의 산 부분에만 제1 요철 패턴이 형성된 광학 시트가 채용된 제품의 휘도를 측정한 데이터이다.

<표 1>

표 1을 참조하면, 프리즘 패턴들의 산 부분에 제1 요철 패턴이 형성되고 골 부분에 제2 요철 패턴이 형성된 광학 시트를 사용하는 실시예의 경우, 프리즘 패턴들의 산 부분에만 제1 요철 패턴이 형성된 광학 시트를 사용하는 비교예의 경우보다, 백라이트 상태에서의 휘도가 약 6.67% 정도 증가되고, 표시 패널 상태에서의 휘도가 약 7.37% 정도 증가되는 것을 확인할 수 있었다.

이와 같이, 프리즘 패턴들의 골 부분에 추가적인 집광 기능을 갖는 볼록 형상의 제2 요철 패턴을 형성함으로써, 기존 프리즘 시트와 거의 동등한 수준의 휘도를 얻을 수 있게 된다.

이와 같은 광학 시트, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 표시 장치에 따르면, 프리즘 패턴들의 산 부분에 오목한 형상의 요철 패턴을 형성함으로써, 시야각을 증가시킬 수 있으며, 광학 시트의 상부에 배치되는 보호 시트 또는 표시 패널과 접촉되 는 면적을 감소시켜 스크래치 발생을 최소화시키고, 보호 시트을 제거할 수 있다.

또한, 프리즘 패턴들의 골 부분에 볼록한 형상의 요철 패턴을 형성함으로써, 헤이즈 수준을 올려 취급성을 향상시킬 수 있으며, 추가적인 확산 및 집광 기능이 부여되어 확산 시트, 집광 시트 등의 광학 시트를 제거할 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 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.

Claims

베이스 필름;

상기 베이스 필름의 상면에 형성되며, 제1 경사면과 제2 경사면이 만나 삼각 기둥 형상을 형성하는 프리즘 패턴들; 및

상기 제1 경사면의 윗변과 상기 제2 경사면의 윗변이 만나는 산 부분에 형성된 제1 요철 패턴을 포함하는 광학 시트.
제1항에 있어서, 상기 제1 요철 패턴은 오목한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제2항에 있어서, 상기 제1 요철 패턴은 2㎛ ~ 3㎛의 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제1항에 있어서,

상기 제1 경사면의 아랫변과 상기 제2 경사면의 아랫변이 만나는 골 부분에 형성된 제2 요철 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제4항에 있어서, 상기 제2 요철 패턴은 볼록한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제5항에 있어서, 상기 제2 요철 패턴은 반구 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제5항에 있어서, 상기 제2 요철 패턴은 다각뿔 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제5항에 있어서, 상기 제2 요철 패턴은 1㎛ ~ 2㎛의 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제4항에 있어서, 상기 산 부분은 길이 방향을 따라 물결 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제4항에 있어서, 상기 산 부분의 내각은 80도 ~ 100도인 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제4항에 있어서, 상기 베이스 필름의 하면에 형성된 백코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
베이스 필름;

상기 베이스 필름의 일면에 형성되며, 제1 경사면과 제2 경사면이 만나 삼각 기둥 형상을 형성하는 프리즘 패턴들; 및

상기 프리즘 패턴들이 만나는 골 부분에 형성된 볼록한 형상의 요철 패턴을 포함하는 광학 시트.
제12항에 있어서, 상기 요철 패턴은 반구 또는 다각뿔 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
삼각 기둥 형상의 프리즘 패턴들이 형성된 제1 마스터 필름을 제작하는 단계;

표면에 제1 그물망 패턴이 형성된 제1 패터닝 롤러를 통해 상기 프리즘 패턴들의 산 부분에 제1 요철 패턴을 형성하는 단계;

상기 제1 요철 패턴이 형성된 상기 제1 마스터 필름을 이용하여 상기 제1 마스터 필름의 반대되는 형상을 갖는 제2 마스터 필름을 제작하는 단계;

표면에 제2 그물망 패턴이 형성된 제2 패터닝 롤러를 통해 상기 프리즘 패턴들의 골 부분에 해당하는 상기 제2 마스터 필름의 산 부분에 제2 요철 패턴을 형성하는 단계; 및

상기 제2 요철 패턴이 형성된 상기 제2 마스터 필름을 이용하여, 산 부분에 상기 제1 요철 패턴에 대응되는 제3 요철 패턴이 형성되고, 골 부분에 상기 제2 요철 패턴에 반대되는 제4 요철 패턴이 형성된 광학 시트를 제작하는 단계를 포함하 는 광학 시트의 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 제3 요철 패턴은 오목한 형상을 가지며, 상기 제4 요철 패턴은 볼록한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 시트의 제조 방법.
제15항에 있어서, 상기 제2 그물망 패턴은 상기 제1 그물망 패턴보다 조밀하게 형성된 것을 특징으로 하는 광학 시트의 제조 방법.
광을 공급하는 광 공급 유닛;

상기 광 공급 유닛의 상부에 배치되며, 베이스 필름, 상기 베이스 필름의 상면에 형성되고 제1 경사면과 제2 경사면이 만나 삼각 기둥 형상을 형성하는 프리즘 패턴들, 상기 제1 경사면의 윗변과 상기 제2 경사면의 윗변이 만나는 산 부분에 형성된 제1 요철 패턴 및 상기 제1 경사면의 아랫변과 상기 제2 경사면의 아랫변이 만나는 골 부분에 형성된 제2 요철 패턴을 포함하는 광학 시트; 및

상기 광학 시트의 상부에 배치되어 영상을 표시하는 표시 패널을 포함하는 표시 장치.
제17항에 있어서, 상기 제1 요철 패턴은 오목한 형상을 가지며, 상기 제2 요철 패턴은 볼록한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제18항에 있어서, 상기 제2 요철 패턴은 반구 또는 다각뿔 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제18항에 있어서, 상기 제2 요철 패턴은 상기 제1 요철 패턴보다 작은 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.