KR20100049225A - 광학시트 - Google Patents

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KR20100049225A KR1020080108308A KR20080108308A KR20100049225A KR 20100049225 A KR20100049225 A KR 20100049225A KR 1020080108308 A KR1020080108308 A KR 1020080108308A KR 20080108308 A KR20080108308 A KR 20080108308A KR 20100049225 A KR20100049225 A KR 20100049225A
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Abstract

본 발명은 백라이트 유닛에 사용되는 광학시트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프리즘시트와 그 상부에 적층되는 다른 광학시트와의 접촉면적을 줄일 수 있어 wet-out 현상이나 무아레 현상의 발생이 방지되도록 하는 광학시트에 관한 것이다.
본 발명에 따른 광학시트는, 투광성 재료로 이루어지는 기재시트와, 기재시트의 상부면에 적층되며 일면은 평면으로 이루어지고 타면에는 연속적으로 배열되는 다수의 프리즘패턴이 형성되는 프리즘시트를 포함하되, 프리즘시트의 프리즘패턴 꼭지부는 서로 다른 높이를 가지며, 각 꼭지부의 높이가 각 프리즘패턴의 길이방향으로 변화되며, 프리즘패턴의 밸리부는 서로 다른 깊이를 가지며 하나의 인접한 밸리부 사이의 간격이 다른 인접한 밸리부 사이의 간격과 상이한 것을 특징으로 한다.
광학시트, 프리즘시트, 프리즘패턴, 꼭지부, 밸리부, 높이 변화, 확산시트, 스티킹방지층

Description

광학시트{OPTICAL SHEET}
본 발명은 백라이트 유닛에 사용되는 광학시트에 관한 것이다.
백라이트 유닛(BLU ; Backlight Unit)은 액정표시장치(LCD ; Liquid Crystal Display)의 후면에서 빛을 비춰주는 장치로서, 백라이트 유닛에 의해 공급되는 백색광에 의해 액정표시장치에 영상정보가 만들어진다.
이러한 백라이트 유닛의 일반적인 구조가 도 1에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛은 광원(4), 광원반사판(3), 도광판(5), 반사판(2), 광학시트(6, 7, 8), 몰드프레임(1)으로 구성되는데, 몰드프레임(1)에 반사판(2), 광원반사판(3), 도광판(5), 광학시트(6, 7, 8)가 순차적으로 적층형성된다.
여기서, 광원(4)은 빛을 발산하는 수단이고, 도광판(5)은 광원(4)으로부터 출사되는 광의 경로를 변경하여 디스플레이부(도시되지 않음)로 가이드하는 기능을 하며, 반사판(2)과 광원반사판(3)은 광원으로부터 발생되는 광의 외부 노출을 방지하는 기능을 한다. 그리고, 광학시트(6, 7, 8)는 도광판(5)과 디스플레이부의 사이에 배치되어 도광판(5)으로부터 출사되는 광의 효율을 향상시키는 기능을 한다.
광학시트(6, 7, 8)에 대하여 상세하게 살펴보면, 광학시트(6, 7, 8)는 확산 시트(6), 프리즘시트(7), 보호시트(8)가 순차적으로 적층형성되는데, 확산시트(6)는 도광판(5)으로부터 출사되어 디스플레이부로 입사되는 광을 산란시켜 광의 휘도 분포를 균일하게 하는 기능을 하는 것이고, 프리즘시트(7)는 상부면에 삼각형 단면 형상의 프리즘이 반복적으로 형성되어 확산시트(6)에 의해 확산된 광을 디스플레이부의 평면에 수직한 방향으로 집광시켜 휘도를 높이는 기능을 하는 것이다. 이에 따라, 프리즘시트(7)를 통과하는 광은 거의 대부분 디스플레이부의 평면에 대하여 수직하게 진행되어 균일한 휘도 분포를 갖는다. 그리고, 보호시트(8)는 프리즘시트(7)의 상부에 적층되어 프리즘시트(7)의 표면을 보호함과 동시에 프리즘시트(7)를 통과하여 입사되는 광의 분포를 균일하게 하기 위하여 광을 확산시키는 역할을 한다.
그런데, 전술한 바와 같이 종래 프리즘시트(7)는 삼각형 단면 형상의 프리즘이 반복적으로 형성되어 광을 집광시키는 기능을 하는 것이지만, 프리즘시트(7)는 삼각형 단면 형상의 프리즘의 꼭지부가 길이방향을 따라 동일한 높이를 갖도록 형성되어 그 상부에 마련되는 다른 광학시트와의 접촉면적이 넓어져 wet-out 현상이나 무아레(moire) 현상이 발생하며, 이에 따라 액정표시장치의 화질이 저하된다는 문제점이 있었다.
더 구체적으로 설명하면, 광학시트의 구조로는 ① 도 1에 도시된 확산시트, 프리즘시트, 보호시트가 순차적으로 적층되는 구조 외에 ② 확산시트, 프리즘시트, 프리즘시트, 보호시트가 순차적으로 적층되는 구조 또는 ③ 확산시트, 프리즘시트, 프리즘시트가 순차적으로 적층되는 구조 등이 있는데, ① 이나 ②의 경우 프리즘시 트의 꼭지부와 그 상부에 적층되는 보호시트 또는 프리즘시트의 하면이 접촉되어 wet-out 현상이나 무아레 현상이 발생하고, ③과 같은 보호시트가 없는 경우에는 프리즘시트의 꼭지부와 액정표시장치의 편광필름과의 접촉에 의해 wet-out 현상이나 무아레 현상이 발생하게 된다.
이와 같은 wet-out 현상이나 무아레 현상이 발생하게 되면 액정표시장치의 화질이 저하되기 때문에, 이에 대한 개선책이 요구되고 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 프리즘시트와 그 상부에 적층되는 다른 광학시트와의 접촉면적을 줄일 수 있어 wet-out 현상이나 무아레 현상의 발생이 방지되도록 하는 광학시트를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 광학시트의 프리즘시트에서 집광 및 광확산이 동시에 구현되도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 휘도 및 시야각이 우수한 광학시트를 제공하는데 있다.
전술한 본 발명의 목적은, 투광성 재료로 이루어지는 기재시트와, 상기 기재시트의 상부면에 적층되며 일면은 평면으로 이루어지고 타면에는 연속적으로 배열되는 다수의 프리즘패턴이 형성되는 프리즘시트를 포함하되, 상기 프리즘시트의 프리즘패턴 꼭지부는 서로 다른 높이를 가지며, 각 꼭지부의 높이가 각 프리즘패턴의 길이방향으로 변화되는 것을 특징으로 하는 광학시트를 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 프리즘패턴의 밸리부는 서로 다른 깊이를 가지며, 하나의 인접한 밸리부 사이의 간격이 다른 인접한 밸리부 사이의 간격과 상이하다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 의하면, 상기 프리즘패턴 중 최대높이의 꼭지부를 갖는 프리즘패턴 외의 다른 프리즘패턴들은 꼭지부가 상기 최대높이의 60~70%에 해당하는 높이를 갖는다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 의하면, 상기 프리즘패턴의 밸리부는 최저깊이를 기준으로 20~40%의 변화율로 깊이가 변화되며, 밸리부 사이의 간격 변화율은 20~40%이다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 의하면, 상기 프리즘패턴의 꼭지부는 그 측단면이 서로 주기가 다른 두개의 조화파를 합성한 파의 형상을 이루도록 높이가 변화될 수 있다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 의하면, 상기 두개의 조화파는 각각 200~2000㎛ 사이에서 선택되는 주기를 갖되, 상호간 주기의 차이가 100㎛ 이하이다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 의하면, 상기 프리즘패턴에서 집광 및 광확산이 이루어질 수 있도록 상기 프리즘패턴의 내부에는 다수의 비드가 함유될 수 있다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 의하면, 상기 기재시트의 하부면에는 바인더수지와 상기 바인더수지에 함유되는 다수의 비드를 갖는 스티킹방지층이 형성되며, 상기 비드는 상기 바인더수지의 하부면으로부터 소정 높이로 돌출될 수 있다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 의하면, 상기 기재시트의 하부면에는 일면이 마이크로 패터닝 가공되는 스티킹방지층이 형성될 수 있다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 의하면, 상기 기재시트 및 프리즘시트의 사이에 적층되며, 바인더수지와 상기 바인더수지의 내부에 함유되는 다수의 광확산제를 갖는 확산시트를 더 포함할 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 따른 광학시트에 의하면, 프리즘시트의 프리즘패턴 꼭지부 높이가 서로 다를 뿐만 아니라 각 꼭지부 높이가 프리즘패턴의 길이방향으로 변화가 되기 때문에, 프리즘시트의 상부에 적층되는 다른 광학시트와의 접촉면적이 줄어들어 wet-out 현상이나 무아레 현상의 발생이 방지될 수 있으며, 특히 프리즘패턴의 꼭지부 높이가 두개의 조화파를 합성한 파의 형태로 변화함에 따라 wet-out 현상이나 무아레 현상의 발생이 더욱 효율적으로 방지될 수 있다.
또한, 프리즘패턴의 밸리부의 깊이가 서로 다르고 아울러 인접한 밸리부 사이의 간격이 서로 다르기 때문에, 즉 프리즘패턴의 밸리부가 불규칙한 형상을 가지기 때문에, 헤이즈(HAZE)가 조절되어 휘도, 확산, 시야각 또는 은폐력이 조절될 수 있다.
또한, 프리즘시트의 프리즘패턴 내부에 광을 확산시킬 수 있는 비드가 함유됨으로써, 프리즘시트에서 광이 집광됨과 동시에 확산되어 프리즘시트를 통과한 광의 충분한 시야각이 확보될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설 명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
한편, 본 발명의 여러 실시예들을 설명함에 있어, 기술적 특징이 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 광학시트의 일실시예에 대한 개략적 사시도이고, 도 3a는 도 2에 도시된 광학시트의 개략적 단면도이다. 도 2 및 도 3a에 도시된 바와 같이, 광학시트는 기재시트(200), 프리즘시트(100)를 포함한다.
기재시트(200)는 광이 투과될 수 있는 투광성 재료로 이루어지는 투명시트로서, 일반적으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 이루어진다. 이러한 기재시트(200)는 다른 광학시트와의 접착성이 우수해야 하고, 후면에서 입사되는 광의 투과도가 90% 이상이어야 하며, 표면의 평활도가 균일하여 휘도의 편차가 없어야 한다. 또한, 기재시트(200)의 두께는 50 내지 250㎛인 것이 바람직한데, 50㎛ 미만이면 제조공정에서 취급성이 떨어지고, 250㎛를 초과하면 LCD 모듈의 박막화 추세에 반하는 구조를 가지게 된다.
프리즘시트(100)는 기재시트(200)의 상부면에 적층되며, 일면은 평면으로 이루어지고, 타면에는 연속적으로 배열되는 다수의 프리즘패턴(120)이 형성된다.
이러한 프리즘시트(100)는 기재시트(200)를 통과한 후 일면으로 입사되는 광을 직접적으로 집광시킨 후 출사하는 역할을 하는 것으로서, 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 등의 아크릴 수지 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지 등으로 이루어질 수 있다.
여기서, 프리즘패턴(120)들은 각각의 꼭지부(122)가 서로 다른 높이를 가질 뿐만 아니라 각 꼭지부(122)의 높이가 각 프리즘패턴(120)의 길이방향으로 규칙적 또는 불규칙적으로 변화되도록 형성되는데, 이와 같이 꼭지부(122)의 높이에 변화를 주게 되면 그 상부에 적층되는 다른 광학시트와의 접촉면적이 줄어들게 되어 wet-out 이나 무아레 현상의 발생이 방지될 수 있는 것이며, 특히 꼭지부(122)가 종방향 및 횡방향으로 동시에 변화가 되기 때문에 다른 광학시트와의 접촉면적이 더욱 줄어들 수 있다.
이때, 다수의 프리즘패턴(120)의 각 꼭지부 높이는, 도 3a를 참조하면, 최대높이(TT)의 꼭지부를 갖는 프리즘패턴 외에 다른 프리즘패턴의 꼭지부 높이(TD)가 최대높이의 60~70%에 해당하는 높이를 갖도록 하는 것이 바람직하다. 참고로, 프리즘패턴(120)의 꼭지부의 피치(PT)는 거의 동일하다.
아울러, 프리즘패턴(120)의 꼭지부(122)는 그 변화되는 형태가 일정한 주기를 갖는 sine 파의 형태 또는 cosine 파의 형태를 이루도록 하는 것이 아니라, 임의의 파의 형태를 이루도록 하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 꼭지부(122)는 그 측단면이 서로 다른 주기와 진폭을 갖는 두개의 조화파를 합성한 파의 형상을 이루도록 높이가 변화되도록 하는 것이다.
프리즘패턴(120)의 꼭지부(122)의 높이가 변화되는 형태가 임의의 합성파의 형태로 이루어지면 그 주기가 복잡하고 상부에 적층되는 다른 광학시트와의 접촉면적이 줄어들게 되어 wet-out 이나 무아레 현상의 발생이 현저하게 방지될 수 있다.
이때, 임의의 합성파를 형성하는 두개의 조화파는 각각 200~2000㎛ 사이에서 선택되는 주기를 가지며, 상호간 주기의 차이는 100㎛ 이하인 것이 바람직하다.
참고로, 도 4는 조화파의 합성을 나타낸 도인데, 이를 참조하여 조화파의 합성에 대하여 설명하기로 한다. 조화파란 sine 함수 형태의 유연한 파동을 말하는데, (a) 내지 (d)에 도시된 A와 B가 조화파에 해당하며, 조화파를 적절히 합성하면 C와 같은 임의의 파동이 형성될 수 있다. 이러한 조화파의 합성은 파동과 관련된 것이지만, 본 발명자는 프리즘패턴의 꼭지부 높이를 변화시킴에 있어, 조화파의 합성에 의해 만들어지는 임의의 파동의 형상과 같이 변화되도록 한 것이며, 이는 높이 변화의 주기를 더욱 복잡하게 함으로써 wet-out 이나 무아레 현상의 발생이 방지되는 효과를 얻기 위함이다.
도 4의 (a) 내지 (d)를 참조하면, A파와 B파를 합성하면 C와 같은 파형이 형성되는데, A파와 B파는 진폭은 동일하고 서로 주기가 다른 것이다. 본 발명과 관련해서 프리즘패턴의 꼭지부 높이가 합성파 C와 같은 형태로 변화되도록 한 것이다. 이때 전술한 바와 같이 A파와 B파의 주기는 각각 200~2000㎛ 사이에서 선택되고, A파와 B파의 주기의 차이는 100㎛ 이하가 되도록 하는 것이 바람직한데, 특히 주기의 편차가 작을수록(a < b < c < d) wet-out에 유리한 조건을 가지게 된다.
한편, 프리즘패턴(120)은 그 밸리부(123)가 서로 다른 깊이를 갖도록 형성되는 것이 바람직하며, 또한 하나의 인접한 밸리부 사이의 간격은 다른 인접한 밸리부 사이의 간격과 상이한 것이 더욱 바람직하다. 즉, 프리즘패턴(120)의 밸리 부(123)의 깊이(B)와 피치(PD)에 변화를 주는 것이다. 이와 같이, 프리즘패턴(120)의 밸리부(123)에 변화가 가해져 불규칙한 형상을 갖게 되면, 헤이즈(HAZE)가 조절되어 휘도, 확산, 시야각 또는 은폐력이 조절될 수 있는 이점이 있다.
이때, 프리즘패턴(120)의 밸리부는 최저깊이를 기준으로 20~40%의 변화율로 깊이가 변화되는 것이 바람직하다. 즉, 도 3a를 참조하면, 최저깊이(BD)를 갖는 밸리부를 기준으로 나머지 밸리부의 깊이(BT)는 최저깊이(BD)의 20~40%에 해당하는 변화율를 갖도록 하는 것이다.
그리고, 프리즘패턴(120)의 밸리부 사이의 간격 변화율은 최대 간격의 20~40%에 해당하는 변화율로 변화되도록 하는 것이 바람직하다.
도 3b 내지 도 3d는 본 발명에 따른 광학시트의 다른 실시예에 대한 개략적 단면도이다. 도 3b 내지 도 3d에 도시된 광학시트는 도 3a에 도시된 광학시트의 광확산기능 및 스티킹방지기능을 강화시킨 것이다.
도 3b에 도시된 광학시트는, 프리즘시트(100)의 프리즘패턴(120) 내부에 다수의 비드(124)가 함유된 경우인데, 프리즘패턴(120)에 비드(124)가 함유됨으로써 광이 수렴되면서 내부의 비드(124)들에 의해 확산이 되기 때문에 프리즘패턴(120)을 통해 출사되는 광이 더욱 균일하게 분포될 수가 있게 된다. 따라서, 프리즘패턴(120)에 의해 집광되는 광이 비드(124)에 의해 난반사되어 확산도 되기 때문에 프리즘패턴(120)에서 집광과 확산이 동시에 이루어지며, 이로써 프리즘시트에 의해 휘도가 향상될 뿐만 아니라 최종적으로 시야각이 향상되는 이점이 있다. 이러한 비 드(124)는 아크릴계, 나일론계 또는 실리콘계 화합물 등으로 이루어질 수 있다. 한편, 비드(124)는 프리즘패턴(120)의 내부에 규칙적 또는 불규칙적으로 분산될 수 있으며, 휘도와 시야각 조절을 위해 비드(124)의 함량은 적절히 조절될 수 있다.
도 3c 및 도 3d에 도시된 광학시트는 기재시트(200)의 하부면에 스티킹방지층(300, 300')이 형성된 것이다.
도 3c에 도시된 광학시트의 스티킹방지층(300)은 기재시트(200)의 하부면에 형성되며, 바인더수지(310)와 바인더수지(310)에 함유되는 비드(320)를 가져, 기재시트(200)로 광이 유입되기 전 광을 확산시키는 역할을 한다.
여기서, 스티킹방지층(300)에 함유되는 비드(320)는 스티킹방지층(300)의 하부면으로부터 소정 높이, 바람직하게는 3~5㎛로 돌출되는 것이 바람직한데, 이처럼 비드(320)가 소정 높이로 돌출되면 기재시트(200)와 그 하부에 위치하는 도광판(도시되지 않음)의 접촉면적이 줄어들어 상호 들러붙음, 즉 스티킹(Sticking)이 방지될 수 있고, 아울러 무아레 현상이 방지될 수 있다.
그리고, 바인더수지(310)는 인장탄성률이 300 MPa 이하인 것이 바람직한데, 이것은 그 하부의 도광판과의 마찰로 인한 스크래치 발생을 방지하기 위함이다. 바인더수지(310)의 인장탄성률이 300 MPa 이하이면, 통상적인 도광판의 재질로 사용되는 아크릴계 수지의 탄성율인 900 내지 1000 MPa보다 작게 되어 스티킹방지층(300) 및 도광판의 스크래치 발생이 동시에 방지될 수 있다.
이러한 바인더수지(310)는 인장탄성률이 300 MPa 이하의 재질이면 특별히 제한되지 않지만, UV경화형우레탄아크릴 바인더나 UV경화형 에폭시 바인더 또는 실리 콘을 포함한 UV 경화형 바인더 수지 중 어느 하나인 것이 바람직하며, 트리스(2-아크릴록시에틸)이소시아누레이트-2-프로페노익에시드(Tris(2-acryloxyethyl)isocyanurate-2-Propenoic acid), (1-메틸에틸리덴)비스(4,1-페닐렌옥시-2,1-에테인다이옥시-2,1-에테인디엘)에스터((1-methlyethyliden)bis(4,1-phenyleneoxy-2,1-ethanediyloxy-2,1-ethanediyl)ester) 및 1-히드록시-시클로헥실-케톤(1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl ketone)의 3원공중합체인 것이 더욱 바람직하다. 상기 3원공중합체는 블락공중합체 또는 랜덤공중합체일 수 있으며, 유리전이온도(Tg)가 약 52℃ 이고, 수평균분자량이 약 4500이다.
또한, 스티킹방지층(300)에 함유되는 비드(320)는 아크릴계, 나일론계 또는 실리콘계 화합물 등으로 이루어질 수 있으며, 마찰계수가 0.36 (MIU)이하인 메틸 실리콘 파우더(Methyl silicone powder) 또는 나일론 파우더(Nylon powder, 예를 들어 Nylon-12) 등이 이용될 수 있다. 메틸실리콘 파우더 또는 나일론 파우더의 경우에는 자체적으로 탄성이 있기 때문에 마찰로 인한 비드(320) 자체의 스크래치도 방지될 수 있다는 이점이 있다.
도 3d에 도시된 광학시트의 스티킹방지층(300')은 그 하부면이 마이크로 패터닝 가공된다. 여기서, 스티킹방지층(300')를 구성하는 수지는 도 3c에 도시된 프리즘시트의 스티킹방지층(300)를 구성하는 수지와 동일하다. 스티킹방지층(300') 하부를 마이크로 패터닝 가공하는 것은 패턴부에 의해 광이 굴절, 산란 또는 난반사되도록 하여 광확산 효과를 얻기 위함이며, 아울러 도 3c에 도시된 프리즘시트에서 비드가 돌출되도록 한 것과 마찬가지로 스티킹과 무아레 현상이 방지될 수 있 다.
마이크로 패터닝 가공은 샌드블라스트 가공이나 포토리소그라픽 등의 방법이 이용될 수 있으며, 이러한 방법에 의해 가공되는 패턴부(도면부호 표시되지 않음)는 오목한 형상이나 볼록한 형상 등 여러가지 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 패턴부는 규칙적으로 형성될 수도 있으나, 도 3d에 도시된 바와 같이 불규칙적으로 형성되는 것이 바람직하며, 패턴부가 불규칙적으로 형성됨으로 인해 헤이즈(HAZE)가 조절되어 휘도, 확산, 시야각 또는 은폐력이 조절될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 광학시트의 또 다른 실시예에 대한 개략적 사시도이다. 도 5에 도시된 광학시트는 2장의 광학시트를 적층시킨 것으로서, 여기서 광학시트 중 어느 하나는 전술한 도 2 내지 도 3d에 도시된 광학시트 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 모두 그와 같이 이루어질 수 있다.
그리고, 2장의 광학시트는 서로 프리즘 축이 소정 각도로 교차되는데, 광의 휘도 효율의 면에서 90°의 각도로 교차되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 광학시트를 2장 적층시키고 또한 각각의 프리즘 축이 교차되도록 함으로써 하나의 광학시트으로 이루어진 경우보다 광의 휘도가 더욱 향상될 수 있으며, 특히 프리즘시트의 프리즘패턴의 꼭지부는 서로 높이가 다를 뿐만 아니라 주기가 다른 두개의 조화파를 합성한 파의 형상으로 변화되므로 wet-out 이나 무아레 현상도 방지되는 이점이 있다.
한편, 도 5에 구체적으로 도시되지는 않았지만, 광학시트들은 전술한 바와 같은 스티킹방지층(300, 300')을 포함할 수 있으며, 특히 상부 광학시트의 스티킹방지층의 비드가 하부면으로부터 돌출되거나 또는 스티킹방지층의 하부면이 마이크로 패터닝 가공되면, 그 하부 광학시트의 프리즘시트의 프리즘패턴 꼭지부와의 접촉면적이 더욱 줄어들게 되어 wet-out 이나 무아레 현상이 더욱 방지될 수 있다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 광학시트의 또 다른 실시예들에 대한 개략적 단면도이다. 도 6a 내지 도 6d에 도시된 광학시트는 도 3a 내지 도 3d에 도시된 광학시트에 확산시트(400)를 부가한 것이며, 확산시트(400) 외 다른 구성은 전술한 바와 같기 때문에, 이하에서는 확산시트(400)에 대하여만 설명하기로 한다.
확산시트(400)는 도광판(도시되지 않음)으로부터 출사되어 디스플레이부로 입사되는 광을 산란시켜 광의 휘도 분포를 균일하게 하는 역할을 하는 것으로서, 도 6a 내지 도 6d에 도시된 바와 같이, 기재시트(200)와 프리즘시트(100)의 사이에 적층되며, 바인더수지(410)와 바인더수지(410)의 내부에 함유되는 다수의 비드(420)를 포함하여 이루어진다.
광확산제(420)는 기재시트(200)를 통과하는 광을 산란시킴으로써 확산되도록 하는 것으로서, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 노말부틸메타크릴레이트, 노말부틸메틸메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 공중합체 또는 삼원 공중합체 등의 아크릴계, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 입자, 아크릴과 올레핀계의 공중합체, 단일중합체의 입자를 형성한 후, 그 층위에 다른 종류의 단량체를 코팅한 다층다성분계 입자 등의 유기입자 가 사용될 수 있고, 바람직하게는 폴리메틸메타그릴레이트(PMMA)가 사용될 수 있으며, 이러한 광확산제(420)가 바인더수지(410)에 다수개가 분산 함유되어 광이 표면 전반에 골고루 퍼질 수 있는 것이다.
한편, 광확산제(420)는 비중이 1.0 내지 1.2 g/㎤ 이며 입자크기에 대한 변동계수가 15％ 이하로 되는 것이 바람직한데, 이것은 광확산 효과를 극대화하기 위함이다. 여기서 변동계수는 '변동계수 ＝ (표준편차 ÷ 평균) × 100'으로 정의되는 것으로서, 일반적으로 산포도를 나타내는 방법으로 표준편차를 활용하기도 하나, 본 발명에서는 평균값에 따라서 값이 변하는 표준편차보다 평균값과는 무관하게 광확산입자의 분포를 관리할 수 있고, 이를 공정에 적용할 수 있는 변동계수를 사용한다. 상기 변동계수는 그 정의에서 알 수 있는 바와 같이, 그 값이 '0'에 가까울수록 입자간 편차가 적음을 의미한다. 광확산제(420)의 변동계수가 15％를 초과하면, 초기 확산시트(400)의 코팅공정에서 확산시트(400)의 두께를 광확산제(420)의 두께와 동일하게 코팅하더라도 광확산제(420)들간의 넓은 입도 분포에 의하여 광확산제(420) 입자들이 단층이 아니라 다층으로 적층됨으로 인해 광확산 효과가 저감될 수 있다.
또한, 도 6a 내지 도 6d에서는 바인더수지(410)의 내부에 동일한 크기를 갖는 광확산제(420)가 단층으로 코팅된 것이 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것이 아니며, 크기가 다른 광확산제(420)가 함유되되 크기가 큰 광확산제(420)가 단층으로 코팅되고 그 사이 공간에 크기가 작은 광확산제(420)가 채워지게 되면 광확산 효과가 더욱 극대화될 수 있다.
또한, 광확산제(420)의 비중은 사용되는 용제의 비중과의 관계에서 고려되어야 하는 사항인데, 비중이 1.0g/㎤ 미만이면 사용될 수 있는 용제보다 비중이 작아질 수 있어 분산성이 열악해지고 생산공정상 도막의 두께 분포를 관리하는데 어려움이 있으며, 1.2g/㎤를 초과하면 용제내에서 침강되는 속도가 커서 코팅공정에서 빈번하게 재교반을 하는 공정손실이 발생될 수 있기 때문에 1.0 내지 1.2 g/㎤ 사이의 비중을 갖는 것이 바람직하다.
한편, 바인더수지(410)는 내부에 광확산제(420)가 함유되는 비율에 따라 광투과율과 광확산율이 달라지게 되는데, 높은 광투과율과 광확산율을 보이기 위해서 수지 내에 함유되는 광확산제(420)의 함량은 바인더수지(410) 100 중량부에 대하여 40 내지 140 중량부인 것이 바람직한데, 40 중량부 미만인 때에는 산란에 의한 광확산 효과가 부족하며, 140 중량부를 초과하는 때에는 광투과율이 떨어질 수 있기 때문이다. 한편, 바인더수지(410)는 확산시트(400)의 기재시트(200)와의 접착성이 양호해야 유리하고, 사용되는 광확산제(420)와 상용성이 있어야 하며, 바인더수지(410)에는 물성 즉, 내열성, 내마모성, 접착성을 높이기 위하여 경화제가 첨가될 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 따른 광학시트는 기재시트(400)의 상부에 광확산제(420)를 함유하는 확산시트(400)가 적층되어 광확산 효과가 우수하고, 프리즘시트(100)에 형성되는 프리즘패턴(120)의 꼭지부의 높이가 서로 다를 뿐만 아니라 프리즘패턴(120)의 길이방향으로 변화됨으로 인해 그 상부에 적층되는 다른 광학시트와의 접촉면적이 줄어들어 wet-out 이나 무아레 현상의 발생이 방지될 수 있으며, 아울러 프리즘시트(100)의 프리즘패턴(120)에 비드(124)가 함유됨으로 인해 프리즘시트(100)에서도 광이 확산되어 시야각이 향상될 수 있다.
도 1은 일반적인 백라이트 유닛의 분해사시도.
도 2는 본 발명에 따른 광학시트의 일실시예에 대한 개략적 사시도.
도 3a는 도 2에 도시된 광학시트의 개략적 단면도.
도 3b 내지 도 3d는 본 발명에 따른 광학시트의 다른 실시예들에 대한 개략적 단면도.
도 4는 조화파의 합성을 나타낸 도.
도 5는 본 발명에 따른 광학시트의 또 다른 실시예에 대한 개략적 사시도.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 광학시트의 또 다른 실시예들에 대한 개략적 단면도.
※ 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명
100 : 프리즘시트 120 : 프리즘패턴
122 : 꼭지부 123 : 밸리부
124, 320 : 비드 200 : 기재시트
300 : 스티킹방지층 310, 410 : 바인더수지
400 : 확산시트 420 : 광확산제

Claims (10)

  1. 투광성 재료로 이루어지는 기재시트;
    상기 기재시트의 상부면에 적층되며, 일면은 평면으로 이루어지고 타면에는 연속적으로 배열되는 다수의 프리즘패턴이 형성되는 프리즘시트;를 포함하되, 상기 프리즘시트의 프리즘패턴 꼭지부는 서로 다른 높이를 가지며, 각 꼭지부의 높이가 각 프리즘패턴의 길이방향으로 변화되는 것을 특징으로 하는 광학시트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 프리즘패턴의 밸리부는 서로 다른 깊이를 가지며, 하나의 인접한 밸리부 사이의 간격이 다른 인접한 밸리부 사이의 간격과 상이한 것을 특징으로 하는 광학시트.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 프리즘패턴 중 최대높이의 꼭지부를 갖는 프리즘패턴 외의 다른 프리즘패턴들은 꼭지부가 상기 최대높이의 60~70%에 해당하는 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 광학시트.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 프리즘패턴의 밸리부는 최저깊이를 기준으로 20~40%의 변화율로 깊이가 변화되며, 밸리부 사이의 간격 변화율은 20~40%인 것을 특징으로 하는 광학시트.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 프리즘패턴의 꼭지부는 그 측단면이 서로 주기가 다른 두개의 조화파를 합성한 파의 형상을 이루도록 높이가 변화되는 것을 특징으로 하는 광학시트.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 두개의 조화파는 각각 200~2000㎛ 사이에서 선택되는 주기를 갖되, 상호간 주기의 차이가 100㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 광학시트.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 프리즘패턴에서 집광 및 광확산이 이루어질 수 있도록 상기 프리즘패턴의 내부에는 다수의 비드가 함유되는 것을 특징으로 하는 광학시트.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기재시트의 하부면에는 바인더수지와 상기 바인더수지에 함유되는 다수의 비드를 갖는 스티킹방지층이 형성되며, 상기 비드는 상기 바인더수지의 하부면으로부터 소정 높이로 돌출되는 것을 특징으로 하는 광학시트.
  9. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기재시트의 하부면에는 일면이 마이크로 패터닝 가공되는 스티킹방지층이 형성되는 것을 특징으로 하는 광학시트.
  10. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기재시트 및 프리즘시트의 사이에 적층되며, 바인더수지와 상기 바인더수지의 내부에 함유되는 다수의 광확산제를 갖는 확산시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학시트.
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