KR20110125483A - 일체형 광학 시트 - Google Patents

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KR20110125483A
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optical
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최승규
안철흥
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신화인터텍 주식회사
안철흥
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Abstract

본 발명은 2개 이상의 광학 시트가 상호 접합된 일체형 구성을 가지면서도 광편향 및 집광 기능이 뛰어난 일체형 광학 시트에 관한 것으로서, 서로 충분히 밀착되어 두께는 얇되 접착제 층으로 침투한 광학 기능체 부분을 제거하여 전체적으로 휘도향상을 이룰 수 있는 일체형 광학 시트를 제공한다. 광학 시트에는 빛의 반사, 굴절, 확산을 위해 액정 디스플레이 장치에 사용되는 모든 종류의 시트가 포함될 수 있다. 일체형 광학 시트는 상하로 적층된 복수의 광학 시트와 상기 복수의 광학 시트 사이를 연결하는 접합체를 포함한다. 접합체는 하층의 제1 광학 시트와 상기 제1 광학 시트의 상부에 적층되는 제2 광학 시트의 사이에 구비되어, 제1 광학 시트와 제2 광학 시트를 접착시키는 기능을 수행함과 동시에 제1 광학 시트와 제2 광학 시트 사이를 이격시켜 종래의 일체형 광학 시트의 문제점인 제1 광학 시트 상의 광학 부재, 보다 바람직하게는 프리즘 리브의 첨단부 일부가 상층의 제2 광학 시트 내로 침투하는 침투부가 생기는 일이 없도록 방지한다.

Description

일체형 광학 시트{UNIFIED OPTICAL SHEET}
본 발명은 일체형 광학 시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정 디스플레이 장치 등의 광학 기능을 위해 사용되는 일체형 광학 시트에 관한 것이다.
액정 디스플레이 장치는 액정 셀과 백 라이트를 구비하고 있다. 백 라이트로서는, 광원을 액정 셀의 바로 아래에 설치한 직하형 구조, 또는 광원을 도광체의 측면에 설치한 엣지라이트 방식의 구조 등이 알려져 있다.
액정 표시 장치의 일반적인 구조는, 광원으로서의 막대 형상의 램프 또는 점광원 형태의 램프와 복수의 광학 시트와 액정 셀을 장비하고 있으며, 엣지라이트 방식의 경우에는 이 램프에 단부가 따르도록 배치되는 사각형판 형상의 도광판 및 도광판의 표면측에 적층된 복수의 광학 시트를 구비한다. 광학 시트는 각각 굴절이나 확산 등의 특정한 광학적 기능을 갖는 것으로서, 구체적으로는 광 확산 시트, 프리즘 시트 등이 해당한다.
액정 디스플레이 장치는 PDP 또는 CRT에 비하여 소비 전력이 적다는 점에서 우수하지만, 정면 휘도가 낮아지는 경향이 있었다. 따라서, 백라이트에 의해 광학적인 효율을 높이고, 적은 소비 전력으로 정면 휘도를 높게 하는 것이 요구되고 있다. 일반적으로, 정면 휘도를 높이기 위해 액정 디스플레이 장치 내부에 다수의 확산 시트과 프리즘 시트를 포함하는 광학 시트를 장착하고 있다. 서로 이격된 광원으로부터 방출되는 빛은 확산 시트에 의해 확산 되어 빛이 고르게 분포될 수 있도록 하고, 동시에 휘도를 높은 상태로 유지할 수 있도록 프리즘 시트를 구비하여 빛이 전향되도록 하여 손실되는 빛을 최소화하여 선명한 화질을 얻을 수 있도록 한다.
종래의 광학 시트는 주로 베이스층과 이의 일면에 형성된 삼각형 형상 또는 반원 형상의 광학 기능체인 프리즘 리브을 포함한다. 다수의 프리즘 리브는 서로 직각으로 교차하도록 수직하게 배열되며 프리즘 렌즈의 역할인 집광 및 편광 기능을 수행하여 확산 필름에 의해 확산된 빛을 액정 디스플레이 방향으로 전향시킨다. 광학 시트 중 프리즘 시트의 일면에 형성된 프리즘 리브는 직선방향으로 평행하게 배열된 구조이기 때문에 확산 필름에 의해 확산된 빛을 모두 전방으로 편향시키기 곤란한 구조를 가지므로 하층의 프리즘 리브의 배열과 서로 직교하는 형태가 되도록 하층의 프리즘 리브의 패턴을 구비하는 프리즘 시트 적층체 구성을 채택할 수 있다. 또는 선택에 따라 상하층의 프리즘 리브의 배열이 동일한 형태로 적층체를 구성할 수도 있다.
이 때, 상하로 적층된 2개 이상의 광학 시트 사이의 간격이 이격될 수 있으나 광학 시트 간의 간격이 이격되는 경우 전체 액정 디스플레이 장치의 두께가 두꺼워지게 된다. 최근에는 두께가 얇은 초박형 액정 디스플레이 장치를 선호하기 때문에 액정 디스플레이 장치의 두께를 얇게 제작할 수 있도록, 상하로 구비된 광학 시트 사이의 간격이 없어지도록 접착층을 이용하여 완전히 접합된 구조를 가지는 일체형 광학 시트가 요구된다.
이 경우 일면에 일정한 높이의 프리즘 리브 (prismatic rib)를 갖도록 구조화 된 표면을 갖는 제1 광학 필름이 하층을 이루고, 상기 제1 광학 필름의 표면과 대향된 표면을 갖는 제2 광학 필름이 상층을 이루도록 상하로 접합된 구성을 가질 수 있다. 대향된 표면상에는 접착제 층이 존재하며, 전체 LCD 패널의 두께를 얇게 하기 위해 제1 광학 필름의 표면에 구비된 프리즘 리브의 첨단부 중 적어도 일부는 접착제 층 내로 침투하는 구성을 가질 수 있다. 이때, 접착제 층은 접착제 층 내로 침투한 리브들의 높이보다 작은 두께를 갖는다.
이와 같이 하층의 프리즘 시트의 프리즘 리브의 첨단부 일부가 접착제 층 일부를 침투하는 구성을 채택함으로써, 일체형 프리즘 시트의 두께를 초박화하는데 기여할 수 있는 장점이 있으나, 프리즘 리브의 첨단부 일부가 접착제 층 일부에 침투됨으로써 침투된 부분(이하 "침투부"라고 함)이 광원으로부터 확산시트를 거친 빛을 디스플레이 영역으로 굴절 및 편향시키는 기능을 수행하지 못하는 단점이 있다. 이로 인해, 침투한 일부의 프리즘 리브의 상방에 위치한 디스플레이 영역 상의 휘도가 낮아지게 되어 부분적으로 암선이 나타날 우려가 있다.
본 발명은 이러한 점들에 근거해 착안된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 복수의 프리즘 시트가 일체로 적층되도록 접합된 일체형 광학 시트에 있어서, 전체 액정 디스플레이 장치의 두께를 얇게 유지하면서도 하층의 광학 기능체 또는 프리즘 리브의 침투부로 인해 발생하는 편향기능저하의 문제를 해결하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 다수의 광학 시트가 서로 접합된 구성을 제공하여, 별도로 광학 시트를 접착시키거나 측면 거치대에 거치할 필요가 없으므로, 조립 공정을 단축시켜 비용 측면에서 유리한 일체형 광학 시트를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 광학 기능체의 첨단부 일부가 광학 시트 표면에 도포된 접착층 내로 침투하는 일이 없으므로 고른 휘도를 가지며, 암선 또는 암부가 발생하지 않는 일체형 광학 시트를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이를 해결하기 위해 본 발명은 서로 충분히 밀착되어 두께는 얇되 접착제 층으로 침투한 광학 기능체 부분을 제거하여 전체적으로 휘도향상을 이룰 수 있는 일체형 광학 시트를 제공한다. 광학 시트에는 빛의 반사, 굴절, 확산을 위해 액정 디스플레이 장치에 사용되는 모든 종류의 시트가 포함될 수 있다. 일체형 광학 시트는 상하로 적층된 복수의 광학 시트와 상기 복수의 광학 시트 사이를 연결하는 접합체를 포함한다. 접합체는 하층의 제1 광학 시트와 상기 제1 광학 시트의 상부에 적층되는 제2 광학 시트의 사이에 구비되어, 제1 광학 시트와 제2 광학 시트를 접착시키는 기능을 수행함과 동시에 제1 광학 시트와 제2 광학 시트 사이를 이격시켜 종래의 일체형 광학 시트의 문제점인 제1 광학 시트 상의 광학 부재, 보다 바람직하게는 프리즘 리브의 첨단부 일부가 상층의 제2 광학 시트 내로 침투하는 침투부가 생기는 일이 없도록 방지한다.
접합체를 구비한 일체형 광학 시트의 보다 상세한 예는 도면을 참조하여 실시예 부분에서 후술한다.
본 발명에 따른 일체형 광학 시트는 다수의 광학 시트가 서로 접합된 구성을 제공하여, 별도로 광학 시트를 접착시키거나 측면 거치대에 거치할 필요가 없으므로, 조립 공정을 단축시켜 비용 측면에서 유리하다.
또한, 본 발명에 따른 일체형 광학 시트는 광편향 기능이 뛰어나고, 광학 기능체의 첨단부 일부가 광학 시트 내로 침투하거나, 광학 시트 표면에 도포된 접착층 내로 침투하는 일이 없으므로 고른 휘도를 가지며, 암선 또는 암부가 발생하지 않는다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 일체형 광학 시트가 차지하는 두께가 얇기 때문에 액정 디스플레이 장치의 초박화 측면에서 효과적이다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 광학 시트의 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 광학 시트의 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 광학 시트의 제1 광학 기능체의 변형예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 광학 시트 중 렌티큘러 형상의 제1 광학 기능체를 갖는 일체형 광학 시트의 사시도이다.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 일체형 광학 시트의 측단면도로서, 제1 및 제2 광학 기능체의 변형예를 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일체형 광학 시트에 있어서 접착층을 더 추가한 형태를 도시한 것이다.
도 13 내지 도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일체형 광학 시트의 접합체의 변형예를 도시한 것이다.
도 18 및 도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일체형 광학 시트의 평면도이다.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일체형 광학 시트의 측면도이다.
도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 일체형 광학 시트의 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어인 "시트"는 "~필름", "~판"의 의미로 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 "라인형", "라인형태", "압출재와 같은 형태"는 모두 동일한 의미로서, 동일한 단면형상을 가지도록 일방향으로 길고 곧게 뻗어있는 구조를 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 광학 시트의 측단면도를 나타낸 도면이다. 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 광학 시트는 일면에 제1 광학 기능체(12)가 구비된 제1 광학 시트(10)와, 상기 제1 광학 시트(10)와 마주보도록 위치하는 제2 광학 시트(20)와, 상기 제1 광학 시트(10)와 제2 광학 시트(20) 사이에 위치하여 상기 제1 광학 시트(10) 및 제2 광학 시트(20)를 결합시키는 접합체(30)를 포함하며, 상기 접합체(30)에 의해 상기 제1 광학 시트(10)의 제2 광학 시트(20)와 마주보는 방향의 첨단부가 상기 제2 광학 시트(20)와 이격되어 있다.
제1 광학 시트(10) 및 제2 광학 시트(20)는 판재 형상으로서, 일반적으로는 직사각형의 판재 형상이다. 그러나, 형상 및 크기에는 제한이 없으며, 다방면에서 활용되는 액정 디스플레이의 스크린 규격에 따라 제1 및 제2 광학 시트(20)의 크기도 달라질 수 있다. 광원으로부터 조사되는 빛이 제1 광학 시트(10) 및 제2 광학 시트(20)를 차례로 통과하여 디스플레이부로 진행하여 사용자에게 빛으로 구성된 정보를 전달하게 된다. 이 때, 제1 광학 시트(10), 보다 엄밀히 설명하면 제1 광학 시트(10)의 제1 기재(base member)(11) 상에 구비된 제1 광학 기능체(12)는 빛이 보다 효과적으로 사용자에게 전달될 수 있도록, 편광 및 집광 기능을 수행하게 된다. 즉, 제1 광학 시트(10)는 기재(11)와 제1 광학 기능체(12)로 구성되며, 다양한 위상 및 진행방향을 가진 빛이 제1 광학 기능체(12)를 거쳐 전면 방향으로 진행하게 된다. 이로 인해, 광원으로부터 출발한 빛이 소실되지 않고 효율적으로 액정 디스플레이 장치 등의 전면표시부에 의해 표시되도록 하며, 서로 이격된 불연속적인 광원으로부터 출발한 빛이 전면표시부에 동일한 세기로 고르게 퍼질 수 있도록 한다.
제1 광학 시트(10)와 제2 광학 시트(20)는 접합체(30)에 의해 위아래로 서로 마주보도록 결합되어 있다. 접합체(30)는 제1 광학 시트(10)와 제2 광학 시트(20)를 일체로 결합시켜 일체형 광학시트를 가능하게 하며, 제1 광학 시트(10)와 제2 광학 시트(20)의 이격거리를 적절하게 유지하여 빛이 효율적으로 투과되도록 한다. 특히, 제1 광학 시트(10)의 제1 광학 기능체(12)의 단부가 제2 광학 시트(20)와 맞닿지 않도록 유지하여, 제1 광학 기능체(12)의 전체 부위에서 빛이 고르게 투과되도록 한다. 접합체(30)의 재질에는 제한이 없으나, 바람직하게는 빛의 굴절에 효과적인 기능을 수행하도록 제1 및 제2 광학 시트(20)를 구성하는 재질과 동일한 것으로 제작될 수도 있다. 접합체(30)는 다양한 형상을 가질 수 있는데, 해당 도면을 참조하여 후술한다.
도 2는 일실시예에 따른 일체형 광학 시트의 사시도이다. 원칙적으로 제1 광학 기능체(12)의 형상에는 제한이 없으나, 제1 광학 기능체(12)는 동일한 단면을 가지도록 일측으로 길게 뻗어있는 압출재 형상과 같은 라인형 구조체일 수 있으며, 서로 나란하게 복수로 배열될 수 있다. 기재(11) 상의 제1 광학 기능체(12)의 배열은 빛의 투과 및 편광에 영향을 미치는 중요한 요소이므로, 빛이 고르게 투과되도록 하기 위해서는 복수의 제1 광학 기능체(12)가 서로 일정한 간격으로 이격되어 배치되는 것이 보다 바람직하다. 접합체(30)도 제1 광학 기능체(12)와 마찬가지로 복수로 구비될 수 있으며, 앞서 살펴본 바와 같이, 접합체(30)는 제1 광학 기능체(12)와 제2 광학 기능체(22)를 접합시킬 수 있다면 어떠한 형태든지 무방하다. 접합체(30)는 도 2에 도시된 바와 같이, 그 일단부가 제1 광학 시트(10)의 일면에 직접 접착되는 형태일 수도 있으며, 또는 제1 광학 시트(10)의 일면에 구비된 제1 광학 기능체(12)와 직접 접착되는 형태이어도 무방하다. 다만, 빛의 진행방향 상에 제1 접합부가 위치하기 때문에 빛의 투과에 미치는 영향을 최소화하는 방향을 결정함에 있어서, 당업자가 실험을 통한 데이터를 바탕으로 통계적 측면에서 접착 형태를 선택할 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 광학 기능체(12)가 라인형태인 경우 즉, 일정한 단면 형상으로 압출된 형태와 동일한 형상인 경우 그 길이방향에 수직하게 자른 단면형태가 삼각형일 수 있으며, 도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이 라인형 제1 광학 기능체(12)의 단면이 사각형 또는 반원 형태를 가질 수 있다. 제1 광학 기능체(12)의 기능을 고려하여 당업자가 특정한 위상을 가진 빛이 최대로 투과될 수 있도록 그 단면형상을 선택할 수 있다. 즉, 예를 들어 반원 형태의 제1 광학 기능체(12)는 빛의 확산에 유리하기 때문에, 확산판의 역할을 일부 대신 수행할 수 있고, 도 2와 같은 삼각형 형상인 경우 빛을 한쪽 방향으로 굴절시키는 집광기능이 뛰어나다.
본 발명에 따른 일체형 광학 시트의 제1 광학 기능체(12)는 앞서 살펴본 라인형태 이외에도 도 5에 도시된 바와 같이 렌티큘러 타입일 수 있다. 즉, 제1 광학 기능체(12)는 일정한 형상의 돌기가 제1 광학 시트(10)의 일면 상에 배열된 형태일 수 있다. 렌티큘러 타입의 제1 광학 기능체(12)는 라인 타입과는 다른 장점을 가진다. 복수의 라인 타입의 광학 기능체가 서로 나란하게 배열되어 있는 경우에는 특정한 방향 즉, 길이방향에 수직한 축 상의 특정한 변위를 가지는 빛을 수직하게 입사시킬 수 있으나, 그 외의 변위를 갖는 빛에 대해서는 편광 및 집광 기능을 수행하지 못하게 된다. 따라서 특정한 변위를 가진 빛만을 편광 및 집광시킨다. 반면, 렌티큘러 타입의 광학 기능체인 경우 특정한 방향성 없이 모든 빛을 고르게 편광 및 집광시키는 기능을 수행한다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 광학 시트 중 제1 광학 기능체(12)의 일부가 연장되어 접합체(30)를 이루는 구성을 도시한다. 즉, 별도의 접합체(30)를 구비하여 양단부를 각각 제1 광학 시트(10)와 제2 광학 시트(20)에 접착시키는 과정 없이, 일체형 광학 시트의 제1 광학 기능체(12)의 연장된 부분이 접합체(30)를 대신하여, 제1 광학 시트(10)와 제2 광학 시트(20)를 결합 및 이격시키게 된다. 따라서, 이들을 접합시키기 위해, 제1 광학 기능체(12)의 일단부만을 제2 광학 시트(20)에 접착시키게 된다. 도 6에서는 삼각형 형상이고 도 7에서는 반원 형상의 일부가 제2 광학 시트(20) 방향으로 연장되어 있는 형상을 도시하고 있으나, 이에 한정되는 형상만을 가지는 것은 아니다.
지금까지 살펴본 제1 광학 기능체(12)의 높이에는 제한이 없으나, 제1 광학 시트(10)의 저면을 통해 입사된 빛이 제2 광학 시트(20)로 최대로 도달할 수 있도록 하는 소정의 적정높이인 것이 바람직하다. 즉, 소정의 적정높이 보다 작으면 일체형 광학 시트의 두께가 얇아져서 제품의 소형화에는 기여할 수 있으나, 투과도가 떨어져서 에너지 효율도 낮고 휘도가 감소된다. 반면, 소정의 적정높이 보다 크면, 편광 및 집광 기능은 향상되나 두께가 증가하기 때문에 제품의 경량화에 효과적이지 못하고, 늘어난 두께에 비해 향상된 편광 및 집광 기능의 비가 적절하지 못하다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 일체형 광학 시트는 제2 광학 시트(20)의 일면에 제2 광학 기능체(22)를 더 포함한다. 제2 광학 기능체(22)는 제1 광학 기능체(12)와 동일한 형상 및 기능을 수행할 수 있으나, 반드시 제1 광학 기능체(12)와 같은 형상을 가지는 것은 아니다. 즉, 제2 광학 기능체(22)도 제1 광학 기능체(12)와 같이 라인 타입으로 구비될 수도 있고, 렌티큘러 타입으로 구비될 수도 있다. 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 광학 기능체(12)와 동일한 제2 광학 기능체(22)를 가지는 일체형 광학 시트를 도시한다. 제2 광학 기능체(22)는 도 8에서처럼 제1 광학 기능체(12)와 동일한 방향으로 구비될 수 있고, 도 9에서처럼 제1 광학 기능체(12)와 대향하도록 구비될 수도 있다. 따라서, 이와 같이 제1 광학 기능체(12) 및 제2 광학 기능체(22)를 구비하는 일체형 광학 시트는 광원에서 출발한 빛이 제1 광학 기능체(12) 및 제2 광학 기능체(22)를 차례로 통과하여 전면표시부로 진행한다. 이때, 제2 광학 기능체(22)에 의해서 편광 및 집광 기능이 강화되어 표시부 전면의 휘도 측면에서 단일한 광학 기능체에 비해 보다 효율적이다.
도 10은 도 6 및 도 7에서 살펴본 것과 반대로, 제2 광학 기능체(22)의 일부가 연장되어 접합체(30)를 이루는 구성을 도시한다. 즉, 별도의 접합체(30)를 구비하여 양단부를 각각 제1 광학 시트(10)와 제2 광학 시트(20)에 접착시키는 과정 없이, 일체형 광학 시트의 제2 광학 기능체(22)의 연장된 부분이 접합체(30)를 이루게 된다. 따라서, 제2 광학 기능체(22)의 일단부만을 제2 광학 시트(20)에 접착시키게 된다. 도 10에서는 삼각형 형상의 첨단부에서 제1 광학 시트(10) 방향으로 연장되어 있는 형상을 도시하고 있으나, 이에 한정되는 형상만을 가지는 것은 아니다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 일체형 광학 시트 중 제2 광학 시트(20)의 양면에 제2 광학 기능체(22)가 구비되어 있는 형태를 개시한다. 이와 같은 형태는 광학 기능체의 성능을 향상시키는 목적으로 구비될 수도 있으며, 다수의 제1 광학 기능체(12)와 제2 광학 기능체(22)의 형상을 조합하여 다기능의 광학 시트를 조합하는데 사용될 수 있다. 즉, 도 11에 도시된 바와 같이, 제2 광학 시트(20)의 제1 광학 시트(10)와의 대향면에는 단면이 반원 형상인 광학 기능체가 구비되고 그 반대면에는 단면이 삼각형 형상인 광학 기능체가 구비된다. 따라서, 앞서 살펴본 바와 같이 확산 기능이 뛰어난 반원 형상의 광학 기능체와 집광 및 편광 기능이 뛰어난 삼각형 형상의 광학 기능체를 결합하여 하나의 일체형 광학 시트가 확산판과 집광판의 역할을 동시에 수행할 수 있다.
앞서 살펴본 바와 같이 제2 광학 기능체(22)는 렌티큘러 타입으로 구비될 수 있고 라인 타입으로 구비될 수도 있는데, 제2 광학 기능체(22)가 라인타입인 경우 제1 광학 기능체(12)와 마찬가지로 서로 나란하게 복수로 배열될 수 있으며, 그 길이방향에 수직한 단면이 제1 광학 기능체(12)와 마찬가지로 삼각형, 사각형 또는 반원 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 광학 기능체(12)와 제2 광학 기능체(22)가 모두 라인형으로 구비될 수 있는데, 이 경우 제1 광학 기능체(12)의 길이방향과 제2 광학 기능체(22)의 길이방향은 서로 평행할 수도 있고, 도 21에 도시된 바와 같이 서로 직각으로 교차할 수 있도록 수직하게 배열될 수도 있다. 다양한 위상 및 진행방향을 가진 빛이 광원으로부터 방출되어, 제1 광학 기능체(12)를 거쳐 전면표시부 방향으로 진행하게 되는데, 이때 제1 광학 기능체(12)의 길이방향과 제2 광학 기능체(22)의 길이방향이 서로 평행하도록 배열된 경우, 동일한 방향으로 두 번 굴절이 되기 때문에 경우에 따라, 진행방향이 서로 다른 모든 빛을 전향시키기에는 효율적이지 못할 수 있다. 따라서, 바람직하게는 도 21에 도시된 바와 같이, 라인형태의 제1 광학 기능체(12)와 제2 광학 기능체(22)가 서로 만나는 가상의 투영면에서 서로 수직한 형태로 배열될 경우, 앞선 경우보다 높은 비율의 빛을 전향시킬 수 있으므로 효율적이다. 결론적으로, 제1 광학 기능체(12)와 제2 광학 기능체(22)가 모두 라인형이며, 도 21에서와 같이 서로 수직한 형태로 나란히 배열되고, 삼각형 단면형상을 가지는 것이 광편향 및 집광기능에 있어서 본 발명에 따른 최적의 실시예를 구성한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일체형 광학 시트는 도 12에 도시된 바와 같이 접착층(40)을 더 포함한다. 접착층(40)은 실제 접착제가 도포된 표면을 가지는 일정한 두께의 단층부일 수 있으며, 또는 접착제가 도포된 표면을 포괄적으로 지칭할 수도 있다. 접착층(40)은 서로 대향하는 제1 광학 시트(10) 또는 제2 광학 시트(20) 중 어느 쪽에 구비되어도 무방하며, 도 12에서는 제2 광학 시트(20)의 제1 광학 시트(10)와의 대향면 상에 구비된 형태를 도시한다. 접착층(40)은 공기보다 밀한 매질이기 때문에, 빛의 편향 및 집광을 목적으로 하는 광학 시트에서 굴절률에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 접착층(40)을 최소화하여, 광학 기능체 등의 단부가 접착층(40)에 침투되어 밀한 매질로 둘러싸이는 것을 방지하도록, 접착층(40)을 접합체(30)의 일단부의 단면 또는 양단부의 단면에만 구비할 수도 있다. 즉, 도 12에서 접합체(30)의 단면만큼만 접착층(40)을 구비하도록 접착층(40)을 최소화하여, 접착층(40)으로 인한 빛의 굴절에 있어서 왜곡현상을 최소화할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 다른 일체형 광학 시트는 도 13 내지 도 16에서와 같이 다양하게 변형된 접합체(30)를 가진다. 앞서 살펴본 바와 같이, 접합체(30)는 제1 광학 시트(10)와 제2 광학 시트(20)를 접합시키는 역할을 수행할 뿐 아니라, 제1 광학 시트(10)와 제2 광학 시트(20)의 간격을 적절하게 이격시키는 역할도 수행한다. 접합체(30)의 형상에는 제한이 없으나, 일정한 단면 및 균일한 높이를 갖는 압출체와 동일한 라인형태를 가질 수 있다. 이러한 라인 형태의 접합체(30)의 경우 제1 및 제2 광학 시트(20)와 맞닿는 면적이 넓기 때문에 안정적으로 광학 시트를 지지할 수 있다. 라인 형태의 접합체(30)의 길이방향에 수직한 단면의 형상에는 제한이 없으나, 필요한 기능에 따라 직사각형, 사다리꼴 및 반원 중에서 선택된 하나의 형상을 가질 수 있다. 도 12에 도시된 것과 같이 단면이 직사각형인 경우, 안정적으로 지지 및 접착하는 것이 가능한 반면 빛의 굴절에 영향을 주게 된다. 반대로, 도 13과 같이 단면이 사다리꼴인 경우 중에서도 특히 윗변보다 아랫변의 길이가 긴 정방향 사다리꼴의 경우에는 빛이 이동하는 방향 즉, 제1 광학 시트(10)로부터 제2 광학 시트(20)에 가까운 쪽으로 갈수록 접합체(30)가 차지하는 부분이 좁아지므로 빛의 굴절에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 장점이 있다. 도 14에 도시된 반원 형태의 단면 형상도 마찬가지로 제2 광학 시트(20)쪽으로 갈수록 접합체(30)가 차지하는 부피가 적어지므로 사다리꼴 형상과 마찬가지로 빛의 굴절에 미치는 영향을 최소화할 수 있다. 특히, 예를 들어, 도 15와 같이 등변사다리꼴 형상의 단면으로서 윗변의 길이는 30㎛이고 아랫변의 길이는 윗변의 2배를 가지는 접합체(30)의 경우에는 빛의 굴절에 미치는 영향을 최소화할 수 있으므로, 접합체(30) 단면에 있어서 최적의 실시예를 구성한다. 라인형태의 접합체(30)는 복수로 구비될 수 있고, 복수의 접합체(30)는 서로 평행하게 배열될 수도 있으며, 서로 이격거리가 일정하게 배열될 수도 있다. 접합체(30)는 광학 시트를 서로 접합시키고 또는 적절한 거리만큼 이격시키는 역할을 수행하지만, 빛의 굴절에 영향일 미칠 수 있으므로, 접합체(30)가 광학 시트 사이에서 최소 공간을 차지하도록 하는 것이 바람직하다. 따라서, 도 16와 같이, 접합체(30)는 제1 광학 시트(10)의 모서리의 일부 또는 전체를 에워싸는 형태로 구비되고 그 외 영역에는 구비되지 않는 것이 바람직하다. 도 16은 제1 광학 시트(10)(또는 제2 광학 시트(20))의 모서리 전체를 사각으로 에워싸는 형태로 구비된 모습을 도시하고 있으나, 도 16의 도면의 방향을 기준으로 상하 방향의 모서리에만 구비되거나, 좌우 방향의 모서리에만 구비될 수도 있다. 접합체(30)의 높이는 제한이 없으나, 바람직하게 제1 광학 기능체(12)의 높이보다 높으며, 완제품의 두께를 고려하여 200㎛ 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일체형 광학 시트의 접합체(30)는 도 17에서와 같이 기둥 형태로 구비될 수도 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 굴절률에 영향을 최소화하도록 사각기둥 또는 원기둥 형태로 광학 시트 사이에 세워져서 광학 시트를 서로 접합시킨다. 이때, 접합체(30)는 앞서 살펴본 바와 같이, 길이방향의 일측, 보다 구체적으로는 제2 광학 시트(20)에 가까운 측으로 갈수록 테이퍼 진 형상일 수 있다. 기둥 형태의 접합체(30)는 일정한 간격을 가지고 배치될 수도 있다. 단일한 개개의 접합체(30)의 길이방향에 수직한 단면의 면적에는 제한이 없다. 또한, 필요에 따라 서로 다른 단면 형상 또는 단면적을 가질 수 있다.
도 18 및 도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일체형 광학 시트의 정면도이다. 일체형 광학 시트는 빛의 투과도에 따른 영역으로도 표시될 수 있다. 즉, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일체형 광학 시트는, 저면에 위치하는 광원으로부터 조사되는 빛을 제1 투과도로 투과시키는 제1 영역(100)과, 상기 제1 영역(100) 내의 일부를 구성하며, 상기 제1 투과도와 다른 제2 투과도로 빛을 투과시키는 제2 영역(200)을 포함하고, 상기 제2 영역(200)의 면적이 상기 제1 영역(100)의 면적보다 작은 것을 특징으로 한다. 도 18은 라인 형태의 광학 기능체 및 라인 형태의 접합체(30)를 포함하는 일체형 광학 시트의 영역별 빛의 투과도의 차이를 나타낸 도면이며, 도 19는 라인 형태의 광학 기능체 및 기둥 형태의 접합체(30)를 포함하는 일체형 광학 시트의 영역별 빛의 투과도의 차이를 나타낸 도면이다. 제1 영역(100)은 빛의 굴절 및 집광에 있어서 접합체(30)로 인한 영향이 제2 영역(200)보다 적기 때문에 투과도가 뛰어나서 휘도가 높다. 다만 이는 상대적인 차이를 부각시키기 위해 투과도의 차이를 극대화하여 나타낸 것이며, 실제로 사용자의 눈에는 식별되지 않는다. 상기 제1 투과도는 광원으로부터 조사된 빛이 얼마만큼 일체형 광학 시트를 투과하는지에 대한 것을 수치화한 것으로서, 제1 투과도는 제2 투과도보다 큰 것이 바람직하다. 또한, 제1 영역(100)의 면적과 제2 영역(200)의 면적 비율에 따라 전체 전면표시부의 휘도가 결정된다. 접합체(30)를 구비하여 광학 기능체의 단부와 대향면 사이의 거리를 이격시켜 광학 기능체 전체가 굴절 기능을 수행할 수 있도록 한 본 발명에 따른 일체형 광학 시트는 휘도 측면에서 종래의 광학 시트보다 뛰어난 성능을 나타낸다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 광학시트에서의 빛의 진행방향을 도시한 도면이다. 광원(L)으로부터 출사된 빛은 제1 광학 시트(10)와 제2 광학 시트(20)를 거쳐 영상표시부로 이동하여 사용자의 눈이 감지된다. 이 때, 본 발명의 실시예에 따른 접합체(30)를 구비하여 제1 광학 시트(10)와 제2 광학 시트(20)가 일체로 결합되어 액정표시장치의 초박화에 기여할 수 있으면서도 광학 기능체(12)의 첨단부가 접착층(40) 내로 삽입되지 않기 때문에 원치 않은 빛의 소실을 방지할 수 있다.
이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 내에서 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것인바, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정된 형태에 국한되는 것은 아니다.
10 : 제1 광학 시트
11 : 제1 기재
12 : 제1 광학 기능체
20 : 제2 광학 시트
21 : 제2 기재
22 : 제2 광학 기능체
30 : 접합체
40 : 접착층
100 : 제1 영역
200 : 제2 영역
L : 광원

Claims (25)

  1. 제1 광학 기능체를 가지는 제1 광학 시트와,
    상기 제1 광학 시트와 마주보도록 위치하는 제2 광학 시트와,
    상기 제1 광학 시트와 제2 광학 시트 사이에 위치하여 상기 제1 광학 시트 및 제2 광학 시트를 결합시키는 접합체를 포함하고,
    상기 제1 광학 시트의 제2 광학 시트와 마주보는 방향의 첨단부가 상기 제2 광학 시트와 이격되어 있는 일체형 광학 시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광학 기능체는 일정한 단면을 갖는 라인 형태이고 서로 나란하게 복수로 배열된 일체형 광학 시트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 광학 기능체의 길이방향에 수직한 단면은 삼각형, 사각형 및 반원 중 선택된 하나의 형상인 일체형 광학 시트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광학 기능체는 렌티큘러 형상인 일체형 광학 시트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 광학 시트에는 제2 광학 기능체가 더 포함되는 일체형 광학 시트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 광학 기능체는 상기 제2 광학 시트의 제1 광학 시트와의 대향면에 위치하는 일체형 광학 시트.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 광학 기능체는 일정한 단면을 갖는 라인형태이고 서로 나란하게 복수로 배열된 일체형 광학 시트.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 광학 기능체의 길이방향에 수직한 단면은 삼각형, 사각형 및 반원 중 선택된 하나의 형상인 일체형 광학 시트.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 광학 기능체는 라인형이고, 상기 제2 광학 기능체는 상기 제1 광학 기능체의 길이방향 축과 수직하게 교차하는 방향으로 뻗어있는 일체형 광학 시트.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 광학 기능체와 제2 광학 기능체 각각의 길이방향에 수직한 단면은 삼각형 형상인 일체형 광학 시트.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 제2 광학 기능체는 렌티큘러 형상인 일체형 광학 시트.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제2 광학시트의 제1 광학 시트와의 대향면 상에 접착성분을 가지는 접착층이 추가된 일체형 광학 시트.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 접합체의 일단부의 단면 또는 양단부 단면에만 접착성분을 가지는 접착층이 추가된 일체형 광학 시트.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 접합체의 높이는 상기 제1 광학 기능체의 높이보다 높으며, 200㎛ 이하인 일체형 광학 시트.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 접합체는 일정한 단면을 갖는 라인형태인 일체형 광학 시트.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 일정한 단면은 직사각형, 사다리꼴 및 반원 중 선택된 하나인 일체형 광학 시트.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 접합체는 복수로 구비되고 서로 일정한 간격으로 평행하게 배열된 일체형 광학 시트.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 접합체는 상기 제1 광학 시트의 모서리의 일부 또는 전체를 에워싸는 형태로 구비된 일체형 광학 시트.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 일정한 단면은 등변사다리꼴이고, 윗변의 길이는 30㎛ 이하이고, 아랫변의 길이는 상기 윗변의 길이의 2배인 일체형 광학 시트.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 접합체는 기둥 형태로 구비된 일체형 광학 시트.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 접합체는 사각기둥 또는 원기둥 중에서 선택된 하나인 일체형 광학 시트.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 접합체는 길이방향의 일측으로 테이퍼 진 형상인 일체형 광학 시트.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 접합체는 복수로 구비되어 일정한 간격으로 배열되는 일체형 광학 시트.
  24. 제1 광학 기능체를 가지는 제1 광학 시트와,
    상기 제1 광학 시트와 마주보도록 위치하며, 제2 광학 기능체를 가지는 제2 광학 시트와,
    상기 제1 광학 기능체 또는 제2 광학 기능체의 일부가 연장되어 상기 제1 광학 시트 및 제2 광학 시트를 결합시키도록 형성된 접합체를 포함하고,
    상기 제1 광학 시트의 제2 광학 시트와 마주보는 방향의 첨단부가 상기 제2 광학 시트와 이격되어 있는 일체형 광학 시트.
  25. 저면에 위치하는 광원으로부터 조사되는 빛을 제1 투과도로 투과시키는 제1 영역과,
    상기 제1 영역 내의 일부를 구성하며, 상기 제1 투과도와 다른 제2 투과도로 빛을 투과시키는 제2 영역을 포함하고,
    상기 제2 영역의 면적이 상기 제1 영역의 면적보다 작은 일체형 광학 시트.
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