KR20120078507A - 집광형 광학 시트 - Google Patents

집광형 광학 시트 Download PDF

Info

Publication number
KR20120078507A
KR20120078507A KR1020100140826A KR20100140826A KR20120078507A KR 20120078507 A KR20120078507 A KR 20120078507A KR 1020100140826 A KR1020100140826 A KR 1020100140826A KR 20100140826 A KR20100140826 A KR 20100140826A KR 20120078507 A KR20120078507 A KR 20120078507A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical sheet
light
dimensional structure
layer
diffusing particles
Prior art date
Application number
KR1020100140826A
Other languages
English (en)
Inventor
신진호
이현수
홍창표
류득수
Original Assignee
코오롱인더스트리 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코오롱인더스트리 주식회사 filed Critical 코오롱인더스트리 주식회사
Priority to KR1020100140826A priority Critical patent/KR20120078507A/ko
Publication of KR20120078507A publication Critical patent/KR20120078507A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0056—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along two different directions in a plane, e.g. honeycomb arrangement of lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/021—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/04—Prisms
    • G02B5/045—Prism arrays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0036—2-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0051—Diffusing sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0053—Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

본 발명은 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display)에 사용되는 집광형 광학 시트에 관한 것으로, 휘선에 대한 은폐성이 우수하고 시야각이 넓어지면서도 적정의 휘도를 만족시키며, 보호필름이 없어도 입체 구조의 손상을 방지할 수 있고, 1매 광학시트 사용으로 2매 이상의 광학 시트 성능을 구현하는 집광형 광학 시트에 관한 것이다.

Description

집광형 광학 시트 {Condensing type optical sheet}
본 발명은 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display)에 사용되는 집광형 광학 시트에 관한 것이다.
액정디스플레이에 널리 사용되고 있는 백라이트 유닛(BLU)은 냉음극형광램프(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp) 등의 광원을 사용하여 방출되는 빛을 순차적으로 도광판, 광확산판 및 프리즘 시트를 통과시켜 액정 패널에 도달하게 한다. 광원으로부터 방출되는 광은 도광판을 통하여 평면 형태인 액정 패널의 전면에 분포되도록 전달되며, 도광판을 통과한 광원은 광확산판을 통하여 화면 전면에 걸쳐 균일한 광세기를 얻을 수 있도록 하며, 프리즘 시트는 확산 시트를 거친 다양한 방향의 광선을 관측자가 화상을 인식하기에 적합한 시야각 범위 내로 변환되도록 하는 광 경로 제어 기능을 수행한다. 또한, 도광판의 하부에는 액정 패널로 전달되지 못하고 경로를 벗어난 광을 다시 반사하여 이용될 수 있도록 함으로써 광원의 이용 효율을 증가시키기 위한 반사판이 구비된다.
이외에도 광원에서 발생되는 빛 중 최대한 많은 광량이 액정장치로 도달할 수 있도록 여러 종류의 판 또는 필름 등이 다수 장 사용되고 있다.
상기 광확산판은 광원램프로부터 나온 빛의 휘도 균일도를 이루면서 동시에 램프의 휘선을 가려주는 은폐성 역할을 한다. 또한, 상기의 여러 광학 필름류에 대한 지지체 역할을 한다. 이를 위하여 광확산판에는 여러 광확산제가 첨가되어 있어서 빛의 굴절, 산란, 반사현상 등을 일으키며 확산 효과를 일으킨다.
이러한 광확산판으로부터 나온 빛을 전면으로 다량 모아줄 수 있도록 광확산 필름, 프리즘 필름을 비롯한 다양한 재료를 장착하여야 한다.
한편 프리즘시트는 시야축선 범위를 벗어난 빛을 시야축선 범위 안으로 빛의 경로를 제어하는 역할을 하여 휘도를 향상시키는 데 중요한 역할을 한다.
프리즘시트는 입체적 패턴과 패턴이 반복되어 형성된 구조를 갖는 것으로, 일예로 삼각형 단면모양의 입체적 패턴이 반복되어 골과 산(peak)을 형성하여 프리즘 산에서는 집광 효과를 극대화하여 정면 휘도를 상승시킬 수 있다.
종래 집광을 위한 프리즘 시트는 산(peak) 부분의 손상을 방지하기 위하여 상하면에 보호필름을 부착하여야 했는데, 제조공정을 간단하게 하는 추세에 맞지 않아 점점 보호시트를 없애고 있는 실정이다.
또한, 더 나아가서 시트의 수를 줄여 더욱 제조공정을 간단하게 하기 위하여 확산시트와 프리즘시트, 혹은 1매 이상의 프리즘시트의 성능을 구현하는 복합시트로의 전환이 지속적으로 이루어지고 있다.
본 발명은 휘선에 대한 은폐성이 우수하고 시야각이 넓어지면서도 2매 이상의 광학 시트에서 달성할 수 있는 적정의 휘도를 1매로 만족시키는 동시에, 보호필름이 없어도 입체 구조의 손상을 방지할 수 있는 집광형 광학 시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 어셈블리를 제공하고자 한다.
이에 본 발명은 바람직한 제1 구현예로서, 기재층 및 상기 기재층의 일면에 형성되고 다수의 입체 구조가 배열된 구조층을 포함하는 광학 시트가 1매 이상 합지된 집광형 광학 시트로서, 구조층 입체 구조 사이에 형성된 골에 광확산성 입자가 배열된 것을 특징으로 하는 집광형 광학 시트를 제공한다.
상기 구현예에 의한 합지된 1매 이상의 광학 시트는 상위 광학 시트 기재층의 하면과 하위 광학 시트 구조층의 입체 구조의 상면이 합지된 적층 구조인 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 합지된 1매 이상의 광학 시트 구조층의 입체 구조는 서로 70 ~ 110도의 각도로 교차된 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 광확산성 입자는 합지된 1매 이상의 광학 시트 중 하위 광학 시트의 입체 구조 사이에 형성된 골에 배열된거나, 또는 하위 광학 시트 및 상위 광학 시트의 입체 구조 사이에 형성된 골에 배열된 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 광확산성 입자의 최상부가 입체 구조의 최상부보다 높은 위치인 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 광확산성 입자는 단층으로 불규칙하게 배열된 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 입체 구조는 높이가 15~25㎛, 폭이 25~110㎛인 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 입체 구조는 종단면이 삼각형, 반원형 및 반타원형 중 선택되는 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 입체구조는 종단면이 삼각형이고, 광확산성 입자의 반지름은 하기 식 1을 만족하는 것일 수 있다.
<식 1>
입체구조의 높이 < r/[cos(90-α/2)] + r
상기 식에서, r은 광확산성 입자의 반지름이고, α는 입체구조의 꼭지각임.
상기 구현예에 의한 입체구조는 종단면이 반원형 또는 반타원형이고, 광확산성 입자의 반지름은 하기 식 2를 만족하는 것일 수 있다.
<식 2>
a < 3.1(b/a)?r / cos[90-tan-1(b/a)] + 3.1(b/a)?r
상기 식에서 , r은 광확산성 입자의 반지름이고, a는 타원의 세로반경, b는 타원의 가로 반경임.
상기 구현예에 의한 집광형 광학 시트는 기재층의 이면에 광확산성 입자가 바인더 수지에 분산된 입자분산층을 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 입자분산층의 광확산성 입자는 입경이 0.1~40㎛인 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 입자분산층의 광확산성 입자는 바인더 수지에 대한 함량이 0.01~100%인 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 집광형 광학 시트는 대전방지제를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 집광형 광학 시트는 슬립제를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 슬립제는 할로겐, 포스파이트, 포스포늄, 포스페이트, 실리케이트, 실란, 실록사이드, 카르복실레이트 및 알킬 중 선택된 작용기를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은 또한 바람직한 제2 구현예로서, 상기 집광형 광학 시트를 포함하는 백라이트 유닛 어셈블리를 제공한다.
도 1은 종래 집광형 광학 시트인 프리즈 시트의 사시도이다.
도 2는 기재층 및 상기 기재층의 일면에 형성되고 다수의 입체 구조가 배열된 구조층을 포함하며, 인접하는 입체 구조 사이에 형성된 골에 광확산성 입자가 배열되되, 배열된 광확산성 입자의 최상부가 입체구조의 최상부보다 높은 위치에 형성되는 집광형 광학 시트의 사시도이다.
도 3은 기재층 및 상기 기재층의 일면에 형성되고 다수의 입체 구조가 배열된 구조층을 포함하며, 인접하는 입체 구조 사이에 형성된 골에 광확산성 입자가 배열되되, 배열된 광확산성 입자의 최상부가 입체구조의 최상부보다 높은 위치에 형성되는 집광형 광학 시트 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 집광형 복합 광학 시트의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 집광형 복합 광학 시트의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 집광형 복합 광학 시트의 사시도이다
도 7은 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 집광형 복합 광학 시트의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 구현예에 의한 집광형 광학 시트의 입체구조가 삼각형이 경우 광확산성 입자의 반경과의 관계인 식 1을 설명한 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 구현예에 의한 집광형 광학 시트의 입체 구조가 반원 또는 반타원형인 경우 광확산성 입자의 반경과의 관계인 식 2를 설명한 도면이다.
<도면의 주요부분의 부호에 대한 설명>
10 : 기재층 20 : 구조층
21 : 입체 구조 25 : 광확산성 입자
30 : 입자분산층 35 : 광확산성 입자
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명은 기재층 및 상기 기재층의 일면에 형성되고 다수의 입체 구조가 배열된 구조층을 포함하는 광학 시트가 1매 이상 합지된 집광형 광학 시트로서, 구조층 입체 구조 사이에 형성된 골에 광확산성 입자가 배열된 것을 특징으로 하는 집광형 광학 시트에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 기재층과 다수의 입체 구조가 배열된 구조층으로 이루어진 광학 시트를 2매 이상 합지시켜 1매의 집광형 광학 시트로 제조하되, 합지된 광학 시트의 구조층에 형성된 입체 구조 사이에 광확산성 입자를 배열시킴으로써, 광학 시트에 손상없이, 구체적으로는 광학 시트 구조층의 입체 구조의 손상없이, 종래 2매 이상의 광학 시트에서 기대할 수 있는 성능을 1매의 시트로 달성하게 가능하게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 집광형 광학 시트에 있어서 기재층은 그 두께가 10 내지 400㎛ 정도일 수 있고, 기재층은 종래 프리즘 시트 또는 프리즘 필름에 사용되는 투명한 수지로 된 시트이면 어느 것이나 사용할 수 있다. 일예로 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리스틸렌 필름 또는 폴리에폭시 필름 등을 들 수 있다.
통상 광학 구조면을 포함하는 집광형 광학 시트는 기재층과 구조층으로 이루어지는데, 구조층은 기재층에의 인접면은 평탄하고 나머지의 일면은 구조화된 표면을 갖는 형상을 가지며 투명한 중합체 조성으로 이루어진다. 특히 구조화된 표면은 다수의 입체 구조가 배열된 것으로, 입체 구조가 반복적으로 형성됨으로써 골과 산(peak)이 반복되는 구조를 갖는 것이 일반적이다.
도 4 내지 7은 본 발명에 따른 집광형 광학 시트의 사시도 및 단면도로서, 이들 도면은 입체 구조의 종단면 형상이 삼각형인 기둥 형상을 갖는 패턴이 인접하여 형성된 경우를 도시한 것이나 본 발명의 광학필름에 있어서 입체적 패턴이 이들 구조로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 집광형 광학 시트는 인접하는 합지된 1매 이상의 광학 시트 중 하위 광학 시트의 입체 구조(21) 사이에 형성된 골에 배열되거나, 또는 하위 광학 시트 및 상위 광학 시트의 입체 구조(21) 사이에 형성된 골에 배열되며,, 배열된 광확산성 입자(25)의 최상부가 입체구조(21)의 최상부보다 높은 위치에 형성되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 집광형 광학 시트는 상기 입체 구조를 갖는 2매의 광학 시트가 접착제를 사용하여 합지된 적층 구조를 가지며, 구체적으로는 상위 광학 시트 기재층의 하면과 하위 광학 시트 구조층의 입체 구조의 상면이 합지된 적층 구조를 가진다. 이때, 상면과 하면의 입체구조는 서로 0도에서 180도 까지의 각도를 이루며 교차됨으로 인하여, 광원이 시트를 통과할 때 발생할 수 있는 무아레 현상을 방지하는 것이 가능하며, 프리즘 시트 1매의 경우보다 1%에서 60% 사이 수치의 휘도 상승이 가능하다.
한편, 입체 구조(21)는 종단면이 삼각형, 반원형 및 반타원형 중 선택되는 것일 수 있으며, 입체 구조(21)의 형태에 따라, 도 8과 같이 종단면이 삼각형인 경우에는 광확산성 입자의 반지름이 하기 식 1과 같이 규정될 수 있고, 도 9와 같이 종단면이 반원 또는 반타원형일 경우 도 9에서 나온 식 2와 같이 규정될 수 있다. 이때, 입체 구조(21)의 종단면이 삼각형이면 입체 구조(21)는 프리즘 형태이고, 종단면이 반원형 또는 반타원형인 경우 입체 구조(21)는 MLF일 수 있다.
상기 입체구조(21)는 종단면이 삼각형이거나 반원형 또는 반타원형일 수 있는데, 종단면이 삼각형인 경우, 광확산성 입자의 반지름은 하기 식 1을 만족하는 것일 수 있다.
<식 1>
입체구조의 높이 < r/[cos(90-α/2)] + r
상기 식에서, r은 광확산성 입자의 반지름이고, α는 입체구조의 꼭지각이다.
또한 입체구조(21)의 종단면이 반원형 또는 반타원형인 경우, 광확산성 입자의 반지름은 하기 식 2를 만족하는 것일 수 있다.
<식 2>
a < 3.1(b/a)?r / cos[90-tan-1(b/a)] + 3.1(b/a)?r
상기 식에서, r은 광확산성 입자의 반지름이고, a는 타원의 세로반경, b는 타원의 가로 반경이다.
이와 같이 인접하는 입체 구조(21) 사이에 형성된 골 내에 광확산성 입자(25)를 배열시키게 되면, 집광형 광학 시트의 고유기능인 집광의 역할을 하여 정면휘도를 높여주면서도, 골 내에 배열된 광확산성 입자(25)가 입체 구조(21)로부터 굴절된 빛의 일부를 확산시켜주므로, 결과적으로는 집광형 광학 시트의 시야각을 넓히고 휘선에 대한 은폐성을 부여할 수 있게 된다.
특히 입자 반지름이 상기 식 1을 만족하는 경우에는 외부 압력으로부터 입체 구조(21)의 손상을 방지하는 점과 이로 인한 보호필름 제거에서 오는 생산 단가 절검 면에서 유리하다. 이와 같은 점을 만족하는 조건에서 입자의 배열은 연속적일 수도 있으며, 비연속적일 수도 있다.
이로써 집광형 광학 시트는 광확산성 입자(25)의 최상부가 입체 구조(21)의 최상부보다 높게 올라오므로, 작업을 위한 이송이나 상부에 적층되는 다른 시트에 의하여 입체 구조(21)의 손상이 방지될 수 있으므로 보호층을 적층하지 않더라도 입체 구조(21)의 손상으로 인하여 휘도가 저하될 우려를 방지할 수 있다.
특히 골 내에 배열되는 광확산성 입자(25)의 굴절율과 입체적 패턴 형성에 사용되는 구조층(20) 조액과의 굴절율의 차이를 두는 경우 정면 휘도를 더 향상시키거나 확산의 효과를 배가시킬 수 있는데, 일예로 구조층(20) 조액에 비하여 고굴절의 광확산성 입자(25)를 사용하면 정면 휘도가 더욱 향상될 수 있고 구조층(20) 조액과 동등하거나 저굴절의 광확산성 입자(25)를 사용하면 은폐성을 더 향상시킬 수 있을 것이다. 본 발명에서는 은폐성 향상 측면에서 좋기로는 골 내에 위치되는 광확산성 입자(25)의 굴절율이 구조층(20) 조액에 비하여 2 내지 15 % 낮은 무기계 또는 유기계 입자일 수 있다.
여기서 무기계 입자의 예로는, 탄산칼슘 입자; 황산바륨 입자; 산화규소 입자; 수산화알루미늄 입자; 산화티타늄 입자; 산화지르코늄 입자; 불화마그네슘 입자; 탈크 입자; 글래스 입자; 마이카 등을 들 수 있고, 유기계 입자의 예로는, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 노말부틸메타크릴레이트, 노말부틸메틸메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 히드록시에틸메타크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트, 히드록시 에틸아크릴레이트, 아크릴아미드, 메티롤아크릴아미드, 글리시딜메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 노말부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 등의 아크릴계 중합체 입자; 스티렌, 치환된 스티렌 중합체 또는 이들의 공중합체 또는 삼원 공중합체 등의 스티렌계 중합체 입자; 폴리에틸렌과 폴리프로필렌 등의 올레핀계 중합체 입자; 아크릴계와 스티렌계의 공중합체 입자; 아크릴과 올레핀계의 공중합체 입자; 스티렌과 올레핀계의 공중합체 입자; 상기 단일중합체, 공중합체 혹은 삼원공중합체들의 입자를 형성 후 그 층위에 다른 종류의 단량체로 덮어 씌워서 만드는 다층 다성분계 입자; 실록산계 중합체 입자; 및 불소계 수지 입자 등을 들 수 있다.
본 발명에서는 이와 같은 무기계 입자 또는 유기계 입자 중에서 선택된 1종 이상의 것을 인접하는 입체 구조(21) 사이의 골 내에 배열시킬 수 있다.
인접하는 입체 구조(21) 사이의 골 내에 입자를 배열시키는 방법에는 각별한 한정이 있는 것은 아니며, 일예로 롤 방식 코팅, 스프레이 방식 코팅 또는 딥 방식 코팅 방법 등을 들 수 있다.
광확산성 입자(25)의 배열은 단층으로 형성되는 것이 집광 효과의 효율성 면에서 유리할 수 있다.
한편 구조층(20)을 구성하는 투명한 중합체 조성은 특별하게 한정되는 것은 아니며, 종래에 프리즘 시트 또는 프리즘 필름에 사용되는 공지의 수지들을 사용할 수 있다. 예컨대, 자외선 중합용 모노머 또는 올리고머의 혼합물 및 광개시제를 포함하는 조성일 수 있다.
한편 구조층(20)의 입체 구조의 형상에는 각별히 한정의 의미가 없으며, 일예로 단면이 삼각형과 같은 다각형, 반원형 또는 반타원형인 다면체 형상이거나, 단면이 다각형, 반원형 또는 반타원형인 기둥 형상일 수 있으며, 상기 형상은 1종 또는 그 이상이 복합적으로 형성될 수 있다. 상기와 같은 광학 구조면은 광경로를 제어하여 확산된 빛을 전면부로 모아줌으로써 정면 휘도를 더욱 증가시켜주게 된다. 집광 효율 측면에서 좋기로는 패턴의 단면이 삼각형인 패턴이며 입자의 배열이 용이한 측면에서는 기둥 형상을 갖는 것일 수 있다.
한편, 상기 구현예에 의한 집광형 광학 시트에 있어서, 구조층(20)이 형성되지 않은 기재층(10)의 평탄한 면에 광확산성 입자(35)가 바인더 수지에 분산된 입자분산층(30)을 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 입자분산층(30)은 은폐성 및 시야각을 향상시켜줄 뿐만 아니라, 외부와의 마찰을 줄이고 기재 표면에 스크래치 등의 외부 손상을 방지할 수 있도록 할 수 있다.
상기 입자분산층(30)에 적용할 수 있는 바인더 수지와 접착제 수지는 기재층(10)과 접착성이 좋으며 입자들과 상용성이 좋은 수지를 사용하고 있는데, 사용되는 주요 수지로는 불포화폴리에스터, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 노말부틸메타크릴레이트, 노말부틸메틸메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 히드록시에틸메타크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트, 히드록시 에틸아크릴레이트, 아크릴아미드, 메티롤아크릴아미드, 글리시딜메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 노말부틸아크릴레이트, 2에틸헥실아크릴레이트 중합체 혹은 공중합체 혹은 삼원 공중합체 등의 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계 멜라민계 등이 사용되며 내열성, 내마모성, 접착성을 높이기 위하여 경화제를 사용하여 수지의 피막을 단단하게 하여 사용하기도 한다.
상기 입자분산층(30)에 분산될 수 있는 광확산성 입자(35)는 상술한 구조층(20)에 사용할 수 있는 광확산성 입자(25)와 같은 종류를 사용할 수 있으며, 광확산성 입자(35)의 크기는 도막의 두께에 따라 다르지만, 입자(35)가 바인더 수지에 잘 분산되고 이탈되지 않으면서 돌출된 부분에 의하여 다른 입체 구조(21)의 손상을 방지하기 위하여 직경이 0.1~40㎛인 것일 수 있다.
또한, 입자분산층(30)의 광확산성 입자(35)는 입자의 단층 배열이 집광효과에 유리한 면을 고려하여 바인더 수지에 대한 함량이 0.05~100% 인 것일 수 있다.
한편 본 발명의 집광형 광학 시트는 어느 한 층 이상에 양이온 또는 음이온을 갖는 친수성 또는 친유성 대전방지제를 포함하여 대전방지성을 구현한 것일 수 있다.
그리고 본 발명의 집광형 광학 시트는 할로겐, 포스파이트, 포스포늄, 포스페이트, 실리케이트, 실란, 실록사이드, 카르복실레이트 및 알킬 중 선택된 작용기를 포함하는 슬립제를 어느 한 층 이상에 포함하여 슬립성을 부여한 것일 수 있다.
본 발명의 집광형 복합 광학 시트는 기재층 및 다수의 입체 구조가 배열된 구조층을 포함하는 광학 시트는 접착제를 사용하여 합지하되, 합지 전 하위에 위치하는 광학시트의 구조층 입체 구조의 골 사이에 광확산성 입자를 배열시킨 뒤, 광학시트를 합지하여 제조할 수 있다.
인접하는 입체 구조(21) 사이의 골 내에 입자를 배열시키는 방법에는 각별한 한정이 있는 것은 아니며, 일예로 롤 방식 코팅, 스프레이 방식 코팅 또는 딥 방식 코팅 방법 등을 들 수 있다.
광확산성 입자(25)의 배열은 단층으로 형성되는 것이 집광 효과의 효율성 면에서 유리할 수 있다.
합지에 사용되는 접착제는 열 혹은 광경화형의 수지일 수 있으며, 도포하는 방법에는 각별한 한정이 있는 것은 아니며, 일예로 롤 방식 코팅, 스프레이 방식 코팅 또는 딥 방식 코팅 방법 등을 들 수 있다.
접착제는 하위 시트의 상면, 혹은 상위 시트의 하면에 도포 할 수 있다.
일반적인 합지하는 방법으로는 인접하여 있는 두 롤 사이로 상위와 하위의 시트를 통과시켜 압착한 후, 열 또는 광 노출 시키는 방법이 있으나 그 방법이 각별한 한정이 있는 것은 아니다.
이와 같이 제조된 집광형 복합 광학 시트는 구조층의 입체 구조의 손상을 방지할 수 있어, 불량발생의 가능성을 최소화할 수 있으며, 공정의 안정성을 부여할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예로 더욱 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
< 비교예 1>
폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(두께 188㎛)을 기재층으로 하고, 아크릴계 자외선 경화형 수지 95중량부와 광개시제 5중량부를 혼합하여 코팅하고 자외선에 노출 후 꼭지각 90도(α), 입체구조 폭이 50㎛, 높이가 25㎛인 프리즘 모양을 형성하여 구조층을 형성하여 광학 시트를 제조하였다.
< 비교예 2>
상기 비교예 1과 같은 방법으로 2매의 광학 시트를 제조하되, 제조된 2매의 시트의 입체 구조의 배열 각도가 서로 90도를 이루도록 교차하도록 1매의 상면과 1매의 하면의 맞닿게 하여 적층함으로써, 광학 시트를 제조하였다.
< 비교예 3~5, 실시예 1~3>
비교예 1과 같은 방법으로 2매의 광학 시트를 제조하되, 제조된 2매의 시트의 입체 구조의 배열 각도가 서로 90도를 이루도록 교차하도록 1매의 상면과 1매의 하면을 합지하여 접착하여, 광학 시트를 제조하였다. 이 때, 표 1에 기재된 광학시트 형태, 입체구조 형태, 입자직경(㎛), 입자 위치, r/[cos(90-α/2)]+r, 입자배열층수에 따라서, 광학 시트를 제조하였다.
입자 배열은, 90중량부의 아크릴릭폴리올, 10중량부의 이소시아네이트를 용매로 메틸에틸케톤 300중량부, 톨루엔 200중량부에 용해시키고, PMMA 입자(20마이크론 입자) 10중량부와 4급 아민계 대전방지제 2중량부를 분산시킨 조액을, 상기 기재층의 일면에 그라비아를 사용하여 도포하고 100℃에서 30초간 건조 후 두께가 6㎛(입자를 포함하지 않는 수지만의 두께가 4㎛)이 되도록 입자분산층을 형성하여, 입자 배열을 하였다.
시트 합지는,　95중량부의 우레탄아크릴레이트, 5 중량부의 개시제를 메틸에틸케톤 1000 중량부에 용해시키고, 상기 기재층의 하면에 그라비아를 사용하여 도포하고 다른 기재층의 상면에 접합시킨 후, 500mJ의 UV 빛에 10초간 노출시켜, 시트를 합지하였다.
실시예 및 비교예에서 제조된 광학시트에 대해서 하기와 같은 방법으로 파괴검사, 휘도 및 시야각을 측정하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.
(1) 파괴검사
패턴이 존재하는 면 위에 300g 질량의 추를 위치시켜, 패턴 방향과 수직인 방향으로 500mm/min의 속도로 이동시켰으며, 추가 이동한 면 위의 프리즘 패턴 50줄 중에서 프리즘 패턴의 꼭지점 면이 무너진 불량의 개수를 측정하였다.
(2) 휘도
휘도는 탑콘사의 BM-7을 이용하여 측정하였고, 값은 백라이트 유닛(BLU, 24인치)내 반사시트와 확산판를 제외한 모든 시트류들을 제거하고 실시예의 경우는 「광확산필름 1장/실시예의 프리즘시트 1장」 조합으로, 비교예의 경우는 「광확산필름 1장/(비교예 1~3) 1장/보호필름 1장」의 조합을 사용하여, 비교예 3을 포함하는 광학시트 조합의 휘도를 100으로 할 때의 상대적인 값으로 각각의 실시예 및 비교예의 휘도를 평가하였다.
(3) 시야각
시야각은 탑콘사의 BM-7을 이용하여 측정하였고, 값은 백라이트 유닛(BLU, 24인치)내 반사시트와 확산판를 제외한 모든 시트류들을 제거하고 실시예의 경우는 「광확산필름 1장/실시예의 프리즘시트 1장」 조합으로, 비교예의 경우는 「광확산필름 1장/(비교예 1~3) 1장/보호필름 1장」의 조합을 사용하여, 각각의 광학시트 조합에 따른 정면(시야각=0˚위치) 휘도 대비 절반의 휘도값을 갖는 위치의 시야각을측정하였다.
구분 광학시트 형태 입체구조 형태 입자직경
(㎛)		 입자 위치 r/[cos(90-α/2)]+r 입자배열층수
비교예 1 시트
1매		 프리즘 무 입자 무 ㅡ ㅡ
비교예 2 시트
2매 적층		 상위 시트-프리즘
하위 시트-프리즘		 무 입자 무 ㅡ ㅡ
비교예 3 시트
2매 합지		 상위 시트-프리즘
하위 시트-프리즘		 무 입자 무 ㅡ ㅡ
비교예 4 시트
2매 합지		 상위 시트- 프리즘
하위 시트- 프리즘		 20 상위 시트 상면 24㎛ 1
비교예 5 시트
2매 합지		 상위 시트- MLF
하위 시트- MLF		 무 입자 무 ㅡ ㅡ
실시예 1 시트
2매 합지		 상위 시트- 프리즘
하위 시트- 프리즘		 20 하위 시트 상면 24㎛ 1
실시예 2 시트
2매 합지		 상위 시트- 프리즘
하위 시트- 프리즘		 20 상하위 시트 24㎛ 1
실시예 3 시트
2매 합지		 상위 시트- MLF
하위 시트- 프리즘		 20 하위시트 상면 24㎛ 1
구분 파괴검사(개) 시야각(°) 휘도(%)
비교예 1 42 35 100
비교예 2 43 28 160
비교예 3 41 31 148
비교예 4 3 46 132
비교예 5 ㅡ 58 94
실시예 1 41 42 152
실시예 2 2 52 145
실시예 3 ㅡ 56 130
실시예 및 비교예에서 제조된 집광형 광학 시트에 대한 물성평가 결과, 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예에서 제조된 집광형 광학시트는 파괴검사에서 불량개수가 적고, 시야각이 좋으며, 휘도도 양호한 것을 알 수 있다.
반면, 비교예 1~3 및 5는 입자를 사용하지 않은 광학 시트로서,파괴검사에서 불량개수가 많고 시야각이 좋지 않은 것으로 나타났다. 또한, 비교예 4는 2매의 시트가 합지된 광학 시트로서, 입자를 사용하였으나, 상위 시트의 상면에 입자를 배열하여, 휘도가 좋지 않은 것으로 나타났다.
결국, 기재층 및 입체구조가 배열된 구조층을 포함하는 2매 이상의 시트가 합지된 집광형 광학 시트에 있어서, 상기 입체구조 사이의 골에 입자를 배열시킴으로써, 파괴검사에서 우수한 결과를 도출할 수 있고, 시야각과 휘도가 우수하나, 입자 배열시 하위 시트의 입체 구조 사이, 또는 하위 시트와 상위 시트의 입체 구조 사이에 입자가 배열된 경우 물성이 향상되는 것을 알 수 있다.

Claims (17)

  1. 기재층 및 상기 기재층의 일면에 형성되고 다수의 입체 구조가 배열된 구조층을 포함하는 광학 시트가 1매 이상 합지된 집광형 광학 시트로서,
    구조층의 입체 구조 사이에 형성된 골에 광확산성 입자가 배열된 것을 특징으로 하는 집광형 광학 시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 합지된 1매 이상의 광학 시트는 상위 광학 시트 기재층의 하면과 하위 광학 시트 구조층의 입체 구조의 상면이 합지된 적층 구조인 것을 특징으로 하는 집광형 광학 시트.
  3. 제1항에 있어서,
    합지된 1매 이상의 광학 시트 구조층의 입체 구조는 서로 70 ~ 100도의 각도로 교차된 것을 특징으로 하는 집광형 광학 시트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광확산성 입자는 합지된 1매 이상의 광학 시트 중
    하위 광학 시트의 입체 구조 사이에 형성된 골에 배열되거나, 또는
    하위 광학 시트 및 상위 광학 시트의 입체 구조 사이에 형성된 골에 배열된 것을 특징으로 하는 집광형 광학 시트.
  5. 제1항에 있어서,
    광확산성 입자의 최상부가 구조층의 입체 구조 최상부보다 높은 위치인 것을 특징으로 하는 집광형 광학 시트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광확산성 입자는 단층으로 불규칙하게 배열된 것을 특징으로 하는 집광형 광학 시트.
  7. 제1항에 있어서,
    입체 구조는 높이가 15~25㎛, 폭이 25~110㎛인 것을 특징으로 하는 집광형 광학 시트.
  8. 제1항에 있어서,
    입체 구조는 종단면이 삼각형, 반원형 및 반타원형 중 선택되는 것을 특징으로 하는 집광형 광학 시트.
  9. 제1항에 있어서,
    입체구조는 종단면이 삼각형이고, 광확산성 입자의 반지름은 하기 식 1을 만족하는 집광형 광학 시트.
    <식 1>
    입체구조의 높이 < r/[cos(90-α/2)] + r
    상기 식에서, r은 광확산성 입자의 반지름이고, α는 입체구조의 꼭지각임.
  10. 제1항에 있어서,
    입체구조는 종단면이 반원형 또는 반타원형이고, 광확산성 입자의 반지름은 하기 식 2를 만족하는 집광형 광학 시트.
    <식 2>
    a < 3.1(b/a)?r / cos[90-tan-1(b/a)] + 3.1(b/a)?r
    상기 식에서 , r은 광확산성 입자의 반지름이고, a는 타원의 세로반경, b는 타원의 가로 반경임.
  11. 제1항에 있어서,
    기재층의 이면에 광확산성 입자가 바인더 수지에 분산된 입자분산층을 더 포함하는 집광형 광학 시트.
  12. 제11항에 있어서,
    입자분산층의 광확산성 입자는 입경이 0.1~40㎛인 집광형 광학 시트.
  13. 제11항에 있어서,
    입자분산층의 광확산성 입자는 그 함량이 바인더 수지 100중량부에 대하여 0.01~100 중량부인 집광형 광학 시트.
  14. 제1항에 있어서,
    대전방지제를 더 포함하는 집광형 광학 시트.
  15. 제1항에 있어서,
    슬립제를 더 포함하는 집광형 광학 시트.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 슬립제는 할로겐, 포스파이트, 포스포늄, 포스페이트, 실리케이트, 실란, 실록사이드, 카르복실레이트 및 알킬 중 선택된 작용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 집광형 광학 시트.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항의 집광형 광학 시트를 포함하는 백라이트 유닛 어셈블리.
KR1020100140826A 2010-12-31 2010-12-31 집광형 광학 시트 KR20120078507A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100140826A KR20120078507A (ko) 2010-12-31 2010-12-31 집광형 광학 시트

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100140826A KR20120078507A (ko) 2010-12-31 2010-12-31 집광형 광학 시트

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120078507A true KR20120078507A (ko) 2012-07-10

Family

ID=46711842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100140826A KR20120078507A (ko) 2010-12-31 2010-12-31 집광형 광학 시트

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120078507A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150113689A (ko) * 2014-03-31 2015-10-08 코오롱인더스트리 주식회사 광학 시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
CN108303822A (zh) * 2018-01-23 2018-07-20 青岛海信电器股份有限公司 一种背光模组、显示装置及液晶电视

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150113689A (ko) * 2014-03-31 2015-10-08 코오롱인더스트리 주식회사 광학 시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
CN108303822A (zh) * 2018-01-23 2018-07-20 青岛海信电器股份有限公司 一种背光模组、显示装置及液晶电视

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI406014B (zh) 複合光學膜
JP5313898B2 (ja) ディスプレイデバイスに好適なバックライト
TWI382247B (zh) 背光模組
KR100980072B1 (ko) 광학용 복합 필름
TWI637220B (zh) 上用光擴散片和背光單元
KR20010066830A (ko) 광확산필름 및 그 이용
KR20100033663A (ko) 고굴절층을 포함하는 광학시트
KR20160086003A (ko) 광학시트 및 이를 포함하는 광학표시장치
TWI435120B (zh) 複合光學膜
KR20110065610A (ko) 집광형 광학 시트
KR20110034040A (ko) 광로 장치 및 액정 표시 장치
KR100844586B1 (ko) 휘도향상용 플레이트
KR20080063543A (ko) 휘도향상용 플레이트 및 그 제조방법
KR101534376B1 (ko) 광학 시트
KR101227304B1 (ko) 광학시트
KR20070101640A (ko) 광학용 복합 필름
KR20140003855A (ko) 합지형 광학시트
KR20120078507A (ko) 집광형 광학 시트
WO2014092507A1 (ko) 복합광학시트 및 이를 포함하는 액정표시장치
KR101534341B1 (ko) 고굴절층을 포함하는 광학시트
KR101332510B1 (ko) 집광형 광학 시트
KR20120078509A (ko) 집광형 복합 광학 시트
KR20150034553A (ko) 복합광학시트 및 이를 포함하는 액정표시장치
KR101203782B1 (ko) 구조화된 표면을 갖는 광학필름
KR20110047594A (ko) 집광형 광학 시트

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application