KR20130016019A

KR20130016019A - 복수의 광제어 요소를 구비한 광제어 장치의 제조방법

Info

Publication number: KR20130016019A
Application number: KR1020110107322A
Authority: KR
Inventors: 이승섭; 김원영; 이정우
Original assignee: 하나마이크로(주)
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2011-10-20
Publication date: 2013-02-14
Also published as: KR20130016018A

Abstract

본 발명은 광제어 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 복수의 광제어 요소를 구비하여 디스플에이 장치에 표시되는 사생활 정보를 보호할 수 있는 프라이버시 보호 장치의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 광제어 장치 제조 방법은, 광투과성 기판의 일면에 광투과성이고 자외선 경화성인 액상 폴리머를 도포하는 액상 폴리머 도포 단계와, 외주면에 복수의 광제어 요소의 형상이 음각된 로울러 몰드로 액상폴리머가 몰드의 음각 내부로 들어가도록 상기 액상 폴리머를 가압하는 액상 폴리머 가압 성형 단계와, 성형된 액상 폴리머에 자외선을 조사하여 액상폴리머를 경화시키는 액상 폴리머 경화 단계를 포함한다.
본 발명의 복수의 광제어 요소를 구비한 광제어 장치 제조 방법에 의하면, 몰드를 사용하여 모든 방향에서의 시야각을 제한할 수 있는 품질이 우수한 광제어 장치를 대량생산할 수 있다. 특히 한 쌍의 가압로울러에 몰드를 통과시키거나 로울러 몰드를 사용하면, 광제어 장치를 연속적 대량 생산할 수 있다.

Description

복수의 광제어 요소를 구비한 광제어 장치의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING LIGHT CONTROL DEVICE HAVING A PLURALITY OF LIGHT CONTROL ELEMENTS}

본 발명은 광제어 장치의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 복수의 광제어 요소를 구비하여 디스플레이 장치에 표시되는 사생활 정보를 보호할 수 있는 프라이버시 보호 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

최근 디스플레이 장치에 표시되는 정보를 제3자가 보지 못하게 하기 위한 광제어 장치가 많이 사용되고 있다. 광제어 장치는 보안 필름 또는 프라이버시 필름또는 시야각 제한 필름 이라고 불리며, 컴퓨터, 노트북, 휴대폰, 현금자동지급기 등의 표시장치에 설치되어 사용된다.

종래의 보안필름은 광투과성 물질로 된 시트와 비투과성 물질 시트(잉크)를 을 교대로 적층하고, 적층된 두께 방향으로 얇게 절단하여 절단된 면에 광투과성 층과 비투과성 층이 교대로 배치된 시트(루바 필름)를 이용하여 제조된다. 이러한 종래의 보안필름은 적층된 비투광성(광흡수성) 잉크가 방향성을 가지고 있어서 네방향에 대한 시야각을 제한하지 못하고, 표시장치의 밝기를 저하시키고, 제조 공정이 복잡하여 가격이 비싸다고, 균일한 품질의 제품을 대량으로 생산하기 어렵다는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2008-0066424호 및 대한민국 공개특허 공보 공개번호 제10-2011-0044296호에는 상기의 문제점 중 네 방향에서의 시야각을 제한하지 못하는 문제점을 해결하기 위한 보안필름들이 개시되어 있다. 공개번호 제10-2008-0066424호에 개시된 보안필름은 2장의 루버 필름을 불투명부가 교차되도록 배치하는 방법을 제시하고 있다. 또한, 공개번호 제10-2011-0044296호에 개시된 보안필름은 필름에 사각형상의 요철 패턴을 형성하고, 가로 및 세로 방향으로 형성된 홈에 잉크를 주입하는 방법을 제시하고 있다. 그러나, 상기의 문헌에 개시된 기술들은 표시장치의 밝기를 저하시키는 문제점과 제조 공정이 복잡하여 가격이 비싸다는 문제점을 해결하지 못하고 있다.

대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2008-0066424호, 발명의 명칭 : 4방 엿보기 방지 보안필름 및 그 제조방법, 공개일 : 2008. 7. 16. 대한민국 공개특허 공보 공개번호 제10-2011-0044296호, 발명의 명칭 : 시야각 제한 필름 및 그 제조방법, 및 이를 구비한 표시장치, 공개일 : 2011. 5. 4. 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2008-0050483호, 발명의 명칭 : 프라이버시 필름, 공개일 : 2008. 6. 5. 일본 공개특허공보 공개번호 특개2001-242797호, 발명의 명칭 : 디스플레이용 광제어 필름 및 디스플레이 장치, 공개일 2001. 9. 7.

또한, 일본 공개특허공보 공개번호 특개2001-242797호에는 네 방향에서의 시야각을 제한하고, 동시에 표시장치의 휘도를 저하시키지 않는 광제어 필름이 개시되어 있다. 상기 특허에 개시된 보안필름은 자외선 조사에 의하여 굴절율이 변화하는 폴리머 재료를 사용하여 고굴절부와 저굴절부가 교대로 형성된 막을 사용한다. 그러나, 상기 문헌에 개시된 보안필름도 제조공정이 복잡하여 가격이 고가이며, 균일한 품질의 제품을 대량으로 생산하기 어렵다는 문제점이 있다.

한편, 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2008-0050483호에는 복수의 광지향 요소를 구비한 보안필름이 개시되어 있다. 각각의 광 지향 요소는 광을 흡수하거나 광을 반사하는 재료를 포함하고, 또한 기부 시트에 일정한 경사각을 갖도록 배치되어 있다. 상기 문헌에 개시된 프라이버시 필름은, 경사진 광 지향요소에 광흡수 코팅이 되어 있어서 표시장치의 밝기를 저하시키고, 네 방향에서의 시야각을 제한하지 못한다는 문제점이 있다.

본 발명은 복수의 광제어 요소를 구비하여 상기와 같은 종래 기술의 광제어 장치가 갖는 문제점을 해결할 수 있는 새로운 구조의 디스플레이용 광제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 표시장치로 부터 나오는 빛을 흡수하지 않아서 표시장치의 밝기를 저하시키지 않는 광제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 모든 방향에서 시야각을 제한 할 수 있는 광제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 제조 공정이 단순하여 가격이 저렴하고 균일한 품질로 양산이 용이한 광제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한, 상기와 같은 광제어 장치를 제조하는 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일측면에 따라서 복수의 광제어 요소를 구비한 광제어 장치가 제공된다. 본 발명에 따른 광제어 장치는, 광투과성 기판과, 상기 기판의 일면에 적층된 합성 수지로 된 광투과성 시트와, 상기 시트의 상부면에서 돌출되어 연장되도록 형성된 복수의 광 투과성 광제어 요소를 포함한다. 상기 각각의 광제어 요소는, 상기 기판의 일면에 실질적으로 수직이 되도록 형성된 복수의 측면들과, 상기 기판의 일면과 실질적으로 평행하게 형성된 상부면을 포함한다.

본 발명에 있어서, 광투과성 이라는 용어는 가시광선을 투과시키는 능력을 의미한다. 복수의 광제어 요소가 적당한 간격으로 광투과성 기판상에 배치되어 있어서, 광투과성 기판과 수직한 광제어 요소의 측면과 평행하게 진행하는 빛은 광제어 요소를 통과할 때 굴절되지 않고 통과하게 되나, 광투과성 기판과 수직한 측면과 평행하지 않게 진행하는 빛은 광제어 요소를 통과할 때 굴절된다. 따라서, 광투과성 기판을 표시장치나 문서의 전면에 배치한 경우, 광투과성 기판을 정면에서 바라볼 경우에는 왜곡되지 않은 이미지가 보이나, 광투과성 기판을 측면에서 바라볼 경우 굴절에 의하여 왜곡된 이미지가 보이게 된다.

광투과성 기판은 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 텔레브탈레이트(PET), 아크릴, 폴리 메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리프로필렌(PP) 등의 투명한 합성수지 기판을 사용하나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 투명한 유리 기판이거나, 유리기판에 ITO와 같은 투명한 도전성 박막이나 합성수지로 된 보호막 코팅된 기판일 수도 있다. 본 발명에 따른 광제어 장치는 터치 스크린 센서에 광투과성 시트와 광제어 요소를 일체로 성형하여 구성할 수도 있다. 광투과성 시트와 광제어 요소는 일체로 성형하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다. 광투과성 시트와 광제어 요소를 일체로 성형할 경우, 유동성이 있는 액체상태의 폴리머, 예를 들면 자외선 경화성 수지(UV curable resin)을 사용하여 일체로 성형한 후에 자외선을 조사하여 경화시키는 것이 바람직하다. 광투과성 시트와 광제어 요소를 열경화성 수지를 사용하여 일체로 성형하여 제조할 수도 있다.

본 발명에 따른 광제어 장치에 있어서, 복수의 광 제어 요소는 높이와 폭이 수십 마이크로 미터 정도의 크기를 갖는 광투과성 구조물이다. 각각의 광제어 요소의 단면의 형상(광제어 요소가 배치된 광투과성 기판의 전면과 평행한 면에 대한 단면)은 원형, 사각형, 길이가 긴 선형으로 만들수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 각각의 광제어 요소들의 측면의 높이가 a, 상부면의 폭이 b이고, 각각의 광제어 요소들 사이의 간격이 c 일 때, b 에 대한 a 의 비는 1 - 5 범위이고, b 에 대한 c의 비는 0.5 - 2 범위인 것이 바람직하다. 광제어 요소의 크기가 큰 경우에는, 육안으로 식별이 되고 디스플레이에 부착할 경우 픽셀과 간섭무늬를 발생시켜서 표시되는 정보를 정면에서 인식하는 데 방해가 된다. 또한, 광제어 요소의 크기가 지나치게 작은 경우에는 수직한 측면을 갖는 구조물을 제조하기가 어렵고, 광제어 요소의 측면이 수직한 정도가 나쁘면 정면 광투과도가 나빠지게 된다. 따라서, 제조상의 문제점과 정면 및 측면 관측의 시인성을 고려하여 광제어 요소의 크기를 적당한 범위에서 정하여야 한다. 디스플레이의 픽셀 크기와 사람의 눈의 시력을 고려한 광제어 요소의 적당한 크기는, b 및 c는 10 - 100 ㎛ 범위에 있는 것이 바람직하고, 20 - 40 ㎛ 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 또한, b와 c의 길이가 동일한 것이 가장 바람직하다. 측면에서 관측이 가능한 시야각을 제한 하기 위하여 가장 중요한 요소 중의 하나는 a와 b의 길이의 비이다. a가 b보다 작을 경우는 측면에서 관측이 가능한 시야각이 커지고, a가 b보다 지나치게 클 경우에는 제조가 어렵다.

본 발명에 따른 광제어 장치에 있어서, 각각의 광제어 요소는 일방향을 따라서 반복되는 선형 패턴을 갖도록 연장된 형태로 제조하는 것이 바람직하다. 선형 패턴으로 예를 들면, 지그재그 또는 삼각파 형상이나 물결파 형상을 갖는 선형 패턴으로 할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 광제어 요소를 선형 패턴으로 하면, 단순한 선형의 광제어 요소에 비하여 모든 방향에서의 시야각을 제한 할 수있는 장점이 있다. 또한, 선형이 아닌 광제어 요소에 비하여 광제어 요소를 선형으로 하면 유동성 폴리머를 금형에 채워 넣기가 용이하고, 광제어 요소가 길이방향으로 연결되어 있어서 자외선 경화 후에 금형으로 부터 분리하기가 용이하다. 광제어 요소를 선형 패턴으로 할 경우 반복되는 패턴들 사이의 거리(p,pitch)는 100 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 피치가 100 ㎛ 이상이 되면, 육안으로 식별이 되거나 디스플레이의 픽셀과 간섭을 일으키게 된다.

본 발명에 따른 광제어 장치는, 복수의 광제어 요소의 상부면에 도포된 접착제층과, 접착제 층의 상부면에 부착된 광투과성 보호층을 더 포함하는 것이 바람직하다. 보호층은 사용 시에 광제어 요소 사이의 간격으로 이물질이 들어가는 것과 광제어 요소가 손상되는 것을 방지하는 기능을 한다.

본 발명에 따른 광제어 장치는, 상기 복수의 광제어 요소의 상부에 도포된 접착제층과, 상기 접착제 층의 상부면에 부착된 복수의 제2 광제어 요소와, 상기 제2 광제어 요소의 상부면에 부착된 합성 수지로 된 제2 광투과성 시트와, 상기 제2광투과성 시트의 상부면에 적층된 제2 광투과성 기판을 더 포함할 수 도 있다. 이는 두개의 광제어 장치를 뒤집어서 접착제를 이용하여 적층한 구조로, 광제어 요소를 2층으로 하여 디스플레이에 부착할 경우 인식이 가능한 시야각을 보다 좁게 할 수 있다. 적층 시에 적층된 광제어 요소의 측면과 제2 광제어 요소의 측면이 서로 평행이 되도록 적층이 되어야 전면에서의 시인성을 확보할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따라서, 앞에서 설명된 광제어 장치를 제조하는 방법이 제공된다. 본 발명에 따른 복수의 광제어 요소를 구비한 광제어 장치 제조 방법은, 광투과성 기판의 일면에 광투과성이고 자외선 경화성인 액상 폴리머를 도포하는 액상 폴리머 도포 단계와, 일면에 복수의 광제어 요소의 형상이 음각된 몰드로 액상폴리머가 몰드의 음각 내부로 들어가도록 상기 액상 폴리머를 가압하는 액상 폴리머 가압 성형 단계와, 성형된 액상 폴리머에 자외선을 조사하여 액상폴리머를 경화시키는 액상 폴리머 경화 단계를 포함한다.

몰드에 형성된 각각의 광제어 요소의 음각은, 몰드의 음각이 형성된 면에 실질적으로 수직이 되도록 형성된 복수의 측면들과, 상기 복수의 측면들과 실질적으로 평행하게 형성된 하부면을 포함한다. 또한, 상기 각각의 광제어 요소의 음각의 측면의 높이가 A, 음각의 하부면(44)의 폭이 B이고, 각각의 음각들 사이의 간격이 C 일 때, B 에 대한 A 의 비는 1 - 5 범위이고, B 에 대한 C 의 비는 0.5 - 2 범위인 것이 바람직하다. 또한, 상기 B 및 C는 10 - 100 ㎛ 범위인 것이 바람직하다.또한, 상기 각각의 광제어 요소들의 음각은 일방향을 따라서 반복되는 선형 패턴을 갖도록 연장된 형태로 하는 것이 바람직하고, 반복되는 선형 패턴은 지그재그 형상 또는 물결파 형상으로 하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 있어서, 성형되어 경화된 액상 폴리머에서 금형을 제거하는 단계와, 경화된 액상 폴리머의 상부면에 광투과성 보호층을 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하여 복수의 광제어 요소를 구비한 광제어 장치 제조 방법이 제공된다. 본 발명에 따른 광제어 장치 제조 방법은, 광투과성 기판의 일면에 광투과성이고 자외선 경화성인 액상 폴리머를 도포하는 액상 폴리머 도포 단계와, 외주면에 복수의 광제어 요소의 형상이 음각된 로울러 몰드로 액상폴리머가 몰드의 음각 내부로 들어가도록 상기 액상 폴리머를 가압하는 액상 폴리머 가압 성형 단계와, 성형된 액상 폴리머에 자외선을 조사하여 액상폴리머를 경화시키는 액상 폴리머 경화 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하여 복수의 광제어 요소를 구비한 광제어 장치 제조 방법이 제공된다. 본 발명에 따른 광제어 장치 제조 방법은, 광투과성 기판의 양면에 광투과성이고 자외선 경화성인 액상 폴리머를 도포하는 액상 폴리머 도포 단계와, 외주면에 복수의 광제어 요소의 형상이 음각된 한 쌍의 로울러 몰드로 액상폴리머가 몰드의 음각 내부로 들어가도록 상기 기판의 양면에 도포된 액상 폴리머를 각각 가압하는 액상 폴리머 가압 성형 단계와, 성형된 액상 폴리머에 자외선을 조사하여 기판의 양면에 성형된 액상폴리머를 경화시키는 액상 폴리머 경화 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하여 복수의 광제어 요소를 구비한 광제어 장치 제조 방법이 제공된다. 본 발명에 따른 광제어 장치 제조 방법은, 복수의 광제어 요소의 형상이 음각된 몰드의 일면에 광투과성이고 자외선 경화성인 액상 폴리머를 도포하는 단계와, 액상 폴리머의 상부에 광투과성 기판을 위치시키는 단계와, 액상폴리머가 몰드의 음각 내부로 들어가서 성형되도록 한 쌍의 가압로울러로 상기 기판과 몰드를 가압하는 액상 폴리머를 가압하는 단계와, 성형된 액상 폴리머에 자외선을 조사하여 액상폴리머를 경화시키는 단계를 포함한다.

본 발명에 의한 광제어 장치는, 광의 굴절 현상을 이용하여 디스플레이의 전면에 설치되어 사용될 경우 모든 방향에서의 시야각을 제한할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 의한 광제어 장치는, 종래의 보안 필름에서 사용되는 광흡수용 잉크를 사용하지 않기 때문에 디스플레이의 밝기를 저하시키지 않는 장점이 있다. 또한, 본 발명에 의한 광제어 장치는, 금형을 사용하여 균일한 품질의 제품을 대량으로 복제 생산이 가능하여 가격이 저렴한 장점이 있다. 본 발명에 따른 광제어 장치는 휴대전화, 현금 자동출납기, 개인용 컴퓨터 등의 표시장치에 부착하여 표시장치에 표시되는 개인의 정보를 제3자가 인식하지 못하도록하여 사생활의 비밀을 보호할 수 있다.

본 발명의 복수의 광제어 요소를 구비한 광제어 장치 제조 방법에 의하면, 몰드를 사용하여 모든 방향에서의 시야각을 제한할 수 있는 품질이 우수한 광제어 장치를 대량생산할 수 있다. 특히 한 쌍의 가압로울러에 몰드를 통과시키거나 로울러 몰드를 사용하면, 광제어 장치를 연속적 대량 생산할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 광제어 장치의 일실시예의 사시도
도 2는 도 1에 도시된 광제어 장치의 A-A 선 단면도
도 3은 도 1에 도시된 광제어 장치의 광제어 요소에 의해서 시야각이 제한되는 원리에 대한 설명도
도 4는 다양한 광제어 요소의 평면도
도 5는 본 발명에 따른 광제어 장치의 다른 실시예의 단면도
도 6은 본 발명에 따른 광제어 장치의 또 다른 실시에의 단면도
도 7은 본 발명에 따른 광제어 장치의 또 다른 실시에의 단면도
도 8은 본 발명에 따른 광제어 장치를 제조하기 위한 금형의 제조 공정을 나타내는 개략도
도 9는 본 발명에 따른 광제어 장치를 제조하는 공정을 나타내는 개략도
도 10은 본 발명에 따른 광제어 장치를 제조하는 공정의 일실시예의 개략도
도 11은 본 발명에 따른 광제어 장치를 제조하는 공정의 다른 실시예의 개략도

이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 광제어 장치의 일실시예의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 광제어 장치의 A-A 선 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 광제어 장치의 광제어 요소에 의해서 시야각이 제한되는 원리에 대한 설명도이다.

본 실시예의 광제어 장치는, 광투과성 기판(1)과, 기판(1)의 상부면(11)에 적층된 광투과성 시트(2)와, 시트(2)의 상부면(22)에서 돌출되어 연장되도록 형성된 복수의 광제어 요소(3)를 포함한다.

기판(1)은 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 텔레브탈레이트(PET), 아크릴, 폴리 메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리프로필렌(PP) 등의 투명한 합성수지 기판을 사용할 수 있다. 또한, 기판(1)은 유리 기판이나, 유리기판에 ITO와 같은 투명한 도전성 박막이 코팅된 기판이나, 도전성 박막이 코팅된 유리기판의 상부에 보호막이 코팅된 기판을 사용할 수도 있다. 즉, 디스플레이에 부착되는 터치 스크린 센서를 기판(1)으로 사용할 수도 있다.

본 실시예에서 광투과성 시트(2)와 광제어 요소(3)는 유동성 폴리머를 가지고 일체로 성형한 것이다. 광투과성 시트(2)와 광제어 요소(3)를 일체로 성형할 때, 유동성이 있는 액체상태의 폴리머, 예를 들면 자외선 경화성 수지(UV curable resin)를 기판(1)의 상부에 도포한 다음, 지그재그 형태의 선형 패턴이 음각된 금형을 사용하여 일체로 성형한 후에 자외선을 조사하여 경화시킨다.

각각의 광제어 요소(3)는, 기판(1)의 상부면(12)에 실질적으로 수직이 되도록 형성된 복수의 측면들(31, 32)과, 기판(1)의 상부면(12)과 실질적으로 평행하게 형성된 상부면(33)을 구비한다. 본 실시예에서 각각의 광제어 요소(3)는 일정한 폭 b를 갖고 기판(1)의 폭 방향(도 1에서 화살표 X 방향)으로 지그재그 형태의 연장된 선형 패턴이다. 각각의 광제어 요소(3)는 기판(1)의 길이 방향(도 1에서 화살표 Y 방향)으로 일정한 간격 c 만큼 이격되어 동일한 선형 패턴이 반복되도록 형성되어 있다.

본 실시예에서, 각각의 광제어 요소들(3)의 측면의 높이가 a, 상부면의 폭이 b이고, 각각의 광제어 요소들 사이의 간격이 c 일 때, b 에 대한 a 의 비는 1 - 5 범위이고, b 에 대한 c의 비는 0.5 - 2 범위인 것이 바람직하다. 광제어 요소(3)의 폭이 큰 경우에는, 육안으로 식별이 되고 디스플레이에 부착할 경우 픽셀과 간섭무늬를 발생시켜서 표시되는 정보를 정면에서 인식하는 데 방해가 된다. 또한, 광제어 요소의 폭이 지나치게 작은 경우에는 수직한 측면을 갖는 구조물을 제조하기가 어렵다. 즉, 광제어 요소(3)의 측면들(31, 32)을 기판(1)의 상부면에 대하여 수직이 되도록 성형하기가 어려워서 기판(10)의 입사면(11)으로 입사된 광의 정면 투과도가 나빠지게 된다. 따라서, 제조상의 문제점과 정면 및 측면 관측의 시인성을 고려하여 광제어 요소의 크기를 적당한 범위에서 정하여야 한다. 디스플레이의 픽셀 크기와 사람의 눈의 시력을 고려한 광제어 요소의 적당한 크기는, b 및 c는 10 - 100 ㎛ 범위로 하는 것이 바람직하고, 20 - 40 ㎛ 범위로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, b와 c의 길이를 동일하게 할 수도 있다. 측면에서 관측이 가능한 시야각을 제한 하기 위하여 가장 중요한 요소 중의 하나는 a와 b의 길이의 비이다. a가 b보다 작을 경우는 측면에서 관측이 가능한 시야각이 커지고, a가 b보다 지나치게 클 경우에는 제조가 어렵다.

도 3을 참조하여, 본 실시예의 선형패턴 형태의 광제어 요소(3)가 시야각을 제한 하는 기능에 대하여 설명한다.

도 3(a)에 도시된 것과 같이, 디스플레이에서 기판(1)의 입사면(11)에 수직으로 입사된 광 p 는 굴절되지 않고 기판(1)과 광투과성 시트(2)의 출사면(22)을 통과한다. 또한, 광제어 요소(3)의 하부에서 입사면(11)에 수직으로 입사된 광 q는 굴절되지 않고 기판(1)과 광투과성 시트(2)와 광제어 요소(3)를 통과한다.

도 3(b)에 도시된 것과 같이, 디스플레이에서 기판(1)의 입사면(11)에 경사져서 입사된 광 p는 기판(1)과 광투과성 시트(2)와 공기와 광제어 요소(3)를 통과하면서 여러번 굴절된다. 또한, 광제어 요소(3)의 하부에서 경사져서 입사된 광 q는 기판(1)과 광투과성 시트(2)와 광제어요소(3)를 통과하면서 굴절된다. 이 때 광 p와 q의 결과적인 굴절각이 서로 달라져서 디스플레이의 이미지가 왜곡되게 된다. 따라서, 측면에서 광제어 장치를 통하여 광제어 장치의 하부에 놓인 디스플레이를 관측할 경우 왜곡된 이미지가 보이게 된다.

도 3(c)에 도시된 것과 같이, 지그재그 선형 패턴인 광제어 요소(3)의 측면으로 광(p', q')이 통과할 경우에도 굴절에 의하여 광의 진행 경로가 보다 심하게 바뀌게 된다. 따라서, 본 실시예와 같이 지그재그 선형패턴을 갖는 광제어 요소를 구비한 광제어 장치는 모든 방향에서 시야각을 제한 할 수 있다.

또한, 본 실시예와 같이 광제어 요소를 선형으로 하면 유동성 폴리머를 금형에 채워 넣기가 용이하고, 광제어 요소가 폭방향으로 연결되어 있어서 자외선으로 광제어 요소(3)를 경화시킨 후에 금형으로 부터 분리하기가 용이하다. 광제어 요소를 선형 패턴으로 할 경우 반복되는 패턴들 사이의 거리(p,pitch)는 100 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 피치가 100 ㎛ 이상이 되면, 육안으로 식별이 되거나 디스플레이의 픽셀과 간섭을 일으키게 된다.

도 4는 다양한 단면 형상을 갖는 광제어 요소의 평면도가 도시되어 있다. 도 4(a)는 원기둥 형태의 광제어 요소를 도시한다. 이경우 광제어 요소의 크기를 정하는 폭은 직경이 된다. 도 4(b)는 원기둥이 제거된 형태의 광제어 요소를 도시한다. 도 4(c)는 사각 기둥을 연결한 광제어 요소를 도시한다. 도 4(d)는 삼각기둥을 연결한 형태의 광제어 요소를 도시한다. 도 4(e)는 물결 패턴을 갖는 선형 광제어 요소를 도시한다. 도 4(f)는 지그재그 패턴을 갖는 선형 광제어 요소를 도시한다.

도 5는 본 발명에 따른 광제어 장치의 다른 실시예의 단면도이다. 도 5에 도시된 실시예의 따른 광제어 장치는, 복수의 광제어 요소(3)의 상부면에 도포된 접착제층(4)과, 접착제 층(4)의 상부면에 부착된 광투과성 보호층(5)을 더 포함하고 있다. 보호층(5)은 사용 시에 광제어 요소(3) 사이의 빈공간(10)으로 이물질이 들어가는 것과 광제어 요소(3)가 손상되는 것을 방지하는 기능을 한다.

도 6은 본 발명에 따른 광제어 장치의 또 다른 실시에의 단면도이다. 본 실시예의 광제어 장치는, 도 1에 도시된 광제어 장치의 상부에 도 5에 도시된 광제어 장치를 적층하여 접착제(4)로 결합한 구조이다. 도 7은 본 발명에 따른 광제어 장치의 또 다른 실시에의 단면도이다. 도 7에 도시된 실시예는 도 1에 도시된 실시예의 광제어 장치 두개를 접착제(4)를 사용하여 뒤집어서 결합한 구조이다. 도 6 및 도 7에 도시된 실시예의 광제어 장치는, 광제어 요소의 높이를 높게한 것과 같으므로 시야각을 보다 좁게 할 수 있는 장점이 있다. 두개의 광제어 장치를 적층 할 때, 적층된 제1층의 광제어 요소의 측면과 제2층의 광제어 요소의 측면이 서로 평행이 되도록 적층이 되어야 전면에서의 시인성을 확보할 수 있다. 또한, 두 개의 광제어 장치를 적층하여 하나의 광제어 장치를 만들 경우, 단순한 선형의 광제어 요소를 갖는 광제어 장치를 서로 직교하도록 배치하면, 지그재그나 물결 형상의 선형패턴을 사용하지 않아도 시야각을 모든 방향에서 제한 할 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 광제어 장치를 제조하기 위한 몰드의 제조 공정을 나타내는 개략도이다.

먼저 금속으로된 몰드를 제작하는 공정을 설명한다. 도 8(a)에 도시된 것과 같이, 먼저 준비된 기판(10)에 포토 레지스터(20)를 도포한다. 다음으로, 도 8(b)에 도시된 것과 같이, 노광하여 기판(10) 상에 원하는 광제어 요소의 패턴과 같은 패턴(21)을 형성한다. 다음으로, 도 8(c)에 도시된 것과 같이, 패턴(21)에 금속을 증착하여 패턴의 표면에 금속막(30)을 형성한다. 증착하는 금속은 니켈, 크롬, 티타늄 등 금속이면 어느 것이나 가능하다. 다음으로, 도 8(d)에 도시된 것과 같이,금속막(30)이 증착된 기판에 도금을 하여 금속으로된 몰드(40)을 형성한다. 다음으로, 도 8(e)에 도시된 것과 같이, 기판(10)을 분리하여 몰들(40)을 완성한다.

금속을 증착하지 않고, 도 8(c')에 도시된 것과 같이, 패턴(21)이 형성된 기판의 상부면에 액상의 폴리머(50)를 도포하고 경화시킨다. 도 8(d')에 도시된 것과 같이, 경화된 폴리머를 기판(10)에서 분리해 내면 폴리머 몰드(50')를 얻게 된다.

도 9는 본 발명에 따른 광제어 장치를 제조하는 공정을 나타내는 개략도이다. 먼저, 도 9(a)에 도시된 것과 같이, 광투과성 기판(1)의 상부면에 액상의 폴리머(LP)를 도포한다. 기판은 PC, PET, 아크릴, PMMA, PP 등으로 된 기판을 사용할 수 있으며, 액체 상태의 폴리머는 투명하고 자외선 경화가 되는 것이면 어느 것이나 가능하다. 다음으로, 도 9(b)에 도시된 것과 같이, 금속 몰드(40)나 폴리머 몰드(50')로 액상의 폴리머(LP)를 가압하여 몰드의 캐비티로 액상의 폴리머(LP)가 흘러 들어가도록 하고, 액상의 폴리머(LP)를 자외선에 노출시켜서 경화시킨다. 다음으로, 도 9(c)에 도시된 것과 같이, 기판(1)과 몰드(40)을 분리하면 광제어 요소(3)가 기판(1) 상에 형성된 광제어 장치를 얻게 된다.

도 8을 참조하면, 몰드에는 각각의 광제어 요소를 성형하기 위한 복수의 음각(45, 55')이 형성되어 있다. 각각의 몰드에 형성된 음각(45)은, 음각이 형성된 면(41, 51)에 실질적으로 수직이 되도록 형성된 복수의 측면들(42, 43, 52', 53')과, 상기 복수의 측면들과 실질적으로 평행하게 형성된 하부면(44, 54')을 포함한다. 또한, 상기 각각의 광제어 요소의 음각(45)의 측면(42, 43)의 높이가 A, 음각의 하부면(44)의 폭이 B이고, 각각의 음각들 사이의 간격이 C 일 때, B 에 대한 A 의 비는 1 - 5 범위이고, B 에 대한 C 의 비는 0.5 - 2 범위인 것이 바람직하다. 또한, 상기 B 및 C는 10 - 100 ㎛ 범위인 것이 바람직하다. 또한, 상기 각각의 광제어 요소들의 음각은 일방향을 따라서 반복되는 선형 패턴을 갖도록 연장된 형태로 하는 것이 바람직하고, 반복되는 선형 패턴은 지그재그 형상 또는 물결파 형상으로 하는 것이 보다 바람직하다.

도 10과 도 11에 도시된 실시예는 대량생산에 적합한 제조 방법을 도시한다. 도 10에 도시된 실시예는, 판 형태의 몰드(40)를 이용하여 광제어 장치를 연속적으로 생산하는 방법을 나타낸다. 광제어 요소의 형상에 대응하는 패턴이 형성된 몰드(40)의 상부면에 액상의 폴리머(LP)와 광투과성 기판(1)을 두 개의 가압 로울러(60)사이로 연속적으로 공급한다. 액상 폴리머(LP)는 한 쌍의 가압 로울러(60)에 의하여 가압되어 기판(1)과 몰드(40) 사이에서 변형되어 몰드(40)의 캐비티로 들어가서 성형되고, 성형이 완료된 액상 폴리머(LP)에 자외선 램프(70)로 부터 방사되는 자외선을 조사하여 경화시킨다. 또한, 도시하지는 않았으나, 광투과성 기판(1)의 양쪽면에 액상 폴리머를 도포하고, 양쪽면에 한 쌍의 몰드를 동시에 공급하면, 기판의 양측면에 광제어 요소가 형성된 광제어 장치를 연속적으로 제조할 수 있다.

도 11에 도시된 실시예는, 표면에 광제어 요소의 형상에 대응하는 패턴(63)이 형성된 몰드 로울러(62)와 가압 로울러(61)를 이용하여 광제어 장치를 제조하는 방법을 나타낸다. 가압로울러(61)로 광투과성 기판(1)을 연속적으로 공급하면서, 기판(1)의 상부면에 액상 폴리머를 공급한다. 가압로울러(61)의 상부에 설치된 몰드 로울러(62)의 표면에 형성된 캐비티(63)로 액상 폴리머가 가압되어 들어가서 성형되면, 성형이 완료된 액상 폴리머(LP)에 자외선 램프(70)로 부터 방사되는 자외선을 조사하여 경화시킨다. 또한, 도시하지는 않았으나, 광투과성 기판(1)의 양쪽면에 액상 폴리머를 도포하고, 가압로울러(61)를 몰드 로울러(62)로 대체하면, 기판의 양측면에 광제어 요소가 형성된 광제어 장치를 연속적으로 제조할 수 있다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 실시예들은, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

1 광투과성 기판
2 광투과성 시트
3 광제어 요소
4 접착제층
5 보호층
40 몰드
50 가압로울러
62 몰드 로울러

Claims

광투과성 기판의 일면에 광투과성이고 자외선 경화성인 액상 폴리머를 도포하는 액상 폴리머 도포 단계와,
일면에 복수의 광제어 요소의 형상이 음각된 몰드로 액상폴리머가 몰드의 음각 내부로 들어가도록 상기 액상 폴리머를 가압하는 액상 폴리머 가압 성형 단계와,
성형된 액상 폴리머에 자외선을 조사하여 액상폴리머를 경화시키는 액상 폴리머 경화 단계를 포함하는 복수의 광제어 요소를 구비한 광제어 장치 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 각각의 광제어 요소의 음각은, 몰드의 음각이 형성된 면에 실질적으로 수직이 되도록 형성된 복수의 측면들과, 상기 복수의 측면들과 실질적으로 평행하게 형성된 하부면을 포함하는 복수의 광제어 요소를 구비한 광제어 장치의 제조 방법.
제2항에 있어서,
상기 각각의 광제어 요소의 음각의 측면의 높이가 a, 음각의 하부면의 폭이 b이고, 각각의 음각들 사이의 간격이 c 일 때,
b 에 대한 a 의 비는 1 - 5 범위이고, b 에 대한 c의 비는 0.5 - 2 범위인 복수의 광제어 요소를 구비한 광제어 장치의 제조 방법.
제3항에 있어서,
상기 b 및 c는 10 - 100 ㎛ 범위인 복수의 광제어 요소를 구비한 광제어 장치의 제조 방법.
제4항에 있어서,
상기 각각의 광제어 요소들의 음각은 일방향을 따라서 반복되는 선형 패턴을 갖도록 연장된 복수의 광제어 요소를 구비한 광제어 장치의 제조 방법.
제5항에 있어서,
상기 반복적인 선형 패턴은 지그재그 형상인 복수의 광제어 요소를 구비한 광제어 장치 제조 방법.
제5항에 있어서,
상기 반복적인 선형 패턴은 물결파 형상인 복수의 광제어 요소를 구비한 광제어 장치 제조 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
성형되어 경화된 액상 폴리머에서 금형을 제거하는 단계와,
경화된 액상 폴리머의 상부면에 광투과성 보호층을 결합하는 단계를 더 포함하는 복수의 광제어 요소를 구비한 광제어 장치 제조 방법.
광투과성 기판의 일면에 광투과성이고 자외선 경화성인 액상 폴리머를 도포하는 액상 폴리머 도포 단계와,
외주면에 복수의 광제어 요소의 형상이 음각된 로울러 몰드로 액상폴리머가 몰드의 음각 내부로 들어가도록 상기 액상 폴리머를 가압하는 액상 폴리머 가압 성형 단계와,
성형된 액상 폴리머에 자외선을 조사하여 액상폴리머를 경화시키는 액상 폴리머 경화 단계를 포함하는 복수의 광제어 요소를 구비한 광제어 장치 제조 방법.
광투과성 기판의 양면에 광투과성이고 자외선 경화성인 액상 폴리머를 도포하는 액상 폴리머 도포 단계와,
외주면에 복수의 광제어 요소의 형상이 음각된 한 쌍의 로울러 몰드로 액상폴리머가 몰드의 음각 내부로 들어가도록 상기 기판의 양면에 도포된 액상 폴리머를 각각 가압하는 액상 폴리머 가압 성형 단계와,
성형된 액상 폴리머에 자외선을 조사하여 기판의 양면에 성형된 액상폴리머를 경화시키는 액상 폴리머 경화 단계를 포함하는 복수의 광제어 요소를 구비한 광제어 장치 제조 방법.
복수의 광제어 요소의 형상이 음각된 몰드의 일면에 광투과성이고 자외선 경화성인 액상 폴리머를 도포하는 단계와,
액상 폴리머의 상부에 광투과성 기판을 위치시키는 단계와,
액상폴리머가 몰드의 음각 내부로 들어가서 성형되도록 한 쌍의 가압로울러로 상기 기판과 몰드를 가압하는 액상 폴리머를 가압하는 단계와,
성형된 액상 폴리머에 자외선을 조사하여 액상폴리머를 경화시키는 단계를 포함하는 복수의 광제어 요소를 구비한 광제어 장치 제조 방법.