KR20130039127A - 광학시트 구조물 - Google Patents

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KR20130039127A
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조성민
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Abstract

통과하는 빛의 광학 특성 저하를 최소화하면서 광학시트간 접착력을 유지하여 일정 수준 이상의 견고함을 확보할 수 있는 광학시트 구조물이 개시된다. 상기 광학시트 구조물은, 상단부의 높이가 상호 상이한 영역을 갖도록 광학 구조가 형성된 상면을 포함하는 제1 광학시트와, 상기 제1 광학시트 상면의 일부 영역에 형성된 접착층 및 상기 접착층 상에 배치되는 제2 광학시트를 포함한다. 상기 접착층은 부분접합이 가능하도록 복수의 도트형상, 복수의 띠형상 또는 오픈 영역을 갖는 매쉬 형상으로 형성될 수 있다.

Description

광학시트 구조물{OPTICAL SHEET STRUCTURE AND METHOD FOR MENUFACTURING THE SAME}
본 발명은 광학시트 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 통과하는 빛의 광학 특성 저하를 최소화하면서 광학시트간 접착력을 유지하여 일정 수준 이상의 견고함을 확보할 수 있는 광학시트 구조물에 관한 것이다.
근래에, 액정 디스플레이(LCD)와 같은 광학 디스플레이는 이동전화, 개인 휴대 단말기, 태블릿 컴퓨터, 모니터 및 텔레비전 등 다양한 응용기기에 적용되고 있다.
이러한 액정 디스플레이 장치에는 액정 패널 방향으로 빛을 조사하기 위한 백라이트 유닛이 적용된다. 백라이트 유닛은, 광원으로부터 생성된 빛을 액정 패널의 전면으로 균일하게 입사되도록 빛을 굴절, 집광 및 확산시키기 위한 다양한 종류의 광학시트를 포함한다.
특히, 상기 광학시트는 빛을 액정 패널 방향으로 집광하기 위해, 통상 삼각단면의 프리즘 패턴을 갖는 두 장의 광학시트를 구비하며, 이 두 장의 광학시트는 각각의 프리즘 패턴이 서로 교차되도록 상하 적층 된다. 이러한 적층 과정에서, 견고한 적층 구조를 유지하기 위해, 프리즘 패턴을 갖는 두 장의 광학시트 사이에는 접착층이 구비된다.
종래에, 접착층은 상부에 위치하는 프리즘 패턴 광학시트 하면의 전면에 형성되었다. 이와 같이, 종래의 접착층은, 프리즘 패턴을 갖는 두 장의 광학시트 사이의 전면에 구비되므로, 종래의 광학시트 구조물에서는 프리즘 패턴의 상단부 전체가 접착층에 침투함으로써 침윤(Wet-Out) 현상이 발생하여 모아레 무늬가 발생하고, 접착층에 의한 광경로 변경 및 휘도 감소 등과 같은 광학 특성이 저하되는 문제점이 발생하였다.
본 발명은, 통과하는 빛의 광학 특성 저하를 최소화하면서 광학시트간 접착력을 유지하여 일정 수준 이상의 견고함을 확보할 수 있는 광학시트 구조물을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은,
상단부의 높이가 상호 상이한 영역을 갖도록 광학 구조가 형성된 상면을 포함하는 제1 광학시트;
상기 제1 광학시트 상면의 일부 영역에 형성된 접착층; 및
상기 접착층 상에 배치되는 제2 광학시트
를 포함하는 광학시트 구조물을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 광학 구조는, 복수의 제1 광학 구조물 및 상기 제1 광학 구조물의 적어도 일부에 의해 분리되며, 상기 제1 광학 구조물의 높이보다 높은 높이를 갖는 복수의 제2 광학 구조물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 복수의 제2 광학 구조물의 상단부들 사이의 거리는 일정하게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 복수의 제2 광학 구조물은 상호 평행하게 선형으로 형성된 프리즘 구조로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1 광학시트는, 그 상면 상단부를 연결한 면이 엠보싱 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1 광학시트는, 평판 형상의 제1 굴절부 및 광학적 단면을 가지고 상호 소정의 간격을 두고 선형 배열되며, 상기 제1 굴절부의 일면에 형성되는 복수의 광학구조 패턴을 갖는 제2 굴절부를 포함할 수 있다. 이 실시형태에서, 상기 복수의 광학구조 패턴의 단부를 상호 연결한 곡선은 서로 다른 높이를 갖는 볼록부 또는 오목부를 갖도록 형성되며, 상기 복수의 광학구조 패턴 각각은 그 형성된 방향으로 그 단부가 서로 다른 높이를 갖는 볼록부 또는 오목부를 갖도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 광학구조 패턴은, 단면투영시 다각 형상 또는 부분원호 형상이거나, 상기 다각 형상과 부분원호 형상이 복합된 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 복수의 광학구조 패턴의 단부를 상호 연결한 곡선이 형성하는 볼록부 또는 오목부, 또는 상기 복수의 광학구조 패턴 각각이 그 형성된 방향으로 형성하는 볼록부 또는 오목부는 등간격으로 형성되며, 상기 복수의 광학구조 패턴은 상호 등간격으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 복수의 광학구조 패턴의 단부를 상호 연결한 곡선이 형성하는 볼록부 또는 오목부, 또는 상기 복수의 광학구조 패턴 각각이 그 형성된 방향으로 형성하는 볼록부 또는 오목부는 상호 불규칙적인 간격으로 형성되며, 상기 복수의 광학구조 패턴은 상호 불규칙적인 간격으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 접착층은, 상기 제1 광학시트 상면의 일부 영역에 도트 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 접착층은, 상기 제1 광학시트 상면의 일부 영역에 상호 평행한 복수의 띠 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 접착층은, 상기 제1 광학시트 상면의 일부 영역에 복수의 오픈 영역을 갖는 메쉬 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 접착층의 면적은 상기 제1 광학시트의 평면적의 5% 이상 65% 이하로 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 제1 광학시트의 구조화 표면에 형성된 광학 구조들이 서로 다른 높이를 갖는 영역을 형성하게 함으로써, 제1 광학시트의 구조화 표면에 직접 접촉되는 면적을 감소시켜 침윤현상을 줄이고 모아레 무늬 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 구조화 표면을 갖는 제1 광학시트와 이 구조화 표면에 적층되는 제2 광학시트 사이의 접착력을 확보하기 위해 접합되는 면의 일부에만 접착층을 형성하여 부분 접합이 이루어지게 함으로써, 도광판과 광학시트 사이에 견고한 접합력을 확보함과 동시에 접착층의 적용에 따른 광학특성 변동을 최소화 할 수 있다. 특히, 전술한 침윤현상을 감소시켜 모아레 무늬 발생을 억제하는 효과를 더욱 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 부분 접착에 의한 적절한 접합력을 제공함으로써, 초박형 광학시트를 적용하는 경우에 나타날 수 있는 휨현상, 변형 및 뒤틀림 등의 문제를 억제할 수 있다. 이를 통해, 더욱 얇은 두께의 광학시트를 사용 가능하게 함으로써 전체적인 백라이트 유닛의 두께를 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 광학시트 구조물이 적용되는 액정 디스플레이의 분해 단면도이다.
도 2 내지 도 14는 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 제1 광학시트의 구조를 설명하기 위한 사시도 또는 단면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시형태에 따른 광학시트 구조물에 적용된 도트 형상의 접착층 및 광학시트를 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시형태에 따른 광학시트 구조물에 적용된 복수의 띠 형상의 접착층 및 광학시트를 도시한 도면이다.
도 17는 본 발명의 일 실시형태에 따른 면광원 장치에 적용된 메쉬 형상의 접착층 및 광학시트를 도시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 광학시트 구조물에서 접착층의 두께와 접착층이 전체 광학시트 구조물에서 차지하는 면적의 비를 변화시키면서 투과되는 빛의 휘도를 측정하여 도시한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 광학시트 구조물이 적용되는 액정 디스플레이의 분해 단면도이다.
도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 광학시트 구조물이 적용되는 액정 디스플레이는, 광원(111)과, 광원에서 발생하는 빛을 액정 디스플레이 패널(170) 방향으로 전달하는 도광판(110)과, 도광판(110)에서 전달된 빛을 확산시키는 광확산판(120)과, 집광을 위해 광학적인 구조화 표면을 갖는 제1 광학시트(130) 및 제2 광학시트(150)와, 두 개의 광학시트(130, 140) 사이에 개재되어 두 광학시트(130, 150) 간에 접착력을 제공하는 접착층(140)과, 제2 광학시트(150) 상에 배치되는 편광판(160) 및 편광판(160) 상에 배치되는 액정 디스플레이 패널(170)을 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같이, 액정 디스플레이에 제공되는 다양한 광학 시트들은 도광판(110)과 액정 디스플레이 패널(170) 사이에 적층 된다. 이 광학 시트의 적층 구조물은 목적하는 특별한 광학 성능을 얻을 수 있도록 최적화되며, 필요에 따라 추가적인 요소가 부가 또는 생략될 수 있다.
특히, 본 발명은 전술한 액정 디스플레이에 적용되는 광학 시트들 사이에 접착층(140)을 개재하여, 둘 이상의 광학 시트를 번들링하여 패키지화한 적층된 광학시트 구조물에 관한 것이다.
도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시형태는 제1 광학시트(130)와, 접착층(140) 및 제2 광학시트(150)를 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 제1 광학시트(130)와 제2 광학시트(150)는 복수의 접착층(140)에 의해 부분 접합될 수 있다. 본 발명에서 부분 접합 또는 부분 접착이란, 접착하고자 하는 표면의 전체 면에 접착제 또는 접착층이 고르게 분포하지 않고, 접착하고자 하는 표면의 일부 영역에만 접착층이 형성되어 접착층이 형성된 해당 부분에서만 접착이 이루어져 합지 되는 것을 의미한다.
상기 제1 광학시트(130)는, 일면(도 1에서 상면에 해당하는 면)이 광학적인 구조화 표면으로 형성될 수 있다. 광학적인 구조화 표면이란 제1 광학시트(130)의 하면으로부터 입사되는 빛을 집광할 수 있도록 빛의 경로를 조정할 수 있는 광학적인 구조가 형성된 표면을 의미하는 것이다. 통상적인 액정 디스플레이에서, 도광판의 광출사면 상에 배치되는 제1 광학시트에는 일 방향으로 나란하게 동일한 형상으로 복수의 프리즘 구조가 채용된다. 이에 반해, 본 발명에서 제1 광학시트(130)의 구조화 표면은, 단부의 높이가 상호 상이한 영역을 갖는 광학 구조가 형성된다. 이러한 단부의 높이 차에 의해, 광학 구조의 단부가 접합층(140)에 침투하는 영역의 크기를 감소시켜 침윤현상을 감소시킬 수 있다.
도 2 내지 도 14는 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 제1 광학시트의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 2 및 도 3은, 제1 광학시트에 형성된 광학구조물 자체의 높이가 서로 다른 예를 도시하며, 도 4 내지 도 14는 제1 광학시트에 형성된 광학구조물의 상단부를 연결한 면이 볼록부 또는 오목부의 굴곡을 갖는 엠보싱 형태로 형성된 예를 도시한다. 상기 상단부를 연결한 면은 가상의 면으로 이하에서 설명되는 다양한 실시형태에 동일하게 적용된다.
먼저, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 제1 광학시트(131)는, 서로 다른 높이를 갖는 2 종의 광학 구조물(231, 232)이 제1 광학시트(131)의 구조화 표면에 형성될 수 있다.
제1 광학 구조물(231)은 제2 광학 구조물(232)보다 낮은 높이를 갖는 광학 구조이다. 제2 광학 구조물(232)는 제1 광학 구조물(231)보다 높은 높이를 가지며, 제1 광학 구조물(231)에 의해 분리 배치될 수 있다. 즉, 제2 광학 구조물들(231) 사이에 소정 개수의 제1 광학 구조물(231)이 배치될 수 있다.
상기 제2 광학 구조물(232)들은 그 상단부들 사이의 거리가 일정하게 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 광학 구조물(232)은 상호 평행하게 선형으로 형성된 프리즘 구조로 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 제1 광학 구조물(231)과 제2 광학 구조물(232)의 높이 차로 인해,광학시트 구조물을 형상함에 있어, 상기 제2 광학 구조물(232)은 접착층(140)에 침투하여 제2 광학시트(150)와의 접합을 형성하고, 접착층(140) 또는 제2 광학시트(150)와 제1 광학 구조물(231) 사이에는 간극이 존재할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태는, 제1 광학시트(130)와 제2 광학시트(150) 사이의 접촉영역 또는 제1 광학시트(130)와 접착층(140) 사이의 접촉영역을 감소시켜 침윤 현상을 감소시킬 수 있다. 특히, 이후에 설명되는, 부분 접합이 가능하도록 형성된 접착층(140)에 의해 침윤 현상을 감소시키는 효과가 더욱 증대될 수 있다.
전술한 도 2 및 도 3의 설명에서, 제1 광학시트(130) 상에 접착층(140)을 개재하여 접합되는 제2 광학시트(150)는 통상 제1 광학시트(130)에 형성된 광학구조와 교차하는 방향으로 형성된 광학구조를 갖는 광학시트가 채용되는 것으로 설명되고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 상기 제2 광학시트(150)는 광학 특성의 구현을 위해 제1 광학시트(130)의 구조화 표면 상에 배치되는 모든 종류의 광학시트(예를 들어, 편광시트 또는 확산시트) 또는 광학구조물이 이에 해당할 수 있다.
다음으로, 도 4 내지 도 14는, 상면 상단부를 연결한 면이 엠보싱 형태를 갖는 제1 광학시트(122)의 다양한 실시형태들을 도시한다. 이 실시형태에서, 제1 광학시트(122)는, 제1 굴절부(310)와 이 제1 굴절부(310) 상에 형성된 광학구조 패턴을 갖는 제2 굴절부(320)를 포함할 수 있다. 특히, 도 4, 도 6, 도 7, 도 8, 도 10 및 도 11에 도시된 사시도에서 점선으로 표시된 부분은 볼록 또는 오목하게 형성된 엠보싱 표면을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 제1 광학시트의 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 제1 광학시트 단면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 제1 광학시트(132)은 평판 형상의 제1 굴절부(310)와, 상기 제1 굴절부(310)를 투과한 빛을 집광하여 수직방향으로 출사하는 복수의 광학구조 패턴(321)을 갖는 제2 굴절부(320)를 포함할 수 있다.
상기 제1 굴절부(310)는 투광성을 갖는 필름의 형태로 제공되며, 그 상면에 제2 굴절부(320)를 접합하기 위한 기체가 될 수 있다.
상기 제2 굴절부(320)의 광학구조 패턴(321)들은 단면 투영시 삼각형상의 광학적 단면을 갖는 프리즘 패턴으로서, 상호 소정의 간격을 두고 선형 배열될 수 있다. 이때, 광학구조 패턴(321)들은 상호 높은 피크와 낮은 피크를 갖는 굴곡진 형태를 가질 수 있다. 다시 설명하면, 상기 복수의 광학구조 패턴(321)의 단부를 상호 연결한 곡선은 서로 다른 높이를 갖는 볼록부 또는 오목부를 갖도록 형성된다. 또한, 상기 복수의 광학구조 패턴 각각은 그 형성된 방향으로 단부가 서로 다른 높이를 갖는 볼록부 또는 오목부를 갖도록 형성된다. 상기 볼록부 또는 오목부는 서로 이격되어 엠보싱 형태로 형성될 수 있다. 도 4 및 도 5의 실시형태는, 복수의 광학구조 패턴(321)의 단부를 상호 연결한 곡선이, 일정 간격으로 형성된 원호 형상의 볼록부를 포함하는 예이다. 마찬가지로, 상기 복수의 광학구조 패턴 각각이, 그 형성된 방향으로 일정 간격 형성된 원호 형상의 볼록부를 포함하는 예이다.
이와 같은, 광학구조 패턴(321)들의 높이 차이로 인해, 광학구조 패턴(321)의 상단부가 형성하는 면은 엠보싱 형태로 구현될 수 있다. 높이 차이를 갖는 엠보싱 형태의 상면에 의해, 접착층(140) 또는 제2 광학시트(150)와의 접합 시, 제1 광학 구조물(231)과 간극을 형성할 수 있다. 이를 통해, 제1 광학시트(132)와 제2 광학시트(150) 사이의 접촉영역 또는 제1 광학시트(132)와 접착층(140) 사이의 접촉영역을 감소시켜 침윤 현상을 감소시킬 수 있다. 특히, 이후에 설명되는, 부분 접합이 가능하도록 형성된 접착층(140)에 의해 침윤 현상을 감소시키는 효과가 더욱 증대될 수 있다.
상기 제1 굴절부(310)와 제2 굴절부(320)는 가시광역에서 빛을 원활하게 투과할 수 있는 광투과성 재료로서 폴리카보네이트, PVC, PP, PE, PET, 아크릴계 폴리머 중 어느 하나를 이용하여 상호 일체를 이루는 단일층으로 성형할 있다. 물론, 여건에 따라서 제1 굴절부(310)와 제2 굴절부(320)를 전술한 재료 중 동일한 재료 또는 상이한 재료를 이용하여 각각 성형한 후 상호 접하도록 결합되는 다층구조로 제작할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 광학시트(132)는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 굴절부(320)의 광학구조 패턴들(321)의 단부를 상호 연결한 곡선, 또는 하나의 광학구조 패턴 자체가 갖는 단부의 형상이, 타원, 또는 다각형상의 상향 돌출된 볼록부를 포함하는 형상으로 이 볼록부는 상호 이격된 엠보싱 형태로 형성될 수도 있다. 이를 통해, 광학구조 패턴들(321)의 단부에 의해 형성되는 면은 다양한 형상의 볼록부를 갖는 엠보싱 형태의 패턴을 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 제2 굴절부(320)의 광학구조 패턴들(321)의 단부를 상호 연결한 곡선, 또는 하나의 광학구조 패턴 자체가 갖는 단부의 형상이 원, 타원, 다각형상을 가지고 단면 하향 함몰된 오목부를 포함하는 형상으로, 이 오목부는 상호 이격된 엠보싱 형태로 형성될 수도 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 광학시트(132)에 의해 형성되는 면은 오목한 형태의 패턴이 반복되는 엠보싱 형태로 구현될 수도 있다.
그리고, 광학구조 패턴(321)은 삼각형상의 광학적 단면 외에 도 12에 도시된 바와 같이, 부분 원호 형상의 광학적 단면을 갖도록 형성될 수도 있으며, 도 13에 도시된 바와 같이, 부분 원호 형상의 광학적 단면과, 삼각 형상의 광학적 단면이 복합된 형상으로 형성될 수도 있다.
또한, 제2 굴절부(320)의 광학구조 패턴들(321)의 단부를 상호 연결한 곡선(c), 또는 하나의 광학구조 패턴 자체가 갖는 단부의 형상은, 도 14에 도시된 바와 같이, 상호 불규칙적인 간격으로 볼록 또는 오목부로 형성되고, 광학구조 패턴(321) 간의 간격이 상호 규칙적으로 형성될 수도 있다. 물론, 제2 굴절부(320)의 광학구조 패턴들(321)의 단부를 상호 연결한 곡선, 또는 하나의 광학구조 패턴 자체가 갖는 단부의 형상과 광학구조 패턴 중 적어도 어느 하나 또는 모두가 상호 불규칙적으로 형성될 수도 있다.
이러한 구조를 갖는 본 발명의 일 실시형태에 따른 제1 광학시트(132)는 제2 굴정부(320)의 상부에 배치되는 액정 패널(도 1의 170)의 전 영역에서 휘도를 증가시킴으로써, 넓은 시야각에서 고휘도를 발휘할 수 있다.
또한, 광학구조 패턴(321)이 서로 다른 높이의 단부를 갖는 구조를 이루고 있기 때문에, 제1 광학시트(130)에 직접 접촉하는 타 광학시트와의 영역 크기를 감소시킬 수 있다. 이에 의해, 침윤(Wet-Out)현상이 최소화되어 모아레 무늬의 발생을 억제할 수 있다.
상기 접착층(140)은, 제1 광학시트(130)와 제2 광학시트(150)의 결합에 접착력을 제공하기 위해 마련된 것으로서, 상기 접착층(140)은 제1 광학시트(110)의 구조화 표면과 그에 대응하는 제2 광학시트(150)의 일면 사이에 개재될 수 있다.
상기 접착층(140)은, PVA 수지 필름의 라미네이션을 위하여 사용되는 자외선 또는 가시광 경화성 아크릴계 접착제 또는 2액 경화형 접착제 등을 그 재료로 사용할 수 있으나, 광학시트의 라미네이션 접착제인 한 특별히 한정되지는 않는다.
도 15 내지 도 17은 부분 접합을 위해 형성되는 접착층의 다양한 실시형태를 도시한 도면이다.
먼저, 도 15는 본 발명의 일 실시형태에 따른 광학시트 구조물에 적용된 도트 형상의 접착층 및 광학시트를 도시한 도면이다.
도 15에 도시된 것과 같이, 도트 형상의 접착층(141)은 접촉이 이루어지는 제1광학시트(130)의 구조화 표면에 분산되어 형성됨으로써 부분 접착이 이루어지게 할 수 있다. 상기 도트 형상의 접착층(141)이 제1 광학시트(130)의 구조화 표면의 전체 면에서 차지하는 면적의 비율이나 그 두께는, 제1 광학시트(130)의 구조화 표면의 반대 면에서 출사되는 광의 휘도나 품질에 따라 적절하게 조정될 수 있다.
다음으로, 도 16은 본 발명의 일 실시형태에 따른 면광원 장치에 적용된 복수의 띠 형상의 접착층 및 광학시트를 도시한 도면이다.
도 16에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태는 제1 광학시트(130)의 구조화 표면 상에 배치되는 띠 형상을 갖는 복수의 접착층(142)을 갖는다. 상기 복수의 접착층(142)은 제2 광학시트(150)와 제1 광학시트(130)를 서로 부분 접합하여 견고한 결합력을 제공한다.
이 실시형태에서, 띠 형상을 갖는 복수의 접착층(142)은, 부분 접합이 이루어질 수 있도록 서로 일정 간격으로 평행하게 배치된 복수의 띠 형상을 갖도록 구현될 수 있다. 특히, 상기 복수의 접착층(142)은 광학시트(130)의 구조화 표면, 즉 선형의 프리즘 패턴(예를 들어, 도 2의 231, 232) 또는 광학구조 패턴(예를 들어, 도 4의 321)이 형성된 방향과 동일한 방향으로 연장 형성된 띠 형상을 가질 수 있다.
다음으로, 도 17은 본 발명의 일 실시형태에 따른 면광원 장치에 적용된 메쉬 형상의 접착층 및 광학시트를 도시한 도면이다.
도 17에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태는 광학시트(130)의 구조화 표면 상에 배치되는 메쉬 형상의 접착층(143)을 갖는다. 상기 메쉬 형상의 접착층(143)은 제2 광학시트(150)와 제1 광학시트(130)의 사이에 배치되며, 제2 광학시트(150)와 제1 광학시트(130)의 전면이 접합되지 않도록 오픈 영역(s)을 갖는 메쉬 형태로 제공되어 제2 광학시트(150)와 제1 광학시트(130)를 부분적으로 접합한다.
상기 메쉬 형태의 접착층(142)은, 상호 평행하게 배치되는 복수의 띠들이 상호 교차하는 형태로 형성될 수 있다. 이 복수의 띠 형상이 상호 교차되는 구조에서 일 방향으로 평행하게 배치된 두 개의 띠 형상과 그에 교차하는 방향으로 평행하게 배치된 두 개의 띠 형상에 의해 오픈 영역(s)이 형성될 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시형태에서는, 메쉬 형태의 접착층(142)을 구성하는 복수의 띠 형상들이 형성된 방향을, 광학시트(130)의 구조화 표면에 형성된 광학구조물의 형성 방향, 즉 선형의 프리즘 패턴(예를 들어, 도 2의 231, 232) 또는 광학구조 패턴(예를 들어, 도 4의 321)이 형성된 방향과 동일하지 않도록 형성할 수 있다.
전술한 것과 같은 다양한 구조를 갖는 광학시트 구조물에서, 접착층의 두께와 면적은 광학시트 구조물을 통과하는 빛의 휘도와 밀접한 관계를 갖는다. 도 18은 두 장의 프리즘 시트를 접합하되 접착층의 두께와 접착층이 전체 광학시트 구조물에서 차지하는 면적의 비를 변화시키면서 투과되는 빛의 휘도를 측정하여 도시한 그래프이다. 도 18에 도시된 그래프에서, 기준 휘도는 접착층을 적용하지 않은 두 장의 프리즘 시트를 투과한 휘도를 나타낸다. 도 18에 도시된 그래프는 전술한 도트 형상의 부분 접착층, 띠 형상의 부분 접착층 및 매쉬 형상의 부분 접착층에 공통적으로 측정된 것이다.
도 18에 나타난 바와 같이, 접착층의 두께가 두꺼워질수록 휘도가 감소하는 것을 관찰할 수 있다. 또한, 접착층의 총 면적이 전체 광학시트 구조물에서 차지하는 면적의 65% 이하가 되는 경우 두께 증가에 따른 휘도 저하 현상이 현저히 둔화되는 것을 확인할 수 있다. 한편, 다양한 형태의 접착층이 적절한 접착력을 제공하기 위해서는 전체 접합면적의 5 % 이상 형성되는 것이 바람직하다. 접착층의 면적이 접합면적의 5 % 미만이 되는 경우에는, 가벼운 외력이 발생하는 경우 접착 상태가 파손될 위험도가 높아진다.
따라서, 접착층에 의한 휘도 저하 현상과 적절한 접합력을 제공할 수 있도록, 상기 접착층의 면적은 도광판과 광학시트가 접합되는 영역의 면적, 즉 광학시트의 평면적의 5 % 이상 65 % 이하인 것이 바람직하다.
한편, 접착층을 적용하는 경우, 광학시트 구조물의 광 투과시 육안으로 관찰하였을 때, 주변보다 어둡게 나타나는 영역이 발생하는 쉐이딩 현상이 발생할 수 있다. 이러한 쉐이딩 현상은 디스플레이 시스템의 전체 영역에 균일한 빛을 제공하지 못하게 하므로 바람직하지 않다. 이러한 쉐이딩 현상은 주로 부분 접합을 형성하는 도트 형상 또는 띠 형상의 폭과 제1 광학시트의 프리즘 패턴 피치에 의존한다. 하기 표 1은 도트 형상의 접착층을 적용한 경우, 도트의 직경과 제1 광학시트의 프리즘 피치를 변화시키면서 투과되는 빛을 육안으로 관찰하여, 쉐이딩 현상이 관찰되는 경우를 O 표, 쉐이딩 현상이 관찰되지 않는 경우를 X 표로 나타낸 결과이다. 또한, 표 2 및 표 3은 각각 띠형상 및 매쉬형상의 접착층에서 접착층의 폭과 제1 광학시트의 프리즘 피치를 변화시키면서 투과되는 빛을 육안 관찰하여, 쉐이딩 현상이 관찰되는 경우를 O 표, 쉐이딩 현상이 관찰되지 않는 경우를 X 표로 나타낸 결과이다.
피치＼직경 20 ㎛ 50 ㎛ 100 ㎛ 150 ㎛ 200 ㎛ 300 ㎛ 500 ㎛ 700 ㎛ 800 ㎛
15 ㎛ X X X O O O O O O
21 ㎛ X X X X X O O O O
25 ㎛ X X X X X O O O O
30 ㎛ X X X X X O O O O
40 ㎛ X X X X X X O O O
50 ㎛ X X X X X X O O O
80 ㎛ X X X X X X X X O
피치＼폭 16 ㎛ 50 ㎛ 70 ㎛ 100 ㎛ 120 ㎛ 150 ㎛ 200 ㎛
10 ㎛ X X X O O O O
15 ㎛ X X X X X O O
20 ㎛ X X X X X X O
25 ㎛ X X X X X X X
40 ㎛ X X X X X X X
60 ㎛ X X X X X X X
80 ㎛ X X X X X X X
피치＼폭 16 ㎛ 50 ㎛ 70 ㎛ 100 ㎛ 120 ㎛ 150 ㎛ 200 ㎛
10 ㎛ X X X O O O O
15 ㎛ X X X X X O O
20 ㎛ X X X X X X O
25 ㎛ X X X X X X X
40 ㎛ X X X X X X X
60 ㎛ X X X X X X X
80 ㎛ X X X X X X X

도트 형상의 접착층을 갖는 실시형태의 실험 결과를 나타낸 상기 표 1에 따르면, 프리즘 피치가 작을수록 접착제 도트 크기도 작게 형성하여야 쉐이딩 현상이 발생하지 않는 것을 알 수 있다. 이를 접착층의 직경과 프리즘 피치의 비로써 표현하면, 접착층의 폭이 프리즘 패턴의 피치보다 대략 10배 이상 넓은 경우 쉐이딩 현상이 나타나는 것이 확인되었다. 상기 표 1에서, 쉐이딩 현상과 관련하여 접착층의 도트 직경이 갖는 하한에 대해서는 특정한 값으로 한정되지 않으나, 접착층의 도트 직경이 프리즘 피치 보다 작은 경우, 프리즘 구조의 두 피크 사이에 도트 형상의 접착층이 위치하여 프리즘 구조의 피크 부분에 접착층이 접촉하지 됨으로써 접착력이 저하될 수 있다는 점을 감안하여, 접착층 도트 직경은 프리즘 피치보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 띠 형상의 접착층을 갖는 실시형태의 실험 결과를 나타낸 상기 표 2에 따르면, 접착층의 폭이 프리즘 패턴의 피치보다 대략 10배 이상 넓은 경우 쉐이딩 현상이 나타나는 것이 확인되었다. 따라서, 띠 형상의 접착층을 갖는 실시형태에서, 접착층의 폭은 프리즘 패턴의 피치보다 크게 형성되되, 그 상한은 프리즘 패턴 피치의 10배 미만인 것이 바람직함을 알 수 있다.
또한, 매쉬 형상의 접착층을 갖는 실시형태의 실험 결과를 나타낸 상기 표 3에 따르면, 접착층의 폭, 즉 메쉬 형상의 접착층을 형성하도록 상호 교차하는 띠 구조가 갖는 폭은 프리즘 패턴 피치의 10배 미만인 것이 바람직함을 알 수 있다. 또한, 메쉬 형상의 접착층을 형성하도록 상호 교차하는 띠 구조의 폭이 갖는 하한은 특정한 값으로 한정되지는 않으며, 전술한 바람직한 접착층의 면적비를 감안하여 적절하게 결정될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시형태들은, 구조화 표면을 갖는 제1 광학시트(130)와 이 구조화 표면에 적층되는 제2 광학시트(150) 사이의 접착력을 확보하기 위해 접합되는 면의 일부에만 접착층을 형성하여 부분 접합이 이루어지게 한다. 이로써, 도광판과 광학시트 사이에 견고한 접합력을 확보함과 동시에 접착층의 적용에 따른 광학특성 변동을 최소화 할 수 있다. 특히, 본 발명의 다양한 실시형태들은, 제1 광학시트(130)의 구조화 표면에 형성된 광학 구조들이 서로 다른 높이를 갖는 영역을 형성하게 함으로써, 제1 광학시트(130)의 구조화 표면에 직접 접촉되는 면적을 감소시켜 침윤현상을 줄이고 모아레 무늬 발생을 억제할 수 있다.
또한, 분 발명의 실시형태들은, 부분 접착에 의한 적절한 접합력을 제공함으로써, 초박형 광학시트(프리즘 시트)를 적용하는 경우에 나타날 수 있는 휨현상, 변형 및 뒤틀림 등의 문제를 억제할 수 있다. 이를 통해, 더욱 얇은 두께의 광학시트를 사용 가능하게 함으로써 전체적인 백라이트 유닛의 두께를 감소시킬 수 있다.
110: 도광판 111: 광원
120: 광확산판 130, 131, 132: 제1 광학시트
140, 141, 142, 143: 접착층 150: 제2 광학시트
160: 편광판 170: 액정 디스플레이 패널
231: 제1 광학구조물 232: 제2 광학구조물
310: 제1 굴절부 320: 제2 굴절부
321: 광학구조 패턴

Claims (13)

  1. 상단부의 높이가 상호 상이한 영역을 갖도록 광학 구조가 형성된 상면을 포함하는 제1 광학시트;
    상기 제1 광학시트 상면의 일부 영역에 형성된 접착층; 및
    상기 접착층 상에 배치되는 제2 광학시트
    를 포함하는 광학시트 구조물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광학 구조는,
    복수의 제1 광학 구조물; 및
    상기 제1 광학 구조물의 적어도 일부에 의해 분리되며, 상기 제1 광학 구조물의 높이보다 높은 높이를 갖는 복수의 제2 광학 구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학시트 구조물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 제2 광학 구조물의 상단부들 사이의 거리는 일정한 것을 특징으로 하는 광학시트 구조물.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 제2 광학 구조물은 상호 평행하게 선형으로 형성된 프리즘 구조인 것을 특징으로 하는 광학시트 구조물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 광학시트는,
    그 상면 상단부를 연결한 면이 엠보싱 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 광학시트 구조물.

  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 광학 시트는,
    평판 형상의 제1 굴절부; 및
    광학적 단면을 가지고 상호 소정의 간격을 두고 선형 배열되며, 상기 제1 굴절부의 일면에 형성되는 복수의 광학구조 패턴을 갖는 제2 굴절부를 포함하며,
    상기 복수의 광학구조 패턴의 단부를 상호 연결한 곡선은 서로 다른 높이를 갖는 볼록부 또는 오목부를 갖도록 형성되며,
    상기 복수의 광학구조 패턴 각각은 그 형성된 방향으로 그 단부가 서로 다른 높이를 갖는 볼록부 또는 오목부를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 광학시트 구조물.

  7. 제6항에 있어서, 상기 광학구조 패턴은
    단면투영시 다각 형상 또는 부분원호 형상이거나, 상기 다각 형상과 부분원호 형상이 복합된 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학시트 구조물.

  8. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 광학구조 패턴의 단부를 상호 연결한 곡선이 형성하는 볼록부 또는 오목부, 또는 상기 복수의 광학구조 패턴 각각이 그 형성된 방향으로 형성하는 볼록부 또는 오목부는 등간격으로 형성되며,
    상기 복수의 광학구조 패턴은 상호 등간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학시트 구조물.

  9. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 광학구조 패턴의 단부를 상호 연결한 곡선이 형성하는 볼록부 또는 오목부, 또는 상기 복수의 광학구조 패턴 각각이 그 형성된 방향으로 형성하는 볼록부 또는 오목부는 상호 불규칙적인 간격으로 형성되며,
    상기 복수의 광학구조 패턴은 상호 불규칙적인 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학시트 구조물.

  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착층은, 상기 제1 광학시트 상면의 일부 영역에 도트 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 광학시트 구조물.

  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착층은, 상기 제1 광학시트 상면의 일부 영역에 상호 평행한 복수의 띠 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 면광원 장치.

  12. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착층은, 상기 제1 광학시트 상면의 일부 영역에 복수의 오픈 영역을 갖는 메쉬 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 면광원 장치.

  13. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착층의 면적은 상기 제1 광학시트의 평면적의 5% 이상 65% 이하인 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
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