KR20130113912A - 일체형 광학 필름 ,확산층 제조방법 및 확산층 제조방법을 이용한 일체형 광학 필름 제조방법 - Google Patents

Abstract

일체형 광학 필름이 개시되며, 상기 일체형 광학 필름은 하층부; 상기 하층부의 상측에 적층되는 상층부; 및 상기 하층부의 하측에 적층되는 베이스 플레이트를 포함하되, 상기 하층부 및 상기 상층부 각각은 빛을 확산시키기 위해 상측면 및 하측면 중 하나 이상의 면에 굴곡 형성되는 복수 개의 굴곡 확산부가 구비된 확산 플레이트를 포함하고, 상기 확산 플레이트는 상기 하층부 및 상기 상층부에 각각 하나 이상 적층된다.

Description

일체형 광학 필름 ,확산층 제조방법 및 확산층 제조방법을 이용한 일체형 광학 필름 제조방법{ONE BODY TYPE OPTICAL FILM, METHOD FOR MANUFACTURING DIFFUSION LAYER, AND METHOD FOR MANUFACTURING ONE BODY TYPE OPTICAL FILM USING METHOD FOR MANUFACTURING DIFFUSION LAYER}

본원은 일체형 광학 필름, 일체형 광학 필름에 포함되는 확산층의 제조방법 및 이러한 확산층 제조방법을 이용한 일체형 광학 필름 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치(LCD)는 다양한 분야에 널리 사용되는 대표적인 디스플레이 장치이다. 이러한 액정표시장치는 비발광형 장치이므로, 빛을 발생시키기 위한 백라이트 유닛이 요구된다.

따라서, 이러한 백라이트 유닛은 액정표시장치의 크기와 광효율을 결정하는 중요한 요소이며, 다양한 광학적 시트들의 어셈블리로 이루어진다.

일반적으로 백라이트 유닛은 광원, 도광판, 반사판, 확산시트, 프리즘시트 및 보호시트를 포함한다. 광원에서 발생된 광은 도광판을 통해 확산시트를 향하고, 확산시트에 의해 확산된 광은 제1 및 제 2 프리즘시트를 통해 액정표시패널로 향하게 된다.

확산시트는 전체 면적에서 균일한 휘도를 제공하는 역할을 한다. 또한, 프리즘 시트는 특정 시야각 범위에서 휘도를 향상시키는 기능을 수행한다. 이러한 특정 시야각에서의 휘도 향상은 프리즘 구조에 의한 집광에 의해 구현될 수 있다.

그런데, 종래의 액정표시장치에서 확산시트와 프리즘시트는 단순 접촉에 의해 구비되어 있기 때문에 액정표시장치가 사용되는 기간이 길어지는 경우 확산시트와 프리즘시트가 서로 어긋나게 될 수 있으며, 이에 따라 액정표시패널에 빛샘 현상이 발생되거나, 액정표시패널로의 빛의 굴절이 제대로 이루어지지 않아 시야각이 좁아지거나, 특정 시야각에서 화면을 볼 수 없는 문제점이 발생될 수 있었다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 견고하게 일체성을 확보하고 보다 슬림하게 구비됨에 동시에, 휘도 및 광 균일도가 크게 향상되도록 광을 효율적으로 확산 및 굴절시킬 수 있는 일체형 광학 필름, 확산층 제조방법 및 확산층 제조방법을 이용한 일체형 광학 필름 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제1 측면에 따른 일체형 광학 필름은 하층부; 상기 하층부의 상측에 적층되는 상층부; 및 상기 하층부의 하측에 적층되는 베이스 플레이트를 포함하되, 상기 하층부 및 상기 상층부 각각은 빛을 확산시키기 위해 상측면 및 하측면 중 하나 이상의 면에 굴곡 형성되는 복수 개의 굴곡 확산부가 구비된 확산 플레이트를 포함하고, 상기 확산 플레이트는 상기 하층부 및 상기 상층부에 각각 하나 이상 적층된다.

또한, 본원의 제1 측면에 따른 확산층 제조방법은 (a) 확산층에 형성될 확산부에 대응되는 패턴을 갖는 몰드 상에 레진을 코팅하는 단계; (b) 상기 몰드 상에 코팅된 레진을 가경화하여 확산층을 형성하는 단계; 및 (c) 가경화 상태의 상기 확산층을 상기 몰드로부터 분리하는 단계를 포함한다.

또한, 본원의 제1 측면에 따른 일체형 광학 필름 제조방법은 (a) 본원의 제1 측면에 따른 확산층 제조방법에 의해 가경화 상태의 확산층을 제조하는 단계; (b) 상기 확산층과 일체화시킬 층에 이웃하도록 가경화 상태의 상기 확산층을 적층하는 단계; 및 (c) 적층된 상기 확산층을 완전 경화시켜 상기 이웃한 층과 일체화하는 단계를 포함한다.

또한, 본원의 제2 측면에 따른 일체형 광학 필름 제조방법은 (a) 제11항에 따른 확산층 제조방법에 의해 가경화 상태의 제1 확산층을 제조하는 단계; (b) 기재층의 상면 및 하면 중 한 면 상에 상기 제1 확산층을 적층하고, 상기 제1 확산층 상에 굴절층 및 광 전달층 중 하나를 적층하는 단계; (c) 상기 제1 확산층을 완전 경화시켜 상기 굴절층 및 광 전달층 중 하나와 일체화하고 상기 기재층과 일체화하는 단계; (d) 제11항에 따른 확산층 제조방법에 의해 가경화 상태의 제2 확산층을 제조하는 단계; (e) 상기 기재층의 상면 및 하면 중 다른 한 면 상에 상기 제2 확산층을 적층하고, 상기 제2 확산층 상에 상기 굴절층 및 광 전달층 중 다른 하나를 적층하는 단계; 및 (f) 상기 제2 확산층을 완전 경화시켜 상기 굴절층 및 광 전달층 중 다른 하나와 일체화하고 상기 기재층과 일체화하는 단계를 포함한다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 확산층이 점착성 또는 접착성을 갖도록 형성됨으로써, 사용 기간이 길어지더라도 허용치 이상의 과도한 외력이 작용하지 않는 한 확산층과 굴절층이 서로 어긋나지 않게 되므로, 빛샘 현상이 발생되거나 광 시야각이 좁아지거나 특정 시야각으로 광 발산이 이루어지지 않는 문제점이 해결될 수 있다.

또한 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 제1 오목 확산부의 함몰 깊이보다 작은 함몰 깊이를 갖도록 제2 오목 확산부를 구비함으로써, 확산층에 도달한 광의 경로가 초반부터 분산되는 것을 방지하면서, 제1 오목 확산부를 통한 효율적인 광 확산 작용과의 유기적인 연계를 통해 휘도의 높은 향상을 꾀할 수 있고, 이와 동시에 광 전달층과 확산층의 면 대 면 접합으로 인해 발생될 수 있는 모아레 현상의 발생을 방지할 수 있다.

또한 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 확산층의 제1 오목 확산부와 제2 오목 확산부가 휘도 및 광 균일도가 보다 향상될 수 있는 서로 상이한 함몰 깊이 및 형상으로 명확하게 형성될 수 있으며, 확산층 자체가 점착제 또는 접착제의 역할을 할 수 있어, 이러한 확산층을 적용한 광학 필름이 보다 슬림한 두께로 구비될 수 있으면서도 서로 쉽게 분리되지 않게 되고, 이에 따라 빛샘 현상 등이 방지될 수 있다.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 일체형 광학 필름의 사시도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 일체형 광학 필름의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 III-III 선을 따라 절개한 단면도 및 단면도의 일부를 확대한 개념도이다.
도 4는 확산층을 위에서 바라본 평면도이다.
도 5는 확산층을 아래에서 바라본 저면도이다.
도 6은 복수의 곡률 반경의 조합에 의해 형성되는 오목한 곡면 형상을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 확산층 및 이를 제작하는 몰드를 나타낸 개념도이다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 확산층 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 확산층 제조방법을 이용한 일체형 광학 필름 제조방법을 나타낸 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.

본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 “이들의 조합”의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.

참고로, 본원의 실시예에 관한 설명 중 방향이나 위치와 관련된 용어(상면, 하면, 상측, 상향, 하향 등)는 도 3을 기준으로 하여 설정한 것이다. 예를 들어 도 3에서 위쪽을 향한 방향이 상향, 위쪽을 향한 면이 상면, 아래쪽을 향한 방향이 하향, 아래쪽을 향한 면이 하면 등이 될 수 있다. 다만, 본원의 실시예의 다양한 실제적인 적용에 있어서는, 상면이 전방을 향하게 배치되는 등 다양한 방향으로 배치될 수 있을 것이다.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 일체형 광학 필름의 사시도이고, 도 2는 본원의 일 실시예에 따른 일체형 광학 필름의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 III-III 선을 따라 절개한 단면도 및 단면도의 일부를 확대한 개념도이다. 또한, 도 4는 확산층을 위에서 바라본 평면도이고, 도 5는 확산층을 아래에서 바라본 저면도이다.

이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 본원의 일 실시예에 따른 일체형 광학 필름(이하 '본 일체형 광학 필름'이라 함)(100)에 대해 설명한다. 참고로, 본원의 일 실시예에 따른 일체형 광학 필름은 액정표시장치(LCD)뿐 아니라 전기영동 표시장치 등의 모든 수광형 표시장치, 간판, 조명 등 다양한 분야에 적용될 수 있다.

본 일체형 광학 필름(100)은 광 전달층(5)을 포함할 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 광 전달층(5)은 확산층(3) 및 굴절층(1)이 적층되는 층으로서, 하측으로부터 확산층(3)으로 광을 전달하는 층이다.

이를테면 도광판(LGP, Light Guide Plate)이 이러한 광 전달층(5)의 역할을 수행할 수 있다. 다시 말해, 광 전달층(5)은 도광판일 수 있다. 도광판은 램프(도면 미도시)로부터 입사된 광을 균일한 평면광으로 변환시켜주는 구성요소로서, 일반적으로 아크릴 수지인 PMMA(polymethymethacrylate)로 이루어진다. 다만, 광 전달층(5)은 반드시 도광판으로만 한정되는 것은 아니며, 확산층(3)으로 광을 전달할 수 있는 층을 모두 포함하는 개념으로 이해됨이 바람직하다.

이와 같이, 광 전달층(5)이 도광판으로 구비되면, 본 일체형 광학 필름(100)이 보다 슬림하게 구비될 수 있다.

참고로, 도광판에 광을 입사시키는 램프는 예시적으로 도광판인 광 전달층(5)의 측면에 구비될 수 있으나, 이러한 위치에만 한정되는 것은 아니며, 본 일체형 광학 필름의 쓰임새에 따라 직하 타입(Direct tyep)으로 도광판인 광 전달층(5)의 하측에 배치되는 등 다양하게 구비될 수 있다.

또한, 이렇게 도광판에 장착되는 램프의 종류로는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), LED(Light Emitting Diode), EL(Electro Luminescent) 등이 있다.

다만, 본 일체형 광학 필름(100)은 후술할 확산층(3)과 확산층(3) 상에 적층되는 굴절층(1)의 구성을 포함하되, 상술한 광 전달층(5)의 구성은 포함하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 광 전달층(5)이 제외된 본 일체형 광학 필름(100)을 타업체에 공급하면, 타업체에서 도광판과 같은 광 전달층(5) 상에 이러한 본 일체형 광학 필름(100)을 적층하여 사용할 수도 있다. 즉, 본 일체형 광학 필름(100)은 광 전달층(5)의 구성을 포함하는 광학 필름 형태로 제품화될 수도 있고, 광 전달층(5)의 구성은 포함하지 않는 광학 필름 형태로 제품화될 수도 있다.

또한, 본 일체형 광학 필름(100)은 확산층(3)을 포함한다.

확산층(3)은 광 전달층(5)을 거쳐 전달되는 광이 확산되도록 광 전달층(5) 상에 적층될 수 있다.

그리고 확산층(3)은 상면 및 하면이 점착성 또는 접착성 있는 재질로 이루어져 굴절층(1)과 일체로 구비된다. 또한, 확산층(3)은 광 전달층(5)과도 일체로 구비될 수 있다. 여기서 일체로 구비된다는 것은, 본 일체형 광학 필름(100)에 외력이 가해졌을 때 적층된 각 층들이 서로 분리되지 않도록 하나의 몸체로 형성되는 것을 의미한다.

다시 말해, 확산층(3)은 광원으로부터 발산되어 광 전달층(5) 등을 통해 전달된 광을 확산시켜 굴절층(1)으로 전달하는 역할과 함께, 굴절층(1) 및 광 전달층에 점착성 또는 접착성 있는 재질이 맞닿도록 적층됨으로써 본 일체형 광학 필름(100)이 일체로 형성되게 하는 역할을 한다.

이와 같이, 본 일체형 광학 필름(100)이 일체로 형성됨으로써, 사용 기간이 길어지더라도 허용치 이상의 과도한 외력이 작용하지 않는 한 확산층(3)과 굴절층(1)이 서로 어긋나지 않게 되므로, 빛샘 현상이 발생되거나 광 시야각이 좁아지거나 특정 시야각으로 광 발산이 이루어지지 않는 문제점이 해결될 수 있다.

이러한 확산층(3)은 그 자체가 점착성 있는 재질으로 형성될 수 있다. 이를테면 확산층(3)은 점착성 있는 레진으로 형성될 수 있다. 이렇게 확산층(3) 자체가 점착성 있는 재질로 형성됨으로써, 확산층(3) 자체만으로 본 일체형 광학 필름(100)을 일체화될 수 있어, 확산층(3)의 상면 및 하면에 별도의 점착층 또는 접착층을 부가할 필요가 없어져, 본 일체형 광학 필름(100)이 보다 슬림하게 구비될 있으며, 구성이 간명하므로 제조가 용이해지고 구성이 간명한만큼 구성간 결합이 보다 견고해져 적층된 각 층들간의 분리가 보다 확실히 방지될 수 있다.

또한 여기서 점착성이라 함은 끈끈하게 달라붙어서 점착력이 계속적으로 유지되는 성질을 의미한다. 예를 들어 설명하면, 점착성은 확산층(3)에 광 전달층(5) 또는 굴절층(1)을 맞붙인 다음 소정 이상의 힘을 가해 떼어내어도 확산층(3)에 끈끈함이 계속적으로 유지되도록 하는 성질로서, 확산층(3)에 떼어낸 광 전달층(5) 또는 굴절층(1)을 다시 맞붙이면 또다시 서로 달라붙어 일체화되도록 하는 성질을 의미한다.

즉, 점착성은 처음 접합할 때에만 끈끈함이 존재하고 떼어내면 끈끈함이 상실되어 다시 붙일 수 없게 되는 성질인 접착성과는 구별되는 개념이다. 다시 말해, 점착이라는 개념은 본 일체형 광학 필름(100)을 처음 제조하는 공정 중에만 접착력이 존재하고 본 일체형 광학 필름(100)의 제조가 완료된 후에 예상치 못한 외력이 가해져 각 층들이 서로 벌어지는 경우에는 접착력이 상실되어 다시 서로 접합되지 못하게 되는 부착 및 접착과는 다른 개념으로 이해될 수 있다.

이와 같이, 점착성을 갖는 확산층(3)을 통해 본 일체형 광학 필름(100)이 구비되도록 함으로써, 일체형 광학 필름(100)에 허용치를 초과하는 크기 및 방향의 외력이 가해져 각 층들이 서로 분리되는 경우가 예상치 못하게 발생되더라도, 확산층(3)의 표면에는 계속적으로 끈끈함이 유지되고 있으므로, 분리된 층들이 다시 쉽게 일체화될 수 있어, 본 일체형 광학 필름(100)이 보다 견고하게 일체성을 유지할 수 있으며, 이에 따라 빛샘 현상이 발생되거나 광 시야각이 좁아지거나 특정 시야각으로 광 발산이 이루어지지 않는 문제점도 훨씬 효과적으로 해결할 수 있게 된다.

또한, 확산층(3)의 재질로 적용되는 이러한 레진은 경화된 상태에서도 점착성이 유지되는 경화성 레진일 수 있다. 즉, 확산층(3)은 광 경화성 레진 또는 열 결화성 레진일 수 있다. 예시적으로, 확산층(3)은 점착성을 갖고 투명하며 자외선(UV), 적외선(IR), 및 열 중 어느 하나에 의해 경화되는 경화성 레진일 수 있다. 참고로, 열을 통한 경화는 열건조기(Dryer)를 통해 이루어질 수 있다.

그리고 확산층(3)의 상면에는 복수의 제1 오목 확산부(311)가 형성된다. 아울러, 확산층(3)의 하면에는 복수의 제2 오목 확산부(331)가 형성된다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 제1 오목 확산부(311)는 확산층(3)의 상면에서 하향으로 움푹 패인 홈 형태로 형성될 수 있으며, 제2 오목 확산부(331)는 확산층(3)의 하면에서 상향으로 움푹 패인 홈 형태로 형성될 수 있다. 이러한 홈 형태는 효율적인 광 확산 및 휘도 향상을 고려하여 다양한 형태로 설정될 수 있다.

예시적으로 도 1 내지 도 3을 참조하면, 확산층(3)은 기재층(35)을 중심으로 그 상측에는 제1 확산층(31)이 적층되고, 그 하측에는 제2 확산층(33)이 적층되어 형성될 수 있다. 따라서, 제1 확산층(31)에는 제1 오목 확산부(311)가 형성되고, 제2 확산층(33)에는 제2 오목 확산부(331)가 형성될 수 있다. 기재층(35)은 광 투과성을 갖는 재질을 가질 수 있다. 이를테면 기재층(35)은 제1 확산층(31) 및 제2 확산층(33)과 동일한 재질로 형성될 수 있다.

그리고 도 7을 참조하여 후술하겠지만, 이러한 확산층(3)은 오목 확산부(31, 33)에 대응하는 패턴(610, 710)을 가진 몰드(600, 700) 등을 통해 제조될 수 있다.

광 전달층(5)을 통과한 광은 이러한 확산층(3)에 형성된 오목 확산부(31, 33)를 통해 보다 균일하게 확산되어 굴절층(1)으로 전달될 수 있게 된다. 참고로, 확산층(3)의 상면 및 하면 중 이러한 오목 확산부(31, 33)가 형성되지 않은 부분의 점착력 또는 접착력을 통하여 각 층들은 접합되어 일체화될 수 있다.

한편, 제2 오목 확산부(331)는 제1 오목 확산부(311)가 하향으로 함몰된 깊이보다 작은 깊이만큼 상향으로 함몰된다.

예시적으로 도 1 내지 도 3, 특히 도 3을 참조하면, 제1 오목 확산부(311)가 하향으로 함몰된 깊이(D1)보다 제2 오목 확산부(331)가 상향으로 함몰된 깊이(D2)가 더 작도록 확산부(3)가 구비된다.

제2 오목 확산부(331)가 제1 오목 확산부(311)의 함몰 깊이(D1)와 동일 또는 유사한 깊이로 함몰되는 경우, 광 전달층(5)을 통해 확산층(3)에 도달한 광의 경로가 초반부터 분산되어, 굴절층(1)을 거쳐 상향으로 조사되는 광의 휘도가 오히려 저하되는 문제점이 있다. 또한, 제2 오목 확산부(331)를 확산층(3)의 하면에 형성시키지 않는 경우, 광 전달층(5)과 확산층(3)의 하면이 면 대 면으로 밀착되면서 광 전달층(5)으로부터 확산층(3)으로의 광 전달에 있어서 모아레(Moire) 현상이 발생하게 되는 문제점이 있다.

*본 일체형 광학 필름(100)은 상술한 바와 같은 두 가지 문제점을 해결하고자, 확산층(3)의 상면에 형성된 제1 오목 확산부(311)와 단순히 대칭이 되는 형상으로 확산층(3)의 하면에 제2 오목 확산부(331)를 형성시키는 것이 아니라, 제1 오목 확산부(311)의 함몰 깊이(D1)보다 작은 함몰 깊이(D2)를 갖도록 제2 오목 확산부(331)를 구비함으로써, 광 전달층(5)을 통해 확산층(3)에 도달한 광의 경로가 초반부터 분산되는 것을 방지하면서 제1 오목 확산부(311)를 통한 효율적인 광 확산 작용과의 유기적인 연계를 통해 휘도의 높은 향상을 꾀하고, 이와 동시에 광 전달층(5)(특히 광 전달층(5)이 도광판인 경우)과 확산층(3)의 면 대 면 접합으로 인해 발생될 수 있는 모아레 현상의 발생을 방지하는 효과를 창출한다.

이러한 제1 오목 확산부(311) 및 제2 오목 확산부(331) 각각은 미리 설정된 하나의 곡률 반경 또는 미리 설정된 복수의 곡률 반경의 조합에 의해 형성되는 오목한 곡면 형상으로 함몰될 수 있다. 여기서, 미리 설정된 곡률 반경은 광 균일도, 휘도 등의 광 효율이 향상될 수 있는 곡률 반경으로 미리 설정되는 것이 바람직하다.

도 6은 복수의 곡률 반경의 조합에 의해 형성되는 오목한 곡면 형상을 설명하기 위한 개념도이다.

도 6을 참조하면, 복수의 곡률 반경의 조합에 의해 형성되는 오목한 곡면 형상이라는 것은, 곡면 형상을 어느 방향에 대해 자르더라도 단 하나의 동일한 곡률 반경을 갖는 호형 단면만을 갖는 것이 아니라, 다양한 곡률 반경을 갖는 곡선들이 서로 연결되는 단면을 갖거나(도 6의 (a) 참조), 2 방향 이상에 대해 단면을 잘라 보았을 때 각기 다른 곡률 반경을 갖는 호형 단면이 될 수 있음(도 6의 (b) 참조)을 의미한다.

예를 들면, 도 6의 (a)에 나타난 바와 같이 단면의 상측과 하측이 다른 곡률 반경(r1, r2)을 가지고 서로 연결되는 경우, 도 6의 (b)에 나타난 바와 같이 제1 방향으로 자른 단면이 갖는 곡률 반경(rx)과 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 다른 단면이 갖는 곡률 반경(ry)이 서로 다른 크기를 갖는 경우 등이 이렇게 복수의 곡률 반경이 조합되는 경우에 해당될 수 있다. 이러한 복수의 곡률 반경의 조합 또한 광 균일도 및 휘도가 향상될 수 있도록 설정됨이 바람직하다.

제1 오목 확산부(311) 및 제2 오목 확산부(331)는 본 일체형 광학 필름(100)이 적용되는 장치, 여건 등에 따라 다양한 형상으로 함몰될 수 있겠지만, 상술한 바와 같이, 곡률 반경을 갖는 곡면 형상으로 오목하게 함몰 형성되는 것이 균일하고 넓은 범위의 광 확산이라는 측면에서 바람직할 수 있다.

예시적으로 도 3을 참조하면, 제1 오목 확산부(311)는 그 단면이 제1 곡률 반경(R1)을 갖는 오목한 곡면 형상으로 함몰될 수 있다. 또한, 제2 오목 확산부(331)는 그 단면이 제2 곡률 반경(R2)을 갖는 오목한 곡면 형상으로 함몰될 수 있다.

이때 도 3에 나타난 바와 같이, 제1 오목 확산부(311)는 제1 곡률 반경(R1)이 제2 오목 확산부(331)의 제2 곡률 반경(R2)보다 작은 곡면이 되도록 구비될 수 있다. 이와 같이 제1 오목 확산부(311)의 오목한 곡면이 갖는 제1 곡률 반경(R1)이 제2 오목 확산부(331)의 제2 곡률 반경(R2)보다 작게 설정되면, 도 3에 나타난 바와 같이 제1 오목 확산부(311)는 대략 반구 형상을 형성하는 곡률 반경(R1) 및 함몰 깊이(D1)를 갖는 곡면을 통해 굴절층(1)으로 전달되는 광이 보다 균일하고 넓게 확산될 수 있도록 하고, 제2 오목 확산부(331)는 제1 오목 확산부(311)보다 작은 함몰 깊이(D2)를 갖는 곡면으로 형성될 수 있어, 이러한 얕게 함몰된 곡면 형상을 통해 광 휘도의 손실을 최소화함과 동시에 모아레 현상의 발생까지 방지할 수 있게 된다.

구체적인 예로 도 3에 나타난 바와 같이, 제1 오목 확산부(311)는 제1 곡률 반경(R1)을 갖는 반구 형상으로 함몰될 수 있고, 제2 오목 확산부(331)는 그 단면이 제1 곡률 반경(R1)보다 훨씬 큰 제2 곡률 반경(R2)를 갖는 호형인 곡면 형상으로 함몰될 수 있다.

또한 도 3 내지 도 5를 참조하면, 제2 오목 확산부(331)의 단면의 폭(W2)은 제1 오목 확산부(311)의 단면의 폭(W1)보다 클 수 있다. 제2 오목 확산부(331) 하나의 크기가 제1 오목 확산부(311) 하나의 크기보다 크게 형성됨으로써, 모아레 현상의 발생이 보다 방지될 수 있다.

참고로, 제2 오목 확산부(331)의 함몰 깊이(D2) 및 제2 곡률 반경(R2)의 크기는 광 전달층(5)으로부터 전달되는 광이 확산층(3)을 통과하였을 때 확산되는 정도, 확보되는 광 균일도 및 휘도, 모아레 현상이 방지되는 정도, 본 일체형 광학 필름의 일체성이 견고하게 확보되는지 여부 등을 종합적으로 고려하여 제1 오목 확산부(311)의 함몰 깊이(D1) 및 제1 곡률 반경(R1)의 크기에 따라 상대적으로 결정함이 바람직하다.

다만, 이러한 제2 오목 확산부(331)의 함몰 깊이(D2), 제2 곡률 반경(R2), 및 단면의 폭(W2)의 크기는 광 전달층(5)으로부터 전달되는 광이 확산층(3)을 통과하였을 때 확산되는 정도, 확보되는 광 균일도 및 휘도, 모아레 현상이 방지되는 정도, 본 일체형 광학 필름의 일체성이 견고하게 확보되는지 여부 등을 유기적으로 고려하여 제1 오목 확산부(311)의 함몰 깊이(D1), 제1 곡률 반경(R2), 및 단면의 폭(W1)의 크기에 따라 상대적으로 결정함이 바람직하다.

한편 도 4를 참조하면, 복수의 제1 오목 확산부(311)는 하나의 제1 오목 확산부(311)를 다른 6개의 제1 오목 확산부(311)가 둘러싸는 허니콤 구조로 배열될 수 있다.

여기서 허니콤 구조라 함은 도 4에 나타난 바와 같이 복수의 제1 오목 확산부(311)가 벌집 형태의 어레이를 갖도록 확산층(3)이 구비됨을 의미하는 것인데, 벌집 형태라고 해서 각각의 제1 오목 확산부(311)가 반드시 육각형 평면 형상을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며 단지 배열이 벌집 형태임을 의미한다. 보다 부연 설명하면, 이러한 벌집 형태 어레이는 2차원 육방 밀집 구조라고도 할 수 있으며, 또는 3점 중심의 삼각형 타입 어레이라고 설명할 수도 있다.

이와 같이 복수의 제1 오목 확산부(311)를 허니콤 구조로 배열함으로써, 제1 오목 확산부(311)가 바둑판(격자) 어레이 등으로 배열되는 경우에 비해 훨씬 다수의 제1 오목 확산부(311)를 확보할 수 있게 되어, 보다 넓고 균일한 광 확산이 이루어질 수 있고, 이를 통해 본 일체형 광학 필름(100)을 통과한 최종적인 광의 휘도가 크게 향상될 수 있다.

또한 도 5를 참조하면, 복수의 제2 오목 확산부(331)는 하나의 제2 오목 확산부(331)를 다른 6개의 제2 오목 확산부(331)가 둘러싸는 허니콤 구조로 배열될 수 있다. 여기서, 허니콤 구조라 함은 앞서 살핀 바와 같으므로 상세한 설명은 생략한다.

이와 같이 복수의 제2 오목 확산부(331)를 허니콤 구조로 배열함으로써, 제2 오목 확산부(331)가 바둑판(격자) 어레이 등으로 배열되는 경우에 비해 훨씬 다수의 제2 오목 확산부(331)를 확보할 수 있고, 확산층(3)의 하면이 광 전달층(5)과 맞닿는 면적을 소정의 일체성을 확보하는 범위 내에서 최소화할 수 있어, 모아레 현상의 발생의 방지가 보다 용이하게 이루어질 수 있다.

또한, 본 일체형 광학 필름(100)은 굴절층(1)을 포함한다.

굴절층(1)은 확산층(3)을 거쳐 전달되는 광이 굴절되도록 확산층(3) 상에 적층된다.

이러한 굴절층(1)은 소정의 광 투과성을 갖는 투명 또는 반투명한 합성수지로 이루어질 수 있다. 합성수지로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 메타크릴 수지, 아크릴 수지, 폴리 카보네이트(PC) 수지, 폴리에스테르 수지, 염화비닐 수지 등이 있으며, 예시적으로 굴절층(1)은 투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리카보네이트 중 하나 이상의 물질을 통해 형성될 수 있다.

또한, 굴절층(1)은 확산층(3)으로부터 전달된 광이 디스플레이 패널 등으로 전달되도록 광을 굴절시키는 역할을 하는 것으로서, 도 1 내지 도 3를 참조하면 굴절층(1)의 상측에는 복수의 프리즘부(11)가 형성될 수 있다.

도 1 내지 도 3에 나타난 바와 같이, 프리즘부(11)는 정점이 위로 향한 삼각형 형태를 갖도록 형성될 수 있다. 예시적으로, 통상적인 프리즘부(11)의 정점각은 대략 90˚ 정도이며, 보다 효율적인 광 굴절을 위해서는 프리즘부(11)는 90˚보다 작은 정점각을 가지는 것이 바람직할 수 있고, 보다 바람직하게는 80˚ 이하의 정점각을 가질 수 있다.

다만, 이러한 프리즘부(11)의 형상은 삼각형 형태에 한정될 필요는 없으며, 굴절 방향 등의 필요에 따라 다양한 형상(각도 및 피치)으로 형성될 수 있다.

또한 도면에는 도시되지 않았지만, 프리즘부(11)의 표면에는 굴절 방향, 휘도, 광 투과율 등을 보다 세밀하게 조절할 수 있는 미세한 요철이 형성될 수 있다.

한편, 도 7은 본원의 일 실시예에 따른 확산층 및 이를 제작하는 몰드를 나타낸 개념도이고, 도 8은 본원의 일 실시예에 따른 확산층 제조방법을 나타낸 흐름도이며, 도 9는 본원의 일 실시예에 따른 확산층 제조방법을 이용한 일체형 광학 필름 제조방법을 나타낸 흐름도이다.

이하에서는 본원의 일 실시예에 따른 확산층 제조방법(이하 '본 확산층 제조방법 '이라 함)(S10) 및 본원의 일 실시예에 따른 본 확산층 제조방법을 이용한 일체형 광학 필름 제조방법(이하 '본 일체형 광학 필름 제조방법 '이라 함)(S100)에 대해 설명한다. 다만, 이는 앞서 설명한 본원의 일 실시예에 따른 일체형 광학 필름(100)의 제조와 관련된 방법에 관한 것이므로, 앞서 살핀 구성과 동일하거나 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하고 중복되는 설명은 간략히 하거나 생략하기로 한다.

우선, 확산부(311, 331)에 형성된 가경화 상태의 확산층을 제조하는 방법에 관한 것인 본 확산층 제조방법(S10)을 설명한다.

도 3, 도 7, 및 도 8을 참조하면, 본 확산층 제조방법(S10)은 확산부(311, 331)에 대응되는 패턴(610, 710)을 갖는 몰드(600, 700) 상에 레진을 코팅하는 단계(S11)를 포함한다.

이러한 몰드의 패턴은 확산층의 확산부의 형상에 맞추어 다양하게 형성될 수 있다. 예시적으로 도 7의 (a)를 참조하면, 제1 몰드(600)의 패턴(610)은 제1 확산층(31)의 제1 오목 확산부(311)에 대응되게 형성될 수 있다. 또한 도 7의 (b)를 참조하면, 제2 몰드(700)의 패턴(710)은 제2 확산층(33)의 제2 오목 확산부(313)에 대응되게 형성될 수 있다. 아울러 도면에는 도시되지 않았지만, 확산층의 확산부가 볼록한 형상인 경우라면, 몰드의 패턴은 이에 대응되도록 오목하게 형성될 수도 있을 것이다.

또한 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 확산층 제조방법(S10)은 몰드(600, 700) 상에 코팅된 레진을 가경화하여 확산층(31, 33)을 형성하는 단계(S13) 및 가경화 상태의 확산층(31, 33)을 몰드(600, 700)로부터 분리하는 단계(S15)를 포함한다. 이러한 제조 과정을 거쳐 가경화 상태의 확산층(31, 33)이 완성된다.

즉, 본 확산층 제조방법(S10)은 기재층(35) 상에 직접 레진을 도포하는 방식으로 확산층(31, 33)을 제조하는 것이 아니라, 별도의 몰드(600, 700)에 대한 코팅 후 가경화를 통해 확산층(31, 33)을 제조함으로서, 확산층(31, 33)에 형성되는 확산부(311, 331)가 원하는 형태로 형성될 수 있도록 하였다.

만약, 기재층(35) 상에 레진을 직접 도포하고 경화시키는 방식으로 확산층(31, 33)을 형성하게 되면, 확산층(31, 33)에 원하는 형태를 갖는 확산부(311, 331)를 형성시키기는 것이 매우 어려워진다. 예를 들어 기재층(35) 상에 레진을 도포한 다음 레진이 경화되기 전에 프레스를 통해 확산부(31, 33)의 형상을 가공한다면, 프레스된 확산부(311, 331)의 형상이 계속 유지되기 어렵고 압축에 의해 옆으로 흘러내리게 될 수 있다. 또한, 레진이 경화된 후에는 확산층(31, 33)의 파손 또는 변형의 우려가 심해져 프레스 가공이 더욱 어려워진다. 이와 같이, 기재층(35) 상에 레진을 직접 도포하는 방식으로는 확산부(311, 331)를 갖는 확산층(31, 33)을 명확한 형상으로 제조하기가 불가능에 가까웠다.

이에 반해, 본 확산층 제조방법(S10)은 몰드(600, 700)를 통해 확산층(311, 331)을 제작하는 것이므로, 확산층(31, 33)에 원하는 형상의 확산부(311, 331)가 명확하게 형성될 수 있다. 더불어, 본 확산층 제조방법(S10)은 점착성 또는 접착성 있는 레진을 통해 확산층(31, 33)이 제조된다는 측면을 고려하여, 확산 층(31, 33)이 몰드(600, 700)와 엉겨 붙어 일체화되지 않도록 몰드(600, 700) 상에서는 확산층(31, 33)이 분리 가능한 가경화된 상태로 제조되도록 하였다.

즉, 본 확산층 제조방법(S10)은 확산층(31, 33)의 재료적 측면(점착성 또는 접착성 있는 레진), 확산층(31, 33)의 제조수단 측면(몰드를 이용), 및 확산층(31, 33)의 제조공정 측면(몰드로부터 가경화 상태로 분리)이 유기적으로 연계되도록 조합한 발명이다.

참고로, 가경화가 어느 정도의 경화를 의미하는 것인지 보다 구체적으로 설명하면, 몰드(600, 700)에 레진을 코팅한 후 소정 이상으로 경화시켜 확산층(31, 33)을 제조하게 되면, 제조된 확산층(31, 33)이 몰드(600, 700)에 엉겨 붙게 되어 확산층(31, 33)을 몰드(600, 700)로부터 분리하기가 어려워지거나, 확산층(31, 33)이 분리되더라도 표면 등이 손상될 수 있다. 즉, 가경화는 확산층(31, 33)이 몰드(600, 700)로부터 손상 없이 쉽게 분리될 수 있는 정도 및 확산층(31, 33)이 몰드(600, 700)로부터 분리된 이후에 확산부(311, 331)의 형상이 변형 없이 유지될 수 있는 정도로 이루어지는 경화를 의미한다.

즉, 본 확산층 제조방법(S10)에 의하면, 확산층(31, 33)에 원하는 형상의 확산부(311, 331)가 명확하게 형성될 수 있어, 이러한 확산층(31, 33)을 적용한 광학 필름의 휘도가 크게 향상될 수 있다. 또한, 확산층(31, 33) 자체가 점착제 또는 접착제의 역할을 할 수 있어, 이러한 확산층(31, 33)을 적용한 광학 필름이 보다 슬림한 두께로 구비될 수 있으면서도 서로 쉽게 분리되지 않게 되고, 이에 따라 빛샘 현상 등이 방지될 수 있다.

특히, 본 일체형 광학 필름(100)의 확산층(31, 33)은 제1 오목 확산부(311)와 제2 오목 확산부(331)가 서로 상이한 깊이로 함몰되며, 이러한 함몰 깊이 차이에 따라 휘도 및 광 균일도가 크게 달라지게 된다. 따라서, 본 일체형 광학 필름(100)의 제조에 있어서 본 확산층 제조방법(S10)의 적용을 통해 제1 오목 확산부(311)와 제2 오목 확산부(331)가 휘도 및 광 균일도가 보다 향상될 수 있는 함몰 깊이 및 형상으로 명확하게 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

다음으로, 본 일체형 광학 필름 제조방법(S100)을 설명한다.

도 9를 참조하면, 본 일체형 광학 필름 제조방법(S100)은 본 확산층 제조방법에 의해 가경화 상태의 확산층(31, 33)을 제조하는 단계(S10)를 포함한다.

예시적으로 도 3 및 도 7을 참조하면, 본 확산층 제조방법(S10)에 의해 제1 오목 확산부(311)에 대응하는 제1 패턴(610)을 갖는 제1 몰드(600)를 이용하여 제1 확산층(31)이 제조될 수 있다.

또한 도 9를 참조하면, 본 일체형 광학 필름 제조방법(S100)은 확산층(31, 33)과 일체화시킬 층에 이웃하도록 가경화 상태의 확산층(31, 33)을 배치하는 단계(S20)를 포함한다.

도 3을 참조하면, 이러한 적층 단계(S20)는 기재층(35)의 상면 및 하면 중 한 면 상에 제1 확산층(31)을 적층하고, 제1 확산층(31) 상에 굴절층(1) 및 광 전달층(5) 중 하나를 적층하는 단계일 수 있다. 예시적으로 도 3에 나타난 바와 같이, 적층 단계(S20)는 기재층(35)의 상면에 제1 확산층( 31)을 적층하고, 제1 확산층(31) 상에 굴절층(1)을 적층하는 단계가 될 수 있다.

또한 도 9를 참조하면, 본 일체형 광학 필름 제조방법(S100)은 적층된 확산층을 완전 경화시켜 이웃한 층과 일체화하는 단계(S30)를 포함한다.

도 3을 참조하면, 이러한 일체화 단계(S30)는 제1 확산층(31)을 완전 경화시켜 굴절층(1) 및 광 전달층(5) 중 하나와 일체화하고 기재층(35)과 일체화하는 단계일 수 있다. 예시적으로 도 3에 나타난 바와 같이, 일체화 단계(S30)는 제1 확산층(31)을 완전 경화시켜 굴절층(1) 및 기재층(35)과 일체화하는 단계가 될 수 있다.

한편, 본 일체형 광학 필름 제조방법(S100)은 가경화 상태의 확산층 제조 단계(S10), 적층 단계(S20), 및 일체화 단계(S30)를 반복할 수 있다.

예를 들어, 기재층(35)의 상면에 대해 제1 확산층(31)을 제조, 적층, 및 일체화시켜 1차적으로 일체형 광학 필름을 제조한 다음, 기재층(35)의 하면에 대해 제2 확산층(33)을 제조, 적층, 및 일체화시켜 본 일체형 광학 필름(100)의 제조를 완료할 수 있다. 참고로, 반드시 제1 확산층(31) 부분이 먼저 제조되어야 하는 것은 아니며, 제조 여건 등에 따라 제2 확산층(33) 부분이 먼저 제조될 수도 있을 것이다.

예시적으로 도 3 및 도 7을 참조하면, 본 확산층 제조방법(S10)에 의해 제2 오목 확산부(331)에 대응하는 제2 패턴(710)을 갖는 제2 몰드(700)를 이용하여 제2 확산층(33)이 제조될 수 있다.

다음으로 도 3을 참조하면, 이번 적층 단계(S20)에서는 기재층(35)의 상면 및 하면 중 다른 한 면 상에 제2 확산층(33)을 적층하고, 제2 확산층(33) 상에 굴절층(1) 및 광 전달층(5) 중 다른 하나를 적층할 수 있다. 예시적으로 도 3에 나타난 바와 같이, 이번 적층 단계(S20)는 기재층(35)의 하면에 제2 확산층(33)을 적층하고, 제2 확산층(33) 상에 광 전달층(5)을 적층하는 단계가 될 수 있다.

다음으로 도 3을 참조하면, 이번 일체화 단계(S30)에서는 제2 확산층(33)을 완전 경화시켜 굴절층(1) 및 광 전달층(5) 중 다른 하나와 일체화하고 기재층(35)과 일체화할 수 있다. 예시적으로 도 3에 나타난 바와 같이, 이번 일체화 단계(S30)는 제2 확산층(33)을 완전 경화시켜 광 전달층(5) 및 기재층(35)과 일체화하는 단계가 될 수 있다.

이와 같이, 가경화 상태의 확산층 제조 단계(S10), 적층 단계(S20), 및 일체화 단계(S30)를 2번 반복함으로써, 상면과 하면에 각각 다른 함몰 높이로 형성된 확산부(311, 331)를 갖는 확산층(3)을 포함하는 본 일체형 광학 필름(100)이 제조될 수 있다.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 일체형 광학 필름
1: 굴절층 11: 프리즘부
3: 확산층 31: 제1 확산층
33: 제2 확산층 311: 제1 오목 확산부
331: 제2 오목 확산부 35: 기재층
5: 광 전달층
600: 제1 몰드 610: 제1 패턴
700: 제2 몰드 710: 제2 패턴

Claims (3)

1. 확산부가 형성된 확산층 제조방법에 있어서,
   (a) 상기 확산부에 대응되는 패턴을 갖는 몰드 상에 레진을 코팅하는 단계;
   (b) 상기 몰드 상에 코팅된 레진을 가경화하여 확산층을 형성하는 단계; 및
   (c) 가경화 상태의 상기 확산층을 상기 몰드로부터 분리하는 단계를 포함하는 확산층 제조방법.
2. 일체형 광학 필름 제조방법에 있어서,
   (a) 제1항에 따른 확산층 제조방법에 의해 가경화 상태의 확산층을 제조하는 단계;
   (b) 상기 확산층과 일체화시킬 층에 이웃하도록 가경화 상태의 상기 확산층을 배치하는 단계; 및
   (c) 적층된 상기 확산층을 완전 경화시켜 상기 이웃한 층과 일체화하는 단계를 포함하는 일체형 광학 필름 제조방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 (a) 단계 내지 (c) 단계를 반복하는 일체형 광학 필름 제조방법.

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