KR20140089008A - 광학 시트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광학 시트에 대한 것으로서, 상기 광학 시트는 광투과성 본체층 및 상기 광투과성 본체층의 하측 표면으로부터 돌출하는 복수의 코너 큐브 상기 본체층과 상기 코너 큐브 중 적어도 하나에 부분적으로 부착되어 밀봉공간을 형성하는 광투과성의 밀봉층 및 상기 밀봉층의 하면에 배치되되 복수개의 비드를 구비한 접착층을 포함한다.

Description

광학 시트 {OPTICAL SHEET}

본 발명은 다층 구조의 광학 시트에 대한 것이며, 더욱 자세하게는 다층 구조의 재귀반사성 광학 시트에 대한 것이다.

재귀반사성 광학 시트는 입사광을 그의 발생원인을 향하여 방향전환시키는 특성을 가진다. 이러한 광학적 특성에 의해 재귀반사성 시트는 다양한 용품에서 광범위하게 사용된다.

재귀반사성 광학 시트는 프리즘 형태의 세면으로 이루어진 코너 큐브형 구조물들을 포함하는 구조 등을 가질 수 있다.

그런데, 종래의 기술에서는 단지 코너 큐브만으로는 재귀반사성을 향상시키는데 한계가 있었을 뿐 아니라, 측면 입사각에 대한 대응 성능이 부족한 문제가 있었다. 또한, 종래 기술에서는 정반사 성능이 우수하지만 대신에 측면으로 경사지게 유입되는 광에 대한 반사 성능이 부족한 부분이 있었고, 이러한 측면 입사되는 광에 대한 반사 성능을 올리고자 하는 시도는 오히려 광학 시트의 색상을 어둡게 하거나 휘도율을 저하시키는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자, 본 발명은 정면각 반사성을 향상시키고 선명한면서 컬러를 유지하며 휘도를 향상시키는 특성을 나타냄과 동시에 입사 측면각에 대한 대응 성능도 향상시킬 수 있는 광학 시트를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따른 광학 시트는,

광투과성 본체층 및 상기 광투과성 본체층의 하측 표면으로부터 돌출하는 복수의 코너 큐브 상기 본체층과 상기 코너 큐브 중 적어도 하나에 부분적으로 부착되어 밀봉공간을 형성하는 광투과성의 밀봉층 상기 밀봉층의 하면에 배치되되 복수개의 비드를 구비한 접착층을 포함한다.

여기서, 복수개의 상기 비드는 상하방향으로 서로 오정렬되어 배치된다.

또한, 복수개의 상기 비드는 원형 구체 형상으로 된다.

한편, 상기 비드는 표면에 반사 코팅면을 구비한다.

상기 비드의 직경은 1 마이크로미터 내지 10 마이크로미터의 직경을 가진다.

상기 접착층에서 비드가 차지하는 부피 밀도는 50% 내지 80% 이다.

상기 접착층은 핫멜트 접착제를 포함한다.

상기 본체층 상부에 광투과성의 오버레이층을 추가로 포함한다.

상기 본체층은 폴리카보네이트를 포함한다.

상기 오버레이층은 폴리메타클릴레이트(PMMA)를 포함한다.

본 발명의 광학 시트에 의하면 다음과 같은 효과가 구현된다.

첫째, 정면으로 입사되는 광뿐만 아니라 측면으로 경사지는 입사각으로 유입되는 광에 대해서도 재귀반사성을 향상시키게 되므로 측면 입사각을 보완할 수 있게 된다.

둘째, 컬러가 선명하며 정면각 반사성능이 향상 된다.

셋째, 휘도율이 상승된다.

넷째, 시트의 상면에 별도로 패턴을 인쇄할 필요가 없게 된다.

다섯째, 밀봉층에 의해 형성되는 공기층으로 인하여 제품 보호면에서 유리하게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광학 시트의 단면도이다.
도 2는 도 1의 광학 시트의 일부 레이어의 분리 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 광학 시트를 상측에서 본 경우의 패턴에 대한 개략도이다.
도 4는 도 1의 광학 시트의 일부 레이어에서의 광경로를 도시하는 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 광학 시트의 코너 큐브에 대한 도면이다.

이하 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명의 도면에 도시된 실시예는 이해를 돕기 위하여 특정 부분의 크기가 확대되어 도시되어 있을 수 있다. 따라서, 구성요소간의 크기의 비례는 반드시 본 발명의 도면에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에서 상측은 광원 방향을 가리키며, 하측은 광원의 반대 방향을 가리킨다. 즉, 상측에서 하측으로 진행하는 방향은 광의 입사 진행 경로에 대응되며, 하측에서 상측으로 진행하는 방향은 광의 출사 진행 경로에 대응된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광학 시트의 단면도인데, 도 1을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 광학 시트(1)는 광투과성 본체층(20)의 상부에는 오버레이층(10)을 포함한다.

여기서, 오버레이층(10)은 예를 들어 폴리메타클릴레이트(PMMA)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 광투과성 본체층의 하측 표면에는 이러한 하측표면으로부터 돌출하는 복수의 코너 큐브(22)가 구비된다. 코너 큐브(22)의 구체적인 형상은 도 5와 관련하여 후술하기로 한다.

코너 큐브(22)와 본체층(20)은 전형적으로 광 투과성 중합체성 물질, 예를 들어 폴리카보네이트(PC)를 포함한다.

이는 중합체가 주어진 파장에서 중합체에 입사하는 광의 강도의 적어도 70%를 투과시킬 수 있음을 의미한다. 더욱 바람직하게는, 본 발명의 광학 시트에 사용되는 중합체는 80% 이상, 그리고 더욱 바람직하게는 90% 이상의 광 투과성을 가진다.

재귀반사성 시트가 광고 디스플레이와 같은 교통 안전 이외의 용도에 채용될 경우에는 광투과성은 5 내지 10%일 수도 있다.

본체층(20)과 코너 큐브(22)는 일체로 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 코너 큐브(22)의 높이는 예를 들어 20 내지 500 마이크로미터 이며, 더욱 바람직하게는 35 내지 100 마이크로미터일 수 있다.

도 1에 도시된 실시예는 단일의 본체층(20)을 가지지만, 하나 보다 많은 본체층을 구비할 수도 있다.

한편, 상기 코너 큐브(22)에는 코너 큐브(22)와의 사이에 밀봉 공간이 형성되도록 광투과성의 밀봉층(30)이 코너 큐브(22)와 적어도 부분적으로 부착된다.

상기 밀봉층(30)이 코너 큐브(22)에 적어도 부분적으로 부착될 수 있도록 상기 밀봉층(30)에는 밀봉층(30)으로부터코너 큐브(22)로 향하여 돌출된 밀봉 돌출부(32)가 형성되어 밀봉층을 코너 큐브(22)에 부착시키게 된다.

상기 밀봉 돌출부(32)는 단면상에서 다수의 코너 큐브(22), 예를 들어 3개의 코너 큐브(22) 마다 형성되어 다수의 코너 큐브를 커버하는 밀봉공간을 형성할 수 있다.

상기 밀봉층(30)과 코너 큐브(22)는 돌출된 밀봉 돌출부(32)에 의해 부착되므로 상기 밀봉층(30)과 코너 큐브(22) 사이에는 중공의 밀봉 공간이 형성되게 된다. 여기서 상기 밀봉 공간은 재귀반사성을 향상시키는 공기층을 이루어 공기 계면을 형성하게 된다.

또한, 상기 밀봉층(30)은 색을 부여하거나 환경 요인으로부터 코너 큐브(22)를 보호하기 위하여 사용될 수도 있다.

금속 코팅과 같은 정반사 코팅(미도시)이 재귀반사를 촉진하기 위하여 코너 큐브(22)의 경사면에 선택적으로 배치될 수 있다.

금속 코팅은 알루미늄, 은 또는 니켈과 같은 금속을 증착하거나 화학 증착하는 것과 같은 공지 기술에 의해 도포될 수 있다. 선택적으로, 금속 코팅의 부착을 촉진하기 위하여 코너 큐브(22)의 경사면에 프라이머층(미도시)이 도포될 수 있다.

여기서 밀봉층(30)은 모놀리식(monolithic), 즉 단층일 수 있다. 선택적으로, 밀봉층(30)은 다층형일 수 있으며, 적어도 본체층(20) 또는 코너 큐브(22)와 접착하는 상태로 되는 밀봉층 및 (예를 들어, 외측) 제2층을 포함할 수 있다.

일부 실시형태에서, 상기 밀봉층(30)은 적어도 하나의 안료, 염료 또는 그 조합을 추가로 포함할 수 있다. 다양한 불투명화제가 밀봉층에서 이용되는 시트의 백색도를 향상시킬 수 있다.

밀봉층을 부착시키는 기술의 예시적인 예는 고주파 용접, 전도열 밀봉 공정, 초음파 용접인데, 본 발명에서 개시되는 밀봉층, 특히 모놀리식 필름은 상대적으로 간단하고 통상적으로 이용가능한 열 기술을 통해 잘 융합될 수 있다.

선택적으로 상기 밀봉층(30)은 본체층(20)에 적어도 부분적으로 부분적으로 부착될 수도 있다. 이 경우에도 밀봉층(30)과 본체층(20) 사이에는 코너 큐브(22)를 제외하고도 밀봉 공간을 형성할 수 있도록 이격 공간이 형성된다.

한편, 상기 밀봉층(30)의 하면에는 층 내부에 복수개의 비드를 구비한 접착층(40)이 배치된다.

아울러, 상기 접착층(40)의 하측에는 PET층(50)이 배치되고, 상기 PET층(50)의 하부에는 접착층(60) 및 라이너층(70)이 순차적으로 배치된다.

상기 PET 층(50)은 예시적으로 폴리에틸렌텔레프탈레이트를 포함하는데 더욱 구체적으로는 백색 PET 층이며, 예시적으로 약 23 마이크로미터의 두께를 가진다.

또한, 라이너층(70)은 예시적으로 폴리프로필렌을 포함하는데, 예시적으로 약 75 마이크로미터의 두께를 가진다.

도 2는 도 1의 광학 시트(1)의 복층 구조에서 접착층(40)과 PET층(50)을 분리하여 그 단면을 도시하는 도면이다.

여기서, 상기 접착층(40)은 핫멜트 접착제를 포함한다.

도 2를 참고하면, 접착층(40)의 내부에 포함되어 있는 복수개의 상기 비드(42)는 상하방향으로 서로 오정렬(misalign)되어 배치된다. 즉, 복수개의 상기 비드(42)는 상기 접착층(40) 내에서 골고루 분포되도록 하기 위하여 서로 층을 이루어 배치되지 않는다.

따라서, 상기 비드(42)들은 상하방향의 단면에서 보았을 때 서로 어긋나게 배치되어 상측 방향에서 유입되는 광에 각각 노출되게 되며, 서로 중첩되어 배치되지 않음으로 인하여 광 진행 경로를 방해하지 않게 되고 개별 비드당 반사성능이 형상된다.

비드들이 상하 방향으로 완전히 정렬되는 것 보다는 비드들이 상하방향으로 서로 어긋하게 배치됨으로써 상대적으로 하측 방향에 배치된 비드들로 광경로를 제어하는데 기여하게 된다.

여기서, 복수개의 상기 비드(42)는 유리 재질로 된 원형 구체 형상으로 되는 것이 바람직하다. 그 이유는 모든 방위각에서 균일하게 측면입사각을 보완하기 위해서는 원형이 가장 우수한 성능을 나타내기 때문이다.

한편, 상기 비드(42)는 표면에는 예를 들어 알루미늄, 은, 니켈 등의 금속이 증착된 반사 코팅면(44)이 형성된다. 그리고, 상기 접착층의 두께가 약 30마이크로미터이므로 이러한 접착층(40)의 내부에 포함되는 상기 비드(42)의 직경은 1 마이크로미터 내지 10 마이크로미터의 직경을 가지는 것이 바람직하다. 만약 접착층의 두께가 더 두꺼워지거나 얇아진다면 비드의 직경도 이에 따라 변경될 수 있다.

한편, 상기 접착층(40)에서 비드가 차지하는 부피의 밀도(즉 접착층 전체의 부피에서 전체 비드 부피의 총합)는 약 50% 내지 약 80% 로 될 수 있다. 비드의 부피 밀도가 50% 미만이 되면 비드가 너무 희박하게 존재하게 되어 측면 입사각 보완성이 저하되는 문제가 있다.

반면에 비드(42)의 부피 밀도가 80%를 초과하게 되면 비드(42)가 내부에 포함되어 있는 접착층(40)의 접착성이 현저히 저하되는 문제점이 있다. 따라서, 비드에 의한 측면 입사각 보완 성능을 유지하면서 접착층의 접착성도 유지하기 위해서 비드의 부피 밀도는 약 50% 내지 약 80% 인 것이 바람직하다.

한편, 상기 비드는 1.6 이상의 굴절율을 가지는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 광학 시트를 상측에서 본 경우의 패턴에 대한 개략도이다. 도 3을 참고하면, 밀봉층(30)에 의해 밀봉공간에 공기층이 형성되게 됨으로써, 광학 시트를 상측에서 볼 경우 공기층에 따라 패턴이 형성된 것으로 보여지게 된다. 따라서, 광학 시트의 상측 표면에 별도로 패턴을 인쇄하지 않고도 밀봉층에 의해 형성된 밀봉공간에 의해 패턴이 형성되는 잇점이 있다.

도 4는 도 1의 광학 시트의 일부 레이어에서의 광경로를 도시하는 개략도인데, 도 1과 비교하여 본체층과 접착층(30) 사이에 밀봉층이 개략적 도시를 위하여 생략되어 있다.

도 4를 참고하면, 본체층(20)으로부터 유입되는 광의 진행 경로는 화살표 L 로 표시된다. 유입된 광(L)은 본체층(20)의 하면에 돌출되어 배치된 코너 큐브(22)에서 경사지게 마주 배치된 제 1 경사면(24a) 및 제 2 경사면(24b)에서 반사되는데, 입사되는 광의 입사각에 따라 어느 경우에는 제 1 경사면(24b)및 제 2 경사면(24b)에서 모두 반사되어 되돌아 출사될 수 도 있지만, 제 1 경사면(24a) 또는 제 2 경사면(24b)에서 전반사 되지 않고 일부의 광은 경사면을 통과할 수도 있다.

경사면(24a, 24b) 중 하나를 통과한 일부의 광은 접착층(40)에 포함된 비드(42)의 반사 코팅면(44)에서 반사되어 다시 경사면을 지나서 본체층(20)을 통과하여 출사되게 된다.

여기서, 예를 들어 코너 큐브(22)의 유효 반사 면적이 55%라면, 그 이외의 45%의 광은 코너 큐브의 하측에 배치된 광학적 구조물인 밀봉층에 의해 형성되는 밀봉 공간의 공기층 및 접착층에 포함되어 있는 비드에 의해 반사되게 된다.

따라서, 도 1에 도시된 바와 같이 본체층(20)의 배면에 배치된 밀봉층(30)에 의해 형성된 밀봉 공간의 공기 계면에서도 일부의 광이 재귀반사될 뿐만 아니라, 밀봉층(30)의 하면에 배치되는 접착층(40)에 포함된 비드(42)에 의해 정면으로 유입되어 정반사 되지 않는 광, 즉 측면 입사광도 반사되어 출사되므로 측면 입사각에 대한 보완이 이루어지게 되고 결국 재귀반사성이향상되게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트에 의하면 밀봉층(30)에 의해 밀봉공간이 형성되고 이러한 밀봉공간에는 공기층이 형성되게 되므로 제품 보호면에서도 유리하게 된다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 광학 시트에서는 밀봉층(30)에 의해 형성된 공기층으로 인하여, 코너 큐브 자체를 소정의 금속 재질로 증착할 경우 광학 시트에서 출사되는 광의 색상이 어두워 보이는 문제점, 그리고 휘도율이 저하되는 문제점도 해결되며 칼러가 선명해지는 장점이 있다.

한편, 도 5는 본 발명에 따른 광학 시트의 코너 큐브에 대한 도면이다. 즉 도 5는 도 1의 본체층(20)의 하면에 대한 저면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 코너 큐브(22)는 경사 모선(24)에 의해 형성된 세개의 노출된 경사면(26)을 가진 3면체 프리즘 형상을 가진다. 경사면들은 사실상 서로 수직일 수도 있으며, 프리즘의 정점(세개의 경사 모선이 만나는 점)은 기저부의 중심과 수직으로 맞추어진다.

경사면(26)들 사이의 각도는 어레이 내의 각각의 코너 큐브에 있어서 동일하며 약 90도 일 수 있지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 같이 다수의 코너 큐브(22)는 다수의 관츨 평면에서 광각의 재귀반사를 제공할 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 예시적으로 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

1: 광학 시트 10: 오버레이층
20: 본체층 22: 코너 큐브
30: 밀봉층 32: 밀봉돌출부
40: 접착층 50: PET 층
60: 접합층 70: 라이너층

Claims (10)

1. 광투과성 본체층 및 상기 광투과성 본체층의 하측 표면으로부터 돌출하는 복수의 코너 큐브
   상기 본체층과 상기 코너 큐브 중 적어도 하나에 부분적으로 부착되어 밀봉공간을 형성하는 광투과성의 밀봉층
   상기 밀봉층의 하면에 배치되되 복수개의 비드를 구비한 접착층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
2. 제 1 항에 있어서,
   복수개의 상기 비드는 상하방향으로 서로 오정렬되어 배치되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
3. 제 1 항에 있어서,
   복수개의 상기 비드는 원형 구체 형상으로 되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 비드는 표면에 반사 코팅면을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 비드의 직경은 1 마이크로미터 내지 10 마이크로미터의 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
6. 제 3 항에 있어서,
   상기 접착층에서 비드가 차지하는 부피의 밀도는 50% 내지 80% 인 것을 특징으로 하는 광학 시트.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 접착층은 핫멜트 접착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 본체층 상부에 광투과성의 오버레이층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 본체층은 폴리카보네이트를 포함하는 것을 특징으로하는 광학 시트.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 오버레이층은 폴리메타클릴레이트(PMMA)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시트.

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