KR20140145105A - 광학 시트 및 이를 포함하는 광학 장치 - Google Patents

광학 시트 및 이를 포함하는 광학 장치 Download PDF

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KR20140145105A KR1020140163813A KR20140163813A KR20140145105A KR 20140145105 A KR20140145105 A KR 20140145105A KR 1020140163813 A KR1020140163813 A KR 1020140163813A KR 20140163813 A KR20140163813 A KR 20140163813A KR 20140145105 A KR20140145105 A KR 20140145105A
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박상천
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명의 광학시트는 상면 및 이에 대향하는 하면을 갖는 베이스 시트, 상기 베이스 시트의 하면에 존재하는 제1프리즘 패턴 및 상기 베이스 시트의 상면에 존재하는 상부 패턴을 포함하되, 상기 상부 패턴은 상기 제1프리즘 패턴과 그 피치가 다른 제2프리즘 패턴, 렌티큘러 패턴, 상기 제1프리즘 패턴의 피치와 다른 직경을 갖는 마이크로렌즈 패턴 또는 피치가 존재하지 않는 불규칙한 엠보 패턴인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광학 시트 및 이를 포함하는 광학 장치는 휘도 특성 및 내열성이 우수하면서도 모아레가 발생하지 않는 이점이 있다.

Description

광학 시트 및 이를 포함하는 광학 장치 {OPTICAL SHEET AND OPTICAL APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은 광학 시트 및 이를 포함하는 광학 장치에 관한 것이다.
액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 디스플레이(flat panel display) 중 하나이다. 일반적으로 액정 디스플레이는 TFT(Thin Film Transistor) 어레이 기판과 칼라필터 기판 사이에 액정층이 봉입된 구조를 취한다. 상기 어레이 기판과 칼라필터 기판에 존재하는 전극에 전기장을 인가하면 그 사이에 봉입된 액정층의 액정 분자의 배열이 변하게 되고, 이를 이용해 영상을 표시하게 된다.
액정 디스플레이는 자체 발광하지 않으므로 백라이트 유닛이 필요하며, 상기 백라이트 유닛은 통상 발광다이오드(LED) 또는 형광 램프(CCFL) 등의 광원, 도광판, 휘도향상시트(프리즘시트), 확산시트, 보호시트 등으로 구성되어 있다.
그런데, 상기 광원에 의해 발생하는 열에 의해 상기 시트들의 변형이 발생하는 문제점이 있으며, 최근의 대형화, 고휘도화 추세에 따라 휘도가 더욱 개선된 광학 시트 및 백라이트 유닛이 필요하다. 아울러, 상기 광학 시트에 형성된 패턴 내지 액정패널의 주기적인 픽셀 구조에 기인한 모아레 현상이 발생하지 않는 광학 시트 및 백라이트 유닛, 액정 디스플레이 등의 광학 장치가 필요하다.
본 발명의 목적은 휘도 특성 및 내열성이 우수하면서도 모아레가 발생하지 않는 광학 시트 및 이를 포함하는 광학 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 상면 및 이에 대향하는 하면을 갖는 베이스 시트; 상기 베이스 시트의 하면에 존재하는 제1프리즘 패턴; 및 상기 베이스 시트의 상면에 존재하는 상부 패턴을 포함하되, 상기 상부 패턴은 상기 제1프리즘 패턴의 피치와 다른 직경을 갖는 마이크로렌즈 패턴 또는 피치가 존재하지 않는 불규칙한 엠보 패턴인 광학 시트에 관한 것이다.
본 발명의 다른 관점은 상면 및 이에 대향하는 하면을 갖는 베이스 시트; 상기 베이스 시트의 하면에 존재하는 제1프리즘 패턴; 및 상기 베이스 시트의 상면에 존재하는 상부 패턴을 포함하되, 상기 상부 패턴은 상기 제1프리즘 패턴과 그 피치가 다른 렌티큘러 패턴이며, 상기 제1프리즘 패턴의 피치(P1)와 상기 렌티큘러 패턴의 피치(P3)의 차이의 절대값(│P1-P3│)은 0.1㎛ 내지 50㎛인 광학 시트에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 관점은 상면 및 이에 대향하는 하면을 갖는 베이스 시트; 상기 베이스 시트의 하면에 존재하는 제1프리즘 패턴; 및 상기 베이스 시트의 상면에 존재하는 상부 패턴을 포함하되, 상기 상부 패턴은 상기 제1프리즘 패턴과 그 피치가 다른 제 2프리즘 패턴이며, 상기 제1프리즘 패턴의 피치(P1)와 상기 제 2프리즘 패턴의 피치(P2)의 차이의 절대값(│P1-P2│)은 0.1㎛ 내지 50㎛인 광학 시트에 관한 것이다.
상기 제1프리즘 패턴의 피치(P1)와 상기 마이크로렌즈 패턴을 형성하는 마이크로렌즈의 직경(D)의 차이의 절대값(│P1-D│)이 0.01㎛ 내지 100㎛일 수 있다.
상기 제1프리즘 패턴 및 상기 상부 패턴은 동일한 물질로 이루어진 것일 수 있다.
상기 제1프리즘 패턴은 동일한 프리즘이 서로 인접해 배열되어 있는 규칙적인 패턴일 수 있다.
상기 제1프리즘 패턴을 형성하는 프리즘은 삼각프리즘이며, 상기 삼각프리즘의 꼭지각이 70° 내지 110°일 수 있다.
상기 제1프리즘 패턴의 피치 또는 마이크로렌즈 패턴을 형성하는 마이크로렌즈의 직경은 5㎛ 내지 150㎛일 수 있다.
상기 제1프리즘 패턴을 형성하는 프리즘은 적어도 2개의 프리즘면을 갖는 다각프리즘일 수 있다.
상기 제1프리즘 패턴을 형성하는 다각프리즘은 각 프리즘 면이 상기 베이스 시트의 평활면과 이루는 각을 θ1, θ2, θ3,..., θn-1이라고 할 때, 하기 식의 관계를 가질 수 있다:
<식>
θi ≠ θj
상기 식에서, i ≠ j이고, 1≤i(또는 j)≤n-1이며, n은 5 이상의 자연수이다.
상기 베이스 시트, 제1프리즘 패턴 또는 상부 패턴은 폴리아세탈 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트 수지, 스티렌계 수지, 폴리에스테르 수지, 비닐계 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리올레핀 수지, 시클로올레핀계 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리아릴설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리페닐렌 설피드 수지, 폴리에틸렌 나프탈레이트 수지, 폴리에틸렌 수지 또는 불소계 수지 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점은 광학 장치에 관한 것이다. 상기 광학 장치는 전술한 광학 시트를 포함한다.
본 발명의 광학 시트 및 이를 포함하는 광학 장치는 휘도 특성 및 내열성이 우수하면서도 모아레가 발생하지 않는 잇점이 있다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 광학 시트의 사시도이며, 도 2는 도 1의 A-A' 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 구체예에 따른 광학 시트의 사시도이며, 도 4는 도 3의 B-B' 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 광학 시트의 사시도이며, 도 6은 도 5의 C-C' 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 광학 시트의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제1프리즘 패턴의 다양한 실시예를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 한 구체예에 따른 광학 시트 제조방법을 나타낸 개념도이다.
도 10은 본 발명의 다른 구체예에 따른 광학 시트 제조방법을 나타낸 개념도이다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 광학 시트의 사시도이며, 도 2는 도 1의 A-A' 단면도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 본 발명의 한 구체예에 따른 광학 시트(100)는 베이스 시트(102), 제1프리즘 패턴 및 상부 패턴을 포함한다. 상기 제1프리즘 패턴은 그 피치가 존재하는 규칙적인 프리즘 패턴일 수 있으며 상부 패턴의 피치와는 다르게 구성될 수 있다. 상기 프리즘의 꼭지각은 1개 이상일 수 있는데, 도 1 및 도 2에는 제1프리즘 패턴의 일례로 꼭지각이 1개인(2개의 프리즘면을 갖는) 삼각프리즘 패턴(104)을 나타내었고, 상부 패턴의 일례로서 제2프리즘 패턴(106)을 나타내었다.
베이스 시트(102), 삼각프리즘 패턴(104) 및 제2프리즘 패턴(106)은 서로 동일한 물질로 이루어질 수도 있고 서로 다른 물질로 이루어질 수도 있으며, 일부만 동일한 물질로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 상기 베이스 시트(102), 삼각프리즘 패턴(104) 및 제2프리즘 패턴(106)은 가시광선 영역에서 투명한 재료로서 열가소성 수지 또는 그 조성물로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 폴리아세탈 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트 수지, 스티렌계 수지, 폴리에스테르 수지, 비닐계 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리올레핀 수지, 시클로올레핀계 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리아릴설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리페닐렌 설피드 수지, 폴리에틸렌 나프탈레이트 수지, 폴리에틸렌 수지 또는 불소계 수지 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
베이스 시트(102)의 하면(일면)에는 삼각프리즘 패턴(104)이 존재하며, 삼각프리즘 패턴(104)은 동일한 프리즘이 서로 인접하여 배열되는 프리즘 패턴일 수 있다. 상기 베이스 시트(102)의 하면과 대향하는 상면(타면)에는 제2프리즘 패턴(106)이 존재하되, 상기 삼각프리즘 패턴(104)의 피치(P1)와 제2프리즘 패턴의 피치(P2)는 서로 다르게 구성될 수 있다. 즉, 제1프리즘 패턴의 피치(P1)는 제2프리즘 패턴의 피치(P2)보다 크거나 작게 형성될 수 있다.
또한, 삼각프리즘 패턴(104)과 제2프리즘 패턴(106)을 구성하는 프리즘의 길이 방향은 서로 동일한 것이 바람직하다. 즉, 삼각프리즘 패턴(104)과 제2프리즘 패턴(106)을 구성하는 프리즘의 산(또는 골)이 서로 나란하게 배열되는 것이 바람직하다. 다만, 본 발명에서 나란하게 배열된다는 의미는 반드시 상기 프리즘의 산(또는 골)이 일직선으로 평행해야 하는 것은 아니며, 상기 프리즘의 산(또는 골)이 곡선을 이루면서 동일 방향으로 향하는 경우도 포함되는 등 실질적으로 나란하게 배열되는 경우를 포함한다.
구체예에서, 삼각프리즘 패턴(104)의 피치(P1)와 제2프리즘 패턴(106)의 피치(P2)는 1㎛ 내지 200㎛, 바람직하게는 5㎛ 내지 150㎛일 수 있으며, 삼각프리즘 패턴(104)의 피치(P1)와 제2프리즘 패턴(106)의 피치(P2)의 차이의 절대값(│P1-P2│)은 0.1㎛ 내지 50㎛일 수 있다. 또한, 삼각프리즘 패턴(104)과 제2프리즘 패턴(106)을 형성하는 프리즘의 꼭지각(α1, α2)은 60도 내지 120도, 바람직하게는 70도 내지 110도일 수 있다.
전술한 예는 제2프리즘 패턴(106)을 형성하는 프리즘이 삼각프리즘인 경우이나 제2프리즘 패턴(106)을 형성하는 프리즘은 상기 삼각프리즘 외에 꼭지각인 2개 이상, 즉 프리즘면이 3개 이상인 다각프리즘일 수도 있다.
상기와 같이, 베이스 시트(102)의 상면과 하면에 존재하는 프리즘 패턴을 통해 휘도 향상 및 내열성 향상을 꾀할 수 있고, 상기 두 패턴의 피치를 서로 다르게 그리고 규칙적인 정렬 없이 구성함으로써 패턴 피치가 동일하거나 정렬을 해야 하는 경우에 비해 제조공정의 간략화도 꾀할 수 있고, 아울러 규칙적인 프리즘 패턴에 의해 발생하는 모아레 현상을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 구체예에 따른 광학 시트의 사시도이며, 도 4는 도 3의 B-B' 단면도이다. 도시된 것과 같이, 본 발명의 다른 구체예에 따른 광학 시트(100)는 베이스 시트(102), 제1프리즘 패턴 및 상부 패턴을 포함한다. 상기 제1프리즘 패턴은 그 피치가 존재하는 규칙적인 프리즘 패턴일 수 있으며, 상기 프리즘의 꼭지각은 1개 이상일 수 있다. 도 3 및 도 4에는 제1프리즘 패턴의 일례로 꼭지각이 1개인 삼각프리즘 패턴(104)을 나타내었고, 상부 패턴의 일례로서 렌티큘러 패턴(108)을 나타내었다.
베이스 시트(102), 삼각프리즘 패턴(104) 및 렌티큘러 패턴(108)은 가시광선 영역에서 투명한 재료로서 열가소성 수지 또는 그 조성물로 이루어질 수 있다. 예를 들어 폴리아세탈 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트 수지, 스티렌계 수지, 폴리에스테르 수지, 비닐계 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리올레핀 수지, 시클로올레핀계 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리아릴설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리페닐렌 설피드 수지, 폴리에틸렌 나프탈레이트 수지, 폴리에틸렌 수지 또는 불소계 수지 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
베이스 시트(102)의 하면에는 삼각프리즘 패턴(104)이 존재하며, 상기 베이스 시트의 하면(일면)과 대향하는 상면(타면)에는 렌티큘러 패턴(108)이 존재하되, 상기 삼각프리즘 패턴(104)의 피치(P1)와 렌티큘러 패턴(108)의 피치(P3)는 서로 다르게 구성될 수 있다. 즉, 삼각프리즘 패턴(104)의 피치(P1)는 렌티큘러 패턴(108)의 피치(P3)보다 크거나 작게 형성된다. 또한 상기 렌티큘러 패턴(108)을 형성하는 렌티큘러는 동일한 렌티큘러가 인접하여 배열되는 형태일 수 있다.
또한, 삼각프리즘 패턴(104)을 형성하는 프리즘과 렌티큘러 패턴(108)을 형성하는 렌티큘러의 방향은 서로 동일한 것이 바람직하다. 즉, 삼각프리즘 패턴(104)의 형성하는 프리즘의 산(또는 골)과 렌티큘러 패턴(108)을 형성하는 렌티큘러의 골(또는 마루)이 서로 나란하게 배열되는 것이 바람직하다. 다만, 본 발명에서 나란하게 배열된다는 의미는 프리즘의 산(또는 골)과 렌트큘러의 골(또는 마루)이 일직선으로 평행해야 하는 것은 아니며, 상기 프리즘의 산(또는 골)과 렌트큘러의 골(또는 마루)이 곡선을 이루면서 동일 방향으로 향하는 경우도 포함되는 등 실질적으로 나란하게 배열되는 경우를 포함하는 의미이다.
구체예에서, 렌티큘러 패턴(108)의 피치(P3)는 1㎛ 내지 200㎛, 바람직하게는 5㎛ 내지 150㎛일 수 있으며, 삼각프리즘 패턴(104)의 피치(P1)와 렌티큘러 패턴(108)의 피치(P3)의 차이의 절대값(│P1-P3│)은 0.1㎛ 내지 50㎛일 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 광학 시트의 사시도이며, 도 6은 도 5의 C-C' 단면도이다. 도시된 것과 같이, 본 발명의 다른 구체예에 따른 광학 시트(100)는 베이스 시트(102), 제1프리즘 패턴 및 상부 패턴을 포함한다. 상기 제1프리즘 패턴은 그 피치가 존재하는 규칙적인 프리즘 패턴일 수 있으며, 상기 프리즘의 꼭지각은 1개 이상일 수 있다. 도 5 및 도 6에는 제1프리즘 패턴의 일례로 꼭지각이 1개인 삼각프리즘 패턴(104)을 나타내었고, 상부 패턴의 일례로서 마이크로렌즈 패턴(110)을 나타내었다.
베이스 시트(102), 삼각프리즘 패턴(104) 및 마이크로렌즈 패턴(110)은 가시광선 영역에서 투명한 재료로서 열가소성 수지 또는 그 조성물로 이루어질 수 있다. 상기 재료의 구체적 예는 전술한 바와 같다.
베이스 시트(102)의 하면에는 삼각프리즘 패턴(104)이 존재하며, 상기 베이스 시트의 하면(일면)과 이에 대향하는 상면(타면)에는 마이크로렌즈 패턴(110)이 존재하되, 상기 삼각프리즘 패턴(104)의 피치(P1)와 마이크로렌즈 패턴(110)의 렌즈의 직경(D)은 서로 다르게 구성될 수 있다. 즉, 삼각프리즘 패턴(104)의 피치(P1)는 마이크로렌즈 패턴(110)의 렌즈의 직경(D)보다 크거나 작게 형성될 수 있다. 구체예에서, 삼각프리즘 패턴(104)의 피치(P1)와 마이크로렌즈 패턴(110)의 마이크로렌즈의 직경(D)은 각각 1㎛ 내지 200㎛, 바람직하게는 5㎛ 내지 150㎛일 수 있으며, 삼각프리즘 패턴의 피치(P1)와 마이크로렌즈의 직경(D)의 차이의 절대값(│P1-D│)은 0.01㎛ 내지 100㎛, 바람직하게는 0.1㎛ 내지 70㎛일 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 광학 시트의 사시도이다. 도시된 것과 같이, 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 광학 시트(100)는 베이스 시트(102), 제1프리즘 패턴 및 상부 패턴을 포함한다. 상기 제1프리즘 패턴은 그 피치가 존재하는 규칙적인 프리즘 패턴일 수 있으며, 상기 프리즘의 꼭지각은 1개 이상일 수 있다. 도 7에는 제1프리즘 패턴의 일례로 꼭지각이 1개인 삼각프리즘 패턴(104)을 나타내었고, 상부 패턴의 일례로서 엠보 패턴(112)을 나타내었다.
엠보 패턴(112)은 그 직경, 높이 등이 불규칙한 요철부가 배열되어 있는 형태이며, 기타 베이스 시트(102), 삼각프리즘 패턴(104) 및 엠보 패턴(112)의 재질, 삼각프리즘 패턴(104)의 형태 등은 전술한 바와 동일하므로 그 자세한 설명을 생략하도록 한다.
도 8은 본 발명의 제1프리즘 패턴의 다양한 실시예를 나타낸 것이다. 도시된 것과 같이, 본 발명의 제1프리즘 패턴을 형성하는 프리즘의 꼭지각은 1개 이상, 바람직하게는 1개 내지 3개일 수 있다. 제1프리즘 패턴은 피치 P1을 갖는 규칙적인 패턴일 수 있으며, 도 8에 도시하지 않았으나 제1프리즘 패턴의 상부로 베이스 시트, 상부 패턴이 존재하며, 상부 패턴은 제1프리즘 패턴과 그 피치가 다른 제2프리즘 패턴, 렌티큘러 패턴, 상기 제1프리즘 패턴의 피치와 다른 직경을 갖는 마이크로렌즈 패턴 또는 피치가 존재하지 않는 불규칙한 엠보 패턴 등일 수 있으며 그 구체적 내용은 전술하였으므로 자세한 설명을 생략하도록 한다.
구체예에서, 상기 제1프리즘 패턴을 형성하는 프리즘은 그 꼭지각이 1개인 삼각프리즘일 수 있다(도 8(A)). 상기 삼각프리즘은 전술한 삼각프리즘 패턴(104)을 형성하는 프리즘일 수 있다. 상기 삼각프리즘은 두 개의 프리즘면(F1, F2)를 가질 수 있으며 상기 프리즘면의 단면은 직선을 이룰 수 있다. 이러한 삼각프리즘에 대해서는 전술하였으므로 그 자세한 설명을 생략하도록 한다.
다른 구체예에서, 상기 제1프리즘 패턴을 형성하는 프리즘은 그 꼭지각이 1개, 즉 두 개의 프리즘면(F3, F4)이 존재하는 삼각프리즘이나 적어도 하나의 프리즘면은 곡선을 이룰 수 있다(도 8(B)). 그 단면이 곡선을 이루는 프리즘면(F4)은 하나의 곡률반경을 가질 수도 있고, 2개 이상의 곡률반경을 가질 수도 있으며, 곡률반경이 연속적으로 변하는 형태일 수도 있으며, 포물선 형태일 수도 있다. 이 경우 빛(광원)은 도면의 좌측에서 입사되어 상기 곡선 프리즘면(F4)에서 반사 또는 전반사되어 상측으로 출광될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 상기 제1프리즘 패턴을 형성하는 프리즘은 2개의 꼭지각, 즉 3개의 프리즘면(F5, F6, F7)을 갖는 사각프리즘일 수 있다(도 8(C)).
또 다른 구체예에서, 상기 제1프리즘 패턴을 형성하는 프리즘은 3개의 꼭지각, 즉 4개의 프리즘면(F8, F9, F10, F11)을 갖는 오각프리즘일 수도 있다(도 8(D)). 이때, 각 프리즘면(F8, F9, F10, F11)이 그 상부에 존재하는 베이스 시트의 평활면과 이루는 각(θ1, θ2, ….θn-1)은 아래 조건을 만족할 수 있다.
θi ≠ θj.
여기서, i ≠ j이고, 1≤i(또는 j)≤n-1이며, n은 5 이상의 자연수이다.
또 다른 구체예에서, 도 8에 도시되지 않았으나, 제1프리즘 패턴을 형성하는 프리즘은 5개 이상의 프리즘면을 갖는 다각프리즘일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 광학 장치에 관한 것이다. 상기 광학 장치는 전술한 광학 시트를 포함하는 백라이트 유닛일 수 있다. 상기 백라이트 유닛으로 에지(edge)형 또는 직하형 백라이트 유닛이 가능하나, 에지형 백라이트 유닛이 보다 바람직하다. 상기 백라이트 유닛은 발광다이오드(LED), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp) 등의 광원, 도광판, 확산 시트, 보호 시트 등을 더 포함할 수 있으며, 본 발명의 광학 시트를 사용함으로써 휘도향상을 위해 종래에 2장 이상 사용하던 프리즘 시트를 1장으로 줄일 수 있는 이점이 존재한다.
본 발명의 광학 장치는 상기 백라이트 유닛의 일명에 액정패널(도시하지 않음)이 존재하는 액정 디스플레이일 수 있다. 상기 액정패널은 상부기판과 하부기판 사이의 액정층을 포함하며, 상부기판과 하부기판 각각에는 상부 편광판과 하부 편광판이 위치할 수 있다. 상기 액정층은 TN(Twisted Nematic), STN(Super Twisted Nematic) 액정을 포함할 수도 있으며, IPS(In-Plane Switching), Super-IPS, FFS(Fringe Field Switching) 등의 수평배향 모드 액정을 포함할 수도 있고, 수직배향(VA: Vertical Alignment) 모드 액정을 포함할 수도 있다. 상기 액정패널은 패시브 매트릭스일 수도 액티브 매트릭스일 수도 있으나, TFT(Thin Film Transistor) 액티브 매트릭스 액정패널이 바람직하다. 상기 액정 디스플레이 장치는 휴대폰, 모니터, TV, 태블릿 PC, 노트북 등 전자장치의 화상표시용으로 사용될 수 있다.
또한, 전술한 백라이트 유닛의 일면에 액정패널 대신 사진 등을 부착하면 전자 액자가 될 수 있으며, 광고용 그림을 배치하면 광고판이 될 수도 있다.
본 발명의 다른 관점은 광학 시트 제조방법에 관한 것이다. 도 9는 본 발명의 한 구체예에 따른 광학 시트 제조방법을 나타낸 개념도이다. 도시된 것과 같이, 본 발명의 한 구체예에 따른 광학 시트 제조방법은 수지 용융체를 제1제1용융수지공급부(202)에서 공급하여 용융 상태의 웹(web)을 형성하는 단계, 상기 용융 상태의 웹을 제1패턴형성롤러(204)와 제2패턴형성롤러(206) 사이로 통과시켜 상기 웹의 하면(일면)에 제1프리즘 패턴과 상기 하면에 대향하는 상면(타면)에 상부 패턴을 형성하는 단계 및 상기 제1프리즘 패턴과 상부 패턴이 형성된 웹을 냉각하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 상면과 하면은 편의상 붙여진 명칭이며 반드시 상, 하를 지칭하는 의미는 아니다.
본 발명의 한 구체예에 따른 광학 시트 제조방법은 전술한 베이스 시트, 제1프리즘 패턴 및 상부 패턴을 동일한 물질로 압출하여 제조할 수 있다.
구체적으로, 먼저 베이스 시트(102)와 제1프리즘 패턴 및 상부 패턴을 구성하는 수지의 용융체를 제1용융수지공급부(202)에서 공급하여 용융 상태의 웹(100a)을 형성한다. 상기 제1용융수지공급부(202)에서 용융 상태의 수지(제1용융수지)를 공급하여 압출하는 온도는 200℃ 내지 300℃일 수 있다. 상기 제1용융수지는 열가소성 수지이고 가시광선에 투광성을 보이는 재질이면 제한이 없으며 구체적 예는 전술하였으므로 그 자세한 설명을 생략하도록 한다.
다음, 상기 용융 상태의 웹(100a)을 제1패턴형성롤러(204)와 제2패턴형성롤러(206) 사이로 통과시켜 하면(일면)에 제1프리즘 패턴이 그리고 상면(타면)에는 상부 패턴이 형성된 웹(100b)을 얻는다. 이때, 제1패턴형성롤러(204)와 제2패턴형성롤러(206)의 온도는 120℃ 내지 150℃일 수 있다. 상기 온도범위에서 패턴 전사율이 우수할 수 있으며 패턴형성롤러에서 수지가 쉽게 떨어질 수 있다.
다음, 제1프리즘 패턴과 상부 패턴이 형성된 웹(100b)을 냉각장치(214)에 의해 냉각시킨 후 원하는 크기로 재단하여 광학 시트를 제조할 수 있다. 이와 같이 제조된 광학 시트는 전술한 구조 및 특징을 갖는 것으로서 그 자세한 설명은 생략하도록 한다.
도 9는 본 발명의 다른 구체예에 따른 광학 시트 제조방법을 나타낸 개념도이다. 본 발명의 다른 구체예에 따른 광학 시트 제조방법을 살펴보면, 먼저 제1용융수지공급부(202)에서 베이스 시트 형성용 용융수지(제1용융수지)를 공급하여 용융 상태의 웹(102a)을 형성(압출)할 수 있다.
다음, 상기 용융 상태의 웹(102a)을 제1냉각장치(208)에 의해 냉각시켜 경화시킬 수 있다. 상기 제1냉각장치(208) 및 제1냉각장치(208)에 의한 냉각 공정은 생략될 수 있다.
다음, 제2용융수지공급부(210)에 의해 상기 웹(100a)의 하면(일면)에 제1프리즘 패턴 형성용 제2용융수지(104a)를 공급하며, 제3용융수지공급부(212)를 통해 상기 하면에 대향하는 상면(타면)에 상부 패턴 형성용 제3용융수지(120a)를 공급하여 도포할 수 있다.
다음, 상기 제2용융수지(104a) 및 제3용융수지(120a)가 도포된 웹(102a)을 제1패턴형성롤러(204)와 제2패턴형성롤러(206) 사이로 통과시켜 상기 하면에 제1프리즘 패턴(104b), 상기 상면에 상부 패턴(120b)을 형성할 수 있다.
다음, 상기 패턴이 형성된 웹을 제2냉각장치(214)에 의해 냉각시켜 경화한 후 소정 크기로 재단하여 광학 시트를 제조할 수 있다.
<실시예 및 비교예>
실시예1 내지 실시예3, 비교예1 내지 비교예5에서 사용된 광학 시트의 하면과 상면의 패턴 형태 및 코팅 여부를 표 1에 나타내었고, 표 1에 사용된 패턴들의 구체적 데이터를 표 2에 나타내었다.
하면 상면 비고
실시예1 제1프리즘 패턴 제2프리즘 패턴
실시예2 제1프리즘 패턴 렌티큘러 패턴
실시예3 제1프리즘 패턴 마이크로렌즈 패턴
비교예1 - 제2프리즘 패턴
비교예2 - 제2프리즘 패턴 열처리 기재 사용
비교예3 하드코팅 제2프리즘 패턴
비교예4 매트코팅 제2프리즘 패턴
비교예5 제3프리즘 패턴 제2프리즘 패턴 피치 동일
굴절률
(Solid)		 형상 제작 방법
제1프리즘 패턴 1.54 - 피치: 23㎛
- 오각프리즘
제2프리즘 패턴 1.57 - 꼭지각 90˚인 삼각프리즘
- 피치: 50㎛		 제1프리즘 패턴 방향과 동일 방향으로 패턴 형성
렌티큘러 패턴 1.57 - 피치 50㎛ 제1프리즘 패턴 방향과 동일 방향으로 패턴 형성
마이크로렌즈 패턴 1.52 - 마이크로렌즈 패턴
- 렌즈 직경: 70㎛		 제1프리즘 패턴 방향과 동일 방향으로 패턴 형성
제3프리즘 패턴 1.54 - 피치:50㎛
- 오각프리즘		 제2프리즘 패턴 방향과 동일 방향으로 패턴 형성
열처리 - - 110℃의 플로팅 타입 Drying
Chamber를 통과시킴(약 2分 체류)
하드코팅 1.55 - 3~5㎛ 두께로 코팅
매트코팅 - - 5~8㎛ 두께로 코팅
아래 표 3에는 실시예1 내지 실시예3, 비교예1 내지 비교예5의 광학 시트의 광학특성 및 내열성 평가 결과를 나타낸 것이며, 그 특성 평가는 아래와 같이 수행하였다.
[휘도 측정]
LED 광원을 사용하는 32" LCD用 에지(edge)형 백라이트 유닛에 샘플을 조립한 후 TOPCON社의 SR3 분광방사계를 사용하여 휘도를 측정하였다.
[내열성 평가]
백라이트 유닛 및 LCD 모듈까지 조립한 상태에서, 60℃×75％RH×250hr 조건 下에서 환경처리 후, 상온/상습 조건 하에서 2hr 방치한 다음, Edge-LED 광원을 사용하는 32" LCD 모듈을 점등한 상태에서 시트 변형(욺)을 평가하였다.
하면 상면 상대 휘도(％) 시트 변형 모아레
실시예1 제1프리즘 패턴 제2프리즘 패턴 110.3 無 無
실시예2 제1프리즘 패턴 렌티큘러 패턴 107.1 無 無
실시예3 제1프리즘 패턴 마이크로렌즈 패턴 103.6 無 無
비교예1 - 제2프리즘 패턴 100.0 有
(强시인)		 無
비교예2 (열처리 기재) 제2프리즘 패턴 99.8 有
(中시인)		 無
비교예3 하드 코팅 제2프리즘 패턴 100.1 有
(弱시인)		 無
비교예4 매트코팅
(Haze 7％)		 제2프리즘 패턴 97.8 有
(弱시인)		 無
비교예5 제3프리즘 패턴 제2프리즘 패턴 110.5 無 발생
표 3에 나타난 바와 같이, 상면에 제2프리즘 패턴만 존재하는 비교예1에 비해 하면에 제1프리즘 패턴이 존재하고 상면에 제2프리즘 패턴, 렌티큘러 패턴 또는 마이크로렌즈 패턴이 존재하는 실시예1 내지 실시예3의 휘도가 더 높게 나타났으며, 시트 변형(욺) 현상도 나타나지 않아 내열성 특성이 우수한 것으로 나타났다. 그리고, 상면에 제2프리즘 패턴이 존재하고 하드코팅, 매트 코팅이 된 경우는 실시예1 내지 실시예3에 비해 휘도가 낮고 내열성이 좋지 않은 것으로 나타났다. 또한, 상면과 하면에 서로 피치가 동일한 제3프리즘 패턴과 제2프리즘 패턴이 존재하는 비교예5의 경우는 휘도는 실시예1과 유사하지만, 상면과 하면이 서로 간섭무늬(모아레)를 발생시키는 문제가 발생하였다.
100 : 광학 시트 102 : 베이스 시트
104 : 삼각프리즘 패턴 106 : 제2프리즘 패턴
108 : 렌티큘러 패턴 110 : 마이크로렌즈 패턴
112 : 엠보 패턴 202 : 제1용융수지공급부
204 : 제1패턴형성롤러 206 : 제2패턴형성롤러
208 : 제1냉각장치 210 : 제2용융수지공급부
212 : 제3용융수지공급부 214 : 제2냉각장치

Claims (12)

  1. 상면 및 이에 대향하는 하면을 갖는 베이스 시트;
    상기 베이스 시트의 하면에 존재하는 제1프리즘 패턴; 및
    상기 베이스 시트의 상면에 존재하는 상부 패턴을 포함하되,
    상기 상부 패턴은 상기 제1프리즘 패턴의 피치와 다른 직경을 갖는 마이크로렌즈 패턴 또는 피치가 존재하지 않는 불규칙한 엠보 패턴인 광학 시트.
  2. 상면 및 이에 대향하는 하면을 갖는 베이스 시트;
    상기 베이스 시트의 하면에 존재하는 제1프리즘 패턴; 및
    상기 베이스 시트의 상면에 존재하는 상부 패턴을 포함하되,
    상기 상부 패턴은 상기 제1프리즘 패턴과 그 피치가 다른 렌티큘러 패턴이며,
    상기 제1프리즘 패턴의 피치(P1)와 상기 렌티큘러 패턴의 피치(P3)의 차이의 절대값(│P1-P3│)은 0.1㎛ 내지 50㎛인 광학 시트.
  3. 상면 및 이에 대향하는 하면을 갖는 베이스 시트;
    상기 베이스 시트의 하면에 존재하는 제1프리즘 패턴; 및
    상기 베이스 시트의 상면에 존재하는 상부 패턴을 포함하되,
    상기 상부 패턴은 상기 제1프리즘 패턴과 그 피치가 다른 제 2프리즘 패턴이며,
    상기 제1프리즘 패턴의 피치(P1)와 상기 제 2프리즘 패턴의 피치(P2)의 차이의 절대값(│P1-P2│)은 0.1㎛ 내지 50㎛인 광학 시트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1프리즘 패턴의 피치(P1)와 상기 마이크로렌즈 패턴을 형성하는 마이크로렌즈의 직경(D)의 차이의 절대값(│P1-D│)이 0.01㎛ 내지 100㎛인 광학 시트.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1프리즘 패턴 및 상기 상부 패턴은 동일한 물질로 이루어진 광학 시트.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1프리즘 패턴은 동일한 프리즘이 서로 인접해 배열되어 있는 규칙적인 패턴인 광학 시트.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1프리즘 패턴을 형성하는 프리즘은 삼각프리즘이며, 상기 삼각프리즘의 꼭지각이 70° 내지 110°인 광학 시트.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1프리즘 패턴의 피치 또는 마이크로렌즈 패턴을 형성하는 마이크로렌즈의 직경이 5㎛ 내지 150㎛인 광학 시트.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1프리즘 패턴을 형성하는 프리즘은 적어도 2개의 프리즘면을 갖는 다각프리즘인 광학 시트.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1프리즘 패턴을 형성하는 다각프리즘은 각 프리즘 면이 상기 베이스 시트의 평활면과 이루는 각을 θ1, θ2, θ3,..., θn-1이라고 할 때,
    하기 식의 관계를 갖는 광학시트:
    <식>
    θi ≠ θj
    상기 식에서, i ≠ j이고, 1≤i(또는 j)≤n-1이며, n은 5 이상의 자연수이다.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 시트, 제1프리즘 패턴 또는 상부 패턴은 폴리아세탈 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트 수지, 스티렌계 수지, 폴리에스테르 수지, 비닐계 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리올레핀 수지, 시클로올레핀계 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리아릴설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리페닐렌 설피드 수지, 폴리에틸렌 나프탈레이트 수지, 폴리에틸렌 수지 또는 불소계 수지 중 어느 하나 이상을 포함하는 광학 시트.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 광학 시트를 포함하는 광학 장치.
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