KR20150085382A - 복합광학시트 및 이를 포함하는 광학표시장치 - Google Patents

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KR20150085382A
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김진우
강경구
구상만
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제일모직주식회사
한양대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은, 제1광학시트; 상기 제1광학시트의 하부에 형성되고 제2광학패턴을 포함하는 제2광학시트; 및 상기 제1 광학시트 및 상기 제2 광학시트 사이에 형성된 접착층을 포함하고, 상기 제2광학패턴의 적어도 일부는 상기 접착층과 접착하고, 상기 접착층은 저굴절률 입자를 포함하는 복합광학시트 및 이를 포함하는 광학 표시 장치에 관한 것이다.

Description

복합광학시트 및 이를 포함하는 광학표시장치{COMPLEX OPTICAL SHEET AND OPTICAL DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 복합광학시트 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다.
액정 디스플레이는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 디스플레이 중 하나이다. 액정 디스플레이는 TFT(thin film transistor) 어레이 기판과 칼라필터 기판 사이에 액정층이 봉입된 구조를 갖는다. TFT 어레이 기판과 칼라필터 기판에 존재하는 전극에 전기장을 인가하고, 그 사이에 봉입된 액정층의 액정 분자의 배열이 변하게 되고, 이를 이용해서 영상을 표시하게 된다.
액정 디스플레이는 자체 발광하지 않으므로, 백라이트 유닛이 필요하다. 백라이트 유닛은 발광다이오드 또는 형광 램프 등의 광원, 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트, 보호 시트 등을 포함할 수 있다. 최근 박형화를 위해 다수의 시트를 대체하는 복합광학시트에 대한 연구가 진행되고 있다. 복합광학시트는 상부 광학시트, 하부 광학시트, 및 접착층으로 구성되고, 하부 광학시트에 형성된 광학 패턴의 정점이 접착층에 침투함으로써 상부 광학시트와 하부 광학시트가 상호 접착되는 구조를 갖는다. 그러나, 접착층으로 인해 두 광학시트를 단순 적층했을 때에 비해 휘도가 저하될 수 있고, 접착 면적이 충분하지 않을 경우에는 접착력이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.
이와 관련하여, 한국등록특허 제10-1048053호는 상부 광학시트, 하부 광학시트, 접착층으로 구성되고, 하부 광학시트에는 높이가 큰 제1프리즘과 높이가 작은 제2프리즘이 형성되고, 제1프리즘은 접착층에 침투하고, 제2프리즘은 접착층에 침투하지 않는 복합광학시트를 개시하고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 접착층을 매개로 제1광학시트와 제2광학시트가 일체화되는 복합광학시트에 있어서 제1광학시트와 제2광학시트의 접착력을 확보하고 휘도 감소를 낮출 수 있는 복합광학시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 복합광학시트는 제1광학시트; 상기 제1광학시트의 하부에 형성되고 상부면에 제2광학패턴을 포함하는 제2광학시트; 및 상기 제1 광학시트 및 상기 제2 광학시트 사이에 형성된 접착층을 포함하고, 상기 제2광학패턴의 적어도 일부는 상기 접착층과 접착하고, 상기 접착층은 저굴절률 입자를 포함할 수 있다.
본 발명의 광학표시장치는 광원부; 상기 광원부의 상부 또는 측면에 형성된 도광판; 상기 도광판의 상부에 형성된 상기 복합광학시트; 및 상기 복합광학시트의 상부에 형성된 표시장치용 패널을 포함할 수 있다.
본 발명의 복합광학시트는 접착층을 매개로 제1광학시트와 제2광학시트가 일체화되는 복합광학시트에 있어서 제1광학시트와 제2광학시트의 접착력을 확보하고 휘도 감소를 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명 일 실시예의 복합광학시트의 단면도이다.
도 2는 본 발명 일 실시예의 복합광학시트의 사시도이다.
도 3은 본 발명 일 실시예의 마이크로렌즈 패턴의 모식도이다.
도 4는 본 발명 다른 실시예의 복합광학시트의 단면도이다.
도 5는 본 발명 또 다른 실시예의 복합광학시트의 단면도이다.
도 6은 본 발명 일 실시예의 액정표시장치의 단면도이다.
도 7은 제조예 1에 따라 제조한 중공 입자의 TEM 사진이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 출원의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 또한, 설명의 편의를 위하여 구성요소의 일부만을 도시하기도 하였으나, 당업자라면 구성요소의 나머지 부분에 대하여도 용이하게 파악할 수 있을 것이다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 요소가 다른 요소 위 또는 아래에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 위 또는 아래에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 또한, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 출원의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그리고, 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다.
이하 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명 일 실시예의 복합광학시트를 설명한다. 도 1은 본 발명 일 실시예의 복합광학시트의 단면도, 도 2는 본 발명 일 실시예의 복합광학시트의 사시도, 도 3은 본 발명 일 실시예의 마이크로렌즈 패턴의 모식도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명 일 실시예의 복합광학시트(100)는 제1 광학시트(130), 제2 광학시트(190), 및 저굴절률 입자(125)를 포함하는 접착층(120)을 포함한다. 접착층이 저굴절률 입자를 포함함으로써 휘도를 상승시킬 수 있다.
제1광학시트(130)는 상부면인 광출사면과, 하부면인 광입사면을 가져 제2광학시트로부터 입사되는 광의 경로를 변화시켜 출사시킬 수 있다. 제1광학시트(130)는 제1베이스필름(110)과 제1베이스필름(110) 상에 형성된 제1광학패턴(150)을 포함한다.
제1 베이스필름(110)은 제1광학시트(130)를 지지하는 것으로 두께는 제한되지 않지만, 50㎛ 내지 300㎛가 될 수 있다. 제1베이스필름(110)은 가시 광선 영역에서 투명한 열가소성 수지 또는 이를 포함하는 조성물로 형성될 수 있는데, 열가소성 수지는 폴리아세탈 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 스티렌계 수지, 비닐계 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리올레핀 수지, 시클로올레핀계 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지, 폴리아크릴레이트 수지, 폴리아릴술폰 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리페닐렌술피드 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트 수지 등을 포함하는 폴리에스테르계 수지, 폴리에틸렌 수지 또는 불소계 수지가 사용될 수 있다.
제1광학패턴(150)은 제2광학시트로부터 입사되는 광의 경로를 변경시키는 패턴으로서, 도 1은 제1광학패턴이 마이크로렌즈 패턴인 경우를 도시하였지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 그 외 단면이 다각형인 프리즘, 렌티큘러 렌즈, 엠보 패턴 등의 통상의 광학패턴이 형성될 수도 있다. 마이크로렌즈 패턴은 하부면으로부터 입사된 광을 확산시켜 복합광학시트의 휘도를 높일 수 있다. 마이크로렌즈 패턴의 직경은 1 내지 100㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서 휘도가 향상될 수 있다. 도 2를 참조하면, 마이크로렌즈 패턴은 헥사고날(hexogonal) 타입의 정배열 렌즈로서, 높이는 1 내지 100㎛, 직경은 1 내지 100㎛가 될 수 있다. 상기 '정배열 렌즈'는 도 3에서와 같이, 마이크로렌즈 패턴을 둘러싸는 가상의 정육각형이 서로 이웃하여 형성된 상태를 의미한다.
제1광학패턴(150)은 자외선 경화형 불포화 화합물 및 개시제를 포함하는 패턴 형성용 조성물로 형성될 수 있다. 예를 들면, 자외선 경화형 불포화 화합물은 (메트)아크릴레이트계 올리고머, (메트)아크릴레이트계 모노머 중 하나 이상을 포함하고, 구체적으로 플루오렌 유도체 불포화 수지(굴절률 1.5 내지 1.7); 및 페녹시벤질 (메트)아크릴레이트(굴절률 1.5 내지 1.7), 페닐페녹시에틸 (메트)아크릴레이트(굴절률 1.5 내지 1.7), 에톡시레이티드 티오디페닐 디(메트)아크릴레이트, 페닐티오에틸 (메트)아크릴레이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 개시제는 광중합 개시제로서, 케톤계, 포스핀옥시드계 등을 사용할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
제2광학시트(190)는 제1 광학시트(130)의 하부에 형성되고, 상부면인 광출사면과, 하부면인 광입사면을 가져 입사되는 광의 경로를 변화시켜 출사시킬 수 있다. 제2광학시트(190)는 제2베이스필름(140)과 제2베이스필름(140) 상에 형성된 제2광학패턴(180)을 포함한다.
제2베이스필름(140)은 제2광학시트(190)를 지지하는 것으로 두께는 제한되지 않지만, 50㎛ 내지 300㎛가 될 수 있으며 상술한 제1 베이스필름(110)을 위한 열가소성 수지 중 동일 또는 이종의 재료로 형성될 수 있다.
제2광학 패턴(180)은 제2광학시트의 상부면에 형성되고, 입사되는 광의 경로를 변화시키는 마이크로구조 패턴일 수 있다. 도 1은 제2광학패턴이 단면이 삼각형인 프리즘인 경우를 예시하나 이에 제한되는 것은 아니다. 그 외 통상의 광학패턴인 단면이 다각형인 프리즘, 마이크로렌즈, 렌티큘러 렌즈, 또는 엠보 패턴 등도 형성될 수 있다. 제2광학패턴은 하부면으로부터 입사된 입사광을 집광시켜 줌으로써 휘도를 높일 수 있다. 제2광학패턴의 높이는 1 내지 100㎛, 구체적으로 1 내지 50㎛, 폭은 1 내지 100㎛, 구체적으로 50 내지 100㎛, 꼭지각은 80 내지 100°가 될 수 있고, 상기 범위에서, 휘도 향상 효과가 있을 수 있다. 또한, 도 1에서 도시되지 않았지만 광원으로부터 광의 입사 방향과 프리즘 패턴의 길이 방향은 동일하거나 교차할 수 있다.
제2광학패턴(180)은 접착층(120)을 침투할 수 있다. 도 1은 제2광학패턴의 정점이 접착층을 침투하여 접착층 내부에 존재하는 경우를 도시한 것이다. 상기 '침투'는 제2광학패턴이 접착층을 뚫고 접착층 내부로 진입하여 제2광학패턴이 접착층 내부에 존재하는 것을 의미한다. 상기 '정점'은 제2광학패턴 중 높이가 제일 높은 지점을 의미한다. 제2광학패턴의 접착층 내 침투 깊이를 L, 접착층의 두께를 M라고 할 때, L/M는 0.1 이상, 구체적으로 0.1 내지 0.9, 더 구체적으로 0.4 내지 0.5가 될 수 있고, 상기 범위에서, 휘도 향상 효과와 접착력을 확보할 수 있다. 상기 '침투 깊이'는 제2광학패턴의 정점이 접착층 내부로 침투한 수직 길이를 의미한다.
제2광학패턴(180)은 상술한 제1광학패턴(150)을 위한 재료 중 동일 또는 이종의 재료로 형성되거나, 제2베이스필름(140)을 위한 재료 중 동일 또는 이종의 재료로 형성될 수 있다.
접착층(120)은 제1 광학시트(130)와 제2 광학시트(190) 사이에 형성되며, 제1 광학시트(130)와 제2 광학시트(190)를 상호 접착시켜 일체화시킬 수 있다. 상기 '일체화'는 제1광학시트와 제2광학시트가 서로 독립적으로 분리되지 않은 상태를 의미한다. 도 1은 접착층이 제1광학시트 일면에 형성된 경우를 도시한 것이다.
접착층(120)은 저굴절률 입자(125)를 포함함으로써 위킹 현상을 개선하여 휘도 감소를 최소화함과 동시에 입사된 광의 반사와 확산에 의해 광의 효율을 높일 수도 있다. 즉, 접착층이 접착 수지로만 형성되는 경우 대비 고상의 입자를 더 포함함으로써 접착 수지의 점도를 상승시켜 위킹 현상을 개선함으로써 휘도 감소를 최소화할 수 있고, 저굴절률 입자를 포함함으로써 휘도를 높이고 광의 반사와 확산에 의해 광의 효율을 높일 수도 있다. 또한, 접착층(120)은 저굴절률 입자(125)를 포함함으로써 제2광학패턴의 굴절률을 A, 접착층의 굴절률의 B, 저굴절률 입자의 굴절률을 C라고 할 때, A>B≥C가 될 수 있고, 이로 인해 제2광학패턴과 접착층의 접착시 휘도 감소를 낮출 수 있다. 예를 들면, A/B는 1.1 내지 3, B/C는 1.0 내지 3이 될 수 있고, 상기 범위에서, 프리즘 패턴과 접착층의 접착시 휘도 감소를 낮출 수 있다. 예를 들면, 제2광학패턴의 굴절률은 1.5 내지 1.7, 저굴절률 입자는 굴절률 1.0 초과 1.5 이하의 입자, 접착층은 굴절률 1.0 초과 1.5 이하가 될 수 있고, 상기 범위에서 제1광학시트와 제2광학시트 접착시 휘도 감소를 낮출 수 있다.
저굴절률 입자(125)는 중공 입자, 다공성 입자 또는 공기 방울(air bubble) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 중공 입자는 굴절률 1.1 내지 1.47의 쉘과 내부가 중공인 입자로서, 쉘은 저굴절률 작용기인 방향족기 등을 갖는 실란으로 형성됨으로써 중공 입자의 굴절률을 더 낮출 수 있다. 일 구체예에서, 중공 입자는 PTMS(phenyltrimethoxysilane)가 첨가된 질산 수용액을 교반하고, 교반된 용액에 암모니아 수용액을 첨가하고, 얻은 용액을 여과 및 건조하는 단계에 의해 제조될 수 있다. 다른 구체예에서, 중공 입자는 방향족기, 니트로기, 술폰산기, 아민기, 할로겐, 시아노기 등으로 표면 개질될 수 있는데, 이에 의해 중공 입자의 굴절률을 보다 더 낮춤으로써 휘도 향상에 기여할 수 있다. 다공성 입자 역시 소정 범위의 공극이 내부 및 외부에 형성되어 있어 굴절률이 낮다. 공기 방울은 굴절률 1을 가짐으로써 저굴절률 입자로 사용할 수 있고, 공기 방울은 통상의 방법 예를 들면 nano air bubble generator를 이용하여 제조할 수 있다.
저굴절률 입자(125)는 접착층(120) 중 0.1 내지 50중량%, 예를 들면 40 내지 50중량%로 포함될 수 있고, 평균 직경이 0.2 내지 1㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서 접착층 내에 포함될 수 있고, 저굴절률 입자에 의한 효과를 구현할 수 있다.
접착층(120)은 투명성이 우수하고 가교 결합을 형성할 수 있는 접착 수지 및 저굴절률 입자를 포함하는 조성물로 형성될 수 있다. 예를 들면, 접착 수지는 에폭시 수지-루이스산계나 폴리에틸올계, 불포화 폴리에스테르-스티렌계, 아크릴산 또는 메타크릴산 에스테르계 등의 사용이 가능하며, 이중에서 투명성이 우수한 수지로 아크릴산 또는 메타크릴산 에스테르계 수지를 사용하는 것이 좋다. 이러한 수지 종류로는 폴리우레탄 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 등의 올리고머가 있으며, 다관능 또는 단관능기를 갖는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 모노머와 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
접착층(120)의 두께는 1 내지 10㎛, 예를 들어 1 내지 5㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 제2광학패턴의 침투에 의해서도 충분한 접착력을 확보할 수 있다. 도 1에서는 접착층이 제1베이스필름의 하부면 전체에 형성되어 있으나, 제2광학패턴이 침투되어 제1광학시트와 제2광학시트의 접착력을 확보할 수 있다면 접착층은 제1베이스필름의 일부분에만 형성될 수도 있다.
접착층(120)과 제2광학 패턴(180) 사이의 공간은 공기(도 1에서 도시되지 않음)로 충진됨으로써 제2광학패턴의 휘도 감소를 낮출 수 있다.
이하, 도 4를 참고하여 본 발명 다른 실시예의 복합광학시트를 설명한다. 도 4는 본 발명 다른 실시예의 복합광학시트의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명 다른 실시예의 복합광학시트(200)는 제1 광학시트(130), 제2 광학시트(190), 저굴절률 입자(125)를 포함하는 접착층(120) 및 패턴층(160)을 포함한다. 본 발명 일 실시예 대비 패턴층을 더 포함함으로써 접착층의 두께를 얇게 하더라도 접착력을 확보할 수 있다. 또한, 제2 광학패턴의 접착시 제2 광학패턴이 음각 패턴으로 삽입되는 경우 위킹 현상을 개선하여 휘도 저하를 줄일 수 있다. 패턴층이 더 형성되고 접착층이 패턴층 하부면에 형성된 점을 제외하고는 본 발명 일 실시예의 복합광학시트와 실질적으로 동일하다. 이에, 이하에서는 패턴층에 대해 설명한다.
패턴층(160)은 제1광학시트(130)의 하부면에 형성되고 하부에 제2광학패턴이 삽입되는 음각 패턴(165)이 하나 이상 형성된 층으로서, 음각 패턴 내에 제2광학패턴이 삽입되도록 함으로써 접착층의 두께를 박형으로 하더라도 제1광학시트와 제2광학시트의 고정을 강하게 하고 이로 인해 제2광학패턴 특히 제2광학패턴의 정점과 접착층의 접착 면적을 줄여 휘도 저하를 더 막을 수 있다.
패턴층(160)의 두께는 1 내지 10㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서 박형의 접착층을 포함하더라도 제1광학시트와 제2광학시트가 안정하게 일체화될 수 있다.
음각 패턴(165)은 제2광학패턴이 삽입될 수 있는 광학패턴으로, 제2 광학패턴과 동일한 주기로 형성될 수 있다. 도 4는 단면이 삼각형인 음각 패턴이 형성된 경우를 도시하였으나, 제2광학패턴의 적어도 일부가 삽입될 수 있다면 형상 및/또는 높이에 제한을 두지 않는다. 예를 들면, 음각 패턴은 단면이 다각형인 프리즘, 마이크로렌즈, 렌티큘러 렌즈, 엠보 패턴 등의 형상이 될 수 있고, 음각 패턴은 제2광학패턴의 최상부로부터 제2광학패턴의 높이 중 20% 이하 구체적으로 5 내지 20%가 삽입될 수 있는 정도의 높이로 형성될 수 있고 상기 범위에서 휘도가 저하되지 않고 제1광학시트와 제2광학시트가 안정하게 고정될 수 있다. 또한, 도 4에서 도시되지 않았지만 음각 패턴과 이웃하는 음각 패턴 사이에는 제2광학패턴이 삽입되지 않지만 다른 광학패턴이 더 형성될 수 있다.
음각 패턴(165)과 제2광학패턴 사이를 포함하는 패턴층 하부 전체에는 저굴절률 입자 함유 접착층이 형성되어 있다.
패턴층(160)은 상술한 제1광학패턴(180)을 위한 재료 중 동일 또는 이종의 재료로 형성되거나, 제1베이스필름(140)을 위한 재료 중 동일 또는 이종의 재료로 형성될 수 있다.
이하, 본 발명 또 다른 실시예의 복합광학시트를 도 5를 참고하여 설명한다. 도 5는 본 발명 또 다른 실시예의 복합광학시트의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명 또 다른 실시예의 복합광학시트(300)는 제1 광학시트(130), 제2 광학시트(190), 저굴절률 입자(125)를 포함하는 접착층(120) 및 패턴층(160)을 포함하고, 저굴절률 입자(125)를 포함하는 접착층(120)은 패턴층의 음각 패턴(165) 내에 형성되어 있다. 저굴절률 입자를 포함하는 접착층이 패턴층의 음각 패턴 내에만 형성됨으로써 휘도를 더 높일 수 있을 뿐만 아니라 제2 광학패턴(180)이 접착층(120) 내로 삽입될 때 위킹 현상을 더욱 개선하여 휘도 저하 현상을 개선할 수 있다. 저굴절률 입자를 포함하는 접착층이 패턴층의 음각 패턴에만 형성된 것을 제외하고는 본 발명 다른 실시예의 복합광학시트와 실질적으로 동일하다.
본 발명의 광학표시장치는 본 발명 실시예의 복합광학시트를 포함할 수 있고, 광학표시장치는 액정표시장치를 포함할 수 있다. 이하, 도 6을 참고하여 본 발명 일 실시예의 광학표시장치인 액정표시장치를 설명한다. 도 6은 본 발명 일 실시예의 액정표시장치의 단면도이다.
도 6을 참고하면, 본 발명 일 실시예의 액정표시장치(400)는 액정표시패널(410), 액정표시패널(410)의 상부에 형성된 제1편광판(420), 액정표시패널(410)의 하부에 형성된 제2편광판(430), 제2편광판(430) 하부에 형성된 백라이트유닛(440)을 포함하고, 백라이트유닛(440)은 광원부(441), 광원부(441)로부터 발광되는 빛을 안내하는 도광판(442), 도광판(442)의 하부에 배치되는 반사시트(443), 도광판(442)의 상부에 배치되는 확산시트(444), 확산시트(444)의 상부에 배치되는 광학시트(445)를 포함할 수 있고, 광학시트(445)는 본 발명 실시예들에 의한 복합광학시트를 포함할 수 있다.
광원부(441)는 광을 발생시키는 것으로, 선광원 램프 또는 면광원 램프, CCFL 또는 LED 등 다양한 광원을 포함할 수 있다. 광원부(441)의 외부에는 광원 보호를 목적으로 광원 커버(446)가 더 형성될 수 있다.
도광판(442)은 광원(441)으로부터 입사된 광을 확산시트(444)로 안내하는 역할을 할 수 있다.
반사시트(443)는 광원(441)에서 발생된 광을 반사시켜 도광판(442)으로 다시 입사되도록 하여 광의 효율을 높이는 역할을 할 수 있다.
확산시트(444)는 도광판(442)으로부터 입사된 광을 확산시켜 광학시트(445)으로 공급한다.
도 6에서 도시되지 않았지만, 광학시트(445)와 제2편광판(430) 사이에는 보호시트가 더 형성될 수도 있다.
액정표시장치용 패널(410)은 제1기판과 제2기판 사이에 봉입된 액정셀층을 포함하는 액정패널을 포함하고, 액정셀층은 VA(vertical alignment) 모드, IPS(in place switching) 모드, FFS(fringe field switching) 모드, TN(twisted nematic) 모드 등이 될 수 있다.
제1편광판(420)과 제2편광판(430)는 편광자, 편광자 상에 형성된 보호필름 및/또는 위상차필름을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
제조예 1: 중공 입자의 제조
2L 반응기에 이온수 1L를 넣고, 질산 2ml와 암모니아수 400ml, 및 PTMS(phenyltrimethoxysilane) 10ml를 첨가한 후 90초 동안 가수분해시키면서 상온에서 교반하였다. 서서히 온도를 올리면서 80℃가 되면 추가로 350rpm 으로 속도를 유지하면서 1시간 가량 교반하였다. 반응이 종료되면, 에탄올로 3회 세척하여 중공 입자(굴절률: 1.24)를 제조하였고, 도 7은 제조예 1에 따라 제조된 중공 입자의 TEM 이미지이다. 도 7을 참조하면, PTMS로 제조된 중공 입자는 내부에 중공과 외부에 쉘이 형성되어 있음을 확인할 수 있다.
제조예 2: 표면 개질된 중공 입자의 제조
2L 반응기에 이온수 1L를 넣고, 질산 2ml와 암모니아수 400ml, 및 PTMS 10ml를 첨가한 후 90초 동안 가수분해시키면서 상온에서 교반하였다. 서서히 온도를 올리면서 80℃가 되면 추가로 350rpm으로 속도를 유지하면서 1시간 가량 교반하여 중공 입자를 제조하고, 무수황산을 혼합하여 교반하고 빙욕한 다음, 무수황산과 질산화의 혼합 용액을 적가하여 다시 교반하고, 희석한 후 생성된 침전물을 여과하여 건조함으로써 니트로기로 표면 개질된 중공 입자를 제조하였다.
실시예 1: 복합광학시트의 제조
(1)플루오렌계 유도체 불포화 수지(BPF-022, 한농화성, 굴절률:1.601) 46중량%, 페녹시벤질 아크릴레이트(굴절률:1.56) 20중량%, 페닐페녹시에틸 아크릴레이트(굴절률:1.54) 30중량% 혼합하고, 개시제 Irgacure 184 1중량%와 개시제 Irgacure TPO 3중량%를 혼합하여 마이크로렌즈 패턴 형성용 조성물(굴절률: 1.558)을 제조하였다. 마이크로렌즈 패턴(높이:35㎛, 직경:70㎛)이 인각된 금속 몰드 사이에 마이크로렌즈 패턴 형성용 조성물을 도포하고 도포된 조성물 위에 투명한 제1베이스필름용 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름(TAK사 XG7PH2, 두께:250㎛) 일면을 접촉시키고 190 내지 400nm 파장의 자외선을 무전극형 자외선 조사 장치(600W/inch)에 D 타입 벌프를 장착하여 250 내지 500m J/cm2의 에너지 조사하여 마이크로렌즈 패턴 형성용 조성물을 경화시켜 투명 PET 필름상에 마이크로렌즈 패턴을 형성하였다. 이 후 금속 몰드를 분리하여, PET 필름 일면에 마이크로렌즈 패턴이 형성된 제1광학시트를 제조하였다.
(2)프리즘 패턴 형성용 수지인 S-001(아크릴계 혼합물, 일본 Natoco사)을 프리즘 패턴 몰드에 투입하고 투명한 제2베이스필름용 PET 필름(TAK사 XG7PH2, 두께:250㎛)의 일면을 접촉시킨 상태에서 경화시켜 프리즘 패턴(높이 35㎛, 폭 70㎛, 꼭지각 90˚)이 형성된 제2광학시트를 제조하였다.
(3)UV 경화성 아크릴 수지(Tesk사 A-2579)에 제조예 1에서 제조한 중공 입자를 아크릴 수지 대비 50중량% 첨가하고 볼-밀(Ball-mill)을 사용하여 고르게 분산시켜 접착층 형성용 조성물(굴절률 1.355)을 제조하였다.
(4)제1광학시트 중 PET 필름의 다른 일면에 마이크로그라비아 코터를 사용하여 접착층 형성용 조성물을 3㎛ 두께로 코팅하고, 제2광학시트의 프리즘 패턴의 정점이 코팅층 내로 침투되도록 제1광학시트와 제2광학시트를 정렬하고 UV 경화시켜 복합광학시트를 제조하였다.
실시예 2: 복합광학시트의 제조
실시예 1에서 nano air bubble generator(Riverforest Cooperation, AS-MK III)를 이용하여 에어 버블을 제조하고 UV 경화성 아크릴 수지(Tesk사 A-2579)에 제조한 에어 버블을 포함시켜 형성된 접착층 형성용 조성물을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 복합광학시트를 제조하였다.
실시예 3: 복합광학시트의 제조
실시예 1에서 제조예 1의 중공 입자 대신에 제조예 2의 니트로기로 표면 개질된 중공 입자를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 복합광학시트를 제조하였다.
실시예 4: 복합광학시트의 제조
(1)플루오렌계 유도체 불포화 수지(BPF-022, 한농화성, 굴절률:1.601) 46중량%, 페녹시벤질 아크릴레이트(굴절률:1.56) 20중량%, 페닐페녹시에틸 아크릴레이트(굴절률:1.54) 30중량%를 혼합하고, 개시제 Irgacure 184 1중량%와 개시제 Irgacure TPO 3중량%를 혼합하여 마이크로렌즈 패턴 형성용 조성물(굴절률: 1.558)을 제조하였다. 마이크로렌즈 패턴(높이:35㎛, 폭:70㎛)이 인각된 금속 몰드 사이에 마이크로렌즈 패턴 형성용 조성물을 도포하고 도포된 조성물 위에 투명한 제1베이스필름용 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름(TAK사 XG7PH2, 두께:250㎛) 일면을 접촉시키고 190 내지 400nm 파장의 자외선을 무전극형 자외선 조사 장치(600W/inch)에 D 타입 벌프를 장착하여 250 내지 500m J/cm2의 에너지 조사하여 마이크로렌즈 패턴 형성용 조성물을 경화시키고, 투명 PET 필름에 접착되어 형성된 마이크로렌즈 패턴 층을 금속 몰드로부터 분리하여 투명 PET 필름 일면에 마이크로렌즈 패턴이 형성된 제1광학시트를 제조하였다.
(2) 프리즘 층(높이:3㎛, 직경:6㎛, 주기:70㎛)이 인각된 몰드에 프리즘 형성용 수지 FA-9888-15(SK CYTEC사)를 도포하고, 제1광학시트 중 PET 필름의 다른 일면을 접촉시킨 상태에서 UV 경화시켜, 제1광학시트의 배면에 음각의 프리즘이 형성된 패턴층을 5 ㎛ 두께로 형성하였다.
(3)프리즘 패턴 형성용 수지인 S-001(아크릴계 혼합물, 일본 Natoco사)을 프리즘 패턴 몰드에 투입하고 투명한 제2베이스필름용 PET 필름(TAK사 XG7PH2, 두께:250㎛)의 일면을 접촉시킨 상태에서 경화시켜 프리즘 패턴 패턴(높이 35㎛, 폭 70㎛, 꼭지각 90˚)이 형성된 제2광학시트를 제조하였다.
(4)UV 경화성 아크릴 수지 Tesk사 A-2579) 에 제조예 1에서 제조한 중공 입자를 50중량% 첨가하고 볼-밀(Ball-mill)을 사용하여 고르게 분산시켜 접착층 형성용 조성물을 제조하였다.
(5)제1광학시트의 프리즘 패턴층에 마이크로그라비아 코터를 사용하여 접착층 형성용 조성물을 1㎛ 두께로 코팅하고, 제2광학시트의 프리즘 패턴을 제1광학시트의 프리즘 패턴에 삽입되도록 제1광학시트와 제2광학시트를 정렬하고 UV 경화시켜 복합광학시트를 제조하였다.
실시예 5: 복합광학시트의 제조
실시예 4에서, 높이:3㎛, 직경:6㎛, 주기:70㎛인 프리즘 대신에, 높이:3㎛, 직경:6㎛, 주기:70㎛인 음각의 렌티큘러 패턴을 형성한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 복합광학시트를 제조하였다.
실시예 6: 복합광학시트의 제조
실시예 4에서, 높이:3㎛, 직경:6㎛, 주기:70㎛인 프리즘 대신에, 높이:3㎛, 직경:6㎛인 음각의 렌티큘러 패턴을 연속적으로 형성한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 복합광학시트를 제조하였다.
실시예 7: 복합광학시트의 제조
실시예 4에서, 높이:3㎛, 직경:6㎛, 주기:70㎛인 프리즘 대신에, 높이:3㎛, 직경:6㎛인 음각의 프리즘 패턴을 연속적으로 형성한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 복합광학시트를 제조하였다.
실시예 8: 복합광학시트의 제조
(1)플루오렌계 유도체 불포화 수지(BPF-022, 한농화성, 굴절률:1.601) 46중량%, 페녹시벤질 아크릴레이트(굴절률:1.56) 20중량%, 페닐페녹시에틸 아크릴레이트(굴절률:1.54) 30중량% 혼합하고, 개시제 Irgacure 184 1중량%와 개시제 Irgacure TPO 3중량%를 혼합하여 마이크로렌즈 패턴 형성용 조성물(굴절률: 1.558)을 제조하였다. 마이크로렌즈 패턴(높이:35㎛, 폭:70㎛)이 인각된 금속 몰드 사이에 마이크로렌즈 패턴 형성용 조성물을 도포하고 도포된 조성물 위에 투명한 제1베이스필름용 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름(TAK사 XG7PH2, 두께:250㎛) 일면을 접촉시키고 190 내지 400nm 파장의 자외선을 무전극형 자외선 조사 장치(600W/inch)에 D 타입 벌프를 장착하여 250 내지 500m J/cm2의 에너지 조사하여 마이크로렌즈 패턴 형성용 조성물을 경화시켜 투명 PET 필름상에 마이크로렌즈 패턴을 형성하였다. 이 후 금속 몰드를 분리하여, PET 필름 일면에 마이크로렌즈 패턴이 형성된 제1광학시트를 제조하였다.
(2) 프리즘 층(높이:3㎛, 직경:6㎛, 주기:70㎛)이 인각된 몰드에 프리즘 형성용 수지 FA-9888-15(SK CYTEC사)를 도포하고, 제1광학시트 중 PET 필름의 다른 일면을 접촉시킨 상태에서 UV 경화시켜, 제1광학시트의 배면에 음각의 프리즘이 형성된 패턴층을 5㎛ 두께로 형성하였다.
(3)프리즘 패턴 형성용 수지인 S-001(아크릴계 혼합물, 일본 Natoco사)을 프리즘 패턴 몰드에 투입하고 투명한 제2베이스필름용 PET 필름(TAK사 XG7PH2, 두께:250㎛)의 일면을 접촉시킨 상태에서 경화시켜 프리즘 패턴(높이 35㎛, 폭 70㎛, 꼭지각 90˚)이 형성된 제2광학시트를 제조하였다.
(4)UV 경화성 아크릴 수지(Tesk사 A-2579)에 제조예 1에서 제조한 중공 입자를 아크릴 수지 대비 50중량% 첨가하고 볼-밀(Ball-mill)을 사용하여 고르게 분산시켜 접착층 형성용 조성물(굴절률 1.355)을 제조하였다.
(5)제1광학시트의 프리즘 패턴층 전체에 마이크로그라비아 코터를 사용하여 접착층 형성용 조성물을 1㎛ 두께로 코팅하고, 프리즘 패턴에만 코팅층이 남도록 프리즘 패턴층의 일부를 깍아내고, 제2광학시트의 프리즘 패턴이 제1광학시트의 프리즘 패턴에 삽입되도록 제1광학시트와 제2광학시트를 정렬하고, UV 경화시켜 복합광학시트를 제조하였다.
비교예 1: 복합광학시트의 제조
실시예 1에서 접착층 형성용 조성물에 제조예 1의 중공 입자를 포함하지 않은 것을 제외하고는 동일한 방법으로 복합광학시트를 제조하였다.
휘도 (%) 접착력
(gf/25mm)
실시예 1 111 80
실시예 2 112 80
실시예 3 112 80
실시예 4 110 100
실시예 5 110 100
실시예 6 108 100
실시예 7 108 99
실시예 8 112 80
비교예 1 100 80
상기 표 1에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 복합광학시트는 접착력을 확보하고 휘도 저하를 개선할 수 있다.
반면에, 중공 입자를 포함하지 않는 비교예 1은 접착력은 확보할 수 있지만, 휘도 감소가 컸다.
(1) 휘도: LED 광원을 사용하는 32인치 LCD용 에지형 백라이트 유닛에 제조한 복합광학시트를 고정하고, 휘도계(SR3, 일본 TOPCON사)를 사용하여 휘도를 측정하였다. 패널에서 임의로 13개 지점 또는 5개 지점을 택하여 휘도를 측정하고 평균값을 구하였다. 기준 광학시트로 신화인터텍 CK47을 사용하여 동일한 방법으로 휘도를 측정하고, 신화인터텍 CK47로부터 측정된 휘도에 대한 상대 휘도를 구하였다.
(2) 접착력: 제조된 복합광학시트를 폭 25mm, 길이 200mm 시편으로 자르고 UTM을 사용하여 100mm/min의 속도로 180° 방향으로 당겨서 측정하였다.

Claims (11)

  1. 제1광학시트;
    상기 제1광학시트의 하부에 형성되고 제2광학패턴을 포함하는 제2광학시트; 및
    상기 제1 광학시트 및 상기 제2 광학시트 사이에 형성된 접착층을 포함하고,
    상기 제2광학패턴의 적어도 일부는 상기 접착층과 접착하고,
    상기 접착층은 저굴절률 입자를 포함하는 복합광학시트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1광학시트의 일면은 상기 접착층과 접착되는 복합광학시트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 저굴절률 입자는 중공 입자, 다공성 입자 또는 공기 방울(air bubble) 중 하나 이상을 포함하는 복합광학시트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 저굴절률 입자는 상기 접착층 중 0.1 내지 50중량%로 포함되는 복합광학시트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1광학시트의 상부면에 제1광학패턴이 더 형성된 복합광학시트.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 광학패턴은 마이크로렌즈 또는 프리즘 패턴이고, 상기 제2 광학패턴은 프리즘 패턴인 복합광학시트.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2광학패턴의 상기 접착층 내 침투 깊이를 L, 상기 접착층의 두께를 M라고 할 때, L/M는 0.1 이상인 복합광학시트.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1광학시트의 하부에 형성되고 상기 제2광학패턴이 삽입되는 음각 패턴이 형성된 패턴층을 더 포함하는 복합광학시트.
  9. 제8항에 있어서, 상기 음각 패턴은 상기 제2광학패턴의 최상부로부터 상기 제2광학패턴의 높이의 20% 이하가 삽입되도록 형성되는 복합광학시트.
  10. 제8항에 있어서, 상기 접착층은 상기 음각 패턴 내에 형성된 복합광학시트.
  11. 광원부;
    상기 광원부의 상부 또는 측면에 형성된 도광판;
    상기 도광판의 상부에 형성된 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 복합광학시트; 및
    상기 복합광학시트의 상부에 형성된 표시장치용 패널을 포함하는 광학표시장치.
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