KR20150133881A - 복합광학시트 및 이를 포함하는 광학 디스플레이 장치 - Google Patents

복합광학시트 및 이를 포함하는 광학 디스플레이 장치 Download PDF

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KR20150133881A
KR20150133881A KR1020140060184A KR20140060184A KR20150133881A KR 20150133881 A KR20150133881 A KR 20150133881A KR 1020140060184 A KR1020140060184 A KR 1020140060184A KR 20140060184 A KR20140060184 A KR 20140060184A KR 20150133881 A KR20150133881 A KR 20150133881A
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optical
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최미정
김영민
박경곤
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Abstract

일면에 하나 이상의 제1광학패턴을 포함하는 제1광학시트; 및 상기 제1광학시트 상에 형성되고 일면에 접착층을 포함하는 제2광학시트를 포함하고, 식 1의 제1광학패턴의 접착층 침투 비율이 70% 이상인 복합광학시트 및 이를 포함하는 광학 디스플레이 장치가 제공된다.

Description

복합광학시트 및 이를 포함하는 광학 디스플레이 장치{COMPOSITE OPTICAL SHEET AND OPTICAL DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 복합광학시트 및 이를 포함하는 광학 디스플레이 장치에 관한 것이다.
백라이트 유닛은 발광다이오드 또는 형광 램프 등의 광원, 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트, 보호 시트 등을 포함할 수 있다. 최근 박형화를 위해 백라이트 유닛은 상부 광학시트와 하부 광학시트를 일체화한 복합광학시트를 포함한다.
상부 광학시트와 하부 광학시트는 각각 투명성 확보를 위해 MD(machine direction) 및 TD(transverse direction)로 2축 연신된 광학필름을 베이스필름으로 포함한다. 이 때, 상부 광학시트와 하부 광학시트는 TD 연신비의 차이로 열 및/또는 수분 등에 노출시 수축 정도가 서로 달라, 복합광학시트는 움(waving) 현상과 커튼 형태의 무라(mura)가 생길 수 있다. 이와 관련하여, 한국등록특허 제10-1155876호는 복합광학시트, 그의 제조방법, 그를 포함하는 조명 장치 및 표시 장치를 개시하고 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 움 현상과 무라가 개선된 복합광학시트를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는 정면 시야각이 확보되고, 휘도가 개선된 복합광학시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 복합광학시트는 일면에 하나 이상의 제1광학패턴을 포함하는 제1광학시트; 및 상기 제1광학시트 상에 형성되고 일면에 접착층을 포함하는 제2광학시트를 포함하고, 하기 식 1의 제1광학패턴의 접착층 침투 비율이 70% 이상이 될 수 있다:
<식 1>
접착층 침투 비율 = B/A × 100
(상기 식 1에서, A는 상기 제1광학패턴의 높이의 총 합,
B는 상기 제1광학패턴의 접착층 침투 깊이의 총 합).
본 발명의 광학 디스플레이 장치는 상기 복합광학시트를 포함할 수 있다.
본 발명은 움 현상과 무라가 개선된 복합광학시트를 제공하였다.
본 발명은 정면 시야각이 확보되고, 휘도가 개선된 복합광학시트를 제공하였다.
도 1은 본 발명 일 실시예의 복합광학시트의 사시도이다.
도 2는 도 1에서 X-Y선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명 다른 실시예의 복합광학시트의 단면도이다.
도 4는 본 발명 또 다른 실시예의 복합광학시트의 단면도이다.
도 5는 본 발명 또 다른 실시예의 복합광학시트의 단면도이다.
도 6은 본 발명 일 실시예의 액정표시장치의 사시도이다.
도 7은 움 현상의 평가 기준이다.
도 8은 무라 테스트의 평가 기준이다.
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 및 도 2를 참고하여 본 발명 일 실시예의 복합광학시트를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예의 복합광학시트의 사시도이고, 도 2는 도 1에서 X-Y선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및, 도 2를 참조하면, 본 발명 일 실시예의 복합광학시트(100)는 일면에 하나 이상의 제1광학패턴(111)을 포함하는 제1광학시트(130); 및 제1광학시트(130) 상에 형성되고 일면에 접착층(122)을 포함하는 제2광학시트(140)를 포함하고, 하기 식 1의 제1광학패턴의 접착층 침투 비율이 70% 이상이 될 수 있다:
<식 1>
접착층 침투 비율 = B/A × 100
(상기 식 1에서, A는 제1광학패턴의 높이의 총 합,
B는 제1광학패턴의 접착층 침투 깊이의 총 합).
상기 '침투'는 제1광학패턴의 정점이 접착층을 뚫고 접착층 내부로 진입하여 제1광학패턴의 정점이 접착층 내부에 존재하는 것을 의미하고, 상기 '정점'은 제1광학패턴 중 높이가 제일 높은 지점을 의미하고, 상기 '침투 깊이'는 제1광학패턴의 정점이 접착층 내부로 침투한 수직 길이를 의미할 수 있다.
접착층 침투 비율이 70% 이상이 됨으로써, 접착층으로 침투된 제1광학패턴이 제1광학시트와 제2광학시트의 변형을 잡아주어 움 현상과 무라를 방지할 수 있고, 70% 이상의 접착층 침투를 위해 접착층이 소정의 두께를 가짐으로써 복합광학시트 중앙으로 휘도를 모아주어 정면 시야각을 넓힐 수 있다. 구체적으로, 접착층 침투 비율은 70 내지 90%가 될 수 있고, 상기 범위에서 움 현상과 커튼 무라(curtain mura)를 방지하고, 휘도 향상 효과도 있을 수 있다.
식 1에서, A, B는 제1광학패턴의 높이의 총 합, 제1광학패턴의 접착층 침투 깊이의 총 합과 제1광학패턴의 총 개수의 관계를 고려할 때, 각각 제1광학패턴의 평균 높이, 제1광학패턴의 접착층 침투 깊이의 평균으로 대체돨 수 있다.
제1광학시트(130)는 제2광학시트(140)의 하부에 위치하고, 상부면인 광출사면과, 하부면인 광입사면을 가져 입사되는 광의 경로를 변화시켜 출사시킬 수 있다. 제1광학시트(130)는 제1베이스필름(110), 제1베이스필름(110) 상에 형성된 제1광학패턴(111)을 포함할 수 있다.
제1베이스필름(110)은 제1광학시트(130)를 지지하는 것으로, 두께는 제한되지 않지만 35 내지 300㎛가 될 수 있다. 제1베이스필름은 가시광 영역에서 투명성 확보를 위해 MD(machine direction) 또는 TD(transverse direction)로 1축 또는 2축 연신된 필름일 수 있고, 구체적으로 TD로 1축 연신된 필름일 수 있다.
제1베이스필름(110)은 열가소성 수지 또는 이를 포함하는 조성물로 형성된 필름일 수 있는데, 열가소성 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트 수지 등을 포함하는 폴리에스테르계 수지, 폴리아세탈 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 스티렌계 수지, 비닐계 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등을 포함하는 폴리올레핀 수지, 시클로올레핀계 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지, 폴리아크릴레이트 수지, 폴리아릴술폰 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리페닐렌술피드 수지 또는 불소계 수지가 사용될 수 있다.
제1광학패턴(111)은 제1광학시트(130)의 상부면에 형성되고, 하부면으로부터 입사된 입사광을 집광시켜 줌으로써 휘도를 높일 수 있다. 도 1, 도 2는 제1광학패턴(111)이 단면이 삼각형인 프리즘인 경우를 예시하나 이에 제한되는 것은 아니고, 그 외 단면이 다각형(변의 수가 3 내지 10인 다각형)인 프리즘도 형성될 수 있다.
도 2를 참조하면 서로 인접하는 제1광학패턴(111)의 높이(H1)는 각 패턴마다 동일할 수 있는데 높이(H1)는 10 내지 40㎛, 구체적으로 10 내지 20㎛일 수 있다. 그러나, 서로 인접하는 제1광학패턴(111)의 높이가 서로 다른 경우도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다. 제1광학패턴(111)의 피치(P1)는 10 내지 40㎛, 구체적으로 20 내지 40㎛일 수 있고 상기 범위에서 모아레가 없을 수 있다. 제1광학패턴(111)의 꼭지각(α1)은 80 내지 100°가 될 수 있고 상기 범위에서, 휘도 향상 효과가 있을 수 있다.
제1 광학패턴(111)은 접착층(122)을 침투할 수 있다. 제1 광학패턴(111)의 접착층(122) 침투 깊이의 평균을 C, 접착층의 두께를 D라고 할 때, C/D는 0.9 이상, 구체적으로 0.9 내지 0.99가 될 수 있고, 상기 범위에서, 접착력을 확보할 수 있다. 상기 '제1광학패턴의 접착층 침투 깊이의 평균'은 제1광학패턴의 총 개수를 N, 제1광학패턴의 접착층 침투 깊이의 총 합을 B라고 할 때, B/N이 될 수 있다.
제1광학패턴(111)은 자외선 경화성 불포화 화합물, 및 개시제 등을 포함하는 조성물로 형성되거나, 또는 제1베이스필름을 위한 재료 중 동일 또는 이종의 재료로 형성될 수 있다. 일 예로서, 자외선 경화성 불포화 화합물은 에폭시 (메타)아크릴레이트, 우레탄 (메타)아크릴레이트, 페닐페놀에톡시레이티드 (메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 에톡시레이티드 (메타)아크릴레이트, 플루오렌 유도체 불포화 수지, 페녹시벤질 (메타)아크릴레이트, 페닐페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 에톡시레이티드 티오디페닐 디(메타)아크릴레이트, 페닐티오에틸 (메타)아크릴레이트 단량체 또는 이들의 올리고머를 포함할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 개시제는 광중합 개시제로서, 케톤계, 포스핀옥시드계 등을 사용할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
제2광학시트(140)는 제1광학시트(130)의 상부에 형성되고, 상부면인 광출사면과, 하부면인 광입사면을 가져 제1광학시트(130)로부터 입사되는 광의 경로를 변화시켜 출사시킬 수 있다. 제2광학시트(140)는 제2베이스필름(120), 제2베이스필름(120) 상부에 형성된 제2광학패턴(121), 제2베이스필름(120)의 하부에 형성된 접착층(122)을 포함할 수 있다.
제2베이스필름(120)은 제2광학시트(140)를 지지하는 것으로 두께는 제한되지 않지만, 35㎛ 내지 300㎛가 될 수 있다. 제2베이스필름(120)의 두께는 제1베이스필름(110)의 두께와 동일하거나 다를 수 있다.
제2베이스필름(120)은 가시광 영역에서 투명성 확보를 위해 MD 또는 TD로 1축 및/또는 2축 연신된 필름일 수 있다.
제2 베이스필름(120)은 제1 베이스필름(110)을 위한 재료 중 동일 또는 이종의 재료로 형성될 수 있다.
제2광학패턴(121)은 제1광학시트(130)로부터 입사되는 광의 경로를 변경시키는 패턴으로서, 도 1은 제2광학패턴(121)이 단면이 삼각형인 프리즘 패턴인 경우를 도시하였지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 그 외 단면이 다각형(변의 수가 3 내지 10인 다각형)인 프리즘도 될 수 있다.
제2광학패턴(121)의 길이 방향과 제1광학패턴(111)의 길이 방향은 소정 범위의 각도, 예를 들면 85 내지 95°의 각도를 이루면서 형성됨으로써, 광학 패턴 간 발생하는 피치 모아레를 방지하면서 휘도가 향상되는 효과를 구현할 수 있다. 예를 들면, 도 1을 참조하면, 제1광학패턴의 길이 방향을 x축, 제2광학패턴의 길이 방향을 y축 이라고 할 때, x축과 y축은 서로 직교한다.
제1광학패턴(111)의 높이(H1)와 제2광학패턴(121)의 높이(H2)는 서로 동일하거나, H1이 더 작을 수 있다. H1이 H2보다 더 작은 것이 모아레 현상 완화에 더 효과적일 수 있다.
제2광학패턴(121)의 높이(H2)는 10 내지 40㎛, 구체적으로 30 내지 40㎛, 피치(P2)는 10 내지 100㎛, 구체적으로 50 내지 80㎛, 꼭지각(α2)은 80 내지 100°가 될 수 있고, 상기 범위에서, 휘도 향상 효과가 있을 수 있다.
제2광학패턴(121)은 제1광학패턴(111)을 형성하는 조성물과 동일 또는 이종의 조성물로 형성되거나, 또는 제2베이스필름(120)을 위한 재료 중 동일 또는 이종의 재료로 형성될 수 있다.
접착층(122)은 제2광학시트(140)의 일면 및 제1광학시트(130)와 제2광학시트(140) 사이에 형성되어 제1광학시트(130)와 제2광학시트(140)를 상호 접착시켜 일체화시킬 수 있다. 상기 '일체화'는 제1광학시트(130)와 제2광학시트(140)가 서로 독립적으로 분리되지 않은 상태를 의미한다.
접착층(122)은 투명성이 우수하고 가교 결합을 형성할 수 있는 접착 수지를 포함하는 조성물로 형성될 수 있다. 예를 들면, 접착 수지는 에폭시수지, 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 폴리우레탄 메타크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 또는 에폭시 메타크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트 또는 폴리에스테르 메타크릴레이트 등의 올리고머가 있으며, 다관능 또는 단관능기를 갖는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 모노머와 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
접착층(122)의 두께는 5 내지 20㎛, 예를 들어 8 내지 15㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 충분한 접착력을 확보하고, 제1광학패턴(111)의 높이의 70% 이상이 침투되어 움 현상과 무라를 개선하고, 정면 시야각을 넓힐 수 있다. 도 1에서는 접착층(122)이 제2베이스필름(120)의 하부면 전체에 형성되어 있으나, 제1광학패턴(111)이 침투되어 제1광학시트(130)와 제2광학시트(140)의 접착력을 확보할 수 있고, 제1광학패턴(130)의 높이의 총 합의 70% 이상이 침투될 수 있다면, 접착층(122)은 제2베이스필름(120)의 하부면 중 일부분에만 형성될 수도 있다.
접착층(122)과 제1광학패턴(111) 사이의 공간은 공기(도 1에서 도시되지 않음)로 충진됨으로써 제1광학패턴(111)의 휘도 감소를 낮출 수 있다.
이하, 도 3을 참고하여 본 발명 다른 실시예의 복합광학시트를 설명한다. 도 3은 본 발명 다른 실시예의 복합광학시트의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명 다른 실시예의 복합광학시트(200)는 일면에 하나 이상의 제1광학패턴(112)을 포함하는 제1광학시트(131); 및 제1광학시트(131) 상에 형성되고 일면에 접착층(122)을 포함하는 제2광학시트(140)를 포함하고, 상기 식 1의 접착층 침투 비율이 70% 이상이 될 수 있다. 제1광학패턴(112)으로 단면이 삼각형인 프리즘 대신에 마이크로렌즈 패턴이 형성된 것을 제외하고는 본 발명 일 실시예의 복합광학시트와 실질적으로 동일하다. 마이크로렌즈 패턴이 형성됨으로써, 은폐성 향상 효과가 더 있을 수 있다. 도 3은 제1광학패턴(112)으로 마이크로렌즈 패턴이 형성된 것을 도시하였으나, 마이크로렌즈 패턴 이외에 렌티큘러 렌즈, 엠보 패턴 또는 이들의 조합이 형성될 수도 있다.
이하, 도 4를 참고하여 본 발명 또 다른 실시예의 복합광학시트를 설명한다. 도 4는 본 발명 또 다른 실시예의 복합광학시트의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명 또 다른 실시예의 복합광학시트(300)는 일면에 하나 이상의 제1광학패턴(113)을 포함하는 제1광학시트(132); 및 제1광학시트(132) 상에 형성되고 일면에 접착층(122)을 포함하는 제2광학시트(140)를 포함하고, 상기 식 1의 접착층 침투 비율이 70% 이상이고, 제1광학패턴(113)의 높이 중 최소 50% 이상이 접착층(122)에 침투되고 제1광학패턴(113) 중 침투 깊이가 70% 이상인 제1광학패턴이 적어도 1개 이상이 될 수 있다. 침투 깊이를 50% 이상으로 조절하여 70% 이상이 침투하는 경우보다 휘도가 향상될 수 있으며, 70% 이상 침투하는 광학패턴을 형성하여 접착력 향상으로 인한 움 현상 개선에 효과적일 수 있다.
이하, 도 5를 참고하여 본 발명 또 다른 실시예의 복합광학시트를 설명한다. 도 5는 본 발명 또 다른 실시예의 복합광학시트의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명 또 다른 실시예의 복합광학시트(400)는 일면에 하나 이상의 제1광학패턴(111), 다른 일면에 코팅층(113)을 포함하는 제1광학시트(133); 및 제1광학시트(133) 상에 형성되고 일면에 접착층(122)을 포함하는 제2광학시트(140)를 포함하고, 상기 식 1의 접착층 침투 비율이 70% 이상이 될 수 있다. 제1광학시트(133)의 다른 일면에 코팅층(113)이 더 형성된 것을 제외하고는 본 발명 일 실시예의 복합광학시트와 실질적으로 동일하다. 코팅층(113)이 더 형성됨으로써, 복합광학시트의 하부에 배치될 수 있는 광학시트에 의한 스크래치 발생을 막을 수 있다.
코팅층은 자외선 경화성 수지로 형성될 수 있고, 두께는 1 내지 10㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서 광학시트에 사용될 수 있다.
코팅층은 확산 기능을 위한 패턴, 예를 들면 요철 패턴이 형성될 수 있고, 광확산층이 될 수 있다. 요철 패턴은 샌드 블라스트법, 열 프레스법, 투명 수지의 주형 캐스팅법, 기재필름 이면에 미립자를 분산시키는 방법으로 형성될 수 있다.
일 예로서 1 내지 200㎛ 직경의 비드로 인각롤의 표면을 타격하여 요철을 형성하는 샌드 블라스팅(sand blasting) 공법에 의하여 제조된 인각롤의 요철 패턴을 제1 베이스필름의 타면에 전사시키는 방법으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 요철 패턴이 형성된 인각롤과 제1 베이스필름 사이에 자외선 경화성 수지를 주입하여 인각롤이 자외선 경화성 수지와 접촉되면서 제1 베이스필름 상을 통과하도록 한다. 이때, UV를 경화성 수지에 조사함으로써 경화시켜 제1 베이스필름 상에 광확산층을 형성할 수 있다.
요철 패턴은 표면 조도 Ra가 0.01 내지 2 ㎛이고, Rz가 0.1 내지 5 ㎛이며, Ry가 1 내지 10 ㎛이다. 상기 범위에서 표면 산란에 의한 확산 효율이 증가하여 차폐력이 향상될 수 있다. 표면 조도는 JIS B0601 : 1994의 규격으로 측정할 수 있다. 구체적으로, Keyence社의 VK-9700을 이용하여 측정기기의 표면조도(Surface roughness) 방식으로 측정할 수 있다. 이 때, 측정배율은 1000배율, Z축 피치는 1nm로 설정하여 표면 조도 측정을 진행할 수 있다.
본 발명의 광학 디스플레이 장치는 본 발명 실시예들의 복합광학시트를 포함할 수 있고, 제한되지 않지만, 액정표시장치, 유기발광표시장치 등이 될 수 있고, 액정표시장치에서 광원은 LED 램프 또는 CCFL이 포함될 수 있다.
도 6을 참고하여, 본 발명 일 실시예의 액정표시장치를 설명한다. 도 6은 본 발명 일 실시예의 액정표시장치의 사시도이다.
일 구체예로서, 도 6을 참조하면, 본 발명 일 실시예의 액정표시장치 (500)는 광원(510), 광원(510)으로부터 발광되는 빛을 안내하는 도광판(520), 도광판(520)의 하부에 배치되는 반사시트(550), 도광판(520)의 상부에 배치되는 확산시트(530), 확산시트(530)의 상부에 배치되는 복합광학시트(540), 및 복합광학시트(540)의 상부에 배치되는 보호시트(560)를 포함하고, 복합광학시트(540)는 본 발명 실시예들의 복합광학시트를 포함할 수 있다.
백라이트 유닛의 광원(510) 외부에는 광원 커버(510a)가 배치될 수 있다. 또한, 여기에서는 비록 도시되지 않았지만, 액정표시장치 (500)상에 액정표시패널과 반사방지층이 차례로 적층되어 액정표시장치를 구성하게 된다.
광원(510)은 광을 발생시키는 것으로, 선광원 램프 또는 면광원 램프, CCFL 또는 LED 등 다양한 광원들이 사용될 수 있다.
도광판(520)은 광원(510)에서 발생된 광을 확산시트(530)로 가이드하는 것으로서, 직하형 광원을 채택하는 경우에는 생략될 수 있다.
반사시트(550)는 광원(510)에서 발생된 광을 반사시켜 확산시트(530)의 방향으로 공급하는 역할을 수행한다.
확산시트(530)는 도광판(520)을 통해 입사되는 광을 확산 및 산란시켜 복합광학시트(540)으로 공급하는 역할을 수행한다.
복합광학시트(540)는 확산시트(530)를 통해 입사되는 광을 굴절시켜 액정표시패널(미도시)의 평면에 집광시키는 역할을 수행한다. 복합광학시트(540)는 높은 집광효율, 넓은 시야각, 모아레 현상 방지, 다른 필름과의 광학적 결합(wet out) 방지 등 다양한 설계 목표에 따라 집광부의 형태 및 집광부 경사면의 각도 등 다양한 설계치의 변형 및 조합들이 가능하며, 상업적으로 적용되고 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다.
제조예: 광학패턴 형성용 조성물
에폭시 아크릴레이트(Epoxy Acrylate) 35중량%, 우레탄 아크릴레이트 올리고머(Urethane Acrylate Oligomer) 15중량%, 오르쏘 페닐 페놀 에톡시레이티드 아크릴레이트(Ortho phenyl phenol ethoxylated acrylate) 36 중량%, 트리메틸올프로판 9-에톡시레이티드 아크릴레이트(Trimethylolpropane 9-ethoxylated acrylate) 10중량%, 및 광개시제 4 중량%를 포함하는 조성물을 제조하였다.
실시예 1
제조예의 조성물을, 투명한 제1베이스필름용 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름(미쯔비시社, T910E, 두께:125㎛)의 일면에 코팅하여 코팅하였다. 높이가 12㎛로 동일하고 피치가 24㎛이고 꼭지각이 90°인 삼각형의 프리즘 패턴이 인각된 패턴롤을 이용하여 코팅물에 패턴을 인가하고 경화시켰다. 제1베이스필름 타면에 자외선 경화성 수지 조성물을 코팅하고 요철 패턴이 형성된 인각롤로 패턴을 인가하고 경화시켜 광학산층(표면 조도 Ra: 0.05㎛, Rz: 0.84㎛, Ry: 1.36㎛)을 형성하여, 제1광학시트를 제조하였다.
제조예의 조성물을, 투명한 제2베이스필름용 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름(미쯔비시社, T910E, 두께:125㎛)의 일면에 코팅하여 코팅하였다. 높이가 30㎛, 피치가 60㎛이고 꼭지각이 90°인 삼각형의 프리즘 패턴이 인각된 패턴롤을 이용하여 코팅층에 패턴을 인가하고 경화시켰다. 제2베이스필름용 PET 필름의 다른 일면에 접착층(에폭시 수지, 두께:8.5㎛)을 형성하여 제2광학패턴과 접착층이 형성된 제2광학시트를 형성하였다.
제1광학패턴의 높이의 70%인 8.4㎛를 접착층에 동일 깊이로 침투시키고, 제1광학패턴과 제2광학패턴의 길이 방향이 서로 직교하도록, 제1광학시트와 제2광학시트를 합지하고 경화시켜 복합광학시트를 제조하였다.
실시예 2 내지 3
실시예 1에서, 접착층 두께, 제1광학패턴의 접착층의 침투 깊이 및 제1광학패턴의 평균 높이 중 접착층의 침투 비율을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로, 복합광학시트를 제조하였다.
실시예 4
PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름(미쯔비시社, T910E, 두께:125㎛)의 일면에 높이가 12㎛ 피치가 40㎛의 마이크로렌즈 패턴이 인각된 패턴롤을 이용하여 제조예의 조성물에 패턴을 인가하고 경화시켰다. 제1베이스필름 타면에 요철 패턴이 형성된 인각롤로 자외선 경화성 수지 조성물에 패턴을 인가하고 경화시켜 광학산층(표면 조도 Ra: 0.05㎛, Rz: 0.84㎛, Ry: 1.36㎛)을 형성하여, 제1광학시트를 제조하였다.
제조예의 조성물을, PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름(미쯔비시社, T910E, 두께:125㎛)의 일면에 높이가 30㎛, 피치가 60㎛이고 꼭지각이 90°인 삼각형의 프리즘 패턴이 인각된 패턴롤을 이용하여 코팅물에 패턴을 인가하고 경화시켰다. 제2베이스필름용 PET 필름의 다른 일면에 접착층(에폭시 수지, 두께: 8.5㎛)을 형성하여 제2광학패턴과 접착층이 형성된 제2광학시트를 형성하였다.
제1광학패턴의 높이의 70%인 8.4㎛가 접착층에 동일 깊이로 침투되도록 제1광학시트와 제2광학시트를 합지하고 경화시켜 복합광학시트를 제조하였다.
실시예 5
제조예의 조성물을, 투명한 제1베이스필름용 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름(미쯔비시社, T910E, 두께:125㎛)의 일면에 코팅하여 코팅하였다. 높이가 10, 11 및 12㎛로 서로 다르고 피치가 24㎛이고 꼭지각이 90°인 삼각형의 프리즘 패턴이 인각된 패턴롤을 이용하여 코팅물에 패턴을 인가하고 경화시켰다. 제1베이스필름 타면에 자외선 경화성 수지 조성물을 코팅하고 요철 패턴이 형성된 인각롤로 패턴을 인가하고 경화시켜 광학산층(표면 조도 Ra: 0.05㎛, Rz: 0.84㎛, Ry: 1.36㎛)을 형성하여, 제1광학시트를 제조하였다.
제조예의 조성물을, 투명한 제2베이스필름용 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름(미쯔비시社, T910E, 두께:125㎛)의 일면에 코팅하여 코팅층을 형성하였다. 높이가 30㎛, 피치가 60㎛이고 꼭지각이 90°인 삼각형의 프리즘 패턴이 인각된 패턴롤을 이용하여 코팅층에 패턴을 인가하고 경화시켰다. 제2베이스필름용 PET 필름의 다른 일면에 접착층(에폭시 수지, 두께:8.5㎛)을 형성하여 제2광학패턴과 접착층이 형성된 제2광학시트를 형성하였다.
제1광학패턴의 평균 높이의 70%인 7.7㎛가 제1광학패턴의 접착층 침투 깊이의 평균이 되도록 제1광학패턴을 접착층에 침투시키고, 제1광학패턴과 제2광학패턴의 길이 방향이 서로 직교하도록, 제1광학시트와 제2광학시트를 합지하고 경화시켜 복합광학시트를 제조하였다.
비교예 1
제조예의 조성물을, 투명한 베이스필름용 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름(미쯔비시社, T910E, 두께:250㎛)의 일면에 코팅하였다. 높이가 30㎛, 피치가 60㎛이고 꼭지각이 90°인 삼각형의 프리즘 패턴이 인각된 패턴롤을 이용하여 코팅물에 패턴을 인가하고 경화시켜 광학시트를 제조하였다.
비교예 2
제조예의 조성물을, 투명한 베이스필름용 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름(미쯔비시社, T910E, 두께:125㎛)의 일면에 코팅하여 코팅하였다. 높이가 30㎛, 피치가 60㎛이고 꼭지각이 90°인 삼각형의 프리즘 패턴이 인각된 패턴롤을 이용하여 코팅물에 패턴을 인가하고 경화시켰다.
비스페놀-A 타입의 에폭시계 수지(국도화학社 YD-128) 60 중량%와 페녹시계 수지인 (국도화학社 YP-50EK35) 10 중량%에 경화제로 폴리아미드계 수지(국도화학社 G-5022X70) 30 중량%를 메틸에틸케톤(Methyl Ethyl Ketone)에 희석하여 적정 고형분(14 내지 25%)의 접착층 형성용 조성물을 제조하였다.
패턴 형성된 PET 필름 다른 일면에, 상기 접착층 형성용 조성물을 코팅하고 투명한 베이스필름용 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름(미쯔비시社, T910E, 두께:125㎛)을 합지한 후 열경화하여 접착층(두께:5㎛)이 형성된 복합광학시트를 제조하였다.
비교예 3
제조예의 조성물을, 투명한 제1베이스필름용 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름(미쯔비시社, T910E, 두께:125㎛)의 일면에 코팅하여 코팅층을 형성하였다. 높이가 12㎛로 동일하고 피치가 24㎛이고 꼭지각이 90°인 삼각형의 프리즘 패턴이 인각된 패턴롤을 이용하여 코팅층에 패턴을 인가하고 경화시켜 제1광학패턴이 형성된 제1광학시트를 형성하였다.
제조예의 조성물을, 투명한 제2베이스필름용 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름(미쯔비시社, T910E, 두께:125㎛)의 일면에 코팅하여 코팅층을 형성하였다. 높이가 30㎛, 피치가 60㎛이고 꼭지각이 90°인 삼각형의 프리즘 패턴이 인각된 패턴롤을 이용하여 코팅층에 패턴을 인가하고 경화시켰다. 제2베이스필름용 PET 필름의 다른 일면에 접착층(에폭시 수지, 두께:4.5㎛)을 형성하여 제2광학패턴과 접착층이 형성된 제2광학시트를 형성하였다.
제1광학패턴의 평균 높이의 35%인 4.2㎛를 접착층에 침투시키고, 제1광학패턴과 제2광학패턴의 길이 방향이 서로 직교하도록, 제1광학시트와 제2광학시트를 합지하고 경화시켜 복합광학시트를 제조하였다.
제1광학패턴 제2광학패턴 제1광학패턴의 평균 높이(㎛) 접착층 두께
(㎛)		 제1광학패턴의 접착층 침투 비율(%)
높이(㎛) 피치
(㎛)		 높이(㎛) 피치
(㎛)
실시예1 12 24 30 60 12 8.5 70
실시예2 12 24 30 60 12 10 80
실시예3 12 24 30 60 12 11 90
실시예 4 12 40 30 60 12 8.5 70
실시예 5 10, 11, 12 24 30 60 11 8.5 70
비교예1 - - 30 60 - - -
비교예2 - - 30 60 - 5 -
비교예3 12 24 30 60 12 4.5 35
실시예와 비교예의 광학시트에 대해 하기 표 2의 물성을 평가하였다.
휘도gain 상대휘도
(%)		 좌우 1/2 시야각(°) 접착력
(gf/mm)		 움 현상 커튼무라
실시예 1 1.87 110 80 1000 이상 ◎ ◎
실시예 2 1.81 107 81 1000 이상 ◎ ◎
실시예 3 1.79 105 84 1000 이상 ◎ ◎
실시예 4 1.90 112 74 1000 이상 ◎ ◎
실시예 5 1.94 114 78 1000 이상 ◎ ◎
비교예 1 1.70 100 90 - △ △
비교예 2 1.67 98 88 1000 이상 ○ ○
비교예 3 1.97 116 69 120 ○ ○
상기 표 2에서와 같이, 본 발명의 복합광학시트는 휘도를 확보하면서도 움 현상과 무라가 없고 정면 시야각이 넓었다. 따라서, 본 발명은 움 현상과 무라가 개선되고, 정면 시야각이 확보되고, 휘도가 개선된 복합광학시트를 제공하였다.
반면에, 베이스필름의 총 두께가 동일하더라도 접착층이 없는 비교예 1의 광학시트는 움 현상이 있었고, 접착층만을 포함하는 비교예 2의 복합광학시트는 상대적으로 휘도가 낮은 문제점이 있었고, 접착층 침투 비율이 70% 미만인 비교예 3의 복합광학시트는 접착력이 낮았다.
(1)휘도 gain과 좌우 1/2 시야각: LED 광원을 사용하는 32인치 LCD용 에지형 백라이트 유닛에 측정하는 광학시트를 형합하였다. 측정기기 EZcontrast(Eldim사)를 사용하여 휘도와 시야각을 측정하였다. 휘도 측정은 측정 모델의 중심 위치에서 측정하고, 측정하고자 하는 광학시트는 각 측정 광학시트 3개를 준비하였다. 광학시트 형합 전 상태의 휘도(A)를 측정하고, 광학시트 형합 후 휘도(B)를 측정하고, 휘도 gain은 A에 대한 B의 비 (B/A)로 계산하였다.
시야각은 0 내지 180° 까지 수평 방향의 좌우 휘도 측정값을 산출하고 1/2 시야각을 계산하였다.
(2)상대 휘도: 비교예 1의 휘도 gain(g1)에 대한 각각의 실시예와 비교예의 휘도 gain(g2)의 비의 백분율값(g2/g1 x 100)으로 구하였다.
(3)접착력: 가로 x 세로(3cm x 15 cm)의 광학시트를 UTM(universal test machine)을 이용하여 측정 속도 300mm/min으로 180°에서 파단 강도를 측정하였다.
(4)움 현상: 55인치 패널(모델명: CY-KF550DSLV1V)에 상기 제조된 광학시트를 조립하였다. 60℃, 상대습도 75% 조건에서 96시간 유지한 후 상온 25℃에서 온도를 낮춘 후 4시간 방치 후 점등하여 4시간 후에 움을 육안으로 관찰하였다. 본 명세서에서 상온은 특별한 언급이 없는 한, 25±3℃를 의미하며, 습도는 약 40±5%를 의미한다.
도 7은 움 테스트의 평가 기준이 되는 시트를 나타낸 것으로, 도 7의 (a)는 움 현상이 미미한 경우, (b)는 움 현상이 다소 있는 경우, (c)는 움 현상이 있는 경우의 예를 각각 도시한 것이다. 움 현상이 심할수록 명암차가 두드러지게 나타나며, 평가는 하기와 같다.
◎ : 움 현상 미미.
○ : 움 현상 다소 있음.
△ : 움 현상 있음.
(5)무라: 55인치 패널(모델명: CY-KF550DSLV1V)에 상기 제조된 광학시트를 조립하였다. 60℃ 조건에서 96시간 유지한 후 상온25℃에서 온도를 낮춘 후 4시간 방치 후 점등하여 4시간 후에 움을 육안으로 관찰하였다. 본 명세서에서 상온은 특별한 언급이 없는 한, 25±3℃를 의미하며, 습도는 약 40±5%를 의미한다. 도 8은 무라 테스트의 평가 기준이 되는 시트를 나타낸 것으로, 도 8 (a)는 무라 현상이 미미한 경우, (b)는 무라 현상이 다소 있는 경우, (c)는 무라 현상이 있는 경우의 예를 각각 도시한 것이다.
◎ : 무라 현상 미미.
○ : 무라 현상 다소 있음.
△ : 무라 현상 있음.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (10)

  1. 일면에 하나 이상의 제1광학패턴을 포함하는 제1광학시트; 및
    상기 제1광학시트 상에 형성되고 일면에 접착층을 포함하는 제2광학시트를 포함하고,
    하기 식 1의 상기 제1광학패턴의 접착층 침투 비율이 70% 이상인 복합광학시트:
    <식 1>
    접착층 침투 비율 = B/A x 100
    (상기 식 1에서, A는 상기 제1광학패턴의 높이의 총 합,
    B는 상기 제1광학패턴의 접착층 침투 깊이의 총 합).
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1광학패턴의 상기 접착층 침투 깊이의 평균을 C, 상기 접착층의 두께를 D라고 할 때, C/D는 0.9 이상인 복합광학시트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 접착층은 두께가 5 내지 20㎛인 복합광학시트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1광학패턴은 높이가 동일하거나 서로 다른 복합광학시트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1광학패턴은 단면이 다각형인 프리즘, 렌티큘러 렌즈, 엠보 패턴, 마이크로렌즈 패턴 중 하나 이상을 포함하는 복합광학시트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2광학시트는 다른 일면에 제2광학패턴이 더 형성된 복합광학시트.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1광학시트는 다른 일면에 광확산층이 더 형성된 복합광학시트.
  8. 제7항에 있어서, 상기 광확산층은 표면 조도 Ra가 0.01 내지 2 ㎛이고, 표면 조도 Rz가 0.1 내지 5 ㎛이며, 표면 조도 Ry가 1 내지 10 ㎛인 복합광학시트.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1광학시트는 제1베이스필름, 상기 제1베이스필름 상에 형성된 상기 제1광학패턴을 포함하고,
    상기 제2광학시트는 제2베이스필름, 상기 제2베이스필름 상부에 형성된 제2광학패턴, 상기 제2베이스필름의 하부에 형성된 상기 접착층을 포함하고,
    상기 제1베이스필름과 상기 제2베이스필름의 두께는 동일하고,
    상기 제1광학패턴은 높이가 동일하고 단면이 삼각형인 프리즘을 포함하는 복합광학시트.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 복합광학시트를 포함하는 광학 디스플레이 장치.
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