KR20150146100A - 고휘도 고차폐 일체형 복합광학시트 및 이의 제조방법 - Google Patents

고휘도 고차폐 일체형 복합광학시트 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR20150146100A
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양진성
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Abstract

본 발명은 일체형 복합광학시트에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로 설명하면, 액정표시장치의 베젤 부위에 해당되는 부위에만 접합수단을 구성함으로써, 고휘도 및 고차폐성을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 다수의 광학시트가 일체화되어 있는 바, 백라이트 유닛의 제조 생산성 및 공정 단순화가 가능한 발명에 관한 것이다.

Description

고휘도 고차폐 일체형 복합광학시트 및 이의 제조방법{One-body complex optical sheet and Manufacturing method thereof}
본 발명은 기존 일체형 광학시트와 달리, 부분 접합을 통해 높은 휘도 및 차폐성을 갖을 수 있는 일체형 복합광학시트 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판표시장치들로는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(FED: Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP: Plasma Display Panel) 및 전계발광(EL: Electro-Luminescence) 표시장치 등이 있으며, 이와 같은 상기 평판표시장치에 대하여 표시 품질을 향상시키고 대화면화를 구현하기 위한 연구들이 활발히 진행되고 있다.
특히, 상기 평판표시장치 중 액정표시장치는 소형/경량화 및 저소비 전력 등 많은 장점을 가지고 있어서 그 사용이 점차 증가하고 있는 추세인데, 액정표시장치는 액정표시패널의 내부에 주입된 액정의 전기/광학적 성질을 이용하여 정보를 표시하며, 램프 등의 광원을 이용하여 화상을 표현하는 비발광형 표시장치이다. 즉, 액정표시장치는 음극선관과는 달리 TFT 기판과 컬러필터 기판 사이에 주입된 액정물질이 자체 발광을 하는 발광성 물질이 아니라 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화면에 표시하는 수광성 물질이기 때문에 액정표시패널에 광을 조사하기 위한 별도의 장치, 즉 백라이트 어셈블리가 반드시 필요하게 된다.
액정표시장치는 액정 셀과 백 라이트를 구비하고 있다. 백 라이트로서는, 광원을 액정 셀의 바로 아래에 설치한 직하형 구조, 또는 광원을 도광체의 측면에 설치한 엣지라이트 방식의 구조 등이 알려져 있다.
도 1a 및 도 1b 에 도시한 바와 같이, 종래의 액정표시장치(60)는 광을 발생하는 백라이트 어셈블리(50), 및 백라이트 어셈블리(50)의 상측에 구비되고 백라이트 어셈블리(50)로부터 광을 공급받아 영상을 표시하는 디스플레이 유닛(40)을 포함한다. 백라이트 어셈블리(50)는, 광을 발생하는 램프 유닛(51), 램프 유닛(51)으로부터의 광을 액정표시패널(10) 측으로 가이드하기 위한 도광 유닛을 구비한다. 또한, 디스플레이 유닛(40)은 액정표시패널(10) 및 액정표시패널(10)의 상부 및 하부에 각각 구비되는 상측 및 하측 편광판(30, 20)으로 이루어지며, 액정표시패널(10)은 전극이 형성된 TFT 기판 및 컬러필터 기판(11, 12)과 TFT 기판 및 컬러필터 기판(11, 12)의 사이에 주입된 액정층으로 이루어진다. 구체적으로, 램프 유닛(51)은 광을 발생하는 램프(51a) 및 램프(51a)를 감싸는 램프 반사판(51b)을 포함한다.
램프(51a)로부터 발생된 광은 후술되는 도광판(52)측으로 입사되며, 램프 반사판(51b)은 램프(51a)로부터 발생된 광을 도광판(52)측으로 반사시킴으로써 도광판에 입사되는 광의 양을 증가시키게 된다. 도광 유닛은 반사판(54), 도광판(52) 및 광학 시트류(53)를 포함한다. 먼저, 도광판(52)은 램프 유닛(51)의 일측에 구비되어 램프 유닛(51)으로부터의 광을 가이드한다. 이때, 도광판(52)은 램프 유닛(51)으로부터 출사된 광의 경로를 변경하여 액정표시패널(10)측으로 가이드하게 된다. 또한, 도광판(52)의 하부에는 도광판(52)으로부터 누설된 광을 다시 도광판(52) 측으로 반사하기 위한 반사판(54)이 구비된다. 한편, 도 1a 에 도시한 도광 유닛의 반사판(54) 및 도광판(52)은 도 1b 와 같이 반사판(54') 및 확산판(52')으로 대체할 수 있다. 이 경우 램프 유닛(51')이 확산판(52')의 하부에 위치하고, 램프 유닛으로부터 출사된 광의 경로를 액정표시패널(10) 쪽으로 보내게 된다.
도광판(52)의 상부에는 도광판(52)으로부터 출사된 광의 효율을 향상시키기 위한 다수의 광학시트(53)가 구비된다. 구체적으로, 광학 시트는 확산 시트(53a), 프리즘시트(53b) 및 보호 시트(53c)로 이루어지며, 도광판(52)의 상부에 순차적으로 적층된다. 확산 시트(53a)는 도광판(52)으로부터 입사되는 광(도 1a) 또는 확산판(52')으로부터 입사되는 광(도 1b)을 산란하여 광의 휘도 분포를 고르게 한다. 또한, 프리즘시트(53b)는 상부면에 삼각기둥 모양의 프리즘이 반복적으로 형성되어 있으며, 확산 시트(53a)에 의해 확산된 광을 액정표시패널(10)의 평면에 수직한 방향으로 집광하게 된다. 따라서, 프리즘시트(53b)를 통과하는 광은 대부분 액정표시패널(10)의 평면에 대하여 수직하게 진행되어 균일한 휘도 분포를 갖게 된다. 또한, 프리즘시트(53b)의 상부에 구비되는 보호 시트(53c)는 프리즘시트(53b)의 표면을 보호함과 동시에, 프리즘시트(53b)로부터 입사된 광의 분포를 균일하게 하기 위하여 광을 확산시키는 역할을 수행한다.
광학시트에는 프리즘 모양이 연속적으로 배열되어 주로 광의 집광기능을 수행하는 집광시트, 비드 또는 마이크로렌즈 또는 렌티큘러(lenticular) 타입의 렌즈가 다수 배열되어 주로 광의 확산 기능을 수행하는 확산시트, 상기 집광시트와 확산시트의 역할을 복합적으로 수행하는 기능혼합형의 복합 광학시트 등으로 나눌 수 있는데, 이들은 편광시트, 보호시트와 결합되어 하나 또는 복수개로 적층되어 사용되기도 한다. 또한, 광 효율을 높이기 위해서는 나노 와이어 그리드 편광자를 삽입하여 사용되기도 한다.
그러나, 필요에 따라 복수개의 층을 적층하여 사용하기 때문에, 적층된 시트 간 상하면의 마찰이 커지고 이에 따른 표면손상, 스크래치 등이 발생할 확률이 높으며, 집광 또는 확산시키고자 하는 입사광의 품질마저도 떨어지는 문제가 있다. 일반적으로 액정표시장치는 PDP 또는 CRT에 비하여 소비 전력이 적다는 점에서 우수하지만, 정면 휘도가 낮아지는 경향이 있다.
또한, 광학시트를 복수개 층으로 적층시킨 기존의 복합광학시트는 상위 시트와 하위 시트간 접착제를 이용하여 일종의 면접합하는 형태로써 하위의 각 개별 패턴의 일부가 접착체층에 잠기게 되고 이로 인해 휘도가 저하되는 문제와 피치 상승시 패턴간 모아레 발생이 심각해져 휘도 향상에 한계가 있었다.
한국 공개특허공보 제2011-0125483호(공개일 2011.11.21) 한국 공개특허공보 제2009-0059876호(공개일 2009.06.11)
본 발명은 휘도 등의 광학적 특성이 떨어지는 문제가 있는 기존의 복합광학시트와는 달리, 광 진행 방향에 광학시트 사이에 접착층이 형성되어 있지 않는 바, 고휘도 및 고차폐성을 구현할 수 있는 복합광학시트 및 이를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 복합광학시트에 관한 것으로서, 4개의 측면방향 사이드부 중 1개 이상의 측면방향 사이드부에 접착층을 갖는 제1 광학시트를 포함하고, 상기 제1 광학시트의 상기 접착층과 접촉되어 적층되는 제2 광학시트를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 복합광학시트에 있어서, 상기 접착층은 평균두께 0.5㎛ ~ 2,000㎛이고, 평균 폭이 0.5㎜ ~ 10 ㎜인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 접착층은 UV경화 접착제, 열경화 접착제, 점착제 및 양면테이프 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 복합광학시트에 있어서, 상기 제1광학시트 및 제2 광학시트는 독립적으로 서로 같거나, 다른 것으로서, 도광시트, 확산시트, 프리즘시트, 편광시트, 보호시트 또는 보상시트로 형성되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예로서, 본 발명의 복합광학시트에 있어서, 상기 제1광학시트 및 제2 광학시트는 프리즘시트로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예로서, 본 발명의 복합광학시트에 있어서, 상기 제1 광학시트는 프리즘 시트로 형성되고, 상기 제2 광학시트는 확산시트로 형성되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예로서, 본 발명의 복합광학시트에 있어서, 상기 제1 광학시트는 확산시트 또는 프리즘 시트로 구성되며, 상기 제2 광학시트는 도광시트로 구성되고, 상기 접착층은 상기 제1 광학시트 하단면에 형성되며, 상기 제2 광학시트가 상기 제1 광학시트의 하단면 접착층에 적층된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예로서, 본 발명의 복합광학시트에 있어서, 상기 접착층은 상기 제1 광학시트의 상단면에 형성되는 제1 접착층 및 상기 제1 광학시트의 하단면에 형성되는 제2 접착층을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 다른 일실시예로서, 본 발명의 복합광학시트는 제1 광학시트 및 제2 광학시트를 포함하며, 상기 제1 광학시트의 상단면에 형성되는 제1 접착층 또는 상기 제1 광학시트의 하단면에 형성되는 제2 접착층과 접촉되어 적층되는 제3 광학시트;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 그리고, 상기 제1광학시트는 확산시트 또는 프리즘시트로 구성되며, 제2 광학시트는 확산시트 또는 프리즘 시트로 구성되고, 상기 제 3 광학시트는 도광 시트로 구성되며, 상기 제1 광학시트의 제1 접착층에 상기 제2 광학시트가 적층되고, 상기 제1 광학시트의 제2 접착층에 상기 제3 광학시트가 적층된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 태양은 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 앞서 설명한 다양한 형태의 일체형 복합광학시트를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 태양은 상기 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 복합광학시트는 최외각 사이드부에만 접착층이 형성되어 있는 바, 광학시트에 형성된 패턴의 피치를 상승시키지 않아도, 높은 휘도를 유지할 수 있으며, 또한, 일반적으로 단품의 광학시트 각각을 적층하여 백라이트 유닛을 제조하는데, 본 발명의 복합광학시트를 이용하면 백라이트 유닛 제조 작업공수 시간을 절감할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 일반적인 액정표시장치의 개략도를 나타낸 것이다.
도 2a ~ 도 2b는 접착층이 형성되는 사이드부를 나타낸 개략도이다.
도 3은 광학시트의 상단면 및 하단면을 나타낸 개략도이다.
도 4a ~ 도 4c 는 본 발명의 복합광학시트에 접착층이 형성된 다양한 일구현예를 나타낸 개략도이다.
도 5 ~ 도 8은 본 발명의 복합광학시트의 다양한 구현예를 나타낸 개략도이다.
도 9 ~ 도 11b 는 본 발명의 복합광학시트가 프리즘 시트를 포함하는 경우, 상기 프리즘 시트의 다양한 구현예를 나타낸 개략도이다.
본 발명에서 사용하는 용어인 광학시트는 빛이 통과하는 시트로서, 도광시트, 확산시트, 프리즘시트 및 보상시트를 모두 포함하는 의미로서, 별도로 광학시트의 종류 또는 용도에 대해 별도로 언급하지 않는 이상, 이들 모두를 포함하는 폭 넓은 의미로 사용한다.
또한, 본 발명에서 사용하는 용어인 시트는 판(plate) 형태, 시트(sheet) 형태 및 필름(film) 형태를 모두 포함하는 의미이다.
또한, 본 발명에서 사용하는 용어인 측면방향 사이드부(side zone)는 도 2a에 나타낸 바와 같이, 광학시트의 어느 한 일측면 방향의 가장자리(70)부터 시작하여 광학시트 내부방향으로의 형성된 지역(71)을 의미한다.
또한, 본 발명에서 사용하는 용어인 상단면은 도 3에 나타낸 바와 같이, 시트의 일면 중 광원으로부터 빛이 진행하는 방향으로 시트의 상단을 의미하며, 하단면은 시트의 일면 중 광원으로부터 빛이 진행하는 방향으로 시트의 하단을 의미한다.
이하에서는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명을 한다.
본 발명은 복합광학시트는 2개 이상의 광학시트가 적층 및 일체화된 복합광학시트로서, 도 4a 및 도 4b에 나타낸 바와 같이, 상기 광학시트는 광학시트의 4개의 측면방향 사이드부 중 1개 이상의 측면방향 사이드부에 접착층(1)을, 바람직하게는 2개 이상의 측면방향 사이드부에 접착층(1)을 갖을 수 있으며, 또한, 상기 접착층은 광학시트의 상단면; 하단면; 또는 상단면 및 하단면의 양면;에 형성시킬 수도 있다.
또한, 도 4c에 나타낸 바와 같이, 상기 접착층(1)은 측면방향 사이드부에 연속적이 아닌 단속적인 형태로 형성시킬 수도 있다.
그리고, 상기 접착층은 평균두께 0.5㎛ ~ 2,000㎛ 및 평균 폭 0.1㎜ ~ 10 ㎜인 것이, 바람직하게는 평균두께 1 ㎛ ~ 1,000㎛ 평균 폭 0.2㎜ ~ 5 ㎜인 것이 좋으며, 더욱 바람직하게는 복합광학시트가 적용되는 LCD 세트의 베젤(bezel)을 넘지 않는 범위 내에서 접착층 폭을 형성시키는 것이 좋다. 이때, 접착층의 평균두께가 0.5 ㎛ 미만이면 충분한 접착성을 확보하지 못할 수 있으며, 접착층의 평균두께가 2,000㎛를 초과하면 박형화에 불리하고, 상판이 처지는 현상이 일어날 수 있다. 또한, 접착층의 평균 폭이 0.1 ㎜ 미만이면 일체화된 광학시트간에 접착성을 충분하게 확보하지 못할 수 있고, 평균 폭이 10 ㎜를 초과하면 상판이 처지는 현상이 일어날 수 있으며, LCD 세트의 베젤을 최소화시켜서 대화면을 구현시키는 현 기술추세에 반하여 복합광학시트의 적용 범위가 줄 수 있는 문제가 있을 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 접착층은 UV 경화 접착제, 열경화 접착제, 점착제 및 양면테이프 중에서 선택된 1종 이상을 적용시켜서 광학시트의 일면 또는 양면에 형성시킬 수 있다.
본 발명의 복합광학시트는 제1 광학시트 및 제2 광학시트를 포함할 수 있으며, 상기 제1광학시트 및 제2 광학시트 외에 추가적으로 또 다른 기능을 하는 광학시트(제 3 광학시트, 제4 광학시트 및 제5 광학시트 중 1종 이상의 광학시트)를 더 포함할 수 있다.
상기 광학시트는 도광시트, 확산시트, 프리즘시트, 편광시트, 보호시트 및 보상시트 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 그 결합 형태에 따라 다양한 형태의 복합광학시트를 제조할 수 있다.
본 발명의 복합광학시트(100)는 제1 광학시트의 상기 접착층과 접촉되어 적층되는 제2 광학시트를 포함하는 형태일 수 있으며, 일례로, 도 5에 나타낸 바와 같이 프리즘시트(154, 제1광학시트 및/또는 제2 광학시트)가 2층으로 적층된 형태일 수 있다. 다른 일구현예로서, 본 발명의 복합광학시트는 제1 광학시트가 프리즘 시트이고, 제2 광학시트는 확산시트일 수 있으며, 상기 프리즘시트 및 상기 확산시트 순서대로 적층되거나 또는 도 6에 나타낸 바와 같이, 확산시트(153, 제2 광학시트) 및 프리즘시트(154, 제1 광학시트) 순서대로 적층된 형태일 수 있으며, 상기 제1 광학시트와 제2 광학시트는 앞서 설명한 접착층과 접촉되어 형성되어 있을 수 있다.
또한, 다른 일구현예로서, 본 발명의 복합광학시트는 도 7에 나타낸 바와 같이, 도광시트(152, 제2 광학시트) 및 확산시트(153, 제1 광학시트)가 순서대로 적층되어 있는 형태일 수 있으며, 또는 도광시트(152, 제2 광학시트) 및 프리즘시트(153, 제1 광학시트)가 순서대로 적층되어 있는 형태일 수 있다. 그리고, 상기 제1 광학시트(확산시트 또는 프리즘시트) 하단면에 형성되어 있는 접착제층을 통해 상기 제1광학시트와 상기 제2 광학시트(도광시트)가 적층된 형태를 갖게 된다.
또한, 다른 일구현예로서, 본 발명의 복합광학시트는 도 8에 나타낸 바와 같이, 제1 광학시트(153)의 상단면에 제1 접착층(1)이 형성되어 있고, 제1 광학시트(153)의 하단면에 제2 접착층(1')이 형성되어 있을 수 있으며, 상기 제1 접착층(153)과 접촉된 제2 광학시트(154) 및 상기 제2 접착층(1')과 접촉된 제3 광학시트(152)를 포함하는 형태일 수 있다. 이때, 상기 제1 광학시트는 확산시트 또는 프리즘시트일 수 있으며, 상기 제2 광학시트는 프리즘시트, 보호필름 또는 보상필름일 수 있으며, 상기 제3 광학시트는 도광시트일 수 있다.
본 발명의 복합광학시트는 앞서 설명한 제1광학시트, 제2 광학시트 및 제3 광학시트 외에 또 다른 기능을 하는 제4 광학시트 및/또는 제5 광학시트를 더 포함할 수 있으며, 예를 들면, 당업계에서 일반적으로 사용되는 편광시트, 보호시트 및/또는 보상시트를 더 포함할 수 있다. 그리고, 이들 제4광학시트 및/또는 제5 광학시트는 앞서 설명한 제1 광학시트 내지 제3광학시트의 사이에 적층된 형태일 수 있으며, 또는 빛이 통과하는 경로의 최외각에 있는 광학시트의 상단면에 적층된 형태일 수 있다. 그리고, 앞서 설명한 도 4a ~ 도 4c와 같은 형태의 접착층을 통해서 상기 광학시트들은 적층된 형태를 갖게 된다. 구체적인 일례를 들면, 프리즘시트->접착층->프리즘시트, 프리즘시트->접착층->확산시트, 확산시트->접착층->프리즘시트, 도광시트->접착층->프리즘시트, 도광시트-> 접착층->프리즘시트->접착층->프리즘시트, 도광시트->접착층->확산시트->접착층->프리즘시트, 도광시트->접착층->프리즘시트->접착층->확산시트, 도광시트->접착층->편광시트->접착층->확산시트->접착층->보상시트, 도광시트->접착층->편광시트->접착층->프리즘시트->접착층->프리즘시트 등의 다양한 형태를 갖는 복합광학시트를 제조할 수 있다.
본 발명의 복합광학시트를 구성하는 광학시트는 광학시트의 용도 또는 광학특성 향상을 위해 일표면에 패턴을 갖을 수 있으며, 예를 들면, 렌즈 패턴(lenz pattern), 프리즘 패턴(prism pattern), 피라미드 패턴(pyramid pattern), 렌티큘러 패턴(lenticular pattern), 라운드 패턴(round pattern), 콘 패턴(cone pattern) 등의 다양한 패턴이 단독으로 또는 혼합되어 형성되어 있을 수 있으며, 광학시트의 일표면 형성된 패턴의 높이가 갖거나 또는 패턴마다 다른 높이로 형성되어 있을 수 있다. 일구현예를 들면, 도 7과 같이 상단면에 라운드 패턴이 형성되어 있는 광학시트(확산시트, 153)의 상단면에 프리즘 패턴이 형성된 광학시트(프리즘시트, 154)가 적층된 형태일 수 있다.
또한, 상기 패턴을 형성시키는 방법은 당업계에서 사용하는 일반적인 방법인 롤투롤(roll-to-roll) 공정, 임프린팅(imprinting) 공정 등을 통해서 패턴을 형성시킬 수 있으며, 바람직하게는 롤투롤 공정을 통해서 형성시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 광학시트가 도광시트 또는 확산시트인 경우, 이들 각각의 소재는 당업계에서 사용하는 일반적인 소재로 제조할 수 있으며, 바람직하게는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리스티렌(polystyrene, PS) 및 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 도광시트 및/또는 확산시트의 평균두께는 특별히 한정하지는 않으나, 바람직하게는 0.05 ㎜ ~ 3 ㎜인 것이, 더욱 바람직하게는 0.1 ㎜ ~ 2.5 ㎜인 것이 좋으며, 이때, 도광시트 및/또는 확산시트의 평균두께가 3 ㎜를 초과하면 백라이트 유닛 자체의 박형화에 불리하다.
또한, 상기 도광시트 및/또는 확산시트는 광학시트의 광학적 특성을 향상 또는 광의 경로변화를 위해 도광시트 및/또는 확산시트를 구성하는 수지(resin)과는 굴절률이 다른 편광물질, 비드 등을 포함할 수 있다. 일례를 들면, 상기 비드의 굴절률(n1)은 1.3 ~ 1.5이고, 레진의 굴절률(n2)는 1.25≤n2≤1.70을 만족할 수 있다(단, 레진과 비드의 굴절률이 동일한 경우는 제외함).
그리고, 상기 프리즘시트는 소재는 당업계에서 사용하는 일반적인 소재로 제조할 수 있으며, 또한, 프리즘시트로서, 당업계에서 널리 사용되고 있는 프리즘 패턴, 피라미드 패턴, 다각뿔 패턴, 콘 패턴 등을 갖을 수 있으며, 바람직하게는 도 9에 나타낸 바와 같이, 프리즘층(112)과 역프리즘층(114)을 포함하는 형태의 프리즘시트를 사용할 수 있다. 상기 프리즘 층(112)은 입사되는 빛을 굴절시키는 다수의 제1 프리즘 산들을 포함한다. 프리즘 산은 프리즘형의 구조체(prismatic structure)를 의미하며, 프리즘 층(112)은 시청자가 디스플레이 되는 이미지에서 깊이를 지각할 수 있도록 적절한 각도로 백라이트로부터 액정 디스플레이 패널로 광을 투과시키는 역할을 수행한다. 프리즘 층(112)는 일정한 간격을 갖는 다수의 삼각형 형태 바람직하게는 이등변 삼각형의 제1 프리즘 산 패턴을 가지며, 하나의 제1 프리즘 산과 제1 프리즘 산 사이에는 도 1에 도시된 바와 같이 측면상으로 역삼각형의 공간을 형성할 수 있다. 여기서 역삼각형의 공간에는 역 프리즘 층(114)이 형성될 수 있다. 그리고, 나아가, 도 10를 참조하면 제1 프리즘 산의 상기 밑각(α)은 사용자의 시인성을 고려하여 시야각에 따라 결정되며 그 각의 크기는 60°이상 70°이하, 더욱 바람직하게는 65°인 것이 바람직하다. 프리즘 층(114)은 제1 프리즘 산들 사이에 형성되는 공간에 형성되는 것으로 제1 프리즘산에 대하여 역상된 형상을 갖는다. 상기 역프리즘 층(112)은 상기 제1 프리즘 산의 형상에 대하여 역상된 형상을 갖는 다수의 제2 프리즘 산들로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 도 9에 나타낸 역프리즘층(114)은 제1 프리즘 산들 사이의 공간에 대하여 100% 충진되어 채워진 형상으로 도시되나, 설계에 따라 도 11a 및 도 11b에 나타낸 바와 같이, 시야각을 보다 넓게 확장하기 위해 역프리즘층의 상위 부분이 오목 또는 볼록하게 충진되는 형태일 수도 있다.
그리고, 상기 프리즘 층(112)을 구성하는 제1 물질의 굴절률(n1)과 역 프리즘 층(114)을 구성하는 제2 물질의 굴절률(n2)의 차이는 0.1 이상인 것이, 바람직하게는 0.15 ~ 0.40인 것이, 더욱 바람직하게는 0.18 ~ 0.30일 수 있으며, 굴절율 차이를 0.15 이상으로 하면 좁은 시야각과 중심(0도)에서 ±15 내외로 벗어난 시야각 특성을 보이는 프리즘 시트의 제작이 가능하다. 이러한 필름을 이용하여 패널과 백라이트를 동기화하여 구동하면 무안경식 입체 표시 장치가 구현할 수도 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
[ 실시예 ]
준비예 : 프리즘시트의 제조
굴절률이 1.47인 폴리이소시아네이트(Poly isocyanate)와 굴절률이 1.63인 폴리 디올(Poly thiol) 및 열 경화제 각각을 49 중량%와 50 중량% 및 1 중량%로 충분히 혼합시켜서 수지 용액을 만들고, 상기 수지 용액을 25℃ ~ 27℃의 진공 오븐(Oven)에서 진공 상태로 일정 시간 동안 놓아둠으로써 수지 용액에 내포된 기포를 제거시켰다.
다음으로, 상기 수지 용액의 박막을 75㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 기판의 일면에 50㎛ 두께로 코팅시켜서 박막을 형성시켰다. 다음으로 상기 박막을 연성 금형에 의해 돌출부를 성형시키면서 60℃의 정온 상태에서 2시간 동안 열 경화시켜서 가경화시켰다. 이때, 돌출부의 저면은 정사각형인 사각뿔 형상이고, 정사각형의 각변은 25㎛였으며, 대향하는 측면 사이의 각도가 90°였다. 다음으로, 상기 기판을 연성 금형으로부터 분리한 후 상기 돌출부를 90℃의 온도에서 1시간 동안 완전 경화시켜서 프리즘시트를 제조하였다.
비교예 1
상기 준비예의 프리즘시트 2장을 차례대로 적층 및 접합시켜서 복합광학시트를 제조하였다. 이때, 접합을 위해서, UV 경화 접착제(씨씨텍사 제품)를 상기 프리즘시트의 하단면 전체에 코팅(평균두께 100㎛)시킨 후, 패턴이 형성되어 있는 방향으로 프리즘시트를 접합 후, UV 광원을(광 세기 100 mW/㎠, 방출파장 250 nm ~ 350nm)을 통해 UV광을 30초간 조사시켜서 접착제를 경화시켜서 복합광학시트를 제조하였다.
실시예 1
비교예 1과 동일한 방법으로 복합광학시트를 제조하되, 접착제를 프리즘 시트 하단면 전체가 아닌 프리즘시트의 4개의 측면 중 서로 마주보는 측면방향 사이드부 2개 측면에 접착층을 형성시켜서 복합광학시트를 제조하였다(도 4a 참조). 그리고, 형성된 접착층은 평균두께 100㎛이고, 평균 폭은 2㎜였다.
실시예 2
비교예 1과 동일한 방법으로 복합광학시트를 제조하되, 접착제를 프리즘 시트 하단면 전체가 아닌 프리즘시트의 4개의 측면방향 사이드부 모두에 접착층을 형성시켜서 복합광학시트를 제조하였다(도 4b 참조). 그리고, 형성된 접착층은 평균두께 120㎛이고, 평균 폭은 1.5㎜였다.
실험예 : 접착력 측정 및 휘도 측정
상기 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1에서 제조한 복합광학시트의 접착력 및 휘도를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었으며, 접착력 및 휘도 측정값은 비교예 1의 측정값을 100을 기준으로 실시예 1 및 실시예 2의 측정값을 나타내었다.
이때, 상기 접착력 측정은 50℃, 0.5Mpa의 오토클레이브로 30분 처리한 후, 60℃의 조건에 17시간 방치한 후, 박리 각도 180°, 박리 속도 300mm/분에서 박리 접착력을 측정하였다(N/25mm). 그리고, 상기 휘도는 휘도계로서 TOPCON제 Bm-9를 이용하여, 광원과 휘도계의 거리를 350mm으로 하여, 20mm 각 부분 이외를 차광한 광원의 중심에 휘도계를 합쳐서, 암실 내에서 휘도를 측정하였다(cd/cm2).
구분 접착력(N/25mm) 휘도(cd/cm2)
비교예 1 100 100
실시예 1 90 111
실시예 2 95 111
상기 접착력은 접착제층을 광학시트 전체에 도포하여 형성한 비교예 1의 값에 대하여, 80 이상이면 복합광학시트로서, 상품화가 가능한 접착력을 갖는 것이다.
일반적으로 접착제로 인한 휘도 감소를 방지하거나 보완하기 위해 광학시트에 형성되어 있는 패턴의 피치를 조절 및/또는 변경하는데, 본 발명의 복합광학시트는 패턴 피치에 변화를 주지 않아도 높은 휘도를 구현할 수 있으면서도, 광학시트간 적정한 접착력을 갖는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (12)

  1. 4개의 측면방향 사이드부 중 1개 이상의 측면방향 사이드부에 접착층을 갖는 제1 광학시트를 포함하고,
    상기 제1 광학시트의 상기 접착층과 접촉되어 적층되는 제2 광학시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 고휘도 고차폐 일체형 복합광학시트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 접착층은 평균두께 0.5㎛ ~ 2,000㎛이고, 평균 폭이 0.1㎜ ~ 10 ㎜인 것을 특징으로 하는 고휘도 고차폐 일체형 복합광학시트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 접착층은 UV경화 접착제, 열경화 접착제, 점착제 및 양면테이프 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 고휘도 고차폐 일체형 복합광학시트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1광학시트 및 제2 광학시트는 독립적으로 도광시트, 확산시트, 프리즘시트, 편광시트, 보호시트 또는 보상시트로 형성된 것을 특징으로 하는 고휘도 고차폐 일체형 복합광학시트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1광학시트 및 제2 광학시트는 프리즘시트로 형성된 것을 특징으로 하는 고휘도 고차폐 일체형 복합광학시트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광학시트는 프리즘 시트로 형성되고, 상기 제2 광학시트는 확산시트로 형성된 것을 특징으로 하는 고휘도 고차폐 일체형 복합광학시트.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 광학시트는 확산시트 또는 프리즘 시트로 구성되며, 상기 제2 광학시트는 도광시트로 구성되고,
    상기 접착층은 상기 제1 광학시트 하단면에 형성되며, 상기 제2 광학시트가 상기 제1 광학시트의 하단면 접착층에 적층된 것을 특징으로 하는 고휘도 고차폐 일체형 복합광학시트.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 접착층은 상기 제1 광학시트의 상단면에 형성되는 제1 접착층 및 상기 제1 광학시트의 하단면에 형성되는 제2 접착층을 포함하는 것을 특징으로 하는 고휘도 고차폐 일체형 복합광학시트.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제1 광학시트의 상단면에 형성되는 제1 접착층 또는 상기 제1 광학시트의 하단면에 형성되는 제2 접착층과 접촉되어 적층되는 제3 광학시트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고휘도 고차폐 일체형 복합광학시트.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제1광학시트는 확산시트 또는 프리즘시트로 구성되며, 제2 광학시트는 확산시트 또는 프리즘 시트로 구성되고, 상기 제 3 광학시트는 도광 시트로 구성되며,
    상기 제1 광학시트의 제1 접착층에 상기 제2 광학시트가 적층되고, 상기 제1 광학시트의 제2 접착층에 상기 제3 광학시트가 적층된 것을 특징으로 하는 고휘도 고차폐 일체형 복합광학시트.
  11. 제1항 내지 제10항 중에서 선택된 어느 한 항의 일체형 복합광학시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  12. 제11항의 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치.
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