WO2013051872A2 - 면광원 장치 - Google Patents

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WO2013051872A2
WO2013051872A2 PCT/KR2012/008055 KR2012008055W WO2013051872A2 WO 2013051872 A2 WO2013051872 A2 WO 2013051872A2 KR 2012008055 W KR2012008055 W KR 2012008055W WO 2013051872 A2 WO2013051872 A2 WO 2013051872A2
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WO
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adhesive layer
light
guide plate
optical sheet
light guide
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PCT/KR2012/008055
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WO2013051872A3 (ko
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조성식
조성민
김영일
민지홍
권오현
이태준
이우종
정진길
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주식회사 엘엠에스
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    • G—PHYSICS
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0065—Manufacturing aspects; Material aspects
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0053—Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer

Definitions

  • the present invention relates to a surface light source device, and more particularly, to a surface light source device that can secure a firm adhesion between the light guide plate and the optical sheet while minimizing the degradation of the optical properties of the light passing through.
  • LCDs liquid crystal displays
  • Such a liquid crystal display device is applied with a backlight unit for irradiating light in the liquid crystal panel direction.
  • the backlight unit includes various kinds of optical sheets for refracting, condensing, and diffusing light such that light generated from the light source is uniformly incident on the front surface of the liquid crystal panel.
  • a prism sheet in which a prism pattern of a triangular cross section is formed is employed to condense the light generated by the light source to the liquid crystal panel.
  • the number of the prism sheet, the direction of the prism sheet, and the shape of the prism pattern of the prism sheet may be changed.
  • a form in which two prism sheets are stacked up and down so that the prism patterns of each prism sheet cross each other, and the surface on which the prism pattern is formed are arranged in the liquid crystal panel.
  • a form in which a prism sheet is directly stacked on the light guide plate, and a prism pattern formed on the prism sheet is disposed to face the light guide plate may also be applied.
  • An object of the present invention is to provide a surface light source device capable of securing an adhesive force between a light guide plate and a prism sheet stacked so that the surface on which the prism pattern is formed is opposite to the light exit surface of the light guide plate.
  • a light guide plate having a light exit surface from which light is emitted
  • a surface light source device disposed on the adhesive layer and including an optical sheet having a structured surface in contact with the adhesive layer.
  • the structured surface may comprise a plurality of linear prism structures formed in parallel with each other.
  • the adhesive layer may be formed in a dot shape on a portion of the light exit surface of the light guide plate.
  • the adhesive layer may be formed in a plurality of bands parallel to each other on a portion of the light exit surface of the light guide plate.
  • the plurality of adhesive layers having the band shape may be formed in the same direction as the prism structure formed on the structured surface of the optical sheet.
  • the width of each of the adhesive layer having a plurality of strips may be formed larger than the pitch between the prism structure formed on the structured surface of the optical sheet.
  • the adhesive layer may be formed in a mesh shape having a plurality of open areas in a portion of the light exit surface of the light guide plate.
  • the mesh-shaped adhesive layer has a plurality of band shapes that cross each other, and the direction in which the plurality of bands are formed may be formed so as not to coincide with the direction of the prism pattern of the first optical sheet.
  • the present invention in order to secure the adhesive force between the light emitting surface of the light guide plate and the structured surface of the optical sheet by forming an adhesive layer only on a part of the surface to be bonded, partial bonding is performed, thereby securing a firm bonding force between the light guide plate and the optical sheet. At the same time, it is possible to minimize variations in optical characteristics due to application of the adhesive layer.
  • the present invention by providing a bonding force with the light guide plate, it is possible to suppress problems such as warpage, deformation and warpage that may occur when an ultra-thin optical sheet (prism sheet) is applied. Through this, the thickness of the entire backlight unit can be reduced by enabling the use of a thinner optical sheet.
  • FIG. 1 is a side cross-sectional view of a surface light source device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing a dot-shaped adhesive layer and an optical sheet applied to a surface light source device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view showing a plurality of strip-shaped adhesive layers and optical sheets applied to a surface light source device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a mesh-shaped adhesive layer and an optical sheet applied to the surface light source device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a graph illustrating measurement of luminance of light transmitted while varying the ratio of the thickness of the adhesive layer and the area of the entire optical sheet structure in the optical sheet structure according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a side cross-sectional view of a surface light source device according to an embodiment of the present invention.
  • the surface light source device includes a light guide plate 110, an adhesive layer 120 formed on one surface of the light guide plate 110, and an adhesive layer 120. It may be configured to include an optical sheet 130 disposed in.
  • the surface light source device shown in FIG. 1 may be employed as a backlight unit of a liquid crystal display.
  • additional optical sheets (not shown) may be further included to be optimized to implement optical performance that the backlight unit of the liquid crystal display should have.
  • an additional optical sheet an optical sheet, an additional prism sheet, a polarizing sheet, or the like may be applied.
  • the light guide plate 110 distributes the light incident from the light source 111 to be uniformly distributed in a desired area and outputs the light.
  • the light source 111 is disposed on one side of the light guide plate 110, and a reflective material is coated or a reflective layer is formed on an inner surface of the cover 112 of the light source 111 to form light generated by the light source 111. It can be delivered to the (110) side.
  • the light guide plate 110 has a light exit surface (the upper surface of the light guide plate 110 in FIG. 1) from which light is emitted.
  • the light exit surface is formed in a direction in which the liquid crystal panel is disposed.
  • a reflective layer or a reflective film may be formed to increase the amount of light transmitted to the light exit surface side.
  • PMMA Poly Methyl Methacrylate
  • PC Poly Carbonate
  • FIG. 1 illustrates a wedge-shaped light guide plate that decreases in thickness toward one side
  • the present invention is not limited by the shape of the light guide plate.
  • various optical patterns for improving light uniformity may be formed or printed on upper and lower surfaces of the light guide plate, and the present invention is not limited by the presence or absence of such optical patterns.
  • the adhesive layer 120 is provided to provide an adhesive force to the coupling of the light guide plate 110 and the optical sheet 130, and the adhesive layer 120 is a light exit surface of the light guide plate 110 and the corresponding optical sheet 130. It may be interposed between one side of the).
  • the adhesive layer 120 may be an ultraviolet or visible light curable acrylic adhesive or a two-component curable adhesive used for the lamination of the PVA resin film as the material, but is not particularly limited as long as it is a lamination adhesive of the optical sheet.
  • the adhesive layer 120 is not formed on the light exit surface of the light guide plate 110 facing each other or on the entire surface of one surface of the optical sheet 130 stacked thereon, and is formed to be limited to a partial region to partially bond. This can be done.
  • the partial bonding or the partial bonding means that the adhesive layer or the adhesive layer is not evenly distributed on the entire surface of the surface to be bonded, and the adhesive layer is formed only on the corresponding region where the adhesive layer is formed by forming an adhesive layer only on a part of the surface to be bonded. Means that.
  • the optical sheet 130 is an optical sheet having a structured surface for acquiring optical properties on one surface thereof.
  • the structured surfaces applied to the optical sheet 130 may be formed in parallel to each other, and may be implemented as a plurality of linear prism structures whose cross sections are formed in a triangle.
  • a strong adhesive force between the light guide plate 110 and the optical sheet 130 by the adhesive layer 120. Can be provided.
  • FIG. 2 is a view showing a dot-shaped adhesive layer and an optical sheet applied to a surface light source device according to an embodiment of the present invention.
  • the dot-shaped adhesive layer 121 may be formed by being dispersed and formed on the structured surface of the optical sheet 130 where the contact is made, thereby allowing partial adhesion.
  • the ratio of the area of the dot-shaped adhesive layer 121 to the entire surface of the structured surface of the optical sheet 130 and the thickness thereof depend on the brightness and the quality of light emitted from the opposite side of the structured surface of the optical sheet 130. Can be adjusted accordingly.
  • FIG. 3 is a view showing a plurality of strip-shaped adhesive layers and optical sheets applied to the surface light source device according to the embodiment of the present invention.
  • one embodiment of the present invention has a plurality of adhesive layers 122 having a band shape disposed on the structured surface of the optical sheet 130.
  • the plurality of adhesive layers 142 partially bond the light guide plate 110 and the optical sheet 130 to each other to provide a firm bonding force.
  • the plurality of adhesive layers 122 having a band shape may be implemented to have a plurality of band shapes arranged parallel to each other at a predetermined interval so that partial bonding may be performed.
  • the plurality of adhesive layers 122 may have a band shape formed extending in the same direction as the structured surface of the optical sheet 130, that is, the direction in which the prism pattern is formed.
  • Each of the plurality of adhesive layers 122 having a band shape may be formed to contact the peak portion of the prism structure of the optical sheet 130 to provide an appropriate adhesive force between the light guide plate 110 and the optical sheet 130.
  • each of the strip-shaped adhesive layers 122 should be formed to have an appropriate width.
  • the width w1 of one adhesive layer 122 having a band shape is formed to be smaller than the interval p between the prism structures of the optical sheet 130 (prism sheet). In this case, some of the plurality of adhesive layers may not come into contact with the peak of the prism pattern.
  • the width w2 of one adhesive layer 122 having a band shape is formed to be larger than the interval p between the prism patterns of the optical sheet 130 (prism sheet).
  • all of the plurality of adhesive layers may be in contact with the peak of the prism pattern to provide an appropriate adhesive force between the light guide plate 110 and the optical sheet 130.
  • FIG. 5 is a diagram showing a mesh-shaped adhesive layer and an optical sheet applied to the surface light source device according to the embodiment of the present invention.
  • one embodiment of the present invention has a mesh-shaped adhesive layer 123 disposed on the structured surface of the optical sheet 130.
  • the mesh adhesive layer 123 is disposed between the light guide plate 110 and the optical sheet 130, and has a mesh having an open area s so that the front surface of the light guide plate 110 and the optical sheet 130 are not bonded to each other. It is provided in the form to partially bond the light guide plate 110 and the optical sheet 130.
  • the mesh adhesive layer 122 may be formed in such a manner that a plurality of bands disposed in parallel to each other cross each other.
  • the open region s may be formed by two band shapes arranged in parallel in one direction and two band shapes arranged in parallel in a direction crossing the plurality of band shapes.
  • the direction in which the plurality of band shapes constituting the adhesive layer 22 in the mesh form is formed may be formed so as not to be the same as the direction of forming the prism structure formed on the structured surface of the optical sheet 130. have.
  • FIG. 6 is a graph illustrating bonding two prism sheets and measuring luminance of light transmitted while varying the ratio of the thickness of the adhesive layer and the area of the entire optical sheet structure.
  • the reference luminance represents the luminance transmitted through two prism sheets without applying the adhesive layer.
  • the graph shown in FIG. 6 is commonly measured for the above-mentioned dot-shaped partial adhesive layer, strip-shaped partial adhesive layer, and mesh-shaped partial adhesive layer.
  • the luminance decreases as the thickness of the adhesive layer increases.
  • the total area of the adhesive layer is less than 65% of the area occupied by the entire optical sheet structure, it can be seen that the decrease in brightness due to the increase in thickness is significantly slowed down.
  • the area of the adhesive layer is preferably 5% or more and 65% or less of the area of the area where the light guide plate and the optical sheet are bonded, that is, the planar area of the optical sheet, so as to provide a deterioration phenomenon due to the adhesive layer and an appropriate bonding force.
  • a shading phenomenon may occur in which an area appearing darker than the surroundings occurs. This shading phenomenon is undesirable because it prevents providing uniform light over the entire area of the display system.
  • This shading phenomenon mainly depends on the width of the dot or strip shape forming the partial joint and the prism pattern pitch of the prism sheet.
  • Table 1 shows an O table and a case where no shading phenomenon is observed by visually observing light transmitted while varying the diameter and prism pitch of the dot when the dot-shaped adhesive layer is applied. The results shown.
  • Table 2 and Table 3 visually observe the transmitted light while varying the width and prism pitch of the adhesive layer in the band-shaped and mesh-shaped adhesive layers, respectively. The results are shown in the X table.
  • the lower limit of the dot diameter of the adhesive layer in relation to the shading phenomenon is not limited to a specific value.
  • the dot-shaped adhesive layer is positioned between two peaks of the prism structure. In view of the fact that the adhesive force may be reduced by not contacting the adhesive layer with the peak portion of the prism structure, the adhesive layer dot diameter is preferably formed larger than the prism pitch.
  • the width of the adhesive layer is formed larger than the pitch of the prism pattern, and the upper limit thereof is preferably less than 10 times the pitch of the prism pattern.
  • the width of the adhesive layer that is, the width of the band structures that cross each other to form a mesh-shaped adhesive layer is less than 10 times the prism pattern pitch. It can be seen that it is preferable.
  • belt structure which mutually intersects to form a mesh-shaped adhesive layer is not limited to a specific value, It can determine suitably in consideration of the area ratio of the above-mentioned preferable adhesive layer.
  • an adhesive layer is formed only on a part of the surface to be bonded to make partial bonding. As a result, it is possible to secure a firm bonding force between the light guide plate and the optical sheet and to minimize variations in optical characteristics due to the application of the adhesive layer.
  • the thickness of the entire backlight unit can be reduced by enabling the use of a thinner optical sheet.

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Abstract

통과하는 빛의 광학 특성 저하를 최소화하면서 도광판과 광학시트 사이 견고한 접착력을 확보할 수 있는 면광원 장치가 개시된다. 상기 면광원 장치는, 빛이 출사되는 광출사면을 갖는 도광판과, 상기 도광판의 상기 광출사면의 일부 영역에 형성된 접착층 및 상기 접착층 상에 배치되며, 상기 접착층에 접촉하는 구조화 표면을 갖는 광학시트를 포함한다. 상기 접착층은, 상기 도광판과 상기 광학시트를 부분적으로 접합하며, 도트 형상, 복수의 띠 형상 또는 오픈영역을 갖는 메쉬형상으로 형성될 수 있다.

Description

면광원 장치
본 발명은 면광원 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 통과하는 빛의 광학 특성 저하를 최소화하면서 도광판과 광학시트 사이 견고한 접착력을 확보할 수 있는 면광원 장치에 관한 것이다.
근래에, 액정 디스플레이(LCD)와 같은 광학 디스플레이는 이동전화, 개인 휴대 단말기, 태블릿 컴퓨터, 모니터 및 텔레비전 등 다양한 응용기기에 적용되고 있다.
이러한 액정 디스플레이 장치에는 액정 패널 방향으로 빛을 조사하기 위한 백라이트 유닛이 적용된다. 백라이트 유닛은, 광원으로부터 생성된 빛을 액정 패널의 전면으로 균일하게 입사되도록 빛을 굴절, 집광 및 확산시키기 위한 다양한 종류의 광학시트를 포함한다.
이들 다양한 광학시트들 중에, 광원에서 생성된 빛을 액정 패널로 집광하기 위해, 삼각 단면의 프리즘 패턴이 형성된 프리즘 시트가 채용된다. 다양한 응용 방법에 따라, 이 프리즘 시트의 매수, 프리즘 시트의 방향, 프리즘 시트가 갖는 프리즘 패턴의 형상이 변경될 수 있다.
예를 들어, 두 장의 프리즘 시트를 각 프리즘 시트의 프리즘 패턴이 서로 교차되도록 상하 적층하되, 프리즘 패턴이 형성된 면을 액정 패널 으로 배치한 형태가 적용될 수 있다. 또 다른 예에서는, 도광판 상에 프리즘 시트를 직접 적층하되, 프리즘 시트에 형성된 프리즘 패턴이 도광판 측을 향하게 배치한 형태도 적용될 수 있다.
후자의 예에서, 도광판의 평탄면과 프리즘 시트의 프리즘 패턴이 상호 대면하도록 적층되기 때문에, 도광판과 프리즘 시트 사이의 접촉면이 매우 협소하게 된다. 이로 인해, 상호 접착력 부족에 의한 도광판과 프리즘 시트 사이의 간격이나 접촉 위차가 변동되는 등의 문제가 발생할 수 있다. 특히, 경박단소화를 위해 프리즘 시트의 두께를 매우 얇게 적용하는 경우 휨현상, 변형 및 뒤틀림 등의 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 도광판과 상기 도광판의 광 출사면에 프리즘 패턴이 형성된 면이 대향하도록 적층되는 프리즘 시트 사이의 접착력을 확보할 수 있는 면광원 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은,
빛이 출사되는 광출사면을 갖는 도광판;
상기 도광판의 상기 광출사면의 일부 영역에 형성된 접착층; 및
상기 접착층 상에 배치되며, 상기 접착층에 접촉하는 구조화 표면을 갖는 광학시트를 포함하는 면광원 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 구조화 표면은, 상호 평행하게 형성된 복수의 선형 프리즘 구조를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 접착층은, 상기 도광판의 상기 광출사면의 일부 영역에 도트 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 접착층은, 상기 도광판의 상기 광출사면의 일부 영역에 상호 평행한 복수의 띠 형상으로 형성될 수 있다. 이 실시형태에서, 상기 띠 형상을 갖는 복수의 접착층은 상기 광학시트의 구조화 표면에 형성된 상기 프리즘 구조와 동일한 방향으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서,상기 복수의 띠 형상을 갖는 접착층 각각의 폭은, 상기 광학시트의 구조화 표면에 형성된 상기 프리즘 구조 사이의 피치보다 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 접착층은, 상기 도광판의 상기 광출사면의 일부 영역에 복수의 오픈 영역을 갖는 메쉬 형상으로 형성될 수 있다. 이 실시형태에서, 상기 메쉬 형상의 접착층은, 상호 교차하는 복수의 띠 형상을 가지며, 상기 복수의 띠가 형성되는 방향은 제1 광학시트의 프리즘 패턴의 방향과 일치하지 않도록 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 도광판의 광출사면과 광학시트의 구조화 표면 사이의 접착력을 확보하기 위해 접합되는 면의 일부에만 접착층을 형성하여 부분 접합이 이루어지게 함으로써, 도광판과 광학시트 사이에 견고한 접합력을 확보함과 동시에 접착층의 적용에 따른 광학특성 변동을 최소화 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 도광판과의 접합력을 제공하여 초박형 광학시트(프리즘 시트)를 적용하는 경우에 나타날 수 있는 휨현상, 변형 및 뒤틀림 등의 문제를 억제할 수 있다. 이를 통해, 더욱 얇은 두께의 광학시트를 사용 가능하게 함으로써 전체적인 백라이트 유닛의 두께를 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 면광원 장치의 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 면광원 장치에 적용된 도트 형상의 접착층 및 광학시트를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 면광원 장치에 적용된 복수의 띠 형상의 접착층 및 광학시트를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 면광원 장치에 적용된 접착제가 형성되는 폭을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 면광원 장치에 적용된 메쉬 형상의 접착층 및 광학시트를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 광학시트 구조물에서 접착층의 두께와 접착층이 전체 광학시트 구조물에서 차지하는 면적의 비를 변화시키면서 투과되는 빛의 휘도를 측정하여 도시한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 면광원 장치의 측단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 면광원 장치는, 도광판(110)과, 상기 도광판(110)의 일면 상에 형성되는 접착층(120)과, 상기 접착층(120) 상에 배치되는 광학시트(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 1에 도시된 면광원 장치는, 액정 디스플레이의 백라이트 유닛으로 채용될 수 있다. 이 경우, 액정 디스플레이의 백라이트 유닛이 갖추어야 하는 광학 성능을 구현하는데 최적화 될 수 있도록, 추가적인 광학시트(미도시)들이 더 포함될 수 있다. 추가적인 광학시트의 예로서, 광학산 시트, 추가적인 프리즘 시트, 편광시트 등이 적용될 수 있다.
상기 도광판(110)은 광원(111)으로부터 입사되는 빛을 원하는 면적에 균일하게 분포되도록 분배하여 출력한다. 도 1에서 광원(111)은 도광판(110)의 일 측면에 배치되고, 광원(111)의 커버(112)의 내면에는 반사물질이 도포되거나 반사층이 형성되어 광원(111)에서 생성된 빛을 도광판(110) 측으로 전달할 수 있다.
상기 도광판(110)은 광이 출사되는 광출사면(도 1에서 도광판(110)의 상부면)을 갖는다. 상기 광출사면은 액정 패널이 배치되는 방향에 형성된다. 도광판(110)의 광출사면의 반대면(도 1에서 도광판(110)의 하부면)은 광출사면 측으로 전달되는 빛의 양을 증가시키기 위해 반사층 또는 반사막이 형성될 수 있다.
상기 도광판(110)의 재료로는 광투과도가 우수한 PMMA(Poly Methyl Methacrylate) 또는 PC(Poly Carbonate)가 주로 사용될 수 있다.
도 1에서는 일측면으로 갈수록 두께가 감소하는 웨지 형상의 도광판을 도시하고 있으나, 도광판의 형상에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 도시하지는 않았지만, 도광판의 상하 표면에는 광 균일도를 향상하기 위한 다양한 광학패턴이 형성되거나 인쇄될 수 있으며, 이러한 광학패턴의 유무에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
상기 접착층(120)은, 도광판(110)과 광학시트(130)의 결합에 접착력을 제공하기 위해 마련된 것으로서, 상기 접착층(120)은 도광판(110)의 광출사면과 그에 대응하는 광학시트(130)의 일면 사이에 개재될 수 있다.
상기 접착층(120)은, PVA 수지 필름의 라미네이션을 위하여 사용되는 자외선 또는 가시광 경화성 아크릴계 접착제 또는 2액 경화형 접착제 등을 그 재료로 사용할 수 있으나, 광학시트의 라미네이션 접착제인 한 특별히 한정되지는 않는다.
본 발명에서, 상기 접착층(120)은 상호 대면하는 도광판(110)의 광출사면 또는 그 위에 적층되는 광학시트(130)의 일면의 전면에 형성되지 않고, 일부 영역에 국한하여 형성되어 부분적인 접합이 이루어지게 할 수 있다. 본 발명에서 부분 접합 또는 부분 접착이란, 접착하고자 하는 표면의 전체 면에 접착제 또는 접착층이 고르게 분포하지 않고, 접착하고자 하는 표면의 일부 영역에만 접착층이 형성되어 접착층이 형성된 해당 부분에서만 접착이 이루어져 합지 되는 것을 의미한다.
상기 광학시트(130)는 그 일면에 광학 특성을 획득하기 위한 구조화 표면을 갖는 광학시트이다. 상기 광학시트(130)에 적용되는 구조화 표면은, 상호 평행하게 형성되며, 단면이 삼각형으로 형성된 복수의 선형 프리즘 구조로 구현될 수 있다. 특히, 본 발명에서, 도광판(110)의 광출사면에 대향하는 면이 광학시트(130)의 구조화 표면인 경우에, 접착층(120)에 의해 도광판(110)과 광학시트(130) 간에 견고한 접착력을 제공할 수 있다.
도 2, 도 3 및 도 5는 부분 접합을 위해 형성되는 접착층의 다양한 실시형태를 도시한 도면이다.
먼저, 도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 면광원 장치에 적용된 도트 형상의 접착층 및 광학시트를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 것과 같이, 도트 형상의 접착층(121)은 접촉이 이루어지는 광학시트(130)의 구조화 표면에 분산되어 형성됨으로써 부분 접착이 이루어지게 할 수 있다. 상기 도트 형상의 접착층(121)이 광학시트(130)의 구조화 표면의 전체 면에서 차지하는 면적의 비율이나 그 두께는, 광학시트(130)의 구조화 표면의 반대 면에서 출사되는 광의 휘도나 품질에 따라 적절하게 조정될 수 있다.
다음으로, 도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 면광원 장치에 적용된 복수의 띠 형상의 접착층 및 광학시트를 도시한 도면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태는 광학시트(130)의 구조화 표면 상에 배치되는 띠 형상을 갖는 복수의 접착층(122)을 갖는다. 상기 복수의 접착층(142)은 도광판(110)과 광학시트(130)를 서로 부분 접합하여 견고한 결합력을 제공한다.
이 실시형태에서, 띠 형상을 갖는 복수의 접착층(122)은, 부분 접합이 이루어질 수 있도록 서로 일정 간격으로 평행하게 배치된 복수의 띠 형상을 갖도록 구현될 수 있다. 특히, 상기 복수의 접착층(122)은 광학시트(130)의 구조화 표면, 즉 프리즘 패턴이 형성된 방향과 동일한 방향으로 연장 형성된 띠 형상을 가질 수 있다. 띠 형상을 갖는 복수의 접착층(122) 각각은 도광판(110)와 광학시트(130) 사이에 적절한 접착력을 제공하기 위해 광학시트(130)의 프리즘 구조의 피크 부분과 접촉하도록 형성되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 띠 형상의 접착층(122) 각각은 적절한 폭을 갖도록 형성되어야 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 면광원 장치에 적용된 접착제가 형성되는 폭을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4의 (a)에 도시된 것과 같이, 띠 형상을 갖는 하나의 접착층(122)의 폭(w1)이 광학시트(130)(프리즘 시트)의 프리즘 구조 사이의 간격(p)보다 작게 형성되는 경우, 복수의 접착층 중 일부는 프리즘 패턴의 피크와 접촉하지 못하는 경우가 발생한다.
도 4의 (b)에 도시된 것과 같이, 띠 형상을 갖는 하나의 접착층(122)의 폭(w2)이 광학시트(130)(프리즘 시트)의 프리즘 패턴 사이의 간격(p)보다 크게 형성되는 경우, 복수의 접착층은 모두 프리즘 패턴의 피크와 접촉할 수 있게 되어 도광판(110)과 광학시트(130) 사이에 적절한 접착력을 제공할 수 있다.
다음으로, 도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 면광원 장치에 적용된 메쉬 형상의 접착층 및 광학시트를 도시한 도면이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태는 광학시트(130)의 구조화 표면 상에 배치되는 메쉬 형상의 접착층(123)을 갖는다. 상기 메쉬 형상의 접착층(123)은 도광판(110)과 광학시트(130))의 사이에 배치되며, 도광판(110)과 광학시트(130)의 전면이 접합되지 않도록 오픈 영역(s)을 갖는 메쉬 형태로 제공되어 도광판(110)과 광학시트(130)를 부분적으로 접합한다.
상기 메쉬 형태의 접착층(122)은, 상호 평행하게 배치되는 복수의 띠들이 상호 교차하는 형태로 형성될 수 있다. 이 복수의 띠 형상이 상호 교차되는 구조에서 일 방향으로 평행하게 배치된 두 개의 띠 형상과 그에 교차하는 방향으로 평행하게 배치된 두 개의 띠 형상에 의해 오픈 영역(s)이 형성될 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시형태에서는, 메쉬 형태의 접착층(22)을 구성하는 복수의 띠 형상들이 형성된 방향을, 광학시트(130)의 구조화 표면에 형성된 프리즘 구조 형성 방향과 동일하지 않도록 형성할 수 있다. 이를 통해, 하나의 프리즘 패턴 전체가 접합영역이 되는 것을 방지하여 특정 영역에 발생할 수 있는 광 특성 변화를 감소시킬 수 있다.
전술한 것과 같은 다양한 구조를 갖는 광학시트 구조물에서, 접착층의 두께와 면적은 광학시트 구조물을 통과하는 빛의 휘도와 밀접한 관계를 갖는다. 도 6은 두 장의 프리즘 시트를 접합하되 접착층의 두께와 접착층이 전체 광학시트 구조물에서 차지하는 면적의 비를 변화시키면서 투과되는 빛의 휘도를 측정하여 도시한 그래프이다. 도 6에 도시된 그래프에서, 기준 휘도는 접착층을 적용하지 않은 두 장의 프리즘 시트를 투과한 휘도를 나타낸다. 도 6에 도시된 그래프는 전술한 도트 형상의 부분 접착층, 띠 형상의 부분 접착층 및 매쉬 형상의 부분 접착층에 공통적으로 측정된 것이다.
도 6에 나타난 바와 같이, 접착층의 두께가 두꺼워질수록 휘도가 감소하는 것을 관찰할 수 있다. 또한, 접착층의 총 면적이 전체 광학시트 구조물에서 차지하는 면적의 65% 이하가 되는 경우 두께 증가에 따른 휘도 저하 현상이 현저히 둔화되는 것을 확인할 수 있다. 한편, 다양한 형태의 접착층이 적절한 접착력을 제공하기 위해서는 전체 접합면적의 5 % 이상 형성되는 것이 바람직하다. 접착층의 면적이 접합면적의 5 % 미만이 되는 경우에는, 가벼운 외력이 발생하는 경우 접착 상태가 파손될 위험도가 높아진다. 따라서, 접착층에 의한 휘도 저하 현상과 적절한 접합력을 제공할 수 있도록, 상기 접착층의 면적은 도광판과 광학시트가 접합되는 영역의 면적, 즉 광학시트의 평면적의 5 % 이상 65 % 이하인 것이 바람직하다.
접착층을 적용하는 경우, 광학시트 구조물의 광 투과시 육안으로 관찰하였을 때, 주변보다 어둡게 나타나는 영역이 발생하는 쉐이딩 현상이 발생할 수 있다. 이러한 쉐이딩 현상은 디스플레이 시스템의 전체 영역에 균일한 빛을 제공하지 못하게 하므로 바람직하지 않다. 이러한 쉐이딩 현상은 주로 부분 접합을 형성하는 도트 형상 또는 띠 형상의 폭과 프리즘 시트의 프리즘 패턴 피치에 의존한다. 하기 표 1은 도트 형상의 접착층을 적용한 경우, 도트의 직경과 프리즘 피치를 변화시키면서 투과되는 빛을 육안으로 관찰하여, 쉐이딩 현상이 관찰되는 경우를 O 표, 쉐이딩 현상이 관찰되지 않는 경우를 X 표로 나타낸 결과이다. 또한, 표 2 및 표 3은 각각 띠형상 및 매쉬형상의 접착층에서 접착층의 폭과 프리즘 피치를 변화시키면서 투과되는 빛을 육안 관찰하여, 쉐이딩 현상이 관찰되는 경우를 O 표, 쉐이딩 현상이 관찰되지 않는 경우를 X 표로 나타낸 결과이다.
표 1
피치＼직경 20 ㎛ 50 ㎛ 100 ㎛ 150 ㎛ 200 ㎛ 300 ㎛ 500 ㎛ 700 ㎛ 800 ㎛
15 ㎛ X X X O O O O O O
21 ㎛ X X X X X O O O O
25 ㎛ X X X X X O O O O
30 ㎛ X X X X X O O O O
40 ㎛ X X X X X X O O O
50 ㎛ X X X X X X O O O
80 ㎛ X X X X X X X X O
표 2
피치＼폭 16 ㎛ 50 ㎛ 70 ㎛ 100 ㎛ 120 ㎛ 150 ㎛ 200 ㎛
10 ㎛ X X X O O O O
15 ㎛ X X X X X O O
20 ㎛ X X X X X X O
25 ㎛ X X X X X X X
40 ㎛ X X X X X X X
60 ㎛ X X X X X X X
80 ㎛ X X X X X X X
표 3
피치＼폭 16 ㎛ 50 ㎛ 70 ㎛ 100 ㎛ 120 ㎛ 150 ㎛ 200 ㎛
10 ㎛ X X X O O O O
15 ㎛ X X X X X O O
20 ㎛ X X X X X X O
25 ㎛ X X X X X X X
40 ㎛ X X X X X X X
60 ㎛ X X X X X X X
80 ㎛ X X X X X X X
도트 형상의 접착층을 갖는 실시형태의 실험 결과를 나타낸 상기 표 1에 따르면, 프리즘 피치가 작을수록 접착제 도트 크기도 작게 형성하여야 쉐이딩 현상이 발생하지 않는 것을 알 수 있다. 이를 접착층의 직경과 프리즘 피치의 비로써 표현하면, 접착층의 폭이 프리즘 패턴의 피치보다 대략 10배 이상 넓은 경우 쉐이딩 현상이 나타나는 것이 확인되었다. 상기 표 1에서, 쉐이딩 현상과 관련하여 접착층의 도트 직경이 갖는 하한에 대해서는 특정한 값으로 한정되지 않으나, 접착층의 도트 직경이 프리즘 피치 보다 작은 경우, 프리즘 구조의 두 피크 사이에 도트 형상의 접착층이 위치하여 프리즘 구조의 피크 부분에 접착층이 접촉하지 됨으로써 접착력이 저하될 수 있다는 점을 감안하여, 접착층 도트 직경은 프리즘 피치보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 띠 형상의 접착층을 갖는 실시형태의 실험 결과를 나타낸 상기 표 2에 따르면, 접착층의 폭이 프리즘 패턴의 피치보다 대략 10배 이상 넓은 경우 쉐이딩 현상이 나타나는 것이 확인되었다. 따라서, 띠 형상의 접착층을 갖는 실시형태에서, 접착층의 폭은 프리즘 패턴의 피치보다 크게 형성되되, 그 상한은 프리즘 패턴 피치의 10배 미만인 것이 바람직함을 알 수 있다.
또한, 매쉬 형상의 접착층을 갖는 실시형태의 실험 결과를 나타낸 상기 표 3에 따르면, 접착층의 폭, 즉 메쉬 형상의 접착층을 형성하도록 상호 교차하는 띠 구조가 갖는 폭은 프리즘 패턴 피치의 10배 미만인 것이 바람직함을 알 수 있다. 또한, 메쉬 형상의 접착층을 형성하도록 상호 교차하는 띠 구조의 폭이 갖는 하한은 특정한 값으로 한정되지는 않으며, 전술한 바람직한 접착층의 면적비를 감안하여 적절하게 결정될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 면광원 장치에 의하면, 도광판의 광출사면과 광학시트의 구조화 표면 사이의 접착력을 확보하기 위해 접합되는 면의 일부에만 접착층을 형성하여 부분 접합이 이루어지게 한다. 이로써, 도광판과 광학시트 사이에 견고한 접합력을 확보함과 동시에 접착층의 적용에 따른 광학특성 변동을 최소화 할 수 있다.
또한, 전술한 면광원 장치에 의하면, 도광판과의 접합력을 제공하여 초박형 광학시트(프리즘 시트)를 적용하는 경우에 나타날 수 있는 휨현상, 변형 및 뒤틀림 등의 문제를 억제할 수 있다. 이를 통해, 더욱 얇은 두께의 광학시트를 사용 가능하게 함으로써 전체적인 백라이트 유닛의 두께를 감소시킬 수 있다.
110: 도광판
111: 광원
112: 광원 커버
120: 접착층
121: 도트 형상 접착층
122: 띠 형상 접착층
123: 메쉬 형상 접착층
130: 광학시트

Claims (9)

  1. 빛이 출사되는 광출사면을 갖는 도광판;
    상기 도광판의 광출사면 일부 영역에 형성된 접착층; 및
    상기 접착층 상에 배치되는 광학시트를 포함하며,
    상기 광학시트는 상기 접착층과의 접촉면에 구조화 표면이 형성된 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구조화 표면은,
    상호 평행하게 형성된 복수의 선형 프리즘 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 접착층의 면적은 상기 광학시트의 평면적의 5% 이상 65% 이하인 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 접착층은, 상기 도광판의 광출사면 일부 영역에 도트 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 접착층은, 상기 도광판의 광출사면 일부 영역에 상호 평행한 복수의 띠 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 접착층은, 상기 도광판의 광출사면 일부 영역에 상호 평행한 복수의 띠 형상으로 형성되며,
    상기 띠 형상을 갖는 복수의 접착층은 상기 광학시트의 구조화 표면에 형성된 상기 프리즘 구조와 동일한 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 띠 형상을 갖는 접착층 각각의 폭은, 상기 광학시트의 구조화 표면에 형성된 상기 프리즘 구조의 피치보다 크며, 상기 프리즘 구조의 피치의 10 배 미만인 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 접착층은, 상기 도광판의 광출사면 일부 영역에 복수의 오픈 영역을 갖는 메쉬 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 접착층은, 상기 도광판의 광출사면 일부 영역에 복수의 오픈 영역을 갖는 메쉬 형상으로 형성되며,
    상기 메쉬 형상의 접착층은, 상호 교차하는 복수의 띠 형상을 가지고, 상기 복수의 띠가 형성되는 방향이 상기 광학시트의 프리즘 구조가 형성된 방향과 일치하지 않는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
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