KR101036357B1 - 광보정 부재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display)에 사용되는 광보정 부재에 관한 것으로서, 광경로를 보정해주어 보다 넓은 범위의 빛을 전방으로 집광시킬 수 있으며, 광손실을 최소화하여 휘도를 상승시킬 수 있다.
Description
본 발명은 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display)에 사용되는 광보정 부재에 관한 것이다.
산업 사회가 고도의 정보화 시대로 발전함에 따라 다양한 정보를 표시 및 전달하기 위한 매체로서 전자 디스플레이 장치의 중요성은 나날이 증대되고 있다. 종래에 널리 사용되어 오던 CRT(Cathode Ray Tube)는 설치 공간상의 제약이 커서 대형화가 힘들다는 한계 때문에, 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 전계 방사 디스플레이(FED) 및 유기EL과 같은 다양한 평판 디스플레이 장치로 대치되고 있다. 이러한 평판 디스플레이 장치 중에서, 특히, 액정 디스플레이 장치(LCD)의 경우, 액정과 반도체 기술이 복합된 기술 집약적 장치로서 얇고, 가벼우며 소비 전력이 낮은 장점으로 인해, 그 구조 및 제조 기술이 연구 개발되어 왔고, 현재 노트북 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터의 모니터, 휴대용 개인 통신 장치(PDA 및 휴대폰) 등 기존에 액정 디스플레이가 널리 사용되었던 영역뿐만 아니라, 대형화 기술도 점점 그 한계를 뛰어넘고 있어, HD(High Definition) TV급의 대형 TV에까지 응용되고 있는 등 디스플레이의 대명사였던 CRT를 대체 가능한 새로운 디스플 레이 장치로 각광받고 있다.
이러한 액정 디스플레이(LCD) 장치는 액정 자체가 발광을 할 수 없기 때문에 장치의 후면에 별도의 광원을 설치하여, 각 화소(pixel)에 설치된 액정을 통해 통과광의 세기를 조절하여 계조(contrast)를 구현한다. 이를 보다 구체적으로 살펴보면, 액정 디스플레이 장치는 액정 물질의 전기적 특성을 이용하여 빛의 투과율을 조절하는 장치로, 장치 뒷면의 광원 램프에서 발광하여 각종 기능성 프리즘 필름 또는 시트를 통과하여 균일도와 방향성이 제어된 빛을 컬러 필터를 통과시켜 적, 청, 녹(R, G, B)의 색상을 구현하도록 하고, 전기적인 방법으로 각 화소의 계조(contrast)를 제어하여 화상을 구현하는 간접 발광 방식의 디스플레이 장치로서, 광원을 제공하는 발광 장치는 액정 디스플레이 장치의 휘도 및 균일도 등 화질을 결정하는 중요한 부품이다.
상기 발광 장치로는 백라이트 유닛(BLU)이 널리 사용되고 있으며, 일반적으로 냉음극형광램프(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp) 등의 복수개의 광원을 사용하여 방출되는 빛을 순차적으로 확산판, 확산 시트 및 프리즘 시트 등의 시트를 통과시켜 액정 패널에 도달하게 한다. 여기서, 확산 시트는 화면 전면에 걸쳐 균일한 광세기를 얻을 수 있도록 하는 동시에 확산 시트 하부에 장착된 광원 등의 장치가 전면에서 보이지 않도록 은폐하는 기능을 수행한다. 한편, 프리즘 시트는 확산 시트를 거친 다양한 방향의 광선을 관측자가 화상을 인식하기에 적합한 시야각(θ) 범위 내로 변환되도록 하는 광 경로 제어 기능을 수행한다.
그러나 광원에서 방출된 빛이 확산 시트에서 확산되어 프리즘 시트에서 집광 되는 과정에서 소정 각도 범위로 입사된 빛만 집광가능하므로, 집광되지 못한 일부 빛들이 프리즘 시트에서 재반사되거나 사이드로브(sidelobe)가 발생되어 광손실이 발생되면서 휘도가 저하되는 문제가 있었다.
따라서 광손실을 최소화하고, 보다 넓은 범위의 빛을 전방으로 집광시킴으로써 휘도를 효율적으로 상승시킬 필요가 있다.
따라서 본 발명은 광경로를 보정해주면서 광손실을 최소화할 수 있는 광보정 부재를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 보다 넓은 범위의 빛을 전방으로 집광시킬 수 있는 광보정 부재를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 휘도를 보다 효율적으로 상승시킬 수 있는 광보정 부재를 제공하고자 한다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서는 기재층 및 상기 기재층의 일면 또는 양면에 형성된 다수의 입체 구조가 배열된 구조층을 포함하며, 상기 구조층의 입체 구조는 종단면이 피크를 중심으로 양방향으로 곡률을 갖되, 피크를 영점으로 하는 x축과 y축의 좌표로 나타내었을 때, 하기 식 1에 따른 곡률(k)을 갖는 제1구간과, 상기 제1구간의 양측으로 기재층과 경사각을 갖는 제2구간을 포함하는 광보정 부재를 제공한다.
<식 1>
(상기 식에서, x, y 및 k는 유리수임.)
상기 구현예에서, 제2구간은 기재층을 기준으로 30°~50° 또는 130°~150° 의 경사각을 갖는 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 제1구간은 곡률(k)이 0.05~0.30인 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 구조층의 입체 구조는 피치가 100㎛ ~ 500㎛인 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 구조층의 입체 구조는 높이가 25㎛ ~ 300㎛인 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 제1구간은 기재층과 접하는 종단면의 밑변 길이가 피치에 대하여 1/3~3/5 인 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 구조층의 입체구조는 종단면이 피크점을 통과하는 수직방향 중심선을 기준으로 대칭되는 구조인 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 기재층 및 구조층을 형성하는 베이스 수지가 패턴롤러를 통과하면서 공압출되어 형성된 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 베이스 수지는 폴리카보네이트 수지와 폴리스티렌 수지가 1 : 9 ~ 9 : 1의 중량비율로 혼합된 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 메틸메타크릴레이트 수지 중 선택된 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 기재층은 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지 및 스티렌-아크릴계 공중합 수지 중 선택된 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 구조층은 자외선 경화성 수지 또는 열경화성 수지를 포함하는 고분자 수지 중 선택된 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 기재층 일면에 구조층이 형성되는 경우, 기재층의 구조층이 형성되지 않은 다른 일면에 저면층을 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 저면층은 입자를 포함하며, 두께가 10~200㎛인 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 입자는 저면층을 형성하는 수지 100중량부에 대하여 0.01~30중량부 포함하는 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 구조층의 기재층이 형성된 면이 아닌 다른 일면에 표면층이 더 형성된 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 표면층은 입자를 포함하며, 두께가 10~200㎛인 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 입자는 표면층을 형성하는 수지 100중량부에 대하여 0.01~30중량부 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 구현예에서는 상기의 광보정 부재; 및 상기 광보정 부재의 어느 일면에 형성된 프리즘 시트 및 상기 광보정 부재의 다른 일면에 형성된 광확산판 중 어느 하나 또는 모두를 포함하는 백라이트 유닛 어셈블리를 제공한다.
본 발명은 광경로를 보정해주면서 광손실을 최소화할 수 있는 광보정 부재를 제공할 수 있다.
또한 본 발명은 광경로를 보정해주어 보다 넓은 범위의 빛을 전방으로 집광 시킬 수 있는 광보정 부재를 제공할 수 있다.
또한 본 발명은 휘도를 보다 효율적으로 상승시킬 수 있는 광보정 부재를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 구현예에 의한 광보정 부재의 단면도, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 바람직한 다른 구현예에 의한 광보정 부재의 단면도이다. 상기 도면들에서 공통적으로 (A) 도면은 공압출되어 제조된 광보정 부재를 도시한 것이며, (B) 도면은 기재층 일면에 경화성 수지를 도포하여 경화 형성시킨 광보정 부재를 도시한 것으로, 이하에서 보다 구체적으로 설명하겠다. 한편, 편의상 동일 구성부분에 대해서는 동일한 부호를 사용하였나, 이들은 조성 및 형태까지 동일한 것을 의미하는 것은 아니다.
본 발명의 광보정 부재는 기재층(10)의 일면에 구조층(20)을 포함하고 있다.
이러한 본 발명의 광보정 부재는, 구조층(20)이 다수의 입체 구조를 포함하며, 상기 입체 구조를 종단면으로 보았을 때 피크를 중심으로 좌우 양방향으로 곡률을 갖는 제1구간(2)과, 상기 제1구간(2)의 양측으로 기재층과 경사각을 갖는 제2구간(1)을 포함하는 구조일 수 있다.
이 때 제2구간(1)은 상기 입체 구조를 종단면으로 보았을 때 기재층(10)을 기준으로 하여 일정 경사각(α)을 갖는 직선으로 이루어지며, 광경로를 보정해주는 측면에서 상기 경사각(α)은 30°~50° 또는 130°~150° 인 것이 바람직하다.
한편 상기 제1구간(2)의 곡률은 상기 입체 구조를 종단면으로 보아서 피크를 영점으로 하는 x축과 y축을 갖는 좌표로 나타내었을 때, 하기 식 1을 만족하는 것일 수 있다.
<식 1>
(상기 식에서, x, y 및 k는 유리수임.)
상기 식 1에 따른 곡률 형태를 나타내는 그래프를 도 5에 나타내었다.
본 발명의 광보정 부재는 상기 제1구간(2)의 곡률인 상기 식 1의 k값이 0.05~0.30인 것이 바람직하다. 도광판 또는 확산부재를 통과한 빛의 굴절률을 고려할 때 곡률이 상기 범위에 속하는 경우, 보다 넓은 범위의 빛을 전방으로 집광시키도록 광경로를 보정하면서 사이드로브(sidelobe) 발생이 억제될 수 있다.
사이드로브(sidelobe)는 빛이 5~15% 정도만 투과되어 작은 피크(peak)를 구현함으로써 생성된 허상의 이미지를 말하며, 투과된 빛들이 중첩 현상을 일으켜서 나타나게 된다.
상기 제1구간(2)은 기재층(10)과 접하는 밑변의 길이(a2)가 피치(a)의 1/3~3/5 인 것이 바람직한데, 즉, 제1구간(2)의 양측면에 형성되는 제2구간(1) 각각은 기재층(10)과 접하는 밑변의 길이(a1)가 피치(a)의 1/5~1/3인 것이 바람직하 다. 기재층(10)과 접하는 밑변의 길이(a2)가 피치(a)의 3/5 을 초과하면 종단면이 반원 형상에 가깝도록 제1구간(2)이 넓어져서 입체 구조에서의 재반사가 많아지고, 상당부분의 계면이 곡선이므로 빛의 굴절이 심해 집광이 불규칙하게 이루어지는 단점이 있다. 또한 기재층(10)과 접하는 밑변의 길이(a2)가 피치(a)의 1/3 미만이면 제1구간(2)이 너무 짧아져 종단면이 삼각형상에 가까워지므로 일부 특정각도를 가진 입사각만 집광되고 그 외의 빛은 사이드로브 또는 연속적인 재반사로 인한 광손실이 발생되어 휘도가 저하되는 단점이 있다.
이 때 구조층(20)의 입체 구조의 피치(a)는 특별히 한정되는 것은 아니나, 100㎛ ~ 500㎛인 것이 바람직하며, 구조층(20)을 구성하는 입체 구조의 높이(b)는 특별히 한정되는 것은 아니나, 25㎛ ~ 300㎛인 것이 바람직하다. 이는 빛의 굴절을 고려하여 광손실을 최소화하고 효율적인 집광을 위함이다.
이러한 구조층(20)을 구성하는 입체 구조의 형상은 피크점을 통과하는 수직방향의 중심선을 기준으로 대칭되는 구조인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 본 발명의 광보정 부재는 공압출되어 제조된 것일 수 있다. 즉, 기재층(10) 및 구조층(20)을 구성하는 용융된 베이스 수지가 패턴롤러를 통과하면서 공압출되어 형성된 것일 수 있다. 즉, 각 도면의 (A) 형태의 도면에 도시된 바와 같이 기재층(10) 및 구조층(20)이 층의 구분이 없이 한 종류의 수지로 간단하게 제조될 수 있다. 압출시 온도는 베이스 수지에 따라 다르나, 200 ~ 300℃에서 압출 되는 것이 바람직하다. 이 때 상기 베이스 수지는 폴리카보네이트 수지와 폴리스티렌 수지가 1 : 9 ~ 9 : 1의 중량비율로 혼합된 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 또는 메틸메타크릴레이트 수지 등을 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 광보정 부재는 각 도면의 (B) 형태의 도면에 도시된 바와 같이, 기재층(10) 일면에 자외선 경화성 수지 또는 열경화성 수지를 포함하는 조액을 도포 및 경화하여 구조층(20)을 형성한 것일 수도 있다.
상기 기재층(10)으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, 또는 스티렌-아크릴계 공중합 수지 등을 사용할 수 있다.
상기 구현예에서, 구조층(20)은 자외선 경화성 수지 또는 열경화성 수지를 포함하는 고분자 수지로 형성된 것일 수 있다.
상기 구조층(20)을 구성하는 수지로는 경화성 수지로서 광투과성 재료이면 특별히 제한되지 않는다. 즉, 자외선 경화성 수지 혹은 열경화성 수지를 포함하는 고분자 수지이면 제한되지 않고 사용 가능한데, 예를 들면, 불포화 지방산 에스테르, 방향족 비닐 화합물, 불포화 지방산과 그 유도체, 불포화 이가산(unsaturated dibasic acid)과 그 유도체, 메타크릴로나이트릴과 같은 비닐 시아나이드(cyanide) 화합물 등이 사용될 수 있다. 이 때 기재층(10)과의 굴절률을 고려하여 사용하는 고분자 수지를 조절할 수 있다.
상기 기재층(10)의 두께는 기계적 강도 및 열안정성, 그리고 유연성에 있어서 유리하도록 하고 투과광의 손실을 방지하는 측면에서 10~1000㎛일 수 있으며, 보다 바람직하게는 15~400㎛이 좋다.
본 발명의 광보정 부재의 기재층(10)에는 광확산성 입자(미도시됨)가 포함될 수 있으며, 입경이 1~50㎛인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 상기 바인더 수지 100중량부에 대하여 10~500중량부를 포함하는 것이 좋다. 이와 같은 입경의 광확산성 입자를 상기의 함량으로 포함하는 경우 백탁현상 및 입자의 이탈을 방지하면서 적절한 광확산 효과를 제공할 수 있다.
상기 광확산성 입자로는 복수 개의 유기입자 또는 무기입자를 사용할 수 있다. 대표적으로 사용되는 유기입자로는 메틸메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 히드록시에틸메타크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메틸올아크릴아미드, 글리시딜메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 노말부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 단독 중합체 또는 공중합체의 아크릴계 입자; 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 입자; 아크릴계와 올레핀계의 공중합체 입자; 및 단독 중합체의 입자를 형성한 후 그 층위에 다른 종류의 단량체로 덮어 씌워 만든 다층 다성분계 입자, 실록산계 중합체 입자, 테트라플루오로에틸렌계 입자 등을 들 수 있으며, 무기 입자로서는 산화규소, 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화지르코늄 및 불화마그네슘 등을 들 수 있다. 상기 유기 및 무기 입자들은 단지 예시적인 것에 불과하며, 상기 나열된 유기 또는 무기 재질의 입자에 한정되지 않고 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 한 다른 공지된 재료로 얼마든지 대체할 수 있음은 당업자에게는 자명하며, 이러한 재질 변경의 경우도 역시 본 발명의 기술적 사상의 범주 내이다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 광보정 부재는 기재층(10)의 일면에만 구조층(20)이 형성되는 경우, 구조층(20)이 형성된 면이 아닌 다른 일면에 저면층(30)이 더 형성될 수도 있으며, 이 저면층(30)은 입자(35)를 포함할 수 있다. 상기 저면층(30)은 공압출됨으로써 형성될 수도 있고, 바인더 수지에 입자(35)를 분산시켜 기재층(10)의 일면에 도포하여 경화시킴으로써 형성될 수도 있다.
저면층(30)이 용융된 베이스 수지가 압출되어 구조층을 형성하는 패턴롤러를 통과하면서 공압출되어 형성되는 경우, 압출시 온도는 베이스 수지에 따라 다르나, 200 ~ 300℃에서 압출되는 것이 바람직하다. 이 때 상기 베이스 수지는 폴리카보네이트 수지와 폴리스티렌 수지가 1 : 9 ~ 9 : 1의 중량비율로 혼합된 수지 또는 폴리카보네이트 수지를 사용할 수 있다.
한편, 저면층(30)이 경화 형성되는 경우, 바인더 수지는 기재층(10)과 접착성이 좋으며 분산되는 입자(35)들과 상용성이 좋은 수지, 즉 입자(35)가 수지에 골고루 분산되어 분리되거나 침전이 잘 생기지 않는 것을 사용하며, 그 구체적인 예를 들면, 불포화폴리에스테르, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 노말부틸메타크릴레이트, 노말부틸메틸메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 히드록시에틸메타크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트, 히드록시에틸아크릴레이트, 아크릴아미드, 메틸올아크릴아미드, 글리시딜메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 노말부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트의 단독중합체, 이들의 공중합체 또는 삼원 공중합체 등의 아크릴계 수지와, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 멜라민계 수지 등을 들 수 있다.
저면층(30)에 포함되는 입자(35)는 상술한 광확산성 입자로서의 유기입자 또는 무기입자를 사용할 수 있으며, 상기 기재층(10)에 포함될 수 있는 광확산성 입자와 같거나 다른 것일 수 있다.
상기 저면층(30)은 바인더 수지 또는 베이스 수지 100중량부에 대하여 입자(35)를 0.01~30중량부 포함하는 것이 바람직한데, 이는 손상방지효과 발현 및 광확산에 유리하고, 광 이용 효율을 감소시키지 않도록 하면서 전방 휘도를 고려한 것이다.
저면층(30)은 입자(35)에 의해 형성되는 표면의 돌출부에 의해 광학 필름의 적재 또는 보관 중이나 광학 필름을 다른 부품과 조립하는 공정 중에, 공정 장치 내의 대향 면 혹은 적층된 타 광학 필름과의 접촉 면적을 줄임으로써, 낱장으로의 분리, 이동 또는 조립 과정 중에 발생할 수 있는 표면의 손상을 방지하는 기능을 할 수 있다. 이러한 저면층(30)의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니나, 10~200㎛인 것이 바람직하다.
또한 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 광보정 부재는 구조층(20)의 기재 층(10)이 형성된 면이 아닌 다른 일면에 표면층(40)이 더 형성될 수도 있으며, 상기 표면층(40)은 입자(45)를 포함할 수 있다.
표면층(40) 역시 상기 저면층(30)의 형성방법과 동일하게 형성될 수 있으며, 포함되는 입자(45) 역시 상술한 바와 같은 광확산성 입자로서 유기입자 또는 무기입자를 사용할 수 있으며, 상기 기재층(10)에 포함되는 광확산성 입자와 같거나 다른 것일 수 있다. 상기 표면층(40)은 베이스 수지 또는 바인더 수지 100중량부에 대하여 입자를 0.01~30중량부 포함하는 것이 바람직한데, 이는 광확산 및 은폐성에 유리하고, 광 이용 효율을 감소시키지 않도록 하면서 전방 휘도를 고려한 것이다. 이러한 표면층(40)의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니나, 10~200㎛인 것이 바람직하다.
이와 같이 본 발명의 광보정 부재는 저면층(30) 및 표면층(40)을 구비하지 않을 수도 있고, 저면층(30) 또는 표면층(40)을 선택적으로 구비할 수도 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이, 저면층(30) 및 표면층(40)을 모두 구비할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 구현예에 따른 광보정 부재(100)의 상부에 프리즘 시트(200)를 적층한 경우 광경로를 표시한 도면이다. 이와 같이 도광판 또는 확산판을 통과한 빛은 본 발명의 광보정 부재(100)를 통과하면서 광경로를 보정해주어 프리즘 시트(200)에서 보다 많은 빛이 정면으로 진행할 수 있도록 해준다. 즉, 빛의 진행방향을 중심으로 70° 전후의 빛도 전방으로 집광시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명은 이상 설명한 광보정 부재의 어느 일면에 인접하여 형성된 프리즘 시트를 포함하는 백라이트 유닛 어셈블리를 제공할 수 있으며, 또는 상기의 광보정 부재의 어느 일면에 인접하여 형성된 광확산판을 포함하는 백라이트 유닛 어셈블리를 제공할 수 있다. 또한 상기의 광보정 부재의 어느 일면에 광확산판이 인접하고, 다른 일면에 인접하는 프리즘 시트를 포함하는 백라이트 유닛 어셈블리를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
폴리카보네이트 수지 펠렛을 250℃, 1축 스크류 직경 135㎜, 60㎜에서 공압출하였으며, 기재층은 두께 1.0mm이 되게 하였으며, 피치가 200㎛, 높이(b) 60㎛, 경사각(α) 43°, 곡률(k) 0.15, 제2구간(1)의 기재층(10)과 접하는 밑변의 길이(a1) 50㎛, 제1구간(2)의 기재층(10)과 접하는 밑변의 길이(a2) 100㎛이 되도록 패턴롤러를 지나면서 도 1(A)의 도면과 같은 형상의 단위 구조가 일렬로 선형 배열된 구조층(20)이 형성된 광보정 부재를 제조하였다.
<실시예 2>
상기 실시예 1에서, 구조층의 단위 구조 피치가 300㎛, 높이(b) 130㎛, 경사각(α) 40도, 곡률(k) 0.21, 제2구간(1)의 기재층(10)과 접하는 밑변의 길이(a1) 75㎛, 제1구간(2)의 기재층(10)과 접하는 밑변의 길이(a2) 150㎛인 것을 제외하고 동일한 방법으로 광보정 부재를 제조하였다.
<실시예 3>
상기 실시예 1에서, 기재층 및 구조층의 베이스 수지로서 폴리카보네이트 수지 펠렛과 폴리스티렌 수지 펠렛을 1 : 1의 중량비율로 혼합하여 함께 용융 압출하여 사용한 것을 제외하고, 동일한 방법으로 광보정 부재를 제조하였다.
<실시예 4>
상기 실시예 1에서, 기재층 및 구조층의 베이스 수지를 메틸메타크릴레이트 수지로 한 것을 제외하고, 동일한 방법으로 광보정 부재를 제조하였다.
<실시예 5>
메타크릴레이트 수지를 도 1(B)의 도면과 같은 형상의 단위 구조가 일렬로 선형 배열되도록 몰드에 도포한 후, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(희성전자, LM170E01)를 라미네이션한 후, 자외선을 120Watt의 세기로 3초간 조사하여 경화시키고, 금속 몰드로부터 이형하여 광보정 부재를 제조하였다. 구조층의 피치가 200㎛, 높이(b) 60㎛, 경사각(α) 43°, 곡률(k) 0.15, 제2구간(1)의 기재층(10)과 접하는 밑변의 길이(a1) 50㎛, 제1구간(2)의 기재층(10)과 접하는 밑변의 길이(a2) 100㎛이었다.
<실시예 6>
상기 실시예 1에서, 구조층이 형성되지 않은 기재층의 다른 일면에 폴리카보네이트 수지 펠렛을 베이스 수지로 사용하고, 상기 베이스 수지 100중량부에 대하여 입자로서 메틸메타크릴레이트 입자(평균입경 2㎛)를 1.2중량부 포함하는 저면층을 그 두께가 30㎛가 되도록 기재층, 구조층과 함께 공압출하여 광보정 부재를 제조하였다.
<실시예 7>
상기 실시예 1에서, 구조층이 형성되지 않은 기재층의 다른 일면에 바인더 수지로서 메틸메타크릴레이트 수지를 사용하고, 상기 바인더 수지 100중량부에 대하여 입자로서 실리콘 수지 입자를 (평균입경 2㎛)를 1.2중량부 혼합하여 저면층의 두께가 30㎛가 되도록 코팅하여 자외선을 120Watt의 세기로 3초간 조사하여 경화시킴으로써 광보정 부재를 제조하였다.
<비교예 1>
상기 실시예 1에서, 구조층이 종단면의 반원형이며, 피치 200㎛, 높이(b) 150㎛인 반구형 구조가 일렬로 선형 배열된 구조를 갖도록 한 것을 제외하고 동일한 방법으로 광보정 부재를 제조하였다.
<비교예 2>
상기 실시예 1에서, 구조층이 종단면이 삼각형이고, 피치 200㎛, 높이(b) 150㎛, 경사각(α)이 45°인 선형 배열된 삼각 프리즘 구조를 갖도록 한 것을 제외하고 동일한 방법으로 광보정 부재를 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예에서의 광보정 부재를 광확산판 (제조사: 코오롱, 상품명: DP350, 두께: 1.50mm, 투과율: 57.0%, 헤이즈: 99%) 상부에 적층하고, 상기 광보정 부재 상부에 프리즘 시트(제조사: 코오롱, 상품명: LC213, 두께: 188㎛, 피치: 50㎛, 높이: 25㎛, 경사각 45도)를 적층하여, 다음과 같이 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.
또한 대조예로서, 상기 실시예 및 비교예에서의 광보정 부재를 사용하는 대신 광확산 시트 (제조사: 코오롱, 상품명: LD214, 두께: 188㎛, 투과율: 75.0%, 헤이즈: 96.1%)에 프리즘 시트(제조사: 코오롱, 상품명: LC213, 두께: 188㎛, 피치: 50㎛, 높이: 25㎛, 경사각 45°)를 적층하여 물성을 평가하였다.
(1) 휘도평가
17인치 액정디스플레이 패널용 백라이트 유닛에 상기 설명한 대로 장착하여 고정하고, 휘도계(모델명 : BM-7, 일본 TOPCON사)를 사용하여 임의의 13지점의 휘도를 측정하여 그 평균값을 구하였다. 값은 대조예 대비 증가분으로 표기하였다.
(2) 집광가능 입사각
17인치 액정디스플레이 패널용 백라이트 유닛에 상기 설명한 대로 장착하여 시야각 측정용 회전 장치가 구비된 장비에 고정하여 Pritchard사의 PR880 기기를 이용하여, 상기 프리즘 시트에 입사된 광원의 빛이 전면각도 0°로 방출되도록 집광 시켜주는 집광가능 입사각, 즉 프리즘 시트 바로 후면에 배치되는 시트에서 투 과되는 빛의 진행 각도를 측정하였다.
(3) 사이드로브(Sidelobe)
17인치 액정디스플레이 패널용 백라이트 유닛에 상기 설명한 대로 장착하여 시야각 측정용 회전 장치가 구비된 장비에 고정하여 Pritchard사의 PR880 기기를 이용하여, 좌우/상하로 시야각 ± 90° 회전하여 사이드로브의 발생여부를 측정하였다.
○ : 사이드로브 발생하지 않음.
× : 사이드로브 발생.
| 구분 | 휘도평가 | 입사각 | 사이드로브 |
| 실시예1 | 30% | ± 80 | ○ |
| 실시예2 | 29% | ± 80 | ○ |
| 실시예3 | 30% | ± 80 | ○ |
| 실시예4 | 30% | ± 80 | ○ |
| 실시예5 | 33% | ± 80 | ○ |
| 실시예6 | 19% | ± 75 | ○ |
| 실시예7 | 16% | ± 70 | ○ |
| 비교예1 | -14% | ± 70 | ○ |
| 비교예2 | 11% | ± 70 | × |
| 대조예 | 0% | ± 55 | ○ |
상기 물성평가결과, 본 발명의 광보정 부재를 광확산판과 프리즘 시트 사이에 적용하였을 때, 종전의 광확산 필름을 사용한 경우보다 휘도의 상승률이 높은 것을 볼 수 있으며, 프리즘 시트에서 전면으로 집광시킬 수 있는 각도의 범위가 더 넓어지는 것을 볼 수 있었다. 또한 본 발명의 광보정 부재를 사용하였을 때, 사이드로브가 발생하지 않아 광의 재반사 등으로 인한 광손실이 최소화되었음을 볼 수 있다.
따라서 본 발명의 광보정 부재를 사용하였을 때, 광경로를 보정해주어 보다 넓은 범위의 빛을 전방으로 집광시킬 수 있으며, 휘도를 상승시킬 수 있음을 알 수 있었다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 구현예에 의한 광보정 부재의 단면도,
도 2 내지 도 4는 본 발명의 바람직한 다른 구현예에 의한 광보정 부재의 단면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 일 구현예에 의한 광보정 부재의 구조층 제1구간의 곡률 형태를 나타내는 그래프,
도 6은 본 발명의 바람직한 일 구현예에 따른 광보정 부재의 상부에 프리즘 시트를 적층한 경우 광경로를 표시한 단면도이다.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명
1 : 제2구간 2 : 제1구간
10 : 기재층 20 : 구조층
30 : 저면층 35 : 입자
40 : 표면층 45 : 입자
100 : 광보정 부재 200 : 프리즘 시트
Claims (18)
- 기재층 및 상기 기재층의 일면 또는 양면에 형성된 다수의 입체 구조가 배열된 구조층을 포함하며,상기 구조층의 입체 구조는 종단면이 피크를 중심으로 양방향으로 곡률을 갖되, 피크를 영점으로 하는 x축과 y축의 좌표로 나타내었을 때, 하기 식 1에 따른 곡률(k)을 갖는 제1구간과, 상기 제1구간의 양측으로 기재층과 경사각을 갖는 제2구간을 포함하는 광보정 부재.<식 1>
(상기 식에서, x, y 및 k는 유리수임.) - 제 1 항에 있어서,제2구간은 기재층을 기준으로 30°~50° 또는 130°~150° 의 경사각을 갖는 것임을 특징으로 하는 광보정 부재.
- 제 1 항에 있어서,제1구간은 곡률(k)이 0.05~0.30인 것임을 특징으로 하는 광보정 부재.
- 제 1 항에 있어서,구조층의 입체 구조는 피치가 100㎛ ~ 500㎛인 것임을 특징으로 하는 광보정 부재.
- 제 1 항에 있어서,구조층의 입체 구조는 높이가 25㎛ ~ 300㎛인 것임을 특징으로 하는 광보정 부재.
- 제 1 항에 있어서,제1구간은 기재층과 접하는 종단면의 밑변 길이가 피치에 대하여 1/3~3/5 인 것을 특징으로 하는 광보정 부재.
- 제 1 항에 있어서,구조층의 입체구조는 종단면이 피크점을 통과하는 수직방향 중심선을 기준으로 대칭되는 구조인 것임을 특징으로 하는 광보정 부재.
- 제 1 항에 있어서,기재층 및 구조층을 형성하는 베이스 수지가 패턴롤러를 통과하면서 공압출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 광보정 부재.
- 제 8 항에 있어서,베이스 수지는 폴리카보네이트 수지와 폴리스티렌 수지가 1 : 9 ~ 9 : 1의 중량비율로 혼합된 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 메틸메타크릴레이트 수지 중 선택된 것임을 특징으로 하는 광보정 부재.
- 제 1 항에 있어서,기재층은 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지 및 스티렌-아크릴계 공중합 수지 중 선택된 것으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광보정 부재.
- 제 1 항에 있어서,구조층은 자외선 경화성 수지 또는 열경화성 수지를 포함하는 고분자 수지 중 선택된 것으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광보정 부재.
- 제 1 항에 있어서,기재층 일면에 구조층이 형성되는 경우, 기재층의 구조층이 형성되지 않은 다른 일면에 저면층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광보정 부재.
- 제 12 항에 있어서,저면층은 입자를 포함하며, 두께가 10~200㎛인 것을 특징으로 하는 광보정 부재.
- 제 13 항에 있어서,입자는 저면층을 형성하는 수지 100중량부에 대하여 0.01~30중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 광보정 부재.
- 제 1 항에 있어서,구조층에서 기재층이 형성된 면이 아닌 다른 일면에 표면층이 더 형성된 것을 특징으로 하는 광보정 부재.
- 제 15 항에 있어서,표면층은 입자를 포함하며, 두께가 10~200㎛인 것을 특징으로 하는 광보정 부재.
- 제 16 항에 있어서,입자는 표면층을 형성하는 수지 100중량부에 대하여 0.01~30중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 광보정 부재.
- 제 1 항 내지 제 17 항 중 선택된 어느 한 항의 광보정 부재; 및상기 광보정 부재의 어느 일면에 형성된 프리즘 시트 및 상기 광보정 부재의 다른 일면에 형성된 광확산판 중 어느 하나 또는 모두를 포함하는 백라이트 유닛 어셈블리.
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