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KR101822706B1 - 광학시트 및 이를 포함하는 광학표시장치 - Google Patents

광학시트 및 이를 포함하는 광학표시장치 Download PDF

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KR101822706B1
KR101822706B1 KR1020150002953A KR20150002953A KR101822706B1 KR 101822706 B1 KR101822706 B1 KR 101822706B1 KR 1020150002953 A KR1020150002953 A KR 1020150002953A KR 20150002953 A KR20150002953 A KR 20150002953A KR 101822706 B1 KR101822706 B1 KR 101822706B1
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optical sheet
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이정호
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Abstract

기재층; 상기 기재층의 일면에 형성되고, 하나 이상의 제1광학패턴을 포함하는 광학패턴층; 및 상기 기재층의 타면에 형성된 복합층을 포함하고, 상기 기재층의 일면은 광입사면이고, 상기 복합층은 제1굴절률 패턴층 및 상기 제1굴절률 패턴층 바로 위에 형성된 제2굴절률 패턴층을 포함하고, 상기 제1굴절률 패턴층과 상기 제2굴절률 패턴층은 굴절률이 서로 다르고, 상기 제1굴절률 패턴층은 하나 이상의 제2광학패턴을 포함하는 것인 광학시트 및 이를 포함하는 광학표시장치가 제공된다.

Description

광학시트 및 이를 포함하는 광학표시장치{OPTICAL SHEET AND OPTICAL DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 광학시트 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 집광시트를 포함한다. 집광시트는 도광판으로부터 출사되는 광을 집광시킬 수 있다. 기재층 및 기재층의 광 입사면에 프리즘 패턴이 형성된 역프리즘 시트(inverted prism sheet)가 집광시트로 사용될 수 있다.
역프리즘은 패턴 형상에 의해 도광판으로부터 출사되는 빛을 전반사시켜 집광시킴으로써 광의 효율을 높일 수 있다. 또한, 역프리즘 시트는 통상의 광학시트 대비 백라이트 유닛을 박형화할 수 있다.
그러나, 역프리즘 시트는 과도한 집광으로 인해 시야각을 좁게 할 수 있다. 역프리즘 시트의 상부면에 비드(bead) 함유 코팅층 또는 마이크로렌즈 패턴을 형성하여 광을 확산시킴으로써 시야각을 넓힐 수 있다. 그러나, 이러한 경우 광원으로부터 광이 입사되는 방향 즉 수평 방향에서는 시야각이 증가하지만, 광원으로부터 광이 입사되는 방향에 대해 수직 방향에서도 시야각이 증가하여 휘도 손실이 클 수 있다.
또한, 역프리즘 시트는 정상부가 뾰족하여 도광판과 마찰이 있을 수 있다. 이러한 마찰은 도광판에 손상을 주어 광 효율을 낮출 수 있다. 역프리즘의 경도를 낮출 수 있으나, 역프리즘에 손상이 가서 불량이 생길 수 있다.
본 발명의 배경기술은 한국공개특허 제2010-0136220호에 기술되어 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 수평 방향의 시야각을 증가시킬 수 있는 광학시트를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 수직 방향의 시야각의 변화를 최소화하여 휘도 손실을 억제할 수 있는 광학시트를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 편광판과 합지가 용이하여 광학시표시장치용 패널과 일체화됨으로써, 도광판과 프리즘 간의 마찰을 최소화할 수 있는 광학시트를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 광학표시장치를 박형화할 수 있는 광학시트를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 두께가 박형이고 시트욺이 없는 광학시트를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 상기 광학시트를 포함하는 광학표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 광학시트는 기재층; 상기 기재층의 일면에 형성되고, 하나 이상의 제1광학패턴을 포함하는 광학패턴층; 및 상기 기재층의 타면에 형성된 복합층을 포함하고, 상기 기재층의 일면은 광입사면이고, 상기 복합층은 제1굴절률 패턴층 및 상기 제1굴절률 패턴층의 바로 위에 형성된 제2굴절률 패턴층을 포함하고, 상기 제1굴절률 패턴층과 상기 제2굴절률 패턴층은 굴절률이 서로 다르고, 상기 제1굴절률 패턴층은 하나 이상의 제2광학패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 광학표시장치는 상기 광학시트를 포함할 수 있다.
본 발명은 수평 방향으로 시야각을 증가시킬 수 있는 광학시트를 제공하였다.
본 발명은 수직 방향의 시야각의 변화를 최소화하여 휘도 손실을 억제할 수 있는 광학시트를 제공하였다.
본 발명은 편광판과 합지가 용이하여 광학표시장치용 패널과 일체화됨으로써, 도광판과 역프리즘 간의 마찰을 최소화할 수 있는 광학시트를 제공하였다.
본 발명은 디스플레이를 박형화할 수 있는 광학시트를 제공하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학시트의 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-II의 단면의 분해도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학시트의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학시트의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학시트의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학시트의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 단면도이다.
도 8은 도 7의 일 실시예에 따른 도광판의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이다.
첨부한 도면을 참고하여 실시예에 의해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 명칭을 사용하였다.
본 명세서에서 "상부"와 "하부"는 도면을 기준으로 정의한 것으로서, 시 관점에 따라 "상부"가 "하부"로 "하부"가 "상부"로 변경될 수 있고, "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구조를 개재한 경우도 포함할 수 있다. 반면, "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 구조를 개재하지 않은 것을 나타낸다.
본 명세서에서 "종횡비(aspect ratio)"는 광학패턴의 최대 폭에 대한 광학패턴의 최고 높이의 비를 의미한다.
본 명세서에서 "곡률 반경"은 정상부가 곡면인 광학패턴에서 상기 곡면을 일부로 갖는 가상의 원의 반지름 또는 프리즘 패턴에서 프리즘의 일 경사면과 이와 만나는 다른 경사면에 접하는 곡면을 일부로 갖는 가상의 원의 반지름을 의미한다.
본 명세서에서 "정상부(top part)"는 구조물 중 최하부를 기산으로 하였을 때 최상부에 있는 부분을 의미한다.
본 명세서에서 "수평 방향(horizontal direction)"은 광원으로부터 광이 입사되는 방향을 의미하고, "수직 방향(vertical direction)"은 광원으로부터 광이 입사되는 방향에 수직인 방향을 의미한다. 본 명세서의 도면에서, Y축 방향에서 광이 입사된다고 할 때, Y축 방향은 수평 방향, X축 방향은 수직 방향을 의미한다. 본 명세서의 도면에서, X축, Y축, Z축은 서로 직교한다.
본 명세서에서 "점유율"은 마이크로렌즈 패턴이 형성된 층의 총 면적에 대한 마이크로렌즈 패턴의 볼록한 부분만의 총 면적의 비를 의미한다.
본 명세서에서 "(메트)아크릴"은 아크릴 및/또는 메타아크릴을 의미한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학시트를 도 1, 도 2를 참고하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학시트의 사시도이고, 도 2는 도 1의 I-II의 단면의 분해도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학시트(100)는 기재층(110); 하나 이상의 제1광학패턴(121)을 포함하는 광학패턴층(120); 및 제1굴절률 패턴층(131)과 제2굴절률 패턴층(132)을 포함하는 복합층(130)을 포함할 수 있다.
기재층(110)은 광학패턴층(120)과 복합층(130) 사이에 형성되어, 광학패턴층(120)과 복합층(130)을 지지할 수 있다.
기재층(110)의 하부면은 광 입사면이고, 기재층(110)의 상부면은 광 출사면이 될 수 있다. 기재층(110)은 광학패턴층(120)으로부터 입사된 광을 복합층(130)으로 출사시킬 수 있다.
기재층(110)은 광학적으로 투명한 수지로 형성될 수 있다. 구체적으로, 수지는 폴리카보네이트, 폴리메틸(메트)아크릴레이트 등을 포함하는 폴리에스테르, (메트)아크릴계 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
기재층(110)은 두께가 10㎛ 내지 300㎛, 구체적으로 25㎛ 내지 100㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 광학표시장치에 사용될 수 있다.
광학패턴층(120)은 기재층(110)의 일면에 형성되고, 도광판 또는 다른 광학시트(도 1에서 도시되지 않음)로부터 입사되는 광을 집광시켜 기재층(110)으로 출사시킴으로써 휘도와 광의 효율을 높일 수 있다.
광학패턴층(120)의 하부면은 광 입사면이고, 광학패턴층(120) 상부면은 광 출사면이 될 수 있다.
광학패턴층(120)은 굴절률이 1.40 이상, 구체적으로 1.40 내지 1.60이 될 수 있다. 상기 범위에서 집광 효과가 있을 수 있다.
광학패턴층(120)은 광학적으로 투명한 자외선 경화형 수지로 형성될 수 있다. 구체적으로, 수지는 (메트)아크릴계, 폴리카보네이트, 폴리메틸(메트)아크릴레이트, 우레탄 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
광학패턴층(120)은 두께가 2㎛ 내지 30㎛, 구체적으로 5㎛ 내지 15㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 집광 효과가 있을 수 있다.
광학패턴층(120)은 광 입사면인 하부면에 하나 이상의 제1광학패턴(121)을 포함할 수 있다.
제1광학패턴(121)은 기재층(110)의 일면에 형성되고, 광 입사면을 형성할 수 있다. 제1광학패턴(121)은 도광판 또는 다른 광학시트(도 1에서 도시되지 않음)로부터 입사되는 광을 전반사시켜 광을 집광시키고 광 효율을 높일 수 있다.
제1광학패턴(121)은 단면이 삼각형인 프리즘 패턴을 포함할 수 있다. 도 1은 제1광학패턴(121)이 단면이 삼각형인 프리즘 패턴인 광학시트를 나타내는 것이다. 그러나, 제1광학패턴은 단면이 n각형(n은 4 내지 10의 정수)인 프리즘 패턴, 정상부에 곡면이 형성되고 단면이 n각형(n은 3 내지 10의 정수)인 프리즘 패턴 중 하나 이상을 포함할 수도 있다.
도 2를 참조하면, 제1광학패턴(121)은 폭(P1)이 5㎛ 내지 20㎛, 구체적으로 7㎛ 내지 18㎛가 될 수 있다. 제1광학패턴(121)은 높이(H1)가 3㎛ 내지 15㎛, 구체적으로 4㎛ 내지 14㎛가 될 수 있다. 제1광학패턴(121)은 꼭지각(α1)이 55° 내지 75°, 구체적으로 60°내지 70°가 될 수 있다. 상기 폭, 높이 및 꼭지각 범위에서 광을 집광시켜 광의 효율을 높일 수 있다.
제1광학패턴(121)은 종횡비가 0.71 내지 0.96, 구체적으로 0.76 내지 0.87 이 될 수 있다. 상기 범위에서, 광을 집광시켜 광의 효율을 높일 수 있다.
제1광학패턴(121)은 수평 방향 즉 광원으로부터 광이 입사되는 방향(도 1에서 Y축 방향)으로 기재층(110)의 하부면에 배열될 수 있다.
제1광학패턴(121)은 광학패턴층(120)과 동일 또는 이종의 수지로 형성될 수 있다.
복합층(130)은 기재층(110)의 타면에 형성되고, 기재층(110)으로부터 입사된 광을 확산시켜 출사시킬 수 있다. 그 결과, 복합층(130)은 복합층이 형성되지 않은 광학시트 대비 수평 방향의 시야각은 넓히고 수직 방향의 시야각 변화는 최소화할 수 있다. 또한, 기재층 상부면에 비드 코팅층 또는 마이크로렌즈가 형성된 광학시트 대비 휘도 손실도 최소화할 수 있다.
복합층(130)의 하부면은 광 입사면이고, 복합층(130)의 상부면은 광 출사면일 수 있다.
복합층(130)은 두께가 5㎛ 내지 50㎛, 구체적으로 5㎛ 내지 25㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용될 수 있다.
복합층(130)은 제1굴절률 패턴층(131), 및 제1굴절률 패턴층(131) 바로 위에 형성된 제2굴절률 패턴층(132)을 포함하고, 제1굴절률 패턴층(131)과 제2굴절률 패턴층(132)은 굴절률이 서로 다를 수 있다. 그 결과, 기재층(110)으로부터 입사된 광이 복합층(130)을 통과하여 확산됨으로써, 수평 방향의 시야각을 넓히고, 수직 방향의 시야각 변화는 최소화하여 휘도 손실을 최소화할 수 있다.
이하, 제1굴절률 패턴층(131)과 제2굴절률 패턴층(132)을 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2를 참조하면, 제1굴절률 패턴층(131)은 기재층(110)의 상부면 및 기재층(110)과 제2굴절률 패턴층(132)의 사이에 형성되고, 기재층(110)으로부터 입사된 광을 확산시켜 제2굴절률 패턴층(132)으로 출사시킬 수 있다.
제1굴절률 패턴층(131)의 하부면은 광 입사면이고, 제1굴절률 패턴층(131)의 상부면은 광 출사면이 될 수 있다.
제1굴절률 패턴층(131)은 제2굴절률 패턴층(132)보다 굴절률이 낮을 수 있다. 그 결과, 광의 확산 효과를 더 높여 수평 방향의 시야각을 더 넓힐 수 있다. 구체적으로, 제2굴절률 패턴층(132)과 제1굴절률 패턴층(131)의 굴절률 차이는 0.2 이하, 더 구체적으로 0.05 내지 0.2, 보다 더 구체적으로 0.06 내지 0.18이 될 수 있다. 상기 범위에서 수평 방향의 시야각을 더 넓힐 수 있다.
제1굴절률 패턴층(131)은 굴절률이 1.45 이상, 구체적으로 1.50 내지 1.65가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학패턴층으로부터 입사되는 광의 출사시 수평 방향의 시야각을 넓히고 수직 방향의 시야각은 유지하여 휘도 손실을 낮출 수 있다.
제1굴절률 패턴층(131)은 두께가 2㎛ 내지 20㎛, 구체적으로 2㎛ 내지 10㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용할 수 있다.
제1굴절률 패턴층(131)은 광학적으로 투명한 자외선 경화형 수지로 형성될 수 있다. 구체적으로, 수지는 (메트)아크릴계 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 스티렌계 수지 등을 포함할 수 있다. 자외선 경화형 수지는 경화 후 자가 점착성 수지가 됨으로써 제2굴절률 패턴층(132)의 형성을 용이하게 할 수도 있다.
제1굴절률 패턴층(131)은 상부면인 제1면(133)을 포함하고, 제1면(133)에는 하나 이상의 제2광학패턴(135)이 형성되어 있을 수 있다.
제2광학패턴(135)은 기재층(110)으로부터 입사된 광을 확산시킴으로써 수평 방향의 시야각을 넓히고 휘도 손실을 최소화할 수 있다.
제2광학패턴(135)은 곡면을 갖는 볼록 형상의 광학패턴일 수 있다. 곡면은 제1굴절률 패턴층(131)으로부터 제2굴절률 패턴층(132)으로 광 출사시 확산 효과를 크게 할 수 있다.
제2광학패턴(135)은 렌티큘러 렌즈 패턴일 수 있다. 도 1, 도 2는 제2광학패턴(135)이 렌티큘러 렌즈 패턴인 광학시트를 나타낸 것이다. 그러나, 제2광학패턴은 단면이 n 각형(n은 3 내지 10의 정수)이고 길이 방향이 직선 형태인 프리즘, 단면이 n 각형(n은 3 내지 10의 정수)이고 길이 방향이 웨이브 형태인 프리즘, 정상부에 곡면이 형성되고 단면이 n각형(n은 3 내지 10의 정수)인 프리즘, 마이크로 렌즈, 엠보 중 하나 이상을 포함할 수도 있다.
제2광학패턴(135)은 높이(H2)가 2㎛ 내지 20㎛, 구체적으로 2㎛ 내지 10㎛가 될 수 있다. 제2광학패턴(135)은 폭(P2)이 5㎛ 내지 30㎛, 구체적으로 5㎛ 내지 15㎛가 될 수 있다. 제2광학패턴(135)은 곡률반경이 3㎛ 내지 50㎛, 구체적으로 3㎛ 내지 25㎛가 될 수 있다. 상기 높이, 폭 및 곡률 반경 범위에서 수평 방향의 시야각 증가 효과가 있을 수 있다.
제2광학패턴(135)은 종횡비가 0.1 내지 1.5, 구체적으로 0.3 내지 1.0, 더 구체적으로 0.4 내지 0.7이 될 수 있다. 상기 범위에서 수평 방향의 시야각 증가 효과가 있을 수 있다.
제2광학패턴(135)은 제1광학패턴(121) 대비 폭을 작게 함으로써 모아레 방지 효과를 얻을 수 있다. 구체적으로, 제1광학패턴(121)의 폭과 제2광학패턴(135)의 폭의 차이(P1-P2)는 3㎛ 이상, 구체적으로 3㎛ 내지 15㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 모아레 방지 효과가 있을 수 있다.
제2광학패턴(135)은 제1광학패턴(121)과 실질적으로 동일한 방향으로 배열될 수 있다. 상기 "실질적 동일"은 완전히 동일한 경우뿐만 아니라 약간의 오차가 있는 경우도 포함한다.
제2굴절률 패턴층(132)은 제1굴절률 패턴층(131)의 바로 위에 형성되고, 제1굴절률 패턴층(131) 및 제2광학패턴(135)으로부터 입사된 광을 확산시켜 출사시킴으로써 수평 방향의 시야각을 넓히고 휘도 손실을 최소화할 수 있다.
제2굴절률 패턴층(132)의 하부면은 광 입사면이고, 제2굴절률 패턴층(132)의 상부면은 광 출사면이 될 수 있다.
제2굴절률 패턴층(132)의 하부면은 제2면(134)을 포함하고, 제2면(134)은 제1굴절률 패턴층(131)의 제1면(133)의 바로 위에 형성되어 있을 수 있다. 제2면(134)에는 제2광학패턴(135)과 대향하는 광학패턴(136)이 형성될 수 있다.
제2굴절률 패턴층(132)의 상부면은 평탄면이고, 편광판, 다른 광학시트의 적층을 용이하게 할 수 있다.
제2굴절률 패턴층(132)은 굴절률이 1.45 이상, 구체적으로 1.50 내지 1.65가 될 수 있다. 상기 범위에서 광학패턴층으로부터 입사되는 광의 출사시 수평 방향의 시야각을 넓히고 휘도 손실을 낮출 수 있다.
제2굴절률 패턴층(132)은 광학적으로 투명한 자외선 경화형 수지로 형성될 수 있다. 구체적으로, 수지는 (메트)아크릴계 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 스티렌계 수지 등을 포함할 수 있다. 자외선 경화형 수지는 경화 후 자가 점착성 수지가 됨으로써 제2굴절률 패턴층(132)의 상부면에 편광판, 다른 광학시트의 형성을 용이하게 할 수도 있다.
제2굴절률 패턴층(132)은 두께가 3㎛ 내지 20㎛, 구체적으로 5㎛ 내지 15㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용할 수 있다.
제1굴절률 패턴층(131)의 두께: 제2굴절률 패턴층(132)의 두께는 1:0.8 내지 1:1.2, 구체적으로 1:0.9 내지 1:1.1이 될 수 있다. 상기 범위에서, 시야각 증가 효과가 있을 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 제1굴절률 패턴층(131)과 제2굴절률 패턴층(132) 중 하나 이상은 광 확산제를 더 포함함으로써 광을 더 확산시켜 수평 방향의 시야각을 더 넓힐 수 있다. 구체적으로, 광 확산제는 무기 광확산제, 유기 광확산제 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 무기 광확산제는 탄산칼슘, 황산바륨, 이산화티탄, 수산화알루미늄, 실리카, 유리, 활석, 운모, 화이트카본, 산화마그네슘, 산화아연 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 유기 광확산제는 (메트)아크릴계 입자, 실록산계 입자, 멜라민계 입자, 폴리카보네이트계 입자, 스티렌계 입자 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 광 확산제는 형태, 크기는 특별히 제한되지 않지만, 평균입경 1㎛ 내지 5㎛의 구형 입자를 포함할 수 있다. 상기 범위에서, 확산 효과가 있고 광학시트 외부로 돌출되지 않을 수 있다.
또한, 도 1에서 도시되지 않았지만, 제2광학패턴(135)의 표면에는 요철이 더 형성됨으로써 확산 효과를 높일 수도 있다.
또한, 도 1에서 도시되지 않았지만, 제2굴절률 패턴층(132)의 상부면에는 점착층이 더 형성되어, 광학시트(100)를 편광판 또는 액정패널 등의 광학표시장치용 패널에 부착시킬 수 있다. 점착층은 점착성 수지 및 가교제를 포함하는 점착층용 조성물로 형성될 수 있다. 점착성 수지는 (메트)아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 실리콘 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 점착층용 조성물은 상술한 광 확산제를 더 포함하여 광을 더 확산시킬 수도 있다. 그러나, 제2굴절층 패턴층용 수지가 경화 후 점착성 수지인 경우, 점착층은 생략될 수도 있다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학시트를 설명한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학시트의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학시트(200)는 기재층(110), 하나 이상의 제1광학패턴(121)을 포함하는 광학패턴층(120), 및 하나 이상의 제2광학패턴(135a)을 포함하는 제1굴절률 패턴층(131a)과 제2굴절률 패턴층(132a)을 포함하는 복합층(130a)을 포함할 수 있다. 제2광학패턴(135a)이 오목 형상의 렌티큘러 렌즈 패턴인 것을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학시트와 실질적으로 동일하다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학시트를 설명한다. 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학시트의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학시트(300)는 기재층(110), 하나 이상의 제1광학패턴(121)을 포함하는 광학패턴층(120), 및 하나 이상의 제2광학패턴(135a)을 포함하는 제1굴절률 패턴층(131b)과 제2굴절률 패턴층(132b)을 포함하는 복합층(130b)을 포함할 수 있다. 제1굴절률 패턴층(131b)이 제2굴절률 패턴층(132b)보다 굴절률이 높은 것을 제외하고는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학시트와 실질적으로 동일하다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학시트를 설명한다. 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학시트의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학시트(400)는 기재층(110), 하나 이상의 제1광학패턴(121)을 포함하는 광학패턴층(120), 및 하나 이상의 제2광학패턴(135c)을 포함하는 제1굴절률 패턴층(131c)과 제2굴절률 패턴층(132c)을 포함하는 복합층(130c)을 포함할 수 있다. 제2광학패턴(135c)이 단면이 삼각형인 프리즘 패턴인 것을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학시트와 실질적으로 동일하다. 이에, 이하에서는 제2광학패턴(135c)에 대해서만 설명한다.
제2광학패턴(135c)은 높이(H3)가 2㎛ 내지 20㎛, 구체적으로 2㎛ 내지 10㎛가 될 수 있다. 제2광학패턴(135c)은 폭(P3)이 5㎛ 내지 30㎛, 구체적으로 5㎛ 내지 15㎛가 될 수 있다. 제2광학패턴(135c)은 꼭지각(α2)이 60° 내지 120°, 구체적으로 65°내지 100°, 더 구체적으로 65°내지 90°가 될 수 있다. 상기 폭, 높이 및 꼭지각 범위에서 수평 방향의 시야각 증대 효과가 있을 수 있다.
제2광학패턴(135c)은 종횡비가 0.1 내지 1.5, 구체적으로 0.3 내지 1.0, 더 구체적으로 0.4 내지 0.7이 될 수 있다. 상기 범위에서 수평 방향의 시야각 증대 효과가 있을 수 있다.
도 5는 제2광학패턴(135c)이 단면이 삼각형인 프리즘 패턴을 나타낸 것이나, 제2광학패턴은 단면이 n 각형(n은 3 내지 10의 정수)이고 길이 방향이 직선 형태인 프리즘, 단면이 n 각형(n은 3 내지 10의 정수)이고 길이 방향이 웨이브 형태인 프리즘, 정상부에 곡면이 형성되고 단면이 n각형(n은 3 내지 10의 정수)인 프리즘 패턴, 마이크로렌즈, 엠보 중 하나 이상을 포함할 수도 있다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학시트를 설명한다. 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학시트의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학시트(500)는 기재층(110), 하나 이상의 제1광학패턴(121)을 포함하는 광학패턴층(120), 하나 이상의 제2광학패턴(135)을 포함하는 제1굴절률 패턴층(131)과 제2굴절률 패턴층(132)을 포함하는 복합층(130); 및 편광판(140)을 포함할 수 있다.
복합층(130) 상에 즉, 복합층(130)의 광출사면에 편광판(140)이 더 형성됨으로써 편광판(140)이 광학표시장치용 패널(도 6에서 도시되지 않음)에 점착되어 광학시트가 광학표시장치용 패널에 고정될 수 있다. 따라서, 광학시트와 도광판 간의 마찰이 최소화될 수 있고 광학시트의 두께를 얇게 하더라도 시트욺이 없어 광학표시장치를 박형화할 수 있다.
편광판이 더 형성된 것을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학시트와 실질적으로 동일하다. 이에, 이하에서는 편광판에 대해서만 설명한다.
편광판(140)은 복합층(130) 상부면에 형성되어, 복합층(130)으로부터 입사된 광의 편광을 구현할 수 있다.
편광판(140)은 복합층(130), 기재층(110) 및 광학패턴층(120)과 일체화될 수 있다. 따라서, 광학시트를 광학표시장치용 패널에 고정시킴으로써 시트욺을 방지하고 광학시트를 박형화할 수 있다. 상기 "일체화"는 편광판, 복합층, 기재층 및 광학패턴층이 물리적인 힘에 의해서 독립적인 상태로 분리되지 않는 것을 의미한다.
편광판(140)은 통상의 편광판을 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 편광판은 편광자 단독으로 구성될 수 있다. 다른 구체예에서, 편광판은 편광자 및 편광자의 일면 또는 양면에 형성된 보호필름을 포함할 수 있다. 또 다른 구체예에서, 편광판은 편광자 및 편광자의 일면 또는 양면에 형성된 보호층을 포함할 수 있다.
편광자, 보호필름 및 보호층은 당업자에게 알려진 통상의 종류를 사용할 수 있다.
편광자는 자연광 또는 인공광을 편광시켜 표시 장치에서 화면이 보이도록 하는 것으로, 주로 폴리비닐알코올계 필름으로 제조될 수 있다. 일 구체예에서, 편광자는 부분 포르말화 폴리비닐알코올 필름, 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알코올 필름 등의 변성 폴리비닐알코올 필름에 요오드나 이색성 염료를 염색시키고, 이를 MD(machine direction)로 연신시켜 제조된다. 구체적으로, 팽윤 과정, 염색 단계, 연신 단계를 거쳐 제조된다. 각 단계를 수행하는 방법은 당업자들에게 통상적으로 알려져 있다. 다른 구체예에서, 편광자는 산촉매 및 폴리비닐알콜을 함유하는 코팅액을 사용하여 산촉매 함침 필름을 제조하고, 산촉매 함침 필름의 건식 연신과 탈수 처리를 수행하여 탈수필름을 제조 후 수화시키고, 수화 필름을 습식 연신 및 중화하는 방법으로 제조할 수 있다.
편광자는 두께가 3㎛ 내지 50㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 광학표시장치에 사용할 수 있다.
보호필름은 편광자의 일면 또는 양면에 형성되어 편광자를 보호하는 것으로, 광학적으로 투명한 통상의 필름을 포함할 수 있다. 예를 들면, 비정성 환상 폴리올레핀(cyclic olefin polymer, COP) 등을 포함하는 고리형 폴리올레핀계, 폴리(메타)아크릴레이트계, 폴리카보네이트계, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등을 포함하는 폴리에스테르계, 트리아세틸셀룰로스 등을 포함하는 셀룰로스 에스테르계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아크릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계 중 하나 이상으로 형성된 필름이 될 수 있다.
보호필름의 두께는 10㎛ 내지 200㎛, 구체적으로 30㎛ 내지 120㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 광학표시장치에 사용할 수 있다.
보호층은 편광자의 편면 또는 양면에 형성되어 편광자를 보호하고 열충격 및 수분침투방지를 할 수 있어 편광자의 크랙 발생을 방지할 수 있다.
보호층은 소정 범위의 두께를 가짐으로써 일면에만 광학필름이 형성됨으로 기계적 강도가 떨어질 수 있는 편광판의 강도를 보완해줄 수 있고 박형화 효과도 구현할 수 있다. 구체적으로, 보호층은 두께가 1㎛ 내지 30㎛, 예를 들면 2㎛ 내지 25㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서 편광판에 사용가능하고, 편광판의 기계적 강도가 보완될 수 있다.
편광판(140)은 두께가 30㎛ 내지 200㎛, 구체적으로 50㎛ 내지 200㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 광학표시장치에 사용될 수 있다.
도 6에서 도시되지 않았지만, 편광판(140)은 점착층에 의해 복합층(130) 상에 형성될 수 있다. 점착층은 점착성 수지 및 가교제를 포함하는 점착층용 조성물로 형성될 수 있다. 점착성 수지는 (메트)아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 실리콘 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 점착층용 조성물은 상술한 광 확산제를 더 포함하여 광을 더 확산시킬 수도 있다. 그러나, 편광판(140)은 제2굴절층 패턴층용 수지가 경화 후 자가 점착성 수지인 경우, 점착층 없이 복합층(130)의 바로 위에 부착될 수도 있다.
또한, 도 6에서 도시되지 않았지만, 편광판(140)의 상부면에는 점착층이 더 형성되어, 편광판(140)을 광학표시장치용 패널에 부착시킬 수 있다. 점착층은 상술한 점착층용 조성물로 형성될 수 있고, 점착층은 광 확산제를 더 포함할 수도 있다.
또한, 도 6에서 도시되지 않았지만, 복합층(130)과 편광판(140) 사이에 반사형 편광필름이 더 형성될 수도 있다. 반사형 편광필름은 광원의 손실을 최소화하고 광원을 재활용(recycle)하기 위하여 도입된 것으로, 굴절률이 상이한 2 종의 폴리머층을 교대로 적층하여 제조된 다층(multi-layer) 필름이다. 반사형 편광필름은 편광 분리 기능을 통해 광을 선택적으로 반사 및 투과시킴으로써 하나의 투과축에 평행한 진동 방향의 광만을 투과시키고 다른 광을 반사시킬 수 있는 필름이다. 일 예로서, 상기 반사형 편광필름은 X축의 굴절률은 같고 Y축의 굴절률이 다른 복수 개의 폴리머층을 교대로 적층한 구조로서, 굴절률이 같은 X축은 투과축으로서 빛을 투과시키고, 굴절률이 다른 Y축은 반사축으로 빛을 반사시킬 수 있다. 따라서, 빛의 성분 중 P파는 투과시키고, S파는 연속적으로 반사시켜 재활용할 수 있다. 반사형 편광필름의 예로는 이중 휘도 개선 필름(DBEF, Dual Brightness Enhancement Film, 3M社)을 들 수 있다. 반사형 편광필름은 두께가 15㎛ 내지 25㎛이고 굴절률이 1.45 내지 1.49인 제1 폴리머층과 두께가 15㎛ 내지 25㎛이고 굴절률이 1.51 내지 1.58인 제2 폴리머층이 교대로 적층된 것일 수 있다. 반사형 편광필름의 총 두께는 120㎛ 내지 150㎛일 수 있다.
반사형 편광필름은 점착층에 의해 복합층(130)과 편광판(140) 사이에 형성될 수 있다. 점착층은 상술한 점착제용 조성물로 형성될 수 있다. 점착층은 상술한 광확산제를 더 포함할 수도 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학시트의 제조방법을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학시트의 제조방법은 기재층 일면에 광학패턴층을 형성하고, 기재층 타면에 복합층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
기재층 일면에 광학패턴층을 형성한다. 구체적으로, 광학패턴층은 음각의 제1광학패턴 형성용 인각롤에 광학패턴층 형성용 조성물을 코팅하고, 기재층의 일면을 접촉시키고, 경화시켜 형성될 수 있다. 코팅 방법은 특별히 제한되지 않지만, 다이 코팅, 슬립 코팅, 바 코팅 등이 사용될 수 있다. 경화는 자외선 경화를 포함하는데, 구체적으로 100mJ/cm2 내지 250mJ/cm2 의 광량으로 조사하는 것을 포함할 수 있다.
기재층 타면에 복합층을 형성하여 광학시트를 제조한다. 구체적으로, 복합층은 제1굴절률 패턴층을 형성하고, 그런 다음 제2굴절률 패턴층을 형성하여 제조될 수 있다. 제1굴절률 패턴층은 제2광학패턴 형성용 인각롤에 제2광학패턴 형성용 조성물을 코팅하고, 기재층의 타면을 접촉시키고, 경화시켜 형성될 수 있다. 코팅 방법은 특별히 제한되지 않지만, 다이 코팅, 슬립 코팅, 바 코팅 등이 사용될 수 있다. 경화는 자외선 경화를 포함하는데, 구체적으로 100mJ/cm2 내지 250mJ/cm2 의 광량으로 조사하는 것을 포함할 수 있다. 제2굴절률 패턴층은 제1굴절률 패턴층의 바로 위에 제2굴절률층 형성용 조성물을 코팅하고 경화시켜 형성될 수 있다. 코팅 방법은 특별히 제한되지 않지만, 다이 코팅, 슬립 코팅, 바 코팅 등이 사용될 수 있다. 경화는 자외선 경화를 포함하는데, 구체적으로 100mJ/cm2 내지 250mJ/cm2 의 광량으로 조사하는 것을 포함할 수 있다.
기재층에 광학패턴층, 복합층의 순서로 형성하는 실시예를 설명하였으나, 복합층을 먼저 형성하고 광학패턴층을 형성할 수도 있다.
복합층을 형성한 후, 복합층의 상부면 즉 광 출사면에 편광판을 더 점착시킬 수도 있다. 구체적으로, 편광판은 상술한 통상의 방법으로 제조될 수 있다. 구체적으로 폴리비닐알콜계 수지로 편광자를 제조하고, 편광자의 일면 또는 양면에 보호필름을 접착시켜 제조할 수 있다. 그런 다음, 복합층의 상부면에 점착제를 코팅하고, 편광판을 점착시킨 후, 경화시킬 수 있다.
본 발명의 백라이트유닛은 본 발명의 실시예들에 따른 광학시트를 포함할 수 있다.
이하, 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트유닛을 설명한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(600)은 광원(610), 광원(610)으로부터 입사된 광을 안내하는 도광판(630), 반사시트(620), 및 광학시트(640)를 포함하고, 광학시트(640)는 본 발명의 실시예들에 따른 광학시트를 포함할 수 있다.
광원(610)은 광을 발생시키는 것으로, 선광원 램프 또는 면광원 램프, CCFL 또는 LED 등 다양한 광원들이 사용될 수 있다. 광원(610)의 외부에는 광원 보호를 목적으로 광원 커버가 더 형성될 수 있다.
광원(610)은 도광판(630)의 일 측면에 배치될 수 있다. 그러나, 광원(610)은 도광판(630)의 양 측면에 배치됨으로써 휘도를 높일 수도 있다
반사시트(620)는 도광판(630)의 하부에 배치되는 것으로, 광원(610)에서 발생된 광을 반사시켜 도광판(630)으로 다시 입사되도록 하여 광의 효율을 높일 수 있다.
도광판(630)은 광원(610)으로부터 입사된 광을 광학시트(640)로 안내하는 역할을 할 수 있다. 도광판(630)은 당업자에게 알려진 통상의 도광판을 포함할 수 있다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판의 사시도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 도광판(550)은 기재필름(551), 기재필름 (551)의 일면에 형성되고 정상부가 곡면인 제3광학패턴(555)을 포함하는 제1코팅층(554) 및 기재필름(551)의 타면에 형성되고 제4광학패턴(553)을 포함하는 제2코팅층(552)을 포함할 수 있다.
기재필름(551)은 제1코팅층(554) 및 제2코팅층(552)을 지지하고, 광원에서 입사된 광을 안내하여 광학시트로 출사시킬 수 있다.
기재필름(551)은 두께가 200㎛ 내지 700㎛, 구체적으로 300㎛ 내지 500㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 광학표시장치에 사용될 수 있다.
기재필름(551)의 굴절률은 1.50 이상 구체적으로 1.50 내지 1.60 이 될 수 있다. 상기 범위에서 광의 출사율을 높여 광 효율을 높일 수 있다.
기재필름(551)은 1.50 이상 구체적으로 1.50 내지 1.60의 굴절률을 갖는 수지로 형성될 수 있다. 예를 들면 기재필름은 폴리카보네이트, 폴리메틸(메트)아크릴레이트 등으로 형성될 수 있다. 특히 폴리카보네이트 수지는 기재필름의 박형화에 유리할 수 있다.
제1코팅층(554)은 기재필름(551) 일면에 형성되고, 광이 산란되지 않게 하여 휘도를 높이고, 기재필름(551)으로부터 입사된 광을 출사시킬 수 있다.
제1코팅층(554)은 두께가 10㎛ 내지 40㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 광학표시장치에 사용될 수 있다.
제1코팅층(554)은 굴절률이 1.50 내지 1.65가 될 수 있다. 상기 범위에서 광 출사율을 높여 광 효율을 높일 수 있다.
제1코팅층(554)은 굴절률 1.50 내지 1.65를 갖는 제1코팅층용 수지로 형성될 수 있다. 제1코팅층용 수지는 자외선 경화형 수지를 포함하고, 구체적으로 (메트)아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 스티렌계 수지, 올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다.
제1 코팅층(554)은 제3광학 패턴(555)을 포함할 수 있다.
제3광학 패턴(555)은 기재층(551) 일면에 형성되고, 정상부에 하나 이상의 곡면이 형성된 광학패턴을 포함할 수 있다. 도 8은 제3광학패턴(555)으로 렌티큘러 렌즈 패턴이 형성된 도광판을 나타낸 것이나, 제3광학패턴(555)은 정상부에 곡면이 형성되었다면 제한을 두지 않는다. 예를 들면, 제3광학패턴은 정상부에 곡면이 형성된 프리즘(단면이 n 각형이고 n은 3 내지 10의 정수) 패턴, 마이크로렌즈 패턴, 엠보 패턴 또는 이들의 조합을 포함할 수도 있다.
제3광학 패턴(555)은 종횡비가 0.10 내지 0.50, 곡면의 곡률 반경이 10㎛ 내지 35㎛일 수 있다. 상기 범위에서 입사된 빛에 대하여 도광 및 확산 역할을 수행하고 제3광학패턴과 수직 방향의 시야각을 좁히는 역할을 하여 시감 및 휘도를 상승시킬 수 있다.
제3광학패턴(555)의 폭은 10㎛ 내지 50㎛, 높이는 1㎛ 내지 35㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 광을 좌우 방향으로 집광시켜 광 효율을 높일 수 있고, 입사된 빛에 대하여 도광 및 확산 역할을 수행하고, 수직 방향의 시야각을 좁히는 역할을 하여 시감 및 휘도를 상승시킬 수 있다.
제3광학패턴(555)은 제1코팅층(554)과 다른 굴절률을 가질 수도 있으나, 제1코팅층과 제3광학패턴이 굴절률이 동일하도록 함으로써 공정성을 개선할 수 있다.
제2코팅층(552)은 기재필름(551)의 타면에 형성되고, 기재필름(551)을 통과한 광 중 일부가 산란되지 않게 하고 광원으로부터 입사된 광을 반사시켜 출사시킬 수 있다.
제2코팅층(552)은 두께가 0.6㎛ 내지 5㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서 액정표시장치에 사용될 수 있다.
제2코팅층(552)은 굴절률이 1.50 내지 1.65가 될 수 있고, 상기 범위에서 광 출사율을 높여 광 효율을 높일 수 있다.
제2코팅층(552)은 굴절률 1.50 내지 1.65을 갖는 제2코팅층용 수지로 형성될 수 있다. 제2코팅층용 수지는 자외선 경화형 수지가 될 수 있고, 예를 들면 (메트)아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 스티렌계 수지, 올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다. 제2코팅층(552)은 제1코팅층(554)과 동일 또는 이종의 수지로 형성될 수 있다.
제2 코팅층552)은 제4광학패턴(553)을 포함할 수 있다.
제4 광학 패턴(553)은 기재필름(551) 타면에 형성되고, 종횡비가 0.01내지 0.07일 수 있다. 상기 범위에서 도광판을 출사하는 빛의 집광 효율을 높일 수 있다. 구체적으로, 종횡비는 0.01 내지 0.06이 될 수 있다.
도 8은 제4광학 패턴(553)으로 마이크로렌즈 패턴을 나타낸 것이나, 종횡비 0.01 내지 0.07을 갖는다면 제한을 두지 않는다. 예를 들면 제4광학패턴은, 단면이 다각형(n각형으로 n은 4 내지 10의 정수)인 프리즘, 단면이 삼각형인 프리즘 패턴, 엠보 패턴, 렌티큘러렌즈 패턴 등이 될 수도 있다. 일 구체예에서, 제4광학패턴은 폭이 50㎛ 내지 150㎛, 높이가 0.5㎛ 내지 5.0㎛, 꼭지각이 1.2° 내지 3.5°인 삼각형의 단면을 갖는 프리즘 패턴이 될 수 있다.
제4광학패턴(553)은 폭이 10㎛ 내지 100㎛, 높이가 0.5㎛ 내지 5㎛ 구체적으로 1㎛ 내지 5㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서 집광을 높여 광 효율을 높일 수 있다. 특히, 제4광학패턴(553)은 종래 도광판 대비 높이를 낮게 하여 종횡비를 낮춤으로써 역프리즘이 형성된 집광시트가 배치되더라도 집광을 높여 광 효율을 높일 수 있다.
제4광학패턴(553)은 제2코팅층(552)과 다른 굴절률을 가질 수도 있으나, 제2코팅층과 제4광학패턴이 굴절률이 동일하도록 함으로써 공정성을 개선할 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 도광판(550)은 제3광학 패턴(555)이 특정 범위의 종횡비와 곡률 반경을 가지며, 제4 광학 패턴(553)이 특정 범위의 종횡비를 갖도록 설계되어, 도광판에 입사된 광이 특정 출사 각도 구체적으로 기재필름 면에 대해 60° 내지 80° 더 구체적으로 70° 내지 75°로 출사되도록 함으로써 역프리즘이 형성된 집광시트가 배치되더라도 휘도를 높일 수 있다.
본 발명의 광학표시장치는 본 발명의 실시예들에 따른 광학시트 또는 이를 포함하는 백라이트 유닛을 포함할 수 있다. 광학표시장치는 액정표시장치가 될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치(700)는 액정 패널(710), 액정 패널(710)의 상부면에 형성된 제1 편광판(720), 액정 패널 (710)의 하부면에 형성된 제2편광판(730), 및 제2편광판(730)의 하부에 위치된 백라이트 유닛(740)을 포함하고, 백라이트 유닛(740)은 본 발명의 일 실시예의 백라이트 유닛을 포함할 수 있다.
액정 패널(710)은 제1기판과 제2기판 사이에 봉입된 액정셀층을 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(720), 제2편광판(730)은 각각 통상의 편광판을 포함할 수 있다. 제1편광판(720), 제2편광판(730)은 각각 액정 패널(710)의 상부면과 하부면에 배치되므로, 편광판에 포함되는 보호필름 및/또는 보호층의 재질, 두께 등을 달리할 수 있다. 그러나, 제2편광판(730) 대신에 제1편광판(720)을 포함하는 액정표시장치도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.
백라이트 유닛(740)은 본 발명의 실시예들의 백라이트 유닛을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예들의 백라이트 유닛이 편광판을 포함하는 광학시트를 포함할 경우, 제2편광판(730)은 생략될 수 있다. 또한, 액정 패널(710)과 백라이트 유닛(740)의 광학 시트 사이에 점착층을 더 포함할 수도 있다. 점착층은 상술한 점착층용 조성물로 형성될 수 있고, 점착층은 상술한 광 확산제를 더 포함할 수도 있다.
도 9에서 도시되지 않았지만, 제1편광판(720)과 제2편광판(730)은 각각 점착층에 의해 액정 패널(710)에 부착될 수 있다. 점착층은 상술한 점착층용 조성물로 형성될 수 있고, 점착층은 상술한 광 확산제를 더 포함할 수도 있다.
도 9에서도 도시되지 않았지만, 제2편광판(730)과 백라이트 유닛(740 사이에 상술한 반사형 편광필름이 더 형성될 수도 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.
실시예 1
음각의 프리즘 패턴(단면:삼각형, 폭:17㎛, 꼭지각:65.5°, 종횡비:0.78)이 형성된 인각롤에 자외선 경화성 수지(551CI, SDI社)를 코팅하였다. 얻은 코팅층에 기재층용 폴리카보네이트 수지 필름(CCL600, I-Component社)의 일면을 접촉시키고 경화시켜, 기재층의 일면에 프리즘 패턴(굴절률:1.57)을 형성하였다.
상기 기재층용 폴리카보네이트 수지 필름의 다른 일면에 자외선 경화성 수지(4803PT, 신아 T&C)를 코팅하고, 얻은 코팅층에 하기 표 1의 사양을 갖는 단면이 삼각형인 제2광학패턴을 형성하고 경화시켜, 하기 표 1의 사양을 갖는 제1굴절률 패턴층을 형성하였다.
제1굴절률 패턴층 바로 위에 자외선 경화성 수지(581CI, SDI社)를 코팅하여 상부면을 편평하게 만들고 경화시켜, 하기 표 1의 사양을 갖는 제2굴절률 패턴층을 형성하여 광학시트를 제조하였다.
실시예 2
실시예 1에서, 자외선 경화성 수지(4803PT, 신아 T&C) 대신에 자외선 경화성 수지(152CI, SDI社)를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 광학시트를 제조하였다.
실시예 3
실시예 1에서, 제2광학패턴의 사양을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 광학시트를 제조하였다.
실시예 4
실시예 1과 동일한 방법으로, 기재층의 일면에 프리즘 패턴을 형성하였다.
상기 기재층의 다른 일면에 자외선 경화성 수지(4803PT, 신아 T&C)를 코팅하고, 하기 표 1의 사양을 갖는 제2광학패턴을 형성하고 경화시켜, 하기 표 1의 사양을 갖는 제1굴절률 패턴층을 형성하였다.
제1굴절률 패턴층 바로 위에 자외선 경화성 수지(581CI, SDI社)를 코팅하여 상부면을 편평하게 만들고 경화시켜, 하기 표 1의 사양을 갖는 제2굴절률 패턴층을 형성하여 광학시트를 제조하였다.
실시예 5
실시예 4에서, 자외선 경화성 수지(581CI, SDI社) 대신에 자외선 경화성 수지(162CI, SDI社)를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 광학시트를 제조하였다.
실시예 6
실시예 1과 동일한 방법으로, 기재층의 일면에 프리즘 패턴을 형성하였다.
상기 기재층의 다른 일면에 자외선 경화성 수지(160CI, SDI社)를 코팅하고, 얻은 코팅층에 하기 표 1의 사양을 갖는 제2광학패턴을 형성하고 경화시켜, 하기 표 1의 사양을 갖는 제1굴절률 패턴층을 형성하였다.
제1굴절률 패턴층 바로 위에 자외선 경화성 수지(4803PT, 신아 T&C)를 코팅하여 상부면을 편평하게 만들고 경화시켜, 하기 표 1의 사양을 갖는 제2굴절률 패턴층을 형성하여 광학시트를 제조하였다.
실시예 7
실시예 1과 동일한 방법으로, 기재층의 일면에 프리즘 패턴을 형성하였다.
상기 기재층의 다른 일면에 자외선 경화성 수지(4803PT, 신아 T&C)를 코팅하고, 하기 표 1의 사양을 갖는 제2광학패턴을 형성하여, 하기 표 1의 사양을 갖는 제1굴절률 패턴층을 형성하였다.
제1굴절률 패턴층 바로 위에 자외선 경화성 수지(160CI, SDI社)를 코팅하여 상부면을 편평하게 만들고 경화시켜, 하기 표 1의 사양을 갖는 제2굴절률 패턴층을 형성하여 광학시트를 제조하였다.
실시예 8
실시예 1과 동일한 방법으로, 기재층의 일면에 프리즘 패턴을 형성하고, 기재층의 다른 일면에 제1굴절률 패턴층과 제2굴절률 패턴층을 형성하였다. 제2굴절률 패턴층의 상부면에 편광판(AMN-6143 CPG05, SDI社)을 부착시켜 광학시트를 제조하였다.
실시예 9
실시예 2와 동일한 방법으로, 기재층의 일면에 프리즘 패턴을 형성하고, 기재층의 다른 일면에 제1굴절률 패턴층과 제2굴절률 패턴층을 형성하였다. 제2굴절률 패턴층의 상부면에 편광판(AMN-6143 CPG05, SDI社)을 부착시켜 광학시트를 제조하였다.
실시예 10
실시예 3과 동일한 방법으로, 기재층의 일면에 프리즘 패턴을 형성하고, 기재층의 다른 일면에 제1굴절률 패턴층과 제2굴절률 패턴층을 형성하였다. 제2굴절률 패턴층의 상부면에 편광판(AMN-6143 CPG05, SDI社)을 부착시켜 광학시트를 제조하였다.
실시예 11
실시예 4와 동일한 방법으로, 기재층의 일면에 프리즘 패턴을 형성하고, 기재층의 다른 일면에 제1굴절률 패턴층과 제2굴절률 패턴층을 형성하였다. 제2굴절률 패턴층의 상부면에 편광판(AMN-6143 CPG05, SDI社)을 부착시켜 광학시트를 제조하였다.
실시예 12
실시예 5와 동일한 방법으로, 기재층의 일면에 프리즘 패턴을 형성하고, 기재층의 다른 일면에 제1굴절률 패턴층과 제2굴절률 패턴층을 형성하였다. 제2굴절률 패턴층의 상부면에 편광판(AMN-6143 CPG05, SDI社)을 부착시켜 광학시트를 제조하였다.
실시예 13
실시예 6과 동일한 방법으로, 기재층의 일면에 프리즘 패턴을 형성하고, 기재층의 다른 일면에 제1굴절률 패턴층과 제2굴절률 패턴층을 형성하였다. 제2굴절률 패턴층의 상부면에 편광판(AMN-6143 CPG05, SDI社)을 부착시켜 광학시트를 제조하였다.
실시예 14
실시예 7과 동일한 방법으로, 기재층의 일면에 프리즘 패턴을 형성하고, 기재층의 다른 일면에 제1굴절률 패턴층과 제2굴절률 패턴층을 형성하였다. 제2굴절률 패턴층의 상부면에 편광판(AMN-6143 CPG05, SDI社)을 부착시켜 광학시트를 제조하였다.
비교예 1
실시예 1과 동일한 방법으로, 기재층의 일면에 프리즘 패턴을 형성하였다.
자외선 경화형 수지(581CI, SDI社)와 확산 비드(재질:폴리메틸메타아크릴레이트)를 혼합하여 코팅층용 조성물을 제조하였다.
상기 기재층의 다른 일면에 상기 제조한 코팅층용 조성물을 코팅하고 경화시켜, 하기 표 2의 비드 함유 코팅층을 갖는 광학시트를 제조하였다.
비교예 2
실시예 1과 동일한 방법으로, 기재층의 일면에 프리즘 패턴을 형성하였다.
상기 기재층의 다른 일면에 자외선 경화형 수지(551CI, SDI社)를 코팅하고, 하기 표 2의 사양을 갖는 양각의 마이크로렌즈 패턴 함유 층을 형성하고 경화시켜, 광학시트를 제조하였다.
실시예와 비교예에서 제조한 광학시트의 구성을 하기 표 1과 표 2에 나타내었다.
실시예와 비교예에서 제조한 광학시트에 대해 하기 물성을 평가하고 그 결과를 하기 표 1과 표 2에 나타내었다.
(1) 상대 휘도: 1변 에지형 LED 광원(MT330KKAA47A의 광원)에 반사필름(3M사, ESR), 도광판(SDI사, L-806T-MT01), 및 역프리즘(SDI사, I-Prism13P)(reference)를 적층하고 휘도(G1)를 측정하였다. 이 때 역프리즘의 프리즘 패턴이 광입사면이 되도록 배치하였다. 역프리즘 대신에 본 발명의 실시예와 비교에에서 제조한 광학시트를 적층하고 휘도(G2)를 측정하였다. 이 때에도 광학시트의 프리즘 패턴이 광입사면이 되도록 배치하였다. 휘도는 EZcontrast(ELDIM사)를 사용하여 측정하였다. 상대 휘도(%)는 G2/G1 x 100으로 계산하였다.
(2) 시야각: (1)과 동일한 방법으로 액정표시장치를 조립하고 휘도를 측정하였다. 정면을 0°, 정면을 기준으로 왼쪽을 - 방향, 오른쪽을 + 방향, 왼쪽 끝을 -90°, 오른쪽 끝을 +90°라고 할 때, 수평 방향의 시야각은 (정면에서 측정된 휘도/2)의 휘도를 측정할 수 있는 각을 의미한다. 또한, 정면을 0°, 정면을 기준으로 아래쪽을 - 방향, 윗쪽을 + 방향, 아래쪽 끝을 -90°, 윗쪽 끝을 +90°라고 할 때,수직 방향의 시야각은 (정면에서 측정된 휘도/2)의 휘도를 측정할 수 있는 각을 의미한다. 시야각은 정면을 기준으로 왼쪽과 오른쪽이 각각 동일 값이고, 윗쪽과 아래쪽이 각각 동일 값이며, 표 1, 표 2에서 +, - 부호는 생략하였다.
　 제1굴절률 패턴층의 굴절률 제2광학패턴 제2굴절률 패턴층의 굴절률 상대
휘도(%)		 시야각(°)
형상 꼭지각
(°)		 높이
(㎛)		 폭
(㎛)		 수평
방향		 수직
방향
실시예 1 1.50 양각의 프리즘 85 7.1 13 1.60 83.1 32.7 54.2
실시예 2 1.54 양각의 프리즘 85 7.1 13 1.60 92.2 28.4 54.8
실시예 3 1.50 양각의 프리즘 75 8.5 13 1.60 76.4 37.5 53.6
실시예 4 1.50 양각의 렌티큘러렌즈 - 2 5 1.60 83.8 32.6 54.5
실시예 5 1.50 양각의 렌티큘러렌즈 - 2 5 1.64 76.5 36.3 54.6
실시예 6 1.62 음각의 렌티큘러렌즈 - 2.5 5 1.50 74.5 33.1 54.6
실시예 7 1.50 음각의 렌티큘러렌즈 - 2.5 5 1.62 81.7 32.5 54.6
　 비드 함유 코팅층 마이크로렌즈 패턴 함유 층 상대
휘도
(%)		 시야각(°)
비드
입경
(㎛)		 비드 함량
(중량%)		 비드를 제외한 코팅층의 굴절률 지름
(㎛)		 종횡비 점유율
(%)		 굴절률 수평
방향		 수직
방향
reference - - - - - - - - 27.3 53.7
비교예 1 2 2 1.60 - - - - 71.2 32.8 59.4
비교예 2 - - - 20 0.12 90 1.57 73.5 32.3 55.5
상기 표 1 에서와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 7에 따른 광학시트는 reference 대비 수평 방향의 시야각을 증가시킴과 동시에 수직 방향의 시야각의 변화를 최소화시켜 상대 휘도의 손실을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 표 1에서 도시되어 있지 않지만, 실시예 8 내지 14에 따른 광학시트 역시 각각 실시예 1 내지 7과 같은 상대 휘도와 시야각을 가져 본 발명의 효과를 구현할 수 있다.
반면에, 상기 표 2에서와 같이, 비드 함유 코팅층이 형성된 광학시트인 비교예 1, 마이크로 렌즈 층이 형성된 광학시트인 비교예 2는 reference 대비 수평 방향 시야각과 수직 방향의 시야각을 모두 증가시켜 휘도 손실이 컸다.
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 (18)

  1. 기재층; 상기 기재층의 일면에 형성되고, 하나 이상의 제1광학패턴을 포함하는 광학패턴층; 및 상기 기재층의 타면에 형성된 복합층을 포함하고,
    상기 기재층의 일면은 광입사면이고,
    상기 복합층은 제1굴절률 패턴층 및 상기 제1굴절률 패턴층 바로 위에 형성된 제2굴절률 패턴층을 포함하고,
    상기 제1굴절률 패턴층과 상기 제2굴절률 패턴층은 굴절률이 서로 다르고,
    상기 제1굴절률 패턴층은 하나 이상의 제2광학패턴을 포함하는 것인, 광학시트이고,
    상기 제2광학패턴은 상기 제1광학패턴과 동일한 방향으로 배열되어 있고,
    상기 제2굴절률 패턴층의 상부면은 평탄면이고,
    상기 제1광학패턴의 종횡비는 0.71 내지 0.96이고, 상기 제2광학패턴의 종횡비는 0.4 내지 0.7인 것인, 광학시트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1굴절률 패턴층은 상기 제2굴절률 패턴층보다 굴절률이 낮은 것인, 광학시트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1굴절률 패턴층은 상기 제2굴절률 패턴층보다 굴절률이 높은 것인, 광학시트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1굴절률 패턴층과 상기 제2굴절률 패턴층의 굴절률 차이는 0.05 내지 0.2인 것인, 광학시트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1굴절률 패턴층은 굴절률이 1.45 이상인 것인, 광학시트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2굴절률 패턴층은 굴절률이 1.45 이상인 것인, 광학시트.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1광학패턴은 단면이 삼각형인 프리즘 패턴을 포함하는 것인, 광학시트.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제2광학패턴은 양각 패턴, 음각 패턴 중 하나 이상을 포함하는 것인, 광학시트.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제2광학패턴은 렌티큘러 렌즈, 단면이 n 각형(n은 3 내지 10의 정수)이고 길이 방향이 직선형인 프리즘, 단면이 n 각형(n은 3 내지 10의 정수)이고 길이 방향이 웨이브형인 프리즘, 정상부에 곡면이 형성되고 단면이 n각형(n은 3 내지 10의 정수)인 프리즘, 마이크로 렌즈, 엠보 중 하나 이상을 포함하는 것인, 광학시트.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1광학패턴과 상기 제2광학패턴의 폭의 차이는 3㎛ 이상인 것인, 광학시트.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1굴절률 패턴층의 두께:상기 제2굴절률 패턴층의 두께는 1:0.8 내지 1:1.2인 것인, 광학시트.
  12. 제1항에 있어서, 상기 복합층의 광출사면에 편광판이 더 형성된 것인, 광학시트.
  13. 제12항에 있어서, 상기 복합층과 상기 편광판 사이에 광확산제를 포함하는 점착제층이 더 형성된 것인, 광학시트.
  14. 제12항에 있어서, 상기 복합층과 상기 편광판 사이에 반사형 편광필름이 더 형성된 것인, 광학시트.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 광학시트를 포함하는 광학표시장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 광학표시장치는 액정패널을 포함하고, 상기 액정패널과 상기 광학시트 사이에 광 확산제 함유 점착층을 더 포함하는 것인, 광학표시장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 광학표시장치는 도광판을 포함하고, 상기 도광판은 기재필름, 상기 기재필름의 일면에 형성되고 제3광학패턴을 포함하는 제1코팅층 및 상기 기재필름의 타면에 형성되고 제4광학패턴을 포함하는 제2코팅층을 포함하는 것인, 광학표시장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제3광학패턴은 렌티큘러 렌즈 패턴, 정상부에 곡면이 형성된 프리즘 패턴, 마이크로렌즈 패턴, 엠보 패턴 중 하나 이상을 포함하고, 상기 제4광학패턴은 마이크로렌즈 패턴, 단면이 다각형(n각형으로 n은 3 내지 10의 정수)인 프리즘, 엠보 패턴, 렌티큘러렌즈 패턴 중 하나 이상을 포함하는 것인, 광학표시장치.
KR1020150002953A 2015-01-08 2015-01-08 광학시트 및 이를 포함하는 광학표시장치 Active KR101822706B1 (ko)

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