KR101257334B1 - 광학부재, 이를 구비하는 광원장치 및 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 접착성과 탄성 복원력을 갖는 광학부재, 이를 구비하는 광원장치 및 표시장치에 관한 것으로서, 베이스 필름; 상기 베이스 필름 상에 구비되며 접착성을 갖는 광학패턴층; 및 상기 광학패턴층 상에 부분적으로 접착되는 상부 필름을 포함하며, 상기 광학패턴층의 적어도 일부 영역은 외력이 가해지면 변형되고 외력이 제거되면 복원되는 특성을 갖는 것을 특징으로 하며, 제품의 조립이 용이하여 생산성을 향상시킬 수 있으며, 탄성 복원력이 우수하여 외력에 의한 손상을 억제할 수 있다.

Description

광학부재, 이를 구비하는 광원장치 및 표시장치{Optical device, and light source having the same and display}
본 발명은 광학부재, 이를 구비하는 광원장치 및 표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 접착성과 탄성 복원력을 갖는 광학부재, 이를 구비하는 광원장치 및 표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치(LCD : Liquid Crystal Display)는 자체적으로 빛을 내지 못하고, 외부 광원에서 입사되는 빛의 투과율을 조절하여 화상을 나타내는 간접 발광 방식의 표시장치이다. 액정표시장치는 액정패널의 일측에 별도의 광원, 즉 백라이트 유닛(BLU : Back Light Unit)을 구비하고, 백라이트 유닛으로부터 방출되는 빛의 투광율을 조절하여 화상을 나타낸다. 백라이트 유닛은 통상 형광램프, LED(Light Emitting Device) 등의 광원과, 도광판, 확산시트, 프리즘 시트 등의 광학시트들을 포함한다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 액정표시장치는 백라이트 유닛(10)과 액정패널(20)을 포함한다. 일반적으로 백라이트 유닛(10)은 액정패널(20)에 빛을 조사하도록 액정패널(20)의 후방에 구비되며, 광원(11), 반사판(12), 도광판(13), 확산시트(14), 프리즘 시트(15, 16) 및 보호시트(17)를 포함한다.
도광판(13)은 광원(11)에서 방출된 빛을 액정패널(20) 측으로 조사되도록 진행방향을 전환하고, 반사판(12)은 도광판(13) 후방에 배치되어 도광판(13) 후방으로 출사된 빛을 도광판(13)으로 반사시켜 입사시킴으로써 빛의 손실을 최소화한다. 확산시트(14)는 도광판(13)으로부터 입사된 빛을 균일하게 분산시키는 역할을 하고, 프리즘 시트(15, 16)는 그 표면에 형성된 광학패턴을 통해 입사된 빛을 집광하여 액정패널(20)로 출사시키며, 보호시트(17)는 프리즘 시트(15, 16) 상부에 구비되어 프리즘 시트(15, 16)를 보호하는 역할을 한다.
프리즘 시트는 투광성 베이스 필름 상부에 정면 방향의 휘도 향상을 위하여 통상 45°의 경사면을 가지고 있는 삼각 어레이(array) 형태의 광학패턴이 형성되어 있는 광학패턴층으로 형성된다. 이와 같은 광학패턴은 산 모양으로 형성되어 있어 작은 외부의 긁힘에 의해서 산의 상부가 쉽게 부서지거나 일그러져 손상되기 쉽다. 따라서 광학패턴이 손상된 경우에는 손상된 부위와 정상 부위 간의 출사되는 광 경로의 차이로 인하여 휘도가 저하되고 액정표시장치의 화상에 불량이 발생하게 된다. 그러므로 프리즘 시트의 생산시 미세한 불량에 의해서도 위치에 따라서는 생산된 프리즘 시트 전면을 사용하지 못하게 되는 경우가 발생하기도 한다. 이는 생산성 저하를 불러오고 곧 원가 상승의 부담으로 작용하게 된다.
또한, 최근에는 액정표시장치를 직접 터치하여 동작되는 스마트 폰 등과 같은 개인휴대단말의 사용이 활성화됨에 따라 휴대를 용이하게 하기 위해 단말이 소형화 및 경량화되고, 이에 따라 액정패널의 두께도 점차 얇아지는 추세이다. 이로 인하여 액정패널을 통해 필요 이상의 압력이 가해지면 프리즘 시트의 광학패턴이 손상되는 경우가 종종 발생하게 된다. 특히, 휘도 향상을 위해 복수 장의 프리즘 시트를 사용하는 경우에는 상부에 배치되는 프리즘 시트의 광학패턴층은 물론, 하부에 배치되는 프리즘 시트의 광학패턴층이 눌려 변형됨으로써 액정패널을 통해 나타나는 화상에 왜곡이 발생하는 등의 문제점이 있다. 이에 따라 외부로부터의 가해지는 힘에 유연하게 대처할 수 있는 광학구조면을 포함하는 광학 시트의 개발이 절실히 필요한 상황이다.
KR 2005-0004238 A1 KR 2010-0107891 A1 KR 0964642 B
본 발명은 접착성을 갖는 광학부재, 이를 구비하는 광원장치 및 표시장치를 제공한다.
본 발명은 탄성 복원력을 갖는 광학부재, 이를 구비하는 광원장치 및 표시장치를 제공한다.
본 발명은 제품의 신뢰성 및 내구성을 향상시킬 수 있는 광학부재, 이를 구비하는 광원장치 및 표시장치를 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 광학부재는, 베이스 필름; 상기 베이스 필름 상에 구비되며 접착성을 갖는 광학패턴층; 및 상기 광학패턴층 상에 부분적으로 접착되는 상부 필름을 포함하며, 상기 광학패턴층의 적어도 일부 영역은 외력이 가해지면 변형되고 외력이 제거되면 복원되는 특성을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 광학패턴층은 접착성을 부여하는 주원료와 탄성을 부여하는 탄성원료를 혼합하여 형성될 수 있다. 상기 주원료는 아크릴레이트 모노머(Acrylated monomer), 디아크릴레이트 모노머(Diacrylated monomer), 우레탄 아크릴레이트 올리고머(Urethane acrylate oligomer), 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머 (Polyester Acrylate oligomer), 에폭시 아클크릴레이트 올리고머(Epoxy acrylated oligomer) 및 고 굴절률 아크릴레이트 모노머(high refractive acrylated monomer) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 탄성원료는 하기의 화학식 1 내지 3의 일반식으로 나타낸 화합물 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 (메타)아크릴레이트 화합물을 포함할 수도 있다.
[화학식 1]
Figure 112012028254514-pat00001
[화학식 2]
Figure 112012028254514-pat00002

[화학식 3]
Figure 112012028254514-pat00003
상기 화학식 1 내지 3에 있어서, X 는 S, C(CH3)2, PO2, SO2 중 어느 하나일 수 있고, Y는 H 또는 CH3일 수 있으며, Z는 H 또는 CH3일 수 있다. 그리고 n + m은 5 ~ 30의 값을 가질 수 있다.
상기 주원료와 탄성원료 총 중량에 대하여 상기 탄성원료가 10% 내지 50% 포함되는 것이 좋다.
또한, 상기 광학패턴층은 단차가 높이가 동일한 광학패턴을 포함할 수도 있다.
상기 광학패턴층은 단차가 서로 다른 다중구조의 광학패턴을 포함할 수도 있다.
상기 광학패턴층은 10kgf 내지 30kgf의 하중으로 10초 내지 60초 동안 가압했을 때 60초 이내에 복원되는 것이 좋다.
상기 광학패턴층은 외력이 제거되면 외력이 가해지기 전의 95% 이상 복원되는 것이 바람직하다.
전술한 특성을 갖는 광학부재를 이용하여 광원장치를 구성할 수도 있고, 이렇게 구성된 광원장치를 이용하여 표시장치를 구성할 수도 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 광학부재는 접착력이 우수하여 다른 광학부재와의 접착이 용이하다. 이에 제품의 조립이 용이하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 형태에 따른 광학부재는 탄성 복원력이 우수하여 외력에 의한 손상을 억제할 수 있다. 제품의 조립 중 외력에 의해 변형되더라도 쉽게 복원 가능하여 생산성이 저하되는 것을 억제할 수 있고, 광학패턴의 손상으로 인한 휘도 저하도 억제할 수 있다.
특히, 제품의 잦은 사용에 의한 변형 및 손상도 억제할 수 있어 제품의 내구성도 향상시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 프리즘 시트의 사시도 및 단면도.
도 3은 프리즘 시트의 변형 예를 보여주는 사시도 및 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 프리즘 시트의 단면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 프리즘 시트의 변형 상태를 보여주는 단면도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 프리즘 시트의 복원 정도를 실험한 결과를 나타내는 그래프.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 프리즘 시트의 사시도 및 단면도이고, 도 3은 프리즘 시트의 변형 예를 보여주는 사시도 및 단면도이다.
도 2를 참조하면, 프리즘 시트는 베이스 필름(121)과, 베이스 필름(121) 상에 형성되는 광학패턴층(123) 및 광학패턴층(123)에 접착되는 상부 필름(125)을 포함한다.
베이스 필름(121)과 상부 필름(125)은 폴리카보네이트(PC : Ploycarbonate), 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(PET : polyethylene Terephthalate), 폴리프로필렌(PP : PloyPropylene), 폴리에틸렌(PE : Polyethylene), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA : PolyMethyl MethAcrylate) 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다. 이들 재료들은 후방에서 입사된 광을 투과시키는 재료이며, 비교적 높은 굴절률을 갖는다.
광학패턴층(123)은 후방에서 입사되는 빛을 집광하여 전방, 즉 액정패널 측으로 출사시키기 위한 광학패턴을 포함한다. 광학패턴은 소정의 단면을 가지며 베이스 필름(121)의 어느 일 방향을 따라 연속적으로 배열되어 형성될 수 있다. 예컨대 광학패턴은 도 2에 도시된 바와 같이 일정한 크기의 삼각형 단면형상으로 형성될 수도 있고, 도 3에 도시된 바와 같이 일정한 크기의 삼각형 단면형상과 상기 삼각형 단면형상보다 높은 단차를 갖는 돌출구조물(127)이 부분적으로 형성된 이중 구조로 형성될 수도 있다. 도 3에서는 돌출구조물(127)이 거의 볼록 렌즈형태로 형성된 것으로 나타나 있지만, 그 형태는 이에 한정되지 않으며 다중 구조로 형성될 수도 있다. 광학패턴층(124)을 도 3에 도시된 바와 같은 이중 구조로 형성하는 경우, 단차가 높은 돌출구조물(127)이 상부 필름(125)과 접착되기 때문에 도 2와 같은 형태의 광학패턴층(123)에 비해 접착 면적을 감소시킬 수 있다. 광학패턴층(123, 124)에 상부 필름(125)을 접착시키는 경우, 광학패턴층(123, 124)에 형성된 광학패턴의 형상이 어느 정도는 변형되기 때문에 접착 부위에서의 광 특성이 변화하여 휘도가 저하되는 현상이 발생하게 된다. 따라서 이와 같은 현상을 최소화하기 위해서는 광학패턴층(123, 124)과 상부 필름(125) 간의 접착 면적을 감소시키는 것이 좋다.
본 발명의 실시 예에 따른 광학패턴층(123)은 접착성과 탄성을 가질 수 있다. 여기에서 탄성이란 외부 힘(외력)에 의하여 변형을 일으킨 물체가 힘이 제거되었을 때 원래의 모양으로 되돌아가려는 성질로서, 광학패턴층(123)은 외력에 의해 파괴되지 않고 변형되었다가 외력이 제거되면 원래 모양으로 복원되는 성질을 갖는다. 이와 같은 광학패턴층(123) 상부에는 상부 필름(125)이 배치되는데, 상부 필름(125) 전면에도 빛을 집광하기 위한 광학패턴이 형성된 또 다른 광학패턴층이 형성될 수 있다. 이때, 각각의 광학패턴층은 광학패턴의 배열 방향이 소정 각도를 가지며 교차하도록 배치되어야 한다. 이와 같은 교차 각도는 광학패턴의 형상에 따라 달라질 수 있으며, 예컨대 도 2에 도시된 바와 같이 광학패턴이 삼각형의 단면형상을 가지면서 일방향으로 연속해서 배열되는 경우에는 광학패턴이 서로 직교하도록 상부 필름을 배치하는 것이 바람직하다.
이와 같은 상부 필름(125)의 배치 상태를 항상 일정하게 유지하기 위해서는 백라이트 유닛을 조립하는 과정에서 다른 종류의 시트들을 적층한 후 고정시키는 방법도 있지만, 본 발명의 실시 예에서는 광학패턴층(123)의 접착성을 이용하여 상부 필름(125)을 광학패턴층(123) 상에 접착시킴으로써 베이스 필름(121), 광학패턴층(123)과 일체로 형성한다. 그런데 이와 같이 상부 필름(125)을 광학패턴층(123) 상에 접착시키는 과정에서 소정의 압력을 가해야 하기 때문에 광학패턴층(123)에 형성된 광학패턴이 손상되거나 변형될 우려가 종종 발생하게 된다. 그러나 본 발명의 실시 예에 따른 광학패턴층(123)은 탄성을 갖기 때문에 외부로부터 압력이 가해지면 변형되었다가 일정 시간이 경과하면 다시 원상태로 복원된다.
이와 같은 광학패턴층(123)은 접착성을 부여하기 위한 주원료와, 탄성을 부여하기 위한 탄성원료의 혼합물을 이용하여 형성된다. 광학패턴층(123)의 주원료는 아크릴레이트 모노머(Acrylated monomer), 디아크릴레이트 모노머(Diacrylated monomer), 우레탄 아크릴레이트 올리고머(Urethane acrylate oligomer), 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머 (Polyester Acrylate oligomer), 에폭시 아클크릴레이트 올리고머(Epoxy acrylated oligomer) 및 고 굴절률 아크릴레이트 모노머(high refractive acrylated monomer) 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 이외에도 UV(Ultra Violet) 등의 빛이 조사되면 모노머 또는 올리고머의 반응을 개시하는 광개시제(photo initiator)와, 접착력을 증가시키기 위한 가교제(adhesion promoter) 등을 더 포함할 수 있다. 여기에서 주원료는 광경화성 물질로서 자체적으로 다른 물질과의 접착이 용이한 접착성을 가지며, 다른 물질과 압착시킨 상태에서 UV와 같은 광을 조사하면 압착된 상태, 즉 접착상태를 유지한다. 이때, 주원료는 일단 경화되면 탄성을 거의 갖지 않는다.
그리고 광학패턴층(123)에 탄성을 부여하기 위한 탄성원료는 하기의 화학식 1 내지 3으로 표시되는 1.55 이상의 고굴절률을 갖는 (메트)아크릴레이트((meth)acrylate) 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
Figure 112012028254514-pat00004
Figure 112012028254514-pat00005
Figure 112012028254514-pat00006
상기 화학식 1 내지 3에 있어서, X 는 S, C(CH3)2, PO2, SO2 중 어느 하나일 수 있고, Y는 H 또는 CH3일 수 있으며, Z는 H 또는 CH3일 수 있다. 그리고 n + m은 5 ~ 30의 값을 가질 수 있다.
상기 화학식 1 내지 3에 있어서, X 는 S, C(CH3)2, PO2, SO2 중 어느 하나일 수 있고, Y는 H 또는 CH3일 수 있으며, Z는 H 또는 CH3일 수 있다. 그리고 n + m은 5 ~ 30의 값을 가질 수 있다.
상기 화학식 1 내지 3의 탄성원료는 광학패턴층(123)을 형성하는데 사용되는 주원료와 탄성원료의 총 중량에 대하여 10% 내지 50% 차지하는 것이 좋다. 탄성원료의 함량이 제시된 범위보다 지나치게 많은 경우에는 탄성이 증대되어 복원력이 향상되기는 하지만, 광학패턴층(123)의 경도가 저하되어 비교적 약한 힘에 의해서도 변형되기 쉬워 휘도의 저하와 더불어 화상의 왜곡이 발생할 수 있는 문제점이 있다. 한편, 탄성원료의 함량이 제시된 범위보다 지나치게 적은 경우에는, 취성이 증가하여 광학패턴층(123)이 외력에 의해 파손되기 쉽고, 원하는 복원력을 구현하기 어려운 문제점이 있다.
한편, 광학패턴층(123, 124)은 부분적으로 탄성과 접착성을 갖도록 형성될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 프리즘 시트의 단면도이다.
도 4의 (a)를 참조하면, 광학패턴층은 접착성을 갖는 층(A)과 접착성 및 탄성을 갖는 층(B)이 교대로 번갈아가면서 배열되도록 형성될 수도 있다. 도면에서는 (A)층과 (B)층이 광학패턴의 형상을 따라 반복해서 배열된 것으로 나타나 있으나 이에 한정되지 않는다.
도 4의 (b)를 참조하면, 광학패턴층은 외력에 의해 손상되기 쉬운 가장자리부분과 중심부에만 접착성과 탄성을 갖는 층(B)으로 형성할 수도 있다. 광학패턴층의 가장자리 부분은 백라이트 유닛의 조립 시에, 중심부는 제품, 즉 액정표시장치의 사용 시에 외력을 받기 쉬운 부분이다. 따라서 광학패턴층의 가장자리 부분과 중심부에 접착성과 탄성을 부여함으로써 외력으로 인한 파손을 억제할 수 있다.
도 4의 (c)를 참조하면, 광학패턴층에서 단차가 높은 부분, 즉 상부 필름과 접착되는 영역만 접착성과 탄성을 갖는 층(B)으로 형성할 수도 있다. 상부 필름과 접착되는 영역은 외력에 의해 직접적으로 영향을 받는 부분으로 접착성과 함께 탄성을 부여함으로써 외력에 의한 손상을 최소화할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 5를 참조하면, 액정표시장치는 빛을 공급하는 백라이트 유닛(100)과, 백라이트 유닛(100)으로부터 빛을 공급받아 화상을 표시하는 액정패널(110) 및 액정패널(110)과 백라이트 유닛(100)을 구동하기 위한 구동 모듈(미도시)을 포함한다.
액정패널(110)은 백라이트 유닛(100)에서 공급되는 빛을 이용하여 화상을 표시한다. 이러한 액정패널(110)은 매트릭스 형태로 배열된 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, TFT) 및 화소전극이 형성되어 있는 제1기판과, 제1기판에 대향하며 대향전극패턴이 형성되어 있는 제2기판 및 상기 양 기판 사이에 개재되는 액정층을 포함한다.
액정층은 광학적 이방성을 갖는 분자들로 구성되어 있으며, 전압이 가해지면 전기장의 방향에 따라 분자들의 배열이 변경되는 특징을 갖기 때문에 전압의 공급 여부에 따라, 광의 편광을 변경할 수 있다. 이러한 액정층의 특성을 이용하여, 액정패널의 상부 및 하부에 편광판을 구비하여 광을 투과 또는 차단함으로써 영상을 표시할 수 있다.
백라이트 유닛(100)은 빛을 발생시키는 광원(101)과, 광원(101)에서 발생된 빛을 면광원으로 전환시키는 도광판(103)과, 도광판(103)의 후방으로 방출되는 빛을 도광판(103) 내부로 반사시키는 반사판(102)과, 도광판(103) 전방에 배치되는 복수의 광학시트(104, 105) 및 보호시트(107)를 포함한다.
광원(101)은 도광판(103)의 후방 또는 측면에 배치되며, 빛을 발생시킨다. 광원(101)은 냉음극관, LED(Light Emitting Diode), OLED(Organic Light Emitting Diode) 등이 사용될 수 있으며, 최근에는 소비전력이 낮은 OLED, LED가 주로 사용되고 있다.
도광판(103)은 액정패널(110)의 후방에 배치되며 광원(101)으로부터 발생된 빛을 면광원으로 전환하여 액정패널(110) 측으로 출사시킨다. 도광판(103)은 아크릴과 같은 플라스틱 계열의 투명한 물질로 형성될 수 있다.
반사판(102)은 도광판(103)의 후방에 배치되어 도광판(103) 후방으로 출사된 광을 반사시켜 도광판(103)으로 입사시킨다. 이와 같은 반사판(102)의 사용으로 빛의 손실을 최소화하여 휘도 저하를 방지함으로써 소비전력이 불필요하게 증가하는 것을 억제할 수 있다.
광학시트(104, 105)는 도광판(103)으로부터 입사된 빛을 액정패널(110) 측으로 확산시키는 확산시트(104)와, 확산시트(104)의 전방에 배치되어 확산시트(104)에 의해 확산된 빛을 집광하여 액정패널(110) 측으로 출사시키는 프리즘 시트(105)를 포함한다. 프리즘 시트(105)는 그 전면에 빛을 집광하기 위한 광학패턴이 형성되어 있는 광학패턴층이 형성되어 있다.
여기에서 본 발명의 실시 예에서는 프리즘 시트(105)를 구성함에 있어서 확산된 빛을 효과적으로 집광하여 액정패널(110) 측으로 거의 수직방향으로 출사시킬 수 있도록 프리즘 시트(105)를 복수 장 사용하였다. 또한, 복수 장의 프리즘 시트(105)는 서로 접착시켜 일체로 형성함으로써 백라이트 유닛의 조립을 용이하게 하는 동시에, 제품 사용 중 프리즘 시트(105)의 배치가 어긋나는 것을 억제하였다. 특히, 하부 측에 배치되는 프리즘 시트(105)의 광학패턴층에 탄성을 부여함으로써 광학패턴층이 외력에 의해 변형되는 경우 원상태로의 복원을 용이하게 하였다.
보호시트(107)는 프리즘 시트(105)의 전방에 배치되어 액정패널(110)과의 접촉으로 인한 프리즘 시트(105)의 손상을 방지하며, 필수 구성요소는 아니다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 프리즘 시트의 변형 상태를 보여주는 단면도이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 프리즘 시트의 복원 정도를 실험한 결과를 나타내는 그래프이다.
본 발명의 실시 예에 따른 프리즘 시트의 복원 성능을 평가하기 위하여 상기 실시 예에서 형성되는 프리즘 시트를 주원료와 탄성원료의 함량을 달리하여 형성하고, 이를 적용하여 형성된 액정표시장치를 이용하여 프리즘 시트의 복원 정도를 실험하였다.
프리즘 시트는 주원료에 탄성원료를 주원료와 탄성원료의 중량에 대해서 5%씩 증가시키면서 혼합한 혼합원료를 이용하였고, 베이스 기판 상에 광학패턴층을 형성한 후, 0.2J/㎠로 선경화시키고, 광학패턴층 상부에 상부필름을 부착한 다음 0.3J/㎠로 후경화하여 형성되었다.
복원력 실험은 20℃의 온도 하에서 수행되었으며, 견고하고 평평한 거치대 상에 액정표시장치를 고정한 후, 금속재질의 푸쉬 헤드(push head)를 5m/분 속도로 하강시켜 액정표시장치의 중심부를 가압했다가 일정 시간 경과한 다음, 가압을 해제하도록 실시되었다. 이때, 액정표시장치의 중심부를 10kgf의 하중으로 10초, 20kgf의 하중으로 20초, 30kgf의 하중으로 60초 간 가압하였다가 이를 해제하고 가압되었던 부분이 원래 상태로 복원되는 시간을 측정하였다.
도 6에는 외력에 의한 프리즘 시트의 변형 상태가 나타나있다. 프리즘 시트에 외력이 인가되면 광학패턴층이 도 6의 (b)와 같은 형태로 변형된다. 광학패턴층은 상부 필름과 접착된 상태를 유지하며 그 외형이 휘거나 눌리는 상태로 변형된다. 그러다가 외력이 제거되고 일정 시간 경과하면 광학패턴층은 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이 원래 상태로 복원된다. 이때, 광학패턴층은 원래 상태와 100% 동일하게 복원되는 것이 이상적이나 주변환경 등에 의해 그 복원되는 정도가 이에 미치지 못하는 경우가 발생할 수도 있다(H1≥H2). 따라서 본 실험에서는 복원된 광학패턴층의 높이(H2)가 변형되기 전 광학패턴층의 높이(H1)의 적어도 95%에 이르렀을 때 광학패턴층이 원래 상태로 복원된 것으로 정의하고, 이에 따라 복원 시간을 측정하였다.
이와 함께 광학패턴층 접착력도 측정하였다. 광학패턴층의 접착력은 상부필름이 광학패턴층으로부터 박리될 때 가해진 힘을 의미한다.
아래의 [표 1]은 주원료(A)와 탄성원료(B)의 함량에 따라 프리즘 시트가 원래 상태로 복원되는데 소요된 시간과 광학패턴층의 접착력을 측정한 결과이다. 그리고 도 7은 [표 1]에서 프리즘 시트의 복원 시간을 측정한 결과를 도식화한 그래프이다.
A
(중량%)		 B
(중량%)		 10kgf/10s
(초)		 20kgf/20s
(초)		 30kgf/30s
(초)		 접착력
(g)
비교 예 100 0 300 300 300 420
실시 예1 95 5 80 130 180 124
실시 예2 90 10 0 10 60 90
실시 예3 85 15 0 5 20 75
실시 예4 80 20 0 0 0 63
실시 예5 75 25 0 0 0 55
실시 예6 70 30 0 0 0 47
실시 예7 50 50 0 0 0 40
[표 1] 및 도 7을 참조하면, 프리즘 시트를 형성할 때 탄성원료가 전혀 사용되지 않은 비교 예의 경우, 프리즘 시트가 원래 상태로 복원되는데 소요된 시간은 300초로 측정되었다. 반면에 탄성원료가 사용된 실시 예1 내지 7의 경우, 프리즘 시트가 복원되는데 소요되는 시간이 비교 예에 비하여 현저하게 단축된 것을 알 수 있다. 그리고 탄성원료의 함량이 증가할수록 복원시간은 급격하게 단축되었으며, 특히, 탄성원료가 10% 이상 사용된 경우 10kgf의 하중으로 10초간 가압했다가 이를 해제했을 때 가압이 해제됨과 동시에 프리즘 시트가 복원된 것을 알 수 있다. 그리고 탄성원료가 20% 이상 사용된 경우에는 가압 정도 별로 복원시간이 0으로 측정되어 가압이 해제됨과 동시에 복원이 이루어지고 있음을 확인할 수 있다. 이와 같은 실험 결과를 통해 프리즘 시트, 즉 광학패턴층은 액정표시장치의 사용에 따른 변형을 억제하고 생산성을 향상시키는 관점에서 적어도 60초 이내의 복원시간을 갖는 것이 좋다.
이와 같이 탄성원료의 함량이 증가할수록 프리즘 시트의 복원시간, 즉 복원력은 향상될 수 있으나, 탄성원료의 함량이 지나치게 많은 경우 복원력이 향상 정도가 거의 없고, 프리즘 시트의 경도가 저하되어 비교적 작은 힘에도 변형되기 쉬워 휘도가 저하될 수 있다. 또한, 프리즘 시트를 형성하기 위한 주원료가 가지는 접착력이 저하되어 광학패턴층 상에 부착된 상부필름이 박리되기 쉬운 문제점이 있다. [표 1]에서 탄성원료의 함량에 따른 광학패턴층의 접착력 변화를 살펴보면, 탄성원료의 함량이 증가할수록 광학패턴층의 접착력이 저하되는 것을 알 수 있다. 그러나 프리즘 시트 상부에는 보호시트 및 액정패널 등이 배치되므로 광학패턴층은 상부 필름과의 접착상태를 유지할 수 있을 정도의 접착력을 가져도 무방하며, 적어도 10g 이상, 보다 바람직하게는 40g의 접착력을 갖는 것이 좋다.
이에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 프리즘 시트는 주원료에 주원료와 탄성원료의 총 중량에 대하여 10% 내지 50% 범위 내의 탄성원료를 사용하는 것이 좋다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 백라이트 유닛 101 : 광원
102 : 반사판 103 : 도광판
104 : 확산시트 105 : 프리즘 시트
107 : 보호시트 110 : 액정패널
121 : 베이스 필름 123, 124 : 광학패턴층
125 : 상부 필름 127 : 돌출구조물

Claims (11)

  1. 베이스 필름;
    상기 베이스 필름 상에 구비되며 접착성을 갖는 광학패턴층; 및
    상기 광학패턴층 상에 부분적으로 접착되는 상부 필름을 포함하며,
    상기 광학패턴층은 접착성을 부여하는 주원료와 탄성을 부여하는 탄성원료를 혼합하여 형성되고,
    상기 주원료는 아크릴레이트 모노머(Acrylated monomer), 디아크릴레이트 모노머(Diacrylated monomer), 우레탄 아크릴레이트 올리고머(Urethane acrylate oligomer), 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머 (Polyester Acrylate oligomer), 에폭시 아크릴레이트 올리고머(Epoxy acrylated oligomer) 및 고 굴절률 아크릴레이트 모노머(high refractive acrylated monomer) 중 적어도 어느 하나를 포함하여,
    상기 광학패턴층의 적어도 일부 영역은 외력이 가해지면 변형되고 외력이 제거되면 복원되는 특성을 가지는 광학부재.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄성원료는 하기의 화학식 1 내지 3의 일반식으로 나타낸 화합물 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 (메타)아크릴레이트 화합물을 포함하는 광학부재.
    [화학식 1]
    Figure 112013004348704-pat00007

    [화학식 2]
    Figure 112013004348704-pat00008


    [화학식 3]
    Figure 112013004348704-pat00009

    상기 화학식 1 내지 3에 있어서, X 는 S, C(CH3)2, PO2, SO2 중 어느 하나일 수 있고, Y는 H 또는 CH3일 수 있으며, Z는 H 또는 CH3일 수 있다. 그리고 n + m은 5 ~ 30의 값을 가질 수 있다.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 주원료와 탄성원료 총 중량에 대하여 상기 탄성원료가 10% 내지 50% 포함되는 광학부재.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 광학패턴층은 단차가 높이가 동일한 광학패턴을 포함하는 광학부재.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 광학패턴층은 단차가 서로 다른 다중구조의 광학패턴을 포함하는 광학부재.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 광학패턴층은 10kgf 내지 30kgf의 하중으로 10초 내지 60초 동안 가압했을 때 60초 이내에 복원되는 광학부재.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 광학패턴층은 외력이 제거되면 외력이 가해지기 전의 95% 이상 복원되는 광학부재.
  10. 청구항 1, 4 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 광학부재를 포함하는 광원장치.
  11. 청구항 10에 기재된 광원장치를 포함하는 표시장치.
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