KR101551843B1 - 적층형 광학시트모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적층형 광학시트모듈에 관한 것으로서, 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 제1단위집광체가 연속적으로 반복되는 제1구조화패턴을 가지는 상부광학시트 및 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하며 상기 상부광학시트와 접합되는 제2단위집광체 및 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하며 최하단부에서 최상단부에 이르는 수직거리가 상기 제2단위집광체의 최하단부에서 최상단부에 이르는 수직거리보다 상대적으로 더 짧게 형성되는 제3단위집광체가 조합되어 연속적으로 배치되는 제2구조화패턴을 가지며 상기 상부광학시트의 하부에 적층 형태로 배치되는 하부광학시트를 포함하고, 상기 제2단위집광체의 최상단부 꼭지각은 상기 제3단위집광체의 최상단부 꼭지각보다 상대적으로 작게 형성되는 적층형 광학시트모듈이 개시된다.

Description

적층형 광학시트모듈{Laminate Optical Sheet Module}
본 발명은 광학시트모듈에 관한 것으로서, 하부광학시트에서 상부광학시트와 접합될 때 접합되는 영역을 감안하여 접합되는 단위집광체의 꼭지각 각도가 서로 다르게 형성된 적층형 광학시트모듈에 관한 것이다.
액정표시장치는 노트북(notebook), 퍼스널 컴퓨터(personal computer), 스마트폰(smart phone) 또는 TV 등에 사용되는 디스플레이 장치로서 액정표시장치의 수요 확대에 따라 그 특성도 해마다 개선되고 있다.
비발광소자인 액정표시장치의 액정패널은 그 구조상 백라이트 유닛(back light unit)을 필요로 한다. 백라이트 유닛의 경우 다양한 광학계로 구성된다. 또한 백라이트 유닛은 휘도 향상을 위해 주기적인 배열의 광학필름을 사용하게 된다.
도 1은 종래에 개발된 액정표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 백라이트 유닛(10)은 발광원(1), 반사판(2), 도광판(3), 확산시트(4), 제1광학시트(5) 및 제2광학시트(6)를 포함한다.
상기 발광원(1)은 가시 광을 발생시키는 소자이며, 이러한 광원(1)으로는 LED(Light Emitting Diode) 및 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL) 등이 선택적으로 사용될 수 있다.
상기 발광원(1)에서 방출된 빛은 도광판(3)으로 입사되어 도광판(3) 내부에서 전반사를 일으키며 진행하며, 임계각 보다 작은 각도의 입사각으로 도광판(3) 내부의 표면에 입사되는 광은 전반사 되지 않고 투과되므로, 상부와 하부로 방출된다.
이때, 상기 반사판(2)은 하부로 방출된 광을 반사하여 도광판(3)으로 재 입사시켜 광효율을 향상시킨다.
상기 확산시트(4)는 상기 도광판(3)의 상부면을 통해 방출되는 광을 확산시켜 휘도를 균일하게 하고, 시야각을 넓혀주는데, 확산시트(4)를 통과한 광은 정면 출사 휘도가 떨어지게 된다.
상기 제1광학시트(5)는 기재부(5b)와 구조화패턴(5a)으로 구성되어 확산시트(4)로부터 입사하는 광을 굴절시켜 수직으로 입사하도록 1차 집광하여 방출한다.
또한, 상기 구조화패턴(5a)은 기재부(5b) 상부면에 일체로 형성되며 기재부(5b)를 거쳐 입사되는 광을 수직방향으로 굴절시켜서 출사시키기 위한 구조로 이루어진다.
상기 구조화패턴(5a)은 단면이 삼각형의 형상을 갖도록 형성되는 것이 일반적이며, 삼각형 형상의 꼭지각은 통상 90도 내외로 이루어진다.
그리고, 상기 제2광학시트(6)는 제1광학시트(5)와 동일한 형상을 가지며, 제1광학시트(5)에서 1차 집광된 광의 휘도를 높이기 위해 2차 집광하여 방출한다.
여기서, 상기 제1광학시트(5)와 상기 제2광학시트(6)는 휘도를 더 높이기 위해서 상기 제1광학시트(5)의 구조화패턴의 연장방향과 제2광학시트(6)의 구조화패턴들의 연장방향이 서로 직각으로 교차하도록 배치되어 일체로 접합된다.
하지만, 이와 같은 구성은 상기 제1광학시트(5)와 상기 제2광학시트(6)의 접합 시 상기 구조화패턴(5a)은 상부방향 끝단부가 상기 제2광학시트(6)의 하면에 접합되면서 형상이 변형됨과 동시에 단면 궤적의 길이가 변화하거나, 꼭지각 및 경사면의 경사각도가 변화하여 실제로 하부로부터 전달되는 빛의 굴절방향이 균일하지 않는 문제점이 있었다.
이와 같이, 상기 구조화패턴(5a)에서 빛을 굴절시켜 집광하는 방향이 불균일해지면 휘도가 감소하는 문제점이 발생하고 이에 따라 백라이트유닛의 품질이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 종래의 광학시트모듈의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 하부광학시트에 형성된 단위집광체가 상부광학시트와 접합 시 형상이 변형되며 빛을 굴절시키는 경사면 경사각도 및 꼭지각의 변화가 발생하므로, 집광효과의 감소를 줄이기 위해 접합 후 최적의 경사면 경사각도 및 꼭지각을 유지할 수 있는 적층형 광학시트 모듈을 제공함에 있다.
상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일측면에 따르면, 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 제1단위집광체가 연속적으로 반복되는 제1구조화패턴을 가지는 상부광학시트 및 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하며 상기 상부광학시트와 접합되는 제2단위집광체 및 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하며 최하단부에서 최상단부에 이르는 수직거리가 상기 제2단위집광체의 최하단부에서 최상단부에 이르는 수직거리보다 상대적으로 더 짧게 형성되는 제3단위집광체가 조합되어 연속적으로 배치되는 제2구조화패턴을 가지며 상기 상부광학시트의 하부에 적층 형태로 배치되는 하부광학시트를 포함하고, 상기 제2단위집광체의 최상단부 꼭지각은 상기 제3단위집광체의 최상단부 꼭지각보다 상대적으로 작게 형성된다.
또한, 상기 제2구조화패턴은, 적어도 일부가 상기 상부광학시트의 하면에 직접 접합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제2단위집광체는, 상부방향 끝단부가 상기 상부광학시트의 하면에 접합되며, 접합과정에서 변형되어 상기 제2단위집광체의 꼭지각이 상기 제3단위집광체의 꼭지각에 근접하도록 증가하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제2단위집광체는 상부방향 끝단부가 상기 상부광학시트의 하면에 접합되며, 접합과정에서 압력에 의해 단면 궤적의 형상이 변형되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 상부광학시트와 하부광학시트 사이에 형성되어 상기 제2구조화패턴의 상부방향 끝단부가 매립되는 접착층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2단위집광체는 상부방향 끝단부가 상기 접착층 내부에 매립되어 접합되며, 접합과정에서 압력에 의해 변형되어 상기 제2단위집광체의 꼭지각이 상기 제3단위집광체의 꼭지각에 근접하도록 증가하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제2단위집광체는 상부방향 끝단부가 상기 접착층 내부에 매립되어 접합되며, 접합과정에서 단면 궤적의 형상이 변형되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 접착층은, 불균일한 두께를 가지며 상기 제2단위집광체 중에서 일부만 상부방향 끝단부가 매립될 수 있다.
또한, 상기 제3단위집광체는 복수 개로 구비되며 최하단부에서 최상단부에 이르는 수직거리가 불균일하게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제3단위집광체는 복수 개로 구비되어 서로 다른 크기 또는 형상의 단면을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제3단위집광체는 복수 개 중 적어도 일부는 단면궤적 길이가 비대칭하게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제3단위집광체는 상기 제1단위집광체와 동일한 각도의 꼭지각을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제1단위집광체 내지 상기 제3단위집광체 중에서 적어도 하나는 단면의 궤적이 직선으로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제3단위집광체는 꼭지각이 재질에 대응하여 최적의 광학특성을 나타낼 수 있는 최적값인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제1단위집광체 내지 상기 제3단위집광체는 단면의 형상이 삼각형 형상인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 하부광학시트 및 상기 상부광학시트와 적층형태로 배치되어 하부로부터 전달되는 빛의 편광에 따라 선택적으로 빛을 투과시키는 반사편광필름을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 반사편광필름은, 상기 상부광학시트와 상기 하부광학시트 사이에 적층되어 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 반사편광필름은, 상기 상부광학시트의 상부에 적층되어 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제2구조화패턴은 연장방향을 따라 높이가 변화되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 상부광학시트 및 상기 하부광학시트는 상기 제1구조화패턴의 연장방향 및 상기 제2구조화패턴의 연장방향이 교차되도록 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제1구조화패턴의 연장방향과 상기 제2구조화패턴의 연장방향은 수직으로 교차되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 제1단위집광체가 연속적으로 반복되는 제1구조화패턴을 가지는 상부광학시트 및 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 경사면이 형성되며 상기 상부광학시트와 접합되는 제2단위집광체 및 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 경사면이 형성되며 최하단부에서 최상단부에 이르는 수직거리가 상기 제2단위집광체의 최하단부에서 최상단부에 이르는 수직거리보다 상대적으로 더 짧게 형성되는 제3단위집광체가 조합되어 연속적으로 배치되는 제2구조화패턴을 가지며 상기 상부광학시트의 하부에 적층형태로 배치되는 하부광학시트를 포함하고, 상기 제2단위집광체의 경사면 경사각도는 상기 제3단위집광체의 경사면 경사각도보다 상대적으로 더 크게 형성된다.
또한, 상기 제2구조화패턴은 적어도 일부가 상기 상부광학시트의 하면에 직접 접합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제2단위집광체는 상부방향 끝단부가 상기 상부광학시트의 하면에 접합되며, 접합과정에서 변형되어 상기 제2단위집광체 경사면의 경사각도가 변화하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제2단위집광체는, 상부방향 끝단부가 상기 상부광학시트의 하면에 접합되며, 접합과정에서 단면 궤적의 형상이 변형되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 상부광학시트와 하부광학시트 사이에 형성되어 상기 제2구조화패턴의 상부방향 끝단부가 매립되는 접착층을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제2단위집광체는 상부방향 끝단부가 상기 접착층 내부에 매립되어 접합되며, 접합과정에서 변형되어 상기 제2단위집광체 경사면의 경사각도가 변화하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제2단위집광체는 상부방향 끝단부가 상기 접착층 내부에 매립되어 접합되며, 접합과정에서 단면 궤적의 형상이 변형되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 접착층은, 불균일한 두께를 가지며 상기 제2단위집광체 중에서 일부만 상부방향 끝단부가 매립될 수 있다.
또한, 상기 제3단위집광체는, 복수 개로 구비되며 최하단부에서 최상단부에 이르는 수직거리가 불균일하게 형성되는 것을 특징으로할 수 있다.
또한, 상기 제3단위집광체는 복수 개로 구비되어 서로 다른 크기 또는 형상의 단면을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제3단위집광체는 복수 개 중 적어도 일부는 단면궤적 길이가 비대칭하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제3단위집광체는, 상기 제1단위집광체와 동일한 각도의 꼭지각을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제1단위집광체 내지 상기 제3단위집광체 중에서 적어도 하나는 단면의 궤적이 직선으로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제3단위집광체는 경사면의 경사각이 재질에 대응하여 최적의 광학특성을 나타낼 수 있는 최적값인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 제1구조화패턴이 형성된 상부광학시트 및 제2구조화패턴이 형성된 하부광학시트가 적층 형태로 접합되는 광학시트모듈에 있어서, 하부광학시트에 형성된 제2단위집광체가 상부광학시트와 접합 시 압력에 의해서 제2꼭지각의 증가 및 경사면의 경사각도 변형이 발생하므로, 제2단위집광체의 성형 시 접합에 의한 변형을 감안하여 제3단위집광체의 경사면 경사각도 및 제3꼭지각에 대응하도록 성형함으로써, 상부광학시트와 하부광합시트의 접합 후 제2구조화패턴이 최적의 경사면 경사각도를 유지할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 상부광학시트와 하부광학시트 사이에 별도의 접착층을 구비하여 접합면적을 증가시킴으로써 접합강도를 증가시킬 수 있는 이점이 있다.
셋째, 제3단위집광체가 복수 개로 구성되며 최하단부에서 최상단부에 이르는 거리가 불균일하게 형성됨으로써, Wet-out 현상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 효과들은 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래에 개발된 액정표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면;
도 2본 발명의 실시예에 따른 광학시트모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 도면;
도 3은 도 2의 광학시트모듈에서 제1구조화패턴 및 제2구조화패턴의 형상을 나타낸 도면;
도 4는 도 2의 하부광학시트에서 접합부의 변형이 일어나는 상태를 나타낸 도면;
도 5는 도 2의 광학시트모듈에서 하부광학시트와 상부광학시트가 적층되어 광학시트모듈이 제조되는 상태를 나타낸 도면;
도 6은 도 2의 광학시트모듈에서 제2단위집광체가 상부베이스필름에 접합되기 전후 에 따른 꼭지각의 변화를 나타낸 도면;
도 7은 도 2의 상부광학시트와 제2단위집광체가 접합된 상태에서 꼭지각의 크기에 따라 빛이 굴절되는 상태를 나타낸 도면;
도 8은 도 2의 광학시트모듈에서 별도의 접착층이 더 포함된 구성에 대해서 나타낸 도면;
도 9는 도 8의 접착층에 상기 접합부가 매립된 상태에 대해서 나타낸 도면;
도 10은 도 8의 광학시트모듈에서 접착층의 형태가 변형된 상태를 나타낸 도면;
도 11은 도 2의 하부광학시트에서 제2구조화패턴의 변형된 형태에 대해서 나타낸 도면;
도 12는 도 2의 하부광학시트에서 제2구조화패턴의 또 다른 변형된 형태에 대해서 나타낸 도면;
도 13은 도 2의 광학시트모듈에서 제1구조화패턴의 높이 변화 형태에 대해서 나타내는 도면;
도 14는 도 2의 광학시트모듈에서 반사편광필름이 더 포함된 상태를 나타낸 분해사시도; 및
도 15는 도 13의 반사편광필름에 의해서 빛이 투과 또는 반사되는 상태를 나타낸 도면이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 적층형 광학시트모듈의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 통하여 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정형태로 한정하려는 것이 아니라 본 발명의 실시예를 통해서 좀더 명확한 이해를 돕기 위함이다.
또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 적층형 광학시트모듈은 빛의 경로를 변화시키기 위한 다양한 분야에 적용될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 액정표시장치에 적용되는 형태를 일 예로 설명하기로 한다.
먼저, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광학시트모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고 도 3은 도 2의 광학시트모듈에서 제1구조화패턴 및 제2구조화패턴의 형상을 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 액정표시장치를 구성함에 있어서, 액정패널에 빛을 제공하는 백라이트유닛(BLU: Back Light Unit)이 필수적으로 구비되어야 한다. 이와 같은 백라이트유닛은 크게 광원(100), 도광판(200), 확산시트(300) 및 광학시트모듈(400)로 구성된다.
상기 광원(100)은 일반적으로 빛을 발광하는 발광체로 구성되며 상기 도광판(200)의 측부에 위치한다. 상기 광원(100)에서 발광된 빛은 상기 도광판(200)으로 입사된다.
그리고 상기 도광판(200)은 상기 광원(100)으로부터 입사된 빛을 반사 및 산란시켜 상기 확산시트(300)방향으로 전달시킨다. 상기 확산시트(300)는 상기 도광판(200)의 상부에 배치되며 상기 도광판(200)으로부터 전달되는 빛을 확산시켜 고르게 퍼지도록 하여 상부로 전달시킨다.
그리고 상기 광학시트모듈(400)은 상기 확산시트(300)의 상부에 배치되어 도광판(200)으로부터 전달되는 빛을 집광하여 상부로 이동시킨다. 상기 광학시트모듈(400)은 일반적으로 상부광학시트(410) 및 하부광학시트(420)의 한 쌍으로 구성된다.
이와 같이 구성된 상기 상부광학시트(410) 및 하부광학시트(420)에 형성된 구조화패턴에 의해서 상기 광학시트모듈(400)의 면에 대해 직교하는 방향으로 빛이 집광된다.
상기 광학시트모듈(400)에 대해서 보다 상세하게 살펴보면, 상기 광학시트모듈(400)은 상기 상부광학시트(410) 및 상기 하부광학시트(420)로 구성된다.
상기 상부광학시트(410)는 크게 제1베이스필름(414) 및 제1구조화패턴(412)으로 구성된다.
상기 제1베이스필름(414)으로는 하부로부터 입사되는 빛이 용이하게 투과할 수 있도록 광투과성 필름이 사용되는 것이 일반적이다. 상기 제1베이스필름(414)의 상면에는 입사된 빛을 굴절 및 집광시키는 상기 제1구조화패턴(412)이 제1베이스필름(414)과 일체화 되도록 형성된다.
상기 제1구조화패턴(412)은 상기 제1베이스필름(414)의 상면에서 연속적으로 반복되며 상부방향으로 돌출되어 상부로 갈수록 횡단면적이 작아지는 경사면이 형성된 복수 개의 제1단위집광체(412a)로 구성된다.
상기 제1단위집광체(412a)는 상기 제1베이스필름(414)을 투과한 빛을 굴절 및 집광시켜 상부로 전달한다.
일반적으로, 상기 제1구조화패턴(412)은삼각형상의 상하단면이 일 방향을 따라 연장되도록 형성된 복수개의 프리즘 형상을 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 상기 하부광학시트(420)는 크게 제2베이스필름(424) 및 상기 제2구조화패턴(422)으로 구성되며, 상기 상부광학시트(410)의 하부에 배치되며 상기 제2베이스필름(424)의 상면에 상기 제2구조화패턴(422)이 형성되어 있다.
상기 제2베이스필름(424)은 상기 제1베이스필름(414)과 마찬가지로 하부에 배치된 상기 확산시트(300)로부터 전달되는 빛을 투과시켜 상부로 전달함과 동시에 상면에 상기 제2구조화패턴(422)이 형성된다.
상기 제2구조화패턴(422)은, 상기 제1구조화패턴(412)과 유사하게 상부로 갈수록 횡단면적이 작아지도록 형성되며 상기 확산시트(300)로부터 전달되는 빛을 굴절 및 집광시켜 상부로 전달한다.
상기 제2구조화패턴(422)은 상기 제2베이스필름(424)의 상면에 경사면을 가지며 상부방향으로 횡단면적이 작아지도록 형성되며 복수 개의 제2단위집광체(422a) 및 제3단위집광체(422b)가 조합되어 연속적으로 반복되도록 형성된다.
구체적으로 상기 제2단위집광체(422a)는 상부로 갈수록 횡단면적이 감소되며 상부광학시트(410)와 하부광학시트(420)가 접합되도록 하는 구성으로 적어도 한 쌍의 경사면을 가지며 하부로부터 입사되는 빛을 굴절 및 집광시키고 최상단부에는 기 설정된 각도의 제2꼭지각(A2)을 가진다.
여기서, 제2꼭지각(A2)은 삼각형상의 상하단면을 가지는 제2단위집광체(422a)의 정점부의 각도를 의미한다.
제3단위집광체(422b)는 상술한 상기 제2단위집광체(422a)와 유사하게 형성되며, 마찬가지로 적어도 한 쌍의 경사면을 가지며 하부로부터 입사되는 빛을 굴절 및 집광시켜 상부로 전달한다. 여기서 제3단위집광체(422b)도 제2단위집광체(422a)와 마찬가지로 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하며 최상단부에 제3꼭지각(A3)을 가진다.
이때, 상술한 제3꼭지각(A3) 역시 상기 제2꼭지각(A2)과 마찬가지로 삼각형상의 상하단면을 가지는 제3단위집광체(422b)의 정점부의 각도를 의미한다.
그리고, 상술한 제2단위집광체(422a) 및 제3단위집광체(422b)는 각각이 경사면을 가지도록 형성되어 있으며, 각각에 구비된 경사면이 일정한 경사각도를 가지고 상부로 상향 경사지게 형성된다.
그리고 제2단위집광체(422a) 및 제3단위집광체(422b)에 형성된 각각의 경사면은 경사각도를 가진 상태로 연장되어 상부방향 끝단부가 서로 만나도록 형성된다.
이에 따라 제2단위집광체(422a) 및 제3단위집광체(422b)는 상하방향으로 자른 상하단면 형상이 삼각형 형태를 이루게 되고, 삼각형상의 상하단면에서 하부의 두 꼭지점에서의 각도가 제2단위집광체(422a) 및 제3단위집광체(422b)에 구비된 경사면의 경사각도를 의미한다.
한편, 제3단위집광체(422b)는 최하단부에서 최상단부에 이르는 수직거리L2가 제2단위집광체(422a)의 최하단부에서 최상단부에 이르는 수직거리 L1보다 상대적으로 더 짧게 형성된다.
이에 따라 상부광학시트(410)와 하부광학시트(420)를 적층형태로 접합하는 경우 제3단위집광체(422b)는 상부광학시트(410)와 접합되지 않도록 구성된다.
본 실시예에서 도시된 바와 같이 상부광학시트(410)와 하부광학시트(420)의 접합 시 제2단위집광체(422a)가 제1베이스필름(412)의 하면에 직접 접합된다. 구체적인 접합과정은 도 4를 참조하여 후술한다.
이와 같이 본 실시예에서 제2단위집광체(422a)가 제3단위집광체(422b)보다 최하단부에서 최상단부에 이르는 거리가 상대적으로 더 크게 형성됨에 따라 제2단위집광체(422a)에 형성된 경사면보다 상기 제3단위집광체(422b)에 형성된 경사면의 경사각도가 더 작게 형성된다. 그리고 각각에 형성된 경사면은 상부로 연장되어 제2꼭지각(A2) 및 제3꼭지각(A3)을 형성한다.
즉, 제2단위집광체(422a)가 제3단위집광체(422b)에 비해 상대적으로 수직방향 길이가 더 길게 형성되고, 제2꼭지각(A2)이 제3꼭지각(A3)보다 상대적으로 작은 각도를 가지도록 형성된다.
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그리고 제3꼭지각(A3)은 상술한 제1단위집광체(412a)가 가지는 제1꼭지각(A1)과 동일한 각도를 가지도록 형성될 수도 있다(A1 = A3).
한편, 본 실시예에서 제2단위집광체(422a)와 제3단위집광체(422b)의 횡 방향에 따른 피치는 동일하게 형성될 수 있으며 이와 달리 서로 다르게 형성될 수도 있다.
이와 같이 구성된 상기 하부광학시트(420)는 상기 확산시트(300)와 상기 상부광학시트(410)사이에 적층되어 상기 확산시트(300)로부터 전달되는 빛을 상기 제2구조화패턴(422)에 의해 집광시켜 상기 상부광학시트(410)로 전달한다.
한편, 상기 제1구조화패턴(412) 및 상기 제2구조화패턴(422)은 상부로 상향 경사지게 연장되어 상부방향 끝단부가 서로 만나도록 형성된 삼각형 형상이 될 수 있다. 또한, 제1단위집광체(412a) 내지 제3단위집광체(422b) 중에서 적어도 하나는 단면 궤적이 직선으로 이루어질 수 있으며 본 실시예에서는 상기 제1구조화패턴(412) 및 상기 제2구조화패턴(422)의 단면 궤적은 직선으로 형성될 수 있다.
하지만, 도시된 상기 제1구조화패턴(412) 및 상기 제2구조화패턴(422)의 형상은 특정형태로 한정되는 것이 아니라 본 발명의 실시예에 따른 구성을 이해하기 쉽도록 선택한 것이다.
이와 함께, 상기 제1베이스필름(414) 및 상기 제2베이스필름(424)은 아크릴이나 우레탄 등으로 구성될 수 있으며, 상기 확산시트(300)로부터 전달된 빛을 투과시킬 수 있도록 광 투과도가 높은 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 상기 상부광학시트(410) 및 하부광학시트(420)는 각각의 상기 제1구조화패턴(412) 및 상기 제2구조화패턴(422)이 동일한 단면적을 가지며 프리즘 형상을 갖도록 일 방향을 따라 연장되도록 형성되며, 상기 상부광학시트(410)와 상기 하부광학시트(420)는 상기 제1구조화패턴(412)의 연장방향과 상기 제2구조화패턴(422)의 연장방향이 서로 교차되도록 접합된다.
이때, 상기 제1구조화패턴(412) 및 상기 제2구조화패턴(422)의 교차각도는 다양한 각도가 적용될 수 있으며 본 실시예에서는 90도로 접합되어 있다.
다음으로, 도 3을 참조하여 상기 제1구조화패턴(412)과 상기 제2구조화패턴(422)의 구조에 대해서 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
도시된 바와 같이, 상기 상부광학시트(410)와 상기 하부광학시트(420)가 접합되기 전의 상태를 나타낸 것으로, 상기 제1구조화패턴(412)은 하부로부터 전달되는 빛을 수직으로 굴절 및 집광시키는 상기 제1단위집광체(412a)를 가진다.
그리고 상기 제2구조화패턴(422)은 하부로부터 전달되는 빛을 굴절 및 집광시켜 상기 상부광학시트(410)로 전달하는 상기 제2단위집광체(422a) 및 제3단위집광체(422b)를 가지며, 상기 제3단위집광체(422b) 는 상기 제1단위집광체(412a)와 유사하게 형성된다. 그리고 제2단위집광체(422a)는 제3단위집광체(422b)보다 상대적으로 상하방향 수직거리가 더 길게 형성되며 제2꼭지각(A2)이 제3꼭지각(A3)보다 더 작게 형성된다. 도시된 도면을 살펴보면, 제1꼭지각(A1)과 제3꼭지각(A3)은 동일한 각도를 가지며 제2단위집광체(422a)의 꼭지각은 A2가 된다. 여기서 A1와 A3는 A2보다 상대적으로 더 큰 각도를 가지도록 구성된다. 그리고 제2단위집광체(422a)의 최하단부에서 최상단부에 이르는 거리는 L1이 되며, 제3단위집광체(422b)의 최하단부에 최상단부에 이르는 거리는 L2가 된다.
상기 제2단위집광체(422a)는 상기 제1베이스필름(414)의 하면에 접합될 때 완전히 경화되지 않고 반경화상태에서 접합된다. 그래서 상기 제2단위집광체(422a)는 상기 제1베이스필름(414)의 하면에 접합되는 과정 중에 형상이 변형되며 상기 제1베이스필름(414)과 접합된다. 여기서 제2단위집광체(422a)의 제2꼭지각(A2)은 접합 시 제3단위집광체(422b)의 꼭지각(A3)에 근접하도록 증가하게 된다.
이와 같이 제2단위집광체(422a)가 제1베이스필름(414)과의 접합 시 꼭지각이 증가됨에 따라 제2단위집광체(422a)에 형성된 경사면의 경사각도도 함께 변형되어 제3단위집광체(422b)에 형성된 경사면의 경사각도에 근접하게 된다.
이때, 제3단위집광체(422b)는 앞서 설명한 바와 같이 재질에 대응하여 최적의 광학특성을 나타낼 수 있는 제3꼭지각(A3)과 경사면의 경사각도를 가지며, 제2단위집광체(422a)는 제2꼭지각(A2) 및 경사면의 경사각도가 제3단위집광체(422b)에 근접하도록 변형된다.
이와 같이, 상기 제2구조화패턴(422)은 제1베이스필름(414)과의 접합 시 제2단위집광체(422a)의 꼭지각 및 경사면의 각도가 변화함에 따라 빛을 굴절 및 집광시키는 경사면의 각도가 최적의 광학특성을 가지는 값으로 조절되어 하부로부터 전달되는 빛을 안정적으로 굴절 및 집광시켜 상부로 전달한다.
즉 상부광학시트(410)와 하부광학시트(420)의 접합 후 제2단위집광체(422a)의 제2꼭지각(A2)은 제3단위집광체(422b)의 제3꼭지각(A3)에 근접하도록 변형되며, 이와 함께 제2단위집광체(422a)의 경사면 경사각도가 제3단위집광체(422b)의 경사면 경사각도에 근접하도록 변형되어 결과적으로 제1단위집광체(412a) 내지 제3단위집광체(422b)는 재질에 대응하여 최적의 광학특성을 가질 수 있는 경사면의 경사각도를 가지게 된다.
이와 같이 L1의 높이를 가진 제2단위집광체(422a)가 L2의 높이를 가진 제3단위집광체(422b)보다 상대적으로 높이가 더 높기 때문에 상부광학시트(410)와 하부광학시트(420)의 접합 시 제2단위집광체(422a)만 제1베이스필름(412)에 접합되며 접합 과정에서 상기 제2단위집광체(422a)의 제2꼭지각(A2)은 압력에 의해 증가하며 A3각도에 근접하게 된다.
이에 따라 제2단위집광체(422a)의 경사면 경사각도가 변화되어 제3단위집광체(422b)의 경사면 경사각도에 근접하게 된다.
다음으로, 도 4 및 도 5를 참조하여 상기 상부광학시트(410)와 상기 하부광학시트(420)의 접합에 의해 상기 제2단위집광체(422a)의 제2꼭지각(A2) 및 경사면의 형상이 변형되는 과정에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 4는 도 2의 하부광학시트(420)에서 접합부의 변형이 일어나는 상태를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 2의 광학시트모듈에서 하부광학시트(420)와 상부광학시트(410)가 적층되어 광학시트모듈이 제조되는 상태를 나타낸 도면이고, 도 6은 도 2의 광학시트모듈에서 제2단위집광체(422a)가 상부베이스필름에 접합되기 전후에 따른 꼭지각의 변화를 나타낸 도면이다.
먼저, 도 4의 (a)를 살펴보면 상기 상부광학시트(410)와 상기 하부광학시트(420)가 접합되기 전의 상태로, 상기 제2구조화패턴(422)에서 상기 제2단위집광체(422a)가 변형이 일어나지 않은 상태로 유지되어 있는 상태이다.
여기서, 상기 제1단위집광체(412a)와 상기 제3단위집광체(422b)는 단면 궤적의 길이가 동일하게 구성되며, 상기 제2단위집광체(422a)의 단면 궤적의 길이는 미세하지만 상대적으로 더 길게 형성된 상태가 된다.
그리고 도 4의 (b)와 같이 상기 상부광학시트(410)와 상기 하부광학시트(420)의 거리가 가까워짐에 따라서 상기 제2단위집광체(422a)의 최상단부가 상기 제1베이스필름(414)의 하면에 접하는 상태가 된다.
이때, 상기 제2단위집광체(422a)는 완전히 경화되지 않은 반경화상태로 유지되고 있으며, 상기 상부광학시트(410)와 상기 하부광학시트(420)를 접착시키는 접착제 역할을 한다.
이와 같이, 상기 제2단위집광체(422a)가 상기 제1베이스필름(414)의 하면에 접하게 되면 상하로 작용하는 외력에 의해서 형상에 미세한 변형이 일어난다.
이어서, 도 4의 (c)를 살펴보면, 상기 상부광학시트(410)와 상기 하부광학시트(420)가 완전히 접합된 상태로서, 상기 제2단위집광체(422a)의 제2꼭지각(A2)이 증가되어 있으며, 이에 대응하여 경사면이 변형된다.
구체적으로 상기 상부광학시트(410)와 상기 하부광학시트(420)는 상하로 작용하는 외력에 의해 지속적으로 압력이 가해지며 반경화상태인 제2단위집광체(422a)는 압력에 의해 제2꼭지각(A2)이 증가되며 이와 함께 경사면의 경사각도가 변화하게 된다.
이와 같이, 상기 제2단위집광체(422a)의 경사면 및 제2꼭지각(A2)이 변형되며 상기 제2구조화패턴(422)과 상기 제1베이스필름(414)이 완전히 접합하게 된다.
이와 같은 과정을 통해, 상기 제2구조화패턴(422)이 상기 제1베이스필름(414)의 하면에 접합되면서 제2단위집광체(422a)의 경사면 경사각도가 변화하고, 이에 따라 제2단위집광체(422a)의 경사면 경사각도 및 제2꼭지각(A2)이 제3단위집광체(422b)에 근접하게 된다. 이때, 제2단위집광체(422a)는 접합과정에서 압력에 의해 단면 궤적의 형상이 변형된다.
즉, 상기 제2구조화패턴(422)이 제1베이스필름(412) 하부에 접합되더라도 제3단위집광체(422b)는 아무런 영향을 받지 않기 때문에 최적의 광학특성을 가지고 빛을 집광시킬 수 있도록 형성될 수 있으며, 제2단위집광체(422a)는 제1베이스필름(412)과 접합된 후 제2꼭지각(A2) 및 경사면 경사각도가 제3단위집광체(422b)에 근접하도록 형성된다.
한편, 도 5를 참조하여 하부광학시트(420)와 상부광학시트(410)가 접합되는 공정을 살펴보면, 소정의 두께를 가지는 상기 제 2베이스필름(424)이 A영역에서 전방롤러부(R1, R2)를 통과함과 동시에 상면에 상기 제 2구조화패턴(422)이 형성된다. 상기 전방롤러부(R1, R2)는 상기 제 2베이스필름(424)이 이송되는 경로상에서 상하부에 각각의 제 1전방롤러(R1) 및 제 2전방롤러(R2)로 구성되어 배치된다.
상기 제 1전방롤러(R1)는 외주면에 일정한 패턴이 형성되어 있으며 끝단부가 상기 제 2베이스필름(424)의 상면에 접하도록 배치되고 상기 제 2전방롤러(R2)는 외주면에 일정한 패턴이 형성되어 있지 않으며 외주면이 상기 제 2베이스필름(424)의 하면에 접하도록 배치된다.
그리고 상기 제 2베이스필름(424)은 이동 경로상에서 상기 전방롤러부(R1, R2)를 통과하기 전에 별도로 구비된 액화물투입부(I)로부터 분사되는 상기 제 2구조화패턴(422)의 원료인 액화물(L)을 공급받는다. 이후, 상기 제 2베이스필름(424)의 상면에 분사된 상기 액화물(L)은 A영역을 통과하며 상기 제 1전방롤러(R1)에 형성된 패턴에 의해서 상기 제2단위집광체(422a)와 상기 제3단위집광체(422b)로 구성된 제 2구조화패턴(422)이 형성된다.
이때, 상기 액화물(L)은 상기 제 1전방롤러(R1)를 통과함과 동시에 경화되어 상기 제 2구조화패턴(422)이 형성된다. 여기서, 상기 액화물(L)은 완전히 경화된 상태가 아닌 일부만 경화된 상태로 접합력을 일정수준 유지한 상태가 된다.
이와 같이 각각 배치된 상기 제 1전방롤러(R1) 및 상기 제 2전방롤러(R2)를 통과함으로써, 상기 제 2베이스필름(424)의 상면에 상기 제 2구조화패턴(422)이 형성된다.
이후, 상면에 상기 제 2구조화패턴(422)이 형성된 상기 제 2베이스필름(424)은 B영역으로 이동하게 된다. 상기 B영역에는 상기 A영역으로부터 전달된 상기 제 2베이스필름(424)과 외부에서 공급되는 상기 제 1베이스필름(414)의 접합이 일어난다.
상기 제 2베이스필름(424)과 상기 제 1베이스필름(414)은 상기 B영역에 구비된 후방롤러부(R3, R4)를 통과하며 접합된다. 상기 후방롤러부(R3, R4)는 한 쌍의 제 1후방롤러(R3) 및 제 2후방롤러(R4)로 구성되며 각각이 상기 제 1베이스필름(414) 및 상기 제 2베이스필름(424)이 접합되어 이동하는 경로상에 배치된다.
그래서 상기 제 1베이스필름(414)이 상기 제 1후방롤러(R3)를 따라 이동되며 상기 B영역에서 상기 제 2베이스필름(424)과 접합된다. 상기 제 1베이스필름(414)은 하면이 상기 제 2베이스필름(424)의 상부에 형성된 상기 2단위집광체(422a)의 상부방향 끝단부와 접하며 상기 제 1후방롤러(R3) 및 상기 제 2후방롤러(R4)에 의해서 가압되어 접합된다.
이때, 상기 제 2구조화패턴(422)은 완전히 경화된 상태가 아니기 때문에 상기 후방롤러부(R3, R4)의 가압에 의해서 상기 제 2구조화패턴(422)의 상부방향 끝단부와 상기 제 1베이스필름(414)의 하면이 접합된다 그리고 접합된 상기 하부광학시트(420)와 상기 제 1베이스필름(414)이 상기 B영역을 통과되면서 상기 제 2구조화패턴(422)은 완전히 경화되어 상기 제 1베이스필름(414)과 접합된 상태가 된다.
이와 같이 하부광학시트(420)와 제1베이스필름(412)의 접합 시 상술한 후방롤러부(R3, R4)에 의해 가압되어 접합되며, 접합과정을 통해서 제2단위집광체(422a)에 압력이 가해져 제2꼭지각(A2) 및 경사면의 경사각도가 제3단위집광체(422b)에 근접하도록 변화하게 된다.
도 6은 제2단위집광체(422a)와 제2베이스필름의 접합 전 후 상태를 나타낸 것으로써, 도 6의 (a)를 살펴보면 제2단위집광체(422a)가 제1베이스필름(412) 하면에 접합되기 전의 상태로써 제2꼭지각(A2)을 가지며 경사면을 형성하게 된다.
그리고 도 6의 (b)를 살펴보면 제2단위집광체(422a)가 제1베이스필름(412)의 하면에 접합된 상태로써, 제2꼭지각(A2)은 A2의 각도에 2α만큼 증가한 각도를 가지게 된다. 여기서, α는 제2단위집광체(422a)가 접합되며 접합에 의해 제2꼭지각(A2)이 증가하는 각도를 나타낸 것이다.
즉, 제2단위집광체(422a)는 상술한 바와 같이 후방롤러부(R3, R4)를 통과하며 가압되기 때문에 압력에 의해 제2꼭지각(A2)이 증가함과 동시에 경사면에 휘어짐이 발생하여 경사각도가 변화하게 된다.
물론, 제2꼭지각(A2) 및 제2단위집광체(422a)의 경사면은 미세하게 변화할 뿐 크게 변화하지 않지만 본 발명의 명확한 이해를 돕기 위해서 과장하여 도시되어 있다.
이와 같이 제2단위집광체(422a)는 제1베이스필름(412)의 하면에 접합되는 과정을 통해 제2꼭지각(A2)인 A2가 2α만큼 증가하며 이에 따라 경사면에 휘어짐이 발생하게 되어 경사각도가 변화하게 된다. 이때, A2와 2α의 각도 합은 제3꼭지각(A3) 또는 제1꼭지각(A1)에 근접하는 각도가 되는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 7을 참조하여 제2꼭지각(A2)의 각도에 따라 상기 상부광학시트(410)와 상기 하부광학시트(420)가 접합된 상태에서 상기 제2구조화패턴(422)에 의해 집광되는 빛의 굴절각도를 비교하여 살펴보면 다음과 같다.
도 7은 도 2의 상부광학시트(410)와 제2단위집광체(422a)가 접합된 상태에서 꼭지각의 크기에 따라 빛이 굴절되는 상태를 나타낸 도면이다.
먼저, 7의 (a)을 살펴보면 본 실시예와 다르게 제2단위집광체(422a)와 제3단위집광체(422b)의 꼭지각이 동일한 A3 상태에서 제1베이스필름(412)에 접합된 상태로써, 접합된 후 제2단위집광체(422a)는 A3+2α의 꼭지각을 가지게 되며 이에 따라 경사면의 경사각도도 변화하게 된다.
이와 같은 경우, 제3단위집광체(422b)의 경사면 경사각도와 제2단위집광체(422a)의 경사면 경사각도가 서로 상이하게 형성되어 각각이 하부로부터 전달되는 빛을 다른 방향으로 굴절 및 집광시키게 된다.
도시된 바와 같이 제3단위집광체(422b)는 하부에서 전달되는 빛을 수직으로 굴절시켜 상부로 전달하지만, 제2단위집광체(422a)는 제3단위집광체(422b)의 경사면 경사각도와 다르기 때문에 하부에서부터 전달되는 빛을 수직으로 굴절시키지 못하여 집광효과가 감소하게 된다.
하지만, 이와 달리 도 7의 (b)를 살펴보면 본 발명의 실시예에 다른 형태로써, 제2단위집광체(422a)의 제2꼭지각(A2)이 제3단위집광체(422b)의 제3꼭지각(A3)보다 상대적으로 작은 A2 상태에서 제1베이스필름(412) 하부에 접합된 상태이다.
제2단위집광체(422a)의 제2꼭지각(A2)이 A2상태로 제1베이스필름(412)의 하부에 접합되면, 상술한 바와 같이 제2꼭지각(A2)은 압력에 의해서 각도가 증가하게 되며 이에 따라 제3단위집광체(422b)의 제3꼭지각(A3)에 근접하게 되어 제2단위집광체(422a)의 경사면 경사각도가 제3단위집광체(422b)의 경사면 경사각도와 근접하게 된다.
그리고 이와 같은 상태에서 제2단위집광체(422a) 및 제3단위집광체(422b)는 유사한 형태를 가지게 되어 하부로부터 전달되는 빛을 수직으로 굴절 및 집광시켜 상부로 전달한다.
도 7의 (a)의 상태와 도 7의 (b)상태 각각에 따른 집광효과를 비교해보면, 도 7의 (a)경우 제2단위집광체(422a)와 제1베이스필름(412)의 접합 후 제2꼭지각(A2)과 제3꼭지각(A3)이 서로 다른 각도를 가지게 되며 이에 따라 각각의 경사면 경사각도가 상이하여 집광효과가 감소하게 된다.
하지만 본 발명의 실시예와 같이 도 7의 (b)경우 제2단위집광체(422a)와 제1베이스필름(412)의 접합 후 제2꼭지각(A2)과 제3꼭지각(A3)이 동일하여 유사한 경사면 경사각도를 형성하기 때문에 하부로부터 전달되는 빛의 집광효과가 증가하게 된다.
즉, 본 발명은 상부광학시트(410)와 하부광학시트(420)의 접합 시 접합되는 제2단위집광체(422a)의 꼭지각 각도 및 경사면 경사각도의 변화를 감안하여 설계함으로써, 접합 후 경사면이 최적의 경사각도를 가지며 빛을 집광하고 이에 따라 집광되는 빛의 휘도를 증가시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 광학시트모듈에서 상기 제2구조화패턴(422)은 제2단위집광체(422a)와 제3단위집광체(422b)를 포함하며, 제2단위집광체(422a)는 제1베이스필름(412)과의 접합 시 압력에 의해 제2꼭지각(A2) 및 경사면 경사각도가 변형되는 것을 감안하여 형성됨으로써, 제2단위집광체(422a)가 제1베이스필름(412)과 접합되면 최적의 광학특성에 따라 빛을 집광할 수 있도록 구성된다.
다음으로, 도 8 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 광학시트모듈(400)에서 별도의 접착층(430)이 더 구비된 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 8은 도 2의 광학시트모듈에서 별도의 접착층(430)이 더 포함된 구성에 대해서 나타낸 도면이고, 도 9는 도 8의 접착층(430)에 상기 접합부가 매립된 상태에 대해서 나타낸 도면이고, 도 10은 도 8의 광학시트모듈에서 접착층(430)의 형태가 변형된 상태를 나타낸 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이 기본적인 구성은 동일하나 상기 광학시트모듈(400)에 있어서 상기 상부광학시트(410)와 상기 하부광학시트(420) 사이에 별도의 접착층(430)이 더 구비된다.
상기 광학시트모듈(400)은 상기 상부광학시트(410), 상기 하부광학시트(420) 및 별도의 접착층(430)을 포함하여 구성된다.
상기 접착층(430)은 상기 상부광학시트(410)의 하부에 구비되며 상기 하부광학시트(420)와 상기 상부광학시트(410)가 접합할 수 있도록 한다. 이때, 상기 접착층(430)은 상기 확산시트(300)로부터 전달된 빛을 투과시킬 수 있도록 광 투과도가 높은 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
이와 같이, 상기 광학시트모듈(400)은 상기 접착층(430)을 더 포함하여 구성됨으로써 상기 제2구조화패턴(422)과 상기 제1베이스필름(414)의 접합 시 제2단위집광체(422a)가 접착제역할을 하지 않고 상기 접착층(430) 내부로 매립된다.
즉, 상기 접착층(430)은 상기 제1베이스필름(414)의 하면에 위치하여 상기 제2단위집광체(422a)의 상부가 상기 제1베이스필름(414)의 하부에서 상기 접착층(430) 내부로 매립된다.
또한, 제2단위집광체(422a)가 상기 접착층(430) 내부로 매립됨으로써 접합되는 면적이 더 커지게 되고 이에 따라 상기 상부광학시트(410)와 상기 하부광학시트(420)의 접합품질이 증가하게 된다.
이와 같이 상기 제2단위집광체(422a)의 상부방향 끝단부가 상기 접착층(430) 내부로 매립되는 경우, 도 9에 도시된 바와 같이 제2단위집광체(422a)의 상부방향 끝단부는 압력을 받으며 제2꼭지각(A2)이 증가하게 되고 이에 따라 제2단위집광체(422a)의 경사면 및 경사각도가 변화하게 된다.
구체적으로 제2단위집광체(422a)의 상부방향 끝단부가 접착층(430) 내부로 매립되면 접합과정에서 압력에 의해 변형되어 제2단위집광체(422a)의 제2꼭지각(A2) 및 경사면의 경사각도가 조절되며 제3단위집광체(422b)의 제3꼭지각(A3) 및 경사면의 경사각도에 근접하게 되어 안정적으로 빛을 집광할 수 있다.
즉, 제2단위집광체(422a)는 접착층(430)에 매립되는 접합과정에서 단면 궤적의 형상이 변화하며 경사면의 경사각도가 제3단위집광체(422b) 경사면의 경사각도에 근접하게 변화됨으로써, 하부로부터 전달되는 빛을 굴절시키는 각도가 조절되어 수직방향으로 빛을 집광한다.
그리고 제3단위집광체(422b)는 상대적으로 상기 제2단위집광체(422a)보다 짧은 수직거리를 가지기 때문에 접착층(430) 내부로 매립되지 않아 제3꼭지각(A3) 및 경사면의 경사각도가 변형되지 않는다.
여기서, 제3단위집광체(422b)는 상술한 바와 같이 제3꼭지각(A3) 및 경사면 경사각도가 재질에 대응하여 최적의 광학특성을 나타낼 수 있는 최적값으로 설정되기 때문에, 이에 따라 접합과정에서 제2단위집광체(422a)가 변화하며 최적의 광학특성을 나타낼 수 있도록 근접하게 된다.
이에 따라, 제3단위집광체(422b)는 하부로부터 전달되는 빛의 집광을 위해 제3꼭지각(A3) 및 경사면의 경사각도를 최적의 상태로 설정하고, 제2단위집광체(422a)는 접합시 변형되는 것을 고려하여 제2꼭지각(A2) 및 경사면 경사각도를 설정한다.
이와 같이 상기 제2단위집광체(422a)의 끝단부가 상기 접착층(430) 내부로 매립되도록 하여 접합품질을 증가시킴과 동시에 제2단위집광체(422a)와 제1베이스필름(412)의 접합 시 변형을 고려하여 제2꼭지각(A2) 및 제2단위집광체(422a)의 경사면 경사각도를 설정함으로써 상기 제2구조화패턴(422)에 의해 굴절되어 집광되는 빛의 휘도가 감소하지 않도록 한다.
한편, 도 10을 참조하여 접착층(430)이 균일하지 않은 두께를 가지는 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도시된 바와 같이 접착층(430)은 상술한 바와 달리 불균일한 두께를 가지며 제2단위집광체(422a) 중에서 일부만 상부방향 끝단부가 매립되도록 형성될 수 있다.
구체적으로 접착층(430)은 상기 제2구조화패턴(422)과 접합되는 면에 불균일한 두께를 가진 접합패턴이 형성되며, 접합패턴은 다양한 크기와 형태 및 두께를 가지도록 형성된다.
이와 같이 접착층(430) 하부에 접합패턴이 형성됨에 따라 제2단위집광체(422a)의 일부만 접착층(430) 내부로 매립되어 접합된다. 이에 따라 접착층(430) 내부로 매립되는 제2단위집광체(422a)의 개수를 줄임으로써, 접착층(430) 내부 매립에 의한 경사면 소실을 줄여 집광효과가 저하되는 것을 최소화 할 수 있다.
다음으로, 도 11 및 도 12를 참조하여 상기 제2구조화패턴(422)의 변형된 형태에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 11은 도 2의 하부광학시트(420)에서 상기 제2구조화패턴(422)의 변형된 형태에 대해서 나타낸 도면이고, 도 12는 도 2의 하부광학시트(420)에서 상기 제2구조화패턴(422)의 또 다른 변형된 형태에 대해서 나타낸 도면이다.
먼저, 도 11을 살펴보면, 복수 개의 제2단위집광체(422a) 및 제3단위집광체(422b) 중에서 일부가 연속적으로 배치되며 단면궤적의 길이가 비대칭하게 형성된다.
구체적으로 도 11을 살펴보면 복수 개의 제2단위집광체(422a)가 서로 인접하게 배치되어 있으나 각각이 서로 다른 횡 방향 피치를 가지고 상호 중첩되어 형성됨으로써 동일한 제2꼭지각(A2) 및 경사면 경사각도를 가지지만 경사면의 단면궤적 길이가 비대칭하게 형성된다.
이와 같이 제2단위집광체(422a)의 경사면 단면궤적 길이가 비대칭하게 형성됨으로써, 상기 제2구조화패턴(422)을 통해 집광된 빛에 의해서 무아레 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 또한 제3단위집광체(422b)가 상부베이스필름에 접근하는 근접도를 제한하여 Wet-out현상의 발생을 줄일 수도 있다.
이어서, 도 12를 살펴보면, 제3단위집광체(422b)는 복수 개로 구비되어 최하단부에서 최상단부에 이르는 수직거리가 불균일하게 형성되어 있다. 즉 제3단위집광체(422b)는 제2단위집광체(422a)와 달리 균일한 수직거리를 가지지 않고 다양한 길이의 수직길이를 가지게 됨으로써, 제3단위집광체(422b) 각각은 서로 다른 크기와 단면형상을 가지게 된다.
이때, 제2단위집광체(422a)는 최하단부에서 최상단부에 이르는 수직거리가 균일하게 구성되며 제2꼭지각(A2)이 모두 동일한 각도로 형성되고, 경사면의 경사각도도 동일하게 형성된다. 하지만, 제3단위집광체(422b)는 최하단부에서 최상단부에 이르는 수직거리가 불균일하게 이루어짐과 동시에 최상단부에 제3꼭지각(A3) 및 경사면 경사각도가 각각 동일한 각도를 가지도록 형성된다.
즉, 제2단위집광체(422a)는 균일한 수직거리, 제2꼭지각(A2) 및 경사면 경사각도를 가지며 이루어지지만, 제3단위집광체(422b)는 제3꼭지각(A3)과 경사면 경사각도만 동일할 뿐 최하단부에서 최상단부에 이르는 수직거리가 불균일하게 형성된다. 또한, 도시된 바와 같이 제3단위집광체(422b)의 경사면 단면의 궤적 길이가 비대칭적으로 형성될 수 있다.
이에 따라 제3단위집광체(422b)에 의해 형성된 경사면의 길이, 크기 및 상하방향에 따른 수직거리가 불규칙적으로 형성되며, 제3단위집광체(422b)에 의해서 형성된 경사면의 높이를 조절함으로써 시트면 상에 발생할 수 있는 선이 인간의 눈에 의해 감지되기 어렵게 할 수 있다.
하지만, 이와 달리 제3단위집광체(422b)는 단면 형상이 동일하게 형상을 가지며 그 크기가 서로 다르게 형성될 수도 있다.
한편, 본 발명의 광학시트 모듈에서는 도 13에 도시된 바와 같이 상부광학시트(410)는 제1구조화패턴(412)의 높이가 연장방향을 따라 변화될 수도 있다. 이 경우 제1구조화패턴(412)의 높이는 일정한 주기(P)를 가지면서 변화될 수 있으나, 높이가 연장방향을 따라서 불규칙하게 변화될 수도 있다.
다음으로, 도 14 및 도 15를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 광학시트모듈에서 별도의 반사편광필름이 더 포함된 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 14는 도 2의 광학시트모듈에서 반사편광필름이 더 포함된 상태를 나타낸 분해사시도이며 및 도 15는 도 14의 반사편광필름에 의해서 빛이 투과 또는 반사되는 상태를 나타낸 도면이다.
도시된 도면을 살펴보면, 상기 상부광학시트(410)의 상부에 별도의 반사편광필름(500)이 더 포함되어 적층형태로 구비된 구성으로써 상기 상부광학시트(410) 및 상기 하부광학시트(420)에 의해서 집광된 빛을 선택적으로 투과시킨다.
상기 반사편광필름(Reflective Polarizer: 500)이란 빛의 편광 상태에 따라 일 편광 상태의 빛을 선택적으로 투과시키고 편광 상태가 다른 빛은 상기 도광판(200)으로 되돌리는 역할을 한다. 이와 같은 필름의 일 예로 DBEF(Dual Brightness Enhancement Film: 이중 휘도 향상 필름)가 있다.
DBEF를 통과하지 못하고 반사된 빛은 BLU 하단의 상기 도광판(200)을 통해 재반사 되어 다시 상부로 향한다. DBEF는 이 가운데 편광이 맞는 빛만을 통과시킨 후 나머지 빛을 반사시키는 역할을 계속하여 반복한다.
이와 같은 과정의 반복을 통해서 원하는 편광의 빛만을 상부로 방출하기 때문에 방출되는 빛의 소실의 줄이고 디스플레이모듈의 휘도가 상승한다.
보다 구체적으로 살펴보면, 도 13에 도시된 바와 같이 상기 반사편광필름(500)은 상기 상부광학시트(410)의 상부에 적층되어 배치되며 상기 하부광학시트(420) 및 상기 상부광학시트(410)를 통과하면서 집광된 빛이 상기 반사편광필름(500)으로 향하게 된다. 여기서, 상기 반사편광필름(500)으로 향하는 빛은 서로 다른 편광의 빛이 혼합된 상태로써 상기 반사편광필름(500)이 투과시키는 영역의 편광을 가진 P1의 빛과 상기 반사편광필름(500)이 투과시키지 않는 영역의 편광을 가진 P2의 빛으로 구성된다.
도시된 바와 같이, 상기 상부광학시트(410) 및 상기 하부광학시트(420)를 통과한 빛은 P1 및 P2의 혼합상태이지만 상기 반사편광필름(500)은 P1 빛만 투과시키고 P2의 빛은 다시 하부방향으로 반사를 시킨다.
그래서 P1의 빛은 외부로 방출되지만 P2의 빛은 반사되어 하부로 되돌아가고 상기 도광판(200) 등에 의해 반사되어 다시 상부로 이동한다. 이 과정을 통해서 P2의 빛은 편광 상태가 변하게 되고 이와 같은 반복을 통해 상기 반사편광필름(500)이 투과시키기에 알맞은 상태로 변환된다.
이와 같이 상기 반사편광필름(500)을 구비함으로써 빛의 소실을 줄임과 동시에 원하는 굴절각도 및 파장을 가지는 빛을 상부로 방출하여 디스플레이모듈의 휘도를 증가시킬 수 있다.
한편, 상기 반사편광필름(500)은 상기 상부광학시트(410)의 상부에 적층되어 배치될 수 있을 뿐만 아니라 상기 상부광학시트(410)와 상기 하부광학시트(420)의 사이에 적층되어 배치될 수도 있다.
이상과 같이 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명한 실시예 외에도 본 발명의 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 형태로 구체화될 수 있다. 그러므로 본 실시예는 특정형태로 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
100: 광원 200: 도광판
300: 확산시트 400: 광학시트모듈
410: 상부광학시트 412: 제1구조화패턴
412a: 제1단위집광체 414: 제1베이스필름
420: 하부광학시트 422: 제2구조화패턴
422a: 제2단위집광체 422b: 제3단위집광체
424: 제2베이스필름 500: 반사편광필름

Claims (35)

  1. 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 제1단위집광체가 연속적으로 반복되는 제1구조화패턴을 가지는 상부광학시트;
    상부로 갈수록 횡단면적이 감소하며 상기 상부광학시트와 접합되는 제2단위집광체 및 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하며 최하단부에서 최상단부에 이르는 수직거리가 상기 제2단위집광체의 최하단부에서 최상단부에 이르는 수직거리보다 상대적으로 더 짧게 형성되는 제3단위집광체가 조합되어 연속적으로 배치되는 제2구조화패턴을 가지며 상기 상부광학시트의 하부에 적층 형태로 배치되는 하부광학시트; 및
    상기 상부광학시트와 상기 하부광학시트 사이에 형성되어 상기 제2구조화패턴의 상부방향 끝단부가 매립되는 접착층; 을 포함하고,
    상기 제2단위집광체의 최상단부 꼭지각은 상기 제3단위집광체의 최상단부 꼭지각보다 상대적으로 작게 형성되며,
    상기 제2구조화패턴은 상부방향 끝단부가 상기 접착층 내부에 매립되어 접합되며, 접합과정에서 변형되어 상기 제2단위집광체의 꼭지각이 상기 제3단위집광체의 꼭지각에 근접하도록 증가하는 것을 특징으로 하는 적층형 광학시트모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2단위집광체는,
    상부방향 끝단부가 상기 접착층 내부에 매립되어 접합되며, 접합과정에서 단면 궤적의 형상이 변형되는 것을 특징으로 하는 적층형 광학시트모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 접착층은,
    불균일한 두께를 가지며 상기 제2단위집광체 중에서 일부만 상부방향 끝단부가 매립되는 적층형 광학시트모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제3단위집광체는
    복수 개로 구비되며 최하단부에서 최상단부에 이르는 수직거리가 불균일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 적층형 광학시트모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제3단위집광체는,
    복수 개로 구비되어 서로 다른 크기 또는 형상의 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 적층형 광학시트모듈.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제3단위집광체는,
    복수 개 중 적어도 일부는 단면궤적 길이가 비대칭하게 형성되는 것을 특징으로 하는 적층형 광학시트모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제3단위집광체는,
    상기 제1단위집광체와 동일한 각도의 꼭지각을 가지는 것을 특징으로 하는 적층형 광학시트모듈.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1단위집광체 내지 상기 제3단위집광체 중에서 적어도 하나는 단면의 궤적이 직선으로 이루어진 것을 특징으로 하는 적층형 광학시트모듈.
  14. 삭제
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1단위집광체 내지 상기 제3단위집광체는 단면의 형상이 삼각형 형상인 것을 특징으로 하는 적층형 광학시트모듈.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 하부광학시트 및 상기 상부광학시트와 적층형태로 배치되어 하부로부터 전달되는 빛의 편광에 따라 선택적으로 빛을 투과시키는 반사편광필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 광학시트 모듈.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 반사편광필름은,
    상기 상부광학시트와 상기 하부광학시트 사이에 적층되어 구비되는 것을 특징으로 하는 적층형 광학시트 모듈.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 반사편광필름은,
    상기 상부광학시트의 상부에 적층되어 구비되는 것을 특징으로 하는 적층형광학시트 모듈.
  19. 제1항, 제7항 내지 제13항 및 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1구조화패턴은,
    연장방향을 따라 높이가 변화되는 것을 특징으로 하는 적층형 광학시트모듈.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 상부광학시트 및 상기 하부광학시트는,
    상기 제1구조화패턴의 연장방향 및 상기 제2구조화패턴의 연장방향이 교차되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 적층형 광학시트모듈.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제1구조화패턴의 연장방향은
    상기 제2구조화패턴의 연장방향과 수직으로 교차되는 것을 특징으로 하는 적층형 광학시트모듈.
  22. 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 제1단위집광체가 연속적으로 반복되는 제1구조화패턴을 가지는 상부광학시트; 및
    상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 경사면이 형성되며 상기 상부광학시트와 접합되는 제2단위집광체 및 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 경사면이 형성되며 최하단부에서 최상단부에 이르는 수직거리가 상기 제2단위집광체의 최하단부에서 최상단부에 이르는 수직거리보다 상대적으로 더 짧게 형성되는 제3단위집광체가 조합되어 연속적으로 배치되는 제2구조화패턴을 가지며 상기 상부광학시트의 하부에 적층형태로 배치되는 하부광학시트; 및
    상기 상부광학시트와 상기 하부광학시트 사이에 형성되어 상기 제2구조화패턴의 상부방향 끝단부가 매립되는 접착층; 을 포함하고,
    상기 제2단위집광체의 최하단부에서 최상단부에 이르는 경사면의 경사각도가 상기 제3단위집광체의 최하단부에서 최상단부에 이르는 경사면의 경사각도보다 상대적으로 더 크게 형성되며,
    상기 제2구조화패턴은 상부방향 끝단부가 상기 접착층 내부에 매립되어 접합되며, 접합과정에서 변형되어 상기 제2단위집광체 경사면의 경사각도가 변화하는 것을 특징으로 하는 적층형 광학시트모듈.
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 제22항에 있어서,
    상기 제2단위집광체는,
    상부방향 끝단부가 상기 접착층 내부에 매립되어 접합되며, 접합과정에서 단면 궤적의 형상이 변형되는 것을 특징으로 하는 적층형 광학시트모듈.
  29. 제22항에 있어서,
    상기 접착층은,
    불균일한 두께를 가지며 상기 제2단위집광체 중에서 일부만 상부방향 끝단부가 매립되는 적층형 광학시트모듈.
  30. 제22항에 있어서,
    상기 제3단위집광체는
    복수 개로 구비되며 최하단부에서 최상단부에 이르는 수직거리가 불균일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 적층형 광학시트모듈.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 제3단위집광체는,
    복수 개로 구비되어 서로 다른 크기 또는 형상의 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 적층형 광학시트모듈.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 제3단위집광체는,
    복수 개 중 적어도 일부는 단면궤적 길이가 비대칭하게 형성되는 것을 특징으로 하는 적층형 광학시트모듈.
  33. 제22항에 있어서,
    상기 제3단위집광체는,
    상기 제1단위집광체와 동일한 각도의 꼭지각을 가지는 것을 특징으로 하는 적층형 광학시트모듈.
  34. 제22항에 있어서,
    상기 제1단위집광체 내지 상기 제3단위집광체 중에서 적어도 하나는 단면의 궤적이 직선으로 이루어진 것을 특징으로 하는 적층형 광학시트모듈.
  35. 삭제
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