CN112219141B - 迷你led或微型led背光单元用光学膜 - Google Patents

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Abstract

公开一种使从迷你LED(light emitting diode)或微型LED辐射的光透过的光学膜。光学膜可以包括：第一扩散片，向该第一扩散片的一面照射所述光，在所述一面形成有包括用于所述光的扩散的珠子(beads)的珠子扩散层，并在另一面形成有包括用于所述光的扩散的图案的图案扩散层；以及第一棱镜片，为了对透过了所述第一扩散片的所述光进行聚光，在预定的方向上在该第一棱镜片的一面配置有多个棱镜。在此，所述第一扩散片的所述珠子扩散层和所述图案扩散层可以形成为所述第一扩散片的所述一面中的所述光的第一扩散率大于所述第一扩散片的所述另一面中的所述光的第二扩散率。

Description

迷你LED或微型LED背光单元用光学膜
技术领域
本发明涉及迷你LED或微型LED背光单元用光学膜，更详细而言，涉及使迷你LED或微型LED的光扩散并聚光的光学膜。
背景技术
作为对LED(light emitting diode，发光二极管)研究的进展，LED的光能转换效率得到了提高，因此LED快速地取代了以往的发光元件。
当前研发出的LED具有小型化、轻量化以及低功耗等优点。由此，LED被广泛用作各种图像显示装置的光源。
普通的背光单元根据LED光源的排列结构被划分为边缘型(edge type)和直下型(direct type)，其中，边缘型具有在导光板的一侧部配置一个或一对光源的结构，或者具有在导光板的两侧部或四侧部分别配置两个或两对光源的结构。直下型具有在光学片的下部配置多个光源的结构。
直下型与边缘型相比，可以实现分开驱动，因此可以实现比边缘型更细腻的图像，并且可以选择性地点亮或熄灭LED，因此具有适合于大面积图像显示装置的优点。
另一方面，当前趋势是LED光源的芯片大小逐渐变得小型化。随着LED光源变得小型化，可以减少图像显示装置的功耗且可以改善光的均匀度。
发明内容
(技术课题)
本发明提供一种对从迷你LED或微型LED辐射的光有效地且均匀地进行扩散和聚光的光学膜。
(技术课题的解决手段)
本发明的一实施例涉及的使从迷你LED(light emitting diode)或微型LED辐射的光透过的光学膜可以包括：第一扩散片，向该第一扩散片的一面照射所述光，在所述一面形成有包括用于所述光的扩散的珠子(beads)的珠子扩散层，并在另一面形成有包括用于所述光的扩散的图案的图案扩散层；以及第一棱镜片，为了对透过了所述第一扩散片的所述光进行聚光，在预定的方向上在该第一棱镜片的一面配置有多个棱镜。在此，所述第一扩散片的所述珠子扩散层和所述图案扩散层形成为所述第一扩散片的所述一面中的所述光的第一扩散率大于所述第一扩散片的所述另一面中的所述光的第二扩散率。
(发明效果)
根据本发明的各种实施例，可以提供对从迷你LED或微型LED辐射的光有效地且均匀地进行扩散和聚光的光学膜。
附图说明
图1表示本发明的一实施例涉及的LCD装置的剖视图。
图2表示本发明的一实施例涉及的直下型LED。
图3表示本发明的其他实施例涉及的LCD装置的剖视图。
图4表示本发明的一实施例涉及的直下型迷你LED或直下型微型LED。
图5表示本发明的一实施例涉及的光学膜。
图6是本发明的一实施例涉及的光学膜的剖视图。
图7是本发明的其他实施例涉及的光学膜的剖视图。
图8是本发明的又一实施例涉及的光学膜的剖视图。
图9是本发明的又一实施例涉及的光学膜的剖视图。
图10是本发明的又一实施例涉及的光学膜的剖视图。
图11是本发明的又一实施例涉及的光学膜的剖视图。
图12表示本发明的一实施例涉及的LED光的照射形态。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明本发明的优选实施例的工作原理。另外，在说明针对发明的实施例时，当判断为对相关的公知功能或构成的具体说明有可能影响本公开的主旨的情况下，将省略对其的详细说明。此外，以下所使用的各用语是考虑在本发明中的功能而定义的，其可以根据使用者或运用者的意图或惯例等而不同。因此，所使用的各用语的定义应当基于本说明书的整体内容及与其相应的功能来进行解释。
背光单元(backlight unit)是LCD(liquid crystal display，液晶显示器)的光源。LCD是自身无法发光的器件。由此，具备光源的背光单元在LCD的背面朝向液晶面板照射光。由此，能够实现可识别的图像。
背光单元将冷阴极荧光灯(cold cathode fluorescent lamp：CCFL)、外部电极荧光灯(external electrode fluorescent lamp)以及发光二极管(light emitting diode：LED，以下称为LED)等用作光源。
背光单元根据光源的排列结构被划分为边缘型(edge type)和直下型(directtype)，直下型与边缘型相比可以实现分开驱动，因而可以实现比边缘型更加细腻的图像。
以下，详细说明包括于直下型LED背光单元的光学膜(optical film)。
图1表示本发明的一实施例涉及的LCD装置的剖视图。
参照图1，LCD装置1可以包括LED背光单元10和LCD面板(panel)20。
LED背光单元10可以包括直下型LED111和光学膜113。
参照图2，直下型LED111可以在板型的衬底以象棋板形式排列多个LED111。在该情况下，可以将多个LED111之间的距离A设定为预定的距离。
光学膜113可以包括至少一个扩散片和至少一个棱镜片。在此，扩散片使从直下型LED111辐射的光均匀地扩散。在此，棱镜片为了对由扩散片扩散的光进行聚光而配置有三角形的多个棱镜。
图3表示本发明的其他实施例涉及的LCD装置的剖视图。
以下，省略与在上述的图1和图2中说明的内容重复的说明。
参照图3，直下型LED111’可以在板型的衬底以象棋板形式排列多个小型化的LED111’(以下，为了便于说明，将小型化的LED统称为迷你LED或微型LED)。参照图4，随着迷你LED或微型LED111’被用作背光单元，可以将多个迷你LED或微型LED111’之间的距离B设定成比多个LED111之间的距离A短。
LED可以根据LED芯片的大小被划分为大型(large)LED(芯片的大小：1000μm以上)、中型(middle)LED(芯片的大小：300-500μm)、小型(small)LED(芯片的大小：200-300μm)、迷你(mini)LED(芯片的大小：100-200μm)、微型(micro)LED(芯片的大小：100μm以下)。
在此，LED当然并不限于基于上述大小的分类。例如，迷你LED或微型LED111’也可以被定义为200μm以下的芯片大小的情况。或者，可以将迷你LED和微型LED命名为超小型LED。
由于背光单元的LED的芯片大小越小，越容易调整LED的个数，因此可以提高LCD装置1、1'的亮度特性和色均匀度，并且可以实现微小化(Slim)。
另外，LED的芯片大小越小，越可以减少功耗，从而可以减少便携式装置的电池消耗，并可以延长电池的寿命。
另外，与以往的直下型LED相比，当使用迷你LED或微型LED111’的情况下，由于LED的大小变小，因此可以实现局部调光(local dimming)。通过局部调光，可以改善画质并有效使用电力。在此，局部调光是基于画面的构成或特性控制用作背光单元的LED的明亮度的技术，是可以大幅改善对比度且减少功耗的技术。作为局部调光的一例，可以将与暗画面对应的迷你LED或微型LED111’的明亮度调整得相对暗，从而表现出暗的颜色，并且可以使与亮的画面对应的迷你LED或微型LED111’的明亮度相对亮，从而表现出鲜明的颜色。
但是，随着LED被小型化，要求光的扩散可以更容易且均匀，为此，具有向LED插入透镜来控制光的光束角的方法。这种方法很难适用于迷你LED或微型LED。因此，要求起光扩散功能的光学膜113’的性能的改善。尤其是，要求光学膜113’所包括的扩散片构成为对于迷你LED或微型LED111’的光的扩散而言是最佳的。以下，通过各种实施例，详细说明这种光学膜113’。
图5表示本发明的一实施例涉及的光学膜。
参照图5，光学膜500包括扩散片(510、520)和棱镜片(530、540)。
扩散片(510、520)可以包括第一扩散片510和第二扩散片520。
第一扩散片510可以使照射至第一扩散片510的下表面的光扩散。
第二扩散片520可以配置在第一扩散片510的上表面而使透过了第一扩散片510的光扩散。
第一扩散片510和第二扩散片520可以包括透明或半透明的膜(例如，PET、PC、PES、COP、PE、PEN、PAR等)以及珠子扩散层和图案扩散层中的至少一个，其中，珠子扩散层包括用于使光扩散的珠子(beads)，图案扩散层形成有用于使光扩散的图案。在此，珠子扩散层可以涂布添加了光扩散剂珠子的固化树脂(例如，从氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯、丙烯酸酯和产生自由基型单体之中选择至少一种以上的单独或混合的物质)溶液，并通过光扩散剂珠子引发光扩散。另外，图案扩散层可以形成有均匀或不均匀大小的形状(例如，球形)的突起图案，从而促进光的扩散。
棱镜片(530、540)为了对透过了第一扩散片510和第二扩散片520的光进行聚光，可以在预定的方向上在上表面配置多个棱镜。
棱镜片(530、540)可以在PET膜(或基底膜531、541)的上表面配置多个棱镜532、542(或者也可以是柱状透镜)。在此，多个棱镜532、542对透过了第一扩散片510和第二扩散片520的光进行聚光，从而起到提高LCD装置1、1’的视听范围内的明亮度(或亮度)的作用。
另外，多个棱镜532、542可以是单一形态的反向棱镜片的形态，当然也可以是层叠多个棱镜而被接合的正向棱镜片的形态。
另外，配置在棱镜片(530、540)之中的第一棱镜片530的多个棱镜532可以在第一棱镜片530的上表面沿着一方向被配置，配置在棱镜片(530、540)中的第二棱镜片540的多个棱镜542可以沿着与第一棱镜片530的上表面的所述一方向正交的方向被配置。
扩散片(510、520)和棱镜片(530、540)的配置方式并不限于图5的实施例。具体而言，可以随机配置第一扩散片510、第二扩散片520、第一棱镜片530和第二棱镜片540。作为一例，可以按照第一扩散片510、第一棱镜片530、第二棱镜片540及第二扩散片520的顺序进行配置。
以下，参照图6至图11来详细说明构成为适合于迷你LED或微型LED的背光单元的光学膜的各种实施例。
图6是本发明的一实施例涉及的光学膜的剖视图。
参照图6，光学膜包括扩散片600。扩散片600包括基底膜(或PET膜)601、珠子(beads)扩散层602和图案扩散层603。
基底膜601相当于扩散片600的主体部。作为一例，基底膜601是可以形成有珠子扩散层602和图案扩散层603的主体。
珠子扩散层602可以形成在扩散片600的一面。向珠子扩散层602可以照射从迷你LED或微型LED辐射的光。珠子扩散层602可以包括用于光的扩散的珠子。
图案扩散层603可以形成在扩散片600的另一面。图案扩散层603可以包括/形成有用于光的扩散的图案。
光学膜还可以包括棱镜片。在此，棱镜片可以为了对透过了扩散片600的光进行聚光而在预定的方向上在一面配置有多个棱镜。
在该情况下，珠子扩散层602和图案扩散层603可以形成为扩散片600的一面中的光的第一扩散率大于另一面中的光的第二扩散率。
在此，第一扩散率可以基于珠子扩散层602所包括的珠子的密度来决定。另外，第二扩散率可以基于图案扩散层603所包括的图案的形态以及图案的密度中的至少一个来决定。
在该情况下，图案的形态可以是球形、波浪形、多边形等各种形态。另外，图案的密度可以是预先定义的大小的图案被密集的程度。作为一例，可以在一区域形成有图案，但在其他区域不形成图案。
光学片可以包括追加扩散片。在此，在追加扩散片的一面和另一面中的至少一个面，可以形成用于光的扩散的珠子扩散层或用于光的扩散的图案扩散层。
图7是本发明的其他实施例涉及的光学膜的剖视图。
参照图7，光学片700包括第一扩散片710和第二扩散片720。在此，第一扩散片710的上表面(或一面)和第二扩散片720的下表面(或另一面)可以通过粘接剂730被接合。
光学片700可以构成为能够使从迷你LED或微型LED照射的光均匀地扩散。
例如，包括用于光的扩散的珠子的珠子扩散层712可以形成在第一扩散片710(或第一PET711)的上表面或下表面中的一个面(作为一例，在图7中是下表面)，并且形成有用于光的扩散的图案的图案扩散层722可以形成在第二扩散片720(或第二PET721)的上表面或下表面中的一个面(作为一例，在图7中是上表面)，使得第一扩散片710中的光的扩散率具有比第二扩散片720中的光的扩散率大的值。
在此，光的扩散率作为一例可以被定义为雾度(haze)值，对于雾度值，可以如下述数学式1那样进行定义。在此，雾度值的单位可以是％。
[数学式1]
Figure GDA0002814257320000071
具体而言，光学片700的扩散片(710、720)具有雾度特性。雾度特性可以被定义为，通过透明的材料时，根据材料的固有特性，光被扩散，从而表现出不透明的现象(例如，阴暗现象)。
通过雾度值的调整，可以实现期望的亮度和视角。作为一例，若雾度值在30％以下，则光的扩散率低，因此视角可能会变窄。作为其他例，若雾度值在90％以上，则光的透过率低，因此亮度也会变低。
雾度值的调整可以形成如珠子扩散层712或图案扩散层722这样的扩散层来调整。
迷你LED或微型LED的光的情况下，与小型以上的以往的LED所辐射的光相比，光的强度虽然小，但是光到达的面积可以小。因此，在将迷你LED或微型LED用作背光单元的情况下，与将以往的直下型LED用作背光单元的情况相比，扩散片的扩散率应更高。为此，例如，可以将光学片700构成为光优先照射的第一扩散片710的光的扩散率大于第二扩散片720的光的扩散率。
以下，图8至图11是构成为可以使从迷你LED或微型LED照射的光均匀地扩散的光学膜的又一实施例，以下，为了便于说明，省略与图7重复的说明。
图8是本发明的又一实施例涉及的光学膜的剖视图。
参照图8，包括用于光的扩散的珠子的珠子扩散层812可以形成在第一扩散片810(或第一PET811)的上表面或下表面中的一个面(作为一例，在图8中是下表面)，并且形成有用于光的扩散的图案的图案扩散层822可以形成在第二扩散片820(或第二PET821)的上表面或下表面中的一个面(作为一例，在图8中是上表面)，使得第一扩散片810的光的扩散率具有比第二扩散片820的光的扩散率大的值。在该情况下，第一扩散片810的上表面和第二扩散片820的下表面可以通过粘接剂830被接合。在此，粘接剂830可以包括多个珠子，从而可以提高迷你LED或微型LED的光的扩散率。
如上所述，图8的光学膜800可以构成为光优先照射的第一扩散片810的光的扩散率大于第二扩散片820的光的扩散率。
图9是本发明的又一实施例涉及的光学膜的剖视图。
参照图9，包括用于光的扩散的珠子的珠子扩散层912可以形成在第一扩散片910(或第一PET911)的上表面或下表面中的一个面(作为一例，在图9中是下表面)，形成有用于光的扩散的图案的图案扩散层922可以形成在第二扩散片920(或第二PET921)的上表面或下表面中的一个面(作为一例，在图9中是上表面)，使得第一扩散片910的光的扩散率具有比第二扩散片920的光的扩散率大的值。在该情况下，第一扩散片910的上表面以及第二扩散片920的下表面可以通过粘接剂930被接合。在此，第一扩散片910的珠子扩散层912还可以形成有用于光的扩散的图案。
如上所述，图9的光学膜900可以构成为光优先照射的第一扩散片910的光扩散率大于第二扩散片920的光扩散率。
图10是本发明的又一实施例涉及的光学膜的剖视图。
参照图10，包括用于光的扩散的珠子的图案扩散层1012可以形成在第一扩散片1010(或第一PET1011)的上表面或下表面中的一个面(作为一例，在图10中是下表面)，并且形成有用于光的扩散的图案的图案扩散层1022可以形成在第二扩散片1020(或第二PET1021)的上表面或下表面中的一个面(作为一例，在图10中是上表面)，使得第一扩散片1010中的光的扩散率具有比第二扩散片1020中的光的扩散率大的值。在该情况下，第一扩散片1010的上表面以及第二扩散片1020的下表面可以通过粘接剂1030被接合。在此，粘接剂1030可以包括多个珠子来提高迷你LED或微型LED的光扩散率。
如上所述，图10的光学膜1000可以构成为光优先照射的第一扩散片1010的光扩散率大于第二扩散片1020的光扩散率。
图11是本发明的又一实施例涉及的光学膜的剖视图。
参照图11，包括用于光的扩散的珠子的图案扩散层1112可以形成在第一扩散片1110(或第一PET1111)的上表面或下表面中的一个面(作为一例，在图11中是下表面)，并且包括用于光的扩散的珠子的珠子扩散层1122可以形成在第二扩散片1120(或第二PET1121)的上表面或下表面中的一个面(作为一例，在图11中是上表面)，使得第一扩散片1110中的光的扩散率具有比第二扩散片1120中的光的扩散率大的值。在该情况下，第一扩散片1110的上表面以及第二扩散片1120的下表面可以通过粘接剂1130被接合。
如上所述，图11的光学膜1100可以构成为光优先照射的第一扩散片1110的光扩散率大于第二扩散片1120的光扩散率。
另一方面，可以将LED与光学膜之间的距离定义为OD(optical distance)。
作为一例，图1和图3是将OD设定成使基于光照射的暗部(dark space)和重叠区域(bright space)最小的情况。
图12表示本发明的一实施例涉及的光的照射形态。
作为一例，图12可以是在背光单元配置与中大型LED的数量相同的迷你LED或微型LED的情况。
在该情况下，可以在维持迷你LED或微型LED1220与光学膜1210之间的预定的OD的同时分布有暗部1211。
为了显示装置的微小化，必须缩短OD。缩短OD时，暗部1211可能会分布得更宽。在该情况下，可以利用本发明的上述的各实施例涉及的扩散片来提高光的扩散率，从而有效缩小暗部1211。
例如，光学膜1210所包括的第一扩散片的珠子扩散层可以形成为光以预定的强度以上的强度照射的区域和光以小于预定的强度的强度照射的区域的珠子的密度不同。
作为一例，可以配置成珠子的密度在光以预定的强度以上的强度照射的区域相对高从而使得光更容易扩散，并且珠子的密度在光以小于预定的强度的强度照射的区域相对低。
作为其他例，光学膜1210所包括的第二扩散片的图案扩散层可以形成为光以预定的强度以上的强度照射的区域的图案和光以小于预定的强度的强度照射的区域的图案不同。
作为一例，可以配置成在光以预定的强度以上的强度照射的区域相对密集地配置图案突起使得光更容易扩散，并且在光以小于预定的强度的强度照射的区域相对稀疏地配置图案突起。
以上，详细说明了构成为光优先照射的第一扩散片的光扩散率大于第二扩散片的光扩散率的光学膜的各种实施例。
根据这种各实施例，通过使第一扩散片和第二扩散片的扩散率不同，从而可以有效地产生光的多分散。由此，可以使光有效地扩散。
以上，图示并说明了本发明的各实施例，但是本领域技术人员应当能够理解在不超出由权利要求书及其等同物定义的本实施例的思想以及范围的情况下，可以对方式及细节进行各种变更。

Claims (10)

1.一种光学膜，使从迷你LED或微型LED辐射的光透过，该光学膜包括：
第一扩散片，包括向该第一扩散片照射所述光的第一面和面向与所述第一面相反的方向的第二面，其中包括用于改变所述光的扩散率的珠子的珠子扩散层设置在所述第一面上，和包括用于所述光的扩散的图案的图案扩散层设置在所述第二面上；以及
第一棱镜片，为了对透过了所述第一扩散片的所述光进行聚光，在预定的方向上在该第一棱镜片的一面配置有多个棱镜，
其中所述珠子扩散层和所述图案扩散层形成为：所述珠子扩散层的所述光的第一扩散率大于所述图案扩散层的所述光的第二扩散率。
2.根据权利要求1所述的光学膜，其中，
所述第一扩散率或第二扩散率是雾度值，所述雾度值被定义为：
Figure FDA0003617567750000011
3.根据权利要求1所述的光学膜，其中，
基于所述珠子扩散层所包括的所述珠子的密度决定所述第一扩散率，
基于所述图案扩散层所包括的所述图案的形态和所述图案的密度中的至少一个决定所述第二扩散率。
4.根据权利要求1所述的光学膜，其中，
所述第一扩散片的所述珠子扩散层还形成有用于所述光的扩散的图案。
5.根据权利要求1所述的光学膜，其中，
所述光学膜还包括第二扩散片，
所述第二扩散片的一面和另一面中的至少一个面形成有用于所述光的扩散的珠子扩散层或用于所述光的扩散的图案扩散层。
6.根据权利要求5所述的光学膜，其中，
通过粘接剂层接合所述第一扩散片的所述另一面与所述第二扩散片的所述一面及所述另一面中的一个面。
7.根据权利要求6所述的光学膜，其中，
所述粘接剂层包括用于所述光的扩散的所述珠子。
8.根据权利要求1所述的光学膜，其中，
所述珠子扩散层形成为：在所述光以预定强度以上的强度照射的区域和所述光以小于所述预定强度的强度照射的区域，珠子的密度不同。
9.根据权利要求1所述的光学膜，其中，
所述图案扩散层形成为：所述光以预定强度以上的强度照射的区域的图案和所述光以小于所述预定强度的强度照射的区域的图案的形态或密度不同。
10.根据权利要求1所述的光学膜，其中，
所述光学膜还包括第二棱镜片，
在所述第一棱镜片的一面沿着一方向对配置于所述第一棱镜片的多个棱镜进行配置，
沿着与所述第一棱镜片的所述一面的所述一方向正交的方向，在所述第二棱镜片的一面对配置于所述第二棱镜片的多个棱镜进行配置。
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