JP2011523102A - Optical element, backlight unit including the same, and liquid crystal display device - Google Patents
Optical element, backlight unit including the same, and liquid crystal display device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011523102A JP2011523102A JP2011513420A JP2011513420A JP2011523102A JP 2011523102 A JP2011523102 A JP 2011523102A JP 2011513420 A JP2011513420 A JP 2011513420A JP 2011513420 A JP2011513420 A JP 2011513420A JP 2011523102 A JP2011523102 A JP 2011523102A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical element
- optical
- fine
- element according
- optical pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 296
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 title claims abstract description 74
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 28
- -1 Polyethylene Polymers 0.000 description 8
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 8
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 8
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 8
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 8
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001795 light effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/04—Prisms
- G02B5/045—Prism arrays
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
- G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
- G02B5/021—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
- G02B5/0215—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures the surface having a regular structure
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
- G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
- G02B5/021—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
- G02B5/0231—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures the surface having microprismatic or micropyramidal shape
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
- G02B5/0273—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use
- G02B5/0278—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use used in transmission
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
- G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
- G02B6/0053—Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133504—Diffusing, scattering, diffracting elements
- G02F1/133507—Films for enhancing the luminance
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
Abstract
本発明は、液晶表示装置で輝度特性を最大限維持しながら集光効果を高めて広い視野角を有するようにする光学素子と、このような光学素子を含むバックライトユニット及び液晶表示装置に関するものである。このための本発明による光学素子の一実施例は、光透過性を有するベースフィルム;該ベースフィルムの少なくとも一面に形成された複数の凸部;及び前記凸部上の一部に複数の山と谷が連続に形成された微細光学パターン;を含んで構成される。一方、本発明による光学素子の他の実施例は、光透過性を有するベースフィルム;及び前記ベースフィルムの少なくとも一面に形成された複数の第3微細光学パターン;を含むが、前記各第3微細光学パターンは前記ベースフィルムの表面と接する部分が長軸と短軸を有する図形で形成されて、前記第3微細光学パターンに具備された山の高さは前記図形の長軸方向に沿って、その中心部から両端部に行くほど低くなるように形成するものである。The present invention relates to an optical element that enhances a condensing effect and has a wide viewing angle while maintaining luminance characteristics to the maximum in a liquid crystal display device, and a backlight unit including such an optical element and a liquid crystal display device It is. For this purpose, an embodiment of the optical element according to the present invention includes: a base film having optical transparency; a plurality of protrusions formed on at least one surface of the base film; and a plurality of peaks on a part of the protrusions. A fine optical pattern in which valleys are continuously formed. Meanwhile, another embodiment of the optical element according to the present invention includes: a base film having optical transparency; and a plurality of third fine optical patterns formed on at least one surface of the base film. The optical pattern is formed with a figure having a major axis and a minor axis at a portion in contact with the surface of the base film, and the height of the crest provided in the third fine optical pattern is along the major axis direction of the figure. It is formed so as to become lower from the center to both ends.
Description
本発明は、液晶表示装置(LCD)に使用される光学素子に関するものであり、特に、液晶表示装置で高輝度特性を最大限維持しながら集光効果を高めて広い視野角を有するようにする光学素子と、これを含むバックライトユニット及び液晶表示装置に関するものである。 The present invention relates to an optical element used in a liquid crystal display device (LCD), and in particular, enhances a light collecting effect and has a wide viewing angle while maintaining high luminance characteristics to the maximum in the liquid crystal display device. The present invention relates to an optical element, a backlight unit including the optical element, and a liquid crystal display device.
一般に、液晶表示装置(LCD:Liquid Crystal Display)で広く使用される光学素子としては、導光板、拡散板、プリズムシート、液晶パネル等がある。このような光学素子等は液晶表示装置の光拡散、集光、輝度改善等のために通常的に使用されている。例えば、液晶表示装置に使用されるバックライトユニットでは光源から入射された光線が導光板を通じて面光源に変換された後に拡散板によって拡散して、プリズムシートの下方に入射される。この時、プリズムシートは入射された光を光出射面に集光することで液晶表示装置の輝度を向上させることができる。 In general, optical elements widely used in a liquid crystal display (LCD) include a light guide plate, a diffusion plate, a prism sheet, and a liquid crystal panel. Such an optical element or the like is usually used for light diffusion, light collection, luminance improvement and the like of a liquid crystal display device. For example, in a backlight unit used in a liquid crystal display device, a light beam incident from a light source is converted into a surface light source through a light guide plate, diffused by a diffusion plate, and then incident below a prism sheet. At this time, the prism sheet can improve the brightness of the liquid crystal display device by collecting the incident light on the light exit surface.
図1は、従来の一般的な液晶表示装置の概略的な断面図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a conventional general liquid crystal display device.
図1に示されたように、液晶表示装置10は大きくバックライトユニット(A)とパネルユニット(B)で構成される。バックライトユニット(A)は、光源10から入射された光線を拡散出射させる導光板12と拡散板13、拡散板13から入射される光を集光させて出射させる一つ以上のプリズムシート14、プリズムシート14から入射される光を選択反射させる反射偏光膜15及び反射偏光膜15を透過した円偏光を直線偏光に変換させる位相遅延層16を含んで構成される。パネルユニット(B)は、バックライトユニット(A)から出射される光のうちで直線偏光は透過させて、円偏光は50%を透過させて、残りは吸収する吸収型偏光膜17及び視覚的に画面を表示する液晶パネル18を含んで構成される。説明された図面符号11は反射板である。
As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device 10 is largely composed of a backlight unit (A) and a panel unit (B). The backlight unit (A) includes a
このような液晶表示装置に使用される各種光学素子の場合、高輝度のための集光機能の向上に対する技術開発が重点的になされた。これはLCD装置がモバイル、ノートブックコンピューター等個人用電子機器に主に使用されるからである。したがって、このような個人用電子機器の場合、視野角は大きい問題として発現しなかった。ところが、最近になってLCD TVが大型化されて、値下げで大衆化されながら多くの視聴者が同時に視聴することができるようになり、特に、車両のナビゲーション装置は、運転席と補助席で同時に確認できるように広い視野角が要求されている。 In the case of various optical elements used in such a liquid crystal display device, technological development has been focused on improving the light collecting function for high luminance. This is because the LCD device is mainly used for personal electronic devices such as mobile and notebook computers. Therefore, in the case of such a personal electronic device, the viewing angle did not appear as a big problem. However, recently, LCD TVs have become larger, and many viewers can watch at the same time while becoming popular due to price cuts. In particular, vehicle navigation devices are used simultaneously in the driver's seat and auxiliary seat. A wide viewing angle is required for confirmation.
これに対して、従来は、広視野角を有する光学素子として、拡散シートを多数枚積層して使用する方法と、反射偏光フィルムを使用する方法とが用いられている。前記の拡散シートを多数枚使用する方法は、輝度上昇に限界があって、多数枚積層することで、製品の厚さが厚くなる短所があり、後者の反射偏光フィルムを使用する方法は、反射偏光フィルムがいまだに市場独占的な商品であるために、その価格が高く、製品の競争力を落とすという問題点がある。 On the other hand, conventionally, as an optical element having a wide viewing angle, a method of laminating a large number of diffusion sheets and a method of using a reflective polarizing film are used. The method of using a large number of the diffusion sheets has a limitation in increasing the brightness, and there is a disadvantage that the thickness of the product is increased by laminating a large number of sheets. The method of using the latter reflective polarizing film is a reflection Since the polarizing film is still a market-exclusive product, its price is high and the competitiveness of the product is reduced.
したがって、該当技術分野では、液晶表示装置で、広い視野角を有するようにする光学素子に対する技術開発が継続的に要求されて来ている。 Therefore, in the corresponding technical field, there has been a continuous demand for technological development for an optical element that has a wide viewing angle in a liquid crystal display device.
本発明は、前記した従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、液晶表示装置で、高輝度特性を最大限維持しながら、スリムでありながらも、チープな費用で、集光効果を高めて、広い視野角を有するようにする光学素子を提供することにその目的がある。 The present invention has been proposed in order to solve the above-described problems of the prior art. In a liquid crystal display device, while maintaining high luminance characteristics to the maximum, it is slim, but at a low cost. The object is to provide an optical element that enhances the light effect and has a wide viewing angle.
また、本発明は、このような光学素子を含むバックライトユニット及び液晶表示装置を提供することに他の目的がある。 Another object of the present invention is to provide a backlight unit and a liquid crystal display device including such an optical element.
前記した目的を達成するための本発明の一実施態様による光学素子は、光透過性を有するベースフィルム;該ベースフィルムの少なくとも一面に形成されて入射光を拡散させる複数の凸部;及び前記凸部上に形成されて入射光を集光して出射させる第1微細光学パターン;を含むものである。 In order to achieve the above object, an optical element according to an embodiment of the present invention includes a base film having light transmittance; a plurality of protrusions formed on at least one surface of the base film to diffuse incident light; A first fine optical pattern formed on the portion for collecting and emitting incident light.
ここで、前記第1微細光学パターンは、凸部上の一部に山と谷が連続的に形成されることができる。 Here, the first fine optical pattern may have peaks and valleys continuously formed on a part of the convex portion.
本発明の一実施態様では、前記ベースフィルムの他の一面に形成されて入射光を集光または/及び拡散させる第2微細光学パターンをさらに含むことができるし、前記第2微細光学パターンは山と谷が連続的に形成されることができる。 In one embodiment of the present invention, it may further include a second fine optical pattern that is formed on the other surface of the base film and collects and / or diffuses incident light. And valleys can be formed continuously.
本発明の一実施態様では、前記第1微細光学パターン及び第2微細光学パターンは、それぞれの山と谷がお互いに平行に配列されることができる。 In one embodiment of the present invention, the first micro optical pattern and the second micro optical pattern may have their crests and valleys arranged in parallel to each other.
本発明の一実施態様では、前記第1微細光学パターン及び第2微細光学パターンは、それぞれの山と谷が所定の傾斜角を構成しながら配列されることができる。 In one embodiment of the present invention, the first fine optical pattern and the second fine optical pattern may be arranged such that respective peaks and valleys constitute a predetermined inclination angle.
本発明の一実施態様では、前記凸部の直径は50〜100μmで構成されることが望ましい。 In one embodiment of the present invention, it is desirable that the convex portion has a diameter of 50 to 100 μm.
本発明の一実施態様では、前記凸部は、長軸と短軸を有する図形に形成されて、長軸の長さは50〜100μmで構成されて、短軸の長さは1〜100μmで構成されることができる。 In one embodiment of the present invention, the convex part is formed in a figure having a major axis and a minor axis, the major axis has a length of 50 to 100 μm, and the minor axis has a length of 1 to 100 μm. Can be configured.
本発明の一実施態様では、前記凸部の高さは10〜40μmで構成されることが望ましい。 In one embodiment of the present invention, it is preferable that the height of the convex portion is 10 to 40 μm.
本発明の一実施態様では、前記凸部の間の距離は50〜150μmで構成されることが望ましい。 In one embodiment of the present invention, the distance between the convex portions is preferably 50 to 150 μm.
本発明の一実施態様では、前記複数の凸部のうちで少なくとも一部はその高さが相異することができる。 In one embodiment of the present invention, at least some of the plurality of convex portions may have different heights.
本発明の一実施態様では、前記第1微細光学パターンの山の高さは5〜30μmで構成されることが望ましい。 In one embodiment of the present invention, it is preferable that the height of the peak of the first fine optical pattern is 5 to 30 μm.
本発明の一実施態様では、前記第1微細光学パターンの山の幅は10〜30μmで構成されることが望ましい。 In one embodiment of the present invention, it is preferable that the first fine optical pattern has a peak width of 10 to 30 μm.
本発明の一実施態様では、前記第1微細光学パターンは、山の高さがお互いに異なるように形成されることができる。 In one embodiment of the present invention, the first micro optical pattern may be formed such that the heights of the peaks are different from each other.
本発明の一実施態様では、前記第1微細光学パターンは前記各凸部の中央部に形成されることができる。 In one embodiment of the present invention, the first micro optical pattern may be formed at a central portion of each convex portion.
本発明の一実施態様では、前記凸部のうちで前記第1微細光学パターンが形成されない残り部分は、一定な曲率で湾曲された形状で構成されることができる。 In one embodiment of the present invention, the remaining portion of the convex portion where the first fine optical pattern is not formed may be formed in a shape curved with a constant curvature.
一方、前記目的を達成するための本発明の他の実施例による光学素子は、光透過性を有するベースフィルム;及び前記ベースフィルムの少なくとも一面に形成されて入射光を集光及び拡散させる複数の第3微細光学パターン;を含むが、前記各第3微細光学パターンは前記ベースフィルムの表面と接する部分が長軸と短軸を有する図形に形成されて、前記第3微細光学パターンに具備された山の高さは、前記図形の長軸方向に沿ってその中心部から両端部に行くほど低くなるように形成するものである。 Meanwhile, an optical element according to another embodiment of the present invention for achieving the above object includes a base film having optical transparency; and a plurality of optical elements that are formed on at least one surface of the base film to collect and diffuse incident light. Each of the third micro optical patterns is formed in a figure having a major axis and a minor axis at a portion in contact with the surface of the base film, and is provided in the third micro optical pattern. The height of the mountain is formed so as to decrease from the center to both ends along the long axis direction of the figure.
ここで、前記ベースフィルムの一面には、複数の第3微細光学パターンが形成されて、前記ベースフィルムの他の一面には入射光を集光または/及び拡散させるように第4微細光学パターンが形成されることができる。 Here, a plurality of third micro optical patterns are formed on one surface of the base film, and a fourth micro optical pattern is formed on the other surface of the base film so as to collect or / and diffuse incident light. Can be formed.
本発明の一実施態様では、前記第4微細光学パターンは、山と谷が連続的に形成されることができる。 In one embodiment of the present invention, the fourth fine optical pattern may have peaks and valleys continuously formed.
本発明の一実施態様では、前記第3微細光学パターン及び第4微細光学パターンは、それぞれの山が所定の傾斜角を構成しながら配列されることができる。 In one embodiment of the present invention, the third micro optical pattern and the fourth micro optical pattern may be arranged such that each mountain forms a predetermined inclination angle.
本発明の一実施態様では、前記第3微細光学パターンの山は、前記楕円形状の長軸に沿って一定な曲率半径に湾曲されて構成されることができる。 In one embodiment of the present invention, the crest of the third fine optical pattern may be configured to be curved to a constant radius of curvature along the elliptical long axis.
本発明の一実施態様では、前記第3微細光学パターンの山の中心部高さは、0.2〜200μmで構成されることが望ましい。 In one embodiment of the present invention, it is desirable that the height of the central portion of the third fine optical pattern is 0.2 to 200 μm.
本発明の一実施態様では、前記第3微細光学パターンを形成する図形の長軸及び短軸の長さは、それぞれ1〜5000μm及び1〜100μmで構成されることが望ましい。 In one embodiment of the present invention, it is preferable that the major axis and the minor axis of the figure forming the third fine optical pattern have a length of 1 to 5000 μm and 1 to 100 μm, respectively.
本発明の一実施態様では、前記第3微細光学パターンの間の距離は1〜5000μmで構成されることが望ましい。 In one embodiment of the present invention, the distance between the third fine optical patterns is preferably 1 to 5000 μm.
本発明の一実施態様では、前記第3微細光学パターンは、マトリックス形態に配列されることができる。 In one embodiment of the present invention, the third micro optical pattern may be arranged in a matrix form.
本発明の一実施態様では、前記第3微細光学パターンは、お互いに交差で配列されることができる。 In one embodiment of the present invention, the third micro optical patterns may be arranged crossing each other.
他の一方では、本発明は、前記した実施例等に記載した光学素子を含んで構成されたバックライトユニット及びこのようなバックライトユニットを含んで構成された液晶表示装置を提供する。 On the other hand, the present invention provides a backlight unit configured to include the optical element described in the above-described embodiments and the like, and a liquid crystal display device configured to include such a backlight unit.
本発明によれば、液晶表示装置で、チープな費用で、集光効果を高めて、広い視野角を具現することができる。 According to the present invention, a liquid crystal display device can realize a wide viewing angle by increasing the light condensing effect at a low cost.
また、本発明では、正面での輝度だけではなく、側面での輝度を向上させて、液晶表示装置の画面全体にかけて均一な輝度を維持することができる。 Further, according to the present invention, not only the luminance at the front but also the luminance at the side can be improved, and uniform luminance can be maintained over the entire screen of the liquid crystal display device.
以下で、本発明の望ましい実施例の詳細な説明が添付された図面らを参照して説明する。本発明による光学素子は、液晶表示装置に通常的に使用されるどのような構造にも本発明の技術的思想が幅広く適用されることができる。したがって、以下で記述される光学素子は、液晶表示装置に使用される素子の基本的な構造として本発明を説明するための例示として提供される。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the optical element according to the present invention, the technical idea of the present invention can be widely applied to any structure normally used in a liquid crystal display device. Therefore, the optical element described below is provided as an example for explaining the present invention as a basic structure of an element used in a liquid crystal display device.
延いては、下記の本発明の説明において、関連された公知機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要に不明確にするおそれがあると判断される場合にはその詳細な説明を略することがある。 By extension, in the following description of the present invention, if it is determined that a specific description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be given. Explanation may be omitted.
図2は、本発明の第1実施例による光学素子を示す平面図である。 FIG. 2 is a plan view showing an optical element according to the first embodiment of the present invention.
図2を参照すれば、本発明の第1実施例による光学素子100は、光透過性を有するベースフィルム110、そのベースフィルム110の少なくとも一面に形成された複数の凸部120、及び、その凸部120上の一部に複数の山131と谷132が連続的に形成された第1微細光学パターン130を含んで構成される。
Referring to FIG. 2, the
本発明によるベースフィルム110は、入射される光を透過させる材料として、例えば、PC(Polycarbonate)、PET(Polyester)、PE(Polyethylene)、PP(Polypropylene)、PMMA(Polymethly Methacrylate)のうちで選択された一つを含む。
The
このようなベースフィルム110の少なくとも一面には、複数の凸部120が形成されている。凸部120は、ベースフィルム110の一面全体にかけてまたは一部区間に規則的に形成されるか、または全体にかけてまたは一部区間に不規則的に形成されてニュートン環(newton rings)及びウェットアウト(wet-out)の発生を防止するようになる。そして、凸部は図2に示されたように、ベースフィルム110の平面で、投映時、円形、楕円形、四角形、三角形、菱形等多様な形状の断面を有することもできる。このようなそれぞれの凸部120は、ベースフィルム110に入射された光を拡散させて広視野角を誘導するようになる。
A plurality of
それぞれの凸部120上の一部には複数の山131と谷132が連続で構成された第1微細光学パターン130が形成されている。特に、第1微細光学パターン130は、凸部120上で中央部に形成されることが望ましい。このようなそれぞれの第1微細光学パターン130は、ベースフィルム110に入射された光が上部の液晶パネル(図示せず)に実質的に垂直になるように集光して出射させる機能をする。
A first fine
図3は、図2のA−A線断面図であり、図4は図3の要部を拡大して示した拡大図であり、図5は図2のB−B線断面図であり、図6は本発明による第1微細光学パターンの他の実施例を示した断面図である。 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2, FIG. 4 is an enlarged view showing an essential part of FIG. 3, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. FIG. 6 is a sectional view showing another embodiment of the first micro optical pattern according to the present invention.
図3を参照すれば、本発明の第1実施例による光学素子100の凸部120は、所定の曲率を有する突出された形状であり、例えば、半球型に形成されて、ベースフィルム110上に突出されることが望ましい。言い換えれば、凸部120はベースフィルム110の側面で、投映時(図3参照)半円または反楕円形状を有することが望ましい。第1微細光学パターン130は、複数の山131と谷132が連続で構成されて、凸部120上の一部に形成されて、望ましくは、凸部120の中央部に形成される。よって、第1微細光学パターン130が形成されない凸部120の残り部分、すなわち、図3に示された側面部121は、一定な曲率に湾曲された形状をそのまま維持できるようになる。これで、図4に示されたように、下部から入射された入射光は、第1微細光学パターン130によって集光されて、上部で垂直に出射されて(N方向)、凸部120の側面部121によって拡散して出射されることで(R方向)、液晶表示装置の側面輝度を向上させるようになる。これによって視野角を充分に確保するだけでなく、さらにひいては、バックライトユニットで拡散フィルムの機能を並行するようになる。
Referring to FIG. 3, the
図3に示されたように、それぞれの凸部120の間の距離(A)は、50〜150μmに形成されたものが望ましくて、凸部120の直径(B)は50〜100μmに形成されたものが望ましい。ここで、凸部120はベースフィルム110の平面投映時、長軸と短軸を有する図形に形成されることができるし、この時長軸の長さは50〜100μmで構成されて短軸の長さは1〜100μmで構成されることが望ましい。同時に、それぞれの凸部120が楕円形状、四角形状、菱形形状の場合にも長軸と短軸または各対角線の長さが50〜100μmに形成されることが望ましい。また、各凸部120の高さ(C)は10〜40μmであることが望ましい。このような複数の凸部120のうち少なくとも一部はその大きさが異なることもできる。ここで、前記凸部120の大きさ、高さ、間隔等の形態は全体的な密度、輝度、製作の容易性等を考慮して決まることが望ましい。例えば、凸部120の直径及び高さの場合、50μm未満なら、その上部に第1微細光学パターン130を形成しにくくて、100μmを超過すれば、むしろ全体的な輝度が低下される。また、凸部120の間の間隔は、50μm未満なら、側面輝度の特性が向上しないで、150μmを超過すれば、密度が低くなって輝度特性が悪くなる。しかし、このように凸部120及び第1微細光学パターン130は、望ましい実施例であり、具現される製品の輝度及び製作特性によってその数値を異なるように変更して設計することができることは勿論である。
As shown in FIG. 3, the distance (A) between the
延いては、第1微細光学パターン130の山131の幅(D)は、10〜30μmであることが望ましくて、その山131の高さ(E)は、5〜30μmであることが望ましい。ここで、第1微細光学パターン130の山131の高さは、凸部120の高さより小さなことが望ましい。また、各第1微細光学パターン130は、お互いに異なる個数の山と谷を含むこともできる。
As a result, the width (D) of the
同時に、それぞれの山には、また他の微細光学パターン(図示せず)が形成されることができる。すなわち、前で言及した第1微細光学パターン130のように、山と谷が連続的に繰り返されるように形成されて、ベースフィルム110に入射される入射光に対する集光効率を極大化させるものである。
At the same time, another fine optical pattern (not shown) can be formed on each mountain. That is, like the first fine
図5を参照すれば、本発明の第1実施例による光学素子は、一例として図5に示されたように、各凸部120上の一部に形成された第1微細光学パターン130の山131は、円弧を形成するように一定な曲率に湾曲されることができる。すなわち、第1微細光学パターン130の山131は、その中心部から両端部に行くほど高さが低くなるように形成されることができる。しかし、本発明はこのような構造に限定されないし、他の一例として、図5に示されたように、第1微細光学パターン130の山131は、同一な高さを維持することもできる。言い換えれば、図3及び図5に示されたように、実質的に三角形が、どの一方向で連続的に配列された形状に形成されることができるし、この時、第1微細光学パターン130の山131は、図5でのように円弧のわくを脱しないように形成されることが望ましい。
Referring to FIG. 5, the optical device according to the first embodiment of the present invention has a peak of the first micro
一方、本発明の第1実施例による光学素子100は、バックライトユニット及び液晶表示装置に使用されることができる。この場合、複数の凸部120は、ベースフィルム110の上面に形成されることが望ましい。これで、下部の光源(図示せず)で発生された光が、ベースフィルム110を透過して、複数の凸部120及び第1微細光学パターン130に入射されれば、凸部120は、その入射光を拡散させて、液晶表示装置の全画面にかけて輝度を均一にして、第1微細光学パターン130は、その入射光を集光して、ほとんど垂直で出射させて、画面の輝度及び視野角を増加させるようにする。これで、本発明の場合、液晶表示装置で、輝度を最大限維持しながら、画面での広い視野角を具現することができる。この時、液晶表示装置で、正面及び側面での輝度特性を考慮して、第1微細光学パターン130の大きさ、密度、山の曲率半径等を適切に調整することができる。
Meanwhile, the
ここで、本発明の実施例は、前記構造に限定されないでベースフィルム110の上面及び下面に同時に複数の凸部120及び第1微細光学パターン130が形成されることもできる。この場合に、下面の第1微細光学パターン130によって集光及び拡散した光が、ベースフィルム110を透過した後、上面の凸部120及び第1微細光学パターン130によって再び集光及び拡散する。このように、本発明の第1実施例による光学素子100は、液晶表示装置のバックライトユニットに適用される場合、図面に示された構造だけではなく、上下対称構造にも適用されることができる。
Here, the embodiment of the present invention is not limited to the above structure, and the plurality of
このような本発明の第1実施例による光学素子100は、液晶表示装置のバックライトユニットで拡散板に利用されることができる。例えば、このような光学素子100が拡散板に利用される場合、ベースフィルム110はPETフィルムを利用することができる。
The
図7は、本発明の第1実施例による光学素子の変形例である。 FIG. 7 shows a modification of the optical element according to the first embodiment of the present invention.
図7を参照すれば、本発明の第1実施例による光学素子で凸部120上の一部または全部に形成された第1微細光学パターン130の山131は、お互いに異なる高さを有する第1山131a及び第2山131bで構成されることができる。このように、第1山131a及び第2山131bの高さをお互いに異なるように形成することで、お互いに同一な高さの山131を有する第1微細光学パターン130の場合より集光効率を高めることができるし、これによって液晶表示装置に光を効率的に供給することができる。
Referring to FIG. 7, the
図8は、本発明の第2実施例による光学素子の概略的な斜視図である。 FIG. 8 is a schematic perspective view of an optical element according to a second embodiment of the present invention.
図8を参照すれば、本発明による第2実施例による光学素子200は、光透過性を有するベースフィルム210、そのベースフィルム210の一面に形成された複数の凸部220、凸部220上の一部に複数の山231と谷232が連続に形成された第1微細光学パターン230、及び、そのベースフィルム210の他の一面に複数の山241と谷242が連続に形成された第2微細光学パターン240を含んで構成される。
Referring to FIG. 8, the
本発明によるベースフィルム210は、入射される光を透過させる材料であり、例えば、PC(Polycarbonate)、PET(Polyester)、PE(Polyethylene)、PP(Polypropylene)、PMMA(Polymethly Methacrylate)のうちで選択された一つを含む。
The
このようなベースフィルム210の一面に、複数の凸部220が形成される。上部の断面投映時の凸部220は、楕円形状、円形上、四角形状、三角形状、菱形形状等、多様な形状の断面を有することもできる。それぞれの凸部220上の一部には、第1微細光学パターン230が形成されているし、その第1微細光学パターン230は、複数の山231と谷232が連続で構成される。この時、第1微細光学パターン230は、凸部220上で中央部に形成されることが望ましい。このような凸部220はベースフィルム210に入射された光が、上部の液晶パネル(図示せず)で拡散して出射されるようにして、第1微細光学パターン230は、ベースフィルム210に入射された光が上部の液晶パネルに実質的に垂直になるように集光して出射されるようにする。
A plurality of
本発明の第2実施例によるベースフィルム210、凸部220及び第1微細光学パターン230は、図2ないし図4で説明した本発明の第1実施例によるベースフィルム110、凸部120及び第1微細光学パターン130と構成及び作用が同一であるので、それに対する重複説明は略する。
The
本発明による第2微細光学パターン240は、ベースフィルム210で凸部220が形成された他の一面に形成される。本発明の一例として、第2微細光学パターン240は、複数の山241と谷242が連続に形成されたプリズムパターンであることが望ましい。すなわち、例えば、第2微細光学パターン240は、ベースフィルム210の長さ方向にしたがって、実質的に三角形状が連続的に配列されて、複数の山241と谷242が、お互いに隣り合うように連続配列されたプリズムパターンで構成されることができる。望ましくは、このような第2微細光学パターン240は、下部で入射された光を、集光または/及び拡散させて、上部に出射する機能を遂行する。これで上部にある液晶パネル(図示せず)の可視面全体にかけて輝度を向上させる機能を有する。このような第2微細光学パターン240を構成する個々のプリズムは、その断面投映時に、三角形状、円弧形状、多角形状のうちでいずれか一つの断面を有する。
The second micro
図9は、図8のC−C線断面図である。 9 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
図9を参照すれば、本発明の第2実施例による第1微細光学パターン230及び第2微細光学パターン240は、その断面投映時に望ましくは、三角形状の断面を有する。しかし、本発明の他の一例では、円弧形状、台形形状の断面を有することもできる。第1微細光学パターン230が凸部220上の一部に形成されるので、第1微細光学パターン230が形成されない凸部220の残り部分221は、望ましくは、一定な曲率に湾曲されるように形成−円弧を描くように形成されて、この部分221によって入射された光が周辺に拡散する。
Referring to FIG. 9, the first micro
図面では例示的に、第1微細光学パターン230及び第2微細光学パターン240の各山231、241がお互いに平行に形成されたものとして示されているが、他の例としてこのような各山231、241は、所定の傾斜角を構成しながらお互いに交差されるように配列されて、モアレ防止を期待することができる。ここで、所定の傾斜角は、それぞれの山231、241が直交されるように配列される概念を含んで、所定の傾斜角は45゜〜90゜に構成されることが望ましい。そして、液晶表示装置で側面部(左右)での輝度を高めて広い視野角を確保するためには、第1微細光学パターン230の山231が液晶表示装置で上下に配列されることが望ましい。
In the drawing, the
一方、本発明の第2実施例による光学素子200は、バックライトユニット及び液晶表示装置に適用されることができる。この場合、凸部220及び第1微細光学パターン230は、ベースフィルム210の下面に、第2微細光学パターン240は、上面に形成されることが望ましい。これで下部の光源(図示せず)で発生されて入射された入射光が下面の凸部220及び第1微細光学パターン230に入射されれば、その入射光を集光及び拡散させて、ベースフィルム210に出射して、以後ベースフィルム210を透過して第2微細光学パターン240に入射されれば、その入射光を集光して上部に出射させる。これで、輝度特性を維持しながら広い視野角を具現することができる。液晶表示装置で、正面及び側面の輝度特性を考慮して、第1微細光学パターン230の大きさ、密度、山の曲率半径等を適切に調整することができる。
Meanwhile, the
ここで、本発明の実施例は、前記構造に限定されないで、ベースフィルム210を基準に上面には、複数の凸部220及び第1微細光学パターン230が形成されて、下面には第2微細光学パターン240が形成されることもできる。この場合、下部から入射される入射光は、第2微細光学パターン240によって集光されて、ベースフィルム210に出射されて、ベースフィルム210を通過して出射された光は、再び凸部220及び第1微細光学パターン230によって拡散及び集光されて出射される。このような光の拡散を通じて側面での広い視野角を確保することができるようになる。
Here, the embodiment of the present invention is not limited to the above structure, and the plurality of
このような本発明の第2実施例による光学素子200は、液晶表示装置のバックライトユニットで通常のプリズムシート(prism sheet)に利用されることができる。この場合にベースフィルム210は、PETフィルムを利用することができる。
The
図10ないし図12は、本発明の一実施例による光学素子を含んだ液晶表示装置の一部を概略的に示した図面である。 10 to 12 are schematic views showing a part of a liquid crystal display device including an optical element according to an embodiment of the present invention.
図10に示されたように、本発明による液晶表示装置800は、バックライトユニット(A)とパネルユニット(B)で構成される。このような液晶表示装置800では、光源810から入射された光と反射板811で反射した光を拡散及び出射させる導光板820と拡散板830、拡散板830から入射される入射光を集光させる一つ以上のプリズムシート840、プリズムシート840から入射された光を選択反射させる反射偏光膜850、反射偏光膜850を透過した円偏光を直線偏光に変換させる位相遅延層860、位相遅延層860を通過した光のうちで直線偏光は透過させて、円偏光は50%を透過させて残りは吸収する吸収型偏光膜870及び画面を表示する液晶パネル880を含んで構成される。
As shown in FIG. 10, the liquid crystal display device 800 according to the present invention includes a backlight unit (A) and a panel unit (B). In such a liquid crystal display device 800, light incident from the
この時、本発明の実施例等による光学素子を利用して拡散板830またはプリズムシート840を具現する場合、拡散板830及びプリズムシート840のうち少なくとも一つの一面(例:下部面)にそれぞれ微細光学パターンが形成された複数の凸部831、843a、843bが形成されることで、光を集光及び拡散させるようにする。また、本発明の実施例でプリズムシート840の場合、下部プリズムシート841上部に、上部プリズムシート842が積層された構造を有することができる。
At this time, when the
このように本発明では、光学素子がバックライトユニットで多様な形態に具現されることができるし、特に、微細光学パターンで入射光を集光及び拡散させることで、輝度特性を最大限維持しながら、側面での広い視野角を確保することができる。 As described above, in the present invention, the optical element can be implemented in various forms by the backlight unit, and in particular, the incident light is condensed and diffused by the fine optical pattern, so that the luminance characteristics can be maintained to the maximum. However, it is possible to ensure a wide viewing angle on the side.
図11及び図12には、本発明の実施例による光学素子830、840が液晶表示装置に適用された他の一例が示されている。
11 and 12 show another example in which the
図11で、本発明の光学素子830は、光透過性ベースフィルム831の上面に、微細光学パターンが形成された複数の凸部832が形成されて、例えば、拡散板で使用されることができる。また、図11で、本発明の光学素子830は、光透過性ベースフィルム831の両面、すなわち上面及び下面には、微細光学パターンが形成された複数の凸部832が形成されて、拡散板で使用されることができる。この時、ベースフィルム831の上下面に形成された凸部は、所定の傾斜角を構成しながら配列されることもできる。図12で他の光学素子840は、ベースフィルム841の上面には、第1微細光学パターンが形成された複数の凸部842が形成されると共に、下面には、山と谷が連続で構成された第2微細光学パターン843が形成されてプリズムシートで使用されることができる。
In FIG. 11, the
このように本発明では、光学素子がバックライトユニットで多様な形態に具現されることができる。 As described above, in the present invention, the optical element can be embodied in various forms by the backlight unit.
図13及び図14は、本発明の第3実施例による光学素子の斜視図である。 13 and 14 are perspective views of an optical element according to a third embodiment of the present invention.
図13及び14を参照すれば、本発明の第3実施例による光学素子300は、光透過性を有するベースフィルム310及びそのベースフィルム310の少なくとも一面に形成された複数の第3微細光学パターン320を含んで構成される。
Referring to FIGS. 13 and 14, an
本発明によるベースフィルム310は、入射される光を透過させる材料であり、例えば、PC(Polycarbonate)、PET(Polyester)、PE(Polyethylene)、PP(Polypropylene)、PMMA(Polymethly Methacrylate)のうちで選択された一つを含む。
The
本発明による複数の第3微細光学パターン320は、所定高さの山321を有するようにベースフィルム310の少なくとも一面に形成されて、そのベースフィルム310に入射された光を集光及び拡散させる。このような第3微細光学パターン320は、ベースフィルム310の少なくとも一面に一体に形成されることが望ましい。
The plurality of third micro
また、本発明による複数の第3微細光学パターン320は、上部での平面投映時、長軸と短軸を有する図形、すなわち楕円形状322または木の葉形状に形成される。言い換えれば、本発明による各第3微細光学パターン320は、ベースフィルム310の少なくとも一面と接する部分が楕円形状322である。この時、望ましくは、第3微細光学パターン320の山321は、このような楕円形状322の長軸に沿ってその中心部から両端部に行くほど高さが低くなる。より望ましくは、第3微細光学パターンの山321は、楕円形状322の長軸に沿って一定な曲率半径に湾曲されて構成される。
In addition, the plurality of third micro
本発明の実施例で、このような楕円形状で長軸21の長さは、1〜5000μmであることが望ましくて、短軸22の長さは、1〜100μmであることが望ましい。この時、このような楕円形状の短軸と長軸の長さの比は、1:1を超過して1:50000以下であることが望ましい。さらに望ましくは、1:1000以下であることが望ましい。また、このような第3微細光学パターンの間の距離は、1〜5000μmであることが望ましい。本発明の実施例で、このような長軸対短軸の長さ比、第3微細光学パターンの間の距離、各山の高さ、パターンの繰り返し及び分布等は、入射光の集光及び拡散効率によって決まることができるし、ひいては液晶表示装置の側面部での輝度によって決まることができる。
In the embodiment of the present invention, the length of the
一方、本発明による複数の第3微細光学パターンは、お互いに一定な間隔に配列されることができる。本発明の一例として、図13のように複数の第3微細光学パターンは、縦横に羅列されたマトリックス(matrix)形態に配列されることができる。他の例として、図14のように複数の第3微細光学パターンは、お互いに交差するように配列されることもできる。 Meanwhile, the plurality of third micro optical patterns according to the present invention may be arranged at a constant interval. As an example of the present invention, as shown in FIG. 13, a plurality of third micro optical patterns may be arranged in a matrix form arranged vertically and horizontally. As another example, as shown in FIG. 14, a plurality of third micro optical patterns may be arranged so as to cross each other.
図15は、図2のF−Fを示す断面図及び斜視図であり、図16は、図13のG−Gを示す断面図である。 15 is a cross-sectional view and a perspective view showing FF in FIG. 2, and FIG. 16 is a cross-sectional view showing GG in FIG.
図15を参照すれば、本発明の第3実施例による第3微細光学パターンは、その短軸の断面投映時実質的にベースフィルム310の上面に突出された三角形状の断面を有する。このような三角形状の中心部321aは、第3微細光学パターンで山321の一部になる。この時、前記中心部321aから楕円形状322の短軸22に沿ってベースフィルム310の表面322aまで至る側面部のライン(A、B)は、曲線であることが望ましい。なぜなら、このような側面部ライン(A、B)が曲線である場合には、入射光が集光されるだけでなく、側面でも拡散するからである。しかし、本発明はこれに限定されないで、直線の形態で具現が可能である。この場合、入射光の拡散よりは集光がさらに強く起きる。これで第3微細光学パターンは、入射光の集光だけではなく、側面への拡散機能も共に具現することができる。また、第3微細光学パターンは、その山321が楕円形状322の長軸21にしたがって所定の高さを有する。この時、このような山321の高さは、望ましくは、楕円形状322の長軸21に沿って変わる。これは、図16で具体的に説明される。図面には、第3微細光学パターンの断面が三角形状に形成されたものとして示されているが、本発明は、これに限定されないで正三角形、二等辺三角形、円弧型、梯子型、四角形等多様な形状で具現が可能である。また、液晶表示装置で側面部での輝度を高めて広い視野角の確保のために第3微細光学パターンの山321が上下に配列されることが望ましい。
Referring to FIG. 15, the third micro optical pattern according to the third embodiment of the present invention has a triangular cross-section substantially protruding from the upper surface of the
図16を参照すれば、本発明の第3実施例による各第3微細光学パターンは、ベースフィルム310の少なくとも一面と接する部分である楕円形状322の長軸21に沿って第3微細光学パターンの山321がその中心部321aから両端部321bに行くほど高さが低くなる。言い換えれば、第3微細光学パターンは、その中心部321aから山321の高さが一番高くて、両末端部321bに行くほど高さは低くなる。特に、望ましくは、第3微細光学パターンの山321は、このような楕円形状322の長軸21に沿って一定な曲率半径に湾曲されている。この時、中心部321aで山321の高さは、0.2〜200μmであることが望ましい。このような山321の高さが上記の範囲より小さいか、または大きくなるようになれば加工が難解になって、集光効率が低下されて、有意な値を有することができなくなる。
Referring to FIG. 16, each third micro optical pattern according to the third embodiment of the present invention has a third micro optical pattern along the
図16には本発明の望ましい実施例として第3微細光学パターンの側端面から見る時、山321が一定な曲率半径に湾曲されたものとして示されているが、本発明はこのような構造に限定されない。他の例として、中心部321aから両端部321bまでお互いに異なる曲率半径に湾曲されることができるし、直線に具現されることもできる。しかし、液晶表示装置に適用される場合、可視面全体に均一な輝度を提供するために、中心部321aで長軸21に沿って両端部321bにつながる山321の形状は、お互いに対称されることが望ましくて、より望ましくは、一定な曲率半径に湾曲されることが好ましい。
In FIG. 16, as a preferred embodiment of the present invention, when viewed from the side end face of the third fine optical pattern, the
一方、本発明の第3実施例による光学素子300は、バックライトユニット及び液晶表示装置に使用されることができる。この場合、第3微細光学パターンは、ベースフィルム310の上面に形成されることが望ましい。これで、下部の光源(図示せず)で発生された光がベースフィルム310を透過して、第3微細光学パターンに入射され、その入射光を集光すると共に側面で拡散させる。これで、輝度特性を維持しながら広い視野角を具現することができる。この時、液晶表示装置で正面及び側面での輝度特性を考慮して、第3微細光学パターンの大きさ、密度、山の曲率半径、繰り返しパターン及び密度等を適切に調節することができる。
Meanwhile, the
ここで、本発明の実施例は、前記構造に限定されないで、ベースフィルム310の上面及び下面に同時に第3微細光学パターンが形成されることもできる。この場合に、下面の第3微細光学パターンによって集光及び拡散した光がベースフィルム310を透過した後上面の第3微細光学パターンによってまた集光及び拡散する。このように、本発明の第3実施例による光学素子300は、液晶表示装置のバックライトユニットに適用される場合、図面に示された構造だけではなく、上下対称構造でも適用されることができる。
Here, the embodiment of the present invention is not limited to the above structure, and the third fine optical pattern may be simultaneously formed on the upper surface and the lower surface of the
このような本発明の第3実施例による光学素子300は、液晶表示装置のバックライトユニットで拡散板として利用されることができる。例えば、このような光学素子300が拡散板に利用される場合ベースフィルム310は、PETフィルムを利用することができる。
The
図17は、本発明の第4実施例による光学素子の概略的な斜視図である。 FIG. 17 is a schematic perspective view of an optical element according to a fourth embodiment of the present invention.
図17を参照すれば、本発明による第4実施例による光学素子400は、光透過性を有するベースフィルム410、そのベースフィルム410の一面に形成された第3微細光学パターン420及びそのベースフィルム410の他面に形成された第4微細光学パターン430を含んで構成される。
Referring to FIG. 17, the
本発明によるベースフィルム410は、入射される光を透過させる材料として、例えば、PC(Polycarbonate)、PET(Polyester)、PE(Polyethylene)、PP(Polypropylene)、PMMA(PolymethlyMethacrylate)のうちで選択された一つを含む。
The
本発明による複数の第3微細光学パターン420は、所定高さの山421を有するようにベースフィルム410の一面に形成されて、そのベースフィルム410に入射された光を集光及び拡散させる。このような第3微細光学パターン420は、ベースフィルム410の一面に一体に形成されることが望ましい。
The plurality of third micro
本発明の第4実施例によるベースフィルム410及び第3微細光学パターン420は、図2ないし図16で説明した本発明の第3実施例によるベースフィルム310及び第3微細光学パターンと構成及び作用が同一であるので、それに対する重複説明は略する。
The
本発明による第4微細光学パターン430は、ベースフィルム410で第3微細光学パターン420が形成された一面の反対面に形成される。本発明の一例として第4微細光学パターン430は、複数の山431と谷432が連続に形成されたプリズムパターンであることが望ましい。すなわち、例えば、第4微細光学パターン430はベースフィルム410の長さ方向にしたがって実質的に三角形状が連続的に配列されて、複数の山431と谷432がお互いに隣り合うように連続配列されたプリズムパターンで構成されることができる。望ましくは、このような第4微細光学パターン430は、下部で入射された光を集光させて、上部に出射する機能を遂行する。これで上部にある液晶パネル(図示せず)の可視面全体にかけて輝度を向上させる機能を有する。このような第4微細光学パターン430を構成する個々のプリズムはその断面投映時に三角形状、円弧形状、多角形状のうちでいずれか一つの断面を有する。
The fourth micro
図18は、図17のH−Hを示す斜視図である。 18 is a perspective view showing HH in FIG. 17.
図18を参照すれば、本発明の第4実施例による第3微細光学パターン420及び第4微細光学パターン430は、その断面投映時実質的に三角形状の断面を有する。この時、このような三角形状の断面で第3微細光学パターン420の場合、山411から楕円形状422まで至るライン(A、B)は曲線であることが望ましくて、第4微細光学パターン430の場合、山431から谷432まで至るラインは直線であることが望ましい。図面では一例として第3微細光学パターン420及び第4微細光学パターン430の各山421、431が平行に形成されているが、他の例として前記各山421、431は、お互いに交差されるように形成されることもできる。ここで、液晶表示装置で側面部(左右)での輝度を高めて広い視野角を確保するためには第3微細光学パターン420の山421が液晶表示装置で上下に配列されることが望ましい。
Referring to FIG. 18, the third micro
一方、本発明の第4実施例による光学素子400は、バックライトユニット及び液晶表示装置に適用されることができる。この場合、第3微細光学パターン420は、ベースフィルム410の下面に、第4微細光学パターン430は上面に形成されることが望ましい。これで、下部の光源(図示せず)で発生された光が下面の第3微細光学パターン420に入射されれば、その入射光を集光及び拡散させてベースフィルム410に出射して、以後、ベースフィルム410を透過して第4微細光学パターン430に入射されれば、その入射光を集光して上部に出射させる。これで、輝度特性を維持しながら広い視野角を具現することができる。液晶表示装置で、正面及び側面の輝度特性を考慮して、第3微細光学パターン420の大きさ、密度、山の曲率半径等を適切に調整することができる。
Meanwhile, the
ここで、本発明の実施例は、前記構造に限定されないで、ベースフィルム410を基準で上面に、第3微細光学パターン420が、下面に第4微細光学パターン430が形成されることもできる。この場合、下部から入射される入射光は、第4微細光学パターン430によって集光されて、ベースフィルム410に出射されて、ベースフィルム410を通過して出射された光は、再び第3微細光学パターン420によって、集光及び拡散が起きるようになる。このような光の拡散を通じて側面での広い視野角を確保することができる。
Here, the embodiment of the present invention is not limited to the above structure, and the third fine
このような本発明の第4実施例による光学素子400は、液晶表示装置のバックライトユニットで、通常のプリズムシート(prism sheet)に利用されることができる。この場合にベースフィルム410は、PETフィルムを利用することができる。
The
図19及び図20は、従来の光学素子と本発明による光学素子で出射される光の経路を比べるためのシミュレーション結果を示した図面である。 19 and 20 are diagrams showing simulation results for comparing paths of light emitted from a conventional optical element and an optical element according to the present invention.
図19(a)は、従来の光学素子の側面で光の経路を示すシミュレーション結果であり、図19(b)は、本発明の実施例による光学素子の側面で光の経路を示すシミュレーション結果である。図面に示すところのように、従来の光学素子は、側端面が直線に形成されて、光の拡散や集光力がほとんどなくて、本発明の光学素子は、側端面がレンズ形態、すなわち一定な曲率を湾曲されるように形成されて、光の拡散及び集光力が発生することが分かる。 FIG. 19A is a simulation result showing the light path on the side surface of the conventional optical element, and FIG. 19B is a simulation result showing the light path on the side surface of the optical element according to the embodiment of the present invention. is there. As shown in the drawings, the conventional optical element has a side end surface formed in a straight line and has almost no light diffusion or condensing power. The optical element of the present invention has a side end surface in the form of a lens, that is, constant. It can be seen that the light is diffused and collected by being curved to have a large curvature.
また、図20(a)は、従来の光学素子の斜視図で光の経路を示すシミュレーション結果であり、図20(b)は、本発明の実施例による光学素子の斜視図で、光の経路を示すシミュレーション結果である。図面に示すところのように、従来の光学素子の場合三角形プリズムでは、集光力だけ発生することが分かり、本発明の光学素子の場合、集光力だけではなく、側面への拡散力も一緒に発生することが分かる。 FIG. 20A is a simulation result showing a light path in a perspective view of a conventional optical element, and FIG. 20B is a perspective view of the optical element according to the embodiment of the present invention. It is a simulation result which shows. As shown in the drawing, in the case of the conventional optical element, it is understood that the triangular prism generates only the light collecting power, and in the case of the optical element of the present invention, not only the light collecting power but also the diffusing power to the side surface together. It can be seen that it occurs.
このようなシミュレーション結果を通じて本発明の光学素子は、上方への集光及び側面への拡散も共に具現されることを分かり、これで、液晶表示装置で視野角を広く確保することができるようになる。 Through the simulation results, it can be seen that the optical element of the present invention can realize both the upward focusing and the diffusion to the side, so that a wide viewing angle can be secured in the liquid crystal display device. Become.
図21は、本発明の一実施例による光学素子を含んだ液晶表示装置の一部を概略的に示した図面である。 FIG. 21 is a view schematically showing a part of a liquid crystal display device including an optical element according to an embodiment of the present invention.
図21に示されたように、本発明による液晶表示装置700は、バックライトユニット(A)とパネルユニット(B)で構成される。このような液晶表示装置700では、光源710で入射された光と反射板711で反射した光を拡散及び出射させる導光板720と拡散板730、拡散板730から入射される入射光を集光させる一つ以上のプリズムシート740、プリズムシート740から入射された光を選択反射させる反射偏光膜750、反射偏光膜750を透過した円偏光を直線偏光に変換させる位相遅延層760、位相遅延層760を通過した光のうちで直線偏光は透過させて、円偏光は50%を透過させて残りは吸収する吸収型偏光膜770及び画面を表示する液晶パネル780を含んで構成される。
As shown in FIG. 21, the liquid crystal display device 700 according to the present invention includes a backlight unit (A) and a panel unit (B). In such a liquid crystal display device 700, the light incident on the
この時、本発明の実施例等による光学素子を利用して拡散板730またはプリズムシート740を具現する場合、拡散板730及びプリズムシート740のうちで少なくとも一つの一面(例:下部面)にそれぞれ複数の微細光学パターン731、743a、743bが形成されることで、光を集光及び拡散させるようにする。また、本発明の実施例でプリズムシート740の場合下部プリズムシート741上部に上部プリズムシート742が積層された構造を有することができる。
At this time, when the
図21では液晶表示装置の一例を示したものであり、本発明の他の実施例で拡散板730及びプリズムシート740は、多様に具現されることもできる。例えば、図21で拡散板730及びプリズムシート740はベースフィルムの上面または両面にそれぞれ複数の微細光学パターン731、743a、743bが形成されることで、光を集光及び拡散させるようにすることもできる。
FIG. 21 shows an example of a liquid crystal display device, and the
このように本発明では光学素子がバックライトユニットで多様な形態に具現されることができるし、特に、微細光学パターンで入射光を集光及び拡散させることで輝度特性を最大限維持しながら側面での広い視野角を確保することができる。 As described above, in the present invention, the optical element can be implemented in various forms by the backlight unit, and in particular, the incident light is condensed and diffused by the fine optical pattern, and the side surface is maintained while maximizing the luminance characteristics. A wide viewing angle can be secured.
前記図面と発明の詳細な説明は単に本発明の例示的なものであり、これは単に本発明を説明するための目的で使用されたものであって、意味限定や特許請求範囲に記載した本発明の範囲を制限するために使用されるものではない。それで、本技術分野の通常の知識を有した者なら、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解するであろう。よって、本発明の真正な技術的保護範囲は、添付された特許請求範囲の技術的思想によって決まらなければならないであろう。 The foregoing drawings and detailed description of the invention are merely exemplary of the invention, which is used merely for the purpose of illustrating the invention and is intended to limit the meaning and scope of the claimed invention. It is not used to limit the scope of the invention. Thus, those having ordinary skill in the art will appreciate that various modifications and other equivalent embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be determined by the technical idea of the appended claims.
最近になって液晶表示装置(LCD)は、携帯電話、TV、ナビゲーション、各種モニターのようなディスプレイ装置で、その使用幅がますます拡がっており、今後にもこのような成り行きは続くものとして予想される。特に、ディスプレイ装置が大型化されながら正面の輝度だけではなく、側面での輝度が重要な要素になっている。したがって、液晶表示装置に使用される各種光学素子で広い視野角のための技術開発が活発に進行されている。 Recently, liquid crystal display devices (LCDs) are display devices such as mobile phones, TVs, navigation systems, and various monitors, and the range of their use is expanding. It is expected that this will continue in the future. Is done. In particular, as the display device is increased in size, not only the luminance on the front side but also the luminance on the side surface is an important factor. Therefore, technical development for a wide viewing angle is actively advanced in various optical elements used in liquid crystal display devices.
このような側面で見る時、本発明による液晶表示装置に使用される光学素子は、高輝度特性を維持しながらチープな費用で集光機能を高めて広い視野角を具現することができるために最終的に製品の品質向上に寄与することができる。このような理由で本発明の光学素子は、今後のディスプレイ装置で広く利用されることができるものとして判断される。 When viewed from such an aspect, the optical element used in the liquid crystal display device according to the present invention can realize a wide viewing angle by enhancing the light collecting function at a low cost while maintaining high luminance characteristics. Ultimately, it can contribute to the improvement of product quality. For these reasons, it is judged that the optical element of the present invention can be widely used in future display devices.
Claims (30)
該ベースフィルムの少なくとも一面に形成されて入射光を拡散させる複数の凸部;及び
前記それぞれの凸部上に形成されて入射光を集光して出射させる第1微細光学パターン;
を含むことを特徴とする光学素子。 A base film having optical transparency;
A plurality of convex portions formed on at least one surface of the base film for diffusing incident light; and a first fine optical pattern formed on the respective convex portions for collecting and emitting incident light;
An optical element comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の光学素子。 2. The optical element according to claim 1, wherein the first fine optical pattern has peaks and valleys continuously formed in at least a part of a convex portion.
ことを特徴とする請求項1に記載の光学素子。 The optical element according to claim 1, further comprising a second fine optical pattern formed on the other surface of the base film to collect or / and diffuse incident light.
ことを特徴とする請求項3に記載の光学素子。 4. The optical element according to claim 3, wherein the second fine optical pattern has peaks and valleys formed continuously. 5.
ことを特徴とする請求項4に記載の光学素子。 5. The optical element according to claim 4, wherein each of the first micro optical pattern and the second micro optical pattern has peaks and valleys arranged in parallel to each other.
ことを特徴とする請求項4に記載の光学素子。 The optical element according to claim 4, wherein the first fine optical pattern and the second fine optical pattern are arranged such that respective peaks and valleys form a predetermined inclination angle.
ことを特徴とする請求項1または3に記載の光学素子。 The diameter of the said convex part is comprised by 50-100 micrometers. The optical element of Claim 1 or 3 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項1または3に記載の光学素子。 The convex part is formed in a figure having a major axis and a minor axis, the major axis is composed of 50 to 100 μm, and the minor axis is composed of 1 to 100 μm. The optical element according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または3に記載の光学素子。 The optical element according to claim 1 or 3, wherein the height of the convex portion is 10 to 40 µm.
ことを特徴とする請求項1または3に記載の光学素子。 The optical element according to claim 1, wherein a distance between the convex portions is 50 to 150 μm.
ことを特徴とする請求項1または3に記載の光学素子。 The optical element according to claim 1, wherein at least some of the plurality of convex portions have different heights.
ことを特徴とする請求項1または3に記載の光学素子。 4. The optical element according to claim 1, wherein a height of a peak of the first fine optical pattern is 5 to 30 μm.
ことを特徴とする請求項1または3に記載の光学素子。 4. The optical element according to claim 1, wherein a width of a peak of the first fine optical pattern is 10 to 30 μm.
ことを特徴とする請求項1または3に記載の光学素子。 4. The optical element according to claim 1, wherein the first fine optical pattern is formed such that the heights of the peaks are different from each other.
ことを特徴とする請求項1または3に記載の光学素子。 4. The optical element according to claim 1, wherein the first fine optical pattern is formed in a central portion of each convex portion.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の光学素子。 The optical element according to claim 1, wherein a remaining portion of the convex portion where the first fine optical pattern is not formed is formed in a curved shape with a constant curvature.
前記ベースフィルムの少なくとも一面に形成されて、入射光を集光及び拡散させる複数の第3微細光学パターン;
を含み、
前記各第3微細光学パターンは、
前記ベースフィルムの表面と接する部分が長軸と短軸を有する図形に形成されて、前記第3微細光学パターンに具備された山の高さは前記図形の長軸方向に沿ってその中心部から両端部に行くほど低くなる
ことを特徴とする光学素子。 A base film having optical transparency; and a plurality of third fine optical patterns formed on at least one surface of the base film to collect and diffuse incident light;
Including
Each of the third fine optical patterns is
A portion in contact with the surface of the base film is formed into a figure having a major axis and a minor axis, and the height of a mountain provided in the third fine optical pattern is from the center along the major axis direction of the figure. An optical element characterized by being lowered toward both ends.
ことを特徴とする請求項19に記載の光学素子。 A plurality of third fine optical patterns are formed on one surface of the base film, and a fourth fine optical pattern is formed on the other surface of the base film so as to collect or / and diffuse incident light. The optical element according to claim 19.
ことを特徴とする請求項20に記載の光学素子。 21. The optical element according to claim 20, wherein the fourth fine optical pattern has peaks and valleys formed continuously.
ことを特徴とする請求項21に記載の光学素子。 The optical element according to claim 21, wherein the third micro optical pattern and the fourth micro optical pattern are arranged such that each mountain has a predetermined inclination angle.
ことを特徴とする請求項19または20に記載の光学素子。 21. The optical element according to claim 19, wherein the crest of the third fine optical pattern is configured to be curved with a constant radius of curvature along the elliptical long axis.
ことを特徴とする請求項19または20に記載の光学素子。 21. The optical element according to claim 19, wherein a height of a central portion of the third fine optical pattern is 0.2 to 200 [mu] m.
ことを特徴とする請求項19または20に記載の光学素子。 21. The optical element according to claim 19 or 20, wherein the major axis and the minor axis of the figure forming the third fine optical pattern have a length of 1 to 5000 [mu] m and 1 to 100 [mu] m, respectively.
ことを特徴とする請求項19または20に記載の光学素子。 The optical element according to claim 19 or 20, wherein a distance between the third fine optical patterns is 1 to 5000 µm.
ことを特徴とする請求項19または20に記載の光学素子。 The optical element according to claim 19 or 20, wherein the third fine optical patterns are arranged in a matrix form.
ことを特徴とする請求項19または20に記載の光学素子。 The optical element according to claim 19 or 20, wherein the third fine optical patterns are arranged so as to intersect each other.
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2008-0053508 | 2008-06-09 | ||
KR1020080053508A KR100985733B1 (en) | 2008-06-09 | 2008-06-09 | Optical element, backlight unit and liquid crystal display including the same |
KR1020080054991A KR101009707B1 (en) | 2008-06-12 | 2008-06-12 | Optical element, backlight unit and liquid crystal display including the same |
KR10-2008-0054991 | 2008-06-12 | ||
PCT/KR2009/003088 WO2009151260A2 (en) | 2008-06-09 | 2009-06-09 | Optical device, and backlight unit and liquid crystal display comprising the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011523102A true JP2011523102A (en) | 2011-08-04 |
Family
ID=41417237
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011513420A Pending JP2011523102A (en) | 2008-06-09 | 2009-06-09 | Optical element, backlight unit including the same, and liquid crystal display device |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011523102A (en) |
CN (1) | CN102066991A (en) |
WO (1) | WO2009151260A2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014056042A (en) * | 2012-09-11 | 2014-03-27 | Dainippon Printing Co Ltd | Optical sheet, surface light source device, transmissive display device, and production method of optical sheet |
JP2015537333A (en) * | 2012-10-08 | 2015-12-24 | ラムバス・デラウェア・リミテッド・ライアビリティ・カンパニーRambus Delaware Llc | Manufactured articles having fine structures with different surface roughness |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10345644B2 (en) | 2017-03-21 | 2019-07-09 | Keiwa Inc. | Liquid crystal display device and turning film for liquid crystal display device |
US10401553B2 (en) | 2017-03-21 | 2019-09-03 | Keiwa Inc. | Liquid crystal display device and turning film for liquid crystal display device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000292790A (en) * | 1999-02-04 | 2000-10-20 | Keiwa Inc | Light diffusion sheet and back light unit using same |
JP2004309801A (en) * | 2003-04-07 | 2004-11-04 | Keiwa Inc | Optical sheet and back light unit using the same |
JP2007304565A (en) * | 2006-05-08 | 2007-11-22 | Mirae Nanotech Co Ltd | Optical sheet and backlight assembly having the same |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW579438B (en) * | 1999-02-04 | 2004-03-11 | Keiwa Inc | Light diffusion plate and backlight device using the same |
KR101130877B1 (en) * | 2005-03-29 | 2012-03-28 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid crystal display device including optical sheet having protrusion in dual plane |
KR100866898B1 (en) * | 2006-11-22 | 2008-11-04 | 희성전자 주식회사 | LGP structure of edge-type Backlight unit |
-
2009
- 2009-06-09 WO PCT/KR2009/003088 patent/WO2009151260A2/en active Application Filing
- 2009-06-09 CN CN2009801215991A patent/CN102066991A/en active Pending
- 2009-06-09 JP JP2011513420A patent/JP2011523102A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000292790A (en) * | 1999-02-04 | 2000-10-20 | Keiwa Inc | Light diffusion sheet and back light unit using same |
JP2004309801A (en) * | 2003-04-07 | 2004-11-04 | Keiwa Inc | Optical sheet and back light unit using the same |
JP2007304565A (en) * | 2006-05-08 | 2007-11-22 | Mirae Nanotech Co Ltd | Optical sheet and backlight assembly having the same |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014056042A (en) * | 2012-09-11 | 2014-03-27 | Dainippon Printing Co Ltd | Optical sheet, surface light source device, transmissive display device, and production method of optical sheet |
JP2015537333A (en) * | 2012-10-08 | 2015-12-24 | ラムバス・デラウェア・リミテッド・ライアビリティ・カンパニーRambus Delaware Llc | Manufactured articles having fine structures with different surface roughness |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2009151260A3 (en) | 2010-03-25 |
WO2009151260A2 (en) | 2009-12-17 |
CN102066991A (en) | 2011-05-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101096901B1 (en) | Optical sheet, surface light source device and transmissive display device | |
CN102308232B (en) | Optical component, lighting device, and display device | |
KR101173788B1 (en) | Optical sheet, surface light source device, and transmissive display device | |
KR101822706B1 (en) | Optical sheet and optical display apparatus comprising the same | |
JP5641126B2 (en) | Surface light source device and display device | |
US20140104871A1 (en) | Light management film | |
JP5526763B2 (en) | Illumination device and display device provided with concealment structure | |
JP2010055057A (en) | Liquid crystal display apparatus | |
KR20110009070A (en) | Illumination device and display device | |
JP2011102848A (en) | Optical sheet, backlight unit and display device | |
JP2010160437A (en) | Optical sheet, back light unit and display | |
JP5050017B2 (en) | Optical element, backlight unit including the same, and liquid crystal display device | |
JP2010050003A (en) | Surface illuminating device and image display apparatus | |
JP2011523102A (en) | Optical element, backlight unit including the same, and liquid crystal display device | |
KR100985733B1 (en) | Optical element, backlight unit and liquid crystal display including the same | |
JP2018503875A (en) | Reflective polarization module having light reuse improving sheet and backlight unit having the same | |
KR101009707B1 (en) | Optical element, backlight unit and liquid crystal display including the same | |
KR20220061635A (en) | Optical film and back light unit incuding the same | |
JP2011171105A (en) | Planar light source device and display device | |
JP5434403B2 (en) | Illumination unit and display device | |
JP5182128B2 (en) | Optical sheet, surface light source device and display device | |
JP2009069347A (en) | Optical sheet and backlight unit using the same | |
KR20080062471A (en) | Optical sheet for back light unit | |
JP5434398B2 (en) | Illumination unit and display device provided with concealment structure | |
JP2011158836A (en) | Optical sheet, surface light source device and transmission type display device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101208 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121114 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121127 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20130219 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20130226 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130618 |