JP6105726B2 - 互いに異なる厚さの光学シートを有する光学シートモジュール - Google Patents
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Description
非発光素子である液晶表示装置の液晶パネルは、その構造上、バックライトユニット(back light unit)を必要とする。バックライトユニットの場合、様々な光学系で構成される。また、バックライトユニットは輝度の向上のために周期的な配列の光学フィルムを用いることになる。
図1に示すように、バックライトユニット10は、発光源1、反射板2、導光板3、拡散シート4、第1光学シート5、第2光学シート6および保護シート7を含む。
前記発光源1は可視光を発生させる素子であり、このような光源1としてはLED(Light Emitting Diode)および冷陰極蛍光ランプ(Cold Cathode Fluorescent Lamp:CCFL)などが選択的に用いられることができる。
この時、前記反射板2は下側に放出された光を反射して導光板3に再入射させて光効率を向上させる。
前記拡散シート4は前記導光板3の上部面を通して放出される光を拡散させて輝度を均一にし、視野角を広げるものであるが、拡散シート4を通過した光は正面出射輝度が落ちることになる。
また、前記構造化パターン5aは基材部5bの上部面に一体で形成され、基材部5bを経て入射される光を垂直方向に屈折させて出射させるための構造からなる。
前記構造化パターン5aは三角形状を有するように形成されるのが一般的であり、三角形状の頂角は通常90度内外である。
ここで、前記第1光学シート5と前記第2光学シート6は、輝度をより高めるために、前記第1光学シート5の構造化パターンの延長方向と第2光学シート6の構造化パターンの延長方向が互いに直角に交差するように配置されて一体に接合される。
前記保護シート7は第2光学シート6の表面損傷を防止するように上部面に付着される。
しかし、このような方法により前記第1光学シート5と前記第2光学シート6を接合する時、前記第1光学シート5を前記第2光学シート6方向に加圧するため、圧力によって前記第1光学シート5に反りが発生するという問題点があった。
なお、前記第1ベースフィルムは、複数のフィルム層が積層して形成されることを特徴とする。
また、前記第2構造化パターンは、上側末端部が前記第1ベースフィルムの下部に接合されることを特徴とする。
また、前記第2構造化パターンは、上側末端部が前記接着層の内部に埋め込まれることを特徴とする。
なお、前記第2構造化パターンは、上側末端部が前記第1ベースフィルムの下部に接することを特徴とする。
なお、前記第1構造化パターンまたは前記第2構造化パターンは、同一の断面形態を有し、横方向に沿って延びて形成されることを特徴とする。
ここで、前記上部光学シートおよび前記下部光学シートは、前記第1構造化パターンの延長方向および前記第2構造化パターンの延長方向が交差するように配置されることを特徴とする。
ここで、前記反射偏光フィルムは、前記上部光学シートと前記下部光学シートとの間に積層して備えられても良く、前記上部光学シートの上部に積層して備えられても良い。
本発明の実施形態による光学シートモジュールは、上部光学シートの厚さを下部光学シートの厚さより厚く構成することにより、前記下部光学シートの上部に前記上部光学シートの接合時にシワが発生することを減らすことができる。特に、前記上部光学シートおよび前記下部光学シートは各々のベースフィルムを備えており、前記下部光学シートの上部に積層して接合される前記上部光学シートのベースフィルムの厚さを厚く形成することにより、前記上部光学シートのベースフィルムにシワが発生するのを減少させ、透過する光の輝度を向上させるという効果がある。
なお、前記上部光学シートと下部光学シートとの間に備えられて接合させる接着層をさらに備えることにより、上部光学シートと下部光学シートの接合品質を向上させると同時に耐久性が増加するという効果がある。
また、本実施形態を説明するにおいて、同一構成に対しては同一名称および同一符号が用いられており、それに応じた付加的な説明は省略することにする。
先ず、図2および図3を参照し、本発明の実施形態による互いに異なる厚さの光学シートを有する光学シートモジュールの概略的な構成について説明すれば次の通りである。
図示したように、液晶表示装置を構成するにおいて、液晶パネルに光を提供するバックライトユニット(BLU:Back Light Unit)が必須に備えられなければならない。このようなバックライトユニットは、大きく、光源100、導光板200、拡散シート300および光学シートモジュール400で構成される。
また、前記導光板200は、前記光源100から発光された光を反射および散乱して前記拡散シート300方向に伝達する。前記拡散シート300は前記導光板200の上部に配置され、前記導光板200から伝達される光を拡散させて均一に広がるようにして上部に伝達する。
このように構成された前記上部光学シート410および下部光学シート420に形成された構造化パターンにより、前記光学シートモジュール400の面に対して直交する方向に光が集光屈折される。
前記上部光学シート410は、大きく、第1ベースフィルム414および第1構造化パターン412で構成される。前記第1ベースフィルム414は、下部から伝達される光を透過させて上部に伝達すると同時に、上面に前記第1構造化パターン412が形成され、透過する光が前記第1構造化パターン412を通過して屈折および集光されるように支持する。
このように構成された前記上部光学シート410は、前記第1構造化パターン412によって下部から伝達される光を屈折および集光させて上部に出射する。一般的に、前記第1構造化パターン412は三角形状のプリズムが一方向に沿って延びるように形成され、複数個が配列された形態に形成される。
前記第2ベースフィルム424は、前記第1ベースフィルム414と同様に、下部に配置された前記拡散シートから伝達される光を透過させて上部に伝達すると同時に上面に前記第2構造化パターン422が形成される。
このように構成された前記下部光学シート420は前記拡散シートと前記上部光学シート410との間に積層され、前記拡散シートから伝達される光を前記第2構造化パターン422を介して屈折および集光させて前記上部光学シート410に伝達する。
それと共に、前記第1ベースフィルム414および前記第2ベースフィルム424は、前記拡散シート300から伝達された光を透過させるように光透過度の高い素材からなることが好ましい。
この時、前記第1構造化パターン412および前記第2構造化パターン422の交差角度は様々な角度が適用されることができ、本実施形態では約90度の角度で交差して接合されている。
図3は、図2の互いに異なる厚さの光学シートを有する光学シートモジュールの概略的な構成を示す側面図である。
前記上部光学シート410は前記第1構造化パターン412および前記第1ベースフィルム414で構成されており、前記下部光学シート420は前記第2構造化パターン422および前記第2ベースフィルム424で構成されている。
このように、前記第1ベースフィルム414の厚さH1が前記第2ベースフィルム424の厚さH2より厚く形成されることにより、前記第1ベースフィルム414は前記第2構造化パターン422の上部で接合される時に外力によって前記第1ベースフィルム414が曲がってシワが発生するのを防止する。
ここで、前記第1ベースフィルム414の厚さH1が前記第2ベースフィルム424の厚さH2より大きく形成されれば、前記上部光学シート410と前記下部光学シート420が接合された状態での全体厚さは大きく変化がないため、接合時に最も多い反りが発生する前記第1ベースフィルム414の厚さH1を厚くすることによって全体厚さの増加を最小化し、シワが発生するのを防止することができる。
そのため、前記上部光学シート410と前記下部光学シート420の接合時に最も多い反りが発生する前記第1ベースフィルム414の厚さH1を厚くすることにより、全体的な厚さの増加は最小化し、前記第1ベースフィルム414の接合時にシワが発生するのを防止する。
図4は図2の光学シートモジュール400が接合される過程について示す図であり、図5は図4の過程を通じて上部光学シートおよび下部光学シートが接合された状態を示す図である。
所定の厚さを有する前記第2ベースフィルム424がA領域で前方ローラ部R1,R2を通過すると同時に上面に前記第2構造化パターン422が形成される。前記前方ローラ部R1,R2は、前記第2ベースフィルム424が移送される経路上に、上下部に各々の第1前方ローラR1および第2前方ローラR2で構成されて配置される。
この時、前記液化物Lは前記第1前方ローラR1を通過すると同時に硬化して前記第2構造化パターン422が形成される。ここで、前記液化物Lは完全に硬化した状態ではなく一部だけ硬化した状態で接合力を一定レベルに維持した状態となる。
その後、上面に前記第2構造化パターン422が形成された前記第2ベースフィルム424はB領域に移動する。前記B領域では前記A領域から伝達された前記第2ベースフィルム424と外部から供給される前記第1ベースフィルム414の接合が行われる。
このような過程を通じて前記上部光学シート410および前記下部光学シート420が接合される。
先ず、図5(a)を見てみれば、前記第1ベースフィルム414の厚さH1と前記第2ベースフィルム424の厚さH2が同一な状態で前記B領域を通過することにより、前記下部光学シート420と前記第1ベースフィルム414が接合された状態を示す図である。
一方、図5(b)は、前記第1ベースフィルム414の厚さH1が前記第2ベースフィルム424の厚さH2より厚く形成され、前記B領域を通過することによって前記下部光学シート420と前記第1ベースフィルム414が接合された状態を示す図である。
このように、前記第2ベースフィルム424にシワが発生しなければ表面が規則的に形成され、下部から伝達される光を均一に屈折および集光させることができる。
図6は、図2の第1ベースフィルム414の厚さに応じた曲げ程度について示す図である。
しかし、図6(b)のように外部から作用する外力によって曲げが発生すれば、図6(a)でC1およびC2地点であったC3地点およびC4地点は圧縮応力を受けるようになる。この時、作用する外力は前記第1ベースフィルム414と前記第2構造化パターン422が接合される時に前記第1後方ローラR3による加圧力である。
それと同時に、図6(b)のように作用する外力によって曲げが発生すれば、T3およびT4地点は外力によって引張応力を受けるようになる。
ここでも同様に、前記T3地点および前記T4地点は厚さ方向に応じた曲げに対する中立面NSを中心に曲げによって引っ張られる引張力を受け、厚さ方向に応じた曲げに対する中立面NSを中心に遠くなるほどその大きさが大きくなる。
このような原理により、前記第1ベースフィルム414の厚さが大きくなるほど、前記下部光学シート420との接合時にシワが発生するのを減らすことができる。
図7は図2の光学シートモジュール400において接着層430がさらに含まれた構成を示す分解斜視図であり、図8は図7の光学シートモジュール400が接合された状態を示す側面図である。
前記接着層430は前記上部光学シートの下部に備えられ、前記下部光学シートと前記上部光学シートが接合できるようにする。この時、前記接着層430は、前記拡散シートから伝達された光を透過させられるように光透過度の高い素材からなることが好ましい。
また、前記第2構造化パターン422の上部方向の末端部が前記接着層430の内部に挿入されることによって接合される面積がより大きくなり、それによって前記上部光学シート410と前記下部光学シート420の接合品質が増加する。
このように、前記光学シートモジュール400において、別途の前記接着層430をさらに備えて構成されることもできる。
図9は図2の光学シートモジュールにおいて第2構造化パターンの変形された形態を示す図であり、図10は図2の光学シートモジュールにおいて第2構造化パターンの他の変形された形態を示す図である。
前記第2構造化パターン422の上側末端部が前記接合面422aを備えることにより、前記第1ベースフィルム414と前記下部光学シート420との接合品質を増加させることができる。
図9(b)に示すように、前記第2構造化パターン422の上側末端部は前記接着層430の内部に埋め込まれ、上部方向に延びて形成された1対の延長面を有し、前記延長面の上側末端部の各々に両側末端が連結され、前記第1ベースフィルム414に接合される接合面422aが備えられる。
このように、前記第2構造化パターン422が1対の延長面を備えて上側末端部が三角形状に形成されることにより、前記第2構造化パターン422の上側末端部が前記接着層430の内部に埋め込まれて接着品質が増加する。
このように前記第2構造化パターン422の上側末端部の傾斜角度が下部の傾斜角度と異なるように形成されることにより、前記第2構造化パターン422の上側末端部が前記接着層430の内部に埋め込まれても、前記第2構造化パターン422に入射される光を垂直方向に近接するように屈折させて上部に伝達できる。
図11は図2の光学シートモジュールにおいて反射偏光フィルムがさらに含まれた状態を示す分解斜視図であり、図12は図11の反射偏光フィルムによって光が透過または反射する状態を示す図である。
前記反射偏光フィルム(Reflective Polarizer:500)とは、光の偏光状態に応じて選択的に光を透過させ、偏光状態が異なる光は前記導光板200に戻す役割をする。このような装置の一例としてDBEF(Dual Brightness Enhancement Film:二重輝度向上フィルム)がある。
このような過程の繰り返しを通じて所望の偏光状態の光だけを上部に放出するため、放出される光の消失の減らし、ディスプレイモジュールの輝度が上昇する。
そのため、P1の光は外部に放出されるが、P2の光は反射されて下部に戻り、前記導光板200によって反射されて再び上部に移動する。この過程を通じてP2の光は進行方向および偏光状態が変わり、このような繰り返しを通じて前記反射偏光フィルム500が透過させるのに好適な状態に変換される。
一方、前記反射偏光フィルム500は前記上部光学シート410の上部に積層して配置されるだけでなく、前記上部光学シート410と前記下部光学シート420との間に積層して配置されることもできる。
Claims (8)
- 所定の厚さを有し、下部から伝達される光を透過させて上部に通過させる第1ベースフィルムと、前記第1ベースフィルム上に形成され、上部に突出し、上部に行くほど横断面積が小さくなり、三角形状のプリズムが一方向に延びて複数個が配置される第1構造化パターンと、を有する上部光学シート、
前記上部光学シートの下部に積層形態で備えられ、第2ベースフィルムと、前記第2ベースフィルム上に形成され、前記上部光学シート側に突出して上部に行くほど横断面積が小さくなる突出部を有する第2構造化パターンと、を有する下部光学シート、および
前記上部光学シートと前記下部光学シートとの間に備えられ、前記第1ベースフィルムと前記第2構造化パターンを接合させる接着層、
を含み、
前記第1ベースフィルムの厚さは前記第2ベースフィルムの厚さより厚く形成され、
前記第2構造化パターンは、上側末端部が三角形状であり前記接着層の内部に埋め込まれており、前記上側末端部の断面の傾斜角度が下部の断面の傾斜角度より大きく形成されて、下部から入射されて前記接着層の内部で屈折される光の屈折角度を調節することを特徴とする、光学シートモジュール。 - 前記第1ベースフィルムおよび前記第2ベースフィルムは、各々が均一な厚さを有するように形成されることを特徴とする、請求項1に記載の光学シートモジュール。
- 前記第2構造化パターンは、上側末端部が前記第1ベースフィルムの下部に接することを特徴とする、請求項1に記載の光学シートモジュール。
- 前記第1構造化パターンまたは前記第2構造化パターンは、断面の軌跡が直線からなることを特徴とする、請求項1に記載の光学シートモジュール。
- 前記上部光学シートおよび前記下部光学シートは、前記第1構造化パターンの延長方向および前記第2構造化パターンの延長方向が交差するように配置されることを特徴とする、請求項1に記載の光学シートモジュール。
- 前記下部光学シートおよび前記上部光学シートと積層形態で配置され、下部から伝達される光の偏光状態に応じて選択的に光を透過させる反射偏光フィルムをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の光学シートモジュール。
- 前記反射偏光フィルムは、前記上部光学シートと前記下部光学シートとの間に積層して備えられることを特徴とする、請求項6に記載の光学シートモジュール。
- 前記反射偏光フィルムは、前記上部光学シートの上部に積層して備えられることを特徴とする、請求項6に記載の光学シートモジュール。
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