KR100841447B1 - 광학필름 및 이를 갖는 조명장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 피크와 벨리를 갖는 다수 광학패턴이 성형되어 있는 광학필름 및 이를 갖는 조명장치에 관한 것으로서, 상기 광학패턴들은 간격 피치와 피크 높이 및 벨리의 깊이가 불규칙하며, 평면구조와 측면구조는 상기 피크와 벨리가 불규칙하게 굴곡된 비직선비대칭형 배열구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 무아레현상을 원천적으로 방지함과 동시에, 내마모성이 향상되고 긁힘 및 스크래치 등의 광학적 결함이 발생하더라도 육안으로 관찰되지 않으며, 침윤현상을 방지하고 시야각을 확대할 수 있는 광학필름 및 이를 갖는 조명장치가 제공된다.
광학필름, 광학패턴, 비직선비대칭형 배열, 무아레, 피크, 벨리

Description

광학필름 및 이를 갖는 조명장치{optical film and lighting device having the same}
본 발명은, 광학필름 및 이를 갖는 조명장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광학패턴의 비직선비대칭형 불규칙 패턴 구조로 형성하여 무아레현상을 원천적으로 방지함과 동시에, 내마모성이 향상되고 긁힘 및 스크래치 등의 광학적 결함이 발생하더라도 육안으로 관찰되지 않으며, 침윤현상을 방지하고 시야각을 확대할 수 있도록 광학적 성능을 개선한 광학필름 및 이를 갖는 조명장치에 관한 것이다.
휴대폰, 노트북컴퓨터, LCD모니터, 평면 TV 등에 널리 이용되는 디스플레이 장치는 백라이트유닛으로부터 전달되는 빛을 이용하여 패널소자에 영상을 표시한다.
디스플레이 장치의 백라이트유닛 구성은 빛을 발산하는 광원과, 광원에서 발산된 빛을 면광원으로 출사시키는 도광판과, 도광판에서 출사된 빛을 패널소자로 집광 굴절시키는 적어도 하나의 광학필름을 포함하고 있다.
이 중 광학필름은 도광판으로부터 출사된 빛을 집광 굴절시켜서 패널소자로 향하도록 함으로써, 패널소자의 전 영역에서 균일한 휘도의 영상이 표시될 수 있도록 한다. 이를 위해서 광학필름의 판면에는 빛을 집광 굴절시키기 위한 광학패턴이 형성되는데, 일반적인 광학필름의 광학패턴은 다수의 광학패턴들이 일정한 형태의 단면 구조를 가지고 상호 일정한 간격을 두고 직선형으로 배열되어 있는 구조를 가지고 있다.
그러나, 이러한 종래 광학필름은 광학패턴들이 일정한 단면구조와 간격을 가지고 선형 배열되어 있기 때문에, 패널소자의 픽셀 배열과의 광학적 결합에 의해서 무아레(Moire)를 발생시키는 문제점이 있었다.
한편, 무아레 발생의 문제점을 해결하기 위한 광학필름이 미국특허 US 6,354,709호와 미국특허 US 5,919,551호 및 대한민국 공개특허 10-2007-0084410에 개시된 바 있다.
US 6,354,709호에 개시된 광학필름(101)은 도 1에 도시된 바와 같이, 광학패턴(110)들의 배열을 피크 부분에서 비직선형 배열 구조를 갖도록 함으로써, 무아레 현상을 방지한 것이며;
US 5,919,551호에 개시된 광학필름(201)은 도 2a에 도시된 바와 같이, 광학패턴(210)들의 상호 피치간격(P)을 불규칙적으로 하여 무아레 현상을 방지하도록 한 것이다. 이때, 광학패턴들의 피크 높이(t) 및 벨리 깊이(D)는 불규칙한 피치에 의해 광학패턴(210)들 간에 상이한 높이와 깊이를 가질 수 있다.
그리고, 대한민국 공개특허 10-2007-0084410호에 개시된 광학필름(300)은 도 2b에 도시된 바와 같이, 프리즘패턴(310)이 꾸불꾸불한 형상을 갖도록 함으로써, 무아레를 방지하였다.
그런데, 이러한 종래의 광학필름들은 US 6,354,709호에 개시된 광학필름(101)의 경우 피크 부분에서의 비직선형 배열을 제외하고는 광학패턴들의 벨리가 직선형으로 배열되어 있고, 각 광학패턴들의 피크 높이와 벨리 깊이 및 각도 등의 나머지 광학적 구조가 규칙적이기 때문에, 규칙적인 구조적 요소에 의한 무아레 발생의 여지를 남기는 문제점이 있었다. 특히, 각 광학패턴들의 피그영역에서 벨리영역으로 형성되는 광학면은 벨리영역에 인접할수록 광학패턴의 양면이 대칭을 이루면서 결과적으로는 무아레 발생의 원인이 되는 문제점이 있었다.
또한, US 5,919,551호에 개시된 광학필름(201)의 경우에는 광학패턴들이 선형 배열되어 있는 광학적 구조에 의해 역시, 무아레 발생의 여지를 안고 있는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 무아레현상을 원천적으로 방지할 수 있는 광학필름 및 이를 갖는 조명장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 내마모성이 향상되고 긁힘 및 스크래치 등 의 광학적 결함이 발생하더라도 육안으로 관찰되지 않으며, 침윤형상을 방지하고 시야각을 확대할 수 있는 광학필름 및 이를 갖는 조명장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 피크와 벨리를 갖는 다수 광학패턴이 성형되어 있는 광학필름에 있어서, 상기 광학패턴들은 간격 피치와 피크 높이 및 벨리의 깊이가 불규칙하며, 평면구조와 측면구조는 상기 피크와 벨리가 불규칙하게 굴곡된 비직선비대칭형 배열구조를 갖는 것을 특징으로 하는 광학필름에 의해 달성된다.
여기서, 상기 광학패턴들의 평면구조는 길이방향을 따라 좌우 지그재그로 굴곡된 형상을 가지되, 굴곡된 각도는 2° 내지 40°인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 광학패턴들의 측면구조는 길이방향을 따라 상하 지그재그로 굴곡된 형상을 가지되, 굴곡된 각도는 3° 내지 30°인 것이 효과적이다.
또한, 상기 광학패턴들의 굴곡된 비직선비대칭형 배열구조는 사인파 형상, 삼각파 형상, 사각파형상, 가우시안파 형상 중 어느 하나의 형상이거나, 상기 형상들 중 적어도 2가지 형상이 혼합된 혼합파 형상인 것이 보다 바람직하다.
이때, 상기 광학패턴들의 굴곡된 비직선비대칭형 배열구조의 듀티사이클(Duty cycle)은 1:9 내지 9:1인 것이 보다 효과적이다.
한편, 상기 광학패턴들은 피크의 정점으로부터 30% 이내의 높이 영역에 규칙적 또는 불규칙적인 미세요철, 미세 스크래치, 버(burr) 중 어느 하나로 형성된 결함보정구조를 갖는 것이 바람직하다.
또는, 상기 광학패턴들은 벨리의 정점으로부터 30% 이내의 높이 영역에 규칙적 또는 불규칙적인 미세요철, 미세 스크래치, 버(burr) 중 어느 하나로 형성된 결함보정구조를 갖는 것이 효과적이다.
여기서, 상기 광학패턴들의 광학적 단면 형상은 삼각형, 다각형, 원호형 중 어느 하나의 단면 형상을 가지며, 상기 광학패턴들의 단면 폭은 규칙적이거나 불규칙적일 수 있다.
그리고, 상기 광학패턴 하부 영역에 형성되며 원호 형상의 광학적 단면을 갖는 다수의 마이크로렌즈패턴을 더 포함하는 것이 보다 바람직하다.
이때, 상기 마이크로렌즈패턴은 돌출 형상 또는 함몰 형상일 수 있다.
또한, 상기 마이크로렌즈패턴의 원호 반경과 상호 간격 및 돌출 높이 또는 함몰 깊이는 규칙적이거나 불규칙적일 수 있다.
또한, 상기 광학패턴 형성면의 반대면에 마련되어 입사광에 대해 광학적 산란작용을 유도하는 산란구조를 더 포함하되; 상기 산란구조는 샌드 블라스팅 또는 마이크로 블라스팅에 의해 형성되는 미세 스크레치 또는 미세요철 구조인 것이 바람직하다.
또한, 확산 입자를 광학 필름의 일부 영역에 분포시킴으로써 형성되어 입사광에 대해 광학적 확산 작용을 유도하는 확산 구조를 더 포함하되; 상기 확산 입자는 투명 고체 입자인 아크릴 입자, 스티렌 입자, 실리콘 입자, 합성 실리카, 그래스비드, 다이아몬드, 백색 입자인 산화티타늄, 산화아연, 황산바륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 수산화알루미늄, 클레이 또는 필름 내에 형성된 기포 중 어느 하나인 것이 효과적이다.
한편, 상기 목적은 본 발명에 따라서, 면광원과, 상기 면광원의 상부영역에 마련되는 패널; 및 상기 면광원과 상기 패널 사이에 배치되어 상기 면광원으로부터 전달되는 빛을 상기 패널로 집광 굴절 시키는, 상기 광학필름을 포함하는 디스플레이 장치에 의해서도 달성된다.
이에 의해, 무아레현상을 원천적으로 방지함과 동시에, 내마모성이 향상되고 긁힘 및 스크래치 등의 광학적 결함이 발생하더라도 육안으로 관찰되지 않으며, 침윤현상을 방지하고 시야각을 확대할 수 있는 광학필름 및 이를 갖는 조명장치가 제공된다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 광학필름의 사시도이고, 도 4는 도 3의 광학필름 정단면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 광학필름(1)은 필름(10)의 적어도 일면에 입사광에 대해 일련의 광학적 작용을 일으켜 출사시키는 다수의 광학패턴(20)들이 형성되어 있는 구조를 가지고 있다.
필름(10)은 가시광역에서 빛이 원활하게 투과될 수 있는 광투과성 재료로서 폴리카보네이트, PVC, PP, PE, PS, PET, 아크릴계 폴리머 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
그리고, 광학패턴(20)은 필름(10)의 적어도 일면에 일체로 형성될 수도 있으며; 전술한 필름(10)의 재료 중 어느 하나의 재료를 시트상으로 마련하고 이 시트 상에 광학패턴(20)을 성형하여 필름(10)의 적어도 일면에 부착할 수도 있다. 이때, 필름(10)과 광학패턴(20)이 형성된 시트의 재질은 광학필름(1)의 제조여건 등의 제반여건에 따라서 동일한 재료를 이용하거나, 상호 상이한 재료를 이용하여 마련될 수 있다.
한편, 광학패턴(20)들은 삼각형상의 광학적 단면을 가지고 있으며, 필름(10)의 적어도 일면에 불규칙한 단면구조와 평면 및 측면구조가 비직선비대칭형 배열구조를 갖도록 형성되어 있다.
여기서, 광학패턴(20)들은 상호 불규칙한 피치(P) 간격을 두고 형성되며, 광학패턴(20)의 피크높이(t) 및 광학패턴(20)의 벨리깊이(d) 역시 각각 상이한 높이(t)와 깊이(d)를 갖도록 형성되어 있다. 또한, 각 광학패턴(20)의 피크 영역과 벨리 영역의 패턴각도(θ)역시 상이한 각도로 형성되어 있다.
그리고, 광학패턴(20)들의 불규칙한 비직선비대칭형 배열구조는 평면투영시 광학패턴(20)이 길이방향을 따라 좌우 지그재그로 굴곡되면서 그 굴곡된 각도(θ1)가 2° 내지 40° 범위에서 다양한 각도로 굴곡된 평면구조를 가지고 있다.
또한, 광학패턴(20)들의 불규칙한 비직선비대칭형 배열구조는 측면투영시 광학패턴(20)의 길이방향을 따라 상하 지그재그로 굴곡되면서 그 굴곡된 각도(θ2)가 3° 내지 30° 범위에서 다양한 각도로 굴곡된 측면구조를 가지고 있다.
이때, 굴곡된 비직선비대칭형 배열구조는 측면구조 및 평면구조가 전술한 굴곡 각도(θ1,θ2)의 범위에서 도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같이, 사인파 형상, 삼각파 형상, 가우시안파 형상 중 어느 하나의 형상을 갖도록 형성되거나, 이들 형상 중 적어도 2가지 형상이 혼합된 혼합파 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 광학패턴(20)들의 비직선비대칭형 배열구조는 도 5e에 도시된 바와 같이, 측면구조 및 평면구조가 사각파 형상으로 형성될 수도 있다.
그리고, 사인파, 삼각파, 가우시안파, 사각파 등의 측면구조 및 평면구조를 갖는 광학패턴(20)들의 굴곡된 비직선비대칭형 배열구조는 그 듀티사이클(Duty cycle)이 1:9 내지 9:1인 것이 바람직하다. 이 듀티사이클 비는 비직선비대칭형 배열구조의 비주기성을 부여하여 무아레 방지 효과를 보다 상승시키기 위한 것이다.
이러한 광학패턴(20)의 구조는 규칙적인 구조적 요소를 완전히 배제하여 입사광에 대한 불규칙적인 집광 굴절 등의 광학적 작용을 유도함으로써, 출사광을 산란시킨다.
이에 의해, 스트립 패턴(Strip Pattern)현상 등의 무아레 발생원인을 원천적으로 방지할 수 있게 된다. 따라서, 광학필름(1)과 디스플레이 장치의 패널소자 간의 광학적 결합 상태에서 광학패턴(20)과 픽셀 배열의 결합에 의한 무아레 현상이 발생하지 않는다.
또한, 출사광의 확산 및 산란 작용에 의해 빛의 굴절각도가 크게 형성되면서 넓은 영역으로 빛이 확산되어 디스플레이 장치의 시야각이 확대된다.
또한, 제조과정 및 타부품과의 광학적 결합 과정에서 광학필름에 긁힘이나 스크래치 등의 광학적 결함이 발생하여도 출사광의 확산 및 산란 작용에 의해 광학적 결함이 인간의 육안으로 확인되지 않는다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 광학필름의 사시도이고, 도 7은 도 6의 광학필름 정단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 제2실시예에 따른 광학필름(1)은 광학패턴의 광학적 단면구조를 제외한 피치 및 피크높이와 벨리의 깊이 및 비직선비대칭형 배열구조 등의 광학적 구조가 전술한 제1실시예와 동일하다.
본 실시예에 따른 광학필름(1)의 광학패턴(20)들은 원호상의 광학적 단면을 가지고 있는데, 이때, 광학패턴(20)들의 패턴 반경(R)은 상호 상이한 반경으로 형성되어 있다.
이러한 광학패턴(20)의 구조는 전술한 제1실시예와 마찬가지로 광학패턴(20)의 규칙적인 구조적 요소를 완전히 배제하여 무아레를 방지함과 더불어, 원호상의 광학적 단면 구조에 의한 출사광의 출사각 확대를 유도하여 패널소자의 시야각을 증가시킨다.
또한, 광학패턴(20)에서 빛이 집광 굴절 및 확산 산란됨으로써, 인접하는 광학부품과의 광학적 결합시 발생할 수 있는 침윤(Wet-Out)현상을 방지하면서, 시야각 확대 효과를 제공한다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 광학필름의 부분사시도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 제3실시예에 따른 광학필름(1)은 광학패턴(20)의 피크 영역 또는 벨리 영역에 형성된 결함보정구조(80)를 제외한 피치 및 피크높이와 벨리의 깊이 및 비직선비대칭형 배열구조 등의 광학적 구조가 전술한 제1실시예와 동일하다.
본 제3실시예에 따른 광학필름(1)의 광학패턴(20)에 형성된 결함보정구조(80)는 광학패턴(20)들의 피크 정점으로부터 또는 광학패턴(20)들의 벨리 정점으로부터 30% 이내의 높이 영역에 형성된다.
이때, 결함보정구조(80)는 광학패턴(20)의 피크 정점 또는 벨리의 정점을 비첨예화하기 위한 구조로서, 샌드 블라스팅 또는 마이크로 블라스팅 가공 등에 의해 도 8 및 도 9와 같이, 규칙적 또는 불규칙적으로 형성되는 미세요철이나 도시하지는 않았지만 미세 스크래치(미도시), 버(burr)(미도시) 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
이와 같이, 결함보정구조(80)를 갖는 본 실시예에 따른 광학필름(1)은 광학패턴(20)들의 피크 주변 영역들이 날카롭지 않게 형성되기 때문에, 광학필름(1)의 제조공정과 보관 관리과정 및 조명장치 구성을 위한 타 광학부품과의 결합 공정 등에서 타 광학부품과의 접촉이 발생하더라도 스크레치 등의 광학적 결함이 발생하지 않게 된다.
또한, 광학필름(1)에 긁힘이나 스크래치 등의 광학적 결함이 발생하여도 광 학패턴(20)의 불규칙적인 구조 및 결함보정구조(80)에서의 확산 및 산란 작용에 의해 광학적 결함이 인간의 육안으로 확인되지 않는다.
또한, 전술한 제1실시예와 마찬가지로 광학패턴(20)의 규칙적인 구조적 요소를 완전히 배제하여 무아레를 방지함과 더불어, 시야각이 확대된다.
한편, 도 10은 본 발명의 제4실시예에 따른 광학필름의 사시도이고, 도 11은 도 10의 광학필름 정단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 제4실시예에 따른 광학필름(1)은 전술한 제1실시예와 유사한 광학패턴(20) 구조를 가지고 있으며, 이와 더불어 마이크로렌즈패턴(30)들을 더 포함하고 있다.
마이크로렌즈패턴(30)들은 평면 투영시 원 형상을 가지고 상호 소정 간격을 두고 엠보싱 형태로 분포되어 있으며, 각각의 단면 투영시에는 부분 원호 형상으로 상향 돌출된 볼록렌즈 형태의 광학적 단면을 가지고 있다.
이 마이크로렌즈패턴(30)은 광학패턴(20) 하부 영역에 형성되는 것으로서, 마이크로렌즈패턴(30) 형성 영역에 대응하는 광학패턴(20)들은 마이크로렌즈패턴(30)의 돌출 구조에 의해 엠보싱 형태로 돌출된다.
여기서, 마이크로렌즈패턴(30)은 도시하지는 않았지만 함몰된 구조나 돌출과 함몰의 복합적인 구조로 형성될 수 있다. 그리고, 마이크로렌즈패턴(30)들의 돌출반경(R)과 간격 및 높이(t)(함몰 구조에서는 깊이(d)은 일정하게 형성될 수도 있으며, 불규칙하게 형성될 수도 있다. 또한, 마이크로렌즈패턴(30)은 평면 투영시 전술한 원형의 구조 외에 타원형이나 다각형으로 형성될 수도 있으며, 원형 타원형 다각형의 구조가 복합적으로 형성될 수도 있다. 또한, 마이크로렌즈패턴(30) 상부에 형성되는 광학패턴(20)은 전술한 제2실시예의 불규칙한 원호 단면 구조가 불규칙하게 선형 배열된 광학패턴(20) 구조일 수 있다. 또한, 전술한 제3실시예의 결함보정구조(80)를 포함할 수 있다.
이러한 마이크로렌즈패턴(30) 구조와 불규칙한 광학패턴(20) 구조를 포함하는 본 제4실시예에 따른 광학필름(1)은 입사광이 마이크로렌즈패턴(30)에서 산란되고, 광학패턴(20)에서 집광 굴절 및 산란됨으로써, 인접하는 광학부품과의 광학적 결합시 발생할 수 있는 침윤(Wet-Out)현상을 방지하면서, 전술한 무아레 방지 및 시야각의 확대 효과를 제공한다.
또한, 빛의 산란에 의해 광학필름(1)에 포함된 스크래치나 이물질 등이 인간의 육안으로 관찰되지 않도록 한다.
한편, 도 12는 본 발명의 제5실시예에 따른 광학필름의 정단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 제5실시예에 따른 광학필름(1)은 전술한 제1실시예와 유사한 불규칙적인 광학패턴(20) 구조를 가지고 있으며, 이와 더불어 필름(10)의 광학패턴(20) 이면에 형성되어 입사광에 대해 광학적 산락작용을 유도하는 산란패턴(40)을 더 포함하고 있다.
산란패턴(40)은 부분 원호상의 광학적 단면으로 형성되며 평면 투영시 원형으로 형성되는 부분 구 형상으로써, 필름(10)의 평면에서 볼 때 다수의 산란패턴(40)이 일정한 간격 또는 불규칙한 간격을 두고 엠보싱 형태로 분포되어 있다.
이 산란패턴(40)은 필름(10)의 이면에서 내측으로 함몰되는 구조로 형성될 수도 있으며, 필름(10)의 외측으로 돌출되는 구조로 형성될 수도 있다. 물론, 산란패턴(40)은 돌출구조와 함몰구조가 복합적으로 형성될 수도 있다.
그리고, 산란패턴(40)의 단면형상은 전술한 부분 원호상의 광학적 단면 형상 외에도, 삼각형 단면 형상이나 다각 단면 형상 등 입사광을 산란시킬 수 있는 조건하에서 다양한 단면구조로 형성될 수도 있다.
또한, 본 제5실시예와 같이, 광학필름(1) 이면에 산란패턴(40)을 포함하는 구성은 전술한 제2실시예 및 제3실시예(도 13 참고)와 제4실시예의 광학필름(1)에도 적용될 수 있음은 물론이다.
이러한 산란패턴(40) 구조를 포함하는 본 제5실시예의 광학필름(1)은 입사광이 산란패턴(40)에서 산란되고, 광학패턴(20)에서 집광 굴절 및 또 다시 산란됨으로써, 빛의 산란에 의해 광학필름(1)에 포함된 스크래치나 이물질 등이 인간의 육안으로 관찰되지 않도록 하고, 전술한 무아레 방지 및 시야각의 확대 효과를 제공한다.
한편, 도 14 내지 도 16은 본 발명의 제6실시예에 따른 광학필름의 부분사시도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 제6실시예에 따른 광학필름(1)은 전술한 제1실시예와 유사한 광학패턴(20) 구조를 가지고 있으며, 이와 더불어 필름(10) 내에 입사광에 대해 광학적 확산 작용을 유도하는 확산입자(50)를 더 포함하고 있 다.
확산입자(50)는 투명 고체입자로서 아크릴입자, 스티렌입자, 실리콘입자, 합성실리카, 그래스비드, 다이아몬드 중 어느 하나가 사용되거나, 백색입자로서 산화티타늄, 산화아연, 황산바륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 수산화알루미늄, 클레이 중 어느 하나가 이용될 수 있으며; 기포 형태로 형성된 다수의 공기입자로 마련될 수 있다.
이때, 확산입자(50)는 필름(10)의 원재료에 포함된 상태에서 광학필름(1)을 성형함으로써, 도 14와 같이, 광학필름(1) 내에 확산입자(50)가 전체적으로 분포되도록 할 수 있다.
혹은, 도 15와 같이, 광학필름(1)을 판상의 제1광학층(10a)과 광학패턴(20)이 형성되는 제2광학층(10b)의 적층구조로 하고, 제1광학층(10a)과 제2광학층(10b) 사이에 확산입자(50)층이 개재되도록 할 수도 있다. 이때, 제1광학층(10a)과 제2광학층(10b)이 접착층에 의해 상호 접착되도록 하고, 이 접착층 내에 확산입자(50)를 포함시킬 수도 있다. 또한, 확산입자(50)는 도 16에 도시된 바와 같이, 광학패턴(20) 내에 분포됨으로써, 빛의 확산작용을 포함하여 광학패턴(20)의 구조적 강도를 보강할 수도 있다.
그리고, 본 제6실시예와 같이, 광학필름(1)에 확산입자(50)를 포함하는 구성은 도 17 내지 도 19와 같이, 전술한 실시예들의 광학필름(1)에도 적용될 수 있음은 물론이다.
이러한 확산입자(50)의 구성과 불규칙한 광학패턴(20) 구조를 포함하는 본 제6실시예에 따른 광학필름(1)은 입사광이 확산입자(50)에서 확산되고, 광학패턴(20)에서 집광 굴절 및 산란됨으로써, 넓은 시야각 범위로 출사됨과 동시에, 전술한 무아레 방지 효과를 제공한다.
그리고, 제조공정에서의 부주의에 의해 광학필름(1) 내에 스크래치나 먼지 등의 이물질 및 얼룩 등의 광학적 결함이 발생하더라도 빛의 확산 및 산란 작용에 의해서 결함이 육안으로 확인되지 않는다. 따라서, 작업성이 향상되고 제품불량률을 저하시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 광학필름은 광학패턴들의 비직선비대칭형 배열구조 및 간격 피치와 피크 높이 및 벨리의 깊이 등 광학적 구조의 모든 요소를 불규칙하게 형성하여 규칙적인 광학적 구조를 완전히 배재함으로써, 광학필름과 패널소자의 광학적 결합 상태에서 광학패턴과 픽셀 배열의 결합이 이루어지지 않아 무아레 현상이 발생하지 않는다.
또한, 광학패턴의 불규칙한 구조를 포함하여 마이크로렌즈와 산란패턴 및 확산입자 등의 광학적 요소 등에 의해, 빛의 확산 및 산란 작용을 유도하여 시야각 증가와 광학적 결함이 관찰되지 않는 등의 광학적 성능이 현격하게 향상된다.
또한, 광학패턴에 결함보정구조를 추가하여 확산 산란 특성과 광학적 결함이 관찰되지 않는 효과를 배가시킬 수 있다.
한편, 이와 같은 본 발명에 따른 광학필름은 광학패턴의 불규칙적인 광학적 구조에 의해 입사되는 빛에 대해 확산 및 산란과 집광 및 굴절 등의 광학적 작용을 유도하는 것으로서, 확산필름 또는 도광필름이나 산란필름과 집광필름 등 다양한 형태의 광학필름으로 이용되며, 특히 LCD모니터나 LCD TV 등의 대형 디스플레이 장치를 포함하여 소형 노트북의 LCD 모니터나 휴대폰 등의 LCD패널 등의 소형 디스플레이 장치 등의 백라이트유닛과 같은 조명장치에 광학부품으로 이용될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 무아레현상을 원천적으로 방지함과 동시에, 내마모성이 향상되고 긁힘 및 스크래치 등의 광학적 결함이 발생하더라도 육안으로 관찰되지 않으며, 침윤현상을 방지하고 시야각을 확대할 수 있는 광학필름 및 이를 갖는 조명장치가 제공된다.
도 1은 종래 광학필름의 사시도.
도 2a 및 도 2b는 종래 다른 광학필름들의 단면도 및 사시도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 광학필름의 사시도.
도 4는 도 3의 광학필름 정단면도.
도 5a 내지 도 5e는 도 3의 광학필름 평면구조 및 측면구조의 다른 예를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 광학필름의 사시도.
도 7은 도 6의 광학필름 정단면도.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 광학필름의 부분사시도.
도 10은 본 발명의 제4실시예에 따른 광학필름의 사시도.
도 11은 도 10의 광학필름 정단면도.
도 12 및 도 13은 본 발명의 제5실시예에 따른 광학필름의 정단면도.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 제6실시예에 따른 광학필름의 부분사시도.
도 17 내지 도 19은 본 발명의 제6실시예의 다른 예를 나타낸 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 필름 20 : 광학패턴
30 : 렌즈패턴 40 : 산란패턴
50 : 확산입자 80 : 결함보정구조

Claims (14)

  1. 피크와 벨리를 갖는 다수 광학패턴이 성형되어 있는 광학필름에 있어서,
    상기 광학패턴들은 간격 피치와 피크 높이 및 벨리의 깊이가 불규칙하며, 평면구조와 측면구조는 상기 피크와 벨리가 불규칙하게 굴곡된 비직선비대칭형 배열구조를 갖는 것을 특징으로 하는 광학필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광학패턴들의 평면구조는 길이방향을 따라 좌우 지그재그로 굴곡된 형상을 가지되, 굴곡된 각도는 2° 내지 40°인 것을 특징으로 하는 광학필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광학패턴들의 측면구조는 길이방향을 따라 상하 지그재그로 굴곡된 형상을 가지되, 굴곡된 각도는 3° 내지 30°인 것을 특징으로 하는 광학필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광학패턴들의 굴곡된 비직선비대칭형 배열구조는 사인파 형상, 삼각파 형상, 사각파형상, 가우시안파 형상 중 어느 하나의 형상이거나,
    상기 형상들 중 적어도 2가지 형상이 혼합된 혼합파 형상인 것을 특징으로 하는 광학필름.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광학패턴들의 굴곡된 비직선비대칭형 배열구조의 듀티사이클(Duty cycle)은 1:9 내지 9:1인 것을 특징으로 하는 광학필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광학패턴들은 피크의 정점으로부터 30% 이내의 높이 영역에 규칙적 또는 불규칙적인 미세요철, 미세 스크래치, 버(burr) 중 어느 하나로 형성된 결함보정구조를 갖는 것을 특징으로 하는 광학필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광학패턴들은 벨리의 정점으로부터 30% 이내의 높이 영역에 규칙적 또는 불규칙적인 미세요철, 미세 스크래치, 버(burr) 중 어느 하나로 형성된 결함보정구조를 갖는 것을 특징으로 하는 광학필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 광학패턴들의 광학적 단면 형상은 삼각형, 다각형, 원호형 중 어느 하나의 단면 형상을 가지며, 상기 광학패턴들의 단면 폭은 규칙적이거나 불규칙적인 것을 특징으로 하는 광학필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 광학패턴 하부 영역에 형성되며 원호 형상의 광학적 단면을 갖는 다수의 마이크로렌즈패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학필름.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 마이크로렌즈패턴은 돌출 형상 또는 함몰 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학필름.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 마이크로렌즈패턴의 원호 반경과 상호 간격 및 돌출 높이 또는 함몰 깊이는 규칙적이거나 불규칙적인 것을 특징으로 하는 광학필름.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광학패턴 형성면의 반대면에 마련되어 입사광에 대해 광학적 산란작용을 유도하는 산란구조를 더 포함하되; 상기 산란구조는 샌드 블라스팅 또는 마이크로 블라스팅에 의해 형성되는 미세 스크레치 또는 미세요철 구조인 것을 특징으로 하는 광학필름.
  13. 제1항에 있어서,
    확산 입자를 광학 필름의 일부 영역에 분포시킴으로써 형성되어 입사광에 대 해 광학적 확산 작용을 유도하는 확산 구조를 더 포함하되; 상기 확산 입자는 투명 고체 입자인 아크릴 입자, 스티렌 입자, 실리콘 입자, 합성 실리카, 그래스비드, 다이아몬드, 백색 입자인 산화티타늄, 산화아연, 황산바륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 수산화알루미늄, 클레이 또는 필름 내에 형성된 기포 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광학필름.
  14. 면광원과,
    상기 면광원의 상부영역에 마련되는 패널; 및
    상기 면광원과 상기 패널 사이에 배치되어 상기 면광원으로부터 전달되는 빛을 상기 패널로 집광 굴절 시키는, 청구항 1항 내지 13항 중 어느 한 항에 따른 광학필름을 포함하는 조명장치.
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