KR100928639B1 - 서로 다른 크기로 배열된 마이크로 렌즈와 백 코팅 면을갖는 광학시트 - Google Patents

Abstract

본 발명의 광학시트는, 광의 산란을 주로 담당하는 메인 마이크로 렌즈 배열공간 사이에 광의 직진투과를 최대한 억제할 수 있도록 서브 마이크로 렌즈를 배열하되 격자형으로 배열된 큰 렌즈 사이의 대략 중심위치에 작은 렌즈를 추가 배열한 것이며 메인 마이크로 렌즈 사이의 평탄한 빈 공간을 크게 줄여 광의 산란량과 굴절량이 보다 증가되며 소정의 전반사 효과도 얻게 된다..

본 발명에 따르면 광의 균질도, 즉 헤이즈(haze)를 크게 향상시킬 수 있어 시트의 적층 수를 최소화 하고도 뛰어난 광 확산효과를 발휘한다.

또한 본 발명의 광학시트는 광 확산부 반대편에 작고 무작위한 배치간격의 미소돌기 또는 비드가 형성된 백 코팅면을 두어 시트에 입사되는 광의 광학적 성질을 최대한 유지하면서 추가로 광학시트의 기계적 성질을 개선할 수 있다.

광학시트, 확산시트, 비드, 산란

Description

서로 다른 크기로 배열된 마이크로 렌즈와 백 코팅 면을 갖는 광학시트 {A Back-coated optical sheet formed with various size of micro lens}

도 1은 평면 디스플레이 장치(액정표시장치)의 단면 구조도.

도 2는 종래 광 확산시트의 단면도.

도 3은 본 발명 실시 전단계의 광학시트(렌즈성형) 단면도.

도 4는 도 3의 광학시트의 외형 사시도.

도 5는 도 3의 광학시트의 평면 촬영사진.

도 6은 본 발명 광학시트의 렌즈 배열 평면도.

도 7은 본 발명 광학시트의 변형된 렌즈 배열 평면도.

도 8은 본 발명 광학시트의 (성형렌즈타입) 단면도.

도 9은 본 발명 광학시트의 (비드삽입타입) 단면도.

도 10은 도 3의 광학시트의 광 산란, 투과도 및 광량 분포도

도 11은 본 발명 광학시트의 광 산란, 투과도 및 광량 분포도

도 12는 본 발명 광학시트 기저층과 도광판의 접촉모습.

도 13은 본 발명 광학시트끼리의 적층모습.

도 14는 본 발명 광학시트 기저층과 프리즘 시트 돌출부의 접촉모습.

도 15는 본 발명 광학시트의 백 코팅부 사진.

도 16은 본 발명 광학시트의 백 코팅부 사진(돌기부 치수 포함).

[도면주요부분에 대한 도면부호의 설명]

10, 723: 도광판 12: 광원

16,18,128,500,703: 확산시트 17,18,733: 프리즘시트

19: 액정패널 22: 반사판

23: 편광판

524, 701: 메인 마이크로 렌즈 702: 서브 마이크로 렌즈

704: 빈 공간(평탄면)

703: 성형부 713: 기저층

705: 중복 배열된 서브 마이크로 렌즈

706: 3개의 메인렌즈로 둘러싸인 서브 마이크로 렌즈

711: 백코팅 돌기(비드)

본 발명은 광학 시트에 관한 것으로서, 상세하게는 광학 시트의 메인 및 서브 마이크로 렌즈 배열구조와 백-코팅면 구조에 관한 것이다.

일반적인 액정디스플레이장치의 백라이트 어셈블리는 최초 발광시에 기본적으로 하나 내지 다수의 점광원으로 광을 출사하게 되므로, 점광원을 면광원으로 확산시키고, 아울러 액정 배열 면에 최대한 수직인 방향으로 집광시키는 광학부재가 필요하다.

상기 광학부재는 광의 집광, 확산, 편광 등의 기능을 수행하게 되며, 필름형태(광학필름), 시트형태(광학시트) 등 대체로 얇은 판 형태로 형성된다.

상기 광학부재들 중, 일정한 두께와 강도를 갖는 판 형태의 광학시트를 살펴보면, 프리즘모양이 연속적으로 배열되어 주로 광의 집광기능을 수행하는 집광시트, 비드 또는 마이크로렌즈가 다수 배열되어 주로 광의 확산기능을 수행하는 확산시트 등이 있는데, 이들은 편광시트, 보호시트와 결합 되어 하나 이상 다수 개로 적층되어 사용된다.

도 1은 일반적인 액정표시장치의 백라이트 어셈블리 구성을 나타낸 단면도이다.

도 1에 도시된 백라이트 어셈블리를 살펴보면, 최초 발광부가 되는 광원(12)과, 광원(12)으로부터 발광된 광을 반대편 끝까지 유도시키는 도광판(10)이 있으며 이때 상기 발광광은 하부에 위치한 반사판(22), 반사구조면(13) 등에 의하여 반사 및 재반사되어 상부면에 위치한 광학부재로 입사된다.

발광부를 통해 광학부재에 입사되는 광은 아직 액정패널에 입사되기에는 불규칙하고 밝기도 고르지 못하므로 이를 확산시트(16,18)와 집광시트(17) 등으로 이루어진 광학시트부를 통해 광의 직광성과 균일성을 향상시킨다.

즉, 상기 도광판(10)의 상부에는 도광판에 의해 유도된 광의 효율을 향상시키기 위한 다수의 광학 시트가 구비되는데, 먼저 점광원에서 출발하여 도광판 내에서의 다중반사를 통해 입사되는 광선들, 다시 말해서 밀도가 낮고 거친 광선들을 고르게 산란시켜 주는 확산시트가 배치될 수 있고 그 다음으로 돌출부 단면이 프리즘 형상을 띠고 있는 집광시트 - 그리고 재차 확산시트(또는 보호시트)가 배치될 수 있다. 여기서 확산 시트(16), (18)는 입사되는 광을 산란하여 광의 휘도 분포를 고르게 하고 집광시트는 광의 분포를 개선하고자 여러 각도로 쪼개진 광의 각도를 최대한 시트면에 직교하는 방향(수직방향)으로 다시 모아주어 단위면적당 광 휘도를 상승시키게 된다.

그런데 위와 같은 과정에서 원하는 만큼 광을 밝고 고르게 변환시키기 위해서는 최소한의 광학시트로 최대한의 확산효과 및 집광효과를 추구해야 할 것이다. 즉 단순히 확산효과만을 위해서는 여러 장의 확산시트를 겹쳐서 배치하면 되지만, 이렇게 되면 제품원가가 상승하게 되고, 또한 증가한 시트두께와 시트 사이 공간들 로 인해 광의 투과량이 저하되어 화면 전체의 휘도가 떨어지게 된다.

반대로 집광효과만을 고려하여 확산시트의 전체 두께를 줄이게 되면 휘도는 증가하나 광의 균일한 분포는 달성하기 힘들어서 화면 전체의 헤이즈가 떨어지게 된다.

또한 상기 광학시트들의 광학적 성질을 개선하기 위해서 시트들을 적층하다보면 시트 상하면의 마찰이 커지고 이에 따른 표면손상, 스크래치 등이 발생하여 집광/확산시키고자 하는 입사광의 품질마저도 떨어지게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따른 광학시트는 레진 등의 단일 매질로 광 산란부를 형성하여 프리즘 시트 수준의 투과성을 확보하되, 보다 구체적으로는 광의 확산역할을 담당하는 마이크로 렌즈부의 형상과 배열을 개선하여 단일 시트 내에서 최대한의 광 확산효율을 추구하며, 아울러 전체 광학적 성질이 최소한으로 저하되는 범위에서 상기 광학시트 뒷면에 백코팅부를 추가하여 적층면 간 접착성이나 마찰도를 줄이고 백라이트 어셈블리의 조립 과정에서 시트들을 적층할 때나, 조립생산을 앞둔 시트를 보관 또는 운반할 때, 매끄럽고 민감한 시트 표면이 상하지 않도록 시트 뒷면의 표면성질을 개선하고자 한다.

상술한 바와 같은 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같 은 주요 기술적 특징을 갖는다.

먼저 본 발명 광학시트는 마이크로 렌즈의 크기를 다양하게 조절하여 마이크로 렌즈가 조밀하게 배열되되, 렌즈면에 비하여 광의 굴절 및 산란(그리고 일부의 전반사)정도가 떨어지는 메인 마이크로 렌즈 사이의 평탄면을 최대한 없애고 전체 광학계면을 증가시킬 수 있도록 메인 마이크로 렌즈 보다 크기가 작은 서브 마이크로 렌즈를 추가 배열하는 것을 특징으로 한다.

다음으로 상기 마이크로 렌즈 구조는 베이스필름 레진에 렌즈형상을 그대로 성형하는 단일 재질구조(Mono-layer)이거나 혹은, 렌즈 부에 비드(bead)가 삽입되어 복합 구조로 구성되는 것을 특징으로 한다.

마지막으로 상기 광학시트의 기저층(residual layer) 하면, 즉 렌즈 형성면의 반대면에 미소돌기 또는 미소 비드가 랜덤하게 삽입되는 백 코팅(Back-coating) 부를 더 보유하는 것을 특징으로 한다.

이하 도면에 기재된 본 발명의 배경기술 및 일 실시예를 바탕으로 상기 본 발명의 주요 기술적 특징을 더욱 상세하게 설명하겠으나, 하기 도면에 도시된 실시예 및 그에 따른 상세 구조로써 본 발명의 기술적 사상이 제한되지는 않음을 미리 밝힌다.

도 2는 본 발명의 광학시트가 발휘하는 광학적 성질 중, 광 확산기능을 중점 적으로 수행하는 종래의 확산시트이다. 도 2의 확산시트를 살펴보면, 기재시트(222) 상하측 양쪽으로 광 확산부(220,224)가 배치되며 광 확산부는 내부에 내재된 비드(beads : 구슬 모양의 투명알갱이이며 유리성분으로 제조될 수 있고 통상적으로 주위를 감싸는 투명 플라스틱 수지제의 매질보다 밀도가 높아 투과광의 굴절률을 더 상승시킨다 - 이하 '비드' 라 한다) 를 통해 입사되는 광을 산란시키게 된다. 상기 확산시트의 경우, 비드가 이중 배치되어 전체 광학계면이 매우 커서 만족할 만한 광 확산효과를 발휘하나 반면 큰 광학계면으로 인해 직광능력이 떨어지는 까닭에, 실제 백라이트 유닛에 적용하고자 할 때에는 전체 휘도가 지나치게 저하되지 않도록 집광시트(예컨대 프리즘 시트)를 추가 적층하여 사용할 필요가 있다. 물론 이 경우 광학시트를 적층하면 할수록 확산과 집광 여부를 막론하고 구조의 복잡 대형화에 따른 제조원가의 상승뿐만 아니라 전체 투과율도 점차 저하될 것이다.

도 3은 도 2의 낮은 직광성을 향상시키고자 풍부한 산란성을 지닌 내재형 굴절소자(비드) 대신에 광학시트의 상부 성형층에 직접 구형 렌즈부(마이크로 렌즈부)를 형성한 것으로 본 발명의 실시 전 단계에 해당한다.

도 3의 광학 시트는 렌즈의 성형재질인 베이스필름(예를 들면 레진 등)의 자체 보유 굴절율 측면에서만 본다면 단위 렌즈 소자의 굴절율이나 산란도가 단위 비드 소자의 굴절율이나 산란도보다 떨어질 수 있으며, 더구나 도 2에서와 같이 다중 배열된 구형의 산란소자가 아닌 단일 배열된 반구형의 산란소자인 이유로 입사광 전체의 확산능력은 상당히 떨어지나, 대신 광의 직광성 또는 투과성이 크게 앞서므 로 경우에 따라 집광시트를 덜 사용할 수 있다.

도 4와 도 5는 상기 도 3에 도시된 광학시트를 보다 구체적으로 도시한 그림(및 사진)이며 각각 외형사시도와 상면촬영사진임을 나타낸다.

도 4와 도 5를 참조하면, 마이크로 렌즈부(524) 사이사이에 평탄한 빈 공간, 즉 반구형 렌즈 배열상 기하학적인 한계로 인해 광학시트(500)의 평탄부가 그대로 노출되는 공간이 있는데 이러한 부분에서 입사광은 전반사 또는 산란되지 못하고 단순 굴절만 일으키게 된다. (도 10참조)

도 10은 상기 도 3~5의 광학시트에서 입사광의 투과 메커니즘을 간단히 도시하고 있는데, 도 10의 상부 곡선은 광량의 분포와 강도를 나타낸 것으로써 마이크로 렌즈부가 아닌 평탄부에서는 광 확산에 그다지 도움이 되지 못하는 단방향 굴절(refraction)만 일으키게 된다.

이 경우, 마이크로 렌즈부에서 발생하는 다중방향 굴절 및 전반사(total refeltion)등의 바람직한 현상이 상기 평탄면에서는 전혀 일어나지 않게 되므로 휘도도 약간 떨어지거니와, 무엇보다 광의 균일도(예컨대 광의 옅음과 짙음이 분포하는 정도- haze: 이하 '헤이즈'라 한다.)가 떨어지게 된다. 따라서 광학시트로서의 균형잡힌 바람직한 요구성능을 발휘하는 것은 아니다.

상기 도 3~5, 10에서와 같은 단일 크기의 마이크로 렌즈를 배열한 광학시트 에서 부분적인 평탄면으로 인한 요구성능 한계를 극복하고자 구현될 수 있는 렌즈 배열이 본 발명의 실시예에 해당하는 도 6, 도 7 의 렌즈 배열이다.

도 6의 광학시트에서, 상부 성형시트부(703)에는 메인 마이크로 렌즈(701)가 정방형으로 배열되고, 네 개의 메인 마이크로 렌즈의 중심이 이루는 정사각형의 대략 중심위치에 메인 마이크로 렌즈보다 작은 크기인 서브 마이크로 렌즈(702)가 배열된다.

그런데 상기 마이크로 렌즈들의 크기는 수㎛ ~ 수십㎛ 에 불과한 극히 작은 소자형태를 띠고 있어 실제 성형과정에서 도 6과 같이 이상적으로 배열될 수도 있지만, 도 7 과 같이 배열상의 다소의 오차들, 즉 공극(704)이나 중복배열(705), 삼각형 또는 육각형의 중심상에 위치(706)등의 배열형태가 구현될 수도 있다. 그러나, 이는 도 5의 단일 크기 마이크로 렌즈 배열에서도 마찬가지로 발생하는 현상들이므로, 배열상의 오차를 총합적으로 고려한다면 서브 마이크로 렌즈 배열을 추가 적용하는 도 6,7의 구성은 도 3~5의 구성과는 그 헤이즈(haze) 정도에서 명확한 차이를 나타내게 된다.

도 7 에서, 상기 메인 마이크로 렌즈(또는 메인렌즈)와 서브 마이크로 렌즈(서브렌즈)의 배열상태를 기하학적으로 정의 한다면, 4개(드물게는 3개)의 메인 렌즈 각각의 중심점이 꼭지점이 되어 그려지는 폐다각형의 대략 중심위치에 서브 렌즈가 위치하게 되며, 서브렌즈의 직경(d2)과 메인렌즈의 직경(d1)을 더한 길이는 상기 폐다각형의 1변의 길이보다 크고, 상기 폐다각형의 대각선 길이 또는 높이보 다 작게 된다.

여기서 상기 대각선길이 또는 높이에서 메인렌즈의 지름을 뺀 값(L1 or L2)이 서브렌즈가 형성될 수 있는 이론상 최대 직경이고 상기 1변의 길이에서 메인렌즈의 직경을 뺀 값(L3)이 메인렌즈 간 빈 공간을 채우는 역할을 가진 서브렌즈의 실질적인 최소 직경(이론상 최소 직경은 0)이 된다.

상기 기하학적 배열 구조를 1차원에서 3차원적으로 확장되는 개념으로 설명한다면 상기 마이크로 렌즈들은 1차원상의 점인 광학소자(예를 들면 반구형의 제1광학소자(메인 마이크로 렌즈) 및 제2광학소자(서브 마이크로 렌즈)에 대응시킬 수 있고, 그 다음 상기 제1광학소자와 제2광학소자는 서로 번갈아가며 연속적으로 배열되어 하나의 광학선을 이루고(1차원의 선), 다음으로 상기 광학선을 연속적으로 배열하여 하나의 광학면을 이루되 어느 한 광학선의 제1광학소자가 위치한 지점 옆에, 다른 광학선의 제2광학소자가 위치하도록 배열되는 광학면을 이룰 수 있으며(2차원의 면) 마지막으로 상기 광학면을 상면으로 하는 광학 시트(3차원의 입체)로 표현할 수 있다.

여기서 상기 제2광학소자의 크기는, 상기 제1광학소자의 크기보다 작고 상기 광학면상 제1광학소자들 간의 최소 인접거리보다 큰 범위 내에서 선정될 수 있다.

도 11은 도 6 또는 도 7의 메인-서브 렌즈 배열이 구현하는 입사광의 투과(및 확산) 메커니즘을 도시한 것이다.

도 11을 참조하면, 광량의 분포와 강도(휘도)의 두가지 측면에서 볼 때, 도 10과 달리 상부 성형시트의 렌즈 사이사이에 존재하는 평탄면을 추가적인 렌즈면으로 바꾸어 줌으로써 전체 굴절량 및 산란이 크게 증가하게 되고 추가로 미소한 전반사의 증가도 이루어지므로 결과적으로 종래의 광학시트 대비, 휘도가 약간 상승하고 특히 헤이즈가 뚜렷이 증가하게 된다.

이에 따라 도 6(또는 도 7)에서의 서브 마이크로 렌즈를 추가 배치한 본 발명의 구조는 결과적으로, 도 10 보다 뛰어난 확산성능 및 휘도유지 성능을 발휘하게 된다.

도 8은 본 발명 광학시트의 메인 마이크로 렌즈와 서브 마이크로 렌즈의 단면이 동시에 노출되는 면(즉 도 7을 대각선으로 자른 단면)을 나타낸 것으로써 여기서 메인 마이크로 렌즈(701)는 최대 평균높이 h1과 평균 반지름 r1을 가진 대체로 반구형(워낙 미소하므로 기하학적으로 정확한 반구형은 아니다)의 형상으로 정의될 수 있으며, 실제 제품에 적용되는 크기 또는 바람직한 설계치수로는 2*h1 ≒ 2*r1 ≒ 20~70㎛ (큰 구의 평균지름) 정도로 적용될 수 있다.

또한 도 8에서 서브 마이크로 렌즈(702)의 최대 평균높이 h2와 평균 반지름 r2는 메인 렌즈의 배치공간 사이에서 보조적 역할을 하는 것이므로 확산보다는 투과억제에 보다 비중을 두는 치수로 설계할 필요가 있으며, 실제 제품에 적용되는 크기 또는 바람직한 설계치수로는 2*h2 ≒ 2*r2 ≒ 1~20㎛ (작은 구의 평균지름) 정도로 적용될 수 있다.

도 9는 상기 도 8의 베이스 필름 단일 재질로 된 렌즈 성형구조 대신 비드를 삽입하여 렌즈부를 구성한 메인-서브 마이크로 렌즈부의 단면구조를 나타내며 이 때 비드(bead)의 크기는 상기 도 8의 각 렌즈 치수와 비교하여 아주 약간의 차이가 있을 것이나, 공학적으로는 무시할 만한 크기 차이이며 따라서 메인비드는 대략 20~70㎛ 서브비드는 대략 1~20㎛ 정도로 선정될 수 있다.

또한 각 비드를 둘러싸고 있는 레진코팅면은 도면에 도시된 바와 같이 완전히 균일한 두께로 코팅되지 않고 약간의 오차가 있을 수 있음은 물론이다.

상기와 같이 비드를 내재한 광 확산부 구조의 굴절율은 레진코팅부의 두께가 극히 얇아 무시할 수 있다고 가정할 때 실질적으로 비드 자체의 굴절율이 되며 이때 대략 1.5 ~ 2.5 정도이다.

그리고 단일 재질의 렌즈, 즉 확산부 성형재질인 베이스필름(레진 등)의 그 자체의 굴절율은 대략 1.3 ~ 1.8 정도여서 만약 비드를 삽입하지 않고 단일 성형으로 동일한 산란도를 취하기 위해서는 단일 베이스 필름 재질로 성형되는 렌즈의 평균반지름은 비드형 렌즈의 평균반지름보다 더욱 작을 필요가 있으며, 이러한 세부 수치는 설계의도에 따라 추가 실험을 반복하여 조절될 수 있다.

도 8,9 및 도 12~14에 도시된 본 발명 광학시트의 구조 중, 렌즈성형시트 (703) 하부에 배치된 것이 기저층(713) 인데, 상기 기저층 (713)은, 예를 들어 PET필름 등으로 이루어질 수 있으며 성형부(703)와 유사한 광 투과성 재질을 가지고 상기 성형부(703)의 재질이 될 수 있는 레진의 표면에너지와 비슷한 양의 표면에너지를 가지는 코팅부로 인해 서로 접착되며 성형몰드를 통과할 때, 성형틀 또는 운반체 역할을 함과 동시에 광학시트의 전체 강도를 유지하는 데에 도움을 준다.

상기 기저층(713)의 하면으로는 다양한 부재가 적층방식으로 접촉 될 수 있는데 예를 들면 도 12 에서와 같이 단순 평탄 부재인 도광판(723)과 접촉되거나, 도 13 에서와 같이 확산시트의 렌즈부 위에 적층되거나(예를 들면 시트가 롤에 감겨 있다면 도 13 처럼 될 것이다.), 아니면 도 14 에서와 같이 집광기능을 하는 프리즘 시트(733)의 프리즘 형 돌출부 위에 적층될 수도 있다.

상기 기저층의 하면을 통한 모든 접촉(또는 적층)의 경우에 기저층(713)의 하부 평탄면이 그대로 닿을 경우, 여러가지 문제가 발생될 수 있다.

구체적으로는 도광판 등의 경우에서와 같이 평면 대 평면으로 접촉 시 그대로 들어붙어 마찰이 대단히 커진다거나 떼기 어려워지는 등의 문제가 발생되며, 프리즘시트나 확산시트의 돌출부와 같이 평면 대 점으로 접촉 시 기재시트의 하부 평면에 스크래치가 생겨 시트의 투명도와 평탄도가 저하되는 문제가 발생될 수 있다.

위와 같은 현상을 방지하기 위해 도 8,9,11~14에 도시된 바와 같이 기재시트 하면에 미소돌기(711)(기재시트 자체재질로 성형되거나 비드가 삽입될 수 있다)이 추가 형성될 수 있는데 상기 미소돌기 또는 백코팅돌기를 형성하는 작업을 백 코팅(back-coating)이라 하고 상기 돌기(711)가 배열된 면을 백 코팅면이라 한다.

상기 백코팅돌기(711)는 도면상에서는 비드를 내재한 볼록한 렌즈형상으로 도시되었으나 필요에 따라 오목한 렌즈형상으로 성형 가능하며 단일 재질 또는 비드의 사용 모두 가능한 것이다.

상기 백코팅면(도면부호 (713)의 하면)의 백코팅돌기(711)는 대체로 1~20㎛의 크기, 즉 본 발명 서브 마이크로 렌즈부의 크기와 전체적으로는 같은 범위이되, 그 배열 밀도는 매우 낮게 설정되며, 그에 따라 배치간격의 편차 또한 매우 다양하게 설정된다. 왜냐하면 백 코팅면은 광학시트의 적층 도는 도광판과의 접촉시에 달라붙지 않게 하거나, 접촉면적을 줄여 접촉면끼리 잘 미끄러지게 하고 기재시트의 표면에 발생하는 스크래치를 막기 위한 최소한의 숫자만 요구되며 그 외에는 의도하지 않은 시트 하면에서 반대쪽으로의 (반사를 포함한)산란을 최소한으로 억제할 필요가 있기 때문이다.

따라서 도 8,9,11~14에 도시된 것처럼 돌기의 간격, 크기, 형상은 무작위로 나타나고, 이를 구체적으로 촬영한 사진이 도 15, 도 16 이다.

도 15, 16에서는 매우 무질서하게 배열된 백 코팅면 돌기부를 보여주며 그 중 도 16의 실제 형상 치수를 참조하면 3개의 돌기부 평균지름 측정치는 대략 14.075, 6.154, 19.26 ㎛ 등으로 나타나게 되고 이는 서브 마이크로 렌즈의 평균 지름크기인 1~20㎛에 대체로 포함된다.

이상 본 발명의 구체적인 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 상기 제시된 실시예에만 국한된다고는 할 수 없을 것이다.

즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명이 내포하고 있는 기술적 사상, 즉 메인 마이크로 렌즈 배열공간 사이에 서브 마이크로 렌즈를 추가 배열하여 보다 증가된 산란, 굴절 및 전반사를 통해 광학시트의 균일한 확산성능을 도모하고 그 반대편 시트 하부에는 백코팅면을 두어 시트의 광학적 성질을 제외한 부가적 성질을 추가 개선하는 기술적 사상을 활용하여 본 발명의 명세서 및 도면에 포함되지 않은 다양한 변경된 추가 실시예를 제시할 수 있다.

또한 경우에 따라 본 발명의 기술분야와 연관된 다른 기술분야에서도 상기 실시예들을 적용시킨 적용예를 제시할 수 있으나, 이 경우에도 상기의 모든 추가 실시예 및 적용예들은 여전히 본 발명이 고유하게 보유하는 기술적 사상의 범위에 당연히 포함된다.

상술한 바와 같은 본 발명의 광학시트는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 주 산란렌즈부 사이의 평탄한 빈 공간을 크게 줄여 단순 투과 또는 단순 굴절을 최대한 억제함으로써 광의 균질도, 즉 헤이즈(haze)를 크케 향상시킬 수 있으며 이에 따라 다중 비드를 가진 확산시트와 집광시트를 다수 적층하지 않고도 만족할 만한 휘도와 헤이즈를 달성할 수 있다.

둘째, 주 산란렌즈보다 작은 크기의 마이크로 렌즈를 통한 광학계면의 증가로 시트의 적층 수를 최소화하고도 뛰어난 광 확산효과를 발휘한다.

셋째, 시트의 전체 광학 성질을 크게 떨어뜨리지 않는 범위 내에서 시트의 하면에 미소돌기를 형성하여 시트의 기계적 성질 및 제조, 운반, 보관 과정에서의 취급성을 크게 향상시킬 수 있다.

Claims (17)

1. 동일 광학면 상에 배열되며 광을 산란시키는 메인 마이크로 렌즈와 상기 메인 마이크로 렌즈보다 작은 평균 지름을 가지는 서브 마이크로 렌즈를 포함하고,

   3개 또는 4개의 상기 메인 마이크로 렌즈들의 중심점들을 연결함으로써 형성되는 폐다각형의 중심에 상기 서브 마이크로 렌즈가 위치하며,

   상기 서브 마이크로 렌즈의 평균지름과 상기 메인 마이크로 렌즈의 평균지름을 더한 길이는 상기 폐다각형의 평균대각선 길이 또는 평균높이보다 작은 것을 특징으로 하는 광학 시트.
2. 제1항에 있어서,

   상기 서브 마이크로 렌즈의 평균지름과 상기 메인 마이크로 렌즈의 평균지름을 더한 길이는 상기 폐다각형의 평균둘레를 상기 폐다각형의 꼭지점 개수로 나눈 값보다 큰 것을 특징으로 하는 광학 시트.
3. 제1항에 있어서,

   상기 서브 마이크로 렌즈의 평균지름은 상기 메인 마이크로 렌즈 사이의 최소 간격보다 큰 것을 특징으로 하는 광학 시트.
4. 제1항에 있어서,

   상기 서브 마이크로 렌즈의 광학면 상 평균높이는 상기 메인 마이크로 렌즈의 광학면 상 평균높이보다 작은 것을 특징으로 하는 광학 시트.
5. 광을 산란시키는 메인 마이크로 렌즈가 배열된 단위격자형 광 확산면; 및

   상기 광 확산면 상에 적어도 하나 이상 배치되는 서브 마이크로 렌즈;를 포함하고,

   상기 서브 마이크로 렌즈는 상기 메인 마이크로 렌즈보다 작은 평균 지름을 가지며, 3개 또는 4개의 상기 메인 마이크로 렌즈들의 중심점들을 연결함으로써 형성되는 폐다각형의 중심에 위치하며,

   상기 서브 마이크로 렌즈의 평균지름은 상기 격자의 1변의 평균길이에서 상기 메인 마이크로 렌즈의 평균지름을 뺀 값보다 큰 것을 특징으로 하는 광학 시트.
6. 제5항에 있어서,

   상기 서브 마이크로 렌즈의 평균지름은 상기 격자의 최소 변 길이보다 작은 것을 특징으로 하는 광학 시트.
7. 제5항에 있어서,

   상기 서브 마이크로 렌즈의 평균지름은 상기 격자의 최소 대각선 길이에서 상기 메인 마이크로 렌즈의 평균지름을 뺀 길이보다 작은 것을 특징으로 하는 광학 시트.
8. 제5항에 있어서,

   상기 메인 마이크로 렌즈에서 산란되는 광은 상기 서브 마이크로 렌즈로 재 입사 되지 않도록 상기 메인 마이크로 렌즈의 광 산란 중심위치가 상기 서브 마이크로 렌즈의 최상단보다 높은 것을 특징으로 하는 광학 시트.
9. 제1항 또는 제5항에 있어서,

   상기 메인 마이크로 렌즈 및 상기 서브 마이크로 렌즈 중 적어도 하나는 상기 광학시트와 동일한 재질로 형성되거나 또는 상기 광학시트보다 굴절율이 큰 비드(bead)를 삽입하여 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
10. 제9항에 있어서,

    상기 마이크로 렌즈가 상기 광학시트와 동일한 재질로 형성되었을 경우 상기 광학시트 재질보다 굴절율이 큰 비드(bead)를 삽입하여 형성되었을 때와 동일한 산란효과를 낼 수 있도록 상기 마이크로 렌즈의 평균지름을 비드의 굴절율에 대응되는 양 만큼 더 작게 형성하는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
11. 제1항 또는 제5항에 있어서,

    상기 광학시트의 반대편 평면에는 상기 서브 마이크로 렌즈의 배열 밀도보다 낮은 밀도로 무작위하게 배열되고, 상기 서브 마이크로 렌즈의 크기보다 작은 미소돌기가 형성된 백 코팅면이 더 형성된 것을 특징으로 하는 광학 시트.
12. 제11항에 있어서,

    상기 미소돌기 또는 상기 서브 마이크로 렌즈의 크기는 1㎛ 내지 20㎛이며, 상기 미소돌기의 크기편차가 상기 서브 마이크로 렌즈의 크기편차보다 큰 것을 특징으로 하는 광학 시트.
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