KR100949425B1 - Optical diffusion module - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 광학분산구조는 다수의 볼록부와 다수의 오목부를 포함하고 있다. 각각의 볼록부는 다수의 오목부에 인접하고, 각각의 오목부는 다수의 볼록부에 인접하게 된다. 볼록부, 오목부와 볼록부와 오목부가 접하는 각각의 경계는 0 보다 크거나 0 보다 작은 곡률을 가지고 있다. 나아가 광학분산구조는 제1표면에 광학분산구조가 형성된 분산판을 포함하고 있다. 오목부는 제1방향과 제2방향의 2차원으로 배열되어 있으며, 오목부는 제1방향과 제2방향의 2차원으로 배열되어 있다.The optical dispersion structure according to the present invention includes a plurality of convex portions and a plurality of concave portions. Each convex portion is adjacent to the plurality of concave portions, and each concave portion is adjacent to the plurality of convex portions. Each boundary between the convex portion, the concave portion, and the convex portion and the concave portion has a curvature greater than zero or less than zero. Furthermore, the optical dispersion structure includes a dispersion plate in which the optical dispersion structure is formed on the first surface. The recesses are arranged in two dimensions in the first direction and the second direction, and the recesses are arranged in two dimensions in the first direction and the second direction.
광학분산구조, 볼록부, 오목부 Optical Dispersion Structure, Convex, Concave
Description
본 발명은 광분산에 관한 것이며, 상세하게는 볼록부와 오목부가 교대로 배치된 배열이 있는 광학분산구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to light dispersion, and more particularly, to an optical dispersion structure having an arrangement in which convex portions and concave portions are alternately arranged.
냉음극형광램프(CCFL)보다는 발광다이오드가 저렴한 가격과 간단한 구조때문에 백라이트 모듈에 많이 사용되고 있다. 광원을 일정하게 유지하기 위하여, 광학분산구조가 사용되고 있다. 점 광원(point light source) 또는 선 광원(linear light source)에 대해서는 일차원 또는 이차원으로 광을 분산시키기 위하여 광학분산구조가 설계되어진다.Light emitting diodes, rather than cold cathode fluorescent lamps (CCFL), are used in backlight modules because of their low cost and simple structure. In order to keep the light source constant, an optical dispersion structure is used. For a point light source or a linear light source, an optical dispersion structure is designed to disperse light in one or two dimensions.
종래의 백라이트 모듈은 블러드구조(blurred structure), 그레인 구조(grained structure) 또는 마이크로-렌즈 어레이(micro-lens array)를 가지는 분산판(diffusion plate)을 사용했다. 그러나, 블러드구조는 강도를 감소시킨다. 그레인구조는 작은 분산 각을 가지고 있으며, 분산 방향을 쉽게 조절할 수 없다. 마이크로-렌즈배열은 높은 강도로 작동될 수 있으며, 분산 방향을 조절할 수 있다. 마이크로-렌즈 어레이를 제조하는 방법에는 기계적인 방법, 열 용해방법(thermal fusion method) 또는 다른 복잡한 방법이 있는데, 주로 레이저 끌기(laser dragging) 방법이 사용된다.Conventional backlight modules used a diffusion plate having a blurred structure, a grained structure or a micro-lens array. However, the blood structure reduces the strength. The grain structure has a small dispersion angle and cannot easily control the dispersion direction. Micro-lens arrays can be operated with high intensity and control the direction of dispersion. Methods of manufacturing micro-lens arrays include mechanical methods, thermal fusion methods, or other complex methods, mainly laser dragging.
도 1a는 레이저 끌기 방법을 보여준다. 레이저 빔(B)이 마스크(5)를 통과하여 기판(10)에 도달한다. 마스크(5)가 L7 방향으로 이동할 때, 레이저 빔은 기판(10)을 식각하여서 마이크로-렌즈 어레이를 구성하는 그루브(12)를 형성한다. 곡률(curvature)이 0인 날카로운 코너는 2개의 그루브(12)사이에 형성된다. 레이저 끌기를 조절하는 요소는 끄는 속도, 레이저 파워와 그루브(12)의 깊이에 영향을 미치는 반복 운전 횟수이다. 그러나, 마이크로-렌즈 어레이의 형태는 마스크의 패턴에 따라 달라진다. 도 1b를 참조하면, 큰 개방부와 작은 개방부를 가지는 패턴(M3)이 마스크(M30)위에 형성한다. 마스크(M30)을 레이저 끌기 방법에 사용하여서 제1 마이크로 렌즈(202)(오목부)와 제2 마이크로-렌즈(204)(볼록부)를 교대로 형성한다. 개방부의 면적은 식각의 깊이를 결정한다. 타원 어레이 패턴 또는 원 어레이 패턴이 사용될 수 있다.1A shows a laser drag method. The laser beam B passes through the
도 2a는 분산판(50)을 가지고 도 1b에서의 마스크(M3)를 이용하여 제조된 광학분산구조(200)를 도시한 것이다. 도 2b는 광학분산구조(200)를 통과하는 광의 강도를 도시한 것이다. 도 2b에서의 줄무늬는 빛이 집중되는 지역을 표시한다. 인용부호 30은 LED 어레이를 표시한다. 도 2c는 광분산을 향상시키기 위하여 광학분산구조(200)의 저면에 블러드구조(210)가 형성한 것을 보여주는 도면이다.FIG. 2A illustrates an
본 발명은 볼록부와 오목부가 교대로 배치된 배열이 있는 광학분산구조를 제공함에 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an optical dispersion structure in which the convex portions and the concave portions are arranged alternately.
본 발명에 의한 광학분산구조는 다수의 볼록부와 다수의 오목부를 포함하고 있다. 각각의 볼록부는 다수의 오목부에 인접하고, 각각의 오목부는 다수의 볼록부에 인접하게 된다. 볼록부, 오목부와 볼록부와 오목부가 접하는 각각의 경계는 0 보다 크거나 0 보다 작은 곡률을 가진다.The optical dispersion structure according to the present invention includes a plurality of convex portions and a plurality of concave portions. Each convex portion is adjacent to the plurality of concave portions, and each concave portion is adjacent to the plurality of convex portions. Each boundary between the convex portion, the concave portion, and the convex portion and the concave portion has a curvature greater than zero or less than zero.
본 발명에 의한 광학분산구조의 실시예는 제1표면에 광학분산구조가 형성된 분산판을 포함하고 있다. 오목부는 제1방향과 제2방향의 2차원으로 배열되어 있으며, 오목부는 제1방향과 제2방향의 2차원으로 배열되어 있다.An embodiment of the optical dispersion structure according to the present invention includes a dispersion plate having an optical dispersion structure formed on a first surface. The recesses are arranged in two dimensions in the first direction and the second direction, and the recesses are arranged in two dimensions in the first direction and the second direction.
자세한 설명은 첨부된 도면을 참조하면서 아래의 실시예를 참조한다.For detailed description, reference is made to the following embodiments with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 의하여 볼록부와 오목부가 교대로 배치된 배열이 있는 광학분산구조가 제공된다.According to the present invention, there is provided an optical dispersion structure in which the convex portions and the concave portions are arranged alternately.
본 발명은 2차원 광 분산을 위한 2차원 광학분산 구조에 관한 것이다. 본 발 명에 의한 광학 분산 구조는 레이저 끌기(laser dragging) 방법으로 형성된다.The present invention relates to a two-dimensional optical dispersion structure for two-dimensional light dispersion. The optical dispersion structure according to the present invention is formed by a laser dragging method.
도 3을 참조하면, 마스크(미도시)가 제1방향(L1)으로 이동되어지고, 레이저 빔이 마스크를 통과하여 기판(S)에 다수의 제1 그루브(520)를 형성한다. 마스크가 제2방향(L2)을 따라 이동하면 레이저 빔은 여기를 통과하여 기판(S)위에 다수의 제2 그루브(540)를 형성한다. 제1그루브(520)과 제2그루브(540)는 정상파와 유사한 광학 분산 구조(500)를 형성한다.Referring to FIG. 3, a mask (not shown) is moved in the first direction L1, and a laser beam passes through the mask to form a plurality of
도 4는 도 3에서 레이저 끌기에 의해 형성된 광학 분산 모듈(600)을 도시한 것이다. 광학분산모듈(600)는 분산판(620)과 분산판(620)위에 형성된 광학분산구조(640)를 포함하고 있다. 광학 분산 구조(640)는 다수의 볼록부(660)와 다수의 오목부(680)을 포함하고 있다. 볼록부(660)는 제1방향과 제2방향을 따라서 2차원 배열로서 배열되어 있다. 마찬가지로, 오목부(680)는 제1방향과 제2방향을 따라서 2차원 배열로서 배열되어 있다. 볼록부(660)와 오목부(680)는 교대로 배치되어 있어서 정상파와 유사한 패턴을 형성한다. 본 실시예에서는 각각의 볼록부(660)는 4개의 오목부(680)에 인접하고, 또한 각각의 오목부(680)는 또한 4개의 볼록부(660)에 인접하게 된다. 마스크는 이러한 방법으로 설계되어져서 볼록부(660), 오목부(680)와 볼록부(660)와 오복부(680)의 각각의 경계에서의 곡률은 0이 아니게 된다. 제1방향(L1)을 따라서 인접한 볼록부(660)사이의 거리는 D1이고, 인접한 오목부(680)사이의 거리는 D3이다. 제2방향(L2)을 따라서 인접한 볼록부(660)사이의 거리는 D2 이고, 인접한 오목부(680)사이의 거리는 D4이다. FIG. 4 shows the
도 4에서 D1이 D2와 동일하고 D3와 D4가 동일하지만, D1, D2, D3, D4는 서로 다를 수도 있다. 본 발명의 다른 실시예들은 아래에서 강도 도표(INTENSITY DIAGRAM)에 의해 설명된다.In FIG. 4, D1 is the same as D2 and D3 and D4 are the same, but D1, D2, D3, and D4 may be different from each other. Other embodiments of the present invention are described below by an intensity diagram (INTENSITY DIAGRAM).
도 5는 본 발명에 의한 광학 분산 구조의 또 다른 실시예의 강도 도표이다. 도 5에서의 줄무늬는 빛이 모이는 밝은 지점을 표시한다. 제1방향(L1)을 따라 임의의 인접한 두개의 볼록부(660)사이의 거리(D1)는 일정하다. 제1방향(L1)을 따라 임의의 인접한 두개의 오목부(680)사이의 거리(D3)는 일정하다. 제2방향(L2)을 따라 임의의 인접한 두개의 볼록부(660)사이의 거리(D2)는 일정하다. 제2방향(L2)을 따라 임의의 인접한 두개의 오목부(680)사이의 거리(D4)는 일정하다. 5 is an intensity diagram of another embodiment of an optical dispersion structure according to the present invention. Stripes in FIG. 5 indicate bright spots where light gathers. The distance D1 between any two
도 6은 본 발명에 의한 광학 분산 구조의 또 다른 실시예의 강도 도표이다. 제1방향(L1)을 따라 임의의 인접한 두개의 볼록부(660)사이의 거리(D1)는 일정하다. 제1방향(L1)을 따라 임의의 인접한 두개의 오목부(680)사이의 거리(D3)는 일정하다. 제2방향(L2)을 따라 임의의 인접한 두개의 볼록부(660)사이의 거리(D2)는 서로 상이하다. 제2방향(L2)을 따라 임의의 인접한 두개의 오목부(680)사이의 거리(D4)는 서로 상이하다. D2와 D4는 광학분산구조(640)의 중심에서 양 측면으로 갈수록 점점 증가한다. 6 is an intensity diagram of another embodiment of an optical dispersion structure according to the present invention. The distance D1 between any two
도 7은 본 발명에 의한 광학 분산 구조의 또 다른 실시예의 강도 도표이다. 제1방향(L1)을 따라 임의의 인접한 두개의 볼록부(660)사이의 거리(D1)는 일정하다. 제1방향(L1)을 따라 임의의 인접한 두개의 오목부(680)사이의 거리(D3)는 일정하다. 제2방향(L2)을 따라 임의의 인접한 두개의 볼록부(660)사이의 거리(D2)는 상이하다. 제2방향(L2)을 따라 임의의 인접한 두개의 오목부(680)사이의 거리(D4)는 상이하다. D2와 D4는 광학분산구조(640)의 중심에서 양 측면으로 갈수록 점점 감소한다. 7 is an intensity diagram of another embodiment of an optical dispersion structure according to the present invention. The distance D1 between any two adjacent
도 8은 본 발명에 의한 광학 분산 구조의 또 다른 실시예의 강도 도표이다. 제1방향(L1)을 따라 임의의 인접한 두개의 볼록부(660)사이의 거리(D1)는 상이하다. 제1방향(L1)을 따라 임의의 인접한 두개의 오목부(680)사이의 거리(D3)는 상이하다. D1과 D3은 광학분산구조(640)의 중심에서 측면으로 갈수록 점점 증가한다. 제2방향(L2)을 따라 임의의 인접한 두개의 볼록부(660)사이의 거리(D2)는 상이하다. 제2방향(L2)을 따라 임의의 인접한 두개의 오목부(680)사이의 거리(D4)는 상이하다. D2와 D4는 광학분산구조(640)의 중심에서 양 측면으로 갈수록 점점 증가한다.8 is an intensity diagram of another embodiment of an optical dispersion structure according to the present invention. The distance D1 between any two adjacent
상기된 실시예로서 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 결코 상기된 실시예에 한정되는 것은 아니다. 예를들어 제1방향을 따라서 임의의 인접한 2개의 볼록 부(660)사이의 거리(D1)는 상이하지만, 제1방향을 따라서 임의의 인접한 2개의 오목부(680)사이의 거리(D3)는 일정할 수 있다.Although the present invention has been described with the above-described embodiments, the present invention is by no means limited to the above-described embodiments. For example, the distance D1 between any two adjacent
나아가 상기된 실시예에서의 제1방향(L1)과 제2방향(L2)은 직교하지만, 제1방향(L1)과 제2방향(L2)은 직교하지 않을 수도 있다.Furthermore, in the above-described embodiment, the first direction L1 and the second direction L2 are orthogonal, but the first direction L1 and the second direction L2 may not be orthogonal.
분산판(620)은 일반적인 분산층(50)과 결합하여서 도 9에 도시된 광학분산모듈(700)을 구성할 수도 있다. 인용부호 30은 LED 어레이이다. 도 10에서 광학분산모듈(800)은 광분산을 향상시키기 위하여 분산판(620)(광학분산구조(600)는 제1표면(621)위에 형성된다)의 바닥(제2 표면)(622)에 형성된 그레인구조 또는 블러드구조를 포함한다. 도 11에서 광학분산모듈(900)은 광분산특성이 있는 폴리머로 만든 분산판(620)을 포함하고 있다.The
본 발명은 실시예를 설명하는 방법으로 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다. 반대로 (본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한) 여러가지 변형과 유사한 배열을 포함하는 것이다. 그러므로 후술한 특허청구범위의 범위는 이러한 변형과 유사한 배열을 포함하는 것으로 광범위하게 해석되어져야 한다.Although the present invention has been described by way of describing the embodiments, the invention is not limited by these embodiments. On the contrary, the invention includes arrangements similar to various modifications (obvious to those skilled in the art). Therefore, the scope of the following claims should be construed broadly to include arrangements similar to these modifications.
본 발명은 아래에 첨부된 도형을 참조하면서 상기된 실시예를 읽음으로서 완전히 이해될 수 있다.The present invention can be fully understood by reading the above-described embodiments with reference to the accompanying drawings below.
도 1a은 레이저 끌기에 의해 제조된 광학분산구조의 개략도,1A is a schematic diagram of an optical dispersion structure manufactured by laser dragging,
도 1b는 레이저 끌기에 사용된 마스크와 상기 마스크를 사용하여 제조된 광학분산구조의 모습을 보여주는 도면,Figure 1b is a view showing a state of the optical dispersion structure manufactured using the mask and the mask used for laser drag,
도 2a는 도 1b의 광학분산구조가 적용된 것을 보여주는 도면,2a is a view showing that the optical dispersion structure of Figure 1b is applied,
도 2b는 도 2a의 광학분산구조의 강도 도표(intensity diagram)이고,FIG. 2B is an intensity diagram of the optical dispersion structure of FIG. 2A,
도 2c는 광학분산구조의 저면에 형성된 블러드구조를 보여주는 도면,Figure 2c is a view showing a blood structure formed on the bottom of the optical dispersion structure,
도 3은 본 발명에 의한 광학분산구조을 형성하는 방법을 도시한 개략도,3 is a schematic view showing a method of forming an optical dispersion structure according to the present invention;
도 4는 도 3의 방법에 의해 형성된 광학분산구조를 보여주는 도면,4 is a view showing an optical dispersion structure formed by the method of FIG.
도 5는 본 발명에 의한 광학분산구조의 일실시예의 강도 도표,5 is an intensity diagram of an embodiment of an optical dispersion structure according to the present invention;
도 6은 본 발명에 의한 광학분산구조의 또 다른 일실시예의 강도 도표,6 is an intensity diagram of another embodiment of an optical dispersion structure according to the present invention;
도 7은 본 발명에 의한 광학분산구조의 또 다른 일실시예의 강도 도표,7 is an intensity diagram of another embodiment of an optical dispersion structure according to the present invention;
도 8은 본 발명에 의한 광학분산구조의 또 다른 일실시예의 강도 도표,8 is an intensity diagram of another embodiment of an optical dispersion structure according to the present invention;
도 9는 분산시트가 사용된 본 발명에 의한 광학분산구조를 보여주는 도면,9 is a view showing an optical dispersion structure according to the present invention using a dispersion sheet,
도 10은 그레인구조가 사용된 본 발명에 의한 광학분산구조를 보여주는 도면,10 is a view showing an optical dispersion structure according to the present invention using a grain structure,
도 11은 광분산효과가 있는 폴리머로 제조된 본 발명에 의한 광학분산구조를 보여주는 도면이다.11 is a view showing an optical dispersion structure according to the present invention made of a polymer having a light dispersion effect.
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