KR100953697B1

KR100953697B1 - 광 재배향 물체 및 이를 구비하는 백라이트유닛

Info

Publication number: KR100953697B1
Application number: KR1020100000797A
Authority: KR
Inventors: 유영빈; 박인호; 백형준
Original assignee: 에스케이씨하스디스플레이필름(유)
Priority date: 2010-01-06
Filing date: 2010-01-06
Publication date: 2010-04-19

Abstract

본 발명은 목표각을 향하여 광을 재배향하기 위한 광 재배향 물체에 있어서, 복수 개의 광 재배향 구조물들을 포함하는 입사 표면; 및 상기 입사표면을 마주보는 출사 표면을 포함하되, 각각의 광 재배향 구조물은 : (ⅰ) 입사각들의 범위에 걸쳐 입사 조사를 받아들이기 위하여, 제1 경사 베이스 각(b1), 제2 경사각(b2) 및 제1 반 정점 각(a2)에 의하여 정의되는 일 방향으로, 법선으로부터 경사진, 두 개의 경사들을 갖는 근접 표면; (ⅱ) 제2 베이스 각(b3) 및 제2 반 정점 각(a1)에 의하여 정의되는 상기 입사 표면에 대한 반대 방향으로, 법선으로부터 경사진 원격 표면을 가지며; 상기 근접 및 원격 표면들이 75도부터 90도까지의 범위에서 존재하는 각(a1 + a2)에서 상호 간에 마주 보고, 상기 베이스 각(b1)이 45도부터 80도까지의 범위이고, 상기 제2 경사각(b2)이 25도부터 70도까지의 범위이고, 제2 베이스 각 (b3)이 40도부터 80도까지의 범위에서 존재하는 것을 특징으로 하는 광 재배향 물체에 관한 것이다. 본 발명에 따른 광 재배향 물체는 성형이 용이할 뿐만 아니라, two peak type의 BLU에 적용 시 휘도가 향상되는 효과가 있다.

Description

광 재배향 물체 및 이를 구비하는 백라이트유닛{Turning optical device and back light unit comprising the same}

본 발명은 일반적으로 표면으로부터 루미넌스(luminance)를 향상시키기 위한 디스플레이 조사 물체들에 관한 것으로써, 특히 도광판으로부터 광을 재배향하는 다중 경사들을 갖는 터닝 필름에 관한 것이다.

액정 디스플레이들(LCDs)은 많은 컴퓨터, 기구 및 엔터테인먼트 어플리케이션(entertainment application)을 위한 바람직한 디스플레이 형태로 되어가면서, 비용 및 성능에서 지속적으로 향상되고 있다. 종래의 랩탑 컴퓨터디스플레이들에서 사용된 투과성 LCD는 LCD를 향하여, 광을 바깥 방향으로 배향하기 위한 LCD 후면에 위치된 광제공 표면(light providing surface)을 갖는, 후광식 디스플레이의 일 형태이다. 컴팩트하고 낮은 비용을 유지하는 동시에 현저하게 균일한 휘도를 갖는 적절한 백라이트 장치를 제공하기 위한 시도가 있어왔다.

이에 대한 발명으로 우리나라 특허출원 제10-2008-0093242호에는 다중 경사들을 갖는 터닝필름이 개시되어 있다. 그러나 two peak type BLU에 적용 시 일부 광이 출사면을 투과하지 못하고 반사되거나 소실됨으로써 휘도가 낮아지는 문제점이 있었다. 또한, 상기 특허에서는 근접표면과 원격표면 사이의 각(a1 + a2)이 60 ~ 70도로 매우 날카로운 형태이므로 이러한 필름을 가공하는 과정에서 근접표면과 원격표면 사이의 각이 형성되지 않아 심각한 불량이 발생하는 문제가 있어서 실질적으로 생산하기 어렵다.

본 발명은 목표각을 향하여 광을 재배향하기 위한 광 재배향 물체에 있어서, 투 피크 타입(two peak type)의 백라이트유니트(BLU)에 적용하는 경우, 두 개의 각도로 출사광을 배향할 수 있는 광 재배향 물체를 제공하고자 한다.

즉, 대부분의 입사광이 모두 출사면을 투과하여 집광력이 향상되어 기존의 광 재배향 물체에 비하여 휘도가 10% 이상 향상되는 광 재배향 물체 및 이를 포함하는 터닝필름과 이러한 터닝필름을 포함하는 광학시트를 제공하고자 한다.

보다 구체적으로 본 발명은 최근 주로 사용되고 있는 두 개의 각도로 출사광을 갖는 two peak type의 BLU에 적용이 가능하도록, +65 ~ +75도 방향의 기존 출사방향 뿐만 아니라, 약 -65 ~ -75도 방향으로도 출사광을 형성하여 기존 출사방향 광세기의 50% 이상 수준으로 출사되도록 할 수 있는 광 재배향 물체를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 터닝필름의 가공 시 롤러의 표면에 패턴을 형성한 후, 이 롤러를 이용하여 필름을 제조함에 있어서, 광 재배향 물체의 근접표면과 원격표면 사이의 각(a1 + a2)을 둔각 구조로 제조함으로써 획기적으로 불량률을 감소시킬 수 있는 광 재배향물체를 제공하고자 한다.

본 발명은 목표각을 향하여 광을 재배향하기 위한 광 재배향 물체 및 이를 포함하는 터닝필름에 관한 것이다.

보다 구체적으로,

(a) 복수 개의 광 재배향 구조물들을 포함하는 입사 표면; 및

(b) 상기 입사표면을 마주보는 출사 표면을 포함하되,

각각의 광 재배향 구조물은:

(ⅰ) 입사각들의 범위에 걸쳐 입사 조사를 받아들이기 위하여, 제1 경사 베이스 각(b1), 제2 경사각(b2) 및 제1 반 정점 각(a2)에 의하여 정의되는 일 방향으로, 법선(V)으로부터 경사진, 두 개의 경사(41a, 41b)들을 갖는 근접 표면(41);

(ⅱ) 제2 경사 베이스 각(b3) 및 제2 반 정점 각(a1)에 의하여 정의되는 상기 입사 표면에 대한 반대 방향으로, 법선(V)으로부터 경사진 원격 표면(42)을 가지며;

상기 근접표면 및 원격표면이 75도부터 90도까지의 범위에서 존재하는 각(a1 + a2)에서 상호 간에 마주 보고, 상기 베이스 각(b1)이 45도부터 80도까지의 범위이고, 상기 제2 경사각(b2)이 25도부터 70도까지의 범위이고, 제2 경사 베이스 각(b3)이 40도부터 80도까지의 범위에서 존재하는 것을 특징으로 하는 광 재배향 물체에 관한 것이다.

본 발명에서 상기 광 재배향 물체의 높이(H)/피치(P)에 대한 비율이 1.5 미만인 것이 바람직하다. 또한, 상기 b1 - b2가 20도 이하이고, b1 - b3가 25도 미만인 것이 바람직하다. 또한, 상기 광 재배향 구조물은 1.48과 1.65 사이의 굴절률을 갖는 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 1.5 ~ 1.55 사이의 굴절율을 갖는 것이 좋다.

상기 |a1 - a2|는 0 ~ 30도인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 16 ~ 18도인 것이 좋다.

또한, 본 발명은 목표각을 향하여 광을 재배향하기 위한 광 재배향 물체에 있어서,

(a) 복수 개의 광 재배향 구조물들을 포함하는 입사 표면; 및

(b) 상기 입사표면을 마주보는 출사 표면을 포함하되,

각각의 광 재배향 구조물은:

(ⅰ) 입사각들의 범위에 걸쳐 입사 조사를 받아들이기 위하여, 제1 경사 베이스 각(b1), 제2 경사각(b2) 및 제1 반 정점 각(a2)에 의하여 정의되는 일 방향으로, 법선으로부터 경사진, 두 개의 경사들을 가지되,

상기 제1 경사 베이스 각(b1)은 필름의 기판에 대하여 가장 근접한 각이며, 상기 제2 경사각(b2)은 상기 필름의 기판으로부터 가장 멀리 떨어진 각인 근접 표면(41);

(ⅱ) 제2 경사 베이스 각(b3) 및 제2 반 정점 각(a1)에 의하여 정의되는, 상기 입사 표면에 대한 반대 방향으로, 법선으로부터 경사진 원격 표면(42)을 가지며;

b1 - b3가 25도 미만인 것을 특징으로 하는 광 재배향 물체에 관한 것이다.

본 발명에서 상기 b1 - b2가 20도 이하인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 5도와 20도 사이에 존재하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은 본원발명의 광 재배향 물체가 나열된 터닝필름이 포함되는 백라이트유닛도 본 발명의 범위에 포함된다.

즉, 광원;

반사시트;

상기 반사시트의 상부에 적층되는 도광판; 및

상기 도광판의 상부에 적층되며, 출광방향으로 하면에 본원발명의 광 재배향 물체를 포함하는 광학시트;

를 포함한다.

또 다른 양태로는

광원;

백색 또는 은색의 반사시트;

상기 반사시트의 상부에 적층되며 상면 또는 하면에 프리즘 패턴이 있는 도광판; 및

를 포함한다.

또 다른 양태로는

광원;

백색 또는 은색의 반사시트;

상기 반사시트의 상부에 적층되며 상면 또는 하면에 프리즘 패턴이 있는 도광판;

상기 도광판의 상부에 적층되며, 출광방향으로 하면에 본원발명의 광 재배향 물체를 포함하는 광학시트; 및

상기 광학시트의 상부에 적층되며, 광원의 휘선을 가려주고 하부시트를 보호하기 위한 광확산시트;

를 포함한다.

본 발명의 광 재배향 물체는 프리즘 패턴을 갖는 도광판 상부에 프리즘 패턴과 80 ~ 100도로 위치하는 것이 바람직하다. 그러나 일정한 산 높이의 역프리즘을 프리즘 도광판 상부에 적용하는 경우 웨트-아웃(wet out)현상이 발생할 수 있다. 따라서 이러한 현상을 제거하기 위해서는 구간별로 높이 차를 두는 것이 바람직하다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1구간(E1)과 제 2구간(E2)의 합(E1+E2)은 400㎛ 이내로 하며, 특히 E2는 300㎛미만이며 제 1구간(E1)과 제 2구간(E2)의 높이 편차(d)는 0.5 ~ 3㎛로 제한하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 광 재배향 물체가 나열된 터닝필름은 최근 주로 사용되는 two peak type의 BLU에 적용하기에 적합하다.

또한 본 발명에 따른 광 재배향 물체가 나열된 터닝필름은 둔각 구조로 인해 제조 시 가공불량률을 현저히 낮출 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 프리즘 구조물들의 근접 표면상에서 두 개의 경사들 및 만곡된 표면을 갖는 단일 유닛의 광 재배향 물체를 도시하는 개략적인 단면도이다;
도 2는 광 재배향 물체를 제조하기 위한 패턴롤러의 단면을 나타낸 것이다.
도 3은 광 재배향 물체가 제조된 예를 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 광 재배향 물체를 포함하는 광학시트가 사용된 백라이트유닛의 일예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 광 재배향 물체를 포함하는 광학시트가 사용된 백라이트유닛의 또 다른 예를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 광학시트의 일 예를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 광학시트와 도광판의 적층예를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 광학시트의 구현예를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명과 기존발명(출원번호 제10-2008-0093242호)에 따른 광학시트를 one peak BLU에 적용함에 따른 데이터를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 데이터를 도시한 것이다.
도 11은 one peak BLU에 적용 시 출사되는 광경로를 모식한 것이다.
도 12는 본 발명과 기존발명(출원번호 제10-2008-0093242호)에 따른 광학시트를 two peak BLU에 적용함에 따른 데이터를 도시한 것이다.
도 13은 two peak BLU에 적용 시 출사되는 광경로를 모식한 것이다.

이하 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 광 재배향 물체의 일예를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 프리즘 구조물은 두 개의 반 정점 각들(a1, a2), 피치(P), 높이(H), 및 세 개의 돌출 치수들(projection dimensions; L1, L2, L3)에 의하여 더 설명될 수 있다. 프리즘 구조물은 굴절률(n)의 물질로 만들어지고, 기판은 n보다 더 크거나 같거나 더 작은 굴절률을 가질 수 있다.

본 발명의 광 재배향 물체는 일반적으로 1.48 ~ 1.65의 굴절률을 갖는 폴리머 물질들을 사용하여 가공될 수 있다. 폴리머 구성물들은 열가소성 또는 열경화성 중 어느 하나일 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 폴리(메틸메타크릴레이트), 폴리(싸이클로올레핀), 폴리카보네이트, 폴리설폰 및 아크릴레이트, 알리싸이클릭 아크릴레이트, 카보네이트, 스틸레닉, 설폰으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 코폴리머를 사용할 수 있다. 그러나 이들에 제한되는 것은 아니다.

구체적으로 본 발명의 광 재배향 물체는

(a) 복수 개의 광 재배향 구조물들을 포함하는 입사 표면; 및

(b) 상기 입사표면을 마주보는 출사 표면을 포함하되,

각각의 광 재배향 구조물은:

상기 근접표면 및 원격표면이 75도부터 90도까지의 범위에서 존재하는 각(a1 + a2)에서 상호 간에 마주 보고, 상기 베이스 각(b1)이 45도부터 80도까지의 범위이고, 상기 제2 경사각(b2)이 25도부터 70도까지의 범위이고, 제2 경사 베이스 각(b3)이 40도부터 80도까지의 범위에서 존재한다.

본 발명에서 상기 (a1 + a2)가 75도 미만인 경우는 휘도의 peak를 보여주는 각도가 법선에 대해 0도에서 (-)쪽으로 이동하는 경향을 보여 상대적으로 중앙휘도(시야각 0도)가 저하되는 문제가 있으며, 90도를 초과하는 경우는 반대경향(+)쪽으로 이동하는 문제가 있다. 또한, 베이스 각(b1)이 45도 미만이거나 제2 베이스 각 (b3)이 40도 미만인 경우는 휘도의 시야각 shift를 유발하거나 집광 효과를 떨어뜨리므로 언급한 범위를 만족하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 광 재배향 물체의 피치(P)/높이(H)에 대한 비율이 1.5 미만인 것이 바람직하다. 1.5 이상인 경우는 롤러 패턴 조각 가공 시 불량이 발생할 가능성이 크다. 좋게는 1 ~ 1.4인 것이 바람직하다.

또한, 상기 b1 - b2가 20도 이하, 보다 바람직하게는 5 ~ 20도인 것이 바람직하며, b1 - b3는 25도 미만, 보다 바람직하게는 17 ~ 18도인 것이 좋다. b1 - b2가 20도를 초과하거나, b1 - b3가 25도 이상인 경우는 비대칭성이 커져 필름 제조 시 롤러 패턴 조각 가공이 어려워지며 휘도의 시야각 shift를 유발하거나 집광 효과를 떨어뜨리므로 언급한 범위를 만족하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 광 재배향 구조물은 1.65 이하인 것이 바람직하며, 보다 구체적으로는 1.5와 1.55 사이의 굴절률을 갖는 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 굴절율이 1.65를 초과하는 경우는 내부 전반사 조건 범위가 넓어져 출사되지 못하고 리턴되거나 소멸될 가능성이 높다.

또한, 상기 |a1 - a2|는 0 ~ 30도인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 15도 이하인 것이 좋다. |a1 - a2|가 30도를 초과하는 경우는 휘도의 시야각 shift를 유발하거나 집광 효과를 떨어뜨리므로 언급한 범위를 만족하는 것이 바람직하다.

(a) 복수 개의 광 재배향 구조물들을 포함하는 입사 표면; 및

(b) 상기 입사표면을 마주보는 출사 표면을 포함하되,

각각의 광 재배향 구조물은:

(ⅰ) 입사각들의 범위에 걸쳐 입사 조사를 받아들이기 위하여, 제1 경사 베이스 각(b1), 제2 경사각(b2) 및 제1 반 정점 각(a2)에 의하여 정의되는 일 방향으로, 법선(V)으로부터 경사진, 두 개의 경사들을 가지되,

(ⅱ) 제2 베이스 각(b3) 및 제2 반 정점 각(a1)에 의하여 정의되는, 상기 입사 표면에 대한 반대 방향으로, 법선으로부터 경사진 원격 표면(42)을 가지며;

b1 - b3가 25도 미만인 것을 특징으로 한다. 보다 바람직하게는 b1 - b3가 17 ~ 18도 인 것이 좋다. 본 발명에서 상기 b1 - b3가 25도 이상인 경우는 비대칭성이 커져 필름 제조에 사용되는 패턴롤러의 가공이 어려우며, 제조되는 필름의 파열이나 표면 불균일이 발생할 수 있고, 휘도의 시야각 shift를 유발하거나 집광 효과를 떨어뜨리므로 언급한 범위를 만족하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 상기 b1 - b2가 20도 이하인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 5도와 20도 사이에 존재하는 것이 바람직하다. 20도를 초과하는 경우는 휘도의 시야각 shift를 유발하거나 집광 효과를 떨어뜨리므로 언급한 범위를 만족하는 것이 바람직하다.

도 2는 광 재배향 물체를 제조하는데 사용되는 패턴롤러의 단면을 나타낸 것으로 빗금 친 부분이 롤러의 단면을 나타낸 것이다. 도 2의 (a)는 기존 발명(출원번호 제10-2008-0093242호)에 사용되는 패턴롤러의 단면을 나타낸 것으로, a1+a2가 68도, b1이 84.5도, b2가 56도, b3가 56도인 경우이다. 이러한 패턴롤러는 비대칭 형상으로 인해 좌우의 절삭량이 다르므로 바이트(bite)를 이용하여 패턴롤러의 가공 시 가공된 칩이 원활하게 제거되지 않아 불량이 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 좌우 비대칭 형상의 패턴롤러를 이용하여 광 재배향 물체를 제조하는 경우 입사표면과 반사표면 사이의 각에서 파열이나, 표면의 불균일 현상이 발생하여 휘도의 저하나 표면의 불균일이 발생할 수 있다. 이는 도 3의 (a)로부터 확인할 수 있다. 도 3의 (a)를 보면 회색부분이 제조된 광 재배향 물체이며, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 입사표면과 반사표면 사이의 각에서 파열이나, 표면의 불균일 현상이 발생하여 휘도의 저하나 표면의 불균일이 발생할 수 있다.

반면에 도 2의 (b)는 본원발명의 광 재배향 물체를 제조하기 위한 패턴롤러의 단면을 나타낸 것으로, a1+a2가 79도, b1이 59도, b2가 42도, b3가 59도로 좌우가 대칭에 가까운 구조인 것을 알 수 있다. 이에 따라 패턴롤러를 가공하는 과정에서도 칩의 제거가 유리하여 가공성 및 치수정밀도가 우수하며, 제조된 패턴롤러를 이용하여 광 재배향 물체를 제조하는 경우 도 3의 (b)의 회색으로 표시된 부분과 같이, 불량이 발생하지 않는 것을 알 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 백라이트유닛의 일적층예를 나타낸 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 반사갓(11)과 광원(10), 반사시트(20); 상기 반사시트(20)의 상부에 적층되며 상면 또는 하면에 프리즘 패턴이 있는 도광판(30); 상기 도광판(30)의 상부에 적층되며, 출광방향으로 하면에 본원발명의 광 재배향 물체가 나열되어 있고, 상면에 광확산 처리가 되어있는 광학시트(40); 및 상기 광학시트(40)의 상부에 적층되며, 광원의 휘선을 가려주고 하부시트를 보호하기 위한 광확산시트(50); 를 포함한다. 상기 광원(10)은 CCFL, EEFL 또는 LED 등이 사용 가능하다. 또한, 상기 광학시트(40)는 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 광 재배향 물체(41)의 상부에 적층되는 기재필름(42)과, 이의 상부에 적층되는 광확산층(43)으로 이루어질 수 있다. 상기 기재필름으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트 등이 사용 가능하다. 상기 광확산층은 도광판의 휘선 및 패턴 은폐기능을 하기 위한 것으로, 직경이 3 ~ 25 ㎛인 비드(43a)를 포함하여, 열경화성수지 또는 열경화성수지와 UV경화형수지에서 선택되는 바인더수지(43b)로 이루어질 수 있다. 상기 비드는 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 실리카 등이 사용가능하다. 상기 광확산층은 헤이즈 범위가 20 ~ 70%인 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명에 따른 백라이트유닛의 또 다른 적층예를 나타낸 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 반사갓(11)과 광원(10), 백색 또는 은색의 반사시트(20); 상기 반사시트(20)의 상부에 적층되며 상면 또는 하면에 프리즘 패턴이 있는 도광판(30); 및 상기 도광판(30)의 상부에 적층되며, 출광방향으로 하면에 본원발명의 광 재배향 물체가 나열되어 있고, 상면에 광확산 처리가 되어있는 광학시트(40)를 포함한다.

도 7은 본 발명에 따른 백라이트유닛의 적층 시 도광판과 광학시트의 적층예를 나타낸 것이다. 도광판(30)의 상부에 본 발명의 광 재배향 물체가 나열된 광학시트(40)를 직교하게 위치하여 적층한 것을 나타낸 예이다. 도 7의 (a)는 도광판(30)의 상면에 프리즘이 형성되고, 그 상부에 출광방향으로 하면에 본원발명의 광 재배향 물체가 나열되어 있고, 상면에 광확산 처리가 되어있는 광학시트(40)가 적층된 구조를 나타낸 것이다. 도 7의 (b)는 도광판(30)의 하면에 프리즘이 형성되고, 그 상부에 출광방향으로 하면에 본원발명의 광 재배향 물체가 나열되어 있고, 상면에 광확산 처리가 되어있는 광학시트(40)가 적층된 구조를 나타낸 것이다.

그러나 도 7와 같이 직교하여 적층하는 경우, 광 재배향 물체의 산 높이가 일정할 경우 웨트-아웃(wet-out) 현상이 발생할 수 있으며, 이를 해결하기 위해서는 도 8에 도시한 바와 같이 구간별로 산의 높이를 다르게 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 높이 편차를 가지는 제 1구간(E1)과 제 2구간(E2)이 반복되게 또는 랜덤하게 배치하도록 한다. 바람직하게는 제 1구간(E1)과 제 2구간(E2)의 합(E1+E2)은 400㎛ 이내로 하며, 특히 E2는 300㎛미만이며 제 1구간(E1)과 제 2구간(E2)의 높이 편차(d)는 0.5 ~ 3㎛로 제한하는 것이 웨트-아웃(wet-out) 현상을 방지할 수 있으므로 바람직하다.

도 9는 본 발명의 적용 예인 프리즘 도광판을 포함하는 BLU에서 광학시트 및 광확산 시트를 제외한 구조에서의 광분포도로, 기존발명(우리나라 출원번호 제 10-2008-0093242호)이 적용하였던 one peak type BLU와 two peak type BLU를 비교하여 나타낸 것이다. one peak type BLU는 광원(CCFL, EEFL 등)에서 출사되는 광이 프리즘 도광판에 의해 법선에 대해 60 ~ 80도 정도의 각도로 출사되나 일부는 출사되지 못하는 단점이 있었다. Two peak type BLU는 이러한 기존의 one peak type BLU의 효율을 높이고자 BLU의 설계조정을 통해 소멸되는 광을 재사용하여 -60 ~ 80도 정도의 각도로 출사되지 못한 광을 재 출사 시키는 BLU타입으로 최근 많이 적용되는 신형 BLU타입이다. (a)는 one peak type BLU에서 도광판 출사부에서 나오는 광 분포의 도식으로 약 +65~75도의 한 방향으로 출사된다. (b)는 two peak type BLU에서 도광판 출사부에서 나오는 광 분포를 나타낸 것으로 약 +65~75도의 방향뿐만 아니라 약-65~-75도 방향으로 기존 출사방향 광세기의 50% 수준으로 출사된다.

도 10은 one peak type BLU에 광학 시트를 적용한 예로, 도 5의 BLU를 기준 BLU로 사용하여 측정하고, 상기 기준 BLU에서 본 발명의 규격을 만족하는 광 재배향 물체를 가지는 광학시트를 대체하여 측정한 결과 및 기존발명은 본 발명의 규격을 벗어난 광학시트로 대체하여 측정한 광 분포를 측정한 것이다.

두께 125㎛두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트 기재필름상에 도 2의 (a) 및 (b)에 도시(도 2의 (a)는 기존발명이고, 도 2의 (b)는 본 발명이다.)된 각도로 UV 경화형 아크릴레이트 수지를 사용하여 광 재배향 물체를 형성하고, 상기 기재필름 상에 헤이즈 30%인 광확산층을 형성하여 실험에 사용하였다. 상기 광 재배향 물체의 피치는 두 가지 모두 40㎛이었으며, 높이는 기존발명(a)의 경우 46㎛, 본 발명(b)의 경우 31㎛으로 균일한 패턴을 형성한 것을 사용하였다. 측정은 TOPCON사의 기종인 BM7이라는 광학 측정 장비(spectrometer)로 측정하였다. 도 10에서 보는 바와 같이 기존 one peak BLU에 적용한 경우, 기존발명(a)과 본 발명(b) 둘 다 약 65~75도에서의 광분포가 0도 부근으로 집광됨을 알 수 있다.

도 11은 one peak type BLU에 적용 시 출사되는 광경로를 모사한 것이다. 도 11의 (a)는 one peak type BLU에 도 3의 (a)에 해당하는 광 재배향 물체를 적용한 예로, 52~72도 내에서 광경로를 추적한 결과로 입사광 대부분이 출사면을 투과하는 것을 모사한 것이다. (b)는 one peak type BLU에 본 발명에 따른 도 3의 (b)에 해당하는 광 재배향 물체를 적용한 예로, 52~72도 내에서 광경로 추적 결과로 입사광 대부분이 출사면을 투과하며 집광 정도도 (a)에 비하여 향상되는 것을 알 수 있었다.

이에 비해 본 발명의 터닝필름을 two peak type BLU에 적용하면, 놀라운 휘도의 증가를 나타낸다. 즉, 도 12는 two peak type BLU에 광학 시트를 적용한 예로, 측정에 사용된 BLU의 구조는 도 10에서 설명한 바와 같다. 즉, 도 5의 BLU를 기준 BLU로 사용하여 측정하고, 상기 기준 BLU에서 실시예로서 본 발명의 규격을 만족하는 광 재배향 물체를 가지는 광학시트를 대체하여 측정한 결과 및 비교예로서 본 발명의 규격을 벗어난 광학필름으로 대체하여 측정한 광 분포를 측정한 것이다.

두께 125㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 기재필름상에 도 2의 (a) 및 (b)에 도시(도 2의 (a)는 기존발명이고, 도 2의 (b)는 본 발명이다.)된 각도로 UV 경화형 아크릴레이트 수지를 사용하여 광 재배향 물체를 형성하고, 상기 기재필름 상에 헤이즈 30%인 광확산층을 형성하여 실험에 사용하였다. 상기 광 재배향 물체의 피치는 두 가지 모두 40㎛이었으며, 높이는 기존발명(a)의 경우 46㎛, 본 발명(b)의 경우 31㎛으로 균일한 패턴을 형성한 것을 사용하였다. 측정은 TOPCON사의 기종인 BM7이라는 광학 측정 장비(spectrometer)로 측정하였다. 도 12에서 보는 바와 같이 약 65~75도와 약-65~-75도에서의 광분포가 0도 부근인 중앙으로 집광됨을 보였다. 더구나 two peak type BLU에 본 발명의 광 재배향 물체를 포함하는 광학시트를 적용할 경우 광분포와 peak 휘도가 기존발명인 도 3의 (a)에 해당하는 광 재배향 물체를 적용한 경우에 대하여 약 10% 이상 향상되는 놀라운 휘도 향상을 확인할 수 있었다. 따라서 본 발명의 광 재배향 물체는 one peak type BLU에서도 전혀 성능의 저하가 없이 우수하고, 놀랍게도 two peak type BLU에서는 기존발명에 비하여 10% 이상의 휘도향상을 달성할 수 있었다.

이러한 효과는 도 13으로부터 설명될 수 있다. 도 13은 two peak type BLU에 적용 시 출사되는 광경로를 모사한 것이다. 도 13의 (a)는 two peak type BLU에 도 3의 (a)에 해당하는 광 재배향 물체를 적용한 예로, 52~72도 내에서 광경로를 추적한 결과 입사광 대부분이 출사면을 투과하나, 일부광이 동일하게 투과되지 못하고 측면으로 반사되어 집광효과가 저하되기 때문임을 알 수 있다. 그러나 (b)에서 보이는 바와 같이, two peak type BLU에 본 발명에 따른 도 3의 (b)에 해당하는 광 재배향 물체를 포함하는 광학시트를 적용한 결과, 52~72도 내에서 입사광 모두가 출사면을 투과하며 집광 정도도 기존 발명 대비 향상되고 성능면에서 유사하게 나타나는 것을 알 수 있었다. 또한 도 4의 BLU 적층 구조에 적용했을 경우에도 동일한 경향성을 보이는 것을 확인하였다.

10 : 광원 11 : 반사갓
20 : 반사시트 30 : 도광판
40 : 광학시트 50 : 광확산시트
a1 : 제 1 반 정점 각 a2 : 제 2 반 정점 각
b1 : 제 1 경사 베이스 각 b2 : 제 2 경사각
b3 : 제 2 경사 베이스 각
n : 굴절률
V : 법선 방향
E1 : 제 1 구간
E2 : 제 2구간 d: 높이 편차

Claims

목표각을 향하여 광을 재배향하기 위한 광 재배향 물체에 있어서,
(a) 복수 개의 광 재배향 구조물들을 포함하는 입사 표면; 및
(b) 상기 입사표면을 마주보는 출사 표면을 포함하되,
각각의 광 재배향 구조물은:
(ⅰ) 입사각들의 범위에 걸쳐 입사 조사를 받아들이기 위하여, 제1 경사 베이스 각(b1), 제2 경사각(b2) 및 제1 반 정점 각(a2)에 의하여 정의되는 일 방향으로, 법선(V)으로부터 경사진, 두 개의 경사(41a, 41b)들을 갖는 근접 표면(41);
(ⅱ) 제2 경사 베이스 각(b3) 및 제2 반 정점 각(a1)에 의하여 정의되는 상기 근접 표면에 대한 반대 방향으로, 법선(V)으로부터 경사진 원격 표면(42)을 가지며;
상기 근접표면 및 원격표면이 75도부터 90도까지의 범위에서 존재하는 각(a1 + a2)에서 상호 간에 마주 보고, 상기 베이스 각(b1)이 45도부터 80도까지의 범위이고, 상기 제2 경사각(b2)이 25도부터 65도까지의 범위이고, 제2 경사 베이스 각(b3)이 40도부터 80도까지의 범위에서 존재하는 것을 특징으로 하는 광 재배향 물체.
제 1 항에 있어서,
상기 광 재배향 물체의 높이(H)/피치(P)에 대한 비율이 1.5 미만인 것을 특징으로 하는 광 재배향 물체.
제 1 항에 있어서,
상기 b1 - b2가 20도이하이고, b1 - b3가 25도 미만인 것을 특징으로 하는 광 재배향 물체.
제 1 항에 있어서,
상기 광 재배향 구조물은 1.48과 1.65 사이의 굴절률을 갖는 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 광 재배향 물체.
제 1 항에 있어서,
상기 |a1 - a2|는 0 ~ 30도인 것을 특징으로 하는 광 재배향 물체.
목표각을 향하여 광을 재배향하기 위한 광 재배향 물체에 있어서,
(a) 복수 개의 광 재배향 구조물들을 포함하는 입사 표면; 및
(b) 상기 입사표면을 마주보는 출사 표면을 포함하되,
각각의 광 재배향 구조물은:
(ⅰ) 입사각들의 범위에 걸쳐 입사 조사를 받아들이기 위하여, 제1 경사 베이스 각(b1), 제2 경사각(b2) 및 제1 반 정점 각(a2)에 의하여 정의되는 일 방향으로, 법선으로부터 경사진, 두 개의 경사들을 가지되,
상기 제1 경사 베이스 각(b1)은 필름의 기판에 대하여 가장 근접한 각이며, 상기 제2 경사각(b2)은 상기 필름의 기판으로부터 가장 멀리 떨어진 각인 근접 표면;
(ⅱ) 제2 경사 베이스 각(b3) 및 제2 반 정점 각(a1)에 의하여 정의되는, 상기 근접 표면에 대한 반대 방향으로, 법선으로부터 경사진 원격 표면을 가지며;
b1 - b3가 25도 미만인 것을 특징으로 하는 광 재배향 물체.
제 6 항에 있어서,
상기 b1 - b2가 20도 이하인 것을 특징으로 하는 광 재배향 물체.
제 6 항에 있어서,
상기 b1 - b2가 5도와 20도 사이에 존재하는 것을 특징으로 하는 광 재배향 물체.
제 6 항에 있어서,
상기 (a1 + a2)는 75도 ~ 90도인 광 재배향 물체.
광원;
백색 또는 은색의 반사시트;
상기 반사시트의 상부에 적층되며 상면 또는 하면에 프리즘 패턴이 있는 도광판;
상기 도광판의 상부에 적층되며, 출광방향으로 하면에 청구항 제 1항 내지 제 9항에서 선택되는 어느 한 항의 광 재배향 물체를 포함하는 광학시트; 및
상기 광학시트의 상부에 적층되며, 광원의 휘선을 가려주고 하부시트를 보호하기 위한 광확산시트;
를 포함하는 백라이트유닛.
광원;
백색 또는 은색의 반사시트;
상기 반사시트의 상부에 적층되며 상면 또는 하면에 프리즘 패턴이 있는 도광판; 및
상기 도광판의 상부에 적층되며, 출광방향으로 하면에 청구항 제 1항 내지 제 9항에서 선택되는 어느 한 항의 광 재배향 물체를 포함하는 광학시트;
를 포함하는 백라이트유닛.
제 10항에 있어서,
상기 광 재배향 물체는 프리즘 패턴을 갖는 도광판 상부에 프리즘 패턴과 80 ~100도로 위치하는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
제 12항에 있어서,
상기 광 재배향 물체는 구간별로 높이 차를 형성하는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
제 13항에 있어서,
상기 광 재배향 물체는 제 1 구간(E1)과 제 2구간(E2)의 합이 400㎛ 이내이며, 제 2구간(E2)이 300㎛ 미만이고, 제 1 구간(E1)의 산의 높이와 제 2구간(E2)의 산의 높이 편차(d)가 0.5 ~ 3㎛인 백라이트유닛.
제 11항에 있어서,
상기 광 재배향 물체는 프리즘 패턴을 갖는 도광판 상부에 프리즘 패턴과 80 ~100도로 위치하는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
제 15항에 있어서,
상기 광 재배향 물체는 구간별로 높이 차를 형성하는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
제 16항에 있어서,
상기 광 재배향 물체는 제 1 구간(E1)과 제 2구간(E2)의 합이 400㎛ 이내이며, 제 2구간(E2)이 300㎛ 미만이고, 제 1 구간(E1)의 산의 높이와 제 2구간(E2)의 산의 높이 편차(d)가 0.5 ~ 3㎛인 백라이트유닛.