KR100986997B1 - 광학소자, 이를 갖는 백라이트 유닛 및 액정표시장치 - Google Patents

광학소자, 이를 갖는 백라이트 유닛 및 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광을 집광시켜서 휘도를 향상시키는 동시에 시야각을 확대할 수 있는 광학소자와 이를 갖는 백라이트 유닛 및 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명은, 광 투과성을 갖는 베이스필름을 가지며, 상기 베이스필름의 일면 중 일부에는 베이스필름으로 입사된 광을 확산시키는 복수개의 확산요부가 형성되어 있으며, 그 잔여부에는 베이스필름으로 입사된 광을 집광시키도록 복수개의 집광돌기로 이루어진 집광패턴이 형성되어 있는 광학소자와,
광 투과성을 갖는 베이스필름을 가지며, 상기 베이스필름의 일면 중 일부에는 베이스필름으로 입사된 광을 확산시키는 복수개의 확산철부가 형성되어 있으며, 그 잔여부에는 베이스필름으로 입사된 광을 집광시키는 복수개의 집광돌기로 이루어진 집광패턴이 형성되어 있는 광학소자에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 백라이트 유닛은 상술한 광학소자를 구비하는 것이다.
아울러, 본 발명의 액정표시장치는 상술한 백라이트 유닛을 포함하여 구성하는 것이다.
광학소자, 휘도, 집광, 확산철부, 확산요부, 집광패턴.

Description

광학소자, 이를 갖는 백라이트 유닛 및 액정표시장치{OPTICAL ELEMENT BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL INCLUDING THE SAME}
본 발명은 백라이트 유닛 및 액정표시장치에서 사용되는 광학소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광을 집광시켜서 휘도를 향상시키는 동시에 시야각을 확대할 수 있는 광학소자와 이를 갖는 백라이트 유닛 및 액정표시장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 액정표시장치는 노트북, 퍼스널 컴퓨터 또는 TV 등의 정보용 디스플레이로서 널리 사용되고 있으며, 수요자의 다양한 요구에 부합되도록 그 특성 또한 해가 다르게 개선되고 있다.
상술한 액정표시장치는 스스로 빛을 낼 수 없기 때문에 백라이트 유닛을 필요로 하며, 상기 백라이트 유닛은 다양한 광학계로 구성된다. 또한 백라이트 유닛은 휘도 향상을 위해 광학소자를 구비한다.
첨부된 도 1은 종래의 액정표시장치의 구조를 도시한 예시도로서, 이러한 액정표시장치는 백라이트 유닛(1)과 액정패널(2)로 구성된다. 그리고 백라이트 유닛(1)은 광원(10), 도광판(12), 확산시트(13), 프리즘시트(14)로 구성된다. 따라서, 광원(10)에서 얻은 광은, 도광판(12)을 통해 전체 면적으로 분포되고 확산시 트(13)를 통해 보다 균일한 밝기의 면광원으로 변형되며, 프리즘시트(14)를 거치면서 집광되어 휘도가 향상된다.
이와 같은 액정표시장치에서 사용되는 광학소자는 고휘도를 얻을 목적으로 집광 기능을 향상시키기 위한 기술개발이 중점적으로 이루어졌으며, 이는 LCD장치가 모바일이나 노트북 컴퓨터 등의 개인용 전자 기기에 주로 사용되고 있기 때문이다. 따라서, 이러한 개인용 전자 기기의 경우 시야각은 큰 문제점으로 여겨지지 않았었다.
그러나, 최근에는 LCD TV의 대형화와 함께 가격 인하로 인한 대중화에 따라, 여러 시청자가 동시에 시청할 수 있도록 넓은 시야각이 요구되고 있다. 특히, 차량의 내비게이션은 운전석과 조수석에서 동시에 볼 수 있도록 넓은 시야각을 갖는 것이 바람직하다.
따라서, 상기와 같이 휘도를 향상시키고 시야각을 넓히기 위해, 종래에는 복수개의 확산시트를 적층시키는 방법과, 프리즘 산에 나노입자의 비드를 넣어 빛을 산란하여 확산시키는 방법이 있다.
그러나, 상기와 같이 확산시트를 3장 이상 적층하게 되면, 휘도가 저하될 뿐만 아니라 두께 또한 두꺼워져서 박형화에 문제점이 있었으며, 비드를 넣는 경우에는 고가의 비드를 사용함에 따라 경제적인 측면에서 원가 상승으로 이어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 광을 집광시켜서 휘도를 향상시키는 동시에 시야각을 확대할 수 있는 광학소자를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명은 상술한 광학소자를 갖는 백라이트 유닛 및 액정표시장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
광 투과성을 갖는 베이스필름을 가지며,
상기 베이스필름의 일면 중 일부에는 베이스필름으로 입사된 광을 확산시키는 복수개의 확산요부가 형성되어 있으며, 그 잔여부에는 베이스필름으로 입사된 광을 집광시키도록 복수개의 집광돌기로 이루어진 집광패턴이 형성되어 있는 광학소자에 관한 것이다.

또한 본 발명은,
광 투과성을 갖는 베이스필름을 가지며,
상기 베이스필름의 일면 중 일부에는 베이스필름으로 입사된 광을 확산시키는 복수개의 확산철부가 형성되어 있으며, 그 잔여부에는 베이스필름으로 입사된 광을 집광시키는 복수개의 집광돌기로 이루어진 집광패턴이 형성되어 있는 광학소자에 관한 것이다.
여기서, 상기 확산요부 또는 확산철부는 반구형의 곡면, 타원구형의 곡면, 비구면의 곡면 중 어느 하나의 곡면을 이루도록 형성된다.
이때, 상기 반구형의 확산요부 또는 확산철부는 지름과 깊이(또는 높이)의 비율이 1:0.05 내지 1:5로 이루어는 것이 바람직하다.
그리고 상기 반구형 및 타원구형의 확산요부 또는 확산철부는 베이스필름 일면의 총 면적에 대해 1 내지 78.5%의 면적비로 이루어지는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 타원구형의 확산요부 또는 확산철부는 장축과 단축의 비율이 1.1:1 내지 50:1로 이루어지는 것이 바람직하다.
이러한 복수개의 확산요부 또는 확산철부는 가로 및 세로 방향을 따라 규칙적으로 또는 불규칙적으로 배열될 수 있다.
선택적으로, 상기 베이스필름의 일면에는, 반구형의 곡면을 이루도록 형성된 확산요부 또는 확산철부와 타원구형의 곡면을 이루도록 형성된 확산요부 또는 확산 철부가 혼재될 수 있다.
한편, 상기 목적으로 달성하기 위한 백라이트 유닛은, 상술한 광학소자가 구비된 것을 특징으로 한다.
다른 한편, 상기 목적을 달성하기 위한 액정표시장치는, 상술한 백라이트 유닛이 구비된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 수단으로 구현된 본 발명에 따르면, 베이스필름으로 입사된 광은 확산요부에 의해 확산되고 집광패턴에 의해 집광되므로, 광시야각의 확보와 함께 휘도향상을 기대할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.
이와 더불어, 본 발명은 베이스필름의 어느 일면에 확산요부와 집광패턴이 형성되므로, 다수개의 확산시트를 적층시키는 종래 기술에 비해 박형화할 수 있을 뿐만 아니라, 비드를 넣는 종래 기술에 비해 경제적으로 원가절감을 기대할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명 광학소자(100)의 제1 실시예는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 광 투과성을 갖는 베이스필름(110)과, 이 베이스필름(110)의 상면에 형성되어 입사된 광을 확산시키는 복수개의 확산요부(120)와, 이 확산요부(120)가 형성된 베이스필름(110)의 상면에 형성되어 입사된 광을 집광시키는 집광패턴(130)으로 구성된다.
베이스필름(110)은 두께가 엷은 막으로 형성되어 광원에서 얻은 광을 투과시키는 것으로서, 이러한 베이스필름(110)은 광 투과성이 우수한 폴리에틸렌(PE, Polyethylene), 폴리프로필렌(PP, Polypropylene), 메타크릴 수지(PMMA, Polymethyl Methacrylate), 폴리카보네이트(PC, Poly Carbonate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, Polyethylene Terephthalate)를 포함하는 플라스틱 재료 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.
확산요부(120)는 베이스필름(110)의 상면에 일체로 형성되어 입사된 광을 여러 방향으로 확산시키는데, 이러한 확산요부(120)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 반구형의 곡면을 이루도록 형성된다. 즉, 확산요부(120)는 입사광을 확산시키도록 곡면을 갖는 반구형으로 형성되는 것이다. 그리고 복수개의 확산요부(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, 등간격을 이루면서 가로 및 세로 방향을 따라 규칙적으로 배열-이른바 ‘메트릭스(matrix)배열’-되는 것이 바람직하지만, 필요에 따라 상호 간격을 달리하면서 가로 및 세로 방향을 따라 불규칙적(행과 열이 나란하지 않은)으로 배열될 수 있다. 도면 중 미설명부호 i1은 복수개의 확산요부(120) 사이의 간격을 도시한 것이다.
여기서, 확산요부(120)는 베이스필름(110)의 하면에 선택적으로 형성될 수 있음을 분명히 밝혀둔다.
이러한 확산요부(120)는 지름(d1)과 깊이(h1)의 길이에 대한 비율이 1:0.05 내지 1:5로 이루어지는 것이 바람직하다.
도 4a는 본 출원인이 확산요부(120)의 지름(d1)과 깊이(h1)를 1:0.04의 비율로 설정하여 시뮬레이션을 실행한 결과로서, 이러한 결과에 따르면 확산요부(120)의 지름(d1)과 깊이(h1)의 비율이 1:0.04로 이루어질 경우, 광원으로부터 입사된 광의 굴절각이 5°미만으로 형성되면서 출사되므로 광의 확산력을 기대할 수 없게 된다.
반면에, 도 4b는 확산요부(120)의 지름(d1)과 깊이(h1)를 1:5의 비율로 설정하여 시뮬레이션을 실행한 결과로서, 이러한 결과에 따르면 확산요부(120)의 지름(d1)과 깊이(h1)의 비율이 1:5로 이루어질 경우, 광원으로부터 입사된 광의 굴절각이 크게 형성되면서 출사되므로 광의 확산력을 극대화할 수 있게 된다.
여기서, 확산요부(120)의 지름(d1)과 깊이(h1)에 대한 비율은 1:5를 초과하지 않는 것이 바람직하다, 즉, 확산요부(120)의 지름(d1)과 깊이(h1)의 비율이 1:5를 초과하게 되면, 확산요부(120)의 깊이(h1)가 너무 깊게 되어 제작하는데 어려움이 발생될 뿐만 아니라 휘도의 하락으로 이어지기 때문에, 산업상 이용가능성이 저 하되는 것이다.
또한, 확산요부(120)는 베이스필름(110) 상면의 총 면적에 대해 1 내지 78.5%로 이루어지는 것이 바람직하다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 가로 및 세로가 10×10㎝로 이루어진 베이스필름(110)의 이차원 공간에 대한 총 면적이 100㎠이고, 확산요부(120)의 반지름이 0.5㎝로 이루어진 경우, 12개의 확산요부(120)가 차지하는 면적비(0.5×0.5×π=9.42㎠)는 9.42%로 이루어진다. 따라서, 베이스필름(110)의 총 면적에 대한 확산요부(120)의 면적비는 9.42%로 이루어지고, 나머지 90.58%는 후술하는 집광패턴(130)이 차지하게 되는 것이다.
특히, 본 발명은 광의 휘도 향상과 함께 확산을 갖는 것이 목적임에 따라, 확산요부(120)는 베이스필름(110) 상면의 총 면적에 대해 1 내지 78.5%의 면적비로 이루어지는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10 내지 50%의 면적비로 이루어지는 것이 좋다. 즉, 확산요부(120)의 면적비가 78.5%를 초과하게 되면, 확산요부(120)로만 이루어진 패턴과 비교 시 휘도 향상에 대한 차이를 기대할 수 없으며, 확산요부(120)의 면적비가 1%미만으로 이루어지게 되면, 확산요부(120)의 면적비가 너무 적어서 광의 확산력에 대한 효과를 기대할 수 없기 때문이다.
상기와 같이 확산요부(120)가 형성된 베이스필름(110)의 상면에는, 복수개의 집광돌기(132)가 연이어진 집광패턴(130)이 일체로 구비되어 입사된 광을 집광시킨다. 집광돌기(132)는 입사광을 굴절시켜서 수직으로 출사시키도록 평행하지 아니한 적어도 2개 이상의 집광면(132c)을 갖는다. 여기서, 집광돌기(132)는 도 3 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 베이스필름(110)의 상면에 비스듬하게 기운 양측 빗변, 즉 집광면(132c)을 포함하는 삼각형의 단면으로 형성된다. 따라서, 집광패턴(130)은 복수개의 집광돌기(132)가 도 3에서와 같이, 좌우로 끊이지 않고 계속되면서 형성되는 것이다. 즉, 집광패턴(130)은 집광돌기(132)의 이끝(132a)과 이뿌리(132b)가 연속적으로 반복되면서 형성되는 것이다.
이러한 집광돌기(132)는 광을 집광시키도록 이등변 삼각형, 렌티큘러(Lenticular), 카오스 패턴(Chaos Pattern) 등으로 이루어진 광학패턴으로 형성될 수 있음을 분명히 밝혀 둔다.
여기서, 집광패턴(130)은 확산요부(120)가 형성된 베이스필름(110)의 하면에 선택적으로 형성될 수 있음을 분명히 밝혀둔다.
첨부된 도 5는 베이스필름(110)의 상면에 형성된 확산요부(120)와 집광패턴(130)을 통해 광의 투과방향을 확대하여 도시한 예시도로서, 베이스필름(110)의 하부에서 입사된 광은, 확산요부(120)에 의해 여러 방향으로 확산되고, 집광패턴(130)에 의해 집광되면서 수직방향으로 투과되므로, 시야각의 확대와 함께 휘도를 향상시키게 된다.
한편, 첨부된 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제1 실시예에 의한 확산요부(120)의 다른 실시예를 도시한 평면도 및 단면도로서, 광을 확산시키는 확산요부(120)는 도 6a에 도시된 바와 같이, 타원구(楕圓球)형의 곡면을 이루도록 형성된다.
이러한 확산요부(120)는 앞서 언급한 바와 같이, 베이스필름(110)의 상면에 형성되어 입사된 광을 여러 방향으로 확산시킨다. 이러한 복수개의 확산요부(120) 또한 상술한 바와 같이, 일정한 간격을 이루면서 가로 및 세로 방향을 따라 규칙적으로 배열되는 것이 바람직하지만, 필요에 따라 상호 간격을 달리하면서 가로 및 세로 방향을 따라 불규칙적으로 배열될 수 있다.
특히, 타원구형의 확산요부(120)는 도 6a에 도시된 바와 같이, 평면상 장축과 단축을 갖도록 형성되는데, 이러한 확산요부의 장축과 단축의 비율이 커질수록 확산요부의 확산력은 서서히 저하되기 때문에, 확산요부의 장축과 단축의 비율은 1.1:1 내지 50:1로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 확산요부의 장축과 단축의 비율이 50:1을 초과하게 되면, 상기 집광돌기에 비해 확산요부를 통한 광의 확산력을 기대할 수 없는 것이다.
다른 한편, 첨부된 도 7의 (a) 및 (b)는 본 발명의 제1 실시예에 의한 확산요부(120)의 또 다른 실시예를 도시한 단면도로서, 광을 확산시키는 확산요부(120)는 비구면의 곡면을 이루도록 형성된다.
즉, 비구면의 확산요부(120)는 중심점에서 동일하거나 일정한 거리를 유지하는 것이 아니라, 도 7의 (a) 및 (b)에서와 같이 중심점과 곡면의 간격이 급격히 멀어지거나 가까워지도록 길이를 달리하는 것이다.
첨부된 도 8 내지 도 10은 본 발명 광학소자의 제2 실시예에 의한 광학소자 의 평면도와 단면도 및 광의 투과방향을 확대 도시한 예시도이다. 광학소자의 제2실시예는, 광 투과성을 갖는 베이스필름(110)과, 이 베이스필름(110)의 상면에 형성되어 입사된 광을 확산시키는 복수개의 확산철부(140)와, 이 확산철부(140)가 형성된 베이스필름(110)의 상면에 구비되어 입사된 광을 집광시키는 집광패턴(130)으로 구성된다.
즉, 본 발명 광학소자의 제2실시예는, 반구형의 곡면을 이루도록 형성된 확산철부(140)를 특징으로 한다. 이러한 확산철부(140)는 상술한 확산요부(120)와 같이 베이스필름(110)의 상면에 형성되어 입사된 광을 여러 방향으로 확산시킨다. 그리고 복수개의 확산철부(140)는 도 6에 도시된 바와 같이, 일정한 간격을 이루면서 가로 및 세로 방향을 따라 규칙적으로 배열되는 것이 바람직하지만, 필요에 따라 상호 간격을 달리하면서 가로 및 세로 방향을 따라 불규칙적으로 배열될 수 있다. 도면 중 미설명부호 i2는 복수개의 확산철부(140) 사이의 간격을 도시한 것이다.
여기서, 확산철부(140)는 베이스필름(110)의 하면에 선택적으로 형성될 수 있음을 분명히 밝혀둔다.
이러한 확산철부(140)는 위에서 언급한 확산요부(120)와 같이 지름(d2)과 높이(h2)의 길이에 대한 비율이 1:0.05 내지 1:5로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고 확산철부(140)는 베이스필름(110) 상면의 총 면적에 대해 1 내지 78.5%로 이루어지는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10 내지 78.5%의 면적비로 이루어지는 것이 좋다.
이같이 언급한 확산철부(140)의 지름(d2)과 높이(h2)에 대한 비율, 베이스필 름(11) 상면의 총 면적에 대해 차지하는 면적비에 따른 작용 및 효과는 상술한 확산요부(120)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
상기와 같이 확산철부(140)가 형성된 베이스필름(110)의 상면에는, 복수개의 집광돌기(132)가 연이어진 집광패턴(130)이 구비되어 입사광을 집광시키는데, 이러한 집광패턴(130)은 앞서 본 발명 광학소자(100)의 제1 실시예에서 기술한 내용과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
첨부된 도 10은 본 발명 광학소자(100)의 제2 실시예에 의한 확산철부(140)와 집광패턴(130)을 통해 광의 투과방향을 확대하여 도시한 예시도로서, 베이스필름(110)의 하부에서 입사된 광은, 확산철부(140)에 의해 여러 방향으로 확산되고, 집광패턴(130)에 의해 집광되면서 수직방향으로 투과되므로, 시야각의 확대와 함께 휘도를 향상시키게 된다.
한편, 첨부된 도 11a 및 도 11b는 본 발명 광학소자(100)의 제2 실시예에 의한 확산철부(140)의 다른 실시예를 도시한 평면도 및 단면도로서, 광을 확산시키는 확산철부(140)는 도 5에 도시된 바와 같이, 타원구(楕圓球)형의 곡면을 이루도록 형성된다.
이러한 확산철부(140)는 앞서 언급한 바와 같이, 베이스필름(110)의 상면에 형성되어 입사된 광을 여러 방향으로 확산시킨다. 이러한 복수개의 확산철부(140) 또한 상술한 바와 같이, 일정한 간격을 이루면서 가로 및 세로 방향을 따라 배열되 는 것이 바람직하지만, 필요에 따라 상호 간격을 달리하면서 가로 및 세로 방향을 따라 배열될 수 있다.
특히, 타원구형의 확산철부(140)는 도 11a에 도시된 바와 같이, 평면상 단축과 장축을 갖도록 형성되며, 이러한 확산철부(140)의 장축과 단축의 비율은 1.1:1 내지 50:1로 이루어지는 것이 바람직하며, 이같이 언급한 확산철부(140)의 장축과 단축의 비율에 대한 작용은 상술한 확산요부(120)와 동일하므로 생략한다.
다른 한편, 첨부된 도 12의 (a) 및 (b)는 본 발명의 제2 실시예에 의한 확산철부(140)의 또 다른 실시예를 도시한 단면도로서, 광을 확산시키는 확산철부(140)는 비구면의 곡면을 이루도록 형성된다.
즉, 비구면의 확산철부(140)는 중심점에서 동일하거나 일정한 거리를 유지하는 것이 아니라, 도 12의 (a) 및 (b)에서와 같이 중심점과 곡면의 간격이 급격히 멀어지거나 가까워지도록 길이를 달리하는 것이다.
첨부된 도 13은 상기와 같이 구성된 광학소자(100)를 갖는 액정표시장치를 도시한 예시도로서, 본 발명의 광학소자(100)를 갖는 액정표시장치는 백라이트 유닛(200)과 액정패널(300)을 포함한다.
여기서, 백라이트 유닛(200)은, 광을 발생시키는 광원(210)과, 이 광원(210)에서 발생된 광을 전체 면적으로 분포시키는 도광판(220)과, 이 도광판(220)으로부터 입사된 광을 균일한 밝기의 면광원으로 변형시키는 확산시트(240)와, 이 확산시 트(240)로부터 입사된 광을 집광시키는 프리즘시트(250)로 구성된다.
선택적으로, 상기 백라이트 유닛(200)은, 프리즘시트(250)로부터 입사된 광을 선택적으로 반사시키는 반사편광막(260)과, 이 반사편광막(260)으로 투과된 원편광을 선편광으로 전환시키는 위상지연층(270)을 더 포함할 수 있다.
이와 같이 구성된 백라이트 유닛(200)과 액정패널(300) 사이에는, 상기 위상지연층(270)으로 투과된 선편광은 그대로 투과시키면서 원편광은 50% 투과시키고 나머지는 흡수하는 흡수형 편광막(320)이 개재된다.
여기서, 본 발명의 광학소자(100)는 확산시트(240) 또는 프리즘시트(250)로 구현되는데, 이같이 구현될 경우, 확산시트(240) 또는 프리즘시트(250) 중 어느 하나의 일면에는, 입사광을 확산시키는 복수개의 확산요부(120) 및 입사광을 집광시키는 집광패턴(130)이 구비된다.
이와는 다르게, 확산시트(240) 또는 프리즘시트(250) 중 어느 하나의 일면에는, 입사광을 확산시키는 복수개의 확산철부(140) 및 입사광을 집광시키는 집광패턴(130)이 구비된다.
이상의 설명은 본 발명에 의한 바람직한 몇 개의 실시예를 설명한 것에 불과할 뿐, 본 발명은 상술한 실시예들에 한정되지 않고 첨부된 청구범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
도 1은 종래의 액정표시장치를 도시한 예시도.
도 2는 본 발명 광학소자의 제1 실시예를 도시한 평면도.
도 3은 도 2의 A-A선 단면도.
도 4a 및 도 4b는 확산요부의 지름과 깊이를 소정의 비율로 설정하여 시뮬레이션을 실행한 결과를 도시한 예시도.
도 5는 도 3의 요부를 확대하여 광의 투과방향을 도시한 단면도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명 광학소자의 제1 실시예에 의한 확산요부의 다른 실시예를 도시한 평면도 및 B-B선 단면도.
도 7은 본 발명 광학소자의 제1 실시예에 의한 확산요부의 또 다른 실시예를 도시한 단면도.
도 8은 본 발명 광학소자의 제2 실시예를 도시한 평면도.
도 9는 도 8의 C-C선 단면도.
도 10은 도 9의 요부를 확대하여 광의 투과방향을 도시한 단면도.
도 11a 및 도 11b는 본 발명 광학소자의 제2 실시예에 의한 확산철부의 다른 실시예를 도시한 평면도 및 D-D선 단면도.
도 12는 본 발명 광학소자의 제2 실시예에 의한 확산철부의 또 다른 실시예를 도시한 단면도.
도 13은 본 발명 액정표시장치를 도시한 예시도.

Claims (22)

  1. 광 투과성을 갖는 베이스필름을 가지며,
    상기 베이스필름의 일면 중 일부에는 베이스필름으로 입사된 광을 확산시키는 복수개의 확산요부가 형성되어 있으며, 그 잔여부에는 베이스필름으로 입사된 광을 집광시키도록 복수개의 집광돌기로 이루어진 집광패턴이 형성되어 있는 광학소자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 확산요부는 반구형의 곡면을 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 광학소자.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 확산요부는 타원구형의 곡면을 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 광학소자.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 확산요부는 비구면의 곡면을 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 광학소자.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 반구형의 확산요부는 지름과 깊이의 비율이 1:0.05 내지 1:5로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학소자.
  6. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 확산요부는 베이스필름 일면의 총 면적에 대해 1 내지 78.5%의 면적비로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학소자.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 타원구형의 확산요부는 장축과 단축의 비율이 1.1:1 내지 50:1로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학소자.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 확산요부는 가로 및 세로 방향을 따라 규칙적으로 배열된 것을 특징으로 하는 광학소자.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 확산요부는 가로 및 세로방향으로 따라 불규칙적으로 배열된 것을 특징으로 하는 광학소자.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스필름의 일면에는, 반구형의 곡면을 이루도록 형성된 확산요부와 타원구형의 곡면을 이루도록 형성된 확산요부가 혼재된 것을 특징으로 하는 광학소자.
  11. 광 투과성을 갖는 베이스필름을 가지며,
    상기 베이스필름의 일면 중 일부에는 베이스필름으로 입사된 광을 확산시키는 복수개의 확산철부가 형성되어 있으며, 그 잔여부에는 베이스필름으로 입사된 광을 집광시키는 복수개의 집광돌기로 이루어진 집광패턴이 형성되어 있는 광학소자.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 확산철부는 반구형의 곡면을 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 광학소자.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 확산철부는 타원구형의 곡면을 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 광학소자.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 확산철부는 비구면의 곡면을 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 광학소자.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 반구형의 확산철부는 지름과 높이의 비율이 1:0.05 내지 1:5로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학소자.
  16. 청구항 12 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 확산철부는 베이스필름 일면의 총 면적에 대해 1 내지 78.5%의 면적비로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학소자.
  17. 청구항 13에 있어서,
    상기 타원구형의 확산철부는 장축과 단축의 비율이 1.1:1 내지 50:1로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학소자.
  18. 청구항 11에 있어서,
    상기 복수개의 확산철부는 가로 및 세로 방향을 따라 규칙적으로 배열된 것을 특징으로 하는 광학소자.
  19. 청구항 11에 있어서,
    상기 복수개의 확산철부는 가로 및 세로방향으로 따라 불규칙적으로 배열된 것을 특징으로 하는 광학소자.
  20. 청구항 11에 있어서,
    상기 베이스필름의 일면에는, 반구형의 곡면을 이루도록 형성된 확산요부와 타원구형의 곡면을 이루도록 형성된 확산요부가 혼재된 것을 특징으로 하는 광학소자.
  21. 청구항 1 또는 청구항 11의 광학소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  22. 청구항 21의 백라이트 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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US12/537,820 US8508690B2 (en) 2008-08-12 2009-08-07 Optical element and backlight unit and liquid crystal display having the same
CN2009101667488A CN101649998B (zh) 2008-08-12 2009-08-11 光学元件及具有该光学元件的背后照明单元和液晶显示器
JP2009186679A JP5050017B2 (ja) 2008-08-12 2009-08-11 光学素子、これを備えたバックライトユニット及び液晶表示装置

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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5434398B2 (ja) * 2009-09-04 2014-03-05 凸版印刷株式会社 隠蔽構造体を備えた照明ユニット、表示装置
WO2014017400A1 (ja) * 2012-07-27 2014-01-30 阪本 順 導光板、光源装置、導光板製造装置および導光板の製造方法
CN103675964A (zh) * 2012-09-14 2014-03-26 群康科技(深圳)有限公司 光学膜片及包括该光学膜片的显示装置
FR3010831B1 (fr) * 2013-07-29 2019-06-28 Sunpartner Technologies Dispositif d'affichage retroeclaire avec cellules photovoltaiques integrees
KR101887195B1 (ko) * 2018-01-26 2018-09-06 지엔에스티 주식회사 유에스비 단자 접속장치
KR102513442B1 (ko) * 2020-11-06 2023-03-24 주식회사 엘엠에스 광학 필름 및 이를 포함하는 백라이트 유닛

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10179218A (ja) 1997-12-24 1998-07-07 Kazuhiko Naito 発色可変装身具
KR100512193B1 (ko) * 2004-10-29 2005-09-05 주식회사 엘지에스 광학필름 및 이를 갖는 백라이트유닛
KR20060125290A (ko) * 2005-06-02 2006-12-06 엘지전자 주식회사 백라이트 장치에 사용되는 프리즘시트
US20070211493A1 (en) 2006-03-06 2007-09-13 Wintek Corporation Light guide plate with auxiliary light guide structures

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5598280A (en) * 1993-03-23 1997-01-28 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Film lens and a surface light source using the same
US5600455A (en) * 1994-08-31 1997-02-04 Enplas Corporation Prismatic member with coarsened portions or triangular prismatic and semi-circular prismatic members arranged on a flat light emitting surface
JP3769327B2 (ja) 1996-07-23 2006-04-26 大日本印刷株式会社 プリズムレンズシート、バックライトシステム及び液晶表示装置
JP3271695B2 (ja) 1996-09-20 2002-04-02 シャープ株式会社 バックライト光源および液晶表示装置
JP2000292790A (ja) * 1999-02-04 2000-10-20 Keiwa Inc 光拡散シート及びこれを用いたバックライトユニット
KR100432243B1 (ko) 2001-07-06 2004-05-22 삼익Lms주식회사 방열구조를 가진 리니어모터
US6863414B2 (en) * 2002-12-27 2005-03-08 Quanta Display Incorporation Front light module
KR20060002446A (ko) 2004-07-02 2006-01-09 엘지전자 주식회사 액정표시장치의 프리즘시트 및 이를 채용한 백라이트 유닛
KR20060023452A (ko) 2004-09-09 2006-03-14 삼성전자주식회사 프리즘 시트, 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치
KR100657914B1 (ko) * 2004-11-24 2006-12-14 삼성전자주식회사 프리즘 시트 및 이를 채용한 백라이트 유니트
JP4169000B2 (ja) * 2004-12-02 2008-10-22 セイコーエプソン株式会社 照明装置および導光板
TWI289226B (en) 2004-12-24 2007-11-01 Innolux Display Corp Diffuser and backlight module using the same
CN2791693Y (zh) 2005-04-29 2006-06-28 群康科技(深圳)有限公司 聚光片及采用该聚光片的背光模组
KR100673990B1 (ko) 2005-05-24 2007-01-25 엘지전자 주식회사 백라이트 유닛, 액정 표시 장치 및 이에 사용되는 역프리즘시트
KR101212136B1 (ko) 2005-06-29 2012-12-14 엘지디스플레이 주식회사 프리즘 시트와 이를 이용한 백 라이트 유닛
US7391571B2 (en) 2005-07-15 2008-06-24 Chi Lin Technology Co., Ltd. Diffusion plate used in direct-type backlight module
KR100784551B1 (ko) 2005-10-19 2007-12-11 엘지전자 주식회사 백라이트 장치에 사용되는 프리즘시트
WO2007097011A1 (ja) * 2006-02-27 2007-08-30 Fujitsu Limited 照明装置及び液晶表示装置
TWI301533B (en) * 2006-08-14 2008-10-01 Ind Tech Res Inst Optical diffusion module
CN101126822B (zh) 2006-08-18 2010-09-29 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 光学板及采用该光学板的背光模组
JP5151101B2 (ja) * 2006-09-12 2013-02-27 ソニー株式会社 レンズフィルムおよび表示装置
US20080088933A1 (en) * 2006-10-16 2008-04-17 Ching-Bin Lin Optical film for overcoming optical defects
US7766528B2 (en) * 2006-11-15 2010-08-03 3M Innovative Properties Company Back-lit displays with high illumination uniformity
KR101321909B1 (ko) * 2006-12-12 2013-10-25 삼성디스플레이 주식회사 프리즘 시트 및 이의 제조 방법
US7448095B1 (en) 2007-01-12 2008-11-11 Itshak T Agaeliaho Time tub
CN101393284A (zh) 2007-09-21 2009-03-25 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 背光模组及其棱镜片
WO2010008070A1 (ja) * 2008-07-18 2010-01-21 大日本印刷株式会社 光学シート、面光源装置、および、透過型表示装置
US8730579B2 (en) * 2008-07-29 2014-05-20 Dae-Hwan Lee Optical sheet having enhanced optical characteristics

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10179218A (ja) 1997-12-24 1998-07-07 Kazuhiko Naito 発色可変装身具
KR100512193B1 (ko) * 2004-10-29 2005-09-05 주식회사 엘지에스 광학필름 및 이를 갖는 백라이트유닛
KR20060125290A (ko) * 2005-06-02 2006-12-06 엘지전자 주식회사 백라이트 장치에 사용되는 프리즘시트
US20070211493A1 (en) 2006-03-06 2007-09-13 Wintek Corporation Light guide plate with auxiliary light guide structures

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Publication number Publication date
CN101649998B (zh) 2013-08-07
US8508690B2 (en) 2013-08-13
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JP5050017B2 (ja) 2012-10-17
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