KR101009709B1 - 확산비드가 구비된 광학소자, 이를 갖는 백라이트 유닛 및 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 백라이트 유닛에 사용되는 광학소자에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 광 투과성을 갖는 베이스필름; 상기 베이스필름의 일면에 구비되어 입사광을 집광시키도록 복수개의 산과 골이 연속적으로 형성된 미세광학패턴; 상기 미세광학패턴에 적층되는 다른 광학소자와의 마찰로 인한 산 갈림을 방지하면서 굴절률 차이에 의해 입사광을 굴절시켜서 수직으로 출사하도록, 내부물질 및 이 내부물질을 감싸는 외부물질로 이루어져 미세광학패턴의 골에 도포되는 적어도 하나의 확산비드;를 포함한다.
따라서, 본 발명은 확산비드와 수지의 굴절률 차이에 의해 휘도를 적절히 유지하면서 다른 광학소자와의 마찰로 인한 산 갈림을 차단하여 웨트아웃 현상을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.
광학소자, 확산비드, 내부물질, 굴절, 집광.

Description

확산비드가 구비된 광학소자, 이를 갖는 백라이트 유닛 및 액정표시장치{OPTICAL ELEMENT BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL INCLUDING THE SAME}
본 발명은 백라이트 유닛에 사용되는 광학소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 적층되는 광학패턴의 손상 및 웨트아웃 현상을 미연에 방지할 수 있는 확산비드가 구비된 광학소자, 이를 갖는 백라이트 유닛 및 액정표시장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 액정표시장치는 노트북, 퍼스널 컴퓨터 또는 TV 등의 정보용 디스플레이로서 널리 사용되는 것으로서, 이러한 액정표시장치는 수요자의 다양한 요구에 부합되도록 그 특성 또한 해가 다르게 개선되고 있다.
상기 액정표시장치는 스스로 빛을 낼 수 없기 때문에 백라이트 유닛에 의해 조광되며, 상기 백라이트 유닛은 다양한 광학계로 구성된다.
첨부된 도 26은 위에서 언급한 종래의 액정표시장치의 구성를 도시한 예시도로서, 액정표시장치는 백라이트 유닛(10)과 액정패널 유닛(20)으로 구성된다. 그리고 백라이트 유닛(10)은 광원(11), 도광판(12), 반사판(13), 확산시트(14), 프리즘시트(15)로 구성된다. 따라서, 광원(11)에서 조사된 광은, 도광판(12)을 통해 전체 면적으로 분포된 후, 확산시트(14)를 통해 보다 균일한 밝기의 면광원으로 변형되고 프리즘시트(15)를 거치면서 집광되어 휘도가 향상된다.
상술한 프리즘시트에는 삼각형의 단면으로 형성된 산이 구비되는데, 이러한 산은 소정의 꼭지각을 가짐에 따라 프리즘시트로 입사된 광을 굴절시켜서 수직방향으로 출사시키게 된다. 그러나, 상기와 같은 프리즘시트의 산은 상부에 적층되는 광학소자에 접촉되면서 마모되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는, 프리즘시트의 산의 꼭지각을 라운드지게 처리하여 적층되는 광학소자와의 접촉으로 인한 마모 현상을 감소시키고 있으나, 산의 라운드진 부분으로 입사된 광은 산란 및 확산되어 휘도를 저하시키는 문제점을 안고 있다.
또한, 두 장 이상의 프리즘시트를 적층하기 위해 접착제를 이용하게 되는데, 이때 프리즘시트의 산과 산 사이에 접착제가 채워지면서 공기층의 존재를 기대할 수 없음에 따라 굴절률 차이가 발생되고, 이로 인해 광의 산란 및 확산 기능이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 적층되는 광학패턴의 손상 및 웨트아웃 현상을 방지하면서 휘도를 유지할 수 있는 확산비드가 구비된 광학소자를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 확산비드를 갖는 백라이트 유닛 및 액정표시장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 광 투과성을 갖는 베이스필름; 상기 베이스필름의 일면에 구비되어 입사광을 집광시키도록 복수개의 산과 골이 연속적으로 형성된 미세광학패턴; 상기 미세광학패턴에 적층되는 다른 광학소자와의 마찰로 인한 산 갈림을 방지하면서 굴절률 차이에 의해 입사광을 굴절시켜서 수직으로 출사하도록, 내부물질 및 이 내부물질을 감싸는 외부물질로 이루어져 미세광학패턴의 골에 도포되는 적어도 하나의 확산비드;를 포함하여 구성하는 것이다.
이때, 상기 확산비드는 접착수지와 혼합되어 미세광학패턴의 골에 고정되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 단일의 확산비드는 탄성변형되면서 미세광학패턴의 골에 채워지도록 탄성재로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 상기 확산비드에 적층되어 입사광을 집광시키는 집광패턴과, 상기 베이스필름의 다른 일면에 적층되어 입사광을 확산시키는 확산시트 중, 적어도 어느 하나를 선택적으로 포함할 수 있다.
다른 한편, 상기 목적을 달성하기 위한 백라이트 유닛은 상술한 확산비드가 구비된 광학소자를 갖는 것이다.
또 다른 한편, 상기 목적을 달성하기 위한 액정표시장치는 상술한 백라이트 유닛을 구비하는 것이다.
상기와 같은 수단으로 구현된 본 발명에 따르면, 미세광학패턴에 의해 집광된 광이 확산비드와 수지의 굴절률 차이에 의해 굴절되면서 수직으로 출사되어 휘도를 적절히 유지하는 동시에, 광학혼합물이 미세광학패턴의 상부에 적층되는 다른 광학소자와의 마찰로 인한 산 갈림을 차단함에 따라 웨트아웃 현상을 미연에 방지할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 단일의 확산비드가 탄력적으로 탄성변형되면서 미세광학패턴의 골에 채워지므로, 집광효율의 향상 및 광의 수직출사를 기대할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 광학혼합물을 통해 출사된 광이 집광패턴에 의해 한 번 더 집광되어 출사되므로, 휘도 향상을 기대할 수 있는 효과가 있다.
이에 더하여, 본 발명은 확산시트에 의해 입사광을 균일하게 분포시킨 후, 베이스필름과 미세광학패턴 및 광학혼합물을 통해 출사시킴에 따라 집광 및 휘도 향상을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 광학소자의 제1 실시예는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 광 투과성을 갖는 베이스필름(110), 베이스필름(110)의 일면에 구비되어 입사광을 집광시키도록 복수개의 산(121)과 골(122)이 연속적으로 형성된 미세광학패턴(120)을 포함하되, 상기 미세광학패턴(120)의 골(122)에는, 산(121)의 갈림을 방지하면서 굴절률 차이에 의해 입사광을 수직으로 출사하도록, 굴절률이 상이한 내부물질(131a) 및 외부물질(131b)로 이루어진 적어도 하나의 확산비드(131)와 접착수지(132)가 혼합된 광학혼합물(130)이 도포되는 것이다.
베이스필름(110)은 두께가 엷은 막으로 형성되어 광원에서 조사된 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.
미세광학패턴(120)은 베이스필름(110)의 상면에 구비되는데, 이러한 미세광학패턴(120)은 복수개의 산(121)과 골(122)이 연속적으로 반복되게 형성되어 베이 스필름(110)으로부터 입사된 광을 집광시켜서 출사시킨다. 도 1 및 도 2에서는 미세광학패턴을 베이스필름(110)의 상면에 구비하였으나, 선택적으로 베이스필름(110)의 하면에 구비될 수 있음을 분명히 밝혀둔다.
여기서, 미세광학패턴(120)은 산(121)과 골(122)을 형성하면서 입사광을 집광시키도록 평행하지 아니한 두 개의 집광면을 포함하며, 이에 따라 미세광학패턴(120)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 삼각형의 단면으로 형성된 광학패턴이 좌우방향을 따라 연속적으로 형성된다.
그리고 미세광학패턴(120)의 이웃하는 산(121)과 산(121) 사이의 피치(p1)는 20~50㎛로 이루어지는 것이 바람직하며, 산(121)과 골(122) 사이의 연직거리(h1)는 10~25㎛로 이루어지는 것이 바람직하다.
선택적으로, 미세광학패턴(120)은 광을 집광시키도록 이등변 삼각형 및 원형을 포함하는 다각형의 형상으로 형성되거나, 카오스 패턴(Chaos Pattern) 등으로 이루어진 다양한 광학패턴으로 형성될 수 있다.
확산비드(131)와 접착수지(132)가 혼합된 광학혼합물(130)은 산(121)과 산(121) 사이의 골(122)에 도포되어, 미세광학패턴(120)의 상부에 적층되는 다른 광학소자와의 마찰로 인한 산(121)의 갈림을 방지하는 동시에 미세광학패턴(120)과의 굴절률 차이에 의해 광을 수직으로 출사시키게 된다. 요컨대, 미세광학패턴(120)은 1.4 내지 1.65의 굴절률을 갖도록 폴리카보네이트 재질로 이루어지고, 확산비드(131)의 내부물질(131a)는 굴절률 1에 가까운 기체층을 형성함에 따라, 입사된 광은 미세광학패턴(120)과 확산비드(131)의 큰 굴절률 차이에 의해 수직으로 출사되어 집광 효율이 향상되는 것이다.
그리고 확산비드(131)와 접착수지(132)가 혼합된 액체상태의 광학혼합물(130)은 미세광학패턴(120)으로 도포된 후, UV램프의 조사에 따라 경화되어 미세광학패턴과 일체화된다. 여기서, 접착수지(132)는 접착력을 갖는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 메타크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 플라스틱 재료 중에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상술한 접착수지(132)는 솔벤트 따위의 용매와 섞은 상태에서 확산비드(131)와 혼합되어 농도를 낮춘 후, 용매의 휘발에 의해 미세광학패턴(120)의 골(122)에 극소량만을 남기는 것이 바람직하다. 즉, 골(122)에 다량의 접착수지(132)가 남게 되면, 접착수지(132)와 비슷한 재질의 미세광학패턴(120)과의 굴절률에 대해 큰 차이가 없게 되어 굴절률에 의한 광의 수직출사를 도모할 수 없으므로, 골(122)에 도포된 확산비드(131)를 고정시킬 수 있을 정도의 극소량만의 접착수지(132)를 남기는 것이다.
선택적으로 미세광학패턴(120)의 골(122)에는 확산비드(131)만이 채워질 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이 확산비드(131)와 접착수지(132)가 혼합된 광학혼합물(130)이 미세광학패턴(120)의 골(122)에 도포되는 것이 아니라, 내부물질(131a) 및 외부물질(131b)로 이루어진 확산비드(130)가 미세광학패턴(120)의 골(122)에 채워지는 것이다. 이때, 외부물질(131b)은 점착성을 갖는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 메타크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 플라스틱 재료 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지거나, 그 외면으로 점착성물질이 도포되는 형태로 구현되어, 접착수지(132) 없이도 미세광학패턴(120)의 골(122)에 고정된다.
또한, 광학혼합물(130)은 산(121)과 산(121) 사이의 골(122)에 도포되어, 미세광학패턴(120)의 상부에 적층되는 다른 광학소자와의 마찰로 인한 산(121)의 갈림을 방지하게 된다. 요컨대, 광학혼합물(130)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 복수개의 산(121)이 평평한 수평면(평활면)으로 연결되도록 미세광학패턴(120)의 골(122)에 도포되는 것이다. 이때, 광학혼합물(130)의 확산비드(131)는 수평면을 이루는 접착수지(132)로부터 돌출되게 배치되어 미세광학패턴(120)의 산(121)이 그 상부에 적층되는 다른 광학소자와 실질적으로 접촉되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 선택적으로, 광학혼합물(130)은 미세광학패턴(120)의 상부에 적층되는 다른 광학소자와 산(121)이 마찰되지 않도록, 산(121)과 산(121) 사이의 상부로 돌출되게 도포될 수 있다.
확산비드(131)는 구(球) 형상으로 형성되어 입사광을 미세광학패턴(120)과의 굴절률 차이에 의해 수직으로 출사시키는 것으로서, 이러한 확산비드(131)는 굴절률이 상이한 내부물질(131a)과, 이 내부물질(131a)을 감싸는 외부물질(131b)로 이루어진다.
내부물질(131a)은 도 3a에 도시된 바와 같이 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 메타크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 플라스틱 재 료 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지거나, 도 3b에 도시된 바와 같이 기체층으로 이루어진다.
그리고 외부물질(131b)은 유리재 또는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 메타크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 플라스틱 재료 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진다.
이러한 내부물질(131a)과 외부물질(131b)은 굴절률 차이에 의해 입사광을 굴절시키도록 서로 다른 재질로 이루어지는데, 이때 내부물질(131a)과 외부물질(131b)은 0.05 내지 0.70의 굴절률 차이를 갖도록 상이한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 예컨대, 도 3b에서와 같이 내부물질(131a)이 기체층(진공 상태의 굴절률 대략 1.0)인 경우, 외부물질(131b)은 유리재(굴절률 대략 1.52) 또는 플라스틱재(굴절률 대략 1.4 내지 1.65)로 이루어지며, 도 3a에서와 같이 내부물질(131a)이 플라스틱재인 경우 외부물질(131b)은 유리재 또는 내부물질(131a)과 굴절률이 상이한 플라스틱재로 이루어지는 것이다.
여기서, 상술한 상기 기체층은 진공 상태 또는 대기압 상태를 포함하는 개념임을 분명히 밝혀둔다.
첨부된 도 4는 기체층의 내부물질(131a)과 유리재의 외부물질(131b)로 이루어진 확산비드(131)와 접착수지(132)가 혼합된 광학혼합물(130)의 하부에서 광을 조사하여 광의 투과 및 굴절방향을 나타낸 것으로서, 광학혼합물(130)로 입사된 광은, 외부물질(131b)의 하부와 내부물질(131a) 사이의 계면을 지나면서 굴절된 후, 다시 외부물질(131b)의 상부와 내부물질(131a) 사이의 계면을 지나면서 한 번 더 굴절된다. 즉, 진공을 이루는 상기 기체층의 굴절률은 1.00이고 유리재로 이루어진 외부물질(131b)의 굴절률은 1.52로 이루어짐에 따라 굴절률에 대해 큰 차이를 형성하게 되며, 이같은 굴절률의 차이로 인해 광이 투과되는 각각의 계면에서 굴절각이 커지므로, 보다 효율적인 집광 기능을 갖게 되는 것이다.
여기서, 내부물질(131a)의 지름(d1)은 외부물질(131b)의 지름(d2)의 길이에 대해 0.2 내지 0.95의 비율로 이루어지는 것이 바람직하다. 예컨대, 외부물질(131b)의 지름(d2)이 10㎛로 형성될 경우, 내부물질(131a)의 지름(d1)은 2㎛ 내지 9.5㎛의 범위 내에서 형성되는 것이다. 즉, 내부물질(131a)의 지름(d1)이 2㎛를 이루게 되면 외부물질(131b)의 표면 두께(t)는 4㎛로 형성되고, 내부물질(131a)의 지름(d1)이 9.5㎛를 이루게 되면 외부물질(131a)의 표면 두께(t)는 0.25㎛로 형성되는 것이다. 이때, 내부물질(131a)의 지름(d1)이 2㎛미만으로 형성하게 되면 내부물질(131a), 특히 기체층의 부피가 작아짐에 따라 광의 확산 효과를 기대하기 어려우며, 내부물질(131a)의 지름(d1)이 9.5㎛를 초과하게 형성하면 외부물질(131b)의 표면 두께(t)가 얇아지게 되어 경도가 약해질 뿐만 아니라 제작의 어려움으로 작용하게 된다.
특히, 도 4는 10㎛의 지름(d2)으로 형성된 확산비드(131)와 폴리카보네이트로 이루어진 접착수지(132)가 혼합된 광학혼합물(130)의 하부에서 광을 조사하여, 광의 투과 및 굴절 방향을 나타내도록 시뮬레이션을 실행한 결과를 나타낸 것이다. 이같은 결과에 따르면, 광학혼합물(130)의 하부에서 조사된 광은, 미세광학패턴(120)에 맞닿는 접착수지(132)의 하면에서 작은 굴절각으로 굴절-미세광학패턴과수지(132)의 굴절률 차이가 작으므로-된 후, 확산비드(131)의 내부물질(131a)로 투과되면서 큰 굴절각으로 굴절됨을 알 수 있다.
이에 반하여, 도 5는 상술한 본 발명인 확산비드(131)의 실시예에 대한 비교예를 나타내기 위해, 10㎛의 지름(d2)으로 형성된 확산비드(131)와 폴리카보네이트로 이루어진 접착수지(132)가 혼합된 광학혼합물(130)의 하부에서 광을 조사하여, 광의 투과 및 굴절 방향을 나타내도록 시뮬레이션을 실행한 결과를 나타낸 것이다. 이때, 확산비드(131)의 내부에는 기체층(131a) 따위의 다른 물질이 섞이지 않은 단일체로 형성된 상태이다.
이같은 결과에 따르면, 단일체로 형성된 확산비드(131)의 굴절률은 대략 1.52이고, 폴리카보네이트로 이루어진 접착수지(132)는 대략 1.58의 굴절률을 가짐에 따라 굴절률에 대해 큰 차이가 없었으며, 이러한 도 5의 비교예는 광의 산란 및 확산 기능이 상술한 본 발명의 실시예에 비해 현저히 떨어짐을 알 수 있다.
그리고 확산비드(131)는 광의 투과율이 45% 내지 90%을 이루도록 적절한 지름으로 이루어지는데, 이를 위한 확산비드의 지름(d2)은 3㎛ 내지 30㎛로 이루어지는 것이 바람직하며, 더욱 바람직한 확산비드의 지름은 6㎛ 내지 20㎛로 이루어지는 것이 바람직하다.
첨부된 도 6 내지 도 8은 본 출원인이 확산비드(131)의 지름(d2)을 달리하면서 광의 투과 및 반사를 나타내도록 시뮬레이션을 실행한 결과이며, 도 9는 도 6 내지 도 8에 의한 시뮬레이션 결과를 수집하여 광의 투과율을 그래프로 나타낸 것이다.
여기서, 도 6은 지름(d2)이 1㎛인 확산비드(131)와 접착수지(메타크릴 수지, 132)가 혼합된 광학혼합물(130)의 우측 상부에서 광원을 조사시킨 것이며, 이때 확산비드(131)는 1㎣당 151,187,900개의 밀도를 차지하게 된다. 따라서, 지름(d2)이 1㎛인 확산비드(131)를 투과하는 광 투과율은 22%이고, 반사율은 73%이며, 나머지는 흡수 또는 손실된다.
그리고 도 7은 지름(d2)이 3㎛인 확산비드(131)와 접착수지(메타크릴 수지, 132)가 혼합된 광학혼합물(130)의 우측 상부에서 광원을 조사시킨 것이며, 이때 확산비드(131)는 1㎣당 5,600,000개의 밀도를 차지한다. 따라서, 지름(d2)이 3㎛인 확산비드를 투과하는 광 투과율은 45%이고, 반사율은 50%이며, 나머지는 흡수 또는 손실된다.
또한, 도 8은 지름(d2)이 6㎛인 확산비드(131)와 접착수지(메타크릴 수지, 132)가 혼합된 광학혼합물(130)의 우측 상부에서 광원을 조사시킨 것이며, 이때 확산비드(131)는 1㎣당 700,000개의 밀도를 차지한다. 따라서, 지름(d2)이 6㎛인 확산비드(131)를 투과하는 광 투과율은 80%이고, 반사율은 15%이며, 나머지는 흡수 또는 손실된다.
반면에, 도 10 및 도 11은 상술한 광학혼합물(130)의 실시예에 대한 비교예를 나타내기 위해, 본 출원인이 시뮬레이션을 실시하여 광의 투과 및 반사를 나타낸 것이다.
여기서, 도 10은 지름(d2)이 600㎚인 확산비드(131)와 접착수지(메타크릴 수지, 132)가 혼합된 광학혼합물(130)의 우측 상부에서 광원을 조사시킨 것이며, 이 때 확산비드(131)는 1㎣당 7억개의 밀도를 차지하게 된다. 따라서, 광원에서 조사된 광은 지름(d2)이 600㎚인 확산비드(131)를 거의 투과하지 못하고 거의 대부분이 반사되는 것을 알 수 있다. 그리고 도 11은 지름(d2)이 800㎚인 확산비드(131)와 접착수지(메타크릴 수지, 132)가 혼합된 광학혼합물(130)의 우측 상부에서 광원을 조사시킨 것이며, 이때 확산비드(131)는 1㎣당 295,358,650개의 밀도를 차지하게 된다. 따라서, 광원에서 조사된 광은 지름(d2)이 800㎚인 확산비드(131)를 거의 투과하지 못하고 대부분이 반사되는 것을 알 수 있다.
첨부된 도 12a 내지 도 12c는 본 출원인이 일반적인 광학소자에 따른 광의 출사각 및 휘도를 광 계측기로 측정된 결과를 나타낸 것이고, 도 13a 내지 도 13h는 본 발명에 의한 경화된 광학혼합물(130)의 광 출사각 및 휘도를 광 계측기로 측정된 결과를 나타낸 것이다. 여기서, 도 12a 내지 도 13h에서 붉은색 영역은 고휘도를 나타낸 것이고, 파란색 영역으로 갈수록 휘도는 낮게 나타난다.
도 12a의 광학소자는 도광판으로 구현된 것을 나타낸 것이고, 도 12b의 광학소자는 도광판과 확산판으로 구현된 것을 나타낸 것이다. 또한, 도 12c의 광학소자는 도광판과 확산판 및 두 장의 프리즘시트로 구현되는데, 이때의 휘도를 100%로 설정하여 다음의 도 13a 내지 도 13h를 설명한다.
도 13a는 지름(d2)이 2㎛인 확산비드(131)의 측정된 휘도를 나타낸 것으로서, 이때의 휘도는 80%의 값을 갖게 된다. 그리고 도 13b 내지 도 13d는 각각의 지름(d2)이 3㎛, 4㎛, 6㎛인 확산비드(131)를 측정한 것으로서, 이때의 휘도는 각각 90%, 95%, 100%의 값을 갖게 된다. 또한, 도 13d 내지 도 13h는 각각의 지름(d2)이 10㎛, 20㎛, 25㎛, 30㎛인 확산비드(131)를 측정한 것으로서, 이때의 휘도는 각각 110%, 100%, 95%, 90%의 값을 갖게 된다.
아래의 표 1은 도 13a 내지 도 13h에 의한 측정 결과를 수집하여 광의 반사율, 투과율, 휘도를 나타낸 것이다.
지름
(㎛)		 2 3 4 5 6 7 8 9 10
반사율
(%)		 62 50 39 30 24 19 15 13 12
투과율
(%)		 33 45 56 65 71 76 80 82 83
휘도
(%)		 80 90 95 98 100 105 108 110 110
지름
(㎛)		 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
반사율
(%)		 11 10 10 9 9 8 8 8 8 7
투과율
(%)		 84 85 85 86 86 87 87 87 87 88
휘도
(%)		 112 114 115 113 110 106 104 103 101 100
지름
(㎛)		 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
반사율
(%)		 7 7 6 6 6 6 5 5 5 5
투과율
(%)		 88 88 89 89 89 89 90 90 90 90
휘도
(%)		 98 96 96 95 95 94 94 93 92 90
이를 통해 살펴보면, 확산비드(131)의 지름(d2)이 3㎛ 내지 30㎛로 이루어질 때, 반사율은 50~5%, 투과율은 45~60%의 값을 나타내었으며, 대략 5%의 나머지는 흡수되거나 손실됨을 알 수 있다. 아울러, 휘도는 글라드비드(131)의 지름에 따라 90%에서 115%까지 상승됨을 알 수 있다. 요컨대, 본 발명의 특징은 3㎛ 내지 30㎛의 지름(d2)으로 이루어진 확산비드(131)를 통해, 광의 투과율을 높이면서 반사를 낮추고 휘도를 향상시키는 것이다. 즉, 확산비드(131)의 지름(d2)이 3㎛ 내지 30㎛로 이루어질 때, 내부물질(131a)과의 굴절율에 의한 광의 고투과·고휘도 기능을 나타내며, 이에 따라 광의 효율을 증대시키게 된다. 특히, 확산비드(131)의 지름(d2)이 6㎛ 내지 20㎛로 이루어질 때, 광 투과율(71~88%)을 높이면서 휘도(100~115%)를 향상시키는 작용 및 효과가 극대화됨을 알 수 있다.
여기서, 확산비드(131)의 지름(d2)이 2㎛ 이하로 이루어지게 되면, 광 투과율이 낮아지면서 반사율이 상승되어 적절한 휘도를 유지할 수 없게 된다. 또한, 확산비드(131)의 지름(d2)이 30㎛를 초과하게 되면, 반사율은 낮아지면서 광 투과율은 향상되는 반면에, 적절한 휘도를 유지할 수 없게 된다.
한편, 첨부된 도 14는 본 발명에 의한 확산비드의 다른 실시예를 도시한 단면도이다. 즉, 내부물질(131a) 및 외부물질(131b)로 이루어진 단일의 확산비드(131)는 탄성변형되면서 미세광학패턴(120)의 골(122)에 채워지도록 탄성재로 이루어지는 것이다.
이를 위해, 확산비드(131)는 도 14에 도시된 바와 같이, 내부물질(131a)은 기체층으로 이루어지고 외부물질(131b)은 탄성재로 이루어지게 된다. 이때 확산비드(131)의 지름은 산(121)과 산(121) 사이의 피치(p1), 산(121)과 골(122) 사이의 연직거리(h1) 등을 고려하여 상술한 범위 내에서 이루어지게 된다. 따라서, 도 14에서와 같이 탄력적으로 변형되면서 골(122)에 채워지는 단일의 확산비드(131)는, 복수개의 확산비드가 골에 채워지는 경우에 비해 적은 계면을 형성하는 동시에 접착수지(132)의 사용량을 최소화하게 되므로, 집광 효율의 향상 및 광의 수직출사를 기대할 수 있게 된다. 그리고 도 14에서와 같이 확산비드(131)의 상부면은 산(121)과 산(121) 사이의 상부로 완만히 만곡되게 돌출되므로, 미세광학패턴(120)의 산(121)이 그 상부에 적층되는 다른 광학소자와의 실질적인 접촉을 방지하게 된다. 여기서, 상기 탄성재는 탄성변형이 가능한 우레탄, 실리콘, 부타디엔, 에틸렌 비닐 아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate, EVA) 등으로 구현될 수 있다.
선택적으로, 확산비드(131)는 내부물질(131a) 및 외부물질(131b)이 굴절률을 달리하면서 탄성변형되는 탄성재로 이루어질 수 있다.
도 15는 본 발명에 의한 광학소자의 제2 실시예를 도시한 단면도로서, 본 발명에 의한 광학소자의 제2 실시예는, 광 투과성을 갖는 베이스필름(110); 상기 베이스필름(110)의 일면에 구비되어 입사광을 집광시키도록 복수개의 산(121)과 골(122)이 연속적으로 형성된 미세광학패턴(120); 상기 미세광학패턴(120) 산(121)의 갈림을 방지하면서 굴절률 차이에 의해 입사광을 굴절시켜서 수직으로 출사하도록, 굴절률이 상이한 내부물질(131a) 및 외부물질(131b)로 이루어진 복수개의 확산비드(131)와 접착수지(132)가 혼합되어 미세광학패턴(120)의 골(122)에 도포되는 광학혼합물(130); 상기 광학혼합물(130)의 상부에 적층되어 입사광을 집광시키는 집광패턴(140);을 포함하는 것이다.
요컨대, 본 발명에 의한 광학소자의 제2 실시예는 광학혼합물(130)로 투과된 광을 한 번 더 집광시켜서 출사시키는 집광패턴(140)을 더 포함하며, 이러한 집광패턴(140)이 구비된 광학소자의 제2 실시예는 앞서 언급한 제1 실시예에 비해 휘도 향상을 기대할 수 있다.
그리고 집광패턴(140)은 미세광학패턴(120)의 상면에 수평면을 이루도록 도포된 광학혼합물(130)의 상부에 적층되는데, 이때 집광패턴(140)은 도 15에 도시된 바와 같이 광학혼합물(130)의 상면으로 도포된 접착제(AD)에 의해 적층되는 것이 바람직하지만, 필요에 따라서 확산비드(131)를 고정시키기 위해 도포된 접착수지(132)의 접착력에 의해 적층상태를 유지할 수 있다. 선택적으로, 집광패턴(140)은 미세광학패턴(120)의 상부에 직접성형 될 수 있다.
이러한 집광패턴(140)은 복수개의 산(141)과 골(142)이 연속적으로 반복되게 형성되어 광학혼합물(130)으로부터 입사된 광을 집광시켜서 출사시킴에 따라 휘도를 향상시키게 된다. 여기서, 집광패턴(140)은 산(141)과 골(142)을 형성하면서 입사광을 집광시키도록 평행하지 아니한 두 개의 집광면을 포함하며, 이에 따라 집광패턴(140)은 도 15에 도시된 바와 같이, 삼각형의 단면으로 형성된 광학패턴이 좌우방향을 따라 연속적으로 형성된다. 그리고 집광패턴(140)의 이웃하는 산(141)과 산(141) 사이의 피치(p2)는 20~50㎛로 이루어지는 것이 바람직하며, 산(141)과 골(142) 사이의 연직거리(h2)는 10~25㎛로 이루어지는 것이 바람직하다. 선택적으로, 집광패턴(140)은 광을 집광시키도록 이등변 삼각형 및 원형을 포함하는 다각형의 형상으로 형성되거나 카오스 패턴 등으로 이루어진 다양한 광학패턴으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 광학소자의 제2 실시예는 도 16에 도시된 바와 같이, 광학혼합물(130)과 집광패턴(140) 사이에 개재되는 패턴필름(144)을 더 포함한다. 패턴필름(144)은 두께가 엷은 막으로 형성되어 광학혼합물(130)로부터 입사된 광을 투과시키는 것으로서, 이러한 패턴필름(144)은 광 투과성이 우수한 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 메타크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 플라스틱 재료 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다. 선택적으로, 패턴필름(144)은 그 상면으로 집광패턴(140)을 직접 성형한 후, 광학혼합물(130)의 상부에 접착제 또는 광학혼합물(130) 자체의 접착력에 의해 접착될 수 있다.
도 17a 내지 17b는 본 발명에 의한 광학소자의 제3 실시예를 도시한 단면도로서, 본 발명에 의한 광학소자의 제3 실시예는, 광 투과성을 갖는 베이스필름(110); 상기 베이스필름(110)의 일면에 구비되어 입사광을 집광시키도록 복수개의 산(121)과 골(122)이 연속적으로 형성된 미세광학패턴(120); 상기 미세광학패턴(120) 산(121)의 갈림을 방지하면서 굴절률 차이에 의해 입사광을 굴절시켜서 수직으로 출사하도록, 굴절률이 상이한 내부물질(131a) 및 외부물질(131b)로 이루어진 복수개의 확산비드(131)와 접착수지(132)가 혼합되어 미세광학패턴(120)의 골(122)에 도포되는 광학혼합물(130)을 포함하되, 상기 베이스필름(110)의 다른 일면에 적층되어 입사광을 확산시키는 확산시트(150)를 포함하는 것이다.
요컨대, 본 발명에 의한 광학소자의 제3 실시예는 입사된 광을 여러 방향으로 균일하게 확산시키는 확산시트(150)를 더 포함하는 데 있으며, 이러한 확산시트(150)는 베이스필름(110)의 하면에 적층되는 베이스시트(151)와, 이 베이스시트(151)의 하면에 형성되어 입사광을 확산시키는 복수개의 확산요부(152)로 구성된다.
여기서, 베이스시트(151)는 두께가 엷은 막으로 형성되어 하부에서 입사된 광을 투과시키는 것으로서, 이러한 베이스시트(151)는 광 투과성이 우수한 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 메타크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 플라스틱 재료 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고 베이스시트(151)는 베이스필름(110)의 하면으로 도포된 접착제(도시생략)에 의해 접착된다.
확산요부(152)는 베이스시트(151)의 하면에 일체로 형성되어 입사된 광을 여러 방향으로 확산시키는데, 이러한 확산요부(152)는 도 17b에 도시된 바와 같이 반구형의 곡면을 이루도록 형성된다. 즉, 확산요부(152)는 입사광을 확산시키도록 곡면을 갖는 반구형으로 형성되는 것이다. 그리고 복수개의 확산요부(152)는 평면 투영시, 상호 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.
그리고 확산요부(152)는 지름(W1)과 깊이(W2)의 길이에 대한 비율이 1:0.05 내지 1:5로 이루어지는 것이 바람직하다. 도 19a는 본 출원인이 확산요부(152)의 지름(W1)과 깊이(W2)를 1:0.04의 비율로 설정하여 시뮬레이션을 실행한 결과로서, 이러한 결과에 따르면 확산요부(152)의 지름(W1)과 깊이(W2)의 비율이 1:0.04로 이루어질 경우, 입사된 광의 굴절각이 5°미만으로 형성되면서 출사되므로 광의 확산력을 기대할 수 없게 된다. 반면에, 도 19b는 확산요부(152)의 지름(W1)과 깊이(W2)를 1:5의 비율로 설정하여 시뮬레이션을 실행한 결과로서, 이러한 결과에 따르면 확산요부(152)의 지름(W1)과 깊이(W2)의 비율이 1:5로 이루어질 경우, 광원으로부터 입사된 광의 굴절각이 크게 형성되면서 출사되므로 광의 확산력을 극대화할 수 있게 된다. 여기서, 확산요부(152)의 지름(W1)과 깊이(W2)에 대한 비율은 1:5를 초과하지 않는 것이 바람직하다, 즉, 확산요부(152)의 지름(W1)과 깊이(W2)의 비율이 1:5를 초과하게 되면, 확산요부(152)의 깊이(W2)가 너무 깊게 되어 제작하는데 어려움이 발생되기 때문에, 작업성의 저하로 이어지게 된다.
선택적으로, 상술한 확산요부(152)는 타원구(楕圓球)형의 곡면을 이루도록 형성될 수 있으며, 이러한 확산요부(152)는 앞서 언급한 바와 같이, 베이스시트(151)의 하면에 형성되어 입사된 광을 여러 방향으로 확산시킨다. 이같이 형성된 복수개의 확산요부(152) 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(152)는 평면 투영시, 장축과 단축을 갖도록 형성되는데, 이때 확산요부(152)의 장축과 단축의 비율이 커질수록 확산요부(152)의 확산력은 서서히 저하되기 때문에, 확산요부(152)의 장축과 단축의 비율은 1.1:1 내지 50:1로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 확산요부(152)의 장축과 단축의 비율이 50:1을 초과하게 되면, 확산요부(152)를 통한 광의 확산력을 기대할 수 없는 것이다.
한편, 첨부된 도 18a 및 도 18b는 본 발명에 의한 광학소자의 제3 실시예에 따른 확산시트의 다른 실시예를 나타낸 단면도 및 요부 확대도로서, 이러한 확산시트(150)는 베이스필름(110)의 하면에 적층되는 베이스시트(151)와, 이 베이스시트(151)의 하면에 형성되어 입사광을 확산시키는 복수개의 확산철부(153)로 구성된다.
요컨대, 본 발명에 의한 광학소자의 제3 실시예에 따른 확산시트의 다른 실시예는 반구형의 곡면을 이루도록 형성된 확산철부(153)를 특징으로 한다. 이러한 확산철부(153)는 상술한 확산요부(152)와 같이 베이스시트(151)의 하면에 형성되어 입사된 광을 여러 방향으로 확산시킨다. 그리고 복수개의 확산철부(153)는 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. 또한, 확산철부(153)는 위에서 언급한 확산요부(152)와 같이 지름(W3)과 높이(W4)의 길이에 대한 비율이 1:0.05 내지 1:5로 이루어지는 것이 바람직하며, 이에 따른 작용 및 효과는 상술한 확산요부(152)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
다른 한편, 첨부된 도 20은 본 발명에 의한 광학소자의 제3 실시예에 따른 확산시트의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도로서, 이러한 확산시트(150)는 베이스필름(110)의 하면에 적층되는 베이스시트(151)와, 상기 베이스시트(151)에 혼입되어 입사광을 확산시키는 복수개의 비드(154)로 구성된다. 요컨대, 본 발명에 의한 광학소자의 제3 실시예에 따른 확산시트의 또 다른 실시예는 구형으로 형성된 비드(154)를 특징으로 한다.
또 다른 한편, 첨부된 도 21은 본 발명에 의한 광학소자의 제3 실시예에 따른 확산시트의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도로서, 이러한 확산시트(150)는 베이스필름(110)의 하면에 적층되는 베이스시트(151)와, 상기 베이스시트(151)의 노출면으로부터 돌출되게 배치되어 입사광을 확산시키는 복수개의 비드(154)로 구성된다.
요컨대, 본 발명에 의한 광학소자의 제3 실시예에 따른 확산시트의 또 다른 실시예는 구형의 비드(154)가 노출되게 배치되는 것을 특징으로 한다.
도 22a 및 도 22b는 본 발명에 의한 광학소자의 제4 실시예를 도시한 단면도로서, 본 발명에 의한 광학소자의 제4 실시예는, 광 투과성을 갖는 베이스필름(110); 상기 베이스필름(110)의 일면에 구비되어 입사광을 집광시키도록 복수개의 산(121)과 골(122)이 연속적으로 형성된 미세광학패턴(120); 상기 미세광학패턴(120) 산(121)의 갈림을 방지하면서 굴절률 차이에 의해 입사광을 굴절시켜서 수직으로 출사하도록, 굴절률이 상이한 내부물질(131a) 및 외부물질(131b)로 이루어진 복수개의 확산비드(131)와 접착수지(132)가 혼합되어 미세광학패턴(120)의 골(122)에 도포되는 광학혼합물(130); 상기 광학혼합물(130)의 상면에 적층되어 입사광을 집광시키는 집광패턴(140); 상기 베이스필름(110)의 다른 일면에 적층되어 입사광을 확산시키는 확산시트(150)를 포함하는 것이다.
요컨대, 본 발명에 의한 광학소자의 제4 실시예는 광학혼합물(130)로부터 입사된 광을 한 번 더 집광시켜서 출사시키는 집광패턴(140)과, 입사된 광을 여러 방향으로 균일하게 확산시키는 확산시트(150)를 더 포함하는 데 있다. 따라서, 집광패턴(140)에 의한 휘도 향상 및 확산시트(150)에 의해 입사광의 확산 효과를 기대할 수 있게 된다.
여기서, 확산시트(150)는 베이스필름(110)의 하면에 적층되는 베이스시트(151)와, 이 베이스시트(151)의 하면에 형성되어 입사광을 확산시키는 복수개의 확산요부(152)-도 22a참조- 또는 확산철부(153)-도 22b참조-로 구성된다. 선택적으로, 확산시트(150)는 도 22c에 도시된 바와 같이, 베이스필름(110)의 하면에 적층되는 베이스시트(151)와, 상기 베이스시트(151)에 혼입되어 입사광을 확산시키는 복수개의 비드(154)로 구성될 수 있다. 또한, 확산시트(150)는 도 22d에 도시된 바와 같이, 베이스필름(110)의 하면에 적층되는 베이스시트(151)와, 상기 베이스시트(151)의 노출면으로부터 돌출되게 배치되어 입사광을 확산시키는 복수개의 비드(154)로 구성될 수 있다.
아울러, 본 발명에 의한 광학소자의 제4 실시예는 광학혼합물(130)과 집광패턴(140) 사이에 개재되는 패턴필름(144)을 더 포함한다.
본 발명에 의한 광학소자의 제4 실시예에 따른 집광패턴(140), 패턴필름(144), 확산시트(150), 확산요부(152), 확산철부(153), 비드(154)는 상술한 실시예에서 언급한 작용 및 효과와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 의한 광학소자의 제5 실시예는 도 23에 도시된 바와 같이, 광 투과성을 갖는 베이스필름(110); 상기 베이스필름(110)의 일면에 구비되어 입사광을 집광시키도록 복수개의 산(121)과 골(122)이 연속적으로 형성된 미세광학패턴(120); 상기 미세광학패턴(120) 산(121)의 갈림을 방지하면서 굴절률 차이에 의해 입사광을 굴절시켜서 수직으로 출사하도록, 굴절률이 상이한 내부물질(131a) 및 외부물질(131b)로 이루어진 복수개의 확산비드(131)와 접착수지(132)가 혼합되어 미세광학패턴(120)의 골(120)에 도포되는 광학혼합물(130)을 포함하는 광학소자(100)가 다단으로 적층되는 것이다.
요컨대, 본 발명에 의한 광학소자의 제5 실시예는 베이스필름(110)과 미세광학패턴(120) 및 광학혼합물(130)로 이루어진 광학소자(100)를 두 개 이상으로 적층시키는 것이다.
여기서, 다단으로 적층되는 광학소자(100)는 광학혼합물(130)의 상면으로 도포된 접착제(AD)에 의해 적층상태를 유지하는 것이 바람직하지만, 필요에 따라서 확산비드(131)를 고정시키기 위해 도포된 접착수지(132)의 접착력에 의해 적층상태를 유지할 수 있다.
이때, 가장 하부에 배치된 베이스필름(110)의 하면에는 입사광을 확산시키도록 확산시트(150)가 적층되는데, 이러한 확산시트(150)는 베이스필름(110)의 하면에 적층되는 베이스시트(151)와, 이 베이스시트(151)의 하면에 형성되어 입사광을 확산시키는 복수개의 확산요부(152)-도 24a참조- 또는 확산철부(153)-도 24b참조-로 구성된다. 선택적으로, 확산시트(150)는 도 24c에 도시된 바와 같이, 베이스필름(110)의 하면에 적층되는 베이스시트(151)와, 상기 베이스시트(151)에 혼입되어 입사광을 확산시키는 복수개의 비드(154)로 구성될 수 있다. 또한, 확산시트(150)는 도 24d에 도시된 바와 같이, 베이스필름(110)의 하면에 적층되는 베이스시트(151)와, 상기 베이스시트(151)의 노출면으로부터 돌출되게 배치되어 입사광을 확산시키는 복수개의 비드(154)로 구성될 수 있다.
본 발명에 의한 광학소자의 제5 실시예에 따른 확산시트(150), 확산요부(152), 확산철부(153), 비드(154)는 상술한 실시예에서 언급한 작용 및 효과와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
또 다른 한편, 첨부된 도 25는 상기와 같이 구성된 광학소자를 갖는 액정표시장치를 도시한 예시도로서, 본 발명 광학소자를 갖는 액정표시장치는 백라이트 유닛(A)과 액정패널 유닛(B)으로 구성된다.
먼저, 백라이트 유닛(A)의 기술적인 구성을 살펴보면, 광을 조사시키는 광원(210)과, 이 광원(210)에서 조사된 광을 전체 면적으로 분포시키는 도광판(220)과, 이 도광판(220)으로부터 입사된 광을 균일한 밝기의 면광원으로 변형시키는 확산필름(240)과, 이 확산필름(240)으로부터 입사된 광을 집광시키는 프리즘시트(250)로 구성된다.
여기서, 본 발명의 광학소자(100)는 도 25에서와 같이 프리즘시트(250)로 구현되었으나, 필요에 따라서 프리즘시트(250)와 확산필름(240)을 포함하여 구현될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 바람직한 몇 가지의 실시예를 설명한 것에 불과할 뿐, 본 발명은 상술한 실시예들에 한정되지 않고 첨부된 청구범위 내에서 다양하게 변형할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 광학소자의 제1 실시예를 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 요부를 확대도시한 단면도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 확산비드를 확대 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 광학소자의 제1 실시예를 통해 광의 투과 및 확산 방향을 나타내도록 시뮬레이션을 실행한 결과를 도시한 예시도.
도 5는 도 4에 대한 비교예를 나타내기 위해 시뮬레이션을 실행한 결과를 도시한 예시도.
도 6 내지 도 8은 본 발명에 의한 확산비드의 지름을 달리하면서 광의 투과 및 반사를 나타내도록 시뮬레이션을 실행한 결과를 도시한 예시도.
도 9는 도 6 내지 도 8의 시뮬레이션 결과를 수집하여 광의 투과율을 나타낸 그래프.
도 10 및 도 11은 도 6 내지 도 8에 대한 비교예를 나타내기 위해 시뮬레이션을 실행한 결과를 도시한 예시도.
도 12a 내지 도 12c는 일반적인 광학시트에 따른 광의 출사각 및 휘도를 광 계측기로 측정된 결과를 나타낸 예시도.
도 13a 내지 도 13h는 본 발명에 의한 광학소자의 광 출사각 및 휘도를 광 계측기로 측정된 결과를 나타낸 예시도.
도 14는 본 발명에 의한 확산비드의 다른 실시예를 도시한 단면도.
도 15는 본 발명에 의한 광학소자의 제2 실시예를 도시한 단면도.
도 16은 본 발명에 의한 광학소자의 제2 실시예의 다른 실시예를 도시한 단면도.
도 17a 내지 도 18b, 도 20, 도 21은 본 발명에 의한 광학소자의 제3 실시예를 도시한 단면도.
도 19a 및 도 19b는 본 발명에 의한 광학소자의 제3 실시예에 의한 확산요부의 지름과 깊이를 시뮬레이션을 실행한 결과를 도시한 예시도.
도 22a 내지 도 22d는 본 발명에 의한 광학소자의 제4 실시예를 도시한 단면도.
도 23 내지 도 24d는 본 발명에 의한 광학소자의 제5 실시예를 도시한 단면도.
도 25는 본 발명에 의한 액정표시장치의 예시도.
도 26은 종래의 액정표시장치를 도시한 예시도.

Claims (33)

  1. 광 투과성을 갖는 베이스필름;
    상기 베이스필름의 일면에 구비되어 입사광을 집광시키도록 복수개의 산과 골이 연속적으로 형성된 미세광학패턴;
    상기 미세광학패턴에 적층되는 다른 광학소자와의 마찰로 인한 산 갈림을 방지하면서 굴절률 차이에 의해 입사광을 굴절시켜서 수직으로 출사하도록, 내부물질 및 이 내부물질을 감싸는 외부물질로 이루어져 미세광학패턴의 골에 도포되는 적어도 하나의 확산비드;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 확산비드는 접착수지와 혼합되어 미세광학패턴의 골에 고정되는 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  3. 광 투과성을 갖는 베이스필름;
    상기 베이스필름의 일면에 구비되어 입사광을 집광시키도록 복수개의 산과 골이 연속적으로 형성된 미세광학패턴;
    상기 미세광학패턴에 적층되는 다른 광학소자와의 마찰로 인한 산 갈림을 방지하면서 굴절률 차이에 의해 입사광을 굴절시켜서 수직으로 출사하도록, 내부물질 및 이 내부물질을 감싸는 외부물질로 이루어져 미세광학패턴의 골에 도포되는 적어도 하나의 확산비드;
    상기 확산비드에 적층되어 입사광을 집광시키는 집광패턴;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 베이스필름의 다른 일면에 적층되어 입사광을 확산시키는 확산시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 확산비드는 접착수지와 혼합되어 미세광학패턴의 골에 고정되는 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  6. 광 투과성을 갖는 베이스필름;
    상기 베이스필름의 일면에 구비되어 입사광을 집광시키도록 복수개의 산과 골이 연속적으로 형성된 미세광학패턴;
    상기 미세광학패턴에 적층되는 다른 광학소자와의 마찰로 인한 산 갈림을 방지하면서 굴절률 차이에 의해 입사광을 굴절시켜서 수직으로 출사하도록, 내부물질 및 이 내부물질을 감싸는 외부물질로 이루어져 미세광학패턴의 골에 도포되는 적어도 하나의 확산비드;
    상기 베이스필름의 다른 일면에 적층되어 입사광을 확산시키는 확산시트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 확산비드는 접착수지와 혼합되어 미세광학패턴의 골에 고정되는 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 확산비드의 내부물질과 외부물질은 0.05 내지 0.70의 굴절률 차이를 갖도록 상이한 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  9. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 확산비드의 내부물질은 기체층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 확산비드의 외부물질은 유리재로 이루어진 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 확산비드는 입사광의 투과율이 45~90%를 이루도록 하는 지름으로 형성된 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 확산비드는 3~30㎛의 지름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 내부물질의 지름은 외부물질의 지름에 대해 0.2 내지 0.95의 비율로 이루어진 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  14. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 확산비드는 탄성변형되면서 미세광학패턴의 골에 채워지도록 탄성재로 이루어진 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 확산비드의 내부물질은 기체층으로 이루어지고 외부물질은 탄성재로 이루어진 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 확산비드의 내부물질 및 외부물질은 서로 다른 굴절률을 갖는 탄성재로 이루어진 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  17. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부물질은 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 메타크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 플라스틱 재료 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 외부물질은 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 메타크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 플라스틱 재료 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 내부물질과 외부물질은 굴절률 차이에 의해 입사광을 굴절시키도록 서로 다른 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  20. 청구항 2, 청구항 5 및 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착수지는 접착력을 갖도록, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 메타크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 플라스틱 재료 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  21. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 확산비드의 상면으로는 접착제가 도포되어 적층되는 광학소자를 접착시키는 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  22. 청구항 2, 청구항 5 또는 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 확산비드는 미세광학패턴의 산을 수평면으로 연결하도록 접착수지로부터 돌출되게 혼합된 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  23. 청구항 2, 청구항 5 또는 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착수지와 혼합된 확산비드는 미세광학패턴의 산으로부터 돌출되게 도포되어 적층되는 다른 광학소자를 접착시키는 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  24. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 집광패턴은 확산비드의 상면으로 도포된 접착제에 의해 접착되는 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  25. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 집광패턴은 확산비드를 미세광학패턴의 골에 고정시키도록 혼합된 접착수지의 접착력에 의해 접착되는 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  26. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 미세광학패턴과 집광패턴 사이에 개재되어 광 투과성을 갖는 패턴필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 패턴필름은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 메타크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 플라스틱 재료 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  28. 청구항 27에 있어서,
    상기 집광패턴은 패턴필름의 상면에 일체로 성형된 것을 특징으로 하는 확산 비드가 구비된 광학소자.
  29. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 광학소자는 다단으로 중첩되는 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  30. 청구항 29에 있어서,
    다단으로 중첩되는 상기 광학소자는, 미세광학패턴의 골에 확산비드를 고정시키도록 혼합되는 접착수지의 접착력에 의해 접착되는 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  31. 청구항 29에 있어서,
    다단으로 중첩되는 상기 광학소자는 확산비드의 일면으로 도포되는 접착제에 의해 접착되는 것을 특징으로 하는 확산비드가 구비된 광학소자.
  32. 청구항 1, 청구항 3 및 청구항 6 중 어느 한 항의 확산비드가 구비된 광학소자를 갖는 백라이트 유닛.
  33. 청구항 32의 백라이트 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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JPH1096804A (ja) 1996-09-20 1998-04-14 Keiwa Shoko Kk 光拡散シート
KR20070028827A (ko) * 2005-09-08 2007-03-13 삼성전자주식회사 도광판, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 표시 장치
KR100793091B1 (ko) 2006-11-24 2008-01-10 엘지전자 주식회사 휘도 향상 시트 및 이를 포함하는 백라이트 장치
KR20080092729A (ko) * 2007-04-13 2008-10-16 주식회사 상보 광확산제를 이용한 광학 적층 필름

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