KR101103282B1 - Optical sheet, manufacturing method thereof, and backlight assembly using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광학분야에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광학 박막, 그 제조방법 및 백라이트 모듈에 관한 것이다. 본 광학 박막은 하나의 광원이 투사한 입사광을 받기 위한 것으로, 하나의 본체와 복수의 반사체 및 복수의 프레넬 렌즈 유닛을 포함한다. 상기 본체는 하나의 입사면과 하나의 출사면을 포함하며 적어도 하나의 굴절률(i는 양의 정수)을 갖는다. 복수의 반사체는 본체 내에 위치하고 있으며, 서로 인접한 두 반사체 사이의 간격은 W, 각각의 반사체의 두께는 t이다. 각각의 프레넬 렌즈 유닛은 해당 출사면에 위치하고 있고 폭은 P이며, 각각의 프레넬 렌즈 유닛과 간격 W는 서로 대응되는 관계로, 수식 , 을 만족할 때 입사광은 간격 W를 통과한 후, 상기 프레넬 렌즈 유닛이 광로를 수렴하며 최적의 광학효과를 제공한다. 본 발명의 광학 박막 또는 본 광학 박막을 사용한 백라이트 모듈은 비교적 높은 광강도와 우수한 조준 성능을 제공할 수 있어서 광학성능을 한층 제고할 수 있다.The present invention relates to an optical field, and more particularly, to an optical thin film, a manufacturing method thereof, and a backlight module. The optical thin film is for receiving incident light projected by one light source, and includes one main body, a plurality of reflectors, and a plurality of Fresnel lens units. The body includes one incident surface and one exit surface, and has at least one refractive index (i is a positive integer). The plurality of reflectors are located in the body, the spacing between two adjacent reflectors is W, and the thickness of each reflector is t. Each of the Fresnel lens units is located on the exit plane, the width is P, and the distance W between each Fresnel lens unit corresponds to each other, , The incident light passes through the interval W, and then the Fresnel lens unit converges the optical path to provide an optimal optical effect. The optical thin film of the present invention or the backlight module using the optical thin film can provide relatively high light intensity and excellent aiming performance, thereby further improving the optical performance.
광학 박막, 광학필름, 백라이트 모듈, 프레넬 렌즈 Optical thin film, optical film, backlight module, Fresnel lens
Description
본 발명은 광학분야에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광학 박막, 그 제조방법 및 백라이트 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an optical field, and more particularly, to an optical thin film, a manufacturing method thereof, and a backlight module.
현재 흔히 사용되는 직하형 백라이트 모듈은 주로 대형 LCD모니터에 사용되며, 직하형 백라이트 모듈의 가장 큰 특징은 광원장치를 광학 박막의 바로 아래쪽에 설치하는 것이다. 첨부한 도 1은 대만 특허번호 I264596의 직하형 백라이트 모듈을 도시한 것으로, 직하형 백라이트 모듈(1)은 프레임(11), 광원장치(12), 반사부재(13) 및 프레넬 렌즈(14)로 구성된다. 도 1에 따르면, 광선은 광원장치(12)에서 출사된 후, 일부분은 직접 프레넬 렌즈(14)로 투입되고, 일부분은 반사부재(13)에 반사되어 간접적으로 프레넬 렌즈(14)로 투입된다. 프레넬 렌즈(14)로 광로를 수렴하여 집광의 효과를 제공하며 모든 프레넬 렌즈(14)에 입사된 광선은 평행되게 출사면(14A)으로부터 출사된다.The most commonly used direct-type backlight module is mainly used for large-sized LCD monitors. The most important feature of the direct-type backlight module is that the light source device is disposed directly below the optical thin film. 1 shows a direct-type backlight module of Taiwan Patent No. I264596. The direct-
본 발명의 구현 과정 중, 발명자는 기존의 기술이 적어도 아래와 같은 문제점를 갖고 있음을 발견하였다.During the implementation of the present invention, the inventors have found that existing technologies have at least the following problems.
프레넬 렌즈(14)의 직하형 백라이트 모듈(1)을 이용하여 광선이 입사되는 각도와 광선이 진행되는 방향을 선택하지 않았기에 광원장치(12)에서 발생하는 광 에너지를 충분히 이용하지 못하여 대형 LCD 모니터에 균일한 광학효과를 제공할 수 없다.Since the angle at which the light beam is incident and the direction in which the light beam travels are not selected using the direct
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 균일한 광학효과의 직하형 백라이트 모듈을 제공하여 대형 LCD 모니터에 방향성이 있는 광로를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in an effort to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a direct-type backlight module having a uniform optical effect to provide a directional optical path to a large LCD monitor.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예는 광학 박막, 그 제조방법 및 백라이트 모듈을 제공한다.In order to achieve the above object, an embodiment of the present invention provides an optical thin film, a manufacturing method thereof, and a backlight module.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 박막은 하나의 광원이 투사하는 하나의 입사광을 받기 위한 것으로, 상기 입사광을 받기 위한, 상기 입사광과 일정한 입사각을 이루는 서로 대응된 하나의 입사면과 출사면을 포함하며, 적어도 하나의 굴절률 (i는 양의 정수)를 갖는 하나의 본체와, 본체 내에 위치하여 서로 인접된 두 반사체 사이의 간격은 W, 각각의 반사체의 입사광이 입사하는 방향에 따른 두께는 t인 복수의 반사체와, 각각의 프레넬 렌즈 유닛이 상기 출사면에 위치하여, 상기 출사면의 방향에서 P의 두께를 가지며, 상호 대응되는 각각의 프레넬 렌즈 유닛과 상기 간격 W를 가지며, 수식 , 을 만족할 때 상기 입사광은 상기 간격 W를 통과하며 또한 상기 두께 t에 따라 상기 입사각을 조절하여 상기 입사광의 광로를 수렴하는 복수의 프레넬 렌즈 유닛을 포함한다.The optical thin film according to an embodiment of the present invention is for receiving one incident light projected by one light source and includes one incident surface and an exit surface corresponding to each other and having a certain incident angle with respect to the incident light for receiving the incident light At least one refractive index (i is a positive integer), a plurality of reflectors positioned in the main body and spaced apart from each other by W, a thickness t along the direction in which the incident light of each reflector is incident, and The Fresnel lens unit having the thickness of P in the direction of the exit surface and having the interval W corresponding to each of the Fresnel lens units corresponding to each other, , The incident light passes through the interval W, and a plurality of Fresnel lens units converge the optical path of the incident light by adjusting the incident angle according to the thickness t.
또한, 상기 광학 박막에 있어서, 상기 본체의 재료는 폴리에틸렌 테레프탈레 이트 (Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 셀룰로오스 트리아세테이트(Tri-acetyl Cellulose, TAC), 폴리메타아크릴레이트 스타이렌 (Polymethylmethacrylate styrene), 폴리스티렌(Polystyrene, PS) 혹은 시클로 올레핀 코폴리머(Cyclic Olefin Copolymer) 중에서 선택된 임의의 1가지 혹은 서로 다른 2가지 이상 재료를 포함한다.In addition, in the optical thin film, the material of the body may be selected from the group consisting of polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), triacetyl cellulose (TAC), polymethacrylate styrene (Polymethylmethacrylate styrene), polystyrene (PS), or cyclic olefin copolymer. In the present invention,
또한, 상기 광학 박막의 각각의 프레넬 렌즈 유닛은 복수의 프레넬 렌즈를 포함하며, 각각의 프레넬 렌즈는 하나의 제1 정점과 하나의 제2 정점으로 이루어지고, 상기 프레넬 렌즈와 다른 프레넬 렌즈는 각각 상기 제2 정점의 양측에 위치하고, 복수의 제1 정점은 일직선으로 배열되며, 상기 제2 정점과 상기 직선은 일정한 높이차이가 있고, 인접한 두 개의 제2 정점의 높이는 서로 다르지만, 인접한 두 프레넬 렌즈 유닛의 제1 정점은 높이가 같다.Each of the Fresnel lens units of the optical thin film includes a plurality of Fresnel lenses, each of the Fresnel lenses having a first vertex and a second vertex, The second vertex and the straight line have a constant height difference, and the height of the adjacent two second vertices are different from each other, but the adjacent vertexes are adjacent to each other, The first vertices of the two Fresnel lens units have the same height.
또한, 상기 광학 박막은 상기 간격 W와 상기 폭 P의 비율 범위는 0.2~0.5이다.In the optical thin film, the ratio range of the interval W to the width P is 0.2 to 0.5.
또한, 상기 광학 박막의 상기 출사면과 상기 입사면 사이의 거리는 T로, 상기 거리 T와 상기 폭 P의 비율 범위는 0.8~1.2이다.Further, a distance between the exit surface of the optical thin film and the incident surface is T, and a ratio range of the distance T and the width P is 0.8 to 1.2.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 박막의 경화 제조방법은, 하나의 상부면과 하나의 하부면을 가진 투명 기재, 하나의 경화제, 하나의 금형 및 복수의 반사체를 구성하는 단계와; 상기 경화제를 상기 투명 기재의 하부면에 도포하는 단계와; 상기 금형의 표면에 형성된 복수의 패턴으로 상기 경화제를 압인하여 서로 대응된 복수의 프레넬 렌즈 유닛을 형성하는 단계와; 경화제 위에 있는 복수의 프레넬 렌즈 유닛을 응고시키는 단계; 및 상기 복수의 반사체를 상기 투명 기재의 하부면에 연결하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a cured optical thin film, comprising: forming a transparent substrate having one upper surface and one lower surface, one curing agent, one mold, and a plurality of reflectors; Applying the curing agent to the lower surface of the transparent substrate; Forming a plurality of Fresnel lens units corresponding to each other by depressing the curing agent in a plurality of patterns formed on a surface of the mold; Solidifying a plurality of Fresnel lens units on the curing agent; And connecting the plurality of reflectors to the lower surface of the transparent substrate.
또한, 상기 광학 박막의 경화 제조방법에서, 경화제는 자외선 경화제(UV curable resin) 혹은 열 경화제(Thermal-plastic resin)이다.In addition, in the above-mentioned method of curing an optical thin film, the curing agent is a UV curable resin or a thermal-plastic resin.
또한, 상기 광학 박막의 경화 제조방법에서, 상기 복수의 반사체의 연결은 접합법 혹은 스크린 인쇄법으로 연결된다.Further, in the method of manufacturing a cured optical thin film, the connection of the plurality of reflectors is connected by a bonding method or a screen printing method.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 박막의 압출성형 제조방법은, 하나의 상부면과 하나의 하부면을 가진 투명 기재, 하나의 금형 및 복수의 반사체를 구성하는 단계와; 상기 금형의 표면에 형성된 복수의 패턴으로 상기 투명 기재를 압인하여 상기 투명 기재의 상부면에 서로 대응된 복수의 프레넬 렌즈 유닛을 형성하는 단계; 및 상기 복수의 반사체를 상기 투명 기재의 하부면에 연결하는 단계를 포함한다.A method of producing an optical thin film by extrusion molding according to an embodiment of the present invention includes: forming a transparent substrate having one upper surface and one lower surface, one mold and a plurality of reflectors; Forming a plurality of Fresnel lens units corresponding to each other on the upper surface of the transparent substrate by pressing the transparent substrate with a plurality of patterns formed on a surface of the mold; And connecting the plurality of reflectors to the lower surface of the transparent substrate.
본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 모듈은 복수의 광원장치와 하나의 광학필름 및 하나의 광학 박막을 포함한다.A backlight module according to an embodiment of the present invention includes a plurality of light source devices, one optical film and one optical thin film.
상기 복수의 광원장치는 하나의 입사광을 형성하기 위한 것이다.The plurality of light source devices are for forming one incident light.
상기 광학필름은 상기 광학 박막에 대응된 상기 광원장치의 맞은편에 위치하여 상기 입사광의 광로를 수정하기 위한 것이다.And the optical film is located on the opposite side of the light source device corresponding to the optical thin film to correct the optical path of the incident light.
상기 광학 박막은 광원장치에서 투사된 입사광을 받기 위한 것으로, 하나의 본체와 복수의 반사체 및 복수의 프레넬 렌즈(Fresnel lens) 유닛을 포함한다.The optical thin film is for receiving incident light projected from a light source device, and includes a main body, a plurality of reflectors, and a plurality of Fresnel lens units.
상기 본체는 서로 대응된 하나의 입사면과 출사면을 포함하며, 상기 입사면 은 상기 입사광을 받기 위한 것으로, 상기 입사광과 일정한 입사각을 이루며, 상기 본체는 적어도 하나의 굴절률 (i는 양의 정수)을 갖는다.Wherein the main body includes one incident surface and an exit surface corresponding to each other and the incident surface is for receiving the incident light and has a constant incident angle with the incident light and the main body has at least one refractive index (i is a positive integer).
상기 복수의 반사체는 본체 내에 위치하여 서로 인접된 두 반사체 사이의 간격은 W, 각각의 반사체의 입사광이 입사하는 방향에 따른 두께는 t이다.The plurality of reflectors are located in the main body, the interval between two adjacent reflectors is W, and the thickness along the direction in which the incident light of each reflector is incident is t.
상기 복수의 프레넬 렌즈(Fresnel lens) 유닛은 각각의 프레넬 렌즈 유닛이 상기 출사면에 위치하여, 상기 출사면의 방향에서 P의 두께를 가지며, 상호 대응되는 각각의 프레넬 렌즈 유닛과 상기 간격 W를 가지며, 수식 , 을 만족할 때 상기 입사광은 상기 간격 W를 통과하며, 또한 상기 두께 t에 따라 상기 입사각을 조절하여 복수의 프레넬 렌즈 유닛으로 상기 입사광의 광로를 수렴한다.Wherein each of the Fresnel lens units has a thickness of P in the direction of the exit surface, and each of the Fresnel lens units and the interval W, and the formula , The incident light passes through the interval W and the incident angle is adjusted according to the thickness t to converge the optical path of the incident light to the plurality of Fresnel lens units.
이에 따라, 본 발명의 실시예가 제공하는 기술방안의 유익한 효과는 다음과 같다.Accordingly, the beneficial effects of the technical solution provided by the embodiment of the present invention are as follows.
본 발명의 실시예가 제공하는 광학 박막 혹은 본 광학 박막을 사용한 백라이트 모듈은 비교적 높은 광강도와 우수한 조준 성능(Collimated ability)을 제공할 수 있어서 광학성능을 한층 제고할 수 있다.The optical thin film provided by the embodiment of the present invention or the backlight module using the present optical thin film can provide relatively high light intensity and excellent collimated ability, thereby further improving the optical performance.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하 기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
도 2는 본 발명의 광학 박막의 실시예를 도시한 도면이다. 광학 박막(24)은 입사광을 받기 위한 것으로 입사광의 광로를 바꿔 집광효과를 제공한다. 광학 박막(24)은 하나의 본체(241)와 복수의 프레넬 렌즈(Fresnel Lens) 유닛(242), 및 복수의 반사체(243)를 포함한다. 2 is a view showing an embodiment of the optical thin film of the present invention. The optical
상기 본체(241)는 서로 대응된 하나의 입사면(241B) 및 하나의 출사면(241A)을 포함하며, 입사면(241B)은 입사광을 받기 위한 것으로, 입사광은 입사면(241B)에 입사될 때 일정한 입사각을 이룬다. 본체(241)는 굴절률 (i는 양의 정수)을 가지며, 단일한 재료(이때 i=1) 혹은 임의의 두 가지 이상(이때 i>1)의 상이한 굴절률 을 가진 상이한 재료로 구성할 수 있다. The
주로 사용되는 재료로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 셀룰로오스 트리아세테이트(Tri-acetyl Cellulose, TAC), 폴리메타아크릴레이트 스타이렌(Polymethylmethacrylate styrene), 폴리스티렌 (Polystyrene, PS) 혹은 시클로 올레핀 코폴리머(Cyclic Olefin Copolymer) 등 투광재이다. Typical materials used are polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), triacetyl cellulose (TAC), polymethylmethacrylate styrene, polystyrene , PS), or a cyclic olefin copolymer.
프레넬 렌즈 유닛(242)은 출사면(241A)에 위치하여 집광효과를 제공하며, 각각의 프레넬 렌즈 유닛(242)의 외형구조는 모두 같다. 그러므로 복수의 프레넬 렌즈 유닛(242)의 조합은 본 발명의 실시예 중의 광학 박막(24)이 대형 LCD모니터에 응용될 수 있도록 한다. The Fresnel
복수의 반사체(243)의 재료는 이산화티타늄, 이산화규소 혹은 산화마그네슘의 화합물을 사용할 수 있다. 복수의 반사체(243)는 본체(241)의 입사면(241B) 쪽에 위치하며, 서로 인접한 두 반사체(243) 사이에는 W의 간격이 존재하고 각각의 반사체(243)는 입사광이 입사하는 방향으로 t의 두께가 있다. As the material of the plurality of
또한 광학 박막(24)의 출사면(241A)와 입사면(241B) 사이에는 W의 간격이 존재하고 프레넬 렌즈 유닛(242)은 본체(241)의 방향으로 P의 폭이 존재한다. 입사광이 복수의 반사체(243) 사이를 통과할 때 두께 t에 따라 광선의 입사각을 조절하며, 복수의 프레넬 렌즈 유닛(242)은 입사광의 광로를 수렴하여 집광의 목적을 달성한다. 수식 , 을 만족할 때, 광학 박막(24)은 수직시각 및 수평시각 상에서 균일한 광강도를 가진다.There is a gap of W between the
본 발명이 속한 기술 분야의 기술자가 본 발명에 따른 광학 박막의 기술특징을 더욱더 명확히 이해하도록 하기 위하여, 프레넬 렌즈 유닛의 구조와 집광원리를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. The structure of the Fresnel lens unit and the principle of light focusing will be described in more detail in order to more clearly understand the technical features of the optical thin film according to the present invention.
도 2 및 도 3a를 참조하면, 도 3a는 본 발명의 광학 박막의 프레넬 렌즈 유닛의 제1 실시예를 도시한 도면이다. Referring to FIGS. 2 and 3A, FIG. 3A is a view showing a first embodiment of the Fresnel lens unit of the optical thin film of the present invention.
도 3a에 도시된 바와 같이, 프레넬 렌즈 유닛(242)은 비점수차보정 렌즈(Anastigmatic lens)로서, 광학작용은 일반적인 볼록렌즈와 같은 집광작용을 제공하며, 그 장점은 프레넬 렌즈가 볼록렌즈보다 얇고 가벼우며 기계구조 상의 설치 및 설정에 유리하다는 것이다. As shown in FIG. 3A, the Fresnel
프레넬 렌즈 유닛(242)은 복수의 프레넬 렌즈(2421)로 구성되었으며 이러한 프레넬 렌즈(2421)들의 외형은 서로 다르고, 각각의 프레넬 렌즈(2421)는 하나의 제1 정점(2421A)과 하나의 제2 정점(2421B)을 포함하며, 두 프레넬 렌즈(2421)는 각각 제2 정점(2421B)의 양쪽에 위치한다. 복수의 제2 정점(2421B)은 높이가 대체적으로 같은 일직선으로 배열되며, 제1 정점(2421A)은 이 직선과 일정한 높이 차이가 있으며 인접된 두 제1 정점(2421A)의 높이는 서로 다르다. The Fresnel
또한, 각각의 프레넬 렌즈(2421)는 하나의 제1 굴절면(2421C)과 하나의 제2 굴절면(2421D)을 포함하며, 제1 굴절면(2421C)과 제2 굴절면(2421D)은 각각 수평선에 대해 제1 각도(1), 제2 각도(2)를 이루고 있다. Each of the Fresnel
각각의 프레넬 렌즈(2421)는 주로 복수의 제1 굴절면(2421C)으로 입사광선을 집광하며, 제1 굴절면(2421C)은 입사된 광선(L1)를 굴절시켜 광선(L1)이 굴절된 후 출사면(241A)에 수직으로 입사된다. Each Fresnel
제1 굴절면(2421C)은 곡면형으로도 형성될 수 있지만 공정의 편의상 평면형으로 대체할 수 있다. 평면형의 제1 굴절면(2421C)은 광학 박막(24)의 집광기능에 크게 영향을 미치지 않는다. The first refracting
또한, 종래 기술에 따른 프레넬 렌즈의 제2 굴절면(2421D')은 수직평면으로서, 여기서 수직형의 제2 굴절면(2421D')은 점선으로 표시하며, 공정의 절감을 위하여 제2 굴절면(2421D)은 경사형으로 설계할 수 있는데 경사형의 제2 굴절면(2421D')은 실선으로 표시한다. The second refracting
종래 기술에 따른 제2 굴절면(2421D')은 입사각도가 너무 크기 때문에 입사 한 광선(L2)은 전반사가 발생하여 출사광선(L2)이 출사면((241A)까지 도달되지 않아서 광 에너지가 낭비될 수 있지만, 본 발명의 제2 굴절면(2421D)은 입사 각도를 적당히 조절하여 같은 방향에서 입사된 광선(L3)이 굴절방식으로 출사되어 광선(L3)이 수직으로 출사면(241A)에 출사되게 함으로써 광 에너지가 완전히 이용될 수 있도록 한다. Since the incidence angle of the second refracting
프레넬 렌즈 유닛(242)은 복수의 상이한 위치에 분포된 프레넬 렌즈(2421)를 포함하며, 이런 프레넬 렌즈(2421)는 서로 다른 외형을 가지므로 제1 각도(1)의 크기는 분포위치에 따라 서로 다르게 된다.The Fresnel
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 광학 박막은 빛의 광강도를 증가시켜 종래 기술에 따른 광학 박막의 광학성능을 개선하였다. 본 발명의 실시예가 이룬 효과를 입증하기 위하여, 광학 박막의 구조적 특징에 근거하여 각종 성능실험 테스트를 진행하였는데, 이를 통하여 본 발명의 창의성을 증명하고자 한다.As described above, the optical thin film according to the present invention improves the optical performance of the optical thin film according to the prior art by increasing the light intensity of the light. In order to demonstrate the effect of the embodiment of the present invention, various performance test tests have been conducted based on the structural characteristics of the optical thin film.
우선 도 5를 참조하면, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광학 박막에 대해 상이한 T/P 조건 하에서 실시한 광학성능 테스트 결과를 도시한 도면으로, 거리 T와 프레넬 렌즈 유닛의 폭 P의 비율에 관하여 실시한 광학 시뮬레이션 테스트이며, 상이한 파라미터 조건 하에서 광학 박막이 가지는 광학성능을 나타낸다. Referring to FIG. 5, FIG. 5 is a graph showing optical performance test results under different T / P conditions for an optical thin film according to an embodiment of the present invention. The ratio of the distance T to the width P of the Fresnel lens unit , Which shows the optical performance of an optical thin film under different parameter conditions.
도 5에서, 가로좌표는 -90~+90도 사이의 상이한 시각을 표시하고, 세로좌표는 광강도(Light Intensity) 수치를 표시한다. T/P수치가 0.6일 때, 광학 박막의 광강도는 약 300 촉광 이상이고, T/P수치가 1.0일 때 광학 박막의 광강도는 최고 500 촉광이다. 본 성능 테스트를 통하여 거리 T와 폭 P의 비율의 바람직한 범위는 0.8~1.0라는 것을 알 수 있다.In Fig. 5, the abscissa indicates a different time between -90 and +90 degrees, and the ordinate indicates a light intensity value. When the T / P value is 0.6, the optical intensity of the optical thin film is about 300 or more, and when the T / P value is 1.0, the optical intensity of the optical thin film is 500 or more. Through this performance test, it can be seen that the preferable range of the ratio of the distance T to the width P is 0.8 to 1.0.
다음, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광학 박막에 대해 상이한 개구율의 조건 하에서 실시한 광학성능 테스트 결과를 도시한 도면으로, 반사체의 개구율(Opening Ratio, 반사체 사이의 간격 W와 프레넬 렌즈 유닛의 폭 P의 비율)에 대해 실시한 광학성능 테스트 결과를 도시한 도면이며, 광학 박막의 -90~+90사이의 상이한 시각에 대한 광강도 수치를 나타낸다. Next, FIG. 6 is a graph showing the results of an optical performance test performed on the optical thin film according to the embodiment of the present invention under the conditions of different aperture ratios. The aperture ratio of the reflector (the spacing W between the reflectors and the Fresnel lens unit Width P) of the optical thin film, and shows the light intensity values for different times between -90 and +90 of the optical thin film.
도 6에 도시한 바와 같이, 종래 기술에 따른 프리즘 시트(Brightness Enhancement Film,BEF)를 사용할 경우 광강도는 400 촉광 이내인 반면, 본 발명의 광학 박막에 대해 실시한 성능 테스트에서는 광학 박막의 구조 사이즈 비율을 조정하여 개구율(W/P수치)이 0.2~0.5일 때 광학 박막의 광강도는 종래 기술에 따른 프리즘 시트의 광강도를 초과한 400~450 촉광에 달하였고, 개구율이 0.2일 때 광강도는 600 촉광에 달하였다. As shown in FIG. 6, when using a conventional Brightness Enhancement Film (BEF), the light intensity is within 400 candle light, whereas in the performance test performed on the optical thin film of the present invention, The light intensity of the optical thin film reached 400 to 450 candle light exceeding the light intensity of the prism sheet according to the prior art when the aperture ratio (W / P value) was 0.2 to 0.5, and when the aperture ratio was 0.2, 600 candle light.
본 성능 테스트를 통하여 간격 W와 폭 P의 비율의 바람직한 범위는 0.3~0.4라는 것을 알 수 있다. It can be seen from this performance test that the preferable range of the ratio of the interval W to the width P is 0.3 to 0.4.
다음, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 프레넬 렌즈(Fresnel Lens)의 광학 박막과 종래 기술에 따른 프리즘 시트에 대해 실시한 광학성능 테스트 결과를 비교한 도면이다. 도 7에서, 프레넬 렌즈의 곡선은 일반 수직형 제2 굴절면의 시뮬레이션 데이터를 나타내고, 수정형 프레넬 렌즈의 곡선은 경사형 제2 굴절면의 시뮬레이션 데이터를 나타낸다. Next, Fig. 7 is a diagram comparing the optical performance test results of the optical thin film of the Fresnel lens according to the embodiment of the present invention and the prism sheet according to the prior art. 7, the curve of the Fresnel lens represents simulation data of a general vertical second refracting surface, and the curve of the refracting Fresnel lens represents simulation data of an inclined second refracting surface.
도 7에 도시한 바와 같이, 종래 기술에 따른 프리즘 시트를 사용할 경우 광 강도는 400 촉광 이하인 반면, 프레넬 렌즈의 광학 박막을 사용할 경우 광강도는 종래 기술에 따른 프리즘 시트를 초과하며, 경사형 제2 굴절면의 수정형 프레넬 렌즈의 광강도는 600 촉광에 달한다. As shown in FIG. 7, when the prism sheet according to the related art is used, the light intensity is 400 or less, whereas when the optical thin film of the Fresnel lens is used, the light intensity exceeds the prism sheet according to the prior art, The light intensity of the quadratic Fresnel lens of the second refracting surface reaches 600 candle light.
도 7의 시뮬레이션 데이터가 제시하는 물리적 의의는 프레넬 렌즈를 이용한 광학 박막의 조준 성능 (Collimated ability)이 종래 기술에 따른 프리즘 시트의 조준 성능보다 10%~30% 높다는 점이다. 본 실험을 통하여 본 발명의 구조적 특징으로 인한 효과를 알 수 있다.The physical data suggested by the simulation data of FIG. 7 is that the collimated ability of the optical thin film using the Fresnel lens is 10% to 30% higher than that of the prism sheet according to the prior art. The effect of the structural features of the present invention can be seen through this experiment.
이어서, 반사체에 대해서는 두께 t로 입사광이 입사하는 각도를 조절하는데, 아래와 같은 수식으로 본 발명의 광학 박막의 구조적 특징을 규정한다. Next, for the reflector, the angle at which the incident light enters at a thickness t is adjusted. The structural characteristics of the optical thin film of the present invention are defined by the following formulas.
, ,
광학 박막의 구조적 특징이 위의 수식을 만족할 경우, 본 발명의 광학 박막은 비교적 좋은 광강도를 얻을 수 있다. 상기 수식을 만족하는 실험 파라미터로 실시한 광학성능 테스트의 결과는 도 8에 도시된 바와 같다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광학 박막에 대하여 상이한 반사체 두께의 조건 하에서 실시한 광학성능 테스트 결과를 도시한 도면이다. When the structural characteristic of the optical thin film satisfies the above formula, the optical thin film of the present invention can obtain a comparatively good light intensity. The results of the optical performance test conducted with the experimental parameters satisfying the above equations are as shown in Fig. FIG. 8 is a diagram showing the results of optical performance tests conducted under conditions of different reflector thicknesses for optical thin films according to an embodiment of the present invention. FIG.
도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 반사체는 20μm~500μm(마이크로미터)일 때 수식의 요구를 만족하며 광학 박막의 광강도는 450~500 촉광에 달한다.As can be seen from FIG. 8, the reflector satisfies the requirement of the equation when it is 20 to 500 μm (micrometer), and the optical intensity of the optical thin film reaches 450 to 500 candle light.
마지막으로 본 발명의 광학성능이 종래 기술에 따른 프리즘 시트보다 우수함을 증명하기 위하여 본 발명의 광학 박막이 출사하는 광 에너지를 수직시각과 수평 시각으로 나눈다. Finally, in order to demonstrate that the optical performance of the present invention is superior to that of the prism sheet according to the prior art, the optical energy emitted by the optical thin film of the present invention is divided into a vertical time and a horizontal time.
도 9 및 도 10을 참조하면, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 광학 박막과 종래 기술에 따른 프리즘 시트에 대해 수직시각에서 실시한 광학성능 테스트 결과를 비교한 도면이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 광학 박막과 종래 기술에 따른 프리즘 시트에 대해 수평시각에서 실시한 광학성능 테스트 결과를 비교한 도면이다. 9 and 10, FIG. 9 is a graph comparing an optical performance test performed at a vertical time with respect to an optical thin film according to an embodiment of the present invention and a prism sheet according to a related art, and FIG. FIG. 5 is a graph comparing optical performance test results obtained at horizontal time with respect to the optical thin film according to the embodiment and the prism sheet according to the prior art.
도 9와 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예의 광학 박막은 수직시각과 수평시각에서 모두 비교적 높은 광강도를 얻을 수 있으며, 본 발명의 집광력은 종래 기술에 따른 프리즘 시트보다 우수하다. 또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 수평시각은 종래 기술에 따른 프리즘 시트보다 광범위하다. As shown in FIGS. 9 and 10, the optical thin film of the embodiment of the present invention can obtain a relatively high light intensity at both the vertical and horizontal viewing angles, and the condensing power of the present invention is superior to the prism sheet according to the related art. Further, as shown in Fig. 10, the horizontal view of the present invention is wider than the prism sheet according to the prior art.
아울러, 상기 광학 박막을 사용한 백라이트 모듈을 공개하여 본 발명이 속한 기술 분야의 기술자들이 본 발명의 응용을 명확히 이해할 수 있도록 하고자 한다.In addition, the backlight module using the optical thin film is disclosed to enable the technician of the present invention to clearly understand the application of the present invention.
도 2, 도 3a 및 도 4를 참조하면, 도 4는 본 발명의 광학 박막을 사용한 백라이트 모듈의 실시예를 도시한 도면이다. 도 4에 있어서, 도 2 및 도 3a와 동일한 구성요소는 그 구조와 기능에 대하여 설명하지 않기로 한다. Referring to FIGS. 2, 3A, and 4, FIG. 4 illustrates an embodiment of a backlight module using the optical thin film of the present invention. In Fig. 4, the same components as those in Fig. 2 and Fig. 3a will not be described in the structure and function.
도 4에 도시된 바와 같이, 백라이트 모듈(2)은 하나의 프레임(21), 복수의 광원장치(22), 하나의 광원박판(24) 및 하나의 광학필름(25)을 포함한다. As shown in Fig. 4, the
상기 프레임(21)은 광학 박막(24)을 지지하고 광원장치(22)를 수용하는데 사용된다. 광원장치(22)는 냉음극 형광램프(CCFL, Cold Cathode Fluorescent Lamps), 발광 다이오드(LED,Light Emitting Diode), 면광원(FFL,Flat Fluorescent Lamp), 외부전극 형광램프(EEFL,External Electrode Fluorescent Lamp) 혹은 열음극형광램프(HCFL,Hot Cathode Fluorescent Lamp)로 가능하다.The
상기 광원장치(22)에서 출사된 광선은 반사체(243) 사이의 간격을 통하여 광학 박막(24)의 내부로 입사되어 프레넬 렌즈 유닛(242)의 집광을 통하여 수렴된 후 출사면(241A)에 수직으로 출사되며 광선에 대한 광로는 광학필름(25)에서 수정된다.The light beam emitted from the
이어서, 광학 박막의 프레넬 렌즈 유닛의 또 다른 실시예를 공개한다. Next, another embodiment of the Fresnel lens unit of the optical thin film is disclosed.
도 3b는 본 발명의 광학 박막의 프레넬 렌즈 유닛의 제2 실시예를 도시한 도면이다. 3B is a view showing a second embodiment of the Fresnel lens unit of the optical thin film of the present invention.
도 3b와 같이 프레넬 렌즈 유닛(342)은 프레넬 렌즈(Fresnel Lens)를 사용하여 집광하는 작용을 한다. 프레넬 렌즈 유닛(342)은 복수의 프레넬 렌즈(3421)를 포함하며 각각의 프레넬 렌즈(3421)는 하나의 제1 정점(3421A)과 하나의 제2 정점(3421B)을 갖고 두 프레넬 렌즈(3421)는 각각 제2 정점(3421B)의 양측에 위치한다. As shown in FIG. 3B, the
복수의 제2 정점(3421A)은 높이가 대체적으로 같은 일직선으로 배열되며, 제2 정점(3421A)은 이 직선과 일정한 높이 차이가 있다. The plurality of
본 실시예는 상기한 구조에 따라 상기 제1 실시예의 프레넬 렌즈 유닛(242)과 같은 기능에 도달할 수 있다.The present embodiment can achieve the same function as the
이어서, 본 발명의 광학 박막의 경화 제조방법을 소개한다. Next, a method for producing the curing of the optical thin film of the present invention will be introduced.
우선, 하나의 상부면과 하나의 하부면을 가진 투명 기재, 하나의 경화제, 하 나의 금형 및 복수의 반사체를 구성하며, 상기 금형은 회전(Roller)금형 혹은 평면금형이 가능하고, 경화제는 자외선 경화제(UV curable resin) 혹은 열 경화제(Thermal-plastic resin)가 가능하다. First, a transparent substrate having one upper surface and one lower surface, a curing agent, a single mold, and a plurality of reflectors are formed. The mold can be a roller mold or a flat mold. The curing agent is an ultraviolet curing agent UV curable resin or thermal-plastic resin.
다음, 경화제를 투명 기재의 상부면에 도포한다. Next, a curing agent is applied to the upper surface of the transparent substrate.
그리고 금형의 표면에 형성된 복수의 패턴으로 경화제를 압인하여 서로 대응된 복수의 프레넬 렌즈 유닛을 형성한다. A plurality of Fresnel lens units corresponding to each other are formed by pressing the curing agent into a plurality of patterns formed on the surface of the mold.
이어서, 경화제 위에 있는 복수의 프레넬 렌즈 유닛을 경화시킨다. Then, a plurality of Fresnel lens units on the curing agent are cured.
마지막으로, 접합법 혹은 스크린 인쇄법으로 복수의 반사체를 투명 기재의 하부면에 연결하여 상기 광학 박막의 제작을 완성한다.Finally, a plurality of reflectors are connected to the lower surface of the transparent substrate by a bonding method or a screen printing method to complete the production of the optical thin film.
또한, 본 발명이 속한 기술 분야의 기술자가 광학 박막의 압출성형 제조방법으로 상기 광학 박막을 제조할 수도 있으며 그 공정은 다음과 같다. The optical thin film may be manufactured by a process of extrusion molding an optical thin film by a person skilled in the art.
우선, 하나의 상부면과 하나의 하부면을 가진 투명 기재, 하나의 금형 및 복수의 반사체를 구성한다.First, a transparent substrate having one upper surface and one lower surface, one metal mold, and a plurality of reflectors are formed.
다음, 금형의 표면에 형성된 복수의 패턴으로 투명 기재를 압인하여 투명 기재의 상부면에 서로 대응된 복수의 프레넬 렌즈 유닛을 형성한다. Next, a plurality of Fresnel lens units corresponding to each other are formed on the upper surface of the transparent substrate by pressing the transparent substrate with a plurality of patterns formed on the surface of the mold.
마지막으로, 복수의 반사체를 투명 기재의 하부면에 연결하여 상기 광학 박막의 제작을 완성한다.Finally, a plurality of reflectors are connected to the lower surface of the transparent substrate to complete the fabrication of the optical thin film.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 이때, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 고려해야 할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail, the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but should be construed according to the claims. It will be understood by those skilled in the art that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.
도 1은 대만 특허번호 I264596의 직하형 백라이트 모듈을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a direct type backlight module of Taiwan Patent No. I264596.
도 2는 본 발명의 광학 박막의 실시예를 도시한 도면이다.2 is a view showing an embodiment of the optical thin film of the present invention.
도 3a는 본 발명의 광학 박막의 프레넬 렌즈 유닛의 제1 실시예를 도시한 도면이다.3A is a diagram showing a first embodiment of the Fresnel lens unit of the optical thin film of the present invention.
도 3b는 본 발명의 광학 박막의 프레넬 렌즈 유닛의 제2 실시예를 도시한 도면이다.3B is a view showing a second embodiment of the Fresnel lens unit of the optical thin film of the present invention.
도 4는 본 발명의 광학 박막을 사용하는 백라이트 모듈의 실시예를 도시한 도면이다.4 is a view showing an embodiment of a backlight module using the optical thin film of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광학 박막에 대해 상이한 T/P 조건 하에서 실시한 광학성능 테스트 결과를 도시한 도면이다.5 is a diagram showing optical performance test results performed under different T / P conditions for an optical thin film according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광학 박막에 대해 상이한 개구율의 조건 하에서 실시한 광학성능 테스트 결과를 도시한 도면이다.FIG. 6 is a diagram showing the optical performance test results performed under conditions of different aperture ratios for the optical thin film according to the embodiment of the present invention. FIG.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 프레넬 렌즈의 광학 박막과 종래 기술에 따른 프리즘 시트에 대해 실시한 광학성능 테스트 결과를 비교한 도면이다.FIG. 7 is a chart comparing optical performance test results of an optical thin film of a Fresnel lens according to an embodiment of the present invention and a prism sheet according to the prior art.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광학 박막에 대해 상이한 반사체 두께의 조건 하에서 실시한 광학성능 테스트 결과를 도시한 도면이다.8 is a diagram showing optical performance test results performed under conditions of different reflector thicknesses for an optical thin film according to an embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 광학 박막과 종래 기술에 따른 프리즘 시트에 대해 수직시각에서 실시한 광학성능 테스트 결과를 비교한 도면이다.9 is a graph comparing optical performance test results obtained at a vertical time with respect to an optical thin film according to an embodiment of the present invention and a prism sheet according to the prior art.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 광학 박막과 종래 기술에 따른 프리즘 시 트에 대해 수평시각에서 실시한 광학성능 테스트 결과를 비교한 도면이다.10 is a graph comparing optical performance test results obtained at a horizontal time with respect to an optical thin film according to an embodiment of the present invention and a prism sheet according to the prior art.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art
1: 직하형 백라이트 모듈 12: 광원장치1: direct type backlight module 12: light source device
14: 프레넬 렌즈 2: 백라이트 모듈14: Fresnel lens 2: Backlight module
22: 광원장치 241: 본체22: Light source device 241:
241B: 입사면 2421: 프레넬 렌즈241B: incident surface 2421: Fresnel lens
2421B: 제2 정점 2421D, 2421D’: 제2 굴절면2421B:
25: 광학필름 θ2: 제2 각도25: optical film? 2: second angle
342: 프레넬 렌즈 유닛 3421A: 제1 정점342:
11: 프레임 13: 반사부재11: frame 13: reflective member
14A: 출사면 21: 프레임14A: emitting surface 21: frame
24: 광학 박막 241A: 출사면24: Optical
242: 프레넬 렌즈 유닛 2421A: 제1 정점242:
2421C: 제1 굴절면 243: 반사체2421C: first refracting surface 243: reflector
θ1: 제1 각도 L1, L2, L3: 광선? 1: first angle L1, L2, L3:
3421: 프레넬 렌즈 3421B: 제2 정점3421:
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- 2009-10-26 KR KR1020090101706A patent/KR101103282B1/en active IP Right Grant
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