KR101261620B1 - 헤테로-코닉 렌즈 형상의 단면을 갖는 렌티큘러 광학 시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 - Google Patents

헤테로-코닉 렌즈 형상의 단면을 갖는 렌티큘러 광학 시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일 방향으로 연장된 다수의 렌즈 구조물들이 배열되며, 상기 렌즈 구조물들의 단면은 하기 식 (1)로 표시되는 제1코닉 렌즈와 하기 식 (2)로 표시되는 제2코닉 렌즈가 결합된 형상인 렌티큘러 광학 시트를 제공한다.
식 (1):
Figure 112009080773514-pat00001
(상기 식 (1)에서, r1은 제1코닉 렌즈의 가상의 정점에서의 곡률 반경이고, k1은 제1코닉 렌즈의 코닉 상수이며, H1은 제1코닉 렌즈의 밑면에서 가상의 정점까지의 높이이며, y0는 제2코닉 렌즈의 밑면 직경과 제1코닉 렌즈의 단면 직경이 동일해지는 지점의 제1코닉 렌즈 밑면으로부터의 높이임.)
식 (2):
Figure 112009080773514-pat00002
(상기 식 (2)에서, r2는 제2코닉 렌즈의 정점에서의 곡률반경이고, k2는 제2코닉 렌즈의 코닉 상수이며, H2는 제2코닉 렌즈의 밑면에서 정점까지의 높이이고, y0는 제2코닉 렌즈의 밑면 직경과 제1코닉 렌즈의 단면 직경이 동일해지는 지점의 제1코닉 렌즈 밑면으로부터의 높이임.)
렌티큘러, 광학필름, 집광필름

Description

헤테로-코닉 렌즈 형상의 단면을 갖는 렌티큘러 광학 시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛{LENTICULAT OPTICAL SHEET HAVING A CROSS SECTION OF HETERO-CONIC LENSE SHAPE AND BACKLIGHT UNIT COMPRISING THE SAME}
본 발명은 렌티큘러 광학 시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 렌티큘러 렌즈의 단면이 상이한 이종 렌즈가 결합된 형상으로 형성되며, 종래의 렌티큘러 광학 시트에 비해 우수한 휘도 및 시야각을 갖는 렌티큘러 광학 시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛, 디스플레이 장치 및 조명 장치에 관한 것이다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 스스로 빛을 내지 못하는 수동 소자로, 광을 공급해주는 백라이트 유닛이 필수적이다. 한편, 최근 친환경 기술이 강조되면서 동일 전력으로 더 우수한 휘도 특성을 갖는 제품에 대한 제품이 더욱 높아지고 있는 실정이다. 따라서 백라이트 유닛의 휘도 특성을 향상시키기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.
LCD의 휘도를 향상시키기 위해 가장 보편적으로 사용되는 방법은 프리즘 시트를 사용하는 것으로, 프리즘 시트를 사용할 경우, 백라이트 유닛의 휘도 특성을 크게 향상시킬 수 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 프리즘 시트는 단면이 삼각형 형상으로 이루어져 있기 때문에 다른 광학 시트들과 함께 사용할 경우, 삼각형 정점 부근이 마모 등에 의해 손상되기 쉽고(이를 '산 무너짐 현상'이라 함), 수직 시야각에 따른 휘도가 급격히 감소하였다가 다시 증가하는 특성, 이른바 사이드-로브(side-lobe)가 발생하기 때문에 시야각 특성이 나쁘다는 문제점이 있었다.
프리즘 시트의 이와 같은 문제점을 보완하기 위하여, 단면 형상이 곡면 형상인 렌티큘러 시트가 제안되었다. 렌티큘러 시트는 단면 형상이 곡면 형상이기 때문에 산 무너짐 현상이 없고, 시야각 특성이 프리즘 시트보다 우수하지만, 휘도 개선 효과가 프리즘 시트보다 낮기 때문에, 고 휘도가 요구되는 제품에서는 프리즘 시트를 대체하기 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 프리즘 시트와 동등 이상 수준의 휘도를 보이면서도 산무너짐 현상이나 시야각 특성을 개선할 수 있는 새로운 형상의 렌티큘러 시트 및 상기 렌티큘러 시트를 포함하는 백라이트 유닛을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이를 위해 본 발명은 일 방향으로 연장된 다수의 렌즈 구조물들이 배열되며,상기 렌즈 구조물들의 단면은 하기 식 (1)로 표시되는 제1코닉 렌즈와 하기 식 (2)로 표시되는 제2코닉 렌즈가 결합된 형상인 렌티큘러 광학 시트를 제공한다.
식 (1):
Figure 112009080773514-pat00003
(상기 식 (1)에서, r1은 제1코닉 렌즈의 가상의 정점에서의 곡률반경이고, k1은 제1코닉 렌즈의 코닉 상수이며, H1은 제1코닉 렌즈의 밑면에서 가상의 정점까지의 높이이며, y0는 제2코닉 렌즈의 밑면 직경과 제1코닉 렌즈의 단면 직경이 동일해지는 지점의 제1코닉 렌즈 밑면으로부터의 높이임.)
식 (2):
Figure 112009080773514-pat00004
(상기 식 (2)에서, r2는 제2코닉 렌즈의 정점에서의 곡률반경이고, k2는 제2코닉 렌즈의 코닉 상수이며, H2는 제2코닉 렌즈의 밑면에서 정점까지의 높이이고, y0는 제2코닉 렌즈의 밑면 직경과 제1코닉 렌즈의 단면 직경이 동일해지는 지점의 제1코닉 렌즈 밑면으로부터의 높이임.)
이때, 상기 렌즈 구조물들의 피치는 10 내지 500㎛ 정도인 것이 바람직하며, 20 내지 200㎛ 정도인 것이 더 바람직하고, 40 내지 100㎛ 정도인 것이 가장 바람직하다.
또한, 상기 r1은 렌즈 피치의 1.25% 내지 6%이하인 것이 바람직하며, 1.25% 내지 5%이하인 것이 더 바람직하고, 1.25% 내지 2.6%이하인 것이 가장 바람직하다.
한편, 상기 k1은 -2.1 내지 -1.9 정도인 것이 바람직하며, -2.04 내지 -1.93 정도인 것이 더 바람직하고, -2.03 내지 -1.94 정도인 것이 가장 바람직하다.
또한, 상기 r2는 렌즈 피치의 2.5% 내지 6%이하인 것이 바람직하며, 2.5% 내지 5%이하인 것이 더 바람직하고, 2.5% 내지 2.8%이하인 것이 가장 바람직하다.
한편, 상기 k2은 -1.1 내지 -0.9 정도인 것이 바람직하며, -1.03 내지 -0.97 정도인 것이 더 바람직하고, -1.02 내지 -0.99 정도인 것이 가장 바람직하다.
다른 측면에서 본 발명은 상기한 렌티큘러 광학 시트를 적어도 하나 이상 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.
또 다른 측면에서 본 발명은 상기한 렌티큘러 광학 시트를 적어도 하나 이상 포함하는 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
또 다른 측면에서 본 발명은 상기한 렌티큘러 광학 시트를 적어도 하나 이상 포함하는 조명 장치를 제공한다.
렌즈 구조물의 단면 형상이 서로 다른 렌즈식을 만족시키는 2종의 렌즈가 결합된 형상으로 이루어진 본 발명의 렌티큘러 광학 시트를 사용할 경우, 산 무너짐 및 사이드-로브와 같은 종래 프리즘 시트의 문제점을 해결하면서도, 프리즘 시트와 동등한 수준 또는 그 이상의 휘도 개선 효과를 얻을 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
도 1에는 본 발명의 렌티큘러 광학 시트가 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 렌티큘러 광학 시트는 일면에 다수의 렌즈 구조물(10)들을 포함하며, 이때 상기 렌즈 구조물(10)들은 일 방향(예를 들면, 시트의 길이 방향)으로 연장되어 형성되며, 그 단면이 헤테로-코닉 렌즈 형상인 것을 특징으로 한다.
여기서, 헤테로-코닉 렌즈(hetero-conic lens)란, 이종(異種)의 코닉 렌즈가 결합되어 형성된 렌즈를 의미한다. 한편, 코닉 렌즈(conic lens)는 렌즈 형상이 곡면으로 이루어진 렌즈를 말하는 것으로, 예를 들면, 반구형 렌즈, 타원형 렌즈, 포물선형 렌즈, 쌍곡선형 렌즈 등을 모두 포함하는 개념이다. 일반적으로 코닉 렌즈의 형상은 렌즈의 정점에서의 곡률 반경(보통 r로 표시됨)과 코닉 상수(보통 k로 표시됨)를 변수로 하는 함수로 표시된다. 이때 상기 코닉 상수 k는 렌즈의 형상을 결정하는 것으로, k=0이면 원형, k=-1이면 포물선 형태의 렌즈가 나타나며, -1 < k < 0이면 타원형의 렌즈가 나타나며, k<-1이면 쌍곡선 형태의 렌즈가 나타난다.
본 발명에서 상기 렌즈 구조물(10)의 단면을 형성하는 상기 헤테로-코닉 렌즈 형상은 보다 구체적으로는 서로 다른 렌즈식에 의해 표시되는 두 개의 렌즈 형상이 결합되어 형성된다. 편의상 헤테로-코닉 렌즈(20)의 하부를 형성하는 렌즈를 제1코닉 렌즈(22), 헤테로-코닉 렌즈(20)의 상부를 형성하는 렌즈를 제2코닉 렌즈(24)라 하기로 할 때, 상기 제1코닉 렌즈(22)의 형상은 하기 식 (1)로 표시되며, 상기 제2코닉 렌즈(24)의 형상은 하기 식 (2)로 표시된다.
식 (1)
Figure 112009080773514-pat00005
상기 식 (1)에서, 상기 r1은 상기 식(1)을 만족하는 렌즈의 가상의 정점(A)에서의 곡률 반경을 의미하며, k1은 제1코닉 렌즈의 코닉 상수를 의미한다.
한편, H1은 제1코닉 렌즈(22)의 밑변(D1)에서 그 렌즈의 가상의 정점(A)까지의 높이를 의미한다. 이때 상기 제1코닉 렌즈(22)의 가상의 정점은 도 1에서 A로 표시되는 점을 말하는 것으로, 실제 본 발명의 광학 시트에서는 구현되지 않으나, 식 (1)로 표시되는 렌즈의 이론적인 정점을 의미한다.
또한, y0는 제2코닉 렌즈의 밑변(D2)의 길이와 식(1)로 표시되는 제1코닉 렌즈의 단면 직경이 동일해지는 지점에 해당하는 높이로, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1코닉 렌즈 밑변(D1)으로부터 제2코닉 렌즈의 밑변(D2)까지의 높이를 의미한다.
식 (2)
Figure 112009080773514-pat00006
상기 식 (2)에서, 상기 r2은 제2코닉 렌즈(24)의 정점(B)에서의 곡률 반경을 의미하며, k2은 제2코닉 렌즈(24)의 코닉 상수를 말한다.
한편, H2는 제1코닉 렌즈의 밑변(D1)에서 제2코닉 렌즈의 정점(B)까지의 높이를 나타내며, y0는 제2코닉 렌즈의 밑변(D2)의 길이와 식(1)로 표시되는 제1코닉 렌즈의 단면 직경이 동일해지는 지점에 해당하는 높이로, 다시 말해서, 제1코닉 렌즈 밑변(D1)으로부터 제2코닉 렌즈의 밑변(D2)까지의 높이를 의미한다.
한편, 상기와 같은 본 발명의 렌즈 구조물은 그 피치(P)가 10 내지 500㎛, 바람직하게는 20 내지 200㎛, 더 바람직하게는 40 내지 100㎛ 정도인 것이 좋다. 여기서 피치란 이웃한 렌즈 구조물들의 정점 사이의 거리를 의미하는 것으로, 단위 렌즈 간의 피치가 10㎛ 보다 작으면, 렌즈 금형 제작상의 어려움이 있으며, 500㎛ 보다 크면 렌즈의 높이가 커져서 렌즈의 부피 증가로 제조 원가가 상승하고 외관상 렌즈의 형상이 쉽게 시인되며, 광 분포의 균일성을 떨어뜨려 외관 품질을 떨어뜨릴 수 있다.
또한, 상기 제1코닉 렌즈를 표시하는 식(1)에 있어서, 정점에서의 곡률 반경 r1의 값은 렌즈 피치의 1.25% 내지 6% 정도인 것이 바람직하며, 1.25% 내지 5% 정도인 것이 더 바람직하고, 1.25% 내지 2.6% 정도인 것이 가장 바람직하다. r1이 렌즈 피치의 1.25% 보다 작거나 6%보다 크면 휘도 개선 효과가 미미하다.
한편, 상기 제1코닉 렌즈를 표시하는 식(1)에 있어서, 상기 k1의 값은 -2.1 내지 -1.9, 더 바람직하게는 -2.04 내지 -1.93, 가장 바람직하게는 -2.03 내지 -1.94 정도인 것이 바람직하다. k1의 값이 -2.1보다 작거나 -1.9보다 크면 휘도 개선 효과가 미미하다.
다음으로, 상기 제2코닉 렌즈를 표시하는 식(2)에 있어서, 상기 r2의 값은 상기 렌즈 피치의 2.5 내지 6%, 더 바람직하게는 2.5 내지 5%, 가장 바람직하게는 2.5 내지 2.8% 정도인 것이 바람직하다. r2가 렌즈 피치의 2.5% 보다 작거나 6%보다 크면 휘도 개선 효과가 미미하다.
한편, 상기 제2코닉 렌즈를 표시하는 식(2)에 있어서, 상기 k2의 값은 -1.1 내지 -0.9, 더 바람직하게는 -1.03 내지 -0.97, 가장 바람직하게는 -1.02 내지 -0.99 정도인 것이 바람직하다. k2의 값이 -1.1보다 작거나 -0.9보다 크면, 휘도 개선 효과가 미미하다.
본 발명의 렌즈 구조물(10)의 단면이 헤테로-코닉 렌즈 형상으로 형성될 경우, 하나의 렌즈 구조물(10)이 2개의 곡률을 가지기 때문에, 렌즈면에서 발생하는 광 리사이클링(recycling) 효과를 줄일 수 있다. 이를 보다 구체적으로 살펴보면, 한 종류의 곡선 형상의 단면을 갖는 종래의 렌티큘러 시트나 삼각형 단면 형상을 갖는 프리즘 시트의 경우, 렌즈 면에서 단일 곡면 또는 단일 기울기를 통해 전반사되거나 반사되어, 광원이나 반사층 또는 기타 하부의 구조물로 리사이클링(Recycling)되는 광량이 적지 않다. 이와 같이 리사이클링된 빛들은 반사판 등을 통해 재반사되어 다시 렌티큘러 시트나 프리즘 시트에 도달하게 되는데, 이 경우 다시 동일한 형태의 곡면이나 기울기를 만나게 되면, 또 한번 리사이클링될 가능성이 높다. 그러나, 본 발명의 렌티큘러 광학 시트의 경우, 렌즈 면이 서로 다른 2개의 곡면을 가지기 때문에, 제1차 곡면(즉, 제1코닉 렌즈면에 해당하는 곡면)에 대해 전반사 특성을 갖는 광이라도, 제2차 곡면(즉, 제2코닉 렌즈면에 해당하는 곡면)에서는 전반사 특성을 갖지 않을 수 있고, 마찬가지로 제2차 곡면에 대해 전반사 조건을 만족한 광이라도, 제1차 곡면에 대해서는 전반사 조건을 만족하지 않을 수 있으므로, 확률적으로 단일 곡면의 단위 렌즈에 비해 빛의 리사이클링이 감소하 여, 상대적으로 광 추출율이 늘어나고, 그 결과 휘도가 향상되게 된다. 따라서, 단일 코닉 렌즈의 시야각 분포를 크게 훼손하지 않으면서 휘도를 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 렌티큘러 광학 시트(100)의 재질은 투명한 재질이면 되고, 특별히 제한되지 않는다, 예를 들면, 본 발명의 렌티큘러 광학 시트(100)의 재질로는 수지, 플라스틱, 유리 등이 사용될 수 있다. 상기 수지로는, 예를 들면, 우레탄 아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 에스테르아크릴레이트 또는 라디칼 발생형 모노머 등이 사용될 수 있으며, 이들은 각각 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다. 상기 플라스틱으로는, 예를 들면, 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리스타이렌(polystyrene, PS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephtalate, PET), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 및 PMMA와 PS의 공중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다. 한편, 상기 유리로는 규소산화물(SiO2)에 산화리튬(Li2O)이나 산화붕소(B2O3) 또는 산화칼슘(CaO) 또는 산화칼륨(K2O) 또는 산화마크네슘(MgO) 등의 산화물을 첨가한 실리카(silica) 또는 실리케이트(silicate) 계열을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명과 같이 일면에 헤테로-코닉 렌즈가 형성된 렌티큘러 광학 시트(100)를 제조하는 방법은, 당해 기술 분야에 잘 알려져 있으며, 본 발명 역시 이 러한 종래의 기술을 이용하면 되고, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 고분자 수지를 이용하여 본 발명의 렌티큘러 광학 시트(100)를 제조하는 경우에는 원하는 형상, 즉 본 발명의 렌즈 구조물의 형상이 음각된 금형에 상기 고분자 수지를 흘려넣고 자외선이나 열을 이용하여 경화시키는 방법으로 형성할 수 있다. 또한, 플라스틱이나 유리를 이용하여 본 발명의 렌티큘러 광학 시트(100)를 제조하는 경우에는 음각 형태의 사출 금형을 제작한 후, 금형 내로 플라스틱 또는 유리의 용융액을 주입한 후에 냉각하여 얻는 사출 공정을 이용할 수 있다. 또한, 유리의 경우는 RIE(Reactive ion etching) 등의 식각 공정 방법을 통해 형성할 수도 있다.
한편, 본 발명의 상기 렌티큘러 광학 시트(100)를 LCD와 같은 디스플레이 장치의 백라이트 유닛에 사용할 경우, 산 무너짐이나 시야각 저하와 같은 문제를 발생시키기 않으면서, 프리즘 시트와 동등 수준 이상의 휘도를 구현할 수 있다. 도 2 및 도 3에는 본 발명의 렌티큘러 광학 시트(100)를 채용한 백라이트 유닛의 구현예들이 도시되어 있다.
도 2에는 직하형 백라이트 유닛이 도시되어 있고, 도 3에는 엣지형 백라이트 유닛이 도시되어 있다. 일반적으로 백라이트 유닛의 종류는 광원이 디스플레이 패널의 하부에 위치하는 직하형과 디스플레이 패털의 모서리 부분에 위치하는 엣지형으로 구분되나, 본 발명의 렌티큘러 광학 시트는 백라이트 유닛의 종류에 무관하게 사용될 수 있다.
먼저 도 2에 도시된 바와 같이, 직하형 백라이트 유닛은 일반적으로 광원(400), 확산판(300) 및 집광 필름(100) 등으로 이루어지는 것이 일반적이며, 필요에 따라, 적당한 위치에 확산 필름(200)을 추가로 포함할 수 있다.
이때 상기 광원(400)은 백라이트 유닛에 광을 공급하기 위한 것이며, 확산판(300)은 광원에서 출사되는 빛을 균일하게 분산시켜 램프 무라 현상을 개선하고, 휘도를 균일하게 하기 위한 것이다. 한편, 집광 필름(100)은 빛을 디스플레이 정면 방향으로 집광시키기 위한 것으로, 본 발명의 경우, 상기한 렌티큘러 광학 시트를 사용한다. 한편, 확산 필름(200)은 빛의 휘도 분포를 균일하게 하기 위한 것으로, 필요에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 확산판과 집광 필름 사이에 배치되거나, 집광 필름 상부에 배치될 수 있다.
한편, 도 2에는 렌티큘러 광학 시트가 1장 사용된 경우가 도시되어 있으나, 필요에 따라, 본 발명의 렌티큘러 광학 시트를 2장 이상 적층하여 사용할 수 있다. 렌티큘러 광학 시트를 2장 이상 사용할 경우, 1장만 사용하는 경우보다 더 우수한 휘도 향상 효과를 얻을 수 있다. 또한, 렌티큘러 렌즈 구조물의 연장 방향이 서로 수직이 되도록 배치할 경우, 이러한 효과를 극대화할 수 있다.
다음으로, 엣지형 백라이트 유닛은, 도 3에 도시된 바와 같이, 광원(400), 도광판(500) 및 집광 필름(100) 등으로 이루어지는 것이 일반적이며, 직하형 백라이트 유닛과 마찬가지로, 필요에 따라, 적당한 위치에 확산 필름(200)을 추가로 포함할 수 있다.
이때 상기 광원(400)은 백라이트 유닛의 모서리에 배치되며, 도광판(500)은 광원(400)에서 방출된 빛의 경로를 조절하여, 빛이 디스플레이 패널 방향으로 진행되도록 하기 위한 것이다. 한편, 집광 필름(100)과 확산 필름(200)은 직하형 백라이트 경우와 동일하므로, 설명을 생략하기로 한다.
한편, 상기와 같은 백라이트 유닛은 액정표시장치(LCD), 3차원 표시장치(3D Display), 유기발광표시장치(OLED) 등과 같은 디스플레이 장치에 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 광학시트는 상기한 백라이트 유닛 외에도 LED 조명 장치, OLED 조명 장치 등과 같은 조명 장치에 집광을 위해 사용될 수 있다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 더 자세히 설명한다.
실시예
단면 형상이 식 (1)로 표시되는 제1코닉 렌즈 및 식 (2)로 표시되는 제2코닉 렌즈가 결합된 형상이며, 렌즈 구조물 간의 피치(P)가 50㎛인 렌티큘러 광학 시트를 백라이트 상에 적층하였을 때의 수평 시야각에 따른 휘도 특성과 수직 시야각에 따른 휘도 특성을 레이-트레이싱 프로그램(Ray-tracing program, 람다리서치사(Lambda Research Co.)의 TracePro)을 이용한 시뮬레이션을 통해 측정하였다. 측정된 수평 및 수직 시야각에 따른 휘도 특성 결과는 각각 도 4 및 도 5에 도시하였 다.
이때, 상기 D1=50㎛, D2=4㎛이었으며, 식(1) 및 식 (2)에서, r1=1㎛, k1=-1.989, H1=24.15㎛, r2=1.1㎛, k2=-0.99, H2=1.83㎛, y0=22.91㎛였으며, 시뮬레이션 조건은, 광원으로 상용화된 확산 광원(CCFL 광원)이 약 28mm의 간격으로 16개 배치된 TV용 직하형 백라이트 유닛에서, 그 위에 두께 2mm이고 헤이즈(Haze)가 80%인 폴리스타이렌 재질의 확산판 및 확산필름이 적층되고, 그 위에 상기의 렌티큘러 광학 시트를 적층한 상황을 가정하였다.
비교예 1
헤테로-코닉 렌즈 형상의 단면을 갖는 렌티큘러 광학 시트 대신 곡률 반경이 1㎛이고, 코닉 상수가 -1.989인 단일 곡면 렌즈 형상의 단면을 가지며, 피치가 50㎛인 렌티큘러 광학 시트를 적층한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건에서 수평 시야각에 따른 휘도 특성과 수직 시야각에 따른 휘도 특성을 측정하였다. 그 결과는 각각 도 4와 도 5에 도시하였다.
비교예 2
헤테로-코닉 렌즈 형상의 단면을 갖는 렌티큘러 광학 시트 대신 피치가 50㎛이고, 정점 각도가 90°인 프리즘 시트를 적층한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일 한 조건에서 수평 시야각에 따른 휘도 특성과 수직 시야각에 따른 휘도 특성을 측정하였다. 그 결과는 각각 도 4와 도 5에 도시하였다.
도 4 및 도 5를 통해, 본 발명의 헤테로-코닉 렌즈 형상의 단면을 갖는 렌티큘러 광학 시트를 사용할 경우, 비교예 1의 렌티큘러 광학 시트에 비해 중심 휘도가 약 5% 정도 상승하여, 비교예 2의 프리즘 시트와 동등 수준의 중심 휘도를 가짐과 동시에, 사이드-로브 특성은 비교예 1의 렌티큘러 광학 시트와 거의 동등한 수준까지 개선되어, 비교예 2의 프리즘 시트에 비해 우수한 시야각 특성을 가짐을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 광학 시트를 사용할 경우, 중심 휘도가 높으면서도, 우수한 시야각 특성을 구현할 수 있음을 알 수 있다.
도 1은 본 발명의 렌티큘러 광학 시트를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 직하형 백라이트 유닛의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 엣지형 백라이트 유닛의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 실시예 및 비교예 1, 2의 수평 시야각 특성을 보여주는 그래프이다.
도 5는 실시예 및 비교예 1, 2의 수직 시야각 특성을 보여주는 그래프이다.

Claims (9)

  1. 광원; 및
    렌티큘러 광학 시트를 포함하는 액정표시장치용 백라이트 유닛이며,
    상기 렌티큘러 광학 시트는, 일 방향으로 연장된 다수의 렌즈 구조물들이 배열되며,
    상기 렌즈 구조물들의 단면은 하기 식 (1)로 표시되는 제1코닉 렌즈와 하기 식 (2)로 표시되는 제2코닉 렌즈가 결합된 형상이며,
    하기 r1은 렌즈 피치의 1.25% 내지 6%이며,
    하기 k1은 -2.1 내지 -1.9이며,
    하기 r2는 렌즈 피치의 2.5 내지 6%이며,
    하기 k2는 -1.1 내지 -0.9인 액정표시장치용 백라이트 유닛.
    식 (1) :
    Figure 112013027728363-pat00007
    (상기 식 (1)에서, r1은 제1코닉 렌즈의 가상의 정점에서의 곡률반경이고, k1은 제1코닉 렌즈의 코닉 상수이며, H1은 제1코닉 렌즈의 밑면에서 가상의 정점까지의 높이이며, y0는 제2코닉 렌즈의 밑면 직경과 제1코닉 렌즈의 단면 직경이 동일해지는 지점의 제1코닉 렌즈 밑면으로부터의 높이임.)
    식 (2) :
    Figure 112013027728363-pat00008
    (상기 식 (2)에서, r2는 제2코닉 렌즈의 정점에서의 곡률반경이고, k2는 제2코닉 렌즈의 코닉 상수이며, H2는 제2코닉 렌즈의 밑면에서 정점까지의 높이이고, y0는 제2코닉 렌즈의 밑면 직경과 제1코닉 렌즈의 단면 직경이 동일해지는 지점의 제1코닉 렌즈 밑면으로부터의 높이임.)
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 구조물들은 피치가 10 내지 500㎛인 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  7. 삭제
  8. 청구항 1 또는 청구항 6의 액정표시장치용 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치.
  9. 삭제
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