KR101374362B1 - 광학필름, 이를 이용한 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치 - Google Patents

광학필름, 이를 이용한 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 광학필름은 일면 및 이에 대향하는 타면을 갖는 기재필름, 상기 일면에 형성되어 상기 타면으로부터 입사되는 광을 모아주는 서로 이격된 복수 개의 서브집광부를 포함하는 집광부, 상기 타면으로부터 입사되는 광을 확산시켜주며 상기 서브집광부 사이에 형성된 복수 개의 서브확산부를 포함하는 확산부를 포함한다.
본 발명의 광학필름은 하나의 필름에 집광기능과 확산기능을 부여하여, 백라이트 유닛의 부품수를 줄이고 불량률을 감소시킬 수 있으며, 휘도와 시야각 특성의 조절이 가능한 장점이 있다.

Description

광학필름, 이를 이용한 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치{Optical film, backlight unit and display apparatus using the same}
본 발명은 광학필름, 이를 이용한 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 확산기능과 광 집광기능이 일체화시켜 부품수 감소 및 원가절감이 가능한 광학필름, 이를 이용한 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 디스플레이(flat panel display) 중 하나이다. 일반적으로 액정 디스플레이는 TFT(Thin Film Transistor) 어레이 기판과 칼라필터 기판 사이에 액정층이 봉입된 구조를 취한다. 상기 어레이 기판과 칼라필터 기판에 존재하는 전극에 전기장을 인가하면 그 사이에 봉입된 액정층의 액정 분자의 배열이 변하게 되고, 이를 이용해 영상을 표시하게 된다. 그런데, 액정 디스플레이는 자체발광을 하는 디스플레이가 아니기 때문에 백라이트 유닛을 필요로 한다.
도 1은 종래기술에 따른 백라이트 유닛의 구조를 나타낸 사시도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 백라이트 유닛(backlight unit)은 광원(10), 도광판(14), 확산판(18) 및 프리즘시트(20) 등을 포함하여 구성된다. 광원(10)으로부터 방사된 광은 직접 또는 광원반사판(12)에 반사되어 도광판(14)에 유입되며, 도광판(14)은 광을 굴절, 반사사켜 상부 확산판(18) 쪽으로 보내 준다. 일부 광은 하부반사판(16)에 반사되어 도광판(14)을 통과하여 상측의 확산판(18)으로 입사된다. 확산판(18)을 통과한 광은 프리즘시트(20) 및 보호시트(22)를 거쳐 액정셀(도시하지 않음)로 입사된다.
상기 확산판(18)은 액정 디스플레이의 휘도 분포를 균일하게 해주는 역할을 하고, 프리즘시트(20)는 디스플레이의 시청면에 수직한 방향으로 집광시키는 역할을 해 주는데 별도의 필름(시트)으로 구성되어 있어 원가상승 및 불량상승 요인이 되고 있다.
본 발명의 하나의 목적은 광 확산 기능과 광 집광 기능을 일체화시켜, 부품 수의 감소, 불량률 감소를 통해 원가 절감이 가능한 광학필름, 이를 이용한 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 휘도 특성과 시야각 특성의 선택적 조절이 가능한 광학필름, 이를 이용한 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 광학필름에 관한 것이다. 상기 광학필름은 일면 및 이에 대향하는 타면을 갖는 기재필름, 상기 일면에 형성되어 상기 타면으로부터 입사되는 광을 모아주는 서로 이격된 복수 개의 서브집광부를 포함하는 집광부 및 상기 타면으로부터 입사되는 광을 확산시켜주며 상기 서브집광부 사이에 형성된 복수 개의 서브확산부를 포함하는 확산부를 포함한다.
구체예에서, 상기 기재필름은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 및 폴리카보네이트(PC) 중에서 어느 하나 이상 선택된 재질을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 서브집광부는 프리즘 패턴을 포함할 수 있으며, 상기 프리즘 패턴의 피치는 2㎛ 내지 100㎛일 수 있다.
구체예에서, 상기 서브확산부는 렌즈 패턴을 포함할 수 있으며, 상기 렌즈 패턴을 구성하는 렌즈의 반경이 0.1㎛ 내지 60㎛, 상기 렌즈 패턴의 피치는 0.2㎛ 내지 120㎛일 수 있다.
구체예에서, 상기 집광부와 확산부의 면적비가 1:5 내지 5:1일 수 있다.
구체예에서, 상기 기재필름, 상기 확산부 및 상기 집광부는 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 백라이트 유닛에 관한 것이다. 상기 백라이트 유닛은 일면 및 이에 대향하는 타면을 갖는 기재필름과, 상기 일면에 형성되어 상기 타면으로부터 입사되는 광을 모아주는 서로 이격된 복수 개의 서브집광부로 이루어진 집광부와, 그리고 상기 타면으로부터 입사되는 광을 확산시켜주며 상기 서브집광부 사이에 형성된 복수 개의 서브확산부로 이루어진 확산부를 포함하는 광학필름을 포함한다.
구체예에서, 상기 백라이트 유닛은 광학필름의 일면에 적층된 도광판 및 상기 도광판의 적어도 일측면에 배치된 광원을 더 포함하는 에지형 백라이트 유닛일 수 있다.
구체예에서, 상기 백라이트 유닛은 광학필름의 일면에 적층된 확산판 및 상기 확산판의 일면에 배치되는 광원을 더 포함하는 직하형 백라이트 유닛일 수 있다.
구체예에서, 상기 서브확산부는 상기 광원과 대응하는 위치에 존재할 수 있다.
구체예에서, 상기 광원은 CCFL이고, 상기 서브확산부는 상기 CCFL의 길이방향을 따라 배치되며, 상기 서브확산부의 폭은 상기 CCFL의 직경의 90% 내지 150%일 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점은 디스플레이 장치에 관한 것이다. 상기 디스플레이 장치는 광원으로부터 입사된 광을 액정셀 쪽으로 유입시켜주는 도광판과 상기 도광판의 일면에 적층되는 광학필름을 포함하되, 상기 광학필름은 일면 및 이에 대향하는 타면을 갖는 기재필름, 상기 일면에 형성되어 상기 타면으로부터 입사되는 광을 모아주는 서로 이격된 복수 개의 서브집광부로 이루어진 집광부 및 상기 타면으로부터 입사되는 광을 확산시켜주며 상기 서브집광부 사이에 형성된 복수 개의 서브확산부로 이루어진 확산부를 포함하는 백라이트 유닛을 포함한다.
구체예에서, 상기 백라이트 유닛의 일면에 구비된 액정패널을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 광학필름, 이를 이용한 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치는 광 확산 기능과 광 집광 기능을 일체화시킨 광학필름을 사용함으로써, 부품 수의 감소, 불량률 감소에 따른 원가절감이 가능한 효과가 있다. 또한, 휘도 특성과 시야각 특성의 선택적 조절이 가능한 잇점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 백라이트 유닛의 구조를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 광학필름의 평면도, 도 3은 단면도이다.
도 4는 (서브)집광부의 프리즘 패턴에 대한 다양한 실시형태를 도시한 단면도이다.
도 5는 (서브)확산부를 구성하는 렌즈 패턴의 다양한 실시형태를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 한 구체예에 따른 백라이트 유닛의 평면도, 도 7은 도 6의 X-Y 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 구체예에 따른 백라이트 유닛의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 구체예에 따른 광학필름의 평면도이다.
도 10은 출사각에 대한 광 프로파일 시뮬레이션 결과이다.
도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 광학필름의 평면도, 도 3은 단면도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이, 본 발명의 한 구체예에 따른 광학필름은 기재필름(100)의 일면에 형성된 집광부(110)와 확산부(120)를 포함한다.
기재필름(100)은 일면(100a)과 이에 대향하는 타면(100b)을 가지며, 상기 일면(100a)에는 집광부(110)와 확산부(120)가 존재한다. 기재필름(100)은 가시광선에 투명한 물질로 이루어진다.
집광부(110)는 제1서브집광부(111), 제2서브집광부(112), 제3서브집광부(113), 제4서브집광부(114) 및 제5서브집광부(115)를 포함한다. 도 2 및 도 3에 도시된 서브집광부(111~115)의 갯수는 일례에 불과하며 2개 이상의 서브집광부가 존재할 수 있다. 집광부(110)는 도광판으로부터 입사된 광을 집광하여 액정셀 쪽으로 보내주는 역할을 하는 것으로서, 집광부(110)를 구성하는 서브집광부(111~115)에는 프리즘 패턴이 형성될 수 있다.
확산부(120)는 제1서브확산부(121), 제2서브확산부(122), 제3서브확산부(123) 및 제4서브확산부(124)를 포함한다. 도 2 및 도 3에 도시된 서브확산부(121~124)의 갯수는 일례에 불과하며 2개 이상의 서브확산부가 존재할 수있다. 확산부(120)는 도광판으로부터 입사된 광을 확산시켜 액정셀 쪽으로 보내주는 역할을 하는 것으로서, 확산부(120)를 구성하는 서브확산부(121~124)에는 렌즈 패턴이 존재할 수 있다. 상기 렌즈 패턴은 볼록한 형태의 렌즈들로 이루어진 패턴으로서, 도트 패턴, 엠보 패턴, 렌티큘러렌즈 패턴 등을 포함한다.
집광부(110)과 확산부(120)의 면적비는 1:5 내지 5:1, 바람직하게는 1:3 내지 3:1인 것이 좋다. 상기 면적비 범위 내에서 집광특성과 확산특성을 모두 갖춰 휘도 및 시야각 특성이 우수하고, 상기 면적비 조절을 통해 휘도 특성과 시야각 특성의 선택적 조절이 가능한 장점이 있다.
기재필름(100)은 가시광선 영역에서 투광성을 보이는 재질이면 제한없이 이용할 수 있다. 예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA: Polymethyl methacrylate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: Polyethylene terephthalate), 폴리프로필렌(PP: Polypropylene), 폴리에틸렌(PE: Polyethylene) 및 폴리카보네이트(PC: Polycarbonate) 중에서 선택된 어느 하나 이상의 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.
상기 기재필름(100), 집광부(110) 및 확산부(120)는 동일한 물질로 이루어질 수도 서로 다른 물질로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 전술한 기재필름(100)에 자외선 등의 광경화 폴리머를 코팅하고 롤에 의해 패턴을 전사하는 방식에 의해 광학필름을 제조하는 경우에는 서로 다른 물질로 이루어질 수 있으며, 동일한 물질을 직접 패턴전사방식에 의해 광학필름을 제조할 수도 있다.
도 4는 서브집광부(집광부)의 집광 패턴에 대한 다양한 실시형태를 도시한 단면도이다. 도시된 집광 패턴은 프리즘 패턴이나 다른 집광 패턴이 사용될 수도 있다.
도 4(A)에 도시된 것과 같이, 상기 프리즘 패턴은 동일한 프리즘(a1)이 주기적으로 반복되어 일정 피치(P1)를 갖는 프리즘 패턴일 수 있다. 상기 프리즘의 끼인각(α1)은 각 프리즘에서 동일하며 80도 내지 100도, 바람직하게는 87도 내지 93도 일 수 있다. 상기 프리즘의 피치(P1)는 2㎛ 내지 100㎛, 바람직하게는 10㎛ 내지 70㎛일 수 있다. 상기 끼인각(α1), 피치(P1) 범위 내에서 집광효율이 우수할 수 있다. 상기 프리즘의 형상은 정삼각형, 이등변삼각형과 같이 좌우 대칭형태의 프리즘이 바람직하나 좌우 대칭형태의 프리즘이 아닐 수도 있으며 광원의 종류, 배치에 따라 그 형태가 달라질 수도 있다. 프리즘의 밑변의 길이(L1)는 상기 피치(P1)와 동일할 수도 서로 다를 수도 있다.
도 4(B)에 도시된 것과 같이, 상기 프리즘 패턴은 2개 이상의 동일한 프리즘이 반복되는 구조일 수 있다. 즉, 제1프리즘(a2)과 크기 내지 형태가 다른 제2프리즘(a3)이 교대로 반복되는 구조일 수 있다. 2가지 종류의 프리즘이 반복될 수도 있으며, 3가지 이상의 동일한 프리즘이 반복되는 구조일 수도 있다. 상기 프리즘의 끼인각(α2, α3)은 80도 내지 100도, 바람직하게는 87도 내지 93도일 수 있다. 상기 프리즘의 제1끼인각(α2)과 제2끼인각(α3)은 서로 같을 수도 있고 서로 다를 수도 있다. 상기 프리즘의 밑변의 길이(L2, L3)는 2㎛ 내지 100㎛, 바람직하게는 10㎛ 내지 70㎛일 수 있다. 상기 프리즘의 형상은 정삼각형, 이등변삼각형과 같이 좌우 대칭형태의 프리즘이 바람직하나 좌우 대칭형태의 프리즘이 아닐 수도 있다.
도 4(C)에 도시된 것과 같이, 상기 프리즘 패턴은 서로 다른 프리즘 패턴이 존재할 수 있다. 즉, 서로 다른 크기 또는 서로 다른 형상의 프리즘(a4, a5, a6, a7)가 형성될 수 있으며, 그 끼인각(α4, α5, α6, α7) 또한 서로 다를 수 있고, 프리즘의 밑변의 길이(L4, L5, L6, L7)도 서로 다를 수 있다. 서로 다른 크기 또는 형상이라 하여 반드시 서로 달라야 하는 것은 아니고 특정의 규칙을 갖지 않는 프리즘 패턴일 수 있다.
도 5는 서브확산부(확산부)를 구성하는 확산 패턴의 다양한 실시형태를 나타낸 단면도이다. 도시된 확산 패턴은 렌즈 패턴이나 다른 확산 패턴일 수도 있다.
도 5(A)에 도시된 것과 같이, 상기 렌즈 패턴은 반경이 R1인 동일한 모양의 렌즈(b1)가 일정 피치(Q1)를 갖는 형태로 배열된 규칙적인 렌즈 패턴일 수 있다. 이때, 상기 렌즈의 반경(R1)은 0.1㎛ 내지 60㎛, 바람직하게는 10㎛ 내지 50㎛일 수 있으며, 상기 렌즈 패턴의 피치(Q1)는 0.2㎛ 내지 120㎛, 바람직하게는 20㎛ 내지 100㎛일 수 있다.
도 5(B)에 도시된 것과 같이, 렌즈 패턴은 반경이 R2인 동일한 모양의 렌즈(b2)가 일정 피치(Q2)를 갖는 규칙적인 렌즈 패턴일 수 있다. 즉, 렌즈와 렌즈 사이에 렌즈가 없는 스페이스가 존재하는 형태일 수 있다.
도 5(C)에 도시된 것과 같이, 불규칙적인 렌즈 패턴일 수 있다. 즉, 각각의 렌즈(b3, b4, b5, b6)의 높이와 길이가 서로 다른 형태일 수 있다. 그 높이와 길이가 서로 다른 형태라 하여 반드시 달라야 하는 것은 아니고 일정 규칙이 존재하지 않는 렌즈 패턴일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치에 관한 것이다. 도 6은 본 발명의 한 구체예에 따른 백라이트 유닛의 평면도, 도 7은 도 6의 X-Y 단면도이다. 설명의 편의를 위해 일부 구성 부품만을 도시한 것이며, 도시된 구성 부품 외의 공지의 다른 부품이 포함될 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 것과 같이, 본 발명의 한 구체예에 따른 백라이트 유닛은 에지형 백라이트 유닛이며, 전술한 광학필름(200), 광원(202) 및 도광판(204)을 포함한다.
광원(202)으로부터 방출된 광은 도광판(204)을 통해 상부에 적층된 광학필름(200)으로 유입되며, 일부 광은 도광판(204)의 하부에 존재하는 반사판(206)을 통해 도광판(204)를 거쳐 광학필름(200)으로 유입될 수 있다. 상기 광학필름의 상부에는 보호필름(208)이 적층될 수 있다. 본 발명에서 '상부', '하부'라는 용어를 사용하는 경우, 이는 설명의 편의를 위해 지면(紙面)을 기준으로 한 것이며, 반드시 위와 아래 쪽을 의미하는 용어는 아니다.
광원(202)은 발광다이오드(LED: Light Emitting Diode) 또는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)일 수 있으며, 발광다이오드는 백색 발광다이오드 또는 R, G, B의 세가지 종류의 발광다이오드일 수 있다. 도면에는 일례로서 발광다이오드를 도시하였다.
상기 백라이트 유닛의 일면(상부)에 액정패널을 적층하면 액정 디스플레이 장치가 된다. 액정패널은 상부기판과 하부기판 사이에 액정을 봉입한 구조를 취하며, 상기 액정모드는 TN(Twisted Nematic) 액정모드일 수도 있고, IPS(In-Plane Switching), FFS(Fringe Field Switching) 등의 수평배향모드일 수도 있으며, 수직배향모드일 수도 있다. 상기 액정패널은 패시브 매트릭스일 수도 액티브 매트릭스일 수도 있으나, TFT 액티브 매트릭스 액정패널이 바람직하다. 상기 액정 디스플레이 장치는 휴대폰, 모니터, TV, 태블릿 PC, 노트북 등 전자장치의 화상표시용으로 사용될 수 있다. 또한, 전술한 백라이트 유닛의 일면에 사진 등을 부착하면 전자액자가 될 수 있으며, 광고용 그림을 배치하면 광고판이 될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 다른 구체예에 따른 백라이트 유닛의 단면도이다. 도 8에 도시된 것과 같이, 본 발명의 다른 구체예에 따른 백라이트 유닛은 직하형 백라이트 유닛이며, 전술한 광학필름(200), 광원(202) 및 확산판(210) 등을 포함할 수 있다.
직하형 백라이트 유닛은 도광판(204)의 일면(하부)에 광원이 배치된 구조이며, 광원(202)으로부터 방사된 광의 일부는 직접 확산판(210)으로 유입되고, 일부는 그 하부의 반사판(212)을 통해 반사되어 다시 확산판(210)으로 유입된다. 확산판(210)을 통해 확산된 광은 본 발명의 광학필름(200)을 거치면서 집광 및 확산되어 그 상부의 액정패널(도시하지 않음) 등으로 유입될 수 있다.
광원(202)은 발광다이오드(LED) 또는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)일 수 있으며, 발광다이오드는 백색 발광다이오드 또는 R, G, B의 세가지 종류의 발광다이오드일 수 있다. 도면에는 일례로서 CCFL을 도시하였다.
상기 광원, 즉 CCFL(202)은 통상 일직선으로 연장된 튜브 형상이다. 이 경우 확산판(210)에 의해 광이 확산되더라도 상기 CCFL(202)이 존재하는 부분은 다른 부분보다 더 밝아지게 된다. 이를 방지하기 위해 확산판의 두께 등을 늘려 확산기능을 향상시킬 수는 있으나 그 경우 집광 특성에 악영향을 끼치며 재료비의 상승, 휘도 저하의 원인이 될 수 있다.
즉, 상기 백라이트 유닛은 CCFL(202)의 위치에 대응하는 위치에는 서브확산부(200b)가 위치하고, CCFL(202) 간의 스페이스에는 서브집광부(200c)가 위치하도록 하여, CCFL(202)에 의한 휘도 불균일 문제를 해결할 수 있는 잇점이 있다. 도면부호 200b는 서브확산부 또는 확산부를 나타내고, 200c는 서브집광부 또는 집광부를 나타내며, 편의상 일부에만 도면부호를 표시하였다.
즉, 도면에서 CCFL(202)의 중심축과 서브확산부(200b)의 중심이 일치하도록 하는 것이 바람직하며, 상기 CCFL(202)의 길이방향을 따라 서브확산부(200b)가 배치될 수 있다. 상기 서브확산부(200b)의 폭(D)은 CCFL(202)의 직경(d)보다 약간 작은 값부더 CCFL(202)의 직경보다 큰 값일 수 있다. 구체적으로, 서브확산부(200b)의 폭(D)은 CCFL(202)의 직경(d)의 90% 내지 150%, 바람직하게는 100% 내지 120%일 수 있다.
상기 백라이트 유닛의 일면(상부)에 액정패널을 적층하면 액정 디스플레이 장치가 된다. 액정패널은 상부기판과 하부기판 사이에 액정을 봉입한 구조를 취하며, 상기 액정모드는 TN(Twisted Nematic) 액정모드일 수도 있고, IPS(In-Plane Switching), FFS(Fringe Field Switching) 등의 수평배향모드일 수도 있으며, 수직배향모드일 수도 있다. 상기 액정패널은 패시브 매트릭스일 수도 액티브 매트릭스일 수도 있으나, TFT 액티브 매트릭스 액정패널이 바람직하다. 상기 액정 디스플레이 장치는 휴대폰, 모니터, TV, 태블릿 PC, 노트북 등 전자장치의 화상표시용으로 사용될 수 있다.
또한, 전술한 백라이트 유닛의 일면에 사진 등을 부착하면 전자액자가 될 수 있으며, 광고용 그림을 배치하면 광고판이 될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 다른 구체예에 따른 광학필름의 평면도이다. 도시된 것과 같이, 본 발명의 다른 구체예에 따른 광학필름은 서브집광부(111, 112, 113, …)와 서브확산부(121, 122, 123, …)가 바둑판식으로 교차한다. 도면에는 일례로서 서브집광부와 서브확산부 중 일부의 서브집광부와 서브확산부에만 도면부호를 표시하였다.
상기 광학필름을 에지형 백라이트 유닛 또는 직하형 백라이트 유닛에 적용할 수 있으며, 액정패널 등을 배치하여 디스플레이 장치를 구현할 수도 있다.
상기 광학필름을 직하형 백라이트 유닛에 적용하는 경우, 서브확산부(121, 122, 123, …)는 광원인 발광다이오드의 위치에 대응하도록 할 수 있다. 즉, 제1서브확산부(121)의 하부에 발광다이오드가 위치하고, 제2서브확산부(122) 하부에 발광다이오드가 위치하며, 제3서브확산부(123) 하부에 발광다이오드가 위치하도록 하여 광원(발광다이오드)이 존재하는 부분은 확산시켜주고, 광원과 광원 사이의 빈 공간에는 서브집광부(집광부)를 위치시켜 광을 모으도록 하여 전체적으로 균일한 휘도분포를 갖도록 할 수 있다.
< 실시예 및 비교예 >
본 발명의 한 구체예에 따른 집광필름을 모델링하여, Optical Research Associate사의 광시뮬레이션 프로그램인 LightTools 6.0을 사용하여 하기와 같은 방법으로 시뮬레이션 작업을 수행하였다.
기재필름은 투과율 100%, 굴절율 1.58, 두께 188㎛인 PET 필름으로 모델링하였다. 또한 집광부(서브집광부)의 프리즘은 밑변의 길이가 50㎛이고 끼인각이 90°인 정각프리즘으로 설정하였으며, 확산부(서브확산부)의 렌즈는 직경이 25㎛인 구형으로 설정하였다. 확산부(서브확산부)의 렌즈 패턴의 분포는 도 2와 같이 바둑판과 같이 정렬되어 있는 것으로 가정하였다.
전술한 구조를 기본으로 아래와 같이 집광부와 확산부의 면적비를 달리하여, 실시예1 내지 실시예 5, 비교예1 내지 비교예2로 나누어 시뮬레이션을 하였고, 그 결과(출사각에 대한 광 프로파일)를 도 10에 나타내었다.
[실시예1]
집광부 : 확산부의 면적비 = 1 : 5인 경우
[실시예2]
집광부 : 확산부의 면적비 = 1 : 3인 경우
[실시예3]
집광부 : 확산부의 면적비 = 1 : 1인 경우
[실시예4]
집광부 : 확산부의 면적비 = 3 : 1인 경우
[실시예5]
집광부 : 확산부의 면적비 = 5 : 1인 경우
[비교예1]
광학필름의 일면에 확산부(렌즈)만 존재하는 경우
[비교예2]
광학필름의 일면에 집광부(프리즘)만 존재하는 경우
도 10에 도시된 것과 같이, 시뮬레이션 결과 복합 패턴의 출사각에 따른 광 프로파일은 (이미 알려져 있는 집광패턴의 출사각에 따른 광 프로파일 × 집광부의 면적비)와 (확산패턴의 광 프로파일 × 확산패턴의 면적비)의 합과 일치한다.
시뮬레이션 결과에서 필름의 집광성을 나타내는 특성으로 최대휘도를 취하고, 확산성을 나타내는 특성으로 최대휘도의 50%가 되는 각도를 기준으로 시야각을 취하여 아래 표 1에 정리하였다. 최대휘도와 시야각 모두 시뮬레이션을 통해서 얻은 절대값을 정리하고, 필름의 상면에 프리즘만 존재하는 경우(비교예2)를 100%로 하였을 때의 상대값을 백분율로 정리하였다.
　 비교예1 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예2
최대휘도(nit) 1582.7 1604.0 1609.3 1644.9 1719.4 1743.4 1777.1
최대휘도(%) 89.1 90.3 90.6 92.6 96.8 98.1 100.0
시야각 (°) 92.1 83.3 80.2 73.2 68.3 66.8 65.2
시야각 (%) 141.1 127.6 123.0 112.2 104.8 102.4 100.0
상기 표 1에 나타낸 것과 같이, 집광부만 존재하는 경우(비교예2)에는 최대휘도가 우수하나, 시야각 특성이 좋지 않았고, 확산부만 존재하는 경우(비교예1)에는 시야각 특성이 우수하나 최대휘도 특성이 좋지 않음을 알 수 있다. 이에 비해, 집광부와 확산부를 모두 갖춘 광학필름을 사용한 실시예1 내지 실시예5의 경우에는 최대휘도와 시야각 특성을 적절히 조절할 수 있는 잇점이 있다.
이상 첨부된 도면 및 표를 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
100 : 기재필름 110 : 집광부
111, 112, 113, 114, 115 : 서브집광부
120 : 확산부
121, 122, 123, 124 : 서브확산부
200 : 광학필름 202 : 광원
204 : 도광판 206, 212 : 반사판
208 : 보호필름 210 : 확산판

Claims (17)

  1. 일면 및 이에 대향하는 타면을 갖는 기재필름;
    상기 일면에 형성되어 상기 타면으로부터 입사되는 광을 모아주는 서로 이격된 복수 개의 서브집광부를 포함하는 집광부;
    상기 타면으로부터 입사되는 광을 확산시켜주며 상기 서브집광부 사이에 형성된 복수 개의 서브확산부를 포함하는 확산부를 포함하고,
    상기 서브집광부는 2개 이상의 프리즘이 연속 배열된 프리즘 패턴을 포함하고,
    상기 서브확산부는 2개 이상의 렌즈가 연속 배열된 렌즈 패턴을 포함하며,
    상기 프리즘의 길이방향이 제1 방향이고 상기 제1 방향과 수직된 방향이 제2 방향일 때,
    상기 서브확산부 내에 배열된 렌즈는 상기 제1 방향보다 상기 제2 방향을 따라 더 길게 배열된 광학필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기재필름은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 및 폴리카보네이트(PC) 중에서 어느 하나 이상 선택된 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학필름.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 프리즘 패턴의 피치는 2㎛ 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 광학필름.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 패턴을 구성하는 렌즈의 반경이 0.1㎛ 내지 60㎛인 것을 특징으로 하는 광학필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 패턴의 피치는 0.2㎛ 내지 120㎛인 것을 특으로 하는 광학필름.
  8. 제1항에 있어서, 상기 집광부와 확산부의 면적비가 1:5 내지 5:1인 것을 특징으로 하는 광학필름.
  9. 제1항에 있어서, 상기 기재필름, 상기 확산부 및 상기 집광부는 동일한 물질로 이루어진 광학필름.
  10. 일면 및 이에 대향하는 타면을 갖는 기재필름; 상기 일면에 형성되어 상기 타면으로부터 입사되는 광을 모아주는 서로 이격된 복수 개의 서브집광부를 포함하는 집광부; 상기 타면으로부터 입사되는 광을 확산시켜주며 상기 서브집광부 사이에 형성된 복수 개의 서브확산부를 포함하는 확산부를 포함하고, 상기 서브집광부는 2개 이상의 프리즘이 연속 배열된 프리즘 패턴을 포함하고, 상기 서브확산부는 2개 이상의 렌즈가 연속 배열된 렌즈 패턴을 포함하며, 상기 프리즘의 길이방향이 제1 방향이고 상기 제1 방향과 수직된 방향이 제2 방향일 때, 상기 서브확산부 내에 배열된 렌즈는 상기 제1 방향보다 상기 제2 방향을 따라 더 길게 배열된 광학필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  11. 제10항에 있어서, 상기 광학필름의 일면에 적층된 도광판; 및 상기 도광판의 적어도 일측면에 배치된 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  12. 제10항에 있어서, 상기 광학필름의 일면에 적층된 확산판; 및 상기 확산판의 일면에 배치되는 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  13. 제12항에 있어서, 상기 서브확산부는 상기 광원과 대응하는 위치에 존재하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  14. 제12항에 있어서, 상기 광원은 CCFL이며, 상기 서브확산부는 상기 CCFL의 길이방향을 따라 배치되며, 상기 서브확산부의 폭은 상기 CCFL의 직경의 90% 내지 150%인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  15. 광원으로부터 입사된 광을 액정셀 쪽으로 유입시켜주는 도광판과 상기 도광판의 일면에 적층되는 광학필름을 포함하되,
    상기 광학필름은 일면 및 이에 대향하는 타면을 갖는 기재필름; 상기 일면에 형성되어 상기 타면으로부터 입사되는 광을 모아주는 서로 이격된 복수 개의 서브집광부를 포함하는 집광부; 상기 타면으로부터 입사되는 광을 확산시켜주며 상기 서브집광부 사이에 형성된 복수 개의 서브확산부를 포함하는 확산부를 포함하고, 상기 서브집광부는 2개 이상의 프리즘이 연속 배열된 프리즘 패턴을 포함하고, 상기 서브확산부는 2개 이상의 렌즈가 연속 배열된 렌즈 패턴을 포함하며, 상기 프리즘의 길이방향이 제1 방향이고 상기 제1 방향과 수직된 방향이 제2 방향일 때, 상기 서브확산부 내에 배열된 렌즈는 상기 제1 방향보다 상기 제2 방향을 따라 더 길게 배열된 것인 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 백라이트 유닛의 일면에 구비된 액정패널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  17. 삭제
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