KR20050115664A

KR20050115664A - 광학필름

Info

Publication number: KR20050115664A
Application number: KR1020040040878A
Authority: KR
Inventors: 나우주; 심용식
Original assignee: 주식회사 엘지에스; 나우주
Priority date: 2004-06-04
Filing date: 2004-06-04
Publication date: 2005-12-08
Also published as: WO2005119351A1; KR100553155B1

Abstract

본 발명은, 광학필름에 관한 것으로서, 빛의 제어가 가능한 광학적 단면을 가지며, 상호 소정의 간격을 두고 선형 배열되는 다수의 제1광학패턴을 갖는 제1굴절부와; 광학적 단면을 가지고 상호 소정의 간격을 두고 선형 배열되며, 상기 제1광학패턴의 길이방향에 대해 교차하는 방향으로 상기 제1광학패턴의 패턴면을 따라 형성되는 다수의 제2광학패턴을 갖는 제2굴절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 의하여, 이에 의하여, 넓은 시야각에서 고휘도를 발휘할 수 있고, 침윤 현상을 방지할 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있는 광학필름이 제공된다.

Description

광학필름{Optical film}

본 발명은, 광학필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 빛을 집광 굴절시키는 광학패턴의 구조가 개선된 광학필름에 관한 것이다.

TFT-LCD모니터나 휴대폰의 LCD 등의 디스플레이장치에 마련되는 백라이트유닛(100)에는 도 10에 도시된 바와 같이, 광원(105)으로부터 전달되는 빛을 집광 굴절시켜서 패널(107)로 입사함으로써 패널(107)에 화상이 표시되도록 하는 광학필름(101)을 포함하고 있다.

일반적인 백라이트유닛의 집광 굴절용 광학필름(101)은 도 11에 도시된 바와 같이, 삼각단면으로 형성된 다수의 프리즘패턴(111)이 선형 배열되어 있는 구조를 가지고 있는데, 이러한 종래의 프리즘패턴(111)의 광학필름(101)은 빛을 집광하여 굴절시키는 방향이 한정적이기 때문에, 패널(107)에 대한 시야각이 넓어질수록 휘도가 현저하게 떨어지는 단점이 있었다.

이러한 단점을 해소하기 위해서, 도 12에 도시된 바와 같이, 삼각단면의 프리즘패턴(211a,211b)을 갖는 두 장의 광학필름(201a,201b)을 마련하고, 이들 광학필름(201a,201b)을 각 프리즘패턴(211a,211b)이 교차하도록 설치하는 공지기술이 개시된 바 있다.

그러나, 프리즘패턴(211a,211b)이 교차되도록 두 장의 광학필름(201a,201b)을 설치하는 종래 기술에 있어서는, 빛을 집광하여 굴절시키는 방향이 확대되기 때문에, 패널(107)에 대한 시야각이 넓어지더라도 어느 정도의 휘도 저하를 방지할 수는 있지만, 양 광학필름(201a,201b) 중 도면상에서 하부에 배치되는 광학필름(201a)의 프리즘패턴(211a) 최상단부와, 상부에 배치되는 광학필름(201b) 및 인접하는 타 필름과의 광학적 결합에 의해서 침윤(Wet-Out)현상이 발생한다. 이에 의해, 패널(107)에 표시되는 화상에서 모아레 무늬가 발생하는 심각한 문제점이 있었다.

또한, 프리즘패턴(211a,211b)이 교차되도록 두 장의 광학필름(201a,201b)을 설치하는 종래 기술에 있어서는, 빛을 집광하여 굴절시키는 방향이 확대되기는 하였으나, 이 역시 삼각프리즘패턴(211a,211b)의 구조상 빛의 굴절 방향이 한정적일 수밖에 없기 때문에, 현격한 휘도향상을 기대할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 프리즘패턴(211a,211b)이 교차되도록 두 장의 광학필름(201a,201b)을 설치하는 종래 기술에 있어서는, 빛의 굴절 방향이 한정되어 빛의 산란 효과를 기대할 수 없기 때문에, 제조공정에서 양 광학필름(201a,201b) 사이에 미세한 먼지와 스크래치가 발생되더라도 이를 시각적으로 제거할 수가 없는 단점이 있다. 이에 의해, 불량률 상승과 작업의 어려움에 의해 생산성 저하를 초래하는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 넓은 시야각에서 고휘도를 발휘할 수 있고, 침윤 현상을 방지할 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있는 광학필름을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 광학필름에 있어서, 빛의 제어가 가능한 광학적 단면을 가지며, 상호 소정의 간격을 두고 선형 배열되는 다수의 제1광학패턴을 갖는 제1굴절부와; 광학적 단면을 가지고 상호 소정의 간격을 두고 선형 배열되며, 상기 제1광학패턴의 길이방향에 대해 교차하는 방향으로 상기 제1광학패턴의 패턴면을 따라 형성되는 다수의 제2광학패턴을 갖는 제2굴절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학필름에 의해서 달성된다.

여기서, 상기 광학적 단면은 다각 형상 또는 부분원호 형상이거나, 상기 다각 형상과 부분원호 형상이 복합된 형상일 수 있으며; 상기 제1광학패턴과 상기 제2광학패턴의 광학적 단면은 상호 동일하거나 상이한 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제1광학패턴과 제2광학패턴의 광학적 단면은 단면 투영시 상향 돌출된 볼록 형상으로 형성되거나 하향 함몰된 오목 형상으로 형성되는 것이 효과적이다.

이때, 상기 제1광학패턴과 상기 제2광학패턴의 교차각은 0°이상 °180이하 범위인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제1굴절부와 상기 제2굴절부는 폴리카보네이트, PVC, PP, PE, PET, 아크릴계 폴리머 중 어느 하나를 이용하여 일체 또는 각각 별개로 성형되어 상호 접하도록 결합되거나, 상기 제1굴절부와 상기 제2굴절부는 상기 재료 중 상이한 재료를 이용하여 각각 별개로 성형되어 상호 접하도록 결합될 수 있다.

또한, 상기 제1광학패턴과 제2광학패턴은 상호 등간격으로 형성되거나 불규칙적인 간격으로 형성될 수도 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 이때, 도면에 도시된 광학필름은 설명의 편의를 위해 과장된 것임을 밝힌다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 광학필름의 사시도이고, 도 2는 도 1의 광학필름 단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광학필름(1)은 광원(105)으로부터 입사된 빛을 집광시키는 제1광학패턴(11)을 갖는 제1굴절부(10)와, 제1굴절부(10)에서 집광된 빛을 거의 수직방향으로 굴절시켜 패널(107)로 전달하는 제2광학패턴(21)을 갖는 제2굴절부(20)를 포함한다.

제1굴절부(10)의 제1광학패턴(11)은 도 1 및 도 2에 각각 도시된 바와 같이, 평면 투영시 상호 소정의 간격을 두고 다수의 패턴이 선형 배열되어 있으며, 각각의 단면 투영시에는 부분 원호 형상으로 상향 돌출된 형상의 광학적 단면을 가지고 있다. 이들 제1광학패턴(11)들은 도면에 화살표로 표시된 바와 같이, 광원(105)으로부터 전달되는 빛을 집광 굴절시켜 원호면으로 형성되는 패턴면을 통해 제2광학패턴(21)으로 전달한다. 이때, 제1광학렌즈패턴(11)에 의한 빛의 집광 굴절 제어는 광학필름(1)의 제작시 제1광학렌즈패턴(11)들의 크기과 구조 및 간격등을 조절함으로써 가능하다.

제2굴절부(20)의 제2광학패턴(21)들은 단면 투영시 삼각형상의 광학적 단면을 가지고 있으며, 평면 투영시 제1광학패턴(11)의 길이방향에 대해 교차하는 방향으로 상호 소정의 간격을 두고 다수의 패턴이 선형 배열되어 있다. 이때, 제2광학패턴(21)들은 제1굴절부(10)의 상부면에 접하는 상태에서 제1광학패턴(11)의 패턴면을 따라 형성됨으로써, 제2광학패턴(21)들은 제1광학패턴(11)의 패턴면에 접하여 굴곡된 형태를 갖게 된다.

이러한 구조는 제1광학패턴(11)과 제2광학패턴(21) 간의 광학적 결합을 최소화하여 인간이 육안으로 확인 할 수 있는 침윤(Wet-Out)현상의 관찰을 어렵게 한다. 또한, 제2광학패턴(21)은 제1광학패턴(11)과 교차되는 형태로 형성됨으로써, 광원(105)으로부터 전달되는 빛이 제1광학패턴(11)과 제2광학패턴(21)에서 굴절 방향이 확대된다. 특히, 빛의 굴절 방향은 제1굴절면을 따라 굴곡된 제2광학패턴(21)의 굴곡면과 광학적 단면 형태에 의해 더욱 확대되기 때문에, 넓은 영역에서 고휘도의 성능을 발휘할 수 있다. 이때, 제1광학패턴(11)과 상기 제2광학패턴(21)의 상호 교차각은 필요에 따라서 0°이상 °180이하 범위 내에서 조절될 수 있다.

여기서, 이들 제1굴절부(10)와 제2굴절부(20)는 가시광역에서 빛을 원활하게 투과할 수 있는 광투과성 재료로서 폴리카보네이트, PVC, PP, PE, PET, 아크릴계 폴리머 중 어느 하나를 이용하여 상호 일체를 이루는 단일층으로 성형하는 것이 바람직하다. 물론, 여건에 따라서 제1굴절부(10)와 제2굴절부(20)를 전술한 재료 중 동일한 재료 또는 상이한 재료를 이용하여 각각 성형한 후 상호 접하도록 결합되는 다층구조로 제작할 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 광학필름(1)은 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 제1광학패턴(11)이 부분 원호 상으로 하향 함몰된 형상의 광학적 단면으로 형성되고, 제2광학패턴(21)은 삼각형상의 광학적 단면을 가지고 평면 투영시 제1광학패턴(11)의 길이방향에 대해 교차하는 방향으로 함몰된 제1광학패턴(11)의 패턴면을 따라 굴곡지게 상호 소정의 간격을 두고 선형 배열되도록 성형될 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 광학필름(1)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1광학패턴(11)과 제2광학패턴(21) 모두 삼각형상의 광학적 단면을 갖도록 형성된 상태에서, 제2광학패턴(21)이 제1광학패턴(11)의 길이방향에 대해 교차하는 방향으로 제1광학패턴(11)의 패턴면을 따라 굴곡된 형태로 형성될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 광학필름(1)은 도 7과 도 8에 도시된 바와 같이, 제1광학패턴(11)과 제2광학패턴(21)이 모두 부분 원호상의 광학적 단면을 가지는 상태에서, 제2광학패턴(21)이 제1광학패턴(11)의 길이방향에 대해 교차하는 방향으로 제1광학패턴(11)의 패턴면을 따라 곡선상으로 굴곡된 형태로 형성될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 광학필름(1)은 도 9에 도시된 바와 같이, 제1광학패턴(11)의 광학적 단면들이 상호 불규칙적인 간격으로 형성되고, 제2광학패턴(21)이 제1광학패턴(11)의 길이방향에 대해 교차하는 방향으로 광학적 단면 간의 간격을 상호 규칙적으로 하여 형성될 수도 있다. 물론, 제1광학패턴(11)과 제2광학패턴(21) 중 적어도 어느 하나 또는 모두의 광학적 단면이 상호 불규칙적으로 형성될 수도 있다.

이러한 구조를 갖는 본 발명에 따른 광학필름(1)은 광원(105)으로부터 전달되는 빛이 제1광학패턴(11)의 패턴면에서 집광된 다음 패턴면의 각도에 따라 제2굴절부(20)를 향해 굴절된 다음, 제2광학패턴(21)에서 제1광학패턴(11)의 굴절 방향에 교차하는 방향으로 수직굴절되어 패널(107)로 입사됨으로써, 패널(107)의 전 영역에서 휘도를 증가시키게 된다. 따라서, 넓은 시야각에서도 고휘도를 발휘할 수 있다.

그리고, 제2광학패턴(21)이 제1광학패턴(11)의 패턴면을 따라 형성되어 굴곡된 피크를 갖는 구조를 이루고 있기 때문에, 인접한 필름과의 광학적 결합을 최소한으로 줄일 수 있다. 이에 의해, 인간의 육안으로 침윤(Wet-Out)현상을 관찰 할 수 없게 되어 모아레 무늬가 발생하지 않는다.

또한, 제1광학패턴(11)과 제2광학패턴(21) 간의 굴곡진 패턴면에서 빛의 산란 작용이 발생함으로써, 광학필름(1)에 미세한 먼지와 스크래치가 발생되더라도 이를 시각적으로 관찰할 수 없게 된다. 따라서, 불량률 저하와 작업성 향상에 의해 광학필름(1)의 생산성이 향상된다.

이와 같이, 빛의 제어가 가능한 광학적 단면을 갖는 엠보싱 형태의 제1광학패턴의 패턴면을 따라 다수의 제2광학패턴이 선형 배열된 광학필름을 마련함으로써, 넓은 시야각에서 고휘도를 발휘할 수 있고, 침윤 현상을 방지하여 모아레를 제거할 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있는 광학필름이 제공된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 넓은 시야각에서 고휘도를 발휘할 수 있고, 침윤 현상을 방지할 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있는 광학필름이 제공된다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 광학필름의 사시도,

도 2는 도 1의 광학필름 단면도,

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 광학필름의 사시도,

도 4는 도 3의 광학필름 단면도,

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 광학필름의 사시도,

도 6은 도 5의 광학필름 단면도,

도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 광학필름의 사시도,

도 8은 본 발명의 제5실시예에 따른 광학필름의 사시도,

도 9는 본 발명의 제6실시예에 따른 광학필름의 단면도,

도 10은 광학필름이 설치되는 일반적인 백라이트 유닛의 구성도,

도 11은 종래 광학필름의 사시도,

도 12는 종래 또 다른 광학필름의 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 광학필름 10 : 제1굴절부

11 : 제1광학렌즈패턴 20 : 제2굴절부

21 : 제2광학패턴

Claims

광학필름에 있어서,

빛의 제어가 가능한 광학적 단면을 가지며, 상호 소정의 간격을 두고 선형 배열되는 다수의 제1광학패턴을 갖는 제1굴절부와;

광학적 단면을 가지고 상호 소정의 간격을 두고 선형 배열되며, 상기 제1광학패턴의 길이방향에 대해 교차하는 방향으로 상기 제1광학패턴의 패턴면을 따라 형성되는 다수의 제2광학패턴을 갖는 제2굴절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학필름.
제1항에 있어서,

상기 광학적 단면은

다각 형상 또는 부분원호 형상이거나, 상기 다각 형상과 부분원호 형상이 복합된 형상일 수 있으며;

상기 제1광학패턴과 상기 제2광학패턴의 광학적 단면은 상호 동일하거나 상이한 것을 특징으로 하는 광학필름,
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1광학패턴과 제2광학패턴의 광학적 단면은 단면 투영시 상향 돌출된 볼록 형상으로 형성되거나 하향 함몰된 오목 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학필름.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1광학패턴과 상기 제2광학패턴의 교차각은 0°이상 °180이하 범위인 것을 특징으로 하는 광학필름.
제1항에 있어서,

상기 제1굴절부와 상기 제2굴절부는 폴리카보네이트, PVC, PP, PE, PET, 아크릴계 폴리머 중 어느 하나를 이용하여 일체 또는 각각 별개로 성형되어 상호 접하도록 결합되거나,

상기 제1굴절부와 상기 제2굴절부는 상기 재료 중 상이한 재료를 이용하여 각각 별개로 성형되어 상호 접하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 광학필름.
제1항에 있어서,

상기 제1광학패턴과 제2광학패턴은 상호 등간격으로 형성되거나 불규칙적인 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학필름.