KR20060079582A - 휘도 제어용 광학필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광원으로부터 입사되는 광의 진행경로를 특정 경로로 제어하여 원하는 휘도 분포를 만들어 주는 휘도 제어를 위한 광학필름에 관한 것이다.

본 발명에 의한 휘도 제어용 광학필름은, 일면은 평평하고 다른 일면은 형상 면으로 이루어져 있으며, 상기 형상 면은 복수개인 선형의 형상으로 되어있으며, 상기 형상 면의 단면을 이루는 변들 중 적어도 어느 한 변은 필름의 평평한 일면과 대략 90도를 이루는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 휘도 제어용 광학필름은 광원의 종류 및 응용제품에 따라 한 장 또는 여러 장을 사용할 수 있으며 응용제품에 따라 원형으로 말아서 사용 가능하며 특정 방향으로 진행하는 광의 광량 및 광 효율을 향상시키게 된다.

디스플레이, 조명, 필름, 휘도, 집광, 전반사, 광학필름, 광도관용 시스템

Description

휘도 제어용 광학필름 {Luminance Control Optical Film}

도 1은 종래기술을 사용한 노트북용 BLU 시스템의 구조.

도 2는 특정 방향의 광의 효율을 높이는 광의 재사용 방식을 설명하기 위한 계략도.

도 3의 (a)는 본 발명의 실시 예의 단면도.

도 3의 (b)는 본 발명의 실시 예의 사시도.

도 4의 (a) ~ (f)는 본 발명에 의한 또 다른 실시 예.

도 5는 도 1의 구성에서 도 1의 4를 지나서 나오는 휘도 분포 그래프

(램프를 기준으로 수직:도 5의 12 수평:도 5의 13).

도 6은 도 1의 구성에서 2와 3이 종래기술로 이루어진 도 1의 1을 지나서 나오는 휘도 분포를 광학 제품설계 프로그램인 LightTools로 광 효율을 시뮬레이션 한 결과 그래프.

도 7의 (a)는 도 4의(a)에 대한 광 효율을 시뮬레이션 한 결과 그래프.

도 7의 (b)는 도 4의(c)에 대한 광 효율을 시뮬레이션 한 결과 그래프.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

1: 보호필름

2, 3: 휘도 조절 필름

4: 확산필름

5: 도광판

6: 반사판

7: 램프

8: 특정 각도로 직접 집광되어지는 광의 경로

9: 단위 형상 내부에서 완전 전반사로 빠져 나오지 못하고 재사용 되어지는 광의 경로

10: 단위 형상을 벗어나 이웃한 형상을 통해서 다시 재사용 되어지는 광의 경로와 일부 목적으로 하는 특정 각도를 벗어나는 광의 경로

11: 본 발명에 의한 실시 예로 형상이 없는 반대 면과 대략 90도를 이루는 변을 포함.

12, 13: 도 1의 4를 거쳐 나오는 광의 램프 길이방향을 기준으로 수직 수평한 방향의 휘도 분포.

14, 15, 16-1, 16-2: 도 2의 10의 활용도에 따른 휘도 분포의 변화.

본 발명은 휘도 제어용 광학필름에 관한 것으로, 특히 특별한 방향의 휘도 조절을 위한 면 광원을 요구하는 평면 디스플레이 시스템과 관련이 있다.

또한 평면 디스플레이는 크게 직접 발광 방식과 배면 발광 방식으로 나뉘어 진다.

종래에는 본 발명과 같은 광학용 필름이 배면 발광 방식의 디스플레이 시스템에 주로 적용되었으나 근래에는 직접 발광 방식의 디스플레이 시스템에서도 목적하는 방향의 휘도 특성을 구현하기 위한 적용을 시도하는 추세이다.

구체적인 예로 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display System)는 자체 발광을 할 수 없어 배면 조명계(BLU: Back Light System)를 채택한다.

이 배면 조명계는 대부분 점 광원이나 선 광원을 면 광원으로 바꾸어주는 역할을 하는데 이 과정에서 특정 각도의 광을 모아주거나 방향을 변화 시켜줄 필요가 있다.

이는 배면 조명 자체가 면 광원으로 구성된 시스템에서도 마찬가지이다.

통상의 면 광원 시스템은 넓게 퍼진 시야각 분포를 가지게 되는데 특정한 크기 특정한 용도에서는 넓은 시야각을 좁게 해줄 필요가 있다.

이 때 본 발명과 같은 휘도 제어용 광학필름이 필요하게 되는 것이다.

또 다른 예로 자체 발광을 하는 PDP (Plasma Display Panel),

OLED (Organic Electro-Luminescence Display) 역시 상기의 LCD에서와 같이 응용

시스템에 따라 목표로 하는 시야각 특성이 따로 존재할 수 있으므로 휘도 조절 필 름이 요구되어질 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 특정한 방향으로의 광 효율을 높여 특정한 시야각 분포를 만들어 낼 수 있는 광학 필름, 구체적으로 휘도 제어용 광학필름을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 휘도 제어용 광학필름은 일면은 평평하고 다른 일면은 형상 면으로 이루어져 있으며, 상기 형상 면은 복수개인 선형의 형상으로 되어있으며,상기 형상 면의 단면을 이루는 변들 중 적어도 어느 한 변은 필름의 평평한 일면과 대략 90도를 이루는 것을 특징으로 한다.

도 2는 본 발명이 속하는 종래 기술을 예로 광 효율을 향상시키고 목적으로 하는 특정 각도로 광을 집광시키는 방식을 설명한 그림으로 크게 3종류의 광 진행 경로를 가진다.

구체적으로 살펴보면 첫째, 개개의 단위 형상에서 직접적으로 전반사 효과에 의한 재사용을 하게 만드는 광의 경로.

둘째, 직접적으로 특정 각도로 진행하는 광의 경로.

셋째, 한 개의 단위 형상을 벗어나 이웃한 형상을 통하여 재사용되거나 이 재사용조건을 벗어나 원하지 않는 각도로 진행하는 광의 경로.

와 같이 구분 되어질 수 있다.

위에 기술한 바와 같이 전체적인 광 효율의 차이는 세가지 방식을 어떻게 효율적으로 사용 하는가에 의해서 나타나게 된다.

본 발명은 도 2의 10과 같은 광의 경로를 목적으로 하지 않는 방향으로의 진행을 최소화하고 재사용의 비율을 적절히 조절하여 종래 방식의 발명보다 응용 시스템에서의 광 효율을 개선 시켜 주게 된다.

구체적으로 도 1의 응용 시스템 (노트북용 BLU)에서의 도 1의 2와 3에 종래 기술을 사용한 경우와 도 3 및 도 4 와 같은 본 발명에 의한 실시 예를 사용하여 세계적으로 공인된 광학 설계 프로그램인 LightTools을 사용하여 정량적인 효율을 비교해 보았다.

도 5는 광 효율 개선을 하기전의 도 1과 같은 구성의 시스템에서 도 1의 4 (광 확산필름)를 거쳐 나오게 되는 광의 휘도 분포를 나타낸 것이다.

도 6은 도 1의 2와 3에 종래 기술을 사용한 도1의 1을 거쳐 나오는 휘도 분포를 시뮬레이션 한 결과 그래프를 나타내고 있다.

도 7은 도 1의 2와 3에 본 발명에 의한 실시예인 도 4의 (a)와 도 4의 (c)를 사용한 도 1의 1을 거쳐 나오는 휘도 분포를 시뮬레이션 한 결과 그래프를 나타내고 있다.

도 6의 14와 도 7의 15, 16-1, 16-2을 살펴보면 도 2의 10과 같은 경로의 광의 이 용효율 차이를 알 수 있다.

한편 도 7의 (b)의 16-1과 16-2는 서로 대칭구조가 아닌데 이는 실시예인 도 4의 (c)의 구조가 비대칭인 것에 기인한다.

또한 도 1과 같은 응용제품에서 요구되어지는 높은 정면 휘도 측면에서도 본 발명에 의한 실시 예(도 3, 도4)를 적용한 경우가 상대적으로 우수함을 알 수 있다.

본 발명에 의한 광학 필름은 특정한 각도의 휘도 및 광 효율의 조절이 필요한 다양한 디스플레이 시스템 및 기타 조명 시스템에 적용 가능하며, 특히 도 1과 같은 LCD BLU시스템에서는 시스템이 요구하는 고 휘도 저 전력 소모라는 측면을 모두 만족 시켜 줄 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당 업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (6)

1. 일면은 평평하고 다른 일면은 형상 면으로 이루어진 휘도 제어용 광학필름에 있어서, 상기 형상면은 복수개인 선형의 형상으로 되어있으며, 상기 형상 면의 단면을 이루는 변들 중 적어도 어느 한 변은 필름의 평평한 일면과 대략 90도를 이루는 것을 특징으로 하는 휘도 제어용 광학필름.
2. 제 1 항에 있어서, 복수개의 선형의 형상이 2종류 이상인 것을 특징으로 하는 필름.
3. 제 1 항의 필름을 한 장 또는 여러 장을 동시에 사용한 디스플레이 시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 표면 반사율을 낮추기 위한 처리가 된 필름.
5. 제 1 항에 있어서, 확산기능을 위한 처리가 된 필름.
6. 제 1 항의 필름을 사용한 광고용 조명 시스템 및 광도관용 시스템.

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