KR20070098026A

KR20070098026A - 광학필름 및 이를 포함하는 백라이트유닛

Info

Publication number: KR20070098026A
Application number: KR1020060029151A
Authority: KR
Inventors: 박광승; 김종훈; 김경모; 안형주; 한상철
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2007-10-05

Abstract

본 발명은, 베이스층; 상기 베이스층 상에 마련된 복수의 광학패턴과; 상기 베이스층의 하부면에 마련되며, 서로 이격간격을 두고 배치된 복수의 차광체를 포함하며, 상기 차광체 간의 이격간격은 빛을 상기 베이스층으로 입사시킬 수 있는 광입사부인 것을 특징으로 하는 광학필름, 이를 포함하는 백라이트유닛 및 상기 백라이트유닛을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

액정표시장치, 백라이트유닛, 광학필름

Description

광학필름 및 이를 포함하는 백라이트유닛{OPTICAL FILM AND BACK LIGHT UNIT HAVING THE SAME}

도 1은 본 발명의 하나의 실시상태에 따른 직하형 백라이트유닛을 포함하는 액정표시장치의 개략도,

도 2는 도 1에 따른 광학필름의 단면도,

도 3은 본 발명의 또 하나의 실시상태에 따른 엣지형 백라이트유닛을 포함하는 액정표시장치의 개략도,

도 4 내지 도 6은 각각 광학필름의 다른 형태를 도시한 도면,

도 7은 본 발명에 따른 광학필름을 통과한 광의 분포도,

도 8은 종래 액정표시장치의 개략도,

도 9는 도 8에 따른 종래 광학필름의 단면도,

도 10은 종래 광학필름을 통과한 광의 휘도 측정결과,

도 11은 종래 광학필름을 통과한 광의 분포도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 액정표시패널 20 : 백라이트유닛

30 : 반사프레임 31 : 반사부

40 : 램프 50 : 확산필름

60 : 광학필름 61 : 베이스층

62 : 광학패턴 62a : 경사면

62b : 밑면 63 : 차광체

100 : 도광판 110 : 반사판

120 : 램프 121 : 램프리플렉터

본 발명은, 주요 시야 범위를 벗어난 각도에서 빛이 출사되는 빛샘 현상을 해결할 수 있고, 빛을 효율적으로 사용할 수 있는 광학필름, 이를 포함하는 백라이트유닛 및 상기 백라이트유닛을 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.

최근에는 기존 CRT(Cathode Ray Tube)를 대신하여 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Emitting Diode) 등을 디스플레이패널로 사용하는 평판표시장치가 많이 개발되고 있다.

이 중 액정표시장치의 디스플레이패널로 사용되는 LCD(Liquid Crystal Display)는 박막트랜지스터 기판, 컬러필터 기판 그리고 상기 두 기판 사이에 주입된 액정으로 구성된다.

액정은 자체 발광을 하는 발광물질이 아니라 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화면에 표시하는 수광성(受光性) 물질이기 때문에, 일반적으로 액정표시장치에는 액정표시패널에 광을 조사하기 위한 백라이트유닛이 마련되어 있다.

백라이트유닛은 광을 발생시키는 광원부와, 액정표시패널의 후방에 배치되며 광원부에서 발산된 빛의 특성을 변화시키는 확산필름 및 광학필름을 포함하며, 이러한 백라이트 유닛은 광원부의 위치에 따라 액정표시패널의 후방에 배치된 도광판의 측면에 광원부가 설치된 엣지형과 액정표시패널의 후방에 광원부가 배치된 직하형으로 구분된다.

이러한 구성을 갖는 종래의 액정표시장치는, 도 8에 도시된 바와 같이, 액정표시패널(450), 액정표시패널(450)의 후방에 배치된 도광판(410), 도광판(410)의 측방에 배치되어 액정표시패널(450)에 빛을 공급하는 램프(420), 도광판(410)과 액정표시패널(450) 사이에 배치되는 한 쌍의 광학필름(440)과 확산필름(430), 도광판(410)의 후방에 배치되는 반사판(400)을 포함한다.

한 쌍의 광학필름(440)은 서로 동일한 형태를 가지며, 한 쌍의 광학필름(440) 중 한 장은 가로방향을 나머지 한 장은 세로방향을 향하도록 배치된다. 즉, 한 쌍의 광학필름(440)은 상호 교차 배치된다.

한 쌍의 광학필름(440) 중 어느 하나의 광학필름(440)를 도시한 도 9에서 볼 수 있는 바와 같이, 광학필름(440)은 상부영역에 형성된 복수의 광학패턴을 가지고, 확산필름(430)에 의해 확산된 광을 액정표시패널(450)의 배면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 한다.

그러나, 이러한 종래의 광학필름(440)은 주요 시야범위(정면방향)에서의 휘도는 향상시킬 수 있으나, 주요 시야범위를 벗어난 각도에서 빛(L₄)이 출사되는 현 상 즉, 빛샘현상이 발생하고, 이에 빛을 효율적으로 활용할 수 없다는 단점이 있다.

이러한 문제점은, 도 8에 도시된 구성을 갖는 액정표시장치에서 최종적으로종래의 광학필름(440)을 통과한 후의 전방위 휘도를 3차원 시야각 측정장치를 사용하여 측정한 결과를 나타낸 도 10 및 도 8에 도시된 구성을 갖는 액정표시장치에서 최종적으로 각 광학패턴의 상부 꼭지각이 90도인 종래 광학필름(440)을 통과한 후의 광 시뮬레이션 결과를 나타낸 도 11을 통해 확인할 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 광입사부를 통해서만 빛을 통과시켜 빛샘현상을 해결하고, 빛을 효율적으로 활용할 수 있는 광학필름, 이를 포함하는 백라이트유닛 및 상기 백라이트유닛을 포함하는 액정표시장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 실시형태는 베이스층; 상기 베이스층 상에 마련된 복수의 광학패턴; 상기 베이스층의 하부면에 마련되며, 서로 이격간격을 두고 배치된 복수의 차광체를 포함하며, 상기 차광체 간의 이격간격은 빛을 상기 베이스층으로 입사시킬 수 있는 광입사부인 것을 특징으로 하는 광학필름을 제공한다.

본 발명의 다른 하나의 실시형태는 상기 광학필름을 포함하는 백라이트유닛을 제공한다.

본 발명의 또 다른 하나의 실시형태는 상기 백라이트유닛을 포함하는 액정표 시장치를 제공한다.

이하에서는 본 발명의 하나의 실시형태로서 광학필름에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 광학필름은 입사되는 빛을 집광하는 역할을 하며, 베이스층;베이스층 상에 마련된 복수의 광학패턴 및 베이스층의 하부면에 마련된 복수의 차광체를 포함한다.

베이스층은 광이 투과될 수 있는 투명한 수지로 마련되며, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에스테르, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리에스테르설폰, 폴리부타디엔 및 폴리에테르케톤 단독 또는 2종 이상 혼합된 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

각 광학패턴은 베이스층 상에 연속적으로 배열되어 베이스층으로 입사된 빛을 집광하는 역할을 한다.

각 광학패턴은 베이스층에 직접 형성될 수도 있고, 베이스층 상에 광학패턴이 형성된 별도의 층을 형성할 수 있다. 상기 광학패턴이 형성된 별도의 층은 광이 투과될 수 있는 투명한 수지라면 다양하게 적용가능하며, 자외선 경화 수지나 열가소성 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

각 광학패턴은 집광역할을 할 수 있는 형태라면 특별히 한정되지 않으나, 선형 프리즘 형태(도 2참조), 원뿔 형태 및 다각뿔 형태 중 적어도 어느 하나의 형태를 갖도록 마련될 수 있다.

여기서, 각 광학패턴이 선형 프리즘 형태로 마련되는 경우 수직방향의 광분 포를 집중시켜 일반적인 시청범위(시청자를 기준으로 좌우 각도 범위) 내의 휘도를 향상시킬 수 있으며, 원뿔 또는 다각뿔 형태로 마련되는 경우 수직 및 수평 방향의 광분포를 모두 집중시켜 시청자를 기준으로 좌우 및 상하 각도 범위 내에서 휘도를 향상시킬 수 있게 된다.

각 광학패턴이 선형 프리즘 형태로 마련되는 경우, 베이스층의 상부면에 대해 수직한 방향에서 그 단면형상은 삼각형 단면형상 및 사다리꼴 단면형상 등 다양할 수 있다.

각 광학패턴이 삼각형 단면형상을 갖는 선형 프리즘 형태로 마련되는 경우, 그 삼각형 단면형상은 베이스층의 상부면과 경계를 이루는 경계면인 밑면과, 밑면에 대해 경사지게 배치된 한 쌍의 경사면으로 구성된다.

각 광학패턴이 삼각형 단면형상을 갖는 선형 프리즘 형태로 마련되는 경우, 각 광학패턴의 상단부선이 직선 또는 물결 형태를 갖도록 형성할 수도 있고, 직선형태와 물결형태가 혼재되어 있도록 마련할 수도 있다.

여기서, 삼각형 단면형상은 부등변 삼각형 단면형상 또는 이등변 삼각형 단면형상일 수 있으며, 이등변 삼각형 단면형상인 것이 바람직하다.

복수의 차광체는 베이스층의 하부면 상에서 서로 이격간격을 두고 마련되어 빛이 베이스층으로 입사할 수 있는 광입사부를 형성한다. 여기서, 각 차광체는 이웃하는 광학패턴이 서로 맞닿는 접점영역에 대응하여 베이스층의 하부면에 연속적으로 마련되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 각 차광체가 이웃하는 광학패턴이 서로 맞닿는 접점영역에 대응하게 위치하면, 빛의 비효율적 이용 및 측면 콘트라스트 (Contrast) 저해를 유발하는 빛샘(side lobe)현상이 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다. 즉, 각 차광체가 설정된 위치에 배치되어 있으면, 도 9에 도시된 빛의 경로(빛샘현상을 일으키는 빛의 거동)로 빛이 진행되지 않게 된다. 이렇게 빛샘현상이발생되는 것이 방지되면 동일한 광원을 가지고도 밝고, 선명한 화상을 제공할 수 있게 된다.

각 차광체는 경화성수지와 열가소성수지 중 선택된 어느 하나의 수지에 빛을 반사하는 반사물질인 금속입자와 무기물입자 중 선택된 하나 이상을 혼합하여 마련된다. 여기서, 무기물입자로는 1.6이상의 굴절율을 갖는 재료이면 다양하게 적용 가능하며, 굴절률이 1.6이상인 TiO₂ , BaSO_4,Al(OH)₃, Al₂O₃, CaCO₃, ZnO 및 ZnS로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다.

이러한 차광체 간의 이격간격은 빛이 베이스층으로 입사할 수 있도록 하는 광입사부로 형성된다.

이에 광학필름으로 향하는 빛은 광입사부를 통해서만 입사되고, 광입사부로 입사되는 못하는 빛은 차광체에 의해 반사된다.

이하에서는 본 발명의 다른 하나의 실시형태로서, 전술한 광학필름을 포함하는 백라이트유닛에 대해 설명하기로 한다.

백라이트유닛은 액정표시패널의 액정이 자체 발광을 하는 발광물질이 아니라 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화면에 표시하는 수광성 물질이기 때문에 이를 위해 액정표시패널에 광을 공급하는 역할을 한다.

백라이트 유닛은, 광원부의 위치에 따라, 액정표시패널의 후방에 배치되는 도광판의 측방에 광원부가 설치된 엣지형과 액정표시패널의 후방에 광원부가 배치된 직하형으로 구분된다.

백라이트 유닛은 빛을 발산하는 광원부와, 액정표시패널과 광원부 사이에 배치되는 확산필름 및 전술한 광학필름을 포함한다. 여기서, 전술한 광학필름은 엣지형과 직하형 백라이트유닛에 모두 적용가능하다.

직하형 백라이트유닛인 경우, 광원부는 소정의 이격간격을 두고 형성된 복수의 반사부를 갖는 반사프레임, 복수의 반사부에 각각 대응하여 배치된 복수의 램프를 포함한다. 엣지형인 경우, 광원부는 액정표시패널의 후방에 배치되는 도광판의 측방에 위치한 램프, 램프를 감싸는 램프리플렉터를 포함한다.

여기서, 반사프레임의 반사부는 램프의 빛을 확산필름을 향해 반사시키고, 램프리플렉터는 램프의 빛을 도광판을 향해 반사시킨다. 반사부의 단면형상은 반원 단면형상을 갖는 것이 바람직하다.

램프로는 냉음극형광램프(CCFL), 외부전극형광램프(EEFL), 열음극형광램프(HCFL) 및 엘이디(LED) 등을 사용할 수 있다.

확산필름은 도광판의 전방 또는 램프의 전방에 배치되어, 광원부의 빛을 확산시켜 광학필름으로 공급하는 역할을 한다.

확산 필름은 폴리에스테르, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리에스테르설폰, 폴리부타디엔 및 폴리에테르케톤 단독 또는 2종 이상 혼합된 수지에 이와 굴절률이 다른 구형 혹은 비구 형 타입의 입자를 함유함으로써 얻어질 수 있는데 이 입자는 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌이 단독 혹은 혼합된 형태로 쓰일 수 있고 이와 더불어 실리카 등도 같이 쓰일 수 있다.

전술한 광학필름은 액정표시패널과 확산필름 사이에 마련되어, 확산필름에서확산된 빛을 액정표시패널의 배면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 한다. 이러한 광학필름을 한 장 이상 사용할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 또 다른 실시형태로서, 전술한 백라이트유닛을 포함하는 액정표시장치에 대해 설명하기로 한다.

액정표시장치는 화면을 디스플레이하는 액정표시패널과, 액정표시패널의 후방에 배치되어 액정표시패널에 빛을 조사하는 전술한 백라이트유닛을 포함한다.

액정표시패널은 박막트랜지스터 기판, 박막트랜지스터 기판에 대향되게 마련된 컬러필터 기판 및 박막트랜지스터 기판과 컬러필터 기판 사이에 주입된 액정을 포함한다. 이러한 액정은 박막트랜지스터 기판과 컬러필터 기판 사이에 주입된 다음 봉합된다.

액정이 자체 발광을 하는 발광물질이 아니라 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화면에 표시하는 수광성 물질임에 따라, 전술한 백라이트유닛이 액정표시패널에 광을 조사하게 되면, 액정표시패널에 화면이 디스플레이되는 것이다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 액정표시장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 박막트랜지스터 기판, 컬러필터 기판 및 박막트랜지스터 기판과 컬러필터 기판 사이에 주입된 액정 을 포함하는 액정표시패널(10), 액정표시패널(10)의 후방에 배치되어 액정표시패널(10)에 광을 조사하는 백라이트유닛(20)을 포함한다.

백라이트유닛(20)은 액정이 자체 발광을 하는 발광물질이 아니라 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화면에 표시하는 수광성 물질이기 때문에 이를 위해 액정표시패널(10)에 광을 공급하는 역할을 한다.

백라이트 유닛(20)은 빛을 발산하는 광원부(30,40)와, 액정표시패널(10)과 광원부(30,40) 사이에 배치되는 확산필름(50) 및 광학필름(60)을 포함한다.

광원부(30,40)는 소정의 이격간격을 두고 배치된 복수의 반사부(31)를 갖는 반사프레임(30)과, 복수의 반사부(31)에 각각 대응하여 배치된 복수의 램프(40)를 포함한다.

각 반사부(31)는 반원단면형상을 가지고, 램프(40)에서 발산되는 빛이 확산필름(50)을 향할 수 있도록 반사시킨다.

램프(40)로는 냉음극형광램프(CCFL)을 사용하며, 이 램프(40)는 각각 반사부(31)에 대응하게 배치되어, 액정표시패널(10)의 후방에서 액정표시패널(10)을 향해 빛을 조사한다.

확산필름(50)은 램프(40)의 전방에 배치되며, 입사되는 광을 산란하여 광의 휘도 분포를 고르게 한다.

광학필름(60)은 확산필름(50)과 액정표시패널(10) 사이에 배치되어 확산필름(50)에 의해 확산된 광을 액정표시패널(10)의 배면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 한다.

광학필름(60)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 확산필름(50)의 전방에 배치된 베이스층(61), 베이스층(61) 상에 마련된 복수의 광학패턴(62) 및 베이스층(61)의 하부면에 마련된 복수의 차광체(63)를 포함한다. 도 1의 실시상태에서는 광학필름(60)은 광원부(30,40)가 확산시트(50)의 후방에 배치되는 직하형 백라이트 유닛(20)에 적용되나, 광학필름(60)은 도 3에 도시된 바와 같이, 램프(120)과 반사부(121)를 포함하는 광원부(120,121)가 확산시트(50)의 후방에 배치되는 도광판(100)의 측방에 배치되는 엣지형 백라이트 유닛에도 적용될 수 있다. 이 경우 도광판(100)의 후방에 반사판(110)이 배치된다.

베이스층(61)은 광이 투과될 수 있도록 투명한 수지로 마련되며, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에스테르, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리에스테르설폰, 폴리부타디엔 및 폴리에테르케톤 단독 또는 2종 이상 혼합된 수지 등을 예로 들 수 있다.

각 광학패턴(62)은 베이스층(61)에 직접 또는 베이스층(61) 상에 별도의 층으로 형성될 수 있다. 각 광학패턴(62)은 광이 투과될 수 있는 투명한 수지로서, 자외선 경화 수지나 열가소성 수지를 사용할 수 있다.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 각 광학패턴(62)은 선형 프리즘 형태를 가지며, 이러한 각 광학패턴(62)이 베이스층(61) 상에 연속적으로 배열되어 베이스층(61)으로 입사된 빛을 집광하는 역할을 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 선형 프리즘 형태의 각 광학패턴(62)은 베이스층(61)의 상부면에 대해 수직인 방향으로 단면 투영 시 삼각형 단면형상으로서, 베이 스층(61)의 상부면과 경계를 이루는 경계면인 밑면(62b)과, 밑면(62b)에 대해 경사지게 배치된 한 쌍의 경사면(62a)을 갖는다. 도 1 및 도 3에 도시된 각 광학패턴(62)은 단면 투영 시 삼각형 단면형상을 가지나, 도 4에 도시된 바와 같이, 각 광학패턴(162)이 사다리꼴 단면형상을 갖도록 마련할 수도 있다.

복수의 차광체(63)는 베이스층(61)의 하부면 상에서 이격간격을 두고 마련되며, 이러한 차광체(63) 간의 이격간격은 베이스층(61)의 광입사부(C)로 형성된다. 여기서, 각 차광체(63)는 이웃하는 광학패턴(62)이 서로 맞닿는 접점영역에 대응하여 베이스층(61)의 하부면에 연속적으로 마련되는 것이 바람직하다.

이에 확산필름(50)에서 출사된 빛이 베이스층(61)의 광입사부(C)를 통해서만 입사되고, 광입사부(C)로 입사되는 못한 빛은 차광체(63)에 의해 반사되어 광원부(30,40)로 되돌아 간다.

이러한 구성을 갖는 광학필름(60)을 더욱 구체적으로 설명하면, 도 2에서 θ는 한 쌍의 경사면(62a) 사이의 끼인각이고, P(Pitch;피치)는 어느 한 광학패턴(62)의 꼭지점에서 다른 한 광학패턴(62)의 꼭지점까지의 거리이다. 그리고, C는 차광체(63) 간의 이격간격이면서, 베이스층(61)으로 광이 입사될 수 있는 광입사부이며, O는 광입사부(C)의 너비이다.

여기서, 각 피치(P)는 광입사부(C)의 너비(O)보다 크며, 일정 두께(D)를 갖는 베이스층(61) 위에 각 광학패턴(62)는 서로 높이(H)가 동일하도록 마련되어 있다. 한편, 모아레(moire) 등의 이유로 도 5에 도시된 바와 같이 단면 투영 시, 광학패턴(262a) 간의 높이를 서로 다르게 마련할 수도 있고, 도 6에 도시된 바와 같 이, 평면 투영 시(위에서 아래를 바라보는 경우), 각 광학패턴(362)의 상단부선이 물결 형태를 갖도록 형성할 수도 있다. 물론 각 광학패턴(362)의 상단부선이 직선형태와 물결형태가 혼재되어 있도록 마련할 수 있다. 물론 실시형태가 도 5 및 도 6에 도시된 형태로 한정되는 것은 아니다.

여기서, 개구비(Open ratio ; ORA)는 광입사부(C)의 너비(O)/피치(P)*100(%)로 나타낼 수 있고, 각 광학패턴(62)의 높이(H)는 [피치(P)- 광입사부(C)의 너비 (O)]/2/[tan(θ/2)]로 나타낼 수 있으며, 빛의 제어는 그 개구비(ORA), 끼인각(θ) 그리고 베이스층의 두께(D) 등을 조절하여 이루어질 수 있다.

여기서, 피치(P)가 5-300㎛이고, 끼인각(θ)이 (기재요망)도이며, 개구비(ORA)는 20-70%인 것이 바람직하며, 각 광학패턴(62)의 높이(H)는 피치(P)와 끼인각(θ)에 의해 좌우되는 종속변수이다. 물론, 피치(P)와 끼인각(θ) 및 개구비(ORA)는 필요에 따라 적절하게 변경(가감)될 수 있다. 즉, 피치(P)와 끼인각(θ) 및 개구비(ORA)는 백라이트유닛의 형태(직하형,엣지형), 액정표시패널의 크기, 램프 하우징의 형태, 사용 용도에 따라 적절하게 변경(가감)될 수 있는 것이다.

전술한 광학필름(60)은 예컨대 하기와 같이 제조될 수 있다.

베이스층(61)과 광학패턴(62)을 갖는 시트를 압출 성형, 또는 자외선 경화 수지 도포 방법 등으로 성형하고 이에 상응하는 차광체(63)를 형성하기 위한 기재 필름을 그라비아인쇄, 옵셋인쇄 혹은 전사 필름 방법 등으로 제조하여 기계적으로 베이스층(61), 광학패턴(62) 및 차광체(63)를 갖는 광학필름(60)을 광학설계에 맞게 기계적으로 조정하는 방법이다.

또한, 포토레지스트를 이용하는 방법인데 광학패턴의 하부면 측에 점착특성을 갖는 포토 레지스트가 도포된 기재필름을 포토 레지스트가 도포되지 않은 기재면이 광학패턴의 배면을 향하게 배치한 후 평행광을 광학패턴의 상부 측에서 조사함으로써 상기 광학패턴의 광 가이드(light guide) 역할에 의해 인도된 빛이 도달한 부분의 점착특성을 제거한 후 반사층을 도포하여, 상기 포토레지스트 면에 완전 접착되지 않은 반사층 제거함으로써 이웃하는 광학패턴이 서로 맞닿는 접점영역에 대응하여 베이스층의 하부면에 연속적으로 각 차광체가 형성되도록 하는 방법이다.

감광성 점착층은 광경화성이 있으며 점착성이 있다면 그 조성이 특별히 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 아크릴산 에스테르를 포함하는 아크릴계 점착제가 본 발명의 감광성 점착층으로 사용될 수 있다. 이러한 아크릴계 점착제는, 일반적으로 점착성 고분자 성분으로서 아크릴산 중합체, 알킬 에스테르 중합체 또는 아크릴산과 알킬 에스테르의 공중합체를 포함하며, 광경화성 (다)관능 모노머 또는 올리고머, 경화제 및 광 개시제 등을 더 포함한다. 상기 아크릴산 중합체, 알킬 에스테르 중합체 또는 아크릴산과 알킬 에스테르의 공중합체의 제조에 사용될 수 있는 단량체로서는 (메타)아크릴산 에틸, (메타)아크릴산 부틸, (메타)아크릴산 2-에틸 헥실 등과 같은 아크릴산 에스테르와 (메틸)아크릴산, (메타)아크릴산 2-히드록시 에틸 등과 같이 관능기를 가지는 아크릴계 모노머가 있다.

이러한 감광성 점착층을 형성하는 아크릴계 점착제는 또한, 예컨대, 트리메틸올프로판트리 (메틸)아크릴레이트, 1,6-헥산디올(메틸)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디(메틸)아크릴레이트, 에스테르아크릴레이트 올리고머, 우레탄아크릴레이 트 올리고머 등과 같은 (다)관능 모노머 혹은 올리고머를 포함할 수 있다. 상기 감광성 점착층을 형성하는 아크릴계 점착제의 가교도를 높이기 위해 이소시아네이트계열, 디아미드계열의 화합물 등을 사용할 수도 있다.

광 개시제로서는 예를 들어, 벤조인, 벤조인 메틸에텔, 벤조인에틸에텔등의 벤조인 계열 화합물, 벤조페논, α-하이드록시시클로페닐케톤 등의 방향족 케톤류 등을 사용할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 광학필름(60)에 입사되는 빛의 경로에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

램프(40)에서 발산되어 확산시트(50)을 통해 출사된 빛은 각도에 따라, 도 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스층(61)의 광입사부(C)를 통과하여 액정표시패널(10)을 향하게 되거나, 차광체(63)에 의해 반사되어, 다시 광원부(30,40)를 향하게 된다. 설명의 편의를 위해 베이스층(61)의 광입사부(C)를 통과하는 빛을 을 L₁,L₂이라 하고, 차광체(63)에 의해 반사되어 광원부(30,40)을 향하는 빛을 L₃ 이라 하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 광입사부(C)를 통해 베이스층(61)에 큰 입사각도로 입사된 L₁은 광학패턴(62)의 경사면(62a)에서 굴절한 후 광학패턴(62)로부터 출사됨에 따라, 그 진행각도가 작아진 상태로 액정표시패널(10)을 향하게 되고, L₂은 광입사부(C)를 통해 베이스층(61)에 입사된 후, 전반사 조건에 의해 각 광학패턴(62)의 공기와 접하는 경사면(62a)의 경계면에서 반사되어, 즉 광학패턴(62) 내에 서 내부 전반사되어 광입사부(C)를 통해 광원부(30,40)로 다시 향하게 된다.

그리고, L₃은 광입사부(C)를 통과하지 못하고 차광체(63)에 의해 반사되어 다시 광원부(30,40)를 향하게 된다. L₂및L₃과 같이 다시 광원부(30,40)으로 향하는 빛은 반사부(31)에 의해 반사되어 다시 광학필름(60)을 향하게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 광학필름(60)에서는 램프(40)에서 발산된 빛이 차광체(63) 간에 형성되는 광입사부(C)를 통해서만 통과될 수 있음에 따라, 빛샘현상이 발생하고 빛을 효율적으로 사용하지 못했던 종래(도 10, 도 11참조)와는 달리, 빛샘현상을 해소할 수 있고, 빛을 효율적으로 사용할 수 있으며, 빛을 액정표시패널(10)의 배면에 수직한 방향으로 집중적으로 모아 줄 수 있다. 즉, 집광효율이 증대되어, 액정표시패널(10)에 대한 수직 입사성이 향상되므로 높고 균일한 휘도를 제공할 수 있게 된다.

이러한 본 발명의 효과는 PET로 마련된 베이스층, 자외선 경화수지로 마련된 광학패턴, 폴리에스터계열의 열가소성수지에 50중량%의 TiO₂를 혼합하여 마련된 차광체로 구성된 본 발명에 따른 광학필름의 광 시뮬레이션을 실행하고, 그 광 시뮬레이션 결과를 나타낸 도 7(본 발명의 광학필름을 통과한 후 광의 분포도)을 통해 확인할 수 있다. 이때 본 발명에 따른 광학필름에서 각 차광체의 너비는 15㎛, 차광체 간의 거리인 광입사부(C)의 너비(O)는 35㎛, 피치(P)는 50㎛, 개구비(ORA)는 70%, 광학패턴(62)의 높이(H)는 25㎛, 각 광학패턴의 끼인각(θ)은 90도, 베이스층의 두께(D)는 26㎛이었다. 그리고, 각 차광체의 반사율 90%, 베이스층의 굴절율 1.5, 공기 굴절율 1.0을 시뮬레이션 조건으로 하였다.

이와 같이, 종래 광학필름(440)을 통과한 후의 광분포도에서 빛샘현상을 확인할 수 있는 도 11과 달리, 도 7를 통해 본 발명에 따른 광학필름은 빛샘현상을 해소할 수 있고, 빛을 효율적으로 사용할 수 있으며, 빛을 액정표시패널의 배면에 수직한 방향으로 집중적으로 모아 줄 수 있음을 확인할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 빛샘현상을 해소할 수 있고, 빛을 효율적으로 사용할 수 있으며, 집광효율이 증대되어 액정표시패널에 대한 수직 입사성이 향상되므로 높고 균일한 휘도를 제공할 수 있게 된다.

Claims

베이스층;

상기 베이스층 상에 마련된 복수의 광학패턴;

상기 베이스층의 하부면에 마련되며, 서로 이격간격을 두고 배치된 복수의 차광체를 포함하며,

상기 차광체 간의 이격간격은 빛을 상기 베이스층으로 입사시킬 수 있는 광입사부인 것을 특징으로 하는 광학필름.
제1항에 있어서,

상기 각 차광체는 이웃하는 상기 광학패턴이 서로 맞닿는 접점영역에 대응하여 상기 베이스층의 하부면에 연속적으로 마련된 것을 특징으로 하는 광학필름.
제1항에 있어서,

상기 각 광학패턴은 선형 프리즘 형태, 원뿔 형태 및 다각뿔 형태 중 적어도 어느 하나의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 광학필름.
제1항에 있어서,

상기 각 광학패턴은 상기 베이스층의 상부면에 대해 수직한 방향에서 삼각형 단면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학필름.
제1항에 있어서,

상기 각 광학패턴은 상기 베이스층의 상부면에 대해 수직한 방향에서 사다리꼴 단면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학필름.
제1항에 있어서,

상기 복수의 광학패턴은 상기 베이스층의 상부면을 기준으로 서로 높이가 같은 것을 특징으로 하는 광학필름.
제1항에 있어서,

상기 복수의 광학패턴 중 적어도 하나 이상의 광학패턴은 상기 베이스층의 상부면을 기준으로 다른 광학패턴과 다른 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 광학필름.
제1항에 있어서,

상기 각 광학패턴의 상단부선은 평면 투영 시 직선형상과 물결형상 중 적어도 어느 한 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 광학필름.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 광학필름을 포함하는 것을 특징으로하는 백라이트유닛.
제9항에 따른 백라이트유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.