KR20090043958A - 프리즘 셀이 반복적으로 배열되어 있는 휘도 향상 광학필름 - Google Patents

프리즘 셀이 반복적으로 배열되어 있는 휘도 향상 광학필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정표시장치 백라이트 유닛에 사용되는 광학필름에 관한 것으로, 빛이 입사되는 배면(背面)과, 상기 배면과 대향하며 상기 빛을 출사시키는 전면(前面)을 포함하는 백라이트 유닛용 광학필름에 있어서, 제 1 방향으로 형성된 프리즘으로 구성된 제 1 프리즘 셀과, 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 형성된 프리즘으로 구성되 제 2 프리즘 셀이 상기 전면에 반복적으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 휘도 향상 광학필름을 제공한다.
본 발명은 휘도 향상과 더불어 시야각 향상과 패턴 은폐력 향상을 모두 충족시킴으로써 백라이트 유닛의 광학필름 및 시트류 사용을 줄일 수 있는 효과를 가져온다.
휘도 향상 광학필름, 액정표시장치, 백라이트 유닛, 시야각, 프리즘

Description

프리즘 셀이 반복적으로 배열되어 있는 휘도 향상 광학필름{Brightness enhacing optical film having prism cell array}
본 발명은 액정표시장치 백라이트 유닛에 사용되는 광학필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휘도와 시야각을 향삼시킴과 동시에 시인성을 개선할 수 있는 휘도 향상 광학필름에 관한 것이다.
액정표시장치(LCD)에 광원으로 사용되는 백라이트 유닛(Back Light Unit)은 휘도 및 균일도 향상을 위해 여러 가지 방법을 사용하고 있는데, 대표적으로 도광판 상부에 프리즘 시트, 확산 시트와 같은 광학 필름을 조합하여 사용하거나, 도광판 상에 소정의 패턴을 부여하여 사용하고 있다.
기존 도광판의 패턴 부여 방식은, 균일도 향상을 위해 하부에 인쇄 도광판 (도트 인쇄) 또는 무인쇄 도광판(엠보)을 사용하고 있었다.
또한 도광판의 상부에는 광학필름류의 사용을 줄이기 위해, 도광판 상부 표면에 직접 프리즘 패턴 혹은 엠보 패턴을 부여함으로서 휘도 상승을 유발하는 방법 들이 있었다. 그러나 이러한 일련의 방법들은 휘도 상승을 유발하긴 하지만 그 값이 5∼10%이내 이므로 광학 필름을 제거하기에는 충분하지 않은 효과를 가져오고 있었다.
기존의 휘도향상 광학필름의 조합으로는 그 구성이 복잡하고 가격의 상승효과를 가져와 점차 지양되고 있는 추세이며, 이에 보호필름과 프리즘 필름, 프리즘 필름과 확산 필름 등의 기능을 동시에 수행할 수 있는 광학필름 개발을 위한 노력이 진행되고 있다.
본 발명은 집광 효율은 유지하면서 시야각을 개선할 수 있는 휘도 향상 광학필름을 제공함에 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 휘도 및 은폐력을 동시에 만족시키면서 각각의 시트류를 복합화 할 수 있는 휘도 향상 광학 필름을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 휘도 향상 광학 필름을 제조할 수 있는 마스터 필름 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명은 빛이 입사되는 배면(背面)과, 상기 배면과 대향하며 상기 빛을 출사시키는 전면(前面)을 포함하는 백라이트 유닛용 광학필름에 있어서, 제 1 방향으로 형성된 프리즘으로 구성된 제 1 프리즘 셀과, 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 형성된 프리즘으로 구성되 제 2 프리즘 셀이 상기 전면에 반복적으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 휘도 향상 광학필름을 제공한다.
본 발명은 광학필름의 전면에 서로 다른 방향으로 형성된 복수개의 프리즘 셀을 배열하여, 휘도 향상과 더불어 시야각 향상과 패턴 은폐력 향상을 모두 충족시킴으로써 백라이트 유닛의 광학필름 및 시트류 사용을 줄일 수 있는 효과를 가져 온다.
그리고 본 발명은 종래의 백라이트 유닛에 사용되는 복수개의 필름을 대체하여 백라이트 유닛의 원가를 절감하고 박형화를 가능하게 하는 휘도 향상 광학 필름을 제공하는 효과를 가져온다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 휘도 향상 광학필름의 실시예를 설명한다.
이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.
그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 휘도 향상 광학필름을 나타낸 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 휘도 향상 광학필름(100)은, 빛이 입사되는 배면(背面)(101)과, 상기 배면(101)과 대향하며 상기 빛을 출사시키는 전면(前面)(102)을 포함하며, 상기 전면에 빛의 출사를 제어하기 위한 프리즘 셀(110, 120)을 구비한다.
프리즘 셀(110, 120)은 일정한 방향으로 형성된 프리즘(112, 122)이 집합되어 이루어지는 것으로, 여기서 프리즘의 방향이라 함은 프리즘의 길이 방향을 의미한다.
도시된 바와 같이, 제 1 프리즘 셀(110)은 좌측 방향으로 하향 경사지게 형성되어 있으며, 제 2 프리즘 셀(120)은 우측 방향으로 하향 경사지게 형성되어 있다. 여기서 프리즘 셀의 방향은 서로 다르게 형성되어 있다는 점이 중요하며 구체적으로 어느 방향으로 형성되는 것이냐는 문제가 되지 않는다.
상기 제 1 프리즘 셀(110)과 제 2 프리즘 셀(120)이 전면에 반복적으로 배치된다. 즉 광학시트의 전면(102)에 프리즘 셀들(110, 120)이 반복적으로 배치되어 빛을 집광시키게 되는 것인데, 이 때 프리즘 셀(110, 120) 내부에 구비된 프리즘의 방향은 서로 상이하므로 종래의 수직방향 프리즘이나 수평방향 프리즘을 적층하여 사용하는 경우에 발생하는 빛샘이나 은폐성의 문제를 해결할 수 있다.
하나의 프리즘 셀의 크기는 300~1000㎛ 범위인 것이 바람직하다. 프리즘 셀의 크기가 너무 큰 경우에는 프리즘 셀들 사이의 경계가 패턴으로 시인될 우려가 있고, 너무 작은 경우에는 인접한 프리즘 셀 사이에서 광 간섭이 발생할 우려가 있다. 또한, 프리즘 셀(110, 120)을 구성하는 프리즘(112, 122)의 높이(h)는 10~30㎛ 범위인 것이 바람직하고, 피치(p)는 30~80㎛ 범위인 것이 바람직하다.
도시된 바와 같이, 제 1 실시예의 경우에는 2가지 종류의 프리즘 셀이 반복적으로 형성되어 있으나, 3가지 또는 그 이상의 프리즘 셀을 반복적으로 배열할 수 도있다.
종래에는 광학시트 전면에 걸쳐서 프리즘이 동일한 방향으로 형성되어 있고, 빛의 방향과 프리즘의 길이방향이 평행하거나 직교하도록 배치되는 것이 일반적이었다. 그런데, 이러한 배치의 경우에는 휘도 향상에는 도움을 주지만 은폐력을 확보할 수 없고, 시야각이 좁아지는 문제점을 가지게 되므로, 서로 직교하는 프리즘 시트 2장과 확산시트를 함께 사용하고 있었다.
본 발명은 이러한 복수의 프리즘 시트와 확산시트를 한 장의 광학시트로 대체하기 위한 것으로, 서로 다른 방향으로 형성된 프리즘 셀(110, 120)을 반복하여 배열함으로써 광학시트의 매수를 감소하고, 휘도 향상, 시야각 확대, 은폐력 확보를 모두 충족할 수 있다.
본 발명은 기존의 수직 또는 수평 방향의 프리즘 패턴에서 탈피하여 경사진 각도를 가지는 몇 가지 프리즘 셀을 하나로 조합하여 프리즘에 의한 휘도 상승효과 외에도 시야각 및 시인성을 동시에 향상시키는 효과를 가져온다.
본 발명에 따른 휘도 향상 광학필름(100)은 여러 방향의 프리즘을 통하여 집광되면서 발생되는 휘도의 상승효과 외에도 빛의 투과 방향을 복잡하게 구성하므로서 시인성을 개선할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 휘도 향상 광학필름(100)은 시인되는 휘선이나 빛샘 등도 효과적으로 은폐시킬 수 있는 장점을 가진다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 휘도 향상 광학필름을 나타낸 사시도이다.
도시된 바와 같이. 제 2 실시예에 따른 휘도 향상 광학필름(200)은 제 1 실 시예(100)와 마찬가지로 제 1 프리즘 셀(210)과 제 2 프리즘 셀(220)이 반복적으로 배열되어 있다는 점에서는 공통점을 가지지만, 각각의 프리즘 셀의 사이에 이격 평면(230)을 구비하는 점에서 차이점을 가진다.
이격평면(230)은 그대로 빛을 통과시켜 시야각 향상에 도움을 주게 되며, 프리즘 셀들 사이에 간격을 확보함으로써 제조에 유리한 점을 가지게 된다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 휘도 향상 광학필름을 나타낸 평면도이다.
도시된 제 3 실시예는 4 종류의 프리즘 셀(310, 320, 330, 340)이 반복적으로 배열되어 있다. 4 종류의 프리즘 셀(310, 320, 330, 340)이 하나의 프리즘 패턴(350)을 형성하고, 이러한 프리즘 패턴(350)이 반복적으로 배열되어 있는 것이다.
도시된 형태는 이격평면이 없이 프리즘 셀들이 인접하게 배열되어 있는 것이나, 도 2의 제 2 실시예와 같이 프리즘 셀들 사이에 이격평면을 형성할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 하나의 광학시트에 서로 다른 방향성을 가지는 프리즘 셀들이 배열되어 있는 광학시트를 제조하기 위해서는 그에 대응하는 마스터 필름을 제조하여야 한다.
이러한 마스터 필름은 종래의 일방향 프리즘이 배열된 마스터 필름과는 다른 방식으로 제조된다.
이하에서는 본 발명에 따른 휘도 향상 광학필름을 제조하기 위한 마스터 필 름의 제조방법을 살펴본다.
도 4는 본 발명에 따른 마스터 필름을 제조하기 위한 제 1 패턴 필름을 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 마스터 필름을 제조하기 위한 제 2 패턴 필름을 나타낸 사시도이다.
마스터 필름에는 제 1 프리즘 셀에 대응하는 음각과, 제 2 프리즘 셀에 대응하는 음각이 모두 형성되어 있어야 한다.
이를 위해서, 먼저 제 1 프리즘 셀에 대응하는 양각을 가지는 제 1 패턴 필름(410)과, 제 2 프리즘 셀(420)에 대응하는 양각을 가지는 제 2 패턴 필름을 마련한다. 제 1 패턴 필름(410)에는 제 1 프리즘 셀이 형성될 영역에만 제 1 프리즘 셀에 대응하는 양각의 패턴부(412)를 구비한다.
제 2 패턴 필름(420)에는 제 2 프리즘 셀이 형성될 영역에만 제 1 프리즘 셀에 대응하는 양각의 패턴부(422)를 구비한다
제 1 패턴 필름(410)과 제 2 패턴필름(420)의 제조 방법을 상세하게 살펴본다.
먼저, 기계절삭 가공설비를 이용해서 평판 및 수직 가공방법으로 프리즘 형상과 같이 단면이 삼각형으로 된 요철부가 알방향으로 평면에 배열되도록 가공한다.
다음으로 프리즘 형상이 가공된 금속판재에 자외선 경화수지를 일정량 도포하여 자외선 경화방식으로 PET 필름에 전사한 후, 패턴부가 형성될 부분에만 자외선을 조사하여 경화시키고, 나머지 부분 즉 경화되지 않은 수지를 제거하여 제조하 게 된다.
도 6은 제 1 패턴 필름과 제 2 패턴 필름을 이용한 마스터 필름의 제조방법을 나타낸 공정 단면도이다.
먼저 마스터 필름의 필름 몸체(500)에 경화수지(510)를 도포한다. 경화수지(510)는 자외선에 의하여 경화되는 수지를 사용하여, 선택적인 자외선 조사로 일부를 경화시킬 수 있도록 한다.
경화수지(510)가 도포된 필름 몸체(500)에 제 1 패턴 필름(410)을 정렬시키고, 제 1 패턴 필름(410)의 패턴부(412)로 경화수지(510)를 가압하여 상기 패턴부(412)의 형상을 경화수지(510)에 전사한다. 이 때 자외선을 패턴부(412) 영역에만 조사하여 경화시킨다.
다음으로, 제 2 패턴 필름(420)을 정렬시키고, 동일한 방법으로 제 2 패턴 필름(420)의 패턴부(422) 형상을 경화수지(510)에 전사하고 경화시킨다.
이러한 방식으로 마스터 필름을 제조하면, 하나의 마스터 필름에 제 1 프리즘 셀의 형상과 제 2 프리즘 셀의 형상에 대응하는 음각 패턴이 모두 형성되므로, 롤 투 롤(roll to roll) 방법으로 휘도 향상 광학필름을 대량 생산할 수 있게 된다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 휘도 향상 광학필름을 사용하면 백라이트 유닛에 소요되는 시트류를 절감할 수 있으며, 기존에 사용되는 여러 종류의 시트류 조합을 최소화 하면서도 동일한 품질을 유지할 수 있다는 장점을 가지게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 휘도 향상 광학필름을 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 휘도 향상 광학필름을 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 휘도 향상 광학필름을 나타낸 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 마스터 필름을 제조하기 위한 제 1 패턴 필름을 나타낸 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 마스터 필름을 제조하기 위한 제 2 패턴 필름을 나타낸 사시도,
도 6은 제 1 패턴 필름과 제 2 패턴 필름을 이용한 마스터 필름의 제조방법을 나타낸 공정 단면도임.

Claims (8)

  1. 빛이 입사되는 배면(背面)과, 상기 배면과 대향하며 상기 빛을 출사시키는 전면(前面)을 포함하는 백라이트 유닛용 광학필름에 있어서,
    제 1 방향으로 형성된 프리즘으로 구성된 제 1 프리즘 셀과, 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 형성된 프리즘으로 구성되 제 2 프리즘 셀이 상기 전면에 반복적으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 휘도 향상 광학필름.
  2. 빛이 입사되는 배면(背面)과, 상기 배면과 대향하며 상기 빛을 출사시키는 전면(前面)을 포함하는 백라이트 유닛용 광학필름에 있어서,
    하나의 프리즘 셀은 동일한 방향으로 형성된 프리즘의 집합으로 구성되며, 서로 다른 방향으로 형성된 복수의 프리즘 셀이 상기 전면에 반복적으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 휘도 향상 광학필름.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 프리즘 셀의 크기는 300~1000㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 휘도 향상 광학필름.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 프리즘 셀을 구성하는 프리즘의 높이는 10~30㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 휘도 향상 광학필름.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 프리즘 셀을 구성하는 프리즘의 피치는 30~80㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 휘도 향상 광학필름.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 프리즘 셀은 간격없이 연속적으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 휘도 향상 광학필름.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 프리즘 셀과 프리즘 셀 사이에 이격평면이 형성되는 것을 특징으로 하는 휘도 향상 광학필름.
  8. 제 1 프리즘 셀에 대응하는 패턴을 가지는 제 1 패턴 필름과, 제 2 프리즘 셀에 대응하는 패턴을 가지는 제 2 패턴 필름을 마련하는 단계;
    필름 몸체에 자외선 경화수지를 도포하는 단계;
    상기 제 1 패턴 필름으로 제 1 프리즘 셀에 대응하는 음각 형상을 수지에 전사하고 경화시키는 단계; 및
    상기 제 2 패턴 필름으로 제 2 프리즘 셀에 대응하는 음각 형상을 수지에 전사하고 경화시키는 단계를 포함하여 제조되는 휘도 향상 광학필름 제조용 마스터 필름 제조방법.
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