KR20090087842A - 크림핑 프레임 및 스프링을 가진 인장된 광학 요소 - Google Patents

크림핑 프레임 및 스프링을 가진 인장된 광학 요소 Download PDF

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토마스 엠. 래니
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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 광학 필름을 포함하되, 상기 광학 필름의 적어도 일 부분은 상기 필름에 제어된 인장력의 인가를 위한 장치의 존재에 의해 치수적으로 안정하게 유지되는, 광학 요소를 제공한다. 제어된 인장력의 인가를 위한 장치는 상기 필름 또는 필름들의 평평함을 효과적으로 유지하는 캔틸레버 스프링과 관련된 크림핑 프레임을 사용한다.
광학 필름, 인장력, 크림핑 프레임, 스프링

Description

크림핑 프레임 및 스프링을 가진 인장된 광학 요소{TENSIONED OPTICAL ELEMENT HAVING CRIMPING FRAME AND SPRING}
본 발명은 인장된 광학 요소 및 광학 디스플레이들에서의 그 용도에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LCD 모니터 및 LCD 텔레비젼에서 사용될 수 있는 액정 디스플레이(LCD)에 관한 것이다.
액정 디스플레이(LCD)는 랩탑 컴퓨터, 손바닥 크기의 계산기, 디지털 시계 및 텔레비젼과 같은 장치들에서 사용되는 광학 디스플레이이다. 몇몇 LCD는 디스플레이의 측부에 위치된 광원을 포함하고, 도광판(light guide)이 광원으로부터의 광을 LCD 패널의 뒤로 유도하도록 위치된다. 다른 LCD, 예를 들어 몇몇 LCD 모니터 및 LCD 텔레비젼(LCD-TV)는 LCD 패널 뒤에 위치된 많은 광원들을 사용하여 직접 조사된다. 이러한 배열은 대형 디스플레이에서 일반적인데, 그 이유는 소정 레벨의 디스플레이 휘도를 달성하는 광 파워 요구가 디스플레이 크기의 제곱만큼 증가하는 반면에, 디스플레이의 측부를 따라 광원을 위치시키기 위한 가용 공간은 디스플레이 크기와 함께 선형으로 증가해야만 하기 때문이다.
더욱이, 몇몇 LCD 어플리케이션, 예를 들어 LCD-TV는 디스플레이가 다른 어 플리케이션보다 더 먼 거리로부터도 보여지기에 충분하도록 밝아야 할 것을 요구하며, LCD-TV를 위한 시야각 요구사항은 일반적으로 LCD 모니터 및 손바닥 크기의 장치들의 시야각 요구사항과는 일반적으로 상이하다.
몇몇 LCD 모니터 및 대부분의 LCD-TV는 일반적으로 많은 냉음극형광 램프(CCFL)에 의해 뒤로부터 조사된다. 이들 광원들은 선형적이고 디스플레이의 전체 폭에 걸쳐 연장되며, 그 결과로 디스플레이의 후면이 더 어두운 영역들에 의해 분리된 일련의 밝은 스트라이프에 의해 조사된다. 이러한 조사 프로파일(illumination profile)은 바람직하지 않고, 따라서 확산판이 LCD 장치의 후면에서의 조사 프로파일을 부드럽게 하기 위해 사용된다.
몇몇 LCD 모니터 및 대부분의 LCD-TV는 일반적으로 램프의 반대측 상에 확산판과 인접하도록 광 매니지먼트 필름들의 배열을 적층한다. 이들 광 매니지먼트 필름들은 일반적으로 콜리메이팅 확산 필름, 프리즘형 광 배향 필름 및 반사 폴라라이저 필름을 포함한다. LCD 디스플레이를 제조하기 위해 이들 개별적인 광 매니지먼트 필름을 다루는 것은 매우 노동 집약적이며, 그 이유는 몇몇 필름들은 먼저 제거되어야만 하는 보호 커버 시트가 구비되고, 이어서 각 광 매니지먼트 필름은 LCD의 백라이트 유닛 내에 개별적으로 위치되기 때문이다. 또한, 각 필름의 재고 및 추적은 LCD 디스플레이를 제조하기 위한 총 비용에 개별적으로 추가될 수 있다. 더 나아가, 이들 광 매니지먼트 필름들이 개별적으로 다루어지기 때문에, 조립 공정 동안 필름들에 손상이 가해질 위험이 더 많게 된다.
종래에, LCD-TV 확산판은 일반적으로 유리, 폴리스티렌 비드, 교차 결합된 PMMA 비드들 및 CaCO3 입자들을 포함하는 다양한 분산상을 가지는, 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 또는 이들의 코폴리머의 폴리머 메트릭스를 채택한다. 이들 판들은 두껍고 무거운 반면에 디스플레이 제조자들은 항상 폼 팩터(form factor)를 얇게하여 디스플레이 무게를 감소시키려고 항상 노력하는 중이다. 확산판들은 램프에 의해 유발된 상승된 습도와 고온에 노출된 후에 자주 변형되거나 뒤틀리며, 이는 디스플레이에서의 시청 결함을 유발시킨다.
미국특허공개 제2006/0082699호는 자기 지지하는(self-supporting)기판 및 광학적 확산 필름의 분리된 레이어들을 라미네이팅함에 의해 확산판의 비용을 감소시키고자 하는 하나의 접근을 설명한다. 비록 이러한 해결법은 신규하지만, 이들 레이어들을 함께 라미네이팅하기 위해 접착제를 사용해야 하는 요구는 광 흡수 물질들을 추가함에 의해 시스템의 감소된 효율을 유발한다. 또한, 레이어들을 함께 라미네이팅하기 위한 추가적인 공정 비용은 의도된 바가 아니다. 또한, 이러한 이전의 개시는 확산판의 두꺼은 폼 팩터 및 무거운 무게의 문제를 해결하지 않는다.이러한 해결법은 확산판의 뒤틀림의 문제도 해결하지 않는다.
현저하게 더 낮은 무게 뿐 아니라 훨씬 더 얇은 폼 팩터를 가지는 광학 확산 필름으로 확산판을 대체하는 것이 바람직하다. 이러한 확산 필름은 높은 레벨의 광 균일도를 유지하는 동시에 높은 광학 전달도 뿐 아니라 치수적 안정성을 가져야만 한다. 확산 필름은 그 자신에 대한 구조적 지지 및 선택적으로는 광 매니지먼트 배열에 일반적으로 사용되는 다른 광학 필름들에 대한 구조적 지지도 제공해야만 한 다.
본 발명은 광학 필름을 포함하되, 상기 광학 필름의 적어도 일 부분은 상기 광학 필름에 제어된 인장력의 인가를 위한 장치에 의해 치수적으로 안정하게 유지되고, 상기 인장력은 크림핑 프레임에 의해 인가되는, 광학 요소에 있어서, 상기 광학요소는, 반원형 그루브(groove)를 가진 제 1 프레임 요소; 및 연장부(extension)를 가진 제 2 프레임 요소를 포함하되, 상기 제 1 프레임 요소 및 상기 제 2 프레임 요소는 상기 광학 필름을 크림핑(crimp)하도록 상호 간에 맞물리며, 상기 광학요소는, 상기 제 1 프레임 요소 및 상기 제 2 프레임 요소를 함께 고정시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 요소를 제공한다..
본 발명은 적어도 하나의 광학 필름을 포함하되, 광학 필름의 적어도 일부는 필름에 제어된 인장력의 인가를 위한 장치의 존재에 의해 치수적으로 안정하게 유지되는 광학 요소를 제공한다. 제어된 인장력의 인가를 위한 장치는 필름 또는 필름들의 평평함을 효율적으로 유지시키는 캔틸레버 스프링과 관련된 크림핑 프레임을 사용한다.
본 발명은 또한 광을 균일하게 방출하기 위한 디스플레이 및 공정을 제공한다. 본 발명의 일 구체예는 필름의 외곽부 주변에서 프레임을 통해, 제어된 인장력에 의해 지지되는 폴리머 광학 확산 필름을 포함하는 광학 요소이다. 인장력은 프레임의 상부 구성요소와 하부 구성요소 사이에서 필름의 크림핑에 의해 필름에 가 해진다. 필름은 초기에 복수 개의 스크류들 또는 스냅들에 의해 두개의 프레임 구성요소들 사이에서 수용되며, 복수 개의 스크류들 또는 스냅들은 필름의 외곽부 주변의 다양한 위치들에서 홀들 또는 슬롯들을 통해 돌출되며, LCD 백라이트의 프레임에 실질적으로 연결된다. 또한 스크류들 또는 스냅들은, 일단 조여지면 크림핑 효과를 통해 필름 상의 인장을 유지시키는 크림핑 프레임의 두개의 구성요소들을 서로 고정시킨다. 캔틸레버 스프링형 장치는 크림핑 프레임의 구성요소들 중 하나로부터 돌출된다. 크림핑 프레임 및 캔틸레버 스프링 장치의 결합은 환경 시험 조건들 동안조차도 실질적으로 필름상에서 인장을 유지시킨다. 이러한 광학 요소는 후광식 LCD 디스플레이에서 오늘날 일반적으로 사용되는 확산판들의 광학 기능을 대체하는데 유용하다.
본 발명의 다른 구체예는 필름의 외곽부 주변에서 프레임을 통해, 제어된 인장력에 의해 지지되는 폴리머 광학 확산 필름을 포함하는 광학 요소이다. 인장력은 프레임의 상부 구성요소와 하부 구성요소 사이에서의 필름의 크림핑에 의해 필름에 가해진다. 프레임의 하부 구성요소는 LCD 백라이트 프레임에 일체화된다. 필름은 초기에 복수 개의 스크류들 또는 스냅들에 의해 두개의 프레임 구성요소들 사이에서 지지되며, 복수 개의 스크류들 또는 스냅들은 필름의 외곽부 주변의 다양한 위치들에서 홀들 또는 슬롯들을 통해 돌출된다. 또한 스크류들 또는 스냅들은 일단 조여지면 크림핑 효과를 통해 필름상에서 인장을 유지시키는 백라이트 유닛에 크림핑 프레임의 상부 구성요소들을 고정시킨다. 또한 캔틸레버 스프링형 장치는 크림핑 프레임의 상부 구성요소와 백라이트 유닛 사이에서 샌드위칭된다. 크림핑 프레 임와 샌드위칭된 스프링 장치의 결합은 환경 시험 조건들 동안조차도 실질적으로 필름상에서 인장을 유지시킨다. 이러한 광학 요소는 후광식 LCD 디스플레이에서 오늘날 일반적으로 사용되는 확산판들의 광학 기능을 대체하는데 유용하다.
본 발명의 다른 구체예는 액정 디스플레이(LCD) 유닛에 관한 것이며, 액정 디스플레이는 상부 플레이트, 하부 플레이트, 및 상부 및 하부 플레이트들 사이에 위치된 액정 레이어를 포함하는 LCD 패널 및 광원을 가진다. 하부 플레이트는 광원을 마주보고, 흡수 폴라라이저를 포함한다. 이전에 설명된, 필름의 외곽부 주변에서 프레임에 연결된 어느 하나의 인장 장치를 통하여 적어도 하나가 제어된 인장력에 의해 지지되는 광 매니지먼트 필름들의 배열을 포함하는 광학 요소는 광원과 LCD 패널 사이에 위치되어, 광원이 광 매니지먼트 필름들의 배열을 통해 LCD 패널을 조사하도록 한다.
광 매니지먼트 필름들의 배열은 제 1 폴리머 광학 확산 필름을 포함한다. 광 매니지먼트 필름들의 배열은 선택적으로 다른 광학 레이어들을 포함한다. 다른 광학 레이어들은 비드 코팅된 콜리메이팅 확산 필름, 광 배향 필름 및 반사 폴라라이저를 포함할 수도 있다. 본 발명은 액정 디스플레이들(LCD, 또는 LC 디스플레이)에 적용 가능하고, 특히 뒤에서 직접 조사하는, 예를 들어, LCD 모니터 및 LCD 텔레비전(LCD-TV)에 사용되는 것과 같은 LCD에 적용 가능하다.
LCD-TV에서 일반적으로 사용되는 확산판들은 폴리머 매트릭스, 예를 들어 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 또는 사이클로-올레핀에 기초하며, 강성 시트(rigid sheet)로서 형성된다. 시트는 확산 입자들, 예를 들어, 유 기 입자들, 무기 입자들 또는 보이드(void)(버블)를 포함한다. 이러한 플레이트들은 디스플레이를 조사하기 위하여 사용되는 고온의 광원에 노출 후에 종종 변형되거나 뒤틀린다. 또한 이러한 플레이트들은 제조하는데 그리고 최종 디스플레이 장치를 조립하는데 더 많은 비용이 든다.
본 발명은 직광식 LCD 장치(directly illuminated LCD device)에 관한 것이며, 직광식 LCD 장치는 LCD 패널 자체와 광원 사이에 위치된 광 매니지먼트 필름들의 배열을 가진다. 광 매니지먼트 필름들의 배열은 제어된 인장력에 의해 지지되는 특정한 전달 및 균일화(uniformization) 기능을 가진 적어도 하나의 폴리머 광학 확산 필름을 포함한다. 제어된 인장력은 프레임을 통해 필름의 외곽부 주변에 가해진다. 인장력은 프레임의 상부 및 하부 구성요소 사이에서 필름의 크림핑에 의해 필름에 가해진다. 필름은 초기에 복수 개의 스크류들 또는 스냅들에 의해 두개의 프레임 구성요소들 사이에서 수용되며, 복수 개의 스크류들 또는 스냅들은 필름의 외곽부 주변의 다양한 위치에서 홀들 또는 슬롯들을 통해 돌출되고, LCD 백라이트의 프레임에 실질적으로 연결된다. 또한 스크류들 또는 스냅들은 일단 조여지면 크림핑 효과를 통해 필름상에서 인장을 유지시키는 크림핑 프레임의 두개의 구성요소들을 서로 고정시킨다. 캔틸레버 스프링형 장치는 크림핑 프레임의 구성요소들 중 하나로부터 돌출된다. 크림핑 프레임 및 캔틸레버 스프링 장치의 결합은 환경 시험 조건들 동안조차도 실질적으로 필름상에서 인장을 유지한다. 임의적으로, 다른 광학 필름들 예컨대, 비드 코팅된 콜리메이팅 확산 필름들, 광 배향 필름들, 및 반사 폴라라이저들은 프레임에 의해 또는 인장된 필름 또는 필름들에 의해 구속될 수 있 다. 각각의 구성요소의 전달 및 흐림 레벨들은 직광식 LC 디스플레이 장치를 제공하기 위하여 설계되며, 직광식 LC 디스플레이 장치의 휘도는 디스플레이를 가로질러 상대적으로 균일하다.
본 발명의 바람직한 폴리머 광학 확산 필름들은 제조에 사용되는 물질들 및 공정들에서 고도의 플렉서블리티(flexibility)를 제공하고 제조하기에 간단하다. 본 발명에서, 구조적 및 광학적 요구들은 분리된다: 인장 장치는 구조적 성능을 제공하고, 얇은 확산 필름은 광학적 성능을 제공한다. 이러한 기능들을 분리함으로써, 얇은 확산 시트들을 사용하는 비용 이점들이 전체 비용을 감소시키기 위하여 활용될 수 있다. 확산 필름을 가지는 두꺼운 기판을 포함하지 않음으로써, 높은 레벨의 광학 성능 및 낮은 제조 비용이 실현된다. 또한 이것은 인장된 필름이 설계 온도 및 습도 범위 이상에서 고도의 균일성을 유지함에 따라 두꺼운 플레이트들의 어떠한 뒤틀림도 방지한다. 더욱이, 디퓨저가 기판보다는 필름 내에서 포함될 때 확산 특성들을 더욱 정확하게 제어하기 쉽다. 이러한 디퓨저 특성들은 또한 확산 필름 내에서 공간적으로 변경될 수 있다. 예를 들어, 확산 입자들 또는 보이드들의 더 높거나 더 낮은 하중(loading)을 가지는 필름 내의 선형 영역들에 의해 생성된 스트라이프들이 이용될 수 있다. 이것은 제어된 힘에 의해 지지되는 필름 또는 필름들을 후광식 LCD 디스플레이의 선형 광원(일반적으로 CCFL의 광원)에 더 가깝게 위치될 수 있게 함으로써 매우 유용할 수 있다. 이러한 더 가까운 간격(closer spacing)은 선형 광원의 위에 직접 정렬된 더 높은 확산 특성들의 스트라이프들을 가져서 필름으로부터의 균일한 발광(light emission)을 야기함으로써 가능하게 된 다. 광원으로부터 확산 필름까지의 더 큰 간격(greater spacing)들은 광 확산 입자들의 균일한 분산(dispersion)을 가지는 필름에 의해 만들어져야만 한다.
직광식 LC 디스플레이 장치(100)의 예시적인 구체예의 개략적인 확대도가 도 1에서 나타난다. 이러한 디스플레이 장치(100)는 예를 들어, LCD 모니터 또는 LCD-TV에서 사용될 수도 있다. 디스플레이 장치(100)는 LC 패널(140)을 포함하는 전방 패널 어셈블리(130)의 사용에 기초하며, 이것은 일반적으로 패널 플레이트들(134) 사이에 위치된 LC의 레이어(136)를 포함한다. 플레이트들(134)은 종종 유리로 형성되고, LC 레이어(136) 내의 액정들의 배향을 제어하기 위하여 이들의 내부 표면들 상에 정렬 레이어들 및 전극 구조물들을 포함할 수도 있다. 전극 구조물들은 LC 패널 픽셀들, 액정들의 배향이 인접 영역들로부터 독립하여 제어될 수 있는 LC 레이어의 영역들을 정의하기 위하여 일반적으로 배열된다. 컬러 필터는 또한 컬러를 디스플레이된 이미지에 부여하기 위하여 하나 이상의 플레이트들(134)과 함께 포함될 수도 있다.
상부 흡수 폴라라이저(138)는 LC 레이어(136) 위에 위치되고, 하부 흡수 폴라라이저(132)는 LC 레이어(136) 아래에 위치된다. 결합된 흡수 폴라라이저들(138,132) 및 LC 패널(140)은 디스플레이(100)를 통해 백라이트(110)로부터 시청자까지의 광 전달을 제어한다. 몇몇 LC 디스플레이들에서, 흡수 폴라라이저들(138, 132)은 이들의 전달축들에 직각으로 배열될 수도 있다. LC 레이어(136)의 픽셀이 활성화되지 않을 때, 이것은 여기를 관통하는 광의 폴라라이제이션을 변경할 수도 없다. 따라서, 흡수 폴라라이저들(138, 132)이 직각으로 정렬될 때, 하부 흡수 폴 라라이저(132)를 관통하는 광은 상부 흡수 폴라라이저(138)에 의해 흡수된다. 반면, 픽셀이 활성화될 때, 여기를 관통하는 광의 폴라라이제이션은 회전되어, 하부 흡수 폴라라이저(132)를 통해 전달되는 광의 적어도 몇몇이 또한 상부 흡수 폴라라이저(138)를 통해 전달되도록 한다. LC 레이어(136)의 상이한 픽셀들의 선택적인 활성화는, 예를 들어 컨트롤러(150)에 의해, 어떤 원하는 위치들에서 디스플레이로부터 나오는 광을 야기하며, 따라서 시청자에 의해 보여지는 이미지를 형성한다. 컨트롤러는 예를 들어, 컴퓨터 또는 텔레비전 이미지들을 받아 디스플레이하는 텔레비전 컨트롤러를 포함할 수도 있다. 하나 이상의 선택 레이어들(139)은 예를 들어 디스플레이 표면에 기계적 및/또는 환경적 보호를 제공하기 위하여 상부 흡수 폴라라이저(138) 위에서 구비될 수도 있다. 일 예시적인 구체예에서, 레이어(139)는 흡수 폴라라이저(138) 위에 하드코트(hardcoat)를 포함할 수도 있다.
LC 디스플레이들의 몇몇 형태들은 위에서 설명된 것과 상이한 방식으로 작동될 수도 있다는 점이 이해될 것이다. 예를 들어, 흡수 폴라라이저들은 평행하게 정렬될 수도 있고, 불활성화된 상태일 때 LC 패널은 광의 폴라라이제이션을 회전시킬 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 이러한 디스플레이들의 기본적인 구조물은 위에서 설명된 것과 유사하다.
백라이트(110)는 LC 패널(120)을 비추는 광을 생성하는 복수 개의 광원들(114)을 포함한다. LCD-TV 또는 LCD 모니터에 사용된 광원들(114)은 종종 선형, 냉음극, 형광 튜브들이고, 튜브들은 디스플레이 장치(100)를 가로질러 연장된다. 그러나, 필라멘트 또는 아크 램프, 발광 다이오드(LED), 평평한 형광 패널들 또는 외부 형광 램프들과 같은 다른 형태들의 광원들이 사용될 수도 있다. 광원들의 이러한 리스트는 제한적이거나 완벽한 것으로 의도되는 것이 아니라, 단지 예시적이다.
백라이트(110)는 또한 LC 패널(140)로부터 먼 방향으로, 광원들(114)로부터 아래를 향하여 전달되는 광을 반사시키기 위하여 리플렉터(112)를 포함할 수도 있다. 또한, 리플렉터(112)는 이하에서 설명되는 것과 같이, 디스플레이 장치(100) 내에서 광을 재사용하기에 유용할 수도 있다. 리플렉터(112)는 스펙큘러 리플렉터일 수도 있고, 또는 확산 리플렉터일 수도 있다. 리플렉터(118)로서 사용될 수도 있는 스펙큘러 리플렉터의 일 실시예는 미네소타. 세인트 폴, 3M 컴퍼니로부터 이용가능한 비쿠이티® 향상 스펙큘러 반사(ESR) 필름이다. 적절한 확산 리플렉터들의 실시예들은 확산 반사 입자들과 함께 로딩된 폴리머들, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌, 폴리스틸렌 등등을 포함하며, 확산 반사 입자들은 예컨대 티타늄 디옥사이드, 바륨 설페이트, 칼슘 카보네이트 등등이다.
광 매니지먼트 레이어들의 배열(120)은 백라이트(110)와 전방 패널 어셈블리(130) 사이에서 위치된다. 광 매니지먼트 레이어들은 디스플레이 장치(100)의 작동을 향상시키기 위하여 백라이트(110)으로부터 전파되는 광에 영향을 미친다. 예를 들어, 광 매니지먼트 레이어들의 배열(120)은 확산판(122)을 포함할 수도 있다. 확산판(122)은 광원들로부터 받아들여진 광을 확산시키기 위하여 사용되고, 이것은 LC 패널(140) 상에 입사한 일루미네이션 광의 균일성의 향상을 야기한다. 따라서, 이것은 시청자에 의해 감지되고 더욱 균일한 밝기인 이미지를 야기한다.
광 매니지먼트 레이어들의 배열(120)은 또한 반사 폴라라이저(128)를 포함한다. 광원들(114)은 일반적으로 언폴라라이징된(unpolarized) 광을 생성하지만, 하부 흡수 폴라라이저(132)는 단지 단일의 폴라라이제이션 상태를 투과시키어서, 광원들(114)에 의해 생성된 광의 대략 절반은 LC 레이어(136)를 통해 투과되지 않는다. 그러나, 반사 폴라라이저(128)는 그렇지 않았다면 하부 흡수 폴라라이저에서 흡수되었을 광을 반사하기 위하여 사용될 수도 있고, 따라서 이러한 광은 반사 폴라라이저(128)와 리플렉터(112) 사이에서 반사에 의해 재사용될 수도 있다. 반사 폴라라이저(128)에 의해 반사된 광의 적어도 몇몇은 디폴라라이징(depolarized)될 수도 있고, 이어서 반사 폴라라이저(128) 및 하부 흡수 폴라라이저(132)를 통해 LC 레이어(136)까지 투과되는 폴라라이제이션 상태에서 반사 폴라라이저(128)로 되돌아올 수도 있다. 이러한 방식으로, 반사 폴라라이저(128)는 LC 레이어(136)에 도달한 광원들(114)에 의해 방출된 광의 조각을 향상시키기 위하여 사용될 수도 있고, 따라서 디스플레이 장치(100)에 의해 생성된 이미지는 더욱 밝다.
어떤 적절한 형태의 반사 폴라라이저, 예를 들어, 멀티레이어 광학 필름(MOF) 반사 폴라라이저들; 확산 반사 폴라라이징 필름(DRPF), 예컨대 연속상/분산상 폴라라이저들, 와이어 그리드 반사 폴라라이저들 또는 콜레스테롤 반사 폴라라이저들이 사용될 수도 있다.
광 매니지먼트 레이어들의 배열(120)은 또한 광 배향 필름(126)을 포함할 수도 있다. 광 배향 필름은 디스플레이의 축에 근접한 방향으로 축외 광을 재배향시 키는 표면 구조물을 포함하는 것이다. 이것은 LC 레이어(136)를 통해 축상으로 전파되고, 따라서 시청자에게 보여지는 이미지의 휘도를 증가시키는 광의 양을 증가시킨다. 일 실시예는 프리즘형 광 배향 필름이고, 이것은 굴절 및 반사를 통해, 일루미네이션 광을 재배향시키는 복수 개의 프리즘형 리지(ridge)들을 가진다.
종래의 LCD-TV에서 사용된 확산판들 및 적층된 광학 필름들과 달리, 본 발명은 적어도 하나가 제어된 인장력에 의해 지지되는 광 매니지먼트 필름들의 배열을 사용한다. 일반적으로 제어된 인장력은 필름의 외곽부 주변에서 프레임을 통해 제공된다. 인장력은 예를 들어, 프레임의 상부 구성요소와 하부 구성요소 사이에서의 필름의 크림핑에 의해 필름에 가해진다. 필름은, 초기에 필름의 외곽부 주위의 다양한 위치들에서 홀들 또는 슬롯들을 통해 돌출되고 LCD 백라이트의 프레임에 실질적으로 연결된 복수 개의 스크류들 또는 스냅들에 의해 두개의 프레임 구성요소들 사이에서 고정된다. 또한, 일단 조여진 스크류들 또는 스냅들은 크림핑 효과를 통해 필름상에서 인장을 유지시키는 크림핑 프레임의 두개의 구성요소들을 서로 고정시킨다. 캔틸레버 스프링형 장치는 환경 테스팅 동안조차도 인장을 유지시키도록 돕는 크림핑 프레임의 하부 구성요소로부터 돌출된다. 이러한 광학 요소는 확산판들의 광학 기능과 LCD 디스플레이 내의 다른 광학 필름들을 선택적으로 대체하는데 유용하다.
여기에서 "스프링(spring)"은 동작 범위에 대하여 균일한 인장력을 실질적으로 유지할 수 있는 어떤 장치로서 정의된다. 동작의 범위는 적어도 설계 온도 및 습도 범위들 하에서 필름의 치수 내의 최대 예상 변화만큼의 크기의 거리이어야 한 다. "실질적으로 유지된다"는 여기에서 원래 힘(original force)의 적어도 25%까지 인장력을 유지시키는 것으로 정의된다. 힘은 원래 힘의 적어도 50%까지 유지될 수 있는 것이 바람직하다. 용어 "필름(film)"은 여기에서 500um보다 작은 두께를 가진 물질의 시트로서 정의된다.
본 발명의 광학 요소의 일 예시적인 구체예가 도 2에서 개략적으로 도시된다. 광학 요소(200)는 폴리머 광학 확산 필름(214) 및 필름의 외곽부 주변에 위치된 두개의 지지 프레임 구성요소들(210, 212)을 포함한다. 외곽부는 여기에서 필름의 모든 얇은 에지들을 따라 그려진 가상의 연속선으로서 정의된다. 일반적으로 LCD 디스플레이들에 대하여, 사각형 외곽부를 형성하는 4개의 직각 에지들이 존재한다. 다른 광학 필름들은 또한 다음 도면에서 도시될 것과 같은 폴리머 광학 확산 필름 위에서 광 메니지먼트 레이어의 배열에 추가될 수 있다. 도 2는 광학 확산 필름(214)이 인장력에 의해 지지되는 하나의 수단을 도시한다. 프레임 구성요소들(210, 212)은 반원형 그루브 및 연장부를 각각 가지며, 이것은 서로 맞물린다. 스크류들 또는 스냅 핀들(217)은 프레임 구성요소들(210, 212) 및 필름(214) 모두에서 슬롯들 또는 홀들을 통해 돌출된다. 스크류 또는 핀(217)은 LCD 백라이트(218)의 프레임에 고정된다. 스크류 또는 핀(217)이 조여짐에 따라, 백라이트 프레임(218) 안으로 완전히 압축됨으로써, 프레임의 두개의 구성요소들(210, 212)은 필름 내의 인장을 생성하는 필름을 크림핑한다. 필름 내의 최초 인장은 프레임 구성요소들(210, 212) 내의 그루부 및 연장부의 반경을 변경함으로써 변경될 수 있다. 그러나, 크림핑을 야기하는 최초 인장은 고온 동안 예컨대 환경 시험 동안에 감소될 수 있다. 이러한 조건들 동안 최초 인장의 것에 가깝게 인장을 유지시키기 위하여, 캔틸레버 스프링(213)이 사용된다. 스프링(213)은 크림핑 및 최초 인장시 구부러진다. 만약 필름이 고온 동안 확장된다면, 스프링은 필름 내의 인장을 유지시키도록 작동하며 반동(recoil)한다.
인장된 광학 확산 필름(214)은 자기-지지(self-supporting)된다. 여기서 자기-지지는 광 매니지먼트 배열에서 사용되는 다른 광학 필름들의 무게가 더해진 필름 자체 무게하에서 필름의 평면 균일성이 유지되는 것으로 정의된다. 평면 균일성은 확산 필름의 가장 긴 측부의 길이의 180th보다 작은 원래 위치로부터 아웃 오브 플레인 편향(out of plane deflection)을 가지는 것으로 정의된다.
인장된 확산 필름(214) 및 하나 이상의 다른 광 매니지먼트 레이어들은 백라이트와 LCD 패널 사이에 위치된 광 매니지먼트 배열 내에서 포함될 수도 있다. 인장된 확산 필름(214)은 광 매니지먼트 배열을 지지하기 위하여 안정한 구조물을 제공한다. 인장된 필름은 종래의 확산판 시스템들과 같이 뒤틀리기에 쉽지 않다.
폴리머 광학 확산 필름(214)의 예시적인 구체예들은 비대칭 확산 필름들을 포함한다. 이러한 폴리머 비대칭 확산 필름들은 광 확산 구조물들이 필름의 부피 내에서 존재하는 볼륨 디퓨저들이거나, 광 확산 구조물들이 필름의 표면 상에 존재하는 표면 디퓨저들 중 하나이다.
비대칭 볼륨 확산 필름들
비대칭 볼륨 디퓨저들은 이들의 주축들에 대하여 적어도 약간 정렬된 비구형 영역들을 포함하는 필름의 부피 내에서 영역들을 가진다. 이러한 영역들은 필름의 매트릭스 폴리머와 상이한 굴절률을 가진다.
비대칭 볼륨 디퓨저들은 하나 이상의 확산 영역 또는 레이어들을 포함할 수도 있다. 하나 이상의 확산 영역들은 비대칭 확산 프로파일을 가질 수도 있다. 바람직한 구체예에서, 강성의, 실질적으로 투명한 물질은 두개의 확산 영역들을 분리시킨다. 바람직한 구체예에서, 비대칭 확산 영역들은 정렬되어 백라이트의 루미넌스 균일성이 향상되도록 한다. 다른 바람직한 구체예에서, 광원의 선형 또는 그리드 어레이를 사용하는 백라이트의 공간 루미넌스 프로파일은 하나 이상의 비대칭 확산 영역들의 사용을 통해 실질적으로 균일하다.
x-z 평면 및 y-z 평면으로 확산량은 루미넌스 균일성 및 백라이트 및 디스플레이의 가능한 시야각(potential viewing angle)에 영향을 미친다. 일 평면 내에서 확산량 바람직하게는 다른 평면 내의 확산량을 넘어서 증가시킴으로써, 시야각은 비대칭적으로 증가될 것이다. 예를 들어, y-z 평면보다 x-z 평면 내에서 더 많은 확산을 가지고, (루미넌스 및 디스플레이 콘트라스트에 관련된) 디스플레이의 시야각은 x 방향으로 증가될 수 있다. 백라이트 내의 비대칭 확산 필름 중 하나 이상의 확산 레이어들을 통하여 유도된 확산 비대칭은 디스플레이의 시야각 및 각도 강도 프로파일(angular intensity profile), 및 백라이트 및 디스플레이 시스템의 광학 효율에 대하여 더 큰 제어를 허용할 수 있다. 다른 구체예에서, 확산량은 확산 레이어의 평면 내에서 변경된다. 다른 구체예에서, 확산량은 레이어의 평면에 직각인 평면(z 방향)에서 변경된다. 바람직한 구체예에서, 확산량은 하나 이상의 광원에 근접한 구역에서 더 높다.
비대칭 디퓨저에서 더 강한 확산의 축의 정렬은 광원 또는 백라이트의 에지에 대하여 평행, 직각, 또는 일 각도에서 정렬될 수도 있다. 바람직한 구체예에서, 더 강한 확산의 축은 백라이트 내의 선형 광원의 길이에 직각으로 정렬된다.
하나 이상의 비대칭 확산 레이어들 내의 입자들은 섬유형, 회전타원체형, 실린더형, 다른 비-대칭 형상, 또는 이러한 형상들의 하나 이상의 결합일 수도 있다. 입자들의 형상은 실질적으로 더 많은 확산이 y-z 평면에서보다 x-z 평면에서 발생되도록 설계될 수도 있다. 입자들 또는 영역들의 형상은 하나 이상의 x, y, 또는 z 방향을 따라 공간적으로 변경될 수도 있다. 변경은 규칙적, 세미-랜덤, 또는 랜덤일 수도 있다.
확산 레이어 내의 입자들은 확산 레이어의 에지 또는 선형 광원 또는 광원들의 어레이에 대하여 수직, 평행, 또는 일 각도에서 정렬될 수도 있다. 바람직한 구체예에서, 확산 레이어 내의 입자들은 광원들의 선형 어레이에 평행한 일 축을 따라 실질적으로 정렬된다.
입자들은 연속상 물질의 볼륨 내에서 포함될 수도 있거나, 이들은 연속상 물질의 표면 또는 실질적으로 평면인 표면으로부터 돌출될 수도 있다.
하나 이상의 광 확산 레이어들 내의 여기에서 설명된 입자들은 낮은 집중도 또는 높은 집중도로 존재할 수도 있다. 확산 레이어들이 두꺼울 때, 입자들의 낮은 집중도가 요구된다. 광 확산 레이어가 얇을 때, 입자들의 높은 집중도가 요구된다. 분산상의 집중도는 1중량% 미만부터 50중량%까지에서 존재할 수도 있다. 특정 조건들에서, 50%보다 높은 입자들의 집중도는 물질의 신중한 선택 및 제조 기술들에 의해 달성될 수도 있다. 높은 집중도는 더 얇은 확산 레이어 및 그 결과로서 더 얇은 백라이트 및 디스플레이를 허용한다.
입자들과 매트릭스 사이의 굴절률 차이는 매우 작거나 클 수도 있다. 만약 굴절률의 차이가 작다면, 이어서 입자들의 높은 집중도가 하나 이상의 방향들로 충분한 확산을 달성하기 위하여 요구될 수도 있다. 만약 굴절률 차이가 크다면, 이어서 더 적은 입자들(더 낮은 집중도)이 일반적으로 충분한 확산 및 루미넌스 균일성을 달성하기 위하여 요구된다. 입자들과 매트릭스 사이의 굴절률 차이는 x 방향, y 방향, 또는 z 방향 중 하나 이상에서 0 이상일 수도 있다.
개별적인 폴리머상들의 굴절률은 필름에 의해 광 산란의 정도에 기여하는 하나의 인자이다. 낮은 굴절률 물질 및 높은 굴절률 물질들의 결합들은 더 큰 확산 각도들을 야기한다. 복굴절 물질들이 사용되는 경우에, x방향, y방향, 및 z방향으로의 굴절률들은 처리된 물질(processed material) 내의 확산 또는 반사량에 각각 영향을 미칠 수 있다. 몇몇 어플리케이션들에서, 하나는 특정한 특성들 예컨대 열적, 기계적, 또는 저비용에 대하여 특정한 폴리머를 사용할 수도 있지만, (x방향, y방향, 또는 z방향, 또는 이들의 어떤 결합에서의) 물질들 사이의 굴절률 차이는 반사와 같은 다른 광학 특성 또는 확산의 원하는 양을 생성하기에 적절하지 않을 수도 있다. 이러한 경우들에서, 작은 입자들, 일반적으로 평균 부피 굴절률을 증가시키거나 감소시키기 위한 1미크론보다 작은 크기를 사용하는 것이 기술 분야에서 공지된다. 바람직하게는, 광은 이러한 추가 입자들로부터 직접 산란되지 않으며, 이러한 입자들의 추가는 흡수 또는 후방 산란을 실질적으로 증가시키지 않는다.
부가적인 입자들은 입자들 및 이들이 추가된 폴리머의 굴절률의 양, 및 입자의 효율적인 굴절률에 기초하여 평균 굴절률을 증가 또는 감소시킬 수 있다. 이러한 첨가제들은 다음을 포함할 수 있다: 에어로겔(aerogel), 솔-겔(sol-gel) 물질, 실리카(silica), 케이얼린(kaolin), 알루미나, MgF2(굴절률은 1.38임), SiO2(굴절률은 1.46임), AlF3(굴절률은 1.33 내지 1.39임), CaF2(굴절률은 1.44임), LiF(굴절률은 1.36 내지 1.37임), NaF(굴절률은 1.32 내지 1.34임) 및 ThF4(굴절률은 1.45 내지 1.5임)의 미세 입자들 또는 등등이 고려될 수 있다. 대안적으로, 높은 굴절률을 가지는 미세 입자들, 예컨대 티타니아(TiO2) 또는 지르코니아(ZrO2) 또는 다른 금속 옥사이드들의 미세 입자들이 사용될 수도 있다.
확산 레이어의 하나 이상의 표면들은 비-평면 표면을 포함할 수도 있다. 표면 프로파일은 x, y, 또는 z 방향들로 1nm에서 3mm까지의 범위일 수 있는 돌기(protrusion)들 또는 피트(pit)들을 포함할 수도 있다. 프로파일 또는 개별적인 구조체들은 주기적, 랜덤, 세미-랜덤, 또는 다른 균일 또는 비-균일 구조물들을 가질 수도 있다. 표면 구조체들은 콜리메이팅, 안티-블록킹(anti-blocking), 굴절, 대칭 확산, 비대칭확산 또는 회절과 같은 확산판에 기능을 제공하기 위해 설계될 수도 있다. 바람직한 구체예에서, 표면 구조체들은 콜리메이션 특성들을 제공하는 프리즘형 구조물의 선형 어레이이다. 다른 바람직한 구체예에서, 표면은 왯-아웃을 방지하거나, 안티-블록킹 특성들, 또는 광 콜리메이팅 특성들을 제공하는 반구형 돌기들을 포함한다.
확산 레이어의 하나 이상의 표면들은 콜리메이션 특성들을 제공하는 표면 프로파일들을 포함할 수도 있다. 콜리메이션 특성들은 큰 각도들로부터 디스플레이 법선에 더 가까운 각도들까지(더 작은 각도들) 입사한 광선들을 배향한다. 구조체들은 프리즘들의 선형 어레이, 파라미드들의 어레이, 콘들의 어레이, 반구형들의 어레이 또는 백라이트의 표면에 법선 방향으로 더 많은 광을 배향하기 위해 공지된 다른 구조체들의 형태일 수도 있다. 구조체들의 어레이는 규칙적, 불규칙적, 랜덤, 정열된, 세미-랜덤 또는 다른 배열일 수도 있으며, 여기서 광은 굴절, 반사, 전반사, 회절, 또는 산란을 통해 콜리메이팅될 수 있다.
본 발명의 향상된 비대칭 디퓨저는 물질들, 첨가제, 구성요소, 블렌드, 코팅, 트리트먼트, 영역들 또는 레이어들을 포함할 수도 있고, 이들은 추가적인 광학적, 기계적, 환경적, 열적 또는 전기적 이점들을 제공한다. 확산 필름의 특성들은 다음의 것들 중 하나 이상을 포함할 수도 있다:광학: 증가된 광학 처리량, 하나 이상의 축을 따라 증가된/감소된 확산, 감소되거나 증가된 북굴절, 증가된 루미넌스 균일성, 향상된 컬러 안정성, 감소된 흐림; 기계적/물리적: 증가된 강도, 감소된 두께, 감소된 무게, 증가된 스크래치 저항, 감소된/증가된 연필 경도, 안티-블로킹 구조체들; 환경적:감소된 휨(warpage), 증가된 광 저항, 증가된 습기 저항, 증가된 광 저항, 증가된 자외선 흡수; 열적: 증가된 열적 저항, 증가된 연화 온도; 전기적:감소된 표면 저항.
비대칭 표면 확산 필름(Asymmetric Surface Diffuser Films)
비대칭 표면 디퓨저들은 그의 주축에 대하여 적어도 다소 정렬된 비-구형 영역(domain)들 또는 홀로그래픽 구조물(holographic structure)들을 포함하는 필름의 표면 상에 구조물들을 갖는다. 홀로그래픽 구조물들은 일반적으로 기록된 물질 도구들로부터 필름으로 엠보싱된다(embossed). 비-구형 영역들은 필름의 매트릭스 폴리머와 상이한 굴절률을 갖는다. 적어도 다소 정렬된 비-구형 영역들의 일 구체예는 왜상 마이크로렌즈(anamorphic microlense)들의 밀집한(close-packed) 배열이다. "왜상(namorphic)"은 두 개의 수직 방향 각각으로 이미지(image)의 상이한 크기를 생성하는 구조체를 나타낸다.
비대칭 확산 필름 조성물(Asymmetric Surface Diffuser Film Composition)
확산 필름은 연속 상 및 분산 상을 포함하는 하나 이상의 광 산란 구역(light scattering region)으로 구성될 수 있다. 또 다른 구체예에서, 확산 필름은 비대칭 산란 특성들을 나타내는 광 산란 표면 구조체의 구역을 포함할 수 있다. 또 다른 구체예에서, 하나 이상의 확산 레이어는 비대칭 확산 필름의 둘 이상의 구성요소들을 결합하는 접착제일 수 있다. 필름은 또한 실질적으로 광학적으로 투명하고 연속 상일 수 있는 기판을 포함한다. 분산되거나 연속적인 상인, 기판을 위해 선택된 물질은 하나 이상의 폴리머 또는 무기 물질일 수 있다.
이러한 폴리머들은 아크릴, 스티렌, 올레핀, 폴라카보네이트, 폴리에스테르, 셀룰로오스, 폴리에스테르-카보네이트 등을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 특정한 예들은 폴리(메틸 메타크릴레이트) 및 그의 코폴리머, 폴리스티렌 및 그의 코폴리머, 폴리(스티렌-코-아크릴로니트릴), 폴리에틸렌 및 그의 코폴리머, 폴리프로필렌 및 그의 코폴리머, 폴리(에틸렌-프로필렌) 코폴리머, 폴리(비닐 아세테이트) 및 그의 코폴리머, 폴리(비닐 알콜) 및 그의 코폴리머, 비스페놀-A 폴리카보네이트 및 그의 코폴리머, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 그의 코폴리머, 폴리(에틸렌 2,6-나프탈렌디카르복실레이트) 및 그의 코폴리머, 폴리아릴레이트, 폴리아미드 코폴리머들, 폴리(비닐 클로라이드), 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 폴리에테르이미드 및 그의 코폴리머, 폴리에테르술폰 및 그의 코폴리머, 폴리술폰 및 그의 코폴리머, 및 폴리실옥산(polysiloxanes)을 포함한다.
다수의 메타크릴레이트 및 아크릴레이트 레진은 본 발명의 하나 이상의 상에 적절하다. 메타크릴레이트는 폴리메타크릴레이트 예를 들어, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리(에틸 메타크릴레이트), 폴리(프로필 메타크릴레이트), 폴리(부틸 메타크릴레이트), 폴리(이소부틸 메타크릴레이트), 메틸 메타크릴레이트-메타크릴산 코폴리머, 메틸 메타크릴레이트-아크릴레이트 코폴리머, 및 메틸 메타크릴레이트-스티렌 코폴리머(예를 들어, MS 레진)를 포함하나 이에 한정되지 않는다. 바람직한 메타크릴 레진은 폴리(알킬 메타크릴레이트) 및 그의 코폴리머를 포함한다. 가장 바람직한 메타크릴 레진은 폴리(메틸 메타크릴레이트) 및 그의 코폴리머들을 포함한다. 아크릴레이트는 폴리(메틸 아크릴레이트), 폴리(에틸 아크릴레이트), 및 폴 리(부틸 아크릴레이트) 및 그의 코폴리머를 포함하나 이에 한정되지 않는다.
다양한 스티렌 레진은 본 발명의 폴리머 상에 적절하다. 이러한 레진들은 비닐 방향족 폴리머들, 예를 들어 신디오택티 폴리스티렌을 포함한다. 본 발명에서 유용한 신디오택티 비닐 방향족 폴리머는 수소화된 폴리머 및 혼합물 또는 이의 구조 단위를 포함하는 코폴리머 뿐만 아니라, 폴리(스티렌), 폴리(알킬 스티렌), 폴리(아릴 스티렌), 폴리(스티렌 할라이드), 폴리(알콕시 스티렌), 폴리(비닐 에스테르 벤조에이트), 폴리(비닐 나프탈렌), 폴리(비닐스티렌), 및 폴리(아세나프탈렌)을 포함한다. 폴리(알킬 스티렌)의 예들은 폴리(메틸 스티렌), 폴리(에틸 스티렌), 폴리(프로필 스티렌), 및 폴리(부틸 스티렌)의 이소머를 포함한다. 폴리(알릴 스티렌)의 예들은 폴리(페닐 스티렌)의 이소머를 포함한다. 폴리(스티렌 할라이드)에 대하여, 예들은 폴리(클로로스티렌), 폴리(브로모스티렌), 및 폴리(플루오르스티렌)의 이소머를 포함한다. 폴리(알콕시 스티렌)의 예들은 폴리(메톡시 스티렌) 및 폴리(에톡시 스티렌)의 이소머를 포함한다. 이들 예들 중에서, 바람직한 스티렌 레진 폴리머는 폴리스티렌, 폴리(p-메틸 스티렌), 폴리(m-메틸 스티렌), 폴리(p-테시어리 부틸 스티렌), 폴리(p-클로로스티렌), 폴리(m-클로로 스티렌), 폴리(p-플루오르 스티렌), 및 p-메틸 스티렌 및 스티렌의 코폴리머이다. 가장 바람직한 스티렌 레진은 폴리스티렌 및 그의 코폴리머를 포함한다.
특정한 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 레진은 본 발명의 상에 적절하다. 이러한 레진은 폴리(에틸렌 테프탈레이트) 및 그의 코폴리머, 폴리(에틸렌 2,6-나프탈렌디카르복실레이트) 및 그의 코폴리머, 폴리(1, 4-싸이클로헥산디메틸렌 테레 프탈레이트) 및 그의 코폴리머, 및 폴리(부틸렌 테레프탈레이트)의 코폴리머를 포함한다. 레진의 산 성분은 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산 또는 상기 산들의 혼합물을 포함할 수 있다. 폴리에스테르 및 코폴리에스테르는 프탈산, 4,4'-스틸벤 디카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디핀산, 피메르산, 수베르산, 아젤라인산, 세박산, 1,12-도데칸디오익산, 디메틸말론산, 시스-1,4-싸이클로헥산디카르복실산 및 트랜스-1,4-싸이클로헥산디카르복실산을 포함하나 이에 한정되지 않는, 산들의 혼합물(또는 균등한 에스테르) 또는 다른 산들의 소량에 의해 변형될 수 있다. 레진의 글리콜 성분은 에틸렌 글리콜, 1,4-싸이클로헥산디메탄올, 부틸렌 글리콜, 또는 상기 글리콜의 혼합물을 포함할 수 있다. 코폴리에스테르는 또한 1,3-트리메틸렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,7-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올, 1,12-도데칸디올, 네오펜틸 글리콜, 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-싸이클로부탄디올, 디에틸렌 글리콜, 비스페놀 A 및 하이드로퀴논을 포함하나 이에 한정되지 않는, 글리콜의 혼합물 또는 다른 글리콜의 소량에 의해 변형될 수도 있다. 바람직한 폴리에스테르 레진은 테레프탈산 및 이소프탈산 또는 이들의 균등한 에스테르의 혼합물과 1,4-싸이클로헥산디메탄올 및 에틸렌 글리콜의 혼합물의 반응에 의해 형성된 코폴리에스테르를 포함한다. 가장 바람직한 폴리에스테르 레진은 테레프탈산 또는 그것의 균등한 에스테르와 1,4-싸이클로헥산디메탄올 및 에틸렌 글리콜의 혼합물의 반응에 의해 형성된 코폴리에스테르를 포함한다.
어떤 폴리카보네이트 및 코폴리카보네이트 레진은 본 발명의 상에 적절하다. 폴리카보네이트 레진은 일반적으로 용융 폴리머화 또는 용해 폴리머화에 의한 카보네이트 전구체(precursor)와 디페놀을 반응시킴으로써 획득된다. 디페놀은 바람직하게는 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판(소위 "비스페놀 A"라 불려짐)이나, 다른 디페놀은 디페놀의 부분 또는 전부로서 사용될 수 있다. 다른 디페놀의 예들은 1,1-비스(4-하이드록시페닐)에탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)싸이클로헥산, 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-디메틸페닐-)프로판, 2,2-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)프로판), 비스(4-하이드록시페닐)술파이드 및 비스(4-하이드록시페닐)술폰을 포함한다. 폴리카보네이트 레진은 바람직하게는 모든 디페놀의 합의 50몰%이상, 특히 바람직하게는 70몰% 이상의 양으로 비스페놀 A를 포함하는 레진이다. 카보네이트 전구체의 예들은 포스겐, 디페닐 카보네이트, 상기 디페놀들의 비스클로로포메이트, 디-p-토릴 카보네이트, 페닐-p-토릴 카보네이트, 디-p-클로로페닐 카보네이트 및 디나프틸 카보네이트를 포함한다. 이들 중에서, 포스겐 및 디페닐 카보네이트는 특히 바람직하다.
많은 폴리(알킬렌) 폴리머는 본 발명의 상에 적절하다. 이러한 폴리알킬렌 폴리머는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리이소부틸렌, 폴리(4-메틸)펜텐, 그의 코폴리머들, 그의 클로로화(chlorinated) 변형, 및 그의 플루오르화 변형을 포함한다.
특정한 셀룰로오스 레진은 본 발명의 상에 적절하다. 이러한 레진은 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스 프로피오네이트, 에틸 셀룰로오스, 셀룰로오스 니트레이트 를 포함한다. 다양한 가소제, 예를 들어 디에틸 프탈레이트를 포함하는 셀룰로오스 레진은 또한 본 발명의 범위 내에 존재한다.
폴리머 광학 확산 필름(214)의 다른 바람직한 구체예들은 교차-결합된 폴리머 비드(bead)들 또는 무기 입자들과 같은 단순 확산 입자들 또는 보이드(void) 개시 입자들 및 보이드들을 포함하는 반-결정 폴리머 매트릭스를 포함한다. 반-결정 폴리머 매트릭스는 실질적으로 가시광에 대해 투명할 수 있고 손쉽게 스트레칭될(stretched) 수 있으며, 85℃까지의 상승된 온도에서 실험된 후에 1.0%보다 작은 수축률을 갖는 치수 안정성을 지닐 수 있기에 바람직하다. 이들 기준을 모두 충족하는 바람직한 폴리머들은 폴리에스테르 및 그의 코폴리머이다. 가장 바람직한 것은 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET); 폴리(에틸렌 나프탈레이트)(PEN)폴리에스테르 및 그의 코폴리머들 중 어느 하나이다. PET는 PEN보다 비용에서 훨씬 낮기에 가장 적절하다.
보이드 개시 입자들은 매트릭스 폴리머와 비적합한 어떠한 형태의 입자일 수 있다. 이들 입자들은 무기물 또는 유기물일 수 있다. 무기 입자들은 칼슘 카보네이트, 바륨 술페이트, 티타늄 다이옥사이드, 또는 폴리머로 용융 블렌딩될(blended) 수 있는 어떠한 다른 무기 화합물 중 어느 것을 포함할 수 있다. 일반적인 유기 보이드 개시 입자들은 매트릭스 폴리머와 비혼화되는 폴리머이다. 이들은 이들 비혼화 폴리머의 레진 펠릿(pellet)들이 매트릭스 폴리머의 레진 펠릿과 함께 간단하게 건조블렌딩될 수 있고, 함께 압출되어 캐스트 필름을 형성할 수 있기에 바람직하다. 무기 입자들은 사전-혼합(pre-mixing) 또는 용융 컴파운딩(melt compounding) 을 요구하고, 이는 공정비용을 추가시킨다. 바람직한 유기 보이드 개시 입자는 폴리올레핀이다. 가장 바람직한 것은 폴리프로필렌이다.
보이드 개시 입자들은 디퓨저로서 기능하기에 충분한 확산율을 생성하기 위하여 추가되어야 하지만 너무 불투명하여 LCD 디스플레이의 광학 루미넌스를 현저하게 감소시키지 않아야 한다. 보이드 개시 입자들의 바람직한 하중은 전체 필름의 3 내지 25중량%이다. 가장 바람직한 하중은 10 내지 20중량%이다.
광학 확산 필름(214)은 예를 들어 UV광의 영향에 저항하는 레이어들 중 하나에서 물질 또는 UV 흡수 물질을 포함함으로써 자외선(UV)광으로부터의 보호를 구비한다. 적절한 UV 흡수 화합물은 예를 들어, 델라웨어주, 윌밍턴의 Cytec Technology Corporation으로부터 이용가능한, Cyasorb® UV-1164 및 뉴욕주, 태리타운의 Ciba Specialty Chemcalis로부터 이용가능한, Tinuvin® 1577을 포함하여, 상업적으로 이용할 수 있다.
비록 도 2에서 도시되지 않더라도, 폴리머 광학 확산 필름(214)의 또 다른 바람직한 구체예는 보이드들 또는 확산 입자들의 더 높거나 더 낮은 하중을 갖는 필름에서 공간적으로 변하는 영역을 갖는 것이다. 이들 공간적으로 변하는 확산 필름들에서의 확산 영역들은 사실상 비대칭 또는 대칭 중 하나일 수 있다. 이는 제어된 힘에 의해 지지된 필름 또는 필름들이 후광식 LCD 디스플레이의 광원들(일반적으로 CCFL들)에 더 근접하게 위치될 수 있게 함으로써 매우 유용할 수 있다. 하나의 경우에서, 더 근접한 간격은 필름으로부터 균일한 광 방출을 초래하는 선형 CCFL 광원 위에 걸쳐 직접적으로 정렬되는, 더 높은 확산 특성의 스트라이 프(stripe)들을 가짐으로써 가능하게 된다. (광원들로부터 확산 필름까지의 더 큰 간격은 광 확산 입자들의 균일한 분산을 갖는 필름으로 만들어져야만 한다.) 확산 영역에서의 스트라이프들 외의 다른 변경이 또한 사용될 수도 있다. 예를 들어, 도트 패턴은 만일 확산 필름이 백라이트에서 LED 광원들의 배열에 따라 사용되는 것이라면 사용될 수 있다.
다른 물질은 광학 확산 필름(214)에 포함될 수도 있어 UV광의 약영향을 감소시킨다. 이러한 물질의 하나의 예는 저지된 아민 광 안정 조성물(hindered amine light stabilizing composition; HALS)이다. 일반적으로 가장 유용한 HALS는 테트라메틸 피페리딘으로부터 유도된 것, 및 폴리머 터시어리 아민(polymetric tertiary amine)이 고려될 수 있는 것이다. 적절한 HALS 조성물은 예를 들어, 뉴욕주, 태리타운의 Ciba Specialty Chemcalis Corporation으로부터 상표명 "Tinuvin"으로, 상업적으로 이용가능하다. 하나의 이러한 유용한 HALS 조성물은 Tinuvin 622이다.
프레임 구성요소들(210, 212)은 어떠한 강성 물질, 바람직하게는 플라스틱을 포함할 수 있다. 프레임 구성요소(210)에 부착된 캔틸레버 스프링(213)은 필름(214)의 평평함을 유지하는 것을 돕는다. 스프링은 어떠한 강성 물질, 바람직하게는 플라스틱을 포함할 수 있고, 일반적으로 하부 프레임(210)과 일체화되도록 가공된다. 도 2의 광학 요소(200)는 종래의 LCD 디스플레이들의 확산판을 대신하여 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 예시적인 구체예는 도 3에서 개략적으로 도시된다. 광학 요소(300)는 인장된 확산 필름(314) 외에, 또 다른 필름인, 역시 인장된 광 콜리메이팅 확산 필름(316)을 개시된다. 필름(314)은 도 2에서 필름(214)에 대해 설명된 것에 대해 설명된 바와 같이 광학 확산 필름이다. 게다가 제 3 필름(315), 프리즘형 광 배향 필름은, 두 개의 인장된 필름들(314, 316) 사이에서 지지된다. 도 3의 광학 요소(300)는 종래의 LCD 디스플레이들의 선택적인 광학 필름들 및 확산판을 대신하여 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 예시적인 구체예는 도 4에서 개략적으로 도시된다. 광학 요소(400)는 크림핑 프레임의 하부 구성요소로서 LCD 백라이트 유닛(418)의 프레임을 사용한다. 이는 반원형 그루브(groove)를 LCD의 백라이트에 일체화시킴으로써 행해진다. 또한, 광학 요소(400)는 상부 크림핑 프레임 구성요소(412)와 백라이트 유닛(418) 사이에 끼워진(sandwiched), 분리된 캔틸레버 스프링 요소(413)를 사용한다. 필름은 또한 도 2에서 필름(214)의 그것에 대해 설명된 것과 같이 광학 확산 필름이고 선택적으로 하나 이상의 필름일 수 있다. 또한, 광학 요소(400)의 스냅 핀(417)은 상부 크림핑 프레임에 일체화된다. 상부 크림핑 프레임(412) 및 스냅 핀(417)은 어떠한 강성 물질일 수 있으나 바람직하게는 폴리머이고 사출성형 공정에 의해 생산된다. 캔틸레버 스프링 요소(413)는 플라스틱 또는 금속을 포함할 수 있다. 도 4의 광학 요소(400)는 종래의 LCD 디스플레이들의 선택적인 광학 필름들 및 확산판을 대신하여 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 예시적인 구체예는 도 5에서 개략적으로 도시된다. 광학 요소(500)는 하부 필름(514)과 상부 필름 또는 필름들(516) 사이에 큰 공간을 포함 하는 적어도 두 개의 광 매니지먼트 필름들의 배열이다. 공간은 상부 광학 필름 또는 필름들(516)의 들어올림(elevation) 아래에서 하부 필름(514)의 들어올림을 가하기 위하여 작용하는 제 2 캔틸레버 스프링 요소(511)의 추가로 의해 유지된다. 상부 광학 필름 또는 필름들의 들어올림은 스프링(511)의 들어올림과 반대 방향으로 상부 필름들(516)을 미는 캔틸레버 스프링(516)에 의해 유지된다. 하부 필름(514)은 폴리머 광학 확산 필름이고 확산 필름(214)에 대해 이전에 설명된 것과 같은 동일한 물질을 포함할 수 있다. 이런 경우에 확산 필름(514)은 필름 내에서 스트라이프들과 같이 선형적으로 나타나도록 배열된 더 높은 확산성 스트라이프(509)들의 공간적으로 변하는 영역을 갖는다. 이들 더 높은 확산성 스트라이프(509)들은 바람직하게는 상이한 폭들을 갖는 폴리머 매트릭스 내의 확산입자들의 둘 이상의 레이어들에 의해 형성되어 이에 따라 스트라이프의 폭을 가로지르는 확산율의 증감을 형성한다. 도 4에서와 같이 백라이트 유닛 프레임(518)은 크림핑 프레임의 하부 크림핑 구성요소로서 작용하기 위하여 반원형 그루브를 갖는다. 백라이트 프레임(518)은 도 4에서의 백라이트 프레임(418)의 간격보다 CCFL 광원들(519)까지의 훨씬 더 근접한 전체적인 간격에서 인장된 필름들(514, 516)을 고정하기 위해 설계될 수 있다. 이런 더 근접한 간격은 CCFL 광원들(519) 위에 직접적으로 정렬되는 광학 확산 필름(514)의 더 높은 확산성 스트라이프들에 의해 가능하게 된다. 상부 크림핑 프레임 구성요소(512) 및 스냅 핀(517)은 어떠한 강성 물질일 수 있으나 바람직하게는 폴리머이고 사출성형 공정에 의해 생산된다. 도 5의 광학 요소(500)는 종래의 LCD 디스플레이들의 선택적인 광학 필름들 및 확산판을 대 신하여 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 예시적인 구체예는 도 6에서 개략적으로 도시된다. 광학 요소(600)는 LED 광원들(619)의 두 개의 치수 배열이 사용되는 것을 개시한다. 이를 기초로 하여, 하부 광학 확산 필름(614)은 각각의 LED(619) 위에 직접적으로 정렬되는 더 높은 확산성 영역(609)들의 원형 도트 패턴을 채택한다. 이들 원형 도트들은 바람직하게는 상이한 직경을 갖는 원형 도트들의 둘 이상의 레이어들이기에 이에 따라 도트들의 폭을 가로질러 확산율의 반경 방향의 증감을 형성한다. 광학 확산 필름(614)은 도 2에서 확산 필름(214)에 대해 설명된 것과 같은 동일한 물질을 포함할 수 있다. 도 6의 광학 요소(600)는 종래의 LCD 디스플레이들의 선택적인 광학 필름들 및 확산판을 대신하여 사용될 수 있다.
하나 이상의 광학 필름이 인장된 필름들 또는 프레임에 의해 구속된 구체예들 중 어떤 것에도 일반적으로 광학 필름들 중 어떤 것도 상호 간에 부착되지 않는다. 제조비용의 관점에서 두 개의 광학 필름들이 상호 간에 부착되는 것이 유리할 수 있으나, 일반적으로 하나 이상의 광학 필름들은 상호 간에 부착되지 않는다.
따라서, 인장 장치에 의해 제어된 인장력 하에서 지지된 적어도 하나의 광학 필름을 포함하여 필름이 광학 요소의 설계 온도 및 습도 범위를 넘어서도 높은 정도의 인장 및 평평함을 유지하도록 하는 광학 요소를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다. 인장된 필름의 높은 정도의 평평함을 유지하는 것은 인장 장치의 독특한 설계를 요구하고 이는 본 발명의 핵심이다. 적어도 하나의 광학 필름에 인장력을 제공하는 낮은 비용의 수단을 제공하는 것이 본 발명의 또 다른 목적이다.
바람직한 구체예에서 광학 요소는 매우 낮은 비용으로 종래의 플레이트 디퓨저들의 광학적으로 부드러운 성능을 제공한다. 광학 요소는 높은 레벨의 광학 성능을 제공하고 얇은 두께에서조차도 특정한 열 및 습도 실험 하에서 표면의 평평함 요구조건들을 충족시킨다는 점에서 유일하다. 일반적으로 광학 요소는 제어된 인장력에 의해 지지된 적어도 하나의 광학 필름의 외곽부 주변에 지지 프레임을 포함한다. 본 발명의 다른 구체예들은 또한 지지 프레임에 의해 구속된 다른 광 매니지먼트 필름들을 포함한다.
실시예
본 발명의 바람직한 구체예를 설명하기 위하여 상업적인 LCD TV가 조달되었다. 선택된 TV는 모델명 42LB5D인, 42인치 LG 필립스 LCD였다. 광 매니지먼트 필름들의 배열 및 LC 패널은 백라이트 유닛에서 CCFL들의 배열을 노출하는 TV로부터 제거되었다. 다음으로 백라이트 유닛은 도 3에서 도시된 것과 같이 본 발명의 인장된 지지 배열로 준비되었다(outfitted).
도 3에서 도시된 바와 같은 설치에 사용된 중앙 필름은 42인치 LG 필립스 TV에서 본래 제공되었던 동일한 종래의 프리즘형 콜리메이션 필름이었다. 도 3에서 도시된 바와 같은 설치에 사용된 상부 필름은 100㎛의 비드 코팅된(coated) 디퓨저(Kimoto Ltd의 100-TL4 확산 필름)였다. 인장된 스택-업(stack-up)에서 사용된 (CCFL들 바로 위의) 하부 필름은 볼륨(volumetric) 광학 디퓨저였다. 이런 필름은 우선 교차-결합된 실록산 입자들의 5.0 마이크로비드들(Momentive Performance Materials Inc.로부터의 Tospearl 145A)을 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Eastman Chemicals로부터의 PET #7352)로 용융 컴파운딩함으로써 만들어졌다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트 레진 펠릿 및 마이크로비드 모두는 우선 24시간 동안 데시컨트(desiccant) 건조기로 165℃에서 건조되었다. 이어서 그것들은 컴파운딩된 블렌드에 대한 30중량%로 하중되는 비드들과 함께 27㎜ 트윈 스크류 컴파운더로 이송되었다. 컴파운더로부터의 압출물은 중탕냄비(water bath)를 통해 이송되었고 이어서 펠릿화되었다(pelletized).
다음으로 컴파운딩된 펠릿들은 및 그 이상의 PET 7352는 24시간 동안 데시컨트 건조기로 165℃에서 건조되었다. PET 펠릿 및 컴파운딩된 펠릿은 PET 84중량% 및 건조 블렌드의 16중량%를 구성하는 혼합된 펠릿들과 함께 건조 블렌딩되었다. 이어서 블렌드는 275℃에서 용융되었고 프라스티케이팅 스크류 압출기(plasticating screw extruder)에 의해 압출 다이 매니폴드(extrusion die manifold)로 이송되어 다이로부터 배출된 후에 신속하게 냉각롤(chill roll) 상에서 퀀칭되었던 용융 증기를 생산하였다. 압출기의 처리량을 조절함으로써, 최종 캐스트 시트의 두께를 조정하는 것이 가능하게 되었다. 이런 경우에 캐스트 시트의 두께는 대략 750㎛였다. 우선 캐스트 시트는 110℃의 온도 및 3.0의 비율에서 스트레칭함으로써 기계 방향으로 배향되었다. 이어서 이 시트는 찢어짐없이 100℃의 온도 및 3.3의 비율에서 텐터 프레임(tenter frame)을 가로지르는 방향으로 배향되었다. 이어서 스트레칭된 시트는 220℃로 가열되었다. 최종 필름 두께는 대략 100㎛였다.
방금 설명된 세 개의 필름들은 도 3에서 도시된 바와 같이 인장된 프레임 설계물로 조립되었다. 크림핑 프레임의 상부 구성요소는 알루미늄으로부터 기계가공되었다. 크림핑 프레임의 하부 요소는 스테레오-리소그래픽 공정(stereo-lithographic process) 및 UV 경화가능한 폴리머를 사용하여 생산되었다. 상기에 설명된 필름들을 사용하여 도 3에서 도시된 바와 같이 인장된 지지 배열은 크림핑 프레임 둘레에 각각 3인치로 이격된 스크류를 사용하여 노출된 CCFL들의 외곽부 주변에서 백라이트 유닛 프레임에 고정되었다. 스크류들이 조여짐에 따라, 두 개의 외부 필름들은 크림핑 프레임 구성요소들 사이에 크림핑되었기 때문에 인장되었다. 캔틸레버 스프링은 필름들에서 훨씬 높은 인장을 초래하는 필름들에 의해 부분적으로 구부러졌다. 최종 필름 스택은 매우 평평하였고 어떠한 버클링도 없었다. CCFL들을 조사하였을(illuminating) 때, 필름들로부터의 광 방출은 매우 밝았고 필름들의 명백한 웨이빙 또는 뒤틀림없이 균일하였다.
다음으로 인장된 필름들을 갖는 조립된 백라이트 유닛은 상이한 열 실험 조건들에 노출되었다. 제 1 실험은 15분동안 65℃에서 오븐으로 조립된 백라이트를 위치시키는 것이었다. 오븐으로부터 백라이트를 제거함에 따라 필름들은 여전히 매우 평평하였고 어떤 버클링도 없었다. CCFL들을 조사하였을 때, 여전히 필름들의 명백한 웨이빙 또는 뒤틀림이 없었다. 제 2 실험은 15분 동안 최대 강도의 CCFL들을 조사하는 것 및 백라이트의 필름들 위에 직접적으로 단열재를 배치하는 것으로 구성되어 행해졌다. 단열재를 제거함에 따라, 여전히 필름들의 명백한 웨이빙 또는 뒤틀림이 없었다.
도 1은 확산판을 사용하는 일반적인 후광식 액정 디스플레이 장치를 도시한다.
도 2는 폴리머 광학 확산 필름을 포함하는 광학 요소를 도시하되, 이는 필름의 외곽부를 따라 프레임을 통해, 제어된 인장력에 의해 지지된다.
도 3은 폴리머 광학 확산 필름을 포함하는 광학 요소의 다른 구체예를 도시하되, 이는 필름의 외곽부를 따라 프레임을 통해, 제어된 인장력에 의해 지지된다.
도 4는 폴리머 광학 확산 필름을 포함하는 광학 요소의 다른 구체예를 도시하되, 이는 필름의 외곽부를 따라 프레임을 통해, 제어된 인장력에 의해 지지된다.
도 5는 폴리머 광학 확산 필름을 포함하는 광학 요소의 다른 구체예를 도시하되, 이는 필름의 외곽부를 따라 프레임을 통해, 제어된 인장력에 의해 지지된다.
도 6은 폴리머 광학 확산 필름을 포함하는 광학 요소의 다른 구체예를 도시하되, 이는 필름의 외곽부를 따라 프레임을 통해, 제어된 인장력에 의해 지지된다.
* 도면부호의 설명 *
100 직광식 LC 디스플레이 장치(direct-lit LC display device)
110 백라이트(backlight)
112 리플렉터(reflector)
114 광원(light sources)
120 광 매니지먼트 레이어(light management layers)
122 확산판(diffuser plate)
124 콜리메이팅 확산 필름(collimating diffuser film)
126 광 배향 필름(light directing film)
128 반사 폴라라이저(reflective polarizer)
130 전방 LC 패널 어셈블리(front LC panel assembly)
132 하부 흡수 폴라라이저(lower absorbing polarizer)
134 패널 플레이트(panel plates)
136 LC 레이어(LC layer)
138 상부 흡수 폴라라이저(upper absorbing polarizer)
139 선택 레이어(optional layer)
140 LC 패널(LC panel)
150 컨트롤러(controller)
200 선택 요소(optical element)
210 하부 크림핑 프레임(lower crimping frame)
212 상부 크림핑 프레임(top crimping frame)
213 캔틸레버 스프링(cantilevered spring)
214 폴리머 광학 확산 필름(polymeric optical diffuser film)
217 스크류 또는 스냅 핀(screw or snap pin)
218 백라이트 프레임(backlight frame)
300 광학 요소(optical element)
314 폴리머 광학 확산 필름(polymeric optical diffuser film)
315 프리즘형 광 배향 필름(prismatic light directing film)
316 콜리메이팅 확산 필름(collimating diffuser film)
400 광학 요소(optical element)
412 상부 크리핑 프레임(top crimping frame)
413 캔틸레버 스프링(cantilevered spring)
414 폴리머 광학 확산 필름(polymeric optical diffuser film)
417 스냅 핀(snap pin)
418 백라이트 프레임(backlight frame)
500 광학 요소(optical element)
509 더 높은 확산성 영역들의 스트라이프들(stripes of higher diffusive domains)
510 커버 프레임(cover frame)
511 캔틸레버 스프링(cantilevered spring)
512 상부 크림핑 프레임(top crimping frame)
513 캔틸레버 스프링(cantilevered spring)
514 폴리머 광학 확산 필름(polymeric optical diffuser film)
516 광학 필름 또는 필름들(optical film or films)
517 스냅 핀(snap pin)
518 백라이트 프레임(backlight frame)
519 CCFL 광원(ccfl light source)
600 광학 요소(optical element)
609 더 높은 확산성 영역들의 스팟들(spots of higher diffusive domains)
619 LED 광원(LED light source)

Claims (10)

  1. 광학 필름을 포함하되, 상기 광학 필름의 적어도 일 부분은 상기 광학 필름에 제어된 인장력의 인가를 위한 장치에 의해 치수적으로 안정하게 유지되고, 상기 인장력은 크림핑 프레임에 의해 인가되는, 광학 요소에 있어서,
    상기 광학요소는,
    반원형 그루브(groove)를 가진 제 1 프레임 요소; 및
    연장부(extension)를 가진 제 2 프레임 요소를 포함하되,
    상기 제 1 프레임 요소 및 상기 제 2 프레임 요소는 상기 광학 필름을 크림핑(crimp)하도록 상호 간에 맞물리며,
    상기 광학요소는,
    상기 제 1 프레임 요소 및 상기 제 2 프레임 요소를 함께 고정시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 요소.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광학 요소는 하나 이상의 캔틸레버 스프링 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 요소.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광학 필름은 광 산란 입자들을 포함하는 확산 필름인 것을 특징으로 하는 광학 요소.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 확산 필름은 비대칭 디퓨저인 것을 특징으로 하는 광학 요소.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 확산 필름은, 확산 입자들의 공간적으로 변하는 집중도(concentration)를 가지는 영역들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 요소.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 확산 필름 외의 다른 광학 필름은 제어된 인장력의 인가를 위한 장치의 존재에 의해 치수적으로 안정하게 유지되고, 상기 확산 필름과 이격된 것을 특징으로 하는 광학 요소.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 광학 요소는 2개의 광학 필름들을 포함하되, 상기 광학 필름들의 각각은 제어된 인장력의 인가를 위한 장치의 존재에 의해 치수적으 로 안정하게 유지되고, 상기 2개의 광학 필름들 사이에 위치된 적어도 하나의 필름은 상기 인장된 2개의 광학 필름들에 의해 더 안정되는 것을 특징으로 하는 광학 요소.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 광학 요소는,
    상기 2개의 광학 필름들 중 하나로서 광학 확산 필름을 포함하고, 상기 2개의 광학 필름들 중 나머지 하나로서 광 콜리메이팅 확산 필름을 포함하고, 상기 2개의 광학 필름들 사이에 위치된 필름으로서 프리즘형 광 배향 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 요소.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프레임 요소 및 상기 제 2 프레임 요소를 함께 고정시키기 위한 수단은 스크류 및 스냅 핀으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 광학 요소.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프레임 요소 및 상기 제 2 프레임 요소를 함께 고정시키기 위한 수단은 상기 제 1 프레임 요소 및 상기 제 2 프레임 요소 중 하나와 일체형으로 형 성된 스냅 핀인 것을 특징으로 하는 광학 요소.
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