KR20100045228A - Optical film and backlight unit using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD) 장치의 직하형 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 중공을 가지는 글라스 버블들을 포함하여 휘도 균일성 및 시야각 특성을 향상시키면서도 백라이트 유닛을 박형화할 수 있는 광학필름 및 이를 이용한 백라이트 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a direct backlight unit of a liquid crystal display (LCD) device, and more particularly to an optical film that can thin a backlight unit while improving brightness uniformity and viewing angle characteristics, including glass bubbles having hollows. It relates to a backlight unit using the same.
일반적으로, LCD 소자는 인가전압에 따른 액정 투과도의 변화를 이용하여 각종 장치에서 발생되는 여러 가지 전기적인 정보를 시각정보로 변화시키는 전자소자이다. LCD 소자는 각종 정보를 표시하는 소자이면서도 자체 광원이 없으면 시각화할 수 없다. 따라서 텔레비전 및 노트북 등에 사용되고 있는 액정표시장치는 LCD 소자에 표시되고 있는 정보를 시각화하기 위해서 그 후면에서 LCD 소자 전체에 수직으로 균일하게 광을 제공하는 백라이트 유닛(Back-Light Unit: BLU)을 포함한다.In general, LCD devices are electronic devices that change various electrical information generated by various devices into visual information by using a change in liquid crystal transmittance according to an applied voltage. LCD devices display various information and cannot be visualized without their own light source. Accordingly, liquid crystal displays used in televisions and laptops include a back-light unit (BLU) that uniformly provides light vertically to the entire LCD element from the rear thereof in order to visualize information displayed on the LCD element. .
통상, 백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 직하형과 에지형으로 구분된다. 에지형은 광원이 백라이트 유닛의 측면에 배치되는 것으로, 박형을 요구하는 노트 북 등의 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD)에 적용된다. 그리고 직하형은 광원이 백라이트 유닛의 하부쪽에 배치되는 것으로, LCD 텔레비전 등과 같이 고휘도를 요구하는 대형 액정표시장치에 적용된다.In general, the backlight unit is classified into a direct type and an edge type according to the position of the light source. The edge type is that the light source is disposed on the side of the backlight unit, and is applied to a liquid crystal display (LCD) such as a notebook, which requires a thin shape. In the direct type, the light source is disposed at the lower side of the backlight unit, and is applied to a large liquid crystal display device requiring high brightness such as an LCD television.
도 1은 일반적인 직하형 백라이트 유닛의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a schematic configuration of a general direct type backlight unit.
도 1에 도시된 바와 같이 직하형 백라이트 유닛은 반사판(20)과 광원부(10)와, 확산판(30)과 확산시트(40)와 제1프리즘시트(50)와 제2프리즘시트(60)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the direct type backlight unit includes a reflecting
광원부(10)는 다수의 광원이 일방향으로 길게 병렬로 구성되어 상측 방향으로 광을 출사한다. 상기 광원으로는 열음극 형광램프(Hot Cathode Fluorescent Lamp: HCFL) 또는 냉음극 형광램프(Clod Cathode Fluorescent Lamp: CCFL) 등이 사용된다. The
램프커버(20)는 상기 광원부(10)에서 하측으로 방출된 광을 상측으로 반사하여 광효율을 향상시킨다. 또한, 램프커버(20)는 외부의 충격으로부터 광원부(10)를 보호한다.The
확산판(30)은 광원부(10)의 다수의 광원, 즉 다수의 램프들에서 출사되는 광을 확산하여 상기 다수의 램프들의 배치에 따라 발생하는 명부와 암부를 제거한다.The
확산시트(40)는 확산판(30)을 통해 올라온 광을 고르게 분산시켜 명부와 암부를 추가적으로 제거한다. 통상, 확산시트(40)는 비드형, 반구형 및 반원기둥형이 있다. 통상 반원기둥형 확산시트의 광 확산효과는 상기 반원기둥 패턴의 단면의 넓이(W)와 높이(H)에 의해 결정되며, 이를 세장비(=H/W)라 한다. 통상적으로, 세장비 를 높이면 확산효과가 향상된다.The
제1미세패턴 시트(50)는 확산시트(40)로부터 낮은 각도로 입사되는 광을 굴절시켜 LCD 소자에 수직으로 입사하도록 1차 집광하여 출사하므로 확산시트(40)에 의해 급격히 떨어진 휘도 및 출사각을 높여준다. 통상 제1미세패턴 시트(50)는 확산시트(40)로부터 입사되는 광을 LCD 소자에 수직으로 방출하기 위해 상부면에 일방향으로 길게 연장된 프리즘 패턴들이 나란히 배열된다. 통상 상기 프리즘 패턴은 꼭지각이 90도 내외인 삼각형 형상으로 형성된다.Since the first
제2미세패턴 시트(60)는 제1미세패턴 시트(50)에서 1차 집광된 광의 휘도 균일성을 높이고 출사각을 더 높이기 위해 2차 집광하여 방출한다.The second
각각의 미세패턴 시트는 프리즘 패턴들의 길이 방향에 수직한 평면상에 입사하는 광을 상기 미세패턴 시트의 법선방형으로 수렴하고, 프리즘 패턴들의 길이방향에 나란한 평면상에서 입사하는 광은 집광시키지 못한다. 따라서, 상하 및 좌우 방향으로 광을 집광하기 위해서 제1미세패턴 시트(50)와 제2미세패턴 시트(60)는 각각의 프리즘 패턴들이 수직이 되도록 배치하는 것이 일반적이다.Each micropattern sheet converges light incident on a plane perpendicular to the longitudinal direction of the prism patterns in the normal direction of the micropattern sheet, and does not collect light incident on a plane parallel to the longitudinal direction of the prism patterns. Therefore, in order to focus light in the vertical and horizontal directions, the first
그 외에도 상기 제1미세패턴 시트(50) 또는 제2미세패턴 시트(60) 상부에 위치하여 제1미세패턴 시트(4) 또는 제2미세패턴 시트(5)에 스크래치(scratch)가 발생하는 것을 방지하기 위한 보호시트가 더 구비될 수도 있다.In addition, a scratch is generated on the first
상술한 바와 같이 종래 직하형 백라이트 유닛은 하부쪽에 일방향으로 길게 나란히 연장되는 광원들에 의해 발생하는 암부와 명부를 제거하기 위해 확산판 및 확산시트를 구비하여야 하고, 확산판 및 확산시트에 의해 낮아진 정면 휘도를 높이 기 위해 복수의 미세패턴 시트들을 구비하여야 하므로 백라이트 유닛을 박형화 하기 어려운 문제점이 있었다.As described above, the conventional direct type backlight unit must include a diffusion plate and a diffusion sheet to remove the dark portion and the ridge caused by the light sources extending side by side in one direction on the lower side, and the front face lowered by the diffusion plate and the diffusion sheet. Since a plurality of fine pattern sheets must be provided to increase the brightness, it is difficult to reduce the thickness of the backlight unit.
상기한 바와 같이 직하형 백라이트 유닛에서 광의 집광 및 균일도를 향상하여 램프들에 의해 발생되는 명부와 암부를 제거하기 위해 원기둥형의 확산시트를 사용하나 원하는 확산효과를 얻기 위한 세장비를 갖는 구조를 제작하기 어려운 문제점이 있었다.As described above, a cylindrical diffusion sheet is used to remove light and shadow generated by lamps by improving light condensing and uniformity in the direct backlight unit, but fabricating a structure having fine equipment for obtaining a desired diffusion effect. There was a difficult problem.
또한, 종래 직하형 백라이트 유닛에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 2매 이상의 확산시트를 사용하여야 하므로 생산단가가 증가하고, 백라이트 유닛을 박형화 하기 어려운 문제점이 있었다.In addition, in the conventional direct type backlight unit, two or more diffusion sheets must be used to solve such a problem, thereby increasing production cost and making it difficult to reduce the thickness of the backlight unit.
또한, 종래 백라이트 유닛은 확산판 이외에도 확산시트 및 미세패턴 시트들 등과 같이 다수의 광학시트들을 사용함에 의해 백라이트 유닛 조립공정을 복잡하게 할 뿐만 아니라 절단 및 조립 시에 불량을 유발할 수 있는 문제점이 있었다.In addition, the conventional backlight unit not only complicates the backlight unit assembly process by using a plurality of optical sheets such as diffusion sheets and fine pattern sheets in addition to the diffusion plate, but also has a problem that may cause defects during cutting and assembly.
따라서, 본 발명의 목적은 중공을 가지는 글라스 버블들을 포함하여 휘도 균일성 및 시야각 특성을 향상시키면서도 백라이트 유닛을 박형화할 수 있는 광학필름 및 이를 이용한 백라이트 유닛을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical film and a backlight unit using the same, which can reduce the thickness of the backlight unit while improving brightness uniformity and viewing angle characteristics, including glass bubbles having hollows.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광학필름은; 판상의 기저부와, 상기 기저부 상부면에 일방향으로 길게 연장된 마이크로 구조물들이 나란하게 배열되는 굴절구조부를 포함하되, 상기 마이크로 구조물 내부에 중공을 가지는 글라스 버블들이 확산됨을 특징한다.The optical film of the present invention for achieving the above object; It includes a base plate and a refractive structure that is arranged side by side in the microstructure extending in one direction on the base upper surface, characterized in that the glass bubbles having a hollow inside the microstructure is diffused.
상기 중공의 직경은 글라스 버블의 투과율 및 반사율을 고려하여 4 ~ 30 mm 를 가지도록 형성하는 것이 바람직하다.The diameter of the hollow is preferably formed to have a 4 ~ 30 mm in consideration of the transmittance and reflectance of the glass bubble.
상기 글라스 버블들은 상기 마이크로 구조물 내부의 총부피의 40% ~ 70%의 밀도를 가지도록 형성하는 것이 바람직하다.The glass bubbles are preferably formed to have a density of 40% to 70% of the total volume inside the microstructure.
상기 마이크로 구조물이 길이 방향에 대해 좌우로 불규적으로 구불구불하게 형성되는 카오스 형상인 것을 특징으로 한다.The microstructure is characterized in that the chaotic shape irregularly twisted to the left and right with respect to the longitudinal direction.
상기 마이크로 구조물이 반원기둥형 또는 렌티큘러 형상인 경우 상기 반원기둥 및 렌티큘러의 세장비가 0.1 내지 1이 되도록 형성하는 것이 바람직하다.When the microstructure is a semi-cylindrical or lenticular shape, it is preferable to form the thin equipment of the semi-cylindrical cylinder and the lenticular to be 0.1 to 1.
상기 마이크로 구조물이 길이 방향에 대해 좌우로 구불구불하게 형성되는 것을 특징으로 한다.The microstructure is characterized in that the winding side to side in the longitudinal direction.
상기와 같은 목적을 목적을 달성하기 위한 본 발명의 백라이트 유닛은 일방향으로 나란히 배열된 다수의 광원들을 가지는 광원부와, 상기 광원부 상부에 배치되며, 판상의 기저부와, 상기 기저부 상부면에 상기 일방향과 평행하게 연장된 마이크로 구조물들이 나란하게 배열되는 굴절구조부를 포함하되, 상기 마이크로 구조물 내부에 중공을 가지는 글라스 버블들이 확산되는 광학필름을 포함하는 것을 특징으로 The backlight unit of the present invention for achieving the above object is a light source unit having a plurality of light sources arranged side by side in one direction, disposed on the light source portion, the base portion of the plate, parallel to the one direction on the base upper surface It includes a refractive structure that is arranged parallel to the micro-structures extending in parallel, characterized in that it comprises an optical film in which the glass bubbles having a hollow inside the micro-structure is diffused
상기 중공의 직경은 글라스 버블의 투과율 및 반사율을 고려하여 4 ~ 30 mm 를 가지도록 형성하는 것이 바람직하다The diameter of the hollow is preferably formed to have a 4 ~ 30 mm in consideration of the transmittance and reflectance of the glass bubble.
상기 글라스 버블들은 상기 마이크로 구조물 내부의 총부피의 40% ~ 70%의 밀도를 가지도록 형성하는 것이 바람직하다.The glass bubbles are preferably formed to have a density of 40% to 70% of the total volume inside the microstructure.
상기 마이크로 구조물이 길이 방향에 대해 좌우로 불규적으로 구불구불하게 형성되는 카오스 형상인 것을 특징으로 한다.The microstructure is characterized in that the chaotic shape irregularly twisted to the left and right with respect to the longitudinal direction.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 확산판, 확산시트와 미세패턴 시트 등의 광학시트 없이도 한 장의 광학필름으로 다수의 광원들에 의해 발생하는 명부 및 암부를 제거할 수 있는 확산효과 및 휘도 및 휘도 균일성을 향상시킬 수 있으며, 백라이트 유닛을 박형화할 수 있는 효과를 가진다.As described above, the present invention provides a diffusion effect and luminance and luminance that can remove the dark and dark areas generated by a plurality of light sources with one optical film without an optical sheet such as a diffusion plate, a diffusion sheet and a fine pattern sheet. Uniformity can be improved and the backlight unit can be thinned.
또한, 본 발명은 백라이트 유닛을 구성하는 부품수 및 공정 수를 감소시키므로 제조비용을 절약할 수 있으며, 조립 공정상에서 발생하는 불량률을 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, since the present invention reduces the number of parts and the number of processes constituting the backlight unit, manufacturing cost can be saved, and the defect rate occurring in the assembly process can be reduced.
이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 직하형 백라이트 유닛의 구성을 설명한다.Hereinafter, a configuration of a direct type backlight unit according to the present invention will be described with reference to the drawings.
도 2는 본 발명에 따른 직하형 백라이트 유닛의 개략적인 구성을 나타낸 도 면이다.2 is a view showing a schematic configuration of a direct type backlight unit according to the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 광원부(110)와 램프커버(120)와 광학필름(140)과 미세패턴 시트(150)를 포함한다.2, the backlight unit according to the present invention includes a
광원부(110)는 최초로 광을 발산하는 부분으로, 일방향으로 길게 연장된 다수의 광원, 즉 램프들로 구성된다. 램프로는 열음극 형광램프(Hot Cathode Fluorescent Lamp: HCFL) 또는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL) 등이 사용된다.The
램프커버(120)는 상기 광원부(110)를 고정할 수 있는 구조를 가지고, 좌우 및 하부를 둘러싸도록 구성되며, 광원부(110)에서 하측 및 좌우측으로 출사되는 광을 상측으로 반사시켜 광효율을 증가시키며, 광원부(110)를 보호한다.The
광학필름(140)은 상기 광원부(110) 상부에 위치하여 상기 광원부(110)에서 출사되는 광을 확산 및 집광하여 출사한다.The
프리즘시트(150)는 상기 광학필름(140)에서 확산되어 출사되는 광을 집광하여 휘도 특성을 향상시킨다.The
도 3a는 본 발명에 따른 반원기둥형 광학필름의 단면도를 나타낸 도면이며, 도 3b는 도 3a의 글라스 버블의 단면을 나타낸 도면이다. 이하, 도 3을 참조하여 상기 도 2의 광학필름(140)의 구성을 구체적으로 설명한다.Figure 3a is a view showing a cross-sectional view of a semi-cylindrical optical film according to the present invention, Figure 3b is a view showing a cross section of the glass bubble of Figure 3a. Hereinafter, the configuration of the
광학필름(140)은 상기 광원부(110)의 상부에 위치하는 판상의 기저부(141)와 상기 판상의 기저부(141) 상부면에 일방향으로 길게 연장된 마이크로 구조물(142)들이 나란하게 배열되어, 입사되는 광을 확산 및 집광하여 출사하는 굴절구조 부(145)로 구성된다. 상기 마이크로 구조물(142)은 도 3a와 같이 반원통 형상, 삼각 프리즘 형상 및 반원통 형상이 길이 방향에 대해 좌우로 구불구불하게 형성되는 카오스 반원통 형상 및 삼각 프리즘 형상의 길이 방향에 대해 좌우로 구불구불하게 형성되는 카오스 형상 등이 될 수 있다.The
광학필름(140)은 마이크로 구조물(142)의 길이 방향이 길게 연장되는 램프들의 일방향과 일치하도록 배치하는 것이 바람직하다. 상기 마이크로 구조물(142)은 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate), 폴리아미드(Polyimide), 폴리프로필렌(Polypropylene) 및 폴리우레탄(Ployurethane) 등의 수지로 구성될 수 있다.The
각 마이크로 구조물(142)들 내부에는 도 3b와 같이 중심부에 중공(146)이 형성된 글라스 버블(143)들이 확산된다. 광원(110)에서 출사되어 기저부(141)를 통해 입사하는 광은 중공(144)에 의해 반사 및 투과되어 확산 및 집광되고, 마이크로 구조물(142)의 표면에서 2차 확산 및 집광되어 출사된다. 상기 글라스 버블(143)은 통상 글라스(Glass)로 구성되며, 높은 투명도를 가지는 폴리에스테르 수지, 폴리아크릴 수지, 폴리스틸렌 수지 및 폴리카보네이트 수지들로 구성될 수 있다. 상기 글라스 버블(143)이 갖는 두께((D1-D2)/2)는 글라스 버블의 외부직경(D1)의 1/2이하의 값을 가지도록 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 글라스 버블의 두께는 외부직경(D1)의 50% 이내에서 얇게 형성하는 것이 바람직하다. 글라스 버블의 두께가 1/2이상의 값을 갖게 될 경우 확산효과 및 휘도균일도가 감소하게 된다.Inside the
도 4a는 일반적인 비드형 확산시트에서 비드에 의한 확산효과를 나타낸 도면이고, 도 4b는 본 발명에 따른 중공을 가지는 글라스 버블에 의한 확산효과를 나타 낸 도면이다.Figure 4a is a view showing the diffusion effect by the beads in the general bead-type diffusion sheet, Figure 4b is a view showing the diffusion effect by the glass bubble having a hollow according to the present invention.
도 4b에서 본 발명에 따른 글라스 버블(143)은 마이크로 구조물(142) 내에 확산되나, 일반적인 비드형 확산시트에서 비드의 확산효과와 비교하기 위해 일반적인 수지층에 본 발명의 글라스 버블(143)이 확산된 경우를 나타내었다.In FIG. 4B, the
도 4b는 본 발명에 따른 중공(144)을 가지는 글라스버블(146)을 마이크로구조물(142) 내에 확산하지 않고 도 4a에서와 같이 수지층에 확산했음에도 불구하고, 본 발명의 글라스 버블(143)의 확산효과가 비드의 확산효과보다 더 좋음을 알 수 있다. 즉, 중공(144)을 가지는 글라스 버블(143)을 본 발명의 마이크로 구조물(142)에 확산시킬 경우, 글라스 버블(143)에 의해 확산된 광을 2차적으로 확산 및 집광하므로 본 발명의 광학필름(140)이 일반적인 비드형 확산시트보다 휘도 균일성 및 확산효과가 더 향상됨을 할 수 있다.FIG. 4B shows the
상기에서는 글라스 버블(143)의 베이스 물질, 두께 및 일반적인 비드와 비교하여 확산효과 및 휘도 균일성에 대해 설명하였다. 이하 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 글라스 버블의 직경(D1) 결정 방법을 설명한다.In the above, the diffusion effect and luminance uniformity are described in comparison with the base material, thickness, and general beads of the
도 5a는 글라스 버블의 직경이 600nm이고, 대략 7억개/㎣의 수밀도로 마이크로 구조물(142)에 확산된 경우의 반사 및 투과 특성을 나타낸 것이고, 도 5b는 글라스 버블의 직경(D1)이 800nm이고, 295,358,650개/㎣의 수밀도로 확산된 경우의 반사 및 투과 특성을 나타낸 것이며, 도 5c는 글라스 버블의 직경(D1)이 1um이고, 151,187,900개/㎣의 수밀도로 확산된 경우의 반사 및 투과 특성을 나타낸 것이며, 도 5d는 글라스 버벌의 직경(D1)이 3um이고, 5,600,000개/㎣의 수밀도로 확산된 경 우의 반사 및 투과 특성을 나타낸 것이며, 도 5e는 직경(D1)이 6um이고 700,000개/㎣의 수밀도로 확산된 경우의 반사 및 투과특성을 나타낸 것으로, 마이크로 구조물(142) 내에서 글라스 버블(146)들이 차지하는 부피가 동일한 경우의 반사 및 투과특성을 나타낸 것이다. 그리고 도 6은 본 발명에 따른 글라스 버블(146)의 직경(D1)에 따른 반사율과 투과율을 나타낸 도면이다.FIG. 5A shows the reflection and transmission characteristics when the glass bubble has a diameter of 600 nm and is diffused into the
도 5a에서 보이는 바와 같이 글라스 버블(146)의 직경(D1)이 600nm인 경우 광원(10)에서 조사되는 광은 광학필름을 투과하지 못하고 반사됨을 알 수 있으며, 도 5b와 같이 직경(D1)이 800nm인 경우에도 극히 일부만을 투과시킬 뿐 대부분은 반사됨을 알 수 있다.As shown in FIG. 5A, when the diameter D1 of the glass bubble 146 is 600 nm, the light irradiated from the
또한, 도 5c에서와 같이 글라스 버블(146)의 직경(D1)이 1um인 경우에도 직경(D1)이 800nm인 경우보다 일부 광을 투과하기는 하나 광의 투과율이 낮음을 알 수 있다.In addition, even when the diameter (D1) of the glass bubble 146 is 1um as shown in Figure 5c it can be seen that although the light transmits some light than the case where the diameter (D1) is 800nm.
이에 반해, 도 5d와 같이 글라스 버블(146)의 직경(D1)이 3um인 경우에는 반사율과 투과율이 비슷함을 알 수 있으며, 도 5e와 같이 글라스 버블의 직경(D1)이 6um인 경우에는 반사율보다 투과율이 더 큼을 알 수 있다.On the contrary, when the diameter D1 of the glass bubble 146 is 3 μm as shown in FIG. 5D, the reflectance and transmittance are similar. When the diameter D1 of the glass bubble is 6 μ as shown in FIG. 5E, the reflectance is 6 μm. It can be seen that the transmittance is greater than.
도 6을 참조하여 다시 설명하면, 글라스 버블(146)의 직경(D1)이 커지면 투과율은 증가하고, 반사율은 감소함을 알 수 있다. 본 발명의 광학필름에서는 확산효과와 휘도 균일성이 중요하므로 투과율이 50%이상이고 반사율이 5% 이상의 특성을 가지는 직경(D1)을 선택한다.Referring again to FIG. 6, it can be seen that as the diameter D1 of the glass bubble 146 increases, the transmittance increases and the reflectance decreases. In the optical film of the present invention, since the diffusion effect and the uniformity of luminance are important, the diameter D1 having a transmittance of 50% or more and a reflectance of 5% or more is selected.
그러므로 도 6에서 투과율이 50%이상이고 반사율이 5%이상인 조건을 만족하 는 글라스 버블(146)의 직경(D1)은 4um 내지 30um임을 알 수 있다. 따라서, 글라스 버블(143)은 4um 내지 30um의 직경(D1)을 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.Therefore, it can be seen from FIG. 6 that the diameter D1 of the glass bubble 146 satisfying the condition that the transmittance is 50% or more and the reflectance is 5% or more is 4um to 30um. Therefore, the
또한, 상기와 같이 결정된 직경(D1)을 가지는 글라스 버블(143)들은 휘도를 고려하여 마이크로 구조물(142) 내에 마이크로 구조물(142) 내부의 총부피의 40% ~ 70%의 밀도를 가지도록 확산되는 것이 바람직하다. 즉, 글라스 버블의 수밀도를 상기 40% 내지 70% 범위 내에서 조절하여 원하는 광의 확산효과를 얻을 수 있다.In addition, the glass bubbles 143 having the diameter D1 determined as described above are diffused to have a density of 40% to 70% of the total volume inside the
본 발명을 종래기술과 비교하면, 도 3a에서와 같이 마이크로 구조물(142)이 반원기둥형인 경우 종래에는 원하는 확산효과, 즉 원하는 휘도 균일도 및 시야각을 얻기 위해 반원기둥의 폭(W)과 높이(H)에 의해 결정되는 세정비(H/W)를 조절하여야 했으나, 본 발명에서는 원하는 확산효과를 얻기 위해 세정비를 조절할 필요없이 마이크로 구조물(142) 내부에 확산되는 중공(146)을 가지는 글라스 버블(144)의 수밀도를 조절하여 확산효과를 조절할 수 있다. 그러나 부가적으로 상기 세장비를 조절하여 확산효과가 더 향상되도록 조절할 수도 있다. 따라서 본 발명은 보다 쉽게 원하는 확산효과를 얻을 수 있다. 통상, 마이크로 구조물(142)이 반원기둥형인 경우 마이크로 구조물 단면의 폭(W)과 높이(H)는 1um 내지 200um을 갖도록 형성된다.Comparing the present invention with the prior art, when the
도 7a는 본 발명에 따른 반원기둥형 마이크로 구조물을 가지는 광학필름이 적용된 백라이트 유닛의 사시도를 나타낸 도면이고, 도 7b는 본 발명에 따른 프리즘형 마이크로 구조물을 가지는 광학필름이 적용된 백라이트 유닛의 사시도를 나타낸 도면이다. 그리고 도 8은 본 발명의 마이크로 구조물 내에 확산되는 중공을 가지는 글라스 버블의 수밀도에 따른 확산효과를 나타낸 것이다.7A is a view showing a perspective view of a backlight unit to which an optical film having a semi-cylindrical microstructure according to the present invention is applied, and FIG. 7B is a perspective view of a backlight unit to which an optical film having a prismatic microstructure according to the present invention is applied. Drawing. And Figure 8 shows the diffusion effect according to the number density of the glass bubble having a hollow diffused in the microstructure of the present invention.
도 7a에서와 같이 마이크로 구조물은 반원기둥 형상으로 구성될 수 있고, 도 7b에서와 같이 마이크로 구조물은 프리즘 형상으로 구성될 수 있다.As shown in FIG. 7A, the microstructures may be configured in a semi-cylindrical shape, and as shown in FIG. 7B, the microstructures may be configured in a prism shape.
중공(146)을 가지는 글라스 버블(142)들은 상술한 바와 같이 마이크로 구조물(142) 내부의 총부피의 40% ~ 70%의 밀도를 가지도록 확산되는 것이 바람직하다. Glass bubbles 142 having a hollow 146 is preferably diffused to have a density of 40% to 70% of the total volume inside the
상기 마이크로 구조물(142)을 프리즘 형상으로 구성하는 경우, 상기 글라스 버블(142)에 의해 확산된 광의 집광효율을 높이기 위해 프리즘의 꼭지각은 40 ~ 110 도로 형성하는 것이 바람직하다. 이외에도 마이크로 구조물은 렌티큘러, 즉 반원구형 렌즈 형상으로 형성될 수 있다. 렌티큘러의 크기는 폭과 높이 비(h/w: 세장비)가 0.1 ~ 1 사이의 값을 가지도록 형성하는 것이 바람직하며, 이보다 작을 경우 패턴의 곡률이 커짐으로 인한 확산효과 및 휘도균일성이 떨어지게 되며, 이보다 컸을 경우 패턴의 가공이 힘들뿐만 아니라 곡률이 작아짐에 따라 확산효과가 떨어지게 되며, 휘도 균일성 또한 나빠지게 된다. 마이크로 구조물이 반원통형인 경우에도 세장비는 0.1 ~ 1 사이의 값을 가지도록 형성하는 것이 바람직하다.When the
또한 도 7c 및 7d와 같이 반원통 형상 및 삼각 프리즘 형상의 마이크로 구조물(142)을 길이 방향에 대해 좌우로 불규칙하게 구불구불하게 형성(이하 "카오스 형상"이라 함)하여, 웨트(Wet-out), 뉴턴링 및 무아레 현상을 개선할 수 있다. 구체적으로, 카오스 패턴의 경우 좌우 및 상하 방향으로 구불구불한 모양을 갖기 때문에 주기성을 갖는 패턴 형상을 피할 수 있어 무아레를 감소시킬 수 있으며, 구불구불한 형상의 경우 직선으로 이루어진 패턴에 비해 상부필름과의 접촉부위가 불규칙하게 이루어지므로 웨트와 뉴턴링의 개선에 더욱 효과를 가질 수 있다.Also, as shown in FIGS. 7C and 7D, the semi-cylindrical and triangular prism-shaped
본 발명에 따른 광학필름(140)은 도 7a 내지 도 7d에서와 같이 램프의 길이방향과 마이크로 구조물의 길이방향이 일치하도록 배치하는 것이 바람직하다. The
도 8은 본 발명에 따른 광학필름을 적용한 백라이트 유닛의 휘도 균일 특성과 종래 기술에 따라 확산판(30)을 적용한 백라이트 유닛의 휘도 균일 특성을 비교한 도면이다.8 is a view comparing luminance uniformity of the backlight unit to which the optical film according to the present invention is applied and luminance uniformity characteristic of the backlight unit to which the
도 8의 (가)에서 보이는 바와 같이 종래 기술에 따른 백라이트에서는 확산판(30)을 적용했음에도 불구하고, 램프들에 의한 명부 및 암부가 확연하게 보이고 있다. 따라서 이러한 경우에는 확산판 상부에 확산시트를 추가 적용하여야 한다. 그러나 도 8의 (나)에서 보이는 바와 같이 본 발명은 확산판을 적용하지 않았음에도 불구하고, 광원부(110)의 램프들에 의해 발생하는 명부 및 암부가 보이지 않음을 알 수 있다. 즉 본 발명의 광학필름(140)에서 출사되는 광의 확산 및 휘도 균일 특성이 종래 확산판(30)을 적용하였을 경우의 광의 확산 및 휘도 균일 특성보다 좋음을 알 수 있다.As shown in FIG. 8A, although the
도 9는 본 발명에 따른 광학필름를 적용한 백라이트 유닛의 시야각 특성과 종래 기술에 따라 확산판을 적용한 백라이트 유닛의 시야각 특성을 비교한 도면이다.9 is a view comparing the viewing angle characteristics of the backlight unit applying the optical film according to the present invention and the viewing angle characteristics of the backlight unit applying the diffusion plate according to the prior art.
도 9의 (가)에서 보이는 바와 같이 종래 기술에 따른 백라이트 유닛은 상하 시야각은 대략 80도 정도이고, (나)에서 보이는 바와 같이 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 상하 시야각은 대략 90도 정도로, 본 발명의 백라이트 유닛의 시야각이 종래 백라이트 유닛의 시야각보다 더 좋음을 알 수 있다. 좌우 시야각 또한 본 발 명의 백라이트 유닛이 종래 백라이트 유닛보다 더 좋음을 알 수 있다. As shown in (a) of FIG. 9, the backlight unit according to the prior art has an upper and lower viewing angle of about 80 degrees, and as shown in (b), the backlight unit according to the present invention has an upper and lower viewing angle of about 90 degrees. It can be seen that the viewing angle of the backlight unit is better than that of the conventional backlight unit. Left and right viewing angles can also be seen that the backlight unit of the present invention is better than the conventional backlight unit.
한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described typical preferred embodiment, but can be carried out in various ways without departing from the gist of the present invention, various modifications, alterations, substitutions or additions in the art Anyone who has this can easily understand it. If such improvement, change, substitution or addition is carried out within the scope of the appended claims, the technical spirit should also be regarded as belonging to the present invention.
도 1은 일반적인 직하형 백라이트 유닛의 개략적인 구성을 나타낸 도면1 is a view showing a schematic configuration of a general direct type backlight unit
도 2는 본 발명에 따른 직하형 백라이트 유닛의 개략적인 구성을 나타낸 도면2 is a view showing a schematic configuration of a direct type backlight unit according to the present invention;
도 3a는 본 발명에 따른 반원기둥형 광학필름의 단면도를 나타낸 도면Figure 3a is a cross-sectional view of a semi-cylindrical optical film according to the present invention
도 3b는 도 3a의 글라스 버블의 단면을 나타낸 도면3B is a cross-sectional view of the glass bubble of FIG. 3A.
도 4는 일반적인 비드와 본 발명에 따른 글라스 버블의 확산효과를 나타낸 도면4 is a view showing the diffusion effect of the glass beads according to the present invention and the general bead
도 5는 본 발명의 글라스 버블의 크기에 따른 투과율 및 반사율을 나타낸 도면5 is a view showing the transmittance and reflectance according to the size of the glass bubble of the present invention
도 6은 본 발명의 글라스 버블의 크기에 따른 투과율 및 반사율 특성을 나타낸 그래프6 is a graph showing the transmittance and reflectance characteristics according to the size of the glass bubble of the present invention
도 7a는 본 발명에 따른 마이크로 구조물이 반원기둥형인 광학필름를 적용한 직하형 백라이트 유닛의 구성을 나타낸 도면7A is a view showing the configuration of a direct backlight unit to which the microstructure according to the present invention is applied a semi-cylindrical optical film
도 7b는 본 발명에 따른 마이크로 구조물이 프리즘형인 광학필름을 적용한 직하형 백라이트 유닛의 구성을 나타낸 도면7b is a view showing the configuration of a direct type backlight unit to which an optical film having a prism type microstructure according to the present invention is applied;
도 7c는 본 발명에 따른 마이크로 구조물이 카오스 반원기둥형인 광학필름을 적용한 직하형 백라이트 유닛의 구성을 나타낸 도면7c is a view showing the configuration of a direct type backlight unit to which the microstructure according to the present invention is applied to the chaos semi-cylindrical optical film
도 7d는 본 발명에 따른 마이크로 구조물이 카오스 삼각프리즘형인 광학필름을 적용한 직하형 백라이트 유닛의 구성을 나타낸 도면7d is a view showing the configuration of a direct backlight unit to which the microstructure according to the present invention is applied an optical film of a chaotic triangular prism type.
도 8은 본 발명과 종래 기술의 휘도 균일도 특성을 나타낸 도면8 illustrates luminance uniformity characteristics of the present invention and the prior art;
도 9는 본 발명과 종래 기술의 시야각 특성을 나타낸 도면9 is a view showing the viewing angle characteristics of the present invention and the prior art.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※ Explanation of codes for main parts of drawing
1, 12 : 반사시트 2, 13: 도광판1, 12: reflection sheet 2, 13: light guide plate
3 : 확산시트 4: 제1미세패턴 시트3: diffusion sheet 4: first fine pattern sheet
5: 제2미세패턴 시트 6, 15: 보호시트5: 2nd fine pattern sheet 6, 15: protective sheet
7, 11: 광원 14: 반사패턴7, 11: light source 14: reflection pattern
21: 상부면 22, 35: 하부면21: upper surface 22, 35: lower surface
23, 31: 제1전방단부면 24, 32: 제2전방단부면23, 31: first front end face 24, 32: second front end face
25, 33: 내측면 26, 34: 외측면25, 33: inner side 26, 34: outer side
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