KR20100075606A - 광 매니지먼트 필름들, 백라이트 유니트들, 및 관련된 구조들 - Google Patents
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Abstract
광 매니지먼트 필름은 광학 투명 기판 및 광학 투명 기판의 제1 측 내에 형성된 마이크로 렌즈들의 배열에 의하여 제공될 수 있다. 광학 반사층은 제1 측에 반대로 위치한 기판의 제2 측 상에 제공되고, 광학 반사층은 마이크로 렌즈들에 자기 정렬된 개구부들을 자신 내에 포함한다.
Description
본 발명은 디스플레이들을 위한 광학계 및 이와 관련된 구조들에 관한 것이다.
<관련출원들에 대한 상호참조>
본 출원은 2007년10월12일 출원된 미국임시출원번호 제60/979,466호 및 2005년2월9일 출원된 미국출원번호 제11/053,998호의 우선권 이익을 주장한다. 이들 출원은 2004년2월12일 미국임시출원번호 제60/544,036호, "랜덤한 개구부들을 가지는 개구부 마스크들을 포함하는 마이크로 렌즈 배열들 및 이의 제조 방법(Microlens Arrays With Aperture Masks Having Randomized Apertures and Methods of Fabricating Same)"; 2005년2월12일 출원된 제60/544,018호, "렌즈 당 다중 개구부들을 가지는 개구부 마스크들을 포함하는 마이크로 렌즈 배열들 및 이의 제조 방법(Microlens Arrays With Aperture Masks Having Multiple Apertures Per Lens and Methods of Fabricating Same)"; 2004년2월12일 출원된 제60/544,027호, "다양한 개구부 형상들을 가지는 개구부 마스크들을 포함하는 마이크로 렌즈 배열들 및 이의 제조 방법(Microlens Arrays With Aperture Masks Having Varying Aperture Shapes and Methods of Fabricating Same)"; 2004년2월12일 출원된 제60/544,026호, "확산 물질들을 포함하는 개구부들을 가지는 개구부 마스크들을 포함하는 마이크로 렌즈 배열들 및 이의 제조 방법(Microlens Arrays With Aperture Masks Having Apertures That Include Diffusive Materials and Methods of Fabricating Same)"; 2004년2월19일 출원된 제60/546,819호, "LCD 또는 다른 디스플레이들을 위한 콘트라스트 강화 및/또는 광 매니지먼트 필름들을 가지는 마이크로 렌즈 배열들(Microlens Arrays With Contrast Enhancing and/or Light Management Films for Use With LCD 또는 Other Displays)"; 2004년2월19일 출원된 제60/545,875호, "마이크로 렌즈 배열들 및/또는 광학 마스크 층들을 가지는 역반사기들 및 역반사기들 제조 방법(Retroreflectors Including Microlens Arrays and/or Optical Mask Layers, and Methods of Fabricating Retroreflectors)"; 2004년2월19일 출원된 제60/545,873호, "마이크론 크기의 시브들 및 몰드들 및 마이크로 크기 파티클들을 시브 및/또는 몰딩하는 방법들(Sieves and Moulds for Micron-Sized Particles and Methods of Using Same to Sieve and/or Mold Micron- Sized Particles)"; 2004년3월9일 출원된 제60/551,560호, "광 매니지먼트 필름들 또는 백라이트 디스플레이들, 그의 제조 방법 및 그의 사용 방법(Light Management Films 또는 Backlit Displays and Methods of Making and Using Same)"; 2004년3월9일 출원된 제60/551,410호, "광큐어링 폴리머들을 포함하는 마이크로 몰딩 어플리케이션들을 위한 스탬퍼들, 그의 제조 방법 및 그의 사용 방법(Stampers for Micromolding Applications Including Photocurable Polymers, and Methods of Making and Using Same)"; 2004년3월9일 출원된 제60/551,403호, "근적외선 빔 위치기 및 프로화일들, 그의 제조 방법 및 그의 사용 방법(IR Laser Beam Locator and Profiles and Methods of Making and Using Same)"; 2004년3월9일 출원된 제60/551,404호, "비등방성 광 분산 특징들을 가지는 안티-글레어 필름들, 그의 제조 방법 및 그의 사용 방법(Anti-Glare Films With Anisotropic Light Dispersive Properties and Methods of Making and Using Same)"; 및 2004년9월27일 출원된 제60/613,445호, "백라이트 유니트 디스플레이들을 위한 광 매니지먼트 필름들, 그의 제조 방법 및 그의 사용 방법(Light Management Films for Backlit Displays and Methods of Making and Using Same)"의 이익을 주장한다. 이 출원들 모두는 본 발명의 양수인에 의하여 현재 양수되어 있고, 이들 출원의 개시는 전체적으로 참조로서 본 명세서와 결합된다.
마이크로 렌즈 배열들이 어플리케이션들에서 사용되고, 이는 소스로부터 광을 집진하고, 이어서 다양한 위치들로 다양한 각도들로 인도하는 것이 바람직하다. 이러한 어플리케이션들은 컴퓨터 디스플레이들, 프로젝션 텔레비전의 스크린들, 및 특정한 조명 장치들을 포함한다. 상기 배열의 사용은 특정한 방향들의 배열을 통하여만 광을 통과시키고, 상기 배열의 표면에서 반사될 수 있고, 광학 시스템의 효과적인 콘트라스트를 열화하는 주변 광을 흡수하는 개구부 마스크를 개재함에 의하여 종종 강화될 수 있다. 렌즈들이 근축방사(paraxial radiation)를 초점하는 위치에서, 이러한 배열들 및 개구부들을 가지는 마스크들이 통상적으로 형성된다.
개구부 마스크들을 가지는 마이크로 렌즈 배열들을 생성하는 종래 기술들은 적절한 방사 흡수 마스크 물질들로 코팅되거나 코팅될 수 있는 적절한 기판들 상에 배열들을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이어서, 고강도 방사가 렌즈들을 통하여 인도되고 초점된다. 렌즈 배열의 초점들이 마스크 층에 또는 그에 인접하도록 렌즈 배열, 기판 및 마스크의 구조가 설계되는 경우에는 방사는 이러한 초점들에서 마스크 내에 개구부들을 형성할 수 있다. 예를 들어, 데미 등(Demi et al.)의 미국특허번호 제4,172,219호 "데이라이트 프로젝션 스크린 및 그의 제조 방법과 장치(Daylight Projection Screen and Method and Apparatus for Making the Same)"를 참조한다.
본 발명에 따른 실시예들은 광 매니지먼트 필름들, 백라이트 유니트들, 및 관련된 구조들을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 실시예들은 광 매니지먼트 필름들, 백라이트 유니트들, 및 관련된 구조들을 제공할 수 있다. 이러한 실시예들에 따라서, 광학 투명 기판 및 상기 광학 투명 기판의 제1 측 내에 형성된 마이크로 렌즈들의 배열에 의하여, 광 매니지먼트 필름이 제공될 수 있다. 광학 반사층은 상기 제1 측에 반대로 위치한 상기 기판의 제2 측 상에 제공되고, 상기 광학 반사층은 상기 마이크로 렌즈들에 대하여 자기 정렬된 개구부들을 자신 내에 포함한다.
본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 디스플레이 필름은, 제1 광 매니지먼트 필름 및 디스플레이를 위한 라이트 소스에 대하여 상기 제1 광 매니지먼트 필름으로부터 하류(downstream)에 위치한 제2 광 매니지먼트 필름을 포함한다. 또한, 상기 제2 광 매니지먼트 필름은, 제2 광 매니지먼트 필름 광학 투명 기판 및 상기 제2 광 매니지먼트 필름 광학 투명 기판 상에 위치한 제2 광 매니지먼트 필름 마이크로 렌즈들의 배열을 포함할 수 있고, 이에 따라 뷰어를 향하여 입사각에서 또는 그 이하의 각도에서 상기 제1 광 매니지먼트 필름으로부터 수용된 입사광을 집광(collimate)하도록 구성되고, 상기 제1 광 매니지먼트 필름을 역방향으로 향하여 상기 입사각에 비하여 큰 각도에서 상기 제1 광 매니지먼트 필름으로부터 수용된 입사광을 반사하도록 구성된다.
본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 백라이트 유니트(back light unit, BLU)는 광학 투명 기판 및 상기 기판의 제1 측 내에 형성된 마이크로 렌즈들의 배열을 더 포함하는 광 매니지먼트 필름을 포함할 수 있다. 개구부들을 자신 내에 포함하는 광학 반사층은 상기 제1 측에 반대로 위치하는 상기 기판의 제2 측 상에 위치한다. 디스플레이 백라이트 소스는 상기 광 매니지먼트 필름으로부터 상류(upstream)에 위치하고, 또한 헤이즈(haze) 판은 상기 디스플레이 백라이트 소스 및 상기 광 매니지먼트 필름 사이에 위치한다. 반사기는 상기 헤이즈 판에 대하여 상기 디스플레이 백라이트 소스의 반대측 상에 위치한다.
본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 백라이트 유니트(BLU)는 광 가이드 판을 포함할 수 있고, 상기 광 가이드 판은 적어도 하나의 에지로부터 자신의 중앙 부분을 향하여 입사된 광을 가이드하도록 구성된다. 에지 라이트 소스는 상기 광 가이드 판의 적어도 하나의 에지에 위치하고, 상기 광 가이드 판을 향하여 광을 발광하도록 구성된다. 에지 라이트 소스 반사기는 상기 광 가이드 판의 에지에 위치하고, 상기 에지 라이트 소스는 상기 에지 라이트 소스 반사기 및 상기 광 가이드 판의 에지 사이에 위치한다. 광 매니지먼트 필름은 상기 광 가이드 판과 뷰어 사이에 위치하고, 상기 광 매니지먼트 필름은 광학 투명 기판 및 상기 광학 투명 기판의 제1 측 내에 형성된 마이크로 렌즈들의 배열을 포함할 수 있다. 광학 반사층은 상기 제1 측에 반대로 위치한 상기 기판의 제2 측 상에 위치하고, 상기 마이크로 렌즈들에 자기 정렬된 개구부들을 자신 내에 포함한다.
본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 광 매니지먼트 필름은, 광학 투명 기판 및 상기 기판의 일측 상에 마이크로 렌즈들의 배열을 포함할 수 있고, 상기 마이크로 렌즈들은 초점 길이를 가진다. 광학 반사층은 상기 기판의 타측 상에 위치하고, 자신 내에 개구부들을 포함하고, 상기 광학 반사층은 상기 마이크로 렌즈들의 배열로부터 대략 상기 초점 길이로 이격된다.
따라서, 본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 광 매니지먼트 필름들은 마이크로 렌즈들의 배열들과 함께 제공될 수 있고, 컴퓨터, 텔레비젼, 또는 다른 유사한 디스플레이 장치를 위한 디스플레이(예를 들어 LCD)와 같은 디스플레이를 위한 스크린 장치를 제공하기 위하여, 상기 마이크로 렌즈들은 광학 투명 기판 내에 충분히 넓은 면적에 걸쳐서 형성될 수 있고, 이들은 본 명세서에 설명된 바와 같이, 예를 들어, 약 5 내지 약 100 미크론으로 이격된다. 이러한 접근은 본질적으로 심리스인 상대적으로 넓은 판형 디스플레이들을 위한 광 매니지먼트 필름들을 제공할 수 있고, 본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서 상기 필름들은 예를 들어, 대형 스크린 텔레비전을 위한 디스플레이를 위해 적절한 대형 치수들 상의 단일 구조로서 형성될 수 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 일부 실시예들에 따라, 광 매니지먼트 필름의 단면도를 도시하고, 상기 광 매니지먼트 필름은, 광학 투명 기판 상에 형성된 마이크로 렌즈들의 배열과 그 상에 위치하고 상기 마이크로 렌즈들의 배열에 대하여 자기 정렬된 개구부들을 자신 내에 가지는 광학 반사층을 포함한다.
도 2는, 본 발명에 따른 일부 실시예들에 따라, 광 매니지먼트 필름의 단면도를 도시하고, 상기 광 매니지먼트 필름은, 광학 투명 기판 상에 형성된 마이크로 렌즈들의 배열과 그 상에 위치하고 상기 마이크로 렌즈들의 배열에 대하여 자기 정렬되지만 상기 마이크로 렌즈들의 광학 축들과는 비동축인 개구부들을 자신 내에 가지는 광학 반사층을 포함한다.
도 3은, 본 발명에 따른 일부 실시예들에 따라, 광 매니지먼트 필름의 단면도를 도시하고, 상기 광 매니지먼트 필름은, 저굴절률 접착제를 이용하여 광학 투명 라미네이트 층 상에 실장되고 개구부들이 자신 내에 형성된 광학 반사층을 가지는 광학 투명 기판 상에 형성된 마이크로 렌즈들의 배열을 포함한다.
도 4는, 본 발명에 따른 일부 실시예들에 따라, 광 매니지먼트 필름의 단면도를 도시하고, 상기 광 매니지먼트 필름은, 서로에 대하여 적어도 두 개의 마이크로 렌즈들의 배열들을 포함한다.
도 5a 내지 도 5c는 따라, 본 발명에 따른 일부 실시예들에 따라, 광학 매니지먼트 필름을 제공하기 위하여, 개구부들을 자신 내에 포함하는 광학 반사층이 그 상에 형성된 광학 투명 기판 상에 위치하는 마이크로 렌즈들의 배열을 형성하는 방법들을 도시하는 단면도들이다.
도 6은, 본 발명에 따른 일부 실시예들에 따라, 광 매니지먼트 필름을 포함하는 백라이트 유니트의 개략도이다.
도 7은, 본 발명에 따른 일부 실시예들에 따라, 광 매니지먼트 필름을 포함하는 백라이트 유니트의 개략도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 일부 실시예들에 따라, 광 매니지먼트 필름의 단면도를 도시하고, 상기 광 매니지먼트 필름은, 광학 투명 기판 상에 형성된 마이크로 렌즈들의 배열과 그 상에 위치하고 상기 마이크로 렌즈들의 배열에 대하여 자기 정렬되지만 상기 마이크로 렌즈들의 광학 축들과는 비동축인 개구부들을 자신 내에 가지는 광학 반사층을 포함한다.
도 3은, 본 발명에 따른 일부 실시예들에 따라, 광 매니지먼트 필름의 단면도를 도시하고, 상기 광 매니지먼트 필름은, 저굴절률 접착제를 이용하여 광학 투명 라미네이트 층 상에 실장되고 개구부들이 자신 내에 형성된 광학 반사층을 가지는 광학 투명 기판 상에 형성된 마이크로 렌즈들의 배열을 포함한다.
도 4는, 본 발명에 따른 일부 실시예들에 따라, 광 매니지먼트 필름의 단면도를 도시하고, 상기 광 매니지먼트 필름은, 서로에 대하여 적어도 두 개의 마이크로 렌즈들의 배열들을 포함한다.
도 5a 내지 도 5c는 따라, 본 발명에 따른 일부 실시예들에 따라, 광학 매니지먼트 필름을 제공하기 위하여, 개구부들을 자신 내에 포함하는 광학 반사층이 그 상에 형성된 광학 투명 기판 상에 위치하는 마이크로 렌즈들의 배열을 형성하는 방법들을 도시하는 단면도들이다.
도 6은, 본 발명에 따른 일부 실시예들에 따라, 광 매니지먼트 필름을 포함하는 백라이트 유니트의 개략도이다.
도 7은, 본 발명에 따른 일부 실시예들에 따라, 광 매니지먼트 필름을 포함하는 백라이트 유니트의 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 층들 및 영역들의 두께는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다. 전체에 걸쳐 유사한 참조부호는 유사한 구성요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함하고, 약어 "/"로서 표기 될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예들을 설명하기 위하여만 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태인 "a", "an" 및 "the"는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)", "가진다(having)", "가지는(having)", "포함한다(includes)" 및/또는 " 포함하는(including)"은 언급한 형상들, 영역들, 단계들, 동작들, 요소들 및/또는 구성 요소들의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상들, 영역들, 단계들, 동작들, 요소들 및/또는 구성 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
층 또는 영역과 같은 요소가 다른 요소(또는 그의 변형들)의 "상에(on)" 위치하거나 "상으로(onto)" 연장된다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에" 위치하거나, "상으로" 연장되거나, 또는 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있는 것으로 이해될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소(또는 그의 변형들)의 "직접적으로 상에" 위치하거나, 또는 "직접적으로 상으로" 연장된다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 또한, 다른 구성요소(또는 그의 변형들)가 "연결되어", 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소에 "연결되어", 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소(또는 그의 변형들)와 "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 또한, 구성요소가 다른 구성 요소(또는 그의 변형들)를 "유지"한다고 언급할 때는, 다른 구성요소를 직접 유지하거나 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소(또는 그의 변형들)를 "직접 유지"한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다.
본 명세서에서 제1, 제2, 등의 용어가 다양한 요소들, 구성 요소들, 영역들, 층들 및/또는 부분들을 기술하기 위하여 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 물질들, 영역들, 층들 및/또는 부분들은 이러한 용어에 의해 제한되는 것은 아니다. 이러한 용어들은 하나의 요소, 물질, 영역, 층 또는 부분을 다른 요소, 물질, 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 후술하는 제1 요소, 물질, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로 벗어나지 않는 한, 제 2 요소, 물질, 영역, 층 또는 부분으로 지칭될 수 있다.
또한, "하부의(lower)" "하측의(base)" 또는 "수평의(horizontal)", "상부의(upper)", "상측의(top)" 또는 "수직의(vertical)" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어들은, 본 명세서에서, 도면들에서 도시된 바와 같이 다른 요소(들) 또는 형상(들)에 대한 일 요소 또는 일 형상의 관계를 기술하기 위하여 사용될 수 있다. 이와 같은 공간적으로 상대적인 용어들은 본 도면들에서 묘사된 배향에 대하여 사용 시 또는 동작 시의 소자의 다른 배향들도 포괄하도록 의도하였음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 도 1에 도시된 구조가 뒤집힌다면, 다른 요소들의 "하부의(lower)"로 기술된 요소도 다른 요소들의 "상부의(upper)" 배향될 수 있다. 따라서, 도면의 특정한 배향에 의존하여, "하부의(lower)"라는 예시적인 용어는 "하부의(lower)" 또는 "상부의(upper)" 하부의 방향 모두를 포괄할 수 있다. 이와 유사하게, 도면들 중의 하나의 구조가 뒤집힌다면, 다른 요소들의 "아래의(below)" 또는 "하측의(beneath)"로 기술된 요소들도 다른 요소들의 "위에(above)" 배향될 수 있다. 따라서, 예시적인 용어들인 "아래의(below)" 또는 "하측의(beneath)"은 하측 및 상측의 배향을 모두 포함한다. 또한, 용어 "전측(front)" 및 "후측(back)"은 구조의 서로 반대인 면들을 기술하기 위하여 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적으로 도시된 단면도 및 사시도를 참조하여 설명된다. 이 경우에, 예를 들어 제조 기술들 및/또는 공차들의 결과로서의 도면들의 형상들로부터의 변형이 예상된다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 명세서에 도시된 영역들의 특정한 형상들에 한정되는 것이 아니고, 예를 들어 평면은 통상적으로 거칠고 및/또는 비선형 형상들을 가질 수 있는 바와 같이 도시되거나 설명된 영역을 제조할 수 있으므로, 형상들의 변형들을 포함한다. 또한, 도시된 날카로운 에지들은 만곡될 수 있다. 따라서, 도면들에 도시된 영역들은 본질적으로 개략적이고, 그들의 형상은 영역들의 정확한 형상들을 도시하기 위하여 의도된 것이 아니며, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다.
본 명세서에 사용된 모든 용어들(기술적 및 과학적인 용어들을 포함함)은, 한정되는 경우가 아니라면, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 공통적으로 이해하는 동일한 의미를 가진다. 공통적으로 사용되는 사전에서 한정되는 바와 같이, 용어들은 관련된 기술 및 본 개시의 문맥 상의 의미에 상응하는 의미로서 해석되어야 하며, 본 명세서에서 한정하는 표현이 없는 한에는 이상적이거나 또는 너무 정형화된 의미로서 해석되는 것은 아니다. 마지막으로, 도면들의 하나 또는 그 이상의 블록들의 기능은 다른 블록들의 기능과 분리되거나 및/또는 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 광 매니지먼트 필름은 제1 표면 상에 광학 마이크로 렌즈들의 배열을 가지는 광학 투명 필름 기판 및 상기 기판의 반대 표면 상에 반사층을 포함한다. 상기 반사층은, 상기 광학 투명 필름을 통과하고 상기 마이크로 렌즈 측을 통하여 방출되도록, 상기 광학 투명 필름의 개구부 측에서 광이 도착하도록 허용하는 개구부등을 자신 내에 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 상기 광학 마이크로 렌즈들의 배열은 각각의 초점 특성들을 가지는 마이크로 렌즈들의 배열을 포함할 수 있다. 상기 필름의 마이크로 렌즈 측으로부터 집광된 광으로 조명하는 경우에, 상기 초점 특성은 광학 마이크로 렌즈 자체의 단면적에 비하여 작은 상기 필름의 개구부 측 상에 조명 영역을 형성하는 능력으로 나타날 수 있다. 이러한 초점 영역은 상기 마이크로 렌즈 자체로부터 한정된 거리에 위치할 수 있고, 상기 렌즈의 유효 초점 길이로서 더 한정될 수 있다.
본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 상기 마이크로 렌즈는 구형(spherical), 비구면형(aspherical), 렌즈형(lenticular), 평판형(planar), 파세트형(faceted), 또는 이들의 조합의 형상들을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 상기 마이크로 렌즈는 상기 렌즈의 광학축에 평행한 대칭축을 가지는 원형 대칭형 구조일 수 있다. 본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 상기 렌즈는 단지 하나의 방향으로 곡률을 가지는 원통형일 수 있다. 본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 상기 렌즈는 두 개의 상호적인 직교 방향들 내에 다른 곡률을 가지는 왜상(anamorphic)일 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예들에 있어서, 렌즈들은 비대칭일 수 있고, 상기 렌즈의 광학축을 따라서 위치하지 않는 초점 영역을 형성한다. 또한, 렌즈 형상들 및 크기들의 조합이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 상기 마이크로 렌즈들은 다양한 방식으로 상기 기판의 표면 상에 배열될 수 있고, 직사각형-충진(square-packing) 배열, 랜덤-충진(random-packing) 배열, 또는 육각형- 최밀 충진(hexagonal close-packed) 배열을 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 이러한 충진 배열로 배열된 마이크로 렌즈들의 일부는 함께 그룹들을 형성하고, 상기 그룹들은 다른 방향으로 배향될 수 있다. 본 발명자들에 의하여 밝혀진 바와 같이, 상기 그룹들의 다양한 배향의 유형들은 상기 광 매니지먼트 필름과 LCD 패널의 광학 간섭에 의하여 생성될 수 있는 간섭 패턴을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 상대적으로 높은 수준들의 광 매니지먼트를 제공하기 위하여, 상기 마이크로 렌즈 측에 반대로 위치하는 상기 반사층은 상기 렌즈의 유효 초점 길이에 상응한 거리에 위치할 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 반사층은 상기 초점 길이와는 다른 거리에 위치할 수 있다. 먼저의 실시예들과 비교하여, 나중의 실시예들은 더 낮은 수준의 광 매니지먼트를 형성할 수 있다. 본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 각각의 마이크로 렌즈와 연관하여 반사층 내에 하나 또는 그 이상의 개구부들이 위치할 수 있다.
본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 상기 반사층은 알루미늄, 은, 크롬, 및/또는 등일 수 있고, 증발 및/또는 스퍼터링에 의하여 증착될 수 있다. 반사층의 두께는 10 nm 또는 그 이상, 가장 바람직하게는 50 nm 또는 그 이상일 수 있다. 기판들은 적절한 두께의 광학 투명 매질로부터 선택될 수 있고, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET) 필름, 폴리카보네이트(polycarbonate) 필름, 아크릴(acrylic) 필름, 트리아세테이트 셀루로스(triacetate cellulose, TAC) 필름, 및/또는 등일 수 있다. 마이크로 렌즈들은 이전에 개시된 광학 투명 플라스틱 물질들일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 공기 인터페이스로부터 상기 필름의 개구부 측 상에 제1 개구부를 통하여 필름에 인입히는 광선들의 대부분이(및 일부 실시예들에 있어서, 실질적으로 모든 광선들이), 입사각에 무관하게, 상기 제1 개구부에 상응하는 마이크로 렌즈로부터 발생하도록, 상기 렌즈의 높이, 폭, 초점 길이, 기판 두께, 및 개구부 크기가 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 모든 방향들에서 수용된 광은 집광되고, 즉, 필름으로부터 방출되는 광은 각의 원뿔 내로 집광될 수 있고, 상기 각의 원뿔은 한정되고, 상기 원뿔 자체는 상기 광학 축을 따라서 원형 대칭이다. 다시 말하면, 본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 상기 필름은, 수용되는 방향에 무관하게, 수용된 모든 광을 집광할 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 원뿔은 타원 형상을 가질 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 원뿔은 타원형 또는 원형일 수 있고, 광학 축에 대하여 평행하지 않을 수 있고, 즉 상기 필름 자체에 대하여 수직이 아닐 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 광 매니지먼트 필름은 단지 하나의 축을 따른 집광을 제공하고, 다른 방향을 따른 집광은 거의 없거나 전혀 없을 수 있고, 상기 기판에 대하여 수직이거나 또는 경사진(tilted) 집광 평면을 제공할 수 있다. 복수의 집광 평면들은 각각의 렌즈에 연관된 둘 또는 그 이상의 개구부들을 이용하여 제공될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 백라이트 유니트는 광 매니지먼트 필름을 사용하여 구성될 수 있고, 상술한 바와 같이, 하나 또는 그 이상의 라이트 소스들(light source)(예를 들어 형광 튜브, 및/또는 LED들), 하나 또는 그 이상의 확산기들, 및 후판 반사기와 결합된다. 일부 실시예들은 하나 또는 그 이상의 에지들을 따라서 하나 또는 그 이상의 라이트 소스들을 가지는 에지 발광 광 가이드 판(edge-lit light guide plate, LGP)을 더 포함할 수 있다. 상기 백라이트 유니트는 수직 및 수평 시야 방향들을 포함할 수 있고, 상기 광 매니지먼트 필름은, 수평 및 수직 방향들을 따라서 광 확산 특성들을 개별적으로 한정하는 방식으로 설계될 수 있고 배향될 수 있다. 상기 반사층이 상기 라이트 소스 측과 대면하고, 상기 마이크로 렌즈 층이 상기 뷰어 측과 대면하도록, 상기 광 매니지먼트 필름이 배향될 수 있다.
본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 상기 백라이트 유니트는 상기 라이트 소스와 뷰어 측 사이에 복수의 광학 필름들을, 본 발명의 실시예들에 따른 적어도 하나의 광 매니지먼트 필름과 함께, 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 광 매니지먼트 필름은 비디드 이득 필름들(beaded gain films), 마이크로 렌즈 필름들, 확산 필름들, 프리즘 필름들, 및/또는 반사 편광기들과 같은 다른 광학 필름들과 적층될 수 있다.
본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 광 매니지먼트 필름은 적어도 하나의 방향으로 백라이트 유니트의 휘도를 증가시킬 수 있고, 반면 적어도 하나의 방향을 따라서 시야 각도를 제한한다.
본 발명에 따른 일부 예시적인 실시예들에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 광 매니지먼트 필름(100)은, 약 66 ㎛의 두께를 가지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET) 필름(110)(본 명세서에서는 광학 투명 기판으로 지칭함)의 일 표면 내에 형성된 원통형 마이크로 렌즈들(105)의 배열의 마이크로 복제(microreplication)에 의하여 형성되었다. 이러한 마이크로 복제는, 예를 들어, 미국출원공개번호 제2006/0061869호; 제2005/0058947호; 제2005/0058948호; 제2005/0058949호 및/또는 제2003/00206342호 및/또는 제2006/0164729호; 및/또는 미국특허번호 제6,967,779호; 제6,829,087호, 제6,816,306호 및/또는 제7,092,166호 및/또는 미국출원번호 제11/113,846호; 제11/179,162호, 제11/364,423호, 제11/378,189호, 제11/382,163호, 제11/414,875호, 제11/465,373호, 제11/465,358호 및/또는 제11/465,377호에 개시된 바와 같이 수행되었고, 이들 모두는 본 발명의 양수인에 의하여 현재 양수되어 있다.
원통형 마이크로 렌즈들(105)은 약 95 ㎛의 피치와 약 40 ㎛의 높이를 가지고, 및 양원추형(biconic) 등식에 의하여 한정되고 비구면형(aspherical) 볼록 렌즈 단면인 형상 아웃라인을 가진다. 마이크로 렌즈들(105)는, PET 필름(110) 내에서 측정된 바와 같이, 약 66 ㎛의 초점 길이를 가진다. PET 필름(110)의 반대 표면은 약 60 ㎛의 두께를 가지는 알루미늄의 광학 반사층(115)을 가진다. 본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 은(silver)과 같은 다른 반사 물질을 사용할 수 있다.
후속의 마이크로 복제에서, 예를 들어, 2006년5월8일 출원된 미국출원번호 제11/382,163호, (미국출원공개번호 제2007/0258149호) "마이크로 렌즈 배열들을 통하여 개구부들을 형성하는 펄스 레이저 빔을 처리하는 방법들 및 장치 및 이에 의하여 형성된 제품들(Methods and Apparatus for Processing a Pulsed Laser Beam to Create Apertures Through Microlens Arrays, and Products Produced Thereby)"에 개시된 높은 펄스 속도 레이저를 사용하여 상기 마이크로 렌즈의 초점에 상응한 영역들 내에 알루미늄을 제거하기 위하여, 상기 마이크로 렌즈 측으로부터 수직 입사로 필름(100)이 노출된다. 좁은 슬롯 내의 잔류물은 상기 알루미늄 층으로부터 제거되고, 이에 따라 상기 원통형 렌즈들에 평행한 방향으로 연장되고 약 7 ㎛의 폭을 가지는 투명 개구부들(120)을 형성한다. 따라서, 개구부들(120)은 이를 통하여 레이저가 입사되는 마이크로 렌즈들(105)의 각각 하나와 자기 정렬(self-aligned)되고, 이에 따라 마이크로 렌즈들(105)은 각각의 투명 개구부들(120)과 레지스트리(registry)되고, 마이크로 렌즈들의 광학 축들과 동축(coaxial)이다.
본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 상기 마이크로 렌즈들의 피치는 약 90 ㎛이고, 상기 마이크로 렌즈들의 높이는 약 30 ㎛이고, PET 필름(110) 내에서 측정된 바와 같이, 마이크로 렌즈들(105)은 약 66 ㎛의 초점 길이를 가진다. 본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 광학 반사층(115)의 두께는 80 nm이다. 본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 상기 PET 필름의 굴절률은 약 1.5 내지 약 1.7이다. 본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 개구부들(120)의 크기는 상기 광학 반사층의 총 면적의 약 10 퍼센트이다. 본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 개구부들(120)의 크기는 상기 광학 반사층이 위치한 그 상에 기판 면적의 총 면적의 약 10 퍼센트이다.
따라서, 본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 광 매니지먼트 필름들은 마이크로 렌즈들의 배열들과 함께 제공될 수 있고, 컴퓨터, 텔레비젼, 또는 다른 유사한 디스플레이 장치를 위한 디스플레이(예를 들어 LCD)와 같은 디스플레이를 위한 스크린 장치를 제공하기 위하여, 상기 마이크로 렌즈들은 광학 투명 기판 내에 충분히 넓은 면적에 걸쳐서 형성될 수 있고, 이들은 본 명세서에 설명된 바와 같이, 예를 들어, 약 5 내지 약 100 미크론으로 이격된다. 이러한 접근은 본질적으로 심리스(seamless)인 상대적으로 넓은 판형 디스플레이들을 위한 광 매니지먼트 필름들을 제공할 수 있고, 본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서 상기 필름들은 예를 들어, 대형 스크린 텔레비전을 위한 디스플레이를 위해 적절한 대형 치수들 상의 단일 구조로서 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 광 매니지먼트 필름(200)은, 그 반대 측 상에 형성된 광학 반사층(215)을 가지는 광학 투명 기판(210) 내에 마이크로 렌즈들의 배열(205)을 형성함에 의하여 제공될 수 있다. 광학 반사층(215)은 배열(205) 내의 각각의 마이크로 렌즈들에 대하여 자기 정렬되지만 레지스트리되지 않은 개구부들을 자신 내에 포함한다. 특히, 레이저 광이 광학 반사층(215) 상에 충돌하는 부분들에 상응하는, 광학 반사층(215)의 부분들을 제거하도록, 마이크로 렌즈 배열(205)을 통하여 투영된 레이저 광을 이용하여 광학 반사층(215) 내의 개구부들(220)을 형성함에 따라 개구부들(220)은 자기 정렬된다. 또한, 개구부들(215)은 마이크로 렌즈들의 광학 축들과 동축이 아니고, 개구부들(220)이 배열(205) 내의 각각의 마이크로 렌즈의 광학 축으로부터 오프셋된다. 그러나, 배열(205) 내의 각각의 마이크로 렌즈의 광학 축으로부터 개구부들(220)이 오프셋되는 경우에도, 상기 개구부들은 배열(205) 내의 바로 인접한 마이크로 렌즈들 사이의 경계들에서 자기 정렬될 수 있음에 유의한다.
따라서, 개구부들(220)을 통하고, 광학 투명 기판(210)을 통하여, 배열(205) 내의 상기 마이크로 렌즈들로 광이 진행할 수 있고, 광선들(230)에 의하여 도시된 바와 같이, 배열(205) 내의 마이크로 렌즈들의 광학 축들로부터 중심에서 벗어난 방향으로 주로 입사된 광을 굴절시킨다. 이에 따라, 광 매니지먼트 필름(200)은 마이크로 렌즈들의 광학 축들(205)의 중심을 벗어나서 뷰어들에게 영상들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 광 매니지먼트 유니트(200)은 뷰어들이 차례로 앉고, 상기 디스플레이가 두 개의 뷰어들 사이에 위치하는 디스플레이 내에서 사용될 수 있다. 따라서, 광선들(230)은 마이크로 렌즈들의 광학 축들(205)의 중심을 벗어나서 위치한 뷰어들 각각을 향하여 광이 굴절될 수 있다.
본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, PET 필름(110) 내에서 측정된 바와 같이, 상기 마이크로 렌즈들의 피치는 약 90 ㎛이고, 상기 마이크로 렌즈들의 높이는 약 30 ㎛이고, 마이크로 렌즈들(105)은 약 66 ㎛의 초점 길이를 가진다. 본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 광학 반사층(115)의 두께는 80 nm이다. 본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 상기 PET 필름의 굴절률은 약 1.5 내지 약 1.7이다. 본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 개구부들(120)의 크기는 상기 광학 반사층의 총 면적의 약 10 퍼센트이다. 본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 개구부들(120)의 크기는 상기 광학 반사층이 위치한 기판 면적의 총 면적의 약 10 퍼센트이다.
본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 광 매니지먼트 필름(300)에 의하여 증가된 광 리사이클을 위하여, 저굴절률 접착층(325)을 이용하여 투명 라미네이트 층(330)을 상기 개구부들에 부착할 수 있다. 본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 광 매니지먼트 필름(300)은, 그 반대편에 형성된 광학 반사층(315)을 가지는 광학 투명 기판(310) 내에 마이크로 렌즈들의 배열(305)을 형성함으로써 제공될 수 있다. 광학 반사층(315)은 배열(305) 내의 마이크로 렌즈들에 대하여 자기 정렬되고 레지스트리되는 개구부들(320)을 자신 내에 포함한다.
또한, 광학 투명 라미네이트 층(330)은, 저굴절률 접착층(325)을 이용하여 광학 투명 기판(310)의 개구부 측에 실장될 수 있다. 광학 투명 라미네이트 층(330)을 통하여 진행한 광(335)은 광학 반사층(315)으로부터 라미네이트 층(330) 내로 역방향으로 반사되고, 저굴절률 접착층(325) 내에 감소된 반사량을 가지는 광(340)이 되고, 이는 광학 투명 라미네이트 층(330)과 저굴절률 접착층(325)의 굴절률들 사이의 관계 때문이다. 특히, 광학 투명 라미네이트 층(330)과 연관된 굴절률은 접착층(325)과 연관된 굴절률에 비하여 크다. 이러한 굴절률들 사이의 관계는 저굴절률 접착층(325) 내에서 내부로 반사될 수 있는(또한, 광 매니지먼트 필름(300)의 에지를 통하여 잠재적으로 탈출함) 광의 양을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 광학 투명 기판(310) 내에서 측정된 바와 같이, 상기 마이크로 렌즈들의 피치는 약 90 ㎛이고, 상기 마이크로 렌즈들의 높이는 약 30 ㎛이고, 상기 마이크로 렌즈들은 약 66 ㎛의 초점 길이를 가진다. 본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 광학 반사층(315)의 두께는 약 80 nm이다. 본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 광학 투명 라미네이트 층(330)의 굴절률은 약 1.5 내지 약 1.7이다. 본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 접착층(325)의 굴절률은 약 1.3 내지 약 1.4이다. 본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 광학 투명 라미네이트 층(330)의 굴절률은 접착층(325)의 굴절률에 비하여 크거나 또는 이와 동일하다.
본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 개구부들(120)의 크기는 상기 광학 반사층의 총 면적의 약 10 퍼센트이다. 본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 개구부들(320)의 크기는 그 상에 상기 광학 반사층이 위치한 기판 면적의 총 면적의 약 10 퍼센트이다.
본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이, 광 매니지먼트 필름(400)은 서로에 대하여 그 상에 형성된 적어도 두 개의 마이크로 렌즈들의 배열들을 포함한다. 특히, 광 매니지먼트 필름(400)은, 광학 투명 기판(410) 상에 삼각형 프로화일을 가지는 제1 마이크로 렌즈들의 배열(405)을 가질 수 있고, 이들 모두는 예를 들어, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같은 제2 마이크로 렌즈들의 배열 상에 위치한다. 제1 마이크로 렌즈들의 배열(405)을 향하여 상기 제2 마이크로 렌즈들의 배열에 의하여 굴절된 광은 마이크로 구조들(405)의 제1 배열에 대한 입사각을 기준으로 굴절되거나 또는 반사된다. 특히, 제1 마이크로 렌즈들의 배열(405)의 삼각형 프로화일은 입사각에서 또는 그 이하의 각도에서 상기 제2 광 매니지먼트 필름으로부터 수용된 입사광을 집광하도록 구성되고, 입사각에 비하여 큰 각도로 입사된 광은 상기 제2 광 매니지먼트 필름을 향하여 역방향으로 반사된다. 따라서, 상기 제1 및 제2 광 매니지먼트 필름들의 조합은 제1 광 매니지먼트 필름(405)으로부터 집광된 광의 좁은 영역을 제공할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 일부 실시예들에 따른 광 매니지먼트 필름들을 형성하는 방법들을 도시하는 단면도들이고, 상기 필름은 광학 투명 기판들 내에 마이크로 렌즈 배열들을 포함하고, 반대측들 상에 형성된 광학 반사층들을 가지고, 상기 광학 반사층들은 자기 정렬되고, 배열 내에서 상기 마이크로 렌즈들에 레지스트리되는 개구부들을 자신 내에 포함한다.
도 5a에 따라서, 광학 투명 기판(510)은 광학 반사층(560)으로 코팅되고, 예를 들어 은일 수 있다. 도 5b에 따라서, 광학 투명 기판(510)의 상측 표면은 마이크로 렌즈들의 배열(505) 및 광학 투명 기판(510)을 단일 구조로서 형성하기 위하여, 마스터(master)를 이용하여 스탬프되고, 이에 따라 광학 투명 기판(510)이 형성된다.
도 5c에 따라서, 광학 반사층(515) 내에 개구부들(520)을 형성하기 위하여, 배열(505) 내에 자기 정렬되고 상기 마이크로 렌즈들과 레지스트리된 광학 반사층(515)의 상응하는 부분들을 제거하기 위하여, 마이크로 렌즈 배열(505)을 통하여 광학 반사층(515) 상에서 레이저 광이 충돌된다.
본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 백라이트 유니트(BLU)(500)는 광 매니지먼트 필름(100)과 결합되었다. 백라이트 유니트(500)는, 전구들 사이에서 약 1"로 분리되고, CCFL 광 전구들(605)을 배열 내에 수평으로 배향됨에 의하여 구성되었다. 약 95%의 확산 반사율을 갖는 백색 반사기(610)는 반사기(610)로부터 1/4 인치 이하의 간극을 갖는 전구들(605)의 후측에 위치하였다. 약 2mm의 두께를 가지는 헤이즈(haze) 확산판(615)은, 상기 헤이즈 판의 표면을 덮어 더 균일한 분포에 따라 상기 라이트 소스들을 확산시키기 위하여, 약 1/2 인치로 분리되어 전구들의 앞에 위치하였다. 본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 발광 다이오드들(Light Emitting Diode, LED)이 라이트 소스(들)로서 사용될 수 있다.
백라이트 조도(luminance) 대 시야각의 측정은 +/-80°의 원뿔 내, 및 약 7000 cd/m2의 온-축(on-axis) 조도 내에서 거의 균일한 휘도를 가지는 원형 대칭 광 분포를 나타내었다. 이러한 백라이트는, 수평 방향으로 배향된 원통형 렌즈들 및 헤이즈 판(615)의 상부 표면과 광 매니지먼트 필름(100)의 후측 사이에 포함된 공기 간극과 함께, 도 1의 광 매니지먼트 필름(100)으로 덮였다.
광학 반사 측(115)이 헤이즈 판(615)과 접촉하도록, 광 매니지먼트 필름(100)이 더 배향되었다. 정 위치의 광 매니지먼트 필름(100)을 가지는, 백라이트 유니트(500)는 15,000 cd/m2의 온-축 조도를 가졌다. 수직 방향으로 측정된 조도는 광학 축의 +/- 10°내에 90% 이상의 감소된 휘도를 나타내었고, 반면 수평 방향으로의 휘도 분포는 많이 변화하지 않았다.
본 발명에 따른 일부 실시예들에 있어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 에지 발광 백라이트 유니트는 광 매니지먼트 필름(100)과 결합할 수 있다. 도 7에 따라서, 백라이트 유니트(700)는, 광 가이드 판(720)의 에지에 위치한 라이트 소스(705)를 포함하고, 이는 뷰어에 대한 프로젝션을 위하여, 광 가이드판(720)의 에지를 향하고, 그 길이를 따르고, 최종적으로 광 매니지먼트 필름(100)을 향하여 광 가이드판(720)의 외측으로 라이트 소스(705)로부터 광을 가이드하도록 구성된다. 또한, 백라이트 유니트(700)는 반사기(715)를 포함하고, 이는, 광 매니지먼트 필름(100) 및 상기 뷰어에 반대의 방향으로 광 가이드판(720)으로부터 방출된 모든 광을 반사하도록 구성되고, 광 매니지먼트 필름(100)을 통하여 광 가이드판(720)을 반대로 통하고 최종적으로 상기 뷰어로 향하는 광을 반사하도록 구성된다.
본 발명의 기술적 사상의 범위로부터 벗어남이 없이, 많은 변화와 변형들이 본 개시의 이익을 가지고, 본 기술분야의 당업자에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 설명된 실시예들은 단지 예시적인 목적을 위하여 개시되어 있고, 하기의 청구항들에 의하여 한정되는 것과 같이 본 발명을 제한하기 위하여 개시된 것이 아님을 이해하여야 한다. 따라서, 하기의 청구항들은 개시된 바와 같은 요소들의 조합뿐만 아니하 실질적으로 동일한 결과를 얻기 위하여 실질적으로 동일한 방법으로 실질적으로 동일한 기능을 수행하기 위한 모든 균등물 요소들을 포함하도록 이해하여야 한다. 따라서, 청구항들은 특정하게 도시되고 상술한 바와 같은 실시예, 개념적으로 균등물, 및 본 발명의 본질적인 사상과의 결합물을 포함함을 이해하여야 한다.
100, 200, 300: 광 매니지먼트 필름,
105, 205, 305: 마이크로 렌즈들
110, 210, 310: PET 필름,
115, 215, 315: 광학 반사층
120, 220, 320: 개구부,
325: 저굴절률 접착층
230, 330: 광선들,
335, 340: 광
400: 광 매니지먼트 필름,
405: 제1 마이크로 렌즈들의 배열
410: 광학 투명 기판,
505: 마이크로 렌즈 배열
510: 광학 투명 기판,
515: 광학 반사층
520: 개구부,
560: 광학 반사층
600: 백라이트 유니트,
605: 광 전구
610: 반사기,
615: 헤이즈 확산판
700: 백라이트 유니트,
705: 라이트 소스
715: 반사기,
720: 광 가이드 판
105, 205, 305: 마이크로 렌즈들
110, 210, 310: PET 필름,
115, 215, 315: 광학 반사층
120, 220, 320: 개구부,
325: 저굴절률 접착층
230, 330: 광선들,
335, 340: 광
400: 광 매니지먼트 필름,
405: 제1 마이크로 렌즈들의 배열
410: 광학 투명 기판,
505: 마이크로 렌즈 배열
510: 광학 투명 기판,
515: 광학 반사층
520: 개구부,
560: 광학 반사층
600: 백라이트 유니트,
605: 광 전구
610: 반사기,
615: 헤이즈 확산판
700: 백라이트 유니트,
705: 라이트 소스
715: 반사기,
720: 광 가이드 판
Claims (26)
- 광학 투명 기판;
상기 기판의 일측 상에 위치하고, 초점 길이를 가지는 마이크로 렌즈들의 배열; 및
상기 기판의 타측 상에 위치하고 자신 내에 개구부들을 가지고, 상기 마이크로 렌즈들의 배열로부터 대략 상기 초점 길이로 이격되어 위치한 광학 반사층;
을 포함하는 광 매니지먼트 필름(light management film). - 광학 투명 기판;
상기 광학 투명 기판의 제1 측 상에 형성된 마이크로 렌즈들의 배열; 및
상기 제1 측과는 반대 위치인 상기 기판의 제2 측 상에 위치하고, 상기 마이크로 렌즈들에 대하여 자기 정렬된 개구부들을 자신 내에 가지는 광학 반사층;
을 포함하는 광 매니지먼트 필름. - 제 2 항에 있어서,
상기 개구부들은 상기 마이크로 렌즈들에 대하여 레지스트리(registry)된 것을 특징으로 하는 광 매니지먼트 필름. - 제 2 항에 있어서,
상기 개구부들은 상기 마이크로 렌즈들에 대하여 레지스트리(registry)되지 않은 것을 특징으로 하는 광 매니지먼트 필름. - 제 2 항에 있어서,
상기 기판에 반대 위치인 상기 광학 반사층 상에 위치하고, 제1 굴절률을 가지는 접착층; 및
상기 광학 반사층에 반대 위치인 상기 접착층 상에 위치하고, 상기 제1 굴절률에 비하여 큰 제2 굴절률을 가지는 광학 투명 라미네이트 층;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 매니지먼트 필름. - 제 2 항에 있어서,
상기 광학 반사층은 은(silver)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 매니지먼트 필름. - 제 2 항에 있어서,
상기 광학 투명 기판과 상기 마이크로 렌즈들의 배열은 단일 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 필름. - 상기 마이크로 렌즈들은 원형 마이크로 렌즈들 또는 왜상(anamorphic shaped) 마이크로 렌즈들을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 필름.
- 제 2 항에 있어서,
상기 마이크로 렌즈들의 배열은 정사각형-충진(square-packing) 배열, 랜덤-충진(random-packing) 배열, 또는 육각형-최밀 충진(hexagonal close-packed) 배열을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 필름. - 제 2 항에 있어서,
상기 개구부들은 상기 마이크로 렌즈들의 광학 축들과 동축(coaxial)인 것을 특징으로 하는 디스플레이 필름. - 제 2 항에 있어서,
상기 개구부들은 상기 마이크로 렌즈들의 광학 축들과 비동축(non-coaxial)인 것을 특징으로 하는 디스플레이 필름. - 제1 광 매니지먼트 필름; 및
디스플레이를 위한 라이트 소스에 대하여 상기 제1 광 매니지먼트 필름으로부터 하류(downstream)에 위치한 제2 광 매니지먼트 필름;
을 포함하고,
상기 제2 광 매니지먼트 필름은,
제2 광 매니지먼트 필름 광학 투명 기판; 및
상기 제2 광 매니지먼트 필름 광학 투명 기판 상에 위치한 제2 광 매니지먼트 필름 마이크로 렌즈들의 배열을 포함하고,
상기 배열은, 뷰어(viewer)를 향하여 입사각에서 또는 그 이하의 각도에서 상기 제1 광 매니지먼트 필름으로부터 수용된 입사광을 집광(collimate)하도록 구성되고, 상기 제1 광 매니지먼트 필름을 향하여 역방향으로 상기 입사각에 비하여 큰 각도에서 상기 제1 광 매니지먼트 필름으로부터 수용된 입사광을 반사하도록 구성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 필름. - 제 12 항에 있어서,
상기 제1 광 매니지먼트 필름은,
제1 광 매니지먼트 필름 광학 투명 기판;
상기 기판의 제1 측 내에 형성된 제1 광 매니지먼트 필름 마이크로 렌즈들의 배열; 및
상기 제1 측의 반대 위치인 상기 기판의 제2 측 상에 위치하고, 상기 제1 광 매니지먼트 필름 마이크로 렌즈들에 대하여 자기 정렬된 개구부들을 자신 내에 가지는 제1 광 매니지먼트 필름 광학 반사층;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 필름. - 제 13 항에 있어서,
상기 제1 광 매니지먼트 필름 광학 반사층 내의 상기 개구부들은 상기 제1 광 매니지먼트 필름 마이크로 렌즈들의 배열에 대하여 레지스트리되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 필름. - 제 13 항에 있어서,
상기 제1 광 매니지먼트 필름 광학 반사층 내의 상기 개구부들은 상기 제1 광 매니지먼트 필름 마이크로 렌즈들의 배열에 대하여 레지스트리되지 않는 것을 특징으로 하는 디스플레이 필름. - 제 13 항에 있어서,
상기 기판에 반대 위치로 상기 제1 광 매니지먼트 필름 광학 반사층 상에 위치하고, 제1 굴절률을 가지는 접착층; 및
상기 광학 반사층에 반대 위치로 상기 접착층 상에 직접적으로 위치하고, 상기 제1 굴절률에 비하여 큰 제2 굴절률을 가지는 광학 투명 라미네이트 층;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 필름. - 제 12 항에 있어서,
상기 제2 광 매니지먼트 필름 마이크로 렌즈들의 배열은 삼각형 프로화일들을 가지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 필름. - 제 13 항에 있어서,
상기 제1 광 매니지먼트 필름 광학 반사층은 은을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 필름. - 제 13 항에 있어서,
상기 제1 광 매니지먼트 필름 광학 반사층의 각각의 부분들을 제거하도록 상기 제1 광 매니지먼트 필름 마이크로 렌즈들의 배열을 통하여 상기 제1 광 매니지먼트 필름 광학 반사층 상에 레이저 광을 충돌시킴으로써, 상기 제1 광 매니지먼트 필름 광학 반사층 내의 개구부들이 상기 제1 광 매니지먼트 필름 마이크로 렌즈들의 배열에 대하여 자기 정렬되어 형성되고,
상기 레이저 광은 상기 제1 광 매니지먼트 필름 광학 투명 기판 및 그 상에 형성된 상기 제1 광 매니지먼트 필름 마이크로 렌즈들의 배열을 포함하는 단일 구조를 제공하도록 충돌하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 필름. - 광학 투명 기판; 상기 기판의 제1 측 내에 형성된 마이크로 렌즈들의 배열; 및 상기 제1 측의 반대 위치인 상기 기판의 제2 측에 위치하고, 개구부들을 자신 내에 포함하는 광학 반사층;을 포함하는 광 매니지먼트 필름;
상기 광 매니지먼트 필름으로부터 상류(upstream)인 디스플레이 백라이트 소스;
상기 디스플레이 백라이트 소스 및 상기 광 매니지먼트 필름 사이에 위치하는 헤이즈(haze) 판; 및
상기 헤이즈 판에 대하여 상기 디스플레이 백라이트 소스의 반대 측 상에 위치하는 반사기;
를 포함하는 백라이트 유니트(back light unit, BLU). - 자신의 적어도 하나의 에지로부터 자신의 중앙 부분을 향하여 입사된 광을 가이드 하도록 구성된 광 가이드 판;
상기 광 가이드 판의 적어도 하나의 에지에 위치하고, 상기 광 가이드 판을 향하여 광을 방출하도록 구성된 에지 라이트 소스;
상기 광 가이드 판의 에지에 위치하고, 자신과 상기 광 가이드 판의 에지 사이에 상기 에지 라이트 소스가 위치하도록 하는 에지 라이트 소스 반사기; 및
상기 광 가이드 판과 뷰어 사이에 위치하는 광 매니지먼트 필름;
을 포함하고,
상기 광 매니지먼트 필름은, 광학 투명 기판; 상기 광학 투명 기판의 제1 측 상의 마이크로 렌즈들의 배열; 및 상기 제1 측의 반대 위치인 상기 기판의 제2 측에 위치하고, 상기 마이크로 렌즈들에 대하여 자기 정렬된 개구부들을 자신 내에 포함한 광학 반사층을 포함하는 백라이트 유니트. - 제 21 항에 있어서,
상기 개구부들은 상기 마이크로 렌즈들에 대하여 자기 정렬하고, 레지스트리되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트. - 제 18 항에 있어서,
상기 개구부들은 상기 마이크로 렌즈들에 대하여 레지스트리되지 않는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트. - 제 21 항에 있어서,
상기 기판에 반대 위치로 상기 광학 반사층 상에 위치하고, 제1 굴절률을 가지는 접착층; 및
상기 광학 반사층에 반대 위치로 상기 접착층 상에 위치하고, 상기 제1 굴절률에 비하여 큰 제2 굴절률을 가지는 광학 투명 라미네이트 층;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트. - 제 21 항에 있어서,
상기 광학 반사층은 은을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트. - 광학 투명 기판;
텔레비전 크기에 이르기까지 디스플레이의 심리스(seamless) 덮개를 위하여 충분히 큰 면적에 걸쳐 상기 광학 투명 기판과 함께 심리스 단일 구조로서 형성되고, 상기 광학 투명 기판의 제1 측 내에 형성되고, 약 5 미크론 내지 약 100 미크론으로 이격된 마이크로 렌즈들의 배열; 및
상기 제1 측과는 반대 위치인 상기 기판의 제2 측 상에 위치하고, 상기 마이크로 렌즈들에 대하여 자기 정렬된 개구부들을 자신 내에 가지는 광학 반사층;
을 포함하는 광 매니지먼트 필름.
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| KR20150002820A (ko) * | 2012-04-20 | 2015-01-07 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | 사실상 비-이미징의 매립된 확산기를 갖는 휘도 향상 필름 |
| EP2852858A1 (en) * | 2012-08-02 | 2015-04-01 | Fraen Corporation | Low profile multi-lens tir |
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| CN103148453A (zh) * | 2013-03-12 | 2013-06-12 | 京东方科技集团股份有限公司 | 导光板、光学膜片、背光模组、阵列基板及液晶模组 |
| CN103234153B (zh) * | 2013-04-28 | 2015-11-18 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种直下式背光源及液晶显示装置 |
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| CA2056313C (en) * | 1990-11-28 | 1998-09-29 | Nobuo Minoura | Scattering type liquid crystal device |
| US5280371A (en) * | 1992-07-09 | 1994-01-18 | Honeywell Inc. | Directional diffuser for a liquid crystal display |
| US6788460B2 (en) * | 1998-04-15 | 2004-09-07 | Duke University | Projection screen apparatus |
| US5598281A (en) * | 1993-11-19 | 1997-01-28 | Alliedsignal Inc. | Backlight assembly for improved illumination employing tapered optical elements |
| US5990992A (en) * | 1997-03-18 | 1999-11-23 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Image display device with plural planar microlens arrays |
| JP2001201611A (ja) * | 2000-01-21 | 2001-07-27 | Hitachi Ltd | 光学的機能性シート及びこれを用いた面状光源並びに画像表示装置 |
| US7210836B2 (en) * | 2002-09-19 | 2007-05-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Display unit and electronic apparatus with display unit |
| US20050002204A1 (en) * | 2003-07-04 | 2005-01-06 | Kun-Lung Lin | Module for uniforming light |
| US7262912B2 (en) * | 2004-02-12 | 2007-08-28 | Bright View Technologies, Inc. | Front-projection screens including reflecting layers and optically absorbing layers having apertures therein, and methods of fabricating the same |
| US7808706B2 (en) * | 2004-02-12 | 2010-10-05 | Tredegar Newco, Inc. | Light management films for displays |
| KR20060133484A (ko) * | 2005-06-20 | 2006-12-26 | 히다치 막셀 가부시키가이샤 | 조명장치, 표시장치, 광학시트 및 그 제조방법 |
| WO2007002797A2 (en) * | 2005-06-29 | 2007-01-04 | Reflexite Corporation | Method and apparatus for aperture sculpting in a microlens array film |
| US7502169B2 (en) * | 2005-12-07 | 2009-03-10 | Bright View Technologies, Inc. | Contrast enhancement films for direct-view displays and fabrication methods therefor |
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