KR20110055018A

KR20110055018A - 통합형 광학 시트 및 이를 포함하는 광학장치

Info

Publication number: KR20110055018A
Application number: KR1020090111874A
Authority: KR
Inventors: 박정호; 김영일; 안준원; 남궁명; 이동철; 신대식; 심재화; 황준환
Original assignee: 주식회사 엘엠에스
Priority date: 2009-11-19
Filing date: 2009-11-19
Publication date: 2011-05-25
Also published as: WO2011062461A2; KR101082043B1; WO2011062461A3

Abstract

본 발명은 통합형 광학시트 및 상기 광학시트를 포함하는 광학장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 확산필름과 프리즘 필름을 통합하여 박형화 하고, 침윤현상(Wet-out) 현상을 방지하도록 하기 위하여 광학렌즈패턴이 형성된 통합형 광학시트 및 상기 광학시트를 채용한 광학장치에 관한 것이다.

본 발명의 통합형 광학시트로서, 제1방향으로 연장되는 다수의 프리즘 요소를 포함하는 집광부; 및, 상기 집광부의 프리즘 요소가 형성된 면의 반대면에 상기 제1방향과 다른 제2 방향으로 연장된 광학요소가 다수개 형성된 이방성 확산부를 포함하고, 상기 프리즘 요소가 형성된 면 및 상기 광학요소가 형성된 면 중 적어도 어느 한 면에는 복수의 광학렌즈패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

광학시트, 통합

Description

통합형 광학 시트 및 이를 포함하는 광학장치{OPTICAL SHEET AND OPTICAL DEVICE HAVING THE SAME}

본 발명은 통합형 광학시트 및 상기 광학시트를 포함하는 광학장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 확산필름과 프리즘 필름을 통합하여 박형화 하고, 침윤현상(Wet-out) 및 모아레 현상을 방지하도록 하기 위하여 광학렌즈패턴이 형성된 통합형 광학시트 및 상기 광학시트를 채용한 광학장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 노트북, 퍼스널 컴퓨터 또는 TV 등의 정보용 디스플레이로서 많이 사용되고 있으며, 수요의 확대에 따라, 그 특성도 해마다 개선되고 있다. 비 발광소자인 LCD의 액정패널은 그 구조상 백라이트 유닛을 필요로 한다. 백라이트 유닛의 경우 다양한 광학계로 구성된다. 또한 백라이트 유닛은 휘도 향상을 위해 주기적인 배열의 광학필름의 집합체인 광학시트를 사용하게 된다.

도 22는 통상의 액정표시장치의 구조를 나타내는 도면으로서, 도 22를 참조하여 종래의 광학시트의 문제점에 대해 살펴보면 다음과 같다. 액정표시장치(101)는 도 22에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛(20)과 액정패널(30)로 구성된다. 백라이트 유닛(20)은 광원(21), 도광판(Light guide plate, 22), 확산필름(diffuser film, 24), 프리즘 필름(Prism film, 10)를 포함하는 광학시트(10,24)를 구비한다. 광원(21)에서 발생하는 빛은 도광판(22)을 지나 산란하여 직접 눈으로 들어오기 때문에 도광판(22)의 패턴이 그대로 비치게 된다. 이 패턴은 액정패널(30)을 장착한 후에도 확연하게 감지할 수 있는 수준이므로, 확산필름(24)에 의해 이들을 최소화시키거나 없앤다. 그러나 확산필름(24)을 지나면 광 휘도는 수평, 수직 양방향으로 확산이 일어나면서 광 휘도는 급격히 떨어진다. 이에 따라 프리즘 필름(10)은 빛을 다시 집광시켜 광 휘도를 올리게 된다. 프리즘 필름(10)은 산모양의 미세한 골을 갖고 있으며, 2장의 프리즘 필름을 적층하여 사용하는 것이 일반적이다. 프리즘 필름의 적층시에는 각 프리즘 필름의 프리즘 요소의 연장방향이 서로 직각을 이루도록 적층하는 것이 일반적이다. 프리즘 필름(10)를 통과한 빛은 집광된 시야각을 가지면서 전면(前面)을 향하게 되고 휘도 또한 개선된다.

상기와 같은 종래의 액정표시장치에는 각기 다른 기능을 갖는 다수의 광학필름들을 적층하게 되므로, 그 조립공정이 번거로움과 함께 작업시 세밀한 주의가 필요하므로 작업성 저하와 제품 수율 저하에 따른 생산성 및 경쟁력 저하의 문제점이 발생한다.

또한, 복수 필름의 사용으로 백라이트 유닛의 전체 두께를 증가시키고, 제조단가가 상승하여 액정표시장치 등의 완제품에 대한 시장 경쟁력을 떨어뜨리는 단점이 있다.

또한, 확산필름(24) 및 프리즘 필름(10)이 적층되는 과정에서 광결합이 발생되어 침윤(Wet out)현상이 발생하는 문제와 함께, 표시되는 화상에서 모아레 무늬 가 발생하는 단점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 본 발명은 상기 복수의 필름의 일부를 통합하여 박형화한 통합형 광학시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 종래 별도로 구성되던 광학필름을 통합함으로써 별도로 구성하는 과정에서 발생되던 침윤현상의 발생을 원천적으로 방지하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기와 같은 통합형 광학시트를 채용하여 수율이 향상되고, 박형으로 구현되는 광학장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 통합형 광학시트로서, 제1방향으로 연장되는 다수의 프리즘 요소를 포함하는 집광부; 및, 상기 집광부의 프리즘 요소가 형성된 면의 반대면에 상기 제1방향과 다른 제2 방향으로 연장된 광학요소가 다수개 형성된 이방성 확산부를 포함하고, 상기 프리즘 요소가 형성된 면 및 상기 광학요소가 형성된 면 중 적어도 어느 한 면에는 복수의 광학렌즈패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 통합형 광학시트에서, 상기 제1방향과 제2방향은 실질적으로 수직인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 통합형 광학시트에서, 상기 이방성 확산부는 출사광분포도의 단축방향이 실질적으로 제2방향과 일치되고, 출사광분포도의 장단축비가 2:1 이 상인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 통합형 광학시트에서, 상기 이방성 확산부의 광학요소는 렌티귤러인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 통합형 광학시트에서, 상기 렌티큘러는 피치에 대비한 R값이 0.65 이하인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 통합형 광학시트에서, 상기 렌티큘러는 원형 반구형상이거나, 원형 반기둥 형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 통합형 광학시트에서, 상기 집광부와 이방성 확산부의 사이에 투광성 기초부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 통합형 광학시트에서, 상기 광학렌즈패턴은, 상호 소정의 간격을 두고 엠보싱 형태로 분포되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 통합형 광학시트에서, 상기 광학렌즈패턴은, 평면투영시 원형 또는 타원형상 또는 다각형상 중 적어도 어느 하나의 형상을 갖으며, 단면 투영시 부분 원호상으로 상향 돌출된 볼록 형상이거나, 부분 원호상으로 하향 함몰된 오목형상을 갖거나, 볼록형상 및 오목형상의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 통합형 광학시트에서, 상기 광학렌즈패턴은, 등간격 또는 불규칙적인 간격으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 통합형 광학시트에서, 상기 광학렌즈패턴은, 단면 투영시 다각 형상 또는 부분원호 형상이거나, 상기 다각 형상과 부분 원호 형상이 복합된 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 광학장치로서, 측면에 입사면을 구비하는 도광판; 상기 도광판 상부에 배치되며 제1방향으로 연장되어 방향성을 갖는 다수의 프리즘 요소를 포함하는 집광부; 및, 상기 집광부의 프리즘 요소가 형성된 면의 반대면에 상기 제1방향과 다른 제2방향으로 연장된 광학요소가 다수개 형성된 이방성 확산부를 포함하고, 상기 프리즘 요소가 형성된 면 및 상기 광학요소가 형성된 면 중 적어도 어느 한 면에는 복수의 광학렌즈패턴이 형성된 광학시트; 및 상기 광학시트의 상부에 배치되는 프리즘 시트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 광학장치에서, 상기 제1방향과 제2방향은 실질적으로 수직인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 광학장치에서, 상기 프리즘 시트의 프리즘 요소 연장 방향은 제1방향과 실질적으로 수직인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 광학장치에서, 상기 프리즘 시트의 프리즘 요소 연장 방향은 실질적으로 제2방향인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 광학장치에서, 상기 이방성 확산부는 출사광분포도의 단축방향이 실질적으로 제2방향과 일치되고, 출사광분포도의 장단축비가 2:1 이상인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 광학장치에서, 상기 광학렌즈패턴은, 상호 소정의 간격을 두고 엠보싱 형태로 분포되어 있거나, 상호 소정의 간격을 두고 선형 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 광학장치에서, 상기 광학렌즈패턴은, 평면투영시 원형 또는 타원형상 또는 다각형상 중 적어도 어느 하나의 형상을 갖으며, 단면 투영시 부분 원호상으로 상향 돌출된 볼록 형상이거나, 부분 원호상으로 하향 함몰된 오목형상을 갖거나, 볼록형상 및 오목형상의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 광학장치에서, 상기 광학렌즈패턴은, 그 광학적 단면이 단면 투영시 상향 돌출된 볼록 형상이거나, 하향 함몰된 오목형상을 갖거나, 볼록형상 및 오목형상의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 광학장치에서, 상기 광학렌즈패턴은, 등간격 또는 불규칙적인 간격으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 광학장치에서, 상기 광학렌즈패턴은, 단면 투영시 다각 형상 또는 부분원호 형상이거나, 상기 다각 형상과 부분 원호 형상이 복합된 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 통합형 광학시트는 구성되는 광학필름의 일부를 통합하여 박형화 함과 동시에 상기 광학시트를 통해 출사되는 광의 높은 휘도 및 균일도 구현이 가능한 장점이 있다.

또한, 상기 통합형 광학시트의 침윤현상이 발생하는 것을 방지하여 표시되는 화상에 모아레 무늬 발생을 미연에 차단이 가능한 장점이 있다.

특히, 상기 광학시트를 채용하는 광학장치는 박형으로 구현이 가능하며, 조립공정의 단축 및 수율이 향상되어 높은 제품 경쟁력을 갖게 되는 장점이 있다.

이하에서는 첨부된 도면 1 내지 21을 참조하여 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면에 표시되더라도 가능한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 광학장치의 일실시예에 따른 액정표시장치에 대해 살펴보면 다음과 같다.

광원(100)과 상기 광원(100)의 일측방으로 설치된 도광판(200)을 포함한다. 상기 도광판(200)은 상기 광원(100)으로부터 입사된 광을 안내하여 출사시키는 기능을 담당한다. 따라서 상기 도광판(200)의 하부면은 소망하는 광반사를 위하여 소정의 미세구조로 처리될 수 있다. 또한 상기 도광판(200)의 하부에는 반사판이 더 설치될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 광원(100)이 도광판(200)의 측면에 위치한 것을 일예로 하여 설명하나 이에 한정되는 것은 아니고 직하방식으로도 실현될 수 있음은 당업자에게는 당연한 것이다.

상기 도광판(200)의 광 출사 방향으로는 통합형 광학시트(300)가 설치되며, 상기 통합형 광학시트(300)의 광 출사 방향으로는 광을 집중하기 위한 프리즘 시트(400)가 설치될 수 있다. 그리고, 상기 프리즘 시트(400)의 광 출사 방향에 액정표시패널(500)이 형성되어 하나의 액정표시장치를 구성할 수 있다.

상기 통합형 광학시트(300)는 도 2에 상세히 도시된 바와 같이, 도광판(200) 을 향하는 면에 형성되고 일측방향으로 연장되는 복수의 하향 프리즘 요소(331)가 형성된 집광부(330)와, 광 출사방향 면에 형성되며 광을 확산시키기 위한 이방성 확산부(310)를 포함한다. 상기 복수의 프리즘 요소 사이(331)에는 도 3과 같이 복수의 산란요소가 형성되어 휘도 불균일 현상을 방지하도록 함도 가능하다. 도 4를 참고해 보면, 좌측의 산란요소가 없는 경우에는 휘도 불균일이 외관상 드러나게 되는데, 산란요소를 구비하여 광을 산란시키게 되면 우측과 같이 휘도의 균일성을 이룰 수 있게 된다. 따라서, 외관이 중요치 않으며 밝은 휘도의 구현이 필요한 곳에는 상기 산란요소(332)를 구비하지 않아도 되나, 외관상 휘도 불균일이 드러나지 않아야 되는 장소에서는 상기 산란요소(332)를 구비함이 바람직 하다. 이때, 상기 집광부(330)의 하향 프리즘 요소(331) 사이에 형성되는 산란요소(332)의 높이(L2)는 상기 하향 프리즘 요소(331)의 높이(L1)보다 더 작게 형성되어야 하는데, 1/2 이하로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 산란요소(332)의 높이가 1/2를 초과하는 경우에는 상기 하향 프리즘 요소(331)와 상호 간섭을 일으키게 되어 원래의 목적인 산란의 기능성이 떨어지기 때문에 1/2 이하로 형성되는 것이 가장 바람직하다. 실험결과에 의하면 도 5에 나타난 바와 같이, 산란요소(332)의 높이가 1/2 이하인 경우에는 휘도가 완만하게 감소되나, 1/2을 초과하는 경우에는 휘도가 급격하게 감소되는 것을 알 수 있다. 이로부터 전체적인 휘도 감소를 방지하기 위해서는 상기 산란요소(332)의 높이(L2)가 하향 프리즘 요소(331) 높이의 1/2 이하로 하는 것이 가장 바람직함을 알 수 있다.

또한, 각각의 집광부(330)와 이방성 확산부(310)에는 입사된 빛을 소정의 각 도로 집광 산란시키는 복수의 광학렌즈패턴(320a, 320b)이 더 형성되어 있다.

본 실시예의 도 2에서는 양면에 광학렌즈패턴(320a, 320b)이 형성된 통합형 광학시트(300)를 예시하였으나, 광학렌즈패턴은 어느 한측면에만 형성될 수도 있음은 물론이다. 즉, 집광부(330)에만 형성되고나 이방성 확산부(310)에만 형성될 수도 있고 도 2와 같이 양면에 형성될 수도 있다

상기 광학렌즈패턴(320a, 320b)은 도 2 및 도 12에 도시된 바와 같이 평면 투영시 원형상을 갖고 상호 소정의 간격을 두고 엠보싱 형태로 분포되어 있으며, 각각의 단면 투영시에는 부분 원호 형상으로 상향 돌출된 원호 형상으로 상향 돌출된 볼록렌즈 형태의 광학적 단면을 가지고 있다. 상기 광학렌즈패턴(320a, 320b)은 도면상에 화살표로 표시된 바와 같이, 광원(100)으로부터 전달되는 광을 원호면으로 형성되는 패턴면에서 집광하여 사방으로 산란시키는데, 그 산란의 조절은 광학시트(300)의 제작시 상기 광학렌즈패턴(320a, 320b)들의 크기와 구조 및 간격등을 조절함으로써 가능하다.

상기와 같이 광학시트(300)의 일면에는 하향 프리즘 요소(331)가 형성된 집광부(330)를 형성하고, 타면에는 상기 집광부(330)를 통해 집중된 광을 확산하기 위한 이방성 확산부(310) 및 각각의 집광부(330) 및 이방성 확산부(310)에 광학렌즈패턴(320a, 320b)을 형성하여 종래 확산필름과 프리즘 필름을 일체화 함으로써, 박형화된 광학시트를 구현하게 된다. 상기 집광부(330)와 이방성 확산부(310)의 사이에는 투광성 기초부(미도시)가 더 구비될 수 있는데, 이는 투광성 기초부를 기초로 하여 일면엔 집광부를, 그 타면에는 이방성 확산부를 설치하도록 구비함도 가 능하기 때문이다.

상기 이방성 확산부(310)의 상면에는 확산을 위한 광학요소로서 복수의 렌티큘러가 타측방향으로 형성되어 있는데, 도 2 및 도 3과 같이 반원 기둥 형상(312)로 형성될 수 있다.

이하에서는 상기 렌티큘러가 반원 기둥형상(312)으로 형성된 것을 일예로 하여 설명한다. 도 6에서는 음각 렌티큘러를 도시하여 설명하였으나, 양각 렌티큘러의 경우에도 동일한 작용을 하므로 본 발명은 음각 또는 양각 렌티큘러를 모두 포함하는 것으로 이해된다.

상기 집광부(330)의 복수의 하향 프리즘 요소(331)와 상기 이방성 확산부(310)의 렌티큘러(312)는 서로 수직방향으로 형성되어 있는 것을 일예로 하여 설명하나 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 하향 프리즘 요소(331)와 렌티큘러(312)의 방향성이 서로 수직이 아닌 교차각을 갖도록 형성함도 가능한 것이다.

상기 이방성 확산부(310)의 렌티큘러(312)는 원형 반구형상이나 원형 반기둥 형상으로 구비되는데, 도 6에 도시된 바와 같이 렌티큘러의 R 값을 변화시켜 광의 확산량을 조절할 수 있다. 상기 R 값을 변화시켜 측정한 실험결과가 도 7에 표시되어 있다.

상기 도 7은 피치(P)를 50um, 깊이(D)를 25um으로 고정한 상태에서 R의 값을 변화시켜 통합시트(300)의 기준 휘도값 대비 백분율로 표시한 것이다.

상기 도 7에 표시된 바와 같이, 렌티큘러에 대하여 반지름 32um의 원의 R값를 적용했을 때 휘도값이 현저히 상승 변화됨을 알 수 있고, 이후 R값을 점점 작 게, 즉 첨예하게 형성할수록 휘도값이 완만히 상승함을 알 수 있다. 정리하자면 피치(P)에 대비하여 상기 R값의 비가 0.65 이하일 경우 유의할 수 있는 정도의 휘도 향상 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.

상기에서는 이방성 확산부가 렌티큘러에 의하여 형성되는 것을 예로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고 이방성을 나타낼 수 있는 나뭇잎 무늬, 스크래치의 형성 등에 의해서도 구현이 가능하다. 이는 나뭇잎 무늬 형상의 광학요소는 장축과 단축을 갖는 타원형상으로, 그 장축의 센터를 중심으로 양단부, 즉 단축의 테두리로 향할수록 높이가 낮아지는 양각으로 이루어 진다. 본 예에서는 양각으로 이루어진 것을 예로 하였으나, 음각 즉 홈으로 형성됨도 충분히 가능하다. 상기와 같은 나뭇잎 형상의 광학요소는 그 장단축 비가 1.5:1 ~ 50 : 1의 비율이며, 장단축의 각각의 길이는 1 ~ 5000um 및 1 ~ 100um으로, 높이는 0.2 ~ 200um로 구현됨이 가장 바람직 하다.

도 8은 상기 통합시트(300)의 이방성 확산부(310)만을 별도로 분리하여 광을 투사하여 출사광을 표시한 것이며, 입사광의 휘도를 100이라고 했을 때, 50 %이상의 휘도가 분포되는 지점을 연결하여 표시하면, 도 9와 같이 대략 타원형을 이루는 출사광 분포가 얻어진다. 상기 이방성 확산부(310)의 렌티큘러(312)의 R값을 변화시켜 상기 타원형의 장단축 비율을 측정해 보면 하기 표 1과 같다.

<표 1>

구분(R)	35	34	33	32	31	30	29	28	27	26	25
비율	1.4:1	1.45:1	1.7:1	2.04:1	2.21:1	2.3:1	2.4:1	2.84:1	3:1	3.4:1	3.6:1

상기와 같은 시험은 통상의 시야각 측정장비를 통하여 이루어 지며, 상기 시야각 측정장비를 통하여 얻어진 출사광 분포도는 장축과 단축을 갖는 타원의 형상을 갖게 된다. 상기 단축의 방향은 상기 통합시트(300)의 렌티큘러 연장방향으로 형성되며, 장축의 방향은 상기 통합시트(300)의 렌티큘러 연장방향의 수직방향으로 형성된다. 특히, 이방성 확산부의 상기 장축과 단축의 비가 2:1 이상일 때 휘도 향상 효과가 두드러지게 된다. 상기 장단축비 2:1 은 렌티큘러의 R값이 32um에 해당되며, 이는 피치에 대비한 R값의 비가 0.65에 대응된다. 즉, 렌티큘러가 형성된 이방성 확산부의 피치에 대비한 R값의 비가 0.65 이하인 경우, 양호한 전면 휘도를 얻을 수 있다. 상기 결과를 렌티큘러가 형성되지 아니한 이방성 확산부, 즉 나뭇잎 무늬 형성이나 일방향성 스크래치 형성에 의하여 제작된 이방성 확산부에 대하여 일반화할 경우 출사광 분포도의 장축과 단축의 비를 2:1 이상으로 할 경우 양호한 전면 휘도를 얻을 수 있다.

한편, 상기 이방성 확산부(310)의 렌티큘러(312)의 사이에는 도 10에 도시된 바와 같이 산란요소(313)가 더 형성될 수 있다. 상기 산란요소(313)는 도 4에서와 같이 상기 휘도 불균일 현상이 외관으로 드러나지 않도록 하기 위함이다. 도 10에서와 같은 산란요소(313)는 샌딩, 블래스팅 또는 스크래칭 면을 갖는 몰드 또를 롤러에 의해 형성될 수 있으며, 이러한 기술사상은 당업자에게 자명한 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기와 같은 광학시트의 상부에 프리즘 시트를 배치하여 광학장치를 구성하는 경우에는 상기 프리즘 시트의 프리즘 요소 연장 방향은 하향 프리즘 요소 의 연장방향인 제1방향과 수직으로 배열하거나 또는 이방성 확산부의 단축방향인 제2방향으로 배열하는 것이 바람직하다.

상기 각각의 광학렌즈패턴(320a, 320b)은 각각의 이방성 확산부(310)의 광 출사면과 집광부(330)의 광 입사면상에 형성되는 것으로서, 각각의 렌티큘러(312)와 하향 프리즘 요소(331)는 상기 광학렌즈패턴(320a, 320b)의 패턴면을 따라 형성된다. 이에 따라 각각의 광학렌즈패턴(320a, 320b)의 상부영역에 위치하는 렌티큘러(312) 및 하향 프리즘 요소(331)는 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이 광학렌즈패턴(320a, 320b)의 패턴면에 대응하여 비교적 높은 피크와 낮은 피크를 갖는 굴곡진 형태를 갖게 된다. 이러한 렌티큘러(312) 및 하향 프리즘 요소(331)의 높낮이는 인간의 육안으로 관찰되는 광학적 결함을 최소한으로 줄여 침윤(Wet-out) 현상을 최소화 하면서 광학렌즈패턴(320a, 320b)에서 집광 산란된 빛을 거의 수직방향으로 굴절시킬 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 광학시트(300)은 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 광학렌즈패턴(320a, 320b)이 평면투영시 타원, 또는 다각형상의 상향 돌출된 볼록렌즈 형상을 가지고 상호 이격된 엠보싱 형태로 형성될 수도 있으며, 도 14 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 평면투영시 원, 타원, 다각형상을 가지고 단면 하향 함몰된 오목렌즈 형상의 엠보싱 형태로 형성될 수도 있다.

그리고, 상기 렌티큘러(312)는 그 폭이 도 18에 도시된 바와 같이, 부분 원호 형상의 광학적 단면을 갖되 다양한 넓이를 갖도록 형성될 수도 있으며, 도 19에 도시된 바와 같이, 부분 원호 형상의 광학적 단면과, 삼각 형상의 광학적 단면이 볼록하게 복합된 형상으로 형성될 수도 있다.

또한, 광학렌즈패턴(320a, 320b)은 도 20 및 도 21에 도시된 바와 같이 평면투영시 원 형상 또는 타원 형상 또는 다각형상 에 관계 없이 상호 불규칙 적인 간격으로 형성됨이 가능하다.

이러한 구조를 갖는 본 발명에 따른 광학시트(300)는 광원(100)의 출사광을 수직에 가까운 방향으로 굴절되어 패널(500)로 입사됨으로써, 패널(500)의 전 영역에서 휘도를 증가시키게 된다. 따라서, 넓은 시야각 에서도 고휘도를 발휘할 수 있다. 그리고, 각각의 렌티큘러(312) 및 하향 프리즘 요소(331)이 광학렌즈패턴(320a, 320b)의 패턴면을 따라 형성되어 비교적 높은 피크와 비교적 낮은 피크를 갖는 구조를 이루고 있기 때문에, 인간의 육안으로 관찰되는 인접한 필름과의 광학적 결합을 최소한으로 줄일 수 있다. 이에 의해, 침윤(Wet-Out)현상이 최소화되어 모아레 무늬가 발생하지 않는다.

또한, 각각의 광학렌즈패턴(320a, 320b)에서 산란되는 빛에 의해서, 광학시트(300)에 미세한 먼지와 스크래치가 발생되더라도 이를 시각적으로 관찰할 수 없게 된다. 따라서, 불량률 저하와 작업성 향상에 의해 광학시트(300)의 생산성이 향상된다. 이와 같이, 빛의 제어가 가능한 광학적 단면을 갖는 엠보싱 형태의 광학렌즈패턴(320a, 320b)의 패턴면을 따라 다수의 렌티큘러(312) 및 하향 프리즘 요소(331)이 선형 배열된 광학필름을 마련함으로써, 넓은 시야각에서 고휘도를 발휘할 수 있고, 침윤 현상을 방지하여 모아레를 제거할 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있는 광학필름이 제공된다.

앞에서 설명된 본 발명의 일실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

도 1은 본 발명의 광학장치의 일실시예에 따른 액정표시장치의 개략 분해 사시도

도 2는 도 1의 광학시트에 대한 상세도

도 3은 하향 프리즘 요소의 사이에 형성된 산란요소를 설명하기 위한 도면

도 4는 도 3에 도시된 산란요소의 유무에 따른 차이를 설명하기 위한 도면

도 5는 도 3에 도시된 산란요소의 높이에 따른 휘도변화를 설명하기 위한 도면

도 6은 도 2에 도시된 렌티큘러를 상세히 설명하기 위한 도면

도 7은 도 6의 렌티큘러의 R값의 변화에 따른 휘도변화를 설명하기 위한 도면

도 8은 도 2및 도시된 이방성 확산부의 출사광을 표시한 도면

도 9는 상기 도 8의 분포도

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌티큘러를 설명하기 위한 도면

도 11a는 도 2의 A-A' 단면도 이고, 도 11b는 도 2의 B-B' 단면도

도 12 및 도 13은 볼록형 광학렌즈패턴의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면

도 14는 오목형 광학렌즈패턴의 실시예를 설명하기 위한 도면

도 15a는 상기 도 14의 C-C' 단면도이고, 도 15b는 상기 도 14의 D-D' 단면도

도 16 및 도 17은 오목형 광학렌즈패턴의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면

도 18 및 도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학시트를 설명하기 위한 단면도

도 20 및 도 21은 본 발명의 실시예에 따른 광학렌즈패턴의 배열형태를 설명하기 위한 도면

도 22는 종래의 액정표시장치를 설명하기 위한 개략 분해 사시도

Claims

제1방향으로 연장되는 다수의 프리즘 요소를 포함하는 집광부; 및,

상기 집광부의 프리즘 요소가 형성된 면의 반대면에 상기 제1방향과 다른 제2 방향으로 연장된 광학요소가 다수개 형성된 이방성 확산부를 포함하고,

상기 프리즘 요소가 형성된 면 및 상기 광학요소가 형성된 면 중 적어도 어느 한 면에는 복수의 광학렌즈패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학시트.
제1항에 있어서,

제1방향과 제2방향은 실질적으로 수직인 광학시트.
제1항에 있어서,

상기 이방성 확산부는 출사광분포도의 단축방향이 실질적으로 제2방향과 일치되고, 출사광분포도의 장단축비가 2:1 이상인 광학시트.
제1항에 있어서,

상기 이방성 확산부의 광학요소는 렌티큘러인 것을 특징으로 하는 광학시트.
제4항에 있어서,

상기 렌티큘러는 피치에 대비한 R값이 0.65 이하인 광학시트.
제4항에 있어서,

상기 렌티큘러는 원형 반구형상이거나, 원형 반기둥 형상인 광학시트.
제1항에 있어서,

상기 집광부와 이방성 확산부의 사이에 투광성 기초부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학시트.
제1항에 있어서,

상기 광학렌즈패턴은,

상호 소정의 간격을 두고 엠보싱 형태로 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 광학시트.
제8항에 있어서,

상기 광학렌즈패턴은,

평면투영시 원형 또는 타원형상 또는 다각형상 중 적어도 어느 하나의 형상을 갖으며,

단면 투영시 부분 원호상으로 상향 돌출된 볼록 형상이거나, 부분 원호상으로 하향 함몰된 오목형상을 갖거나, 볼록형상 및 오목형상의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학시트.
제8항에 있어서,

상기 광학렌즈패턴은,

등간격 또는 불규칙적인 간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 광학시트.
제8항에 있어서,

상기 광학렌즈패턴은,

단면 투영시 다각 형상 또는 부분원호 형상이거나, 상기 다각 형상과 부분 원호 형상이 복합된 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학시트.
광 출사면을 갖는 도광판;

상기 도광판의 광 출사방향에 배치되며 제1방향으로 연장되어 방향성을 갖는 다수의 프리즘 요소를 포함하는 집광부; 및, 상기 집광부의 프리즘 요소가 형성된 면의 반대면에 상기 제1방향과 다른 제2방향으로 연장된 광학요소가 다수개 형성된 이방성 확산부를 포함하고, 상기 프리즘 요소가 형성된 면 및 상기 광학요소가 형성된 면 중 적어도 어느 한 면에는 복수의 광학렌즈패턴이 형성된 광학시트; 및

상기 광학시트의 상부에 배치되는 프리즘 시트를 포함하는 광학장치.
제12항에 있어서,

제1방향과 제2방향은 실질적으로 수직인 광학장치.
제12항에 있어서,

상기 프리즘 시트의 프리즘 요소 연장 방향은 실질적으로 제1방향과 수직인 광학장치.
제12항에 있어서,

상기 프리즘 시트의 프리즘 요소 연장 방향은 실질적으로 제2방향인 광학장치.
제12항에 있어서,

상기 이방성 확산부는 출사광분포도의 단축방향이 실질적으로 제2방향과 일치되고, 출사광분포도의 장단축비가 2:1 이상인 광학장치.
제12항에 있어서,

상기 광학렌즈패턴은,

상호 소정의 간격을 두고 엠보싱 형태로 분포되어 있거나,

상호 소정의 간격을 두고 선형 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 광학장치.
제12항에 있어서,

상기 광학렌즈패턴은,

평면투영시 원형 또는 타원형상 또는 다각형상 중 적어도 어느 하나의 형상을 갖으며,

단면 투영시 부분 원호상으로 상향 돌출된 볼록 형상이거나, 부분 원호상으로 하향 함몰된 오목형상을 갖거나, 볼록형상 및 오목형상의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학장치.
제12항에 있어서,

상기 광학렌즈패턴은,

그 광학적 단면이 단면 투영시 상향 돌출된 볼록 형상이거나, 하향 함몰된 오목형상을 갖거나, 볼록형상 및 오목형상의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학장치.
제12항에 있어서,

상기 광학렌즈패턴은,

등간격 또는 불규칙적인 간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 광학장치.
제12항에 있어서,

상기 광학렌즈패턴은,

단면 투영시 다각 형상 또는 부분원호 형상이거나, 상기 다각 형상과 부분 원호 형상이 복합된 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학장치.