KR20120075059A - 광학 시트 및 이를 포함하는 광학 장치 - Google Patents

광학 시트 및 이를 포함하는 광학 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20120075059A
KR20120075059A KR1020100137080A KR20100137080A KR20120075059A KR 20120075059 A KR20120075059 A KR 20120075059A KR 1020100137080 A KR1020100137080 A KR 1020100137080A KR 20100137080 A KR20100137080 A KR 20100137080A KR 20120075059 A KR20120075059 A KR 20120075059A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pyramid
pattern
optical sheet
sheet
optical
Prior art date
Application number
KR1020100137080A
Other languages
English (en)
Inventor
신동윤
정오용
기남
김경태
Original Assignee
제일모직주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제일모직주식회사 filed Critical 제일모직주식회사
Priority to KR1020100137080A priority Critical patent/KR20120075059A/ko
Publication of KR20120075059A publication Critical patent/KR20120075059A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/021—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
    • G02B5/0231—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures the surface having microprismatic or micropyramidal shape
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/021—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
    • G02B5/0221—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures the surface having an irregular structure
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/04—Prisms
    • G02B5/045—Prism arrays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0051—Diffusing sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0053—Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G02F1/133607—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

본 발명의 광학시트는 일면 및 이에 대향하는 타면을 갖는 베이스 시트, 상기 베이스 시트의 일면에 존재하는 피라미드 패턴 및 상기 베이스 시트의 타면에 존재하는 확산 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광학 시트 및 이를 포함하는 광학 장치는 프리즘 시트와 확산 시트를 일체화시킴으로써 부품 수 감소 및 비용 절감이 가능하면서도 휘도, 시야각 등의 광학 특성이 우수하다.

Description

광학 시트 및 이를 포함하는 광학 장치{OPTICAL SHEET AND OPTICAL APPARATUS INCLUDING THE SAME}
본 발명은 광학 시트 및 이를 포함하는 광학 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프리즘 시트와 확산 시트를 일체화시켜 부품 수의 감소 및 그에 따를 저비용화가 가능한 광학 시트 및 이를 포함하는 광학 장치에 관한 것이다.
액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 디스플레이(flat panel display) 중 하나이다. 일반적으로 액정 디스플레이는 TFT(Thin Film Transistor) 어레이 기판과 칼라필터 기판 사이에 액정층이 봉입된 구조를 취한다. 상기 어레이 기판과 칼라필터 기판에 존재하는 전극에 전기장을 인가하면 그 사이에 봉입된 액정층의 액정 분자의 배열이 변하게 되고, 이를 이용해 영상을 표시하게 된다.
액정 디스플레이는 자체 발광하지 않으므로 백라이트 유닛이 필요하며, 상기 백라이트 유닛은 통상 발광다이오드(LED) 또는 형광 램프(CCFL) 등의 광원, 도광판, 휘도향상시트(프리즘 시트), 확산 시트, 보호 시트 등으로 구성되어 있다.
그런데, 종래의 백라이트 유닛은 하나의 백라이트 유닛에 프리즘 시트와 확산 시트가 적게는 3장, 많게는 4장이 사용되고 있다. 이를 개선하기 위해 대한민국 등록특허 제844917호는 프리즘 시트의 프리즘의 산에 다수개의 입체 구조가 반복적으로 형성된 확산 패턴을 만들고 있으며, 대한민국 등록특허 제917975호는 렌즈 패턴 상부에 굴절율이 다른 물질로 프리즘 패턴을 추가로 형성한 광학 시트를 개시하고 있으나, 생산성이 낮아 실제로 제품을 구현하기 매우 어렵고, 광학적 효과도 미미하다.
본 발명의 하나의 목적은 프리즘 시트와 확산 시트를 일체화시켜 부품 수를 줄일 수 있는 광학 시트 및 이를 포함하는 광학 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 광학 시트에 관한 것이다. 상기 광학 시트는 일면 및 이에 대향하는 타면을 갖는 베이스 시트, 상기 베이스 시트의 일면에 존재하는 피라미드 패턴 및 상기 베이스 시트의 타면에 존재하는 확산 패턴을 포함함에 그 특징이 있다.
구체예에서, 상기 피라미드 패턴을 형성하는 피라미드의 밑변의 길이가 0.01㎛ 내지 200㎛일 수 있다.
구체예에서, 상기 피라미드 패턴을 형성하는 피라미드의 옆면이 상기 피라미드의 밑면과 이루는 각이 30도 내지 80도일 수 있다.
구체예에서, 상기 피라미트 패턴을 형성하는 피라미드의 밑면은 정사각형 또는 직사각형 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 피라미드 패턴은 상기 피라미드 패턴을 형성하는 피라미드의 밑면이 정사각형이며, 상기 피라미드가 일방향으로 일렬로 인접하여 배열됨과 동시에 상기 일방향과 수직인 방향으로 일렬로 인접하여 배열될 수 있다.
구체예에서, 상기 피라미드 패턴을 형성하는 피라미드는 밑면이 정사각형인 피라미드이며, 상기 피라미드가 일방향으로 서로 인접하여 일직선으로 배열된 제1라인과 피라미드가 상기 일방향으로 서로 인접하여 일직선으로 배열된 제2라인이 교대로 배열되되, 상기 일방향과 수직인 방향으로의 피라미드 배열이 일직선을 이루지 않을 수 있다.
구체예에서, 상기 피라미드 패턴을 형성하는 피라미드는 꼭지점이 라운드 처리된 피라미드 또는 꼭지점을 포함하는 상측이 컷팅된 피라미드일 수 있다.
구체예에서, 상기 피라미드 패턴은 피라미드 사이의 이격평면을 포함할 수 있으며, 상기 이격평면의 폭은 상기 피라미드 밑변 길이 평균값의 10% 이하일 수 있다.
구체예에서, 상기 확산 패턴은 마이크로렌즈 패턴 또는 무정형의 엠보 패턴일 수 있다.
구체예에서, 상기 마이크로렌즈 패턴은 일정한 크기의 마이크로렌즈가 서로 인접하여 규칙적으로 배열된 규칙 패턴일 수 있다.
구체예에서, 상기 마이크로렌즈 패턴은 그 크기가 다른 마이크로렌즈가 서로 인접하여 규칙적으로 배열된 규칙 패턴일 수 있다.
구체예에서, 상기 마이크로렌즈 패턴은 그 크기가 같거나 다른 마이크로렌즈가 불규칙적으로 배열된 패턴일 수 있다.
구체예에서, 상기 마이크로렌즈 패턴을 구성하는 마이크로렌즈의 직경이 10㎛ 내지 200㎛일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 광학 장치에 관한 것이다. 상기 광학 장치는 전술한 광학 시트를 포함함에 그 특징이 있다.
본 발명의 광학 시트 및 이를 포함하는 광학 장치는 프리즘 시트와 확산 시트를 일체화시킴으로써 부품 수 감소 및 비용 절감이 가능하면서도 휘도, 시야각 등의 광학 특성이 우수한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 광학 시트의 사시도이다.
도 2는 피라미드 패턴의 일 실시예를 나타낸 것이다.
도 3은 피라미드 패턴의 다른 실시예를 나타낸 것이다.
도 4는 피라미드 패턴을 구성하는 다양한 피라미드 형태를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 한 구체예에 따른 피라미드의 평면도이다. 도 6은 도 4의 A-A' 단면도이다.
도 7은 확산 패턴의 다양한 실시예를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 한 구체예에 따른 광학 장치의 단면도이다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 광학 시트의 사시도이다. 도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 한 구체예에 따른 광학 시트는 베이스 시트(102), 상기 베이스 시트(102)의 일면(하면)에 존재하는 피라미드 패턴(104) 및 상기 일면에 대향하는 타면(상면)에 존재하는 확산 패턴(106)을 포함한다.
베이스 시트(102)는 가시광선 영역에서 투명한 재료이면 제한없이 이용할 수 있다. 예를 들어 폴리아세탈 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트 수지, 스티렌계 수지, 폴리에스테르 수지, 비닐계 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리올레핀 수지, 시클로올레핀계 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리아릴설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리페닐렌 설피드 수지, 폴리에틸렌 나프탈레이트 수지, 폴리에틸렌 수지, 셀룰로오스 수지 또는 불소계 수지 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
베이스 시트(102)의 일면에 존재하는 피라미드 패턴(104)은 백라이트 유닛의 광원으로부터 도광판을 통해 유입된 광을 집광하여 휘도를 올려주는 역할을 수행하며, 광경화성 수지, 열경화성 수지 또는 열가소성 수지 등으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 폴리아세탈 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트 수지, 스티렌계 수지, 폴리에스테르 수지, 비닐계 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리올레핀 수지, 시클로올레핀계 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리아릴설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리페닐렌 설피드 수지, 폴리에틸렌 나프탈레이트 수지, 폴리에틸렌 수지, 셀룰로오스 수지 또는 불소계 수지 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
확산 패턴(106)은 백라이트 유닛의 광원으로부터 도광판을 통해 유입된 광을 확산시켜 휘도 균일도를 올려주는 역할을 수행하며 광경화성 수지, 열경화성 수지 또는 열가소성 수지 등으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 폴리아세탈 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트 수지, 스티렌계 수지, 폴리에스테르 수지, 비닐계 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리올레핀 수지, 시클로올레핀계 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리아릴설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리페닐렌 설피드 수지, 폴리에틸렌 나프탈레이트 수지, 폴리에틸렌 수지, 셀룰로오스 수지 또는 불소계 수지 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 베이스 시트(102), 피라미드 패턴(104) 및 확산 패턴(106)은 서로 다른 물질로 이루어질 수도 있으며, 어느 두 가지 이상이 서로 동일한 물질로 이루어질 수도 있다. 본 발명에서 동일한 물질은 실질적으로 동일한 경우를 포함하는 것으로 사용한 것이다.
도 2는 피라미드 패턴의 일 실시예를 나타낸 것이다. 본 발명의 피라미드 패턴(104)은 동일한 정사각뿔 형태의 피라미드가 규칙적으로 배열된 형태일 수 있다. 도 2(A)에는 일례로서, 밑면이 정사각형인 동일한 피라미드(104a)가 서로 인접하여 반복되는 규칙적인 패턴을 나타내었다. 즉, 피라미드가 일방향으로 서로 인접하여 일직선으로 배열됨과 동시에 상기 일방향과 수직인 방향으로 서로 인접하여 일직선으로 배열될 수 있다.
도 2(B)에는 다른 예로서, 밑면이 정사각형인 피라미드(104a)가 서로 인접하여 배열되어 있되 한 라인씩 엇갈리게 배열된 구조를 나타내었다. 즉, 피라미드(104a)가 일방향으로 서로 인접하여 일직선으로 배열된 제1라인(L1)과 피라미드가 상기 일방향으로 서로 인접하여 일직선으로 배열된 제2라인(L2)이 교대로 배열되되, 상기 일방향과 수직인 방향으로의 피라미드 배열이 일직선을 이루지 않는 패턴을 나타내었다. 상기 일방향으로의 다음 제3라인(L3)은 상기 제1라인(L1)과 피라미드 배열이 같다.
본 발명의 피라미드 패턴(104)은 서로 크기가 다른 두 종류 이상의 피라미드가 배열된 규칙적인 패턴일 수 있다. 도 2(C)에는 일례로서, 제1피라미드(104a), 상기 제1피라미드(104a)의 밑면에 비해 1/4 크기의 밑면 크기를 갖는 제2피라미드(104b)가 교대로 배열되어 있되, 제2피라미드(104b)는 4개씩 묶여 배열된 상태를 나타내었다. 상기 제1피라미드(104a)와 제2피라미드(104b)의 높이는 다를 수도, 같을 수도 있다.
본 발명의 피라미드 패턴은 불규칙 패턴일 수 있다. 도 2(D)에는 일례로서, 피라미드 패턴을 구성하는 피라미드의 밑면이 정사각형 또는 직사각형이며, 그 밑변의 길이가 서로 같거나 다른 임의의(랜덤한) 구조를 갖는 피라미드 패턴을 나타내었다.
한편, 도 2에 도시된 피라미드 패턴은 일 실시예에 불과하며, 도 2에 도시된 것과 다른 다양한 피라미드 패턴이 사용될 수 있다.
도 3은 피라미드 패턴의 다른 실시예를 나타낸 것이다. 도시된 것과 같이, 본 발명의 피라미드 패턴은 상기 피라미드 패턴을 형성하는 피라미드 사이에 이격평면을 포함할 수 있다. 상기 이격평면의 폭은 피라미드 밑변 길이의 평균값의 10% 이하인 것이 바람직하다. 상기 수치범위 내에서 정면에서의 휘도향상 효과가 우수할 수 있다. 구체적으로, 상기 평균값은 산술평균값일 수 있다.
일례로서, 도 3(A)에 도시된 것과 같이, 밑변의 길이가 W인 정사각형 밑면을 갖는 피라미드(104a)가 그 폭이 d인 이격평면(S)을 사이에 두고 규칙적으로 배열될 형태일 수 있다. 전술한 것과 같이 d/W≤0.1인 경우에 본 광학 시트를 포함하는 백라이트 유닛 등의 광학장치의 정면에서의 휘도가 높아질 수 있다.
또 다른 예로, 도 3(B)에 도시된 것과 같이, 밑변의 길이가 W인 정사각형 밑면을 갖는 피라미드(104a)가 그 폭이 d인 이격평면(S)을 사에에 두고 규칙적으로 배열되어 있되 한 라인씩 엇갈리게 배열된 구조를 나타내었다. 즉, 피라미드(104a)가 일방향으로 이격평면을 사이에 두고 일직선으로 배열된 제1라인(L1)과 피라미드가 상기 일방향으로 이격평면(S)을 사이에 두고 일직선으로 배열된 제2라인(L2)이 교대로 배열되되, 상기 일방향과 수직인 방향으로의 피라미드(104a) 배열이 일직선을 이루지 않는 패턴을 나타내었다. 피라미드의 밑변의 길이(W)와 이격평면의 폭(d)의 관계는 전술한 바와 같다.
한편, 도 3에 도시된 피라미드 패턴은 일 실시예에 불과하며, 도 3에 도시된 것과 다른 다양한 피라미드 패턴이 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 예는 피라미드 패턴을 구성하는 피라미드가 모두 동일한 경우를 나타낸 것이나, 서로 다른 형태(크기)를 갖는 피라미드와 그 피라미드 사이의 이격평면으로 이루어진 피라미드 패턴일 수도 있다. 이 경우 이격평면의 폭은 피라미드 밑변 길이 평균값의 10% 이하인 것이 바람직하다. 상기 수치범위 내에서 정면에서의 휘도향상 효과가 우수할 수 있다.
도 4는 피라미드 패턴을 구성하는 다양한 피라미드 형태를 나타낸 것이다. 도시된 것과 같이, 본 발명의 피라미드 패턴을 형성하는 피라미드는 꼭지점이 뾰족한 일반적인 형태의 피라미드(도 4(A))일 수 있다.
다른 예를 들어, 본 발명의 피라미드 패턴을 형성하는 피라미드는 도 4(B)에 도시된 것과 같은 꼭지점 부분이 컷팅된 피라미드일 수도 있다. 상기 컷팅된 상면과 상기 피라미드의 밑면은 평행한 것이 바람직하다. 꼭지점 부분이 컷팅된 피라미드 및 이에 의해 형성되는 피라미드 패턴은 광학 시트의 사용 중에 피라미드의 손상을 방지할 수 있는 잇점이 있다.
또 다른 예를 들어, 본 발명의 피라미드 패턴을 형성하는 피라미드는, 도 4(C)에 도시된 것과 같이, 라운드 처리된 꼭지점을 갖는 피라미드일 수도 있다. 상기 꼭지점 부분이 컷팅된 피라미드 또는 라운드 처리된 꼭지점을 갖는 피라미드는 광학 시트의 사용 중에 피라미드의 손상을 방지할 수 있는 잇점이 있다.
그 밖에도 본 발명의 피라미드 패턴은 꼭지점이 뾰족한 일반적인 형태의 피라미드, 꼭지점 부분이 컷팅된 피라미드 또는 라운드 처리된 꼭지점을 갖는 피라미드 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 즉, 상술한 서로 다른 형태를 갖는 피라미드가 섞여 존재할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 한 구체예에 따른 피라미드의 평면도이다. 도 6은 도 5의 A-A' 단면도이다. 도 5 및 도 6에 도시된 것과 같이, 본 발명의 한 구체예에 따른 피라미드(114)는 제1면(114a), 제2면(114b), 제3면(114c) 및 제4면(114d)으로 이루어진다. 상기 제1면(114a), 제2면(114b), 제3면(114c) 및 제4면(114d)은 삼각형 형태의 면을 구성하는 데, 상기 삼각형 형태에 제한은 없으나, 정삼각형 또는 이등변 삼각형이 바람직하다. 즉, 좌우 대칭 구도의 삼각형 형태를 취하는 경우 휘도 균일도 측면에서 유리할 수 있다.
상기 제1면(114a)과 제3면(114c)의 밑변의 길이를 W1, 제2면(114b)과 제4면(114d)의 밑변의 길이가 W2라 할 때, 상기 W1과 W2는 서로 같을 수도 있고, 서로 다를 수도 있다. 즉, 제1면(114a), 제2면(114b), 제3면(114c) 및 제4면(114d)에 의해 형성되는 밑면이 정사각형 또는 직사각형일 수 있다.
상기 피라미드의 밑변의 길이(W1 또는 W2)는 0.01㎛ 내지 200㎛, 바람직하게는 5㎛ 내지 100㎛일 수 있다. 상기 범위 내에서 패턴 시인성이 양호하면서 피라미드에 의한 집광 효율이 우수할 수 있고 또한 제작이 용이할 수 있다.
한편, 상기 피라미드를 구성하는 제1면(114a), 제2면(114b), 제3면(114c) 및 제4면(114d)이 밑면과 이루는 각(α)은 30도 내지 80도일 수 있다. 상기 각도 범위에서 도광판을 통해 출사된 빛을 집광시키는 효율이 우수할 수 있다. 또한, 제1면(114a)과 제3면(114c)이 밑면과 이루는 각은 서로 같고, 제2면(114b)과 제4면(114d)이 밑면과 이루는 각은 서로 같은 것이 휘도 균일도 측면에서 보다 유효할 수 있다.
도 7은 확산 패턴의 다양한 실시예를 나타낸 것이다. 도 7을 참조하여 설명하면, 본 발명의 확산 패턴은 마이크로렌즈가 일정하게 반복 배열되어 있는 규칙 패턴 또는 마이크로렌즈의 크기 또는 배열이 불규칙적인 불규칙 패턴일 수 있다.
도 7(A)에는 동일한 크기의 마이크로렌즈(106a)가 서로 인접하여 규칙적으로 배열된 규칙적인 확산 패턴의 일 예를 나타내었다. 즉, 서로 인접하고 있는 마이크로렌즈(106a)의 중심부를 연결한 다각형이 정사각형인 경우를 나타내었다.
도 7(B)에는 동일한 크기의 마이크로렌즈(106a)가 서로 인접하여 규칙적으로 배열되어 존재하되, 서로 인접하고 있는 마이크로렌즈(106a)의 중심부를 연결한 다각형이 정삼각형인 경우를 나타내었다.
도 7(C)에는 제1마이크로렌즈(106a)가 서로 인접하여 규칙적으로 배열되어 있고, 상기 제1마이크로렌즈(106a)보다 크기가 작은 제2마이크로렌즈(106b)가 네 개의 제1마이크로렌즈(106a)와 접하며 규칙적으로 배열된 형태를 나타내었다.
도 7(D)에는 그 크기(직경)가 서로 같거나 다른 마이크로렌즈가 불규칙적으로 배열된 형태를 나타내었다. 즉, 마이크로렌즈의 크기(직경)와 그 배열이 불규칙적인 패턴일 수 있으며 불규칙 패턴이라 하여 반드시 모든 마이크로렌즈의 크기가 달라야 하는 것은 아니며, 그 배열이 모든 범위에서 불규칙이어야 하는 것은 아니다.
상기 확산 패턴을 구성하는 마이크로렌즈의 직경(D)은 10㎛ 내지 200㎛, 바람직하게는 50㎛ 내지 100㎛일 수 있다. 상기 범위에서 외관 특성이 양호하면서 광확산 특성이 우수할 수 있고 실제 제작이 용이할 수 있다.
도 7에 나타낸 확산 패턴은 일 예에 불과하며, 도시되지 않은 다른 확산 패턴을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 세 가지 종류의 크기를 갖는 마이크로렌즈가 배열된 확산 패턴일 수도 있고, 마이크로렌즈의 크기(직경)은 동일하되 그 배열이 불규칙적인 패턴일 수도 있다. 또 다른 예를 들어, 마이크로렌즈가 아닌 무정형의 엠보 패턴이 형성될 수도 있다.
본 발명의 광학 시트의 제조방법에 제한이 있는 것은 아니다. 예를 들어, 베이스 시트에 UV 경화성 수지 조성물, 열경화성 수지 조성물 또는 열가소성 수지 조성물을 코팅한 후 패턴형성롤러를 통과시켜 피라미드 패턴 또는 확산 패턴을 형성한 후 UV 조사, 가열 처리 또는 냉각 처리를 통해 경화시켜 원하는 패턴을 가진 광학 시트를 제조할 수 있다. 상기 패턴형성롤러는 상기 피라미드 패턴과 확산 패턴을 음각한 음각 패턴이 가공되어 있다. 상기 피라미드 패턴과 확산 패턴을 동시에 형성할 수도 있으며, 어느 하나를 먼저 형성한 후에 나머지 하나의 패턴을 형성할 수도 있다.
본 발명의 다른 관점은 광학 장치에 관한 것이다. 본 발명의 광학 장치는 전술한 광학 시트를 포함하며, 도 8에 본 발명의 한 구체예에 따른 광학 장치의 단면도를 나타내었다. 도 8에 도시된 것과 같이, 본 발명의 한 구체예에 따른 광학 장치는 전술한 광학 시트(100), 광원(202) 및 도광판(206) 등을 포함하는 백라이트 유닛일 수 있다.
광원(202)은 발광다이오드(LED: Light Emitting Diode) 또는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)일 수 있다. 상기 발광다이오드는 백색 발광다이오드 또는 R, G, B의 세가지 종류의 발광다이오드일 수 있다. 광원(202) 주위에는 광원반사판(204)이 존재할 수 있으며 광원(202)으로부터 방사된 광의 외부 유출을 막고 광의 이용 효율을 높이도록 할 수 있다. 도광판(206)의 하부에는 반사판(208)이 존재할 수 있는데, 도광판(206)으로부터 하부 측으로 누설되는 광을 반사시켜 다시 도광판(206) 쪽으로 보내주는 역할을 수행할 수 있다. 도광판(206)의 상측에는 본 발명의 확산 시트(100)가 존재할 수 있다. 상기 확산 시트(100)의 상측 또는 하측으로는 보호 시트, 확산 시트, 휘도향상 시트 등의 부가적인 광학필름이 더 존재할 수도 있다.
본 발명의 광학 장치는 상기 확산 시트(100)의 일면(상측)에 액정패널(도시하지 않음)이 존재하는 액정 디스플레이일 수 있다. 상기 액정패널은 상부기판과 하부기판 사이의 액정층을 포함하며, 상부기판과 하부기판 각각에는 상부 편광판과 하부 편광판이 위치할 수 있다. 상기 액정층은 TN(Twisted Nematic), STN(Super Twisted Nematic) 액정을 포함할 수도 있으며, IPS(In-Plane Switching), Super-IPS, FFS(Fringe Field Switching) 등의 수평배향 모드 액정을 포함할 수도 있고, 수직배향(VA: Vertical Alignment) 모드 액정을 포함할 수도 있다.
상기 액정패널은 패시브 매트릭스일 수도 액티브 매트릭스일 수도 있으나, TFT(Thin Film Transistor) 액티브 매트릭스 액정패널이 바람직하다. 상기 액정 디스플레이 장치는 휴대폰, 모니터, TV, 태블릿 PC, 노트북 등 전자장치의 화상표시용으로 사용될 수 있다.
또한, 전술한 백라이트 유닛의 일면에 액정패널 대신 사진 등을 부착하면 전자 액자가 될 수 있으며, 광고용 그림을 배치하면 광고판이 될 수도 있다.
< 실시예 및 비교예 >
실시예 1 내지 실시예 3, 비교예 1 및 비교예 2에서 사용된 광학 시트의 피라미드 패턴과 상면의 확산 패턴 형태를 표 1에 나타내었다. 아래 표 1에서 실시예 1의 피라미드 패턴은 도 2(A)에 도시된 피라미드 패턴이며, 실시예 2 및 실시예 3의 피라미드 패턴은 도 2(B)에 도시된 피라미드 패턴이며, 상기 피라미드 패턴을 구성하는 피라미드는 정사각뿔 형태의 피라미드이다. 실시예 1 및 실시예 2의 확산 패턴은 도 6(D)에 도시된 그 직경이 일정하지 않은 마이크로렌즈가 배열된 불규칙적인 확산 패턴이며, 실시예 3의 확산 패턴은 직경이 일정한 마이크로렌즈가 서로 인접하여 규칙적으로 배열된 패턴이다.
비교예 1, 2는 피라미드 패턴이 존재하지 않으며, 상면에 불규칙적인 마이크로렌즈 패턴(확산 패턴)이 존재한다.
렌즈의 평균 직경 피라미드 밑변의 길이 피라미드 패턴
실시예 1 80 ㎛ 10 ㎛×10 ㎛ 맞춤(도 2(A))
실시예 2 75 ㎛ 20 ㎛×20 ㎛ 엇갈림(도 2(B))
실시예 3 65 ㎛ 10 ㎛×15 ㎛ 엇갈림(도 2(B))
비교예 1 80 ㎛ 없음 -
비교예 2 75 ㎛ 없음 -
[재료]
베이스 시트로는 일본 TOYOBO社의 A4300 PET 필름(두께 250㎛)을 사용하였고, 피라미드 패턴과 확산 패턴 형성용 UV 경화성 수지 조성물은 일본 Natoco社의 S-001(아크릴계 혼합물)을 사용하였다.
[광학 시트 제조방법]
먼저, 피라미드 패턴과 확산 패턴 형성을 위한 패턴형성롤러의 표면에 상기 피라미드 패턴과 확산 패턴을 음각한 음각 패턴을 가공하였다.
다음, PET 필름에 UV 경화성 아크릴 수지 조성물을 코팅한 후 패턴형성롤러를 사용하여 UV 경화성 아크릴 수지를 눌러 패턴 모양을 전사시키면서 UV 램프로 PET 필름의 한쪽 면에 UV를 조사하여 아크릴 수지를 경화시켜 집광 효과를 갖는 피라미드 패턴을 형성시켰다.
다음, 피라미드 패턴이 형성된 필름을 패턴형성롤러에서 벗겨 낸 후 반대면에 동일한 방법으로 렌즈 형상을 갖는 확산 패턴을 전사시키면서 UV 램프로 경화시켜 확산 패턴을 완성하여 양면에 피라미드 패턴과 확산 패턴이 형성된 광학 시트를 제조하였다.
이와 같이 완성된 광학 시트를 LED 백라이트 유닛(BLU)에 장착하여 휘도 및 시야각을 측정하였으며 그 결과를 아래 표 2에 나타내었다. 아래 표 2에서 광학 시트의 수는 백라이트 유닛(BLU)에 사용한 광학 시트의 수로 1장은 본 발명의 광학 시트를 1장 사용한 경우이며, 3장은 렌즈 패턴이 있는 확산 시트 1장 위에 프리즘 시트 2장을 적층하여 사용한 경우를 나타낸 것이며, 4장은 렌즈 패턴이 있는 확산 시트 1장 위에 프리즘 시트 2장을 적층하고 그 위에 보호 시트 1장을 더 적층하여 사용한 경우를 나타낸 것이다. 상기 프리즘 시트는 일반적인 직선 형태의 프리즘으 갖는 것으로서, 상기 프리즘의 높이는 30 ㎛, 피치는 60 ㎛인 것을 사용하였다.
[광학 특성의 평가]
백라이트 유닛의 한가운데 정면 휘도를 측정하고 측정 각도를 바꿔 가면서 휘도를 측정하였으며, 백라이트 유닛의 시야각은 정면 휘도의 50% 수준의 휘도가 나오는 각도로 정의하였다. 휘도는 TOPCON社의 BM-7을 이용하여 측정하였다.
광학 시트의 수 정면 휘도(cd/m2) 시야각(도)
실시예 1 1장 2500 80
실시예 2 1장 2750 75
실시예 3 1장 2795 74
비교예 1 4장 2450 83
비교예 2 3장 2770 73
상기 표 2에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 광학 시트 1장을 사용한 실시예 2의 경우 2장의 프리즘 시트와 1장의 확산 시트를 사용한 비교예 2와 비교해 정면 휘도와 시야각 특성이 거의 비슷함을 알 수 있다. 또한, 실시예 중 휘도가 가장 낮은 실시예 1의 경우에도 광학 시트 4장을 사용한 비교예 1에 비해 휘도가 우수함을 알 수 있고, 실시예 3은 광학 시트 3장을 사용한 비교예 2보다 휘도 특성 및 시야각 특성이 모두 우수함을 알 수 있다. 즉, 기존의 광학 시트 3장 또는 4장을 본 발명의 광학 시트 1장으로 대체할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 상부의 확산 패턴이 불규칙적인 패턴인 경우(실시예 1, 2)에는 휘도가 조금 줄어들긴 하나 시야각 특성이 좋은 것을 알 수 있고, 상부의 확산패턴이 규칙적인 패턴인 경우(실시예 3)에는 시야각이 조금 줄어들긴 하지만 휘도는 더 높게 나오는 것을 확인할 수 있다.
100 : 확산 시트 102 : 베이스 시트
104 : 피라미드 패턴 106 : 확산 패턴
202 : 광원 204 : 광원반사판
206 : 도광판 208 : 반사판

Claims (15)

  1. 일면 및 이에 대향하는 타면을 갖는 베이스 시트;
    상기 베이스 시트의 일면에 존재하는 피라미드 패턴; 및
    상기 베이스 시트의 타면에 존재하는 확산 패턴
    을 포함하는 광학 시트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 피라미드 패턴을 형성하는 피라미드의 밑변의 길이가 0.01㎛ 내지 200㎛인 광학 시트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 피라미드 패턴을 형성하는 피라미드의 옆면이 상기 피라미드의 밑면과 이루는 각이 30도 내지 80도인 광학 시트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 피라미드 패턴을 형성하는 피라미드의 밑면은 정사각형 또는 직사각형 중 어느 하나 이상을 포함하는 광학 시트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 피라미트 패턴은 상기 피라미드 패턴을 형성하는 피라미드의 밑면이 정사각형이며, 상기 피라미드가 일방향으로 서로 인접하여 일직선으로 배열됨과 동시에 상기 일방향과 수직인 방향으로 서로 인접하여 일직선으로 배열된 패턴인 광학 시트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 피라미드 패턴은 상기 피라미드 패턴을 형성하는 피라미드의 밑면이 정사각형이며, 상기 피라미드가 일방향으로 서로 인접하여 일직선으로 배열된 제1라인과 피라미드가 상기 일방향으로 서로 인접하여 일직선으로 배열된 제2라인이 교대로 배열되되, 상기 일방향과 수직인 방향으로의 피라미드 배열이 일직선을 이루지 않는 광학 시트.
  7. 제1항에 있어서, 상기 피라미드 패턴을 형성하는 피라미드는 꼭지점이 라운드 처리된 피라미드 또는 꼭지점을 포함하는 상측이 컷팅된 피라미드인 광학 시트.
  8. 제1항에 있어서, 상기 피라미드 패턴은 피라미드 사이의 이격평면을 포함하는 광학시트.
  9. 제8항에 있어서, 상기 이격평면의 폭은 상기 피라미드 밑변 길이의 평균값의 10% 이하인 광학시트
  10. 제1항에 있어서, 상기 확산 패턴은 마이크로렌즈 패턴 또는 무정형의 엠보 패턴인 광학 시트.
  11. 제10항에 있어서, 상기 마이크로렌즈 패턴은 일정한 크기의 마이크로렌즈가 서로 인접하여 규칙적으로 배열된 규칙 패턴인 광학 시트.
  12. 제10항에 있어서, 상기 마이크로렌즈 패턴은 그 크기가 다른 마이크로렌즈가 서로 인접하여 규칙적으로 배열된 규칙 패턴인 광학 시트.
  13. 제10항에 있어서, 상기 마이크로렌즈 패턴은 그 크기가 같거나 다른 마이크로렌즈가 불규칙적으로 배열된 패턴인 광학 시트.
  14. 제10항에 있어서, 상기 마이크로렌즈 패턴을 형성하는 마이크로렌즈의 직경이 10㎛ 내지 200㎛인 광학 시트.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 광학 시트를 포함하는 광학 장치.

KR1020100137080A 2010-12-28 2010-12-28 광학 시트 및 이를 포함하는 광학 장치 KR20120075059A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100137080A KR20120075059A (ko) 2010-12-28 2010-12-28 광학 시트 및 이를 포함하는 광학 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100137080A KR20120075059A (ko) 2010-12-28 2010-12-28 광학 시트 및 이를 포함하는 광학 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120075059A true KR20120075059A (ko) 2012-07-06

Family

ID=46709102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100137080A KR20120075059A (ko) 2010-12-28 2010-12-28 광학 시트 및 이를 포함하는 광학 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120075059A (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140085357A (ko) * 2012-12-27 2014-07-07 미래나노텍(주) 백라이트 유닛을 위한 광학 시트의 구조
CN109001937A (zh) * 2018-01-23 2018-12-14 苏州东山新材料科技有限公司 一种经济型直下式背光组件
CN114077096A (zh) * 2020-08-21 2022-02-22 株式会社Lms 光学膜、背光单元及液晶显示装置
WO2023018111A1 (ko) * 2021-08-12 2023-02-16 주식회사 엘엠에스 광학 필름 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
KR20230042864A (ko) * 2021-09-23 2023-03-30 주식회사 엘엠에스 광학 필름 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
KR102625150B1 (ko) * 2023-10-25 2024-01-17 주식회사 네오스라이트 복합 피라미드 패턴구조의 등기구용 눈부심 저감부재

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140085357A (ko) * 2012-12-27 2014-07-07 미래나노텍(주) 백라이트 유닛을 위한 광학 시트의 구조
CN109001937A (zh) * 2018-01-23 2018-12-14 苏州东山新材料科技有限公司 一种经济型直下式背光组件
CN114077096A (zh) * 2020-08-21 2022-02-22 株式会社Lms 光学膜、背光单元及液晶显示装置
CN114077096B (zh) * 2020-08-21 2024-05-31 株式会社Lms 光学膜、背光单元及液晶显示装置
WO2023018111A1 (ko) * 2021-08-12 2023-02-16 주식회사 엘엠에스 광학 필름 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
KR20230042864A (ko) * 2021-09-23 2023-03-30 주식회사 엘엠에스 광학 필름 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
US11906847B2 (en) 2021-09-23 2024-02-20 Lms Co., Ltd. Optical film and back light unit including the same
KR102625150B1 (ko) * 2023-10-25 2024-01-17 주식회사 네오스라이트 복합 피라미드 패턴구조의 등기구용 눈부심 저감부재

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100957496B1 (ko) 반사형 편광 필름, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및액정표시장치
KR100912260B1 (ko) 표면에 일정 조도를 갖는 액정표시장치용 광학 프리즘 시트
KR100825904B1 (ko) 수분 배출성이 우수한 프리즘 시트 및 이를 이용한액정표시장치
KR101489955B1 (ko) 프리즘 시트, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 광학 표시 장치
US9267669B2 (en) Luminance enhancement film, backlight module and liquid crystal display device
KR20090123418A (ko) 광학 시트, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 액정표시장치
KR20100051009A (ko) 광학 필름, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 액정표시장치
KR20120075059A (ko) 광학 시트 및 이를 포함하는 광학 장치
KR20080044176A (ko) 광 확산판, 면광원 디바이스 및 액정 표시 장치
TW202309626A (zh) 光學片積層體、背光單元、液晶顯示裝置、資訊設備、以及背光單元之製造方法
US8297772B2 (en) Backlighting assembly for use in slim flat panel display and display device having same
KR20120076816A (ko) 광학 시트, 광학 장치 및 광학 시트의 제조방법
KR20140075355A (ko) 액정표시장치
JP2011227231A (ja) 光学シート、光学シート組合せ体、バックライトユニット及びディスプレイ装置
KR20090070828A (ko) 광확산판, 이를 구비한 백라이트 장치 및 액정표시장치
KR20130073004A (ko) 광학 필름, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치
KR101826719B1 (ko) 도광판 및 이를 포함하는 액정표시장치
TW202307533A (zh) 光學片積層體、背光單元、液晶顯示裝置、資訊設備、以及背光單元之製造方法
TW202328711A (zh) 光學片積層體、背光單元、液晶顯示裝置、資訊設備、以及背光單元之製造方法
KR20130076617A (ko) 광학 시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
KR100936713B1 (ko) 광학 시트, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 액정표시장치
KR20140145105A (ko) 광학 시트 및 이를 포함하는 광학 장치
KR101374362B1 (ko) 광학필름, 이를 이용한 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치
JP7436560B2 (ja) 光拡散シート、バックライトユニット、液晶表示装置及び情報機器
WO2022250006A1 (ja) 光拡散シート、バックライトユニット、液晶表示装置及び情報機器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E601 Decision to refuse application