WO2014104809A1

WO2014104809A1 - 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 광학표시장치

Info

Publication number: WO2014104809A1
Application number: PCT/KR2013/012294
Authority: WO
Inventors: 주영현; 최승만; 박영우; 이은곤
Original assignee: Cheil Industries Inc
Current assignee: Cheil Industries Inc
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2014-07-03
Anticipated expiration: 2015-06-28
Also published as: KR20140086754A

Abstract

본 발명은 백라이트유닛 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 도광판, 프리즘 시트 및 능동형 광학필름이 순차적으로 적층되고, 상기 능동형 광학필름은 제 1투명전극이 형성된 제 1투명기판, 상기 제1투명전극과 대향하는 제2투명전극이 형성된 제 2투명기판 및 상기 제 1투명기판과 상기 제2투명기판 사이에 개재된 액정캡슐층을 포함하는 백라이트유닛 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다.

Description

【명세서】

【발명의 명 칭】

백라이트 유닛 및 이를 포함하는 광학표시장치 【기술분야】

본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것 이다. 보다 구체적으로， 본 발명은 도광판, 프리즘 시트 및 능동형 광학필름 (active optical film)을 포함하는 능동형 절전 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다.

【배경기술】

백라이트유닛은 도광판, 도광판 위에 적층된 프리즘 시트， 확산 시트 등의 광학 시트로 구성되어 있다. 백라이트유엇은 액정표시장치뿐만 아니 라 노트북 또는 핸드폰 등에도 포함될 수 있다.

최근 노트북이나 핸드폰 사용자가 배터 리 사용량에 민감해지면서 이들에 대해서도 고휘도를 유지하면서 동시에 절전 기능이 매우 중요시되고 있다. 기존의 백라이트유닛은 절전 기능을 유지하기 위해 휘도를 낮추는 방식으로서， 절전 효과는 얻을 수 있지 만 시 청자가 느끼는 화질은 떨어 질 수 있었다.

특히， 핸드폰은 타인이 시 청하는 경우를 제외하고는 일반적으로 1인의 사용자만이 화면을 보는 경우가 많아지면서 사생활 보호 기능도 요구되고 있다. 이와 관련하여， 한국공개특허 제 201으0061356호는 기 재 , 하부 패턴층， 콜레스테릭 액정층， 위상차필름 및 상부 패턴층을 포함하는 복합 광학 필름을 개시하고 있다. 【발명의 상세한 설명】

【기술적 과제】

본 발명의 목적은 광학표시장치의 사용자에 따라 능동적으로 집광과 확산을 함으로써 휘도와 광시야각을 조절할 수 있는 백라이트유닛을 제공하는 것 이 다.

본 발명의 다른 목적은 고휘도를 유지하면서 절전 기능이 있는 백라이트유닛을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 사용자가 1인인 경우 사용자 이외 의 주변인은 디스플레이를 볼 수 없는 사생활 보호 기능을 제공할 수 있는 백라이트유닛을 제공하는 것 이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 백라이트유닛을 포함하는 광학표시 장치를 제공하는 것이다.

【기술적 해결방법】

본 발명의 일 관점 인 백라이트유닛은 도광판， 프리즘 시트 및 능동형 광학필름이 순차적으로 적층되고， 상기 능동형 광학필름은 제 1투명 전극이 형성된 제 1투명기판， 상기 제 1투명 전극과 대향하는 제 2투명 전극이 형성된 게 2투명기판 및 상기 제 1투명기판과 상기 제 2투명 기판 사이에 개재된 액정 캡술충을 포함할 수 있다.

상기 프리즘 시트는 상기 도광판으로부터 출사된 광이 들어오는 이 면부， 상기 광을 외부로 출사하는 표면부 및 상기 이면부와 상기 표면부를 연결하는 측면부를 포함하고， 상기 이 면부에는 단면이 삼각형 인 프리즘이 복수개로 구성되는 제 3광학패턴이 형성되어 있고， 상기 표면부에는 원호 형상을 갖는 요철 복수개로 구성되는 제 4광학패턴이 형성될 수 있다.

상기 액정 캡슐층은 액정을 포함하는 액정 캡슬을 포함하는 액정 필름일 수 있다.

상기 액정은 전압의 인가 여부에 따라 광에 대한 굴절률이 변화할 수 있다.

상기 액정은 네마틱 액정 및 콜렉스테릭 액정 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 액정캡슐충은 이 색성 염료 및 카이 랄 도판트 (chiral dopant) 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

상기 제 1투명 전극， 상기 게 1투명기판， 상기 제 2투명 전극 및 상기 거12투명기판 중 하나 이상에는 광학패턴이 형성될 수 있다.

상기 광학패턴은 프리즘, 렌티클러， 마이크로렌즈 및 엠보 패턴 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 제 3광학패턴과 상기 제 4광학패턴은 광이 입사되는 방향에 수직 인 방향으로 배열될 수 있다.

상기 제 3광학패턴의 배열 방향은 상기 제 4광학패턴의 배 열 방향과 약 I⁰ 내지 약 15°의 각도를 이를 수 있다.

상기 도광판은 광이 들어오는 입사 단면부， 상기 입사 단면부와 대향하는 반사 단면부， 상기 입사 단면부와 상기 반사 단면부를 연결하고 상기 입사 단면부로부터 들어오는 광을 출사하고 제 2광학패턴이 형성된 표면부 및 상기 표면부와 대향하고 제 1광학패턴이 형성된 이면부를 포함할 수 있다.

상기 게 1광학패턴은 단면이 삼각형 인 프리즘을 포함하고， 상기 제 2광학패턴은 단면이 반원형 인 프리즘을 포함할 수 있다.

상기 제 1광학패턴은 광이 입사되는 방향에 수직 방향으로 배열될 수 있다.

상기 제 2광학패턴은 광이 입사되 는 방향에 수평 방향으로 배열될 수 있다.

본 발명의 다른 관점 인 액정 표시 장치는 상기 백라이트유닛을 포함할 수 있다.

【유리한 효과】

본 발명은 광학표시장치의 사용자에 따라 능동적으로 집광과 확산을 함으로써 휘도와 광시야각을 조절할 수 있는 백라이트유닛을 제공하였다. 또한， 본 발명은 고휘도를 유지하면서도 절전 기능이 있는 백라이트유닛을 제공하였다. 또한， 본 발명은 사용자가 1인인 경우 사용자 이외의 주변인은 디스플레이를 볼 수 없는 사생활 보호 기능을 제공할 수 있는 백라이트유닛을 제공하였다. 【도면의 간단한 설명】

도 1은 본 발명 일 구체예의 백라이트유닛의 개략적 인 단면도이다.

도 2는 종래 백라이트 유닛 (A)과 본 발명의 백라이트 유닛 (Bl, B2)에서의 휘도 정도 및 시야각의 개념도이다.

도 3은 본 발명 일 구체예의 전압이 오프 (off)된 상태의 능동형 광학 필름의 단면도이다. 도 4는 본 발명 일 구체예의 전압이 온 (on)된 상태의 능동형 광학 필름의 단면도이다.

도 5는 본 발명 의 일 구체예에 따른 도광판의 사시도이다.

도 6은 본 발명의 일 구체예에 따른 프리즘 시트이다.

도 7은 본 발명의 일 구체예에 따른 프리즘 시트의 단면도이다.

도 8은 본 발명의 다른 구체예에 따른 프리즘 시트의 단면도이다.

도 9는 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 프리즘 시트의 단면도이다. 도 10은 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 프리즘 시트의 사시도이다. 도 11은 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 프리즘 시트의 사시도이다. 도 12는 실시 예의 능동형 광학필름에 전원 on과 off 상태의 Angular

Luminance Distribution 진이다 .

도 13은 실시 예의 능동형 광학필름에 전원 on과 οίί 상태의 Angular Luminance Distribution 그래프이다. 【발명의 실시를 위 한 최선의 형 태】

본 명세서에서 '상부 '와 '하부 '는 도면을 기준으로 한 것으로， 보는 시각에 따라 '상부 '가 '하부 '로 '하부 '가 '상부 '로 변경 될 수 있다. 본 발명의 일 관점 인 백라이트 유닛은 도광판， 프리즘 시트 및 능동형 광학 필름을 포함하고， 상기 프리즘 시트는 상기 도광판과 상기 능동형 광학 필름 사이에 배치될 수 있다.

도 1은 본 발명 일 구체예의 백라이트 유닛의 개략적 인 단면도이다.

도 1을 참조하면， 백라이트유닛 (1000)은 광원 (100)， 상기 광원 (100)의 일 측면에 배치 된 도광판 (200), 상기 도광판 (200)의 상부에 배치된 프리즘 시트 (300) 및 상기 프리즘 시트 (300)의 상부에 배치된 능동형 광학 필름 (400)을 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면， 백라이트유닛 (1000)은 도광판 (200)， 프리즘시트 (300), 및 능동형 광학필름 (400)이 순차적으로 적층될 수 있다.

도 1을 참조하면 백라이트 유닛 (1000)은 광학 표시 장치에서 액정표시 패널 (500)의 배면에 위치할 수 있다. 도 2는 종래 백라이트 유닛과 본 발명 의 백라이트 유닛에서의 휘도 정도 및 시야각을 개략적으로 나타낸 것 이다. 도 2에서 화살표의 길이는 휘도의 상대적 인 크기를 나타내고， 화살표의 방향은 시 야 방향을 나타낸다.

도 2를 참조하면, 종래 백라이트유닛 (A)은 도광판 (10)에 확산시트 (20)， 프리즘시트 (30， 40)를 포함하는 광학시트 수 개가 적층된 구조로 되 어 있다. 광원으로부터 출사된 광은 도광판 (10)과 광학 시트 (20，30,40)를 통과하면서 시 야각은 넓 어지지만 휘도는 낮아지게 된다.

본 발명의 백라이트 유닛 (Bl, B2)에서， 광원으로부터 출사된 광은 도광판 (200)과 프리즘시트 (300)를 통과하면서 집 광됨으로써， 종래 백라이트유닛 대비 시 야각은 좁지만 고 휘도로 출사될 수 있다. 출사된 광은 능동형 광학필름 (400)을 통과하게 된다. 능동형 광학 필름은 상기 능동형 광학 필름에 연결된 전원 장치의 전압의 인가 여부에 따라 상기 집광된 광을 선택적으로 집 광 또는 확산시 킴으로써， 고휘도를 유지하면서도 절전 효과를 얻을 수 있다.

즉， 전압이 온 (on)될 경우 (B2)에는 능동형 광학필름 (400)에 포함된 액정 (445)이 집광된 광의 출사 방향과 동일 방향으로 배향됨으로써， 집광된 광은 집광 상태를 그대로 유지하면서 출사될 수 있고 이를 통해 고 휘도를 유지할 수 있다.

이는 절전 기능이 필요하거나 시 청자가 1인인 경우로서， 광을 집광시 켜 줌으로써 휘도를 향상시 키고 이 렇게 향상된 휘도 (Δ)만큼 광원에 사용된 전기에너지 공급을 낮추어 줌으로써 절전 효과를 얻을 수 있다. 그 결과， 기존의 백라이트유닛은 절전 기능을 위해 휘도를 낮추는 방식으로서 시청자가 느끼는 화질이 떨어 질 수 있었지만， 본 발명 의 백라이트유닛은 화질을 유지하면서도 절전 기능을 유지할 수 있다.

반대로， 전압이 오프 (off)될 경우 (B1)에는 능동형 광학 필름 (400)에 포함된 액정 (445)이 평면을 포함하는 무작위 방향으로 배향된다. 집광된 광은 액정을 통과하고 확산을 하게 된다. 이는 다수의 시 청자가 시 청할 경우로서 , 집광된 광을 확산시 켜 줌으로써 다수의 시 청자가 시 청 가능하도록 할 수 있다. 즉, 본 발명의 백라이트유닛은 시 청자의 상황에 맞게 절전 기능 및 시 청자 1인 모드， 다수의 시청자가 시 청 가능한 광시야각 모드를 능동적으로 바꿔줄 수 있다. 또한， 본 발명의 백라이트 유닛은 도 2의 (BIX (B2)에서와 같이 전압의 인가 여부에 따라 시 야각 조절이 가능하다. 그 결과， 전압이 인가될 경우에는 전압이 오프될 경우 대비 시 야각이 좁아져 사생활 보호 기능도 얻을 수 있다. 도 2의 (B2)에서 점선 화살표는 시 청자가 볼 수 없는 시 야각을 나타낸다. 이하， 본 발명의 백라이트 유닛의 구성을 도면을 참고하여 설명 한다. 상기 능동형 광학필름 (400)은 프리즘 시트 (300)로부터 의 집광된 광을 전압 인가 여부에 따라 선택적으로 집광 또는 확산할 수 있다.

도 3과 도 4를 참조하면, 능동형 광학 필름 (400)은 상부에 제 1투명 전극 (405)이 형성된 제 1투명 기판 (410)， 상기 제 1투명 전극 (405)과 대향하고 하부에 제 2투명 전극 (415)이 형성된 제 2투명기판 (420), 상기 제 1투명기판 (410)과 상기 제 2투명기판 (420) 사이 에 개재된 액정 캡술층 (430)을 포함할 수 있다.

상기 액정캡슐층 (430)은 바인더로 구성 되는 매트릭스 (435)에 액정 캡슐 (440)을 포함하는 액정필름이 될 수 있다. 상기 액정 캡슐 (440)은 다수 개의 액정 (445)을 포함하고， 액정 (445)은 상기 제 1투명 전극 (405)과 제 2투명 전극 (415)에 연결된 전압 장치 (450)에서 전압의 인가 여부에 따라 배향 구조가 변화되고 이에 따라 광에 대한 굴절률이 변할 수 있다.

즉， 도 4와 같이 전압이 인가되는 온 (on) 상태에서는 액정 (445)이 프리즘 시트를 통과한 집광된 광의 진행 방향 (화살표 방향)과 동일한 방향으로 배향됨으로써 광에 대한 굴절률이 낮아져 집광된 광을 그대로 투과시 켜 고 휘도를 유지하면서 그대로 광을 출사할 수 있다.

반면에， 도 3과 같이 전압이 꺼지는 오프 (off) 상태에서는 액정 (445)이 프리즘 시트를 통과한 집 광된 광의 진행 방향 (화살표 방향)과 무관하게 , 무작위 상태로 배향됨으로써 광에 대한 굴절률을 높여 집광된 광은 액정과의 굴절를 차이 및 액정에 부딪혀 산란될 수 있다.

액정 캡슐층 (430)에서 액정캡술 (440)은 모노 레이 어 (mono layer) 구조로 배향될 수 있다.

상기 '모노 레이 어 '는 액정 분자 하나 하나가 하나의 분자층으로 배열된 것을 의미하는 것 이 아니라， 도 3 및 도 4와 같이 액정 캡슐 (440)이 하나의 분자층과 같은 형태로 배열된 것을 의미할 수 있다.

상기 계 1투명기판 (410)과 제 2투명기판 (420)은 유리기판 및 플라스틱 기판이 될 수 있다. 상기 플락스틱 기판은 폴리에틸렌테레프탈레이트， 폴리에틸렌나프탈레이트， 폴리에테르술폰， 폴리아릴레이트 및 풀리카보네이트 중 하나 이상이 될 수 있다.

상기 게 1투명전극 (405)과 계 2투명전극 (415)은 박막 형태로 투명기판 위에 형성되어 있을 수 있다. 상기 투명전극으로는 ITO indium tin oxide), IZOCindium zinc oxide), 및 투명 도전성 폴리머 등이 될 수 있다.

상기 투명기판 또는 투명전극에는 광학패턴이 형성될 수 있다. 상기 광학패턴은 도광판으로부터 출사된 광을 굴절， 반사， 또는 투과시키는 기능을 능동형 광학필름에 부여할 수 있다. 상기 광학패턴은 제한되지 않지만， 프리즘， 렌티클러， 마이크로렌즈 및 엠보.패턴 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 액정캡술 (440)은 액정을 복합상분리법， 멤브레인 유화법 및 동시 중합법 등을 이용하여 약 10 내지 약 50//m 지름의 액정캡슐을 제조하는 단계에 의해 제조될 수 있다. 상기 액정은 네마틱 액정 및 콜레스테릭 액정 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 액정캡슐층 (430)은 액정캡슐 이외에 액정캡슐을 투명 전극에 고정시키기 위하여 바인더를 포함할 수 있다. 즉， 상기 액정캡슐층은 투명한 재질의 바인더와 액정캡슐을 포함하고， 투명전극 사이에 코팅함으로써 능동형 광학 필름을 형성할 수 있다.

상기 바인더는 폴리비닐알코올， 젤라틴， 포르말린레졸시놀 수지， 폴리우레탄, 아크릴산， 멜라민， 메타크릴산， 포름알데히드 및 불소계 폴리비닐피를리돈 둥이 될 수 있다.

상기 액정캡슐층은 액정과 바인더 이외에， 이색성 염료 및 카이랄 도판트 (chiral dopant)를 더 포함할 수 있다.

상기 능동형 광학 필름은 상기 액정캡술충을 이용하여 통상의 방법으로 제조할 수 있고, 또는 상업적으로 판매되는 상품을 사용할 수도 있다.

상기 능동형 광학 필름은 상기 투명전극 사이에 상기 액정캡슐층을 2층 이상 포함할 수도 있다.

상기 광원 (100)은 에지형으로서 도광판 (200)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 광원 (100)은 레이 저를 발생시 키는 레이 저 광원， 발광 다이오드 (LED) 또는 넁음극형광 램프 (CCFL)을 포함할 수 있다.

상기 광원 (100)은 도 1과 같이 에지 (edge)형으로 포함될 수도 있지만, 직하형으로서 도광판 (200)의 하부에 포함될 수 있다. 광원 (100)으로부터 나온 광은 도광판 (200)으로 입사된 후 선광에서 면광으로 바뀌 게 된다.

상기 도광판 (200)은 광원 (100)으로부터 입사된 광을 면광으로 변환시 킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 구체예에 따른 도광판의 사시도이다.

도 5를 참고하면, 도광판 (200)은 광원 (100)으로부터 광이 들어오는 입사 단면부 (213), 상기 입사 단면부 (213)의 마주보며 반대측에 위치하는 반사 단면부 (214)， 상기 입사 단면부 (213)와 반사 단면부 (214)를 연결하고 상기 입사 단면부 (213)로부터 들어오는 광을 출사하는 표면부 (212)， 상기 표면부 (212)와 마주보고 반대측에 위치하는 이면부 (211)， 및 상기 표면부 (212)와 이면부 (211)를 연결하는 측면부 (215)를 포함할 수 있다.

상기 도광판 (200)의 이 면부 (211)에는 상기 입사 단면부 (213)로부터 들어오는 광을 상기 표면부 (212)로 반사시 키는 제 1광학패턴 (216)이 형성 되 어 있다.

상기 게 1광학패턴 (216)은 상기 입사 단면부 (213)에 대해 수평 인 방향으로 복수 개 형성 되어 있을 수 있다. 상기 제 1광학패턴 (216)은 광이 입사되는 방향 (화살표 방향)에 수직 방향으로 배열될 수 있다.

상기 제 1광학패턴 (216)은 도광판 (200)의 이면부 (211)에 직선형， 곡선형 또는 임의의 형상으로 형성 될 수 있다.

상기 제 1광학패턴의 형상 (216)은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면， 구형상의 일부, 타원구형상의 일부, 삼각뿔 형상， 원추 형상， 사각뿔 형상ᅳ 삼각기등 형상， 사각기등 형상, 원주 형상， 단면이 삼각형 또는 반원형 인 프리즘 등이 될 수 있다. 도 5는 제 1광학패턴으로 단면이 비 대칭 삼각형 인 프리즘이 형성 된 도광판을 나타내었다.

상기 게 1광학패턴 (216)이 단면이 비 대칭 삼각형 인 프리즘인 경우， 비 대칭 삼각형은 밑면 (216c), 상기 입사 단면부 (213) 쪽에 있는 계 1경사면 (216a)과 반사 단면부 (214) 쪽에 있는 제 2경사면 (216b)으로 구성 될 수 있다. 상기 제 2경사면 (216b)의 길이는 약 10//m 내지 약 500 mi가 될 수 있다. 상기 범위 에서， 효율 향상의 효과와 프리즘 미시 인의 효과를 가질 수 있다.

상기 제 1광학패턴 (216)의 피치 (Pa)는 약 0.0이画 내지 약 0.5ι腿， 바람직하게는 약 0.01匪 내지 약 0.1匪가 될 수 있다.

비 대칭 삼각형에서 , 상기 제 1경사면 (216a)과 제 2경사면 (216b)이 이루는 꼭지각 (α)은 약 80° 내지 약 175°가 될 수 있고， 제 1경사면 (216a)과 삼각형 밑면 (216c)이 이루는 각 (β)는 약 0.1° 내지 약 10^ο가 될 수 있고， 제 2경사면 (216b)과 삼각형 밑면 (216c)이 이루는 각 (γ)는 약 0.1° 내지 약 90°가 될 수 있다. α, β, γ의 합 α+ β+ _Y은 180°가 될 수 있다.

도광판 (200)의 표면부 (212)에는 도광판 (200)의 이 면부 (211)로부터 나온 광을 출사시키는 제 2광학패턴 (217)이 형성되 어 있다.

상기 제 2광학패턴 (217)은 입사 단면부 (213)에 대해 수직 방향으로 복수개 형성 되 어 있을 수 있다.

상기 게 2광학패턴 (217)은 광이 입사되는 방향 (화살표 방향)에 대해 수평 인 방향 (광원이 입사되는 방향과 일치하는 방향)으로 배열될 수 있다.

상기 제 2광학패턴 (217)은 도광판 (200)의 표면부 (212)에 직선형， 곡선형 또는 임의의 형상으로 형성 될 수 있다.

상기 제 2광학패턴 (217)의 형상은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 구형상의 일부, 타원구형상의 일부， 삼각뿔 형상, 원추 형상， 사각뿔 형상， 삼각기등 형상， 사각기둥 형상， 원주 형상， 단면이 삼각형 또는 반원형 인 프리즘 등이 될 수 있다. 도 5는 게 2광학패턴으로 단면이 반원형 인 프리즘을 포함하는 도광판을 나타내었다.

상기 제 2광학패턴의 피치 (Pb)는 약

내지 약 100 가 될 수 있고， 곡률 반경은 약 1 내지 약 320 가 될 수 있다. 상기 범위 에서 , 각 확대 (widening angle)의 효과를 가질 수 있다. 바람직하게는, 피치는 약 10 내지 약 50//m, 곡률 반경은 약 l//m 내지 약 50 가 될 수 있다.

상기 도광판 (200)의 입사 단면부 (213)에는 광원 (100)으로부터 광을 도광판 (200)으로 집광시 키 기 위한 렌즈부 (218)가 형성될 수 있다.

상기 렌즈부 (218)는 피치가 약 0.001匪 내지 약 O. lOOi 가 될 수 있고， 곡를 반경 이 약 0Ό005画 내지 약 5誦가 될 수 있다. 상기 범위 에서， LGP 내에서 입사광 각 확대 효과를 가질 수 있다.

상기 도광판은 무색 투명 한 아크릴 수지， 특히 폴리 메틸메타아크릴레이트， 폴리카보네이트， 폴리 에 틸렌테 레프탈레이트， 폴리 에틸렌나프탈레이트 및 폴리 에 테르술폰으로 형성될 수 있지 만， 이에 제한되지 않는다.

상기 프리즘 시트 (300)는 도광판 (200)으로부터 출사된 광을 집광할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 구체예에 따른 프리즘 시트의 사시도이다.

도 6을 참조하면， 프리즘 시트 (300)는 상기 도광판 (200)의 표면부 (212)로부터 출사된 광이 들어오는 이면부 (302)， 상기 광을 외부로 출사하는 표면부 (303) 및 상기 이면부 (302)와 표면부 (303)를 연결하는 측면부 (304， 305)를 포함할 수 있다.

상기 프리즘 시트 (300)의 이 면부 (302)에는 단면이 삼각형 인 프리즘 (306) 복수 개로 구성되는 게 3광학패턴 (307)이 형성 되 어 있다.

상기 프리즘 시트 (300)의 표면부 (303)에는 원호 형상을 갖는 요철 복수 개를 포함하는 제 4광학패턴 (308)이 형성되어 있다.

제 4광학패턴 (308)을 구성하는 원호 형상은 도 6에서와 같이， 원호 2개가 만나는 지 점 인 계곡부 (308a, 308a')와 원호 중 저 점부인 마루 (308b, 308b')으로 구성 되고， 프리즘 시트 (300)를 기준으로 상기 계곡부 (308a, 308a¹)는 상기 마루 (308b, 308b')보다 높이가 높게 형성 되어 있다.

상기 제 3광학패턴 (307)과 제 4광학패턴 (308)의 배열 방향은 동일하거나 다를 수 있다.

상기 제 3광학패턴 (307)과 게 4광학패턴 (308)은 광원 (100)으로부터 광이 입사되는 방향 (화살표 방향)에 수직 인 방향으로 형성 될 수 있다.

도광판 (200)의 표면부 (212)로부터 나온 광은 프리즘 시트 (300)의 제 3광학패턴 (307)과 제 4광학패턴 (308)을 통과하면서 출사각과 방사각이 조절될 수 있다.

예를 들면， 도광판의 표면부로부터 나온 출사각이 크고 방사각이 작은 광은 프리즘 시트의 이 면부에 형성 된 단면이 삼각형 인 프리즘의 1개의 경사면에서 굴절하여 편향되고, 대향하는 다른 경사면에서 전반사되어 표면부 방향으로 편향되 어 출사각이 작은 광으로 진행된다. 프리즘 시트의 표면부에 도달한 광은 표면부에 형성된 단면이 원호 형상인 요철에서 굴절되어 방사각이 큰 광으로 출사될 수 있다.

상기 게 3광학패턴 (307)을 구성하는 프리즘의 피치와 내각을 조절함으로써， 출사각과 방사각을 조절할 수 있다. 또한， 제 4광학패턴 (308)을 구성하는 요철의 피치와 곡률 반경을 조절함으로써， 출사각과 방사각을 조절할 수 있다.

상기 프리즘 시트 (300)의 두께는 약 l//m 내지 약 200/im, 바람직하게는 약 50 내지 약 lOC^in가 될 수 있다.

상기 "프리즘 시트의 두께"는 두께 방향을 기준으로 상기 프리즘 시트의 최저점에서부터 최고점까지의 수직 거리이다.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 구체예에 따른 프리즘 시트의 단면도이다.

도 7에서 나타난 바와 같이， 프리즘 시트 이면부 (302)의 제 3광학패턴을 구성하고， 단면이 삼각형인 프리즘 (306)은 제 3경사면 (306a)과 상기 제 3경사면 (306a)과 마주보는 제 4경사면 (306b)을 포함한다. 제 3경사면 (306a)과 거 경사면 (306b)이 이루는 프리즘의 내각 (Θ)은 약 40^° 내지 약 75^°가 될 수 있다. 프리즘의 피치 (P2)는 약 10//m 내지 약 35/m가 될 수 있다.

상기 피치 (P2)는 프리즘 삼각형에서 저점부 (307b)로 부터 그 다음의 저점부 (307b¹)까지의 거리， 또는 프리즘 삼각형에서 고점부 (307a)로 부터 다음의 고점부 (307a')까지의 거리로 정의한다.

상기 프리즘 시트 (300)의 표면부 (303)에 형성된 단면이 원호 형상인 제 4광학패턴 (308)의 피치 (P1)는 약 15 내지 약 50 이고， 곡률 반경은 약 7 내지 약 가 될 수 있다.

상기 피치 (P1)는 요철 중 2개의 원호가 만나는 지점 (308a)으로부터 다음의 지점 (308a')까지의 거리로 정의한다.

곡를 반경이 커지면 도광판에서 집광된 광이 프리즘 위에 나타나나， 곡를 반경이 작아지면 프리즘의 홈 array와 직각 방향으로 출사각이 넓어진다. 출사각이 넓어짐으로 인해 사이드 로브가 발생 (BEF의 특성에 근접)， 센터 로브의 광은 사이드 로브로 SHIFT하여 센터 로브의 폭이 좁아져 간다. 이로 인해 휘도가 저하되나 넓은 출사각을 확보할 수 있다. 프리즘 시트에서 , 제 3광학패턴과 제 4광학패턴은 동일 방향, 교차 방향 또는 일정 각도로 비스듬하게 형성될 수 있다.

일 구체예에서， 프리즘 시트에서 게 3광학패턴과 제 4광학패턴은 동일 방향으로 배열될 수 있다.

일 실시 예에서 , 도 8과 같이 원호 형상의 요철의 저 점부 (308b¹)와 삼각형 형상의 프리즘 (306)의 고점부 (307a')를 연결한 가상의 직선 (점선 표시 )은 프리즘 시트에 대해 직교하는 위치 관계를 가질 수 있다.

다른 구체예에서 , 도 9와 같이 원호 형상의 요철의 저 점부 (308b)와 삼각형 형상의 프리즘 (306)의 저점부 (307b)를 연결한 직선 (점선 표시 )^ 프리즘 시트에 대해 직교하는 위치 관계를 가질 수 있다. ^'

그 결과， 광은 삼각형 형상의 프리즘의 경사면에서 굴절되 어 약간 편향 - 다음 대향하는 다른 경사면에서 전반사를 일으키고 표면부로 편향해 대부분의 광이 표면부의 원호 형상의 요철에 도달함으로써 큰 출사각으로 출사할 수 있다. 이로부터 균일하고 넓은 출사각의 출사광을 얻을 수 있다.

다른 구체 예에서 , 프리즘 시트에서 제 3광학패턴 (307)의 프리즘과 제 4광학패턴 (308)의 요철은 비스듬한 방향으로 배열될 수 있다.

도 10에서 나타난 바와 같이， 요철인 제 4광학패턴의 배열 방향은 프리즘인 제 3광학패턴의 배열 방향에 대해 약 I⁰ 내지 약 15 의 기울기 δ를 형성 될 수 있다. 그 결과 삼각형 형상의 정 점부 및 저 점부와 원호 형상의 요철에 의한 모아레의 발생을 막을 수 있다.

상기 제 3광학패턴 (307)을 구성하는 프리즘의 높이는 동일하거나 다를 수도 있다.

또한, 프리즘 시트의 프리즘의 정점부는 일 직선 상에 있지 않아， 정 점부를 연결한 선은 곡선이 될 수 있다. 도 11에서 나타난 바와 같이 , 프리즘 (306)의 정 점부와 이면부의 가상 기준 점선 Β 간의 거 리가 서로 달라， 이면부 전체가 파도 형 태를 형성할 수 있다. 그 결과 모아레의 발생을 막을 수 있다.

상기 프리즘 시트는 굴절를이 약 1.4 내지 약 1.7의 무색 투명 한 아크릴 수지 특히 폴리 메틸메타아크릴레이트, 폴리 카보네이트， 폴리에 틸렌테레프탈레이트， 폴리에틸렌나프탈레이트 및 폴리에 테르술폰으로 형성 될 수 있지만， 이에 제한되지 않는다.

상기 프리즘 시트의 상부에는 확산판이 형성될 수 있다. 확산판은 프리즘 시트와 같은 아크릴 수지， 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 및 폴리에테르술폰 등으로 형성될 수 있다. 본 발명의 다른 관점인 광학표시장치는 상기 백라이트 유닛을 포함할 수 있다. 광학표시장치는 디스플레이장치， 액정표시장치 등올 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 백라이트 유닛을 포함시켜 광학표시장치를 제조하는 방법은 당업자에게 알려진 통상의 방법을 이용할 수 있다.

【발명의 실시를 위한 형태】

이하， 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만， 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. 실시예

제일모직에서 만든 D-BLU 로 제작된 백라이트 제품인 백라이트 유닛의 능동형 광학필름에 전원 off 상태와 전원 on 상태를 인가하고， 휘도 시야각 측정기 (EzContrast, Eldim)를 이용하여 Angular Luminance Distribution, Luminance (휘도)， 및 FWHM(full width at half maximum)을 측정하여 그 결과를 하기 표 1， 도 12 및 도 13에 나타내었다. 전원 on 상태에서 광학필름에 인가되는 전압은 90V이다.

【표 1】

도 12는 실시예의 능동형 광학필름에 전원 on과 off 상태의 Angular Luminance Distribution 사진이고， 도 13은 실시 예의 능동형 광학필름에 전원 on과 off 상태의 Angular Luminance Distribution 그래프이다.

상기 표 1， 도 12 및 도 13에서 나타난 바와 같이， 본 발명의 백라이트 유닛은 능동형 광학필름의 전원 인가 여부에 따라 집 광과 확산을 조절할 수 있다. 또한， 본 발명 의 백라이트 유닛은 집광시 휘도를 향상시켜 절전효과가 있음을 확인할 수 있다.

Claims

【청구의 범위】

【청구항 1】

도광판， 프리즘 시트 및 능동형 광학필름이 순차적으로 적층되고， 상기 능동형 광학필름은 제 1투명전극이 형성된 제 1투명기판， 상기 제 1투명전극과 대향하는 게 2투명전극이 형성된 제 2투명기판 및 상기 저 U투명기판과 상기 제 2투명기판 사이에 개재된 액정캡슐층을 포함하는 백라이트유닛.

【청구항 2】

제 1항에 있어서, 상기 프리즘 시트는 상기 도광판으로부터 출사된 광이 들어오는 이면부， 상기 광을 외부로 출사하는 표면부 및 상기 이면부와 상기 표면부를 연결하는 측면부를 포함하고，

상기 이면부에는 단면이 삼각형인 프리즘이 복수개로 구성되는 제 3광학패턴이 형성되어 있고， 상기 표면부에는 원호 형상을 갖는 요철 복수개로 구성되는 제 4광학패턴이 형성되어 있는 백라이트유닛.

【청구항 3】

제 1항에 있어서， 상기 액정캡슬층은 액정을 포함하는 액정 캡슐을 포함하는 액정 필름인 백라이트유닛.

【청구항 4】

제 3항에 있어서， 상기 액정은 전압의 인가 여부에 따라 광에 대한 굴절률이 변화하는 백라이트유닛. 【청구항 5】

제 3항에 있어서， 상기 액정은 네마틱 액정 및 콜렉스테릭 액정 중 하나 이상을 포함하는 백라이트유닛.

【청구항 6】

게 1항에 있어서， 상기 액정캡슐층은 이색성 염료 및 카이랄 도판트 (chiral dopant) 중 하나 이상을 더 포함하는 백라이트유닛. 【청구항 7】

제 1항에 있어서, 상기 제 1투명전극, 상기 제 1투명기판， 상기 제 2투명전극 및 상기 제 2투명기판 중 하나 이상에는 광학패턴이 형성된 백라이트유닛.

【청구항 8】

제 7항에 있어서， 상기 광학패턴은 프리즘， 렌티클러， 마이크로렌즈 및 엠보 패턴 중 하나 이상을 포함하는 백라이트유닛.

【청구항 9】

제 2항에 있어서， 상기 제 3광학패턴과 상기 제 4광학패턴은 광이 입사되는 방향에 수직인 방향으로 배열된 백라이트유닛. 【청구항 10】

거 12항에 있어서， 상기 제 3광학패턴의 배열 방향은 상기 제 4광학패턴의 배열 방향과 약 1° 내지 약 15°의 각도를 이루는 백라이트유닛.

【청구항 11】

제 1항에 있어서， 상기 도광판은 광이 들어오는 입사 단면부, 상기 입사 단면부와 대향하는 반사 단면부, 상기 입사 단면부와 상기 반사 단면부를 연결하고 상기 입사 단면부로부터 들어오는 광을 출사하고 제 2광학패턴이 형성된 표면부 및 상기 표면부와 대향하고 제 1광학패턴이 형성된 이면부를 포함하는 백라이트유닛.

【청구항 12】

제 11항에 있어서， 상기 제 1광학패턴은 단면이 삼각형인 프리즘을 포함하고， 상기 제 2광학패턴은 단면이 반원형인 프리즘을 포함하는 백라이트유닛. 【청구항 131

제 n항에 있어서， 상기 제 1광학패턴은 광이 입사되는 방향에 수직 방향으로 배열된 백라이트유닛 .

【청구항 14】

제 11항에 있어서， 상기 제 2광학패턴은 광이 입사되는 방향에 수평 방향으로 배열된 백라이트유닛 .

【청구항 15】

제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항의 백라이트유닛을 포함하는 광학표시장치 .