WO2019078695A1 - 광고립 소자 - Google Patents

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WO2019078695A1
WO2019078695A1 PCT/KR2018/012481 KR2018012481W WO2019078695A1 WO 2019078695 A1 WO2019078695 A1 WO 2019078695A1 KR 2018012481 W KR2018012481 W KR 2018012481W WO 2019078695 A1 WO2019078695 A1 WO 2019078695A1
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WO
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angle
degrees
light
less
advertising
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/012481
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English (en)
French (fr)
Inventor
한상철
박성민
김병묵
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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Publication date
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Priority to CN201880067011.8A priority patent/CN111213077B/zh
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B2207/00—Coding scheme for general features or characteristics of optical elements and systems of subclass G02B, but not including elements and systems which would be classified in G02B6/00 and subgroups
    • G02B2207/123—Optical louvre elements, e.g. for directional light blocking

Definitions

  • the present application is directed to an advertising lid device.
  • the advertising apparatus is a device in which the light transmittance in the forward direction is higher than the light transmittance in the reverse direction, and is also referred to as an optical diode.
  • the advertising apparatus can be used to prevent unwanted reflected light in the field of optical communications and laser optics.
  • the advertising apparatus may be applied to a building or automobile glass to be used for security, privacy protection, and the like.
  • the advertising lending device can also be applied for luminance enhancement in various displays, and can also be applied to military products for cover-off.
  • the Faraday advertising apparatus includes first and second polarizers, each Faraday rotator disposed between them so that their absorption axes are at 45 degrees to each other.
  • the Faraday rotator rotates the incident light passing through the first polarizer and linearly polarized by 45 degrees, and the rotated light passes through the second polarizer (Forward direction).
  • the linearly polarized light transmitted through the second polarizer is rotated by 45 degrees by the Faraday rotator, it becomes parallel to the absorption axis of the first polarizer, and thus can not transmit the first polarizer (backward direction).
  • the Faraday advertising apparatus requires a very large external magnetic field for driving, and it is difficult to make it large-sized because expensive materials have to be applied. In theory, it is possible to transmit incident light up to 50% in the forward direction have.
  • An object of the present invention is to provide a commercial lenticular element which is high in forward transmittance, does not require an external magnetic field for driving, can be manufactured at a low cost, and can be made large-area.
  • the term " advertising element " may mean a device configured such that the transmittance of incident light in either direction is larger than the transmittance of incident light in a direction different from the direction.
  • the direction in which the transmittance of the incident light is large may be referred to as a forward direction
  • the small direction may be referred to as a backward direction.
  • the forward direction and the reverse direction may be an angle of about 160 degrees to about 200 degrees with each other. The angle may be, for example, greater than about 165 degrees, greater than 170 degrees, greater than 175 degrees, less than about 195 degrees, less than about 190 degrees, less than about 185 degrees, but is not limited thereto.
  • the light-incident surface described later may refer to a surface on which light traveling in the forward direction is incident.
  • the light-emitting surface, which will be described later may be a surface on which light traveling in the opposite direction is incident.
  • the reference wavelengths of optical properties such as the terms “transmittance”, “retardation value”, “reflectance”, and “refractive index” in the present specification can be determined according to the light to be isolated using the advertising apparatus.
  • the reference wavelength such as transmittance
  • the reference wavelength may be any wavelength within the range of 400 nm to 700 nm or light with a wavelength of about 550 nm This is the standard value.
  • the reference wavelength such as transmittance can be determined on the basis of light having a wavelength of, for example, 1000 nm.
  • the reference wavelength such as the transmittance can be determined on the basis of, for example, a wavelength of 250 nm.
  • the term " incident angle " in the present application is an angle whose absolute value is smaller than the angle measured based on the normal to the light incidence surface or light output surface.
  • the term " exit angle " in the present application is an angle whose absolute value is smaller than the angle measured based on the normal to the light incidence surface or light output surface.
  • the angle measured in the clockwise direction with respect to the normal line can be expressed as a positive number
  • the angle measured in the counterclockwise direction can be expressed with a negative number.
  • the value representing the angle may be a value considering the error range.
  • the error range may be within ⁇ 10 degrees, within ⁇ 9 degrees, within ⁇ 8 degrees, ⁇ 7 degrees, for example, and may refer to vertical, parallel, incident angle, Within ⁇ 6 degrees, within ⁇ 5 degrees, within ⁇ 4 degrees, within ⁇ 3 degrees, within ⁇ 2 degrees, or within ⁇ 1 degree.
  • the advertisement element of the present application may sequentially include a first optical path change element, a light control film, and a second optical path change element.
  • the first and second optical path changing elements and the light control film may include an incoming surface and a outgoing surface, respectively.
  • the light exiting surface of the first optical path changing element and the light exiting surface of the light control film, the light exiting surface of the light control film and the light exiting surface of the second light path changing element, and the light exiting surface of the light control film and the light entering surface of the second light path changing element, can do.
  • the fact that one side and the other side face each other can mean a form in which both sides face each other.
  • optical path changing element &quot may refer to an element capable of changing the traveling path of incident light by refracting, reflecting, or diffracting incident light.
  • the term " light control film &quot may mean a film that transmits only incident light of a predetermined angle, and can block incident light by absorbing or reflecting incident light of a different angle.
  • the first optical path changing element may be an element configured to emit light incident at an incident angle of the first angle to an outgoing angle of the second angle.
  • the first angle and the second angle may be different angles.
  • the first angle may be greater than -90 degrees but less than 90 degrees.
  • the first angle may be, for example, in the range of -80 degrees, -70 degrees, -60 degrees, -50 degrees, -40 degrees, -30 degrees, -20 degrees, -10 degrees, May be greater than or equal to -5 degrees and may be less than or equal to 80 degrees, less than or equal to 70 degrees, less than or equal to 60 degrees, less than or equal to 50 degrees, less than or equal to 40 degrees, less than or equal to 30 degrees, less than or equal to 20 degrees, less than or equal to 10 degrees, .
  • the second angle may be greater than 0 degrees but less than 90 degrees.
  • the second angle may be greater than or equal to 5 degrees, greater than or equal to 10 degrees, greater than or equal to 15 degrees, greater than or equal to 20 degrees, or greater than or equal to 25 degrees, and less than or equal to 85 degrees, less than or equal to 80 degrees, less than or equal to 75 degrees, less than or equal to 70 degrees, Less than or equal to 60 degrees, less than or equal to 55 degrees, less than or equal to 50 degrees, less than or equal to 45 degrees, less than or equal to 40 degrees, or less than or equal to 35 degrees.
  • the second angle may, in another example, be greater than -90 degrees but less than zero degrees.
  • the second angle may be -5 degrees or less, -10 degrees, -15 degrees, -20 degrees or -25 degrees or less, -85 degrees or more, -80 degrees or more, -75 degrees or more -70 degrees, -65 degrees, -60 degrees, -55 degrees, -50 degrees, -45 degrees, -40 degrees, -35 degrees, and about -30 degrees.
  • the light control film may be configured to transmit light incident at the incidence angle of the second angle to the light incidence surface or the light incidence surface and to absorb or reflect light incident at the incidence angle of the third angle to the light incidence surface or the light incidence surface have. Accordingly, the light control film can block the light incident at the third angle.
  • the second angle and the third angle may be different angles, and the second angle may be as described above.
  • the third angle may be greater than 0 degrees but less than 90 degrees. In another example, the third angle may be greater than or equal to 5 degrees, greater than or equal to 10 degrees, greater than or equal to 15 degrees, greater than or equal to 20 degrees, or greater than or equal to 25 degrees, and less than or equal to 85 degrees, less than or equal to 80 degrees, less than or equal to 75 degrees, less than or equal to 70 degrees, , No more than 60 degrees, no more than 55 degrees, no more than 50 degrees, no more than 45 degrees, no more than 40 degrees, no more than 35 degrees, and no more than about 30 degrees. In another example, the third angle may be greater than -90 degrees but less than zero degrees.
  • the third angle may be -5 degrees or less, -10 degrees, -15 degrees, -20 degrees or -25 degrees or less, -85 degrees or more, -80 degrees or more, -75 degrees or more, -70 degrees, -65 degrees, -60 degrees, -55 degrees, -50 degrees, -45 degrees, -40 degrees, -35 degrees, or about -30 degrees.
  • the second light-path changing element can emit light incident at the incident angle of the second angle on the light-entering surface at a fourth angle, and allows the light incident at the fourth angle to the light- Or may be divided into the third angle and emitted.
  • the amount of light emitted from the second optical path changing element to the exit angle of the second angle may be 95% or less of the light amount of the light incident on the exit surface of the second optical path changing element at the incident angle of the fourth angle.
  • the ratio may be up to about 90%, up to about 85%, up to about 80%, up to about 75%, up to about 70%, up to about 65%, up to about 60%, or up to about 55% , It is not particularly limited.
  • the lower limit of the ratio is not particularly limited, but may be, for example, more than 0%, about 5% or more, about 10% or more, about 15% or more, about 20% or more, about 25% , About 40% or more, or about 45% or more.
  • the amount of light emitted from the second optical-path changing element to the output angle of the third angle may be 5% or more of the light amount of the light incident on the light-exiting surface of the second optical-path changing element at the incident angle of the fourth angle.
  • the ratio is not particularly limited, but may be, for example, about 10% or more, about 15% or more, about 20% or more, about 25% or more, about 30% or more, about 35% or more, It can be more than 45%.
  • the upper limit of the ratio is not particularly limited, but may be less than about 100%, about 95%, about 90%, about 85%, about 80%, about 75%, about 70% Or less, about 60% or less, or about 55% or less.
  • the fourth angle is at least -80 degrees, -70 degrees, -60 degrees, -50 degrees, -40 degrees, -30 degrees, -20 degrees, -10 degrees, or more May be greater than or equal to -5 degrees and may be less than or equal to 80 degrees, less than or equal to 70 degrees, less than or equal to 60 degrees, less than or equal to 50 degrees, less than or equal to 40 degrees, less than or equal to 30 degrees, less than or equal to 20 degrees, less than or equal to 10 degrees, .
  • the advertising element may be configured such that the absolute value of the difference between the first angle and the fourth angle ranges from 0 degrees to 10 degrees. In other examples, the value may be 9 degrees or less, 8 degrees or less, 7 degrees or less, 6 degrees or less, 5 degrees or less, 4 degrees or less, 3 degrees or less, 2 degrees or less or 1 degree or less. Therefore, the second angle and the third angle may be substantially equal to each other.
  • the advertisement element may be configured such that the absolute value of the sum of the second angle and the third angle is in the range of 0 degree to 10 degrees. In other examples, the value may be 9 degrees or less, 8 degrees or less, 7 degrees or less, 6 degrees or less, 5 degrees or less, 4 degrees or less, 3 degrees or less, 2 degrees or less or 1 degree or less. Therefore, the second angle and the third angle are opposite in sign to each other, and their numerical values may be substantially equal to each other.
  • the first light-path change element may be a prism film or a reflective oblique louver film.
  • the term " prism " may refer to a polyhedral optical element that is used to refract and / or disperse incident light and is specifically formed of a transparent solid material that refracts or reflects incident light , Transparent, and polyhedral optical elements.
  • the prism film may mean a film in which a plurality of prisms are regularly or irregularly arranged.
  • the shape of the prism is not particularly limited as long as it can change the path of light incident on the light entrance surface or the light exit surface of the optical path changing element.
  • a prism having a triangular shape in cross section orthogonal to the ridge line of the prism can be applied.
  • the prism film may have a refractive index of 1.1 to 2.0.
  • the refractive index may be 1.2 or more, 1.25 or more, 1.3 or more, 1.35 or more, or 1.4 or more, and may be 1.9 or less, 1.85 or less, 1.8 or less, 1.75 or less or 1.7 or less.
  • the refractive index may be 1.41 or more, 1.42 or more, 1.43 or more, 1.44 or more, or 1.45 or more, and may be 1.70 or less, 1.69 or less, 1.68 or less, 1.67 or less, 1.66 or less or 1.65 or less.
  • a method of measuring the refractive index is known, and its reference wavelength is as described above.
  • the refractive index may be a value measured at a wavelength of 633 nm using a prism coupler from Metricon. Further, the refractive index of the prism film can be adjusted in an appropriate range according to its thickness.
  • the prism film when the prism film is applied to the first optical path changing element, the prism film may be a triangular prism film, specifically, a triangular prismatic film.
  • the term " triangular prism " means a prism having a triangular shape in cross section orthogonal to the ridgeline of the prism.
  • the shape of a cross section orthogonal to the ridge line of the prism is one base and two hypotenuses
  • the prism with triangular prism may mean a triangular prism having at least two sides different in length from three sides of a triangular cross-section orthogonal to the ridge line of the prism.
  • the triangular prism film may be such that the vertexes formed by the two hypotenuses are directed to the light incidence surface of the prism film, or to the light exiting surface of the prism film.
  • the prismatic triangular prismatic film that can be applied as the first optical path changing element may be a prismatic triangular prismatic film in which a base of a triangle is orthogonal to any one of the hypotenuse.
  • the fact that the base of the triangle is orthogonal to any one of the hypotenes means that the angle formed by the base and hypotenuses is about 90 degrees, and the angle may be an angle considering the above-mentioned error range.
  • the apex angle of the diagonal triangular prism included in the first optical path change element may be in the range of 15 degrees to 75 degrees.
  • the term " apex angle " may refer to an angle formed by two hypotenuses, excluding the base of a triangle.
  • the apex angle may be greater than 15.0 degrees, greater than 15.1 degrees, greater than 15.2 degrees, greater than 15.3 degrees, greater than 15.4 degrees, or greater than 15.5 degrees, and less than or equal to 74.9 degrees, less than or equal to 74.8 degrees, less than or equal to 74.7 degrees, 74.5 degrees or less.
  • the prism film including the prismatic triangular prism described above is used as the first optical path changing element so that light incident at the incident angle at the incident angle of the first angle can be emitted at the second angle, So that light incident at an angle can be emitted at the first angle.
  • louver film &quot may refer to a film comprising a light transmitting portion and a louver shielding the light, wherein a plurality of micro louvers are patterned at regular intervals in the light transmitting portion It can mean film.
  • the plurality of micro-louvers formed inside the louver film can cause the light incident on the louver film to be emitted as light having an angle of a predetermined range, or absorbed or blocked in the louver film.
  • the reflection type inclined louver film of the present application may include a reflection type louver and a light transmission portion. Further, the reflection type inclined louver film may mean a film having a structure in which the reflection type louvers are patterned at regular intervals in the light transmission portion. Specifically, the reflection type sloping louver film may be arranged so that the reflection type louver has a predetermined inclination angle within the light transmission portion. For example, in the reflection type sloping louver film, a plurality of reflection type louvers may be disposed in the light transmission portion so as to have the inclination angle of the second angle.
  • the light control film may be an absorbing oblique louver film.
  • the absorption type inclined louver film is arranged so that the absorption type louver has a predetermined inclination angle in the light transmission portion, and the absorption type louver transmits only the light incident at an angle within a predetermined range, Absorbing louvers. More specifically, the absorption type inclined louver film can transmit only the light incident at the second angle to the light-incoming surface or the light-exiting surface, and the light incident at another angle, for example, at the third angle, Reflected, and blocked.
  • the transmittance of light incident in the opposite direction can be reduced.
  • the absorption type inclined louver film may have a plurality of absorption louvers formed at an inclination angle of the second angle.
  • the term " tilt angle " may mean an angle having a small absolute value of the angle between the normal to the light incoming or outgoing surface of the louver film and the louver, and the angle measured in the clockwise direction with respect to the normal is positive The angle measured in the counterclockwise direction is displayed as a negative number. That is, the absorption type inclined louver film applied to the light control film may be formed in a direction parallel to the light incident at the second angle.
  • the fact that the absorbing louver is formed in a direction parallel to the light incident at the second angle can mean that it is formed so as to transmit light incident at the second angle.
  • the fact that two directions are parallel can include not only the case where they are completely geometrically parallel but also the case where they can intersect at an angle within the above-mentioned error range.
  • the inclination angle of the absorbing louver When the inclination angle of the absorbing louver is formed in a direction parallel to the light incident at the second angle, it is possible to transmit the light of the second angle emitted from the first optical path changing element and incident on the light control film, The light of the second angle emitted from the second optical path changing element and incident on the light control film is transmitted while the light of the third angle is simultaneously absorbed or reflected to be blocked.
  • the kind of the material constituting the louver film applied to the present application is not particularly limited.
  • a polymer known to have high light transmittance may be applied to the light transmitting portion.
  • a thermosetting resin, a thermosetting resin, a curable resin that can be cured by heat treatment such as UV light or light irradiation, and the like can be applied.
  • resins include cellulose resins such as cellulose acetate butyrate and triacetyl cellulose; Polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene; Polyester resins such as polyethylene terephthalate; Polystyrene resin, polyurethane resin, polyvinyl chloride resin, acrylic resin, polycarbonate resin and the like.
  • a light shielding material capable of absorbing or reflecting light may be applied.
  • the absorbent louver film may include a louver to which light absorbing material is applied.
  • the reflective louver film may also include a louver to which light reflecting material is applied.
  • the light absorbing material include black or gray pigments such as carbon black, or dark colored pigments or dyes such as dyes, or polymers that can be applied to the above-mentioned light transmitting portion containing at least one of them .
  • the material that reflects light include aluminum (Al), silver (Ag), copper (Cu), gold (Au), nickel (Ni), palladium (Pd), platinum (Pt) , Oxides of the above metals, and the like.
  • the second optical path changing element may be a prism film.
  • the prism film when the prism film is applied to the second optical path changing element, the prism film may have a refractive index of 1.1 to 2.0.
  • the refractive index may be 1.2 or more, 1.25 or more, 1.3 or more, 1.35 or more, or 1.4 or more, and may be 1.9 or less, 1.85 or less, 1.8 or less, 1.75 or less or 1.7 or less.
  • the refractive index may be 1.41 or more, 1.42 or more, 1.43 or more, 1.44 or more, or 1.45 or more, and may be 1.70 or less, 1.69 or less, 1.68 or less, 1.67 or less, 1.66 or less or 1.65 or less.
  • the refractive index of the prism film can be adjusted in a suitable range according to the thickness of the prism film.
  • the refractive index of the prism film included in the first optical path change element and the refractive index of the prism film included in the second optical path change element may be the same or different from each other.
  • an isosceles triangular prism film or a quasi-triangular prism film can be applied as the second optical path changing element, and specifically, an isosceles triangular prism film can be applied.
  • the term " isosceles triangle " may mean a triangle having two sides that are the same or have substantially the same length, although there are some differences.
  • the fact that the isosceles triangle has substantially the same length means that it includes an error range, for example, a case where the difference in length between two sides is within 5% of the length of one side.
  • the apex angle of the isosceles triangle prism or the diagonal triangle prism may be in the range of 15 degrees to 75 degrees.
  • the vertex angle may be an angle formed by two hypotenuses of a cross section perpendicular to the ridge line of the prism in the triangular prism included in the second optical path changing element.
  • the angle may be, for example, not less than 15.0 degrees, not less than 15.1 degrees, not less than 15.2 degrees, not less than 15.3 degrees, not less than 15.4 degrees or not less than 15.5 degrees, not more than 75.0 degrees, not more than 75.9 degrees, not more than 75.8 degrees, 75.6 degrees or less or 75.5 degrees or less.
  • the advertising lips element of the present application may further comprise a micro-louver film.
  • the micro-louver film may also include a light-entering surface and a light-exiting surface as in the above-described optical path changing element.
  • an absorption type inclined louver film applied to the light control film may be applied as the micro-louver film.
  • the inclined louver film applied to the light control film can be referred to as a first micro-
  • the included micro-louver film can be referred to as a second micro-louver film.
  • the second micro-film When the second micro-louver film is applied, the second micro-film may be positioned such that its light incidence surface faces the light exiting surface of the second light-path changing element.
  • the second micro-louver film may have a plurality of louvers formed at the inclined angle of the fourth angle within the light transmitting portion. That is, in the second micro-louver film, a plurality of louvers may be formed in a direction parallel to the light incident on the light-entering surface or the light-exiting surface at the fourth angle. Thus, light incident at the fourth angle can be transmitted to the light-incoming surface or the light-exiting surface of the second micro-louver film.
  • the direction parallel to the light incident at the fourth angle means a direction including an error range, and may be, for example, within a range of an angle of the fourth angle +/- 2 degrees.
  • the second micro-film can transmit only the light incident at the incident angle of the fourth angle, and the light incident at the angle different from the fourth angle can be absorbed or reflected to be blocked.
  • the second micro-louver film transmits only the light incident at the fourth angle, so that a wide angle different from the light (for example, light having the fourth angle) transmitted through the advertisement element of the present application in the forward direction is obtained
  • the light that can transmit in the reverse direction of the advertising lips can have only a predetermined angle (for example, the fourth angle).
  • the thickness of the light control film may be in the range of 1 [mu] m to 400 [mu] m.
  • the thickness may be, for example, not less than 1 ⁇ ⁇ , not less than 2 ⁇ ⁇ , not less than 3 ⁇ ⁇ , not less than 4 ⁇ ⁇ , not less than 5 ⁇ ⁇ , not less than 6 ⁇ ⁇ , not less than 7 ⁇ ⁇ or not less than 8 ⁇ ⁇ , No more than 380 mu m, no more than 370 mu m, no more than 360 mu m, or no more than 350 mu m.
  • the thicknesses of the first optical path changing element and the second optical path changing element may independently be within the range of 5 ⁇ to 500 ⁇ .
  • the thickness may be, for example, 5 ⁇ or more, 6 ⁇ or more, 7 ⁇ or 8 ⁇ or more, and 500 ⁇ or less, 490 ⁇ or less, 480 ⁇ or less, 470 ⁇ or less, 460 ⁇ or less, 440 ⁇ or less, 430 ⁇ or less, 420 ⁇ or less, 410 ⁇ or 400 ⁇ or less, but is not limited thereto.
  • the advertising luminescent element may have a forward transmittance of at least 50%.
  • the value may be at least about 50%, at least about 55%, at least about 60%, at least about 65%, at least about 70%, at least about 75%, at least about 80% 95% or more.
  • the upper limit of the forward transmittance may be about 100%.
  • the advertising lips element may also have a reverse transmittance of less than about 50%, less than about 45%, less than about 40%, less than about 35%, less than about 30%, less than about 25%, less than about 20% About 10% or less, or about 5% or less.
  • the lower limit of the reverse transmittance may be about 0%.
  • the " transmittance " of a certain member means that the amount of light transmitted through the member is expressed in% with respect to the irradiated amount of light when the member is irradiated with light having a predetermined wavelength. Therefore, the forward transmittance of the advertising lenticular element may mean the ratio of the amount of incident light emitted from the second optical path changing element to the amount of incident light incident on the light incident surface of the first optical path changing element. Further, the reverse transmittance of the advertising luminescent element may mean the ratio of the amount of light emitted from the first optical path changing element to the amount of incident light incident on the light exiting surface of the second optical path changing element.
  • the present application also relates to an advertising luminaire.
  • the advertising apparatus of the present application may include at least one advertising element described above.
  • the term " advertisement device " means an apparatus that includes an advertisement element and has an advertisement rip function. Therefore, the advertising lending device is also configured so that the transmittance of the light incident in the forward direction is greater than the transmittance of the light incident in the reverse direction.
  • the same reference may be made to the content of the advertisement luminaire in terms of the degree of isolation, the forward transmittance and the reverse transmittance.
  • the advertising lending device may include one or two or more of the above-mentioned advertisement lending elements.
  • each of the advertising loupe elements can receive light transmitted through one of the advertising loupe elements along the forward direction to enter the first optical path changing element side of the other advertising loupe element .
  • the advertisement apparatus includes the first advertisement element and the second advertisement element positioned in the forward direction, the light exiting surface of the second light path changing element in the first advertising element, The light entrance surface of the first light path changing element is opposed to the first light path changing element.
  • the advertising lending device includes a plurality of advertising lending elements, the advertising lyre can be further improved.
  • the isolation ratio indicates how much the transmittance in the forward direction is increased relative to the transmittance in the reverse direction, which is defined as the following Equation 1, and the larger the value, the better the ad ripper performance Can:
  • Equation (1) IR denotes the advertising lid of the advertisement element, F denotes the forward transmittance of the advertising element, and B denotes the reverse transmittance of the advertising element.
  • the transmittance (F) of the light incident in the forward direction of the advertising lips device may be at least about 50%, at least about 55%, at least about 60%, at least about 65%, at least about 70%, at least about 75% , At least about 85%, at least about 90%, or at least about 95%.
  • the upper limit of the forward transmittance may be about 100%.
  • the transmittance (B) of the light incident in the reverse direction of the advertising laminator is less than about 50%, less than about 45%, less than about 40%, less than about 35%, less than about 30%, less than about 25% Or less, about 15% or less, about 10% or less, or about 5% or less.
  • the lower limit of the reverse transmittance may be about 0%.
  • the advertisement apparatus may further include a light path controller, such as a prism or a reflector, which can additionally control the light path, if necessary, in addition to being included in the above-mentioned advertisement element.
  • the lips device may comprise additional optical elements other than the above if desired.
  • the advertising luminaire may include an optical element, such as a louver plate. Such a louver plate or the like may be provided on, for example, the side where the light advancing in the forward direction is finally emitted, for example, on the light exiting surface of the second optical path changing element described above.
  • an advertising apparatus with high transmittance in a forward direction is provided.
  • Such advertising equipment can be applied to a variety of applications such as, for example, optical communication, laser optics, security, privacy protection, brightness enhancement of displays, or military concealment cover
  • the advertisement lip device of the present application has an advantage that the advertisement lip function can be driven without applying any external force.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a structure of an advertising lid device according to the present application.
  • the advertisement element of this embodiment modeled a device having a structure as shown in Fig. 1, and simulated its performance using predetermined software.
  • the simulation was performed using LightTools, a ray tracing simulation software from Synopsys.
  • a structure in which the first optical path change element 10, the optical control film 20, and the second optical path change element 30 are sequentially stacked is modeled by the advertisement element 1.
  • the first optical path changing element 10 is a film-shaped element composed of a triangular prism array having a vertex angle of 60 degrees, to which a urethane acrylate-based UV curable resin (refractive index with respect to 550 nm wavelength light: about 1.65) .
  • the light control film 20 is an absorbent louver film in which a plurality of absorption layer louvers are arranged at an inclination angle of about 33.5 degrees.
  • the second optical path changing element 30 is in the form of a film composed of an isosceles triangular prism array to which a urethane acrylate system UV curable resin (refractive index for 550 nm wavelength light: about 1.65) is applied and whose apex angle is about 58 degrees.
  • each of the first optical path changing element 10, the optical control film 20 and the second optical path changing element 30 was set to about 200 ⁇ , and they were laminated to form one film, Respectively. Then, transmittances F and B in the forward and reverse directions were calculated through simulation software.
  • the forward light transmittance (F) obtained by directing light having a wavelength of 550 nm to the above-described type of advertising luminescent element was about 84%
  • the reverse light transmittance (B) obtained by the reverse light irradiation was about 42 %.
  • the isolation (IR) according to Equation 1 was about 3.

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Abstract

본 출원은, 광고립 소자에 대한 것이다. 본 출원의 광고립 소자는 정 방향 투과율이 우수하고, 별도의 외력이 요구되지 않을 수 있다. 이러한 광고립 소자는, 예를 들면, 광통신이나 레이저 광학 분야, 보안, 사생활 보호 분야, 디스플레이의 휘도 향상 또는 군사용 은폐 엄폐 등의 다양한 용도에 적용될 수 있다.

Description

광고립 소자
본 출원은, 2017년 10월 20일에 대한민국 특허청에 제출된 특허출원 제10-2017-0136743호의 출원일의 이익을 주장하고, 그 내용 전부는 본 출원에 포함된다.
본 출원은 광고립 소자에 대한 것이다.
광고립 장치는, 정 방향에서의 광 투과율이 역 방향에서의 광 투과율에 비하여 높은 장치이고, 광 다이오드(optical diode)라고도 불린다. 광고립 장치는, 광통신이나 레이저 광학 분야에서 불필요한 반사광을 막는 것에 사용될 수 있다. 또한, 광고립 장치는 건물 또는 자동차 유리에 적용되어 보안이나 사생활 보호 등에 사용될 수도 있다. 광고립 장치는 또한 다양한 디스플레이에서의 휘도 향상용으로 적용될 수 있고, 은폐 엄폐용 군용 제품 등에도 적용될 수 있다.
광고립 장치로는, 패러데이 광고립 장치가 알려져 있다. 패러데이 광고립 장치는, 각각의 흡수축이 서로 45 도를 이루도록 배치된 제1 및 제2 편광자와, 이들 사이에 배치된 패러데이 회전자를 포함한다. 제1 편광자를 통과하여 선편광된 입사광을 패러데이 회전자는 45 도 회전시키고, 회전된 광은 제2 편광자를 투과하게 된다(Forward direction). 반대로 제2 편광자를 투과한 선편광된 광은 패러데이 회전자에 의해 45 도 회전하게 되면, 제1 편광자의 흡수축과 평행하게 되기 때문에, 제1 편광자를 투과할 수 없다(Backward direction).
패러데이 광고립 장치는, 구동을 위해 매우 큰 외부 자기장이 필요하고, 고가의 재료가 적용되어야 하기 때문에 대면적화 등이 곤란하고, 이론적으로 정 방향(forward direction)으로 최대 50% 까지만 입사광을 투과시킬 수 있다.
본 출원은 정 방향 투과율이 높고, 구동을 위해 외부 자기장이 요구되지 않으며, 저비용으로도 제조될 수있고, 대면적화가 가능한 광고립 소자를 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다.
본 출원에서, 용어 「광고립 소자」는, 어느 한 방향의 입사광의 투과율이 그와는 다른 방향의 입사광의 투과율 보다 크게 되도록 구성된 소자를 의미할 수 있다. 광고립 소자에서, 입사광의 투과율이 큰 방향은 정 방향(Forward direction)으로 호칭될 수 있고, 작은 방향은 역 방향(Backward direction)으로 호칭될 수 있다. 상기에서, 정 방향과 역 방향은 서로 약 160 도 내지 약 200 도 정도의 각도를 이룰 수 있다. 상기 각도는, 예를 들어, 약 165 도 이상, 170 도 이상, 175 도 이상일 수 있고, 약 195 도 이하, 약 190 도 이하, 약 185 도 이하일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 후술하는 입광면은 상기 정 방향으로 진행하는 광이 입사되는 면을 의미할 수 있다. 그리고, 후술하는 출광면은 상기 역 방향으로 진행하는 광이 입사되는 면을 의미할 수 있다.
본 명세서에서 용어 「투과율」, 「위상차값」, 「반사율」 및 「굴절률」 등의 광학적 물성의 기준 파장은, 광고립 장치를 사용하여 고립하고자 하는 광에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 광고립 장치를 가시광 영역의 광을 고립시키고자 하는 경우, 상기 투과율 등의 기준 파장은, 예를 들면, 400 nm 내지 700 nm의 범위 내의 어느 한 파장 또는 약 550 nm 파장의 광을 기준으로 한 수치이다. 다른 예시에서, 적외선 영역의 광을 고립시키고자 하는 경우, 상기 투과율 등의 기준 파장은, 예를 들면, 1000 nm의 파장의 광을 기준으로 정해질 수 있다. 또 다른 예시에서, 자외선 영역의 광을 고립시키고자 하는 경우, 상기 투과율 등의 기준 파장은, 예를 들면, 250 nm의 파장을 기준으로 정해질 수 있다.
본 출원에서 용어 「입사각」은, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 입광면 또는 출광면의 법선을 기준으로 측정된 각도 중 절대값이 작은 각도이다. 또한, 본 출원에서 용어 「출사각」은, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 입광면 또는 출광면의 법선을 기준으로 측정된 각도 중 절대값이 작은 각도이다. 상기에서, 법선을 기준으로 시계 방향으로 측정된 각도는 양수로 표시될 수 있고, 반시계 방향으로 측정된 각도는 음수로 표시될 수 있다.
본 출원에서, 각도를 나타내는 값은 오차 범위를 고려한 값일 수 있다. 각도를 나타내는 값은 예를 들어, 수직, 평행, 입사각, 출사각 및/또는 경사각 등을 의미할 수 있고, 상기 오차 범위는 ±10 도 이내, ±9 도 이내, ±8 도 이내, ±7 도 이내, ±6 도 이내, ±5 도 이내, ±4 도 이내, ±3 도 이내, ±2 도 이내, 또는 ±1 도 이내일 수 있다.
본 출원은 광고립 소자에 관한다. 본 출원의 광고립 소자는 제1 광로 변경 소자, 광 제어 필름 및 제2 광로 변경 소자를 순차적으로 포함할 수 있다. 제1 및 제2 광로 변경 소자와 광 제어 필름은 각각 입광면과 출광면을 포함할 수 있다. 제1 광로 변경 소자의 출광면과 광 제어 필름의 입광면, 광 제어 필름의 출광면과 제2 광로 변경 소자의 입광면, 그리고 광 제어 필름의 출광면과 제2 광로 변경 소자의 입광면은 대향할 수 있다. 본 출원에서, 어떤 한 면과 다른 한 면이 대향한다는 것은, 양 면이 서로 마주 보는 형태로 위치한 형태를 의미할 수 있다.
본 출원에서, 용어 「입광면」 및 「출광면」에 대한 설명은 전술한 바와 같다.
본 명세서에서, 용어 「광로 변경 소자」는 입사광을 굴절, 반사 또는 회절시켜서, 입사광의 진행 경로를 변경할 수 있는 소자를 의미할 수 있다. 또한, 용어 「광 제어 필름」은 소정의 각도의 입사광 만을 투과시키고, 이와는 다른 각도의 입사광은 흡수 또는 반사함으로써 차단할 수 있는 필름을 의미할 수 있다.
제1 광로 변경 소자는, 제1 각도의 입사각으로 입사된 광을 제2 각도의 출사각으로 출사시킬 수 있도록 구성된 소자일 수 있다. 상기 제1 각도 및 상기 제2 각도는 서로 다른 각도일 수 있다. 상기 제1 각도는 -90 도 초과이면서 90 도 미만일 수 있다. 상기 제1 각도는, 다른 예시에서, -80 도 이상, -70 도 이상, -60 도 이상, -50 도 이상, -40 도 이상, -30 도 이상, -20 도 이상, -10 도 이상 또는 -5 도 이상 일 수 있고, 80 도 이하, 70 도 이하, 60 도 이하, 50 도 이하, 40 도 이하, 30 도 이하, 20 도 이하, 10 도 이하 또는 5 도 이하 일 수 있으며, 약 0 도일 수 있다.
상기 제2 각도는, 0 도 초과이면서 90 도 미만일 수 있다. 상기 제2 각도는, 다른 예시에서, 5 도 이상, 10 도 이상, 15 도 이상, 20 도 이상 또는 25 도 이상일 수 있고, 85 도 이하, 80 도 이하, 75 도 이하, 70 도 이하, 65 도 이하, 60 도 이하, 55 도 이하, 50 도 이하, 45 도 이하, 40 도 이하 또는 35 도 이하일 수 있으며, 약 30 도일 수도 있다.
상기 제2 각도는, 다른 예시에서, -90 도 초과이면서 0 도 미만일 수 있다. 제2 각도는, 다른 예시에서, -5 도 이하, -10 도 이하, -15 도 이하, -20 도 이하 또는 -25 도 이하일 수 있고, -85 도 이상, -80 도 이상, -75 도 이상, -70 도 이상, -65 도 이상, -60 도 이상, -55 도 이상, -50 도 이상, -45 도 이상, -40 도 이상 또는 -35 도 이상일 수 있으며, 약 -30 도일 수 있다.
광 제어 필름은, 입광면 또는 출광면에 상기 제2 각도의 입사각으로 입사된 광은 투과시키고, 입광면 또는 출광면에 제3 각도의 입사각으로 입사된 광은 흡수 또는 반사시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 광 제어 필름은 상기 제3 각도로 입사된 광을 차단시킬 수 있다. 상기 제2 각도와 상기 제3 각도는 서로 다른 각도일 수 있으며, 상기 제2 각도는 전술한 바와 같을 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제3 각도는, 0 도 초과이면서 90 도 미만일 수 있다. 상기 제3 각도는, 다른 예시에서 5 도 이상, 10 도 이상, 15 도 이상, 20 도 이상 또는 25 도 이상일 수 있고, 85 도 이하, 80 도 이하, 75 도 이하, 70 도 이하, 65 도 이하, 60 도 이하, 55 도 이하, 50 도 이하, 45 도 이하, 40 도 이하 또는 35 도 이하일 수 있고, 약 30도일 수도 있다. 또 다른 예시에서, 상기 제3 각도는, -90 도 초과이면서 0 도 미만일 수 있다. 제3 각도는, 다른 예시에서 -5 도 이하, -10 도 이하, -15 도 이하, -20 도 이하 또는 -25 도 이하일 수 있고, -85 도 이상, -80 도 이상, -75 도 이상, -70 도 이상, -65 도 이상, -60 도 이상, -55 도 이상, -50 도 이상, -45 도 이상, -40 도 이상 또는 -35 도 이상일 수 있고, 약 -30 도일 수도 있다.
하나의 예시에서, 제2 광로 변경 소자는 입광면에 상기 제2 각도의 입사각으로 입사된 광을 제4 각도로 출사시킬 수 있고, 출광면에 상기 제4 각도로 입사된 광을 상기 제2 각도 또는 상기 제3 각도로 분할하여 출사시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
상기에서 제2 광로 변경 소자의 출광면에 상기 제4 각도의 입사각으로 입사되는 광의 광량 대비, 제2 광로 변경 소자에서 상기 제2 각도의 출사각으로 출사되는 광의 광량은 95 % 이하일 수 있다. 상기 비율은, 다른 예시에서, 약 90 % 이하, 약 85 % 이하, 약 80 % 이하, 약 75 % 이하, 약 70 % 이하, 약 65 % 이하, 약 60 % 이하, 또는 약 55 % 이하일 수 있지만, 이제 특별히 한정되는 것은 아니다. 상기 비율의 하한은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 0 % 초과, 약 5 % 이상, 약 10 % 이상, 약 15 % 이상, 약 20 % 이상, 약 25 % 이상, 약 30 % 이상, 약 35 % 이상, 약 40 % 이상, 약 45 % 이상일 수 있다.
상기에서, 제2 광로 변경 소자의 출광면에 상기 제4 각도의 입사각으로 입사되는 광의 광량 대비, 제2 광로 변경 소자에서 상기 제3 각도의 출사각으로 출사되는 광의 광량은 5 % 이상일 수 있다. 상기 비율은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어, 약 10 % 이상, 약 15 % 이상, 약 20 % 이상, 약 25 % 이상, 약 30 % 이상, 약 35 % 이상, 약 40 % 이상, 또는 약 45 % 이상일 수 있다. 또한, 상기 비율의 상한은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 100 % 미만, 약 95 % 이하, 약 90 % 이하, 약 85 % 이하, 약 80 % 이하, 약 75 % 이하, 약 70 % 이하, 약 65 % 이하, 약 60 % 이하, 또는 약 55 % 이하일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제4 각도는 -80 도 이상, -70 도 이상, -60 도 이상, -50 도 이상, -40 도 이상, -30 도 이상, -20 도 이상, -10 도 이상 또는 -5 도 이상 일 수 있고, 80 도 이하, 70 도 이하, 60 도 이하, 50 도 이하, 40 도 이하, 30 도 이하, 20 도 이하, 10 도 이하 또는 5 도 이하 일 수 있으며, 약 0 도일 수 있다.
광고립 소자는, 상기 제1 각도와 상기 제4 각도의 차이의 절대값이 0 도 내지 10 도의 범위 내가 되도록 구성될 수 있다. 상기 값은, 다른 예시에서, 9 도 이하, 8 도 이하, 7 도 이하, 6 도 이하, 5 도 이하, 4 도 이하, 3 도 이하, 2 도 이하 또는 1 도 이하일 수 있다. 따라서, 상기 제2 각도 및 상기 제3 각도는, 실질적으로 서로 동일할 수 있다.
광고립 소자는, 상기 제2 각도와 상기 제3 각도의 합계의 절대값이 0 도 내지 10 도의 범위 내가 되도록 구성될 수 있다. 상기 값은, 다른 예시에서, 9 도 이하, 8 도 이하, 7 도 이하, 6 도 이하, 5 도 이하, 4 도 이하, 3 도 이하, 2 도 이하 또는 1 도 이하일 수 있다. 따라서, 상기 제2 각도 및 상기 제3 각도는, 서로 부호가 반대이면서, 그 수치는 실질적으로 서로 동일할 수 있다.
입사광 또는 출사광이 상기한 제1 각도 내지 제4 각도를 만족할 수 있도록 구성함으로써, 입광면으로 입사된 광의 투과율(정 방향 투과율)이 출광면으로 입사된 광의 투과율(역 방향 투과율) 보다 높은 광고립 소자를 구현할 수 있다. 즉, 양 방향으로 입사되는 광의 투과율이 비대칭인 광학 소자를 구현할 수 있다.
하나의 예시에서, 제1 광로 변경 소자는 프리즘 필름 또는 반사형 경사 루버 필름일 수 있다.
본 출원에서, 용어 「프리즘」은 입사된 광을 굴절 및/또는 분산시킬 때 사용되는, 다면체의 광학 소자를 의미할 수 있고, 구체적으로 입사된 광을 굴절시키거나 반사하는 투명한 고체 재료로 형성되고, 투명하며, 다면체인 광학 소자를 의미할 수 있다. 프리즘 필름은, 복수의 프리즘이 규칙적 또는 불규칙적으로 배치되어 있는 필름을 의미할 수 있다. 프리즘의 형상은, 광로 변경 소자의 입광면 또는 출광면으로 입사하는 광의 경로를 변경할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 프리즘으로는, 프리즘의 능선에 직교하는 단면의 형상이 삼각형인 프리즘이 적용될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 프리즘 필름은 굴절률이 1.1 내지 2.0일 수 있다. 상기 굴절률은 다른 예시에서, 1.2 이상, 1.25 이상, 1,3 이상, 1.35 이상 또는 1.4 이상일 수 있고, 1.9 이하, 1.85 이하, 1.8 이하, 1.75 이하, 또는 1.7 이하일 수 있다. 상기 굴절률은 또 다른 예시에서, 1.41 이상, 1.42 이상, 1.43 이상, 1.44 이상 또는 1.45 이상일 수 있으며, 각각 1.70 이하, 1.69 이하, 1.68 이하, 1.67 이하, 1.66이하 또는 1.65 이하일 수 있다. 또한, 상기 굴절률의 측정 방법은 공지이고, 이의 기준 파장은 전술한 바와 같다. 하나의 예시에서, 굴절률은 메트리콘(Metricon)사의 프리즘 커플러를 사용하여 633 ㎚의 파장에서 측정된 값일 수 있다. 또한, 프리즘 필름의 굴절률은 이의 두께에 따라 적절한 범위에서 조절될 수 있다.
하나의 예시에서, 제1 광로 변경 소자로 프리즘 필름이 적용될 때, 상기 프리즘 필름은 삼각형 프리즘 필름, 구체적으로 부등변 삼각형 프리즘 필름일 수 있다.
본 출원에서, 용어 「삼각형 프리즘」은, 프리즘의 능선에 직교하는 단면의 형상이 삼각형인 프리즘을 의미할 수 있고, 구체적으로 프리즘의 능선에 직교하는 단면의 형상이 하나의 밑변과 두개의 빗변을 가지는 삼각형인 프리즘을 의미할 수 있다. 또한, 부등변 삼각형 프리즘은, 삼각형인 프리즘의 능선에 직교하는 단면의 세 변 중 적어도 두 변의 길이가 상이한 삼각형인 프리즘을 의미할 수 있다. 일 예시에서, 삼각형 프리즘 필름은 두 빗변이 형성하는 꼭지점이 프리즘 필름의 입광면을 향하는 것일 수도 있고, 또는 프리즘 필름의 출광면을 향하는 것일 수도 있다.
제1 광로 변경 소자로 적용될 수 있는 부등변 삼각형 프리즘 필름은, 삼각형의 밑변과 어느 하나의 빗변이 직교하는 부등변 삼각형 프리즘 필름일 수 있다. 삼각형의 밑변과 어느 하나의 빗변이 직교한다는 것은, 밑변과 빗변이 형성하는 각도가 약 90 도인 것을 의미할 수 있으며, 상기 각도는 전술한 오차 범위를 고려한 각도일 수 있다.
다른 예시에서, 제1 광로 변경 소자에 포함되는 부등변 삼각형 프리즘의 꼭지각은 15 도 내지 75 도의 범위 내일 수 있다.
본 출원에서, 용어 「꼭지각」은 삼각형의 밑변을 제외한, 두 빗변이 형성하는 각을 의미할 수 있다. 상기 꼭지각은, 다른 예시에서, 15.0 도 이상, 15.1 도 이상, 15.2 도 이상, 15.3 도 이상, 15.4 도 이상 또는 15.5 도 이상일 수 있고, 74.9 도 이하, 74.8 도 이하, 74.7 도 이하, 74.6 도 이하 또는 74.5 도 이하일 수 있다. 상기한 부등변 삼각형 프리즘을 포함하는 프리즘 필름을 제1 광로 변경 소자로 적용함으로써, 입광면에 상기 제1 각도의 입사각으로 입사된 광을 상기 제2 각도로 출사시킬 수 있고, 출광면에 상기 제2 각도로 입사된 광을 상기 제1 각도로 출사시킬 수 있다.
본 출원에서, 용어 「루버 필름」은 광 투과부와 광을 차폐하는 루버를 포함하는 필름을 의미할 수 있으며, 다수의 미세 루버(louver)가 광 투과부 내에서 일정한 간격으로 패턴화되어 있는 구조를 가지는 필름을 의미할 수 있다. 루버 필름 내부에 형성된 다수의 미세 루버는, 루버 필름에 입사된 광이 소정 범위의 각도를 가지는 광으로 출사되거나, 루버 필름 내에서 흡수 또는 차단되도록 할 수 있다.
본 출원의 반사형 경사 루버 필름은, 반사형 루버 및 광 투과부를 포함할 수 있다. 또한, 반사형 경사 루버 필름은 반사형 루버가 광 투과부 내에서 일정한 간격으로 패턴화되어 있는 구조를 가지는 필름을 의미할 수 있다. 구체적으로, 반사형 경사 루버 필름은 광 투과부 내에 반사형 루버가 소정의 경사각을 가지도록 배치되어 있을 수 있다. 예를 들어, 반사형 경사 루버 필름에서는 광 투과부 내에 복수의 반사형 루버가 제2 각도의 경사각을 가지도록 배치되어 있을 수 있다.
다른 예시에서, 광 제어 필름은 흡수형 경사 루버 필름일 수 있다. 구체적으로, 흡수형 경사 루버 필름은 광 투과부 내에 흡수형 루버가 소정의 경사각을 가지도록 배치되어 있으며, 흡수형 루버는 소정 범위의 각도로 입사하는 광 만을 투과시키고, 그 외의 각도로 입사하는 광을 흡수하는 루버일 수 있다. 더 구체적으로, 흡수형 경사 루버 필름은, 입광면 또는 출광면에 상기 제2 각도로 입사한 광만을 투과시킬 수 있고, 이외의 각도, 예를 들어, 상기 제3 각도로 입사한 광은 흡수 또는 반사하여, 차단할 수 있다.
광 제어 필름으로 흡수형 경사 루버 필름을 적용함으로써, 역 방향으로 입사하는 광의 투과율을 감소시킬 수 있다.
흡수형 경사 루버 필름은 복수의 흡수형 루버가 제2 각도의 경사각으로 형성되어 있을 수 있다. 본 출원에서, 용어 「경사각」은, 루버 필름의 입광면 또는 출광면의 법선과 루버가 이루는 각도 중 절대값이 작은 각도를 의미할 수 있고, 법선을 기준으로 시계 방향으로 측정된 각도는 양수로 반시계 방향으로 측정된 각도는 음수로 표시된다. 즉, 광 제어 필름에 적용되는 흡수형 경사 루버 필름은 복수의 흡수형 루버가 상기 제2 각도로 입사되는 광과 평행한 방향으로 형성되어 있을 수 있다. 또한, 흡수형 루버가 제2 각도로 입사되는 광과 평행한 방향으로 형성되어 있다는 것은, 제2 각도로 입사하는 광을 투과시킬 수 있도록 형성되어 있는 것을 의미할 수 있다. 또한, 어느 두 방향이 평행하다는 것은 기하학적으로 완전히 평행한 경우뿐만 아니라, 상기한 오차 범위 내의 각도로 교차할 수 있는 경우까지 포함할 수 있다.
흡수형 루버의 경사각이 상기 제2 각도로 입사되는 광과 평행한 방향으로 형성되어 있는 경우, 제1 광로 변경 소자로부터 출사되어 광 제어 필름으로 입사되는 상기 제2 각도의 광을 투과시킬 수 있고, 제2 광로 변경 소자로부터 출사되어 광 제어 필름으로 입사되는 상기 제2 각도의 광은 투과시키면서, 동시에 상기 제3 각도의 광은 흡수 또는 반사하여 차단시킬 수 있다.
본 출원에 적용되는 루버 필름을 구성하는 재료의 종류는 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 광 투과부로는 높은 광 투과율을 가지는 것으로 알려진 중합체가 적용될 수 있다. 이와 같은 중합체로는, 열가소성 수지, 열경화성 수지, UV 광선 등의 열처리 또는 광조사 등으로 경화 가능한 경화성 수지 등이 적용될 수 있다. 이러한 수지의 예로는, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지; 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지; 폴리스티렌 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리비닐 클로라이드 수지, 아크릴 수지, 폴리카르보네이트 수지 등을 들 수 있다. 또한, 광을 차폐하는 루버로는 광을 흡수하거나 반사하는 광 차폐 재료가 적용될 수 있다.
구체적으로, 흡수형 루버 필름은 광을 흡수하는 재료가 적용된 루버를 포함할 수 있다. 또한, 반사형 루버 필름은 광을 반사하는 재료가 적용된 루버를 포함할 수 있다. 광을 흡수하는 재료의 예로는, 카본 블랙 등의 흑색 또는 회색 안료 또는 염료 등의 어두운 색상의 안료 또는 염료, 또는 이들 중 적어도 하나를 함유하는 전술한 광 투과부에 적용될 수 있는 중합체 등을 들 수 있다. 또한, 광을 반사하는 재료의 예로는, 알루미늄(Al), 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 백금(Pt) 및 크롬(Cr) 등의 금속, 또는 상기 금속의 산화물 등을 들 수 있다.
하나의 예시에서, 제2 광로 변경 소자는 프리즘 필름일 수 있다.
또한, 제2 광로 변경 소자로 프리즘 필름이 적용될 때, 상기 프리즘 필름은 굴절률이 1.1 내지 2.0일 수 있다. 상기 굴절률은 다른 예시에서, 1.2 이상, 1.25 이상, 1,3 이상, 1.35 이상 또는 1.4 이상일 수 있고, 1.9 이하, 1.85 이하, 1.8 이하, 1.75 이하, 또는 1.7 이하일 수 있다. 상기 굴절률은 또 다른 예시에서, 1.41 이상, 1.42 이상, 1.43 이상, 1.44 이상 또는 1.45 이상일 수 있으며, 각각 1.70 이하, 1.69 이하, 1.68 이하, 1.67 이하, 1.66이하 또는 1.65 이하일 수 있다. 또한, 상기 굴절률의 측정 방법, 기준 파장은 전술한 바와 같고, 프리즘 필름의 굴절률은 이의 두께에 따라 적절한 범위에서 조절될 수 있다. 또한, 제1 광로 변경 소자에 포함되는 프리즘 필름의 굴절률과 제2 광로 변경 소자에 포함되는 프리즘 필름의 굴절률은 같을 수도 있고, 서로 다를 수도 있다.
다른 예시에서, 제2 광로 변경 소자로는 이등변 삼각형 프리즘 필름 또는 부등변 삼각형 프리즘 필름이 적용될 수 있고, 구체적으로 이등변 삼각형 프리즘 필름이 적용될 수 있다.
본 출원에서, 용어 「이등변 삼각형」은 두 변이 동일하거나, 다소 차이가 있더라도 실질적으로 동일한 길이를 가지는 삼각형을 의미할 수 있다. 이등변 삼각형이 실질적으로 동일한 길이를 가진다는 것은 오차 범위를 포함하는 것을 의미하며, 예를 들어 두 변의 길이의 차이가 한 변의 길이의 5% 이내인 경우를 의미할 수 있다. 제2 광로 변경 소자로 이등변 삼각형 프리즘을 적용함으로써, 역 방향으로 입사되는 상기 제4 각도의 광의 일부를 상기 제2 각도로 분할하여 출사시킬 수 있고, 상기 제4 각도의 광의 나머지 일부를 전술한 상기 제3 각도로 출사시킬 수 있다. 상기 제3 각도로 출사되는 광은, 광 제어 필름에 의해 흡수되거나 차단될 수 있다.
하나의 예시에서, 제2 광로 변경 소자로 적용되는 삼각형 프리즘 필름에서, 이등변 삼각형 프리즘 또는 부등변 삼각형 프리즘의 꼭지각은 15도 내지 75도의 범위 내일 수 있다. 상기 꼭지각은 제2 광로 변경 소자에 포함되는 삼각형 프리즘에서, 프리즘의 능선에 직교하는 단면의 두 빗변이 형성하는 각도를 의미할 수 있다. 상기 각도는, 예를 들어, 15.0도 이상, 15.1도 이상, 15.2도 이상, 15.3도 이상, 15.4도 이상 또는 15.5도 이상일 수 있고, 75.0도 이하, 75.9도 이하, 75.8도 이하, 75.7도 이하, 75.6도 이하 또는 75.5도 이하일 수 있다.
다른 예시에서, 본 출원의 광고립 소자는 마이크로 루버 필름을 추가로 포함할 수 있다. 마이크로 루버 필름 또한, 상기한 광로 변경 소자 등과 마찬가지로 입광면 및 출광면을 포함할 수 있다. 또한, 마이크로 루버 필름으로서, 광 제어 필름에 적용되는 흡수형 경사 루버 필름이 적용될 수도 있다. 상기한 마이크로 루버 필름이 추가로 포함되고, 광 제어 필름으로서 상기한 흡수형 경사 루버 필름이 적용되는 경우, 광 제어 필름에 적용되는 경사 루버 필름을 제1 마이크로 루버 필름으로 지칭할 수 있고, 추가로 포함되는 마이크로 루버 필름을 제2 마이크로 루버 필름으로 지칭할 수 있다.
제2 마이크로 루버 필름이 적용되는 경우, 제2 마이크로 필름은 이의 입광면이 제2 광로 변경 소자의 출광면에 대향하도록 위치하고 있을 수 있다.
제2 마이크로 루버 필름은 광 투과부 내에서, 복수의 루버가 상기 제4 각도의 경사각으로 형성되어 있을 수 있다. 즉, 제2 마이크로 루버 필름에서는, 복수의 루버가, 입광면 또는 출광면에 상기 제4 각도로 입사되는 광과 평행한 방향으로 형성되어 있을 수 있다. 이에 따라, 제2 마이크로 루버 필름의 입광면 또는 출광면에 상기 제4 각도로 입사하는 광을 투과시킬 수 있다. 상기 제4 각도로 입사되는 광과 평행한 방향은 오차 범위를 포함하는 방향을 의미하며, 예를 들어 제4 각도±2도의 각도의 범위 내일 수 있다. 또한, 제2 마이크로 필름은 상기 제4 각도의 입사각으로 입사되는 광만을 투과시킬 수 있고, 상기 제4 각도와는 다른 각도로 입사되는 광은 흡수 또는 반사하여 차단시킬 수 있다. 제2 마이크로 루버 필름이 상기 제4 각도로 입사되는 광만을 투과시킴으로써, 본 출원의 광고립 소자를 정 방향으로 투과하여 출사되는 광(예를 들어, 제4 각도를 가지는 광)과는 다른 광각을 가지는 광이 출사되지 않도록 할 수 있고, 상기 광고립 소자를 역 방향으로 투과할 수 있는 광이 소정의 각도(예를 들어, 제4 각도) 만을 가지도록 할 수 있다.
하나의 예시에서, 광 제어 필름의 두께는 1 ㎛ 내지 400 ㎛의 범위 내일 수 있다. 상기 두께는, 예를 들어, 1 ㎛ 이상, 2 ㎛ 이상, 3 ㎛ 이상, 4 ㎛ 이상, 5 ㎛ 이상, 6 ㎛ 이상, 7 ㎛ 이상 또는 8 ㎛ 이상일 수 있고, 400 ㎛ 이하, 390 ㎛ 이하, 380 ㎛ 이하, 370 ㎛ 이하, 360 ㎛ 이하 또는 350 ㎛ 이하일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
다른 예시에서, 제1 광로 변경 소자 및는 제2 광로 변경 소자의 두께는 각각 독립적으로 5㎛ 내지 500㎛의 범위 내일 수 있다. 상기 두께는, 예를 들면, 5 ㎛ 이상, 6 ㎛ 이상, 7 ㎛ 이상 또는 8 ㎛ 이상일 수 있고, 500 ㎛ 이하, 490 ㎛ 이하, 480 ㎛ 이하, 470 ㎛ 이하, 460 ㎛ 이하, 450 ㎛ 이하, 440 ㎛ 이하, 430 ㎛ 이하, 420 ㎛ 이하, 410 ㎛ 이하 또는 400 ㎛ 이하일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
광고립 소자는 정 방향 투과율이 50 % 이상일 수 있다. 상기 값은, 약 50% 이상, 약 55% 이상, 약 60% 이상, 약 65% 이상, 약 70% 이상, 약 75% 이상, 약 80% 이상, 약 85% 이상, 약 90% 이상 또는 약 95% 이상일 수 있다. 상기 정 방향 투과율의 상한은 약 100%일 수 있다.
또한, 광고립 소자는 역 방향 투과율이 약 50% 미만, 약 45% 이하, 약 40% 이하, 약 35% 이하, 약 30% 이하, 약 25% 이하, 약 20% 이하, 약 15% 이하, 약 10% 이하 또는 약 5% 이하일 수 있다. 상기 역 방향 투과율의 하한은 약 0% 정도일 수 있다.
본 출원에서, 어떤 부재의 「투과율」은 소정의 파장을 가지는 광을 그 부재에 조사하였을 때, 조사된 광량 대비 그 부재를 투과한 광의 광량을 %로 나타낸 것을 의미한다. 따라서, 상기 광고립 소자의 정 방향 투과율은 제1 광로 변경 소자의 입광면에 입사된 입사광의 광량 대비, 제2 광로 변경 소자로부터 출사된 출사광의 광량의 비를 의미할 수 있다. 또한, 광고립 소자의 역 방향 투과율은 제2 광로 변경 소자의 출광면에 입사된 입사광의 광량 대비, 제1 광로 변경 소자로부터 출사된 출사광의 광량의 비를 의미할 수 있다.
본 출원은, 또한 광고립 장치에 관한 것이다. 본 출원의 광고립 장치는 전술한 광고립 소자를 적어도 하나 포함할 수 있다.
본 출원에서, 용어 「광고립 장치」는, 광고립 소자를 포함하고, 광고립 기능을 가지는 장치를 의미한다. 따라서, 광고립 장치 또한, 정 방향으로 입사된 광의 투과율이 역 방향으로 입사된 광의 투과율 보다 크게 되도록 구성되어 있다. 광고립 장치에 있어서, 고립도, 정 방향 투과율 및 역 방향 투과율의 범위에 관한 내용은 상기 광고립 소자에서 언급한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
광고립 장치는, 전술한 광고립 소자를 1개 또는 2개 이상 포함될 수 있다. 광고립 장치에 광고립 소자가 2개 이상 포함되는 경우, 각 광고립 소자는, 정 방향을 따라서 어느 하나의 광고립 소자를 투과한 광이 다른 광고립 소자의 제1 광로 변경 소자 측으로 입사할 수 있도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 광고립 장치가 정 방향으로 위치하는 제1 광고립 소자 및 제2 광고립 소자를 포함하는 경우, 제1 광고립 소자에서 제2 광로 변경 소자의 출광면과, 제2 광고립 소자에서 제1 광로 변경 소자의 입광면이 대향하도록 위치할 수 있다. 이와 같이, 광고립 장치가 복수의 광고립 소자를 포함함으로써, 광고립도를 보다 향상시킬 수 있다.
본 출원에서, 광고립도(isolation ratio) 는, 역 방향의 투과율에 대비 정 방향의 투과율이 얼마나 증가하였는지를 나타내는 것으로서, 이는 하기 식 1과 같이 정의되고, 그 값이 클수록 광고립 성능이 우수한 것을 의미할 수 있다:
[식 1]
IR = 10 Х log(F/B)
식 1에서, IR은 광고립 소자의 광고립도, F는 광고립 소자의 정 방향 투과율, B는 광고립 소자의 역방향 투과율을 의미한다.
복수의 광고립 소자들을 정 방향으로 투과하는 광은 광량의 손실 없이 계속 투과되지만, 역 방향으로 투과하는 광의 경우, 그 광량이 지수 함수적으로, 예를 들어 (0.5)n배(여기서, n은 광고립 소자의 개수를 의미한다)로 감소한다. 따라서, 적용된 광고립 소자의 개수가 늘어날수록, 광고립 장치의 광고립도는 지수함수적으로 증가할 수 있다.
광고립 장치의 정 방향으로 입사된 광의 투과율(F)은 약 50% 이상, 약 55% 이상, 약 60% 이상, 약 65% 이상, 약 70% 이상, 약 75% 이상, 약 80% 이상, 약 85% 이상, 약 90% 이상 또는 약 95% 이상일 수 있다. 상기 정 방향 투과율의 상한은 약 100%일 수 있다. 또한, 광고립 장치의 역 방향으로 입사된 광의 투과율(B)은, 약 50% 미만, 약 45% 이하, 약 40% 이하, 약 35% 이하, 약 30% 이하, 약 25% 이하, 약 20% 이하, 약 15% 이하, 약 10% 이하 또는 약 5% 이하일 수 있다. 상기 역 방향 투과율의 하한은 약 0% 정도일 수 있다.
상기와 같은 광고립 장치는 추가적인 구성을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 상기 광고립 장치는, 전술한 광고립 소자에 포함될 수 있는 것 외에 필요한 경우 추가적으로 광의 경로를 제어할 수 있는 프리즘 또는 반사판과 같은 광경로 제어기를 추가로 포함할 수 있다.또한, 광고립 장치는, 필요한 경우에 상기 이외에 추가적인 광학 요소를 포함할 수 있다. 예를 들면, 광고립 장치는, 루버 플레이트와 같은 광학 요소를 포함할 수 있다. 이러한 루버 플레이트 등은, 예를 들면, 정 방향으로 진행하는 광이 최종적으로 출사되는 측, 예를 들면 전술한 제2 광로 변경 소자의 출광면에 구비될 수 있다.
본 출원에서는, 정 방향으로의 투과율이 높은 광고립 장치가 제공된다. 이러한 광고립 장치는, 예를 들면, 광통신이나 레이저 광학 분야, 보안, 사생활 보호 분야, 디스플레이의 휘도 향상 또는 군사용 은폐 엄폐 등의 다양한 용도에 적용될 수 있다
또한, 본 출원의 광고립 소자는, 별도의 외력의 인가 없이도 광고립 기능이 구동될 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 출원에 따른 광고립 소자의 구조를 나타내는 개략도이다.
이하, 실시예를 통하여 본 출원의 광고립 소자를 상세히 설명한다. 그러나, 본 출원의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예
본 실시예의 광고립 소자는 도 1에 나타난 바와 같은 구조의 소자를 모델링하고, 소정의 소프트웨어를 사용하여 그 성능을 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션은 Synopsys 사의 광선 추적 시뮬레이션 소프트웨어 LightTools를 사용하여 진행하였다. 도 1에 나타난 바와 같이, 광고립 소자(1)로 제1 광로 변경 소자(10), 광 제어 필름(20) 및 제2 광로 변경 소자(30)가 순차적으로 적층된 구조를 모델링하였다.
제1 광로 변경 소자(10)로는 우레탄 아크릴레이트계 UV 경화형 수지(550 nm 파장 광에 대한 굴절률: 약 1.65)가 적용된 꼭지각이 60 도인 부등변 삼각형 프리즘 어레이(array)로 구성되어 있는 필름 형태의 소자이다.
또한, 광 제어 필름(20)은 복수의 흡수층 루버가 약 33.5 도의 경사각으로 배치되어 있는 흡수형 루버 필름이다.
제2 광로 변경 소자(30)는 우레탄 아크릴레이트계 UV 경화형 수지(550 nm 파장 광에 대한 굴절률: 약 1.65)가 적용되고, 꼭지각이 약 58 도인 이등변 삼각형 프리즘 어레이로 구성되어 있는 필름 형태이다.
제1 광로 변경 소자(10), 광 제어 필름(20) 및 제2 광로 변경 소자(30) 각각의 두께를 약 200 ㎛로 설정하였고, 이들이 라미네이션을 통해 하나의 필름 형태로 제작된 모습을 컴퓨터 모델링하였다. 그 후, 정 방향 및 역 방향의 투과율(F 및 B)를 시뮬레이션 소프트웨어를 통하여 산출하였다. 상기와 같은 형태의 광고립 소자에 550 nm의 파장을 가지는 광을 정 방향으로 조사한 결과 얻어진 정 방향 투과율(F)는 약 84%였으며, 역 방향으로 조사한 결과 얻어진 역 방향 투과율(B)은 약 42%였다. 또한 상기 식 1에 따른 고립도(IR)는 약 3 이었다.

Claims (15)

  1. 각각 입광면과 출광면을 포함하는 제1 광로 변경 소자, 광 제어 필름 및 제2 광로 변경 소자를 상기 순서로 포함하고,
    상기 제1 광로 변경 소자는, 입광면에 -90 도 초과이면서 90 도 미만의 범위 내인 제1 각도의 입사각으로 입사된 광을 상기 제1 각도와는 다른 제2 각도의 출사각으로 출사시킬 수 있고, 출광면에 상기 제2 각도의 입사각으로 입사된 광을 상기 제1 각도의 출사각으로 출사시키는 소자이며,
    상기 광 제어 필름은, 입광면 또는 출광면에 상기 제2 각도의 입사각으로 입사된 광은 투과시키고, 상기 제2 각도와는 다른 제3 각도의 입사각으로 입광면 또는 출광면에 입사된 광은 흡수 또는 반사시키는 소자이며,
    상기 제2 광로 변경 소자는 입광면에 상기 제2 각도의 입사각으로 입사된 광을 제4 각도의 출사각으로 출사시킬 수 있고, 출광면에 상기 제4 각도의 입사각으로 입사된 광을 상기 제2 각도 또는 상기 제3 각도의 출사각으로 분할하여 출사시키는 소자이며,
    상기 제2 각도 및 상기 제3 각도는 각각 0 도 초과이면서 90 도 미만의 범위이거나, -90 도 초과이면서 0 도 미만의 범위 내이고,
    상기 제4 각도는 -90 도 초과이면서 90 도 미만의 범위 내이며,
    상기 제1 각도와 상기 제4 각도의 차이의 절대값은 0 도 내지 10 도의 범위 내이고,
    상기 제2 각도와 상기 제3 각도의 합계의 절대값은 0 도 내지 10 도의 범위 내인 광고립 소자.
  2. 제1 항에 있어서, 제1 광로 변경 소자는 프리즘 필름 또는 반사형 경사 루버 필름인 광고립 소자.
  3. 제2 항에 있어서, 프리즘 필름의 굴절률은 1.40 내지 1.70의 범위 내인 광고립 소자.
  4. 제2 항에 있어서, 프리즘 필름은 부등변 삼각형 프리즘 필름인 광고립 소자.
  5. 제4 항에 있어서, 부등변 삼각형의 꼭지각은 15 도 내지 75 도의 범위 내인 광고립 소자.
  6. 제1 항에 있어서, 광 제어 필름은 흡수형 경사 루버 필름인 광고립 소자.
  7. 제6 항에 있어서, 흡수형 경사 루버 필름은 복수의 흡수형 루버가 상기 제2 각도의 경사각으로 형성되어 있는 광고립 소자.
  8. 제2 항에 있어서, 제2 광로 변경 소자는 프리즘 필름인 광고립 소자.
  9. 제8 항에 있어서, 프리즘 필름의 굴절률은 1.40 내지 1.70의 범위 내인 광고립 소자.
  10. 제8 항에 있어서, 프리즘 필름은 이등변 삼각형 프리즘 필름 또는 부등변 삼각형 프리즘 필름인 광고립 소자.
  11. 제10 항에 있어서, 이등변 삼각형 또는 부등변 삼각형의 꼭지각은 15 도 내지 75 도의 범위 내인 광고립 소자.
  12. 제1 항에 있어서, 마이크로 루버 필름을 추가로 포함하고, 마이크로 루버 필름은 입광면이 제2 광로 변경 소자의 출광면에 대향하도록 위치하고 있는 광고립 소자.
  13. 제12 항에 있어서, 마이크로 루버 필름은 복수의 흡수형 루버가 상기 제4 각도의 경사각으로 형성되어 있는 광고립 소자.
  14. 제1 항에 있어서, 정 방향 투과율이 50 % 이상인 광고립 소자.
  15. 제1 항의 광고립 소자를 적어도 하나 포함하는 광고립 장치.
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