WO2019059605A2

WO2019059605A2 - 일체형 광학시트 모듈 및 이를 구비한 백라이트 유닛

Info

Publication number: WO2019059605A2
Application number: PCT/KR2018/010945
Authority: WO
Inventors: 민지홍; 오세진; 이동철; 이우종; 최진연; 김민호; 김두이
Original assignee: 주식회사 엘엠에스
Priority date: 2017-09-20
Filing date: 2018-09-18
Publication date: 2019-03-28
Also published as: US11086066B2; KR20190032767A; CN111108324B; US20200292747A1; CN111108324A; KR102036797B1; WO2019059605A3

Abstract

본 발명은 일측에 광원이 배치되는 일체형 광학시트 모듈에 있어서, 광 투과성 소재로 구성되어 일정한 두께를 가지도록 형성된 제1베이스필름, 상기 제1베이스필름의 상면에 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 제1단위집광체가 제1연장방향으로 형성되며 연속적으로 반복되어 배치되는 제1집광부, 광 투과성 소재로 구성되어 상기 제1집광부의 상부에 적층되며 일정한 두께를 가지도록 형성된 제2베이스필름, 상기 제2베이스필름의 상면에 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 제2단위집광체가 상기 제1연장방향과 상이한 제2연장방향으로 형성되며 연속적으로 반복되어 배치되는 제2집광부 및 상기 제1베이스필름의 하면에 하부방향으로 돌출 형성되는 단위체가 상기 제1연장방향과 상이한 제3연장방향으로 형성되며, 연속적으로 반복 배치되어 전반사를 통해 좌우 시야각을 향상시키는 시야각향상부를 포함하는 일체형 광학시트 모듈을 제공한다.

Description

일체형 광학시트 모듈 및 이를 구비한 백라이트 유닛

본 발명은 일체형 광학시트 모듈에 관한 것으로, 별도의 확산시트 및 반사편광시트 없이 휘도를 유지하며, 시야각을 향상시킬 수 있는 일체형 광학시트 모듈 및 이를 구비한 백라이트 유닛에 관한 것이다.

근래에 들어 평판 디스플레이 패널의 사용이 확대되고 있으며, 그 중 대표적으로 액정표시장치가 있다.

일반적으로, 상기 액정표시장치(LCD)는 종래의 브라운관 방식(CRT)과는 달리 화면 전체에 균일한 광을 제공하는 백라이트 유닛이 필요하다.

백라이트 유닛은 선광원인 램프와 상기 램프의 광을 반사시키는 도광부 및 광학시트 모듈을 구비하여 광을 면광원으로 바꾸어준다. 이때, 광원은 도광부의 측면상에 인접하게 배치되어 도광부 내부로 침투한 광을 상부로 전달하며, 광학시트 모듈에 의해 확산 및 집광된다.

여기서, 광학시트 모듈은 광의 확산을 위한 확산시트, 확산된 광을 편향시켜 집광하는 하나 이상의 집광시트 및 휘도 증가를 위한 반사편광시트가 포함된다.

이러한 종래의 광학시트 모듈은 복수 개의 레이어를 이용하여 적층함으로써 면광원을 사용해왔다.

최근 개발되고 있는 디스플레이 패널이 점차 두께가 얇아짐에 따라 백라이트 모듈 자체의 두께 역시 박형으로 제작되는 것이 요구된다.

이러한 연구의 일례로 국내공개특허 2011-0076373을 살펴보면, 별도의 확산시트를 구비하지 않고 집광시트가 별도의 비드를 가지도록 형성함으로써 하부에서 전달하는 광을 확산시키도록 구성되어 있다.

하지만, 이러한 경우 단순히 집광시트에 포함된 비드만으로는 충분히 광의 확산이 어려워 휘도가 균일하지 않는 문제점이 있다.

즉, 단순히 광학시트 모듈의 두께를 줄이기 위해 확산시트를 제거하는 경우 휘도가 균일하지 못하여 신뢰성 문제 및 충분한 확산이 이루어지지 못하여 시야각이 협소해지는 문제점이 발생한다.

따라서, 백라이트를 박형화함과 동시에 휘도 및 시야각에 대한 보완을 충분히 할 수 있는 구조의 개발이 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명의 과제는, 광학시트 모듈에서 별도의 확산시트와 집광시트 및 반사편광시트를 각각 구비하지 않고, 일체형으로 형성하여 전체적인 두께 저감 및 시야각을 향상시킬 수 있는 일체형 광학시트 모듈을 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 일측에 광원이 배치되는 일체형 광학시트 모듈에 있어서, 광 투과성 소재로 구성되어 일정한 두께를 가지도록 형성된 제1베이스필름, 상기 제1베이스필름의 상면에 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 제1단위집광체가 제1연장방향으로 형성되며 연속적으로 반복되어 배치되는 제1집광부, 광 투과성 소재로 구성되어 상기 제1집광부의 상부에 적층되며 일정한 두께를 가지도록 형성된 제2베이스필름, 상기 제2베이스필름의 상면에 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 제2단위집광체가 상기 제1연장방향과 상이한 제2연장방향으로 형성되며 연속적으로 반복되어 배치되는 제2집광부 및 상기 제1베이스필름의 하면에 하부방향으로 돌출 형성되는 단위체가 상기 제1연장방향과 상이한 제3연장방향으로 형성되며, 연속적으로 반복 배치되어 전반사를 통해 좌우 시야각을 향상시키는 시야각향상부;를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 제1연장방향과 상기 제2연장방향은 서로 직교하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1연장방향과 상기 제3연장방향은 서로 직교하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단위체는 하부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제3연장방향은 상기 광원에서 광이 출사되는 방향과 직교하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단위체는 상기 광원에서 출사되는 광의 진행방향을 향해 배치되는 입광면 및 하측 끝단부가 상기 입광면과 연결되며 상향 경사를 가지고 형성되어 광을 상부로 반사시키는 대광면을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 입광면 또는 상기 대광면 중 적어도 하나는 상하방향에 따른 단면 궤적이 복수 개의 서로 다른 경사각을 가지며 연결되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 대광면은 상기 단위체의 최하부에서 최상부에 이르는 가상의 직선 궤적(V)을 기준으로 외측방향으로 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 입광면 또는 상기 대광면 중 적어도 하나는 상하방향에 따른 단면 궤적이 곡선 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1베이스필름은 내부에 복수 개의 비드를 포함할 수 있다.

또한, 상기 비드는 Alumina, TiO2, Melamine, Silica, PMMA, PBMA, PDMS 중 적어도 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 비드는 직경이 1 ~ 9 ㎛ 의 크기로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2베이스필름은 굴절률이 서로 다른 복수 개의 레이어가 적층되어 광을 선택적으로 투과 또는 반사시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2베이스필름은 상기 제1집광부와 접합되어 일체로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2베이스필름과 상기 제1집광부는 접합층에 의해 접합되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 측면에 따른 백라이트 유닛은, 상술한 일체형 광학시트 모듈을 포함한다.

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 기존의 확산시트, 집광시트 및 반사편광시트를 각각 별도로 구비하지 않고 일체로 형성함으로써 백라이트 유닛의 전체적인 두께를 저감시키며, 제조공정을 간소화할 수 있는 이점이 있다.

둘째, 하면에 시야각향상부를 가지는 제1베이스필름이 헤이즈 특성을 가지도록 형성됨으로써, 휘도 저하를 최소화하면서도 좌우방향 시야각을 월등히 향상시키는 효과가 있다.

본 발명의 효과들은 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 광학시트 모듈을 구비한 백라이트 유닛의 의 구성을 개략적으로 나타낸 도면;

도 2는 도 1의 일체형 광학시트 모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 도면;

도 3은 도 1의 일체형 광학시트 모듈에서 입사된 빛이 확산되는 상태를 나타낸 도면;

도 4는 도 1의 일체형 광학시트 모듈에서 제1베이스필름에 의해 일부 빛이 투과 및 반사되는 상태를 나타낸 도면;

도 5는 도 1의 일체형 광학시트 모듈에서 시야각향상부의 연장방향이 광원에서 출사되는 광과 교차되도록 배치되는 상태를 나타낸 도면;

도 6은 도 1의 일체형 광학시트 모듈에서 시야각향상부가 이중각 형태를 형성된 도면;

도 7은 도 1의 일체형 광학시트 모듈에서 시야각향상부의 대광면이 곡선형태로 형성된 상태를 나타낸 도면;

도 8은 도 1의 일체형 광학시트 모듈과 종래의 광학시트를 비교하여 시야각이 향상된 상태를 나타낸 도면;

도 9는 도 1의 일체형 광학시트 모듈에서 제1베이스필름의 하부에 시야각향상부만 설치된 상태에서 측정된 시야각을 나타낸 도면임.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 일체형 광학시트 모듈은 LCD나 LED 패널 등의 평판 액정표시장치의 백라이트 유닛에 적용되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다. 허나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 일체형 광학시트 모듈 단독으로 사용될 수도 있고, 또는 액정표시장치에 적용되는 것이 아닌 다른 기구에 적용되는 백라이트 유닛일 수도 있으며, 또는 조명기구 등 광의 특성 및 경로를 변화시키는 장치라면 어느 것에도 적용될 수도 있다.

먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 구성에 대해 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 광학시트 모듈을 구비한 백라이트 유닛의 의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 일체형 광학시트 모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1의 일체형 광학시트 모듈에서 입사된 빛이 확산되는 상태를 나타낸 도면이다.

그리고 도 4는 도 1의 일체형 광학시트 모듈에서 제1베이스필름에 의해 일부 빛이 투과 및 반사되는 상태를 나타낸 도면이며, 도 5는 도 1의 일체형 광학시트 모듈에서 시야각향상부의 연장방향이 광원에서 출사되는 광과 교차되도록 배치되는 상태를 나타낸 도면이다.

일반적으로 액정표시장치를 구성함에 있어서, 액정패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛(BLU: Back Light Module)이 필수적으로 구비되어야 한다.

본 발명에 따른 백라이트 유닛은 크게 광원(10), 도광부(20), 광학시트 모듈(30)을 포함한다.

일반적으로 상기 광원(10)은 백라이트 유닛의 부피를 최소화하기 위해 상기 도광부(20)의 측부에서 광을 발생시키며, 상기 도광부(20)로 광을 전달한다. 이러한 광원(10)으로는 LED(Light Emitting Diode) 및 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL) 등이 선택적으로 사용될 수 있다.

구체적으로 상기 광원(10)은 적어도 하나 이상으로 구성되며, 상기 도광부(20)의 측부를 향해 광을 출사한다.

상기 도광부(20)는 기설정된 두께를 가지며, 평판 형태로 형성되어 측면을 통해 입사되는 광을 상부로 전달시킨다.

구체적으로, 상기 도광부(20)로 입사된 광은 도광부(20) 내부에서 전반사를 일으키며 진행하여 상부로 방출된다. 이때, 상기 도광부(20)는 상기 광원(10)에서 입사된 광이 평판을 따라 이동하여 면광원(10) 형태로 변환시켜 상부로 전달한다.

또한, 상기 도광부(20)는 별도로 하부에 반사판(22)을 구비할 수 있으며, 상기 반사판(22)은 상기 도광부(20)를 통과하여 하부로 전달되는 광을 상부로 반사시키도록 구성된다.

한편, 상기 광학시트 모듈(30)은 상기 도광부(20)의 상부에 적층되며, 하부에서 전달되는 빛을 확산 및 집광시켜 면광원(10) 형태로 상부에 전달한다.

구체적으로, 상기 광학시트 모듈(30)은 복수 개의 시트가 적층된 형태로 구성되어 일체로 구성되며, 하부에서 전달되는 광을 상부로 전달한다.

본 발명에 따른 상기 광학시트 모듈(30)은 크게 제1베이스필름(100), 제1집광부(200), 제2베이스필름(300), 제2집광부(400) 및 시야각향상부(500)를 포함한다.

상기 제1베이스필름(100)은 광 투과성 소재로 구성되어 일정 두께를 가지며 평판 형태로 형성된다. 그리고 후술하는 상기 시야각향상부(500) 및 상기 제1집광부(200)가 각각 상·하면에 형성될 수 있도록 지지한다.

구체적으로 상기 제1베이스필름(100)은 균일한 두께를 가지며 하부에서 전달하는 빛을 상부로 전달한다. 이때, 도시된 바와 같이 상기 제1베이스필름(100)은 하부에 별도의 상기 시야각향상부(500)가 형성될 수 있으며, 상기 시야각향상부(500)에 의해 상기 도광부(20)로부터 전달되는 빛을 상부로 전달한다.

한편, 본 발명에서 상기 제1베이스필름(100)은 헤이즈 특성을 가지도록 구성되어 하부에서 전달되는 빛을 확산 시킬 수 있다. 헤이즈 특성이란, 광이 투명한 재료를 통과할 때 재료의 종류에 따라 반사나 흡수 외에 그 재료의 고유 성질에 따라 확산되도록 하는 특성이다.

이에 따라, 상기 제1베이스필름(100)은 내부에 비드(110) 등의 광 확산 성분을 포함하여 구성되며, 하부에서 전달되는 빛이 확산되도록 한다. 이때, 상기 비드(110)는 알갱이 형태로 형성되며 균일 또는 비균일한 크기를 가지고 상기 제1베이스필름(100)의 내부에 분산되어 배치된다.

구체적으로 상기 비드(110)는 Alumina, TiO2, Melamine, Silica, PMMA, PBMA, PDMS 중 적어도 어느 하나로 구성될 수 있으며, 구형으로 형성되는 것이 바람직하다. 그리고 상기 비드(110)의 굴절률은 1.5가 바람직하다.

여기서, 상기 비드(110)는 직경이 1 ~ 9 ㎛ 의 크기로 형성되는 산란 입자를 사용하며, 하부에서 전달되는 광을 산란시킬 수 있다.

그리고 이와 같이 구성된 상기 제1베이스필름(100)은 하부에서 전달되는 빛을 확산시켜 후술하는 상기 제1집광부(200)로 전달한다.

이때, 본 실시예의 도 3의 경우 실제 도 1 및 도 2의 도면과 일치하지 않으나, 이는 본 출원발명의 구성을 용이하게 이해할 수 있도록 개략적으로 간략화하여 나타낸 것이다

한편, 상기 제1집광부(200)는 상기 제1베이스필름(100)의 상면에 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 제1단위집광체(210)가 제1연장방향으로 형성되며, 연속적으로 반복되어 배치된다.

구체적으로 상기 제1집광부(200)는 상기 제1베이스필름(100)을 통과하여 전달되는 빛을 집광시켜 상부로 전달하는 구성으로, 복수 개의 제1단위집광체(210)가 형성된다.

여기서, 상기 제1단위집광체(210)는 경사면을 가지며 상부로 갈수로 횡단면적이 작아지는 형태로 형성되어 상기 경사면을 통해 광을 집광시킨다.

본 실시예에서 상기 제1단위집광체(210)는 한 쌍의 상기 경사면을 가지며, 삼각 형태의 상하방향에 따른 단면을 가지고 프리즘 형태로 형성된다.

여기서, 상기 제1단위집광체(210)는 복수 개가 돌기 형태로 형성될 수도 있고, 이와 달리 본 실시예에 도시된 바와 같이 각각의 상기 제1단위집광체(210)가 길게 띠 형태로 연장되어 상기 제1베이스필름(100)의 상면에 형성될 수도 있다.

즉, 상기 제1집광부(200)는 삼각형상의 상하단면이 일 방향을 따라 연장되도록 형성된 복수 개의 제1단위집광체(210)를 가지며, 이를 통해 광을 집광시킨다.

이때, 상기 제1단위집광체(210)는 상기 제1베이스필름(100)의 상면을 따라 제1연장방향으로 형성되는데 도면을 참조하면 제1연장방향은 제1방향(D1)을 나타내며, 연속적으로 반복되어 배치되는 방향은 제2방향(D2)을 의미한다.

또한, 상기 제1방향(D1)은 상기 광원(10)에서 광이 출사되는 방향이며, 상기 제2방향(D2)은 상기 제1방향(D1)과 직교하는 방향을 나타낸다.

이와 같이 상기 제1집광부(200)는 상기 제1베이스필름(100)의 상면에 구비되며, 복수 개의 상기 제1단위집광체(210)를 통해 하부에서 전달되는 광을 집광하여 상부로 전달한다.

또한, 상기 제1단위집광체(210)는 복수 개로 구성되어 각각이 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있으며, 이와 달리 서로 다른 크기 및 경사면의 경사각도를 가지도록 구성될 수도 있다.

즉, 사용 용도에 따라 상기 제1단위집광체(210)는 불균일하게 형성되어 빛을 상부로 집광하며, 불균일하게 형성됨으로써 무아레 등의 발생을 추가적으로 방지할 수 있다.

상기 제2베이스필름(300)은 상술한 상기 제1베이스필름(100)과 유사하게 광 투과성 소재로 구성되며, 상기 제1집광부(200)의 상부에 적층형태로 배치되어 하부에서 전달되는 빛을 상부로 전달한다.

구체적으로, 상기 제2베이스필름(300)은 일정한 두께를 가지며 시트 형태로 형성되어 상기 제1집광부(200)의 상부에 적층되며, 상기 제1집광부(200)에 의해 1차적으로 집광된 광이 투과하며, 후술하는 상기 제2집광부(400)로 전달된다.

본 실시예에서 상기 제2베이스필름(300)은 기 설정된 두께를 가지며 상기 제1집광부(200)의 상부에 적층되며, 후술하는 상기 제2집광부(400)를 지지한다.

한편, 상기 제2베이스필름(300)은 단일한 레이어로 구성되어 광을 투과시키도록 구성될 수도 있으며, 이와 달리 굴절률이 서로 다른 복수 개의 레이어가 적층되어 광을 선택적으로 투과 또는 반사 시키도록 구성될 수도 있다.

도 4에 도시된 바와 같이 상기 제2베이스필름(300)은 굴절률이 서로 다른 복수 개의 레이어가 적층된 형태로 구성되는 경우, 반사편광특성을 가지며 특정 편광의 광에 대해서만 투과시키고 투과되지 않은 광에 대해서는 하부로 반사시킬 수 있다.

여기서, 상기 제2베이스필름(300)은 다층의 레이어로 구성된 스택으로 특정 편광의 광을 반사하는 반사성 편광판 또는 미러로서 동작할 수 있다.

또한, 가시광선은 반사하고 적외선은 통과시키는 '콜드 미러'나 가시광선은 통과시키고 적외선은 반사하는 '핫 미러'와 같은 파장 선택성 반사경으로 구성될 수도 있다.

본 발명에 따른 상기 제2베이스필름(300)은 서로 다른 고굴절률 필름과 저굴절률 필름이 수십, 수백 또는 수천 개의 레이어로 적층되어 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에서 도 4에 도시된 바와 같이 하부에서 상기 제2베이스필름(300)으로 전달되는 광은 서로 다른 편광의 광이 혼합된 상태로써, 상기 제2베이스필름(300)이 투과시키는 영역의 편광을 가진 P1의 광과 상기 제2베이스필름(300)이 투과시키지 않는 영역의 편광을 가진 P2의 광으로 구성된다.

이때, 상기 제1베이스필름(100) 및 상기 제1집광부(200)를 통과한 광은 P1 및 P2의 혼합상태이지만, 상기 제2베이스필름(300)은 P1 광만 투과시키고 P2의 광은 다시 하부방향으로 반사를 시킨다.

이에 따라, 상기 제2베이스필름(300)을 투과한 P1의 광은 외부로 방출되지만, P2의 광은 반사되어 하부로 되돌아가고 다시 상기 도광부(20), 상기 제1베이스필름(100) 및 상기 제1집광부(200) 등에 의해 반사되어 다시 상부로 이동한다. 이 과정을 통해서 P2의 광은 편광 상태가 변하게 되고, 이와 같은 반복을 통해 상기 제2베이스필름(300)을 투과할 수 있는 P1의 광으로 편광 상태가 변하게 된다.

최종적으로, 본 발명에 따른 상기 제2베이스필름(300)이 반사편광 특성을 가짐으로써, 상부로 전달되는 빛이 균일한 편광 상태로 전달될 수 있다.

물론, 이와 달리 상기 제2베이스필름(300)이 반사편광 특성을 가지지 않고 단순히 광 투과성 소재로 단일 층을 가지며 구성될 수도 있다.

한편, 상기 제2베이스필름(300)은 상기 제1집광부(200)의 상부에 적층되어 있으나, 접합되어 일체로 구성될 수 있다.

이를 위해 제1집광부(200)의 상측 끝단부가 접착제 역할을 수행하여 일체로 구성될 수 있다.

구체적으로, 상기 제2베이스필름(300)을 상기 제1집광부(200) 상부에 적층 시 상기 제1집광부(200)가 반경화 상태로 형성되며, 상기 제2베이스필름(300)을 상부에 적층시킨 상태에서 상기 제1집광부(200)를 완전히 경화시킨다.

이에 따라 상기 제1집광부(200)의 상측 끝단부가 상기 제2베이스필름(300)의 하면에 접촉한 상태로 경화되어 일체로 형성할 수 있다.

또한, 이와 달리 상기 제2베이스필름(300)과 상기 제1집광부(200) 사이에 별도의 접착층(미도시)이 형성될 수 있으며, 상기 접착층에 의해 상기 제1집광부(200)와 상기 제2베이스필름(300)이 접합되어 일체로 구성될 수 있다.

한편, 상기 제2집광부(400)는 상기 제2베이스필름(300)의 상면에 구비되어 하부에서 전달되는 광을 집광시킨다. 구체적으로 상기 제2집광부(400)는 상기 제1집광부(200)와 유사한 형태로, 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 제2단위집광체(410)가 상기 제1연장방향과 상이한 제2연장방향으로 형성되며, 연속적으로 반복되어 배치된다.

여기서, 상기 제2단위집광체(410)가 형성되는 제2연장방향은 도면에 기재된 제2방향(D2)을 나타내고, 연속적으로 반복되어 배치되는 방향은 제1방향(D1)을 의미한다.

또한, 상기 제2단위집광체(410)는 상기 제1단위집광체(210)와 동일하게 한 쌍의 경사면을 가지며 삼각형태의 상하 단면을 가지도록 형성되어 상기 경사면을 통해 광을 집광시킨다.

본 실시예에서 상기 제2단위집광체(410)는 상기 제1단위집광체(210)와 마찬가지로 각각이 제2베이스필름(300)의 상면에 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 제2단위집광체(410)가 제2연장방향인 제2방향(D2)을 따라 형성되어 상기 제2베이스필름(300)의 상면에 구비된다.

즉, 상술한 상기 제1단위집광체(210)가 형성된 제1방향(D1)과 상기 제2단위집광체(410)가 형성된 제2방향(D2)이 서로 직교되게 형성됨을 확인할 수 있으며, 상기와 같이 서로 직교하는 방향으로 형성됨으로써, 하부에서 전달되는 광을 균일하게 집광시킬 수 있다.

여기서, 상기 제2단위집광체(410)는 복수 개로 구성되어 각각이 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있으며, 상술한 상기 제1단위집광체(210)와 같이 서로 다른 크기 및 경사면의 경사각도를 가지도록 구성될 수도 있다.

이와 같이 상기 제2집광부(400)는 복수 개의 상기 제2단위집광체(410)가 상기 제2베이스필름(300)의 상면에 형성되며, 상기 제2베이스필름(300)을 통과한 광을 2차적으로 집광시켜 상부로 전달한다.

다음으로, 상기 시야각향상부(500)는 상기 제1베이스필름(100)의 하면에 형성되어 상기 광원(10)에서 전달되는 광을 반사시켜 상부로 전달한다.

구체적으로, 상기 시야각향상부(500)는 상기 제1베이스필름(100)의 하면에 하부방향으로 돌출 형성되는 단위체(510)가 상기 제1연장방향과 상이한 제3연장방향으로 형성되며, 연속적으로 반복 배치되어 광을 반사시킨다.

또한, 상기 단위체(510)는 복수 개가 상기 제1베이스필름(100)의 하면에서 하부방향으로 갈수록 횡단면적이 감소하도록 형성되어 광을 반사시킨다.

이때, 상기 단위체(510)는 복수 개가 균일한 크기 및 형상을 가질 수도 있고, 서로 상이하며 불균일한 크기 및 형상을 가지도록 구성될 수도 있다.

본 실시예에서 상기 단위체(510)는 상기 제1단위집광체(210)와 유사하게 형성되며, 광이 입사되는 입광면(512) 및 하측 끝단부가 입광면(512)과 연결되어 상향 경사를 가지도록 형성된 대광면(514)을 포함한다.

그리고 상기 입광면(512) 및 상기 대광면(514)은 상기 광원(10) 또는 상기 도광부(20)로부터 전달되는 광이 입사되면 내부 전반사에 의해서 입사된 광을 상부로 전달한다.

이때, 상기 입광면(512) 및 상기 대광면(514)은 상하"눰藪? 따른 단면 궤적이 직선형태로 형성될 수도 있고, 곡선 형태 또는 이중각 등 다양한 형태로 형성될 수도 있다.

본 실시예에 따른 상기 단위체(510)는 도시된 바와 같이 상기 입광면(512)과 상기 대광면(514)이 상기 제1베이스필름(100)의 하면을 따라 길게 연장 형성된다.

여기서, 상기 단위체(510)는 상기 제1베이스필름(100)의 하면을 따라 제3연장방향으로 형성되는데 도면을 참조하면 제3연장방향은 제2방향(D2)을 나타내며, 연속적으로 반복되어 배치되는 방향은 제1방향(D1)을 의미한다.

즉, 상기 단위체(510)는 상기 제2단위집광체(410)와 동일한 상기 제2방향(D2)을 따라 형성되며, 상기 제1방향(D1)을 따라 반복되어 배치된다.

또한, 상기 단위체(510)의 형성 방향인 제3연장방향은 광원(10)에서 출사되는 광을 마주보도록 배치되는 것이 바람직하다.

구체적으로, 상기 단위체(510)의 연장방향과 상기 광원(10)에서 출사되는 광을 나타내는 도 5를 참조하면, 'A'는 상기 단위체(510)의 입광면(512)과 대광면(514)이 만나며 하부로 돌출된 지점으로, 상기 'A'의 형성방향이 상기 제2방향(D2)을 따라 길게 형성된 것을 확인할 수 있다.

여기서, 도시된 바와 같이 상기 단위체(510)의 입광면(512)과 대광면(514)이 만나며 하부로 돌출된 지점인 'A'의 형성방향이 상기 광원(10)을 마주보도록 배치되어 광을 반사시키므로 광의 반사효율을 증가시킬 수 있다.

아울러, A의 배치방향인 상기 제2방향(D2)과 광이 상기 광원(10)에서 출사되는 상기 제1방향(D1)이 직교하도록 배치할 경우, 상기 단위체(510)에서의 광을 반사시키는 효율을 극대화시킬 수 있다.

또한, 이와 달리 A의 배치방향이 상기 제1방향(D1)과 직교하지 않고 단순 교차되도록 배치될 수도 있으며, 이는 설계에 따라 교차하는 각도를 변경하여 용도에 맞게 적용할 수 있다.

본 실시예에서 상기 단위체(510)는 상기 제1방향(D1)과 직교하도록 배치되며, 이에 따라 상기 제3연장방향은 상기 제2방향(D2)과 실질적으로 동일하게 구성된다.

따라서, 상기 단위체(510)는 상기 제2방향(D2)과 동일한 방향을 따라 연장 형성되며, 상기 광원(10)에서 출사되는 광의 진행방향과 교차되어 마주보는 형태로 배치된다.

그리고, 상기 단위체(510)는 도시된 바와 같이 역프리즘 형태로 형성되어 상기 광원(10)에서 출사된 광을 상부로 반사시켜 광을 전달한다.

이때, 상기 단위체(510)의 경사면인 상기 입광면(512)과 상기 대광면(514)이 상기 광원(10)과 마주보고 있기 때문에 상기 광원(10)에서 출사된 광은 좌우방향으로 시야각이 향상되는 형태로 반사된다.

즉, 상기 단위체(510)는 상기 제3연장방향인 상기 제2방향(D2)과 상기 광원(10)에서 출사된 광의 진행방향인 상기 제1방향(D1)이 직교하도록 배치됨으로써 좌우방향에 따른 시야각을 월등히 향상시킬 수 있다.

물론, 본 실시예에서 상기 제3연장방향이 상기 제2방향(D2)과 동일한 방향을 나타내고 있으나, 이와 달리 상기 제3연장방향이 상기 제1방향(D1)과 직교하지 않고 단순 교차되는 방향으로 배치될 수도 있으며, 상기 제3연장방향이 상기 제2방향(D2)과 다른 방향으로 형성될 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광학시트 모듈(30)은 상기 시야갹향상부(500)부에 의해 좌우방향으로 시야각이 향상되며, 추후 상기 제1베이스필름(100)의 내부에 포함된 상기 비드(110)에 의해 상하방향에 따른 시야각 또한 향상되므로, 휘도저하를 최소화하면서도 전체적인 시야각을 향상시켜 상부로 광을 전달할 수 있다.

한편, 도면에 도시되지는 않았지만 상기 단위체(510)는 상기 제1베이스필름(100)과 마찬가지로 내부에 비드를 포함하여 광의 확산효율을 증가시킬 수도 있다.

뿐만 아니라 상기 입광면(512) 또는 상기 대광면(514) 중 적어도 어느 하나의 표면에 복수 개의 패턴이 형성되어 추가적으로 광을 확산시키도록 구성될 수도 있다.

이와 같이 상기 시야각향상부(500)는 상기 단위체(510)를 구비하여 전달되는 광을 반사함과 동시에 상기 제1베이스필름(100)과 함께 광을 확산시켜 상부로 전달한다.

본 발명에 따른 광학시트 모듈(30)은 상술한 상기 제1베이스필름(100), 상기 제1집광부(200), 상기 제2베이스필름(300), 상기 제2집광부(400) 및 상기 시야각향상부(500)를 포함하며, 상호 적층 접합을 통해 일체로 구성된다.

그리고, 이와 같이 구성된 상기 광학시트 모듈(30)은 상기 광원(10) 및 상기 도광부(20)로부터 전달되는 광을 확산 및 집광시켜 상부로 전달한다.

이때, 상술한 바와 같이 상기 단위체(510)와 상기 제2단위집광체(410)는 상기 제2방향(D2)으로 연장 형성되고, 상기 제1단위집광체(210)는 상기 제1방향(D1)으로 연장 형성되어 하부에서 전달되는 광을 고르게 상부로 전달될 수 있도록 배치된다.

이와 같이 상기 광학시트 모듈(30)이 일체로 구성됨으로써, 종래의 확산시트, 집광시트 및 반사편광시트의 다층 구조에 비해 상대적으로 간단한 구조를 가질 뿐만 아니라 추가적으로 시야각이 향상되는 효과가 있다. 이에 대한 효과는 후술한다.

다음으로, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 광학시트 모듈(30)에서 단위체(510)의 변형된 형태에 대해 살펴보면 다음과 같다.

도 6은 도 1의 일체형 광학시트에서 시야각향상부(500)가 이중각 형태를 형성된 도면이고, 도 7은 도 1의 일체형 광학시트 모듈에서 시야각향상부(500)의 대광면(514)이 곡선형태로 형성된 상태를 나타낸 도면이다.

먼저, 도 6을 살펴보면, 기본적인 구성은 상술한 바와 유사하지만, 상기 시야각향상부(500)가 이중각을 가지는 프리즘 형태로 형성된다.

구체적으로, 상기 입광면(512) 또는 상기 대광면(514) 중 적어도 하나는 상하방향에 따른 단면 궤적이 복수 개의 서로 다른 경사각을 가지며 연결되어 형성된다.

그리고 이와 같이 형성된 상기 입광면(512)과 상기 대광면(514)에 의해 광이 반사되어 상부로 전달된다. 이때, 상기 시야각향상부(500)는 상술한 상기 입광면(512) 및 상기 대광면(514)을 가지며, 서로 다른 방향으로 경사를 가지며 하측 끝단부가 만나도록 형성된다.

본 실시예에서 상기 대광면(514)은 상하방향에 따른 단면 궤적이 복수 개의 서로 다른 경사각을 가지며 연결되어 형성된다.

여기서, 상기 대광면(514)은 도시된 바와 같이 상하방향에 따른 단면궤적이 최하부에서 최상부에 이르는 가상의 직선 궤적(V)을 기준으로 외측방향으로 돌출되어 형성된다.

상기 대광면(514)의 상하방향에 따른 단면궤적은 서로 기울기가 다른 직선을 연속적으로 잇는 형태로 형성될 수 있으며, 상기 입광면(512)으로부터 입사된 빛을 상부방향으로 반사시키도록 구성된다.

또한, 이와 달리 상기 대광면(514)의 상하방향에 따른 단면 궤적이 직선이 아니라 외부로 돌출된 곡선 형태로 형성될 수도 있다.

본 실시예에서 상기 대광면(514)은 도시된 바와 같이 제1면(514a) 및 제2면(514b)을 포함하도록 구성된다.

상기 제1면(514a)은 최하부가 상기 입광면(512)과 접하며, 상향경사를 가지도록 형성된다. 그리고 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제1면(514a)은 상기 입광면(512)을 통해 입광된 빛을 상부방향으로 반사시켜 상부로 전달하도록 구성된다.

한편, 상기 제2면(514b)은, 상기 제1면(514a)에서 연속하여 상부로 연장되며, 상기 제1면(514a)과 상이한 각도로 상향경사를 가지도록 형성된다.

즉, 상기 제2면(514b)은 상기 제1면(514a)의 상부에 연속하여 형성되며, 상기 제1면(514a)과 함께 상기 대광면(514)을 형성한다.

여기서, 도시된 바와 같이 상기 제1면(514a) 및 상기 제2면(514b)의 상하방향에 따른 단면 궤적은 직선으로 형성된다. 물론 이와 달리 상하방향에 따른 단면 궤적이 곡선으로 형성될 수도 있다.

이와 같이 형성된 상기 제2면(514b)은 상기 입광면(512)을 통해 입광된 광을 상부로 전달하며 상기 제1면(514a)에서 전달하는 광과 다른 방향으로 광을 상부로 전달시킨다.

이에 따라, 본 발명에서 변형된 형태의 상기 시야각향상부(500)는 상기 대광면(514)을 통해 다양한 방향으로 광을 반사시켜 상부로 전달한다.

본 실시예에서 상기 대광면(514)은 제1면(514a) 및 제2면(514b)의 2개로 구성되어 있지만, 이와 달리 복수 개로 다양하게 구성되거나 곡선 형태로 형성되어 광을 고르게 반사시키도록 구성될 수도 있다. 또한, 사용 목적에 따라서 상기 대광면(514)은 외부로 돌출되지 않고 내부로 함몰되는 구조로도 형성될 수 있다.

이어서, 도 7을 참조하여 상기 단위체(510)의 또 다른 변형된 형태를 살펴보면 상술한 상기 시야각향상부(500)에서 상기 단위체(510)의 형상 상이하다.

구체적으로 상기 단위체(510)에서 상기 입광면(512) 또는 상기 대광면(514) 중 적어도 하나는 상하방향에 따른 단면 궤적이 곡선 형태로 형성되며, 광을 반사시킨다.

본 실시예에서는 도 6에 도시된 바와 달리 상기 대광면(514)이 이중각 형태나 단일각 형태가 아니라 곡선 형태의 상하 단면 궤적을 가지도록 구성된다.

상기 대광면(514)은 상기 광원에서 입사된 광을 반사시켜 상부로 전달하기 위한 구성으로, 입사되는 광을 다양한 각도로 분산시키기 위해 상기 대광면(514)이 곡선 형태의 상하 단면 궤적을 가지며 형성되어 불균일하게 광을 반사시킨다.

여기서, 상기 대광면(514)은 균일한 형태의 곡률을 가지도록 상하단면 궤적을 가지지만, 이와 달리 불균일한 곡률을 가지도록 구성될 수도 있다.

또한, 상기 대광면(514)뿐만 아니라 상기 입광면(512) 역시 이중각 형태나 곡선 형태의 상하 단면 궤적을 가지도록 형성될 수도 있다.

여기서도 마찬가지로 상기 대광면(514)은 외부로 돌출되는 형태뿐만 아니라 사용 목적에 따라 내부로 함몰되는 구조로도 형성될 수도 있다.

이와 같이 상기 시야각향상부(500)가 형성됨으로써 상기 광원(10) 또는 상기 도광부(20)로부터 전달되는 광을 안정적으로 반사시켜 상부로 전달한다.

다음으로, 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 광학시트 모듈(30)과 종래의 광학시트 모듈을 비교하여 살펴보면 다음과 같다.

도 8은 도 1의 일체형 광학시트와 종래의 광학시트를 비교하여 시야각이 증가한 상태를 나타낸 도면이고 도 9는 도 1의 일체형 광학시트 모듈에서 제1베이스필름(100)의 하부에 시야각향상부(500)만 설치된 상태에서 측정된 시야각을 나타낸 도면이다.

여기서, 도 8의 (a)는 일반적인 적층형 광학시트에 관한 것으로 확산시트, 집광시트 및 반사편광시트의 3층으로 이루어진 구성이다.

그리고 도 8의 (b)는 본 출원발명의 광학시트 모듈(30)로 상기 제1베이스필름(100), 상기 제1집광부(200), 상기 제2베이스필름(300), 상기 제2집광부(400) 및 상기 시야각향상부(500)가 일체로 이루어진 구성이다.

이들 각각에 대해 시야각 및 휘도를 측정한 결과, 도 8의 (a)를 기준으로 본 출원발명에 따른 광학시트 모듈(30)의 시야각이 증가한 것을 알 수 있다. 물론 미세한 휘도 저하는 있으나, 그 차이가 4%이내이며, 좌우방향에 따른 시야각이 월등하게 향상되는 것을 확인할 수 있다.

구체적으로, 상기 광원(10)에서 출사된 광이 상기 도광부를 통해 상기 상부로 전달되며, 상기 도광부에서 출사된 광은 상기 제1베이스필름(100)의 하면에 형성된 상기 시야각향상부(500)의 특성에 의해 좌우방향에 따른 시야각이 향상된다.

그리고, 상기 시야각향상부(500)를 통과한 광은 상기 제1베이스필름(100)에 포함된 상기 비드(110)에 의해 상하방향에 따른 시야각 또한 향상된다.

보다 상세하게 살펴보면, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 제1베이스필름(100)의 하면에 상기 시야각향상부(500)만 구비되는 경우 상부로 광원(10) 또는 도광부(20)로부터 전달되는 광은 시야각향상부(500)에 의해 반사되어 좌우 시야각만 월등하게 향상되는 것을 확인할 수 있다.

여기서, 도 9의 경우에는 상기 제1베이스필름(100) 내부에 상기 비드(110)가 포함되지 않은 상태로, 상기 시야각향상부(500)에 의해 광이 반사된 상태이기 때문에 좌우방향 시야각에 대해서만 향상될뿐, 상하방향의 시야각은 협소한 상태인 것을 확인할 수 있다.

하지만, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 제1베이스필름(100) 내부에 상기 비드(110)가 포함됨에 따라 상기 시야각향상부(500)에서 반사되어 전달되는 광을 상기 비드(110)에서 추가적으로 확산시킴으로써 상부로 전달되는 광의 상하방향에 따른 시야각 또한 향상되는 것을 확인할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 광학시트 모듈(30)은 상기 시야각향상부(500)를 통해 빛을 상부로 전달함과 동시에 좌우방향에 따른 시야각을 향상시키고, 상기 제1베이스필름(100)에 포함된 비드(110)를 통해 부족한 상하 시야각을 보정함으로써, 상기 확산시트와 반사편광시트가 없더라도 종래의 광학시트 모듈과 유사한 휘도를 도출할 뿐만 아니라 오히려, 좌우방향의 시야각은 월등하게 향상되는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 광학시트 모듈(30)은 기존의 확산시트 및 반사편광시트를 별도로 구비하지 않고 상대적으로 얇은 두께로도 종래와 유사한 휘도를 도출함과 동시에 좌우방향에 따른 시야각을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 광학시트 모듈은 기존과 달리 2층의 레이어 만으로도 하부에서 전달되는 광을 확산 및 집광할 수 있으며, 시야각 또한 증가시킬 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예 및 변형예들을 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

Claims

일측에 광원이 배치되는 일체형 광학시트 모듈에 있어서,

광 투과성 소재로 구성되어 일정한 두께를 가지도록 형성된 제1베이스필름;

상기 제1베이스필름의 상면에 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 제1단위집광체가 제1연장방향으로 형성되며 연속적으로 반복되어 배치되는 제1집광부;

광 투과성 소재로 구성되어 상기 제1집광부의 상부에 적층되며 일정한 두께를 가지도록 형성된 제2베이스필름;

상기 제2베이스필름의 상면에 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 제2단위집광체가 상기 제1연장방향과 상이한 제2연장방향으로 형성되며 연속적으로 반복되어 배치되는 제2집광부; 및

상기 제1베이스필름의 하면에 하부방향으로 돌출 형성되는 단위체가 상기 제1연장방향과 상이한 제3연장방향으로 형성되며, 연속적으로 반복 배치되어 전반사를 통해 좌우 시야각을 향상시키는 시야각향상부;를 포함하는 일체형 광학시트 모듈.
제1항에 있어서,

상기 제1연장방향과 상기 제2연장방향은 서로 직교하는 것을 특징으로 하는 일체형 광학시트 모듈.
제1항에 있어서,

상기 제1연장방향과 상기 제3연장방향은 서로 직교하는 것을 특징으로 하는 일체형 광학시트 모듈.
제1항에 있어서,

상기 단위체는,

하부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 광학시트 모듈.
제4항에 있어서,

상기 제3연장방향은,

상기 광원에서 광이 출사되는 방향과 직교하는 것을 특징으로 하는 일체형 광학시트 모듈.
제4항에 있어서,

상기 단위체는,

상기 광원에서 출사되는 광의 진행방향을 향해 배치되는 입광면; 및

하측 끝단부가 상기 입광면과 연결되며 상향 경사를 가지고 형성되어 광을 상부로 반사시키는 대광면;을 포함하는 일체형 광학시트 모듈.
제6항에 있어서,

상기 입광면 또는 상기 대광면 중 적어도 하나는,

상하방향에 따른 단면 궤적이 복수 개의 서로 다른 경사각을 가지며 연결되어 형성되는 일체형 광학시트 모듈.
제7항에 있어서,

상기 대광면은,

상기 단위체의 최하부에서 최상부에 이르는 가상의 직선 궤적(V)을 기준으로 외측방향으로 돌출되어 형성되는 일체형 광학시트 모듈.
제7항에 있어서,

상기 입광면 또는 상기 대광면 중 적어도 하나는,

상하방향에 따른 단면 궤적이 곡선 형태로 형성되는 일체형 광학시트 모듈.
제1항에 있어서,

상기 제1베이스필름은,

내부에 복수 개의 비드를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 광학시트 모듈.
제10항에 있어서,

상기 비드는,

Alumina, TiO2, Melamine, Silica, PMMA, PBMA, PDMS 중 적어도 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 광학시트 모듈.
제10항에 있어서,

상기 비드는,

직경이 1 ~ 9 ㎛ 의 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 광학시트 모듈.
제1항에 있어서,

상기 제2베이스필름은,

굴절률이 서로 다른 복수 개의 레이어가 적층되어 광을 선택적으로 투과 또는 반사시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 광학시트 모듈.
제1항에 있어서,

상기 제2베이스필름은,

상기 제1집광부와 접합되어 일체로 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 광학시트 모듈.
제14항에 있어서,

상기 제2베이스필름과 상기 제1집광부는 접합층에 의해 접합되는 것을 특징으로 하는 일체형 광학시트 모듈.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 일체형 광학시트 모듈이 구비된 백라이트 유닛.