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문제 정의
- 렌티큘라 렌즈필름의 백라이트 내에서의 광학적 성능은 당연히 렌즈필름의 단면 형상에 의해 좌우되지만 형상과 광학적 성능 사이의 상관성과 관련된 자세한 보고는 아직 이루어진 바 없다. 본 논문에서는 일차원 렌티큘라 렌즈의 단면 형상, 특히 종횡비(aspect ratio)와 광학적 성능 사이의 상관성을 광학시뮬레이션을 통해 연구한 내용을 보고한다. 보다 정확한 시뮬레이션의 진행을 위해 도광판의 산란 패턴이 가지는 쌍방향 산란분포함수(Bi-directional scattering distribution function, BSDF)를 모델링하고자 하였고 이를 위해 일정한 종횡비로 제작된 렌티큘라 렌즈필름이 포함된 백라이트를 활용해 실험을 진행하였다.
- 본 연구에서는 이 BSDF를 구성하는 람버시안 분포의 강도와 타원형 가우시안 분포의 강도 사이의 비를 조정하면서 아울러 σx와 σy의 수치도 조절하여 실험적으로 구한 도광판상의 휘도 분포를 그대로 재현하고자 하였다.
- 본 연구에서는 확산성능과 집광성능을 동시에 가진 렌티큘라 렌즈필름의 광학적 특성을 규명하고 렌즈의 구조를 최적화하기 위한 시뮬레이션 연구를 진행하였다. 시뮬레이션을 수행하기 위해 도광판의 산란 도트 패턴이 보이는 BSDF를 간접적인 방법으로 구하였다.
- 보다 정확한 시뮬레이션의 진행을 위해 도광판의 산란 패턴이 가지는 쌍방향 산란분포함수(Bi-directional scattering distribution function, BSDF)를 모델링하고자 하였고 이를 위해 일정한 종횡비로 제작된 렌티큘라 렌즈필름이 포함된 백라이트를 활용해 실험을 진행하였다. 실험 결과를 바탕으로 BSDF를 정확히 결정한 후에 이에 근거해서 렌티큘라 렌즈에 대한 광학구조 최적화를 시뮬레이션을 통해 달성하고자 하였다.
가설 설정
- 우선, 참고문헌 [19]에서 자세히 서술한 것처럼 도광판의 밑면에 형성된 산란 도트 패턴의 BSDF를 완전 확산 반사의 성격을 띤 람버시안 분포분포(Lambertian distribution)와 정반사의 성격을 포함하고 있는 타원형 가우시안 함수(elliptic Gaussian function)의 중첩으로 가정하였다. 람버시안 분포의 경우 반사되는 빛의 강도(radiant intensity)를 입사 각도와 무관하게 cosθ에 비례하도록 설정하였고, 여기에서 θ는 반사되는 빛의 법선에 대한 출사 각도를 의미한다.
제안 방법
- 3.1절에서 구한 BSDF를 바탕으로 렌티큘라 렌즈필름의 두가지 설계변수(굴절률 및 종횡비)를 변화시켜가면서 최적의 집광 성능을 보이는 조건을 시뮬레이션을 통해 구하였다. 각 조건별로 얻은 결과는 규격화 과정[7]을 거쳐 비교하였고 정면 휘도 및 반치폭(full-width at half-maximum)을 정량적으로 구하여 비교하였다.
- BSDF의 결정을 위해 시험적으로 제작된 렌티큘라 렌즈의 광학성능을 평가하였다. 제작된 렌티큘라 렌즈필름은 40인치의 면적을 가지고 있고 가로 방향으로 1차원적으로 배열된 렌티큘라 렌즈로 구성되어 있다.
- PET의 재질로 설정된 두께 100 μm의 기판 위에 형성된 렌티큘라 렌즈의 굴절률을 1.45에서 1.75 사이의 범위에서 변화시키면서 휘도 특성의 변화를 조사하였다.
- 1절에서 구한 BSDF를 바탕으로 렌티큘라 렌즈필름의 두가지 설계변수(굴절률 및 종횡비)를 변화시켜가면서 최적의 집광 성능을 보이는 조건을 시뮬레이션을 통해 구하였다. 각 조건별로 얻은 결과는 규격화 과정[7]을 거쳐 비교하였고 정면 휘도 및 반치폭(full-width at half-maximum)을 정량적으로 구하여 비교하였다. 우선 “도광판+확산필름” 위에 놓인 렌티큘라 렌즈필름의 굴절률을 1.
- 5 mm이고 총 224개의 백색 LED가 상하에 배치되어 있다. 도광판 위에 확산필름이 놓여져 있고 그 위에 렌티큘라 렌즈필름 혹은 프리즘필름이 놓여져 두 필름의 광학적 성능을 비교하였다. 시야각에 따른 휘도 특성은 ±80°의 각도 범위에서 분광휘도계(PR670, Photo Research)를 사용하여 측정하였다.
- 시뮬레이션을 수행하기 위해 도광판의 산란 도트 패턴이 보이는 BSDF를 간접적인 방법으로 구하였다. 도광판의 BSDF를 확산성분(람버시안 성분)과 타원형 가우시안 성분의 중첩으로 가정한 후에 40인치 엣지형 LED 백라이트에 사용되는 도광판 위에서 얻어진 휘도의 시야각 분포를 정확히 구현할 수 있는 함수형태를 구하였다. 이렇게 구한 BSDF를 바탕으로 시뮬레이션을 수행한 결과 실험에서 얻어진 확산필름 및 렌티큘라 렌즈 필름 위에서의 휘도 분포를 근사적으로 재현할 수 있음을 보였다.
- 도광판의 밑면에는 육각형 격자 형태로 산란 도트 패턴을 배치하였고 백라이트의 균일도를 확보하기 위해 이 도트의 반지름을 위치에 따라 70에서 80 μm 사이에서 조절하였다.
- 그렇지만 기존에 확산기능과 집광기능을 담당하는 확산필름과 프리즘필름을 제거하고 렌티큘라 렌즈필름을 삽입하게 되면 휘도 상승효과가 프리즘필름에 비해 현저하게 떨어진다는 것이 확인되었다[20]. 따라서 본 연구에서는 도광판+확산필름을 공통 구성 요소로 놓고 그 위에 프리즘필름 1장 및 렌티큘라 렌즈필름 1장 혹은 2장을 배치하여 성능을 비교하여 보았다. 이 때 렌티큘라 렌즈필름의 조건으로는 3.
- 람버시안 분포의 경우 반사되는 빛의 강도(radiant intensity)를 입사 각도와 무관하게 cosθ에 비례하도록 설정하였고, 여기에서 θ는 반사되는 빛의 법선에 대한 출사 각도를 의미한다.
- 이렇게 구한 BSDF를 바탕으로 시뮬레이션을 수행한 결과 실험에서 얻어진 확산필름 및 렌티큘라 렌즈 필름 위에서의 휘도 분포를 근사적으로 재현할 수 있음을 보였다. 렌티큘라 렌즈필름의 광학구조를 최적화하기 위해 렌즈가 가지는 종횡비 및 굴절률을 변화시켜가면서 필름 위에서의 휘도 분포를 구하였고 이를 통해 휘도 상승률 및 휘도 분포의 반치폭을 구할 수 있었다. 이를 통해 종횡비가 1.
- 렌티큘라 렌즈필름의 집광성능을 최적화하기 위해 두 가지 변수를 조절하면서 렌티큘라 렌즈필름이 보이는 시야각 특성과 휘도 이득률을 조사하였다. 하나는 렌티큘라 렌즈의 종횡비(aspect ratio)로써, 렌즈의 폭을 80 μm로 고정시키고 높이를 변화시켜가면서 시뮬레이션을 진행하였다.
- 본 논문에서는 일차원 렌티큘라 렌즈의 단면 형상, 특히 종횡비(aspect ratio)와 광학적 성능 사이의 상관성을 광학시뮬레이션을 통해 연구한 내용을 보고한다. 보다 정확한 시뮬레이션의 진행을 위해 도광판의 산란 패턴이 가지는 쌍방향 산란분포함수(Bi-directional scattering distribution function, BSDF)를 모델링하고자 하였고 이를 위해 일정한 종횡비로 제작된 렌티큘라 렌즈필름이 포함된 백라이트를 활용해 실험을 진행하였다. 실험 결과를 바탕으로 BSDF를 정확히 결정한 후에 이에 근거해서 렌티큘라 렌즈에 대한 광학구조 최적화를 시뮬레이션을 통해 달성하고자 하였다.
- 107mm에 불과해 휘도 분포에 큰 영향을 주지는 않았고, 확산필름 위에서 충분히 정면으로 굴절되지 않은 빛을 추가적으로 굴절시켜 수직 방향의 휘도가 최대가 되도록 하는 정도에 그쳤다. 본 연구에서는 도광판 위에서의 휘도 분포를 정확히 구현할 수 있는 산란 도트 패턴의 BSDF를 설정하기 위한 용도로 Fig.2의 실험 결과를 활용하였다.
- BLU용 광학 부품들을 시뮬레이션 내에서 정확하고 효율적으로 구현하기 위해서는 부품들이 가지는 본질적인 광학 특성들을 정확히 반영하여 가능한 한 단순하게 모델을 구축하는 중요하다. 본 연구에서는 우선 2.1절에서 기술된 실험에 근거해서 도광판 산란패턴의 BSDF를 결정한 후에 이를 바탕으로 시뮬레이션을 진행하였다. 시뮬레이션에 소요되는 시간을 줄이기 위해 도광판의 면적을 40인치 백라이트 면적의 10%로 축소하였다.
- 1절에서 기술된 실험에 근거해서 도광판 산란패턴의 BSDF를 결정한 후에 이를 바탕으로 시뮬레이션을 진행하였다. 시뮬레이션에 소요되는 시간을 줄이기 위해 도광판의 면적을 40인치 백라이트 면적의 10%로 축소하였다. 도광판의 크기는 80×50.
- 본 연구에서는 확산성능과 집광성능을 동시에 가진 렌티큘라 렌즈필름의 광학적 특성을 규명하고 렌즈의 구조를 최적화하기 위한 시뮬레이션 연구를 진행하였다. 시뮬레이션을 수행하기 위해 도광판의 산란 도트 패턴이 보이는 BSDF를 간접적인 방법으로 구하였다. 도광판의 BSDF를 확산성분(람버시안 성분)과 타원형 가우시안 성분의 중첩으로 가정한 후에 40인치 엣지형 LED 백라이트에 사용되는 도광판 위에서 얻어진 휘도의 시야각 분포를 정확히 구현할 수 있는 함수형태를 구하였다.
- 시야각에 따른 휘도 특성은 ±80°의 각도 범위에서 분광휘도계(PR670, Photo Research)를 사용하여 측정하였다.
- 우선 “도광판+확산필름” 위에 놓인 렌티큘라 렌즈필름의 굴절률을 1.6으로, 그리고 렌티큘라 렌즈의 폭을 80 μm로 고정시킨 상태에서 렌즈의 높이를 20 μm 간격으로 변화시켰다.
- 이러한 과정을 통해 결정된 산란 도트 패턴의 BSDF를 이용해 확산필름 및 렌티큘라 렌즈필름 위에서의 휘도분포도 시뮬레이션을 통해 구하였다. 각 필름 조합 위에서 수평 및 수직 방향으로의 휘도의 시야각 분포가 규격화된 휘도값으로 Fig.
- 하나는 렌티큘라 렌즈의 종횡비(aspect ratio)로써, 렌즈의 폭을 80 μm로 고정시키고 높이를 변화시켜가면서 시뮬레이션을 진행하였다.
대상 데이터
- 도광판의 밑면에는 육각형 격자 형태로 산란 도트 패턴을 배치하였고 백라이트의 균일도를 확보하기 위해 이 도트의 반지름을 위치에 따라 70에서 80 μm 사이에서 조절하였다. 도광판의 굴절률은 PMMA (Poly(methyl methacrylate))의 가시광선 대역의 굴절률 분산 곡선을 이용하였다. 총 22 개의 백색 LED (NSSW006, Nichia Co.
- 746 mm였다. 이 광학필름의 광특성을 평가하기 위해 40인치 엣지형 LED 백라이트를 활용하였다. 이 백라이트를 구성하는 도광판의 두께는 3.
- 이 광학필름의 광특성을 평가하기 위해 40인치 엣지형 LED 백라이트를 활용하였다. 이 백라이트를 구성하는 도광판의 두께는 3.5 mm이고 총 224개의 백색 LED가 상하에 배치되어 있다. 도광판 위에 확산필름이 놓여져 있고 그 위에 렌티큘라 렌즈필름 혹은 프리즘필름이 놓여져 두 필름의 광학적 성능을 비교하였다.
- BSDF의 결정을 위해 시험적으로 제작된 렌티큘라 렌즈의 광학성능을 평가하였다. 제작된 렌티큘라 렌즈필름은 40인치의 면적을 가지고 있고 가로 방향으로 1차원적으로 배열된 렌티큘라 렌즈로 구성되어 있다. 렌티큘라 렌즈의 높이, 직경 및 피치(pitch)는 각각 0.
- 도광판의 굴절률은 PMMA (Poly(methyl methacrylate))의 가시광선 대역의 굴절률 분산 곡선을 이용하였다. 총 22 개의 백색 LED (NSSW006, Nichia Co.)가 도광판의 상하에 8 mm의 피치로 배치되었다.
- 이 굴절률 범위는 자외선 경화 수지를 이용해 조절할 수 있는 통상적인 굴절률 범위를 나타낸다. 한 조건에 대해 시뮬레이션을 진행할 때 통상적으로 사용된 광선의 수는 3백만개였지만 필요한 경우에는 이를 천만개로 높여서 진행하였다. Fig.
이론/모형
- 렌티큘라 렌즈필름의 설계와 성능 분석을 위해 광 추적 기법을 사용하는 소프트웨어인 LightTools (Ver.7.1, Optical Research Associates)를 활용하였다. 광학 시뮬레이션은 백라이트가 나타내는 광학 성능을 신뢰성 있게 예측하여 부품의 개발 기간을 단축시키는데 매우 유용하게 사용되어 왔다[12-18].
성능/효과
- 3.2절에서 서술한 것처럼 렌티큘라 렌즈필름은 일정 정도 정면 휘도를 상승시키는 효과를 가지고 있고 이를 이용하면 적당한 집광효과와 시야각의 조절 효과를 기대할 수 있다. 그렇지만 기존에 확산기능과 집광기능을 담당하는 확산필름과 프리즘필름을 제거하고 렌티큘라 렌즈필름을 삽입하게 되면 휘도 상승효과가 프리즘필름에 비해 현저하게 떨어진다는 것이 확인되었다[20].
- 게다가, 프리즘필름이 날카로운 프리즘산을 보호하기 위해 보호필름을 필요로 하는데 반해 렌티큘라 렌즈필름은 그 자체로 사용될 수 있어서 “확산필름+프리즘필름 1매+보호필름”의 조합을 렌티큘라 렌즈필름 2매로 교체하는 것이 가능할 것으로 판단된다.
- 25인 지점에서 최대를 이루다가 그 이후에는 감소하게 된다. 굴절률을 1.65로 고정시키고 렌티큘라 렌즈의 종횡비를 0.25에서 2.0까지 변화시킨 경우에도 종횡비가 1.25일 때 정면 휘도 값이 최대임을 확인하였다. 다음 문단에서 제시되는 결과에 의하면 정면 휘도는 굴절률이 1.
- 그 결과 타원형 가우시안 분포에서 σx=13°, σy=12°, 확산 성분의 비중이 40%이었을때 시뮬레이션 결과와 실험 결과가 가장 잘 일치하였고 그 결과는 Fig. 4에 주어져 있다[20].
- 이는 기본적으로 굴절률이 증가하면 스넬의 법칙(Snell’s law)에 따라 동일 입사각에 대해 굴절되는 각도도 함께 증가하여 정면으로 꺾이는 정도가 커지는 효과에 기인한다. 그렇지만 굴절률이 너무 커지면 렌티큘라 렌즈 계면에서의 굴절 각도도 커지면서 고시야각을 향하는 광선의 비중이 늘어나 정면 휘도는 약간 감소하고 반치폭이 다소 늘어나는 결과를 확인하였다. 아울러 굴절률의 변화에 대한 휘도상승률의 변화는 프리즘필름의 그것에 비해 상대적으로 작다는 것을 알 수 있다[7].
- 따라서 “도광판+확산필름+프리즘필름”의 조합 위에서는 정면으로 최대의 휘도를 보이며 집광되어 있는 휘도 분포를 보여준다. 그렇지만 본 연구에서 시험적으로 제작된 렌티큘라 렌즈필름의 경우 높이가 0.107mm에 불과해 휘도 분포에 큰 영향을 주지는 않았고, 확산필름 위에서 충분히 정면으로 굴절되지 않은 빛을 추가적으로 굴절시켜 수직 방향의 휘도가 최대가 되도록 하는 정도에 그쳤다. 본 연구에서는 도광판 위에서의 휘도 분포를 정확히 구현할 수 있는 산란 도트 패턴의 BSDF를 설정하기 위한 용도로 Fig.
- 최적화된 렌티큘라 렌즈필름을 백라이트 모델에 넣고 성능을 평가한 결과 프리즘필름이 1매 포함된 기존의 백라이트에 비해 집광성능이 20% 정도 떨어짐을 확인하였다. 렌티큘라 렌즈필름을 교차해서 두 매를 적용하게 되면 프리즘필름 1매가 포함된 백라이트가 보이는 집광성능과 비슷한 성능이 얻어짐과 동시에 프리즘필름이 보이는 사이드 로브나 특정 각도에서 휘도가 급격히 떨어지는 단점들이 제거됨을 확인하였다. 본 연구를 통해 확산성능과 집광성능을 동시에 가지는 렌티큘라 렌즈 필름이 부드러운 시야각 특성을 얻는데 있어서 장점으로 작용할 수 있고 직교되는 상태로 2매를 조합하게 되면 프리즘필름의 집광 성능과 비슷한 성능을 발휘함을 확인하였다.
- 렌티큘라 렌즈필름을 교차해서 두 매를 적용하게 되면 프리즘필름 1매가 포함된 백라이트가 보이는 집광성능과 비슷한 성능이 얻어짐과 동시에 프리즘필름이 보이는 사이드 로브나 특정 각도에서 휘도가 급격히 떨어지는 단점들이 제거됨을 확인하였다. 본 연구를 통해 확산성능과 집광성능을 동시에 가지는 렌티큘라 렌즈 필름이 부드러운 시야각 특성을 얻는데 있어서 장점으로 작용할 수 있고 직교되는 상태로 2매를 조합하게 되면 프리즘필름의 집광 성능과 비슷한 성능을 발휘함을 확인하였다. 아울러 렌티큘라 렌즈필름이 가지는 무라 제거 효과 및 부드러운 곡면의 존재는 확산필름 및 보호필름의 제거도 가능하게 해 줄 것으로 기대된다.
- 5 mm3였다. 시뮬레이션 조건에서 도광판의 면적을 실제 면적의 10～80% 사이에서 변화시키더라도 도광판 위에 형성되는 시야각 분포는 거의 변화가 없었다. 도광판의 밑면에는 육각형 격자 형태로 산란 도트 패턴을 배치하였고 백라이트의 균일도를 확보하기 위해 이 도트의 반지름을 위치에 따라 70에서 80 μm 사이에서 조절하였다.
- 65일 때 최대가 된다. 이 결과를 조합하면 굴절률이 1.65, 종횡비가 1.25인 조건에서 렌티큘라 렌즈필름의 집광성능이 최대가 된다고 결론내릴 수 있다.
- 전체적으로 시뮬레이션으로 얻은 휘도분포가 실험에서 얻은 분포를 잘 재현하고 있음을 알 수 있다. 이러한 결과는 위에서 기술된 방법으로 얻은 산란 도트 패턴의 BSDF가 신뢰할만한 것임을 간접적으로 보여준다고 판단된다. 그 동안 도광판 산란 도트 패턴이 보이는 BSDF에 대해서는 신뢰할만한 실험 결과가 발표된 적이 없다.
- 도광판의 BSDF를 확산성분(람버시안 성분)과 타원형 가우시안 성분의 중첩으로 가정한 후에 40인치 엣지형 LED 백라이트에 사용되는 도광판 위에서 얻어진 휘도의 시야각 분포를 정확히 구현할 수 있는 함수형태를 구하였다. 이렇게 구한 BSDF를 바탕으로 시뮬레이션을 수행한 결과 실험에서 얻어진 확산필름 및 렌티큘라 렌즈 필름 위에서의 휘도 분포를 근사적으로 재현할 수 있음을 보였다. 렌티큘라 렌즈필름의 광학구조를 최적화하기 위해 렌즈가 가지는 종횡비 및 굴절률을 변화시켜가면서 필름 위에서의 휘도 분포를 구하였고 이를 통해 휘도 상승률 및 휘도 분포의 반치폭을 구할 수 있었다.
- 프리즘필름의 경우 45도의 경사 각도를 가지는 빗면의 면적 전체에서 집광 기능이 발휘되고 집광되지 않는 빛은 후면으로 반사시켜 다시 집광되는 성분으로 변환시키는 데 반해, 렌티큘라 렌즈의 경우에는 곡면의 접면이 수직 방향에 대해 형성하는 각도가 연속적으로 변화되고 특정 각도 영역의 접면에 해당하는 면적만 집광기능에 기여하기 때문에 집광성능에 있어서 한계를 가질 수밖에 없다. 이를 보완하기 위해 두 장의 렌티큘라 렌즈필름을 교차해서 적용하게 되면 프리즘필름 1매가 나타내는 집광 성능과 비슷한 성능이 발휘될 수 있음이 확인되었다. 게다가 렌티큘라 렌즈필름을 사용할 경우 Fig.
- 렌티큘라 렌즈필름의 광학구조를 최적화하기 위해 렌즈가 가지는 종횡비 및 굴절률을 변화시켜가면서 필름 위에서의 휘도 분포를 구하였고 이를 통해 휘도 상승률 및 휘도 분포의 반치폭을 구할 수 있었다. 이를 통해 종횡비가 1.25, 굴절률이 1.65인 조건에서 렌티큘라 렌즈필름의 집광성능이 최대가 됨을 확인하였다. 최적화된 렌티큘라 렌즈필름을 백라이트 모델에 넣고 성능을 평가한 결과 프리즘필름이 1매 포함된 기존의 백라이트에 비해 집광성능이 20% 정도 떨어짐을 확인하였다.
- 5에 제시되어 있다. 전체적으로 시뮬레이션으로 얻은 휘도분포가 실험에서 얻은 분포를 잘 재현하고 있음을 알 수 있다. 이러한 결과는 위에서 기술된 방법으로 얻은 산란 도트 패턴의 BSDF가 신뢰할만한 것임을 간접적으로 보여준다고 판단된다.
- 65인 조건에서 렌티큘라 렌즈필름의 집광성능이 최대가 됨을 확인하였다. 최적화된 렌티큘라 렌즈필름을 백라이트 모델에 넣고 성능을 평가한 결과 프리즘필름이 1매 포함된 기존의 백라이트에 비해 집광성능이 20% 정도 떨어짐을 확인하였다. 렌티큘라 렌즈필름을 교차해서 두 매를 적용하게 되면 프리즘필름 1매가 포함된 백라이트가 보이는 집광성능과 비슷한 성능이 얻어짐과 동시에 프리즘필름이 보이는 사이드 로브나 특정 각도에서 휘도가 급격히 떨어지는 단점들이 제거됨을 확인하였다.
후속연구
- 이에 따라 렌티큘라 렌즈필름을 적절히 조합하여 적용하게 되면 기존의 백라이트 구성과 비슷한 숫자의 광학필름을 조합해서 부드러운 시야각 특성 및 적절한 집광 성능을 보이는 백라이트의 구현에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 그렇지만 프리즘필름이 보이는 우수한 집광성능에 비해 떨어지는 것으로 확인된 집광성능을 고려하면 렌티큘라 렌즈필름의 효율적인 활용을 위해서는 렌티큘라 렌즈의 형태를 보다 다양하게 변화시켜가면서 이에 따른 집광성능의 변화를 추적하고 이와 더불어 최적의 필름조합을 찾기 위한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.
- 10(b)에서 볼 수 있는 것처럼 프리즘필름이 보이는 사이드 로브나 특정 각도에서 휘도가 급격히 떨어지는 단점들이 제거된다. 따라서 렌티큘라 렌즈 필름 2매를 서로 직교하도록 배치해 적용하게 되면 부드러운 시야각 특성 및 적절한 집광 성능의 구현에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 아울러 렌티큘라 렌즈가 가지는 무라제거 효과로 인해 확산필름을 제거하는 것이 가능할 것이다.
- 프리즘필름에서는 45도의 기울기를 가진 빗면에서 일어나는 빛의 굴절로 인해 정면으로 집광되는 효과가 뛰어난 반면에 특정 시야각에서 휘도가 갑자기 떨어지는 단점이 있어서 LCD의 시야각 특성에 부정적인 영향을 끼칠 가능성이 존재한다. 반면에 구면 혹은 비구면 단면 형상을 가지고 일차원적으로 배열된 렌티큘라 렌즈필름은 적당한 집광효과와 무라(Mura) 제거 효과를 가지고 있을 것으로 기대된다. 렌티큘라 렌즈필름의 백라이트 내에서의 광학적 성능은 당연히 렌즈필름의 단면 형상에 의해 좌우되지만 형상과 광학적 성능 사이의 상관성과 관련된 자세한 보고는 아직 이루어진 바 없다.
- 이는 전적으로 도광판 산란 패턴에 의해 발생하는 반사 현상이 도광판이라는 물질 내부에서 발생하고 이에 따라 실험적으로 접근하기가 쉽지 않다는 사실과 관련되어 있다. 본 연구에서 제시한 방법은 도광판의 BSDF를 결정할 수 있는 간접적인 방법으로 광범위하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
- 따라서 렌티큘라 렌즈 필름 2매를 서로 직교하도록 배치해 적용하게 되면 부드러운 시야각 특성 및 적절한 집광 성능의 구현에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 아울러 렌티큘라 렌즈가 가지는 무라제거 효과로 인해 확산필름을 제거하는 것이 가능할 것이다. 게다가, 프리즘필름이 날카로운 프리즘산을 보호하기 위해 보호필름을 필요로 하는데 반해 렌티큘라 렌즈필름은 그 자체로 사용될 수 있어서 “확산필름+프리즘필름 1매+보호필름”의 조합을 렌티큘라 렌즈필름 2매로 교체하는 것이 가능할 것으로 판단된다.
- 본 연구를 통해 확산성능과 집광성능을 동시에 가지는 렌티큘라 렌즈 필름이 부드러운 시야각 특성을 얻는데 있어서 장점으로 작용할 수 있고 직교되는 상태로 2매를 조합하게 되면 프리즘필름의 집광 성능과 비슷한 성능을 발휘함을 확인하였다. 아울러 렌티큘라 렌즈필름이 가지는 무라 제거 효과 및 부드러운 곡면의 존재는 확산필름 및 보호필름의 제거도 가능하게 해 줄 것으로 기대된다. 이에 따라 렌티큘라 렌즈필름을 적절히 조합하여 적용하게 되면 기존의 백라이트 구성과 비슷한 숫자의 광학필름을 조합해서 부드러운 시야각 특성 및 적절한 집광 성능을 보이는 백라이트의 구현에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
- 아울러 렌티큘라 렌즈필름이 가지는 무라 제거 효과 및 부드러운 곡면의 존재는 확산필름 및 보호필름의 제거도 가능하게 해 줄 것으로 기대된다. 이에 따라 렌티큘라 렌즈필름을 적절히 조합하여 적용하게 되면 기존의 백라이트 구성과 비슷한 숫자의 광학필름을 조합해서 부드러운 시야각 특성 및 적절한 집광 성능을 보이는 백라이트의 구현에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 그렇지만 프리즘필름이 보이는 우수한 집광성능에 비해 떨어지는 것으로 확인된 집광성능을 고려하면 렌티큘라 렌즈필름의 효율적인 활용을 위해서는 렌티큘라 렌즈의 형태를 보다 다양하게 변화시켜가면서 이에 따른 집광성능의 변화를 추적하고 이와 더불어 최적의 필름조합을 찾기 위한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.
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