JP4381375B2

JP4381375B2 - プリズムシート及びこれを用いたバックライトユニット並びにプリズムシートの製造方法

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Publication number: JP4381375B2
Application number: JP2005374206A
Authority: JP
Inventors: 萬煥李; 智洙尹; 成根李
Original assignee: エルジーディスプレイカンパニーリミテッド
Priority date: 2005-06-29
Filing date: 2005-12-27
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Description

本発明は、バックライトユニットに係り、特に、光効率及び視野角特性を向上させることができるプリズムシート及びこれを用いたバックライトユニット並びにプリズムシートの製造方法に関する。

近来、陰極線管（ＣＲＴ）の短所とされる重さと体積を減らすことのできる各種平板表示装置が台頭してきている。かかる平板表示装置には、液晶表示装置（ＬＣＤ）、電界放出表示装置（ＦＥＤ）、プラズマ表示パネル（ＰＤＰ）及び発光表示装置（ＬＥＤ）などがある。

中でも、液晶表示装置は、複数の液晶セルと、これら液晶セルのそれぞれに供給されるビデオ信号を切り替えるための複数の制御用スイッチとで構成された液晶パネルにより、バックライトユニットから照射される光ビームの透過量が調節され、これにより、所望の画像が表示される。

図１は、従来技術によるバックライトユニットを示す図である。

図１を参照すると、従来技術によるバックライトユニットは、光を発するランプ１０と、入射面２２を介してランプ１０から入射される光を導く導光板２０と、導光板２０の入射面２２及びランプ１０を取り囲むように設置されるランプハウジング１２と、導光板２０の下面に配置される反射板３０と、導光板２０上に配置され、導光板２０を経由した光を拡散させる拡散シート４０と、拡散シート４０を経由した光の進行方向を調節するプリズムシート５０とを備える。

ランプ１０は、通常、冷陰極蛍光ランプを使用する。このランプ１０は、インバータ（図示せず）からのランプ駆動電圧で点灯され、導光板２０の側面にある入射面２２に光を照射する。

ランプハウジング１２は、ランプ１０及び導光板２０の入射面２２を取り囲むように導光板２０の側面に設置される。このランプハウジング１２は、内面に反射面が形成されており、ランプ１０からの光を導光板２０の入射面２２側に反射する役割を担う。

導光板２０は、ランプ１０から入射された光が、ランプ１０から遠く離れた箇所まで届くようにするとともに、入射した光を拡散シート４０側に導く。すなわち、導光板２０の下面に印刷式パターンが形成されており、入射面２２からの光が、傾斜した背面から所定の傾斜角で反射され、拡散シート４０側に均一に進むようになる。

反射板３０は、導光板２０の下面に配置され、導光板２０の背面を通って反射板自体に入射される光を導光板２０側に再反射させることによって、光損失を減らす役割を担う。

拡散シート４０は、導光板２０を経由した光を全領域に拡散させ、第１プリズムシート５０に照射する。

プリズムシート５０は、拡散シート４０を経由した光を集光する役割を担う。このため、プリズムシート５０のそれぞれは、図２に示すように、ポリエステル（ＰＥＴ）の材質からなる集光フィルム５２と、集光フィルム５２の上面に縞状に形成されたプリズム突出部５４とを備える。

プリズム突出部５４は、頂点から所定の角度で傾斜した第１及び第２傾斜面を有する。ここで、第１及び第２傾斜面のそれぞれは、集光フィルム５２の上面から約４５゜で傾斜するように形成される。

このように構成されるプリズムシート５０において、屈折率がｎ１の集光フィルム５２に所定角度θ１で入射される入射光は、次式の数１で示されるスネルの法則により、プリズム突出部５４から所定角度θ２で屈折し、屈折率がｎ２の外部に出射される。

すなわち、上記の従来技術によるバックライトユニットは、ランプ１０から発された光を、導光板２０を介して導光板２０の上部に配置された拡散シート４０側に導き、導光板２０を経由した光を拡散シート４０で全領域に拡散させた後に、プリズムシート５０を通じて集光して外部に出射させる。

しかしながら、かかる従来技術によるバックライトユニットにおいて、プリズムシート５０に入射された光は、図３に示すように、３つの領域、すなわち全反射領域、集光領域及びサイドローブ領域に分けられる。

具体的に、集光フィルム５２に垂直に入射する全反射領域の光Ａは、プリズム突出部５４の第１及び第２傾斜面により全反射され、再び導光板２０に進行することによってリサイクルされながら集光される。集光フィルム５２に所定の角度で入射する集光領域の光Ｂは、プリズム突出部５４の第１及び第２傾斜面により屈折して集光される。また、集光フィルム５２に所定の角度で入射するサイドローブ領域の光Ｃは、プリズム突出部５４の第１及び第２傾斜面により全反射され、光の効率を低下させ、かつ、視野角特性を低下させる。

プリズムシート５０は、サイドローブのために図４に示すように、対称点を中心に両側面に明るい領域が存在する。その結果、従来技術によるバックライトユニットは、プリズムシート５０の構造上、輝度非対称による視野角非対称性及びサイドローブによる光効率の低下という問題点があった。
これらのプリズムシートの問題点を解消するために、図５に示すように、集光シートとして使用可能なレンチキュラレンズシートが提案されている（特許文献１参照）。

図５を参照すると、従来技術によるレンチキュラレンズシートは、透明基板１の上面に形成された複数のレンチキュラレンズ２１と、透明基板１の背面に形成された反射パターン２３と、反射パターン２３を覆うように透明基板１の背面に形成された集光層１４と、集光層１４に積層して形成される透明樹脂層１６とを備える。

この従来技術によるレンチキュラレンズシートでは、反射パターン２３とレンチキュラレンズ２１の使用により、図４に示すようなサイドローブによる光損失が防止される。

かかる従来技術によるレンチキュラレンズシートにおける反射パターン２３の形成方法は、透明基板１の背面に接着層（図示せず）をコーティングした後、レンチキュラレンズ２１の上部から平行光を照射し、この平行光はレンチキュラレンズ２１により接着面で任意の数値を持つように集光される。これにより、接着層は、光が照射された箇所では接着性を失い、照射されない箇所では接着性を持つようになる。この際、反射パターン２３を接着層に転写することによって複数のレンチキュラレンズ２１の谷部分に反射パターン２３が形成される。

このように複数のレンチキュラレンズ２１の谷部分に形成された反射パターン２３は、集光性に劣る光を遮蔽かつ反射させる役割を担う。反射パターン２３により反射された光は、下部に配置された反射板から再反射されてリサイクルされる。
米国特許第５８７０２２４号（公開日：１９９９年２月９日）

しかしながら、従来技術によるレンチキュラレンズシートは、接着面に接着された反射パターン２３が熱や外部圧力により歪んだり接着層の接着力が弱くて剥がれるという問題点があった。しかも、従来技術によるレンチキュラレンズシートは、平行光を用いて反射パターン２３を透明基板１の背面に接着させるため、反射パターン２３の形状を多種多様に形成することができないという問題もあった。

本発明は、上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、光効率及び視野角特性を向上させることができるプリズムシート及びこれを用いたバックライトユニット並びにプリズムシートの製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、多様な形態の反射パターンを用いて光効率及び視野角特性を向上させることができるプリズムシート及びこれを用いたバックライトユニット並びにプリズムシートの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のプリズムシートは、透明基板と、透明基板の上面に所定の間隔に並んで形成された複数の溝と、各溝に形成された複数の反射パターンと、複数の反射パターンが形成された透明基板上に形成された複数のレンチキュラレンズとを備えることを特徴とする。

また、本発明のプリズムシートは、透明基板と、透明基板上に形成された複数のレンチキュラレンズと、複数のレンチキュラレンズの谷部分に形成された反射パターンとを備えることを特徴とする。

また、本発明のプリズムシートは、透明基板と、透明基板上に形成された複数のレンチキュラレンズと、複数のレンチキュラレンズの谷部分に対向して透明基板の背面に形成された構造物とを備えることを特徴とする。

上記構造物は、曲線溝、曲面突起及び三角突起のうちいずれか一つであることを特徴とする。

また、本発明のプリズムシートは、透明基板と、透明基板上に形成された複数のレンチキュラレンズと、複数のレンチキュラレンズを覆うように透明基板上に形成された第１保護層と、第１保護層上に形成された第２保護層と、第２保護層の上面に一定の間隔に並んで形成された複数の溝と、各溝に形成された複数の反射パターンとを備えることを特徴とする。

本発明のバックライトユニットは、光を発する少なくとも一つのランプと、側面に形成された入射面を介してランプから入射した光の進行方向を垂直に変換する導光板と、導光板を経由した光を集光するプリズムシートとを備え、プリズムシートは、透明基板と、透明基板の上面に所定の間隔で並んで形成された複数の溝と、各溝に形成された複数の反射パターンと、複数の反射パターンの形成された透明基板上に形成された複数のレンチキュラレンズとを備えることを特徴とする。

また、本発明のバックライトユニットは、光を発する少なくとも一つのランプと、側面に形成された入射面を介してランプから入射した光の進行方向を垂直に変換する導光板と、導光板を経由した光を集光するプリズムシートとを備え、プリズムシートは、透明基板と、透明基板上に形成された複数のレンチキュラレンズと、複数のレンチキュラレンズの谷部分に形成された反射パターンとを備えることを特徴とする。

また、本発明のバックライトユニットは、光を発する少なくとも一つのランプと、側面に形成された入射面を介してランプから入射した光の進行方向を垂直に変換する導光板と、導光板を経由した光を集光するプリズムシートとを備え、プリズムシートは、透明基板と、透明基板上に形成された複数のレンチキュラレンズと、複数のレンチキュラレンズの谷部分に対向して透明基板の背面に形成された構造物とを備えることを特徴とする。

また、本発明のバックライトユニットは、光を発する少なくとも一つのランプと、側面に形成された入射面を介してランプから入射した光の進行方向を垂直に変換する導光板と、導光板を経由した光を集光するプリズムシートとを備え、プリズムシートは、透明基板と、透明基板上に形成された複数のレンチキュラレンズと、複数のレンチキュラレンズを覆うように透明基板上に形成された第１保護層と、第１保護層上に形成された第２保護層と、第２保護層の上面に所定の間隔に並んで形成された複数の溝と、各溝に形成された複数の反射パターンとを備えることを特徴とする。

また、本発明のバックライトユニットは、光を発する複数のランプと、複数のランプを支持及び収納するボトムカバーと、ボトムカバーの上面を覆い、複数のランプからの光を拡散させる拡散板と、拡散板を経由した光を集光するプリズムシートとを備え、プリズムシートは、透明基板と、透明基板の上面に所定の間隔に並んで形成された複数の溝と、各溝に形成された複数の反射パターンと、複数の反射パターンの形成された透明基板上に形成された複数のレンチキュラレンズとを備えることを特徴とする。

また、本発明のバックライトユニットは、光を発する複数のランプと、複数のランプを支持及び収納するボトムカバーと、ボトムカバーの上面を覆い、複数のランプからの光を拡散させる拡散板と、拡散板を経由した光を集光するプリズムシートとを備え、プリズムシートは、透明基板と、透明基板上に形成された複数のレンチキュラレンズと、複数のレンチキュラレンズの谷部分に形成された反射パターンとを備えることを特徴とする。

また、本発明のバックライトユニットは、光を発する複数のランプと、複数のランプを支持及び収納するボトムカバーと、ボトムカバーの上面を覆い、複数のランプからの光を拡散させる拡散板と、拡散板を経由した光を集光するプリズムシートとを備え、プリズムシートは、透明基板と、透明基板上に形成された複数のレンチキュラレンズと、複数のレンチキュラレンズの谷部分に対向するように透明基板の背面に形成された構造物とを備えることを特徴とする。

また、本発明のバックライトユニットは、光を発する複数のランプと、複数のランプを支持及び収納するボトムカバーと、ボトムカバーの上面を覆い、複数のランプからの光を拡散させる拡散板と、拡散板を経由した光を集光するプリズムシートとを備え、プリズムシートは、透明基板と、透明基板上に形成された複数のレンチキュラレンズと、複数のレンチキュラレンズを覆うように透明基板上に形成された第１保護層と、第１保護層上に形成された第２保護層と、第２保護層の上面に所定の間隔に並んで形成された複数の溝と、各溝に形成された複数の反射パターンとを備えることを特徴とする。

本発明のプリズムシートの製造方法は、透明基板の上面に所定の間隔に並ぶ複数の溝を形成する段階と、各溝に反射パターンを形成する段階と、反射パターンの形成された透明基板上に複数のレンチキュラレンズを形成する段階とを備えることを特徴とする。

また、本発明のプリズムシートの製造方法は、透明基板上に複数のレンチキュラレンズを形成する段階と、複数のレンチキュラレンズの谷部分に反射パターンを形成する段階とを備えることを特徴とする。

本発明のプリズムシートとこれを用いるバックライトユニットは、透明基板の上面に形成された矩形、三角形及び曲線形状のうちいずれか一つの形状の断面を持つ複数の溝に反射パターンを形成し、反射パターンの形成された透明基板上に複数のレンチキュラレンズを形成するため、光の集光効率及び視野角特性を向上させ、かつ、熱や外部圧力に起因する反射パターンの歪み及び剥がれ現象を防止することが可能になる。

また、本発明のプリズムシートとこれを用いるバックライトユニットは、複数のレンチキュラレンズの谷部分に反射パターンを形成するため、光の集光効率及び視野角特性を向上させ、かつ、反射パターンのスクラッチによる集光効率の低下を防止し、かつ、プリズムシートの製造工程を単純化することが可能になる。

また、本発明のプリズムシートとこれを用いるバックライトユニットは、複数のレンチキュラレンズの谷部分に対向するように透明基板の背面に曲面溝、曲面突起及び三角突起のうちいずれか一つを形成するため、サイドローブによる光漏れ現象を防ぎ、集光効率及び視野角特性を向上させることが可能になる。

また、本発明のプリズムシートとこれを用いるバックライトユニットは、複数のレンチキュラレンズ上に保護層を形成するため、複数のレンチキュラレンズをより安全に保護し、外部の圧力に起因する複数のレンチキュラレンズの損傷を防止でき、保護層に形成された複数の溝の内部に反射パターンを形成することによって熱や外部圧力による反射パターンの歪み及び剥がれを防止することができる。

以下、添付の図面に基づき、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

図６は、本発明の第１実施形態におけるプリズムシートを示す断面図である。

図６を参照すると、本発明の第１実施形態におけるプリズムシートは、透明基板１２０と、透明基板１２０の上面に所定の間隔に並んで形成された複数の溝１２１と、各溝１２１に形成された複数の反射パターン１２２と、複数の反射パターン１２２上に谷部分が位置するように透明基板１２０の上面に形成される複数のレンチキュラレンズ１２４とを備える。

透明基板１２０は、一定の屈折率を持つ平板形態である。

各溝１２２は、矩形の断面を有し、透明基板１２０の上面に一定間隔をもって縞状に並んで形成される。

各反射パターン１２２は、溝１２１の内部に形成され、透明基板１２０の背面から所定角度傾いて入射する光を遮断したり透明基板１２０の下面に全反射させる役割を担う。ここで、各反射パターン１２２は、酸化チタン（ＴｉＯ_２）または酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のうちいずれか一つの物質で形成される。

このように形成された各反射パターン１２２は、透明基板１２０の背面から入射してサイドローブ領域に進行する光を、透明基板１２０の下面に全反射させることによって光の損失を防ぐ。

各レンチキュラレンズ１２４は、ポリエステルなどの物質からなり、透明基板１２０の上面に縞状に並んで形成される。ここで、複数のレンチキュラレンズ１２４の谷部分は、透明基板１２０に形成された各反射パターン１２２上に位置し、好ましくは、各反射パターン１２２の中心に位置すると良い。これら各レンチキュラレンズ１２４は、半円、楕円、カージオイド及びサイクロイドなどのような曲線形態の断面を持つように形成される。

次に、このような本発明の第１実施形態におけるプリズムシートの製造方法を、図７Ａ乃至図７Ｃを参照して段階的に説明する。

まず、図７Ａに示すように、透明基板１２０の上面に所定の間隔に並ぶ溝１２１を形成する。

次いで、図７Ｂに示すように、透明基板１２０の上面に形成された溝１２１に、複数の反射パターン１２２を形成する。

次いで、図７Ｃに示すように、複数の反射パターン１２２上に谷部分が位置するようにして透明基板１２０の上面に複数のレンチキュラレンズ１２４を形成する。

このようにして形成された本発明の第１実施形態におけるプリズムシートは、透明基板１２０上に形成された複数の溝１２１に、複数の反射パターン１２２を形成し、複数の反射パターン１２２が形成された透明基板１２０の上面に、複数のレンチキュラレンズ１２４を形成することによって、複数の反射パターン１２２及び複数のレンチキュラレンズ１２４を用いて透明基板１２０の背面から入射する光の効率及び視野角特性を向上させることができる。

また、本発明の第１実施形態におけるプリズムシートは、透明基板１２０に形成された複数の溝１２１に複数の反射パターン１２２を形成し、透明基板１２０と複数のレンチキュラレンズ１２４により反射パターン１２２が囲まれるため、熱や外部圧力による反射パターン１２２の歪み及び剥がれを防止することができる。

図８は、本発明の第２実施形態におけるプリズムシートを示す断面図である。

図８を参照すると、本発明の第２実施形態におけるプリズムシートは、透明基板１２０と、透明基板１２０の上面に所定の間隔で並んで形成された、三角形状の断面を持つ複数の三角溝２２１と、各三角溝２２１に形成された複数の反射パターン２２２と、複数の反射パターン２２２上に谷部分が位置するように透明基板１２０の上面に形成された複数のレンチキュラレンズ１２４とを備える。

このような本発明の第２実施形態におけるプリズムシートは、複数の三角溝２２１と複数の反射パターン２２２以外は、図６に示す本発明の第１実施形態と同様に構成される。

本発明の第２実施形態におけるプリズムシートにおいて、複数の三角溝２２１は、三角形状の断面を有し、かつ、透明基板１２０の上面に一定間隔をもって縞状に並んで形成される。

各反射パターン２２２は、三角溝２２１の内部に形成され、透明基板１２０の背面から所定角度傾いて入射する光を遮断したり透明基板１２０の下面に全反射させる役割を担う。ここで、各反射パターン２２２は、酸化チタン（ＴｉＯ_２）または酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のうちいずれか一つの物質で形成される。

これら各反射パターン２２２は、透明基板１２０の背面から入射してサイドローブ領域に進行する光を、透明基板１２０の下面に全反射させることによって光の損失を防ぐ。

このように構成された本発明の第２実施形態におけるプリズムシートは、上述した本発明の第１実施形態と同じ効果を有する。

図９は、本発明の第３実施形態におけるプリズムシートを示す断面図である。

図９を参照すると、本発明の第３実施形態におけるプリズムシートは、透明基板１２０と、透明基板１２０の上面に所定の間隔に並んで形成された曲線の断面を持つ複数の曲線溝３２１と、各曲線溝３２１に形成された複数の反射パターン３２２と、複数の反射パターン３２２上に谷部分が位置するように透明基板１２０の上面に形成された複数のレンチキュラレンズ１２４とを備える。

このように構成された本発明の第３実施形態におけるプリズムシートは、複数の曲線溝３２１と複数の反射パターン３２２以外は、図６に示す本発明の第１実施形態と同様に構成される。

また、本発明の第３実施形態におけるプリズムシートにおいて、複数の曲線溝３２１は、曲線形態の断面を有し、かつ、透明基板１２０の上面に一定間隔をもって縞状に並んで形成される。ここで、各曲線溝３２１は半円、楕円、カージオイド及びサイクロイドなどのような曲線形態の断面を持つように形成される。

各反射パターン３２２は、曲線溝３２１の内部に形成され、透明基板１２０の背面から所定角度傾いて入射する光を遮断したり透明基板１２０の下面に全反射させる役割を担う。ここで、各反射パターン３２２は、酸化チタン（ＴｉＯ_２）または酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のうちいずれか一つの物質から形成される。

これら各反射パターン３２２は、透明基板１２０の背面から入射してサイドローブ領域に進行する光を透明基板１２０の下面に全反射させることによって光の損失を防ぐ。

このように構成された本発明の第３実施形態におけるプリズムシートは、上述した本発明の第１実施形態と同じ効果を有する。

図１０は、本発明の第４実施形態におけるプリズムシートを示す断面図である。

図１０を参照すると、本発明の第４実施形態におけるプリズムシートは、透明基板４２０と、透明基板４２０の上面に形成された複数のレンチキュラレンズ４２４と、複数のレンチキュラレンズ４２４の谷部分に形成された複数の反射パターン４２２とを備える。

各レンチキュラレンズ４２４は、ポリエステルなどの物質からなり、透明基板４２０の上面に縞状に並んで形成される。ここで、各レンチキュラレンズ４２４は、半円、楕円、カージオイド及びサイクロイドなどのような曲線形態の断面を持つように形成される。

このような複数のレンチキュラレンズ４２４は、透明基板４２０の背面から入射する光を集光して外部に出射させる役割を担う。

各反射パターン４２２は、複数のレンチキュラレンズ４２４の高さを超えない状態に複数のレンチキュラレンズ４２４の谷部分に形成される。ここで、各反射パターン４２２は、酸化チタン（ＴｉＯ_２）または酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のうちいずれか一つの物質から形成される。

これら各反射パターン４２２は、透明基板４２０の背面から所定角度で入射する光が、各レンチキュラレンズ４２４により集光されるように反射させるとともに、透明基板４２０の下面に反射されてリサイクルされるように、隣接する他の反射パターン４２２に全反射させる役割を担う。すなわち、各反射パターン４２２は、透明基板４２０の背面から入射してサイドローブ領域に進行する光を、透明基板４２０の下面に全反射させることによって、光の損失を防ぐ。

次に、このように構成される本発明の第４実施形態におけるプリズムシートの製造方法を、図１１Ａ及び図１１Ｂを参照して段階的に説明する。

まず、図１１Ａに示すように、透明基板４２０の上面に複数のレンチキュラレンズ４２４を形成する。

次いで、複数のレンチキュラレンズ４２４の谷部分に、複数の反射パターン４２２を形成する。

このように構成された本発明の第４実施形態におけるプリズムシートは、透明基板４２０上に形成された複数のレンチキュラレンズ４２４の谷部分に反射パターン４２２を形成することによって、反射パターン４２２のスクラッチによる集光効率の低下を防止し、プリズムシートの製造工程を単純化させることができる。

したがって、本発明の第４実施形態におけるプリズムシートは、透明基板１２０の背面から入射する光の集光効率及び視野角特性を向上させることができる。

図１２は、本発明の第５実施形態におけるプリズムシートを示す断面図である。

図１２を参照すると、本発明の第５実施形態におけるプリズムシートは、透明基板５２０と、透明基板５２０の上面に形成された複数のレンチキュラレンズ５２４と、透明基板５２０の背面に形成された複数の曲線溝５２２とを備える。

各レンチキュラレンズ５２４は、ポリエステルなどの物質からなり、透明基板５２０の上面に縞状に並んで形成される。ここで、各レンチキュラレンズ５２４は、半円、楕円、カージオイド及びサイクロイドなどのような曲線形態の断面を持つように形成される。

このような複数のレンチキュラレンズ５２４は、透明基板５２０の背面から入射する光を集光して外部に出射させる。

複数の曲線溝５２２は、透明基板５２０の背面に所定の間隔に並んで形成される。ここで、各曲線溝５２２は、透明基板５２０の上面に形成された複数のレンチキュラレンズ５２４の谷部分に対向して形成される。

このような複数の曲線溝５２２は、透明基板５２０の背面から入射する光が複数のレンチキュラレンズ５２４により集光されるように、入射した光の進行方向を屈折させて複数のレンチキュラレンズ５２４に入射させる役割を担う。

このように構成された本発明の第５実施形態におけるプリズムシートは、透明基板５２０上に複数のレンチキュラレンズ５２４を形成し、複数のレンチキュラレンズ５２４の谷部分に対応する透明基板５２０の背面に複数の曲線溝５２２を形成することによって、透明基板５２０の背面から入射する光の集光効率及び視野角特性を向上させることができる。すなわち、本発明の第５実施形態におけるプリズムシートは、複数の曲線溝５２２を用いて、透明基板５２０の背面から入射してサイドローブ領域に進行する光の進行方向をレンチキュラレンズ５２４側に進行させることによって、サイドローブによる光漏れを防止し、集光効率及び視野角特性を向上させる。

図１３は、本発明の第６実施形態におけるプリズムシートを示す断面図である。

図１３を参照すると、本発明の第６実施形態におけるプリズムシートは、透明基板６２０と、透明基板６２０の上面に形成された複数のレンチキュラレンズ６２４と、透明基板６２０の背面に形成された、曲面の断面を持つ複数の曲面突起６２２とを備える。

各レンチキュラレンズ６２４は、ポリエステルなどの物質からなり、透明基板６２０の上面に縞状に並んで形成される。ここで、各レンチキュラレンズ６２４は、半円、楕円、カージオイド及びサイクロイドなどのような曲線形態の断面を持つように形成される。

このような複数のレンチキュラレンズ６２４は、透明基板６２０の背面から入射する光を集光して外部に出射させる。

各曲面突起６２２は、透明基板６２０の背面に所定の間隔に並んで形成される。ここで、各曲面突起６２２は、透明基板６２０の上面に形成された複数のレンチキュラレンズ６２４の谷部分に対向して形成される。そして、各曲面突起６２２は、半円、楕円、カージオイド及びサイクロイドなどのような曲線形態の断面を持つように形成される。

このような複数の曲面突起６２２は、透明基板６２０の背面から入射する光が複数のレンチキュラレンズ６２４により集光されるように、入射した光の進行方向を屈折させて複数のレンチキュラレンズ６２４に入射させる役割を担う。

このように構成された本発明の第６実施形態におけるプリズムシートは、透明基板６２０上に形成された複数のレンチキュラレンズ６２４を形成し、複数のレンチキュラレンズ６２４の谷部分に対応する透明基板６２０の背面に複数の曲面突起６２２を形成することによって、透明基板６２０の背面から入射する光の集光効率及び視野角特性を向上させることができる。すなわち、本発明の第６実施形態におけるプリズムシートは、複数の曲面突起６２２を用いて、透明基板６２０の背面から入射してサイドローブ領域に進行する光の進行方向をレンチキュラレンズ６２４側にさせることによって、サイドローブによる光漏れ現象を防止し、集光効率及び視野角特性を向上させる。

一方、本発明の第６実施形態におけるプリズムシートは、図１４に示すように、各曲面突起６２２の表面に形成された反射層６２６をさらに備えることができる。

反射層６２６は、各曲面突起６２２の表面に形成され、透明基板６２０の背面から入射する光を遮断するとともに全反射させることによってリサイクルされるようにする。また、反射層６２６は、複数のレンチキュラレンズ６２４から反射されて入る光を、複数のレンチキュラレンズ６２４側に再反射させる役割を担う。ここで、反射層６２６は、酸化チタン（ＴｉＯ_２）または酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のうちいずれか一つの物質から形成される。

このように構成された本発明の第６実施形態におけるプリズムシートは、各曲面突起６２２の表面に形成された反射層６２６をさらに備えることによって、光の集光効率及び視野角特性をより向上させることができる。

図１５は、本発明の第７実施形態におけるプリズムシートを示す断面図である。

図１５を参照すると、本発明の第７実施形態におけるプリズムシートは、透明基板７２０と、透明基板７２０の上面に形成された複数のレンチキュラレンズ７２４と、透明基板７２０の背面に形成された、三角形状の断面を持つ複数の三角突起７２２とを備える。

各レンチキュラレンズ７２４は、ポリエステルなどの物質からなり、透明基板７２０の上面に縞状に並んで形成される。ここで、各レンチキュラレンズ７２４は、半円、楕円、カージオイド及びサイクロイドなどのような曲線形態の断面を持つように形成される。

このような複数のレンチキュラレンズ７２４は、透明基板７２０の背面から入射する光を集光して外部に出射させる。

各三角突起７２２は、透明基板７２０の背面に所定の間隔に並んで形成される。ここで、各三角突起７２２は、透明基板７２０の上面に形成された複数のレンチキュラレンズ７２４の谷部分に対向して形成される。

このような複数の三角突起７２２は、透明基板７２０の背面から入射する光が複数のレンチキュラレンズ７２４により集光されるように、入射した光の進行方向を屈折させて複数のレンチキュラレンズ７２４に入射させる役割を担う。

このように構成された本発明の第７実施形態におけるプリズムシートは、透明基板７２０上に複数のレンチキュラレンズ７２４を形成し、複数のレンチキュラレンズ７２４の谷部分に対応する透明基板７２０の背面に複数の三角突起７２２を形成することによって、透明基板７２０の背面から入射する光の集光効率及び視野角特性を向上させることができる。すなわち、本発明の第７実施形態におけるプリズムシートは、複数の三角突起７２２を用いて透明基板７２０の背面から入射してサイドローブ領域に進行する光の進行方向を、レンチキュラレンズ７２４側にさせることによって、サイドローブによる光漏れ現象を防止し、集光効率及び視野角特性を向上させる。

尚、本発明の第７実施形態におけるプリズムシートは、図１６に示すように、各三角突起７２２の表面に形成された反射層７２６をさらに備えることができる。

反射層７２６は、各三角突起７２２の表面に形成され、透明基板７２０の背面から入射する光を遮断するとともに全反射させることによって、リサイクルされるようにする。また、反射層７２６は、複数のレンチキュラレンズ７２４から反射されて入る光を、複数のレンチキュラレンズ７２４側に再反射させる役割を担う。ここで、反射層７２２は、酸化チタン（ＴｉＯ_２）または酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のうちいずれか一つの物質から形成される。

このように構成された本発明の第７実施形態におけるプリズムシートは、各三角突起７２２の表面に反射層７２６をさらに備えることによって、光の集光効率及び視野角特性をより向上させることができる。

図１７は、本発明の第８実施形態におけるプリズムシートを示す断面図である。

図１７を参照すると、本発明の第８実施形態におけるプリズムシートは、第１屈折率を持つ透明基板８２０と、第２屈折率を有し、透明基板８２０の上面に形成された複数のレンチキュラレンズ８２４と、第３屈折率を有し、複数のレンチキュラレンズ８２４を覆うように透明基板８２０上に形成された第１保護層８３０と、第１保護層８３０の全面に形成された第２保護層８４０と、第４屈折率を有し、第２保護層８４０上に形成された複数の溝８４１と、複数の溝８４１に形成された複数の反射パターン８４２とを備える。

透明基板８２０は、第１屈折率を持つように平板形態に製造され、第１屈折率によって背面から入射する光を屈折させる。

各レンチキュラレンズ８２４は、第２屈折率を持つポリエステルなどの物質からなり、透明基板８２０の上面に縞状に並んで形成される。ここで、各レンチキュラレンズ８２４は、半円、楕円、カージオイド及びサイクロイドなどのような曲線形態の断面を持つように形成される。

このような各レンチキュラレンズ８２４は、透明基板８２０を透過して入射する光を集光して出射させる。

第１保護層８３０は、各レンチキュラレンズ８２４を覆うように透明基板８２０の全面に形成される。この第１保護層８３０は、第３屈折率によって、各レンチキュラレンズ８２４を経由した光を屈折させ、第２保護層８４０に入射させる。また、第１保護層８３０は、熱及び外部の圧力から各レンチキュラレンズ８２４を保護する役割を担う。ここで、第１保護層８３０の第３屈折率は、入射する光の入射角度及び光の出射角度によって設定される。

第２保護層８４０は、第１保護層８３０の全面に形成され、第４屈折率によって第１保護層８３０を透過した光を屈折させて外部に出射させる。

複数の溝８４１は、矩形の断面を有し、複数のレンチキュラレンズ８２４の谷部分に対向するように第２保護層８４０の上面に一定の間隔で縞状に並んで形成される。

複数の反射パターン８４２は、複数の溝８４１の内部に形成され、第２保護層８４０を介して所定角度傾いてに入射する光を、透明基板８２０の下面に全反射させる役割を担う。ここで、各反射パターン８４２は、酸化チタン（ＴｉＯ_２）または酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のうちいずれか一つの物質から形成される。ここで、各反射パターン８４２の位置は、レンチキュラレンズ８２４の屈折率と光の入射角度によって可変する。

これら各反射パターン８４２は、第２保護層８４０を通ってサイドローブ領域に進行する光を透明基板８２０の下面に全反射させることによって、光の損失を防ぐ。

このように構成された本発明の第８実施形態におけるプリズムシートは、複数のレンチキュラレンズ８２４をより安全に保護でき、外部の圧力により複数のレンチキュラレンズ８２４が損傷するのを防止することができる。また、本発明の第８実施形態におけるプリズムシートは、第２保護層８４０に形成された複数の溝８４１の内部に反射パターン８４２を形成するため、熱や外部圧力による反射パターン８２２の歪み及び剥がれを防止することができる。

以上の本発明の第１乃至第８実施形態におけるプリズムシートは、図１８乃至図２０に示すバックライトユニットに適用可能である。

図１８は、本発明のバックライトユニットの第１実施形態を概略的に示す断面図である。

図１８を参照すると、本発明のバックライトユニットの第１実施形態は、光を発するランプ９１０と、入射面９２２を介してランプ９１０から入射する光を導く導光板９２０と、導光板９２０の入射面９２２及びランプ９１０を取り囲むように設置されるランプハウジング９１２と、導光板９２０の下面に配置される反射板９３０と、導光板９２０上に配置され、導光板９２０を経由した光を拡散させる拡散シート９４０と、拡散シート９４０を経由した光を集光するためのプリズムシート９５０とを備える。

ランプ９１０は、主に冷陰極蛍光ランプを使用する。このランプ９１０は、図示せぬインバータからのランプ駆動電圧で点灯され、導光板１２０の側面にある入射面９２２に光を照射する。

ランプハウジング９１２は、ランプ９１０及び導光板９２０の入射面９２２を取り囲むように導光板９２０の側面に設置される。このランプハウジング９１２は、内面に反射面が形成されており、ランプ９１０からの光を導光板９２０の入射面９２２側に反射させる役割を担う。

導光板９２０は、ランプ９１０から入射された光がランプ９１０から遠く離れた箇所まで光が届くようにするとともに、入射する光を拡散シート９４０側に導く。すなわち、導光板９２０の下面に印刷式パターンが形成されており、入射面９２２からの光が、傾斜した背面から所定傾斜角で反射され拡散シート９４０側に均一に進むようになる。

反射板９３０は、導光板９２０の下面に配置され、導光板９２０の背面を通って反射板自身に入射される光を導光板９２０側に再反射させることによって光損失を低減する役割を担う。

拡散シート９４０は、導光板９２０を経由した光を全領域に拡散しプリズムシート９５０に照射する。

プリズムシート９５０は、図５乃至図１７に示す本発明の第１乃至第８実施形態におけるプリズムシートのうちいずれか一つと同様の構造を有するものとし、プリズムシート９５０についての詳細説明は省くものとする。

このように構成された本発明のバックライトユニットの第１実施形態は、プリズムシート９５０のサイドローブ領域に進行する光、すなわち光漏れを生じさせる光を除去して光漏れ現象を防止するとともに、光の集光効率及び輝度対称性を向上させ、視野角を向上させることができる。

図１９は、本発明のバックライトユニットの第２実施形態を概略的に示す断面図である。

図１９を参照すると、本発明のバックライトユニットの第２実施形態は、平板形態の導光板９７０と、導光板９７０の両側面のそれぞれの入射面９２２に対向して配置される少なくとも一つのランプ９１０と、導光板９２０の入射面９２２及びランプ９１０を取り囲むように設置される２個のランプハウジング９１２と、導光板９７０の下面に配置される反射板９３０と、導光板９７０上に配置され、導光板９７０を経由した光を拡散させる拡散シート９４０と、拡散シート９４０を経由した光を集光するためのプリズムシート９５０とを備える。

このように構成された本発明のバックライトユニットの第２実施形態は、導光板９７０と導光板９７０の両側面のそれぞれに対向して配置される少なくとも一つのランプ９１０以外は、図１８に示す本発明のバックライトユニットの第１実施形態と同様に構成される。

したがって、本発明のバックライトユニットの第２実施形態は、少なくとも一つのランプ９１０から導光板９７０の両側面に光を入射させることによって、外部に出射される光の輝度を大きく向上させることができる。

また、本発明のバックライトユニットの第２実施形態は、プリズムシート９５０のサイドローブ領域に進行する光、すなわち光漏れを生じさせる光を除去して光漏れ現象を防止するとともに、光の集光効率及び輝度対称性を向上させ、視野角を向上させることができる。

図２０は、本発明のバックライトユニットの第３実施形態を概略的に示す断面図である。

図２０を参照すると、本発明のバックライトユニットの第３実施形態は、光を発する複数のランプ１１１０と、複数のランプ１１１０を収納するボトムカバー１１１２と、ボトムカバー１１１２の上面を覆い、複数のランプ１１１０から入射される光を全領域に拡散させる拡散板１１２０と、拡散板１１２０上に配置され、拡散板１１２０からの光を集光するプリズムシート１１５０とを備える。

各ランプ１１１０は、通常、冷陰極蛍光ランプを使用する。このランプ１１１０は、図示せぬインバータからのランプ駆動電圧で点灯され、拡散板１１２０の背面に光を照射する。

ボトムカバー１１１２は、複数のランプ１１１０を支持及び収納する。このボトムカバー１１１２の内壁には、複数のランプ１１１０から入射される光を拡散板１１２０側に反射させる反射シート（図示せず）が付着される。

拡散板１１２０は、ボトムカバー１１１２の上面を覆うように配置され、複数のランプ１１１０及びボトムカバー１１１２の反射シートから入射する光を全領域に拡散しプリズムシート１１５０に照射させる。

プリズムシート１１５０は、図５乃至図１７に示す本発明の第１乃至第８実施形態におけるプリズムシートのうちいずれか一つと同様の構造を有するものとし、プリズムシート１１５０についての詳細説明は省くものとする。

このように構成された本発明のバックライトユニットの第３実施形態は、複数のランプ１１１０からの光を拡散板１１２０の背面に直接照射させるため、外部に出射される光の輝度を大きく向上させることができる。

また、本発明のバックライトユニットの第３実施形態は、プリズムシート１１５０のサイドローブ領域に進行する光、すなわち光漏れを生じさせる光を除去して光漏れ現象を防止するとともに、光の集光効率及び輝度対称性を向上させ、視野角を向上させることができる。

なお、上述した本発明のバックライトユニットの第１乃至第３実施形態は、液晶表示装置の光源として適用することができる。

以上、具体的な実施形態及び図面を挙げて本発明を説明してきたが、これらに限定されず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能であるということは、当技術分野で通常の知識を持つ者にとっては明白である。

従来技術によるバックライトユニットを示す図である。図１に示すプリズムシートを示す斜視図である。図２に示すプリズム突出部の光特性を示す図である。図２に示すプリズムシートの光透過及び角分布を示す図である。従来技術によるレンチキュラレンズシートを示す断面図である。本発明の第１実施形態によるプリズムシートを示す断面図である。本発明の第１実施形態によるプリズムシートの製造方法を段階的に示す断面図である。本発明の第１実施形態によるプリズムシートの製造方法を段階的に示す断面図である。本発明の第１実施形態によるプリズムシートの製造方法を段階的に示す断面図である。本発明の第２実施形態によるプリズムシートを示す断面図である。本発明の第３実施形態によるプリズムシートを示す断面図である。本発明の第４実施形態によるプリズムシートを示す断面図である。本発明の第４実施形態によるプリズムシートの製造方法を段階的に示す断面図である。本発明の第４実施形態によるプリズムシートの製造方法を段階的に示す断面図である。本発明の第５実施形態によるプリズムシートを示す断面図である。本発明の第６実施形態によるプリズムシートを示す断面図である。図１３に示す曲面突起に形成された反射層を示す断面図である。本発明の第７実施形態によるプリズムシートを示す断面図である。図１５に示す三角突起に形成された反射層を示す断面図である。本発明の第８実施形態によるプリズムシートを示す断面図である。本発明のバックライトユニットの第１実施形態を概略的に示す断面図である。本発明のバックライトユニットの第２実施形態を概略的に示す断面図である。本発明のバックライトユニットの第３実施形態を概略的に示す断面図である。

Claims

透明基板と、
前記透明基板上に形成され、透明基板側から入射した光を集光して外部へ出射する複数のレンチキュラレンズと、
前記複数のレンチキュラレンズの谷部分に対向して、前記透明基板の背面に前記透明基板と一体化されるように形成され、透明基板の背面側から入射する光を屈折させて複数のレンチキュラレンズへ入射させる構造物とを備え、
前記構造体は、曲線溝形状、曲面突起形状、又は三角突起形状のいずれかをとることを特徴とするプリズムシート。
前記曲面突起または三角突起の表面に形成された反射層をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のプリズムシート。
前記反射層は、酸化チタン及び酸化マグネシウムのうちいずれか一つの材質から形成されることを特徴とする請求項２に記載のプリズムシート。
光を発する少なくとも一つのランプと、
側面に形成された入射面を介して前記ランプから入射した光の進行方向を垂直に変換する導光板と、
前記導光板を経由した光を集光するプリズムシートとを備え、
前記プリズムシートは、
透明基板と、
前記透明基板上に形成され、透明基板側から入射した光を集光して外部へ出射する複数のレンチキュラレンズと、
前記複数のレンチキュラレンズの谷部分に対向して、前記透明基板の背面に前記透明基板と一体化されるように形成され、透明基板の背面側から入射する光を屈折させて複数のレンチキュラレンズへ入射させる構造物とを備え、前記構造体は、曲線溝形状、曲面突起形状、又は三角突起形状のいずれかをとることを特徴とするバックライトユニット。
前記曲面突起または三角突起の表面に形成された反射層をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のバックライトユニット。
前記ランプは、前記導光板の一側面または両側面に配置されることを特徴とする請求項４に記載のバックライトユニット。
前記導光板の入射面と、前記ランプを取り囲むように前記導光板の一側面または両側面とに配置されるランプハウジングと、
前記導光板と前記プリズムシートとの間に配置され、前記導光板を経由した光を拡散させる拡散シートと、
前記導光板の下面に配置された反射板と、
をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のバックライトユニット。
光を発する複数のランプと、
前記複数のランプを支持及び収納するボトムカバーと、
前記ボトムカバーの上面を覆い、前記複数のランプからの光を拡散させる拡散板と、
前記拡散板を経由した光を集光するプリズムシートとを備え、
前記プリズムシートは、
透明基板と、
前記透明基板上に形成され、透明基板側から入射した光を集光して外部へ出射する複数のレンチキュラレンズと、
前記複数のレンチキュラレンズの谷部分に対向して、前記透明基板の背面に前記透明基板と一体化されるように形成され、透明基板の背面側から入射する光を屈折させて複数のレンチキュラレンズへ入射させる構造物とを備え、前記構造体は、曲線溝形状、曲面突起形状、又は三角突起形状のいずれかをとることを特徴とするバックライトユニット。
前記曲面突起または三角突起の表面に形成された反射層をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載のバックライトユニット。