JP6796595B2 - 光学シート及びこれを備えたバックライトユニット - Google Patents

Description

本出願は、光学シートに係り、より詳しくは、光の特性が向上し、表面の斑点が最小化される光学シートに関する。

一般的に、液晶表示装置（ＬＣＤ）は、従来のブラウン管方式（ＣＲＴ）と違って、画面全体に均一な光を提供するバックライトモジュールが必要となる。

図１は従来のバックライトモジュールを示す分解斜視図である。

図１に示すように、従来のバックライトモジュールには、ランプ１と、上記ランプ１の光を反射させるランプ反射板とが、ランプ１からの光を面光源に変えるための導光板２の一側面に配置され、導光板２の下部には光の漏れを阻むための反射シート３が配置されている。

そして、導光板３の上部には、光を均一に拡散させるための拡散シート４があり、その上には散らばった光を集光するために、それぞれ上側に突き出した三角形状の線形プリズムを多数持つプリズムシート部５が置かれている。上記プリズムシート部５は、線形プリズムが複数配列されて光を集光し、プリズムシート部５の上にはプリズム形状の擦れ、または異物による差し込みなどの不良を防止するための保護シート６が配置される。

また、図２に示すように、上記プリズムシート部５は、第１プリズムシート５１と第２プリズムシート５２の二枚で構成されることができる。上記第１プリズムシート５１の一面には複数個のプリズム５３が平行に配列され、第２プリズムシート５２の一面には複数個のプリズム５４が上記第１プリズムシート５１のプリズム５３と直交する方向に配列されて互いに異なる方向の光を集光して集光効率を高める。

しかし、このような構造にもかかわらず、輝度が足りないなど、光特性をさらに向上させなければならない必要性がある。

韓国公開特許出願１０-２０１３-０１０７６４５号

本発明は、上記課題を解決するためのものであって、輝度などの光特性をより向上させることができる、光学シートを提供することが課題である。

本発明の課題は上記課題に制限されないし、言及されていない他の課題は以下の記載から当業者が明確に理解することができる。

上記課題を解決するために、本発明の一形態によると、一面に第１方向に平行なプリズムが複数個形成された第１プリズムシートと、上記第１プリズムシートの光が入射される面側に位置され、上記第１プリズムシートに向う面に複数個の突起部が形成された拡散シートとを含む光学シートが提供される。

上記第１プリズムシートの光が出射される面側に位置され、一面に上記第１方向と交差する方向である第２方向に互いに平行なプリズムが複数個形成された第２プリズムシートをさらに含むことができる。

上記突起部は、上記第１プリズムシートに向う面に複数個形成された第１突起及び上記第１プリズムシートに向う面に、上記第１突起より高く形成される第２突起を含むことができる。

上記第２突起は接着性物質からなり、上記第１プリズムシートと拡散シートを接着して固定させるように形成されることができる。

上記拡散シートと第１プリズムシートとの間には、上記第１突起と第１プリズムシートとの間に空気層が形成されることができる。

上記第２突起の幅は第１突起の幅より狭く形成されることができる。

上記第２突起の端は尖ったように形成されることができる。

上記第１プリズムシートの光が入射される面に凹凸が形成されることができる。

上記凹凸は接着性物質からなり、上記第２突起と接触して上記第２突起を固定させることによって、上記第１プリズムシートと拡散シートを接着して固定するように形成されることができる。

上記空気層の厚さは５〜１０μｍである。

上述の光学シートを備えたバックライトユニットが提供されることができる。

本発明の光学シート、光学シートを備えたバックライトユニット、及びこれらを含む液晶ディスプレイ装置によれば、次のような効果がある。

第一、輝度が上昇されるなど、光学特性が向上する効果がある。

第二、拡散シートとプリズムシートの接触面積が最小化されて拡散シートに斑点等のしみがつく部分を最小化することができる。

本発明の効果は、上記効果に制限されないし、言及されていない他の効果は、請求範囲の記載から当業者が明確に理解することができる。

従来のバックライトモジュールを示す分解斜視図。 図１のプリズムシート部と拡散シートを拡大して示す斜視図。 本発明の一実施例による第１プリズムシートと拡散シートを拡大して示す斜視図。 図３に第２プリズムシートが加えられた形態を示す斜視図。 図４の側面図。 図４の第１プリズムシートと第２プリズムシートに接着性凹凸が形成された姿を示す側面図。 図３の拡散シートとプリズムシートとの間隔による光学特性の差を示す図面。 突起の形態による表面の斑点を示す平面図。 本発明の第２突起の他の形態によるプリズムシートと拡散シートを示す側面図。 本発明の第１突起と第２突起がそれぞれ独立に形成されているか否かによる第１プリズムシートとの接触幅を示す図面。

以下、添付図面を参照にして、本発明の目的を具体的に実現することができる本発明の好ましい実施例を説明する。本実施例を説明するにあたり、同じ構成に対しては同じ名称及び同じ符号が使われるし、これによる重複する説明は省略する。

以下の説明において、本実施例による光学シートは、ＬＣＤまたはＬＥＤなどのディスプレイ装置のバックライトモジュールに適用されるものを例えて説明する。しかし、本発明は必ずしもこれに限定されることではなく、光学シートが独立に使われることもでき、その他の装置に適用されることも可能である。

本実施例による光学シートは、図３に示すように、第１プリズムシート１１０及び拡散シート１３０を含むことができる。

以下の説明で、図３を基準にして上記拡散シート１３０が上記第１プリズムシート１１０を眺める方向を一側と称し、その反対方向を他側と称する。したがって、上記第１プリズムシート１１０が拡散シート１３０と向き合う面は他面であり、その反対面は一面になる。また、上記拡散シート１３０も上記第１プリズムシート１１０と向き合う面が一面となり、その反対面は他面になる。

そして、上記拡散シート１３０は、その他側から光が入射される。すなわち、光は上記拡散シート１３０の他面から入射されて一面に出射し、上記拡散シート１３０を透過した光は上記第１プリズムシートの他面から入射されて一面に出射する。

上記第１プリズムシート１１０は光を集光する構成要素であって、一面で微細なプリズム１１２が第１方向に平行に複数個配列されることができる。

そして、図４に示すように、上記第１プリズムシート１１０の一側に第２プリズムシート１２０が備えられることができる。上記第２プリズムシート１２０は、その一面に上記第１プリズムシート１１０のプリズム１１２と交差する第２方向に複数個のプリズム１２２が平行に配列されることができる。このとき、本実施例では上記第１方向と第２方向が互いに直交することを例えて説明するが、必ずこれに限定されることはない。

そして、上記第１プリズムシート１１０と第２プリズムシート１２０は相互接着されることができる。勿論、本発明はこれに限定されないし、上記第１プリズムシート１１０と第２プリズムシート１２０は必ず接着される必要はなく、単に重なるように位置されることも可能である。

そして、上記第１プリズムシート１１０の他側に拡散シート１３０が備えられることができる。

上記拡散シート１３０は、光源から入射される光が面にわたって均一に出射されるように拡散させる構成要素であって、図３、図４及び図５に示すように、上記拡散シート１３０の第１プリズムシート１１０を向い合う面に突起部が形成されることができる。

上記突起部は、複数個の第１突起１３２と第２突起１３４を含むことができ、上記拡散シートから出射される光を屈折させたり散乱させたりして、結果的に拡散効果をより強化することができる。

上記第１突起１３２は球形の形態が一般的で、上記拡散シート１３０の表面に形成されることができる。上記第１突起１３２は、マスター（未図示）を利用して複製する方法で形成されることもできるし、またはビーズ（未図示）のような拡散粒子が拡散シート１３０の高分子樹脂に分散され、一部分は高分子樹脂内に埋め込まれ、残り部分だけ露出した形態で形成されることもできる。

このとき、上記第１突起１３２が拡散シート１３０の外側に露出した部分の幅は、５０μｍ以下の２０μｍ以上であることができ、１．５から１．７の屈折率を持つことができる。

一方、上記のような第１突起１３２は、上記拡散シート１３０と同じ材質で形成されることができ、またはアクリルの一種であるＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙ Ｍｅｔｈｙｌ Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、透明なウレタンなどの材質で形成されることができる。

上記第２突起１３４は、上記第１突起１３２と類似するように、拡散シート１３０の第１プリズムシート１１０と向き合う面に形成され、上記第１突起１３２より高く形成されることができる。

上記第２突起１３４は上記第１プリズムシート１１０の他面に接して、上記第１プリズムシート１１０と拡散シート１３０を接着して固定させることができる。

上記第２突起１３４は、第１突起１３２と同じ材質で形成され、または別の材質で形成されることができる。また、上記第２突起１３４に接着剤が塗布されて上記第１プリズムシート１１０と拡散シート１３０を固定させ、または第２突起１３４自体が接着性を持つレジンからなることもできる。

したがって、図５に示すように、上記第２突起１３４の高さが第１突起１３２の高さより高いので、上記拡散シート１３０と第１プリズムシート１１０との間には空気層１４０が形成されることができる。このとき、上記空気層１４０の厚さは拡散シート１３０の第１突起１３２と第１プリズムシート１１０の他面との間の間隔になる。

したがって、入射される光が拡散シート１３０を通して拡散しながら屈折率が異なる空気層１４０を通過しながら屈折されて光特性が向上されることができる。

または、図６に示すように、上記第１プリズムシート１１０と第２プリズムシート１２０の他面にはふくらんでいる凹凸１１４、１２４が形成されることができる。

このとき、上記凹凸１１４、１２４は、入射される光を再度拡散させて均一度を向上させると同時に、他の構成要素と接着するためのものである。

すなわち、上記凹凸１１４、１２４は接着性と透明性を持つ物質で形成され、上記第１プリズムシート１１０と第２プリズムシート１２０を接着させ、または第１プリズムシート１１０と拡散シート１３０の第２突起１３４を接着させることもできる。このとき、上記凹凸１１４、１２４の材質は第２突起１３４の材質と同じであるか、別の材質であってもよい。

もちろん、このとき、上記空気層１４０の厚さは、拡散シート１３０の第１突起１３２と第１プリズムシート１１０の凹凸１１４、１２４との間の間隔になる。

一方、上記第２突起１３４はその高さが一定するように形成されることができる。

拡散シート１３０の第２突起１３４は、その大きさ及び高さが不規則になれば第１突起１３２が第１プリズムシート１１０に直接触れるようになり、これによって第１プリズムシート１１０に屈曲が発生し、その結果、均一な集光効果を得にくい問題がある。しかし、本実施例のように高さが一定する第２突起１３４を通して拡散シート１３０と第１プリズムシート１１０が接着されれば、第１突起１３２の不規則な高さによって発生する第１プリズムシート１１０の屈曲を防止できるようになる。

一方、図７は、上記空気層１４０の間隔による光特性変化を示す図面である。

図７で、一番左側の結果は間隔が１．５〜１０μｍの時であり、真ん中は２．２〜４μｍの時で、一番右側は３．０〜１μｍの時の光特性を示す。

図７に示すように、輝度（Ｃｅｎ）は中央部の輝度値であり、輝度（ｍａｘ）は最大輝度値を示す。

このとき、輝度（Ｃｅｎ）、輝度（Ｍａｘ）は、既存光学シートに対する輝度を百分率で示した。

図７で見られるように、上記拡散シート１３０と第１プリズムシート１１０との間の間隔が大きくなるほど輝度（Ｍａｘ）値が向上されることが分かる。

一方、上記第２突起１３４が第１プリズムシート１１０と当接しているので、入射される光の中で一部は上記空気層１４０を透過して第１プリズムシート１１０に入射され、残りの中で一部は上記第２突起１３４を通じて第１プリズムシート１１０に入射することができる。

したがって、第２突起１３４が接触された部分は、他の部分に比べて輝度が高くなる光結合現象が発生し、図９の左側に示すように、光学シートの表面に輝度の差による斑点１３４aが発生することもある。

したがって、上記のような斑点１３４aを最小化するために、上記第２突起１３６は図９に示すように、上記拡散シート１３０の一面に形成された第１突起１３２より幅が狭いように形成されることができる。

また、上記第２突起１３６が第１プリズムシート１１０に接触する面積を最小化するために、上記第１突起１３２の端は尖ったように尖端をなすことができる。

また、上記第２突起１３６が第１プリズムシート１１０に接触する面積を最小化するために、上記第２突起１３４は第１突起１３２と重なることなく、互いに異なる位置にそれぞれ独立に形成されることができる。すなわち、図１０の左側に示すように、上記第２突起１３４の表面に第１突起１３２が形成されていない。

したがって、第２突起１３６と第１プリズムシート１１０が接触する接触面積が最小化されることができ、図８の右側に示すように、光学シートの表面に輝度の差による斑点１３４bが最小化されることができる。

すなわち、図１０の左側は、第１突起１３２と第２突起１３４がそれぞれ独立に別の位置に形成された状態を示し、図１０の右側は第１突起１３２と第２突起１３４が重なって、第１突起１３２が第２突起１３４の表面に形成された状態を示す図面である。

図１０の左側に示すように、第１突起１３２と第２突起１３４がそれぞれ独立に別の位置に形成されたとき、上記拡散層１３０の突起部と第１プリズムシート１１０の凹凸部１１４が接する接触面積の幅Ｗ１が、図１０の右側に示すように、第１突起１３２と第２突起１３４が重なって第１突起１３２が第２突起１３４の表面に形成されたとき、上記拡散層１３０の突起部と第１プリズムシート１１０の凹凸部１１４が接する接触面積の幅Ｗ２より確実に小さいことが分かる。

したがって、第１突起１３２と第２突起１３４がそれぞれ独立に別の位置に形成されたとき、光学シートの表面に輝度の差による斑点１３４bが最小化されることができる。

一方、上述の説明において、上記プリズムシートが互いにプリズムの形成方向が交差する第１プリズムシートと第２プリズムシートからなることを例えて説明したが、本発明はこれに限定されることではなく、上記プリズムシートの枚数に関係なく適用することができる。

以上のように、本発明による好ましい実施例を詳察してみたが、前述の実施例の他にも本発明がその趣旨や範疇から脱することなく、別の特定形態で具体化できるという事実は当該技術における通常の知識を有する者には自明である。したがって、上述した実施例は、制限的なものではなく例示的なものとして受け入れられなければならず、これによって本発明は上述の説明に限定されず、添付の請求項の範疇及びそれ同等の範囲内で変更されることもできる。

Claims (9)

1. 一面に第１方向に平行なプリズムが複数個形成された第１プリズムシートと、
   上記第１プリズムシートの光が出射される面側に位置され、一面に上記第１方向と交差する方向の第２方向に互いに平行なプリズムが複数個形成された第２プリズムシートと、
   上記第１プリズムシートの光が入射される面側に位置され、上記第１プリズムシートに向かう面に突起部が形成された拡散シートと、
   を含み、
   上記第１プリズムシートの光が入射される第１入射面に、上記第１入射面から上記拡散シートに向かってふくらんだ第１凹凸が形成されており、
   上記第２プリズムシートの光が入射される第２入射面に、上記第２入射面から上記第１プリズムシートに向かってふくらんだ第２凹凸が形成されており、
   上記拡散シートの上記突起部が上記第１プリズムシートの上記第１凹凸と接触しており、
   上記第１プリズムシートが上記第２プリズムシートの上記第２凹凸と接触しており、
   上記第１凹凸は、上記第１プリズムシートとは別の部材であり、上記第１プリズムシートと上記拡散シートとを接着し、
   上記第２凹凸は、上記第２プリズムシートとは別の部材であり、上記第２プリズムシートと上記第１プリズムシートとを接着する光学シート。
2. 上記突起部は、
   上記第１プリズムシートに向かう面に複数個形成された第１突起と、
   上記第１プリズムシートに向かう面に、上記第１突起より高く形成されている第２突起と、
   を含み、前記第２突起が上記第１プリズムシートの上記第１凹凸と接触している、請求項１に記載の光学シート。
3. 上記第２突起は接着性物質からなり、上記第１プリズムシートと上記拡散シートを接着して固定させるように形成されている、請求項２に記載の光学シート。
4. 上記拡散シートと上記第１プリズムシートとの間には、上記第１突起と上記第１プリズムシートとの間に空気層が形成されている、請求項２に記載の光学シート。
5. 上記第２突起の幅は上記第１突起の幅より狭く形成されている、請求項２に記載の光学シート。
6. 上記第２突起の端は尖った形を有する、請求項２に記載の光学シート。
7. 上記第１凹凸は接着性物質からなり、上記第２突起と接触して上記第２突起を固定させることによって上記第１プリズムシートと上記拡散シートを接着して固定するように形成されている、請求項２に記載の光学シート。
8. 上記空気層の厚さは５〜１０μｍである、請求項４に記載の光学シート。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の光学シートを備えたバックライトユニット。

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