KR100721037B1 - 프리즘 시트, 이를 구비한 백라이트 유닛 및 액정표시장치 - Google Patents

프리즘 시트, 이를 구비한 백라이트 유닛 및 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

백라이트의 광원으로부터 제공된 빛을 액정 패널에 효율적으로 집광시킬 있는 개선된 구조의 프리즘 시트가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 프리즘 시트는, 베이스 필름, 베이스 필름에 상호 인접하여 어느 일 방향을 따라 나란히 배열된 복수의 선형 렌즈, 및 상기 선형 렌즈의 상부에 배치 위한 복수의 프리즘을 포함한다. 본 발명의 프리즘 시트는, 집광 효율이 우수한 장점이 있다.
액정표시장치, 백라이트 유닛, 프리즘 시트

Description

프리즘 시트, 이를 구비한 백라이트 유닛 및 액정표시장치{PRISM SHEET, BACK LIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY HAVING THE SAME}
도 1은 액정 패널의 후면 조명용 백라이트 유닛의 일 예를 도시한 사시도로서, 에지-라이트형 백라이트 유닛을 도시하고 있다.
도 2는 도 1의 선 I-I'을 따라 절취한 프리즘 시트의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3의 액정 패널의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 5a는 도 3의 프리즘 시트의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 5b는 도 5a의 프리즘 시트의 횡단면도이다.
도 6은 도 3의 백라이트 유닛의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.
도 7a는 도 3 및 도 6의 프리즘 시트의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
도 7b는 도 3 및 도 6의 프리즘 시트의 또 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
본 발명은 액정표시장치 및 액정 패널의 후면 조명용 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 백라이트의 광원으로부터 제공된 빛을 액정 패널에 효율적으로 집광시킬 있는 개선된 구조의 프리즘 시트에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)는, 인가 전압에 따른 액정 투과도의 변화를 이용하여 각종 장치에서 발생되는 여러 가지 전기적인 정보를 시각정보로 변화시켜 전달하는 전자 소자이다.
액정표시장치는 소형화, 경량화, 저전력 소비화 등의 장점을 가지고 있어 종래에 널리 사용되던 CRT(Cathode Ray Tube)의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로 주목을 받아왔고, 현재는 디스플레이 장치를 필요로 하는 거의 모든 정보 처리 기기에 장착되고 있는 실정이다.
이러한 액정표시장치는 일반적으로 특정한 분자배열을 갖는 액정에 전압을 인가하여 다른 분자배열로 변화시키고, 이러한 분자배열의 변화에 의해 발생하는 액정의 복굴절성, 선광성, 2색성 및 광산란 특정 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하는 것으로서, 액정에 의한 빛의 변조를 이용한 디스플레이 장치이다.
자체 발광원이 없는 수광형 소자인 액정표시장치는 소자의 화면 전체를 후면에서 조명할 수 있는 별도의 광원 장치가 필요한데, 이러한 액정표시장치용 조명 장치를 통상 백라이트 유닛(Back Light Unit)이라 한다.
일반적으로 백라이트 유닛은 발광 광원가 배치되는 방식에 따라 에지-라이트 방식(Edge-light method)과 직하 방식(Direct lighting)으로 구별한다.
에지-라이트 방식은 발광 광원로부터 발생한 빛을 안내하는 도광판의 측면에 발광 광원가 배치되는 방식으로서, 데스크 탑 컴퓨터나 노트북용 모니터와 같이 비 교적 소형 액정표시장치에 적용되는 것으로서, 빛의 균일성이 좋고, 내구성이 우수하며, 장치의 박형화에 유리하다. 이에 반해, 직하 방식은 20인치 이상의 중·대형 표시장치에 사용되기 위해 개발되었으며, 액정 패널의 하부에 복수의 광원 광원을 배열시켜 액정 패널의 전면을 직접 조명하는 방식이다.
도 1은 액정 패널의 후면 조명용 백라이트 유닛의 일 예를 도시한 사시도로서, 에지-라이트형 백라이트 유닛을 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 백라이트 유닛(10)은 광원부(1), 도광판(3), 반사 시트(2) 및 복수의 광학 시트(4, 5 및 6)를 포함한다.
광원부(1)는 광원(1a) 및 광원 반사판(1b)을 포함한다.
광원(1a)으로서는 소정의 파장의 빛을 발생시킬 수 있는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)나 외부전극 형광램프(External Electrode Flourscent Lanm, EEFL)가 사용될 수 있다.
EEFL은 휘도가 400nit 이상으로 CCFL보다 60% 이상 뛰어나 고휘도를 필요로 하는 TV 등 TFT LCD의 응용분야를 더욱 확산시킬 수 있는 장점이 있으며, 전극이 램프 안에 있는 CCFL과는 달리 전극이 외부에 있어 병렬로 작동하기에 유리, 램프간의 전압편차를 줄여 고른 휘도 구현이 가능하다.
광원(1a)은 광원 반사판(1b)의 내측에 수납된 상태에서, 도광판(3)의 일 측면 또는 양 측면에 배치된 광 입사면을 따라 배치된다.
광원 반사판(1b)은 광원(1a)의 외주면을 따라 배치되며, 광원(1a)으로부터 발생된 빛을 도광판(3) 측으로 반사시켜 도광판(3)으로 입사되는 빛의 효율을 향상 시킨다.
도광판(3)은 측면에 배치된 광 입사면을 통해 입사하는 빛을 균일화하고, 상기 광 입사면과 대략 수직 관계로 배치된 광 출사면을 통해 상부에 배치된 액정 패널(미도시) 방향으로 빛을 방출한다.
반사 시트(2)는 도광판(3)의 배면으로 출사된 빛을 다시 도광판(3) 쪽으로 반사시켜 광효율을 향상시킨다.
광학 시트(4, 5 및 6)는 확산 시트(4), 프리즘 시트(5) 및 보호 시트(6)를 포함할 수 있다.
도광판(3)의 광 출사면에서 출사된 빛은 확산 시트(4)에 입사되며, 확산시트(4)는 입사하는 빛을 확산 또는 집광시켜 휘도를 균일하게 하고, 시야각을 넓혀준다.
한편, 확산 시트(4)를 통과한 빛은 휘도가 급격히 떨어지게 되는데, 이를 보상하기 위해 프리즘 시트(5)가 사용된다. 프리즘 시트(5)는 확산 시트(4)에서 출사된 빛을 굴절시켜 낮은 각도로 입사되는 빛을 정면 쪽으로 집중시키기 때문에 유효 시야각 범위에서 휘도를 상승시킨다.
도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 절취한 프리즘 시트의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 프리즘 시트(5)는 베이스 필름(10), 상기 베이스 필름 상에 배치된 프리즘 베이스(11) 및 상기 프리즘 베이스 상에 배치된 복수의 프리즘(12)으로 이루어진다.
프리즘 시트(5)는 확산 시트(도 1의 4)에서 출사되어 프리즘 베이스(11)로 입사된 빛의 일부를 전반사시켜 도광판(3)으로 보내 재사용하고, 일부는 프리즘(12)을 거치면서 이를 굴절시켜 액정 패널(미도시)이 위치한 정면 쪽으로 집중되도록 함으로써 유효 시야각 범위에서 휘도를 향상시킨다.
도 1을 다시 참조하면, 프리즘 시트(5)의 상부에는 보호 시트(6)가 위치하며, 보호 시트(6)는 프리즘 시트(5)의 흠집을 방지하고, 또 프리즘 시트(5)에 의해 축소된 시야각을 소정의 범위 내에서 재확대시키는 기능을 한다.
액정표시장치가 대형화됨에 따라 고휘도 및 광효율이 우수한 백라이트 유닛의 개발에 대한 요구가 있고, 이러한 백라이트 유닛을 구현하기 위해서는 무엇보다도 집광 효율이 우수한 광학 시트를 개발할 필요가 있다.
또한, 광원에서 발생한 열에 의해 광학 시트가 열 변형하여 액정표시장치의 표시 품질에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있는 열적으로 안정된 구조의 광학 시트의 개발에 대한 요구가 있다.
또한, 운반 및 취급상의 부주의 등에 의해 발생한 스크레치나 피트 등의 외상이 투영되어 표시 품질에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있는 구조의 광학 시트의 개발에 대한 요구가 있다.
본 발명은 위와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 종래에 비해 광효율이 우수하여 동일한 조건에서 상대적으로 고휘도로 발광할 수 있는 백라이트 유닛, 이를 포함하는 액정표시장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 광원에서 제공된 빛을 액정 패널의 가시면에 집광시킬 수 있는 능력, 즉 집광 효율이 우수한 광학 시트를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 내열성 및 기계적 강도가 우수한 광학 시트를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성을 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 패널을 조명하기 위한 백라이트 유닛은, 상기 액정 패널을 조명하기 위한 빛을 제공하는 적어도 하나 이상의 광원과, 상기 액정 패널의 후면에 배치되며, 상기 광원에서 제공된 빛을 입력받아 상기 액정 패널의 가시면에 집광시키기 위한 프리즘 시트를 포함한다. 여기서, 상기 프리즘 시트는, 상기 광원에서 제공된 빛이 입력되는 베이스 필름, 상기 베이스 필름의 일면에 상호 인접하여 배치되며, 어느 일 방향을 따라 배열된 복수의 선형 렌즈, 및 상기 선형 렌즈의 상부에 배치되며, 상기 선형 렌즈의 배열 방향과 동일한 방향으로 배열된 복수의 프리즘을 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는, 외부에서 인가되는 전기적 신호에 따라 액정층의 배향을 제어하고 후방에서 제공되는 빛을 이용하여 이미지를 표현하는 액정 패널과, 상기 액정 패널을 후방에서 조명하기 위한 백라이트 유닛을 포함한다. 여기서, 상기 백라이트 유닛은, 상기 액정 패널을 조명하기 위한 빛을 제공하는 적어도 하나 이상의 광원 및 상기 광원에서 제공된 빛을 상기 액정 패널의 가시면에 집광시키기 위한 프리즘 시트를 포함하되, 상기 프리즘 시트는, 상기 광원에서 제공된 빛이 입력되는 베이스 필름, 상기 베이스 필름의 일면에 상 호 인접하여 배치되며, 어느 일 방향을 따라 배열된 복수의 선형 렌즈, 및 상기 선형 렌즈의 상부에 배치되며, 상기 선형 렌즈의 배열 방향과 동일한 방향으로 배열된 복수의 프리즘을 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리즘 시트는, 외부로부터 제공되는 빛이 입력되기 위한 광 입력면, 및 상기 광 입력면과 대향 배치되며 입력된 광이 출력되기 위한 광 출력면을 포함하는 베이스 필름, 상기 베이스 필름의 광 출력면에 상호 인접하여 어느 일 방향을 따라 나란히 배열되며, 상기 광 출력면에서 출력되는 빛을 입력받아 집광시키기 위한 복수의 선형 렌즈, 및 상기 선형 렌즈의 상부에 배치되며, 상기 선형 렌즈의 배열 방향과 동일한 방향으로 배열되며, 상기 선형 렌즈에서 출력되는 빛을 굴절시켜 상기 광 출력면에 실질적으로 수직인 방향으로 변환하기 위한 복수의 프리즘을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다. 또한, 도 4는 도 3의 액정 패널의 일 실시예를 도시한 단면도이다. 또한, 도 5a는 도 3의 프리즘 시트의 일 실시예를 도시한 사시도이며, 도 5b는 도 5a의 프리즘 시트의 횡단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치(100)는, 외부에서 인가되는 구동 신호와 데이터 신호에 따라 화상을 디스플레이하는 액 정 패널(110) 및 액정 패널(110)을 조명하기 위해 상기 액정 패널의 후면에 배치된 백라이트 유닛(120)을 포함한다.
본 발명을 이해하고 이를 실시함에 있어서, 액정 패널(110)의 정확한 구조적 특성은 중요하지 않으며, 액정표시장치에 통상적으로 사용되는 어떠한 구조의 액정 패널에도 본 발명의 사상이 광범위하게 적용될 수 있다. 따라서 이하에서 기술되는 액정 패널(110)의 구조는 단지 본 발명의 이해를 위한 예시로서 제공되는 것이다.
액정 패널(110)은 하부 유리기판(111a) 및 상부 유리기판(111b), 컬러 필터(112), 블랙 매트릭스(117), 화소 전극(14), 공통 전극(115), 액정층(116) 및 TFT 어레이(1170)를 포함하며, 액정 패널(110)의 양면에는 한 쌍의 편광 필름(118a, 118b)이 배치된다.
컬러 필터(112)는 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)에 해당하는 컬러 필터들을 포함하며, 빛이 인가되는 경우 레드, 그린 또는 블루의 색에 해당하는 이미지를 발생시킨다.
TFT 어레이(1170)는 스위칭 소자로서 화소 전극(14)을 스위칭한다.
공통 전극(115) 및 화소 전극(14)은 외부에서 인가되는 소정 전압에 따라 액정층(116)의 분자들의 배열을 변환시킨다.
액정층(116)은 복수의 액정 분자들로 이루어져 있고, 상기 액정 분자들은 화소 전극(14)과 공통 전극(115) 사이에 발생된 전압차에 상응하여 배열을 변화시키고, 이에 의해, 백라이트 유닛(120)으로부터 제공되는 빛은 액정층(116)의 분자 배열의 변화에 상응하여 컬러 필터(112)에 입사된다.
백라이트 유닛(120)은 액정 패널(110)의 후면에 위치하며, 액정 패널(110)에 빛, 예를 들어 백색광을 제공한다.
백라이트 유닛(120)은 액정 패널(110)을 조명하기 위한 광을 제공하는 광원(150), 광원(150)의 외측에 배치된 광원 반사판(160), 광원(150)으로부터 제공되는 빛을 입력받아 액정 패널(110)에 제공하기 위한 도광판(170), 및 도광판(170)과 액정 패널(110)의 사이에 배치된 광학 시트(130)를 포함하며, 광원(150)이 도광판(170)의 양 측면에 배치되는 에지-라이트 방식(edge-light method)으로 구동된다.
본 발명의 일 실시예에서, 광원(150)은 소정의 파장의 빛, 예를 들면 백색광을 발생시키는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)나 외부전극 형광램프(External Electrode Flourscent Lanm, EEFL)와 같은 선형 광원이 사용될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에서, 광원(150)은 발광 다이오드(LED)와 같은 점광원을 사용할 수 있다. 이때, 광원(150)으로 사용되는 발광 다이오드의 갯수는 조명하고자 하는 액정 패널(110)의 크기에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 또한, 광원(150)으로 사용되는 발광 다이오드에는 제한됨이 없으며, 하나의 백색 발광 다이오드를 사용하거나, 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 색을 발생하는 3개의 발광 다이오드를 조합하여 사용하는 것도 가능하다.
광원(150)의 외측에는 광원 반사판(160)이 배치된다. 광원 반사판(160)은 금속 또는 플라스틱의 재질로 제작될 수 있으며, 광원(150)으로부터 방사된 빛을 도광판(170)의 측면으로 반사시킬 수 있도록 빛을 반사할 수 있는 물질로 내벽을 코 팅할 수 있다.
광원(150)에서 발생한 빛은 도광판(170)의 측면, 즉 광 입사면을 통해 도광판(170)에 입사하게 되는데, 광원 반사판(160)은 광원(150)으로부터 발생한 빛을 도광판(170) 측으로 반사시켜 도광판(170)에 입사되는 빛의 효율을 향상시킨다.
도광판(170)은 그 측면에 배치된 광 입사면을 통해 입사된 빛을 전반사의 원리를 이용하여 그 상부에 배치된 액정 패널(110)의 가시면(viewing plane)에 실질적으로 평행한 방향으로 전송하면서 이를 균일화하는 역할을 한다. 도광판(170)의 전면은 액정 패널(110)이 배치된 방향으로 빛이 출사되기 위한 광 출사면이 된다.
도광판(170)에 입사된 빛이 액정 패널(110)의 방향으로 출사되기 위해서는 도광판(110)의 내부에서 전반사를 난반사로 만들어야 한다. 이를 위해 상기 광 출사면에 대향하는 도광판(170)의 이면에는 백색 잉크를 프린팅하는 도트 인쇄(dot-printing)에 의해 도시된 바와 같은 광산란 패턴(171)이 형성될 수 있다.
한편, 인쇄 공정을 거치지 않는 무인쇄형 도광판을 이용할 수도 있다. 미국특허 제6,123,431호는 도광판의 표면에 그루브를 형성하여 광산란 패턴을 형성한 무인쇄형 도광판이 개시하고 있으며, 미국특허 제 5,881,201호는 도광판 내에 기본 수지와 굴절율이 다른 무기물이나 유기물 입자를 분산시켜 도광판 내에서 굴절율차에 의한 산란기능을 가지게 함으로써 확산판 기능까지 겸하고 있는 무인쇄형 도광판이 개시하고 있다. 이들 문헌의 내용은 참고로서 여기에 포함된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도광판(170)은 폴리메틸 메타크릴레이트(Poly methyl Methacrylate; PMMA)와 같은 투명 아크릴 수지로 구성될 수 있다.
반사 시트(180)는 도광판(170)의 저면에 배치되며 도광판(170)의 저면으로 출사되는 빛을 반사시켜 도광판(170)으로 재입사시키는 역할을 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반사 시트(180)는 SUS, Brass, 알루미늄, PET 등으로 이루어진 시트 위에 은(Ag)을 입히고, 열이 미세하게 발생한다 해도 장시간 흡열로 인한 변형을 막기 위해 티타늄 코팅하여 제작될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사 시트(180)는 PET와 같은 합성수지로 된 시트에 광을 산란시키기 위한 기포를 분산시켜 제작될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(120)은 도광판(170)과 액정 패널(110)의 사이에 배치되는 적어도 하나 이상의 광학 시트를 포함하며, 상기 광학 시트는 도광판(170)으로부터 출사된 빛이 액정 패널(110)의 가시면에 유효하게 입사하도록 하여 휘도를 향상시키고, 액정 패널(110)에 입사되는 빛을 균일하게 하여 가시면의 전면이 균일한 휘도 분포를 갖도록 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 광학 시트(130)는 확산 시트(130a), 프리즘 시트(130b) 및 보호 시트(130c)로 이루어진 3매의 광학 시트를 포함한다.
확산 시트(130a)는 도광판(170)의 상부에서 광 출사면과 평행하게 배치되며, 도광판(170)에서 출사되는 빛을 산란시켜 액정 패널(110)의 가시면의 전체에 걸쳐 휘도를 균일하게 한다. 확산 시트(130a)는 빛을 산란시킬 수 있는 복수의 비드(bead)가 불규칙하게 분포되어 있으며, 높은 헤이즈(haze) 효과와 높은 투과도(transmittance)를 특징으로 하는 확산층을 포함하며, 도광판(170)으로부터 출사되는 빛을 확산 및 집광시켜 휘도를 균일하게 한다. 또한, 빛을 그 상부에 배치된 후 술하는 프리즘 시트(130b)의 방향으로 전달하여 시야각을 넓히고 도광판(170)에 형성된 패턴을 은폐시키는 기능을 한다.
본 발명을 이해하고 이를 실시함에 있어서, 확산 시트(130a)의 정확한 구조적, 물질적 특성은 중요하지 않으며, 백라이트 유닛에 통상적으로 사용되는 어떠한 구조 및 재료를 이용한 확산 시트(130a)에도 본 발명의 사상이 광범위하게 적용될 수 있다.
확산 시트(130a)의 상부에는 광효율 및 휘도를 향상시키기 위한 프리즘 시트(130b)가 배치된다. 이하, 본 발명의 프리즘 시트(130b)의 바람직할 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 5a는 도 3의 프리즘 시트의 일 실시예를 도시한 사시도이며, 도 5b는 도 5a의 프리즘 시트의 횡단면도이다. 다만, 본 도면들은 본 발명의 일 예를 예시하기 위한 것으로서 선형 렌즈(133)나 프리즘(135)의 크기를 정하거나 이들의 구조를 한정하는 것은 아니다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리즘 시트(130b)는 베이스 필름(131), 상기 베이스 필름상에 배치된 복수의 선형 렌즈(133) 및 상기 선형 렌즈 상에 배치된 복수의 프리즘(135)을 포함한다.
베이스 필름(131)은 그 상부에 배치되는 선형 렌즈(133) 및 프리즘(135)을 지지하며, 외부로부터 제공되는 빛, 즉 도광판(도 3의 170)의 광 출사면으로부터 출사되는 광이 입력되기 위한 광 입력면(131a) 및 상기 광 입력면과 대향 배치되며 입력된 광이 출력되기 위한 광 출력면(131b)을 포함한다.
광 입력면(131a)과 광 출력면(131b) 사이의 거리, 즉 베이스 필름(131)의 두께에는 제한됨이 없으며, 당해 기술분야에서 숙달된 자라면 프리즘 시트(130b)가 사용되는 환경을 고려하여 능히 적절한 범위의 값을 선택할 수 있을 것이다.
한편, 베이스 필름(131)은 시트의 형태로 제작되며, 투과율이 좋고, 기계적 성질(특히 내충격성), 내열성 및 전기적 성질을 균형 있게 갖춘 열가소성 수지, 예를 들면, 제한됨이 없이 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylen Terephthalate; PET) 또는 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC)와 같은 물질을 이용하는 것이 바람직하다.
복수의 선형 렌즈(133)는 그 저면이 베이스 필름(131)의 광 출력면(131b)과 접하여 배치되며, 상호 인접하여 어느 일 방향, 예를 들면, 액정 패널(도 3의 110)의 일변과 나란히 배열된다.
이들 선형 렌즈(133)는 도시된 바와 같이 그 단면이 소정의 곡률을 갖는 아치 형태로서, 광학적으로 볼록 렌즈와 같은 역할을 수행한다. 즉, 선형 렌즈(133)은 도광판(도 3의 170)의 광 출력면에서 출력되는 빛을 입력받아 일차적으로 소정의 범위로 빛을 집광하는 역할을 수행한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 복수의 선형 렌즈(133)는 일정한 간격(t1)으로 배치되며, t1의 값은 후술하는 프리즘(135)의 높이(t2)에 의해 결정된다.
바람직하게는, t1 ≥ 2 × t2이다.
이는, 상호 인접하여 배치된 선형 렌즈(133)의 대향하는 측면에 프리즘들(135)이 서로 물리적인 접촉 없이 구조적으로 안정되게 배치될 수 있도록 한다.
본 발명의 프리즘 시트(130b)에서는 선형 렌즈(133)가 베이스 필름(131)과 프리즘(135)의 사이에 배치되어 일차적으로 빛을 집광하기 때문에 선형 렌즈(133) 없이 프리즘(135)만이 배치되는 종래의 프리즘 시트의 구조에 비해 집광 효율이 우수하다.
베이스 필름(131) 상에 선형 렌즈(133)를 형성하는 방법에는 본 기술분야에 공지된 다양한 기술을 사용할 수 있다.
예를 들면, 마스터와 베이스 필름을 가열 압착하여 미세 패턴을 형성하는 핫 엠보싱 방법을 사용할 수 있다. 핫 엠보싱 방법은 본 기술분야에 널리 알려져 있으며 비교적 공정이 간단하여 가장 보편적으로 사용되고 있는 방법이기도 하다.
또한, 마스터 상에 자외선 경화 수지(UV curing resin)를 코팅한 다음 베이스 필름의 표면을 압착한 후 자외선을 조사하여 미세 패턴을 베이스 필름에 전사하는 자외선 경화형 엠보싱 방법을 사용할 수도 있다.
이상 언급한 방법 이외에도 본 기술분야에 공지되었거나 공지된 기술을 기초하여 개발될 어떠한 방법도 본 발명의 선형 렌즈(133)를 성형하는 데에 제한됨이 없이 채용될 수 있으며, 이러한 제작 방법에 의해 본 발명의 기술사상이 제한되지 않음은 물론이다.
선형 렌즈(133)의 상부에는 복수의 프리즘(135)이 배치되며, 프리즘(135)은 선형 렌즈(133)가 배열되는 방향과 실질적으로 동일한 방향으로 배열된다. 또한, 프리즘(135)의 단면은 대략 이등변 삼각형의 형상이고, 상부로 돌출된 꼭지점의 각은 대략 90°이다.
프리즘(135)은 그 하부에 배치된 선형 렌즈(133)에서 일차적으로 집광된 빛을 입력받아 이차적으로 집광하여 액정 패널(도 3의 100)의 가시면에 실질적으로 수직인 방향으로 변환하여 출력한다. 또한, 베이스 필름(131)으로부터 입력되는 빛의 일부는 프리즘(135)에서 전반사되어 프리즘 시트(130b)의 하부에 배치된 도광판(도 3의 170) 쪽으로 반사되어 재사용된다.
본 발명의 프리즘 시트(130b)에서는 프리즘(135)의 하부에 배치된 선형 렌즈(133)에서 빛을 일차적으로 집광을 한 후, 프리즘(135)에서 이차적으로 집광을 하기 때문에 종래의 프리즘 시트에 비해 집광 효율이 향상되어 결국 이를 채용한 백라이트 유닛(120), 나아가 액정표시장치(110)의 휘도를 향상시킬 수 있다.
선형 렌즈(133) 상에 프리즘(135)을 사용하는 방법으로는 베이스 필름상에 선형 렌즈(133)을 형성하는 상술한 방법을 사용할 수도 있다.
또한, 베이스 필름(131)과 관련하여 이미 언급한 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylen Terephthalate; PET) 또는 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC)와 같은 투명 수지를 이용하여 압출 성형 방법에 의해 프리즘(135)을 선형 렌즈(133) 상에 형성할 수 있다.
선형 렌즈(133)의 측부로 돌출되는 프리즘(135)의 형상을 매끄럽게 형성하기 위해서는, 프리즘(135)은 압출 성형에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
다만, 이상 언급한 방법 이외에도 본 기술분야에 공지되었거나 공지된 기술을 기초하여 개발될 어떠한 방법도 본 발명의 프리즘(135)을 제작하는 데에 제한됨이 없이 채용될 수 있으며, 이러한 제작 방법에 의해 본 발명의 기술사상이 제한되 지 않음은 물론이다.
도 3을 다시 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(120)에서 프리즘 시트(130b)의 상부에는 보호 시트(130a)가 배치된다. 보호 시트(130a)는 프리즘 시트(130b)의 프리즘 패턴이 액정 패널(110)과 직접 접촉하여 발생하는 불량, 예를 들면 스크래치를 방지하고, 프리즘 시트(130b)에 의해 좁혀진 시야각을 일정 범위에서 퍼지게 하는 역할을 한다.
보호 시트(130c)는 낮은 헤이즈(haze)와 높은 투과도(transmittance)를 특징으로 하는 확산층을 포함하며, 프리즘 시트(130b)로부터 출사되는 강한 빛을 액정 패널(110)에 최적으로 확산시킨다.
본 발명을 이해하고 이를 실시함에 있어서, 보호 시트(130c)의 정확한 구조적, 물질적 특성은 중요하지 않으며, 백라이트 유닛에 통상적으로 사용되는 어떠한 구조 및 재료를 이용한 보호 시트(130c)에도 본 발명의 사상이 광범위하게 적용될 수 있다.
본 발명의 기술사상은 상기 실시예에서 제공된 백라이트 유닛(120)의 구조에 의해 제한되지 않는다. 즉, 상기 실시예에서, 액정 패널(100)을 후면에서 조명하기 위한 백라이트 유닛(120)은 광원(150)에서 발생하는 빛이 도광판(170)의 일 측면 또는 양 측면을 통해 액정 패널(110)에 제공되는 에지-라이트 방식이지만, 아래에 설명하는 바와 같은 직하형 백라이트 유닛에도 본 발명의 기술사상은 적용될 수 있다. 이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛에 대해 설명한다.
도 6은 도 3의 백라이트 유닛의 다른 실시예를 도시한 단면도이다. 다만, 도 3에 도시된 백라이트 유닛(120)과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용하며, 반복하여 상세히 설명하지 않는다.
도 6을 참조하면, 백라이트 유닛(220)은 복수의 광원(150), 반사 시트(180), 상기 광원과 반사 시트가 수납되는 하부 섀시(bottom chassis; 190), 상기 광원의 상부에 배치되는 확산판(140) 및 광학 시트(130)를 포함한다.
광원(150)으로서는 도 3의 백라이트 유닛(120)과 관련하여 언급한 냉음극 형광램프(CCFL)나 외부전극 형광램프(EEFL)와 같은 선형 광원을 사용할 수 있다.
또한, 전원 인쇄회로기판(미도시)상에 발광 다이오드와 같은 복수의 점광원을 배열하여 면광원의 형태로 사용할 수 있음은 물론이다.
광원(150)의 하부에는 반사 시트(180)가 위치하며, 반사 시트(180)는 광원(150)에서 방사된 빛을 액정 패널(미도시)이 위치한 방향으로 반사시켜 빛의 이용 효율을 향상시킨다.
상술한 광원(150)과 반사 시트(180)는 하부 섀시(190)에 수납된다.
광원(150)에서 발생한 빛은 광원(150)의 상부에 배치된 확산판(140)에 입사한다. 확산판(140)은 예를 들어 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)와 같은 투명 아크릴 재질로 구성되며 내부에 소정 패턴이 형성되어 있어 광원(150)에서 방사되는 빛을 그 전면에 위치한 액정 패널의 방향으로 향하게 하고, 넓은 각도에서 입사할 수 있도록 한다.
확산판(140)의 상부에는 광학 시트(130)가 배치되며, 상기 광학 시트는 확산 시트(130a), 프리즘 시트(130b) 및 보호 시트(130c)를 포함한다.
확산판(140)을 통과한 빛은 확산 시트(130a)에 입사되며, 확산시트(130a)는 입사하는 빛을 산란시켜 액정 패널의 가시면의 전체에 걸쳐 휘도를 균일하고 시야각을 넓혀준다.
확산 시트(130a)의 상부에는 광효율 및 휘도를 향상시키기 위한 프리즘 시트(130b)가 배치되며, 상기 프리즘 시트는 확산 시트(130a)에서 감소된 휘도를 보상하는 역할을 한다. 프리즘 시트(130b)는 확산시트(130a)에서 출사된 빛을 굴절시켜 낮은 각도로 입사되는 빛이 정면 쪽으로 집중시키기 때문에 유효 시야각 범위에서 휘도가 상승하게 된다.
확산 시트(130a)의 상부에는 보호 시트(130c)가 배치되며, 상기 보호 시트는 프리즘 시트(130b)의 흠집을 방지하고, 또 프리즘 시트(130b)에 의해 축소된 시야각을 소정의 범위 내에서 재확대시키는 기능을 한다.
이하, 본 발명의 프리즘 시트(130b)의 다른 실시예에 대해 설명하도록 한다.
도 7a는 도 3 및 도 6의 프리즘 시트의 다른 실시예를 도시한 사시도이며, 도 7b는 도 3 및 도 6의 프리즘 시트의 또 다른 실시예를 도시한 사시도이다. 다만, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 프리즘 시트(130b)와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용하며, 동일한 부분에 대해서는 반복하여 상세히 설명하지 않는다.
도 7a를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 프리즘 시트(230b)는 베이스 필름(131), 상기 베이스 필름상에 배치된 복수의 선형 렌즈(133), 및 상기 선형 렌즈 상에 배치된 복수의 프리즘(135)을 포함한다.
또한, 프리즘 시트(230b)는 선형 렌즈(133)가 배치된 베이스 필름(131)의 일면의 반대 면에 배치된 보호층(132)을 더 포함하며, 상기 보호층은 프리즘 시트(230b)의 내열 특성을 향상시키고, 그 하부에 배치된 도광판(도 3의 170)으로부터 진행되는 빛을 확산시킨다.
상세하게는, 보호층(132)은 수지계 모재(132a)와 상기 모재에 분산된 복수의 비드(132b)를 포함한다.
모재(132a)에 사용되는 수지는 투명하며, 내열성과 기계적 특성이 우수한 아크릴계 수지를 사용할 수 있다. 바람직하게는, 상기 아크릴계 수지는 폴리아크릴레이트(Polyacrylate) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)이다.
비드(132b)는 모재(132a)와 동종 또는 이종의 수지를 사용하여 제작될 수 있으며, 모재(132a)에 대해 25wt% 내지 35wt%로 포함되도록 하는 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 상기 모재에 대한 상기 비드의 중량비는 30wt%이다.
본 실시예에서, 비드(132b)의 크기 및 분포는 불규칙(random)하다. 다양한 크기의 비드(132b)가 불규칙하게 모재(132a)에 분포되면 헤이즈(haze) 효과가 증가하기 때문에, 물리적 접촉 등에 의해 모재(132a)의 저면이나 그 하부에 배치되는 확산 시트(도 3의 130a)에 발생한 스크래치 등의 불량이 액정 패널(도 3의 110)에 그대로 투영되는 것을 방지하는 효과가 크다.
또한, 보호층(132)은 광원(도 3의 150)에서 발생하는 열에 의해 프리즘 시트(230b)가 변형되는 것을 방지한다. 즉, 내열성이 강한 모재(132)에 의해 프리즘 시트(230b)에 주름이 생기지 않으며, 고온에서 프리즘 시트(230b)가 변형되더라도 상 온 상태에서 다시 원상태의 프리즘 시트(230b)의 형상으로 돌아오는 복원력이 좋다.
또한, 외부의 충격이나 기타 물리적인 힘에 의해 프리즘 시트(230b)에 흠집이 생기는 것을 보호층(132)에서 막아주는 역할을 한다.
보호층(132)의 두께에는 제한됨이 없으나, 바람직하게는 보호층(132)의 두께는 2μm 내지 30μm이다. 보호층(132)의 두께는 상기 범위 내에서 베이스 필름(131), 선형 렌즈(133)의 두께에 따라 다르게 설계된다. 예를 들어, 베이스 필름(131) 및 선형 렌즈(133)의 두께의 합이 125μm 내외라면, 보호층(132)의 두께는 3μm 내지 10μm 가 되고, 베이스 필름(131) 및 선형 렌즈(133)의 두께의 합이 188μm 내외라면, 보호층(132)의 두께는 15μm 내지 30μm 가 되고, 베이스 필름(131) 및 선형 렌즈(133)의 두께의 합이 250μm 내외라면, 보호층(132)의 두께는 3μm 내지 10μm 가 된다.
여기서, 베이스 필름(131) 및 선형 렌즈(133)의 두께와 보호층(132)의 두께가 항상 비례하는 것은 아니다. 베이스 필름(131) 및 선형 렌즈(133)의 두께가 충분히 클 경우, 자체 내열 특성으로 인해 보호층(132)을 얇게 설계하여도 무방하기 때문이다.
베이스 필름(131)은 도 5a 및 5b에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 프리즘 시트(130b)의 베이스 필름(131)과 동일한 구조 및 특성을 갖는다.
본 실시예에서도, 복수의 선형 렌즈(133)가 그 저면이 베이스 필름(131)의 일면과 접하여 배치되며, 상호 인접하여 어느 일 방향, 예를 들면, 액정 패널(도 3 의 110)의 일변과 나란히 배열된다. 다만, 본 실시예에서는 복수의 선형 렌즈(133)가 서로 떨어짐이 없이 연속적으로 배열된다. 이때에는, 인접한 선형 렌즈(133) 상에 배치되는 프리즘(135)이 상호 물리적으로 접촉됨이 없이 구조적으로 안정적으로 배치될 수 있도록 선형 렌즈(133)의 단면의 곡률이 도 5a 및 5b에 도시된 프리즘 시트(130b)의 경우에 비해 더 완만하게 형성되는 것이 바람직하다. 다만, 빛을 일차적으로 집광할 수 있는 광학 렌즈의 기능을 상실하지 않는 범위 내에서 선형 렌즈(133)의 곡률이 선택되어야 함은 물론이다.
본 발명의 프리즘 시트(230b)에서는 선형 렌즈(133)가 베이스 필름(131)과 프리즘(135)의 사이에 배치되어 일차적으로 집광을 하기 때문에 선형 렌즈(133) 없이 프리즘(135)만이 배치되는 구조에 비해 집광 효율이 우수할 것이다.
선형 렌즈(133)의 상부에는 복수의 프리즘(135)이 배치되며, 프리즘(135)은 선형 렌즈(133)가 배열되는 방향과 실질적으로 동일한 방향으로 배열된다. 또한, 프리즘(135)의 단면은 대략 이등변 삼각형의 형상이고, 상부로 돌출된 꼭지점의 각은 대략 90°이다.
프리즘(135)은 그 하부에 배치된 선형 렌즈(133)에서 일차적으로 집광된 빛을 입력받아 이차적으로 집광하여 액정 패널(도 3의 100)의 가시면에 실질적으로 수직인 방향으로 변환하여 출력한다. 또한, 선형 렌즈(131)를 통과하여 입력되는 빛의 일부는 프리즘(135)에서 전반사되어 프리즘 시트(230b)의 하부에 배치된 도광판(도 3의 170) 쪽으로 반사되어 재사용된다.
본 실시예의 프리즘 시트(230b)의 선형 렌즈(133) 및 프리즘(135)를 형성하 는 방법은 도 5a 및 도 5b에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 프리즘 시트(130b)의 대응 부분과 관련하여 상술한 방법을 모두 이용할 수 있으며, 이들을 형성하는 방법에 의해 본 발명의 기술사상이 제한되는 것이 아님은 물론이다.
본 실시예의 프리즘 시트(230b)는 베이스 필름(131)의 일면에 배치된 보호층(132)에 의해 내열 특성이 우수하고, 기계적 강도가 우수할 뿐만 아니라, 스크레치 등의 불량이 외부로 투영되지 않아서 표시 품질이 향상되는 이점이 있다.
또한, 프리즘(135)의 하부에 배치된 선형 렌즈(133)에서 빛을 일차적으로 집광을 한 후, 프리즘(135)에서 이차적으로 집광을 하기 때문에 종래의 프리즘 시트에 비해 집광 효율이 향상되어 결국 이를 채용한 백라이트 유닛, 나아가 액정표시장치의 휘도를 향상시킬 수 있을 것이다.
도 7b를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프리즘 시트(330b)는 베이스 필름(131), 상기 베이스 필름상에 배치된 복수의 선형 렌즈(133) 및 상기 선형 렌즈 상에 배치된 복수의 프리즘(135)을 포함한다.
또한, 프리즘 시트(230b)는 선형 렌즈(133)가 배치된 베이스 필름(131)의 일면의 반대 면에 배치된 보호층(132)을 더 포함하며, 상기 보호층은 프리즘 시트(230b)의 내열 특성을 향상시키고, 그 하부에 배치된 도광판(도 3의 170)으로부터 진행되는 빛을 확산시킨다.
보호층(132)은 수지계 모재(132a)와 상기 모재에 분산된 복수의 비드(132b)를 포함한다.
모재(132a)의 구조 및 특성은 이미 도 7a에 도시된 프리즘 시트(230b)와 관 련하여 설명한 바와 같으므로, 반복하여 설명하지 않는다.
다만, 본 실시예에서는, 모재(132a)에 분산되는 비드(132b)의 양상에 있어서 전술한 실시예와는 다른 특징이 있다. 즉, 본 실시예에서는, 실질적으로 동일한 크기의 비드(132b)가 일정하게 모재(132a)에 분산되어 분포된다.
실질적으로 동일한 크기의 비드(132b)가 규칙적으로 모재(132a)에 분포되면 헤이즈(haze) 효과는 감소하지만 이에 반해 휘도가 상승하는 효과가 있다. 즉, 비드(132b)가 모재(132a)에 규칙적으로 분포되어 있을수록 헤이즈(haze) 효과는 감소하지만 휘도는 증가한다.
보호층(132)의 상부에는 베이스 필름(131), 선형 렌즈(133) 및 프리즘(135)이 순차적으로 배치되며, 이들의 구조 및 물리적 특성, 그 형성 방법에 대해서는 이미 도 7a의 프리즘 시트(230b)와 관련하여 설명한 바와 같다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 단지 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 발명에 의하면, 종래에 비해 광효율이 우수하고 동일한 조건에서 상대적으로 고휘도로 발광할 수 있는 백라이트 유닛, 이를 포함하는 액정표시장치를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 광원에서 제공된 빛을 액정 패널의 가시면에 집광 시킬 수 있는 능력, 즉 집광 효율이 우수한 광학 시트를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 내열성 및 기계적 강도가 우수한 광학 시트를 얻을 수 있다.

Claims (19)

  1. 액정 패널을 조명하기 위한 백라이트 유닛에 있어서,
    상기 액정 패널을 조명하기 위한 빛을 제공하는 적어도 하나 이상의 광원; 및
    상기 액정 패널의 후면에 배치되며, 상기 광원에서 제공된 빛을 입력받아 상기 액정 패널의 가시면에 집광시키기 위한 프리즘 시트를 포함하되,
    상기 프리즘 시트는,
    상기 광원에서 제공된 빛이 입력되는 베이스 필름;
    상기 베이스 필름의 일면에 상호 인접하여 배치되며, 어느 일 방향을 따라 배열된 복수의 선형 렌즈; 및
    상기 선형 렌즈의 상부에 배치되며, 상기 선형 렌즈의 배열 방향과 동일한 방향으로 배열된 복수의 프리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원에 인접하여 배치되며, 상기 광원부로부터의 빛이 입사되는 광 입사면; 및
    상기 프리즘 시트와 실질적으로 평행하게 배치되며, 상기 광 입사면을 통하여 입사된 빛이 출사되는 광 출사면을 구비하며,
    상기 프리즘 시트의 후면에 배치된 도광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하 는 백라이트 유닛.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 프리즘 시트는 상기 복수의 선형 렌즈가 배치된 상기 베이스 필름의 일면의 반대 면에 배치된 보호층을 더 포함하되,
    상기 보호층은 일정한 두께를 갖지며 상기 광원에서 입력되는 빛이 투과할 수 있는 수지로 이루어진 모재; 및
    상기 모재에 분산되어 배치되며 상기 모재로 입력된 빛을 산란시킬 수 있는 복수의 비드를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 복수의 비드는 실질적으로 크기가 동일한 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 복수의 비드는 크기가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 복수의 선형 렌즈는 소정의 거리를 두고 인접하여 배치되되, 상기 소정의 거리는 상기 프리즘의 높이의 두 배 이상인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 복수의 선형 렌즈는 상호 연결되어 배치된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  8. 외부에서 인가되는 전기적 신호에 따라 액정층의 배향을 제어하고 후방에서 제공되는 빛을 이용하여 이미지를 표현하기 위한 액정 패널; 및
    상기 액정 패널을 후방에서 조명하기 위한 백라이트 유닛을 포함하되,
    상기 백라이트 유닛은,
    상기 액정 패널을 조명하기 위한 빛을 제공하는 적어도 하나 이상의 광원; 및
    상기 광원에서 제공된 빛을 상기 액정 패널의 가시면에 집광시키기 위한 프리즘 시트를 포함하며,
    상기 프리즘 시트는,
    상기 광원에서 제공된 빛이 입력되는 베이스 필름;
    상기 베이스 필름의 일면에 상호 인접하여 배치되며, 어느 일 방향을 따라 배열된 복수의 선형 렌즈; 및
    상기 선형 렌즈의 상부에 배치되며, 상기 선형 렌즈의 배열 방향과 동일한 방향으로 배열된 복수의 프리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 프리즘 시트는 상기 복수의 선형 렌즈가 배치된 상기 베이스 필름의 일면의 반대 면에 배치된 보호층을 더 포함하되,
    상기 보호층은 일정한 두께를 갖지며 상기 광원에서 입력되는 빛이 투과할 수 있는 수지로 이루어진 모재; 및
    상기 모재에 분산되어 배치되며 상기 모재로 입력된 빛을 산란시킬 수 있는 복수의 비드를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 복수의 비드는 실질적으로 크기가 동일한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 복수의 비드는 크기가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 복수의 선형 렌즈는 소정의 거리를 두고 인접하여 배치되되, 상기 소정의 거리는 상기 프리즘의 높이의 두 배 이상인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 복수의 선형 렌즈는 상호 연결되어 배치된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  14. 외부로부터 제공되는 빛이 입력되기 위한 광 입력면; 및
    상기 광 입력면과 대향 배치되며 입력된 광이 출력되기 위한 광 출력면을 포함하는 베이스 필름;
    상기 베이스 필름의 광 출력면에 상호 인접하여 어느 일 방향을 따라 나란히 배열되며, 상기 광 출력면에서 출력되는 빛을 입력받아 집광시키기 위한 복수의 선형 렌즈; 및
    상기 선형 렌즈의 상부에 배치되며, 상기 선형 렌즈의 배열 방향과 동일한 방향으로 배열되며, 상기 선형 렌즈에서 출력되는 빛을 굴절시켜 상기 광 출력면에 실질적으로 수직인 방향으로 변환하기 위한 복수의 프리즘을 포함하는 프리즘 시트.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 프리즘 시트는 상기 복수의 선형 렌즈가 배치된 상기 베이스 필름의 일면의 반대 면에 배치된 보호층을 더 포함하되,
    상기 보호층은 일정한 두께를 갖지며 상기 광원에서 입력되는 빛이 투과할 수 있는 수지로 이루어진 모재; 및
    상기 모재에 분산되어 배치되며 상기 모재로 입력된 빛을 산란시킬 수 있는 복수의 비드를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 복수의 비드의 크기는 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 복수의 비드는 크기가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  18. 제 14 항에 있어서, 상기 복수의 선형 렌즈는 소정의 거리를 두고 인접하여 배치되되, 상기 소정의 거리는 상기 프리즘의 높이의 두 배 이상인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  19. 제 14 항에 있어서, 상기 복수의 선형 렌즈는 상호 연결되어 배치된 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010001776A (ko) * 1999-06-08 2001-01-05 윤종용 액정표시장치용 백라이트 유니트의 시트조립체

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010001776A (ko) * 1999-06-08 2001-01-05 윤종용 액정표시장치용 백라이트 유니트의 시트조립체

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101380056B1 (ko) * 2007-07-10 2014-04-01 엘지전자 주식회사 액정 표시장치

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