KR100751519B1

KR100751519B1 - 광학 시트 및 상기 광학 시트가 구비된 액정표시장치의백라이트 어셈블리

Info

Publication number: KR100751519B1
Application number: KR1020060041250A
Authority: KR
Inventors: 김철영; 김상묵; 허종욱; 김동열; 이주원; 김민수; 신현실; 김용재
Original assignee: 미래나노텍(주)
Priority date: 2006-05-08
Filing date: 2006-05-08
Publication date: 2007-08-23
Also published as: JP2007304564A; TWI364555B; CN101071181B; CN101071181A; TW200742873A; US20070279940A1; US7736046B2

Abstract

본 발명은 액정표시장치의 백라이트 어셈블리에 관한 것으로서, 상세하게는, 광학 시트에 관한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 광학 시트는 광이 유입되는 몸체부; 상기 몸체부 위에 소정 두께 돌출형성된 돌출부;및 상기 돌출부 위의 소정 영역에 다수개 형성되는 볼록부;가 포함되고, 상기 볼록부는 상기 돌출부 위에서 가장자리로부터 중심으로 갈수록 그 두께가 더 두꺼워지는 형상으로 제공되는 것을 특징으로 한다.

광학 시트

Description

광학 시트 및 상기 광학 시트가 구비된 액정표시장치의 백라이트 어셈블리{Optical sheet and back light assembly of luquid crystal display equipped with the prism sheet}

도 1은 종래의 액정표시장치의 구성을 나타낸 단면도.

도 2는 도 1에 도시된 프리즘 시트의 단면도.

도 3은 도 1에 도시된 프리즘 시트의 사진.

도 4는 도 1에 도시된 확산 시트의 사진.

도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광확 시트의 사진.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트를 보여주는 사시도.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트를 보여주는 평면도.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트의 광학 특성을 설명하기 위한 도면.

도 10 및 도 11은 본 발명에 실시예에 따른 볼록부의 사이즈에 따라 나타나는 광학적 특성을 설명하기 위한 그래프.

도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 볼록부가 각각 다른 밀도로 형성된 광학 시트를 설명하기 위한 사진.

도 14는 본 발명의 제 1실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 어셈블리의 구성을 나타내는 도면.

도 15는 본 발명의 제 2실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 어셈블리의 구성을 나타내는 도면.

도 16은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 어셈블리의 구성을 나타내는 도면.

도 17은 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트를 2이상 적층하여 사용하는 경우를 설명하기 위한 도면.

도 18 및 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트를 1장 사용한 경우와 2장 사용한 경우의 광학적 특성을 종래의 확산시트와 비교한 그래프.

최근 들어 음극선과(cathode ray tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판표시장치들로는 액정표시장치(LCD:Liquid Crystal Display),전계방출 표시장치(FED:Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP:Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Luminescence Display)등이 있으며, 이와 같은 평판표시장치에 대하여 표시 품질을 향상시키고, 대화면화기 위한 연구들이 활발히 진행되고 있다.

특히, 상기 액정표시장치(LCD)는 그의 단점으로 지적되어 오던 고전력 및 시야각이 활발한 연구의 성과로 점차 개선되어 가고 있다.

액정표시장치는 다른 디스플레이 소자와는 달리 TFT 기판과 컬러필터 사이에 주입된 액정물질이 자체 발광하는 발광성 물질이 아니라 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화면에 표시하는 수광성 물질이기 때문에 액정표시패널에 광을 조사하기 위한 별도의 장치, 즉 백라이트 어셈블리가 반드시 필요하게 된다.

백라이트 어셈블리는 수납 공간이 형성된 몰드 프레임과, 수납 공간의 기저면에 설치되어 액정표시패널쪽으로 빛을 반사하는 반사시트, 반사시트의 상부면에 설치되어 빛을 안내하는 도광판, 상기 도광판과 수납 공간의 측벽 사이에 설치되어 빛을 발산하는 램프 유닛, 도광판의 상부면에 적층되어 빛을 확산 및 집광하는 광학시트들, 몰드 프레임의 상부에 설치되어 액정표시패널 가장자리의 소정 위치에서 몰드 프레임의 측면에 이르는 영역을 덮는 탑샤시로 구성된다.

여기서, 광학시트들은 빛을 확산시키는 확산시트와, 상기 확산시트의 상부면에 적층되어 확산된 빛을 집광시켜 액정표시패널로 전달하는 프리즘 시트 및 상기 확산시트와 프리즘 시트를 보호하기 위한 보호시트로 구성된다.

도 1은 종래의 액정표시장치의 구성을 나타낸 단면도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 액정표시장치(60)에는 광을 발생시키는 백라이트 어셈블리(50)와, 상기 백라이트 어셈블리(50)의 상측에 구비되고, 백라이트 어셈블리(50)로부터 광을 공급받아 영상을 표시하는 디스플레이 유닛(40)이 포함된다.

상세히, 상기 백라이트 어셈블리(50)에는 광을 발생시키는 램프 유닛(51)과, 상기 램프 유닛(51)에 의해 발생된 광을 액정표시패널(10)로 가이드하기 위한 도광 유닛이 포함된다.

또한, 상기 디스플레이 유닛(40)에는 상기 액정표시패널(10)과, 액정표시패널(10)의 상측 및 하측에 위치되는 상측 편광판(30)과, 하측 편광판(20)이 포함된다. 그리고, 상기 액정표시패널(10)은 전극이 형성된 TFT 기판과, 컬러필터 기판(11,12)과, TFT 기판 및 컬러필터 기판(11,12) 사이에 주입된 액정층(미도시)으로 이루어진다.

상세히, 상기 램프 유닛(51)에는 광을 발생시키는 램프(51a)와, 상기 램프(51a)를 감싸는 램프 반사판(51b)이 포함된다. 그리고, 상기 램프(51a)로부터 발생된 광은 후술되는 도광판(52)측으로 입사되며, 램프 반사판(51b)은 램프(51a)로부터 발생된 광을 도광판(52)측으로 반사시킴으로써, 상기 도광판(52)에 입사되는 광의 양을 증가시키는 역할을 수행한다.

그리고, 도광 유닛에는 반사판(54)과, 도광판(52) 및 광학 시트들(53)이 포함되고, 상기 도광판(52)은 램프 유닛(51)의 일측에 구비되어 상기 램프 유닛(51)으로부터 광을 가이드하는 역할을 수행한다.

그리고, 상기 도광판(52)의 하부에는 도광판(52)으로부터 누설된 광을 다시 도광판(52)측으로 반사하기 위한 반사판(54)이 구비된다.

한편, 상기 도광판(52)의 상부에는 상기 도광판(52)에 의해 가이드된 광의 효율을 향상시키기 위한 다수의 광학 시트(53)가 구비된다. 구체적으로, 상기 광학 시트는 확산 시트(53a), 프리즘 시트(53b) 및 보호 시트(53c)로 이루어지고, 상기 도광판(52)의 상부에 순차적으로 적층된다.

상세히, 상기 확산 시트(53a)는 상기 도광판(52)으로부터 입사되는 광을 산란하여 광의 휘도 분포를 고르게 한다.

또한, 상기 프리즘 시트(53b)는 상부면에 삼각 기둥 모양의 프리즘이 반복적으로 형성되고, 상기 확산 시트(53a)에 의해 확산된 광을 상기 액정표시패널(10)의 평면에 수직한 방향으로 집광하며, 이에 따라, 상기 프리즘 시트(53b)를 통과하는 광의 대부분은 상기 액정표시패널(10)의 평면에 대하여 수직하게 진행되어 균일한 휘도 분포를 갖는다.

또한, 상기 프리즘 시트(53b)의 상부에 제공되는 보호 시트(53c)는 상기 프리즘 시트(53b)의 표면을 보호하는 역할을 수행한다.

도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 프리즘 시트의 단면도 및 사진이고, 도 4는 도 1에 도시된 확산 시트의 사진이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 종래의 프리즘 시트(100)는 도광판 및 확산 시트에 의해 확산된 광이 최초 유입되는 몸체부(110)와, 상기 확산된 광이 일정하게 진행되도록 하는 이등변 삼각 기둥 모양의 돌출부(120)로 구성되며, 상기 돌출부(120)는 상기 몸체부(110) 상에서 스트라이프 형태로 선형 배열된다.

그리고, 상기 이등변 삼각 기둥 모양의 돌출부(120)는 10μm에서 100μm의 피치(pitch)를 가지고, 삼각 기둥의 꼭지각(α)의 각도가 예각일수록 휘도가 높아지는 대신 시야각은 좁아지는 특성을 갖는다.

그리고, 도 4에 도시된 바와 같은 확산 시트는 상기 도광판(52)으로부터 입 사되는 광을 산란하여 광의 휘도 분포를 고르게 하여, 이러한 광이 상기 프리즘 시트(100)로 유입되도록 한다.

한편, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 삼각 기둥의 모양의 돌출부(120)가 정면을 향해 설치되는 경우, 즉, 돌출부가 액정표시패널을 향하는 경우에는 몸체부(110)를 통해 유입되는 확산된 광이 전방으로 굴절되어 모아지게 되지만, 돌출부의 경사면으로 입사되는 광은 내부 전반사로 인하여 전방의 휘도 향상에 기여하지 못한채 손실되는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 상기 프리즘 시트(100)의 삼각 형상을 이등변 형상으로 구성하거나 상기 프리즘 시트(100)의 돌출부가 도광판을 향하도록 프리즘 시트를 역으로 배치하는 것이 제안되고 있으나, 이 역시 휘도와 시야각에 있어서 모두다 바람직한 결과를 얻는 것은 매우 어렵다.

본 발명은 상기되는 문제점을 해결하기 위하여 제안되는 것으로서, 프리즘 시트 및 확산 시트의 역할을 수행할 수 있는 광확 시트 및 상기 광학 시트가 구비된 액정표시장치의 백라이트 어셈블리를 제안하는 것을 목적으로 한다.

또한, 시야각과 휘도를 향상시킬 수 있는 광학 시트 및 상기 광학 시트가 구비된 액정표시장치의 백라이트 어셈블리를 제안하는 것을 목적으로 한다.

상기되는 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트는 광이 유입되는 몸체부; 상기 몸체부 위에 소정 두께 돌출형성된 돌출부;및 상기 돌출부 위의 소정 영역에 다수개 형성되는 볼록부;가 포함되고, 상기 볼록부는 상기 돌출부 위에서 가장자리로부터 중심으로 갈수록 그 두께가 더 두꺼워지는 형상으로 제공되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 광학 시트는 기판을 형성하는 몸체부의 일면은 평평한 형상으로 제공되고, 상기 몸체의 다른 면은 소정 두께 돌출형성된 돌출부를 갖고, 상기 돌출부를 구성하는 일면은 다수의 볼록부가 형성된 엠보싱면으로 이루어진다.

또한, 본 발명에 따른 광학 시트는 기판을 형성하는 몸체부 및 상기 몸체부의 일면에 소정 두께 돌출형성된 돌출부가 구비되고, 상기 돌출부에는 소정 두께 볼록한 형상을 갖는 볼록부가 형성되고, 상기 몸체부로 유입된 광은 상기 돌출부 또는 볼록부에 의해 집광, 확산 및 내부 반사가 이루어지고, 상기 돌출부 또는 볼록부에 의해 내부 반사(또는 전반사)된 광은 상기 몸체부의 타면에서 재반사되어 상기 돌출부 또는 볼록부에 의해 집광 또는 확산되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 액정표시장치의 백라이트 어셈블리는 광을 발생시키는 램프;

상기 램프에 의해 발생된 광을 안내하는 도광판; 및 상기 도광판의 상측에 배치되어, 상기 도광판으로부터 입사되는 광을 확산 또는 집광시키기 위한 광학 시트;가 포함되고, 상기 광학 시트는 몸체부와, 상기 몸체부의 일면으로부터 그 단면이 삼각형상을 갖도록 돌출된 돌출부와, 상기 돌출부 위에 형성되는 볼록부로 이루어지고, 상기 볼록부는 그의 가장자리로부터 중심으로 갈수록 그 두께가 더 두꺼워지는 형상인 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부되는 도면을 참조하여 상세하 게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 추가, 삭제등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상의 범위 내에 든다고 할 것이다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광확 시트의 사진이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트를 보여주는 사시도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트를 보여주는 평면도이고, 도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트의 광학 특성을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트의 단면은 종래의 프리즘 시트와 유사한 삼각형상을 가지면서 상기 삼각형상의 소정 부위에 볼록부(convex part)를 갖는 것을 그 특징으로 한다. 그리고, 상기 볼록부는 임의의 영역에 불규칙적으로 형성되는 것을 특징으로 하고 있으나, 소정의 규칙에 맞게 정렬될 수 있다.

즉, 종래의 프리즘 시트가 몸체부와 돌출부로 형성되는 것에 대하여, 본 발명의 실시예는 광이 최초로 유입되는 몸체부와, 광이 일정하게 진행되도록 하는 돌출부와, 상기 돌출부를 통과한 광의 집광 효율을 향상시키기 위한 볼록부가 상기 돌출부의 임의의 면에 형성되는 것으로 설명되는 것도 가능하다.

도 7 및 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 아래와 같다.

본 발명의 실시예에 따른 광학 시트(200)에는 광이 유입되는 몸체 부(substrate,210)와, 상기 몸체부(210)의 상부면에 형성되어 광이 굴절되도록 하는 돌출부(220)와, 상기 돌출부(220)의 소정 위치에 형성되어 광의 집광또는 확산 효율을 증가시키기 위한 볼록부(230)가 포함된다.

상세히, 상기 몸체부(210)의 제 1면에는 상기 돌출부(220) 및 볼록부(230)가 형성되고, 상기 몸체부(210)의 제 2면은 평평하게 형성된다.

그리고, 상기 몸체부(210)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 배향된 폴리프로필렌, 폴리카르보네이트, 트리아세테이트등으로 제조된 플라스틱 필름을 포함하되, 이에 국한되지 않는다.

예를 들어, 폴리에스테르 필름 예컨대 테트론(Tetron)(상표명) 필름, 멜리넥스(MELINEX)(상표명) 필름등이 기판으로서 사용될 수 있다.

또한, 상기 돌출부(220)는 일반적인 프리즘 시트의 형상과 유사하게 그 단면이 삼각형상으로 제공될 수 있으며, 도면에는 도시되지 않았으나 상기 돌출부(220)의 단면이 이등변 삼각형상 또는 소정의 굴곡을 가지는 삼각형상을 갖도록 상기 돌출부(220)가 제공될 수 있다.

그리고, 상기 돌출부(220)는 상기 몸체부(210)와 동일한 소재(material)로 이루어지거나 투명한 금속 화합물 또는 합성수지로 코팅될 수 있다.

그리고, 상기 돌출부(220)의 단면이 삼각형상을 갖도록 상기 돌출부(220)가 제공된 경우에, 상기 돌출부(220)는 도 7에 도시된 바와 같이 삼각형상을 이루기 위한 2개의 면(221,222)을 가지며, 상기 2개의 면이 만나는 영역에는 2차원의 모서리(223)가 형성된다.

다만, 상기 돌출부(220)는 제조 공정의 조건에 따라 그 단면이 다소 일그러진 형태의 삼각형상으로 제공될 수도 있으며, 이 경우 상기 돌출부(220)를 이루는 2개의 면(221,222) 또한 다소 일그러진 형상을 갖을 수 있다.

다시 말하면, 상기 돌출부(220)는 상기 몸체부(210)의 표면과 소정 각도를 갖도록 기울어진 면(221,222)과, 상기 면(221,222)들에 의해 형성되는 모서리(223)를 갖을 수 있다.

이하에서는 상기 볼록부(230)에 대하여 상세하게 설명하기 위하여, 상기 돌출부(220)가 2개의 면(221,222)을 갖으면서, 상기 면들이 만나는 영역에는 모서리(223)가 형성되는 것을 예로 들기로 한다.

상기 볼록부(230)는 상기 돌출부(220)의 면(221,222)에 형성되거나 상기 모서리(223) 영역에 형성될 수도 있다. 그리고, 상기 볼록부(230)가 상기 모서리(223) 영역에 형성되는 경우에는, 상기 모서리(223)는 다소 굴곡된 형상을 갖는다.

보다 상세히, 상기 볼록부(230)는 그의 평면형상이 원 또는 타원의 형상으로 제공될 수 있으며, 상기 볼록부(230)는 그의 가장자리로부터 그의 중심으로 갈수록 그 두께가 두꺼워지는 형상으로 제공된다.

즉, 상기 볼록부(230)는 그의 명칭과 같이, 그의 가장자리로부터 중심으로 갈수록 그 두께가 두꺼워지도록 볼록하게 형성된다.

그리고, 상기 볼록부(230)는 상기 돌출부(220)를 구성하는 소정의 면(221,222)위에 형성되거나 상기 모서리(223) 위에 형성될 수 있다.

특히, 상기 볼록부(230)가 상기 돌출부(220)의 모서리(223) 위에 형성되는 경우를 제 1볼록부(231)로 도시되어 있으며, 상기 돌출부(220)의 면(221,222)에 형성되는 경우를 제 2볼록부(232)로 도시되어 있다. 그리고, 상기 볼록부(230)가 원의 형상으로 제공된 경우를 제 3볼록부(233)로 도시되어 있다.

이와 같이, 상기 볼록부(230)의 형상은 다양하게 제공될 수 있으며, 형성되는 위치 역시 상기 돌출부(220)의 소정 영역에 형성될 수 있다.

상기 볼록부(230)의 형상과 그 형성 위치의 변형이 다양하게 이루어질 수 있는 것은 상기 돌출부(220)를 통과한 광은 다양한 방향으로 그 이동경로가 이루어지고, 상기 볼록부(230) 역시 그 형상과 형성 위치가 다양하게 되더라도 집광 또는 확산 효율이 증가될 수 있기 때문이다.

그리고, 상기 볼록부(230)가 상기 돌출부(220)의 모서리(223) 영역 위에 형성되는 경우에 집광 효율이 더욱 증가된다.

앞서 설명한 실시예에서는, 상기 볼록부(230)가 상기 모서리(223) 영역 위에 형성되는 것으로 설명하고 있으나, 다른 관점에서는 상기 볼록부(230)는 상기 면(221,222)들이 상호 연결되도록 하기 위한 형상으로 제공된다. 즉, 상기 모서리(223)가 형성될 영역의 위치에 상기 볼록부(230)가 형성됨에 따라 상기의 면(221,222)들이 상기 볼록부(230)에 의해 연결된다.

다른 관점에 따른 표현은, 상기 돌출부(220)는 상기 몸체부(210) 표면으로부터 소정 각도 기울어진 2이상의 면(221,222)을 구비하고,상기 볼록부(230)는 상기 돌출부(220)의 면들 사이에 개입형성된다.

또 다른 관점에 따른 표현은, 상기 돌출부(220)가 상기 몸체부(210)위에서 삼각형상으로 제공되면서, 상기 돌출부(220)의 일면이 엠보싱(embossing) 형상으로 이루어지는 것이다. 즉, 상기 볼록부(230)와 상기 돌출부(220)는 일체로 형성되고, 상기 돌출부(220)의 일면이 볼록한 형상 또는 오목한 형상으로 이루어진 것으로도 표현될 수 있다.

즉, 본 발명의 다양한 실시예에서는 소정 두께 돌출형성된 볼록부(230)가 상기 돌출부(220) 표면에 다수 개 구비되는 것으로 도시되어 있으나, 소정 두께 함몰 형성된 소정의 오목부가 상기 돌출부(220) 표면에 다수 개 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 오목부에 의해서 광의 확산 효율이 증가될 것이다.

상기 볼록부(230)는 소정의 재질로 이루어진 볼록렌즈들을 상기 돌출부(220) 표면에 박아넣는 것에 의해 형성될 수 있으며, 이를 위해 상기 돌출부(220)가 경화되기 전에 상기와 같은 렌즈들의 일부가 상기 돌출부(220)내에 삽입되도록 한다.

이 경우, 상기 볼록부(230)를 형성하기 위해 사용되는 렌즈들은 상기 돌출부(220)와 동일한 재질로 이루어질 수 있으며, 상기 렌즈들이 상기 돌출부(220)의 모서리(223) 영역에 박히도록 하는 것이 바람직하다.

도 8을 참조하여 상기 볼록부(230)의 바람직한 형상에 대하여 설명하기로 한다.

도 8은 상기 볼록부(230)가 형성된 돌출부(220)를 평면으로 관찰한 도면이고, 임의의 돌출부(230)에 대하여 바람직한 가로길이(또는 수평길이, Lh)와, 수직길이(Lv)에 대하여 살펴본다.

구분(Lh/Lv)	헤이즈(Haze,%) (back → front)	투과율(TLT,%) (back → front)	휘도 상승율(gain)
시트1(30μm/40μm)	89	43	1.28
시트2(35μm/50μm)	92	59	1.25
시트3(40μm/60μm)	93	67	1.20

상기의 표 1은 한 장의 광학 시트(200)에 있어서, 상기 볼록부(230)의 수직길이(Lv)와 수평길이(Lh)를 각각 변경시켜가면서, 헤이즈, 투과율 및 휘도 상승율을 각각 측정한 값이다.

그리고, 본 발명의 따른 광학 시트의 광학 특성을 측정하기 위한 실험에 사용된 시트는 17인치 액정표시장치용 백라이트 어셈블리에서 사용되는 경우 사이즈를 선택하였으며, 26인치, 32인치, 40인치에도 적용가능함은 물론이다.

먼저, 시트 1은 수평길이(Lh)가 30μm 이고, 수직길이(Lv)가 40μm 인 경우이다. 그리고, 시트 2는 수평길이(Lh)가 35μm 이고, 수직길이(Lv)가 50μm 인 경우이고, 시트 3은 수평길이(Lh)가 40μm 이고, 수직길이(Lv)가 60μm 인 경우이다.

이와 같은 측정의 결과, 상기 볼록부(230) 형상의 크기(size)가 커질수록 즉, 수평 길이 또는 수직 길이가 길어질수록 헤이즈 및 투과율이 상승하게 되고, 휘도는 다소 감소하게 된다. 그러나, 본 발명에서의 휘도 상승율은 본 발명의 실시예에 따른 볼록부가 형성된 광학 시트에 있어서의 상대적인 값일 뿐 종래기술의 프리즘 시트 또는 확산 시트에 비하여 그 휘도 상승율이 떨어지는 것을 의미하는 것은 아니다.

그리고, 상기 볼록부(230)의 형상의 크기가 작을수록 헤이즈 및 투과율은 다소 감소하나, 휘도는 증가하게된다.

구분(Lh/Lv)	수평 시야각(Horizontal)	수직 시야각(Vertical)
시트1(30μm/40μm)	106	72
시트2(35μm/50μm)	107	74
시트3(40μm/60μm)	108	78

상기의 표 2는 본 발명에 따른 볼록부(230)의 크기에 따른 시야각의 특성을 보여주는 표이다.

상기 볼록부(230)의 수직길이 또는 수평길이가 증가함에 따라 수평 시야각 및 수직 시야각이 더 커지는 것을 알 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트가 사용되는 액정표시장치의 시야각을 증가시키기 위해서는 시트 1 보다는 시트 3을 사용하는 것이 바람직할 것이다.

도 9a를 참조하여 본 발명에 따른 광학 시트의 광학적 특성을 살펴보면, 본 발명의 실시예에 따른 볼록부(230)로 입사되는 광은 산란되며(scattering), 산란된 광은 광학 시트내에 존재할 수 있는 결함(defect)을 보완시켜주는 역할을 수행할 수 있다.

즉, 광학 시트내에 소정의 결함이 존재하는 경우에는, 관찰되는 광에 소정 크기의 다크 스팟(dark spot)이 관찰되나, 본 발명에 의한 볼록부를 통해 광이 산란됨으로써 그러한 다크 스팟 현상이 제거될 수 있다.

그리고, 상기 돌출부(220)의 표면 즉, 매질간의 경계면으로 유입되는 광중에서 그의 입사각이 광의 전반사가 일어나도록 하는 임계각보다 큰 경우에는 전반사가 일어나며(즉, 입사각이 임계각보다 큰 경우 내부 반사가 일어남), 입사각이 임계각보다 작은 경우에는 굴절되어 상기 돌출부(220)를 통과한다.

도시된 바와 같이, 입사각이 임계각보다 큰 경우의 광(B2)는 내부 반사되어 다시 몸체부(210)쪽으로 굴절되고(B2'), 입사각이 임계각 보다 작은 경우의 광(B1,B3)은 굴절되어 상기 돌출부(220)를 통과한다(B1',B3').

그 다음 도 9b를 참조하면, 상기 돌출부(220)의 표면으로 입사되는 광의 입사각이 임계각 보다 작은 경우의 광(B4)은 굴절되어 상기 돌출부(220)를 통과한다(B4').

그리고, 상기 돌출부(220)를 통과하는 광(B5)중에서도 상기 돌출부(220)에 형성된 볼록부로 입사되는 광(B5')은 상기 볼록부가 가지는 형상에 의해서 산란될 수 있다.

즉, 상기 돌출부(220)에 볼록부(230)를 형성함으로써, 광이 내부 반사되어 상기 몸체부(210)의 타면으로 유도되더라도 상기 돌출부(220) 또는 볼록부(230)에 의해 집광 또는 확산되는 효율이 더욱 증가하게 된다.

도 10 및 도 11은 본 발명에 실시예에 따른 볼록부의 사이즈에 따라 나타나는 광학적 특성을 설명하기 위한 그래프이다. 그리고, 도 10 및 도 11을 통해 상기의 표 1 및 표 2에 나타난 광학적 특성을 간편히 비교할 수 있다.

시야각의 측면에서는 상기 볼록부(230)의 크기가 클수록 그 특성이 우수한 것을 확인할 수 있으며, 즉, 시트 3(수평길이(Lh)가 40μm 이고, 수직길이(Lv)가 60μm 인 경우)이 시트 1 및 시트 2에 비하여 수평 시야각 및 수직 시야각에서 우수한 효과를 나타낸다.

도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 볼록부가 각각 다른 밀도로 형성된 광학 시트를 설명하기 위한 사진이다.

도 12 및 도 13은 볼록부가 형성된 광학 시트의 평면 사진이며, 도 12에 도시된 광학 시트보다 도 13에 도시된 광학 시트의 경우가 볼록부가 더 많이 형성된 것으로 도시된다.

도 12 및 도 13의 사진에는 본 발명에 따른 볼록부의 크기가 다소 불규칙적으로 이루어진 것으로 도시되어 있으나, 도 12 및 도 13을 통해 본 발명에 따른 볼록부와 돌출부의 형상 및 소정의 면적 내에 구비되는 볼록부의 개수가 상이하도록 배열될 수 있음을 설명하기 위한 것이다.

그리고, 상기 볼록부(230)가 상기 광학 시트(200)의 돌출부(220) 위에 형성됨에 따라 상기 돌출부(220)의 모서리(223)가 휘어지는 것을 확인할 수 있다.

그리고, 앞선 설명에서 본 발명에 따른 돌출부 및 볼록부의 형상에 대하여 상세하게 설명하였으나 부가하여 설명하면, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 볼록부가 형성됨에 따라 상기 돌출부(220)를 구성하는 모서리가 굴곡된다.

본 발명에 따른 볼록부(230)가 형성되는 개수에 따라 나타나는 광학적 특성을 살펴보기 위하여, 17인치 액정표시장치의 백라이트 어셈블리의 경우를 사용하였으며, 상기 볼록부(230)의 밀도는 200μm×200μm 크기의 시트에서의 단위 면적당 개수를 나타낸다.

한편, 상기 볼록부(230)가 상기 광학 시트(200)에 형성되는 밀도에 따른 광학적 특성을 살펴본다.

앞선 실험에서의 시트 1에 사용된 볼록부( 즉, 볼록부의 수평길이(Lh)가 30μm 이고, 수직길이(Lv)가 40μm 인 경우) 들의 밀도를 달리하여 그의 광학적 특성이 변화되는 것을 측정한 결과를 살펴본다.

구분	헤이즈(Haze,%) (back → front)	투과율(TLT,%) (back → front)	휘도 상승율(gain)
시트 4(5ea)	88	38	1.31
시트 5(10ea)	89	43	1.28
시트 6(20ea)	91	58	1.25

상기의 표 3은 한 장의 시트에 형성된 볼록부의 개수(또는 밀도)에 따른 광학적 특성을 나타내는 표이다.

상기의 표 3을 참조하면, 상기 볼록부(230)가 형성되는 개수가 증가할수록 헤이즈 및 투과율은 증가하나, 휘도 상승율은 점차 낮아지는 것을 알 수 있다.

상세히, 상기 볼록부(230)가 형성되는 개수는 시트당 5개가 형성되는 경우에는 휘도 상승율이 1.31로 최대이나, 이 경우 투과율은 38로서 최저가 되므로, 본 발명의 실시예에 따라 볼록부를 갖는 광학 시트가 적용되는 백라이트 어셈블리의 특성에 따라 적절히 그 개수를 조절할 수 있을 것이다.

구분	수평 시야각(Horizontal)	수직 시야각(Vertical)
시트 4(5ea)	101	69
시트 5(10ea)	105	72
시트 6(20ea)	107	74

상기의 표 4는 상기 볼록부의 개수(또는 밀도)에 따라 나타나는 시야각 특성을 보여주는 표이다.

상기 볼록부(230)가 시트의 단위 면적당 형성되는 개수가 증가할수록 수평 시야각 및 수직 시야각이 점차 증가하는 것을 확인할 수 있다.

그리고, 본 실험의 결과, 200μm×200μm 크기의 시트에서의 단위 면적당 상기 볼록부(230)의 개수는 10개이라고 할 수 있다. 다만, 이와 같은 바람직한 실시예의 제안에 의해서 본원 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.

참고로, 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트의 광학적 특성을 측정한 결과는 상대적인 것이나, 종래의 일반적인 프리즘 시트나 확산 시트보다는 우수한 결과를 나타낸다.

도 14는 본 발명의 제 1실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 어셈블리의 구성을 나타내는 도면이다.

도 14를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 어셈블리(300)에는 광을 발생시키는 램프 유닛(340)과, 상기 램프 유닛(340)에 의해 발생된 광을 액정표시패널 측으로 가이드하는 도광 유닛이 포함된다.

본 발명의 실시예에 따른 램프 유닛(340)은 광을 발생시키는 램프(341)와, 상기 램프(341)를 감싸는 램프 반사판(342)으로 구성된다. 그리고, 상기 램프(341)로부터 발생되는 광은 도광판(320)으로 입사된다.

이때, 상기 램프 반사판(342)은 상기 램프(341)로부터 발생된 광을 상기 도광판(320) 측으로 반사시켜, 상기 도광판(320)으로 입사되는 광의 양을 증가시킨다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 도광 유닛에는 반사판(330), 도광판(320) 및 광학 시트(310)가 포함되며, 상기 도광판(320)은 상기 램프 유닛(340)의 일측에 구비되어 상기 램프 유닛(340)으로부터 발생된 광을 액정표시패널로 이동될 수 있도록 가이드하는 역할을 수행한다.

그리고, 상기 도광판(320)의 하부에는 도광판으로부터 누설된 광을 다시 상기 도광판(320)으로 반사시키는 반사판(330)이 구비된다.

한편, 상기 도광판(320)의 상측에는 상기 도광판(320)에 의해 이동되는 광의 광학 특성을 향상시키기 위한 광학 시트(310)가 배치되고, 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트(310)만이 도시되어 있으나, 확산 시트, 프리즘 시트 또는 보호 시트가 더 구비될 수 있다.

다만, 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트(310)만으로도 종래의 확산 시트나 프리즘 시트의 역할을 충분히 기대할 수 있으므로, 단독으로 사용되는 것에 의해서도 시야각과 휘도의 측면에서 우수한 효과를 얻을 수 있다.

도 15는 본 발명의 제 2실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 어셈블리의 구성을 나타내는 도면이다.

도 15를 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치의 백라이트 어셈블리(400)에는 광을 발생시키는 램프 유닛(440)과, 상기 램프 유닛(440)에 의해 발생된 광을 액정표시패널 측으로 가이드하는 확산 유닛이 포함된다.

그리고, 상기 램프 유닛(440)에는 광을 발생시키는 램프(441)와, 상기 램프(441)를 감싸는 램프 반사판(442)이 포함된다. 그리고, 상기 램프(441)로부터 발생되는 광은 도광판(420)으로 입사된다. 참고로, 상기 도광판(420)은 확산판으로도 불리어지기도 하나, 본 발명에서는 도광판으로 사용하여 설명하기로 한다.

그리고, 상기 램프 반사판(442)은 상기 램프(441)로부터 발생된 광을 도광판(420)측으로 반사시켜, 상기 도광판(420)으로 입사되는 광의 양을 증가시킨다.

또한, 상기의 확산 유닛에는 상기 도광판(420)과 광학 시트(410)가 포함된다. 그리고, 상기 도광판(420)은 상기 램프 유닛(440)의 상측에 배치되어, 상기 램프 유닛(440)으로부터 발생된 광을 확산시켜, 액정표시장치로 이동될 수 있도록 가이드하는 역할을 수행한다.

그리고, 상기 램프 유닛(440)의 상측에 도광판(420)이 배치되므로, 상기 도광판(420)으로부터 누설된 광은 상기 램프 반사판(442)에 의해 다시 도광판(420)으로 유도될 수 있다.

또한, 상기 도광판(420)의 상측에는 상기 도광판(420)에 의해 이동되는 광의 광학적 효율을 증가시키기 위한 광학 시트(410)가 배치되고, 상기 광학 시트(410)는 앞서 설명한 바와 같이 기저를 형성하는 몸체부와, 상기 몸체부위에 돌출형성된 돌출부와, 상기 돌출부 위에 형성된 볼록부로 이루어진다.

도 16은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 어셈블리의 구성을 나타내는 도면이다.

도 16을 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치의 백라이트 어셈블리(500)에는 광을 발생시키는 램프(541)와 램프 반사판(542)으로 구성되는 램프 유닛(540)과, 상기 램프 유닛(540)에 의해 발생된 광을 액정표시패널 측으로 가이드하는 도광 유닛이 포함된다.

그리고, 상기 도광 유닛에는 반사판(530), 도광판(520) 및 광학 시트(510)이 포함됨은 앞서 설명한 바와 같다.

다만, 본 발명의 실시예에 따라 다양한 형상을 갖는 광학 시트(510)의 돌출부 및 볼록부가 상기 도광판(520)을 향하도록 형성되는 것을 그 특징으로 한다.

즉, 상기 도광판(520)을 통과한 광이 상기 광학 시트(510)의 돌출부 및 볼록부로 먼저 유입되고, 상기 돌출부 및 볼록부에 의해 굴절된 광이 몸체부로 이동되도록 상기 광학 시트(510)가 제공된다.

도 16에는 1장의 광학 시트(510)의 돌출부 및 볼록부가 아래로 형성되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트(510)들이 2장 이상 적층되고, 상기 광학 시트(510)들의 볼록부 및 돌출부가 모두 상기 도광판(520)을 향하도록 또는 일부만 아래로 위치되도록 구성될 수 있다.

도 17은 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트를 2이상 적층하여 사용하는 경우를 설명하기 위한 도면이고, 도 18 및 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트를 1장 사용한 경우와 2장 사용한 경우의 광학적 특성을 종래의 시트와 비교한 그래프이다.

앞서 설명한 바와 같이, 적층사용되는 각각의 광학 시트는 광이 최초로 유입되는 몸체부와, 상기 몸체부 위에 형성되어 그 단면이 대략 삼각형상인 돌출부와, 상기 돌출부의 임의의 영역에 형성될 수 있는 볼록부를 갖는다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 다수의 광학 시트(601,602,603)들이 다수개 적층되어 사용될 수 있다.

도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 어셈블리(600)에는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 광학 시트들(601,602,603)이 2이상 적층되어 사용될 수 있다.

액정표시장치의 백라이트 어셈블리에 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트를 1장 사용한 경우와 2장 적층하여 사용한 경우를 종래의 확산 시트를 3장 사용한 경우의 백라이트 어셈블리와의 광학적 특성을 비교하면 아래와 같다.

도 18 및 도 19를 참조하면, 액정표시장치의 백라이트 어셈블리에 사용되는 광학 시트를 본 발명의 실시예에 따라 실험에 사용된 시트 1을 한 장 사용한 경우및 2장 사용한 경우를 종래의 확산 시트 3장을 사용한 경우와 비교하여 본다.

도 18에 도시된 바와 같이 수평 시야각 측면에서는, 상기의 시트 1을 1장 사용하는 경우보다 2장으로 적층하여 사용하는 경우에 수평 시야각 0°에서 휘도가 대략 1012cd/㎡정도 증가하게 됨을 확인할 수 있다. 이는 종래의 확산 시트 3장을 적층한 경우보다 휘도가 크게 증가된 것이다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트(시트 1)을 한 장사용하는 경우에도, 종래의 확산 시트를 3장 적층한 경우보다 그 수평 시야각이 더 넓어짐을 확인할 수 있다.

도 18의 실험결과를 나타내는 표는 아래와 같다.

구분	휘도 상승율(gain)
시트 1 - 1장 사용	1.28
시트 1 - 2장 사용	1.40
종래의 확산 시트 - 3장 사용	1.28

구분	수평 시야각(Horizontal)	수직 시야각(Vertical)
시트 1 - 1장 사용	106	72
시트 1 - 2장 사용	84	83
종래의 확산 시트 - 3장 사용	86	85

상기의 표 5는 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트를 적층하여 사용하는 경우의 휘도 상승율을 설명하기 위한 표이고, 표 6은 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트를 적층하여 사용하는 경우의 시야각을 설명하기 위한 표이다.

본 발명의 실시예에 따른 시트 1를 한 장 사용하는 경우는 종래의 확산 시트 3장을 적층한 경우와 동일한 값인 1.28의 휘도 상승율을 갖고, 상기의 시트 1을 2장 적층한 경우는 1.40으로 가장 높은 휘도 상승율을 나타낸다.

다만, 본 발명의 실시예에 사용된 시트 1을 2장 적층하여 사용하는 경우에는 그 휘도 특성이 크게 증가하게 되나, 수평 시야각의 관점에서는 1장 사용하는 경우보다 작아지나, 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트가 적용되는 백라이트 어셈블리의 특성에 따라 자유롭게 그 적용의 변화를 줄 수 있을 것이다.

앞서 설명한 수평 시야각의 측면에서와 같이, 본 발명의 실시예에 사용된 시트 1을 2장 적층하여 사용할 경우에 종래의 확산 시트 3장을 사용한 경우보다 휘도가 크게 증가함을 확인할 수 있다.

그리고, 상기 시트 1을 한 장 사용하는 경우에도 종래의 확산 시트 3장을 적층하여 사용하는 경우보다 휘도와 시야각의 측면에서 모두 우수한 효과를 얻을 수 있다.

제안되는 바와 같은 광학 시트 및 상기 광학 시트가 구비된 액정표시장치의 백라이트 어셈블리에 의해서, 종래의 프리즘 시트 및 확산 시트의 역할을 모두 수행할 수 있게 되는 장점이 있다.

또한, 시야각과 휘도가 크게 증가되는 장점이 있다.

Claims

광이 유입되는 몸체부;

상기 몸체부 위에 소정 두께 돌출형성된 돌출부;및

상기 돌출부 위의 소정 영역에 다수개 형성되는 볼록부;가 포함되고,

상기 볼록부는 상기 돌출부 위에서 가장자리로부터 중심으로 갈수록 그 두께가 더 두꺼워지는 형상으로 제공되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제 1 항에 있어서,

상기 돌출부는 그 단면이 삼각형상으로 이루어져 소정의 면과 모서리를 갖고,

상기 볼록부는 상기 돌출부의 면 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제 1 항에 있어서,

상기 돌출부는 다수의 면과 상기 면에 의해 형성되는 모서리를 갖고,

상기 돌출부의 모서리는 상기 볼록부가 상기 돌출부의 면 위에 형성되는 것에 의해 휘어지는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제 1 항에 있어서,

상기 볼록부는 상기 돌출부 위에 불규칙적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제 1 항에 있어서,

상기 돌출부는 상기 몸체부 표면으로부터 소정 각도 기울어진 2이상의 면을 구비하고,

상기 볼록부는 상기 돌출부의 면들 사이에 개입형성되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
기판을 형성하는 몸체부의 일면은 평평한 형상으로 제공되고, 상기 몸체의 다른 면은 소정 두께 돌출형성된 돌출부를 갖고, 상기 돌출부를 구성하는 일면은 다수의 볼록부가 형성된 엠보싱면으로 이루어지는 광학 시트.
제 6 항에 있어서,

상기 돌출부는 그 단면이 삼각형상인 것으로 제공되고,

상기 엠보싱면은 상기 삼각형상 위의 임의의 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제 6 항에 있어서,

상기 엠보싱면은 그의 가장자리로부터 중심으로 갈수록 그 두께가 증가하는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
기판을 형성하는 몸체부 및 상기 몸체부의 일면에 소정 두께 돌출형성된 돌출부가 구비되고,

상기 돌출부에는 소정 두께 볼록한 형상을 갖는 볼록부가 형성되고,

상기 몸체부로 유입된 광은 상기 돌출부 또는 볼록부에 의해 집광, 확산 및 내부 반사가 이루어지고,

상기 돌출부 또는 볼록부에 의해 내부 반사된 광은 상기 몸체부의 타면에서 재반사되어 상기 돌출부 또는 볼록부에 의해 집광 또는 확산되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
몸체부 및 상기 몸체부의 일면에 소정 두께 돌출형성된 돌출부가 구비되고,

상기 돌출부에는 소정 두께 볼록한 형상을 갖는 볼록부가 형성되고,

상기 몸체부로 유입된 광은 상기 돌출부 또는 볼록부에 의해 집광, 확산 및 내부 반사가 이루어지고,

상기 돌출부 또는 볼록부에 의해 내부 반사된 광은 상기 돌출부 또는 볼록부에 의해 집광 또는 확산되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
광이 유입되는 몸체부 위에 소정의 경사면을 가지는 돌출부가 형성되고,

상기 돌출부의 표면에는 소정 두께 돌출된 볼록부 또는 소정 두께 함몰된 오 목부가 구비되고,

상기 볼록부 또는 오목부의 개수에 따라 광의 집광 효율이 변경되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제 11 항에 있어서,

상기 볼록부는 200μm×200μm 크기 내에 5 내지 20개가 구비되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
광을 발생시키는 램프;

상기 램프에 의해 발생된 광을 안내하는 도광판; 및

상기 도광판의 상측에 배치되어, 상기 도광판으로부터 입사되는 광을 확산 또는 집광시키기 위한 광학 시트;가 포함되고,

상기 광학 시트는 몸체부와, 상기 몸체부의 일면으로부터 그 단면이 삼각형상을 갖도록 돌출된 돌출부와, 상기 돌출부 위에 형성되는 볼록부로 이루어지고,

상기 볼록부는 그의 가장자리로부터 중심으로 갈수록 그 두께가 더 두꺼워지는 형상인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 어셈블리.
제 13 항에 있어서,

상기 돌출부는 2이상의 면과, 상기의 면들에 의해 형성되는 모서리로 이루어지고,

상기 볼록부는 상기의 면 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 어셈블리.
제 14 항에 있어서,

상기 돌출부의 모서리는 상기 볼록부에 의해 구부러진 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 어셈블리.
제 14 항에 있어서,

상기 광학 시트의 돌출부 및 볼록부가 상기 도광판을 향하도록 상기 광학 시트가 제공되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 어셈블리.