KR100773825B1 - 프리즘 시트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프리즘 시트에 관한 것으로서, 빛이 입사하는 입사면과, 상기 입사면의 반대측에 위치하여 상기 입사면을 통해 입사된 빛을 출사하는 출사면을 갖고 있고, 상기 출사면에는 다수의 프리즘 이 서로 병렬로 배열되어 있으며, 상기 프리즘 산에 인접한 상기 프리즘의 일측 경사면과 타측 경사면의 일부에 다수의 요철부를 갖는다.
프리즘 시트(Prism Sheet), 백라이트 유닛(Backlight Unit), 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)

Description

프리즘 시트{PRISM SHEET}
도 1은 종래의 백라이트 유닛을 나타내는 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 프리즘 시트의 사시도 및 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 프리즘 시트의 사시도 및 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 프리즘 시트의 사시도 및 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100, 200, 300: 프리즘 시트 101, 201, 301: 입사면
102, 202, 302: 출사면
103A, 103B, 203A, 203B, 303A, 303B: 프리즘
104, 204, 304: 프리즘 산 105, 205, 305: 프리즘 골
106, 107, 206, 207, 306, 307: 경사면
108, 208, 308: 요철부
본 발명은 백라이트용 프리즘 시트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 빛의 확산을 크게 하여 시야각을 향상시키고, 프리즘 시트 및 액정패널의 손상을 방지할 수 있는 프리즘 시트에 관한 것이다.
일반적으로 노트북, LCD-TV, 이동통신단말기 등에 사용되는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)는 외부에서 들어오는 빛의 양을 조절하여 화상을 표시하는 수광성 장치의 일종으로, 액정패널 이외에 빛을 조사하기 위한 별도의 광원, 즉 백라이트 유닛이 필요하다. 이러한 백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 엣지형과 직하형으로 구분된다.
도 1은 종래의 엣지형 백라이트 유닛의 분해사시도이다. 도 1을 참조하면, 백라이트 유닛(10)은 빛을 발생하는 램프 유닛(11), 상기 램프 유닛(11)으로부터의 빛을 분산시키는 도광판(12), 도광판(12) 하면에 배치되어 도광판(12) 하면으로 방출되는 빛을 도광판(12) 내부로 반사시키는 반사판(13), 도광판(12)으로부터 입사되는 빛을 균일하게 확산시키는 확산판(14), 확산판(14)에 의해 확산된 빛을 집광시키는 프리즘 시트(15, 16)를 포함한다. 일반적으로 프리즘 시트(15, 16)는 두 장이 배치되며, 이러한 프리즘 시트(15, 16)는 그 표면에 형성된 프리즘열이 서로 직각으로 교차하도록 배치된다. 액정표시장치는 백라이트 유닛(10)과 상기 프리즘 시트(16) 상측에 배치된 액정패널(17)로 이루어진다. 상기 램프 유닛(11)에 의해 발생된 빛은 상기 도광판(12)을 통해 확산판(14)에 입사되고, 상기 확산판(14)에 의 해 확산된 빛은 프리즘시트(15, 16)를 통해 액정패널(17)에 입사된다.
그런데, 이와 같은 액정표시장치에 있어서, 프리즘 시트(16)의 상측에 배치되는 액정패널(17)은 프리즘 시트(16)의 프리즘 산 부분과의 마찰에 의해 손상되는 문제점이 있다. 그리고, 프리즘 시트(16)의 프리즘 산 부분 또한 손상 및 변형이 발생하는 문제점이 있다. 이 문제점을 해결하기 위해 액정패널(17)과 프리즘 시트(16) 사이에 보호필름(미도시)이 배치된다. 그러나 보호필름의 추가로 부품 수가 증가하고 제조단가가 상승하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 프리즘의 양 경사면 일부분에 다수의 요철부를 형성함으로써 액정패널의 손상을 방지하고 시야각을 향상시킨 프리즘 시트를 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 프리즘 시트는 광이 입사하는 입사면과, 상기 입사면의 반대측에 위치하여 상기 입사면을 통해 입사된 광을 출사하는 출사면을 갖고 있고, 상기 출사면에는 다수의 프리즘이 서로 병렬로 배열되어 있으며, 상기 프리즘 산에 인접한 상기 프리즘의 일측 경사면과 타측 경사면의 일부에 다수의 요철부를 갖는다. 바람직하게는 상기 요철부는 상기 광출사 방향으로 볼록한 곡면 또는 오목한 곡면일 수 있다. 상기 볼록한 곡면 또는 오목한 곡면은 그 곡률 반경이 10 ~ 100㎛ 일 수 있다. 또한 상기 요철부는 다각형 형상 또는 원뿔 형상일 수 있다. 상기 다수의 요철부는 상기 프리즘열의 연장 방향과 직교하는 단면에서 상기 프리즘 산부터 골까지의 길이의 대략 10 ~ 40%의 폭을 가지며 상기 프리즘열 방향으로 형성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 프리즘 시트는 광이 입사하는 입사면과, 상기 입사면의 반대측에 위치하여 상기 입사면을 통해 입사된 광을 출사하는 출사면을 갖고 있고, 상기 출사면에는 다수의 프리즘이 서로 병렬로 배열되어 있으며, 상기 프리즘 골에 인접한 상기 프리즘의 일측 경사면과 타측 경사면의 일부에 다수의 요철부를 갖는다. 바람직하게는 상기 요철부는 상기 광출사방향으로 볼록한 곡면 또는 오목한 곡면일 수 있다. 상기 볼록한 곡면 또는 오목한 곡면은 그 곡률 반경이 10 ~ 100㎛ 일 수 있다. 또한 상기 요철부는 다각형 형상 또는 원뿔 형상일 수 있다. 상기 다수의 요철부는 상기 프리즘열의 연장 방향과 직교하는 단면에서 상기 프리즘의 산부터 골까지의 길이의 대략 10 ~ 40%의 폭을 가지며 상기 프리즘열 방향으로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 프리즘 시트는 광이 입사하는 입사면과, 상기 입사면의 반대측에 위치하여 상기 입사면을 통해 입사된 광을 출사하는 출사면을 갖고 있고, 상기 출사면에는 다수의 프리즘이 서로 병렬로 배열되어 있으며, 상기 프리즘의 산 부분은 평면 형상이되, 상기 평면상에는 다수의 요철부가 형성될 수 있다. 바람직하게는 상기 요철부는 상기 광출사방향으로 볼록한 곡면 또는 오목한 곡면일 수 있다. 상기 볼록한 곡면 또는 오목한 곡면은 그 곡률 반경이 10 ~ 100㎛ 일 수 있다. 또한 상기 요철부는 다각형 형상 또는 원뿔 형상일 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나. 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
[제1 실시예]
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 프리즘 시트의 사시도이고, 도 2b는 상기 프리즘 시트 상의 프리즘열의 연장 방향과 직교하는 방향으로 자른 단면도이다. 도 2a 및 2b를 참조하면, 프리즘 시트(100)는 프리즘 시트(100) 하측에 위치한 도광판(미도시)에서 방출된 빛이 입사하는 면이 입사면(101)되고, 다른쪽면이 출사면(102)으로 되어 있다. 출사면(102)에는 다수의 프리즘(103)이 병렬로 배열되어 있고, 프리즘 산(104) - 각 프리즘(103A)의 경사면(106, 107)이 만나는 선단부 - 을 이루는 일측 경사면(106)과 타측 경사면(107) 중 상기 프리즘 산(104)에 인접한 일부분에 다수의 요철부(108)를 갖는다. 이 요철부(108)는 광출사방향으로 볼록한 곡면 또는 오목한 곡면일 수 있다. 도 2c는 요철부(508)가 광출사방향으로 오목한 곡면인 경우를 나타내는 단면도이다. 상기 볼록한 곡면 또는 오목한 곡면은 그 곡률 반경(R1)이 10 ~ 100㎛ 인 것이 바람직하다. 또한 도 2d에서와 같이 이 요철부(608)는 다각뿔 형상 또는 원뿔 형상 일 수 있다. 예를 들어, 다각뿔 형상은 삼각뿔 또는 사각뿔 형상일 수 있다.
이와 같이 프리즘 산(104)에 인접한 경사면에 요철부(108)를 형성함으로써, 프리즘 시트(100) 상에 배치되는 액정패널(미도시)과의 마찰에 의한 액정패널(미도시) 및 프리즘 시트(100)의 손상을 막을 수 있다. 종래에는 프리즘 시트와 액정패널 사이의 마찰에 의한 손상이나 변형을 막기 위해 보호필름을 사용하였으나, 본 발명과 같이 프리즘 시트(100) 상의 프리즘 산(104)에 인접한 경사면(106, 107) 일부에 요철부(108)를 형성함으로써 보호필름을 대체할 수 있다. 이에 따라 부품 수를 줄일 수 있으며 제조 원가를 절감할 수 있다.
프리즘(100)의 하측에 배치된 도광판(미도시)에서 방출되어 프리즘(100)의 입사면(101)에 입사한 빛 중 각 프리즘 산(104)의 좌측 경사면(106)에 입사된 빛들은 대략적으로 좌측으로 굴절되어 출사되고, 우측 경사면(107)에 입사된 빛들은 대략적으로 보다 우측으로 굴절되어 출사된다. 스넬의 법칙에 따라 정의된 바와 같이, 상기 경사면에 입사되는 빛들은 좌측이나 우측으로 굴절되어 출사된다. 이에 따라, 단위 프리즘(103A)의 프리즘 산(104)의 일측 경사면(107)과 타측 경사면(106)은 하부로부터 입사되는 빛의 경로를 확산시키는 기능을 수행하고, 단위 프리즘(103A)의 프리즘 산(104)의 일측 경사면(107)과 이에 인접하는 단위 프리즘(103B)의 타측 경사면은 하부로부터 입사되는 빛을 집광시키는 기능을 수행한다. 본 발명의 실시예에 따라 프리즘 산(104)에 인접한 경사면(106, 107)에 요철부(108)를 형성함으로써, 빛의 확산이 더욱 촉진된다. 더욱 균일한 빛의 확산으로 인하여 시야각 또한 넓어지게 된다. 상기 다수의 요철부(108)는 상기 프리즘열의 연장 방향과 직교하는 단면에서 상기 프리즘 산(104)부터 프리즘 골(105)까지의 길이(L1)의 대략 10 ~ 40%의 폭(D1)을 가지며 상기 프리즘열 방향으로 형성되는 것이 바람직하다.
일반적으로 프리즘 시트에 먼지 등 이물질이 묻거나 긁힘으로 인하여 배경보다 밝은 얼룩이 나타나는데 이를 백점(white spot)이라 한다. 본 발명과 같이, 프리즘의 경사면(106, 107)에 요철부(108)를 형성한 경우에는 백점현상이 감소하였다. 이는 프리즘의 경사면(106, 107)에 형성된 요철부(108)에 의해 빛이 더욱 균일하게 확산되었기 때문이다.
본 발명의 프리즘 시트(100)는 광투과율이 높은 합성 수지로 구성할 수 있다. 이러한 합성 수지에는 예를 들면, 메타크릴 수지, 아크릴 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 염화비닐계 수지 등이 있다. 특히, 메타크릴 수 지는 높은 광투과율, 내열성, 역학적 특성, 성형 가공성이 우수하여 바람직하다. 이와 같은 메타크릴 수지로는 메타크릴산 메틸을 주성분으로 하는 수지이며, 메틸크릴산 메틸이 80중량% 이상인 것이 바람직하다. 프리즘 시트(100)의 표면에 프리즘열 구조를 형성함에 있어서는, 투명 합성 수지판을 소정의 표면 구조를 갖는 금형 부재를 이용하여 열 프레스함으로써 형성할 수도 있고, 스크린 인쇄, 압출 성형이나 사출 성형 등에 의해 성형과 동시에 형상을 부여할 수도 있다.
프리즘 시트(100)는 상기와 같이 광투과율이 높은 투명한 합성 수지로 이루어지기 때문에 앞면이나, 뒷면에 크고 작은 스크래치(Scratch)가 발생하게 되면 육안으로 쉽게 판별되어 불량의 원인이 된다. 이와 같은 스트래치 발생 원인은 주로 제조 공정이나 취급 과정 등에서 나타난다. 즉, 일정한 공정을 따라 제조되는 프리즘 시트(100)는 그 제조 공정 과정 중에 이미 스크래치가 발생할 수 있으며, 완성된 낱장의 프리즘 시트(100)는 취급 중 다른 물질에 접촉되는 것만으로도 스트래치가 발생될 수 있다. 이렇게 프리즘 시트(100)에 형성되는 스크래치가 불량으로 되는 원인은, 스크래치 형성에 의해 외관 품질상 밝은 선이나, 어두운 선으로 나타나기 때문이다. 그러나 본 발명과 같이 프리즘의 경사면(106, 107)에 다수의 요철부(108)를 형성함으로써 잔 스크래치에 둔감하게 작용하며, 차후에 발생하는 스크래치 상을 효과적으로 억제할 수 있다.
[제2 실시예]
도 3a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 프리즘 시트(200)의 사시도이고, 도 3b는 상기 프리즘 시트 상의 프리즘열의 연장 방향과 직교하는 방향으로 자른 단면도이다. 도 3a 및 3b를 참조하면, 광이 입사하는 입사면(201)과, 상기 입사면(201)의 반대측에 위치하여 상기 입사면(201)을 통해 입사된 광을 출사하는 출사면(202)을 갖고 있고, 상기 출사면(202)에는 다수의 프리즘(203A, 203B) 이 서로 병렬로 배열되어 있으며, 상기 프리즘 골(205)에 인접한 상기 프리즘(200)의 일측 경사면(206)과 타측 경사면(207)의 일부에 다수의 요철부(208)를 갖는다. 제2 실시예와 제1 실시예의 차이점은 요철부(208)가 프리즘 골(205)에 인접한 경사면(207, 208)에 형성된다는 점에 있다. 집광 기능을 하는 프리즘 골(205) 주변의 경사면(206, 207)에 요철부(208)이 형성됨으로써 더 큰 확산 효과를 기대할 수 있다. 또한 프리즘의 경사면(206, 207)에 요철부(208)를 형성함으로써 백점 발생을 억제하고 잔 스크래치에 의한 불량을 감소시킬 수 있다.
이 요철부(108)는 광출사방향으로 볼록한 곡면 또는 오목한 곡면일 수 있다. 도 3c는 요철부(708)가 광출사방향으로 오목한 곡면인 경우를 나타내는 단면도이다. 상기 볼록한 곡면 또는 오목한 곡면은 그 곡률 반경(R2)이 10 ~ 100㎛ 인 것이 바람직하다. 또한 도 3d에서와 같이 이 요철부(808)는 다각뿔 형상 또는 원뿔 형상 일 수 있다. 예를 들어, 다각뿔 형상은 삼각뿔 또는 사각뿔 형상일 수 있다. 또한 상기 다수의 요철부(208)는 상기 프리즘열의 연장 방향과 직교하는 단면에서 상기 프리즘 산(204)부터 골(205)까지의 길이(L2)의 대략 10 ~ 40%의 폭(D2)을 가지며 상기 프리즘열 방향으로 형성될 수 있다.
[제3 실시예]
도 4a 및 4b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 프리즘 시트(300)의 사시도 및 단면도이다. 도 4a 및 4b를 참조하면, 제3 실시예는 도 1의 제1 실시예와 같이 프리즘 산(304)에 인접한 경사면(306, 307)에 요철부(308)가 형성되는 것이 아니라 상기 프리즘(303A)의 산 부분은 평면 형상이되, 상기 평면상에는 다수의 요철부(308)가 형성된다. 즉, 프리즘열에 수직한 방향의 단면은 삼각형이 아닌 사다리꼴 형상과 유사하다. 이와 같이, 프리즘의 산 부분에 요철부(308)가 형성됨으로써 프리즘 시트(300) 상측에 배치되는 액정패널(미도시)과의 마찰에 의한 손상을 줄일 수 있다. 이로써 제3 실시예에 따른 프리즘 시트(300)는 보호필름을 대체하여 제조 원가를 감소시킬 수도 있다. 또한 프리즘 시트(300)에 입사한 빛은 프리즘 골(305)에서 집광되며, 상기 요철부(308)에서 확산이 된다. 이에 따라 확산판을 대체할 수도 있다. 입사한 빛의 확산이 발생하면 할수록 시야각이 커지게 된다.
이 요철부(108)는 광출사방향으로 볼록한 곡면 또는 오목한 곡면일 수 있다. 도 4c는 요철부(908)가 광출사방향으로 오목한 곡면인 경우를 나타내는 단면도이다. 상기 볼록한 곡면 또는 오목한 곡면은 그 곡률 반경(R3)이 10 ~ 100㎛ 인 것이 바람직하다. 또한 도 4d에서와 같이 이 요철부(1008)는 다각뿔 형상 또는 원뿔 형상 일 수 있다. 예를 들어, 다각뿔 형상은 삼각뿔 또는 사각뿔 형상일 수 있다. 상 기 다수의 요철부(308)는 상기 프리즘열의 연장 방향과 직교하는 단면에서 가상의 상기 프리즘 산(304)부터 프리즘 골(105)까지의 길이(L3)의 대략 10 ~ 40%의 폭(D3)을 가지며 상기 프리즘열 방향으로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 프리즘의 경사면에 다수의 요철부를 가짐으로써, 액정패널과의 마찰을 줄일 수 있어 프리즘 시트 및 액정패널의 손상을 억제할 수 있다. 또한 확산 효과가 증가하여 시야각이 증대된다. 이에 더하여, 백점 발생 및 잔 스크래치상을 억제할 수 있다.

Claims (17)

  1. 광이 입사하는 입사면과, 상기 입사면의 반대측에 위치하여 상기 입사면을 통해 입사된 광을 출사하는 출사면을 갖고 있고, 상기 출사면에는 다수의 프리즘이 서로 병렬로 배열되어 있으며, 상기 프리즘 산에 인접한 상기 프리즘의 일측 경사면과 타측 경사면의 일부에 다수의 요철부를 갖는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 요철부는 상기 광출사방향으로 볼록한 곡면 또는 오목한 곡면인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 볼록한 곡면 또는 오목한 곡면은 그 곡률 반경이 10 ~ 100㎛ 인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 요철부는 다각뿔 형상을 형상인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 요철부는 원뿔 형상을 형상인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 요철부는 상기 프리즘열의 연장 방향과 직교하는 단면에서 상기 프리즘의 산부터 골까지의 길이의 대략 10 ~ 40%의 폭을 가지며 상기 프리즘열 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  7. 광이 입사하는 입사면과, 상기 입사면의 반대측에 위치하여 상기 입사면을 통해 입사된 광을 출사하는 출사면을 갖고 있고, 상기 출사면에는 다수의 프리즘이 서로 병렬로 배열되어 있으며, 상기 프리즘 골에 인접한 상기 프리즘의 일측 경사면과 타측 경사면의 일부에 다수의 요철부를 갖는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 요철부는 상기 광출사방향으로 볼록한 곡면 또는 오목한 곡면인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 볼록한 곡면 또는 오목한 곡면은 그 곡률 반경이 10 ~ 100㎛ 인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 요철부는 다각뿔 형상을 형상인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 요철부는 원뿔 형상을 형상인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 다수의 요철부는 상기 프리즘열의 연장 방향과 직교하는 단면에서 상기 프리즘의 산부터 골까지의 길이의 대략 10 ~ 40%의 폭을 가지며 상기 프리즘열 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  13. 광이 입사하는 입사면과, 상기 입사면의 반대측에 위치하여 상기 입사면을 통해 입사된 광을 출사하는 출사면을 갖고 있고, 상기 출사면에는 다수의 프리즘이 서로 병렬로 배열되어 있으며,
    상기 프리즘의 산 부분은 평면 형상이되, 상기 평면상에는 다수의 요철부가 형성된 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 요철부는 상기 광출사방향으로 볼록한 곡면 또는 오목한 곡면인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 볼록한 곡면 또는 오목한 곡면은 그 곡률 반경이 10 ~ 100㎛ 인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 요철부는 다각뿔 형상을 형상인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 요철부는 원뿔 형상을 형상인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
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