KR100991814B1 - 광학 시트 및 상기 광학 시트가 구비된 백라이트 어셈블리 - Google Patents

광학 시트 및 상기 광학 시트가 구비된 백라이트 어셈블리 Download PDF

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Abstract

제안되는 실시예의 광학 시트는 기재부를 형성하는 몸체부와, 상기 몸체부 상에서 소정 두께 돌출형성된 굴절부로 이루어지고, 상기 패턴부는 높이의 고저에 따라 산(peak) 영역과 골(valley) 영역 및 상기 산 영역과 골 영역을 연결하는 이음 영역으로 이루어지고, 상기 산 영역과 이음 영역에는 굴곡된 형상의 요철들로 이루어진 요철부가 불규칙적으로 배열형성되는 것을 특징으로 한다.
제안되는 바와 같은 광학 시트에 의해서, 종래의 프리즘 시트 및 확산 시트의 역할을 모두 수행할 수 있는 장점이 있으며,
또한, 백라이트 어셈블리 내에 구비되어야 하는 광학 시트의 개수를 줄일 수 있으며, 광학적 특성 역시 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 시야각, 산강도의 특성이 향상되어, 백라이트 어셈블리의 슬림화에 따른 램프의 휘선을 은폐시킬 수 있는 장점이 있다.
광학 시트

Description

광학 시트 및 상기 광학 시트가 구비된 백라이트 어셈블리{Optical sheet and backlight assembly having the optical sheet}
본 발명은 확산, 집광 등을 수행하는 광학 시트에 관한 것이다.
일반적인 액정디스플레이장치의 백라이트 어셈블리는 최초 발광시에 기본적으로 하나 내지 다수의 점광원으로 광을 출사하게 되므로, 점광원을 면광원으로 확산시키고, 아울러 액정 배열 면에 최대한 수직인 방향으로 집광시키는 광학부재가 필요하다.
상기 광학부재는 광의 집광, 확산, 편광 등의 기능을 수행하게 되며, 필름형태(광학필름), 시트형태(광학시트) 등 대체로 얇은 판 형태로 형성된다.
상기 광학부재들 중, 일정한 두께와 강도를 갖는 판 형태의 광학시트를 살펴보면, 프리즘모양이 연속적으로 배열되어 주로 광의 집광기능을 수행하는 집광시트, 비드 또는 마이크로렌즈가 다수 배열되어 주로 광의 확산기능을 수행하는 확산시트, 상기 집광시트와 확산시트의 역할을 복합적으로 수행하는 기능혼합형의 광학시트 등이 있는데, 이들은 편광시트, 보호시트와 결합 되어 하나 또는 복수 개로 적층되어 사용된다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 백라이트 어셈블리 구성을 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 백라이트 어셈블리를 살펴보면, 최초 발광부가 되는 광원(12)과, 광원(12)으로부터 발광된 광을 반대편 끝까지 유도시키는 도광판(10)이 있으며 이때 상기 발광광은 하부에 위치한 반사판(22), 반사구조면 등에 의하여 반사 및 재반사되어 상부면에 위치한 광학부재로 입사된다.
발광부를 통해 광학부재에 입사되는 광은 아직 액정패널에 입사되기에는 불규칙하고 밝기도 고르지 못하므로 이를 확산시트(16,18)와 집광시트(17) 등으로 이루어진 광학시트부를 통해 광의 직광성과 균일성을 향상시킨다.
즉, 상기 도광판(10)의 상부에는 도광판에 의해 유도된 광의 효율을 향상시키기 위한 다수의 광학 시트가 구비되는데, 먼저 점광원에서 출발하여 도광판 내에서의 다중반사를 통해 입사되는 광선들, 다시 말해서 밀도가 낮고 거친 광선들을 고르게 산란시켜 주는 확산시트가 배치될 수 있고 그 다음으로 돌출부 단면이 프리즘 형상을 띠고 있는 집광시트 - 그리고 재차 확산시트(또는 보호시트)가 배치될 수 있다. 여기서 확산 시트(16), (18)는 입사되는 광을 산란하여 광의 휘도 분포를 고르게 하고 집광시트는 광의 분포를 개선하고자 여러 각도로 쪼개진 광의 각도를 최대한 시트면에 직교하는 방향(수직방향)으로 다시 모아주어 단위면적당 광 휘도를 상승시키게 된다.
상세히, 이러한 백라이트를 사용하는 평면형 액정디스플레이에 있어서, 광의 고른 확산과 더불어 확산된 광의 만족스러운 평균 휘도는 아주 중요한 문제이다.
냉음극형 형광램프를 도광판과 결합한 초기의 액정디스플레이 장치는 점(또는 선)광원에서 면광원으로의 완전한 변환을 위하여 복잡한 도광, 반사구조 및 다수의 광 확산과 집광시트를 필요로 하였으며, 이러한 다층의 광학산구조와 편광필름 및 액정층을 투과한 뒤에도 충분한 화면 밝기를 유지해야 하므로 매우 강한 밝기의 빛을 내는 백라이트를 필요로 한다.
이는, 필연적으로 디스플레이 장치의 전체 두께를 증가시키게 되고, 높은 소비전력이 요구된다.
그러나, 현재는 광원의 수를 줄이거나 광학 시트의 수를 줄이는 경향에 따라 원가를 낮추려고 하고 있으며, 확산과 집광의 기능을 동시에 갖는 복합시트로서의 광학 시트에 대한 요구가 증가하고 있다.
또한, 백라이트의 슬림화 요구에 따라 램프의 휘선을 은폐할 수 있도록 하기 광학 시트의 연구가 진행중이며, 현재 액정표시장치 관련 모든 영역에서 원가를 낮추고 슬림화를 위한 많은 개발이 진행되고 있다.
그러나, 이러한 시도에 따른 문제점은 램프 휘선이 이슈화되고 있으며, 여기서 램프 휘선이란 광원의 상측 부분은 광의 밀도가 높고 광원과 광원 사이에 나오는 광의 밀도가 상대적으로 낮기 때문에 액정표시장치를 통해 방출되는 광의 휘도는 고르지 않게 되고, 액정표시장치를 통해 영상이 명확하게 표시되지 못하는 문제점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 기존에는 광원의 간격을 좁게하고 광의 밀도를 고르게 하기 위하여 상기와 같은 확산판과 확산시트를 사용하며, 이에 떨어지 는 휘도를 높게 하기 위하여 집광 기능의 프리즘 시트를 사용하며 프리즘 패턴을 보호하기 위하여 보호 필름을 사용하고 있다.
그러나, 액정표시장치의 슬림화와 원가를 낮추기 위한 광원과 광학 시트의 수를 줄임으로써 램프의 휘선을 심하게 발생하고 있어, 이에 대한 해결책이 큰 이슈로 떠오르고 있다.
백라이트 어셈블리의 슬림화 경향에 맞추어 광학 부재의 수를 줄일 수 있는 시트가 필요하며, 또한 램프 휘선을 보다 효과적으로 은폐시킬 수 있는 시트가 필요하다.
제안되는 실시예의 광학 시트는 기재부를 형성하는 몸체부와, 상기 몸체부 상에서 소정 두께 돌출형성된 굴절부로 이루어지고, 상기 패턴부는 높이의 고저에 따라 산(peak) 영역과 골(valley) 영역 및 상기 산 영역과 골 영역을 연결하는 이음 영역으로 이루어지고, 상기 산 영역과 이음 영역에는 굴곡된 형상의 요철들로 이루어진 요철부가 불규칙적으로 배열형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 실시예의 광학 시트는 기재부를 형성하는 몸체부와, 상기 몸체부 상에서 소정 두께 돌출형성된 굴절부로 이루어지고, 상기 패턴부는 높이의 고저에 따라 산(peak) 영역과 골(valley) 영역 및 상기 산 영역과 골 영역을 연결하는 이음 영역으로 이루어지고, 상기 이음 영역과 골 영역에는 굴곡된 형상의 요철들로 이루어진 요철부가 불규칙적으로 배열형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 실시예의 광학 시트는 기재부를 형성하는 몸체부와, 상기 몸체부 상에 형성되는 것으로서, 광의 확산을 위하여 복수의 요철들이 불규칙적으로 형성되는 확산 영역부와,상기 몸체부 상에 형성되는 것으로서, 광의 굴절을 위한 굴절 영역부로 이루어지고, 상기 확산 영역부와 굴절 영역부는 교대로 상기 몸체부 상에서 배열되고, 상기 굴절 영역부는 프리즘 어레이(prism array)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 실시예의 백라이트 어셈블리는 최초 발광부가 되는 광원; 상기 광원으로부터 발광된 광을 유도하기 위한 도광판; 상기 도광판의 하부에 위치하는 반사판; 및 상기 도광판 상에 배치되는 광학 부재가 포함되고, 상기 광학 부재는 기재부를 형성하는 몸체부와 상기 몸체부 상에서 소정 두께 돌출형성된 굴절부로 이루어진 광학 시트를 포함하고, 상기 광학 시트의 패턴부는 높이의 고저에 따라 산(peak) 영역과 골(valley) 영역 및 상기 산 영역과 골 영역을 연결하는 이음 영역으로 이루어지고, 상기 산 영역과 이음 영역에는 굴곡된 형상의 요철들로 이루어진 요철부가 불규칙적으로 배열형성되는 것을 특징으로 한다.
제안되는 바와 같은 광학 시트에 의해서, 종래의 프리즘 시트 및 확산 시트의 역할을 모두 수행할 수 있는 장점이 있으며,
또한, 백라이트 어셈블리 내에 구비되어야 하는 광학 시트의 개수를 줄일 수 있으며, 광학적 특성 역시 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 시야각, 산강도의 특성이 향상되어, 백라이트 어셈블리의 슬림화에 따른 램프의 휘선을 은폐시킬 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 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.
그리고, 이하의 설명에서 단어 '포함하는'은 열거된 것과 다른 구성요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다.
도 2 내지 도 4는 본 실시예가 적용될 수 있는 광학 시트의 개략적인 형상을 보여주기 위한 참조도면이다.
일반적으로 프리즘 시트의 경우 평탄한 면을 갖는 몸체부와, 상기 몸체부상에 형성되는 프리즘 형상부로 이루어진다.
이러한 프리즘 시트는 도 2에 도시된 바와 같은 형상으로 이루어진다.
도 2를 참조하면, 광학 시트는 평탄한 면(111)을 갖는 몸체부(110)와, 상기 몸체부(110)의 타면에서 소정 두께 돌출형성되는 패턴부(120)를 포함한다.
상기 몸체부(110)는 기재부(substrate)를 이루는 것으로서, 투명수지 물질로 이루어진다.
그리고, 상기 패턴부(120)는 상기 몸체부(110)의 평탄한 면을 기준으로 그 높이의 고저에 따라 산(peak) 영역(121)과 골(valley) 영역(122)을 갖도록 형성되고, 상기 산 영역(121)은 패턴부를 구성하는 어느 하나의 패턴중에서 상기 몸체부의 평탄한 면(111)으로부터 그 수직높이가 가장 높은 피크치(121a)가 포함되는 영역이라 정의할 수 있다.
그리고, 상기 골 영역(122)은 패턴부중 어느 하나의 패턴중에서 상기 몸체부 의 평탄한 면(111)으로부터 그 수직높이가 가장낮은 부위(122a)가 포함되는 영역으로 정의할 수 있을 것이다.
즉, 상기 패턴부(120)는 특정의 패턴이 반복되는 형상으로 이루어지기 때문에, 상기 패턴부의 산 영역(121)과 골 영역(122)은 특정의 기준면으로부터 수직 높이의 고저에 따라 분류된 것으로 정의하여 둔다.
한편, 상기 패턴부(120)의 산 영역(121)과 골 영역(122)을 연결하는 이음 영역(123)이 존재하는데, 상기 이음 영역(123)의 형상에 따라 광학 시트의 전체적인 형상이 다양하게 변형될 수 있다.
즉, 도 2에는 상기 패턴부의 이음 영역(123)이 선형적인 경우가 도시되어 있으며, 도 3과 도 4에는 상기 이음 영역(123)이 소정의 곡률반경을 갖도록 형성되는 경우가 도시된다.
상세히, 도 3의 광학시트는 상기 이음 영역(123)이 형성되도록 하기 위한 곡률반경의 중심이 광학 시트의 상측에 존재하는 경우이며, 도 4의 광학 시트는 상기 이음 영역(123)이 형성되도록 하기 위한 곡률반경의 중심이 광학 시트의 하측에 존재하는 경우이다.
이로 인하여, 도 3의 광학 시트의 패턴부는 상기 산 영역(121)을 기준으로 오목한 형상으로 이루어지고, 도 4의 광학 시트의 패턴부는 상기 골 영역(122)을 기준으로 볼록한 형상으로 이루어진다.
상기 도 2 내지 도 4에 도시된 광학 시트의 패턴 형상이외에도, 다양하게 변형이 가능할 것이며, 아래에서 설명하게 된 본 실시예에 따른 패턴들은 광학 시트 의 산 영역 또는 골 영역 또는 이음 영역에 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.
제안되는 광학 시트의 형상에 대해서 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보기로 한다.
이하에서 상세히 개시되는 본 실시예에서는, 본 실시예의 광학 시트에는 미세크기로 굴곡된 형성을 갖는 요철부가 언급되며, 상기 요철부는 그가 갖는 형상에 의하여 복수의 퍼로우(furrow)들에 의해 이루어지는 퍼로우 패턴으로도 언급될 수 있다. 또한, 상기 요철부(퍼로우 패턴)는 확산 기능을 위한 용도로서 스캐터링(scattering)부로 언급될 수 있음을 밝혀두니, 이 점 주의하여야 한다.
도 5a 내지 도 5c는 제안되는 제 1 실시예에 따른 광학 시트의 형상을 보여주기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 실시예의 광학 시트(500)는 그 일면이 평평하게 이루어진 몸체부(510)와, 상기 몸체부(510) 상에 형성되는 굴절부를 갖도록 형성되고, 상기 굴절부는 골 영역(522)과 산 영역(521)을 갖도록 형성된다.
상세히, 상기 굴절부는 상기 골 영역(522)보다는 소정 두께 더 돌출형성되는 산 영역(521)을 갖도록 형성되며, 상기 산 영역(521)과 골 영역(522)을 연결하는 이음 영역(523)이 형성된다.
그리고, 상기 산 영역(521)에는 미세한 형상의 요철부(501)가 형성되어 있으며, 상기 요철부(501)는 상기 산 영역(521)에서부터 상기 이음 영역(523)의 일부에까지 형성된다.
여기서, 상기 이음 영역(523)은 상기 몸체부(510)의 평평한 면을 기준으로 하여 소정 각도 기울어진 형상으로 이루어지고, 상기 몸체부(510)의 평평한 면과 수평한 방향에 대하여 20도 내지 70도의 각도(α)를 갖도록 형성된다.
본 실시예의 개시에 있어서, 수치적인 한정사항들은 광학 시트의 광학적 특성을 향상시키기 위한 발명자의 수많은 실험에 의해서 획득되는 것이니, 이 점 참조하여야 한다.
상기 요철부(501)는 상기 굴절부의 산 영역(521)에서부터 연장되어 상기 이음 영역(523)의 일부에 까지 형성되며, 상기 요철부(501)는 광의 확산을 향상시키기 위한 역할을 수행하며, 상기 요철부(501)가 형성된 이외의 영역들은 투명수지 물질로서 광의 굴절을 향상시키기 위한 역할을 수행한다.
또한, 상기 이음 영역(523)에 형성된 요철부들은, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 골 영역(522)을 형성하는 라인을 기준으로 굴곡의 패턴이 형성되도록 할 수 있다.
한편, 상기 굴절부에 있어서 상기 요철부(501)가 형성되는 이외의 영역에 대해서는 투명 굴절부로 명칭할 수 있으며, 이 경우 상기 투명 굴절부는 시트의 하부에서 입사하는 광을 수직 방향으로 굴절되도록 하여 액정표시장치의 정면 휘도를 높이는 역할을 수행한다.
그리고, 상기 요철부가 형성되는 영역은 확산 영역부로 명칭할 수 있으며, 상기 확산 영역부는 투명 굴절부의 상하부 및 그 측면에 인접하게 되고, 상기 확산 영역부의 표면에는 수 마이크론 정도의 높이와 피치를 갖는 불규칙한 미세 표면의 요철들이 형성되어 있는 것이다. 입사광이 상기 확산 영역부를 통과하면 확산광이 발생하게 되고, 이로 인하여 시트를 통과한 광의 확산이 이루어진다.
상기 확산 영역부는 규칙적인 크기의 기하학적인 형태를 가지도록 배치를 할 수 있을 것이나, 불규칙한 형태와 크기를 갖도록 할 수도 있다.
상기 투명 굴절부(요철부가 형성되지 않은 영역)와 확산 영역부(요철부가 형성된 영역)의 폭은 5 내지 100 마이크론의 범위 내에 속하도록 하고, 각 영역이 육안으로 구분할 수 없도록 한다.
또한, 본 실시예의 시트가 액정표시장치와 같이 픽셀로 이루어진 디스플레이 장치에 실시되는 경우에, 각 영역의 폭을 표시장치의 픽셀의 크기보다 작게 하는 것이 바람직하다. 투명 굴절부와 확산 영역부의 경계는 불규칙한 형태를 갖도록 하여 은폐력을 높이고 각 영역과 표시장치의 픽셀이 겹쳐져서 발생하는 모아에 패턴을 방지할 수 있도록 한다.
즉, 광학 시트의 산 영역, 골 영역 및 이음 영역의 폭이 표시장치의 픽셀의 크기보다 작게 형성한다.
제안되는 실시예에 의해서 개시되는 요철부의 입자 크기가 평균 5마이크론을 갖도록 형성시키는 경우에는, 기존에 사용되고 있는 프리즘 시트(3M사 제조)에 비하여 평행입사하는 광이 약 20도의 범위로 확산된다.
실시예의 광학 시트에 있어서, 상기 요철부에 형성되는 영역인 확산 영역부와, 상기 요철부가 형성되지 않은 투명 굴절부에 대해서 각각이 차지하는 비율을 1 내지 99%의 범위로 변형할 수 있을 것이며, 집광성을 높이기 위해서는 상기 투명 굴절부의 비율을 높여야 할 것이다. 즉, 상기 요철부가 형성되는 영역을 면적을 작 게 하여야 할 것이다.
그리고, 광의 확산성을 향상시키기 위해서는, 상기 요철부가 형성되는 영역인 확산 영역부의 면적 비율을 높여야 할 것이다. 즉, 상기 투명 굴절부가 차지하는 면적의 비율을 줄여야 할 것이다.
아래의 표 1은 위의 제 1 실시예에 따른 광학 시트에 있어서 투명 굴절부와 확산 영역부의 면적비에 따른 광학적 특징을 입사되는 광과 상기 광학 시트를 통과한 광을 비교하여 분석한 실험 데이터의 결과를 나타낸다.
확산 영역부의 면적비
(%)		 헤이즈(Haze, %)
Back -> Front		 투과율(TLT, %)
Back -> Front
A type 85 92 49
B type 75 92 42
C type 63 91 28
D type 45 90 25
E type 36 90 18
위의 표 1에서 보듯이, 확산 영역부 즉, 미세 패턴의 요철부가 많은 면적에 걸쳐 형성될수록 헤이즈와 광 투과율이 증가하는 것을 알 수 있다.
아래의 표 2에는 표 1에 기재된 A 내지 E 타입에 대해 휘도 상승율을 측정한 실험 데이터의 결과를 나타낸다.
확산 영역부의 면적비
(%)		 휘도 상승률
(gain)
A type 85 1.35
B type 75 1.39
C type 63 1.45
D type 45 1.48
E type 36 1.55
위의 표 2에 나타나 있듯이, 미세 패턴의 요철부가 많은 면적에 걸쳐 형성될수록 광의 휘도는 감소하게 되고, 광의 휘도를 향상시키기 위해서는 확산 영역부의 면적비가 작을수록 유리하다는 것을 알 수 있다.
한편, 상기의 설명 및 이하의 설명에서는, 광학 시트의 골 영역과 산 영역에 대하여 계속하여 언급되며, 상기 골 영역과 산 영역의 정의는 앞서 설명한 바와 같이 광학 시트의 몸체부를 기준으로 그 높이차에 따라 정의되는 것이며, 굴절부는 상기 골 영역, 산 영역 및 상기 골 영역과 산 영역의 사이에 형성되는 이음 영역으로 이루어진다.
상기 골 영역과 산 영역의 크기는 개시되는 실시예의 광학 시트를 제조하는 제조자에 의하여 설계변경가능한 부분이고, 상기 몸체부를 기준으로 상기 굴절부 중에서 가장 높이가 높은 점(또는 선)을 포함하는 영역을 산 영역이라 할 수 있으며, 상기 몸체부를 기준으로 굴절부 중에서 그 높이가 가장 낮은 점(또는 선)을 포함하는 영역을 골 영역이라 할 수 있다.
한편, 도 5d와 도 5e에는 상기의 제 1 실시예에서 뿐만 아니라 이하에서 설명하게 될 다양한 실시예에 적용가능한 기술 구성에 대하여 개시되어 있다. 물론, 도 9 내지 도 13에 개시되어 있는 본 발명의 실시예에 적용하는 것 역시 가능하다.
먼저, 도 5d에는 본 발명의 사상에 포함되는 요철(501)이 개략적으로 도시되어 있으며, 상기 요철(501)들은 광학 시트의 돌출부상에 불규칙적으로 배열되며, 각각의 요철(501)들은 소정 간격을 두고서 배열된다.
특히, 상기 요철(501)들간의 간격이 'T'로 도시되어 있으며, 상기 요철(501)들이 불규칙적으로 배열됨에 따라 상기 거리 T 역시 각각 다른 크기로 이루어질 수 있으나, 상기 요철(501)들간 평균 간격은 1 내지 10 마이크론의 범위에 속하도록 상기 요철들을 배열형성하는 것이 바람직하다.
왜냐하면, 상기 요철들 간의 평균 간격이 1마이크론 미만이 되는 경우 즉, 요철의 주기가 1마이크론 미만인 경우에 빛의 회절각이 크게 증가하게 되고, 넓은 범위로 빛이 산란됨에 따라 액정 패널의 중심부로 나가게 되는 빛의 양이 너무 적어지게 되는 문제점이 발생한다.
그리고, 요철들 간의 평균 간격이 10마이크론을 초과하는 경우에는, 빛의 산란각이 너무 좁아져서 확산보다는 빛의 굴절에 대해서만 영향을 미치게 되고, 이로 인하여 램프의 휘선이 사용자에게도 보여지게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 요철들을 광학 시트의 돌출부 상에 불규칙적으로 배열되도록 형성하되, 상기 요철들간의 평균 간격은 1마이크론 내지 10마이크론의 범위 이내에 속하도록 형성한다.
한편, 도 5e를 참조하여 보면, 광학 시트의 평면도가 개략적으로 도시되어 있으며, 상기 광학 시트(500)에는 본 발명의 사상에 따라 형성되는 골 영역 또는 산 영역이 라인(line)으로 도시되어 있다.
상기 골 영역 또는 산 영역을 구성하는 골 라인과 산 라인은 상기 광학 시트(500)의 외주면에 대하여 틸트(tilt)되도록 형성되며, 그 기울어진 정도는 상기 광학 시트(500)의 제 1 면(551)에 대해서는 각도 α만큼 기울어져 있고, 광학 시트의 제 2 면(552)에 대해서는 각도 β만큼 기울어져 있다.
여기서, 상기 광학 시트(500)의 외주면을 형성하는 제 1 면(551)과 제 2 면(552)이 이루는 각도가 직각일 경우에는, 상기의 각 α와 β을 합한 각은 90도가 될 것이다.
다만, 상기 광학 시트(500)가 직사각형의 형상으로 이루어지지 않은 경우도 있을 수 있기 때문에, 상기의 각 α와 β을 합한 각이 반드시 90도이어야 할 이유는 없다.
한편, 도 5e에 도시되어 있는 바와 같이, 요철들이 형성되는 확산 영역과 이외의 굴절 영역에 있어서, 상기 굴절 영역에 포함되는 골(valley) 또는 산(peak)은 상기 광학 시트(500)의 외주면에 대하여 경사지게 형성될 수 있다.
이 경우 경사진 각도(α 또는 β)는 45도가 될 때에 램프의 휘선을 은폐시키기에 유리하며, 이는 상기 광학 시트를 직사각형으로 형성하여 두고 앞선 제 1 실시예에 따른 광학 시트의 골 또는 산의 틸트 정도를 변화시켜 가면서 그 광학적 특성을 측정한 수많은 데이터를 통하여 얻어진 결과이다.
도 6a 및 도 6b는 제안되는 제 2 실시예에 따른 광학 시트의 사진과 그를 모식적으로 그린 도면이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 실시예의 광학 시트(600)는 평평한 면을 갖는 몸체부(610)와, 상기 몸체부(610) 상에 형성되어 광의 확산 및 굴절이 이루어지도록 하기 위한 굴절부를 포함한다.
상기 굴절부는 상기 몸체부(610)의 평평한 명을 기준으로 그 높이에 따라 분류되는 산 영역과 골 영역(622)을 갖으며, 상기 산 영역과 골 영역(622) 사이에는 소정의 곡률반경을 갖도록 형성된 이음 영역(623)이 형성된다.
특히, 상기 굴절부의 산 영역에는 다수의 퍼로우들이 불규칙적으로 배열된 퍼로우 패턴 즉, 요철부(601)를 갖도록 형성되고, 상기 요철부(601)는 상기 골 영역(622) 이외의 영역에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이음 영역(623)은 소정의 곡률반경을 갖도록 형성되며, 상기 이음 영역(623)을 형성하기 위한 곡률의 중심은 상기 굴절부의 산 영역 아래에 위치하는 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 요철부(601)는 상기 굴절부의 산 영역과 상기 이음 영역(623)에 걸쳐 불규칙적으로 형성된다.
도 7은 제안되는 제 3 실시예에 따른 광학 시트의 사진이다.
도 7을 참조하면, 실시예의 광학 시트(700)의 굴절부는 그 높이에 따라 분류되는 산 영역(721)과 골 영역(722)을 갖도록 형성되며, 상기 산 영역(721)과 골 영역(722)을 연결하는 이음 영역(723)은 소정의 곡률반경을 갖도록 형성된다.
특히, 상기 이음 영역(723)을 형성하는 곡률의 중심은 상기 산 영역(721)의 상측에 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 굴절부의 산 영역(721)을 제외한 골 영역(722)과 이음 영역(723)에 걸쳐 다수의 요철부(701)가 형성된다. 다른 표현에 의하면, 상기 요철부(701)는 상기 이음 영역(723)에 의해 형성되는 라운딩되는 부위를 따라 불규칙적으로 형성되는 것이다.
도 8a와 도 8b는 제안되는 제 3 실시예에 따른 광학 시트의 사진과 그를 모식적으로 그린 도면이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 실시예의 광학 시트(800)는 일면이 평평하게 이루어진 몸체부(810)와, 상기 몸체부(810) 상에 형성되어 광의 확산 및 굴절을 담당하는 굴절부로 이루어진다.
그리고, 상기 굴절부는 상기 몸체부의 평평한 면을 기준으로 소정 각도 기울어진 이음 영역(823)을 갖으며, 상기 이음 영역(823)의 상측에는 광을 확산시키기 위하여 복수의 요철부(801)들이 형성되어 있는 산 영역(821)과, 상기 이음 영역(823)의 하측에는 광을 굴절시키는 역할을 수행하는 골 영역(822)이 형성된다.
상세히, 상기 요철부(801)는 상기 굴절부의 산 영역(821)에 형성되나, 상기 이음 영역(823)의 소정 부위까지 연장되도록 형성할 수도 있다.
상기 요철부(801)는 앞서 설명한 바와 같이, 광의 확산이 보다 효율적으로 이루어지도록 하기 위하여 미세 패턴을 양각과 음각이 불규칙적으로 형성되는 스캐터링부로 이루어진다.
특히, 상기 산 영역(821)은 소정의 곡률을 갖도록 형성되어, 광학 시트의 단면에서 굴절부의 상부가 라운딩면을 갖도록 형성된다. 이로 인하여, 상기 산 영역(821)을 따라 형성되는 요철부(801) 역시 라운딩된 면을 따라 불규칙적으로 배열된다.
도 9 내지 도 10b는 제안되는 제 4 실시예에 따른 광학 시트의 사진들과 그를 모식적으로 도시한 도면이다.
먼저, 도 9에는 제안되는 제 4 실시예의 광학 시트의 평면 사진이 도시되어 있으며, 실시예의 광학 시트(900)는 골 영역과 산 영역을 갖는 패턴화된 영역을 갖는 굴절 영역부(930)와 복수의 요철들이 불규칙하게 배열되어 있는 확산 영역부(940)가 반복 형성된다.
상세히, 상기 광학 시트(900)의 외주면을 따라 형성되는 특정 방향을 따라 상기 굴절 영역부(930)가 형성된 다음에는 상기 확산 영역부(940)가 형성되고, 그 다음에는 상기 굴절 영역부(930)가 다시 형성된다.
상기 굴절 영역부(930)는 상기 확산 영역부(940)의 수평면 높이 이하의 높이로 형성되며, 상기 굴절 영역부(930)를 구성하는 산 영역과 골 영역들은 상기 확산 영역부(940)에 의하여 단절된 형상을 갖도록 이루어진다.
이러한 광학 시트의 구성에 대하여, 첨부되는 도 10a와 도 10b를 좀 더 살펴보기로 한다.
상기 광학 시트(900)의 상부면을 형성하는 확산 영역부(940)는 복수의 요철들이 형성되어 광의 확산이 보다 효율적으로 이루어질 수 있도록 하기 위한 부위로서, 상기 확산 영역부(940)와 확산 영역부 사이에는 광의 굴절 특성을 향상시키기 위하여 프리즘 어레이가 배열된 굴절 영역부(930)가 형성된다.
상기 굴절 영역부(930)에는 광학 시트(900)의 몸체부(910)로부터 소정 높이 돌출형성되어 그 높이차에 따라 정의되는 산 영역(921)과 골 영역(922)이 형성되며, 상기 산 영역(921)과 골 영역(922)은 상기 확산 영역부(940)의 수평면 높이보다 낮은 위치에 위치하게 된다.
한편, 상기 굴절 영역부(930)를 구성하는 프리즘 어레이는 산 영역(921)과 골 영역(922)로 이루어지는데, 상기 산 영역(921) 또는 골 영역(922)에도 상기 확산 영역부(940)에 형성되어 있는 요철부들이 형성되도록 할 수 있다.
이는, 제안되는 광학 시트의 실시양태에 따라 광의 확산성을 증가시킬 것인지 아니면 광의 굴절성을 증가시킬 것인지 여부에 따라 상기 확상 영역의 면적비를 증가시키는 경우에 적용될 수 있을 것이다.
즉, 제안되는 제 4 실시예의 광학 시트(900)는 적어도 2 이상의 영역으로 구분되고, 구분된 각각의 영역은 프리즘 어레이가 배열된 굴절 영역부 또는 복수의 요철들이 불규칙적으로 배열된 확산 영역부로 이루어진다. 그리고, 상기 굴절 영역부와 확산 영역부는 상호 교차 배열되도록 형성된다.
도 11 내지 도 13은 상기의 제 4 실시예에 따른 광학 시트의 굴절 영역부에 요철부를 형성시키는 다양한 구성을 개시하는 도면이다.
상기 굴절 영역부를 형성하는 패턴이 프리즘 어레이로 도시되어 있어 상기 산 영역과 골 영역 사이에 형성되는 이음 영역이 몸체부의 평평한 면을 기준으로 선형적으로 그 높이가 증가하거나 감소하는 것으로 도시되어 있으나, 앞서 살펴본 바와 같이 상기 굴절 영역부를 형성하는 이음 영역은 소정 곡률을 갖도록 형성시킬 수도 있다.
도 11에는 굴절 영역부의 산 영역(921)에 요철부(901)가 형성되는 것이 도시되어 있고, 도 12에는 굴절 영역부의 골 영역(922)에 요철부(901)가 형성되는 것이 도시되어 있으며, 도 13에는 굴절 영역부의 골 영역(922)과 산 영역(923) 모두에 미세하게 굴곡된 형상의 요철부(901)가 형성되는 것이 도시되어 있다.
이러한 다양한 형상들은 광학 시트의 확산 영역부가 차지하는 면적비를 조절하는 경우에 따라 달리 적용될 수 있다.
도 14는 본 실시예에 따른 광학 시트를 액정표시장치에 적용한 경우에 램프의 휘선이 나타나는 현상을 개선한 결과를 보여주는 도면이다.
도 14에 도시된 (a) 도면은 광학 부재로서 종래의 확산판을 사용한 경우에 나타나게 되는 램프의 휘선을 보여주는 도면이고, (b) 도면은 광학 부재로서 종래의 확산판과 함께 전술한 바 있는 제안되는 실시예의 E 타입의 광학 시트가 함께 사용한 경우이며, (c) 도면은 광학 부재로서 종래의 확산판과 함께 전술한 E 타입의 시트 및 A 타입의 시트를 함께 사용한 경우이다.
위의 도면에도 나타나 있듯이, 본 실시예의 광학 시트를 사용하는 경우 램프의 휘선이 나타나는 현상을 좀 더 개선할 수 있으며, (c) 도면에 도시된 바와 같이 제안되는 실시예의 광학 시트를 복수개 사용하는 경우에는 램프의 휘선이 나타나지 않게 되는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 백라이트 어셈블리 구성을 나타낸 단면도.
도 2 내지 도 4는 본 실시예가 적용될 수 있는 광학 시트의 개략적인 형상을 보여주기 위한 참조도면.
도 5a 내지 도 5c는 제안되는 제 1 실시예에 따른 광학 시트의 형상을 보여주기 위한 도면.
도 5d는 본 발명의 다양한 실시예들에 적용되는 요철부를 개략적으로 도시한 도면.
도 5e는 본 발명의 다양한 실시예들에 적용가능한 틸트된 굴절 영역을 보여주기 위한 도면.
도 6a 및 도 6b는 제안되는 제 2 실시예에 따른 광학 시트의 사진과 그를 모식적으로 그린 도면.
도 7은 제안되는 제 3 실시예에 따른 광학 시트의 사진.
도 8a와 도 8b는 제안되는 제 3 실시예에 따른 광학 시트의 사진과 그를 모식적으로 그린 도면.
도 9 내지 도 10b는 제안되는 제 4 실시예에 따른 광학 시트의 사진들과 그를 모식적으로 도시한 도면.
도 11 내지 도 13은 상기의 제 4 실시예에 따른 광학 시트의 굴절 영역부에 요철부를 형성시키는 다양한 구성을 개시하는 도면.
도 14는 본 실시예에 따른 광학 시트를 액정표시장치에 적용한 경우에 램프 의 휘선이 나타나는 현상을 개선한 결과를 보여주는 도면.

Claims (17)

  1. 기재부를 형성하는 몸체부와,
    상기 몸체부 상에서 소정 두께 돌출 형성된 굴절부로 이루어지고,
    상기 굴절부는 높이의 고저에 따라 산 영역과 골 영역 및 상기 산 영역과 상기 골 영역을 연결하는 이음 영역으로 이루어지고,
    상기 굴절부는 상기 산 영역 및 상기 골 영역 중 적어도 어느 한 영역에 굴곡된 형상의 요철들로 이루어진 요철부가 불규칙적으로 배열되는 확산 영역부 및 상기 확산 영역부 외의 영역으로 이루어진 투명 굴절부를 포함하며,
    상기 확산 영역부와 상기 투명 굴절부의 경계는 상기 골 영역을 형성하는 라인을 기준으로 굴곡된 패턴을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 요철부는 상기 산 영역에서 상기 이음 영역까지 연장되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이음 영역은 상기 몸체부와 수평한 면을 기준으로 20도 내지 70도 범위의 각도를 갖도록 기울어진 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 이음 영역은 소정 곡률을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 산 영역 또는 골 영역은 소정 곡률을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 확산 영역부의 폭과 상기 투명 굴절부의 폭은 5 마이크론 내지 100 마이크론 이내의 범위를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 요철부는 상기 이음 영역과 상기 골 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 요철부는 상기 골 영역에 형성되고, 상기 골 영역은 소정의 곡률을 갖는 오목한 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 요철부는 상기 골 영역에서 상기 이음 영역까지 연장되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  10. 삭제
  11. 기재부를 형성하는 몸체부와,
    상기 몸체부 상의 수평면에 복수의 요철들이 불규칙적으로 형성되고 광의 확산이 이루어지는 확산 영역부와,
    상기 몸체부에 높이 차에 따라 정의되는 골 영역과 산 영역을 가지는 프리즘 어레이가 배열되고 광의 굴절이 이루어지는 굴절 영역부를 포함하고,
    상기 확산 영역부와 상기 굴절 영역부는 교대로 배열되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 굴절 영역부는 상기 몸체부의 일면을 기준으로 상기 확산 영역부 보다 낮은 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 확산 영역부에 형성되어 있는 요철들은 평균 배열 주기가 1마이크론 내지 10마이크론의 범위 이내에 속하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 굴절 영역부의 산 영역 또는 골 영역은 상기 몸체부의 외주면 일측에 대하여 기설정된 각도만큼 기울어지게 배열되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 골 영역은 소정의 곡률을 갖도록 형성된 오목한 형상으로 이루어지고, 상기 골 영역에는 복수의 요철들이 불규칙적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  16. 액정표시장치의 백라이트 어셈블리에 있어서,
    최초 발광부가 되는 광원;
    상기 광원으로부터 발광된 광을 유도하기 위한 도광판;
    상기 도광판의 하부에 위치하는 반사판; 및
    상기 도광판 상에 배치되는 광학 부재가 포함되고,
    상기 광학 부재는 평평한 면을 갖는 몸체부와 상기 몸체부 상에서 소정 두께 돌출형성된 패턴부로 이루어진 광학 시트를 포함하고,
    상기 광학 시트의 패턴부는 높이의 고저에 따라 산 영역과 골 영역 및 상기 산 영역과 상기 골 영역을 연결하는 이음 영역으로 이루어지고, 상기 산 영역 및 상기 골 영역 중 적어도 어느 한 영역에는 굴곡된 형상의 요철들로 이루어진 요철부가 불규칙적으로 배열되는 확산 영역부 및 상기 확산 영역부 외의 영역으로 이루어진 투명 굴절부가 마련되며, 상기 확산 영역부와 상기 투명 굴절부의 경계는 상기 골 영역을 형성하는 라인을 기준으로 굴곡된 패턴을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  17. 액정표시장치의 백라이트 어셈블리에 있어서,
    최초 발광부가 되는 광원;
    상기 광원으로부터 발광된 광을 유도하기 위한 도광판;
    상기 도광판의 하부에 위치하는 반사판; 및
    상기 도광판 상에 배치되는 광학 부재가 포함되고,
    상기 광학 부재는 기재부를 형성하는 몸체부와, 상기 몸체부 상의 수평면에 복수의 요철들이 불규칙적으로 형성되고 광의 확산이 이루어지는 확산 영역부와, 상기 몸체부에 높이 차에 따라 정의되는 골 영역과 산 영역을 가지는 프리즘 어레이가 배열되고 광의 굴절이 이루어지는 굴절 영역부를 포함하고, 상기 확산 영역부와 상기 굴절 영역부는 교대로 배열되는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
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