KR101234840B1 - 크기 및 위치 조절된 반사패턴을 갖는 프리즘 시트, 이를채용한 백라이트 유니트, 및 상기 백라이트 유니트를구비한 액정표시장치 - Google Patents

크기 및 위치 조절된 반사패턴을 갖는 프리즘 시트, 이를채용한 백라이트 유니트, 및 상기 백라이트 유니트를구비한 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

크기 및 위치 조절된 반사패턴을 갖는 프리즘 시트, 이를 채용한 백라이트 유니트, 및 상기 백라이트 유니트를 구비한 액정표시장치가 개시된다. 개시된 프리즘 시트는, 투명기판, 상기 투명기판 상에 배치된 복수개의 집광패턴 및 상기 투명기판의 상기 집광패턴이 배치된 면과 반대쪽 면에 배치된 복수개의 반사패턴을 구비하고, 상기 집광패턴의 최대폭(Wp)과 상기 폭(Wp)의 방향과 같은 방향의 상기 반사패턴의 폭(Wr)은 하기 조건을 만족하며, 0.01 ≤ Wr/Wp ≤ 0.9, 상기 투명기판으로부터 가장 멀리 떨어진 상기 집광패턴의 한 지점으로부터 연장된 선으로서 상기 투명기판의 두께방향과 나란한 방향으로 연장된 선 및 상기 집광패턴에 적어도 부분적으로 대향하는 상기 반사패턴 간의 수평 이격거리(x)와, 상기 집광패턴의 최대높이(Hp)는 하기의 조건을 만족하는 것을 특징으로 한다. 0 ≤ X/Hp ≤ 2
따라서, 개시된 프리즘 시트는 광 효율이 향상될 수 있으며, 이를 채용한 백라이트 유니트와 액정표시장치는 높은 정면 휘도를 유지할 수 있다.

Description

크기 및 위치 조절된 반사패턴을 갖는 프리즘 시트, 이를 채용한 백라이트 유니트, 및 상기 백라이트 유니트를 구비한 액정표시장치{Prism sheet with size- and position-adjusted reflection patterns, back light unit having the prism sheet, and liquid crystal display device having the back light unit}
본 발명은 프리즘 시트, 상기 프리즘 시트를 채용한 백라이트 유니트, 및 상기 백라이트 유니트를 구비하는 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 크기 및 위치 조절된 반사패턴을 구비함으로써 광 효율이 향상될 수 있는 프리즘 시트와, 상기 프리즘 시트를 채용함으로써 정면 휘도가 개선될 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
최근, 박형화, 소형화 및 저소비전력화 등이 요망되는 노트북 컴퓨터, 텔레비전 또는 휴대전화 등에 사용되는 평판 표시장치(Flat panel display device)로서, 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel: PDP), 전계방출 디스플레이 장치(field emission display device: FED), 박막 트랜지스터 액정표시장치(thin film transistor liquid crystal display device: TFT-LCD) 등이 개발되었고, 이들 중 색 재현성이 우수하고 박형인 액정표시장치가 가장 활발히 연구되고 있다.
상기 평판 표시장치 중 PDP 및 FED는 자체적으로 발광할 수 있으나, 액정표시장치는 그 자체로는 발광체가 아니기 때문에, 보조광원인 백라이트 유니트를 이용하여 광을 조사함으로써 화상 표시가 가능하도록 되어 있다. 상기 백라이트 유니트는 광을 조사하되, 화면 전체를 균일하게 조사해야 한다는 요구에 부응하도록, 엣지형 또는 직하형이라고 불리는 면광원의 구조를 가진다.
백라이트 유니트는 광원으로부터 방출된 빛을 도광판을 이용하여 액정표시패널면 방향으로 전달하고 도광판으로부터 방출된 빛을 확산시트를 이용하여 액정표시패널면에 균일하게 확산시킨다. 집광필름은 확산시트를 통과한 빛의 경로를 조절하여 집광시킴으로써 액정표시장치의 정면휘도를 높인다. 이러한 집광필름의 대표적인 예로서, 프리즘 시트는 투명한 필름의 상부에 프리즘 형태의 집광패턴이 배치되어 있는 시트로서 굴절율이 다른 두 물체 사이의 경계를 빛이 투과할 때 그 진행방향이 바뀌는 성질을 이용하여 집광한다.
도 1은 일반적인 프리즘 시트에서 투과 및 반사하는 빛의 진행경로를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 투명기판(10)에 입사된 빛은 집광영역(A), 사이드 로브(Sidelobe)영역(B), 및 전반사영역(C)으로 나뉘어 진행될 수 있다. 이들 중 집광영역(A)으로 진행하는 빛은 액정표시장치의 정면휘도를 높이는 데에 기여하고, 전반사영역(C)으로 진행하는 빛은 백라이트 유니트(미도시)의 도광판(미도시) 하부에 배치된 반사판(미도시)에서 반사되어 다시 투명기판(10)으로 재입사하는 과정을 반복한다. 그러나, 사이드로브 영역(B)으로 진행하는 빛은 액정표시패널(미도시)의 측면 방향으로 출사되어 정면휘도를 높이는 데에 기여하지 못하고 소실된다. 따라서, 사이드로브 영역(B)으로 진행하는 빛으로 인해 프리즘 시트(1)의 전체적인 광 효율이 떨어지고 액정표시장치의 정면휘도가 낮아지게 된다.
사이드로브 영역으로 출사되는 빛을 재활용하여 광 효율을 높이기 위한 방안으로, 대한민국공개특허 제2007-0071686호, 제2007-0001465호, 제2007-0001467호, 제2007-0001494호 및 제2007-0057461호는, 집광패턴이 배치된 투명시트 면의 반대쪽 면에, 보다 구체적으로는 서로 인접한 집광패턴들 사이의 경계부에 대응하는 투명시트의 위치에 반사패턴을 형성하는 기술을 개시하고 있다. 그러나, 이러한 기술은 사이드로브 영역으로 출사될 빛뿐만 아니라 집광영역으로 출사될 빛도 프리즘 시트에 입사되기 이전에 반사패턴이 미리 반사시킴으로써 프리즘 시트의 광 효율을 오히려 떨어뜨릴 수 있는 단점이 있다.
집광영역으로 출사되는 빛의 비율을 최대화하면서 사이드로브 영역으로 출사되는 빛의 재활용 비율을 최대화하여 광 효율을 높이기 위해서는 새로운 방법이 필요하다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 크기 및 위치 조절된 반사패턴을 구비함으로써 광 효율이 극대화될 수 있는 프리즘 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기 반사패턴의 폭은 프리즘 시트의 집광패턴의 최대폭과 일정한 상관관계를 가지며, 상기 반사패턴의 위치는 프리즘 시트로부터 출사되는 광의 경로를 역으로 추적하는 방법(역 광선 추적법: reverse-ray tracing)에 의해 조절될 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 프리즘 시트를 채용한 백라이트 유니트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 백라이트 유니트를 구비함으로써 높은 정면 휘도를 유지할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,
투명기판;
상기 투명기판 상에 배치된 복수개의 집광패턴; 및
상기 투명기판의 상기 집광패턴이 배치된 면과 반대쪽 면에 배치된 복수개의 반사패턴을 구비하고,
상기 집광패턴의 최대폭(Wp)과 상기 폭(Wp)의 방향과 같은 방향의 상기 반사패턴의 폭(Wr)은 하기 조건을 만족하며,
0.01 ≤ Wr/Wp ≤ 0.9
상기 투명기판으로부터 가장 멀리 떨어진 상기 집광패턴의 한 지점으로부터 연장된 선으로서 상기 투명기판의 두께방향과 나란한 방향으로 연장된 선 및 상기 집광패턴에 적어도 부분적으로 대향하는 상기 반사패턴 간의 수평 이격거리(x)와, 상기 집광패턴의 최대높이(Hp)는 하기의 조건을 만족하는 프리즘 시트를 제공한다.
0 ≤ X/Hp ≤ 2
본 발명의 한 구현예에 따르면, 상기 반사패턴의 위치는, 상기 투명기판의 각 지점으로 입사된 빛 중 상기 집광패턴으로부터 출사되어 상기 투명기판의 평활면에 대향하는 집광영역으로 진행하는 빛의 수(nLf)에서, 상기 집광영역에는 포함되지 않으며 이에 인접한 사이드로브(sidelobe) 영역으로 진행하는 빛의 수(nLs)를 빼서 얻은 상기 각 지점별 위치결정인자(nLf-nLs)에 의해 정해지고, 상기 위치결정인자는 상기 반사패턴이 배치되지 않은 경우 상기 집광패턴의 각 지점으로부터 출사되는 빛의 경로를 역으로 추적하여 계산된다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 반사패턴의 최대높이(Hr)와 상기 반사패턴의 폭(Wr)은 하기 조건을 만족한다.
0.01 ≤ Hr/Wr ≤ 10
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 집광패턴과 이에 대향하는 상기 반사패턴의 부분 간의 수직 이격거리(y)와 상기 집광패턴의 최대폭(Wp)은 하기 조건을 만족한다.
0 ≤ y/Wp ≤ 10
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 집광패턴과 상기 반사패턴 간의 수직 이격거리(y)는 모든 위치에서 동일하다.
또한 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 상기 구현예들 중 어느 한 구현예에 따른 프리즘 시트를 구비하는 백라이트 유니트를 제공한다.
또한 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 상기 구현예들 중 어느 한 구현예에 따른 백라이트 유니트를 구비하는 액정표시장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 크기 및 위치 조절된 반사패턴을 구비함으로써 광 효율이 극대화될 수 있는 프리즘 시트가 제공될 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 상기 프리즘 시트를 채용한 백라이트 유니트가 제공될 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 상기 백라이트 유니트를 구비함으로써 높은 정면 휘도를 유지할 수 있는 액정표시장치가 제공될 수 있다.
이어서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 프리즘 시트에 관하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 프리즘 시트를 도시한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 구현예에 따른 프리즘 시트(1)는 투명기판(10), 복수개의 집광패턴(15), 및 크기 및 위치 조절된 복수개의 반사패턴(20)을 구비한다.
투명기판(10)은 폴리에스테르 수지 등의 재질로 형성되어 이에 입사되는 광을 투과시키는 역할을 수행한다.
집광패턴(15)은 투명기판(10)상에 배치되어 투명기판(10)을 통해 입사되는 광을 액정표시패널(미도시)의 평면으로 집광시키는 역할과 함께, 입사되는 광 중 일부를 확산시키는 역할을 수행한다. 집광패턴(15)은 투명기판(10)과 같은 재질로 형성되는 것이 바람직하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 구현예에서, 집광패턴(15)은 일 방향으로 나란히 배치된 프리즘 형태로 구성되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
반사패턴(20)은 투명기판(10)의 일면, 즉 집광패턴(15)이 배치된 면과 반대쪽 면에 배치된다. 반사패턴(20)은 빛이 투명기판(10)의 특정 위치로 입사되기 전에 이를 미리 반사시킴으로써, 집광패턴(15)을 거쳐 사이드로브(sidelobe) 영역으로 출사되는 빛의 양을 감소시키는 역할을 수행한다. 이와 같이 반사패턴(20)을 배치함으로써, 반사패턴(20)에 의해 반사된 빛이 이후 반사패턴(20)이 배치되어 있지 않은 부분으로 재입사되도록 하여 프리즘 시트(1)의 광 효율을 증가시킬 수 있다. 이에 관하여는 뒤에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
반사패턴(20)은 산화티타늄(TiO2) 또는 산화마그네슘(MgO) 등 반사율이 높은 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
도 3은 도 2의 프리즘 시트에 배치된 반사패턴의 위치를 결정하는 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 투명기판(10)으로 입사되어 집광패턴(15)의 일면으로부터 출사되는 빛은 화살표에 의해 표시된 경로를 따라 집광영역(A) 또는 사이드로브 영역(B)에 도달하게 된다. 집광패턴(15)의 일면으로부터 빛이 출사하는 경우에 집광패턴(B) 면의 법선방향을 기준으로 수직한 방향(즉, 투명기판(10)의 평활면의 법선 방향)에 가까운 각도로 출사되는 빛은 집광영역(A)으로 진행하고, 수평한 방향(즉, 투명기판(10)의 평활면과 나란한 방향)에 가까운 각도로 출사하는 빛은 사이드로브 영역(B)으로 진행하게 된다. 여기서, 집광영역(A)이란 투명기판(10)의 평활면에 대향하는 영역으로서 이러한 집광영역(A)으로 진행하는 빛은 액정표시패널(미도시)의 평면으로 입사되게 된다. 또한, 사이드로브 영역(B)이란 집광영역(A)에 포함되지는 않으며 이에 인접한 영역으로서 이러한 사이드로브 영역(B)으로 진행하는 빛은 액정표시패널의 평면으로 입사되지 못하고 소실되게 된다.
반사패턴(20)의 위치는 집광패턴(15)의 각도, 폭 및 두께 등에 의해서 결정된다. 이러한 반사패턴(20)의 위치가 결정되는 과정을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
(1) 먼저, 투명기판(10)의 일면, 즉 집광패턴(15)이 배치된 면과 반대쪽 면에 집광패턴(15)의 폭(Wp)보다 작은 폭을 갖는 가상의 셀(M1, M2 등)을 만든다.
(2) 집광패턴(15)의 특정 지점으로부터 빛이 출사되는 각도로부터 굴절의 법칙과 반사의 법칙에 의해 빛의 경로를 역으로 추적하여 상기 출사된 빛이 투명기판(10)의 어느 위치로 입사되었는지를 찾아낸다(이하에서는 이를 "역 광선추적법"이라고 함). 이러한 방법을 통해 집광패턴(15)의 특정 지점으로부터 출사되는 빛이 상기 가상의 셀들 중 어느 셀로 입사되었는지를 확인한다.
(3) 상기 각 셀에 대하여 집광영역(A)으로 출사된 빛이 하나 입사된 셀(M1)에는 +1점 부여하고 사이드로브 영역(B)으로 출사된 빛이 하나 입사된 셀(M2)에는 -1점을 부여한다.
(4) 집광패턴(15) 면의 모든 지점들에 대하여 상기 (2)와 (3)의 과정을 반복한다.
(5) 상기 과정들을 통해 얻은 각 셀에서의 점수를 합산하여, 상기 각 셀에서 집광영역(A)으로 진행하는 빛의 수(nLf)와 사이드로브 영역(B)으로 진행하는 빛의 수(nLs) 중 어느 것이 얼마나 큰지를 알아낸다. 각 셀에서 합산된 점수(nLf-nLs)를 각 지점별 위치결정인자로 정의한다. 각 셀에서 위치결정인자가 양수이면 당해 셀에 입사된 빛 중 집광영역(A)으로 진행하는 빛의 수(nLf)가 사이드로브 영역(B)으로 진행하는 빛의 수(nLs) 보다 많다는 것을 의미한다. 반면에, 각 셀에서 위치결정인자가 음수이면 당해 셀에 입사된 빛 중 사이드로브 영역(B)으로 진행하는 빛의 수(nLs)가 집광영역(A)으로 진행하는 빛의 수(nLf) 보다 많다는 것을 의미한다. 또한, 상기 위치결정인자의 절대값이 클수록 일 방향으로 진행하는 빛의 수와 타 방향으로 진행하는 빛의 수에서 많은 차이가 있다는 것을 의미한다.
(6) 상기 과정들을 통해 얻은 각 셀에서의 위치결정인자(nLf-nLs)의 크기가 소정의 값보다 작은 셀에 반사패턴(15)을 배치한다.
위치결정인자(nLf-nLs)(즉, 합산 점수)가 작은 셀의 경우, 상기 셀을 통과한 빛들 중에서 사이드로브 영역(B)으로 진행하는 빛의 상대적인 비율이 높은 것이므로, 상기 셀의 위치에 반사패턴(20)을 설치하면 집광영역(A)으로 진행하는 빛의 반사는 최대한 줄이면서 사이드로브 영역(B)으로 진행하는 빛의 반사는 최대한 증가시켜 소실되는 빛의 재활용율을 극대화시킬 수 있다.
도 4는 도 2의 프리즘 시트에 배치된 반사패턴의 위치와 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 집광패턴(15)의 최대폭(Wp)과 상기 폭(Wp)의 방향과 같은 방향의 반사패턴의 폭(Wr)은 하기 조건을 만족하는 것이 바람직하다.
0.01 ≤ Wr/Wp ≤ 0.9
상기 값(Wr/Wp)이 상기 범위를 벗어나면 사이드로브 영역(B)으로 진행하는 빛뿐만 아니라 집광영역(A)을 진행하는 빛도 과도하게 반사시켜 프리즘 시트의 전체적인 광 효율을 떨어뜨리게 되어 바람직하지 않다.
또한, 도 4에 도시된 것과 같은 수평 이격거리(x)와 집광패턴(15)의 최대높이(Hp)는 하기의 조건을 만족하는 것이 바람직하다. 여기서, 수평 이격거리(x)란 투명기판(10)으로부터 가장 멀리 떨어진 집광패턴(15)의 한 지점(이하, "꼭지점"이라고 함)으로부터 연장된 선으로서 투명기판(10)의 두께방향과 나란한 방향으로 연장된 선 및 집광패턴(15)에 적어도 부분적으로 대향하는 반사패턴(20) 간의 이격거리를 의미한다.
0 ≤ X/Hp ≤ 2
상기 값(X/Hp)이 2를 초과하면 프리즘 시트의 광 효율을 증가시키는 반사패턴(20)의 고유 기능을 효과적으로 발휘할 수 없게 되어서 바람직하지 않다.
또한, 반사패턴(20)의 최대높이(Hr)와 반사패턴(20)의 폭(Wr)은 하기 조건을 만족하는 것이 바람직하다.
0.01 ≤ Hr/Wr ≤ 10
상기 값(Hr/Wr)이 0.01 미만이면 제조가 용이하지 않아서 바람직하지 않고, 10을 초과하게 되면 제조비용과 프리즘 시트의 전체적인 두께가 증가하고 프리즘 시트의 광 효율을 떨어뜨릴 수 있으므로 바람직하지 않다.
또한, 집광패턴(15)과 이에 대향하는 반사패턴(20)의 부분 간의 수직 이격거리(y)와 집광패턴(15)의 최대폭(Wp)은 하기 조건을 만족하는 것이 바람직하다.
0 ≤ y/Wp ≤ 10
상기 값(y/Wp)이 10을 초과하게 되면 투명기판(10)의 두께 증가로 인해 제조비용과 프리즘 시트의 전체적인 두께가 증가하므로 바람직하지 않다.
또한, 집광패턴(15)과 반사패턴(20) 간의 수직 이격거리(y)는 모든 위치에서 동일한 것이 바람직하다. 여기서, "수직 이격거리(y)가 동일하다"는 것은 완전 동일만을 의미하는 것이 아니라, 당해 기술분야에서 제조기술 상의 한계를 감안하여 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 동일한 것으로 인정될 수 있는 정도의 오차 범위를 포함하는 개념이다
본 발명은 상기와 같은 구성을 갖는 프리즘 시트를 채용함으로써 높은 정면 휘도를 유지할 수 있는 백라이트 유니트와 액정표시장치를 제공할 수 있다.
이하 실시예를 들어 본 발명을 상세히 설명하지만, 본 발명이 하기 구현예로만 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1
도 2 내지 도 4의 구성과 유사한 구성을 갖는 프리즘 시트를 하기와 같은 방법으로 제조하였다.
(투명기판 및 집광패턴의 제조)
투과율 100%, 굴절율 1.58인 PET 필름을 사용하여 투명기판 및 집광패턴을 제조하였다. 이 경우, 투명기판의 두께는 85㎛, 각 집광패턴의 최대폭은 50㎛, 각 집광패턴의 형상은 끼인각이 90˚인 정각 프리즘으로 하였다.
(반사패턴의 제조)
투명기판의 일면, 즉 집광패턴과 반대쪽 면에 반사패턴을 배치하였다. 이 경우, 반사패턴은 흡수율 2%, 반사율 98%로 설정하였다. 또한, 반사패턴은 두께 5㎛, 폭은 15.4㎛인 직육면체 형상으로 하였다. 또한, 반사패턴의 위치를 선정함에 있어서, 전술한 역 광선추적법에 의할 경우 사이드로브로 진행하는 빛이 집광영역으로 진행하는 빛보다 상대적으로 많은지 여부를 고려하여야 한다. 이 경우, 도 4에 도시된 수평 이격거리(x)는 0이고 수직 이격거리(y)는 85㎛이었다. 도 5의 가로축은 수평거리(㎛)이고 세로축은 역 광선추적법에서 계산한 위치결정인자이다. 상기 위치결정인자가 마이너스(-)인 경우에는 사이드로브로 출사되는 빛이 집광영역으로 출사되는 빛보다 많은 경우에 해당한다. 본 실시예에서 프리즘 시트의 최대폭은 50㎛이기 때문에 도 5의 가로축은 50을 주기로 반복된다.
(광효율 시뮬레이션 테스트)
상기 제조된 프리즘 시트를 모델링하여, Optical Research Associate사에서 제조한 광시뮬레이션 프로그램인 LightTools 6.0을 사용하여 하기와 같은 방법으로 광효율 시뮬레이션 테스트를 수행하였다. 상기 테스트 결과를 도 6에 그래프로 나타내었다.
비교예 1
반사패턴을 형성하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 프리즘 시트를 모델링하여 실시예 1과 동일한 방법으로 광효율 시뮬레이션 테스트를 수행하였다. 상기 테스트 결과를 도 6에 그래프로 나타내었다.
비교예 2
반사패턴의 크기 및 위치를 각각 Wr/Wp=1.5, X/Hp=3으로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 프리즘 시트를 모델링하여 실시예 1과 동일한 방법으로 광효율 시뮬레이션 테스트를 수행하였다. 상기 테스트 결과를 도 6에 그래프로 나타내었다.
도 6은 출사각과 휘도의 관계를 나타내는 그래프이다. 상기 그래프에서 가로축은 프리즘 시트의 면과 평행한 방향을 0˚와 180˚로 하고 프리즘 시트의 면과 수직한 방향 중 집광패턴 쪽을 90˚로 하며, 세로축은 휘도를 나타내고 그 단위는 [nit]이다. 또한, 상기 그래프에서 1번은 실시예 1의 시뮬레이션 결과로서, 비교예 1,2 보다 정면휘도(90˚의 휘도)가 높은 것으로 나타났다. 상기 그래프에서 3번은 비교예 2의 시뮬레이션 결과로서, 반사패턴을 사용하였음에도 정면휘도가 실시예 1의 정면휘도 보다 낮을 뿐만 아니라 반사패턴을 사용하지 않은 일반적인 프리즘 시트(그래프 2번-비교예 1)의 정면휘도 보다도 오히려 감소한 것을 알 수 있다. 상기와 같은 시뮬레이션 결과를 통해서 반사패턴을 설치한다고 해서 항상 정면휘도가 증가하는 것은 아니며 적절한 위치에 반사패턴이 형성될 경우에만 정면휘도가 증가한다는 사실을 알 수 있다.
이상에서 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 구현예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 구현예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
도 1은 일반적인 프리즘 시트에서 투과 및 반사하는 빛의 진행경로를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 프리즘 시트를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 프리즘 시트에 배치된 반사패턴의 위치를 결정하는 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도 2의 프리즘 시트에 배치된 반사패턴의 위치와 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 도 2의 프리즘 시트에서 역 광선추적법에 의해 선정한 반사판의 최적 위치를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 2의 프리즘 시트와 종래기술에 따른 프리즘 시트의 광 효율을 비교하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 수행한 결과를 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 프리즘 시트 10: 투명기판
15: 집광패턴 20: 반사패턴
A: 집광영역 B: 사이드로브 영역
C: 전반사 영역 Wp: 집광패턴의 최대폭
Hp: 집광패턴의 최대높이 Wr: 반사패턴의 폭
Hr: 반사패턴의 높이

Claims (8)

  1. 투명기판;
    상기 투명기판 상에 배치된 복수개의 집광패턴; 및
    상기 투명기판의 상기 집광패턴이 배치된 면과 반대쪽 면에 배치된 복수개의 반사패턴을 구비하고,
    상기 집광패턴의 최대폭(Wp)과 상기 폭(Wp)의 방향과 같은 방향의 상기 반사패턴의 폭(Wr)은 하기 조건을 만족하며,
    0.01 ≤ Wr/Wp ≤ 0.9
    상기 투명기판으로부터 가장 멀리 떨어진 상기 집광패턴의 한 지점으로부터 연장된 선으로서 상기 투명기판의 두께방향과 나란한 방향으로 연장된 선 및 상기 집광패턴에 적어도 부분적으로 대향하는 상기 반사패턴 간의 수평 이격거리(x)와, 상기 집광패턴의 최대높이(Hp)는 하기의 조건을 만족하고,
    0 ≤ X/Hp ≤ 2
    상기 반사패턴의 위치는, 상기 투명기판의 각 지점으로 입사된 빛 중 상기 집광패턴으로부터 출사되어 상기 투명기판의 평활면에 대향하는 집광영역으로 진행하는 빛의 수(nLf)에서, 상기 집광영역에는 포함되지 않으며 이에 인접한 사이드로브(sidelobe) 영역으로 진행하는 빛의 수(nLs)를 빼서 얻은 상기 각 지점별 위치결정인자(nLf-nLs)에 의해 정해지고,
    상기 위치결정인자는 상기 반사패턴이 배치되지 않은 경우 상기 집광패턴의 각 지점으로부터 출사되는 빛의 경로를 역으로 추적하여 계산되고,
    상기 반사패턴은 상기 집광패턴의 꼭지점에 대응되어 배치되는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반사패턴의 최대높이(Hr)와 상기 반사패턴의 폭(Wr)은 하기 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
    0.01 ≤ Hr/Wr ≤ 10
  4. 제1항에 있어서,
    상기 집광패턴과 이에 대향하는 상기 반사패턴의 부분 간의 수직 이격거리(y)와 상기 집광패턴의 최대폭(Wp)은 하기 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
    0 ≤ y/Wp ≤ 10
  5. 제1항에 있어서,
    상기 집광패턴과 상기 반사패턴 간의 수직 이격거리(y)는 모든 위치에서 동 일한 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  6. 삭제
  7. 제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 프리즘 시트를 구비하는 백라이트 유니트.
  8. 제7항에 따른 백라이트 유니트를 구비하는 액정표시장치.
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