KR101398085B1 - 내 스크래치성이 개선된 광학 시트 및 백라이트 어셈블리 - Google Patents

내 스크래치성이 개선된 광학 시트 및 백라이트 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휘도 특성을 확보하면서 동시에 내 스크래치성이 개선된 광학 시트 및 백라이트 어셈블리에 관한 것이다.
본 발명의 광학 시트는, 몸체부 및 상기 몸체부 위에 소정 두께 돌출형성되는 다수의 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부의 상부에는 평면부와 선부가 소정 간격으로 이격되어 형성된다.
광학 시트, 스크래치, 백라이트, 확산 시트, 집광 시트

Description

내 스크래치성이 개선된 광학 시트 및 백라이트 어셈블리{Optical sheet and backlight assembly with enhanced durability against scratch}
본 발명은 영상표시장치 등에 사용되는 광학 시트 및 백라이트 어셈블리에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 휘도 특성을 확보하면서 동시에 내 스크래치성이 개선된 광학 시트 및 백라이트 어셈블리에 관한 것이다.
최근 LCD 등의 영상표시장치에 휘도와 시야각 특성을 향상시키기 위해, 많은 형태의 광학 시트들이 사용되고 있다. 이러한 광학 시트들에는 광 특성 향상을 위해 각종 패턴들이 형성되는데 이들 패턴들에 의해 광학 시트들에 스크래치가 발생하는 경우가 많다. 스크래치를 방지하기 위해 광 특성 향상을 위한 패턴들을 변형하는 경우도 있는데 이 경우 휘도가 감쇠되는 문제점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 광 유도 필름(10)의 대표적인 예시이다. 필름(10)은 평탄면(12), 구조면(14), 및 피크(18)를 구비하는 프리즘 요소(16)를 포함한다. 평탄면(12)과 구조면(14)은 필름(10)의 양 측면 상에 있다. 프리즘 요소(16)들은 구조면(14)을 형성하도록 선형으로 배열된다. 피크(18)는 각각의 프리즘 요소(16) 의 상부에 형성된다. 도1에 도시된 바와 같이, 피크(18)는 예리한 선단이다.
작동시, 비교적 큰 입사각으로 평탄면(12)에 입사하는 광은 평탄면(12) 및 구조면(14)에서 굴절되며, 평탄면(12)에 대해 대체로 축선상(on-axis)에 있거나 또는 대체로 수직하도록 방향이 변경된다. 임계각보다 큰 각도로 구조면(14)에 입사하는 광은 프리즘 요소(16)의 양면 모두로부터 내부 전반사(total internal reflection)를 겪게 되며, 평탄면(12)을 통해 다시 방향 변경되어 평탄면(12) 아래의 반사면에 의해 광이 재생된다. 굴절과 내부 전반사의 조합은 축선상 광의 양을 증가시키고 축이탈(off-axis) 광의 양을 감소시킨다.
도 2는 종래 기술에 따른 내 스크래치성을 개선한 광학 시트를 나타낸다. 평탄면(22) 및 구조면(24)은 필름(20)의 양 측면 상에 있다. 기준 평면(26)은 평탄면(22)과 구조면(24) 사이에 놓여있다. 기준 평면(26)의 위치는 임의적이며, 여기서 선택된 위치는 의미가 없다. 제1 및 제2 프리즘 요소(28, 32)는 구조면(24)을 따라서 교대로 배치되고,무딘 선단(30)과 예리한 선단(34)은 각각 제1 및 제2 프리즘 요소(28, 32)의 상부에 있다.
높이 변화(Δ)는 기준 평면(26)에서 무딘 선단(30) 그리고 날카로운 선단(34)까지 각각 측정된 제1 프리즘 요소(28)와 제2프리즘 요소(32) 사이의 높이 차이를 나타낸다.
무딘 선단(30)은 예리한 선단이 아니며, 대신에 비교적 평평하다. 무딘 선단은 쉽게 손상되지 않으며, 무딘 선단 프리즘 요소를 사용하여 발생된 축선상 광에서의 게인(gain)은 예리한 선단 프리즘 요소를 사용하는 경우에 대비하여 저하된 다. 축선상 광에서의 게인은 광 유도 필름이 있는 휘도(luminance) 대 필름이 없는 휘도의 비율이다. 예리한 선단(34)은 더 쉽게 손상되지만, 축선상 광에서의 게인을 최대화한다. 제1 프리즘 요소(28)는 제2 프리즘 요소(32)보다 크다. 따라서, 필름
(20)은 예리한 선단(34)이 무딘 선단(30)의 평면 아래에 놓이도록 배열되어, 쉽게 손상되지 않는다. 결과적인 필름은 스크래치 방지성을 가지며, 모두 무딘 선단이라면 발생하였을 축선상 광에서의 게인의 저하를 최소화한다.
도 1에 도시된 종래 광학 시트는 다른 광학시트와 접촉시 패턴의 상부가 손상되기 쉬운 단점이 있으며, 패턴이 손상되면 영상표시장치의 스크린에 도트 오류가 발생하는 등 품질이 저하됨은 당연하다.
도 2에 도시된 광학 시트의 경우도 내 스크래치성은 다소 향상되지만, 다수 프리즘 산끝에 무딘면을 형성하므로써 광특성 저하될 가능성이 있고, 무딘면의 폭이 일정하게 형성되어 광학 시트를 여러장 적층하여 사용하는 경우 모아레 현상을 유발할 가능성이 높다.
본 발명은 휘도 특성 저하 없이 내 스크래치성을 향상시킬 수 있는 광학 시트 및 그 광학 시트를 사용한 백라이트 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 모아레 현상을 유발하지 않으면서 내 스크래치성을 향상시킬 수 있는 광학 시트 및 그 광학 시트를 사용한 백라이트 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트는, 몸체부; 및 상기 몸체부 위에 소정 두께 돌출형성되는 다수의 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부의 상부에는 평면부와 선부가 소정 간격으로 이격되어 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 시트는, 몸체부; 및 상기 몸체부 위에 소정 두께 돌출형성되는 다수의 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부의 상부에는 평면부가 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리는, 빛을 발생시키는 램프; 상기 램프에 의해 발생된 빛을 안내하는 광 유도소자; 및 상기 광 유도소자의 상측에 배치되어, 상기 광 유도소자로부터 출사된 빛을 확산 또는 집광시키기 위한 적어도 하나의 광학 시트를 포함하고, 상기 광학 시트는 몸체부; 및 상기 몸체부 위에 소정 두께 돌출형성되는 다수의 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부의 상부에는 평면부와 선부가 소정 간격으로 이격되어 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리는, 빛을 발생시키는 램프;
상기 램프에 의해 발생된 빛을 안내하는 광 유도소자; 및 상기 광 유도소자의 상측에 배치되어, 상기 광 유도소자로부터 출사된 빛을 확산 또는 집광시키기 위한 적어도 하나의 광학 시트를 포함하고, 상기 광학 시트는 몸체부; 및 상기 몸체부 위에 소정 두께 돌출형성되는 다수의 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부의 상부에는 평면부가 형성된다.
본 발명에 따른 광학 시트는 전체적으로 휘도를 향상시키는 삼각형 형태이면서, 영상표시장치의 휘도 특성 저하 없이 내 스크래치성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 광학 시트는 불규칙한 패턴을 사용하므로 모아레 현상을 유발하지 않으면서도 내 스크래치성을 향상시킬 수 있다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명한다.
도3a 내지 도 3c는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트의 사시도, 평면도 및 단면도를 나타낸다.
도 3a와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트(30)는 몸체부(31) 및 상기 몸체부(31) 위에 소정 두께 돌출형성되는 다수의 돌출부(32)를 포함하고, 상기 돌출부(32)의 상부에는 평면부(33)와 선부(34)가 소정 간격으로 이격되어 형성 된다.
상기 다수의 돌출부(32)들은 다수의 퍼로우(furrow) 패턴 어레이를 구성한다.
상기 돌출부(32)의 상부에 형성된 평면부(33)는 적어도 상기 선부(34)의 높이 보다 같거나 높으며, 선부(34)의 날카로운 면에 의해 다른 광학 시트에 스크래치를 내거나, 광학 시트(30)에 스크래치가 발생하는 것을 막아준다.
상기 돌출부(32)의 상부에 형성된 평면부(33)는 몸체부(31)가 놓인 평면과 평행한 좁고 긴 형태의 평면이며, 퍼로우 패턴 어레이의 길이 방향을 따라 소정 간격 만큼 이격되어 형성된다.
도 3b에 도시된 평면도와 같이, 광학 시트(30)를 상부에서 바라보면 돌출부(32)의 길이 방향을 따라 돌출부(32)의 상부에 평면부(33) 및 선부(34)가 번갈아가며 형성되어 있다.
도 3c의 단면도는 도 3b의 A-B 라인을 따라 절단한 면의 단면도로서, 돌출부(33)의 상부에 형성된 평면부(33) 및 선부(34) 때문에 돌출부(33)의 단면도에는 삼각형 및 사다리꼴이 함께 보이게 된다.
도 3c의 돌출부(33) 단면도에서는 삼각형 및 사다리꼴이 한번씩 번갈아 나오는 단면을 선택한 것이고, 실시예에 따라 돌출부(33)의 단면도 형상은 삼각형만 보일 수도 있고, 사다리꼴만 보일 수도 있고, 그 중 일부가 삼각형이거나 일부가 사다리꼴일 수도 있다. 즉, 돌출부 어레이의 상부에는 평면부(33) 및 선부(34)가 소정 간격으로 이격되어 형성되지만, 돌출부 어레이들 간에는 평면부(33)와 선부(34) 의 배열에 일정 규칙이 없이 불규칙적으로 배치된다.
몸체부(31)로는 투명한 PET, PEN, PP, PC, TAC 등을 사용할 수 있으나 ,이에 국한되지는 않는다.
도 4a 내지 도 4c는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 시트의 사시도, 평면도 및 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 시트는, 몸체부(31) 및 상기 몸체부(31) 위에 소정 두께 돌출형성되는 다수의 돌출부(32)를 포함하고, 상기 돌출부(32)의 상부에는 평면부(35)가 형성된다.
상기 다수의 돌출부(32)들은 다수의 퍼로우(furrow) 패턴 어레이를 구성한다.
상기 돌출부(32)의 상부에 형성된 평면부(35)는 광학 시트(30)가 다른 광학 시트에 스크래치를 내거나, 광학 시트(30)에 스크래치가 발생하는 것을 막아준다.
상기 평면부(35)는 상기 몸체부(31)와 평행한 평면에 놓인 불규칙 형상을 갖는다. 즉, 돌출부(32)는 몸체부(31)가 놓인 평면과 평행한 면이되, 그 형상은 불규칙한 랜덤 패턴이다. 다른 말로 하면, 평면부(35)의 폭은 돌출부(32)의 길이 방향을 따라 계속적으로 변화한다.
상기 평면부(35)의 폭 변화 범위는 0.1 - 20 ㎛이내인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5 - 3㎛이다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 광학 시트(30)의 평면도를 보면, 평면부(35)는 돌출부(32)를 구성하는 퍼로우 패턴의 길이 방향을 따라 랜덤한 형상을 갖는다.
그 결과, 도 4b의 C-D 라인을 따라 절단한 단면도를 보면, 단면이 삼각형인 돌출부도 있고, 사다리꼴이 돌출부도 볼 수 있다.
도 5는 도 4a의 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트의 전체 평면도이다. 시트의 상하 방향으로 다수의 퍼로우 패턴 어레이로 구성된 돌출부들이 형성되어 있고, 돌출부들의 상면에 형성된 불규칙한 형태의 평면부를 볼 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 시트의 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 도 3c 또는 도 4c와 달리 돌출부(32)로 구성된 어레이들 간에 일정 간격(36)이 존재한다. 도 6의 광학 시트는 도 3c 또는 도 4c의 광학 시트보다 집광성은 떨어지지만, 확산성이 더 요구되는 경우에 적용될 수 있다. 돌출부(32)의 폭이 49-51㎛일 때, 간격(36)은 0.5-3㎛ 정도인 것이 바람직하다.
이 때, 돌출부(32)의 상부에 형성되는 패턴(37)은 도 3a의 상부에 형성된 평면부(33)와 선부(34)가 반복되는 패턴, 및 도 4a의 불규칙한 평면 패턴(35) 모두 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 광학 시트는 복수 개를 적층하여 사용하거나, 다른 확산 시트, 집광 시트와 적층하여 사용할 수 있다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트를 사용한 백라이트 어셈블리들의 구조를 나타낸다.
도 7a를 참조하면,본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리는, 빛을 발생시키는 램프(74), 상기 램프에 의해 발생된 빛을 안내하는 도광판(73), 및 상기 도광판(73)의 상측에 배치되어, 상기 도광판(73)으로부터 출사된 빛을 확산 또는 집광시키기 위한 적어도 하나의 광학 시트(70)와 확산 시트(71)를 포함한다. 상기 광학 시트(70)로는 도 3a의 광학 시트(30) 및 도 4a의 광학 시트(30) 모두를 사용할 수 있다. 확산 시트(71)로는 비드 타입의 확산 시트 또는 마이크로 렌즈 타입의 확산 시트를 사용할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
도 7b의 백라이트 어셈블리는 2개의 광학 시트(70,70')를 사용한 경우를 나타낸다.
도 7c 내지 7f는 직하형 백라이트 어셈블리의 구조를 나타내며, 도 7a,7b와 달리, 광학 시트와 평행하게 놓인 다수의 램프들(74)을 사용하고, 광 유도소자로서 도광판(73) 대신 반사판(76)을 사용한다.
도 7c를 참조하면 램프(74)에서 생성된 광은 반사판(76)에 의해 반사되고, 확산판(75)을 통해 확산되고, 확산된 광은 확산 시트(71)를 통과하여 영상표시장치로 전달된다.
도 7d는 광학 시트(70)와 확산판(75) 사이에 확산 시트(71)를 추가로 사용한 경우이다.
도 7e는 도 7d에 추가로 광학 시트(70) 위에 추가 확산 시트(71')를 사용한 경우이다.
도 7f는 도 7d에 추가로 광학 시트(70) 위에 DBEF 등의 편광판(77)을 사용한 경우이다.
실시예마다 요구되는 확산성 및 집광성에 따라, 도 7a 내지 7f에 도시된 백라이트 어셈블리 구조 중 필요한 구조를 선택하여 사용할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 광학 시트의 수평 시야각 개선 효과를 나타낸다.
도 8에서, 사각형으로 표시된 라인은 도 1에 도시된 종래 기술에 따른 프리즘 시트와 보호 시트를 적층한 경우의 수평 시야각 특성을 나타내고, 삼각형으로 표시된 라인은 본 출원의 도 4a에 도시된 광학 시트를 적용한 경우의 수평 시야각 특성을 나타낸다.
도 8에 나타난 바와 같이 시야각에 따른 휘도 감소가 전혀 없음을 알 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 광학 시트의 수직 시야각 개선 효과를 나타낸다.
도 9에서, 사각형으로 표시된 라인은 도 1에 도시된 종래 기술에 따른 프리즘 시트와 보호 시트를 적층한 경우의 수직 시야각 특성을 나타내고, 삼각형으로 표시된 라인은 본 출원의 도 4a에 도시된 광학 시트를 적용한 경우의 수직 시야각 특성을 나타낸다.
도 9에 나타난 바와 같이 종래 기술에 비해 시야각에 따른 휘도가 전혀 감소되지 않음을 알 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 광 유도 필름(10)의 대표적인 예시이다.
도 2는 종래 기술에 따른 광학 시트를 나타낸다.
도3a 내지 도 3c는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트의 사시도, 평면도 및 단면도를 나타낸다.
도 4a 내지 도 4c는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 시트의 사시도, 평면도 및 단면도이다.
도 5는 도 4a의 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트의 전체 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 시트의 단면도이다.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트를 사용한 백라이트 어셈블리의 구조를 나타낸다.
도 8은 본 발명에 따른 광학 시트의 수평 시야각 개선 효과를 나타낸다.
도 9는 본 발명에 따른 광학 시트의 수직 시야각 개선 효과를 나타낸다.
※도면의 주요 부분에 대한 설명※
31 : 몸체부 32 : 돌출부
33 : 평면부 34 : 선부
35 : 평면부 36 : 간격
30, 40, 70 : 광학 시트 71 : 확산 시트
73 : 도광판 74 : 램프
75 : 확산판 76 : 반사판

Claims (21)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 몸체부; 및
    상기 몸체부 일측에 소정 두께 돌출형성되는 다수의 돌출부를 포함하며 상기 다수의 돌출부는 복수의 퍼로우(furrow) 패턴 어레이로 형성되고,
    상기 돌출부의 상부에는 평면부가 랜덤한 형상을 갖도록 형성되되, 상기 평면부의 랜덤한 형상은 상기 평면부의 폭이 상기 돌출부의 퍼로우 패턴 어레이 길이 방향을 따라 계속적으로 변화되도록 형성된 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 평면부는 상기 몸체부와 평행한 평면에 놓인 랜덤한 형상을 갖는 광학 시트.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 다수의 돌출부 중 적어도 일부의 단면은 삼각형인 광학 시트.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 다수의 돌출부 중 적어도 일부의 단면은 사다리꼴인 광학 시트.
  11. 삭제
  12. 제7항에 있어서,
    상기 퍼로우 패턴 어레이는 소정 간격만큼 이격된 광학 시트.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 빛을 발생시키는 램프;
    상기 램프에 의해 발생된 빛을 안내하는 광 유도소자; 및
    상기 광 유도소자의 상측에 배치되어, 상기 광 유도소자로부터 출사된 빛을 확산 또는 집광시키기 위한 적어도 하나의 광학 시트를 포함하고,
    상기 광학 시트는 몸체부; 및
    상기 몸체부 일측에 소정 두께 돌출형성되는 다수의 돌출부를 포함하며, 상기 다수의 돌출부는 복수의 퍼로우(furrow) 패턴 어레이로 형성되고,
    상기 돌출부의 상부에는 평면부가 랜덤한 형상을 갖도록 형성되되, 상기 평면부의 랜덤한 형상은 상기 평면부의 폭이 상기 돌출부의 퍼로우 패턴 어레이 길이 방향을 따라 계속적으로 변화되도록 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 광학 시트의 평면부는 상기 몸체부와 평행한 평면에 놓인 랜덤한 형상을 갖는 백라이트 어셈블리.
  21. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000147668A (ja) 1998-08-05 2000-05-26 Kuraray Co Ltd レンチキュラ―レンズシ―トおよびその製造方法
JP2002107515A (ja) 2000-09-29 2002-04-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd プリズムシート
KR100751519B1 (ko) * 2006-05-08 2007-08-23 미래나노텍(주) 광학 시트 및 상기 광학 시트가 구비된 액정표시장치의백라이트 어셈블리

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