KR101524479B1 - 디스플레이용 광학 시트, 이를 포함하는 광원 어셈블리 및 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

디스플레이용 광학 시트, 이를 포함하는 광원 어셈블리 및 액정 표시 장치가 제공된다. 광학 시트는 제1 기재, 및 제1 기재 상면에 형성되고, 프리즘부 및 상부 광학 패턴부를 포함하는 제1 광변조층을 포함하되, 프리즘부는 제1 방향으로 연장되고, 프리즘부는 프리즘 하단, 기재에 대해 경사진 프리즘 경사면 및 기재와 평행하고 프리즘 하단보다 폭이 좁은 프리즘 상단을 포함하고, 상부 광학 패턴부는 프리즘 상단에 형성된다.

Description

디스플레이용 광학 시트, 이를 포함하는 광원 어셈블리 및 액정 표시 장치 {Optical film for a display, light source assembly including the same and liquid crystal display including the optical film}

본 발명은 광학 시트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디스플레이에 적용되는 광학 시트, 이를 포함하는 광원 어셈블리 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 두 개의 유리판 사이에 액정을 주입해 상하 유리판 전극에 전원을 인가하여 각 화소에 액정 분자배열이 변화함으로써 영상을 표시하는 장치이다. 음극선관 표시 장치(Cathode Ray Tube; CRT), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Panel; PDP) 등과는 달리 액정 표시 장치에 의한 표시는 그 자체가 비발광성이기 때문에 빛이 없는 곳에서는 사용이 불가능하다. 이러한 단점을 보완하여 어두운 곳에서의 사용이 가능하게 할 목적으로 정보 표시면에 균일하게 조사되는 광원 어셈블리를 장착한다.

액정 표시 장치에 사용되는 광원 어셈블리는 크게 2종류로 구분된다. 첫째는 액정 표시 장치의 측면에서 빛을 제공하는 에지형 광원 어셈블리고 둘째는 액정 표시 장치의 후면에서 빛을 직접 제공하는 직하형 광원 어셈블리다. 몇몇 에지형 광원 어셈블리의 경우, 광원으로부터 출사된 빛이 상측으로 조사되도록 하기 위해 도광판을 구비하며, 도광판을 통과한 빛의 광학적 특성을 조절하기 위해 도광판 위쪽에 적어도 하나의 광학 시트를 구비한다. 몇몇 직하형 광원 어셈블리의 경우에는 광원으로부터 출사된 빛의 휘선을 감소시키기 위해 확산판을 구비하며, 확산판을 통과한 빛의 광학적 특성을 조절하기 위해 적어도 하나의 광학 시트를 구비한다.

대한민국 특허공개 제2010-0070610호, 대한민국 특허공개 제2012-0078509호

광원 어셈블리에서 정밀한 광 특성 제어를 위해서는 다수의 광기능성 광학시트가 필요하다. 그러나, 광학시트의 수가 증가하면 광원 어셈블리의 두께가 증가하고 제조 단가의 상승이 수반된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 복수의 광변조 특성이 효과적으로 구현된 광학 시트를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 복수의 광변조 특성이 효과적으로 구현되면서 두께가 얇은 광원 어셈블리를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 복수의 광변조 특성이 효과적으로 구현되면서 두께가 얇은 액정 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트는 제1 기재, 및 상기 제1 기재 상면에 형성되고, 프리즘부 및 상부 광학 패턴부를 포함하는 제1 광변조층을 포함하되, 상기 프리즘부는 제1 방향으로 연장되고, 상기 프리즘부는 프리즘 하단, 상기 기재에 대해 경사진 프리즘 경사면 및 상기 기재와 평행하고 상기 프리즘 하단보다 폭이 좁은 프리즘 상단을 포함하고, 상기 상부 광학 패턴부는 상기 프리즘 상단에 형성된다.

상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 어셈블리는 상기한 바와 같은 광학 시트를 포함한다.

상기 또 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 상기한 바와 같은 광학 시트를 포함한다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.

즉, 본 발명의 실시예들에 따른 광학 시트는 두께가 얇으면서도 다양한 광변조 효과를 나타낼 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트의 평면도이다.
도 3은 도 2의 III-III'선을 따라 단면도이다.
도 4는 도 3의 프리즘부의 기하학적 형상을 설명하기 위한 개략도이다.
도 5는 도 3의 A 부분의 확대도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마이크로 렌즈의 형상을 도시한 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트의 광 경로를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 시트의 단면도이다.
도 9는 도 8의 광학 시트의 부분 평면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학 시트의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학 시트의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학 시트의 단면도이다.
도 13은 도 12의 광학 시트의 부분 평면도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학 시트의 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"는 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어인 "~시트"는 "~필름", "~판"의 의미로 사용될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트의 평면도이다. 도 3은 도 2의 III-III'선을 따라 단면도이다. 도 4는 도 3의 프리즘부의 기하학적 형상을 설명하기 위한 개략도이다. 도 5는 도 3의 A 부분의 확대도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 광학 시트(500)는 기재(100) 및 기재(100) 상에 형성된 광변조층(200)을 포함한다.

기재(100)는 광을 투과시킬 수 있는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 기재(100)는 폴리카보네이트(poly carbonate) 계열, 폴리술폰(poly sulfone) 계열, 폴리아크릴레이트(poly acrylate) 계열, 폴리스티렌(poly styrene) 계열, 폴리비닐클로라이드(poly vinyl chloride) 계열, 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol) 계열, 폴리노르보넨(poly norbornene) 계열, 폴리에스테르(poly ester) 계열의 물질을 포함하여 이루어질 수 있다.

기재(100)는 약 10 내지 300㎛의 두께를 갖거나, 25 내지 250㎛의 두께를 가질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 기재(100)는 50㎛, 75㎛, 125㎛ 또는 250㎛일 수 있다.

기재(100)의 하면에는 백코팅층(300)이 형성될 수 있다. 백코팅층(300)은 광학 시트(500)가 다른 광학 시트나 광학 플레이트(도광판, 확산판 등) 상에 배치될 때, 인접하는 광학 시트나 광학 플레이트와의 밀착을 방지하고, 기재(100)를 스크래치로부터 보호하는 역할을 할 수 있다. 그와 동시에 또는 다른 실시예에서, 백코팅층(300)은 광확산 기능을 가질 수 있다. 백코팅층(300)은 소정의 표면 조도를 가질 수 있다. 백코팅층(300)은 생략될 수도 있다.

광변조층(200)은 프리즘부(210) 및 프리즘부(210) 상에 배치된 상부 광학 패턴부를 포함할 수 있다. 프리즘부(210)와 상부 광학 패턴부는 동일한 물질로 형성될 수 있다. 또한, 프리즘부와 상부 광학 패턴부는 일체로 형성될 수 있다. 프리즘부(210)와 상부 광학 패턴부는 단일 몰드를 이용하여 동시에 성형될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 프리즘부(210)와 상부 광학 패턴부가 각각 다른 물질로 형성될 수도 있고, 별개로 제조되어 결합될 수도 있다. 본 실시예에서는 상부 광학 패턴부의 예로 복수의 마이크로 렌즈(220)를 포함하는 마이크로 렌즈부가 예시된다.

프리즘부(210)는 일 방향으로 연장되어 있다. 프리즘부(210)의 연장 방향에 대해 수직으로 자른 프리즘부(210)의 단면은 실질적인 사다리꼴 형상일 수 있다.

프리즘부(210)는 프리즘 상단(211) 및 프리즘 경사면(212)을 포함할 수 있다. 프리즘부(210)의 프리즘 상단(211)은 기재(100)와 실질적으로 평행하고, 프리즘 경사면(212)은 기재(100)에 대해 경사져 있을 수 있다. 구체적으로, 프리즘 상단(211)은 사다리꼴의 윗변에 해당하고, 프리즘 경사면(212)은 사다리꼴의 옆변에 해당할 수 있다. 프리즘 상단(211)과 프리즘 경사면(212)이 만나는 프리즘 상단/경사면 경계부(R)는 소정의 내각(θ3)을 갖는 프리즘 모서리(215)를 포함할 수 있다. 프리즘 모서리(215)는 둔각으로 형성될 수 있다. 프리즘 모서리(215)의 내각(θ3)은 약 115 내지 145도이거나, 약 120 내지 140도일 수 있다.

이웃하는 프리즘부(210) 사이에는 프리즘 골부(P1, P2)가 형성될 수 있다. 프리즘부(210)의 프리즘 하단(213)은 양 측에 위치하는 프리즘 골부(P1, P2)에 의해 정의될 수 있다. 프리즘 하단(213)의 하부에는 완화층(230)이 더 형성될 수 있다. 완화층(230)은 이웃하는 프리즘부(210)를 일체로 연결할 수 있다. 완화층(230)의 두께는 약 10um일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 완화층(230)은 생략될 수도 있다.

프리즘부(210)의 프리즘 하단(213)과 프리즘 상단(211)은 실질적으로 평행할 수 있다. 프리즘 상단(211)의 폭(w1)은 프리즘 하단(213)의 폭(w2)보다 작을 수 있다. 양측의 프리즘 경사면(212)이 프리즘 하단(213) 또는 기재(100)와 이루는 내각(θ1, θ2)(이하, 프리즘 경사각)은 상호 동일할 수 있다. 프리즘 경사각(θ1, θ2)은 약 35 내지 65도 이거나, 약 40 내지 50도일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 프리즘 경사각(θ1, θ2)은 약 45도일 수 있다.

프리즘 경사면(212)의 연장면(단면도에서는 연장선)은 상호 교차할 수 있다. 단면도 상에서 프리즘 하단(213)의 양 끝단(P1, P1), 다시 말하면 인접하는 2개의 프리즘 골부(P1, P1)와 프리즘 경사면(212) 연장선의 교차점(CP)은 가상의 삼각형을 정의할 수 있다. 상기 가상의 삼각형에서 상기 교차점(CP)의 내각은 약 70 내지 110도이거나, 약 80 내지 100도일 수 있다.

몇몇 실시예에서, 상기 가상의 삼각형은 교차점(CP)에서의 각도가 90도인 직각 이등변 삼각형일 수 있다. 이 경우, 프리즘 경사각(θ1, θ2)은 45도이고, 프리즘 모서리의 각도(θ3)는 135도가 될 것이다.

프리즘부(210)의 높이(h1)는 상기 가상의 삼각형의 높이(h2)의 1/2보다 크거나 같을 수 있다.

예시적인 실시예에서, 프리즘 하단(213) 폭(w2)은 약 20um 내지 100um이고, 프리즘 상단(211) 폭(w1)은 약 10um 내지 50um이고, 프리즘부의 높이는 약 10um 내지 50um일 수 있다.

마이크로 렌즈부는 복수의 마이크로 렌즈(220)를 포함한다. 각 마이크로 렌즈(220)는 프리즘부(210)의 프리즘 상단(211) 상에 배치된다. 프리즘부(210)의 연장 방향을 따라 복수의 마이크로 렌즈(220)가 배치될 수 있다. 하나의 프리즘부(210)에서 프리즘부(210)의 폭 방향으로는 하나의 마이크로 렌즈(220)가 배치될 수 있다. 즉, 마이크로 렌즈(220)는 1열로 배열될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

마이크로 렌즈(220)는 반구형 형상으로 이루어질 수 있다. 여기서, 반구형 형상이란, 구를 평면으로 자른 입체 형상을 의미할 수 있다. 마이크로 렌즈(220)는 도 6a에 도시된 것처럼 구의 중심을 통과하는 평면으로 자른 입체 형상이거나, 구의 중심을 지나지 않는 평면으로 자른 후 도 6b에 도시된 것처럼 중심을 포함하지 않는 입체를 취하거나, 도 6c와 같이 중심을 포함하는 입체를 취하여 얻어진 입체 형상일 수 있다.

또한, 마이크로 렌즈는 상술한 반구형 형상 이외에도 타원체를 절단하여 얻어진 입체 형상이거나, 기타 표면에 곡면을 갖는 입체 형상으로 이루어질 수 있다.

마이크로 렌즈(220)의 폭(w3)은 프리즘부(210) 프리즘 상단(211)의 폭(w1)보다 작거나 같을 수 있다. 마이크로 렌즈(220)의 폭(w3)과 프리즘 상단(211)의 폭(w1)이 같은 경우, 마이크로 렌즈(220)의 하단부는 프리즘 상단(2110)의 양 끝단(즉, 프리즘 모서리, 215)에 접할 수 있다. 마이크로 렌즈(220)의 폭(w3)이 프리즘 상단(211)의 폭(w1)보다 작은 경우, 마이크로 렌즈(220)는 프리즘 상단(211)의 양 끝단으로부터 이격될 수 있다. 마이크로 렌즈(220)는 프리즘 상단(211)의 중심에 배치될 수 있고, 이 경우 마이크로 렌즈(220)가 프리즘 상단(211)의 일측으로부터 이격된 거리(d1)와 프리즘 상단(211)의 타측으로부터 이격된 거리(d2)는 동일할 수 있다.

마이크로 렌즈(220)는 프리즘 모서리(215)로부터 수직한 선(또는 면)으로부터 내측에 위치할 수 있다. 즉, 마이크로 렌즈(215)는 프리즘 상단(211)으로부터 외측으로 돌출되지 않을 수 있다. 한편, 프리즘 경사면(212) 연장선은 마이크로 렌즈를 관통할 수 있다. 즉, 마이크로 렌즈(220)는 부분적으로 상술한 가상의 삼각형보다 외측으로 돌출될 수 있다.

프리즘부(210)의 연장 방향을 따라 인접 배치된 마이크로 렌즈(220)는 상호 소정 간격 이격될 수 있다. 인접하는 마이크로 렌즈(220)간 서로 간섭하여 광변조 기능이 저하되는 것을 방지하기 위해 인접하는 마이크로 렌즈(220)의 간격은 가시광 파장보다 크거나 같을 수 있다. 예를 들어, 인접하는 마이크로 렌즈(220)의 간격은 약 400nm 이상일 수 있다. 또한, 인접하는 마이크로 렌즈(220)의 간격은 각 마이크로 렌즈(220) 밑면의 평균 직경의 10% 이하인 것이 프리즘 상단(211)의 단위 면적당 마이크로 렌즈(220)의 밀도를 증가시켜 광변조 기능을 촉진하는 데에 유리할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 마이크로 렌즈(220)간 간격은 마이크로 렌즈(220)와 프리즘 모서리간(215) 간격(d1, d2)이 동일할 수 있다.

프리즘 상단(211) 대비 마이크로 렌즈(220)의 점유 비율은 50% 내지 78% 이하일 수 있다. 상기 점유 비율이 50% 이상인 것이 마이크로 렌즈(220)에 의한 충분한 광변조 특성 발현에 유리하다. 반구형의 마이크로 렌즈(220)를 소정 간격을 두고 일렬로 배열하기 위해서는 상기 점유 비율이 약 78% 이하인 것이 바람직하다.

이하, 상기한 바와 같은 광학 시트(500)의 광 변조 기능에 대해 설명한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트의 광 경로를 도시한 단면도이다.

도 7을 참조하면, 기재(100)의 하부로부터 입사되고 프리즘부(210)의 프리즘 하단(213)으로 진입한 빛의 일부는 프리즘부(210)의 프리즘 경사면(212)을 통해 출사될 수 있다. 여기서, 프리즘 경사면(212)은 광학 계면을 형성하기 때문에, 빛은 스넬의 법칙에 따라 굴절되어 출사된다. 프리즘부(210)의 굴절율이 외부(예컨대, 공기층)의 굴절율보다 클 경우, 프리즘부(210) 내에서 진행하는 빛이 프리즘 하단(213)과 이루는 제1 각도가 프리즘 하단(213)에 대하여 프리즘 경사면(212)의 법선이 이루는 제2 각도보다 더 크면, 빛은 프리즘 경사면(212)에서 상측으로 굴절된다. 즉, 프리즘부(210) 폭 방향으로 분산되려는 빛이 상측 방향으로 집광될 수 있다. 따라서, 입사되는 빛들 중에 제1 각도가 제2 각도보다 큰 입사광이 더 많을 경우 광학 시트(500) 상부에서의 휘도가 개선될 수 있다.

기재(100)의 하부로부터 입사되고 프리즘부(210)의 프리즘 하단(213)으로 진입한 빛의 다른 일부는 프리즘 상단(211)에 도달할 수 있다. 빛이 도달한 프리즘 상단(211) 상에 마이크로 렌즈(220)가 형성되어 있으면, 빛은 마이크로 렌즈(220) 내로 진입한다. 마이크로 렌즈(220)와 프리즘부(210)가 동일한 물질로 이루어지거나 굴절률이 동일할 경우, 마이크로 렌즈(220)와 프리즘부(210) 사이에는 광학 계면이 형성되지 않아 빛은 직진한다. 이후, 빛은 마이크로 렌즈(220)의 표면을 통해 외부로 출사하면서 스넬의 법칙에 따라 굴절된다. 마이크로 렌즈(220) 표면에서 일부의 빛은 외측으로 굴절하면서 광확산 효과를 구현할 수 있다. 다른 일부의 빛은 상부로 굴절하여 상부 휘도를 개선하는데 기여할 수 있다. 여기서, 마이크로 렌즈(220)는 상술한 프리즘 경사면(212)과는 달리, 프리즘부(210) 폭 방향으로 분산되려는 빛 뿐만 아니라, 그에 수직한 프리즘부(210) 연장 방향이나 기타 모든 방향으로 분산되려는 빛을 상부로 굴절시킬 수 있다.

한편, 빛이 도달한 프리즘 상단(211)이 마이크로 렌즈가 형성되어 있지 않은 곳이고, 곧바로 외부의 공기층에 접해 있으면, 프리즘 상단(211)은 광학 계면으로 작용할 수 있다. 따라서, 빛은 프리즘 상단(211)에서 스넬의 법칙에 따라 외측으로 굴절될 수 있다. 이렇게 외측으로 굴절되는 빛은 광학 시트(500)의 시야각을 개선하는 데에 활용될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 프리즘 상단(211)에서 출사된 빛은 인접한 마이크로 렌즈(220)에 재진입할 수도 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트(500)는 프리즘 기능 뿐만 아니라 마이크로 렌즈 기능을 동시에 복합적으로 수행할 수 있다. 따라서, 광학 시트의 두께를 얇게 할 수 있고, 그에 따라 이를 채용한 광원 어셈블리 및 액정 표시 장치의 박형화가 가능해진다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 시트의 단면도이다. 도 9는 도 8의 광학 시트의 부분 평면도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 광학 시트는 프리즘부 프리즘 상단(211a) 표면에 요철 패턴(211a_1)을 포함하는 점에서 도 1 내도 도 5의 실시예와 상이하다. 프리즘 상단(211a)은 실질적으로 프리즘 하단(213)과 평행하다. 다만, 외부에 직접 노출되는 프리즘 상단(211a) 표면, 즉, 마이크로 렌즈(220)가 형성되지 않은 프리즘 상단(211a) 표면은 소정의 거칠기를 갖는다. 프리즘 상단(211a) 표면에 형성된 복수의 요철 패턴(211a_1)은 프리즘 상단의 기준면으로부터 돌출된 돌출부 및 프리즘 상단의 기준면으로부터 함몰된 함몰부를 포함할 수 있다. 요철 패턴(211a_1)은 랜덤한 크기 및 형상을 가질 수 있다.

다른 실시예에서, 요철 패턴은 미세 마이크로 렌즈 패턴을 포함할 수 있다. 미세 마이크로 렌즈 패턴은 마이크로 렌즈와 유사한 형상을 갖지만 그 크기가 더 작을 수 있다. 미세 마이크로 렌즈 패턴은 프리즘 상단의 기준면으로부터 돌출되도록 형성될 수 있다.

프리즘 상단(211a) 표면에 요철 패턴(211a_1)이 형성되면, 출사광이 요철 패턴(211a_1)에서 굴절, 확산 및/또는 산란할 수 있다. 그에 따라 광학 시트에 추가적인 광변조 특성이 조합될 수 있다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학 시트의 단면도이다.

도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 광학 시트는 프리즘 경사면(212)과 프리즘 상단(211)이 만나는 프리즘 상단/경사면 경계부(R)가 적어도 하나의 경계부 경사면(215b_1, 215b_2) 및 완화된 모서리(215a_1, 215a_2, 215a_3)를 포함하는 점이 도 1 내지 도 5의 실시예와 상이한 점이다. 즉, 프리즘 상단/경사면 경계부(R) 근처에 이르러 프리즘 경사면(212)은 더 낮은 경사각으로 꺾여 제1 경계부 경사면(215b_1)을 형성하고, 프리즘 상단(211) 또한 하향 경사지며 제2 경계부 경사면(215b_2)을 형성한다. 제1 경계부 경사면(215b_1)의 경사각은 프리즘 경사면(212)의 경사각보다 작을 수 있다. 또한, 제2 경계부 경사면(215b_2)의 경사각은 제1 경계부 경사면(215b_1)의 경사각보다 작고, 프리즘 상단(211)의 경사각(수평일 경우, 0)보다 클 수 있다.

프리즘 경사면(211)이 제1 경계부 경사면(215b_1)으로 바뀌는 지점에서 제1 완화된 모서리(215a_1)가 정의되고, 프리즘 상단(211)이 제2 경계부 경사면(215b_2)으로 바뀌는 지점에서 제2 완화된 모서리(215a_1)가 정의될 수 있다. 또한, 제1 경계부 경사면(215b_1)과 제2 경계부 경사면(215b_2)이 상호 만나는 지점에서 제3 완화된 모서리(215a_3)가 정의될 수 있다.

제1 내지 제3 완화된 모서리(215a_1, 215a_2, 215a_3)는 프리즘 상단(211)의 연장면과 프리즘 경사면(212)의 연장면이 교차하여 정의되는 모서리보다 모서리의 날카로움 정도가 완화된 것일 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 완화된 모서리(215a_1, 215a_2, 215a_3)의 내각은 도 1 내지 도 5의 실시예에서의 프리즘 모서리 내각보다 작을 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 완화된 모서리(215a_1), 제2 완화된 모서리(215a_2), 제3 완화된 모서리(215a_3)의 내각들은 각각 동일할 수 있지만, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.

상술한 바와 같이, 프리즘 상단/경사면 경계부(R)에 적어도 하나의 경계부 경사면(251b_1, 251b_2) 및 완화된 모서리(215a_1, 215a_2, 215a_3)가 형성되어 있으면, 프리즘 경사면(212)과 프리즘 상단(211) 사이에서 급격하게 바뀌는 광변조 특성을 완곡하게 변경시킬 수 있다.

도 10의 실시예에서는 프리즘 상단/경사면 경계부에서 2개의 경계부 경사면과 3개의 완화된 모서리가 정의되는 경우를 예시하였지만, 경계부 경사면과 모서리의 개수가 더 작거나 더 클 수도 있음은 자명하다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학 시트의 단면도이다.

도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 광학 시트는 프리즘 경사면(212)과 프리즘 상단(211)이 만나는 프리즘 상단/경사면 경계부(R)가 곡면(215c)을 포함하는 점이 이전의 실시예들과 상이한 점이다. 본 실시예의 곡면은 도 9의 실시예에서 경계부 경사면의 개수가 무한대인 경우에 수렴되는 형상과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 프리즘 경사면(212)과 프리즘 상단(211) 사이에서 급격하게 바뀌는 광변도 특성을 더욱 완곡하게 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학 시트의 단면도이다. 도 13은 도 12의 광학 시트의 부분 평면도이다. 도 12 및 도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 광학 시트는 프리즘부(210) 프리즘 상단(211)에 상부 광학 패턴부로서 다각뿔부가 형성된 점이 도 1 내지 도 5의 실시예와 상이한 점이다. 즉, 본 실시예는 도 1 내지 도 5의 마이크로 렌즈 대신, 다각뿔 패턴이 치환될 수 있음을 예시한다. 다각뿔 패턴으로는 삼각뿔, 사각뿔, 오각뿔, 육각뿔 등을 들 수 있는데, 도면에서는 사각뿔, 그 중에서도 피라미드 형상인 정사각뿔이 적용된 예가 도시되어 있다.

정사각뿔 패턴(225)은 4개의 경사면을 가질 수 있다. 이 중 대향하는 2개의 경사면은 프리즘 경사면(212)과 같은 방향을 바라보고, 다른 대향하는 2개의 경사면은 프리즘부(210) 연장 방향(또는 그 반대 방향)을 바라볼 수 있다. 그에 따라 정사각뿔 패턴(225)은 프리즘부(210) 폭 방향으로 퍼지는 빛을 상부로 집광함과 동시에, 프리즘부(210) 연장 방향으로 퍼지는 빛을 상부로 집광할 수 있다.

정사각뿔 패턴(225) 경사면의 경사각(θ5, θ6)은 프리즘 경사면(212)의 경사각(θ1, θ2)과 동일할 수 있지만, 이에 제한되지 않음은 물론이다. 정사각뿔 패턴(225)경사면의 경사각(θ5, θ6)이 프리즘 경사면(212)의 경사각(θ1, θ2)과 같거나 작을 경우, 정사각뿔 패턴(225)은 프리즘 경사면(212) 연장면의 내측에 위치한다. 정사각뿔 패턴(225) 경사면의 경사각(θ5, θ6)이 프리즘 경사면(212)의 경사각(θ1, θ2)보다 클 경우에는 프리즘 경사면(212) 연장면이 정사각뿔 패턴(225)을 관통할 수도 있다.

프리즘부(210)의 프리즘 상단(211)에는 프리즘부(210) 연장 방향을 따라 복수의 정사각뿔 패턴(225)이 1열로 배치될 수 있다. 인접하는 정사각뿔 패턴(225) 사이의 간격은 도 1 내지 도 5의 실시예에서 설명한 마이크로 렌즈간 간격과 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학 시트의 사시도이다. 도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 광학 시트(11)은 도 1 내지 도 5의 실시예에 따른 광학 시트가 다른 광학 시트와 일체로 결합될 수 있음을 예시한다.

제1 기재(100) 상에 제1 광변조층(200)이 형성되어 있고, 제2 기재(110) 상에 제2 광변조층(250)이 형성되어 있다. 제1 기재(100)와 제1 광변조층(200)은 도 1 내지 도 5의 기재 및 광변조층과 실질적으로 동일할 수 있다.

제1 기재(100)의 하면에는 결합층(280)이 형성되어 있고, 제2 결합층(280)에는 제2 광변조층(250)이 적어도 부분적으로 침투되어 결합되어 있다. 제2 기재(110)의 하면에는 백코팅층(310)이 형성될 수 있다.

제2 광변조층(250)은 프리즘 패턴을 포함할 수 있다. 제2 광변조층(250)의 프리즘 패턴은 제1 광변조층(200) 프리즘부(210)의 연장 방향인 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 연장할 수 있다. 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 수직일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 도시된 예와는 달리, 제2 광변조층(250)이 마이크로 렌즈 패턴을 포함하거나, 확산 패턴을 포함할 수도 있다.

본 실시예의 경우, 일체로 형성되면서도 더욱 다양한 광변조 특성을 나타낼 수 있다.

이상에서 설명한 실시예들은 다양하게 조합 가능하다. 또한, 이상에서 설명한 광학 시트들은 광원 어셈블리나 이를 포함하는 액정 표시 장치 등에 채용되어, 광 효율을 증진시키는데 사용될 수 있다. 광원 어셈블리는 램프가 하부에 위치하는 직하형 광원 어셈블리, 램프가 사이드에 위치하는 에지형 광원 어셈블리 등으로 분류되는데, 본 발명의 실시예들에 따른 광학 시트는 어떠한 종류의 광원 어셈블리에도 채용가능하다. 또, 액정 패널의 아래쪽에 배치되는 백라이트(back light) 어셈블리나 액정 패널의 위쪽에 배치되는 프론트 라이트(front light) 어셈블리에도 적용가능하다. 이하에서는 다양한 적용예의 일예로서, 도 3의 실시예에 따른 광학 시트가 에지형 광원 어셈블리를 포함하는 액정 표시 장치에 적용된 경우를 예시한다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.

도 15를 참조하면 액정 표시 장치(700)는 광원 어셈블리(400), 및 액정 패널 어셈블리(500)를 포함한다.

광원 어셈블리(400)는 광원(410), 광원(410)으로부터 출사된 빛을 가이드하는 도광판(420), 도광판(420)의 하측에 배치된 반사 필름(315), 및 도광판(420)의 상측에 배치되어, 출사된 빛의 광학적 특성을 변조하는 광학 시트(10)를 포함한다.

광원(410)은 도광판(420)의 양 사이드에 배치된다. 광원(410)은 예를 들어 LED(Light Eimitting Diode), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp) 등이 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 광원(410)은 도광판(420)의 일측에만 배치될 수도 있다.

도광판(420)은 광원(410)으로부터 출사된 빛을 내부 전반사를 통해 이동시키다가 도광판(420) 하면에 형성된 산란패턴 등을 통해 상측으로 출사시킨다. 도광판(420)의 아래에는 반사 필름(415)이 배치되어, 도광판(420)으로부터 아래로 출사된 빛을 상부로 반사한다.

도광판(420)의 상부에는 광학 시트(10)가 배치된다. 광학 시트(10)에 대해서는 앞서 상세히 설명하였으므로, 중복 설명은 생략한다. 광학 시트(10)의 위 또는 아래에는 다른 광학 시트들이 더 배치될 수도 있다. 예를 들어, 입사된 빛을 확산시키는 확산 필름, 입사된 빛을 집광하는 프리즘 시트, 입사된 원편광을 일부 반사하는 액정 필름, 원편광 빛을 선형 편광으로 변환시키는 위상차 필름, 반사편광필름, 및/또는 보호 필름을 더 설치할 수 있다.

광원(410), 도광판(420), 반사 필름(415), 및 광학 시트(10)는 바텀 샤시(440)에 의해 수납될 수 있다.

액정 패널 어셈블리(500)는 제1 표시판(511), 제2 표시판(212) 및 그 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함하며, 제1 표시판(411) 및 제2 표시판(412)의 표면에 각각 부착된 편광판(미도시)을 더 포함할 수 있다.

액정 표시 장치(700)는 액정 패널 어셈블리(500)의 테두리를 덮으며, 액정 패널 어셈블리(500) 및 광원 어셈블리(300)의 측면을 감싸는 탑 샤시(500)를 더 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 광원 어셈블리는 본 발명의 일 실시예들에 따른 광학 시트가 적용됨으로써, 상대적으로 적은 수의 기재를 사용하더라도, 복수의 광변조 특성을 효과적으로 나타낼 수 있고 휘도가 개선될 수 있다. 따라서, 광원 어셈블리의 두께를 줄일 수 있고, 조립 공정을 단순화시킬 수 있다. 그에 따라, 이러한 광원 어셈블리를 포함하는 액정 표시 장치의 화질이 개선될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 광학 시트
100: 기재
200: 광변조층
210: 프리즘부
220: 마이크로 렌즈
230: 완화층
300: 백코팅층

Claims (17)

1. 제1 기재; 및
   상기 제1 기재 상면에 형성되고, 프리즘부 및 상부 광학 패턴부를 포함하는 제1 광변조층을 포함하되,
   상기 프리즘부는 제1 방향으로 연장되고,
   상기 프리즘부는 프리즘 하단, 상기 기재에 대해 경사진 프리즘 경사면 및 상기 기재와 평행하고 상기 프리즘 하단보다 폭이 좁은 프리즘 상단을 포함하고,
   상기 상부 광학 패턴부는 상기 프리즘 상단에 형성되되,
   상기 상부 광학 패턴부는 복수의 마이크로 렌즈를 포함하고, 상기 프리즘 경사면의 연장면은 상기 마이크로 렌즈를 관통하며,
   상기 프리즘 상단에서 상기 마이크로 렌즈가 점유하는 비율은 50 내지 78%인 광학 시트.
2. 제1 기재; 및
   상기 제1 기재 상면에 형성되고, 프리즘부 및 상부 광학 패턴부를 포함하는 제1 광변조층을 포함하되,
   상기 프리즘부는 제1 방향으로 연장되고,
   상기 프리즘부는 프리즘 하단, 상기 기재에 대해 경사진 프리즘 경사면 및 상기 기재와 평행하고 상기 프리즘 하단보다 폭이 좁은 프리즘 상단을 포함하고,
   상기 상부 광학 패턴부는 상기 프리즘 상단에 형성되되,
   상기 상부 광학 패턴부는 복수의 마이크로 렌즈를 포함하고, 상기 프리즘 경사면의 연장면은 상기 마이크로 렌즈를 관통하며,
   상기 마이크로 렌즈가 위치하지 않는 상기 프리즘 상단은 요철을 포함하는 광학 시트.
3. 제1 기재; 및
   상기 제1 기재 상면에 형성되고, 프리즘부 및 상부 광학 패턴부를 포함하는 제1 광변조층을 포함하되,
   상기 프리즘부는 제1 방향으로 연장되고,
   상기 프리즘부는 프리즘 하단, 상기 기재에 대해 경사진 프리즘 경사면 및 상기 기재와 평행하고 상기 프리즘 하단보다 폭이 좁은 프리즘 상단을 포함하고,
   상기 상부 광학 패턴부는 상기 프리즘 상단에 형성되되,
   상기 상부 광학 패턴부는 복수의 마이크로 렌즈를 포함하고, 상기 프리즘 경사면의 연장면은 상기 마이크로 렌즈를 관통하며,
   상기 프리즘 경사면과 상기 프리즘 상단이 만나는 프리즘 경계부는 프리즘 모서리를 포함하는 광학 시트.
4. 제1 기재; 및
   상기 제1 기재 상면에 형성되고, 프리즘부 및 상부 광학 패턴부를 포함하는 제1 광변조층을 포함하되,
   상기 프리즘부는 제1 방향으로 연장되고,
   상기 프리즘부는 프리즘 하단, 상기 기재에 대해 경사진 프리즘 경사면 및 상기 기재와 평행하고 상기 프리즘 하단보다 폭이 좁은 프리즘 상단을 포함하고,
   상기 상부 광학 패턴부는 상기 프리즘 상단에 형성되되,
   상기 상부 광학 패턴부는 복수의 마이크로 렌즈를 포함하고, 상기 프리즘 경사면의 연장면은 상기 마이크로 렌즈를 관통하며,
   상기 프리즘 경사면과 상기 프리즘 상단이 만나는 프리즘 경계부는 적어도 하나의 경계부 경사면 및 복수의 완화된 프리즘 모서리를 포함하되, 상기 경계부 경사면의 경사각은 상기 프리즘 경사면 경사각보다 작고, 상기 프리즘 상단보다 큰 광학 시트.
5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 프리즘부와 상기 상부 광학 패턴부는 동일한 물질로 이루어지는 광학 시트.
6. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 복수의 마이크로 렌즈는 상기 제1 방향을 따라 1열로 배열되는 광학 시트.
7. 삭제
8. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 프리즘 경사면과 상기 프리즘 상단이 만나는 프리즘 경계부는 곡면을 포함하는 광학 시트.
9. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 상부 광학 패턴부는 복수의 다각뿔 패턴을 포함하는 광학 시트.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 다각뿔 패턴은 4개의 경사면을 갖는 정사각뿔 패턴이고, 상기 정사각뿔 패턴의 대향하는 2개의 경사면은 상기 프리즘 경사면과 같은 방향을 바라보는 광학 시트.
11. 제1 기재; 및
    상기 제1 기재 상면에 형성되고, 프리즘부 및 상부 광학 패턴부를 포함하는 제1 광변조층을 포함하되,
    상기 프리즘부는 제1 방향으로 연장되고,
    상기 프리즘부는 프리즘 하단, 상기 기재에 대해 경사진 프리즘 경사면 및 상기 기재와 평행하고 상기 프리즘 하단보다 폭이 좁은 프리즘 상단을 포함하고,
    상기 상부 광학 패턴부는 상기 프리즘 상단에 형성되고,
    상기 상부 광학 패턴부는 복수의 다각뿔 패턴을 포함하며,
    상기 다각뿔 패턴은 4개의 경사면을 갖는 정사각뿔 패턴이고, 상기 정사각뿔 패턴의 대향하는 2개의 경사면은 상기 프리즘 경사면과 같은 방향을 바라보고,
    상기 다각뿔 패턴이 위치하지 않는 상기 프리즘 상단은 요철을 포함하는 광학 시트.
12. 제1 항 내지 제4 항, 및 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 기재;
    상기 제2 기재 상에 형성된 제2 광변조층; 및
    상기 제1 기재 하면에 형성된 결합층을 더 포함하되,
    상기 제2 광변조층은 상기 결합층에 적어도 부분적으로 침투되어 결합되는 광학 시트.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 제2 광변조층은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 프리즘 패턴을 포함하는 광학 시트.
14. 제1 항 내지 제4 항, 및 제11 항 중 어느 한 항에 따른 광학 시트를 포함하는 광원 어셈블리.
15. 제1 항 내지 제4 항, 및 제11 항 중 어느 한 항에 따른 광학 시트를 포함하는 액정 표시 장치.
16. 삭제
17. 삭제

Images