KR102280107B1 - 광학시트와 이를 구비한 백라이트 유닛 - Google Patents

광학시트와 이를 구비한 백라이트 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 광학시트는, 제1 프리즘 시트; 상기 제1 프리즘 시트와 접합된 제2 프리즘 시트; 및 상기 제2 프리즘 시트와 접합된 확산 시트;가 일체화되고 상기 제2 프리즘 시트와 상기 확산 시트 사이에 서로 이격된 복수개의 컬럼부가 개재된 광학시트.

Description

광학시트와 이를 구비한 백라이트 유닛{OPTICAL SHEET AND BACK LIGHT UNIT COMPRISING OPTICAL SHEET}
본 발명은 광학시트와 이를 구비한 백라이트 유닛에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있다. 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display), OLED 등 여러 가지 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시 장치로 활용되고 있다.
상기와 같은 표시 장치 중 자체적으로 발광하지 못하는 비발광성 패널을 갖는 표시 장치는 광을 공급하기 위한 백라이트 유닛을 필요로 한다. 이러한 백라이트 유닛은 광원으로 EL(Electro Luminescence), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), 발광 다이오드(LED) 등을 사용한다. 그리고, 백라이트 유닛은 광원에서 방출되는 광이 표시 패널로 균일하게 입사되도록 광원과 표시 패널 사이에 광학 시트를 구비한다.
프리즘 시트, 확산 시트, 보호 시트 등을 차례로 합지하여 이루어지는 일체형 광학시트가 있다. 이러한 광학 시트는 시트의 상부면 또는 하부면에 패턴이 형성되어, 패턴을 통해 입사 또는 출사되는 광의 각도가 변해 표시패널로 균일하게 입사된다. 그런데, 복수 개의 광학 시트가 합지될 때, 광학 시트에 형성된 패턴이 겹치는 문제가 발생한다.
또한 복수 개의 광학 시트를 합지하는 경우, 하부 광학 시트의 패턴이 상부 광학 시트의 배면과 겹쳐 광학 시트의 기능이 저하되는 문제가 발생한다. 특히, 광학 시트 어레이의 박형화를 위해, 접착성 레진을 이용하여 표면에 패턴이 형성된 복수 개의 광학 시트를 합지한 후 패턴을 경화하는 라미네이션 방법으로 광학 시트 어레이를 형성하는 경우, 상술한 광학 시트의 패턴 겹침 정도가 증가한다. 이에 따라 광학 시트 어레이의 확산 혹은 집광 기능이 현저히 저하되는 문제가 발생한다.
특히 광학 시트 어레이의 박형화에 따라 각 시트간의 에어 갭(Air Gap)이 축소되어 확산 및 집광 기능이 저하되고 그에 따라 휘도 및 화상 품위가 저하되는 문제가 있다.
본 발명의 실시예는 에어 갭을 충분히 확보할 수 있는 복수개의 시트의 일체형 광학시트와 이를 구비한 백라이트 유닛을 제공한다.
본 발명의 실시예는 두께를 감소시키면서도 휘도와 화상 품위를 개선한 광학시트와 이를 구비한 백라이트 유닛도 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 광학시트는, 제1 프리즘 시트; 상기 제1 프리즘 시트와 접합된 제2 프리즘 시트; 및 상기 제2 프리즘 시트와 접합된 확산 시트;가 일체화되고 상기 제2 프리즘 시트와 상기 확산 시트 사이에 서로 이격된 복수개의 컬럼부가 개재된 광학시트.
본 발명의 실시예에 따른 광학시트에서 상기 제1 프리즘 시트는, 제1 베이스 필름과 상기 제1 베이스 필름 상부면에 형성된 제1 프리즘 패턴을 포함하는 광학시트.
본 발명의 실시예에 따른 광학시트에서 상기 제2 프리즘 시트는, 제2 베이스 필름과 상기 제2 베이스 필름 상부면에 형성되고 상기 제1 베이스 필름의 배면과 접합된 제2 프리즘 패턴을 포함하는 광학시트.
본 발명의 실시예에 따른 광학시트에서 상기 확산 시트는, 제3 베이스 필름과 상기 제3 베이스 필름 상부면에 형성되고 상기 제2 베이스 필름과 마주하는 확산 패턴을 포함하는 광학시트.
본 발명의 실시예에 따른 광학시트에서 상기 컬럼부는 상기 확산 패턴 상에 형성된 광학시트.
본 발명의 실시예에 따른 광학시트에서 상기 컬럼부는 상기 제2 베이스 필름의 배면에 형성된 광학시트.
본 발명의 실시예에 따른 광학시트에서 상기 컬럼부는 불규칙적으로 형성된 광학시트.
본 발명의 실시예에 따른 광학시트에서 상기 컬럼부는, 원형, 타원형 사각형 또는 다각형의 기둥 형상인 광학시트.
본 발명의 실시예에 따른 광학시트에서 상기 컬럼부의 상면의 지름은 하면의 지름보다 큰 광학시트.
본 발명의 실시예에 따른 광학시트에서 상기 확산 패턴은 불규칙적으로 형성된 광학시트.
본 발명의 실시예에 따른 광학시트에서 상기 제2 프리즘 패턴은, 상기 제2 프리즘 패턴의 끝단이 평평하도록 하여 형성된 프리즘 시트 안착부를 포함하고, 상기 프리즘 패턴 안착부는 상기 제1 베이스 필름의 배면에 접하는 광학시트.
본 발명의 실시예에 따른 광학시트를 구비한 백라이트 유닛에서 제1 프리즘 시트; 상기 제1 프리즘 시트와 접합된 제2 프리즘 시트; 및 상기 제2 프리즘 시트와 접합된 확산 시트;가 일체화되고 상기 제2 프리즘 시트와 상기 확산 시트 사이에 서로 이격된 복수개의 컬럼부가 개재된 광학시트를 구비한 백라이트 유닛.
본 발명의 실시예는 에어 갭을 충분히 확보할 수 있는 복수개의 시트의 일체형 광학시트와 이를 구비한 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예는 두께를 감소시키면서도 휘도와 화상 품위를 개선한 광학시트와 이를 구비한 백라이트 유닛도 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광학시트의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광학시트의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제2 프리즘 시트의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 확산시트의 사시도이다.
도 6은 컬럼부를 구비한 광학시트를 나타낸 도면이다.
도 7은 도광판과 광학 시트를 통과한 빛이 수평광에서 수직광으로 변화하는 정도를 나타낸 그래프이다.
도 8은 확산 시트와 제2 프리즘 시트 사이의 에어 갭에서의 광의 이동 경로를 나타낸 도면이다.
도 9 내지 도 11은 광학시트의 제조 방법을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 광학시트와 이를 구비한 백라이트 유닛의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
소자(element) 또는 층이 다른 소자 또는 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않는 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부 (lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해 되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함 할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/ 또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치(10)는 액정패널(100), 광학시트(200), 도광판(300), 반사시트(400), 가이드 패널(500), 광원(600) 바텀커버(700) 그리고 탑케이스(800)를 포함할 수 있다.
상기 액정패널(100)은 액정패널(100)과 상기 액정패널(100)을 구동하는 PCB(Printed Circuit Board)(110) 그리고 상기 PCB(110)로부터 상기 액정패널(100)로 신호를 제공할 수 있는 전기적 경로를 제공하는 FPC(Flexible Printed Circuit)(120)을 포함할 수 있다.
상기 액정패널(100)은 컬러필터 어레이 기판과 박막트랜지스터 어레이 기판 및 이들 사이에 개재된 액정층을 포함한다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 액정패널(100)은 액정패널(100)을 투과하는 빛이 교차 편광되도록 상기 컬러필터 어레이기판의 전면 및 박막트랜지스터 어레이 기판의 배면에 각각 부착된 전면 편광판 및 후면 편광판을 더 포함할 수 있다.
이러한 액정패널(100)은 화소 단위를 이루는 액정 셀들이 매트릭스 형태로 배열되어 있으며, PCB(110)에서 전달되는 화상 신호 정보에 따라 액정 셀들이 광 투과율을 조절함으로써 화상을 형성하게 된다.
상기 박막트랜지스터 어레이 기판에는 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인이 매트릭스 형태로 형성되어 있으며, 상기 게이트 라인과 데이터 라인이 교차점에는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)가 형성되어 있다.
상기 PCB(110)에서 전달된 신호전압은 박막트랜지스터를 통해 화소전극과 후술할 컬러필터 어레이 기판의 공통전극 사이에 인가되며, 화소전극과 공통전극 사이의 액정은 이 신호전압에 따라 정렬되어 광 투과율을 정하게 된다.
상기 광학시트(200)는 다수의 광학시트가 일체화되어 형성될 수 있다.
상기 광학시트(200)는 도광판(300)으로부터 제공된 광을 확산 및 집광하여 액정패널(100)로 유도할 수 있다.
상기 도광판(300)은 입광부에 배치된 광원(600)으로부터 출사된 광을 액정패널(100)의 배면으로 유도한다.
상기 도광판(300)의 재질로는 강도가 높아 쉽게 변형되거나 깨지지 않으며 투과율이 좋은 PMMA(Polymethy- methacrylate)가 사용될 수 있다. 여기서, 상기 도광판(300)은 하부면이 경사지고 상부면이 평평한 쇄기형(wedge)이거나, 하부면과 상부면이 모두 평행한 판형(plate type)으로 마련될 수 있다. 또한 상기 도광판(300)은 입광부측의 두께가 상대적으로 더 크게 형성될 수 있다.
노트 PC나 핸드폰 등의 소형 제품에 적용되는 액정표시장치의 경우에는 쇄기형(wedge) 형상의 도광판(300)이 적용될 수 있으며, 두께가 두꺼운 쪽의 측벽에 광원(600)가 마련될 수 있다.
상기 가이드 패널(500)은 광학시트(200), 도광판(300), 반사시트(400) 그리고 광원(600)을 포함하는 백라이트 유닛(600)을 고정 및 지지하고 액정패널(100)를 고정 및 지지할 수 있다.
상기 광원(600)은 냉음극 형광램프(Cothode Fluorescent Lamp: CCFL), 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp: EEFL), 발광다이오드(Light Emitting Diode: LED)소자 중 어느 하나가 사용되는데, 여기서는 발광 다이오드 소자(LED소자)를 적용하는 경우를 예로 들고 있다. 또한, 상기 광원(600)은 LED소자와, 상기 LED소자가 실장된 기판을 포함할 수 있다.
상기 바텀 커버(700)는 백라이트 유닛(900)과 액정패널(100)을 수납하고, 탑케이스(800)와 결합할 수 있다.
상기 탑케이스(800)는 사각 테 형상을 가질 수 있고, 상기 바텀 커버(700)와 체결될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광학시트의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 광학시트(200)는 제1 프리즘 시트(210), 제2 프리즘 시트(220) 그리고 확산시트(230)를 포함할 수 있다.
상기 확산시트(230), 제2 프리즘 시트(220) 그리고 제1 프리즘 시트(210) 순서로 라미네이션 가공법(Lamination Treatment)에 따라서 하나의 광학시트(200)로 부착될 수 있다.
실시예에 따른 광학시트(200)는 복수개의 시트류를 접합시켜 박형의 시트로 일체화한 것으로써 백라이트의 두께를 최소화할 수 있는 이점이 있다.
상기 제1 프리즘 시트(210)는 제1 베이스 필름(211)과 상기 제1 베이스 필름(211) 상부면에 형성된 복수 개의 제1 프리즘 패턴(212)를 포함할 수 있다.
상기 제2 프리즘 시트(220)는 제2 베이스 필름(221)과 상기 제2 베이스 필름(221) 상부면에 형성된 복수 개의 제2 프리즘 패턴(222)를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 프리즘 시트(210, 220)는 확산 시트(230)에서 확산된 빛을 상부의 액정패널(100)의 평면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 제1 및 제2 프리즘 패턴(221, 222)는 서로 평행하게 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 프리즘 시트(210, 220) 각각에 형성된 제1 및 제2 프리즘 패턴(212, 222)은 소정의 각도를 이룰 수 있다. 따라서, 상기 제1 및 제2 프리즘 시트(210, 220)를 통과한 빛은 거의 대부분 수직하게 진행되어 균일한 휘도 분포를 제공할 수 있다. 또한 가장 상부에 보호시트(미도시)를 배치하여 스크래치에 약한 제1 프리즘 패턴(212, 222)를 보호할 수 있다.
상기 제1 및 제2 프리즘 패턴(212, 222)는 산과 골을 갖도록 형성될 수 있고, 제1 및 제2 베이스 필름(211, 221) 각각의 양변 중 어느 하나의 변은 0도 이상 90도 이하의 각을 가질 수 있다.
도면상으로 상기 제1 및 제2 프리즘 패턴(212, 222) 각각을 구성하는 복수개의 패턴들 각각의 폭은 서로 일정한 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 상기 제1 및 제2 프리즘 패턴(212, 222) 각각을 구성하는 복수개의 패턴들 각각의 폭은 서로 다를 수 있다.
도면 상으로 상기 제1 및 제2 프리즘 패턴(212, 222)이 삼각형 형상을 가지고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 반 원통 형상 등 다양한 형상이 될 수 있다.
제1 및 제2 프리즘 시트(210, 220)는 확산 시트(230)에 의해 확산된 광의 진행 각도를 액정 패널(100)에 수직하도록 변환시켜 휘도를 향상시키고 시야각을 개선할 수 있다.
상기 제2 프리즘 시트(220)의 제2 프리즘 패턴(222)는 프리즘 시트 안착부(223)을 포함할 수 있다.
상기 프리즘 시트 안착부(223)는 상기 제1 프리즘 시트(210)와 제2 프리즘 시트(220)를 합착할 때 상기 제2 프리즘 시트(220)의 제2 프리즘 패턴(222)이 상기 제1 프리즘 시트(210)의 제1 베이스 필름(211)의 배면에 손상을 방지하도록 할 수 있다. 즉 상기 프리즘 시트 안착부(223)는 상기 제2 프리즘 패턴(222)의 상부 끝 단이 평평한 면을 가지도록 하여 형성될 수 있다. 그리하여 상기 프리즘 시트 안착부(223)는 상기 제2 프리즘 패턴(222)이 상기 제1 베이스 필름(211)에 스크래치 등의 손상을 가하는 것을 방지할 수 있다.
상기 확산 시트(230)는 제3 베이스 필름(231)과 상기 제3 베이스 필름(231) 상부면에 형성된 확산 패턴(232)를 포함할 수 있다.
상기 확산 패턴(232)는 TiO2, SiO2 등과 같은 물질로 형성될 수 있다. 상기 확산 패턴(232)는 크기가 5㎛ 내지 50㎛인 복수 개의 비즈(Beads)가 바인더에 의해 고정된 구조가 될 수 있다.
도면 상으로 상기 확산 패턴(232)들 각각은 서로 이격되어 규칙적으로 배열된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 확산 패턴(232)들은 불규칙하게 형성될 수 있고, 상기 확산 패턴(232)들 중 일부는 서로 겹쳐질 수 있다.
상기 확산 시트(230)는 도광판(300)으로부터 입사된 광을 액정 패널(100)로 향하게 하고 넓은 범위에서 균일한 분포를 가지도록 광을 확산시켜 표시 패널에 조사하도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광학시트의 측면도이다.
도 3을 참조하면, 광학시트(200)를 더 구체적으로 설명한다.
제1 프리즘 시트(210)는 제1 베이스 필름(211)과 상기 제1 베이스 필름(211)의 상부면에 형성된 제1 프리즘 패턴(212)를 포함하고, 상기 제1 프리즘 패턴(212)은 액정 패널(100) 마주할 수 있다.
제2 프리즘 시트(220)는 제2 베이스 필름(221)과 상기 제2 베이스 필름(221)의 상부면에 형성된 제2 프리즘 패턴(212)을 포함하고, 상기 제2 프리즘 패턴(212)은 상기 제1 베이스 필름(211)과 마주 할 수 있다. 그리고 상기 제2 프리즘 패턴(212)은 상기 제1 베이스 필름(211)과 접촉할 수 있다. 상기 제2 프리즘 패턴(212)이 상기 제1 베이스 필름(211)과 접촉하는 경우 상기 제2 프리즘 패턴(212)의 프리즘 시트 안착부(213)이 상기 제1 베이스 필름(211)의 배면과 접촉할 수 있다.
상기 제2 프리즘 시트(220)의 제2 베이스 필름(221)의 배면에는 컬럼부(224)가 형성될 수 있다.
상기 컬럼부(224)는 상기 제2 베이스 필름(221)과 확산 시트(230) 사이에 이격 공간을 형성할 수 있다. 상기 제2 베이스 필름(221)과 확산 시트(230) 사이에 이격 공간은 공기 공간, 즉 에어 갭(Air Gap) 역할을 하여 휘도를 향상시킬 수 있다.
상기 컬럼부(224)는 별도로 형성되어 상기 제2 베이스 필름(221)에 부착되거나 상기 제2 베이스 필름(221)과 일체로 형성될 수 있다.
상기 컬럼부(224)의 일면은 상기 제2 베이스 필름(221)의 배면에 접촉하고 타면은 확산 패턴(232)에 접촉할 수 있다.
이와 달리 상기 컬럼부(224)는 확산 시트(230)에 형성될 수 있다.
상기 컬럼부(224)는 상기 확산 시트(230)의 확산 패턴(232) 상에 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제2 프리즘 시트의 사시도이다.
도 4를 참조하면, 제2 프리즘 시트(220)의 제2 베이스 필름(221)의 배면에는 컬럼부(224)가 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.
즉, 상기 제2 베이스 필름(221)의 일면에는 제2 프리즘 패턴(222)이 상기 제2 베이스 필름(221)의 타면에는 컬럼부(224)가 형성될 수 있다.
상기 컬럼부(224)는 규칙적으로 배열될 수 있다. 이 경우 상기 컬럼부(224)들 간의 이격 거리(L1)는 500um 이하게 될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니고 제2 프리즘 시트(220)와 확산 시트(230) 사이의 에어 갭의 사이즈에 따라서 달리 결정될 수 있다.
또한 이와 달리 상기 컬럼부(224)가 불규칙적으로 배열될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 확산시트의 사시도이다.
도 5를 참조하면, 확산시트(230)는 제3 베이스 필름(231)과 상기 제3 베이스 필름(231)의 상부면에 불규칙적으로 형성된 확산 패턴(232) 그리고 상기 확산 패턴(232) 상에 형성된 컬럼부(224)를 포함할 수 있다.
도 5에 따른 실시예는 도 4에서 설명한 실시예와 달리 컬럼부(224)가 확산시트(230) 상에 형성될 수 있다.
상기 컬럼부(224)는 규칙적으로 형성될 수 있다. 상기 컬럼부(224)가 규치적으로 상기 확산시트(230) 상에 형성되는 경우 상기 컬럼부(224)들 간의 거리(L2)는 500um 이하게 될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니고 제2 프리즘 시트(220)와 확산 시트(230) 사이의 에어 갭의 정도와 위치 그리고 사이즈에 따라서 달라질 수 있다.
또한 상기 컬럼부(224)의 규칙적인 배열과는 달리 도면에 도시된 바와 같이 불규칙적으로도 형성될 수 있다.
도 6은 컬럼부를 구비한 광학시트를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 제2 프리즘 시트(220)와 확산 시트(230) 사이에 컬럼부(224)가 개재될 수 있다.
상기 컬럼부(224)는 원통 형상이 될 수 있다.
상기 컬럼부(224)에서 확산 시트(230)와 마주하는 면의 지름(L3)은 상기 제2 프리즘 시트(220)와 마주하는 면의 지름(L4)보다 작을 수 있다. 즉 하측 원에서 상측 원으로 갈수록 지름이 커지는 형상이 될 수 있다. 또한 상기 하측 원의 지름(L3)은 수십 um 에서 수백 um가 될 수 있다.
또한 컬럼부(224)는 상기 하측 원과 상측 원의 지름이 다르기 때문에 상기 하측 원과 상측원을 잇는 경사면을 가질 수 있고, 상기 경사면은 확산 시트(230)와 일정한 각도(
Figure 112014059457335-pat00001
)를 가질 수 있다.
이와 같이 하측 원이 상측 원의 지름보다 작은 경우, 도광판(300)으로부터 제공된 광이 확산시트(230)를 통과하여 공기층과 접촉할 때 상기 광이 상기 공기층과 접촉하는 면적이 커질 수 있다.
또한 상측 원이 하측 원보다 지름이 크기 때문에 제2 프리즘 시트(220)와 확산시트(230)의 사이 공간에서 안정적인 기둥 역할을 할 수 있다.
또한 상기 컬럼부(224)의 상측 원과 하측 원 사이의 거리에 따라서 제2 프리즘 시트(220)과 확산 시트(230) 사이의 높이(h)가 결정될 수 있다.
상기 제2 프리즘 시트(220)과 확산 시트(230) 사이의 높이(h)는 수 um에서 수백 um가 될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이 상기 컬럼부(224)의 바람직한 형상으로 원통 형상을 소개하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고 제2 프리즘 시트(220)와 확산 시트(230) 사이에 개재되어 기둥 역할을 할 수 있는 형상이라면 어떠한 형상도 가능하다. 예를 들어 상기 컬럼부(224)는 원형 외에 타원, 사각형 그리고 다각형 등 여러 가지 형상을 가질 수 있다.
도 7은 도광판과 광학 시트를 통과한 빛이 수평광에서 수직광으로 변화하는 정도를 나타낸 그래프이다. 그리고 도 8은 확산 시트와 제2 프리즘 시트 사이의 에어 갭에서의 광의 이동 경로를 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 도광판(300)으로부터 출사된 광은 수평에 가까운 수평광을 많이 포함하고 있다. 이러한 수평광은 확산시트(230)와 제2 프리즘 시트(220) 그리고 제1 프리즘 시트(210)를 통과하면서 수직광으로 변화하여 액정패널(100)로 향한다.
액정패널(100)로 향하는 광이 수직 광을 많이 포함하는 것이 휘도 향상이 유리하다.
여기서 확산 시트(230)로부터 출사된 광이 제2 프리즘 시트(220)를 통과하면서 수평광에서 수직광으로 전환하기 위해서는 확산 시트(230)와 제2 프리즘 시트(220) 사이에 에어 갭이 충분히 확보되는 것이 필요하다. 그러나 제1 및 제2 프리즘 시트(210, 220)와 확산 시트(230)를 일체형으로 형성하는 경우 에어 갭이 충분히 확보되지 못할 수 있다. 그러나 본 발명에 따른 실시예는 제2 프리즘 시트(220)와 확산 시트(230) 중 어느 하나에 컬럼부(224)를 구비함으로써 상기 제2 프리즘 시트(220)와 확산 시트(230) 사이에 충분한 에어 갭을 형성 시킨다. 그리고 상기 에어 갭은 광의 확산 및 집광 기능을 향상시킨다. 그리하여 확산 시트(230)와 제2 프리즘 시트(220)를 통과하는 빛이 충분히 수평광에서 수직광으로 굴절될 수 있다.
또한 상기 확산 시트(230)에는 불규칙적인 확산 패턴(232)을 포함할 수 있고, 이러한 확산 패턴(232)을 구비한 확산 시트(230)를 제2 프리즘 시트(220)와 접합한 이후에 이러한 확산 패턴(232)이 얼룩으로 시인될 수 있으나, 확산 시트(230)와 제2 프리즘 시트(220) 사이의 컬럼부(224)에 따른 충분한 에어 갭을 형성하여 휘도를 향상시킴으로써 확산 패턴(232)의 얼룩이 나타나는 문제를 해결할 수 있는 효과를 가진다.
또한 일체형 광학시트(200)는 여러 장의 시트를 접합하여 형성된 것이므로 신뢰성이 향상되고 두께가 얇아 백라이트의 두께를 감소시키면서도 휘도 및 화상 품위를 향상시킬 수 있다.
<광학시트의 제조 방법>
도 9 내지 도 11은 광학시트의 제조 방법을 도시한 도면이다.
도 9 내지 11을 참조하면, 확산시트(230)는 제3 베이스 필름(231) 상에 UV 레진을 도포하고 확산 패턴(232)와 컬럼부(224)의 형상에 대응하는 몰드(240)를 대응시킨다.
자외선을 조사여 UV 레진을 경화시켜 확산 패턴(232)과 컬럼부(224)를 형성할 수 있다.
이와 같은 방식은 제1 및 제2 프리즘 시트(210, 220)를 제조하는 방법에도 동일하게 적용할 수 있다.
한편 제2 프리즘 시트(220)에 컬럼부(224)를 형성하는 경우에도 전술한 과정에 따라 설명할 수 있다.
이와 같이 제조형 금형이나 몰드를 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 광학시트(200)를 제조할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 내지 제3 베이스 필름(211, 221, 231) 각각은 25um의 두께를 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 내지 제3 베이스 필름(211, 221, 231) 각각은 25um의 두께를 가지는 경우, 상기 제1 및 제2 프리즘 시트(210, 220)과 확산 시트(230)를 합착한 일체형 광학시트(200)의 전체 두께는 127um가 될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 및 제2 프리즘 시트(210, 220)의 제1 및 제2 베이스 필름(211, 221)의 재질은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스틸렌 및 에폭시 수지로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기 제1 및 제2 프리즘 시트(210, 220)의 제1 및 제2 프리즘 패턴(212, 222) 각각은 자신의 베이스 필름(211, 221)의 굴절률보다 큰 재질로 이루어질 수 있다. 이는 상기 제1 및 제2 프리즘 패턴(212, 222)의 굴절률이 상기 자신의 베이스 필름(211, 221)의 굴절률보다 작으면, 상기 자신의 베이스 필름(211, 221) 하부면으로 입사된 광의 일부가 상기 제1 및 제2 프리즘 패턴(212, 222) 하부면에서 전반사되어 상기 제1 및 제2 프리즘 패턴(212, 222) 내부로 입사되지 못할 수 있기 때문이다.
확산 시트(232)의 제3 베이스 필름(231)의 재질은 확산 패턴(232)에 대해 어느 정도 접착력을 가질 수 있으며, 자신의 광투과도가 높아 확산 패턴(232)에 형상을 주지 않을 수 있다. 이를 위해 상기 제3 베이스 필름(231)의 재질은 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스틸렌 및 에폭시로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
확산 시트(230)의 확산 패턴(232) 광투과율 및 광확산율을 높이기 위하여 유기 및 무기 입자 중 적어도 어느 하나의 물질로 이루어 질 수 있다.
상기 유기 입자의 재질은, 예를 들어, 아크릴계 입자, 올레핀계 입자, 아크릴계 및 올레핀계의 공중합체 입자, 및 다층 다성분계 입자로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다. 여기서, 아크릴계 입자는, 예를 들어, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 노말부틸메타크릴레이트, 노말부틸메틸메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 히드록시에틸메타크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트, 히드록시 에틸아크릴레이트, 아크릴아미드, 메티롤아크릴아미드, 글리시딜메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 노말부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 중합체, 또는 공중합체, 또는 삼원 공중합체로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다. 여기서, 올레핀계 입자는, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리스타이렌 및 폴리프로필렌으로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다. 여기서, 다층 다성분계 입자는 아크릴계 및 올레핀계의 공중합체 입자, 또는 단일중합체 입자를 형성한 후, 그 층위에 다른 종류의 단량체로 덮어 씌워서 만든 입자를 말한다.
상기 무기 입자의 재질은, 예를 들어, 산화규소, 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화지르코늄 및 불화마그네슘으로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10 표시장치
100 액정패널
110 PCB
120 FPC
200 광학시트
210 제1 프리즘 시트
211 제1 베이스 필름
212 제1 프리즘 패턴
220 제2 프리즘 시트
221 제2 베이스 필름
222 제2 프리즘 패턴
223 프리즘 시트 안착부
224 컬럼부
230 확산 시트
231 제3 베이스 필름
232 확산 패턴
240 몰드
300 도광판
500 가이드 패널
600 광원
700 바텀커버
800 탑케이스
900 백라이트 유닛

Claims (12)

  1. 제1 프리즘 시트;
    상기 제1 프리즘 시트와 접합된 제2 프리즘 시트; 및
    상기 제2 프리즘 시트와 접합된 확산 시트;가 일체화되고,
    상기 확산 시트는, 제3 베이스 필름 및 상기 제3 베이스 필름 상부면에 형성되어 상기 제2 프리즘 시트의 배면과 마주보는 확산 패턴을 포함하고,
    상기 제2 프리즘 시트와 상기 확산 시트 사이에는 서로 이격된 복수개의 컬럼부가 개재되고,
    상기 복수개의 컬럼부의 일면은 상기 제2 프리즘 시트의 배면에 접촉하고, 상기 복수개의 컬럼부의 타면은 상기 확산 패턴과 접촉함으로써, 상기 제2 프리즘 시트와 상기 확산 패턴 사이에는 에어 갭(Air Gap)이 형성되며,
    상기 복수개의 컬럼부의 상기 일면의 너비는 상기 복수개의 컬럼부의 상기 타면의 너비보다 큰 광학시트.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 프리즘 시트는,
    제1 베이스 필름과 상기 제1 베이스 필름 상부면에 형성된 제1 프리즘 패턴을 포함하는 광학시트.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 프리즘 시트는,
    제2 베이스 필름과 상기 제2 베이스 필름 상부면에 형성되고 상기 제1 베이스 필름의 배면과 접합된 제2 프리즘 패턴을 포함하는 광학시트.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 컬럼부는 상기 제2 베이스 필름의 배면에 형성된 광학시트.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 컬럼부는 불규칙적으로 형성된 광학시트.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 컬럼부는,
    원형, 타원형 사각형 또는 다각형의 기둥 형상인 광학시트.
  9. 삭제
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 확산 패턴은 불규칙적으로 형성된 광학시트.
  11. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 프리즘 패턴은,
    상기 제2 프리즘 패턴의 끝단이 평평하도록 하여 형성된 프리즘 시트 안착부를 포함하고,
    상기 프리즘 패턴 안착부는 상기 제1 베이스 필름의 배면에 접하는 광학시트.
  12. 제1 프리즘 시트; 상기 제1 프리즘 시트와 접합된 제2 프리즘 시트; 및 상기 제2 프리즘 시트와 접합된 확산 시트;가 일체화되고 상기 제2 프리즘 시트와 상기 확산 시트 사이에 서로 이격된 복수개의 컬럼부가 개재된 광학시트를 구비하고,
    상기 확산 시트는, 제3 베이스 필름 및 상기 제3 베이스 필름 상부면에 형성되어 상기 제2 프리즘 시트의 배면과 마주보는 확산 패턴을 포함하고,
    상기 복수개의 컬럼부의 일면은 상기 제2 프리즘 시트의 배면에 접촉하고, 상기 복수개의 컬럼부의 타면은 상기 확산 패턴과 접촉함으로써, 상기 제2 프리즘 시트와 상기 확산 패턴 사이에는 에어 갭(Air Gap)이 형성되며,
    상기 복수개의 컬럼부의 상기 일면의 너비는 상기 복수개의 컬럼부의 상기 타면의 너비보다 큰 백라이트 유닛.
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