KR102571687B1 - 프리즘 시트 및 이를 구비한 백 라이트 유닛과 액정 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반치각 규격을 만족시키면서도 휘도 특성을 더욱 향상시킬 수 있는 프리즘 시트 및 이를 구비한 백 라이트 유닛과 액정 표시장치에 관한 것에 관한 것으로, 본 발명에서의 프리즘 시트는 베이스 필름, 및 단면 형상이 삼각산 형상이면서도 삼각 형상의 전면 모서리 부분은 미리 설정된 반치각을 조성하도록 곡률 반경을 갖고 곡선형태로 구성되어 상기 베이스 필름 전면에 배열된 복수의 프리즘을 포함하여 구성되는바, 프리즘 시트의 프리즘 단면 형상을 변형하여 반치각 특성을 높임으로써 광의 휘도 특성이 저하되지 않도록 하여 이전까지 만족시키지 못했던 반치각 규격을 만족시킬 수 있으며, 프리즘 단면 형상을 변형하여 서로 동일하거나 다른 형상의 프리즘들이 일정하게 배열되도록 함으로써 광의 휘도 특성을 개선하고 광 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 이룰 수 있다.

Description

프리즘 시트 및 이를 구비한 백 라이트 유닛과 액정 표시장치{PRISM SHEET, BACK LIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THEREOF}

본 발명은 프리즘 시트 및 이를 구비한 백 라이트 유닛과 액정 표시장치에 관한 것으로, 특히 반치각 규격을 만족시키면서도 휘도 특성을 더욱 향상시킬 수 있는 프리즘 시트에 관한 것이다.

동화상 표시에 유리하고 콘트라스트비(Contrast Ratio)가 큰 특징을 보여 TV, 모니터 등에 활발하게 이용되는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display Device)는 액정의 광학적 이방성(Optical Anisotropy)과 분극 성질(polarization)에 의한 화상 구현 원리를 나타낸다.

이러한 액정 표시장치의 액정패널은 각 화소의 전기장 특성으로 액정 분자의 배열방향을 변화시켜 투과율 차이로 밝기를 구현한다. 하지만, 액정패널은 자체 발광요소를 갖추지 못한 관계로 투과율 차이를 화상으로 표시하기 위해서 별도의 광원을 요구하고, 이에 액정패널 배면에는 광원이 내장된 백 라이트 유닛이 배치된다.

백 라이트 유닛은 광원에서 출사된 광의 휘도를 향상시키기 위하여 하나 이상의 확산시트와 프리즘 시트를 포함한 다수의 광학시트를 구비한다. 특히, 고휘도를 구현하기 위해서는 확산시트와 복수의 프리즘 시트를 여러 장 겹쳐서 사용하기도 한다.

그러나 액정 표시장치는 휴대용 이동통신 단말기기는 물론 모니터 및 벽걸이형 영상 홍보장치로도 그 사용영역이 점차 넓어지고 있기 때문에 더욱 경량, 박형의 액정표시장치를 구현하려 노력을 기울이고 있다. 특히, 그 두께를 증가시키지 않으면서 휘도를 향상시킬 수 있는 기술이 더욱 요구되고 있다.

이와 더불어 상시 영상 홍보장치로 사용되는 커머셜(Commercial) 제품들의 경우는 더욱 경량 박형으로 요구되면서도 상하 좌우의 반치각 특성이 모두 38도 이상 각도를 구현하도록 규격화하여 요구하고 있다. 여기서, 반치각은 광원에서 출사되는 휘도 피크치의 50%가 되는 각도로서, 백 라이트 유닛에서 출사되는 휘도 피크치의 50%가 되는 반치각이 38도 이상 유지 및 형성하도록 규격화하고 있다.

하지만, 종래의 액정 표시장치로는 반치각 특성 38도 이상을 구현하기 위해 광을 더욱 산란시켜야 했기 때문에 휘도 저감을 감수해야 했으며, 반대로 휘도 특성을 높이기 위해서는 반치각을 감소시켜 시야각이 좁아지게 되는 상황을 감수해야하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 광학 시트 중 프리즘 시트의 삼각 프리즘 단면 형상을 변형하고 서로 동일하거나 다른 형상의 삼각 프리즘들이 일정하게 배열되도록 함으로써, 반치각 특성을 높여서 광의 휘도 특성을 더욱 향상시킬 수 있는 프리즘 시트 및 이를 구비한 백 라이트 유닛과 액정 표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 바와 같이 광학 시트 특히 프리즘 시트를 통해 출사되는 광의 반치각 특성을 높여서 광의 휘도 특성이 저하되지 않도록 하거나 휘도 특성을 더 향상시키기 위해서는 삼각 프리즘 단면 형상을 변형하고, 서로 동일하거나 다른 형상의 삼각 프리즘들이 일정하게 배열되도록 함으로써, 그 목적을 달성할 수 있다. 이를 위해 본 발명에 따른 프리즘 시트는 베이스 필름, 및 단면 형상이 삼각산 형상이면서도 삼각 형상의 전면 모서리 부분은 미리 설정된 반치각을 조성하도록 곡률 반경을 갖고 곡선형태로 구성되어 상기 베이스 필름 전면에 배열된 복수의 프리즘을 포함하여 구성된다.

또한, 전술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 백 라이트 유닛은 바텀 커버, 바텀 커버의 내부에 배치된 도광판, 도광판으로 광을 조사하는 적어도 하나의 발광 모듈, 및 도광판 전면에 배치되어 도광판으로부터의 광을 집광시켜 출사하는 적어도 하나의 프리즘 시트를 포함하며, 여기서 적어도 하나의 프리즘 시트는 베이스 필름, 및 단면 형상이 삼각산 형상이면서도 삼각 형상의 전면 모서리 부분은 미리 설정된 반치각을 조성하도록 곡률 반경을 갖고 곡선형태로 구성되어 상기 베이스 필름 전면에 배열된 복수의 프리즘을 포함하여 구성된다.

이와 아울러, 전술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 백 라이트 유닛은 복수의 화소 영역이 정의되어 영상을 표시하는 액정패널, 및 액정패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛을 구비한 액정 표시장치에 구성에 있어, 백 라이트 유닛은 바텀 커버의 내부에 배치된 도광판, 도광판으로 광을 조사하는 적어도 하나의 발광 모듈, 및 도광판 전면에 배치되어 도광판으로부터의 광을 집광시켜 출사하는 적어도 하나의 프리즘 시트를 포함하며, 적어도 하나의 프리즘 시트는 베이스 필름, 및 단면 형상이 삼각산 형상이면서도 삼각 형상의 전면 모서리 부분은 미리 설정된 반치각을 조성하도록 곡률 반경을 갖고 곡선형태로 구성되어 상기 베이스 필름 전면에 배열된 복수의 프리즘을 포함하여 구성된다.

전술한 바와 같은 다양한 기술 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 프리즘 시트 및 이를 구비한 백 라이트 유닛과 액정 표시장치는 프리즘 시트의 프리즘 단면 형상을 변형하여, 반치각 특성을 높임으로써 광의 휘도 특성이 저하되지 않도록 하고 이전까지 만족시키지 못했던 반치각 규격을 만족시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 프리즘 단면 형상을 변형하여 서로 동일하거나 다른 형상의 프리즘들이 일정하게 배열되도록 함으로써 광의 휘도 특성을 개선하고 광 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 이룰 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 프리즘 시트를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 단면을 구체적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 프리즘 시트의 프리즘 형상 변형에 따른 반치각 특성 및 광 출사 효율을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 프리즘 배열 형태를 다양하게 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1의 I-I' 단면을 구체적으로 나타낸 다른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 프리즘 시트가 구비된 에지 형 백 라이트 유닛과 액정 표시장치를 구체적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 프리즘 시트가 구비된 직하 형 백 라이트 유닛과 액정 표시장치를 구체적으로 나타낸 다른 사시도이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 프리즘 시트 및 이를 구비한 백 라이트 유닛과 액정 표시장치를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 프리즘 시트를 나타낸 사시도이다. 그리고 도 2는 도 1의 I-I' 단면을 구체적으로 나타낸 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 프리즘 시트(121)는 베이스 필름(121a), 및 베이스 필름(121a) 전면에서 서로 동일하거나 다른 반치각을 조성하도록 일정하게 배열된 복수의 프리즘(121b,121c)을 포함한다.

베이스 필름(121a)은 폴리 에틸렌 수지(PET; Polyethylene Terephthalate)나 투명성 플라스틱 수지 또는 아크릴계 수지 등으로 구성될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니므로 PET와 같이 내구성이 강하고 전기적 성질이 우수하며 극히 얇은 필름이라면 대체 가능하다.

복수의 프리즘(121b,121c)은 베이스 필름(121a) 전면에 일정하게 배열 또는 패터닝되어 구성될 수 있다. 이러한 복수의 프리즘(121b,121c)은 아크릴계 수지, 불소 함유 화합물 및 규소 함유 화합물 중 적어도 하나의 물질을 포함하여 구성될 수 있다.

복수의 프리즘(121b,121c)은 그 단면이 삼각 형상이지만 전면부 모서리 부위에는 미리 설정된 곡률을 갖도록 구성된다. 다시 말해, 본 발명에서 각각의 프리즘(121b,121c) 단면 형상은 삼각 산(Peak) 형상이면서도 삼각 형상의 전면 모서리 부분은 미리 설정된 반치각을 조성하도록 곡선형태로 형성되어 곡률과 곡률 반경(Radius of Curvature)을 갖도록 구성된다.

반치각은 광원으로부터의 광이 투과 및 출사되는 전면 휘도 피크치의 50%가 되는 각도로서, 여기서는 광원에서 출사되어 프리즘 시트(121)나 프리즘 시트(121)의 적어도 한 프리즘(121b,121c)을 투과했을 때 휘도 피크치의 50%가 되는 각도이다. 따라서, 피크 발광 휘도가 전면에서 100cd/m2(=nit)일 경우, 프리즘 시트(121)의 적어도 한 프리즘(121b,121c)을 투과했을 때 발광 휘도가 50cd/m2으로 관측되는 어느 한 각도가 반치각이 된다. 이에, 반치각이 38도 이상으로 형성되도록 하고자 할 때는 38도 이상의 반치각이 형성되도록 삼각 형상의 전면 모서리 부분에 곡률을 형성하고 그에 대응하는 곡률 반경을 유지하도록 한다.

도 2를 참조하면, 복수의 프리즘(121b,121c)은 삼각 형상 단면의 전면 모서리 부분이 미리 설정된 제1 반치각을 조성하는 곡률과 곡률 반경을 갖도록 구성된 복수의 제1 프리즘(121b), 및 삼각 형상 단면의 전면 모서리 부분이 제1 반치각과는 다른 제2 반치각을 조성하는 곡률과 곡률 반경을 갖도록 구성된 복수의 제2 프리즘(121c)을 포함하여 구성될 수 있다.

복수의 제1 프리즘(121b)이 조성하는 제1 반치각은 42도가 될 수도 있다. 이와 달리 복수의 제2 프리즘(121c)이 조성하는 제2 반치각은 39도가 될 수도 있다. 이에, 복수의 제1 프리즘(121b)과 복수의 제2 프리즘(121c) 각각은 42도와 39도의 반치각이 각각 조성되도록 삼각 형상의 전면 모서리 부분에 곡률을 형성되고 그에 대응하는 곡률 반경 또한 유지되도록 구성된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 반치각을 조성하는 복수의 제1 프리즘(121b)과 제2 반치각을 조성하는 복수의 제2 프리즘(121c)은 적어도 하나씩 서로 교번적으로 배치되어 구성될 수 있다. 다시 말해, 복수의 제1 및 제2 프리즘(121b,121c)이 하나씩 서로 교번적으로 배열될 수도 있고, 복수의 제1 및 제2 프리즘(121b,121c)이 2개나 3개 이상의 복수 단위로 서로 교번적으로 배열되어 구성될 수도 있다.

도 3은 프리즘 시트의 프리즘 형상 변형에 따른 반치각 특성 및 광 출사 효율을 설명하기 위한 단면도이다.

도 3을 참조하면, 프리즘 시트(121)에 형성되는 프리즘의 단면 형상은 반구형이나 삼각형 또는 다양한 형태의 다각형상으로 구성될 수도 있다.

도 3(a)와 같이 프리즘의 단면 형상이 일정한 곡률을 갖는 반구형인 경우, 반구형의 곡률은 곡률 단위인 R값으로 30R이며, 곡률 30R인 반구형은 전면 방향에서의 상하 반치각이 44도이다. 그리고 곡률 30R인 반구형은 측면 방향에서의 좌우 반치각이 51도이다. 이 경우 실험치 상으로 광 효율은 105%이다. 이와 같이, 프리즘의 단면 형상이 일정한 곡률을 갖는 반구형인 경우에는 상하 및 좌우 반치각이 규격 범위인 38도 이상을 유지할 수는 있으나, 반치각이 넓어질수록 산란으로 인한 광효율이 저하될 수밖에 없다.

반면, 3(b)와 같이 프리즘의 단면 형상이 곡률을 갖지 않는 삼각형인 경우, 삼각형은 곡률이 없는 0R이다. 곡률이 0인 삼각형은 배면의 광원과 삼각형의 측면각이 항상 일정하기 때문에 전면 방향에서의 상하 반치각이 31도로 좁다. 그리고 삼각형은 측면 방향에서의 좌우 반치각이 49도이다. 이 경우 실험치 상으로 광 효율은 122%이다. 이와 같이, 프리즘의 단면 형상이 곡률 없는 삼각형인 경우에는 상하 반치각이 규격 범위인 38도 이하이다. 반치각이 좁으면 일직선상의 광 효율을 좋아지지만 반치각이 좁아져 시야각은 좁아질 수밖에 없다.

3(c)와 같이, 삼각 형상 단면의 전면 모서리 부분에만 곡률과 곡률 반경을 갖도록 구성된 복수의 제1 프리즘(121b)의 경우는 미리 설정된 제1 반치각을 조성할 수 있게 전면 모서리 부분에 42도인 제1 반치각이 조성되도록 굴곡이 구성될 수 있다. 이 경우, 전면 곡률은 7R이며, 전면 방향에서의 상하 반치각은 42도이다. 그리고 측면 방향에서의 좌우 반치각은 49도이며, 실험치 상으로 광 효율은 105%이다. 이와 같이, 전면 모서리 부분에만 곡률과 곡률 반경을 갖도록 한 제1 프리즘(121b)의 경우는 상하 및 좌우 반치각이 규격 범위인 38도 이상을 유지할 수는 있으나, 광 효율은 다소 저하됨을 판단할 수 있다.

반면, 3(d)와 같이, 삼각 형상 단면의 전면 모서리 부분에만 곡률과 곡률 반경을 갖도록 구성된 복수의 제2 프리즘(121c)의 경우는 미리 설정된 제2 반치각을 조성할 수 있게 전면 모서리 부분에 39도인 제2 반치각이 조성되도록 곡률이 형성 또는 구성될 수 있다. 이 경우, 전면 곡률은 6R이며, 전면 방향에서의 상하 반치각은 39도이다. 그리고 측면 방향에서의 좌우 반치각은 49도이며, 실험치 상으로 광 효율은 110%이다. 이와 같이, 제2 프리즘(121c)의 경우는 제1 프리즘(121b)에 비해 상하 반치각 특성을 다소 떨어지나 광 효율은 더 개선되었음을 판단할 수 있다.

이에, 제1 반치각을 조성하는 복수의 제1 프리즘(121b)과 제2 반치각을 조성하는 복수의 제2 프리즘(121c)을 적어도 하나씩 서로 교번적으로 배치시켜 구성하면, 상하 반치각 특성과 광 효율을 적절하여 조절하여 개선할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 프리즘 배열 형태를 다양하게 도시한 단면도이다.

도 4(a)는 베이스 필름(121a) 상에 제1 반치각을 조성하는 복수의 제1 프리즘(121b)만 배치된 일 예를 나타낸다. 복수의 제1 프리즘(121b)만 배치되는 경우는 전면 방향에서의 상하 반치각은 42도이고 좌우 반치각은 49도이며, 광 효율은 105%이다. 따라서, 복수의 제1 프리즘(121b)만 배치하면 상하 및 좌우 반치각을 넓게 유지할 수 있기 때문에 광 효율보다는 시야각 특성을 더 중요하게 설정하는 소형 패널이나 소형 표시장치들에 적용할 수 있다.

도 4(b)는 베이스 필름(121a) 상에 제2 반치각을 조성하는 복수의 제1 프리즘(121c)만 배치된 일 예를 나타낸다. 복수의 제2 프리즘(121c)만 배치하는 경우는 전면 방향에서의 상하 반치각은 39도이고 측면 방향에서의 좌우 반치각은 49도이며, 광 효율은 110%이다. 따라서, 복수의 제2 프리즘(121c)만 배치하면 상하 및 좌우 반치각은 좁아지더라도 광 효율을 높일 수 있기 때문에 시야각 특성보다는 광 효율을 더 중요하게 설정하는 조명 장치나 대형 패널에 적용할 수 있다.

반면, 4(c)는 베이스 필름(121a) 상에 제1 반치각을 조성하는 복수의 제1 프리즘(121b)과 제2 반치각을 조성하는 복수의 제2 프리즘(121c)을 하나씩 서로 교번적으로 배치시켜 구성한 일 예를 나타낸다. 이와 같이, 제1 프리즘(121b)과 제2 프리즘(121c)을 조합하여 구성하면, 상하 반치각이 39도 유지하면서도 좌우 반치각은 49도를 유지하며 그에 따른 광 효율 또한 실험치 상으로 110%를 유지할 수 있다. 따라서, 제1 프리즘(121b)과 제2 프리즘(121c)을 조합하여 구성하면 반치각 특성을 규격 범위 이상으로 유지하면서도 광 효율 또한 개선할 수 있게 된다.

도 5는 도 1의 I-I' 단면을 구체적으로 나타낸 다른 단면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1 반치각을 조성하는 복수의 제1 프리즘(121b)과 제2 반치각을 조성하는 복수의 제2 프리즘(121c)은 적어도 하나씩 서로 교번적으로 배치되어 구성되되, 적어도 하나씩의 제1 및 제1 프리즘(121b,121c)은 서로 이격되어 배열될 수도 있다.

다시 말해, 서로 인접하게 배치되는 복수의 제1 프리즘(121b)과 제2 프리즘(121c)은 도 1 및 2와 같이, 서로 인접한 프리즘 간의 간격이 이격되지 않고 결착되도록 배열될 수도 있지만, 적어도 하나씩의 제1 및 제2 프리즘(121b,121c)은 서로 이격되어 배열될 수도 있다.

프리즘 시트의 광 확산 효율 면에서는 베이스 필름(121a) 상에 배열되는 복수의 제1 및 제2 프리즘(121b,121c)이 모두 이격되지 않고 결착되도록 배열됨이 바람직하다. 하지만, 프리즘 시트 적용 환경에 따른 필요에 의해서는 적어도 하나씩의 제1 및 제2 프리즘(121b,121c)을 서로 이격시켜 배열할 수도 있다. 이때는 제1 및 제2 프리즘(121b,121c) 간의 간격에 의해 라인 형태의 광이 인식되지 않도록 함이 바람직하므로, 제1 및 제2 프리즘(121b,121c)의 이격 간격(d)은 삼각산 형상 밑변 폭(w)의 1/3 이하의 간격으로 이격되도록 배열되도록 함이 바람직하다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 프리즘 시트가 구비된 에지 형 백 라이트 유닛과 액정 표시장치를 구체적으로 나타낸 분해 사시도이다.

먼저, 도 6의 액정 표시장치 구성 중 백 라이트 유닛(129)의 구성을 우선 살펴보면 다음과 같다.

액정 표시장치의 백 라이트 유닛(129)은 바텀 커버(150), 바텀 커버(150)의 내부 전면에 배치된 반사판(128), 반사판(128)의 전면에 배치된 도광판(127), 도광판(127)으로 광을 조사하는 발광 모듈(126), 및 앞서 상술한 적어도 하나의 프리즘 시트(121)가 포함된 복수의 광학시트(120)를 포함하여 구성될 수 있다.

바텀 커버(150)는 하부 또는 배면 바닥면의 네 측면이 전면 방향으로 절첩되어 네 측면이 벽면이면서도 그 전면은 오픈된 형태의 사각 프레임 형태로 구성된다. 이러한 바텀 커버(150)의 내부에 반사판(128), 발광 모듈(126), 도광판(127), 그리고 복수의 광학시트(120)가 모두 수납된다.

발광 모듈(126)은 적어도 하나의 광원(125), 및 적어도 하나의 광원(125)이 실장되고 적어도 하나의 광원(125)을 구동하기 위한 구동회로가 마련된 적어도 하나의 인쇄회로기판(124)을 포함하여 구성된다.

각각의 광원(125)으로는 발광 다이오드(LED, light emitting diode)를 이용할 수 있는데, 이러한 다수의 LED는 일정 간격으로 이격되어 인쇄회로기판(124)에 장착되어 도광판(127)의 측면 방향으로 광을 조사한다.

도면에 도시하지는 않았지만, LED를 이용하는 발광 모듈(126) 대신 형광램프를 사용할 수도 있다. 이 경우에는 형광램프의 외측을 보호하고 가이드하며, 광을 도광판(127) 방향으로 집중시키는 램프 가이드가 더 포함될수 있다.

발광 모듈(126)은 접착 등의 방법으로 위치가 고정되어 다수의 광원(125)로부터 출사되는 광이 도광판(127)의 측면 입광면과 대면되도록 한다. 도면에는 발광 모듈(126)이 도광판(127)의 일 측면에만 배열되도록 도시되었지만, 복수의 측면, 일 예로 도광판(127)의 서로 마주보는 양 측면에 배열될 수 있으며, 이에 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다.

발광 모듈(126)의 인쇄회로기판(124)에는 각각의 광원(125)을 구동하기 위한 구동회로, 예를 들어 LED 드라이버 집적회로(Driver Integrated Circuit, 미도시)가 더 구비될 수 있다. LED 드라이버 집적회로에 의해 각각의 광원(125)으로부터 출사되는 빛은 도광판(127)에서의 굴절 및 반사를 이용하여 간접적으로 액정패널 방향으로 출사된다.

반사판(128)은 바텀 커버(150)의 내부 바닥면에 위치하여 도광판(127)의 배면 방향에 대응되도록 구성된다. 아울러 반사판(128)은 바텀 커버(150)의 내부 측면에도 구성되어 도광판(127)의 측면 방향까지 감싸는 형태로 구성되기도 한다. 이러한 반사판(128)은 도광판(127)의 배면 및 측면으로 향한 광이 도광판(127)의 전면 방향으로 출사되도록 반사시켜 출사되는 광의 휘도를 향상시킬 수 있다.

도광판(127)은 발광 모듈(126)의 각 광원(125)로부터 입사된 광이 여러 번의 전반사에 의해 도광판(127) 내를 진행하면서 도광판(127)의 전면 넓은 영역으로 골고루 퍼져 액정 패널에 면 광원이 제공되도록 한다.

도광판(127)은 균일한 면 광원을 공급하기 위해 배면에 특정 모양의 패턴을 포함할 수 있다. 패턴은 도광판(127) 내부로 입사된 빛을 가이드하기 위하여 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern), 홀로그램 패턴(hologram pattern) 등 다양하게 구성할 수 있으며, 이와 같은 패턴은 도광판(127)의 하부면에 인쇄방식 또는 사출방식으로 형성될 수 있다.

도광판(127) 상부에 안착되는 복수의 광학시트(120)는 도광판(127)에 의해 면 광원으로 변환된 광을 확산 또는 집광하여 전면의 액정패널로 더욱 균일한 면 광원이 입사되도록 한다.

복수의 광학시트(120)는 광을 확산시키는 적어도 하나의 확산시트(122), 광을 집광시키는 적어도 하나의 프리즘 시트(121) 그리고 프리즘 시트(121)를 보호하고 광을 확산시키는 보조역할을 하는 보호시트(123)가 포함되도록 구성될 수 있다. 여기서, 특히 본 발명의 특징적인 요소라 할 수 있는 프리즘 시트(121)는 전술한 도 1 내지 도 4에 도시된 프리즘 시트(121)가 될 수 있다. 이에, 프리즘 시트(121)에 대한 자세한 설명은 도 1 내지 도 5를 참조하여 전술한 설명으로 대신하기로 한다.

복수의 광학시트(120)는 도 6에 도시된 바에 한정되지 않고, 확산시트(122)와 프리즘 시트(121), 또는 프리즘시트(121)와 보호시트(123)로 구성될 수 있으며, 적어도 하나의 프리즘 시트(121)만 개재될 수도 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 프리즘 시트가 구비된 직하 형 백 라이트 유닛과 액정 표시장치를 구체적으로 나타낸 다른 사시도이다.

도 7의 직하 형 백 라이트 유닛(129)의 구성은 도 5의 에지형 백 라이트 유닛과는 크게 발광 모듈(126)과 도광판(127)의 배치 구조가 상이하게 배치된다.

구체적으로, 바텀 커버(150)의 내부 전면에 배치된 반사판(128)이 배치된 상태에서, 반사판(128)의 전면에 복수의 발광 모듈(126)이 배열 및 배치된다. 그리고 복수의 발광 모듈(126) 전면에 도광판(127)이 배치된다. 이에, 복수의 발광 모듈(126)은 전면에 배치된 도광판(127)의 배면으로 광을 조사하게 된다.

도광판(127)의 전면에는 앞서 상술한 적어도 하나의 프리즘 시트(121)가 포함된 복수의 광학시트(120)가 배치 및 구성될 수 있다.

발광 모듈(126)은 복수의 광원(125)이 복수의 인쇄회로기판(124) 상에 각각 실장되어 구성된다. 각각의 광원(125)으로는 발광 다이오드(LED)를 이용할 수 있는데, 이러한 다수의 LED는 일정 간격으로 이격되어 인쇄 회로기판(124)에 장착되고 도광판(127)의 배면 방향으로 광을 조사한다. 도면에 도시하지는 않았지만, LED를 이용하는 발광 모듈(126) 대신 형광램프를 사용할 수도 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 도 6 및 도 7로 도시된 액정 표시장치는 복수의 화소 영역이 정의되어 영상을 표시하는 액정패널(110), 액정패널(110)에 광을 조사하는 백라이트 유닛(129), 액정패널(110)과 백라이트 유닛(129)을 모듈화기 위한 서포트 메인(130)을 포함하여 구성될 수 있다. 이와 아울러, 액정패널(110)의 전면 외곽부와 측면부 및 서포트 메인(130)을 감싸서 보호하는 탑 케이스(140)가 더 구비되기도 한다.

액정패널(110)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제1 및 제2 기판(112, 115)으로 구성된다. 여기서, 도면상에 도시하지는 않았지만, 능동행렬 방식이라는 전제하에 통상 하부기판 또는 어레이 기판이라 불리는 제1 기판(112) 내면에는 다수의 게이트 라인과 데이터라인이 교차하여 화소 영역들이 정의되고, 각각의 교차점마다 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)가 구비되어 각 화소 영역에 형성된 투명 화소 전극과 일대일 대응 연결된다.

상부기판 또는 컬러기판이라 불리는 제2 기판(115) 내면으로는 각 화소에 대응되는 일례로 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러의 컬러필터(color filter)와, 이들 각각을 두르며 게이트 라인과 데이터 라인 그리고 박막 트랜지스터 등의 비표시 요소를 가리는 블랙 매트릭스(black matrix), 그리고 이들을 덮는 투명 공통전극이 마련되어 있다. 여기서, 투명 공통전극은 제1 기판(112)에 형성될 수도 있다. 그리고 제1 및 제2 기판(112, 115)의 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 편광판(미도시)이 각각 부착된다.

또한, 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성 회로기판이나 테이프 케리어 패키지(Tape Carrier Package: TCP) 같은 연결부재(116)를 매개로 인쇄 회로기판(117)이 연결되어 모듈화 과정에서 서포트 메인(130)의 측면 내지는 바텀 커버(150) 배면으로 적절하게 절첩시켜서 밀착될 수 있다.

이에 상술한 구조의 액정패널(110)은 인쇄 회로기판(117)을 통해 전달되는 게이트 구동회로의 온 또는 오프 신호에 의해 각 게이트 라인 별로 선택된 박막 트랜지스터가 온(on) 되면 데이터 구동회로의 신호전압이 데이터 라인을 통해서 해당 화소전극으로 전달되고, 이에 따른 화소전극과 공통전극 사이의 전기장에 의해 액정분자의 배열방향이 변화되어 투과율 차이를 나타낸다.

액정패널(110)의 배면에는 투과율의 차이를 화상으로 표시할 수 있도록 빛을 공급하는 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛(129)이 구비된다. 전술한 액정패널(110)과 백라이트 유닛(129)은 탑 케이스(140)와 서포트 메인(130) 그리고 바텀 커버(150)를 통해 모듈화 된다.

보다 상세하게는, 액정패널(110)과 백라이트 유닛(129)은 가장자리가 사각 프레임 형상인 서포트 메인(130)으로 둘려진 상태로 액정패널(110) 상면 가장자리를 두르는 탑 케이스(140) 그리고 백라이트 유닛(129) 배면을 덮는 바텀 커버(150)가 각각 전후방에서 결합되어 서포트 메인(130)을 매개로 일체화되어 모듈화된다.

이와 같이 모듈화됨에 따라, 백라이트 유닛(129)의 다수의 광원(125) 각각으로부터 출사된 광은 도광판(127)의 측면 또는 배면 입광면으로 입사된 후, 그 내부에서 액정패널(110)을 향해 굴절되며, 반사판(128)에 의해 반사된 빛과 함께 복수의 광학시트들(120)을 통과하는 동안 더욱 균일한 고품위의 면 광원으로 가공되어 액정패널(110)로 공급되게 된다.

전술한 바와 같이, 복수의 광학시트(120)는 광을 확산시키는 적어도 하나의 확산시트(122), 광을 집광시키는 적어도 하나의 프리즘 시트(121) 그리고 프리즘 시트(121)를 보호하고 광을 확산시키는 보조역할을 하는 보호시트(123)가 포함되도록 구성될 수 있다. 여기서, 특히 본 발명의 특징적인 요소라 할 수 있는 프리즘 시트(121)는 전술한 도 1 내지 도 5에 도시된 프리즘 시트(121)가 될 수 있다. 이에, 프리즘 시트(121)에 대한 자세한 설명은 도 1 내지 도 4를 참조하여 전술한 설명으로 대신하기로 한다.

이상, 전술한 바와 같은 다양한 기술 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 프리즘 시트(121) 및 이를 구비한 백 라이트 유닛(129)과 액정 표시장치는 프리즘 시트(121)의 프리즘 단면 형상을 변형하여 반치각 특성을 높임으로써, 광의 휘도 특성이 저하되지 않도록 하여, 이전까지 만족시키지 못했던 반치각 규격을 만족시킬 수 있다.

또한, 프리즘 단면 형상을 변형하여 서로 동일하거나 다른 형상의 프리즘들이 일정하게 배열되도록 함으로써 광의 휘도 특성을 개선하고 광 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

상기에서는 도면 및 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 실시 예의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 실시 예는 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.

110: 액정패널
120: 복수의 확산시트
121: 프리즘 시트
121a: 베이스 필름
121b: 복수의 제1 프리즘
121c: 복수의 제2 프리즘
126: 발광모듈
129: 백 라이트 유닛
130: 서포트 메인
140: 탑 케이스

Claims (15)

1. 베이스 필름; 및
   단면 형상이 삼각산 형상이면서도 삼각 형상의 전면 모서리 부분은 미리 설정된 반치각을 조성하도록 곡률 반경을 갖고 곡선형태로 구성되어 상기 베이스 필름 전면에 배열된 복수의 프리즘;을 포함하고,
   상기 복수의 프리즘은
   단면 형상이 삼각산 형상이면서도 삼각 형상의 전면 모서리 부분은 미리 설정된 제1 반치각을 조성하는 곡률과 곡률 반경을 갖도록 구성된 복수의 제1 프리즘; 및
   삼각 형상의 전면 모서리 부분이 상기 제1 반치각과는 다른 제2 반치각을 조성하는 곡률과 곡률 반경을 갖도록 구성된 복수의 제2 프리즘;을 포함하고,
   상기 제1 반치각은 전면 방향에서 상하 반치각이 42도, 좌우 반치각은 49도가 되도록 설정되고,
   상기 제2 반치각은 전면 방향에서 상하 반치각이 39도, 좌우 반치각은 49도가 되도록 설정되며,
   상기 복수의 제1 프리즘과 상기 복수의 제2 프리즘을 교번적으로 배치해서 전면 방향에서 상하 반치각이 39도, 좌우 반치각은 49도가 되도록 설정되어 구성된 프리즘 시트,
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 프리즘은
   서로 인접한 프리즘 간의 간격이 이격되지 않도록 모두 결착되도록 배열되거나, 상기 삼각산 형상의 밑변 폭의 1/3 이하의 간격으로 이격되도록 배열된 프리즘 시트.
   
5. 삭제
6. 바텀 커버;
   상기 바텀커버의 내부에 배치된 도광판;
   상기 도광판으로 광을 조사하는 적어도 하나의 발광 모듈; 및
   상기 도광판 전면에 배치되어 상기 도광판으로부터의 광을 집광시켜 출사하는 적어도 하나의 프리즘 시트를 포함하며,
   상기 적어도 하나의 프리즘 시트는
   베이스 필름; 및
   단면 형상이 삼각산 형상이면서도 삼각 형상의 전면 모서리 부분은 미리 설정된 반치각을 조성하도록 곡률 반경을 갖고 곡선형태로 구성되어 상기 베이스 필름 전면에 배열된 복수의 프리즘;을 포함하고,
   상기 복수의 프리즘은
   단면 형상이 삼각산 형상이면서도 삼각 형상의 전면 모서리 부분은 미리 설정된 제1 반치각을 조성하는 곡률과 곡률 반경을 갖도록 구성된 복수의 제1 프리즘; 및
   삼각 형상의 전면 모서리 부분이 상기 제1 반치각과는 다른 제2 반치각을 조성하는 곡률과 곡률 반경을 갖도록 구성된 복수의 제2 프리즘;을 포함하고,
   상기 제1 반치각은 전면 방향에서 상하 반치각이 42도, 좌우 반치각은 49도가 되도록 설정되고,
   상기 제2 반치각은 전면 방향에서 상하 반치각이 39도, 좌우 반치각은 49도가 되도록 설정되며,
   상기 복수의 제1 프리즘과 상기 복수의 제2 프리즘을 교번적으로 배치해서 전면 방향에서 상하 반치각이 39도, 좌우 반치각은 49도가 되도록 설정되어 구성된 백라이트 유닛.
   
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 복수의 프리즘은
   서로 인접한 프리즘 간의 간격이 이격되지 않도록 모두 결착되도록 배열되거나, 상기 삼각산 형상의 밑변 폭의 1/3 이하의 간격으로 이격되도록 배열된 백라이트 유닛.
   
10. 삭제
11. 복수의 화소 영역이 정의되어 영상을 표시하는 액정패널, 및 상기 액정패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛을 구비한 액정 표시장치에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은
    바텀 커버의 내부에 배치된 도광판;
    상기 도광판으로 광을 조사하는 적어도 하나의 발광 모듈; 및
    상기 도광판 전면에 배치되어 상기 도광판으로부터의 광을 집광시켜 출사하는 적어도 하나의 프리즘 시트를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 프리즘 시트는
    베이스 필름; 및
    단면 형상이 삼각산 형상이면서도 삼각 형상의 전면 모서리 부분은 미리 설정된 반치각을 조성하도록 곡률 반경을 갖고 곡선형태로 구성되어 상기 베이스 필름 전면에 배열된 복수의 프리즘;을 포함하고,
    상기 복수의 프리즘은
    단면 형상이 삼각산 형상이면서도 삼각 형상의 전면 모서리 부분은 미리 설정된 제1 반치각을 조성하는 곡률과 곡률 반경을 갖도록 구성된 복수의 제1 프리즘; 및
    삼각 형상의 전면 모서리 부분이 상기 제1 반치각과는 다른 제2 반치각을 조성하는 곡률과 곡률 반경을 갖도록 구성된 복수의 제2 프리즘;을 포함하고,
    상기 제1 반치각은 전면 방향에서 상하 반치각이 42도, 좌우 반치각은 49도가 되도록 설정되고,
    상기 제2 반치각은 전면 방향에서 상하 반치각이 39도, 좌우 반치각은 49도가 되도록 설정되며,
    상기 복수의 제1 프리즘과 상기 복수의 제2 프리즘을 교번적으로 배치해서 전면 방향에서 상하 반치각이 39도, 좌우 반치각은 49도가 되도록 설정되어 구성된 액정 표시장치.
    
12. 삭제
13. 삭제
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 프리즘은
    서로 인접한 프리즘 간의 간격이 이격되지 않도록 모두 결착되도록 배열되거나, 상기 삼각산 형상의 밑변 폭의 1/3 이하의 간격으로 이격되도록 배열된 액정 표시장치.
    
15. 삭제

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