KR20080051792A - 프리즘 시트 및 이를 갖는 표시 장치 - Google Patents

프리즘 시트 및 이를 갖는 표시 장치 Download PDF

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Abstract

표시 품질을 향상시킬 수 있는 프리즘 시트 및 이를 갖는 표시 장치가 개시되어 있다. 프리즘 시트는 베이스 필름 및 집광층을 포함한다. 집광층은 베이스 필름의 일면에 형성되며, 볼록 렌즈 형상의 스페이서들이 형성된 코어층 및 스페이서들이 형성된 코어층의 표면에 형성된 프리즘 패턴을 갖는다. 이때, 스페이서는 약 1.0㎛ ~ 2.0㎛의 높이로 형성되며, 특히, 약 1.3㎛ ~ 1.6㎛의 높이로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 프리즘 시트에 소정 높이로 돌출된 스페이서들을 형성함으로써, 광학 시트들 간의 밀착으로 인한 모아레 현상 등의 품질 불량을 방지할 수 있다.

Description

프리즘 시트 및 이를 갖는 표시 장치{PRISM SHEET AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 장치의 결합된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 제1 프리즘 시트를 구체적으로 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 표시 장치 200 : 백라이트 어셈블리
210 : 광원 유닛 212 : 광원
214 : 도광판 220 : 반사 시트
231 : 확산 시트 232, 233 : 프리즘 시트
410 : 베이스 필름 420 : 집광층
422 : 스페이서 424 : 코어층
426 : 프리즘 패턴 310 : 표시 패널
본 발명은 프리즘 시트 및 이를 갖는 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광학 시트간의 밀착으로 인한 품질 불량을 방지할 수 있는 프리즘 시트 및 이를 갖는 표시 장치에 관한 것이다.
영상을 표시하는 여러 표시 장치 중 하나인 액정표시장치는 영상을 표시하는 액정표시패널이 자체적으로 발광하지 못하는 비발광성 소자이기 때문에, 액정표시패널에 광을 공급하기 위한 백라이트 어셈블리를 필요로 한다.
일반적으로, 백라이트 어셈블리는 광을 발생하는 광원, 광원으로부터 공급되는 광을 액정표시패널 방향으로 가이드하는 도광판 및 도광판과 액정표시패널 사이에 배치되는 광학 시트들을 포함한다. 광학 시트들은 광의 확산을 위한 확산 시트 및 광의 집광을 위한 2매의 프리즘 시트와, 보호 시트 또는 반사편광 시트 등을 포함한다.
그러나, 2매의 프리즘 시트를 사용하다보면 상부의 프리즘 시트의 하부 경면과 하부의 프리즘 시트의 상부 패턴면이 밀착되어 간섭 현상의 일종인 모아레 현상이 발생되고, 프리즘 패턴이 시인되는 등의 품질 불량이 발생되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명은 광학 시트간의 밀착성 문제를 방지하여 표시 품질을 향상시킬 수 있는 프리즘 시트 및 이를 갖는 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 특징에 따른 프리즘 시트는 베이스 필름 및 집광층을 포함한 다. 상기 집광층은 상기 베이스 필름의 일면에 형성되며, 볼록 렌즈 형상의 스페이서들이 형성된 코어층 및 상기 스페이서들이 형성된 상기 코어층의 표면에 형성된 프리즘 패턴을 갖는다.
상기 스페이서는 약 1.0㎛ ~ 2.0㎛의 높이로 형성되며, 특히, 약 1.3㎛ ~ 1.6㎛의 높이로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 스페이서는 약 50㎛ ~ 200㎛의 직경으로 형성된다.
상기 스페이서는 상기 코어층 상에 규칙적으로 형성되거나, 불규칙적으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 표시 장치는 광을 공급하는 광원 유닛, 상기 광원 유닛으로부터 공급되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시 패널 및 상기 광원 유닛과 상기 표시 패널 사이에 배치되는 적어도 하나의 프리즘 시트를 포함한다. 상기 프리즘 시트는 베이스 필름 및 집광층을 포함한다. 상기 집광층은 상기 베이스 필름의 일면에 형성되며, 볼록 렌즈 형상의 스페이서들이 형성된 코어층 및 상기 스페이서들이 형성된 상기 코어층의 표면에 형성된 프리즘 패턴을 갖는다.
이러한 프리즘 시트 및 이를 갖는 표시 장치에 따르면, 광학 시트간의 밀착으로 인한 품질 불량을 방지할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 분해 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 표시 장치의 결합된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 광을 공급하는 백라이트 어셈블리(200) 및 백라이트 어셈블리(200)로부터의 광을 이용하여 영상을 표시하는 디스플레이 유닛(300)을 포함한다.
백라이트 어셈블리(200)는 면광원 형태의 광을 디스플레이 유닛(300)에 공급하는 광원 유닛(210)을 포함한다.
광원 유닛(210)은 실질적으로 선광원 형태의 광을 발생시키는 광원(212)과 광원(212)으로부터의 광을 면광원 형태의 광으로 변환하여 디스플레이 유닛(300) 방향으로 가이드하는 도광판(214)을 포함한다.
광원(212)은 도광판(200)의 적어도 일 측면에 배치된다. 광원(212)은 일 예로, 가늘고 긴 원통 형상의 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL)로 형성된다. 이와 달리, 광원은 발광 다이오드(LED)들로 형성될 수 있다.
도광판(214)은 광원(212)으로부터 입사되는 광의 진행 경로를 가이드한다. 도광판(214)은 광의 손실을 방지하기 위하여 투명한 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 도광판(214)은 예를 들어, 투명한 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate : PMMA) 또는 폴리 카보네이트(polycarbonate : PC) 재질로 형성된다.
도광판(214)은 광이 입사되는 면으로부터 멀어질수록 두께가 감소되는 쐐기 형상을 갖거나, 전체적으로 동일한 두께를 갖는 플레이트 형상을 가질 수 있다.
도광판(214)의 하부면에는 광의 산란 반사를 위한 소정의 반사 패턴(미도시) 이 형성될 수 있다. 예를 들어, 반사 패턴은 인쇄 패턴 또는 요철 패턴으로 이루어진다. 광원(212)으로부터 도광판(214)의 내부로 입사된 광은 반사 패턴에 의하여 산란 반사되고, 특정 임계각을 넘는 광은 도광판(214)의 상부면을 통해 표시 패널(310) 방향으로 출사된다.
광원 유닛(210)은 광원(212)의 삼면을 감싸면서 광원(212)을 보호하는 램프 커버(216)를 더 포함할 수 있다. 램프 커버(216)는 광원(212)을 보호함과 동시에, 광원(212)에서 발생된 광을 도광판(214) 측으로 반사시켜 광의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에 도시된 광원 유닛(210)은 도광판(214)의 측면에 광원(212)이 배치된 에지형 구조를 가지나, 이와 달리, 복수의 광원이 표시 패널(310)의 하부에 배치된 직하형 구조를 가질 수 있다.
백라이트 어셈블리(200)는 광원 유닛(210)의 하부에 배치되는 반사 시트(220) 및 광원 유닛(210)의 상부에 배치되는 광학 시트들(230)을 더 포함한다.
반사 시트(220)는 도광판(214)의 하면을 통해 외부로 누설되는 광을 다시 도광판(214)의 내부로 반사시켜 광의 이용 효율을 향상시킨다.
광학 시트들(230)은 광원 유닛(210)과 표시 패널(310) 사이에 배치되어, 도광판(214)으로부터 출사되는 광의 휘도 특성을 향상시킨다. 광학 시트들(230)은 광을 확산시켜 휘도 균일성을 향상시키기 위한 확산 시트(231), 광을 집광하여 정면 휘도를 향상시키기 위한 제1 및 제2 프리즘 시트(232, 233), 및 제2 프리즘 시트(233)를 보호하기 위한 보호 시트(234)를 포함할 수 있다. 또한, 광학 시트 들(230)은 특정 조건을 만족하는 광은 투과시키고 나머지 광은 반사시키는 방식으로 광을 리싸이클링시켜 광의 휘도를 증가시키는 반사편광 시트를 더 포함할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 제1 프리즘 시트를 구체적으로 나타낸 사시도이며, 도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 프리즘 시트(232)는 베이스 필름(410), 베이스 필름(410)의 일 면에 형성되는 집광층(420)을 포함한다.
베이스 필름(410)은 광의 투과를 위하여 투명한 수지 재질로 형성된다. 베이스 필름(410)은 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate : PET) 또는 폴리카보네이트(polycarbonate : PC) 재질로 형성될 수 있다.
집광층(420)은 표시 패널(310)과 대향하는 베이스층(410)의 일면에 형성된다. 집광층(420)은 상부 방향으로 돌출된 스페이서(422)들이 형성된 코어층(424) 및 코어층(424)의 표면에 형성된 프리즘 패턴(426)을 포함한다.
코어층(424)은 광의 투과를 위하여 투명한 수지 재질로 형성된다. 코어층(424)은 예를 들어, 베이스 필름(410)과 굴절율이 다른 아크릴계열의 수지 재질로 형성될 수 있다. 이와 달리, 코어층(424)은 베이스 필름(410)과 동일한 재질로 형성될 수 있다.
스페이서(422)는 인접한 다른 광학 시트와의 밀착성을 개선하기 위하여 코어층(424)에 형성된다. 스페이서(422)는 실질적으로 볼록 렌즈 형상으로 형성된다. 스페이서(422)는 밀착 문제를 방지하고, 사람 눈에 시인되지 않도록 적당한 크기를 갖는 것이 중요하다. 실제로, 스페이서(422)의 높이(H)를 변경시키면서 테스트해 본 결과, 스페이서(422)의 높이(H)가 약 1.0㎛ ~ 2.0㎛일 경우 밀착으로 인한 모아레가 발생되지 않고 스페이서(422)가 시인되지 않는 것을 확인하였다. 특히, 스페이서(422)의 높이(H)가 약 1.3㎛ ~ 1.6㎛일 경우 가장 좋은 표시 품질을 나타내는 것으로 확인되었다. 이때, 스페이서(422)의 직경(D)은 약 50㎛ ~ 200㎛로 형성된다.
스페이서(422)들은 코어층(424) 상에 일정한 간격으로 규칙적으로 형성된다. 이와 달리, 스페이서(422)들은 코어층(424) 상에 불규칙적으로 형성될 수 있다.
프리즘 패턴(426)은 스페이서(422)가 형성된 코어층(424)의 표면에 전면적으로 형성된다. 따라서, 스페이서(422)의 표면에도 프리즘 패턴(426)이 형성된다. 프리즘 패턴(426)은 실질적으로 삼각형의 톱니 형상으로 형성된다. 따라서, 프리즘 패턴(426)의 경면에 경사지게 입사되는 광은 굴절되어 수직 방향으로 출사된다. 예를 들어, 프리즘 패턴(426)의 사이각은 약 60°~ 약 150°의 각도 범위를 갖는다. 바람직하게, 프리즘 패턴(426)의 사이각은 약 90°로 형성된다.
한편, 제1 프리즘 시트(232)의 상부에 배치되는 제2 프리즘 시트(233)은 프리즘 패턴의 형성 방향을 제외하고는 제1 프리즘 시트(232)와 동일한 형상을 가지므로, 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다. 예를 들어, 제1 프리즘 시트(232)의 프리즘 패턴은 광원(212)의 길이 방향과 평행한 방향으로 형성되고, 제2 프리즘 시트(233)의 프리즘 패턴은 광원(212)의 길이 방향과 수직한 방향으로 형성 된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 디스플레이 유닛(300)은 실질적으로 영상을 표시하는 표시 패널(310) 및 표시 패널(310)을 구동시키기 위한 구동 회로부(320)를 포함한다.
표시 패털(310)은 광학 시트들(230)의 상부에 배치된다. 표시 패널(310)은 하부 기판(312), 하부 기판(312)과 대향하여 결합되는 상부 기판(314) 및 하부 기판(312)과 상부 기판(314) 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함한다.
하부 기판(312)은 예를 들어, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, TFT라 칭함)가 매트릭스 형태로 형성된 TFT 기판으로 형성된다. 상기 TFT들의 소오스 단자 및 게이트 단자에는 각각 데이터 라인 및 게이트 라인이 연결되고, 드레인 단자에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 화소 전극이 연결되어 있다.
상부 기판(314)은 예를 들어, 색을 구현하기 위한 적색, 녹색 및 청색 컬러필터가 박막 형태로 형성된 칼라필터 기판으로 형성된다. 상부 기판(314)에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 공통 전극이 형성된다. 한편, 컬러필터는 하부 기판(312)에 형성될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 표시 패널(310)은 상기 TFT의 게이트 단자에 전원이 인가되어 TFT가 턴-온(Turn on)되면, 화소 전극과 공통 전극 사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 하부 기판(312)과 상부 기판(314) 사이에 개재된 액정층의 액정 분자들의 배열이 변화되고, 액정 분자들의 배열 변화에 따라서 백라이트 어셈블리(200)로부터 공급되는 광의 투과도가 변경되어 원하는 계조의 영상을 표시 하게 된다.
구동 회로부(320)는 표시 패널(310)의 구동을 위한 각종 제어 신호를 출력하는 소오스 인쇄회로기판(321)과, 소오스 인쇄회로기판(321)과 표시 패널(310)을 연결하는 데이터 구동회로필름(323) 및 표시 패널(310)과 연결된 게이트 구동회로필름(325)을 포함할 수 있다.
데이터 구동회로필름(323)은 하부 기판(312)의 데이터 라인과 연결되고, 게이트 구동회로필름(325)은 하부 기판(312)의 게이트 라인과 연결된다. 데이터 구동회로필름(323) 및 게이트 구동회로필름(325)은 소오스 인쇄회로기판(321)으로부터 공급되는 제어 신호에 반응하여 표시 패널(310)을 구동하기 위한 구동 신호를 출력하는 구동 칩을 포함한다. 데이터 구동회로필름(323) 및 게이트 구동회로필름(325)은 예를 들어, 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package : TCP) 또는 칩 온 필름(Chip On Film : COF)으로 이루어진다.
도시되지는 않았으나, 구동 회로부(320)는 게이트 구동회로필름(325)과 연결되는 게이트 인쇄회로기판을 더 포함할 수 있다.
이와 같은 프리즘 시트 및 이를 갖는 표시 장치에 따르면, 프리즘 시트에 소정 높이로 돌출된 스페이서들을 형성함으로써, 광학 시트들 간의 밀착으로 인한 모아레 현상 등의 품질 불량을 방지할 수 있다.
또한, 프리즘 시트에 형성되는 스페이서들의 높이를 조절함으로써, 스페이서들 및 프리즘 패턴이 시인되는 것을 방지할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 베이스 필름; 및
    상기 베이스 필름의 일면에 형성되며, 볼록 렌즈 형상의 스페이서들이 형성된 코어층 및 상기 스페이서들이 형성된 상기 코어층의 표면에 형성된 프리즘 패턴을 갖는 집광층을 포함하는 프리즘 시트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스페이서는 1.0㎛ ~ 2.0㎛의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스페이서는 1.3㎛ ~ 1.6㎛의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  4. 제2항에 있어서, 상기 스페이서는 50㎛ ~ 200㎛의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 스페이서들은 상기 코어층 상에 규칙적으로 형성된 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 스페이서들은 상기 코어층 상에 불규칙적으로 형성된 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  7. 광을 공급하는 광원 유닛;
    상기 광원 유닛으로부터 공급되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시 패널; 및
    상기 광원 유닛과 상기 표시 패널 사이에 배치되며, 베이스 필름 및 상기 베이스 필름의 일면에 형성되며, 볼록 렌즈 형상의 스페이서들이 형성된 코어층과 상기 스페이서들이 형성된 상기 코어층의 표면에 형성된 프리즘 패턴을 갖는 집광층을 포함하는 적어도 하나의 프리즘 시트를 포함하는 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 스페이서는 1.3㎛ ~ 1.6㎛의 높이와 50㎛ ~ 200㎛의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 광원 유닛은
    광을 발생시키는 광원; 및
    상기 광원으로부터의 광을 상기 프리즘 시트 방향으로 가이드하는 도광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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