KR20090096295A - 광학 시트 및 그를 사용한 액정표시장치의 백라이트 유닛 - Google Patents

광학 시트 및 그를 사용한 액정표시장치의 백라이트 유닛 Download PDF

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KR20090096295A
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Abstract

본 발명은 광학 시트 및 그를 사용한 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 다층 구조의 광학 시트에 공기공간부를 도입하여 도광판의 도트 무늬 및 형광램프의 휘선 차폐하고 백라이트 유닛의 광학적 특성을 향상시키는 다층 구조의 광학 시트 및 그를 사용한 백라이트 유닛에 관한 것이다.
광학 시트, 백라이트 유닛, 다층 구조, 공기공간부

Description

광학 시트 및 그를 사용한 액정표시장치의 백라이트 유닛{Optical sheet and backlight unit of liquid crystal display employing the same}
본 발명은 광학 시트 및 그를 사용한 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 다층 구조의 광학 시트에 공기공간부를 도입하여 도광판의 도트 무늬 및 형광램프의 휘선 차폐하고 백라이트 유닛의 광학적 특성을 향상시키는 다층 구조의 광학 시트 및 그를 사용한 백라이트 유닛에 관한 것이다.
최근 들어 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판표시장치들로는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(FED: Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP: Plasma Display Panel) 및 전계발광(EL: Electro-Luminescence) 표시장치 등이 있으며, 이와 같은 상기 평판표시장치에 대하여 표시 품질을 향상시키고 대화면화하기 위한 연구들이 활발히 진행되고 있다.
특히, 상기 평판표시장치 중 액정표시장치(LCD)는 소형/경량화 및 저소비 전력 등 많은 장점을 가지고 있어 그 사용이 점차 증가하고 있는 추세이다. 액정표시장치는 액정표시패널의 내부에 주입된 액정의 전기/광학적 성질을 이용하여 정보를 표시하며, 램프 등의 광원을 이용하여 화상을 표현하는 비발광형 표시장치이다. 즉, 액정표시장치는 음극선관과는 달리TFT 기판과 컬러필터 기판 사이에 주입된 액정물질이 자체 발광을 하는 발광성 물질이 아니라 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화면에 표시하는 수광성 물질이기 때문에 액정표시패널에 광을 조사하기 위한 별도의 장치, 즉 백라이트 유닛이 반드시 필요하게 된다.
백라이트 유닛은 수납공간이 형성된 몰드 프레임과, 수납공간의 기저면에 설치되어 액정표시패널쪽으로 빛을 반사하는 반사시트, 반사시트에 상부면에 설치되어 빛을 안내하는 도광판, 도광판과 수납공간의 측벽 사이에 설치되어 빛을 발산하는 램프 유닛, 도광판의 상부면에 적층되어 빛을 확산하고 집광하는 광학시트들, 몰드 프레임의 상부에 설치되어 액정표시패널 가장자리의 소정 부분에서 부터 몰드 프레임의 측면에 이르는 영역을 덮는 탑샤시로 구성된다.
여기서, 광학시트들은 빛을 확산시키는 확산시트와, 확산시트의 상부면에 적층되어 확산된 빛을 집광시켜 액정표시패널로 전달하는 프리즘 시트 및 상기 확산시트와 프리즘 시트를 보호하기 위한 보호시트로 구성된다.
도 1 및 도 2 는 종래의 액정표시장치의 분해 단면도이다. 도 1 및 도 2 에 도시한 바와 같이, 종래의 액정표시장치(60)는 광을 발생하는 백라이트 유닛(50), 및 백라이트 유닛(50)의 상측에 구비되고 백라이트 유닛(50)으로부터 광을 공급받아 영상을 표시하는 디스플레이 유닛(40)을 포함한다. 백라이트 유닛(50)은, 광을 발생하는 램프 유닛(51), 램프 유닛(51)으로부터의 광을 액정표시패널(10) 측으로 가이드하기 위한 도광 유닛을 구비한다. 또한, 디스플레이 유닛(40)은 액정표시패 널(10) 및 액정표시패널(10)의 상부 및 하부에 각각 구비되는 상측 및 하측 편광판(30, 20)으로 이루어지며, 액정표시패널(10)은 전극이 형성된 TFT 기판 및 컬러필터 기판(11, 12)과 TFT 기판 및 컬러필터 기판(11, 12)의 사이에 주입된 액정층으로 이루어진다.
구체적으로, 램프 유닛(51)은 광을 발생하는 램프(51a) 및 램프(51a)를 감싸는 램프 반사판(51b)을 포함한다. 램프(51a)로부터 발생된 광은 후술되는 도광판(52)측으로 입사되며, 램프 반사판(51b)은 램프(51a)로부터 발생된 광을 도광판(52)측으로 반사시킴으로써 도광판에 입사되는 광의 양을 증가시키게 된다.
도광 유닛은 반사판(54), 도광판(52) 및 광학 시트류(53)를 포함한다. 먼저, 도광판(52)은 램프 유닛(51)의 일측에 구비되어 램프 유닛(51)으로부터의 광을 가이드한다. 이때, 도광판(52)은 램프 유닛(51)으로부터 출사된 광의 경로를 변경하여 액정표시패널(10)측으로 가이드하게 된다. 또한, 도광판(52)의 하부에는 도광판(52)으로부터 누설된 광을 다시 도광판(52) 측으로 반사하기 위한 반사판(54)이 구비된다.
한편, 도 1 에 도시한 도광 유닛의 반사판(54) 및 도광판(52)은 도 2 와 같이 반사판(54') 및 확산판(52')으로 대체할 수 있다. 이 경우 램프 유닛(51')이 확산판(52')의 하부에 위치하고, 램프 유닛으로부터 출사된 광의 경로를 액정표시패널(10) 쪽으로 보내게 된다.
도광판(52)의 상부에는 도광판(52)으로부터 출사된 광의 효율을 향상시키기 위한 다수의 광학 시트(53)가 구비된다. 구체적으로, 광학 시트는 확산 시트(53a), 프리즘 시트(53b) 및 보호 시트(53c)로 이루어지며, 도광판(52)의 상부에 순차적으로 적층된다. 확산 시트(53a)는 도광판(52)으로부터 입사되는 광(도 1a) 또는 확산판(52')으로부터 입사되는 광(도 1b)을 산란하여 광의 휘도 분포를 고르게 한다. 또한, 프리즘 시트(53b)는 상부 면에 삼각기둥 모양의 프리즘이 반복적으로 형성되어 있으며, 확산 시트(53a)에 의해 확산된 광을 액정표시패널(10)의 평면에 수직한 방향으로 집광하게 된다. 따라서, 프리즘 시트(53b)를 통과하는 광은 대부분 액정표시패널(10)의 평면에 대하여 수직하게 진행되어 균일한 휘도 분포를 갖게 된다. 또한, 프리즘 시트(53b)의 상부에 구비되는 보호 시트(53c)는 프리즘 시트(53b)의 표면을 보호함과 동시에, 프리즘 시트(53b)로부터 입사된 광의 분포를 균일하게 하기 위하여 광을 확산시키는 역할을 수행한다.
백라이트를 사용하는 평면형 액정표시장치에서 광의 고른 확산 및 확산된 광의 평균 휘도는 매우 중요하다. 도광판과 결합한 에지 타입의 백라이트 유닛은 액정 표시 패널 쪽으로 균일한 휘도 분포를 달성하기 위해 복잡한 패턴의 도광판, 반사구조 및 다수의 확산 및 집광 시트를 요구한다.
하지만, 복잡한 구조로 설계된 도광판을 사용하여도, 액정표시패널 쪽으로의 출광 분포는 매우 낮아 이를 보상하기 위한 다수의 광학 시트가 백라이트 유닛에 사용되어야 하는 문제점이 발생한다. 또한, 다수의 광학 시트의 사용은 액정표시장치의 전체 두께를 증가시키며, 일정한 휘도를 제공하기 위해 전력 소비를 증가시키는 또 다른 문제점을 야기한다.
본 발명은 다층 구조의 광학 시트에 공기공간부를 도입하여 다수의 광학 시트를 사용하지 않고도 액정표시패널로부터 발산되는 광의 휘도 특성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
더 나아가, 본 발명은 액정표시장치 내에 사용되는 광학 시트의 개수를 줄여, 액정표시장치의 두께를 감소시키는 것을 목적으로 한다.
더 나아가, 본 발명은 도광판의 도트 무늬 및 형광램프의 휘선을 차폐하는 광학 시트 및 그를 사용한 백라이트 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트는 투명 필름으로 형성된 제 1 기저층; 상기 제 1 기저층 상에 다수의 돌기부와, 상기 돌기부들 사이에 공기공간부가 형성된 제 1 패턴층; 상기 제 1 패턴층 상에 형성되고 투명 필름으로 이루어진 제 2 기저층; 및 상기 제 2 기저층 상에 다수의 돌기부가 형성된 제 2 패턴층을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 시트는 투명 필름으로 형성된 제 1 기저층; 상기 제 1 기저층의 일측면에 공기공간부를 수용하는 다수의 오목부가 형성된 제 1 패턴층; 상기 제 1 패턴층 상에 형성되고 투명 필름으로 이루어진 제 2 기저층; 및 상기 제 2 기저층 상에 다수의 돌기부가 형성된 제 2 패턴층을 포함한다.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트는 액정 표시 장치의 백라이트 유 닛에 포함될 수 있다.
본 발명에 따르면, 다수의 광학 시트를 사용하지 않고도 액정표시패널로부터 발산되는 광의 휘도 특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 액정표시장치 내에 사용되는 광학 시트의 개수를 줄여, 액정표시장치의 두께를 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 도광판의 도트 무늬 및 형광램프의 휘선을 차폐할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 3a은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학 시트의 부분 단면도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학 시트는 투명 필름으로 형성된 제 1 기저층(31), 상기 제 1 기저층(31) 상에 다수의 돌기부와 상기 돌기부들 사이에 공기공간부가 형성된 제 1 패턴층, 상기 제 1 패턴층 상에 형성되고 투명 필름으로 이루어진 제 2 기저층(33) 및 상기 제 2 기저층(33) 상에 다수의 돌기부가 형성된 제 2 패턴층을 포함한다.
도 3a에서, 상기 제 1 기저층(31) 상에 형성된 돌기부는 다수의 마이크로 렌즈(32)로 도시되며, 상기 제 2 기저층(33) 상에 형성된 돌기부는 다수의 프리즘 어레이(34)로 도시된다.
상기 제 1 기저층(31)는 투명 필름으로 형성되어 상기 광학 시트 하부에 위 치하는 광원으로부터 발생한 빛을 투과시킨다. 상기 투명 필름은 PET, PEN, PP, PC, TAC 등을 사용할 수 있으나, 이에 국한되지는 않는다.
상기 제 1 기저층(331)의 돌기부인 다수의 마이크로 렌즈(32)는 상기 제 1 기저층(31) 상에 형성된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 다수의 마이크로 렌즈(32)는 랜덤한 높이(321) 및 랜덤한 직경(322)을 가지며 상기 제 1 기저층(31) 상에 랜덤하게 배열될 수 있다. 여기서, 마이크로 렌즈(32)의 높이(321)는 상기 제 1 기저층(31)로부터 상기 마이크로 렌즈(32)의 최고점까지의 최단 거리를 의미하며, 상기 마이크로 렌즈(32)의 직경(322)은 상기 제 1 기저층(31)와 접하는 상기 마이크로 렌즈(32)의 밑면의 직경을 의미한다. 즉, 랜덤한 높이(321) 및 랜덤한 직경(322)를 가지는 상기 다수의 마이크로 렌즈(32)가 상기 제 1 기저층(31) 상에 불규칙하게 분포할 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤한 높이(321) 및 랜덤한 직경(322)을 가지며 제 1 기저층(31) 상에 불규칙하게 형성된 마이크로 렌즈(32)의 사시도이다.
바람직하게 상기 다수의 마이크로 렌즈(32)의 높이(321)는 15 내지 50 μm이며, 상기 다수의 마이크로 렌즈(32)의 직경(322)은 30 내지 100 μm이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 다수의 마이크로 렌즈(32)는 동일한 높이(321) 및 동일한 직경(322)을 가지며 상기 제 1 기저층(31) 상에 불규칙하게 분포할 수 있다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동일한 높이(321) 및 동일한 직 경(322)을 가지며 제 1 기저층(31) 상에 불규칙하게 형성된 마이크로 렌즈(32)의 사시도이다.
이 경우, 상기 다수의 마이크로 렌즈(32)의 높이(321)는 15 내지 50 μm 범위에서 선택될 수 있으며, 상기 다수의 마이크로 렌즈(32)의 직경(322)은 30 내지 100 μm 범위에서 선택될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 다수의 마이크로 렌즈(32)는 동일한 높이(321) 및 동일한 직경(322)을 가지며 상기 제 1 기저층(31) 상에 규칙적으로 배열될 수 있다.
도 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동일한 높이(321) 및 동일한 직경(322)을 가지며 제 1 기저층(31) 상에 규칙적으로 형성된 마이크로 렌즈(32)의 사시도이다.
이 경우, 상기 다수의 마이크로 렌즈(32)의 높이(321)는 15 내지 50 μm 범위에서 선택될 수 있으며, 상기 다수의 마이크로 렌즈(32)의 직경(322)은 30 내지 100 μm 범위에서 선택될 수 있다.
상기 제 1 기저층(31) 및 상기 다수의 마이크로 렌즈(32)는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다층 구조 광학 시트에서 하층을 구성한다.
상기 제 2 기저층(33)는 상기 제 1 기저층과 동일하게 투명 필름으로 형성되어 상기 광원으로부터 발생되어 상기 제 1 기저층(31) 및 상기 마이크로 렌즈(32)를 투과한 빛을 투과시킨다. 상기 투명 필름은 PET, PEN, PP, PC, TAC 등을 사용할 수 있으나, 이에 국한되지는 않는다.
상기 제 2 기저층(33)는 상기 제 1 기저층(31) 상에 형성된 돌기부인 상기 다수의 마이크로 렌즈(32) 상에 형성되어, 본 발명의 다층 구조 광학 시트의 상층을 구성하게 된다. 상기 제 1 기저층(31)와 상기 제 2 기저층(33)의 두께는 상이할 수 있다.
상기 제 2 기저층(33)는 상기 제 1 기저층(31) 상의 돌기부인 다수의 마이크로 렌즈(32) 상에 형성되지만 상기 제 2 기저층(33)의 저면은 평평하고, 바람직하게는 상기 제 1 기저층(31)와 평행하게 형성된다. 따라서, 상기 다수의 마이크로 렌즈(32)와 상기 제 2 기저층(33) 사이에는 빈 공간이 형성된다.
상기 제 2 기저층의 돌기부인 다수의 프리즘 어레이(34)는 상기 제 2 기저층(33) 상에 형성된다. 상기 다수의 프리즘 어레이(34)는 단면이 삼각형, 바람직하게는 이등변 삼각형 형상이며, 상기 단면의 형상이 상기 광학 시트의 일방향으로 길게 연속되어 형성되는 형상이다.
바람직하게, 상기 다수의 프리즘 어레이(34)의 높이, 즉 상기 제 2 기저층(33)로부터 상기 프리즘 어레이의 최고점까지의 최단 거리는 10 내지 100 μm이며, 상기 프리즘 어레이(34)의 피치, 즉 상기 프리즘 어레이(34)의 단면의 밑변 길이는 20 내지 200 μm이다.
도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 기저층(33) 상에 형성된 다수의 프리즘 어레이(34)의 사시도이다.
상기 제 2 기저층(33) 및 상기 다수의 프리즘 어레이(34)는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다층 구조 광학 시트에서 상층을 구성한다.
전술한 바와 같이, 상기 다수의 마이크로 렌즈(32) 상에 형성된 상기 제 2 기저층(33)의 저면이 평평하므로, 상기 다수의 마이크로 렌즈(32)와 상기 제 2 기저층(33) 사이에는 공기공간부(36)가 형성된다.
상기 공기공간부(36)는 상기 다수의 마이크로 렌즈(32)의 높이(321)를 조절함으로써 상기 공기공간부(36)의 두께를 조절할 수 있다. 또한, 상기 접착제의 두께를 조절함에 따라 공기공간부(36)의 두께를 조절할 수 있다. 본 발명의 다층 구조 광학 시트 내부에 상기 공기공간부(36)가 형성됨으로써 액정표시패널로부터 발산되는 광의 휘도 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 다수의 마이크로 렌즈(32)와 상기 제 2 기저층(33)는 접착제(35)에 의해 접착될 수 있다. 상기 접착제(35)는 감압성 접착제인 PSA(Pressure Sensitive Adhesive) 접착제를 사용할 수 있다. 상기 접착제(35)는 필름형으로 제조되어 상기 제 2 기저층(33)의 저면, 즉 상기 마이크로 렌즈(32)와 접하는 면에 접착될 수 있다. 상기 필름형 PSA 접착제를 사용하는 경우, 상기 접착제(35)의 일면은 상기 제 2 기저층(33)의 저면 전면에 접착되고, 상기 접착제(35)의 다른 면은 상기 다수의 마이크로 렌즈(32)의 상부에 접착된다.
상기 공기공간부(36)의 두께는 상기 다수의 마이크로 렌즈(32)의 높이 외에 상기 접착제(35)의 두께를 조절함으로써도 조절 가능하다. 상기 접착제(35)의 두께가 작을수록, 즉 상기 공기공간부(36)의 두께가 두꺼울수록 상기 광학 시트의 광학적 특성은 향상된다.
본 발명의 다른 실시예에서는 상기 접착제(35)는 필름형으로 사용되지 않고, 상기 다수의 마이크로 렌즈(32) 내부에 채워질 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 접착제(35)가 상기 제 1 기저층의 돌기부인 다수의 마이크로 렌즈(32) 내부에 채워진 광학 시트의 부분 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 접착제(35)는 상기 다수의 마이크로 렌즈(32) 내부에 채워져 상기 제 2 기저층(33)와 상기 다수의 마이크로 렌즈(32)를 접착시킨다. 도 5에서는 상기 접착제(35)가 상기 다수의 마이크로 렌즈(32)의 중앙부에 기둥 형상으로 주입되어 있으나, 상기 형상은 원기둥, 사각 기둥 외의 다각 기둥일 수도 있고, 기둥 형상이 아닌 다각뿔대의 형상일 수도 있으며, 상기 다수의 마이크로 렌즈(32)의 내부 전부에 상기 접착제(35)가 주입될 수도 있다.
상기 접착제(35)가 상기 다수의 마이크로 렌즈(32) 내부에 주입됨으로써 필름형 접착제를 사용하는 경우보다 공기공간부의 두께가 두꺼워지는 효과가 있다. 또한, 상기 제 2 기저층(33)와 상기 다수의 마이크로 렌즈(32)의 실질적인 접착에 필요한 양만을 사용할 수 있어, 필름형 접착제에 비해 낭비하는 접착제를 줄일 수 있다.
상기 접착제(35)가 상기 다수의 마이크로 렌즈(32) 내부에 주입되는 경우, 상기 제 2 기저층(33)와 상기 다수의 마이크로 렌즈(32)가 접착되는 부분은 상기 마이크로 렌즈(32)의 상부와 상기 다수의 마이크로 렌즈 상부와 접하는 제 2 기저층(33)의 일부분이다.
상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학 시트에서는, 다층 구조의 광학 시 트 중 하층에는 돌기부로서 다수의 마이크로 렌즈(32)가 형성되었으나, 실시예에 따라 돌기부로서 다수의 마이크로 렌즈 퍼로우가 형성될 수 있다. 상기 다수의 마이크로 렌즈 퍼로우는 단면이 반원인 형상이 광학 시트의 일측을 따라 장방향으로 길게 형성되는 형태이다.
도 3b는 상술한 마이크로 렌즈 퍼로우를 설명하기 위한 제 1 기저층 상에 형성된 다수의 마이크로 렌즈 퍼로우의 사시도이다.
또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학 시트에서는, 다층 구조의 광학 시트 중 상층에는 프리즘 어레이(34)가 형성되었으나, 실시예에 따라 상기 프리즘 어레이(34) 상부에는 스크래치에 견디기 위한 불규칙한 요철이 구비될 수 있다.
도 3c는 상술한 불규칙한 요철이 구비된 프리즘 어레이를 설명하기 위한 제 2 기저층 상에 형성된 상부에 불규칙한 요철이 구비된 프리즘 어레이의 사시도이다.
실시예에 따라서는, 상기 프리즘 어레이(34) 대신 밑면이 다각형 또는 원인 다각뿔 또는 원뿔 형상이 형성될 수 있다.
도 3d는 상술한 다각뿔 형상을 설명하기 위한 제 2 기저층 상에 형성된 사각뿔의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광학 시트의 부분 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광학 시트는 투명 필름으로 형성된 제 1 기저층(61), 상기 제 1 기저층(61) 상에 형성된 돌기부로서 다수의 프리즘 어레이(62), 상기 다수의 프리즘 어레이(62) 상에 형성된 제 2 기저 층(63) 및 상기 제 2 기저층(63) 상에 형성된 돌기부로서 다수의 마이크로 렌즈(64)를 포함하며, 상기 다수의 프리즘 어레이(62)와 상기 제 2 기저층(63) 사이에는 공기공간부(66)가 형성된다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 광학 시트는 상술한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학 시트의 하층에 형성된 다수의 마이크로 렌즈(32)가 상층에 형성되며 상층에 형성된 다수의 프리즘 어레이(34)가 하층에 형성되는 형태이다. 즉, 본 발명의 제 2 실시예에서는 상기 다수의 프리즘 어레이(62)가 상기 제 1 기저층(61) 상에 형성되고, 상기 다수의 마이크로 렌즈(64)가 상기 제 2 기저층(63) 상에 형성된다.
따라서, 상기 다수의 마이크로 렌즈(64)는 본 발명의 제 1 실시예와 같이 랜덤한 직경 및 랜덤한 높이로 형성되며, 상기 제 2 기저층(63) 상에 랜덤하게 배열될 수 있다. 또한, 상기 다수의 마이크로 렌즈(64)는 동일한 직경 및 동일한 높이로 형성되며, 상기 제 2 기저층(63) 상에 랜덤하게 배열될 수 있다. 또한, 상기 다수의 마이크로 렌즈(64)는 동일한 직경 및 동일한 높이로 형성되며, 상기 제 2 기저층 상에 규칙적으로 배열될 수 있다. 또한 상기 다수의 마이크로 렌즈(64)의 높이 및 직경의 수치 범위 역시 본 발명의 제 1 실시예와 동일하다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 광학 시트에서도, 상기 다수의 프리즘 어레이(62) 상에 형성된 상기 제 2 기저층(63)는 저면, 즉 상기 다수의 프리즘 어레이(62)와 접하는 면이 평평하며 바람직하게는 상기 제 1 기저층(61)과 평행하다. 따라서, 상기 다수의 프리즘 어레이(61)와 상기 제 2 기저층(63) 사이에는 공기공 간부(66)가 형성된다.
상기 공기공간부(66)의 두께는 제 1 기저층(61)의 돌기부인 상기 프리즘 어레이(62)의 높이, 즉, 상기 제 1 기저층(61)로부터 상기 프리즘 어레이(62)의 최고점까지의 최단 거리에 의해 결정될 수 있다. 또한, 후술할 필름형 접착제(65)의 두께에 의해 결정될 수 있다. 상기 공기공간부(66)의 두께가 두꺼울수록 본 발명의 다층 구조 광학 시트를 통과하는 광의 휘도 특성을 향상된다.
상기 다수의 프리즘 어레이(62)와 상기 제 2 기저층(63)는 접착제(65)에 의해 접착될 수 있다. 상기 접착제(65)는 본 발명의 제 1 실시예의 광학 시트에 사용된 감압성 접착제인 PSA(Pressure Sensitive Adhesive) 접착제를 사용할 수 있다. 상기 접착제(65)는 필름형으로 제조되어 상기 제 2 기저층(63)의 저면, 즉 상기 프리즘 어레이(62)와 접하는 면에 접착될 수 있다. 상기 필름형 PSA 접착제를 사용하는 경우, 상기 접착제(65)의 일면은 상기 제 2 기저층(63)의 저면 전면에 접착되고, 상기 접착제(65)의 다른 면은 상기 제 1 기저층(61)의 돌기부인 다수의 프리즘 어레이(62)의 상부에 접착된다.
본 발명의 다른 실시예에서는 상기 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 접착제(65)는 필름형으로 사용되지 않고, 상기 다수의 프리즘 어레이(62) 내부에 채워질 수 있다.
도 7는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 접착제(65)가 상기 다수의 프리즘 어레이(62) 내부에 채워진 광학 시트의 부분 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 접착제(65)는 상기 다수의 프리즘 어레이(62) 내부에 채워져 상기 다수의 프리즘 어레이(65) 상부 및 상기 다수의 프리즘 어레이(65) 상부와 접하는 제 2 기저층(63)의 일부를 접착한다.
상술한 도 5의 광학 시트와 같이, 상기 접착제(65)는 상기 다수의 프리즘 어레이(65)의 중앙부에 기둥 형상으로 주입될 수 있고, 상기 기둥 형상은 원기둥, 사각 기둥 외의 다각 기둥일 수도 있고, 기둥 형상이 아닌 다각뿔대의 형상일 수도 있다. 또한, 상기 다수의 프리즘 어레이(65)의 내부 전부에 상기 접착제(65)가 주입될 수도 있다.
상기 본 발명의 제 2 실시예에서는 다층 구조의 광학 시트의 하측에 프리즘 어레이가 형성되었으나, 실시예에 따라 상부에 요철이 구비된 프리즘 어레이(도 3c 참조), 다각뿔 또는 원뿔이 형성될 수 있다.
상기 본 발명의 제 2 실시예에서는 다층 구조의 광학 시트의 상측에 돌기부로서 다수의 마이크로 렌즈가 형성되었으나, 실시예에 따라 돌기부로서 마이크로 렌즈 퍼로우(도 3b 참조)가 형성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광학 시트의 부분 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 투명 필름으로 형성된 제 1 기저층(81), 상기 제 1 기저층(81)의 일측면에 공기공간부(86)를 수용하는 다수의 오목부가 형성되는 제 1 패턴층, 상기 제 1 패턴층 상에 형성되고 투명 필름으로 이루어진 제 2 기저층(83) 및 상기 제 2 기저층(83) 상에 다수의 돌기부가 형성되는 제 2 패턴층을 포함한다.
도 8에서는, 상기 오목부는 상기 제 1 기저층(81) 상에 형성된 다수의 음각 된 마이크로 렌즈 형태로 도시되며, 상기 제 2 기저층(83) 상에 형성된 돌기부는 다수의 프리즘 어레이(84)로 도시된다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 광학 시트는 본 발명의 제 1 실시예의 하층에 형성된 다수의 마이크로 렌즈(32) 대신 오목부인 다수의 마이크로 렌즈가 음각된 패턴(82)이 다층 구조의 광학 시트의 하층을 구성한다. 상기 오목부인 다수의 음각된 마이크로 렌즈 패턴(82) 외에 다른 부분은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학 시트와 동일하다.
상기 다수의 음각된 마이크로 렌즈 패턴(82)은 상기 제 1 기저층(81)와 동일한 재료로 구성된 필름에 마이크로 렌즈 패턴 다수를 음각으로 형성한 형태이다. 즉, 상기 본 발명의 제 1 실시예의 다수의 마이크로 렌즈 패턴과는 양각과 음각으로 새겨진 차이가 있다. 상기 다수의 음각된 마이크로 렌즈의 깊이(821), 즉 필름의 평면에서 음각된 마이크로 렌즈의 가장 낮은 부분까지의 최단거리와 직경(822), 즉 필름의 평면에서의 음각된 마이크로 렌즈의 최대 직경은 랜덤할 수 있다.
즉, 상기 다수의 음각된 마이크로 렌즈는 상기 다수의 음각된 마이크로 렌즈 패턴(82) 상에 랜덤한 직경(822) 및 랜덤한 깊이(821)로 형성될 수 있으며, 상기 다수의 음각된 마이크로 렌즈는 상기 다수의 음각된 마이크로 렌즈 패턴(82) 상에 랜덤하게 음각될 수 있다.
바람직하게 상기 다수의 음각된 마이크로 렌즈의 깊이(821)는 15 내지 50 μm이며, 상기 다수의 음각된 마이크로 렌즈의 직경(822)은 30 내지 100 μm이다.
본 발명의 다른 실시예에서는 상기 다수의 음각된 마이크로 렌즈는 동일한 직경(822) 및 동일한 깊이(821)로 형성될 수 있으며, 상기 다수의 음각된 마이크로 렌즈는 상기 다수의 음각된 마이크로 렌즈 패턴(82) 상에 랜덤하게 음각될 수 있다.
상기 다수의 음각된 마이크로 렌즈의 깊이(821)는 15 내지 50 μm 범위에서 선택될 수 있으며, 상기 다수의 음각된 마이크로 렌즈의 직경(822)은 30 내지 100 μm 범위에서 선택될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는 상기 다수의 음각된 마이크로 렌즈는 동일한 직경(822) 및 동일한 깊이(821)로 형성될 수 있으며, 상기 다수의 음각된 마이크로 렌즈는 상기 다수의 음각된 마이크로 렌즈 패턴(82) 상에 규칙적으로 음각될 수 있다.
역시, 상기 다수의 음각된 마이크로 렌즈의 깊이(821)는 15 내지 50 μm 범위에서 선택될 수 있으며, 상기 다수의 음각된 마이크로 렌즈의 직경(822)은 30 내지 100 μm 범위에서 선택될 수 있다.
도 9a, 도 9b 및 도 9c는 상술한 세 가지 경우의 다수의 음각된 마이크로 렌즈 패턴(82)의 사시도이다.
상기 제 2 기저층(83) 및 상기 다수의 음각된 마이크로 렌즈 패턴(82) 사이에는 공기공간부(86)이 형성된다. 상기 공기공간부(86)은 상기 다수의 음각된 마이크로 렌즈 패턴(82)에 음각된 다수의 마이크로 렌즈, 즉 렌즈 형상의 홈에 형성된다. 상기 형성된 공기공간부(86)의 두께가 두꺼울수록 광학 시트의 휘도 특성은 향상된다. 상기 공기공간부(86)의 두께는 상기 음각된 다수의 마이크로 렌즈의 깊이(86)에 의해 조절될 수 있다.
상기 제 2 기저층(83) 및 상기 다수의 음각된 마이크로 렌즈 패턴(82)은 접착제(85)에 의해 접착될 수 있다. 상기 접착제(85)는 감압식 접착제 PSA일 수 있다. 상기 접착제(85)는 필름형으로 형성되어 상기 접착제(85)의 일면은 상기 제 2 기저층(83) 저면에 접착되고, 다른 일면은 상기 다수의 음각된 마이크로 렌즈 패턴(82) 상부에 접착될 수 있다. 상기 접착제(85)의 두께가 작을수록 상기 공기공간부 두께가 두꺼워지므로 본 발명의 광학 시트의 휘도 특성은 향상된다.
상기 본 발명의 제 3 실시예에서는 다층 구조의 광학 시트의 상측에 다수의 프리즘 어레이가 형성되었으나, 실시예에 따라 상부에 요철이 구비된 프리즘 어레이(도 3c 참조), 다각뿔 또는 원뿔이 형성될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트를 사용한 에지형 백라이트 유닛의 분해 단면도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트를 사용한 에지형 백라이트 유닛은 광원을 포함하는 램프 유닛(101) 및 본 발명의 광학 시트(102)를 포함한다.
상기 램프 유닛(101)은 광을 생성하는 광원(103), 상기 광원(103)으로부터 생성된 빛을 상기 광학 시트(102)로 반사하는 반사판(104) 및 상기 광원(103) 및 상기 반사판(104)으로부터의 광을 상기 광학 시트(102)로 유도하는 도광판(105)을 포함한다.
에지형 백라이트 유닛에서는 액정표시장치의 측면에 배치된 상기 광원(103) 으로부터 생성된 빛이 램프 반사경(106) 및 반사판(104)에서 반사되어 도광판(105)을 통해 상기 광학 시트(102)로 전달된다.
실시예에 따라서는 도 11에 도시한 바와 같은 직하형 백라이트 유닛도 사용될 수 있다. 이 경우, 도 11의 반사판(114)은 도 10의 반사판(104) 외에 램프 반사경(106)의 역할을 수행한다. 확산판(115)은 상기 광원(103)으로부터 생성된 빛을 상기 광학 시트(102)로 균일하게 확산시킨다.
이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 위 실시예는 단지 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것이며, 이에 한정되지 않는다. 당업자는 위에 설명한 실시예에 다양한 변형이 가해질 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위의 해석을 통해서만 정해진다.
도 1은 종래의 에지형 액정표시장치의 구성 요소를 설명하는 분해 단면도이다.
도 2는 종래의 직하형 액정표시장치의 구성 요소를 설명하는 분해 단면도이다.
도 3a은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학 시트의 부분 단면도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 기저층 상에 형성된 다수의 마이크로 렌즈 퍼로우의 사시도이다.
도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 기저층 상에 형성된 상부에 불규칙한 요철이 구비된 프리즘 어레이의 사시도이다.
도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 기저층 상에 형성된 사각뿔의 사시도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤한 높이(321) 및 랜덤한 직경(322)을 가지며 제 1 기저층(31) 상에 불규칙하게 형성된 마이크로 렌즈(32)의 사시도이다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동일한 높이(321) 및 동일한 직경(322)를 가지며 제 1 기저층(31) 상에 불규칙하게 형성된 마이크로 렌즈(32)의 사시도이다.
도 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동일한 높이(321) 및 동일한 직경(322)을 가지며 제 1 기저층(31) 상에 규칙적으로 형성된 마이크로 렌즈(32)의 사시도이다.
도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 기저층에 형성된 다수의 프리즘 어레이(34)의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 접착제(35)가 다수의 마이크로 렌즈(32) 내부에 채워진 광학 시트의 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광학 시트의 부분 단면도이다.
도 7는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 접착제(65)가 상기 다수의 프리즘 어레이(62) 내부에 채워진 광학 시트의 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광학 시트의 부분 단면도이다.
도 9a, 도 9b 및 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 음각된 마이크로 렌즈 패턴(82)의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트를 사용한 에지형 백라이트 유닛의 분해 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트를 사용한 직하형 백라이트 유닛의 분해 단면도이다.

Claims (19)

  1. 투명 필름으로 형성된 제 1 기저층;
    상기 제 1 기저층 상에 다수의 돌기부와, 상기 돌기부들 사이에 공기공간부가 형성된 제 1 패턴층;
    상기 제 1 패턴층 상에 형성되고 투명 필름으로 이루어진 제 2 기저층; 및
    상기 제 2 기저층 상에 다수의 돌기부가 형성된 제 2 패턴층;
    을 포함하는 광학 시트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 패턴층과 제 2 기저층은 접착제에 의해 접착되는 광학 시트.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 접착제는 필름형 PSA(Pressure Sensitive Adhesive) 접착제이며, 상기 제 2 기저층 저면과 제 1 패턴층 상부를 접착하는 접착층을 더 포함하는 광학 시트.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 접착제는 상기 다수의 돌기부 상단의 내부에 채워지며, 상기 접착제는 상기 다수의 돌기부 상단과 제 2 기저층의 일부를 접착하는 광학 시트.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 패턴층 및 제 2 패턴층 중 적어도 하나의 돌기부는 마이크로 렌즈인 광학 시트.
  6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 패턴층 및 제 2 패턴층 중 적어도 하나의 돌기부는 프리즘인 광학 시트.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 다수의 마이크로 렌즈는 랜덤한 직경 및 랜덤한 높이로 형성되며, 랜덤하게 배열되는 광학 시트.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 다수의 마이크로 렌즈는 동일한 직경 및 동일한 높이로 형성되며, 랜덤하게 배열되는 광학 시트.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 다수의 마이크로 렌즈는 동일한 직경 및 동일한 높이로 형성되며, 규칙적으로 배열되는 광학 시트.
  10. 투명 필름으로 형성된 제 1 기저층;
    상기 제 1 기저층의 일측면에 공기공간부를 수용하는 다수의 오목부가 형성된 제 1 패턴층;
    상기 제 1 패턴층 상에 형성되고 투명 필름으로 이루어진 제 2 기저층; 및
    상기 제 2 기저층 상에 다수의 돌기부가 형성된 제 2 패턴층;
    을 포함하는 광학 시트.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제 1 기저층과 제 2 기저층은 접착제에 의해 접착되는 광학 시트.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 접착제는 필름형 PSA(Pressure Sensitive Adhesive) 접착제이며, 상기 제 2 기저층 저면과 제 1 기저층 상부를 접착하는 접착층이 더 포함되는 광학 시트.
  13. 제 10항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 패턴층의 오목부 및 제 2 패턴층의 돌기부는 중 적어도 하나는 마이크로 렌즈 형태인 광학 시트.
  14. 제 10항 내지 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 패턴층의 오목부 및 제 2 패턴층의 돌기부 중 적어도 하나는 프리즘 형태인 광학 시트.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 다수의 마이크로 렌즈는 랜덤한 직경 및 랜덤한 높이로 형성되며, 랜덤하게 배열되는 광학 시트.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 다수의 마이크로 렌즈는 동일한 직경 및 동일한 높이로 형성되며, 랜덤하게 배열되는 광학 시트.
  17. 제 13항에 있어서,
    상기 다수의 마이크로 렌즈는 동일한 직경 및 동일한 높이로 형성되며, 규칙적으로 배열되는 광학 시트.
  18. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 광학 시트가 포함되는 액정표시장치의 백라이트 유닛.
  19. 제 10항 내지 제 12항 중 어느 한 항의 광학 시트가 포함되는 액정표시장치의 백라이트 유닛.
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