KR20100073754A - 모아레 현상이 방지된 길이방향 웨이브 패턴을 갖는 프리즘산을 갖는 프리즘 시트, 이를 채용한 백라이트 유니트, 및상기 백라이트 유니트를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

모아레 현상이 방지된 길이방향 웨이브 패턴을 갖는 프리즘산을 갖는 프리즘 시트, 이를 채용한 백라이트 유니트, 및상기 백라이트 유니트를 구비한 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

모아레 현상이 방지된 길이방향 웨이브 패턴을 갖는 프리즘 산을 갖는 프리즘 시트, 이를 채용한 백라이트 유니트, 및 상기 백라이트 유니트를 구비한 액정표시장치가 제시된다. 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 프리즘 시트는, 투명기판 및 이에 배치된 복수개의 길이방향 웨이브 패턴을 갖는 프리즘 산들을 구비하고, 길이방향 웨이브 패턴은 프리즘 산의 높이가 길이에 따라 연속적으로 또는 불연속적으로 변화하도록 형상화되며, 프리즘 산들 중 어느 한 프리즘 산 및 이에 인접한 다른 프리즘 산은 폭방향의 대응 높이들 중 적어도 한쌍이 서로 같지 않다.

Description

모아레 현상이 방지된 길이방향 웨이브 패턴을 갖는 프리즘 산을 갖는 프리즘 시트, 이를 채용한 백라이트 유니트, 및 상기 백라이트 유니트를 구비한 액정표시장치{Prism sheet having lengthwise wave patterned prisms for preventing moirㅹ phenomenon, back light unit having prism sheet, and liquid crystal display device having back light unit}
프리즘 시트, 상기 프리즘 시트를 채용한 백라이트 유니트 및 상기 백라이트 유니트를 구비하는 액정표시장치가 개시된다. 보다 상세하게는 복수개의 길이방향 웨이브 패턴을 갖는 프리즘 산들을 구비하며 상기 프리즘 산들 중 어느 한 프리즘 산 및 이에 인접한 다른 프리즘 산은 폭방향의 대응 높이들 중 적어도 한쌍이 서로 같지 않도록 나란히 배치된 프리즘 시트와, 상기 프리즘 시트를 채용한 액정표시장치가 개시된다.
최근, 박형화, 소형화 및 저소비전력화 등이 요망되는 노트북 컴퓨터, 텔레비전 또는 휴대전화 등에 사용되는 평판 표시장치(Flat panel display device)로서, 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel: PDP), 전계방출 디스플레이 장치(field emission display device: FED), 박막 트랜지스터 액정표시장치(thin film transistor liquid crystal display device: TFT-LCD) 등이 개발되었고, 이들 중 색 재현성이 우수하고 박형인 액정표시장치가 가장 활발히 연구되고 있다.
상기 평판 표시장치 중 PDP 및 FED는 자체적으로 발광할 수 있으나, 액정표시장치는 그 자체로는 발광체가 아니기 때문에, 보조광원인 백라이트 유니트를 이용하여 광을 조사함으로써 화상 표시가 가능하도록 되어 있다.
일반적으로 액정표시장치는 고품질의 화상을 얻기 위하여 다양한 기능을 갖는 광학필름들을 구비한다. 그러나, 이러한 광학필름들을 여러장 적층하여 사용하는 경우에는 작업성이 나빠질 뿐만 아니라, 제조공정 수의 증가에 따른 생산성의 저하와 그로 인한 제조비용의 상승이 초래되며, 필름들간 계면에서 일어나는 바람직하지 않은 광학현상으로 인해 액정표시장치의 구동시 화상품질이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
특히, 프리즘 형상의 패턴을 갖는 광학필름들을 여러장 겹쳐서 사용하게 되면 패턴들 간의 간섭에 의해 모아레 현상이 발생하여 액정표시장치의 화상품질이 저하되는 원인이 된다. 또한, 프리즘 패턴과 액정표시패널의 RGB 패턴간의 간섭에 의해서도 모아레 현상이 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 패턴의 형상을 불규칙하게 만들어 패턴들 간의 간섭현상을 최소화하려는 시도가 있었다. 그러나, 이 경우에는 광학필름의 기본적 역할인 휘도 상승의 효과가 저하되거나 액정표시 장치에서 측정 위치에 따라 휘도값이 달라지는 휘도 균일도 저하 현상이 발생하는 문제점이 있다. 여기서, 패턴의 형상이 불규칙하다는 것은 광학필름 마다 패턴 형상이 다르거나 광학필름의 패턴 형상이 액정표시패널의 RGB 패턴과 다르다는 것을 의미한다.
한편, 광학필름에서 패턴이 형성되어 있는 면과 반대쪽 면에 광확산 기능을 갖는 층을 코팅하여 모아레 현상 등의 제반 문제를 해결하는 방법도 제시되었지만, 이 경우에는 확산층으로 인해 휘도 상승 효과가 저하되고 코팅 가공 공정이 추가됨으로써 제조원가가 상승하는 문제점이 있다.
본 발명의 일 구현예는 복수개의 길이방향 웨이브 패턴을 갖는 프리즘 산들을 구비하며, 상기 프리즘 산들 중 어느 한 프리즘 산 및 이에 인접한 다른 프리즘 산은 폭방향의 대응 높이들 중 적어도 한쌍이 서로 같지 않도록 나란히 배치된 프리즘 시트를 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 프리즘 시트를 채용한 백라이트 유니트를 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예는 상기 백라이트 유니트를 구비하는 액정표시장치를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면,
투명기판; 및
상기 투명기판 상에 배치된 것으로 복수개의 길이방향 웨이브 패턴을 갖는 프리즘 산들을 구비하고,
상기 길이방향 웨이브 패턴은 상기 프리즘 산의 높이가 길이에 따라 연속적으로 또는 불연속적으로 변화하도록 형상화되며, 상기 프리즘 산들 중 어느 한 프리즘 산 및 이에 인접한 다른 프리즘 산은 폭방향의 대응 높이들 중 적어도 한쌍이 서로 같지 않은 프리즘 시트가 제공된다.
보다 구체적으로, 상기 프리즘 산들 중 어느 한 프리즘 산 및 이에 인접한 다른 프리즘 산은 이들 각각에 구비된 길이방향 웨이브 패턴의 반복주기(RP)와 그 진폭은 서로 같지만 웨이브 패턴들 간에 위상차가 존재할 수 있다.
상기 프리즘 산들 중 어느 한 프리즘 산(제1 프리즘 산) 능선의 극대점을 지나는 수평선(프리즘 산의 폭방향 선), 및 상기 극대점과 가장 근접한 것으로 상기 프리즘 산(제1 프리즘 산)에 인접한 다른 프리즘 산(제2 프리즘 산) 능선의 극소점을 지나는 수평선 간의 수직 이격거리(D); 및 상기 길이방향 웨이브 패턴의 반복 주기(RP)는 하기 조건을 만족할 수 있다:
0 < D/RP ≤ 0.3
상기 프리즘 산은 아치형 또는 삼각형 형상의 단면을 가질 수 있다.
또한 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 구현예들 중 어느 한 구현예에 따른 프리즘 시트를 적어도 하나 구비하는 백라이트 유니트가 제공된다.
또한 본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 구현예들 중 어느 한 구현예에 따른 백라이트 유니트를 구비하는 액정표시장치가 제공된다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 복수개의 길이방향 웨이브 패턴을 갖는 프리즘 산들을 구비하며 상기 프리즘 산들 중 어느 한 프리즘 산 및 이에 인접한 다른 프리즘 산은 폭방향의 대응 높이들 중 적어도 한쌍이 서로 같지 않도록 나란히 배치된 프리즘 시트를 제공함으로써 액정표시장치의 모아레 현상을 방지하면서도 높은 정면휘도와 휘도 균일도를 유지할 수 있다.
이어서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 구현예에 따른 프리즘 시트에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 프리즘 시트를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 프리즘 시트를 도시한 평면도이고, 도 3은 도 1의 프리즘 시트를 도시한 길이방향 단면도이고, 도 4는 도 1의 프리즘 시트를 도시한 폭방향 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 프리즘 시트(100)는 투명기판(110) 및 프리즘 산(120)을 구비한다.
투명기판(110)은 투광성 폴리에스테르 수지 등의 재질로 형성되며, 프리즘 패턴(120)을 지지하는 역할을 수행한다.
프리즘 산(120)은 투명기판(110)상에 배치되어 투명기판(110)을 통해 입사되는 광을 액정표시패널(미도시)의 평면으로 집광시키는 역할을 수행한다. 프리즘 산(120)은 예를 들어 투명기판(110)과 같은 재질로 형성될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 구현예에서, 프리즘 산(120)은 길이방향 웨이브 패턴(lengthwise wave pattern)을 갖도록 형상화된다. 구체적으로, 상기 길이방향 웨이브 패턴은 프리즘 산(120)의 높이가 길이에 따라 연속적으로 또는 불연속적으로 변화하도록 형상화된다. 이와 같이 프리즘 산(120)을 형상화함으로써, 프리즘 시트(100)상에 적층되는 다른 광학필름(미도시)과 프리즘 산(120)과의 접촉 표면적을 줄여 이물질의 혼입, 접촉에 의한 스크래치(scratch), 및 사용자의 불량 시인성을 줄여 제품의 불량률을 낮춰 생산수율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 침윤(wet-out) 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 침윤 현상이란 두 개의 표면 이 서로 광학적으로 접촉하여 하나의 필름으로부터 다음 필름으로 광이 전달될 때 굴절률에 있어서의 변화가 제거되는 경우에 일어나는 현상으로서, 관찰자가 스크린 화상이 얼룩덜룩하며 수시로 변화하는 외관을 갖는 것으로 인식하게 되는 현상을 말한다.
또한, 복수개의 프리즘 산들(120) 중 어느 한 프리즘 산 및 이에 인접한 다른 프리즘 산은 폭방향의 대응 높이들이 서로 같지 않다. 이에 따라, 프리즘 산(120)의 길이방향뿐만 아니라 폭방향으로도 웨이브 패턴이 형성되게 되어 양방향 모두에서 액정표시패널(미도시)의 RGB 패턴과 프리즘 산(120)과의 광학적 중첩이 감소하거나 배제되어 모아레 현상이 감소하거나 방지되는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 일 구현예 및/또는 다른 구현예에 따른 2 이상의 프리즘 시트들에 있어서, 각 프리즘 시트에 구비된 프리즘 산들이 서로 교차하도록 적층된 경우, 상기 각 프리즘 산의 패턴들 간의 광학적 중첩이 배제되거나 감소되어 모아레 현상이 감소하거나 방지되는 효과를 얻을 수도 있다.
구체적으로, 프리즘 산들(120) 중 어느 한 프리즘 산 및 이에 인접한 다른 프리즘 산은 이들 각각에 구비된 길이방향 웨이브 패턴의 반복주기(RP)와 그 진폭은 서로 같지만 웨이브 패턴들 간에 위상차가 존재하도록 구성될 수 있다. 여기서, 웨이브 패턴의 진폭이란 프리즘 산(120) 능선의 극대점(120t)의 높이(h120t)와 프리즘 산(120) 능선의 극소점(120v)의 높이(h120v) 간의 차이를 2등분한 값을 의미하며, 도 3을 참조하면 하기 식으로 표시될 수 있다.
웨이브 패턴의 진폭 = (h120t-h120v)/2
또한, 서로 인접한 웨이브 패턴들 간에 위상차가 존재한다는 것은 웨이브 패턴들의 시작점이 서로 다르다는 것을 의미한다.
프리즘 산의 피치(P)는, 예를 들어, 20 내지 100㎛일 수 있다.
또한, 도 2를 참조하면, 프리즘 산들(120) 중 어느 한 프리즘 산(제1 프리즘 산이라고 함) 능선의 극대점(120t)을 지나는 수평선(프리즘 산의 폭방향 선), 및 상기 극대점(120t)과 가장 근접한 것으로 상기 프리즘 산(제1 프리즘 산)에 인접한 다른 프리즘 산(제2 프리즘 산이라고 함) 능선의 극소점(120v)을 지나는 수평선 간의 수직 이격거리(D); 및 상기 길이방향 웨이브 패턴의 반복 주기(RP)는 하기 조건을 만족할 수 있다.
0 < D/RP ≤ 0.3
상기 값(D/RP)이 0.3 이하이면 모아레 현상이 감소하여 화상의 품질이 향상될 수 있다.
또한, 상기 프리즘 산(120)은 아치형 또는 삼각형 형상의 단면을 가질 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 프리즘 산(120)은 사각형, 오각형 형상 등 다른 다양한 형상의 단면을 가질 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 프리즘 시트는 액정표시패널의 RGB 패턴과는 다르면서도 전체적으로는 규칙적인 패턴의 프리즘 산을 구비하고 있으므로, 액정표시장치에 채용될 경우 모아레 현상을 방지하면서도 높은 정면휘도와 휘도 균일도를 제 공할 수 있다.
상기와 같은 프리즘 시트를 하나 이상 채용한 백라이트 유니트(미도시)에 액정표시패널을 장착함으로써 액정표시장치를 완성할 수 있다.
이하 본 발명의 실시예를 상세히 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.
실시예
도 1의 구성과 유사한 구성을 갖는 프리즘 시트를 하기와 같은 방법으로 제조하였다.
실시예 1
반복주기(RP)가 300㎛, 수직 이격거리(D)가 5㎛, 프리즘 산의 피치(P)가 50㎛이고, 프리즘 산 능선의 최대 높이가 27㎛, 프리즘 산 능선의 최소 높이가 23㎛인 프리즘 형상의 패턴을 갖는 패턴롤을 절삭 가공하여 제조하였다. 이어서, PET 필름 위에 UV 경화형 수지(일본화약社, KSS-001)를 코팅한 후 상기 코팅된 수지를 상기 제조된 패턴롤로 압착한 상태에서 PET 필름면을 통해 UV광을 조사하여 상기 수지를 고체상태로 경화시켰다. 이어서, 수지가 코팅된 상기 PET필름을 패턴롤로부터 분리하여 PET 필름 위에 프리즘 형상이 형성된 프리즘 시트를 얻었다.
실시예 2
반복주기(RP) 및 수직 이격거리(D)를 각각 200㎛ 및 25㎛로 변경한 것을 제 외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 프리즘 시트를 제조하였다.
실시예 3
반복주기(RP) 및 수직 이격거리(D)를 각각 200㎛ 및 60㎛로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 프리즘 시트를 제조하였다.
실시예 4
상기 실시예 1에서 제조한 프리즘 시트와 동일한 프리즘 시트 2매를 프리즘 산의 길이방향이 서로 직교하도록 적층하여 복층 구조의 프리즘 시트를 제조하였다.
평가예
상기 실시예 1~4에서 제조한 프리즘 시트를 백라이트 유닛(삼성전자의 15.4 인치 노트PC용 BLU)에 장착하고 상기 프리즘 시트가 장착된 백라이트 유닛에 액정표시패널(삼성전자의 15.4 인치 노트PC용 LCD 패널 LTN154X3)을 장착하여 액정표시장치를 완성한 다음, 상기 액정표시장치를 작동시켜 휘도측정기(Topcon社의, SR-3)를 사용하여 측정각별 휘도를 측정하여 도 5 및 표 1에 나타내고, 모아레 현상의 발생 여부를 육안으로 관찰하여 표 1에 나타내었다. 도 5에서, 측정각은 관찰자의 시선이 액정표시장치 화면의 법선과 이루는 각도를 의미한다.
즉, 도 5에서 측정각이 0°인 경우의 휘도값이 정면휘도에 해당하며, 도 5의 그래프로부터 다음과 같은 방법으로 휘도 균일도를 계산하였다. 즉, 액정표시장치의 화면에서 25개 지점의 정면휘도를 휘도측정기(Topcon社의, SR-3)를 사용하여 측정한 후 하기 식에 의해 휘도 균일도를 계산하였다.
휘도 균일도 = Lmin/Lmax × 100%
상기 식에서, Lmin = 25개의 지점들 중 가장 어두운 곳의 휘도
Lmax = 25개의 지점들 중 가장 밝은 곳의 휘도
[표 1]
구분 반복주기(RP)(㎛) D(㎛) 정면휘도(cd/m2) 휘도 균일도 모아레
현상 발생 여부
실시예 1 300 5 2530 98% ×
실시예 2 200 25 2510 97% ×
실시예 3 200 60 2500 97% ×
실시예 4 300 5 2620 98% ×
상기 표 1을 참조하면, 실시예 1~4의 경우 모아레 현상이 관찰되지 않으면서도 정면휘도 및 휘도 균일도가 매우 높다는 사실을 알 수 있다.
이상에서 도면을 참조하여 본 발명의 구현예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 구현예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 프리즘 시트를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 프리즘 시트를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1의 프리즘 시트를 도시한 길이방향 단면도이다.
도 4는 도 1의 프리즘 시트를 도시한 폭방향 단면도이다.
도 5는 실시예 1~4에서 제조한 프리즘 시트를 채용한 액정표시장치에서 측정각에 따른 휘도 변화를 도시한 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 프리즘 시트 110: 투명기판
120: 프리즘 산 120t: 프리즘 산 능선의 극대점
120v: 프리즘 산 능선의 극소점
RP: 길이방향 웨이브 패턴의 반복 주기
P: 프리즘 산의 피치
h120t: 프리즘 산 능선의 극대점의 높이
h120v: 프리즘 산 능선의 극소점의 높이

Claims (6)

  1. 투명기판; 및
    상기 투명기판 상에 배치된 것으로 복수개의 길이방향 웨이브 패턴을 갖는 프리즘 산들을 구비하고,
    상기 길이방향 웨이브 패턴은 상기 프리즘 산의 높이가 길이에 따라 연속적으로 또는 불연속적으로 변화하도록 형상화되며,
    상기 프리즘 산들 중 어느 한 프리즘 산 및 이에 인접한 다른 프리즘 산은 폭방향의 대응 높이들 중 적어도 한쌍이 서로 같지 않은 프리즘 시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프리즘 산들 중 어느 한 프리즘 산 및 이에 인접한 다른 프리즘 산은 이들 각각에 구비된 길이방향 웨이브 패턴의 반복주기(RP)와 그 진폭은 서로 같지만 웨이브 패턴들 간에 위상차가 존재하는 프리즘 시트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프리즘 산들 중 어느 한 프리즘 산(제1 프리즘 산) 능선의 극대점을 지나는 수평선(프리즘 산의 폭방향 선), 및 상기 극대점과 가장 근접한 것으로 상기 프리즘 산(제1 프리즘 산)에 인접한 다른 프리즘 산(제2 프리즘 산) 능선의 극소점을 지나는 수평선 간의 수직 이격거리(D); 및
    상기 길이방향 웨이브 패턴의 반복 주기(RP)는 하기 조건을 만족하는 프리즘 시트:
    0 < D/RP ≤ 0.3
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프리즘 산은 아치형 또는 삼각형 형상의 단면을 가지는 프리즘 시트.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 프리즘 시트를 적어도 하나 구비하는 백라이트 유니트.
  6. 제5항에 따른 백라이트 유니트를 구비하는 액정표시장치.
KR1020080132509A 2008-12-23 2008-12-23 모아레 현상이 방지된 길이방향 웨이브 패턴을 갖는 프리즘산을 갖는 프리즘 시트, 이를 채용한 백라이트 유니트, 및상기 백라이트 유니트를 구비한 액정표시장치 KR101038659B1 (ko)

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