KR20100122315A - Pattern structure of prism film for reducing moire - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정표시장치 백라이트 유닛에 사용되는 프리즘 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프리즘의 형태를 랜덤화화여 모아레(moire) 현상을 저감할 수 있는 프리즘 필름 패턴 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a prism film used for a liquid crystal display backlight unit, and more particularly, to a prism film pattern structure capable of reducing the moire phenomenon by randomizing the shape of the prism.
통상적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 액정셀들과 이들 액정 셀들 각각에 공급될 비디오 신호를 전환하기 위한 다수의 제어용 스위치들로 구성된 액정 패널에 의해 백라이트 유닛(Back Light Unit)에서 공급되는 광의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.Typically, a liquid crystal display (LCD) is backlighted by a liquid crystal panel composed of a plurality of liquid crystal cells arranged in a matrix form and a plurality of control switches for switching a video signal to be supplied to each of these liquid crystal cells. A transmission amount of light supplied from the unit (Back Light Unit) is adjusted to display a desired image on the screen.
액정 패널에 광을 공급하기 위해 액정 패널의 배면에 위치하는 백라이트 유닛은 광을 발생시키는 램프와, 램프가 장착된 램프하우징과, 램프로부터 입사된 광을 면광원으로 변환하기 위한 도광판, 도광판 상에 부착되어 액정패널 쪽으로 입사 되는 광효율을 높이기 위한 광학시트들과, 도광판의 배면에 부착되어 도광판의 후면으로 방출되는 광을 표시패널로 반사시키기 위한 반사판을 구비한다.In order to supply light to the liquid crystal panel, the backlight unit located at the rear of the liquid crystal panel includes a lamp for generating light, a lamp housing equipped with the lamp, a light guide plate for converting light incident from the lamp into a surface light source, and a light guide plate. And optical sheets for increasing light efficiency incident to the liquid crystal panel and a reflecting plate for reflecting light emitted to the rear surface of the light guide plate to the display panel.
광학시트들 중 프리즘 시트는 도 1에 도시된 바와 같이 삼각형 구조의 프리즘 산을 구비한다. 이 프리즘 산의 경사면은 소정의 각도를 가지도록 형성된다. 소정 각도를 가지는 프리즘 산의 경사면에서 프리즘 시트에 입사된 광이 굴절되어 액정패널의 평면에 수직한 방향으로 출사된다. 이와 같이 프리즘 시트는 확산시트로부터 확산된 광을 액정 패널 평면에 수직한 방향으로 집광시켜 휘도를 높히는 역할을 한다.The prism sheet of the optical sheets includes a prism mountain having a triangular structure as shown in FIG. 1. The inclined surface of the prism mountain is formed to have a predetermined angle. Light incident on the prism sheet is refracted on the inclined surface of the prism mountain having a predetermined angle and is emitted in a direction perpendicular to the plane of the liquid crystal panel. As such, the prism sheet condenses the light diffused from the diffusion sheet in a direction perpendicular to the plane of the liquid crystal panel to increase luminance.
그러나, 액정 디스플레이에 위와 같은 프리즘 시트를 2매를 겹쳐서 사용하는 경우, 2개의 주기적인 패턴의 간섭으로 인해 생기는 반사 모아레가 발생하는 문제점이 있다. 이는 프리즘 필름 자체의 주기적인 패턴에 의해 필름 패턴의 반사상이 눈에 시인되어 나타나는 현상을 말한다. 프리즘 시트를 2장 사용하면 좁은 시야각 내에서 액정 디스플레이의 휘도를 증가시킬 수 있으나 하측프리즘 필름의 주기적인 패턴으로 통해 더 많은 광을 다시 반사시켜 모아레 현상이 나타나는 문제가 있다.However, when two sheets of the above prism sheet are used in the liquid crystal display, the reflection moiré caused by the interference of the two periodic patterns occurs. This refers to a phenomenon in which the reflection image of the film pattern is visually recognized by the periodic pattern of the prism film itself. If two prism sheets are used, the brightness of the liquid crystal display may be increased within a narrow viewing angle, but there is a problem in that the moiré phenomenon occurs by reflecting more light back through a periodic pattern of the lower prism film.
본 발명은 액정표시장치 백라이트 유닛용 광학 필름에 관한 것으로, 프리즘 필름을 2매 사용하는 구조에서 모아레 효과를 제거할 수 있는 프리즘 패턴 및 구조 생성 방법 관한 것이다.The present invention relates to an optical film for a liquid crystal display backlight unit, and relates to a prism pattern and a structure generating method capable of removing the moiré effect in a structure using two prism films.
본 발명에 따른 프리즘 패턴의 구조는 모아레 간섭 패턴의 가시도를 감소하기 위해 랜덤한 형상을 갖게 되는데, 이 형상은 설계 및 제조 방법에 따라 랜덤한 삼각, 사각, 육각 형태의 프리즘으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The structure of the prism pattern according to the present invention has a random shape in order to reduce the visibility of the moire interference pattern, which is formed of a prism of a random triangular, square, or hexagonal shape according to the design and manufacturing method. It is done.
본 발명은 프리즘 표면에 Nx개의 행과 Ny개의 열을 설정하고, The present invention sets up Nx rows and Ny columns on the prism surface,
nx번째 행, ny번째 열의 꼭지점의 좌표가 하기의 [수학식 4]로 나타내지도록 꼭지점을 배열한 후, x축 방향 피치를 하기의 [수학식 5]에 의해 조절하여 nx번째 행, ny번째 열의 꼭지점의 x좌표와 y좌표가 하기의 [수학식 7]과 같이 변경되도록 하는 것을 특징으로 하는 프리즘 필름 패턴 구조를 제공한다.After arranging the vertices so that the coordinates of the vertices of the nxth row and the nyth column are represented by Equation 4 below, the x-axis pitch is adjusted by Equation 5 below to adjust the nxth row and the nyth column. It provides a prism film pattern structure characterized in that the x- and y-coordinates of the vertices are changed as shown in Equation 7 below.
[수학식 4]&Quot; (4) "
여기서, px는 x축방향 피치, py는 y축방향 피치, Where px is the x-axis pitch, py is the y-axis pitch,
type은 nx가 짝수이면 0, nx가 홀수이면 1 type is 0 if nx is even, 1 if nx is odd
[수학식 5][Equation 5]
여기서, qx는 변경된 x축방향 피치, Δpx는 가변가능한 최대 x축 방향피치,Where qx is the changed x-axis pitch, Δpx is a variable maximum x-axis pitch,
r은 -1<r<1 범위의 난수r is a random number in the range -1 <r <1
[수학식 7][Equation 7]
여기서, sx = 0.5*px*(Nx-1)Where sx = 0.5 * px * (Nx-1)
그리고 본 발명은 6각형 형태의 프리즘을 랜덤하게 형성하는 형태로, 프리즘 표면에 Nx개의 행과 Ny개의 열을 설정하고, nx번째 행, ny번째 열의 꼭지점의 좌표가 하기의 [수학식 4]로 나타내지도록 꼭지점을 배열한 후, 꼭지점의 y축 좌표를 하기의 [수학식 14]로 이동시키는 것을 특징으로 하는 프리즘 필름 패턴 구조를 제공한다.In the present invention, a hexagonal prism is formed at random, and Nx rows and Ny columns are set on the prism surface, and the coordinates of the vertices of the nxth row and the nyth column are represented by Equation 4 below. After arranging the vertices so as to be shown, a prism film pattern structure is provided, wherein the y-axis coordinates of the vertices are moved to Equation 14 below.
[수학식 4]&Quot; (4) "
여기서, px는 x축방향 피치, py는 y축방향 피치, Where px is the x-axis pitch, py is the y-axis pitch,
type은 ny-nx%2 가 3의 배수이면 type=1, 3의 배수가 아니면 type=0type is type = 1 if ny-nx% 2 is a multiple of 3, type = 0 if not multiple of 3
(nx%2는 nx를 2로 나눈 나머지 값)(nx% 2 is the remainder of nx divided by 2)
[수학식 14] [Equation 14]
여기서, K는 Fourier 시리즈의 마지막 항의 수이고, , 는 (-D, D) 구간에서 임의로 생성된 계수, Where K is the number of the last term in the Fourier series, , Is a randomly generated coefficient in the interval (-D, D),
본 발명은 프리즘이 불규칙한 형태로 배열되는 구조를 제공함으로써, 프리즘의 규칙성으로 인하여 발생하는 모아레 현상을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.The present invention provides a structure in which the prism is arranged in an irregular shape, thereby providing an effect that can prevent the moiré phenomenon caused by the regularity of the prism.
본 발명은 프리즘 필름 표면에 복수개의 꼭지점을 설정하고, 꼭지점에 X(횡방향 좌표), Y(종방향 좌표), Z(높이) 의 3차원 좌표를 부여하여, 랜덤한 형태로 배열되는 프리즘 패턴을 형성하기 위한 것이다.According to the present invention, a plurality of vertices are set on a prism film surface, and three-dimensional coordinates of X (lateral coordinates), Y (vertical coordinates), and Z (height) are given to the vertices, and the prism pattern is arranged in a random form. To form.
기본적으로 규칙적인 형태의 꼭지점 좌표를 설정한 후, 꼭지점을 X축 방향 또는 Y축 방향으로 임의의 간격 만큼 이동시켜 불규칙한 배열을 가지는 방식으로 이루어진다.Basically, after setting vertex coordinates in a regular form, the vertices are moved in random directions in the X-axis direction or the Y-axis direction to have an irregular arrangement.
이하, 본 발명에 따른 프리즘 패턴의 형성 방법에 관하여 상세하게 살펴본다. Hereinafter, a method of forming a prism pattern according to the present invention will be described in detail.
1. 꼭지점과 좌표의 설정 1. Vertex and Coordinate Set
프리즘으로 구성된 표면에서 기본 프리즘 면을 2차원 면으로 두고, 행과 열의 갯수를 각각 Nx, Ny, 수평, 수직 방향의 피치를 각각 px, py로 정의하자. px는 행방향의 꼭지점 거리의 2배이고, py는 단위 열방향의 꼭지점 거리에 해당한다. 그리고 수평, 수직의 타일(tile) 크기 sx, sy는 각각 다음과 같이 정의한다.On the surface composed of prisms, let the basic prism face be a two-dimensional face, and define the number of rows and columns in Nx, Ny, and the horizontal and vertical pitch in px and py, respectively. px is twice the vertex distance in the row direction, and py corresponds to the vertex distance in the unit column direction. Horizontal and vertical tile sizes sx and sy are defined as follows.
[수학식 1][Equation 1]
sx = 0.5*px*(Nx-1) sx = 0.5 * px * (Nx-1)
sy = py*(Ny-1) sy = py * (Ny-1)
이때, 총 꼭지점의 수는 아래와 같다.In this case, the total number of vertices is as follows.
[수학식 2][Equation 2]
V = Nx*Ny V = Nx * Ny
모든 꼭지점은 nx 번째 행(nx = 0, 1, ...Nx-1)과 ny 번째 열(ny = 0, 1, ..., Ny-1)로 나타내는 수 ν로 나타낼 수 있다.All vertices can be represented by the number ν represented by the nxth row (nx = 0, 1, ... Nx-1) and the nyth column (ny = 0, 1, ..., Ny-1).
[수학식 3]&Quot; (3) "
ν = nx*Ny + ny ν = nx * Ny + ny
그리고 nx가 짝수이면 계곡(valley) 또는 type=0으로, nx가 홀수이면 피크(peak) 또는 type=1 로 정의하자.If nx is even, define valley or type = 0, and if nx is odd, define peak or type = 1.
이때, 각 꼭지점의 좌표는 아래와 같이 표현할 수 있다.In this case, the coordinates of each vertex may be expressed as follows.
[수학식 4]&Quot; (4) "
위 식에 의해 도 1과 같은 일반적인 프리즘 구조에서부터 프리즘 표면에 규칙적인 가상의 꼭지점을 도 2와 같이 설정할 수 있다.By the above equation, a regular virtual vertex on the prism surface can be set as shown in FIG. 2 from the general prism structure as shown in FIG. 1.
2. 피치 랜덤화 2. pitch Randomization
모아레 현상의 효과적인 감소를 위해 프리즘의 주기성을 제거하는 랜덤한 프리즘 구조를 얻기 위한 방법을 설명한다. A method for obtaining a random prism structure that eliminates the periodicity of the prism for effectively reducing the moiré phenomenon will be described.
가변 가능한 최대 수평 피치를 Δpx로 두고, x 축 방향의 nx 번째와 nx+1번째 꼭지점 사이 (즉, 가변 half 수평 피치 qx)의 거리를 다음 식으로 정의하자.Let variable maximum horizontal pitch be Δpx, and define the distance between the nxth and nx + 1th vertices in the x-axis direction (i.e. the variable half horizontal pitch qx) by the following equation.
[수학식 5][Equation 5]
여기서 r은 -1<r<1 범위에서의 난수이고, 수평 피치 2qx의 가변 범위는 다음과 같다. Where r is a random number in the range -1 <r <1, and the variable range of the horizontal pitch 2qx is as follows.
다음은 z축 방향의 변동, 즉, 수평 하프(half) 피치에 비례해서 nx번째와 nx+1번째 행 사이의 높이의 변동을 주는 방법을 설명한다.The following describes a method of giving a change in the z-axis direction, that is, a change in height between the nx th and nx + 1 th rows in proportion to the horizontal half pitch.
[수학식 6] &Quot; (6) "
여기서 θ는 xy 면과 단면과의 각도를 의미한다.Where θ means the angle between the xy plane and the cross section.
nx 번째 행의 좌표를 정의하면,n If you define the coordinates of the x-th row,
[수학식 7][Equation 7]
하프(half) 피치 랜덤화를 위해서는 다음 식을 만족하는지 확인되어야 한다.For half pitch randomization, it must be confirmed that the following equation is satisfied.
[수학식 8][Equation 8]
여기서 c는 0<c<1 범위의 임의의 상수이고, Where c is any constant in the range 0 <c <1,
[수학식 9] [Equation 9]
예로서 Zmin과 Zmax는 디폴트 값으로 각각 -1.0, 1.5로 설정할 수 있는데, 만약 요구 조건인 [수학식 8]과 [수학식 9]이 만족되지 않는 경우에는, -1<r<1 범위에서 다시 난수를 발생시켜야하고, 이 경우 [수학식 5]는 아래의 [수학식 10]으로 수정할 수 있다.For example, Zmin and Zmax can be set to -1.0 and 1.5 as default values, respectively. If the requirements [Equation 8] and [Equation 9] are not satisfied, they can be set again in the range of -1 <r <1. In this case, Equation 5 may be modified by Equation 10 below.
[수학식 10][Equation 10]
도 3a 및 도 3b는 은 피치 랜덤화에 의한 본 발명의 실시예의 평면도와 단면도이다.3A and 3B are a plan view and a sectional view of an embodiment of the present invention by silver pitch randomization.
3. 꼭지점 랜덤화 3. Vertex Randomization
다음으로, 꼭지점의 좌표를 독립적으로 랜덤화하는 방법이다.Next, the coordinates of the vertices are independently randomized.
[수학식 4]와 [수학식 7]로부터 다음과 같이 각 꼭지점을 정의할 수 있다.From Equation 4 and Equation 7, each vertex can be defined as follows.
[수학식 11][Equation 11]
각 좌표별 변동을 주기 위해 다음과 같이 정의할 수 있다.To give variation by each coordinate, it can be defined as follows.
[수학식 12][Equation 12]
여기서 , , 는 각각 x, y, z 축을 따라 최대 허용 가능 변동량이고, r은 -1<r<1 범위의 난수로, 각각의 축에서 독립적으로 발생시킨다. here , , Are the maximum allowable variations along the x, y, and z axes, respectively, and r is a random number in the range -1 < r <
도 4a 및 도 4b는 수학식 12에 의한 꼭지점 랜덤화에 대한 본 발명의 실시예의 평면도 및 단면도이다.4A and 4B are a plan view and a cross-sectional view of an embodiment of the present invention for vertex randomization by Equation (12).
4. 퓨리에 계수를 이용한 랜덤화 방법 4. Fourier Modulus Used Randomization Way
이상에서, 기본적인 랜덤화 방법들에 관하여 살펴보았다. 이하에서는 모아레 현상 저감을 위한 보다 향상된 랜덤화 방법에 관하여 살펴본다.In the above, the basic randomization methods have been described. Hereinafter, a look at a more improved randomization method for reducing the moiré phenomenon.
Fouier 계수를 도입하여 랜덤화하는 방법이다. 이는 열방향의 꼭지점을 랜덤 주기함수를 사용하여 변동시키는 것으로, 다음식으로 정의할 수 있다.It is a method of randomizing by introducing the Fouier coefficient. This is to change the vertex in the column direction using a random period function, which can be defined by the following equation.
[수학식 13][Equation 13]
여기서 K는 Fourier 시리즈의 마지막 항의 수이고, , 는 (-A, A) 구간에서 생성된 계수이다. 이다. Where K is the number of the last term in the Fourier series, , Is a coefficient generated in the interval (-A, A). to be.
도 5a 및 도 5b는 퓨리에 계수를 이용한 프리즘의 피치와 꼭지점 위치의 랜덤화에 대한 본 발명의 실시예의 평면도와 단면도이다. 5A and 5B are plan and cross-sectional views of an embodiment of the present invention for randomizing the pitch and vertex positions of a prism using Fourier coefficients.
5. 육각형 구조에 의한 랜덤화 5. Hexagon To the structure by Randomization
(1) 육각형 꼭지점의 설정 (1) hexagon Vertex Set
랜덤한 육각 형태의 프리즘으로 형성되는 것을 특징으로 하는 필름에 대한 것이다.It relates to a film, which is formed of a prism of a random hexagonal shape.
앞에서 nx가 짝수이면 계곡(valley) 또는 type=0으로, nx가 홀수이면 산(peak) 또는 type=1 로 정의하였다.For example, if nx is even, it is defined as valley or type = 0, and if nx is odd, it is defined as peak or type = 1.
여기서는 ny-nx%2 을 3으로 나눌 수 있으면 type=1 (peak)로 정의하자. (nx%2는 nx를 2로 나눌 때, 나머지 값을 의미한다.)In this case, if ny-nx% 2 can be divided by 3, define type = 1 (peak). (nx% 2 is the remainder when nx is divided by 2.)
그렇지 않은 경우는 nx 번째 행과 ny번째 열부터의 꼭지점에 대해서 type=0 (valley)으로 할당한다. Otherwise, type = 0 (valley) for the vertices from the nth row and the nyth column.
꼭지점의 높이 (z축)는 type에 따라서 설정된다. 타일(tile)을 완성하기 위해서는 Nx-1은 2로, Ny-1은 3으로 나누어 떨어져야 한다. 간단한 예로서, Nx=61, Ny=3로 두고, 등변 육각 피라미드를 만들기 위해서 py는 으로 치환한다. 수학식 1을 사용하여 타일 크기는 sx=30.0, sy=17.3205를 얻을 수 있다.The height of the vertex (z-axis) is set according to the type. To complete the tile, Nx-1 must be divided by 2 and Ny-1 by 3. As a simple example, let's say Nx = 61 and Ny = 3. To create an equilateral hexagonal pyramid, py Replace with Using Equation 1, the tile size may be obtained by sx = 30.0 and sy = 17.3205.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 육각형 형태의 기본 프리즘의 평면도와 단면도이고, 도 7a 및 도 7b는 랜덤한 육각 형태의 프리즘에 대한 본 발명의 실시예의 평면도와 단면도이다.6A and 6B are a plan view and a cross-sectional view of a hexagonal basic prism according to the present invention, and FIGS. 7A and 7B are a plan view and a cross-sectional view of an embodiment of the present invention for a random hexagonal prism.
(2) 육각형 행의 이동에 의한 랜덤화 (2) hexagon Row On the move by Randomization
행 이동(colunm shift) 방법에 따른 랜덤한 육각 형태의 프리즘으로 형성되는 것을 특징으로 하는 필름에 대한 것이다.The film is characterized in that formed by a random hexagonal prism according to the column shift (colunm shift) method.
랜덤 주기 함수를 사용한 꼭지점 행을 이동하는 방법으로 수학식13의 표현과 유사하게 다음의 수학식에 의해 랜덤화 할 수 있다.As a method of moving a vertex row using a random periodic function, it may be randomized by the following equation similarly to the expression of Equation 13.
[수학식 14] [Equation 14]
여기서 K는 Fourier 시리즈의 마지막 항의 수이고, , 는 (-D, D) 구간에서 생성된 계수이다. 그리고 이다. Where K is the number of the last term in the Fourier series, , Is a coefficient generated in the interval (-D, D). And to be.
도 8a 및 도 8b는 육각 형태의 프리즘의 행의 이동에 의한 랜덤화한 본 발명의 실시예의 평면도와 단면도이다.8A and 8B are a plan view and a cross-sectional view of an embodiment of the present invention randomized by the movement of a row of hexagonal prisms.
프리즘 시트를 2매를 겹쳐서 사용하는 노트북용 액정표시장치와 같은 경우, 위와 같은 랜덤한 형상을 갖는 프리즘 필름을 하측에 사용하게 되면 물결 무늬 모양의 얼룩이 보이는 모아레 현상을 방지할 수 있다.In the case of a notebook liquid crystal display device using two prism sheets overlapped with each other, when the prism film having a random shape as described above is used on the lower side, the moiré phenomenon in which the wavy pattern is seen can be prevented.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The present invention is not limited to the above embodiments, but may be manufactured in various forms, and a person skilled in the art to which the present invention pertains has another specific form without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It will be appreciated that the present invention may be practiced as. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
도 1은 종래의 프리즘 구조를 나타낸 평면도.1 is a plan view showing a conventional prism structure.
도 2는 본 발명에 따른 꼭지점 배열을 나타낸 평면도.Figure 2 is a plan view showing the arrangement of vertices in accordance with the present invention.
도 3a 및 도 3b는 은 피치 랜덤화에 의한 본 발명의 실시예의 평면도와 단면도.3A and 3B are plan and cross-sectional views of an embodiment of the present invention with silver pitch randomization.
도 4a 및 도 4b는 수학식 12에 의한 꼭지점 랜덤화에 대한 본 발명의 실시예의 평면도와 단면도.4A and 4B are plan and cross-sectional views of an embodiment of the present invention for vertex randomization by Equation 12;
도 5a 및 도 5b는 퓨리에 계수를 이용한 프리즘의 피치와 꼭지점 위치의 랜덤화에 대한 본 발명의 실시예의 평면도와 단면도. 5A and 5B are plan and cross-sectional views of an embodiment of the present invention for randomizing pitch and vertex positions of a prism using Fourier coefficients.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 육각형 형태의 기본 프리즘의 평면도와 단면도.6A and 6B are a plan view and a cross-sectional view of a basic prism of hexagonal form according to the present invention.
도 7a 및 도 7b는 랜덤한 육각 형태의 프리즘에 대한 본 발명의 실시예의 평면도와 단면도.7A and 7B are plan and cross-sectional views of an embodiment of the present invention for a random hexagonal prism.
도 8a 및 도 8b는 육각 형태의 프리즘의 행의 이동에 의한 랜덤화한 본 발명의 실시예의 평면도와 단면도.8A and 8B are plan and cross-sectional views of an embodiment of the present invention randomized by movement of a row of hexagonal prisms.
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