KR20110033052A - 프리즘 시트 및 이를 갖는 백라이트 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

정면 시야각에서의 휘도 저하를 방지하면서도 시야각별 휘도 균일성을 확보할 수 있으며 인접 시트의 손상을 방지할 수 있는 프리즘 시트 및 이를 갖는 백라이트 어셈블리가 개시되어 있다.
해당 프리즘 시트는 베이스 필름, 상기 베이스 필름 상에 삼각 프리즘, 렌티큘라 프리즘 및 곡면삼각 프리즘 중 적어도 둘 이상이 조합되어 다수개의 프리즘이 배열되어 형성되는 프리즘 패턴을 포함하여 이루어진다.

Description

프리즘 시트 및 이를 갖는 백라이트 어셈블리{PRISM SHEET AND BACK LIGHT ASSEMBLY HAVING THE SAME}
본 발명은 프리즘 시트 및 이를 갖는 백라이트 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정면 시야각에서의 휘도 저하를 방지하면서 동시에 시야각별 휘도 균일성을 획득할 수 있으며, 특히 인접 시트의 손상을 방지할 수 있는 프리즘 시트 및 이를 갖는 백라이트 어셈블리에 관한 것이다.
근래에 각광받고 있는 액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 영상을 디스플레이하는 평판표시장치의 하나로써, 다른 디스플레이 장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 구동전압 및 낮은 소비전력을 갖는 장점이 있어, 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.
액정표시장치는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor) 기판, 박막 트랜지스터 기판에 대향하는 컬러필터(Color Filter) 기판 및 상기 양 기판 사이에 개재되어 전기적인 신호가 인가됨에 따라 광의 투과율을 변경시키는 액정으로 이루어진 액정표시패널(Liquid Crystal Display Panel)을 포함한다. 또한, 액정표시장치는 액정표시패널이 자체 발광을 하지 못하는 수광 구조이므로, 별도의 광을 공급하기 위한 백라이트 어셈블리를 더 포함한다.
백라이트 어셈블리는 광을 발생하는 램프, 램프로부터 발생된 광의 경로를 액정표시패널 방향으로 가이드하기 위한 도광판, 도광판의 하부에 배치되어 누설되는 광을 반사시키는 반사 시트, 도광판의 상부에 배치되어 액정표시패널로 입사되는 광의 균일도를 증가시키는 확산 시트, 상기 확산 시트로부터 출사되는 광의 휘도 특성을 향상시키는 프리즘 시트 및 이들을 수납하기 위한 수납용기를 포함한다. 여기에서, 백라이트 어셈블리에는 필요에 따라 상기 프리즘 시트를 보호하기 위한 보호 시트가 더 구비될 수도 있다.
도 1은 종래의 프리즘 시트를 설명하기 위한 사시도이다.
프리즘 시트(30)의 상면에는 프리즘 시트(30)의 저면으로부터 유입된 광을 굴절 또는 반사시켜 광의 전체적인 방향성을 사용자의 시야 방향으로 모아주는 프리즘 패턴(31)이 형성되게 되는데, 이러한 프리즘 패턴(31)은 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 광이 출사되는 상면에 단면이 삼각형으로 이루어지는 삼각 프리즘이 연속적으로 배열되는 형태로 이루어지거나, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 광이 출사되는 상면에 단면이 반원형으로 이루어지는 렌티큘라(Lenticular) 프리즘이 연속적으로 배열되는 형태로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 프리즘 시트(30)의 상면에 프리즘 패턴(31)으로서 단면이 삼각형으로 이루어지는 삼각 프리즘이 연속적으로 배열되는 경우, 정면으로 집광(Collimation)하는 효과가 커지게 되므로 해당 삼각형 프리즘의 뾰족하게 이루어지는 법선 영역(정면 시야각)에서의 휘도는 증가하나, 그 외 경사면 영역이나 골 영역에서는 휘도가 급격하게 저하되어 시야각 별로 휘도 균일성을 떨어뜨리는 문제점이 있다. 특히 off axis(예를 들어, 45도 이하)에서 휘도가 급격하게 저하되어 TCO 규격을 벗어날 수 있다.
더군다나, 이러한 삼각 프리즘 패턴은 산 영역의 뾰족한 형상으로 인해 그 위에 놓이게 되는 상부 시트를 갉아내기 때문에 해당 상부 시트에 스크래치(Scratch)를 형성하거나 자체 훼손으로 휘도저하 및 불균일한 광특성을 야기할 수도 있다.
또한, 상기 프리즘 시트(30)의 상면에 프리즘 패턴(31)으로서 단면이 반원형으로 이루어지는 렌티큘라 프리즘이 연속적으로 배열되는 경우, 상술한 삼각 프리즘과 달리 상부 시트에 대한 스크래치 문제나 off axis에서의 휘도 저하 문제는 어느 정도 해결할 수 있으나 법선 영역에서의 휘도가 상대적으로 크게 저하된다는 문제점이 있다.
이에 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 정면 시야각에서의 휘도 저하가 없으면서도 시야각 별로 휘도가 균일하게 유지되며 인접 시트의 갉힘 문제를 해결할 수 있는 프리즘 시트를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 프리즘 시트는, 베이스 필름; 상기 베이스 필름 상에 삼각 프리즘, 렌티큘라 프리즘 및 곡면삼각 프리즘 중 적어도 둘 이상이 조합되어 다수개의 프리즘이 배열되어 형성되는 프리즘 패턴; 을 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 삼각 프리즘, 렌티큘라 프리즘 및 곡면삼각 프리즘의 높이가 서로 다르거나 피치가 서로 다르도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 렌티큘라 프리즘 또는 상기 곡면삼각 프리즘의 높이가 상기 삼각 프리즘의 높이보다 높은 것이 바람직하며, 상기 렌티큘라 프리즘 또는 상기 곡면삼각 프리즘 중 최고 높이를 갖는 프리즘을 분산 배치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 다수개의 프리즘 마다 다양한 높이를 가지도록 형성되거나, 다양한 피치를 가지도록 형성될 수도 있으며, 상기 다수개의 프리즘은 일측 에지에서 타측 에지로 갈수록 프리즘 단면이 점진적으로 커지게 배열될 수도 있다.
또한, 상기 다수개의 프리즘은 중심부의 프리즘 피치에 비해 에지부의 프리즘 피치가 상대적으로 넓게 형성되는 것이 바람직하며, 상기 에지부의 휘도가 상기 중심부의 휘도보다 2% 이상 큰 휘도를 갖도록 피치 간격이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 프리즘 시트는, 베이스 필름; 상기 베이스 필름 상에 삼각 프리즘, 렌티큘라 프리즘 및 곡면삼각 프리즘 중 적어도 하나가 다수개의 프리즘으로 배열되어 형성되는 프리즘 패턴; 을 포함하여 이루어지고, 상기 다수개의 프리즘은 중심부의 프리즘 피치에 비해 에지부의 프리즘 피치가 상대적으로 넓게 형성는 것이 바람직하며, 상기 에지부의 휘도가 상기 중심부의 휘도보다 2% 이상 큰 휘도를 갖도록 피치 간격이 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리는, 광을 발생시키는 광원부; 상기 광원부로부터 입사되는 광을 상부로 출사하기 위한 도광판; 및 상기 도광판의 상부에 배치되며, 상기 도광판에서 출사되는 광이 입사되는 베이스 필름과 상기 베이스 필름 상에 삼각 프리즘, 렌티큘라 프리즘 및 곡면삼각 프리즘 중 적어도 둘 이상이 조합되어 다수개의 프리즘이 배열되는 프리즘 패턴을 형성하는 프리즘 시트; 를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 프리즘 시트는 삼각 프리즘과, 렌티큘라 프리즘 또는 곡면삼각 프리즘을 혼합한 복합 패턴을 형성함으로써, 정면 시야각에서의 휘도 저하가 없으면서도 시야각 별로 휘도가 균일하게 유지될 수 있다.
또한, 혼합 형태의 프리즘 조합에서 이러한 각각의 프리즘의 높이나 피치 또는 상부 피크 곡면각에 대한 개별 조정을 통해 시야각별로 의도한 휘도를 정확히 표출하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상대적으로 높게 형성된 렌티큘라 형태의 프리즘이나 피크가 곡면 형태로 이루어지는 곡면삼각 프리즘이 인접 시트에 접촉하게 되거나, 상이한 높이의 프리즘 패턴에 의해 접촉 프리즘의 수가 감소하게 됨으로써 인접 시트에 발생하는 스크래치 문제를 해결할 수 있다.
또한, 중심부와 에지부의 프리즘 피치 간격을 달리함으로써 전체적인 휘도 균일성을 향상시킬 수도 있다.
도 1은 종래의 프리즘 시트를 설명하기 위한 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 분해 사시도.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리즘 시트의 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프리즘 시트의 단면도.
도 9는 도 8의 프리즘 시트에서 구면삼각 프리즘의 다른 예를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 다른 프리즘 시트의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구조나 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 상 또는 위(above, upper) 또는 하 또는 아래(below, beneath, lower) 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소들과 다른 구성 요소들과의 상관 관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 구성 요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
또한, 첨부된 도면은 발명을 쉽게 설명하기 위하여 단순화하여 도시하였으며, 따라서 발명을 이해하는 한도 내에서만 이용될 수 있으며 실제 구체적인 형상은 상이할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 2를 참조하면, 액정표시장치에서 액정표시패널(P)로 광을 공급하는 백라이트 어셈블리는 광원부(110)와 도광판(120), 확산 시트(125), 프리즘 시트(130) 및 반사 시트(150)를 포함한다.
상기 광원부(110)는 램프(111)와 램프 리플렉터(112)로 이루어져 있어서 램프(111)로부터 도광판(120) 방향으로 출사되는 광은 직접 도광판(120)으로 전달되고, 도광판(120)의 반대방향으로 출사되는 광은 램프 리플렉터(112)에 의해 반사되어 도광판(120)으로 전달된다.
상기 도광판(120)은 광원부(110)로부터 전달되는 빛을 상부의 액정표시패널(P)로 가이드하는 역할을 하게 된다. 이를 위하여, 도광판(120)에는 광이 보다 용이하게 굴절 및 산란하여 액정표시패널(P) 방향으로 전달되도록 요철 또는 도트 형태 등으로 표면처리된다.
상기 반사 시트(150)는 도광판(120)의 하부에 배치되어 해당 도광판(120)으로부터 하부로 출사되는 광을 반사시켜 상부 방향으로 광의 진행경로를 전환시킨다. 이러한 반사 시트(150)에는 모재(Base Material)에 반사율이 높은 반사 부재가 코팅되어 있다.
상기 확산 시트(125)는 상기 도광판(120)의 상부에 배치되며, 도광판(120)에서 출사되는 빛을 확산시켜 액정표시패널(P)로 입사되는 광의 균일도를 증가시킨다.
상기 프리즘 시트(130)는 도광판(120)의 상부에 위치하여 도광판(120)으로부터 상부로 출사되는 광을 굴절 및 집광시켜 휘도를 상승시키게 된다. 이때, 상기 프리즘 시트(130)의 상부에는 액정표시패널(P)이 배치되는데, 상기 액정표시패널(P)과 프리즘 시트(130)의 사이에는 별도의 편광 필름 등이 구비될 수도 있다.
도 2 및 상술한 설명에서는 광원이 도광판의 측면에 위치하는 에지형 백라이트 어셈블리를 일예로 하여 설명하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 광원이 도광판의 배면에 위치하는 직하형 백라이트 어셈블리에서도 본 발명의 프리즘 시트를 적용하는 것이 가능함은 물론이다.
이러한 프리즘 시트(130)는 베이스 필름과 베이스 필름 상면에 형성된 프리즘 패턴(131)으로 이루어진다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리즘 시트(130)의 단면도이다.
프리즘 시트(130)는 광학 시트의 일종으로, 정면 방향의 휘도를 향상시키기 위하여 상술한 바와 같이 백라이트 어셈블리의 도광판(120) 상면에 설치되며, 시트에 투명성, 내열성 및 강도를 제공할 수 있는 폴리에스터(PET) 소재의 베이스 필름 상에 프리즘 패턴(131)이 형성되게 된다.
여기에서 프리즘 패턴(131)이 형성되는 베이스 필름은 일정한 굴절율을 가지는 평판 형태로 제작된다. 재질은 광을 투과시킬 수 있는 투명한 재질로서 예를 들어 폴리카보네이트(poly carbonate) 계열, 폴리술폰(poly sulfone) 계열, 폴리아크릴레이트(poly acrylate) 계열, 폴리스티렌(poly styrene) 계열, 폴리비닐클로라이드(poly vinyl chloride) 계열, 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol)계열, 폴리노르보넨(poly norbornene) 계열, 폴리에스테르(poly ester) 계열로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트(poly ethylene terephtalate) 또는 폴리에틸렌나프탈레이트(poly ethylene naphthalate) 등으로 이루어질 수 있다.
이러한 베이스 필름의 두께에는 제한됨이 없으며, 당해 기술분야에서 숙달된 자라면 프리즘 시트(130)가 사용되는 환경을 고려하여 능히 적절한 범위의 값을 선택할 수 있을 것이다. 하지만, 일반적으로 베이스 필름의 두께는 20 ~ 400 사이의 값을 갖는다.
본 발명의 프리즘 시트에서 프리즘 패턴(131)은 삼각 프리즘(131a), 렌티큘라 프리즘(131b) 또는 곡면삼각 프리즘(131c) 중 적어도 둘 이상이 혼합되어 조합되며, 본 발명의 목적인 정면 시야각에서의 휘도 저하가 없으면서도 시야각 별로 휘도가 균일하게 유지될 수 있는 범위 내에서 다양하게 조절될 수 있다.
프리즘 패턴(131)은 열경화성 또는 광경화성 아크릴 수지 등을 포함하는 고분자 수지가 사용될 수 있다. 예를 들어, 프리즘 패턴(131)는 불포화 지방산 에스테르, 방향족 비닐 화합물, 불포화 지방산과 그 유도체, 메타크릴나이트릴과 같은 비닐 시아나이드 화합물 등을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 우레타닉 아크릴레이트, 메타크릴릭 아크릴레이트 수지 등이 사용될 수 있다.
프리즘 패턴(131)은 베이스 필름 보다 굴절률이 높은 물질로 이루어질 수 있는데, 이는 베이스 필름의 굴절률이 더 높은 경우 베이스 필름의 후면으로 입사된 광의 일부가 프리즘 패턴의 표면에서 전반사 되어 프리즘 구조로 입사되지 못할 수 있기 때문이다.
이렇게 형성된 각각의 프리즘은 베이스 필름을 통해 입사되는 광을 집광하여 상부로 출사시키는 기능을 하는데, 휘도의 관점에서 보면, 프리즘은 상술한 뾰족한 형태의 피크 각을 가지는 삼각 프리즘(131a)인 것이 바람직하지만, 시야각의 관점에서는, 피크 각이 곡면 형태를 가지는 렌티큘라 프리즘(131b)이 바람직하다.
즉 본 발명에서, 고휘도가 중요한 경우에는 상기 삼각 프리즘(131a)의 비율을 높이는 것이 바람직하고, 시야각을 확대시키고자 하는 경우에는 상기 렌티큘라 프리즘(131b) 또는 곡면삼각 프리즘(131c)의 비율을 높여 복합 프리즘 패턴(131)을 구성하는 것이 바람직하다.
상기 프리즘 패턴(131)의 삼각 프리즘(131a)은 단축 방향의 단면이 삼각형 모양을 갖게 되며, 각각의 삼각 프리즘들은 이웃 프리즘들과의 연접을 통해 산 영역과 골 영역을 이루며 일 방향으로 배열된다. 이러한 삼각 프리즘(131a)에서 산 영역의 피크각은 60°내지 130°인 것이 바람직하다.
여기에서 삼각 프리즘(131a)의 베이스 필름에서 피크까지의 단면 길이를 프리즘 높이(H)라 하고, 하나의 골과 인접한 다른 골 사이의 길이를 피치(L)라 한다.
또한, 상기 프리즘 패턴(131)의 렌티큘라 프리즘(131b)은 단축 방향의 단면이 반원(라운드)의 형상을 갖게 되며, 각각의 렌티큘라 프리즘들은 인접한 프리즘들과 산과 골을 형성한다.
여기에서 렌티큘라 프리즘(131b)의 베이스 필름에서 렌티큘라 프리즘의 반원 상부까지의 단면 길이를 프리즘 높이(H)라 하고, 반원 상부의 휘어짐 정도를 곡면각(A)이라 하며, 하나의 골과 인접한 다른 골 사이의 길이를 피치(L)라 한다.
또한, 상기 프리즘 패턴(131)의 곡면삼각 프리즘(131c)은 단축 방향의 단면이 피크 부위가 곡면 형상으로 이루어지는 삼각형 모양을 갖게 되며, 각각의 곡면삼각 프리즘들은 인접한 프리즘들과 산과 골을 형성한다.
이러한 곡면삼각 프리즘(131c)의 베이스 필름에서 피크에 형성된 곡면의 피크까지의 단면 길이를 프리즘 높이(H)라 하고, 상부 곡면의 휘어짐 정도를 곡면각(A)이라 하며, 하나의 골과 인접한 다른 골 사이의 길이를 피치(L)라 한다.
해당 프리즘 시트(130)에 형성되는 프리즘 패턴(131)의 다양한 형태를 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 도 3에 형성되는 프리즘 패턴(131)은 상술한 삼각 프리즘(131a), 렌티큘라 프리즘(131b) 및 곡면삼각 프리즘(131c) 중 적어도 둘 이상이 조합되어 이루어지게 되며, 조합되는 비율이나 각 프리즘의 높이 또는 피치 등은 다양하게 설정될 수 있다.
도 3의 (a)를 참조하면, 프리즘 시트(130)에 형성되는 프리즘 패턴(131)은 중심부에는 삼각 프리즘(131a)들이 분포되고 에지부로 갈수록 곡면삼각 프리즘(131c)들이 분포되어 조합된다.
이때, 중심부의 삼각 프리즘(131a)들에서 삼각형의 변 부위에서 급격하게 저하되는 휘도를 에지부의 곡면삼각 프리즘(131c)들이 보완해 줌으로써 전체적인 휘도 균일성을 획득할 수 있게 된다.
다음으로 도 3의 (b)를 참조하면, 프리즘 시트(130)에 형성되는 프리즘 패턴(131)은 중심부에는 곡면삼각 프리즘(131c)들이 분포되고 에지부로 갈수록 삼각 프리즘(131a)들이 분포되어 조합된다.
특히 이 경우 중심부에 분포되는 곡면삼각 프리즘(131c)들의 프리즘 높이(H)가 에지부의 삼각 프리즘(131a) 보다 높기 때문에 상부 인접 시트에 대한 접촉 프리즘의 수를 줄일 수 있게 됨은 물론, 곡면삼각 프리즘(131c)의 피크가 곡면 현상이기 때문에 상부 인접 시트에 대한 스크래치 유발 현상이 거의 사라지게 된다. 또한 에지부의 삼각 프리즘(131a)들과 중심부의 곡면삼각 프리즘(131c)들을 혼합함으로써 시야각 별로 휘도 균일성을 획득할 수 있게 된다.
다음으로, 도 3의 (c)는 삼각 프리즘(131a)과 곡면삼각 프리즘(131c)들이 이웃하여 조합된 프리즘 패턴(131)를 나타낸 것이고, 도 3의 (d)는 삼각 프리즘(131a)과 렌티큘라 프리즘(131b)이 이웃하여 조합된 프리즘 패턴(131)을 나타낸 것이며, 도 3의 (e)는 복수의 삼각 프리즘(131a)들과 복수의 렌티큘라 프리즘(131b)들 그리고 곡면삼각 프리즘(131c)들이 이웃하여 조합된 프리즘 패턴(131)을 나타낸 것이다.
여기에서 도 3 및 이에 대한 상술한 설명은 일예일 뿐이며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
이와 같이 삼각 프리즘(131a), 렌티큘라 프리즘(131b) 또는 곡면삼각 프리즘(131c) 중 적어도 둘 이상이 조합되어 프리즘 시트(130)의 프리즘 패턴(131)을 이루게 되는 경우, 렌티큘라 프리즘(131b)이나 곡면삼각 프리즘(131c)로 인해 인접 시트(편광 필름 또는 액정표시패널 등)와의 접촉시 스크래치 등이 발생하는 것을 방지할 수 있게 되며, 동시에 삼각 프리즘(131a), 렌티큘라 프리즘(131b) 또는 곡면삼각 프리즘(131c)이 배치되는 다양한 양상을 통해 시야각 별로 휘도 균일성을 조절할 수 있어 휘도 저하를 막을 수 있게 된다.
다음으로, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 프리즘 시트(130)에서 각 종류의 프리즘에 대한 높이(H)나 피치(L) 또는 피크 곡면각(A)을 조정하여 다양하게 형성할 수 있는 예를 상징적으로 도시한 것이다.
이에 따르면, 해당 프리즘 시트(130)에 형성되는 복합 프리즘 패턴(131)에서 각각의 프리즘에 대한 프리즘 높이(H)나 피치(L) 또는 피크 곡면각(A)을 조정하여 다양하게 형성할 수 있다.
즉, 이와 같이 프리즘 시트(130)의 상부에 형성되는 프리즘 패턴(131)을 삼각 프리즘(131a), 렌티큘라 프리즘(131b) 또는 곡면삼각 프리즘(131c) 중 적어도 둘 이상을 조합하여 구성시키되, 각각의 프리즘의 높이(H)나 피치(L) 또는 상부 피크 곡면각(A)을 상이하게 구성함으로써 상부 인접 시트에 대한 접촉 프리즘 수를 감소시킬 수 있고, 또한 상부 인접 시트에 대한 접촉 프리즘의 종류를 선택할 수 있으며, 상부 인접 시트에 대한 접촉 프리즘의 피치각 조절이 가능하기 때문에 상부 인접 시트에 대한 스크래치 유발 정도를 제작시 정확하게 조절할 수 있게 된다.
더군다나 이러한 각각의 프리즘의 높이(H)나 피치(L) 또는 상부 피크 곡면각(A)에 대한 개별 조정을 통해 시야각별로 의도한 휘도를 정확히 표출할 수도 있게 된다.
다음으로, 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리즘 시트(130)의 단면도이다.
이에 따르면, 해당 프리즘 시트(130)에 형성되는 프리즘 패턴(131)을 중심부와 양측 에지부에서 프리즘의 피치 간격을 서로 달리하여 구성할 수 있다.
휘도는 프리즘의 형상뿐만 아니라, 프리즘의 피치에도 의존한다. 일반적으로, 프리즘의 피치가 클수록 휘도는 향상되지만, 이에 비례하여 모아레 패턴이 선명해지는 문제가 있다. 따라서, 고휘도를 유지하면서도, 모아레가 발생하지 않는 범위의 값을 설정하는 것은 표시 품위의 관점에서 매우 중요하다. 이러한 구성은 도 6에서와 같이 단일 패턴에 대해서도 적용될 수 있다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이 프리즘 시트(130)의 상부 중심부(C)에 형성되는 프리즘들에 비해 양측 에지부(E)에 형성되는 프리즘들의 피치 간격을 넓게 배치함으로써 저하된 에지부(E)의 휘도를 상승시킬 수 있고 전체적인 휘도의 균일성을 획득할 수 있게 된다. 물론, 프리즘 높이 또한 에지부(E)에 형성되는 프리즘들이 중심부(C)에 형성되는 프리즘들에 비해 높게 구성될 수 있다.
이때 에지부의 휘도가 중심부의 휘도보다 2% 이상 높은 휘도를 가지도록 피치를 조절하는 것이 바람직하다.
또한, 도 6의 (a)나 (b)에 도시된 바와 같이 프리즘 시트(130) 상에 렌티큘라 프리즘(131b) 또는 삼각 프리즘(131a)의 단일 프리즘이 그레이데이션(gradation) 방식으로 배열될 수도 있다.
즉, 프리즘 시트(130)의 상부 중심부(C)에 형성되는 프리즘들에 비해 양측 에지부(E)에 형성되는 프리즘들의 피치 간격을 넓게 배치함으로써 저하된 에지부(E)의 휘도를 상승시킬 수 있고 전체적인 휘도의 균일성을 획득할 수 있게 된다. 물론, 프리즘 높이 또한 에지부(E)에 형성되는 프리즘들이 중심부(C)에 형성되는 프리즘들에 비해 높게 구성될 수 있다.
바람직하게는, 그레이데이션 프리즘 배치 방식은 프리즘 패턴(131)을 삼각 프리즘(131a), 렌티큘라 프리즘(131b) 또는 곡면삼각 프리즘(131c) 중 적어도 둘 이상을 조합하여 구성시키되, 에지부(E)의 피치를 중심부(C)의 피치에 비하여 넓게 배치하는 것에 특징이 있으며, 이를 통해 에지부(E)의 휘도가 중심부의 휘도 대비 2% 이상이 되도록 할 수 있다.
도 7에는 이러한 그레이데이션 방식의 프리즘 배치의 다른 예가 도시되어 있다.
도 7을 참조하면, 프리즘 시트(130)의 양측 에지부(E)에 형성되는 프리즘들의 피치 간격을 중심부(C)에 형성되는 프리즘들에 비해 넓게 배치하되, 에지부(E)에 형성되는 프리즘들이 에지측으로 갈수록 점진적으로 피치 간격이 넓어지도록 구성하는데 그 특징이 있다. 물론, 프리즘 높이 또한 에지부(E)에 형성되는 프리즘들이 중심부(C)에 형성되는 프리즘들에 비해 높게 구성될 수 있다.
이러한 도 7의 그레이데이션 방식의 배치에 따르면 상술한 휘도 상승 및 휘도 균일성 획득 외에도, 중심부(C)에 형성되는 프리즘들과 에지부(E)에 형성되는 프리즘들과의 관계에서 급격한 패턴 높이 변화에 의한 휘선 발생을 최소화 할 수 있게 된다.
다음으로 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프리즘 시트(130)의 단면도이다.
본 실시예에서는 프리즘 시트(130)에 형성되는 프리즘 패턴(131)이 다수의 삼각 프리즘(131a)들과 다수의 구면삼각 프리즘(131d)들로 조합되어 이루어진다.
여기에서 구면삼각 프리즘(131d)은 상술한 곡면삼각 프리즘(131c)과 마찬가지로 전체적으로는 삼각형의 모양을 갖게 되지만 단축 방향의 단면에서 피크 부위가 반구면의 형상으로 이루어지게 된다.
이러한 구면삼각 프리즘(131d)의 상부 피크는 곡면삼각 프리즘(131c)의 상부 피크에 비하여 큰 곡률반경을 가진다.
따라서 구면삼각 프리즘(131d)은 보다 뾰족한 형태의 피크 각을 가지는 삼각 프리즘(131a) 및 곡면삼각 프리즘(131c)에 비하여 낮은 휘도를 나타내게 되지만, 베이스 필름을 통해 입사되는 광을 집광하여 상기 삼각 프리즘(131a) 및 곡면삼각 프리즘(131c)에 비하여 보다 넓게 확산시킬 수 있게 된다.
이때, 이러한 구면삼각 프리즘(131d)은 다수의 확산 비드(131d-1)를 포함하여 이루어질 수 있다.
산란에 의해 집광된 빛을 확산시키게 되는 상기 확산 비드의 구성은 도 8에 도시된 바와 같이 구면삼각 프리즘(131d)이 다수의 확산 비드(131d-1)들을 내포하도록 구성될 수 있다. 이러한 확산 비드(131d-1)들은 구면삼각 프리즘(131d) 내에서 규칙적인 매트릭스 형태로 배열될 수도 있으나 불규칙적으로 배열될 수도 있다.
상기 확산 비드(131d-1)들은 구형 또는 타원형으로 그 모양이 이루어질 수 있으며, 이 외에도 비구형, 삼각뿔, 정육면체, 다각형, 무정형 등 여러 가지 입체 형태로 형성될 수도 있다.
이러한 확산 비드(131d-1)는 예를 들어, 유기 비드 및 무기 비드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 유기 비드로는 아크릴, 스티렌, 멜라민 포름알데하이드, 프로필렌, 에틸렌, 실리콘, 우레탄, 메틸(메타) 아크릴레이트, 폴리카보네이트 등의 모노머를 사용하여 얻어지는 호모폴리머 또는 코폴리머 등이 예시될 수 있다. 상기 무기 비드로는 실리카, 지르코니아, 탄산칼슘, 황산바륨, 티타늄 산화물 등이 예시될 수 있다.
여기에서 이러한 프리즘 패턴의 프리즘 조합은 다수의 삼각 프리즘(131a)들이 이웃하여 구성되고 이들 사이에 구면삼각 프리즘(131d)이 삽입되는 형태로 이루어진다.
이때 상기 구면삼각 프리즘(131d)의 베이스 필름에서 피크에 형성된 구면의 피크까지의 단면 길이를 프리즘 높이(H)라 하고, 상부 구면의 휘어짐 정도를 구면각(R)이라 하며, 하나의 골과 인접한 다른 골 사이의 길이를 피치(L)라 한다.
본 실시예에서는 상기 구면삼각 프리즘(131d)의 프리즘 높이가 함께 조합되는 삼각 프리즘(131a)의 프리즘 높이에 비해 크게 구성된다. 따라서 구면삼각 프리즘(131d)들의 프리즘 높이가 주변의 삼각 프리즘(131a)들의 프리즘 높이에 비해 높기 때문에 상부 인접 시트에 대한 접촉 프리즘의 수를 줄일 수 있게 됨은 물론, 구면삼각 프리즘(131d)의 피크 부위가 구면 형상이기 때문에 상부 인접 시트에 대한 스크래치 유발 현상이 거의 사라지게 된다. 또한 주변에 있는 다수의 삼각 프리즘(131a)들과 구면삼각 프리즘(131d)을 혼합함으로써 시야각 별로 휘도 균일성을 획득할 수 있게 된다.
일 예로, 해당 도 8에는 10 개의 이웃하는 삼각 프리즘(131a) 그룹의 사이에 하나의 구면삼각 프리즘(131d)이 삽입되는 조합이 도시되어 있다. 하지만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 상술한 바와 같이 프리즘 패턴의 프리즘 조합은 다수의 삼각 프리즘(131a)들이 이웃하여 구성되고 이들 사이에 구면삼각 프리즘(131d)이 삽입되는 형태라면 일 예로 제시된 도면 외에도 다양한 변형이 가능함은 물론이다.
한편, 도 8을 통해 설명한 실시예에서는 구면삼각 프리즘(131d)을 곡면삼각 프리즘(131c)로 단순 대체하더라도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 도 9에는 상술한 도 8의 프리즘 시트에서 구면삼각 프리즘(131d)의 다른 예가 도시되어 있다.
구면삼각 프리즘(131d)이 다수의 확산 비드(131d-1)들을 내포하는 도 8의 실시예와 달리, 도 9에 도시된 실시예에서는 다수의 확산 비드(131d-1)들이 구면삼각 프리즘(131d)의 외면에 돌출되어 형성될 수 있다.
즉, 상기 확산 비드(131d-1)들은 구면삼각 프리즘(131d)에서 일부 돌출된 엠보 패턴으로 이루어질 수 있다.
이 경우, 상측 광학필름과의 접촉시 구면삼각 프리즘(131d)이 아닌 확산 비드(131d-1)가 접촉되기 때문에 상측 광학필름과의 마찰을 최소화하여 스크래치 등이 발생을 최소화시킬 수 있게 된다. 이러한 목적을 달성시키기 위해서는 상기 확산 비드(131d-1)들은 구면삼각 프리즘(131d)의 외면에서 피크 부위에 집중되는 것이 바람직하다.
상기 확산 비드(131d-1)들은 구면삼각 프리즘(131d)의 외면에서 규칙적인 매트릭스 형태로 배열될 수도 있으나 불규칙적으로 배열될 수도 있다.
이러한 확산 비드(131d-1)는 상술한 바와 같이 유기 비드 및 무기 비드 중 적어도 하나를 포함하여 구성되는데, 엠보 패턴으로 외부로 노출되는 해당 확산 비드(131d-1)는 지지 코팅막에 의해 프리즘에 지지될 수 있다. 지지 코팅막은 프리즘의 상면에 형성되어, 적어도 부분적으로 확산 비드(131d-1)를 감싼다. 이러한 지지 코팅막은 예를 들어 아크릴계 수지, 우레탄계 수지 및 폴리에스테르계 수지 등과 같은 열 경화성 수지 또는 에폭시아크릴레이트계 수지, 우레탄아크릴레이트계 수지, 실리콘아크릴레이트계 수지, 아크릴릭 아크릴레이트 및 에스테르 아크릴리에트 등과 같은 자외선 경화 수지를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기에서 상기 도 8 및 도 9를 참조하여 설명된 확산 비드(131d-1)들은 집광된 빛을 통과시키면서 산란에 의해 전면으로 빛을 확산시키게 된다. 따라서 빛이 부분적으로 밀집되는 것을 방지하고 휘도를 균일하게 하며, 시야각을 향상시킬 수 있게 된다.
상기 확산 비드(131d-1)들은 상기 구면삼각 프리즘(131d)과는 다른 굴절률을 갖는 재료로 형성시킴으로써 하부로부터 방출된 빛이 상부의 프리즘 시트(130)를 통과하면서 해당 확산 비드(131d-1)에 의해 다른 방향으로 굴절되거나 여러 방향으로 난반사될 수 있도록 해 준다.
즉, 상술한 바와 같이 상기 확산 비드(131d-1)는 유기 비드 또는 무기 비드가 사용되게 되는데, 광투과를 우선시 할 경우에는 프리즘 재질의 굴절율과 유사한 유기 비드를 많이 사용하고 차광 효과 등을 고려해야 할 경우 무기 비드를 사용하게 된다. 여기에서 유기 비드는 굴절율이 약 1.4~1.5 정도를 가지며, 무기 비드는 약 1.7~1.8 정도의 높은 굴절율을 가진다(프리즘의 경우, 약 1.4~1.7 사이의 굴절율을 가진다). 따라서 실제 프리즘에 비드를 적용할 경우 높은 휘도와 낮은 헤이즈(Haze) 등을 고려해야 하므로, 프리즘 재질과 굴절율 차이가 적은 유기 비드를 많이 사용한다.
그리고 상기 확산 비드(131d-1)들은 서로 다른 다양한 크기를 가질 수 있으며, 서로 다른 모양으로 형성될 수 있다.
전체적으로, 상기 확산 비드(131d-1)가 프리즘에 내포되는 경우 해당 확산 비드(131d-1)는 프리즘 체적의 50 % 미만으로 채워지는 것이 바람직하다.
도 8 및 도 9를 통해 설명한 바와 같이 프리즘 시트(130)의 프리즘에 다수의 확산 비드(131d-1)들을 내포시키거나, 다수의 확산 비드(131d-1)들이 프리즘의 외면에 엠보 패턴으로 돌출시키는 구성은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 구면삼각 프리즘(131d)의 형태에 적용되는 것으로 제한되는 것은 아니며, 삼각 프리즘(131a), 렌티큘라 프리즘(131b), 곡면삼각 프리즘(131c) 및 구면삼각 프리즘(131d)에도 적용이 가능함은 물론이다.
다음으로 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 다른 프리즘 시트(130)의 단면도이다.
본 실시예에서는 프리즘 시트(130)에 형성되는 프리즘 패턴(131)이 동일한 프리즘 높이(H)를 갖는 이웃하는 다수의 제 1 프리즘(LP)들로 이루어진 프리즘 그룹들과 이들 프리즘 그룹 사이에 제 1 프리즘 보다 높은 프리즘 높이(H)를 갖는 제 2 프리즘(HP)이 삽입되는 다양한 조합이 도시되어 있다.
여기에서 상기 제 1 프리즘(LP)들은 뾰족한 형태의 피크 각을 가지는 삼각 프리즘(131a)으로 구성되는 것이 바람직하나, 렌티큘라 프리즘(131b), 곡면삼각 프리즘(131c) 및 구면삼각 프리즘(131d) 중 하나로 구성하는 것도 가능하다.
또한 상기 제 2 프리즘(HP)은 상기 제 1 프리즘(LP)에 비하여 프리즘 높이(H)가 높다면 삼각 프리즘(131a), 렌티큘라 프리즘(131b), 곡면삼각 프리즘(131c), 구면삼각 프리즘(131d) 및 사다리꼴 프리즘(131e) 중 어느 것이라도 가능하다.
도 10에서는 (a)에는 제 2 프리즘(HP)이 삼각 프리즘(131a)인 것이 도시되어 있고, (b)에는 제 2 프리즘(HP)이 렌티큘라 프리즘(131b)인 것이 도시되어 있고, (c)에는 제 2 프리즘(HP)이 곡면삼각 프리즘(131c)인 것이 도시되어 있고, (d)에는 제 2 프리즘(HP)이 구면삼각 프리즘(131d)인 것이 도시되어 있고, (e)에는 제 2 프리즘(HP)이 사다리꼴 프리즘(131e)인 것이 도시되어 있다.
여기에서 상기 사다리꼴 프리즘(131e)은 프리즘의 하부 단면이 상부 단면에 비해 크게 형성되고 상부 피크 부위가 평면 형상으로 이루어져 사다리꼴 모양을 갖게 된다.
즉, 본 실시예에서는 보다 낮은 프리즘 높이(H)를 가지는 제 1 프리즘(LP)들로 이루어진 프리즘 그룹들의 사이에 보다 높은 프리즘 높이(H)를 가지는 제 2 프리즘(HP)을 삽입함으로써 적은 수의 제 2 프리즘(HP)들만이 상부 인접 시트에 접촉할 수 있어 스크래치 유발 현상을 줄일 수 있게 된다. 그리고 상부 인접 시트에 대한 접촉 프리즘의 수와 종류를 조절함으로써 시야각별로 의도한 휘도와 시야각을 정확히 표출할 수 있게 된다. 여기에서 상기 제 2 프리즘(HP)은 구성의 안정과 휘도 및 시야각의 조절을 위해 상기 제 1 프리즘(LP)에 비하여 큰 피치(L)를 가지는 것이 바람직하다.
이때, 도 10에서는 동일한 프리즘 높이(H)를 갖는 이웃하는 다수의 제 1 프리즘(LP)들과 해당 제 1 프리즘(LP) 보다 높은 프리즘 높이(H)를 갖는 제 2 프리즘(HP)의 조합 비율이 10 : 1 인 것으로 도시되었지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 30 : 1, 50 : 1 등 다양한 조합이 가능하며, 바람직하게는 2 : 1 부터 100 : 1 의 사이에서 다양한 비율로 구성 가능하다.
이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 사용된 특정한 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (19)

  1. 베이스 필름;
    상기 베이스 필름 상에 삼각 프리즘, 렌티큘라 프리즘 및 곡면삼각 프리즘 중 적어도 둘 이상이 조합되어 다수개의 프리즘이 배열되어 형성되는 프리즘 패턴; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 삼각 프리즘, 렌티큘라 프리즘 또는 곡면삼각 프리즘의 높이가 서로 다른 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 삼각 프리즘, 렌티큘라 프리즘 또는 곡면삼각 프리즘의 피치가 서로 다른 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 렌티큘라 프리즘 또는 상기 곡면삼각 프리즘의 높이가 상기 삼각 프리즘의 높이 보다 높은 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  5. 제 3항에서,
    상기 렌티큘라 프리즘 또는 상기 곡면삼각 프리즘 중 최고 높이를 갖는 프리즘을 분산 배치하는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 다수개의 프리즘 마다 다양한 높이를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 다수개의 프리즘 마다 다양한 피치를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 다수개의 프리즘은 일측 에지에서 타측 에지로 갈수록 프리즘 단면이 점진적으로 커지게 배열되는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 다수개의 프리즘은 중심부의 프리즘 피치에 비해 에지부의 프리즘 피치가 상대적으로 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 에지부의 휘도가 상기 중심부의 휘도보다 2% 이상 큰 휘도를 갖도록 피치 간격이 형성되는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  11. 베이스 필름;
    상기 베이스 필름 상에 삼각 프리즘, 렌티큘라 프리즘 및 곡면삼각 프리즘 중 적어도 하나가 다수개의 프리즘으로 배열되어 형성되는 프리즘 패턴; 을 포함하여 이루어지고,
    상기 다수개의 프리즘은 중심부의 프리즘 피치에 비해 에지부의 프리즘 피치가 상대적으로 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 에지부의 휘도가 상기 중심부의 휘도보다 2% 이상 큰 휘도를 갖도록 피치 간격이 형성되는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  13. 베이스 필름; 및
    상기 베이스 필름 상에 다수의 삼각 프리즘들이 이웃하여 구성되고 이 삼각 프리즘들의 사이에 해당 삼각 프리즘에 비하여 높은 프리즘 높이를 갖는 구면삼각 프리즘 또는 곡면삼각 프리즘이 삽입되어 형성되는 프리즘 패턴; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 구면삼각 프리즘 및 곡면삼각 프리즘에는 다수의 확산 비드가 내포되게 형성되는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 구면삼각 프리즘 및 곡면삼각 프리즘에는 다수의 확산 비드가 프리즘의 외면에 엠보 패턴으로 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  16. 베이스 필름; 및
    상기 베이스 필름 상에 다수의 제 1 프리즘들로 이루어진 프리즘 그룹과 이들 프리즘 그룹 사이에 제 1 프리즘 보다 높은 프리즘 높이를 갖는 제 2 프리즘이 삽입되어 형성되는 프리즘 패턴; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제 1 프리즘들은 삼각 프리즘으로 구성되고, 상기 제 2 프리즘은 삼각 프리즘, 렌티큘라 프리즘, 곡면삼각 프리즘, 구면삼각 프리즘 및 사다리꼴 프리즘 중 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 제 2 프리즘은 상기 제 1 프리즘에 비하여 큰 피치를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  19. 광을 발생시키는 광원부;
    상기 광원부로부터 입사되는 광을 상부로 출사하기 위한 도광판; 및
    상기 도광판의 상부에 배치되며, 상기 도광판에서 출사되는 광이 입사되는 베이스 필름과 상기 베이스 필름 상에 삼각 프리즘, 렌티큘라 프리즘, 곡면삼각 프리즘 및 구면삼각 프리즘 중 적어도 둘 이상이 조합되어 다수개의 프리즘이 배열되는 프리즘 패턴을 갖는 프리즘 시트; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
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