KR100825904B1 - 수분 배출성이 우수한 프리즘 시트 및 이를 이용한액정표시장치 - Google Patents

Abstract

중앙휘도, 투과도, 및 헤이즈값의 변화는 거의 없으면서 백라이트 유닛에 적용시 백라이트 유닛 전체의 수분 배출성을 크게 향상시킬 수 있는 프리즘 시트가 제공된다. 본 발명의 프리즘 시트는 평탄한 일면을 가지는 투명 재질의 베이스 필름; 상기 평탄한 일면과 대향하는 상기 베이스 필름의 타면에 상기 베이스 필름과 일체로 소정의 단면 형상을 가진 복수개의 단위 프리즘들이 방향성을 가지고 배열되어 있는 광굴절부가 형성되어 있고, 상기 광굴절부를 구성하는 단위프리즘의 능선이 상기 평탄한 일면의 법선과 이루는 각도를 θ_n이라고 할 때, θ_n과 θ_n+1의 크기는 서로 다르고 n은 2 이상의 정수인 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 프리즘 시트를 이용한 액정표시장치 백라이트 유닛도 제공된다.

수분, 배출, 굴절, 프리즘 시트, 액정표시장치, 백라이트 유닛, 렌즈, 확산부위

Description

수분 배출성이 우수한 프리즘 시트 및 이를 이용한 액정표시장치{Prism sheet having wet-out property and LCD back light unit thereby}

도 1은 종래의 액정표시장치의 백라이트 유닛을 나타내는 분해사시도이다.

도 2은 본 발명의 실시예에 따른 프리즘시트를 나타내는 사시도이다.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 프리즘 시트(30)에 존재하는 능선의 패턴에 대한 다양한 실시예들을 나타내고 있는 사시도이다.

도 4a는 본 발명의 프리즘 시트가 가지는 광굴절성 이외에 광확산성을 더 부여해주기 위한 광확산체 패턴을 도입한 경우를 나타내는 도면이며, 도 4b는 도 4a의 "A" 부분을 확대한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

300: 베이스 필름 301: 베이스 필름의 평탄한 일면

302:능선 303: 법선

304: 기울기 변환점 310: 단위프리즘

320: 광굴절부 520: 광확산부

본 발명은 프리즘 시트 및 이를 이용한 액정표시장치 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래의 액정표시장치용 백라이트 유닛에 사용되는 프리즘 시트에 포함되어 있는 복수개의 단위프리즘의 능선을 평탄한 바닥면과 일정한 경사를 가지도록 해줌으로써 도광판에 존재하는 습기의 배출이 용이한 구조를 가지는 프리즘 시트 및 이를 이용한 액정표시장치 백라이트 유닛에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치(Liquid crystal display device)는 액체와 고체 중간상태의 물질인 액정이 전극으로 형성된 두장의 유리기판 사이에 주입되어 전계를 가하여 숫자나 영상을 표시하는 기기를 말한다.

이러한 액정표시장치는 자체발광소자가 아니므로 빛을 발생시키는 광원(light source)으로서 백라이트 유닛(back light unit)을 구비하여야 하며, 이러한 백라이트 유닛에서 발생한 빛을 액정이 일정하게 배열되어 있는 패널부에서 빛의 투과량을 조절하면서 영상 등을 표시하게 된다.

도 1은 종래의 액정표시장치의 백라이트 유닛을 나타내는 분해사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 LCD 백라이트유닛은 광원(105), 도광판(110), 반사판(115), 확산시트(120), 프리즘 시트(125) 및 보호시트(130)를 포함하며, 이러한 구성요소들은 케이스(미도시)에 의해 일체형으로 조립되어 있다.

광원(105)은 액정표시장치에 있어서 최초로 빛을 발산하는 부분으로서 사용 될 수 있는 광원(105)은 여러 종류가 있으나 일반적으로 액정표시장치에 사용되는 광원은 전력소모가 적고 매우 밝은 백색광을 발산시키는 CCFL(Cold Cathode Fluorescence Lamp; 냉음극 형광램프)를 사용한다.

도광판(Light guide plate; 110)은 LCD 패널(100) 하부 및 광원(105)의 일측면에 형성되며 광원(105)에서 발생한 점광(spot light)을 면광(plane light)으로 변환시켜 전면에 빛을 투사시켜주는 역할을 한다.

반사판(reflector plate; 115)은 도광판(110)의 후면에 형성되며 광원(105)으로부터 나오는 빛을 전면의 LCD 패널(100) 방향으로 반사시키는 역할을 한다.

확산시트(Diffuser sheet; 120)는 도광판(110)의 상면에 형성되며 도광판(110)을 통해 나온 빛을 균일(uniform)하게 해주는 역할을 한다.

프리즘 시트(prism sheet; 125)는 확산시트(120)를 지나면서 수평 및 수직 양방향으로 확산이 일어나 휘도(brightness)가 급격히 떨어지게 되는 빛을 굴절, 집광시켜 휘도를 높이기 위해서 사용하는 것으로, 한장 또는 서로 수직되는 방향으로 배열된 두장의 프리즘 시트가 사용된다.

보호시트(protector sheet; 130)는 프리즘 시트(125) 상면에 위치하며 프리즘 시트(125)의 흠집을 방지하고, 수직 및 수평 방향을 두 층으로 형성된 프리즘 시트(125) 사용시 발생하는 모아레 현상(Moire effect)을 방지하기 위하여 사용된다.

상기에서 설명한 백라이트 유닛의 부재들은 서로 접착 또는 접착에 의해 적층되어 케이스(미도시)에 의해 고진공 상태에서 밀봉되어 조립된다.

그런데, 백라이트 유닛은 패널과 함께 조립하여 장시간 사용시 케이스의 틈사이로 수분이 침투하거나, 밀봉과정에서 침투되는 수분이 존재할 수 있는데 이와 같이 침투된 수분이 백라이트 유닛의 일정부위에 맺히게 되면 그 부분에서 빛의 굴절 또는 확산이 일어나게 되어 백라이트 유닛의 시인성 또는 광은폐성을 저하시키는 원인으로 작용할 수 있다.

백라이트 유닛을 구성하는 부재들은 대부분 적층되는 양측면 모두가 평탄한 구조로 되어 있어 이들 부재들에 수분의 배출을 위한 구조를 형성하는 것은 어려운 면이 있다.

따라서, 본 발명은 이러한 구성요소들 중 일면에 요철형상의 프리즘패턴을 구비하는 프리즘 시트(125)에 대하여 다른 기술적 사상을 부가함으로서 백라이트 유닛에 존재하는 수분의 배출을 용이하게 하도록 하는 기술에 관한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 백라이트 유닛 내부에 존재하는 수분의 배출을 용이하게 하도록 하는 기능이 부가된 프리즘 시트를 제공하는데에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기의 프리즘 시트를 이용한 액정표시장치 백라이트 유닛을 제공하는데에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 프리즘 시트는 평탄한 일면을 가지는 투명 재질의 베이스 필름; 상기 평탄한 일면과 대향하는 상기 베이스 필름의 타면에 상기 베이스 필름과 일체로 소정의 단면 형상을 가진 복수개의 단위 프리즘들이 방향성을 가지고 배열되어 있는 광굴절부가 형성되어 있고, 상기 광굴절부를 구성하는 단위프리즘의 능선이 상기 평탄한 일면의 법선과 이루는 각도를 θ_n이라고 할 때, θ_n과 θ_n+1의 크기는 서로 다르고 n은 2 이상의 정수인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트를 제공한다.

상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치 백라이트 유닛은 도광판; 도광판의 측면 또는 배면에 배치되는 광원: 및 도광판에서 빛이 출사되는 면에 형성되는 본 발명의 프리즘 시트를 포함한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

또한, 도면에서 발명을 구성하는 구성요소들의 크기는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어 기술된 것이며, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"고 기재된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소와 접하여 설치될 수도 있고, 그 소정의 이격거리를 두고 설치될 수도 있으며, 이격거리를 두고 설치되는 경우엔 상기 어떤 구성요소를 상기 다른 구성요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제3의 수단에 대한 설명이 생략될 수도 있다.

도 2은 본 발명의 실시예에 따른 프리즘시트를 나타내는 사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 프리즘 시트(30)는 평탄한(flat) 일면(301)을 가지는 베이스 필름(300)을 바탕으로 하여, 평탄한 일면(301)과 대향하는 베이스 필름(300)의 타면에 삼각형의 단면형상을 가진 복수개의 단위 프리즘(310)들이 일방향으로 배열되어 있는 광굴절부(320)가 형성되어 있다.

베이스 필름(300)은 프리즘 시트의 베이스층으로서, 일반적으로 투명재질, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트 등과 같은 투명 합성수지, 유리, 기타 금속 박막과 같은 재질로 되어 있다.

베이스 필름(300)의 두께는 특별히 한정하지는 않으나, 마이크로미터(㎛) 단위의 것이 주로 사용된다.

광굴절부(320)는 베이스 필름(300)을 통과한 빛을 굴절(refraction) 시켜 일정한 방향성(orientation)을 가지도록 해주기 위한 부재로서, 베이스 필름(300)의 타면에 형성된다.

광굴절부(320)로서 본 발명에서는 삼각형상의 단면을 가지는 프리즘(prism)형상을 제시한다.

즉, 베이스 필름(300)의 타면에는 베이스 필름(300)에서 출사되는 빛을 일정 방향으로 굴절시켜 주기 위한 복수개의 단위프리즘(310)으로 구성되어 있는 광굴절부(320)가 형성되어 있다.

다만, 도 2에서는 단위프리즘(310)으로서 단면의 형상이 삼각형이고, 전체 모양이 삼각기둥 모양의 단위프리즘으로 구성되어 있는 광굴절부(320)를 도시하고 있는데, 이러한 광굴절부(320)를 구성하는 단위 프리즘(310)의 단면 형상은 삼각형에 한정되지 않고, 반원모양(반실린더모양 또는 렌티큘러 형상이라고도 함), 사다리꼴형과 같이 빛을 굴절시킬 수 있는 광학적 평면을 적어도 2개 이상 가지는 투명한 물체로서 상기 광학적 평면 중 적어도 한 쌍의 면은 평행이 아닌 빛을 굴절시킬 수 있는 형상이라면 모두 본원발명에 적용이 가능하다.

다만, 본 발명의 프리즘 시트(30)를 구체적으로 적용함에 있어 어떠한 단면 형상을 가지는 단위 프리즘(310)을 배치할 것인가는 실제로 응용되는 디바이스의 특성, 필요로 하는 시야각(sight angle), 기타 화면크기 등에 따라 결정되는 사항이다.

복수개의 단위프리즘(310)으로 이루어지는 광굴절부(320)는 베이스필름(300) 과 일체형으로, 구체적으로 베이스필름(300)으로 사용되는 필름을 압착성형하는 방식으로 베이스 필름(300)의 일면에 광굴절부(320)가 형성된다.

광굴절부(320)를 구성하는 단위프리즘(310)의 능선(302)은 상기 평탄한 일면(301)의 법선(normal; 303)에 수직하지 않으면서, 평행하지도 않는 기울기를 가지고 있다.

이때, 능선(302)은 하나의 단위프리즘(310)의 단면에서 최고 높은 지점, 즉 꼭지점을 이은 선으로 정의될 수 있으며, 법선(303)은 베이스 필름(300)의 평탄한 일면(301)과 수직하는 선과 동일한 기울기를 가지는 선을 의미한다.

다시 도 2을 참조하면, 도 2에 도시되어 있는 복수개의 단위프리즘(310) 각각의 능선(302)은 일정한 기울기를 가지면서 경사져 있는데, 이러한 경사는 일정 지점을 지나면서 기울기가 변하게 되는데, 이때 기울기가 변하는 지점을 기울기 변환점(304)이라 정의한다.

보다 상세하게 설명하면, 도면의 아래쪽에 도시되어 있는 첫번째 프리즘에서변화점(304)의 우측의 능선은 법선과 θ_n의 각도를 이루고 있으며, 기울기 변환점(304)의 좌측에서는 θ_n+1의 각도를 이루고 있다. 즉 기울기 변환점(304)에서 능선의 기울기가 변화되는 것이다. 여기서 θ_n과 θ_n+1은 서로 다른 각도를 가지고 있다.

예를 들어 기울기 변화점(304)을 중심으로 양측의 능선이 대칭이 된다면 θ_n과 θ_n+1의 합은 180도가 된다.

도 2에 있어서, 기울기 변환점(304)은 하나의 단위프리즘(310)에 있어서 하나를 가지며, 기울기 변환점(304)의 위치는 복수개의 단위프리즘 전체를 기준으로 서로 중복되지 않으며, 그 배열은 불규칙적으로 배열되어 있다. 그리고 인접한 3개의 단위프리즘들의 기울기 변환점들을 연결한 선이 직선이 되지 않도록 배열되는 것이 바람직하다. 인접한 3개의 기울기 변환점들이 동일 직선상에 놓여지면 그로 인하여 새로운 패턴이 발생할 수 있기 때문이다.

이와 같이 기울기 변환점(304)의 위치가 각 단위프리즘(310)간에 중복되지 않으면서 불규칙적으로 배열되어야 하는 이유는 프리즘 시트(30) 내부에서 새로운 패턴이 생김으로써 발생하는 원하지 않는 빛의 굴절을 억제하기 위함이다.

이와 같이 단위프리즘(310)의 능선(302)이 일정한 기울기를 가지도록 설계한 것은 본 발명의 프리즘 시트(30)가 액정표시장치의 백라이트 유닛의 부재로서 적층시 프리즘 시트(30) 상에 보호필름 또는 편광필름과 같은 부재가 적층시, 적층되는 부재와의 사이에 틈을 확보하여 이러한 틈을 통하여 백라이트 유닛에 존재하는 습기의 배출을 원활하게 해주기 위한 것이다.

다만, 도 2에 있어서 하나의 단위프리즘(310)의 능선이 가지는 기울기 변환점(304)의 갯수는 하나이나, 본 발명은 이러한 기울기 변환점(304)의 갯수에 한정되지 않고 기울기 변환점(304)의 갯수는 더 많아질 수도 있다.

다만, 기울기 변환점(304)의 갯수가 무수히 많아지게 되면 기울기 변환점(304)의 위치가 다른 단위프리즘과의 관계에 있어서 서로 중복되거나, 이러한 기울기 변환점(304) 자체가 하나의 일정한 패턴화될 우려가 있으므로, 기울기 변환 점(304)의 개수의 상한은 단위프리즘의 길이를 단위프리즘 시작점 높이(h)의 40배로 나눈 값으로 해주는 것이 바람직하다.

즉, 단위프리즘(310) 시작점의 높이(h)가 10이고, 단위프리즘(310)의 길이가 10,000이라 가정하였을 때 높이의 40배는 400이 되므로, 기울기 변환점의 최대 개수는 10,000/400 = 25개가 된다. 따라서 이러한 조건에서는 기울기 변화점은 2개 이상 25개 이하가 된다.

상기와 같이 기울기 변환점(304)의 개수가 두 개 이상일 경우에도 복수개의 단위프리즘 전체를 기준으로 기울기 변환점(304)의 위치는 서로 중복되지 않도록 해주는 것이 바람직하나, 일부 중복되더라더도 그 비율이 5~10%의 범위 이하로 유지하는 것이 바람직하다.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 프리즘 시트(30)에 존재하는 능선의 패턴에 대한 다양한 실시예들을 나타내고 있는 사시도이다.

구체적으로, 도 3a는 각각의 단위프리즘(310)의 능선(302)에 기울기 변환점(304)의 갯수가 3개인 경우를 나타내는 도면이고, 도 3b는 능선(302)의 모양이 도 2의 경우엔 ∨형으로 되어 있으나, 도 3b의 경우엔 ∧형으로 되어 있는 것에 특징이 있으며, 도 3c의 경우엔 ∧형 능선을 가지면서 기울기 변환점(304)의 갯수가 3개인 경우이고, 도 3d의 경우엔 단면이 반원형인 렌티큘러 형상의 단위프리즘(310)이고 기울기 변환점(304)의 갯수가 1개인 경우를 나타내는 실시예이다.

다시 도 2을 참조하면, 광굴절부(320)를 구성하는 복수개의 단위프리즘(310)들은 일방향으로 배열되어 있으며, 서로 이격거리 없이 밀착되게 형성되어 있는 것 이 바람직하나, 빛의 굴절성 보다는 직진성을 요하는 경우에는 단위프리즘(310) 사이에 이격평면을 둘 수도 있다. 즉, 단위프리즘(310)을 서로 조밀하게 배치하지 않고 일정한 이격거리를 두고 배치할 수도 있다.

상기 단위 프리즘(310)의 높이(하나의 단위프리즘에서 동일한 높이를 정의하기는 불가능 하므로 평균높이로 해석함)는 피치(p)의 50%~150%인 것이 바람직하다. 예를 들어 피치가 60㎛인 경우에, 단위프리즘의 높이는 30㎛~90㎛의 범위에서 설정된다. 상기 단위 프리즘(310)을 단면 형상이 삼각형인 경우 꼭지각(θ)은 30~120ㅀ인 것이 바람직하다.

도 4a는 본 발명의 프리즘 시트가 가지는 광굴절성 이외에 광확산성을 더 부여해주기 위한 광확산체 패턴을 도입한 경우를 나타내는 도면이며, 도 4b는 도 4a의 "A" 부분을 확대한 도면이다.

도 4a와 도 4b를 참조하면, 광확산체(도 4a의 520 참조)는 광굴절부(320)의 하단부위, 즉 서로 이웃하는 단위프리즘(310) 사이에 형성되는 계곡(valley) 부위의 하단에 원형, 타원형, 또는 이들이 혼합되어 있는 형태 등의 렌즈형상으로 불규칙적으로 분포되어 있다.

광확산체(520)는 단위프리즘(310)의 하단부위에 끝이 둥근 표면을 가지는 복수개의 렌즈모양 요철들이 서로 밀착되거나, 부분적으로 일정거리를 가지면서 광굴절부(320)의 표면을 덮고 있다.

이때 광확산체(520)의 타원형의 렌즈형상의 크기는 광굴절부위의 크기보다는 작아야 하는데, 구체적으로 광확산체(520)가 원형렌즈일 경우엔 렌즈의 지름/프리 즘 피치(P)의 크기 비, 광확산체(220)가 타원형렌즈일 경우엔 렌즈의 장반경/프리즘피치(P)의 크기 비가 0.01 ~ 0.9이고, 광확산부위의 높이/광굴절부위의 높이 비가 0.01~0.9 인 것이 좋다.

상기와 같은 수치범위를 가지는 이유는 확산부위의 확산효과와 광굴절특성을 고려한 값이다.

광확산체(520)는 베이스 필름(300)과 광굴절부(320)를 통과한 빛을 광굴절부(320)의 표면에서 미량(이때 미량의 의미는 굴절된 광의 휘도감소율을 5~10% 내외로 유지하면서 최대한 주위로 확산시켜 준다는 의미) 확산시켜 주기 위하여 형성되는 것이다.

광확산체(520)는 광굴절부(320)를 이루는 단위프리즘(310)의 높이(h)의 절반 높이 이하의 상기 단위프리즘(310) 사이의 계곡면에 적어도 50% 이상 분포되어 있는 것이 바람직하다.

상기와 같은 분포밀도를 가지는 이유는 본 발명의 프리즘 시트는 반대의 형상을 가진 몰드, 즉 음각을 가지는 몰드를 이용하여 제조되는데, 이때 광굴절부(320)의 형상과 반대형상을 가진 몰드의 표면에 샌드블라스트 공법을 이용하여 처리를 해주게 되면, 몰드의 산부위가 많이 손상을 입게 되는데, 이와 같이 처리된 몰드를 이용하여 프리즘 시트를 제조하게 되면, 몰드의 산부위가 프리즘 시트의 골부위가 되기 때문에 결과적으로 형성된 프리즘 시트의 골부위에 광확산체(520)가 집중되는 결과를 낳게 된다.

다만, 상기 도 4a와 도 4b에서는 광확산체(520)의 형상이 원형으로 되어 있 는 경우에 대하여 기술하였으나, 광확산체(520)는 타원형의 렌즈, 또는 원형 렌즈와 타원형 렌즈가 혼재되어 있는 형태로 되어 있을 수도 있다.

일반적으로, 광굴절부(320)는 일정두께를 가진 투명 필름에 음각 프리즘 형상을 가지는 몰드(mold)를 압착(pressing) 함으로써, 투명 필름의 표면에 상기 음각 프리즘에 대응되는 양각 프리즘 형상이 형성되도록 하는 기술에 의해 제조되는데, 이때 투명 필름의 상부면은 프리즘 형상을 가지는 광굴절부(320)가 되고, 하부면은 베이스 필름(300)이 된다.

따라서, 앞서 제시한 바와 같이 이러한 프리즘 시트의 제조공정에 있어서 광굴절부(320)와 광확산체(520)를 동시에 형성하기 위해서는 상기 몰드의 음각 프리즘 형상부의 표면에 요철을 형성하여 주고, 이러한 몰드를 이용하여 압착공정을 진행하면 앞서 제시한 바와 같은 광굴절부(320)와 광확산체(520)가 일체형으로 되어 있는 프리즘 시트의 제작이 가능해 진다.

상기에서 설명한 프리즘 시트는 도광판에서 빛이 출사되는 면에 적층되어져 사용되는데, 상기와 같이 광확산체(520)가 형성된 프리즘 시트의 사용에 의해 종래에 별도로 사용되던 확산시트(diffeser)를 생략할 수도 있다.

다만, 본 발명의 프리즘 시트는 액정표시장치의 도광판에서 광원(light source)이 도광판의 측면에 배치되는 에지형(edge type), 광원이 도광판의 아랫부분에 배치되는 직하형을 불문하고 모두 사용 가능하며, 광원의 종류도 CCFL, LED 등을 불문하고 모두 사용될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예들에 따른 프리즘 시트를 사용하여 도광판을 제 작할 경우 큰 휘도 감소 없이 헤이즈값(haze: 빛이 퍼지는 정도를 의미함), 투과도, 및 수분 배출성이 우수하다는 것을 구체적인 실험예들을 들어 설명한다. 다만, 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략한다.

1. 실험예 및 비교예

<실험예>

베이스필름의 상층부에 형성된 복수개의 단위프리즘의 능선에 하나의 기울기 변환점을 가지는 프리즘 시트를 제작하였다.

이때, 프리즘 시트에 있어서 각각의 단위프리즘의 꼭지각은 90ㅀ이며, 피치(pitch)는 60㎛이고, 단위 프리즘의 시작점의 높이는 30㎛이며, 기울기 변환점의 높이는 평균적으로 28㎛ 정도로, 이웃하는 기울기 변환점의 위치가 중복되지 않고 랜덤하게 분포하는 프리즘 시트로서 기울기 변환점의 깊이가 약 2㎛가 되도록 프리즘 시트를 제조하였다.

<비교예>

상기 실험예에서 단위프리즘의 능선에 일정한 기울기를 주고 기울기 변환점을 두는 대신, 단위프리즘의 시작점과 끝점의 능선이 직선으로 이어져 있는 형태로 되어 있는 프리즘 시트를 제작하였다는 것을 제외하고는 상기 실험예와 동일하다.

2. 물성의 측정

(1) 표면휘도의 측정

TOPCON사의 BM-7을 이용하여 상기 실험예와 비교에에 의해 제조되는 프리즘 시트의 중심휘도를 비교하였다. 이때 사용된 백라이트 유닛은 모니터용으로 모델명은 170EU-L31이다.

(2) 헤이즈값및 투과도 측정

NHD 5000W를 이용하여 프리즘형상이 있는 면을 계측기 Detector 하단부위로 위치시키고, 프리즘의 결방향과 Detector 을 일치시켜서 측정하였다.

(3) 수분 배출능력 측정

프리즘 시트 2매 구조를 사용하는 노트북용 BLU 154X3-L06 모델에 상기 실험예 및 비교예의 프리즘 시트를 각각 프리즘의 방향이 상호 수직이 되도록 절단하여 하층부는 프리즘 방향이 백라이트 유닛의 수직방향으로, 상층부는 프리즘 방향이 백라이트 유닛의 수평방향으로 조립하여 항온 및 항습 챔버에서 96시간동안 보관한 후 외관에 이상이 없는지 관찰하였다.

이때, 항온항습 조건은 60℃, 75% 습도 조건이다.

3. 물성측정 결과 및 분석

표 1은 상기에서 측정한 물성측정 값에 대한 결과를 나타낸다.

상기 표 1을 참조하면, 본 발명의 실험예에서와 같이 단위프리즘의 능선에 일정한 기울기 및 기울기 변환점을 가지도록 프리즘 시트를 제작할 경우, 중앙휘도, 투과도, 및 헤이즈 값에 있어서는 비교예의 경우와 거의 차이가 존재하지 않음을 알 수 있었다.

이에 비하여, 본 발명의 실험예에 의한 프리즘 시트의 경우 수분 배출능력이 우수하여 75% 정도의 습도조건에서 장시간 보관하더라도 이슬맺힘이나 이로 인한 백라이트 유닛의 평면광이 얼룩져 보이는 현상이 발생하지 않았는데, 이는 본 발명의 프리즘 시트가 매우 우수한 수분배출능력을 가지고 있음을 입증해주는 것이다.

이상 첨부된 도면 및 표를 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 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.

본 발명의 실시예에 따른 프리즘 시트에 의하면 광굴절 기능 및 백라이트 유닛에 존재하는 수분의 배출능력을 가진 프리즘 시트의 제작이 가능해져 휘도값, 투과도, 헤이즈 값은 종래의 프리즘 시트와 거의 동일하면서 동시에 내부에 존재하는 수분의 배출능력이 우수하여 이로 인해 발생하는 얼룩현상을 최소화 할 수 있는 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판의 제작이 가능해지며, 더 나아가 이러한 수분 배출능력이 우수한 프리즘 시트에 광확산체를 더 형성하여 줌으로써 종래에 사용되던 확산시트를 생략하는 것이 가능해져 제조원가의 감소 및 도광판 두께의 감소를 가져올 수 있게 된다.

Claims (19)

1. 평탄한 일면을 가지는 투명 재질의 베이스 필름;

   상기 평탄한 일면과 대향하는 상기 베이스 필름의 타면에 상기 베이스 필름과 일체로 소정의 단면 형상을 가진 복수개의 단위 프리즘들이 방향성을 가지고 배열되어 있는 광굴절부가 형성되어 있고, 상기 광굴절부를 구성하는 단위프리즘의 능선이 상기 평탄한 일면의 법선과 이루는 각도를 θ_n이라고 할 때, θ_n과 θ_n+1의 크기는 서로 다르고 n은 2 이상의 정수인 프리즘 시트.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 단위프리즘의 능선이 상기 평탄한 일면의 법선과 이루는 각도 θ_n과 θ_n+1의 크기의 합이 180도인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 복수개의 단위프리즘의 능선은 하나의 기울기변환점을 가지되, 인접한 단위프리즘들의 기울기 변환점들은 프리즘의 길이방향의 어느 한 말단을 기준으로 같은 거리에 있지 않은 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 복수개의 단위프리즘의 능선은 하나의 기울기 변환점을 가지되, 인접한 3개의 단위프리즘들의 기울기 변환점들을 연결한 선이 직선이 아닌 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 복수개의 단위프리즘의 하나의 능선이 가지는 기울기변화점의 개수는 두 개 이상, 상기 단위프리즘 길이를 상기 단위프리즘 시작점 높이의 40배로 나눈값 보다 적은 개수의 기울기변환점을 가지되, 상기 기울기변환점의 위치는 상기 복수개의 단위프리즘 전체를 기준으로 서로 중복되지 않도록 불규칙하게 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 단위프리즘의 능선은 ∨형 또는 ∧형으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 베이스 필름이 재질은 투명 합성수지인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 단위프리즘은 빛을 굴절시킬 수 있는 광학적 평면을 적어도 2개 이상 가지며, 상기 광학적 평면 중 적어도 한 쌍의 면은 서로 평행하지 않은 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 단위프리즘의 단면 형상은 삼각형, 반원형, 사다리꼴 중 하나인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 복수개의 단위 프리즘들은 서로 이격거리 없이 연속으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 복수개의 단위 프리즘들 사이에 일정한 간격으로 이격평면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 평탄한 일면으로부터의 상기 단위프리즘의 높이는 단위프리즘의 피치의 50% 내지 150% 범위인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 단위프리즘의 단면 형상이 삼각형인 경우 그 꼭지각은 30 내지 120ㅀ인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
14. 제 1 항에 있어서,

    서로 이웃하는 단위프리즘 사이의 계곡부위에 빛을 확산시켜주기 위한 광확산체가 상기 단위 프리즘과 일체형으로 형성되어, 상기 단위프리즘의 계곡면에 불 규칙하게 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 광확산체는 상기 단위프리즘 높이의 절반 이하 높이의 계곡면에 50% 이상이 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
16. 제 14 항에 있어서,

    상기 광확산체는 원형의 렌즈 형상으로 되어 있고, 렌즈 형상의 지름은 프리즘피치의 0.01 내지 0.9 배 크기인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
17. 제 14 항에 있어서,

    상기 광확산체는 타원형의 렌즈 형상으로 되어 있고, 렌즈 형상의 장반경은 프리즘피치의 0.01 내지 0.9 배 크기인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
18. 도광판;

    상기 도광판의 측면 또는 배면에 배치되는 광원: 및

    상기 도광판에서 빛이 출사되는 면에 형성되는 상기 제 1 항의 프리즘 시트를 포함하는 액정표시장치 백라이트 유닛.
19. 컬러필터가 형성된 상부기판과 TFT가 형성된 하부기판을 포함하는 패널부;.상기 하부기판 아래 설치되는 제 18 항의 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치.

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