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KR20080094206A - 광학 시트 및 그 제조방법, 이를 이용한 백라이트 유닛 및액정 표시 장치 - Google Patents

광학 시트 및 그 제조방법, 이를 이용한 백라이트 유닛 및액정 표시 장치 Download PDF

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KR20080094206A
KR20080094206A KR1020070038333A KR20070038333A KR20080094206A KR 20080094206 A KR20080094206 A KR 20080094206A KR 1020070038333 A KR1020070038333 A KR 1020070038333A KR 20070038333 A KR20070038333 A KR 20070038333A KR 20080094206 A KR20080094206 A KR 20080094206A
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KR
South Korea
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light
optical sheet
liquid crystal
backlight unit
cross
Prior art date
Application number
KR1020070038333A
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English (en)
Inventor
김창종
황갑진
이승호
윤철
권승욱
김용수
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

본 발명은 광학 시트 및 그 제조방법, 이를 이용한 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트는, 빛을 투과시키는 베이스 필름; 및 상기 베이스 필름의 일면에 배치되어, 빛을 확산 및 집광시키는 복수의 구조체를 포함하되, 상기 구조체의 단면은 삼각형의 양 빗변의 일부 영역이 곡선으로 돌출한 형상인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트의 제조 방법은, 몰드 원형의 표면을 프리즘형 바이트로 제 1 깊이만큼 절삭하는 단계; 상기 몰드 원형의 표면을 라운드형 바이트로 제 2 깊이만큼 절삭하는 단계; 및 상기 절삭에 의해 제조된 몰드로 투명 수지를 가공하여, 광학 시트를 제조하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 깊이는 상기 제 2 깊이에 비해 깊은 것을 특징으로 한다. 본 발명의 광학 시트는 그 형상적 특징으로 인해, 빛을 집광시키는 기능을 수행하면서, 빛을 산란시키는 기능을 동시에 수행할 수 있는 장점이 있다.
광학 시트, 백라이트 유닛, 액정 표시 장치

Description

광학 시트 및 그 제조방법, 이를 이용한 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치 {OPTICAL SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
도 1a은 종래의 프리즘 시트를 도시한 사시도이다.
도 1b는 도 1a에 도시한 프리즘 시트의 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 단면도이다.
도 2b는 도 2a의 액정 패널의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트를 도시한 사시도이다.
도 4b는 도 4a에 도시한 광학 시트의 단면도이다.
도 5a는 도 4b에 도시한 광학 시트의 A 부분을 확대 도시한 단면도이다.
도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 시트의 부분 단면도이다.
도 6a 내지 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트의 제조 과정을 도시한 도면들이다.
본 발명은 광학 시트 및 그 제조방법, 이를 이용한 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device)는, 인가 전압에 따른 액정 투과도의 변화를 이용하여 각종 장치에서 발생되는 여러 가지 전기적인 정보를 시각정보로 변화시켜 전달하는 전자 소자이다.
자체 발광원이 없는 수광형 소자인 액정 표시 장치는 소자의 화면 전체를 후면에서 조명할 수 있는 별도의 광원 장치가 필요한데, 이러한 액정 표시 장치용 조명 장치를 통상 백라이트 유닛(Backlight Unit)이라 한다.
상기 백라이트 유닛은 빛을 방출하는 광원 및 상기 광원으로부터 방출된 빛을 안내하는 도광판 및 상기 도광판으로부터 안내된 빛의 방향을 변환하는 다수의 광학 부재들을 포함한다. 상기 광학 부재들의 일부로써, 빛을 집광하기 위한 프리즘 시트가 사용되고 있다.
도 1a은 종래의 프리즘 시트를 도시한 사시도이며, 도 1b는 도 1a에 도시한 프리즘 시트의 단면도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 프리즘 시트(100)는 프리즘 지지부(130)와 프리즘 지지부(130) 상의 전면에 걸쳐 나란히 형성된 복수의 프리즘 형상부(110)를 포함한다. 프리즘 형상부(110)는 제 1 면(112) 및 제 2 면(114)으로 이루어진 측면부를 구비하며, 정면에서 보아 대략 이등변 삼각형의 형상을 이룬다. 제 1 면(112)과 제 2 면(114)은 90°의 각도를 이루는 것이 일반적이지만 선택에 따라 달리 구성할 수도 있다.
복수의 프리즘 형상부(110)가 프리즘 지지부(130)에 연속하여 형성되어 골(118)과 산(116)이 교대로 형성된다. 이렇게 구성된 프리즘 시트(100)는 프리즘 지지부(130)로 입사된 빛을 프리즘 형상부(110)를 거치면서 굴절시킨다. 이에 따라 낮은 각도로 입사되는 빛이 제 1 경로(L1)에 따라 정면 쪽으로 집중되어 유효 시야각 범위에서 휘도가 높아진다.
그러나, 일부의 빛은 제 1 면(112) 또는 제 2 면(114)으로 입사한 후, 제 2 경로(L2)에 따라 전반사를 일으키며 내부로 구속되며, 이로 인해 전방 휘도 향상에 기여하지 못하고 손실되는 문제점이 있었다.
또한, 제 1 면(112) 및 제 2 면(114)은 평탄한 면으로 구성되므로, 빛이 일차원적으로만 굴절하여, 집광에는 유리하나, 넓은 유효 시야각을 확보하기에는 적합하지 않다는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 빛을 이차원적으로 굴절시킬 수 있어서, 광 이용 효율을 향상시킬 수 있는 광학 시트 및 그 제조 방법, 이를 이용한 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 빛을 집광시키는 기능을 수행하면서, 빛을 산란시키는 기능을 동시에 수행할 수 있는 형상을 갖는 광학 시트 및 그 제조 방법, 이를 이용한 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액 정 표시 장치는, 액정 패널; 및 상기 액정 패널의 후면에 배치되어 상기 액정 패널을 조명하기 위한 백라이트 유닛을 포함하되, 상기 백라이트 유닛은, 빛을 제공하는 하나 이상의 광원; 및 상기 광원에 인접하여 위치하는 광학 시트를 포함하되, 상기 광학 시트는, 빛을 투과시키는 베이스 필름; 및 상기 베이스 필름의 일면에 배치되어, 빛을 확산 및 집광시키는 복수의 구조체를 포함하되, 상기 구조체의 단면은 삼각형의 양 빗변의 일부 영역이 곡선으로 돌출한 형상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 빛을 제공하는 하나 이상의 광원; 및 상기 광원에 인접하여 위치하는 광학 시트를 포함하되, 상기 광학 시트는, 빛을 투과시키는 베이스 필름; 및 상기 베이스 필름의 일면에 배치되어, 빛을 확산 및 집광시키는 복수의 구조체를 포함하되, 상기 구조체의 단면은 삼각형의 양 빗변의 일부 영역이 곡선으로 돌출한 형상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트는, 빛을 투과시키는 베이스 필름; 및 상기 베이스 필름의 일면에 배치되어, 빛을 확산 및 집광시키는 복수의 구조체를 포함하되, 상기 구조체의 단면은 삼각형의 양 빗변의 일부 영역이 곡선으로 돌출한 형상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트의 제조 방법은, 몰드 원형의 표면을 프리즘형 바이트로 제 1 깊이만큼 절삭하는 단계; 상기 몰드 원형의 표면을 라운드형 바이트로 제 2 깊이만큼 절삭하는 단계; 및 상기 절삭에 의해 제조된 몰드로 투명 수지를 가공하여, 광학 시트를 제조하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 깊이는 상 기 제 2 깊이에 비해 깊은 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 광학 시트, 이를 이용한 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치는 빛을 이차원적으로 굴절시킬 수 있어서, 광 이용 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 광학 시트는 그 형상적 특징으로 인해, 빛을 집광시키는 기능을 수행하면서, 빛을 산란시키는 기능을 동시에 수행할 수 있는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 단면도이며, 도 2b는 도 2a의 액정 패널의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(200)는 외부에서 인가되는 구동 신호와 데이터 신호에 따라 화상을 디스플레이하는 액정 패널(210)과 액정 패널(210)을 후면에서 조명하기 위한 백라이트 유닛(220)을 구비한다.
액정 패널(210)은 하부 기판(210a), 상부 기판(210b), 하부 편광필름(211a), 상부 편광필름(211b), 칼라필터(212), 블랙매트릭스(213), 공통전극(214), TFT 어레이(215), 화소전극(216) 및 액정층(217)을 포함한다.
칼라필터(212)는 레드, 그린 및 블루에 해당하는 칼라필터들을 포함하며, 빛이 인가되는 경우 레드, 그린 또는 블루에 해당하는 이미지를 발생시킨다.
TFT 어레이(215)는 스위칭 소자로서 화소전극(216)을 스위칭한다.
공통전극(214) 및 화소전극(216)은 외부에서 인가되는 소정 전압에 따라 액정층(217)의 분자 배열을 변환한다.
액정층(217)은 소정 분자들로 이루어져 있고, 상기 분자들이 화소전극(216)과 공통전극(214) 사이에 인가된 전압차에 상응하여 배열된다.
그 결과, 이하의 백라이트 유닛(220)으로부터 제공되는 빛이 액정층(217)의 분자 배열에 상응하여 칼라필터(212)에 입사된다.
이미 위에서 언급한 바와 같이, 본 발명을 이해하고 이를 실시함에 있어서, 액정 패널(210)의 정확한 구조적 특성은 중요하지 않으며, 액정 표시 장치에 통상적으로 사용되는 어떠한 구조의 액정 패널에도 본 발명의 사상이 광범위하게 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 이상 언급한 액정 패널(210)의 구조에 의해 제한적으로 해석되지 않을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(220)은 광원부(230), 도광판(240), 반사 시트(250) 및 광학 시트(260)를 포함하며, 선택적으로, 보호 시트(280)를 더 포함한다.
본 실시예에서는, 광원부(230)가 도광판(240)의 양 측면에 배치되는 에지-라이트 방식(edge-light method)으로 구동된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 광원부(230)는 도광판(240)의 일 측면에만 배치되는 에지-라이트 방식으로 구동될 수 있다.
광원부(230)는 소정의 파장의 빛, 예를 들면 백색광을 발생시키는 광 원(230a)과, 광원(230a)의 외측에 배치된 광원 반사판(230b)을 포함한다. 본 발명의 광원(230a)은 제한됨이 없이, 냉음극 형광램프(CCFL), 외부전극 형광램프(EEFL) 또는 발광다이오드(LED) 등 다양한 광원이 사용될 수 있다.
광원(230a)에서 발생한 빛은 도광판(240)의 측면, 즉 광 입사면으로 바로 입사되거나, 광원(230a)의 외측에 배치된 광원 반사판(230b)에 반사되어 상기 광 입사면으로 입사된다.
광원 반사판(230b)은 광원(230a)에서 발생한 빛을 도광판(240) 측으로 반사시켜 도광판(240)에 입사되는 빛의 양을 증가시킴으로써 광 효율을 향상시킨다. 이를 위해 광원 반사판(230b)은 반사성이 높은 물질로 구성되며, 그 표면에 은(Ag)을 코팅하기도 한다.
광원부(230)는 백라이트 유닛(220)의 측면에 위치하기 때문에, 광원부(230)에서 발생된 빛이 백라이트 유닛(220)의 전면에 걸쳐 균일하게 투과되지 않고 가장자리에 집중된다. 따라서, 빛을 액정 패널(210)의 가시면의 전면으로 균일하게 투과시키기 위해 도광판(240)이 필요하다. 도광판(240)은 그 측면에 배치된 광 입사면을 통해 입사된 빛을 상부에 배치된 액정 패널(210)의 가시면(viewing plane)에 실질적으로 평행한 방향, 즉 상기 광 입사면과 실질적으로 수직인 방향으로 전송하면서 빛을 혼합하여 균일화하는 역할을 한다. 이를 위해 도광판(240)은 광 입사면으로 빛이 입사된 후 임계각 이하에서 연속적인 전반사가 일어나도록 설계된다. 도광판(240)의 전면은 액정 패널(210)이 배치된 방향으로 빛이 출사되기 위한 광 출사면이 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도광판(240)은 폴리메틸메타 아크릴레이트와 같은 투명 아크릴 수지로 구성될 수 있다.
반사 시트(250)는 도광판(240)의 저면에 배치되며 도광판(240)의 저면으로 출사되는 빛을 반사시켜 도광판(240)으로 재입사시키는 역할을 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 시트(250)는 SUS, Brass, 알루미늄, PET 등으로 이루어진 시트 위에 은(silver)을 입히고, 열이 미세하게 발생한다 해도 장시간 흡열로 인한 변형을 막기 위해 티타늄 코팅하여 제작될 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사 시트(250)는 PET와 같은 합성수지제의 시트에 광을 산란시키기 위한 기포를 분산시켜 제작될 수 있다.
도광판(240)으로부터 출사된 빛이 액정 패널(210)의 가시면에 유효하게 입사하도록 하여 휘도를 향상시키고, 액정 패널(210)에 입사되는 빛을 균일하게 하여 가시면의 전면이 균일한 휘도 분포를 갖도록 하기 위해, 백라이트 유닛(220)은 하나 이상의 광학 부재를 포함한다.
광학 시트(260)는 도광판(240)에서 낮은 각도로 입사되는 빛을 액정 패널(210)의 가시면에 수직한 방향의 빛으로 변조하여 액정 패널(210)에 집광시키며넓은 유효 시야각 범위를 형성시킨다. 광학 시트(260)의 상세한 구조에 대해서는 후술하기로 한다.
보호 시트(280)는 광학 시트(260) 위에 위치하여 광학 시트(260)의 손상을 방지한다. 보호 시트(280)는 광학 시트(260)가 액정 패널(210)과 직접 접촉하여 발생하는 불량, 예를 들면 스크래치를 방지하고, 광학 시트(260)에 의해 좁혀진 시야 각을 일정 범위에서 퍼지게 하는 역할을 수행할 수 있다.
보호 시트(280)는 낮은 헤이즈(haze)와 높은 투과도(transmittance)를 특징으로 하는 확산층을 포함하며, 광학 시트(260)로부터 출사되는 강한 빛을 액정 패널(210)에 최적으로 확산시킨다.
본 발명을 이해하고 이를 실시함에 있어서, 보호 시트(280)의 정확한 구조적, 물질적 특성은 중요하지 않으며, 백라이트 유닛에 통상적으로 사용되는 어떠한 구조 및 재료를 이용한 보호 시트(280)에도 본 발명의 사상이 광범위하게 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 광학 시트(260)를 채용한 백라이트 유닛(220)의 경우, 본 발명의 광학 시트(260)가 보호 시트(280)의 일부 기능, 즉, 확산 기능도 수행할 수 있으므로, 보호 시트(280) 없이 백라이트 유닛(220)을 구성하여도 무방하다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명은 직하형 백라이트 유닛(320)을 채용한 액정 표시 장치(300)를 나타낸다.
이하에서는, 상술한 에지-라이트 방식의 백라이트 유닛(220)과 차이점을 중심으로 설명하며, 동일 내지 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하여, 상세한 중복 설명을 생략한다.
광원(330)은 액정 패널(210)을 조명하기 위한 소정의 파장의 빛을 방출한다. 본 발명의 광원(330)은 제한됨이 없이, 냉음극 형광램프(CCFL), 외부전극 형광램프(EEFL) 또는 발광다이오드(LED) 등 다양한 광원이 사용될 수 있다.
광학 플레이트(340)는 내부에 일정한 패턴이 형성되어 있어 광원(330)에서 발생한 빛의 방사선을 제거하는 역할을 한다. 광학 플레이트(340)는, 예를 들어, 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate; PMMA)로 형성할 수 있다.
프레임(350)은 광원(330)을 수납하기 위한 공간을 제공하며, 선택적으로 상부에 반사 시트(360)가 더 배치될 수 있다.
반사 시트(360)는 광원(330)에서 저부로 방출하는 빛을 액정 패널(210) 방향으로 반사시킴으로써, 빛의 이용 효율을 향상시킨다.
본 발명의 일 실시예에서, 반사 시트(360)는 SUS, Brass, 알루미늄, PET 등으로 이루어진 시트 위에 은(Ag)을 입히고, 열이 미세하게 발생한다 해도 장시간 흡열로 인한 변형을 막기 위해 티타늄 코팅하여 제작될 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에서, 반사 시트(360)는 PET와 같은 합성수지로 된 시트에 광을 산란시키기 위한 기포를 분산시켜 제작될 수 있다.
상술한 바와 같이, 액정 패널(210)을 후면에서 조명하기 위한 백라이트 유닛(220)으로써, 광원(230a)에서 발생하는 빛이 도광판(240)의 일 측면 또는 양 측면을 통해 액정 패널(210)에 제공되는 에지-라이트 방식의 백라이트 유닛(220) 뿐만 아니라, 직하형 백라이트 유닛(320)에도 본 발명의 기술사상은 적용될 수 있다.
본 발명을 이해하고 이를 실시함에 있어서, 액정 표시 장치의 구성은 도면에 도시한 바에 한정되지 않으며, 액정 표시 장치에 통상적으로 사용되는 어떠한 구성에도 본 발명의 광학 시트가 광범위하게 적용될 수 있을 것이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트를 도시한 사시도이며, 도 4b 는 도 4a에 도시한 광학 시트의 단면도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명의 광학 시트(260)는 빛을 투과시키는 베이스 필름(262) 및 베이스 필름(262)의 일면에 배치되어, 빛을 확산 및 집광시키는 복수의 구조체(264)를 포함한다.
베이스 필름(262)은 그 상부에 배치되는 구조체(264)를 지지하며, 광원(230a 및 330)에서 제공하는 빛이 투과할 수 있는 수지로 이루어진다.
베이스 필름(262)의 두께에는 제한됨이 없으며, 당해 기술분야에서 숙달된 자라면 본 발명의 광학 시트(260)가 사용되는 환경을 고려하여 능히 적절한 범위의 값을 선택할 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 광학 시트(260)가 휴대 전화 단말기의 프리즘 시트로써 사용되는 경우, 베이스 필름(262)의 두께는 30㎛ ~ 60㎛ 사이의 값을 갖는다. 바람직하게는, 베이스 필름(262)의 두께는 45㎛ ~ 55㎛ 사이의 값을 갖는다. 또한, 본 발명의 광학 시트(260)가 TV/모니터의 프리즘 시트로써 사용되는 경우, 베이스 필름(262)의 두께는 100㎛ ~ 300㎛ 사이의 값을 갖는다. 바람직하게는, 베이스 필름(262)의 두께는 120㎛ ~ 260㎛ 사이의 값을 갖는다.
한편, 베이스 필름(262)은 시트의 형태로 제작되며, 투과율이 좋고, 기계적 성질(특히 내충격성), 내열성 및 전기적 성질을 균형 있게 갖춘 열가소성 수지, 예를 들면, 제한됨이 없이 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate; PMMA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylen Terephthalate; PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC) 또는 폴리에스테르(Polyester)와 같은 물질을 이용하는 것이 바람직하다.
구조체(264)의 단면은 삼각형의 양 빗변의 일부 영역이 곡선으로 돌출한 형상을 가지며, 구조적 특성으로 인해, 빛의 확산 및 집광이 가능하다. 즉, 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 광학 시트는 베이스 필름(262)을 통해 전달되는 빛이 제 1 경로(H1) 및 제 3 경로(H3)를 따를 때, 빛을 집광시키는 기능을 수행한다.
또한, 볼록한 형상으로 인하여, 종래의 프리즘 시트가 전반사에 의해 내부적으로 구속하였던 빛을 제 2 경로(H2)에 따라 외부로 배출 및 확산시킬 수 있다. 이에 따라, 빛을 이차원적으로 배출시킬 수 있으며, 광 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
구조체(264)는 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate; PMMA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylen Terephthalate; PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC) 또는 폴리에스테르(Polyester)와 같은 열가소성 수지로 구성될 수 있다.
도 5a는 도 4b에 도시한 광학 시트의 A 부분을 확대 도시한 단면도이며, 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 시트의 부분 단면도이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 구조체(264a 및 264b)의 단면은 전술한 바와 같이, 삼각형의 양 빗변(266a, 268a, 266b 및 268b)의 일부 영역이 곡선으로 돌출한 형상이다.
삼각형의 내각(α1 및 α2)은 빛의 집광 정도를 결정하는 요소로써, 일반적으로, 내각(α1 및 α2)이 예각으로 형성될수록 빛의 집광성이 우수하다. 본 발명에 있어서, 내각(α1 및 α2)의 크기는 특별히 제한적이지 않으며, 60° 에서 150 °사이의 각으로 구성될 수 있다.
제 1 밑각(β1 및 β2) 및 제 2 밑각(γ1 및 γ2)의 크기는 삼각형의 형상을 조정하며, 도 5a에 도시된 구조체(264a)의 제 1 밑각(β1) 및 제 2 밑각(γ1)의 크기는 동일하다. 이에 따라, 구조체(264a)의 단면은 전체적으로 이등변 삼각형의 양 빗면(266a 및 268a)의 일부 영역이 곡선으로 돌출한 형상을 가지며, 일축(X1)을 중심으로 대칭을 이룬다.
한편, 도 5b에 도시된 구조체(264b)의 제 1 밑각(β2) 및 제 2 밑각(γ2)의 크기는 상이하다. 이에 따라, 구조체(264b)의 단면은 삼각형의 양 빗면(266b 및 268b)에서 곡선으로 돌출한 형상의 크기가 상이하며, 비대칭을 이룬다.
도 5a에 도시한 구조체(264a)는 일축(X1)을 중심으로 대칭 형상을 가지므로, 도 5b에 도시한 구조체(264b)에 비해 균일한 휘도 특성을 가질 수 있다.
도 6a 내지 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시트의 제조 과정을 도시한 도면들이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 광학 시트(260)를 제조하기 위한 몰드 원형(600a 및 600b)이 제공된다. 몰드 원형(600a 및 600b)은 몰드가 가공되기 이전 상태의 것으로써, 금속 원통 또는 금속 플레이트가 될 수 있다. 금속 원통 및 금속 플레이트를 구성하는 재질은 특별히 한정되지 않으며, 구리(Cu) 또는 니켈(Ni)로 구성될 수 있다.
계속하여, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같은, 프리즘형 바이트(710) 및 라운드형(720) 바이트가 몰드 원형(600a 및 600b)의 표면을 절삭한다. 여기서, 프리 즘형 바이트(710)는 절삭을 수행하는 영역의 단면이 삼각형인 바이트로 정의되며, 라운드형 바이트(720)는 절삭을 수행하는 영역의 단면이 궁형(arch)인 바이트로 정의된다.
한편, 본 발명의 광학 시트(260)와 같은 형상적 특징을 구성하기 위해, 프리즘형 바이트(710)의 삼각형 형상의 폭(w1)은 라운드형 바이트(720)의 궁형 형상의 폭(w2)보다 넓은 것이 바람직하다.
프리즘형 바이트(710)와 라운드형 바이트(720)는 내구성 및 몰드 원형(600a 및 600b)이 갖는 경도 등을 고려하여, 탄소강, 고속도강, 초경합금 또는 세라믹스로 구성될 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 절삭 가공 중인 몰드 원형의 일부를 확대 도시한 도면들이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 몰드 원형(600)이 프리즘형 바이트(710)에 의해 제 1 깊이(D1)만큼 절삭된다. 몰드 원형(600)의 표면은 프리즘 바이트(710)의 형상에 상응하여 절삭되어, 제 1 폭(w1)을 갖는 홈(810)이 형성된다.
계속하여, 프리즘형 바이트(710)에 의해 제 1 깊이(D1)만큼 절삭된 몰드 원형(600)의 표면을 라운드형 바이트(720)로 제 2 깊이(D2)만큼 절삭한다. 여기서, 제 2 깊이(D2)는 제 1 깊이(D1)에 비해 얕으며, 라운드형 바이트(720)에 의해 추가적으로 절삭되는 제 2 폭(w2)은 제 1 폭(w1)에 비해 좁다. 이에 따라, 특정한 형상의 홈(820)이 음각 패턴으로 형성되어, 몰드가 완성된다.
상기한 몰드의 제조 과정에서는 프리즘형 바이트(710)에 의해 절삭을 수행하 고, 이후에 라운드형 바이트(720)로 절삭하는 과정이 설명되었으나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않으며, 라운드형 바이트(720)로 먼저 제 2 깊이(D2)만큼 절삭을 수행한 후에, 프리즘형 바이트(710)로 제 1 깊이(D1)만큼 절삭을 수행할 수 있다.
또한, 프리즘형 바이트(710)와 라운드형 바이트(720)가 각각 독립적으로 절삭 공정을 수행하거나, 또는 프리즘형 바이트(710)와 라운드형 바이트(720)가 절삭하는 깊이를 고려하여, 위치를 미소 조정한 후, 프리즘형 바이트(710)와 라운드형 바이트(720)를 체결 수단(미도시)으로 결합하여, 몰드 원형(600)의 표면을 연속적으로 절삭하도록 구성할 수 있다.
이어서, 상기 과정에 의해 제조된 몰드로, 본 기술 분야에 주지된 기술인 스탬핑, 압출, 사출 또는 주조 방식 등을 통해 투명 수지, 예를 들면, 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate; PMMA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylen Terephthalate; PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC) 또는 폴리에스테르(Polyester)와 같은 열가소성 수지를 가공하여, 본 발명의 광학 시트(260)를 제조한다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 단지 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 발명에 따른 광학 시트, 이를 이용한 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치는 빛을 이차원적으로 굴절시킬 수 있어서, 광 이용 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 광학 시트는 그 형상적 특징으로 인해, 빛을 집광시키는 기능을 수행하면서, 빛을 산란시키는 기능을 동시에 수행할 수 있는 장점이 있다.

Claims (13)

  1. 액정 패널; 및
    상기 액정 패널의 후면에 배치되어 상기 액정 패널을 조명하기 위한 백라이트 유닛을 포함하되,
    상기 백라이트 유닛은,
    빛을 제공하는 하나 이상의 광원; 및
    상기 광원에 인접하여 위치하는 광학 시트를 포함하되,
    상기 광학 시트는,
    빛을 투과시키는 베이스 필름; 및
    상기 베이스 필름의 일면에 배치되어, 빛을 확산 및 집광시키는 복수의 구조체를 포함하되,
    상기 구조체의 단면은 삼각형의 양 빗변의 일부 영역이 곡선으로 돌출한 형상인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 구조체의 단면의 형상은 일축을 중심으로 대칭인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 구조체의 단면은 비대칭 형상인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 빛을 제공하는 하나 이상의 광원; 및
    상기 광원에 인접하여 위치하는 광학 시트를 포함하되,
    상기 광학 시트는,
    빛을 투과시키는 베이스 필름; 및
    상기 베이스 필름의 일면에 배치되어, 빛을 확산 및 집광시키는 복수의 구조체를 포함하되,
    상기 구조체의 단면은 삼각형의 양 빗변의 일부 영역이 곡선으로 돌출한 형상인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 구조체의 단면의 형상은 일축을 중심으로 대칭인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 구조체의 단면은 비대칭 형상인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 빛을 투과시키는 베이스 필름; 및
    상기 베이스 필름의 일면에 배치되어, 빛을 확산 및 집광시키는 복수의 구조체를 포함하되,
    상기 구조체의 단면은 삼각형의 양 빗변의 일부 영역이 곡선으로 돌출한 형 상인 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 구조체의 단면의 형상은 일축을 중심으로 대칭인 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 구조체의 단면은 비대칭 형상인 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  10. 몰드 원형의 표면을 프리즘형 바이트로 제 1 깊이만큼 절삭하는 단계;
    상기 몰드 원형의 표면을 라운드형 바이트로 제 2 깊이만큼 절삭하는 단계; 및
    상기 절삭에 의해 제조된 몰드로 투명 수지를 가공하여, 광학 시트를 제조하는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 깊이는 상기 제 2 깊이에 비해 깊은 것을 특징으로 하는, 광학 시트의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 프리즘형 바이트의 폭은 상기 라운드형 바이트의 폭보다 넓은 것을 특징으로 하는, 광학 시트의 제조 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 몰드 원형은 금속 원통 또는 금속 플레이트인 것을 특징으로 하는, 광학 시트의 제조 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 프리즘형 바이트와 상기 라운드형 바이트는 체결 수단에 의해 결합되어, 상기 몰드 원형의 표면을 연속적으로 절삭하는 것을 특징으로 하는, 광학 시트의 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101530052B1 (ko) * 2013-11-01 2015-06-19 신화인터텍 주식회사 광학 시트, 이를 포함하는 광원 어셈블리와 액정 표시 장치, 및 광학 시트 제조용 패턴 몰드의 제조 방법
KR20160017712A (ko) * 2014-08-01 2016-02-17 미래나노텍(주) 비대칭 피라미드 패턴을 포함하는 고휘도 광학시트 및 그 제조방법

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