KR100966136B1 - 일체형 고휘도 복합시트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일체형 고휘도 복합시트 및 그를 포함한 액정표시장치에 관한 것이다.

본 발명의 복합시트는 투명기재, 상기 투명기재의 제1면상에 상호 인접하여 배열된 복수개의 렌즈로 이루어진 출광부; 및 상기 투명기재의 제2면상에 상기 렌즈가 서로 맞닿는 접점영역과 대향(對向)하는 위치에 돌출부가 형성되고 상기 돌출부 상에 형성된 반사층으로 이루어진 입광부;로 이루어지되, 상기 렌즈가 하단부에 삼각형 단면의 프리즘 형상을 가지고, 상기 렌즈의 하단부를 제외한 렌즈의 중앙부에 원형 또는 타원형의 단면 형상 구조를 동시에 구비한 것이다. 상기 복합시트가 유효각도에서 입사되는 입사광뿐만 아니라, 유효하지 않은 각도에서 입사되는 입사광의 집광효율을 극대화하도록 제조함으로써, 액정표시장치 모듈의 고휘도화를 구현하고, 확산시트 및 프리즘시트의 기능을 일체화하여 제조공정을 단순화함으로써, 제조단가를 낮출 수 있다.

복합시트, 렌티큘러, 프리즘, 집광효율

Description

일체형 고휘도 복합시트{HIGH LUMINANCE MULTIFUNCTIONAL SHEET}

본 발명은 일체형 고휘도 복합시트 및 그를 포함한 액정표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래 일정 곡률의 구형 또는 타원 형상의 렌티큘러 렌즈가 아닌, 렌즈의 하단부에 삼각형 단면의 프리즘 형상을 가지고, 상기 렌즈의 하단부를 제외한 렌즈의 중앙부에 원형 또는 타원형의 단면 형상 구조를 동시에 구비하여, 개구부로부터 입사된 광의 집광을 최적화시킬 뿐만 아니라 비유효각으로 입사된 빛은 반사층에 의한 재귀반사를 통하여 개구부로 다시 입사시켜 집광효율을 극대화한 고휘도 복합시트의 구조에 관한 것이다.

액정표시장치(이하,“LCD”라 함)는 초박형으로 제작이 가능한 저소비전력, 저발열 및 고선명의 화상출력 장치로서, 최근 산업 각 분야의 화상표시 장치로 각광 받고 있으며, 특히 LCD-TV 시장은 2004년 7%에서 2007년 22%로 그 비중이 지속적으로 성장하고 있다. 이러한 액정표시장치는 다른 평판 디스플레이 방식과는 달리 액정 자체가 비발광 소재이며, 편광된 광을 이용하므로 광원이 필요함과 동시에 광효율을 높이는 장치가 필요하며 이를 백라이트 유닛(이하, "BLU"라 한다)이 담당하고 있다.

BLU는 측면 라이트 방식 및 배면 라이트 방식 등이 있는데, 측면 라이트 방식은 디스플레이 소자의 측면에 부착된 광원으로부터 발생되는 빛을 도광판을 통하여 반대편에까지 이르게 하는 도중에 도광판의 밑면, 상세하게는 광원쪽 면에 광학적으로 설계된 패턴에서 산란 반사하게 되어 액정 패널방향으로 광을 균일화하고 도광판 상면에 확산 필름, 프리즘 등을 통하여 광을 좀 더 균일화함과 동시에 집광시킴으로써, 디스플레이 화면의 밝기를 향상시키는 간접 조명방식이다. 이러한 측면 라이트 방식의 BLU는 상대적으로 낮은 휘도와 박막을 요구하는 노트북이나 모니터 등에 사용된다. 이와 달리 높은 휘도를 요구하는 TV의 경우 배면에 많은 수의 램프를 수납하는 형식의 배면 라이트 방식의 BLU가 사용된다.

BLU 내부 구조를 상세히 살펴보면, 반사시트; 램프; 도광판(측면 라이트 BLU의 경우) 또는 확산판(배면 라이트 BLU의 경우); 확산시트; 프리즘 시트; 보호시트; 및 액정 패널;로 이루어지며, 상기 반사시트가 램프에서의 빛을 위로 반사시켜 가능한 한 많은 빛을 도광판 또는 확산판에 도달하게 하고, 상기 도광판 또는 확산판 위에 위치한 확산시트가 빛을 골고루 확산 및 일차 집광시키고, 이어 확산시트 상에 적층된 프리즘 시트가 집광하도록 하여 2차 휘도를 상승시킨다. 이러한 백라이트 방식에서는 최소의 소비전력으로 최대의 화상 밝기를 구현할 수 있도록 설계되어 있다.

상기 BLU 중에서 휘도향상 목적으로 사용되는 확산시트는 보통 유기입자의 돌기에 의한 렌즈모양이 광을 집광시키는 역할을 하고 반면, 프리즘 시트는 특정 범위의 유효각으로 입사된 광은 집광시키는 반면 일부는 재귀 반사에 의해 회 수(recycling)된 광이 그 특정범위의 각으로 재입사되어 또 다시 집광되도록 하여 집광효과가 반복적으로 일어나 휘도를 증가시킨다. 프리즘시트는 이러한 구조의 광학적 원리로 휘도 향상에서는 뛰어난 효과가 있으나, 완전하지는 못하여 일부의 광은 유효각으로 입사되지 못하고 소실되는 단점이 있다.

상기 기술한 바와 같이, 전형적인 BLU의 광학부품의 조합은 도광판이나 확산판을 제외하고 전형적으로 확산시트, 프리즘 시트, 보호시트로 이루어져 있어 BLU의 부품 소재비가 높고, 여러 장의 광학 필름을 조립하는 공정비용 또한 높아 이를 개선하려는 노력이 최근 몇 년 이래 이루어지고 있다.

이러한 노력의 일환으로 렌티큘러(Lenticular) 렌즈 구조의 집광 시트가 개발되어 왔으나 이의 경우, 입사되는 광은 렌즈 중앙부를 통과하면 집광효율이 우수하나[도 3a], 입사되는 광의 방향이 수직 또는 비스듬히 입사되면, 렌티큘러 렌즈에 의해 부딪혀 리사이클 되거나 측면으로 입사되어 전체적인 집광효율이 저하된다[도 3b].

또한, 프리즘 시트는 기재시트층 상에 삼각형 단면을 가지는 선형 프리즘 렌즈 구조로 형성되어, 집광시트로서 사용된다. 그러나, 상기 삼각형 단면형상을 갖는 프리즘시트는 시야각의 조정이 어렵고, 입사광 중 유효하지 않은 방향에서 입사된 입사광은 사이드 로브(Side Lobe)를 발생시킴에 따라 집광효율 및 콘스라스트 등 광학성능을 향상시키는데 한계가 있다. 또한 프리즘 시트는 삼각형의 그 끝이 매우 날카롭기 때문에 제조공정상, 유통 및 관리상의 스크랫치가 다양하게 발생하는 단점이 있어 그 제조원가 및 기타 비용이 매우 높다. 그 외에도 슬림형 LCD TV가 절대적으로 요구하는 램프 은폐성은 종래의 표준적인 광학시트 구성으로는 불가능한 측면이 있다.

이러한 문제를 해소하기 위해서는 많은 입사광량이 제공되어야 한다는 전제하에, BLU 제조비용을 절감하는 방법으로 확산시트 2장을 적층시키는 방법, 슬림형 LCD TV의 은폐성을 강화하기 위하여 패턴확산판 상에 확산시트 및 프리즘 시트를 적층한 후, 상기 확산시트 및 프리즘시트를 재적층하고 보호필름을 적층하는 방법 또는 패턴확산판 상에 패턴압출시트, 프리즘 시트 및 보호시트를 적층하는 방법이 시도되어 왔다. 그러나, 이러한 경우 많은 수의 광학 시트를 사용하여 BLU의 단가를 올리는 단점이 있다.

이에 최근에는 LCD 대형화 및 박막화 추세와 더불어 제조단가를 낮추고자 하는 시장요구에 따라, 종래의 프리즘시트 및 확산시트의 기능을 일체화시킨 복합시트가 등장하고 있다.

이러한 복합시트는 투명기재, 상기 투명기재의 제1면상에 상호 인접하여 배열된 복수개의 렌즈로 이루어진 출광부 및 상기 투명기재의 제2면상에 상기 렌즈가 서로 맞닿는 접점영역과 대향(對向)하는 위치에 돌출부가 형성되고 상기 돌출부 상에 형성된 반사층으로 이루어진 입광부로 이루어지고 있다.

그러나, 상기 복합시트의 출광부는 일정 곡률의 구형 또는 타원의 렌티큘러 형상의 렌즈를 가지고 있으므로, 렌즈의 중앙부로 입사되는 빛만이 효율적으로 집광되기 때문에 입광부의 개구부를 좁게 할 수 밖에 없으며 이에 따라 반사층에 사용되는 무기입자의 광흡수 및 여러 차례의 재귀반사로 매질의 통과 길이(Path Length)가 길어지게 되어 매질에 의한 광흡수 또한 매우 높아 광효율을 저하시키는 요인이 되 고 있다. 또한, 종래 렌티큘러 형상의 렌즈를 가지는 복합시트는 상면(출광부)의 렌즈와 하면의 반사층(입광부)의 정교한 일치를 위한 복잡한 제조공정으로, 낮은 수율 및 높은 제품가격 등이 문제점으로 지적되고 있다.

이에, 본 발명자들은 종래 문제점을 개선하고자 노력한 결과, 렌즈 하단부에 직선의 프리즘 구조를 도입하여 렌티큘러 또는 구형 렌즈 구조를 개량하고 반사층을 도입하여 넓은 개구부에도 불구하고 렌즈에 의한 집광효율을 최적화하고 광흡수를 최소화함으로써, 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 개구부로부터 입사된 광의 매질에 의한 흡수를 최소화함과 동시에 집광을 최적화시킨 일체형 고휘도 복합시트를 제공하는 것이다.

이를 위하여 렌즈의 하단부에 삼각형 단면의 프리즘 형상을 가지고, 렌즈의 중앙부에 원형 또는 타원형의 단면 형상 구조를 구비한 일체형 고휘도 복합시트를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 투명기재(1); 상기 투명기재의 제1면상에 상호 인접하여 배열된 복수개의 렌즈로 이루어진 출광부(2); 및 상기 투명기재의 제2면상에 상기 렌즈가 서로 맞닿는 접점영역과 대향(對向)하는 위치에 돌출부(5)가 형성되고, 상기 돌출부(5) 상에 형성된 반사층(6)으로 형성된 입광부(3);로 이루어진 일체형 고휘도 복합시트(10)를 제공하며, 상기 출광부(2)가 유효하지 않은 각도에서 입사되는 입사광까지 효율적으로 집광할 수 있도록 설계된 복수개의 렌즈를 구비한다. 더욱 상세하게는 본 발명의 일체형 고휘도 복합시트(10)의 구조가 렌즈의 하단부(2b)에 삼각형 단면을 가지는 프리즘 형상과, 상기 렌즈의 하단부를 제외한 렌즈의 중앙부(2a)에 원형 또는 타원형의 단면 형상을 가진 구조로서, 종래의 렌티큘러 렌즈구조를 개량하여 광효율을 향상한다. 상기 광효율 향상의 메커니즘은 렌즈의 중앙부(2a)로 입사된 광은 일정 곡률의 원형 또는 타원형의 형상에 의해 집광되고 이외의 부분 즉, 프리즘 형상으로 입사되는 광은 개구부의 넓이를 최적화하여 유효 입사광의 비율을 극대화하여 또다시 집광되도록 하는 것이다. 즉, 개구부로부터 수직에 가깝게 입사되는 광은 대부분 곡률을 가지는 렌즈중앙부로 몰리게 되어 곧바로 집광되며 프리즘의 유효각으로 비스듬히 입사되는 광은 프리즘에 의해 재귀반사없이 곧바로 집광된다. 중앙부의 구형 또는 렌티큘라 렌즈와 하단의 프리즘의 크기비율을 자유자재로 조절하여 두 렌즈의 기능을 용이하게 최적화시킬 수 있다. 종래 프리즘의 경우 중앙부로 입사되는 광은 대부분 집광이 되는 것이 아니라 재귀 반사되어 집광되는데, 이러한 경우 유기 필름을 통과하는 길이가 길어져 필름에 의한 광 흡수가 일어나 광효율이 떨어지는 단점이 있다.

본 발명의 복수개의 렌즈로 이루어진 출광부(2)에 있어서, 상기 단위렌즈의 폭(width, w)이 50 내지 250㎛이고, 단위렌즈의 높이(height, h)는 상기 폭 길이에 대하여, 25 내지 200% 범위가 되도록 고안된다.

또한, 상기 렌즈 하단부(2b)가 상기 단위렌즈의 높이(h) 길이에 대하여, 바람직하게는 50 내지 80% 이내로 형성되지만 제한은 없다.

본 발명의 입광부(3)의 구성으로서, 돌출부(5)는 그의 높이가 5 내지 50㎛이며, 상기 돌출부(5) 상에 형성된 반사층(6)의 두께는 5 내지 50㎛이다.

또한, 상기 돌출부와 바로 이웃하는 돌출부간에 형성된 공간을 개구부라 하며, 상기 개구부가 상기 렌즈의 단위 폭 길이에 대하여, 30 내지 90%를 만족한다.

상기 반사층(6)은 반사물질이 첨가된 수지로 형성되거나, 착색안료 또는 염료에서 선택되는 1종 이상과 반사물질이 첨가된 수지로 형성된다.

수지로는 자외선 경화형수지, 전자선 경화형수지 및 열경화형 수지로 이루어진 군 에서 선택되는 어느 하나가 사용될 수 있으며, 상기 반사물질로서 바람직하게는 TiO₂, BaSO₄, Al(OH)₃, Al₂O₃, CaCO₃, ZnO, ZnS 등의 무기 입자나 다양한 형태의 유기입자로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용하는 것이다.

이에, 본 발명은 상기 일체형 고휘도 복합시트 및 상기 복합시트를 향해 빛을 조사하는 광원부로 이루어진 백라이트 어셈블리를 제공한다.

나아가, 상기 백라이트 어셈블리를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

본 발명에 따라, 단위렌즈의 하단부에 삼각형 단면을 가지는 프리즘 형상과 상기 렌즈의 중앙부에 원형 또는 타원형의 단면 형상 구조를 동시에 가진 렌즈를 도입한 일체형 고휘도 복합시트를 제공함으로써, 유효각도에서 입사되는 입사광뿐만 아니라, 유효하지 않은 각도에서 입사되는 입사광의 집광효율을 극대화한다. 또한, 입광부 하면에 위치한 반사층은 확산기능을 가지고 있어 확산시트의 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명의 일체형 고휘도 복합시트의 구조적 특징에 따라, 유효각도에서 입사되는 입사광뿐만 아니라, 유효하지 않은 각도에서 입사되는 입사광의 집광효율을 극대화하여, 액정표시장치 모듈의 고휘도화를 구현한다. 또한, 본 발명의 일체형 고휘도 복합시트는 확산시트 및 프리즘시트의 기능을 일체화시켜, 제조공정을 단순화함으로써, 제조단가를 낮출 수 있다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.

본 발명은 도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명은 투명기재(1); 상기 투명기재의 제1면상에 상호 인접하여 배열된 복수개의 렌즈로 이루어진 출광부(2); 및 상기 투명기재의 제2면상에 상기 렌즈가 서로 맞닿는 접점영역과 대향(對向)하는 위치에 돌출부(5)가 형성되고, 상기 돌출부(5) 상에 반사층(6)이 형성된 입광부(3);로 이루어진 일체형 고휘도 복합시트(10)를 제공한다.

본 발명의 일체형 고휘도 복합시트(10)는 유효하지 않은 각도에서 입사되는 입사광까지 효율적으로 집광할 수 있도록 투명기재의 제1면상에 상호 인접하여 배열된 복수개의 렌즈를 구비한 출광부(2); 및 반사층(6) 형성에 의해 반사율 및 은폐력을 향상시켜 광효율을 극대화할 수 있는 입광부(3);로 이루어진 구조를 특징으로 한다.

본 발명의 일체형 고휘도 복합시트(10) 중, 출광부(2)는 상기 렌즈의 하단부(2b)가 삼각형 단면을 가지는 프리즘 형상이고, 상기 렌즈의 하단부를 제외한 렌즈의 중앙부(2a)가 원형 또는 타원형의 단면 형상을 가진 구조로서, 개구부로부터 입사된 광의 집광을 최적화시킨다. 특히, 상기 프리즘 형상을 통해 사각으로 입사된 광을 집광하고, 구면 또는 타원 형상을 통해 수직각에 가깝게 입사된 광의 집광을 최적화한다.

본 발명의 복수개의 렌즈로 이루어진 출광부(2)는 단위렌즈의 폭(w)이 50 내지 250㎛이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 50 내지 200㎛, 더욱 더 바람직하게는 150㎛이하인 것이다. 이때, 250㎛를 초과하면, 모아레 현상이 발생하기 쉽고, 화상에 패턴이 보이게 되어 바람직하지 않고, 폭이 50㎛미만이면, 반사층(6) 패턴 구현이 어렵다.

또한, 상기 단위렌즈의 높이(h)가 상기 폭 길이에 대하여, 25 내지 200%인 것을 특징으로 한다. 이때, 25% 미만이면, 광의 집광성이 저하되고, 200%를 초과하면, 광의 전반사량 증가로 오히려 휘도가 감소하여 바람직하지 않다.

렌즈 하단부(2b)는 상기 렌즈의 높이(h)의 길이에 대하여, 20 내지 80%로 형성되며, 더욱 바람직하게는 50 내지 80%로 형성된다. 이때, 렌즈의 하단부 20% 미만으로 프리즘 형상이 형성되면, 프리즘 형상에 의한 효율이 떨어지므로, 종래 렌티큘러 렌즈가 유효하지 않은 각도에서 입사되는 입사광에 대하여 낮은 집광효율을 보이는 문제점이 여전히 해소되지 않으며, 80%를 초과하면, 수직광에 대한 집광효율이 저하된다.

본 발명의 출광부(2)에서 상기 삼각형 단면의 프리즘 형상으로 이루어진 렌즈 하단부(2b)를 제외한 부분을 렌즈 중앙부(2a)라 하며, 그 단면이 종래 렌티큘라 렌즈 형상의 원형 또는 타원형의 형상으로 이루어진다. 따라서, 렌즈 중앙부(2a)의 구조를 통해, 유효각도에서 입사되는 입사광 내지 수직각에 가깝게 입사된 광의 집광을 최적화한다.

본 발명의 일체형 고휘도 복합시트(10) 중, 입광부(3)는 상기 투명기재의 제2면상에 상기 렌즈가 서로 맞닿는 접점영역과 대향(對向)하는 위치에 돌출부(5)가 형성되고, 상기 돌출부(5) 상에 형성된 반사층(6)으로 이루어진 구조로서, 돌출부(5)와 바로 이웃하는 돌출부(5)간에 형성된 홈 형상의 개구부(4)가 연속적으로 교대 배열된다.

이때, 상기 개구부의 길이는 렌즈의 단위 폭 길이에 대하여, 30 내지 90% 를 만족한다.

이때, 돌출부(5)의 높이는 5 내지 50㎛이며, 5㎛ 미만이면, 반사층의 코팅이 어렵고 50㎛를 초과하면, 반사층을 코팅하기 위한 사각기둥의 투명한 측면으로의 광투과가 일어나 전체적인 광학적 기능을 저해하여 바람직하지 않다.

또한, 상기 돌출부(5)와 이웃하는 돌출부간의 간격 즉, 입광부에 해당하는 개구부(4)의 길이는 이 단위렌즈의 폭의 길이에 대하여, 30 내지 90% 범위 이내로 배열되도록 설치된다. 이때, 30% 미만으로 좁은 간격으로 배열하면, 유효 입사광이 지나치게 작아 휘도 향상에 바람직하지 않고, 90% 초과하는 범위로 넓게 배열되면, 돌출부(5) 상의 반사층(6)의 면적이 좁아 반사광에 의한 리사이클링 효과가 저하된다.

본 발명의 반사층(6)은 빛의 유효각도에서 벗어나 입사되는 즉 비유효각에서 입사되는 입사광을 얼마나 효율적으로 반사시키는가에 따라 집광시트 광효율의 대부분이 결정된다.

상기 돌출부(5)에 상기 반사층(6)을 형성할 때, 그라비아 인쇄법, 옵셋 인쇄법, 실크스크린 인쇄법 및 잉크젯 인쇄법으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 방법으로 수행하여 광 성능을 최적화할 수 있는 두께로 조절할 수 있다. 이때, 반사층(6)의 바람직한 두께는 5 내지 50㎛ 범위일 때, 광 성능의 향상효과가 있고, 상기 범위를 벗어나면, 반사효율 및 작업성이 저하된다.

따라서, 본 발명은 반사층(6)의 도입으로 유효하지 않는 각으로 입사되는 광을 재귀반사시켜 유효입사각의 광으로 전환하여 렌즈에 집광을 최적화되도록 하며, 반사층(6)의 두께가 5㎛미만이면, 반사층의 두께가 얇기 때문에, 유효각에서 벗어난 각 도에서 입사되는 입사광이 반사층에 의해 리사이클링되지 않고 투과 진행하므로, 집광효율이 떨어지고 상대적으로 투과하는 빛이 커짐에 따라 은폐력이 작아지게 된다. 따라서, 유효각도로 전환되어 재사용될 수 있는 광량이 적고, 반사층(6)을 투과하여 유효각도 이외의 각도로 투과되는 광이 생기므로, 유효한 시야각 외로 광의 손실이 발생한다. 반면에, 50㎛를 초과하면, 코팅이 어려운 문제가 있다.

도 2는 본 발명의 일체형 고휘도 복합시트(10)에 의한 집광효율을 모식화한 것으로서, 돌출부 상에 형성된 반사층에 의하여, 유효각에서 벗어난 각도에서 입사되는 입사광까지 리사이클되게 함으로써, 광손실을 최소화하고 반사체의 반사율 및 은폐력을 향상시켜 입광부의 광효율을 극대화할 수 있다.

본 발명의 반사층(6)는 반사물질이 자외선 경화형 수지, 전자선 경화형 수지 및 열 경화형 수지 중 선택된 수지에 첨가되어 형성된다.

상기 반사물질은 당 기술분야에 알려진 물질이 제한되지 않고 사용될 수 있으나 바람직하게는, TiO₂, BaSO₄, Al(OH)₃, Al₂O₃, CaCO₃, ZnO 및 ZnS로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 반사용 안료를 사용하는 것이다. 더욱 바람직하게는 백색의 반사용 안료를 사용하는 것으로, 가장 바람직하게는 TiO₂를 사용한다. 상기 반사물질로는 은(silver)입자 및 알루미늄 입자를 사용할 수 있다.

이때, 반사물질은 10 내지 80중량%가 수지에 첨가되는 것으로서, 10중량% 미만이면, 반사효율이 미비하고, 반사물질로서 사용되는 반사용 안료가 80중량%를 초과하여 과량 사용되면, 잘 분산되지 않아 안료의 뭉침현상 등으로 균일한 인쇄가 어렵 다.

또한, 본 발명의 반사층(6)은 콘트라스트 등 광학특성을 향상하기 위해 착색 안료와 염료 중 선택된 1종 이상을 반사물질이 혼합된 수지에 더 첨가할 수 있다. 이때, 추가로 첨가될 수 있는 착색 안료로는 적색, 황색, 녹색, 청색, 자색, 및 흑색 등의 유색 안료를 사용하는 것이며, 상기 안료와 염료로 인하여, 반사 또는 여러 가지의 원하는 색상을 구현할 수 있으며, 염료는 물에 녹는 성질이 있는 것이 안료와 다른 특징이다.

반사물질이 첨가된 수지, 또는 반사물질 및 상기 추가의 첨가물질이 첨가된 수지의 점도는 1,000∼6,000cps가 바람직하다.

본 발명의 투명기재(1)는 광학용으로 사용 가능한 투명 필름에 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있으나, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 사용하는 것이다.

본 발명의 제조방법에 의해 제조된 일체형 복합시트는 광원부(미도시)에서 출사된 빛 중 유효각도에서 입사되는 입사광은 개구부(4)로 입사되어 출광부(2)의 렌즈를 통해 출사되고, 광원부(미도시)에서 출사된 빛 중 유효하지 않은 각도에서 입사되는 입사광은 반사층(6)에 의해 반사되어 광원부로 되돌아 가게 된다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.

본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 1∼2>

고투명한 폴리에스테르필름(도레이새한 주식회사 XG533-100㎛)의 한 면에 하기 표 1에 기재된 바와 같이 양면에 패턴을 설정한 후, 압출성형방법으로 제조하여 도 1과 같은 확산패턴이 형성된 일체형 복합시트를 제조하였다. 이때, 단위렌즈의 폭(width, w)은 200㎛이다.

< 실험예 1> 광학특성 측정

1. 휘도 측정

상기에서 제조된 일체형 복합시트의 휘도를 측정하기 위하여 하기와 같이 수행하였다.

32" 직하형 백라이트 유니트를 이용하여 휘도를 측정하였으며, 일체형 복합 시트를 재단, 광확산판(투과율 70%) 위에 장착하여 탑콘사의 BM-7 측정기를 이용하여 측정각도 5도, BM-7과 백라이트 유니트와의 간격을 25cm로 하여 가로 세로 등간격 4분할 하여 그 교차점인 9개 지점의 휘도를 9회 반복 측정하여 휘도 평균값으로 휘도 로 대표하였다.

비교를 위하여 레퍼런스로 현재 광학 시트의 표준 구성으로 동일한 광확산판, 확산시트, 프리즘, 보호시트를 차례로 적층하여 동일한 방법으로 휘도를 측정하였다.

그 결과, 본 발명의 일체형 복합시트의 휘도가 레퍼런스의 휘도가 100일 때, 실시예 1의 경우 105, 실시예 2의 경우 110의 휘도를 나타낸 반면, 비교예 1의 휘도는 95, 비교예 2의 경우 85, 비교예 3의 경우 70을 확인하였다. 상기 실시예 1의 휘도 결과는 렌티큘라 렌즈로만 이루어진 비교예 1에 대비하여 높게 나타났으며, 개구부(4)가 실시예 1 보다 넓은 실시예 2가 실시예 1의 경우보다 휘도가 높게 측정되었다. 또한 실시예 1 및 2의 모든 경우 개구부가 매우 좁은 비교예 2와 반사층이 없는 렌티큘러 렌즈로만 이루어진 비교예 3보다 매우 높은 휘도를 보여 주고 있다. 따라서, 종래 렌티큘러 렌즈를 출광부로 이루어진 복합시트 대비하여 본 발명의 일체형 복합시트는 고휘도를 구현할 뿐만 아니라 종래의 3매로 이루어진 표준 광학 시트 대비, 일체형 복합시트 1매로도 그에 상응하는 휘도를 보였다.

2. 은폐력 측정

상기에서 제조된 일체형 복합시트에 대한 은폐력은 육안으로 램프선이 얼마나 보이는가를 측정하였다.

그 결과, 램프 은폐성은 실시예 1 > 비교예 1 > 실시예 2의 순서로 측정되었다. 비교예 2와 3은 휘도에서 많은 차이가 나서 은폐력 측정에는 제외하였다. 상기 실시예 2의 경우 반사 면적이 좁아짐에 따라 그 확산성이 낮아 일어난 당연한 결과로 보인다. 이로써 종래의 3매의 광학 시트 구성 대비 일체형 복합시트가 은폐력에 있어서도 동등한 성능을 나타내고 있으며 복합시트의 광학적 설계를 최적함으로써 종래보다 우수한 결과도 보여 줄 것이다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 단위렌즈가 종래의 렌티큘라 렌즈구조가 아닌, 렌즈의 하단부에 삼각형 단면을 가지는 프리즘 형상과, 렌즈의 중앙부에 그 단면이 원형 또는 타원형의 형상을 동시에 구비함으로써, 유효각도에서 입사되는 입사광뿐만 아니라, 유효하지 않은 각도에서 입사되는 입사광의 집광효율을 극대화한 일체형 고휘도 복합시트를 제공하였다.

또한, 본 발명의 일체형 고휘도 복합시트는 확산시트 및 프리즘시트의 기능을 일체화시켜, 제조공정을 단순화함으로써, 제조단가를 낮출 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 실시예에 대해서만 상세히 기술되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1은 본 발명의 일체형 고휘도 복합시트의 구조를 도시한 것이고,

도 2는 본 발명의 일체형 고휘도 복합시트에 의한 집광효율을 모식화한 것이고,

도 3a는 종래 렌티큘러 구조의 렌즈로 이루어진 확산시트에 입사되는 광의 진행경로를 도시한 것이고,

도 3b는 종래 렌티큘러 구조의 렌즈로 이루어진 확산시트에 입사되는 광의 다른 진행경로를 도시한 것이다.

<도면 부호에 대한 간단한 설명>

10: 본 발명의 일체형 복합시트

1: 투명기재 2: 출광부

3: 입광부 2a: 렌즈의 중앙부

2b: 렌즈의 하단부 4: 개구부

5: 돌출부 6: 반사층

Claims (13)

1. 투명기재;

   상기 투명기재의 제1면상에 상호 인접하여 배열된 복수개의 렌즈로 이루어진 출광부; 및

   상기 투명기재의 제2면상에 상기 렌즈가 서로 맞닿는 접점영역과 대향(對向)하는 위치에 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부 상에 형성된 반사층으로 이루어진 입광부;로 이루어지되, 상기 복수개의 렌즈 하단부가 삼각형 단면을 가지는 프리즘 형상이고, 상기 렌즈의 하단부를 제외한 렌즈 중앙부가 원형 또는 타원형의 단면 형상 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 일체형 고휘도 복합시트.
2. 제1항에 있어서, 상기 렌즈의 단위 폭(width) 길이가 50 내지 250㎛인 것을 특징으로 하는 일체형 고휘도 복합시트.
3. 제1항에 있어서, 상기 렌즈의 단위 높이(height)가 상기 렌즈의 단위 폭 길이에 대하여, 25 내지 200%인 것을 특징으로 하는 일체형 고휘도 복합시트.
4. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 하단부가 상기 렌즈의 높이(height)의 길이에 대하여, 20 내지 80%로 형성된 것을 특징으로 하는 일체형 고휘도 복합시트.
5. 제1항에 있어서, 상기 돌출부의 높이가 5 내지 50㎛인 것을 특징으로 하는 일체형 고휘도 복합시트.
6. 제1항에 있어서, 상기 반사층의 두께가 5 내지 50㎛인 것을 특징으로 하는 일체형 고휘도 복합시트.
7. 제1항에 있어서, 상기 돌출부와 바로 이웃하는 돌출부간에 형성된 개구부가 상기 렌즈의 단위 폭 길이에 대하여, 30 내지 90% 인 것을 특징으로 하는 일체형 고휘도 복합시트.
8. 제1항에 있어서, 상기 반사층이 반사물질이 첨가된 수지로 형성된 것을 특징으로 하는 일체형 고휘도 복합시트.
9. 제8항에 있어서, 상기 반사층이 착색안료 또는 염료에서 선택되는 1종 이상과 반사물질이 첨가된 수지로 형성된 것을 특징으로 하는 일체형 고휘도 복합시트.
10. 제8항에 있어서, 상기 수지가 자외선 경화형수지, 전자선 경화형수지 및 열경화형 수지로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 일체형 고휘도 복합시트.
11. 제8항에 있어서, 상기 반사물질이 TiO₂, BaSO₄, Al(OH)₃, Al₂O₃, CaCO₃, ZnO 및 ZnS로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 일체형 고휘도 복합시트.
12. 제1항의 일체형 고휘도 복합시트 및

    상기 복합시트를 향해 빛을 조사하는 광원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
13. 제12항의 백라이트 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.

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