KR100657398B1 - Display screen - Google Patents
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Abstract
렌티큘라렌즈시트를 광확산판으로 사용한 디스플레이용 스크린과 무아레(Moire) 현상을 개선한 디스플레이용 스크린이 개시된다. 상기 디스플레이용 스크린은 광확산판으로 렌티큘라렌즈시트가 채택되므로, 렌티큘라렌즈시트의 특성상 스크린의 수평시야각이 향상된다. 또한, 마이크로렌즈배열시트의 채택으로 수직시야각은 향상되므로 렌티큘라렌즈시트는 스페클을 제거할 수 있을 정도의 낮은 탁도를 가지는 것을 사용할 수 있다. 이로인해, 스크린의 대비가 향상된다. 또한, 전력 소모가 줄어들어, 제품의 수명 및 내구성이 향상된다. 또한, 프레넬렌즈시트의 렌즈, 마이크로렌즈배열시트의 렌즈 및 렌티큘라렌즈시트의 렌즈 중 적어도 하나는 그 지름이 적어도 2종류로 마련되므로 무아레가 제거된다.Disclosed are a display screen using a lenticular lens sheet as a light diffusion plate, and a display screen that improves a moire phenomenon. Since the lenticular lens sheet is adopted as the light diffusing plate, the display screen has an improved horizontal viewing angle of the screen due to the characteristics of the lenticular lens sheet. In addition, since the vertical viewing angle is improved by the adoption of the microlens array sheet, the lenticular lens sheet may have a low haze enough to remove the speckle. This improves the contrast of the screen. In addition, power consumption is reduced, which improves product life and durability. In addition, at least one of the lens of the Fresnel lens sheet, the lens of the microlens array sheet, and the lens of the lenticular lens sheet is provided with at least two kinds of diameters, thereby eliminating moire.
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이용 스크린의 개략적 구성을 보인 도.1 is a view showing a schematic configuration of a screen for a display according to an embodiment of the present invention.
도 2는 종래의 스크린과 본 발명에 따른 스크린을 통과한 광의 수평 및 수직시야각을 비교한 표.Figure 2 is a table comparing the horizontal and vertical viewing angle of the light passing through the conventional screen and the screen according to the present invention.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이용 스크린의 개략적 구성을 보인 도.3A, 3B and 3C show a schematic configuration of a screen for a display according to another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : 스크린 110 : 프레넬렌즈시트100: screen 110: Fresnel lens sheet
120 : 마이크로렌즈배열시트 130 : 블랙매트릭스120: microlens array sheet 130: black matrix
140 : 렌티큘라렌즈시트140: Lenticular lens sheet
본 발명은 렌티큘라렌즈시트를 광확산판으로 사용한 디스플레이용 스크린에 관한 것과 무아레(Moire) 현상을 개선한 디스플레이용 스크린에 관한 것이다.The present invention relates to a display screen using a lenticular lens sheet as a light diffusing plate, and a display screen for improving a moire phenomenon.
일반적으로, 디스플레이용 스크린은 입사된 광을 평행하게 배향시키는 프레 넬렌즈(Fresnel lens)시트, 평행광을 모아주는 초점요소인 렌티큘라렌즈(Lenticular Lens)시트 또는 마이크로렌즈배열(Micro lens Array)시트, 상기 초점요소에 일정간격으로 형성되어 광이 통과하지 않는 부분을 막아주는 블랙매트릭스(Black Matrix) 및 상기 초점요소를 통과한 광을 산란시켜 확산시키는 광확산판을 가진다.In general, a display screen includes a Fresnel lens sheet for aligning incident light in parallel, a lenticular lens sheet or a micro lens array sheet for collecting parallel light. And a black matrix formed at a predetermined interval on the focus element to block a portion through which light does not pass, and a light diffusion plate to scatter and diffuse light passing through the focus element.
디스플레이용 스크린의 성능은 대비(Contrast), 해상도(Resolution), 수평/수직시야각(Viewing angle) 및 이득(Gain) 등의 특성에 의해 결정된다. 스크린의 특성들 중 대비 및 해상도를 향상시키기 위해서는 렌티큘라렌즈시트의 렌즈의 피치(Pitch)를 작게하는 것이 바람직하고, 렌티큘라렌즈시트 보다는 마이크로렌즈배열시트를 사용하는 것이 더욱 유리하다. 그리고, 렌티큘라렌즈시트 대신 마이크로렌즈배열시트를 사용하면 수평 및 수직시야각을 증가시킬 수 있다. 이러한 이유로 인하여 초점요소로 렌티큘라렌즈시트 대신 마이크로렌즈배열시트가 많이 사용된다.The performance of the display screen is determined by characteristics such as contrast, resolution, horizontal / vertical viewing angle, and gain. In order to improve contrast and resolution among the characteristics of the screen, it is preferable to reduce the pitch of the lens of the lenticular lens sheet, and it is more advantageous to use the microlens array sheet rather than the lenticular lens sheet. In addition, when the microlens array sheet is used instead of the lenticular lens sheet, the horizontal and vertical viewing angles may be increased. For this reason, a microlens array sheet is often used as a focal element instead of the lenticular lens sheet.
그리고, 종래의 광확산판으로는 구형비드(Bead) 및 막대기(Rod) 형태의 입자가 매트릭스구조의 투명수지 내부에 분산되어 광산란을 유도하여 광을 확산하는 볼륨디퓨저, 표면에 미세패턴을 형성하여 광산란을 유도하여 광을 확산하는 표면디퓨저, 또는 상기 볼륨디퓨저와 상기 표면디퓨저를 조합한 것이 주로 사용된다.In addition, as a conventional light diffusion plate, spherical beads and rod-shaped particles are dispersed in a transparent resin of a matrix structure to induce light scattering to diffuse light to form fine patterns on the surface. A surface diffuser that induces light scattering to diffuse light or a combination of the volume diffuser and the surface diffuser is mainly used.
그러나, 초점요소로 마이크로렌즈배열시트가 채택된 스크린에 종래의 광확산판을 적용할 경우 다음과 같은 단점이 있다. 디스플레이의 수직시야각은 FWHM(Full Width Half Maximum)이 10 이상 필요하지 않으나, 수평시야각은 FWHM이 클수록 좋다. 그런데, 마이크로렌즈배열시트는 수평 및 수직시야각을 동시에 증가시키므로 이득 값이 저하되고, 마이크로렌즈배열시트를 통과한 광은 종래의 광확산판을 통과하면서 산란되어 수직시야각의 증가폭이 원하는 값 보다 더욱 증가하는 단점이 있다.However, when the conventional light diffuser is applied to the screen in which the microlens array sheet is adopted as the focal element, there are the following disadvantages. The vertical viewing angle of the display does not require more than 10 Full Width Half Maximum (FWHM), but the larger the horizontal viewing angle, the better the FWHM. However, since the microlens array sheet increases the horizontal and vertical viewing angles simultaneously, the gain value is lowered, and the light passing through the microlens array sheet is scattered while passing through the conventional light diffusion plate, so that the increase in the vertical viewing angle increases further than the desired value. There is a disadvantage.
디스플레이용 스크린에 있어서 평행광이 초점요소를 통과하면서 굴절될 경우, 광성분 간의 간섭에 의한 거리 변화로 인해 위상차가 생기고 위상차에 의해 스크린의 성능을 저하시키는 무아레(Moire) 현상이 발생한다. 무아레란 화면 영상에 생기는 물결 무늬를 말한다When parallel light is refracted while passing through a focus element in a display screen, a phase difference occurs due to a change in distance caused by interference between light components, and a moire phenomenon occurs that degrades the screen performance due to the phase difference. Moire is the wave pattern on the screen image.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 렌티큘라렌즈시트를 광확산판으로 채택하여 수평시야각을 더욱 넓힐 수 있는 디스플레이용 스크린을 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to provide a display screen that can further widen the horizontal viewing angle by adopting a lenticular lens sheet as a light diffusion plate.
본 발명의 또 다른 목적은 프레넬렌즈,마이크로렌즈시트,광확산판으로 사용한 렌티큘러렌즈 시트 중 적어도 하나는 적어도 2개의 지름 갖도록 하여 무아레를 제거 할 수 있는 디스플레이용 스크린을 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide a display screen for removing moire by having at least one of the Fresnel lens, the microlens sheet, and the lenticular lens sheet used as the light diffusing plate to have at least two diameters.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디스플레이용 스크린은 입사된 광을 평행하게 배향시키는 프레넬렌즈(Fresnel lens)시트; 평행광을 모아서 굴절시키는 마이크로렌즈배열(Micro lens Array)시트; 상기 마이크로렌즈배열(Micro lens Array)에 일정간격으로 형성되어 광이 통과하지 않는 부분을 막아주는 블랙매트릭스(Black Matrix); 그리고, 상기 마이크로렌즈배열시트를 통과한 광을 굴절시켜 확 산하는 렌티큘라렌즈시트를 구비한다.Display screen according to the present invention for achieving the above object is a Fresnel lens (Fresnel lens) sheet for orienting the incident light in parallel; Micro lens array sheet for collecting and refracting parallel light; A black matrix formed on the micro lens array at a predetermined interval to block a portion where light does not pass; A lenticular lens sheet for diffusing and diffusing the light passing through the microlens array sheet is provided.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이용 스크린을 상세히 설명한다.Hereinafter, a display screen according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이용 스크린의 개략적 구성을 보인 도이다.1 is a view showing a schematic configuration of a display screen according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 디스플레이용 스크린(100)은 입사된 광을 평행하게 배향시키는 프레넬렌즈(Fresnel lens)시트(110), 평행광을 모아서 굴절시키는 마이크로렌즈배열(Micro lens Array)시트(120), 마이크로렌즈배열시트(120)에 일정간격으로 형성되어 광이 통과하지 않는 부분을 막아주는 블랙매트릭스(Black Matrix)(130), 블랙매트릭스(130)가 형성되지 않은 마이크로렌즈배열시트(120)의 부위를 통과한 광을 굴절시켜 확산함과 동시에 스페클(Speckle)을 제거하는 렌티큘라렌즈시트(140)를 가진다.As shown, the
본 실시예에 따른 디스플레이용 스크린(100)의 광확산판으로는 렌티큘라렌즈시트(140)가 채택되는데, 렌티큘라렌즈시트(140)는 광을 굴절시켜 확산한다. 렌티큘라렌즈시트(140)의 각 렌즈(141)가 가상의 수직선과 평행하게 렌티큘라렌즈시트(140)를 설치하면, 수평시야각이 넓어진다. 이때, 렌티큘라렌즈시트(140)를 구성하는 수지의 굴절율, 렌즈(141)의 피치 및 렌즈(141)의 곡률을 조절하면 수평시야각을 원하는 각도로 얻을 수 있다. 렌티큘라렌즈시트(140)의 렌즈(141)는 양면에 형성될 수 도 있다.As the light diffusing plate of the
렌티큘라렌즈시트(140)는 폴리 메틸 메타아크릴레이트(Poly methyl methacrylate), 폴리 카보네이트(Polycarbonate), 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(Poly ethylene terephthalate) 및 메틸메타 아크릴레이트-스티렌 공중합체 중에서 선택된 어느 하나의 폴리머로 매트릭스구조를 가진다.The
프레넬렌즈(110)를 통과한 평행광이 마이크로렌즈배열시트(120)를 통해 굴절될 경우 광성분 간의 간섭거리가 짧아지며, 위상이 같을 경우 보강간섭, 상쇄간섭이 일어나 스페클(Speckle)이 생성된다. 스페클을 제거하기 위하여 렌티큘라렌즈시트(140)의 내부에는 광을 확산하는 비드(143)가 형성된다. 비드(143)는 유기물 또는 폴리머를 함유한다.When the parallel light passing through the Fresnel
초점요소로 렌티큘라렌즈시트를 채택하고 광확산판으로 볼륨디퓨저를 채택한 종래의 스크린은 수직시야각의 향상을 위하여 탁도(Haze) 50％ 이상인 불투명한 볼륨디퓨저를 사용한다. 이로인해, 스크린의 대비가 저하된다.Conventional screens employing lenticular lens sheets as focus elements and volume diffusers as light diffusers use opaque volume diffusers with a haze of at least 50% to improve vertical viewing angles. This reduces the contrast of the screen.
그러나, 본 실시예에 따른 스크린(100)은 마이크로렌즈배열시트(120)로 인하여 수직시야각이 향상되므로, 렌티큘라렌즈시트(140)를 이용하여 수직시야각을 향상시킬 필요가 없다. 그러므로, 렌티큘라렌즈시트(140)는 스페클을 제거할 수 있을 10％ 정도의 탁도만 가지면 되므로, 스크린의 대비가 향상된다.However, since the vertical viewing angle is improved due to the
도 2는 종래의 스크린과 본 발명에 따른 스크린을 통과한 광의 수평 및 수직시야각을 비교한 표로써, 이를 설명한다.Figure 2 is a table comparing the horizontal and vertical viewing angles of the light passing through the conventional screen and the screen according to the present invention, it will be described.
도시된 바와 같이, 초점요소인 마이크로렌즈배열시트에 종래의 광학산판이 채택된 스크린에 비하여 초점요소인 마이크로렌즈배열시트에 렌티큘라렌즈시트가 채택된 본 실시예에 따른 스크린이 수평시야각이 훨씬 넓음을 알 수 있다.As shown, the screen according to the present embodiment in which the lenticular lens sheet is adopted in the microlens array sheet as the focus element is much wider than the screen in which the optical lens is adopted as the focal element microlens array sheet. It can be seen.
또한, 본 실시예에 따른 디스플레이용 스크린은 소비전력이 감소된다.In addition, the display screen according to the present embodiment reduces power consumption.
상세히 설명하면, 가정용 대면적 디스플레이의 경우, 중심 휘도 및 수평방향의 휘도가 중요한데, 종래의 광확산기를 사용할 경우 자연스레 수직으로도 광이 분산되기 때문에 중심 휘도 및 수평방향의 휘도을 맞추기 위해선 센 광이 필요하다. 그러나, 본 실시예에 따른 스크린은 광을 수평 및 정면으로만 보낼수 있기에 에너지가 절감되는 것이다.In detail, in the case of a large-area display for home use, the center luminance and the luminance in the horizontal direction are important. When using a conventional light diffuser, light is naturally distributed even in the vertical direction. need. However, the screen according to the present embodiment can transmit light only horizontally and in front, thereby saving energy.
예를 들면, 스크린의 정면 휘도를 200으로 하며 수평방향의 휘도를 100으로 맞출 경우, 종래의 스크린의 경우는 광확산판을 대기 전의 휘도가 600이 필요하다. 왜냐하면, 종래의 광확산기의 특성상 수직으로도 수평과 동일하게 광이 퍼지기 때문에 광은 정면 200, 수평방향 좌우로 각각 100, 수직방향 상하로 각각100이 퍼진다. 그러나, 그러나 본 실시예에 따른 스크린의 경우는 렌티큘라렌즈시트를 대기 전의 휘도가 400이면 된다. 왜냐하면, 렌티큘라렌즈시트의 특성상 광은 정면으로 200, 수평방향 좌우로 각각 100씩 퍼지기 때문이다. 그러므로, 소비전력이 약 1/3 감소되므로 램프의 내구성이 향상된다.For example, when the front luminance of the screen is set to 200 and the luminance in the horizontal direction is set to 100, the conventional screen requires a luminance of 600 before waiting for the light diffusion plate. This is because light is spread in the vertical direction as well as horizontal in the characteristics of the conventional light diffuser. However, in the case of the screen according to the present embodiment, the luminance before waiting for the lenticular lens sheet is only 400. This is because, due to the characteristics of the lenticular lens sheet, the light spreads 200 in front and 100 in the horizontal direction. Therefore, the power consumption is reduced by about one third, so that the durability of the lamp is improved.
픽셀의 이미지가 스크린에 투영될 경우 무아레(Moire)가 발생하고, 무아레의 공간주파수는 f = 1/[(p1/m)-(p2/n)]이다(p1, p2는 렌즈 등과 같이 규칙적인 형상을 갖는 구조물의 피치이다.). 일반적으로 m, n이 4 이상일 경우에는 렌즈의 지름이 균일하여도 무아레는 무시할수 있다.Moire occurs when an image of a pixel is projected on the screen, and the spatial frequency of the moire is f = 1 / [(p1 / m)-(p2 / n)] (p1, p2 are regular, such as a lens). Pitch of the structure having the shape). In general, when m and n are 4 or more, moiré can be ignored even if the diameter of the lens is uniform.
그리고, m,n과 관계 없이 렌즈의 지름을 다르게 마련하여 렌즈를 규칙적 또는 불규칙적으로 배열하면 시야각 특성의 저하없이 무아레를 제거할 수 있다. 이를 위하여, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 디스플레이용 스크린은 프레넬렌즈시트(210)의 렌즈(211), 마이크로렌즈배열시트(220)의 렌즈(221) 및 렌티큘라렌즈시트(240)의 렌즈(241) 중 적어도 하나는 그 지름이 2종류로 마련되어 규칙 또는 불규칙적으로 형성된다.In addition, by arranging the lenses in a regular or irregular manner by providing different diameters of the lenses regardless of m and n, the moire may be removed without deteriorating the viewing angle characteristic. To this end, as shown in FIGS. 3A to 3C, the display screen according to the present embodiment includes the
즉, 본 실시예에 따른 디스플레이용 스크린은 도 3a에 도시된 바와 같이 프레넬렌즈시트(210)의 렌즈(211)만 불규칙하거나, 도 3b에 도시된 바와 같이 마이크로렌즈배열시트(220)의 렌즈(221)만 불규칙하거나, 도 3c에 도시된 바와 같이 렌티큘라렌즈시트(240)의 렌즈(241)만 불규칙하거나, 도 3a 내지 도 3c를 조합하여 형성할 수 있다.That is, the display screen according to the present embodiment is irregular in the
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 디스플레이용 스크린은 광확산판으로 렌티큘라렌즈시트가 채택되므로, 렌티큘라렌즈시트의 특성상 스크린의 수평시야각이 향상된다.As described above, since the lenticular lens sheet is adopted as the light diffusion plate of the display screen according to the present invention, the horizontal viewing angle of the screen is improved due to the characteristics of the lenticular lens sheet.
또한, 마이크로렌즈배열시트의 채택으로 수직시야각은 향상되므로 렌티큘라렌즈시트는 스페클을 제거할 수 있을 정도의 낮은 탁도를 가지는 것을 사용할 수 있다. 이로인해, 스크린의 대비가 향상된다.In addition, since the vertical viewing angle is improved by the adoption of the microlens array sheet, the lenticular lens sheet may have a low haze enough to remove the speckle. This improves the contrast of the screen.
또한, 전력 소모가 줄어들어, 제품의 수명 및 내구성이 향상된다.In addition, power consumption is reduced, which improves product life and durability.
또한, 프레넬렌즈시트의 렌즈, 마이크로렌즈배열시트의 렌즈 및 렌티큘라렌즈시트의 렌즈 중 적어도 하나는 그 지름이 적어도 2종류로 마련되므로 무아레가 제거된다. In addition, at least one of the lens of the Fresnel lens sheet, the lens of the microlens array sheet, and the lens of the lenticular lens sheet is provided with at least two kinds of diameters, thereby eliminating moire.
이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.In the above, the present invention has been described in accordance with one embodiment of the present invention, but those skilled in the art to which the present invention pertains have been changed and modified without departing from the spirit of the present invention. Of course.
Claims (6)
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2004
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Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
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