JP2010182664A - 導光フィルム及びバックライトユニット - Google Patents

Abstract

【課題】バックライトユニットに備えられている既存の導光板をフレキシブルな導光フィルムで実現することにより、バックライトユニットの厚さを顕著に減少させたバックライトユニットを提供する。
【解決手段】本発明のバックライトユニットは、光を射出する光源１３０と、光源１３０から射出される光を液晶表示パネル１１０に入射させる導光フィルム１２０とを含み、導光フィルム１２０は、ポリカーボネート素材に可塑剤を添加してフレキシブルな特性を実現したポリカーボネートフィルム１２１と、ポリカーボネートフィルム１２１の少なくとも一つの面に反射層１２７又は光学層１２３、１２５を形成したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は液晶表示装置のバックライトユニットに関し、特にフレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）で、少なくとも１つ以上の光学層が形成された導光フィルムを備えたバックライトユニットに関する。

通常、液晶表示装置は液晶の特定の分子配列に電圧を印加して他の分子配列に変換し、このような分子配列によって発光する液晶セルの複屈折性、旋光性及び光散乱の特性など光学的性質の変化を視覚的変化に変換するものであり、液晶セルによる光の変調を用いたディスプレイ装置である。

液晶表示装置は、有機電界発光表示装置（ＯＬＥＤ）、陰極線管（ＣＲＴ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）などのように自ら光を発生する表示素子とは異なり、自ら光を発生せずに外部光を利用している。

即ち、液晶表示装置は、外部から入射する光の量を調節して画像を表示する受光性装置であるため、液晶表示パネルに光を照射するために光源であるバックライトユニットを別途必要とする。

従来、バックライトユニットは、光源と、光源から提供された光を液晶表示パネルに入射させる導光板と、導光板から提供される光の輝度分布を均一にして、垂直入射性を向上させる多数の光学シートと、導光板の後方に放出される光を導光板に反射する反射シートなどで構成されている。

このような構成を有する従来のバックライトユニットは、多数の構成要素を備えなければならないため、その厚さが大きくなり、それによって液晶表示装置の輝度が低下してしまうという問題点があった。

また、導光板や光学シート、反射シートなどをそれぞれ射出などの工程を通じて生産し、これらをそれぞれ組み立ててバックライトユニットを製作しなければならないので、製造コストが増加するだけでなく、作業が複雑になるため生産性が低下してしまうという短所もあった。

大韓民国特許登録第１０−０６１３８３９号 大韓民国特許登録第１０−０８０５５３９号

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、バックライトユニットに備えられている既存の導光板をフレキシブルな導光フィルムで実現し、この導光フィルムの少なくとも一つの面に反射層及び／又は光学層を形成することによって、バックライトユニットの厚さを顕著に減少させるとともに、バックライトユニットの製造作業を単純化させることで生産性を最大化することのできる導光フィルム及びバックライトユニットを提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の実施形態に係る導光フィルムは、光源から射出される光を液晶表示パネルに入射させる導光フィルムにおいて、ポリカーボネート素材に可塑剤を添加してフレキシブルな特性を実現したポリカーボネートフィルムと、前記ポリカーボネートフィルムの少なくとも一つの面に反射層又は光学層を形成したことを特徴とする。

このとき、ポリカーボネートフィルムの第１面に光学層を形成し、第２面に反射層を形成し、光学層は拡散層又はプリズム層であり、プリズム層は拡散層の上に順次形成されたことを特徴とする。

また、本発明の実施形態に係るバックライトユニットは、光を射出する光源と、前記光源から射出された光を液晶表示パネルに入射させる導光フィルムとを含み、前記導光フィルムは、ポリカーボネート素材に可塑剤を添加してフレキシブルな特性を実現したポリカーボネートフィルムと、前記ポリカーボネートフィルムの少なくとも一つの面に反射層又は光学層を形成したことを特徴とする。

このような本発明によれば、バックライトユニットに備えられている既存の導光板をフレキシブルな導光フィルムで実現し、この導光フィルムの少なくとも一つの面に反射層又は光学層を形成したので、既存の導光板を製造するための射出金型が不要となり、開発費用を節減できるとともに、製品化の速度を向上させることができる。

また、導光フィルムに一体型で光学層及び／又は反射層を形成したので、既存のバックライトユニットに比べてその厚さを顕著に減少させることができるという長所がある。

本発明の一実施形態に係るバックライトユニットを備えた液晶表示装置の構造を示した概略的な断面図である。 図１に示す導光フィルムの第１の実施形態である。 図１に示す導光フィルムの第２の実施形態である。 図１に示す導光フィルムの第３の実施形態である。

下記の詳細な説明は、本発明の特定の実施形態だけを詳細に記載したものである。本発明の技術分野において通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で下記の実施形態を多様に変形することができる。従って、添付した図面と説明は、本発明を説明しただけであって、これに限定されるものではない。また、１つの構成要素が他の構成要素と「接触している（ｏｎ）」という記載は１つの構成要素が他の構成要素と直接接触している場合だけでなく、１つ以上の要素を２つの構成要素の間に介在させて間接的に接触している場合も意味する。また、ある要素が他の要素に「結合されている」という記載は、ある要素が他の要素に直接的に連結されている場合か、あるいは１つ以上の要素を２つの間に介在させて間接的に連結されている場合も意味する。以下の説明において同じ参照番号は同じ構成要素を意味する。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態を更に詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るバックライトユニットを備えた液晶表示装置の構造を示す概略的な断面図である。

図１を参照すれば、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、画像を表示する液晶表示パネル１１０と、液晶表示パネル１１０の後方に配置されて液晶表示パネル１１０に光を照射するバックライトユニット２００とを含んでいる。

バックライトユニット２００は、光源であるランプ１３０と、ランプ１３０からの光が液晶表示パネル１１０の方向に向かうように案内する導光フィルム１２０とを含んでいる。

このとき、導光フィルム１２０は、フレキシブルな特性を有していることを特徴とする。

即ち、既存のバックライトユニットの構成要素のうち、最も厚くて大きな面積及び体積を占めていた導光板を、本発明の導光フィルム１２０に代えることによってバックライトユニット２００のフレキシブル化を実現できるようにしている。

これは、今後液晶表示パネル１１０をフレキシブル化する場合に、液晶表示パネル１１０に光を提供するバックライトユニット２００もフレキシブルにすることにより、カラー映像の表示が可能なフレキシブル液晶表示装置の製造を可能にすることを意味している。

従来の導光板は、ポリカーボネート（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＰＣ）材質（以下、ＰＣという）で実現されていたが、従来の導光板を構成するＰＣの製造方法を簡略に説明すれば、以下の通りである。

ビスフェノールＡの塩基溶液にポスゲンを反応させて低分子量のポリカーボネートを作り、これに重合を進展させて分子量が約２万〜１０万の樹脂を生成する。

その後、この樹脂を洗浄、乾燥した後にペレット（Ｐａｌｌｅｔ）化して圧縮成形することでシートにするか、又は射出成形を通じて所定の成形品に製造していた。

このとき、重合体溶液は一般に粘性度が高く、成形は比較的に高温（約２９５〜３２５℃）で行われる。

このような工程を通じて形成されたＰＣは、既存の導光板が備えていなければならない丈夫で堅固な性質を有することになる。即ち、既存のＰＣ導光板は厚くて丈夫に形成されたものである。

これに対して、本発明の導光フィルム１２０はＰＣ材質で形成されているが、フレキシブルな特性を有していなければならないので、ＰＣに可塑剤を添加して実現されていることを特徴としている。即ち、本発明の導光フィルム１２０は、ＰＣ素材に可塑剤を添加してフレキシブルな特性を実現したポリカーボネートフィルム１２１で実現されている。

このとき、可塑剤は樹脂のガラス転移温度Ｔｇを低下させて加工を容易にするものであり、堅くて割れ易い物質に柔軟性を付与する役割をしている。

可塑剤は化学構造によって分類すれば、「フタレート系、脂肪酸系、メリテート系、エポキシ系、リン酸系、高分子可塑剤」に分けられ、特性によって分類すれば、「耐熱性、耐寒性、難燃性、耐移行性、耐朽性」に分けられ、商用性によって分類すれば、「１次可塑剤（樹脂と商用性に優れ、単独で使用可能な可塑剤）、２次可塑剤（樹脂と商用性が低く、１次可塑剤と併用して用いる可塑剤）」に分けられる。

結果として、本発明の導光フィルム１２０は既存のＰＣに可塑剤を添加して実現されたものであり、従来の導光板とは異なり、フレキシブルな特性を有していることを特徴としている。

また、本発明の導光フィルム１２０はフレキシブルな特性以外にも導光フィルム１２０の少なくとも一つの面に反射層１２７及び／又は光学層１２３、１２５をコーティングして形成されていることを特徴としている。

即ち、液晶表示パネル１１０の側に向かう導光フィルム１２０の第１面には、光学層として拡散層１２３及び／又はプリズム層１２５を形成することができ、第１面の反対側の面、即ち導光フィルム１２０の第２面には反射層１２７を形成することができる。

このとき、拡散層１２３は導光フィルム１２０に入射した光を拡散させて光の部分的な密集現象を防止し、光が液晶表示パネル１１０に向かって均一に照射されるようにする役割を果たしている。そして、プリズム層１２５は拡散層１２３によって広がった光を液晶表示パネル１１０に向かって集光して、液晶表示装置の輝度を向上させる役割をしている。

従って、拡散層１２３とプリズム層１２５がいずれも導光フィルム１２０上に形成されている場合には拡散層１２３とプリズム層１２５が順次に形成される。

これにより、従来のバックライトユニットに備えられていた光学シート１６１、１６３及び／又は反射シート１５０を除去できることになり、全体的なバックライトユニットの厚さを最小化できることになる。

また、ランプ１３０は導光フィルム１２０の側面に配置され、ランプ１３０から放出された光は導光フィルム１２０の側面を介して導光フィルム１２０の内部に入射する。

また、ランプ１３０としては線光源である冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ：Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）又は点光源である多数のＬＥＤ素子を用いることが一般的である。

導光フィルム１２０は、ランプ１３０から入射した光を導光フィルム１２０の第１面の前方に配置されている液晶表示パネル１１０に向かうように案内するとともに、導光フィルム１２０の後側、即ち第２面には光の進行方向を液晶表示パネル１１０に向かうようにする微細なドットパターンのような各種パターン（図示せず）が印刷されている。

前述したように、本発明は導光フィルム１２０の少なくとも一面に反射層１２７及び／又は光学層１２３、１２５をコーティングして形成することを特徴としている。即ち、導光フィルム１２０の第１面には光学層を形成することができ、導光フィルム１２０の第２面には反射層１２７を形成することができる。このとき、光学層とは、拡散層１２３及び／又はプリズム層１２５のことをいう。

但し、導光フィルム１２０の第２面に反射層１２７を形成しない場合には導光フィルム１２０の後方に、導光フィルム１２０から後方に放出される光を導光フィルム１２０に向かって反射して光効率を向上させる反射シート１５０を配置することが一般的である。

また、導光フィルム１２０の第１面に光学層１２３、１２５を形成しない場合には、導光フィルム１２０と液晶表示パネル１１０との間に輝度及び光効率を向上させるための多数の光学シートを配置する。

このような光学シートは拡散シート１６１、プリズムシート１６３などを含んでいることが一般的である。拡散シート１６１は、導光フィルム１２０から入射した光を拡散して光の部分的な密集現象を防止し、光が液晶表示パネル１１０に向かって均一に照射されるようにする。

また、プリズムシート１６３は、拡散シート１６１によって広がった光を液晶表示パネル１１０に向かって集光して、液晶表示装置の輝度を向上させる役割をしている。

但し、図１ではプリズムシート１６３を１つ備えている場合を示しているが、必ずこのように限定されるものではなく、プリズムの配列を垂直な２枚のプリズムシートを備えているようにしてもよい。

図２Ａ〜図２Ｃは、図１に示した導光フィルムの実施形態である。

図２Ａを参照すれば、本発明の第１の実施形態に係る導光フィルム１２０は、ＰＣ素材に可塑剤を添加してフレキシブルな特性を実現したＰＣフィルム１２１と、ＰＣフィルム１２１の第１面上に形成された拡散層１２３と、拡散層１２３の上に形成されたプリズム層１２５と、ＰＣフィルム１２１の第２面に形成された反射層１２７とから構成されている。

このとき、拡散層１２３、プリズム層１２５、反射層１２７はそれぞれコーティング工程を通じて形成することが好ましい。

このような第１の実施形態に係る導光フィルム１２０をバックライトユニット２００に備えている場合には、導光フィルム１２０下面の反射シート１５０及び導光フィルム１２０上面の光学シート１６１、１６３を備えている必要はなくなる。

図２Ｂを参照すれば、本発明の第２の実施形態に係る導光フィルム１２０は、ＰＣ素材に可塑剤を添加してフレキシブルな特性を実現したＰＣフィルム１２１と、ＰＣフィルム１２１の第１面上に形成された拡散層１２３と、ＰＣフィルム１２１の第２面に形成された反射層１２７とから構成されている。

このとき、拡散層１２３、反射層１２７はそれぞれコーティング工程を通じて形成することが好ましい。

このような第２の実施形態に係る導光フィルム１２０をバックライトユニット２００に備えている場合には、導光フィルム１２０下面の反射シート１５０及び導光フィルム上面の光学シートのうち拡散シート１６１を備えている必要はなくなる。

図２Ｃを参照すれば、本発明の第３の実施形態に係る導光フィルム１２０は、ＰＣ素材に可塑剤を添加してフレキシブルな特性を実現したＰＣフィルム１２１と、ＰＣフィルム１２１の第１面上に形成されたプリズム層１２５と、ＰＣフィルム１２１の第２面に形成された反射層１２７とから構成されている。

このとき、プリズム層１２５、反射層１２７はそれぞれコーティング工程を通じて形成することが好ましい。

このような第３の実施形態に係る導光フィルム１２０をバックライトユニット２００に備えている場合には、導光フィルム１２０下面の反射シート１５０及び導光フィルム１２０上面の光学シートのうちプリズムシート１６３を備えている必要はなくなる。

以上説明したように、本発明の最も好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づいて、当業者において様々な変形や変更が可能であることはもちろんであり、斯かる変形や変更が本発明の範囲に含まれることは言うまでもないことである。

１１０ 液晶表示パネル
１２０ 導光フィルム
１２１ ＰＣフィルム
１２３ 拡散層
１２５ プリズム層
１２７ 反射層
１３０ ランプ
２００ バックライトユニット

Claims (8)

1. 光源から射出される光を液晶表示パネルに入射させる導光フィルムにおいて、
   ポリカーボネート素材に可塑剤を添加してフレキシブルな特性を実現したポリカーボネートフィルムと、
   前記ポリカーボネートフィルムの少なくとも一つの面に反射層又は光学層を形成したことを特徴とする導光フィルム。
2. 前記ポリカーボネートフィルムの第１面に光学層を形成し、第２面に反射層を形成したことを特徴とする請求項１に記載の導光フィルム。
3. 前記光学層は、拡散層又はプリズム層であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導光フィルム。
4. 前記プリズム層は、前記拡散層の上に順次形成されたことを特徴とする請求項３に記載の導光フィルム。
5. 光を射出する光源と、
   前記光源から射出された光を液晶表示パネルに入射させる導光フィルムとを含み、
   前記導光フィルムは、
   ポリカーボネート素材に可塑剤を添加してフレキシブルな特性を実現したポリカーボネートフィルムと、
   前記ポリカーボネートフィルムの少なくとも一つの面に反射層又は光学層を形成したことを特徴とするバックライトユニット。
6. 前記ポリカーボネートフィルムの第１面に光学層を形成し、第２面に反射層を形成したことを特徴とする請求項５に記載のバックライトユニット。
7. 前記光学層は、拡散層又はプリズム層であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のバックライトユニット。
8. 前記プリズム層は、前記拡散層の上に順次形成されたことを特徴とする請求項７に記載のバックライトユニット。

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