KR100417255B1 - 액정 표시 장치용 백라이트 시스템 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치용 백라이트 시스템과 백라이트 시스템에 사용되는 도광판과 도광상자를 제공하는 데 그 목적이 있다.
이를 실현하는 도광판은 투명한 플레이트 층과, 그 일면에 광 산란 패턴이 형성되어 있는 투명한 필름 층과, 플레이트 층과 필름 층사이에 개재되어 필름 층을 플레이트 층에 부착하는 투명한 점착제 층으로 구성됨을 특징으로 한다. 또 다른 기술로 도광판 대신에 도광상자를 사용하는데, 이 도광상자는 그 속이 비어 있고, 그 내부에 광원이 위치하고, 그 상면은 투명한 플레이트 층과, 그 일면에 광 산란 패턴이 형성되어 있는 투명한 필름 층과, 플레이트 층과 필름 층사이에 개재되어 필름 층을 플레이트 층에 부착하는 투명한 점착제 층으로 구성됨을 특징으로 한다. 이러한 도광판 또는 도광상자는 반사 시트 및 확산 시트와 함께 백라이트 시스템을 구성한다.

Description

액정 표시 장치용 백라이트 시스템 및 그 제조방법{A BACKLIGHT SYSTEM FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICES AND A METHOD OF MAKING THE SAME}
본 발명은 액정 표시 장치용 백라이트 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광 산란 패턴이 인쇄된 투명한 필름을 점착제로 부착한 도광판과 도광상자, 그리고 이 도광판과 도광상자를 적용하는 액정 표시 장치용 백라이트 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치는 형광 표시관이나 전계 방출 디스플레이와는 달리, 자체적으로 발광을 이루어 화상을 구현하지 못하는 수동적인 디스플레이이므로 구동을 위하여 별도의 광원을 필요로 한다. 수동형 디스플레이의 뒷면에 제공되는 이러한 광원을 백라이트 시스템이라고 한다.
이 백라이트 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 장방형으로 이루어지는 도광판(1)과, 이 도광판(1)의 양측 반사갓(3) 내에 설치되는 형광 램프(5)와, 도광판(1)의 하측에 제공되는 반사 시트(7)와, 광 산란 패턴(9), 그리고 도광판(1)의 상측에 제공되는 확산 시트(11)를 포함하며, 액정 패널부(13)의 하면에 제공되어, 액정 패널부(13)의 작용에 필요한 광원으로 작용한다.
이러한 백라이트 시스템의 개략적인 작용은 다음과 같다. 먼저, 선광원인 형광 램프(5)에서 출사된 빛은 도광판(1)으로 입사되어 도광판(1)의 내부로 확산된다. 이 확산 과정에서 광 산란 패턴(9)에 도달한 빛은 이 패턴(9)에 의하여 산란된다. 이때 산란된 일부 빛은 도광판(1)을 통하여 액정 패널부(13)로 제공되고, 반사 시트(7) 쪽으로 산란된 빛은 반사 시트(7)에 의하여 반사되어 도광판(1)을 통하여 액정 패널부(13)측으로 제공된다.
이와 같이 도광판(1)은 이의 측면에서 입사되는 빛을 액정 패널부(13)쪽의 출사면으로 전환한다. 이 도광판(1)에서 출사되는 빛의 위치에 대한 균일도가 이 백라이트 시스템을 사용하는 액정 표시 장치 전체의 균일도를 결정하므로 도광판(1)에서 출사되는 빛의 휘도의 균일도를 확보할 수 있도록 도광판(1)을 구성하는 것이 중요하다.
이러한 휘도의 균일도를 확보하기 위하여, 미국특허 제4,937,709호는 도광판의 위치에 대한 분포를 가지는 산란 패턴을 인쇄하는 방법을 제공하고 있고, 미국특허 제5,178,447호는 도광판에 불규칙적인 반사면을 제공하고 있으며, 미국특허 제5,408,388호와 제5,640,483호는 목적하는 휘도와 휘도의 분포를 가지도록 도광판의 출사면과 이 반대면에 복잡한 구조를 도입하고 있고, 미국특허 제4,984,144호, 제5,054,885호, 제5,190,370호는 백라이트 시스템 내부에 도광판의 기능을 가지는 구조물을 도입하고 있다.
이러한 백라이트 시스템의 도광판은, 주로 투명한 열가소성 수지로 만들어지고, 용도에 따라 일정한 두께를 가지며, 사출 성형 등의 공법으로 제조되며, 그 한면에 광 산란 패턴을 직접 인쇄하여 형성되므로 필름의 제조 과정과 같이 연속 공정으로 제조하기 곤란하여 생산성을 저하시키며, 특히 15.1″이상의 대형에서는 제조 공정상의 어려움이 더욱 심하다.
또 다른 기술로서, 액정 표시 장치의 크기가 15.1″이상인 대형 표시 장치의 제조에서 유용한 방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 사출 성형에 의한 도광판 대신에 내부가 비어서 공기층으로 되어 있는 도광상자를 이용한다. 대한민국 특허출원 99-3197호에 따른 이 백라이트 시스템은 내부가 비어 있는 도광상자(15)와, 이 도광상자(15)의 내부에 설치되는 형광 램프(17)와, 도광상자(15)의 상면에 형성된 광 산란 패턴(19), 그리고 도광상자(15)의 상측에 제공되는 확산 시트(21) 등으로 구성되어, 액정 패널부(23)의 하측에 제공되어, 액정 패널부(23)의 작용에 필요한 광원으로 작용한다. 도광상자(15)의 상면(16)을 제외한 나머지 내면에는 형광 램프(17)로부터 출사된 빛을 난반사시키는 흰색 도료 또는 백색 수지로 가공되어 있다.
이때, 이 도광상자를 이용하는 백라이트 시스템에서 도광상자(15)의 상면(16)에 광 산란 패턴(19)을 직접 인쇄하거나 코팅할 경우, 도광판을 사용하는 백라이트 시스템과 마찬가지로 생산성을 향상시키는 데는 한계가 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 연속 공정으로 생산성을 향상시키는 도광판과 도광상자 그리고 이 도광판과 도광상자를 사용하는 액정 표시 장치용 백라이트 시스템을 제공하는 데 있다.
도 1은 도광판을 채용한 백라이트 시스템이 적용되는 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 2는 도광상자를 채용한 백라이트 시스템이 적용되는 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 도광판 자체 또는 도광상자 상면의 단면도이다.
도 4는 도 3의 도광판 자체 또는 도광상자 상면을 형성하는 과정 중에서 광 산란 패턴이 형성된 필름 층을 플레이트 층에 부착하는 과정을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 도광판 자체 또는 도광상자 상면의 다른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 도광판과 반사 시트와의 배열 상태를 확대 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 도광판과 확산 시트와의 배열 상태를 확대 도시한 단면도이다.
도 8,9는 본 발명의 도광상자와 확산 시트와의 배열 상태를 확대 도시한 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1:도광판, 7:반사 시트, 11,21:확산 시트, 15:도광상자, 16:도광상자의 상면, 25:플레이트 층, 27:점착제 층, 29:필름 층, 31:광 산란 패턴
이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 시스템은,
광원으로부터 출사된 빛을 면광원으로 전환하는 도광판과 이 도광판의 아래 및 위에 각각 구비된 반사 시트 및 확산 시트를 포함하며,
도광판은 투명한 플레이트 층과, 그 일면에 광 산란 패턴이 형성되어 있는 투명한 필름 층과, 플레이트 층과 필름 층사이에 개재되어 필름 층을 플레이트 층에 부착하는 투명한 점착제 층으로 구성된다.
또 다른 경우로서, 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 시스템은 광원으로부터 출사된 빛을 면광원으로 전환하는 도광상자와 이 도광상자 위에 구비된 확산 시트를 포함하며,
도광상자는 내부가 빈 공기 층이 있고, 확산 시트와 면하는 상면을 제외한 모든 면에는 광원으로부터 출사되는 빛을 산란시키는 흰색 도료가 도포되어 있고,
도광상자의 상면은 투명한 플레이트 층과, 그 일면에 광 산란 패턴이 형성되어 있는 투명한 필름 층과, 플레이트 층과 필름 층사이에 개재되어 필름 층을 플레이트 층에 부착하는 투명한 점착제 층으로 구성된다.
본 발명의 액정 표시 장치용 백라이트 시스템의 제조방법은, 광원으로부터 출사된 빛을 면광원으로 전환하는 도광판과 이 도광판의 아래 및 위에 각각 구비된 반사 시트 및 확산 시트를 포함하며,
투명한 필름 층에 광 산란 패턴을 형성하는 단계와, 상기 투명한 필름 층을 점착제 층으로 도광판의 투명한 플레이트 층에 부착하는 단계를 포함한다.
본 발명의 액정 표시 장치용 백라이트 시스템의 제조방법은, 광원으로부터출사된 빛을 면광원으로 전환하는 도광상자와 이 도광상자의 아래 및 위에 각각 구비된 반사 시트 및 확산 시트를 포함하며,
투명한 필름 층에 광 산란 패턴을 형성하는 단계와, 상기 투명한 필름 층을 점착제 층으로 도광상자 상면의 투명한 플레이트 층에 부착하는 단계를 포함한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 도광판 자체 또는 도광상자 상면의 단면도로서, 도광판(1) 자체 또는 도광상자(15) 상면(16)은 3개 층, 즉 투명한 플레이트 층(25), 투명한 필름 층(29), 투명한 점착제 층(27), 그리고 필름 층(29) 위에 인쇄 또는 코팅된 광 산란 패턴(31)으로 구성되어 있다. 즉, 플레이트 층(25)에 필름 층(29)을 점착제 층(27)으로 부착하고, 점착제 층(27)의 반대쪽 필름 층(29)에 광 산란 패턴(31)이 형성되어 있다. 이와 같은 구조의 제작은 다음과 같다.
먼저, 소정 두께를 가지는 투명한 필름 층(29)에 광 산란 패턴(31)을 흰색 도료로 인쇄하거나 알루미늄, 은 등과 같은 금속으로 코팅한다. 이 인쇄 및 코팅 공정은 연속 공정으로 수행된다. 이와 같이 광 산란 패턴(31)이 인쇄 또는 코팅된 얇고 투명한 필름 층(29)은 도 4에 도시된 바와 같이 점착제 층(27)으로 플레이트 층(25)에 일정 압력을 가하여 부착한다.
이 때 사용되는 플레이트 층(25)은 그 두께에 따라 도광판(1) 자체로 사용되거나, 도광상자(15)의 상면(16)으로 사용될 수 있다. 일반적으로 도광판(1)으로 사용되려면 플레이트 층(25)의 두께는 1.5∼10㎜ 범위이고, 도광상자(15)의 상면(16)으로 사용되려면 플레이트 층(25)의 두께는 대략 1㎜정도이다.
도 3에는 광 산란 패턴(31)이 점착제 층(27)의 반대쪽을 향하는 것으로 도시되어 있으나, 이와는 반대로 도 5에 도시된 바와 같이, 광 산란 패턴(31)이 접착제 층(27)을 향하도록 필름 층(29)을 뒤집어 배열할 수도 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 도광판(1)과 반사 시트(7)와의 배열 상태를 확대 도시한 단면도이고, 도 7은 본 발명의 도광판(1)과 확산 시트(11)와의 배열 상태를 확대 도시한 단면도이며. 및 도 8,9는 본 발명의 도광상자(15)의 상면(16)과 확산 시트(21)와의 배열 상태를 확대 도시한 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 플레이트 층(25)이 도광판(1) 자체인 경우, 광 산란 패턴(31)이 형성되어 있는 필름 층(29)을 반사 시트(7) 쪽으로 향하도록 배열할 수 있다. 이 경우, 도광판(1)과 반사 시트(7) 외의 다른 구성, 즉 확산 시트(11)와 액정 패널부(13)의 배열은 도 1과 같다.
이와는 반대로 도 7에 도시된 바와 같이, 플레이트 층(25)이 도광판(1) 자체인 경우, 광 산란 패턴(31)이 형성되어 있는 필름 층(29)을 확산 시트(11) 쪽으로 향하도록 또한 배열할 수 있다. 이 때에는 광 산란 패턴(31)이 확산 시트(11)를 향하고 있기 때문에 반사 시트(7)가 불필요하게 된다. 또한 도광판(1)과 반사 시트(7) 외의 다른 구성, 즉 확산 시트(11)와 액정 패널부(13)의 배열은 도 1과 같다.
그리고 도 8에 도시된 바와 같이, 플레이트 층(25)이 도광상자(15)의 상면(16)인 경우, 광 산란 패턴(31)이 형성되어 있는 필름 층(29)을 도광상자(15)내부로 향하게 배열할 수 있다. 이 경우, 도광상자(15) 외의 다른 구성, 즉 확산 시트(21)와 액정 패널부(23)의 배열은 도 3과 같다.
이와는 반대로 도 9에 도시된 바와 같이, 광 산란 패턴(31)이 형성되어 있는 필름 층(29)을 확산 시트(21) 쪽으로 향하도록 또한 배열할 수 있다. 이 경우, 도광상자(15) 외의 다른 구성, 즉 확산 시트(21)와 액정 패널부(23)의 배열은 도 3과 같다.
상술한 바와 같이 본 발명은 얇은 필름 위에 광 산란 패턴을 연속 공정으로 인쇄 또는 코팅하여 이 필름을 플레이트에 점착제로 부착한 도광판 그 자체 및 도광상자의 상면을 사용하므로 두꺼운 도광판 자체나 도광상자 상면에 광 산란 패턴을 직접 인쇄하는 방법에 비하여 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

Claims (15)

  1. 광원으로부터 출사된 빛을 면광원으로 전환하는 도광판과 이 도광판의 아래 및 위에 각각 구비된 반사 시트 및 확산 시트를 포함하는 액정 표시 장치용 백라이트 시스템에 있어서,
    상기 도광판이,
    a) 투명한 플레이트 층;
    b) 일면에 광 산란 패턴이 형성되어 있는 투명한 필름 층; 및
    c) 상기 a)의 플레이트 층과 상기 b)의 필름 층사이에 개재되어 상기 b)의
    필름 층을 상기 a)의 플레이트 층에 부착하는 투명한 점착제 층
    을 포함하는 액정 표시 장치용 백라이트 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 b)의 광 산란 패턴이 흰색 도료로 인쇄되는 액정 표시 장치용 백라이트 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 b)의 광 산란 패턴이 상기 c)의 점착제 층을 향하도록 상기 a)의 플레이트 층에 부착되는 액정 표시 장치용 백라이트 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 b)의 광 산란 패턴이 상기 c)의 점착제 층의 반대쪽을 향하도록 상기 a)의 플레이트 층에 부착되는 액정 표시 장치용 백라이트 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 b)의 필름 층이 상기 반사 시트에 면하도록 배열되는 액정 표시 장치용 백라이트 시스템.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 b)의 필름 층이 상기 확산 시트에 면하도록 배열되는 액정 표시 장치용 백라이트 시스템.
  7. 광원으로부터 출사된 빛을 면광원으로 전환하는 도광상자와 이 도광상자 위에 구비된 확산 시트를 포함하는 액정 표시 장치용 백라이트 시스템에 있어서,
    상기 도광상자의 상면은,
    a) 투명한 플레이트 층;
    b) 일면에 광 산란 패턴이 형성되어 있는 투명한 필름 층; 및
    c) 상기 a)의 플레이트 층과 상기 b)의 필름 층사이에 개재되어 상기 b)의
    필름 층을 상기 a)의 플레이트 층에 부착하는 투명한 점착제 층
    을 포함하는 액정 표시 장치용 백라이트 시스템.
  8. 제7항 있어서,
    상기 b)의 광 산란 패턴이 흰색 도료로 인쇄되는 액정 표시 장치용 백라이트 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 b)의 광 산란 패턴이 금속으로 코팅되는 액정 표시 장치용 백라이트 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 b)의 광 산란 패턴이 상기 c)의 점착제 층을 향하도록 상기 a)의 플레이트 층에 부착되는 액정 표시 장치용 백라이트 시스템.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 b)의 광 산란 패턴이 상기 c)의 점착제 층의 반대쪽을 향하도록 상기 a)의 플레이트 층에 부착되는 액정 표시 장치용 백라이트 시스템.
  12. 제7,8,9,10, 및 11항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 b)의 필름 층이 상기 도광상자의 내부를 향하도록 배열되는 액정 표시 장치용 백라이트 시스템.
  13. 제7,8,9,10, 및 11항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 b)의 필름 층이 상기 확산 시트에 면하도록 배열되는 액정 표시 장치용 백라이트 시스템.
  14. 광원으로부터 출사된 빛을 면광원으로 전환하는 도광판과 이 도광판의 아래 및 위에 각각 구비된 반사 시트 및 확산 시트를 포함하는 액정 표시 장치용 백라이트 시스템의 제조방법에 있어서,
    a)투명한 필름 층에 광 산란 패턴을 형성하는 단계, 및
    b)상기 a)의 투명한 필름 층을 점착제 층으로 도광판의 투명한 플레이트 층
    에 부착하는 단계
    를 포함하는 액정 표시 장치용 백라이트 시스템의 제조방법.
  15. 광원으로부터 출사된 빛을 면광원으로 전환하는 도광상자와 이 도광상자의 아래 및 위에 각각 구비된 반사 시트 및 확산 시트를 포함하는 액정 표시 장치용 백라이트 시스템의 제조방법에 있어서,
    a)투명한 필름 층에 광 산란 패턴을 형성하는 단계, 및
    b)상기 a)의 투명한 필름 층을 점착제 층으로 도광상자 상면의 투명한 플레
    이트 층에 부착하는 단계
    를 포함하는 액정 표시 장치용 백라이트 시스템의 제조방법.
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