KR100877411B1 - 휘도 향상 시트, 이를 포함하는 백라이트 장치, 액정 표시장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

휘도 향상 시트, 이를 포함하는 백라이트 장치, 액정 표시장치 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100877411B1
KR100877411B1 KR1020070024103A KR20070024103A KR100877411B1 KR 100877411 B1 KR100877411 B1 KR 100877411B1 KR 1020070024103 A KR1020070024103 A KR 1020070024103A KR 20070024103 A KR20070024103 A KR 20070024103A KR 100877411 B1 KR100877411 B1 KR 100877411B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lens
sheet
light
lens units
brightness
Prior art date
Application number
KR1020070024103A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080083481A (ko
Inventor
이정훈
이웅상
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
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020070024103A priority Critical patent/KR100877411B1/ko
Publication of KR20080083481A publication Critical patent/KR20080083481A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100877411B1 publication Critical patent/KR100877411B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/021—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
    • G02B5/0226—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures having particles on the surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00278—Lenticular sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0056—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along two different directions in a plane, e.g. honeycomb arrangement of lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/021—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
    • G02B5/0215—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures the surface having a regular structure
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133611—Direct backlight including means for improving the brightness uniformity

Abstract

본 발명은 휘도 향상 시트와 이를 포함하는 백라이트 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휘도 및 헤이즈(haze)를 향상시키고 백라이트 장치의 두께를 줄일 수 있는 휘도 향상 시트에 관한 것이다. 본 발명에 따른 휘도 향상 시트는 렌즈 지지부, 상기 렌즈 지지부 상에 배열되는 복수 개의 렌즈 유닛들 및 상기 렌즈 유닛들과 함께 배열되는 복수 개의 확산 입자들을 포함하며, 상기 확산 입자들은 상기 렌즈 유닛들의 사이 공간에 배치되는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 따른 백라이트 장치는 광원 및 상기 광원에 인접하여 위치하는 상기 휘도 향상 시트를 포함하며, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 상기 구성을 갖는 백라이트 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 따른 휘도 향상 시트의 제조 방법은 렌즈 지지부 상에 복수 개의 렌즈 유닛들을 형성하는 단계, 상기 복수 개의 렌즈 유닛들 사이 공간에 확산 입자 및 레진을 도포하는 단계 및 상기 렌즈 유닛, 확산 입자 및 레진을 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
휘도 향상 시트, 플라이-아이-렌즈, 확산 입자

Description

휘도 향상 시트, 이를 포함하는 백라이트 장치, 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 {A BRIGHTNESS ENHANCING SHEET, A BACKLIGHT UNIT, AN LCD DEVICE INCLUDING THE SAME, AND A METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
도 1은 종래의 액정 표시 소자의 백라이트 장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 에지-라이트 방식의 백라이트 장치를 사용하는 액정 표시 장치를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 휘도 향상 시트의 제조 과정을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 과정에 따라 제조된 휘도 향상 시트의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직하 방식의 백라이트 장치를 도시한 단면도이다.
본 발명은 휘도 향상 시트, 이를 포함하는 백라이트 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휘도 및 헤이즈(haze)를 향상시키고 백라이트 장치의 두께를 줄일 수 있는 휘도 향상 시트에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 소자(Liquid Crystal Display device, 이하 "LCD 소자"라 함)는, 인가 전압에 따른 액정 투과도의 변화를 이용하여 각종 장치에서 발생되는 여러 가지 전기적인 정보를 시각정보로 변화시켜 전달하는 전자 소자이다.
LCD 소자는 각종 정보의 표시 소자이면서도 자체 발광원이 없기 때문에, 그 후면에 광원을 두어 상기 LCD 소자의 화면 전체를 균일하게 밝혀주는 별도의 장치를 필요로 하는데, 이때 빛을 제공해 주는 장치가 백라이트 장치(Backlight Unit)이다.
백라이트 장치는 광원, 예를 들어, 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, 이하 "CCFL"이라 함)의 설치 방법에 따라 램프가 액정패널의 아래에 위치하는 직하 방식과 램프가 도광판의 측면에 위치하는 에지-라이트 방식(edge-light method)이 있다.
도 1은 종래의 액정 표시 소자의 백라이트 장치를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 백라이트 장치(120)는 에지-라이트 방식(edge-light method)으로 구동되며, 광원부(122), 도광판(124), 반사 시트(126) 및 광학 필름(128)을 포함한다.
광원부(122)는 하나 이상의 광원(122a) 및 광원 반사판(122b)을 포함한다. 광원(122a)은 소정 파장을 가지는 빛을 발생시키고, 광원(122a)에 의해 발생된 빛은 광원 반사판(122b) 및 반사 시트(126)에 의해 반사되며, 도광판(124) 전체에 걸쳐서 균일하게 확산된다.
광학 필름(128)은 확산 시트(128a), 프리즘 시트(128b) 및 보호 시트(128c)를 포함한다.
도광판(124) 내에 균일하게 확산된 빛은 확산 시트(128a)를 통과한다. 확산시트(128a)는 도광판(124)을 통과한 빛을 확산 또는 집광시켜 휘도를 균일하게 하고, 시야각을 넓혀준다.
확산 시트(128a)를 통과한 빛은 휘도가 급격히 떨어지게 되는데, 이를 보상하기 위해 프리즘 시트(128b)가 사용된다. 프리즘 시트(128b)는 확산 시트(128a)에서 출사된 빛을 굴절시켜 낮은 각도로 입사되는 빛이 정면 쪽으로 집중되도록 함으로써 유효 시야각 범위에서 휘도가 높아지도록 한다.
보호 시트(128c)는 프리즘 시트(128b) 위에 위치하여 프리즘 시트(128b)의 흠집을 방지하고, 또한 프리즘 시트(128b)에 의해 좁아진 시야각을 넓혀주는 기능을 한다.
그런데, 이와 같은 종래의 기술에 있어서는 광학 필름(128)이 확산 시트(128a), 프리즘 시트(128b) 및 보호 시트(128c)와 같이 여러 장으로 구성되므로 백라이트 장치(120)의 두께가 두꺼워지는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은, 빛을 집광하는 렌즈 유닛과 빛을 확산하는 확산 입자를 함께 배치하여, 입사하는 빛의 집광 및 확산 기능을 동시에 수행할 수 있는 휘도 향상 시트 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은, 빛의 집광 및 확산 기능을 모두 갖춘 휘도 향상 시 트로 광학 필름을 구성함으로써 광학 필름의 두께 및 제조 비용을 감소시킬 수 있는 백라이트 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 휘도 향상 시트는 렌즈 지지부, 상기 렌즈 지지부 상에 배열되는 복수 개의 렌즈 유닛들 및 상기 렌즈 지지부 상에서 상기 렌즈 유닛들과 함께 배열되는 복수 개의 확산 입자들을 포함하며, 상기 확산 입자들은 상기 렌즈 유닛들의 사이 공간에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 백라이트 장치는 빛을 방출하는 광원 및 상기 광원에 인접하여 위치하는 휘도 향상 시트를 포함하되, 상기 휘도 향상 시트는 렌즈 지지부, 상기 렌즈 지지부 상에 배열되는 복수 개의 렌즈 유닛들 및 상기 렌즈 지지부 상에서 상기 렌즈 유닛들과 함께 배열되는 복수 개의 확산 입자들을 포함하며, 상기 확산 입자들은 상기 렌즈 유닛들의 사이 공간에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 액정 패널, 빛을 방출하는 광원 및 상기 액정 패널과 상기 광원 사이에 위치하는 휘도 향상 시트를 포함하되, 상기 휘도 향상 시트는 렌즈 지지부, 상기 렌즈 지지부 상에 배열되는 복수 개의 반구 형상의 렌즈 유닛들 및 상기 렌즈 지지부 상에서 상기 렌즈 유닛들과 함께 배열되는 복수 개의 확산 입자들을 포함하며, 상기 확산 입자들은 상기 렌즈 유닛보다 작은 크기를 가지며, 상기 렌즈 유닛들의 사이 공간에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 휘도 향상 시트의 제조 방법은 렌즈 지지부 상에 복수 개의 렌즈 유닛들을 형성하는 단계, 상기 복수 개의 렌즈 유닛들 사이 공간에 확산 입자 및 레진을 도포하는 단계, 및 상기 렌즈 유닛, 확산 입자 및 레진을 경화시키 는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 휘도 향상 시트 및 이를 포함하는 백라이트 장치는 렌즈 유닛과 확산 입자가 함께 배치되어 입사하는 빛의 집광 및 확산 기능을 모두 수행함으로써, 휘도 및 헤이즈 특성을 향상시킬 수 있고 백라이트 장치의 두께를 감소시킬 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 휘도 향상 시트와 이를 포함하는 백라이트 장치 및 그 제조 방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 에지-라이트 방식의 백라이트 장치를 사용하는 액정 표시 소자를 도시한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 액정 표시 소자(Liquid Crystal Display Device, 이하 "LCD 소자"라 함, 200)는 외부에서 인가되는 구동 신호와 데이터 신호에 따라 화상을 디스플레이하는 액정 패널(210) 및 액정 패널(210)을 조명하기 위해 액정 패널(210)의 후면에 배치된 백라이트 장치(220)를 포함한다.
본 발명을 이해하고 이를 실시함에 있어서, 액정 패널(210)의 정확한 구조적 특성은 중요하지 않으며, LCD 소자에 통상적으로 사용되는 어떠한 구조의 액정 패널에도 본 발명의 사상이 광범위하게 적용될 수 있다.
백라이트 장치(220)는 액정 패널(210)의 후면에 위치하며, 액정 패널(210)에 빛, 예를 들어 백색광을 제공한다.
백라이트 장치(220)는 광원, 예를 들어, 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp,이하 "CCFL"이라 함)의 설치 방법에 따라 램프가 액정패널의 아래에 위치하는 직하 방식과 램프가 도광판의 측면에 위치하는 에지-라이트 방식(edge-light method)이 있다.
도 2를 다시 참조하면, 백라이트 장치(220)는 에지-라이트 방식(edge-light method)으로 구동되며, 광원부(222), 도광판(224), 반사 시트(226) 및 광학 필름(optical film, 228)을 포함한다.
광원부(222)는 백라이트 장치(220)의 측면에 위치하며, 광원(222a) 및 광원 반사판(222b)을 포함한다.
광원(222a)은 복수의 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL)가 집합체를 이루어 형성된다. 상기 CCFL은 매우 밝은 백색광을 제공하는 램프이다.
한편, 광원(222a)은 상기 CCFL 외에, 발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED) 또는 외부전극형광램프(External Electrode Flourscent Lamp : EEFL)가 사용될 수 있다.
상기 LED는 적색, 녹색 및 청색으로 구성되거나 백색광의 단일색으로 구성될 수 있다. 상기 LED를 광원으로 사용하는 백라이트 장치(220)의 경우, 백라이트 장치(220)의 소형화 및 빛의 효율성을 향상시킬 수 있으면서 빛의 균일성을 유지할 수 있다.
상기 EEFL은 상기 CCFL에 비해 휘도가 뛰어나며, 전극이 외부에 있어 병렬로 작동하기에 유리하다. 특히, 상기 EEFL은 기존 광원에서 필요했던 인버터의 수를 줄일 수 있어 부품에 따른 원가절감 및 LCD 모듈의 무게를 줄일 수 있다.
광원 반사판(222b)은 광원(222a)을 실장하며, 광원(222a)에서 나온 빛이 도광판(224)의 측면으로 입사되도록 하여 광 효율을 향상시키기 위한 것이다. 이를 위해 광원 반사판(222b)은 반사성이 높은 물질로 구성되며, 그 표면에 은(Ag)을 코팅하기도 한다.
반사 시트(226)는 도광판(224)의 하부에 위치하여 광원(222a)으로부터 오는 빛을 도광판(224)의 전면으로 반사시키는 역할을 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 시트(226)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(226)는 PET와 같은 합성수지제의 시트에 광을 산란시키기 위한 기포를 분산시켜 제작될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 에지-라이트 방식의 백라이트 장치는 광원부(222)의 측면에 위치하는 도광판(224)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 도광판(224)은 측면으로 빛이 입사된 후 임계각 이하에서 연속적인 전반사가 일어나도록 설계된다. 광원(222a)은 백라이트 장치(220)의 측면에 위치하기 때문에, 광원(222a)에서 발생된 빛이 백라이트 장치(220) 전면에 걸쳐 균일하게 투과되지 않고 가장자리에 집중된다. 따라서, 빛을 전면으로 균일하게 투과시키기 위해 도광판(224)이 필요하다. 또한 도광판(224)은 빛을 액정 패널(210) 방향으로 진행시킨다.
도광판(224)은 일반적으로 폴리메틸메타아크릴레이트(Poly Methyl Meta Acrylate, 이하 "PMMA"라 함)와 같은 투명 아크릴 수지로 구성된다. 상기 PMMA는 강도가 높아 깨지거나 변형이 적으며, 가볍고, 가시광선 투과율이 높은 것이 특징이다.
광학 필름(228)은 휘도 향상 시트(228a)를 포함하며, 선택적으로 보호 시트(228b)를 더 포함할 수 있다.
도광판(224)으로부터 액정 패널(210) 쪽으로 출사되는 빛은 휘도 향상 시트(228a)를 통과하게 되는데, 휘도 향상 시트(228a)는 도광판(224)으로부터 입사된 빛을 집광시킬 뿐만 아니라 분산시켜 빛이 부분적으로 밀집되는 것을 방지하고 휘도를 균일하게 한다.
이에 따라, 휘도 향상 시트(228a)를 통과하는 빛은 대부분 액정 패널(210)의 평면에 대하여 수직으로 진행되어 균일한 휘도 분포를 갖는다. 휘도 향상 시트(228a)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.
보호 시트(228b)는 휘도 향상 시트(228a) 위에 위치하여 휘도 향상 시트(228a)의 흠집을 방지하고, 또한 휘도 향상 시트(228a)에 의해 좁아진 시야각을 넓혀주는 기능을 한다.
한편, 에지-라이트 방식의 본 실시예에서는 광학 필름(228)이 휘도 향상 시트(228a) 및 보호 시트(228b)로 이루어진 것으로 상술하였으나, 다른 실시예에서는 도광판(224)과 휘도 향상 시트(228a) 사이에 확산 시트(미도시)를 더 포함할 수도 있고, 본 발명에 따른 휘도 향상 시트(228a)는 확산 입자를 포함하고 있기 때문에, 또 다른 실시예에서는 확산 시트나 보호 시트(228b)가 없이 휘도 향상 시트(428a) 만으로 구성될 수도 있다.
광학 필름(228)이 확산 시트(미도시)를 더 포함하는 경우, 도광판(224)으로부터 액정 패널(210) 쪽으로 출사되는 빛은 상기 확산 시트를 통과하게 되는데, 상기 확산 시트는 도광판(224)으로부터 입사된 빛을 분산시켜 빛이 부분적으로 밀집되는 것을 방지하고 휘도를 균일하게 한다.
상기 확산 시트를 통과한 빛은 휘도가 급격히 떨어지게 되는데, 휘도 향상 시트(228a)가 빛의 휘도를 보상한다.
이하, 휘도 향상 시트(228a)의 구성에 대하여 상술한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 휘도 향상 시트의 제조 과정을 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 과정에 따라 제조된 휘도 향상 시트의 평면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 휘도 향상 시트(228a)는 렌즈 지지부(310), 하나 이상의 렌즈 유닛(320) 및 하나 이상의 확산 입자(330)를 포함한다.
렌즈 지지부(210)는 광학 필름으로서, 바람직하게는 투명하고 유연성이 있으며 가공성이 우수한 열가소성 폴리머 필름으로 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 렌즈 유닛(320)은 반구형의 형상을 가지고 렌즈 지지부(210) 상에서 양각되어 돌출되어 있으며, 이러한 렌즈 유닛(320) 복수 개가 도 3에 도시된 바와 같이 서로 외접하면서 행과 열을 이루어 플라이-아이-렌즈(fly-eye-lens)를 형성한다.
플라이-아이-렌즈는 광의 빔 모양(beam shape)을 조정하기 위하여 주로 사용 되는 것으로서, 평행광 품질(quality)을 상승시킬 수 있기 때문에 프로젝트용 부품으로 사용될 경우 화면의 밝기를 균일하게 하는 기능을 가지게 된다. 최근에는 프로젝션 TV와 백라이트 유닛에서 기존의 프리즘 시트를 대체하기 위한 수단으로서 그 수요가 점차 증가하고 있다.
도 3 및 도 4에서는, 렌즈 유닛(320)이 반구형의 형상을 가지고 복수 개의 렌즈 유닛(320)들이 플라이-아이-렌즈를 형성하는 것으로 도시되어 있으나, 렌즈 유닛(320)의 형상은 이에 제한되지 않으며, 반구형, 타원 반구형 또는 기타 다각형의 형상을 가질 수 있고, 이들이 배열되는 패턴 역시 도 3에 도시된 패턴으로 제한되지는 않는다.
도 4에 도시된 바와 같이, 반구형의 렌즈 유닛(320)들이 서로 외접하며 배열되는 패턴에 있어서는 렌즈 유닛(320)들 사이에 공간이 필연적으로 발생하게 된다. 이러한 공간(dead space)에는 렌즈 유닛(320)이 형성되지 않아, 휘도 향상 시트(228a)로 입사한 빛이 렌즈 지지부(310) 만을 통과하게 되므로 빛의 집광 효율이 저하되는 문제가 발생한다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 렌즈 유닛(320)들이 사각형의 패턴을 이루는 플라이-아이-렌즈에 있어서, 상기 공간은 전체 면적의 약 30%를 차지하게 된다.
확산 입자(330)는 렌즈 지지부(310) 상에서 렌즈 유닛(320)과 함께 배열되어 휘도 향상 시트(228a)로 입사하는 빛을 확산시키는 역할을 한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 확산 입자(330)는 렌즈 유닛(320) 보다 작은 크기를 가지고, 렌즈 유닛(320)들이 형성하는 플라이-아이-렌즈의 상기 공간에 배열된다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 확산 입자(330)는 경도 및 광투과율이 우수한 PMMA, 또는 연질의 실리콘을 포함하는 비드(bead)로 구성된다.
상기와 같이, 렌즈 지지부(310) 상에 렌즈 유닛(320)과 크기가 다른 확산 입자(330)를 함께 배열함으로써, 휘도 향상 시트(228a)의 유효 면적이 넓어져 손실되는 빛의 양이 줄어들고 한 장의 시트로서 빛의 집광 및 확산을 동시에 수행할 수 있게 된다.
이하에서는, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 휘도 향상 시트의 제조 방법에 대해 상술한다.
도 3을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 휘도 향상 시트의 제조 방법은 렌즈 지지부(310) 상에 복수 개의 렌즈 유닛(320)들을 형성하는 단계로부터 시작된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 단계는 렌즈 지지부(310) 상에 플라이-아이-렌즈를 부착하는 단계일 수도 있고, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 렌즈 지지부(310) 상에 광경화성 수지를 도포하여 직접 렌즈 유닛(320)의 패턴을 형성할 수도 있다.
렌즈 지지부(310) 상에 렌즈 유닛(320)의 패턴이 형성되고 나면, 이어서 렌즈 유닛(320)들의 사이 공간에 확산 입자(330) 및 레진(미도시)이 도포된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 확산 입자(330)는 상기한 바와 같이 렌즈 유닛(320)보다 작은 크기를 가지며 경도 및 광투과율이 우수한 PMMA, 또는 연질의 실리콘을 포함하는 비드(bead)이고, 레진(미도시)은 자외선(UV) 경화 수지 인 것을 특징으로 한다.
이어서, 상기 확산 입자(330)를 포함하는 레진이 도포된 렌즈 지지부(310)가 자외선(UV) 등의 광에 노출됨으로써 상기 렌즈 유닛(320), 확산 입자(330) 및 레진이 결합된 형태로 경화되는 단계를 거쳐 휘도 향상 시트(228a)가 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 3에 도시하지는 않았으나 상기 단계 이후에 휘도 향상 시트(228a) 상에 보호 시트(228b)를 부착하는 단계가 더 포함될 수도 있다.
지금까지는, 에지-라이트 방식의 백라이트 장치(220)에 적용되는 본 발명의 실시예를 상술하였으나, 그 외에 본 발명이 직하 방식의 백라이트 장치에도 적용될 수 있음은 물론이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직하 방식의 백라이트 장치를 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 백라이트 장치(420)는 직하 방식(direct light method)으로 구동되며, 광원(422), 확산판(424), 반사 시트(426) 및 광학필름(Optical film, 428)을 포함한다.
광원(422)은 복수의 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL)가 집합체를 이루어 형성된다. 상기 CCFL은 매우 밝은 백색광을 제공하는 램프이다.
한편, 광원(422)은 상기 CCFL 외에, 발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED) 또는 외부전극형광램프(External Electrode Flourscent Lamp : EEFL)가 사용 될 수 있다.
상기 LED는 적색, 녹색 및 청색으로 구성되거나 백색광의 단일색으로 구성될 수 있다. 상기 LED를 광원으로 사용하는 백라이트 장치(420)의 경우, 백라이트 장치(420)의 소형화 및 빛의 효율성을 향상시킬 수 있으면서 빛의 균일성을 유지할 수 있다.
상기 EEFL은 상기 CCFL에 비해 휘도가 뛰어나며, 전극이 외부에 있어 병렬로 작동하기에 유리하다. 특히, 상기 EEFL은 기존 광원에서 필요했던 인버터의 수를 줄일 수 있어 부품에 따른 원가절감 및 LCD 모듈의 무게를 줄일 수 있다.
반사 시트(426)는 광원(422)의 하부에 위치하여 광원(422)으로부터 오는 빛을 확산판(424)의 전면으로 반사시키는 역할을 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 시트(426)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(426)는 PET와 같은 합성수지제의 시트에 광을 산란시키기 위한 기포를 분산시켜 제작될 수 있다.
한편, 반사 시트(426) 대신 광원(422)의 하부에 광원 반사판(미도시)을 위치시켜 광원(422)을 실장하고, 광원(422)에서 나온 빛을 휘도 향상 시트(428a)로 입사시켜 광 효율을 향상시키도록 구성할 수도 있다. 상기 광원 반사판은 반사성이 높은 물질로 구성되며, 그 표면에 은(Ag)을 코팅하기도 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 직하 방식의 백라이트 장치는 광원(422)의 상부에 위치하는 확산판(424)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 확산판(424)은 광원(422)에서 입사하는 빛을 통과시킨다. 확산판(424)은 투명 아크릴 플레이트가 사용될 수 있으며, 상기 투명 아크릴 플레이트로는 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)를 사용하는 것이 바람직하다.
직하 방식의 백라이트 장치(420)는 에지-라이트 방식과 달리, 복수의 광원(422)이 액정 패널(210)의 하부에 위치하므로 광원(422)에서 발생된 휘선이 액정 패널(210)의 상부에서 일정한 패턴으로 나타나게 된다. 확산판(424)은 패턴이 형성되어 있어, 광원(422)에서 발생된 휘선을 제거하면서 빛을 통과시키는 역할을 한다. 본 발명에 따른 백라이트 장치(420)가 패턴이 형성되어 있지 않은 확산판을 사용할 수 있음은 물론이다.
광학 필름(428)은 휘도 향상 시트(428a)를 포함하며, 선택적으로 보호 시트(428b)를 더 포함할 수 있다.
확산판(424)으로부터 액정 패널(210) 쪽으로 출사되는 빛은 휘도 향상 시트(428a)를 통과하게 되는데, 휘도 향상 시트(428a)는 확산판(424)으로부터 입사된 빛을 집광시킬 뿐만 아니라 분산시켜 빛이 부분적으로 밀집되는 것을 방지하고 휘도를 균일하게 한다.
이에 따라, 휘도 향상 시트(428a)를 통과하는 빛은 대부분 액정 패널(210)의 평면에 대하여 수직으로 진행되어 균일한 휘도 분포를 갖는다. 휘도 향상 시트(428a)의 상세한 구성은 상술한 바와 동일하므로 이하 설명을 생략한다.
휘도 향상 시트(428a)는 빛을 분산시키는 확산 입자를 포함하므로 헤이 즈(haze) 특성이 개선되어, 패턴이 형성되어 있지 않은 확산판(424)이 사용되는 경우라도 빛이 부분적으로 밀집되는 것을 방지하고 휘도를 균일하게 한다.
보호 시트(428b)는 휘도 향상 시트(428a) 위에 위치하여 휘도 향상 시트(428a)의 흠집을 방지하고, 또한 휘도 향상 시트(428a)에 의해 좁아진 시야각을 넓혀주는 기능을 한다.
한편, 직하 방식의 본 실시예에서는 광학 필름(428)이 휘도 향상 시트(428a) 및 보호 시트(428b)로 이루어진 것으로 상술하였으나, 다른 실시예에서는 확산판(424)과 휘도 향상 시트(428a) 사이에 확산 시트(미도시)를 더 포함할 수도 있고, 본 발명에 따른 휘도 향상 시트(428a)는 확산 입자를 포함하고 있기 때문에, 또 다른 실시예에서는 확산 시트나 보호 시트(428b)가 없이 휘도 향상 시트(428a)만으로 구성될 수도 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 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 휘도 향상 시트 및 그 제조 방법에 의하면, 빛을 집광하는 렌즈 유닛과 확산하는 확산 입자가 하나의 시트에 함께 배치됨으로써, 하나의 시트만으로도 입사하는 빛의 집광 및 확산 기능을 모두 수행하여 휘도 및 시야각을 향 상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 백라이트 장치는 빛의 집광 및 확산 기능을 모두 갖춘 휘도 향상 시트로 광학 필름을 구성함으로써 백라이트 장치의 두께 및 제조 비용이 감소될 수 있다.
또한, 한 장의 휘도 향상 시트만으로도 빛이 분산되어 헤이즈(haze) 특성이 향상되므로, 시트의 결함(sheet defect)이 은폐되고 직하 방식에서의 광원 편중 현상이 개선될 수 있다.

Claims (16)

  1. 렌즈 지지부;
    상기 렌즈 지지부 상에 배열되는 복수 개의 렌즈 유닛들; 및
    상기 렌즈 지지부 상에서 상기 렌즈 유닛들과 함께 배열되는 복수 개의 확산 입자들을 포함하며,
    상기 확산 입자들은 상기 렌즈 유닛들의 사이 공간에 배치되는 것을 특징으로 하는 휘도 향상 시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈 유닛들은 동일한 형상을 가지고 서로 외접하면서 플라이-아이-렌즈(fly-eye-lens)를 형성하는 것을 특징으로 하는 휘도 향상 시트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈 유닛들은 반구 형상인 것을 특징으로 하는 휘도 향상 시트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 확산 입자들은 상기 렌즈 유닛보다 작은 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 휘도 향상 시트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 확산 입자는 PMMA(Poly Methyl Meta Acrylate) 또는 실리콘을 포함하는 비드(bead)인 것을 특징으로 하는 휘도 향상 시트.
  6. 빛을 방출하는 광원; 및
    상기 광원에 인접하여 위치하는 휘도 향상 시트를 포함하되, 상기 휘도 향상 시트는,
    렌즈 지지부;
    상기 렌즈 지지부 상에 배열되는 복수 개의 렌즈 유닛들; 및
    상기 렌즈 지지부 상에서 상기 렌즈 유닛들과 함께 배열되는 복수 개의 확산 입자들을 포함하며,
    상기 확산 입자들은 상기 렌즈 유닛들의 사이 공간에 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 백라이트 장치는 상기 광원의 측면에 위치하여 제공된 빛을 상방으로 출사시키는 도광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 백라이트 장치는 상기 광원의 상부에 위치하여 제공된 빛을 통과시키는 확산판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 렌즈 유닛들은 동일한 형상을 가지고 서로 외접하면서 플라이-아이-렌 즈(fly-eye-lens)를 형성하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 확산 입자들은 상기 렌즈 유닛보다 작은 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 확산 입자는 PMMA(Poly Methyl Meta Acrylate) 또는 실리콘을 포함하는 비드(bead)인 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  12. 액정 패널;
    빛을 방출하는 광원; 및
    상기 액정 패널과 상기 광원 사이에 위치하는 휘도 향상 시트를 포함하되, 상기 휘도 향상 시트는
    렌즈 지지부;
    상기 렌즈 지지부 상에 배열되는 복수 개의 반구 형상의 렌즈 유닛들; 및
    상기 렌즈 지지부 상에서 상기 렌즈 유닛들과 함께 배열되는 복수 개의 확산 입자들을 포함하며,
    상기 확산 입자들은 상기 렌즈 유닛보다 작은 크기를 가지며, 상기 렌즈 유닛들의 사이 공간에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  13. (a) 렌즈 지지부 상에 복수 개의 렌즈 유닛들을 형성하는 단계;
    (b) 상기 복수 개의 렌즈 유닛들 사이 공간에 확산 입자 및 레진을 도포하는 단계; 및
    (c) 상기 확산 입자 및 레진을 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘도 향상 시트의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 렌즈 유닛들은 동일한 형상을 가지고 서로 외접하면서 플라이-아이-렌즈(fly-eye-lens)를 형성하고, 상기 확산 입자들은 상기 렌즈 유닛보다 작은 크기를 가지며 상기 렌즈 유닛들의 사이 공간에 배치되는 것을 특징으로 하는 휘도 향상 시트의 제조 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 확산 입자는 PMMA(Poly Methyl Meta Acrylate) 또는 실리콘을 포함하는 비드(bead)이고, 상기 레진은 자외선(UV) 경화 수지인 것을 특징으로 하는 휘도 향상 시트의 제조 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 단계 (c)를 거친 휘도 향상 시트 상에 보호 시트를 부착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휘도 향상 시트의 제조 방법.
KR1020070024103A 2007-03-12 2007-03-12 휘도 향상 시트, 이를 포함하는 백라이트 장치, 액정 표시장치 및 그 제조 방법 KR100877411B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070024103A KR100877411B1 (ko) 2007-03-12 2007-03-12 휘도 향상 시트, 이를 포함하는 백라이트 장치, 액정 표시장치 및 그 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070024103A KR100877411B1 (ko) 2007-03-12 2007-03-12 휘도 향상 시트, 이를 포함하는 백라이트 장치, 액정 표시장치 및 그 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080083481A KR20080083481A (ko) 2008-09-18
KR100877411B1 true KR100877411B1 (ko) 2009-01-09

Family

ID=40024144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070024103A KR100877411B1 (ko) 2007-03-12 2007-03-12 휘도 향상 시트, 이를 포함하는 백라이트 장치, 액정 표시장치 및 그 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100877411B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102540290A (zh) * 2012-02-03 2012-07-04 上海凯鑫森产业投资控股有限公司 扩散片及液晶显示装置
CN103823264A (zh) * 2014-03-10 2014-05-28 宁波东旭成新材料科技有限公司 高聚光抗刮型增亮膜

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63163445A (ja) 1986-12-26 1988-07-06 Dainippon Printing Co Ltd 透過型スクリ−ン用レンチキユラ−レンズシ−ト
KR20050060020A (ko) * 2003-12-15 2005-06-21 세이코 엡슨 가부시키가이샤 직진광 제어부를 구비한 렌즈 기판을 제조하는 방법,직진광 제어부를 구비한 렌즈 기판, 투과형 스크린 및리어형 프로젝터
KR20060057872A (ko) * 2004-11-24 2006-05-29 삼성전자주식회사 광학 부재, 이를 가지는 백라이트 어셈블리 및 이를가지는 표시 장치
JP2006261238A (ja) 2005-03-15 2006-09-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体撮像装置及びその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63163445A (ja) 1986-12-26 1988-07-06 Dainippon Printing Co Ltd 透過型スクリ−ン用レンチキユラ−レンズシ−ト
KR20050060020A (ko) * 2003-12-15 2005-06-21 세이코 엡슨 가부시키가이샤 직진광 제어부를 구비한 렌즈 기판을 제조하는 방법,직진광 제어부를 구비한 렌즈 기판, 투과형 스크린 및리어형 프로젝터
KR20060057872A (ko) * 2004-11-24 2006-05-29 삼성전자주식회사 광학 부재, 이를 가지는 백라이트 어셈블리 및 이를가지는 표시 장치
JP2006261238A (ja) 2005-03-15 2006-09-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体撮像装置及びその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102540290A (zh) * 2012-02-03 2012-07-04 上海凯鑫森产业投资控股有限公司 扩散片及液晶显示装置
CN103823264A (zh) * 2014-03-10 2014-05-28 宁波东旭成新材料科技有限公司 高聚光抗刮型增亮膜

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080083481A (ko) 2008-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7380970B2 (en) Prism sheet employed in a backlight unit
KR100721009B1 (ko) 복수의 확산시트를 포함하는 백라이트 장치 및 이를 포함하는 액정 표시 소자
KR100790497B1 (ko) 직하형 백라이트 장치
KR100634681B1 (ko) 편광판, 백라이트 장치 및 이에 사용되는 편광판의제조방법
KR20080095754A (ko) 백라이트 모듈
KR20070091519A (ko) 직하광식 및 감입광식 백라이트 모듈용 광산란 필름
US8052319B2 (en) Diffusion plate and display apparatus having the same
KR100838681B1 (ko) 광학 시트, 이를 이용한 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치
KR100793091B1 (ko) 휘도 향상 시트 및 이를 포함하는 백라이트 장치
KR100383033B1 (ko) 표시 장치용 백라이트 장치
KR101099008B1 (ko) 백라이트 용 하이브리드 광학시트
KR100877411B1 (ko) 휘도 향상 시트, 이를 포함하는 백라이트 장치, 액정 표시장치 및 그 제조 방법
JP2007057871A (ja) 光学シートおよびディスプレイ用バックライト・ユニット
CN1570722A (zh) 直下式背光模块
KR20060127609A (ko) 백라이트 장치에 사용되는 프리즘시트
US20090096955A1 (en) Liquid Crystal Display Appliance and Lighting System
KR101931192B1 (ko) 백라이트 어셈블리와 이를 갖는 액정 표시 장치 및 백라이트 어셈블리의 제조 방법
KR101104259B1 (ko) 백라이트 장치에 사용되는 프리즘시트
KR20070029392A (ko) 오목부와 볼록부를 구비한 프리즘 시트 및 이를 포함하는백라이트 유닛
KR20080022717A (ko) 백라이트 유닛
KR100837305B1 (ko) 광학 시트, 이를 이용한 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치
KR20060127610A (ko) 백라이트 장치에 사용되는 프리즘시트
KR100983280B1 (ko) 백라이트 유닛
KR20090039555A (ko) 확산 기능을 가지는 프리즘시트 및 이를 제조하는 방법
KR20080037966A (ko) 백라이트 유닛

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121128

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131122

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141124

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151124

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161124

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171124

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee