KR101040931B1 - Ｌｃｄ ｔｖ용 슬림형 복합플레이트, 그의 제조방법 및 그를 구비한 백라이트 유닛 - Google Patents

Ｌｃｄ ｔｖ용 슬림형 복합플레이트, 그의 제조방법 및 그를 구비한 백라이트 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은 패턴확산판 하부에 복굴절성 해도사로 이루어진 편광층이 일체화된 LCD TV용 슬림형 복합플레이트, 그의 제조방법 및 그를 구비한 백라이트 유닛에 관한 것이다.
본 발명은 LCD TV용 슬림형 복합플레이트는 종래의 패턴확산판 하부에 복굴절성 해도사로 이루어진 편광층을 일체화시켜, 광원으로부터 방출되는 빛이 복굴절성 해도사로 이루어진 편광층에 먼저 도달하도록 하고, 상기 복굴절성 해도사의 편광효과에 의해 램프의 휘선은폐 효율을 증가시키고, 이후 패턴확산판을 통과하도록 설계함으로써, 램프에서 확산판 간에 광학거리를 단축시켜 초슬림화를 달성할 수 있다. 나아가, 종래 백라이트 유닛에서 패턴확산판 대신에 본 발명의 LCD TV용 슬림형 복합플레이트로 대체 구비함으로써, 초슬림화를 달성할 수 있는 LCD TV용 백라이트 유닛 및 액정표시장치를 제공할 수 있다.
복굴절성 해도사, 확산판, 일체, 복합플레이트, 슬림화, 신뢰성

Description

ＬＣＤ ＴＶ용 슬림형 복합플레이트, 그의 제조방법 및 그를 구비한 백라이트 유닛{SLIM MULTIFUNCTIONAL PLATE FOR LCD TV, METHOD OF MANUFACTURING THEREOF AND BACK LIGHT UNIT EQUIPPED WITH THEM}
본 발명은 LCD TV용 슬림형 복합플레이트, 그의 제조방법 및 그를 구비한 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 패턴확산판 하부에 복굴절성 해도사로 이루어진 편광층을 일체화시켜, 광원으로부터 방출되는 빛이 복굴절성 해도사로 이루어진 편광층에 먼저 도달하도록 하고, 상기 복굴절성 해도사의 편광효과에 의해 램프의 휘선은폐 효율을 증가시키고, 이후 패턴확산판을 통과하도록 설계함으로써, 램프에서 확산판 간에 광학거리를 단축시켜 초슬림화를 달성할 수 있는 슬림형 복합플레이트, 그의 제조방법 및 그를 구비한 백라이트 유닛에 관한 것이다.
액정표시장치(이하,“LCD”라 함)는 초박형으로 제작이 가능한 저소비전력, 저발열 및 고선명의 화상출력 장치로서, 최근 산업 각 분야의 화상표시장치로 각광 받고 있으며, 특히 LCD-TV 시장은 2004년 7%에서 2007년 22%로 그 비중이 지속적으로 성장하고 있다. 이러한 LCD는 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.
특히, 높은 휘도를 요구하는 TV의 경우 배면에 많은 수의 램프를 수납하는 형식의 배면 라이트 방식의 BLU가 사용된다.
일반적으로 LCD TV용 BLU 내부구조를 살펴보면, 반사시트; 램프; 확산판; 확산시트; 프리즘 시트; 보호시트; 및 액정 패널;로 이루어지며, 상기 반사시트가 램프에서의 빛을 위로 반사시켜 가능한 한 많은 빛을 확산판에 도달하게 하고, 확산판은 내부의 확산제의 확산효과로 램프휘선을 은폐하며 휘도균일성을 기능을 수행한다. 또한, 상기 확산판 위에 위치한 확산시트는 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 기술한 바와 같이, 일반적인 BLU의 광학부품의 조합은 확산판 상에 확산시트, 프리즘 시트, 보호시트로 이루어져 있으며, 고휘도를 구현하기 위해서는 많은 입사광량이 제공되어야 한다는 전제 하에, 확산시트 2장을 적층시키는 방법, 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 다층의 광학 시트를 사용하여 BLU의 단가를 올리게 되고, 여러 장의 광학 필름을 조립하는 과정으로 인한 공정비용 상승뿐만 아니라, 조립성 및 신뢰성에 대한 문제점이 지적되고 있다.
더욱이, 현재 LCD TV 시장은 대형화 및 초슬림화가 본격적으로 진행되고 있어, 종래의 광학시트의 수를 줄이면서 기능을 일체화시킨 복합시트 제작이 활발히 진행되고 있다.
특히, CCFL TV는 직하형으로 램프가 직하부에 있기 때문에 휘도 균일성을 맞추기 위해서는 램프에서 확산판 간에 일정한 거리(광학거리, d)가 유지되어야만 하기 때문에, 이러한 요구를 만족하기 위해서는 종래 확산제 타입이 아닌 렌즈형상으로 이루어진 패턴 확산판이 많이 사용되고 있다.
이는 종래 확산제 타입의 확산판은 광학거리가 짧을 경우, 램프의 휘선을 은폐하기 어렵기 때문이며, 반면에 패턴확산판을 사용하게 되면, 렌즈 광학설계를 통하여 슬림화 대응이 가능하다.
그러나, 최근 요구되는 초슬림화 추세를 충족하기 위해서는, 패턴확산판만으로는 만족할만한 효과를 기대할 수 없다.
이에, 본 발명자들은 LCD TV 시장의 대형화 및 초슬림화에 충족할 수 있는 광학부품을 얻고자 노력한 결과, 종래 패턴확산판 하부에, 복굴절성 해도사로 이루어진 편광층을 일체화시켜, 광원으로부터 방출되는 무편광된 빛이 복굴절성 해도사로 이루어진 편광층에 먼저 도달하도록 하고, 상기 복굴절성 해도사의 편광효과에 의해 램프의 휘선은폐 효율을 증가시키고, 이후 패턴확산판을 통과하도록 설계함으로써, 램프에서 확산판 간에 광학거리를 단축시켜 초슬림화를 가능하도록 한다.
본 발명의 목적은 패턴확산판 하부에, 복굴절성 해도사로 이루어진 편광층을 일체화시킨, LCD TV용 슬림형 복합플레이트 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 확산판 일체형 고휘도 복합플레이트를 LCD TV용 백라이트 유닛에 구비하여, 램프에서 확산판 간에 광학거리를 단축시켜 초슬림화를 달성할 수 있는 백라이트 유닛 및 액정표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 패턴확산판 하부에 복굴절성 해도사로 이루어진 편광층이 일체화된 LCD TV용 슬림형 복합플레이트를 제공한다.
본 발명의 LCD TV용 슬림형 복합플레이트는 상기 복굴절성 해도사로 이루어진 편광층에 있어서 해성분과 도성분간의 굴절율이 하기 식을 만족함으로써, 램프 휘선은폐 효율을 증가하여 슬림화를 달성할 수 있다.
┃n'x - nx┃> 0.1 (1)
┃n'y - ny┃< 0.05 (2)
┃n'z - nz┃< 0.05 (3)
(상기에서, n'x는 도성분의 연신방향(x축 방향)의 굴절율이고, n'y 및 n'z는 상기 연신방향과 수직인 방향인 y방향 및 z방향의 굴절율이고, nx, ny 및 nz는 해성분의 x축 방향, y방향 및 z방향의 굴절율이다.)
이때, 편광층 내 투명기재는 해도사의 해성분 또는 도성분 중 어느 하나와 동일한 굴절률을 가진다.
본 발명의 복합플레이트의 두께는 1 내지 5mm이다.
본 발명의 패턴확산판 상, 렌티큘러 렌즈는 반타원의 단면을 가지는 실린더형이며, 렌티큘러 렌즈 당, 단위 피치 길이가 50 내지 300㎛이다.
또한, 본 발명의 패턴확산판 상, 렌티큘러 렌즈는 타원단면의 단축반경을 a라 하고, 장축반경을 b라 정의할 때, 장축/단축(b/a)의 비가 1.0 내지 3.0을 충족한다.
본 발명의 LCD TV용 슬림형 복합플레이트에서, 상기 복굴절성 해도사로 이루어진 편광층의 두께는 10 내지 1000㎛이다.
본 발명의 복굴절성 해도사에서 해성분 또는 도성분 중 어느 하나는 등방성이고, 다른 하나는 이방성이다.
상기 본 발명의 복굴절성 해도사에서 해성분 또는 도성분은 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 코폴리에틸렌나프탈레이트(co-PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리카보네이트(PC) 얼로이, 폴리스타이렌(PS), 내열폴리스타이렌(PS), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(ABS), 폴리우레탄(PU), 폴리이미드(PI), 폴리비닐클로라이드(PVC), 스타이렌아크릴로니트릴혼합(SAN), 에틸렌초산비닐(EVA), 폴리아미드(PA), 폴리아세탈(POM), 페놀, 에폭시(EP), 요소(UF), 멜라민(MF), 불포화폴리에스테르(UP), 실리콘(SI), 엘라스토머 및 사이크로올레핀폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 재질로 이루어진다.
본 발명은 압출기를 통해 용융된 기재수지 하부에 복굴절성 해도사로 이루어진 섬유를 합지하면서, 렌즈 패턴 롤을 경유하여 기재수지 상부에 패턴을 형성하는 상기 LCD TV용 슬림형 복합플레이트의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 투명수지로 이루어진 기재시트 양면에, 자외선경화형 수지로 이루어진 접착제를 도포하고, 상기 기재시트 상부에 렌즈 패턴형상의 금형을 올리고, 상기 기재시트 하부에 복굴절성 해도사로 이루어진 편광층을 위치시킨 후, 자외선 경화로 접합하는 상기 LCD TV용 슬림형 복합플레이트의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 제1실시형태 또는 제2실시형태의 제조방법으로부터 제조된 LCD TV용 슬림형 복합플레이트의 두께는 1∼5mm이며, 복굴절성 해도사로 이루어진 편광층의 두께는 10∼1000㎛이다.
본 발명의 복굴절성 해도사로 이루어진 편광층은 상기 복굴절성 해도사 단독으로 이루어진 섬유 또는 복굴절성 해도사가 일부 분산되어 제직된 섬유 형태로 제공될 수 있다.
나아가, 본 발명은 종래 패턴확산판 하부에, 복굴절성 해도사로 이루어진 편광층이 일체화된 복합플레이트를 구비한 LCD TV용 백라이트 유닛을 제공한다.
본 발명은 종래 LCD TV용 백라이트 유닛에서 사용되는 패턴확산판보다, 램프 휘선의 은폐효율이 향상되어 휘도균일성을 구현함으로써, 램프에서 확산판 간에 광학거리를 단축시켜 초슬림화를 달성할 수 있는 복합플레이트를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 LCD TV용 슬림형 복합플레이트를 종래 패턴확산판을 대체하여 LCD TV용 백라이트 유닛에 구비함으로써, 램프에서 확산판 간에 광학거리를 단축시켜 초슬림화를 달성할 수 있는 백라이트 유닛 및 나아가, 그를 구비한 액정표시장치를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은 패턴확산판 하부에 복굴절성 해도사로 이루어진 편광층이 일체화된 LCD TV용 슬림형 복합플레이트를 제공한다.
본 발명의 복합플레이트(1)는 도 1에서 도시한 바와 같이, 투명기재(10) 상에 렌티큘러 렌즈 형상(20)을 가진 패턴확산판 하부에 복굴절성 해도사(30)로 이루어진 편광층(40)이 일체화된 구조이다.
본 발명의 LCD TV용 슬림형 복합플레이트(1)는 종래 패턴확산판 하부에 복굴절성 해도사(30)로 이루어진 편광층(40)을 배치함으로써, 광원으로부터 방출되는 무편광된 빛이 복굴절성 해도사(30)로 이루어진 편광층(40)에 먼저 도달하도록 하고, 상기 복굴절성 해도사의 편광효과에 의해 램프의 휘선은폐 효율을 증가시키고, 이후 패턴확산판을 통과하도록 설계한다.
도 2는 본 발명의 LCD TV용 슬림형 복합플레이트의 슬림원리를 도시한 것으로서, 편광층(40)의 도성분의 연신방향(x축 방향)에 대한 굴절율이 n'x이고, 상기 연신방향과 수직인 방향인 y방향 및 z방향의 굴절율이 각각 n'y 및 n'z이고, 해성분의 x축 방향, y방향 및 z방향의 굴절율이 각각 nx, ny 및 nz일 때, 도성분의 x축 방향 굴절율과 해성분의 x축 방향 굴절율간의 차이가 크고, 상기 연신방향과 수직인 방향인 도성분의 y방향 및 z방향의 굴절율 n'y 및 n'z이 해성분의 y방향 및 z방향의 굴절율과 동일하면(n'y = ny 및 n'z = nz), 편광층 내 해성분과 도성분간의 복굴절성 계면에 의한 편광효과를 이용하여 휘선은폐 효율이 상승된다. 이때, 편광층 내 투명기재는 해도사의 해성분 또는 도성분 중 어느 하나와 동일한 굴절율을 가진다.
즉, 광원으로부터 방출되는 무편광된 빛은 연신방향과 수직인 편광(P편광) 부분만 복합플레이트(1)를 통과하여 패널에 도달하게 되고, 나머지 연신방향의 편광(S편광)은 아래로 반사되는데, 복굴절 편광층을 그대로 통과하는 광량(P편광)이 광원 광량의 절반이므로, 램프 상부까지 도달하는 휘선 역시 종래의 패턴확산판보다 절반으로 떨어진다.
따라서, 패턴확산판 하부에 설계된 렌티큘러 렌즈를 통하여, 램프 휘선이 은폐되는 단계를 거침으로써, 종래의 패턴확산판보다 램프 휘선은폐 효율이 증가된다. 이때, 나머지 절반의 광량(S편광)은 섬유의 원형단면에 반사되면서 확산효과를 보강하므로 자연적으로 휘선은폐 효율이 증가된다.
이에, 본 발명의 복합플레이트는 상기 구조로부터, 램프 휘선은폐 효율이 향상되어 휘도균일성을 구현하여 램프에서 확산판 간에 광학거리를 단축시킬 수 있으며, 본 발명의 복합플레이트의 두께는 1 내지 5mm 이내로 제작되어 슬림화를 달성할 수 있다.
본 발명의 LCD TV용 슬림형 복합플레이트 상, 패턴확산판의 렌티큘러 렌즈는 반타원의 단면을 가지는 실린더형이며, 삼각형의 단면을 가지는 실린더형도 가능하다.
도 3은 본 발명의 패턴확산판의 단위 렌티큘러 렌즈 형상 및 구성을 정의한 것으로서, 상기 렌티큘러 렌즈 당, 단위 피치 길이는 50 내지 300㎛이다. 이때, 50㎛ 미만이면, 패턴형상이 지나치게 좁아, 제작이 곤란하고, 300㎛를 초과하면, 패턴형상이 줄무늬처럼 시인되어 외관불량현상이 발생한다.
도 3에서 정의한 바와 같이, 렌티큘러 렌즈 당, 타원단면의 단축반경을 a라 하고, 장축반경을 b라 정의할 때, 장축/단축(b/a)의 비가 1.0 내지 3.0을 충족한다. 장축/단축(b/a)의 비율이 상기 범위를 벗어나면, 복굴절 편광층을 통과하는 광에 대한 휘선은폐 효율이 떨어지는 문제가 발생한다.
또한, 도 3에서 렌티큘러 렌즈의 높이 h를 정의함에 있어서, 렌즈 하단부 양 끝점에서의 접선각도 α는 30∼80도 사이를 충족해야 한다. 이때, α가 30도보다 작으면, 휘선은폐 효율이 떨어지고, 80도보다 크면, 렌즈패턴의 제작이 어려워지는 문제가 있다. 렌티큘러 렌즈의 단면형상이 삼각형일 경우에는 휘선은폐 효과를 위해서 꼭지점 각도 θ가 90∼120도를 충족해야 한다.
본 발명의 LCD TV용 슬림형 복합플레이트 상, 복굴절성 해도사(30)로 이루어진 편광층(40)을 설명하면, 본 발명의 복굴절성 해도사(30)의 굵기는 0.3∼50 데니어이며, 상기 복굴절성 해도사(30)로 이루어진 편광층(40)의 두께는 10 내지 1000㎛가 바람직하며, 상기 두께가 10㎛ 미만이면, 램프 휘선의 은폐효율이 미흡하고, 편광층의 두께가 1000㎛를 초과하면, 제조원가가 상승하기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명에서 사용되는 해도사(30)는 광학적으로 복굴절성을 가지며 광투과성이 우수한 소재를 사용하며, 해성분 및 도성분이 동일한 재질을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 해도사(30)에서 해성분 또는 도성분 중 어느 하나는 등방성이고, 다른 하나가 이방성이여야 한다. 바람직하게는 해도사의 해성분이 등방성이고, 도성분이 이방성을 가지는 것이다.
이때, 본 발명은 해도사 수십가닥을 꼬아 복합섬유를 제조하여 사용할 수 있으며, 상기 해성분 및 도성분의 바람직한 재질로는, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 코폴리에틸렌나프탈레이트(co-PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리카보네이트(PC) 얼로이, 폴리스타이렌(PS), 내열폴리스타이렌(PS), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(ABS), 폴리우레탄(PU), 폴리이미드(PI), 폴리비닐클로라이드(PVC), 스타이렌아크릴로니트릴혼합(SAN), 에틸렌초산비닐(EVA), 폴리아미드(PA), 폴리아세탈(POM), 페놀, 에폭시(EP), 요소(UF), 멜라민(MF), 불포화폴리에스테르(UP), 실리콘(SI), 엘라스토머 및 사이크로올레핀폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 재질로 이루어진 것이다.
본 발명의 복굴절성 해도사(30)는 해성분과 도성분의 동일한 재질을 사용하나, 광학적 성질이 다른 수지간의 조합하여 사용한다. 일례로, 해도사의 해성분은 등방성 co-PEN을 사용하고, 도성분은 복굴절성을 가지는 PEN을 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 복굴절성 해도사(30)의 횡단면의 형상은 원형 및 타원형, 다각형 등에 특별히 제한되지 않으며, 다양한 형상의 이형단면을 가질 수 있다. 또한, 상기 해도사 중 도성분의 횡단면 역시 형상 형태에 제한되지 않고 원형 및 타원형, 다각형 등의 이형단면을 가지는 것도 가능하며, 도성분의 형상, 크기, 갯수 및 배치는 목적에 따라 효율적으로 조절하여 사용할 수 있다. 다만, 본 발명의 복굴절성 해도사(30)는 횡단면을 기준으로 상기 해성분과 도성분의 면적비가 2:8 ∼ 8:2을 충족하는 것이 바람직하다.
본 발명의 LCD TV용 슬림형 복합플레이트(1)에서 사용되는 기재는 광학용으로 사용 가능한 투명 수지라면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 바람직한 일례로는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리스틸렌(PS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 스티렌과 메타크릴산메틸과의 랜덤공중합체 수지(MS 수지) 또는 폴리카보네이트(PC)에서 선택 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴확산판에는 광확산 효과를 증가시키기 위한 수단을 적용할 수 있다.
바람직한 일례로는 무기입자 또는 유기입자에서 선택되거나 그들의 혼합형태의 광확산제가 본 발명의 복굴절성 해도사로 이루어진 편광층을 제외한 복합플레이트 전 영역에 고르게 분산시킬 수 있다. 이때, 광확산제는 당업자에게 동일목적을 달성하기 위하여 선택되는 재료에서 특별히 한정되지 않고 사용할 수 있으며, 구체적으로는, 실리카, 탈크(talc), 산화칼슘, 티타늄디옥사이드, 산화아연, 황산바륨, 이산화규소, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 수산화알루미늄, 클레이, 칼슘포스페이트 및 글래스 비드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 무기입자 또는 아크릴 수지, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 에폭시, 폴리염화비닐, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아미드 및 폴리메틸메타아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 유기입자를 사용 하는 것이다.
광확산제의 크기 역시 제한되지 않으나, 바람직하게는 평균입경이 0.1∼50㎛인 것을 사용하며, 광확산제의 함량은 램프 휘선을 은폐하고 균일한 휘도분포를 얻기 위한 조건 이내로 함유하는 것이 바람직하며, 그 함량은 투명기재 수지에 대하여, 0.01∼10중량%를 함유하는 것이다.
상기 광확산 효과를 증가시키기 위한 또 다른 수단으로는 광확산층 내부에 기공부를 형성할 수 있다. 상기 기공부의 형성은 0.1 내지 50㎛의 중공 직경을 가지는 중공사층을 형성하거나, 발포제를 이용하여 형성된 에어버블층일 수 있다.
본 발명은 LCD TV용 슬림형 복합플레이트(1)의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 제조방법의 바람직한 제1실시형태는 도 4에 도시한 바와 같이, 압출법(Extrusion Process)에 의한 것이다. 더욱 구체적으로는, LCD TV용 슬림형 복합플레이트는 압출기(51)를 통해 용융된 기재수지(11) 하부에 위치하도록 복굴절성 해도사로 이루어진 섬유(31)를 합지하면서, 렌티큘러 렌즈 패턴 롤(52)을 경유하여 기재수지 상부에 패턴을 형성하는 것이다.
본 발명의 제조방법의 바람직한 제2실시형태는 도 5에 도시한 바와 같이, 자외선 경화법에 의해 수행되는 것이다.
더욱 구체적으로는, 투명수지로 이루어진 기재시트(12) 양면에, 자외선경화형 수지로 이루어진 접착제(22)를 도포하고, 상기 기재시트(12) 상부에 렌티큘러 렌즈 패턴형상(20)의 금형(21)을 올리고, 상기 기재시트(12) 하부에 복굴절성 해도사(30)로 이루어진 편광층(40)을 위치시킨 후, 자외선 경화로 접합하는 것으로 이루어진다.
본 발명의 제1실시형태 또는 제2실시형태의 제조방법으로부터 제조된 복합플레이트의 두께는 1∼5mm이며, 복굴절성 해도사로 이루어진 편광층의 두께는 10∼1000㎛를 충족하도록 제작한다.
이때, 확산판 일체형 고휘도 복합플레이트의 두께가 1mm 미만이면, 박형으로 인하여 휨 신뢰성문제가 발생하고, 5mm를 초과하면, 복합플레이트의 제조원가가 상승하고 백라이트 유닛의 슬림화하는데 문제가 발생하여 바람직하지 않다.
또한, 본 발명의 확산판 일체형 고휘도 복합플레이트에서 고휘도를 구현하는 편광층의 두께가 10㎛ 미만이면, 램프의 휘선은폐 효율이 미흡하여 바람직하지 않고, 반면에 1000㎛을 초과한 두께로 제작되면, 제조원가가 상승하는 문제가 있다.
본 발명의 제조방법에서 복굴절성 해도사로 이루어진 편광층은 복굴절성 해도사 단독 으로 이루어진 섬유 또는 복굴절성 해도사 일부가 분산되어 제직된 섬유 형태로 제공된다.
나아가, 본 발명은 LCD TV용 백라이트 유닛에서 사용된 패턴확산판을 대체하여, 본 발명의 패턴확산판 하부에, 복굴절성 해도사로 이루어진 편광층이 일체화된 복합플레이트를 구비한 백라이트 유닛을 제공한다[도 6].
본 발명의 복합플레이트는 종래 LCD TV용 백라이트 유닛에서 사용되는 패턴확산판보다, 램프 휘선은폐 효율이 향상되어 휘도균일성을 구현함으로써, 램프에서 확산판 간에 광학거리(d')를 단축시켜 초슬림화를 달성할 수 있다.
따라서, 본 발명의 LCD TV용 슬림형 복합플레이트를 종래 패턴확산판을 대체하여 LCD TV용 백라이트 유닛에 구비함으로써, 초슬림화를 달성할 수 있는 액정표시장치를 제공할 수 있다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은
첫째, 패턴확산판 하부에, 복굴절성 해도사로 이루어진 섬편광층을 일체화시켜, 광원으로부터 방출되는 무편광된 빛이 복굴절성 해도사로 이루어진 편광층에 먼저 도달하도록 하고, 상기 복굴절성 해도사의 편광효과에 의해 램프의 휘선은폐 효율을 증가시키고, 이후 패턴확산판을 통과하도록 설계된 LCD TV용 슬림형 복합플레이트를 제공하였다.
둘째, 본 발명의 LCD TV용 슬림형 복합플레이트를 종래 패턴확산판을 대체하여 LCD TV용 백라이트 유닛에 구비함으로써, 램프 휘선은폐 효율이 향상되어 휘도균일성이 구현되고, 램프에서 확산판 간에 광학거리를 단축시켜 초슬림화를 달성할 수 있는 액정표시장치를 제공할 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1은 본 발명의 LCD TV용 슬림형 복합플레이트의 단면을 도시한 모식도이고,
도 2는 본 발명의 LCD TV용 슬림형 복합플레이트의 슬림원리를 도시한 것이고,
도 3은 본 발명의 LCD TV용 슬림형 복합플레이트 상 패턴확산판의 단위 렌티큘러 렌즈의 구성을 정의한 것이고,
도 4는 본 발명의 LCD TV용 슬림형 복합플레이트를 압출법에 의한 주요공정을 도시한 것이고,
도 5는 본 발명의 LCD TV용 슬림형 복합플레이트를 자외선 경화법에 의한 제조공정을 도시한 것이고,
도 6은 본 발명의 LCD TV용 슬림형 복합플레이트를 구비한 백라이트 유닛을 종래 백라이트 유닛과 비교 도시한 것이다.

Claims (20)

  1. 패턴확산판 하부에,
    복굴절성 해도사로 이루어진 10 내지 1000㎛ 두께의 편광층이 일체화된 것을 특징으로 하는 LCD TV용 슬림형 복합플레이트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복굴절성 해도사로 이루어진 편광층에 있어서, 해성분과 도성분간의 굴절율이 하기 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 상기 LCD TV용 슬림형 복합플레이트.
    ┃n'x - nx┃> 0.1 (1)
    ┃n'y - ny┃< 0.05 (2)
    ┃n'z - nz┃< 0.05 (3)
    (상기에서, n'x는 도성분의 연신방향(x축 방향)의 굴절율이고, n'y 및 n'z는 상기 연신방향과 수직인 방향인 y방향 및 z방향의 굴절율이고, nx, ny 및 nz는 해성분의 x축 방향, y방향 및 z방향의 굴절율이다.)
  3. 제1항에 있어서, 상기 복합플레이트의 두께가 1 내지 5mm인 것을 특징으로 하는 상기 LCD TV용 슬림형 복합플레이트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 패턴확산판이 반타원의 단면의 렌티큘러 렌즈 형상 또는 삼 각형의 단면을 가지는 실린더형 렌즈 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 상기 LCD TV용 슬림형 복합플레이트.
  5. 제4항에 있어서, 상기 렌티큘러 렌즈 당, 단위 피치 길이가 50 내지 300㎛인 것을 특징으로 하는 상기 LCD TV용 슬림형 복합플레이트.
  6. 제5항에 있어서, 상기 렌티큘러 렌즈 당, 타원단면의 단축반경을 a라 하고, 장축반경을 b라 정의할 때, 장축/단축(b/a)의 비가 1.0 내지 3.0인 것을 특징으로 하는 상기 LCD TV용 슬림형 복합플레이트.
  7. 제5항에 있어서, 상기 렌티큘러 렌즈당, 렌즈 하단부 양 끝점에서의 접선각도(α)가 30∼80도인 것을 특징으로 하는 상기 LCD TV용 슬림형 복합플레이트.
  8. 제4항에 있어서, 상기 삼각형의 단면을 가지는 실린더형 렌즈 당, 삼각형 단면의 꼭지점 각도(θ)가 90∼120도인 것을 특징으로 하는 상기 LCD TV용 슬림형 복합플레이트.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서, 상기 편광층이 복굴절성 해도사 단독 또는 복굴절성 해도사가 일부 분산 제직된 섬유인 것을 특징으로 하는 상기 확산판 일체형 고휘도 복합플레이트.
  11. 제1항에 있어서, 상기 복굴절성 해도사가 해성분 또는 도성분 중 어느 하나가 등방성이고, 다른 하나가 이방성인 것을 특징으로 하는 상기 LCD TV용 슬림형 복합플레이트.
  12. 제1항에 있어서, 상기 편광층 내 투명기재가 복굴절성 해도사의 해성분 또는 도성분 중 어느 하나와 동일한 굴절율을 가지는 것을 특징으로 하는 상기 확산판 일체형 고휘도 복합플레이트.
  13. 제12항에 있어서, 상기 해도사의 해성분이 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 코폴리에틸렌나프탈레이트(co-PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리카보네이트(PC) 얼로이, 폴리스타이렌(PS), 내열폴리스타이렌(PS), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(ABS), 폴리우레탄(PU), 폴리이미드(PI), 폴리비닐클로라이드(PVC), 스타이렌아크릴로니트릴혼합(SAN), 에틸렌초산비닐(EVA), 폴리아미드(PA), 폴리아세탈(POM), 페놀, 에폭시(EP), 요소(UF), 멜라민(MF), 불포화폴리에스테르(UP), 실리콘(SI), 엘라스토머 및 사이크로올레핀폴리 머로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 LCD TV용 슬림형 복합플레이트.
  14. 제12항에 있어서, 상기 해도사의 도성분이 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 코폴리에틸렌나프탈레이트(co-PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리카보네이트(PC) 얼로이, 폴리스타이렌(PS), 내열폴리스타이렌(PS), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(ABS), 폴리우레탄(PU), 폴리이미드(PI), 폴리비닐클로라이드(PVC), 스타이렌아크릴로니트릴혼합(SAN), 에틸렌초산비닐(EVA), 폴리아미드(PA), 폴리아세탈(POM), 페놀, 에폭시(EP), 요소(UF), 멜라민(MF), 불포화폴리에스테르(UP), 실리콘(SI), 엘라스토머 및 사이크로올레핀폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 LCD TV용 슬림형 복합플레이트.
  15. 압출기를 통해 용융된 기재수지 하부에 복굴절성 해도사로 이루어진 섬유가 위치하도록 합지하면서, 렌즈 패턴 롤을 경유하여 기재수지 상부에 패턴을 형성하고 기재수지 하부에 복굴절성 해도사로 이루어진 10 내지 1000㎛ 두께의 편광층을 형성하는 것을 특징으로 하는 제1항의 LCD TV용 슬림형 복합플레이트의 제조방법.
  16. 투명수지로 이루어진 기재시트 양면에, 자외선경화형 수지로 이루어진 접착제를 도포하고,
    상기 기재시트 상부에 렌즈 패턴형상의 금형을 올리고,
    상기 기재시트 하부에 복굴절성 해도사로 이루어진 10 내지 1000㎛ 두께의 편광층을 위치시킨 후, 자외선 경화로 접합하는 것을 특징으로 하는 제1항의 LCD TV용 슬림형 복합플레이트의 제조방법.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 LCD TV용 슬림형 복합플레이트의 두께가 1∼5mm 인 것을 특징으로 하는 상기 제조방법.
  18. 삭제
  19. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 편광층이 복굴절성 해도사 단독 또는 복굴절성 해도사가 일부 분산 제직된 섬유인 것을 특징으로 하는 상기 제조방법.
  20. LCD TV용 백라이트 유닛에 있어서, 패턴확산판 하부에, 복굴절성 해도사로 이루어진 10 내지 1000㎛ 두께의 편광층이 일체화된 제1항의 복합플레이트가 확산판으로 구비된 것을 특징으로 하는 LCD TV용 백라이트 유닛.
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