KR101694118B1 - 확산 시트와 이를 포함하는 액정 표시장치의 백라이트 유닛 - Google Patents

확산 시트와 이를 포함하는 액정 표시장치의 백라이트 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 광학 시트는 백라이트 유닛의 광학 시트들 중 최하단에 배치되고, 상기 액정패널의 상부 편광층 및 하부 편광층의 광 흡수축과 상이한 각도로 배향이 이루어진 베이스 필름을 포함한다.

Description

확산 시트와 이를 포함하는 액정 표시장치의 백라이트 유닛{DIFFUSER SHEET AND BACK LIGHT UNIT FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로, 특히 액정 표시장치의 제조비용을 절감시킴과 아울러 표시품질을 향상시킬 수 있는 확산 시트와 이를 포함하는 액정 표시장치의 백라이트 유닛에 관한 것이다.
이동통신 단말기, 노트북 컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 평판 표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다.
평판 표시장치로는 액정 표시장치(LCD: Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP: Plasma Display Panel), 전계 방출 표시장치(FED: Field Emission Display Device), 발광 다이오드 표시장치(Light Emitting Diode Display Device) 등이 연구되고 있다.
평판 표시장치들 중에서 액정 표시장치는 양산 기술, 구동수단의 용이성, 고화질, 저전력 소비 및 대화면 구현의 장점으로 인해 산업용 단말기, 노트북 컴퓨터, 게임기 등과 같은 모니터; 휴대전화기, MP3, PDA, PMP, PSP, 휴대용 게임기, DMB 수신기 등과 같은 휴대용 단말기; 및 냉장고, 전자 레인지, 세탁기 등과 같은 가전제품 등으로 적용 분야가 확대되고 있다.
액정 표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 박막 트랜지스터(TFT)들에 인가되는 영상 신호에 따라 화소(pixel) 별로 광 투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 백라이트 유닛을 포함하는 액정 표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 액정 표시장치는 두 장의 유리기판(상부기판, 하부기판)의 사이에 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어 화상을 표시하는 액정패널(40)과, 상기 액정패널(40)에 광을 공급하기 위한 백라이트 유닛(Back Light Unit)과, 상기 액정패널(40)과 백라이트 유닛을 실장하는 커버보텀(60, Cover Bottom)과, 상기 액정패널(40)과 커버보텀(60)의 일측을 감싸도록 형성된 탑 케이스(50)와, 상기 액정패널(40) 및 백라이트 유닛의 광원을 구동시키기 위한 구동 회로부(미도시)를 포함하여 이루어진다.
상기 액정패널(40)은 액정층(미도시)을 사이에 두고 합착된 상부 기판과 하부 기판을 포함하며, 화상을 표시하기 위한 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 화소들이 매트릭스 형태로 배열된다. 상기 액정패널(40)은 커버보텀(60) 내에 실장된 패널 가이드(46)에 안착된다.
액정패널(40)은 자발광을 발생시키지 못하므로 광을 공급하기 위한 광원이 필요하며, 액정패널(40)의 측면 또는 배면에 배치된 광원을 포함하는 백라이트 유닛을 통해 광을 공급받게 된다.
여기서, 백라이트 유닛은 액정패널(40)에 광을 공급하는 광원의 배열 형태에 따라 에지형과 직하형으로 구분될 수 있다.
직하형은 액정패널(40)의 배면에 광원을 배열하여 액정패널(40)에 광을 공급한다. 한편, 에지형은 액정패널(40)의 측면 방향에 광원을 배열하여 액정패널(40)에 광을 공급한다.
여기서, 광원은 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp), LED(Light Emitting Diode)가 적용될 수 있으며, 도 1에서는 광원으로 LED를 적용한 엣지형 백라이트 유닛을 도시하고 있다.
백라이트 유닛은 복수의 LED(10)와, 상기 복수의 LED(10)를 실장하는 하우징(12)과, 상기 복수의 LED(10)로부터 입사된 광을 액정패널(40) 방향으로 안내하는 즉, 측면 방향에서 입사된 광을 정면 방향으로 출사시키는 도광판(20, LGP: Light Guide Panel)과, 상기 도광판(20)에서 출사된 광을 효율을 향상시키기 위한 복수의 광학 시트(30)를 포함한다.
액정패널(40)에서 표시되는 화상을 품질을 높이기 위해서는 고려하여야 할 점이 많이 있으나, 액정패널(40)에 조사되는 광의 휘도 및 균일도가 중요한 요인으로 작용한다. 즉, 액정패널(40)에 높은 휘도 및 균일도가 높은 광이 공급되어야 높은 품질의 화상을 표현할 수 있으며, 이를 위해 도광판(20) 상에 복수의 광학 시트(30)가 배치된다.
도 2 및 도 3은 3매의 광학 시트를 포함하는 종래 기술에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 4는 2매의 광학 시트를 포함하는 종래 기술에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 2 내지 도 4에서는 백라이트 유닛 중 LED(10)와 도광판(20)을 제외한 복수의 광학 시트(30)를 도시하고 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 종래 기술에 따른 백라이트 유닛은 액정패널(40)에 공급되는 광의 효율을 향상시키기 위해 3매 또는 2매의 광학 시트(30)를 포함하여 구성된다.
백라이트 유닛이 3매의 광학 시트(30)를 포함하는 경우에는 도 2에 도시된 바와 같이, 1매의 확산 시트(31, Diffuser Sheet)와, 1매의 프리즘 시트(33, Prism Sheet), 1매의 반사형 편광 시트(35, DBEF-D: Dual Brightness Enhancement Film-Diffuse)로 구성된다.
여기서, 반사형 편광 시트(35)는 반사형 편광 필름의 상부 및 하부에 확산층이 배치되는 구조를 가지며, 높은 휘도와 넓은 시야각을 얻으면서도 Wet-out 현상 및 모아레(moire) 현상과 같은 광학적 간섭이 적어 널리 이용되고 있다.
한편, 반사형 편광 시트(35)를 적용하지 않는 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이, 프리즘 시트(33) 상에 1매의 확산 시트(37)를 더 배치하여 백라이트 유닛을 구성할 수 있다.
백라이트 유닛이 2매의 광학 시트를 포함하는 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이, 1매의 확산 시트(31)와 1매의 복합 프리즘 시트(39)로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 복합 프리즘 시트(39)의 하부에는 광 확산도를 높이기 위해 비즈층(38, bead layer)이 형성되고, 상부에는 집광도를 높이기 위해 단면이 산 형상(△)을 가지는 복수의 프리즘 패턴이 형성된다.
최근에 들어 액정 표시장치의 제조비용을 절감(Cost Down)시키기 위해, 액정 표시장치의 제조비용에서 상당 부분을 차지하고 있는 복수의 광학 시트를 4매에서 3매로, 3매에서 2매로 줄여나가고 있다. 또한, 가격 비중이 높은 광원(LED, CCFL, EEFL)의 수량을 줄여 제조비용 및 소비전력을 절감시키고 있다. 이러한, 백라이트 유닛의 소비전력 및 가격 경쟁력은 액정 표시장치가 대형 화면으로 갈수록 더욱 심화되게 된다.
고 품질의 영상을 구현하기 위해서는 액정패널에 높은 휘도 및 균일도가 높은 광이 공급되어야 하는데, 가격 경쟁력을 위해서 광원의 개수와 광학 시트의 개수를 줄이면 광 휘도 및 광 균일도가 낮아지게 되는 문제점이 있다.
광원 및 광학 시트의 수량을 줄이면서 광의 휘도와 균일도를 높이기 위한 방법으로, 고 효율의 광원을 적용하거나 프리즘 시트의 굴절율을 향상시키는 방법을 적용하고 있다.
그러나, 고 효율의 광원을 적용하면 휘도 및 광 균일도 저하의 문제점을 해결할 수 있지만, 고 효율의 광원은 고가격이므로 적용에 따른 제조비용이 증가되는 다른 문제점이 발생되게 된다.
또한, 프리즘 시트의 굴절율을 향상시키기 위해서는 고굴절 레진(resin)과 함께 유황계(sulfur) 원료를 사용하게 된다. 제조과정에서 유황계 원료가 원활히 반응하지 않으며 프리즘 시트의 내열성이 취약해지고, 황변(프리즘 시트가 황색으로 변형되는 색 변형 현상)이 발행되는 다른 문제점이 있다. 아울러, 제조과정에서 고굴절 레진이 원활이 형성되지 않으면 가교도가 낮아져 프리즘 패턴의 강도가 저하되는 또 다른 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 액정 표시장치의 휘도 균일도를 향상시킬 수 있는 확산 시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 액정패널에 고 휘도의 광을 공급할 수 있는 확산 시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 액정 표시장치의 표시품질을 향상시킬 수 있는 확산 시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 액정 표시장치의 제조비용을 절감시킬 수 있는 확산 시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트는 액정패널에 광을 공급하기 위한 백라이트 유닛의 확산 시트에 있어서, 상기 백라이트 유닛의 광학 시트들 중 최하단에 배치되고, 상기 액정패널의 상부 편광층 및 하부 편광층의 광 흡수축과 상이한 각도로 배향이 이루어진 베이스 필름을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 액정패널의 하부 편광층의 광 흡수축이 45°로 형성되고, 상부 편광층의 광 흡수축이 135°로 형성되는 경우, 본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트의 베이스 필름은 0°또는 90°로 배향되는 것을 특징으로 한다.
상기 액정패널의 상부 편광층의 광 흡수축이 45°로 형성되고, 하부 편광층의 광 흡수축이 135°로 형성되는 경우, 본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트의 베이스 필름은 0°또는 90°로 배향되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트에서, 베이스 필름의 배향 각도는 액정패널에 형성된 상부 편광층의 광 흡수축과 하부 편광층의 광 흡수축 사이의 각도인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트에서, 상기 베이스 필름의 배향 각도는 상기 액정패널의 상부 편광층 및 하부 편광층의 광 투과축가 0° ~ 45° 차이를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트에서, 상기 베이스 필름의 배향 각도는 상기 액정패널의 상부 편광층 및 하부 편광층의 광 흡수축과 45° 차이를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트는 상기 베이스 필름의 하부에 형성되어 입사되는 광을 확산시키는 하부 비즈층; 및 상기 베이스 필름 상부에 형성되어, 상기 베이스 필름에서 출사되는 광을 확산시키는 상부 비즈층;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트에서, 상기 상부 비즈층은 상기 베이스 필름에서 출사되는 광이 90% ~ 95% 헤이즈(haze) 되도록 2um ~ 15um의 크기를 가지는 복수의 비즈를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트에서, 상기 하부 비즈층은 2um ~ 5um의 크기를 가지는 복수의 비즈를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트에서, 상기 하부 비즈층 및 상부 비즈층은 광을 확산시키는 복수의 비즈와 상기 복수의 비즈를 고정시키기 위한 바인더를 포함하여 형성되고, 상기 복수의 비즈 및 상기 바인더는 1.45 ~ 1.50의 굴절율을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 광학 시트들 중 최하단에 배치되고, 상기 액정패널의 상부 편광층 및 하부 편광층의 광 흡수축과 상이한 각도로 배향이 이루어진 베이스 필름을 포함하는 확산 시트; 상기 확산 시트의 상부에 배치되는 복합 프리즘 시트; 상기 확산 시트의 하부에 배치되어 측면 방향으로부터 입사된 광을 정면 방향으로 출사시키는 도광판; 상기 도광판의 측면에 배치되어 광을 발생시키는 광원;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛은 액정 표시장치의 휘도 균일도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛은 액정패널에 고 휘도의 광을 공급할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛은 액정 표시장치의 표시품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛은 액정 표시장치의 제조비용을 절감시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 백라이트 유닛을 포함하는 액정 표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 2 및 도 3은 3매의 광학 시트를 포함하는 종래 기술에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 나타내는 단면도.
도 4는 2매의 광학 시트를 포함하는 종래 기술에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트와 이를 포함하는 백라이트 유닛이 적용된 액정 표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트와 이를 포함하는 백라이트 유닛을 나타내는 단면도.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트의 배향각과 액정패널에 형성된 편광층(필름)의 배향각에 따른 광 투과도를 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트의 배향각에 따른 액정패널에서 출사되는 광의 휘도를 나타내는 도면.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트를 포함하는 백라이트 유닛의 적용 시 액정패널에서 출사되는 광의 휘도를 나타내는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트와 이를 포함하는 백라이트 유닛에 대하여 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트와 이를 포함하는 백라이트 유닛이 적용된 액정 표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트와 이를 포함하는 백라이트 유닛이 적용된 액정 표시장치(100)는 복수의 화소(액정셀)들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정패널(140)과, 상기 액정패널(140)에 광을 공급하기 위한 백라이트 유닛(Back Light Unit)과, 상기 액정패널(140)과 백라이트 유닛을 실장하는 커버보텀(160, Cover Bottom)과, 상기 액정패널(140)과 커버보텀(160)의 일측을 감싸도록 형성된 탑 케이스(150)와, 상기 액정패널(140) 및 백라이트 유닛의 광원을 구동시키기 위한 구동 회로부(미도시)를 포함하여 이루어진다.
상기 액정패널(140)은 박막 트랜지스터(TFT)들이 형성되는 하부 기판과, 컬러필터층이 형성되는 상부 기판 및 상기 상부 기판과 하부 기판 사이에 채워진 액정층을 포함하며, 화상을 표시하기 위한 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 화소들이 매트릭스 형태로 배열된다.
상기 액정패널(140)의 하부 및 상부에는 소정 각도의 광을 편광시키기 위한 하부 편광층(필름) 및 상부 편광층(필름)이 형성되고, 상기 액정패널(140)은 커버보텀(160) 내에 실장된 패널 가이드(146)에 안착된다.
액정패널(140)의 화소는 교차 배열된 게이트 라인(미도시)과 데이터 라인(미도시)에 의해 정의되며, 상기 데이터 라인과 게이트 라인이 교차 배열된 영역에 스위칭 소자인 박막 트랜지스터가 형성된다.
상기 게이트 라인에 인가되는 구동신호에 의해 각 화소의 박막 트랜지스터가 턴-온(turn-on)되면, 상기 데이터 라인에 인가된 데이터 전압이 상기 박막 트랜지스터의 채널층을 경유하여 상기 화소전극으로 인가된다.
공통전극에 인가된 공통전압(Vcom)과 상기 화소전극에 인가된 데이터 전압에 의해 액정이 배열되고, 액정 배열에 따라 백라이트 유닛으로부터의 광 투과량을 조절하여 화상을 표시하게 된다.
상술한 액정패널(140)은 자발광을 발생시키지 못하므로 광을 공급하기 위한 광원이 필요하며, 액정패널(140)의 측면 또는 배면에 배치된 광원을 포함하는 백라이트 유닛을 통해 광을 공급받게 된다.
상기 광원은 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp), LED(Light Emitting Diode)가 적용될 수 있으며, 도 5에서는 광원으로 LED(110)를 적용한 엣지형 백라이트 유닛을 도시하고 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트를 포함하는 백라이트 유닛은 광을 발생시키는 복수의 LED(110)와, 상기 복수의 LED(110)에서 발생되어 측면을 통해 입사된 광을 상기 액정패널(140)의 정면 방향으로 안내하는 도광판(120)과, 상기 액정패널(140)에 공급되는 광의 휘도와 균일도 및 표시되는 화상을 품질을 높이기 위해 상기 도광판(120) 상에 배열된 복수의 광학 시트(200)를 포함한다. 여기서, 상기 복수의 LED(110)는 하우징(112) 내에 실장된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트와 이를 포함하는 백라이트 유닛을 나타내는 단면도이고, 도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트의 배향각과 액정패널에 형성된 편광 필름의 배향각에 따른 광 투과도를 나타내는 도면이다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 구성하는 복수의 광학 시트(200)는 1매의 확산 시트(210) 및 1매의 복합 프리즘 시트(220)를 포함한다.
복합 프리즘 시트(220)는 광이 입사되는 입사면을 포함하여 평평(flat)하게 형성된 베이스층(222)과, 상기 베이스층(222) 상부에 형성되어 출사되는 광을 집광시키기 위한 복수의 프리즘 패턴(224)과, 상기 베이스층(222) 하부에 형성되어 입사되는 광을 확산시키기 위한 비즈층(226, bead layer)을 포함하여 구성된다.
본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트(210)는 백라이트 유닛의 광학 시트들 중 최하단에 배치되고, 도광판(120)에서 출사된 광을 확산시켜 넓은 범위에서 균일한 분포를 가지도록 한다. 확산 시트(210)를 통해 확산된 광은 복합 프리즘 시트(220)를 경유하여 액정패널(140)에 조사된다.
액정패널(140)에는 입사광의 수직 또는 수평 편파를 구분하여 통과시키거나 차단시킬 수 있도록 상부 편광층 및 하부 편광층이 형성된다.
액정 표시장치의 백라이트 유닛은 모든 방향으로 균등한 세기의 광을 출사시키는데, 액정패널(140)에 형성된 상부 편광층 및 하부 편광층을 통해 입사되는 광 중에서 편광 축과 동일한 방향(각도)으로 진동하는 광만을 투과시키고, 그 외의 광은 흡수 또는 반사하여 특정 방향의 편광만을 투과시키게 된다.
상기 상부 편광층 및 하부 편광층은 도 7에 도시된 바와 같이, 배향각에 따라 일정 각도의 광을 흡수하게 된다. 일 예로서, 상부 편광층은 135°의 광을 흡수하고, 하부 편광층은 45°의 광을 흡수하도록 배향될 수 있다. 여기서, 상기 상부 편광층 및 하부 편광층의 광 투과축과 광 흡수축은 서로 직교를 이루게 된다.
따라서, 백라이트 유닛에서 출사되는 광 중에서 상부 편광층 및 하부 편광층의 광 흡수각과 동일한 방향의 광은 차단되어 액정패널에서 표시되는 영상의 휘도가 낮아지게 된다. 백라이트 유닛에서 액정패널의 상부 편광층 및 하부 편광층의 광 흡수각과 상이한 방향으로 출사되는 광의 양을 증가시키면 즉, 광 투과축과 동일한 방향으로 출사되는 광의 양을 증가시키면 액정패널에서 표시되는 영상의 휘도를 향상시킬 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트(210)는 상기 액정패널의 상부 편광층 및 하부 편광층의 광 흡수축과 상이한 각도로 배향이 이루어진 베이스 필름(212)과, 상기 베이스 필름(212) 상부에 형성되어 상기 베이스 필름(212)에서 출사되는 광을 확산시키는 상부 비즈층(214)과, 상기 베이스 필름(212)의 하부에 형성되어 입사되는 광을 확산시키는 하부 비즈층(216)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 액정패널(140)에 형성된 상부 편광층의 광 흡수축과 하부 편광층의 광 흡수축 사이의 각도로 상기 확산 시트(210)의 베이스 필름(212)을 배향할 수 있다.
일 예로서 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 액정패널(140)에 형성된 하부 편광층의 광 흡수축이 45°로 형성되고 상부 편광층의 광 흡수축이 135°로 형성되는 경우, 상기 베이스 필름은 0°또는 90°로 배향될 수 있다.
또한, 상기 액정패널(140)에 형성된 상부 편광층의 광 흡수축이 45°로 형성되고 하부 편광층의 광 흡수축이 135°로 형성되는 경우, 상기 베이스 필름은 0°또는 90°로 배향될 수 있다.
또한, 상기 액정패널(140)에 형성된 하부 편광층의 광 흡수축과 상관없이 상부 편광층의 광 흡수축이 45° 또는 135°로 형성되는 경우, 상기 확산 시트(210)의 베이스 필름(212)은 0°또는 90°로 배향될 수 있다.
또한, 상기 액정패널(140)에 형성된 상부 편광층의 광 흡수축과 상관없이 하부 편광층의 광 흡수축이 45° 또는 135°로 형성되는 경우, 상기 확산 시트(210)의 상기 베이스 필름(212)은 0°또는 90°로 배향될 수 있다.
또한, 상기 액정패널(140)의 상부 편광층 및 하부 편광층의 광 투과축과 0° ~ 45° 차이를 가지도록 상기 베이스 필름(212)이 배향될 수 있다.
또한, 상기 액정패널(140)의 상부 편광층 및 하부 편광층의 광 흡수축과 45° 차이를 가지도록 상기 베이스 필름(212)이 배향될 수 있다.
상기 상부 비즈층(214)은 상기 베이스 필름(212)에서 출사되는 광이 90% ~ 95% 헤이즈(haze) 되도록 2um ~ 15um의 크기를 가지는 복수의 다분사 비즈 및 상기 복수의 다분사 비즈를 고정시키기 위한 바인더(binder)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 상부 비즈층(214)의 다분사 비즈 및 바인더는 1.45 ~ 1.50의 굴절율을 가진다.
상기 하부 비즈층(216)은 상기 베이스 필름(212)으로 입사되는 광을 확산시키기 위해 2um ~ 5um의 크기를 가지는 복수의 단분사 비즈 및 상기 복수의 단분사 비즈를 고정시키기 위한 바인더를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 하부 비즈층(216)의 단분사 비즈 및 바인더는 1.45 ~ 1.50의 굴절율을 가진다.
상기 확산 시트(210)는 Polyethylene(PET), methlystylene(MS) 수지, polymethyl methacrylate(PMMA), polycarbonate(PC), Polystyrene(PS)로 형성될 수 있으며, 상기 베이스 필름(212)과 상부 비즈층(214) 및 하부 비즈층(216)은 동일 재료 또는 서로 다른 재료로 형성될 수 있다.
상술한 구성을 포함하는 본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트(210)의 베이스 필름(212)을 도 8에 도시된 바와 같이, 4개의 각도로 배향하여 광 휘도 향상 효과를 테스트 하였다. 이때, 베이스 필름(212)의 배향각은 0°(제1 샘플), 45°(제2 샘플), 90°(제3 샘플), 135°(제4 샘플)로 형성하였고, 백라이트 유닛에서 확산 시트(210)만을 적용하여 액정패널에서 표시되는 휘도를 측정하였다.
도 9를 참조하면, 테스트 결과, 본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트(210)와 같이 베이스 필름(212)의 배향각이 0°(제1 샘플), 또는 90°(제3 샘플)인 경우 173.9[nit]의 휘도를 나타내었다.
액정패널에 형성된 상부 편광층 및 하부 편광층은 배향각에 따라 광 흡수각과 동일한 방향으로 입사되는 광을 흡수하기 때문에, 상부 편광층 및 하부 편광층의 광 흡수축과 상이한 각도로 배향된 베이스 필름(212)을 포함하는 본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트(210)를 통해 액정패널에서 출사되는 광의 휘도를 향상시킬 수 있다.
한편, 베이스 필름(212)의 배향각이 45°(제2 샘플) 또는 135°(제4 샘플)인 경우에는 168.0[nit]의 휘도를 나타내었다. 액정패널에 형성된 상부 편광층 및 하부 편광층은 배향각에 따라 광 흡수각과 동일한 방향으로 입사되는 광을 흡수하기 때문에 액정패널에서 출사되는 광의 휘도가 감소하게 된다.
여기서, 액정 표시장치에서 출사되는 광의 휘도를 높이기 위해서는 수평 방향(horizontal) 및 수직 방향(vertical)으로 출사되는 광의 휘도가 모두 고려되어야 한다.
도 10을 참조하면, 동일한 광원 조건하에서 본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트와 종래 기술에 따른 확산 시트를 비교하여 테스트 한 결과, 본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트(210)를 적용 시 액정 표시장치의 수평 방향 및 수직 방향에서 출사되는 광의 휘도와 균일도가 종래 기술 대비 3.5% 이상 향상됨을 확인할 수 있다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트를 포함하는 백라이트 유닛의 적용 시 액정패널에서 출사되는 광의 휘도를 나타내는 도면이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 상술한 구성을 포함하는 본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트(210)의 베이스 필름(212)을 도 4에 도시된 바와 같이, 4개의 각도로 배향하여 광 휘도 향상 효과를 테스트 하였다. 이때, 베이스 필름(212)의 배향각은 0°(제1 샘플), 45°(제2 샘플), 90°(제3 샘플), 135°(제4 샘플)로 형성하였고, 백라이트 유닛에서 확산 시트(210) 상에 복합 프리즘 시트(220)를 배치하여 액정패널에서 표시되는 휘도를 측정하였다.
테스트 결과, 본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트(210)와 같이 베이스 필름(212)의 배향각이 0°(제1 샘플), 또는 90°(제3 샘플)인 경우 289.7 [nit]의 휘도를 나타내었다.
한편, 베이스 필름의 배향각이 45°(제2 샘플) 또는 135°(제4 샘플)인 경우에는 280.0[nit]의 휘도를 나타내었다. 액정패널에 형성된 상부 편광층 및 하부 편광층은 배향각에 따라 광 흡수각과 동일한 방향으로 입사되는 광을 흡수하기 때문에 액정패널에서 출사되는 광의 휘도가 감소하게 된다.
동일한 광원 조건하에서 본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트와 복합 프리즘 시트를 적용 시 액정 표시장치의 수평 방향 및 수직 방향에서 출사되는 광의 휘도와 균일도가 종래 기술 대비 3.5% 이상 향상됨을 확인할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛은 고 휘도 및 높은 균일도의 광을 액정패널에 공급하여 액정 표시장치의 표시품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트를 포함하는 백라이트 유닛은 2매의 광학 시트로 고 휘도 및 높은 균일도의 광을 액정패널에 공급함으로써, 액정 표시장치의 제조비용을 절감시킬 수 있다.
상술한 본 발명의 실시 예에 따른 확산 시트 및 이를 포함하는 액정 표시장치의 백라이트 유닛은 광원이 액정패널의 측면 방향에 배치되는 엣지형 방식뿐만 아니라, 광원이 액정패널의 배면에 배치되는 직하형 방식에도 적용될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당 업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 액정 표시장치 110: LED
112: 하우징 120: 도광판
140: 액정패널 146: 패널 가이드
150: 탑 케이스 210: 확산 시트
212: 베이스 필름 214: 하부 비즈층
216: 상부 비즈층 220: 프리즘 시트
224: 프리즘 패턴

Claims (11)

  1. 액정패널에 광을 공급하기 위한 백라이트 유닛의 확산 시트에 있어서,
    상기 백라이트 유닛의 광학 시트들 중 최하단에 배치되고, 상기 액정패널의 상부 편광층 및 하부 편광층의 광 흡수축과 상이한 각도로 배향이 이루어진 베이스 필름을 포함하고,
    상기 액정패널의 하부 편광층의 광 흡수축이 45°로 형성되고, 상부 편광층의 광 흡수축이 135°로 형성되거나, 또는 상기 액정패널의 상부 편광층의 광 흡수축이 45°로 형성되고, 하부 편광층의 광 흡수축이 135°로 형성되는 경우, 상기 베이스 필름은 0°또는 90°로 배향되는 것을 특징으로 하는 확산 시트.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 필름의 배향 각도는 상기 상부 편광층의 광 흡수축과 상기 하부 편광층의 광 흡수축 사이의 각도인 것을 특징으로 하는 확산 시트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 필름의 배향 각도는 상기 액정패널의 상부 편광층 및 하부 편광층의 광 투과축과 0°~ 45° 차이를 가지는 것을 특징으로 하는 확산 시트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 필름의 배향 각도는 상기 액정패널의 상부 편광층 및 하부 편광층의 광 흡수축과 45° 차이를 가지는 것을 특징으로 하는 확산 시트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 필름의 하부에 형성되어 입사되는 광을 확산시키는 하부 비즈층; 및
    상기 베이스 필름 상부에 형성되어, 상기 베이스 필름에서 출사되는 광을 확산시키는 상부 비즈층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 시트.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 상부 비즈층은 상기 베이스 필름에서 출사되는 광이 90% ~ 95% 헤이즈(haze)가 되도록 2um ~ 15um의 크기를 가지는 복수의 비즈를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 확산 시트.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 하부 비즈층은 2um ~ 5um의 크기를 가지는 복수의 비즈를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 확산 시트.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 하부 비즈층 및 상부 비즈층은 광을 확산시키는 복수의 비즈와 상기 복수의 비즈를 고정시키기 위한 바인더를 포함하여 형성되고,
    상기 복수의 비즈 및 상기 바인더는 1.45 ~ 1.50의 굴절율을 가지는 것을 특징으로 하는 확산 시트.
  11. 제 1 항, 제 4 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 확산 시트;
    상기 확산 시트의 상부에 배치되는 복합 프리즘 시트;
    상기 확산 시트의 하부에 배치되어 측면 또는 배면 방향으로부터 입사된 광을 정면 방향으로 출사시키는 광학 부재; 및
    상기 광학 부재의 측면 또는 배면에 배치되어 광을 발생시키는 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
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