KR101843054B1 - 광학시트 및 이를 포함한 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광학시트 및 이를 포함한 백라이트 유닛에 관한 것이다.
본 발명에 따른 백라이트 유닛은, 광원과, 헤이즈 값이 1% 이하인 기재로 이루어지는 베이스층과, 상기 베이스층의 하부에 UV 경화되어 형성된 배면층과, 상기 베이스층의 상부에 탄성 물질로 형성된 광학층으로 이루어지는 광학시트를 다수 포함하는 특징으로 한다.

Description

광학시트 및 이를 포함한 백라이트 유닛{OPTICAL SHEET AND BACKLIGHT UNIT HAVING THE SAME}
본 발명은 휘도 및 내구성을 향상시킬 수 있는 광학시트 및 이를 포함한 백라이트 유닛에 관한 것이다.
최근 정보화 시대에 발맞추어 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device : FPD)로서 액정표시장치(liquid crystal display device : LCD), 플라즈마표시장치(plasma display panel device : PDP), 전기발광표시장치(electroluminescence display device : ELD), 전계방출표시장치(field emission display device : FED) 등이 소개되어 기존의 브라운관(cathode ray tube : CRT)을 빠르게 대체하며 각광받고 있다.
이중에서도 액정표시장치는 동화상 표시에 우수하고 높은 콘트라스트비(contrast ratio)로 인해 노트북, 모니터, TV 등의 분야에서 가장 활발하게 사용되고 있다.
이러한 액정표시장치는 나란한 두 기판(substrate) 사이로 액정층을 개재하여 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수 구성요소로 하며, 액정패널 내의 전기장으로 액정분자의 배열방향을 변화시켜 투과율 차이를 구현한다.
하지만 액정패널은 자체 발광요소를 갖추지 못한 관계로 투과율 차이를 화상으로 표시하기 위해서 별도의 광원을 요구하고, 이를 위해 액정패널 배면에는 광원(光源)이 내장된 백라이트(backlight) 유닛이 배치된다.
상기 백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 직하형(Direct Type)과 측면형(Edge Type)으로 구분되는데, 직하형 방식의 백라이트 유닛은 광원을 액정패널 하부에 배치함으로써 광원으로부터 출사되는 빛을 직접적으로 액정패널에 공급하는 방식이고, 측면형 방식의 백라이트 유닛은 액정패널 하부에 도광판을 배치하고, 광원을 도광판의 적어도 일측면에 배치함으로써 도광판에서의 굴절 및 반사를 이용하여 광원으로부터 출사되는 빛을 간접적으로 액정패널에 공급하는 방식이다.
이러한 백라이트 유닛은 광원에서 출사된 광의 휘도를 향상시키기 위하여 하나 이상의 확산시트와 프리즘시트를 포함한 다수의 광학시트들을 구비한다.
그러나, 이와 같이 다수의 광학시트들을 구비함에 따라 시트들 간에 마찰이 생겨 스크래치가 발생되고, 이물질의 침입에 따른 백점 현상이 발생되며, 수분의 침투로 인한 주름과 상호 간 간섭으로 인해 빛이 원하는 방향으로 출사되지 못하며 화면 전체의 휘도가 불균일해지면서 표시 품질이 저하되는 문제점이 있다.
이러한 문제들 중 시트들 간 마찰을 방지하기 위해 각 광학시트의 두께를 두껍게 하여 각 광학시트가 유동되지 못하도록 할 수 있지만, 광학시트의 두께가 두꺼워질수록 기재 비용이 상승되어 광학시트의 제조단가가 상승되고, 나아가 전체 액정표시장치의 제조단가가 상승되는 문제점이 생긴다.
특히, 최근 액정표시장치는 휴대용 컴퓨터는 물론 데스크톱 컴퓨터 모니터 및 벽걸이형 텔레비전 등 그 사용영역이 점차 넓어지고 있는 추세로, 넓은 디스플레이 면적을 가지면서 박형 및 경량의 액정표시장치를 구현하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있는데, 광학시트의 두께 증가는 박형 및 경량의 액정표시장치 구현을 저해하는 요소로 작용하는 문제점이 있다.
따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 탄성 특성을 가지며 보다 높은 투명도와 치밀한 구조를 가지도록 함으로써 마찰에 의한 스크래치를 방지하고, 이물질 및 수분의 침투를 방지할 수 있는 광학시트 및 이를 포함한 백라이트 유닛을 제공하는데 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은, 광원과; 제1밀도를 가지는 기재로 이루어지는 베이스층과, 상기 베이스층의 하부에 UV 경화되어 형성되며 상기 제1밀도보다 높은 제2밀도를 가지는 배면층과, 상기 베이스층의 상부에 탄성 아크릴 또는 탄성을 가지는 고분자 재료로 형성되어 탄성강도가 1000g 이상인 광학층으로 이루어지는 광학시트를 다수 포함한다.
상기 광학시트 다수는 상기 광원으로부터 출사된 빛을 확산시키는 확산시트와, 상기 확산시트를 통해 확산된 빛을 집광하는 프리즘 시트 및 상기 프리즘 시트의 상부에 위치되어 휘도를 향상시키는 이중휘도향상필름(Dual Brightness Enhancement Film:DBEF)시트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 베이스층은 헤이즈 값이 1% 이하이고, 상기 배면층은 헤이즈 값이 2% 이하인 것을 특징으로 한다.
상기 배면층은 상기 UV 경화가 가능한 아크릴 레진, 폴리우레탄, 불소수지, 규소 수지 및 에폭시 수지 중 하나로 이루어지며, 함습율이 0.5 wt% 이하인 것을 특징으로 한다.
한편 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학시트는, 제1밀도를 가지는 기재로 이루어지는 베이스층과; 상기 베이스층의 하부에 UV 경화되어 형성되며 상기 제1밀도보다 높은 제2밀도를 가지는 배면층과; 상기 베이스층의 상부에 탄성 아크릴 또는 탄성을 가지는 고분자 재료로 형성되어 탄성강도가 1000g 이상인 광학층을 포함한다.
위에 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 최상위의 광학층을 탄성 재질로 구현함에 따라 마찰 및 간섭에 의한 스크래치를 방지하고 이물질의 침입을 방지할 수 있게 된다.
그리고, 베이스 기재인 베이스층을 헤이즈 값이 1% 이하인 기재로 형성함으로써 투명도를 향상시켜 휘도를 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 최하위의 배면층을 UV 경화함으로써 조직 간 결합의 치밀성을 향상시켜 외부로부터 수분이 침투하지 못하도록 할 수 있게 된다.
이와 같이 광학시트를 구성하는 각 층의 재질을 변경하거나 제조방법을 변경함으로써 광학시트의 신뢰성을 향상시키고, 광학시트의 광학 특성을 향상시킬 수 있는 이점을 가진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학시트를 보여주는 단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학시트 제조장비를 도시한 도면.
도 3a는 제1비교예에 따른 광학시트의 베이스층을 상세히 보여주는 도면.
도 3b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학시트의 베이스층을 상세히 보여주는 도면.
도 4a는 제2비교예에 따른 광학시트의 배면층을 상세히 보여주는 도면.
도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학시트의 배면층을 상세히 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 액정표시장치모듈을 보여주는 분해 사시도.
도 6는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 액정표시장치모듈을 보여주는 분해 사시도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학시트를 보여주는 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 광학시트(110)는 하부에서 상부로 배면층(112)과, 베이스층(114) 및 광학층(116)이 순차적으로 형성된 프리즘시트에 해당된다.
여기서, 배면층(112)은 베이스층(114)의 하부에 형성된 층으로, 하부에 개재될 부재와의 밀착성을 개선하는 역할을 한다.
일예로, 배면층(112)은 프리즘시트(110)와 이의 하부에 구비되는 확산시트 또는 다른 부재(예를 들어 도광판 또는 확산판)와의 사이에 이격간격을 형성함으로써 프리즘시트(110)와 확산시트가 서로 붙게 되어 발생될 수 있는 침윤(wet-out)현상과 표시화면에서 발생되는 모아레 무늬에 따른 외관 불량을 방지할 수 있게 된다.
이를 위한 배면층(112)은 바인더 수지로 이루어지는데, 상기 바인더 수지로는 UV 경화가 가능한 아크릴 레진(acryl resin), 폴리우레탄(polyurethane), 불소수지(fluorine resin), 규소 수지(silicon resin), 에폭시 수지(epoxy resin) 등을 사용할 수 있다.
이러한 배면층(112)은 바인더 수지를 도포한 후에 UV경화(curing) 시켜 치밀한 구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 배면층(112)은 투과 또는 반사되는 빛의 산란 정도를 나타내는 헤이즈(Haze) 값이 2% 이하로 형성될 수 있다.
베이스층(114)은 베이스가 되는 베이스필름에 해당하는 것으로, 헤이즈 값이 1% 이하인 투명한 기재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 투명한 기재로는 헤이즈 값이 1% 이내인 폴리에틸렌 테리프탈레이트(polyethylene terephthalate:PET)로 이루어짐이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않고 헤이즈 값이 1% 이내인 폴리에테르설폰(polyethersulphone:PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate:PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide:PEI), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene napthalate:PEN), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide:PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC) 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propinonate:CAP)로 이루어질 수 있다.
광학층(116)은 베이스층(114)의 상부에 형성되는 층으로, 탄성 아크릴 또는탄성이 있는 고분자 재료로 형성된 다수개의 프리즘 패턴(117)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 일반적인 아크릴로 이루어지는 광학층의 경우, 탄성회복력을 나타내주는 산강도가 약 100 내지 150g인 반면, 본 발명에 따라 탄성 아크릴로 이루어지는 광학층(116)의 경우 탄성강도가 1000g 이상으로 탄성회복력이 향상된 것을 특징으로 한다.
이로 인해 광학층(116)은 외부로부터 압력이 가해져도 표면 손상 없이 원래 형상을 그대로 유지하며 복원될 수 있게 된다. 즉, 외부 압력 또는 마찰에 의해 발생되는 스크래치에 의한 프리즘 패턴(117)의 손상을 방지하여 손상된 프리즘 패턴(117)에 의한 휘도 저하를 방지하고, 눌림에 의해 형성된 이격공간을 통해 침입하는 이물질을 방지할 수 있게 된다.
여기서 다수개의 프리즘 패턴(117)은 서로 대칭되는 다수의 제1 및 제2경사면(117a, 117b)으로 구성되어 그 단면이 삼각형상을 이루며 제1방향을 따라 반복되어 인접 배열됨으로써 형성된다.
이에 따라 다수개의 프리즘 패턴(117)은 제1방향으로 산(118)과 골(119)이 반복되고, 이러한 산(118)과 골(119)이 제1방향과 교차하는 제2방향으로 연장된다.
이러한 다수개의 프리즘 패턴(117)은, 탄성 아크릴로 이루어짐에 따라 산(118) 강도가 1000g 이상이 된다.
한편 본 발명의 실시예로서의 광학층(116)은 광을 집광시키는 집광층으로 집광패턴 중 하나인 프리즘 패턴(117)을 도시하여 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 프리즘 패턴(117) 대신 다른 형상, 일예로 그 단면이 반원 또는 반타원 형상인 렌티큘러패턴과 같은 집광패턴이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예로서의 광학층(116) 대신에 광을 확산시키기 위한 비드를 포함하는 확산층 또는 이외의 기능성층을 탄성 아크릴로 적용한 확산시트 또는 기능성시트에도 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학시트 제조장비를 도시한 도면으로, 도 1을 참조한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 광학시트의 제조장비(150)는 스테이지(151)와, 레진 공급부(152) 및 UV조사부(156)를 포함한다.
스테이지(151)는 베이스필름(114)이 안착되는 곳으로, 베이스필름(114)에 배면층(116)이 형성될 수 있도록 베이스필름(112)을 이동시키는 역할을 수행한다.
여기서, 베이스필름(112)은 롤 형태로 권취되어 있다가 풀리면서 스테이지(151)에 연속 공급될 수 있다.
레진 공급부(152)는 소정 양의 광 경화성 수지(154)를 토출구(153)를 통해 배출함으로써 베이스필름(114)에 소정 두께의 광 경화성 수지(154)가 도포되도록 한다.
여기서 광 경화성 수지(154)는 아크릴 레진(acryl resin), 폴리우레탄(polyurethane), 불소수지(fluorine resin), 규소 수지(silicon resin), 에폭시 수지(epoxy resin) 등을 사용할 수 있다.
이를 통해, 광 경화성 수지(154)가 도포된 베이스필름(114)이 UV 조사부(156)로 이송되고, UV조사부(156)는 광 경화성 수지(154)가 도포된 베이스필름(114)에 UV를 조사하여 광 경화성 수지(154)를 경화시킴으로써 베이스필름(112)의 배면에 배면층(112)을 형성시킨다.
한편, 본 발명에 따른 광학시트의 광학층(116) 또한 광학시트 제조장비를 통해 제조될 수 있는데, 이 경우 광학시트 제조장비는 표면에 산과 골이 반복되는 집광패턴이 띠 형상으로 선형을 이루며 돌출 형성된 롤러부(미도시)를 레진 공급부와(152)와 UV조사부(156) 사이에 더 포함한다. 이에 따라 롤러부(미도시)는 경화성 수지가 도포된 베이스필름이 스테이지를 통해 이송됨에 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하며 집광패턴이 베이스필름(112)의 전면에 형성되도록 할 수 있다.
여기서 광학시트의 베이스기재에 배면층을 먼저 형성하는 것으로 도시하였지만, 이에 한정되지 않고 광학층을 먼저 형성할 수도 있다. 이는, 본 발명에 따른 광학층은 탄성 재질로 이루어지기 때문에 눌림 및 마찰에 의한 패턴의 표면 손상이 방지될 수 있기 때문이다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 광학시트와 비교 설명하기 위한 비교예로서의 광학시트를 도면을 참조하여 설명한다. 여기서, 비교예에 따른 광학시트의 베이스층은 헤이즈 값이 통상 적용되고 있는 2%인 것을 가정한다.
도 3a는 제1비교예에 따른 광학시트의 베이스층을 상세히 보여주는 도면이고, 도 3b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학시트의 베이스층을 상세히 보여주는 도면이다.
우선 도 3a에 도시된 바와 같이, 제1비교예의 베이스층(14)은 서로 다른 직경을 가지는 다수의 제1산란입자(14a)를 포함한 폴리에틸렌 테리프탈레이트(polyethylene terephthalate:PET)로 이루어진다.
반면 도 3b에 도시된 바와 같이, 실시예의 베이스층(114)은 서로 다른 직경을 가지는 다수의 제2산란입자(114a)를 포함한 폴리에틸렌 테리프탈레이트(polyethylene terephthalate:PET)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 실시예의 베이스층(114)은 다수의 제2산란입자(114a)가 베이스층(114)의 가장자리를 따라 소수 분포되며 헤이즈 값이 1% 이하로 제1비교예보다 투명한 것을 특징으로 한다.
이때, 실시예의 베이스층(114)에 포함된 제2산란입자(114a)는 제1산란입자(14a) 보다 작은 직경을 가지며, 보다 적은 수로 포함되어 산란입자의 밀도가 제1비교예보다 작다. 이에 따라 실시예의 베이스층(114)의 투명도가 제1비교예보다 높다.
이를 통해 실시예의 베이스층(114)은 배면층(도 1의 112)을 통해 입사된 빛을 보다 많이 투과시킴으로써 휘도를 향상시키는 역할을 수행할 수 있게 된다.
즉, 실시예(110)의 베이스층(114)은 헤이즈 값을 낮추면서 투명도를 높인 폴리에틸렌 테리프탈레이트를 적용하여 빛의 투과도를 높임으로써 휘도를 보다 향상시키는 것을 특징으로 한다.
도 4a는 제2비교예에 따른 광학시트의 배면층을 상세히 보여주는 도면이고, 도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학시트의 배면층을 상세히 보여주는 도면이다.
우선 도 4a에 도시된 바와 같이, 제2비교예는 베이스층(14)의 하부에 하부 기재와의 밀착성을 개선하기 위한 배면층(12)을 포함한다.
상기 배면층(12)은 바인더 수지를 도포한 후에 열 경화 시켜 형성함으로써 조직이 서로 얽혀 조직 간에 서로 다른 소정 간격을 형성한다.
이러한 제2비교예의 배면층(12)은 수분 함량을 나타내주는 함습율이 1 wt%이하의 값을 가진다. 이에 따라 외부의 수분(H2O, 20)이 일부는 배면층(12)의 조직에 의해 반사되어 침투되지 못하지만, 일부는 배면층(12)으로 침투되고 이중 일부는 배면층(12)을 통해 베이스층(14)으로 침투된다. 이와 같이 수분(20)이 시트의 내부로 침투됨으로써 시트에 주름(wrinkle)이 생기고, 이러한 주름에 의해 전체 화면에서 균일한 휘도를 구현하지 못하며 화상 품질이 저하되는 문제점이 있다.
반면 도 4b에 도시된 바와 같이 실시예는 제2비교예와 마찬가지로, 베이스층(114)의 하부에 하부 기재와의 밀착성을 개선하기 위한 배면층(112)을 포함한다.
상기 배면층(112)은 바인더 수지를 도포한 후에 UV경화(curing) 시켜 형성함으로써 조직이 보다 치밀하게 얽히며 조직 간의 간격이 제2비교예의 배면층(12) 보다 좁은 간격을 유지한다.
즉, 실시예의 배면층(112)은 UV경화(curing) 되어 형성됨으로써 조직 간의 결합성이 향상되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 실시예의 배면층(112)은 함습율이 0.5 wt%이하의 값을 가진다.
이와 같이 실시예의 배면층(112)은 제2비교예의 배면층(12)보다 함습율이 우수하여 외부의 수분(20)이 배면층(112) 및 베이스층(114)으로 침투하는 것을 방지함으로써 수분의 침투에 따른 주름을 방지할 수 있게 된다. 이를 통해 화면 전체의 휘도를 균일하게 구현하며 화상 품질을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 실시예의 배면층(112)은 하부 부재와의 이격간격을 줄임으로써 외부 이물질의 침입을 방지할 있는 이점이 있다. 이는 배면층(112)을 이루는 조직 간의 간격이 치밀한 간격을 이룸에 따라 배면층(112)에서 돌출된 조직의 돌출 높이가 제2비교예의 배면층(112)보다 작기 때문이다.
이에 따라 실시예의 배면층(112)은 결합의 치밀성이 향상되어 제2비교예의 배면층(12)보다 견고한 특성을 가질 뿐만 아니라 하부 부재와의 이격간격을 줄이면서도 하부에 개재될 부재와의 밀착성을 개선하여 서로 붙게 되어 발생될 수 있는 침윤(wet-out)현상과 표시화면에서 발생되는 모아레 무늬에 따른 외관 불량을 방지할 수 있게 된다.
이하에서는, 전술한 바와 같은 광학시트를 적용한 액정표시장치모듈에 대해 도면을 참고하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 액정표시장치모듈을 보여주는 분해 사시도로, 도 1을 참조한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 액정표시장치모듈(200)은 액정패널(210)과, 백라이트 유닛(220), 그리고 액정패널(210)과 백라이트 유닛(220)을 모듈화기 위한 서포트메인(230)과 커버버툼(250), 탑커버(240)로 구성된다.
액정패널(210)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제1 및 제2기판(212, 214)으로 구성된다.
여기서, 도면상에 도시하지는 않았지만, 능동행렬 방식이라는 전제 하에 통상 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제1기판(212) 내면에는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소가 정의되고, 각각의 교차점마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor:TFT)가 구비되어 각 화소에 형성된 투명 화소 전극과 일대일 대응 연결된다.
그리고, 상부기판 또는 컬러기판이라 불리는 제2기판(214) 내면으로는 각 화소에 대응되는 일례로 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러의 컬러필터(color filter)와, 이들 각각을 두르며 게이트라인과 데이터라인 그리고 박막트랜지스터 등의 비표시요소를 가리는 블랙매트릭스(black matrix), 그리고 이들을 덮는 투명 공통전극이 마련되어 있다. 여기서, 상기 투명 공통전극은 제1기판(212)에 형성될 수도 있다.
그리고, 제1 및 제2기판(212, 214)의 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 제1 및 제2편광판(미도시)이 각각 부착된다.
또한, 이 같은 액정패널(210)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판이나 테이프케리어패키지(Tape Carrier Package:TCP) 같은 연결부재(216)를 매개로 인쇄회로기판(217)이 연결되어 모듈화 과정에서 서포트메인(230)의 측면 내지는 커버버툼(250) 배면으로 적절하게 젖혀 밀착될 수 있다.
이에 상술한 구조의 액정패널(210)은, 상기 인쇄회로기판(217)을 통해 전달되는 게이트구동회로의 온 또는 오프 신호에 의해 각 게이트라인 별로 선택된 박막트랜지스터가 온(on) 되면 데이터 구동회로의 신호전압이 데이터라인을 통해서 해당 화소전극으로 전달되고, 이에 따른 화소전극과 공통전극 사이의 전기장에 의해 액정분자의 배열방향이 변화되어 투과율 차이를 나타낸다.
이러한 액정패널(210)의 배면에는, 투과율의 차이를 화상으로 표시할 수 있도록 빛을 공급하는 백라이트 유닛(220)이 구비된다.
백라이트 유닛(220)은 서포트메인(230)의 가장자리를 따라 배열되는 광원과, 반사판(225)과, 이러한 반사판(225) 상에 안착되는 도광판(223) 그리고 이의 상부로 개재되는 다수의 광학시트들(221)을 포함한다.
광원으로는 LED(229a)를 사용하는데, 이러한 다수의 LED(229a) 각각이 일정 간격으로 이격되어 인쇄회로기판(Printed Circuit Board:PCB)(229b)에 장착됨으로써 LED 어셈블리(229)를 이룬다.
한편, LED 어셈블리(229) 대신 형광램프를 사용할 수도 있으며, 형광램프를 사용할 경우, 형광램프의 외측을 보호하고 가이드하며, 광을 도광판(223) 방향으로 집중시키는 램프가이드가 더 포함될 수 있다.
상기 LED 어셈블리(229)는 접착 등의 방법으로 위치가 고정되어 다수의 LED(229a)로부터 출사되는 광이 도광판(223)의 입광면과 대면되도록 한다.
이러한 LED 어셈블리(229)를 구동하기 위한 LED 드라이버 집적회로(Driver Integrated Circuit:IC)(미도시)가 구비됨으로써 LED 드라이버 집적회로(미도시)에 의해 다수의 LED(229a)로부터 출사되는 빛은 도광판(223)에서의 굴절 및 반사를 이용하여 간접적으로 액정패널(210)에 공급되게 된다.
반사판(225)은 도광판(223)의 배면에 위치하여 도광판(223)의 배면을 통과한 빛을 액정패널(210)쪽으로 반사시킴으로써 빛의 휘도를 향상시킨다.
도광판(223)은 다수의 LED(229a) 각각으로부터 입사된 빛이 여러 번의 전반사에 의해 도광판(223) 내를 진행하면서 도광판(223)의 넓은 영역으로 골고루 퍼져 액정패널(210)에 면광원이 제공되도록 한다.
이러한 도광판(223)은 균일한 면광원을 공급하기 위해 배면에 특정 모양의 패턴을 포함할 수 있다. 패턴은 도광판(223) 내부로 입사된 빛을 가이드하기 위하여 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern), 홀로그램 패턴(hologram pattern) 등 다양하게 구성할 수 있으며, 이와 같은 패턴은 도광판(123)의 하부면에 인쇄방식 또는 사출방식으로 형성될 수 있다.
도광판(223) 상부에 안착되는 다수의 광학시트들(221)은 도광판(223)에 의해 면광원으로 변환된 빛을 확산 또는 집광하여 액정패널(210)로 보다 균일한 면광원이 입사되도록 한다.
이러한 다수의 광학시트들(221)은, 일예로 광을 확산시키는 확산시트(221a)와, 광을 집광시키는 적어도 하나의 프리즘시트(221b) 그리고 휘도를 높일 수 있는 이중휘도향상필름(dual brightness enhancement film:DBEF)과 같은 기능성 광학시트 (221c)로 이루어질 수 있다.
이러한 확산시트(221a), 프리즘시트(221b), 또는 기능성 광학시트(221c)는 각각, 도 1과 마찬가지로 하부에서 상부로 UV 경화되어 형성된 배면층(112)과, 헤이즈 값이 1% 이내인 베이스층(114)과, 탄성 아크릴로 이루어진 광학층(116)으로 이루어질 수 있는 것을 특징으로 한다. 여기서 광학층(116)은 확산시트일 경우 비드를 포함한 확산층에 해당되고, 프리즘시트일 경우에 집광패턴을 포함한 광학층에 해당되며, 이중휘도향상필름시트일 경우에 기능성층에 해당될 수 있다.
전술한 액정패널(210)과 백라이트 유닛(220)은 탑커버(240)와 서포트메인(230) 그리고 커버버툼(250)을 통해 모듈화 된다.
보다 상세하게는, 액정패널(210)과 백라이트 유닛(220)은 가장자리가 사각테 형상인 서포트메인(230)으로 둘려진 상태로 액정패널(210) 상면 가장자리를 두르는 탑커버(240) 그리고 백라이트 유닛(220) 배면을 덮는 커버버툼(250)이 각각 전후방에서 결합되어 서포트메인(230)을 매개로 일체화되어 모듈화된다.
이와 같이 모듈화됨에 따라, 백라이트 유닛(220)의 다수의 LED(229a) 각각으로부터 출사된 빛은 도광판(223)의 입광면으로 입사된 후, 그 내부에서 액정패널(210)을 향해 굴절되며, 반사판(225)에 의해 반사된 빛과 함께 다수의 광학시트들(221)을 통과하는 동안 보다 균일한 고품위의 면광원으로 가공되어 액정패널(210)로 공급되게 된다.
도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 액정표시장치를 보여주는 분해 사시도로, 도 1을 참조한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 액정표시장치(300)는 액정패널(310)과 백라이트 유닛(320), 그리고 서포트메인(330)과 커버버툼(350), 탑커버(340)로 구성된다.
백라이트 유닛(320)은 다수의 LED 어셈블리(329)와, 반사판(325)과, 반사판(325)의 상부에 소정 간격 이격된 상태로 위치하는 확산판(324)과, 그리고 확산판(324)의 상부로 개재되는 다수의 광학시트들(321)을 포함한다.
상기 LED 어셈블리(329)는 다수의 LED(329a) 각각이 일정 간격으로 이격되어 인쇄회로기판(Printed Circuit Board:PCB)(329b)에 장착됨으로써 이루어진다.
이러한 LED 어셈블리(329)는 커버버툼(350)의 길이방향 또는 이의 직각방향으로 일정간격 이격하여 다수 배열된다.
여기서, 다수의 LED(329a)가 장착되는 인쇄회로기판(329b)은 방열기능을 구비한 메탈코어인쇄회로기판(Metal Core Printed Circuit Board)에 해당될 수 있으며, 이러한 메탈코어인쇄회로기판의 배면에는 방열판(미도시)을 구비하여 다수의 LED(329a) 각각으로부터 발생되는 열이 외부로 방출되도록 할 수 있다.
이러한 다수의 LED 어셈블리(329)에 포함되는 다수의 LED(329a) 각각에 대응되어 다수의 LED(329a) 각각이 통과할 수 있는 다수의 반사관통홀(325a)이 형성된 반사판(325)이 LED 어셈블리(329)의 인쇄회로기판(329b) 상부에 안착되게 된다.
이에 따라 LED 어셈블리(329)의 다수의 LED(329a) 각각은 반사판(325)의 다수의 반사관통홀(325a) 각각을 통해 통과하여 노출된다.
상기 반사판(325)은 다수의 반사관통홀(325a)을 통해 다수의 LED(329a) 각각을 제외한 인쇄회로기판(329b)과 커버버툼(350) 내면 전체를 덮는 백색 또는 은색의 판으로, 다수의 LED(329a) 각각으로부터 출사되는 빛 중 커버버툼(350)으로 향하는 일부 빛을 액정패널(310) 쪽으로 반사시킨다.
이러한 반사판(325)의 상부에는, 다수의 LED(329a) 각각으로부터 출사되는 빛을 확산시켜 휘도의 균일도를 유지시키는 확산판(324)이 소정 간격 이격된 상태로 위치된다.
상기 반사판(325)과 확산판(324) 간에 간격은 광학갭(optical gap) 또는 에어갭(air gap)이라 정의되는데, 이는 다수의 LED(329a) 각각으로부터 출사되는 빛이 확산되기 위해 필요한 간격이다.
상기와 같은 확산판(324)의 상부로 빛을 확산 및 집광하여 액정패널(310)로 보다 균일한 면광원이 입사되도록 하는 다수의 광학시트들(321)이 개재된다.
이러한 다수의 광학시트들(321)은, 일예로 광을 확산시키는 확산시트(321a)와, 광을 집광시키는 적어도 하나의 프리즘시트(321b) 그리고 휘도를 높일 수 있는 이중휘도향상필름(dual brightness enhancement film:DBEF)과 같은 기능성 광학시트(321c)로 이루어질 수 있다.
이러한 확산시트(321a), 프리즘시트(321b), 또는 기능성 광학시트(321c)는, 도 1과 같이, 하부에서 상부로 UV 경화되어 형성된 배면층(112)과, 헤이즈 값이 1% 이내인 베이스층(114)과, 탄성 아크릴로 이루어진 광학층(116)으로 이루어질 수 있는 것을 특징으로 한다. 여기서 광학층(116)은 확산시트일 경우 비드를 포함한 확산층에 해당되고, 프리즘시트일 경우에 집광패턴을 포함한 광학층에 해당되며, 이중휘도향상필름시트일 경우에 기능성층에 해당될 수 있다.
이에 따라 액정패널(310)의 하부에 위치한 다수의 LED(329a) 각각으로부터 발산된 빛은 반사판(325)과 확산판(324) 및 다수의 광학시트들(321)에 의해 서로 중첩 및 혼합된 후 면광원으로서 액정패널(310)로 입사되고, 이를 이용하여 액정패널(310)은 고휘도 화상을 외부로 표시하게 된다.
이러한 액정패널(310)과 백라이트 유닛(320)은 탑커버(340)와 서포트메인(330) 그리고 커버버툼(350)을 통해 모듈화 되는데, 탑커버(340)는 액정패널(310)의 상면 및 측면 가장자리를 덮도록 단면이 ㄱ형태로 절곡된 사각테 형상으로, 탑커버(340)의 전면을 개구하여 액정패널(310)에서 구현되는 화상을 표시하도록 구성한다.
또한, 액정패널(310) 및 백라이트 유닛(320)이 안착하여 액정표시장치모듈(300) 전체 기구물 조립에 기초가 되는 커버버툼(350)은, 사각모양의 하나의 판 형상으로 커버버툼(350)의 서로 대향하는 양단 가장자리로 결합되는 한 쌍의 바(bar) 형태의 사이드서포트(351)를 포함할 수 있다.
또한 사이드서포트(351)를 제외한 커버버툼(350)의 나머지 두 가장자리는 이들과 높이를 같이하도록 비스듬하게 절곡 상승되어 그 내부로 백라이트 유닛(320)이 안착될 수 있는 소정공간을 형성할 수 있다.
이에 따라, 액정패널(310)과 백라이트 유닛(320)은 가장자리가 사각테 형상인 서포트메인(330)으로 둘려진 상태로 액정패널(310) 상면 가장자리를 두르는 탑커버(340) 그리고 백라이트 유닛(320)의 배면을 덮는 커버버툼(350)이 각각 전후방에서 결합되어 서포트메인(330)을 매개로 일체화되어 모듈화된다.
이와 같이 모듈화된 액정표시장치모듈(300)에서 백라이트 유닛(320)의 다수의 LED(329a) 각각으로부터 출사된 빛은 반사판(325)에 의해 반사된 빛과 함께 확산판(324) 및 다수의 광학시트들(321)을 통과하는 동안 보다 균일한 고품위의 면광원으로 가공되어 액정패널(310)로 공급되게 된다.
한편, 탑커버(240, 340)는 케이스탑 또는 탑 케이스라 일컬어지기도 하고, 서포트메인(230, 330)은 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 커버버툼(250, 350)은 버텀커버라 일컬어지기도 한다.
이상과 같은 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위 및 이와 균등한 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
110: 광학시트 112: 배면층
114: 베이스층 116: 광학층
117: 프리즘패턴 220, 320: 백라이트 유닛

Claims (9)

  1. 광원과;
    제1밀도를 가지는 기재로 이루어지는 베이스층과, 상기 베이스층의 하부에 UV 경화되어 형성되며 상기 제1밀도보다 높은 제2밀도를 가지는 배면층과, 상기 베이스층의 상부에 탄성 아크릴 또는 탄성을 가지는 고분자 재료로 형성되어 탄성강도가 1000g 이상인 광학층으로 이루어지는 광학시트를 다수 포함하는 백라이트 유닛.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광학시트 다수는
    상기 광원으로부터 출사된 빛을 확산시키는 확산시트와, 상기 확산시트를 통해 확산된 빛을 집광하는 프리즘 시트 및 상기 프리즘 시트의 상부에 위치되어 휘도를 향상시키는 이중휘도향상필름(Dual Brightness Enhancement Film:DBEF)시트를 포함하는 백라이트 유닛.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 베이스층은 헤이즈 값이 1% 이하이고, 상기 배면층은 헤이즈 값이 2% 이하인 백라이트 유닛.
  4. 제 1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 배면층은
    상기 UV 경화가 가능한 아크릴 레진, 폴리우레탄, 불소수지, 규소 수지 및 에폭시 수지 중 하나로 이루어지며, 함습율이 0.5 wt% 이하인 백라이트 유닛.
  5. 제1밀도를 가지는 기재로 이루어지는 베이스층과;
    상기 베이스층의 하부에 UV 경화되어 형성되며 상기 제1밀도보다 높은 제2밀도를 가지는 배면층과;
    상기 베이스층의 상부에 탄성 아크릴 또는 탄성을 가지는 고분자 재료로 형성되어 탄성강도가 1000g 이상인 광학층을 포함하는 광학시트.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 베이스층은 헤이즈 값이 1% 이하이고, 상기 배면층은 헤이즈 값이 2% 이하인 광학시트.
  7. 제 5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 배면층은
    상기 UV 경화가 가능한 아크릴 레진, 폴리우레탄, 불소수지, 규소 수지 및 에폭시 수지 중 하나로 이루어지며, 함습율이 0.5 wt% 이하인 광학시트.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 베이스층은 서로 다른 직경을 가지는 다수의 산란입자를 포함하고, 상기 다수의 산란 입자가 상기 베이스층의 가장자리를 따라 분포되며, 상기 베이스층의 헤이즈 값은 1% 이하인 광학시트.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 베이스층은 서로 다른 직경을 가지는 다수의 산란입자를 포함하고, 상기 다수의 산란 입자가 상기 베이스층의 가장자리를 따라 분포되며, 상기 베이스층의 헤이즈 값은 1% 이하인 백라이트 유닛.
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