KR102062668B1 - 차폐 성능이 향상된 확산시트 및 이를 구비한 백라이트 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 투과성 소재로 구성되어 일정한 두께를 가지도록 형성되며, 기 설정된 값의 헤이즈(Haze)값에 따라 내부에 복수 개의 입자를 포함하는 차폐층; 및 상기 차폐층의 상면 또는 하면 중 적어도 어느 하나에 형성되며, 일부가 돌출된 산란패턴을 포함하고 내부에 복수 개의 비드가 분산되어 하부에서 전달되는 광을 확산시키는 패턴산란층;을 포함하며, 상기 비드는 상기 차폐층 내부에 포함된 입자보다 상대적으로 작은 크기로 형성되는 차폐 성능이 향상된 확산시트가 제공된다.

Description

차폐 성능이 향상된 확산시트 및 이를 구비한 백라이트 유닛{Diffusion Sheet Having Light Shielding Function and Backlight Unit Having the Same}

본 발명은 차폐 성능이 향상된 확산시트에 관한 것으로, 확산시트에 별도의 헤이즈값을 가지는 차폐층을 포함하는 차폐 성능이 향상된 확산시트 및 이를 구비한 백라이트 유닛에 관한 것이다.

근래에 들어 평판 디스플레이 패널의 사용이 확대되고 있으며, 그 중 대표적으로 액정표시장치가 있다.

일반적으로, 상기 액정표시장치(LCD)는 종래의 브라운관 방식(CRT)과는 달리 화면 전체에 균일한 광을 제공하는 백라이트 유닛이 필요하다. 백라이트 유닛은 선광원인 램프와 상기 램프의 광을 반사시키는 도광부 및 집광시트부를 구비하여 광을 면광원으로 바꾸어준다.

이때, 광원은 도광부의 측면상에 인접하게 배치되며, 도광부 내부로 입사된 광은 상부로 전달되어 집광시트부에 의해 집광된다.

여기서, 일반적으로 도광부에서 집광시트부로 전달되는 광은 하부에서 광이 굴절 및 반사되어 상부로 전달되므로, 고르게 분산되지 않으며 영역별로 편차가 발생하게 된다.

이에 집광시트부와 도광부 사이에는 확산시트가 구비되어 하부에서 전달되는 광을 확산시켜 고르게 분산한다.

일반적으로 확산시트는 광 투과성 소재로 구성되어 상면 또는 하면에 일정한 패턴을 가지도록 구성된다.

그리고 이와 같이 형성된 패턴에 의해 하부에서 전달되는 광을 확산시켜 상부로 전달하며, 이에 따라 집광시트부에서 광을 고르게 집광시킨다.

최근, 이러한 액정표시장치는 박형화가 주된 이슈이며, 이에 따라 백라이트 유닛 또한 박형화가 되고 있다.

이와 같이 백라이트 유닛의 박형화에 따라 다양한 문제가 발생되고 있으며, 구체적으로 확산시트가 얇아지면서 확산시트 하부 도광판의 패턴이 시인되는 문제가 발생된다.

이러한 문제를 해결하기 위해 도광판의 패턴이 시인되지 않도록 고-헤이즈 값을 갖는 확산시트를 이용하는 방법이 제시되었으나, 헤이즈 값의 증가에 따른 휘도가 저하되는 또다른 문제가 발생한다.

즉, 도광판의 패턴이 시인되는 것을 방지하기 위해 단순히 헤이즈 값을 증가시키는 것만으로는 근본적인 해결책이 될 수 없다.

따라서, 휘도 저하를 최소화시키면서 동시에 하부 패턴이 시인되는 것을 방지할 수 있는 확산시트의 개발이 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명의 과제는, 별도의 헤이즈값을 가지는 차폐층과 상 하면에 산란패턴을 가지는 패턴산란층을 구비하여 확산시트 하부 도광판의 패턴이 시인되는 것을 방지함과 동시에 휘도 저하를 최소화할 수 있는 차폐 성능이 향상된 확산시트 및 이를 구비한 백라이트 유닛을 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일측면에 따른 차폐 성능이 향상된 확산시트는, 광 투과성 소재로 구성되어 일정한 두께를 가지도록 형성되며, 기 설정된 값의 헤이즈(Haze) 값에 따라 내부에 복수 개의 입자를 포함하는 차폐층 및 상기 차폐층의 상면 또는 하면 중 적어도 어느 하나에 형성되며, 일부가 돌출된 산란패턴을 포함하고 내부에 복수 개의 비드가 분산되어 하부에서 전달되는 광을 확산시키는 패턴산란층을 포함하며, 상기 비드는 상기 차폐층 내부에 포함된 입자보다 상대적으로 작은 크기로 형성된다.

또한, 상기 차폐층은 내부에 기 설정된 크기의 상기 입자가 균일하게 분산되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 차폐층은 광 투과성 소재로 제1헤이즈값을 가지는 제1시트 및 상기 제1시트와 적층 결합되며 광 투과성 소재로 제2헤이즈값을 가지는 제2시트를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 제1시트와 상기 제2시트는 서로 다른 두께를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 패턴산란층은 상하방향을 따라 상기 차폐층에 인접할수록 상기 비드의 분포밀도가 상대적으로 높게 분포되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 패턴산란층은 상기 차폐층의 상면 및 하면에 각각 형성되며, 상기 차폐층의 상면에 형성된 패턴산란층에서는 상기 차폐층에 인접할수록 상기 비드의 분포밀도가 높게 형성되고, 상기 차폐층의 하면에 형성된 패턴산란층에서는 상기 비드가 균일하게 분포되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 비드는 0.1~1um 크기로 형성되며, 하부에서 전달되는 가시광 파장대의 광을 미산란(Mie-Scattering)시켜 휘도 저하를 최소화시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 비드는 구형으로, Alumina, TiO₂, Melamine, Silica, PMMA, PBMA, PDMS 중 적어도 어느 하나의 소재로 구성되며, 1.45~2.50의 굴절률을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 입자는 Silica, PMMA, PBMA 중 적어도 어느 하나의 소재로 구성되며, 직경이 1~9 ㎛ 크기로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 패턴산란층은 상기 돌출된 산란패턴을 포함하는 제1층 및 상기 차폐층과 상기 제1층 사이에서 상기 복수 개의 비드를 포함하는 제2층을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 돌출된 산란패턴은 불균일한 크기를 가지며 상기 패턴산란층의 일면 중 적어도 일부에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 측면에 따른 백라이트 유닛은 상술한 차폐 성능이 향상된 확산시트를 포함한다.

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 확산시트가 기 설정된 헤이즈 값을 가지는 차폐층과 상하면에 구비되어 산란패턴을 가지며 광을 산란시키는 패턴산란층을 구비함으로써, 확산시트 하부에 배치된 도광판의 패턴이 사용자로 하여금 시인되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

둘째, 패턴산란층에 별도의 비드를 구비하여, 하부에서 전달되는 광의 산란 및 확산 효과를 증가시키며, 상기 비드는 미산란(Mie-scattering)이 발생하는 크기를 가지도록 형성함으로써, 확산되는 광의 대부분이 상부로 전달되어 휘도 저하를 최소화할 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 효과들은 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차폐 성능이 향상된 확산시트를 구비한 백라이트 유닛의 의 구성을 개략적으로 나타낸 도면;
도 2는 도 1의 백라이트 유닛의 측면을 나타낸 도면;
도 3은 도 1의 백라이트 유닛에서 확산시트의 구성에 대해 개략적으로 나타낸 도면;
도 4는 도 3의 확산시트에서 차폐층의 유무에 따라 하부의 패턴이 시인되는지 여부를 나타낸 도면;
도 5는 도 1의 확산시트에서 패턴산란층 내부에 별도의 비드가 포함된 구성을 나타낸 도면;
도 6은 도 5의 패턴산란층에서 비드의 배치에 따른 광의 산란을 나타낸 도면;
도 7은 도 5의 확산시트에서 입자의 크기에 따라 광의 산란이 발생하는 형태를 나타낸 도면;
도 8은 도 1의 확산시트에서 도 5의 패턴산란층의 변형된 형태를 나타낸 도면;
도 9는 도 1의 확산시트에서 차폐층이 다중 레이어로 구성된 상태를 나타낸 도면; 및
도 10은 도 1의 확산시트에서 패턴산란층이 다중 레이어로 구성된 형태에 대해 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 차폐 성능이 향상된 확산시트는 LCD나 LED 패널 등의 평판 액정표시장치의 백라이트 유닛에 적용되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다. 허나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 차폐 성능이 향상된 확산시트 단독으로 사용될 수도 있고, 또는 액정표시장치에 적용되는 것이 아닌 다른 기구에 적용되는 백라이트 유닛일 수도 있으며, 또는 조명기구 등 광의 특성 및 경로를 변화시키는 장치라면 어느 것에도 적용될 수도 있다.

먼저, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 구성에 대해 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차폐 성능이 향상된 확산시트를 구비한 백라이트 유닛의 의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 백라이트 유닛의 측면을 나타낸 도면이다.

그리고 도 3은 도 1의 백라이트 유닛에서 확산시트의 구성에 대해 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 4는 도 3의 확산시트에서 차폐층의 유무에 따라 하부의 패턴이 시인되는지 여부를 나타낸 도면이다.

일반적으로 액정표시장치를 구성함에 있어서, 액정패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛(BLU: Back Light Module)이 필수적으로 구비되어야 한다.

본 발명에 따른 백라이트 유닛은 크게 광원(100), 도광부(200), 집광시트부(300) 및 확산시트(400)를 포함한다.

상기 광원(100)은 백라이트 유닛의 부피를 최소화 하기 위해 상기 도광부(200)의 측부에서 광을 발생시키며, 상기 도광부(200)로 광을 전달한다. 이러한 광원(100)으로는 LED(Light Emitting Diode) 및 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL) 등이 선택적으로 사용될 수 있다.

본 발명에서 상기 광원(100)은 적어도 하나 이상으로 구성되며, 상기 도광부(200)의 측부를 향해 광을 발광한다.

상기 도광부(200)는 두께를 가지며, 평판 형태로 형성되어 측면을 통해 입광되는 광을 상부로 전달시킨다.

구체적으로 상기 도광부(200)로 입사된 광은 도광부(200) 내부에서 전반사를 일으키며 진행하며 상부로 방출된다. 이때, 상기 도광부(200)는 상기 광원(100)에서 전달된 광이 평판을 따라 이동하여 면광원 형태를 이루며 상부로 전달된다.

또한, 상기 도광부(200)는 별도로 하부에 반사판(210)을 구비할 수 있으며, 상기 도광부(200)를 통과하여 하부로 전달되는 광을 상부로 반사시키도록 구성된다.

한편, 상기 집광시트부(300)는 상기 도광부(200)의 상부에 적층되며, 하부에서 전달되는 광을 집광시켜 면광원 형태로 상부에 전달한다.

구체적으로, 상기 집광시트부(300)는 복수 개의 시트가 적층된 형태로 구성되어 광을 집광하거나 단일한 시트로 형성되어 하부에서 전달되는 광을 상부로 전달하며 집광한다.

본 발명의 실시예에서 상기 집광시트부(300)는 한 쌍의 하부광학시트(310)와 상부광학시트(320)로 구성되며, 하부광학시트(310)는 제1베이스필름(312) 및 제1집광부(314)를 포함한다.

상기 제1베이스필름(312)은 광 투과성 소재로 구성되어 일정 두께를 가지며 평판 형태로 형성된다. 그리고 상면에는 상기 제1집광부(314)가 형성되어 하부에서 전달되는 광을 집광한다.

상기 제1집광부(314)는 상기 제1베이스필름(312)의 상면에 형성되며, 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 제1단위집광체가 연속적으로 반복하여 형성된다.

구체적으로 상기 제1집광부(314)는 상기 제1베이스필름(312)을 통과하여 전달되는 광을 집광시켜 상부로 전달하는 구성으로, 복수 개의 제1단위집광체가 형성된다.

여기서, 상기 제1단위집광체는 경사면을 가지며 상부로 갈수로 횡단면적이 작아지는 형태로 형성되어 상기 경사면을 통해 광을 집광시킨다.

본 실시예에서 상기 제1단위집광체는 한 쌍의 상기 경사면을 가지며, 삼각 형태의 상하방향에 따른 단면을 가지고 프리즘 형태로 형성된다.

여기서, 상기 제1단위집광체는 복수 개가 돌기 형태로 형성될 수도 있고, 이와 달리 본 실시예에 도시된 바와 같이 각각의 상기 제1단위집광체가 길게 띠 형태로 연장되어 상기 제1베이스필름(312)의 상면에 형성될 수도 있다.

즉, 상기 제1집광부(314)는 삼각형상의 상하단면이 일 방향을 따라 연장되도록 형성된 복수 개의 제1단위집광체를 가지며, 이를 통해 광을 집광시킨다.

그리고 상기 상부광학시트(320)는 상기 하부광학시트(310)의 상부에 적층되는 구성으로, 제2베이스필름(322) 및 제2집광부(324)를 포함하여 상기 하부광학시트(310)와 함께 광을 집광시킨다.

상기 제2베이스필름(322)은 상기 제1베이스필름(312)과 유사한 형태로 형성되며, 상면에 제2집광부(324)가 형성된다.

상기 제2집광부(324)는 상기 제2베이스필름(322)의 상면에 구비되어 하부에서 전달되는 광을 집광시킨다. 구체적으로 상기 제2집광부(324)는 상기 제1집광부(314)와 유사한 형태로, 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 제2단위집광체가 연속적으로 반복되어 형성된다.

여기서, 상기 제2단위집광체는 한 쌍의 경사면을 가지며 삼각형태의 상하 단면을 가지도록 형성되어 상기 경사면을 통해 광을 집광시킨다.

본 실시예에서 상기 제2단위집광체는 상기 제1단위집광체와 마찬가지로 각각이 길게 연장 형성되어 상기 제2베이스필름(322)의 상면에 구비된다.

이때, 상기 제1집광부(314)와 상기 제2집광부(324)는 길게 연장된 형태로 형성되며, 서로 교차되도록 상기 제1베이스필름(312)과 상기 제2베이스필름(322)이 적층된다.

이와 같이 상기 집광시트부(300)는 상기 제1베이스필름(312)과 상기 제2베이스필름(322)을 포함하며, 상호 적층되어 하부에서 전달되는 광을 집광하여 상부로 전달한다.

한편, 상기 확산시트(400)는 상기 집광시트부(300)와 상기 도광부(200) 사이에 구비되어 상부로 전달되는 광을 확산 및 차폐하여 상기 집광시트부(300)로 전달한다.

이때, 상기 확산시트(400)는 하부에서 전달되는 광을 산란시켜 확산할 뿐만 아니라 이와 함께 광을 차폐하여 Uniform하게 만들어주는 역할을 한다.

구체적으로 본 발명에 따른 상기 확산시트(400)는 크게 차폐층(410) 및 패턴산란층(420)을 포함한다.

상기 차폐층(410)은 하부에서 전달되는 광을 차폐하여 투과된 광에 의해 도광판의 패턴이 사용자에게 시인되는 것을 방지하기 위한 구성으로, 광투과성 소재로 구성되어 일정한 두께를 가지고 시트형태로 형성된다.

그리고 내부에 복수 개의 입자(412)가 분산되어 기 설정된 헤이즈(Haze)값을 가지도록 구성된다.

헤이즈 특성이란, 광이 투명한 재료를 통과할 때 재료의 종류에 따라 반사나 흡수 외에 그 재료의 고유 성질에 따라 확산되도록 하는 특성이다.

본 발명에서 상기 차폐층(410)은 도시된 바와 같이 내부에 상기 입자(412)가 분산된 형태로 형성되며, 상기 집광시트부(300)의 하부에서 시트형태로 형성되어 적층 배치된다.

이때, 상기 입자(412)는 Silica, PMMA, PBMA등의 소재로 구성되어 1~9 ㎛의 사이즈를 가지며 약 1.5의 굴절률을 가지도록 구성되어 상기 차폐층(410) 내부에 분산된다. 그리고, 상기 입자(412)는 불균일한 크기를 가지며, 하부에서 전달되는 광을 산란시켜 도광판(200)의 패턴이 시인되는 것을 차폐한다.

여기서, 본 발명에 따른 상기 차폐층(410)은 18~130㎛ 의 두께를 가지며, 내부에 복수 개의 상기 입자(412)를 포함한다.

이와 같이 본 발명에 따른 상기 차폐층(410)은 내부에 상기 입자(412)가 균일하게 분산되며 하부에서 전달되는 광을 확산 시켜 도광판(200)의 패턴이 시인되는 것을 차폐한다.

본 실시예에서 상기 차폐층(410)은 내부에 상기 입자(412)가 분산되어 기 설정된 헤이즈 값을 가지도록 구성되어 있으며, 이와 달리 상기 차폐층(410)의 표면에 특정한 패턴을 가지도록 구성될 수도 있다.

한편, 상기 패턴산란층(420)은 상기 차폐층(410)의 상면 또는 하면 중 적어도 어느 하나에 적층 또는 접합되며, 적어도 일부가 돌출된 산란패턴(422)이 형성되어 하부에서 전달되는 광을 확산시킨다.

구체적으로 상기 패턴산란층(420)은 도시된 바와 같이 상기 차폐층(410)의 상면 또는 하면상에 형성되어 하부에서 전달되는 광을 산란시켜 확산한다.

이때, 상기 패턴산란층(420)은 상기 차폐층(410)과 상이한 굴절률을 가지며 적층 또는 접합된다. 여기서, 상기 패턴산란층(420)은 상기 산란패턴(422)을 통해 광을 확산시킨다.

본 실시예에서 상기 패턴산란층(420)은 상기 차폐층(410)의 상면 및 하면에 모두 적층 형태로 접합되며, 각각 상부 및 하부방향으로 상기 산란패턴(422)이 돌출 형성된다.

여기서, 상기 산란패턴(422)은 구형태의 곡면을 가지며, 복수 개가 불균일한 밀도 및 크기를 가지고 돌출 형성된다.

이와 같이 본 발명에 따른 확산시트(400)는 상기 차폐층(410) 및 상기 패턴산란층(420)을 포함하며, 상기 차폐층(410)의 내부에 분산된 상기 입자(412)와 상기 패턴산란층(420)에 의해 하부에서 전달되는 광을 차폐 및 확산시킬 수 있다.

여기서, 상기 차폐층(410)은 고유한 헤이즈 값을 통해 하부에서 전달되는 광을 확산시킴과 동시에 베이스필름과 같이 상기 패턴산란층(420)을 유지시키는 역할을 수행한다.

또한, 상기 패턴산란층(420)은, 상기 차폐층(410)과 함께 하부에서 전달되는 광을 확산시키며, 확산시트(400)와 도광판(200)이 서로 흡착되거나 마모가 발생하는 것을 방지한다.

또한, 상기 차폐층(410)과 상기 패턴산란층(420)은 소재 및 굴절률 등이 상이하게 형성된다.

특히, 도 4를 살펴보면 일반 패턴의 상부에 확산시트(400)를 적층하여 투과되는 이미지를 촬영한 것으로, 상기 확산시트(400)에서 상기 차폐층(410)의 유무에 따라 하부의 패턴이 시인되는지 여부를 확인할 수 있다.

구체적으로, 도 4의 (a)의 경우 상기 차폐층(410)이 헤이즈값을 가지지 않은 상태이다. 여기서, 상기 차폐층(410)은 일정 수준 이상의 헤이즈 값을 가지지 않는 경우 일부 산란이 발생하지만 하부의 패턴이 시인되는 것을 확인할 수 있다.

이와 같이 상기 차폐층(410)이 헤이즈값을 가지지 않는 경우 하부에서 전달되는 광은 상기 패턴산란층(420)에 의해 확산되지만, 상기 차폐층(410)에 의해 광이 분산되지 않아 상기 도광판(200)의 패턴이 사용자로 하여금 시인되게 된다.

따라서, 상기 차폐층(410) 및 패턴산란층(420)이 구비되지 않는 경우 상기 도광판(200)에서 전달되는 광은 확산효과가 충분하지 않으며, 이에 따라 상기 도광판(200)의 패턴 등이 상부로 투영되어 얼룩이나 패턴 등의 형태로 사용자가 인식할 수 있다.

하지만, 도 4의 (b)를 살펴보면, 상술한 도 4의 (a)와 마찬가지로 특정 패턴의 상부에 적층형태로 본 발명에 따른 확산시트(400)를 배치한 상태이다.

여기서, 상기 차폐층(410)은 기 설정된 헤이즈값 이상을 가지도록 구성되어 있으며, 이와 같은 경우 하부의 패턴이 인식할 수 없을 정도로 확산된다.

이는 상기 차폐층(410)이 상기 패턴산란층(420)과 함께 하부에서 전달되는 광을 산란 및 확산시켜 전체적인 차폐성능이 증가하였기 때문이며, 이에 따라, 상기 확산시트(400)에서 투과된 광이 사용자에게 시인되지 않도록 고르게 확산되며, 광의 휘도 저감을 최소화 시킬 수 있다.

이때, 휘도는 하부에서 전달되는 광이 상기 차폐층(410) 및 상기 패턴산란층(420)을 경유하는 과정에서 산란된 광의 대부분이 상부로 전달되어 고르게 확산됨에 따라 저하가 발생되는 것을 최소화할 수 있다.

이는 상기 패턴산란층(420)의 구조 변형 및 별도의 비드(424) 등을 이용하여 산란의 형태를 조절할 수 있으며, 구체적인 구성은 도 5를 참조하여 후술한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 확산시트(400)는 단순히 광을 확산시키는 것뿐만 아니라, 상기 차폐층(410)에 의해 투과되는 광의 차폐 성능을 증가시켜 고르게 확산될 수 있도록 한다.

이어서, 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 상기 확산시트(400)의 변형된 형태에 대해 살펴보면 다음과 같다.

도 5는 도 1의 확산시트(400)에서 패턴산란층(420) 내부에 별도의 비드(424)가 포함된 구성을 나타낸 도면이고, 도 6은 도 5의 패턴산란층에서 비드의 배치에 따른 광의 산란을 나타낸 도면이며, 도 7은 도 5의 확산시트(400)에서 입자(412)의 크기에 따라 광의 산란이 발생하는 형태를 나타낸 도면이다.

도시된 도면을 살펴보면, 상기 확산시트(400)의 기본적인 구성은 상술한 바와 유사하지만 상기 패턴산란층(420) 내부에 별도의 비드(424)를 더 포함한다.

구체적으로, 본 발명에 따른 상기 패턴산란층은(420), 상기 차폐층(410)을 중심으로 상면 또는 하면 중 적어도 어느 하나에 형성된다.

이때, 도시된 바와 같이 상기 패턴산란층(420)은 내부에 복수 개의 비드(424)를 포함하며, 상기 비드(424)에 의해 하부에서 전달되는 광을 추가적으로 산란 및 확산시켜 차폐성능을 증가시킴과 동시에 휘도 저하를 감소시킨다.

상기 비드(424)는 상기 패턴산란층(420)에 첨가되어 하부에서 전달되는 광의 차폐성능을 증가시키는 것을 주 목적으로 하여 광의 확산 및 산란을 추가적으로 발생시킨다.

본 발명에서 상기 비드(424)는 구 형태를 이루며 상기 패턴산란층(420) 내부에서 고르게 분산 되어 배치되고, 복수 개가 불균일한 크기를 가지도록 형성된다. 이때, 상기 비드(424)는 상기 패턴산란층(420)과 상이한 소재 또는 굴절률을 가지도록 구성되어 상기 패턴산란층(420) 내부에서 광의 산란이 발생하도록 한다.

즉, 상기 패턴산란층(420)이 내부에 상기 비드(424)를 포함함으로써 상기 산란패턴(422)뿐만 아니라 상기 비드(424)에서도 하부에서 전달되는 광이 산란되어 확산시킬 수 있도록 구성된다.

이때, 상기 비드(424)는 하부에서 전달되는 광의 파장에 대응하여 미산란(Mie-scattering)이 발생하는 크기를 가지며, 상기 차폐층(410) 내부에 포함된 상기 입자(412)보다 상대적으로 작은 크기를 가지도록 구성된다.

본 발명에 따른 상기 비드(424)의 크기는 수백 나노에서 수 마이크로 단위의 미세한 크기를 가지며 하부에서 전달되는 광의 산란이 일어날 수 있도록 구성된다.

일반적으로 산란이란 광이 특정 입자에 충돌하여 여러 방향으로 흩어지는 현상이며, 파동이나 빠른 속도의 입자선이 많은 분자, 원자, 미립자 등에 충돌하여 운동방향을 바꾸고 흩어지는 일을 가리킨다. 기체, 액체, 고체 내부에서 모두 일어나지만, 고체나 액체에서는 산란광이 합성되어 굴절광이나 반사광으로 보이는 경우가 더 많다.

대표적인 산란으로는 크게 레일리 산란(Rayleigh Scattering)과 미산란(Mie-Scattering)이 있다.

먼저, 레일리 산란은, 산란을 유발하는 입자의 크기가 매우 작아 광의 파장보다도 작을 때 일어나는 산란을 말하는 것으로, 광의 파장의 4제곱에 반비례하는데, 즉 파장이 길어질수록 산란되는 광의 양이 급격히 줄어든다.

이와 같은 레일리 산란은 도 7의(a)와 같이 광이 특정 입자에 충돌 시 전방과 후방 양쪽으로 광을 산란시킨다.

이에 반하여 미산란은 광과 충돌하는 특정 입자의 크기가 광의 파장과 비슷한 경우에 발생하며, 도 7의 (b)와 같이 전방산란이 현저하고 상대적으로 작은 에너지가 후방으로 산란한다.

이와 같은 미산란은 입자의 밀도, 크기 및 모양에도 영향을 받으며, 특히 구 형상의 입자에서 산란이 잘 일어난다.

이에 따라 본 발명에 따른 상기 비드(424)는 상기 광원(100)으로부터 전달되는 광을 상부방향으로 확산시켜 전달하기 위해 전방산란이 발생하는 미산란이 일어나도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서 상기 비드(424)는 구 형상을 가지며, 가시광영역대의 파장에 대응하는 크기를 가지도록 구성되어 상기 광원(100)으로부터 발생된 광이 전방으로 산란될 수 있도록 한다.

구체적으로 상기 비드(424)는 Alumina, TiO2, Melamine, Silica, PMMA, PBMA, PDMS 중 적어도 어느 하나로 구성될 수 있으며, 구형으로 형성되는 것이 바람직하다. 그리고 상기 비드(424)의 굴절률은 1.67이 바람직하다.

여기서, 상기 비드(424)는 0.1 ~ 1 ㎛ 크기로 형성되며, 상기 광원(100)에서 출사되는 가시광 파장 대역의 광의 미산란(Mie Scattering) 효과를 극대화 시킴으로써, 상기 광원(100)에서 상기 비드(424)를 향해 출사되는 광을 전방 산란시킬 수 있다.

또한, 상기 비드(424)가 1000 nm 의 크기를 초과하는 경우, 상기 도광판(200)과 접촉 시 갈림이나 찍힘 등에 취약하여 품질저하가 발생하게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 상기 비드(424)는 하부에서 전달되는 광의 미산란이 가능하며, 도광판(200)과의 간섭에 의해 파손되지 않는 크기로 구성되어 하부에서 전달되는 광을 확산시킨다.

이에 따라, 본 발명에 따른 상기 패턴산란층(420)은 내부에 상기 비드(424)를 포함함으로써 하부 도광판(200)에서 전달되는 광을 효율적으로 상부로 전달시킬 수 있으며, 미산란을 이용함으로써 차폐층(410)에 의한 휘도 저하를 최소화할 수 있다.

한편, 본 발명에서 상기 비드(424)는 상기 패턴산란층(420) 내부에서 상기 차폐층(410)에 인접할수록 분포밀도가 상대적으로 증가하게 배치시켜 하부에서 전달되는 광 직진성을 감소시킴과 동시에 산란이 발생하여 상기 확산시트(400)의 차폐성능을 증가시킬 수도 있다.

구체적으로 도 5를 살펴보면, 상기 차폐층(410)의 상하면에 각각 상기 패턴산란층(420)이 형성되며, 상기 비드(424)를 내부에 포함하고 있다. 여기서, 상기 패턴산란층(420)은 상하방향을 따라 A영역과 상기 차폐층(410)과 인접한 B영역으로 구분할 수 있으며, A영역에는 상기 산란패턴(422)이 형성되며, 상기 차폐층(410)에서 멀어지는 방향에 위치하고 있다.

그리고 B영역은 상기 차폐층(410)과 인접한 영역으로 도시된 바와 같이 상기 비드(424)가 상기 A영역과 상기 B영역에 분포되어 있으나, A영역보다 B영역에 상대적으로 많은 상기 비드(424)가 분포된 것을 알 수 있다.

이와 같이 상기 패턴산란층(420)에서 상기 차폐층(410)에 인접한 B영역에 상기 비드(424)가 A영역보다 상대적으로 많이 분포됨으로써 상기 확산시트(400)의 차폐성능을 증가시킬 수 있다.

이에 대해 보다 상세하게 살펴보면 도 6에 도시된 바와 같이 상기 비드(424)가 상기 패턴산란층(420) 내에 분포되는 경우, 상기 차폐층(410)을 경유한 상기 광이 상기 패턴산란층(420) 내부에서 상기 비드(424)에 의해 산란이 일어난다.

여기서, 도 6의 (a)는 상기 비드(424)가 상기 패턴산란층(420) 내부에서 고르게 분포된 상태이고, 도 6의 (b)는 상기 비드(424)가 상기 패턴산란층(420) 내부에서 상기 차폐층(410)에 인접할수록 분포밀도가 증가하는 상태이다.

도시된 바와 같이 상기 비드(424)가 상기 차폐층(410)에 인접할수록 하부에서 전달되는 광과 만나게 될 확률이 증가하며, 이에 따라, 광의 산란 정도에서 차이가 발생한다.

도 6의 (a)와 같이 상기 비드(424)가 상기 패턴산란층(420)에 고르게 분포되어 있는 경우 상기 차폐층(410)을 통과한 광이 상기 비드(424)를 만날 때 까지의 경로가 길어지며, 이에 따라 상기 비드(424)로 인해 광의 산란 및 확산되는 양이 상대적으로 적어지게 된다.

하지만, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 패턴산란층(420)에서 상기 비드(424)가 상기 차폐층(410)에 인접하게 배치된 경우 상기 차폐층(410)을 통과한 광이 상기 비드(424)를 만나는 경로 자체가 짧아지며, 이에 따라 상기 비드(424)에서 상대적으로 많은 산란이 발생한다.

즉, 상기 비드(424)의 분포밀도가 균일한 형태보다 상기 차폐층(410)에 인접한 영역에서 상대적으로 높게 분포됨으로써, 하부에서 전달되는 광이 더 많은 상기 비드(424)를 경유하게된다.

이에 따라, 도 6의 (a)와 달리 상기 비드(424)가 도 6의 (b)와 같이 상기 차폐층(410)에 인접한 영역에서 나머지 영역보다 상대적으로 분포밀도가 크도록 배치됨으로써, 하부에서 전달되는 광의 확산 및 산란 정도를 증가시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 상기 패턴산란층(420)은 상기 차폐층(410)에 인접할수록 상기 비드(424)의 분포밀도가 높게 형성되며, 하부에서 전달되는 광의 확산 효과를 증가시켜 차폐성능이 증가한다.

여기서, 상기 비드(424)는 상술한 바와 같이 구형태로 불균일한 크기를 가지며, 하부에서 전달되는 광이 미산란될 수 있는 크기로 형성된다.

다음으로, 도 8을 참조하여 상술한 상기 패턴산란층(420)이 상기 차폐층(410)의 상 하부에 각각 형성되며, 각각에 포함된 상기 비드(424)의 분포가 상이한 구조에 대해 살펴보면 다음과 같다.

도 8은 도 1의 확산시트에서 도 5의 패턴산란층(420)의 변형된 형태를 나타낸 도면이다.

도시된 도면을 살펴보면, 기본적인 구성은 상술한 도 5와 유사하게 형성되어 있으나, 상기 패턴산란층(420) 내부에 구비된 상기 비드(424)의 배치가 상이하다.

구체적으로, 상기 패턴산란층(420)은 상기 차폐층(410)을 기준으로 상하면에 각각 형성되며, 상부 패턴산란층(420)에서 상기 비드(424)는 상기 차폐층(410)에 인접할수록 밀도가 증가하는 형태로 배치된다.

그리고 하부 패턴산란층(420)에는 상기 상부 패턴산란층(420)과 달리 상기 비드(424)가 내부에서 고르게 분포되는 형태로 배치된다.

상기 상부 패턴산란층(420) 경우 도 4에서 상술한 바와 같이 내부에 상기 비드(424)가 분산 구비되며, 상기 차폐층(410)에 인접함에 때라 분포 밀도가 증가하여 하부에서 전달되는 광의 이동경로를 최소화함으로써 산란 및 확산효과를 극대화시킨다.

이에 따라 상기 차폐층(410)을 경유한 광이 상기 상부의 패턴산란층(420)에 의해 확산 및 산란되어 차폐성능이 향상된다.

그리고 상기 하부 패턴산란층(420)은 상부 패턴산란층(420)과 달리 내부의 상기 비드(424)가 균일하게 분포되어 있으며, 이에 따라 상기 비드(424)에 의한 미산란 효과를 보다 극대화 할 수 있다.

이는 상기 상부 패턴산란층(420)과 상기 차폐층(410)에 의해 이미 충분한 차폐성능을 가질 수 있기 때문에 상기 하부 패턴산란층(420)에서는 미산란 효과를 이용하여 휘도 저하를 최소화 하기 위해 상기 비드(424)를 균일하게 분포한다.

또한, 상기 하부 패턴산란층(420)은 상기 산란패턴이 하부로 돌출 형성되어 있기 때문에 상기 도광판(200)의 상부에 적층 되더라도 상호 찍힘이나 긁힘 등이 발생하지 않아 차폐성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

물론, 상기 하부 패턴산란층(420) 내부의 상기 비드(424) 역시 고르게 분포되지 않고 특정 위치에서 밀도가 상대적으로 높도록 구성할 수도 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 상기 확산시트(400)는 상기 차폐층(410)의 상 하면에 각각 상기 패턴산란층(420)이 구비되며, 차폐성능을 극대화시키기 위해 상기 상부 패턴산란층(420) 내부에서 상기 비드(424)는 B영역에서 분포밀도가 상대적으로 높게 형성된다.

여기서, 상기 비드(424)는 상술한 바와 같이 미산란이 발생할 수 있는 크기로 형성되어 휘도가 저하되지 않도록 구성되어야 한다.

이에 따라, 최근 트렌드인 LCD의 박막화로 인해 백라이트 전체의 두께가 제한적으로 구성되더라도, 본 발명에 따른 상기 확산시트(400)만으로 휘도 저하 없이 광의 확산 및 차폐를 할 수 있다.

이어서, 도 9을 참조하여 본 발명에 따른 확산시트(400)에서 차폐층(410)이 복수 개로 구성된 상태에 대해 살펴보면 다음과 같다.

도 9은 도 1의 확산시트(400)에서 차폐층(410)이 다중 레이어로 구성된 상태를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이 상기 차폐층(410)은 복수 개의 시트로 구성되며 각각이 기 설정된 헤이즈값을 가지도록 구성된다.

구체적으로 상기 차폐층(410)은 단일한 레이어가 아니라 복수 개의 시트가 적층되며, 본 실시예에서 상기 차폐층(410)은 제1시트(410a) 및 제2시트(410b)로 구성된다.

상기 제1시트(410a)는 광 투과성 소재로 제1헤이즈값을 가지며, 상기 제2시트(410b)는 제2헤이즈값을 가지도록 구성된다. 여기서, 상기 제1시트(410a)와 상기 제2시트(410b)는 서로 다른 두께로 구성될 수도 있다.

이와 같이 상기 제1시트(410a)와 상기 제2시트(410b)가 서로 다른 헤이즈값을 가지며 상호 적층 결합되어 상기 차폐층(410)을 형성함으로써, 하부에서 전달되는 광의 차폐성능을 증가시킬 수 있다.

본 실시예에서 상기 제1시트(410a)는 L1의 두께를 가지며, 상기 제2시트(410b)는 L2의 두께를 가지고 상호 적층되어 형성된다. 이때, 상술한 바와 같이 상기 제1시트(410a)와 상기 제2시트(410b)는 각각 제1헤이즈값과 제2헤이즈값을 가지도록 구성되며, 각각 내부에 상기 입자(412)를 포함하여 서로 다른 헤이즈값을 가지도록 구성된다.

그리고, 상기 제1시트(410a)와 상기 제2시트(410b)를 포함하는 상기 차폐층(410)의 상 하부에 상술한 상기 패턴산란층(420)이 결합된다.

이와 같이 상기 차폐층(410)은 복수 개의 시트로 구성될 수 있으며, 각각이 서로 다른 두께 또는 서로 다른 헤이즈값을 가지도록 구성되어 하부에서 전달되는 광의 차폐성능을 증가시킴과 동시에 상기 차폐층(410) 전체의 두께를 조절할 수 있다.

이때, 본 실시예에서 도면에 도시되지는 않았지만 상기 패턴산란층(420)에는 추가적으로 상기 비드(424)가 더 포함될 수 있으며, 상기 비드(424)에 의해 하부에서 전달되는 광이 확산되어 차폐성능을 증가시킬 수 있다.

여기서도 마찬가지로 상기 비드(424)는 구 형태로 불균일한 크기를 가지며, 상기 패턴산란층(420) 내부에 분산된다. 그리고 상기 패턴산란층(420) 내부에서 상기 비드(424)는 상기 차폐층(410)에 인접할수록 분포 밀도가 증가하는 것이 바람직하다.

이와 같이 본 발명에 따른 상기 확산시트(400)는 상기 차폐층(410)이 복수 개의 레이어로 구성되어 각각이 서로 다른 헤이즈값을 가지도록 구성될 수 있으며, 이에 따라 광의 차폐성능을 증가시킬 수도 있다.

한편, 도 10을 참조하여 본 발명의 확산시트(400)에서 패턴산란층(420)이 다중 레이어로 이루어진 구성에 대해 살펴보면 다음과 같다.

도 10은 도 1의 확산시트에서 패턴산란층(420)이 다중 레이어로 구성된 형태에 대해 나타낸 도면이다.

도시된 도면을 살펴보면 기본적인 구성은 상술한 상기 확산시트(400)와 유사하지만, 상기 패턴산란층(420)이 상기 산란패턴(422)을 가지는 제1층(420a) 및 상기 제1층(420a)과 상기 차폐층(410) 사이에 구비되는 제2층(420b)을 포함한다.

상기 제1층(420a)은 상기 제2층(420b)에서 연속하여 형성되며, 상부로 돌출된 상기 산란패턴(422)이 형성된다. 상기 산란패턴(422)은 앞서 도 1을 참조하여 설명한 구성과 동일하며, 불 균일한 형태로 하부에서 전달되는 광을 산란시킨다.

이때, 도시된 바와 같이 상기 제1층(420a)의 내부에는 별도로 상기 비드(424)가 포함되지 않도록 구성되어 있으나, 이와 달리 후술하는 상기 제2층(420b)보다 상대적으로 낮은 밀도로 상기 비드(424)가 구비될 수도 있다.

한편, 상기 제2층(420b)은, 시트형태로 형성되어 내부에 복수 개의 상기 비드(424)가 분산되며 상기 비드(424)에 의해 광을 확산 및 산란시킨다.

여기서, 상기 제2층(420b)은 시트형태로 상기 차폐층(410)의 상면에 적층 접합되며, 상부에 상기 제1층(420a)이 적층된다.

상기 제2층(420b)에 구비된 상기 비드(424)는 상술한 바와 같이 상기 입자(412)보다 상대적으로 작은 크기를 가지며, 하부에서 전달되는 광의 미산란이 가능한 크기로 형성된다.

즉, 상기 패턴산란층(420)이 상기 제1층(420a) 및 상기 제2층(420b)으로 구성되어 상기 제2층(420b)에 상기 비드(424)가 포함됨에 따라, 상기 패턴산란층(420) 전체에서 상기 차폐층(410)에 인접한 부분에 상기 비드(424)가 집중 분포된다.

그리고 상기 차폐층(410)에 인접할수록 상기 비드(424)의 분포 밀도가 증가함으로써, 하부에서 전달되는 광의 확산 및 산란 효과를 증가시킬 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 차폐 성능이 향상된 확산시트(400) 및 이를 포함한 백라이트 유닛에 대해 살펴보았으며, 상기 확산시트(400)가 기 설정된 헤이즈 값을 가지는 차폐층(410)을 포함하여 하부에서 전달되는 광을 단순히 확산시키는 것뿐만 아니라 산란을 통해 차폐성능을 증가시킬 수 있다.

이에 따라 상기 확산시트(400)에서 광의 차폐성능을 증가시킴으로써, 상기 도광판(200)의 패턴이 상부로 전달되는 것을 방지하여 광이 uniform하게 전달될 수 있도록 하고, 상기 비드(424)가 미산란이 가능한 크기로 형성됨으로써 광의 확산 및 산란에 의한 휘도 저하를 최소화할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 광원
200: 도광부
300: 집광시트부
310: 하부광학시트
320: 상부광학시트
400: 확산시트
410: 차폐층
420: 패턴산란층

Claims (12)

1. 광 투과성 소재로 구성되어 일정한 두께를 가지도록 형성되며, 기 설정된 헤이즈(Haze) 값에 따라 내부에 복수 개의 입자를 포함하는 차폐층; 및
   상기 차폐층의 상면 또는 하면 중 적어도 어느 하나에 형성되며, 일부가 돌출된 산란패턴을 포함하고 내부에 복수 개의 비드가 분산되어 하부에서 전달되는 광을 확산시키는 패턴산란층;을 포함하며,
   상기 비드는 0.1~1um의 크기를 가지며 상기 차폐층 내부에 포함된 입자보다 상대적으로 작은 크기로 형성되어, 하부에서 전달되는 가시광 파장대의 광을 미산란(Mie-Scattering)시켜 휘도 저하를 최소화시키고,
   상기 패턴산란층은 상하방향을 따라 상기 차폐층에 인접할수록 상기 비드의 분포밀도가 상대적으로 높게 분포되는 것을 특징으로 하는 차폐 성능이 향상된 확산시트.
2. 제1항에 있어서,
   상기 차폐층은,
   내부에 기 설정된 크기의 상기 입자가 균일하게 분산되는 것을 특징으로 하는 차폐 성능이 향상된 확산시트.
3. 제1항에 있어서,
   상기 차폐층은,
   광 투과성 소재로 제1헤이즈값을 가지는 제1시트; 및
   상기 제1시트와 적층 결합되며 광 투과성 소재로 제2헤이즈값을 가지는 제2시트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차폐 성능이 향상된 확산시트.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1시트와 상기 제2시트는 서로 다른 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 차폐 성능이 향상된 확산시트.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 패턴산란층은,
   상기 차폐층의 상면 및 하면에 각각 형성되며,
   상기 차폐층의 상면에 형성된 패턴산란층에서는 상기 차폐층에 인접할수록 상기 비드의 분포밀도가 높게 형성되고,
   상기 차폐층의 하면에 형성된 패턴산란층에서는 상기 비드가 균일하게 분포되는 것을 특징으로 하는 차폐 성능이 향상된 확산시트.
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 비드는,
   구형으로, Alumina, TiO₂, Melamine, Silica, PMMA, PBMA, PDMS 중 적어도 어느 하나의 소재로 구성되며,
   1.45~2.50의 굴절률을 가지는 것을 특징으로 하는 차폐 성능이 향상된 확산시트.
9. 제1항에 있어서,
   상기 입자는,
   Silica, PMMA, PBMA 중 적어도 어느 하나의 소재로 구성되며,
   직경이 1~9 ㎛ 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 차폐 성능이 향상된 확산시트.
10. 제1항에 있어서,
    상기 패턴산란층은,
    상기 돌출된 산란패턴을 포함하는 제1층; 및
    상기 차폐층과 상기 제1층 사이에서 상기 복수 개의 비드를 포함하는 제2층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 차폐 성능이 향상된 확산시트.
11. 제1항에 있어서,
    상기 돌출된 산란패턴은,
    불균일한 크기를 가지며 상기 패턴산란층의 일면 중 적어도 일부에 형성되는 것을 특징으로 하는 차폐 성능이 향상된 확산시트.
12. 제1항 내지 제4항, 제6항, 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항의 확산시트를포함하는 백라이트 유닛.

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