KR102124022B1 - 일체형 광학시트와 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 광효율이 향상된 일체형 광학시트와, 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 도광판의 상부로 확산시트와 제 1 및 제 2 집광시트를 일체형으로 형성된 일체형 광학시트를 개재함으로써, 액정표시장치의 모듈화 공정을 간편화함으로써 작업 공정시간을 줄일 수 있어 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 일체형 광학시트의 강성이 향상됨에 따라 고온 다습한 환경에서도 움과 같은 시트의 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해, 광학시트의 두께를 두껍게 형성하지 않아도 됨으로써, 경량 및 박형의 액정표시장치를 구현할 수 있다.
특히, 본 발명은 확산시트의 표면에 구조체를 형성함으로써, 확산시트와 제 1 및 제 2 집광시트가 접착층을 통해 일체형으로 이루어짐에도, 확산시트의 비드가 접착층에 의해 함침되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 비드가 함침됨에 따라 확산시트의 확산 성능이 저하되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 구조체에 의해 제 2 접착층과 광확산층 사이에는 에어갭(air gap)이 형성되므로, 광확산층의 표면 확산기능이 더욱 향상되게 된다.

Description

일체형 광학시트와 이를 포함하는 액정표시장치{A monolithic optical sheet and liquid crystal display device including the same}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 광효율이 향상된 일체형 광학시트와, 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device : FPD)로써, 동화상 표시에 우수하고 높은 콘트라스트비(contrast ratio)로 인해 노트북, 모니터, TV 등의 분야에서 가장 활발하게 사용되고 있는 액정표시장치(liquid crystal display device : LCD)가 기존의 브라운관(cathode ray tube : CRT)을 빠르게 대체하며 각광받고 있다.
액정표시장치는 자체 발광요소를 갖지 못하는 소자로 별도의 광원을 요구하게 됨에 따라, 액정패널의 배면으로는 광원을 구비한 백라이트 유닛(backlight unit)이 마련되어 액정패널 전면을 향해 광을 조사하고 이를 통해서 비로소 식별 가능한 휘도의 화상이 구현된다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 단면도이다.
도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치는 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20), 그리고 가이드패널(30)과 커버버툼(50), 탑커버(40)로 구성된다.
액정패널(10)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로써 액정층을 사이에 두고 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(12, 14)으로 구성된다. 이러한 액정패널(10)의 서로 인접한 두 가장자리를 따라서는 연결부재(미도시)를 매개로 인쇄회로기판(미도시)이 연결된다.
이때, 액정패널(10)의 제 1 및 제 2 기판(12, 14)의 외면으로는 특정 광만을 선택적으로 투과시키는 편광판(19a, 19b)이 각각 부착된다.
그리고, 액정패널(10) 배면으로는 백라이트 유닛(20)이 구비된다.
백라이트 유닛(20)은 가이드패널(30)의 적어도 일측 가장자리 길이방향을 따라 배열되는 LED 어셈블리(29)와, 커버버툼(50) 상에 안착되는 백색 또는 은색의 반사판(25), 반사판(25) 상에 안착되는 도광판(23) 그리고 이의 상부로 개재되는 광학시트(21)를 포함한다.
여기서, LED 어셈블리(29)는 다수의 LED(29a)와 다수의 LED(29a)가 실장되는 PCB(29b)로 이루어진다.
이러한 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20)은 가장자리가 사각테 형상의 가이드패널(30)로 둘려진 상태로 액정패널(10)의 상면 가장자리를 두르는 탑커버(40) 그리고 백라이트 유닛(20) 배면을 덮는 커버버툼(50)이 각각 전후방에서 결합되어 일체화된다.
이에 따라 LED어셈블리(29)로부터 발한 광은 도광판(23)으로 입사된 후 액정패널(10) 방향으로 굴절되고, 광학시트(21)를 통과하는 동안 균일 휘도의 고품위로 가공되어 액정패널(10)에 입사되어, 이로써 액정패널(10)은 외부로 화상을 표시하게 된다.
여기서, 광학시트(21)는 고휘도를 구현하기 위하여 집광시트와 확산시트로 이루어진다.
이때, 집광시트는 1장을 구성하여 사용할 수 있으나, 고휘도를 구현하기 위해서는 여러장의 집광시트를 겹쳐서 사용할 수 있다.
그러나 이와 같이 적층되는 광학시트(21)의 수가 많아지면, 화질은 개선되지만 액정표시장치의 모듈화 공정에서 있어서 작업 공정시간이 증가되어 공정의 효율성이 저하되는 문제점을 야기하게 된다.
또한, 각 시트(21)들은 열 또는 습도에 상대적으로 취약한 특성을 가져, 액정표시장치가 구동됨에 따라 고온 다습한 환경이 조성되면 시트(21)의 움과 같은 시트(21)의 변형이 발생하는 문제점이 있다.
한편, 이와 같은 현상을 방지하기 위하여, 종래의 일부 장치에서는 각 시트(21)들의 두께를 두껍게 형성하여 온도 및 습도에 대한 시트(21)의 변형을 최소화하기 위한 노력이 있었지만, 액정표시장치가 점차 경량화, 박형화 되어가는 최근의 트랜드를 주시해 볼 때, 이와 같은 방법도 결국 바람직한 해결책이 될 수 없는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 광효율이 향상된 액정표시장치를 제공하고자 하는 것을 제 1 목적으로 하며, 공정의 효율성을 향상시키고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.
또한, 시트의 변형이 발생하는 것을 방지하고자 하는 것을 제 3 목적으로 하며, 경량 및 박형의 액정표시장치를 제공하고자 하는 것을 제 4 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 액정패널과; 상기 액정패널의 하부에 위치하며, 제 1 집광시트와, 다수개의 구조체가 이격되어 돌출 배열되는 확산시트를 포함하는 일체형 광학시트와; 상기 일체형 광학시트의 하부에 위치하는 도광판과; 상기 도광판의 하부에 위치하는 반사판과; 상기 도광판의 입광면을 따라 배열되는 LED 어셈블리를 포함하며, 상기 확산시트는 상기 구조체를 통해 상기 제 1 집광시트의 배면에 접착되며, 상기 확산시트의 광확산층 상부로는 에어갭(air gap)이 형성되는 액정표시장치를 제공한다.
이때, 상기 확산시트는 베이스필름과, 상기 베이스필름 표면에 형성되는 상기 다수개의 구조체와, 상기 다수개의 구조체의 이격된 사이영역으로 상기 베이스필름의 표면에 형성되며 비드를 포함하는 상기 광확산층을 포함하며, 상기 구조체는 상기 광확산층의 높이에 비해 높게 형성된다.
그리고, 상기 구조체는 무색이고 투명한 재질로 이루어지며, 상기 구조체는 상기 비드의 지름에 2배 높이를 갖는다.
또한, 상기 제 1 집광시트 상부에는 제 2 집광시트가 접착층을 통해 상기 제 1 집광시트와 서로 접착되어 위치하며, 상기 액정패널의 가장자리를 두르는 가이드패널과 상기 가이드패널과 밀착되어 구성되는 커버버툼 그리고 상기 액정패널 가장자리를 테두리하며 상기 가이드패널 및 커버버툼에 조립 결합되는 탑커버를 포함한다.
또한, 본 발명은 제 1 지지층과, 상기 제 1 지지층 상부에 위치하며, 다수의 프리즘 패턴이 상기 제 1 지지층 상에 서로 인접 배열되도록 돌출 형성되는 제 1 집광층을 포함하는 제 1 집광시트와; 상기 제 1 집광시트의 배면에 위치하며, 베이스필름과, 상기 베이스필름 상부에 돌출 형성되는 다수개의 구조체와, 상기 다수개의 구조체 내에 위치하며 상기 베이스필름 상부에 위치하는 광확산층을 포함하는 확산시트를 포함하며, 상기 확산시트는 상기 구조체를 통해 상기 제 1 집광시트의 배면에 접착되며, 상기 확산시트의 광확산층 상부로는 에어갭(air gap)이 형성되는 일체형 광학시트를 제공한다.
이때, 상기 구조체는 상기 광확산층의 높이에 비해 높게 형성되며, 상기 광확산층은 비드를 포함하며, 상기 구조체는 상기 비드의 지름에 2배 높이를 갖는다.
그리고, 상기 제 1 집광시트 상부에는 제 2 지지층과, 상기 제 2 지지층 상부에 위치하며, 다수의 프리즘 패턴이 상기 제 2 지지층 상에 서로 인접 배열되도록 돌출 형성되는 제 2 집광층을 포함하는 제 2 집광시트가 위치하며, 상기 제 1 집광시트와 상기 제 2 집광시트는 접착층을 통해 서로 접착된다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 도광판의 상부로 구조체를 포함하는 확산시트와 제 1 및 제 2 집광시트를 일체형으로 형성된 일체형 광학시트를 개재함으로써, 액정표시장치의 모듈화 공정을 간편화함으로써 작업 공정시간을 줄일 수 있어 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 일체형 광학시트의 강성이 향상됨에 따라 고온 다습한 환경에서도 움과 같은 시트의 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 이를 통해, 광학시트의 두께를 두껍게 형성하지 않아도 됨으로써, 경량 및 박형의 액정표시장치를 구현할 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명은 확산시트의 표면에 구조체를 형성함으로써, 확산시트와 제 1 및 제 2 집광시트가 접착층을 통해 일체형으로 이루어짐에도, 확산시트의 비드가 접착층에 의해 함침되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 비드가 함침됨에 따라 확산시트의 확산 성능이 저하되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 구조체에 의해 제 2 접착층과 광확산층 사이에는 에어갭(air gap)이 형성되므로, 광확산층의 표면 확산기능이 더욱 향상되는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 분해사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 광학시트를 개략적으로 도시한 단면도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 분해사시도이다.
도시한 바와 같이, 액정표시장치는 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120), 그리고 가이드패널(130), 커버버툼(150), 탑커버(140)로 구성된다.
이들 각각에 대해 자세히 살펴보면 먼저, 액정패널(110)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(112, 114)을 포함한다.
이때, 비록 도면상에 명확하게 나타내지는 않았지만 능동행렬 방식이라는 전제 하에 통상 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제 1 기판(112)의 내면에는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소(pixel)가 정의되고, 각각의 교차점마다 박막트랜지스터(thin film transistor : TFT)가 구비되어 각 화소에 형성된 투명 화소전극과 일대일 대응 연결되어 있다.
그리고 상부기판 또는 컬러필터기판이라 불리는 제 2 기판(114)의 내면으로는 각 화소에 대응되는 일예로 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러의 컬러필터(color filter) 및 이들 각각을 두르며 게이트라인과 데이터라인 그리고 박막트랜지스터 등의 비표시요소를 가리는 블랙매트릭스(black matrix)가 구비된다. 또한, 이들을 덮는 투명 공통전극이 마련되어 있다.
그리고 액정패널(110)의 두 기판(112, 114)과 액정층의 경계부분에는 액정의 초기 분자배열 방향을 결정하는 배향막이 개재되고, 그 사이로 충진되는 액정층의 누설을 방지하기 위해 양 기판(112, 114)의 가장자리를 따라 씰패턴(seal pattern)이 형성된다.
이때, 제 1 및 제 2 기판(112, 114)의 외면으로는 각각 편광판(미도시)이 부착된다.
이 같은 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판 같은 연결부재(116)를 매개로 게이트 및 데이터 인쇄회로기판(117)이 연결되어 모듈화 과정에서 가이드패널(130) 측면 내지는 커버버툼(150)의 배면으로 젖혀 밀착된다.
이러한 액정패널(110)이 나타내는 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 이의 배면에는 광을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비된다.
백라이트 유닛(120)은 가이드패널(130)의 적어도 일 가장자리 길이방향을 따라 배열되는 LED 어셈블리(129)와, 백색 또는 은색의 반사판(125)과, 이러한 반사판(125) 상에 안착되는 도광판(123) 그리고 이의 상부로 개재되는 광학시트(200)를 포함한다.
앞서 말한 LED 어셈블리(129)는 백라이트 유닛(120)의 광원으로서, 도광판(123)의 입광면과 대면하도록 도광판(123)의 일측에 위치하며, 이러한 LED 어셈블리(129)는 다수개의 LED(129a)와, 다수개의 LED(129a)가 일정 간격 이격하여 장착되는 PCB(129b)를 포함한다.
이때, 다수의 LED(129a)는 도광판(123)의 입광면을 향하는 전방으로 각각 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 갖는 빛을 발하며, 이러한 다수개의 RGB LED(129a)를 한꺼번에 점등시킴으로써 색섞임에 의한 백색광을 구현할 수 있다.
특히, 최근에는 발광효율 및 휘도 향상을 위하여, 발광효율 및 휘도가 우수한 청색 LED칩을 포함하는 청색 LED(129a)를 사용하고, 형광체로서 '세륨이 도핑된 이트륨 알루미늄 가넷(YAG:Ce)', 즉 옐로우 형광체로 이루어진 청색 LED(129a)가 이용되고 있다. LED(129a)로부터 방출된 청색광은 형광체를 투과하여 형광체에 의해 방출된 옐로우광과 혼합됨으로써, 백색광을 구현하게 된다.
이러한 다수의 LED(129a)로부터 출사되는 광이 입사되는 도광판(123)은 LED(129a)로부터 입사된 광이 여러번의 전반사에 의해 도광판(123) 내를 진행하면서 도광판(123)의 넓은 영역으로 골고루 퍼져 액정패널(110)에 면광원을 제공한다.
반사판(125)은 도광판(123)의 배면에 위치하여, 도광판(123)의 배면을 통과한 광을 액정패널(110) 쪽으로 반사시킴으로써 광의 휘도를 향상시킨다.
도광판(121) 상부의 광학시트(200)는 확산시트(220, 도 3 참조)와 제 1 및 제 2 집광시트(210a, 210b, 도 3 참조)를 포함하는 일체형 광학시트로 이루어지며, 도광판(123)을 통과한 광을 확산 또는 집광하여 액정패널(110)로 보다 균일한 면광원이 입사 되도록 한다.
즉, 일체형 광학시트(200)는 크게 확산시트(220, 도 3 참조), 제 1 집광시트(210a, 도 3 참조), 제 2 집광시트(210b, 도 3 참조)가 순차적으로 적층되어, 접착층(217a, 217b, 도 3 참조)을 통해 일체로 구성된다.
이와 같이, 확산시트(220, 도 3 참조)와 제 1 및 제 2 집광시트(210a, 210b, 도 3 참조)를 일체형으로 형성함으로써, 액정표시장치의 모듈화 공정을 간편화함으로써 작업 공정시간을 줄일 수 있어 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 일체형 광학시트(200)의 강성이 향상됨에 따라 고온 다습한 환경에서도 움과 같은 시트의 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해, 광학시트(200)의 두께를 두껍게 형성하지 않아도 됨으로써, 경량 및 박형의 액정표시장치를 구현할 수 있다.
특히, 본 발명은 확산시트(220, 도 3 참조)와 제 1 및 제 2 집광시트(210a, 210b, 도 3 참조)가 접착층(217a, 217b, 도 3 참조)을 통해 일체형으로 이루어짐에도, 확산시트(220, 도 3 참조)의 비드(225, 도 3 참조)가 접착층(217b, 도 3 참조)에 의해 함침되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이는, 확산시트(220, 도 3 참조)와 제 1 집광시트(210a, 도 3 참조) 사이에 확산시트(220, 도 3 참조)의 비드(225, 도 3 참조)의 함침을 방지하기 위한 구조체(227, 도 3 참조)가 더욱 형성되기 때문이다. 이에 대해 추후 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
이러한 백라이트 유닛(120)과 액정패널(110)은 탑커버(140)와 가이드패널(130) 그리고 커버버툼(150)을 통해 모듈화 되는데, 탑커버(140)는 액정패널(110)의 상면 및 측면 가장자리를 덮도록 단면이“ㄱ”형태로 절곡된 사각테 형상으로, 탑커버(140)의 전면을 개구하여 액정패널(110)에서 구현되는 화상을 표시하도록 구성한다.
또한, 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)이 안착하여 액정표시장치 전체 기구물 조립에 기초가 되는 커버버툼(150)은 사각모양의 하나의 판 형상으로 이의 가장자리가 소정높이 수직 절곡하여 구성한다.
이러한 커버버툼(150) 상에 안착되며 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 두르는 사각테 형상의 가이드패널(130)이 탑커버(140) 및 커버버툼(150)과 결합된다.
이때, 탑커버(140)는 케이스탑 또는 탑케이스라 일컬어지기도 하고, 가이드패널(130)은 서포트메인 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 커버버툼(150)은 버텀커버 또는 하부커버라 일컬어지기도 한다.
한편, 최근 경량 및 박형의 액정표시장치를 구현하고자 탑커버(140)와 커버버툼(150)을 삭제하고, 접착성테이프(미도시)와 가이드패널(130)을 통해 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)을 모듈화할 수도 있다. 이를 통해, 재료비용을 절감할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치는 도광판(123)의 상부로 확산시트(220, 도 3 참조)와 제 1 및 제 2 집광시트(210a, 210b, 도 3 참조)를 일체형으로 형성된 일체형 광학시트(200)를 개재함으로써, 액정표시장치의 모듈화 공정을 간편화함으로써 작업 공정시간을 줄일 수 있어 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 일체형 광학시트(200)의 강성이 향상됨에 따라 고온 다습한 환경에서도 움과 같은 시트의 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해, 광학시트(200)의 두께를 두껍게 형성하지 않아도 됨으로써, 경량 및 박형의 액정표시장치를 구현할 수 있다.
특히, 본 발명은 확산시트(220, 도 3 참조)와 제 1 및 제 2 집광시트(210a, 210b, 도 3 참조)가 접착층(217a, 217b, 도 3 참조)을 통해 일체형으로 이루어짐에도, 확산시트(220, 도 3 참조)의 비드(225, 도 3 참조)가 접착층(217b, 도 3 참조)에 의해 함침되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이에 대해 도 3을 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 광학시트를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 광학시트(200)는 확산시트(220)와 제 1 집광시트(210a) 그리고 제 2 집광시트(210b)가 순차적으로 적층되어 접착층(217a, 217b)을 통해 일체형으로 이루어진다.
여기서, 제 1 집광시트(210a)와 제 2 집광시트(210b)는 각각 PMMA(polymethylmethacrylate), 열가소성수지인 PET(polyethylene terephthalate) 등으로 이루어진 제 1 및 제 2 지지층(211a, 211b)과, 제 1 및 제 2 지지층(211a, 211b) 상부면으로 광을 집광시키기 위한 제 1 및 제 2 집광층(213a, 213b)으로 구성된다.
여기서, 제 1 및 제 2 지지층(211a, 211b)의 상부면에 구성된 제 1 및 제 2 집광층(213a, 213b)은 투명 아크릴(acryl) 계열 수지 또는 포토레지스트(photoresist)와 같은 감광성물질로 이루어지는데, 제 1 및 제 2 집광시트(210a, 210b)의 길이방향을 따라 띠 모양으로 인접 배열됨으로써 산과 골이 반복되는 형태의 다수개의 프리즘 산(215a, 215b)이 열을 지어 제 1 및 제 2 지지층(211a, 211b)으로부터 돌출 배열된다.
이때, 제 1 집광시트(210a)의 프리즘 산(215a) 배열과 제 2 집광시트(210b)의 프리즘 산(215b) 배열은 서로 수직하게 엇갈리도록 형성한다.
이러한 제1 및 제2 집광 시트(210a, 210b)는 각각 확산시트(220)로부터 확산된 광을 상부의 액정패널(도 1의 110)의 평면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행한다. 이에 따라, 제1 및 제2 집광 시트(210a, 210b)를 통과하는 광은 거의 대부분 수직하게 진행되어 균일한 휘도 분포를 제공하게 된다.
제 1 집광시트(210a)와 제 2 집광시트(210b)는 제 1 집광시트(210a)의 제 1 집광층(213a)과 제 2 집광시트(210b)의 제 2 지지층(211b)의 배면에 형성되는 제 1 접착층(217a)을 통해 서로 일체형으로 접착되어 구성된다.
그리고, 제 1 집광시트(210a)의 배면에 위치하는 확산시트(220)는 제 1 접착층(217a)을 통해 일체형으로 접착된 제 1 및 제 2 집광시트(210a, 210b)와 제 2 접착층(217b)을 통해 서로 일체형으로 접착되어 구성된다.
여기서, 확산시트(220)는 도광판(도 2의 123)으로부터 입사되는 광을 분산시킴으로써 광이 부분적으로 밀집되는 것을 방지한다.
확산시트(220)는 베이스필름(221)과, 베이스필름(221) 표면에 일정간격 이격하여 돌출 배열되는 다수개의 구조체(227), 그리고 다수개의 구조체(227)의 이격된 사이영역의 베이스필름(221)의 표면에 적층된 광확산층(223)으로 구성된다.
베이스필름(221)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polythylene terephthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(polythylenenaphthalate), 아크릴 수지(acrylic resin), 폴리카보네이트(polycarbonate),폴리스틸렌(polystyrene),폴리올레핀(polyolefin), 셀룰로즈 아세테이트(cellulose acetate), 방수 비닐 클로라이드(weather-resistant vinyl chloride)등과 같은 합성 수지로 이루어진다.
베이스필름(221)은 광을 전달해야 하기 때문에 무색이고 투명한 것이 바람직하다. 여기서 베이스필름(221)의 두께는 한정되어 있지 않지만, 예를 들어 50㎛ 이상 250㎛ 이하에서 정해진다. 만약 베이스필름(221)의 두께가 상기 범위보다 작다면 광확산층(223)을 구성하는 수지 조성물 도포시 말림현상(curling)이 발생할 수도 있다. 반면에, 베이스필름(221)의 두께가 상기 범위보다 크다면 액정표시장치의 휘도가 감소하게 되고, 백라이트 유닛(도 2의 120)의 두께가 증가하게 된다.
광확산층(223)은 투명한 수지제의 바인더 내에 구형의 비드(225)를 함유하며, 구(球)형의 비드(225)에 의해 광확산기능이 이루어진다.
바인더는 아크릴계 수지, 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에스테르(polyester), 불소계 수지(fluorine-based resin), 규소계 수지(silicon-based resin), 폴리아미드(polyamide), 에폭시 수지(epoxy resin) 중 선택된 하나로 이루어질 수 있다.
비드(225)는 아크릴 수지(acrylic resin) 폴리우레탄(polyurethane), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리아미드(polyamide) 중 선택된 하나로 이루어 질 수 있다.
바인더와 비드(225) 역시 광을 통과시켜야 하기 때문에 무색이고 투명한 것이 바람직하다.
여기서, 비드(225)의 평균 입자 지름은 1㎛ 이상 50㎛ 이하가 바람직하며, 2㎛ 이상 20㎛ 이하가 더욱 바람직하다. 만약 평균 입자 지름이 상기 범위보다 작다면 만족스러운 광확산 기능이 발휘될 수 없고, 만약 평균 입자 지름이 상기 범위보다 크다면 광확산층(223)을 구성하는 수지 조성물의 도포가 어렵게 된다.
광확산층(223)에 섞여 있는 비드(225)의 양은 바인더 100 중량부에 대하여 10 중량부 이상 500 중량부 이하가 바람직하며, 10 중량부 이상 300 중량부 이하가 더욱 바람직하다. 만약 혼합된 비드(225)의 양이 상기 범위보다 적다면 광확산 효과가 만족스럽지 못하게 되고, 반면에 혼합된 비드(225)의 양이 상기 범위보다 많다면 광확산층(223)을 구성하는 수지 조성물의 도포가 어렵게 된다.
비드(225)는 그 형상에 따라 광확산층(223)의 광 효율을 달리할 수 있는데, 공모양의 비드(225)는 외부로부터 입사된 광을 내부에서 두 번의 굴절시키고 한 번의 반사 효과를 가질 수 있다.
그리고, 눈사람 형상 또는 두 개의 공 모양이 연결된 폐곡선 형상의 비드(225)는 외부로부터 입사된 광을 한쪽은 투과시키고 다른 한쪽은 확산시키는 효과를 가질 수 있으며, 램덤한 형상의 비드(225)는 외부로부터 입사된 광을 내부에서 다 각도로 굴절과 반사를 일으키고 난 반사 효과 또한 가질 수 있다.
그리고, 비드(225) 내부에 또 다른 작은 사이즈의 작은비드를 포함할 수 있는데, 이와 같은 비드(225)는 외부로부터 입사된 광을 내부에서 다 각도로 굴절과 반사를 일으키고 난 반사 효과 또한 가질 수 있다.
한편, 비드(225)의 내부에 포함된 작은비드는 외부로 소정 노출될 수도 있다. 또한, 비드(225)의 내부를 상부와 하부로 나누고 각각 다른 비중으로 비드(225)의 내부에 작은비드를 형성할 수도 있다.
그리고, 구조체(227)는 베이스필름(221)과 동일한 재질 즉, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polythylene terephthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(polythylenenaphthalate), 아크릴 수지(acrylic resin), 폴리카보네이트(polycarbonate),폴리스틸렌(polystyrene),폴리올레핀(polyolefin), 셀룰로즈 아세테이트(cellulose acetate), 방수 비닐 클로라이드(weather-resistant vinyl chloride)등과 같은 합성 수지로 이루어지며, 광을 전달해야 하기 때문에 무색이고 투명한 것이 바람직하다.
그리고, 구조체(227)의 높이(h2)는 광확산층(223)의 높이(h1)에 비해 높게 형성된다.
이러한 구조체(227)는 확산시트(220)와 제 1 및 제 2 집광시트(210a, 210b)가 제 1 및 제 2 접착층(217a, 217b)을 통해 일체형으로 형성되는 과정에서, 확산시트(220)의 광확산층(223)의 비드(225)가 접착층(217b)에 의해 함침되는 문제점이 발생하는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.
특히, 제 1 집광시트(210a)와 확산시트(220)의 광확산층(223) 사이에 에어갭(air gap)이 존재하도록 함으로써, 광확산층(223)의 표면 확산기능이 향상되도록 한다.
이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 본 발명의 광학시트(200)는 확산시트(220)가 제 1 접착층(217a)에 의해 접착된 제 1 및 제 2 집광시트(210a, 210b)와 제 2 접착층(217b)을 통해 접착되어 일체형으로 이루어지는 과정에서, 제 1 집광시트(210a)의 제 1 지지층(211a)의 배면에 도포되는 제 2 접착층(217b)과 확산시트(220)의 베이스필름(221)의 표면에 형성된 구조체(227)가 서로 접착되게 되어, 확산시트(220)와 제 1 및 제 2 집광시트(210a, 210b)는 일체형으로 이루어지게 된다.
여기서, 확산시트(220)가 광확산층(223)의 높이에 비해 높게 형성된 구조체(227)를 통해 제 1 및 제 2 집광시트(210a, 210b)와 제 2 접착층(217b)을 통해 서로 접착됨으로써, 확산시트(220)의 광확산층(223)이 제 2 접착층(217b)에 의해 눌림이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이는 곧, 제 2 접착층(217b)에 의해 광확산층(223)의 비드(225)가 함침되는 것 또한 방지할 수 있음을 의미하게 된다.
구형의 비드(225)는 곡률에 따른 빛의 퍼짐 현상이 발생하는 한편, 곡률 변화에 민감하게 반응하여 확산정도가 저하되게 된다.
따라서, 광확산층(223)의 비드(225)가 함침될 경우 비드(225)의 곡률 변화에 의해 광확산층(223)의 확산 성능이 저하되게 되는데, 본 발명의 액정표시장치는 이와 같이 비드(225)가 함침되는 것을 방지함으로써 확산시트(220)의 확산 성능이 저하되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 구조체(227)의 높이(h2)가 광확산층(223)의 높이(h1)에 비해 높게 형성됨에 따라, 제 2 접착층(217b)과 광확산층(223) 사이에는 에어갭(air gap)이 형성되게 되고, 이를 통해 광을 보다 많이 전반사에 의해 확산시키게 됨으로써, 광확산층(223)의 표면 확산기능이 더욱 향상되게 되는 것이다.
여기서, 구조체(227)의 높이(h2)는 비드(225) 지름에 약 2배의 높이를 갖도록 형성함으로써, 베이스필름(221)의 표면에 형성되는 광확산층(223)의 높이(h1)에 비해 구조체(227)의 높이(h2)가 높게 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 구조체(227)의 형상은 광확산층(223)의 높이(h1)에 비해 높게 형성되고, 확산시트(220)를 제 2 접착층(217b)을 통해 제 1 및 제 2 집광시트(210a, 210b)와 접착할 수 있는 형상이면 어떠한 형상이라도 무관하다.
도 4는 본 발명의 실시예의 확산시트 제조방법의 모식도이다.
도시한 바와 같이, 확산시트(도 3의 220)는 필름 도입부(403), 수지 적하부(405), 패턴 형성부(407), 경화부(409), 비드 도포부(411)를 거쳐 완성하게 된다.
이때, 필름 도입부(403)에 제공되는 베이스필름(221)은 다수의 롤러(420)의 구동에 의해 비드 도포부(411)까지 이동한다.
이때, 베이스필름(221)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polythylene terephthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(polythylenenaphthalate), 아크릴 수지(acrylic resin), 폴리카보네이트(polycarbonate),폴리스틸렌(polystyrene),폴리올레핀(polyolefin), 셀룰로즈 아세테이트(cellulose acetate), 방수 비닐 클로라이드(weather-resistant vinyl chloride)등과 같은 합성 수지로 이루어지며, 베이스필름(221)은 먼저 필름 도입부(403)에 제공되고, 필름 도입부(403)에 제공된 베이스필름(221)은 다수의 롤러(420)에 의해 수지 적하부(405)로 이동되어, 베이스필름(221) 상부로 수지(227a)를 적하한다.
이때, 수지(227a)는 베이스필름(221)과 동일한 재질로써, 베이스필름(221)의 일면에 적하하여, 베이스필름(221) 상에 수지층(227b)을 형성한다.
다음으로, 베이스필름(221)은 패턴 형성부(407)로 이동되어, 패턴 형성부(407)에서 베이스필름(221) 상의 수지층(227b)의 표면을 베이스필름(227) 상에 형성하고자 하는 구조체(227)에 대응되는 패턴이 형성된 금형롤러(440)로 압착시켜 베이스필름(221)의 표면에 구조체(227)를 형성한다.
다음으로, 구조체(227)가 형성된 베이스필름(221)을 경화부(409)에서 자외선을 조사하여 경화시킨다.
이후, 베이스필름(221)은 비드 도포부(411)로 이동되어, 구조체(227) 내의 베이스필름(221) 상부로 비드(225)가 함유된 바인더(225a)를 도포하여 확산시트(도 3의 220)를 완성한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치는 도광판(도 2의 123)의 상부로 확산시트(도 3의 220)와 제 1 및 제 2 집광시트(도 3의 210a, 210b)를 일체형으로 형성된 일체형 광학시트(도 3의 200)를 개재함으로써, 액정표시장치의 모듈화 공정을 간편화함으로써 작업 공정시간을 줄일 수 있어 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 일체형 광학시트(도 3의 200)의 강성이 향상됨에 따라 고온 다습한 환경에서도 움과 같은 시트의 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해, 광학시트(도 3의 200)의 두께를 두껍게 형성하지 않아도 됨으로써, 경량 및 박형의 액정표시장치를 구현할 수 있다.
특히, 본 발명은 확산시트(도 3의 220)의 표면에 구조체(227)를 형성함으로써, 확산시트(도 3의 220)와 제 1 및 제 2 집광시트(도 3의 210a, 210b)가 접착층(도 3의 217a, 217b)을 통해 일체형으로 이루어짐에도, 확산시트(도 3의 220)의 비드(225)가 접착층(도 3의 217b)에 의해 함침되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이를 통해, 비드(225)가 함침됨에 따라 확산시트(도 3의 220)의 확산 성능이 저하되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 구조체(227)의 높이(도 3의 h2)가 광확산층(도 3의 223)의 높이(도 3의 h1)에 비해 높게 형성됨에 따라, 제 1 집광시트(도 3의 210a)의 제 1 지지층(도 3의 211a)의 배면에 도포되는 제 2 접착층(도 3의 217b)과 광확산층(도 3의 223) 사이에는 에어갭(air gap)이 형성되므로, 광확산층(도 3의 223)의 표면 확산기능이 더욱 향상되게 된다.
한편, 지금까지의 설명에서는 본원발명의 일체형 광학시트(도 3의 200)가 확산시트(도 3의 220)와 제 1 및 제 2 집광시트(도 3의 210a, 210b)가 일체형으로 이루어짐을 개시하고 있으나, 일체형 광학시트(도 3의 200)는 확산시트(도 3의 220)와 적어도 하나의 집광시트로 이루어질 수 있다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
200 : 일체형 광학시트
210a : 제 1 집광시트(211a : 제 1 지지층, 213a : 제 1 집광층, 215a : 프리즘 산)
210b : 제 2 집광시트(211b : 제 2 지지층, 213b : 제 2 집광층, 215b : 프리즘 산)
217a, 217b : 제 1 및 제 2 접착층
220 : 확산시트(221 : 베이스필름, 223 : 광확산층, 225 : 비드, 227 : 구조체)

Claims (13)

  1. 액정패널과;
    상기 액정패널의 하부에 위치하며, 제 1 집광시트와, 다수개의 구조체가 이격되어 돌출 배열되는 확산시트를 포함하는 일체형 광학시트와;
    상기 일체형 광학시트의 하부에 위치하는 도광판과;
    상기 도광판의 하부에 위치하는 반사판과;
    상기 도광판의 입광면을 따라 배열되는 LED 어셈블리
    를 포함하며, 상기 확산시트는 제 1 접착층을 통해 상기 다수개의 구조체가 상기 제 1 집광시트의 배면에 접착되며, 상기 다수개의 구조체의 이격된 사이영역으로 비드를 포함하는 광확산층이 구비되며, 상기 다수개의 구조체는 상기 광확산층의 높이에 비해 높게 형성되어, 상기 확산시트의 광확산층 상부로는 에어갭(air gap)이 형성되며,
    상기 확산시트는 베이스필름과, 상기 베이스필름 표면에 형성되는 상기 다수개의 구조체를 포함하며,
    상기 다수의 구조체는 상기 베이스필름과 접촉되는 하면의 폭이 상기 제 1 접착층과 접촉되는 상면의 폭 보다 넓으며, 상기 광확산층은 상기 베이스필름과 접촉되는 일면이 상기 에어갭과 접촉되는 타면 보다 좁은 액정표시장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수개의 구조체는 무색이고 투명한 재질로 이루어지는 액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수개의 구조체는 상기 비드의 지름에 2배 높이를 갖는 액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 집광시트 상부에는 제 2 집광시트가 제 2 접착층을 통해 상기 제 1 집광시트와 서로 접착되어 위치하는 액정표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정패널의 가장자리를 두르는 가이드패널과 상기 가이드패널과 밀착되어 구성되는 커버버툼 그리고 상기 액정패널 가장자리를 테두리하며 상기 가이드패널 및 커버버툼에 조립 결합되는 탑커버를 포함하는 액정표시장치.
  8. 제 1 지지층과, 상기 제 1 지지층 상부에 위치하며, 다수의 프리즘 패턴이 상기 제 1 지지층 상에 서로 인접 배열제 1 지지층과, 상기 제 1 지지층 상부에 위치하며, 다수의 프리즘 패턴이 상기 제 1 지지층 상에 서로 인접 배열되도록 돌출 형성되는 제 1 집광층을 포함하는 제 1 집광시트와;
    상기 제 1 집광시트의 배면에 위치하며, 베이스필름과, 상기 베이스필름 상부에 돌출 형성되는 다수개의 구조체와, 상기 다수개의 구조체 내에 위치하며 상기 베이스필름 상부에 위치하는 광확산층을 포함하는 확산시트
    를 포함하며, 상기 확산시트는 제 1 접착층을 통해 상기 다수개의 구조체가 상기 제 1 집광시트의 배면에 접착되며, 상기 다수개의 구조체의 이격된 사이영역으로 비드를 포함하는 광확산층이 구비되며, 상기 다수개의 구조체는 상기 광확산층의 높이에 비해 높게 형성되어, 상기 광확산층 상부로는 에어갭(air gap)이 형성되며,
    상기 확산시트는 베이스필름과, 상기 베이스필름 표면에 형성되는 상기 다수개의 구조체를 포함하며, 상기 다수의 구조체는 상기 베이스필름과 접촉되는 하면의 폭이 상기 제 1 접착층과 접촉되는 상면의 폭 보다 넓으며, 상기 광확산층은 상기 베이스필름과 접촉되는 일면이 상기 에어갭과 접촉되는 타면 보다 좁은 일체형 광학시트.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 다수개의 구조체는 상기 비드의 지름에 2배 높이를 갖는 일체형 광학시트.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 집광시트 상부에는 제 2 지지층과, 상기 제 2 지지층 상부에 위치하며, 다수의 프리즘 패턴이 상기 제 2 지지층 상에 서로 인접 배열되도록 돌출 형성되는 제 2 집광층을 포함하는 제 2 집광시트가 위치하며, 상기 제 1 집광시트와 상기 제 2 집광시트는 제 2 접착층을 통해 서로 접착되는 일체형 광학시트.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 접착층은 상기 제 1 집광시트의 배면 전면에 위치하며,
    상기 도광판을 투과한 광은 상기 베이스필름과 상기 광확산층, 상기 에어갭 그리고 상기 제 1 접착층을 순차적으로 투과한 뒤, 상기 제 1 집광시트로 입사되는 액정표시장치.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 접착층은 상기 제 1 지지층의 배면 전면에 위치하는 일체형 광학시트.
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