KR20050035908A - 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 도광판과 광학시트가 상호 대응하여 배치되는 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치에 관한 것으로, 상기 광학시트는 일면에 돌출형성되는 다수의 확산돌기를 포함하고, 상기 확산돌기는 복수의 경계영역에 의해 상호 연접되고 상기 광학시트면에 대해 경사진 복수의 경사면을 갖는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 도광판으로부터 공급되는 빛이 효과적으로 확산되어, 휘도가 높은 액정표시장치가 제공된다.

Description

액정표시장치 {Liquid Crystal Display Unit}

본 발명은, 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도광판으로부터 공급되는 빛이 효과적으로 확산되어 높은 휘도가 발현되는 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치는 액정에 의해 광(光)의 변조를 이용한 디스플레이 장치로서, 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화상을 표시하는 액정표시패널과, 액정표시패널에 광을 공급하기 위한 백라이트유닛과, 액정표시패널 및 백라이트유닛을 수용하여 결합하는 샤시프레임 등을 포함한다.

여기서 백라이트유닛은 광을 실질적으로 발산하는 광원과, 광원에서 발산된 광을 액정표시패널방향으로 안내하는 도광판과, 도광판에 대응하여 배치되는 광학시트 및 프리즘시트 등을 포함한다.

광학시트는 크게 도광판으로 나온 빛을 균일하게 확산하여 프리즘시트 및 액정표시패널 방향으로 전달하는 확산시트와, 도광판에서 나온 빛을 사용자가 모니터를 볼 때 자연스런 화면이 되도록 빛을 약하게 확산시키고, 프리즘시트의 프리즘 구조를 보호하는 보호시트로 구분된다. 일반적으로 확산시트는 도광판에 인접하여 배치되며, 보호시트는 프리즘시트에 적층되어 배치된다. 또한, 프리즘시트는 확산시트를 통과한 빛을 굴절시켜 직진성을 부여하여 액정표시패널을 향해 빛을 모아주는 역할을 한다.

도1은 종래기술에 따른 액정표시장치의 광학시트의 단면을 도시한 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 광학시트는 베이스 필름(100)과, 베이스 필름(100)의 양면에 아크릴등의 바인더(200)와 비즈(Beads)(300)를 코팅한 형태로 되어 있다. 상면은 확산시트와 보호시트의 용도에 맞게 비즈(300)의 크기와 밀도 등을 조절하여 코팅하고, 아랫면의 경우 확산시트는 도광판과의 손상을 방지하기 위한 코팅을 하는 것이고, 보호시트는 프리즘시트의 손상을 방지하기 위한 것이므로, 도면에는 표시되어 있지 않으나, 상면에 대해 적은 양과 작은 크기의 비즈를 포함하는 바인더(200)를 코팅한다. 이러한 형태의 구성은 바인더(200) 층으로부터 비즈(300)가 돌출된 엠보싱 형태로 되어 있다.

상술한 광학시트의 작용을 살펴보면, 도광판(미도시)으로부터 공급되는 빛은 도광판면의 법선방향으로 일정하게 빛이 공급되는 것이 아니라 도광판에 법선방향과 큰 각도로 기울어진 방향으로 빛이 출사된다. 여기서, 상술한 형태의 빛은 구형의 엠보싱 형태로 형성된 확산시트에 의해 일부의 빛은 굴절하여 통과하나, 일부의 빛은 다시 도광판으로 반사되고, 반사된 빛은 다시 도광판의 하부에 마련된 반사판(미도시)에 의해 다시 반사되어 확산시트에 공급되어 확산된다.

따라서 확산시트의 상면에 형성되어 있는 비즈(300)들에 의해 빛이 확산되어 프리즘시트(미도시)에 공급될 때는, 도광판에서 나온 빛의 형태에 비해 피크치가 확산시트 면에 수직한 축에 근접하게 형성된다. 상술한 확산시트를 통과한 빛은 프리즘시트를 통과하면서 굴절을 통해 직진성이 부여되고, 보호시트를 통해 다시 확산되어 자연스러운 빛을 공급하게 된다.

하지만, 상술한 구조의 광학시트는 비즈(300)가 고가이고, 베이스 필름(100)에 비즈(300)와 바인더(200)를 코팅할 때, 비즈(300)의 유동성에 의해 비즈(300)가 뭉치기 쉬워 외관상 불량의 발생율이 높고, 조액, 코팅, 건조, 에이징 등의 복잡한 공정을 거치므로 각 단계별 공정관리가 어려우며, 확산시트의 휘도를 높이기가 어려운 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 베이스 필름에 레진등의 막을 형성한 다음 구형 엠보싱 가공을 하는 방법이 제시되었으나, 레진막을 엠보싱 가공한 경우에 있어서도, 제조원가를 절감하는 효과는 있지만, 확산시트의 휘도를 높이기가 어려운 문제점은 여전히 존재한다.

따라서 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 도광판으로부터 공급되는 빛이 효과적으로 확산되어 휘도가 높은 액정표시장치가 제공함에 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 도광판과 광학시트가 상호 대응하여 배치되는 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치에 있어서, 상기 광학시트는 일면에 돌출형성되는 다수의 확산돌기를 포함하고, 상기 확산돌기는 복수의 경계영역에 의해 상호 연접되고, 상기 광학시트면에 대해 경사진 복수의 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치에 의해 달성된다.

여기서 상기 광학시트는 베이스 필름과 상기 베이스 필름 면에 형성된 레진층을 포함하고, 상기 확산돌기는 상기 레진층에 형성되는 것이 확산돌기가 간단한 방법에 의해 형성될 수 있어 바람직하다.

또한, 상기 경계영역은 곡률반경이 작고, 상기 경사면은 곡률반경이 큰 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 확산돌기는 선단영역이 다각뿔 형태이거나, 선단부가 부분 구형인 것이 도광판으로부터 공급되는 빛을 효율적으로 확산시키고 투과율을 높일 수 있어 바람직하다.

또한, 상기 광학시트는 타면에 돌출 형성된 지지돌기를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 광학시트의 타면에 바인드층이 형성되고, 상기 지지돌기는 상기 바인드층에 포함된 비드에 의해 형성될 수도 있으며, 상기 광학시트의 타면에 레진층이 형성되고, 상기 지지돌기는 레진막의 엠보싱 가공에 의해 형성될 수도 있다.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치를 도시한 분해사시도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 액정표시장치는 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화상을 표시하는 액정표시패널(4)과, 광을 실질적으로 발산하는 광원(11)과, 광원(11)에서 발산된 광을 액정표시패널(4)의 방향으로 안내하는 도광판(1)과, 도광판(1)에 대응하여 배치되는 광학시트(2) 및 프리즘시트(3) 등을 포함한다.

광학시트(21)는 크게 도광판(1)으로 나온 빛을 균일하게 확산하여 프리즘시트(3) 및 액정표시패널(4)의 정면방향으로 전달하는 확산시트(21)와, 도광판(1)에서 나온 빛을 사용자가 모니터를 볼 때 자연스런 화면이 되도록 빛을 약하게 확산시키며 프리즘시트(3)의 프리즘 구조를 보호하는 보호시트(22)로 구분된다. 일반적으로 확산시트(21)는 도광판(1)에 인접하여 배치되며, 보호시트(22)는 프리즘시트(3)에 적층되어 배치된다. 또한, 프리즘시트(22)는 확산시트(21)를 통과한 빛을 굴절시켜 직진성을 부여하여 액정표시패널(4)을 향해 빛을 모아주는 역할을 한다.

도 3a는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 광학시트를 도시한 사시도이고, 도3b는 도3a에 따른 광학시트의 단면을 도시한 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 광학시트(2)는 베이스 필름(23)과 베이스 필름(23)의 상면에 형성된 확산돌기(25)를 포함한다. 일반적으로 베이스 필름(23)은 폴리에스터 또는 폴리카보네이트등의 투명하고 얇은 필름으로 형성된다. 확산돌기(25)는 베이스 필름(23)에 레진막(24)을 도포하고 엠보싱 가공에 의해 형성된다. 확산돌기(25)는 복수의 경계영역(25b)에 의해 연접되는 복수의 경사면(25a, 25c)에 의해 형성되며, 일반적으로 경계영역(25b)은 곡률반경이 매우 작으며, 경사면(25a, 25c)의 곡률반경은 매우 크게 형성된다. 한편, 확산돌기(25)의 선단영역은 다각뿔 형태로 형성될 수 있다. 이때, 경계영역(25b)의 곡률반경이 "0"에 가깝게 마련되고, 경계면(25a, 25c)의 곡률반경이 무한대에 가깝게 될 경우, 경계영역(25b)은 경계선으로 형성되며 경계면(25a, 25c)은 거의 평면을 형성하므로, 도 3b에 도시된 바와 같이, 확산돌기(25)의 꼭지점을 중심으로 한 종단면이 오각형 형태로 형성될 수 있다. 즉, 복수의 경사면(25a)이 형성하는 종단면이 사다리꼴형상인 육면체와, 육면체의 상면에 다른 경사면(25c)이 형성하는 사각뿔이 형성된 구성을 포함한다.

상술한 확산시트(2)의 제조법을 설명하면 다음과 같다. 먼저 베이스 필름(23)에 레진막(24)을 형성하는데, 레진막(24)은 UV의 조사를 통해 경화되는 것을 이용한다. 베이스 필름(23)에 형성된 레진막(24)에 본 발명에 따른 확산돌기(25)의 형상에 대한 음각이 형성된 롤러(미도시)를 이용하여 레진막(24)에 본 발명에 따른 확산돌기(25)의 형태를 구현한 다음, UV를 조사하여 레진막(24)을 경화시킨다. 확산돌기(25)의 형태에 대한 음각이 형성된 롤러는 홀로그래피 방식을 통해 음각이 형성된 패턴을 롤러에 입혀 사용한다. 이러한 방법을 따른다면 간단한 방법으로 광학시트에 확산돌기를 형성할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치에 있어서, 도광판으로부터 출사되는 광을 도시한 그래프이다. 도면에 도시된 바와 같이, 백라이트로부터 공급되는 광은 도광판(1)면의 법선방향에 대해 큰 각도로 기울어진 상태로 도광판(1)으로부터 출사된다. 또한, 광원의 배치에 따른 특성상 빛의 형태는 도광판(1)의 일 측에 광원이 배치된 경우, 광원인 백라이트와 가로방향으로는 상호 비대칭적으로 형성되나, 백라이트의 길이방향으로는 상호 대칭으로 형성되므로 백라이트에 대해 가로방향의 빛을 확산시키는 것이 바람직하다.

상술한 빛이 형태는 확산시트(21)를 통과하면 도광판(1)면의 법선방향에 대해 기울어진 각도가 줄어들고, 프리즘시트(3)을 통과하여 직진성이 더 부과되어 도광판(1)면의 법선방향의 광이 많아져 정면휘도가 높아진다. 종래 기술에 따른 경우 확산돌기(도 1의 300)에 의해 도광판(1)으로부터 나온 빛을 다시 도광판(1)으로 일부 반사하고, 반사된 빛이 도광판(1)의 하부에 마련된 반사판(미도시)의해 다시 확산시트(21)로 반사되어 확산됨에 비해, 본 발명의 경우 도광판(1)으로부터 공급되는 빛이 확산돌기(25)의 다수의 경사면(25a)에 의해 반사되지 않고 임의의 방향으로 굴절되어 확산됨으로써 빛의 투과율도 높아지는 효과가 있으며, 정면휘도도 더욱 상승하게 된다.

도 5a는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치의 광학시트를 도시한 사시도이고, 도5b는 도5a에 따른 광학시트의 단면을 도시한 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 광학시트(2)의 확산돌기(26)는 복수의 경사면(26a)과, 경사면(26a)에 대해 경계영역(26b)을 중심으로 연접된 선단부가 부분구형(26c)을 이루는 것을 특징으로 하고 있다. 즉, 확산돌기(26)는 복수의 경사면(26a)이 형성하는 종단면이 사다리꼴인 육면체와, 육면체의 상부에 부분구형(26c)이 형성되어 있는 구성을 포함한다. 제2실시예에 의해서도 상술한 확산시트의 작용을 얻을 수 있음은 물론이다.

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치의 광학시트의 단면을 도시한 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 광학시트(2)는 베이스 필름(23)의 상면에 확산돌기(25)가 형성되고, 베이스 필름(23)의 하면에 광학시트(2)와 접촉하는 도광판(1) 또는 프리즘시트(3)의 손상을 보호하기 위한 지지돌기(28)를 포함한다. 지지돌기(28)는 베이스필름(23)에 도포 된 바인드(27)층에 함유된 비즈에 의해 형성된다. 이는 광학시트(2)가 적층되는 도광판(1) 또는 프리즘시트(3)와의 거리를 확보한다.

본 발명의 제3실시예에 따른다면 확산필름의 제조 시, 바인더(27)를 열경화할 때 열경화 온도를 조절하여 확산돌기(25)가 형성된 레진막(24)을 경화시킬 수도 있으므로, 상술한 바와 달리 확산돌기(25)가 형성된 레진막(24)을 UV경화를 하지 않을 수도 있다. 상술한 지지돌기(28)에 의해 광학시트(2) 중 도광판(1)에 대응하여 배치되는 확산시트(21)는 도광판(1)과의 접촉이 최소한으로 마련되므로 도광판(1)의 손상을 막을 수 있으며, 도광판(1)과 확산시트(21) 사이의 갭이 발생하므로 도광판(1)으로부터 발생되는 열의 확산을 방지하여 확산시트(21)의 시트움을 줄일 수도 있다. 또한, 프리즘시트(3)에 대응하여 배치되는 보호시트(22)의 경우, 지지돌기(28)에 의해 보호시트(22)와 프리즘시트(3)가 접촉하는 영역이 작아지므로 프리즘시트(3)의 손상을 방지할 수도 있다.

도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 액정표시장치의 광학시트의 단면을 도시한 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 광학시트(2)와 접촉하는 도광판(1)는 프리즘시트(3)손상을 보호하기 위하여 광확시트(2)는 베이스 필름(23)의 하면에 형성된 지지돌기(30)를 포함하며, 지지돌기(30)는 확산돌기(25)와 마찬가지로 베이스 필름(23)에 레진막(29)을 도포하고 확산돌기(25)에 비해 성긴 분포로 지지돌기(30)가 엠보싱 가공된 형태로 형성되어 있다. 본 발명에 따른 제4실시예에 있어서도, 상술한 본 발명의 제3실시예의 효과를 얻을 수 있음은 물론이다.

상술한 설명에서 확산돌기의 횡단면의 형태는 사각형일 수도 있으며, 또한, 사각형 이상의 다각형의 형상을 가질 수도 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 광학시트가 도광판으로부터 공급되는 빛을 효과적으로 확산시켜 휘도가 높은 액정표시장치가 제공된다.

도1은 종래기술에 따른 액정표시장치의 광학시트의 단면을 도시한 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치를 도시한 분해사시도,

도 3a은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 광학시트를 도시한 사시도,

도3b는 도3a에 따른 광학시트의 단면을 도시한 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치에 있어서, 도광판으로부터 출사되는 광을 도시한 그래프,

도 5a는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치의 광학시트를 도시한 사시도,

도5b는 도5a에 따른 광학시트의 단면을 도시한 단면도,

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치의 광학시트의 단면을 도시한 단면도,

도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 액정표시장치의 광학시트의 단면을 도시한 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 도광판 2: 광학시트

21: 확산시트 22: 보호시트

23: 베이스필름 25: 확산돌기

26: 확산돌기 28: 지지돌기

30: 지지돌기

Claims (8)

1. 도광판과 광학시트가 상호 대응하여 배치되는 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치에 있어서,

   상기 광학시트는 일면에 돌출형성되는 다수의 확산돌기를 포함하고,

   상기 확산돌기는 복수의 경계영역에 의해 상호 연접되고 상기 광학시트면에 대해 경사진 복수의 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 제1항에 있어서

   상기 광학시트는 베이스 필름과 상기 베이스 필름 면에 형성된 레진층을 포함하고, 상기 확산돌기는 상기 레진층에 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 경계영역은 곡률반경이 작고, 상기 경사면은 곡률반경이 큰 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 확산돌기는 선단영역이 다각뿔 형태인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 제3항에 있어서,

   상기 확산돌기는 선단부가 부분 구형인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 광학시트는 타면에 돌출 형성된 지지돌기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 광학시트는 타면에 바인드층이 형성되고, 상기 지지돌기는 상기 바인드층에 포함된 비드에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
8. 제6항에 있어서,

   상기 광학시트는 타면에 레진층이 형성되고, 상기 지지돌기는 레진막의 엠보싱 가공에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.