KR20050051321A - 액정표시장치용 휘도 강화 필름과 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 1매의 휘도 강화 필름으로 X방향 및 Y방향의 휘도 강화를, 화면 상에 모아레 없이 나타낼 수 있는 휘도 강화 필름과 그 제조 방법에 관한 것으로서, 휘도 강화 필름은 모재의 일측면에 피라미드상의 광 굴절부를, 사방으로 연속하게 배열시킨 구성으로 되고, 이러한 구성의 휘도 강화 필름은, 피라미드상 광 굴절부에 일치하는 윤곽을 갖는 음각이 외주면에 사방으로 연속하게 형성된 성형 롤과, 이 성형 롤에 대향 배치되어 그 사이로 공급되는 모재를 받쳐주는 지지 롤이 다단계로 배열되고 일정 온도로 가온된 분위기를 갖는 열간 가공부로 통과시켜서, 상기 모재의 일측면에 피라미드상 광 굴절부가 성형되게 하고, 연속하여 상기 성형롤과 지지 롤이 다단계로 배열되고 상온 또는 그 보다 약간 낮은 온도 분위기를 갖는 냉각부로 상기 모재가 통과되게 하여, 성형된 피라미드상 광 굴절부의 형태가 상온으로 냉각되는 것에 의해 고정되게 하는 순서로 행하여 얻을 수 있다.

Description

액정표시장치용 휘도 강화 필름과 그 제조방법{Brightness Enhancement Film for Liquid Crystal Display Device Module and Manufacturing Method Thereof}

본 발명은 휘도 강화 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정표시소자의 표시부를 통해 소정의 표식으로 출사되는 빛의 강도를 강화시켜 주어, 시인성과 명암 등을 강화시키는 액정표시장치용 휘도 강화 필름과 그 제조방법에 관한 것이다.

액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 매트릭스상으로 대향 배치된 투명 전극열로 전압을 인가하였을 때에, 양 전극 사이로 발생되는 전장에 액정이 여기되면서 그 배열 방향이 변화되는 유전이방성을 이용하여, 후면측 백라이트로부터 조사되어 도광판을 통해 산란되는 빛을 선택적으로 투과시켜 문자나 숫자 혹은 기타 임의의 아이콘을 표시하는 장치로서, 특히 휴대전화의 표시화면으로 널리 사용되고 있다.

이러한 액정표시장치에서, 백라이트는 모듈의 후방에서 빛을 발하여 화면 상의 명암을 강화시켜 시인성을 좋게 하는 기능을 가지는 것으로서, 도 1의 도시와 같이 백라이트(2)에서 발해진 빛은 도광판(4)을 지나면서 산란되어, 면 발광 형태로 전환되고, 이 때 도광판(4)의 밑면에는 광 손실을 막기 위한 반사 시트(6)가 부착된다.

도광판(4)에서 산란되면서 출사된 빛은, 다시 확산판(8)을 통과함으로써 균일한 휘도로 넓게 학산되고, 이렇게 확산된 빛은 X방향 휘도 강화 필름(10a)과 Y방향 휘도 강화 필름(10b)을 투과한 후에, 비로소 액정표시소자 모듈(12)로 조사되어 소정의 화면 표시를 행하게 되어 있다.

이와 같은 액정표시소자의 광 경로에 있어서, 휘도 강화 필름은 액정표시소자의 휘도를 결정하는 중요한 구성부가 되는 것이나, 종래에는 위에 기술한 바와 같이 X방향 필름과 Y방향 필름의 2매를 필요로 하고 있어서, 액정 표시소자의 화면에서 2장의 필름 사이에서 빛의 간섭이 발생하여 모아레(Moire)가 생기고, 또한 2장의 플름으로 인해 부품 수 증가 및, 두께 증대, 그리고 원가 상승 요인으로 작용하고 있는 실정이므로, 이에 대한 개선이 요구되고 있다.

1매의 휘도 강화 필름으로 X방향 및 Y방향의 휘도 강화을 행하면, 화면 상에 모아레가 생기지 않고, 두께를 더욱 슬림화 할 수 있으며, 원가도 절감되는 액정표시소자를 얻을 수 있다.

특정 방향에서 입사되는 빛을 사방으로 고르게 산란시키려면, 투명한 각면체를 이용하는 것이 효율적이다.

본 발명자는 이러한 사실에 기초하여, 각면체의 평면으로 빛을 조사하고, 각면을 통해 빛이 투사되게 하여 특정 방향으로 지향되면서 휘도 강화 작용이 나타나게 하되, 휘도 강화 효율이 최대가 되는 조건을 예의 시험 연구하여, 각면체의 각도, 각면체의 형태 등의 제한을 통하여 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은 위에 기술한 기술적 내용을 반영하여, 1매로도 빛의 X방향, Y방향 휘도 강화 작용을 나타낼 수 있는 액정표시소자용 휘도 강화 필름과 그 제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 휘도 강화 필름은, 피라미드상의 광 굴절부가 시트의 일면에 사방 연속하게 등분 배열된 구성을 가진다.

상기 피라미드상으로 연속하는 광 굴절부의 간격은, 필름 출사면에서의 광 분포도에 지대한 영향을 미치는 인자이며, 배열 간격이 조조밀할 수록 휘도 강화 효과가 높아지고, 또한 광 굴절부의 꼭지점 각도는 45 ~ 90도 범위라면, 휘도 강화 효과가 나타나는 것이나, 45 ~ 65도 범위를 벗어나면 꼭지점의 성형성이 좋지 않게 되어 제조하기가 까다롭게 된다.

또, 꼭지각의 각도에 못지 않게 필름의 두께도 성형성에 영향을 주는 바, 30~70㎛ 범위의 필름을 채용하는 것이 좋다.

본 발명의 휘도 강화 필름은 미리 준비된 모재를 롤 프레스하여 제조된다.

즉, 모재는 꼭지각을 가지는 다각면체 형상의 광 굴절부가 외주면에 음각된 롤과, 평면으로 가공된 롤 사이를 통과하면서 압착되는 것에 의해 성형되는 것이며, 손색없이 다각면체의 꼭지점이 형성되도록 하기 위하여 열간 롤 프레스하고, 양 롤 사이를 통과한 모재는 상온으로 냉각시켜 성형된 다각면체의 꼭지점이 형태 유지되게 하는 것이 바람직하다.

더 구체적으로, 필름은 여러 단계로 배열된 롤 프레스를 거쳐 소망하는 광 굴절부의 꼭지점을 구비하게 된다.

이하, 첨부된 도면에 따른 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 휘도 강화 필름(이하 BEF로 약칭함)에 성형되는 피라미드상의 다각면체에 의한 휘도 강화 작용을 설명하는 모식도로서, 필름상의 모재(20)는 일측면에 피라미드상의 광 굴절부(22)를 사방 연속되게 배열시킨 구성으로 되어 있고, 평면을 이루고 있는 밑면(24)으로 입사되는 빛(L)은 통상의 확산판(8)을 거쳐 산광된 빛이며, 이 빛은 밑면(24)을 경계로 하여 입사된 각도에 대칭되는 각도로 굴절되면서 모재(20)의 내측을 통과하게 된다.

이렇게 입사되는 빛(L)은 크게 3가지 경로로 투과하게 되는데, 첫째 경로(A)는 광 굴절부(22)의 한쪽 경사면에서 반대측 경사면으로 굴절되는 경로로서, 이 경로를 거치는 빛은 2중 굴절에 의해 대략 50% 정도가 소실되고, 남은 빛은 양 경사면에 의한 프리즘 작용으로 확산판(8)에 되입사된 다음, 다시 처음과 같은 조사 경로를 경유하여 모재(20)로 재 입사된다. 둘째 경로(B)는 광 굴절부(22)의 경사면을 투과하여 외부로 출사되는 경로로서, 빛의 휘도는 출사시의 굴절각 제한작용으로 인하여 40% 정도 증가하는 결과를 낳는다. 셋째 경로(C)는 한쪽 경사면에서 굴절되어 반대쪽 경사면을 투과하여 출사되는 경로로서, 이렇게 출사되는 빛은 인접하는 다른 광 굴절부(22)의 경사면으로 조사되어 그 면을 통해 일부는 반사되고, 일부는 입사되며, 이 과정에서 약간의 광 손실이 발생한다.

위에 기술한 3가지 경로는 피라미드상 광 굴절부(22)의 모든 경사면, 즉 4개 면에 동시에 존재하는 것이다.

광 굴절부(22)는 도 3으로 도시한 롤 프레스 방식에 따라 성형된다.

롤상으로 감겨진 모재(20)는 풀려 나가 롤 프레스된 다음, 다시 감겨지게 되고, 풀려져 나간 모재(20)는 쌍을 이루어 배열된 다수의 롤 사이를 통과한다.

쌍을 이루어 배열된 롤은, 꼭지각을 가지는 피라미드상의 광 굴절부 윤곽이 외주면에 음각된 성형 롤(30)과, 외주면이 평탄하게 가공된 지지 롤(32)로 된 것이며, 이들 성형 롤과 지지 롤은 다수가 하나의 집합체를 이루도록 구분 배치되어서, 열간 가공부(40)와 냉각부(50)로 배열된다.

열간 가공부(40)는 열풍에 의해 내부 온도가 일정 수준으로 유지되도록 설비되고, 반대로 냉각부(50)는 냉풍이 공급되어 내부 온도가 상온 또는 그 이하로 유지된다. 다른 예로서, 열간 가공부(40)와 냉각부(40)는 그 내부가 격벽에 의해 구분되어 국지적으로 온도 차를 가지는 구성으로 설치될 수도 있다.

또, 열간 가공부(40)에 배열된 성형 롤(30)은 앞쪽 배치에서 뒤쪽 배치로 갈 수록 외주면에 부여된 피라미드상의 광 굴절부 윤곽이, 정규 치수를 가지게 설계되고, 냉각부(50)에 배열된 성형 롤(30)의 광 굴절부 윤곽은 모두 정규 치수를 가진다.

더 구체적으로, 첫번째 성형 롤(30)은 종방향으로 길게 연장되는 삼각 돌기를 형성할 수 있는 윤곽을 갖도록 축 방향에 따라 톱니상을 이루게 형성되고, 두번째 성형 롤(30)은 횡방향으로 길게 연장되는 삼각 돌기를 형성할 수 있는 윤곽을 갖도록 톱니상 휠의 형태로 형성되며, 이로 인해 모재(20)의 일측면에는 먼저, 종방향 삼각 돌기가 형성되고, 다음에 종방향의 삼각돌기는 횡방향으로 절단되어 개개의 개략적인 피라미드상 광 굴절부(22)로 변형된 다음, 계속하여 피라미드상 광 굴절부(22)에 일치하는 음각을 가지는 성형 롤(30)을 통과하면서, 점차 소망하는 형태의 광 굴절부(22)로 수정 성형된다.

이와 같은 공정을 거침에 따라, 공급되는 모재(20)는 열간 가공부(40)에 진입하여 다수 배열된 롤 사이를 통과할 때, 성형 롤(30)과 접촉하는 면에 피라미드상의 광 굴절부(22)가 연속적으로 성형되며, 이 때 성형되는 광 굴절부(22)는 뒤쪽으로 갈 수록 꼭지각이 첨예하게 성형되고, 이렇게 성형된 광 굴절부(22)는 냉각부(50)를 통과하면서 상온으로 냉각되어 형태 고정된다.

열간 가공부(40)와 냉각부(50)의 내부가 격벽으로 구획되어 있는 경우에, 모재(20)는 온도 구배에 따라 가온되고 냉각될 수 있으므로 피라미드상 광 굴절부(22)의 성형은, 보다 정확한 형태로 단시간에 수행될 수 있다.

모재(20)에 성형되는 광 굴절부(22)는, 맨 처음에 배치된 성형 롤(30)을 통과할 때에 형태의 일부가 성형되고, 다음 번에 배치된 성형 롤(30)을 통과하면서 보다 피라미드상에 가깝게 형태 수정되는 과정을 반복하여, 최종적으로 완전한 형태를 갖추게 된다.

또, 열간 가공부(40)에서, 롤(30)에 의한 압착이 진행될 때에 그 주변은 일정 온도로 가온된 분위기이기 때문에 모재(20)의 표면은 약간 융해된 상태로 되어, 압착에 의한 형태 성형이 별 무리 없이 진행될 수 있으며, 반대로 냉각부(50)에서는 신속히 상온으로 냉각시켜 주어, 성형된 피라미드상 광 굴절부(22)의 형태가 변형되지 않고 형태 고정되게 하는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 휘도 강화 필름은, 표면에 사방으로 연속하게 갖추어진 피라미드상 광 굴절부에 의해, 확산판을 투과하여 입사되는 빛을 집속하여 휘도가 향상되게 하는 것이므로, 1장의 휘도 강화 필름만으로 소망하는 휘도 강화 효과를 거둘 수 있고, 또 모재의 표면에 부여되는 피라미드상 광 굴절부는 다단계로 배열된 성형 롤과 지지 롤 사이로, 모재를 통과시켜 성형되게 하는 것이므로 효율 좋게 소망하는 휘도 강화 필름을 얻게 해 준다.

도 1은 종래의 휘도 강화 필름을 설명하기 위한 액정 모듈의 개략 측면도.

도 2는 본 발명의 휘도 강화 필름에 의한 휘도 향상 작용을 설명하기 위한 모식도.

도 3은 본 발명의 휘도 강화 필름의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

20 : 모재 22 : 광 굴절부

30 : 성형 롤 32 : 지지 롤

40 : 열간 가공부 50 : 냉각부

Claims (6)

1. 모재의 일측면에 피라미드상의 광 굴절부를, 사방으로 연속하게 배열시킨 구성으로 된 휘도 강화 필름.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 피라미드상의 광 굴절부는 꼭지각이 45~65도 범위로 성형된 것을 특징으로 하는 휘도 강화 필름.
3. 제 1 항에 있어서,

   모재의 두께가 30~70㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 휘도 강화 필름.
4. 피라미드상 광 굴절부에 일치하는 윤곽을 갖는 음각이 외주면에 사방으로 연속하게 형성된 성형 롤과, 이 성형 롤에 대향 배치되어 그 사이로 공급되는 모재를 받쳐주는 지지 롤이 다단계로 배열되고 일정 온도로 가온된 분위기를 갖는 열간 가공부로 통과시켜서, 상기 모재의 일측면에 피라미드상 광 굴절부가 성형되게 하고, 연속하여 상기 성형롤과 지지 롤이 다단계로 배열되고 상온 또는 그 보다 약간 낮은 온도 분위기를 갖는 냉각부로 상기 모재가 통과되게 하여, 성형된 피라미드상 광 굴절부의 형태가 상온으로 냉각되는 것에 의해 고정되게 하는 순서로 행해지는 휘도 강화 필름의 제조 방법.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 열간 가공부와 냉각부의 내부가 격벽에 의해 구획되어 열 구배를 형성하게 되어 있음을 특징으로 하는 휘도 강화 필름의 제조 방법.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 성형 롤의 외주면에 형성된 음각은, 후측으로 갈 수록 소망하는 피라미드상 광 굴절부의 형태에 가깝게 형성되어 있음을 특징으로 하는 휘도 강화 필름의 제조 방법.