KR20070068454A - 적층 확산판을 갖는 액정 디스플레이 - Google Patents

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Abstract

액정 디스플레이 (LCD), 예를 들어, LCD 모니터 또는 LCD-TV에서 밝고 균일한 조명을 제공하기 위해 확산층을 포함하는 많은 조명 관리 필름 (120)이 광원과 LCD 패널 사이에 있다. 몇몇 실시태양에서, 확산층은 LCD 패널의 아래쪽에 부착된다. 조명 관리 층들 중의 일부 또는 전부는 함께 필름의 적층된 스택으로서 부착될 수 있다. 몇몇 실시태양에서, 확산층은 한쪽 면에 오목한 영역을 갖는 확산층이 형성되고, 다른 하나의 광학 필름이 오목한 영역 내에 위치한다.
직접 조명 LCD, 조명 관리 필름의 배열, 밝기 증강 층, 확산판

Description

적층 확산판을 갖는 액정 디스플레이{LIQUID CRYSTAL DISPLAYS WITH LAMINATED DIFFUSER PLATES}
본 발명은 광학 디스플레이에 관한 것이고, 더 구체적으로 말하면, LCD 모니터 및 LCD 텔레비전에 사용될 수 있는 액정 디스플레이(LCD)에 관한 것이다.
액정 디스플레이(LCD)는 랩톱 컴퓨터, 휴대형 계산기, 디지털 시계 및 텔레비전과 같은 소자에 사용되는 광학 디스플레이이다. 일부 LCD는 디스플레이의 측면에 위치하는 광원을 포함하고, 광원으로부터 LCD 패널의 뒤쪽으로 빛을 도광하도록 위치하는 라이트 가이드를 갖는다. 다른 LCD, 예를 들어 일부 LCD 모니터 및 LCD 텔레비전(LCD-TV)는 LCD 패널 뒤쪽에 위치하는 많은 광원을 사용하여 직접 조명된다. 이 배열은 디스플레이가 더 커짐에 따라 점증적으로 흔해지고 있는데, 그 이유는 어느 일정 수준의 디스플레이 밝기를 달성하기 위한 빛 파워(light power) 요건은 디스플레이 사이즈의 제곱에 비례해서 증가하는 반면, 디스플레이의 측면을 따라서 광원을 위치시키기 위한 이용가능 영역(real estate)은 디스플레이 사이즈에 선형적으로 비례해서 증가할 뿐이기 때문이다. 추가로, LCD-TV와 같은 일부 LCD 응용은 디스플레이가 다른 응용보다 더 먼 거리에서 보기에 충분할 정도로 밝을 것을 요하고, LCD-TV의 시야각 요건은 일반적으로 LCD 모니터 및 휴대형 단말기 (handheld device)의 요건과 상이하다.
일부 LCD 모니터 및 대부분의 LCD-TV는 흔히 많은 냉음극 형광 램프(CCFL)에 의해 뒤쪽으로부터 조명된다. 이들 광원은 선형이고, 디스플레이의 전폭을 가로질러서 뻗어, 결과적으로 디스플레이의 뒤쪽은 더 어두운 영역에 의해 분리된 일련의 밝은 스트라이프에 의해 조명된다. 이러한 조명 프로파일은 바람직하지 않은 것이며, 따라서 LCD 소자의 뒤쪽에 조명 프로파일을 원활하게 하기 위해 확산판이 사용된다.
현재, LCD-TV 확산판은 유리, 폴리스티렌 비드, 및 CaCO3 입자를 포함하는 다양한 분산상을 갖는 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)의 중합체 매트릭스를 사용한다. 이러한 확산판은 승온의 램프에 노출된 후 변형되거나 또는 뒤틀리는 경우가 종종 있다. 게다가, 일부 확산판에는 LCD 패널 뒤쪽의 조명 프로파일을 더 균일하게 하려는 시도에서 폭을 가로질러서 달라지는 확산 특성이 제공된다. 이러한 불균일한 확산체는 때로는 인쇄된 패턴 확산체라고 부른다. 확산 패턴이 조립시 조명원과 레지스트레이션(registration)되어야 하기 때문에 이들은 제조하는 데에 비싸고 제조 비용을 증가시킨다. 게다가, 확산판은 중합체 매트릭스 전체에 걸쳐서 균일하게 확산 입자를 분포시키는 데에 맞춤 압출 컴파운딩을 필요로 하고, 비용을 추가로 포함시킨다.
발명의 요약
본 발명의 한 실시태양은 광원, 및 상부 판, 하부 판 및 상부 판과 하부 판 사이에 배치된 액정층을 갖는 액정 디스플레이(LCD) 유닛에 관한 것이다. 하부 판은 광원 쪽으로 향하고, 흡수 편광체를 포함한다. 조명 관리 필름의 배열이 광원과 LCD 패널 사이에 배치됨으로써, 광원은 조명 관리 필름의 배열을 통해서 LCD 패널을 조명한다. 조명 관리 필름의 배열은 LCD 패널의 하부 판에 부착되고, 조명 관리 필름의 배열은 적어도 제 1 확산층을 포함한다.
본 발명의 다른 한 실시태양은 광원 및 LCD 패널을 포함하는 액정 디스플레이 (LCD) 유닛에 관한 것이다. 조명 관리 층의 배열이 광원과 LCD 패널 사이에 배치됨으로써 광원이 조명 관리 층의 배열을 통해 LCD 패널을 조명한다. 조명 관리 층의 배열은 확산판, 및 밝기 증강 층 및 반사 편광체 중 1 개 이상을 포함한다. 확산판은 1 개 이상의 광원으로부터 LCD 패널 쪽으로 전파하는 빛을 확산하는 제 1 확산층에 부착된 실질적으로 투명한 기판을 갖는다.
본 발명의 다른 실시태양은 한쪽 면에 오목한 영역을 갖는 제 1 광학층 및 이 오목한 영역 내에 배치된 제 2 광학층을 포함하는 조명 관리 광학 필름의 배열에 관한 것이다.
본 발명의 다른 실시태양은 디스플레이 패널 및 이 디스플레이 패널 뒤에 배치된 광원을 포함하는 디스플레이 유닛에 관한 것이다. 조명 관리 층의 배열이 광원과 디스플레이 패널 사이에 배치된다. 조명 관리 층의 배열은 한쪽 면에 오목한 영역을 갖는 제 1 광학층 및 이 오목한 영역 내에 배치된 제 2 광학층을 포함한다.
상기한 본 발명의 요약이 본 발명의 각각의 예시된 실시태양 또는 모든 실시를 기술한 것으로 의도하지 않는다. 다음의 도면 및 상세한 성명은 이러한 실시태양을 더 구체적으로 예시한다.
상세한 설명
본 발명은 액정 디스플레이(LCD, 또는 LC 디스플레이)에 적용될 수 있고, 특히, 예를 들어 LCD 모니터 및 LCD 텔레비전(LCD-TV)에서 사용되는 바와 같이 뒤쪽으로부터 직접 조명되는 LCD에 적용될 수 있다.
LCD-TV에 현재 사용되는 확산판은 경성 시트로서 형성된 중합체 매트릭스, 예를 들어 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리카르보네이트(PC) 또는 시클로올레핀에 기반을 둔 것이다. 시트는 확산 입자, 예를 들어 유기 입자, 무기 입자 또는 공극(기포)을 함유한다. 이들 확산판은 디스플레이를 조명하는 데 사용되는 광원의 승온에 노출된 후 변형되거나 또는 뒤틀리는 경우가 종종 있다. 또, 이들 확산판은 제조 및 최종 디스플레이 소자에 조립하는 데 비용이 많이 든다.
본 발명은 LCD 패널 그 자체와 광원 사이에 위치한 조명 관리 층의 배열을 갖는 직접 조명 LCD 소자에 관한 것이다. 조명 관리 층의 배열은 경성 유기 또는 무기 기판 및 이 기판의 한쪽 면에 바로 인접하는 특정한 투과율 및 탁도 수준을 갖는 중합체 부피 확산 시트를 갖는 확산판을 포함한다. 다른 하나의 중합체 부피 확산 시트가 기판의 다른 쪽 면에 위치할 수 있다. 각 성분의 투과율 및 탁도 수준은 디스플레이를 가로질러서 상대적으로 균일한 밝기를 갖는 직접 조명 LC 디스플레이를 제공하도록 설계된다.
본 발명의 확산판은 제조가 간단하고, 제조에 사용되는 물질 및 방법에 있어서 고도의 융통성을 제공한다. 본 발명에 따르는 확산판에서는, 구조적 및 광학적 요건이 분리될 수 있으며, 기판은 구조적 성능을 제공하고, 부착된 확산층 또는 층들은 광학적 성능을 제공한다. 이러한 기능들을 분리함으로써, 흔한 투명 물질 및 흔한 확산 시트 사용이라는 비용상의 이점을 활용할 수 있으며, 전체 비용을 줄일 수 있다. 또, 이것은 저가의 뒤틀림 내성 판, 예를 들어 유리판의 도입을 허용한다. 게다가, 확산체가 판과 분리된 층에 함유될 때 확산 성질을 더 정밀하게 제어하기가 더 쉽다. 또, 패턴화 경성 벌크 확산판을 이용하는 경우보다 적은 비용으로 패턴화 확산 필름을 적용할 수 있다.
직접 조명 LC 디스플레이 소자 (100)의 한 예시적인 실시태양의 개략적인 분해도를 제 1 도에 나타내었다. 이러한 디스플레이 소자 (100)은 예를 들어 LCD 모니터 또는 LCD-TV에 사용될 수 있다. 디스플레이 소자 (100)은 전형적으로 패널 판 (106) 사이에 배치된 LC 층 (104)를 포함하는 LC 패널(102)의 사용에 기반을 둔다. 판 (106)은 종종 유리로 형성되고, LC 층 (104)의 액정 배향을 제어하기 위해 그의 내표면 상에 정렬층 및 전극 구조체를 포함할 수 있다. 전극 구조체는 인접 영역과는 독립적으로 액정의 배향을 제어할 수 있는 LC 층의 영역들인 LC 패널 화소를 한정하도록 배열되는 경우가 흔하다. 표시된 이미지에 색상을 부여하기 위해 컬러 필터가 판 (106) 중 1 개 이상과 함께 포함될 수 있다.
상부 흡수 편광체 (108)이 LC 층 (104) 위에 위치하고, 하부 흡수 편광체 (110)이 LC 층(104) 아래에 위치한다. 예시된 실시태양에서, 상부 및 하부 흡수 편광체는 LC 패널 (102) 밖에 위치한다. 흡수 편광체 (108), (110) 및 LC 패널 (102)가 함께 백라이트 (112)로부터 디스플레이 (100)을 통해 관찰자에게로 빛을 투과하는 것을 제어한다. 몇몇 LC 디스플레이에서, 흡수 편광체 (108), (110)은 그들의 투과 축이 수직을 이루도록 배열될 수 있다. LC 층(104)의 화소가 활성화되지 않을 때, 그것은 그를 통해 통과하는 빛의 편광을 변화시킬 수 없다. 따라서, 흡수 편광체 (108), (110)이 수직으로 정렬될 때는, 하부 흡수 편광체 (110)을 통해 통과한 빛이 상부 흡수 편광체 (108)에 의해 흡수된다. 한편, 화소가 활성화될 때는, 그를 통해 통과하는 빛의 편광이 회전하고, 따라서 하부 흡수 편광체 (110)을 통해 투과되는 빛의 적어도 일부가 또한 상부 흡수 편광체 (108)을 통해 투과된다. LC 층(104)의 상이한 화소들의 예를 들어 제어기 (114)에 의한 선택적 활성화 때문에 빛이 원하는 몇몇 위치에서 디스플레이 밖으로 빠져나갈 수 있고, 따라서 관찰자에게 보이는 이미지를 형성한다. 제어기는 예를 들어 텔레비전 이미지를 받아서 표시하는 텔레비전 제어기 또는 컴퓨터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 표면에 기계적 및(또는) 환경적 보호를 제공하기 위해 1 개 이상의 임의의 층 (109)가 상부 흡수 편광체 (108) 위에 제공될 수 있다. 한 예시적인 실시태양에서, 층 (109)는 흡수 편광체 (108) 위의 하드코트(hardcoat)를 포함할 수 있다.
몇몇 유형의 LC 디스플레이는 상기한 것과 상이한 방식으로 작동할 수 있다는 점을 이해할 것이다. 예를 들어, 흡수 편광체가 평행하게 정렬되고, LC 패널이 비활성화 상태에 있을 때 빛의 편광을 회전시킬 수 있다. 여하튼, 이러한 디스플레이의 기본 구조는 상기한 것과 유사하다.
백라이트 (112)는 LC 패널(102)를 조명하는 빛을 발생하는 많은 광원 (116)을 포함한다. 종종, LCD-TV 또는 LCD 모니터에 사용되는 광원 (116)은 디스플레이 소자 (100)을 가로질러서 뻗는 선형 냉음극 형광 튜브이다. 그러나, 필라멘트 또는 아크 램프, 발광 다이오드 (LED), 평판 형광 패널 또는 외부 형광 램프와 같은 다른 유형의 광원도 사용될 수 있다. 이 광원의 목록은 제한적이거나 또는 총망라한 것으로 의도한 것이 아니고, 단지 예시적인 것에 지나지 않는다.
또, 백라이트 (112)는 광원 (116)으로부터 아래 방향으로 LC 패널 (102)로부터 멀어지는 방향으로 전파하는 빛을 반사하기 위한 반사체 (118)을 포함할 수 있다. 또, 반사체 (118)은 아래에서 설명하는 바와 같이, 디스플레이 소자 (100) 내에서 빛을 재순환시키는 데 유용할 수 있다. 반사체 (118)은 정반사체일 수 있거나 또는 확산 반사체일 수 있다. 반사체 (118)로 사용될 수 있는 정반사체의 한 예는 3M 컴파니(3M Company; 미국 미네소타주 세인트 폴 소재)로부터 입수가능한 비퀴티(등록상표)(Vikuiti™) ESR (Enhanced Specular Reflection) 필름이다. 적당한 확산 반사체의 예는 이산화티탄, 황산바륨, 탄산칼슘 또는 기타 등등과 같은 확산 반사 입자가 로딩된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카르보네이트(PC), 폴리프로필렌, 폴리스티렌 및 기타 등등과 같은 중합체를 포함한다. 미세다공성 물질 및 피브릴 함유 물질을 포함하는 확산 반사체의 다른 예는 공동 소유의 미국 특허 출원 공개 2003/0118805 A1에서 논의되어 있고, 이 문헌은 참고로 본원에 혼입한다.
조명 관리 층의 배열 (120)은 백라이트 (112)와 LC 패널 (102) 사이에 위치한다. 조명 관리 층은 디스플레이 소자 (100)의 작동을 개선하도록 백라이트 (112)로부터 전파하는 빛에 영향을 미친다. 예를 들어, 조명 관리 층의 배열 (120)은 확산체 (122)를 포함할 수 있다. 확산체 (122)는 광원으로부터 받은 빛을 확산하는 데 사용되고, 이 결과, LC 패널 (102) 상에 입사하는 조명 빛의 균일성이 증가한다. 따라서, 이 때문에 관찰자는 더 균일하게 밝은 이미지를 지각하게 된다.
또한, 조명 관리 층의 배열 (120)은 반사 편광체 (124)를 포함할 수 있다. 광원 (116)은 전형적으로 비편광 빛을 생성하지만, 하부 흡수 편광체 (110)이 단일의 편광 상태만을 투과하므로, 광원 (116)에 의해 생성된 빛의 대략 절반은 LC 층(104)로 투과되지 않는다. 그러나, 반사 편광체 (124)가 그렇지 않았다면 하부 흡수 편광체에서 흡수되었을 빛을 반사시킬 수 있고, 이 빛은 반사 편광체 (124)와 반사체 (118) 사이에서 반사에 의해 재순환될 수 있다. 반사 편광체 (124)에 의해 반사된 빛의 적어도 일부는 편광이 해소될 수 있고, 이어서 편광 상태의 반사 편광체 (124)로 되돌아가고, 이것은 반사 편광체 (124) 및 하부 흡수 편광체 (110)을 통해 LC 층 (104)로 투과된다. 이 방식에서는, 반사 편광체 (124)를 이용함으로써 LC 층 (104)에 도달하는 광원 (116)으로부터 방출되는 빛의 분율을 증가시킬 수 있고, 따라서 디스플레이 소자 (100)에 의해 생성되는 이미지가 더 밝아진다.
적당한 어떠한 유형의 반사 편광체라도 사용될 수 있으며, 예를 들어, 다층 광학 필름(MOF) 반사 편광체; 연속/분산상 편광체, 와이어 그리드 반사 편광체 또는 콜레스테릭 반사 편광체와 같은 확산 반사 편광 필름(DRPF)이 사용될 수 있다.
MOF 및 연속/분산상 반사 편광체는 2 개 이상의 물질, 보통은 중합체 물질 사이의 굴절률 차에 의존해서 직교 편광 상태의 빛을 투과하는 동안 한 편광 상태의 빛을 선택적으로 반사한다. MOF 반사 편광체의 몇몇 예는 공동 소유의 미국 특허 5,882,774에 기재되어 있고, 이 문헌은 본원에 참고로 혼입한다. MOF 반사 편광체의 상업적으로 입수가능한 예는 확산 표면을 포함하는 비퀴티(등록상표) DBEF-D200 및 DBEF-D440 다층 반사 편광체(3M 컴파니; 미국 미네소타주 세인트 폴 소재)를 포함한다.
본 발명과 관련해서 유용한 DRPF의 예는 공동 소유의 미국 특허 5,825,543(이 문헌은 참고로 본원에 혼입함)에 기재된 연속/분산상 반사 편광체 및 예를 들어 공동 소유의 미국 특허 5,867,316(이 문헌도 본원에 참고로 혼입함)에 기재된 확산 반사 다층 편광체를 포함한다. DRPF의 다른 적당한 유형은 미국 특허 5,751,388에 기재되어 있다.
본 발명과 관련해서 유용한 와이어 그리드 편광체의 몇 가지 예는 미국 특허 6,122,103에 기재된 것들을 포함한다. 와이어 그리드 편광체는 상업적으로 입수가능하고, 그 중에서도 특히 목스테크 인크.(Moxtek Inc.; 미국 유타주 오렘 소재)로부터 상업적으로 입수가능하다.
본 발명과 관련해서 유용한 콜레스테릭 편광체의 몇 가지 예는 예를 들어 미국 특허 5,793,456 및 미국 특허 공개 2002/0159019에 기재된 것들을 포함한다. 종종, 콜레스테릭 편광체는 출력 쪽에서 사분의 일 파장 지연층과 함께 제공되므로, 콜레스테릭 편광체를 통해 투과되는 빛은 선형 편광으로 전환된다.
또한, 조명 관리 층의 배열 (120)은 밝기 증강 층 (128)을 포함할 수 있다. 밝기 증강 층은 디스플레이의 축에 더 가까운 방향으로 축에서 벗어난 빛의 방향을 고치는 표면 구조를 포함하는 것이다. 이것은 LC 층 (104)를 통해 축상 전파하는 빛의 양을 증가시키고, 따라서 관찰자에게 보이는 이미지의 밝기를 증가시킨다. 한 예는 굴절 및 반사를 통해 조명 빛의 방향을 고치는 많은 프리즘 능선(prismatic ridge)을 갖는 프리즘 밝기 증강 층이다. 디스플레이 소자에 사용될 수 있는 프리즘 밝기 증강 층의 예는 BEFII 90/24, BEFII 90/50, BEFIIIM 90/50 및 BEFIIIT를 포함하는 3M 컴파니(미국 미네소타주 세인트 폴 소재)로부터 입수가능한 프리즘 필름의 비퀴티(등록상표) BEFII 및 BEFIII 군을 포함한다.
LCD-TV에 사용되는 통상의 확산판과는 달리, 본 발명의 실시태양에 따르는 확산판은 분리된 구조 및 확산 부재를 갖는다. 확산판 (200)의 한 예시적인 실시태양이 제 2A 도에 개략적으로 예시되어 있다. 확산판 (200)은 기판 (202) 및 기판에 부착된 확산층 (204)를 포함한다.
기판 (202)는 자기-지지형 물질 시트이고, 그것이 부착된 층들에 지지체를 제공하는 데 이용된다. 적층물 중의 각 층이 그 적층물의 강직성에 기여하지만, 기판이 강직성에 가장 많이 기여하는 층, 즉 그 적층물의 다른 어느 층보다도 더 굽힘에 대해 내성을 제공하는 층이다. 기판은 그 자체 중량 하에서는 어느 정도까지 휠 수는 있지만 유의하게 변형되지는 않는다. 기판 (202)는 디스플레이의 사이즈에 의존해서 두께가 예를 들어 수 mm까지일 수 있다. 한 예시적인 실시태양에서, 30" LCD-TV는 2 mm 두께의 벌크 확산판을 갖는다. 다른 한 예시적인 실시태양에서, 40" LCD-TV는 3 mm 두께의 벌크 확산판을 갖는다.
기판 (202)는 가시광선에 대해 실질적으로 투명한 어떠한 물질로도 제조될 수 있고, 예를 들어 유리 및 중합체를 포함해서 유기 또는 무기 물질로 제조될 수 있다. 적당한 유리는 플로트(float) 유리, 즉, 플로트 공정을 이용해서 제조한 유리, 또는 두께 및 순도와 같은 특징적인 성질들이 플로트 유리보다 더 잘 제어되는 LCD 유리라고 불리는 LCD급 유리를 포함한다. LCD 유리를 형성하는 한가지 접근법은 롤러 사이에서 유리를 형성하는 것이다.
확산체 및 1 개 이상의 다른 조명 관리 층은 백라이트와 LCD 패널 사이에 배치되는 조명 관리 유닛에 포함될 수 있다. 조명 관리 유닛은 확산판 및 1 개 이상의 다른 조명 관리 층들을 고정하는 안정한 구조를 제공한다. 이 구조는 통상의 확산판보다 뒤틀리는 경향이 적고, 특히 지지하는 기판이 유리와 같은 뒤틀림 내성 물질로 형성되는 경우에 그렇다. 또, 디스플레이 제조자에게 단일의 집적 유닛으로서 1 개 이상의 다른 조명 관리 층과 함께 부착된 확산판을 공급할 수 있기 때문에 결과적으로 디스플레이 조립이 단순화된다.
적당한 중합체 물질은 비결정성 또는 반결정성일 수 있고, 단일중합체, 공중합체 또는 이들의 블렌드를 포함할 수 있다. 또한, 중합체 발포체도 사용할 수 있다. 중합체 물질의 예는 폴리(카르보네이트) (PC); 폴리(스티렌) (PS); 아크릴레이트, 예를 들어 아크릴라이트(등록상표)(ACRYLITE®)(미국 뉴저지주 록어웨이에 소재하는 시로 인더스트리즈(Cyro Industries)) 상표로 공급되는 아크릴 시트; 이소옥틸 아크릴레이트/아크릴산과 같은 아크릴 공중합체; 폴리(메틸메타크릴레이트) (PMMA); PMMA 공중합체; 시클로올레핀 및 시클로올레핀 공중합체; 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS); 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체 (SAN); 에폭시; 폴리(비닐시클로헥산); PMMA/폴리(비닐플루오라이드) 블렌드; 아택틱 폴리(프로필렌); 폴리(페닐렌 옥시드) 알로이; 스티렌 블록 공중합체; 폴리이미드; 폴리술폰; 폴리(비닐 클로라이드); 폴리(디메틸 실록산) (PDMS); 폴리우레탄; 폴리(카르보네이트)/지방족 PET 블렌드; 및 폴리(에틸렌)과 같은 반결정성 중합체; 폴리(프로필렌); 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET); 폴리(에틸렌 나프탈레이트))(PEN); 폴리아미드; 이오노머; 비닐 아세테이트/폴리에틸렌 공중합체; 셀룰로오스 아세테이트; 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트; 불소중합체; 폴리(스티렌)-폴리(에틸렌) 공중합체; 및 PET 및 PEN 공중합체와 같은 비결정성 중합체를 포함하지만, 여기에 열거된 것들에 제한되지는 않는다.
기판 (202)의 한쪽 또는 양쪽 면에 무광택 마감(matt finish)이 제공될 수 있다.
확산층 (204)의 예시적인 실시태양은 확산 입자를 함유하는 중합체 매트릭스를 포함한다. 중합체 매트릭스는 가시광선에 대해 실질적으로 투명한 적당한 어떠한 유형의 중합체라도 될 수 있고, 예를 들어 상기한 중합체 물질 중 어느 것이라도 될 수 있다.
확산 입자는 빛을 확산하는 데 유용한 어떠한 유형의 입자라도 될 수 있고, 예를 들어 굴절률이 주변 중합체 매트릭스, 확산 반사 입자, 또는 매트릭스 중의 공극 또는 기포와 상이한 투명 입자일 수 있다. 적당한 투명 입자의 예는 속이 찬(solid) 또는 속이 빈 무기 입자, 예를 들어 유리 비드 또는 유리 쉘, 속이 찬 또는 속이 빈 중합체 입자, 예를 들어 속이 찬 중합체 구 또는 속이 빈 중합체 쉘을 포함한다. 적당한 확산 반사 입자의 예는 이산화티탄(TiO2), 탄산칼슘(CaCO3), 황산바륨 (BaSO4), 황산마그네슘(MgSO4) 및 기타 등등의 입자를 포함한다. 게다가, 중합체 매트릭스 중의 공극이 빛을 확산하는 데 사용될 수 있다. 이러한 공극은 기체, 예를 들어 공기 또는 이산화탄소로 충전될 수 있다. 확산층에 사용하기에 적당한 상업적으로 입수가능한 물질은 3M(등록상표) 스카치칼(등록상표) 디퓨저 필름(Scotchcal Diffuser Film), 타입 3635-70 및 3635-30, 및 3M(등록상표) 스카치칼(등록상표) 일렉트로컷(등록상표)(ElectroCut™) 그래픽 필름, 타입 7725-314(3M 컴파니(미국 미네소타주 세인트 폴 소재)로부터 입수가능함)를 포함한다. 다른 상업적으로 입수가능한 확산체는 3M(등록상표) VHB(등록상표) 아크릴릭 폼 테이프 (Acrylic Foam Tape)No. 4920과 같은 아크릴 발포 테이프를 포함한다.
확산층 (204)는 예를 들어 확산층 (204)의 중합체 매트릭스가 접착제인 경우, 기판 (202)의 표면에 직접 적용될 수 있다. 다른 예시적인 실시태양에서, 제 2B 도에 개략적으로 예시된 바와 같이, 확산층 (204)는 접착제 (206)을 이용해서 기판 (202)의 표면에 부착될 수 있다. 몇몇 예시적인 실시태양에서, 확산층 (204)는 그 폭을 가로질러서 균일한 확산 특성을 가지고, 다시 말해서, 확산층을 통과하는 빛이 겪는 확산의 양이 확산층의 폭을 가로지르는 지점들에 대해서 동일하다.
확산층 (204)는 임의로 추가의 패턴화된 확산체 (204a)로 보충될 수 있다. 패턴화된 확산체 (204a)는 예를 들어 패턴화된 확산 표면, 또는 이산화티탄(TiO2) 입자와 같은 확산체의 인쇄된 층을 포함할 수 있다. 패턴화된 확산체 (204a)는 기판 (202) 상에, 확산층 (204)와 기판 (202) 사이에, 또는 확산층 (204) 위에 놓일 수 있다. 패턴화된 층 (204a)는 예를 들어 제 2A 도에 예시된 바와 같이 확산층 (204) 상에, 또는 확산층 (204) 위에 놓인 시트 상에 인쇄될 수 있다.
확산판에는 예를 들어 자외선(UV) 빛의 효과에 대해 내성이 있는 층들 중 한 층에 UV 흡수 물질 또는 물질들을 포함시킴으로써 UV 빛으로부터의 보호를 제공할 수 있다. 특히, 기판 (202)와 같이 확산판의 층들 중 하나는 UV 흡수 물질을 포함할 수 있거나, 또는 확산판은 UV 흡수 물질의 분리된 층을 포함할 수 있다. 적당한 UV 흡수 화합물은 예를 들어 시아소브(등록상표)(Cyasorb™) UV-1164(사이텍 테크놀로지 코포레이션(Cytec Technology Corporation)(미국 델라웨어주 윌밍톤 소재)으로부터 입수가능함), 및 티누빈(등록상표)(Tinuvin™) 1577(시바 스페셜티 케미칼즈(Ciba Specialty Chemicals)(미국 뉴욕주 태리타운 소재)로부터 상업적으로 입수가능함)을 포함하여 상업적으로 입수가능하다. 또한, 확산판은 UV 빛을 가시광선으로 전환시키는 밝기 증강 형광체를 포함할 수 있다.
UV 빛의 유해 효과를 감소시키기 위해 확산판의 층들 중 하나 이상의 층에 다른 물질을 포함시킬 수 있다. 이러한 물질의 한 예는 차단된 아민 광 안정화 조성물(HALS)이다. 일반적으로, 가장 유용한 HALS는 테트라메틸 피페리딘으로부터 유래되는 것들, 및 중합체 삼차 아민이라고 여겨질 수 있는 것들이다. 적당한 HALS 조성물은 상업적으로 입수가능하고, 예를 들어 시바 스페셜티 케미칼즈 코포레이션(미국 뉴욕주 태리타운 소재)으로부터 "티누빈"(Tinuvin)이라는 상표명으로 입수가능하다. 이러한 유용한 HALS 조성물 중 하나는 티누빈 622이다. UV 흡수 물질 및 HALS는 공동 소유의 미국 특허 6,613,619에 추가로 기재되어 있고, 이 문헌은 참고로 본원에 혼입한다.
다른 예시적인 실시태양에서, 제 3A 도에 개략적으로 예시된 바와 같이, 확산판 (300)은 기판 (302)의 한쪽 면에 제 1 확산층 (304) 및 다른 한쪽 면에 제 2 확산층 (304)를 갖는 양측 확산판일 수 있다. 확산층 (304a) 및 (304b)는 제 3A 도에 예시된 바와 같이 기판 (302)의 각 표면에 직접 적용될 수 있거나, 또는 제 3B 도에 예시된 바와 같이 접착층 (306a),(306b)를 사용하여 부착될 수 있다.
양측 확산판 (300)은 2 개의 확산층 (304a) 및 (304b)가 동일 확산 성질을 갖는 경우에는 대칭일 수 있고, 또는 확산층 (304a) 및 (304b)가 상이한 확산 성질을 갖는 경우에는 비대칭일 수 있다. 예를 들어, 확산층 (304a)는 확산층 (304b)와 상이한 투과율 또는 탁도 수준(haze level)을 가질 수 있거나, 또는 상이한 두께를 가질 수 있다.
다른 예시적인 실시태양에서, 확산판은 1 개 초과의 기판을 포함할 수 있다. 이러한 한 실시태양은 제 3C 도에 개략적으로 예시되어 있고, 이 도면은 제 1 기판 (302a) 및 제 2 기판 (302b)와 함께 형성된 확산판 (320)을 나타낸다. 확산판 (320)의 다른 광학층들은 그 다른 광학층들이 기판 (302a)와 (302b) 사이에 위치한 경우에는 대칭적으로 위치할 수 있고, 다른 광학층들 중 1 개 이상이 기판 (302a) 및 (302b) 중 하나의 다른 쪽에 위치한 경우에는 비대칭적으로 위치할 수 있다. 제 3C 도에 예시된 예시적인 실시태양에서, 확산층 (306)이 기판 (302a)와 (30b) 사이에 위치하고, 접착층 (306a), (306b)를 매개로 하여 2 개의 기판 (302a), (302b)에 부착될 수 있다. 다른 접근법에서, 확산체 (304)가 접착층인 경우, 접착층 (306a), (306b)가 생략될 수 있다.
확산판 (340)의 다른 한 예시적인 실시태양은 제 3D 도에 개략적으로 예시되어 있다. 이 확산판 (340)은 2 개의 기판 (302a),(302b)를 포함하고, 이 기판 (302a)와 (302b) 사이에 확산층 (304) 및 반사 편광체 (308)이 있다. 이 특별한 실시태양에서, 확산층 (304)는 또한 접착층이고, 따라서 확산층 (304)를 이용해서 반사 편광체 (308)을 하부 기판 (302a)에 부착시킬 수 있다. 다른 접착층 (306)이 반사 편광체 (308)과 상부 기판 (302b) 사이에 위치할 수 있다.
또한, 2 개의 기판을 갖는 확산판의 다른 구성도 이용될 수 있다. 예를 들어, 밝기 증강 층과 같은 추가의 광학층을 기판 사이에 놓을 수 있다. 게다가, 기판들 중 하나는 디스플레이의 다른 한 요소의 판을 포함할 수 있다. 예를 들어, 확산층의 상부 기판은 액정 디스플레이 패널의 하부 판을 포함할 수 있거나, 또는 하부 기판은 평판 형광 디스플레이의 판을 포함할 수 있다. 이들 두 구성을 아래에서 더 설명한다.
또한, 확산판의 다른 예시적인 실시태양은 추가의 조명 관리층을 혼입할 수 있다. 예를 들어, 제 4A 도에 개략적으로 예시된 바와 같이, 확산판 (400)은 확산층 (404)의 한쪽 면에 부착된 기판을 포함할 수 있고, 확산층 (404)의 다른 쪽 면에 부착된 반사 편광체 (406)을 갖는다. 반사 편광체 (406)은 예시된 실시태양에 나타난 바와 같이, 임의의 접착층 (408)을 이용해서 부착될 수 있다. 임의로, 추가 코팅 (409)가 반사 편광체 (406) 위에 제공될 수 있다. 예를 들어, 코팅 (409)는 보호성 하드코트(hard-coat) 층일 수 있다.
다른 한 예시적인 실시태양에서, 확산층 (404) 및 반사 편광체 (406)은 하나의 결합된 층으로 공압출될 수 있으며, 따라서 확산체 (404)와 반사 편광체 (406) 사이에 접착층 (408)이 필요하지 않다. 이어서, 확산체 (404) 및 반사 편광체 (406)의 결합된 층은 기판 (402)에, 예를 들어 접착층을 이용해서, 탑재될 수 있다.
다른 한 예시적인 실시태양에서, 확산층 (404)는 접착층이고, 제 4B 도에 예시된 바와 같이 기판 (402)에 반사 편광체 (406)을 탑재하는 데 이용될 수 있다.
다른 실시태양에서, 확산층 (404)는 그 자체가 접착성 확산층을 포함할 수 있고, 이 경우, 반사 편광체 (406)은 확산층 (404)에 직접 부착될 수 있다. 접착성 확산층은 국제 특허 (PCT) 공개 WO99/56158 및 WO97/01610에서 더 상세히 논의되어 있고, 이 두 문헌은 본원에 참고로 혼입한다. 접착성 확산층은 본원에서 논의된 어떠한 확산판에도 사용될 수 있다.
게다가, 프리즘 밝기 증강 층과 같은 밝기 증강 층 (412)는 임의로 확산판 (400)과 함께 사용될 수 있다. 제 4C 도에 개략적으로 예시된 바와 같이, 밝기 증강 층 (410)은 예를 들어 접착층 (412)를 매개로 하여 반사 편광체 (406)에 부착될 수 있다. 다른 예시적인 실시태양에서, 밝기 증강 층 (410)은 반사 편광체 (406)에 부착될 수 없고, 반사 편광체 (406)과 밝기 증강 층 (410) 사이에 공기 갭을 두고 확산판 (400)에 대해 프리스탠딩(free-standing)할 수 있다.
제 4D 도에 개략적으로 예시된 바와 같이, 다른 예시적인 실시태양 (430)에서, 밝기 증강 층 (42)는 확산층 (404)에 부착될 수 있다. 밝기 증강 층 (432)는 예를 들어 확산층 (404)가 접착제인 경우에는 확산층 (404)에 직접 부착될 수 있거나, 또는 접착제 (434)의 중간층을 사용해서 확산층 (404)에 부착될 수 있다.
몇몇 예시적인 실시태양에서는, 빛의 적어도 일부가 공기 계면 또는 증가된 굴절률 차를 갖는 계면을 통해 밝기 증강 층 (432)에 들어가는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 밝기 증강 층과 밝기 증강 층 아래의 다음 층 사이에 저굴절률 물질, 예를 들어 불소화 중합체의 층을 놓을 수 있다.
다른 예시적인 실시태양에서는, 밝기 증강 층 (432)와 밝기 증강 층 아래 층 사이에 공기 갭이 제공될 수 있다. 공기 갭을 제공하는 한 가지 접근법은 밝기 증강 층 (432)와 밝기 증강 층 아래 층의 마주보는 면 중 하나 또는 둘을 포함하는 것이다. 예시된 실시태양에서는, 밝기 증강 층 (432)의 아래 표면 (440)이 접착층 (434)와 접촉하는 돌출부 (442)로 구조화되어 있다. 따라서, 돌출부 (442)들 사이에 공극 (444)가 형성되고, 이 결과, 빛이 공기 계면을 통해 돌출부 (442) 사이 한 위치에서 밝기 증강 층 (432)에 들어간다.
공극을 형성하고 따라서 밝기 증강 층에 들어가는 빛에 공기 계면을 제공하는 다른 접근법도 사용될 수 있다. 예를 들어, 밝기 증강 층 (432)는 편평한 아래 표면 (440)을 가지고, 접착층 (434)가 돌출부로 구조화될 수 있다. 이들 접근법 및 추가의 접근법은 공동 소유의 미국 특허 공개 2003/0223216A1에 기재되어 있고, 이 문헌은 참고로 본원에 혼입한다. 여기에서 논의된 확산판의 어떠한 실시태양도 밝기 증강 층에 들어가는 빛에 공기 계면을 제공하도록 적합하게 할 수 있다.
임의로, 반사 편광체 층 (436)이 밝기 증강 층 (432)의 구조화된 표면에 부착될 수 있다. 밝기 증강 층의 구조화된 표면에 광학 필름을 부착하는 것에 대해서는 공동 소유의 미국 특허 출원 10/439,450에서 추가로 기재되어 있고, 이 문헌은 참고로 본원에 혼입된다.
확산판 (450)의 다른 예시적인 실시태양이 제 4E 도에 개략적으로 예시되어 있다. 이 실시태양에서는, 밝기 증강 층 (410)과 밝기 증강 층 (410)으로 빛을 보내는 층, 이 경우에는 확산층 (404) 사이에 공기 갭 (452)가 형성된다. 공기 갭 (452)는 확산층 (404)와 밝기 증강 층 (410) 사이에 접착층 (454)를 판 (450)의 가장자리 둘레에 제공함으로써 형성될 수 있다. 임의로, 반사 편광체 (406)이 밝기 증강 층 (410) 위에 제공될 수 있고, 밝기 증강 층 (410)에 부착될 수 있다. 이 실시태양의 변형에서는, 밝기 증강 층 (410)이 윗면에 밝기 증강 구조를 갖는 반사 편광체로 대체될 수 있다.
확산판 (460)의 다른 한 예시적인 실시태양이 제 4F 도에 개략적으로 예시되어 있다. 이 실시태양에서는, 공기 갭 (462)가 밝기 증강 층 (410)과 확산층 (404) 사이에 형성되어 있다. 확산층 (404)는 중앙 영역보다 확산판 (460)의 가장자리에서가 더 높을 수 있는 접착제로 제공된다. 접착제의 가장자리 부분 (464)가 밝기 증강 층 (410)에 부착된다. 중간층 (466), 예를 들어 블랭크 버퍼층 또는 반사 편광체가 갭 (462)에 제공될 수 있다. 이 특별한 실시태양에서는, 접착제의 가장자리 부분 (464)가 중간층 (466)보다 더 높다.
몇몇 실시태양에서, 반사 편광체와 LCD 패널 사이에 위치하는 광학층들이 편광 유지 성질을 가져야 한다는 제한은 없다 하더라도, 그렇게 편광 유지 성질을 갖는 것이 바람직하다. 이것은 반사 편광체에 의해 편광된 빛의 편광에 대한 유해 영향을 막거나 또는 감소시킨다. 따라서, 이 실시태양에서는 밝기 증강 층 (410)이 복굴절을 거의 또는 전혀 나타내지 않는 것이 바람직할 것이다.
제 4G 도에 개략적으로 예시된 확산판 (470)의 다른 한 예시적인 실시태양에서는, 가장자리 부분 (464)가 중간층 (466)보다 높지 않다. 따라서, 밝기 증강 층 (410)이 가장자리 부분 (464)에 부착될 때, 더 높은 중간층 (466)이 밝기 증강 층 (410)을 활 모양으로 휘어지게 해서 중간층 (466)과 밝기 증강 층 (410) 사이에 공기 갭 (472)를 형성한다.
적당한 확산층 (404)의 한 예는 아크릴 발포 테이프이다: 발포 테이프는 중간층 (466)이 발포 테이프 안으로 밀릴 때 변형되어 오목한 영역을 형성하고 이 안에 중간층 (466)이 위치한다. 조명 관리 필름의 배열 (475)의 다른 한 예시적인 실시태양은 제 4H 도에 개략적으로 예시되어 있다. 이 실시태양에서, 중간층 (466)은 확산층 (476)에 배치된다. 확산층 (476)의 가장자리에 접착 테이프 (478)이 배치되어 오목한 영역 (479)를 형성하고 이 안에 중간층 (466)이 위치하게 되고, 밝기 증강 층 (410)이 중간층 (466) 위에 배치된다.
확산 필름 및 다른 필름은 기판에 부착될 수 있지만, 몇몇 예시적인 실시태양에서는 확산 필름 및 다른 필름이 기판에 부착될 필요 없이 함께 부착될 수 있다. 예를 들어, 제 4I 도에서, 확산판 (480)의 실시태양은 상부 층으로서 확산층 (404)의 한쪽 면에 부착된 반사 편광체 (406)을 갖는 필름 어셈블리 (484)를 포함한다. 확산층 (404)는 예를 들어, 확산 접착제 또는 아크릴 발포 테이프일 수 있다. 다른 예시적인 실시태양에서, 확산층 (404)는 비접착층일 수 있고, 접착층(도시되지 않음)이 반사 편광체 (406)을 확산층 (404)에 부착시킨다. 임의의 하부 층 (482), 예를 들어 투명 중합체 층이 확산층 (404)의 저부의 다른 쪽에 부착될 수 있다. 반사 편광체 (406), 확산층 (404) 및 임의의 하부 층 (482)(포함된 경우)를 포함하는 어셈블리 (484)는 기판 (402)와 함께 배치될 수 있다. 어셈블리 (484)는 기판 (402)에 부착될 수 있지만, 반드시 기판 (402)에 부착될 필요는 없다.
다른 한 예시적인 실시태양에서, 제 4J 도에 개략적으로 예시된 바와 같이, 필름의 어셈블리 (485)는 임의의 투명 하부 층 (482)에 부착된 확산층 (404)를 포함한다. 중간층 (486)이 확산층 (404)의 윗면에 부착된다. 중간층 (486)은 예를 들어 투명층 또는 반사 편광체 필름일 수 있다. 투명층은 한 표면 또는 두 표면에 무광택 표면을 가질 수 있다. 중간층 (486)은 확산층 (404) 내로 내리 눌릴 수 있고; 예를 들어, 확산층 (404)가 발포 테이프인 경우, 중간층 (486)이 발포 테이프 내로 눌려서 발포 테이프가 변형하여, 중간층 (486)이 위치하는 패인 영역을 형성한다. 중간층 (486)의 횡방향 길이는 확산층 (404)의 횡방향 길이보다 더 작을 수 있고, 따라서 확산층 (404)의 변형되지 않은 부분 (487)이 상부 층 (488)의 지지체로 작용한다. 상부 층 (488)은 프리즘 밝기 증강 필름일 수 있거나, 또는 프리즘 밝기 증강 필름과 반사 편광체의 조합일 수 있다. 반사 편광체 위의 프리즘 밝기 증강 필름의 한 예는 3M 컴파니(3M Company)(미국 미네소타주 세인트 폴 소재)에서 제조한 BEF-RP 필름이다. 중간층 (486)과 상부 층 (488) 사이에 갭이 형성될 수 있다.
필름의 어셈블리 (485)는 기판 (402)에 부착될 수 있지만, 기판 (402)에 반드시 부착될 필요는 없다.
다른 한 예시적인 실시태양에서, 제 4K 도에 개략적으로 예시된 바와 같이, 필름의 어셈블리 (490)은 임의의 투명 하부 층 (482)에 부착된 확산층 (404)를 포함한다. 중간층 (486)이 확산층 (404)의 윗면에 부착된다. 중간층 (486)은 한 표면 또는 두 표면에 무광택 표면을 가질 수 있거나 또는 가질 수 없는 투명층일 수 있다. 프리즘 밝기 증강 층 (410)이 중간층 위에 위치한다. 중간층 (486) 및 프리즘 밝기 증강 층 (410)이 각각 확산층 (404) 안으로 내리 눌려서, 확산층 (404)가 변형되고 중간층 (486) 및 프리즘 밝기 증강 층 (410)이 위치하는 패인 영역을 형성한다.
몇몇 실시태양에서는, 중간층 (486)과 프리즘 밝기 증강 필름 (410) 사이에 갭 (494)가 존재하는 것이 바람직할 수 있다. 갭 (494)는 프리즘 밝기 증강 필름 (410)과 중간층 (486) 사이에 있는 스페이서 (492)에 의해 생성될 수 있다. 스페이서 (492)는 예를 들어 어느 정도 길이의 테이프 또는 유사하게 가는 물질의 스트립일 수 있다. 다른 실시태양에서는, 스페이서를 갖지 않는 경우, 표면 (486a)의 일부분은 밝기 증강 필름 (410)과 접촉할 수 있고, 한편 표면 (486a)의 다른 일부는 밝기 증강 필름 (410)과 접촉하지 않는다. 예를 들어, 표면 (486a) 또는 밝기 증강 필름 (410)의 아래 표면 상에 무광택 마감과 같은 거친 표면은 중간층 (486)과 밝기 증강 층이 거친 표면의 정점에서만 접촉하게 하여, 정점 사이에 있는 영역들 사이에 공기 갭을 남긴다.
반사 편광체 (406)은 프리즘 밝기 증강 층 (410) 위에 위치한다. 반사 편광체 층(406)은 확산층 (404)의 변형되지 않은 부분 (487)에만 부착될 수 있거나, 또는 제 4D 도 및 제 4E 도에 대해서 상기한 방식으로 프리즘 밝기 증강 층 (410)에 부착될 수 있다.
필름의 어셈블리 (490)은 기판 (402)에 부착될 수 있지만, 기판 (402)에 반드시 부착될 필요는 없다.
몇몇 예시적인 실시태양에서, LCD 패널의 하부 판 자체가 확산층 및 다른 광학층들을 지지하는 기판으로 사용될 수 있다. 이러한 디스플레이 어셈블리 (500)의 한 예시적인 실시태양이 제 5A 도에 개략적으로 예시되어 있고, 여기서는 LCD 패널(102)가 LC 층(104), 및 상부 판 (106a) 및 하부 판 (106b)를 포함한다. 판 (106a), (106b)는 전형적으로 유리 또는 두꺼운 중합체로 제조되고, 또한 흡수 편광체를 포함할 수 있다. 조명 관리 유닛 (502)가 하부 판 (106b)에 부착될 수 있다. 조명 관리 유닛 (502)는 확산층 (504)를 포함하고, 또한 다른 광학층들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 조명 관리 유닛 (502)는 또한 밝기 증강 층 (506) 및 반사 편광체 (508)을 포함할 수 있다. 밝기 증강 층 (506)이 포함되는 경우에는, 상기한 접근법 중 어느 것이라도 이용해서 아래 표면에 공기 갭 (510)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 조명 관리 유닛 (502)의 가장자리 둘레의 접착층 (512)를 이용해서 공기 갭 (510)을 제공할 수 있다. 조명 관리 유닛 (502)는 다른 접착층 (514)를 사용해서 하부 판 (106b)에 부착될 수 있다. 또한, 조명 관리 유닛 (502)는 패널 (102)에 부착되지 않은 유닛으로서 제공될 수 있다.
또한, LCD 패널 (102)에 부착된 조명 관리 유닛 (502)에는 다른 층들도 존재할 수 있다. 예를 들어, 추가의 기판을 조명 관리 유닛 (502) 내에 놓을 수 있다.
디스플레이 어셈블리 (520)의 다른 한 예시적인 실시태양에서는, 제 5B 도에 개략적으로 예시된 바와 같이, 확산층 (522), 예를 들어 확산 접착제 또는 아크릴 발포 테이프의 층이 하부 편광체 (106b)에 직접 부착되고, 반사 편광체 층 (508)이 확산층 (522)의 아래 표면에 부착된다. 이 실시태양에서, 확산층은 편광 유지 성질을 가지는 것이 바람직할 수 있다. 디스플레이 어셈블리 (530)의 다른 예시적인 실시태양에서는, 제 5C 도에 개략적으로 예시된 바와 같이, 반사 편광체 (508)이 확산층 (522)와 디스플레이 패널 (102) 사이에 배치될 수 있다. 다른 조명 관리 필름에 반사 편광체 층 (508) 및 확산층 (522)이 제공될 수 있다.
본 명세서에서 평판 형광 램프(FFL)이라고 부르는 몇몇 형광 광원은 확산층 및 다른 광학층을 부착하는 데 사용될 수 있는 2 차원 평면 또는 표면을 제공한다. 이러한 유형의 광원들은 또한 평판 방전 형광 램프 및 2 차원 집적 형광 램프(TIFL)와 같은 다른 명칭으로도 알려져 있다. 몇몇 FFL은 수은 방전으로부터 UV 출력을 형광 전환하는 것에 기반을 두고, 반면에 다른 FFL은 몇몇 다른 물질의 방전을 이용한다. 예를 들어, 오스람 게엠베하(Osram GmbH)(독일 뮌헨 소재)로부터 입수가능한 플라논(Planon) II 램프는 크세논 엑시머 방전에 기반을 둔 2 차원 형광 램프이다.
FFL (602) 상에 집적된 확산층 (606) 및 임의로, 다른 광학층을 포함하는 조명 관리 유닛 (604)의 한 예시적인 실시태양이 제 6A 도에 개략적으로 예시되어 있다. 집적 광원 (600)에 관한 이 실시태양에서는, FFL (602)가 실질적으로 편평한 윗표면 (603)을 갖는다. 조명 관리 유닛 (604)는 임의로, 다른 층, 예를 들어 반사 편광체 (608) 및(또는) 밝기 증강 층 (610)을 포함할 수 있고, 이들 중 1 개 이상이 확산층 (606)에 부착된다. 예시된 예시적인 실시태양에서는, 반사 편광체 (608)이 확산층 (606)에 부착된다. 확산층 (606)은 접착층일 수 있거나, 또는 반사 편광체 (608)을 확산층 (606)에 부착하는 데 추가의 접착층(도시되지 않음)이 사용될 수 있다.
밝기 증강 층 (610)은 프리스탠딩일 수 있거나, 또는 상기한 접근법 중 어느 것이라도 이용해서 조명 관리 유닛 (604)의 다른 층들 중 1개 또는 2 개에 부착될 수 있다. 예를 들어, 제 6B 도에 개략적으로 예시된 집적 광원 (620)의 예시적인 실시태양에서는, 밝기 증강 층 (622)가 반사 편광체 (608)과 확산층 (606) 사이에 있고, 확산층 (606) 및 밝기 증강 층 (622)에 공기 갭 (626)을 제공하는 데 적합하게 된 아래 표면 (624)를 갖는다.
FFL은 편평한 윗표면을 반드시 가질 필요는 없다. 예를 들어, 제 6C 도에 개략적으로 예시된 집적 광원 (640)의 실시태양에서, 조명 관리 유닛 (644)가 이랑이 있는 윗표면 (640)을 갖는 FFL (642)에 부착된다. 확산층 (606)은 이러한 표면 (646)의 이랑에 부착될 수 있다.
본 발명은 첨부 도면과 함께 본 발명의 다양한 실시태양에 대한 상세한 설명을 고찰할 때 더 완전히 이해할 수 있다.
제 1 도는 본 발명의 원리에 따르는 확산판을 사용할 수 있는 후면 조명 액정 디스플레이 소자를 예시하는 개략도.
제 2A 도 및 제 2B 도는 본 발명의 원리에 따르는 단측 확산판의 실시태양을 예시하는 개략도.
제 3A 도 및 제 3B 도는 본 발명의 원리에 따르는 양측 확산판의 실시태양을 예시하는 개략도.
제 3C 도 및 제 3D 도는 본 발명의 원리에 따르는 이중 기판을 갖는 확산판의 실시태양을 예시하는 개략도.
제 4A - 4K 도는 본 발명의 원리에 따르는 추가의 조명 관리 층을 혼입한 확산판의 추가의 실시태양을 예시하는 개략도.
제 5A - 5C 도는 본 발명의 원리에 따르는 액정 패널의 하부 판에 부착된 확산체 어셈블리의 예시적인 실시태양을 예시하는 개략도.
제 6A - 6C 도는 본 발명의 원리에 따르는 평판 형광 광원에 부착된 확산체 어셈블리의 실시태양을 예시하는 개략도.
제 7 도는 샘플 확산판을 광학적으로 시험하는 데 사용되는 실험 장치를 예시하는 개략도.
제 8A 도는 대조 샘플 및 본 발명의 원리에 따라서 제작된 실시예의 확산판의 전체 밝기에 대해 플롯한 밝기 균일성을 나타내는 그래프.
제 8B 도는 대조 샘플 및 샘플 확산판 S1 - S4에 대해 스크린을 가로지르는 위치의 함수로서 휘도를 나타낸 그래프.
제 9 도는 대조 샘플 및 샘플 확산판 S5, S8 및 S10에 대해 스크린을 가로지르는 위치의 함수로서 휘도를 나타낸 그래프.
제 10 도는 샘플 확산판 S2, S19, S21 및 S26에 대해 스크린을 가로지르는 위치의 함수로서 휘도를 나타낸 그래프.
제 11 도는 샘플 확산판 S8, S20, S22 및 S27에 대해 스크린을 가로지르는 위치의 함수로서 휘도를 나타낸 그래프.
제 12 도는 밝기 증강 층 및 반사 편광체와 함께 사용할 때, 대조 샘플 및 본 발명의 원리에 따라 제작된 실시예 확산판에 대해 전체 밝기에 대해서 플롯한 밝기 균일성을 나타낸 그래프.
제 13 도는 밝기 증강 층 및 반사 편광체와 함께 사용할 때, 2 개의 대조 샘플 및 샘플 확산판 S2 및 S8에 대해 스크린을 가로지르는 위치의 함수로서 휘도를 나타낸 그래프.
제 14A 도 및 제 14B 도는 각각 샘플 S28 및 대조 샘플 C3의 코노스코픽 플롯을 대표적으로 나타내는 도면.
제 15A 도 및 제 15B 도는 본 발명에 따르는 확산판을 제작하기 위한 배열의 한 실시태양을 나타내는 개략도.
제 16A 도 및 제 16B 도는 본 발명에 따르는 확산판을 제작하기 위한 배열의 다른 한 실시태양을 나타내는 개략도.
제 17 도는 본 발명에 따르는 확산판을 제작하기 위한 배열의 다른 한 실시태양을 나타내는 개략도.
제 18A 도 및 제 18B 도는 본 발명의 확산판에 사용되는 적층 어셈블리를 제작하기 위한 배열의 다른 실시태양을 나타내는 개략도.
제 19 도는 수 개의 샘플 균일 확산판 및 인쇄된 확산판에 대해 확산판을 통한 단일 패스 투과율의 함수로서 플롯한 밝기 균일성을 나타낸 그래프.
제 20A 도, 제 20C 도 및 제 20E 도는 본 발명의 원리에 따르는 확산체 어셈블리를 제작하기 위한 배열의 실시태양을 예시하는 개략도.
제 20B 도, 제 20D 도 및 제 20F 도는 각각 제 20A 도, 제 20C 도 및 제 20E 도에 나타낸 배열을 이용하여 제작된 확산체 어셈블리를 예시하는 개략도.
제 21A 도 및 제 22A 도는 본 발명의 원리에 따르는 확산체 어셈블리를 제작하기 위한 배열의 다른 한 실시태양을 예시하는 개략도.
제 21B 도 - 제 21D 도 및 제 22B 도는 제 21A 도 및 제 22A 도에 예시된 배열을 따라서 상이한 지점에서 다양한 제조 단계의 확산체 어셈블리를 예시하는 개략도.
본 발명은 다양한 변형 및 대안적인 형태로 수정할 수 있으며, 그의 구체적인 사항들은 도면에 예로서 나타내었고, 상세하게 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 본 발명을 기재된 특별한 실시태양들로 제한하는 것이 아니라는 점을 이해해 야 한다. 이와는 반대로, 본 발명은 첨부된 특허 청구 범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신 및 범위 내에 드는 모든 변형, 균등물 및 대안적인 것들을 망라하는 것이다.
본 명세서에 기재된 내용에 따라 제조되는 많은 샘플 확산판을 제조하고, 그들의 성능을 상업적으로 입수가능한 LCD-TV에 사용되는 확산판의 성능과 비교하였다. 확산판을 단일 패스 빛 투과 및 반사와 밝기 및 균일성에 대해 시험하였다.
샘플 S1 - S27 및 대조 샘플 C-1 및 C2에 대해 확산판 및 기판 물질의 빛 투과 및 반사 측정을 BYK 가드너 헤이즈-가드 플러스(BYK Gardner Haze-Gard Plus) 기기, 카탈로그 번호 4723 (BYK 가드너(BYK Gardner)(미국 매릴랜드주 실버 스프링 소재)에 의해 공급됨)을 사용해서 수행하였다. 투과율 및 탁도 수준을 ASTM-D-1003-00(제목: 투명 플라스틱의 탁도 및 시감 투과율에 관한 표준 시험 방법)에 따라서 모았다. 측정하는 동안 기기를 공기에 대해서 기준화(reference)하였다. 투과율 및 탁도에 대한 모든 측정에서, 확산판의 D1 쪽을 투명도 포트(clarity port)와 동일한 쪽에 놓고, 확산판의 D2 쪽은 탁도 포트에 정면으로 향하게 하였다.
샘플 S1-S27 및 대조 샘플 C1 및 C2에 대한 밝기 및 균일성 측정은 특수 설계된 LCD-TV 실험 시험대에서 수행하였다. 제 7 도에 개략적으로 예시된 시험대 장치 (700)은 2 개의 기능성 부품을 사용하였다: 즉, i) 제 7 도에서 요소 (702)로 나타낸 22" 삼성 LCD-TV, 모델 LTN226W, 모델 코드: LTN226WX/XAA, 및 (ii) 측각기 스테이지 (704). 측각기 스테이지 (704)는 TV (702)를 필름 로딩에 이용되는 점선 으로 나타낸 수평 위치에서 측정을 위한 수직 위치로 움직일 수 있게 하였다. 이 배열은 다양한 확산 패널 (706)의 편리한 로딩 및 시험을 위한 편리성을 제공하였다. LCD-TV (702)는 제 7 도에서 요소 (708)로 나타낸 프로메트릭 (Prometric) CCD 카메라, 모델 16111(래디언트 이매징(Radiant Imaging)(미국 워싱턴 두발)으로부터 입수 가능함)로부터 약 ~ 4.6 m (15 피트) 떨어져서 위치시켰다. 카메라에 래디언트 이매징 광학 필터, 72 mm ND 2.0을 제공하였다. 프로메트릭 카메라 휘도는 포토 리서치 PR 650(미국 캘리포니아주 채트스워드, SSN: 60964502)를 사용해서 검량하였다. 아래에서 보고한 측정을 위해, LC 패널 및 흡수 편광체를 LCD-TV로부터 제거하고, 다양한 확산 패널을 LCD-TV의 백라이트와 함께 사용하였다. LCD-TV의 백라이트는 8 개의 평행한 CCFL 램프의 배열을 포함하였다.
하나의 x 좌표를 가로질러서 데이터를 평균하고, 휘도(단위: nits)로 보고하였고, 한편, 확산판을 가로질러서 얻은 밝기의 표준 편차를 동일 데이터에 대해 수집하여 균일성의 측정 규준을 제공하였다.
샘플 확산판 및 대조 샘플 각각의 구조적 및 광학적 성질을 하기 표 1에 요약하였고, 밝기 균일성의 값은 제 8A 도에 전체 밝기에 대하여 플롯(plot)해서 나타내었다. 표 1에서 각 줄은 1 개의 샘플에 대한 데이터를 나타낸다. 대조 샘플 C1 및 C2를 표에 제일 먼저 기입하였다.
"기판"이라는 제하의 난은 사용된 기판의 유형을 기입한 것이다. "두께"라는 제하의 난은 기판의 두께를 나타낸다. "D1"이라는 제하의 난은 기판의 램프쪽 반대쪽에 있는 면에 사용된 확산층의 유형을 기입한 것이다. "D2"라는 제하의 난 은 기판의 램프쪽 면에 사용된 확산층의 유형을 기입한 것이다. 기판에 1 개의 확산층이 제공될 때는, 램프쪽 반대쪽에 있는 확산층으로 광학 성질을 측정하였다. "휘도"라는 제하의 난은 확산판을 통해 투과된 빛에 대해 측정한 전체 휘도(단위: Nits)를 나타낸다. "균일성"이라는 제하의 난은 확산판을 가로질러서 측정한 밝기의 표준 편차를 기입한 것이다. "σ/x"라는 제하의 난은 휘도에 대한 균일성의 비, 다시 말해서 상대 균일성을 기입한 것이다. "투과율"이라는 제하의 난은 확산판을 통과한 단일 패스 투과율을 기입한 것이다. 이것은 확산판을 가로질러서 평균한 단일 패스 투과율 값이다. 판이 균일한 확산 특성을 갖는 경우, 어느 한 지점에서의 투과율은 공간적으로 평균한 투과율과 같다. 판이 인쇄된 패턴 확산체의 경우처럼 불균일한 확산 특성을 갖는 경우, 어느 한 지점에서의 투과율은 공간적으로 평균한 투과율과 동일할 필요는 없다. "탁도"라는 제하의 난은 확산판을 통해 투과된 전체 빛에 대한 확산판을 통해 투과된 확산 빛의 비를 기입한 것이다.
Figure 112007035544956-PCT00001
대조 샘플 C1
대조 샘플 1 (C1)은 22" 삼성 LCD-TV(모델: LTN226W)에 동반하는 삼성 패턴화된 확산판이다. 이 확산판은 PMMA로 형성된 2 mm 두께 판이고, CaCO3 확산 입자를 함유하였다. 게다가, 이 판은 삼성 LCD-TV의 CCFL 전구와 레지스트레이션(registration)하는 인쇄 패턴을 가졌다. 대조 샘플 1은 고성능 LCD-TV 확산판을 대표하는 것으로 여긴다.
대조 샘플 C2
대조 샘플 2는 샤프 30" LCD-TV, 모델 번호 LC-30HV2U에 동반하는 확산판이다. 이 확산판은 확산 입자로서 5 ㎛ 유리 구를 함유하는 PMMA의 2 mm 두께 판으로부터 형성하였다. 이 확산판은 인쇄된 패턴을 갖지 않았다. 대조 샘플 2는 표준 LCD-TV 확산판을 대표하는 것으로 여긴다.
샘플 S1 - S3 ; LCD 유리 상의 단측 확산체
샘플 S1-S3은 1 mm 두께 LCD 유리 기판 (코닝(Corning) 1737F) 및 다양한 확산 필름에 기반을 둔 단측 확산체 적층물이었다. 유리판은 삼성 22" LCD-TV(19.58" x 11.18"; 두 수평 가장자리의 중앙에 0.1" x 1" 노치를 가짐) 안에 맞도록 크기를 맞추었다. 이들 샘플은 C-1 및 C-2와 동일한 크기를 가졌다. 샘플 S1-S3의 유리판들을 3M 컴파니(미국 미네소타주 세인트 폴 소재)로부터 입수가능한 3M 스카치칼(등록상표) 확산 필름 7725-314, 3635-70 및 3635-30(3M 컴파니(미국 미네소타주 세인트 폴 소재)로부터 입수가능함)과 각각 적층하였다. 확산 필름은 샘플의 폭을 가로질러서 균일한 확산 특성을 제공하였다.
제 8B 도에 S1-S3 확산판을 가로질러서 측정한 밝기를 판을 가로지르는 위치의 함수로 나타내었고, 대조 샘플 C1의 결과를 비교용으로 나타내었다. 샘플의 단일 패스 투과율은 S1에서 S3으로 감소하였다. 판의 투과율이 감소할 때는 밝기 값도 또한 감소하였다. 그러나, 판을 통한 조명은 더 균일하였고(감소된 σ), 단일 패스 투과율이 더 낮았다.
샘플 S5 - S10 : LCD 유리 상의 양측 확산체
확산 필름을 확산판 양측에 적층했다는 점을 제외하고는 샘플 S1-S3과 동일한 방식으로 샘플 S5, S8 및 S10을 제조하였다. 샘플 S5, S8, S10은 대칭이었고, 다시 말해서, 기판의 양측의 확산판이 동일하였다. 확산 필름은 샘플의 폭을 가로질러서 균일한 확산 특성을 제공하였다.
샘플 S6, S7 및 S9는 기판의 면에 상이한 확산체를 사용해서 비대칭이었다. 샘플 S6 및 S7은 제 2 확산층 D2, 즉 S6의 경우에는 3635-70, S7의 경우에는 3635-30을 첨가하였다는 점을 제외하고는 S1과 동일한 방식으로 제조하였다. 샘플 S9는 D2 층으로 3635-30 확산층을 첨가하였다는 점을 제외하고는 S9와 동일한 방식으로 제조하였다.
샘플 S5, S8 및 S10을 통한 밝기를 제 9 도에 판을 가로지르는 위치의 함수로 나타내었고, C1의 측정값도 나타내었다. S8의 성능이 C1의 성능과 가장 밀접하게 비슷하였고, C1의 휘도 값이 5422 nits인 것에 비해 S8의 휘도 값은 5175 nits이었고, 상대 균일성은 C1이 1.3%, C2가 4.7%임에 비해 1.7%이었다. 이들 데이터는 확산판 적층물의 적절한 설계에 의해, 본 명세서에 기재된 내용에 따라 제작된 확산판이 패턴화된 확산판의 광학 성질과 유사한 광학 성질을 가지도록 설계될 수 있음을 입증한다.
이들 실시예는 증강 층들과 함께 확산체 요소를 적절히 설계함으로써 최적화된 조명 관리 어셈블리가 실현될 수 있음을 입증한다. 적층된 샘플 S2 및 S8의 광학 성능이 고품질 확산체 C1의 광학 성능에 근접하다는 점을 인식하는 것이 중요하다. C1에는 높은 균일성을 달성하기 위해 확산판의 비용을 증가시키는 패턴화된 확산체가 제공되었다. 이와 반대로, 적층된 샘플 S2 및 S8은 균일한 확산체를 사용하였다.
샘플 S19 , S21 및 S26 : 상이한 물질 상의 단측 확산체
S19가 2 mm 두께 렉산(Lexan) 폴리카르보네이트(PC)를 사용하였고, S21이 2 mm 두께 PMMA로 된 기판을 사용하였고, S26이 플로트 유리의 1 mm 시트(인더스트리얼 글래스 프로덕츠(Industrial Glass Products), 미국 캘리포니아주 로스 앤젤레스)를 사용하였다는 점을 제외하고는 S19, S21 및 S26은 S2와 동일한 방식으로 제조하였다. S19, S21 및 S26에 대해 판을 가로질러서 밝기를 측정한 결과를 제 10 도에 S2의 상응하는 측정값과 함께 나타내었다. 균일성 수준은 3 개의 샘플 모두 유사하였지만, PC 판을 통한 단일 패스 투과율은 상대적으로 낮았다. 이러한 결과는 판 물질이 확산판 설계에서 중요한 변수일 수 있음을 제안한다.
샘플 S20 , S22 및 S27 : PC 및 PMMA 상의 양측 확산체
S20이 2 mm 두께 렉산 PC를 사용하였고, S22가 2 mm 두께 PMMA로 된 기판을 사용하였고, S26이 플로트 유리의 1 mm 시트(인더스트리얼 글래스 프로덕츠(Industrial Glass Products), 미국 캘리포니아주 로스 앤젤레스)를 사용하였다는 점을 제외하고는 S8과 동일한 방식으로 제조하였다. S20, S22 및 S27에 대해 판을 가로질러서 밝기를 측정한 결과를 제 11 도에 S8의 상응하는 측정값과 함께 나타내었다. 균일성 수준은 3 개의 샘플 모두 유사하였지만, PC 판을 통한 단일 패스 투과율은 상대적으로 낮았다.
BEF - RP 를 갖는 선택된 샘플
샘플 C-1, C-2, S1-S10, S19-S22, S26 및 S27을 확산판 위에 비퀴티(등록상표) DBEF-440 반사 편광체 (RP)의 층 및 비퀴티(등록상표) BEF-3T 프리즘 밝기 증강 필름 (BEF)를 놓음으로써(이 두 필름은 모두 3M 컴파니(미국 미네소타주 세인트 폴 소재)로부터 입수가능함) 샘플 C-1, C-2, S1-S10, S19-S22, S26 및 S27을 개질하였다. 밝기는 디스플레이를 가로지르는 위치의 함수로 측정하였다. 이 측정값들 중 일부를 표 II에 요약하였고, 여기에서는 휘도 및 밝기 균일성을 디스플레이를 가로질러서 휘도 수준의 표준 편차 σ 및 상대 균일성 σ/x으로 나타내었다. 비교를 위해, 제일 마지막 난에 밝기 증강 필름 및 반사 편광체 없이 조명했을 때의 확산판의 상대 균일성(σx(D)로 표시함)을 나타내었다. 제 12 도는 조도에 대해 플롯한 균일성 그래프를 나타내었다.
밝기 증강 필름 및 반사 편광체를 첨가한 S8을 제외한 모든 샘플에서 투과된 빛의 균일성이 개선되었다. 그러나, 일부 S-샘플의 균일성은 대조 샘플보다 더 개선되었다. 예를 들어, S2 샘플의 균일성은 286 nits에서 100 nits 미만으로 개선되었고, 상대 균일성은 5.2%에서 1.5%로 개선되었으며, 이것은 C2보다 더 나아졌다. S2의 휘도는 C1과 거의 동일하였다.
샘플 S2, S8, C1 및 C2에 대해 디스플레이를 가로지르는 위치의 함수로서 조도를 제 13 도에 나타내었다. 이들 샘플은 축상 게인(on-axis gain) 값이 각각 1.76, 1.70, 1.78 및 1.90이었다. C2는 개질된 S2보다 더 높은 전체 투과율을 보였지만, 덜 균일하였다.
Figure 112007035544956-PCT00002
약 77 % - 92 % 범위 내의 다양한 투과율 값들에 대해서 조도 균일성을 조사하였다. S1과 같은 다양한 샘플을 제조하되, 스카치칼(등록상표) 일렉트로컷(등록상표) 그래픽 필름, 타입 7725-314 확산층을 추가 층으로 가졌다. 이들 샘플 S1a-S1d의 성능을 하기 표 III에 기입하였다. 샘플 S1a - S1d는 기판의 각 면에 각각 2 - 5 개의 확산체 층(모두 4 - 10 개의 층)을 가졌다.
Figure 112007035544956-PCT00003
σ/x 에 관한 이 결과를 또한 제 19 도에 단일 패스 투과율 T의 함수로서 나타내었다. 7725-314 확산층은 약 2 %의 흡수를 가졌고, 따라서 샘플 S1a-S1d의 투과율이 S1의 투과율에 비해 감소하였다. 그러나, σ/x 값은 대부분의 경우 1 % 미만으로 매우 양호하였고, 이것은 균일한 확산층이 패턴화된 확산체의 균일성 값에 근접하는 균일성 값을 제공할 수 있음을 보여준다.
통상의 지식은 증가된 조도 균일성이 전형적으로 약 70% 이하의 상대적으로 낮은 단일 패스 투과율을 의미하는 상대적으로 높은 수준의 확산을 이용함으로써 달성된다고 주장한다. 제 19 도에 제시된 결과는 확산체가 밝기 증강 층과 함께 사용될 때는 통상의 지식이 그릇된 것이고, 높은 조도 균일성이 70 % 초과의 단일 패스 투과율을 갖는 균일한 확산체를 사용해서 달성할 수 있음을 보여준다. 사실상, 확산체가 균일한 경우, 상대 균일성은 75 % - 90 % 범위에서 최대이다. 밝기 증강 층이 어느 정도의 각도에서는 확산체에 의해 확산되는 빛과 선호적으로 상호작용하기 때문에 높은 확산 투과율로 높은 수준의 균일성을 얻는 것이 가능할 수 있는 것이라고 믿어진다. 따라서, 확산판에서 단일 패스 투과율의 바람직한 값은 75 %, 80 % 또는 85 % 초과일 수 있고, 단일 패스 투과율의 범위는 72 % - 95 % 범위, 더 바람직하게는 75 % - 90 % 범위 내에 있을 수 있다. 이들 단일 패스 투과율 값은 광원(들)과 LCD 패널 사이에 배치된 한 조의 조명 관리 층들에 존재하는 모든 확산층의 조합을 통한 단일 패스 투과율에 상응한다.
추가 실시예 : PMMA 상의 단측 아크릴 발포 테이프
3 mm 두께 PMMA 기판 상에 확산층으로서 아크릴 발포 테이프(VHB 4643 테이프, 3M 컴파니(미국 미네소타주 세인트 폴 소재)로부터 입수가능함)의 0.4 mm 층을 갖는 추가 실시예 샘플 S28을 제조하였다. 아크릴 발포 테이프의 확산 특성은 균일하였다. 이 샘플의 성능을 추가의 대조 샘플 C3과 비교해서 표 III에 나타내었다. 대조 샘플은 SEC 40" LCD-TV 모델 번호 400W1로부터 꺼낸 확산판이고, 확산 입자를 함유하는 3 mm 두께 PMMA 기판에 기반을 둔 것이다.
C3의 성능과 비교한 샘플 S28의 성능
특성 C3 S28
단일 패스 투과율 65% 50%
탁도(haze) ~ 100% ~ 100%
확산판만 4509 nit 4431 nit
확산판 + BEF 8229 nit 8059 nit
판 + 흡수 편광체 2036 nit 1979 nit
확산판 + BEF + 흡수 편광체 3542 nit 3440 nit
확산판 + BEF + 반사 편광체 + 흡수 편광체 4612 nit 4496 nit
단일 패스 투과율 및 탁도는 단일 패스 측정으로 수행하였고, 반면, 조도에 대한 나머지 측정은 텔레비전의 램프를 이용해서 SEC 텔레비전 상에 놓인 확산판으로 수행하였다. 확산판 및 다른 조명 관리 층의 다양한 구성에 대해 조도를 측정하였다. 세 번째 줄은 확산판만 존재하는 경우에 대한 조도를 나타낸다. 비교예 C3의 경우, 확산판은 확산 입자를 함유하는 PMMA 시트이었다. S28의 경우, 확산판은 아크릴 발포 테이프 확산체가 한쪽 면에 탑재된 3 mm 두께 PMMA 판이었다.
네 번째 줄은 확산판이 밝기 증강 필름 (BEF) (비퀴티(등록상표) BEF-3T 필름, 3M 컴파니(미국 미네소타주 세인트 폴 소재)에서 제조)의 층과 결합했을 때의 조도를 나타낸다. 다섯 번째 줄은 확산판이 LC 패널에 사용된 흡수 편광체와 결합했을 때의 조도를 나타낸다. 여섯 번째 줄은 확산판이 BEF 및 흡수 편광체와 결합했을 때의 조도를 나타낸다. 일곱 번째 줄은 확산판이 BEF, 반사 편광체(비퀴티(등록상표) DBEF-440 MOF 반사 편광체) 및 흡수 편광체와 결합했을 때의 조도를 나타낸다.
S28의 단일 패스 투과율은 C3의 단일 패스 투과율보다 약간 더 낮지만, 탁도는 유사한 수준이었다. 또한, S28의 조명 성능은 C3의 조명 성능보다 겨우 수 % 낮았고, 이것은 S28의 투과율이 이 시험에 대해 최적이 아니기 때문에 의미가 있다. S28 및 C3으로부터의 출력을 나타내는 코노스코픽 플롯을 각각 제 14A 도 및 제 14B 도에 나타내었다. 아크릴 발포 테이프 확산판은 C3과 유사하게 거의 등방 분포를 가졌다. 따라서, 추가로 최적화함으로써, 확산체로서 아크릴 발포 테이프를 사용하는 가능한 확산판에서 허용가능 광학 특성을 달성할 수 있다고 믿어진다.
본 발명의 확산판은 상이한 접근법을 이용해서 제작될 수 있다. 이제, 한 특별한 접근법을 제 15A 도 및 제 15B 도와 관련해서 논의한다. 이 접근법에서는 먼저, 많은 유연성 필름들, 예를 들어 확산체, 반사 편광체 및(또는) 밝기 증강 필름을 함께 적층한다. 필름들은 직접 함께 적층할 수 있거나 또는 1 개 이상의 중간 접착층을 사용해서 적층할 수 있다. 예시된 실시태양에서는, 제 15A 도에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 제 1 필름 (1502) 및 제 2 필름 (1504)를 각각의 롤 (1506) 및 (1508)로부터 풀어서 적층 롤 (1510)에서 적층한다. 이어서, 적층된 웹 (1512)를 재권취 롤 (1514)에 권취할 수 있다. 적층된 웹 (1512)는 2 개 초과의 필름의 적층물이다.
이어서, 제 15B 도에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 적층된 웹 (1512)를 재권취 롤 (1514)로부터 풀어서, 제 2 적층 롤 (1518)을 이용해서 일련의 기판 패널 (1516) 상에 적층할 수 있다. 컷팅 에지 (1520)을 사용해서 적층된 웹 (1512)를 그것이 재권취 롤 (1514)로부터 나올 때 기판 패널 (1516)에 적층하기에 적절한 적층된 웹 (1512)의 길이를 형성하도록 키스 컷팅(kiss cutting)할 수 있다. 대신, 컷팅 에지 (1520)을 사용해서 적층된 시트를 통과하는 완전한 컷팅을 할 수 있다.
이제, 확산판을 제작하는 다른 한 접근법을 제 16A 도 및 제 16B 도와 관련해서 논의한다. 이 접근법에서는, 먼저, 많은 유연성 필름들, 예를 들어 확산 필름, 반사 편광체 층 및(또는) 밝기 증강 필름을 함께 적층한다. 필름들은 직접 함께 적층할 수 있거나 또는 1 개 이상의 중간 접착층을 사용해서 적층할 수 있다. 예시된 실시태양에서는, 제 16A 도에 개략적으로 예시된 바와 같이, 제 1 필름 (1552) 및 제 2 필름 (1554)를 각각의 롤 (1556) 및 (1558)로부터 풀어서 적층 롤 (1560)에 적층한다. 이어서, 생성된 적층된 웹 (1562)를 컷팅 도구 (1564)에 의해 원하는 길이의 준비된 적층물 시트 (1566)으로 컷팅한다. 준비된 적층물 시트 (1566)을 스택 (1568)로 형성할 수 있다.
이어서, 스택 (1568)로부터 개별 적층물 시트 (1566)을 컨베이어 시스템에 의해 각각의 기판 패널 (1570) 상에 공급할 수 있다. 컨베이어 시스템은 적층물 시트 (1566)이 각각의 패널 (1570)에 정확하게 정렬하는 것을 보장한다. 이어서, 적층물 시트 (1566)을, 예를 들어 적층물 롤 (1572)를 사용해서, 기판 패널 (1570)에 적층할 수 있다.
이제, 본 발명에 따르는 확산판을 제작하는 다른 한 접근법을 제 17 도와 관련해서 기재한다. 기판 패널 (1702)를 적층 스테이지 (1704)로 공급하고, 여기서 그것은 많은 필름들과 적층된다. 예시된 실시태양에서, 기판 패널 (1702)는 각각의 롤 (1706a) 및 (1708b)로부터 제거될 수 있는 두 필름 (1706) 및 (1708)과 적층된다. 임의로, 기판 패널 (1702)는 적층 전에, 예를 들어 제거 롤 (1710)을 이용해서 프리마스크를 제거함으로써, 제거되는 프리마스크(premask)를 가질 수 있다. 마찬가지로, 필름 (1706) 및 (1708) 중 1 개 이상은 예를 들어 프리마스크 제거 롤러 (1712)에 의해 제거되는 프리마스크를 가질 수 있다.
패널 (1702)에 1 개 이상의 필름이 동시에 적층될 수 있다. 패널 (1702)에 적층된 필름들은 확산층, 반사 편광체 및(또는) 밝기 증강 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 중간층 (1708)은 아크릴 발포 테이프와 같은 확산층일 수 있고, 한편, 상부 층 (1706)은 반사 편광체 또는 밝기 증강 층, 또는 반사 편광체 및 밝기 증강 층의 미리 형성된 조합이다.
적층 스테이지를 통해 통과한 후, 적층된 패널은 예를 들어 전환 단계 (1714)로 진행할 수 있고, 여기서 필름 가장자리들이 트리밍되고, 정렬 노치(notch)가 가장자리 안으로 컷팅된다. 전환 단계 후, 패널은 핸들링(handling) 스테이지 (1716)으로 진행하고, 여기서 그들은 예를 들어 스택을 형성해서 적하(shipping) 준비를 할 수 있다.
이제, 본 발명에 따르는 확산판을 제조하기 위한 다른 한 접근법을 제 18A 도 및 제 18A 도와 관련해서 논의한다. 이 접근법에서는, 기판에 적층하기 전에, 먼저, 많은 유연성 필름들, 예를 들어 확산체, 반사 편광체 및(또는) 밝기 증강 필름을 함께 적층한다. 이 필름들은 직접 함께 적층할 수 있거나 또는 1 개 이상의 중간 접착층을 이용해서 적층할 수 있다. 이 접근법은 예를 들어 제 4F 도 및 제 4G 도에 예시된 확산판의 실시태양을 제조하는 데 이용될 수 있다.
제 18A 도에 예시된 접근법에서, 제 1 필름 (1802), 예를 들어 확산 시트, 및 제 2 필름(1804), 예를 들어 밝기 증강 필름을 각각의 롤 (1806) 및 (1808)로부터 풀고, 중간층 (1810)을 두 필름 (1802)와 (1804) 사이에 시트로서 놓는다. 3 개의 층 (1802), (1804) 및 (1810)을 적층 롤 (1812)에서 함께 적층하여 적층된 웹 (1814)를 형성한다. 이어서, 적층된 웹 (1814)를 컷팅 에지 (1816)에 의해 시트로 컷팅하여 적층된 시트의 스택 (1818)을 형성한다. 이어서, 적층된 시트 (1818)을 예를 들어 제 16B 도에 나타낸 것과 유사한 방법으로 각각의 기판에 적용할 수 있다.
제 18A 도에 나타낸 이 방법의 변형에서는, 적층된 웹 (1814)를 분리된 시트로 컷팅하는 대신 롤 (1820) 상에 재권취한다. 이어서, 롤에 감긴 적층된 웹 (1814)를 예를 들어 제 15B 도에 예시된 것과 유사한 방법을 사용하여 기판에 적용할 수 있다.
이제, 확산체 어셈블리를 제작하는 다른 한 접근법을 제 20A 도 - 제 20C 도와 관련해서 논의한다. 이 접근법을 확산체 어셈블리의 상이한 구성을 제조하는 데에 이용할 수 있으며, 그것이 제 4H 도에 예시된 것과 같은 상대적으로 복잡한 구성을 갖는 확산체 어셈블리를 제작하는 데 특히 유용한 것으로 믿어진다.
확산체 어셈블리는 단계적으로 제작한다. 제 20A 도는 중간층 (2002), 스페이서 (2004), 프리즘 밝기 증강 필름 (2006), 및 프리즘 밝기 증강 필름 (2006) 위의 프리마스크 (2008)을 포함하는 제 1 서브어셈블리 (2000)의 제작을 예시한다. 제 1 서브어셈블리 (2000)을 제작하기 위한 한가지 접근법은 다음과 같다. 프리즘 밝기 증강 층 필름 (2010) (프리마스크를 가짐), 결합 테이프 (2012), (2014), 및 중간층 필름 (2016)을 각각의 롤로부터 당겨서 푼다. 중간층 필름 (2016)은 예를 들어 투명층 또는 반사 편광체일 수 있다. 필름 (2010), (2016) 및 결합 테이프 (2012), (2014)를 적층 롤 (2018)을 이용해서 함께 적층한다. 연속 적층 필름 (2020)이 전환 스테이션 (2022)에서 개별 시트로 전환되어 제 1 서브어셈블리 (2000)의 스택을 형성한다. 개별 서브어셈블리 (2000)은 제 20B 도에 개략적으로 예시되어 있다.
제 20C 도에 개략적으로 예시된 바와 같이, 투명 필름 (2036)과 테이프 프리마스크 층 (2032) 사이에 적층된 확산 테이프 (2034)를 갖는 제 20D 도의 제2 서브어셈블리 (2030)을 형성한다. 제 2 서브어셈블리 (2030)은 적층 롤 (2038)을 이용해서 프리마스크 (2032)를 갖는 확산 테이프 필름 (2034)를 투명 필름 (2036)에 적층함으로써 형성될 수 있다. 적층물은 제 2 서브어셈블리 적층물 롤 (2040) 위에 감길 수 있다.
프리마스크 (2008)이 제거된 시트 형태의 제 1 서브어셈블리 (2000)을, 예를 들어 제 20E 도에 개략적으로 예시된 바와 같이, 연속 형태로 제 2 서브어셈블리 (2030)에 적용한다. 프리마스크 (2032)를 제 2 서브어셈블리로부터 제거하고, 적층 롤 (2050)에서 제 1 서브어셈블리의 중간층 (2002)에 적층한다. 확산층 (2034)가 예를 들어 발포 테이프에서처럼 변형될 수 있으면, 적층 단계는 제2 서브어셈블리 (2000)이 확산층 (2034) 안으로 밀리게 한다. 제 20E 도에 개략적으로 예시된 바와 같이, 다른 층 (2052), 예를 들어 반사 편광체 층도 또한 프리즘 밝기 증강 층 (2010) 위에 적층되어서 적층물 형태의 최종 확산체 어셈블리 (2054)를 형성할 수 있다. 확산체 어셈블리는 어셈블리 롤 (2056)에서 모일 수 있다.
확산체 어셈블리를 제조하기 위한 다른 한 기술을 제 21A 도 - 제 21D 도 및 제 22A 도 및 제 22B 도와 관련해서 기재한다. 이 기술에서, 먼저, 확산체 어셈블리에서 주변 층들보다 더 작야야 하는 중간층 (2102)를 키스-컷 (kiss-cut) 기술을 이용해서 형성한다. 제 21A 도의 키스 컷팅 공정의 각 단계에 대해 적층물을 통한 단면도가 제 21B 도 - 제 21D 도에 나타나 있다. 중간층 (2102)는 예를 들어 반사 편광체 층 또는 투명 층일 수 있다. 제 21B 도에 나타낸 상부 프리마스크 (2104) 및 하부 프리마스크 (2106)을 갖는 중간층 (2102)가 적층 롤 (2110)에서 하부 보호층 (2108), 예를 들어 PET 필름에 적층된다. 컷팅 스테이션 (2112)에서, 제 21C 도의 상부 프리마스크 층 (2104) 및 중간층 (2102)를 통해 키스-컷이 일어난다. 옆 가장자리 트림 (2114)가 박리 제거(stripping)되고, 이어서 상부 보호층 (2116)이 키스-컷 구조에 적층된다. 생성된 제 21D 도의 적층된 서브어셈블리 (2118)은 롤 (2120)에 모일 수 있다.
이어서, 제 22A 도에 개략적으로 예시된 예시적인 방법으로, 적층된 서브어셈블리 (2118)을 적층 공정에 사용해서 3층 어셈블리를 형성할 수 있다. 먼저, 적층된 서브어셈블리 (2118)에서 상부 보호층 (2116) 및 상부 프리마스크 (2104)가 박리 제거된 후, 예를 들어 확산 테이프와 같은 확산층 또는 투명층일 수 있는 제 1 층 (2122)에 적층될 수 있다. 중간층 (2102)로부터 하부 보호층 (2108) 및 하부 프리마스크를 박리 제거하고, 여기에 제 3 층 (2124)를 적층시킨다. 제 3 층은 예를 들어 프리즘 밝기 증강 필름일 수 있다. 이어서, 제 22B 도의 3 층 적층 어셈블리 (2126)을 롤 (2128)에 감을 수 있다.
본 발명은 상기한 특별한 실시예에 제한되는 것으로 여기지 않아야 하고, 오히려 첨부된 특허 청구의 범위에 나타낸 본 발명의 모든 양상을 망라하는 것으로 이해해야 한다. 예를 들어, 조명 관리 필름의 배열에서 확산층을 통한 단일 패스 투과율 값은 40% - 95% 범위일 수 있거나, 또는 이 범위 밖일 수 있다. 다양한 변형, 균등한 방법, 뿐만 아니라 본 발명이 적용될 수 있는 많은 구조는 본 명세서를 검토할 때 본 발명이 속하는 분야의 숙련자에게 쉽게 자명할 것이다. 예를 들어, 프리스탠딩 광학 필름이 다른 광학 필름과 부착된 확산판 옆에 나란히 LCD 소자 내에 사용될 수 있다.

Claims (120)

  1. 광원;
    LCD 패널; 및
    광원이 조명 관리 층의 배열을 통해 LCD 패널을 조명하도록 광원과 LCD 패널 사이에 배치되고, 확산판, 밝기 증강 층 및 반사 편광체를 포함하며, 상기 확산판이 밝기 증강 층 및 반사 편광체보다 1 개 이상의 광원에 더 가깝게 위치하고, 상기 확산판이 광원으로부터 LCD 패널 쪽을 향해서 전파하는 빛을 확산하는 제 1 확산층에 부착된 실질적으로 투명한 기판을 포함하는 것인 조명 관리 층의 배열
    을 포함하는, 직접 조명(directly illuminated) 액정 디스플레이(LCD) 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 1 확산층이 확산 입자들의 분산상을 갖는 매트릭스를 포함하는 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서, 제 1 확산층이 기판에 직접 부착된 유닛.
  4. 제 2 항에 있어서, 제 1 확산층이 제 1 확산층과 기판 사이에 배치된 접착층을 매개로 하여 기판에 부착된 유닛.
  5. 제 1 항에 있어서, 광원이 다수의 광원을 포함하는 유닛.
  6. 제 1 항에 있어서, 조명 관리 층의 배열이 공간적으로 균일한 확산 특성을 제공하는 유닛.
  7. 제 1 항에 있어서, 기판이 유리 시트를 포함하는 유닛.
  8. 제 1 항에 있어서, 제 1 확산층이 기판의 광원 어레이쪽을 향한 면에 제공된 유닛.
  9. 제 1 항에 있어서, 제 1 확산층이 기판의 광원 어레이 반대쪽 면에 제공된 유닛.
  10. 제 1 항에 있어서, 제 1 확산층이 기판의 광원 어레이쪽을 향한 면에 제공되고, 확산판이 기판의 광원 어레이 반대쪽 면에 제공된 제 2 확산층을 더 포함하는 유닛.
  11. 제 1 항에 있어서, 밝기 증강 층의 제 1 면이 확산판에 부착된 유닛.
  12. 제 11 항에 있어서, 반사 편광체가 밝기 증강 층의 제 2 면에 부착된 유닛.
  13. 제 1 항에 있어서, 반사 편광체의 제 1 면이 확산판에 부착된 유닛.
  14. 제 13 항에 있어서, 밝기 증강 층이 반사 편광체의 제 2 면에 부착된 유닛.
  15. 제 1 항에 있어서, 반사 편광체가 다층 광학 필름 반사 편광체를 포함하는 유닛.
  16. 제 1 항에 있어서, 확산체가 약 72% - 95% 범위의 단일 패스 광학 투과율을 갖는 유닛.
  17. 제 16 항에 있어서, 확산체가 약 75% - 90% 범위 내의 단일 패스 광학 투과율을 갖는 유닛.
  18. 제 1 항에 있어서, σ/x 값 (여기서, x는 조명 관리 층의 배열로부터 LCD 패널로 통과하는 조명 빛의 수준을 LCD 패널을 가로질러서 평균한 것이고, σ는 조명 관리 층의 배열을 가로지르는 조명 빛의 수준의 제곱평균제곱근 편차임)이 1.5 % 미만이고, 확산판이 72% 이상의 단일 패스 투과율을 갖는 유닛.
  19. 제 18 항에 있어서, σ/x 값이 1.3% 미만이고, 확산판이 75% 이상의 단일 패 스 투과율을 갖는 유닛.
  20. 제 1 항에 있어서, LCD 패널에 의해 표시되는 이미지를 제어하도록 커플링된 제어기를 더 포함하는 유닛.
  21. 제 20 항에 있어서, 제어기가 컴퓨터를 포함하는 유닛.
  22. 제 20 항에 있어서, 제어기가 텔레비전 제어기를 포함하는 유닛.
  23. 광원;
    LCD 패널; 및
    광원이 조명 관리 층의 배열을 통해 LCD 패널을 조명하도록 광원과 LCD 패널 사이에 배치되고, 1 개 이상의 확산층 및 밝기 증강 층을 포함하며, 상기 확산층을 통한 단일 패스 투과율이 약 75% 초과인 조명 관리 층의 배열
    을 포함하는, 직접 조명 액정 디스플레이(LCD) 유닛.
  24. 제 23 항에 있어서, 1 개 이상의 확산층을 통한 단일 패스 투과율이 약 80% 초과인 유닛.
  25. 제 23 항에 있어서, 1 개 이상의 확산층을 통한 단일 패스 투과율이 약 85 % 초과인 유닛.
  26. 제 23 항에 있어서, 단일 패스 투과율이 확산층의 폭을 가로질러서 평균한 것인 유닛.
  27. 제 23 항에 있어서, σ/x 값 (여기서, x는 조명 관리 층의 배열로부터 LCD 패널로 통과하는 조명 빛의 수준을 LCD 패널을 가로질러서 평균한 것이고, σ는 조명 관리 층의 배열을 가로지르는 조명 빛의 수준의 제곱평균제곱근 편차임)이 1.5 % 미만인 유닛.
  28. 제 27 항에 있어서, σ/x 값이 1.3% 미만인 유닛.
  29. 제 27 항에 있어서, σ/x 값이 1.0% 미만인 유닛.
  30. 제 23 항에 있어서, 1 개 이상의 확산층이 확산 입자의 분산상을 갖는 매트릭스를 포함하는 유닛.
  31. 제 23 항에 있어서, 조명 관리 층의 배열이 투명 기판을 더 포함하는 유닛.
  32. 제 31 항에 있어서, 1 개 이상의 확산층이 기판에 부착된 제 1 확산층을 포 함하는 유닛.
  33. 제 31 항에 있어서, 기판이 유리 시트를 포함하는 유닛.
  34. 제 23 항에 있어서, 1 개 이상의 확산층이 공간적으로 균일한 확산 특성을 제공하는 유닛.
  35. 제 23 항에 있어서, 1 개 이상의 확산층이 2 개 이상의 확산층을 포함하는 유닛.
  36. 제 23 항에 있어서, 밝기 증강 층이 광학층들의 스택에 부착되고, 이 광학층들의 스택이 1 개 이상의 확산층을 포함하는 유닛.
  37. 제 23 항에 있어서, 조명 관리 층의 배열이 반사 편광체를 더 포함하는 유닛.
  38. 제 37 항에 있어서, 반사 편광체가 함께 부착된 광학층들의 스택에 부착되고, 이 광학층들의 스택이 1 개 이상의 확산층 및 기판을 적어도 포함하는 유닛.
  39. 제 23 항에 있어서, 광원이 다수의 광원을 포함하는 유닛.
  40. 제 23 항에 있어서, LCD 패널에 의해 표시되는 이미지를 제어하도록 커플링된 제어기를 더 포함하는 유닛.
  41. 제 40 항에 있어서, 제어기가 컴퓨터를 포함하는 유닛.
  42. 제 40 항에 있어서, 제어기가 텔레비전 제어기를 포함하는 유닛.
  43. 윗표면을 가지고 이 윗표면을 통해 발광할 수 있는 평판 형광 광원;
    LCD 패널; 및
    평판 형광 광원과 LCD 패널 사이에 배치되고, 적어도 제 1 확산층 및 밝기 증강 층을 포함하고, 1 개 이상의 조명 관리 층이 평판 형광 광원의 윗표면에 부착된 조명 관리 층의 배열
    을 포함하는, 직접 조명 액정 디스플레이(LCD) 유닛.
  44. 제 43 항에 있어서, 제 1 확산층이 평판 형광 광원의 윗표면에 부착된 유닛.
  45. 제 44 항에 있어서, 제 1 확산층이 평판 형광 광원의 윗표면에 직접 부착된 유닛.
  46. 제 44 항에 있어서, 제 1 확산층이 접착층을 매개로 하여 평판 형광 광원의 윗표면에 부착된 유닛.
  47. 제 44 항에 있어서, 밝기 증강 층 및 반사 편광체 중 하나가 제 1 확산층에 부착되고, 이 제 1 확산층이 평판 형광 광원과, 밝기 증강 층 및 반사 편광체 중 하나의 사이에 있는 유닛.
  48. 제 43 항에 있어서, 조명 관리 층의 배열이 공간적으로 균일한 확산 특성을 제공하는 유닛.
  49. 제 43 항에 있어서, 조명 관리 층의 배열이 함께 부착된 확산층, 밝기 증강 층 및 반사 편광체를 포함하는 스택을 포함하고, 이 스택이 평판 형광 광원에 부착된 유닛.
  50. 제 49 항에 있어서, 반사 편광체가 밝기 증강 필름보다 LCD 패널에 더 가깝게 있는 유닛.
  51. 제 49 항에 있어서, 밝기 증강 필름이 반사 편광체보다 LCD 패널에 더 가깝게 있는 유닛.
  52. 제 43 항에 있어서, 조명 관리 필름의 배열의 제 1 확산층 및 다른 확산층을 통한 단일 패스 투과율이 약 72% - 95% 범위인 유닛.
  53. 제 52 항에 있어서, 단일 패스 투과율이 약 75% - 90% 범위 내인 유닛.
  54. 제 43 항에 있어서, σ/x 값 (여기서, x는 조명 관리 필름의 배열로부터 LCD 패널로 통과하는 조명 빛의 수준을 LCD 패널을 가로질러서 평균한 것이고, σ는 조명 관리 필름의 배열을 가로지르는 조명 빛의 수준의 제곱평균제곱근 편차임)이 1.5 % 미만이고, 제 1 확산층이 72% 이상의 단일 패스 투과율을 갖는 유닛.
  55. 제 54 항에 있어서, σ/x 값이 1.3% 미만이고, 확산판이 75% 이상의 단일 패스 투과율을 갖는 유닛.
  56. 제 43 항에 있어서, LCD 패널에 의해 표시되는 이미지를 제어하도록 커플링된 제어기를 더 포함하는 유닛.
  57. 제 56 항에 있어서, 제어기가 컴퓨터를 포함하는 유닛.
  58. 제 56 항에 있어서, 제어기가 텔레비전 제어기를 포함하는 유닛.
  59. 광원;
    상부 판, 광원 쪽을 향하고 흡수 편광체를 포함하는 하부 판, 및 상부 판과 하부 판 사이에 배치된 액정층을 포함하는 LCD 패널; 및
    광원이 조명 관리 필름의 배열을 통해 LCD 패널을 조명하도록 광원과 LCD 패널 사이에 배치되고, 적어도 제 1 확산층을 포함하며, 적어도 제 1 확산층이 LCD 패널의 하부 판의 아래 표면에 부착된 조명 관리 필름의 배열
    을 포함하는, 직접 조명 액정 디스플레이(LCD) 유닛.
  60. 제 59 항에 있어서, 조명 관리 필름의 배열이 하부 판에 부착된 반사 편광체를 더 포함하는 유닛.
  61. 제 59 항에 있어서, 조명 관리 필름의 배열이 하부 판에 부착된 밝기 증강 층을 더 포함하는 유닛.
  62. 제 59 항에 있어서, 조명 관리 필름의 배열이 함께 부착된 적어도 밝기 증강 층 및 반사 편광체의 스택을 포함하고, 상기 스택이 LCD 패널의 하부 판에 부착된 유닛.
  63. 제 62 항에 있어서, 스택이 제 1 확산층을 포함하는 유닛.
  64. 제 59 항에 있어서, 조명 관리 필름의 배열이 공간적으로 균일한 확산 특성을 제공하는 유닛.
  65. 제 59 항에 있어서, 조명 관리 필름의 배열의 제 1 확산층 및 다른 확산체를 통한 단일 패스 투과율이 약 72% - 95% 범위인 유닛.
  66. 제 65 항에 있어서, 단일 패스 투과율이 약 85% - 90% 범위 내인 유닛.
  67. 제 59 항에 있어서, σ/x 값 (여기서, x는 조명 관리 필름의 배열로부터 LCD 패널로 통과하는 조명 빛의 수준을 LCD 패널을 가로질러서 평균한 것이고, σ는 조명 관리 필름의 배열을 가로지르는 조명 빛의 수준의 제곱평균제곱근 편차임)이 1.5 % 미만인 유닛.
  68. 제 67 항에 있어서, 조명 관리 필름의 배열의 제 1 확산층 및 다른 확산체를 통한 단일 패스 투과율이 약 72% - 95% 범위인 유닛.
  69. 제 67 항에 있어서, σ/x 값이 1.3% 미만이고, 확산판이 75% 이상의 단일 패스 투과율을 갖는 유닛.
  70. 제 59 항에 있어서, 조명 관리 필름의 배열이 LCD 패널의 하부 판에 부착된 반사 편광체 및 밝기 증강 층을 더 포함하고, 반사 편광체가 밝기 증강 층과 하부 패널 사이에 배치된 유닛.
  71. 제 59 항에 있어서, 조명 관리 필름의 배열이 LCD 패널의 하부 판에 부착된 반사 편광체 및 밝기 증강 층을 더 포함하고, 밝기 증강 층이 반사 편광체와 하부 패널 사이에 배치된 유닛.
  72. 제 59 항에 있어서, LCD 패널에 의해 표시되는 이미지를 제어하도록 커플링된 제어기를 더 포함하는 유닛.
  73. 제 72 항에 있어서, 제어기가 컴퓨터를 포함하는 유닛.
  74. 제 72 항에 있어서, 제어기가 텔레비전 제어기를 포함하는 유닛.
  75. 광원;
    LCD 패널; 및
    광원이 조명 관리 층의 배열을 통해 LCD 패널을 조명하도록 광원과 LCD 패널 사이에 배치되고, 확산판, 및 밝기 증강층과 반사 편광체 중 1 개 이상을 포함하고, 상기 확산판이 1 개 이상의 광원으로부터 LCD 패널 쪽을 향하여 전파하는 빛을 확산하는 제 1 확산층에 부착된 실질적으로 투명한 기판을 포함하는 것인 조명 관 리 층의 배열
    을 포함하는, 직접 조명 액정 디스플레이(LCD) 유닛.
  76. 제 75 항에 있어서, 밝기 증강 층 및 반사 편광체 중 1 개 이상이 확산판에 부착된 유닛.
  77. 광원;
    상부 판, 광원 쪽을 향하고 흡수 편광체를 포함하는 하부 판, 및 상부 판과 하부 판 사이에 배치된 액정층을 포함하는 LCD 패널; 및
    광원이 조명 관리 필름의 배열을 통해 LCD 패널을 조명하도록 광원과 LCD 패널 사이에 배치되고, LCD 패널의 하부 판에 부착되고, 적어도 제 1 확산층을 포함하는 조명 관리 필름의 배열
    을 포함하는, 액정 디스플레이(LCD) 유닛.
  78. 제 77 항에 있어서, 조명 관리 필름의 배열이 확산층 이외에 1 개 이상의 다른 층을 포함하고, 조명 관리 필름의 배열의 필름들이 함께 부착된 유닛.
  79. 제 78 항에 있어서, 조명 관리 필름의 배열이 반사 편광체를 더 포함하는 유닛.
  80. 제 78 항에 있어서, 조명 관리 필름의 배열이 프리즘 밝기 증강 층을 더 포함하는 유닛.
  81. 제 78 항에 있어서, 조명 관리 필름의 배열이 적어도 프리즘 밝기 증강 층 및 반사 편광체의 스택을 더 포함하는 유닛.
  82. 제 77 항에 있어서, 조명 관리 필름의 배열이 공간적으로 균일한 확산 특성을 제공하는 유닛.
  83. 제 77 항에 있어서, 조명 관리 필름의 배열을 통해 통과하는 빛의 확산이 단일 패스 투과율을 약 72% - 95%로 제한하는 유닛.
  84. 제 83 항에 있어서, 단일 패스 투과율이 약 85% - 90% 범위 내인 유닛.
  85. 제 77 항에 있어서, σ/x 값 (여기서, x는 조명 관리 필름의 배열로부터 LCD 패널로 통과하는 조명 빛의 수준을 LCD 패널을 가로질러서 평균한 것이고, σ는 조명 관리 필름의 배열을 가로지르는 조명 빛의 수준의 제곱평균제곱근 편차임)이 2.5 % 미만인 유닛.
  86. 제 85 항에 있어서, 조명 관리 필름의 배열의 제 1 확산 층 및 다른 확산체 를 통한 단일 패스 투과율이 약 72% - 95% 범위인 유닛.
  87. 제 85 항에 있어서, σ/x 값이 2% 미만이고, 확산판이 75% 이상의 단일 패스 투과율을 갖는 유닛.
  88. 제 77 항에 있어서, LCD 패널에 의해 표시되는 이미지를 제어하도록 커플링된 제어기를 더 포함하는 유닛.
  89. 제 88 항에 있어서, 제어기가 컴퓨터를 포함하는 유닛.
  90. 제 88 항에 있어서, 제어기가 텔레비전 제어기를 포함하는 유닛.
  91. 제 77 항에 있어서, 광원이 LCD 패널을 후면 조명하도록 위치하는 유닛.
  92. 광원;
    LCD 패널; 및
    광원이 조명 관리 층의 배열을 통해 LCD 패널을 조명하도록 광원과 LCD 패널 사이에 배치되고, 함께 부착된 확산판, 및 밝기 증강 층 및 반사 편광체 중의 1 개 이상을 포함하며, 상기 확산판이 1 개 이상의 광원으로부터 LCD 패널 쪽을 향해서 전파하는 빛을 확산하는 제 1 확산층에 부착된 실질적으로 투명한 기판을 포함하는 것인 조명 관리 층의 배열
    을 포함하는, 액정 디스플레이(LCD) 유닛.
  93. 제 92 항에 있어서, 밝기 증강 층 및 반사 편광체 중 1 개 이상이 확산판에 부착된 유닛.
  94. 한쪽 면에 오목한 영역을 갖는 제 1 광학층; 및 이 오목한 영역 내에 배치된 제 2 광학층을 포함하는 조명 관리 광학 필름의 배열.
  95. 제 94 항에 있어서, 제 1 광학층이 확산층인 배열.
  96. 제 94 항에 있어서, 제 1 광학층이 변형될 수 있는 물질을 포함하고, 제 2 광학층이 이 변형될 수 있는 물질 내로 눌린 배열.
  97. 제 94 항에 있어서, 제 1 광학층이 제 1 물질 층, 및 오목한 영역을 형성하도록 제 1 물질 층의 주변 가장자리에 위치한 주변 물질을 포함하는 배열.
  98. 제 94 항에 있어서, 제 2 광학층이 제 1 광학층에 부착된 배열.
  99. 제 94 항에 있어서, 제 2 광학층이 투명 광학층인 배열.
  100. 제 94 항에 있어서, 제 2 광학층이 반사 편광체인 배열.
  101. 제 94 항에 있어서, 오목한 영역 위에 배치된 프리즘 밝기 증강 층을 더 포함하는 배열.
  102. 제 101 항에 있어서, 프리즘 밝기 증강 층이 주변 가장자리에서 확산층에 부착된 배열.
  103. 제 101 항에 있어서, 프리즘 밝기 증강 층이 제 1 광학층 쪽으로 향하는 제 1 표면 및 제 1 광학층쪽 반대쪽의 구조화된 표면을 가지고, 상기 배열이 프리즘밝기 증강 층의 구조화된 표면에 부착된 반사 편광체를 더 포함하는 배열.
  104. 제 101 항에 있어서, 제 2 광학층이 오목한 영역의 깊이보다 더 큰 두께를 갖는 배열.
  105. 제 101 항에 있어서, 제 2 광학층이 오목한 영역의 깊이보다 더 작은 두께를 갖는 배열.
  106. 제 94 항에 있어서, 오목한 영역에 배치된 프리즘 밝기 증강 층을 더 포함하 는 배열.
  107. 제 106 항에 있어서, 제 2 광학층으로부터 프리즘 밝기 증강 층을 분히하는 1 개 이상의 스페이서를 더 포함하는 배열.
  108. 제 106 항에 있어서, 반사 편광층을 더 포함하고, 프리즘 밝기 증강 층이 제 2 광학층과 반사 편광층 사이에 배치된 배열.
  109. 제 108항에 있어서, 반사 편광체가 1 개 이상의 주변 가장자리에서 제 1 광학층에 부착된 배열.
  110. 제 94 항에 있어서, 제 1 광학층의 제 2 면에 부착된 투명층을 더 포함하는 배열.
  111. 제 94 항에 있어서, 제 1 광학층의 제 2 면에 부착된 경성 기판을 더 포함하는 배열.
  112. 디스플레이 패널;
    디스플레이 패널 뒤쪽에 배치된 광원; 및
    광원과 디스플레이 패널 사이에 배치되고, 한쪽 면에 오목한 영역을 갖는 제 1 광학층 및 이 오목한 영역 내에 배치된 제 2 광학층을 포함하는 조명 관리 층의 배열
    을 포함하는 디스플레이 유닛.
  113. 제 112 항에 있어서, 광원이 다수의 광원을 포함하는 유닛.
  114. 제 112 항에 있어서, 디스플레이 패널이 액정 디스플레이 (LCD) 패널을 포함하는 유닛.
  115. 제 112 항에 있어서, 디스플레이 패널에 의해 표시되는 이미지를 제어하도록 커플링된 제어기를 더 포함하는 유닛.
  116. 제 115 항에 있어서, 제어기가 컴퓨터를 포함하는 유닛.
  117. 제 115 항에 있어서, 제어기가 텔레비전 제어기를 포함하는 유닛.
  118. 제 112 항에 있어서, 제 1 광학층 및 제 2 광학층이 디스플레이 패널에 부착된 유닛.
  119. 제 112 항에 있어서, 제 1 광학층 및 제 2 광학층이 투명 기판에 부착된 유 닛.
  120. 제 112 항에 있어서, 제 1 광학층이 확산층을 포함하는 유닛.
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