KR20080060406A - 광학 시트 및 이를 갖는 표시 장치 - Google Patents

광학 시트 및 이를 갖는 표시 장치 Download PDF

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KR20080060406A KR1020060134410A KR20060134410A KR20080060406A KR 20080060406 A KR20080060406 A KR 20080060406A KR 1020060134410 A KR1020060134410 A KR 1020060134410A KR 20060134410 A KR20060134410 A KR 20060134410A KR 20080060406 A KR20080060406 A KR 20080060406A
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장태석
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Abstract

제조 원가를 절감할 수 있는 광학 시트 및 이를 갖는 표시 장치가 개시되어 있다. 광학 시트는 입사되는 광의 일부는 투과시키고 일부는 반사시키는 반사편광층, 반사편광층의 하면에 형성되는 저확산층 및 반사편광층의 상면에 형성되는 고확산층을 포함한다. 고확산층은 볼록 렌즈 형상의 확산 패턴들 또는 비드 코팅층을 포함할 수 있다. 저확산층 및 고확산층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 재질로 형성된다. 반사편광층은 서로 직교하는 제1 및 제2 선편광 중에서 제1 선편광은 투과시키고, 제2 선편광은 반사시킨다. 고확산층은 반사편광층의 광투과축과 실질적으로 일치하는 광투과축을 갖는다. 따라서, 반사편광 시트에 확산 기능 및 집광 기능을 추가시킴으로써, 휘도 특성을 향상시키고, 제조 원가를 절감할 수 있다.

Description

광학 시트 및 이를 갖는 표시 장치{OPTICAL SHEET AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 광학 시트의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 확산 패턴을 나타낸 평면도이다.
도 4는 고확산층의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 표시 장치 200 : 광 공급 유닛
210 : 램프 220 : 반사 시트
230 : 확산판 300 : 광학 시트
310 : 반사편광층 320 : 저확산층
330 : 고확산층 332 : 확산 패턴
334 : 비드 코팅층 410 : 표시 패널
본 발명은 광학 시트 및 이를 갖는 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게 는 광학 시트의 기능을 복합화하여 휘도 특성을 향상시키고 원가를 절감할 수 있는 광학 시트 및 이를 갖는 표시 장치에 관한 것이다.
영상을 표시하는 여러 표시 장치 중 하나인 액정표시장치는 영상을 표시하는 액정표시패널이 자체적으로 발광하지 못하는 비발광성 소자이기 때문에, 액정표시패널에 광을 공급하기 위한 백라이트 어셈블리를 필요로 한다.
일반적으로, 백라이트 어셈블리는 광을 발생시키는 광원과 확산판 또는 도광판을 포함하는 광 공급 유닛과, 광 공급 유닛과 액정표시패널 사이에 배치되는 광학 시트들을 포함한다. 광학 시트들은 광의 확산을 위한 확산 시트, 광의 집광을 위한 프리즘 시트, 휘도 향상을 위한 반사편광 시트 등을 포함한다.
그러나, 서로 다른 기능을 갖는 여러 장의 광학 시트를 사용함으로 인해, 제조 원가가 증가되고, 광학 시트간의 밀착 또는 스크래치 등으로 인해 표시 품질이 저하되는 문제점이 발생된다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명은 제조 원가를 절감하고 표시 품질을 향상시킬 수 있는 광학 시트 및 이를 갖는 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 특징에 따른 광학 시트는 입사되는 광의 일부는 투과시키고 일부는 반사시키는 반사편광층, 상기 반사편광층의 하면에 형성되는 저확산층 및 상기 반사편광층의 상면에 형성되는 고확산층을 포함한다.
상기 고확산층은 볼록 렌즈 형상의 확산 패턴들을 포함할 수 있다. 이때, 상기 확산 패턴들은 약 30㎛ ~ 100㎛의 크기를 갖는다. 이와 달리, 상기 고확산층은 비드 코팅층을 포함할 수 있다.
상기 저확산층은 약 10% 이하의 헤이즈값을 갖는다. 또한, 상기 저확산층은 정전기 방지 코팅 처리될 수 있다.
상기 저확산층 및 고확산층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 재질로 형성될 수 있다.
상기 반사편광층은 서로 직교하는 제1 및 제2 선편광 중에서 상기 제1 선편광은 투과시키고, 상기 제2 선편광은 반사시킨다. 이때, 상기 고확산층은 상기 반사편광층의 광투과축과 실질적으로 일치하는 광투과축을 갖는 것이 바람직하다.
상기 고확산층으로부터 상기 저확산층 방향으로 투과되는 광의 투과율은 상기 저확산층으로부터 상기 고확산층 방향으로 투과되는 광의 투과율보다 크다. 예를 들어, 상기 상기 고확산층으로부터 상기 저확산층 방향으로 투과되는 광의 투과율은 상기 저확산층으로부터 상기 고확산층 방향으로 투과되는 광의 투과율과 약 10% ~ 50% 차이가 난다.
본 발명의 일 특징에 따른 표시 장치는 광을 공급하는 광 공급 유닛과, 상기 광 공급 유닛의 상부에 배치되며, 입사되는 광의 일부는 투과시키고 일부는 반사시키는 반사편광층, 상기 반사편광층의 하면에 형성되는 저확산층 및 상기 반사편광층의 상면에 형성되는 고확산층을 포함하는 광학 시트와, 상기 광학 시트의 상부에 배치되어 영상을 표시하는 표시 패널을 포함한다.
이러한 광학 시트 및 이를 갖는 표시 장치에 따르면, 반사편광 기능과 확산 기능을 복합화함으로써, 제조 원가를 절감하고, 휘도 특성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 광 공급 유닛(200), 광학 시트(300) 및 디스플레이 유닛(400)을 포함한다.
광 공급 유닛(200)은 디스플레이 유닛(400)의 하부에 배치되어 광을 공급한다. 광 공급 유닛(200)은 광을 발생시키는 램프(210), 램프(210)의 하부에 배치되는 반사 시트(220) 및 램프(210)의 상부에 배치되는 확산판(230)을 포함할 수 있다.
램프(210)는 확산판(230)의 하부에 다수가 배치되며, 외부의 인버터(미도시)로부터 인가되는 구동전원에 반응하여 광을 발생시킨다. 램프(210)는 예를 들어, 가늘고 긴 원통 형상의 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL)로 이루어진다. 이와 달리, 램프(210)는 "U"자 형태로 휘어진 형상을 가질 수 있다. 또한, 램프(210)는 양 단부 또는 일 단부의 외면에 전극이 형성된 외부전극형 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp : EEFL)로 이루어질 수 있다. 램프(210)는 휘도 균일성을 증가시키기 위하여 등간격으로 배치되는 것이 바람직하다.
반사 시트(220)는 램프(210)의 하부에 배치되며, 램프(210)로부터의 광을 확산판(230) 방향으로 반사시켜 광의 이용 효율을 향상시킨다.
확산판(230)은 램프(210)로부터의 광을 확산시켜 휘도 균일성을 향상시킨다. 확산판(230)은 광의 투과를 위하여 투명한 재질로 이루어지며, 광의 확산을 위한 확산 물질을 내부에 포함할 수 있다. 확산판(230)은 예를 들어, 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate : PMMA) 재질로 형성된다.
한편, 광 공급 유닛(200)은 도 1에 도시된 바와 같이 램프(210)들이 확산판(230)의 하부에 배치된 직하형 구조를 가질 수 있으나, 이와 달리, 도광판의 측면에 램프가 배치된 에지형 구조를 가질 수 있다.
광학 시트(300)는 휘도를 향상시키기 위한 반사편광 기능과, 휘도 균일성을 향상시키기 위한 확산 기능과, 정면 휘도를 증가시키기 위한 집광 기능을 동시에 가질 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 광학 시트의 단면을 나타낸 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 확산 패턴을 나타낸 평면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 광학 시트(300)는 반사편광층(310), 저확산층(320) 및 고확산층(330)을 포함한다.
반사편광층(310)은 저확산층(320)과 고확산층(330) 사이에 배치되어 외부의 영향으로부터 보호를 받는다. 반사편광층(310)은 입사되는 광의 일부는 투과시키고 일부는 반사시킨다. 반사편광층(310)은 예를 들어, 굴절율이 서로 다른 얇은 필름이 적게는 수백개의 층에서 많게는 수천개의 층으로 적층된 다층 필름 구조를 가지며, 약 130㎛ 두께로 형성된다.
반사편광층(310)은 광투과축 및 광투과축에 수직한 광반사축을 갖는다. 반사편광층(310)은 입사되는 광 중에서 광투과축과 평행한 방향으로 진동하는 제1 선편광은 투과시키고, 광반사축에 평행한 방향으로 진동하는 제2 선평판은 반사시킨다.
반사편광층(310)에서 반사된 제2 선편광은 반사 시트(220)를 통해 다시 제1 선편광 및 제2 선편광을 갖는 광으로 반사되어 반사편광층(310)에 재입사된다. 이러한 일련의 과정이 반복되면서, 램프(210)로부터 발생된 대부분의 광은 반사편광층(310)을 투과하게 된다. 이처럼, 반사편광층(310)은 투과하지 못하는 광을 흡수하지 않고 반사시켜 재활용함으로써, 광의 이용 효율을 향상시키고 휘도를 증가시킨다.
한편, 반사편광층(310)은 광의 이용 효율을 향상시키기 위하여, 광투과축이 표시 패널(410)의 하면에 배치된 하부 편광판(미도시)의 광투과축과 일치하도록 배치되는 것이 바람직하다.
저확산층(320) 및 고확산층(330)은 반사편광층(310)의 하면 및 상면에 각각 형성된다. 저확산층(320) 및 고확산층(330)은 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate : 이하, PET) 재질로 형성되며, 약 120㎛의 두께로 형성된다. 이와 같이, 반사편광층(310)의 하면 및 상면에 저확산층(320) 및 고확산층(330)을 형성하면, 광학 시트(300)의 전체 두께가 증가되어 시트 움 등의 불량을 방지할 수 있다.
저확산층(320)은 확산판(230)과의 밀착 및 스크래치를 방지할 수 있을 정도의 낮은 헤이즈값을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 저확산층(320)은 약 10% 이하의 헤이즈값을 갖는다. 이를 위해, 저확산층(320)은 아주 적은 양의 비드가 표면에 코팅된 구조를 갖거나, 표면에 아주 작은 크기의 요철이 형성된 구조를 가질 수 있다.
또한, 저확산층(320)은 확산판(230)과의 밀착을 방지하거나, 이물 등이 달라 붙는 것을 방지하기 위하여, 정전기 방지 코팅 처리가 될 수 있다. 저확산층(320)으로 폴리카보네이트(polycarbonate : PC) 재질을 사용한다면 정전기 방지 코팅 처리에 어려움이 있으나, 저확산층(320)으로 PET 재질을 사용함으로 인해, 정전기 방지 코팅 처리가 가능해진다. 이때, 저확산층(320)은 정전기 방지를 위하여 표면 저항값이 약 10E12[Ω] 이하로 형성되는 것이 바람직하다.
고확산층(330)은 볼록 렌즈 형상의 확산 패턴(332)들을 포함할 수 있다. 확산 패턴(332)들은 고확산층(330)의 표면으로부터 반구 형상으로 돌출된 형상을 갖는다. 확산 패턴(332)들은 예를 들어, 약 30㎛ ~ 100㎛의 크기로 형성되며, 고확산층(330)의 표면 상에 규칙적 또는 불규칙적으로 형성된다.
도 4는 고확산층의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 고확산층(330)은 표면에 코팅된 비드 코팅층(334)을 포함할 수 있다. 비드 코팅층(334)은 폴리머(polymer)로 이루어진 다수의 비드들이 바인더 수지에 의해 코팅된 구조를 갖는다. 예를 들어, 비드들은 약 10㎛ ~ 20㎛의 크기를 가지며, 아크릴 계열의 물질로 형성된다.
한편, 도시되지는 않았으나, 고확산층(330)의 표면에는 볼록 렌즈 형상의 확산 패턴(332) 또는 비드 코팅층(334)이 형성되는 대신, 프리즘 형상의 집광 패턴이 형성될 수 있다.
이와 같이, 고확산층(330)의 표면에 볼록 렌즈 형상의 확산 패턴(332)들, 비드 코팅층(334) 또는 집광 패턴을 형성하면, 정도의 차이는 있으나, 모두 확산 기능과 함께 집광 기능을 수행하게 되어, 휘도를 향상시키고 콘트라스트(contrast)를 향상시킬 수 있다.
고확산층(330)은 반사편광층(310)의 광투과축과 실질적으로 일치하는 광투과축을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 고확산층(330)은 연신 공정을 거쳐 제조되므로, 연신을 통해 일정한 방향성을 갖게 된다. 따라서, 연신된 고확산층(330)의 광학적인 투과축을 반사편광층(310)의 광투과축과 일치시킴으로써, 광의 이용 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 고확산층(330)의 표면에 확산 패턴(332), 비드 코팅층(334) 또는 집광 패턴을 형성하게 되면, 저확산층(320)으로부터 고확산층(330) 방향으로 투과되는 광의 투과율과 고확산층(330)으로부터 저확산층(320) 방향으로 투과되는 광의 투과율간에는 차이가 발생된다.
예를 들어, 고확산층(330)의 표면에 볼록 렌즈 형상의 확산 패턴(332)이 형성되어 있는 경우, 고확산층(330)으로부터 저확산층(320) 방향으로 입사되는 광은 고확산층(330)을 대부분 투과한 후, 반사편광층(310)의 광투과축에 일치하는 선편광만이 투과되므로, 약 50% 정도의 광투과율을 나타낸다. 이에 반하여, 저확산 층(320)으로부터 고확산층(330) 방향으로 입사되는 광은 반사편광층(310)을 통해 약 50% 정도의 광이 투과된 후, 고확산층(330)의 확산 패턴(332)에 의해 일부의 광은 굴절되어 출사되고, 나머지 일부의 광은 굴절되어 저확산층(320) 방향으로 반사된다.
따라서, 고확산층(330)으로부터 저확산층(320) 방향으로 투과되는 광의 투과율은 저확산층(320)으로부터 고확산층(330) 방향으로 투과되는 광의 투과율보다 커지게 된다. 이때, 양 방향에 대한 광투과율의 차이가 너무 작으면 확산 패턴(332)에 의한 집광 기능이 저하되고, 광투과율의 차이가 너무 크면 확산 패턴(332)에 의한 확산 기능이 저하되는 것이므로, 확산 기능 및 집광 기능을 동시에 수행하기 위한 적절한 광투과율의 차이를 보이는 것이 바람직하다. 예를 들어, 양 방향에 대한 광투과율의 차이는 약 10% ~ 50% 정도가 나는 것이 바람직하다.
한편, 반사편광층(310), 저확산층(320) 및 고확산층(330)은 경화성 접착 수지를 통해 서로 결합될 수 있다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 유닛(400)은 광학 시트(300)의 상부에 배치되어 실질적으로 영상을 표시하는 표시 패널(410) 및 표시 패널(410)을 구동시키는 구동 회로부(420)를 포함한다.
표시 패널(410)은 제1 기판(412), 제1 기판(412)과 대향하여 결합되는 제2 기판(414) 및 제1 기판(412)과 제2 기판(414) 사이에 개재된 액정층(416)을 포함한다.
제1 기판(412)은 예를 들어, 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, TFT라 칭함)가 매트릭스 형태로 형성된 TFT 기판을 포함한다. 상기 TFT들의 소오스 단자 및 게이트 단자에는 각각 데이터 라인 및 게이트 라인이 연결되고, 드레인 단자에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 화소 전극이 연결될 수 있다.
제2 기판(414)은 예를 들어, 색을 구현하기 위한 RGB 컬러필터가 박막 형태로 형성된 컬러필터 기판을 포함한다. 제2 기판(414)에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 공통 전극이 형성될 수 있다. 한편, 컬러필터는 제1 기판(412)에 형성될 수 있다.
구동 회로부(420)는 표시 패널(410)에 데이터 구동신호를 공급하는 데이터 인쇄회로기판(422), 표시 패널(410)에 게이트 구동신호를 공급하는 게이트 인쇄회로기판(424), 데이터 인쇄회로기판(422)을 표시 패널(410)에 연결하는 데이터 구동회로필름(426) 및 게이트 인쇄회로기판(424)을 표시 패널(410)에 연결하는 게이트 구동회로필름(428)을 포함한다. 데이터 구동회로필름(426) 및 게이트 구동회로필름(428)은 구동칩을 포함하는 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package : TCP) 또는 칩 온 필름(Chip On Film : COF)으로 이루어진다. 게이트 인쇄회로기판(424)은 표시 패널(410) 및 게이트 구동회로필름(428)에 별도의 신호 배선을 형성함으로써, 제거될 수 있다.
이와 같은 광학 시트 및 이를 갖는 표시 장치에 따르면, 반사편광 시트에 확산 기능 및 집광 기능을 추가시킴으로써, 휘도 및 콘트라스트를 향상시킬 수 있으 며, 확산 시트 또는 프리즘 시트 등을 제거하여 제조 원가를 절감할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (14)

  1. 입사되는 광의 일부는 투과시키고 일부는 반사시키는 반사편광층;
    상기 반사편광층의 하면에 형성되는 저확산층; 및
    상기 반사편광층의 상면에 형성되는 고확산층을 포함하는 광학 시트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고확산층은 볼록 렌즈 형상의 확산 패턴들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  3. 제2항에 있어서, 상기 확산 패턴들은 30㎛ ~ 100㎛의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 고확산층은 비드 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 저확산층은 10% 이하의 헤이즈값을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  6. 제5항에 있어서, 상기 저확산층은 정전기 방지 코팅 처리된 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  7. 제1항에 있어서, 상기 저확산층 및 상기 고확산층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  8. 제1항에 있어서, 상기 반사편광층은 서로 직교하는 제1 및 제2 선편광 중에서 상기 제1 선편광은 투과시키고 상기 제2 선편광은 반사시키는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  9. 제8항에 있어서, 상기 고확산층은 상기 반사편광층의 광투과축과 실질적으로 일치하는 광투과축을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  10. 제1항에 있어서, 상기 고확산층으로부터 상기 저확산층 방향으로 투과되는 광의 투과율은 상기 저확산층으로부터 상기 고확산층 방향으로 투과되는 광의 투과율보다 큰 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  11. 제10항에 있어서, 상기 고확산층으로부터 상기 저확산층 방향으로 투과되는 광의 투과율은 상기 저확산층으로부터 상기 고확산층 방향으로 투과되는 광의 투과율과 10% ~ 50% 차이가 나는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  12. 광을 공급하는 광 공급 유닛;
    상기 광 공급 유닛의 상부에 배치되며, 입사되는 광의 일부는 투과시키고 일부는 반사시키는 반사편광층, 상기 반사편광층의 하면에 형성되는 저확산층 및 상기 반사편광층의 상면에 형성되는 고확산층을 포함하는 광학 시트; 및
    상기 광학 시트의 상부에 배치되어 영상을 표시하는 표시 패널을 포함하는 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 광학 시트는
    상기 고확산층으로부터 상기 저확산층 방향으로 투과되는 광의 투과율이 상기 저확산층으로부터 상기 고확산층 방향으로 투과되는 광의 투과율보다 10% ~ 50% 큰 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 고확산층은 30㎛ ~ 100㎛의 크기의 볼록 렌즈 형상의 확산 패턴들을 포함하며,
    상기 저확산층은 10% 이하의 헤이즈값을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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