KR20100108003A - 디스플레이장치용 백라이트 유닛 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전면(全面)에 걸쳐 균일하고 높은 휘도의 빛을 출사할 수 있는 디스플레이장치용 백라이트 유닛 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 디스플레이장치용 백라이트 유닛은 광원과; 상기 광원으로부터 입사된 빛을 면광원으로 출사하는 도광판과; 상기 도광판의 출사면의 외측에 일정 간격 이격되게 부착되어, 도광판의 출사면과의 사이에 공기층을 형성하는 확산시트과; 상기 도광판과 확산시트 사이에 개재되어 확산시트를 도광판에 접합시키면서 확산시트가 도광판에 대해 일정 거리를 유지하도록 하는 복수개의 공기층 형성용 돌출부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

백라이트 유닛, 도광판, 확산시트, 공기층 형성용 돌출부, 공기층

Description

디스플레이장치용 백라이트 유닛 및 그 제조방법{Optical Plate Assembly for Display Device and Method for Manufacturing the Same}

본 발명은 액정표시장치의 백라이트 유닛 및 이 백라이트 유닛을 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정표시장치의 백라이트 유닛을 구성하는 도광판과 확산시트를 일체형으로 접합시키되 도광판과 확산시트 사이에 공기층을 형성하여 측면의 광원으로부터 입사된 빛이 전면(全面)에 걸쳐 균일하게 출사될 수 있도록 한 디스플레이장치용 백라이트 유닛 및 그 제조방법에 관한 것이다.

정보화사회에서 디스플레이장치(Display Device)는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 한층 강조되고 있으며, 향후 중요한 위치를 선점하기 위해서는 저소비전력화, 박형화, 경량화, 고화질화 등의 요건을 충족시킬 것이 요구되고 있다.

이러한 디스플레이장치로서 액정디스플레이장치(LCD), 유기발광다이오드(OLED; Organic Light Emitting Diodes), 플라즈마 디스플레이장치(PDP) 등이 개발되어 사용되고 있다.

이중 액정디스플레이장치(LCD)는 액체와 고체의 중간 특성을 가진 액정(liquid crystal)의 상태변화와 편광판의 편광 성질을 이용하여 통과하는 빛의 양을 조절함으로써 정보를 표시하는 디스플레이장치로서, 컬러필터와 TFT 가 형성된 2장의 유리기판과 그 사이에 주입된 액정, 그리고 광원인 백라이트 유닛(Back Light Unit; BLU)으로 구성된다.

한편, 최근들어 액정표시장치의 고휘도 및 경량박형화에 대한 요구가 꾸준히 증가함에 따라 전체 두께를 줄임과 동시에 광출사량을 증가시킬 수 있는 구조를 갖는 백라이트 유닛이 개발되어 사용되고 있다.

예를 들어, 첨부된 도면의 도 1에 도시된 것과 같이, 도광판(2)의 배면에 광반사 효율을 높이기 위한 복수개의 반사렌즈(3)들을 형성하고, 도광판(2)의 전방면, 즉 광출사면에 확산층(4) 및 프리즘패턴(5)을 일체로 형성하여 광효율을 증대시킴과 동시에 전체 두께를 줄일 수 있는 백라이트 유닛이 개발되었다.

그러나, 상기와 같은 종래의 백라이트 유닛은 확산층(4) 내에 함유된 미세한 확산제로 인하여 일측면의 광원(1)과 근접한 부분에서 광출사량이 집중되어 액정표시장치의 전면(全面)에 걸쳐 균일한 휘도를 제공하지 못하는 문제가 있다.

즉, 종래의 백라이트 유닛은, 일측면의 광원(1)에서 방출된 빛이 도광판(2) 내측으로 입사된 다음, 일부(임계각보다 큰 입사각으로 진행하는 빛)는 전방의 출사면(2a)에 부딪혀 전반사되면서 반대편으로 진행해야 하는데, 도광판(2) 내로 입사된 빛이 출사면과 확산층(4)의 경계에서 확산층(4)의 확산제와 부딪히게 되면 반사되지 않고 확산층(4)을 통해 외부로 출사되므로 반사량이 대폭 줄어들게 된다. 따라서, 광원(1)과 멀어질수록 빛의 양이 현저하게 줄어들어 휘도가 불균일해지는 문제가 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 확산시트와 도광판을 일체화함과 동시에 확산시트와 도광판 간에 공기층을 형성하여 전면(全面)에 걸쳐 균일하고 높은 휘도의 빛을 출사할 수 있는 디스플레이장치용 백라이트 유닛 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 형태에 따르면, 광원과; 상기 광원으로부터 입사된 빛을 면광원으로 출사하는 도광판과; 상기 도광판의 출사면의 외측에 일정 간격 이격되게 부착되어, 도광판의 출사면과의 사이에 공기층을 형성하는 확산시트과; 상기 도광판과 확산시트 사이에 개재되어 확산시트를 도광판에 접합시키면서 확산시트가 도광판에 대해 일정 거리를 유지하도록 하는 복수개의 공기층 형성용 돌출부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디스플레이장치용 백라이트 유닛이 제공된다.

본 발명의 다른 한 형태에 따르면, a) 일면에 접착제가 도포되어 있는 이형필름의 접착제 도포면에 복수개의 반사렌즈를 부착시키는 단계; b) 상기 이형필름의 접착제 도포면을 도광판의 출사면의 반대면에 접착시키는 단계; c) 도광판에서 이형필름을 제거하여 도광판의 출사면 반대면에 복수개의 반사렌즈를 접착시키는 단계; d) 상기 a, b, c 단계와는 별도로 확산시트의 제1면에 외측방향으로 돌출되게 복수개의 공기층 형성용 돌출부를 형성하는 단계와; e) 상기 도광판의 출사면에 상기 확산시트의 공기층 형성용 돌출부의 끝단부를 접합시켜 도광판과 확산시트를 상호 고정시키는 단계를 포함하여 구성된 디스플레이장치용 백라이트 유닛의 제조방법이 제공된다.

이러한 본 발명에 따르면, 확산시트에 형성된 공기층 형성용 돌출부에 의해 도광판과 확산시트가 일체화됨과 동시에 도광판과 확산시트 사이에 공기층이 형성되므로, 도광판과 확산시트를 일체화시킴으로써 얻을 수 있는 이점을 그대로 얻을 수 있음과 더불어, 도광판의 일측면을 통해 내부로 입사된 빛의 상당량이 도광판 내측에서 출사면에 의해 전반사되어 광원과 먼쪽으로 진행할 수 있게 되고, 이에 따라 도광판의 전면(全面)에 걸쳐 균일하게 빛을 출사할 수 있는 이점도 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 백라이트 유닛 제조방법에 따르면, 이형필름에 의해 도광판의 반사면에 반사패턴이 부착되므로 반사패턴을 갖는 도광판을 매우 용이하게 제조할 수 있는 이점이 제공된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 디스플레이장치용 백라이트 유닛 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치(LCD)의 백라이트 유닛을 나타낸 것으로, 이 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 도광판(20)과, 이 도광판(20)의 일측면 외측에 배치된 광원(10)과, 상기 도광판(20)의 출사면(21)의 외측에 일 정 간격 이격되게 부착되어 도광판(20)의 출사면(21)과의 사이에 공기층(50)을 형성하는 확산시트(40)를 포함한다.

상기 도광판(20)의 출사면(21)의 반대면인 반사면(22)에는 반사 효율을 향상시키기 위한 복수개의 반사패턴(30)들이 외측으로 볼록하게 형성된다. 상기 반사패턴(30)들은 대략 반구형의 엠보싱 형태를 가지나, 이외에도 삼각뿔이나 사각뿔 등 다각뿔 형태 등 다양한 형태로 만들어질 수 있다. 상기 반사패턴(30)들은 이형필름(70)(도 4 참조)을 이용하여 도광판(20)의 일면에 접합될 수 있는데, 이에 대해서는 아래의 광학플레이트 제조방법에 대한 설명에서 상세히 취급될 것이다.

상기 확산시트(40)는 기재필름(41)의 일면에 확산제가 함유된 확산층(42)이 접합된 구조로 이루어진다. 그리고, 상기 확산층(42)에는 확산시트(40)를 도광판(20)에 접합시킴과 동시에 도광판(20)에 대해 확산시트(40)를 일정 거리 이격시키는 복수개의 공기층 형성용 돌출부(43)가 일체로 형성된다. 여기서, 상기 공기층 형성용 돌출부(43)들은 말단부가 도광판(20)의 출사면(21)에 접착된 후 경화됨으로써 도광판(20)에 견고하게 접합된다.

또한, 상기 확산시트(40)의 기재필름(41)의 외면에는 기다란 삼각기둥 형태의 프리즘패턴(45)들이 일방향으로 배열되어 있다.

상기 도광판(20)과 확산시트(40)는 매우 얇은 필름으로 이루어지지만, 이와 다르게 단단한 플레이트로 이루어질 수도 있다.

상기와 같은 본 발명의 백라이트 유닛은 도광판(20)과 확산시트(40) 사이에 공기층(50)이 형성됨으로써 확산시트(40)의 확산제에 의해 도광판(20)의 출사면에 서 의도하지 않은 빛의 방출이 이루어지는 것을 최소화할 수 있다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

광원(10)에서 방출된 빛은 도광판(20)의 일측면을 통해 도광판(20) 내측으로 입사된다. 도광판(20)의 일측면을 통해 입사된 빛의 일부는 도광판(20)의 출사면(21) 쪽으로 진행하여 출사면(21)에 부딪히게 되는데, 이 때 도광판(20)의 출사면(21)은 도광판(20)에 비하여 상대적으로 굴절률이 낮은 공기층(50)과 접하여 있으므로 출사면(21)에 부딪히는 빛 중 입사각이 임계각보다 큰 빛은 출사면(21)에 전반사되어 광원(10)에서 멀어지는 방향으로 진행하고, 임계각보다 작은 입사각으로 출사면(21)에 부딪힌 빛은 외부로 출사된 후 확산시트(40)에 의해 확산된다.

상기 출사면(21)에 반사되어 광원(10)에서 멀어지는 방향으로 진행하는 빛 중 일부는 반사면(22)에 형성된 반사렌즈(30)에 의해 빛의 진행 방향이 바뀌면서 출사면(21)에 대해 대략 수직하는 방향으로 진행하여 출사면(21)에서 외부로 출사된다.

이와 같이 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 도광판(20)과 확산시트(40) 사이에 공기층(50)이 형성되어 있으므로, 광원(10)으로부터 입사된 빛의 상당량이 도광판(20) 내측에서 광원(10)과 먼쪽으로 진행할 수 있게 되고, 이에 따라 도광판(20)의 전면(全面)에 걸쳐 균일하게 빛을 출사할 수 있다.

한편, 도 3과 도 4는 상기와 같은 구조의 백라이트 유닛을 제조하는 방법의 실시예를 나타낸 것으로, 먼저, 접착제가 도포되어 있는 이형필름(70)의 제1면의 접착제층(71)에 반사렌즈(30)들을 부착시킨다(단계 S11). 그리고, 상기 이형필 름(70)의 제1면의 접착제층(71)을 도광판(20)의 반사면(22)에 부착시킨다(단계 S12). 이어서, 상기 반사렌즈(30)들이 도광판(20)에 부착된 상태로 상기 이형필름(70)만 도광판(20)에서 분리하여 이형하고, 접착제층(71)을 경화시킨다(단계 S13).

상기 도광판(20)에 반사렌즈(30)들을 형성하는 단계와는 별도로, 확산시트(40)를 제조하는 공정이 이루어진다. 상기 확산시트(40)를 제조하는 공정은 기재필름(41)의 제1면에 확산층(42) 및 복수개의 공기층 형성용 돌출부(43)를 형성하는 단계(단계 S21)와, 상기 기재필름(40)의 제2면에 프리즘패턴(45)을 형성하는 단계로 이루어질 수 있다(단계 S22). 이 실시예에서는 상기 기재필름(41)에 확산층(42) 및 공기층 형성용 돌출부(43)를 형성하는 공정이 프리즘패턴(45)을 형성하는 공정에 선행되지만, 이와 반대로 기재필름(41)에 프리즘패턴(45)을 먼저 형성하고 그 후에 확산층(42) 및 공기층 형성용 돌출부(43)를 형성할 수도 있다.

도면에 나타내지는 않았으나, 상기 기재필름(41)에 확산층(42)과 공기층 형성용 돌출부(43), 프리즘패턴(45)을 형성하는 공정은, 기재필름(41)을 확산층(42) 및 공기층 형성용 돌출부(43) 성형을 위한 확산제가 함유된 수지가 도포된 성형롤러(미도시)를 통과시켜, 상기 성형롤러의 면과 밀착되는 기재필름(41)의 제1면에 확산층(42) 및 공기층 형성용 돌출부(43)를 형성시키는 방식으로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 성형롤러(미도시)의 외면에는 공기층 형성용 돌출부(43) 성형을 위한 복수개의 홈(미도시)이 형성되어 있다. 물론, 이와 유사한 롤투롤(roll to roll) 방식으로 기재필름(41)의 제2면에 프리즘패턴(45)을 형성할 수 있다.

상기와 같이 도광판(20)에 반사렌즈(30)들을 형성하고, 확산시트(40)의 기재필름(41)에 확산층(42) 및 공기층 형성용 돌출부(43), 프리즘패턴(45)들을 각각 형성하고 나면, 상기 도광판(20)의 출사면(21)에 확산시트(40)의 공기층 형성용 돌출부(43)를 접착시킨 후 경화시켜 도광판(20)과 확산시트(40)를 일체로 고정시킨다(단계 S30).

이와 같이 도광판(20)과 확산시트(40)가 서로 접합되었을 때 도광판(20)과 확산시트(40) 사이에는 공기층 형성용 돌출부(43)가 개재되어 있으므로 도광판(20)과 확산시트(40)는 서로 일정 거리를 유지하게 되고, 도광판(20)과 확산시트(40) 사이에 공기층(50)이 형성된다.

한편, 상기 이형필름(70)에 반사렌즈(30)를 형성하는 공정은 이형필름(70)을 복수개의 성형용 롤러 사이를 통과시키면서 반사렌즈(30)를 부착시키는 롤투롤(roll to roll) 방식이나, 실크 프린팅 방식, 잉크젯 방식 등을 이용하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 확산시트(40)에 공기층 형성용 돌출부(43) 또는 프리즘패턴(45)을 형성하는 공정 역시 롤투롤 방식이나 실크 프린팅 방식, 잉크젯 방식 등을 이용하여 이루어질 수 있다.

도 1은 종래의 액정표시장치용 백라이트 유닛의 구성의 일례를 나타낸 단면도

도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치용 백라이트 유닛의 구성의 일 실시예를 나타낸 단면도

도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치용 백라이트 유닛의 제조방법의 일 실시예를 나탄내 순서도

도 4는 도 3의 제조방법을 도식화하여 나타낸 도면

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 광원 20 : 도광판

21 : 출사면 22 : 반사면

30 : 반사렌즈 40 : 확산시트

43 : 공기층 형성용 돌출부 50 : 공기층

45 : 프리즘패턴

Claims (8)

1. 광원과;

   상기 광원으로부터 입사된 빛을 면광원으로 출사하는 도광판과;

   상기 도광판의 출사면의 외측에 일정 간격 이격되게 부착되어, 도광판의 출사면과의 사이에 공기층을 형성하는 확산시트과;

   상기 도광판과 확산시트 사이에 개재되어 확산시트를 도광판에 접합시키면서 확산시트가 도광판에 대해 일정 거리를 유지하도록 하는 복수개의 공기층 형성용 돌출부를 포함하여 구성된 디스플레이장치용 백라이트 유닛.
2. 제1항에 있어서, 상기 도광판의 출사면의 반대면에 볼록한 엠보싱 형태를 갖는 복수개의 반사렌즈들이 형성된 것을 특징으로 하는 디스플레이장치용 백라이트 유닛.
3. 제2항에 있어서, 상기 반사렌즈는 이형필름에 의해 도광판의 일면에 접착되어 고정된 것을 특징으로 하는 디스플레이장치용 백라이트 유닛.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 확산시트는 기재필름과, 상기 기재필름의 제1면에 형성되며 상기 복수개의 공기층 형성용 돌출부가 일체로 형성된 확산층을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디스플레이장치용 백라이트 유닛.
5. 제4항에 있어서, 상기 기재필름의 제2면에 복수개의 프리즘패턴이 일방향으로 배열된 것을 특징으로 하는 디스플레이장치용 백라이트 유닛.
6. a) 일면에 접착제가 도포되어 있는 이형필름의 접착제 도포면에 복수개의 반사렌즈를 부착시키는 단계;

   b) 상기 이형필름의 접착제 도포면을 도광판의 출사면의 반대면에 접착시키는 단계;

   c) 도광판에서 이형필름을 제거하여 도광판의 출사면 반대면에 복수개의 반사렌즈를 접착시키는 단계;

   d) 상기 a, b, c 단계와는 별도로 확산시트의 제1면에 외측방향으로 돌출되게 복수개의 공기층 형성용 돌출부를 형성하는 단계와;

   e) 상기 도광판의 출사면에 상기 확산시트의 공기층 형성용 돌출부의 끝단부를 접합시켜 도광판과 확산시트를 상호 고정시키는 단계를 포함하여 구성된 디스플레이장치용 백라이트 유닛의 제조방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 확산시트를 도광판에 접합시키기 전에 확산시트의 제2면에 프리즘패턴을 형성하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치용 백라이트 유닛의 제조방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 d) 단계에서는 기재필름을 확산제가 함유된 수지가 도포된 성형롤러를 통과시켜, 상기 성형롤러와 밀착된 기재필름의 제1면에 상기 수지가 도포됨으로써 기재필름의 제1면에 확산층과 공기층 형성용 돌출부를 형성하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치용 백라이트 유닛의 제조방법.

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