KR20110034936A - 내구성이 강화된 광확산 부재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정디스플레이의 백라이트 유닛에 사용되는 광확산 부재에 관한 것으로, 휨, 뒤틀림 또는 외부 충격에 약한 점을 보강할 수 있는 내구성이 강한 광확산 부재에 관한 것이다.
Description
본 발명은 액정디스플레이의 백라이트 유닛 등에 사용되는 내구성이 강화된 광확산 부재에 관한 것이다.
액정 디스플레이 장치(LCD)는 액정과 반도체 기술이 복합된 기술 집약적 장치로서 얇고, 가벼우며 소비 전력이 낮은 장점으로 인해, 그 구조 및 제조 기술이 연구 개발되어 왔고, 현재 노트북 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터의 모니터, 휴대용 개인 통신 장치(PDA 및 휴대폰) 등 기존에 액정 디스플레이가 널리 사용되었던 영역뿐만 아니라, 대형화 기술도 점점 그 한계를 뛰어넘고 있어, HD(High Definition) TV급의 대형 TV에까지 응용되고 있는 등 디스플레이의 대명사였던 CRT를 대체 가능한 새로운 디스플레이 장치로 각광받고 있다.
이러한 액정 디스플레이(LCD) 장치는 액정 자체가 발광을 할 수 없기 때문에 장치의 후면에 별도의 광원을 설치하여, 각 화소(pixel)에 설치된 액정을 통해 통과광의 세기를 조절하여 계조(contrast)를 구현한다. 이를 보다 구체적으로 살펴보면, 액정 디스플레이 장치는 액정 물질의 전기적 특성을 이용하여 빛의 투과율을 조절하는 장치로, 장치 뒷면의 광원 램프에서 발광하여 각종 기능성 프리즘 필름 또는 시트를 통과하여 균일도와 방향성이 제어된 빛을 컬러 필터를 통과시켜 적, 청, 녹(R, G, B)의 색상을 구현하도록 하고, 전기적인 방법으로 각 화소의 계조(contrast)를 제어하여 화상을 구현하는 간접 발광 방식의 디스플레이 장치로서, 광원을 제공하는 발광 장치는 액정 디스플레이 장치의 휘도 및 균일도 등 화질을 결정하는 중요한 부품이다.
상기 발광 장치로는 백라이트 유닛(BLU)이 널리 사용되고 있으며, 일반적으로 냉음극형광램프(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp) 등의 복수개의 광원을 사용하여 방출되는 빛을 순차적으로 확산판, 확산 시트 및 프리즘 시트 등의 시트를 통과시켜 액정 패널에 도달하게 한다. 여기서, 확산 시트는 화면 전면에 걸쳐 균일한 광세기를 얻을 수 있도록 하는 동시에 확산 시트 하부에 장착된 광원 등의 장치가 전면에서 보이지 않도록 은폐하는 기능을 수행한다. 한편, 프리즘 시트는 확산 시트를 거친 다양한 방향의 광선을 관측자가 화상을 인식하기에 적합한 시야각(θ) 범위 내로 변환되도록 하는 광 경로 제어 기능을 수행한다.
최근 액정 디스플레이 장치는 소비자의 요구에 부응하고자 경량, 박형, 저소비전력화 되고 있는데, 액정 디스플레이 장치를 슬림하게 제조하기 위한 한 방법으로 액정 디스플레이 장치에 필수적인 구성요소인 상기 백라이트 유닛의 두께를 감소시킬 수 있다.
그러나 상기 백라이트 유닛은 액정 패널까지 빛이 도달되도록 빛의 효율을 높이기 위하여 여러 장의 시트를 장착하고 있어 기본적으로 어느 정도의 두께는 필수적으로 갖게 되고, 액정 디스플레이 장치의 두께를 일정 수준의 두께 이하로 감 소시키는 데는 한계가 있다.
또한 백라이트 유닛의 저소비전력을 위하여 램프를 적게 사용하는 경우 어두운 부분이 발생할 수 있으며, 따라서 은폐성에 문제가 발생되는데, 이러한 점 때문에 장착되는 광원의 개수가 많음으로 인하여 전력 소모량이 크고 열이 다량 발생되어 장착되는 시트 및 외장재의 내구성에 영향을 줄 뿐만 아니라, 원가를 낮추기 위해서도 광원의 개수를 줄일 필요가 있다.
최근 이러한 점을 고려하여 패턴을 포함하는 확산판이 개발되고 있으며, 특히, 백라이트 유닛의 박형화가 급속도로 확산되면서 패턴 확산판의 박형화도 따라갈 수밖에 없는 상황이 되었다. 이에 따라 박형 확산판의 내구성이 중점 해결 과제로 떠올라 개선이 시급한 상황이다. 패턴 확산판의 특징 중 패턴의 형상이 양각부와 음각부로 나누어지는데 이중 음각부의 두께 감소 효과로 인해 하중이 집중되어 내구성 저하가 발생하며, 특히 패턴 길이 방향의 수직 방향으로 하중이 가해질 때 파손이 더욱 심각하게 발생함에 따라 이에 대한 개선 방안이 필요하다.
본 발명은 내구성이 강화된 광확산 부재를 제공하고자 한다.
본 발명은 바람직한 제1구현예로서, 기재층 및 기재층 상에 형성되고, 평탄부 및 패턴부를 갖는 구조층을 포함하되, 상기 패턴부는 음각이고, 구조층에서 대한 패턴부의 부피비율이 20~30%인 광확산 부재를 제공한다.
상기 구현예에서, 패턴부는 폭이 평탄부의 폭에 대하여 2.5~3배인 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 패턴부는 다각뿔 및 원뿔 중 선택된 형태이고, 선형배열 또는 비선형배열된 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 기재층 및 구조층은 베이스 수지가 공압출되어 형성된 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 베이스 수지는 폴리카보네이트 수지와 폴리스티렌 수지가 1 : 9 ~ 9 : 1의 중량비율로 혼합된 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 올레핀계 수지, 메틸메타크릴레이트 수지 또는 스티렌-아크릴계 공중합 수지 중 선택된 것일 수 있다.
본 발명은 바람직한 제2구현예로서, 다수의 광원을 포함하는 광원부 및 제1항 내지 제5항 중 선택된 어느 한 항의 광확산 부재를 포함하는 백라이트 유닛 어셈블리를 제공한다.
상기 구현예에서, 광원은 점광원인 것일 수 있다.
이하, 첨부된 사진을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 1은 종래의 광확산 부재의 종단면 사진이며, 도 2는 본 발명의 바람직한 일 구현예에 의한 광확산 부재를 측상부에서 내려다 본 사진이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 구현예에 의한 광확산 부재의 종단면 사진이다.
본 발명의 광확산 부재는 기재층(20) 상에 구조층(10)을 포함하고 있으며, 상기 구조층(10)은 평탄부(11) 및 패턴부(12)를 갖는 것으로, 상기 패턴부(12)는 음각이고, 구조층(10)에 대한 패턴부(12)의 부피비율이 휘도 및 내구성을 고려하여 20~30%인 것일 수 있다.
또한 상기 패턴부(12)는 폭(200)이 평탄부(11)의 폭(300)에 대하여 2.5~3배인 것일 수 있다. 패턴부(12)의 폭(200)이 상기한 비율보다 더 커지면 투과성이나 휘도는 좋아지나, 내구성이 저하되며, 평탄부(11)의 폭(300)이 상기한 비율보다 더 커지면 굴곡강도와 같은 내구성은 아주 좋아지지만 직진광의 직진성에 방해를 받아 휘도 저하가 나타나게 될 수 있다.
아울러 본 발명의 패턴부(12)는 다각뿔 및 원뿔 중 선택된 형태이고, 선형배열 또는 비선형배열된 것일 수 있으며, 평탄부(11)는 상부면에서 보았을 때 직선 또는 곡선의 크로스(cross) 패턴을 형성한 것일 수 있다. 이와 같은 패턴부(12) 및 평탄부(11)의 형상은 패턴부(12)의 취약점을 보강하여주는 형상이다.
이러한 본 발명의 광확산 부재는, 패턴부(12) 및 평탄부(11)의 형상 및 크기는 상기한 비율을 만족한다면 특별히 한정되지 않는다.
본 발명의 기재층(20) 및 구조층(10)은 베이스 수지가 공압출되어 형성된 것 일 수 있으며, 단층 구조일 수도 있고, 다층 구조를 가질 수도 있다.
상기 베이스 수지는 폴리카보네이트 수지와 폴리스티렌 수지가 1 : 9 ~ 9 : 1의 중량비율로 혼합된 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 올레핀계 수지, 메틸메타크릴레이트 수지 또는 스티렌-아크릴계 공중합 수지 중 선택된 것일 수 있으며, 상기 폴리스티렌 수지는 내열 폴리스티렌 수지를 포함하는 것일 수 있고, 다층 구조인 경우 2종류 이상의 수지를 공압출함으로써 형성할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 광확산 부재는 투과성, 확산성, 휘도 및 균일도를 고려하면서도 휨, 뒤틀림 또는 외부 충격에 강하여 내구성이 우수한 것이다.
본 발명은 다수의 광원을 포함하는 광원부 및 이상 설명한 광확산 부재를 포함하는 백라이트 유닛 어셈블리를 제공한다.
이 때 광원으로는 선광원 뿐만 아니라 점광원을 사용하여도 좋고, 휨, 뒤틀림 또는 외부 충격에 강하여 액정디스플레이 뿐만 아니라 조명용, 옥외 광고용으로도 제공할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
구조층과 기재층으로 내열폴리스티렌 수지를 사용하였다.
내열폴리스티렌 수지(PSJAPAN사, G9001) 400kg/hr를 1축 스크류 직경 120mm인 압출기에 투입하여 220~240℃에서 압출하였고, 피라미드 구조를 갖는 인각롤을 사용하여 패턴부 폭이 300㎛, 깊이는 120㎛이고, 평탄부 폭은 100㎛가 되도록 광확산 부재를 제조하였다. 제조된 광확산 부재의 패턴부는 구조층에 대한 부피비율이 30%였다.
<실시예 2>
상기 실시예 1에서 패턴부 폭이 200㎛, 깊이는 90㎛, 평탄부 폭은 80㎛이 되도록 한 것을 제외하고 동일한 방법으로 광확산 부재를 제조하였다. 제조된 광확산 부재의 패턴부는 구조층에 대한 부피비율이 20%였다.
<비교예 1>
코오롱사의 DP402(도 1의 형상의 양각 패턴 광확산 부재, 패턴 폭 300㎛, 높이 90㎛)를 준비하였다.
<비교예 2>
상기 실시예 1에서 패턴부의 폭이 150㎛, 깊이는 70㎛, 평탄부 폭은 100㎛이 되도록 한 것을 제외하고 동일한 방법으로 광확산 부재를 제조하였다. 제조된 광확산 부재의 패턴부는 구조층에 대한 부피비율이 17%였다.
<비교예 3>
상기 실시예 1에서 패턴부의 폭이 400㎛, 깊이는 100㎛, 평탄부 폭은 100㎛이 되도록 한 것을 제외하고 동일한 방법으로 광확산 부재를 제조하였다. 제조된 광확산 부재의 패턴부는 구조층에 대한 부피비율이 33%였다.
상기 실시예 및 비교예의 광확산 부재를 하기와 같이 기계적 물성 및 휘도를 평가하여, 비교예 1의 경우를 100으로 하여 상대비율로 나타내었으며, 그 결과는 표 1과 같다.
(1) 인장강도
만능 인장 시험기(Instron사)를 사용하였으며, ASTM D638 시험방법에서 type 1번 시험편을 사용하여 5mm/min 속도로 인장강도를 측정하였다.
(2) 굴곡강도
만능 인장 시험기(Instron사)를 사용하였으며, ASTM D790 시험방법에서 지지간 거리를 20mm/min로 하여 0.5mm/min 속도로 굴곡강도를 측정하였다.
(3) 휘도 평가
37인치 액정디스플레이 패널용 백라이트 유닛에 상기 광확산 부재를 각각 장착하고 그 위에 확산시트, 그 위에 프리즘 시트와 보호필름을 적층하고 휘도계(모델명 : PR880, 미국 PHOTO RESEARCHER사)를 사용하여 임의의 13지점의 휘도를 측정하여 그 평균값을 구하였다.
구분 | 인장강도 | 굴곡강도 | 휘도평가 |
실시예1 | 101% | 110% | 100% |
실시예2 | 101% | 110% | 100% |
비교예1 | 100% | 100% | 100% |
비교예2 | 103% | 115% | 90% |
비교예3 | 98% | 85% | 101% |
도 1은 종래 광확산 부재의 종단면 사진,
도 2는 본 발명의 바람직한 일구현예에 의한 광확산 부재의 측상부에서 내려다 본 사진,
도 3은 본 발명의 바람직한 일구현예에 의한 광확산 부재의 종단면 사진이다.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명
10 : 구조층 11 : 평탄부
12 : 패턴부 20 : 기재층
100 : 패턴부 깊이 200 : 패턴부 폭
300 : 평탄부 폭
Claims (7)
- 기재층 및기재층 상에 형성되고, 평탄부 및 패턴부를 갖는 구조층을 포함하되, 상기 패턴부는 음각이고, 구조층에 대한 패턴부의 부피비율이 20~30%인 광확산 부재.
- 제1항에 있어서,패턴부는 폭이 평탄부의 폭에 대하여 2.5~3배인 것임을 특징으로 하는 광확산 부재.
- 제1항에 있어서,패턴부는 다각뿔 및 원뿔 중 선택된 형태이고, 선형배열 또는 비선형배열된 것인 광확산 부재.
- 제1항에 있어서,기재층 및 구조층은 베이스 수지가 공압출되어 형성된 것임을 특징으로 하는 광확산 부재.
- 제4항에 있어서,베이스 수지는 폴리카보네이트 수지와 폴리스티렌 수지가 1 : 9 ~ 9 : 1의 중량비율로 혼합된 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 올레핀계 수지, 메틸메타크릴레이트 수지 또는 스티렌-아크릴계 공중합 수지 중 선택된 것임을 특징으로 하는 광확산 부재.
- 다수의 광원을 포함하는 광원부 및 제1항 내지 제5항 중 선택된 어느 한 항의 광확산 부재를 포함하는 백라이트 유닛 어셈블리.
- 제6항에 있어서,광원은 점광원인 것임을 특징으로 하는 백라이트 유닛 어셈블리.
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- 2009-09-29 KR KR1020090092435A patent/KR20110034936A/ko not_active Application Discontinuation
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Date | Code | Title | Description |
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N231 | Notification of change of applicant | ||
A201 | Request for examination | ||
E601 | Decision to refuse application |