KR20130026074A - 광학시트 및 이를 포함한 백라이트 유닛 그리고 액정표시장치 - Google Patents

광학시트 및 이를 포함한 백라이트 유닛 그리고 액정표시장치 Download PDF

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KR20130026074A
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Abstract

본 발명은 광학시트 및 이를 포함한 백라이트 유닛 그리고 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 광학시트는 베이스가 되는 지지층과, 상기 지지층의 상부에 구비되어 광을 확산 또는 집광하는 광학층과, 상기 지지층과 상기 광학층의 사이에 위치하여 상기 지지층과 광학층 간의 결합을 증가시키며 상기 지지층을 통해 입사된 광을 굴절시키는 코팅층을 포함한다.
이와 같은 광학시트를 사용함으로써 광학시트의 수를 증가시키지 않고도 휘도를 증가시킬 수 있게 된다.

Description

광학시트 및 이를 포함한 백라이트 유닛 그리고 액정표시장치{OPTICAL SHEET, BACKLIGHT UNIT HAVING THE SAME AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 광학시트 및 이를 포함한 백라이트 유닛 그리고 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 휘도를 향상시킬 수 있는 광학시트에 관한 것이다.
동화상 표시에 유리하고 콘트라스트비(contrast ratio)가 큰 특징을 보여 TV, 모니터 등에 활발하게 이용되는 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD)는 액정의 광학적이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)에 의한 화상구현원리를 나타낸다.
이러한 액정표시장치는 나란한 두 기판(substrate) 사이로 액정층을 개재하여 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수 구성요소로 하며, 액정패널 내의 전기장으로 액정분자의 배열방향을 변화시켜 투과율 차이를 구현한다.
하지만 액정패널은 자체 발광요소를 갖추지 못한 관계로 투과율 차이를 화상으로 표시하기 위해서 별도의 광원을 요구하고, 이를 위해 액정패널 배면에는 광원(光源)이 내장된 백라이트(backlight) 유닛이 배치된다.
상기 백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 직하형(Direct Type)과 측면형(Edge Type)으로 구분되는데, 직하형 방식의 백라이트 유닛은 광원을 액정패널 하부에 배치함으로써 광원으로부터 출사되는 빛을 직접적으로 액정패널에 공급하는 방식이고, 측면형 방식의 백라이트 유닛은 액정패널 하부에 도광판을 배치하고, 광원을 도광판의 적어도 일측면에 배치함으로써 도광판에서의 굴절 및 반사를 이용하여 광원으로부터 출사되는 빛을 간접적으로 액정패널에 공급하는 방식이다.
이러한 백라이트 유닛은 광원에서 출사된 광의 휘도를 향상시키기 위하여 하나 이상의 확산시트와 프리즘시트를 포함한 다수의 광학시트들을 구비한다.
즉, 고휘도를 구현하기 위하여 여러 장의 확산시트 또는 여러 장의 프리즘시트를 겹쳐 사용한다.
그러나, 여러 장의 광학시트들을 사용함으로써 휘도를 증가시켜 광효율을 향상시킬 수 있으나, 광학시트의 개수에 비례하여 휘도가 증가되지 못하고, 광학시트의 개수가 늘어날수록 액정표시장치의 두께가 증가되며, 비용이 상승되는 문제점이 있다.
특히, 최근 액정표시장치는 휴대용 컴퓨터는 물론 데스크톱 컴퓨터 모니터 및 벽걸이형 텔레비전 등 그 사용영역이 점차 넓어지고 있는 추세로 경량, 박형의 액정표시장치를 구현하려는 노력을 기울이고 있어 액정표시장치의 두께를 증가시키지 않으면서 휘도를 향상시킬 수 있는 기술이 요구되고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 액정표시장치의 두께에 영향을 미치지 않으면서 휘도를 향상시킬 수 있는 광학시트 및 이를 포함한 백라이트 유닛 그리고 액정표시장치를 제공하는데 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는, 액정패널과; 광원으로부터의 광을 확산 또는 집광하여 상기 액정패널로 고휘도의 면광원이 입사되도록 하는 광학시트를 구비하고, 상기 액정패널의 배면에 구비되는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 광학시트는 베이스가 되는 지지층과, 상기 지지층의 상부에 구비되어 광을 확산 또는 집광하는 광학층과, 상기 지지층과 상기 광학층의 사이에 위치하여 상기 지지층과 상기 광학층 간의 결합을 증가시키며 상기 지지층을 통해 입사된 광을 굴절시키는 코팅층으로 구성된다.
상기 코팅층은 두께가 적어도 15㎛ 이상이며 굴절률이 1.49 내지 1.57의 범위를 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 코팅층은 상기 광학층의 굴절률 보다 적어도 0.01 낮은 굴절률을 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 광학시트는 상기 지지층의 배면에 비드가 분산 함유된 코팅층인 스티킹 방지층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 백라이트 유닛은 반사판과, 상기 반사판의 상부에 구비되는 도광판과, 상기 도광판의 적어도 일 측면에 위치되는 LED 어셈블리와, 상기 도광판의 상부로 개재되는 상기 광학시트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 백라이트 유닛은 다수의 LED가 인쇄회로기판에 장착된 LED 어셈블리와, 상기 인쇄회로기판의 상부에 안착되는 반사판과, 상기 반사판의 상부에 위치되는 확산판과, 상기 확산판의 상부에 개재되는 상기 광학시트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
한편 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백라이트 유닛은, LED 어셈블리와; 베이스가 되는 지지층과, 상기 지지층의 상부에 구비되어 광을 확산 또는 집광하는 광학층과, 상기 지지층과 상기 광학층의 사이에 위치하여 상기 지지층과 상기 광학층 간의 결합을 증가시키며 상기 지지층을 통해 입사된 광을 굴절시키는 코팅층으로 구성되어 상기 LED 어셈블리로부터의 광을 확산 또는 집광하는 광학시트를 포함한다.
상기 코팅층은 두께가 적어도 15㎛ 이상이며 굴절률이 1.49 내지 1.57의 범위를 가지는 것을 특징으로 한다.
다른 한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학시트는, 베이스가 되는 지지층과; 상기 지지층의 상부에 구비되어 광을 확산 또는 집광하는 광학층과; 상기 지지층과 상기 광학층의 사이에 위치하여 상기 지지층과 상기 광학층 간의 결합을 증가시키며 상기 지지층을 통해 입사된 광을 굴절시키는 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 코팅층은 두께가 적어도 15㎛ 이상이며 굴절률이 1.49 내지 1.57의 범위를 가지는 것을 특징으로 한다.
위에 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 광학시트에서 접착력 향상을 위해구비되는 코팅층의 두께와 굴절률을 조절함으로써 휘도를 향상시킬 수 있게 된다.
이와 같이 함으로써, 고가의 광학시트의 수를 줄일 수 있는 한편, 간단한 방법으로 휘도를 향상시킬 수 있어 제조비용을 절감하고, 액정표시장치의 품질을 향상시키는 효과를 제공한다.
또한, 종래와 같이 여러 장의 확산시트 또는 프리즘시트를 사용하여 고휘도를 구현할 필요가 없어지므로 액정표시장치의 슬림화를 이룰 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치모듈을 보여주는 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제1광학시트를 보여주는 단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제2광학시트를 보여주는 단면도.
도 4는 도 3에 따른 제2광학시트에서의 광 경로를 일부 보여주는 단면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학시트를 적용한 휘도 실험결과를 보여주는 도면.
도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 액정표시장치모듈을 보여주는 분해 사시도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치모듈을 보여주는 분해 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 액정표시장치모듈(100)은 액정패널(110)과, 백라이트 유닛(120), 그리고 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)을 모듈화기 위한 서포트메인(130)과 커버버툼(150), 탑커버(140)로 구성된다.
액정패널(110)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제1 및 제2기판(112, 114)으로 구성된다.
여기서, 도면상에 도시하지는 않았지만, 능동행렬 방식이라는 전제 하에 통상 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제1기판(112) 내면에는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소가 정의되고, 각각의 교차점마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor:TFT)가 구비되어 각 화소에 형성된 투명 화소 전극과 일대일 대응 연결된다.
그리고, 상부기판 또는 컬러기판이라 불리는 제2기판(114) 내면으로는 각 화소에 대응되는 일례로 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러의 컬러필터(color filter)와, 이들 각각을 두르며 게이트라인과 데이터라인 그리고 박막트랜지스터 등의 비표시요소를 가리는 블랙매트릭스(black matrix), 그리고 이들을 덮는 투명 공통전극이 마련되어 있다. 여기서, 상기 투명 공통전극은 제1기판(112)에 형성될 수도 있다.
그리고, 제1 및 제2기판(112, 114)의 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 편광판(미도시)이 각각 부착된다.
또한, 이 같은 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판이나 테이프케리어패키지(Tape Carrier Package:TCP) 같은 연결부재(116)를 매개로 인쇄회로기판(117)이 연결되어 모듈화 과정에서 서포트메인(130)의 측면 내지는 커버버툼(150) 배면으로 적절하게 젖혀 밀착될 수 있다.
이에 상술한 구조의 액정패널(110)은, 상기 인쇄회로기판(117)을 통해 전달되는 게이트구동회로의 온 또는 오프 신호에 의해 각 게이트라인 별로 선택된 박막트랜지스터가 온(on) 되면 데이터 구동회로의 신호전압이 데이터라인을 통해서 해당 화소전극으로 전달되고, 이에 따른 화소전극과 공통전극 사이의 전기장에 의해 액정분자의 배열방향이 변화되어 투과율 차이를 나타낸다.
이러한 액정패널(110)의 배면에는, 투과율의 차이를 화상으로 표시할 수 있도록 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비된다.
백라이트 유닛(120)은 서포트메인(130)의 가장자리를 따라 배열되는 광원과, 반사판(125)과, 이러한 반사판(125) 상에 안착되는 도광판(123) 그리고 이의 상부로 개재되는 다수의 광학시트들(121)을 포함한다.
광원으로는 LED(129a)를 사용하는데, 이러한 다수의 LED(129a) 각각이 일정 간격으로 이격되어 인쇄회로기판(Printed Circuit Board:PCB)(129b)에 장착됨으로써 LED 어셈블리(129)를 이룬다.
한편 도면에 도시하지는 않았지만, LED 어셈블리(129) 대신 형광램프를 사용할 수도 있으며, 형광램프를 사용할 경우, 형광램프의 외측을 보호하고 가이드하며, 광을 도광판(123) 방향으로 집중시키는 램프가이드가 더 포함될 수 있다.
상기 LED 어셈블리(129)는 접착 등의 방법으로 위치가 고정되어 다수의 LED(129a)로부터 출사되는 광이 도광판(123)의 입광면과 대면되도록 한다.
도면에는 LED 어셈블리(129)가 도광판(123)의 일 측면에만 배열되도록 도시되었지만, 하나 이상의 측면에 일예로 도광판(123)의 서로 마주보는 양 측면에 배열되도록 할 수 있으며, 이에 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다.
이러한 LED 어셈블리(129)를 구동하기 위한 LED 드라이버 집적회로(Driver Integrated Circuit:IC)(미도시)가 구비됨으로써 LED 드라이버 집적회로(미도시)에 의해 다수의 LED(129a)로부터 출사되는 빛은 도광판(123)에서의 굴절 및 반사를 이용하여 간접적으로 액정패널(110)에 공급되게 된다.
반사판(125)은 도광판(123)의 배면에 위치하여 도광판(123)의 배면을 통과한 빛을 액정패널(110)쪽으로 반사시킴으로써 빛의 휘도를 향상시킨다.
도광판(123)은 다수의 LED(129a) 각각으로부터 입사된 빛이 여러 번의 전반사에 의해 도광판(123) 내를 진행하면서 도광판(123)의 넓은 영역으로 골고루 퍼져 액정패널(110)에 면광원이 제공되도록 한다.
이러한 도광판(123)은 균일한 면광원을 공급하기 위해 배면에 특정 모양의 패턴을 포함할 수 있다. 패턴은 도광판(123) 내부로 입사된 빛을 가이드하기 위하여 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern), 홀로그램 패턴(hologram pattern) 등 다양하게 구성할 수 있으며, 이와 같은 패턴은 도광판(123)의 하부면에 인쇄방식 또는 사출방식으로 형성될 수 있다.
도광판(123) 상부에 안착되는 다수의 광학시트들(121)은 도광판(123)에 의해 면광원으로 변환된 빛을 확산 또는 집광하여 액정패널(110)로 보다 균일한 면광원이 입사되도록 한다.
이러한 다수의 광학시트들(121)은 광을 확산시키는 확산시트(121a)와, 광을 집광시키는 프리즘시트(121b) 그리고 프리즘시트(121b)를 보호하고 광을 확산시키는 보조역할을 하는 보호시트(121c)로 이루어질 수 있다.
여기서 특히 본 발명의 특징적인 요소라 할 수 있는 확산시트(121a) 또는 프리즘시트(121b)는 내부에 포함되는 코팅층의 두께와 굴절률을 조절함으로써 휘도를 향상시킨 것을 특징으로 한다. 이에 대해서는 차후에 상세히 설명한다.
한편 다수의 광학시트들(121)은 도면에 도시된 바에 한정되지 않고, 확산시트(121a)와 보호시트(121c) 또는 프리즘시트(121b)와 보호시트(121c)로 구성될 수 있으며 확산시트(121a) 또는 프리즘시트(121b)가 하나만 개재될 수도 있다.
전술한 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 탑커버(140)와 서포트메인(130) 그리고 커버버툼(150)을 통해 모듈화 된다.
보다 상세하게는, 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 가장자리가 사각테 형상인 서포트메인(130)으로 둘려진 상태로 액정패널(110) 상면 가장자리를 두르는 탑커버(140) 그리고 백라이트 유닛(120) 배면을 덮는 커버버툼(150)이 각각 전후방에서 결합되어 서포트메인(130)을 매개로 일체화되어 모듈화된다.
이와 같이 모듈화됨에 따라, 백라이트 유닛(120)의 다수의 LED(129a) 각각으로부터 출사된 빛은 도광판(123)의 입광면으로 입사된 후, 그 내부에서 액정패널(110)을 향해 굴절되며, 반사판(125)에 의해 반사된 빛과 함께 다수의 광학시트들(121)을 통과하는 동안 보다 균일한 고품위의 면광원으로 가공되어 액정패널(110)로 공급되게 된다.
한편, 탑커버(140)는 케이스탑 또는 탑 케이스라 일컬어지기도 하고, 서포트메인(130)은 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 커버버툼(150)은 버텀커버라 일컬어지기도 한다.
이하에서는, 전술한 액정표시장치모듈에 포함되는 다수의 광학시트들에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제1광학시트를 보여주는 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1광학시트(121a)는 베이스가 되는 지지층(310)과, 지지층(310)의 상부면으로 코팅층(320)과 광확산층(330)을 구비하고, 지지층(310)의 하부면으로 스티킹(sticking) 방지층(340)으로 구성되어 광을 확산시키는 확산시트에 해당된다.
지지층(310)은 폴리에틸렌 테리프탈레이트(polyethylene terephthalate:PET)로 이루어짐이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않고 폴리에테르설폰(polyethersulphone:PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate:PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide:PEI), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethyelenen napthalate:PEN), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide:PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propinonate:CAP) 등으로 이루어질 수도 있다.
광확산층(330)은 투명한 바인더 수지(332) 내에 광 확산을 위한 제1비드(334)를 함유하여 입사된 광을 굴절 및 산란시킴으로써 광을 확산시키며 도광판(도 1의 123) 또는 확산판(도 2의 224)을 통과한 불균일한 광을 균일한 광으로 출사시키는 역할을 한다.
상기 바인더 수지(332)는 투명성이 높아 광투과율이 우수하고 점도 조절이 용이하며 코팅하기 위한 것으로, 일예로 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계, 비닐계, 폴리에스테르계, 폴리아미드계 수지 등을 사용할 수 있다.
여기서, 제1비드(334)의 크기, 균일도, 입경 분포 및 제1비드(334)와 바인더 수지(332)의 함유비율은 다양한 조합으로 사용될 수 있는데, 이는 확산시트(121a)의 광학적 특성에 따라 조절될 수 있다.
코팅층(320)은 지지층(310)과 패턴층(330) 간에 결합을 증가시키기 위해 행해지는 전처리 코팅(primer coating)을 의미하는 것으로, 그라비아롤러를 회전시켜 코팅제를 피도포재에 코팅하는 방식인 그라비아(gravure) 코팅방식에 의해 코팅될 수 있다. 이러한 코팅층(320)에 사용되는 코팅제를 프라이머 코팅제라 한다.
특히, 본 발명에 따른 코팅층(320)은 두께와 굴절률을 조절하여 지지층(310)으로부터 입사된 광을 굴절시켜 광의 휘도를 향상시키는 것을 특징으로 한다.
이를 위한 코팅층(320)의 두께(L)는 지지층(310)으로부터 입사된 광의 경로를 변화시킬 수 있는 15㎛ 이상으로 형성되고, 굴절률은 1.49 ~ 1.57의 범위를 가지도록 하는 투명한 코팅제를 사용하는데, 상기 코팅제로는 아크릴이나 우레탄 수지를 사용할 수 있다.
여기서, 코팅층(320)의 굴절률은 패턴층(330)의 굴절률보다 적어도 0.01 이하로 낮은 것을 특징으로 한다.
이를 통해 지지층(310)을 통과한 광은 코팅층(320)을 통과하면서 굴절되어 광 경로가 변화되어 굴절됨으로써 일차적으로 집광되고, 코팅층(320)을 통과한 광은 광확산층(330)을 통과하면서 굴절 및 산란되어 확산되게 된다.
이와 같이, 코팅층(320)을 통해 집광된 후에 광확산층(30)에서 확산됨으로써 보다 휘도를 향상시킬 수 있게 된다.
스티킹 방지층(340)은 3㎛ 내지 5㎛ 범위의 직경을 가지는 제2비드(344)가 분산 함유되도록 지지층(310)의 배면에 코팅된 층이다.
이러한 스티킹 방지층(340)은 확산시트(121a)의 하부에 위치하는 기재, 일예로 도광판(도 1의 123) 또는 확산판(도 2의 224)과의 밀착성을 개선하여 확산시트(121a)와 도광판(도 1의 123) 또는 확산판(도 2의 224)이 서로 붙게 되어 발생될 수 있는 침윤(wet-out)현상과 표시화면에서 발생되는 모아레 무늬에 따른 외관 불량을 방지하는 역할을 한다.
스티킹 방지층(340)에 함유되는 제2비드(344)는 광확산층(330)에 포함되는 제1비드(334)보다 적은 비율로 함유됨이 바람직하다.
한편, 스티킹 방지층(340)은 제2비드(344)를 통해 광을 확산시키는 보조 역할을 수행할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제2광학시트를 보여주는 단면도이고, 도 4는 도 3에 따른 제2광학시트에서의 광 경로를 일부 보여주는 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제2광학시트(121b)는 베이스가 되는 지지층(410)과, 지지층(410)의 상부면으로 코팅층(420)과 패턴층(430)을 구비하고, 지지층(410)의 하부면으로 스티킹(sticking) 방지층(440)으로 구성되어 광을 집광시키는 프리즘시트에 해당된다.
지지층(410)은 폴리에틸렌 테리프탈레이트(polyethylene terephthalate:PET)로 이루어짐이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않고 폴리에테르설폰(polyethersulphone:PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate:PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide:PEI), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethyelenen napthalate:PEN), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide:PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propinonate:CAP) 등으로 이루어질 수도 있다.
패턴층(420)은 광을 집광시키는 역할을 수행하는 것으로, 다수개의 프리즘 패턴(432)이 패턴층(420)의 제1방향을 따라 띠 모양으로 인접 배열됨으로써 산과 골이 반복되는 형태로 열을 지어 지지층(410)으로부터 돌출 배열되도록 형성될 수 있다.
여기서 상기 프리즘 패턴(432)은 삼각기둥(triangular prism), 피라미드(pyramid), 반구체(hemisphere) 및 콘(cone)을 포함한 다양한 패턴을 통해 형성될 수 있다.
코팅층(primer coating layer)(420)은 지지층(410)과 패턴층(430) 간에 결합을 증가시키기 위해 행해지는 전처리 코팅(primer coating)을 의미하는 것으로, 그라비아롤러를 회전시켜 코팅제를 피도포재에 코팅하는 방식인 그라비아(gravure) 코팅방식에 의해 코팅될 수 있다. 이러한 코팅층(420)에 사용되는 코팅제를 프라이머 코팅제라 한다.
특히, 본 발명에 따른 코팅층(420)은 두께와 굴절률을 조절하여 지지층(410)으로부터 입사된 광을 굴절시켜 광의 휘도를 향상시키는 것을 특징으로 한다.
이를 위한 코팅층(420)의 두께(M)은 지지층(410)으로부터 입사된 광의 경로를 변화시킬 수 있는 15㎛ 이상으로 형성되고, 굴절률은 1.49 ~ 1.57의 범위를 가지도록 하는 투명한 코팅제를 사용하는데, 상기 코팅제로는 아크릴이나 우레탄 수지를 사용할 수 있다.
여기서, 코팅층(420)의 굴절률은 패턴층(430)의 굴절률보다 적어도 0.01 이하로 낮은 것을 특징으로 한다.
이를 통해 지지층(410)을 통과한 광은, 도 4에 도시된 바와 같이 코팅층(420)을 통과하면서 굴절되어 일차적으로 집광되고, 코팅층(420)을 통과한 광은 패턴층(430)을 통과하면서 굴절되어 이차적으로 집광되게 된다.
스티킹 방지층(440)은 3㎛ 내지 5㎛ 범위의 크기를 가지는 비드가 분산 함유되도록 지지층(410)의 배면에 코팅된 층이다.
이러한 스티킹 방지층(440)은 프리즘시트(121b)의 하부에 위치하는 기재, 일예로 확산시트(도 1 및 도 2의 121a)와의 밀착성을 개선하여 시트끼리 붙게 되어 발생될 수 있는 침윤(wet-out)현상과 표시화면에서 발생되는 모아레 무늬에 따른 외관 불량을 방지하는 역할을 한다. 여기서, 액정표시장치모듈에 광학시트로 프리즘시트(121b)만이 구비될 경우, 프리즘시트(121b)의 하부에는 도광판(도 1의 123) 또는 확산판(도 2의 224)이 위치될 수 있다.
한편, 스티킹 방지층(440)은 광을 확산시키는 보조 역할을 수행할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학시트를 적용한 휘도 실험결과를 보여주는 도면으로, 도 1 내지 도 4를 참조한다.
도 5에 도시된 표를 살펴보면, 제1 또는 제2광학시트(121a, 121b) 내에 포함된 코팅층(320, 420)의 두께가 5㎛ 일 때와 10㎛일 때는 코팅층(320, 420)의 굴절률이 1.49 내지 1.57의 범위 내로 변화하여도 제1 또는 제2광학시트(121a, 121b)의 휘도 값이 변화하지 않음을 알 수 있다.
한편, 코팅층(320, 420)의 두께가 15㎛ 일 때와 15㎛ 및 20㎛일 때는 코팅층(320, 420)의 굴절률이 1.49 내지 1.57의 범위 내로 변화함에 따라 광학시트의 휘도 값도 변화됨을 알 수 있다.
즉, 두께가 일정 두께 이상이 되어야 광의 경로를 변경시켜 휘도 값을 변화시킬 수 있음을 알 수 있다.
특히, 코팅층(320, 420)은 두께가 적어도 15㎛ 이상으로 형성되고, 굴절률이 1.49 내지 1.57의 범위 내에서 높을수록 휘도 값이 높아지게 된다.
따라서 본 발명에 따라 제1 또는 제2광학시트(121a, 121b)의 접착성을 향상시키기 위해 구비되는 코팅층(320, 420)을 적어도 15㎛ 이상의 두께와 1.49 내지 1.57의 범위로 굴절률을 가지도록 하여 코팅층(320, 420)에 의해 광의 경로가 변경됨으로써 휘도를 향상시킬 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 액정표시장치를 보여주는 분해 사시도로, 도 2 및 도 3을 참조한다. 여기서, 백라이트 유닛을 제외한 구성은 도 1의 구성과 동일하므로 동일구성에 동일부호를 부여하고 이에 대한 설명은 생략한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 액정표시장치(200)는 액정패널(110)과 백라이트 유닛(220), 그리고 서포트메인(230)과 커버버툼(250), 탑커버(240)로 구성된다.
백라이트 유닛(220)은 다수의 LED 어셈블리(229)와, 반사판(225)과, 반사판(225)의 상부에 소정 간격 이격된 상태로 위치하는 확산판(224)과, 그리고 확산판(224)의 상부로 개재되는 다수의 광학시트들(121)을 포함한다.
상기 LED 어셈블리(229)는 다수의 LED(229a) 각각이 일정 간격으로 이격되어 인쇄회로기판(Printed Circuit Board:PCB)(229b)에 장착됨으로써 이루어진다.
이러한 LED 어셈블리(229)는 커버버툼(250)의 길이방향 또는 이의 직각방향으로 일정간격 이격하여 다수 배열된다.
여기서, 다수의 LED(229a)가 장착되는 인쇄회로기판(229b)은 방열기능을 구비한 메탈코어인쇄회로기판(Metal Core Printed Circuit Board)에 해당될 수 있으며, 이러한 메탈코어인쇄회로기판의 배면에는 방열판(미도시)을 구비하여 다수의 LED(229a)각각으로부터 발생되는 열이 외부로 방출되도록 할 수 있다.
이러한 다수의 LED 어셈블리(229)에 포함되는 다수의 LED(229a) 각각에 대응되어 다수의 LED(229a) 각각이 통과할 수 있는 다수의 반사관통홀(225a)이 형성된 반사판(225)이 LED 어셈블리(229)의 인쇄회로기판(229b) 상부에 안착되게 된다.
이에 따라 LED 어셈블리(229)의 다수의 LED(229a) 각각은 반사판(225)의 다수의 반사관통홀(225a) 각각을 통해 통과하여 노출된다.
상기 반사판(225)은 다수의 반사관통홀(225a)을 통해 다수의 LED(229a) 각각을 제외한 인쇄회로기판(229b)과 커버버툼(250) 내면 전체를 덮는 백색 또는 은색의 판으로, 다수의 LED(229a) 각각으로부터 출사되는 빛 중 커버버툼(250)으로 향하는 일부 빛을 액정패널(110)쪽으로 반사시킨다.
이러한 반사판(225)의 상부에는, 다수의 LED(229a) 각각으로부터 출사되는 빛을 확산시켜 휘도의 균일도를 유지시키는 확산판(224)이 소정 간격 이격된 상태로 위치된다.
상기 반사판(225)과 확산판(224) 간에 간격은 광학갭(optical gap) 또는 에어갭(air gap)이라 정의되는데, 이는 다수의 LED(229a) 각각으로부터 출사되는 빛이 확산되기 위해 필요한 간격이다.
상기와 같은 확산판(224)의 상부로 빛을 확산 및 집광하여 액정패널(110)로 보다 균일한 면광원이 입사되도록 하는 다수의 광학시트들(121)이 개재된다.
상기 다수의 광학시트들(121)은 광을 확산시키는 확산시트(121a)와, 광을 집광시키는 프리즘시트(121b) 및 프리즘시트(121b)를 보호하고 광을 확산시키는 보조역할을 수행하는 보호시트(121c)로 구성된다.
이에 따라 액정패널(110)의 하부에 위치한 다수의 LED(229a) 각각으로부터 발산된 빛은 반사판(225)과 확산판(224) 및 다수의 광학시트들(121)에 의해 서로 중첩 및 혼합된 후 면광원으로서 액정패널(110)로 입사되고, 이를 이용하여 액정패널(110)은 고휘도 화상을 외부로 표시하게 된다.
이러한 액정패널(110)과 백라이트 유닛(220)은 탑커버(240)와 서포트메인(230) 그리고 커버버툼(250)을 통해 모듈화 되는데, 탑커버(240)는 액정패널(110)의 상면 및 측면 가장자리를 덮도록 단면이 ㄱ형태로 절곡된 사각테 형상으로, 탑커버(240)의 전면을 개구하여 액정패널(110)에서 구현되는 화상을 표시하도록 구성한다.
또한, 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(220)이 안착하여 액정표시장치모듈(200) 전체 기구물 조립에 기초가 되는 커버버툼(250)은, 사각모양의 하나의 판 형상으로 커버버툼(250)의 서로 대향하는 양단 가장자리로 결합되는 한 쌍의 바(bar) 형태의 사이드서포트(251)를 포함할 수 있다.
또한 사이드서포트(251)를 제외한 커버버툼(250)의 나머지 두 가장자리는 이들과 높이를 같이하도록 비스듬하게 절곡 상승되어 그 내부로 백라이트 유닛(220)이 안착될 수 있는 소정공간을 형성할 수 있다.
이에 따라, 액정패널(110)과 백라이트 유닛(220)은 가장자리가 사각테 형상인 서포트메인(230)으로 둘려진 상태로 액정패널(110) 상면 가장자리를 두르는 탑커버(240) 그리고 백라이트 유닛(220)의 배면을 덮는 커버버툼(250)이 각각 전후방에서 결합되어 서포트메인(23)을 매개로 일체화되어 모듈화된다.
이와 같이 모듈화된 액정표시장치모듈(200)에서 백라이트 유닛(220)의 다수의 LED(229a) 각각으로부터 출사된 빛은 반사판(225)에 의해 반사된 빛과 함께 확산판(224) 및 다수의 광학시트들(121)을 통과하는 동안 보다 균일한 고품위의 면광원으로 가공되어 액정패널(110)로 공급되게 된다.
이상과 같은 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위 및 이와 균등한 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
121a: 확산시트 121b: 프리즘시트
310, 410: 지지층 320, 420: 코팅층
330: 광확산층 430: 패턴층
340, 440: 스티킹 방지층

Claims (10)

  1. 액정패널과;
    광원으로부터의 광을 확산 또는 집광하여 상기 액정패널로 고휘도의 면광원이 입사되도록 하는 광학시트를 구비하고, 상기 액정패널의 배면에 구비되는 백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 광학시트는
    베이스가 되는 지지층과, 상기 지지층의 상부에 구비되어 광을 확산 또는 집광하는 광학층과, 상기 지지층과 상기 광학층의 사이에 위치하여 상기 지지층과 상기 광학층 간의 결합을 증가시키며 상기 지지층을 통해 입사된 광을 굴절시키는 코팅층으로 구성되는 액정표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 코팅층은
    두께가 적어도 15㎛ 이상이며 굴절률이 1.49 내지 1.57의 범위를 가지는 액정표시장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 코팅층은
    상기 광학층의 굴절률 보다 적어도 0.01 낮은 굴절률을 가지는 액정표시장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광학시트는
    상기 지지층의 배면에 비드가 분산 함유된 코팅층인 스티킹 방지층을 포함하는 액정표시장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은
    반사판과, 상기 반사판의 상부에 구비되는 도광판과, 상기 도광판의 적어도 일 측면에 위치되는 LED 어셈블리와, 상기 도광판의 상부로 개재되는 상기 광학시트로 이루어지는 액정표시장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은
    다수의 LED가 인쇄회로기판에 장착된 LED 어셈블리와, 상기 인쇄회로기판의 상부에 안착되는 반사판과, 상기 반사판의 상부에 위치되는 확산판과, 상기 확산판의 상부에 개재되는 상기 광학시트로 이루어지는 액정표시장치.
  7. LED 어셈블리와;
    베이스가 되는 지지층과, 상기 지지층의 상부에 구비되어 광을 확산 또는 집광하는 광학층과, 상기 지지층과 상기 광학층의 사이에 위치하여 상기 지지층과 상기 광학층 간의 결합을 증가시키며 상기 지지층을 통해 입사된 광을 굴절시키는 코팅층으로 구성되어 상기 LED 어셈블리로부터의 광을 확산 또는 집광하는 광학시트
    를 포함하는 백라이트 유닛.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 코팅층은
    두께가 적어도 15㎛ 이상이며 굴절률이 1.49 내지 1.57의 범위를 가지는 백라이트 유닛.
  9. 베이스가 되는 지지층과;
    상기 지지층의 상부에 구비되어 광을 확산 또는 집광하는 광학층과;
    상기 지지층과 상기 광학층의 사이에 위치하여 상기 지지층과 상기 광학층 간의 결합을 증가시키며 상기 지지층을 통해 입사된 광을 굴절시키는 코팅층
    을 포함하는 광학시트.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 코팅층은
    두께가 적어도 15㎛ 이상이며 굴절률이 1.49 내지 1.57의 범위를 가지는 광학시트
KR1020110089452A 2011-09-05 2011-09-05 광학시트 및 이를 포함한 백라이트 유닛 그리고 액정표시장치 KR20130026074A (ko)

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