KR20130074022A - 액정디스플레이용 반사시트 - Google Patents

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KR20130074022A
KR20130074022A KR1020110141868A KR20110141868A KR20130074022A KR 20130074022 A KR20130074022 A KR 20130074022A KR 1020110141868 A KR1020110141868 A KR 1020110141868A KR 20110141868 A KR20110141868 A KR 20110141868A KR 20130074022 A KR20130074022 A KR 20130074022A
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이남희
박승근
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웅진케미칼 주식회사
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Abstract

본 발명의 무기충전재를 함유한 섬유웹이 부착된 반사시트는 380 ~ 450㎚ 범위의 광의 반사율을 높이는데 매우 유리하다. 또한, 섬유웹 내부에 다수의 에어층이 형성되므로 상기 에어층이 빛을 확산 또는 집광시켜 휘도를 균일하게 하고, 시야각을 넓혀주는 효과를 가진다. 나아가, 스킨층을 대신하여 섬유웹을 사용할 수 있으므로 원가절감에 매우 유리하다.

Description

액정디스플레이용 반사시트{Reflective sheet for LCD}
본 발명은 액정디스플레이용 반사시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저파장 범위의 광반사율을 높일 수 있는 액정디스플레이용 반사시트에 관한 것이다.
정보표시 기술분야에서 표시장치는 지난 반세기 이상 브라운관(CRT)이 독보적인 위치를 점유해 왔다. 그러나 급속히 발전하는 정보시대의 요구에 따라, 다양한 방식의 디스플레이의 기술개발이 진행되고 있으며, 이미 소형 계측기기뿐만 아니라 각종 모니터와 TV에 이르기까지 기존 CRT 방식이 평판디스플레이 방식으로 대체되고 있다.
이러한 평판디스플레이 기술은 액정디스플레이(LCD), 프로젝션 디스플레이 및 플라즈마 디스플레이(PDP)로 이미 TV분야 시장을 확보하고 있으며, 전계방출디스플레이(FED)와 전계발광디스플레이(ELD) 등의 관련기술이 향상되면서 그 적용범위는 확대될 것이다.
그중에서도 LCD는 유리판 두 장 사이에 액정을 주입해 상하 유리판에 설치된 전극에 전원을 인가하여, 각 화소에서 액정 분자배열이 변화하여 영상을 표시하는 장치로서, 현재 노트북, 퍼스널 컴퓨터 모니터, 액정 TV, 자동차, 항공기에 사용되고 있어, 평판시장의 80% 가량을 점유하고 있다.
LCD 디스플레이 장치는 통상 LCD 패널부, 구동부 및 백라이트 유닛(Backlight unit)로 구성된다. LCD 패널은 다른 평판 디스플레이 방식과는 달리, 액정자체가 비발광 소재이므로, 디스플레이 화면의 밝기를 향상시키기 위해서는 추가적인 발광장치가 필요하다.
상기 추가적인 발광장치로서 프론트 라이트 방식 및 백 라이트 방식의 발광장치가 있다. 프론트 라이트 방식은 디스플레이 전면 또는 전측면에 광원을 부착하여 디스플레이 표면을 조광하는 방식이지만, 디스플레이 크기가 대형화됨에 따라 광을 디스플레이 전면에 고르게 분산시키기 극히 어려운 기술상의 문제점이 있다.
따라서 이러한 방식은 19인치 이하의 소형 디스플레이 장치에 사용되는데, 예를 들어, 차량 및 노트북 같은 소형의 14인치 이하는 한 개의 냉음극 형광관을 도광판 외곽에 설치하고, 모니터와 TV용으로 사용되는 15∼18인치 백라이트 유닛은 밝기를 높이기 위해 도광판 외곽에 각 2 내지 3개의 램프가 설치된다.
반면, 19인치 이상은 도광판 방식으로는 충분한 밝기를 낼 수 없기 때문에 다수의 램프를 확산판 아래에 일정한 간격으로 배열한 직하형(direct) 방식이 사용된다. 이러한 방식은 확산시트의 후면에 수 개의 형광램프를 일렬로 배치하는 방식으로 측광형보다 휘도를 높이고 균일성을 개선한 방식으로 백라이트 방식이라 한다.
즉, 백라이트 방식은 디스플레이 소자의 뒷면에 부착된 백라이트 유니트의 광원으로부터 발생되는 빛을 도광판을 통하여 반대편에까지 이르게 하고, 금속 증착판 또는 불투명 백색판과 같은 반사판에 반사시켜 전면으로 광이 출사 되도록 하여 디스플레이 화면의 밝기를 향상시키는 간접 조명방식으로서, 상기한 프론트 라이트 방식에서의 문제점을 해소할 수 있는 발광방식이다. 이에, 백라이트 유닛은 이러한 LCD의 후면광을 구현하기 위한 시스템을 의미하는 것으로서, 크게는 램프, 시트류, 기구부 및 구동회로로 구성된다. 즉, 램프만으로는 전면적에 걸쳐 균일한 빛을 만들어 낼 수 없으므로, 도광판이나 확산판, 반사판, 프리즘, 프레임 등의 시트류와 기구부가 구비된다. 이러한 백라이트 방식에 있어서, 백라이트 광원은 LCD에 도달하기 전에 여러 단계를 거치게 되고, 이 과정에서 그 본래 밝기를 소실하고, 분산효과 때문에 화면의 전체에 걸쳐 빛의 균일성이 손실되므로, 매우 밝아야만 한다. 이러한 문제점을 극복하기 위한 방법으로, 광원의 크기를 증가시킬 수 있으나, 설치비용이 높아지고 전력소비가 많고, 또한 무게를 많이 증가시키는 문제가 있다. 따라서, 투과과정 동안 가능한 한, 광손실 없이 광원밝기를 향상시키려는 시도가 요구된다.
이에, LCD 또는 프로젝션 TV와 같은 평면 디스플레이 장치는 빛이 광원에서부터 시청자의 눈까지 도달하는 데 중요한 역할을 하는 반사필름이 있다. 반사필름은 LCD 디스플레이의 한쪽 측면 또는 후면에서의 횡방향 광원램프의 빛을 화면 전면에 균일한 빛으로 발산시키고, 후면으로 나오는 빛을 패널 방향으로 반사시켜 빛의 효율을 높이는 기능을 가진 광학요소이다. 즉, 반사필름은 후면에 위치하여 백라이트 유닛을 지지하고 있는 프레임을 은폐시킴과 동시에 백라이트에서 나온 빛이 새는 현상을 방지하고 최대한 전면으로 반사시켜 휘도를 높이는 역할을 한다. 따라서, 반사필름은 휘도 향상을 위하여, 우수한 반사율이 필요하고, 프레임에 대한 충분한 은폐성을 구현하기 위하여, 낮은 투과율이 선행되어야 한다.
또한, 최근에는 평판 디스플레이 장치가 더욱 대형화되는 추세에 따라, 광원의 광량이 증가하는데, 광량이 증가하면 사용도중의 온도가 지나치게 고온으로 도달된다. 따라서, 백라이트와 인접하여 장착되는 반사필름은 램프의 발열에 의한 열변형이 일어나지 않을 정도의 내열성과 우수한 기계적 강도를 충족해야 한다.
한편, 엣지형 백라이트 유닛에서 반사시트의 기능을 도 1을 통해 설명하면, 광원으로서의 막대 형상의 램프(11)와, 이 램프(11)를 단부가 따르도록 배치되는 방형판 형상의 도광판(13)과, 이 도광판(13)의 표면측에 적층된 복수매의 광학 시트(12)와, 도광판(13)의 이면측에 적층된 반사시트(16)를 장비하고 있다. 이 광학 시트(12)는, 각각 굴절, 광 확산 등의 특정광학적 성질을 갖는 것이며, 구체적으로는, 도광판(13)의 표면측에 배열 설치되는 광확산 시트(14), 광확산 시트(14)의 표면측에 배열 설치되는 프리즘 시트(15) 등이 해당된다.
이 백라이트 유닛(10)의 기능을 설명하면, 우선, 램프(11)로부터 도광판(23)[0003] 에 입사한 광선은 도광판(13) 이면의 반사 도트(도시하지 않음)에서 반사되어, 도광판(23) 표면으로 출사된다. 광선의 일부는 도광판(13) 이면으
로부터 출사되는데, 이 이면으로부터 출사된 광선은, 반사시트(16)에 의해 반사되고, 다시 도광판(13)에 입사된다. 도광판(13) 표면으로 출사된 광선은 광확산 시트(14)에 입사하고, 확산되고, 광확산 시트(14) 표면으로부터 출사된다. 그 후, 광확산 시트(14)로부터 출사된 광선은 프리즘 시트(15)에 입사되고, 프리즘 시트(15)의 표면에 형성된 프리즘부에 의해, 대략 법선방향으로 피크를 나타내는 분포의 광선으로서 출사된다. 이와 같이, 램프(11)로부터 출사된 광선이, 광확산 시트(14)에 의해 확산되고, 또 프리즘 시트(15)에 의해 대략 법선방향으로 피크를 보이도록 굴절되고, 또한 상방의 액정 패널(도시하지 않음) 전체면을 조명하는 것이다.
한편, 종래의 액정디스플레이용 반시시트는 내부에 이산화티탄 등의 무기충전재를 포함하여 광반사 효율의 증진을 도모하였다. 그 결과 450㎚ 이상의 광파장에 대한 반사율은 우수하였지만 가시광선 영역의 낮은 파장범위인 380 ~ 450㎚ 범위의 광의 반사율이 현저하게 떨어지는 문제가 있었다. 구체적으로 도 2는 내부에 이산화티탄을 무기충전재로 포함하는 폴리카보네이트 반사시트의 파장별 반사율을 나타낸 그래프로서 450㎚ 이상의 광파장에 대해서는 우수한 반사율을 가지지만, 380 ~ 450㎚ 범위에서 반사율이 급격하게 떨어지는 문제가 발생하였다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 해결하려는 과제는 380 ~ 450㎚ 범위의 광의 반사율이 우수한 액정디스플레이용 반사시트를 제공하는 것이다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 액정디스플레이용 반사시트는, 반사시트의 적어도 일면에 380 ~ 450㎚ 범위의 광의 반사율을 높이기 위하여 무기충전재를 함유한 섬유웹이 부착된다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 반사시트는 코어층의 적어도 일면에 섬유웹이 부착될 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 반사시트는 코어층 및 상기 코어층의 적어도 일면에 스킨층이 형성되며, 스킨층의 일면에 섬유웹이 부착될 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 섬유웹의 두께는 10 ~ 100㎛일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 코어층은 열가소성 수지 및 무기충전재를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 열가소성 수지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate : PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 아크릴수지(polymethly methacrylate : PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate),폴리스티렌(polystyrene), 폴리올레핀(polyolefine), 셀룰로스 아세테이트(cellulose acetate), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride) 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 섬유웹은 전기방사된 섬유웹 또는 멜트블로운 부직포일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 섬유웹은 상기 코어층과 굴절율의 차이가 0.2 이내일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 섬유웹은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜(PETG), 폴리카보네이트(PC), 폴리스티렌(PS) 및 변성 글리콜 폴리시클로헥실렌 디메틸렌테레프탈레이트(PCTG)중 어느 하나 이상의 재질일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 무기충전재는 전체 섬유웹 대비 5 ~ 15중량%가 포함될 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 섬유웹은 5 ~ 20 g/㎡ 일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 섬유웹을 형성하는 섬유의 직경은 0.1 ~ 2㎛일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 무기충전재는 이산화티탄, 산화규소, 산화아연, 탄산납, 황산바륨, 탄산칼슘, 산화알루미늄 및 티탄산칼륨으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 무기충전재를 함유한 섬유웹이 부착된 반사시트는 380 ~ 450㎚ 범위의 광의 반사율을 높이는데 매우 유리하다. 또한, 섬유웹 내부에 다수의 에어층이 형성되므로 상기 에어층이 빛을 확산 또는 집광시켜 휘도를 균일하게 하고, 시야각을 넓혀주는 효과를 가진다. 나아가, 스킨층을 대신하여 섬유웹을 사용할 수 있으므로 원가절감에 매우 유리하다.
도 1은 종래의 백라이트 유니트를 나타내는 단면도이다.
도 2는 종래의 이산화티탄을 포함하는 폴리카보네이트 반사시트의 광파장별 반사율을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 반사시트의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 일구현예에 따른 반사시트의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 백라이트 유니트를 사용하는 액정 표시 소자를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 직하형 백라이트 유니트를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 사이드 라이트형 백라이트 유니트를 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이, 종래의 액정디스플레이용 반시시트는 내부에 이산화티탄 등의 무기충전재를 포함하여 광반사 효율의 증진을 도모하였다. 그 결과 450㎚ 이상의 광파장에 대한 반사율은 우수하였지만 가시광선 영역의 낮은 파장범위인 380 ~ 450㎚ 범위의 광의 반사율이 현저하게 떨어지는 문제가 있었다.
이에 본 발명에서는 본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 액정디스플레이용 반사시트는, 반사시트의 적어도 일면에 380 ~ 450㎚ 범위의 광의 반사율을 높이기 위하여 무기충전재를 함유한 섬유웹을 부착하여 상술한 문제의 해결을 도모하였다.
구체적으로 도 3은 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 반사시트의 단면도로서, 코어층(30)과 상기 코어층(30)의 일면에 무기충전재를 포함하는 섬유웹(31)이 형성된다.
먼저, 코어층(30)을 설명한다. 상기 코어층(30)은 통상적으로 반사시트에 사용되는 열가소성 수지를 사용할 수 있며, 보다 상세하게는 상기 열가소성 수지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate : PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 아크릴수지(polymethly methacrylate : PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate),폴리스티렌(polystyrene), 폴리올레핀(polyolefine), 셀룰로스 아세테이트(cellulose acetate), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride) 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 가징 바람직하게는 폴리카보네이트(PC)일 수 있다.
상기 코어층(30)은 반사율 향상을 위하여 이산화티탄, 산화규소, 산화아연, 탄산납, 황산바륨, 탄산칼슘, 산화알루미늄 및 티탄산칼륨으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 무기충전재를 더 포함할 수 있으며, 무기충전재의 첨가량은 전체 코어층에 대하여 5 ~ 40중량%일 수 있다. 또한 첨가되는 첨가되는 무기충전재의 직경은 30 ~ 100㎚일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
상기 코어층의 두께는 통상적인 반사시트의 코어층의 두께일 수 있으며, 바람직하게는 250 ~ 500 ㎛일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
한편, 바람직하게는 코어층(30)은, 예를 들면, 경화제, 가소제, 분산제, 각종 레벨링제, 자외선 흡수제, 항산화제, 점성개질제, 광안정화제, 윤활제, 형광재 등을 포함할 수 있다.
다음, 코어층(30)의 일면에 형성된 섬유웹(31)을 설명한다. 본 발명에 사용될 수 있는 섬유웹(31)은 상기 섬유웹은 상기 코어층과 굴절율의 차이가 0.2 이내의 재질을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 상기 섬유웹은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜(PETG), 폴리카보네이트(PC), 폴리스티렌(PS) 및 변성 글리콜 폴리시클로헥실렌 디메틸렌테레프탈레이트(PCTG)중 . 또한 상기 섬유웹은 전기방사로 제조되거나 또는 멜트블로운 부직포일 수 있다. 이 경우 바람직하게는 섬유웹의 두께는 10 ~ 100㎛일 수 있다. 특히 섬유웹의 두께가 20 ~ 100㎛ 인 경우 별도의 스킨층을 형성하지 않고서도 섬유웹이 코어층의 역할을 수행할 수 있다.
또한, 상기 섬유웹은 5 ~ 20 g/㎡의 단위중량을 가질 때 반사효율을 극대화할 수 있다. 만일 섬유웹의 단위중량이 5 g/㎡ 미만이면 효과가 거의 발생하지 않고, 5 ~ 20 g/㎡를 초과하면 전기방사를 통해 웹을 형성하는데 상당한 장시간이 소요되어 생산성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 바람직하게는 상기 섬유웹을 형성하는 섬유의 직경은 0.1 ~ 2㎛일 수 있다.
섬유웹(31)에 포함될 수 있는 무기충전재는 상기 코어층(30)에 포함되는 무기충전재와 동일하거나 상이할 수 있다. 바람직하게는 상기 무기충전재는 이산화티탄, 산화규소, 산화아연, 탄산납, 황산바륨, 탄산칼슘, 산화알루미늄 및 티탄산칼륨으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 무기충전재를 더 포함할 수 있으며, 가장 바람직하게는 루틸형 이산화티탄일 수 있다.
한편, 상기 무기충전재는 전체 섬유웹 대비 5 ~ 15중량%일 수 있다. 만일 무기충전재의 함량이 5 중량% 미만이면 효과가 거의 발생하지 않으며, 15중량%를 초과하면 무기충전재간의 응집으로 전기방사 시 섬유웹이 형성되기 어려운 문제가 있다.
상기 코어층과 섬유웹의 접착은 통상의 열과 압력을 가하여 접착시킬 수 있으며, 바람직하게는 캘린더롤 방식, 초음파 접착방식, 열풍접착방식. 핫프레스 방식 등이 있으나 이에 제한되지 않는다.
결국, 본 발명의 무기충전재를 함유한 섬유웹이 부착된 반사시트는 380 ~ 450㎚ 범위의 광의 반사율을 높이는데 매우 유리하다. 또한, 섬유웹 내부에 다수의 에어층이 형성되므로 상기 에어층이 빛을 확산 또는 집광시켜 휘도를 균일하게 하고, 시야각을 넓혀주는 효과를 가진다. 나아가, 스킨층을 대신하여 섬유웹을 사용할 수 있으므로 원가절감에 매우 유리하다.
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 일구현예에 따른 반사시트의 단면도이다. 구체적으로 반사시트는 코어층(40) 및 상기 코어층(40)의 양면에 스킨층(41, 42)이 형성되며, 스킨층(41)의 일면에 섬유웹(43)이 부착될 수 있다. 이 경우 스킨층(41, 42)은 통상의 반사시트에 사용되는 것이며 상기 코어층(40)과 동일하거나 상이한 재질일 수 있다. 바람직하게는 사이 스킨층은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리카보네이트 얼로이일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며 통상의 스킨층으로 사용되는 재질은 제한없이 사용될 수 있다.
상기 섬유웹(43)은 스킨층(41)의 일면에 형성되며 이 경우 코어층에 직접 부착되는 경우에 비하여 섬유웹의 두께가 작을 수 있다.
본 발명은 또한 상기 액정디스플레이용 반사시트 및 광원을 포함하는 백라이트 유니트, 및 상기 백라이트 유니트 및 빛을 이용하여 이미지를 표시하는 액정 패널을 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 반사시트를 포함하는 백라이트 유니트 및 이를 구비한 디스플레이 장치의 바람직한 실시예들을 자세히 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 백라이트 유니트를 사용하는 액정 표시 소자를 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 직하형 백라이트 유니트를 도시한 단면도이며, 도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 에지-라이트형 백라이트 유니트를 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 액정 표시 소자는 액정 표시 패널(LCD 패널, 200) 및 백라이트 유니트(202)을 포함한다. LCD 패널(200)은 하부 편광필름(204), 상부 편광필름(206), 하부 기판(208), 상부 기판(210), 칼라필터(212), 블랙매트릭스(214), 화소전극(216), 공통전극(218), 액정층(220) 및 TFT 어레이(222)를 포함한다.
칼라필터(212)는 레드, 그린 및 블루에 해당하는 칼라필터들을 포함하며, 빛이 인가되는 경우 레드, 그린 또는 블루에 해당하는 이미지를 발생시킨다. TFT 어레이(222)는 스위칭 소자로서 화소전극(216)을 스위칭한다. 공통전극(218) 및 화소전극(216)은 외부에서 인가되는 소정 전압에 따라 액정층(220)의 분자들을 배열한다.
액정층(220)은 소정 분자들로 이루어져 있고, 상기 분자들이 화소전극(216)과 공통전극(218) 사이의 전압차에 상응하여 배열된다. 그 결과, 이하의 백라이트 유니트(202)으로부터 제공되는 빛이 액정층(220)의 분자 배열에 상응하여 칼라필터
(212)에 입사된다.
백라이트 유니트(Back Light Unit, 이하 "BLU"라 함, 202)은 LCD 패널(200)의 하부에 위치하며, LCD 패널(200)에 빛, 예를 들어 백색광을 제공한다.
한편 BLU(202)는 광원이 액정 패널의 아래에 위치하는 직하 방식(Direct-lighting)과 광원이 도광판의 측면에 위치하는 에지-라이트 방식(edge-light method)으로 나뉘며, 본 발명에 따른 LCD 소자에는 직하 방식과 에지-라이트 방식의 BLU(202)가 모두 사용될 수 있음은 물론이다.
먼저, 도 6을 참조하면, 직하 방식의 BLU(202a)는 광원(302), 투명 아크릴 플레이트(310), 반사 시트(320), 열확산층(322) 및 광학필름(Optical film, 330)을 포함한다.
광원(302)은 복수의 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL)가 집합체를 이루어 형성된다. 상기 CCFL은 매우 밝은 백색광을 제공하는 램프이다. 한편, 광원(302)은 상기 CCFL 외에, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 또는 외부전극형광램프 (External Electrode Flourscent Lamp : EEFL)가 사용될 수 있다.
상기 LED는 적색, 녹색 및 청색으로 구성되거나 백색광의 단일색으로 구성될 수 있다. 상기 LED를 광원으로 사용하는 BLU(202a)의 경우, BLU(202a)의 소형화 및 빛의 효율성을 향상시킬 수 있으면서 빛의 균일성을 유지할 수 있다.
상기 EEFL은 상기 CCFL에 비해 휘도가 뛰어나며, 전극이 외부에 있어 병렬로 작동하기에 유리하다. 특히, 상기 EEFL은 기존 광원에서 필요했던 인버터의 수를 줄일 수 있어 부품에 따른 원가절감 및 LCD 모듈의 무게를 줄일 수 있다.
반사 시트(320)는 광원(302)의 하부에 위치하여 광원(302)으로부터 오는 빛을 투명 아크릴 플레이트(310)의 전면으로 반사시키는 역할을 한다. 이 때 본 발명에 따른 액정디스플레이용 반사시트(320)의 미세 발포체 및 특정 첨가제의 조합으로 인하여 우수한 광 반사능을 제공하며, 뛰어나 열 전도성으로 인하여 광원에서 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 있다.
또한 직하 방식의 BLU(202a)는 에지-라이트 방식과 달리, 복수의 광원(302)이 LCD 패널(200)의 하부에 위치하므로 광원(302)에서 발생된 휘선이 LCD 패널(200)의 상부에서 일정한 패턴으로 나타나게 된다. 이때 투명 아크릴 플레이트(310)는 패턴이 형성되어 있어, 광원(302)에서 발생된 휘선을 제거하면서 빛을 통과시키는 역할을 한다. 투명 아크릴 플레이트(310)는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명에 따른 BLU(202a)는 패턴이 형성되어 있지 않은 투명 아크릴 플레이트를 사용할 수 있음은 물론이다.
광학필름(330)은 확산 시트(332), 프리즘 시트(334), 보호 시트(336) 및 반사형 편광필름(338)을 포함한다.
확산 시트(332)는 입사하는 빛을 확산 또는 집광시켜 휘도를 균일하게 하고, 시야각을 넓혀준다.
확산 시트(332)를 통과한 빛은 휘도가 급격히 떨어지게 되는데, 이를 방지하기 위해 프리즘 시트(334)가 사용된다. 프리즘 시트(334)는 확산 시트(332)에 의해 확산 또는 집광된 빛 중 일부를 보호 시트(336) 방향으로 집광시키고, 나머지 빛을 확산 시트(332) 방향으로 반사시킨다.
보호 시트(336)는 프리즘 시트(334) 위에 위치하여 프리즘 시트(334)의 흠집을 방지하고, 또한 프리즘 시트(334)에 의해 좁아진 시야각을 넓혀주는 기능을 한다.
반사형 편광필름(338)은 보호 시트(336)에 의해 확산된 빛 중 일부를 광원(302) 방향으로 반사시키고, 나머지 빛은 LCD 패널에 제공한다. 즉, 반사형 편광필름(338)은 특정 편광(P피)을 통과시키고, 나머지 다른 편광(S파)은 반사시키는 역할을 한다. 예를 들어, 반사형 편광필름(338)은 보호 시트(336)에 의해 확산된 빛 중 종파(P파)를 투과시키고, 횡파(S파)는 도광판 방향으로 반사시킨다.
반사형 편광필름(338)에서 반사된 횡파는 반사 시트(320)에서 재반사된다. 이 경우, 빛의 물리적 특성상, 상기 재반사된 빛은 종파 및 횡파를 포함한다.
즉, 반사형 편광필름(338)에 의해 반사된 횡파는 반사 시트(320)에 의해 재반사됨에 의해 횡파와 종파를 포함하는 빛으로 변화된다.
이어서, 상기 변화된 빛은 확산 시트(332), 프리즘 시트(334) 및 보호 시트(336)를 통과하여 반사형 편광필름(338)으로 다시 입사된다.
그 결과, 상기 변화된 빛 중 종파는 반사형 편광필름(338)을 투과하고, 횡파는 확산 시트(332) 방향으로 반사된다.
계속하여, 상기 반사된 빛은 다시 반사 시트(320)에 의해 반사되어 종파와 횡파를 포함하는 빛으로 변화된다.
한편, 보호 시트(336)와 반사형 편광필름(338)은 상술한 바와 같이 모두 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 어느 하나만 선택적으로 사용할 수 있음은 물론이다. BLU(202a)는 이러한 과정을 반복하여 빛의 효율을 향상시킨다.
다음으로, 도 7을 참조하면, 에지-라이트 방식의 BLU(202b)는 광원부(300), 도광판(340), 반사 시트(320), 열확산층(322) 및 광학필름(330)을 포함한다.
광원부(300)는 하나 이상의 광원(302) 및 광원 반사판(304)을 포함한다. 광원(302)은 소정 파장을 가지는 빛을 발생시킨다. 한편, 광원(302)은 직하 방식의 BLU(202a)에서 상술한 바와 같이, CCFL, LED 또는 EEFL이 사용될 수 있음은 물론이다.
광원 반사판(304)은 광원(302)으로부터 발생된 광을 도광판(340) 측으로 반사시켜 도광판(340)으로 입사되는 빛의 양을 증가시킨다.
광원(302)에 의해 발생된 빛은 광원 반사판(304) 및 반사 시트(320)에 의해 반사되며, 그런 후 반사된 빛은 도광판(340) 전체에 걸쳐서 균일하게 확산된다.
반사 시트(320)는 광원부(300)의 하부에 위치하여 광원(302)으로부터 오는 빛을 도광판(340)의 전면으로 반사시키는 역할을 한다. 광 생성 과정에서 광원부(300)에서 발생된 열은 그 하부에 위치한 반사 시트(320)로 전달된다. 이 때 본 발명에 따른 액정디스플레이용 반사시트(320)의 미세 발포체 및 특정 첨가제의 조합으로 인하여 우수한 광 반사능을 제공하며, 뛰어나 열 전도성으로 인하여 광원에서 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 있다.
광학필름(330)은 확산 시트(332), 프리즘시트(334), 보호 시트(336) 및 반사형 편광필름(338)을 포함한다. 도광판(340) 내에 균일하게 확산된 빛은 확산 시트(332)를 통과한다. 확산 시트(332)는 도광판(340)을 통과한빛을 확산 또는 집광시켜 휘도를 균일하게 하고, 시야각을 넓혀준다.
이하, 프리즘 시트(334), 보호 시트(336) 및 반사형 편광필름(338)의 구조 및 특성에 대해서는 상기 직하 방식의 BLU(202a)에서 상술한 바와 동일하므로, 이하 설명을 생략한다.
이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 상세히 설명하는데, 이 실시예의 기재에 기초하여 본 발명이 한정적으로 해석되는 것은 아니다.
<실시예 1>
폴리카보네이트 70중량%, 루틸형 이산화티탄(R-103, Dupont) 39.98 중량% 및 형광증백제(OB-1, Eastman) 0.02 중량%를 함유하는 미연신 코어층(400㎛)을 제조하였다.
그 뒤, PETG 칩 90중량%, 이산화티탄(R-103, Dupont) 10중량%를 용액으로 제조하고 24시간 교반 후 이를 전기방사하였다. 이때 노즐과 수집체간의 거리는 25cm로 고정하고 인가전압은 10kv, 노즐 팁(tip)은 1cm로 고정하였다. 10g/㎡의 극세섬유웹을 제조하였다. 그 뒤 상기 미연신 코어층의 일면에 핫프레스 공정(110℃, 20s, 100kgf/㎠)을 통해 이산화티탄을 포함하는 극세섬유웹을 30㎛ 두께로 접착하여 반사시트를 제조하였다.
<실시예 2>
섬유웹에 포함되는 이산화티탄의 함량이 3중량%인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 반사시트를 제조하였다.
<실시예 3>
섬유웹이 3g/㎡ 인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 반사시트를 제조하였다.
<실시예 4>
섬유웹에 포함되는 무기충전재로서 티탄산칼륨을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 반사시트를 제조하였다.
<비교예 1>
섬유웹을 부착하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 반사시트를 제조하였다.
<비교예 2>
섬유웹에 포함되는 이산화티탄의 함량이 25중량%로 하여 전기방사를 수행하였다. 그 결과 섬유웹이 형성되지 않았다.
<실험예>
1. 반사율,투과율 측정
색차계 SD-5000에 표준판을 100%으로 한 상대 반사율을 측정했다. 400nm와 550nm의파장 범위에 있어서 상대 반사율을 기준으로 판정하였다.
투과율(%) 반사율(%)
400nm 550nm
실시예 1 1.5 70 98
실시예 2 1.5 50 97
실시예 3 1.5 47 97
실시예 4 1.5 60 96
비교예 1 1.5 40 96
본 발명의 액정디스플레이용 반사시트는 낮은 광파장에 대한 광반사율이 현저하게 개선되므로 광학시트 분야에서 매우 유용하게 활용될 수 있다.
30 : 코어층 31 : 섬유웹

Claims (13)

  1. 액정디스플레이용 반사시트에 있어서,
    반사시트의 적어도 일면에 380 ~ 450㎚ 범위의 광의 반사율을 높이기 위하여 무기충전재를 함유한 섬유웹이 부착된 것을 특징으로 하는 액정디스플레이용 반사시트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반사시트는 코어층의 적어도 일면에 섬유웹이 부착되는 것을 특징으로 하는 액정디스플레이용 반사시트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반사시트는 코어층 및 상기 코어층의 적어도 일면에 스킨층이 형성되며, 스킨층의 일면에 섬유웹이 부착되는 것을 특징으로 하는 액정디스플레이용 반사시트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 섬유웹의 두께는 10 ~ 100㎛인 것을 특징으로 하는 액정디스플레이용 반사시트.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 코어층은 열가소성 수지 및 무기충전재를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정디스플레이용 반사시트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate : PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 아크릴수지(polymethly methacrylate : PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate),폴리스티렌(polystyrene), 폴리올레핀(polyolefine), 셀룰로스 아세테이트(cellulose acetate), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride) 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 액정디스플레이용 반사시트.
  7. 제1항에 있어서, 상기 섬유웹은 전기방사된 섬유웹 또는 멜트블로운 부직포인 것을 특징으로 하는 액정디스플레이용 반사시트.
  8. 제1항에 있어서, 상기 섬유웹은 상기 코어층과 굴절율의 차이가 0.2 이내인 것을 특징으로 하는 액정디스플레이용 반사시트.
  9. 제1항에 있어서, 상기 섬유웹은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜(PETG), 폴리카보네이트(PC), 폴리스티렌(PS) 및 변성 글리콜 폴리시클로헥실렌 디메틸렌테레프탈레이트(PCTG) 중 어느 하나 이상의 재질인 것을 특징으로 하는 액정디스플레이용 반사시트.
  10. 제1항에 있어서, 상기 무기충전재는 전체 섬유웹 대비 5 ~ 15중량%가 포함된 것을 특징으로 하는 액정디스플레이용 반사시트.
  11. 제10항에 있어서, 상기 섬유웹은 5 ~ 20 g/㎡ 인 것을 특징으로 하는 액정디스플레이용 반사시트.
  12. 제1항에 있어서, 상기 섬유웹을 형성하는 섬유의 직경은 0.1 ~ 2㎛인 것을 특징으로 하는 액정디스플레이용 반사시트.
  13. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 무기충전재는 이산화티탄, 산화규소, 산화아연, 탄산납, 황산바륨, 탄산칼슘, 산화알루미늄 및 티탄산칼륨으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 액정디스플레이용 반사시트.
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