KR20130101387A - 복합집광시트 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

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KR20130101387A
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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히, 광효율과 시야각특성이 향상된 복합집광시트에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 제 1 지지층과 제 1 지지층 상에 다수의 프리즘산으로 이루어지는 제 1 렌즈층을 포함하는 제 1 집광부와 제 2 지지층과 점착특성을 가지며 다수의 프리즘산이 서로 다른 높이를 갖도록 형성된 제 2 집광부가 일체형으로 합착된 복합집광시트를 제공하는 것이다.
이를 통해, 고휘도를 구현할 수 있으면서도 다수의 집광시트를 각각 적용하는 것에 비해 광학시트들의 전체 두께를 줄일 수 있어, 경량 및 박형의 액정표시장치를 구현할 수 있으며, 액정표시장치의 모듈화 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 사이드로브에 의한 광손실을 최소화할 수 있어, 스펙트럼 무라(spectrum mura) 또는 핫 밴드(hot band)가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Description

복합집광시트 및 이를 포함하는 액정표시장치{Multi-optical sheet and liquid crystal display device including the same}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히, 광효율과 시야각특성이 향상된 복합집광시트에 관한 것이다.
최근 정보화 시대에 발맞추어 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device : FPD)로서 액정표시장치(liquid crystal display device : LCD), 플라즈마표시장치(plasma display panel device : PDP), 전기발광표시장치(electroluminescence display device : ELD), 전계방출표시장치(field emission display device : FED) 등이 소개되어 기존의 브라운관(cathode ray tube : CRT)을 빠르게 대체하며 각광받고 있다.
이중에서도 액정표시장치는 동화상 표시에 우수하고 높은 콘트라스트비(contrast ratio)로 인해 노트북, 모니터, TV 등의 분야에서 가장 활발하게 사용되고 있는데, 액정표시장치는 자체 발광요소를 갖지 못하는 소자로 별도의 광원을 요구하게 된다.
이에 따라, 액정패널의 배면으로는 광원을 구비한 백라이트 유닛(backlight unit)이 마련되어 액정패널 전면을 향해 광을 조사하고 이를 통해서 비로소 식별 가능한 휘도의 화상이 구현된다.
한편, 일반적인 백라이트 유닛은 광원의 배열구조에 따라 사이드라이트(side light)방식과 직하형(direct type)방식으로 구분되는데, 사이드라이트방식은 하나 또는 한쌍의 광원이 도광판의 일측부에 배치되는 구조를 가지거나, 두개 또는 두쌍의 광원이 도광판의 양측부 각각에 배치된 구조를 가지며, 직하형방식은 수개의 광원이 광학시트의 하부에 배치된 구조를 갖는다.
여기서, 사이드라이트방식은 직하형방식에 비해 제작이 용이하며, 직하형에 비해 박형으로 무게가 가볍고 소비전력이 낮은 이점을 갖는다.
도 1은 일반적인 사이드라이트방식 백라이트 유닛을 이용하는 액정표시장치의 단면도이다.
도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치는 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20), 그리고 서포트메인(30)과 커버버툼(50), 탑커버(40)로 구성된다.
액정패널(10)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로써 액정층을 사이에 두고 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(12, 14)으로 구성된다. 이러한 액정패널(10)의 서로 인접한 두 가장자리를 따라서는 연결부재(미도시)를 매개로 인쇄회로기판(미도시)이 각각 연결된다.
이때, 액정패널(10)의 제 1 제 2 기판(12, 14)의 각 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 편광판(19a, 19b)이 부착된다.
그리고, 액정패널(10) 후방으로는 서포트메인(30)의 적어도 일측 가장자리 길이방향을 따라 배열되는 LED 어셈블리(29)와, 커버버툼(50) 상에 안착되는 백색 또는 은색의 반사판(25)과, 이러한 반사판(25) 상에 안착되는 도광판(23) 그리고 이의 상부로 개재되는 광학시트(21)를 포함하는 백라이트 유닛(20)이 구비된다.
이때, 다수의 광학시트(21)는 확산시트와 집광시트로 이루어진다.
여기서, LED 어셈블리(29)는 다수의 LED(29a)와 다수의 LED(29a)가 실장되는 PCB(29b)로 이루어진다.
이러한 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20)은 가장자리가 사각테 형상의 서포트메인(30)으로 둘려진 상태로 액정패널(10) 상면 가장자리를 두르는 탑커버(40) 그리고 백라이트 유닛(20) 배면을 덮는 커버버툼(50)이 각각 전후방에서 결합되어 서포트메인(30)을 매개로 일체화된다.
따라서 LED어셈블리(29)로부터 발한 빛은 도광판(23)으로 입사된 후 액정패널(10) 방향으로 굴절되고, 광학시트(21)를 통과하는 동안 균일 휘도의 고품위로 가공되어 액정패널(10)에 입사되어, 이로써 액정패널(10)은 외부로 화상을 표시하게 된다.
한편, 액정표시장치의 백라이트 유닛(20)은 최근 소비자의 요구에 의해 고휘도를 구현하기 위하여 여러장의 집광시트를 겹쳐서 사용하고 있는데, 이와 같이 여러장의 집광시트를 사용함으로써 고휘도를 구현할 수는 있으나, 이는 액정표시장치의 박형 및 경량을 저해하게 된다.
그리고, 액정표시장치의 모듈화 공정에 있어서 작업 공정시간이 증가되어 공정의 효율성이 저하되는 문제점을 야기하게 된다.
더욱이, 집광시트가 여러장 겹쳐짐에 따라, 하부에 위치하는 집광시트의 프리즘산의 표면 손상이 발생할 수 있는데, 이러한 경우에는 집광시트의 집광성능을 저하시키게 됨으로써, 이는 휘도 감소 및 휘도 불균일에 의한 액정표시장치의 표시품질을 저하시키는 원인이 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고휘도를 갖는 액정표시장치를 제공하고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다.
그리고, 프리즘산의 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 집광시트를 제공하고자 하는 것을 제 2 목적으로 하며, 이를 통해, 액정표시장치의 휘도 불균일에 의한 표시품질 저하를 방지하고자 하는 것을 제 3 목적으로 한다.
또한, 액정표시장치의 경량 및 박형을 구현하는 동시에 액정표시장치의 모듈화과정에서 조립시간 단축 및 재료비용을 절감하고자 하는 것을 제 4 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 액정패널과;상기 액정패널의 하부에 위치하는 광원과; 상기 광원 상부에 안착되며, 상기 액정패널을 바라보는 일면에 다수의 제 1 프리즘산이 형성된 제 1 렌즈층과 상기 다수의 제 1 프리즘산이 형성된 일면의 반대측인 타면에 제 1 확산층을 포함하는 제 1 집광부와, 상기 제 1 확산층과 부착되며 제 1 높이를 갖는 다수의 제 2 프리즘산과 상기 제 1 높이 보다 낮은 제 2 높이를 갖는 다수의 제 3 프리즘산이 형성된 제 2 렌즈층을 포함하는 제 2 집광부를 포함하는 복합집광시트를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 액정패널과;상기 액정패널의 하부에 위치하는 광원과; 상기 광원 상부에 안착되며, 상기 액정패널을 바라보는 일면에 다수의 제 1 프리즘산이 형성된 제 1 렌즈층과 상기 다수의 제 1 프리즘산이 형성된 일면의 반대측인 타면에 제 1 확산층을 포함하는 제 1 집광부와, 상기 제 1 확산층과 부착되며 서로 중첩 형성되는 다수의 제 2 프리즘산이 형성된 제 2 렌즈층을 포함하는 제 2 집광부를 포함하는 복합집광시트를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
이때, 상기 제 2 렌즈층은 점착 특성을 가지며, 상기 다수의 제 1 내지 제 3 프리즘산은 각각 80 ~ 90°의 모서리를 이루는 제 1 및 제 2 경사면으로 이루어지며, 상기 제 1 및 제 2 렌즈층의 굴절율은1.57 ~ 1.58이다.
그리고, 상기 제 1 및 제 2 집광부는 PMMA(polymethylmethacrylate), 열가소성수지인 PET(polyethylene terephthalate) 등으로 이루어진 제 1 및 제 2 지지층을 각각 포함하며, 상기 제 1 렌즈층은 상기 제 1 지지층으로부터 돌출 배열되며, 상기 제 1 지지층의 배면으로 상기 제 1 확산층이 형성되며, 상기 제 2 렌즈층은 상기 제 2 지지층으로부터 돌출 배열되며, 상기 다수의 제 2 프리즘산의 개수는 상기 제 2 렌즈층의 상기 다수의 제 1 및 제 2 프리즘산 중 30%이다.
그리고, 상기 다수의 제 3 프리즘산의 높이는 상기 다수의 제 2 프리즘산의 높이의 10 ~ 90% 범위이며, 상기 다수의 제 2 프리즘산의 간격과 상기 다수의 제 3 프리즘산의 간격은 40 ~ 90㎛이다.
여기서, 상기 제 2 지지층의 배면에 제 2 확산층이 구비되며, 상기 다수의 제 1 및 제 2 프리즘산은 각각 80 ~ 90°의 모서리를 이루는 제 1 및 제 2 경사면으로 이루어지며, 상기 제 1 및 제 2 렌즈층의 굴절율은1.57 ~ 1.58이다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 집광부는 PMMA(polymethylmethacrylate), 열가소성수지인 PET(polyethylene terephthalate) 등으로 이루어진 제 1 및 제 2 지지층을 각각 포함하며, 상기 제 1 렌즈층은 상기 제 1 지지층으로부터 돌출 배열되며, 상기 제 1 지지층의 배면으로 상기 제 1 확산층이 형성되며, 상기 제 2 렌즈층은 상기 제 2 지지층으로부터 돌출 배열되며, 상기 제 2 렌즈층은 다수의 프리즘산부로 나뉘어 지며, 상기 다수의 프리즘산부는 각각 상기 다수의 제 2 프리즘산의 경사면이 서로 중첩되어 형성된다.
그리고, 상기 제 2 프리즘산은 상기 제 2 지지층으로부터 돌출되는 모서리의 정점이 동일한 높이에 위치하며, 상기 다수의 제 3 프리즘산의 상기 제 1 및 제 2 경사면은 서로 동일한 길이를 갖거나, 서로 다른 길이를 갖는다.
또한, 상기 복합집광시트 하부에 반사판이 위치하며, 상기 반사판 상부에 도광판을 구성하며, 상기 광원은 상기 도광판의 일측 또는 양측에 배열되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 제 1 지지층과, 상기 제 1 지지층의 일면에 형성되며, 다수의 제 1 프리즘산이 상기 제 1 지지층 상에 서로 인접 배열되도록 돌출 형성되는 제 1 렌즈층과, 상기 제 1 지지층의 배면에 형성되는 제 1 확산층을 포함하는 제 1 집광부와; 제 2 지지층과, 상기 제 2 지지층의 일면에 형성되며, 상기 제 1 확산층과 부착되며 제 1 높이를 갖는 다수의 제 2 프리즘산과, 상기 제 1 높이 보다 낮은 제 2 높이를 갖는 다수의 제 3 프리즘산이 형성된 제 2 렌즈층을 포함하는 제 2 집광부를 포함하는 복합집광시트를 제공한다.
또한, 제 1 지지층과, 상기 제 1 지지층의 일면에 형성되며, 다수의 제 1 프리즘산이 상기 제 1 지지층 상에 서로 인접 배열되도록 돌출 형성되는 제 1 렌즈층과, 상기 제 1 지지층의 배면에 형성되는 제 1 확산층을 포함하는 제 1 집광부와; 제 2 지지층과, 상기 제 2 지지층의 일면에 형성되며, 상기 제 1 확산층과 부착되며 서로 중첩 형성되는 다수의 제 2 프리즘산이 형성된 제 2 렌즈층을 포함하는 제 2 집광부를 포함하는 복합집광시트를 제공한다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 제 1 지지층과 제 1 지지층 상에 다수의 프리즘산으로 이루어지는 제 1 렌즈층을 포함하는 제 1 집광부와 제 2 지지층과 점착특성을 가지며 다수의 프리즘산이 서로 다른 높이를 갖도록 형성된 제 2 집광부가 일체형으로 합착된 복합집광시트를 제공함으로써, 고휘도를 구현할 수 있으면서도 다수의 집광시트를 각각 적용하는 것에 비해 광학시트들의 전체 두께를 줄일 수 있는 효과가 있다.
이를 통해, 경량 및 박형의 액정표시장치를 구현할 수 있는 효과가 있으며, 액정표시장치의 모듈화 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 사이드로브에 의한 광손실을 최소화할 수 있어, 스펙트럼 무라(spectrum mura) 또는 핫 밴드(hot band)가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 사이드라이트방식 백라이트 유닛을 이용하는 액정표시장치의 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합집광시트를 개략적으로 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합집광시트를 개략적으로 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 복합집광시트를 개략적으로 도시한 단면도.
도 6a ~ 6b는 복합집광시트의 제 2 집광부를 통과하는 광의 경로를 개략적으로 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 복합집광시트 제조장치의 모식도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)으로 이루어지며, 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)을 모듈화하기 위한 서포트메인(130)과 커버버툼(150), 탑커버(140)을 포함한다.
여기서, 액정패널(110)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로, 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제 1 기판(112) 및 제 2 기판(114)을 포함한다.
이때 도면상에 나타나지는 않았지만, 어레이기판이라 불리는 제 1 기판(112)의 내면에는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소(pixel)가 정의되고, 각각의 교차점마다 박막트랜지스터(thin film transistor : TFT)가 구비되어 각 화소에 형성된 투명 화소전극과 일대일 대응 연결되어 있다.
그리고 컬러필터기판이라 불리는 제 2 기판(114)의 내면으로는 각 화소에 대응되는 일례로 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러의 컬러필터(color filter) 및 이들 각각을 두르며 게이트라인과 데이터라인 그리고 박막트랜지스터 등을 가리는 블랙매트릭스(black matrix)가 구비된다. 또한, 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러의 컬러필터 및 블랙매트릭스를 덮는 투명 공통전극이 마련되어 있다.
그리고 제 1, 제 2 기판(112, 114)의 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 편광판(미도시)이 각각 부착된다.
이 같은 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판 이나 테이프케리어패키지(tape carrier package : TCP)와 같은 연결부재(116)를 매개로 인쇄회로기판(117)이 연결되어 모듈화 과정에서 서포트메인(130)의 측면 내지는 커버버툼(150) 배면으로 적절하게 젖혀 밀착된다.
이러한 액정패널(110)은 게이트구동회로의 온/오프 신호에 의해 각 게이트라인 별로 선택된 박막트랜지스터가 온(on) 되면 데이터구동회로의 신호전압이 데이터라인을 통해서 해당 화소전극으로 전달되고, 이에 따른 화소전극과 공통전극 사이의 전기장에 의해 액정분자의 배열방향이 변화되어 투과율 차이를 나타낸다.
그리고 액정패널(110)의 배면에 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비되어, 액정패널(110)이 나타내는 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 한다.
백라이트 유닛(120)은 LED 어셈블리(129)와, 백색 또는 은색의 반사판(125)과, 이러한 반사판(125) 상에 안착되는 도광판(123) 그리고 이의 상부로 개재되는 광학시트(121)를 포함한다.
LED 어셈블리(129)는 도광판(123)의 입광면과 대면하도록 도광판(123)의 일측에 위치하며, 다수개의 LED(129a)와, 다수개의 LED(129a)가 일정 간격 이격하여 장착되는 PCB(129b)를 포함한다.
이러한 LED 어셈블리(129)의 다수의 LED(129a)로부터 출사되는 빛이 입사되는 도광판(123)은 LED(129a)로부터 입사된 빛이 여러번의 전반사에 의해 도광판(123) 내를 진행하면서 도광판(123)의 넓은 영역으로 골고루 퍼져 액정패널(110)에 면광원을 제공한다.
이러한 도광판(123)은 균일한 면광원을 공급하기 위해 배면에 특정 모양의 패턴을 포함할 수 있다.
여기서, 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 형성한다.
반사판(125)은 도광판(123)의 배면에 위치하여, 도광판(123)의 배면을 통과한 빛을 액정패널(110) 쪽으로 반사시킴으로써 빛의 휘도를 향상시킨다.
도광판(123) 상부의 광학시트(121)는 확산시트(124)와 복합집광시트(200)를 포함하며, 도광판(123)을 통과한 빛을 확산 및 집광하여 액정패널(110)로 보다 균일한 면광원이 입사 되도록 한다.
여기서, 복합집광시트(200)는 적어도 두 개의 집광시트가 일체형으로 합착된 형태로 이루어져, 고휘도를 구현하는 동시에 액정표시장치의 전체 두께를 감소시킬 수 있다. 이에 대해 차후 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
이러한 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 탑커버(140)와 서포트메인(130) 그리고 커버버툼(150)을 통해 모듈화 되는데, 탑커버(140)는 액정패널(110)의 상면 및 측면 가장자리를 덮도록 단면이“ㄱ”형태로 절곡된 사각테 형상으로, 탑커버(140)의 전면을 개구하여 액정패널(110)에서 구현되는 화상을 표시하도록 구성한다.
또한, 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)이 안착하여 액정표시장치(100) 전체 기구물 조립에 기초가 되는 커버버툼(150)은 백라이트 유닛(120)의 배면 및 측면을 감싸도록 형성된다.
그리고, 이러한 커버버툼(150) 상에 안착되며 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 두르는 사각의 테 형상의 서포트메인(130)이 탑커버(140)와 커버버툼(150)과 결합된다.
이때, 탑커버(140)는 케이스탑 또는 탑케이스라 일컬어지기도 하고, 서포트메인(130)은 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 커버버툼(150)은 버텀커버 또는 하부커버라 일컬어지기도 한다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 기존의 액정표시장치에 비해 전체 두께가 줄어들게 되는데, 이는, 액정표시장치의 두께에 가장 큰 영향을 미치는 백라이트 유닛(120)의 두께가 기존에 비해 줄어들었기 때문이다.
즉, 기존의 백라이트 유닛(도 1의 20)은 도광판(도 1의 23) 상부에 확산시트와 그리고 집광시트 등 다수의 광학시트를 구비하였으며, 보다 고휘도를 구현하기 위하여 집광시트를 여러장 겹쳐서 사용하였으나, 본 발명은 도광판(123) 상부에 확산시트(124)와 복합집광시트(200) 단2장의 광학시트 만이 위치하기 때문에, 백라이트 유닛(120)의 두께가 기존에 비해 줄어들게 된다.
특히, 복합집광시트(200)가 두 개의 집광시트가 일체형으로 합착된 형태로 이루어지므로, 고휘도를 구현할 수 있으면서도 다수의 집광시트를 각각 적용하는 것에 비해 광학시트(121)들의 전체 두께를 줄일 수 있다.
이로 인하여, 본 발명의 액정표시장치는 경량 및 박형을 구현할 수 있으며, 백라이트 유닛(120)의 구성요소가 많아 액정표시장치의 모듈화 공정에서 있어서 작업 공정시간이 증가되어 공정의 효율성이 저하되었던 기존에 비해 작업 공정시간을 줄일 수 있어 공정의 효율성을 향상시키게 된다.
즉, 본 발명은 효율적이면서도 성능이 우수한 백라이트 유닛(120)을 제공할 수 있다.
- 제 1 실시예 -
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합집광시트를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 복합집광시트(200)는 크게 제 1 집광부(210)와 제 2 집광부(220)로 이루어지는데, 제 1 집광부(210)는 제 1 지지층(211)과, 제 1 지지층(211)의 상부면에서 광을 집광시키기 위한 제 1 렌즈층(213)과, 제 1 지지층(211)의 하부면에는 광의 확산을 위한 제 1 확산층(215)으로 이루어진다.
그리고, 제 1 집광부(210)의 하부에 위치하는 제 2 집광부(220)는 제 2 지지층(221)과, 제 2 지지층(221)의 상부면에서 광을 집광시키기 위한 제 2 렌즈층(223)으로 이루어진다.
여기서, 이들 층에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 제 1및 제 2 집광부(210, 220)의 제 1 및 제 2 지지층(211, 221)은 빛을 투과시킬 수 있는 폴리카보네이트(poly carbonate) 계열, 폴리술폰(poly sulfone) 계열, 폴리아크릴레이트(poly acrylate) 계열, 폴리스티렌(poly styrene) 계열, 폴리비닐클로라이드(poly vinyl chloride) 계열, 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol)계열, 폴리노르보넨(poly norbornene) 계열, 폴리에스테르(poly ester) 계열 등으로 이루어진다.
여기서 제 1 지지층(211)은 복합집광시트(200)의 전체를 지지하는 베이스 역할을 하고, 제 2 지지층(221)은 제 2 집광부(220)의 제 2 렌즈층(223) 만을 지지하는 역할을 하므로, 제 2 지지층(221)의 두께(d2)를 제 1 지지층(211)의 두께(d1)에 비해 얇게 형성하여, 복합집광시트(200)의 전체 두께를 감소시킬 수 있다.
그리고, 제 1 및 제 2 지지층(211, 221) 상부에 각각 형성되는 제 1 및 제 2 렌즈층(213, 223)은 투명 아크릴(acryl) 계열 수지로 이루어지는데, 복합집광시트(200)의 길이방향을 따라 띠 모양으로 인접 배열됨으로써 산과 골이 반복되는 형태의 다수개의 제 1 및 제 2 프리즘산(217, 227)이 열을 지어 각각 제 1 및 제 2 지지층(211, 221)으로부터 돌출 배열된다.
이러한 제 1 및 제 2 프리즘산(217, 227)으로 인하여, 복합집광시트(200)는 복합집광시트(200)의 상부에 위치하는 액정패널(도 2의 110)로 광을 집광함으로써 이를 통해서 휘도상승 효과를 갖는다.
이때, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합집광시트(200)는 제 2 집광부(220)의 제 2 렌즈층(223)의 제 2 프리즘산(227)이 점착 특성을 갖는 것을 특징으로 한다.
즉, 제 1 집광부(210)와 제 2 집광부(220)는 제 2 집광부(220)의 제 2 렌즈층(223)의 점착 특성을 통해 서로 일체형으로 합착된 상태를 이루게 된다.
그리고, 제 1 집광부(210)의 제 1 지지층(211)의 하부 즉, 제 1 렌즈층(213)이 형성된 제 1 지지층(211)의 반대면인 하부면에 형성된 제 1 확산층(215)은 비드(bead : 215a) 등의 광확산성분을 포함하여 구성하거나, 비드(215a)를 포함하지 않고 제 1 확산층(215)의 하부면에 미세패턴을 형성하여 구성할 수도 있다.
이를 통해, 제 1 확산층(215)은 입사된 광을 굴절 및 산란시킴으로써 광을 확산시키며 도광판(도 2의 123)을 통과한 불균일한 광을 균일한 광으로 출사시키는 역할을 한다.
이때, 비드(215a)는 바인더 수지에 포함하여 구성하는데, 비드(215a)는 제 1 확산층(215)으로 입사되는 광을 분산시킴으로써 광이 부분적으로 밀집되는 것을 방지할 수 있는 특징이 있다.
여기서 바인더 수지로는, 투명성이 높아 광투과율이 우수하고 점도 조절이 용이한 것으로, 일예로 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계, 비닐계, 폴리에스테르계, 폴리아미드계 수지 등을 사용할 수 있다.
또한, 비드(215a)를 포함하지 않은 제 1 확산층(215)은 미세패턴(미도시)의 형태에 따라 광 산란각을 조절할 수 있는 특징이 있는데, 미세패턴(미도시)은 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern) 등 다양하게 구성할 수 있으며, 홀로그램 패턴(hologram pattern)을 사용하여 간섭패턴에 의해 입사된 광을 이와 비대칭적인 방향으로 굴절시킴으로써 집광된 광이 좀더 경사진 각도로 확산되도록 할 수 있다.
이때, 제 1 확산층(215)의 두께는 1000 ~ 2000㎛로 형성하는 것이 바람직하다.
이로써, 제 1 확산층(215)을 통해 광을 분산시켜 광이 부분적으로 밀집되는 것을 방지하게 된다.
그리고, 도면에 도시하지는 않았지만 제 2 지지층(221)의 하부면에도 제 2 확산층(미도시)을 형성할 수 있는데, 제 2 지지층(221)의 하부면에 형성되는 제 2 확산층(미도시)은 광을 확산시키는 동시에 복합집광시트(200)의 하부에 위치하는 확산시트(도 2의 124)와의 밀착성에 의한 문제점을 개선시키는 역할을 하게 된다.
따라서, 복합집광시트(200)의 확산시트(도 2의 124)가 서로 밀착되어 발생될 수 있는 침윤(wet-out)현상과 표시화면에서 발생될 수 있는 모아레 무늬에 따른 외관 불량을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 액정표시장치는 광학시트(도 2의 121)에 복합집광시트(200)를 구비함으로써, 다수의 집광시트를 구비하던 기존에 비해 백라이트 유닛(도 2의 120)의 두께를 줄일 수 있으며, 구성요소가 줄어듦에 따라 액정표시장치의 모듈화 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
- 제 2 실시예 -
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합집광시트를 개략적으로 도시한 단면도이다.
여기서, 중복된 설명을 피하기 위해 앞서의 앞서 전술한 제 1 실시예의 설명과 동일한 역할을 하는 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하며, 제 2 실시예에서 전술하고자 하는 특징적인 내용만을 살펴보도록 하겠다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합집광시트(200)는 제 2 집광부(220)의 제 2 렌즈층(223)의 제 2 프리즘산(227)이 서로 중첩되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 복합집광시트(200)는 크게 제 1 집광부(210)와 제 2 집광부(220)로 이루어지는데, 제 1 집광부(210)는 제 1 지지층(211)과, 제 1 지지층(211)의 상부면에서 광을 집광시키기 위한 제 1 렌즈층(213)과, 제 1 지지층(211)의 하부면에는 광의 확산을 위한 제 1 확산층(215)으로 이루어진다.
그리고, 제 1 집광부(210)의 하부에 위치하는 제 2 집광부(220)는 제 2 지지층(221)과, 제 2 지지층(221)의 상부면에서 광을 집광시키기 위한 제 2 렌즈층(223)으로 이루어진다.
그리고, 제 1 및 제 2 지지층(211, 221) 상부에 각각 형성되는 제 1 및 제 2 렌즈층(213, 223)은 투명 아크릴(acryl) 계열 수지로 이루어지는데, 복합집광시트(200)의 길이방향을 따라 띠 모양으로 인접 배열됨으로써 산과 골이 반복되는 형태의 다수개의 제 1 및 제 2 프리즘산(217, 227)이 열을 지어 각각 제 1 및 제 2 지지층(211, 221)으로부터 돌출 배열된다.
이러한 제 1 및 제 2 프리즘산(217, 227)은 모서리로부터 소정의 각도로 경사진 제 1 및 제 2 경사면(217a, 217b, 227a, 227b)을 갖는다.
이러한 제 1 및 제 2 프리즘산(217, 227)으로 인하여, 복합집광시트(200)는 복합집광시트(200)의 상부에 위치하는 액정패널(도 2의 110)로 광을 집광함으로써 이를 통해서 휘도상승 효과를 갖는다.
이때, 제 1 및 제 2 프리즘산(217, 227)의 정점(頂点)을 이루는 모서리의 각(θ)은 80 ~ 90°이다.
여기서, 복합집광시트(200)의 제 1 및 제 2 렌즈층(213, 223)의 굴절률은 1.57 ~ 1.58인 것이 바람직하다.
그리고, 제 1 집광부(210)의 제 1 지지층(211)의 하부 즉, 제 1 렌즈층(213)이 형성된 제 1 지지층(211)의 반대면인 하부면에 형성된 제 1 확산층(215)은 비드(bead, 215a) 등의 광확산성분을 포함하여 구성하거나, 비드(215a)를 포함하지 않고 제 1 확산층(215)의 하부면에 미세패턴을 형성하여 구성할 수도 있다.
이때, 제 1 확산층(215)의 두께는 1000 ~ 2000㎛로 형성하는 것이 바람직하다.
그리고, 도면에 도시하지는 않았지만 제 2 지지층(221)의 하부면에도 제 2 확산층(미도시)을 형성할 수 있는데, 제 2 지지층(221)의 하부면에 형성되는 제 2 확산층(미도시)은 광을 확산시키는 동시에 복합집광시트(200)의 하부에 위치하는 확산시트(도 2의 124)와의 밀착성을 개선시키는 역할을 하게 된다.
이때, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합집광시트(200)는 제 2 집광부(220)의 제 2 렌즈층(223)의 제 2 프리즘산(227)은 점착 특성을 갖는다.
따라서, 제 1 집광부(210)와 제 2 집광부(220)는 제 2 집광부(220)의 제 2 렌즈층(223)의 점착 특성을 통해 서로 일체형으로 합착된 상태를 이루게 된다.
그리고, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 렌즈층(223)은 의 다수의 제 2 프리즘산(227)이 서로 중첩 형성되는 다수개의 프리즘산부(A)로 나뉘어 정의될 수 있다.
즉, 프리즘산부는 제2 프리즘산(227)의 제 2-1 내지 제 2-3 프리즘산(1-227, 2-227, 3-227)이 하나의 프리즘산부(A)를 이루게 되는데, 이때, 제 2-1 프리즘산의 제 2 경사면과 제 2-2 프리즘산의 제 3 경사면이 서로 중첩되어 형성되며, 제 2-2 프리즘산의 제 4 경사면과 제 3-2 프리즘산의 제 5 경사면이 서로 중첩되어 형성되는 것이다.
따라서, 프리즘산부(A)는 제 2-1 프리즘산(1-227)의 제 1 경사면(227a)의 길이가 1일 경우, 제 1 경사면(227a)과 모서리를 이뤄 하나의 제 2-1 프리즘산(1-227)을 이루는 제 2 경사면(227b)의 노출되는 길이는 0.5로 이루어지며, 제 2-1 프리즘산(1-227)에 이웃하는 제 2-2 프리즘산(2-227)의 제 3 경사면(227c)의 노출되는 길이는 0.5로 이루어진다.
그리고, 제 2-2 프리즘산(2-227)의 제 4 경사면(227d)은 0.5의 길이가 노출되도록 형성되고, 제 2-2 프리즘산(2-227)에 이웃한 제 2-3 프리즘산(3-227)의 제 5 경사면(227e)의 길이 또한 0.5가 노출되도록 이루어져 제 2-2 프리즘산(2-227)의 제 4 경사면(227d)과 중첩되어 형성되며, 제 6 경사면(227f)은 1의 길이를 갖도록 형성되는 것이다.
즉, 제 2-1 내지 제 2-3 프리즘산(1-227, 2-227, 3-227)은 제 2 지지층(221)으로부터 돌출되는 모서리의 정점(頂点)의 높이가 동일한 위치에 위치하는 상태에서, 실질적으로 노출되어 형성되는 제 2-1 및 제 2-3 프리즘산(1-227, 3-227)의 높이(h1)에 비해 중앙에 위치하는 제 2-2 프리즘산(2-227)의 높이(h2)가 낮게 형성되는 것이다.
따라서, 이러한 프리즘산부(A)는 다수의 제 2 프리즘산(1-227, 2-227, 3-227)이 서로 중첩된 형상을 이루게 되므로, 다수의 모서리를 갖는 대략 왕관형상을 갖게 된다.
이때, 제 2-1 프리즘산(1-227)의 경사면(227a, 227b)과 제 2-3 프리즘산(3-227)의 경사면(227e, 227f)은 서로 접촉될 수도 있으며 일정간격 이격하여 형성될 수도 있으며, 프리즘산부(A)의 최외각에 형성되는 경사면(227a, 227f) 외의 경사면(227b, 227c, 227d, 227e)의 길이는 서로 동일할 수도 있으며, 서로 다른 길이를 가질 수도 있다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합집광시트(200)는 제 2 집광부(220)의 제 2 렌즈층(223)이 이러한 다수의 프리즘산부(A)가 다수개 나란하게 배열되는 것이다.
따라서, 제 2 집광부(220)의 제 2 렌즈층(223)은 제 2 프리즘산(1-227, 2-227, 3-227)의 개수가 제 1 집광부(210)의 제 1 렌즈층(213)의 제 1 프리즘산(217)의 개수에 비해 동일 면적에서 보다 많이 형성되게 된다.
이를 통해, 제 1 집광부(210)의 제 1 확산층(215)과 제 2 집광부(220)의 제 2 렌즈층(223)의 접촉 면적이 넓어지게 됨으로써, 제 1 집광부(210)와 제 2 집광부(220)의 합착력을 향상시키게 된다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합집광시트(200)는 다수의 집광시트를 구비하던 기존에 비해 백라이트 유닛(도 1의 120)의 두께를 줄일 수 있으며, 구성요소가 줄어듦에 따라 액정표시장치의 모듈화 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제 2 집광부(220)의 제 2 렌즈층(223)의 제 2 프리즘산(1-227, 2-227, 3-227)이 서로 중첩된 형태를 이루도록 함으로써, 제 1 집광부(210)와 제 2 집광부(220)의 합착력을 향상시킬 수 있다.
- 제 3 실시예
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 복합집광시트를 개략적으로 도시한 단면도이다.
여기서, 중복된 설명을 피하기 위해 앞서의 앞서 전술한 제 1 및 제 2 실시예의 설명과 동일한 역할을 하는 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하며, 제 3 실시예에서 전술하고자 하는 특징적인 내용만을 살펴보도록 하겠다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 복합집광시트(200)는 크게 제 1 집광부(210)와 제 2 집광부(220)로 이루어지는데, 제 1 집광부(210)는 제 1 지지층(211)과, 제 1 지지층(211)의 상부면에서 광을 집광시키기 위한 제 1 렌즈층(213)과, 제 1 지지층(211)의 하부면에는 광의 확산을 위한 제 1 확산층(215)으로 이루어진다.
그리고, 제 1 집광부(210)의 하부에 위치하는 제 2 집광부(220)는 제 2 지지층(221)과, 제 2 지지층(221)의 상부면에서 광을 집광시키기 위한 제 2 렌즈층(223)으로 이루어진다.
여기서, 이들 층에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 제 1및 제 2 집광부(210, 220)의 제 1 및 제 2 지지층(211, 221)은 빛을 투과시킬 수 있는 폴리카보네이트(poly carbonate) 계열, 폴리술폰(poly sulfone) 계열, 폴리아크릴레이트(poly acrylate) 계열, 폴리스티렌(poly styrene) 계열, 폴리비닐클로라이드(poly vinyl chloride) 계열, 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol)계열, 폴리노르보넨(poly norbornene) 계열, 폴리에스테르(poly ester) 계열 등으로 이루어진다.
여기서 제 1 지지층(211)은 복합집광시트(200)의 전체를 지지하는 베이스 역할을 하고, 제 2 지지층(221)은 제 2 집광부(220)의 제 2 렌즈층(223) 만을 지지하는 역할을 하므로, 제 2 지지층(221)의 두께(d2)를 제 1 지지층(211)의 두께(d1)에 비해 얇게 형성하여, 복합집광시트(200)의 전체 두께를 감소시킬 수 있다.
그리고, 제 1 및 제 2 지지층(211, 221) 상부에 각각 형성되는 제 1 및 제 2 렌즈층(213, 223)은 투명 아크릴(acryl) 계열 수지로 이루어지는데, 복합집광시트(200)의 길이방향을 따라 띠 모양으로 인접 배열됨으로써 산과 골이 반복되는 형태의 다수개의 제 1 및 제 2 프리즘산(217, 227)이 열을 지어 각각 제 1 및 제 2 지지층(211, 221)으로부터 돌출 배열된다.
이러한 제 1 및 제 2 프리즘산(217, 227)은 모서리로부터 소정의 각도로 경사진 제 1 및 제 2 경사면(217a, 217b, 227a, 227b)을 갖는다.
이러한 제 1 및 제 2 프리즘산(217, 227)으로 인하여, 복합집광시트(200)는 복합집광시트(200)의 상부에 위치하는 액정패널(도 2의 110)로 광을 집광함으로써 이를 통해서 휘도상승 효과를 갖는다.
이때, 제 1 및 제 2 프리즘산(217, 227)의 정점(頂点)을 이루는 모서리의 각(θ)은 80 ~ 90°이다.
즉, 제 1 및 제 2 프리즘산(217, 227)의 제 1 및 제 2 경사면(217a, 217b, 227a, 227b)은 각각 제 1및 제 2 지지층(211, 221)으로부터 약 45 ~ 50ㅀ 경사지도록 형성하여, 제 1및 제 2 경사면(217a, 217b, 227a, 227b)이 이루는 모서리가 80 ~ 90°를 이루도록 하는 것이다.
여기서, 복합집광시트(200)의 제 1 및 제 2 렌즈층(213, 223)의 굴절률은 1.57 ~ 1.58인 것이 바람직하다.
이는, 복합집광시트(200)가 제 1 확산층(215)에 의해 휘도가 저하되기 때문에, 제 1 및 제 2 렌즈층(213, 223)의 굴절률을 1.57 ~ 1.58을 갖도록 함으로써 복합집광시트(200)를 투과하는 광을 보다 집광하게 되는데, 이는 제 1 확산층(215)에 의해 저하된 휘도를 보상 및 추가적으로 휘도가 상승되도록 하기 위함이다.
이때, 제 2 집광부(220)의 제 2 렌즈층(223)의 제 2 프리즘산(227)이 점착 특성을 가져, 제 1 집광부(210)와 제 2 집광부(220)는 제 2 집광부(220)의 제 2 렌즈층(223)의 점착 특성을 통해 서로 일체형으로 합착된 상태를 이루게 된다.
그리고, 제 1 집광부(210)의 제 1 지지층(211)의 하부면에 형성된 제 1 확산층(215)은 비드(bead, 215a) 등의 광확산성분을 포함하여 구성하거나, 비드(215a)를 포함하지 않고 제 1 확산층(215)의 하부면에 미세패턴을 형성하여 구성할 수도 있다.
이를 통해, 제 1 확산층(215)은 입사된 광을 굴절 및 산란시킴으로써 광을 확산시키며 도광판(도 2의 123)을 통과한 불균일한 광을 균일한 광으로 출사시키는 역할을 한다.
이때, 비드(215a)는 바인더 수지에 포함하여 구성하는데, 비드(215a)는 제 1 확산층(215)으로 입사되는 광을 분산시킴으로써 광이 부분적으로 밀집되는 것을 방지할 수 있는 특징이 있다.
여기서 바인더 수지로는, 투명성이 높아 광투과율이 우수하고 점도 조절이 용이한 것으로, 일예로 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계, 비닐계, 폴리에스테르계, 폴리아미드계 수지 등을 사용할 수 있다.
또한, 비드(215a)를 포함하지 않은 제 1 확산층(215)은 미세패턴(미도시)의 형태에 따라 광 산란각을 조절할 수 있는 특징이 있는데, 미세패턴(미도시)은 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern) 등 다양하게 구성할 수 있으며, 홀로그램 패턴(hologram pattern)을 사용하여 간섭패턴에 의해 입사된 광을 이와 비대칭적인 방향으로 굴절시킴으로써 집광된 광이 좀더 경사진 각도로 확산되도록 할 수 있다.
이때, 제 1 확산층(215)의 두께는 1000 ~ 2000㎛로 형성하는 것이 바람직하다.
이로써, 제 1 확산층(215)을 통해 광을 분산시켜 광이 부분적으로 밀집되는 것을 방지하게 된다.
그리고, 도면에 도시하지는 않았지만 제 2 지지층(221)의 하부면에도 제 2 확산층(미도시)을 형성할 수 있는데, 제 2 지지층(221)의 하부면에 형성되는 제 2 확산층(미도시)은 광을 확산시키는 동시에 복합집광시트(200)의 하부에 위치하는 확산시트(도 2의 124)와의 밀착성에 의한 문제점을 개선시키는 역할을 하게 된다.
따라서, 복합집광시트(200)의 확산시트(도 2의 124)가 서로 밀착되어 발생될 수 있는 침윤(wet-out)현상과 표시화면에서 발생될 수 있는 모아레 무늬에 따른 외관 불량을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 액정표시장치는 복합집광시트(200)를 구비함으로써, 다수의 집광시트를 구비하던 기존에 비해 백라이트 유닛(도 2의 120)의 두께를 줄일 수 있으며, 구성요소가 줄어듦에 따라 액정표시장치의 모듈화 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
특히, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 복합집광시트(200)는 제 2 집광부(220)의 제 2 렌즈층(223)의 서로 이웃하는 제 2 프리즘산(227)의 높이(h3, h4) 즉, 제 2 지지층(221)으로부터 돌출되는 제 2 프리즘산(227)의 높이(h3, h4)를 서로 다르게 형성하는 것을 특징으로 한다.
즉, 다수의 제 2-1 프리즘(1-227)은 제 1 높이(h3)를 갖도록 형성되며, 다수의 제 2-2 프리즘(2-227)은 제 1 높이(h3) 보다 낮은 제 2 높이(h4)를 갖도록 형성되는 것이다.
이는, 제 2 집광부(220)와 제 1 집광부(210)가 제 2 렌즈층(223)의 점착 특성을 통해 서로 일체형으로 합착되는 상태에서, 제 2 집광부(220)의 제 2 프리즘산(227)의 제 1 및 제 2 경사면(227a, 227b)이 이루는 모서리의 각(θ)이 최적의 형태를 갖도록 하기 위함이다.
일반적으로 제 2 프리즘산(227)은 광을 굴절 및 반사시켜 광의 진행방향을 변경시키는 역할을 하게 되는데, 이러한 제 2 프리즘산(227)의 특성은 제 2 프리즘산(227)의 제 1및 제 2 경사면(227a, 227b)이 이루는 모서리의 각도(θ)에 의해 결정된다.
즉, 제 2 프리즘산(227)의 모서리의 각도(θ)가 90°을 이룰 때, 제 2 프리즘산(227)의 광의 집광 성능이 가장 효율적이다.
그러나, 본 발명의 제 3 실시예와 같이 제 1 및 제 2 집광부(210, 220)가 서로 일체형으로 합착된 복합집광시트(200)의 경우, 하부에 위치하는 제 2 집광부(220)의 제 2 렌즈층(223)의 제 2 프리즘산(227)이 제 1 집광부(210)의 제 1 확산층(215)과 접촉됨에 따라, 제 2 집광부(220)의 제 2 프리즘산(227)의 모서리의 각도(θ)가 90°을 이루지 못하게 된다.
이에 본 발명의 제 2 실시예의 복합집광시트(200)는 제 2 렌즈층(223)의 제 2 프리즘산(227)의 높이(h3, h4)를 규칙적으로 다르게 형성함으로써, 제 2 집광부(220)의 제 2 프리즘산(227)의 모서리의 각도(θ)가 90°를 이루지 못하는 제 2 프리즘산(227)을 최소한으로 형성할 수 있어, 제 2 집광부(220)의 집광 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
따라서, 기존에 비해 보다 향상된 휘도를 갖게 된다.
이때, 제 2 집광부(220)의 제 2 프리즘산(227) 중 제 1 집광부(210)의 제 1 확산층(215)의 배면과 접촉하는 제 2-1 프리즘산(1-227)은 다수의 제 2 프리즘산(227) 중 적어도 30%가 제 2-1 프리즘산(1-227)을 이루도록 하여, 제 1 및 제 2 집광부(210, 220)의 접착력이 저하되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
이때, 제 2 렌즈층(223)의 다수의 제 2 프리즘산(227)의 높이(h3, h4)는 제 2 프리즘산(227)의 경사면(227a, 227b)이 이루는 모서리의 각도(θ)가 90°를 이루는 한도 내에서 자유롭게 설계할 수 있는데, 제 2 렌즈층(223)의 제 2-2 프리즘산(2-227)의 높이(h4)는 제 1 집광부(210)와 접착되는 제 2-1 프리즘산(1-227)의 높이(h3)의 10 ~ 90% 범위 인 것이 바람직하다.
그리고, 제 2-1 및 제 2-2 프리즘산(1-227, 2-227)의 높이(h3, h4)에 따라 제 2-1 및 제 2-2 프리즘산(1-227, 2-227)의 간격 즉, 제 1 및 제 2 경사면(227a, 227b) 사이의 간격(P1, P2)을 규칙적으로 다르게 형성할 수도 있다.
여기서, 제 2 프리즘산(227)의 간격(P1, P2)은 40 ~ 90㎛를 벗어나지 않는 범위 내에서 제 2 프리즘산(227)의 제 1및 제 2 경사면(227a, 227b)이 이루는 모서리의 각도(θ)가 90°를 이루도록 규칙적으로 다르게 형성하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 복합집광시트(200)는 제 2 집광부(220)의 제 2 프리즘산(227)의 높이(h3, h4)를 규칙적으로 다르게 형성함으로써, 제 2 집광부(220)의 집광 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 복합집광시트(200)는 사이드로브(side lobe)에 의한 광손실을 최소화할 수 있어, 광효율 및 시야각 특성을 향상시킬 수 있다.
즉, 제 1 및 제 2 집광부(210, 220)는 제 2 집광부(220)의 제 2 프리즘산(227)에 의해 서로 접착된 형태로 이루어짐에 따라, 제 1 및 제 2 집광부(210, 220)가 서로 접착된 영역에서는 제 2 집광부(220)로 입사되는 광이 제 2 집광부(220)와 동일한 굴절율을 갖는 제 1 집광부(210)로 입사된 각도 그대로 입사되게 된다.
이때, 제 2 집광부(220)의 집광영역으로 입사된 광은 그대로 제 1 집광부(210)를 통과하여 액정패널(도 2의 110)을 향하는 방향으로 집광되나, 도 6a에 도시한 바와 같이 제 2 집광부(220)의 하부면에 대해 수직인 선과 5ㅀ정도 기울어져 입사되는 광은 그대로 제 1 집광부(210) 또한 하부면에 대해 수직인 선과 5ㅀ정도 기울어져 입사되게 된다.
따라서, 사이드로브(side lobe)에 의한 광손실이 수반되며, 이로 인해 광효율의 감소와 시야각특성의 저하를 가져오게 된다.
이를 통해, 스펙트럼 무라(spectrum mura) 또는 핫 밴드(hot band)가 발생하게 되며, 또한, 복합집광시트(200)의 집광 성능을 저하시키게 된다.
이에 반해, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 복합집광시트(200)는 도 6b에 도시한 바와 같이 제 2 집광부(220)의 제 2 프리즘산(227)의 높이(h3, h4)를 서로 다르게 형성함으로써, 일부 제 2 프리즘산(227)이 제 1 집광부(210)와 접촉되지 않도록 함으로써, 제 2 집광부(220)의 하부면에 대해 수직인 선과 5ㅀ정도 기울어져 입사되는 광은 제 2 집광부(220)와 다른 굴절율을 갖는 에어갭(air gap : 굴절율 1.0)에 의해 제 1 집광부(210)를 향해 전반사되게 된다.
이를 통해, 사이드로브에 의한 광손실을 최소화할 수 있어, 스펙트럼 무라(spectrum mura) 또는 핫 밴드(hot band)가 발생하는 것을 방지할 수 있는 것이다.
이때, 제 2-1 프리즘산(1-227)과 제 2-2 프리즘산(2-227)의 혼재 비율을 조절함으로써, 전면휘도와 사이드로브를 제어할 수 있다.
본 발명의 제 3 실시예의 복합집광시트의 제조방법은 다음과 같다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 복합집광시트 제조장치의 모식도이다.
본원발명의 제 3 실시예에 따른 복합집광시트 제조장치(300)는 필름 도입부(310), 수지 적하부(320), 패턴 형성부(330), 접착부(340), 경화부(350) 그리고 반출부(360)를 포함하여 구성되며, 필름 도입부(310)에 제공되는 제 2 지지층(221)은 다수의 롤러(371, 373, 375)의 구동에 의해 반출부(360)까지 이동한다.
이때, 필름 도입부(310)에는 제 1 프리즘산(217)이 형성된 제 1 집광부(210)가 권취된 제 1 언와이딩롤(371)과 제 2 지지층(221) 만이 권취된 제 2 언와이딩롤(373)이 구비되어 있다.
여기서, 제 1 언와이딩롤(371)에 권취된 제 1 집광부(210)는 제 1 지지층(도 5의 211) 상에 다수의 제 1 프리즘산(217)으로 이루어지는 제 1 렌즈층(도 1의 213)이 형성되며, 제 1 지지층(도 5의 211)의 하부면에는 제 1 확산층(도 5의 215)이 형성된 상태이며, 제 2 언와이딩롤(373)에 권취된 제 2 지지층(221)은 PMMA(polymethylmethacrylate), 열가소성수지인 PET(polyethylene terephthalate) 등으로 이루어진다.
이와 같이 필름 도입부(310)에 구비된 제 1 및 제 2 언와이딩롤(371, 373) 중, 제 2 언와이딩롤(373)에 권취된 제 2 지지층(221)은 필름 도입부(310)를 통해 수지 적하부(320)로 이동되어, 제 1 지지층(221) 상부로 수지(321)를 적하하여, 제 1 지지층(221) 상에 수지층(323)을 형성한다.
이때, 제 1 지지층(221) 상에 적하되는 수지층(323)은 점착 특성을 갖는다.
다음으로, 수지층(323)이 형성된 제 1 지지층(221)은 패턴 형성부(330)로 이동되어져, 제 1 지지층(221) 상의 수지층(323)의 표면을 산과 골이 교번되는 패턴이 형성되는 금형롤러(331)로 압착시켜 표면에 산과 골이 교번되는 패턴(227)을 형성하게 된다.
이를 통해, 제 2 집광부(220)가 형성된다.
이때, 패턴(227)은 모서리로부터 소정의 각도로 경사진 제 1 및 제 2 경사면(도 5의 227a, 227b)을 갖는는 프리즘산 형상으로 이루어지며, 이러한 프리즘산 패턴(227)의 높이(도 5의 h3, h4)는 서로 다르게 형성된다.
이후, 패턴(227)이 형성된 제 2 집광부(220)와 제 1 언와이딩롤(371)에 권취된 제 1 집광부(210)는 접착부(340)로 이동되어져, 제 1 집광부(210)와 제 2 집광부(220)의 상, 하부에서 각각 가압하는 가이드롤러(341)에 의해 서로 가압된다.
이때, 제 2 집광부(220)의 패턴(227)은 점착 특성을 가지므로, 제 1 및 제 2 집광부(210, 220)는 합착된다.
최종적으로 제 1 및 제 2 집광부(210, 220)가 합착된 필름은 경화부(350)에서 자외선램프(351)를 통해 자외선을 조사하여 경화된 후, 리와인딩롤(375)에 감겨지게 된다.
리와인딩롤(375)에 감겨진 필름은 사용하고자 하는 모델 별로 절단되어, 실질적으로 액정표시장치의 모듈화 공정에 투입되는 복합집광시트(200)를 완성하게 된다.
한편, 지금까지 상술한 구조의 백라이트 유닛(도 2의 120)은 통상 사이드라이트(side light) 방식이라 불리는데, 목적에 따라 PCB(도 2의 129b) 상에 LED(도 2의 129a)를 다수 개 복층으로 배열할 수 있다. 또한, 더 나아가 LED 어셈블리(도 2의 129)를 각각 복수 조로 구비하여 커버버툼(도 2의 150)의 서로 대면하는 양측 가장자리부를 따라 서로 대응되게 개재하는 것 또한 가능하다.
또한, 이상의 설명에서 편의상 본 발명에 따른 복합집광시트(200)가 활용될 수 있는 액정표시장치로써 사이드라이트방식을 예로 들었지만, 이는 직하형방식에도 적용될 수 있으며, 이 같은 경우 도광판(도 2의 123)을 삭제한 상태에서 LED 어셈블리(도 2의 129)를 반사판(도 2의 125) 상에 나란하게 다수개 배열하고 이의 상부로 본 발명에 실시예에 따른 복합집광시트(200)를 개재할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
200 : 복합집광시트
210 : 제 1 집광부(211 : 제 1 지지층, 213 : 제 1 렌즈층, 215 : 제 1 확산층(215a : 비드), 217 : 프리즘산(217a, 217b : 제 1 및 제 2 경사면))
220 : 제 2 집광부(221 : 제 2 지지층, 223 : 제 2 렌즈층, 227 : 프리즘산(227a, 227b : 제 1 및 제 2 경사면)

Claims (17)

  1. 액정패널과;
    상기 액정패널의 하부에 위치하는 광원과;
    상기 광원 상부에 안착되며, 상기 액정패널을 바라보는 일면에 다수의 제 1 프리즘산이 형성된 제 1 렌즈층과 상기 다수의 제 1 프리즘산이 형성된 일면의 반대측인 타면에 제 1 확산층을 포함하는 제 1 집광부와, 상기 제 1 확산층과 부착되며 제 1 높이를 갖는 다수의 제 2 프리즘산과 상기 제 1 높이 보다 낮은 제 2 높이를 갖는 다수의 제 3 프리즘산이 형성된 제 2 렌즈층을 포함하는 제 2 집광부를 포함하는 복합집광시트
    를 포함하는 액정표시장치.
  2. 액정패널과;
    상기 액정패널의 하부에 위치하는 광원과;
    상기 광원 상부에 안착되며, 상기 액정패널을 바라보는 일면에 다수의 제 1 프리즘산이 형성된 제 1 렌즈층과 상기 다수의 제 1 프리즘산이 형성된 일면의 반대측인 타면에 제 1 확산층을 포함하는 제 1 집광부와, 상기 제 1 확산층과 부착되며 서로 중첩 형성되는 다수의 제 2 프리즘산이 형성된 제 2 렌즈층을 포함하는 제 2 집광부를 포함하는 복합집광시트
    를 포함하는 액정표시장치.
  3. 제 1 항 및 제 2 항 중 선택된 한 항에 있어서,
    상기 제 2 렌즈층은 점착 특성을 갖는 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 제 1 내지 제 3 프리즘산은 각각 80 ~ 90°의 모서리를 이루는 제 1 및 제 2 경사면으로 이루어지며, 상기 제 1 및 제 2 렌즈층의 굴절율은1.57 ~ 1.58인 액정표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 집광부는 PMMA(polymethylmethacrylate), 열가소성수지인 PET(polyethylene terephthalate) 등으로 이루어진 제 1 및 제 2 지지층을 각각 포함하며, 상기 제 1 렌즈층은 상기 제 1 지지층으로부터 돌출 배열되며, 상기 제 1 지지층의 배면으로 상기 제 1 확산층이 형성되며, 상기 제 2 렌즈층은 상기 제 2 지지층으로부터 돌출 배열되는 액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 제 2 프리즘산의 개수는 상기 제 2 렌즈층의 상기 다수의 제 1 및 제 2 프리즘산 중 30%인 액정표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 제 3 프리즘산의 높이는 상기 다수의 제 2 프리즘산의 높이의 10 ~ 90% 범위인 액정표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 다수의 제 2 프리즘산의 간격과 상기 다수의 제 3 프리즘산의 간격은 40 ~ 90㎛인 액정표시장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 지지층의 배면에 제 2 확산층이 구비되는 액정표시장치.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 다수의 제 1 및 제 2 프리즘산은 각각 80 ~ 90°의 모서리를 이루는 제 1 및 제 2 경사면으로 이루어지며, 상기 제 1 및 제 2 렌즈층의 굴절율은1.57 ~ 1.58인 액정표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 집광부는 PMMA(polymethylmethacrylate), 열가소성수지인 PET(polyethylene terephthalate) 등으로 이루어진 제 1 및 제 2 지지층을 각각 포함하며, 상기 제 1 렌즈층은 상기 제 1 지지층으로부터 돌출 배열되며, 상기 제 1 지지층의 배면으로 상기 제 1 확산층이 형성되며, 상기 제 2 렌즈층은 상기 제 2 지지층으로부터 돌출 배열되는 액정표시장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 렌즈층은 다수의 프리즘산부로 나뉘어 지며, 상기 다수의 프리즘산부는 각각 상기 다수의 제 2 프리즘산의 경사면이 서로 중첩되어 형성되는 액정표시장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 프리즘산은 상기 제 2 지지층으로부터 돌출되는 모서리의 정점이 동일한 높이에 위치하는 액정표시장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 다수의 제 3 프리즘산의 상기 제 1 및 제 2 경사면은 서로 동일한 길이를 갖거나, 서로 다른 길이를 갖는 액정표시장치.
  15. 제 1 항 및 제 2 항 중 선택된 한 항에 있어서,
    상기 복합집광시트 하부에 반사판이 위치하며, 상기 반사판 상부에 도광판을 구성하며, 상기 광원은 상기 도광판의 일측 또는 양측에 배열되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  16. 제 1 지지층과, 상기 제 1 지지층의 일면에 형성되며, 다수의 제 1 프리즘산이 상기 제 1 지지층 상에 서로 인접 배열되도록 돌출 형성되는 제 1 렌즈층과, 상기 제 1 지지층의 배면에 형성되는 제 1 확산층을 포함하는 제 1 집광부와;
    제 2 지지층과, 상기 제 2 지지층의 일면에 형성되며, 상기 제 1 확산층과 부착되며 제 1 높이를 갖는 다수의 제 2 프리즘산과, 상기 제 1 높이 보다 낮은 제 2 높이를 갖는 다수의 제 3 프리즘산이 형성된 제 2 렌즈층을 포함하는 제 2 집광부
    를 포함하는 복합집광시트.
  17. 제 1 지지층과, 상기 제 1 지지층의 일면에 형성되며, 다수의 제 1 프리즘산이 상기 제 1 지지층 상에 서로 인접 배열되도록 돌출 형성되는 제 1 렌즈층과, 상기 제 1 지지층의 배면에 형성되는 제 1 확산층을 포함하는 제 1 집광부와;
    제 2 지지층과, 상기 제 2 지지층의 일면에 형성되며, 상기 제 1 확산층과 부착되며 서로 중첩 형성되는 다수의 제 2 프리즘산이 형성된 제 2 렌즈층을 포함하는 제 2 집광부
    를 포함하는 복합집광시트.
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