KR102081158B1 - 와이어 메시 타입 확산판과 그 제조방법, 및 이를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 와이어 메시(wire mesh) 타입 확산판(diffuser plate)과 그 제조방법, 및 이를 구비한 액정표시장치는 기존의 압출 방식의 확산판 대신에 와이어 메시를 이용하여 견인(traction)을 통해 일정 장력(tension)을 갖는 필름 타입의 확산판을 제조함으로써 직하방식의 백라이트 유닛에서 발생하는 에그 무라(egg mura)를 개선하기 위한 것으로, 영상을 출력하는 액정패널; 상기 액정패널 하부에 설치되어 상기 액정패널에 빛을 공급하는 다수개의 광원; 상기 다수개의 램프와 액정패널 사이에 설치된 다수개의 광학시트; 상기 다수개의 램프 하부에 설치된 반사판; 및 상기 다수개의 램프와 광학시트 사이에 설치되며, 일정한 장력을 가진 와이어 메시로 이루어진 확산판을 포함한다.

Description

와이어 메시 타입 확산판과 그 제조방법, 및 이를 구비한 액정표시장치{WIRE MESH TYPE DIFFUSER PLATE AND METHOD OF FABRICATING THE SAME, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE WIRE MESH TYPE DIFFUSER PLATE}

본 발명은 와이어 메시 타입 확산판 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 직하방식의 백라이트 유닛에 사용되는 와이어 메시 타입 확산판과 그 제조방법, 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 화소들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여, 그 화소들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 표시할 수 있도록 한 표시장치이다.

따라서, 액정표시장치에는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정패널과 상기 화소들을 구동하기 위한 구동부가 구비된다.

상기 액정패널은 서로 대향하여 균일한 셀갭이 유지되도록 합착된 컬러필터(color filter) 기판과 어레이(array) 기판 및 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이의 셀 갭 내에 형성된 액정층(liquid crystal layer)으로 구성된다.

이때, 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판이 합착된 액정패널에는 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가한다.

따라서, 상기 공통전극에 전압이 인가된 상태에서 상기 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 제어하게 되면, 상기 액정층의 액정은 상기 공통전극과 화소전극 사이의 전계에 따라 유전 이방성에 의해 회전함으로써 화소별로 빛을 투과시키거나 차단시켜 문자나 화상을 표시하게 된다.

이때, 상기 액정표시장치는 자체적으로 발광하지 못하고 외부에서 들어오는 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표시하는 수광성 소자이기 때문에 액정패널에 빛을 조사하기 위한 별도의 장치, 즉 백라이트 유닛(backlight unit)이 요구된다.

이하, 도면을 참조하여 일반적인 액정표시장치에 대해서 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 액정표시장치의 일부 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 일반적인 액정표시장치는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되어 영상을 출력하는 액정패널(10), 상기 화소들을 구동하기 위한 구동부(미도시), 상기 액정패널(10)의 후면에 설치되어 액정패널(10)의 전면에 걸쳐 빛을 방출하는 백라이트 유닛 및 상기 액정패널(10)과 백라이트 유닛을 수납하여 고정시키는 패널 가이드(panel guide)(25)로 구성된다.

이때, 상기 액정패널(10)은 서로 대향하여 균일한 셀갭이 유지되도록 합착된 컬러필터 기판(1)과 어레이 기판(11) 및 상기 컬러필터 기판(1)과 어레이 기판(11) 사이의 셀갭에 형성된 액정층으로 이루어져 있다.

도시하지 않았지만, 상기 컬러필터 기판(1)과 어레이 기판(11)이 합착된 액정패널(10)에는 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가하며, 상기 공통전극에 전압이 인가된 상태에서 상기 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 제어하게 되면, 상기 액정층의 액정은 상기 공통전극과 화소전극 사이의 전계에 따라 유전 이방성에 의해 회전함으로써 화소별로 빛을 투과시키거나 차단시켜 문자나 화상을 표시하게 된다.

그리고, 상기 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 화소별로 제어하기 위해서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)와 같은 스위칭소자가 화소들에 개별적으로 구비된다.

이와 같이 구성된 상기 액정패널(10)의 외측에는 각각 상, 하부 편광판(미도시)이 부착되어 있으며, 상기 하부 편광판은 상기 백라이트 유닛을 경유한 빛을 편광 시키며, 상기 상부 편광판은 상기 액정패널(10)을 경유한 빛을 편광 시킨다.

이러한 액정패널(10)의 광원으로 사용되는 백라이트 유닛은 발광 램프를 배치하는 방식에 따라 에지방식과 직하방식으로 구분된다.

상기 직하방식은 액정패널(10)의 아래쪽에 발광 램프(21)를 배치하여 광을 공급하는 형태이다. 상기 직하방식의 백라이트 유닛을 구체적으로 설명하면, 광원으로서 다수개의 램프(21)가 배치되고, 상기 다수개의 램프(21) 하부에는 반사판(reflector)(22)이 위치한다. 상기 다수개의 램프(21) 상부에는 다수개의 광학시트(24)가 적층되어 위치한다.

이때, 상기 직하방식의 백라이트 유닛은 도광판이 사용되지 않기 때문에 광원의 빛을 확산시키고 광학시트(24)를 지지하기 위해 상기 다수개의 램프(21)와 광학시트(24) 사이에 확산판(diffuser plate)(23)이 구비되게 된다.

또한, 도시하지 않았지만, 상기 램프(21)의 상부에 구비되는 확산판(23)과 광학시트(24)를 지지하기 위해 원뿔 모양의 고정 지지대가 구비된다.

이와 같이 구성된 백라이트 유닛의 상부에는 상기 컬러필터 기판(1)과 어레이 기판(11)으로 이루어진 액정패널(10)이 패널 가이드(25)를 통해 안착되며, 이러한 액정패널(10)과 패널 가이드(25) 및 백라이트 유닛은 다수개의 체결수단(40a, 40b, 미도시)을 통해 하부의 커버 바텀(cover bottom)(30)과 상부의 케이스 탑(case top)(35)에 의해 서로 결합되어 액정표시장치를 구성하게 된다.

상기 확산판(23)의 재료로는 폴리메타크릴 스티렌(Polymethacryl Styrene; MS), 폴리스티렌(Polystyrene; PS), 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC) 등이 주로 사용되고 있으며, 열변형과 습기에 대한 내성 및 UV 안정성을 필요로 한다.

도 2는 상기 도 1에 도시된 일반적인 확산판의 구조를 예를 들어 나타내는 단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 일 예로 기존의 확산판(23)은 폴리스티렌(23a)을 중간에 두고 폴리메타크릴 스티렌(23b)이라는 플라스틱을 양쪽에 두는 3층 구조로 이루어져 있다.

이러한 확산판(23)은 압출방식을 통해 제조하게 되는데, 원재료인 고분자 칩을 압출기(extruder)에 넣고 티-다이(T-die)를 통해 토출 시킨 후, 롤(roll)을 통과시켜 제조하게 된다.

두께는 보통 1.2mm, 1.5mm, 2.0mm 등을 사용하며, 액정패널의 적용 인치가 커질수록 신뢰성 확보를 위해 확산판(23)의 두께가 커지게 된다.

이렇게 제조된 확산판(23)은 수분흡수에 의한 변형으로 인해 액정패널에 에그 무라(egg mura)가 발생하게 된다.

도 3a 및 도 3b는 에그 무라가 발생하는 메커니즘을 예시적으로 나타내는 단면도이다.

또한, 도 4는 에그 무라가 발생한 액정패널을 예를 들어 나타내는 사진이다.

상기 도면들을 참조하면, 직하방식의 경우 광원인 램프(21)가 확산판(23) 아래에 존재하므로 아래쪽은 온도가 높고 액정패널(10) 쪽은 온도가 낮으므로 그 사이의 공간에서 발생한 온도차로 수분(moisture)(M)이 발생하게 된다.

이때, 상기 확산판(23)이 그 수분(M)을 흡수하여 액정패널(10) 쪽으로 팽창하게 되는데, 그 팽창으로 인해 액정패널(10)의 가장자리 표면을 들어올려 계란 형태의 에그 무라가 발생하게 된다. 주변환경에 의한 수분(M) 또한 동일한 영향을 미친다.

즉, 고온고습에서 편광판, 광학시트(24) 및 확산판(23)이 수분(M)을 흡수하여 백라이트의 구동 후에 액정패널(10), 광학시트(24) 및 확산판(23)에 휨이 발생하는데, 이때 하부 편광판과 광학시트(24)간 접촉부와 비접촉부가 존재하고 이러한 접촉부와 비첩촉부간 수분증발 차이로 인해 액정패널(10)에 에그 무라 형태의 얼룩이 발생하게 된다.

이를 개선하기 위해 확산판(23)을 일정 두께로 유지할 필요가 있으며, 이로 인해 슬림 디자인(slim design) 구현이 곤란하게 된다.

또한, 기존의 압출 공정의 특성상 두께를 얇게 할 경우 수지 흘러내림, 미성형 등의 불량이 발생하므로 두께 저감에 한계가 있다. 즉, 압출 시 연마 롤러(polishing roller)를 통과시켜 두께를 결정하게 되는데, 일정 두께가 유지되어야 미성형이 발생되지 않는다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 직하방식의 백라이트 유닛에서 발생하는 에그 무라를 개선한 와이어 메시 타입 확산판과 그 제조방법, 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 액정표시장치는 영상을 출력하는 액정패널; 상기 액정패널 하부에 설치되어 상기 액정패널에 빛을 공급하는 다수개의 광원; 상기 다수개의 램프와 액정패널 사이에 설치된 다수개의 광학시트; 상기 다수개의 램프 하부에 설치된 반사판; 및 상기 다수개의 램프와 광학시트 사이에 설치되며, 일정한 장력을 가진 와이어 메시(wire mesh)로 이루어진 확산판을 포함한다.

이때, 상기 와이어 메시는 투명 폴리에스테르(polyester), 나일론(nylon) 등의 합성 섬유 또는 스테인리스강(stainless steel; SUS)을 원사(原絲)로 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기 와이어 메시는 평직(plain weave) 망사 방식이나 능직(twill weave) 망사 방식으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 확산판은 전면에 유제가 도포되어 있거나 최외곽에 유제가 도포되어 유제 도포부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 유제로는 디아조(DIAZO) 계열 유제나 디아조 이중 경화(DIAZO dual cure) 계열 유제를 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기 유제는 와이어 메시의 선경 대비 1.5 ~ 2배의 두께로 도포되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 와이어 메시의 선경은 약 10㎛ ~ 120㎛의 값을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 확산판은 전체 와이어 메시에서 오픈된 영역의 비율(오픈 영역)이 30 ~ 90%의 값을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 와이어 메시 타입 확산판은 투명 폴리에스테르, 나일론 등의 합성 섬유 또는 스테인리스강을 원사로 사용하여 평직이나 능직 망사 방식의 와이어 메시로 이루어지며, 광원의 빛을 확산시키는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 와이어 메시 전면에 유제가 도포되어 있거나 최외곽에 유제가 도포되어 유제 도포부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 유제는 와이어 메시의 선경 대비 1.5 ~ 2배의 두께로 도포되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 와이어 메시의 선경은 약 10㎛ ~ 120㎛의 값을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 와이어 메시 타입 확산판의 제조방법은 평직이나 능직 망사 방식으로 와이어 메시를 제조한 후, 일정 장력에 도달할 때까지 몇 회에 걸쳐 당기는 견인을 통해 장력을 부여하여 대면적의 베이스 확산판을 제조하는 단계; 장력을 측정하여 미리 설정된 장력에 도달하였는지 검사하는 단계; 견인이 완료된 상기 베이스 확산판을 원하는 단위 확산판의 사이즈만큼 최외곽에 유제를 도포하여 건조하는 단계; 및 상기 베이스 확산판을 다수개의 단위 확산판으로 절단하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 와이어 메시는 투명 폴리에스테르, 나일론 등의 합성 섬유 또는 스테인리스강을 원사로 사용하여 제조하는 것을 특징으로 한다.

상기 유제로는 디아조 계열 유제나 디아조 이중 경화 계열 유제를 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기 유제는 와이어 메시의 선경 대비 1.5 ~ 2배의 두께로 도포하는 것을 특징으로 한다.

상기 와이어 메시의 선경은 약 10㎛ ~ 120㎛의 값을 가지는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 와이어 메시 타입 확산판과 그 제조방법, 및 이를 구비한 액정표시장치는 기존의 압출 방식의 확산판 대신에 와이어 메시를 이용하여 견인(traction)을 통해 일정 장력(tension)을 갖는 필름 타입의 확산판을 제조함으로써 직하방식의 백라이트 유닛에서 발생하는 에그 무라를 개선할 수 있게 된다.

이에 따라 백라이트 유닛의 두께를 감소시킬 수 있어 표시장치의 슬림화에 기여하는 한편, 품질향상 및 화면품위 향상에 기여하며, 확산판의 원재료 비용의 감소로 액정표시장치의 제조비용이 감소되는 효과를 제공한다.

도 1은 일반적인 액정표시장치의 일부 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 2는 상기 도 1에 도시된 일반적인 확산판의 구조를 예를 들어 나타내는 단면도.
도 3a 및 도 3b는 에그 무라가 발생하는 메커니즘을 예시적으로 나타내는 단면도.
도 4는 에그 무라가 발생한 액정패널의 외관 상태를 예를 들어 나타내는 사진.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 일부 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 6a 및 도 6b는 상기 도 5에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에 있어, 와이어 메시 타입 확산판을 예를 들어 나타내는 평면도 및 단면도.
도 7은 상기 도 6a 및 도 6b에 도시된 와이어 메시 타입 확산판을 예를 들어 나타내는 사진.
도 8은 유제가 도포된 와이어 메시 타입 확산판의 일부를 예를 들어 나타내는 사진.
도 9a 및 도 9b는 상기 도 5에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에 있어, 다른 와이어 메시 타입 확산판을 예를 들어 나타내는 평면도 및 단면도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 와이어 메시 타입 확산판의 제조공정을 순차적으로 나타내는 흐름도.
도 11은 대면적의 베이스 확산판에 다수개의 단위 와이어 메시 타입 확산판이 구획된 상태를 예를 들어 나타내는 평면도.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 실시예에 따른 와이어 메시 타입 확산판에 사용된 유제를 개략적으로 나타내는 모식도.
도 13a 및 도 13b는 확산판을 통해 출사되는 백라이트 광의 외관을 예를 들어 보여주는 사진.
도 14a 및 도 14b는 시야각에 따른 출사광을 예를 들어 보여주는 사진
도 15a 및 도 15b는 시야각에 따른 휘도 특성을 예를 들어 보여주는 그래프.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 와이어 메시 타입 확산판과 그 제조방법, 및 이를 구비한 액정표시장치의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 일부 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되어 영상을 출력하는 액정패널(110), 상기 화소들을 구동하기 위한 구동부(미도시), 상기 액정패널(110)의 후면에 설치되어 액정패널(110)의 전면에 걸쳐 빛을 방출하는 백라이트 유닛 및 상기 액정패널(110)과 백라이트 유닛을 수납하여 고정시키는 패널 가이드(125)로 구성된다.

이때, 상기 액정패널(110)은 서로 대향하여 균일한 셀갭이 유지되도록 합착된 컬러필터 기판(101)과 어레이 기판(111) 및 상기 컬러필터 기판(101)과 어레이 기판(111) 사이의 셀갭에 형성된 액정층으로 이루어져 있다.

이때, 자세히 도시하지 않았지만, 상기 컬러필터 기판(101)은 적(red), 녹(green) 및 청(blue)의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터로 구성된 컬러필터와 상기 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스, 그리고 상기 액정층에 전압을 인가하는 투명한 공통전극으로 이루어져 있다.

또한, 상기 어레이 기판(111)은 종횡으로 배열되어 다수개의 화소영역을 정의하는 다수개의 게이트라인과 데이터라인, 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터 및 상기 화소영역 위에 형성된 화소전극으로 이루어져 있다. 이때, 횡전계(In Plane Switching; IPS) 방식의 액정표시장치의 경우에는 상기 컬러필터 기판(101) 대신에 상기 어레이 기판(111)에 공통전극을 형성하게 된다

이와 같이 상기 컬러필터 기판(101)과 어레이 기판(111)이 합착된 액정패널(110)에는 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가하며, 상기 공통전극에 전압이 인가된 상태에서 상기 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 제어하게 되면, 상기 액정층의 액정은 상기 공통전극과 화소전극 사이의 전계에 따라 유전 이방성에 의해 회전함으로써 화소별로 빛을 투과시키거나 차단시켜 문자나 화상을 표시하게 된다.

그리고, 상기 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 화소별로 제어하기 위해서 박막 트랜지스터와 같은 스위칭소자가 화소들에 개별적으로 구비된다.

이와 같이 구성된 상기 액정패널(110)의 외측에는 각각 상, 하부 편광판(미도시)이 부착되어 있으며, 상기 하부 편광판은 상기 백라이트 유닛을 경유한 빛을 편광 시키며, 상기 상부 편광판은 상기 액정패널(110)을 경유한 빛을 편광 시킨다.

이때, 상기 상, 하부 편광판은 자연광 또는 편광을 직선 편광으로 변환하는 광학수단으로 입사되는 광을 직교하는 2개의 편광 성분으로 분리하여, 일방의 편광 성분을 투과시키고 타방의 편광 성분을 흡수, 반사 및/또는 산란시키는 기능을 갖는다.

상기 상, 하부 편광판의 두께는 특별히 제한되지 않고, 박막, 필름, 시트의 일반적인 개념을 포함한다.

직하방식의 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛을 구체적으로 설명하면, 광원으로서 다수개의 램프(121)가 배치되고, 상기 다수개의 램프(121) 하부에는 반사판(122)이 위치한다. 상기 다수개의 램프(121) 상부에는 다수개의 광학시트(124)가 적층되어 위치한다.

상기 본 발명의 실시예에 따른 광학시트(124)는 확산시트와 프리즘시트를 포함하며, 보호시트가 추가될 수 있다.

이때, 상기 직하방식의 백라이트 유닛은 도광판이 사용되지 않기 때문에 광원의 빛을 확산시키고 광학시트(124)를 지지하기 위해 상기 다수개의 램프(121)와 광학시트(124) 사이에 확산판(123)이 구비되게 된다.

이와 같이 구성된 백라이트 유닛의 상부에는 상기 컬러필터 기판(101)과 어레이 기판(111)으로 이루어진 액정패널(110)이 패널 가이드(125)를 통해 안착되며, 이러한 액정패널(110)과 패널 가이드(125) 및 백라이트 유닛은 다수개의 체결수단(140a, 140b, 미도시)을 통해 하부의 커버 바텀(130)과 상부의 케이스 탑(135)에 의해 서로 결합되어 액정표시장치를 구성하게 된다.

이때, 상기 본 발명의 실시예에 따른 확산판(123)은 기존의 압출 방식의 확산판 대신에 와이어 메시를 이용한 필름 타입(film type) 확산판을 적용하는 것을 특징으로 한다.

상기 와이어 메시 타입 확산판(123)은 기존의 확산판 대용으로 적용 시 주변환경 변화 및 치수변화에 대응하기 위해 일정 장력을 갖는 필름 타입으로 제작하게 된다.

도 6a 및 도 6b는 상기 도 5에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에 있어, 와이어 메시 타입 확산판을 예를 들어 나타내는 평면도 및 단면도이다.

또한, 도 7은 상기 도 6a 및 도 6b에 도시된 와이어 메시 타입 확산판을 예를 들어 나타내는 사진이며, 도 8은 유제가 도포된 와이어 메시 타입 확산판의 일부를 예를 들어 나타내는 사진이다.

상기 도면들을 참조하면, 투명 폴리에스테르(polyester), 나일론(nylon) 등의 합성 섬유 또는 스테인리스강(stainless steel; SUS)을 원사(原絲)로 사용하여 평직(plain weave) 망사 방식으로 와이어 메시(123a)를 제조하게 된다.

이후, 일정 장력에 도달할 때까지 몇 회에 걸쳐 당기는 견인을 통해 장력을 부여하게 된다.

이때, 상기 폴리에스테르 섬유는 잡아당겼을 때의 강도가 나일론 다음으로 강하며 물에 젖었을 때의 강도도 변함이 없다. 나일론이라 함은 폴리아미드계 합성 섬유에 붙여진 일반 명칭인데, 거미줄보다 가늘고 마찰에 강하며 인장강도가 다른 섬유보다 월등하다.

상기 평직 망사는 날실과 씨실이 서로 번갈아 교차되는 가장 기본적인 조직이며, 이러한 평직 망사 방식으로 제조된 와이어 메시 타입 확산판(123)은 백라이트 유닛의 광학시트와의 접촉면적이 최소화되어 광학시트의 갈림을 방지할 수 있는 한편, 정전기 감소에도 유리하다.

이와 같이 일정 장력을 가지도록 제조된 본 발명의 실시예에 따른 와이어 메시 타입 확산판(123)은 기존의 확산판과는 달리 직하방식의 백라이트 유닛에서 발생하는 에그 무라를 개선할 수 있게 된다. 이에 따라 백라이트 유닛의 두께를 감소시킬 수 있어 표시장치의 슬림화에 기여하는 한편, 품질향상 및 화면품위 향상에 기여하며, 확산판의 원재료 비용의 감소로 액정표시장치의 제조비용이 감소하게 된다.

또한, 기존의 확산판과는 달리 상기 와이어 메시 타입 확산판(123)과 광학시트를 지지하기 위한 고정 지지대가 필요하지 않은 이점을 가지고 있다.

이때, 상기 와이어 메시(123a)의 장력을 유지하고 프레임(frame) 역할을 하기 위해 상기 와이어 메시 타입 확산판(123) 전면에 유제를 도포 하거나, 와이어 메시 타입 확산판(123)의 최외곽에 유제를 도포하여 유제 도포부(123b)를 형성하게 된다.

상기 유제 도포부(123b)는 반사판의 가장자리에 놓여져 상기 반사판과 광학시트 사이에서 지지됨에 따라 장력을 유지할 수 있게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 와이어 메시 타입 확산판(123)의 전기 광학적 특성은 와이어 메시(123a)의 오프닝(opening)(w)과 선경(굵기)(d)을 조절함으로써 제어할 수 있다. 또한, 상기 와이어 메시(123a)를 구성하는 재질의 투명도를 조절하여 제어할 수도 있다.

이때, 오픈 영역(open area)은 전체 와이어 메시(123a)에서 오픈된 영역의 비율(%)로 나타낼 수 있으며, 오픈 영역이 작을수록 투과율이 감소하고 오픈 영역이 클수록 투과율이 증가하게 된다.

상기 와이어 메시(123a)의 오픈 영역은 약 30 ~ 90%의 값을 가질 수 있다.

한편, 본 발명이 상기 와이어 메시를 제조하는 방식으로 전술한 평직 망사 방식에 한정되는 것은 아니며, 능직(twill weave) 망사 방식으로 와이어 메시를 제조할 수 있으며, 이를 다음의 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 9a 및 도 9b는 상기 도 5에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에 있어, 다른 와이어 메시 타입 확산판을 예를 들어 나타내는 평면도 및 단면도이다.

상기 도면들을 참조하면, 투명 폴리에스테르, 나일론 등의 합성 섬유 또는 스테인리스강을 원사로 사용하여 능직 망사 방식으로 와이어 메시(223a)를 제조하게 된다.

이후, 일정 장력에 도달할 때까지 몇 회에 걸쳐 당기는 견인을 통해 장력을 부여하게 된다.

상기 능직 망사는 직물 표면에 날실 또는 씨실로 빗 방향의 이랑무늬를 형성하는 조직이며, 이러한 능직 망사 방식으로 제조된 와이어 메시 타입 확산판(223)은 전술한 평직 망사 방식에 비해 광학시트와의 접촉면적이 증가하나, 표면이 부드러워 광학시트의 갈림 방지에 더욱 유리하다.

전술한 바와 같이 일정 장력을 가지도록 제조된 본 발명의 실시예에 따른 다른 와이어 메시 타입 확산판(223)은 기존의 확산판과는 달리 상기 확산판(223)과 광학시트를 지지하기 위한 고정 지지대가 필요하지 않은 이점을 가지고 있다.

이때, 상기 와이어 메시(223a)의 장력을 유지하고 프레임 역할을 하기 위해 상기 와이어 메시 타입 확산판(223) 전면에 유제를 도포 하거나, 와이어 메시 타입 확산판(223)의 최외곽에 유제를 도포하여 유제 도포부(223b)를 형성하게 된다.

이하, 이와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 와이어 메시 타입 확산판의 제조방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 와이어 메시 타입 확산판의 제조공정을 순차적으로 나타내는 흐름도이다.

또한, 도 11은 대면적의 베이스 확산판에 다수개의 단위 와이어 메시 타입 확산판이 구획된 상태를 예를 들어 나타내는 평면도이다.

우선, 투명 폴리에스테르, 나일론 등의 합성 섬유 또는 스테인리스강을 원사로 사용하여 평직이나 능직 망사 방식으로 와이어 메시를 제조한 후, 일정 장력에 도달할 때까지 몇 회에 걸쳐 당기는 견인을 통해 장력을 부여하게 된다(S110).

이때, 필름 타입이므로 인치별로 절단하여 하부 커버에 체결 시 장력을 부여하여 체결할 수도 있으며, 이 경우 와이어 메시가 받는 압력을 균일하게 유지하여야 한다.

전술한 바와 같이 상기 평직 망사는 날실과 씨실이 서로 번갈아 교차되는 가장 기본적인 조직이며, 이러한 평직 망사 방식으로 제조된 와이어 메시 타입 확산판은 백라이트 유닛의 광학시트와의 접촉면적이 최소화되어 광학시트의 갈림을 방지할 수 있는 한편, 정전기 감소에도 유리하다.

또한, 상기 능직 망사는 직물 표면에 날실 또는 씨실로 빗 방향의 이랑무늬를 형성하는 조직이며, 이러한 능직 망사 방식으로 제조된 와이어 메시 타입 확산판은 상기 평직 망사 방식에 비해 광학시트와의 접촉면적이 증가하나, 표면이 부드러워 광학시트의 갈림 방지에 더욱 유리하다.

이후, 장력을 측정하여 미리 설정된 장력에 도달하였는지 검사를 하게 된다(S120).

이때, 본 발명의 실시예에 따른 와이어 메시 타입 확산판은 대면적의 베이스 확산판(120)에 단위 와이어 메시 타입 확산판(123)이 다수개 구획된 상태로 제조되어 유제 도포 및 소정의 절단 공정을 통해 제조하게 된다(상기 도 11 참조).

즉, 상기와 같이 견인이 완료된 대면적의 베이스 확산판(120)을 단품 형태로 제작하기 위해 원하는 사이즈만큼 최외곽에 유제를 도포, 건조(aging)한 후 다수개의 단위 와이어 메시 타입 확산판(123)으로 절단하게 된다(S130, S140, S150).

이때, 도포되는 유제는 와이어 메시의 장력을 유지하고 프레임 역할을 하기 위해 내수성, 내습성, 내용제성이 우수하고, 기계적 강성을 유지하는 한편, 유제 도포 후 건조시간이 짧을 것이 요구된다.

이러한 유제로는 소형 사이즈 제작 시에는 디아조(DIAZO) 계열 유제를 사용할 수 있으며, 사이즈가 커질 경우에는 디아조 이중 경화(DIAZO dual cure) 계열 유제를 사용할 수 있다. 이때, 상기 디아조는 질소로 구성된 반응성이 풍부한 화합물이다.

도 12a 및 도 12b는 본 발명의 실시예에 따른 와이어 메시 타입 확산판에 사용된 유제를 개략적으로 나타내는 모식도이다.

이때, 상기 도 12a를 참조하면, 상기 디아조 계열 유제는 폴리비닐 알코올(Polyvinyl Alcohol; PVA)(151)과 폴리비닐 아세테이트(Polyvinyl Acetate; PVAC)(152) 및 디아조(153)가 혼합된 유제로 각 성분의 비율에 따라 내용제성 유제 또는 내수성 유제를 가질 수 있다.

내용제성 유제는 폴리비닐 아세테이트(152)와 폴리비닐 알코올(151)의 비율이 약 6:4이고, 내수성 유제는 폴리비닐 아세테이트(152)와 폴리비닐 알코올(151)의 비율이 약 2:8이다.

상기 폴리비닐 알코올(151)은 수용성이며 상당한 내용제성을 가지며, 폴리비닐 아세테이트(152)는 용제에 녹으며 상당한 내수성을 갖는다.

또한, 상기 도 12b를 참조하면, 상기 디아조 이중 경화 계열 유제는 폴리비닐 알코올(151), 폴리비닐 아세테이트(152), 디아조(153)에 아크릴 모노머(acrylic monomer)(154)가 혼합된 유제이다.

상기 아크릴 모노머(154)는 각 성분을 가교 역할을 하여 모든 성분을 동등 수준으로 가질 수 있게 한다.

이러한 상기 유제는 와이어 메시의 선경 대비 1.5 ~ 2배의 두께로 도포할 수 있다. 이는 유제 도포 후에 건조과정에서 도포된 유제 두께의 50 ~ 70%가 건조 중에 증발하게 되기 때문이다.

이때, 상기 와이어 메시의 선경은 약 10㎛ ~ 120㎛의 값을 가질 수 있다.

이와 같이 제조된 본 발명의 실시예에 따른 와이어 메시 타입 확산판의 전기 광학적 특성은 전술한 와이어 메시의 오프닝과 선경(굵기)을 조절함으로써 제어할 수 있다. 또한, 상기 와이어 메시 재질의 투명도를 조절하여 제어할 수도 있다.

도 13a 및 도 13b는 확산판을 통해 출사되는 백라이트 광의 외관(Front of Screen; FOS)을 예를 들어 보여주는 사진이다.

이때, 상기 도 13a는 기존의 압출 방식의 확산판을 통해 출사되는 백라이트 광의 외관을 예를 들어 보여주고 있으며, 상기 도 13b는 본 발명의 실시예에 따른 와이어 메시 타입의 확산판을 통해 출사되는 백라이트 광의 외관을 예를 들어 보여주고 있다.

도 14a 및 도 14b는 시야각에 따른 출사광을 예를 들어 보여주는 사진이다.

이때, 상기 도 14a는 기존의 압출 방식의 확산판에 있어, 시야각에 따른 출사광을 예를 들어 보여주고 있으며, 상기 도 13b는 본 발명의 실시예에 따른 와이어 메시 타입의 확산판에 있어, 시야각에 따른 출사광을 예를 들어 보여주고 있다.

도 15a 및 도 15b는 시야각에 따른 휘도 특성을 예를 들어 보여주는 그래프이다.

이때, 상기 도 15a는 기존의 압출 방식의 확산판에 있어, 시야각에 따른 휘도 특성을 예를 들어 보여주고 있으며, 상기 도 13b는 본 발명의 실시예에 따른 와이어 메시 타입의 확산판에 있어, 시야각에 따른 휘도 특성을 예를 들어 보여주고 있다.

상기 도면들을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 와이어 메시 타입의 확산판의 경우에도 기존의 압출 방식의 확산판과 실질적으로 동일한 전기 광학적 특성을 보여주고 있음을 알 수 있다.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.

121 : 램프 122 : 반사판
123,223 : 와이어 메시 타입 확산판
123a,223a : 와이어 메시 123b,223b : 유제 도포부
124 : 광학시트

Claims (17)

1. 영상을 출력하는 액정패널;
   상기 액정패널 하부에 설치되어 상기 액정패널에 빛을 공급하는 다수개의 광원;
   상기 다수개의 램프와 액정패널 사이에 설치된 다수개의 광학시트;
   상기 다수개의 램프 하부에 설치된 반사판;
   상기 다수개의 램프와 광학시트 사이에 설치되며, 일정한 장력을 가진 와이어 메시(wire mesh)로 이루어진 확산판; 및
   상기 확산판의 전면에 유제가 도포되어 있거나 최외곽에 유제가 도포되어 형성되는 유제 도포부;
   를 포함하고,
   상기 유제 도포부는 상기 반사판과 상기 광학시트 사이에서 지지되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 와이어 메시는 투명 폴리에스테르(polyester), 나일론(nylon)을 포함하는 합성 섬유 또는 스테인리스강(stainless steel; SUS)을 원사(原絲)로 사용하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 와이어 메시는 평직(plain weave) 망사 방식이나 능직(twill weave) 망사 방식으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 유제로는 디아조(DIAZO) 계열 유제나 디아조 이중 경화(DIAZO dual cure) 계열 유제를 사용하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 유제는 와이어 메시의 선경 대비 1.5 ~ 2배의 두께로 도포되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 와이어 메시의 선경은 10㎛ ~ 120㎛의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 확산판은 전체 와이어 메시에서 오픈된 영역의 비율(오픈 영역)이 30 ~ 90%의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
9. 투명 폴리에스테르, 나일론을 포함하는 합성 섬유 또는 스테인리스강을 원사로 사용하여 평직이나 능직 망사 방식의 와이어 메시로 이루어지며, 광원의 빛을 확산시키며,
   상기 와이어 메시 전면에 유제가 도포되어 있거나 최외곽에 유제가 도포되어 유제 도포부를 형성하되, 상기 유제 도포부는 액정표시장치의 반사판과 광학시트 사이에서 지지되는 것을 특징으로 하는
   와이어 메시 타입 확산판.
   
10. 삭제
11. 제 9 항에 있어서, 상기 유제는 와이어 메시의 선경 대비 1.5 ~ 2배의 두께로 도포되는 것을 특징으로 하는 와이어 메시 타입 확산판.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 와이어 메시의 선경은 10㎛ ~ 120㎛의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 와이어 메시 타입 확산판.
13. 평직이나 능직 망사 방식으로 와이어 메시를 제조한 후, 일정 장력에 도달할 때까지 몇 회에 걸쳐 당기는 견인을 통해 장력을 부여하여 대면적의 베이스 확산판을 제조하는 단계;
    장력을 측정하여 미리 설정된 장력에 도달하였는지 검사하는 단계;
    견인이 완료된 상기 베이스 확산판을 원하는 단위 확산판의 사이즈만큼 최외곽에 유제를 도포하여 건조하는 단계; 및
    상기 베이스 확산판을 다수개의 단위 확산판으로 절단하는 단계를 포함하고,
    상기 단위 확산판은 액정표시장치의 반사판과 광학시트 사이에서 지지되는 것을 특징으로 하는 와이어 메시 타입 확산판의 제조방법.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 와이어 메시는 투명 폴리에스테르, 나일론을 포함하는 합성 섬유 또는 스테인리스강을 원사로 사용하여 제조하는 것을 특징으로 하는 와이어 메시 타입 확산판의 제조방법.
15. 제 13 항에 있어서, 상기 유제로는 디아조 계열 유제나 디아조 이중 경화 계열 유제를 사용하는 것을 특징으로 하는 와이어 메시 타입 확산판의 제조방법.
16. 제 13 항에 있어서, 상기 유제는 와이어 메시의 선경 대비 1.5 ~ 2배의 두께로 도포하는 것을 특징으로 하는 와이어 메시 타입 확산판의 제조방법.
17. 제 13 항에 있어서, 상기 와이어 메시의 선경은 10㎛ ~ 120㎛의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 와이어 메시 타입 확산판의 제조방법.

Images