KR20090073679A - 광학시트 및 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 굴절을 제어하는 광학시트 및 표시 장치시 장치에 관한 것으로서, 기재층과 기재층에 형성되고 다수의 포말을 가지는 발포부를 포함하여, 광학부재 내의 포말의 크기를 제어하여 반사시트 또는 확산시트를 제작할 수 있고, 기재층에 확산제가 포함되지 않고 종래와 같은 연신공정이 요구되지 않은 발포수지를 제조하여 광 확산능을 확보할 수 있는 광학부재를 제공할 수 있다.

광학부재, 확산시트, 발포, 백라이트 어셈블리, 표시 장치

Description

광학시트 및 표시 장치{Optical sheet and display}

본 발명은 광학시트 및 표시 장치시 장치에 관한 것으로, 광 굴절을 제어하는 광학시트 및 표시 장치에 관한 것이다.

최근에 평판 표시장치로서 널리 사용되는 액정 표시 장치(LCD; Liquid Crysal Display)는 자체적으로 발광하지 못하는 광소자이므로, 액정 패널의 후면에 백라이트 어셈블리(backlight assembly)를 광원으로서 부착하여 화상을 구현시킨다. 따라서, 백라이트 어셈블리 구조에 따라 전체적인 액정 표시 장치의 특성이 영향을 받게 된다.

이러한 백라이트 어셈블리는 표시면에 대한 광원의 위치에 따라 램프가 측면에 위치하여 램프의 선광을 면광으로 바꾸어 주는 도광판이 필요한 에지형(edge type)과, 램프가 표시면 아래 위치하여 도광판이 필요없는 직하형(直下形)으로 구분된다. 이 중에서 직하형 백라이트 어셈블리는 광 이용 효율이 높고 구성이 간단하며, 표시면의 크기에 제한이 없기 때문에 통상 대형 액정표시장치에 널리 사용되고 있다.

직하형 백라이트 어셈블리는 표시면의 하부에 배설된 다수의 램프와, 램프에 서 방사된 빛을 표시면으로 반사시켜 빛의 손실을 방지하는 반사판과, 램프의 상부에서 빛을 확산시켜 균일한 빛을 발산하는 확산판 및 확산 시트로 이루어진다.

한편, 직하형 백라이트 어셈블리는 평면에 램프를 배치하므로 램프의 형상, 소위 휘선이 액정 패널에 나타나게 되어 램프와 액정 패널 사이의 간격을 상당히 유지해야하므로 박형화에 한계가 있으며, 패널 전체 휘도의 불균형성을 초래하는 문제점이 있다. 즉, 직하형 백라이트 어셈블리에서는 램프가 표시면 아래에 다수 위치하므로 램프에 수직하게 위치하는 확산판 배면과 램프와 램프 사이에 위치하는 확산판 배면에서의 광밀도가 달라지게 되어 필연적으로 휘도의 불균일성을 초래하게 된다.

이러한 휘도 불균일을 해소하고자 종래에는 확산 시트를 제조할 시에 내부에 확산제를 부가하여 확산 시트의 종횡 방향으로 각각 3배수 및 4배수의 연신을 하는 방법을 사용하고 있다. 그러나, 이와 같이 확산 시트를 제조할 경우, 공정이 번거로워져 생산 수율이 저하된다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광 확산능을 향상시켜 휘선 발생을 억제하고 휘도 및 균일도를 향상시키며, 램프와 액정 패널 사이의 간격을 짧게하여 박형화에 기여할 수 있는 광학시트 및 표시 장치시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은, 기재층과 기재층에 형성되고 다수의 포말을 가지는 발포부를 포함하는 광학시트를 제공한다.

여기서, 기재층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 혹은 폴리프로필렌(PP)일 수 있고, 포말은 평균 10 내지 100 ㎛의 크기를 가지거나, 또는 평균 10 ㎛ 이하의 크기를 가질 수 있다.

또한, 기재층의 적어도 일면에 배치된 평균 10 내지 20 ㎛의 크기를 가지는 복수의 비드를 더 포함하며, 복수의 비드는 굴절률이 상이한 두 종 이상의 비드를 포함할 수 있고, 복수의 비드는 기재층의 양 면에 형성되고, 어느 한 면에 형성된 비드는 다른 한 면에 형성된 비드의 수보다 많을 수 있다.

이때, 기재층의 일 면에는 복수의 비드들이 형성되고, 타 면에는 차폐 패턴이 형성될 수도 있다.

본 발명은, 기재층과 상기 기재층의 적어도 일면에 형성된 차폐 패턴을 포함하는 광학시트를 제공한다.

여기서, 차폐 패턴들은 0.1 내지 10 ㎜의 폭 크기를 가지는 일련의 차폐 패턴들이 군집된 차폐 패턴부 다수 개가 선형으로 형성될 수 있다.

본 발명은, 광원부와 광원부로부터 광이 유입되며, 기재층에 형성되고 다수의 포말을 가지는 발포부가 포함된 광학부재를 가지는 백라이트 어셈블리 및 백라이트 어셈블리의 출사측에 배치되어 화상을 표시하는 표시 패널을 포함하는 표시 장치를 제공한다.

여기서, 포말은 평균 10 내지 100 ㎛의 크기를 가지거나, 또는 평균 10 ㎛ 이하의 크기를 가질 수 있고, 기재층의 적어도 일 면에는 일련의 차폐 패턴들이 군집된 차폐 패턴부가 광원부에 대응하여 형성될 수 있다.

이때, 광학부재는 확산시트, 반사시트 및 확산판 중 어느 하나 이상일 수 있다.

본 발명은 기재층에 확산제가 포함되지 않고 종래와 같은 연신공정이 요구되지 않은 발포수지를 제조하여 광 확산능을 확보할 수 있는 광학시트를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 광학시트 내의 포말의 크기를 제어하여 반사시트 또는 확산시트를 제작할 수 있고, 이로 인해 생산 라인을 단순화시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 발포 수지의 일 면에 비드를 도포하여 광 확산능을 더욱 향상시키고 개선된 발광 균일도를 달성할 수 있으며, 비드를 발포 수지의 타 면에 도포하여 광 확산능이 향상된 채로 서포터에 의해 손상되지 않고 지지되도록 할 수 있다.

또한, 본 발명은 광 확산능을 향상시킴에 의해 광원의 개수를 저감시키고, 광원과 광학시트와의 거리를 감소시켜서, 최종 완성 제품의 전체 두께를 박형화시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 휘선이 발생되지 않고 발광 균일도를 향상시킬 수 있으며, 시인되는 광 강도를 확보하여 휘도를 향상시킬 수 있다.

본 발명은, 특히 선상의 광원에 대하여 효율적인 광 확산이 이루어지도록 함으로써 표시 화면 전체에 걸쳐 균일한 휘도를 달성시킬 수 있으며, 출사되는 광효율을 향상시킬 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1a는 본 발명의 제1실시예에 따른 광학부재의 단면도이고, 도 1b는 본 발명의 제2실시예에 따른 광학부재의 단면도이다. 또한, 도 1c는 도 1a의 주사 전자 현미경 사진도면이며, 도 1d는 도 1c를 경유하는 광 경로를 개략적으로 나타낸 사진도면이다. 도 1a를 포함해서 이하에 나타내는 각 도면은 모식적으로 나타낸 도면으로서, 각 부의 크기, 형상은 이해를 쉽게 하기 위해 적절히 과장해서 나타내고 있다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 광학부재(1, 1')는, 기재층(100)과 기재층(100)에 형성된 발포부(110)를 포함한다. 기재층(100)은 사실상 광학부재(1, 1')가 될 수 있다.

기재층(100)은 광 투과성 수지, 또한 바람직하게는 열가소성 수지로 제작될 수 있다. 기재층(100) 내에는 광학부재(1, 1')의 기계적 물성 및 광학적 안정성을 유지하기 위한 기타 첨가제가 더 첨가될 수도 있다. 예를 들자면, 자외선 흡수제, 적외선 흡수제, 산화 방지제, 열 안정제, 선택 파장 흡수제, 난연제, 가소제, 안정제, 윤활제, 착색제, 형광상 백제 및 대전 방지제로 구성되는 일 군에서 선택되는 적어도 하나 이상이 포함될 수 있다. 기재층(100)을 구성하는 광 투과성 열가소성 수지는 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 메타크릴산 메틸·스티렌 공중합 수지, 폴리카보네이트계 수지 및 올레핀계 수지로 구성되는 일 군에서 선택되는 적어도 하나 이상일 수 있으며, 더 상세하게는 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리스틸렌(PS; polystyrene resin), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET; polyethyleneterephthalate), 폴리아릴레이트(PAR; polyarylate), 폴리술폰수지(PSU; polysulfone resin), 폴리에케르술폰수지(PES; polyehtersulfone resin), 폴리프로필렌(PP; polypropylene), 폴리아미드수지(PA; polyamide), 폴리페닐렌설파이트(PPS; poly phenylene sulfide), 폴리이미드 수지(PI; poly imide resin), 폴리에텔에텔케톤(PEEK; poly ether-ether-ketone), 폴리우레탄수지(PUR; polyurethane resin), 염화비닐수지(PVC; polybinyl chloride), 메틸펜탄폴리 머(PMP; metylpentene polymer), 폴리메틸메타크릴(PMMA; polymethacrylic), 실리콘 수지(SI; Silicon resin), 아크릴계 수지 및 불소수지 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 기재층(100)으로 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리프로필렌이 사용된다. 광학부재(1, 1')는 상술된 광 투과성 열가소성 수지를 포함하는 단층판일 수도 있지만, 고 기능화를 위해 다층판으로 구성될 수 있다.

기재층(100)은 발포층(110)과 비발포층(120)을 포함한다.

발포층(110)은 소정의 포말(111)이 다수 개 형성된 영역으로서, 대략 기재층(100)의 중간에 위치한다. 포말(111)이 형성되지 않은 기재층(100)의 외측 영역은 비발포층(120)이며, 비발포층(120)은 기재층(100)과 외부와의 경계로서 사실상 기재층(100)의 표면 및 표면하를 형성한다. 비발포층(120)에 포말(111)이 형성되지 않으므로 기재층(100)의 표면은 매끄럽고 균일할 수 있다. 그러므로, 기재층(100)은 발포층(110)과 발포층(110) 양 단의 비발포층(120)들로 구성된다.

포말(111)은 기재층(100)의 중간 영역에 형성되어 소정의 발포층(110)을 형성하며, 발포층(110)에서 무작위 배열을 가진다. 또한, 그 크기 및 모양도 각각 일정치 않을 수 있다. 포말(111)은 기재층(100)과 상이한 굴절률을 가지며, 기재층(100)을 경유하는 광을 확산시키는 역할을 한다. 즉, 기재층(100)-포말(111)-기재층(100)의 경로를 반복하는 광은 각각의 매질의 경계에서 굴절되어 확산된다. 본 발명에서, 광을 확산시키기에 바람직한 포말(111)의 크기는 대략 10 내지 100 ㎛이다. 만약, 포말(111)의 크기가 100 ㎛를 초과하면, 박형의 기재층(100) 내에서 큰 분율을 차지하게 되어 기재층(100)을 경유하는 광이 만족할만큼 굴절되지 못하게 되고 광 확산능이 저하된다. 10 ㎛ 이하의 포말(111) 크기는 굴절률이 과도하게 되어 광을 반사시킨다.

도 1a에서의 포말(111)은 대략 크기(D1)가 평균 10 내지 100 ㎛이며, 도 1b에서의 포말(111)은 평균 10 ㎛ 이하의 크기(D2)를 가진다. 즉, 도 1a에서와 같은 포말(111)을 가질 경우, 기재층(100)을 경유하는 광은 다수의 굴절을 거쳐 확산된다. 도 1c 및 도 1d를 참조하면, 대략 평균 20 ㎛의 크기를 가지는 포말(111)은 기재층(100)에 입사되는 광(L)의 경로상에서 제1매질, 즉 고상의 수지로 이루어진 기재층(100)과 제2매질, 즉 기상의 가스로 이루어진 포말(111)간의 경계면으로서 작용하여, 이 경계면에서 광의 굴절이 발생되도록 한다. 반면, 도 1b에서와 같은 포말(111)에서는 그 경계면에서 광의 과도한 굴절, 즉 반사가 이루어지게 된다. 따라서, 도 1a을 참조한 제1실시예에서의 광학부재(1)는 광 확산부재로서의 역할을 하며, 도 1b을 참조한 제2실시예에서의 광학부재(1')는 광 반사부재로서의 기능을 하게 된다. 즉, 포말(111)의 크기 제어를 통하여 확산시트 또는 반사시트를 제조할 수 있으므로, 광학부재(1, 1')의 생산라인이 단순화될 수 있다.

또한, 기재층(100)은 각기 다른 광 투과성 수지로 제작될 수도 있다. 예를 들면, 발포층(110)에는 내열 온도가 높은 수지를 선택하고, 비발포층(120)에는 내열 온도는 낮으나 피막 성형성이 양호한 수지를 선택하거나, 또는 비발포층(120)에 고흡수성의 수지를 사용하고, 발포층(110)에 저흡수성의 수지를 사용하거나, 고강도의 수지를 사용하는 등 여러 가지 수지를 조합할 수 있다.

더욱이, 기재층(100)에는 이를 경유하는 광 경로를 확산시키기 위하여 실리 콘계 가교 미립자, 아크릴계 가교 미립자, 스티렌계 가교 미립자, 메타크릴산 메틸ㆍ스티렌 공중합물(MS)계 가교 미립자, 탄산칼슘, 황산바륨, 수산화알루미늄, 산화티탄, 활석 및 유리 비드로 구성되는 일 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 광 확산제가 포함될 수 있다. 고투과 및 고확산성 부여를 위해 바람직한 것은 실리콘계 가교 미립자, 아크릴계 가교 미립자, 스티렌계 가교 미립자, 메타크릴산 메틸ㆍ스티렌 공중합물(MS)계 가교 미립자, 탄산칼슘, 활석이다.

한편, 도 1a 또는 도 1b와 같은 광학부재(1, 1')는 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리프로필렌 수지에 발포 공정을 수행하여 제작될 수 있다. 발포 공정의 일 예로서, 수지가 적재된 용기 내에 이산화탄소 등의 가스를 주입한 후, 압력을 가한 다음 용기 외부로 꺼내어 유리전이온도 이상의 온도까지 열을 가하게 되면 수지 내부에 포집된 가스가 발포하게 된다. 이러한 발포 공정을 통하여 종래와 같은 연신공정을 생략할 수 있다.

즉, 종래의 연신공정에서는 비정질의 수지를 연신 및 가열하면서 결정화를 유도하며, 결정화된 수지의 결정격자에서 입사된 광이 산란되도록 하였다. 그러나, 상기와 같은 발포 공정에서는 수지의 결정화가 거의 이루어지지 않고 비정질인 채로 남게 되나, 포말(111)에 의하여 입사된 광이 산란될 수 있다.

도 2는 본 발명의 제3실시예에 따른 광학부재의 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 광학부재(1)는, 기재층(100)과 기재층(100)에 형성된 발포부(110)를 포함한다. 또한, 기재층(100)의 어느 한 면에는, 더 상세하게는 적어도 어느 하나의 비발포층(120) 상에는 복수의 비 드(210; bead)가 형성된다. 예를들면 비드(210)는 자외선 경화성 수지와 함께 비발포층(120) 상에 도포된 뒤 자외선 경화를 통하여 경화된 수지에 담지된 채로 비발포층(120) 상에 고정될 수 있다.

비드(210)는 기재층(100)에서 출사되는 광을 확산시키기 위한 것으로서, 기재층(100)의 표면 상에 다수 개가 무작위로 분포될 수 있다. 비드(210)는 대략 평균 10 내지 20 ㎛의 크기를 가지는 구형상이며, Al₂O₃, TiO₂, SiO₂ 등의 무기화합물 또는 폴리메틸메타크릴(PMMA; polymethacrylic), 폴리카보네이트(PC) 등의 유기화합물 또는 무기화합물과 유기화합물의 혼합물을 이용하여 형성된다. 그러나, 비드(210)의 성분은 이에 제한되는 것은 아니며, 광 확산이 가능한 다양한 재료가 적용될 수 있다. 이러한 비드(210)의 구성을 통하여 광 확산능을 더욱 증진시킬 수 있다.

하기 표 1에는 일반 폴리에틸렌테레프탈레이트에 비드를 도포한 종래예가 적용된 표시 장치와 발포 폴리에틸렌테레프탈레이트에 비드를 도포한 제3실시예가 적용된 표시 장치에 대해 TCO(The Swedish Confederation of Professional Employees; 스웨덴전문직고용자연합) '03 인증 항목 중 발광 균일도를 평가한 자료를 나타내었다. TCO '03 인증을 위하여 1.7 이하의 발광 균일도를 가져야 한다.

	종래예	제3실시예
발광 균일도	1.69	1.55

표 1에서 보듯이, 제3실시예는 발광 균일도가 1.55로 종래예의 발광 균일도인 1.69보다 월등한 특성을 나타낸다. 즉, 종래예에서 비드의 구성만으로 광 확산을 야기하던 것과는 달리, 제3실시예에서는 발포부(110)와 비드(210)의 구성으로 광 확산을 야기하므로, 광 확산능이 향상되어 더 개선된 발광 균일도를 달성할 수 있다.

도 3은 도 2의 변형예이다.

도 3을 참조하면, 본 변형예에서는, 기재층(100)과 기재층(100)에 형성된 발포부(110)를 포함하며, 기재층(100) 일면 상에는 복수의 제1비드(210)가 형성되고 타면 상에는 복수의 제2비드(220)가 형성된다. 이때, 기재층(100) 표면 상에 형성된 비드(210, 220)는 기재층(100)의 어느 한 면에 형성된 제1비드(210)가 다른 한 면에 형성된 제2비드(220)보다 많을 수 있다. 또한, 다른 한 면에 형성된 제2비드(220)는 제1비드(210)보다 작은 크기를 가질 수 있다.

이와 같은 제2비드(220)는 광학부재(1)가 액정 표시 장치의 백라이트 유닛에서 확산시트로서 적용되어 서포터(미도시) 등에 의해 지지될 경우, 서포터와의 접촉에 의한 기재층(100)의 손상을 방지하기 위해 구성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 광학부재의 단면도이고, 도 5는 도 4의 일부 사시도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 광학부재(1)는, 기재층(100)과 기재층(100)에 형성된 발포부(110)를 포함한다. 또한, 기재층(100)의 어느 한 면에는, 더 상세하게는 적어도 어느 하나의 비발포층(120) 상에는 복수의 차폐 패턴부(260)가 형성된다.

차폐 패턴부(260)는 백색 잉크와 같은 액상을 실크 스크린이나 렌즈 패턴 롤 성형 등의 방법으로 기재층(100) 상에 도포한 것으로서, 직하형 백라이트 유닛 구조에서 선 광원 등이 광학부재(1)에 근접될 시에 나타나는 휘선 등의 문제를 해소하기 위하여 구성된다. 즉, 차폐 패턴부(260)는 광을 흡수함과 동시에 확산시키는 기능을 가져 선 광원이 광학부재(1)를 통하여 그대로 시인되는 휘선을 해소한다.

종래에는 시트 표면에 비드를 도포하여 이와 같은 차폐 패턴을 형성할 시에 차폐 패턴의 접착능이 좋지 않아 박리 등의 문제가 발생하였다. 하지만 본 발명의 제4실시예와 같이, 발포부(110)가 포함된 기재층(100)에 차폐 패턴부(260)를 도포할 경우, 기재층(100)의 광 확산능을 확보한 채로 접착능을 향상시켜 차폐 패턴부(260) 박리 등의 문제를 해소할 수 있다.

또한, 차폐 패턴부(260)는, 도 5에서와 같이, 개개의 차폐 패턴(261, 262)이 일련으로 군집되어 선형으로 형성될 수 있다. 이때, 개개의 차폐 패턴은 원형 차폐 패턴(261) 또는 다이아몬드형 차폐 패턴(262)으로 형성될 수 있으며, 0.1 내지 10 ㎜의 크기를 가질 수 있다. 0.1 ㎜ 미만의 차폐 패턴(261, 262) 크기는 휘선 발생 해소에 적당하지 못하며, 10 ㎜를 넘는 차폐 패턴(261, 262) 크기는 차폐 패턴(261, 262) 자체가 시인될 여지가 있으므로, 차폐 패턴(261, 262)의 크기는 0.1 내지 10 ㎜가 적당하다. 이와 같이 군집되어 형성된 차폐 패턴부(260)는 선 광원(미도시)의 길이 방향에 대응하여 선형으로 형성되어, 선 광원에 의한 휘선 발생을 저감시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 제5실시예에 따른 광학부재의 단면도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제5실시예에 따른 광학부재(1)는, 기재층(100)과 기재층(100)에 형성된 발포부(110)를 포함한다. 또한, 기재층(100) 일 면 상에는 복수의 비드(210)가 형성되고, 기재층(100)의 다른 한 면에는 복수의 차폐 패턴부(260)가 형성된다.

본 발명의 제5실시예는 사실상 도 2를 참조하여 설명된 제3실시예의 비드(210)와 도 5를 참조하여 설명된 제4실시예의 차폐 패턴부(260)를 각각 기재층(100)의 한 면씩에 적용한 것이다. 이러한 구조를 가질 경우, 선 광원의 근접배치에 의한 휘선 발생을 해소함과 동시에 확산능을 부여할 수 있다.

하기에서는 상술한 실시예들에 따른 표시 장치용 광학판을 갖는 백라이트 어셈블리에 관해 설명한다.

도 7a는 본 발명의 제1실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 7b는 도 7a의 일부 확대도이다.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 백라이트 어셈블리는 광원 유닛(300)과, 광원 유닛(300) 상에 마련된 광학부재(1)와, 광원 유닛(300)과 광학부재(1)를 수납하는 수납 부재(400)를 포함한다.

광원 유닛(300)은 복수의 램프(310)와, 램프(310)의 양 끝단에 마련되어 램프(310)를 지지 고정하는 램프 홀더(320)를 구비한다. 복수의 램프(310)로 냉 음극 형광 램프를 사용하는 것이 바람직하다. 물론 당해 실시예에서는 이에 한정되지 않고, 램프로서 가시광선(즉, 백색 광)은 물론 적외선 파장 대역의 광을 방출하는 모든 형태의 램프를 사용할 수 있다. 냉 음극 형광 램프는 도시되지는 않았지만, 수은(Hg), 네온(Ne) 및 아르곤(Ag)이 혼합된 혼합 가스가 마련된 초자관과, 초자관의 양 끝에 마련된 양전극 및 음전극과, 초자관의 내측면에 도포된 형광체막을 포함한다.

냉 음극 형광 램프는 양전극과 음전극 사이에 인가된 전계를 통해 방출된 전자가 수은의 상태 전이를 일으켜 소정 파장 대역의 광을 발광하고, 이 파장 대역의 광을 형광체가 가시광으로 변환시켜 방출한다. 이때, 광은 z-방향으로 출사된다.

광학부재(1)는 도 4 및 도 5를 참조하여 설명된 제4실시예에 따른 광학부재(1)로서, 기재층(100)과 기재층(100)에 형성된 발포부(110)를 포함한다. 광학부재(1)는 발포부(110)에 의해 광원 유닛(300)으로부터의 방출된 가시광선(즉, 백색 광)을 균일하게 확산시키는 확산시트의 역할을 한다.

이때, 광학부재(1)는 상술한 구조에 한정되지 않고, 제1실시예, 제3실시예, 제3실시예의 변형예 및 제5실시예 중 어느 하나에 따른 광학부재(1)의 구조가 적용될 수 있다. 바람직하게는, 도 7b와 같이, 선형의 램프(310)에 대응하여 램프(310)의 휘선 발생을 해소할 수 있는 제4실시예가 적용되며, 제5실시예 또한 동일한 취지로서 가능할 것이다. 이 경우, 차폐 패턴부(260)는 램프(310)의 선형 형상에 대응하여 일련의 차폐 패턴(261, 262)이 선형으로 형성되어 램프(310)에서 출사되는 광을 흡수 및 확산시킨다. 이와 같은 차폐 패턴부(260)의 구성으로 램프(310)는 광학부재(1)에 근접배치될 수 있으며, 램프(310)가 광학부재(1)에 근접배치되는 것에 의하여 백라이트 유닛, 나아가서는 백라이트 유닛을 포함하는 액정 표시 장치 등의 최종 제품을 박형화할 수 있다. 또한, 광학부재(1)에 램프(310)를 근접배치시키는 것에 의하여 동일한 휘도를 유지하면서 램프(310)의 사용 개수를 감소시킬 수도 있다. 이러한 차폐 패턴부(260)를 가지는 광학부재(1)는 특히 선 광원에 대하여 휘선이 발생되지 않으면서 효율적인 광 확산이 이루어지도록 하여 표시 화면 전체에 걸쳐 균일한 휘도를 달성시킬 수 있으며, 출사되는 광효율을 향상시킬 수 있다.

도 7c는 본 발명의 제2실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 7c를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 백라이트 어셈블리는 광원 유닛(300)과, 광원 유닛(300)을 수납하는 수납 부재(400)를 포함하며, 광원 유닛(300) 및 수납 부재(400) 간에 광학부재(1')가 배치된다.

광학부재(1')는 도 2를 참조하여 설명된 제2실시예에 따른 광학부재(1')로서, 기재층(100)과 기재층(100)에 형성된 발포부(110)를 포함한다. 광학부재(1')는 발포부(110)에 의해 광원 유닛(300)으로부터의 방출된 가시광선(즉, 백색 광)을 과도하게 굴절, 즉 반사시키는 반사시트의 역할을 한다.

이때, 백라이트 유닛은 제1실시예에서의 확산기능이 부가된 광학부재(1)와 제2실시예에서의 반사기능이 부가된 광학부재(1')의 구성이 동시에 포함할 수 있다. 즉, 광원 유닛(300) 상에 광학부재(1)가, 광원 유닛(300) 및 수납 부재(400) 간에 광학부재(1')가 배치된 구성을 가질 수도 있다. 이와 같은 구성은 후술될 액정 표시 장치에서 설명될 것이다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제3 및 제4실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 본 발명의 제3 및 제4실시예에 따른 백라이트 어셈블리는 광원 유닛(300)으로 도광판(330)과, 도광판(330)의 일측면에 마련된 램프(340)와, 램프(340)의 광을 도광판(330)으로 유도하는 커버부(350)를 포함할 수도 있다. 도광판(330)은 선광원 형태의 광학 분포를 갖는 램프(340)의 광을 면광원 형태의 광학분포를 갖는 광으로 변경시키는 부재이다.

본 발명의 제3실시예에서는 광원 유닛(300) 상에 확산기능이 부가된 광학부재(1)가 배치되며, 제4실시예에서는 광원 유닛(300) 및 수납 부재(400) 간에 반사기능이 부가된 광학부재(1')가 배치된다. 물론, 광원 유닛(300) 상에 광학부재(1)가, 광원 유닛(300) 및 수납 부재(400) 간에 광학부재(1')가 배치된 구성을 가질 수도 있다.

하기에서는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 구비하는 액정 표시 장치에 관해 설명한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 상부에 배치된 디스플레이 어셈블리(1000)와, 하부에 배치된 백라이트 어셈블리(2000)를 포함한다.

디스플레이 어셈블리(1000)는 액정 표시 패널(700)과, 구동 회로부(800; 800a, 800b)와, 상부 수납 부재(900)를 포함한다.

액정 표시 패널(700)은 컬러 필터 기판(720)과 박막 트랜지스터(thin firm transistor; TFT) 기판(710)을 포함한다. 구동 회로부(800)는 게이트측 연성 인쇄 회로 기판(820a)을 통해 박막 트랜지스터 기판(710)의 게이트 라인과 접속된 게이트측 인쇄 회로 기판(810a)과, 데이터측 연성 인쇄 회로 기판(820b)을 통해 박막 트랜지스터 기판(710)의 데이터 라인에 접속된 데이터측 인쇄 회로 기판(810b)을 구비한다. 필요에 따라 상기 게이트측 인쇄 회로 기판(810a)은 생략가능 하다.

상부 수납 부재(900)는 디스플레이 어셈블리(1000)의 구성요소가 이탈되지 않도록 함과 동시에 외부에서 가해진 충격에 의해 깨지기 쉬운 액정표시패널(700) 또는 백라이트 어셈블리(2000)를 보호하기 위해 직각으로 절곡된 평면부와 측벽부를 갖는 사각틀 형태로 제작된다. 이때, 상부 수납 부재(900)의 평면부는 그 하부에서 액정 표시 패널(100)의 가장자리 일부를 지지하고, 측벽부는 하부 수납 부재(400)의 측벽들과 대향하여 결합된다. 상부 수납 부재(900) 및 하부 수납 부재(400)는 강도가 우수하고, 가벼우며, 변형이 적은 금속을 사용하여 제작하는 것이 바람직하다.

다음으로, 백라이트 어셈블리(2000)는 광을 발생시키는 광원 유닛(300)과, 광원 유닛(300)을 지지 고정하는 고정 수단(500)과, 고정 수단(500) 양 측에 배치된 광학부재(1, 1')와, 광학부재(1) 상에 배치된 광학 시트(150)와, 광학부재(1)와 광학 시트(150)를 지지하는 지지수단(600)과, 광원 유닛(300), 고정수단(500), 광학부재(1, 1'), 광학 시트(150)를 수납하는 하부 수납 부재(400)를 포함한다.

광원 유닛(300)은 등간격으로 배치된 복수의 램프(310)와, 램프(310)의 양 단에 마련된 램프 홀더(320)를 구비한다. 당해 실시예에서는 램프(310)의 길이 방향, 즉 x-방향이 하부 수납 부재(400)의 장축 방향, 즉 y-방향과 수직하도록 램프(310)를 배치하였다. 물론 이에 한정되지 않고, 상기 램프(310)의 길이방향과 하부 수납 부재(400)의 장축 방향이 평행하도록, 즉 y-방향으로 램프(310)를 배치할 수도 있다.

고정 수단(500)은 하부가 개방된 프레임 형상으로 제작하고, 고정 수단(500)의 일측에는 광원 유닛(300)의 램프 홀더(320)를 지지 고정하는 복수의 오목부(510)가 마련된다. 이를 통해 고정 수단(500)은 광원 유닛(300)의 복수의 램프(310)를 지지 고정하여 램프(310)의 흔들림을 방지하고, 외부의 충격으로부터 램프(310)를 보호할 수 있다. 물론 고정 수단(500)은 상술한 구조에 한정되지 않고, 광원 유닛(300)의 복수의 램프(310)를 지지 고정할 수 있는 다양한 형상으로 가변이 가능하다.

고정 수단(500)의 일 측에 마련되는 광학부재(1)는 발포부(110)가 형성된 기재층(100)을 포함한다. 여기서, 광학부재(1)는 제4실시예에 따른 차폐 패턴부(260)를 가지는 광학부재(1)이다. 광학부재(1)는 확산판일 수 있다.

광학부재(1)의 기재층(100)은 광원 유닛(300)으로부터 입사된 광을 액정 표시 패널(700)의 정면으로 향하게 하고, 넓은 범위에서 균일한 분포를 가지도록 광을 확산시켜 액정 표시 패널(700)에 조사한다. 이때, 광은 기재층(100)에서 z-방향으로 출사된다. 여기서, 광학부재(1)는 상술한 구조에 한정되지 않고, 제1실시예, 제3실시예, 제3실시예의 변형예 및 제5실시예 중 어느 하나에 따른 광학부재(1)의 구조가 적용될 수 있다. 바람직하게는, 선형의 램프(310)에 대응하여 램프(310)의 휘선 발생을 해소할 수 있는 제4실시예가 적용되며, 제5실시예 또한 동일한 취지로서 가능할 것이다.

고정 수단(500)의 타 측에 마련되는 광학부재(1')는 발포부(110)가 형성된 기재층(100)을 포함한다. 여기서, 광학부재(1')는 제2실시예에 따른 반사기능이 부가된 광학부재(1')이다.

광학부재(1')는 도 2를 참조하여 설명된 제2실시예에 따른 광학부재(1')로서, 기재층(100)과 기재층(100)에 형성된 발포부(110)를 포함한다. 광학부재(1')는 발포부(110)에 의해 광원 유닛(300)으로부터의 방출된 가시광선(즉, 백색 광)을 과도하게 굴절, 즉 반사시키는 반사시트의 역할을 하여, -z-방향으로 진행되는 광을 z-방향으로 반사시킨다.

광학 시트(150)는 적어도 하나 이상의 편광 시트, 적어도 하나 이상의 휘도 향상 시트 및 적어도 하나 이상의 확산 시트를 포함할 수 있다. 편광 시트는 자신으로 입사되는 광들 중에서 경사지게 입사되는 광을 수직하게 출사되도록 변화시키는 역할을 한다. 휘도 향상 시트는 자신의 투과축과 나란한 광은 투과시키고 투과축에 수직한 광은 반사시킨다. 확산 시트는 입사된 광이 면상으로 확산되어 출사되도록 하는 역할을 한다. 확산 시트 또한 본 발명에 따른 광학부재(1)의 구성을 가질 수 있다. 이를 통해 액정 표시 패널(700)에 수직한 방향으로 광이 입사되도록 하여 광 효율을 향상시킬 수 있다. 이러한 광학 시트(150)는 광학부재(1) 상에 구비될 수 있으며, 광 출사 방향, 즉 z-방향으로 광학부재(1)와 부착되어 구성될 수도 있다. 이 경우, 백라이트 어셈블리(2000) 및 액정 표시 장치의 두께는 줄어들 수 있다.

상술한 광학부재(1)는 상술한 설명에 한정되지 않고, 적외선 흡수 등의 기능을 가지는 코팅층이 더 마련될 수도 있다. 또한, 광학부재(1) 상에 광학 시트(150)를 부착시킬 수도 있다.

지지수단(600)은 사각 프레임 형상으로 제작되고, 광학부재(1)와 광학 시트(150)를 지지하고, 상측의 액정 표시 패널(700)도 지지한다.

하부 수납 부재(400)는 상부면이 개방된 직육면체의 박스 형태로 형성되어 내부에는 소정 깊이의 수납공간이 형성된다. 하부 수납 부재(400)내에는 다수의 램프 고정 수단(410)이 마련되어 광원 유닛(300)의 램프를 지지하여 램프(310)의 처침과 외부 충격으로 인한 손상을 방지할 수 있다. 상기에서 고정 수단(410)은 단일 램프(310) 당 복수개가 지지하도록 할 수도 있다. 그리고, 하부 수납 부재(400)의 바닥면에는 반사판(미도시)이 마련될 수도 있다.

이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1a는 본 발명의 제1실시예에 따른 광학부재의 단면도,

도 1b는 본 발명의 제2실시예에 따른 광학부재의 단면도,

도 1c는 도 1a의 주사 전자 현미경 사진도면,

도 1d는 도 1c를 경유하는 광 경로를 개략적으로 나타낸 사진도면,

도 2는 본 발명의 제3실시예에 따른 광학부재의 단면도,

도 3은 도 2의 변형예,

도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 광학부재의 단면도,

도 5는 도 4의 일부 사시도,

도 6은 본 발명의 제5실시예에 따른 광학부재의 단면도,

도 7a는 본 발명의 제1실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 개략적으로 도시한 사시도,

도 7b는 도 7a의 일부 확대도,

도 7c는 본 발명의 제2실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 개략적으로 도시한 사시도,

도 8a는 본 발명의 제3실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 개략적으로 도시한 사시도,

도 8b는 본 발명의 제4실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 개략적으로 도시한 사시도,

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 도시한 사시 도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1,1'...광학부재, 100...기재층,

110...발포부, 111...포말,

120...비발포부, 210,220...비드,

260...패턴부.

Claims (15)

1. 기재층과 상기 기재층에 형성되고 다수의 포말을 가지는 발포부를 포함하는 광학시트.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 기재층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 혹은 폴리프로필렌(PP)인 것을 특징으로 하는 광학시트.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 포말은 평균 10 내지 100 ㎛의 크기를 가지거나, 또는 평균 10 ㎛ 이하의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 광학시트.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 기재층의 적어도 일면에 배치된 복수의 비드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학시트.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 비드는 평균 10 내지 20 ㎛의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 광학시트.
6. 청구항 4에 있어서, 상기 복수의 비드는 굴절률이 상이한 두 종 이상의 비드를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학시트.
7. 청구항 4에 있어서, 상기 복수의 비드는 상기 기재층의 양 면에 형성되고, 어느 한 면에 형성된 비드는 다른 한 면에 형성된 비드의 수보다 많은 것을 특징으로 하는 광학시트.
8. 청구항 1에 있어서, 상기 기재층의 일 면에는 복수의 비드들이 형성되고, 타 면에는 차폐 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 광학시트.
9. 기재층과 상기 기재층의 적어도 일면에 형성된 차폐 패턴을 포함하는 광학시트.
10. 청구항 9에 있어서, 상기 차폐 패턴들은 일련의 차폐 패턴들이 군집된 차폐 패턴부 다수 개가 선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학시트.
11. 청구항 9에 있어서, 상기 차폐 패턴은 0.1 내지 10 ㎜의 폭 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 광학시트.
12. 광원부와 상기 광원부로부터 광이 유입되며, 기재층에 형성되고 다수의 포말을 가지는 발포부가 포함된 광학부재를 가지는 백라이트 어셈블리; 및

    상기 백라이트 어셈블리의 출사측에 배치되어 화상을 표시하는 표시 패널;

    을 포함하는 표시 장치.
13. 청구항 12에 있어서, 상기 포말은 평균 10 내지 100 ㎛의 크기를 가지거나, 또는 평균 10 ㎛ 이하의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
14. 청구항 12에 있어서, 상기 기재층의 적어도 일 면에는 일련의 차폐 패턴들이 군집된 차폐 패턴부가 상기 광원부에 대응하여 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
15. 청구항 12에 있어서, 상기 광학부재는 확산시트, 반사시트 및 확산판 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 표시 장치.

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