KR100823442B1

KR100823442B1 - 이방성 확산시트

Info

Publication number: KR100823442B1
Application number: KR1020060016864A
Authority: KR
Inventors: 박광승; 김경모; 이장훈; 안형주; 한상철
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2006-02-21
Filing date: 2006-02-21
Publication date: 2008-04-17
Also published as: TW200739136A; CN101384929A; TWI342410B; US7630025B2; JP2009527793A; KR20070084724A; JP5085564B2; WO2007097558A1; CN101384929B; US20090009687A1

Abstract

본 발명은, 광원부와 디스플레이패널 사이에 마련되어 상기 광원부에서 발산된 빛을 상기 디스플레이패널을 향해 출사시키는 이방성 확산시트로서, 상기 광원부에서 발산된 빛을 내부에서 광산란을 통해 등방성으로 확산시키는 등방성 확산층과; 상기 등방성 확산층의 상부면과 경계를 이루는 경계면과 상기 등방성 확산층의 상부면에 대해 경사지게 배치되는 적어도 한 쌍의 경사면을 가지고 상기 등방성 확산층의 상부면에 대해 돌출되게 마련되며, 상기 등방성 확산층의 상부면 상에서 상호 이격간격을 두고 배치된 복수의 반사체를 포함하며, 상기 광원부에서 발산된 빛은 상기 등방성 확산층에 의해 등방성으로 확산되고, 상기 반사체에 의해 반사됨에 따라, 이방성으로 확산되어 상기 액정표시패널에 입사되는 것을 특징으로 하는 이방성 확산시트를 제공한다.

이방성 확산시트, 등방성, 이방성

Description

이방성 확산시트{Anisotropy Diffusion Sheet}

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 분해단면도,

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 이방성 확산시트의 단면도,

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 분해단면도,

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 이방성 확산시트의 단면도,

도 5는 종래 등방성 확산시트와 본 발명에 따른 이방성 확산시트의 휘도분포를 비교한 그래프이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 액정표시패널 20 : 백라이트유닛

30 : 반사프레임 31 : 반사부

40 : 램프 50 : 이방성 확산시트

51 : 등방성 확산층 52 : 반사체

본 발명은, 이방성 확산시트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 등방성 확산층과 반사체를 가지고 수직휘도분포와 수평휘도분포가 다른 이방성 휘도분포를 제공할 수 있는 이방성 확산시트에 관한 것이다.

최근에는 기존 CRT(Cathode Ray Tube)를 대신하여 액정표시장치(LCD), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Emitting Diode) 등의 평판표시장치가 많이 개발되고 있다.

이 중 액정표시장치는 박막트랜지스터 기판, 컬러필터 기판 그리고 상기 두 기판 사이에 액정이 주입되어 있는 액정표시패널을 포함한다.

액정은 자체 발광을 하는 발광물질이 아니라 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화면에 표시하는 수광성 물질이기 때문에, 일반적으로 액정표시장치에는 액정표시패널에 광을 조사하기 위한 백라이트유닛이 마련되어 있다.

백라이트유닛은 광을 발생시키는 광원부와, 액정표시패널 후방에 배치되며 광원부에서 발산된 빛의 특성을 변화시키는 광학시트를 포함하며, 이러한 백라이트 유닛은 광원부의 위치에 따라 도광판의 측면에 광원부가 설치된 에지형과 액정표시패널의 후방에 광원부가 배치된 직하형으로 구분된다.

광학시트는 광원부로부터의 빛을 확산시켜 액정표시패널과 공급하는 확산시트와, 확산시트에 의해 확산된 광을 액정표시패널의 평면에 수직한 방향으로 집광하는 프리즘시트를 포함한다.

여기서, 일반적으로 사용하는 확산시트는 광산란성이 등방성이기 때문에 특정의 방향의 휘도를 필요 이상으로 저하시킨다는 문제점이 있다.

이를 해결하고자 일본특허공개 제2001-159704호에는 입사되는 빛에 높은 이방성을 부여할 수 있도록 수지 내에 분산상 입자가 포함된 이방성 광산란 필름이 개시되어 있다. 이에 광산란의 이방성이 우수해짐에 따라 특정방향의 휘도 저하를 억제할 수 있게 되고, 균일한 휘도를 제공할 수 있게 된다.

그러나, 이러한 종래의 이방성 광산란 필름에 있어서, 이방성 광산란 필름을 제조하기 위한 원료물질이 고가임에 따라 제조비용이 높고, 배향 등의 공정이 까다로워 그 제조가 용이하지 않으므로 생산성이 떨어진다는 문제점이 있다.

이에 이방성 확산시트를 제조함에 있어서, 종래에 비해 제조비용을 감소시킬 수 있고, 복잡하고 까다로운 배향 등의 공정을 제거하고 간소화된 생산공정으로 제조할 수 있다면 생산성이 향상되어 바람직할 것이다.

또한, 이러한 이방성 확산시트가 액정표시장치에 적용되는 경우 빛의 확산과 집광기능을 모두 수행할 수 있음에 따라 액정표시장치의 프리즘 시트를 생략할 수 있다면 외관이 슬림한 백라이트유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치를 제공할 수 있어 바람직할 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은, 등방성 확산층과 반사체를 가지고 수직휘도분포와 수평휘도분포가 다른 이방성 휘도분포를 제공할 수 있으며, 제조코스트를 감소시키고 생산성을 향상시킬 수 있는 이방성 확산시트를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 하나의 실시형태는 광원부와 디스플레이패널 사이에 마련되어 상기 광원부에서 발산된 빛을 상기 디스플레이패널을 향해 출사시키는 이방성 확산시트로서, 상기 광원부에서 발산된 빛을 내부에서 광산 란을 통해 등방성으로 확산시키는 등방성 확산층과; 상기 등방성 확산층의 상부면과 경계를 이루는 경계면과 상기 등방성 확산층의 상부면에 대해 경사지게 배치되는 적어도 한 쌍의 경사면을 가지고 상기 등방성 확산층의 상부면에 대해 돌출되게 마련되며, 상기 등방성 확산층의 상부면 상에서 상호 이격간격을 두고 배치된 복수의 반사체를 포함하며, 상기 광원부에서 발산된 빛은 상기 등방성 확산층에 의해 등방성으로 확산되고, 상기 반사체에 의해 반사됨에 따라, 이방성으로 확산되어 상기 액정표시패널에 입사되는 것을 특징으로 하는 이방성 확산시트을 제공한다.

상기 등방성 확산층은 투명한 재질의 수지와, 상기 수지와의 굴절률 차이가 0.02 내지 0.1 이하인 광산란성 입자를 포함한다.

여기서, 상기 수지는 폴리에스테르, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리에스테르설폰, 폴리부타디엔, 폴리에테르케톤 및 폴리우레탄 중 선택된 하나 이상이며, 상기 광산란성 입자는 실리카; 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리부타디엔 및 이들의 공중합체 중 선택된 1 또는 2 이상인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 반사체는 수지와, 굴절률이 1.6 이상인 무기물입자를 포함하며, 상기 각 반사체는 이등변 삼각형 단면형상 또는 부등변 삼각형 단면형상을 가질 수 있다.

여기서, 상기 수지는 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 에스테르아크릴레이트, 에테르아크릴레이트 및 라디칼 발생형 모노머 중 선택된 하나 이상을 포함하고, 상기 무기물입자는 TiO₂, BaSO₄, Al(OH)₃, Al₂O₃, CaCO₃, ZnO 및 ZnS 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 다른 하나의 실시형태는 광원부와 디스플레이패널 사이에 마련되어 상기 광원부에서 발산된 빛을 상기 디스플레이패널을 향해 출사시키는 이방성 확산시트로서, 상기 광원부에서 발산된 빛을 내부에서 광산란을 통해 등방성으로 확산시키는 등방성 확산층과; 상기 광원부와 마주보게 배치되는 경계면과 상기 경계면에 대해 경사지게 배치되는 적어도 한 쌍의 경사면을 가지고 상기 등방성 확산층의 내부에 마련되며, 상기 등방성 확산층의 내부에서 상호 이격간격을 두고 배치된 복수의 반사체를 포함하며, 상기 광원부에서 발산된 빛은 상기 등방성 확산층에 의해 등방성으로 확산되고, 상기 반사체에 의해 반사됨에 따라, 이방성으로 확산되어 상기 액정표시패널에 입사되는 것을 특징으로 하는 이방성 확산시트를 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 또 다른 하나의 실시형태는 상기 이방성 확산시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛과 이를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 박막트랜지스터 기판, 컬러필터 기판 그리고 상기 두 기판 사이에 액정이 주입되어 있는 액정표시패널(10)과, 액정표시패널(10)의 후방에 배치되어 액정표시패널(10)에 광을 조사하는 백라이트유닛(20)을 포함한다.

백라이트유닛(20)은 액정이 자체 발광을 하는 발광물질이 아니라 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화면에 표시하는 수광성 물질이기 때문에 이를 위해 액정표시패널(10)에 광을 공급하는 역할을 한다.

백라이트 유닛(20)은 빛을 발산하는 광원부(30,40)와, 액정표시패널(10)과 광원부(30,40) 사이에 배치되는 이방성 확산시트(50)를 포함한다.

광원부(30,40)는 소정의 이격간격을 두고 배치된 복수의 반사부(31)를 갖는 반사프레임(30)과, 복수의 반사부(31)에 각각 대응하여 배치된 복수의 램프(40)를 포함한다.

각 반사부(31)는 반원단면형상을 가지고, 램프(40)에서 발산되는 빛이 이방성 확산시트(50)를 향하도록 반사시킨다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 이방성 확산시트(50)는 램프(40)에서 발산된 빛을 확산시키고 액정표시패널(10)의 평면에 수직한 방향으로 집광시키는 두 가지 기능을 함께 수행할 수 있다.

구체적으로, 이방성 확산시트(50)는 평평한 플레이트 형상을 가지며, 입사된 빛을 내부 광산란을 통해 등방성으로 확산시키는 등방성 확산층(51)과; 각각 삼각형 단면 형상을 가지며, 등방성 확산층(51) 위에서 서로 이격간격을 두고 배치된 복수의 반사체(52)를 포함한다.

이러한 구성을 갖는 이방성 확산시트(50)는 입사된 빛을 등방성 확산층(51) 내부에서 광산란을 통해 등방성으로 확산시키고, 반사체(52)에 의해 반사시켜 확산각도를 줄인다. 이처럼 램프(40)에서 발산된 빛은 이방성 확산시트(50)를 통과하면서 이방성으로 확산되어 액정표시패널(10)로 입사하게 되는 것이다.

여기서, 등방성 확산층(51)은 투명한 재질의 수지와, 수지와의 굴절률 차이가 0.02 내지 0.1 이하인 광산란성 입자를 포함하여 불투명하게 마련된다.

투명한 재질의 수지는 폴리에스테르, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리메 틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리에스테르설폰, 폴리부타디엔, 폴리에테르케톤 및 폴리우레탄 등을 단독 또는 2종 이상 혼합한 수지인 것이 바람직하다.

광산란성 입자는 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌 및 폴리부타디엔 등의 고분자 유기물 단독 혹은 혼합물 형태나 실리카 등의 무기물인 것이 바람직하다. 예로서 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리부타디엔 및 실리카 각각 단독으로 광산란성 입자를 제조하거나, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리부타디엔 중 어느 하나와 실리카를 혼합하여 광산란성 입자를 제조하거나, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌 및 폴리부타디엔 중 선택된 둘 이상을 이용하여 공중합체 형태로 제조하거나, 이러한 공중합체에 실리카를 포함시켜 제조할 수도 있다.

광산란성 입자는 타원형 형태이거나, aspect ratio가 1에 가깝거나 즉, 구형에 가깝거나, 무정형 입자일 수 있다.

또한, 반사체(52)는 수지와, 무기물입자를 포함하여 마련된다.

수지는 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 에스테르아크릴레이트, 에테르아크릴레이트 및 라디칼 발생형 모노머 등을 단독 또는 2종 이상 혼합한 수지인 것이 바람직하다.

무기물입자는 굴절률이 1.6 이상인 TiO₂, BaSO₄, Al(OH)₃, Al₂O₃, CaCO₃, ZnO 및 ZnS 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 무기물입자 대신에 은, 알루미늄 등의 금속입자를 사용할 수도 있다.

만약 반사체(52)가 정반사를 하는 구조체라면 금속 입자를 수십 nm~수백nm 크기 정도(즉, 금속입자의 크기와 반사율 간에는 큰 상관관계가 없으므로 가능한 크기임)의 작은 크기로 분산시키면 얻을 수 있고, 반사체(52)가 확산 반사를 하는 구조체라면 굴절률이 1.6 이상인 무기물 입자를 나노급에서 마이크로급 크기로 사용하면 되는데 입자의 함유량은 전체(수지+입자) 대비 중량기준 50%이상으로 한다. 그리고, 이와 같이 제조된 반사체(52)의 반사율(total reflectance)은 80%이상으로 한다. 통상적으로 제조된 반사체(52)의 반사율을 측정할 때에는 일반적으로(제품의 성격, 크기에 따라 측정방법이 다름) 제조된 반사체(52)를 100㎛의 두께를 가진 슬라이스 시료(plate sample)로 제작하고 광원의 입사각도는 슬라이스의 정면이 아니라 45도의 각도로 하고서 반사율 측정을 한다. 그에 따라, 이러한 반사율 측정에 의할 경우 본 발명에서의 반사체(52) 반사율은 50-90%가 된다.

반사체(52)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 삼각형 단면형상으로서, 등방성 확산층(51)의 상부면과 경계를 이루는 경계면인 밑면(52b)과, 밑면(52b)에 대해 경사지게 배치된 한 쌍의 경사면(52a)을 갖는다. 여기서, 반사체(52)는 이등변 삼각형 단면형상을 갖도록 마련될 수도 있고, 부등변 삼각형 단면형상을 갖도록 마련될 수도 있다.

도 2에서, θ는 한 쌍의 경사면(52a) 사이의 끼인각이고, P(Pitch;피치)는 어느 하나의 반사체(52) 꼭지점에서 다른 하나의 반사체(52)의 꼭지점까지의 거리이다. 그리고, C는 어느 하나의 반사체(52) 밑면(52b)과 다른 하나의 반사체(52) 밑면(52b)의 이격간격에 해당하는 개구면이며, O는 어느 하나의 반사체(52) 밑면 (52b)과 다른 하나의 반사체(52) 밑면(52b)의 이격간격에 해당하는 개구면(C)의 너비이다.

여기서, 각 피치(P)는 마주보는 개구면(C)의 너비보다 크며, 각 반사체(52)는 상호 높이(H)가 동일하도록 마련되어 있다. 또한, 모아레 등의 이유로 반사체의 높이를 서로 다르게 마련할 수도 있다.

이에 개구비(Open ratio;ORA)는 개구면의 너비(O)/피치(P)*100(%)로 나타낼 수 있고, 각 반사체(52)의 높이(H)는 [피치(P)-개구면의 너비(O)]/[2*tan(θ/2)]로 나타낼 수 있으므로, 빛의 제어는 그 개구비(ORA)와 끼인각(θ)에 의해 이루어지는 것이다. 여기서, 피치(P)가 5-300㎛이고, 끼인각(θ)이 1-50도이며, 개구비(ORA)는 20-70인 것이 바람직하며, 반사물의 높이(H)는 피치(P)와 끼인각(θ)에 의해 좌우되는 종속변수이다. 물론, 피치(P)와 끼인각(θ) 및 개구비(ORA)는 필요에 따라 적절하게 변경(가감)될 수 있다.

이하에서는 이러한 구성을 갖는 본 발명의 제1실시예에 따른 이방성 확산시트(50)의 제조방법에 대해 설명하기로 한다.

우선 등방성 확산층(51)을 형성하기 위해 광산란성 입자를 포함하는 수지를 준비한 후, 평평한 제1몰드(미도시)를 이용하여 압출 또는 캐스팅 등의 방법으로 등방성 확산층(51)을 마련한다.

다음으로 반사체(52)를 형성하기 위해, 쐐기형 홈이 형성된 제2몰드(미도시)에 열 또는 빛으로 경화가능한 반사물질을 전 면적에 바르고 난 후, 고무 나이프를 이용하여 그 제2몰드의 표면을 긁어내면 그 제2몰드의 쐐기형 홈에만 반사물질이 충진된 상태가 된다.

이렇게 준비된 제2몰드에 미리 마련된 등방성 확산층(51)을 밀착시켜 열 또는 빛을 통해 경화시키면 도 1 및 도 2에 도시된 등방성 확산층(51)과 복수의 반사체(52)를 갖는 이방성 확산시트(50)의 제조가 완료된다. 이때 접합을 용이하게 하기 위해 이미 제조된 등방성 확산층(51)에 프라이머, 플라즈마, 코로나 등으로 표면처리할 수 있다.

이하에서는 이러한 제조방법에 의해 제조된 본 발명의 제1실시예에 따른 이방성 확산시트(50)에 입사되는 광의 경로를 구체적으로 설명하기로 한다.

램프(40)에서 발산되어 등방성 확산층(51)으로 입사된 후 개구면(C)을 통해 등방성 확산층(51)으로부터 출사되는 빛은 등방성 확산층(51)에 입사된 입사각도에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이, 직진하여 바로 액정표시패널(10)을 향하게 되거나, 반사체(52)의 경사면(52a)에 의해 반사된다. 설명의 편의를 위해 반사체(52)에 의해 반사되지 않고 직진하여 액정표시패널(10)을 향하는 빛을 L₁ 이라 하고, 반사체(52)의 경사면(52a)에 의해 반사되어 액정표시패널(10)을 향하는 빛을 L₂ 이라하며, 반사체(52)의 밑면(52b)에 의해 반사되어 광원부(30,40)을 향하는 빛을 L₃ 이라 하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 등방성 확산층(51)에 입사된 L₁은 개구면(C)을 통해 출사된 후, 반사체(52)에 부딪치지 않고 직진하여 액정표시패널(10)을 향하게 되고, L₂은 큰 입사각도로 등방성 확산층(51)에 입사되어 개구면(C)을 통해 출사된 후 반사체(52)의 경사면(52a)에 의해 반사된 다음 액정표시패널(10)로 향하게 된다. 여기서, L₂은 반사체(52)의 경사면(52a)에 의해 반사되면서 그 진행 각도가 작아짐에 따라, L₁ 처럼 액정표시패널(10)을 향하여 직진할 수 있게 되는 것이다.

그리고 L₃은 큰 입사각도로 등방성 확산층(51)에 입사되어 개구면(C)를 향하지 못하고 반사체(52)의 밑면(52b)에 의해 반사되어 광원부(30,40)를 향하게 된다. 광원부(30,40)을 향한 빛은 반사부(31)에 의해 반사되어 다시 이방성 확산시트(50)의 등방성 확산층(51)을 향하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 이방성 확산시트(50)에서는 램프(40)에서 발산된 빛이 개구면(C)를 통해서만 출사되며, 빛이 등방성 확산층(51) 에 의해 등방성으로 확산되고, 빛이 반사체(52)의 경사면(52a)에 의해 액정표시패널(10)의 판면에 대해 수직방향을 향하게 된다.

한편, 전술한 제1실시예에서는 등방성 확산층(51)의 상부면에 복수의 반사체(52)가 마련되어 있으나, 제2실시예에 따른 이방성 확산시트(60)를 도시한 도 3 및 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 복수의 반사체(62)가 등방성 확산층(61)내부에 마련될 수도 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상호 소정의 이격간격을 두고 등방성 확산층(61) 내부에 매입된 복수의 반사체(62)는 밑면이 램프(40)에서 발산되는 빛에 직접 노출될 수 있도록 램프(40)와 직접 마주보게 배치되어 있고, 한 쌍의 경사면 이 등방성 확산층(61) 내부에 위치하고 있다.

이하에서는 본 발명의 제2실시예에 따른 이방성 확산시트(60)의 제조방법을 설명하기로 한다.

우선 등방성 확산층(61)을 형성하기 위해 광산란성 입자를 포함하는 수지를 준비한 후, 쐐기형 홈이 파인 제1몰드(미도시)를 이용하여 압출 또는 캐스팅 등의 방법으로 등방성 확산층(61)을 마련한다.

이렇게 쐐기형 홈이 형성된 등방성 확산층(61) 전 면적에 걸쳐 열 또는 빛으로 경화가능한 반사물질을 바른 후, 고무 나이프를 이용하여 표면을 긁어내면 쐐기형 홈에만 반사물질이 충진된 상태가 된다.

그리고 열 또는 빛을 통해 경화시키면 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 등방성 확산층(61) 내부에 복수의 반사체(62)가 매입된 이방성 확산시트(60)의 제조가 완료된다.

이하에서는 이러한 제조방법에 의해 제조된 본 발명의 제2실시예에 따른 이방성 확산시트(60)에 입사되는 광의 경로를 구체적으로 설명하기로 한다.

이에, 도 3에 도시된 바와 같이, 등방성 확산층(61)으로 바로 입사된 L₁은 반사체(62)에 부딪치지 않고 직진하여 액정표시패널(10)로 향하게 되고, L₂은 큰 입사각도를 가지고 등방성 확산층(61)에 입사되어 등방성 확산층(61)의 내부에 위치한 반사체(62)의 경사면에 의해 반사된 후 등방성 확산층(61)으로부터 출사되어 액정표시패널(10)로 향하게 된다. 여기서, L₂은 반사체(62)의 경사면에 의해 반사되면 서 그 진행 각도가 작아짐에 따라, L₁ 처럼 액정표시패널(10)을 향하여 직진할 수 있게 되는 것이다.

그리고 L₃은 등방성 확산층(61) 내부로 입사되지 못하고 바로 반사체(62)의 밑면에 부딪쳐 반사되어 광원부(30,40)를 향하게 된다. 광원부(30,40)로 향한 빛은 반사부(31)에 의해 반사되어 다시 이방성 확산시트(60)의 등방성 확산층(61)을 향하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 이방성 확산시트(60)에서는 램프(40)에서 발산된 빛이 개구면(어느 한 반사체와 다른 한 반사체 사이의 이격간격)을 통해서만 등방성 확산층(61)으로 입사되고, 빛이 등방성 확산층(61) 에 의해 등방성으로 확산되고, 빛이 반사체(62)의 경사면에 의해 액정표시패널(10)의 판면에 대해 수직방향을 향하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 이방성 확산시트(50,60)에서는 빛이 등방성 확산층(51,61)에 의해 등방성으로 확산되고 반사체(52,62)에 의해 반사됨에 따라, 수직휘도분포는 작고 수평휘도분포는 큰 이방성 휘도분포를 제공할 수 있으므로, 광효율이 향상되며, 유효시야 범위 내에서 더 높은 휘도를 제공할 수 있게 된다.

이처럼, 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 이방성 확산시트(50,60)는 종래 등방성 확산시트보다 향상된 높은 휘도를 제공할 수 있음은 도 5를 통해서도 확인할 수 있다.

그리고, 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 이방성 확산시트(50,60)가 확산시트의 확산기능과 프리즘시트의 집광기능을 함께 수행할 있음에 따라, 백라이트유닛에서 프리즘시트를 생략할 수 있어, 백라이트유닛의 구성을 간소화할 수 있고, 이에 백라이트유닛을 슬림하게 구현할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 이방성 확산시트(50,60)는 그 생산이 용이하여 제조코스트를 절감시킬 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 이방성 확산시트(50,60)의 등방성 확산층(51,61)이 불투명하게 마련되기 때문에 우수한 은폐력을 제공할 수 있게 된다. 은폐력이란 사물의 상(실질적인 명암 차이)이 흐려져서 사물간의 경계를 구별하기 힘들어 짐을 말하는 것으로, 산란층을 통과 또는 반사에 의해 달성될 수 있으며, 본래 사물에서 출발한 빛들의 상호 위치가 그대로 유지되지 않고 많이 흩어질수록 은폐되는 것이다. 이에 등방성 확산층(51,61)은 불투명하게 마련되기 때문에 봉 형상의 램프(40)(이를 선 광원이라 함)들의 형태, 즉 램프(40)의 선 형태를 은폐시켜 밝기가 고른 면 광원 형태로 보이도록 하는 우수한 은폐력 효과를 제공할 수 있게 된다.

한편, 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이방성 확산시트를 액정표시장치에 적용하여 설명하였으나, 본 발명에 따른 이방성 확산시트는 프로젝터 스크린에 적용할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 등방성 확산층으로 입사된 빛은 내부 광산란을 통해 등방성으로 확산되고 반사체에 의해 반사되므로, 수직휘도분포와 수평휘도분포가 다른 이방성 휘도분포를 제공할 수 있음에 따라, 광효율을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 이방성 확산시트는 그 생산이 용이하여 제조코스트를 절감시킬 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 이방성 확산시트가 프로젝터 스크린이나 액정표시장치의 백라이트유닛에 적용되면, 큰 수평휘도분포와 작은 수직휘도분포가 제공됨에 따라, 유효 시야 범위 내에서 등방성 확산시트보다 더 높은 휘도를 제공할 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 이방성 확산시트를 액정표시장치의 백라이트유닛에 적용하는 경우, 이방성 확산시트는 선 광원 형태의 광원부를 은폐시켜 밝기가 고른 면 광원 형태로 보이도록 하는 우수한 은폐력 효과를 제공할 수 있으며, 본 발명에 따른 이방성 확산시트가 빛의 확산과 집광기능을 함께 수행할 수 있음에 따라, 액정표시장치의 백라이트유닛에서 프리즘시트를 생략할 수 있어, 백라이트유닛의 구성이 간소화되고, 이에 슬림한 백라이트유닛을 제공할 수 있게 된다.

Claims

광원부와 디스플레이패널 사이에 마련되어 상기 광원부에서 발산된 빛을 상기 디스플레이패널을 향해 출사시키는 이방성 확산시트로서,

상기 광원부에서 발산된 빛을 내부에서 광산란을 통해 등방성으로 확산시키는 등방성 확산층과;

상기 등방성 확산층의 상부면과 경계를 이루는 경계면과 상기 등방성 확산층의 상부면에 대해 경사지게 배치되는 적어도 한 쌍의 경사면을 가지고 상기 등방성 확산층의 상부면에 대해 돌출되게 마련되며, 상기 등방성 확산층의 상부면 상에서 상호 이격간격을 두고 배치된 복수의 반사체를 포함하며,

상기 광원부에서 발산된 빛은 상기 등방성 확산층에 의해 등방성으로 확산되고, 상기 반사체에 의해 반사됨에 따라, 이방성으로 확산되어 상기 액정표시패널에 입사되는 것을 특징으로 하는 이방성 확산시트.
제1항에 있어서,

상기 등방성 확산층은 투명한 재질의 수지와, 상기 수지와의 굴절률 차이가 0.02 내지 0.1 이하인 광산란성 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 이방성 확산시트.
제2항에 있어서,

상기 수지는 폴리에스테르, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리에스테르설폰, 폴리부타디엔, 폴리에테르케톤 및 폴리우레탄 중 선택된 하나 이상이며,

상기 광산란성 입자는 실리카; 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리부타디엔 및 이들의 공중합체 중 선택된 1 또는 2 이상인 것을 특징으로 하는 이방성 확산시트.
제1항에 있어서,

상기 반사체는 굴절률이 1.6 이상인 무기물입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 이방성 확산시트.
제4항에 있어서,

상기 반사체는 수지와, 상기 수지에 혼합되는 상기 무기물입자를 포함하며,

상기 수지는 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 에스테르아크릴레이트, 에테르아크릴레이트 및 라디칼 발생형 모노머 중 선택된 하나 이상을 포함하고,

상기 무기물입자는 TiO₂, BaSO₄, Al(OH)₃, Al₂O₃, CaCO₃, ZnO 및 ZnS 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이방성 확산시트.
제1항에 있어서,

상기 각 반사체는 이등변 삼각형 단면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 이방성 확산시트.
제1항에 있어서,

상기 각 반사체는 부등변 삼각형 단면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 이방성 확산시트.
광원부와 디스플레이패널 사이에 마련되어 상기 광원부에서 발산된 빛을 상기 디스플레이패널을 향해 출사시키는 이방성 확산시트로서,

상기 광원부에서 발산된 빛을 내부에서 광산란을 통해 등방성으로 확산시키는 등방성 확산층과;

상기 광원부와 마주보게 배치되는 경계면과 상기 경계면에 대해 경사지게 배치되는 적어도 한 쌍의 경사면을 가지고 상기 등방성 확산층의 내부에 마련되며, 상기 등방성 확산층의 내부에서 상호 이격간격을 두고 배치된 복수의 반사체를 포함하며,

상기 광원부에서 발산된 빛은 상기 등방성 확산층에 의해 등방성으로 확산되고, 상기 반사체에 의해 반사됨에 따라, 이방성으로 확산되어 상기 액정표시패널에 입사되는 것을 특징으로 하는 이방성 확산시트.
제8항에 있어서,

상기 등방성 확산층은 투명한 재질의 수지와, 상기 수지와의 굴절률 차이가 0.02 내지 0.1 이하인 광산란성 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 이방성 확산시트.
제9항에 있어서,

상기 수지는 폴리에스테르, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리에스테르설폰, 폴리부타디엔, 폴리에테르케톤 및 폴리우레탄 중 선택된 하나 이상이며,

상기 광산란성 입자는 실리카; 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리부타디엔 및 이들의 공중합체 중 선택된 1 또는 2 이상인 것을 특징으로 하는 이방성 확산시트.
제8항에 있어서,

상기 반사체는 굴절률이 1.6 이상인 무기물입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 이방성 확산시트.
제11항에 있어서,

상기 반사체는 수지와, 상기 수지에 혼합되는 상기 무기물입자를 포함하며,

상기 수지는 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 에스테르아크릴레이 트, 에테르아크릴레이트 및 라디칼 발생형 모노머 중 선택된 하나 이상을 포함하고,

상기 무기물입자는 TiO₂, BaSO₄, Al(OH)₃, Al₂O₃, CaCO₃, ZnO 및 ZnS 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이방성 확산시트.
제8항에 있어서,

상기 각 반사체는 이등변 삼각형 단면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 이방성 확산시트.
제8항에 있어서,

상기 각 반사체는 부등변 삼각형 단면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 이방성 확산시트.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 상기 이방성 확산시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
제15항에 따른 상기 백라이트유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.