KR101150201B1 - 완충성능을 개선한 반사시트 및 이를 포함하는액정표시장치 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반사시트의 완충성능을 강화하여 프리즘도광판의 프리즘패턴이 파손되는 현상을 방지하기 위한 것으로서, 구체적으로는, 베이스층; 상기 베이스층의 상부에 적층되는 반사층; 상기 베이스층의 하부에 복수개의 층으로 적층되는 차폐층을 포함하는 반사시트를 제공한다.

본 발명에 따르면, 프리즘도광판의 하부에 위치하는 반사시트의 완충성능이 향상되므로, 외력으로 인해 프리즘 도광판의 프리즘패턴이 파손되거나 마모되는 현상이 방지된다. 따라서 프리즘패턴의 파손이나 마모로 인한 화이트 스폿 현상을 방지하여 고품질의 화면을 가지는 액정표시장치를 제공할 수 있게 된다.

반사시트, 차폐층, 프리즘도광판, 액정표시장치

Description

완충성능을 개선한 반사시트 및 이를 포함하는 액정표시장치 모듈{Reflect sheet which improves shock absorbing function and liquid crystal display module comprising the same}

도 1은 일반적인 액정표시장치 모듈의 분해사시도

도 2는 종래 반시시트의 적층구조를 나타낸 단면도

도 3은 프리즘 도광판과 반시시트의 마찰현상을 나타내는 단면도

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반사시트의 적층구조를 나타낸 단면도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 액정패널 11 : 액정패널 구동회

12 : 하부편광판 13 : 상부편광판

20 : 백라이트 어셈블리 21 : 램프

22 : 프리즘도광판 23, 100 : 반사시트

23a, 110 : 베이스층 23b, 120 : 반사층

23c, 130 : 차폐층 24 : 광학시트

24a : 역프리즘시트 24b : 확산시트

30 : 서포트 메인 40 : 탑 커버(top cover)

본 발명은 액정표시장치 모듈(LCM: Liquid Crystal display Module)에 관한 것으로서 보다 구체적으로는 프리즘 도광판의 하부에 위치하는 반사시트의 완충성능을 강화하여 프리즘 도광판의 프리즘 패턴을 보호하는 액정표시장치 모듈에 관한 것이다.

근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 각종 전기적 신호정보를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 여러 가지 다양한 종류의 평판표시장치(Flat Panel Display device : FPD)가 소개된 바 있다.

이 같은 평판표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device : PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device : FED), 전기발광표시장치(Electro Luminescence Display device : ELD) 등을 들 수 있으며, 이들은 박형화, 경량화, 저소비전력화 등의 우수한 성능을 보유하고 있어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.

이중 액정표시장치는 콘트라스트비(contrast ratio)가 크고 동화상 표시에 적합하며 소비전력이 적다는 특징을 가지고 있어, 노트북, 모니터, TV 분야에서 가장 활발하게 이용되고 있다.

주지된 바와 같이 액정은 분자구조가 가늘고 길며, 배열에 방향성을 갖는 광학적 이방성과 전기장 내에 놓일 경우에 그 크기에 따라 분자의 배열 방향이 변화되는 분극성질을 띤다.

따라서 액정표시장치는 액정층을 사이에 두고 서로 마주보는 면에 투명 전계생성전극이 형성된 한 쌍의 기판을 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)과 여기에 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리를 포함하며, 액정패널의 두 전계생성전극 사이의 전기장을 제어하여 액정분자의 배열방향을 인위적으로 조절하고 여기에 백라이트 어셈블리의 빛을 통과시킴으로써 발현되는 투과율의 차이를 이용하여 여러 가지 목적하는 화상을 표시한다.

이때 백라이트 어셈블리에서 빛을 발생시키는 광원(光源)으로는 발광다이오드(Light Emitter Diode : LED), 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL), 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp : EEFL) 등이 이용된다.

한편, 백라이트 어셈블리는 광원이 설치되는 위치에 따라 측광방식(side light type)과 직하형(direct type)으로 구분되는데, 전자는 액정패널 하부의 일 측 가장자리에 위치한 광원에서 출사된 빛을 도광판을 이용하여 액정패널의 전면으로 공급하는 방식이고, 후자는 액정패널의 하부에 복수개의 형광램프를 배열하여 직접적으로 액정패널 전면에 걸쳐 빛을 공급하는 방식이다.

그리고 이들 액정패널과 백라이트 어셈블리는 각종 고정수단을 이용하여 하나의 모듈로 일체화되어 충격으로부터의 보호와 광 손실의 최소화를 꾀하고 있다.

도 1은 일반적인 측광방식 액정표시장치모듈의 분해 사시도로서, 특히 프리즘 도광판을 이용하는 액정표시장치모듈을 도시하고 있다.

이를 참조하면, 액정표시장치모듈은 크게 액정패널(10), 액정패널(10)의 하부에서 광원을 제공하는 백라이트 어셈블리(20), 상기 액정패널(10)과 백라이트 어셈블리(10)를 일체로 지지하는 서포트메인(30), 상기 액정패널의 가장자리를 상부에서 압착하는 한편 상기 서포트메인(30)과 체결되는 탑 커버(40)를 포함한다.

액정패널(10)은 게이트배선 및 데이터 배선에 의해 정의된 화소영역에 스위칭 소자인 박막트랜지스터와 화소전극을 구비한 어레이 기판, RGB를 포함하는 컬러필터 및 공통전극을 구비한 컬러필터 기판, 상기 어레이기판과 컬러필터 기판의 사이에 충진되는 액정층을 포함한다.

한편 상기 액정패널(10)의 측부에는 연성회로기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)을 매개로 액정패널구동회로(11)가 연결되며, 하부와 상부에는 각각 하부평광판(12)과 상부편광판(13)이 결합한다.

백라이트 어셈블리(20)는 액정패널(10) 하부의 일 측방에 설치되는 형광램프(21), 상기 형광램프(21)에 측면이 인접 설치되어 형광램프(21)로부터 방출된 빛을 상면을 통해 출사하는 프리즘 도광판(22), 상기 프리즘 도광판(22)을 통해 상부로 방출된 빛을 집광 및 확산시켜 고품질의 균일한 광원으로 변환하는 광학시트(24) 등을 포함한다.

상기 프리즘도광판(22)은 하면에 미세한 삼각형 형상의 단면을 가지는 프리즘산을 다수 구비하고 있어 형광램프로(21)부터 출사된 빛을 집광 및 확산시켜 상부로 방출하는 역할을 하며, 측면에서 입사된 빛을 상면으로 균일하게 방출하기 위하여 형광램프(21)의 반대쪽으로 갈수록 두께가 가늘어지는 특징을 가진다.

상기 광학시트(24)는 순서대로 적층된 역프리즘시트(24a)와 확산시트(24b)를 포함하는데, 역프리즘시트(24a)는 프리즘도광판(22)으로부터 입사되는 빛을 집광하는 기능을 수행하며, 확산시트(24b)는 역프리즘시트(24a)를 통과한 빛을 균일하게 확산시켜 액정패널(10)로 공급하는 역할을 한다.

프리즘도광판(22)의 하부에 위치하는 반사시트(23)는 하부로 새는 빛을 상부로 반사시켜 휘도의 저하를 방지하는 역할을 한다.

이러한 반사시트(23)는 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스층(23a)과, 베이스층(23a)의 상부에 적층되는 반사층(23b), 베이스층(23a)의 하부에 적층되는 차폐층(23c)으로 이루어진다.

베이스층(23a)은 약 188㎛ 두께의 PET(Polyethylene Terephthalate) 재질로 이루어지며, 반사층(23b)은 약 10㎛ 정도의 두께로 적층된 아크릴 재질의 박막내에 아크릴계 레이온 재질의 비드(23b-1)를 함유하고 있어 입사된 빛을 상부로 반사 또는 산란시킨다.

차폐층(23c)은 반사층(23b) 및 베이스층(23a)을 투과한 빛을 최종적으로 반 사시키는 역할을 하며 약 20㎛ 정도의 두께를 가진다. 차폐층(23c)은 아크릴계 우레탄 재질로 적층되는데, 내부에는 빛을 반사 또는 산란시키기 위하여 TiO₂ 재질의 비드(23c-1)를 함유한다.

따라서 형광램프(22)에서 출사된 빛은 프리즘도광판(22)을 통해서 광학시트(24)로 입사하거나, 반사시트(23)에서 일단 반사되었다가 프리즘도광판(22)을 거쳐 광학시트(24)로 입사하게 되며, 광학시트(24)를 거치면서 집광 및 확산되어 액정패널(10)에 고휘도의 화상을 표현할 수 있게 된다.

그런데 프리즘도광판(22)을 이용하는 이와 같은 액정표시장치 모듈은 사용상 몇 가지 문제점을 안고 있는데, 그것은 바로 액정표시장치 모듈의 하부에서 외력이나 충격이 가해질 경우 반사시트(23)와 프리즘도광판(22)의 마찰로 인하여 프리즘 도광판(22)의 하부에 형성된 프리즘 패턴이 마모되거나 파손되는 경우가 종종 발생한다는 점이다.

즉, 서포트메인(30)의 저면에는 도 3에 도시된 바와 같이 반사시트(23) 및 프리즘도광판(22)의 순서로 설치되는데, 만일 서포트메인(30)의 하부에서 화살표 방향의 외력이 가해지면 반사시트(23)가 점선으로 표시된 바와 같이 프리즘도광판(22) 쪽으로 밀리면서 마찰이나 충격으로 인해 프리즘패턴(22a)의 파손을 유발하게 된다.

이와 같이 프리즘 도광판(22)의 프리즘 패턴이 파손되면, 화면상에 화이트 스폿(white spot) 현상 등이 나타남으로써 화상품질을 크게 저하시키게 된다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 반사시트의 구조를 변경하여 외부에서 가해지는 충격을 일정 정도 흡수할 수 있도록 함으로써 마찰로 인한 프리즘 패턴의 파손을 방지하여 화이트 스폿 현상을 방지하는 방안을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위해서, 베이스층; 상기 베이스층의 상부에 적층되는 반사층; 상기 베이스층의 하부에 복수개의 층으로 적층되는 차폐층을 포함하는 반사시트를 제공한다.

이때 상기 차폐층의 적어도 한 층은 아크릴계 레이온 재질의 비드를 함유하는 것이 바람직하고, 상기 차폐층의 각 층은 5㎛ 이상 10㎛ 이하의 두께를 가지는 것이 바람직하다.

또한 상기 차폐층의 전체두께는 20㎛ 이상 35㎛ 이하인 것이 바람직하다.

상기 베이스층은 PET 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 반사층은 아크릴 재질로서, 아크릴계 레이온 재질의 비드를 함유하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은, 액정패널; 상기 액정패널의 하부 일 측방에 위치하는 램프; 측면이 상기 램프에 인접 설치되어 상기 램프의 빛을 상면을 통해 방출시키며, 하면에 프리즘패턴을 가지는 프리즘도광판; 상기 프리도광판의 상부에 위치하며 빛을 집광 또는 확산시키는 광학시트; 제1항 내지 제6항 중 선택되는 어느 한 종류로서, 상기 프리즘도광판의 하부에 위치하는 반사시트; 상기 액정패널, 램프, 프리즘도광판, 광학시트 및 반사시트를 지지하는 서포트 메인; 상기 액정패널의 가장자리를 상부에서 압착 고정하는 한편 상기 서포트 메인과 체결되는 탑 커버를 포함하는 액정표시장치 모듈을 제공한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반사시트(100)의 적층구조를 나타낸 단면도로서, 본 발명의 실시예에 따른 반사시트(100)는 베이스층(110)과, 베이스층(110)의 상부에 적층되는 반사층(120), 상기 베이스층(110)의 하부에 적층되는 차폐층(130)으로 구분되는 점에서는 종래와 동일하다.

다만 본 발명은 베이스층(110)의 하부에서 최종적으로 빛을 차단하는 역할을 하는 차폐층(130)을 복수개의 층으로 적층한 점에 특징이 있다.

또한 종래의 차폐층은 TiO₂ 재질의 비드를 이용하였으나 본 발명의 실시예에서는 이보다 훨씬 연질인 아크릴계 레이온 재질의 비드(132)를 차폐층(130)에 함유시켰다.

특히 이러한 아크릴계 레이온 재질의 비드(132)를 사슬구조로 변형된 아크릴계 재질의 박막내에 함유시킴으로써 차폐층(130)의 탄성을 강화하였다.

도면에는 차폐층(130)이 제1,2,3 단위 차폐층(130a,130b,130c)으로 이루어진 모습을 도시하고 있으나, 단위 차폐층의 개수가 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다. 다만, 단위 차폐층을 너무 많이 적층할 경우 반사시트(100)에 굴곡이 생길 우려가 있으므로 실험상으로는 3개층 정도가 적당한 것으로 나타났다.

각 단위차폐층(130a,130b,130c)의 두께는 3개층을 적층하는 경우에는 7㎛ 내지 8㎛ 정도의 두께를 가지는 것이 가장 바람직한 것으로 나타났으나, 이는 적층 개수에 따라서 달라질 수 있으므로 이를 감안하면 각 단위차폐층은 5㎛ 내지 10㎛ 정도의 두께로 적층되는 것이 바람직하다.

또한 종래의 반사시트와 비교하여 전체 두께가 지나치게 두꺼워질 경우 기존 구조의 서포트메인(30)에 적용할 수 없는 문제가 발생할 수도 있으므로, 차폐층(130) 전체의 두께는 20㎛ 이상 35㎛ 이하의 범위로 제한되는 것이 바람직하다.

베이스층(110)은 종래와 동일한 반사율을 얻기 위하여 PET 재질로 제조하는 것이 바람직하며, 반사층(120)은 차폐층(130)과 동일하게 아크릴 재질의 박막속에 아크릴계 레이온재질의 비드(122)를 함유하는 것이 바람직하다.

차폐층(130)이 강화됨으로써 반사층(120)의 두께를 줄이는 것도 가능하지만, 완충효과를 강화시키기 위해서는 반사층(120)은 7㎛ 정도의 두께로 적층되는 것이 바람직하다.

이와 같이 차폐층(130)을 복수개의 단위 차폐층으로 이루어진 적층구조로 형성하고 보다 연질의 비드를 함유시킴으로써 차폐층(130) 전체의 탄성이 강화되는 효과가 있다.

따라서 저면에서 외력이 가해지더라도 차폐층(130)에서 외력의 상당부분을 흡수할 수 있기 때문에 프리즘도광판(22)과의 마찰이나 접촉이 줄어들어 프리즘패턴의 파손이나 마모를 방지할 수 있게 된다.

도 1 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치 모듈을 살펴보면, 액정패널(10), 상기 액정패널의 하부에 위치하는 백라이트 어셈블리(20), 상기 액정패널(10)과 백라이트 어셈블리(20)를 지지하는 서포트 메인(30), 상기 액정패널(10)의 상부 가장자리를 압착 고정하는 한편 상기 서포트메인(30)과 체결되는 탑 커버(40)을 포함한다.

이때 상기 백라이트 어셈블리(20)는 액정패널(10)의 하부 일 측방에 설치되는 램프(21), 일 측면이 램프(21)에 인접하여 램프(21)로부터 입사된 빛을 상부로 출사하는 프리즘도광판(22), 상기 프리즘도광판(22)의 상부에 위치하여 빛을 집광 또는 확산시키는 역프리즘시트(24a) 및 확산시트(24b) 등의 광학시트(24), 상기 프리즘도광판(22)의 하부에 위치하여 새어나온 빛을 상부로 반사시키며 전술한 바와 같이 복수개의 층으로 이루어진 차폐층(130)을 가지는 반사시트(100)를 포함한다.

따라서 램프(21)에서 출사된 빛은 직접 프리즘 도광판(22)을 통해 상부로 방출되거나 하부의 반사시트(100)에 반사되었다가 프리즘도광판(22)을 거쳐 상부로 방출되며, 광학시트(24)를 거치면서 고품질의 광원으로 변환되어 액정패널로 제공되어 소정의 화면을 표시하게 된다.

한편, 이상에서는 하면에 프리즘 패턴을 가지는 프리즘도광판(22)을 이용하는 액정표시장치 모듈에 한정하여 설명하였으나, 본 발명의 반사시트는 완충효과를 개선한 것이므로 일반적인 도광판을 사용하는 경우에도 적용할 수 있음은 물론이다.

본 발명에 따르면, 프리즘도광판의 하부에 위치하는 반사시트의 완충성능이 향상되므로, 외력으로 인해 프리즘 도광판의 프리즘패턴이 파손되거나 마모되는 현상이 방지된다.

따라서 프리즘패턴의 파손이나 마모로 인한 화이트 스폿 현상을 방지하여 고품질의 화면을 가지는 액정표시장치를 제공할 수 있게 된다.

Claims (8)

1. 베이스층;

   상기 베이스층의 상부에 적층되어 표면으로 입사된 빛을 상기 표면에 대해 상방향으로 반사시키는 반사층;

   상기 베이스층의 하부에 제1 내지 제3 단위 차폐층의 복수개 층으로 적층되어 외력을 흡수 완충시키고, 상기 반사층을 투과한 빛을 표면에 대해 상방향으로 반사시키는 차폐층을 포함하고,

   상기 각 단위 차폐층은 7㎛ 이상 8㎛ 이하의 두께로 형성되고, 상기 복수개의 단위 차폐층 중 적어도 하나의 층은 아크릴계 레이온 재질의 비드를 함유하는 반사시트
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 차폐층의 전체두께는 20㎛ 이상 35㎛ 이하인 반사시트
5. 제1항에 있어서,

   상기 베이스층은 PET 재질로 이루어지는 반사시트
6. 제1항에 있어서,

   상기 반사층은 아크릴 재질로서, 아크릴계 레이온 재질의 비드를 함유하는 반사시트
7. 액정패널;

   상기 액정패널의 하부 일 측방에 위치하는 램프;

   측면이 상기 램프에 인접 설치되어 상기 램프의 빛을 상면을 통해 방출시키며, 하면에 프리즘패턴을 가지는 프리즘도광판;

   상기 프리즘도광판의 상부에 위치하는 역프리즘시트와 상기 역프리즘시트의 상부에 위치되는 확산시트로 이루어지며 빛을 집광 또는 확산시키는 광학시트;

   제1항에 따른 것으로, 상기 프리즘도광판의 하부에 위치하는 반사시트;

   상기 액정패널, 램프, 프리즘도광판, 광학시트 및 반사시트를 지지하는 서포트 메인;

   상기 액정패널의 가장자리를 상부에서 압착 고정하는 한편 상기 서포트 메인과 체결되는 탑 커버를 포함하고,

   상기 반사시트의 반사층은

   외력에 의해 상기 프리즘도광판의 프리즘패턴과 접촉하게 되는 액정표시장치 모듈
8. 제 7항에 있어서

   상기 반사시트의 상기 반사층은 아크릴 재질로서, 아크릴계 레이온 재질의 비드를 함유하는 액정표시장치 모듈

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