JP2009282492A - ディスプレイ装置用拡散部材 - Google Patents

Abstract

【課題】導光板を介して入射する光の輝度および均一度を向上させ、光伝導機能に優れ且つ安定性が確保されるディスプレイ装置用拡散部材の提供。
【解決手段】ディスプレイ装置用拡散部材において、光源からの入射光を面光源に変換させるための第１パターンが前記拡散部材の前記光源の反対方向の一側面に設けられ、前記第１パターンによって入射する光のピッチおよび角度を変換させるための第２パターンが前記一側面の背面に設けられ、前記第２パターンのピッチおよび深さは前記光源からのＸ軸方向の距離によって決定されることを特徴とする、ディスプレイ装置用拡散部材を提供する。
【選択図】図８

Description

本発明は、ディスプレイ装置用拡散部材に係り、より詳しくは、一側面に傾斜面を含んで、光源から放出される光を画面に分布させるディスプレイ装置用拡散部材に関する。

ディスプレイ装置は、映像信号に基づいて映像を出力する。特に、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)などのディスプレイ装置は、ＲＧＢ色相を出力するカラーパネルを有し、カラーパネル自体が非発光性なので、カラーパネルに光を照射するバックライトユニットを備えて映像を出力する（特許文献１）。
韓国公開特許第１０−２００５−００６２４０６号公報

図１は従来のバックライトユニットの構成を示す断面図である。図１に示すように、従来のバックライトユニット１０は、ランプなどのように光を発散する光源１１と、光源１１からの入射光を面光源に変換させるために、一側面にパターン１２ａが形成される導光板（ＬＧＰ:Light Guide Panel）１２と、導光板１２の一側に設けられ、光源１１からの入射光を反射させる反射シート１３と、導光板１２を介して入射する光を拡散および散乱させて全体画面における輝度を均一にする拡散部材１４と、拡散部材１４を通過する光をプリズム形状のピッチおよび角度で一定の方向に変えて正面の輝度を高めるプリズムシート１５と、プリズムシート１５を通過した光の損失を減らすＤＢＥＦ(Dual Brightness Enhancement Film)１６とを含み、光源１１の光を導光板１２側に反射させるためのレフレクター(reflector)１７が光源１１の外側に設置される。

拡散部材１４は、一側面には光学設計されたパターンを形成し、反対側の面には機能性樹脂などの拡散材を投入して製作するポリシングロール(Polishing Roll)転写方式によって製作される。

ところが、ポリシングロール転写方式は、平坦度および均一度を向上させることができるという利点があるが、ポリシングロールの表面に異物が固着されている場合、製品にそのまま転写される可能性があり、ロールの表面を洗浄する場合、押出機を停止することができなくて原材料の損失が大きいという問題点がある。

また、バックライトユニットの持続的な価格引下げ趨勢に伴って材料費を節減する必要があり、数個のランプが導光板の下部に配置された構造を持つ直下型(direct type)の場合にはランプの痕跡による輝線の除去など、顧客の品質改善要求が続く実情である。

一方、従来の拡散部材１４は、角部まで傾斜パターンが形成されているため、拡散部材１４の角部に入射する光が拡散部材１４の外部に散乱してカラーパネルを効率よく照らすことができないという問題も持っている。

従来の拡散部材１４は、直下型バックライトユニットの場合、光源１１に近い領域に形成された形状と、光源１１から遠い領域に形成された形状とが同一であるため、特に光源１１から距離が離れているパターンからは拡散部材１４に入射する光を効率よく拡散させ
ることができないという問題がある。

そこで、本発明の目的は、導光板を介して入射する光の輝度および均一度を向上させ、光伝導機能に優れ且つ安定性が確保されるディスプレイ装置用拡散部材を提供することにある。

本発明の他の目的は、光源が導光板の両側部に配置される場合、光をさらに効率よく拡散させることが可能なディスプレイ装置用拡散部材を提供することにある。
本発明の別の目的は、押出成形製品とは異なり、加工面が破損するおそれのないディスプレイ装置用拡散部材を提供することにある。

本発明の別の目的は、粉塵、騒音、悪臭などが発生しない親環境的製造工程によるディスプレイ装置用拡散部材を提供することにある。
本発明の別の目的は、材料費および製造コストの節減が可能なディスプレイ装置用拡散部材を提供することにある。

本発明の別の目的は、従来の生産工程より少ない人力によって製品の生産が可能なディスプレイ装置用拡散部材を提供することにある。
本発明の別の目的は、両面加工が可能であってプリズムシートの除去が可能なディスプレイ装置用拡散部材を提供することにある。

本発明の別の目的は、大型ディスプレイ装置にも使用可能なディスプレイ装置用拡散部材を提供することにある。
本発明の別の目的は、光源から離れた距離に関係なく拡散部材の全ての領域から出る光の明るさが明るいディスプレイ装置用拡散部材を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のある観点によれば、ディスプレイ装置用拡散部材において、光源からの入射光を面光源に変換させるための第１パターンが前記拡散部材の前記光源の反対方向の一側面に設けられ、前記第１パターンによって入射する光のピッチおよび角度を変換させるための第２パターンが前記一側面の背面に設けられ、前記第２パターンのピッチおよび深さは前記光源からのＸ軸方向の距離によって決定されることを特徴とする、ディスプレイ装置用拡散部材を提供する。

前記第２パターンのピッチおよび深さは、前記光源からの前記Ｘ軸方向の距離に反比例することが好ましい。
前記第２パターンの一単位を形成する２つの傾斜面のうち前記光源側の傾斜面の広さが残りの傾斜面の広さより大きいことが好ましい。

前記第１パターンおよび前記第２パターンの少なくとも一つは段階的に形成できる。
前記第１パターンおよび第２パターンの少なくとも一つはそれぞれ前記一側面および前記背面の縁部から所定の距離だけ離れて形成できる。

本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材によれば、導光板を介して入射する光の輝度および均一度を向上させることにより、優れた光伝導機能を有し且つ安定性が確保される。
また、本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材によれば、光源が導光板の両側部に配置される場合、光をさらに効率よく拡散させることができる。

また、本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材によれば、押出成形製品とは異なり、加工面が破損するおそれがない。
また、本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材によれば、粉塵、騒音、悪臭などが発生しない親環境的製造工程によって製造することができる。

また、本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材によれば、材料費および製造コストの節減が可能である。
また、本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材によれば、既存の生産工程より少ない人力によって製品の生産が可能である。

また、本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材によれば、両面加工が可能であってプリズムシートの除去が可能である。
また、本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材は、大型ディスプレイ装置にも使用可能である。
また、本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材によれば、光源から離れた距離に関係なく、拡散部材の全領域から出る光の明るさが明るい。

以下に添付図面を参照しながら、本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材およびこれを用いたバックライトユニットについて詳細に説明する。
図２は本発明に係るディスプレイ用拡散部材１００を示す斜視図である。図２に示すように、光源からの入射光を面光源に変換させるための第１パターン１００ａは拡散部材１００の一側面に段階的に形成されて全体が完成され、第１パターン１００ａを介して入射する光のピッチおよび角度を変換させるための第２パターン１００ｂは前記一側面の背面に段階的に形成されて全体が完成される。

本発明に係るディスプイ装置用拡散部材１００は、ＬＣＤディスプレイ装置のバックライトユニットに用いられる拡散フィルムなどから実現できる。
光源２００から放射される光は拡散部材１００の上面に出射され、入射した光の他の一部は拡散部材１００を透過して下面を介して出射されるが、出射された光は、反射シートに反射された後、さらに拡散部材１００に入射し、このような過程により均一な分布をなして上面に出射される。

従来のディスプレイ用拡散部材は一側面にのみパターンが形成されているが、これに対し、本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材１００は、一側面の背面に形成された第２パターン１００ｂによって光の反射が可能である。よって、プリズムシートの除去が可能である。

図３は本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材１００が保護シートと結合してバックライトユニットを構成する形状を示す斜視図である。本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材１００に形成された第１パターン１００ａによって導光板からの入射光を面光源に変換し、変換された面光源は第２パターン１００ｂによって光のピッチおよび角度が変換されて保護シート４００を介して放射される。

一方、本発明に係るバックライトユニットは、一つまたは一対のランプが導光板の一側部に、２つまたは２対のランプが導光板の両側部それぞれに配置された構造を持つエッジ型、または数個のランプが導光板の下部に配置された構造を持つ直下型に実現できる。図３ではバックライトユニットが直下型の場合を例示しているが、本発明に係るバックライトユニットは、エッジ型にも実現可能である。本発明に係るバックライトユニットがエッジ型に実現される場合、側面からの入射光が散乱することを防止することにより、さらに効率よく光を拡散させることができる。

図４の（ａ）および（ｂ）は本発明に係るディスプレイ用拡散部材１００に形成された第１パターン１００ａおよび第２パターン１００ｂを示す断面図である。拡散部材１００に形成された第１パターン１００ａは、図４（ａ）ではＶ字状溝の角度Ａが６０°〜１２０°の範囲内にあり、Ｖ字状溝間のピッチｄは０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍであることが好ましい。

本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材１００に形成された第２パターン１００ｂは、図４（ｂ）ではＶ字状溝の角度Ａ’が４５°〜１０５°の範囲内にあり、Ｖ字状溝間のピッチｄ’は０．１ｍｍ〜０．２ｍｍであることが好ましい。一方、本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材１００において、第２パターン１００ｂは第１パターン１００ａと類似な形態であり得るが、図４（ｂ）に示すように、第２パターン１００ｂが形成される表面にはスクレイパーまたはローラーによって加工されていない平らな部分が存在し得る。

上述した第１パターン１００ａおよび第２パターン１００ｂのＶ字状溝の角度およびピッチは好ましい場合を例示したもので、上述した範囲に局限されず、多様に変更可能である。

図５は本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材１００の角部を拡大して示す部分拡大図である。図５に示すように、本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材１００の一側面および背面は、その縁部から所定の距離だけ離れて第１パターン１００ａおよび第２パターン１００ｂがそれぞれ形成できる。これにより、特にエッジ型バックライトユニットの場合、両側部から入射する光の散乱を防止する効果が従来のバックライトユニットに比べて一層効率的である。また、両側部が凹んでいる曲線の形態を持つ場合、入射する光量をさらに増加させることができる。

図５は、第１パターン１００ａおよび第２パターン１００ｂが段階的に形成されて本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材１００が完成された場合を一例として挙げているが、本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材１００の別の実施例によれば、拡散部材１００の一側面およびその背面に第１パターン１００ａおよび第２パターン１００ｂが段階的に形成されることとパターンの形態とは関係なく、一側面およびその背面の縁部から所定の距離だけ離れて設けられる。

一方、本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材１００の一側面およびその背面に形成された第１パターン１００ａおよび第２パターン１００ｂは、段階的に形成されて全体が完成される。次に、図６を参照して、本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材１００の第１パターン１００ａおよび第２パターン１００ｂが形成される過程について説明する。

図６に示すように、本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材１００の第１パターン１００ａおよび第２パターン１００ｂは、本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材１００の移送方向と直交する方向に移動しながらパターンを形成させる第１スクレイパー５００によって１次加工過程で一部のパターンが段階的に形成される。第１スクレイパー５００が固定された状態で、本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材１００が第１スクレイパー５００の移動方向と直交する方向に移動してパターンが段階的に形成されることも可能である。

ここで、第１パターン１００ａおよび第２パターン１００ｂは、１次加工段階では、既設定値以上のピッチを持つ第１スクレイパー５００の歯(tooth)によって形成されるが、２次加工段階では、第１スクレイパー５００が本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材１００の移送方向と直交する左または右の方向に所定の距離、例えば０．１〜０．２ｍｍだけ移動することによりパターンが形成されていない一側面に第１パターン１００ａおよび第２パターン１００ｂの残りが形成される。

図６に示すように、１次加工段階で奇数番目の第１パターン１００ａが第１スクレイパー５００によってまず形成され、次いで２次加工段階で偶数番目の第１パターン１００ａが形成される。勿論、反対に１次加工段階で偶数番目の第１パターン１００ａが第１スクレイパー５００によってまず形成され、次いで２次加工段階で奇数番目の第１パターン１００ａが形成されることも可能である。

また、従来の技術が拡散部材に対してパターンを形成した後、ディスプレイ装置のモデル別サイズに応じて切断する加工方式であったが、本発明は、拡散部材をディスプレイ装置のモデル別大きさに応じて切断した後、パターンを形成するため、加工されたパターンが破損するおそれがない。

図７は本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材１００の第１パターン１００ａおよび第２パターン１００ｂを形成するためのスクレイパーの構成に対する別の実施例を示す図である。図７に示すように、第１スクレイパー５００だけでなく、第２スクレイパー６００が設けられ、一度にパターン形成過程が行われることも可能である。この際、第１スクレイパー５００と第２スクレイパー６００は、本発明に係るディスプレイ用拡散部材１００の移送方向に対してＶ字状溝の間隔だけ水平位相差を有し、第１スクレイパー５００が奇数番目の第１パターン１００ａを形成すると、第２スクレイパー６００は偶数番目の第１パターン１００ａを形成する。

これと逆に、第１スクレイパー５００が偶数番目の第１パターン１００ａを形成し、第２スクレイパー６００が奇数番目の第１パターン１００ａを形成することも可能である。
また、本発明に係るディスプレイ用拡散部材１００は、第１スクレイパー５００または第２スクレイパー６００によらず、プリズムローラー（図示せず）によって第１パターン１００ａおよび第２パターン１００ｂが形成されることも可能である。この際、プリズムローラーは固定される。また、本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材１００が加工テーブルにロードされて移送され、プリズムローラーが回転することにより、パターンが形成される。

これにより、１次加工の後、本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材１００が０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍの間隔で微細な左右運動を行った後、２次加工が行われることによりパターンが完成する。勿論、上述したように加工の段階は２回に局限されない。
第１パターン１００ａに含まれたスクラッチの角度、深さおよび形態の少なくとも一つは変更可能である。

すなわち、上述したようにＶ字状溝が設けられるだけでなく、Ｕ字状溝などの様々な形態の溝が設けられるように、第１スクレイパー５００または第２スクレイパー６００の傾きと位置が変更できる。また、このように第１スクレイパー５００または第２スクレイパー６００の傾きを変更することにより、第１パターン１００ａおよび第２パターン１００ｂの形成過程で発生するスクラップ(scrap)の排出も容易にすることができる。

また、第１スクレイパー５００または第２スクレイパー６００には、熱を供給するヒーター（図示せず）が設置され、設置されたヒーターから供給される熱を本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材１００へ伝達することにより、冷却状態でスクラッチすることに比べてソフトに正確で精度の良いパターンの形成が可能である。

ここで、本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材１００は、第１パターン１００ａまたは第２パターン１００ｂを一挙に形成するのではなく、多段階にわたって順次形成するため、形成過程で第１スクレイパー５００または第２スクレイパー６００から伝達される熱を分散させ、熱的変形を抑制することができるので、拡散部材の品質を向上させることができる。

ここで、本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材１００を製造する製造装置では、ディスプレイ装置用拡散部材１００の両側の水平度および厚さを測定するセンサーが設けられてもよい。これにより、１次加工の後、本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材１００の水平度および厚さを測定し、測定された水平度および厚さに応じて２次加工の際に第１スクレイパー５００の傾きを調節してディスプレイ装置用拡散部材１００と第１スクレイパー５００との水平度および厚さを一致させる。

拡散部材製造装置は、ディスプレイ装置用拡散部材１００の水平度および厚さなどの情報を格納する格納部と、マイコンなどの制御部とを備えて、精密にパターンを形成することができる。
一方、本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材１００は、第２パターン１００ｂのピッチおよび深さが、拡散部材１００の下面側に配置された光源２００からのＸ軸方向の距離によって決定される。

図８は本発明の第１実施例に係るディスプレイ装置用拡散部材１００を示す断面図である。図８に示すように、本発明の第１実施例に係るディスプレイ装置用拡散部材１００は、第２パターン１００ｂのピッチ、すなわちＶ字状溝間の間隔が拡散部材１００の上部の一側面に形成された第１パターン１００ａのピッチより大きい。

第２パターン１００ｂのピッチおよび深さが光源２００からＸ軸方向に遠くなるほど小さくなる。これにより、拡散部材１００の上部で光学測定の際に、光源２００の痕跡が見えず、拡散部材１００全体の明るさが従来の拡散部材に比べて明るい効果を持つ。

一方、図８に示すように、第２パターン１００ｂには、スクレイパーまたはローラーによって加工されずに残っている領域が存在する。ここで、ピッチおよび深さが同時に小さくなる必要はなく、光源２００からのＸ軸方向の距離に応じてピッチのみ或いは深さのみが小さくなることも可能である。

図９は本発明の第２実施例に係るディスプレイ装置用拡散部材１００を示す断面図である。図９に示すように、本発明の第２実施例に係るディスプレイ装置用拡散部材１００は、第２パターン１００ｂの一単位を形成する２つの傾斜面のうち光源２００側の傾斜面の広さが残りの傾斜面の広さより大きい。

図８に示した本発明の第１実施例と同様に、第２パターン１００ｂのピッチおよび深さが光源２００からＸ軸方向に遠くなるほど小さくなる。これにより、広さの大きい傾斜面を介して光源２００から入射する光を拡散部材１００の上部に伝達することができるため、拡散部材１００の上部で光学測定の際に光源２００の痕跡が見えず、拡散部材１００全体の明るさが従来の拡散部材に比べて明るい効果を持つ。

ここで、図８および図９は本発明に係る拡散部材１００を使用するバックライトユニットが、数個のランプが導光板の下部に配置された構造を持つ直下型の場合を例示しているが、本発明の別の実施例によれば、一つまたは一対のランプが導光板の一側部、２つまたは２対のランプが導光板の両側部それぞれに配置された構造を持つエッジ型にも実現可能である。

この際、拡散部材１００の一側面およびその背面に第１パターン１００ａおよび第２パターン１００ｂが一側面および背面の縁部から既設定の距離だけ離れて設けられるため、側面から入射する光の散乱を防止してさらに効率よく光を拡散させることができる。
また、図８および図９に示した第２パターン１００ｂは、上述したように既設定値以上のピッチを持つスクレイパーによってパターンが段階的に形成されて全体が完成され得る。

これにより、本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材１００は、押出成形製品とは異なり、加工面が破損するおそれがなく、粉塵、騒音、悪臭などが発生しない親環境的製造工程によって製造でき、材料費および製造コストが節減できるという効果などが、従来の拡散部材に比べて優れる。
以上、好適な実施例によって本発明について詳細に説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、特許請求の範囲内で多様に実施できる。

従来のディスプレイ装置に用いられるバックライトユニットの構成を示す断面図である。 本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材を示す斜視図である。 本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材を含むバックライトユニットを示す斜視図である。 本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材の一側面を示す断面図である。 本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材の縁部を拡大して示す部分拡大図である。 本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材の第１パターンおよび第２パターンを形成する過程の一実施例を示す図である。 本発明に係るディスプレイ装置用拡散部材の第１パターンおよび第２パターンを形成する過程の他の実施例を示す図である。 本発明の第１実施例に係るディスプレイ装置用拡散部材を示す断面図である。 本発明の第２実施例に係るディスプレイ装置用拡散部材を示す断面図である。

符号の説明

１０ バックライトユニット
１１ 光源
１２ 導光板
１３ 反射シート
１４ 拡散部材
１５ プリズムシート
１６ ＤＢＥＦ
１７ レフレクター
１００ 拡散部材
１００ａ 第１パターン
１００ｂ 第２パターン
２００ 光源
３００ カバー
４００ 保護シート
５００ 第１スクレイパー
６００ 第２スクレイパー

Claims (5)

1. ディスプレイ装置用拡散部材において、
   光源からの入射光を面光源に変換させるための第１パターンが前記拡散部材の前記光源の反対方向の一側面に設けられ、
   前記第１パターンによって入射する光のピッチおよび角度を変換させるための第２パターンが前記一側面の背面に設けられ、
   前記第２パターンのピッチおよび深さは前記光源からのＸ軸方向の距離によって決定されることを特徴とする、ディスプレイ装置用拡散部材。
2. 前記第２パターンのピッチおよび深さは、前記光源からの前記Ｘ軸方向の距離に反比例することを特徴とする、請求項１に記載のディスプレイ装置用拡散部材。
3. 前記第２パターンの一単位を形成する２つの傾斜面のうち前記光源側の傾斜面の広さが残りの傾斜面の広さより大きいことを特徴とする、請求項１または２に記載のディスプレイ装置用拡散部材。
4. 前記第１パターンおよび前記第２パターンの少なくとも一つは段階的に形成されることを特徴とする、請求項１に記載のディスプレイ装置用拡散部材。
5. 前記第１パターンおよび第２パターンの少なくとも一つは、それぞれ前記一側面および前記背面の縁部から所定の距離だけ離れて設けられることを特徴とする、請求項１または４に記載のディスプレイ装置用拡散部材。