KR100867753B1 - 액정 표시 장치의 도광판과 이를 구비하는 백 라이트어셈블리 - Google Patents

액정 표시 장치의 도광판과 이를 구비하는 백 라이트어셈블리 Download PDF

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Abstract

산란제나 산란패턴을 누설광의 경로상에 구비하는 액정 표시 장치의 도광판과 이를 구비하는 백 라이트 어셈블리를 개시한다.
본 발명에 따르면, 하부 플레이트는 일정 두께를 갖고, 상부 플레이트는 일정 두께를 갖고서 하부 플레이트와 합체되며, 산란부는 합체된 하부 플레이트와 상부 플레이트의 일측부를 입광부로 하고, 입광부를 통해 입력되는 광이 합체된 하부 플레이트와 상부 플레이트의 타측부를 통해 누설되는 경로상에 배치되어, 누설광과의 충돌을 통해 출광부측으로 산란시킨다.
이에 따라, 도광판의 측면부를 통해 누설되는 광경로인 바닥면과 평행하는 중앙 영역에 광을 산란하기 위한 산란부를 삽입하여 누설광을 차단함으로써, 백 라이트의 휘도 품질을 높이고, 향후 광학시트류를 삭제하여 원가 절감을 이룰 수 있다.
액정, 백 라이트, 도광판, 산란제, 산란패턴, 누설광

Description

액정 표시 장치의 도광판과 이를 구비하는 백 라이트 어셈블리{Light Guide Plate of LCD and Back Light Assembly with the same}
도 1은 일반적인 플랫 타입의 도광판을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도광판을 설명하기 위한 단면도로, 특히 도광판의 절단면의 일례를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 도광판의 제1 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 도광판의 제2 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 램프 40 : 광학시트류
20, 200 : 도광판 210 : 하부 플레이트
220 : 상부 플레이트 310, 320, 330 : 압연 롤
본 발명은 액정 표시 장치의 도광판과 이를 구비하는 백 라이트 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산란제나 산란패턴을 누설광의 경로상에 구비하는 액정 표시 장치의 도광판과 이를 구비하는 백 라이트 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치(LCD)는 자기 발광을 하지 않기 때문에, LCD 패널을 투과한 외래 광을 반사시켜 정보를 표시하거나, 또는 LCD 패널의 배면에 별도의 광원, 즉 백라이트 어셈블리를 설치하여 정보를 표시한다.
이러한 백라이트 어셈블리는 빛을 발산시키는 램프 유닛, 램프 유닛에서 발산된 빛을 LCD 패널 쪽으로 가이드하는 도광판(또는 도광판), 도광판의 하부에 구비되어 누설되는 광을 도광판측으로 반사시키는 반사판(또는 리플렉터), 도광판으로부터 전달된 빛의 휘도를 상승시키는 광학시트류를 포함하여 이루어진다.
일반적으로 백 라이트 유니트의 도광판은 램프 유닛의 배열 위치에 따라 램프 유닛이 양측부에 구비되는 플랫 타입과 램프 유닛의 일측부에 구비되는 웨지 타입으로 구분된다.
도 1은 일반적인 플랫 타입의 도광판을 설명하기 위한 도면으로, 특히 (a)는 플랫 타입 도광판의 단면을 설명하기 위한 도면이고. (b)는 플랫 타입 도광판의 평면을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 플랫 타입의 도광판의 측부에는 램프 리플렉터(15)에 의해 감싸진 상태로 일정 레벨의 광을 출력하는 램프(10)가 배치되고, 도광판(20)의 후면에는 도광판(20)의 후면으로 누설되는 광을 도광판의 전면으로 반사시키는 반사판(30)이 배치되고, 도광판(20)의 전면에는 광학시트류(40)들이 적층 형성된다. 물론 일반적으로 플랫 타입의 도광판의 양측부에는 별도의 램프가 배치될 것이나, 도면상에서는 도광판의 일측부에만 램프가 배치되는 것을 도시하였다.
한편, 널리 알려진 바와 같이, 광학시트류(40)로는 확산판(41), 확산판(41) 의 전면에 설치되는 프리즘시트(42), 프리즘 시트(42)의 전면에 설치되는 보호막(43)의 조합으로 이루어진다.
동작시, 램프(10)로부터 출사되어 도광판(20)의 상측부나 하측부에 입사되는 광(11)이 일정 임계치를 넘는 경우에는 상측부를 통해 통과하고, 일정 임계치를 넘지 못하는 광은 반사되어 하측부나 상측부에 재입사된다. 하지만, 입광부 중앙으로 입사되는 광(12)은 도광판(20)의 상측부나 하측부 어디에도 입사되지 않고 입광부 반대쪽으로 빠져나가 손실이 된다. 여기서, 입광부는 도광판이 램프에 접하는 단면부를 정의하고, 출광부는 도광판을 통해 정상적으로 통과하는 도광판의 상측부를 정의한다.
이처럼, 도광판의 단면들중 램프에 접하는 단면을 제외한 다른 단면들을 통해 램프로부터 출사된 광(12a, 12c 12c)의 손실 경로로 작용하므로 도광판의 전면, 즉 출광부로 출력되는 광의 휘도가 저하되어 광 이용효율이 감소되는 문제점이 있다.
이에 본 발명의 기술과 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 도광판의 측면으로부터의 광의 누설을 최소화함으로써, 도광판의 전면으로 출력되는 광의 휘도를 증가시켜 광 이용효율을 향상하기 위한 액정 표시 장치의 도광판을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기한 도광판을 구비하는 액정 표시 장치의 백 라이트 어셈블리를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 도광판은, 광발생수단에 의해 발생된 광을 입광부를 통해 제공받아 소정의 가이드 동작을 통해 가이드된 광을 출력하는 액정 표시 장치의 도광판에 있어서,
일정 두께를 갖는 하부 플레이트; 일정 두께를 갖고 상기 하부 플레이트와 합체되는 상부 플레이트; 및 상기 하부 플레이트와 상기 상부 플레이트 사이에 개재되어 상기 입광부를 통해 입사된 광의 일부를 산란시키는 산란부를 포함하여 이루어진다.
또한 상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 액정 표시 장치의 백 라이트 어셈블리는, 광발생부에 의해 발생된 광을 입광부를 통해 제공받아 소정의 가이드 동작을 통해 가이드된 광을 출광부를 경유하여 출력하는 도광판을 구비하는 백 라이트 어셈블리에 있어서,
램프 리플렉터에 의해 감싸진 상태로, 광을 조사하는 램프; 및 일정 두께를 갖는 하부 플레이트와, 일정 두께를 갖고 상기 하부 플레이트와 합체되는 상부 플레이트와, 합체된 하부 플레이트와 상부 플레이트의 일측부를 입광부로 하고, 상기 입광부를 통해 입력되는 광이 상기 합체된 하부 플레이트와 상부 플레이트의 타측부를 통해 누설되는 경로상에 배치되어, 상기 누설광과의 충돌을 통해 상기 출광부측으로 산란시키는 산란부를 구비하는 도광판을 포함하여 이루어진다.
이러한 액정 표시 장치의 도광판과 이를 구비하는 백 라이트 어셈블리에 의하면, 도광판의 측면부를 통해 누설되는 광경로인 바닥면과 평행하는 중앙 영역에 광을 산란하기 위한 산란부를 삽입하여 누설광을 차단함으로써, 백 라이트의 휘도 품질을 높이고, 향후 광학시트류를 삭제하여 원가 절감을 이룰 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도광판을 설명하기 위한 단면도로, 특히 도광판의 절단면의 일례를 도시한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 도광판(200)은 일정 두께를 갖는 하부 플레이트(210)와, 상부 플레이트(220)를 구비하여 이루어지고, 하부 플레이트(210)와 상부 플레이트(220)간에는 램프(10)로부터 조사된 광과 충돌하여 광을 산란시키는 산란부(212)를 더 구비하여 이루어지고, 상기한 도 1과 비교할 때 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 번호를 부여하고, 그 설명은 생략한다. 물론 일반적으로 플랫 타입의 도광판의 양측부에는 별도의 램프가 배치될 것이나, 도면상에서는 도광판의 일측부에만 램프가 배치되는 것을 도시하였다. 또한, 하부 플레이트(210)의 하부에는 램프(10)로부터 입사된 광 또는 상부 플레이트(220)의 상부에 의해 반사된 광을 확산시켜 휘도 균일도를 높이기 위한 복수의 산란 패턴을 구비하나 이에 대해서는 도면 기재를 생략하였다.
여기서, 산란부(212)는 산란제를 통해 구현될 수도 있고, 산란 패턴을 통해 구현될 수도 있다. 예를 들어, 산란 패턴의 경우에는 하부 플레이트의 상부 또는 상부 플레이트의 하부에 일정 두께로 부분 코팅하여 형성하는 것이 바람직한데, 이때 산란 패턴을 부분 코팅하기 위한 공정은 당업자라면 용이하게 수행할 수 있을 것이다. 그 일례로, 산란층을 하부 플레이트의 상부에 전면 적층하고, 전면 적층된 코팅면중 일부 부분에 대해 식각 공정을 통해 하부 플레이트를 개구시키는 방식이 가장 바람직하게 적용될 수 있을 것이다. 물론 부분 코팅된 산란 패턴의 두께는 일정 두께를 유지하는 것이 아니라, 랜덤하게 서로 다른 두께를 갖도록 구현하는 것이 바람직하다.
한편, 산란제를 통해 구현되어 산란부(212)에 형성되는 산란입자들은 하부 플레이트(210)와 상부 플레이트(220)간의 중간 영역에 전체적으로 분산 형성되는 것이 바람직하고, 분산 형성되는 산란입자들의 분산 패턴은 다양하게 구현할 수 있다. 즉, 그물 형상의 패턴으로 형성될 수도 있고, 일정 격자 타입의 매트릭스 패턴으로 형성될 수도 있다. 여기서, 산란입자들은 광의 특성에 별다른 영향을 미치지 않는 물질, 예컨대, 유기고분자물 입자로 이루어진다.
또한, 분산 형성되는 산란부(212)가 다수개의 산란입자로 구현되는 경우에는 형성되는 단면의 위치가 일직선상에 구비되지 않고 서로 다른 높이를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 산란입자들이 일직선상에 위치하는 경우에는 램프에 근접하는 산란입자들만 산란 동작을 수행할 뿐 다른 영역에 구비되는 산란입자들은 산란 동작의 수행을 정상적으로 수행하지 못하므로 인접하는 산란입자의 상대적인 높이는 상이한 것이 바람직하다.
또한, 램프들과 인접한 부분에 배치되는 산란입자의 크기는 작게 하여 도광판(200)의 전면으로 출력되는 광 확산량이 적어지도록 하고, 램프들과 일정 거리 떨어진 도광판(200)의 중앙에서는 크기를 크게 하여 도광판(200)의 전면으로 출력되는 광 확산량이 증대되도록 할 수 있다.
이에 부가하여, 일반적인 도광판에 의한 광경로의 조정 정도보다 본 발명에 따라 산란부를 내장하는 도광판에 의한 광경로의 조정 정도를 보다 원하는 경로 상으로 이동시킬 수 있으므로 도광판의 하측에 구비되는 반사판이나 도광판의 상측에 구비되는 확산판이나 프리즘시트와 같은 광학 시트류들을 삭제할 수 있고, 이에 따라 백 라이트 어셈블리의 원가를 절감할 수 있다.
상술한 바와 같이, 일정 바닥면을 갖는 도광판의 중간 영역에 바닥면과 평행한 산란부를 형성함으로서, 도광판의 입광부로부터 입사되어 출광부가 아닌 타측으로 직진하여 누설되는 광들은 타측까지의 경로상에 형성된 산란부와의 충돌을 통해 그 경로를 변경하므로써 결국에는 도광판의 출광부측으로 확산되므로써 휘도를 증가시킬 수 있다.
따라서, 누설되는 광을 이용할 수 있어 전체적으로 휘도가 증가하며, 산란부에 구비되는 산란입자들의 형상 조절이나 분포되는 산란입자들의 패턴 형상의 조절에 의해 도광판의 전면에 걸쳐 휘도 분포를 균일하게 할 수 있다.
이상에서는 플랫 타입의 도광판을 일례로 도시하였으나, 웨지 타입의 도광판에도 동일하게 적용될 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 도광판의 제1 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2와 도 3을 참조하면, 상부 플레이트(220)는 압연사출 동작을 수행하는 제1 압연 롤(310)에 의해 제조되고, 하부 플레이트(210)는 압연사출 동작을 수행하는 제2 압연 롤(320)에 의해 제조된다. 이때 상부 플레이트(210)의 매질 특성과 하부 플레이트(210)의 매질 특성과 동일한 것이 바람직하다.
한편, 도광판(200)은 상부 플레이트(220)와 하부 플레이트(210)와의 합체 동작을 통해 제조되는데, 이때 상부 플레이트(220)와 하부 플레이트(210) 사이에는 산란제 주입기(330)로부터 출력된 산란제가 삽입되어 제조된다.
이때 제1 내지 제3 압연 롤(310, 320, 330)은 일정 플레이트를 제조하므로 상기한 제3 압연 롤(330)에 의해 합체되기 바로 이전에는 일종의 라인이 형성되는데, 이러한 라인과 대응하도록 산란제 주입기를 배열할 수도 있고, 이러한 라인을 왕복 운동하는 산란제 주입기를 배열할 수도 있을 것이다. 물론, 상부 플레이트(220)와 하부 플레이트(210)에 주입되는 산란제의 주입 패턴을 랜덤하게 하기 위해 일정 라인을 왕복 운동하는 산란제 주입기(330)의 운동 속도를 랜덤하게 구현할 수도 있을 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 도광판의 제2 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2와 도 4를 참조하면, 먼저 도광판을 구현하기 위한 하부 플레이트(210)를 준비하고, 준비된 하부 플레이트(210)상에 산란입자를 적층한다(단계 a). 이때 적층되는 산란입자(212)는 광을 100% 반사시키는 물질이면 족하고, 산란입자(212)의 형상 역시 도면상에서는 볼 형상을 도시하였으나 다양하게 형상을 가지더라도 무방하다. 또한 하부 플레이트(210)상에 적층되는 산란입자의 배열은 동일 직선을 벗어나는 것이 바람직한데, 이처럼 동일 직선을 벗어나기 위해서 서로 다른 크기를 갖는 산란입자이면 본 발명의 동작을 보다 원활하게 수행할 수 있을 것이다.
왜냐하면, 산란입자(212)가 일직선상에 위치하는 경우에는 램프에 근접하는 산란입자(212)만 산란 동작을 수행할 뿐 다른 영역에 구비되는 산란입자(212)는 산 란 동작의 수행을 정상적으로 수행하지 못하므로 인접하는 산란입자(212)의 상대적인 높이는 상이한 것이 바람직하다.
이어, 하부 플레이트(210)의 상부면에 일정 높이의 접착층(214)을 도포한다(단계 b). 이때 도포되는 접착층(214)의 높이는 산란입자의 직경보다 큰 것이 바람직하다.
이어, 도광판을 구현하기 위한 상부 플레이트(220)를 준비하여, 접착층(214)이 도포된 하부 플레이트(210)와의 합체 동작을 실행한다(단계 c). 이때 상부 플레이트(210)의 매질 특성은 하부 플레이트(210)의 매질 특성과 동일한 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명에서는 도광판의 중간 부분에 산란 입자나 산란 패턴들을 배치시켜 도광판의 중간 부분을 통해 누설되는 광을 산란시켜 전면으로 출력함으로서 광 이용효율을 향상시켜 전체적으로 휘도를 증가시킬 수 있다.
이러한 본 발명은 상술한 액정 표시 장치뿐만 아니라, 백 라이트 유니트가 구비되어야 하는 다양한 전자기기, 예컨대, 노트북 컴퓨터, 전자 계산기 또는 디지털 캠코더 등에서 전반적으로 유용한 효과를 나타낸다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 일정 두께를 갖는 도광판의 내부에 분산된 다수의 산란 입자들을 적용함으로써, 램프들로부터 조사되어 직진하여 누설되는 광을 산란 입자들에 충돌시켜 도광판의 전면으로 출력되도록 하여 전체적인 휘도의 증가를 유발할 수 있다. 이에 따라 램프로부터 출력되는 광의 전체적인 광 이용효율을 대폭 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 광발생수단에 의해 발생된 광을 입광면을 통해 제공받아 가이드하여 상기 입사면의 일단과 수직하게 만나는 출사면으로 출력하는 액정 표시 장치의 도광판에 있어서,
    하부 플레이트;
    상기 하부 플레이트와 합체되는 상부 플레이트; 및
    상기 하부 플레이트와 상기 상부 플레이트 사이에 개재되고, 상기 입광면를 통해 입사된 광이 상기 입광면과 대향하는 대향면으로 누설되는 것을 억제하기 위해 상기 출사면에 평행한 일직선을 기준으로 분산되도록 배치되고, 상기 일직선에 대하여 불규칙한 높이를 갖도록 배치되어 인접하는 산란입자의 상대적인 높이가 상이하며, 상기 입광면에서의 거리가 멀어질수록 불규칙하게 입자의 크기가 커지는 다수의 산란입자들을 구비하는 산란수단을 포함하는 액정 표시 장치의 도광판.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 산란수단은 접착제를 매개로하여 상기 하부 플레이트와 상기 상부 플레이트간에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 도광판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 하부 플레이트는 저면에 휘도 균일성을 위한 확산패턴을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 도광판.
  5. 램프 리플렉터에 의해 감싸진 상태로, 광을 조사하는 램프; 및
    하부 플레이트와, 상기 하부 플레이트와 합체되는 상부 플레이트와, 상기 하부 플레이트 및 상기 상부 플레이트 사이에 형성된 산란수단을 포함하여, 상기 램프로부터 입사면을 통해 입사된 광을 가이드하여 상기 입사면의 일단과 수직한 출사면으로 출사시키는 도광판을 구비하고,
    상기 산란수단은 상기 입광면를 통해 입사된 광이 상기 입광면과 대향하는 대향면으로 누설되는 것을 억제하기 위해 상기 출사면에 평행한 일직선을 기준으로 분산되도록 배치되고, 상기 일직선에 대하여 불규칙한 높이를 갖도록 배치되어 인접하는 산란입자의 상대적인 높이가 상이하며, 상기 입광면에서의 거리가 멀어질수록 불규칙하게 입자의 크기가 커지는 다수의 산란입자들을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 백 라이트 어셈블리.
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