KR100971392B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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KR100971392B1
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Abstract

본 발명은 균일한 시야각을 가짐과 아울러 생산비용을 줄일 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 액정패널과, 상기 액정패널에 광을 조사하는 램프와, 상기 램프로부터 입사되는 광을 면광으로 변환하여 상기 액정패널에 조사하는 도광판과, 상기 도광판에 형성되고 제 1 단면의 제 1 곡률과 제 2 단면의 제 2 곡률이 다른 다수의 패턴을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이러한, 본 발명은 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴을 통해 도광판에 입사되는 광을 액정패널에 수직하는 방향을 변환하기 때문에 프리즘 시트를 삭제하여 액정표시장치의 두께를 줄일 수 있다. 또한, 본 발명은 하나의 확산시트 만으로 액정패널의 전면에 균일한 광을 조사시켜 액정표시장치의 표시품질을 향상시킬 수 있다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도 1은 일반적인 에지형 방식의 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 분해 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 백 라이트 유닛을 나타내는 단면도.
도 3은 도 2에 도시된 도광판의 시야각 분포를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 분해사시도.
도 5는 도 4에 도시된 백 라이트 유닛을 나타내는 단면도.
도 6은 도 4에 도시된 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴이 형성된 도광판을 나타내는 평면도.
도 7은 일부가 절단된 도 6에 도시된 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴을 나타내는 사시도.
도 8은 도 7에 도시된 I-I'선을 따라 절단한 단면을 나타내는 단면도.
도 9는 도 7에 도시된 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단한 단면을 나타내는 단면도.
도 10은 도 5에 도시된 도광판의 시야각 분포를 나타내는 도면.
도 11은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시장치의 도광판에 형성된 다 수의 음각 패턴군을 나타내는 평면도.
도 12는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 액정표시장치의 백 라이트 유닛만을 나타내는 단면도.
도 13은 도 12에 도시된 필름을 도광판에 부착시키는 방법을 나타내는 단면도.
도 14는 도 12에 도시된 필름 상에 형성되어 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴을 나타내는 평면도.
도 15는 도 12에 도시된 필름 상에 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴이 소정의 개수로 군집되어 형성되는 다수의 음각 패턴군을 나타내는 평면도.
도 16은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액정표시장치의 도광판 및 L자형 램프를 나타내는 평면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2,102 : 탑 케이스 3,103 : 상부기판
5,105 : 하부기판 6,106 : 액정패널
10,16,110,310 : 확산 시트 12,14 : 프리즘 시트
18,118,318,418 : 도광판 20,120,320 : 반사 시트
22,122 : 서포트 메인 24,124 : 커버 보텀
26,126,326,426 : 램프 28,128 : 램프 하우징
52 : 인쇄식 패턴 130,230,330,430 : 음각 패턴
136 : 제 1 곡면 138 : 제 2 곡면
132,133,134,135 : 측벽 232,432 : 다수의 음각 패턴군
334 : 자외선 경화 수지층 350 : 필름
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 균일한 시야각을 가짐과 아울러 생산 비용을 줄일 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display ; 이하 "LCD"라 함)는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, LCD는 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다. 한편, LCD는 매트릭스 형태로 배열되어진 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.
이와 같은 LCD는 자발광 표시장치가 아니기 때문에 백 라이트 유닛(Back Light Unit)과 같은 광원이 필요하게 된다. 이러한, LCD용 백 라이트 유닛은 직하형 방식과 에지형 방식의 두 종류가 있다. 직하형 방식은 확산판을 이용하여 확산판의 배면에 나란하게 배치되는 다수의 램프들로부터의 광을 확산시켜 액정패널에 조사한다. 도광판 방식은 투명한 도광판을 이용하여 도광판의 측면에 마련된 입 사면을 통해 조사되는 램프로부터의 광을 액정패널에 조사한다.
도 1을 참조하면, 일반적인 에지형 방식의 액정표시장치는 서포트 메인(Support Main)(22)과, 서포트 메인(22)의 내부에 적층되는 백 라이트 유닛 및 액정패널(6)과, 액정패널(6)의 가장자리와 서포트 메인(22)의 측면을 감싸기 위한 케이스 탑(Case Top)(2)을 구비한다.
액정패널(6)은 상부기판(3) 및 하부기판(5) 사이에 액정이 주입되고 상부기판(3)과 하부기판(5) 사이의 간격을 일정하게 유지시키기 위한 도시하지 않은 스페이서를 구비한다. 이러한, 액정패널(6)의 상부기판(3)에는 도시하지 않은 컬러필터, 공통전극, 블랙 매트릭스 등이 형성된다. 또한, 액정패널(6)의 하부기판(5)에는 도시하지 않은 데이터라인과 게이트라인 등의 신호배선이 형성되고, 데이터라인과 게이트라인의 교차부에 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)가 형성된다. TFT는 게이트라인으로부터의 스캔신호(게이트펄스)에 응답하여 데이터라인으로부터 액정셀 쪽으로 전송될 데이터신호를 절환하게 된다. 데이터라인과 게이트라인 사이의 화소영역에는 화소전극이 형성된다. 또한, 하부기판(5)의 일측부에는 데이터라인들과 게이트라인들 각각 접속되는 패드영역이 형성되고, 이 패드영역에는 TFT에 구동신호를 인가하기 위한 드라이버 집적회로가 실장된 도시하지 않은 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package)가 부착된다. 이 테이프 캐리어 패키지는 드라이버 집적회로로부터 데이터신호를 데이터라인들에 공급한다. 또한 스캔신호를 게이트라인들에 공급한다.
이러한, 액정패널(6)의 상부기판(3)에는 상부 편광 시트가 부착되고, 하부기 판(5)의 배면에는 하부 편광 시트가 부착된다.
서포트 메인(22)은 몰드(Mold)물로서 그 내부의 측벽면이 계단형 단턱면으로 성형되고 이 단턱면에는 백 라이트 유닛 및 액정패널(6)이 안착되는 안착부가 형성된다. 이러한, 서포트 메인(22)의 계단형 단턱면에는 백 라이트 유닛 및 액정패널(6)이 순차적으로 적층된다.
백 라이트 유닛은 도 2에 도시된 바와 같이 액정패널(6)에 광을 조사하는 램프(26)와, 램프(26)를 감싸는 램프 하우징(28)과, 램프(26)로부터 입사되는 광을 액정패널(6) 쪽으로 진행시키기 위한 도광판(18)과, 도광판(18)의 배면에 배치되는 반사 시트(20)와, 도광판(18) 상에 적층되는 다수의 광학 시트들(10, 12, 14, 16)을 구비한다.
램프(26)로는 주로 냉음극 형광램프가 사용되고 있으며, 램프(26)에서 발생되는 광은 도광판(18)의 일측면에 마련된 입사면을 통해 도광판(18)에 입사된다.
램프 하우징(28)은 내면에 반사면이 형성되고 램프(26)를 감싸게끔 설치되어 램프(26)로부터의 광을 도광판(18)의 입사면 쪽으로 반사시킨다.
반사 시트(20)는 도광판(18)의 배면에 위치하여 도광판(18)의 배면을 통해 자신에게 입사되는 광을 도광판(18) 쪽으로 재 반사시킴으로써 광의 손실을 줄이는 역할을 한다. 즉, 램프(26)로부터 출사된 광 중에서 도광판(18)의 하면으로 진행한 광은 반사 시트(20)에 반사되어 액정패널(6) 쪽으로 진행하게 된다.
도광판(18)은 램프(26)로부터 입사된 선 광을 면 광으로 변환하여 광을 액정패널(6)로 안내한다. 이를 위해, 도광판(18)의 배면에는 소정의 기울기를 가지도 록 경사면이 형성되고, 이 경사면에는 소정 간격을 형성되는 다수의 인쇄식 패턴(52)이 마련된다. 이에 따라, 도광판(18)은 다수의 인쇄식 패턴(52)을 이용하여 입광부를 경유하여 입사되는 광을 액정패널(6)에 대향되는 출사면 쪽으로 균일하게 진행하게 된다. 이 때, 도광판(18)의 하면으로 진행한 광은 반사 시트(20)에 의해서 반사되어 출사면 쪽으로 진행하게 된다.
액정패널(6)에 입사되는 광은 수직을 이룰 때 광의 효율이 커지게 된다. 이에 따라, 다수의 광학 시트들(10, 12, 14, 16)은 도광판(18)으로부터 출사되는 광을 수직으로 일으켜 광의 효율을 향상시키게 된다. 이를 위해, 도광판(18)에서 출사된 광을 전영역으로 확산시키는 하부 확산 시트(10)와, 하부 확산 시트에 의해 확산된 광의 진행각도를 액정패널(6)에 수직하도록 변환하는 제 1 프리즘 시트(12) 및 제 2 프리즘 시트(14)와, 제 1 프리즘 시트(12) 및 제 2 프리즘 시트(14)를 경유한 광을 확산시키는 상부 확산 시트(16)를 구비한다. 이에 따라, 도광판(18)에서 출사되는 광은 다수의 광학 시트들(10, 12, 14, 16)을 경유하여 액정패널(6)에 입사되게 된다.
한편, 일반적인 액정표시장치는 램프(26)를 감싸는 램프 하우징(28)을 지지함과 아울러 램프 하우징(28)의 열을 방열시키기 위한 보텀 커버(24)를 더 구비한다.
커버 보텀(24)은 서포트 메인(22)의 일측의 배면과 측면을 감싸기 위하여 수직으로 절곡된 평면부와 측면부로 이루어진다. 이 커버 보텀(24)의 측면부에는 도시되지 않은 스크류가 관통되는 스크류 홀이 형성된다. 커버 보텀(24)은 스크류에 의해 체결되어 서포트 메인(22)에 고정된다.
케이스 탑(2)은 직각으로 절곡된 평면부와 측면부를 가지는 사각띠 형태로 제작된다. 이러한, 케이스 탑(2)은 액정패널(6)의 가장자리와 서포트 메인(22)을 감싸게 된다. 이러한 케이스 탑(2)은 도시되지 않은 스크류에 의해 서포트 메인(22)에 체결된다.
이와 같은, 일반적인 액정표시장치는 인쇄식 패턴(52)을 이용하여 램프(26)로부터 도광판(18)에 입사되는 광을 액정패널(6) 쪽으로 진행하게 된다. 그러나, 일반적인 액정표시장치는 도광판(18)의 경사면에 형성된 인쇄식 패턴(52)으로 균일한 광 분포를 가지려 하지만 도 3에 도시된 바와 같이 도광판(18)에서 출사되는 광의 시야각이 전 각도에서 균일하지 못한 단점이 있다. 또한, 일반적인 액정표시장치는 도광판(18)을 통해 출사되는 광의 방향을 조절하고 전 각도에서 균일한 시야각을 확보하기 위해 상부 및 하부 확산 시트(10, 16)와, 제 1 및 제 2 프리즘 시트(12, 14)가 반드시 포함되어야 한다. 이에 따라, 제 1 및 제 2 프리즘 시트(12, 14)를 채용함으로 인하여 일반적인 액정표시장치의 생산비용이 증가되는 문제가 있다. 그리고, 일반적인 액정표시장치는 도광판(18)으로부터 출사되는 광이 제 1 및 제 2 프리즘 시트(12, 14)를 경유하여 액정패널(6)에 조사되기 때문에 광의 손실이 발생하여 휘도가 저하된다. 이러한 휘도 저하로 인해 액정표시장치의 표시품질이 떨어지는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 균일한 시야각을 가짐과 아울러 생산비용을 줄일 수 있는 액정표시장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 액정패널과, 상기 액정패널에 광을 조사하는 램프와, 상기 램프로부터 입사되는 광을 면광으로 변환하여 상기 액정패널에 조사하는 도광판과, 상기 도광판에 형성되고 제 1 단면의 제 1 곡률과 제 2 단면의 제 2 곡률이 다른 다수의 패턴을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치에서 상기 다수의 패턴 각각은 상기 제 1 단면 방향에서 높이가 다른 제 1 및 제 2 측벽을 가지며 상기 제2 단면 방향에서 높이가 동일한 제 3 및 제 4 측벽을 가지는 기둥과, 상기 제 1 및 제 2 측벽 사이에 형성된 제 1 곡면과, 상기 제 3 및 제 4 측벽 사이에 형성된 제 2 곡면을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치에서 상기 제 1 곡면의 곡률은 상기 제 1 곡률이고, 상기 제 2 곡면의 곡률은 상기 제 2 곡률인 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치에서 상기 제 1 및 제 2 측벽 중 어느 하나는 상기 램프와 대향되는 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치에서 상기 다수의 패턴은 매트릭스 형태로 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치에서 상기 다수의 패턴의 간격은 상기 램프로부터 멀어질수록 좁은 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치에서 상기 다수의 패턴은 소정의 개수로 군집되어 다수의 패턴 그룹을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치에서 상기 다수의 패턴 그룹 각각에 군집되는 상기 다수의 패턴의 수는 상기 램프로 멀어질수록 많은 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치에서 상기 다수의 패턴은 상기 다수의 패턴 그룹 각각에 타원 형태로 군집되는 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치에서 상기 램프는 상기 도광판의 일측면에 대향되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치에서 상기 램프는 상기 도광판의 적어도 이측면에 대향되도록 절곡되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 액정패널과, 상기 액정패널에 광을 조사하는 램프와, 상기 램프로부터 입사되는 광을 면광으로 변환하여 상기 액정패널에 조사하는 도광판과, 상기 도광판의 배면에 부착되는 필름과, 상기 필름에 형성되고 제 1 단면의 제 1 곡률과 제 2 단면의 제 2 곡률이 다른 다수의 패턴을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치에서 상기 다수의 패턴 각각은 상기 제 1 단면 방향에서 높이가 다른 제 1 및 제 2 측벽을 가지며 상기 제2 단면 방향에서 높이가 동일한 제 3 및 제 4 측벽을 가지는 기둥과, 상기 제 1 및 제 2 측벽 사이에 형성된 제 1 곡면과, 상기 제 3 및 제 4 측벽 사이에 형성된 제 2 곡면을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치에서 상기 제 1 곡면의 곡률은 상기 제 1 곡률이고, 상기 제 2 곡면의 곡률은 상기 제 2 곡률인 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치에서 상기 제 1 및 제 2 측벽 중 어느 하나는 상기 램프와 대향되는 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치에서 상기 다수의 패턴은 매트릭스 형태로 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치에서 상기 다수의 패턴의 간격은 상기 램프로부터 멀어질수록 좁은 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치에서 상기 다수의 패턴은 소정의 개수로 군집되어 다수의 패턴 그룹을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치에서 상기 다수의 패턴 그룹 각각에 군집되는 상기 다수의 패턴의 수는 상기 램프로 멀어질수록 많은 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치에서 상기 다수의 패턴은 상기 다수의 패턴 그룹 각각에 타원 형태로 군집되는 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치는 상기 필름을 상기 도광판 상에 부착시키는 자외선 경화수지를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 4 내지 도 16을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시장치는 서포트 메인(Support Main)(122)과, 서포트 메인(122)의 내부에 적층되는 제 1 단면의 제 1 곡률과 제 2 단면의 제 2 곡률이 다른 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(130)이 형성된 도광판(118)을 포함하는 백 라이트 유닛 및 액정패널(106)과, 액정패널(106)의 가장자리와 서포트 메인(122)의 측면을 감싸기 위한 케이스 탑(Case Top)(102)을 구비한다.
액정패널(106)은 상부기판(103) 및 하부기판(105) 사이에 액정이 주입되고 상부기판(103)과 하부기판(105) 사이의 간격을 일정하게 유지시키기 위한 도시하지 않은 스페이서를 구비한다. 이러한, 액정패널(106)의 상부기판(103)에는 도시하지 않은 컬러필터, 공통전극, 블랙 매트릭스 등이 형성된다. 또한, 액정패널(106)의 하부기판(105)에는 도시하지 않은 데이터라인과 게이트라인 등의 신호배선이 형성되고, 데이터라인과 게이트라인의 교차부에 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)가 형성된다. TFT는 게이트라인으로부터의 스캔신호(게이트펄스)에 응답하여 데이터라인으로부터 액정셀 쪽으로 전송될 데이터신호를 절환하게 된다. 데이터라인과 게이트라인 사이의 화소영역에는 화소전극이 형성된다. 또한, 하부기판(105)의 일측부에는 데이터라인들과 게이트라인들 각각 접속되는 패드영역이 형성되고, 이 패드영역에는 TFT에 구동신호를 인가하기 위한 드라이버 집적회로가 실장된 도시하지 않은 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package)가 부착 된다. 이 테이프 캐리어 패키지는 드라이버 집적회로로부터 데이터신호를 데이터라인들에 공급한다. 또한 스캔신호를 게이트라인들에 공급한다.
이러한, 액정패널(106)의 상부기판(103)에는 상부 편광 시트가 부착되고, 하부기판(105)의 배면에는 하부 편광 시트가 부착된다.
서포트 메인(122)은 몰드(Mold)물로서 그 내부의 측벽면이 계단형 단턱면으로 성형되고 이 단턱면에는 백 라이트 유닛 및 액정패널(106)이 안착되는 안착부가 형성된다. 이러한, 서포트 메인(122)의 계단형 단턱면에는 백 라이트 유닛 및 액정패널(106)이 순차적으로 적층된다.
본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시장치의 백 라이트 유닛은 도 5에 도시된 바와 같이 액정패널(106)에 광을 조사하는 램프(126)와, 램프(126)를 감싸는 램프 하우징(128)과, 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(130)을 이용하여 램프(126)로부터 입사되는 광을 액정패널(106) 쪽으로 진행시키는 도광판(118)과, 도광판(118)의 배면에 배치되는 반사 시트(120)와, 도광판(118) 상에 적층되는 확산 시트(110)를 구비한다.
램프(126)로는 주로 냉음극 형광램프가 사용되고 있으며, 램프(126)에서 발생되는 광은 도광판(118)의 일측면에 마련된 입사면을 통해 도광판(118)에 입사된다.
램프 하우징(128)은 내면에 반사면이 형성되고 램프(126)를 감싸게끔 설치되어 램프(126)로부터의 광을 도광판(118)의 입사면 쪽으로 반사시킨다.
반사 시트(120)는 도광판(118)의 배면에 위치하여 도광판(118)의 배면을 통 해 자신에게 입사되는 광을 도광판(118) 쪽으로 재 반사시킴으로써 광손실을 줄이는 역할을 한다. 즉, 램프(126)로부터 출사된 광 중에서 도광판(118)의 하면으로 진행한 광은 반사 시트(120)에 반사되어 액정패널(106) 쪽으로 진행하게 된다.
확산 시트(110)는 도광판(118)으로부터 출사되는 광을 확산시켜 액정패널(106)에 조사하게 된다.
도광판(118)은 램프(126)로부터 입사된 선 광을 면 광으로 변환하여 광을 액정패널(106)로 안내한다. 이를 위해, 도광판(118)의 배면에는 소정의 기울기를 가지도록 경사면이 형성되고, 이 경사면에는 도 6에 도시된 바와 같이 매트릭스 형태로 배치되는 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(130)이 형성된다.
램프(126)로부터 도광판(118)에 입사되는 광은 도광판(118)의 끝단으로 갈수록 광의 세기가 작아지게 된다. 이에 따라, 입사면에 반대되는 도광판(118)의 끝단의 광의 세기를 증가시켜 도광판(118)에서 출사되는 광을 균일하게 하기 위하여 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(130)간의 거리를 서로 다르게 설정하게 된다.
구체적으로, 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(130)은 램프(126)와 가까운 미세 렌즈형 음각 패턴(130)으로부터 도광판(118)의 입사면과 반대되는 측면에 가까운 미세 렌즈형 음각 패턴(130)으로 갈수록 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(130) 간의 거리(L1 내지 L7)는 점점 가깝게 형성된다. 다시 말하여, 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(130)은 도광판(118)의 입광부로부터 도광판(118)의 끝단으로 갈수록 밀도가 높게 형성된다. 이에 따라, 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(130)은 램프(126)에 가까울수록 밀도가 낮게 형성되고, 램프(126)와 멀어질수록 밀도가 높게 형성된다. 이에 따라, 도광판(118)의 입사면과 반대되는 측면에서의 광의 세기는 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(130)의 높은 밀도에 의해 크게 향상된다.
이와 같은, 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(130) 각각은 도 7에 도시된 바와 같이 제 1 단면 방향에서 높이가 다른 제 1 및 제 2 측벽(132, 134)을 가지며 제 2 단면 방향에서 높이가 동일한 제 3 및 제 4 측벽(133, 135)을 가지는 기둥(131)과, 제 1 및 제 2 측벽(132, 134) 사이에 형성된 제 1 곡면(136)과, 제 3 및 제 4 측벽(133, 135) 사이에 형성된 제 2 곡면(138)을 구비한다.
제 1 및 제 2 측벽(132, 134) 중 제 2 측벽(134)은 램프(126)와 대향되도록 형성된다.
제 1 곡면(136) 및 제 2 곡면(138)은 서로 다른 곡률(R1, R2)을 가지게 된다. 이 때, 제 1 곡면(136)은 제 1 단면의 제 1 곡률(R1)을 가지며, 제 2 곡면(138)은 제 1 단면과 직교하는 제 2 단면의 제 2 곡률(R2)을 가지게 된다.
이러한, 제 1 곡면(136)은 도 8에 도시된 바와 같이 램프(126)로부터의 광(140)을 상하방향으로 집광하여 출사면 쪽으로 출사시키게 된다. 이를 위해, 제 1 곡면(136)의 제 1 곡률(R1)은 램프(126)로부터의 광(140)을 상하방향으로 집광할 수 있도록 설정된다.
한편, 제 2 곡면(138)은 도 9에 도시된 바와 같이 램프(126)로부터의 광(140)을 좌우방향으로 집광하여 출사면 쪽으로 출사시키게 된다. 이를 위해, 제 2 곡면(138)의 제 2 곡률(R2)은 램프(126)로부터의 광(140)을 좌우방향으로 집광할 수 있도록 설정된다.
이러한, 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(130)은 LIGA(LIthographie Galvanoformung Abformung) 방식 또는 사출방식에 의해 제작된다. 이 때, 사출 방식에 의해 형성할 경우 사출 금형의 코아에는 에칭 방식을 이용하여 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴이 형성된다.
이와 같은, 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(130)은 램프(126)로부터 도광판(118)에 입사되는 광(140)을 상하방향 및 좌우방향으로 집광하게 된다. 이에 따라, 도광판(118)은 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(130)에 의해 도 10에 도시된 바와 같이 시야각 분포특성을 가지게 된다. 도 10에서 보는 바와 같이 본 발명의 도광판(18)에서 출사되는 광의 시야각이 전 각도에서 균일하기 때문에 도 3에 도시된 종래의 도광판에서 출사되는 광의 시야각 분포특성에 비하여 향상됨을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시장치는 상술한 바와 같은 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(130)이 형성된 도광판(118)으로 인하여 종래의 백 라이트 유닛에 사용되는 2매의 프리즘 시트를 삭제할 수 있다.
이러한 도광판(118)은 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(130)을 이용하여 입광부를 경유하여 입사되는 광을 액정패널(106)에 대향되는 출사면 쪽으로 균일하게 진행하게 된다. 이 때, 도광판(118)의 하면으로 진행한 광은 반사 시트(120)에 의해서 반사되어 출사면 쪽으로 진행하게 된다.
한편, 일반적인 액정표시장치는 램프(126)를 감싸는 램프 하우징(128)을 지지함과 아울러 램프 하우징(128)의 열을 방열시키기 위한 보텀 커버(124)를 더 구비한다.
커버 보텀(124)은 서포트 메인(122)의 일측의 배면과 측면을 감싸기 위하여 수직으로 절곡된 평면부와 측면부로 이루어진다. 이 커버 보텀(124)의 측면부에는 도시되지 않은 스크류가 관통되는 스크류 홀이 형성된다. 커버 보텀(124)은 스크류에 의해 체결되어 서포트 메인(122)에 고정된다.
케이스 탑(102)은 직각으로 절곡된 평면부와 측면부를 가지는 사각띠 형태로 제작된다. 이러한, 케이스 탑(102)은 액정패널(106)의 가장자리와 서포트 메인(122)을 감싸게 된다. 이러한 케이스 탑(102)은 도시되지 않은 스크류에 의해 서포트 메인(122)에 체결된다.
이와 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시장치는 도광판(118)에 형성된 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(130)을 통해 도광판(118)에 입사된 광(140)을 수직하게 일으켜 세우고, 하나의 확산시트(110)를 이용하여 도광판(118)에서 출사되는 광의 시야각을 넓은 각도에서 균일하게 분포시켜 액정패널(106)에 조사하게 된다. 따라서, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시장치는 종래의 프리즘 시트들을 삭제시킬 수 있고, 하나의 확산 시트(110) 만으로 액정패널(106)의 전면에 균일한 광을 조사시켜 액정표시장치의 표시품질을 향상시킬 수 있다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시장치는 도광판(218)을 제외하고는 도 4에 도시된 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시장치와 동일한 구성요소를 가지게 된다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시장치에서는 도광판(218)을 제외한 다른 구성요소들에 대한 설명은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시장치에 대한 설명으로 대신함과 아울러 동일 구성 요소에 대하여 동일한 도면부호를 사용하여 설명하기로 한다.
본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시장치의 도광판(218)에는 매트릭스 형태로 배치되고, 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴들(230)이 소정의 개수로 군집되어 타원 형태를 가지는 다수의 음각 패턴군(232)이 형성된다. 이 때, 다수의 음각 패턴군(232)간의 거리는 동일하게 된다.
다수의 음각 패턴군(232) 각각은 램프(226)에 가까울수록 적은 수의 미세 렌즈형 음각 패턴(230)을 가지게 된다. 또한, 다수의 음각 패턴군(232) 각각은 램프(226)에 가까울수록 적은 면적을 가지게 된다. 이에 따라, 도광판(218)의 입사면과 반대되는 측면에서의 광의 세기는 점점 증가하는 면적을 가지는 다수의 음각 패턴군(232)으로 인하여 크게 향상된다.
이와 같은, 다수의 음각 패턴군(232) 각각에 서로 다른 개수로 형성되는 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(230) 각각은 도 7에 도시된 바와 같이 제 1 단면 방향에서 높이가 다른 제 1 및 제 2 측벽(132, 134)을 가지며 제 2 단면 방향에서 높이가 동일한 제 3 및 제 4 측벽(133, 135)을 가지는 기둥(131)과, 제 1 및 제 2 측벽(132, 134) 사이에 형성된 제 1 곡면(136)과, 제 3 및 제 4 측벽(133, 135) 사이에 형성된 제 2 곡면(138)을 구비한다. 이러한, 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(230) 각각은 상술한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시장치와 동일하기 때문에 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이와 같은, 미세 렌즈형 음각 패턴(230)이 서로 다른 개수로 군집되는 다수의 음각 패턴군(232)은 램프(226)로부터 도광판(218)에 입사되는 광을 상하방향 및 좌우방향으로 집광하게 된다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시장치는 상술한 바와 같은 서로 다른 개수의 미세 렌즈형 음각 패턴(230)을 가지는 다수의 음각 패턴군(232)으로 인하여 종래의 백 라이트 유닛에 사용되는 2매의 프리즘 시트를 삭제할 수 있다.
이와 같은, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시장치는 도광판(218)에 형성된 서로 다른 개수의 미세 렌즈형 음각 패턴(230)을 가지는 다수의 음각 패턴군(232)을 통해 도광판(218)에 입사된 광을 수직하게 일으켜 세우고, 하나의 확산시트(110)를 이용하여 도광판(218)에서 출사되는 광의 시야각을 넓은 각도에서 균일하게 분포시켜 액정패널(106)에 조사하게 된다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시장치는 종래의 프리즘 시트들을 삭제시킬 수 있고, 하나의 확산 시트(110) 만으로 액정패널(106)의 전면에 균일한 광을 조사시켜 액정표시장치의 표시품질을 향상시킬 수 있다.
도 12는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 액정표시장치의 백 라이트 유닛만을 나타내는 단면도이다.
도 12를 참조하면 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 액정표시장치는 백 라이트 유닛을 제외하고는 도 4에 도시된 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시장치와 동일한 구성요소를 가지게 된다. 따라서, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 액정표시장치에서는 백 라이트 유닛을 제외한 다른 구성요소들에 대한 설명은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시장치에 대한 설명으로 대신함과 아울러 동일 구성요소에 대하여 동일한 도면부호를 사용하여 설명하기로 한다.
본 발명의 제 3 실시 예에 따른 액정표시장치의 백 라이트 유닛은 액정패널(106)에 광을 조사시키는 램프(326)와, 램프(326)를 감싸는 램프 하우징(328)과, 램프(326)로부터 입사되는 광을 액정패널(106) 쪽으로 진행시키기 위한 도광판(318)과, 도광판(318)에 입사된 광을 소정각도로 반사시키는 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(330)이 형성된 필름(350)과, 필름(350)의 배면으로 향하는 광을 액정패널(106) 방향으로 반사시키는 반사 시트(320)와, 도광판(318)에서 출사된 광을 확산시키는 확산 시트(310)를 구비한다.
반사 시트(320)는 필름(350)의 배면에 위치하여 도광판(318)과 필름(350)의 배면을 통해 자신에게 입사되는 광을 도광판(318) 쪽으로 재 반사시킴으로써 광손실을 줄이는 역할을 한다. 즉, 램프(326)로부터 출사된 광 중에서 도광판(318)과 필름(350)의 하면으로 진행한 광은 반사 시트(320)에 반사되어 액정패널(106) 쪽으로 진행하게 된다.
도광판(318)은 램프(326)로부터 입사되는 광의 경로를 변환하여 액정패널(106) 쪽으로 진행키게 된다.
필름(350)은 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(330)을 이용하여 도광판(318)의 입사면을 통해 입사되는 광의 진행경로를 상하방향 및 좌우방향으로 변환하여 도광판(318)의 시야각 특성을 향상시키게 된다. 이 때, 램프(326)로부터 도광판(318)에 입사되는 광은 도광판(318)의 끝단으로 갈수록 광의 세기가 작아지게 된다. 이에 따라, 입사면에 반대되는 도광판(318)의 끝단의 광의 세기를 증가시켜 도광판(318)에서 출사되는 광을 균일하게 하기 위하여 필름(350) 상에 형성되는 다 수의 미세 렌즈형 음각 패턴(330)간의 거리를 서로 다르게 설정하게 된다.
구체적으로, 도 14에 도시된 바와 같이 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(330)간의 거리(L1 내지 L7)는 램프(326)와 가까운 필름(350)의 일측으로부터 필름(350)의 일측과 반대되는 타측으로 갈수록 점점 가깝게 형성된다. 다시 말하여, 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(330)은 필름(350)의 일측으로부터 타측으로 갈수록 높은 밀도로 형성된다. 이에 따라, 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(330)은 램프(326)에 가까울수록 밀도가 낮게 형성되고, 램프(326)와 멀어질수록 밀도가 높게 형성된다. 이에 따라, 필름(350)의 타측에서의 광의 세기는 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(330)의 높은 밀도에 의해 크게 향상된다.
이와 같은, 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(330) 각각은 도 7에 도시된 바와 같이 제 1 단면 방향에서 높이가 다른 제 1 및 제 2 측벽(132, 134)을 가지며 제 2 단면 방향에서 높이가 동일한 제 3 및 제 4 측벽(133, 135)을 가지는 기둥(131)과, 제 1 및 제 2 측벽(132, 134) 사이에 형성된 제 1 곡면(136)과, 제 3 및 제 4 측벽(133, 135) 사이에 형성된 제 2 곡면(138)을 구비한다. 이러한, 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(330) 각각은 상술한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시장치와 동일하기 때문에 자세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 필름(350) 상에 형성되는 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(330) 각각은 도 14에 도시된 바와 같이 서로 다른 개수로 군집되며 서로 다른 면적을 가지는 다수의 음각 패턴군(332)에 형성된다. 이러한, 다수의 음각 패턴군(332)은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시장치에서 상술한 바와 같이 동일하기 때문에 자세 한 설명은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시장치의 설명으로 대신하기로 한다.
이와 같이, 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(330)이 형성된 필름(350)은 도 13에 도시된 바와 같이 도광판(318)의 경사진 배면 상에 도포된 투명한 자외선(Ultraviolet Ray) 경화 수지층(334) 상에 부착된다. 구체적으로, 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(330)이 형성된 필름(350)을 도광판(318)의 배면에 부착시키는 방법은 우선 도광판(318)의 경사진 배면 상에 투명한 자외선 경화 수지층(334)을 도포하게 된다. 그런 다음, 도광판(318)의 배면에 도포된 자외선 경화 수지층(334)에 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(330)이 형성된 필름(350)을 정렬하여 부착시키게 된다. 이어서, 자외선 경화 수지층(334)에 부착된 필름(350)에 자외선을 조사하여 도광판(318)의 배면에 필름(350)을 부착시키게 된다.
이와 같은, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 액정표시장치는 도광판(318)의 배면에 부착된 필름(350) 상에 형성된 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(330)을 통해 도광판(318)에 입사된 광을 수직하게 일으켜 세우고, 하나의 확산시트를 이용하여 도광판(318)에서 출사되는 광의 시야각을 넓은 각도에서 균일하게 분포시켜 액정패널에 조사하게 된다. 따라서, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 액정표시장치는 종래의 프리즘 시트들을 삭제시킬 수 있고, 하나의 확산 시트만으로 액정패널의 전면에 균일한 광을 조사시켜 액정표시장치의 표시품질을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시 예에 따른 액정표시장치의 도광판(118, 218, 318) 각각에 광을 조사하는 램프(126, 226, 326)는 도 16에 도시 된 바와 같이 L자 형태로 절곡되어 형성된다. 이러한, L자 형태의 램프(426)는 도광판(418)의 일측면과 상측면에 대향하도록 설치되거나, 일측면과 하측면에 대향하도록 설치된다. 이와 같은, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액정표시장치는 L자형 램프(426)를 이용하여 도광판(418)의 귀부 영역의 어둠현상을 향상시킬 수 있으며, 상술한 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴(430)을 이용하여 도광판(418)의 입사면을 통해 입사되는 광의 진행경로를 상하방향 및 좌우방향으로 변환하여 도광판(418)의 시야각 특성을 향상시키게 된다.
상술한 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치들은 다수의 발광다이오드를 광원으로 사용되는 소형 크기의 액정표시장치(PDA(Personal Digital Assistants) 또는 모바일 폰(Mobile Phone)에 사용될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치들은 상술한 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴을 가지는 도광판을 이용하여 다수의 발광 다이오드로부터의 광의 색순도를 높임으로써 2매의 프리즘 시트가 삭제된 저비용의 백 라이트 유닛을 가지는 소형 액정표시장치로 활용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 액정표시장치는 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴 또는 다수의 음각 패턴군이 형성된 도광판을 구비한다. 이에 따라, 본 발명은 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴 또는 다수의 음각 패턴군을 이용하여 도광판에 입사된 광을 수직하게 일으켜 세우고, 하나의 확산시트를 통해 도광판에 서 출사되는 광의 시야각을 넓은 각도에서 균일하게 분포시켜 액정패널에 조사함으로써 프리즘 시트를 삭제시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 광을 수직으로 일으켜 세우기 위한 프리즘 시트를 삭제하여 액정표시장치의 두께를 줄일 수 있다. 또한, 본 발명은 하나의 확산시트 만으로 액정패널의 전면에 균일한 광을 조사시켜 액정표시장치의 표시품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따른 액정표시장치은 도광판의 배면에 부착되는 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴 또는 다수의 음각 패턴군이 형성된 필름을 구비한다. 이에 따라, 본 발명은 필름에 형성된 다수의 미세 렌즈형 음각 패턴 또는 다수의 음각 패턴군을 이용하여 도광판에 입사된 광을 수직하게 일으켜 세우고, 하나의 확산시트를 통해 도광판에서 출사되는 광의 시야각을 넓은 각도에서 균일하게 분포시켜 액정패널에 조사함으로써 프리즘 시트를 삭제시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 광을 수직으로 일으켜 세우기 위한 프리즘 시트를 삭제하여 액정표시장치의 두께를 줄일 수 있다. 또한, 본 발명은 하나의 확산시트 만으로 액정패널의 전면에 균일한 광을 조사시켜 액정표시장치의 표시품질을 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (21)

  1. 액정패널과,
    상기 액정패널에 광을 조사하는 램프와,
    상기 램프로부터 입사되는 광을 면광으로 변환하여 상기 액정패널에 조사하는 도광판과,
    상기 도광판에 형성되고 제 1 단면의 제 1 곡률과 제 2 단면의 제 2 곡률이 다른 다수의 패턴과,
    상기 다수의 패턴 각각이 상기 제 1 단면 방향에서 높이가 다른 제 1 및 제 2 측벽을 가지며 상기 제 2 단면 방향에서 높이가 동일한 제 3 및 제 4 측벽을 가지는 기둥과,
    상기 제 1 및 제 2 측벽 사이에 형성된 제 1 곡면과,
    상기 제 3 및 제 4 측벽 사이에 형성된 제 2 곡면을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 곡면의 곡률은 상기 제 1 곡률이고,
    상기 제 2 곡면의 곡률은 상기 제 2 곡률인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 측벽 중 어느 하나는 상기 램프와 대향되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 패턴은 매트릭스 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 다수의 패턴의 간격은 상기 램프로부터 멀어질수록 좁은 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 패턴은 소정의 개수로 군집되어 다수의 패턴 그룹을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 다수의 패턴 그룹 각각에 군집되는 상기 다수의 패턴의 수는 상기 램프 로 멀어질수록 많은 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 다수의 패턴은 상기 다수의 패턴 그룹 각각에 타원 형태로 군집되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 램프는 상기 도광판의 일측면에 대향되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 램프는 상기 도광판의 적어도 이측면에 대향되도록 절곡되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 액정패널과,
    상기 액정패널에 광을 조사하는 램프와,
    상기 램프로부터 입사되는 광을 면광으로 변환하여 상기 액정패널에 조사하는 도광판과,
    상기 도광판의 배면에 부착되는 필름과,
    상기 필름에 형성되고 제 1 단면의 제 1 곡률과 제 2 단면의 제 2 곡률이 다른 다수의 패턴과,
    상기 다수의 패턴 각각이 상기 제 1 단면 방향에서 높이가 다른 제 1 및 제 2 측벽을 가지며 상기 제 2 단면 방향에서 높이가 동일한 제 3 및 제 4 측벽을 가지는 기둥과,
    상기 제 1 및 제 2 측벽 사이에 형성된 제 1 곡면과,
    상기 제 3 및 제 4 측벽 사이에 형성된 제 2 곡면을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  13. 삭제
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 곡면의 곡률은 상기 제 1 곡률이고,
    상기 제 2 곡면의 곡률은 상기 제 2 곡률인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 측벽 중 어느 하나는 상기 램프와 대향되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 다수의 패턴은 매트릭스 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 다수의 패턴의 간격은 상기 램프로부터 멀어질수록 좁은 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 다수의 패턴은 소정의 개수로 군집되어 다수의 패턴 그룹을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 다수의 패턴 그룹 각각에 군집되는 상기 다수의 패턴의 수는 상기 램프로 멀어질수록 많은 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 다수의 패턴은 상기 다수의 패턴 그룹 각각에 타원 형태로 군집되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  21. 제 12 항에 있어서,
    상기 필름을 상기 도광판 상에 부착시키는 자외선 경화수지를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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