KR101285040B1 - 광학시트 및 그를 이용한 액정표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광학시트에 관한 것으로서, 본 발명의 목적은 다양한 형태의 무늬가 형성되어 링클이 발생되지 않도록 한 광학시트 및 그를 이용한 액정표시장치를 제공하는 것이다. 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 광학시트는, 광원으로 사용되는 램프와 접하는 적어도 어느 하나의 면에 무늬가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
Description
도 1은 일반적인 액정표시장치의 일실시예 단면도.
도 2는 일반적인 액정표시장치에 적용되는 광학시트의 링클현상을 나타낸 평면도.
도 3은 일반적인 액정표시장치에 적용되는 광학시트의 링클현상을 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학시트의 일예시도.
도 5는 본 발명에 따른 광학시트의 일실시예 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치의 상단을 나타낸 평면도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학시트의 일예시도.
*< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
2 : 액정패널 10 : 탑 케이스
14 : 서포트 메인 16 : 램프하우징
20 : 램프 24 : 도광판
26 : 반사판 30 : 하부 확산시트
32 : 하부 프리즘시트 34 : 상부 프리즘시트
36 : 상부 확산시트 40: 하부 편광판
42 : 상부 편광판 44 : 열경계라인
46 : 굴곡 130 : 광학시트
131 : 검정테두리
본 발명은 광학시트에 관한 것으로서, 특히 주름이 발생되는 현상을 방지할 수 있는 광학시트 및 그를 이용한 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리하여 표시하는 디스플레이(display) 산업이 급속도로 발전해왔다. 이로 인해, 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등 수요자의 다양한 요구를 충족시킬 수 있는 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD)가 개발되고 있으며, 기존의 브라운관(Cathode-Ray Tube : CRT)을 대체하는 차세대 디스플레이(display)장치로 각광받고 있다.
일반적으로 액정표시장치는 크게 사용자에게 보여지는 화상을 디스플레이하는 액정패널과, 화상의 휘도를 증가시키기 위한 백라이트 유닛(Back Light Unit)으 로 구분될 수 있으며, 상기 액정패널과 백라이트 유닛은 탑 케이스 또는 서포트 메인 등에 의해 결합되어 하나의 액정표시장치를 구성하게 된다.
액정패널은 각각의 일면에 전계 생성 전극이 형성된 하부기판과 상부기판이마주보도록 대향하게 배열된 후, 그 사이로 액정층이 개재된 구조를 가진다. 상기 액정은 분자구조가 가늘고 길며 배열에 방향성을 갖는 광학적 이방성과, 인위적으로 전기장을 인가할 경우 배열방향이 변하는 분극성질을 가지고 있다. 상기 액정패널은 상, 하부기판 및 이들 각각에 설치된 전계 생성 전극 사이로 개재되는 액정에 전기장을 인가하여 액정의 배열방향을 변화시키고, 이때 변화되는 빛의 굴절률로 화상을 표현한다. 그러나, 액정패널로만 구현되는 화상의 휘도는 매우 낮아 사용자가 식별하기 어렵다. 따라서 액정패널 배면으로는 다수의 광원을 포함하는 백라이트 유닛이 구비되어 액정패널로 빛을 공급하고, 이를 통해 비로소 사용자가 식별 가능한 화상이 디스플레이 된다.
백라이트 유닛은 일반적으로 광원의 배열방식에 따라 에지형과 직하형으로 구분될 수 있는바, 에지형 백라이트 유닛은 액정표시장치의 일측 가장자리에 광원을 설치하고, 그 광원으로부터 입사되는 빛을 도광판과 다수의 광학시트를 통해 액정표시패널에 조사하며, 직하형 백라이트 유닛 유닛은 액정표시장치의 바로 아래에 다수의 광원을 배치하고, 그 광원들로부터 입사되는 빛을 확산 플레이트와 다수의 광학시트를 통해 액정패널에 조사한다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 일실시예 단면도로서, 특히 얇은 두께와 가벼움을 요하는 노트북 등에 사용될 수 있도록 에지형 백라이트 유닛을 사용한 액정 표시장치의 단면을 나타낸 것이다. 또한, 도 2는 일반적인 액정표시장치에 적용되는 광학시트의 링클현상을 나타낸 평면도이며, 도 3은 일반적인 액정표시장치에 적용되는 광학시트의 링클현상을 나타낸 단면도로서, 도 1에 도시된 에지형 백라이트 유닛을 이용한 액정표시장치에서의 링클현상을 나타낸 것이다.
도면을 참조하면, 일반적인 액정표시장치는 다수의 광학시트들(30, 32, 34, 36) 및 도광판(24)을 포함한 백라이트 유닛과, 액정패널(2)이 내부에 적층된 서포트 메인(Support Main)(14)과, 액정패널(2)의 가장자리를 감쌈과 아울러 서포트 메인(14)을 감싸는 탑 케이스(Top Case)(10)를 구비한다.
백라이트 유닛에는 광을 발생하는 램프(20)와, 램프(20)를 감싸는 형태로 설치되는 램프 하우징(16)과, 램프(20)로부터 입사되는 광을 평면광원으로 변환하는 도광판(24)과, 도광판(24)의 배면에 설치되는 반사판(26)과, 도광판(24) 상에 순차적으로 적층되는 하부 확산시트(30), 하부 프리즘시트(32), 상부 프리즘시트(34) 및 상부 확산시트(36)를 구비한다.
램프(20)로는 주로 냉음극형광램프(CCFL)가 사용되고 있으며, 램프(20)에서 발생되는 광은 도광판(24)의 측면에 존재하는 입사면을 통해 도광판(24)에 입사된다. 램프 하우징(16)은 내면에 반사면이 있어 램프(20)로부터의 광을 도광판(24)의 입사면 쪽으로 반사시킨다. 도광판(24)은 경사진 배면과 수평인 전면을 가지는 형태로 제작된다. 반사판(26)은 도광판(24)의 배면을 통해 자신에게 입사되는 광을 도광판(24) 쪽으로 재반사시킴으로써 광손실을 줄이는 역할을 한다. 램프(20)로부터의 광이 도광판(24)에 입사되면 경사면인 배면에서 소정 경사각으로 반사되 어 전면 쪽으로 균일하게 진행하게 된다. 이때, 도광판(24)의 하면 및 측면으로 진행한 광은 반사판(26)에 반사되어 전면 쪽으로 진행하게 된다. 도광판(24)을 경유한 광은 하부 확산시트(30)에 의해 전영역으로 확산되게 된다.
액정패널(2)에 입사되는 광은 수직을 이룰 때 광효율이 커지게 된다. 이를 위해, 도광판(24)에서 출사된 광의 진행각도를 액정패널과 수직을 이루도록 정방향 프리즘시트를 2매 적층하는 것이 바람직하다. 하부 및 상부 프리즘시트(32, 34)를 경유한 광은 상부 확산시트(36)를 경유하여 액정패널에 입사되게 된다.
탑 케이스(10)는 서포트 메인(14)의 측면과 액정패널(2)의 가장자리를 감싸게끔 절곡된다. 서포트 메인(14) 및 탑 케이스(10)는 도시되지 않은 스크류(Screw)에 의해 조립된다.
서포트 메인(14)의 바닥에는 반사판(26)이 위치하고 그 위에 도광판(24)과 광학시트들(30, 32, 34, 36)이 적층된다. 또한, 서포트 메인(14)에는 광학시트들(30, 32, 34, 36) 위에 위치하게끔 액정패널(2)이 장착된다.
상기와 같은 구성을 갖는 액정표시장치에 있어서, 서포트 메인(14)의 절곡부와 광학시트들(30, 32, 34, 36)이 서로 마주보게 된다. 이에 따라, 램프(20)로부터 고온의 열이 도광판(24)을 통해 광학시트들(30, 32, 34, 36)로 전달되며, 광학시트들(30, 32, 34, 36)은 도광판(24)으로부터 전달되는 열로 인해 열패창된다.
이와 같은 광학시트들(30, 32, 34, 36)의 열팽창은 도 2에 도시된 바와 같이 광학시트들(30, 32, 34, 36)의 열경계라인(44)을 기준으로 램프(20)와 인접한 하측영역에서만 발생된다. 즉, 광학시트들(30, 32, 34, 36)의 열경계라인(44)의 하측 영역에서만 열팽창됨에 따라 열경계라인(44)의 하측영역에서만 굴곡(46)이 발생된다. 광학시트들(30, 32, 34, 36)의 하측영역에서 발생되는 굴곡으로 인하여 광학시트들(30, 32, 34, 36)의 상면에서 볼 때 명암차이가 발생하게 되며, 이 명암차이로 인하여 액정패널 상에 표시되는 화상에 주름(Wrinkle)이 발생하게 된다.
부연하여 설명하면, 현재 노트북 컴퓨터에서 사용되고 있는 일반적인 에지형 백라이트 유닛을 이용한 액정표시장치의 경우, 램프(20)가 점등(On)되면 열이 발생되고, 상기 열이 광학시트들(30, 32, 34, 36)에 전달되면, 상기 광학시트들이 도 3에 도시된 바와 같이 팽창되어 웨이브(wave)가 생기고 이것이 링클(wrinkle)로 나타나게 된다는 문제점이 있다.
상기한 바와 같은 광학시트의 링클(wrinkle)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 램프(20)와 가까운 영역 및 최상단에 놓여진 광학시트(예를들어, 상부 확산시트(36) 등)에서 많이 발생된다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 적어도 어느 하나의 면에 다양한 형태의 무늬가 형성되어 링클이 발생되지 않도록 한 광학시트 및 그를 이용한 액정표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 광학시트는, 광원으로 사용되 는 램프와 접하는 적어도 어느 하나의 면에 무늬가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 광학시트를 이용한 액정표시장치는, 에지형 백라이트 유닛의 광원으로 사용되는 램프와 접하는 면에 무늬가 형성되어 있는 광학시트를 포함한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예의 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예가 상세히 설명된다. 하기의 설명 중 도 1에 도시된 구성요소와 동일한 구성요소에 대하여는 도 1에 기재된 도면부호를 참조하여 설명된다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학시트의 일예시도이다. 또한, 도 5는 본 발명에 따른 광학시트의 일실시예 평면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치의 상단을 나타낸 평면도로서, 본 발명에 따른 액정표시장치의 상단에 형성된 광학시트와 탑 케이스가 겹치는 부분을 나타낸 예시도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 광학시트(130)는 도 4에 도시된 바와 같이, 램프(20)의 열에 가장 영향을 많이 받는 광학시트의 하단부, 즉, 광학시트 중 램프와 접하는 면이 일자 형태가 아닌, 매우 미세한 물결무늬로 형성되어 있다는 특징을 가지고 있다.
즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학시트(130)는, 램프(20)로부터 전도된 열에 의해 팽창되는 경우, 상기 물결무늬에 의해 여유 공간이 생겨 주름, 즉 링 클(Wrinkle)이 발생되지 않는다는 특징을 가지고 있다.
상기와 같은 물결무늬는 빛샘에 영향이 없을 만큼 미세하게 만들어지는데, 상기 무늬의 크기 및 간격 등은 액정표시장치의 구조형태에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
예를들어, 상술된 바와 같이 액정표시장치의 액정패널(2)은 탑 케이스(10)에 의해 덮혀지게 되는데, 상기 탑 케이스(10)에 의해 덮혀지는 부분을 고려하여, 상기 물결무늬의 높이는 도 4에 도시된 바와 같이 0.3-0.5mm 정도로 형성되고, 폭은 시트의 열 팽창율을 고려하여 0.01-0.05mm 정도로 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명에 따른 광학시트(130)는 빛샘을 방지하기 위해 도 5에 도시된 바와 같이 그 주위에 검정테두리(131)가 형성되어져 있는데, 상기 검정테두리의 두께는 약 1.6-2mm 정도가 된다. 상기 광학시트 위에 액정패널(2)이 얹혀지고, 탑 케이스(10)가 체결되면 도 6에 도시된 바와 같이 상기 검정테두리가 1mm 정도로 외부에 표시된다.
따라서, 빛샘에 영향을 주지 않으려면 상기 물결무늬는 탑 케이스(10)로 덮히는 부분(0.6-1mm)에 형성되어져야 하므로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 물결무늬의 높이는 0.3-0.5mm 정도로 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 검정테두리의 두께가 2mm 이고, 상기 탑 케이스에 의해 가려지는 부분이 1mm 정도라면, 상기 물결무늬의 높이는 최대 1mm 까지도 가능하다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학시트의 일예시도이다.
본 발명의 제2 실시예에 에 따른 광학시트(130)는 도 7에 도시된 바와 같이, 램프(20)의 열에 가장 영향을 많이 받는 광학시트의 하단부, 즉, 광학시트 중 램프와 접하는 면이 일자 형태가 아닌, 매우 미세한 삼각형 무늬가 일정간격을 두고 형성되어 있다는 특징을 가지고 있다.
즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학시트(130)는, 램프(20)로부터 전도된 열에 의해 팽창되는 경우, 상기 삼각형 무늬에 의해 여유 공간이 생겨 주름, 즉 링클(Wrinkle)이 발생되지 않는다는 특징을 가지고 있다.
상기 삼각형 무늬가 일정한 간격을 두고 형성된 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학시트는, 도 4에 도시된 제1 실시예 보다 빛샘에 더욱 강하다는 특징을 가지고 있으며, 상기와 같은 삼각형 무늬는 상기 제1 실시예의 물결무늬와 마찬가지로 빛샘에 영향이 없을 만큼 미세하게 만들어지는데, 상기 무늬의 크기 및 간격 등은 액정표시장치의 구조형태에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
즉, 상기에서 도 5 및 도 6을 통해 설명된 바와 같은 이유를 근거로 하여, 상기 삼각형 무늬의 높이는 0.3-0.5mm 정도로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 삼각형 무늬의 밑면의 길이는 빛샘과 링클 정도를 고려해 볼 때 0.01-0.05mm 정도로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 삼각형 무늬 간의 간격은 약 약 1cm 정도로 형성되는 것이 바람직하다.
광학시트(130)는 상기한 바와 같이 액정표시장치의 백라이트 유닛에 적용되어 램프로부터 출사되는 광을 확산시키거나 또는 상기 광의 진행각도를 액정패널과 수직을 이루도록 하기 위한 것으로서, 본 발명에 따른 광학시트(130)는 상기와 같은 기능을 수행하는 확산시트 또는 프리즘 시트에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광학시트는, 백라이트 유닛에 적용되는 모든 확산시트 및 프리즘 시트에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 시트들 중 적어도 어느 하나에만 적용될 수도 있으나, 특히, 최상단에 놓여져 액정패널과 접하게 되는 광학시트에 적용되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 광학시트는 램프와 접하는 적어도 어느 하나의 면이 상기와 같은 다양한 형태의 무늬로 형성될 수 있다. 즉, 하나의 램프가 사용되는 백라이트 유닛의 경우에는 광학시트의 네 개의 면(평면적으로 보았을 때, 사각형의 광학시트를 형성하는 네 개의 선을 말함) 중 램프와 접하는 한쪽 면만이 상기와 같은 무늬 형태로 형성되며, 두 개의 램프가 양 측단에 탑재되어 사용되는 백라이트 유닛의 경우에는 램프와 접하는 두 개의 면이 상기와 같은 무늬 형태로 형성될 수 있다. 마찬가지로, 세 개의 측면에 램프가 사용되는 백라이트 유닛 또는 네 개의 측면에 램프가 사용되는 백라이트 유닛의 경우에는, 광학시트의 네 개의 면 중, 상기 램프들과 접하는 세 개의 면 또는 네 개의 면에 상기와 같은 무늬 형태가 형성된다.
즉, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 광학시트(130)는, 에지형 백라이트 유닛에 적용되는 확산시트 또는 프리즘 시트 중 적어도 어느 하나에 적용되며, 상기 광학시트가 적용되는 액정표시장치는, 도광판(24)을 포함한 백라이트 유닛과, 액정패널(2)이 내부에 적층된 서포트 메인(Support Main)(14)과, 액정패널(2)의 가장자리를 감쌈과 아울러 서포트 메인(14)을 감싸는 탑 케이스(Top Case)(10)를 구비한다.
백라이트 유닛에는 광을 발생하는 램프(20)와, 램프(20)를 감싸는 형태로 설치되는 램프 하우징(16)과, 램프(20)로부터 입사되는 광을 평면광원으로 변환하는 도광판(24)과, 도광판(24)의 배면에 설치되는 반사판(26)과, 도광판(24) 상에 순차적으로 적층되는 하부 확산시트, 하부 프리즘시트, 상부 프리즘시트 및 상부 확산시트 등의 광학시트들을 구비한다. 상기 광학시트들 중 적어도 어느 하나는 본 발명에 따른 광학시트가 적용되며, 특히, 최상단에 놓여지는 상부 확산 시트가 본 발명에 따른 광학시트의 형태로 구성되는 것이 바람직하다.
램프(20)로는 주로 냉음극형광램프(CCFL)가 사용되고 있으며, 램프(20)에서 발생되는 광은 도광판(24)의 측면에 존재하는 입사면을 통해 도광판(24)에 입사된다. 램프 하우징(16)은 내면에 반사면이 있어 램프(20)로부터의 광을 도광판(24)의 입사면 쪽으로 반사시킨다. 도광판(24)은 경사진 배면과 수평인 전면을 가지는 형태로 제작된다. 반사판(26)은 도광판(24)의 배면을 통해 자신에게 입사되는 광을 도광판(24) 쪽으로 재반사시킴으로써 광손실을 줄이는 역할을 한다. 램프(20)로부터의 광이 도광판(24)에 입사되면 경사면인 배면에서 소정 경사각으로 반사되어 전면 쪽으로 균일하게 진행하게 된다. 이때, 도광판(24)의 하면 및 측면으로 진행한 광은 반사판(26)에 반사되어 전면 쪽으로 진행하게 된다. 도광판(24)을 경유한 광은 하부 확산시트(30)에 의해 전영역으로 확산되게 된다.
액정패널(2)에 입사되는 광은 수직을 이룰 때 광효율이 커지게 된다. 이를 위해, 도광판(24)에서 출사된 광의 진행각도를 액정패널과 수직을 이루도록 정방향 프리즘시트를 2매 적층하는 것이 바람직하다. 하부 및 상부 프리즘시트를 경유한 광은 상부 확산시트를 경유하여 액정패널에 입사되게 된다.
탑 케이스(10)는 서포트 메인(14)의 측면과 액정패널(2)의 가장자리를 감싸게끔 절곡된다. 서포트 메인(14) 및 탑 케이스(10)는 도시되지 않은 스크류(Screw)에 의해 조립된다.
서포트 메인(14)의 바닥에는 반사판(26)이 위치하고 그 위에 도광판(24)과 광학시트들(130)이 적층된다. 또한, 서포트 메인(14)에는 광학시트들(130) 위에 위치하게끔 액정패널(2)이 장착된다.
상기와 같은 구성을 갖는 액정표시장치에 있어서, 서포트 메인(14)의 절곡부와 광학시트들(130)은 서로 마주보게 되며, 이에 따라, 램프(20)로부터 고온의 열이 도광판(24)을 통해 광학시트들(130)로 전달되며, 광학시트들(130)은 도광판(24)으로부터 전달되는 열로 인해 열패창이 발생한다.
그러나, 상기 광학시트들(130)은 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이 물결무늬 또는 삼각형 무늬 등의 무늬를 포함하고 있기 때문에, 열에 의해 팽창되는 경우에도 주름과 같은 링클(Wrinkle)이 발생되지 않게 되며, 따라서, 액정패널 상에는 명암차이와 같은 현상이 발생되지 않는다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 에지형 백라이트 유닛을 사용하는 액정표시장치에서, 램프와 접하는 광학시트의 하단부에 무늬를 형성함으로써, 램프에 의해 광학시트가 팽창되어 주름지는 현상을 줄일 수 있다는 우수한 효과가 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 (11)
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- 액정패널 및 에지형 백라이트 유닛을 이용하는 액정표시장치에 있어서,상기 액정패널을 상부에서 보호하고, 상면이 개구된 탑 케이스;상기 탑 케이스에 수납되고, 상기 에지형 백라이트 유닛의 광원으로 사용되는 램프와 접하는 면에 무늬가 형성되어 있는 광학시트; 및상기 광학시트 가장자리를 둘러싼 검정테두리를 포함하고,상기 무늬는 상기 검정테두리의 두께보다 작고, 상기 광학시트와 상기 탑 케이스가 중첩되는 영역에 형성되는 액정표시장치.
- 제 6 항에 있어서,상기 광원은 상기 에지형 백라이트 유닛의 네 개의 측면 중 적어도 어느 하나의 측면에 형성되며,상기 무늬는 상기 광학시트의 네 개의 면 중, 상기 광원이 형성되는 측면과 접하는 적어도 어느 하나의 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 6 항에 있어서,상기 광학시트는,상기 광원으로부터 출사된 광을 상기 액정패널로 향하도록 하기 위한 도광판 위에 탑재되는 확산시트들 또는 프리즘 시트들 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 6 항에 있어서,상기 광학시트는,상기 광원으로부터 출사된 광을 상기 액정패널로 향하도록 하기 위한 도광판 위에 탑재되는 확산시트들 또는 프리즘 시트들 중 최상단에 탑재되는 시트인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 6 항에 있어서,상기 무늬는 물결무늬인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 6 항에 있어서,상기 무늬는 삼각형 무늬인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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|---|---|---|---|---|
| KR20010004916A (ko) * | 1999-06-30 | 2001-01-15 | 김영환 | 백 라이트 유니트 |
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| KR20030049939A (ko) * | 2001-12-17 | 2003-06-25 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정표시장치의 백라이트 구조 |
| KR20040009902A (ko) * | 2002-07-26 | 2004-01-31 | 삼성전자주식회사 | 백라이트 어셈블리 및 액정표시장치 |
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2006
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