KR101443386B1 - 광학 플레이트, 이를 이용한 백라이트 유닛 및액정표시장치 - Google Patents

광학 플레이트, 이를 이용한 백라이트 유닛 및액정표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광학 플레이트에 관한 것이다.
본 발명의 광학 플레이트는 일측면으로 이루어져 광이 입사되는 입사부와, 상부면으로 이루어져 입사부로부터 입사된 광을 확산 및 집광시키는 광 보정부와, 입사부를 제외한 다른 측면들과 하부면으로 이루어져 입사부로부터 입사된 광을 광 보정부 방향으로 가이드하는 광 가이드부와, 입사부, 광 보정부 및 상기 광 가이드부 사이에 주입된 반유체물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.
광학, 플레이트, 반유체, 일체형, 조립성

Description

광학 플레이트, 이를 이용한 백라이트 유닛 및 액정표시장치{OPTICAL PLATE, BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 광학 플레이트에 관한 것으로, 특히 여러 기능이 일체형으로 이루어진 광학 플레이트, 이를 이용한 백라이트 유닛 및 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 널리 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(Cathode Ray Tube)는 TV를 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT 자체의 무게와 크기로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화의 대응에 적극적으로 대응할 수 없었다.
이러한 문제에 대한 해결책으로서, 액정표시장치는 상기 CRT에 비해 경박단소형화 및 저소비전력을 실현할 수 있다는 장점이 있다. 특히, 박막 트랜지스터를 이용한 액정표시장치는 CRT에 필적할만한 표시화면의 고화질화, 대형화 및 컬러화 등을 실현하였기 때문에 최근에는 노트북 PC 및 모니터 시장은 물론 여러 분야에서 다양하게 사용되고 있다.
일반적인 액정표시장치는 액정의 특정한 분자 배열에 전압을 인가하여 다른 분자배열로 변환시키고, 이러한 분자 배열에 의해 발광하는 액정셀의 복굴절성, 선 광성, 2색성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각적으로 변환하는 것으로서, 액정셀에 의한 광의 변조를 이용하여 정보를 표시하는 수광형 디스플레이장치이다.
상기 액정표시장치는 수광형 소자이기 때문에 영상을 표현하기 위해 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함한다.
상기 백라이트 유닛은 광원의 배치에 따라 직하방식(direct type) 및 에지형(edge type)으로 구분된다. 상기 직하방식 백라이트 유닛은 복수의 광원이 액정표시패널의 직하에 일정한 간격을 두고 배치되어 액정표시패널의 직하에서 직접 조사하는 방식이고, 상기 에지방식 백라이트 유닛은 광원으로부터 발광된 광을 면광으로 변환하는 도광판에 의해 액정표시패널로 광을 조사하는 방식이다.
에지방식 백라이트 유닛은 광원으로부터 발광된 광의 광 특성, 예를 들어 휘도 균일성 및 정면 휘도 등을 향상시키기 위하여 확산시트, 복수의 집광시트 및 보호시트 등으로 이루어지는 광학 시트들을 포함한다.
종래의 액정표시장치는 백라이트 유닛의 측면에 배치된 광원으로부터 액정표시패널의 모든영역으로 균일한 광을 조사하기 위해 도광판 및 복수의 광학 시트들을 구비함으로써, 여러 구성들로 인해 조립성이 저하되는 문제가 있었다.
또한, 도광판 및 복수의 광학 시트들은 수납을 위한 몰드물로 이루어진 서포트 메인과의 마찰에 의해 도광판 및 복수의 광학 시트들의 가장자리영역이 파손되는 문제가 있었다.
본 발명은 외부 충격에도 파손되지 않는 특성을 가지는 광학 플레이트를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 조립성을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛 및 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 플레이트는,
일측면으로 이루어져 광이 입사되는 입사부; 상부면으로 이루어져 상기 입사부로부터 입사된 광을 확산 및 집광시키는 광 보정부; 상기 입사부를 제외한 다른 측면들과 하부면으로 이루어져 상기 입사부로부터 입사된 광을 상기 광 보정부 방향으로 가이드하는 광 가이드부; 및 상기 입사부, 상기 광 보정부 및 상기 광 가이드부의 내부에 주입된 반유체물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛은,
광을 발광하는 광원; 및 상기 광원으로부터 발광된 광이 입사되는 입사부와, 상기 입사부로부터 입사된 광을 확산 및 집광시키는 광 보정부와, 상기 입사부로부터 입사된 광을 상기 광 보정부 방향으로 가이드하는 광 가이드부 및 상기 입사부, 상기 광 보정부 및 상기 광 가이드부의 사이에 주입된 반유체물질로 이루어진 광학 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치는,
광을 발광하는 광원; 상기 광원으로부터 발광된 광이 입사되는 입사부와, 상기 입사부로부터 입사된 광을 확산 및 집광시키는 광 보정부와, 상기 입사부로부터 입사된 광을 상기 광 보정부 방향으로 가이드하는 광 가이드부 및 상기 입사부, 상기 광 보정부 및 상기 광 가이드부의 사이에 주입된 반유체물질로 이루어진 광학 플레이트; 및 상기 광학 플레이트 상에 배치되는 액정표시패널;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래의 광학 시트들과 도광판을 삭제하고, 광원으로부터 발광된 광을 액정표시패널 방향으로 균일하게 조사할 수 있는 광학 플레이트를 구비하여 조립성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 구조를 간소화하여 슬림화 및 경량화에 장점을 가진다.
또한, 본 발명의 광학 플레이트는 일정한 탄성을 가지고있는 광 가이드부와, 내부에 주입된 반유체 물질이 충격 흡수의 기능을 할 수 있어 외부 충격에 파손되는 문제를 개선할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 플레이트를 구비한 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 광학 플레이트를 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 광학 플레이트를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시 장치는 영상이 디스플레이되는 액정표시패널(110)과, 상기 액정표시패널(110)의 배면에 배치되어 광을 제공하는 백라이트 유닛(120)을 포함한다.
도면에는 상세히 도시되지 않았지만, 상기 액정표시패널(110)은 액정층(미도시)을 사이에 두고 합착된 박막 트랜지스터 기판과 컬러필터 기판을 포함한다.
상기 박막 트랜지스터 기판 및 컬러필터 기판을 보다 상세히 설명하면, 상기 박막 트랜지스터 기판은 복수의 게이트 라인 및 데이터 라인이 교차하여 픽셀을 정의하고, 각각의 교차영역마다 박막 트랜지스터(TFT : thin flim transistor)가 구비되어 각각의 픽셀에 실장된 화소전극과 일대일 대응되어 연결된다.
상기 컬러필터 기판은 각 픽셀에 대응되는 일예로 R, G, B 컬러의 컬러필터, 이들 각각을 테두리 하며 게이트 라인과 데이터 라인 및 박막 트랜지스터 등을 가리는 블랙 매트릭스와, 이들 모두를 덮는 공통전극을 포함한다.
액정표시패널(110)의 일측에는 상기 액정표시패널(110)에 구동신호를 공급하는 구동회로가 실장된 액정표시패널 구동부(미도시)가 TCP(tape carrier package)로 이루어진 텝(미도시)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
액정표시패널 구동부는 액정표시패널(110)과 전기적으로 접속되어 상기 액정표시패널(110)에 형성된 다수의 게이트 라인 및 데이터 라인에 제어신호 및 데이터 신호를 공급함으로써, 상기 액정표시패널(110)의 화소들을 구동시킨다.
이와 같은 액정표시패널(110)은 상기 공통전극에 전압이 인가된 상태에서 상기 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 제어하게 되면, 상기 액정은 공통전극과 화소전극 사이의 전계에 따라 유전 이방성에 의해 회전함으로써, 화소별로 빛 을 투과시키거나 차단시켜 화상을 표시하게 된다.
액정표시패널(110)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(120)은 상면이 개구된 바텀커버(190)와, 상기 바텀커버(190)의 일측에 배치되어 광을 발광하는 광원(150)과, 상기 광원(150)과 일면을 이루도록 배치되어 광원(150)으로부터 입사된 광을 면광으로 변환하고 확산 및 집광시키는 광학 플레이트(130)와, 상기 광학 플레이트(130)의 하부에 배치되어 광학 플레이트(130)의 하부 방향으로 진행하는 광을 액정표시패널(110) 방향으로 반사시키는 반사시트(170)를 포함한다.
도면에는 도시되지 않았지만, 백라이트 유닛(120)은 상기 광원(150), 광학 플레이트(130) 및 반사시트(170)를 하나로 모듈화시키는 사각 테 형상의 서포트메인(미도시)을 더 포함할 수 있다.
광원(150)은 광을 발광하는 것으로 냉음극 형광램프(CCFL: cold cathod fluorescent lamp), 외부전극 형광램프(EEFL: external electrode fluorescent lamp)가 사용된다. 본 발명에서는 광원(150)을 램프로 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 발광 다이오드(LED)가 구비될 수도 있다.
광학 플레이트(130)는 광이 입사되는 입사부(135)와, 입사된 광을 확산 및 집광시키는 광 보정부(131)와, 상기 입사된 광의 손실을 방지할 뿐만 아니라 상기 광 보정부(131) 방향으로 가이드하는 광 가이드부(133)를 포함한다.
입사부(135)는 광의 투과율이 우수한 재질을 이용한다. 예를 들면, 입사부(135)는 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA : polymethyl methacrylate) 소재로 이루어진다. 이외에 다른 소재를 사용할 수도 있다.
입사부(135)는 확산시키는 역할을 포함한다. 즉, 입사부(135)는 광 투과율이 우수하며, 광을 확산시키는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
광 보정부(131)는 광을 확산시키는 제1 레이어(131b)와, 광을 집광시키는 제2 레이어(131a)로 구성된다.
제1 및 제2 레이어(131b, 131a)는 일체형으로 이루어진다. 반면에 제1 및 제2 레이어(131b, 131a)는 점착물질을 이용하여 서로 부착될 수 있다.
제2 레이어(131a)는 하부 면에 산과 골을 가지는 프리즘 패턴이 형성된다.
광 가이드부(133)는 광원(150)으로부터 멀어질수록 두께가 작아지는 쐐기형태로 이루어진다.
도면에는 도시되지 않았지만, 상기 광 가이드부(133)의 하부 면에는 광을 상기 광 보정부(131)로 가이드하기 위한 산과 골을 가지는 프리즘 패턴이 형성될 수 있다.
광 가이드부(133)는 상기 입사부(135)로부터 입사된 광을 상기 광 보정부(131) 방향으로 반사시킨다. 즉, 광 가이드부(133)는 반사재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
광 가이드부(133)는 일정한 탄성을 가지는 플라스틱 재질로 이루어진다.
상기 입사부(135), 광 보정부(131) 및 광 가이드부(133)의 내부에는 반유체 물질(137)이 주입되어 있다.
반유체 물질(137)에는 광 경로를 변경하는 다수의 비드들(139)이 혼합된다.
이상에서 설명한 본 발명의 광학 플레이트(130)는 광 보정부(131)와 광 가이 드부(133)가 합착된 상태에서 상기 반유체 물질(137)이 주입되고, 상기 입사부(135)가 상기 광 보정부(131) 및 가이드 부(133)에 고정되는 형태로 조립된다.
이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 종래의 광학 시트들과 도광판을 삭제하고, 광원(150)으로부터 발광된 광을 액정표시패널(110)로 균일하게 조사할 수 있는 광학 플레이트(130)를 구비하여 조립성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 구조를 간소화하여 슬림화 및 경량화에 장점을 가진다.
또한, 본 발명의 광학 플레이트(130)는 일정한 탄성을 가지고있는 광 가이드부(133)와, 내부에 주입된 반유체 물질(137)이 충격 흡수의 기능을 할 수 있어 외부 충격에 파손되는 문제를 개선할 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 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 플레이트를 구비한 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 광학 플레이트를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 광학 플레이트를 도시한 단면도이다.

Claims (17)

  1. 일측면으로 이루어져 광이 입사되는 입사부;
    상부면으로 이루어져 상기 입사부로부터 입사된 광을 확산 및 집광시키는 광 보정부;
    상기 입사부를 제외한 다른 측면들과 하부면으로 이루어져 상기 입사부로부터 입사된 광을 상기 광 보정부 방향으로 가이드하는 광 가이드부; 및
    상기 입사부, 상기 광 보정부 및 상기 광 가이드부의 사이에 주입된 반유체물질을 포함하고,
    상기 광 보정부는 상기 입사부의 상면과 접촉하여 고정되며,
    상기 광 보정부는 프리즘 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 플레이트.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 광 보정부는 광을 확산시키는 제1 레이어와, 광을 집광시키는 제2 레이어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 플레이트.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 프리즘 패턴은 산과 골을 가지고 상기 제2 레이어의 하부면에 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 플레이트.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 반유체 물질에는 광을 난반사시키는 비드들이 포함된 것을 특징으로 하 는 광학 플레이트.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 광 가이드부의 하부면에는 산과 골을 가지는 프리즘 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 광학 플레이트.
  6. 광을 발광하는 광원; 및
    상기 광원으로부터 발광된 광이 입사되는 입사부와, 상기 입사부로부터 입사된 광을 확산 및 집광시키는 광 보정부와, 상기 입사부로부터 입사된 광을 상기 광 보정부 방향으로 가이드하는 광 가이드부 및 상기 입사부, 상기 광 보정부 및 상기 광 가이드부의 사이에 주입된 반유체물질로 이루어진 광학 플레이트;를 포함하고,
    상기 광 보정부는 상기 입사부의 상면에 접촉하여 고정되며,
    상기 광 보정부는 프리즘 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 입사부는 상기 광학 플레이트의 일측면에 위치하고, 상기 광 보정부는 상기 광학 플레이트의 상부면이 위치하고, 상기 광 가이드부는 상기 입사부를 제외한 다른 측면들과 하부면에 위치하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 광 보정부는 광을 확산시키는 제1 레이어와, 광을 집광시키는 제2 레이 어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 프리즘 패턴은 산과 골을 가지며, 상기 제2 레이어의 하부면에 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 반유체 물질에는 광을 난반사시키는 비드들이 포함된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  11. 제6 항에 있어서,
    상기 광 가이드부의 하부면에는 산과 골을 가지는 프리즘 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  12. 광을 발광하는 광원;
    상기 광원으로부터 발광된 광이 입사되는 입사부와, 상기 입사부로부터 입사된 광을 확산 및 집광시키는 광 보정부와, 상기 입사부로부터 입사된 광을 상기 광 보정부 방향으로 가이드하는 광 가이드부 및 상기 입사부, 상기 광 보정부 및 상기 광 가이드부의 사이에 주입된 반유체물질로 이루어진 광학 플레이트; 및
    상기 광학 플레이트 상에 배치되는 액정표시패널;을 포함하고,
    상기 광 보정부는 상기 입사부의 상면에 접촉하여 고정되며,
    상기 광 보정부는 프리즘 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 입사부는 상기 광학 플레이트의 일측면에 위치하고, 상기 광 보정부는 상기 광학 플레이트의 상부면이 위치하고, 상기 광 가이드부는 상기 입사부를 제외한 다른 측면들과 하부면에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 광 보정부는 광을 확산시키는 제1 레이어와, 광을 집광시키는 제2 레이어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 프리즘 패턴은 산과 골을 가지며, 상기 제2 레이어의 하부면에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 반유체 물질에는 광을 난반사시키는 비드들이 포함된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 광 가이드부의 하부면에는 산과 골을 가지는 프리즘 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
KR1020070141122A 2007-12-29 2007-12-29 광학 플레이트, 이를 이용한 백라이트 유닛 및액정표시장치 KR101443386B1 (ko)

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