KR101814712B1

KR101814712B1 - 백라이트 유닛 및 액정표시장치

Info

Publication number: KR101814712B1
Application number: KR1020110120837A
Authority: KR
Inventors: 이광민; 정연제
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2011-11-18
Filing date: 2011-11-18
Publication date: 2018-01-03
Also published as: KR20130055204A

Abstract

본 발명은 백라이트 유닛 및 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 도광판의 전면 경사를 조절함으로써 복수의 광학시트들로부터 출사되는 광의 출사 방향이 액정표시장치의 출사면에 대해 수직한 법선 방향이 될 수 있게 된다.
이를 통해 정면 휘도가 향상된 박형의 액정표시장치를 구현할 수 있게 된다.

Description

백라이트 유닛 및 액정표시장치{BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 백라이트 유닛 및 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 정면 휘도를 향상시킬 수 있는 박형의 액정표시장치에 관한 것이다.

동화상 표시에 유리하고 콘트라스트비(contrast ratio)가 큰 특징을 보여 TV, 모니터 등에 활발하게 이용되는 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD)는 액정의 광학적이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)에 의한 화상구현원리를 나타낸다.

이러한 액정표시장치는 나란한 두 기판(substrate) 사이로 액정층을 개재하여 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수 구성요소로 하며, 액정패널 내의 전기장으로 액정분자의 배열방향을 변화시켜 투과율 차이를 구현한다.

하지만 액정패널은 자체 발광요소를 갖추지 못한 관계로 투과율 차이를 화상으로 표시하기 위해서 별도의 광원을 요구하고, 이를 위해 액정패널 배면에는 광원(光源)이 내장된 백라이트(backlight) 유닛이 배치된다.

상기 백라이트 유닛의 광원으로는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp:CCFL)나 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp:EEFL)와 같은 형광램프가 많이 사용되어 왔으나, 최근에는 소비전력, 무게, 휘도 등에서 장점을 가지는 발광 다이오드(Light Emitting Diode:LED)가 형광램프를 대체해 가고 있는 추세이다.

이러한 광원의 위치에 따라 직하형(Direct Type) 백라이트 유닛과 측면형(Edge Type) 백라이트 유닛으로 구분할 수 있는데, 직하형 백라이트 유닛은 광원을 액정패널 하부에 배치함으로써 광원으로부터 출사되는 빛을 직접적으로 액정패널에 공급하는 방식이고, 측면형 백라이트 유닛은 액정패널 하부에 도광판을 배치하고, 광원을 도광판의 적어도 일측면에 배치함으로써 도광판에서의 굴절 및 반사를 이용하여 광원으로부터 출사되는 빛을 간접적으로 액정패널에 공급하는 방식이다.

이와 같은 백라이트 유닛은 광원에서 출사된 광의 휘도를 향상시키기 위하여 확산시트와 하나 이상의 프리즘시트를 포함한 복수의 광학시트들을 구비한다.

이와 같이 확산시트와 프리즘시트를 여러 장 겹쳐 사용함으로써 고휘도를 구현할 수 있는 반면, 액정표시장치의 두께가 두꺼워지고 전체 제조비용이 상승되는 문제점이 있다.

특히, 최근 액정표시장치는 휴대용 컴퓨터는 물론 데스크톱 컴퓨터 모니터 및 벽걸이형 텔레비전 등 그 사용영역이 점차 넓어지고 있는 추세로 경량, 박형의 액정표시장치를 구현하려는 노력을 활발히 기울이고 있는데, 이러한 노력에도 불구하고 액정표시장치를 구성하는 구성요소가 너무 많아 두께를 줄이는데 한계가 있는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 두께를 줄이면서 휘도를 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛 및 액정표시장치를 제공하는데 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는, 액정패널과; 반사판과, 상기 반사판의 상부에 위치하고, 경사진 제1전면을 포함하여 제1두께에서 이보다 두꺼운 제2두께로 증가하는 제1영역을 포함하는 도광판과, 다수의 LED가 인쇄회로기판에 장착되어 이루어지며, 상기 제1영역의 제1두께에 대응되는 일 측면과 마주보도록 위치하는 LED 어셈블리와, 상기 도광판의 상부로 순차적으로 개재되는 확산시트와 복합시트로 이루어지는 복수의 광학시트들을 포함하여 상기 액정패널의 배면에 위치되는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 복합시트는 제1광학시트와 제2광학시트가 합착된 상태인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 도광판은 상기 제1영역과 연결되며 상기 제1전면과 서로 다른 방향의 경사를 가지는 제2전면을 포함하여 제1두께에서 이보다 두꺼운 제3두께로 증가하는 제2영역을 포함하고, 상기 LED 어셈블리는 상기 제2영역의 상기 제3두께에 대응되는 측면과 마주보도록 위치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복합시트는 상기 제1광학시트와 상기 제2광학시트의 사이에 상기 제1광학시트와 상기 제2광학시트 간의 합착을 위한 접착층을 포함하고, 상기 접착층은 굴절률이 1.45 내지 1.5의 범위를 가지는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 도광판의 제1전면의 경사각은 상기 복합시트로부터의 광 출사 방향에 따라 달라지며, 상기 도광판의 배면에 대해 10도 미만인 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 반사판과; 상기 반사판의 상부에 위치하고, 경사진 제1전면을 포함하여 제1두께에서 이보다 두꺼운 제2두께로 증가하는 제1영역을 포함하는 도광판과; 다수의 LED가 인쇄회로기판에 장착되어 이루어지며, 상기 제1영역의 제1두께에 대응되는 일 측면과 마주보도록 위치하는 LED 어셈블리와; 상기 도광판의 상부로 순차적으로 개재되는 확산시트와 복합시트로 이루어지는 복수의 광학시트들을 포함하고, 상기 복합시트는 제1광학시트와 제2광학시트가 합착된 상태인 것을 특징으로 한다.

위에 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 두 개의 광학시트가 합착된 복합시트를 적용함으로써 광학시트가 차지하는 두께를 최소화하여 박형의 액정표시장치를 구현할 수 있게 된다.

또한, 복합시트를 적용함에 따라 발생되는 정면 휘도의 감소를 도광판의 전면 경사를 조절함으로써 해결하는 것이 특징이다.

이와 같이 복합시트를 적용하고 도광판의 구조를 변형시킴으로써, 부품 비용을 절감하면서 박형의 액정표시장치를 구현하는 한편, 정면 휘도를 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 액정표시장치를 보여주는 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 액정표시장치를 보여주는 단면도.
도 3은 도 1 및 도 2의 복수의 광학시트들을 상세히 보여주는 단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 액정표시장치에서의 광 출사 방향을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 복수의 광학시트들에서의 광 출사각을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 액정표시장치를 보여주는 분해 사시도.
도 7은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 액정표시장치를 보여주는 단면도.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 도광판을 상세히 보여주는 사시도.
도 9는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 액정표시장치에서의 광 출사 방향을 설명하기 위한 도면.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 액정표시장치를 보여주는 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 액정표시장치를 보여주는 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 액정표시장치(100)는 액정패널(110)과, 백라이트 유닛(120), 그리고 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)을 모듈화하기 위한 서포트메인(130)과 커버버툼(150), 탑커버(140)로 구성된다.

액정패널(110)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제1 및 제2기판(112, 114)으로 구성된다.

여기서, 도면상에 도시하지는 않았지만, 능동행렬 방식이라는 전제 하에 통상 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제1기판(112) 내면에는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소가 정의되고, 각각의 교차점마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor:TFT)가 구비되어 각 화소에 형성된 투명 화소 전극과 일대일 대응 연결된다.

그리고, 상부기판 또는 컬러기판이라 불리는 제2기판(114) 내면으로는 각 화소에 대응되는 일례로, 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러의 컬러필터(color filter)와, 이들 각각을 두르며 게이트라인과 데이터라인 그리고 박막트랜지스터 등의 비표시요소를 가리는 블랙매트릭스(black matrix), 그리고 이들을 덮는 투명 공통전극이 마련되어 있다. 여기서, 상기 투명 공통전극은 제1기판(112)에 형성될 수도 있다.

그리고, 제1 및 제2기판(112, 114)의 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 제1 및 제2편광판(119a, 119b)이 각각 부착된다.

또한, 이 같은 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판이나 테이프케리어패키지(Tape Carrier Package:TCP) 같은 연결부재(116)를 매개로 인쇄회로기판(117)이 연결되어 모듈화 과정에서 서포트메인(130)의 측면 내지는 커버버툼(150) 배면으로 적절하게 젖혀 밀착될 수 있다.

이에 상술한 구조의 액정패널(110)은, 상기 인쇄회로기판(117)을 통해 전달되는 게이트구동회로의 온 또는 오프 신호에 의해 각 게이트라인 별로 선택된 박막트랜지스터가 온(on) 되면 데이터 구동회로의 신호전압이 데이터라인을 통해서 해당 화소전극으로 전달되고, 이에 따른 화소전극과 공통전극 사이의 전기장에 의해 액정분자의 배열방향이 변화되어 투과율 차이를 나타낸다.

이러한 액정패널(110)의 배면에는, 투과율의 차이를 화상으로 표시할 수 있도록 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비된다.

백라이트 유닛(120)은 서포트메인(130)의 가장자리를 따라 배열되는 광원과, 반사판(125)과, 이러한 반사판(125) 상에 안착되는 도광판(123) 그리고 이의 상부로 개재되는 복수의 광학시트들(121)을 포함한다.

광원으로는 형광램프 또는 LED(129a)를 사용할 수 있는데, LED(129a)를 사용할 경우 다수의 LED(129a) 각각이 일정 간격으로 이격되어 인쇄회로기판(Printed Circuit Board:PCB)(129b)에 장착됨으로써 LED 어셈블리(129)를 이룬다.

여기서, 상기 다수의 LED(129a) 각각은 광을 일 측면으로 출사하는 사이드 뷰(side-view) 타입에 해당될 수 있고, 인쇄회로기판(129b)은 유연한 성질을 가지는 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board:FPCB)에 해당될 수 있다.

도광판(123)은 다수의 LED(129a) 각각으로부터 입사된 빛이 여러 번의 전반사에 의해 도광판(123) 내를 진행하면서 도광판(123)의 넓은 영역으로 골고루 퍼져 액정패널(110)에 면광원이 제공되도록 한다.

이를 위한 도광판(123)은 제1영역 및 제2영역(123a, 123b)으로 이루어진다. 이때, 상기 인쇄회로기판(129b)의 일 끝단은 도광판(123)의 제1영역(123a), 또는 제1영역(123a)을 포함한 제2영역(123b)의 일부까지 덮도록 연장되어 형성될 수 있다.

여기서, 제1영역(123a)은 경사진 제1전면(123a1)을 포함하며 제1두께(h1)에서 제2두께(h2)로 감소하는 웨지(wedge)형상을 가지고, 제2영역(123b)은 제1영역(123a)과 연결되며 제2두께(h2)를 가지는 사각판 형상을 가진다.

여기서, 제1영역(123a)은 광원으로부터 광을 입사받기 위한 영역으로 제1길이(l1)로 형성되고, 제2영역(123b)은 다수의 광학시트들(121)이 개재되기 위한 영역으로 제1길이(l1)보다 긴 제2길이(l2)로 형성된다.

이에 따라 도광판(123)의 제1영역(123a)의 측면과 서로 대면되도록 LED 어셈블리(129)의 위치가 고정되어 다수의 LED(129a)로부터 출사되는 광이 제1영역(123a)의 측면을 통해 입사된다.

즉, 제1영역(123a)은 다수의 LED(129a) 각각으로부터 출사되는 광이 손실없이 도광판(123) 내부로 입사되도록 가이드하는 역할을 한다.

그리고, 제2영역(123b)은 이의 제2전면(123b1)에 순차적으로 다수의 광학시트들(121)이 개재되도록 하여 액정표시장치(100)의 전체 두께를 감소시키는 역할을 한다. 이를 통해, 박형의 액정표시장치를 구현할 수 있게 된다.

이와 같은, 도광판(123)은 제1 및 제2영역(123a, 123b)으로 구성되어 두께가 일정하지 않기 때문에 특정 형상을 성형하는데 이용되는 사출성형(injection molding)에 의해 제작될 수 있다.

또한 도광판(123)은 균일한 면광원을 공급하기 위해 배면에 특정 모양의 패턴을 포함할 수 있다. 패턴은 도광판(123)의 내부로 입사된 빛을 가이드하기 위하여 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern), 홀로그램 패턴(hologram pattern) 등 다양하게 구성할 수 있으며, 이와 같은 패턴은 도광판(123)의 배면에 인쇄방식 또는 사출방식으로 형성될 수 있다.

이러한 도광판(123)의 배면으로는 반사판(125)이 위치되는데, 반사판(125)은 도광판(123)의 배면을 통과한 빛을 액정패널(110)쪽으로 반사시킴으로써 빛의 휘도를 향상시킨다.

그리고, 도광판(123) 제2영역(123b)의 제2전면(123b1)에 순차적으로 개재되는 복수의 광학시트들(121)은 도광판(123)에 의해 면광원으로 변환된 빛을 확산 또는 집광하여 액정패널(110)로 보다 균일한 면광원이 입사되도록 한다.

상기 복수의 광학시트들(121)은 광을 확산시키는 확산시트(121a)와, 광을 확산 및 집광시키는 복합시트(121b)로 이루어질 수 있다.

여기서, 복합시트(121b)는 적어도 두 개의 광학시트가 합지된 형태로 이루어진 시트로 복수의 광학시트들(121)의 전체 두께를 줄이며, 나아가 액정표시장치(100)의 전체 두께를 감소시키는 것을 특징으로 한다. 이에 대해서는 차후에 상세히 설명한다.

전술한 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 탑커버(140)와 서포트메인(130) 그리고 커버버툼(150)을 통해 모듈화 된다.

보다 상세하게는, 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 가장자리가 사각테 형상인 서포트메인(130)으로 둘려진 상태로 액정패널(110) 상면 가장자리를 두르는 탑커버(140) 그리고 백라이트 유닛(120) 배면을 덮는 커버버툼(150)이 각각 전후방에서 결합되어 서포트메인(130)을 매개로 일체화되어 모듈화된다.

이와 같이 모듈화됨에 따라, 백라이트 유닛(120)의 다수의 LED(129a) 각각으로부터 출사된 빛은 도광판(123)의 입광면으로 입사된 후, 그 내부에서 액정패널(110)을 향해 굴절되며, 반사판(125)에 의해 반사된 빛과 함께 복수의 광학시트들(121)을 통과하는 동안 보다 균일한 고품위의 면광원으로 가공되어 액정패널(110)로 공급되게 된다.

한편, 모듈화 과정에서 백라이트 유닛(120)의 LED인쇄회로기판(129b)과 액정패널(110)의 사이로 차광테이프(160)가 위치되도록 할 수 있는데, 상기 차광테이프(160)는 액정패널(110)의 표시영역 이외의 영역으로 빛이 새지 못하도록 하는 역할을 할 수 있다.

또한, 상기 액정표시장치모듈(100)에서 탑커버(140)는 케이스탑 또는 탑 케이스라 일컬어지기도 하고, 서포트메인(130)은 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 커버버툼(150)은 버텀커버라 일컬어지기도 한다.

이하에서는, 전술한 액정표시장치에 포함되는 복수의 광학시트들과 이로부터 출사되는 광의 출사 방향에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 도 1 및 도 2의 복수의 광학시트들을 보여주는 단면도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치에서의 광 출사 방향을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 복수의 광학시트들에서의 광 출사각을 설명하기 위한 그래프로, 도 1 및 도 2를 참조한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 광학시트들(121)은 확산시트(121a)와 이의 상부에 개재되는 복합시트(121b)로 이루어지는데, 복합시트(121b)는 이중 구조를 가진다.

여기서, 확산시트(121a)는 베이스가 되는 지지층(201)과, 지지층(201)의 상부에 형성되는 광확산층(203), 그리고 지지층(201)의 하부에 형성되는 배면층(205)으로 이루어진다.

지지층(201)은 폴리에틸렌 테리프탈레이트(polyethylene terephthalate:PET)로 이루어짐이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않고 폴리에테르설폰(polyethersulphone:PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate:PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide:PEI), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethyelenen napthalate:PEN), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide:PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propinonate:CAP) 등으로 이루어질 수도 있다.

광확산층(203)은 투명한 바인더 수지 내에 서로 다른 크기를 가지는 다수의제1비드(204)를 함유하여 입사된 광을 굴절 및 산란시킴으로써 광을 확산시키며 도광판(도 1의 123)을 통과한 불균일한 광을 균일한 광으로 출사시키는 역할을 한다.

여기서 바인더 수지로는, 투명성이 높아 광투과율이 우수하고 점도 조절이 용이한 것으로, 일예로 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계, 비닐계, 폴리에스테르계, 폴리아미드계 수지 등을 사용할 수 있다.

배면층(205)은 확산시트(121a)의 하부에 위치하는 기재, 즉 도광판(도 1 및 도 2의 123)과의 밀착성을 개선하여 확산시트(121a)와 도광판(도 1의 123)이 서로 붙게 되어 발생될 수 있는 침윤(wet-out)현상과 표시화면에서 발생될 수 있는 모아레 무늬에 따른 외관 불량을 방지하는 역할을 한다.

이러한 배면층(205)은 3㎛ 내지 5㎛ 범위의 직경을 가지는 균일한 다수의 제2비드(206)가 분산 함유된 코팅층으로, 다수의 제2비드(206)를 통해 광을 확산시키는 보조 역할을 수행할 수도 있다. 이때, 다수의 제2비드(206)는 광확산층(203)에 포함되는 다수의 제1비드(204)보다 적은 비율로 함유됨이 바람직하다.

이러한 구성을 가지는 확산시트(121a)의 상부에 개재되는 복합시트(121b)는 제1광학시트(210)와 제2광학시트(220)가 서로 합착된 복합시트의 형태를 가진다.

보다 상세하게는, 제1지지층(211)과 제1지지층(211)의 상부에 형성된 제1광학층(213)을 포함한 제1광학시트(210)와 제2지지층(221)과 제2지지층(221)의 상부에 형성된 제2광학층(223)을 포함한 제2광학시트(220)가 접착층(230)을 통해 서로 합착됨으로써 복합시트(121b)를 이룬다.

제1 및 제2지지층(211, 221)은 폴리에틸렌 테리프탈레이트(polyethylene terephthalate:PET)로 이루어짐이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않고 폴리에테르설폰(polyethersulphone:PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate:PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide:PEI), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethyelenen napthalate:PEN), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide:PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propinonate:CAP) 등으로 이루어질 수도 있다. 여기서 도면에 도시하지는 않았지만, 제1지지층(211)은 복합시트(121b) 전체를 지지하는 베이스 역할을 하므로, 제2지지층(221)의 두께를 제1지지층(211)의 두께보다 얇게 형성할 수 있다. 이를 통해 복합시트(121b)의 전체 두께를 감소시킬 수 있다.

제1 및 제2광학층(213, 223)은 광을 확산 또는 집광시키는 역할을 수행하는 층으로, 광 경화성 수지, 일예로 아크릴 레진(acryl resin), 폴리우레탄(polyurethane), 불소수지(fluorine resin), 규소 수지(silicon resin), 에폭시 수지(epoxy resin) 등으로 이루어질 수 있다.

이때, 제1광학층(213)은 광을 집광하기 위한 다수개의 프리즘 패턴(216)을 포함한다. 상기 다수개의 프리즘 패턴(216)은 제1경사면(214)과 이와 대칭되는 제2경사면(215)으로 구성된 삼각형상이 제1방향을 따라 반복되어 인접 배열됨으로써 형성된다. 이러한 다수개의 프리즘 패턴(216)에 의해 제1방향을 따라 산과 골이 반복된다.

여기서 프리즘 패턴(216)은 삼각기둥(triangular prism)을 형성하며 광을 집광시키기 위한 집광패턴으로써 적용되었지만, 이에 한정되지 않고, 다른 집광패턴으로서 피라미드(pyramid), 반구체(hemisphere) 및 콘(cone)을 포함한 다양한 패턴으로 형성될 수도 있다.

제2광학층(223)은, 도면에 도시된 바와 같이 특별한 형상 없이 일정 두께의 광 경화성 수지로 이루어질 수 있다.

또는, 제2광학층(223)은 제1광학층(213)과 마찬가지로 다수개의 프리즘 패턴을 포함할 수도 있다. 이 경우, 제1광학층(213)에 형성된 다수개의 프리즘 패턴과 제2광학층(223)에 형성된 다수개의 프리즘 패턴은 패턴 각각의 길이방향이 서로 교차되도록 형성되거나 또는 서로 동일하게 형성될 수 있다.

한편, 제1지지층(211)의 배면으로는, 확산시트(121a)와 마찬가지로 배면층(미도시)이 형성될 수 있다. 이러한 배면층(미도시)은 복합시트(121b)의 하부에 위치하는 확산시트(121a)와의 밀착성을 개선하여 시트끼리 붙게 되어 발생될 수 있는 침윤(wet-out)현상과 표시화면에서 발생될 수 있는 모아레 무늬에 따른 외관 불량을 방지하는 역할을 할 수 있다.

접착층(230)은 제1광학시트(210)와 제2광학시트(220)를 합착시키는 역할을 수행하는 층으로, 굴절률이 1.45 내지 1.5의 범위를 가질 수 있다.

이와 같이 제1광학시트(210)와 제2광학시트(220)가 일체로 구성된 복합시트(121b)를 적용함으로써 종래 제1광학시트와 제2광학시트를 각각 적용하는 것 보다 복수의 광학시트들(121)의 전체 두께를 줄일 수 있으며, 나아가 박형의 액정표시장치를 구현할 수 있는 이점이 있다.

한편, 액정표시장치로부터 출사되는 최대 세기의 광(이하에서는 광이라 함)이 액정표시장치의 출사면에 대해 수직한 법선 방향으로 출사될 경우에 정면 휘도가 최대가 되고, 이러한 광의 출사각을 통상 0도라 칭한다.

이하에서는, 이를 본 발명에 적용해서 설명한다. 여기서, 광이 출사되는 복합시트의 전면을 출사면이라 칭한다.

이에 따라, 본 발명에 따른 복합시트(121b)로부터 출사되는 광은 출사면에 수직한 법선에 대해 양의 방향으로 제1각도(θ1) 경사지게 출사되고, 이로 인해 정면 휘도가 감소되는 문제점이 있다.

이를 도 4를 참조하여 설명하면, 도광판(123)의 제2전면(123b1)으로부터 출사된 제1광(a1)은 제2전면(123b1)에 수직한 법선 방향으로 출사된다.

이러한 제1광(a1)이 확산시트(121a)와 복합시트(121b)를 거치면서 제2광(a2)으로서 복합시트(121b)의 출사면에 수직한 법선 방향으로 출사되지 않고, 제3광(a3)으로서 출사면에 수직한 법선에 대해 양의 방향으로 제1각도(θ1) 기울어진 상태로 출사됨으로써 정면 휘도가 감소되는 문제점이 있다.

이는 종래에는 제1광학시트와 제2광학시트가 순차적으로 개재됨에 따라 제1광학시트와 제2광학시트의 사이에 굴절률이 1인 공기층이 존재하였지만, 본 발명에 따른 복합시트(121b)를 적용함에 따라 제1광학시트(210)와 제2광학시트(220) 사이에 굴절률이 1.45 내지 1.5인 접착층(230)이 위치됨에 따라 제1광학시트(210)로부터 출사된 광이 굴절되는 굴절각이 종래 공기층이 존재할 때보다 작아지기 때문이다.

여기서 보다 부연 설명을 하면, 일반적으로 도광판으로부터 출사된 광은 확산시트를 통과하면서 넓게 퍼져 광의 출사각이, 도 5에 도시된 바와 같이 약 54도 정도가 되고, 확산시트 상부의 제 1 및 제2광학시트를 거치면서 광의 출사각이 출사면에 수직한 법선(0도)에 가깝게 된다.

그러나, 본 발명에 따라 접착층(230)을 통해 제1광학시트(210)와 제2광학시트(220)가 합착된 상태인 복합시트(121b)를 적용하면, 도 5에 도시된 바와 같이 복합시트(121b)로부터 출사된 광의 출사각이 11도가 되어 0도(법선)에서 많이 기울어지면서 정면 휘도가 감소된다.

이에 따라, 이하에서는 본 발명의 제2실시예에 따라 정면 휘도를 향상시킬 수 있는 액정표시장치에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따라 정면 휘도를 향상시킬 수 있는 액정표시장치의 분해 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따라 정면 휘도를 향상시킬 수 있는 액정표시장치의 단면도이며, 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 도광판을 상세히 보여주는 사시도이다. 여기서, 도광판을 제외한 구성은 도 1 및 도 2의 액정표시장치와 동일하므로 동일 구성에 동일 부호를 부여하고 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 액정표시장치(300)는 액정패널(110)과, 백라이트 유닛(320), 그리고 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)을 모듈화하기 위한 서포트메인(130)과 커버버툼(150), 탑커버(140)로 구성된다.

상기 백라이트 유닛(320)은 서포트메인(130)의 가장자리를 따라 배열되는 광원과, 반사판(125)과, 이러한 반사판(125) 상에 안착되는 도광판(323) 그리고 이의 상부로 개재되는 복수의 광학시트들(121)을 포함한다.

여기서, 도광판(323)은 액정패널(110)로 면광원이 제공되도록 함과 동시에 백라이트(120), 나아가 액정표시장치(300)로부터 출사되는 광이 화면에 대해 법선 방향으로 출사될 수 있도록 광 출사 방향을 보정하는 역할을 하는 것이 특징이다.

이를 위한 도광판(323)은, 도 8에 도시된 바와 같이 경사진 제1전면(323a1)을 가지며 제1두께(H1)에서 이보다 얇은 제2두께(H2)로 감소하는 제1영역(323a1)과, 이러한 제1영역(323a1)과 연결되며 경사진 제2전면(323b1)을 가지고, 제2두께(H2)에서 이보다 두꺼운 제3두께(H3)로 증가하는 제2영역(323b)을 포함한다. 여기서, 제3두께(H3)는 제1두께(H1)보다 얇은 두께임이 바람직하지만, 이에 한정되지 않고, 도광판(323)의 크기와 복합시트(121b)로부터 출사되는 광의 출사 방향에 따라 제1두께(H1)와 동일한 두께이거나, 또는 제1두께(H1)보다 두꺼운 두께일 수도 있다.

이에 따라 도광판(323)의 전면은 서로 다른 방향의 경사를 가지게 된다.

도광판(323)의 제1영역(323a)은 광원으로부터 광을 입사받기 위한 영역으로 제1길이(L1)로 형성되고, 제2영역(323b)은 면광원을 구현하면서 광의 출사 방향을 조정하기 위한 영역으로 제1길이(L1)보다 긴 제2길이(L2)로 형성된다.

특히 제2영역(323b)의 제2전면(323b1) 경사각(α)은 도광판(323)의 크기와 복수의 광학시트들(121)로부터 출사되는 광의 출사 방향에 따라 달라질 수 있지만, 가장 바람직하게는 도광판(323)의 배면에 대해 10도 미만으로 설정될 수 있다.

이에 따라 도광판(323)의 제2전면(323b1)으로부터 출사된 광의 출사 방향은 화면(또는 복합시트(121b)의 출사면)과 수직한 법선에 대해 음의 방향으로 제1각도 기울어지게 된다.

이를 통해 도광판(323)으로부터 출사된 광이 복수의 광학시트들(121)의 복합시트(121b)를 통과하면서 복합시트(121b)로부터 출사된 광의 출사 방향은 출사면과 수직한 법선 방향이 될 수 있게 된다. 이에 대해서는 차후에 보다 상세히 설명한다.

한편, 도광판(323)은 제1 및 제2영역(323a, 323b)으로 구성되어 두께가 일정하지 않기 때문에 특정 형상을 성형하는데 이용되는 사출성형(injection molding)에 의해 제작될 수 있다.

또한 도광판(323)은 균일한 면광원을 공급하기 위해 배면에 특정 모양의 패턴을 포함할 수 있다. 패턴은 도광판(323)의 내부로 입사된 빛을 가이드하기 위하여 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern), 홀로그램 패턴(hologram pattern) 등 다양하게 구성할 수 있으며, 이와 같은 패턴은 도광판(323)의 배면에 인쇄방식 또는 사출방식으로 형성될 수 있다.

이러한 도광판과 복수의 광학시트들에서의 광 경로를 도면을 참고하여 설명한다.

도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 도광판과 복수의 광학시트들에서의 광 출사 방향을 보여주는 도면으로, 도 6 내지 도 8을 참조한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 도광판(323) 제2영역(323b)의 제2전면(323b1)을 통해 출사되는 제1광(A1)은 제2전면(323b1)에 수직한 법선 방향으로 출사되는데, 제2전면(323b1)이 배면에 대해 제1각도(α) 경사지게 형성됨에 따라 제1광(A1)은 배면에 수직인 법선(A)에 대해 음의 방향으로 제1각도(α) 경사지게 출사된다.

이러한 제1광(A1)은 복수의 광학시트들(121)인 확산시트(121a)와 복합시트(121b)를 통과하면서 제2광(A2)으로 출사된다.

이때, 복합시트(121b)는 이의 출사면을 통해 출사되는 광이 출사면에 수직한 법선에 대해 양의 방향으로 제1각도(α) 경사지게 출사되도록 하므로, 제2광(A2)은 출사면에 대해 수직한 법선 방향으로 출사될 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 광의 출사 방향을 조정하기 위한 경사진 전면을 구비하는 도광판(323)을 적용하여 도광판(323)으로부터 출사되는 광의 출사 방향이 도광판(323)의 배면에 수직인 법선에 대해 음의 방향으로 제1각도를 가지도록 광의 출사 방향을 미리 보정해 줌으로써 복수의 광학시트들(121)로부터 출사되는 광의 출사 방향이 출사면에 대해 수직한 법선 방향이 될 수 있게 된다. 이로 인해 정면 휘도를 최대화할 수 있게 된다.

즉, 제1 및 제2광학시트가 합착된 형태인 복합시트를 적용하여 박형의 액정표시장치를 구현할 경우에 정면 휘도 또한 향상시킬 수 있다는 점에서 이점이 크다.

한편 도광판에 대한 다른 실시예로서, 웨지형상의 제1영역이 삭제된 제2영역으로만 이루어지는 도광판에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있음이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위 및 이와 균등한 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.

100, 300: 액정표시장치 110: 액정패널
120, 320: 백라이트 유닛 121: 복수의 광학시트들
121a: 확산시트 121b: 복합시트
210: 제1광학시트 220: 제2광학시트
123, 323: 도광판 125: 반사판
129: LED 어셈블리

Claims

액정패널과;
반사판과, 상기 반사판의 상부에 위치하고, 경사진 제1전면을 포함하여 제1두께에서 이보다 얇은 제2두께로 감소하는 제1영역을 포함하는 도광판과, 다수의 LED가 인쇄회로기판에 장착되어 이루어지며, 상기 제1영역의 제1두께에 대응되는 입광면과 마주보도록 위치하는 LED 어셈블리와, 상기 도광판의 상부로 순차적으로 개재되는 확산시트와 복합시트로 이루어지는 복수의 광학시트들을 포함하여 상기 액정패널의 배면에 위치되는 백라이트 유닛을 포함하고,
상기 복합시트는 제1광학시트와 제2광학시트가 합착된 상태이며,
상기 제1영역과 연결되며 상기 제1전면과 서로 다른 방향의 경사를 가지는 제2전면을 포함하여, 상기 제2두께에서 이보다 두꺼운 제3두께로 증가하는 제2영역을 포함하고,
상기 도광판은 상기 입광면과 마주보며 상기 제 3 두께로 이루어지는 반입광면을 포함하는 액정표시장치.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 복합시트는
상기 제1광학시트와 상기 제2광학시트의 사이에 상기 제1광학시트와 상기 제2광학시트 간의 합착을 위한 접착층을 포함하고,
상기 접착층은
굴절률이 1.45 내지 1.5의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1항에 있어서,
상기 도광판의 제1전면의 경사각은
상기 복합시트로부터의 광 출사 방향에 따라 달라지며, 상기 도광판의 배면에 대해 10도 미만인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 광학시트는 제 1 지지층과, 상기 제 1 지지층 상부로 제 1 광학층이 위치하며,
상기 제 2 광학시트는 제 2 지지층과 상기 제 2 지지층 상부로 제 2 광학층이 위치하는 액정표시장치.
제 5항에 있어서,
상기 제 1 광학층은 다수의 프리즘 패턴으로 이루어지는 액정표시장치.
제 5항에 있어서,
상기 제 2 광학층은 일정한 두께로 이루어지는 광경화성 수지인 액정표시장치.
삭제