KR101898211B1 - 백라이트 유닛 및 그를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 백라이트 유닛 및 그를 포함하는 액정표시장치에 관한 것으로, 광학시트 결합형 도광판을 적용하여 광학 시트 수를 줄이는 것을 특징으로 한다.

Description

백라이트 유닛 및 그를 포함하는 액정표시장치{BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 백라이트 유닛 및 그를 포함하는 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광학시트 결합형 도광판을 적용한 백라이트 유닛 및 그를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 정보화 사회가 발전함에 따라 디스플레이 분야에 대한 요구도 다양한 형태로 증가하고 있으며, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비 전력화 등의 특징을 지닌 여러 평판 표시 장치(Flat Panel Display device), 예를 들어, 액정표시장치(Liquid Crystal Display device), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device), 전기발광표시장치(Electro Luminescent Display device) 등이 연구되고 있다.
이 중에서 액정표시장치는 현재 가장 널리 사용되는 평판 표시 장치 중 하나이며, 화소 전극과 공통 전극 등이 형성되는 두 기판과 두 기판 사이의 액정층을 포함한다.
이러한 액정표시장치는, 전극에 인가된 전압에 의해 생성된 전기장에 따라 액정층의 액정분자들의 배향을 결정하고, 입사광의 편광을 제어하여 영상을 표시한다.
액정표시장치는 자체 발광소자를 갖지 못해서 별도의 광원을 갖추어야 하는데, 그 광원을 백라이트 유닛(BackLight Unit: BLU)이라고 한다.
여기서, 백라이트 유닛의 광원으로는 소형, 저소비 전력, 고신뢰성 등의 특징을 갖추고 있는 발광다이오드(Light Emitting Diode: LED)를 널리 이용하고 있다.
일반적으로 백라이트 유닛은 크게 측면형 백라이트 유닛과 직하형 백라이트 유닛으로 구분될 수 있다.
측면형 백라이트 유닛은 LED 어셈블리가 액정표시장치의 측면에 배치되어 반사 시트와 도광판을 통해 액정패널로 광(light)을 공급하며, 두께를 얇게 할 수 있어 주로 노트북 등에 사용된다.
반면에, 직하형 백라이트 유닛은 LED 어셈블리가 액정표시장치의 배면에 백라이트 유닛이 배치되고, 그 백라이트 유닛을 통해 광(light)이 액정패널 전면으로 조사되므로 고휘도가 가능하며, 주로 LCD TV 등에 사용된다.
이하 도면을 참조하여 백라이트 유닛에 대해 설명하기로 한다.
도1은 일반적인 TV용 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치의 단면도이고, 도2는 종래의 백라이트 유닛에서의 빛의 경로를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도1에 도시한 바와 같이, 액정표시장치는, 액정패널(미도시)과 백라이트 유닛(60)과 커버버툼(70)과 탑커버(미도시)등을 포함한다.
액정패널은 액정층(미도시)을 사이에 두고 서로 대면 합착되는 어레이기판(미도시) 및 컬러필터기판(미도시)으로 구성된다
그리고, 어레이기판 및 컬러필터기판의 외면에는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 제 1 편광판 및 제 2 편광판이 각각 부착된다.
백라이트 유닛(60)은 반사 시트(42)와 도광판(44)과 다수의 광학시트(46)와 LED 어셈블리(50)를 포함하며, 액정패널로 빛을 공급하는 역할을 한다.
일반적인 TV용 백라이트 유닛은 양 측면형 백라이트 유닛으로, 도시된 바와 같이, 액정표시장치의 양 측면에 LED어셈블리(50)가 배치될 수 있다.
여기서, LED어셈블리(50)는 다수의 LED(54)와 인쇄회로기판(52)으로 구성되며, 인쇄회로기판(52)에는 다수의 LED(54)가 백라이트 유닛(60)의 전체적인 휘도 균일도를 위해 소정 간격으로 이격하여 배치된다.
이때, LED(54)는 고휘도 LED로서 전기에너지가 빛에너지로 변환되는 과정에서 고열을 수반하게 되며, LED의 온도가 일정 온도(junction temperature) 이상이 되면 LED에서 발산되는 빛의 효율이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, LED 구동 중에 발생하는 열을 쉽게 발산시킬 수 있도록 주로 금속 재질의 인쇄회로기판 상에 LED(54)를 실장(mount)할 수 있다.
또한, 인쇄회로기판(52)은 LED 하우징(미도시)에 부착될 수 있으며, 도시하지는 않았지만 인쇄회로기판(52)의 배면에는 방열판 등을 더 배치할 수도 있다.
반사 시트(42)는 다수의 LED(54)로부터의 입사광이 도광판(44)의 배면을 통과할 경우에 입사광을 도광판(44) 쪽으로 반사시키는 역할을 한다.
도광판(44)은 다수의 LED(54)로부터 입사된 빛이 전반사되도록 하여 액정패널에 면광원을 제공하는 역할을 한다.
그리고, 도광판(44) 배면에는 특정 모양의 인쇄패턴(44a)이 형성될 수 있으며, 예를 들어 양각의 도트 패턴일 수 있다.
다수의 광학시트(46)는, 확산시트(46a, 46c) 및 프리즘시트(46b) 등을 포함하며, 도광판(44)의 전면(상측)을 통과하는 빛을 확산 또는 집광하여 액정패널로 균일한 면광원이 공급되도록 한다.
확산시트(46a)는 도광판(44)으로부터 입사된 빛을 확산시키는 역할을 하며, 확산시트(46c)는 프리즘시트(46b)에 의해 집광된 빛을 다시 확산시키는 역할을 한다.
다수의 광학시트(46) 상부에는 액정층(미도시)을 사이에 두고 서로 대면 합착되는 어레이기판 및 컬러필터기판을 포함하는 액정패널이 배치된다.
커버버툼(70)은 전체적인 뼈대 역할을 하는데, 커버버툼(70)의 내측에는 반사 시트(42)가 위치하고, 반사 시트(42)의 상부에는 도광판(44), 다수의 광학시트(46) 순으로 배치된다.
이와 같은 액정패널과 백라이트 유닛(60)을 커버버툼(70)의 내측에 배치한 후 커버버툼(70)과 탑커버를 결합하면 액정표시장치모듈이 완성된다.
이때, 액정패널 및 백라이트 유닛(60)의 가장자리를 두르는 사각테 형상의 서포트메인(미도시)을 더 포함할 수 있다.
한편, 도2에 도시한 바와 같이, 도광판(44) 내부에서 전반사에 의해 진행하던 광은 인쇄패턴(44a)을 통과하고 반사 시트(42)에 의해 반사되어 액정패널로 출사하게 된다.
이때, 도광판(44) 출사광의 출사각(θ)은 약 70~80도가 되는데, 백라이트 유닛(60)의 균일도를 향상시키기 위해 광 경로를 수직 방향으로 변경시킬 필요가 있었다.
하지만, 수직 출사광을 구현하기 위해서는 별도의 광학 시트를 필요로 했으며, 그러한 광학 시트의 사용으로 인해 제조 비용이 증가하여 가격 경쟁력을 확보하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 광학시트 결합형 도광판을 적용한 백라이트 유닛 및 그를 포함하는 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 백라이트 유닛은, 광원으로부터 공급되는 빛을 확산 또는 집광하여 액정패널로 균일한 면광원을 공급하는 광학시트 결합형 도광판을 포함하며, 상기 광학시트 결합형 도광판은 다수의 접착패턴에 의해 부착되는 집광시트와, 상기 광학시트 결합형 도광판 및 상기 집광시트 사이에 위치하는 확산패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 집광시트는 상기 광학시트 결합형 도광판 하부의 반사 시트와 접합될 수 있다.
그리고, 상기 집광시트의 하면 패턴은 연속되는 등변 사다리꼴 형상이나 삼각형 형상일 수 있다.
또한, 상기 다수의 접착패턴은 원형, 타원형 또는 사각형 형상인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 다수의 접착패턴의 패턴 밀도는 상기 광학시트 결합형 도광판의 입광부보다 상기 광학시트 결합형 도광판의 중앙부에서 높을 수 있다.
또한, 상기 확산패턴은 상기 집광시트에 의해 집광된 빛을 확산시키도록 수 내지 수십 마이크로미터의 비드가 코팅될 수 있다.
한편, 상기 광학시트 결합형 도광판은 액정 패널 방향으로 출사하는 빛을 집광시키는 다수의 도광판 상면 패턴을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 도광판 상면 패턴은 삼각형, 사다리꼴, 타원형 형상의 패턴인 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 액정표시장치는, 액정패널과; 광원으로부터 공급되는 빛을 확산 또는 집광하여 상기 액정패널로 균일한 면광원을 공급하는 광학시트 결합형 도광판을 구비한 백라이트 유닛을 포함하며, 상기 광학시트 결합형 도광판은 다수의 접착패턴에 의해 부착되는 집광시트와, 상기 광학시트 결합형 도광판 및 상기 집광시트 사이에 위치하는 확산패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 다수의 접착패턴의 패턴 밀도는 상기 광학시트 결합형 도광판의 입광부보다 상기 광학시트 결합형 도광판의 중앙부에서 높을 수 있다.
그리고, 상기 확산패턴은 상기 집광시트에 의해 집광된 빛을 확산시키도록 수 내지 수십 마이크로미터의 비드가 코팅될 수 있다.
또한, 상기 광학시트 결합형 도광판은 액정 패널 방향으로 출사하는 빛을 집광시키는 다수의 도광판 상면 패턴을 더 포함하는 것이 바람직하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 그를 포함하는 액정표시장치에서는, 광학시트 결합형 도광판을 적용하여 수직 출사광 프로파일을 얻을 수 있다.
그리고, 광학시트 결합형 도광판을 적용하여 시야각 및 화면 품위를 향상시킬 수 있다.
또한, 광학시트 결합형 도광판을 적용함에 따라 광학 시트 사용을 줄여 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있다.
도1은 일반적인 TV용 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치의 단면도이다.
도2는 종래의 백라이트 유닛에서의 빛의 경로를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 TV용 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도4는 도3의 A 영역을 확대한 확대도이고, 도5는 도4의 B 영역을 확대한 확대도이다.
도6은 본 발명의 실시예에 따른 다수의 접착패턴의 패턴 밀도를 설명하기 위해 참조되는 평면도이다.
도7은 본 발명의 실시예에 따른 광학시트 결합형 도광판의 도광판 상면 패턴을 설명하기 위해 참조되는 사시도이다.
도8a 내지 도8e는 본 발명의 실시예에 따른 도광판 상면 패턴을 도시한 도면이다.
도9a 내지 도9e는 본 발명의 실시예에 따른 집광시트의 하면 패턴을 도시한 도면이다.
도10은 본 발명의 실시예에 따른 광학시트 결합형 도광판의 광 경로를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도11은 집광시트만 부착한 광학시트 결합형 도광판의 출사광 프로파일 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다.
도12는 집광시트 및 확산패턴을 포함하는 광학시트 결합형 도광판의 출사광 프로파일 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다.
도13은 집광시트와 확산패턴과 도광판 상면 패턴을 포함하는 광학시트 결합형 도광판의 출사광 프로파일 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 TV용 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치의 단면을 개략적으로 도시한 도면이고, 도4는 도3의 A 영역을 확대한 확대도이고, 도5는 도4의 B 영역을 확대한 확대도이다.
도3에 도시한 바와 같이, 액정표시장치는, 액정패널(미도시)과 백라이트 유닛(160)과 커버버툼(미도시)과 탑커버(미도시)등을 포함할 수 있다.
액정패널은 영상표현의 핵심적인 역할을 담당하는데, 액정층(미도시)을 사이에 두고 서로 대면 합착되는 제 1 기판과 제 2 기판을 포함한다.
이때, 제 1 기판은 제 2 기판에 비해 일 가장자리의 면적이 더 크게 구성되고, 제 1 기판의 일 가장자리에는 다수의 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)으로 신호를 인가하기 위한 구동회로(미도시)가 형성될 수 있다.
제 1 기판은 보통 어레이기판으로 불리며, 그 내면에는 다수의 게이트 배선과 데이터 배선이 교차하여 화소영역(Pixel)가 정의된다.
제 2 기판은 보통 컬러필터기판으로 불리며, 그 내면에는 컬러필터층(미도시) 및 블랙매트릭스(미도시)가 형성된다.
또한, 제 2 기판은 컬러필터층과 블랙매트릭스를 덮는 투명 공통전극(미도시)이 포함한다.
그리고, 제 1 기판과 제 2 기판의 외면에는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 편광판(미도시)이 각각 부착된다.
백라이트 유닛(160)은 반사 시트(142), 광학시트 결합형 도광판(144), LED 어셈블리(미도시)를 포함하며, 액정패널로 빛을 공급하는 역할을 한다.
일반적으로 백라이트 유닛(160)은 크게 측면형 백라이트 유닛과 직하형 백라이트 유닛으로 구분될 수 있다.
본 발명에 따른 액정표시장치는, 커버버툼의 내부 측면에 LED 어셈블리가 액정표시장치의 양 측면에 배치되는 양 측면형 백라이트 유닛를 예로 들어 설명하나 이에 한정되지는 아니한다.
여기서, LED어셈블리는 다수의 LED(154)와 인쇄회로기판으로 구성되며, 인쇄회로기판에는 다수의 LED(154)가 백라이트 유닛(160)의 전체적인 휘도 균일도를 위해 소정 간격으로 이격하여 배치될 수 있다.
반사 시트(142)는 커버버툼의 내측에 배치되며, 반사 시트(142)의 상부에는 광학시트 결합형 도광판(144)이 배치된다.
반사 시트(142)는 높은 광반사율을 갖는 플레이트를 사용하며, 다수의 LED(154)로부터 입사된 빛이 광학시트 결합형 도광판(144)의 배면을 통과하면 빛을 액정패널 쪽으로 반사시켜서 빛의 휘도를 향상시킨다.
광학시트 결합형 도광판(144)은 다수의 LED(154)로부터 입사된 빛을 고르게 확산시켜 액정패널에 면광원을 제공하는 역할을 한다.
도3 및 도4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광학시트 결합형 도광판(144)은 집광시트(147)와 다수의 접착패턴(148)과 확산패턴(149)을 포함할 수 있다.
집광시트(147)는 광학시트 결합형 도광판(144) 하부의 반사 시트(142)와 접합될 수 있으며, 접착패턴(148)을 통과한 빛의 경로를 수직방향으로 변경시켜주는 역할을 할 수 있다.
이때, 기계적 진동에 의해 반사 시트(142)와 집광시트 하면 패턴(147a) 사이에 갈림 현상이 발생할 수 있는데, 집광시트(147)와 반사 시트(142)를 접합시킴에 따라 위와 같은 갈림 현상을 방지해 기계적 신뢰성을 향상 시킬 수 있다.
여기서, 집광시트 하면 패턴(147a)은 제 1 방향(수직방향)으로 연속된 등변 사다리꼴 형상일 수 있으나, 이에 한정되지 아니하고 삼각형 형상의 패턴 등일 수 있다.
도5에 도시한 바와 같이, 집광시트 하면 패턴(147a)은 연속된 등변 사다리꼴의 형상일 수 있으며, a를 조절함에 따라 광이 수직 출사되도록 빛의 경로를 변경시킬 수 있다.
예를 들어, 집광시트 하면 패턴(147a)의 양 각(a)이 40~55도이고, 윗변(L)은 20~100㎛이고, 아랫변은 10~50㎛일 수 있다.
이때, 다수의 접착패턴(148)은 광학시트 결합형 도광판(144)과 집광시트(147)를 접합시키고, 광학시트 결합형 도광판(144) 내부에서 전반사되는 빛을 집광시트(147)로 진행시키는 역할을 한다. 도 3에서 보여지는 바와 같이, 접착패턴(148) 각각 및/또는 확산패턴(149) 각각은 복수개의 하면 패턴(147a)에 대응하는 크기를 가질 수 있다.
이와 같은 다수의 접착패턴(148)은 예를 들어, 원형, 타원형 또는 사각형 형상일 수 있다.
그리고, 다수의 접착패턴(148)은 크기 및 패턴 밀도를 조절하여 백라이트 유닛(160)의 균일도를 제어하는 역할을 할 수 있다.
예를 들어, 다수의 접착패턴(148)의 패턴 밀도는 광학시트 결합형 도광판(144)의 입광부보다 광학시트 결합형 도광판(144)의 중앙부에서 높을 수 있다.
확산패턴(149)은 집광시트(147)에 의해 집광된 빛을 확산시키는 역할을 하며, 수 내지 수십 마이크로미터의 비드가 코팅되어 형성될 수 있다.
한편, 광학시트 결합형 도광판(144)은 액정 패널 방향으로 출사하는 빛을 집광시키는 다수의 도광판 상면 패턴(144a)을 더 포함할 수 있다.
이때, 도광판 상면 패턴(144a)은 광학시트 결합형 도광판(144)으로부터 출사하는 광의 좌우를 모아주는 역할을 하며, 예를 들어, 삼각형, 사다리꼴, 타원형 형상의 패턴 등일 수 있다.
위와 같은 본 발명의 실시예에 따른 광학시트 결합형 도광판(144)은 집광시트 하면 패턴(147a)에 의해 빛의 수직출사를 구현할 수 있기 때문에, 종래와 같이 도광판 상부에 별도의 광학 시트가 없이도 수직 출사 광 프로파일(Profile)을 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 광학시트 결합형 도광판(144)은 확산패턴(149)에 의해 집광시트(147)에 의해 집광된 빛을 확산시킴에 따라 기존 대비 시야각 및 화면 품위를 향상시킬 수 있다.
또한, 종래와 같이 도광판 상부에 사용되던 확산시트 및 프리즘시트 등을 줄일 수 있어 종래 대비 가격 경쟁력을 향상 시킬 수 있다.
LED 어셈블리는 광학시트 결합형 도광판(144)의 일측에 배열되며, 다수의 LED(Light Emitting Diode)(154)와 인쇄회로기판을 포함한다.
그리고, 다수의 LED(154)으로부터 출사된 빛은 광학시트 결합형 도광판(144), 다수의 광학시트(146)를 거쳐 액정패널로 전달된다.
이러한 다수의 LED(154)는 인쇄회로기판(Printed Circuit Boards)의 일면에 일정 간격 이격하여 배치될 수 있다.
그리고, 인쇄회로기판은 다수의 LED(154)와 전기적으로 연결된다.
이때, LED(154)는 고휘도 LED로서 전기에너지가 빛에너지로 변환되는 과정에서 고열을 수반하게 되며, LED의 온도가 일정 온도(junction temperature) 이상이 되면 LED에서 발산되는 빛의 효율이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.
따라서 LED 구동 중에 발생하는 열을 쉽게 발산시킬 수 있도록 주로 금속 재질의 인쇄회로기판 상에 LED를 실장(mount)할 수 있다.
또한, 인쇄회로기판은 LED 하우징(미도시)에 부착될 수 있으며, 도시하지는 않았지만 인쇄회로기판의 배면에는 방열판 등을 더 배치할 수도 있다.
LED 어셈블리는 액정패널로 광(light)을 공급할 수 있도록 다수의 LED를 구동하기 위한 여러 구동신호를 외부의 구동 드라이버를 통해 인가 받을 수 있다.
도시하지는 않았지만, LED 어셈블리는 다수의 LED(154)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(미도시)를 포함할 수 있다. 이러한 전원공급부(미도시)는 다수의 LED(154)에 전원을 공급하는 역할을 한다.
커버버툼(Cover Bottom)은 전체적인 뼈대 역할을 하는데, 본 발명에 따른 액정표시장치는 커버버툼의 내부 양 측면에 LED 어셈블리가 배치될 수 있다.
그리고, 커버버툼의 내측에는 반사 시트(142)가 위치하고, 반사 시트(142)의 상부에는 광학시트 결합형 도광판(144) 순으로 배치되며, 광학시트 결합형 도광판(144) 상부에는 액정패널이 배치된다.
커버버툼의 내측에 위와 같이 액정패널과 백라이트 유닛(160)이 배치된 후, 커버버툼과 탑커버를 결합하면 액정표시장치모듈이 완성된다.
그리고, 액정표시장치는, 커버버툼의 상부에 위치하며, 액정패널 및 백라이트 유닛(160)의 가장자리를 두르는 사각테 형상의 메임 프레임(미도시)을 더 포함할 수 있다.
도6은 본 발명의 실시예에 따른 다수의 접착패턴의 패턴 밀도를 설명하기 위해 참조되는 평면도이다.
도6에 도시한 바와 같이, 접착패턴(148)은 광학시트 결합형 도광판(144)의 입광부보다 광학시트 결합형 도광판(144)의 중앙부에서 밀집하여 형성될 수 있다.
다시 말해서, 다수의 접착패턴(148)은 광학시트 결합형 도광판(144)의 입광부에서 패턴 밀도가 낮으며, 광학시트 결합형 도광판(144)의 중앙부에서 패턴 밀도가 높을 수 있다.
즉, 다수의 접착패턴(148)은 크기 및 패턴 밀도를 조절하여 백라이트 유닛(160)의 균일도를 제어하는 역할을 할 수 있다.
도7은 본 발명의 실시예에 따른 광학시트 결합형 도광판의 도광판 상면 패턴을 설명하기 위해 참조되는 사시도이고, 도8a 내지 도8e는 본 발명의 실시예에 따른 도광판 상면 패턴을 도시한 도면이다.
도7에 도시한 바와 같이, 광학시트 결합형 도광판(144)은 도광판 상면 패턴(144a)을 포함할 수 있다.
이때, 도광판 상면 패턴(144a)은 광학시트 결합형 도광판(144)을 통과하여 액정 패널 방향으로 출사하는 광을 중앙으로 집광시켜 휘도를 향상시키는 역할을 한다. 도광판 상면 패턴(144a)과 집광시트(147) 하면의 하면 패턴(147a)의 연장 방향은 서로 수직하다.
여기서, 도광판 상면 패턴(144a)은, 도8a 내지 도8e에 도시한 바와 같이, V형상, 사다리꼴 형상, 오각형 형상, 타원형 형상, Lenticular 형상 등 다양한 형상일 수 있다.
예를 들어, 도광판 상면 패턴(144a)은 제 2 방향(수평방향)으로 연속된 V형상, 사다리꼴 형상, 오각형 형상, 타원형 형상, Lenticular 형상 등일 수 있다.
도9a 내지 도9e는 본 발명의 실시예에 따른 집광시트의 하면 패턴을 도시한 도면이다.
도9a 내지 도9e에 도시한 바와 같이, 집광시트 하면 패턴(147a)은 연속된 삼각형 또는 연속된 등변 사다리꼴의 형상 등 다양한 형상일 수 있다.
특히, 등변 사다리꼴의 아랫변은 직선형이나 곡선형 또는 거친 면 등 여러가지 형상일 수 있다.
이와 같은 집광시트 하면 패턴(147a)에 의해 접착패턴(148)을 통과한 빛의 경로가 변경되어 수직 출사할 수 있게 된다.
그 결과 도광판 상부에 별도의 광학 시트가 없어도 수직 출사광을 얻을 수 있다.
도10은 본 발명의 실시예에 따른 광학시트 결합형 도광판의 광 경로를 설명하기 위해 참조되는 도면이다. 도3을 참조하여 설명한다.
도10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광학시트 결합형 도광판(144)은 빛을 집광시키는 집광 영역(C)과 빛을 확산시키는 확산 영역(D)을 포함한다.
여기서, 집광 영역(C)은 집광시트 하면 패턴(147a)이 형성되는 영역이고, 확산 영역(D)은 확산패턴(149)이 형성되는 영역이다.
광학시트 결합형 도광판(144)에서의 광 경로를 살펴보면, 먼저 다수의 LED(154)로부터 전달된 광은 광학시트 결합형 도광판(144)을 전반사하다가 접착패턴(148)을 만나 집광시트(147) 쪽으로 진행하게 된다.
그렇게 진행된 빛은 집광시트 하면 패턴(147a)을 만나 경로가 변경되어 수직 방향으로 출사하게 된다.
다음으로 수직 출사되는 빛은 확산패턴(149)을 거쳐 확산되어 액정패널로 전달된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 광학시트 결합형 도광판(144)은 도광판 하부에서 집광시트(147) 및 확산패턴(149)을 포함하여 도광판 상부에서 광학 시트를 배치했던 기존 대비 시야각 및 화면 품위를 향상시킬 수 있다.
도11 내지 도13은 각각의 광학시트 결합형 도광판의 출사광 프로파일 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다.
도11은 집광시트만 부착한 광학시트 결합형 도광판의 출사광 프로파일 시뮬레이션 결과를 도시한 도면으로, 집광시트 하면 패턴이 연속된 등변 사다리꼴 패턴일 경우에 수직 출사광의 광 프로파일(Profile) 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다.
도12는 집광시트 및 확산패턴을 포함하는 광학시트 결합형 도광판의 출사광 프로파일 시뮬레이션 결과를 도시한 도면으로, 확산패턴을 추가한 경우에 수직 출사광의 광 프로파일(Profile) 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다.
확산패턴에 의해 수직으로 출사되는 광이 확산되어 도11과 비교하여 상하 시야각이 넓어졌음을 알 수 있다.
도13은 집광시트와 확산패턴과 도광판 상면 패턴을 포함하는 광학시트 결합형 도광판의 출사광 프로파일 시뮬레이션 결과를 도시한 도면으로, 도광판 상면 패턴을 더 포함하는 경우에 수직 출사광의 광 프로파일(Profile) 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다.
도11 및 도12와 비교하여 도광판 상면 패턴에 의해 좌우의 광이 중앙으로 집광됨을 알 수 있다.
따라서, 광학시트 결합형 도광판이 도광판 상면 패턴을 더 포함할 경우 도광판 상면 패턴에 의해 좌우의 광이 중앙으로 집광되어 휘도를 향상시킬 수 있다.
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.
142: 반사 시트 144: 광학시트 결합형 도광판
144a: 도광판 상면 패턴 147: 집광시트
147a: 집광시트 하면 패턴 148: 접착패턴
149: 확산패턴 160: 백라이트 유닛

Claims (14)

  1. 도광판 본체, 상기 도광판 본체의 하부에 위치하며 서로 이격하는 다수의 접착패턴에 의해 상기 도광판 본체에 부착되는 집광시트, 상기 도광판 본체와 상기 집광시트 사이에 위치하고 인접한 접착패턴 사이 공간을 채우는 확산패턴을 포함하는 광학시트 결합형 도광판과;
    상기 도광판 본체의 측면 중 적어도 어느 한 측면에 대응하여 위치하는 광원을 포함하고,
    상기 집광시트의 하면에는 다수의 하면 패턴이 형성되고, 상기 다수의 접착패턴 각각은 상기 다수의 하면 패턴 중 복수개에 대응하는 크기를 갖는 백라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 집광시트 하부에 위치하는 반사 시트를 더 포함하고,
    상기 집광시트는 상기 반사 시트와 접합되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 집광시트의 하면에는 다수의 하면 패턴이 형성되고, 상기 다수의 하면 패턴 각각은 연속되는 등변 사다리꼴 형상이나 삼각형 형상인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 접착패턴은 원형, 타원형 또는 사각형 형상인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 다수의 접착패턴의 패턴 밀도는 상기 광학시트 결합형 도광판의 입광부보다 상기 광학시트 결합형 도광판의 중앙부에서 높은 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 확산패턴은 상기 집광시트에 의해 집광된 빛을 확산시키도록 수 내지 수십 마이크로미터의 비드가 코팅되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 도광판 본체의 상면에는 액정 패널 방향으로 출사하는 빛을 집광시키는 다수의 도광판 상면 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 도광판 상면 패턴은 삼각형, 사다리꼴, 타원형 형상 중 어느 하나의 패턴인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  9. 액정패널과;
    상기 액정패널 하부에 위치하여 상기 액정패널로 광을 공급하는 제 1 항 내지 제 8항 중 어느 하나의 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제7항에 있어서,
    상기 집광시트의 하면에는 다수의 하면 패턴이 형성되고, 상기 하면 패턴과 상기 도광판 상면 패턴의 연장 방향은 서로 수직한 백라이트 유닛.
  14. 삭제
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