KR102362197B1 - 백라이트 어셈블리 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 균일한 휘도를 나타낼 수 있도록 하는 백라이트 어셈블리 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 백라이트 어셈블리, 및 상기 백라이트 어셈블리 위에 위치하는 액정 표시 패널을 포함하고, 상기 백라이트 어셈블리는 서로 다른 제1 표면 조도 및 제2 표면 조도를 가지는 반사 시트, 및 상기 반사 시트에 인접하도록 배치되어 있는 광원을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

백라이트 어셈블리 및 이를 포함하는 액정 표시 장치{BACKLIGHT ASSEMBLY AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 백라이트 어셈블리 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 균일한 휘도를 나타낼 수 있도록 하는 백라이트 어셈블리 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
오늘날 널리 이용되는 컴퓨터 모니터, 텔레비전, 휴대폰 등에는 표시 장치가 필요하다. 표시 장치에는 음극선관 표시 장치, 액정 표시 장치, 플라즈마 표시 장치 등이 있다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층으로 이루어지며, 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
이러한 액정 표시 장치는 스스로 발광하지 못하므로 광원을 필요로 한다. 이때 광원은 별도로 구비된 인공 광원이거나 자연광일 수 있다. 액정 표시 장치에 사용되는 인공 광원으로는 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode), 냉 음극 형광 램프(CCFL: cold cathode fluorescent lamp), 외부 전극 형광 램프(EEFL: external electrode fluorescent lamp) 등이 있다.
이들 중 발광 다이오드는 수명이 길고, 크기가 작으며, 전력 소모가 크지 않는 등 다른 광원에 비해 장점이 많아 최근 들어 많이 사용되고 있다. 이러한 발광 다이오드를 복수로 배치하여 광원으로 사용하는 경우 그 배치 방법은 다양하게 설계될 수 있다.
특히 광원을 액정 표시 패널의 하측에 배치할 수 있으며, 이를 직하형이라고 한다. 이때, 광원과 인접한 부분의 액정 표시 패널의 휘도와 광원으로부터 먼 부분의 액정 표시 패널의 휘도가 상이하게 나타나는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 액정 표시 장치가 전체적으로 균일한 휘도를 나타낼 수 있도록 하는 백라이트 어셈블리 및 이를 포함하는 액정 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적에 따른 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리는 서로 다른 제1 표면 조도 및 제2 표면 조도를 가지는 반사 시트, 및 상기 반사 시트에 인접하도록 배치되어 있는 광원을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 반사 시트는 제1 반사 시트 및 제2 반사 시트를 포함하고, 상기 제1 반사 시트는 상기 제1 표면 조도를 가지고, 상기 제2 반사 시트는 상기 제2 표면 조도를 가질 수 있다.
상기 제2 반사 시트는 상기 제1 반사 시트 위에 위치할 수 있다.
상기 제2 반사 시트에는 복수의 구멍이 형성될 수 있다.
상기 제1 표면 조도는 상기 제2 표면 조도보다 클 수 있다.
상기 제1 반사 시트의 중심선 평균 조도는 1.0㎛ 이상일 수 있다.
상기 제1 반사 시트의 최대 높이 조도는 10㎛ 이상일 수 있다.
상기 제2 반사 시트의 중심선 평균 조도는 0.1㎛ 이하일 수 있다.
상기 제2 반사 시트의 최대 높이 조도는 1.5㎛ 이하일 수 있다.
상기 제2 반사 시트에는 복수의 구멍이 형성될 수 있다.
상기 광원으로부터 멀어질수록 상기 구멍의 밀도가 줄어들 수 있다.
상기 광원으로부터 멀어질수록 상기 구멍의 밀도가 증가할 수 있다.
상기 복수의 구멍은 상기 광원을 중심으로 하여 방사형으로 배치될 수 있다.
상기 복수의 구멍은 상기 광원을 중심으로 한 사각형의 가장자리에 배치될 수 있다.
상기 구멍은 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 및 다각형 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
상기 제1 표면 조도는 상기 제2 표면 조도보다 작을 수 있다.
상기 제2 반사 시트에는 복수의 구멍이 형성될 수 있다.
상기 광원으로부터 멀어질수록 상기 구멍의 밀도가 줄어들 수 있다.
상기 광원으로부터 멀어질수록 상기 구멍의 밀도가 증가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리는 상기 광원 위에 위치하여 상기 광원을 둘러싸고 있는 렌즈를 더 포함할 수 있다.
상기 광원은 상측으로 광을 공급하고, 상기 렌즈는 상기 광원으로부터 공급받은 광을 측면으로 내보낼 수 있다.
상기 렌즈는 상기 광원으로부터 공급받은 광을 상부면으로 내보낼 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 백라이트 어셈블리, 및 상기 백라이트 어셈블리 위에 위치하는 액정 표시 패널을 포함하고, 상기 백라이트 어셈블리는 서로 다른 제1 표면 조도 및 제2 표면 조도를 가지는 반사 시트, 및 상기 반사 시트에 인접하도록 배치되어 있는 광원을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 반사 시트는 제1 반사 시트 및 제2 반사 시트를 포함하고, 상기 제1 반사 시트는 상기 제1 표면 조도를 가지고, 상기 제2 반사 시트는 상기 제2 표면 조도를 가질 수 있다.
상기 제2 반사 시트는 상기 제1 반사 시트 위에 위치할 수 있다.
상기 제1 표면 조도는 상기 제2 표면 조도보다 클 수 있다.
상기 제2 반사 시트에는 복수의 구멍이 형성될 수 있다.
상기 광원으로부터 멀어질수록 상기 구멍의 밀도가 줄어들 수 있다.
상기 광원으로부터 멀어질수록 상기 구멍의 밀도가 증가할 수 있다.
상기 제1 표면 조도는 상기 제2 표면 조도보다 작을 수 있다.
상기 제2 반사 시트에는 복수의 구멍이 형성될 수 있다.
상기 광원으로부터 멀어질수록 상기 구멍의 밀도가 줄어들 수 있다.
상기 광원으로부터 멀어질수록 상기 구멍의 밀도가 증가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리는 상기 광원 위에 위치하여 상기 광원을 둘러싸고 있는 렌즈를 더 포함할 수 있다.
상기 광원은 상측으로 광을 공급하고, 상기 렌즈는 상기 광원으로부터 공급받은 광을 측면으로 내보낼 수 있다.
상기 렌즈는 상기 광원으로부터 공급받은 광을 상부면으로 내보낼 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리 및 이를 포함하는 액정 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 서로 다른 표면 조도(surface roughness, 表面粗度)를 가지는 반사 시트를 포함함으로써, 액정 표시 장치가 전체적으로 균일한 휘도를 나타내도록 할 수 있다.
또한, 백라이트 어셈블리의 두께를 감소시킬 수 있고, 광원과 렌즈의 수의 줄일 수 있으며, 이로 인해 제조 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리를 나타내는 평면도이다.
도 4은 도 3의 IV-IV선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리의 제1 반사 시트를 나타내는 평면도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리의 제2 반사 시트를 나타내는 평면도이다.
도 7은 표면 조도가 큰 반사 시트의 양방향 반사 분포 함수를 나타낸 도면이다.
도 8은 표면 조도가 작은 반사 시트의 양방향 반사 분포 함수를 나타낸 도면이다.
도 9은 광원으로부터 공급된 광의 경로를 도시한 도면이다.
도 10 내지 도 12은 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리를 나타내는 평면도이다.
도 13는 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리를 나타내는 평면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리를 나타내는 평면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리를 나타내는 단면도이다.
이하에서 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
먼저, 도 1 내지 도 6를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리를 나타내는 평면도이며, 도 4은 도 3의 IV-IV선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리의 단면도이다. 도 2 내지 도 4은 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리의 광원, 제1 및 제2 반사시트, 렌즈를 도시하고 있다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리의 제1 반사 시트를 나타내는 평면도이고, 도 6는 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리의 제2 반사 시트를 나타내는 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 백라이트 어셈블리(500) 및 백라이트 어셈블리(500) 위에 위치하는 액정 표시 패널(100)을 포함한다.
액정 표시 패널(100)은 서로 마주보는 제1 기판(110) 및 제2 기판(210)을 포함한다.
제1 기판(110) 및 제2 기판(210)은 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다. 제1 기판(110) 위에는 제1 전기장 생성 전극(도시하지 않음)이 형성될 수 있고, 제2 기판(210) 위에는 제2 전기장 생성 전극(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 두 개의 전기장 생성 전극에 각각 소정의 전압이 인가되면, 제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이에 전계가 형성된다. 두 개의 전기장 생성 전극은 동일한 기판 위에 형성될 수도 있다.
도시는 생략하였으나, 제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이에는 액정층이 위치할 수 있다. 액정층은 복수의 액정 분자들로 이루어지며, 포지티브형 또는 네거티브형으로 이루어질 수 있다.
백라이트 어셈블리(500)은 제1 기판(110)의 후면에 위치하여, 액정 표시 패널(100)에 광을 공급한다.
제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이에 형성된 전계에 따라 액정층의 액정 분자의 방향이 결정되고, 액정 분자의 방향에 따라 액정층을 통과하는 광량이 달라진다. 예를 들면, 백라이트 어셈블리(500)로부터 공급된 광의 전부 또는 일부가 액정 표시 패널(100)을 통과하도록 할 수 있고, 백라이트 어셈블리(500)로부터 공급된 광이 전부 액정 표시 패널(100)을 통과하지 않도록 할 수도 있다. 이처럼 백라이트 어셈블리(500)로부터 공급된 광이 액정 표시 패널(100)을 통과하는 양을 조절함으로써, 영상을 표시할 수 있다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 백라이트 어셈블리(500)는 제1 반사 시트(510), 제2 반사 시트(520), 및 광원(600)을 포함한다.
제1 반사 시트(510) 및 제2 반사 시트(520)는 광원(600)의 아래에 위치할 수 있다. 광원(600)으로부터 나오는 광의 대부분은 위로 공급되어 액정 표시 패널(100)로 바로 진입하고, 다른 일부는 아래로 공급되어 액정 표시 패널(100)로 바로 진입하지 않는다. 제1 반사 시트(510) 및 제2 반사 시트(520)는 이처럼 아래로 공급된 광이 외부로 유실되지 않도록 광의 경로를 변경시킨다. 즉, 제1 반사 시트(510) 및 제2 반사 시트(520)로 입사된 광이 반사되어 액정 표시 패널(100)로 진입하게 된다.
제1 반사 시트(510)는 도 5에 도시된 바와 같이 대략 사각형으로 이루어진다. 제1 반사 시트(510)의 평면 형상은 이에 한정되지 않으며, 액정 표시 패널(100)의 평면 형상에 따라 다양하게 변경이 가능하다.
제2 반사 시트(520)는 제1 반사 시트(510) 위에 위치할 수 있다. 제2 반사 시트(520)는 도 6에 도시된 바와 같이 대략 사각형으로 이루어지고, 제2 반사 시트(520)에는 복수의 구멍(525)이 형성되어 있다.
복수의 구멍(525)은 소정의 지점을 중심으로 하여 방사형으로 배치되어 있다. 이때, 소정의 지점은 광원(600)이 위치하는 부분일 수 있다. 즉, 복수의 구멍(525)은 광원(600)을 중심으로 하여 바깥쪽으로 뻗어 나가는 위치에 배치되어 있다.
예를 들면, 복수의 구멍(525)은 광원(600)을 중심으로 하여 제1 반경을 가지는 가상의 원 위에 배치될 수 있고, 제2 반경을 가지는 가상의 원 위에 배치될 수 있으며, 제3 반경을 가지는 가상의 원 위에 배치될 수 있다. 이때, 제1 반경, 제2 반경, 및 제3 반경은 각각 상이한 값을 가진다. 제1 반경, 제2 반경, 및 제3 반경을 가지는 복수의 원 위에 배치되는 구멍(525)은 동일선상에 위치할 수 있다.
이때, 동일선상에 위치하는 복수의 구멍(525) 사이의 거리는 광원(600)으로부터 멀어질수록 증가한다. 예를 들면, 제1 반경이 가장 작고, 제2 반경은 제1 반경보다 크고, 제3 반경이 제2 반경보다 큰 경우, 제2 반경과 제3 반경 사이의 거리는 제1 반경과 제2 반경 사이의 거리보다 크다. 즉, 제2 반경을 가지는 원 위에 배치되는 구멍(525)과 제3 반경을 가지는 원 위에 배치되는 구멍(525) 사이의 거리는 제1 반경을 가지는 원 위에 배치되는 구멍(525)과 제2 반경을 가지는 원 위에 배치되는 구멍(525) 사이의 거리보다 크다. 따라서, 광원(600)으로부터 멀어질수록 구멍(525)의 밀도는 줄어들게 된다.
도면에서 복수의 구멍(525)은 광원(600)을 중심으로 8개의 방향으로 뻗어 나가도록 배치되어 있다. 이는 예시에 불과하며, 구멍(525)의 배치 방향은 8개 이상 또는 이하로 이루어질 수 있다.
복수의 구멍(525)은 일정한 형상으로 이루어지고, 동일 또는 유사한 크기로 이루어진다. 예를 들면, 복수의 구멍(525)은 원형으로 이루어질 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 복수의 구멍(525)은 원형이 아닌 다른 형상으로 이루어질 수도 있고, 복수의 구멍(525)이 서로 다른 형상으로 이루어질 수도 있다. 또한, 복수의 구멍(525)의 크기가 일정하지 않을 수도 있다.
제1 반사 시트(510)의 표면 조도는 제2 반사 시트(520)의 표면 조도와 상이하다.
표면 조도(surface roughness, 表面粗度])란 표면 거칠기라고도 하며, 대상물의 표면을 가공할 때에 표면에 생기는 미세한 요철(凹凸)의 정도이다. 즉, 대상물 표면의 거칠고 매끄러운 정도를 의미한다. 표면 조도의 수치가 클수록 표면이 거칠고, 수치가 작을수록 표면이 매끄럽다. 표면 조도는 표면의 가공 방법이나 가공에 사용되는 공구의 종류 등에 따라 모양과 크기가 상이하게 나타난다.
표면 조도의 정도를 나타내는 통계적인 값을 조도 파라미터(roughness parameter)라 하고, 이에 대한 KS 규격은 KS B 0161에서 규정하고 있다. 표면 조도를 나타내는 파라미터(parameter)는 중심선 평균 조도(Ra, arithmetical average roughness), 최대 높이 조도(Rmax, maximum height roughness), 십점 평균 조도 등이 있다. 중심선 평균 조도(Ra)는 측정 구간(기준 길이)의 중심선에서 단면 곡선까지의 평균 높이를 의미한다. 최대 높이 조도(Rmax)는 측정 구간(기준 길이) 내의 조도 곡선에서 중심선에 평행하고 그 곡선의 최고점과 최저점을 지나는 두 평행선 간의 상하 거리를 의미한다.
제1 반사 시트(510)의 표면 조도는 제2 반사 시트(520)의 표면 조도보다 크다. 제1 반사 시트(510)의 중심선 평균 조도(Ra1)는 제2 반사 시트(520)의 중심선 평균 조도(Ra2)보다 크다. 제1 반사 시트(510)의 중심선 평균 조도(Ra1)는 약 1.0㎛ 이상이고, 제2 반사 시트(520)의 중심선 평균 조도(Ra2)는 약 0.1㎛ 이하이다. 제1 반사 시트(510)의 최대 높이 조도(Rmax1)는 제2 반사 시트(520)의 최대 높이 조도(Rmax2)보다 크다. 제1 반사 시트(510)의 최대 높이 조도(Rmax1)는 10㎛ 이상이고, 제2 반사 시트(520)의 최대 높이 조도(Rmax2)는 1.5㎛ 이하이다.
다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제1 반사 시트(510)의 표면 조도는 제2 반사 시트(520)의 표면 조도보다 작을 수도 있다.
이하에서는 도 7 및 도 8을 참고하여 반사 시트의 표면 조도에 따른 특징에 대해 설명한다. 표면 조도가 상대적으로 작은 반사 시트와 표면 조도가 상대적으로 큰 반사 시트를 비교하여 설명한다.
도 7은 표면 조도가 큰 반사 시트의 양방향 반사 분포 함수를 나타낸 도면이고, 도 8은 표면 조도가 작은 반사 시트의 양방향 반사 분포 함수를 나타낸 도면이다. 양방향 반사 분포 함수(BRDF, Bidirectional Reflectance Distribution Function)란 빛이 표면에서 어떻게 반사되는지를 설명하는 함수이다. 이 함수의 입력은 표면을 기준으로 측정된 빛이 들어오는 방위각과 고도각 그리고 빛이 나가는 방위각과 고도각이다. 양방향 반사 분포 함수의 결과는 빛이 들어오는 방향이 주어졌을 때 나가는 방향으로 반사되는 에너지의 상대적인 양을 나타내는 단위 없는 값이다. 도 7에서 반사 시트의 중심선 평균 조도(Ra)는 약 1.0㎛이고, 최대 높이 조도(Rmax)는 약 10.5㎛이다. 도 8에서 반사 시트의 중심선 평균 조도(Ra)는 약 0.12㎛이고, 최대 높이 조도(Rmax)는 약 1.26㎛이다.
도 7에 도시된 바와 같이 상대적으로 표면 조도가 큰 반사 시트의 경우 균일도를 높일 수 있으나, 광의 경로가 짧아진다. 광의 경로가 짧아지면, 복수의 광원 사이의 거리를 가깝게 배치해야 하고, 따라서 광원의 개수가 늘어나게 된다. 아울러, 반사 시트의 코너부에서 암부가 발생할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이 상대적으로 표면 조도가 작은 반사 시트의 경우 광의 경로가 길어 반사된 광이 멀리까지 이를 수 있다. 따라서, 복수의 광원 사이의 거리를 멀게 배치할 수 있고, 광원의 개수를 줄일 수 있다. 광의 경로가 길어지면, 반사 시트의 가장자리 영역에 빛 쏠림 현상이 발생하게 되며, 균일도가 낮아지게 된다.
이처럼 표면 조도가 큰 반사 시트와 표면 조도가 작은 반사 시트는 각각의 장점과 단점들을 가지고 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리에서는 표면 조도가 상대적으로 큰 반사 시트와 표면 조도가 상대적으로 작은 반사 시트를 함께 사용함으로써, 표면 조도가 상대적으로 큰 반사 시트의 단점을 표면 조도가 상대적으로 작은 반사 시트가 보완해 줄 수 있고, 표면 조도가 상대적으로 작은 반사 시트의 단점을 표면 조도가 상대적으로 큰 반사 시트가 보완해 줄 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리에서 표면 조도가 상대적으로 큰 제1 반사 시트(510)가 아래에 위치하고, 표면 조도가 상대적으로 작은 제2 반사 시트(520)가 제1 반사 시트(510) 위에 위치할 수 있다. 그리고, 제2 반사 시트(520)에는 구멍(525)이 형성되어 있으므로, 광원(600)으로부터 나온 광의 일부는 제1 반사 시트(510)에 의해 반사되고, 다른 일부는 제2 반사 시트(520)에 의해 반사된다. 구멍(525)이 형성되어 있지 않은 부분의 제2 반사 시트(525)에 입사되는 광은 광 경로가 길어져 멀리까지 전달된다. 구멍(525)이 형성된 부분의 경우 제1 반사 시트(520)에 광이 입사되고, 반사되는 광은 균일도가 높다.
일반적으로 광원(600)으로부터 가까운 부분에서는 다른 부분보다 특히 밝게 보이는 핫 스팟(hot spot)이 나타날 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 광원(600)으로부터 가까운 부분에 구멍(525)을 높은 밀도로 배치함으로써, 광원(600)으로부터 가까운 부분에 입사된 광이 제1 반사 시트(510)에 의해 반사될 확률을 높일 수 있다. 제1 반사 시트(510)는 상대적으로 큰 표면 조도를 가지므로, 제1 반사 시트(510)에 의해 반사된 광은 균일도가 높다. 즉, 제1 반사 시트(510)에 입사하는 광은 확산 반사(diffusing reflection)되어 핫 스팟이 나타나지 않도록 할 수 있다.
또한, 일반적으로 광원(600)으로부터 멀어질수록 광이 이르는 양이 줄어들게 되고, 액정 표시 패널(100)의 코너부에서 암부가 발생할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 광원(600)으로부터 멀어질수록 구멍(525)의 밀도가 낮아지도록 함으로써, 광원(600)으로부터 먼 부분에 입사된 광은 제2 반사 시트(520)에 의해 반사될 확률을 높일 수 있다. 제2 반사 시트(520)는 상대적으로 작은 표면 조도를 가지므로, 제2 반사 시트(520)에 의해 반사된 광은 경로가 길다. 즉, 제2 반사 시트(520)에 입사된 광은 경로가 길어 액정 표시 패널(100)의 코너부에서 암부가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
다시 도 2 및 도 4을 참조하면, 광원(600)은 제2 반사 시트(520) 위에 위치하고, 광원 위에는 렌즈(610)가 위치할 수 있다. 렌즈(610)는 광원을 둘러싸고 있다.
광원(600)은 발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode)로 이루어질 수 있다. 제2 반사 시트(520) 위에는 복수의 광원(600)이 배치되어 있다. 복수의 광원(600)은 일정한 간격으로 배치되며, 배치되는 광원(600)의 개수는 4개로 도시되어 있으나 이에 한정되지 않는다. 광원(600)의 개수는 광원(600)의 성능, 액정 표시 패널(100)의 크기 등에 따라 다양하게 변경이 가능하다. 광원(600)은 상부면으로 발광하도록 배치될 수 있다. 광원(600)으로부터 나오는 광은 렌즈(610)를 통과하면서 경로가 변경된다.
렌즈(610)는 하부면에 홈부가 형성되고, 광원(600)은 렌즈(610)의 홈부 내에 위치할 수 있다. 따라서, 광원(600)은 렌즈(610)의 내부에 삽입된 형태로 이루어지며, 광원(600)으로부터 나오는 광은 렌즈(610)를 통과하여 외부로 전달된다. 렌즈(610)의 외부 형상은 원기둥 또는 원뿔대로 이루어질 수 있다.
렌즈(610)의 상부면은 편평하지 아니하고, 가장자리로부터 중심으로 갈수록 낮아지는 형태 즉, 렌즈(610)의 상부면은 움푹 패인 형태로 이루어질 수 있다. 이때, 렌즈(610)의 상부면의 중심이 가장 깊게 패인 형태로 이루어질 수 있다.
렌즈(610)의 하부면은 홈부를 제외하고는 편평하게 이루어질 수 있다. 홈부는 대략 원기둥 또는 원뿔대 형상으로 이루어질 수 있고, 천장이 굴곡면으로 이루어질 수 있다. 천장은 중심으로부터 가장자리로 갈수록 낮아지는 형태로 이루어질 수 있다. 따라서, 홈부의 높이는 중심부가 가장 높고, 가장자리로 갈수록 높이가 서서히 낮아지는 형태로 이루어질 수 있다.
이하에서는 도 9을 참조하여, 광원(600)으로부터 공급된 광이 렌즈(610)를 통과하면서 진행하는 광 경로에 대해 설명한다.
도 9은 광원으로부터 공급된 광의 경로를 도시한 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 광원으로부터 공급된 광은 대부분 렌즈의 홈부의 천장면으로 입사된다. 천장면으로 입사하는 광은 굴절된 후 렌즈의 상부면에 이르게 된다. 렌즈의 상부면에서 광의 입사각에 따라 반사가 이루어지고, 렌즈의 상부면에 반사된 광은 렌즈의 측면을 통해 빠져 나간다. 이처럼 광원은 상측으로 광을 공급하고, 렌즈는 광원으로부터 공급받은 광을 측면으로 내보내는 역할을 한다. 즉, 측면 발광(side emitting) 방식으로 이루어진다. 광원으로부터 공급된 광은 렌즈를 통과하면서 다양한 경로를 가지게 된다.
상기에서 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리(500)는 제1 반사 시트(510), 제2 반사 시트(520), 광원(600), 및 렌즈(610)를 포함하는 것으로 설명하였으나, 그 외에 다른 광학 부품들을 더 포함할 수 있다.
예를 들면, 광원(600) 위에는 광학 시트가 더 위치할 수 있다. 광학 시트는 광원으로부터 나온 광의 집광 효율을 높이고, 광이 전체적으로 균일한 분포를 가질 수 있도록 한다. 이러한 광학 시트는 복수의 다양한 시트들로 이루어질 수 있으며, 예를 들면, 순차적으로 적층된 확산 시트, 프리즘 시트, 및 보호 시트로 이루어질 수 있다. 확산 시트는 광원(600)으로부터 나온 광을 확산 시킨다. 프리즘 시트는 확산 시트에서 확산된 광을 액정 표시 패널(100)의 평면에 수직한 방향으로 집광한다. 프리즘 시트를 통과한 광은 거의 대부분 액정 표시 패널(100)에 수직하게 입사된다. 또한, 보호 시트는 프리즘 시트 상에 배치될 수 있으며, 외부의 충격으로부터 프리즘 시트를 보호한다.
확산 시트, 프리즘 시트, 및 보호 시트는 각각 1매씩 구비될 수도 있고, 복수 매 겹쳐서 사용할 수도 있다. 또한, 경우에 따라 확산 시트, 프리즘 시트, 및 보호 시트 중 어느 하나의 시트를 생략할 수도 있다.
다음으로, 도 10 내지 도 12을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리의 제2 반사 시트에 형성되어 있는 구멍의 다양한 형상에 대해 설명한다.
도 10 내지 도 12은 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리를 나타내는 평면도이다. 도 10 내지 도 12은 제2 반사 시트에 형성되어 있는 구멍의 형상의 다양한 변형예를 나타내고 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리의 제2 반사 시트(520)는 대략 사각형으로 이루어지고, 제2 반사 시트(520)에는 복수의 구멍(525)이 형성되어 있다.
복수의 구멍(525)은 소정의 지점을 중심으로 하여 방사형으로 배치되어 있다. 이때, 소정의 지점은 광원(600)이 위치하는 부분일 수 있다. 즉, 복수의 구멍(525)은 광원(600)을 중심으로 하여 바깥쪽으로 뻗어 나가는 위치에 배치되어 있다. 광원(600)으로부터 멀어질수록 구멍(525)의 밀도가 줄어들도록 배치되어 있다.
복수의 구멍(525)은 도 10에 도시된 바와 같이 삼각형으로 이루어질 수 있다. 또한, 도 11에 도시된 바와 같이 복수의 구멍(525)은 사각형으로 이루어질 수도 있고, 도 12에 도시된 바와 같이 복수의 구멍(525)은 오각형으로 이루어질 수도 있다. 즉, 복수의 구멍(525)은 다양한 형상으로 변경이 가능하며, 상기 예시된 형상 이외에도, 타원형, 다각형 등으로 이루어질 수 있다.
복수의 구멍(525)은 일정한 형상으로 이루어질 수도 있고, 서로 다른 형상으로 이루어질 수도 있다. 또한, 복수의 구멍(525)은 크기가 일정하게 형성될 수도 있고, 서로 다른 크기로 형성될 수도 있다.
다음으로, 도 13를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리에 대해 설명한다.
도 13에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리는 도 2 및 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리와 동일한 부분이 상당하므로 이에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예에서 백라이트 어셈블리의 제2 반사 시트의 구멍의 배치 형태는 앞선 실시예와 일부 상이하며, 이하에서 더욱 설명한다.
도 13는 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리를 나타내는 평면도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 백라이트 어셈블리(500)는 제1 반사 시트(510), 제2 반사 시트(520), 및 광원(600)을 포함한다. 제1 반사 시트(510) 위에 제2 반사 시트(520)가 위치하고, 제2 반사 시트(520) 위에 광원(600)이 위치할 수 있다.
제2 반사 시트(520)는 대략 사각형으로 이루어지고, 제2 반사 시트(520)에는 복수의 구멍(525)이 형성되어 있다.
복수의 구멍(525)은 소정의 지점을 중심으로 한 사각형의 가장자리에 배치되어 있다. 이때, 소정의 지점은 광원(600)이 위치하는 부분일 수 있다. 즉, 복수의 구멍(525)은 광원(600)을 중심으로 하여 바깥쪽으로 뻗어 나가는 위치에 배치되어 있다.
예를 들면, 복수의 구멍(525)은 광원(600)과 동일한 중심을 가지고, 제1 길이의 변을 포함하는 정사각형의 가장자리에 배치될 수 있다. 또한, 복수의 구멍(525)은 광원(600)과 동일한 중심을 가지고, 제2 길이의 변을 포함하는 정사각형의 가장자리에 배치될 수 있다. 또한, 복수의 구멍(525)은 광원(600)과 동일한 중심을 가지고, 제3 길이의 변을 포함하는 정사각형의 가장자리에 배치될 수 있다. 이때, 제1 길이, 제2 길이, 및 제3 길이는 각각 상이한 값을 가진다. 제1 길이, 제2 길이, 및 제3 길이의 변을 포함하는 복수의 정사각형의 가장자리에 배치되는 구멍(525)은 동일선상에 위치할 수 있다.
이때, 동일선상에 위치하는 복수의 구멍(525) 사이의 거리는 광원(600)으로부터 멀어질수록 증가한다. 예를 들면, 제1 길이가 가장 작고, 제2 길이는 제1 길이보다 크고, 제3 길이는 제2 길이보다 큰 경우, 제2 길이와 제3 길이의 차이는 제1 길이와 제2 길이의 차이보다 크다. 즉, 제2 길이의 변을 포함하는 정사각형의 가장자리에 배치되는 구멍(525)과 제3 길이의 변을 포함하는 정사각형의 가장자리에 배치되는 구멍(525) 사이의 거리는 제1 길이의 변을 포함하는 정사각형의 가장자리에 배치되는 구멍(525)과 제2 길이의 변을 포함하는 정사각형의 가장자리에 배치되는 구멍(525) 사이의 거리보다 크다. 따라서, 광원(600)으로부터 멀어질수록 구멍(525)의 밀도는 줄어들게 된다.
도면에서 복수의 구멍(525)은 광원(600)을 중심으로 8개의 방향으로 뻗어 나가도록 배치되어 있다. 이는 예시에 불과하며, 구멍(525)의 배치 방향은 8개 이상 또는 이하로 이루어질 수 있다.
도면에서 복수의 구멍(525)은 원형으로 이루어지는 것으로 도시되어 있다. 이는 예시에 불과하며, 복수의 구멍(525)의 형상은 삼각형, 사각형, 오각형 등과 같은 다각형으로 이루어지거나 타원형으로 이루어질 수 있다.
또한, 복수의 구멍(525)은 일정한 형상으로 이루어질 수도 있고, 서로 다른 형상으로 이루어질 수도 있다. 또한, 복수의 구멍(525)은 크기가 일정하게 형성될 수도 있고, 서로 다른 크기로 형성될 수도 있다.
제1 반사 시트(510)의 표면 조도는 제2 반사 시트(520)의 표면 조도와 상이하다. 제1 반사 시트(510)의 표면 조도는 제2 반사 시트(520)의 표면 조도보다 크다. 제1 반사 시트(510)의 중심선 평균 조도(Ra1)는 제2 반사 시트(520)의 중심선 평균 조도(Ra2)보다 크다. 제1 반사 시트(510)의 최대 높이 조도(Rmax1)는 제2 반사 시트(520)의 최대 높이 조도(Rmax2)보다 크다.
다음으로, 도 14를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리에 대해 설명한다.
도 14에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리는 도 2 및 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리와 동일한 부분이 상당하므로 이에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예에서 백라이트 어셈블리의 제2 반사 시트의 구멍의 배치 형태 등이 앞선 실시예와 일부 상이하며, 이하에서 더욱 설명한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리를 나타내는 평면도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 백라이트 어셈블리(500)는 제1 반사 시트(510), 제2 반사 시트(520), 및 광원(600)을 포함한다. 제1 반사 시트(510) 위에 제2 반사 시트(520)가 위치하고, 제2 반사 시트(520) 위에 광원(600)이 위치할 수 있다.
제1 반사 시트(510)의 표면 조도는 제2 반사 시트(520)의 표면 조도 보다 작다. 제1 반사 시트(510)의 중심선 평균 조도(Ra1)는 약 0.1㎛ 이하이고, 제2 반사 시트(520)의 중심선 평균 조도(Ra2)는 약 1.0㎛ 이상이다. 제1 반사 시트(510)의 최대 높이 조도(Rmax1)는 제2 반사 시트(520)의 최대 높이 조도(Rmax2)보다 작다. 제1 반사 시트(510)의 최대 높이 조도(Rmax1)는 1.5㎛ 이하이고, 제2 반사 시트(520)의 최대 높이 조도(Rmax2)는 10㎛ 이상이다.
제2 반사 시트(520)는 대략 사각형으로 이루어지고, 제2 반사 시트(520)에는 복수의 구멍(525)이 형성되어 있다.
복수의 구멍(525)은 소정의 지점을 중심으로 하여 방사형으로 배치되어 있다. 이때, 소정의 지점은 광원(600)이 위치하는 부분일 수 있다. 이때, 광원(600)으로부터 멀어질수록 구멍(525)의 밀도가 증가하도록 배치되어 있다.
복수의 구멍(525)은 원형으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.
앞선 실시예에서, 광원으로부터 공급된 광은 렌즈의 측면을 통해 빠져나가도록 렌즈의 설계가 이루어져 있으나, 본 실시예에서는 광원으로부터 공급된 광이 렌즈의 상부면을 통해 빠져나가도록 렌즈가 설계될 수 있다. 즉, 상부 발광(top emitting) 방식으로 이루어질 수 있다.
또한, 광원으로부터 공급된 광이 렌즈를 빠져나갈 때의 방향에 따라서, 제1 반사 시트(510)와 제2 반사 시트(520)의 조도 차이 및 제2 반사 시트(520)에 형성되는 구멍(525)의 밀도 분포를 변경할 수 있다. 예를 들면, 제1 반사 시트(510)의 표면 조도가 제2 반사 시트(520)의 표면 조도보다 작고, 구멍(525)의 밀도는 광원(600)으로부터 멀어질수록 감소하도록 배치할 수 있다. 또한, 제1 반사 시트(510)의 표면 조도가 제2 반사 시트(520)의 표면 조도보다 크고, 구멍(525)의 밀도는 광원(600)으로부터 멀어질수록 증가하도록 배치할 수도 있다.
다음으로, 도 15를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리에 대해 설명한다.
도 15에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리는 도 2 및 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리와 동일한 부분이 상당하므로 이에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예에서는 광원 및 렌즈의 위치가 앞선 실시예와 일부 상이하며, 이하에서 더욱 설명한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리를 나타내는 단면도이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 제1 반사 시트(510) 및 제2 반사 시트(520)에는 소정의 홈이 형성될 수 있다. 광원(600) 및 렌즈(610)는 홈 내에 위치할 수 있다.
앞선 실시예에서는 광원 및 렌즈가 제2 반사 시트 위에 위치하는 반면에, 본 실시예에서는 광원 및 렌즈가 제1 및 제2 반사 시트에 형성되어 있는 홈 내에 위치한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 액정 표시 패널
110: 제1 기판
210: 제2 기판
500: 백라이트 어셈블리
510: 제1 반사 시트
520: 제2 반사 시트
525: 구멍
600: 광원
610: 렌즈

Claims (36)

  1. 제1 표면 조도를 가지는 제1 반사 시트,
    상기 제1 반사 시트 위에 위치하고, 상기 제1 표면 조도와 상이한 제2 표면 조도를 가지는 제2 반사 시트, 및
    상기 제2 반사 시트 위에 또는 상기 제2 반사 시트를 관통하도록 위치하는 광원을 포함하고,
    상기 제2 반사 시트에는 복수의 구멍이 상기 광원을 중심으로 하여 방사형으로 배치되도록 형성되어 있고,
    상기 복수의 구멍은
    제1 반경을 가지는 가상의 원 위에 배치되어 있는 제1 구멍들,
    상기 제1 반경보다 큰 제2 반경을 가지는 가상의 원 위에 배치되어 있는 제2 구멍들, 및
    상기 제2 반경보다 큰 제3 반경을 가지는 가상의 원 위에 배치되어 있는 제3 구멍들을 포함하고,
    상기 제2 반경과 상기 제3 반경의 차이는 상기 제1 반경과 상기 제2 반경의 차이보다 크고,
    상기 제1 표면 조도는 상기 제2 표면 조도보다 크고,
    상기 제1 반사 시트의 중심선 평균 조도는 1.0㎛ 이상이고, 상기 제1 반사 시트의 최대 높이 조도는 10㎛ 이상이고,
    상기 제2 반사 시트의 중심선 평균 조도는 0.1㎛ 이하이고, 상기 제2 반사 시트의 최대 높이 조도는 1.5㎛ 이하인 백라이트 어셈블리.
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  11. 제1 항에 있어서,
    상기 광원으로부터 멀어질수록 상기 구멍의 밀도가 줄어드는 백라이트 어셈블리.
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  15. 제1 항에 있어서,
    상기 구멍은 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 및 다각형 중 적어도 하나로 이루어지는 백라이트 어셈블리.
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  20. 제1 항에 있어서,
    상기 광원 위에 위치하여 상기 광원을 둘러싸고 있는 렌즈를 더 포함하는 백라이트 어셈블리.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 광원은 상측으로 광을 공급하고, 상기 렌즈는 상기 광원으로부터 공급받은 광을 측면으로 내보내는 백라이트 어셈블리.
  22. 제20 항에 있어서,
    상기 렌즈는 상기 광원으로부터 공급받은 광을 상부면으로 내보내는 백라이트 어셈블리.
  23. 백라이트 어셈블리, 및
    상기 백라이트 어셈블리 위에 위치하는 액정 표시 패널을 포함하고,
    상기 백라이트 어셈블리는,
    제1 표면 조도를 가지는 제1 반사 시트,
    상기 제1 반사 시트 위에 위치하고, 상기 제1 표면 조도와 상이한 제2 표면 조도를 가지는 제2 반사 시트, 및
    상기 제2 반사 시트 위에 또는 상기 제2 반사 시트를 관통하도록 위치하는 광원을 포함하고,
    상기 제2 반사 시트에는 복수의 구멍이 상기 광원을 중심으로 하여 방사형으로 배치되도록 형성되어 있고,
    상기 복수의 구멍은
    제1 반경을 가지는 가상의 원 위에 배치되어 있는 제1 구멍들,
    상기 제1 반경보다 큰 제2 반경을 가지는 가상의 원 위에 배치되어 있는 제2 구멍들, 및
    상기 제2 반경보다 큰 제3 반경을 가지는 가상의 원 위에 배치되어 있는 제3 구멍들을 포함하고,
    상기 제2 반경과 상기 제3 반경의 차이는 상기 제1 반경과 상기 제2 반경의 차이보다 크고,
    상기 제1 표면 조도는 상기 제2 표면 조도보다 크고,
    상기 제1 반사 시트의 중심선 평균 조도는 1.0㎛ 이상이고, 상기 제1 반사 시트의 최대 높이 조도는 10㎛ 이상이고,
    상기 제2 반사 시트의 중심선 평균 조도는 0.1㎛ 이하이고, 상기 제2 반사 시트의 최대 높이 조도는 1.5㎛ 이하인 액정 표시 장치.
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  34. 제23 항에 있어서,
    상기 광원 위에 위치하여 상기 광원을 둘러싸고 있는 렌즈를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  35. 제34 항에 있어서,
    상기 광원은 상측으로 광을 공급하고, 상기 렌즈는 상기 광원으로부터 공급받은 광을 측면으로 내보내는 액정 표시 장치.
  36. 제34 항에 있어서,
    상기 렌즈는 상기 광원으로부터 공급받은 광을 상부면으로 내보내는 액정 표시 장치.
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