KR102527931B1 - 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제조 비용을 감소시킬 수 있고, 박형화가 용이한 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 광원; 및 광원으로부터 광을 입사 받아 출광면으로 출사하는 도광판;을 포함하며, 도광판은, 베이스층; 베이스층 상에 위치하며, 베이스층과 접촉하는 광투과성 입자; 및 베이스층 및 광투과성 입자 상에 배치된 광투과층;을 포함하고, 광투과 입자는 광투과층보다 높은 굴절률을 갖는다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치{BACK LIGHT UNIT AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 발광 방식에 따라 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED display), 플라즈마 표시 장치(plasma display panel, PDP) 및 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display) 등으로 분류된다.
수동 발광 장치인 액정 표시 장치는 화면을 표시하는 표시 기판 및 표시 기판에 빛을 공급하는 백라이트 유닛(BLU)을 포함한다. 백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 직하형(direct type) 백라이트 유닛, 에지형(edge type) 백라이트 유닛, 및 코너형(coner type) 백라이트 유닛으로 분류된다.
최근에는 제조 비용 절감 및 표시 장치의 박형화를 위해 백라이트 유닛의 구조를 단순화하는 노력이 이루어지고 있다.
본 발명은 제조 비용을 감소시킬 수 있고, 박형화가 용이한 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은, 광원; 및 광원으로부터 광을 입사 받아 출광면으로 출사하는 도광판;을 포함하며, 도광판은, 베이스층; 베이스층 상에 위치하며, 베이스층과 접촉하는 광투과성 입자; 및 베이스층 및 광투과성 입자 상에 배치된 광투과층;을 포함하고, 광투과성 입자는 광투과층보다 높은 굴절률을 갖는다.
광투과성 입자는 1.4 내지 2.0의 굴절률을 가지며, 광투과층은 1.1 내지 1.3의 굴절률을 갖는다.
광투과성 입자는 비드(Bead) 형상을 갖는다.
광투과성 입자는 10um 내지 20um의 직경을 갖는다.
베이스층은 유리로 이루어진다.
베이스층 상에 배치된 접착층을 더 포함한다.
광투과층은 표면에 요철 패턴을 갖는다.
광투과층은 감광성 유기 물질로 이루어진다.
도광판의 출광면과 대향하는 배면에 배치된 반사 부재를 더 포함한다.
본 발명에 따른 표시 장치는, 광원; 광원으로부터 광을 입사 받아 출광면으로 출사하는 도광판; 및 도광판의 출광면 상에 배치된 표시 패널;을 포함하며, 도광판은, 베이스층; 베이스층 상에 위치하며, 베이스층과 접촉하는 광투과성 입자; 및 베이스층 및 광투과성 입자 상에 배치된 광투과층;을 포함하고, 광투과성 입자는 상기 광투과층보다 높은 굴절률을 갖는다.
본 발명에 따른 표시 장치는, 광원; 광원으로부터 광을 입사 받아 출광면으로 출사하는 도광판; 도광판의 출광면 상에 배치된 게이트 라인 및 데이터 라인; 게이트 라인 및 데이터 라인과 연결된 박막 트랜지스터; 및 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극;을 포함하며, 도광판은, 베이스층; 베이스층 상에 위치하며, 베이스층과 접촉하는 광투과성 입자; 및 베이스층 및 광투과성 입자 상에 배치된 광투과층;을 포함하고, 광투과성 입자는 상기 광투과층보다 높은 굴절률을 갖는다.
광투과성 입자는 1.4 내지 2.0의 굴절률을 가지며, 광투과층은 1.1 내지 1.3의 굴절률을 갖는다.
광투과성 입자는 비드(Bead) 형상을 갖는다.
광투과성 입자는 10um 내지 20um의 직경을 갖는다.
베이스층은 유리로 이루어진다.
본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치는 광투과성 입자및 광투과층을 갖는 도광판을 포함함으로써, 광의 확산성 및 직진성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제조 공정을 단순화하여 제조 비용을 감소시킬 수 있으며, 박형의 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도광판을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 도광판을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 도광판을 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 표시 패널의 하나의 화소를 나타낸 평면도이다.
도 7은 도 6의 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 자른 단면도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변경이 가능하고, 여러 가지 형태로 실시될 수 있는 바, 특정의 실시예만을 도면에 예시하고 본문은 이를 주로 설명한다. 그렇다고 하여 본 발명의 범위가 상기 특정한 실시예로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 또는 대체물은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
도면에서, 각 구성요소와 그 형상 등이 간략하게 그려지거나 또는 과장되어 그려지기도 하며, 실제 제품에 있는 구성요소가 표현되지 않고 생략되기도 한다. 따라서, 도면은 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 한다. 또한, 동일한 기능을 하는 구성요소는 동일한 부호로 표시된다.
어떤 층이나 구성요소가 다른 층이나 구성요소의 '상'에 있다 라고 기재되는 것은 어떤 층이나 구성요소가 다른 층이나 구성요소와 직접 접촉하여 배치된 경우뿐만 아니라, 그 사이에 제 3의 층이 개재되어 배치된 경우까지 모두 포함하는 의미이다.
본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1 구성 요소가 제 2 또는 제 3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략되었으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호가 붙여진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 액정 표시 장치인 것을 전제로 설명한다. 다만, 본 발명의 적용 범위가 액정 표시 장치에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 본 발명은 유기 발광 표시 장치에도 적용될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 자른 단면도이며, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도광판을 나타낸 단면도이다. 이하에서, 설명의 편의상 표시 장치의 장변 방향을 제 1 방향(D1), 표시 장치의 단변 방향을 제 2 방향(D2)이라 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널(200), 표시 패널(200)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(400), 표시 패널(200)을 감싸는 형태로 구비되는 상부 프레임(또는 탑 샤시라 함)(100) 및 표시 패널(200)이 안착되는 중간 프레임(또는 몰드 프레임이라 함)(300)을 포함한다.
상부 프레임(100)은 중간 프레임(300) 상에 안착된 표시 패널(200)의 가장자리를 덮기 위하여 하부 프레임(또는 바텀 샤시라 함)(440)과 결합된다. 상부 프레임(100)은 하부 프레임(440)과 결합하는 가장자리부(110) 및 가장자리부(110)에서 절곡되어 연장된 돌출부(120)를 포함한다. 상부 프레임(100)은 표시 패널(200)의 상면 가장자리를 고정하여, 표시 패널(200)이 백라이트 유닛(400)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 상부 프레임(100)으로 덮히는 표시 패널(200)의 가장자리는 비표시 영역이다. 상부 프레임(100)은 그 중앙부에 표시 패널(200)이 노출되는 개방창을 구비한다.
도시하지 않았으나, 상부 프레임(100)은 후크 결합 및/또는 나사 결합을 통하여 하부 프레임(440)과 체결될 수 있다. 뿐만 아니라, 상부 프레임(100)과 하부 프레임(440)의 결합은 다양한 형태로 변형될 수 있다.
상부 프레임(100)은 스테인레스 스틸과 같은 강성을 가지는 금속 재질 또는 알루미늄 혹은 알루미늄 합금과 같이 방열 특성이 좋은 재질로 형성될 수 있다. 상부 프레임(100)은 소정의 곡률을 갖도록 금형 프레스 공정 등으로 형성될 수 있다.
표시 패널(200)은 영상을 표시한다. 표시 패널(200)은 수광형 표시 패널로서, 액정 표시 패널(liquid crystal display panel), 전기습윤 표시 패널(electrowetting display panel), 전기영동 표시 패널(electrophoretic display panel), MEMS 표시 패널(microelectromechanical system display panel) 등을 포함할 수 있다. 본 발명의 제 1 실시예에서는 액정 표시 패널을 예로서 설명한다. 또한, 도시하지 않았으나, 표시 패널(200)은 적어도 일방향으로 휘어질 수 있는 플렉서블 패널일 수 있다.
표시 패널(200)은 서로 평행한 두 쌍의 변들을 가지는 사각형의 판상으로 마련될 수 있다. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시 패널(200)은 한 쌍의 장변과 한 쌍의 단변을 가지는 직사각형일 수 있다. 표시 패널(200)은 하부 패널(210), 하부 패널(210)에 대향되는 상부 패널(220) 및 하부 패널(210)과 상부 패널(220) 사이에 형성된 액정층(미도시)을 포함한다.
표시 패널(200)은 평면상에서 볼 때 영상이 표시되는 표시부 및 표시부를 둘러싸며 영상이 표시되지 않은 비표시부로 이루어진다. 비표시부는 상부 프레임(100)에 의해 가려진다.
하부 패널(210)은 후술할 다수의 화소 전극들 및 화소 전극들과 일대일 대응하여 전기적으로 연결된 다수의 박막 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터의 소스 전극에 데이터 라인이 연결되고, 게이트 전극에 게이트 라인이 연결되고, 드레인 전극에 화소 전극이 연결된다. 각 박막 트랜지스터는 대응하는 화소 전극 측으로 제공되는 구동 신호를 스위칭한다. 또한, 하부 패널(210)은 컬러 필터를 더 포함할 수 있다.
상부 패널(220)은 화소 전극들과 함께 액정의 배열을 제어하는 전계를 형성하는 공통전극을 포함한다.
하부 패널(210) 및 상부 패널(220) 사이에 액정층을 더 포함할 수 있으며, 화소 전극 및 공통 전극 사이에 형성된 전기장에 의하여 액정층의 액정 분자들이 재배열된다. 이와 같이, 재배열된 액정 분자들은 백라이트 유닛(400)로부터 출사된 광의 투과율을 조절하고, 이렇게 조절된 광이 컬러 필터를 통과함으로써 영상을 외부로 표시한다.
표시 패널(200)의 적어도 일변에 구동 회로 기판(미도시)이 배치될 수 있다. 구동 회로 기판은 하부 패널(210) 상에 배치된 각종 신호선에 구동 신호를 인가할 수 있다. 구동 회로 기판은 스캔 신호를 인가하는 게이트 구동 회로 기판 및 데이터 신호를 인가하는 데이터 구동 회로 기판을 포함한다.
표시 패널(200) 및 구동 회로 기판은 적어도 하나 이상의 연성 회로 기판(미도시)에 의해 전기적으로 연결된다. 연성 회로 기판의 일단은 하부 패널(210)의 일부와 중첩되어 전기적으로 연결되고, 타단은 구동 회로 기판의 일부와 중첩되어 전기적으로 연결된다. 연성 회로 기판은 예를 들어, Chip on Film(COF) 또는 Tape Carrier Package(TCP)일 수 있다. 연성 회로 기판의 개수는 표시 패널의 크기 및 구동 방식 등에 따라 다양한 값을 가질 수 있다.
연성 회로 기판 상에 구동 칩(미도시)이 실장될 수 있다. 구동 칩은 표시 패널(200)을 구동시키기 위한 각종 구동 신호를 발생시킬 수 있다. 구동 칩은 타이밍 컨트롤러 및 데이터 구동 회로가 하나의 칩으로 집적된 것으로, 드라이버 집적 회로(IC) 또는 소스 집적 회로(IC) 등으로 표현될 수도 있다.
표시 패널(200)의 일변에 부착된 복수개의 연성 회로 기판은 후술할 하부 프레임(440)의 측벽부(442)을 따라 절곡되고, 구동 회로 기판은 하부 프레임(440)의 측벽부(442) 또는 바닥부(441)의 배면 가장자리에 배치될 수 있다.
편광판(240)은 표시 패널(200)에 배치되며, 제 1 편광판(241) 및 제 2 편광판(242)을 포함한다. 하부 패널(210)과 상부 패널(220)이 서로 마주보는 면의 반대편 측에 각각 제 1 편광판(241)과 제 2 편광판(242)이 배치된다. 즉, 하부 패널(210)의 외측에 제 1 편광판(241)이 부착되고, 상부 패널(220)의 외측에 제 2 편광판(242)이 부착될 수 있다.
제 1 편광판(241)의 투과축은 제 2 편광판(242)의 투과축과 실질적으로 직교한다. 제 1 편광판(241)은 백라이트 유닛(400)에서 출력되는 광 중에서 특정 편광만 통과시키며, 나머지는 흡수 또는 차단시킬 수 있다. 제 2 편광판(242)은 외부에서 도달하는 광 중 특정 편광만 통과시키며, 나머지는 흡수 또는 차단시킬 수 있다.
중간 프레임(300)은 하부 프레임(440)과 결합하며, 표시 패널(200)을 지지한다. 중간 프레임(300)은 표시 패널(200)의 가장자리를 따라 제공되어 표시 패널(200)의 하부에서 표시 패널(200)을 지지한다. 중간 프레임(300)은 표시 패널(200)의 네 변에 대응하는 위치, 또는 네 변의 적어도 일부에 대응하는 위치에 제공될 수 있다. 예를 들어, 중간 프레임(300)은 표시 패널(200)의 네 변에 대응하는 사각의 고리 형상을 가질 수 있다.
중간 프레임(300)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 표시 패널(200)을 지지하는 지지부(310) 및 지지부(310)로부터 절곡된 측면부(320)를 포함한다. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 측면부(320)는 후술할 하부 프레임(440)의 측벽부(442)의 길이보다 더 길게 형성된다.
중간 프레임(300)은 표시 패널(200)의 파손을 방지하기 위해 플라스틱 재질과 같은 유연한 재질로 형성될 수 있다. 또한, 중간 프레임(300)은 하부 프레임(440)과의 체결력 및 강성 확보를 위해 금속 재질로 이루어질 수 있다. 중간 프레임(300)이 금속 재질로 이루어질 경우, 측면부(320)는 휘어질 수 있도록 0.1mm 내지 0.3mm의 두께를 가질 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 측면부(320)의 두께는 측면부(320)의 연성 및 강성이 모두 확보될 수 있도록 다양하게 설정될 수 있다.
백라이트 유닛(400)는 도광판(410), 반사 시트(430), 하부 프레임(440) 및 광원 유닛(450)을 포함한다.
광원 유닛(450)은 광원(451) 및 광원(451)이 배치된 회로 기판(452)을 포함한다. 광원 유닛(450)은 도광판(410)의 모서리부 또는 입광 측면에 배치될 수 있다. 즉, 광원 유닛(450)은 도광판(410)의 모서리부 또는 입광 측면으로 광을 출사할 수 있다.
광원(451)은 적어도 하나의 LED 칩(미도시)과 LED 칩을 수용하는 패키지(미도시)를 포함할 수 있다. 광원(451)은 도광판(410)이 배치된 방향으로 출사면을 구비할 수 있다. 광원(451)에서 출사되는 광은 청색광일 수 있다.
이때, 광원(451)은 표시 장치의 동작 모드에 따라서 선택적으로 구동될 수 있다. 예를 들면, 광시야각 모드의 경우 출사면의 전체 영역에 배치된 광원(451)이 모두 구동되고, 협시야각 모드의 경우 출사면의 중앙 영역에 위치한 적어도 하나의 광원(451)이 구동된다. 또한, 출사면의 중앙 영역에 배치된 광원(451)의 발광 개수를 조절하여 협시야각 모드를 세분화할 수 있다.
회로 기판(452)은 예를 들어, 인쇄 회로 기판(PCB:Printed Circuit Board) 또는 금속 인쇄 회로 기판(metal PCB)으로 구성된다.
이와 같은 광원 유닛(450)은 표시 패널(200)의 크기, 휘도, 균일성 등을 고려하여, 도광판(410)의 한 측면, 양 측면 또는 네 측면 모두에 형성될 수 있고, 도광판(410)의 모서리부 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.
도시하지 않았으나, 광원 유닛(450)과 하부 프레임(440) 사이에 방열 부재(미도시)가 배치될 수 있다. 방열 부재는 광원 유닛(450)에서 발생한 열을 외부로 방출한다. 광원 유닛(450)이 하부 프레임(440)의 일 측면에 바(bar) 또는 라인(line) 형태로 배치된 경우, 방열 부재도 바(bar) 또는 라인(line) 형태를 갖는 금속 프레임으로 배치될 수 있다. 이와 같이, 방열 부재는 광원 유닛(450)의 형태에 따라서 다양한 형태를 가질 수 있다.
도광판(410)은 광원(451)으로부터 방출된 광을 입광 측면으로 입사 받아 출광면으로 출사한다. 도광판(410)은 광원 유닛(450)으로부터 제공받은 광을 표시 패널(200)로 균일하게 공급한다. 도광판(410)은 광원 유닛(450) 근방에 배치되며, 하부 프레임(440)에 수납된다. 도광판(410)은 예를 들어, 표시 패널(200)과 같이 사각형의 판상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 도광판(410)은 베이스층(411), 광투과성 입자(412) 및 광투과층(413)을 포함한다.
도 3을 참조하면, 베이스층(411)은 광원(451)으로부터 광을 입사 받는 입광면(미도시), 입사 받은 광을 표시 패널(200)을 향해 출광하는 출광면(422), 입광면과 대향하는 대광면(미도시), 출광면(422)과 대향하는 배면(424)을 갖는다.
베이스층(411)의 입광면은 광원 유닛(250)과 인접하고, 광원(251)으로부터 발생된 광을 입사 받는다. 베이스층(411)의 출광면(422)은 표시 패널(200)과 대향하고, 베이스층(411)에서 가이드된 광을 광투과성 입자(412) 및 광투과층(413)으로 출사한다. 베이스층(411)의 대광면은 입광면과 대향하고, 도시하지 않았으나, 대광면은 광을 반사하기 위한 지그재그 패턴 또는 반사층을 더 포함할 수 있다. 지그재그 패턴 또는 반사층은 입광면으로 입사되어 베이스층(411)의 내부를 지나 대광면에 도달한 광을 상기 베이스층(411)의 내부로 다시 반사하여, 반사 효율을 향상시킬 수 있다. 이때, 반사층은 다양하게 형성될 수 있으며, 예를 들면, 대광면에 금속을 증착하여 형성할 수 있다. 금속으로는 은, 알루미늄, 크롬, 니켈 등을 사용할 수 있다. 베이스층(411)의 배면(424)은 상기 출광면(422)과 대향하고, 입광면 및 대광면 각각 연결되어 베이스층(411)의 모서리를 정의한다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 베이스층(411)은 유리로 이루어진다. 유리로 이루어진 베이스층(411)은 1.4 내지 1.6의 굴절률을 가질 수 있다.
베이스층(411)은 출광면(422)의 상부에서 바라보면, 전체적으로 직사각형의 형상을 가진다. 베이스층(411)은 점광원 광학 분포 또는 선광원 광학 분포를 갖는 입사광을 면광원 광학 분포를 갖는 출사광으로 변경시킨다.
또한, 도시하지 않았으나, 베이스층(411)은 입광면으로부터 대광면으로 갈수록 점진적으로 두꺼워지는 형상, 즉 쐐기(wedge) 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 입광면으로 입사된 광은 쐐기 형상으로 기울어진 베이스층(411)의 출광면(422) 및 배면(424)에서 전반사되어 대광면으로 진행된다. 진행된 광은 대광면의 지그재그 패턴 또는 반사층을 통해 반사되어 입광면 측으로 재진행한다. 입광면 측으로 재진행하는 광은 쐐기 형상인 베이스층(411)의 기울기 각도만큼 전반사 각도가 줄어들게 되고, 이에 따라 전반사 임계각을 벗어나는 경우 베이스층(411)의 출광면(422)으로 출사된다.
광투과성 입자(412)는 베이스층(411)의 출광면(422)과 접촉하여 도포된다. 광투과성 입자(412)는 비드(Bead) 형상을 갖는다. 이때, 광투과성 입자(412)의 굴절률은 베이스층(411)의 굴절률보다 크다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 광투과성 입자(412)의 굴절률은 베이스층(411)의 굴절률과 같을 수도 있다. 예를 들어, 광투과성 입자(412)는 1.4 내지 2.0의 굴절률을 가질 수 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 도광판(410)은 굴절률이 다른 베이스층(411) 및 광투과성 입자(412)를 포함함으로써, 도광판(410)으로 입사된 광의 확산성을 향상시킬 수 있다. 즉, 베이스층(411)으로부터 광투과성 입자(412)로 입사되는 광을 분산시켜서 광이 부분적으로 밀집되는 것을 방지할 수 있다.
광투과성 입자(412)는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리스틸렌(PS) 및 나일론(Nylon) 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함하여 이루어질 수 있다.
광투과층(413)은 광투과성 입자(412)가 도포된 베이스층(411) 상에 배치된다. 이때, 광투과층(413)의 굴절률은 베이스층(411) 및 광투과성 입자(412)보다 작다. 예를 들어, 광투과층(413)은 1.1 내지 1.3의 굴절률을 가질 수 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 도광판(410)은 굴절률이 다른 광투과성 입자(412) 및 광투과층(413)을 포함함으로써, 도광판(410)으로 입사된 광의 직진성을 향상시킬 수 있다. 즉, 광투과성 입자(412)로부터 광투과층(413)으로 입사되는 광이 표시 패널(200)에 수직한 방향으로 진행하도록 한다. 또한, 광투과층(413)은 비드 형상의 광투과성 입자(412) 상에 위치하여, 도광판(410)의 상면을 평탄화하는 역할을 한다.
이때, 광투과성 입자(412)의 직경 및 광투과층(413)의 두께는 표시 패널(200)의 크기, 휘도, 균일성 등을 고려하여 적절하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 광투과성 입자(412)는 10um 내지 20um의 직경을 가질 수 있으며, 광투과층(413)은 광투과성 입자(412)가 외부로 노출되지 않는 두께, 즉 광투과성 입자(412)의 직경보다 큰 두께로 형성될 수 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 도광판(410)은 굴절률이 다른 베이스층(411), 광투과성 입자(412) 및 광투과층(413)을 포함함으로써, 도광판(410)으로 입사된 광의 확산성 및 직진성을 향상시킬 수 있다. 즉, 도광판(410)으로 입사된 광이 표시 패널(200)로 균일하게 조사될 수 있으며, 표시 패널(200)로 직진하는 광량을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 별도의 확산 시트, 프리즘 시트와 같은 광학 시트를 포함하지 않고, 도광판(410)에서 출광되는 광의 균일성 및 휘도를 향상시킬 수 있다.
또한, 비드 형상의 광투과성 입자(412)를 베이스층(411)에 도포하고, 광투과성 입자(412)가 배치된 베이스층(411) 상에 광투과층(413)을 형성함으로써, 도광판(410)에서 출광되는 광의 균일성 및 휘도를 향상시키기 위하여 도광판(410)의 상면 또는 하면에 별도의 패턴을 형성하지 않을 수 있다. 따라서, 도광판(410)의 제조 공정을 단순화하여 표시 장치의 제조 비용을 감소시킬 수 있으며, 박형의 표시 장치를 제공할 수 있다.
도시하지 않았으나, 도광판(410)과 광원 유닛(450) 사이에는 파장 변환부(미도시)가 배치될 수 있다. 파장 변환부는 광의 파장을 변환시키는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 파장 변환부는 청색 LED 광원에서 나오는 청색광의 파장을 백색광으로 변환시킬 수 있다.
반사 시트(430)는 도광판(410)과 하부 프레임(440) 사이에 배치되어, 도광판(410)의 하부로 방출되는 빛을 표시 패널(200)로 향하도록 반사시켜 빛의 효율을 향상시킨다.
반사 시트(430)는, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: PolyEthylene Terephthalate)로 이루어져 반사성을 가질 수 있으며, 그 한쪽 표면은 예를 들어, 티타늄 디옥사이드를 함유하는 확산층으로 코팅될 수 있다.
한편, 반사 시트(430)는 예를 들어 은(Ag)과 같은 금속을 포함하는 재질로 형성될 수 있다.
하부 프레임(440)은 반사 시트(430) 및 도광판(410)을 수납한다. 하부 프레임(440)은 바닥부(441) 및 바닥부(441)에서 절곡된 측벽부(442)를 포함한다. 하부 프레임(440)의 바닥부(441)는 도광판(410)과 평행하다. 하부 프레임(440)은 예를 들어 스테인레스 스틸과 같은 강성을 가지는 금속 재질 또는 알루미늄 혹은 알루미늄 합금과 같이 방열 특성이 좋은 재질로 이루어질 수 있다. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 하부 프레임(440)은 표시 장치의 골격을 유지하며, 내부에 수납되는 각종 구성 요소를 보호하게 된다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시 장치는 중간 프레임(300)과 표시 패널(200)의 접착력을 향상시키기 위하여, 중간 프레임(300)과 표시 패널(200) 사이에 위치하는 접착 부재(500)를 더 포함한다.
접착 부재는 중간 프레임(300)의 지지부(310) 상면에 배치되고, 표시 패널(200)을 중간 프레임(300) 상에 고정시킨다. 즉, 접착 부재(500)의 일면은 중간 프레임(300)에 부착되고, 접착 부재(500)의 타면은 표시 패널(200)에 부착된다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 접착 부재(500)는 양면 테이프일 수 있다. 이때, 양면 테이프의 적어도 하나의 면은 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 불소 수지 및 테프론 수지로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 도시하지 않았으나, 중간 프레임(300)과 하부 프레임(440)의 체결력 확보를 위해 측면부(320)와 측벽부(442) 사이에 별도의 접착 부재를 더 포함할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 제 2 실시예를 설명한다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 도광판을 나타낸 단면도이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 도광판(410')은 베이스층(411), 광투과성 입자(412), 광투과층(413) 및 접착층(415)을 포함한다.
접착층(415)의 종류에 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 예를 들어, 접착층(415)은 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 불소 수지 및 테프론 수지로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 접착층(415)은 액상의 접착제를 경화시킴으로써 만들어질 수 있다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 도광판(410')은 베이스층(411) 상에 위치하는 접착층(415)을 더 포함함으로써, 비드 형상의 광투과성 입자(412)를 베이스층(411) 상에 고정시킬 수 있다.
이때, 접착층(415)은 베이스층(411) 또는 광투과성 입자(412)와 동일한 굴절률을 가질 수 있다. 즉, 도광판(410')으로 입사된 광은 베이스층(411)과 접착층(415) 사이의 경계에서 굴절되지 않거나, 접착층(415)과 광투과성 입자(412) 사이의 경계에서 굴절되지 않는다. 따라서, 접착층(415)은 도광판(410')을 통과하는 광의 경로에는 크게 영향을 미치지 않고, 광투과성 입자(412)를 베이스층(411) 상에 고정시킬 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 제 3 실시예를 설명한다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 도광판을 나타낸 단면도이다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 도광판(410'')은 베이스층(411), 광투과성 입자(412) 및 광투과층(413)을 포함하며, 도광판(410'')의 상면에 요철 패턴을 갖는다.
광투과층(413)은 감광성 유기 물질로 이루어진다. 광투과성 입자(412)가 도포된 베이스층(411) 상에 감광성 유기 물질을 도포하고 이를 패터닝하여, 상면에 요철 패턴을 갖는 도광판(410'')을 형성한다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 도광판(410'')은 광투과층(413)의 표면에 요철 패턴을 포함함으로써, 광원 유닛(450)으로부터 제공받은 광을 광원 유닛(450)과의 거리에 관계 없이 표시 패널(200)로 균일하게 공급할 수 있다. 광원 유닛(450)이 도광판(410'')의 왼쪽 측면에 배치되는 경우, 요철 패턴은 광원 유닛(450)과 멀어지는 방향인 제 2 방향(D2)으로 갈수록 철부의 길이가 길어질 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 광원 유닛(450)과의 거리가 상대적으로 가까운 영역에서 요철 패턴의 하나의 철부의 길이를 제 1 길이(L1)라고 정의하고, 광원 유닛(450)과의 거리가 상대적으로 먼 영역에서 요철 패턴의 하나의 철부의 길이를 제 2 길이(L2)라고 정의할 때, 제 1 길이(L1)는 제 2 길이(L2)보다 작다. 따라서, 광원 유닛(450)으로부터 멀어지는 방향인 제 2 방향(D2)으로 갈수록 광투과성 입자(412)의 밀도가 높아지고, 이에 따라 광원 유닛(450)으로부터 제공받은 광을 광원 유닛(450)과의 거리에 관계 없이 표시 패널(200)로 균일하게 공급할 수 있다.
이때. 본 발명의 제 3 실시예에 따른 도광판(410'')은 요철 패턴에 의해 V자 형상의 홈(417)을 갖는 것으로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 사다리꼴 형상의 홈을 가질 수도 있다. 또한, 베이스층(411)이 외부로 노출되지 않도록 미세한 크기의 홈을 가질 수도 있다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 도광판(410'')은 광투과층(413)의 표면에 요철 패턴을 가짐으로써, 광원 유닛(450)으로부터 제공받은 광을 표시 패널(200)로 균일하게 공급할 수 있다.
이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 제 4 실시예를 설명한다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 표시 패널의 하나의 화소를 나타낸 평면도이고, 도 7은 도 6의 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 자른 단면도이다. 본 발명의 제 4 실시예에 따른 표시 장치의 하부 패널은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도광판을 포함한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 표시 장치는 하부 패널(210'), 상부 패널(220') 및 하부 패널(210')과 상부 패널(220') 사이에 개재된 액정층(230)을 포함한다.
하부 패널(210')은 도광판(410), 게이트 배선(GL, GE), 제 1 절연막(212), 반도체층(213), 데이터 배선(DL, SE, DE), 제 2 절연막(214), 컬러 필터(CF), 유기막(215), 화소 전극(PE) 및 컬럼 스페이서(CS)를 포함한다. 이때, 도광판(410)은 하부 패널(210')의 베이스 기판으로 사용되며, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 도광판(410)은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도광판(410)과 동일한 구조를 갖는다.
베이스 기판으로 사용되는 도광판(410) 상에 게이트 라인(GL) 및 게이트 라인(GL)으로부터 분기된 게이트 전극(GE)을 포함하는 게이트 배선(GL, GE)이 배치된다.
게이트 배선(GL, GE)은 알루미늄(Al)과 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속, 은(Ag)과 은 합금 등 은 계열의 금속, 구리(Cu)와 구리 합금 등 구리 계열의 금속, 몰리브덴(Mo)과 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열의 금속, 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 등으로 이루어질 수 있다.
또한, 게이트 배선(GL, GE)은 물리적 성질이 다른 두 개 이상의 도전막(미도시)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 다중막 구조 중 한 도전막은 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(low resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 이루어질 수 있으며, 다른 한 도전막은 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 접촉 특성이 우수한 물질, 예를 들면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 등으로 이루어질 수 있다.
이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 상부막, 알루미늄 하부막과 몰리브덴 상부막 및 티타늄 하부막과 구리 상부막 등을 들 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 게이트 배선(GL, GE)은 다양한 여러 가지 금속과 도전체로 만들어질 수 있다. 게이트 배선(GL, GE)은 동일한 공정으로 동시에 만들어질 수 있다.
게이트 배선(GL, GE)이 배치된 베이스층(411) 상에 제 1 절연막(212)이 배치된다. 제 1 절연막(212)은 게이트 절연막이라고도 한다. 제 1 절연막(212)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)을 포함할 수 있다. 또한, 제 1 절연막(212)은 산화 알루미늄, 산화 티타늄, 산화 탄탈륨 또는 산화 지르코늄을 더 포함할 수 있다.
제 1 절연막(212) 상에 반도체층(213)이 배치된다. 반도체층(213)은 비정질 실리콘(amorphous Silicon)으로 이루어지거나, 또는, 갈륨(Ga), 인듐(In), 주석(Sn), 아연(Zn) 중 적어도 하나 이상의 원소를 포함하는 산화물 반도체(oxide semiconductor)로 이루어 질 수 있다.
예를 들면, 산화물 반도체는 산화 아연(ZnO), 아연-주석 산화물(ZTO), 아연-인듐 산화물(ZIO), 인듐 산화물(InO), 티타늄 산화물(TiO), 인듐-갈륨-아연 산화물(IGZO), 인듐-아연-주석 산화물(IZTO)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 반도체층(213) 상에 오믹 콘택층이 배치될 수 있다.
본 발명의 제 4 실시예에 따른 반도체층(213)은 게이트 전극(GE)과 실질적으로 중첩되는 것으로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 반도체층(213)은 후술할 데이터 배선과 실질적으로 중첩되게 배치될 수 있다.
반도체층(213)이 배치된 베이스층(411) 상에 데이터 라인(DL), 데이터 라인(DL)으로부터 분기된 소스 전극(SE) 및 소스 전극(SE)과 이격되어 배치된 드레인 전극(DE)과 같은 데이터 배선(DL, SE, DE)이 배치된다.
데이터 배선(DL, SE, DE)은 전술된 게이트 배선(GL, GE)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 데이터 배선(DL, SE, DE)은 동일한 공정으로 동시에 만들어질 수 있다.
데이터 배선(DL, SE, DE)이 배치된 베이스층(411) 상에 제 2 절연막(214)이 배치된다. 제 2 절연막(214)은 층간 절연막이라고도 한다. 제 2 절연막(214)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)을 포함할 수 있다. 또한, 제 2 절연막(214)은 산화 알루미늄, 산화 티타늄, 산화 탄탈륨 또는 산화 지르코늄을 더 포함할 수 있다.
제 2 절연막(214) 상에 컬러 필터(CF)가 배치된다. 컬러 필터(CF)는 적색, 녹색, 청색, 원청색(cyan), 원적색(magenta), 원황색(yellow), 및 백색(white) 컬러 필터 중 어느 하나일 수 있다. 적색, 녹색 및 청색, 또는 원청색(cyan), 원적색(magenta) 및 원황색(yellow)과 같은 3개의 기본색이 색을 형성하기 위한 기본 화소군으로 구성될 수 있다.
컬러 필터(CF)가 배치된 베이스층(411) 상에 유기막(215)이 배치될 수 있다. 유기막(215)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 감광성(photosensitivity)의 유기물 또는 실리콘계 저유전율 절연 물질 등을 포함하는 단일막 또는 다중막 구조를 가질 수 있다. 유기막(215)은 1.0㎛ 내지 3.5㎛의 두께를 가질 수 있다.
제 2 절연막(214), 컬러 필터(CF), 및 유기막(215)에 형성된 제 1 컨택홀(271)을 통하여 드레인 전극(DE)과 연결된 화소 전극(PE)이 배치된다.
화소 전극(PE)은 통판 전극 또는 줄기부 및 줄기부로터 경사지게 연장된 가지부들을 포함하는 형태를 가질 수 있다. 화소 전극(PE)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide), AZO(aluminum zinc oxide) 등의 투명 도전성 물질로 만들어 질 수 있다.
화소 전극(PE)이 배치된 베이스층(411) 상에 컬럼 스페이서(CS)가 배치된다. 컬럼 스페이서(CS)는 유기막(215)의 표면으로부터 돌출된 높이에 따라 메인 컬럼 스페이서 또는 서브 컬럼 스페이서 등으로 구분될 수 있다. 메인 컬럼 스페이서는 하부 패널(210')과 상부 패널(220')을 실질적으로 지지하여 이격 공간을 확보하고, 서브 컬럼 스페이서는 외부로부터 압력이 가해지는 경우 메인 컬럼 스페이서에 가해지는 압력을 분산시켜 완충성을 제공할 수 있다.
컬럼 스페이서(CS)는 원통 또는 원뿔대 형태를 가질 수 있다. 컬럼 스페이서(CS)는 아크릴 등과 같은 광 투과성 및 탄성을 갖는 재질을 포함할 수 있다.
유기막(215), 화소 전극(PE) 및 컬럼 스페이서(CS) 상에 하부 배향막(미도시)이 배치될 수 있다. 하부 배향막은 수직 배향막 또는 광중합 물질을 포함하는 광배향막일 수 있다.
상부 패널(220')은 베이스 기판(221), 블랙 매트릭스(222), 덮개막(223), 및 공통 전극(224) 등을 포함한다.
베이스 기판(221)은 플라스틱 기판과 같이 광 투과 특성 및 플렉시블 특성을 갖는 절연 기판일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 베이스 기판(221)은 유리 기판과 같은 하드 기판으로 만들어질 수도 있다.
베이스 기판(221) 상에 블랙 매트릭스(222)가 배치된다. 블랙 매트릭스(222)는 표시 영역에 배치되어 화소 영역을 정의하고, 비표시 영역에 배치되어 표시 영역과 비표시 영역을 정의할 수 있다.
블랙 매트릭스(222)는 크롬 산화물(CrOx)과 같은 금속 또는 불투명 유기막 재료, 감광성 조성물 등으로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 감광성 조성물은 바인더 수지, 중합성 모노머, 중합성 올리고머, 안료, 분산제, 광 개시제를 포함할 수 있다. 안료로 검은색 안료 또는 블랙 수지(black resin) 등이 사용될 수 있다.
블랙 매트릭스(222) 상에 덮개막(223)이 배치된다. 덮개막(223)은 블랙 매트릭스(222) 등의 하부층 굴곡 표면을 평탄화하거나 하부층으로부터 불순물의 용출을 방지한다.
덮개막(223) 상에 공통 전극(224)이 배치될 수 있다. 공통 전극(224)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명 도전체로 이루어진 통판 전극일 수 있다. 다른 실시예에서, 공통 전극(224)은 복수의 도메인들을 정의하기 위한 요철 형상 및 적어도 하나 이상의 슬릿들을 가질 수 있다.
공통 전극(224) 상에 상부 배향막(미도시)이 배치될 수 있다. 상부 배향막(미도시)은 수직 배향막 또는 광중합 물질을 포함하는 광배향막일 수 있다.
본 발명의 제 4 실시예에 따른 표시 장치의 하부 패널(210')은 도광판(410)을 포함한다. 즉, 도광판(410)을 하부 패널(210')의 베이스 기판으로 사용함으로써, 경량 및 박형의 표시 장치를 제공할 수 있으며, 표시 장치의 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 상부 프레임 200: 표시 패널
300: 중간 프레임 400: 백라이트 유닛
410: 도광판 411: 베이스층
412: 광투과성 입자 413: 광투과층
440: 하부 프레임 500: 접착 부재

Claims (15)

  1. 광원; 및
    상기 광원으로부터 광을 입사 받아 출광면으로 출사하는 도광판;을 포함하며,
    상기 도광판은,
    베이스층;
    상기 베이스층 상에 위치하며, 상기 베이스층과 접촉하는 광투과성 입자; 및
    상기 베이스층 및 광투과성 입자 상에 배치되고, 상기 출광면을 정의하는 광투과층;을 포함하고,
    상기 광투과성 입자는 상기 베이스층 및 상기 광투과층과 계면을 형성하고,
    상기 광투과층은 상기 광투과성 입자 및 상기 베이스층보다 낮은 굴절률을 갖는 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광투과성 입자는 1.4 내지 2.0의 굴절률을 가지며, 상기 광투과층은 1.1 내지 1.3의 굴절률을 갖는 백라이트 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광투과성 입자는 비드(Bead) 형상을 갖는 백라이트 유닛.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 광투과성 입자는 10um 내지 20um의 직경을 갖는 백라이트 유닛.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스층은 유리로 이루어진 백라이트 유닛.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스층 상에 배치된 접착층을 더 포함하는 백라이트 유닛.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광투과층은 표면에 요철 패턴을 갖는 백라이트 유닛.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 광투과층은 감광성 유기 물질로 이루어진 백라이트 유닛.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판의 출광면과 대향하는 배면에 배치된 반사 부재를 더 포함하는 백라이트 유닛.
  10. 광원;
    상기 광원으로부터 광을 입사 받아 출광면으로 출사하는 도광판; 및
    상기 도광판의 출광면 상에 배치된 표시 패널;을 포함하며,
    상기 도광판은,
    베이스층;
    상기 베이스층 상에 위치하며, 상기 베이스층과 접촉하는 광투과성 입자; 및
    상기 베이스층 및 광투과성 입자 상에 배치되고, 상기 출광면을 정의하는 광투과층;을 포함하고,
    상기 광투과성 입자는 상기 베이스층 및 상기 광투과층과 계면을 형성하고,
    상기 광투과층은 상기 광투과성 입자 및 상기 베이스층보다 낮은 굴절률을 갖는 표시 장치.
  11. 광원;
    상기 광원으로부터 광을 입사 받아 출광면으로 출사하는 도광판;
    상기 도광판의 출광면 상에 배치된 게이트 라인 및 데이터 라인;
    상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인과 연결된 박막 트랜지스터; 및
    상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극;을 포함하며,
    상기 도광판은,
    베이스층;
    상기 베이스층 상에 위치하며, 상기 베이스층과 접촉하는 광투과성 입자; 및
    상기 베이스층 및 광투과성 입자 상에 배치되고, 상기 출광면을 정의하는 광투과층;을 포함하고,
    상기 광투과성 입자가 상기 베이스층 및 상기 광투과층과 계면을 형성하고,
    상기 광투과층은 상기 광투과성 입자 및 상기 베이스층보다 낮은 굴절률을 갖는 표시 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 광투과성 입자는 1.4 내지 2.0의 굴절률을 가지며, 상기 광투과층은 1.1 내지 1.3의 굴절률을 갖는 표시 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 광투과성 입자는 비드(Bead) 형상을 갖는 표시 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 광투과성 입자는 10um 내지 20um의 직경을 갖는 표시 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 베이스층은 유리로 이루어진 표시 장치.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102400334B1 (ko) * 2017-05-26 2022-05-19 엘지디스플레이 주식회사 시야각 조절 필름 및 그를 포함한 백라이트 유닛과 표시 장치
KR102568654B1 (ko) 2018-04-10 2023-08-23 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 유닛, 백라이트 유닛을 포함하는 표시 장치 및 표시 장치를 제조하는 방법
CN109298566A (zh) * 2018-10-10 2019-02-01 惠科股份有限公司 一种显示面板及显示装置
CN110703502A (zh) * 2019-11-19 2020-01-17 京东方科技集团股份有限公司 一种显示面板及其制备方法、显示装置
KR20210087251A (ko) * 2020-01-02 2021-07-12 삼성전자주식회사 디스플레이 장치
CN116113794A (zh) * 2020-09-21 2023-05-12 香港科技大学 高对比度铁电液晶单元
TWI773182B (zh) * 2021-03-11 2022-08-01 瑞儀光電股份有限公司 背光模組及顯示裝置
RS20220432A1 (sr) 2022-05-10 2023-11-30 Mandic Zeljko Svetlosno emitujući polimerni film i postupak njegovog formiranja

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060146573A1 (en) * 2002-12-18 2006-07-06 Kenichi Iwauchi Light guide plate, lighting illuminating device using same, area light source and display
US20070279551A1 (en) * 2006-05-30 2007-12-06 Hitachi Maxell, Ltd. Backlight unit and liquid crystal display apparatus
US20140307465A1 (en) * 2011-12-08 2014-10-16 Lg Innotek Co., Ltd. Display device

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW594119B (en) * 2001-12-21 2004-06-21 Au Optronics Corp Backlight module for thin film transistor liquid crystal display
JP2003322849A (ja) 2002-04-30 2003-11-14 Casio Comput Co Ltd 表示装置およびその製造方法
US8033706B1 (en) * 2004-09-09 2011-10-11 Fusion Optix, Inc. Lightguide comprising a low refractive index region
US20090185383A1 (en) * 2004-09-29 2009-07-23 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Light emitting plate system with improved transparency
JP4932421B2 (ja) 2006-10-13 2012-05-16 株式会社 日立ディスプレイズ 液晶表示装置とその製造方法
US20080151375A1 (en) * 2006-12-26 2008-06-26 Ching-Bin Lin Light guide means as dually effected by light concentrating and light diffusing
CN101295045A (zh) * 2007-04-27 2008-10-29 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 背光模组及其光学板
KR20110087740A (ko) * 2010-01-27 2011-08-03 (주)실리캠 백라이트용 유닛 및 유닛 제조방법
US8500318B2 (en) * 2010-07-30 2013-08-06 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Light guide plate and manufacturing method thereof
KR101816314B1 (ko) 2011-10-31 2018-01-08 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치
KR102232783B1 (ko) 2014-10-16 2021-03-29 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060146573A1 (en) * 2002-12-18 2006-07-06 Kenichi Iwauchi Light guide plate, lighting illuminating device using same, area light source and display
US20070279551A1 (en) * 2006-05-30 2007-12-06 Hitachi Maxell, Ltd. Backlight unit and liquid crystal display apparatus
US20140307465A1 (en) * 2011-12-08 2014-10-16 Lg Innotek Co., Ltd. Display device

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