KR20020020127A - 광 반사 확산판과 그를 이용한 액정표시모듈 - Google Patents

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KR20020020127A
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Abstract

본 발명은 투과 광이 평면 상에서 균일하게 됨과 아울러 광 손실을 방지하기에 적합한 광 반사 확산판을 제공함에 있다.
광 반사 확산판은 투과될 광이 표면과 수직하게 그리고 균일한 분포도로 투과시키는 확산성 투과 물질 시트; 및 확산성 투과 물질 시트의 입사면에 마련되어 광을 반사시키는 그래데이션 반사 부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하여, 광 반사 확산판은 투과되지 않은 광이 반사되어 재활용되게 함으로써 광의 손실을 방지할 수 있다.

Description

광 반사 확산판과 그를 이용한 액정표시모듈{Optical Reflective Diffusing Plate and Liquid Crystal Display Module Using the Same}
본 발명은 투과 광이 2차원 평면에서 균일하게끔 하는 확산판에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 액정 패널의 하부에 백 라이트 유니트(Back Light Unit)가 위치하는 액정표시장치에 관한 것이다.
통상의 액정표시장치는 액정 패널의 하부에 배치되어 액정 패널에 광을 공급하는 백 라이트 유니트를 구비한다. 액정 패널은 투명도전막으로 된 전극과 배향막 등이 적층되어진 2매의 유리 기판으로 구성된다. 이들 2매의 유리 기판은 면이 대향되게끔 소정 간격을 두고 이격되게 중합되게 된다. 이들 2매의 유리 기판들은 자신들의 테두리에 위치하는 봉입(Sealing) 부재에 의해 결합되게 된다. 2매의 유리 기판의 사이에는 액정이 주입되게 된다. 이렇게 결합된 양 유리 기판의 외측 면에는 편광판이 설치·접합되게 된다.
백 라이트 유니트는 여러 종류의 있으나, 일 예를 들면, 광원으로부터 발생되어진 광을 광원으로부터 떨어진 방향으로 인도하여 액정 패널 전체에 균일하게 조사하기 위하여 투명한 합성수지 판으로 된 도광체와, 이 도광체의 일측면 근방에 배치되어 광원으로 사용되는 냉 음극 형광램프와, 도광체 상에 배치되어 도광체로부터의 광을 확산하는 확산판과, 도광판의 하부에 배치되어 도광체로부터의 광을 액정 패널 방향으로 반사시키는 반사판으로 구성되어 있다.
또한, 액정 패널의 하부에 확산판을 사이에 두고 직접 배열·설치되어진 다수의 냉 음극 형광램프들과, 이들 냉 음극 형광램프들의 하부에 위치하여 냉 음극 형광램프들로부터의 광을 액정 패널 방향으로 반사시키는 반사판으로 구성되어진직하형 백 라이트 유니트도 있다.
이들 외에도, 액정표시장치의 구성부품으로는 액정 패널의 표면에 위치할 판광판과, 액정 패널의 가장자리에 탑재되는 구동용 IC 칩들과, 이들 구동용 IC 칩들 및 액정 패널에 필요한 신호들을 공급하기 위한 인쇄회로기판과, 액정 패널과 인쇄회로기판을 전기적으로 접속시키기 위한 다수의 TCP (Tape Carrier Package)가 있다. 이러한 각 부재들은 모듈 성형 품인 탑 케이스 및 프레임에 의하여 보호된다. 프레임은 액정 모듈의 구성품들을 지지하게 되고, 탑 케이스는 액정 모듈의 측면들 및 표면의 가장자리를 감싸게 된다. 이를 위하여, 탑 케이스에는 액정 표시 창이 마련되게 된다.
실제로, 통상의 액정 표시 모듈은 도1에 도시된 바와 같이 플라스틱 프레임(10) 상에 순차적으로 적층되는 반사판(12), 확산판(14), 액정 패널(16) 및 편광판(18)을 구비한다. 반사판(12)과 확산판(14) 사이에는 다수의 냉 음극 형광램프(20)가 배열되게 된다. 이렇게 플라스틱 프레임(10) 상에 적층되어진 반사판(12), 다수의 냉 음극 형광램프들(20), 확산판(14), 액정 패널(16) 및 편광판(18)은 금속재질의 탑 케이스(22)에 의해 보호되게 된다. 탑 케이스(22)는 플라스틱 프레임(10), 반사판(12), 냉 음극 형광램프(20), 확산판(14) 및 액정 패널(16)의 측면들과 그리고 편광판(18)의 측면들 및 표면의 가장자리를 감싸게 된다.
플라스틱 프레임(10)과 액정 패널(16) 사이에 배열되어진 반사판(12), 다수의 냉 음극 형광램프(20) 및 확산판(14)은 직하형 백 라이트 유니트를 구성한다.냉 음극 형광램프들(20)에서 발생되어진 광은 직접 또는 반사판(12)에 의해 반사되어 확산판(14)을 투과하게 된다. 확산판(14)을 투과하는 광은 확산판(14)에 의해 확산되어 액정 패널(16)의 전면에 균일하게 조사되게 된다. 이러한 직하형 백 라이트 유니트는 액정 표시 모듈의 박형화를 위하여 냉 음극 형광램프(20)들을 확산판(14)에 가깝게 배치되게 한다. 이 경우에 냉 음극 형광램프들(20)의 형상이 사용자의 눈에 보이게 됨은 물론 이거니와 휘도가 균일하지 않게 된다.
이렇게 냉 음극 형광램프들(20)과 확산판(14)과의 근접으로 인한 램프 형상의 투시 현상과 휘도의 불균일을 방지하기 위하여 도2에 도시된 바와 같은 확산판(14)이 사용되고 있다. 도2에 도시된 확산판(14)은 그래데이션 도트들 (Gradation Dots)이 표면에 인쇄되어진 광 확산 물질 시트(24)를 구비한다. 그래데이션 도트들(26)은 램프들의 중심선들 부근에서는 조밀하게 분포되는 반면에 램프로부터 멀어질수록 점진적으로 적게 분포되게 된다. 그래데이션 도트들(26)은 반사성이 거의 없는 잉크를 실크 인쇄함에 의해 마련되게 된다. 이러한 그래데이션 도트들(26)은 냉 음극 형광램프(20) 또는 반사판(12)으로부터 확산성 물질 시트(24) 쪽으로 진행하는 광을 흡수하여 확산성 물질 시트(24)를 투과하는 광량을 감소시킨다. 이를 상세히 하면, 그래데이션 도트들(26)은 냉 음극 형광램프들(20)이 위치한 영역에서는 광을 많이 그리고 냉 음극 형광램프들(20)로부터 멀어질수록 적게 광을 흡수하여 확산성 물질 시트(24)를 통과하는 광이 확산성 물질 시트(24)의 전면에서 균일하게 한다. 이 결과, 광 흡수성의 그래데이션 도트들을 포함하는 확산판(14)은 도3에서와 같이 냉 음극 형광램프(20)들의 중심선에서는 높고 냉 음극 형광램프(20)에서 먼 위치에서는 낮은 레벨을 가지는 노멀 휘도 특성 그래프(11)중에서 가장 낮은 레벨(13)을 일정하게 유지하는 휘도 특성 그래프(13)를 가지게 되어 냉 음극 형광램프(20)의 형상이 나타나지 않게 한다. 여기서, (11)의 그래프는 광 흡수성의 그래데이션 도트들(26)이 인쇄되지 않은 확산성 물질 시트(24)의 휘도 특성을 나타낸다.
그러나, 광 흡수성의 그래데이션 도트들(26)이 인쇄되어진 확산판(14)을 가지는 백 라이트 유니트는 냉 음극 형광램프(20)에서 발생되어진 광의 일부를 흡수·차단하기 때문에 흡수·차단된 광만큼의 광 손실함은 물론 액정 표시 모듈의 휘도를 떨어뜨리게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 투과 광이 평면 상에서 균일하게 됨과 아울러 광 손실을 방지하기에 적합한 광 반사 확산판을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 휘도의 저하 없이 박형화 될 수 있는 액정 표시 모듈을 제공함에 있다.
도 1 은 액정 표시 모듈을 도시하는 분해 사시도.
도 2 는 도1에 도시된 확산판을 상세하게 도시하는 도면.
도 3 은 도1에 도시된 백 라이트 유니트의 휘도 특성을 나타내는 도면.
도 4 은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시모듈을 도시하는 분해 사시도.
도 5 는 도4에 도시된 광 반사 확산판의 실시 예를 구체적으로 도시하는 도면.
도 6 은 도5에 도시된 광 반사 확산판의 반사 및 투과 특성을 나타내는 도면.
도 7 는 도4에 도시된 광 반사 확산판의 다른 실시 예를 구체적으로 도시하는 도면.
도 8 은 도4에 도시된 백 라이트 유니트의 휘도 특성을 나타내는 도면.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 광 반사 확산판은 투과될 광이 표면과 수직하게 그리고 균일한 분포도로 투과시키는 확산성 투과 물질 시트; 및 확산성 투과 물질 시트의 입사면에 마련되어 광을 반사시키는 그래데이션 반사 부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 모듈은 액정 패널; 액정 패널에 광을 조사하기 위해 그 하부에 배열되어진 적어도 2 이상의 광원과; 2 이상의 광원의 하부에 위치하여 광원들로부터의 광을 액정 패널 쪽으로 반사시키는 반사판과; 및 2 이상의 광원들과 액정 패널 사이에 배치되어, 광원들로부터의 광과 반사판에 의해 반사된 광이 광원들이 위치한 영역으로부터 광원들로부터 멀어질수록 점진적으로 반사되게 함과 아울러 투과되는 광이 상기 액정 패널에 수직하게 조사되게 하는 광 반사 확산판을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도4 내지 도8을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도4는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시모듈을 도시한다. 도4에 도시된 액정표시모듈은 플라스틱 프레임(30) 상에 순차적으로 적층되는 반사판(32), 광 반사 확산판(34), 액정 패널(36) 및 편광판(38)을 구비한다. 반사판(32)과 광 반사 확산판(34) 사이에는 다수의 냉 음극 형광램프(40)이 배열되게 된다. 이렇게 플라스틱 프레임(30) 상에 적층되어진 반사판(32), 다수의 냉 음극 형광램프들(40), 광 반사 확산판(34), 액정 패널(36) 및 편광판(38)은 금속재질의 탑 케이스(42)에 의해 보호되게 된다. 탑 케이스(42)는 플라스틱 프레임(30), 반사판(32), 냉 음극 형광램프(40), 광 반사 확산판(34) 및 액정 패널(36)의 측면들과 그리고편광판(38)의 측면들 및 표면의 가장자리를 감싸게 된다.
플라스틱 프레임(30)과 액정 패널(36) 사이에 배열되어진 반사판(32), 다수의 냉 음극 형광램프(40) 및 광 반사 확산판(34)은 직하형 백 라이트 유니트를 구성한다. 냉 음극 형광램프들(20)에서 발생되어진 광은 직접 또는 반사판(12)에 의해 반사되어 광 반사 확산판(34)을 투과하게 된다. 광 반사 확산판(34)을 투과하는 광은 광 반사 확산판(34)에 의해 확산되어 액정 패널(36)의 전면에 균일하게 조사되게 된다.
이러한 직하형 백 라이트 유니트 및 액정 표시 모듈의 박형화를 가능하게 함과 아울러 휘도의 저하 없이 휘도를 균일하게 유지하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 광 반사 확산판(34)이 도5에 도시된 바와 같이 제작되게 된다. 도5를 참조하면, 광 반사 확산판(34)은 광 반사성 그래데이션 도트들 (Gradation Dots)(46)이 표면에 인쇄되어진 광 확산 물질 시트(44)를 구비한다. 광 반사성 그래데이션 도트들(46)은 램프들의 중심선들 부근에서는 조밀하게 분포되는 반면에 램프로부터 멀어질수록 점진적으로 적게 분포되게 된다. 광 반사성의 그래데이션 도트들(46)은 반사성 잉크를 실크 인쇄함에 의해 마련되게 된다. 다른 방법으로, 광 반사성의 그래데이션 도트들(46)은 금속물질들(예를 들면, 알루미늄(Al) 및 은(Ag) 등) 및 반사성 PET 등 중에서 어느 하나를 확산성 물질 시트 상에 증착(상세하게는 스퍼터링) 또는 코팅함에 의하여 마련될 수 있다. 이러한 광 반사성 그래데이션 도트들(46)은 냉 음극 형광램프(40) 또는 반사판(32)으로부터 확산성 물질 시트(44) 쪽으로 진행하는 광을 반사함으로써 반사판(32)에 의해 냉 음극 형광램프(40)가 위치한 영역의 광의 일부가 냉 음극 형광램프(40)로부터 멀리 떨어진 영역으로 분산되게 한다. 이 결과, 광 반사성 그래데이션 도트들(46)은 광 반사 확산판(34)이 도6에 도시된 바와 같은 투과 및 반사 특성을 가지게 한다. 도6의 반사 특성 그래프(35)를 참조하면, 광 반사 확산판(34)은 냉 음극 형광램프(40)가 위치한 영역에서는 광이 많이 반사되게 하는 반면에 냉 음극 형광램프(40)로부터 멀어질수록 광이 적게 반사되게 한다. 이와는 달리, 광 반사 확산판(34)의 투과율은 도6의 투과 특성 그래프(37)와 같이 냉 음극 형광램프(40)가 위치한 영역에서는 최저 값을 가지는 반면에 냉 음극 형광램프(40)로부터 멀어질수록 높아지는 값을 가지게 된다. 이러한 광 반사성 그래데이션 도트들(46)에 의하여 확산성 물질 시트(44)에 입사되는 광은 확산성 물질 시트(44)의 전면에서 균일하게 된다. 확산성 물질 시트(44)는 자신을 통과하는 광이 액정 패널(36)의 면과 수직하게 그리고 균일한 분포도로 조사되게 한다.
도7은 광 반사 확산판(34)의 다른 실시 예를 도시한다. 도7을 참조하면, 광 반사 확산판(34)은 확산성 물질 시트(48)의 하면에 압착되어진 부분 투과/반사 시트(50)를 구비한다. 부분 투과/반사 시트(50)는 도6의 반사 특성 그래프(35)와 같이 냉 음극 형광램프(40)가 위치하는 영역에서는 높은 반사율을 가지는 반면에 냉 음극 형광램프(40)로부터 멀어질수록 낮아지는 반사율을 가진다. 아울러, 부분 투과/반사 시트(50)는 도6의 투과 특성 그래프(37)와 같이 냉 음극 형광램프(40)가 위치하는 영역에서는 낮은 투과율을 가지는 반면 냉 음극 형광램프(40)로부터 멀어질수록 높아지는 투과율을 가진다. 투과율이 높은 영역과 반사율이 높은 영역은부분 투과/반사 시트(50) 상에서 교번적으로 나타나게 된다. 부분 투과/반사 시트(50)는 냉 음극 형광램프(40)가 위치한 영역으로 입사되는 광의 일부가 냉 음극 형광램프들(40) 사이의 영역들로 분산되게 한다. 따라서, 확산성 물질 시트(44)에 입사되는 광은 부분 투과/반사 시트(50)에 의해 확산성 물질 시트(44)의 전면에서 균일하게 된다. 확산성 물질 시트(44)는 자신을 통과하는 광이 액정 패널(36)의 면과 수직하게 그리고 균일한 분포도로 조사되게 한다. 이렇게 부분 투과/반사 시트(50)와 확산성 물질 시트(48)가 합착되어진 광 반사 확산판(34)은 광이 손실되지 않게 하면서도 광이 액정 패널(36)의 전면에 균일한 분포도로 조사되게 한다.
이와 같은 광 반사성의 그래데이션 도트들(46)이 인쇄된 광 반사 확산판(34) 또는 부분 투과/반사 시트(50)를 가지는 광 반사 확산판(34)에 의하여, 백 라이트 유니트는 도8에 도시된 바와 같이 냉 음극 형광램프(20)들의 중심선에서는 높고 냉 음극 형광램프(20)에서 먼 위치에서는 낮은 레벨을 가지는 노멀 휘도 특성 그래프(31)중에서 중간 레벨(즉, 평균값)을 일정하게 유지하는 휘도 특성 그래프(33)를 가지게 되어 냉 음극 형광램프(40)의 형상이 나타나지 않게 한다. 본 발명의 백 라이트 유니트의 휘도 특성 그래프(33)와 종래의 백 라이트 유니트의 휘도 특성 그래프(11)를 참조하면, 본 발명의 백 라이트 유니트는 종래의 백 라이트 유니트에 비하여 높은 휘도 값을 가진다는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 도4의 액정표시모듈은 도5 및 도7에 도시되어진 광 반사 확산판(34)에 의하여 광이 손실되지 않으면서도 액정 패널(36)의 전면에 균일한 분포도로 조사되게 때문에 휘도의저하 없이 박형화 되게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광 반사 확산판은 집중된 광이 반사에 의해 분산되게 함으로써 광의 손실 없이 광이 2차원 평면에 대하여 균일한 분포도로 투과되게 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정표시모듈은 광 반사 확산판에 의해 냉 음극 형광램프가 위치한 영역의 광이 냉 음극 형광램프로부터 떨어진 영역들로 분사되게 함으로써 휘도의 저하를 방지하면서도 박형화 될 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시 예로서 도4의 액정표시모듈과 도5 및 도7의 광 반사 확산판들을 설명하였으나, 본 발명의 기술사상을 일탈하지 않으면서 본 발명을 수정, 변경 및 변형하여 사용할 수 있다는 것을 당업자라면 누구나 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (10)

  1. 투과될 광이 표면과 수직하게 그리고 균일한 분포도로 투과시키는 확산성 투과 물질 시트와,
    상기 확산성 투과 물질 시트의 입사면에 마련되어 광을 반사시키는 그래데이션 반사 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 반사 확산판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 그래데이션 반사 부재는 반사성 잉크가 실크 인쇄됨에 의해 마련되어진 도트들을 구비하는 것을 특징으로 하는 광 반사 확산판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 그래데이션 반사 부재는 반사성 PET이 코팅됨에 의해 마련되어진 그래데이션 도트들을 구비하는 것을 특징으로 하는 광 반사 확산판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 그래데이션 반사 부재는 금속물질들중 어느 하나가 증착됨에 의해 마련되어진 그래데이션 도트들을 구비하는 것을 특징으로 하는 광 반사 확산판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 그래데이션 반사 부재는 투과율과 반사율이 교번적으로 높은 영역들을 가지는 부분 투과/반사 시트를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 반사 확산판.
  6. 액정 패널과,
    상기 액정 패널에 광을 조사하기 위해 그 하부에 배열되어진 적어도 2 이상의 광원과,
    상기 2 이상의 광원의 하부에 위치하여 상기 광원들로부터의 광을 상기 액정 패널 쪽으로 반사시키는 반사판과,
    상기 2 이상의 광원들과 상기 액정 패널 사이에 배치되어, 상기 광원들로부터의 광과 상기 반사판에 의해 반사된 광이 상기 광원들이 위치한 영역으로부터 상기 광원들로부터 멀어질수록 점진적으로 반사되게 함과 아울러 투과되는 광이 상기 액정 패널에 수직하게 조사되게 하는 광 반사 확산판을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 모듈.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 광 반사 확산판이 반사성 잉크가 실크 인쇄됨에 의해 마련되어진 도트들을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 모듈.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 광 반사 확산판이 반사성 PET이 코팅됨에 의해 마련되어진 그래데이션도트들을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 모듈.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 광 반사 확산판이 금속물질들중 어느 하나가 증착됨에 의해 마련되어진 그래데이션 도트들을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 모듈.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 광 반사 확산판이 투과율과 반사율이 교번적으로 높은 영역들을 가지는 부분 투과/반사 시트를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 모듈.
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