KR20040061959A - 패턴 내장 구조의 도광판을 이용한 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패턴 내장 구조의 도광판을 이용한 액정표시장치에 관한 것으로, 이중사출에 의해 그 내부에 패턴이 내장된 일체형 구조를 이루도록 도광판을 구성하므로서 형광램프로부터 발생된 빛의 손실을 방지하여 제품의 품질 및 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 패턴 내장 구조의 도광판을 이용한 액정표시장치를 제공하기 위하여, 광원을 제공하기 위한 형광램프와 상기 형광램프에서 발생된 빛을 소정 각도로 반사시키기 위한 램프 반사체 및 상기 램프 반사체로부터 반사된 빛을 안내하는 도광판 등을 포함하여 구성된 액정표시장치에 있어서, 상기 도광판은 이중사출 방법에 의해 그 내부에 패턴이 내장된 상태로 구성된다.

Description

패턴 내장 구조의 도광판을 이용한 액정표시장치{Liquid Crystal Display using by pattern inside structure of Light Guide Plate}

본 발명은 패턴 내장 구조의 도광판을 이용한 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 백라이트 유니트의 형광램프에서 발생한 빛을 액정표시소자에 손실 없이 보내기 위하여 그 내부에 패턴이 내장된 구조로 이루어진 도광판을 이용하여 액정표시장치를 구성할 수 있도록 한 패턴 내장 구조의 도광판을 이용한 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로, 모니터용의 액정표시소자 장치는 CRT(Cathode Ray Tube)와는 달리 스스로 빛을 내는 소자가 아니므로, 액정화면의 배면에 화상을 시각적으로 표현하기 위한 광원을 필요로 한다.

이러한 액정표시소자의 광원으로는 현재 형광램프를 사용한 백라이트 유니트가 사용되고 있다.

이에 따라, 상기 백라이트 유니트는 상기 형광램프를 광원으로 하여 상기 형광램프로부터 발생된 빛을 도광판을 통해 전달하여 액정 소자의 직하에서 액정 소자면에 투사하게 된다.

도 1은 일반적인 모니터용 액정표시소자 장치의 구조를 나타내는 단면도로서, 일반적인 모니터용 액정표시소자 장치의 구조는 백라이트 유니트의 광원으로 사용되는 형광램프(10)에서 발생된 빛을 도광판(20)에 보다 많이 투사할 수 있도록 상기 형광램프(10) 주위에 램프 반사체(30)가 설치되고, 상기 도광판(20)의 하단에는 반사판(40)이 위치되어 빛을 액정소자면으로 반사시키는 한편, 상기 도광판(20)의 상면에는 확산시트(50)와 프리즘시트(52) 및 보호시트(54)의 순으로 광학시트가 배치된다.

또한, 상술한 각 부품들은 몰드프레임(Mold Frame)(60)에 탑 다운(Top Down) 방식으로 적층된 상태로 조립되며 그 최하부에는 금속재질의 백커버(Back Cover)(70)가 배치된 후, 그 외각은 Bezel(90)이라는 프레스물을 이용하여 감싸도록 구성된다.

한편, 도 2a는 종래의 모니터용 액정표시소자 장치의 도광판에 적용되는 도트 패턴 프린팅(DOT Pattern Printing) 방식을 나타내는 사시도, 도 2b는 종래의 모니터용 액정표시소자 장치의 도광판에 적용되는 브이-컷(V-Cut) 방식을 나타내는 사시도, 도 2c는 종래의 모니터용 액정표시소자 장치의 도광판에 적용되는 도트 패턴(DOT Pattern) 사출 방식을 나타내는 사시도, 도 2d는 종래의 모니터용 액정표시소자 장치의 도광판에 적용되는 적층 구조 방식을 나타내는 분리 단면도로서, 종래의 액정표시소자 장치의 도광판(20)을 구성하는데 있어서는, 도 2a에 도시된 바와 같이 별도의 후가공을 통해 상기 도광판(20)의 하면에 도트 패턴(22)을 인쇄하여 도광판(20)을 구성하는 방식이나, 도 2b에 도시된 바와 같이 별도의 후가공을 통해 상기 도광판(20)의 하면이 브이-컷(V-cut) 형상을 갖도록 다이아몬드 칼로 긁어서 패턴(22)을 형성하여 도광판(20)을 구성하는 방식이나, 도 2c에 도시된 바와 같이 상기 도광판(20)에 사출을 통해 후가공 없이 패턴(22)을 인가하는 방식 및, 도 2d에 도시된 바와 같이 그 하면에 패턴(22)이 형성된 제 1도광판(20a)의 상측에 그 하면에 패턴(22)이 형성된 제 2도광판(20b)을 적어도 한 개 이상 적층하여 구성하는 방식 등이 이용되었다.

그러나, 상기와 같은 구조를 갖는 도광판에 있어서, 도 2a 및 도 2b에 도시된 방식에 의한 도광판(20)의 경우에는 패턴(22)을 상기 도광판(20)의 하면에 인가하기 때문에 도 3에 도시된 바와 같이, 광의 경로상 상기 도광판(20)의 하면에서 빛의 산란이 일어나며 그 산란된 빛들이 상기 도광판(20)의 상면을 향해 올라오기는 하지만 일부는 상기 도광판(20)의 내부로 입사되지 않고 도광판의 하면으로 나오게 되는데, 이때 상기 도광판(20)의 하면에 형성된 반사시트(40)를 통하여 그 빛을 다시 도광판(20) 내부로 입사되도록 광의 경로를 바꾸게 되지만 반사율이 100%가 아니기 때문에 빛의 손실이 발생되는 문제점이 발생하게 되었다.

그리고, 상기와 같은 방식은 도광판(20)에 패턴(22)을 인가하기 위한 별도의 후공정을 필요로 하므로 도광판(20)의 가격이 상승되어 경제성이 떨어지는 문제점이 발생하게 됨과 더불어, 상기 패턴(22)이 도광판(20)의 하면에 위치함에 따라 상기 도광판(20)의 하면에 STRESS가 가해질 경우에 인쇄방식의 패턴(22)일 경우 반사판(40)과 패턴(22)이 붙거나 상기 패턴(22)이 문드러질 수 있는 문제점이 발생하게 되었다.

또한, 도 2c에 도시된 방식에 의한 도광판(20)의 경우에는 사출을 행함에 따라 원가절감은 이루어지지만 모니터용 도광판(20)의 경우 도광판(20)의 두께가 너무 두꺼워 사출 후 냉각시간이 오래 걸리고 평탄도 및 휨 등의 신뢰성 요소를 만족시키기가 어려움과 더불어, 상술한 바와 같이 패턴(22)이 문드러지거나 빛의 손실이 발생되는 등의 문제점은 해소하기가 어려운 문제점이 발생하게 되었다.

또, 도 2d에 도시된 방식에 의한 도광판(20)의 경우에는 제 1도광판(20a) 및 제 2도광판(20b)의 유동에 따른 스크래치 발생 및 제 2도광판(20b)의 하부에 형성된 패턴(22)에 의한 광손실 등의 문제점이 발생하게 되었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술에 있어서의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명은 이중사출에 의해 그 내부에 패턴이 내장된 일체형 구조를 이루도록 도광판을 구성하므로서 형광램프로부터 발생된 빛의 손실을 방지하여제품의 품질 및 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 패턴 내장 구조의 도광판을 이용한 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 모니터용 액정표시소자 장치의 구조를 나타내는 단면도,

도 2a는 종래의 모니터용 액정표시소자 장치의 도광판에 적용되는 도트 패턴 프린팅(DOT Pattern Printing) 방식을 나타내는 사시도,

도 2b는 종래의 모니터용 액정표시소자 장치의 도광판에 적용되는 브이-컷(V-Cut) 방식을 나타내는 사시도,

도 2c는 종래의 모니터용 액정표시소자 장치의 도광판에 적용되는 도트 패턴(DOT Pattern) 사출 방식을 나타내는 사시도,

도 2d는 종래의 모니터용 액정표시소자 장치의 도광판에 적용되는 적층 구조 방식을 나타내는 분리 단면도,

도 3은 종래의 모니터용 액정표시소자 장치의 광학 경로를 나타내는 단면도,

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 패턴 내장 구조를 갖는 도광판의 구성을 나타내는 사시도,

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 패턴 내장 구조를 갖는 도광판의 광학 경로를 나타내는 단면도,

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴 내장 구조를 갖는 도광판의 구성을 나타내는 단면도,

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패턴 내장 구조를 갖는 도광판의 구성을 나타내는 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 형광램프, 20: 도광판,

22: 패턴, 24: 도광판 경계층,

30: 램프 반사체, 40: 반사판,

50: 확산시트, 52: 프리즘시트,

54: 보호시트, 60: 몰드프레임,

70: 백커버, 80: 액정표시소자,

90: Bezel.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 광원을 제공하기 위한 형광램프와 상기 형광램프에서 발생된 빛을 소정 각도로 반사시키기 위한 램프 반사체 및 상기 램프 반사체로부터 반사된 빛을 안내하는 도광판 등을 포함하여 구성된 액정표시장치에 있어서, 상기 도광판은 이중사출 방법에 의해 그 내부에 패턴이 내장된 상태로 구성된 것을 특징으로 한다.

(실시예)

이하, 본 발명에 따른 패턴 내장 구조의 도광판을 이용한 액정표시장치의 구성에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 패턴 내장 구조를 갖는 도광판의 구성을 나타내는 사시도로서, 본 발명에 따라 그 내부에 소정 형상의 패턴(22)이 형성된 도광판(20)을 구성하기 위해서는 먼저 도 4a에 도시된 바와 같이 소정 형상의 패턴(22)이 형성된 도광판(20)을 1차로 사출하고, 일정 시간이 경과한 후에 물성이 조금 다른 재료를 이용하여 2차 사출을 행하므로서, 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 1차 사출을 통하여 형성된 도광판 경계층(24) 및 패턴(22)이 그 내부에 일체로 내장된 도광판(20)이 형성된다.

이때, 상기 1차 사출과정에서 형성되는 상기 도광판 경계층(24)의 형상은 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 위로 볼록한 형상의 곡면을 이루도록 구성할수가 있으며, 도 7에 도시된 바와 같이, 아래로 오목한 형상의 곡면을 이루도록 구성할 수도 있다.

또한, 상기 도광판 경계층(24)의 형상을 평면(도시안됨)으로 구성할 수도 있음은 물론이다.

한편, 상기 1차 사출과정에서 형성된 상기 도광판 경계층(24)의 상면에 형성되는 패턴(22)은 그 방향이 도 4a 및 도4b와 도 7에 도시된 바와 같이, 위로 볼록한 형상을 갖도록 구성할 수가 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이, 아래로 오목한 형상을 갖도록 구성할 수도 있다.

그 이외에도 상기 도광판 경계층(24)에 형성되는 상기 패턴(22)의 형상은 마름모 형상이나 사각형상, 또는 타원형상 등으로 다양하게 변형시켜 구성할 수가 있는 것이다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 고안에 따른 패턴 내장 구조의 도광판을 이용한 액정표시장치에 따른 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 패턴 내장 구조를 갖는 도광판의 광학 경로를 나타내는 단면도로서, 본 발명에 따라 그 내부에 도광판 경계층(24) 및 패턴(22)이 내장된 도광판(20)을 이용하여 구성한 액정표시장치에서 상기 도광판(20)의 측면에 위치하여 광원으로 사용되는 형광램프(10)로부터 빛이 발생하게 되면, 상기 형광램프(10)로부터 발생된 빛의 대부분은 상기 도광판(20)의 내부에 있는 패턴(22)에서 1차로 확산이 일어나게 되고, 상기 패턴(22)에서 확산이 일어나지 않고 상기 도광판 경계층(24)을 통과한 빛은 상기 도광판(20)의 하면에 도달된 후 반사되므로, 상기 도광판(20) 하면에서의 빛의 산란에 의한 빛 에너지의 감소가 거의 일어나지 않고 다시 도광판 경계층(24)으로 올라온 후 상기 패턴(22)을 통하여 2차로 확산이 일어나게 된다.

이에 따라, 상기 빛의 산란이 모두 상기 도광판(20)의 내부에서 일어나므로, 빛이 상기 도광판(20)의 하면에서 공기층과 맞닿아 누설되는 것이 방지되고, 결과적으로 액정표시소자 장치의 휘도가 상승되는 효과를 얻을 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 패턴 내장 구조의 도광판을 이용한 액정표시장치는 도 6에 도시된 본 발명의 다른 실시예와 도 7에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예 및 상기 도광판 경계층(24)의 형상이나 패턴(22)의 형상을 다양하게 변형시켜 구성한 경우에도 동일한 작용 효과를 얻을 수가 있음은 물론이다.

상기에서 설명한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 패턴을 도광판의 내부에 형성 하므로서, 패턴 인가를 위한 후가공의 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있음과 더불어, 두께가 두꺼운 도광판도 2차 사출을 통해 사출이 가능해져 두께에 의한 사출성의 제약을 감소시키고 사출 품질도 우수해지도록 하는 효과가 있게 된다.

또한, 패턴이 도광판의 내부에 형성됨에 따라 백라이트 유니트의 조립시에 취급이 매우 용이해짐과 더불어, 패턴이 손상되는 것을 방지할 수 있는 효과도 있게 된다.

또, 본 발명에 따른 패턴 내장 구조의 도광판을 이용한 액정표시장치에 의하면, 빛의 산란에 의한 빛 에너지의 감소가 거의 없으므로, 빛의 누설이 작아져 결과적으로는 액정표시소자 장치의 휘도를 상승시키키고, 이에 따라 고품질 및 고신뢰성의 요구를 충족시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (9)

1. 광원을 제공하기 위한 형광램프와 상기 형광램프에서 발생된 빛을 소정 각도로 반사시키기 위한 램프 반사체 및 상기 램프 반사체로부터 반사된 빛을 안내하는 도광판 등을 포함하여 구성된 액정표시장치에 있어서,

   상기 도광판은 이중사출 방법에 의해 그 내부에 패턴이 내장된 상태로 구성된 것을 특징으로 하는 패턴 내장 구조의 도광판을 이용한 액정표시장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 도광판에 내장된 패턴은 도광판 경계층에 형성된 것을 특징으로 하는 패턴 내장 구조의 도광판을 이용한 액정표시장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 도광판 경계층은 평면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 패턴 내장 구조의 도광판을 이용한 액정표시장치.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 도광판 경계층은 일정 굴곡을 갖는 곡면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 패턴 내장 구조의 도광판을 이용한 액정표시장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 곡면으로 이루어진 도광판 경계층은 위로 볼록한 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 패턴 내장 구조의 도광판을 이용한 액정표시장치.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 곡면으로 이루어진 도광판 경계층은 아래로 오목한 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 패턴 내장 구조의 도광판을 이용한 액정표시장치.
7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 패턴은 상기 경계층으로부터 위로 볼록한 형상을 갖도록 이루어진 것을 특징으로 하는 패턴 내장 구조의 도광판을 이용한 액정표시장치.
8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 패턴은 상기 경계층으로부터 아래로 오목한 형상을 갖도록 이루어진 것을 특징으로 하는 패턴 내장 구조의 도광판을 이용한 액정표시장치.
9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 패턴은 원형이나 타원 또는 사각형이나 마름모 등의 형상을 갖도록 이루어진 것을 특징으로 하는 패턴 내장 구조의 도광판을 이용한 액정표시장치.