KR20060090071A - 광변환 구조체, 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치 - Google Patents

광변환 구조체, 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치 Download PDF

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KR20060090071A
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이철훈
이정권
김태형
옥정수
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삼성전자주식회사
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Abstract

휘도 특성을 향상시킨 광변환 구조체, 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치가 개시된다. 광변환 구조체는 기저부 및 기저부와 일체형으로 형성되고, 기저부의 프론트면에 서로 상이한 형상의 프리즘들이 일정한 방향으로 배치된 프리즘부를 포함한다. 프리즘부는 제1 형상을 갖는 제1 프리즘들을 구비한 제1 프리즘부와 제2 형상을 갖는 제2 프리즘들을 구비한 제2 프리즘부를 포함한다. 프리즘들의 형상을 선택적으로 변경함으로써, 동일한 광원에 대하여 고휘도의 광을 선택적으로 출사할 수 있다.

Description

광변환 구조체, 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치{OBJECT OF BRIGHTNESS TRANSFORMATION AND BACKLIGHT ASSEMBLY AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
도 1은 일반적인 프리즘 도광판을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 프리즘 도광판을 경유한 광의 출사 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 프리즘 도광판을 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 I-I'을 절단하여 개략적으로 확대 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 프리즘 도광판의 광의 출사 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 의한 백라이트 어셈블리를 도시한 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 의한 백라이트 어셈블리를 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 의한 백라이트 어셈블리를 도시한 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100, 200 : 프리즘 도광판 120, 220 : 기저부
140, 240 : 배면 프리즘부 160, 260 : 전면 프리즘부
260a : 제1 프리즘부 260b : 제2 프리즘부
262 : 제1 프리즘 264 : 제2 프리즘
310, 410, 510 : 광원 모듈 330, 450, 550 : 광학 시트류
340, 460, 530 : 수납 용기 700 : 디스플레이 유닛
800 : 탑 샤시
본 발명은 광변환 구조체, 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휘도 특성을 향상시킨 광변환 구조체, 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 전계의 세기에 따라서 광투과도가 변경되는 액정을 이용하여 디스플레이를 수행하는 장치로 정의할 수 있다. 이와 같은 액정표시장치는 얇은 두께를 갖는 평판 타입의 표시장치로 구현할 수 있는 장점을 갖는다.
이와 같은 장점을 갖는 액정표시장치는 휴대폰과 같은 통신 장치 및 휴대용 컴퓨터 또는 데스크탑용 컴퓨터의 디스플레이 장치로 폭넓게 사용되고 있다.
상기 액정표시장치는 박막 트랜지스터(thin film transistor : 이하, TFT) 기판, 상기 TFT 기판에 대향하는 컬러필터(color filter) 기판 및 상기 양 기판 사이에 개재되어 전기적인 신호가 인가됨에 따라 광의 투과율을 변경시키는 액정으로 이루어진 액정표시패널(liquid crystal display panel)을 포함한다. 또한, 상기 액정표시장치는 상기 액정표시패널이 자체 발광을 하지 못하는 수광 소자를 포함하기 때문에, 별도의 광을 공급하기 위한 백라이트 어셈블리를 더 포함한다.
상기 백라이트 어셈블리는 광을 생성하여 출사하는 광원, 상기 광원에서 발생된 광을 제공받는 광 입사면과 상기 입사면을 통해 제공된 광을 출사하는 광 출사면을 포함하는 도광판, 상기 도광판과 상기 액정표시패널의 사이에 배치하여 상기 도광판으로부터 출사되는 광의 휘도 특성을 향상시키는 광학 시트류를 포함한다.
상기 광학 시트류는 상기 도광판을 경유한 광을 확산시키는 확산 시트, 상기 확산 시트를 경유한 광의 진행방향을 조절하는 프리즘 시트(Prism Sheet)를 포함한다.
상기 프리즘 시트는 상기 도광판을 경유한 광을 제1 방향으로 집광하여 광의 진행방향을 조절하는 제1 프리즘 열을 구비한 제1 프리즘 시트와 상기 제1 프리즘 시트를 경유한 광을 제2 방향으로 집광하여 광의 진행방향을 조절하는 제2 프리즘 열을 구비한 제2 프리즘 시트로 구성한다.
최근에는 상기 프리즘 시트를 대신하여 후면에 제공된 제1 방향으로 집광하여 광의 진행방향을 조절하는 제1 프리즘 열을 구비하고, 전면에 상기 제1 프리즘 열에서 제1 집광된 광을 제2 방향으로 집광하는 제2 프리즘 열을 구비하여, 광의 진행방향을 조절하는 프리즘 도광판을 사용하는 추세에 있다.
그러나, 상기한 바와 같이 프리즘 시트 또는 프리즘 도광판을 사용하는 경우, 상기 제2 프리즘 열에 포함된 프리즘들을 동일한 형상으로 형성하기 때문에 각각의 프리즘들에 의해 굴절 또는 반사되는 광의 재이용률이 낮게 형성된다. 따라서, 동일한 광원에 대해 일정 휘도 이상의 광을 프리즘 시트 또는 도광판의 상부에 형성되는 액정표시패널로 제공할 수 없는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 동일한 광원에 대하여 고휘도의 광을 출사할 수 있는 광변환 구조체를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 광변환 구조체를 갖는 백라이트 어셈블리를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 백라이트 어셈블리를 갖는 표시장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 하나의 특징에 따른 광변환 구조체는 기저부 및 프리즘부를 포함한다. 상기 프리즘부는 상기 기저부와 일체형으로 형성되고, 상기 기저부의 프론트면에 서로 상이한 형상의 프리즘들이 일정한 방향으로 배치된다.
상기 프리즘부는 상기 기저부의 전면으로 돌출되고, 제1 형상을 갖는 제1 프 리즘들을 구비한 제1 프리즘부 및 상기 기저부의 전면으로 돌출되고, 제2 형상을 갖는 제2 프리즘들을 구비한 제2 프리즘부를 포함한다.
상기 제1 프리즘들 및 제2 프리즘들은 상기 프리즘부에 안착되는 제1 면이 상기 프리즘부와 평행한 면으로 형성되고, 상기 제1 면과 인접한 제2 면 및 제3 면이 상기 제1 면의 중심 방향으로 일정 각도를 이루다가 원형으로 형성된다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 하나의 특징에 따른 백라이트 어셈블리는 광원 및 광변환 구조체를 포함한다. 상기 광원은 광을 생성하여 출사한다. 상기 광변환 구조체는 기저부 및 프리즘부를 포함한다. 상기 프리즘부는 상기 기저부와 일체형으로 형성되고, 상기 기저부의 프론트면에 서로 상이한 형상의 프리즘들이 일정한 방향으로 배치된다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여 하나의 특징에 따른 표시장치는 광원, 상기 광원으로부터 출사되는 광의 휘도 특성을 향상시키는 광변환 구조체를 포함하는 백라이트 어셈블리 및 상기 백라이트 어셈블리로부터 공급되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 디스플레이 유닛을 포함하는 표시장치에서, 상기 광변환 구조체는 기저부 및 상기 기저부와 일체형으로 형성되고, 상기 기저부의 프론트면에 서로 상이한 형상의 프리즘들이 일정한 방향으로 배치된 프리즘부를 포함한다.
이러한, 광변환 구조체, 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치에 따르면, 동일한 광원에서 출사되는 광의 재이용률을 향상시킴으로써, 동일한 광원에 대해 휘도 특성이 향상된 광을 출사하여 표시장치의 표시품질을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 일반적인 프리즘 도광판을 설명하기 위한 사시도이다.
도 1을 참고하면, 일반적인 프리즘 도광판(100)은 기저부(120), 배면 프리즘부(140) 및 전면 프리즘부(160)를 포함한다.
기저부(120)는 측면에 형성된 광 입사면으로부터 제공되는 광의 출사 경로를 변경하여 상면으로 출사하는 도광 패턴(도시되지 않음)이 형성된다.
배면 프리즘부(140)는 기저부(120)의 배면에 형성되고, 상기 광을 제1 집광하여 상면으로 출사하기 위해 기저부(120)의 제1 방향으로 형성된 전면 프리즘(142)들을 구비한다.
전면 프리즘부(160)는 기저부(120)의 전면에 형성되고, 기저부(120)와 배면 프리즘부(140)를 경유한 광을 제2 집광하여 기저부(120)의 상부로 출사하기 위해 기저부(120)의 제2 방향으로 형성된 배면 프리즘(162)들을 구비한다. 상기 제1 및 제2 방향은 x-축 방향과 y-축 방향을 각각 지칭한다.
따라서, 배면 및 전면 프리즘부(140, 160)는 기저부(120)를 경유한 광의 방사 특성을 변경하여 직진성을 가지도록 하고, 상기 직진성을 향상시키기 위하여 삼각형의 배면 및 전면 프리즘(142, 162)들이 서로 직교하도록 형성된다.
도 2는 도 1에 도시된 프리즘 도광판을 경유한 광의 출사 경로를 설명하기 위한 도면이다. 특히, 전면 프리즘들을 경유하는 광의 출사 경로가 도시된다.
도 2를 참고하면, 일반적인 프리즘 도광판(100)은 상부에 형성한 전면 프리즘(162)들에 의해 반사 및 투과되어 기저부(120)의 상부로 광을 출사한다.
이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 전면 프리즘(162)들은 전면 프리즘부(160)에 동일한 형상으로 상호 인접하여 형성된다. 이러한 경우, 도 2의 a와 같은 방향성을 갖는 광 즉, 전면 프리즘(162)들의 출광면이 기저부(120)와 이루는 각도와 동일한 각도로 전면 프리즘(162)들의 출광면에 제공되는 광은 전반사가 일어나 다시 기저부(120)로 반사되어 리사이클(recycle)된다. 또한, b와 같은 방향성을 갖는 광 즉, 전면 프리즘(162)들의 출광면이 기저부(120)와 이루는 각도에 비해 큰 각도를 갖으면서 전면 프리즘(162)들의 출광면에 제공되는 광은 투과 및 집광되어 상기 액정표시패널로 제공된다.
그러나, 도 2의 c로 도시된 바와 같이 전면 프리즘(162)들의 출광면이 기저부(120)와 이루는 각도에 비해 작은 각도를 갖으면서 전면 프리즘(162)의 출광면에 제공되는 광은 전면 프리즘(162)들의 출광면들에 의해 반사 후 투과되나, 전면 프리즘(162)들을 통과한 광은 직접 상부로 제공되지 못하여 상기 프리즘 도광판(100)을 이용하는 표시장치에서 동일한 광원에 대해 광의 재이용률이 낮아지게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 프리즘 도광판을 설명하기 위한 사시도이다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 프리즘 도광판(200)은 기저부(220) 및 프리즘부(240, 260)들을 포함한다.
기저부(220)는 측면에 형성된 광 입사면으로부터 제공되는 광의 출사 경로를 변경하여 상면으로 출사하는 도광 패턴(도시되지 않음)이 형성된다. 즉, 일반적인 도광판과 동일한 패턴을 갖는 도광판을 의미한다.
프리즘부(240, 260)들은 배면 프리즘부(240)와 전면 프리즘부(260)로 구성된다.
배면 프리즘부(240)는 기저부(220)의 배면에 형성되고, 상기 광을 제1 집광하여 상면으로 출사하는 배면 프리즘(242)들이 제1 방향으로 형성된다. 또한, 배면 프리즘부(240)에는 배면 프리즘(242)의 형성 밀도가 기저부(220)의 중심부로부터 외각으로 갈수록 소한 밀도를 갖도록 형성함으로써, 중심부의 휘도 특성을 향상시킬 수 있다.
전면 프리즘부(260)는 기저부(220)의 전면에 형성되고, 기저부(220)와 배면 프리즘부(240)를 경유한 광을 제2 집광하여 기저부(220)의 전면으로 출사하는 제1 프리즘 및 제2 프리즘(262, 264)들이 제2 방향으로 형성된다. 상기 제1 및 제2 방향은 x-축 방향과 y-축 방향을 각각 지칭한다.
배면 및 전면 프리즘부(240, 260)는 기저부(220)로부터 나오는 광의 방사 특성을 변경하여 직진성을 가지도록 하고, 상기 직진성을 향상시키기 위하여 삼각형의 배면 프리즘(242)과 제1 및 제2 프리즘(262, 264)들이 서로 직교하도록 형성된다.
또한, 전면 프리즘부(260)에 포함된 제1 프리즘(262)들은 기저부(220)의 전면에 제1 형상으로 형성되고, 제2 프리즘(264)들은 기저부(220)의 전면에 제2 형상으로 형성된다.
상기한 제1 프리즘(262)들 및 제2 프리즘(264)들에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 도 3에 도시된 I-I'을 절단하여 개략적으로 확대 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 프리즘 도광판의 광의 출사 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 전면 프리즘부(260)는 제1 프리즘부(260a) 및 제2 프리즘부(260b)를 포함한다.
제1 프리즘부(260a)는 기저부(220)의 전면에 중앙부와 양단에서 소정 거리로 이격된 영역을 제외한 부분에 각각의 제1 프리즘(262)들이 상호 인접되어 형성된다. 특허청구범위에 표현된 프리즘부는 상기 전면 프리즘부를 의미함을 미리 밝혀둔다.
도 4 및 도 5를 참고하여, 특허청구범위에 표현된 제1 형상에 대해 설명하면 다음과 같다. 제1 프리즘부(260a)에 형성된 제1 프리즘(262)들은 기저부(220)에 안착되도록 기저부(220)와 평행한 제1 면과 상기 제1 면에 각각 인접하는 제2 면 및 제3 면을 갖고 삼각형을 정의한다. 상기 제2 면과 제3 면은 상기 제1 면의 중심 상부에 위치하는 제1 포인트(P1) 방향으로 일정 각도를 이루며 제1 면의 일단 및 타단에서 각각 제2 포인트(P2) 및 제3 포인트(P3)에 직선으로 연장된다. 제2 포인트(P2)에서 제3 포인트(P3)로 또는 제3 포이트(P3)에서 제2 포인트(P2)로 라운딩 처리되어 소정의 곡률 반경을 갖는 원형 형상으로 형성된다. 상기 곡률 반경은 30um 내지 40um의 범위를 갖도록 형성되고, 바람직하게는 상기 곡률 반경은 35um로 형성된다.
또한, 상기 제1 면의 길이와 대비하여 상기 라운딩 처리된 원형 형상의 직선 길이의 비(q/p)가 80% 내지 85%의 범위를 갖도록 형성된다. 바람직하게는 상기 제1 면과 원형 형상의 직선 길이의 비(q/p)는 84%로 형성한다. 또한, 제1 프리즘(262)의 높이(d)는 8um~12um로 형성되고, 바람직하게는 상기 높이는 10um로 형성된다.
제2 프리즘부(260b)는 기저부(220)의 전면에서 제1 프리즘부(260a)가 형성되는 영역을 제외한 영역에 형성된다.
특허청구범위에 작성된 제2 형상에 대해 설명하면 다음과 같다. 제2 프리즘(264)은 기저부(220)에 안착되도록 기저부(220)와 평행한 제1 면과 상기 제1 면에 각각 인접하는 제2 면 및 제3 면을 갖고 삼각형을 정의한다. 상기 제2 면과 제3 면은 상기 제1 면의 중심 상부에 위치하는 제4 포인트(P4) 방향으로 일정 각도를 이루며 제1 면의 일단 및 타단에서 각각 제5 포인트(P5) 및 제6 포인트(P6)에 직선으로 연장된다. 제5 포인트(P5)에서 제6 포인트(P6)로 또는 제6 포인트(P6)에서 제5 포인트(P5)로 라운딩 처리되어 소정의 곡률 반경을 갖는 원형 형상으로 형성된다. 상기 곡률 반경은 5um 내지 15um의 범위를 갖도록 형성되고, 바람직하게는 상기 곡률 반경은 10um로 형성된다.
또한, 상기 제1 면의 길이와 대비하여 상기 라운딩 처리된 원형 형상의 직선 길이의 비(r/p)가 25% 내지 30%의 범위를 갖도록 형성되고, 바람직하게는 상기 제1 면과 원형 형상의 직선 길이의 비(r/p)는 28%로 형성된다. 또한, 제2 프리즘(264)의 높이(e)는 18um~22um로 형성되고, 바람직하게는 상기 높이는 20um로 형성된다.
상기한 바와 같이 제1 프리즘(262) 및 제2 프리즘(264)들의 형상을 각각 상기 제1 및 제2 형상으로 형성한 경우, 상기 제1 형상을 갖는 제1 프리즘(262)의 휘 도를 100%로 정의하였을 경우, 상기 제2 형상을 갖는 제2 프리즘(264)의 휘도는 104.9%로 출사된다. 이는, 기저부(220)에서 제1 프리즘부(260a)에 제공되는 광은 곡률 반경이 큰 제1 프리즘(262)들에 의해 전반사되는 비율이 증가를 야기하게 된다. 상기 전반사 된 광은 전반사되는 비율이 적은 제2 프리즘부(260b)에 형성된 제2 프리즘(264)들을 통하여 출사되어 일정 휘도를 갖는 광원에 대하여 휘도를 향상시키기 원하는 부분의 프리즘 도광판(200)의 휘도를 선택적으로 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 기저부를 후박한 두께를 갖고, 광의 경로를 가이드하는 도광판인 것으로 설명하였으나, 본 발명에 의한 기술적 사상은 이에 한정되지 아니함은 자명한 사항이다.
즉, 시트로 형성된 제1 기저부에 광의 집광 및 광 출사 경로를 변경하기 위해 제1 프리즘부가 형성된 제1 프리즘 시트와 시트로 형성된 제2 기저부에 제2 프리즘부가 형성된 제2 프리즘 시트를 사용한 광변환 구조체의 경우에도 상기 프리즘 도광판(200)의 배면 및 전면 프리즘부(240, 260)와 동일한 형상을 갖는 제1 및 제2 프리즘 시트들을 사용함으로써, 상기한 바와 동일한 효과의 도출이 가능하다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 의한 백라이트 어셈블리를 도시한 분해 사시도이다.
도 6을 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 백라이트 어셈블리(300)는 광원 모듈(310), 프리즘 도광판(320), 광학 시트류(330) 및 수납용기(340)를 포함한다.
광원 모듈(310)은 광을 발생하는 광원(311)을 포함한다. 또한, 광원(311)을 수납하여 외부 충격으로부터 광원(311)을 보호하는 보호 커버(312)를 포함할 수도 있다. 또한, 광원 모듈(310)은 휘도 특성을 향상시키기 위해 복수로 형성하는 것이 바람직하다.
프리즘 도광판(320)은 일 측면 또는 양 측면에 배치된 광원(311)으로부터 입사되는 광의 경로를 변경시켜 출사하기 위해 광을 가이드하는 도광 패턴(미도시)이 형성된다. 또한, 프리즘 도광판(320)의 배면에는 배면 프리즘(321)을 포함한 배면 프리즘부를 형성하고, 전면에는 제1 및 제2 프리즘(322, 323)을 포함한 전면 프리즘부를 형성한다.
프리즘 도광판(320)은 도 3 내지 도 5에 도시된 프리즘 도광판(200)과 동일한 형태로 형성하는 바, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
광학 시트류(330)는 프리즘 도광판(320)으로부터 출사되는 광의 휘도 특성을 향상시킨다. 이를 위해, 광학 시트류(330)에는 일예로 편광시트 또는 프리즘 도광판(320)으로부터 출사되는 광을 확산시켜 광의 휘도 균일성을 향상시키는 확산 시트를 포함한 구조로 형성할 수도 있다.
수납용기(340)는 광원 모듈(310), 프리즘 도광판(320) 및 광학 시트류(330)를 수납하기 위하여 저부(341) 및 저부(341)의 가장자리로부터 수납 공간을 형성하기 위해 연장된 복수의 측벽(342)으로 이루어진다. 복수의 측벽(342)은 저부(341)의 가장자리로부터 수직하게 연장되어 광원 모듈(310), 프리즘 도광판(320) 및 광학 시트류(330)의 유동을 방지한다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 의한 백라이트 어셈블리를 도시한 분해 사시 도이다.
도 7을 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 의한 백라이트 어셈블리(400)는 광원 모듈(410), 도광판(420), 제1 프리즘 시트(430), 제2 프리즘 시트(440), 광학 시트류(450) 및 수납용기(460)를 포함한다.
광원 모듈(410), 광학 시트류(450) 및 수납용기(460)는 도 6에 도시된 광원 모듈(310), 광학 시트류(330) 및 수납용기(340)와 동일한 형태로 형성되는 바, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도광판(420)은 일 측면 또는 양 측면에 배치된 광원(411)으로부터 입사되는 광의 경로를 변경시켜 출사하기 위해 광을 가이드하는 도광 패턴(미도시)이 형성된다.
제1 프리즘 시트(430)는 도광판(420)의 상부에 배치하고, 제1 프리즘 시트(430)의 상면에는 삼각기둥 형상의 복수의 프리즘들이 제1 방향으로 일정한 패턴으로 형성된다. 제1 프리즘 시트(430)는 도광판(420)을 경유한 광을 제1 방향으로 제1 집광하여 제2 프리즘 시트로 출사한다. 또한, 제1 프리즘 시트(430)에 포함되는 프리즘들의 형성 패턴은 도 3에 도시된 배면 프리즘부(240)와 실질적으로 동일한 패턴으로 형성된다. 따라서, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제2 프리즘 시트(440)는 제1 프리즘 시트(430)의 상부에 배치하고, 제2 프리즘 시트(440)의 전면에는 삼각기둥 형상의 프리즘들이 제2 방향으로 형성된다. 제2 프리즘 시트(440)는 제1 프리즘 시트(430)에서 제1 집광된 광을 제공받아, 제2 방향으로 제2 집광한 후 광학 시트류(450) 방향으로 광을 출사한다. 또한, 상기 제2 프리즘 시트(440)에 포함되는 프리즘들의 형성 패턴은 도 3에 도시된 전면 프리즘부(260)와 실질적으로 동일한 패턴으로 형성된다.
즉, 제2 프리즘 시트(440)는 제1 형상으로 형성된 제1 프리즘들을 포함하는 제1 프리즘부와 제2 형상으로 형성된 제2 프리즘들을 포함하는 제2 프리즘부를 포함한다. 상기 제1 및 제2 프리즘부에 관하여는 도 3 내지 도 5를 통하여 상술한 바, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 제1 방향을 도광판(420)의 x축 방향으로 정의하고 상기 제2 방향을 y축 방향으로 정의한 경우 상기한 제1 프리즘 시트와 제2 프리즘 시트에 형성된 프리즘들의 배열을 통하여 도광판(420)에서 출사된 광은 제1 프리즘 시트(430)에 의해 x-축 방향으로 집광되고, 제1 프리즘 시트(430)를 경유한 광은 제2 프리즘 시트(440)에 의해 y-축 방향으로 집광된다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 의한 백라이트 어셈블리를 도시한 분해 사시도이다.
도 8을 참고하면, 본 발명의 제3 실시예에 의한 백라이트 어셈블리(500)는 광원 모듈(510), 프리즘 도광판(520) 및 수납용기(530)를 포함한다.
광원 모듈(510)은 광을 발생하는 적어도 하나의 광원(511) 및 광원(511)을 보호하는 보호 커버(512)를 포함한다. 또한, 보호 커버(512)의 내부면에 광원 리플렉터(도시되지 않음)를 형성한 경우 광원(511)으로부터 발생된 광을 프리즘 도광판(520)으로 반사하여 프리즘 도광판(520)으로 고휘도의 광을 제공할 수 있다.
광원 모듈(510)은 도광판(520)의 일 측면에 배치되도록 수납용기(530)에 수 납된다.
프리즘 도광판(520)은 수납용기(530)의 상부로부터 수납용기(530)의 내부 공간에 수납된다. 프리즘 도광판(520)은 일 측면에 배치된 광원 모듈(510)로부터 입사되는 광의 경로를 변경시켜 상부면 방향으로 출사한다.
프리즘 도광판(520)은 기저부(521), 배면 프리즘부(522) 및 전면 프리즘부(524)를 포함한다.
기저부(521)는 측면에 형성된 광 입사면으로부터 제공되는 광의 출사 경로를 변경하여 상면으로 출사하는 도광 패턴(도시되지 않음)이 형성되고, 광원(511)과 마주보는 면으로부터 반대면으로 갈수록 두께가 얇아지는 쐐기 형상을 갖는다. 프리즘 도광판(520)이 쐐기 형상을 가짐으로 인해, 백라이트 어셈블리(500)의 두께와 무게가 감소된다.
배면 프리즘부(522)는 기저부(521)의 배면에 형성되고, 광원 모듈(510)로부터 입사된 광 중 프리즘 도광판(520)의 배면으로 향하는 광을 제1 집광하여 프리즘 도광판(520)의 전면 방향으로 출사하는 배면 프리즘(523)이 제1 방향으로 일정 패턴을 갖도록 형성된다. 배면 프리즘부(522)에는 배면 프리즘(523)의 형성 밀도가 기저부(521)의 중심부로부터 외각으로 갈수록 소한 밀도를 갖도록 형성함으로써, 중심부의 휘도 특성을 향상시킬 수 있다.
전면 프리즘부(524)는 기저부(521)의 전면에 형성되고, 기저부(521)와 배면 프리즘부(522)를 경유한 광을 제2 집광하여 기저부(521)의 전면으로 출사하는 제1 프리즘 및 제2 프리즘(525, 526)들을 각각 구비한 제1 및 제2 프리즘부(524a, 524b)가 제2 방향으로 일정 패턴을 갖도록 형성된다.
제1 및 제2 프리즘부(524a, 524b)의 형성 패턴은 도 3 내지 도 5에 도시된 제1 및 제2 프리즘부(260a, 260b)와 동일한 패턴으로 형성되는 바 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
수납용기(530)는 저부(531) 및 저부(531)로부터 수직하게 연장되어 수납 공간을 마련하는 측벽(532)으로 이루어진다. 저부(531)는 무게를 줄이기 위하여 프리즘 도광판(520)을 지지할 수 있는 최소한의 영역을 제외하고는 개구되어 있다. 수납용기(530)에는 프리즘 도광판(520)과 광원 모듈(200)이 수납된다. 일 예로, 프리즘 도광판(520)은 수납용기(530)의 상부로부터 수납되며, 광원 모듈(200)은 수납용기(400)의 하부로부터 수납된다.
따라서, 수납용기(530) 및 프리즘 도광판(520)의 무게를 감소시킴으로써, 휴대성을 갖는 액정표시장치 예를 들어, 노트북 컴퓨터등에 사용되는 액정표시장치에 적용이 용이하다.
한편, 백라이트 어셈블리(500)는 프리즘 도광판(520)의 하부에 배치되는 반사 시트(540) 및 프리즘 도광판(520)의 상부에 배치되는 광학 시트류(550)를 더 포함한다.
반사 시트(540)는 프리즘 도광판(520)의 하부면을 통해 누설되는 광을 반사시켜 다시 프리즘 도광판(520)의 내부로 입사시킨다. 일 예로, 반사 시트(540)는 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(Poly Ethylene Terephthalate : PET) 재질, 또는 폴리 카보네이트(Poly Carbonate : PC) 재질 등으로 이루어진다.
광학 시트류(550)는 프리즘 도광판(520)으로부터 출사되는 광의 휘도 특성을 향상시키기 위하여 프리즘 도광판(520)의 상부에 배치된다. 이를 위해, 광학 시트류(550)에는 일 예로 편광시트들 또는 프리즘 도광판(520)으로부터 출사되는 광을 확산시켜 광의 휘도 균일성을 향상시키는 확산 시트들을 포함한 구조로 형성할 수도 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
본 실시예에서, 백라이트 어셈블리는 일예로, 도 8에 도시된 백라이트 어셈블리를 갖는 표시장치가 도시된다. 따라서, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치(600)는 광을 공급하기 위한 백라이트 어셈블리(500), 백라이트 어셈블리(500)로부터 공급되는 광을 이용하여 영상을 표시하기 위한 디스플레이 유닛(700) 및 디스플레이 유닛(700)을 백라이트 어셈블리(500)에 고정하기 위한 탑 샤시(800)를 포함한다.
백라이트 어셈블리(500)는 광원 모듈(510), 광원(511)으로부터 발생된 광의 경로를 가이드하기 위한 프리즘 도광판(520), 광원 모듈(510)과 프리즘 도광판(520)을 수납하는 수납용기(530)를 포함한다.
디스플레이 유닛(700)은 영상을 표시하는 액정표시패널(710), 액정표시패널(710)을 구동하기 위한 구동신호를 제공하는 구동회로기판(720)을 포함한다. 구동회로기판(720)으로부터 제공되는 구동신호는 데이터 연성회로필름(730) 및 게이트 연성회로필름(740)을 통해 액정표시패널(710)에 인가된다. 데이터 및 게이트 연성 회로필름(730, 740)은 일 예로, 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package : TCP) 또는 칩 온 필름(Chip On Film :COF)으로 이루어진다. 여기서, 데이터 및 게이트 연성회로필름(730, 740) 각각은 소오스 인쇄회로기판(720)으로부터 제공되는 구동신호를 적절한 타이밍에 액정표시패널(710)에 인가하기 위하여 구동신호의 타이밍을 제어하는 데이터 및 게이트 구동칩(732, 742)을 더 포함한다.
액정표시패널(710)은 박막 트랜지스터(Thin Film Transister : 이하, TFT) 기판(712), TFT 기판(712)과 대향하여 결합되는 컬러필터(Color Filter) 기판(714) 및 상기 두 기판(712, 714) 사이에 개재되는 액정(미도시)을 포함한다.
TFT 기판(712)은 스위칭 소자인 TFT(미도시)가 매트릭스 형태로 형성되어 있는 투명한 유리 기판이다. 상기 TFT들의 소오스 단자에는 데이터 라인이 연결되며, 게이트 단자에는 게이트 라인이 연결된다. 또한, 드레인 단자에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 화소 전극이 연결된다.
컬러필터 기판(714)은 TFT 기판(712)에 일정 간격 이격되어 대향 배치된다. 컬러필터 기판(714)은 광이 통과하면 소정의 색으로 발현되는 색화소인 RGB 화소가 박막 공정에 의해 형성된 기판이다. 컬러필터 기판(714)의 전면에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 공통 전극이 형성된다.
이러한 구성을 갖는 액정표시패널(710)은 상기 TFT의 게이트 단자에 전원이 인가되어 TFT가 턴-온(turn on)되면, 화소 전극과 공통 전극 사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 TFT 기판(712)과 컬러필터 기판(714)과의 사이에 개재된 액정의 배열이 변화되고, 액정의 배열 변화에 따라서 백라이트 어셈블리(500)로부 터 공급되는 광의 투과도가 변경되어 원하는 계조의 영상을 얻게 된다.
구동회로기판(720)은 데이터 연성회로필름(730)을 통해 TFT 기판(712)의 일 단부에 연결된다. 구동회로기판(720)은 액정표시패널(710)을 구동하기 위한 데이터 구동신호 및 게이트 구동신호를 발생시켜 출력한다. 데이터 구동신호는 TFT 기판(712)에 형성된 데이터 라인을 제어하기 위한 구동신호이며, 데이터 연성회로필름(730)을 통해 데이터 라인에 인가된다. 게이트 구동신호는 TFT 기판(712)에 형성된 게이트 라인을 제어하기 위한 구동신호이며, 데이터 연성회로필름(730) 및 게이트 연성회로필름(740)을 경유하여 게이트 라인에 인가된다. 이를 위해, TFT 기판(712)에는 데이터 연성회로필름(730)과 게이트 연성회로필름(740)을 연결하기 위한 도전 배선(미도시)이 형성된다.
한편, 디스플레이 유닛(700)은 백라이트 어셈블리(500)의 상부로부터 실장된다. 이때, 액정표시패널(710)은 프리즘 도광판(520) 및 광학 시트류(550)의 상부에 배치되며, 구동회로기판(720)은 데이터 연성회로필름(730)의 밴딩에 의하여 수납용기(530)의 배면에 고정된다.
탑 샤시(800)는 백라이트 어셈블리(500)에 수납된 액정표시패널(710)의 가장자리를 감싸면서 수납용기(530)와 결합된다. 탑 샤시(800)는 외부 충격에 의한 액정표시패널(710)의 파손을 방지하고, 액정표시패널(710)이 수납용기(530)로부터 이탈되는 것을 방지한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 동일한 광원에 대하여 전반사된 광의 재이용 율이 증가되어, 광변환 구조체에서 휘도를 향상시키기 원하는 부분의 휘도를 선택적으로 향상시킬 수 있다.
따라서, 동일한 광원에 대하여 백라이트 어셈블리의 휘도 특성을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (19)

  1. 기저부; 및
    상기 기저부와 일체형으로 형성되고, 상기 기저부의 프론트면에 서로 상이한 형상의 프리즘들이 일정한 방향으로 배치된 프리즘부를 포함한 것을 특징으로 하는 광변환 구조체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프리즘부는,
    상기 기저부의 전면으로 돌출되고, 제1 형상을 갖는 제1 프리즘들을 구비한 제1 프리즘부; 및
    상기 기저부의 전면으로 돌출되고, 제2 형상을 갖는 제2 프리즘들을 구비한 제2 프리즘부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광변환 구조체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 프리즘들은 상기 기저부에 안착되는 제1 면이 상기 기저부와 평행한 면으로 형성되고, 상기 제1 면과 인접한 제2 면 및 제3 면은 상기 제1 면의 중심 방향으로 일정 각도를 연장되다가 원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 광변환 구조체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 프리즘들은 상기 제2 면 및 제3 면의 곡률 반경이 30um ~ 40um인 원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 광변환 구조체.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1 프리즘들은 상기 제1 면과 대비하여 상기 제2 및 제3 면에 원형으로 형성되는 부분의 길이 비가 80% 내지 85%로 형성된 것을 특징으로 하는 광변환 구조체.
  6. 제2항에 있어서, 상기 제2 프리즘들은 상기 기저부에 안착되는 제1 면이 상기 기저부와 평행한 면으로 형성되고, 상기 제1 면과 인접한 제2 면 및 제3 면은 상기 제1 면의 중심 방향으로 일정 각도로 연장되다가 원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 광변환 구조체.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 프리즘들은 상기 제2 면 및 제3 면의 곡률 반경이 5um ~ 15um인 원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 광변환 구조체.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제2 프리즘들은 상기 제1 면과 대비하여 상기 제2 및 제3 면에 원형으로 형성되는 부분의 길이 비가 25% 내지 30%로 형성된 것을 특징으로 하는 광변환 구조체.
  9. 제1항에 있어서, 상기 기저부는 시트인 것을 특징으로 하는 광변환 구조체.
  10. 제1항에 있어서, 상기 기저부는 후박한 두께를 갖고서 광의 경로를 가이드하 는 도광판인 것을 특징으로 하는 광변환 구조체.
  11. 제10항에 있어서, 상기 기저부의 배면에는 상기 기저부로 제공된 광을 집광하여 상기 전면으로 출사하는 배면 프리즘들을 더 포함한 것을 특징으로 하는 광변환 구조체.
  12. 광원과 상기 광원으로부터 출사되는 광의 휘도 특성을 향상시키는 광변환 구조체를 포함하는 백라이트 어셈블리에서,
    상기 광변환 구조체는,
    기저부; 및
    상기 기저부의 전면에 배치되고, 서로 상이한 형상을 갖는 프리즘들이 일정한 방향으로 배열된 프리즘부를 포함한 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  13. 제12항에 있어서, 상기 프리즘부는,
    상기 기저부의 전면으로 돌출되고, 제1 형상을 갖는 제1 프리즘들을 구비한 제1 프리즘부; 및
    상기 기저부의 전면으로 돌출되고, 제2 형상을 갖는 제2 프리즘들을 구비한 제2 프리즘부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 및 2 프리즘들은 상기 기저부에 안착되는 제1 면 이 상기 기저부와 평행한 면으로 형성되고, 상기 제1 면과 인접한 제2 면 및 제3 면은 상기 제1 면의 중심 방향으로 각각 일정 각도를 연장되다가 곡률 반경이 서로 상이한 원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  15. 제12항에 있어서, 상기 광변환 구조체는 프리즘 시트인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  16. 제12항에 있어서, 상기 광변환 구조체는 프리즘 도광판인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  17. 광원, 상기 광원으로부터 출사되는 광의 휘도 특성을 향상시키는 광변환 구조체를 포함하는 백라이트 어셈블리 및 상기 백라이트 어셈블리로부터 공급되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 디스플레이 유닛을 포함하는 표시장치에서,
    상기 광변환 구조체는,
    기저부; 및
    상기 기저부의 전면에 배치되고, 서로 상이한 형상을 갖는 프리즘들이 일정한 방향으로 배열된 프리즘부를 포함한 것을 특징으로 표시장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 프리즘부는,
    상기 기저부의 전면에 형성되고, 제1 형상을 갖는 제1 프리즘들을 구비한 제 1 프리즘부; 및
    상기 기저부의 전면에 형성되고, 제2 형상을 갖는 제2 프리즘들을 구비한 제2 프리즘부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제1 및 2 프리즘들은 상기 기저부에 안착되는 제1 면이 상기 기저부와 평행한 면으로 형성되고, 상기 제1 면과 인접한 제2 면 및 제3 면은 상기 제1 면의 중심 방향으로 각각 일정 각도를 연장되다가 곡률 반경이 서로 상이한 원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
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