KR20100003818A - 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 램프 휘선을 제거할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.

이 액정표시장치는 액정표시패널; 상기 액정표시패널의 아래에 서로 평행하게 배치되어 광을 발생하는 다수의 램프들; 상기 램프들을 수납하는 보텀 커버; 및 상기 보텀 커버상에 배치되며, 그 표면에 다수의 확산패턴을 포함하여 상기 램프들로부터 입사된 광을 상기 액정표시패널 쪽으로 확산시키는 확산판을 구비하고; 상기 확산패턴은 상기 확산판의 표면으로부터 돌출된 U자형 계곡을 사이에 두고 두 개의 산을 이루는 쌍봉 형태를 갖는다.

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 램프 휘선을 제거할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.

최근의 정보화 사회에서 표시소자는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 어느 때보다 강조되고 있다. 한 때 주류를 이루었던 음극선관(Cathode Ray Tube) 또는 브라운관은 무게와 부피가 큰 문제점이 있었다. 이러한 음극선관의 한계를 극복하기 위해, 현재 많은 종류의 평판표시소자(Flat Panel Display)가 개발되고 있다.

평판표시소자에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP) 및 일렉트로-루미네센스(Electro-luminescence : EL) 등이 있고 이들 대부분이 실용화되어 시판되고 있다.

이들 중 특히, 액정표시장치는 저소비 구동등의 여러 가지 장점으로 인해 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기, 옥내외 광 고 표시장치 등으로 이용되고 있다. 액정표시장치는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하는 것으로서, 최근의 양산기술 확보와 연구개발의 성과로 대형화와 고해상도화로 급속히 발전하고 있다.

액정표시장치는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT" 라 함)기판, TFT 기판에 대향하는 컬러필터 기판, 및 양 기판들 사이에 협지된 액정층으로 이루어진 액정표시패널을 포함하여, 매트릭스 형태로 배열된 TFT들에 인가되는 데이터신호에 따라 광의 투과량을 조절함으로써 원하는 화상을 표시하게 된다. 이와 같은 액정표시장치는 자발광 표시장치가 아니기 때문에 백라이트 유닛과 같은 별도의 광원이 필요하다.

백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 크게 직하형 방식과 에지형 방식으로 대별된다. 에지형은 투명 도광판의 측면에 램프를 배치하고 이 도광판을 통해 다중 반사된 광을 액정표시패널로 출사하는 방식이다. 이에 비해, 직하형은 램프들을 액정표시패널의 직하부에 위치시키고 램프들의 전면에는 확산판을, 램프들의 배면에는 반사시트를 배치하여 램프들로부터의 광을 반사, 확산시키는 방식이다. 최근에는 에지형 방식에 비하여 휘도, 광균일도, 색순도가 높은 직하형 방식의 백라이트 유닛이 LCD TV와 같은 대형의 액정표시장치를 중심으로 많이 이용되고 있다.

종래 직하형 방식의 백 라이트 유닛(124)은 도 1과 같이, 액정표시패널에 광을 조사하기 위해 액정표시패널의 직하부에 배치되는 다수의 램프(14)들과, 램프(14)들을 수납하는 보텀 커버(10)와, 램프(14)들의 전면에 배치되어 램프(14)들 로부터 입사되는 광을 확산시켜 액정표시패널에 조사시키기 위한 확산판(16)과, 램프(14)들의 배면에 배치되어 램프(14)들로부터 발생된 광을 반사시켜 광의 이용 효율을 향상시키는 반사시트(12)를 구비한다.

그런데, 이러한 직하형 백 라이트 유닛(124)을 채용하는 액정표시장치에서는 경량화 및 박형(Slim)화라는 최근의 추세에 따라 램프 갯수, 및 램프와 확산판 간의 간격이 점점 줄어들고 있는 실정이다. 그 결과, 종래 직하형 백 라이트 유닛(124)으로는 도 2와 같이 램프간 간격(L2＞L1)이 증가할 뿐만 아니라 광 확산 거리(T2＜T1)가 줄어들어 광의 미확산 영역이 증가하고, 이에 따라 암부와 명부의 교차로 인한 램프 휘선이 발생되어 균일한 면광원을 형성하기 어렵다.

이러한 직하형 백 라이트 유닛(124)의 광 확산력 문제점을 해결하기 위해, 도 3a 와 같이 프리즘 형상의 확산패턴(16a)을 갖는 확산판(16)과, 도 3b와 같이 반구형 형상의 확산패턴(16b)을 갖는 확산판(16)이 제안된 바 있다.

그러나, 프리즘 형상의 확산패턴(16a)은 도 4와 같이 경사지게 입사된 광(③,④)에 대해서는 자신의 내부매질 경계면에서 각각 전반사 및 굴절시켜 자신의 양측 방향으로 분광(③´,④´)시키나, 수직하게 입사된 광(①,②)에 대해서는 자신의 내부매질 경계면에서 연속적으로 전반사시켜 입사된 쪽으로 반사(①´,②´)시킨다.(A 참조) 반면, 반구형 형상의 확산패턴(16b)은 도 4와 같이 수직 및 경사지게 입사된 광(①,②,③,④) 모두를 자신의 내부매질 경계면에서 굴절시켜 자신의 가운데측 방향으로 집광(①″,②″,③″,④″)시킨다.(B 참조) 이는 도 5와 같이 확산패턴을 통해 출사되는 광의 휘도 분포를 불균일하게 하는 원인이 된다. 즉, 프리즘 형상의 확산패턴(16a)을 갖는 확산판(16)에 있어서는 도 5의 "A"와 같이 확산패턴(16a)의 양측 방향으로의 출사광 분포도가 가운데측 방향으로의 출사광 분포도에 비해 훨씬 높다.(분광효과) 반면, 반구형 형상의 확산패턴(16b)을 갖는 확산판(16)에 있어서는 도 5의 "B"와 같이 확산패턴(16b)의 가운데측 방향으로의 출사광 분포도가 양측 방향으로의 출사광 분포도에 비해 훨씬 높다.(집광효과)

이에 따라, 프리즘 형상 또는 반구형 형상의 확산패턴이 적용된 종래 액정표시장치에서도 역시 균일한 면광원을 형성하는 데는 한계가 있어 램프 휘선이 보이게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 균일한 면광원을 구현함으로써 램프 휘선을 제거할 수 있도록 한 액정표시장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정표시장치는 액정표시패널; 상기 액정표시패널의 아래에 서로 평행하게 배치되어 광을 발생하는 다수의 램프들; 상기 램프들을 수납하는 보텀 커버; 및 상기 보텀 커버상에 배치되며, 그 표면에 다수의 확산패턴을 포함하여 상기 램프들로부터 입사된 광을 상기 액정표시패널 쪽으로 확산시키는 확산판을 구비하고; 상기 확산패턴은 상기 확산판의 표면으로부터 돌출된 U자형 계곡을 사이에 두고 두 개의 산을 이루는 쌍봉 형태를 갖는다.

상기 확산패턴은 상기 U자형 계곡의 일측 면과 함께 제1 봉을 이루는 제1 경사면과, 상기 U자형 계곡의 타측 면과 함께 제2 봉을 이루는 제2 경사면을 구비한다.

상기 제1 및 제2 경사면은 직선 또는 외부로 볼록한 형상을 가진다.

상기 제1 경사면은 상기 확산판의 표면과 제1 경사각을 이루고, 상기 제2 경사면은 상기 확산판의 표면과 제2 경사각을 이룬다.

상기 제1 및 제2 경사각은 각각 30°보다 크고 70°보다 작은 범위 내에서 어느 한 값을 가지며, 이 각도 범위 내에서 서로 동일한 값을 가지거나 또는 서로 다른 값을 가진다.

상기 확산패턴의 피치는 50㎛ 보다 크고 500㎛보다 작은 범위 내, 바람직하게는 250㎛ 보다 크고 300㎛보다 작은 범위 내에서 어느 한 값을 가진다.

상기 U자형 계곡의 최저면 두께는, 상기 확산패턴의 쌍봉 두께의 40 ~ 45 %로 이루어진다.

상기 확산패턴은 상기 확산판의 상부 표면 또는 하부 표면에 형성된다.

본 발명에 따른 액정표시장치은 확산판의 상부 표면 또는 하부 표면에 쌍봉 형상을 갖는 확산패턴을 형성함으로써, 액정표시장치의 박형화, 간소화 추세에 부합하여 램프 갯수, 및 램프와 확산판 간의 간격이 점점 줄어들더라도, 집광 및 분광효과의 적절한 배분을 통해 출사광의 면내 균일성 및 광효율을 크게 높여 램프 휘선 또는 램프 무라등을 완전히 제거할 수 있다.

이하, 도 6 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치를 나타내는 분해 사시도이고, 도 7은 결합된 액정표시장치의 일측 단면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치(100)는 서포터 메 인(125)과, 서포터 메인(125)의 내부에 적층되는 백 라이트 유닛(124) 및 액정표시패널(106)과, 액정표시패널(106)의 가장자리와 서포터 메인(125)의 측면을 감싸기 위한 케이스 탑(102)을 구비한다.

액정패널(106)은 상부기판(105) 및 하부기판(103)으로 이루어진다. 이러한 액정패널(106)의 상부기판(105) 및 하부기판(103) 사이에는 도시하지 않은 액정이 협지되고, 상부기판(105)과 하부기판(103) 사이의 간격을 일정하게 유지시키기 위한 도시하지 않은 스페이서를 구비한다.

액정패널(106)의 상부기판(105)에는 도시하지 않은 컬러필터, 공통전극, 블랙 매트릭스 등이 형성된다. 공통전극은 전계 구동방식에 따라 하부기판(103)에 형성될 수도 있다. 액정패널(106)의 하부기판(103)에는 도시하지 않은 데이터 라인과 게이트 라인 등의 신호배선이 형성되고, 데이터 라인과 게이트 라인의 교차부에 TFT가 형성된다. TFT는 게이트 라인으로부터의 스캔신호(게이트펄스)에 응답하여 데이터 라인으로부터 액정셀로 인가되는 데이터신호를 절환하게 된다. 데이터 라인과 게이트 라인 사이의 화소 영역에는 각각 화소 전극을 갖는 액정셀들이 형성된다.

액정표시패널(106)의 일측부에는 데이터 라인들과 게이트 라인들에 각각 접속되는 데이터 및 게이트 패드 영역이 각각 형성된다. 데이터 및 게이트 패드 영역에는 다수의 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package : 이하, "TCP"라 함, 104, 108)가 등간격으로 부착된다. 이러한 TCP(104, 108)는 하부기판(103) 상의 데이터 패드에 부착되어 소스 PCB(128)로부터의 제어신호에 응답하여 비디오신호를 데이터 라인들에 공급하는 데이터 드라이브 집적회로(110)가 실장된 데이터 TCP(108)와, 하부기판(103) 상의 게이트 패드에 부착되어 소스 PCB(128)로부터의 제어신호에 응답하여 게이트 라인들에 게이트 신호를 공급하는 게이트 드라이브 집적회로(112)가 실장된 게이트 TCP(104)로 나누어진다. 도시하지는 않았지만, 액정표시패널(106)의 상부기판(105)에는 상부 편광 시트가 부착되고, 하부기판(103)의 배면에는 하부 편광 시트가 부착된다.

서포터 메인(125)은 몰드(Mold)물로서 그 내부의 측벽면이 계단형 단턱면으로 성형되고 이 단턱면에는 액정표시패널(106)에 광을 조사하는 백 라이트 유닛(124) 및 액정표시패널(106)이 적층된다. 액정표시패널(106)은 가이드 패널(115)을 통해 백 라이트 유닛(124) 상에 고정된다. 가이드 패널(115)은 액정표시패널(106)이 안착되는 사각띠 형태의 안착부를 구비하여 액정표시패널(106)을 지지하게 된다.

백라이트 유닛(124)은 나란하게 배치되어 액정표시패널(106)의 직하부에 배치되는 다수의 램프(120)들과, 램프(120)들이 삽입되고 램프(120)들의 가장자리를 덮는 사이드 서포터(121)와, 램프(120)들을 수납하는 보텀 커버(114)와, 램프(120)들의 전면에 배치되어 램프(120)들로부터 입사되는 광을 확산시키기 위해 쌍봉 형상의 확산패턴(116a)들을 갖는 확산판(116)과, 램프(120)들의 배면에 배치되어 램프(120)들로부터 발생된 광을 반사시키는 반사시트(122)와, 확산판(116) 상에 적층되는 다수의 광학 시트들(118)을 구비한다.

램프(120)들로는 양 단부에 외부전극(120a)이 형성된 외부전극 형광램 프(External Electrode Fluorescent Lamp : EEFL)가 사용된다. 램프(120)들 각각의 외부전극(120a)들은 공통전극보드(123) 상에서 서로 도통되어 공통으로 접속되며, 이 공통전극보드(123)를 통해 공통으로 램프 구동전력을 공급받는다. 한편, 램프(120)들로서 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL)가 사용될 수도 있다. 램프(120)들은 백 라이트 유닛(124)의 휘도 균일성을 위하여 등간격으로 배치되는 것이 바람직하며, 램프(120)들의 개수는 요구되는 휘도 특성에 따라 얼마든지 가변될 수 있다.

보텀 커버(114)는 램프(120)들과 공통전극보드(123)가 안착되는 제1 면(114a)과, 제1 면(114a)으로부터 경사지게 절곡되어 신장된 제2 면(114b)과, 제2 면(114b)으로부터 절곡되어 신장됨으로써 제1 면(114a)과 평행을 이루는 제3 면(114c)을 가진다. 이러한, 제2 및 제3면(114a,114b)은 램프(120)들과 평행한 보텀 커버(114)의 양 장변측에 형성되고, 램프(120)들과 수직한 보텀 커버(114)의 양 단변측은 개방되어 사이드 서포터(121)와 체결된다. 사이드 서포터(121)는 램프(120)들이 삽입되는 요철부를 구비하여 보텀 커버(114)의 양 단변측에서 램프(120)들을 지지한다.

확산판(116)은 램프(120)들의 상부에 배치되며, 램프(120)들로부터 출사되는 광을 확산시켜 휘도 균일성을 향상시킨다. 확산판(116)은 그 내부에 광의 확산을 위한 확산제를 포함하여 사각 플레이트 형상을 가지며, 램프(120)들과 일정 간격으로 이격되게 배치된다. 이러한 확산판(116)에는 백 라이트 유닛(124)의 휘도 균일도를 높여 램프 휘선을 제거하기 위해 쌍봉 형상을 갖는 다수의 확산패턴(116a)이 형성된다. 확산패턴(116a)에 대해서는 도 8 및 도 9를 참조하여 상세히 후술한다.

반사시트(122)는 보텀 커버(114)의 제1 면 및 제2 면(114a,114b)에 양면 테이프 등으로 부착되어 램프(120)들의 하부로부터 자신에게 입사되는 광을 확산판(116)쪽으로 반사시켜 광의 이용 효율을 향상시킨다. 반사시트(122)는 광 반사율이 높은 물질로 이루어지며, 만약 보텀 커버(114)가 광반사율이 높은 물질로 이루어지는 경우에는 제거될 수 있다.

광학 시트들(118)은 확산판(116)의 상부에 적어도 하나 이상이 배치되며, 확산판(116)을 거쳐 출사되는 광의 경로를 변경시켜 광학 특성을 향상시킨다. 광학시트들(118)은 확산판(116)의 확산패턴(116a)들을 통해 확산된 광을 정면 방향으로 집광시키는 프리즘시트와, 집광된 광을 재차 확산시키는 확산시트를 포함할 수 있다.

케이스 탑(102)은 직각으로 절곡된 평면부와 측면부를 가지는 사각띠 형태로 제작되어 액정표시패널(106)의 가장자리와 서포터 메인(125)의 측면을 감싸게 된다.

도 8 내지 도 11은 확산판(116)의 상부 표면에 형성된 다수의 확산패턴(116a)을 보여준다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 확산패턴(116a)은 확산판(116)의 표면으로부터 돌출된 U자형 계곡(R3)을 사이에 두고 두 개의 산을 이루는 쌍봉(R1,R2) 형태를 갖는다. 즉, 확산패턴(116a)은 U자형 계곡(R3)의 일측 면(R1b)과 함께 제1 봉(R1)을 이루는 제1 경사면(R1a)과, U자형 계곡(R3)의 타측 면(R2b)과 함께 제2 봉(R2)을 이루는 제2 경사면(R2a)을 구비한다. 여기서, 제1 및 제2 경사면(R1a,R2a)은 직선이거나 외부로 볼록한 형상을 가질 수 있으며, 제1 및 제2 봉(R1,R2)는 아크 형상 또는 뾰족한 형상을 가질 수 있다.

확산패턴(116a)의 U자형 계곡(R3)은 확산판(116)의 표면으로부터 수직하게 입사되는 광의 입사각이 전반사 임계각보다 작은 범위 내에서는 입사광을 그 입사각에 비례하는 굴절각으로 굴절시켜 확산패턴(116a)의 가운데측 방향으로 집광시킴으로써, 종래 프리즘 형상의 확산패턴에서 가운데측 방향으로 출사광 분포도가 매우 낮은 문제점을 해결한다. 예컨대, 도 10에서 확산판(116)의 표면으로부터 수직하게 입사되는 광들 중 그 입사각(θ2)이 전반사 임계각보다 작은 광(②)은 매질 경계면에서 굴절되어 "b"와 같이 확산패턴(116a)의 가운데측 방향으로 집광된다. 여기서, 전반사 임계각이란 밀한 매질(n1)에서 소한 매질(n2)로 광이 진행할때 입사각(매질 경계면에 수직한 법선과 이루는 각)이 커짐에 따라 굴절각(매질 경계면에 수직한 법선과 이루는 각) 역시 증가하는 데, 굴절각이 90˚가 되는 때의 입사각을 말한다. 이러한 전반사 임계각은 확산패턴(116a)의 매질 굴절율(n1)이 1.48 ~ 1.53 이며 공기의 굴절율(n2)이 1일 때, 대략 41˚정도이다.

또한, 확산패턴(116a)의 U자형 계곡(R3)은 확산판(116)의 표면으로부터 수직하게 입사되는 광의 입사각이 전반사 임계각과 같거나 큰 범위 내에서는 입사광을 순차적으로 전반사 및 굴절시켜 확산패턴(116a)의 양측 방향으로 분광시킴으로써, 종래 반구형 형상의 확산패턴에서 양측 방향으로 출사광 분포도가 매우 낮은 문제점을 해결한다. 예컨대, 도 10에서 확산판(116)의 표면으로부터 수직하게 입사되 는 광들 중 그 입사각(θ11)이 전반사 임계각보다 크거나 같은 광(①)은 U자형 계곡(R3)의 타측 면(R2b)에서 전반사 된 후, 확산패턴(116a)의 제2 경사면(R2a)에 전반사 임계각보다 작은 입사각(θ12)으로 입사하게 된다. 이 광(①)은 확산패턴(116a)의 제2 경사면(R2a)에서 굴절되어 "a"와 같이 확산패턴(116a)의 우측 방향으로 분광된다.

확산패턴(116a)의 제1 및 제2 경사면(R1a,R2a)은 확산판(116)의 표면으로부터 경사지게 입사되는 광의 입사각이 전반사 임계각보다 같거나 큰 범위 내에서는 입사광을 전반사 및 굴절시켜 확산패턴(116a)의 양측 방향으로 분광시킴으로써, 종래 반구형 형상의 확산패턴에서 양측 방향으로 출사광 분포도가 매우 낮은 문제점을 해결한다. 예컨대, 도 10에서 확산판(116)의 표면으로부터 우측으로 경사지게 입사되는 광들 중 그 입사각(θ31)이 전반사 임계각보다 크거나 같은 광(③)은 확산패턴(116a)의 제1 경사면(R1a)에서 전반사 된 후, 확산패턴(116a)의 제1 봉(R1) 근처에 전반사 임계각보다 작은 입사각(θ32)으로 입사하게 된다. 이 광(③)은 확산패턴(116a)의 제1 봉(R1) 근처에서 굴절되어 "c"와 같이 확산패턴(116a)의 우측 방향으로 분광된다. 또한, 도 10에서 확산판(116)의 표면으로부터 좌측으로 경사지게 입사되는 광들 중 그 입사각(θ41)이 전반사 임계각보다 크거나 같은 광(④)은 확산패턴(116a)의 제2 경사면(R2a)에서 전반사 된 후, 확산패턴(116a)의 제2 봉(R2) 근처에 전반사 임계각보다 작은 입사각(θ42)으로 입사하게 된다. 이 광(④)은 확산패턴(116a)의 제2 봉(R1) 근처에서 굴절되어 "d"와 같이 확산패턴(116a)의 좌측 방향으로 분광된다.

한편, U자형 계곡(R3)의 일측 면(R1b)과 함께 제1 봉(R1)을 이루는 제1 경사면(R1a)은 확산판(116)의 표면과 제1 경사각(α)을 이루고, U자형 계곡(R3)의 타측 면(R2b)과 함께 제2 봉(R2)을 이루는 제2 경사면은 확산판(116)의 표면과 제2 경사각(β)을 이룬다. 여기서, 제1 및 제2 경사각(α,β)은 30°보다 크고 70°보다 작은 범위내에서 어느 한 값을 가질 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 경사각(α,β)은 이 각도 범위 내에서 서로 동일한 값을 가지거나 또는 서로 다른 값을 가질 수 있다. 다만, 제1 및 제2 경사각(α,β)이 30°이하이거나 70°이상인 경우에는 분광효과가 크게 떨어져 출사광의 균일성을 확보할 수 없게 된다.

확산패턴(116a)의 피치(P)는 50㎛ 보다 크고 500㎛보다 작은 범위내, 바람직하게는 250㎛ 보다 크고 300㎛보다 작은 범위내에서 어느 한 값을 가질 수 있다. 확산패턴(116a)의 피치(P)가 50㎛ 이하인 경우에는 그 크기가 너무 미세하여 분광 및 집광 효과가 크게 떨어져 출사광의 균일성을 확보하기 어려운 반면, 확산패턴(116a)의 피치(P)가 500㎛ 이상인 경우에는 그 크기가 너무 커 패턴 무라(얼룩)로 시인될 가능성이 크다.

실험에 의하면, U자형 계곡(R3)의 최저면 두께(t2)는 확산패턴(116a)의 쌍봉 두께(t1)의 절반 이하 즉, 40 ~ 45 % 로 됨이 출사광의 균일성을 확보면에서 바람직함을 알 수 있었다.

확산패턴(116a)은 위에서 설명한 확산판(116)의 상부 표면에 형성되는 것 외에, 도 11과 같이 확산판(116)의 하부 표면에 형성될 수도 있다. 이렇게 확산패턴(116a)이 확산판(116)의 하부 표면에 형성되는 경우에도 출사광의 균일성을 확보 면에서 동일한 효과를 나타낸다.

이와 같은 확산패턴(116a)은 확산판(116) 형성시 확산판(116)과 함께 사출 공정, 압출 공정 및 UV 레진 경화 공정 등을 통해 일체로 형성된다. 사출 공정 또는 압출 공정을 통해 형성되는 확산패턴(116a)은 폴리카보네이트( Polycarbonate) 또는 폴리스틸렌(Polystyrene) 등의 재질로 이루어질 수 있으며, UV 레진 경화 공정을 통해 형성되는 확산패턴(116a)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(Poly Ethylene Terephthalate)등의 재질로 이루어질 수 있다.

도 12는 쌍봉 형상의 확산패턴(116a)을 갖는 확산판(116)을 이용하여 출사광 분포도를 시뮬레이션 한 결과를 보여준다. 그리고, 도 13은 쌍봉 형상의 확산패턴(116a) 적용시 확산판(116) 상부에서의 휘도 분포를 시뮬레이션 한 결과를 보여준다. 도 12에서 종축은 휘도(nit)를 나타낸다. 또한, 도 12에서 점선으로 표시된 분포 파형은 본 발명의 쌍봉 패턴 적용시의 출사광 휘도 분포를, 굵은 실선으로 표시된 분포 파형은 종래 확산패턴 무적용시의 출사광 휘도 분포를, 가는 실선으로 표시된 분포 파형은 종래 프리즘 패턴 적용시의 출사광 휘도 분포를, 일점 쇄선으로 표시된 분포 파형은 종래 반구형 패턴 적용시의 출사광 휘도 분포를 각각 나타낸다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 종래 확산패턴 무적용시에는 램프 배치 영역에 대응되는 명부에는 출사광의 휘도 분포가 아주 높게 나타나는 반면, 램프들 사이 영역에 대응되는 암부에는 출사광의 휘도 분포가 아주 낮게 나타난다. 또한, 종래 프리즘 패턴 또는 반구형 패턴 적용시에는 확산패턴 무적용시에 비해 명부 및 암부 간 출사광의 휘도 분포차가 다소 줄어들고 있지만 램프 휘선을 완전히 없애기에는 여전히 미흡하다. 이에 반해, 본 발명의 쌍봉 패턴 적용시에는 명부의 휘도는 낮아지는 대신 암부의 휘도가 큰 폭으로 상승하여, 명부 및 암부간 출사광의 휘도 분포차가 크게 줄어들고 있음을 알 수 있다. 이는 본원 발명의 쌍봉 패턴이 프리즘 패턴의 분광 효과와 반구형 패턴의 집광 효과를 모두 가지기 때문이다. 따라서, 램프 갯수, 및 램프와 확산판 간의 간격이 점점 줄어들더라도, 본원 발명과 같이 쌍봉 형상을 갖는 확산패턴을 적용하면, 출사광의 균일성이 크게 확보되어 램프 휘선이 제거된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치은 확산판의 상부 표면 또는 하부 표면에 쌍봉 형상을 갖는 확산패턴을 형성함으로써, 액정표시장치의 박형화, 간소화 추세에 부합하여 램프 갯수, 및 램프와 확산판 간의 간격이 점점 줄어들더라도, 집광 및 분광효과의 적절한 배분을 통해 출사광의 면내 균일성 및 광효율을 크게 높여 램프 휘선 또는 램프 무라등을 완전히 제거할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

도 1은 종래 직하형 방식의 백 라이트 유닛의 일 단면도.

도 2는 액정표시장치의 경박, 단소화 추세에 따라 램프간 간격이 증가함과 아울러 광 확산 거리가 줄어들는 것을 보여주는 도면.

도 3a는 프리즘 형상의 확산패턴을 갖는 확산판을 보여주는 도면.

도 3b는 반구형 형상의 확산패턴을 갖는 확산판을 보여주는 도면.

도 4는 프리즘 형상의 확산패턴과 반구형 형상의 확산패턴에서 입사광에 따라 출사되는 광의 경로를 보여주는 도면.

도 5는 프리즘 형상의 확산패턴과 반구형 형상의 확산패턴에서 출사광 분포도를 보여주는 도면.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도.

도 7은 도 6이 결합된 액정표시장치의 일측 단면도.

도 8은 본 발명의 실시예에 따라 확산판의 상부 표면에 형성된 다수의 확산패턴을 보여주는 도면.

도 9는 본 발명에 따른 확산패턴의 구조를 설명하기 위한 도면.

도 10은 본 발명에 따른 확산패턴에서 입사광에 따른 출사되는 광의 경로를 보여주는 도면.

도 11은 본 발명의 실시예에 따라 확산판의 하부 표면에 형성된 다수의 확산패턴을 보여주는 도면.

도 12는 쌍봉 형상의 확산패턴을 갖는 확산판을 이용하여 출사광 분포도에 대한 시뮬레이션 한 결과를 보여주는 도면.

도 13은 쌍봉 형상의 확산패턴 적용시 확산판 상부에서의 휘도 분포를 시뮬레이션 한 결과를 보여주는 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 액정표시장치 102 : 탑 케이스

103 : 하부기판 105 : 상부기판

106 : 액정표시패널 104,108 : TCP

110 : 데이터 드라이브 집적회로 112 : 게이트 드라이브 집적회로

114 : 보텀 커버 116 : 확산판 116a : 확산패턴 118 : 광학 시트

120 : 램프 120a : 외부 전극

121 : 사이드 서포터 122 : 반사시트

123 : 공통전극보드 124 : 백 라이트 유닛

125 : 서포터 메인

Claims (8)

1. 액정표시패널;

   상기 액정표시패널의 아래에 서로 평행하게 배치되어 광을 발생하는 다수의 램프들;

   상기 램프들을 수납하는 보텀 커버; 및

   상기 보텀 커버상에 배치되며, 그 표면에 다수의 확산패턴을 포함하여 상기 램프들로부터 입사된 광을 상기 액정표시패널 쪽으로 확산시키는 확산판을 구비하고;

   상기 확산패턴은 상기 확산판의 표면으로부터 돌출된 U자형 계곡을 사이에 두고 두 개의 산을 이루는 쌍봉 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 확산패턴은 상기 U자형 계곡의 일측 면과 함께 제1 봉을 이루는 제1 경사면과, 상기 U자형 계곡의 타측 면과 함께 제2 봉을 이루는 제2 경사면을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 경사면은 직선 또는 외부로 볼록한 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 제1 경사면은 상기 확산판의 표면과 제1 경사각을 이루고, 상기 제2 경사면은 상기 확산판의 표면과 제2 경사각을 이루는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 경사각은 각각 30°보다 크고 70°보다 작은 범위 내에서 어느 한 값을 가지며, 이 각도 범위 내에서 서로 동일한 값을 가지거나 또는 서로 다른 값을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 확산패턴의 피치는 50㎛ 보다 크고 500㎛보다 작은 범위 내, 바람직하게는 250㎛ 보다 크고 300㎛보다 작은 범위 내에서 어느 한 값을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 U자형 계곡의 최저면 두께는, 상기 확산패턴의 쌍봉 두께의 40 ~ 45 %로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 확산패턴은 상기 확산판의 상부 표면 또는 하부 표면에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.

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