KR20110081569A - 양면 디스플레이용 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 액정표시장치 - Google Patents

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양성민
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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 백라이트 유닛은, 일측단에서 타측단으로 비스듬히 연장된 경사 계면을 구비하여 일측으로부터 입사된 광을 유도하여 일면으로 출사하고, 타측으로부터 입사된 광을 유도하여 상기 일면에 대향하는 타면으로 출사하는 양면 광출사 가능한 도광판; 상기 도광판의 일측과 타측에 배치되어 상기 일측 및 타측에서 상기 도광판으로 광을 제공하는 광원; 및 상기 도광판의 일면 및 타면에 각각 위치하는 광학 시트를 포함한다.

Description

양면 디스플레이용 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 액정표시장치{Backlight Unit for Double-side Display and Liquid Crystal Dislay Device Having the Same}
본 발명은 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LED 광원을 사용하면서 빛의 양면 출사가 가능한 백라이트 유닛과 이를 구비하여 양면 디스플레이가 가능한 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 LCD(Light Crystal Display)용 백라이트 유닛에 LED(Light Emitting Diode) 광원을 이용함으로써 고화질, 저 소비전력, 친환경 등의 장점을 갖는 액정 표시 장치가 제조되고 사용되고 있다. 일반적으로 백라이트 유닛은, 엣지형 백라이트 유닛(사이드 방식)과 직하형 백라이트 유닛(직하 방식)으로 나뉜다. 엣지형 백라이트 유닛에서는, 바(bar) 형태의 광원이 액정 패널의 측부에 위치하여 도광판을 통해 액정 패널 쪽으로 빛을 조사한다. 이에 반하여, 직하형 백라이트 유닛에서는 액정 패널 밑에 위치한 면광원으로부터 액정 패널 전면으로 직접 조광한다.
도 1은 종래의 엣지형 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 액정표시장치(10)는 디스플레이 전면측에 배치된 액정패널(18)과 그 아래에서 액정패널(18)에 면광을 조사하는 백라이트 유닛(15)을 포함한다. 엣지형 백라이트 유닛(15)은 일측 또는 양측에 배치된 형광 램프 혹은 LED 광원(12)과, 이 광원(12)으로부터 나온 빛을 안내하여 액정패널(18) 쪽으로 유도하는 도광판, 그리고 도광판 위에 배치된 여러가지 광학 시트를 포함한다.
상술한 종래의 엣지형 백라이트 유닛(12)은 일면으로만 또는 일 방향으로만(도 1에서 볼때는 위쪽으로만) 빛을 조광하여 그 방향에 배치된 액정패널(18)만이 화면을 디스플레이할 수 있다. 따라서, 일면 디스플레이만이 가능하고 양면 디스플레이는 불가능하다.
본 발명의 일 과제는 LED 광원을 사용하는 엣지형 백라이트 유닛에 있어서, 양면으로의 조광이 가능하여 양면 디스플레이의 표시장치에 사용될 수 있는 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는 LED 광원을 사용하고 양면 조광이 가능한 엣지형 백라이트 유닛을 구비하여 양면 디스플레이를 구현할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 백라이트 유닛은, 일측단에서 타측단으로 비스듬히 연장된 경사 계면을 구비하여 일측으로부터 입사된 광을 유도하여 일면으로 출사하고, 타측으로부터 입사된 광을 유도하여 상기 일면에 대향하는 타면으로 출사하는 양면 광출사 가능한 도광판; 상기 도광판의 일측과 타측에 배치되어 상기 일측 및 타측에서 상기 도광판으로 광을 제공하는 광원; 및 상기 도광판의 일면 및 타면에 각각 위치하는 광학 시트를 포함한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 도광판은 상기 경사 계면을 경계로 하여 나뉘어지고 각각 쐐기형태의 도광판 부재로 된 제1 도광판부와 제2 도광판부를 포함하되, 상기 제1 도광판부는 일측에 배치된 광원으로부터 입사된 광을 유도하여 일면으로 출사하고, 상기 제2 도광판부는 타측에 배치된 광원으로부터 입사된 광을 유도하여 타면으로 출사할 수 있다. 상기 제1 도광판부와 제2 도광판부는 쐐기형태의 도광판 부재의 경사면을 접합면으로하여 서로 접합될 수 있다. 상기 도광판은 성형에 의해 상기 제1 도광판부, 제2 도광판부 및 경사계면이 결합된 상태에서 동시에 만들어진 것일 수 있다. 상기 광원은 LED 광원일 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 도광판의 출사면이 되는 일면과 타면에는 다수의 도트 패턴이나, 양각 또는 음각 패턴이 형성될 수 있다. 또한 상기 도광판의 출사면이 되는 일면과 타면에는 발광 분산제가 도포될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 양면디스플레이용 액정표시장치는, 일측단에서 타측단으로 비스듬히 연장된 경사 계면을 구비하여 일측으로부터 입사된 광을 유도하여 일면으로 출사하고, 타측으로부터 입사된 광을 유도하여 상기 일면에 대향하는 타면으로 출사하는 양면 광출사 가능한 도광판; 상기 도광판의 일측과 타측에 배치되어 상기 일측 및 타측에서 상기 도광판으로 광을 제공하는 광원; 상기 도광판의 일면 및 타면에 각각 위치하는 광학 시트; 및 상기 광학 시트의 바깥 쪽에 각각 배치된 한쌍의 액정 패널을 포함한다.
상기 한쌍의 액정 패널은 각각 구동되어 동시에 같은 화면을 디스플레이할 수 있다. 다른 실시예로서, 상기 한쌍의 액정 패널은 각각 구동되어 동시에 다른 화면을 디스플레이할 수 있다.
본 발명의 실시형태들에 따르면, 양면 출광이 가능한 도광판을 사용함으로써 백라이트의 양쪽으로 면광을 제공할 수 있다. 이에 따라, 양면 디스플레이가 가능한 액정표시장치를 효과적으로 구현할 수 있다.
도 1은 종래 액정 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 백라이트 유닛과 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 백라이트 유닛의 도광판 표면에 형성된 패턴의 예를 나타낸 부분 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 백라이트 유닛과 양면디스플레이용 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 2를 참조하면, 양면디스플레이용 액정표시장치(100)는 상하 양쪽에 배치된 한쌍의 액정패널(108a, 108b)과, 이들 사이에 배치되어 각 액정패널(108a, 108b)에 광을 조사하는 백라이트 유닛(105)을 포함한다.
액정패널(108a, 108b) 각각은 2개의 기판과 그 사이에 개재된 액정층, 그리고 컬러필터, 전극 라인등 통상의 액정패널이 갖는 요소들을 포함한다. 액정패널(108a, 108b) 각각은 별도로 구동되어 동시에 같은 화면 또는 다른 화면을 디스플레이할 수도 있다. 1쌍의 액정패널(108a, 108b)은 전원을 공급받아 영상신호 및 제어신호에 의해 각 액정패널(108a, 10b)마다 다른 영상 화면이 디스플레이되거나 동시에 같은 영상 화면이 디스플레이될 수도 있다.
백라이트 유닛(105)은 도광판(115)과, 도광판(115)에 빛을 제공하는 광원(102a, 102b)과, 도광판(115)의 양면쪽(A, B)에 각각 위치하는 광학 시트(125a, 125b)를 포함한다. 광원(102a, 102b)은 도광판(115)의 일측과 타측에 배치되며, 예를 들어 LED 광원 또는 형광 램프로 될 수 있다. LED 광원을 사용할 경우, 예를 들어 복수의 LED를 구비하는 바(bar)형태의 선광원 LED 모듈이 사용될 수 있다. 하우징 부재(103a,103b)가 광원(103a, 103b)을 감싸도록 구비될 수 있다. 하우징 부재(103a, 103b)의 내면은 반사면으로 되어 광원(102a, 102b)에서 나온 빛을 내측으로 반사시킬 수 있다.
도광판(115)은 일측단에서 타측으로 비스듬히 연장된 경사 계면(50c)을 구비한다. 도광판(115)은 일측에 배치된 광원(102a)으로부터 입사된 광을 유도하여 일면(A)으로 출사하고, 타측에 배치된 광원(102b)으로부터 입사된 광을 유도하여 타면(B)으로 출사한다. 양면쪽(A, B)으로 출사된 광은 확산판, 프리즘 시트 등의 광학 시트(125a, 125b)를 거치면서 균일한 면광으로 되어 한쌍의 액정패널(108a, 108b)의 각 배면을 조사하게 된다.
보다 구체적으로 설명하면, 도광판(115)은 비스듬히 연장된 경사 계면(50c)을 경계로 하여 제1 도광판부(115a)와 제2 도광판부(115b)로 나뉜다. 각 도광판부(115a, 115b)는 쐐기형의 단면 구조를 갖는 도광판 부재이다. 제1 도광판부(115a)는 일측에 배치된 광원(102a)으로부터 입사된 광을 유도하여 도광판 상면(5A)을 통해 위쪽으로 출사한다(광경로를 개략적으로 표시한 제1 도광판부 내의 점선 참조). 제2 도광판부(115b)는 타측에 배치된 광원(102b)으로부터 입사된 광을 유도하여 도광판 하면(5B)을 통해 아래쪽으로 출사한다(광경로를 개략적으로 표시한 제2 도광판부 내의 점선 참조). 도 2에 도시된 바와 같이, 도광판(115)의 경사 계면(50c)은 각 도광판부(115a, 115b)에 있어서 일종의 반사면으로 제공될 수 있다. 이 반사면(경사 계면)에 의한 광반사는 전반사에 의한 광반사를 포함한다.
이러한 제1 도광판부(115a)와 제2 도광판부(115b)는 각각 쐐기형태의 도광판 부재로 별도로 제조된 후, 양쪽 도광판부(115a, 115b)의 경사면을 따라 서로 접합함으로써 양면 광출사할 수 있는 도광판(115)을 얻을 수 있다. 이와 달리, 도광판(115)은 처음 성형에 의해 제1 도광판부(115a), 제2 도광판부(115b) 및 경사 계면(50c)이 결합된 상태에서 동시에 만들어진 것일 수 있다. 예를 들어, 경사 계면으로서 제1 굴절율(n1)을 갖는 얇은 박막 물질을 사이에 비스듬히 두고 제2 굴절율(n2; n2＞n1)을 갖는 제1 및 제2 도광판부(115a, 115b)를 하나의 성형틀에서 동시에 성형함으로써 양면 광출사가 가능한 도광판(115)을 얻을 수 있다.
도 3(a)에 도시된 바와 같이, 도광판(115)의 양쪽 광출사면(5A, 5B)에는 다수의 잉크 도트 등의 도트 패턴(150)이 형성될 수 있다. 또한 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 도광판의 양쪽 광출사면(5A, 5B)에는 레이저 등으로 가공된 양각 또는 음각 패턴(151)이 형성될 수도 있다. 또한, 도광판의 양쪽 광출사면(5A, 5B)에는 광분산제가 도포될 수도 있다. 이러한 도트 패턴, 양각 또는 음각 패턴, 광분산제는 빛을 산란 또는 확산시켜서 도광판으로부터의 광출사를 더 용이하게 할 수 있다.
상술한 양면 광출사가 가능한 도광판(115)과 이를 구비하는 백라이트 유닛(105)을 사용함으로써 양면(A, B)에 배치된 액정패널(108a, 108b) 모두에 면광을 제공할 수 있다. 백라이트 유닛(105)으로부터 광을 제공받는 1쌍의 액정패널(108a, 108b)을 구동함으로써, 액정표시장치(100)는 동시에 같은 화면 또는 다른 화면을 양면에 디스플레이할 수 있고, 표시장치의 앞과 뒤에서 따로 화면을 볼 수 있게 된다. 본 실시형태는 예를 들어, LED 광원을 사용한 LCD TV 등에 적용될 수 있다. 공공장소에서 본 실시형태에를 적용할 경우, 양면 디스플레이가 가능한 TV를 구현함으로써 더 많은 정보를 더 많은 고객에게 보여줄 수 있다. 또한 가정에서 본 실시형태의 표시장치를 적용할 경우, 예를 들어 방과 거실에서 동시에 TV를 시청하는 것도 가능하게 된다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
100: 액정표시장치 102a, 102b: 광원
103a, 103b: 하우징 105: 백라이트 유닛
108a, 108b: 액정패널 115: 도광판
115a: 제1 도광판부 115b: 제2 도광판부
125a, 125b: 광학 시트 5A: 도광판의 일면
5B: 도광판의 타면 50c: 경사 계면
150: 도트 패턴 151: 양각 또는 음각 패턴

Claims (16)

  1. 일측단에서 타측단으로 비스듬히 연장된 경사 계면을 구비하여 일측으로부터 입사된 광을 유도하여 일면으로 출사하고, 타측으로부터 입사된 광을 유도하여 상기 일면에 대향하는 타면으로 출사하는 양면 광출사 가능한 도광판;
    상기 도광판의 일측과 타측에 배치되어 상기 일측 및 타측에서 상기 도광판으로 광을 제공하는 광원; 및
    상기 도광판의 일면 및 타면에 각각 위치하는 광학 시트를 포함하는, 백라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도광판은 상기 경사 계면을 경계로 하여 나뉘어지고 각각 쐐기형태의 도광판 부재로 된 제1 도광판부와 제2 도광판부를 포함하되, 상기 제1 도광판부는 일측에 배치된 광원으로부터 입사된 광을 유도하여 일면으로 출사하고, 상기 제2 도광판부는 타측에 배치된 광원으로부터 입사된 광을 유도하여 타면으로 출사하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 도광판부와 제2 도광판부는 쐐기형태의 도광판 부재의 경사면을 접합면으로하여 서로 접합된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 도광판은 성형에 의해 상기 제1 도광판부, 제2 도광판부 및 경사계면이 결합된 상태에서 동시에 만들어진 것임을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 LED 광원인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 도광판의 출사면이 되는 일면과 타면에는 다수의 도트 패턴이나, 양각 또는 음각 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 도광판의 출사면이 되는 일면과 타면에는 발광 분사제가 도포된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  8. 일측단에서 타측단으로 비스듬히 연장된 경사 계면을 구비하여 일측으로부터 입사된 광을 유도하여 일면으로 출사하고, 타측으로부터 입사된 광을 유도하여 상기 일면에 대향하는 타면으로 출사하는 양면 광출사 가능한 도광판;
    상기 도광판의 일측과 타측에 배치되어 상기 일측 및 타측에서 상기 도광판으로 광을 제공하는 광원;
    상기 도광판의 일면 및 타면에 각각 위치하는 광학 시트; 및
    상기 광학 시트의 바깥 쪽에 각각 배치된 한쌍의 액정 패널을 포함하는 양면 디스플레이용 액정표시장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 한쌍의 액정 패널은 각각 구동되어 동시에 같은 화면을 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 양면 디스플레이용 액정표시장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 한쌍의 액정 패널은 각각 구동되어 동시에 다른 화면을 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 양면 디스플레이용 액정표시장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 도광판은 상기 경사 계면을 경계로 하여 나뉘어지고 각각 쐐기형태의 도광판 부재로 된 제1 도광판부와 제2 도광판부를 포함하되, 상기 제1 도광판부는 일측에 배치된 광원으로부터 입사된 광을 유도하여 일면으로 출사하고, 상기 제2 도광판부는 타측에 배치된 광원으로부터 입사된 광을 유도하여 타면으로 출사하는 것을 특징으로 하는 양면 디스플레이용 액정표시장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 도광판부와 제2 도광판부는 쐐기형태의 도광판 부재의 경사면을 접합면으로하여 서로 접합된 것을 특징으로 양면 디스플레이용 액정표시장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 도광판은 성형에 의해, 상기 제1 도광판부, 제2 도광판부 및 경사계면이 결합된 상태에서 동시에 만들어진 것임을 특징으로 하는 양면 디스플레이용 액정표시장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 광원은 LED 광원인 것을 특징으로 하는 양면 디스플레이용 액정표시장치.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 도광판의 출사면이 되는 일면과 타면에는 다수의 도트 패턴이나, 양각 또는 음각 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 양면 디스플레이용 액정표시장치.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 도광판의 출사면이 되는 일면과 타면에는 발광 분사제가 도포된 것을 특징으로 하는 양면 디스플레이용 액정표시장치.
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