KR20130048351A

KR20130048351A - 도광판 및 백라이트 유닛

Info

Publication number: KR20130048351A
Application number: KR1020110113159A
Authority: KR
Inventors: 최진혁
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2011-11-02
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2013-05-10

Abstract

본 발명은 도광판 및 백라이트 유닛에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 도광판의 경사면 상부에 광 경로를 제어하는 광경로변환패턴을 형성함으로써 전반사 임계각 이상으로 입사된 광을 도광판 내부로 굴절시켜 광의 손실을 방지할 수 있게 된다.
이와 같이 광 손실이 방지하여 액정표시장치의 휘도를 향상시킬 수 있게 된다.

Description

도광판 및 백라이트 유닛{LIGHT GUIDE PLATE AND BACKLIGHT UNIT}

본 발명은 도광판 및 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 휘도를 향상시킬 수 있는 도광판 및 백라이트 유닛에 관한 것이다.

동화상 표시에 유리하고 콘트라스트비(contrast ratio)가 큰 특징을 보여 TV, 모니터 등에 활발하게 이용되는 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD)는 액정의 광학적이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)에 의한 화상구현원리를 나타낸다.

이러한 액정표시장치는 나란한 두 기판(substrate) 사이로 액정층을 개재하여 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수 구성요소로 하며, 액정패널 내의 전기장으로 액정분자의 배열방향을 변화시켜 투과율 차이를 구현한다.

하지만 액정패널은 자체 발광요소를 갖추지 못한 관계로 투과율 차이를 화상으로 표시하기 위해서 별도의 광원을 요구하고, 이를 위해 액정패널 배면에는 광원(光源)이 내장된 백라이트(backlight) 유닛이 배치된다.

이러한, 백라이트 유닛은 광원을 포함하며, 광원의 위치에 따라 직하형(Direct Type)과 측면형(Edge Type)으로 구분된다.

광원은 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp:CCFL)나 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp:EEFL)와 같은 형광램프가 많이 사용되어 왔으나, 최근 액정표시장치의 박형화, 경량화 추세에 따라 소비전력, 무게, 휘도 등에서 장점을 가지는 발광 다이오드(Light Emitting Diode:LED, 이하 LED 라 함)가 형광램프를 대체해 가고 있다.

직하형의 백라이트 유닛은 다수의 발광 다이오드를 액정패널 하부에 배치함으로써 발광 다이오드로부터 출사되는 빛을 직접적으로 액정패널에 공급하는 방식이고, 측면형의 백라이트 유닛은 액정패널 하부에 도광판을 배치하고, 발광 다이오드를 도광판의 적어도 일측면에 배치함으로써 도광판에서의 굴절 및 반사를 이용하여 발광 다이오드로부터 출사되는 빛을 간접적으로 액정패널에 공급하는 방식이다.

이때, 측면형 방식의 백라이트 유닛은 직하형 방식의 백라이트 유닛에 비해 제작이 용이하며, 박형으로 무게가 가볍고 소비전력이 낮은 이점으로 인해 많이 사용되고 있다.

도 1은 종래 액정표시장치모듈을 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 도광판에서의 광 진행 방향을 보여주는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이 액정표시장치모듈(1)은, 제 1 및 제 2 기판(12, 14)으로 구성되는 액정패널(10)과 이의 후방에 위치하는 백라이트 유닛(20)을 포함하고, 이들을 모듈화하는 탑커버(40)와 서포트메인(30) 및 커버버툼(50)을 포함한다.

이에 따라, 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20)은 이들의 가장자리를 사각테 형상의 서포트메인(30)이 두른 상태로 액정패널(10) 전면 가장자리를 두르는 탑커버(40) 그리고 백라이트 유닛(20) 배면을 덮는 커버버툼(50)이 각각 전후방에서 결합되어 서포트메인(30)을 매개로 일체화된다.

액정패널(10)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제1 및 제2기판(12, 14)으로 구성된다.

상기 제1 및 제2기판(12, 14)의 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 제1 및 제2편광판(19a, 19b)이 각각 부착된다.

백라이트 유닛(20)은 적어도 일 측면에 위치되는 LED 어셈블리(29)와, 커버버툼(50) 상에 안착되는 반사판(25)과, 반사판(25) 상부에 위치하는 도광판(23)과 그리고 도광판(23)의 상부로 개재되는 다수의 광학시트들(21)을 포함한다.

상기 LED 어셈블리(29)는 다수의 LED(29a) 각각이 인쇄회로기판(29b)에 장착됨으로써 이루어진다.

그리고, 도광판(23)은 제1영역 내지 제3영역(23a, 23b, 23c)으로 이루어진다.

여기서, 제1영역(23a)은 LED 어셈블리(29)에 대응되어 제1두께를 가지고, 제3영역(23c)은 제1두께보다 얇은 제2두께를 가지며, 제2영역(23b)는 제1영역(23a)과 제3영역(23c)의 사이에서 이들을 연결한다.

이때, 제2영역(23b)의 상부에 다수의 광학시트들(21)이 개재된다.

이와 같이 제1 내지 제3영역(23a, 23b, 23c)으로 구성되는 도광판(23)을 적용함으로써 박형의 액정표시장치를 구현할 수 있는 장점이 있는 반면, 제2영역(23b)의 경사면을 통해 광이 일부 외부로 누설되는 문제점이 있다.

이를 보다 상세히 설명하면 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 LED(29a) 각각으로부터 출사되어 도광판(23)으로 입사된 광은 도광판(23) 내부에서 넓게 퍼져야 하는데, 제2영역(23b)의 경사면에 대해 전반사 임계각 이하로 입사되는 일부 광(L1)은 경사면에서 전반사되어 도광판(23) 내부로 굴절되지만, 전반사 임계각 이상으로 입사되는 일부 광(L2)은 경사면에서 도광판(23) 외부로 굴절되어 광이 일부 손실되는 문제점이 있다.

이로 인해 액정표시장치의 휘도가 저하되는 문제점이 생긴다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 도광판의 경사면을 통해 외부로 누설되는 광을 최소화하여 휘도를 향상시킬 수 있는 도광판 및 백라이트 유닛을 제공하는데 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 반사판과; 상기 반사판의 상부에 위치하고, 경사진 전면을 포함하여 제1두께에서 제2두께로 감소하는 제1영역과, 상기 제1영역과 연결되며 상기 제2두께를 가지는 제2영역을 포함하는 도광판과; 다수의 LED가 인쇄회로기판에 장착되어 이루어지며, 상기 도광판의 제1영역의 측면과 마주보도록 위치하는 LED 어셈블리와; 상기 도광판의 상부로 개재되는 다수의 광학시트들을 포함하고, 상기 도광판의 상기 경사진 전면에는 상기 다수의 LED가 배치되는 배치방향과 동일한 방향을 따라 렌즈 형상의 단면을 가지는 패턴이 열을 지어 반복 배열되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 도광판은 상기 제1두께를 가지며 상기 제1영역과 연결되는 제3영역을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1영역과 상기 제3영역이 연결되는 부분에 대응되는 상기 패턴의 일 끝단은, 상기 제3영역의 상부 표면 높이와 동일하도록 평탄화 처리된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1영역과 상기 제2영역이 연결되는 부분에 대응되는 상기 패턴의 타 끝단은, 상기 경사진 전면에 대해 상향 경사 처리된 것을 특징으로 한다.

또는 상기 제1영역과 상기 제2영역이 연결되는 부분에 대응되는 상기 패턴의 타 끝단은, 상기 제2영역의 상부 일부를 덮도록 하향 연장된 것을 특징으로 한다.

다른 예로서, 상기 패턴은 상기 다수의 LED 각각에 대응되는 위치에 부분적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 도광판의 상기 경사진 전면과 마주보는 배면에는 음각 또는 양각의 형태로 제1배면패턴이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2영역의 배면에는 원형 패턴, 타원 패턴, 다각형 패턴 및 홀로그램 패턴 중 하나 이상의 제2배면패턴이 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백라이트용 도광판은, 경사진 전면을 상부에 포함하여 제1두께에서 제2두께로 감소하는 제1영역과; 상기 제1영역과 연결되며 상기 제2두께를 가지는 제2영역을 포함하고, 상기 도광판의 상기 경사진 전면에는 상기 다수의 LED가 배치되는 배치방향과 동일한 방향을 따라 렌즈 형상의 단면을 가지는 패턴이 열을 지어 반복 배열되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 도광판의 경사면에 광 경로를 제어할 수 있는 광경로변환패턴을 형성함으로써 광원으로부터 입사된 광이 전반사 및 굴절에 의해 도광판 내를 진행하면서 보다 고품질의 면광원으로 구현될 수 있게 된다.

특히, 박형의 액정표시장치를 구현하기 위해 두께를 달리하는 도광판을 적용할 경우에 유용하게 적용되는데, 경사면에 대해 전반사 임계각 이상으로 입사된 광을 나선 구조로 굴절시켜 도광판 내에서 널리 퍼지도록 한다.

또한, 광경로변환패턴의 양 끝단 각각의 형상을 다양하게 함으로써 광 손실을 최소화한다.

이에 따라, 도광판의 경사면에서의 광 손실이 방지되어 휘도가 향상된 박형의 액정표시장치를 구현할 수 있게 된다.

도 1은 종래 액정표시장치모듈을 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 도광판에서의 광 진행 방향을 일부 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치모듈을 도시한 분해사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치모듈을 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 패턴이 형성된 도광판을 보여주는 사시도.
도 6a는 도 5의 도광판에서의 광 진행 방향을 일부 보여주는 도면.
도 6b는 도 5의 도광판에 형성된 패턴에서의 광 진행 방향을 일부 보여주는 도면.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 패턴 형상을 보여주는 도면.
도 8은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 패턴이 형성된 도광판을 보여주는 사시도.
도 9은 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따라 패턴이 형성된 도광판을 보여주는 사시도.
도 10a 및 도 10b은 본 발명의 바람직한 제4실시예에 따라 이중으로 패턴이 형성된 도광판을 보여주는 단면도.
도 11은 본 발명의 바람직한 제5실시예에 따라 패턴이 부분적으로 형성된 도광판을 보여주는 평면도.
도 12는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 도광판을 보여주는 도면.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치모듈을 도시한 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치모듈을 도시한 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 액정표시장치모듈(100)은 액정패널(110)과, 백라이트 유닛(120), 그리고 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)을 모듈화기 위한 서포트메인(130)과 커버버툼(150), 탑커버(140)로 구성된다.

액정패널(110)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제1 및 제2기판(112, 114)으로 구성된다.

여기서, 도면상에 도시하지는 않았지만, 능동행렬 방식이라는 전제 하에 통상 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제1기판(112) 내면에는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소가 정의되고, 각각의 교차점마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor:TFT)가 구비되어 각 화소에 형성된 투명 화소 전극과 일대일 대응 연결된다.

그리고, 상부기판 또는 컬러기판이라 불리는 제2기판(114) 내면으로는 각 화소에 대응되는 일례로 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러의 컬러필터(color filter) 및 이들 각각을 두르며 게이트라인과 데이터라인 그리고 박막트랜지스터 등의 비표시요소를 가리는 블랙매트릭스(black matrix)가 구비된다.

그리고, 제1 및 제2기판(112, 114)의 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 제1 및 제2편광판(119a, 119b)이 각각 부착된다.

또한, 이 같은 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판이나 테이프케리어패키지(Tape Carrier Package:TCP) 같은 연결부재(116)를 매개로 인쇄회로기판(117))이 연결되어 모듈화 과정에서 서포트메인(130)의 측면 내지는 커버버툼(150) 배면으로 적절하게 젖혀 밀착된다.

이에 상술한 구조의 액정패널(110)은, 상기 인쇄회로기판(117)을 통해 전달되는 게이트구동회로의 온 또는 오프 신호에 의해 각 게이트라인 별로 선택된 박막트랜지스터가 온(on) 되면 데이터 구동회로의 신호전압이 데이터라인을 통해서 해당 화소전극으로 전달되고, 이에 따른 화소전극과 공통전극 사이의 전기장에 의해 액정분자의 배열방향이 변화되어 투과율 차이를 나타낸다.

이러한 액정패널(110)의 배면에는, 투과율의 차이를 화상으로 표시할 수 있도록 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비된다.

백라이트 유닛(120)은 서포트메인(130)의 가장자리를 따라 배열되는 LED 어셈블리(129)와, 반사판(125)과, 이러한 반사판(125) 상에 안착되는 도광판(123) 그리고 이의 상부로 개재되는 다수의 광학시트들(121)을 포함한다.

LED 어셈블리(129)는 다수의 LED(129a) 각각이 일정 간격으로 이격되어 인쇄회로기판(Printed Circuit Board:PCB)(129b)에 장착됨으로써 이루어진다.

여기서, 상기 다수의 LED(129a) 각각은 광을 일 측면으로 출사하는 사이드 뷰(side-view) 타입에 해당되고, 상기 인쇄회로기판(129b)은 유연한 성질을 가지는 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board:FPCB)에 해당된다.

이러한 인쇄회로기판(129b)은 일 끝단이 도광판(123)의 제1영역(123a), 또는 제1영역(123a)과 제2영역(123b)을 덮도록 연장되어 형성될 수 있다.

반사판(125)은, 도광판(123)의 배면을 통과한 빛을 액정패널(110)쪽으로 반사시킴으로써 빛의 휘도를 향상시킨다.

상기 반사판의 상부에 구비되는 도광판(123)은 다수의 LED(129a) 각각으로부터 출사된 빛을 도광하여 보다 고품질의 면광원으로 구현하는 역할을 한다.

이러한 도광판(123)은 제1영역 내지 제3영역(123a, 123b, 123c)으로 이루어진다.

여기서, 제1영역(123a)은 제1두께를 가지고, 제3영역(123c)은 사각판 형상으로 제1두께보다 얇은 제2두께를 가지며, 그리고 제2영역(123b)은 웨지(wedge)형상으로 제1두께에서 제2두께로 감소하는 경사진 전면(123b1)을 포함하여 제1영역(123a)과 제3영역(123c)을 연결한다.

이러한 도광판(123)의 제1영역(123a)의 측면과 서로 대면되도록 LED 어셈블리(129)가 배치되어 다수의 LED(129a)로부터 출사되는 광이 제1영역(123a)의 측면을 통해 입사된다.

여기서, 제1두께의 제1영역(123a)과 웨지(wedge)형상의 제2영역(123b)은 다수의 LED(129a) 각각으로부터 출사되는 광이 손실없이 도광판(123) 내부로 입사되도록 가이드하는 역할을 하고, 제2두께로 형성되는 제3영역(123c)은 이의 상부로 다수의 광학시트들(121)이 위치되도록 하여 액정표시장치(100)의 전체 두께를 감소시키는 역할을 한다. 이를 통해, 박형의 액정표시장치를 구현할 수 있게 된다.

이와 같은, 도광판(123)은 제1 내지 제3영역(123a, 123b, 123c)로 구성되어 두께가 일정하지 않기 때문에 특정 형상을 성형하는데 이용되는 사출성형(injection molding)에 의해 제작될 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 도광판(123)은 제2영역(123b)의 경사진 전면(123b1)에 광의 경로를 제어하는 광경로변환패턴(170)을 구비하여 경사진 전면(123b1)을 통한 광 손실을 방지하는 것을 특징으로 한다. 이에 대해서는 차후에 보다 상세히 서술하도록 한다.

이에 따라, 다수의 LED(129a) 각각으로부터 출사된 광은 도광판(123)의 제1영역(123a)의 측면을 통해 도광판(123) 내부로 입사되어 도광판(123)에서의 전반사 및 굴절을 이용하여 넓은 영역으로 골고루 퍼지며 면광원의 백색광이 되고, 외부로 출사됨으로써 간접적으로 액정패널(110)에 공급되게 된다.

상기와 같은 도광판(123)의 제2영역(123b) 상부로 개재되는 다수의 광학시트들(121)은, 확산시트(121a)와 하나 이상의 프리즘시트(121b) 및 보호시트(121c) 등을 포함하며, 도광판(123)을 통과한 빛을 확산 또는 집광하여 액정패널(110)로 보다 균일한 면광원이 입사되도록 한다.

전술한 바와 같은, 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 서포트메인(130)과 탑커버(140) 그리고 커버버툼(150)을 통해 모듈화된다.

상기 탑커버(140)는 액정패널(110)의 전면 가장자리와 서포트메인(130)의 측면 일부를 덮도록 단면이 ㄱ형태로 절곡된 사각테 형상으로 전면이 개구되어 액정패널(110)에서 구현되는 화상이 표시될 수 있도록 한다.

서포트메인(130)은 사각테 형상으로, 탑커버(140)와 커버버툼(150)의 내측에서 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 둘러 감싼다.

그리고, 백라이트 유닛(120)이 안착되어 액정표시장치모듈(100) 전체 기구물의 기초가 되는 커버버툼(150)은, 사각형상의 수평부와 수평부의 가장자리에서 수직으로 연결되어 형성되는 네 측부를 포함한다.

이에 따라 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 가장자리가 사각테 형상의 서포트메인(130)으로 둘려진 상태로, 액정패널(110) 상면 가장자리를 두르는 탑커버(140) 그리고 백라이트 유닛(120) 배면을 덮는 커버버툼(150)이 각각 전후방에서 결합되어 서포트메인(130)을 매개로 일체화되어 모듈화된다.

이와 같이 모듈화됨에 따라 백라이트 유닛(120)의 다수의 LED(129a) 각각으로부터 출사된 빛은 도광판(123)의 내부로 입사된 후, 그 내부에서 액정패널(110)을 향해 굴절되며, 반사판(125)에 의해 반사된 빛과 함께 다수의 광학시트들(121)을 통과하는 동안 보다 균일한 고품위의 면광원으로 가공되어 액정패널(110)로 공급된다.

한편, 백라이트 유닛(120)의 인쇄회로기판(129b)과 액정패널(110)의 사이로 차광테이프(160)가 더 포함될 수 있는데, 상기 차광테이프(160)는 백라이트 유닛(120)의 상부로 안착되는 액정패널(110)을 보호하고, 액정패널(110)의 표시영역 이외의 영역으로 광이 새지 못하도록 하는 역할을 할 수 있다. 이러한 차광테이프(160)는 광을 차단할 수 있도록 불투명색으로 형성된다.

여기서, 탑커버(140)는 케이스탑 또는 탑 케이스라 일컬어지기도 하고, 서포트메인(130)은 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 커버버툼(150)은 버텀커버라 일컬어지기도 한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 패턴이 형성된 도광판을 보여주는도면이고, 도 6a는 도 5의 도광판에서의 광 진행 방향을 일부 보여주는 도면이며, 도 6b는 도 5의 도광판에 형성된 패턴에서의 광 진행 방향을 일부 보여주는 도면으로, 도 3 및 도 4를 참조한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 도광판(123)은 제1두께(A1)의 제1영역(123a)과, 제1영역(123a)과 연결되며 제1두께(A1)에서 이보다 얇은 제2두께(A2)로 감소되는 경사진 전면을 포함하는 웨지형상의 제2영역(123b) 및 제2영역(123b)과 연결되며 사각판 형상의 제3영역(123c)을 포함한다.

여기서, 제2영역(123b)의 경사진 전면(123b1)에는 제1방향을 따라 다수의 광경로변환패턴(170)이 열을 지어 전면(123b1)으로부터 돌출 배열되게 형성되는 것을 특징으로 한다. 여기서, 제1방향은 광원인 다수의 LED(도 3의 129a)가 배열되는 방향과 동일한 방향이다.

이러한 다수의 광경로변환패턴(170) 각각은 반원 또는 타원과 같은 렌즈 형상의 단면을 가지며, 제1방향을 따라 골(172)이 규칙적으로 반복 배열된다. 여기서, 다수의 광경로변환패턴(170)은 경사진 전면(123b1)에 대해 약 90도의 각도로 형성될 수 있다.

이러한 광경로변환패턴(170)은, 도 6a에 도시된 바와 같이 도광판(123) 제1영역(123a)의 측면을 통해 입사되어 제2영역(123b)의 경사진 전면(123b1)을 향하는 광이 도광판(123) 내부로 굴절되어 도광판(123) 내를 진행할 수 있도록 가이드하는 역할을 한다.

특히, 광경로변환패턴(170)은 제2영역(123b)의 경사진 전면(123b1)으로 향하는 광에 있어서, 경사진 전면(123b1)에 대해 전반사 임계각 이상으로 입사되는 광의 광 경로를, 도 6b에 도시된 바와 같이 나선 형태로 변환시켜 광이 도광판(123)의 내부로 굴절되도록 한다.

이를 보다 상세히 설명하면, 종래에는 도광판(도 1 및 2의 23)의 경사면에 대해 전반사 임계각 이상으로 입사하는 광이 경사면을 통해 도광판(도 1 및 도 2의 23)의 외부로 출사되는 문제점이 있었으나, 본 발명에서와 같이 광경로변환패턴(170)을 경사진 전면(123b1)에 형성함으로써 경사진 전면(123b1)에 대해 전반사 임계각 이상으로 입사되는 광도 광경로변환패턴(170)에 의해 전반사되어 도광판(123) 내를 진행하게 되는 이점이 있다.

이와 같은 광경로변환패턴(170)은 렌즈 형상의 단면을 가지는 반원, 반타원 등으로 다양하게 형성할 수 있다.

일예로, 도 7a에 도시된 바와 같이 경사진 전면(123b1)으로부터 돌출되는 높이를 결정하는 제1반지름(R1)과 광경로변화패턴(170)의 폭을 결정하는 제2반지름(R2)이 서로 동일한 반원 형상의 광경로변환패턴(170)을 형성할 수 있다.

또한, 도 7b에 도시된 바와 같이 제1반지름(R1) 보다 제2반지름(R2)을 크게 형성하거나 또는 도 7c에 도시된 바와 같이 제1반지름(R1) 보다 제2반지름(R2)을 작게 형성하는 반타원 형상의 광경로변환패턴(170)을 형성할 수 있다.

한편, 제2영역(123b)의 경사진 전면(123b1) 에 광경로변환패턴(170)이 형성됨으로써 제1영역(123a)과 연결되는 제2영역(123b)의 전면(123b1) 일 끝단은 광경로변환패턴(170)에 의해 일정 높이(B) 돌출되어 형성되고, 제3영역(123c)과 연결되는 제2영역(123b)의 전면(123b1) 타 끝단 또한 광경로변환패턴(170)에 의해 일정 높이(B) 돌출되어 형성된다.

이에 따라 광경로변환패턴(170)을 포함한 제2영역(123b)은, 실제로 제3두께(C1)에서 제4두께(C2)로 감소된다. 여기서, 제3두께(C1)는 제1두께(A1)와 광경로변환패턴(170)의 일정 높이(B)를 합한 두께이고, 제4두께(C2)는 제2두께(A2)와 광경로변환패턴(170)의 일정 높이(B)를 합한 두께이다.

전술한 바와 같이 도광판(123)을 구현함으로써 제2영역(123b)의 경사진 전면(123b1)을 통한 광 손실을 방지할 수 있는 이점이 있는 반면, 제2영역(123b)의 전면(123b1)의 양 끝단이 광경로변환패턴(170)에 의해 전면(123b1)으로부터 일정 높이(B) 돌출됨에 따라 광경로변환패턴(170)의 양 끝단을 통해 광이 일부 손실되는 문제점이 있다.

이하에서는, 광의 손실을 최소화하는 다양한 광경로변환패턴을 도면을 참조하여 설명한다.

도 8은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 패턴이 형성된 도광판을 보여주는 도면이고, 도 9은 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 패턴이 형성된 도광판을 보여주는 도면이다. 여기서, 광경로변환패턴의 형상을 제외한 액정표시장치의 각 구성은 전술한 도 3 및 도 4와 동일하므로 이들 도면을 참조한다.

우선 도 8에 도시된 바와 같이, 도광판(223)의 경사진 전면(223b1)에 형성되는 광경로변환패턴(270)에 있어서, 제1영역(223a)과 제2영역(223b)의 연결 부분에 위치된 광경로변환패턴(270)의 일 끝단(274)을 평평하게 형성할 수 있다.

이를 위해, 제1영역(도 5의 123a)의 표면에 대해 상방향으로 돌출된 광경로변환패턴(도 5의 170)의 일 끝단 표면과 제1영역(223a)의 상부 표면의 높이가 동일하도록 광경로변환패턴(170)의 일 끝단(174)을 깎음으로써 제1영역(223a)과 제2영역(223b)의 상부 표면이 매끄럽게 연결된다.

또한, 광경로변환패턴(170)의 일 끝단과 마주보는 타 끝단(176)은 경사진 전면(223b1)에 대해 상향 경사지도록 형성할 수 있다.

한편 다른 예로서 도 9에 도시된 바와 같이, 광경로변환패턴(370)의 일 끝단(374)은, 도 8과 마찬가지로 평평하게 형성하고, 광경로변환패턴(370)의 타 끝단(376)은 제3영역(323b)의 상면 일부를 덮도록 연장될 수 있다. 이와 같이, 광경로변환패턴(370)의 타 끝단(376)이 경사진 전면(323b1)에 대해 하향 연장됨으로써 광경로변환패턴(370)은 제3영역(323c)과 매끄럽게 연결된다.

이와 같이 광경로변환패턴(270, 370)의 일 끝단 및 타 끝단의 형상을 변화시켜 광경로변환패턴으로 인해 발생될 수 있는 광 손실을 최소화하여 휘도를 더욱 증가시킬 수 있다.

도 10a 및 도 10b는 본 발명의 바람직한 제4실시예에 따라 이중으로 패턴이 형성된 도광판을 보여주는 도면이다. 여기서는 광경로변환패턴을 이중으로 형성할 경우를 설명하기 위한 것으로, 액정표시장치의 각 구성은 전술한 도 3 및 도 4와 동일하다.

도면에 도시된 바와 같이, 도광판(423) 중 제2영역(423b)의 경사진 전면(423b1)에는 제1광경로변환패턴(470)이 구비되고, 경사진 전면(423b1)과 마주보는 배면에는 제2광경로변환패턴(480a, 480b)이 구비될 수 있다.

이러한 제2광경로변환패턴(480a, 480b)은 광원으로부터 입사된 광이 광원에서 먼 도광판(423)의 제3영역(423c)까지 진행될 수 있도록 광을 가이드하는 역할을 수행할 수 있다.

여기서, 제2광경로변환패턴(480a, 480b)은, 도 10a에 도시된 바와 같이 음각으로 형성되거나 또는 도 10b에 도시된 바와 같이 양각으로 형성될 수 있다.

이러한 제2광경로변환패턴(480a, 480b)은 광원으로부터 출사되어 입사된 광 또는 광원으로부터 입사되어 경사진 전면을 통해 굴절된 광을 전반사시켜 도광판 내를 진행할 수 있도록 한다.

한편 도면에는 도광판(423) 제2영역(423b)의 전면(423b1)과 마주보는 배면에만 제2광경로변환패턴(480a, 480b)이 구비되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 제1영역(423)과 제2영역(423b) 모두의 배면에 제2광경로변환패턴이 구비될 수 있다.

또한, 도광판(423)의 경사진 전면(423b1)에 형성된 제1광경로변환패턴(470)은, 도시된 바에 한정되지 않고 도 8 및 도 9의 광경로변환패턴(270, 370)을 적용할 수도 있다.

다른 한편 도시하지는 않았지만, 제3영역(423c)의 배면에는 특정 모양의 광가이드패턴이 음각 또는 양각의 형태로 형성될 수 있다. 상기 광가이드패턴은 도광판(423) 내부로 입사된 광을 가이드하기 위하여 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern), 홀로그램 패턴(hologram pattern) 등 다양하게 구성할 수 있다.

전술한 제2광경로변환패턴(480a, 480b)과 특정 모양의 광가이드패턴(미도시)은 도광판(423)의 배면에 인쇄방식 또는 사출방식으로 형성될 수 있다. 또한, 제1광경로변환패턴(470)도 제2영역(423b)의 전면(423b1)에 인쇄방식 또는 사출방식으로 형성될 수 있다.

도 11은 본 발명의 바람직한 제5실시예에 따라 패턴이 부분적으로 형성된 도광판을 보여주는 평면도이다. 여기서는 광경로변환패턴의 형성 위치를 설명하기 위한 것으로, 액정표시장치의 각 구성은 전술한 도 3 및 도 4와 동일하다.

도 11에 도시된 바와 같이, 도광판(523)의 제1 내지 제3영역(523a, 523b, 523c) 중 제2영역(523b)의 경사진 전면(523b1)에 형성되는 다수의 광경로변환패턴(570)은 다수의 LED(129a) 각각에 대응되는 위치에만 부분적으로 형성할 수도 있다.

이를 통해 다수의 LED(129a) 각각으로부터 출사되어 발광강도가 높은 광을 광경로변환패턴(570)을 통해 도광판(523) 내부로 굴절시킴으로써 보다 효율적으로 광의 휘도를 증가시킬 수 있다.

또한 도시하지는 않았지만, 다수의 광경로변환패턴(570) 각각의 크기를 달리하여 밀도를 조절하거나, 또는 각 광경로변환패턴(570)의 골 간 간격을 조절하여 형성할 수도 있다.

예를 들어, 제2영역의 경사진 전면 상부 전체에 걸쳐 광경로변환패턴을 형성하되, 경사진 전면의 중앙을 중심으로 광경로변환패턴의 길이방향과 수직한 방향(광원의 배치방향)으로 멀어질수록 패턴의 크기를 크게 하여 패턴의 골 간 간격이 커지도록 하거나, 또는 패턴의 크기를 작게 하여 패턴의 골 간 간격이 작아지도록 할 수 있다. 여기서 패턴의 크기는, 도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이 제2반지름(R2)의 길이를 길게 하거나, 또는 짧게 함으로써 제어할 수 있다.

또한, 마찬가지로 제2영역의 경사진 전면에 있어서, 다수의 LED(129a) 각각에 대응되는 위치에만 부분적으로 형성할 경우에도 패턴의 크기를 조절하여 패턴의 골 간 간격을 달리할 수 있다.

한편 상기 광경로변환패턴(570)의 양 끝단 형상은, 도 5, 도 8 또는 도 9와 마찬가지로 형성될 수 있다.

이하에서는, 전술한 도광판과 다른 구조를 가지는 도광판에 광경로변환패턴이 형성되는 경우를 도면을 참조하여 설명한다.

도 12는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 도광판을 보여주는 도면으로, 도 3 및 도 4를 참조한다.

도 12에 도시된 바와 같이, 도광판(623)은 경사진 전면(623b1)을 가지며 제1두께(A1)에서 이보다 얇은 제2두께(A2)로 감소하는 웨지영역(623b)과, 이러한 웨지영역(623b)과 연결되며 제2두께(A2)를 가지는 평판영역(623c)으로 구성될 수도 있다.

이와 같은 도광판(623)은, 전술한 도광판(도 5, 도 8 및 도 9)에서 제1영역(123a, 223a, 323a)이 제거된 구조를 가진다.

이에 따라 도광판(623)의 웨지영역(623b)은 실제로, 도 5에 도시된 바와 같이 광경로변환패턴(170)의 일정 두께(B)가 제1두께(A1)에 합해져 제3두께(C1)가 된다.

이와 같이 도광판(623)은 웨지영역(623b)의 전체 두께(C1)가 광경로변환패턴(670)에 의해 두꺼워지지만, 이상에서 전술한 도광판(도 5, 도 8 및 도 9)에서 제1영역(123a, 223a, 323a)이 제거된 구조를 가지므로, 도 5에 도시된 도광판(123)과 달리 광경로변환패턴(670)의 일 끝단에 의한 광 누출 현상을 방지할 수 있다. 이때, 광경로변환패턴(670)의 일 끝단을 깎아 평탄 처리함으로써 제1영역을 형성할 수도 있다.

한편 평판영역(623c)과 연결되는 웨지영역(623의 전면(623b1) 타 끝단은, 도면에 도시된 바에 한정되지 않고, 도 8 및 도 9의 광경로변환패턴(270, 370)과 동일한 형상을 가지도록 처리할 수 있다.

즉, 도광판(623) 또한 전술한 다양한 광경로변환패턴(도 5의 170, 도 8의 270, 도 9의 370)을 모두 적용할 수 있다. 또한, 도 10a 및 도 10b와 마찬가지로 웨지영역(623b)의 배면에 제2광경로변환패턴(480a, 480b)을 구비할 수 있다.

그리고, 도 11과 마찬가지로 광원인 다수의 LED(도 11의 129a) 각각에 대응되는 위치의 경사진 전면(623b1)에 부분적으로 광경로변환패턴(670)을 구비할 수도 있다.

이와 같이, 도광판에 있어서 제2영역의 경사진 전면에 광경로변환패턴을 구비함으로써 경사면을 통해 광이 일부 손실되는 현상을 방지하여 휘도가 향상된 박형의 액정표시장치를 구현할 수 있게 된다. 또한, 광경로변환패턴의 양 끝단 각각의 형상을 다양하게 형성하여 광경로변환패턴에 의해 발생될 수 있는 광 손실을 최소화하고, 휘도를 더욱 향상시킬 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위 및 이와 균등한 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.

110: 액정패널 120: 백라이트 유닛
129: LED 어셈블리(129a: LED, 129b: 인쇄회로기판)
125: 반사판 123: 도광판
121: 다수의 광학시트들 160: 차광테이프
170, 270, 370, 470, 480a, 480b, 570, 670: 광경로변환패턴
130: 서포트메인 140: 탑커버
150: 커버버툼

Claims

반사판과;
상기 반사판의 상부에 위치하고, 경사진 전면을 포함하여 제1두께에서 제2두께로 감소하는 제1영역과, 상기 제1영역과 연결되며 상기 제2두께를 가지는 제2영역을 포함하는 도광판과;
다수의 LED가 인쇄회로기판에 장착되어 이루어지며, 상기 도광판의 제1영역의 측면과 마주보도록 위치하는 LED 어셈블리와;
상기 도광판의 상부로 개재되는 다수의 광학시트들을 포함하고,
상기 도광판의 상기 경사진 전면에는 상기 다수의 LED가 배치되는 배치방향과 동일한 방향을 따라 렌즈 형상의 단면을 가지는 패턴이 열을 지어 반복 배열되는 백라이트 유닛.
제 1항에 있어서,
상기 도광판은 상기 제1두께를 가지며 상기 제1영역과 연결되는 제3영역을 더 포함하는 백라이트 유닛.
제 2항에 있어서,
상기 제1영역과 상기 제3영역이 연결되는 부분에 대응되는 상기 패턴의 일 끝단은, 상기 제3영역의 상부 표면 높이와 동일하도록 평탄화 처리된 백라이트 유닛.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제1영역과 상기 제2영역이 연결되는 부분에 대응되는 상기 패턴의 타 끝단은, 상기 경사진 전면에 대해 상향 경사 처리된 백라이트 유닛.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제1영역과 상기 제2영역이 연결되는 부분에 대응되는 상기 패턴의 타 끝단은, 상기 제2영역의 상부 일부를 덮도록 하향 연장된 백라이트 유닛.
제 1항에 있어서,
상기 패턴은 상기 다수의 LED 각각에 대응되는 위치에 부분적으로 형성되는 백라이트 유닛.
제 1항에 있어서,
상기 도광판의 상기 경사진 전면과 마주보는 배면에는 음각 또는 양각의 형태로 제1배면패턴이 형성된 백라이트 유닛.
제 7항에 있어서,
상기 제2영역의 배면에는 원형 패턴, 타원 패턴, 다각형 패턴 및 홀로그램 패턴 중 하나 이상의 제2배면패턴이 형성된 백라이트 유닛.
광원을 포함한 백라이트용 도광판에 있어서,
경사진 전면을 상부에 포함하여 제1두께에서 제2두께로 감소하는 제1영역과;
상기 제1영역과 연결되며 상기 제2두께를 가지는 제2영역을 포함하고,
상기 도광판의 상기 경사진 전면에는 상기 다수의 LED가 배치되는 배치방향과 동일한 방향을 따라 렌즈 형상의 단면을 가지는 패턴이 열을 지어 반복 배열되는 도광판.
제 9항에 있어서,
상기 제1두께를 가지며 상기 제1영역과 연결되는 제3영역을 더 포함하는 도광판.
제 10항에 있어서,
상기 제1영역과 상기 제3영역이 연결되는 부분에 대응되는 상기 패턴의 일 끝단은, 상기 제3영역의 상부 표면 높이와 동일하도록 평탄화 처리된 도광판.
제 9항 또는 제 10항에 있어서,
상기 제1영역과 상기 제2영역이 연결되는 부분에 대응되는 상기 패턴의 타 끝단은, 상기 경사진 전면에 대해 상향 경사 처리된 도광판.
제 9항 또는 제 10항에 있어서,
상기 제1영역과 상기 제2영역이 연결되는 부분에 대응되는 상기 패턴의 타 끝단은, 상기 제2영역의 상부 일부를 덮도록 하향 연장된 도광판.
제 9항에 있어서,
상기 패턴은 상기 다수의 LED 각각에 대응되는 위치에 부분적으로 형성되는 도광판.
제 9항에 있어서,
상기 도광판의 상기 경사진 전면과 마주보는 배면에는 음각 또는 양각의 형태로 제1배면패턴이 형성된 도광판.
제 15항에 있어서,
상기 제2영역의 배면에는 원형 패턴, 타원 패턴, 다각형 패턴 및 홀로그램 패턴 중 하나 이상의 제2배면패턴이 형성된 도광판.