KR20130070772A - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 빛 확산 성능이 향상된 확산판을 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 백라이트 유닛의 확산판이 2개가 구비되도록 하고, 하부에 위치하는 확산판에 상부에 위치하는 확산판을 지지할 수 있는 제 1 기둥이 형성되도록 하고, 하부에 위치하는 확산판을 지지할 수 있는 제 2 기둥이 형성되도록 하는 것이다.
이를 통해, 빛을 보다 효과적으로 분산 및 확산시킬 수 있어, 반사판과 확산판 사이의 간격을 줄여 액정표시장치의 박형을 구현할 수 있으면서도 LED 무라(mura) 현상과 같은 불량을 방지할 수 있다. 따라서, LED와 이에 인접한 LED와의 간격을 줄이지 않아도 됨으로써, LED 수 증가에 따른 비용상승 및 방열 문제 등을 해소할 수 있으며, 소비전력이 상승되는 것 또한 해소할 수 있다.
특히, 하부에 위치하는 제 1 확산판에 제 1 및 제 2 기둥이 형성되도록 함으로써, 별도의 확산판지지용 가이드를 생략할 수 있어, 공정비용 절감 및 조립 공정의 단순화를 가져오게 된다. 또한, 이물에 의한 화질불량 및 노이즈가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 기계적 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

액정표시장치{Liquid crystal display device}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 빛 확산 성능이 향상된 확산판을 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 정보기술과 이동통신기술 등의 발전과 함께 정보를 시각적으로 표시해줄 수 있는 디스플레이 장치의 발전이 이루어지고 있으며, 디스플레이 장치는 크게 발광특성을 갖는 자체 발광형 디스플레이와 다른 외부의 요인으로 화상을 디스플레이할 수 있는 비발광형 디스플레이로 분류되고 있다.
비발광형 디스플레이로는 LCD(Liquid Crystal Display)장치를 예로 들 수 있다.
여기서, LCD장치는 자체 발광요소를 갖지 못하는 소자이므로 별도의 광원을 요구하게 된다. 이에 따라, 배면에 광원을 구비한 백라이트 유닛(Backlight unit)이 마련되어 액정패널을 향해 빛을 조사하고 이를 통해서 비로소 식별 가능한 화상이 구현된다.
백라이트 유닛은 광원으로 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL), 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp), 그리고 발광다이오드(Light Emitting Diode : LED, 이하 LED라 함) 등을 사용한다.
이중에서 특히, LED는 소형, 저소비 전력, 고신뢰성 등의 장점을 겸비하여 표시용 광원으로서 널리 이용되고 있는 추세이다.
한편, 일반적인 백라이트 유닛은 광원의 배열구조에 따라 에지형(Edge type)과 직하형(Direct type)으로 구분되는데, 에지형은 하나 또는 한 쌍의 광원이 도광판의 일측부에 배치되는 구조를 가지거나, 두 개 또는 두 쌍의 광원이 도광판의 양측부 또는 네 측부에 각각 배치된 구조를 가지며, 직하형은 수 개 또는 수 십개의 광원이 광학시트의 하부에 배치된 구조를 갖는다.
최근, 소비자의 요구에 의하여 대면적화된 액정표시장치의 연구가 활발히 진행되고 있는 상태에서, 직하형이 에지형에 비해 대면적화 액정표시장치에 더욱 적합하다.
직하형은 에지형에 비해 분할구동이 가능하여 에지형보다 더욱 섬세하게 영상을 구현할 수 있다.
도 1은 일반적인 LED를 광원으로 사용한 직하형 액정표시장치의 단면도이다.
도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치는 제 1 및 제 2 기판(12, 14)으로 구성되는 액정패널(10)과 이의 후방으로 백라이트 유닛(20)이 구비된다.
여기서, 백라이트 유닛(20)은 반사판(22)을 포함하며, 이의 상부면에 다수의 LED(29a)가 나란하게 배열되고, 이들 LED(29a) 상부에는 확산판(24)과 다수의 광학시트(26)가 위치한다.
이때, 서로 이웃한 2 내지 3개의 LED(29a)로부터 발산된 빛이 서로 중첩 및 혼합된 후 액정패널(10)에 입사되어 면광원을 제공하게 된다.
이러한 LED(29a)를 포함하는 백라이트 유닛(20)과 액정패널(10)은 탑커버(40)와 서포트메인(30) 그리고 커버버툼(50)을 통해 모듈화 되는데 즉, 액정패널(10) 및 백라이트 유닛(20)의 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.
한편, 최근 액정표시장치는 휴대용 컴퓨터는 물론 데스크톱 컴퓨터 모니터 및 벽걸이형 텔레비전 등 그 사용영역이 점차 넓어지고 있는 추세로, 넓은 디스플레이 면적을 가지면서도 박형의 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
따라서, 백라이트 유닛(20)의 광학갭(optical gap) 또는 에어갭(air gap)이라 하는 폭 즉, 반사판(22)과 확산판(24) 사이의 간격(A)을 줄임으로써, 박형의 액정표시장치를 제공하려는 시도가 나타나고 있다.　
그러나, 백라이트 유닛(20)의 가장 중요한 역할인 고품위의 면광원을 액정패널(10)에 공급하기 위해서는 이를 위한 여러 가지 광학적 설계가 고려되며, 그 중 하나가 반사판(22)과 확산판(24) 사이의 간격(A) 유지가 중요한 요소로 작용한다.
즉, 박형의 액정표시장치를 위해서 반사판(22)과 확산판(24) 사이의 간격(A)이 작을 경우에는 LED(29a)로부터의 빛이 LED(29a) 상부의 중앙으로 집중되는 특징으로 인해 LED(29a)와 대응되는 중앙부는 밝지만 주변이 어두운 LED 무라(mura) 현상을 발생시키게 된다.
이는 휘도 감소 및 휘도 불균일에 의한 액정표시장치의 표시품질을 저하시키는 원인이 된다.
이에, LED(29a)와 이에 인접한 LED(29a)와의 간격을 줄임으로써 이러한 문제점을 해소하고자 하나, 이는 LED(29a) 수의 증가에 따른 비용상승 문제 및 방열(放熱) 문제 등을 야기하게 되고, 나아가 소비전력을 상승시키게 되는 요인이 되고 있다.
또한, 경량의 액정표시장치를 구현할 수 없다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 경량 및 박형의 액정표시장치를 제공하는 동시에 LED 무라(mura) 등의 불량을 해결하고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다.
이로 인하여, 액정표시장치의 휘도 불균일에 의한 표시품질의 저하문제를 방지하고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 반사판과; 상기 반사판 상에 위치하는 광원과; 상기 광원 상부에 위치하는 제 1 확산판과; 상기 제 1 확산판 상부에 위치하는 제 2 확산판과; 상기 제 2 확산판 상부에 위치하는 광학시트와; 상기 광학시트 상부에 위치하는 액정패널을 포함하며, 상기 제 1 확산판은 상기 제 2 확산판을 지지하는 제 1 기둥과, 상기 광원과 상기 제 1 확산판을 일정간격 이격하는 제 2 기둥을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
이때, 상기 제 1 확산판은 상기 광원과 대응되는 하부면과, 상기 하부면에 대응되며 빛이 출사되는 상부면을 포함하며, 상기 제 1 기둥은 상기 제 2 확산판을 향해 상기 상부면으로부터 돌출 형성되며, 상기 제 2 기둥은 상기 광원을 향해 하부면으로부터 돌출 형성되며, 상기 제 1 기둥은 상기 제 2 확산판을 향할수록 지름이 작아진다.
그리고, 상기 제 1 기둥은 원뿔 형상, 사각뿔 형상, 피라미드 형상 중 선택된 하나로 이루어지며, 상기 제 1 확산판과 상기 제 1 기둥 및 상기 제 2 기둥은 서로 다른 물질로 이루어진다.
또한, 상기 제 2 기둥의 끝단에는 고정부를 포함하며, 상기 고정부는 후크 형상이다.
그리고, 상기 반사판의 하부에 커버버툼이 위치하며, 상기 반사판과 상기 커버버툼에는 상기 고정부가 관통되는 관통홀이 형성되며, 상기 액정패널의 가장자리를 두르는 서포트메인을 포함하며, 상기 액정패널의 상면 가장자리를 두르며, 상기 서포트메인 및 상기 커버버툼에 결합 체결되는 탑커버를 포함한다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 백라이트 유닛의 확산판이 2개가 구비되도록 하고, 하부에 위치하는 확산판에 상부에 위치하는 확산판을 지지할 수 있는 제 1 기둥이 형성되도록 하고, 하부에 위치하는 확산판을 지지할 수 있는 제 2 기둥이 형성되도록 함으로써, 이를 통해, 빛을 보다 효과적으로 분산 및 확산시킬 수 있어, 반사판과 확산판 사이의 간격을 줄여 액정표시장치의 박형을 구현할 수 있으면서도 LED 무라(mura) 현상과 같은 불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.
따라서, LED와 이에 인접한 LED와의 간격을 줄이지 않아도 됨으로써, LED 수 증가에 따른 비용상승 및 방열 문제 등을 해소할 수 있으며, 소비전력이 상승되는 것 또한 해소할 수 있는 효과가 있다.
특히, 하부에 위치하는 제 1 확산판에 제 1 및 제 2 기둥이 형성되도록 함으로써, 별도의 확산판지지용 가이드를 생략할 수 있어, 공정비용 절감 및 조립 공정의 단순화를 가져오는 효과가 있다.
또한, 이물에 의한 화질불량 및 노이즈가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 기계적 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 LED를 광원으로 사용한 직하형 액정표시장치의 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해사시도.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 및 제 2 확산판을 개략적으로 도시한 사시도.
도 3b는 제 1 확산판의 일부를 확대 도시한 사시도.
도 4는 도 2의 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치가 모듈화된 모습을 개략적으로 도시한 단면도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해사시도이다.
도시한 바와 같이, 액정표시장치(100)는 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120), 그리고 서포트메인(130)과 커버버툼(150), 탑커버(140)로 구성된다.
먼저 액정패널(110)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(112, 114)을 포함한다.
이때, 능동행렬 방식이라는 전제 하에 비록 도면상에 명확하게 나타내지는 않았지만 통상 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제 1 기판(112)의 내면에는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소(pixel)가 정의되고, 각각의 교차점마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)가 구비되어 각 화소에 형성된 투명 화소전극과 일대일 대응 연결되어 있다.
그리고 상부기판 또는 컬러필터기판이라 불리는 제 2 기판(114)의 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. 또한, 이들을 덮는 투명 공통전극이 마련되어 있다.
이 같은 액정패널(110) 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판 같은 연결부재(116)를 매개로 인쇄회로기판(118a, 118b)이 연결되어 모듈화 과정에서 서포트메인(130)의 측면 내지는 커버버툼(150) 배면으로 젖혀 밀착된다.
아울러 비록 도면상에 명확하게 나타나지는 않았지만 액정패널(110)의 두 기판(112, 114)과 액정층의 경계부분에는 액정의 초기 분자배열 방향을 결정하는 상, 하부 배향막(미도시)이 개재되고, 그 사이로 충진되는 액정층의 누설을 방지하기 위해 양 기판(112, 114)의 가장자리를 따라 씰패턴(seal pattern)이 형성된다.
이때, 제 1 및 제 2 기판(112, 114)의 외면으로는 각각 상,하부 편광판(미도시)이 부착된다.
이러한 액정패널(110)이 나타내는 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 이의 배면에는 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비된다.
백라이트 유닛(120)은 LED 어셈블리(129)와, LED 어셈블리(129) 상에 개재되는 제 1 및 제 2 확산판(210, 220) 그리고 이의 상부로 개재되는 광학시트(126)를 포함한다.
앞서 전술한 LED 어셈블리(129)는 커버버툼(150)의 길이방향 내면을 따라 일정한 이격공간을 갖도록 배열되는 PCB(129b)와, 이들 각각에 실장되는 다수의 LED(129a)를 포함한다.
여기서, 다수의 LED(129a)는 각각 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 갖는 빛을 발하며, 이러한 다수개의 RGB LED(129a)를 한꺼번에 점등시킴으로써 색섞임에 의한 백색광을 구현할 수 있다.
한편, 백색광을 구현하는 LED(129a)는 청색 LED칩(미도시)과 황색형광체로 이루어질 수 있으며, 황색형광체는 530 ~ 570nm파장을 주파장으로 하는 세륨(Ce)이 도핑된 이트륨(Y) 알루미늄(Al) 가넷인 YAG:Ce(T3Al5O12:Ce)계열 형광체를 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, LED칩(미도시)을 UVLED칩을 사용할 수도 있는데, UVLED칩을 사용할 경우 형광체(미도시)는 적(R), 녹(G), 청색(B)의 삼색의 형광체로 이루어지며, 적(R), 녹(G), 청색(B)의 형광체(미도시)의 배합비를 조절함으로써 발광색을 선택할 수 있다.
이때, 적색(R)의 형광체는 611nm 파장을 주파장으로 하는 산화이트륨(Y2O3)과 유로피움(EU)의 화합물로 이루어진 YOX(Y2O3:EU)계열 형광체이며, 녹색(G)의 형광체는 544nm 파장을 주파장으로 하는 인산(Po4)과 란탄(La)과 테르븀(Tb)의 화합물인 LAP(LaPo4:Ce,Tb)계열 형광체이며, 청색(B)의 형광체는 450nm 파장을 주파장으로 하는 바륨(Ba)과 마그네슘(Mg)과 산화알루미늄 계열의 물질과 유로피움(EU)의 화합물인 BAM blue(BaMgAl10O17:EU)계열 형광체를 사용하는 것이 바람직하다.
여기서 주파장이란 적(R), 녹(G), 청색(B) 각각에서 가장 높은 휘도를 발생하는 파장을 그 형광체의 주 파장이라고 한다.
한편, RGB의 색을 모두 발하는 LED칩(미도시)이 구성된 LED(129a)를 사용하여, 각각의 LED(129a)에서 백색광이 구현되도록 할 수도 있으며, 또는 백색을 발하는 칩을 포함하여 완전한 백색을 발하는 LED(129a)를 사용할 수도 있다.
그리고, 다수의 LED(129a)가 실장되는 PCB(129b)는 방열기능을 구비한 메탈코어인쇄회로기판(Metal Core Printed Circuit Board)으로, MCPCB(129b) 배면에는 방열판(미도시)을 마련하여 각각의 LED(129a)로부터 열을 전달받아 외부로 방출할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 백라이트 유닛(120)은 다수의 LED(129a)가 통과할 수 있는 복수개의 관통홀(123)이 구성되어 다수의 LED(129a)를 제외한 PCB(129b)와 커버버툼(150) 내면 전체를 덮는 백색 또는 은색의 반사판(122)을 포함한다.
반사판(122)의 관통홀(123)을 통해 노출된 LED(129a) 상부에는 휘도의 균일도를 위한 제 1 및 제 2 확산판(210, 220)과 광학시트(126)가 위치한다.
이때, 본 발명의 제 1 및 제 2 확산판(210, 220)은 다수의 LED(129a)에서 출사된 직선 빛을 분산 및 확산시킴으로써 보다 균일한 면광원을 구현함과 동시에 색섞임을 가중시키게 된다.
여기서, 본 발명의 백라이트 유닛(120)은 확산판(210, 220)이 2개가 구비됨에 따라, 다수의 LED(129a)에서 출사되는 빛을 보다 확산시키게 되고, 이를 통해 실질적으로 백라이트 유닛(120) 내의 색섞임 공간을 증가시키는 결과를 가져오게 된다.
따라서, 색석임된 빛은 반사판(122)에 의해 반사된 빛과 함께 광학시트(126)를 통과하는 과정에서 보다 균일한 면광원의 형태로 액정패널(110)에 공급된다.
또한, LED(129a)에서 출사되는 빛이 보다 확산됨에 따라, 백라이트 유닛(120)의 광학갭 또는 에어갭을 최소화하더라도, LED 무라(mura) 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
따라서, LED 무라 현상을 통해 휘도 감소 및 휘도 불균일에 의한 액정표시장치의 표시품질을 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, LED(129a)와 이에 인접한 LED(129a)와의 간격을 줄이지 않아도 됨으로써, LED(129a) 수의 증가에 따른 비용상승 문제 및 방열(放熱) 문제 그리고 소비전력이 상승되는 등의 문제점이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 경량의 액정표시장치를 구현할 수 있다.
특히, 본 발명의 제 1 확산판(210)이 제 1 및 제 2 기둥(231, 233)을 포함하므로, 제 1 확산판(210)과 제 2 확산판(220)을 동시에 지지하여, 제 1 및 제 2 확산판(210, 220)의 처짐을 방지하게 된다.
따라서, 제 1 및 제 2 확산판(210, 220)과 광학시트(126)의 처짐에 의한 휘도 불균일 현상이 발생하는 것을 방지하게 된다.
또한, 별도의 확산판지지용 가이드(미도시)를 구비하지 않아도 됨으로써, 조립 공정을 단순화할 수 있으며, 제 1 확산판(210)에 홀(hole) 가공 등을 하지 않아도 됨으로써, 이를 통해 공정의 효율성을 향상시킬 수 있으며, 이물발생을 최소화할 수 있다.
또한, 기구적 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이에 대해 차후 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
또한, 제 2 확산판(220) 상부에 위치하는 광학시트(126)는 확산시트와 적어도 하나의 집광시트를 등으로 이루어지며, DBEF(dual brightness enhancement film)라 불리는 반사형 편광필름 등 각종 기능성 시트가 포함될 수 있다.
따라서, 다수의 LED(129a)로부터 발산된 빛은 제 1 및 제 2 확산판(210, 220)과 광학시트(126)를 차례로 통과한 후 액정패널(110)로 입사되고, 이를 이용하여 액정패널(110)은 비로소 고휘도 화상을 외부로 표시하게 된다.
이러한 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 탑커버(140)와 서포트메인(130) 그리고 커버버툼(150)을 통해 모듈화 되는데, 탑커버(140)는 액정패널(110)의 상면 및 측면 가장자리를 덮도록 단면이 "ㄱ"형태로 절곡된 사각테 형상으로, 탑커버(150)의 전면을 개구하여 액정패널(110)에서 구현되는 화상을 표시하도록 구성한다.
또한, 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)이 안착하여 액정표시장치 전체 기구물 조립에 기초가 되는 커버버툼(150)은 사각모양의 하나의 판 형상으로 커버버툼(150)의 서로 대향하는 양단 가장자리로 결합되는 한 쌍의 바(bar) 형태의 사이드서포트(128)를 포함하는데, 이를 제외한 커버버툼(150)의 나머지 두 가장자리는 이들과 높이를 같이하도록 비스듬하게 절곡 상승되어 그 내부로 백라이트 유닛(120)이 안착될 수 있는 소정공간을 형성한다.
이러한 커버버툼(150) 상에 안착되며 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 두르는 사각테 형상의 서포트메인(130)이 탑커버(140) 및 커버버툼(150)과 결합된다.
한편, 탑커버(150)는 케이스탑 또는 탑 케이스라 일컬어지기도 하고, 서포트메인(130)은 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 커버버툼(150)은 버텀커버라 일컬어지기도 한다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 및 제 2 확산판을 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 3b는 제 1 확산판의 일부를 확대 도시한 사시도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 및 제 2 확산판(210, 220)은 PC(polycarbonate), 투명 아크릴(acryl) 계열 수지, PS(polystryrene), 내열PS, PMMA(polymethylmethacrylate), 열가소성 수지인 PET(polyethylene terephthalate) 등으로 이루어진다.
이러한 제 1 및 제 2 확산판(210, 220)은 헤이즈 특성을 갖는데, 헤이즈(haze) 특성이란 빛이 투명한 재료를 통과할 때 재료의 종류에 따라서는 반사나 흡수 외에 그 재료의 고유 성질에 따라 광선이 확산되어 불투명한 흐림상 외관이 나타나는 현상으로 이러한 헤이즈 특성 값은 아래 식(1)에 따라 측정된다.
헤이즈(%)=({빛의 총 투과량 - 직진 광량}/{빛의 총 투과량})×100 ....식(1)
이러한 헤이즈 값의 조절을 통해 원하는 휘도 및 시야각을 구현할 수 있게 되는데, 헤이즈 값이 30% 이하이면 빛 확산율이 낮아 시야각이 좁아지게 되며, 헤이즈 값이 90% 이상이면 빛 투과율이 낮아 휘도가 낮아지게 된다.
이러한 제 1 및 제 2 확산판(210, 220)의 헤이즈 값은 비드(bead : 미도시) 등의 확산 성분을 포함하여 구성하거나, 비드(미도시)를 포함하지 않고 하부면에 미세패턴(미도시)을 형성하여 구성할 수 있다.
이때, 비드(미도시)는 제 1 및 제 2 확산판(210, 220)으로 입사되는 빛을 분산시킴으로써 빛이 부분적으로 밀집되는 것을 방지할 수 있는 특징이 있다.
또한, 비드(미도시)를 포함하지 않은 제 1 및 제 2 확산판(210, 220)은 미세패턴(미도시)의 형태에 따라 빛 산란각을 조절할 수 있는 특징이 있는데, 미세패턴(미도시)은 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern) 등 다양하게 구성할 수 있으며, 홀로그램 패턴(hologram pattern)을 사용하여 간섭패턴에 의해 입사된 빛을 이와 비대칭적인 방향으로 굴절시킴으로써 집광된 빛이 좀더 경사진 각도로 확산되도록 할 수 있다.
이로써, 빛을 분산시켜 빛이 부분적으로 밀집되는 것을 방지하게 된다.
이러한 제 1 확산판(210)은 LED 어셈블리(도 2의 129)와 대응되는 제 1 하부면(211)과, 제 1 하부면(211)에 대응되며 빛이 출사되는 제 1 상부면(213) 그리고 제 1 하부면(211)과 제 1 상부면(213)을 연결하는 측면(215)으로 이루어진다.
그리고, 제 2 확산판(220)은 제 1 확산판(210)의 제 1 상부면(211)과 대응되는 제 2 하부면(221)과 제 2 하부면(221)에 대응되며 빛이 출사되는 제 2 상부면(223) 그리고 제 2 하부면(221)과 제 2 상부면(223)을 연결하는 측면(225)으로 이루어진다.
이때, 제 1 확산판(210)의 제 1 상부면(213)에는 제 2 확산판(220)의 제 2 하부면(221)측으로 진행할수록 지름이 작아지는 원뿔 형상의 제 1 기둥(231)이 돌출 형성되며, 제 1 확산판(210)의 제 1 하부면(211)에는 제 2 기둥(233)이 돌출 형성되며, 제 2 기둥(233)의 끝단에는 제 1 확산판(210)을 지지 및 고정하기 위한 고정부(235)가 형성된다.
이때, 제 1 기둥(231)은 원뿔 형상 외에도 사각뿔 형상, 피라미드 형상 등 다양한 구조를 가질 수 있다.
여기서, 원뿔 형상의 제 1 기둥(231)은 제 1 확산판(210) 상부에 위치하는 제 2 확산판(220)의 제 2 하부면(221) 일부를 지지하게 된다.
이때, 제 1 기둥(231)은 제 2 확산판(220)의 일부를 지지할 수 있는 어떠한 형태로도 형성가능하나, 제 2 확산판(220)을 지지하는 영역이 가장 최소화되도록 하여, 제 2 확산판(220)의 제 2 하부면(221)에 제 1 기둥(231)에 의한 얼룩이 발생하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
이에, 제 2 확산판(220) 측으로 진행할수록 지름이 작아지는 원뿔 형상의 기둥(231)이 가장 바람직하다.
제 1 기둥(231)을 통해 제 2 확산판(220)과 광학시트(도 2의 126)의 처짐을 방지하게 된다.
그리고, 제 2 기둥(233)은 제 1 확산판(210)과 LED(도 2의 129a) 사이의 간격을 유지하는 역할을 하게 되므로, 제 2 기둥(233)을 통해 제 1 확산판(210)의 처짐을 방지하게 된다.
따라서, 제 1 및 제 2 확산판(210, 220)과 광학시트(도 2의 126)의 처짐에 의한 휘도 불균일 현상이 발생하는 것을 방지하게 된다.
그리고, 제 2 기둥(233)의 끝단에 구비된 고정부(235)는 제 1 확산판(210)을 고정시키는 역할을 하게 되는데, 고정부(235)를 통해 제 1 확산판(210)은 액정표시장치 내에서 그 위치가 고정되며, 보다 안정적으로 제 2 확산판(220)과 광학시트(도 2의 126)를 지지하게 된다.
이때, 고정부(235)는 후크(hook) 방식으로, 제 2 기둥(233)의 하방으로 돌출되어 양측으로 걸림단(235a, 235b)이 구성되며, 걸림단(235a, 235b)의 일끝단에는 걸림턱(237)이 구성된다.　　　
이러한 고정부(235)를 포함하는 제 1 확산판(210)을 반사판(도 2의 122)과 커버버툼(도 2의 150)을 관통하여 고정하기 위해, 반사판(도 2의 122)과 커버버툼(도 2의 150) 상에 적어도 하나의 고정홀(도 2의 125, 155)이 구비된다.
이러한, 제 1 확산판(210)은 제 1 및 제 2 기둥(231, 233)과 고정부(235)를 포함하는 제 1 확산판(210)의 금형을 제작하여 사출성형을 통해 형성할 수 있는데, 금형에 형상을 새겨놓는 방법에 따라 레이저 가공, 샌드 블라스트, 부식, 전주 등 다양한 방법을 통해 형성할 수 있다.
이때, 제 1 확산판(210)과 제 1 및 제 2 기둥(231, 233)은 동일한 물질로 이루어지거나, 서로 다른 물질로 이루어져 2중 사출 성형을 통해 형성될 수도 있다.
도 4는 도 2의 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치가 모듈화된 모습을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치는 기존의 액정표시장치에 비해 전체 높이가 줄어든 것을 확인 할 수 있는데 이는, 백라이트 유닛(도 2의 120)에 있어 광학갭(optical gap) 또는 에어갭(air gap)이라 하는 폭이 줄어들었기 때문이다.
즉, 본 발명의 백라이트 유닛(도 2의 120)은 반사판(122)과 제 2 확산판(220) 사이의 간격(A')이 기존의 간격(도 1의 A)에 비해 줄어들게 된다.
또한, 본 발명은 LED 어셈블리(129)의 PCB(129b) 상에 실장된 LED(129a)와 제 2 확산판(220) 사이의 간격(A')이 줄어듬에도 불구하고 기존과 같은 LED 무라(mura) 현상이 발생되지 않는데 이는, LED(129a) 상부에 위치하는 확산판(210, 220)이 2개가 구비됨에 따라, LED(129a)의 휘도를 거의 유지하는 동시에 빛을 보다 효과적으로 분산 및 확산시키기 때문이다.
즉, LED(129a)로부터 출사되는 빛은 일정 지향각(B)을 갖게 되는데, LED(129a)로부터 발산된 빛은 제 1 확산판(210)을 통과하는 과정에서 1차적으로 분산 및 확산되게 된다.
따라서, LED(129a)로부터 발산된 빛은 보다 넓은 지향각(C)을 갖게 된다.
이에, 실질적으로 백라이트 유닛(도 2의 120) 내의 색섞임 공간이 증가되는 결과를 얻을 수 있고, 색섞임된 빛은 반사판(122)에 의해 반사된 빛과 함께 제 2 확산판(220)을 비롯한 광학시트(126)를 통과하는 과정에서 보다 균일한 면광원의 형태로 액정패널(110)에 공급하게 된다.
따라서, 제 2 확산판(220)과 LED(129a) 간의 이격거리를 최소화하더라도, LED 무라(mura) 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 것이다.
특히, 본 발명의 백라이트 유닛(도 2의 120)은 제 1 확산판(210)의 제 1 상부면(213)에 제 2 확산판(220)의 제 2 하부면(221)측으로 진행할수록 지름이 작아지는 원뿔 형상의 제 1 기둥(231)이 형성되어, 제 1 기둥(231)이 제 2 확산판(220)의 일부를 지지하며, 제 1 확산판(210)의 제 1 하부면(211)에는 제 2 기둥(233)이 형성되어, 제 2 기둥(233)이 제 1 확산판(210)을 지지하는 동시에 LED(129a)와 제 1 확산판(210) 사이의 간격을 유지하게 된다.
따라서, 제 1 및 제 2 확산판(210, 220)과 광학시트(126)의 처짐에 의한 휘도 불균일 현상이 발생하는 것을 방지하게 된다.
그리고, 제 2 기둥(233)의 끝단에는 제 1 확산판(210)을 지지하기 위한 고정부(235)가 형성되므로, 고정부(235)를 통해 제 1 확산판(210)은 액정표시장치 내에서 그 위치가 고정되며, 보다 안정적으로 제 2 확산판(220)과 광학시트(126)를 지지하게 된다.
이때, 고정부(235)는 반사판(122)과 커버버툼(150)에 구비된 고정홀(125, 155)에 빠듯하게 끼움 삽입함으로써, 제 1 확산판(210)을 완전하게 고정하게 된다.
즉, 고정부(235)를 반사판(122)과 커버버툼(150) 상에 구성된 고정홀(125, 155)에 끼움 삽입하는 과정에서, 고정단(235)양측에 구성된 걸림단(235a, 235b)이 오므려져 고정홀(125, 155)을 빠듯하게 통과하게 된다.
이후, 오므려진 걸림단(235a, 235b)을 걸림단(235a, 235b)은 일끝단에 구성된 걸림턱(237)이 커버버툼(150) 배면의 관통홀(155) 가장자리에 고정되도록 원래대로 펼쳐지게 되는데, 이때, 걸림단(235a, 235b)의 펼져지는 힘에 의해 걸림턱(237)이 고정홀(125, 155)의 가장자리에 일정 압력을 가하게 됨으로써 고정부(235)가 고정되게 된다.
따라서, 액정표시장치 내에서 제 1 확산판(210)의 위치를 고정하게 되며, 이를 통해 보다 안정적으로 제 2 확산판(220)과 광학시트(126)를 지지하게 된다.
특히, 본 발명은 제 1 확산판(210)에 제 1 및 제 2 기둥(231, 233)이 형성되도록 함으로써, 별도의 확산판지지용 가이드(미도시)를 생략할 수 있어, 공정비용 절감 및 조립 공정의 단순화를 가져오게 된다.
즉, 2개의 확산판(210, 220)이 구비될 경우 확산판지지용 가이드(미도시)는 2개의 확산판(210, 220)을 각각 지지하도록 다수개가 구비되거나, 하부에 위치하는 확산판(210)에 홀(미도시)을 형성하여 2개의 확산판(210, 220)이 함께 지지되도록 할 수 있다.
그러나, 2개의 확산판(210, 220) 각각을 지지할 경우 너무 많은 개수의 확산판지지용 가이드(미도시)를 필요로 하게 됨에 따라 공정비용이 증가하고, 조립 공정의 복잡함을 가져오게 된다.
또한, 확산판지지용 가이드(미도시)에 의해 눌림이 발생하는 영역이 다수개가 발생되므로, 이를 통해 화면얼룩과 같은 화질불량을 야기할 수 있다.
그리고, 하부에 위치하는 확산판(210)에 홀(미도시)을 형성할 경우, 홀(미도시) 가공에 따른 공정상의 불편함을 가져오게 되며, 홀(미도시) 가공에 따른 이물 발생을 야기하게 된다.
이물은 결국에는 영상이 디스플레이되는 화상에 상기 이물이 보이는 화상 불량을 초래하게 된다.
또한, 홀(미도시)의 사이즈를 조립 공정의 편차를 감안하여, 홀(미도시)을 통과하는 확산판지지용 가이드(미도시)에 비해 크게 형성해야 하므로, 홀(미도시)과 확산판지지용 가이드(미도시) 사이의 간격으로 인하여 노이즈(noise)를 발생시키게 된다.
이는 진동 및 충격에 따른 기계적 신뢰성을 저하시키게 된다.
이에 반해, 본 발명의 백라이트 유닛(도 2의 120)은 제 1 확산판(210)의 제 1 및 제 2 기둥(231, 233)을 통해 제 1 및 제 2 확산판(210, 220)을 지지하도록 함으로써, 별도의 확산판지지용 가이드(미도시)를 생략할 수 있어, 공정비용 절감 및 조립 공정의 단순화를 가져오게 된다.
또한, 이물에 의한 화질불량 및 노이즈가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 기계적 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치는 백라이트 유닛(도 2의 120)의 확산판(210, 220)이 2개가 구비됨에 따라, 빛을 보다 효과적으로 분산 및 확산시킬 수 있어, 반사판(122)과 확산판(220) 사이의 간격을 줄여 액정표시장치의 박형을 구현할 수 있으면서도 LED 무라(mura) 현상과 같은 불량을 방지할 수 있다.
따라서, LED(129a)와 이에 인접한 LED(129a)와의 간격을 줄이지 않아도 됨으로써, LED(129a) 수 증가에 따른 비용상승 및 방열 문제 등을 해소할 수 있으며, 소비전력이 상승되는 것 또한 해소할 수 있다.
특히, 하부에 위치하는 제 1 확산판(210)에 제 1 및 제 2 기둥(231, 233)이 형성되도록 함으로써, 별도의 확산판지지용 가이드(미도시)를 생략할 수 있어, 공정비용 절감 및 조립 공정의 단순화를 가져오게 된다.
또한, 이물에 의한 화질불량 및 노이즈가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 기계적 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이때, 백라이트 유닛(도 2의 120)의 광원으로 LED(129a) 외에도 음극전극형광램프(cold cathode fluorescent lamp)나 외부전극형광램프(external electrode fluorescent lamp)와 같은 형광램프가 이용될 수 있다.　
본 발명은 상기 실시 예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
110 : 액정패널, 122 : 반사판, 125, 155 : 고정홀
126 : 광학시트, 128 : 사이드서포트
129 : LED 어셈블리(129a : LED, 129b : PCB)
150 : 커버버툼
210 : 제 1 확산판(211 : 제 1 하부면, 213 : 제 1 상부면)
220 : 제 2 확산판(221 : 제 2 하부면)
231: 제 1 기둥, 233 : 제 2 기둥
235 : 고정부(235a, 235b : 걸림단, 237 : 걸림턱)

Claims (9)

  1. 반사판과;
    상기 반사판 상에 위치하는 광원과;
    상기 광원 상부에 위치하는 제 1 확산판과;
    상기 제 1 확산판 상부에 위치하는 제 2 확산판과;
    상기 제 2 확산판 상부에 위치하는 광학시트와;
    상기 광학시트 상부에 위치하는 액정패널
    을 포함하며, 상기 제 1 확산판은 상기 제 2 확산판을 지지하는 제 1 기둥과, 상기 광원과 상기 제 1 확산판을 일정간격 이격하는 제 2 기둥을 포함하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 확산판은 상기 광원과 대응되는 하부면과, 상기 하부면에 대응되며 빛이 출사되는 상부면을 포함하며, 상기 제 1 기둥은 상기 제 2 확산판을 향해 상기 상부면으로부터 돌출 형성되며, 상기 제 2 기둥은 상기 광원을 향해 하부면으로부터 돌출 형성되는 액정표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 기둥은 상기 제 2 확산판을 향할수록 지름이 작아지는 액정표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 기둥은 원뿔 형상, 사각뿔 형상, 피라미드 형상 중 선택된 하나인 액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 확산판과 상기 제 1 기둥 및 상기 제 2 기둥은 서로 다른 물질로 이루어지는 액정표시장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 기둥의 끝단에는 고정부를 포함하는 액정표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 고정부는 후크 형상인 액정표시장치
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 반사판의 하부에 커버버툼이 위치하며, 상기 반사판과 상기 커버버툼에는 상기 고정부가 관통되는 관통홀이 형성되는 액정표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 액정패널의 가장자리를 두르는 서포트메인을 포함하며, 상기 액정패널의 상면 가장자리를 두르며, 상기 서포트메인 및 상기 커버버툼에 결합 체결되는 탑커버를 포함하는 액정표시장치.
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