KR20150044112A

KR20150044112A - 액정표시장치

Info

Publication number: KR20150044112A
Application number: KR20130123038A
Authority: KR
Inventors: 김영삼; 서병렬; 이진영
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2013-10-16
Filing date: 2013-10-16
Publication date: 2015-04-24
Also published as: KR102092546B1

Abstract

본 발명은 경량 및 박형이면서 고휘도를 가지는 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 액정패널과, 도광판과, 상기 도광판의 적어도 일 측면에 배치되는 광원과, 상기 도광판의 상부로 배치되며 다수의 역프리즘패턴을 구비한 광학시트를 포함하는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 도광판의 전면부 전 영역에는 렌즈 형상의 단면을 가지는 다수의 제2광가이드패턴이 구비되고, 상기 도광판의 전면부에서 상기 광원과 인접한 전면 입광영역에는 상기 다수의 제2광가이드패턴의 상부로 중첩하여 형성된 다수의 제2광산란패턴이 구비된 것을 특징으로 한다.
이를 통해 경량 및 박형이면서도 고휘도 및 고품질을 가지는 액정표시장치를 구현할 수 있게 된다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 경량 및 박형이면서 고휘도를 가지는 액정표시장치에 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.

상기 백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 직하형(Direct Type)과 측면형(Edge Type)으로 구분되는데, 직하형 방식의 백라이트 유닛은 광원을 액정패널 하부에 배치함으로써 광원으로부터 출사되는 빛을 직접적으로 액정패널에 공급하는 방식이고, 측면형 방식의 백라이트 유닛은 액정패널 하부에 도광판을 배치하고, 광원을 도광판의 적어도 일측면에 배치함으로써 도광판에서의 굴절 및 반사를 이용하여 광원으로부터 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.

이러한 측면형 방식의 백라이트 유닛을 적용한 액정표시장치는 광원에서 출사된 광의 휘도를 보다 향상시키기 위하여 다수의 광학시트들이 도광판의 상부로 개재된다.

이하에서는, 측면형 방식의 백라이트 유닛을 적용한 측면형 액정표시장치를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 종래 측면형 액정표시장치를 개략적으로 보여주는 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 액정표시장치(1)는, 제 1 및 제 2 기판(12, 14)으로 구성되는 액정패널(10)과 이의 후방에 위치하는 백라이트 유닛(20)을 포함한다.

여기서, 백라이트 유닛(20)은 LED 어셈블리(29)와, 반사판(25)과, 반사판(25) 상부에 위치하는 도광판(23)과 그리고 도광판(23)의 상부로 개재되는 다수의 광학시트들(21)을 포함한다.

도광판(23)은 이의 일측에 배치되는 LED 어셈블리(29)의 다수의 LED(29a)로부터 출사된 빛을 굴절 및 반사시켜 액정패널(10)에 면광원이 제공되도록 한다.

이때, 도광판(23)은 내부로 입사된 빛을 굴절 및 확산시키기 위하여 배면에 원형의 광패턴(24)을 구비한다.

이러한 도광판(23)의 상부에는 도광판(123)에 의해 면광원으로 변환된 빛을 확산 또는 집광하여 액정패널(110)로 보다 균일한 면광원이 입사되도록 하는 다수의 광학시트들(21)이 구비된다.

다수의 광학시트들(21)은 광을 확산시키기 위한 적어도 하나의 확산시트와, 광을 집광시키기 위한 적어도 하나의 프리즘시트 그리고 프리즘시트를 보호하고 광을 확산시키는 보조역할을 하는 보호시트로 이루어질 수 있다.

한편, 최근 액정표시장치는 휴대용 컴퓨터는 물론 데스크톱 컴퓨터 모니터 및 벽걸이형 텔레비전 등 그 사용영역이 다양해지면서 넓은 디스플레이 면적을 가지도록 함과 동시에 경량 및 박형이면서 고휘도의 액정표시장치를 구현하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있는데, 특히 다수 개로 구비되는 광학시트의 수를 줄이기 위한 방안을 열심히 모색하고 있는 실정이다.

이때 방안들 중 하나로 도광판의 배면에 광 확산을 위해 형성하던 광패턴을 광을 집광할 수 있는 집광패턴으로 변경 형성하여 도광판의 발광효율을 증가시킴으로써 다수의 광학시트들 중 일부의 광학시트를 생략하면서도 액정표시장치의 전체 휘도를 고품질로 유지하는 방안이 제시되고 있다.

이와 같이 도광판의 배면에 집광패턴을 형성함으로써 도광판의 전체 휘도는 향상되었지만, LED 어셈블리와 인접한 도광판의 입광영역에서 부분적으로 얼룩지는 핫스팟(hot spot) 현상이 발생되는 문제점이 생겼다.

따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 광학시트의 수를 최소화하면서 도광판의 입광영역에서의 핫스팟 현상을 방지함으로써 고품질의 액정표시장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는, 액정패널과; 도광판과, 상기 도광판의 적어도 일 측면에 배치되는 광원과, 상기 도광판의 상부로 배치되며 다수의 역프리즘패턴을 구비한 광학시트를 포함하는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 도광판의 전면부 전 영역에는 렌즈 형상의 단면을 가지는 다수의 제2광가이드패턴이 구비되고, 상기 도광판의 전면부에서 상기 광원과 인접한 전면 입광영역에는 상기 다수의 제2광가이드패턴의 상부로 중첩하여 형성된 다수의 제2광산란패턴이 구비된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 다수의 제2광산란패턴은 X형상을 가지는 헤어라인으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이러한 상기 다수의 제2광산란패턴은 단부가 뽀족한 다이아몬드팁을 통해 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다수의 제2광산란패턴은 10㎛ 내지 30㎛ 범위의 깊이를 가지도록 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 도광판의 배면부에서 상기 광원과 인접한 배면 입광영역에는 광을 산란 및 분산시키기 위한 원형의 제1광산란패턴이 다수 구비되고, 상기 도광판의 배면부에서 상기 입광영역을 제외한 나머지 영역에는 돌출 형성된 역삼각형 구조를 가지는 제1광가이드패턴이 다수 구비된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1광가이드패턴은 상기 광원에 인접하며 제1기울기를 가지는 제1경사면과, 상기 제1기울기보다 작은 제2기울기를 가지는 제2경사면으로 형성되며, 상기 제1광산란패턴은 레이저에 의한 음각패턴인 것을 특징으로 한다.

상기 배면 입광영역에는 상기 제1광가이드패턴이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

이를 보다 상세히 설명하면, 상기 제1광가이드패턴의 상부로 상기 제1광산란패턴이 형성되며, 상기 제1광가이드패턴과 상기 제1광산란패턴은 서로 중첩되어 형성된 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 배면 입광영역 내에서 상기 제1광가이드패턴은 상기 제1광산란패턴이 형성되지 않은 곳에 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 광원과 마주하는 상기 도광판의 적어도 일 측부에는 스트라이프 형상을 가지는 다수의 제3광산란패턴이 구비된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 다수의 제3광산란패턴은 상기 도광판의 적어도 일 측부의 길이방향을 따라 형성된 가로 스트라이프이거나 또는 상기 길이방향과 수직한 단방향을 따라 형성된 세로 스트라이프인 것을 특징으로 한다.

이러한, 상기 다수의 제3광산란패턴은 다수의 요철을 단부에 구비하는 다이아몬드팁에 의해 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 액정표시장치에 따르면, 도광판의 배면부과 전면부에 휘도를 향상시킬 수 있는 광가이드패턴을 형성함과 동시에 입광영역에 광을 산란 및 분산시킬 수 있는 광산란패턴을 형성함으로써 균일한 고품위의 면광원을 액정패널로 제공할 수 있는 이점이 있다. 더불어 도광판의 입광면인 제1측부에도 광산란패턴을 형성하여 보다 균일한 고품위의 면광원을 제공할 수 있는 효과가 있다.

이를 통해 도광판으로부터 출사되는 빛의 광량을 증가시킬 수 있으며, 보다 균일한 면광원을 제공함과 동시에 고휘도 및 고품질의 액정표시장치를 구현할 수 있는 이점이 있다.

이와 같이 도광판의 휘도를 향상시켜 광학시트의 수를 줄임으로써 경량 및 박형이면서 고휘도를 가지는 액정표시장치를 제공할 수 있게 된다. 또한, 광학시트의 수를 줄임으로써 부품비용을 절감하여 전체 제작비용을 절감할 수 있게 된다.

도 1은 종래 측면형 액정표시장치를 개략적으로 보여주는 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도광판과 광학시트에서의 광 진행경로를 설명하기 위한 단면도.
도 4a는 도 3에 도시된 도광판의 배면부를 보여주는 평면도.
도 4b는 도 3에 도시된 도광판의 전면부를 보여주는 사시도.
도 4c는 도 3에 도시된 도광판의 제1측부를 보여주는 평면도.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 도광판의 배면부 가공 공정을 설명하기 위한도면.
도 5b는 도 5a에 따른 도광판의 배면부 일부를 보여주는 도면.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 도광판의 전면부 가공 공정을 설명하기 위한도면.
도 6b는 도 6a에 따른 도광판의 전면부 일부를 보여주는 도면.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 도광판의 제1측부 가공 공정을 설명하기 위한도면.
도 7b는 도 7a에 따른 도광판의 제1측부 일부를 보여주는 도면.
도 8은 도광판의 전면 입광영역에 형성된 패턴의 형상에 따른 핫스팟 현상 유무를 설명하기 위한 표.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 액정표시장치(100)는 액정패널(110)과, 백라이트 유닛(120)을 포함한다.

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)와, 이들 각각을 두르며 게이트라인과 데이터라인 그리고 박막트랜지스터 등의 비표시요소를 가리는 블랙매트릭스(black matrix), 그리고 이들을 덮는 투명 공통전극이 마련되어 있다. 여기서, 상기 투명 공통전극은 제1기판(112)에 형성될 수도 있다.

그리고, 제1 및 제2기판(112, 114)의 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 제1 및 제2편광판(미도시)이 각각 부착될 수 있다.

또한, 이 같은 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판이나 테이프케리어패키지(Tape Carrier Package:TCP) 같은 연결부재(미도시)를 매개로 구동인쇄회로기판(미도시)이 연결될 수 있다.

이에 상술한 구조의 액정패널(110)은, 구동인쇄회로기판(미도시)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 일 측면에 배치되는 광원과, 반사판(125)과, 이러한 반사판(125) 상에 안착되는 도광판(123) 그리고 이의 상부로 개재되는 광학시트(121)를 포함한다.

광원으로는 LED(129a)를 사용하는데, 다수의 LED(129a) 각각이 일정 간격으로 이격되어 LED 인쇄회로기판(Printed Circuit Board:PCB)(129b)에 장착됨으로써 LED 어셈블리(129)를 이룬다.

이러한 LED 어셈블리(129)는 접착 등의 방법으로 위치가 고정되어 다수의 LED(129a)로부터 출사되는 광이 도광판(123)의 입광면인 제1측부(123c)에 대면되도록 위치된다.

이에 따라, LED 어셈블리(129)의 다수의 LED(129a)로부터 출사되는 광은 입광부(123c)를 통해 도광판(123) 내로 입사되어 도광판(123)에서의 굴절 및 반사를 이용하여 간접적으로 액정패널(110)에 공급되게 된다.

여기서, LED 어셈블리(129)의 배면으로는 다수의 LED(129a) 각각으로부터 발생되는 열을 보다 효율적으로 방출하기 위한 방열판(미도시)이 구비될 수 있는데, 방열판(미도시)은 열전도성이 우수한 금속물질로 이루어지며, LED 인쇄회로기판(129b)의 배면에 위치되는 일자형 또는 LED 인쇄회로기판(129b)의 배면과 다수의 LED(129a) 일측을 감싸도록 수직 절곡된 ㄴ자형일 수 있다.

또한, LED 인쇄회로기판(129b)은 방열기능을 구비한 메탈코어인쇄회로기판(Metal Core Printed Circuit Board)에 해당될 수 있다.

반사판(125)은 사각판 형상으로 도광판(123)의 배면부(123b)를 통과한 빛을 액정패널(110)쪽으로 반사시킴으로써 빛의 휘도를 향상시킨다.

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

이러한 도광판(123)은 반사판(125)과 마주하는 배면부(123a)와, 배면부(123a)와 서로 마주보면서 빛이 출사되는 출광면으로 기능하는 전면부(front, 123b)와, 광원인 다수의 LED(129a)와 마주하면서 입광면으로 기능하는 제1측부(123c)와, 제1측부(123c)와 마주하는 제2측부(123d)를 포함한다. 여기서, 도광판(123)은 제1측부(123c)의 제1두께와 제2측부(123d)의 제2두께가 서로 동일한 사각판일 수 있으며, 또는 제1측부(123c)의 제1두께보다 제2측부(123d)의 제2두께가 얇은 웨지형일 수 있다.

이와 같은 도광판(123)의 배면부(123a)와 전면부(123b) 각각에는 제1 및 제2광가이드패턴이 구비되되, 입광부와 인접한 배면부(123a)와 전면부(123b)의 입광영역 각각에는 제1 및 제2광산란패턴이 구비됨으로써 광을 집광시킴과 동시에 입광영역에서는 광 일부가 산란 및 분산되도록 하여 휘도를 증가시키며 핫스팟현상을 방지하는 것을 특징으로 한다. 또한, 도광판(123)의 제1측부(123c)에는 제3광산란패턴이 더 구비될 수 있다. 이에 대해서는 차후에 상세히 설명한다.

이러한 구조를 가지는 도광판(123)의 상부에는 다수의 역프리즘패턴이 배면에 구비된 광학시트(121)가 배치된다.

여기서, 다수의 역프리즘패턴 각각은 서로 대칭되는 제1경사면과 제2경사면으로 이루어져 역삼각형 구조를 가지며, 광의 경로를 변경시켜 광을 집광시켜주는 역할을 한다.

전술한 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 탑커버(미도시)와 서포트메인(미도시) 그리고 커버버툼(미도시)을 통해 모듈화될 수 있다. 이를 보다 상세히 설명하면, 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 가장자리가 사각테 형상인 서포트메인(미도시)으로 둘려진 상태로 액정패널(110) 상면 가장자리를 두르는 탑커버(미도시) 그리고 백라이트 유닛(120) 배면을 덮는 커버버툼(미도시)이 각각 전후방에서 결합되어 서포트메인(미도시)을 매개로 일체화되어 모듈화된다.

이와 같이 모듈화됨에 따라, 백라이트 유닛(120)의 다수의 LED(129a) 각각으로부터 출사된 빛은 도광판(123)의 제1측부(123a)로 입사된 후, 그 내부에서 액정패널(110)을 향해 전반사 및 굴절되며, 반사판(125)에 의해 반사된 빛과 함께 광학시트(121)를 통과하는 동안 보다 균일한 고품위의 면광원으로 가공되어 액정패널(110)로 공급되게 된다.

이하에서는 본 발명에 따른 도광판의 구조에 대해 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도광판과 광학시트에서의 광 진행경로를 설명하기 위한 단면도이고, 도 4a는 도 3에 도시된 도광판의 배면부를 보여주는 평면도이며, 도 4b는 도 3에 도시된 도광판의 전면부를 보여주는 사시도이고, 도 4c는 도 3에 도시된 도광판의 제1측부를 보여주는 평면도로, 도 2를 참조한다.

도시된 바와 같이, 도광판(123)은 배면부(123a)와, 배면부(123a)와 서로 마주보면서 빛이 출사되는 출광면으로 기능하는 전면부(front, 123b)와, 광원인 다수의 LED(129a)와 마주하면서 입광면으로 기능하는 제1측부(123c)와, 제1측부(123c)와 마주하는 제2측부(123d)를 포함한다.

이러한 도광판(123)은 광원과 인접한 입광영역(N)과, 입광영역(N)을 제외한 광가이드영역(M)으로 구분할 수 있다.

이에 따라 본 발명의 실시예에 따른 도광판(123)의 배면부(123a)와 전면부(123b)에 형성된 광패턴을 입광영역(N)과 광가이드영역(M)으로 나누어 설명한다.

도광판(123)의 배면부(123a) 전 영역(N+M) 또는 광가이드영역(M)에는 제1측부(123c)를 통해 입사된 빛을 전반사 및 굴절시키는 역할을 하는 다수의 제1광가이드패턴(210)이 서로 이격된 상태로 구비되고, 배면 입광영역(N)에는 빛을 산란시키기 위한 다수의 제1산란패턴(212)이 구비될 수 있다.

이에 따라 배면 입광영역(N)에는, 도 4a에 도시된 바와 같이 다수의 제1산란패턴(212)만이 형성되거나, 또는 도면에 나타내지는 않았지만 다수의 제1광가이드패턴(210)과 다수의 제1산란패턴(212)이 서로 중첩되어 형성될 수 있다.

여기서, 다수의 제1광가이드패턴(210) 각각은 서로 마주하는 제1경사면(210a)과 제2경사면(210b)으로 이루어져 도광판(123)의 배면부(123a)로부터 돌출된 역삼각형 구조를 가지도록 형성되는데, 제1경사면(210a)이 광원(129a)에 인접하도록 위치되고, 제1경사면(210a)의 제1기울기가 제2경사면(210b)의 제2기울기보다 큰 기울기를 가지도록 형성된다.

이에 따라, 배면부(123a)와 제1경사면(210a) 사이의 제1각(θ1)에 비해 배면부(123a)와 제2경사면(210b) 사이의 제2각(θ2)이 작은 각도를 가진다. 이때 제2각(θ2)은 0도보다는 크고 10도보다는 작은 각도를 가질 수 있는데, 바람직하게는 1도 내지 3도의 범위를 가짐으로써 제1측부(123c)를 통해 입사된 빛이 제2경사면(210b)에 의해 전반사 및 굴절되어 도광판(123)의 전면방향으로 진행되도록 할 수 있다. 이를 통해, 도광판(123)의 전면부(123b)를 통해 출사되는 광량이 보다 증대될 수 있게 된다.

이를 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하면, 도광판(123)의 제1측부(123c)를 통해 입사된 빛(A1)의 일부는 제2경사면(210b)에 의해 굴절되고, 굴절된 빛(A2)은 도광판(123)의 전면부(123b)를 통해 외부로 출사된다. 그리고, 출사된 빛(A3)은 광학시트(121)의 다수의 역프리즘패턴을 통해 액정패널(110)에 수직한 방향으로 광 진행 경로가 변경되고, 진행 경로가 변경된 빛(A4)은 광학시트(121)를 통과하여 액정패널로 공급되게 된다. 여기서, 외부로 출사되는 빛(A3)은 일부이고, 일부 빛은(A2)는 굴절되어 도광판(123) 내부를 진행하게 된다.

한편 다수의 제1광가이드패턴(210) 각각은, 평면에서 보면 도 4a에 도시된 바와 같이 직사각형 구조를 가진다.

이러한 다수의 제1광가이드패턴(210)은, 도면에 도시된 바와 같이 균일한 간격과 크기를 가지며 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 광원인 다수의 LED(129a)로부터 멀어질수록 패턴 간 간격은 균일하되 패턴의 크기가 커지도록 형성될 수 있고 또는 다수의 LED(129a)로부터 멀어질수록 패턴의 크기는 균일하되 패턴 간 간격이 작아지도록 형성될 수 있다.

또한 도광판의 전면부(123b) 전 영역(N+M)에는, 도 4b에 도시된 바와 같이 전면부(123b)를 향하는 빛이 배면부(123a)를 향하도록 굴절(전반사)되어 도광판(123) 내를 진행할 수 있도록 하는 다수의 제2광가이드패턴(220)이 구비되고, 전면 입광영역(N)에는 빛을 산란시키기 위한 다수의 제2산란패턴(222)이 구비되는데, 전면 입광영역(N)에는 다수의 제2광가이드패턴(220)과 다수의 제2산란패턴(222)이 서로 중첩되어 형성된다.

여기서, 다수의 제2광가이드패턴(220) 각각은 반원 또는 타원과 같은 렌즈 형상의 단면을 가지는데, 다수의 제2광산란패턴(222)은 X형상을 가지는 가는 실선(實線)인 헤어라인(hairline)이 전면 입광영역(N)의 다수의 제2광가이드패턴(220)의 상부에 반복적으로 다수 형성된다.

이때, X형상의 헤어라인은 광원과 마주하는 제1측부(123c) 및 제1측부(123c)과 수직한 방향을 따라 규칙적 또는 불규칙적으로 반복 형성될 수 있으며, 또한 X형상이 서로 중첩되도록 형성될 수도 있다. 또한, 도시된 바와 같이 하나의 제2광가이드패턴(220)의 폭 내에 하나의 X형상의 헤어라인이 형성되도록 할 수 있지만, 이에 한정되지 않고 적어도 두 개의 제2광가이드패턴(220)에 걸쳐 하나의 X형상의 헤어라인이 형성되도록 할 수도 있다.

또한, X형상의 헤어라인은 1㎛ 내지 100㎛ 범위의 깊이를 가지도록 형성할 수 있으나, 10㎛ 내지 30㎛ 범위의 깊이로 형성함으로써 제2광가이드패턴(220)에 간섭을 최소화할 수 있다.

이와 같이 전면 입광영역(N)에 다수의 제2광가이드패턴(220)과 다수의 제2광산란패턴(222)이 서로 중첩되어 형성됨으로써 입사된 빛의 일부는 제2광가이드패턴(220)을 통해 내부로 굴절되고, 일부는 제2광산란패턴(222)을 통해 산란되며 외부로 출사된다.

특히, 전면 입광영역(N)은 배면부(123a)의 제1광산란패턴(212)와 전면부(123b)의 제2광산란패턴(222)을 통해 빛이 산란 및 분산되며 균일하게 혼합되어 외부로 출사됨으로써 전면 입광영역(N)에서의 핫스팟 현상이 방지된다.

이에 더불어 광의 보다 균일한 분산을 위해 도광판(123)의 제1측부(123c)에 다수의 제3광산란패턴(230)을 더 구비할 수 있다.

이때, 다수의 제3광산란패턴(230)은 다이아몬드팁(diamond tip) 가공에 의해 형성되는 것으로, 제1측부(123C)의 길이방향을 따라 다수 형성되거나, 또는 도면에 나타내지는 않았지만 길이방향과 수직한 단방향을 따라 다수 형성될 수 있다.

이와 같은 다수의 제3산란패턴(230)은 광원인 다수의 LED(129a)로부터 출사되어 제1측부(123c)를 통해 입사된 빛이 산란 및 분산되도록 함으로써 입광영역에서 보다 균일한 광 혼합이 이루어지도록 하는 역할을 한다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도광판에 패턴을 가공하는 방법을 도면을 참조하여 설명한다. 여기서, 도광판의 배면부와 전면부 각각에는 다수의 제1광가이드패턴과 제2광가이드패턴이 형성된 것을 가정하고 설명한다.

도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 도광판의 배면부 가공 공정을 설명하기 위한 도면이고, 도 5b는 도 5a에 따른 도광판의 배면부 일부를 보여주는 도면이다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 도광판(123)의 배면부(123a)가 상부를 향하도록 반전시킨 상태에서 레이저장치(310)를 위치시키고, 레이저빔을 조사시켜 원형의 음각패턴을 입광영역(N)에 다수 형성함으로써 도 5b에 도시된 바와 같이 기 형성된 다수의 제1광가이드패턴(210)과 중첩하는 다수의 제1광산란패턴(212)이 형성된다.

이때, 다수의 제1광산란패턴(212)은 규칙적 또는 불규칙적으로 형성될 수 있다. 일 예로, 다수의 제1광가이드패턴(210)의 바로 위 상부에 중첩하여 형성되도록 하거나, 경계에 형성되도록 하거나, 또는 다수의 제1광가이드패턴(210)이 형성된 영역을 제외한 영역에 형성되도록 할 수 있다.

한편, 다수의 제1광산란패턴(212)만이 배면 입광영역(N)에 형성될 수도 있다.

도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 도광판의 전면부 가공 공정을 설명하기 위한 도면이고, 도 6b는 도 6a에 따른 도광판의 전면부 일부를 보여주는 도면이다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 도광판(123)의 전면부(123b)가 상부를 향하도록 위치시킨 상태에서 다이아몬드팁(diamond tip, 320)을 장착한 금형장치를 위치시키고, 다이아몬드팁(320)을 통해 전면 입광영역(N)에 기계적 접촉을 가해 X형상의 헤어라인이 다수 형성되도록 함으로써 도 6b에 도시된 바와 같이 기 형성된 다수의 제2광가이드패턴(220)과 중첩하는 다수의 제2광산란패턴(222)이 형성된다.

이때, X형상의 헤어라인은 1㎛ 내지 100㎛ 범위의 깊이를 가지도록 형성할 수 있으나, 10㎛ 내지 30㎛ 범위의 깊이로 형성함으로써 제2광가이드패턴(220)에 간섭을 최소화하며 다이아몬드팁에 무리를 주지 않는 범위 내에서 패턴을 형성할 수 있다.

다이아몬드팁(320)은 단결정의 다이아몬드일 수 있으며, 가는 실선의 패턴이 형성될 수 있도록 뽀족한 형태를 가질 수 있다.

도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 도광판의 제1측부 가공 공정을 설명하기 위한 도면이고, 도 7b는 도 7a에 따른 도광판의 제1측부 일부를 보여주는 도면이다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 도광판(123) 제1측부(123c)의 길이방향을 따라 다이아몬드팁(diamond tip, 330)이 기계적 접촉을 하며 이동함에 따라 가로줄 라인이 다수 형성되도록 함으로써 도 7b에 도시된 바와 같이 산란 특성을 부여할 수 있는 다수의 제3광산란패턴(230)이 형성된다.

여기서, 다이아몬드팁(330)의 단부에는 미세한 톱니(요철)가 다수 구비될 수 있다. 이에 따라, 한번에 다수의 제3광산란패턴(230)을 형성할 수 있게 된다.

이때, 도면 상에는 도광판의 제1측부(123c) 전체(H)에 균일한 간격(W)을 가지는 다수의 제3광산란패턴(230)이 형성된 것을 도시하였지만, 이에 한정되지 않고 다수의 제3광산란패턴(230)은 길이방향의 양 가장자리측에만 형성되거나, 양 가장자리측을 제외한 중심부에만 형성되거나, 또는 불균일한 간격으로 형성될 수도 있다.

한편, 다이아몬드팁(330)은 평평한 단부를 가질 수도 있다. 이 경우 다이아몬드팁이 왕복운동을 반복하여 제1측부(123c)에 기계적 접촉을 함으로써 다수의 제3광산란패턴(230)이 형성되게 된다.

도 8은 도광판의 전면 입광영역에 형성된 패턴의 형상에 따른 핫스팟 현상 유무를 설명하기 위한 표이다.

여기서, 비교예1은 패턴으로써 서로 다른 길이를 가지는 스트라이프 형상의 헤어라인이 22㎛의 깊이로 형성된 경우이고, 비교예2는 패턴으로써 균일한 길이를 가지는 스트라이프 형상의 헤어라인이 22㎛의 깊이로 형성된 경우이며, 비교예3은 비교예1과 동일한 패턴으로 형성되되, 18㎛의 깊이로 형성된 경우이고, 비교예4는 비교예2와 동일한 패턴으로 형성되되, 18㎛의 깊이로 형성된 경우이다. 또한, 실시예1은 본 발명에 따른 X형상의 헤어라인이 22㎛의 깊이로 다수 형성된 경우이고, 실시예2는 본 발명에 따른 X형상의 헤어라인이 18㎛의 깊이로 다수 형성된 경우이다.

표를 살펴보면, 도광판의 전면 입광영역에 형성된 패턴으로써 본 발명에 따른 실시예1 및 2에 따라 X형상의 헤어라인에 따른 광산란패턴이 형성된 경우에 핫스팟 현상이 발생되지 않음을 알 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
121: 광학시트 123: 도광판
123a: 배면부 123b: 전면부
123c: 제1측부 210: 제1광가이드패턴
212: 제1광산란패턴 220: 제2광가이드패턴
222: 제2광산란패턴 230: 제3광산패턴
121: 광학시트

Claims

액정패널과;
도광판과, 상기 도광판의 적어도 일 측면에 배치되는 광원과, 상기 도광판의 상부로 배치되며 다수의 역프리즘패턴을 구비한 광학시트를 포함하는 백라이트 유닛을 포함하고,
상기 도광판의 전면부 전 영역에는
렌즈 형상의 단면을 가지는 다수의 제2광가이드패턴이 구비되고,
상기 도광판의 전면부에서 상기 광원과 인접한 전면 입광영역에는
상기 다수의 제2광가이드패턴의 상부로 중첩하여 형성된 다수의 제2광산란패턴이 구비된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1항에 있어서,
상기 다수의 제2광산란패턴은
X형상을 가지는 헤어라인으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 2항에 있어서,
상기 다수의 제2광산란패턴은
단부가 뽀족한 다이아몬드팁을 통해 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 2항에 있어서,
상기 다수의 제2광산란패턴은
10㎛ 내지 30㎛ 범위의 깊이를 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1항에 있어서,
상기 도광판의 배면부에서 상기 광원과 인접한 배면 입광영역에는
광을 산란 및 분산시키기 위한 원형의 제1광산란패턴이 다수 구비되고,
상기 도광판의 배면부에서 상기 입광영역을 제외한 나머지 영역에는
돌출 형성된 역삼각형 구조를 가지는 제1광가이드패턴이 다수 구비된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 5항에 있어서,
상기 제1광가이드패턴은 상기 광원에 인접하며 제1기울기를 가지는 제1경사면과, 상기 제1기울기보다 작은 제2기울기를 가지는 제2경사면으로 형성되며,
상기 제1광산란패턴은 레이저에 의한 음각패턴인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 5항에 있어서,
상기 배면 입광영역에는
상기 제1광가이드패턴이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 7항에 있어서,
상기 제1광가이드패턴의 상부로 상기 제1광산란패턴이 형성되며, 상기 제1광가이드패턴과 상기 제1광산란패턴은 서로 중첩되어 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 7항에 있어서,
상기 배면 입광영역 내에서
상기 제1광가이드패턴은 상기 제1광산란패턴이 형성되지 않은 곳에 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1항에 있어서,
상기 광원과 마주하는 상기 도광판의 적어도 일 측부에는
스트라이프 형상을 가지는 다수의 제3광산란패턴이 구비된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 10항에 있어서,
상기 다수의 제3광산란패턴은
상기 도광판의 적어도 일 측부의 길이방향을 따라 형성된 가로 스트라이프이거나 또는 상기 길이방향과 수직한 단방향을 따라 형성된 세로 스트라이프인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 10항에 있어서,
상기 다수의 제3광산란패턴은
다수의 요철을 단부에 구비하는 다이아몬드팁에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.