KR20160045235A - 액정 표시 장치용 도광판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 표시 패널의 코너부에서 발생되는 블랙 화면의 화질 저하를 개선할 있도록 한 액정 표시 장치용 도광판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치를 제공하는 것으로, 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 도광판은 입광 측벽을 갖는 베이스 부재의 상면에 마련된 복수의 집광 패턴을 포함하며, 입광 측벽의 길이 방향과 교차하는 방향으로 서로 나란한 상기 베이스 부재의 제 1 및 제 2 테두리 영역 각각의 상면은 평탄면으로 이루어질 수 있다.

Description

액정 표시 장치용 도광판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치{LIGHT GUIDE PLATE FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS, BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 블랙 화면의 화질을 개선할 수 있는 액정 표시 장치용 도광판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 장치는 액정층에 가해지는 전기장에 따른 액정 분자들의 배열 방향에 따라 백라이트 유닛으로부터 입사되는 광의 편광을 제어하여 영상을 표시한다.
최근에는 액정 표시 장치의 화면이 평판 형태를 가지면서 대형화됨에 따라 화면 중앙 영역에 대한 시청 거리와 화면 양측 영역의 시청 거리 간의 편차가 커지는 문제점이 있다. 이러한 시청 거리의 편차는 평판 형태의 화면을 곡면 형태로 만곡시키는 것에 의해 개선될 수 있다. 예를 들어, 대한민국 공개특허 제10-2014-0007202호에는 커브드 프레임을 이용하여 액정 표시 패널을 일정한 곡률로 유지시킨 커브드 표시 장치가 개시되어 있다.
상기 커브드 표시 장치에서 액정 표시 패널은 하부 기판과 상부 기판이 실재에 의해 액정층을 사이에 두고 대향 합착된 상태에서 곡면 형태로 만곡된다. 이때, 커브드 표시 장치의 하부 기판에는 하부 편광 필름이 부착되어 있고, 상부 기판에는 상부 편광 필름이 부착되어 있다. 이에 따라, 하부 및 상부 편광 필름 각각에 의해 하부 기판과 상부 기판에는 서로 반대 방향으로 응력이 발생하고, 실재 또는 기구물에 고정되는 기판들의 가장 자리에는 비틀림 응력이 발생하게 된다. 이로 인하여, 액정 표시 패널이 곡면 형태로 만곡됨에 따라 상부 편광 필름의 편광축과 하부 기판에 형성된 배향막의 러빙 각도가 틀어져 액정 배열이 틀어지게 된다. 이러한 액정 배열의 틀러짐에 따라 빛샘이 발생하게 되고, 특히 횡전계 방식을 기반으로 액정층을 구동하는 액정 표시 장치에서는 액정 배열이 수평 방향으로 배향되기 때문에 상부 편광 필름의 편광축과 하부 기판에 형성된 배향막의 러빙 각도가 틀어짐에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이, 액정 표시 패널의 코너부(CP)에서 발생되는 빛샘으로 인해 블랙 화면의 화질이 저하된다는 문제점이 있다. 이러한 코너부(CP)에 발생되는 블랙 화면의 화질 저하는 직하형 백라이트 유닛을 이용한 직하형 로컬 디밍 기술을 통해 개선할 수 있다.
그러나, 직하형 로컬 디밍 기술을 횡전계 방식을 기반으로 하는 액정 표시 장치에 적용할 경우, 액정 표시 패널과 광원 사이에 일정한 광학 거리가 필요하기 때문에 액정 표시 장치의 두께가 증가하게 되고, 이로 인하여 액정 표시 장치를 슬림화하는데 어려움이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 액정 표시 패널의 코너부에서 발생되는 블랙 화면의 화질 저하를 개선할 있도록 한 액정 표시 장치용 도광판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 도광판은 입광 측벽을 갖는 베이스 부재의 상면에 마련된 복수의 집광 패턴을 포함하며, 입광 측벽의 길이 방향과 교차하는 방향으로 서로 나란한 상기 베이스 부재의 제 1 및 제 2 테두리 영역 각각의 상면은 평탄면으로 이루어질 수 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 유닛은 입광 측벽을 갖는 베이스 부재의 상면에 마련된 복수의 집광 패턴을 포함하는 도광판, 도광판의 입광 측벽에 배치된 발광 다이오드 어레이 모듈를 포함하며, 상기 도광판의 입광 측벽의 길이 방향과 교차하는 방향으로 서로 나란한 상기 베이스 부재의 제 1 및 제 2 테두리 영역 각각의 상면은 평탄면으로 이루어질 수 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 도광판을 갖는 백라이트 유닛을 수납하는 하부 커버, 상기 백라이트 유닛과 중첩되는 액정 표시 패널, 및 상기 하부 커버에 수납되어 상기 액정 표시 패널을 지지하는 가이드 프레임을 포함하며, 상기 액정 표시 패널은 곡면 형태로 만곡되고, 상기 도광판은 입광 측벽을 갖는 베이스 부재의 상면에 마련된 복수의 집광 패턴을 포함하며, 입광 측벽의 길이 방향과 교차하는 방향으로 서로 나란한 상기 베이스 부재의 제 1 및 제 2 테두리 영역 각각의 상면은 평탄면으로 이루어질 수 있다.
상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명은 도광판의 테두리 영역을 평탄면으로 형성하고 도광판의 테두리 영역에 입사되는 광량을 국부적으로 제어함으로써 곡면 형태로 만곡된 액정 표시 패널의 코너부에 표시되는 블랙 화면의 빛샘을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 에지형 백라이트 유닛을 이용한 에지형 로컬 디밍 기술을 통해 액정 표시 패널의 영역별 휘도를 개별적으로 제어함과 아울러 도광판의 코너부 휘도를 국부적으로 제어함으로써 액정 표시 장치의 두께를 슬림화할 수 있다.
위에서 언급된 본 발명의 효과 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 액정 표시 장치의 코너부에서 발생되는 빛샘을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 액정 표시 장치를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 I-I'선의 단면을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 도광판을 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 Ⅱ-Ⅱ'선의 단면을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 도광판의 배면에 마련된 광학 패턴을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 5에 도시된 도광판의 정의되는 로컬 디밍 영역을 나타내는 도면이다.
도 9a는 본 발명에 있어서, 액정 표시 패널의 코너부에 입사되는 광량의 국부적인 제어시, 도광판에 입사되는 광 경로를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9b는 도 9a에 도시된 Ⅲ-Ⅲ'선에서의 광 경로를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 9c는 도 9a에 도시된 Ⅳ-Ⅳ'선에서의 광 경로를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 10a는 본 발명에 있어서, 노멀 모드시 도광판에 입사되는 광 경로를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 10b는 도 10a에 도시된 Ⅴ-Ⅴ'선에서의 광 경로를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제 1 예에 따른 집광 패턴들의 배치 구조를 설명하기 위한 도 5에 도시된 II-II'선의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제 2 예에 따른 집광 패턴들의 배치 구조를 설명하기 위한 도 5에 도시된 II-II'선의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제 3 예에 따른 집광 패턴들의 배치 구조를 설명하기 위한 도 5에 도시된 II-II'선의 단면도이다.
도 14는 도 5에 도시된 본 발명의 변형 예에 따른 집광 패턴의 단면 형태를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 15는 본 발명에 따른 도광판에 마련된 광학 패턴의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 도 7에 도시된 A-A'선, B-B'선, 및 C-C'선 각각에 대한 광학 패턴의 밀도를 나타내는 그래프이다.
도 17은 본 발명의 실시 예와 비교 예의 도광판에 대한 전면 휘도를 비교하여 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서, 액정 표시 패널의 코너부에 대한 국부적인 광량 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명에 따른 액정 표시 장치에 있어서, 액정 표시 패널에 표시된 블랙 영상을 나타내는 도면이다.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제 1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. "적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다. "상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우 뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 도광판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치의 바람직한 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 액정 표시 장치를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이며, 도 4는 도 1에 도시된 I-I'선의 단면을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시 패널(100), 패널 구동부(200), 가이드 프레임(300), 백라이트 유닛(400), 백라이트 구동부(500), 후면 커버(600), 및 전면 커버(700)를 포함한다.
상기 액정 표시 패널(100)은 백라이트 유닛(400)으로부터 조사되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 것으로, 액정층(미도시)을 사이에 두고 대향 합착된 하부 기판(110), 상부 기판(130), 하부 편광 부재(150), 및 상부 편광 부재(170)를 포함할 수 있다.
상기 하부 기판(110)은 박막 트랜지스터 어레이 기판으로서, 복수의 게이트 라인(미도시)과 복수의 데이터 라인(미도시)에 의해 정의되는 화소 영역마다 마련된 복수의 화소(미도시)를 포함한다. 각 화소는 게이트 라인과 데이터 라인에 접속된 박막 트랜지스터(미도시), 박막 트랜지스터에 접속된 화소 전극, 및 화소 전극에 인접하도록 배치된 공통 전극을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 하부 기판(110)의 일측 가장자리 영역에는 각 신호 라인에 접속되는 패드부(미도시)가 마련되고, 상기 패드부는 패널 구동부(200)와 연결된다. 또한, 상기 하부 기판(110)의 일측 단변 또는 양측 단변에 인접한 비표시 영역에는 게이트 라인에 게이트(또는 스캔) 신호를 공급하기 위한 게이트 구동 내장 회로(미도시)가 형성되어 있다. 상기 게이트 구동 내장 회로는 각 게이트 라인에 접속되도록 박막 트랜지스터 제조 공정과 함께 형성된다.
상기 상부 기판(130)은 하부 기판(110)에 형성된 각 화소 영역에 중첩되는 개구 영역을 정의하는 화소 정의 패턴, 및 개구 영역에 형성된 컬러 필터를 포함한다. 이러한 상기 기판(130)은 실재에 의해 액정층을 사이에 두고 하부 기판(110)과 대향 합착된다. 여기서, 상기 컬러 필터는 상기 각 화소에 중첩되도록 하부 기판(110) 상에 마련될 수도 있으며, 이 경우, 상부 기판(130)에는 화소 정의 패턴만이 형성되게 된다.
상기 하부 기판(110)과 상부 기판(130) 중 적어도 하나는 액정의 초기 배향을 위한 배향막(미도시)을 포함할 수 있다.
상기 액정층은 하부 기판(110) 및 상부 기판(130) 사이에 개재되는 것으로, 각 화소마다 마련된 화소 전극에 인가되는 데이터 전압과 공통 전극에 인가되는 공통 전압에 의해 형성되는 전계에 따라 수평 방향으로 배열되는 액정 분자들을 포함할 수 있다.
상기 하부 편광 부재(150)는 하부 기판(110)의 하면에 부착되어 백라이트 유닛(400)으로부터 입사되는 광을 제 1 편광축으로 편광시켜 하부 기판(110)에 조사한다.
상기 상부 편광 부재(150)는 상부 기판(130)의 상면에 부착되어 상부 기판(130)을 투과하여 외부로 방출되는 광을 편광시킨다.
일 예에 따른 상부 편광 부재(150)는 상부 기판(130)의 상면에 부착되어 상부 기판(130)을 투과하여 외부로 방출되는 컬러 광을 제 1 편광축과 다른 제 2 편광축으로 편광시키는 편광 필름으로 이루어질 수 있다.
다른 예에 따른 상부 편광 부재(150)는 상기 편광 필름, 및 상기 편광 필름의 상면에 부착되어 액정 표시 패널(100)에 표시되는 3차원 영상, 즉 좌안 영상과 우안 영상을 서로 다른 편광 상태로 분리하는 리타더 필름(Retarder Film)(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 상부 편광 부재(150)가 리타더 필름을 포함하는 경우, 액정 표시 패널(100)은 2D 표시 모드와 3D 표시 모드로 구동될 수 있다. 3D 표시 모드시 액정 표시 패널(100)의 홀수번째(또는 짝수번째) 수평 라인에는 좌안 영상(또는 우안 영상)이 표시됨과 동시에 짝수번째(또는 홀수번째) 수평 라인에는 우안 영상(또는 좌안 영상)이 표시되고, 상기 리터더 필름은 홀수번째 수평 라인에 중첩되어 홀수번째 수평 라인에 표시되는 영상을 제 1 편광 상태로 편광시키는 제 1 리타더 패턴과 짝수번째 수평 라인에 중첩되어 짝수번째 수평 라인에 표시되는 영상을 제 1 편광 상태와 다른 제 2 편광 상태로 편광시키는 제 2 리타더 패턴을 포함한다.
이와 같은, 액정 표시 패널(100)은 각 화소별로 인가되는 데이터 전압과 공통 전압에 의해 각 화소마다 형성되는 횡전계를 기반으로 하는 액정 분자들의 구동에 따라 백라이트 유닛(400)으로부터 입사되는 광을 투과시켜 소정의 컬러 영상을 표시하게 된다.
상기 패널 구동부(200)는 상기 하부 기판(110)에 마련된 패드부에 연결되어 액정 표시 패널(100)의 각 화소를 구동함으로써 액정 표시 패널(100)에 소정의 컬러 영상을 표시한다. 일 예에 따른 패널 구동부(200)는 액정 표시 패널(100)의 패드부에 연결된 복수의 회로 필름(210), 복수의 회로 필름(210) 각각에 실장된 데이터 구동 집적 회로(230), 복수의 회로 필름(210) 각각에 결합된 인쇄 회로 기판(250), 및 인쇄 회로 기판(250)에 실장된 타이밍 제어부(270)를 포함하여 구성된다.
상기 복수의 회로 필름(210) 각각은 필름 부착 공정에 의해 하부 기판(110)의 패드부와 인쇄 회로 기판(250)에 부착되는 것으로, TCP(Tape Carrier Package) 또는 COF(Chip On Flexible Board 또는 Chip On Film)로 이루어질 수 있다. 이러한 복수의 회로 필름(210) 각각은 가이드 프레임(300)의 측면에 배치되거나, 가이드 프레임(300)의 측면을 감싸도록 후면 커버(600)의 후면 쪽으로 밴딩될 수 있다.
상기 데이터 구동 집적 회로(230)는 복수의 회로 필름(210) 각각에 실장된다. 이러한 데이터 구동 집적 회로(230)는 타이밍 제어부(270)로부터 공급되는 화소 데이터와 데이터 제어 신호를 수신하고, 데이터 제어 신호에 따라 화소 데이터를 아날로그 형태의 데이터 신호로 변환하여 하부 기판(110)의 데이터 라인에 공급한다.
상기 인쇄 회로 기판(250)은 복수의 회로 필름(210)에 연결된다. 인쇄 회로 기판(250)은 액정 표시 패널(100)의 각 화소에 영상을 표시하기 위해 필요한 신호를 데이터 구동 집적 회로(230) 및 게이트 구동 내장 회로에 제공하는 역할을 한다. 이를 위해, 인쇄 회로 기판(250)에는 각종 신호 배선, 각종 전원 회로(미도시), 및 메모리 소자(미도시) 등이 실장된다.
상기 타이밍 제어부(270)는 인쇄 회로 기판(250)에 실장되어 외부의 구동 시스템(미도시)으로부터 공급되는 타이밍 동기 신호에 응답해 구동 시스템으로부터 입력되는 디지털 영상 데이터를 액정 표시 패널(100)의 화소 배치 구조에 알맞도록 정렬하여 화소별 화소 데이터를 생성하고, 생성된 화소별 화소 데이터를 데이터 구동 집적 회로(230)에 제공한다. 또한, 타이밍 제어부(270)는 타이밍 동기 신호에 기초해 데이터 제어 신호와 게이트 제어 신호 각각을 생성하여 데이터 구동 집적 회로(230) 및 게이트 구동 내장 회로 각각을 제어한다.
또한, 타이밍 제어부(270)는 백라이트 구동부(500)를 통해 백라이트 유닛(400)을 제어함으로써 액정 표시 패널(100)에 조사되는 광의 휘도를 제어한다. 특히, 타이밍 제어부(270)는 에지형 백라이트 유닛을 이용한 에지형 로컬 디밍 기술을 통해 액정 표시 패널(100)의 영역별 휘도를 제어한다. 예를 들어, 상기 타이밍 제어부(270)는 액정 표시 패널(100)을 복수의 로컬 디밍 영역으로 분할하고, 각 로컬 디밍 영역에 포함된 화소의 화소별 화소 데이터를 영역별로 분석하여 영역별 로컬 디밍 데이터를 산출하고, 산출된 영역별 로컬 디밍 데이터에 따라 백라이트 구동부(500)를 제어하여 액정 표시 패널(100)의 로컬 디밍 영역별 휘도를 개별적으로 제어한다. 여기서, 영역별 로컬 디밍 데이터는 영역별 평균 계조 값 또는 최대 빈도수를 가지는 계조 값이 될 수 있다.
이와 같은, 상기 패널 구동부(200)는 액정 표시 패널(100)을 노멀 모드(normal mode)와 시네마 모드(cinema mode)로 구동할 수 있다.
상기 노멀 모드시 패널 구동부(200)는 액정 표시 패널(100)의 전체 영역에 소정의 노멀 영상을 표시한다. 반면에, 상기 시네마 모드시 패널 구동부(200)는 액정 표시 패널(100)의 길이 방향(X)을 기준으로, 액정 표시 패널(100)의 코너부를 포함하는 상측 가장자리 영역과 하측 가장자리 영역 각각에 블랙 영상을 표시함과 동시에 상측 가장자리 영역과 하측 가장자리 영역 사이의 중간 영역에 시네마 영상을 표시한다. 여기서, 액정 표시 패널(100)은 가로 길이와 세로 길이의 비율이 16:9인 표시 영역을 가지며, 표시 영역 중 시네마 영상이 표시되는 액정 표시 패널(100)의 중간 영역은 21:9의 가로 길이와 세로 길이를 가질 수 있다. 이 경우, 액정 표시 패널(100)의 코너부를 포함하는 상측 가장자리 영역과 하측 가장자리 영역 각각은 액정 표시 패널(100)의 크기에 따라 상기 세로 길이의 11%±5mm의 세로 길이를 가질 수 있다.
상기 가이드 프레임(300)은 사전에 설정된 곡률을 갖는 곡면 형태로 만곡된 사각 프레임 형태를 가지며, 후면 커버(600)에 수납되어 액정 표시 패널(100)을 지지한다. 일 예에 따른 가이드 프레임(300)은 액정 표시 패널(100)의 하면 가장자리 영역을 지지하는 패널 지지부(310), 및 패널 지지부(310)로부터 후면 커버(600) 쪽으로 벤딩된 가이드 측벽(330)을 포함할 수 있다. 이러한 가이드 프레임(300)은 단변들과 장변들을 가지며, 이때 장변들은 일정한 곡률을 가지도록 후면 커버(600) 쪽으로 오목하게 만곡된다. 이에 따라, 액정 표시 패널(100)은 만곡된 가이드 프레임(300)의 패널 지지부(310)에 안착됨으로써 패널 지지부(310)의 곡률에 대응되는 곡률로 만곡되게 된다. 추가적으로, 액정 표시 패널(100)은 패널 지지부(310)의 곡률에 대응되는 곡률을 가지도록 제조될 수 있다.
추가적으로, 상기 가이드 프레임(300)은 패널 결합 부재(350)에 의해 액정 표시 패널(100)과 결합(또는 부착)됨으로써 일정 곡률로 만곡된 액정 표시 패널(100)을 곡률을 유지시킨다. 여기서, 패널 결합 부재(350)는 액정 표시 패널(100)의 하부 편광 부재(150)에 결합될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 가이드 프레임(300)과 액정 표시 패널(100)의 결합력 및 두께 등을 고려하여 액정 표시 패널(100)의 하부 기판(110)과 결합될 수 있으며, 이 경우, 하부 편광 부재(150)의 가장자리 영역은 패널 결합 부재(350)가 하부 기판(110)과 결합될 수 있도록 컷팅된다. 예를 들어, 패널 결합 부재(350)는 양면 테이프, 열경화성 접착제, 또는 광경화성 접착제 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 도시하지 않은 액정 표시 패널(100)에 결합됨과 아울러 가이드 프레임(300)에 결합되는 브라켓일 수도 있다.
상기 백라이트 유닛(400)은 후면 커버(600)에 수납되어 액정 표시 패널(100)에 광을 조사한다. 일 예에 따른 백라이트 유닛(400)은 도광판(410), 발광 다이오드 어레이 모듈(430), 반사 시트(450), 및 광학 시트부(470)를 포함할 수 있다.
상기 도광판(410)은 액정 표시 패널(100)의 하부에 배치되며, 발광 다이오드 어레이 모듈(430)로부터 입사되는 광을 액정 표시 패널(100) 쪽으로 진행시킨다. 일 예에 따른 도광판(410)은, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 베이스 부재(411), 및 복수의 집광 패턴(413)을 포함한다.
상기 베이스 부재(411)는 일정 두께를 갖는 평판 형태를 갖는다. 이러한 베이스 부재(411)는 도광판(410)의 길이 방향(X)을 기준으로 일측 외측면에 정의된 제 1 입광 측벽(411a)과 타측 외측면에 정의된 제 2 입광 측벽(411b)을 가지며, 도광판(410)의 두께 방향(Z)을 기준으로, 액정 표시 패널(100)에 인접한 광 출사면(411c)과 하부 커버(600)에 인접한 배면(411d)을 포함한다. 상기 베이스 부재(411)는 고굴절률의 투명 재질, 예를 들어, 폴리메틸 메타아크릴레이트(poly methyl methacrylate), 폴리메틸 스틸렌(polymethacrylstyrene), 아크릴로니트릴스티렌(acrylonitrile styrene), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리아미드(polyamide), 폴리에스테르이미드(polyesterimide) 및 폴리메틸펜텐(polymethylpentene) 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다.
상기 베이스 부재(411)는 상기 액정 표시 패널(100)의 상측 가장자리 영역(또는 첫번째 로컬 디밍 영역)에 중첩되면서 제 1 및 제 2 입광 측벽(411a, 411b)의 길이 방향(Y)과 교차하는 방향(X)을 따라 정의되는 제 1 테두리 영역(411c1), 액정 표시 패널(100)의 하측 가장자리 영역(또는 마지막 로컬 디밍 영역)에 중첩되면서 제 1 테두리 영역(411c1)과 나란하게 정의되는 제 2 테두리 영역(411c2), 및 액정 표시 패널(100)의 중간 영역에 중첩되면서 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2) 사이로 정의되는 중간 영역(411c3)으로 구분될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2) 각각의 상면은 평탄면으로 이루어져 액정 표시 패널(100)의 코너부에 중첩된다. 이러한 상기 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2) 각각에 입사되는 광은 상기 평탄면과 외부와의 계면에서의 굴절율 차이에 따라 굴절되어 액정 표시 패널(100) 쪽으로 진행하게 된다. 이에 따라, 본 발명은 평탄면으로 이루어진 상기 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2)에 입사되는 광량을 제어함으로써 액정 표시 패널(100)의 코너부에 입사되는 광량을 국부적으로 제어하고, 이를 통해 액정 표시 패널(100)의 코너부에서 발생되는 빛샘 현상을 최소화 내지 방지할 수 있다.
상기 복수의 집광 패턴(413)은 베이스 부재(411)의 상면(411c), 즉 상기 중간 영역(411c3)의 상면에 양각 패턴 형태로 마련됨으로써 액정 표시 패널(100)의 코너부에서 발생되는 빛샘을 최소화 내지 방지하고, 입사되는 광을 집광하여 액정 표시 패널(100) 쪽으로 출광시키며, 일정 각도로 입사되는 광을 전반사시켜 베이스 부재(411)의 중앙부로 향하는 광의 직진성을 향상시킨다.
일 예에 따른 복수의 집광 패턴(413)은 볼록한 렌즈, 즉 렌티큘러(lenticular) 렌즈 형태의 단면을 가지며, 베이스 부재(411)의 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2) 사이의 중간 영역(411c3)에만 마련된다. 이때, 일 예에 따른 복수의 집광 패턴(413) 각각은 제 1 및 제 2 입광 측벽(411a, 411b)의 길이 방향(Y)으로 연속되고, 제 1 및 제 2 입광 측벽(411a, 411b)의 길이 방향(Y)과 교차하는 방향(X)으로 서로 나란하도록 연장된다. 즉, 일 예에 따른 복수의 집광 패턴(413) 각각은 제 1 및 제 2 입광 측벽(411a, 411b) 사이의 베이스 부재(411)의 상면에 렌티큘러(lenticular) 렌즈 형태의 단면을 갖도록 스트라이프 형태로 마련된다. 이에 따라, 일 예에 따른 복수의 집광 패턴(413)은 베이스 부재(411)의 중간 영역(411c3)에 입사되는 내부 굴절광을 집광하여 액정 표시 패널(100)의 중간 영역 쪽으로 출광시키고, 전반사 임계 각도를 벗어나 입사되는 광을 베이스 부재(411)의 중앙부 쪽으로 전반사시켜 광의 직진성을 향상시킨다.
추가적으로, 일 예에 따른 도광판(410)은, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 부재(411)의 배면(411d)에 마련된 복수의 광학 패턴(415)을 더 포함한다.
상기 복수의 광학 패턴(415)은 상기 베이스 부재(411)의 배면(411d)에 사전에 설정된 피치를 갖도록 격자 형태로 마련될 수 있다. 복수의 광학 패턴(415)은 레이저 패터닝 공정에 의해 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않고 광학 패턴의 형상에 따라 금형을 이용한 임프린트 공정에 의해 형성될 수도 있다.
상기 복수의 광학 패턴(415)은 상기 제 1 및 제 2 입광 측벽(411a, 411b) 각각을 통해 베이스 부재(411)의 내부로 입사되는 광을 산란시키거나 전반사시킴으로 베이스 부재(411)의 상면으로 출광되는 광량을 증가시킴과 동시에 베이스 부재(411)의 중앙부로 진행하는 광량을 증가시킨다. 특히, 상기 베이스 부재(411)의 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2) 각각의 배면에 마련된 광학 패턴(415)은 인접한 중간 영역(411c3)으로부터 입사되는 광을 산란시켜 해당하는 베이스 부재(411)의 테두리 영역(411c1, 411c2)으로 출광되도록 한다. 이에 따라, 본 발명은 상기 베이스 부재(411)의 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2) 각각에 입사되는 광량 제어를 통해 액정 표시 패널(100)의 코너부에 입사되는 광량을 국부적으로 제어할 수 있다.
한편, 도 7에서는 상기 복수의 광학 패턴(415)이 격자 형태를 가지는 것으로 도시하고 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 도광판(410)의 길이 방향(X)으로 인접한 광학 패턴(415)은 서로 엇갈리는 형태로 마련될 수 있다. 예를 들어, 입광 측벽(411a, 411b)의 길이 방향(Y)을 기준으로, 홀수번째 광학 패턴열에 배치된 광학 패턴은 짝수번째 광학 패턴열에 배치된 광학 패턴 사이사이에 배치될 수 있다. 결과적으로, 상기 복수의 광학 패턴(415)은 도광판(410)의 길이 방향(X)을 기준으로 격자 형태를 가지면서 지그재그 형태로 마련될 수 있다.
다시 도 3 내지 도 5에서, 상기 발광 다이오드 어레이 모듈(430)은 도광판(410)의 제 1 및 제 2 입광 측벽(411a, 411b) 각각과 나란하도록 배치되고, 백라이트 구동부(500)로부터 공급되는 백라이트 구동 신호에 따라 발광하여 제 1 및 제 2 입광 측벽(411a, 411b) 각각에 광을 조사한다. 일 예에 따른 발광 다이오드 어레이 모듈(430)은 LED(Light emitting Diode) 어레이 기판(431), 및 복수의 발광 다이오드 패키지(433)를 포함한다.
상기 LED 어레이 기판(431)은 도광판(410)의 제 1 및 제 2 입광 측벽(411a, 411b) 각각과 마주보도록 배치된다. LED 어레이 기판(431)은 복수의 발광 다이오드 패키지(433) 각각에 백라이트 구동 신호를 공급하기 위한 구동 신호 라인(미도시), 및 구동 신호 라인에 연결된 커넥터(미도시)를 포함하는 금속 인쇄 회로 기판 또는 플렉서블 인쇄 회로 기판일 수 있다. 이러한 LED 어레이 기판(431)은 커넥터에 연결되는 신호 케이블(미도시)을 통해 백라이트 구동부(500)에 연결됨으로써 백라이트 구동부(500)로부터 공급되는 백라이트 구동 신호를 복수의 발광 다이오드 패키지(433)로 전달한다. 추가적으로, 상기 LED 어레이 기판(431)은 금속 재질로 이루어진 광원 하우징(미도시)에 배치될 수 있다.
상기 복수의 발광 다이오드 패키지(433) 각각은 도광판(410)의 제 1 및 제 2 입광 측벽(411a, 411b)과 마주하도록 LED 어레이 기판(431)에 실장된다. 이때, 상기 복수의 발광 다이오드 패키지(433) 각각은 인접한 발광 다이오드 패키지(433)에서 방출되는 광의 혼합에 의한 핫 스팟(hot spot)이 발생되지 않는 범위로 설정된 간격을 갖도록 LED 어레이 기판(431)에 실장된다. 여기서, 액정 표시 패널(100)의 영역별 휘도 제어, 즉 로컬 디밍을 위해 도광판(410)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 로컬 디밍 영역(LDA)으로 구분된다. 이에 따라, 각 로컬 디밍 영역(LDA)의 입광 측벽(411a, 411b)에는 적어도 하나의 발광 다이오드 패키지(433)가 배치될 수 있다. 즉, 상기 복수의 발광 다이오드 패키지(433)는 각 로컬 디밍 영역(LDA)의 크기에 대응되도록 적어도 1개 이상씩 그룹화되고, 각 그룹마다 개별적으로 발광하여 해당하는 로컬 디밍 영역(LDA)의 입광 측벽(411a, 411b)에 광을 조사한다.
상기 복수의 발광 다이오드 패키지(433) 각각은 하나의 발광 다이오드 구동 칩(Light Emitting Diode Driving Chip)으로 이루어진 점광원 또는 복수의 발광 다이오드 구동 칩을 갖는 선광원일 수 있다.
다시 도 3 내지 도 5에서, 상기 반사 시트(450)는 도광판(410)의 하면에 배치되어 도광판(410)으로부터 입사되는 광을 도광판(410) 쪽으로 반사시킴으로써 도광판(410)으로부터의 광이 후면 커버(600)에 흡수되는 것을 방지하여 광의 손실을 최소화한다.
상기 광학 시트부(470)는 도광판(410)의 상면 상에 배치되어 도광판(410)으로부터 출광되는 광의 휘도 특성을 개선한다. 일 예에 따른 광학 시트부(470)는 확산 시트, 집광 시트, 및 반사형 편광 시트 중 적어도 2개 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
상기 백라이트 구동부(500)는 패널 구동부(200), 즉 타이밍 제어부(270)로부터 제공되는 영역별 로컬 디밍 데이터에 따라 액정 표시 패널(100)에 정의된 영역별 휘도가 개별적으로 제어되도록 복수의 발광 다이오드 패키지(433)를 개별적으로 발광시킨다. 즉, 상기 백라이트 구동부(500)는 영역별 로컬 디밍 데이터에 기초하여, 그룹별 백라이트 구동 신호의 듀티 비를 개별적으로 조절하고, 듀티 비가 조절된 백라이트 구동 신호를 해당 발광 다이오드 패키지(433)에 공급한다. 이에 따라, 복수의 발광 다이오드 패키지(433)는 그룹별 백라이트 구동 신호에 따라 그룹별로 발광함으로써, 도 8에 도시된 바와 같이, 도광판(410)의 각 로컬 디밍 영역(LDA)에 광을 영역별로 조사한다. 여기서, 액정 표시 패널(100)의 세로 길이 방향을 기준으로, 액정 표시 패널(100)의 코너부를 포함하는 첫번째 영역(또는 상측 가장자리 영역)과 마지막 영역(또는 하층 가장자리 영역)에 어두운 영상 또는 블랙 영상이 표시될 경우, 도광판(410)의 첫번째 로컬 디밍 영역(LDA)과 마지막 로컬 디밍 영역(LDA) 각각과 마주하는 발광 다이오드 패키지(433)는 발광하지 않게 된다. 즉, 상기 백라이트 구동부(500)는 액정 표시 패널(100)의 시네마 모드시, 도광판(410)의 첫번째 로컬 디밍 영역(LDA)과 마지막 로컬 디밍 영역(LDA) 각각과 마주하는 발광 다이오드 패키지(433)를 오프시킴으로써 액정 표시 패널(100)의 코너부에 입사되는 광량을 국부적으로 제어하고, 이를 통해 액정 표시 패널(100)의 코너부에서 발생되는 빛샘 현상을 최소화 내지 방지한다.
다시 도 3 내지 도 5에서, 상기 후면 커버(600)는 사전에 설정된 곡률을 갖는 곡면 형태로 만곡된 사각 프레임 형태를 가지며, 백라이트 유닛(400)을 수납함과 아울러 가이드 프레임(300)을 지지한다. 일 예에 따른 후면 커버(600)는 백라이트 유닛(400)을 지지하면서 백라이트 유닛(400)의 후면을 덮는 바닥 커버부(610), 및 바닥 커버부(610)로부터 수직하게 벤딩되어 바닥 커버부(610) 상에 수납 공간을 마련하면서 가이드 프레임(300)의 패널 지지부(310)를 지지하는 측벽 커버부(630)를 포함한다. 이러한 후면 커버(600)은 단변들과 장변들을 가지며, 이때 장변들은 일정한 곡률을 가지도록 후면 쪽으로 오목하게 만곡된다. 이에 따라, 백라이트 유닛(400)의 도광판(410)은 만곡된 후면 커버(600)의 바닥 커버부(610)에 안착됨으로써 바닥 커버부(610)의 곡률에 대응되는 곡률로 만곡되게 된다. 즉, 상기 도광판(410)은 평판 형태를 가지지만, 바닥 커버부(610)의 곡률에 의해 액정 표시 패널(100)의 곡률과 동일한 곡률로 만곡되게 된다.
상기 후면 커버(600)의 측벽 커버부(630)는 가이드 프레임(300)의 가이드 측벽(330)에 의해 둘러싸이고, 후크 등의 결합 수단에 의해 가이드 프레임(300)의 가이드 측벽(330)과 결합될 수 있다.
부가적으로, 상기 후면 커버(600)의 하면에는 액정 표시 장치의 강성을 보강하기 위한 수평 보강 바 및/또는 수직 보강 바가 추가로 결합될 수 있다.
상기 전면 커버(700)는 액정 표시 패널(100)의 표시 영역을 제외한 액정 표시 패널(100)의 전면 가장자리 영역을 덮으면서 가이드 프레임(300)의 가이드 측벽을 감싼다. 이를 위해, 일 예에 따른 전면 커버(700)는 "┓"자 또는 "┏"자 형태의 단면을 가지도록 사각 프레임 형태로 형성될 수 있다.
상기 전면 커버(700)는 단변들과 장변들을 가지며, 이때 장변들은 일정한 곡률을 가지도록 액정 표시 패널(100) 쪽으로 오목하게 만곡됨으로써 만곡된 액정 표시 패널(100)의 곡률을 유지시킨다. 여기서, 만곡된 전면 커버(700)의 곡률은 만곡된 만곡된 액정 표시 패널(100)의 곡률과 동일하게 설정되는 것이 바람직하다.
이와 같은, 본 발명의 일 예에 따른 액정 표시 장치는 베이스 부재(411)의 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2)을 제외한 중간 영역(411c3)에만 마련된 복수의 집광 패턴(413)을 갖는 도광판(410)을 포함함으로써 도광판(410)의 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2) 각각의 휘도가 국부적으로 제어될 수 있고, 이로 인해 액정 표시 패널(100)의 코너부에서 발생되는 빛샘 현상이 최소화 내지 방지될 수 있다.
도 9a는 본 발명에 있어서, 액정 표시 패널의 코너부에 입사되는 광량의 국부적인 제어시, 도광판에 입사되는 광 경로를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 9b는 도 9a에 도시된 Ⅲ-Ⅲ'선에서의 광 경로를 개략적으로 나타내는 단면도이며, 도 9c는 도 9a에 도시된 Ⅳ-Ⅳ'선에서의 광 경로를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 9a 내지 도 9c를 도 3 및 도 8과 결부하면, 액정 표시 패널(100)의 각 코너부의 광량을 국부적으로 감소시킬 경우, 상기 백라이트 구동부(500)는 패널 구동부(200)의 타이밍 제어부(270)로부터 제공되는 영역별 로컬 디밍 데이터에 따라 도광판(410)의 첫번째 로컬 디밍 영역(LDA)과 마지막 로컬 디밍 영역(LDA) 각각과 마주하는 발광 다이오드 패키지(433a, 433b)를 오프시킴과 동시에 도광판(410)의 나머지 로컬 디밍 영역(LDA)과 마주하는 발광 다이오드 패키지들(433)을 발광시킨다.
상기 도광판(410)의 중간 영역(411c3)에 입사되는 중 일부의 입사광(L1)은 복수의 집광 패턴(413)에 의해 집광되어 상기 중간 영역(411c3)의 상면으로 출광되고, 나머지 입사광(L2)은 베이스 부재(411)의 내부에서 전반사를 반복하다가 광학 패턴(415)에 의해 산란 및 굴절되어 상기 중간 영역(411c3)의 상면으로 출광된다.
상기 도광판(410)의 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2) 각각의 코너부(CP)에는 해당하는 발광 다이오드 패키지(433)의 오프로 인하여 광이 입사되지 않기 때문에 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2)의 코너부(CP)에서는 광이 출광되지 않거나 미미한 광량이 출광되고, 이로 인하여 도광판(410)의 각 코너부(CP)는 블랙 휘도 또는 어두운 휘도를 갖게 된다.
반면에, 도광판(410)의 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2) 각각에 인접한 중간 영역(411c3)의 최외곽 집광 패턴(413)에 입사되는 광(L3)은 최외곽 집광 패턴(413)의 곡면과 외부 간의 굴절율 차이에 의해 굴절되어 상기 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2) 각각의 상면으로 출광된다. 그리고, 상기 베이스 부재(411)의 내부에서 전반사를 반복하다가 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2)으로 입사되는 광(L4)은 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2) 각각의 배면에 마련된 광학 패턴(415)에 의해 산란 및 굴절되어 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2) 각각의 상면으로 출광된다. 즉, 상기 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2) 각각은 집광 패턴(413)이 마련되지 않은 평탄면으로 이루어지기 때문에 상기 최외곽 집광 패턴(413)에 의해 굴절되어 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2)으로 진행하는 광은 중간 영역(411c3)과 달리 직진성을 갖지 못하고, 평탄한 베이스 부재(411)의 상면과 외부 간의 굴절율 차이에 의해 굴절되어 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2) 각각의 상면으로 출광되게 된다. 이에 따라, 중간 영역(411c3)으로부터 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2)으로 진행하는 광(L3, L4)은 상기 도광판(410)의 코너부(CP)를 제외한 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2) 각각의 나머지 영역에서 도광판(410)의 상면으로 출광되게 된다.
따라서, 본 발명은 도광판(410)의 테두리 영역(411c1, 411c2)에 평탄면을 마련하고, 테두리 영역(411c1, 411c2) 사이의 중간 영역(411c3)에만 복수의 집광 패턴(413)을 마련함으로써 로컬 디밍을 통해 액정 표시 패널(100)의 코너부에 입사되는 광량을 국부적으로 제어하여 액정 표시 패널(100)의 코너부에 표시되는 블랙 영상 또는 어두운 영상의 빛샘 불량을 최소화 내지 방지할 수 있다.
도 10a는 본 발명에 있어서, 노멀 모드시 도광판에 입사되는 광 경로를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 10b는 도 10a에 도시된 Ⅴ-Ⅴ'선에서의 광 경로를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 10a 및 도 10b를 도 3 및 도 8과 결부하면, 상기 액정 표시 패널(100)의 각 로컬 디밍 영역을 개별적으로 제어할 경우, 상기 백라이트 구동부(500)는 패널 구동부(200)의 타이밍 제어부(270)로부터 제공되는 영역별 로컬 디밍 데이터에 따라 도광판(410)의 복수의 발광 다이오드 패키지(433)를 동시에 발광시킨다.
상기 도광판(410)의 중간 영역(411c3)에 입사되는 중 일부의 입사광(L1)은 복수의 집광 패턴(413)에 의해 집광되어 상기 중간 영역(411c3)의 상면으로 출광되고, 나머지 입사광(L2)은 베이스 부재(411)의 내부에서 전반사를 반복하다가 광학 패턴(415)에 의해 산란 및 굴절되어 상기 중간 영역(411c3)의 상면으로 출광된다.
상기 도광판(410)의 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2) 각각에 입사되는 광(L5)은 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2) 각각의 배면에 마련된 광학 패턴(415)에 의해 산란 및 굴절되어 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2) 각각의 상면으로 출광된다. 이때, 상기 도광판(410)의 코너부(CP)를 제외한 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2) 각각의 나머지 영역에서는, 도 9c에 도시된 바와 같이, 중간 영역(411c3)으로부터 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2)으로 진행하는 광(L3, L4)이 광학 패턴(415)에 의해 산란 및 굴절되어 상기 도광판(410)의 상면으로 출광되게 된다. 이에 따라, 상기 도광판(410)의 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2) 각각은 상기 도광판(410)의 코너부(CP)에 배치된 발광 다이오드 패키지(433a, 433b)로부터 입사되어 상면 출광하는 광량과 중간 영역(411c3)으로부터 입사되는 광량에 의해 균일한 휘도를 갖게 된다.
따라서, 본 발명은 도광판(410)의 코너부(CP)를 포함하는 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2) 각각에 집광 패턴(413)을 마련하지 않더라도 코너부(CP)를 포함하는 도광판(410)의 휘도를 전영역 걸쳐 균일하게 제어할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제 1 예에 따른 집광 패턴들의 배치 구조를 설명하기 위한 도 5에 도시된 II-II'선의 단면도이다.
도 11을 도 5와 결부하면, 본 발명의 제 1 변형 예에 따른 집광 패턴들(413)의 높이(H)는, 도광판(410)의 입광 측벽(411a, 411b)의 길이 방향(Y)의 제 1 중심부(CL1)로부터 테두리 영역(411c1, 411c2)으로 갈수록 점진적으로 낮아질 수 있다.
예를 들어, 베이스 부재(411)에 정의된 중간 영역(411c3)의 중심부(CL1)에 마련된 중앙 집광 패턴(413)은 제 1 높이(H1)를 가지며, 테두리 영역(411c1, 411c2)에 접한 중간 영역(411c3)의 최외곽 집광 패턴(413)은 제 1 높이(H1)보다 낮은 제 2 높이(H2)를 갖는다. 그리고, 상기 중앙 집광 패턴(413)과 최외곽 집광 패턴(413) 사이에 중간 집광 패턴들(413)은 입광 측벽(411a, 411b)의 길이 방향(Y)을 따라 제 1 높이(H1)에서 제 2 높이(H2)로 점진적으로 낮아지는 높이를 갖는다. 이러한 본 발명의 제 1 변형 예에 따른 집광 패턴들(413) 각각은 서로 동일한 밑면 폭(W)을 갖는다.
이에 따라, 본 발명의 제 1 변형 예에 따른 집광 패턴들(413)은 상기 제 1 중심부(CL1)로부터 테두리 영역(411c1, 411c2)으로 갈수록 큰 곡률을 가지며, 이러한 곡률 편차로 인하여 베이스 부재(411)의 테두리 영역(411c1, 411c2)으로 굴절되는 광량이 증가하게 된다. 즉, 본 발명의 제 1 변형 예에 따른 집광 패턴들(413)은 상기 제 1 중심부(CL1)로부터 테두리 영역(411c1, 411c2)으로 갈수록 점진적으로 낮아지는 높이 차를 갖도록 마련되고, 이로 인하여, 도광판(410)의 코너부(CP)에 배치된 발광 다이오드 패키지(433)의 오프시, 베이스 부재(411)의 중간 영역(411c3)에 입사되는 광은 상기 중간 영역(411c3)에서 베이스 부재(411)의 테두리 영역(411c1, 411c2) 각각으로 진행하게 된다.
따라서, 본 발명은 베이스 부재(411)의 코너부(CP)를 제외한 나머지 테두리 영역(411c1, 411c2) 쪽으로 진행하는 광량을 증가시키고, 이를 통해 도광판(410)의 코너부(CP)에 배치된 발광 다이오드 패키지(433)의 오프시, 액정 표시 패널(100)의 코너부에 입사되는 광량을 국부적으로 감소시켜 액정 표시 패널(100)의 코너부에서 발생되는 빛샘 불량을 최소화 내지 방지할 수 있으며, 액정 표시 패널(100)의 코너부(CP)를 제외한 나머지 영역의 휘도를 균일하게 할 수 있다.
도 12는 본 발명의 제 2 예에 따른 집광 패턴들의 배치 구조를 설명하기 위한 도 5에 도시된 II-II'선의 단면도이다.
도 12를 도 5와 결부하면, 본 발명의 제 1 변형 예에 따른 집광 패턴들(413)은 도광판(410)의 입광 측벽(411a, 411b)의 길이 방향(Y)을 기준으로 복수의 패턴 그룹(PG1 내지 PG4)으로 그룹화되고, 각 패턴 그룹(PG1 내지 PG4)별 집광 패턴(413)의 높이(H)는 상기 제 1 중심부(CL1)로부터 테두리 영역(411c1, 411c2)으로 갈수록 점진적으로 낮아질 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 중심부(CL1)에 마련된 중앙 패턴 그룹(PG1)에 포함된 복수의 집광 패턴(413)은 제 1 높이(H1)를 가지며, 테두리 영역(411c1, 411c2)에 접한 중간 영역(411c3)의 최외곽 패턴 그룹(PG4)에 포함된 복수의 집광 패턴(413)은 제 1 높이(H1)보다 낮은 제 2 높이(H2)를 갖는다. 그리고, 상기 중앙 패턴 그룹(PG1)과 최외곽 패턴 그룹(PG4) 사이에 중간 패턴 그룹들(PG2, PG3)은 입광 측벽(411a, 411b)의 길이 방향(Y)을 따라 제 1 높이(H1)에서 제 2 높이(H2)로 점진적으로 낮아지는 높이를 갖는다. 이러한 본 발명의 제 2 변형 예에 따른 집광 패턴들(413) 각각은 서로 동일한 밑면 폭(W)을 갖는다.
이에 따라, 본 발명의 제 2 변형 예에 따른 집광 패턴들(413)은 상기 제 1 중심부(CL1)로부터 테두리 영역(411c1, 411c2)으로 갈수록 큰 곡률을 가지며, 이러한 곡률 편차로 인하여 베이스 부재(411)의 테두리 영역(411c1, 411c2)으로 굴절되는 광량이 증가함으로써 상기 본 발명의 제 1 예에 따른 집광 패턴들과 동일한 효과를 가질 수 있다.
한편, 하기의 수학식 1과 같이, 본 발명의 제 2 변형 예에 따른 집광 패턴들(413)은 상기 중앙 패턴 그룹(PG1)에서 최외곽 패턴 그룹(PG4)으로 갈수록 점진적으로 넓어지는 밑변 폭(WPG1, WPG2, WPG3, WPG4)을 가지면서, 서로 동일한 높이(HPG1, HPG2, HPG3, HPG4)를 가질 수도 있으며, 이 경우에도 상기 본 발명의 제 1 예에 따른 집광 패턴들과 동일한 효과를 가질 수 있다.
Figure pat00001
다른 한편, 하기의 수학식 2와 같이, 본 발명의 제 2 변형 예에 따른 집광 패턴들(413)은 상기 중앙 패턴 그룹(PG1)에서 최외곽 패턴 그룹(PG4)으로 갈수록 점진적으로 넓어지는 밑변 폭(WPG1, WPG2, WPG3, WPG4)을 가지며, 상기 중앙 패턴 그룹(PG1)에서 최외곽 패턴 그룹(PG4)으로 갈수록 점진적으로 낮아지는 높이(HPG1, HPG2, HPG3, HPG4)를 가질 수도 있으며, 이 경우에도 상기 본 발명의 제 1 예에 따른 집광 패턴들과 동일한 효과를 가질 수 있다.
Figure pat00002
도 13은 본 발명의 제 3 예에 따른 집광 패턴들의 배치 구조를 설명하기 위한 도 5에 도시된 II-II'선의 단면도이다.
도 13을 도 5와 결부하면, 본 발명의 제 3 변형 예에 따른 집광 패턴들(413)은 도광판(410)의 입광 측벽(411a, 411b)의 길이 방향(Y)을 기준으로 복수의 패턴 그룹(PG1 내지 PG4)으로 그룹화되고, 각 패턴 그룹(PG1 내지 PG4)에 포함된 집광 패턴(413)은 서로 동일한 높이(H)와 밑변 폭(W)을 가지되, 복수의 패턴 그룹(PG1 내지 PG4) 중 일부의 패턴 그룹(PG1, PG2)에서는 동일한 피치를 가지며, 나머지 패턴 그룹(PG3, PG4)에서 각기 다른 피치를 갖는다.
예를 들어, 상기 제 1 중심부(CL1)에 마련된 중앙 패턴 그룹(PG1)과 그에 인접한 패턴 그룹(PG2) 각각에 포함된 복수의 집광 패턴(413)은 동일한 피치(P)를 가지며, 테두리 영역(411c1, 411c2)에 접한 중간 영역(411c3)의 최외곽 패턴 그룹(PG4)과 그에 인접한 패턴 그룹(PG3) 각각에 포함된 복수의 집광 패턴(413)은 각기 다른 피치(P)를 갖는다. 이에 따라, 상기 최외곽 패턴 그룹(PG4)과 이에 인접한 패턴 그룹(PG3)에 포함된 복수의 집광 패턴(413) 사이사이에는 각기 다른 폭을 갖는 평탄한 중간면(414)이 마련된다.
이에 따라, 본 발명의 제 3 변형 예에 따른 집광 패턴들(413)을 포함하는 본 발명은 베이스 부재(411)의 테두리 영역(411c1, 411c2)에 인접한 상기 최외곽 패턴 그룹(PG4)과 그에 인접한 패턴 그룹(PG3)에 마련된 평탄한 중간면(414)을 가지며, 이러한 중간면(414)과 외부 간의 굴절율 차이로 인하여 베이스 부재(411)의 테두리 영역(411c1, 411c2)으로 굴절되는 광량이 증가함으로써 상기 본 발명의 제 1 예에 따른 집광 패턴들과 동일한 효과를 가질 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 제 3 변형 예에 따른 집광 패턴들(413)은, 상기의 수학식 1 또는 2와 동일한 밑변 폭(W)과 높이(H)를 가질 수도 있다.
도 14는 도 5에 도시된 본 발명의 변형 예에 따른 집광 패턴의 단면 형태를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 14를 도 5와 결부하여 본 발명의 변형 예에 따른 집광 패턴의 단면 형태를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 14의 (a)에 도시된 바와 같이, 제 1 변형 예에 따른 집광 패턴(413)의 단면 형태는 반타원 형태를 가질 수 있다. 이러한 제 1 변형 예에 따른 집광 패턴(413)은 상대적으로 큰 곡률을 가짐으로써 중앙 곡률부로 입사되는 광을 집광하여 상면으로 출광시키고, 양측면 곡률부로 입사되는 광을 측면 방향으로 굴절시킨다.
다음으로, 도 14의 (b)에 도시된 바와 같이, 제 2 변형 예에 따른 집광 패턴(413)의 단면 형태는 프리즘 형태를 가질 수 있다. 이러한 제 2 변형 예에 따른 집광 패턴(413)은 경사면으로 입사되는 광을 집광하여 상면으로 출광시키고, 상대적으로 낮은 각도로 경사진 양측면 경사면으로 입사되는 광을 측면 방향으로 굴절시킨다.
다음으로, 도 14의 (c)에 도시된 바와 같이, 제 3 변형 예에 따른 집광 패턴(413)의 단면 형태는 꼭지점 부분에 마련된 라운딩부(R)를 포함하는 프리즘 형태를 가질 수 있다. 이러한 제 3 변형 예에 따른 집광 패턴(413)은 제 2 변형 예에 따른 집광 패턴(413)과 동일하게 입사되는 광을 집광하되, 경사면들의 꼭지점 부분에 마련된 라운딩부(R)로 입사되는 광의 상면 출광 각도를 넓혀 상면 출광 영역을 넓힘으로써 집광 패턴(413)들 간의 휘도 편차로 인한 줄무늬 형태의 불량을 최소화한다.
다음으로, 도 14의 (d)에 도시된 바와 같이, 제 4 변형 예에 따른 집광 패턴(413)의 단면 형태는 경사면(413a)과 원호(413b)를 갖는 부채꼴 형태를 가질 수 있다. 이러한 제 4 변형 예에 따른 집광 패턴(413)은 경사면(413a)으로 입사되는 광을 집광하여 상면으로 출광시키고, 원호(413b)의 곡률부로 입사되는 광을 집광하여 상면 출광시키거나 측면 방향으로 굴절시킨다. 여기서, 경사면(413a)과 원호(413b)의 경계부는 일정 곡률을 갖는 라운딩부로 이루어질 수 있다.
다음으로, 도 14의 (e)에 도시된 바와 같이, 제 5 변형 예에 따른 집광 패턴(413)의 단면 형태는 윗변(413c)의 폭이 밑변의 폭보다 짧은 사다리꼴 형태의 단면을 가질 수 있다. 이러한 제 5 변형 예에 따른 집광 패턴(413)은 윗변(413c)에 인접한 경사면(413d)으로 입사되는 광을 집광하여 상면으로 출광시키고, 윗변(413c)으로 입사되는 광을 굴절시켜 상면으로 출광시킨다.
다음으로, 도 14의 (f)에 도시된 바와 같이, 제 6 변형 예에 따른 집광 패턴(413)의 단면 형태는 윗변(413c)의 폭이 밑변의 폭보다 짧은 사다리꼴 형태의 단면을 가지되, 윗변(413c)과 경사면(413d)의 경계부에 마련된 라운딩부(R)를 가질 수 있다. 이러한 제 6 변형 예에 따른 집광 패턴(413)은 윗변(413c)에 인접한 경사면(413d)으로 입사되는 광을 집광하여 상면으로 출광시키고, 윗변(413c)과 라운딩부(R)로 입사되는 광의 상면 출광 각도를 넓혀 상면 출광 영역을 넓힘으로써 집광 패턴(413)들 간의 휘도 편차로 인한 줄무늬 형태의 불량을 최소화한다.
이와 같은, 본 발명의 변형 예에 따른 집광 패턴(413)의 단면 형태는, 도 14에 도시된 단면 형태에 한정되지 않고, 입사되는 광의 입사각도에 따라 광을 집광하여 상면으로 출광시키면서 측면 방향으로 굴절시킬 수 있는 다양한 단면 형태를 가질 수 있다.
도 15는 본 발명에 따른 도광판에 마련된 광학 패턴의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 복수의 광학 패턴(415) 각각은 단변(SS)과 장변(LS)을 갖는 장방형 형태를 갖도록 베이스 부재(411)의 배면으로부터 음각 형태로 마련될 수 있으며, 이들의 장변(LS) 길이는 모두 동일하거나 입광 측벽(411a, 411b)으로부터의 이격 거리에 따라 상이할 수 있다. 이때, 상기 복수의 광학 패턴(415) 각각의 장변(LS)은 입사되는 광의 직진성 향상을 위해, 발광 다이오드 패키지의 발광 방향(X) 또는 도광판(410)의 입광 측벽(411a, 411b)의 길이 방향과 교차하는 방향과 평행한 방향(X)으로 배치된다.
상기 복수의 광학 패턴(415) 각각의 단변(SS)은 입사되는 광(L)을 산란 및 굴절시켜 광(L)의 진행 경로를 변경하는 광 산란면(LSS)의 역할을 하는 것으로, 도광판(410)의 상면 쪽으로 진행하는 광량(L4, L5)을 증가시킨다. 그리고, 상기 복수의 광학 패턴(415) 각각의 장변(LS)은 입사되는 광(L)을 전반사시키는 전반사면(TRS)의 역할을 하는 것으로, 입사되는 광(L6)의 직진성을 증가시켜 도광판(410)의 중앙부로 진행하는 광량을 증가시킨다.
일 예에 따른 복수의 광학 패턴(415) 각각의 장변(LS)은 단변(SS)보다 2배 이상 긴 길이를 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 복수의 광학 패턴(415) 각각의 광 산란면(LSS)은 볼록 렌즈 형태, 원뿔 형태, 원뿔대 형태, 다각뿔대 형태, 또는 다각뿔 형태를 가지되, 그 길이 방향으로 절단된 단면 형태를 가질 수 있다. 그리고, 복수의 광학 패턴(415) 각각의 전반사면(TRS)은 원기둥 형태 또는 다각 기둥 형태를 가지되, 그 길이 방향으로 절단된 단면 형태를 가질 수 있다.
도 16은 도 7에 도시된 A-A'선, B-B'선, 및 C-C'선 각각에 대한 광학 패턴의 밀도를 나타내는 그래프이다.
도 16을 도 7과 결부하면, 본 발명에 따른 복수의 광학 패턴의 밀도를 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명에 따른 도광판(410)은 도광판(410)의 입광 측벽(411a, 411b)의 길이 방향(Y)을 기준으로, 전술한 바와 같이, 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2), 및 중간 영역(411c3)으로 정의될 수 있다. 이때, 상기 중간 영역(411c3)은 상기 도광판(410)의 장변 길이 방향(X)을 기준으로, 제 1 입광 측벽(411a)을 포함하는 제 1 에지부(EA1), 제 2 입광 측벽(411b)을 포함하는 제 2 에지부(EA2), 제 1 및 제 2 에지부(EA1, EA2) 사이의 제 1 중심 영역(CA1)으로 정의될 수 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2) 각각은 상기 도광판(410)의 장변 길이 방향(X)을 기준으로, 양측 코너부(CP) 및 양측 코너부(CP) 사이의 제 2 중심 영역(CA2)으로 정의될 수 있다.
상기 복수의 광학 패턴(415)의 밀도는 로컬 디밍에 의해 도광판(410)의 코너부(CP)에 배치된 발광 다이오드 패키지의 오프시, 도광판(410)의 코너부로 출광되는 광량이 국부적으로 제어됨과 아울러 도광판(410)의 코너부를 제외한 나머지 영역에 출광되는 광량이 균일하도록 설정됨과 동시에 모든 발광 다이오드 패키지의 발광시 도광판(410)의 코너부를 포함하는 전영역에서 출광되는 광량이 균일하도록 설정된다. 예를 들어, 상기 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2)에 마련된 복수의 광학 패턴(415)의 밀도는 상기 중간 영역(411c3)에 마련된 복수의 광학 패턴(415)의 밀도와 다르게 설정될 수 있다.
구체적으로, 도 16의 (a)에 도시된 바와 같이, 도광판(410)의 중간 영역(411c3)에 마련된 상기 복수의 광학 패턴(415)은 상기 도광판(410)의 장변 길이 방향(X)을 기준으로, 상기 도광판(410)의 제 1 및 제 2 에지부(EA1, EA2) 각각으로부터 상기 도광판(410)의 장변 길이 방향(X)의 제 2 중심부(CL2)(또는 테두리 영역의 중심부)로 갈수록 높은 밀도를 가질 수 있다. 이때, 상기 도광판(410)의 장변 길이 방향(X)을 기준으로, 상기 복수의 광학 패턴(415)의 밀도는 도광판(410)의 제 1 및 제 2 에지부(EA1, EA2) 내에서 상기 입광 측벽(411a, 411b)으로부터 제 1 중심 영역(CA1)으로 갈수록 낮아지고, 도광판(410)의 제 1 중심 영역(CA1)에서 가우시안 곡선 형태를 가질 수 있다.
상기 복수의 광학 패턴(415)의 밀도는 제 1 및 제 2 에지부(EA1, EA2) 각각과 제 1 중심 영역(CA1) 간의 경계부(BP)에서 가장 낮을 수 있다. 결과적으로, 도광판(410)의 제 1 및 제 2 에지부(EA1, EA2) 각각은 입광 측벽(411a, 411b)과 인접하여 상대적으로 많은 광량이 입사되기 때문에 제 1 및 제 2 에지부(EA1, EA2) 각각에서 출광되는 광량을 감소시키기 위하여, 상기 복수의 광학 패턴(415)은 도광판(410)의 제 1 및 제 2 에지부(EA1, EA2) 내에서 상기 입광 측벽(411a, 411b)으로부터 제 1 중심 영역(CA1)으로 갈수록 낮은 밀도를 갖는다. 이와 달리, 제 1 중심 영역(CA1)은 상기 입광 측벽(411a, 411b)으로부터 멀리 이격되어 있기 때문에 제 1 중심 영역(CA1)에서 출광되는 광량을 증가시키기 위하여, 상기 복수의 광학 패턴(415)은 제 1 및 제 2 에지부(EA1, EA2) 각각의 끝, 즉 제 1 중심 영역(CA1)의 양측으로부터 상기 제 2 중심부(CL2)로 갈수록 높은 밀도를 갖는다.
이에 따라, 본 발명은 상기 도광판(410)의 장변 길이 방향(X)을 기준으로 마련된 상기 복수의 광학 패턴(415)의 밀도에 따라 상기 도광판(410)의 코너부(CP)를 제외한 상기 제 2 중심 영역(CA2)에서 출광되는 광량이 증가하고, 도광판(410)의 제 1 중심 영역(CA1)에서 출광되는 광량이 증가하게 된다.
도 16의 (b)에 도시된 바와 같이, 도광판(410)의 입광 측벽(411a, 411b)의 길이 방향(Y)을 기준으로, 상기 베이스 부재(411)의 배면에 마련된 복수의 광학 패턴(415)은 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2) 내에서 상기 입광 측벽(411a, 411b)으로부터 중간 영역(411c3)으로 갈수록 증가하는 밀도를 가지며, 중간 영역(411c3)의 최외곽에서 상기 입광 측벽(411a, 411b)의 길이 방향(Y)의 제 1 중간부(CL1')로 갈수록 낮아지는 밀도를 가지며, 제 1 테두리 영역(411c1)에 인접한 일측 제 1 중간부(CL1')와 제 2 테두리 영역(411c2)에 인접한 타측 제 1 중간부(CL1') 사이에서는 동일한 밀도를 가질 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2)에는 상대적으로 적은 개수의 발광 다이오드 패키지로부터 광이 입사되기 때문에 중간 영역(411c3)에서 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2) 각각으로 진행하는 광량을 증가시키기 위하여, 상기 복수의 광학 패턴(415)은 상기 입광 측벽(411a, 411b) 각각과 중간 영역(411c3)의 양 가장자리 부분 사이에서 가우시안 곡선 형태의 밀도를 갖는다. 이와 달리, 중간 영역(411c3)에는 상대적으로 많은 개수의 발광 다이오드 패키지로부터 광이 입사되기 때문에 상기 복수의 광학 패턴(415)은 중간 영역(411c3)의 양 가장자리 부분을 제외한 나머지 중간 영역(411c3)에서 동일한 밀도를 갖는다.
이에 따라, 본 발명은 도광판(410)의 입광 측벽(411a, 411b)의 길이 방향(Y)을 기준으로 마련된 상기 복수의 광학 패턴(415)의 밀도에 따라 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2)에서 출광되는 광량과 도광판(410)의 중앙 영역(411c3)에서 출광되는 광량을 균일화할 수 있다.
도 16의 (c)에 도시된 바와 같이, 도광판(410)의 제 1 및 제 2 테두리 영역(411c1, 411c2)에서, 상기 복수의 광학 패턴(415)의 밀도는, 상기 도광판(410)의 장변 길이 방향(X)을 기준으로, 상기 도광판(410)의 코너부(CP)로부터 상기 제 2 중심 영역(CA2)으로 갈수록 낮아지고, 상기 제 2 중심 영역(CA2)에서 가우시안 곡선 형태를 가질 수 있다. 여기서, 상기 복수의 광학 패턴(415)의 밀도는 도광판(410)의 코너부(CP) 각각과 제 2 중심 영역(CA2) 간의 경계부(BP)에서 가장 낮을 수 있다. 결과적으로, 도광판(410)의 코너부(CP) 각각은 입광 측벽(411a, 411b)과 인접하여 상대적으로 많은 광량이 입사되기 때문에 도광판(410)의 코너부(CP) 각각에서 출광되는 광량을 감소시키기 위하여, 상기 복수의 광학 패턴(415)은 도광판(410)의 코너부(CP) 내에서 상기 입광 측벽(411a, 411b)으로부터 제 2 중심 영역(CA2)으로 갈수록 낮은 밀도를 갖는다. 이와 달리, 제 2 중심 영역(CA2)은 상기 입광 측벽(411a, 411b)으로부터 멀리 이격되어 있기 때문에 제 2 중심 영역(CA2)에서 출광되는 광량을 증가시키기 위하여, 상기 복수의 광학 패턴(415)은 상기 코너부(CP)의 끝, 즉 제 2 중심 영역(CA2)의 양측으로부터 상기 제 2 중심부(CL2)로 갈수록 높은 밀도를 갖는다. 여기서, 상기 장변 길이 방향(X)의 제 2 중심부(CL2)와 입광 측벽(411a, 411b) 사이의 제 2 중간부(CL2')에는 코너부(CP)를 통과한 광과 중간 영역(411c3)을 통과한 광이 입사되고, 이로 인하여 상기 제 2 중간부(CL2')에 마련되는 복수의 광학 패턴(415)은 코너부(CP)보다 높으면서 제 2 중심부(CL2)보다 낮은 밀도를 갖는 것이 바람직하다.
이에 따라, 본 발명은 상기 도광판(410)의 장변 길이 방향(X)을 기준으로 마련된 상기 복수의 광학 패턴(415)의 밀도에 따라 상기 도광판(410)의 코너부(CP)를 제외한 상기 제 2 중심 영역(CA2)에서 출광되는 광량이 증가하게 된다.
이와 같은, 복수의 광학 패턴(415)을 포함하는 도광판(410)은 사전에 설정된 밀도로 베이스 부재(411)의 하면에 패터닝된 복수의 광학 패턴(415)과 베이스 부재(411)의 중간 영역(411c3)에 마련된 복수의 집광 패턴(413)을 통해 입광 측벽(411a, 411b)을 통해 입사되는 광을 액정 표시 패널(100)로 출광시킴으로써 상기 도광판(410)의 코너부(CP)에 배치된 발광 다이오드 패키지의 오프시, 상기 도광판(410)의 코너부(CP)에서 출광되는 광량이 국부적으로 제어되고, 상기 도광판(410)의 코너부(CP)를 제외한 나머지 영역에서 액정 표시 패널(100)로 출광되는 광량이 균일할 수 있다.
따라서, 본 발명은 베이스 부재(411)에 마련된 복수의 집광 패턴(413)과 복수의 광학 패턴(415)을 통해 액정 표시 패널(100)의 코너부에 입사되는 광량을 국부적으로 감소시키고, 이를 통해 액정 표시 패널(100)의 코너부에 블랙 영상 또는 어두운 영상을 표시할 경우 발생되는 빛샘 불량을 최소화 내지 방지할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 상기 도광판(410)의 장변 길이 방향(X)을 기준으로 마련된 상기 복수의 광학 패턴(415)의 밀도에 따라 상기 도광판(410)의 코너부(CP)를 제외한 상기 제 2 중심 영역(CA2)에서 출광되는 광량을 증가시키고, 이를 통해 로컬 디밍시 도광판(410)의 코너부(CP)에 배치된 발광 다이오드 패키지가 오프되더라도 상기 제 2 중심 영역(CA2)과 중간 영역(411c3)의 휘도를 균일화할 수 있다.
이와 같은, 도광판(410)을 포함하는 본 발명은 블랙 영상 또는 설정된 어두운 영상을 액정 표시 패널(100)에 표시할 경우, 로컬 디밍을 통해 도광판(410)의 코너부(CP)에 배치된 발광 다이오드 패키지의 오프시켜 도광판(410)의 코너부로 출광되는 광량을 국부적으로 제어함으로써 액정 표시 패널(100)의 코너부에서 발생되는 블랙 영상 또는 어두운 영상의 빛샘을 최소화 내지 방지할 수 있다.
도 17은 본 발명의 실시 예와 비교 예의 도광판에 대한 전면 휘도를 비교하여 나타내는 도면이다.
도 17에서, 비교 예의 실험에서는 베이스 부재의 상면 전체에 마련된 집광 패턴을 포함하는 도광판을 사용하였고, 실시 예의 실험에서는 도 5에 도시된 본 발명의 일 예에 따른 도광판을 사용하였으며, 로컬 디밍을 통해 도광판의 코너부에 입사되는 광량을 제어하여 비교 예와 실시 예의 도광판에 대한 전면 휘도를 측정한 것이다.
도 17에서 알 수 있듯이, 비교 예는 베이스 부재의 상면 전체에 마련된 집광 패턴으로 인하여 광의 직진성이 향상되기 때문에 휘도 측면에서 유리하지만, 도광판의 코너부에서 출광되는 광량을 국부적으로 제어하기 어렵다는 것을 알 수 있다.
반면에, 실시 예는 도광판의 코너부를 포함하는 제 1 및 제 2 테두리 영역에 마련된 평탄면과, 제 1 및 제 2 테두리 영역 사이의 중간 영역에만 마련된 집광 패턴으로 인하여 중간 영역에 입사되는 광이 테두리 영역 쪽으로 진행할 수 있기 때문에 도광판의 코너부에서 출광되는 광량을 국부적으로 제어할 수 있고, 도광판의 코너부를 제외한 나머지 영역에서 출광되는 광의 휘도가 어느 정도 균일한 것을 알 수 있다.
도 18은 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서, 액정 표시 패널의 코너부에 대한 국부적인 광량 제어를 설명하기 위한 도면으로서, 이는 도광판의 코너부에 배치된 발광 다이오드 패키지를 오프시키고 나머지 발광 다이오드 패키지를 발광시켜 액정 표시 패널의 전면에서 휘도를 측정한 것이다.
도 18에서 알 수 있듯이, 도광판의 코너부에 배치된 발광 다이오드 패키지가 오프될 경우, 액정 표시 패널의 코너부(CP)가 블랙 휘도 또는 어두운 휘도를 가지면서 액정 표시 패널의 코너부(CP)를 제외한 나머지 영역이 화이트 휘도를 가지는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명은 액정 표시 패널(100)의 코너부에 입사되는 광량이 국부적으로 제어되는 것을 확인할 수 있다.
도 19는 본 발명에 따른 액정 표시 장치에 있어서, 액정 표시 패널에 표시된 블랙 영상을 나타내는 도면이다.
도 19와 도 1을 비교하면, 종래의 액정 표시 장치 대비 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시 패널에 블랙 영상이 표시될 경우, 액정 표시 패널의 만곡됨에 따라 액정 표시 패널의 코너부(CP)에서 발생되는 코너부 빛샘이 방지되고, 이로 인하여 액정 표시 패널의 코너부(CP)에서도 블랙 영상이 구현되는 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 횡전계 방식을 기반으로 액정층을 구동하는 액정 표시 패널의 코너부(CP)에 블랙 영상이 표시될 경우, 에지형 로컬 디밍 기술에 따라 도광판의 코너부에 배치된 발광 다이오드 패키지가 오프됨에 따라 도광판의 코너부(CP)의 휘도가 국부적으로 제어됨으로써 액정 표시 패널의 코너부(CP)에서 발생되는 코너부 빛샘으로 인한 블랙 화면의 화질 저하를 방지할 수 있다.
한편, 전술한 본 발명에서는 발광 다이오드 어레이 모듈이 도광판의 단변과 마주하도록 배치되는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 발광 다이오드 어레이 모듈은 곡면 형태로 만곡되는 도광판의 장변과 마주하도록 배치될 수 있으며, 이 경우, 전술한 복수의 집광 패턴은 도광판의 코너부를 포함하는 단변 에지부를 제외한 나머지 영역에만 마련되고, 도광판의 단면 에지부는 평탄면으로 이루어질 t수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 액정 표시 패널 200: 패널 구동부
270: 타이밍 제어부 300: 가이드 프레임
400: 백라이트 유닛 410: 도광판
411: 베이스 부재 411a, 411b: 입광 측벽
411c1, 411c2: 테두리 영역 411c3: 중간 영역
413: 집광 패턴 415: 광학 패턴
430: 발광 다이오드 어레이 모듈 431: LED 어레이 기판
433: 발광 다이오드 패키지 500: 백라이트 구동부
600: 후면 커버 700: 전면 커버

Claims (16)

  1. 입광 측벽을 갖는 베이스 부재;
    상기 베이스 부재의 상면에 마련된 복수의 집광 패턴; 및
    상기 베이스 부재의 배면에 마련된 복수의 광학 패턴을 포함하며,
    상기 입광 측벽의 길이 방향과 교차하는 방향으로 서로 나란한 상기 베이스 부재의 제 1 및 제 2 테두리 영역 각각의 상면은 평탄면으로 이루어지는, 액정 표시 장치용 도광판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 광학 패턴은 상기 베이스 부재의 제 1 및 제 2 테두리 영역 사이에만 마련되는, 액정 표시 장치용 도광판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 집광 패턴 각각의 높이는 상기 입광 측벽의 길이 방향의 중심부로부터 상기 테두리 영역으로 갈수록 낮아지는, 액정 표시 장치용 도광판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 집광 패턴은 복수의 패턴 그룹으로 그룹화되고,
    상기 각 패턴 그룹별 집광 패턴의 높이는 상기 입광 측벽의 길이 방향의 중심부로부터 상기 테두리 영역으로 갈수록 낮아지는, 액정 표시 장치용 도광판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 집광 패턴은 복수의 패턴 그룹으로 그룹화되고,
    상기 테두리 영역에 인접한 패턴 그룹에 포함된 집광 패턴들 사이사이에는 평탄면이 마련되는, 액정 표시 장치용 도광판.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 집광 패턴은 복수의 패턴 그룹으로 그룹화되고,
    상기 복수의 집광 패턴은 동일한 높이를 가지며,
    상기 각 패턴 그룹별 집광 패턴의 밑변 폭은 상기 입광 측벽의 길이 방향의 중심부로부터 상기 테두리 영역으로 갈수록 넓어지는, 액정 표시 장치용 도광판.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 집광 패턴은 복수의 패턴 그룹으로 그룹화되고,
    상기 각 패턴 그룹별 집광 패턴의 밑변 폭은 상기 입광 측벽의 길이 방향의 중심부로부터 상기 테두리 영역으로 갈수록 넓어지며,
    상기 각 패턴 그룹별 집광 패턴의 높이는 상기 입광 측벽의 길이 방향의 중심부로부터 상기 테두리 영역으로 갈수록 낮아지는, 액정 표시 장치용 도광판.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 광학 패턴 각각은 상기 입광 측벽의 길이 방향과 교차하는 방향과 평행한 장축을 갖는 장방 형태인, 액정 표시 장치용 도광판.
  9. 제 10 항에 있어서,
    상기 테두리 영역에 마련된 복수의 광학 패턴은 상기 중간 영역에 마련된 복수의 광학 패턴과 다른 밀도를 갖는, 액정 표시 장치용 도광판.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 중간 영역은 상기 입광 측벽을 포함하는 에지부, 및 상기 에지부와 상기 테두리 영역의 중심부 사이의 제 1 중심 영역을 가지며,
    상기 입광 측벽의 길이 방향과 교차하는 방향을 따라 상기 중간 영역에 마련된 복수의 광학 패턴은 상기 에지부 내에서 상기 입광 측벽으로부터 제 1 중심 영역으로 갈수록 낮아지는 밀도를 가지며, 상기 제 1 중심 영역 내에서 상기 에지부의 끝으로부터 상기 테두리 영역의 중심부로 갈수록 증가하는 밀도를 갖는, 액정 표시 장치용 도광판.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 테두리 영역 각각은 상기 베이스 부재의 코너부, 및 상기 코너부와 상기 테두리 영역의 중심부 사이의 제 2 중심 영역을 가지며,
    상기 입광 측벽의 길이 방향과 교차하는 방향을 따라 상기 테두리 영역에 마련된 복수의 광학 패턴은 상기 코너부 내에서 상기 입광 측벽으로부터 제 2 중심 영역으로 갈수록 낮아지는 밀도를 가지며, 상기 제 2 중심 영역 내에서 상기 코너부의 끝으로부터 상기 테두리 영역의 중심부로 갈수록 증가하는 밀도를 갖는, 액정 표시 장치용 도광판.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 입광 측벽의 길이 방향을 따라 상기 베이스 부재의 배면에 마련된 복수의 광학 패턴은 상기 테두리 영역 내에서 상기 베이스 부재의 측벽으로부터 베이스 부재의 중심부로 갈수록 증가하는 밀도를 가지고, 상기 테두리 영역의 끝으로부터 상기 베이스 부재의 측벽과 상기 베이스 부재의 중심부 사이의 중간부로 갈수록 감소하는 밀도를 가지며, 상기 베이스 부재의 중간부와 상기 베이스 부재의 중심부 사이에서 동일한 밀도를 가지는, 액정 표시 장치용 도광판.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 도광판;
    상기 도광판의 입광 측벽에 배치된 발광 다이오드 어레이 모듈; 및
    상기 도광판 상에 배치된 광학 시트부를 포함하는, 액정 표시 장치용 백라이트 유닛.
  14. 제 13 항에 기재된 백라이트 유닛을 수납하는 하부 커버;
    상기 백라이트 유닛과 중첩되는 액정 표시 패널; 및
    상기 하부 커버에 수납되며, 상기 액정 표시 패널을 지지하는 가이드 프레임을 포함하며,
    상기 액정 표시 패널은 곡면 형태로 만곡된, 액정 표시 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 어레이 모듈은 상기 도광판의 입광 측벽과 마주하도록 미리 설정된 간격으로 배치된 복수의 발광 다이오드 패키지를 포함하고,
    상기 액정 표시 패널의 코너부에 블랙 영상이 표시될 경우, 상기 도광판의 코너부와 마주하는 발광 다이오드 패키지는 오프되는, 액정 표시 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 액정 표시 패널을 복수의 로컬 디밍 영역으로 분할하고, 상기 복수의 로컬 디밍 영역 각각의 휘도를 개별적으로 제어하기 위한 영역별 로컬 디밍 데이터를 생성하는 타이밍 제어부; 및
    상기 영역별 로컬 디밍 데이터에 기초하여 상기 복수의 발광 다이오드 패키지를 구동하는 백라이트 구동부를 더 포함하는, 액정 표시 장치.
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