KR20190014292A - 광학 부재, 도광판 및 이의 제조 방법 - Google Patents

광학 부재, 도광판 및 이의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190014292A
KR20190014292A KR1020170097700A KR20170097700A KR20190014292A KR 20190014292 A KR20190014292 A KR 20190014292A KR 1020170097700 A KR1020170097700 A KR 1020170097700A KR 20170097700 A KR20170097700 A KR 20170097700A KR 20190014292 A KR20190014292 A KR 20190014292A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pattern
guide plate
light guide
light
base member
Prior art date
Application number
KR1020170097700A
Other languages
English (en)
Inventor
김도훈
박영민
신택선
김현향
남지은
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020170097700A priority Critical patent/KR20190014292A/ko
Priority to US16/050,961 priority patent/US20190041696A1/en
Publication of KR20190014292A publication Critical patent/KR20190014292A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0023—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
    • G02B6/003—Lens or lenticular sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0018—Redirecting means on the surface of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/002—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0023—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
    • G02B6/0031—Reflecting element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0036—2-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133615—Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

광학 부재 및 이를 포함하는 백라이트 유닛이 제공된다. 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 상면, 일측면, 상기 상면과 상기 일측면 사이의 모서리에 배치된 경사부를 포함하는 도광판, 및 상기 경사부 상에 배치된 돌출부를 포함하는 광학 부재를 포함한다.

Description

광학 부재, 도광판 및 이의 제조 방법{Optical member, Backlight Unit including the same and method for Backlight Unit}
본 발명은 광학 부재, 도광판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 백라이트 유닛으로부터 빛을 받아 영상을 표시한다. 일부 백라이트 유닛은 광원과 도광판을 포함한다. 도광판은 광원으로부터 빛을 받아 표시 패널 측으로 빛의 진행 방향을 가이드한다. 통상 광원으로 LED와 같은 점광원이 많이 사용된다. 그런데, 점광원의 경우 빛이 퍼져서 방출되기 때문에, 도광판으로 입사되는 빛의 양이 감소하고, 도광판 내에서 직진성이 부족해질 수 있다. 도광판으로 입사되지 않은 빛은 입광면 측에서 표시 장치의 빛샘 현상으로 인식될 수 있다. 아울러, 도광판 내에서 빛의 직진성이 훼손되면 대광면의 휘도가 감소할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 도광판의 입광 효율 및 집광 효율을 개선하는 광학 부재를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 입광 효율 및 집광 효율을 개선하는 광학 부재를 포함하는 도광판 및 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 도광판의 입광 효율 및 집광 효율을 개선하는 광학 부재의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 상면, 일측면, 상기 상면과 상기 일측면 사이의 모서리에 배치된 경사부를 포함하는 도광판, 및 상기 경사부 상에 배치된 돌출부를 포함하는 광학 부재를 포함한다.
여기서, 상기 돌출부는 상기 일측면의 길이 방향과 평행한 제1 방향으로 연장된 삼각 기둥 형상을 가질 수 있다.
상기 광학 부재는 외측으로 갈수록 두께가 두꺼워지 상기 돌출부와 일체로 연결되고, 상기 도광판의 상기 상면에 배치되는 평탄부를 더 포함할 수 있다.
상기 돌출부의 상면과 상기 평탄부의 상면은 일 평면 상에 위치할 수 있다.
상기 광학 부재와 상기 도광판 사이에 배치된 접착 부재를 더 포함하되, 상기 광학 부재는 상기 접착 부재를 통해 상기 도광판에 부착될 수 있다.
상기 접착 부재의 굴절율은 상기 도광판의 굴절율 보다 낮을 수 있다.
상기 접착 부재의 굴절률을 약 1.2 내지 1.3 범위일 수 있다.
상기 광학 부재는 베이스 부재를 더 포함하되, 상기 돌출부 및 평탄부는 상기 베이스 부재의 하면 상에 배치될 수 있다.
상기 베이스 부재의 상면 상에 배치되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 제2 패턴을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 패턴의 외측면은 상기 도광판의 상기 일측면으로부터 내측에 위치할 수 있다.
상기 제2 패턴은 프리즘 또는 렌티큘러 패턴을 포함할 수 있다.
상기 일측면에 인접하여 배치된 광원을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 광학 부재는 베이스 부재, 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 제2 패턴을 더 포함하되, 상기 돌출부 및 상기 제2 패턴은 상기 베이스 부재의 상면 상에 배치될 수 있다.
이 경우, 상기 베이스 부재는 상기 상면과 상기 경사부의 경계와 정렬되는 적어도 하나의 홈을 포함할 수 있다.
상기 돌출부의 외측면은 상기 도광판의 상기 일측면과 평행할 수 있다.
상기 돌출부의 외측면은 상기 도광판의 상기 일측면에 정렬될 수 있다.
상기 돌출부의 단면은 빗변의 경사각이 상기 경사부의 경사각과 같은 직각 삼각형일 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 광학 부재는 베이스 부재, 상기 베이스 부재의 일면에 배치되고, 평탄부 및 상기 평탄부와 연결된 돌출부를 포함하는 제1 패턴 및 상기 베이스 부재의 타면에 배치된 제2 패턴을 포함하되, 상기 돌출부는 상기 베이스 부재의 일 측부에 배치되고, 상기 돌출부의 두께는 상기 평탄부의 두께보다 두껍고, 상기 돌출부는 제1 방향으로 연장된 삼각 기둥 형상을 갖고, 상기 돌출부의 단면은 외측으로 갈수록 두께가 두꺼워지고, 상기 제2 패턴은 상기 제1 방향과 교차하는 제2방향으로 연장된 프리즘 또는 렌티큘러 패턴을 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 광학 부재는 일면 및 일측면을 포함하는 베이스 부재, 상기 베이스 부재의 상기 일측면에 인접한 상기 일면 상에 배치되고, 상기 일측면의 길이 방향으로 연장된 삼각 기둥 형상을 갖는 돌출부를 포함하는 제1 패턴 및 상기 베이스 부재의 상기 일면 상에 상기 돌출부와 인접하여 배치되고, 상기 돌출부의 연장 방향과 교차하는 방향으로 연장된 프리즘 또는 렌티큘러 패턴을 포함하는 제2 패턴을 포함하되, 평면상에서 상기 제2 패턴의 면적은 상기 제2 패턴의 면적보다 크다.
이 경우, 베이스 부재는 상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴의 경계에 적어도 하나의 홈을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 광학 부재에 의하면, 도광판의 입광 효율 및 집광 효율을 개선할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 도광판 및 광학 부재의의 사시도 이다.
도 3은 일 실시예에 따른 도광판 및 광학 부재의 평면도이다.
도 4는 도 3의 IV-IV'를 따라 자른 단면도이다.
도 5는 각각의 도광판을 사용하여 입광 효율을 측정한 결과를 도시한 그래프이다.
도 6a 및 도 6b는 각각의 도광판을 사용하여 빛샘 개선 효과를 측정한 결과를 도시한 그래프이다.
도 7은각각의 도광판을 사용하여 빛의 출광 각도를 측정한 결과를 나타내는 이미지 사진이다.
도 8은 각각의 도광판을 사용하여 빛의 출광 각도를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 다른 실시예에 따른 도광판 및 광학 부재의 사시도이다.
도 10은 도 9의 X-X'를 따라 자른 단면도이다.
도 11 및 도 12는 또 다른 실시예에 따른 도광판 및 광학 부재의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 부재의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 14 내지 도 22는 본 발명발명의 일 실시예에 따른 광학 부재를 포함하는 도광판의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.
도 23은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 부재의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 24 내지 도 26은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 부재의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"는 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(1)는 표시 패널(10), 표시 패널(10) 하부에 배치된 백라이트 유닛(20), 표시 패널(10)과 백라이트 유닛(20) 사이에 배치되는 몰드 프레임(30) 및 탑 샤시(40)를 포함한다. 다른 정의가 없는 한, 본 명세서에서 "상부", "상면"은 표시 패널(10)을 기준으로 표시면 측을 의미하고, "하부", "하면"은 표시 패널(10)을 기준으로 표시면의 반대측을 의미하는 것으로 한다.
표시 장치(1)는 평면상 직사각형 형상으로서, 전체적으로 직육면체 형상으로 이루어질 수 있다. 표시 장치(1)는 평면 표시 장치(1)일 수도 있고, 일정 곡률로 커브드된 곡면 표시 장치(1)일 수도 있다.
표시 패널(10)은 영상을 표시하는 패널로서, 예를 들어, 액정 표시 패널(10)(liquid crystal display panel)이 적용될 수 있다. 이하의 실시예에서는 표시 패널(10)로 액정 표시 패널(10)을 포함하는 평면 표시 장치(1)인 경우를 예시하지만, 이에 제한되지 않고, 전기 습윤 표시 패널(electro wetting display panel), 전기 영동 표시 패널(electrophoretic display panel), 및 MEMS 표시 패널(micro electro mechanical system display panel) 등 다른 종류의 표시 패널이 적용될 수도 있다.
표시 패널(10)은 제1 기판(11), 제1 기판(11)에 대향하는 제2 기판(12) 및 제1 기판(11)과 제2 기판(12) 사이에 배치되는 액정층(미도시)을 포함할 수 있다. 제1 기판(11)과 제2 기판(12)은 상호 중첩한다.
표시 패널(10)의 하부에는 백라이트 유닛(20)이 배치된다. 백라이트 유닛(20)은 표시 패널(10)에 빛을 제공한다. 즉, 표시 패널(10)은 백라이트 유닛(20)으로부터 빛을 받아 화면을 표시한다.
백라이트 유닛(20)은 도광판(210), 광학 부재(220), 광원(230), 광학 필름(240), 반사 부재(250) 및 수납 부재(260)를 포함할 수 있다.
수납 부재(260)는 바닥부(261) 및 바닥부(261)로부터 연장된 측벽(260S)을 포함할 수 있다. 즉, 수납 부재(260)는 바닥부(261) 및 측벽(260S)으로 형성된 수납 공간을 포함하는 박스 형상일 수 있다.
수납 부재(260)의 수납 공간에는 도광판(210), 광학 부재(220), 광원(230), 반사 부재(250) 등이 수납될 수 있다.
광원(230)은 도광판(210)의 적어도 하나의 측면(210S)으로 광을 제공할 수 있다. 즉, 광원(230)은 도광판(210)의 적어도 일 측면(210S)에 인접하여 배치될 수 있다. 도면에서는 도광판(210)의 일 장변이 위치하는 측면(210S1)에 광원(230)이 배치된 경우를 예시하였지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 도 1의 실시예에서, 광원(230)이 인접 배치된 도광판(210)의 일 장변의 측면은 광원의 빛이 직접 입사되는 입광면(도면에서 설명의 편의상 '210S1'으로 표기)이 되고, 그에 대향하는 타 장변의 측면은 대광면(도면에서 설명의 편의상 '210S3'으로 표기)이 된다.
광원(230)은 복수의 점광원 또는 선광원을 포함할 수 있다. 상기 점광원)은 LED(light emitting diode) 광원일 수 있다. 복수의 광원(230)은 인쇄회로기판(미도시)에 실장될 수 있다.
광원(230)은 광원(230)의 중심과 도광판(210)의 중심이 정렬되도록 배치될 수 있다. 즉, 광원(230)에서 출사된 빛이 도광판(210)의 입광면(210S1)으로 최대한 많이 입사될 수 있도록 광원(230)과 도광판(210)의 입광면(210S1)은 정얼라인 되도록 배치될 수 있다.
광원(230)은 도광판(210)의 입광면(210S1)으로부터 약 0.1mm 내지 0.3mm 이격되어 배치될 수 있다. 광원(230)과 도광판(210)의 입광면(210S1) 사이의 거리가 0.1mm 이상인 경우 광원(230)으로부터 발생한 열에 의한 도광판(210)의 손상을 방지할 수 있다. 광원(230)과 도광판(210)의 입광면(210S1) 사이의 거리가 0.3mm 이하인 경우, 도광판(210)의 열화를 방지하면서도 광원(230)에서 출사된 빛 중 도광판(210) 내부로 입사되는 빛을 효과적으로 확보할 수 있다.
도광판(210)은 빛의 진행 경로를 인도하는 역할을 한다. 구체적으로, 광원(230)에서 출사된 빛은 도광판(210)의 입광면(210S1)으로 입사하여, 도광판(210) 내부에서 전반사하며 대광면(210S3) 측으로 진행한다.
도광판(210)은 무기 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도광판(210)은 유리로 이루어질 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 도광판(210)은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 아크릴 수지 등과 같은 고분자 수지로 이루어질 수도 있다.
광학 부재(220)는 도광판(210)의 상면에 배치될 수 있다. 광학 부재(220)는 도광판(210)의 상면에 부착될 수 있다. 광학 부재(220)는 광원(230)에서 출사된 빛 중 도광판(210)으로 입사되는 빛의 양인 입광효율을 높이고, 입광면(210S1)으로 입사된 빛이 대광면(210S3)측으로 직진하도록 유도하여 빛의 직진성을 높일 수 있다. 광학 부재(220)에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
표시 패널(10)과 광학 부재(220) 사이에는 적어도 하나의 광학 필름(240)이 배치될 수 있다. 하나 또는 복수의 광학 필름(240)은 몰드 프레임(30)에 수납될 수 있다.
광학 필름(240)은 프리즘 필름, 확산 필름, 마이크로 렌즈 필름, 편광 필름, 반사 편광 필름, 위상차 필름 등일 수 있다. 복수의 광학 필름(240)이 적용되는 경우, 동일한 종류 또는 상이한 종류의 광학 필름(240)이 배치될 수 있으며, 서로 중첩하도록 배치될 수 있다.
도광판(210)의 하면에는 반사 부재(250)가 배치될 수 있다. 반사 부재(250)는 반사 필름이나 반사 코팅층을 포함할 수 있다. 반사 부재(250)는 도광판(210)의 하면(210b)으로 출사된 빛을 반사하여 다시 도광판(210) 내부로 진입시킨다.
표시 패널(10)과 백라이트 유닛(20) 사이에는 몰드 프레임(30)이 배치될 수 있다. 즉, 몰드 프레임(30)은 표시 패널(10)의 하면의 테두리 부분과 접촉하여, 표시 패널(10)을 지지할 수 있다. 표시 패널(10)의 하면의 테두리 부분은 표시 패널(10)의 비표시 영역일 수 있다. 즉, 몰드 프레임(30)의 적어도 일부는 표시 패널(10)의 비표시 영역과 중첩될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 몇몇 실시예에서 몰드 프레임(30)은 생략될 수도 있다. 이 경우 표시 패널(10)은 수납 부재(260) 또는 하우징(미도시)에 의해 지지되며, 수납 부재(260) 또는 하우징(미도시)과 표시 패널(10) 사이의 접착 부재(미도시)에 의해 고정될 수 있다.
탑 샤시(40)는 표시 패널(10)의 테두리를 덮으며, 표시 패널(10) 및 백라이트 유닛(20)의 측면을 감쌀 수 있다. 다시 말해, 탑 샤시(40)는 표시 패널(10)의 상부에 배치되어 표시 패널(10)의 비표시 영역을 커버할 수 있다. 탑 샤시(40)는 생략될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 도광판 및 광학 부재의 사시도 이다. 도 3은 일 실시예에 따른 도광판 및 광학 부재의 평면도이다. 도 4는 도 3의 IV-IV'를 따라 자른 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 도광판(210)은 대체로 다각 기둥 형상을 가질 수 있다. 예시적으로, 도광판(210)은 평면 형상이 직사각형인 상면(210a)과 하면(210b) 및 4개의 측면(210S)을 포함하는 육면체에 가까운 형상으로서, 상면(210a)과 측면(210S) 사이 및/또는 하면(210b)과 측면(210S) 사이에 경사진 경사부(210GS1, 210GS2)를 더 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 도광판(210)은 도 4에 도시된 바와 같이 상면(210a)과 입광면(210S1) 사이에 경사진 제1 경사부(210GS1) 및 하면(210b)과 입광면(210S2) 사이에 경사진 제2 경사부(210GS2)를 포함할 수 있다. 다시 말해, 도광판(210)의 입광면(210S1)의 측의 모서리에 챔퍼(chamfer)가 형성될 수 있다. 챔퍼에 의해 도광판(210) 모서리가 손상되는 것이 방지될 수 있다. 도광판(210)의 경사면(210GS)은 도광판(210)의 상면(210a) 및/또는 하면(210b)과 다른 측면(210S2, 210S3, 210S4) 사이에 형성될 수도 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 4개의 측면을 구분할 필요가 있는 경우에는 각 측면의 부호를 'S1', 'S2', 'S3' 및 'S4'로 달리 칭하되, 각 측면을 구분할 필요가 없는 경우에는 'S'로 통칭하도록 한다.
도광판(210)의 상면(210a) 상에는 광학 부재(220)가 배치될 수 있다.
광학 부재(220)는 베이스 부재(221), 제1 패턴(222) 및 제2 패턴(223)을 포함할 수 있다.
베이스 부재(221)는 제1 패턴(222)과 제2 패턴(223)을 지지한다.
베이스 부재(221)는 평면상에서 도광판(210) 전체를 커버하며 중첩되도록 배치될 수 있다. 다시 말해, 베이스 부재(221)의 각 측면(221S)은 도광판(210)의 각 측면(210S)과 실질적으로 정렬될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 베이스 부재(221)는 도광판(210)보다 크기가 작을 수 있으며, 이 경우 도광판(210)의 일 측면(210S)은 베이스 부재(221)의 일 측면(221S)으로부터 외측으로 돌출되어 외부로 노출되는 영역을 포함할 수 있다.
베이스 부재(221)는 PET 또는 아크릴(Acryl) 등의 투명 기재로 형성될 수 있으며, 베이스 부재(221)의 두께(221d)는 약 70㎛ 내지 약 90㎛ 범위 내일 수 있다. 바람직하게는 약 75㎛ 내지 약 85㎛일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 약 80㎛일 수 있다. 베이스 부재(221)의 두께(221d)가 70㎛ 이상인 경우, 제1 패턴(222)과 제2 패턴(223)을 지지하기에 충분한 경도를 확보할 수 있다. 베이스 부재(221)의 두께(221d)가 약 90㎛이하인 경우에는 표시 장치(1)의 박막화에 부합하며, 광 경로에 미치는 영향을 줄일 수 있다.
제1 패턴(222)은 베이스 부재(221)의 하면(221b), 즉 베이스 부재(221)와 도광판(210) 사이에 배치될 수 있다. 제1 패턴(222)은 베이스 부재(221)를 커버하며 중첩되도록 배치될 수 있다. 즉, 제1 패턴(222)의 각 측면(222S)은 베이스 부재(221)의 각 측면(221S)과 실질적으로 정렬할 수 있다. 바꾸어 말하면, 제1 패턴(222)은 평면상에서 도광판(210)의 상면(210a) 전체를 커버하도록 중첩하여 배치될 수 있다.
제1 패턴(222)은 평탄부(222F)와 평탄부(222F)로부터 확장된 돌출부(222P)를 포함할 수 있다. 돌출부(222P)는 평탄부(222F)와 연결되어 일체로 형성되며, 평탄부(222F)로부터 두께 방향으로 돌출된다. 제1 패턴(222)의 평탄부(222F)는 도광판(210)의 상면(210a)과 중첩하도록 배치되고, 제1 패턴(222)의 돌출부(222P)는 도광판(210)의 제1 경사부(210GS1)와 중첩하도록 배치될 수 있다. 평면상 평탄부(222F)의 면적은 돌출부(222P)의 면적보다 크다.
평탄부(222F)는 돌출부(222P)보다 작은 두께를 갖는다. 돌출부(222P)와 평탄부(222F)는 일체형으로 이루어질 수 있다. 돌출부(222P)는 상대적으로 작은 면적을 가지므로 그 자체로서 베이스 부재(221)와의 결합력을 높이는 데에 한계가 있지만, 평탄부(222F)가 넓은 면적을 가지면서 베이스 부재(221) 상에 부착되므로, 돌출부(222P)는 평탄부(222F)를 통해 베이스 부재(221)에 충분한 결합려을 가지면서 결합될 수 있다.
돌출부(222P)는 단면이 삼각형인 삼각 기둥 형상일 수 있다. 즉, 돌출부(222P)는 도광판(210)의 제2 측면(210S2)에서 제4 측면(210S4) 측으로 연속적으로 연장되는 삼각 기둥 형상일 수 있다. 다시 말해, 돌출부(222P)는 입광면(210S1)에서 대광면(210S3)을 향하는 방향과 수직하는 방향으로 연장된 삼각 기둥 형상일 수 있다.
돌출부(222P)는 평탄면(222Px), 경사면(222Py) 및 측면(222Pz)을 포함하는 삼각 기둥형상일 수 있다. 구체적으로, 돌출부(222P)는 평탄부(222F)로부터 수평 방향으로 연장되는 평탄면(222Px), 평탄부(222F)로부터 하향 경사지는 경사면(222Py) 및 평탄면(222Px)과 경사면(222Py)을 연결하는 측면(222Pz)을 포함할 수 있다. 여기서, 경사면(222Py)은 제1 경사부(210GS1)에 대응되는 형상을 가질 수 있으며, 평탄면(222Px)과 측면(222Pz)은 수직으로 만날 수 있다.
더욱 구체적으로, 돌출부(222P)의 경사면(222Py)은 도광판(210)의 제1 경사부(210GS1)와 동일한 기울기를 가지고 실질적으로 동일한 면적으로 형성될 수 있다. 돌출부(222P)의 측면(222Pz)은 입광면(210S1)과 평행한 평면 상에 정렬될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 돌출부(222P)의 측면(222Pz)은 도광판(210)의 입광면(210S1)과 실질적으로 동일한 평면상에 정렬될 수 있다. 이 경우, 도광판(210)의 입광면(210S1)은 돌출부(222P)의 측면(222Pz)에 의하여 두께 방향으로 연장될 수 있다.
돌출부(222P)의 평탄면(222Px)은 도광판(210)의 상면(210a)과 실질적으로 하나의 평면 상에 정렬될 수 있다. 도광판(210)의 상면(210a)은 돌출부(222P)의 평탄면(222Px)에 의하여 도광판(210)의 길이 방향으로 연장될 수 있다. 다시 말해, 삼각 기둥 형상의 돌출부(222P)는 도광판(210)의 제1 경사부(210GS1)와 결합하여, 도광판(210) 모서리의 챔퍼 형상을 메울 수 있다. 그에 따라 도광판(210)은 실질적으로 입광면에 수직 모서리를 갖는 도광판과 유사한 광학 기능을 수행할 수 있다. 결과적으로, 도광판(210)의 입광면의 면적이 증가할 수 있다.
제1 패턴(222)은 도광판(210)의 굴절률과 유사한 굴절률을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 제1 패턴(222)과 도광판(210)의 굴절률이 유사한 경우, 제1 패턴(222)과 도광판(210) 사이는 광학적 계면으로 인식되지 않으므로 제1 패턴(222)과 도광판(210)은 실질적으로 동일한 도광 기능을 수행할 수 있다.
제1 패턴(222)은 도광판(210)의 제1 경사부(210GS1) 를 보완하는 기능을 할 수 있다. 즉, 도광판(210)의 입광면(210S1)이 제1 패턴(222)의 돌출부(222P)의 측면(222Pz)에 의하여 연장됨에 따라, 도광판(210) 내로 입사하는 광량이 증가할 수 있다. 구체적으로, 제1 패턴(222)이 없는 경우, 광원(230)에서 출사된 빛의 일부는 도광판(210) 내로 입사되지 못하고, 외부로 새어나가 표시 장치(1)에서 빛샘 현상으로 시인될 수 있었다. 그러나 제1 패턴(222)과 도광판(210)이 결합한 경우, 도광판(210)의 입광면(210S1)은 제1 패턴(222)의 돌출부(222P)의 측면(222Pz)에 의하여 확장될 수 있으며, 빛이 입사할 수 있는 면적이 증가하게 된다. 즉, 광원(230)에서 출사된 빛은 제1 패턴(222)으로 입사한 후, 전반사하여 도광판(210)의 제1 경사부(210GS)를 통하여 도광판(210) 내로 진행할 수 있다. 그 결과, 도광판(210) 내로 입사하는 광량이 증가하게 되고, 빛샘 현상이 개선될 수 있다.
제1 패턴(222)에 의한 입광 효율 개선 효과 및 빛샘 개선 효과를 실험적으로 확인하기 위하여 두께가 1.1mm이며, 입광면(210S1)과 상면(210a) 및 하면(210b) 사이에 제1 경사부(210GS1) 및 제2 경사부(210GS2)가 형성된 유리 도광판(210)을 준비하였다. 하나는 비교예로서, 제1 패턴(222)을 배치하지 않았고, 다른 하나는 실시예로서, 도광판(210)의 제1 경사부(210GS1)와 대응하는 제1 패턴(222)을 배치하였다. 도 5는 각각의 도광판을 사용하여 입광 효율을 측정한 결과를 도시한 그래프이다. 도 5를 참조하면, 광원(230)과 도광판(210) 사이의 거리가 0.1mm 내지 0.3mm일 때, 제1 패턴(222)이 배치된 도광판(210)에서의 입광 효율이 더 높다. 구체적으로, 제1 패턴(222)이 배치된 도광판(210)에서 입광 효율이 평균 2.7%, 최대 5.1%로 증가하였다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 패턴(222)을 포함하는 도광판(210)에서 입광 효율이 더 높음을 알 수 있다.
아울러, 상기 도광판(210)과 광원(230) 사이의 거리가 0.2mm일 때, 도광판(210)의 입광면(210S1)으로부터 대광면(210S3) 측으로의 위치 변화에 따른 빛샘량을 측정하여 도 6a 및 도 6b에 도시하였다. 도 6a를 참조하면, 제1 패턴(222)이 배치된 경우, 입광면(210S1)로부터 대광면(210S3) 측으로 위치가 변화할수록 빛샘량이 감소된 것을 확인할 수 있다.
구체적으로, 도 6b를 참조하면, 도광판(210)의 입광면(210S1)으로부터 대광면측으로 1mm 떨어진 지점에서 빛샘량을 측정한 결과, 제1 패턴(222)이 배치된 경우가 그렇지 않은 경우에 비하여 빛샘량이 약 52% 감소하였다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 패턴(222)을 포함하는 도광판(210)에서 빛샘 현상이 개선됨을 알 수 있다.
다시 도 2 내지 도 4를 참조하면, 베이스 부재(221)의 상면(221a), 즉 제1 패턴(222)이 배치된 하면(222b)의 반대면에는 제2 패턴(223)이 배치될 수 있다.
제2 패턴(223)은 도광판(210)의 집광 효율을 개선하는 기능을 할 수 있다. 즉, 제2 패턴(223)은 도광판(210) 내로 입사된 빛이 대광면(210S3)측으로 직진하도록 유도한다. 구체적으로, 제2 패턴(223)은 대광면(210S3)과 인접한 양 측면(210S2, 210S4)을 향해 진행하는 빛을 굴절시켜 대광면(210S3)측으로 진행하도록 한다.
제2 패턴(223)은 도광판(210)의 입광면(210S1)으로부터 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 구체적으로, 제2 패턴(223)의 제1 측면(223S1)은 도광판(210)으로부터 대광면(210S3) 측으로 약 1mm 내지 3mm 정도 이격되어 배치될 수 있다. 더욱 바람직하게는 약 1mm 내지 2mm 정도 이격되어 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 이격 거리가 달라 질 수 있음은 물론, 제2 패턴(223)의 제1 측면(223S1)과 도광판(210)의 입광면(210S1)은 실질적으로 정렬되도록 배치될 수 있다. 도면에서는 제2 패턴(223)의 제1 측면(223S1)이 제1 패턴(222)의 평탄부(222F)와 돌출부(222P) 사이의 경계보다 내측에 위치하는 경우를 예시하였지만, 이에 제한되는 것은 아니고, 제1 측면(223S1)이 상기 경계와 정렬되거나 외측에 위치할 수도 있다.
한편, 제2 패턴(223)의 나머지 측면(223S2, 223S3, 223S4)은 도광판(210)의 나머지 측면, 즉 입광면(210S1)을 제외한 대광면(210S3) 및 양 측면(210S2, 210S4)과 실질적으로 정렬될 수 있다.
제2 패턴(223)은 기저부(223F)와 기저부(223F)로부터 돌출된 패턴부(223P)로 이루어질 수 있다. 기저부(223F)는 패턴부(223P)와 베이스 부재(221) 사이의 영역으로, 패턴이 형성되지 않은 부분을 의미한다. 기저부(223F)는 패턴부(223P)를 지지하고, 제2 패턴(223)이 베이스 부재(221)에 충분히 결합될 수 있도록 한다.
패턴부(223P)는 패턴이 형성된 부분을 의미한다. 패턴부(223P)는 평면상 입광면(210S1)에서 대광면(210S3) 측으로 연속적으로 연장될 수 있다. 즉, 제2 패턴(223)의 패턴부(223P)의 연장 방향과 제1 패턴(222)의 돌출부(222P)의 연장 방향은 서로 교차할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 패턴부(223P)는 단면이 반원으로, 입광면(210S1)에서 대광면(210S3) 측으로 연속적으로 연장된 렌티큘러 형상일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 패턴부(223P)는 단면이 삼각형인 프리즘 형상일 수도 있다.
패턴부(223P)의 단면 형상은 연장된 직선을 따라 일정할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 패턴(223)의 두께(223d)는 약 18㎛ 내지 25㎛일 수 있다. 제2 패턴(223)의 두께(223d)가 약 25㎛ 이하인 경우, 광학 부재(220)의 박막화에 적합하고, 과도한 재료 비용의 증가를 막을 수 있다. 제2 패턴(223)의 두께(223d)가 약 18㎛ 이상인 경우 기저층을 제외한 패턴부(223P)의 높이를 확보할 수 있다.
제2 패턴(223)의 패턴부(223P)의 피치(pitch)는 약 30㎛ 내지 약 50㎛일 수 있다. 패턴부(223P)의 피치가 50㎛ 이하인 경우 제2 패턴(223) 형성 공정에서 패턴 형상의 뭉개짐 없이 선명한 패턴 형상을 만드는데 효과적이며, 제2 패턴(223)에 의한 빛의 집광 효율을 확보하는데에 유리하다. 또한, 패턴부(223P)의 피치가 30㎛ 이상인 경우 패턴부(223P)의 형상을 유지하기 위한 내구성을 확보하는데에 효과적이다.
제2 패턴(223)에 의한 집광 효과를 실험적으로 확인하기 위하여, 유리(glass)로 형성된 2개의 도광판(210)을 준비하였다. 하나의 비교예로서, 제2 광학 패턴을 배치하지 않았고, 다른 하나는 실시예로서 두께가 약 22㎛, 패턴부(223P)의 피치가 약 40㎛인 제2 패턴(223)을 도광판(210) 상에 배치하였다. 도 7 및 도 8은 각각의 도광판을 사용하여 빛의 출광 각도를 측정한 결과를 나타내는 사진 및 그래프이다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 제2 패턴(223)이 배치되지 않은 도광판(210)의 경우 출광되는 빛의 각도가 넓게 퍼져있는 반면, 제2 패턴(223)이 배치된 도광판(210)의 경우 출광되는 빛의 각도가 좁게 형성되어 있다. 즉, 제2 패턴(223)이 배치된 도광판(210)의 경우 빛의 직진성 및 집광 기능이 향상되고, 그 결과 표시 장치(1) 전체의 휘도가 상승될 수 있다.
다시 도 2 내지 도 4를 참조하면, 광학 부재(220)와 도광판(210) 사이에는 접착 부재(270)가 개재된다. 접착 부재(270)의 상면은 광학 부재(220)의 하면과 결합하고, 접착 부재(270)의 하면은 도광판(210)의 상면(210a) 및/또는 제1 경사부(210GS1)에 접할 수 있다. 접착 부재(270)는 광학 부재(220) 제1 패턴(222)의 평탄부(222F) 뿐만 아니라 돌출부(222P)에도 접할 수 있다. 광학 부재(220)와 도광판(210)은 접착 부재(270)를 통하여 결합할 수 있다.
접착 부재(270)는 광학 투명 접착제(OCA)나 광학 투명 수지(OCR) 등과 같은 투명 접착 부재일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
접착 부재(270)의 굴절율은 도광판(210)의 굴절율보다 낮을 수 있다. 이 경우, 도광판(210)과 도광판(210)보다 굴절율이 작은 접착 부재(270)가 광학적 계면을 이루게 되어, 도광판(210) 내부에서 전반사가 효과적으로 일어날 수 있다.
도광판(210)의 굴절률과 접착 부재(270)의 굴절률 차는 0.2 이상일 수 있다. 접착 부재(270)의 굴절률이 도광판(210)의 굴절률보다 0.2 이상 작은 경우, 도광판(210)의 상면(210a)을 통하여 충분한 전반사가 이루어질 수 있다. 도광판(210)의 굴절률과 접착 부재(270)의 굴절률의 차의 상한에는 제한이 없지만, 통상 적용되는 도광판(210)과 접착 부재(270)의 굴절률을 고려할 때 1 이하일 수 있다.
접착 부재(270)의 굴절률은 약 1.2 내지 약 1.4의 범위에 있을 수 있다. 바람직하게 약 1.2 내지 약 1.3 범위에 있을 수 있다. 접착 부재(270)의 굴절률이 1.2 이상인 경우, 접착 부재(270)의 제조 비용의 지나친 증가를 막을 수 있다. 또한, 접착 부재(270)의 굴절률이 1.4 이하인 것이 도광판(210)의 상면(210a) 전반사 임계각을 충분히 작게하는 데에 유리하다.
상술한 바와 같이, 광학 부재(220)를 포함하는 도광판(210)은 제1 패턴(222)에 의하여 도광판(210)의 입광면(210S1) 측의 제1 경사부(210GS1)가 보상되어 입광 효율 및 빛샘 현상이 개선될 수 있다. 도한, 제2 패턴(223)에 의하여 빛의 집광 효율이 개선될 수 있다.
이하, 도광판 및 광학 부재의 다른 실시예들에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서, 이미 설명한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하거나 간략화하고, 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
도 9는 다른 실시예에 따른 도광판 및 광학 부재의 사시도이다. 도 10은 도 9의 X-X'를 따라 자른 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 백라이트 유닛(21)의 도광판(310)의 각 모서리마다 경사부(310GS)가 형성될 수 있다. 즉, 도광판(310)은 도 9에 도시된 바와 같이 상면(310a)과 각 측면(310S1, 310S2, 310S3, 310S4) 및 하면(310b)과 각 측면(310S1, 310S2, 310S3, 310S4) 사이에 경사진 경사부(310GS)를 더 포함할 수 있다. 다시 말해, 도광판(310)의 모든 모서리에 챔퍼가 형성되어, 도광판의 모서리가 손상되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
베이스 부재(321)는 평면상에서 도광판(310)의 상면(310a), 입광면(310S1) 및 양 측면(310S2, 310S4) 측의 챔퍼와 중첩하도록 배치될 수 있다. 즉, 베이스 부재(321)의 측면(322S)은 도광판(310)의 입광면(310S1) 및 양 측면(310S2, 310S4)과 실질적으로 동일 평면 상에 정렬될 수 있다. 반면, 대광면(310S3) 측에서 베이스 부재(321)의 측면(321S3)은 대광면(310S3)보다 내측으로 일정 간격 이격되도록 배치될 수 있다. 다시 말해, 평면도 상에서, 베이스 부재(321)는 입광면(310S1) 및 양 측면(310S2, 310S4)에서 각 경사부(310GS1_1, 310GS2_1, 310GS4_1)와 중첩되나, 대광면(310S3)측의 경사부(310GS3_1)와는 비중첩 할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 대광면(310S3)측 경사부(310GS3_1)와 베이스 부재(321)가 중첩할 수도 있다.
제1 패턴(322)은 베이스 부재(321)와 마찬가지로 도광판(310)의 상면(310a), 입광면(310S1) 및 양 측면(310S2, 310S4) 측의 경사부(310GS1_1, 310GS2_1, 310GS4_1)와는 중첩하되, 대광면(310S3) 측 경사부(310S3_1)와는 비중첩하도록 배치될 수 있다.
돌출부(322P)는 제1 경사부(310GS1_1)를 커버하도록 중첩 배치될 수 있다. 즉, 제1 경사부(310GS1_1)를 제외한 나머지 경사부(310GS2_1, 310GS3_1, 310GS4_1)에 대하여는 돌출부(322P)가 배치되지 않을 수 있다. 즉, 제1 경사부(310GS1_1)를 제외한 나머지 경사부(310GS2_1, 310GS3_1, 310GS4_1)는 베이스 부재(321) 및 평탄부(322F)와는 중첩하되, 돌출부(322P)와는 비중첩 할 수 있다. 이 경우, 경사부(310GS2_1, 310GS3_1, 310GS4_1)와 평탄부(322F) 사이는 빈 공간이 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 양 측면(310S2, 310S4) 측의 경사부(310S2_1, 310S4_1) 및/또는 대광면(310S3) 측의 경사부(310S3_1)와 중첩하도록 돌출부가 배치될 수도 있다.
도광판(310)의 양 단변측 측면(310S2, 310S4)은 제1 패턴(322)의 측면(322S2, 322S4)과 실질적으로 동일 평면상에서 정렬될 수 있다. 이 경우, 상술한 바와 같이 제1 패턴(322)의 하면(322b)과 도광판(310)의 양 단변(310S2, 310S4) 측 경사부(310GS2_1, 310G4_1) 사이에는 빈 공간이 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 패턴(322)은 도광판(310)의 상면(310a)의 모서리까지만 배치되어, 양 단변 측 경사부(310GS2_1, 310G4_1)와는 비중첩 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서와 마찬가지로, 제1 패턴(322)은 도광판(310)의 제1 경사부(310GS1_1)에 해당하는 챔퍼 형상을 메울 수 있다. 그에 따라 도광판(310)은 실질적으로 입광면의 면적이 증가하여, 입광 효율 및 빛샘 현상이 개선할 수 있다.
도 11 및 도 12는 또 다른 실시예에 따른 도광판 및 광학 부재의 단면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 백라이트 유닛(22)의 광학 부재(420)의 제1 패턴(422) 및 제2 패턴(423)은 동일 평면에 배치될 수 있다. 즉, 베이스 부재(421)의 상면(421a)에 제1 패턴(422) 및 제2 패턴(423)이 함께 배치될 수 있다.
제1 패턴(422)은 돌출부만을 포함할 수 있다. 도 2 내지 도 4의 실시예에 따른 제1 패턴(222)의 평탄부(222F)와 도 11 내지 도 12의 실시예에 따른 제2 패턴(423)이 대응될 수 있다. 즉, 제1 패턴(422)과 제2 패턴(423)은 서로 연결되어 일체로 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 패턴과 제2 패턴은 일정 간격 이격되어 형성될 수도 있다. 제1 패턴(422)과 제2 패턴(423)의 경계는 도광판(410)의 제1 경사부(410GS1_1)와 상면(410a)의 경계와 실질적으로 정렬될 수 있다.
제1 패턴(422)의 연장 방향과 제2 패턴(423)의 연장 방향은 서로 교차할 수 있다. 예시적으로, 도 11 및 도 12는 제1 패턴(422)의 연장 방향과 제2 패턴(423)의 연장 방향은 서로 수직으로 교차한 경우를 도시한다.
제2 패턴(423)은 평면상에서 제1 패턴(422)보다 넓은 면적을 가진다. 그 결과, 제2 패턴(423)은 상대적으로 작은 면적을 갖는 제1 패턴(422)이 베이스 부재(421)와 충분한 결합력을 가지면서 결합될 수 있도록 보조할 수 있다.
제1 패턴(422)은 베이스 부재(421)와 접하는 평탄면(422Sx), 베이스 부재(421)로부터 상향 경사진 경사면(422Sy) 및 측면(422Sz)을 포함할 수 있다. 경사면(422Sy)과 측면(422Sz)은 직각을 이룰 수 있다. 즉, 제1 패턴(422)은 단면이 직각 삼각형인 삼각 기둥 형상일 수 있다.
평탄한 형상을 가지는 베이스 부재(421)는 도광판(410)의 상면(410a) 및 제1 경사부(410GS1_1)와 결합하면서, 도광판(410)의 제1 경사부(410GS1_1)를 따라 함께 하향 경사지도록 접힐 수 있다. 그 결과, 제1 패턴(422)의 경사면(422Sy)은 도광판(410)의 상면(410a)과 평행하게 배치될 수 있으며, 제1 패턴(422)의 측면(422Sz)은 도광판(410)의 입광면(410S1)과 평행하게 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 패턴(422)의 측면(422Sz)은 입광면(410S1)과 실질적으로 동일 평면상에 정렬될 수 있다.
제1 패턴(422)은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 패턴(222)과 마찬가지로 제1 패턴(422)은 제1 경사부(410GS1_1)에 해당하는 챔퍼를 메워 도광판(410)의 입광면(410S1)의 면적을 확장할 수 있다. 구체적으로, 광원(230)에서 출사된 빛은 제1 패턴(422)의 측면(422Sz)으로 입사하여, 제1 패턴(422)의 경사면(422Sy)에서 전반사하여 도광판(410)내로 입사할 수 있다. 그 결과, 도광판(410)의 입광 효율 및 빛샘 현상이 개선될 수 있다.
제1 패턴(422)과 제2 패턴(423)의 경계, 즉 도광판(410)의 상면(410a)과 제1 경사부(410GS1_1)의 경계를 따라 베이스 부재(421)에 복수의 홈(미도시)이 형성될 수 있다. 다시 말해, 베이스 부재(421)가 도광판의 제1 경사부(410GS1_1)를 따라 아래로 접히는 영역에 복수의 홈이 형성될 수 있다. 복수의 홈은 베이스 부재(421)가 도광판(410)과 결합할 때, 효과적으로 접힐 수 있도록 한다.
이하에서, 도 13 내지 도 22를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 부재를 포함하는 도광판의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 부재의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 베이스 부재(221)의 일면 상에 슬릿 노즐을 이용하여 제1 레진(R1)을 도포한다(S1, S2). 제1 레진(R1)은 베이스 부재(221)의 전면에 도포될 수 있다.
제1 레진(R1)은 베이스 레진, UV 개시제 및 바인더를 포함하는 물질로 구성될 수 있다. 베이스 레진은 아크릴레이트(acrylate), 우레탄(Urethane), 우레탄 아크릴레이트(Urethane acrylate), 실리콘(silicone) 및 에폭시(Epoxy) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 베이스 부재(221)와 충분한 결합력을 가지는 물질인 경우 제한되지 않는다.
도 13 및 도 15를 참조하면, 제1 스템퍼(ST1)를 이용하여 제1 레진(R1)에 돌출부(P) 및 평탄부(F)를 형성한다(S3). 즉, 제1 스템퍼(ST1)의 패턴이 제1 레진(R1)에 전사되어, 제1 스템퍼(ST1)의 패턴과 음영이 반대로 이루어지는 패턴이 형성된다.
다음으로, 도 13 및 도 16에 도시된 바와 같이, 제1 스템퍼(ST1) 상에 자외선(UV)을 조사하여 제1 레진(R1)을 가경화(S4)한 후, 제1 스템퍼(ST1)를 제거한다(S5). 가경화 단계를 거치면 제1 레진(R1) 사이의 결합력이 증가하여, 제1 스템퍼(ST1) 분리시 제1 레진(R1)이 떨어져 나가는 것을 방지할 수 있다.
이어서, 도 13 및 도 17에 도시된 바와 같이 제1 레진(R1)에 자외선(UV)을 직접 조사함으로써 본경화를 진행하여, 돌출부(222P) 및 평탄부(222F)를 포함하는 제1 패턴(222)을 제조한다(S6).
도 13 및 도 18을 참조하면, 제1 패턴(222) 제조 방법과 유사하게 제2 패턴(223)을 형성한다. 즉, 베이스 부재(221)의 타면, 즉 제1 패턴(222)이 형성된 일면의 반대면 상에 슬릿 노즐(slit)을 이용하여 제2 레진(R2)을 도포(S7)한다. 제2 레진(R2)은 베이스 부재(221)의 측면으로부터 내측으로 일정 간격 이격된 곳까지 도포될 수 있다. 즉, 제1 패턴(222)의 돌출부(222P)가 배치된 측에서, 제2 레진(R2)은 베이스 부재(221)의 상면 일부를 노출시킬 수 있다.
이어서, 도 13 및 도 19와 같이 제2 스템퍼(ST2)를 이용하여 제2 레진(R2)에 광학 패턴을 형성한다(S8). 예를 들어, 일 방향으로 연속되는 렌티큘러 형상의 제2 패턴(223)이 형성될 수 있다.
다음으로, 도 13, 도 20 및 도 21에 도시된 바와 같이, 제2 스템퍼(ST2) 상에 자외선(UV)을 조사하여 제2 레진(R2)을 가경화(S9)한 후, 제2 스템퍼(ST2)를 제거한다(S10). 이어서, 제2 레진(R2)에 자외선(UV)을 직접 조사함으로써 본경화를 진행하여, 제2 패턴(223)을 제조한다(S11).
이상과 같이 임프린팅 방법을 사용하여 베이스 부재(221)에 제1 패턴(222) 및 제2 패턴(223)을 형성하여 광학 부재(220)를 제조할 수 있다. 상기에서는 제1 패턴(222) 형성 이후 제2 패턴(223)을 형성하는 방법을 예시하였지만, 이에 제한되는 것은 아니며, 제2 패턴(223) 형성 이후 제1 패턴(222)을 형성할 수도 있다.
이어서, 도 13 및 도 22에 도시된 바와 같이, 도 14 내지 도 21을 통하여 완성된 광학 부재(220)를 도광판(210)과 결합한다. 구체적으로, 도광판(210)과 광학 부재(220) 사이에 접착 부재(270)를 개재하여 도광판(210)과 광학 부재(220)를 결합시킬 수 있다.
접착 부재(270)는 앞서 설명한 바와 같이 광학 투명 접착제(OCA)나 광학 투명 수지(OCR) 등과 같은 투명 접착 부재 일 수 있으며, 도광판(210)의 굴절율 보다 낮은 굴절율을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
이하에서는 도 23 내지 도 26을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 부재를 포함하는 도광판의 제조 방법에 대하여 설명한다. 설명의 편의를 위하여, 이미 설명한 실시예와 동일한 방법에 대하여는 설명을 생략하거나 간략화 하고, 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
도 23은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 부재의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 24 내지 도 26은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 부재의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.
도 23, 도 24 및 도 25를 참조하면, 베이스 부재(421)의 일면 상에 레진(R3)을 도포한다(S2-1, S2-2). 레진(R3)은 베이스 부재(421)의 전면에 도포될 수 있다. 이어서, 레진(R3) 상에 스템퍼(ST3)를 배치하여 제1 패턴(422) 및 제2 패턴(423)에 대응하는 형상을 패터닝 한다(S2-3). 즉, 제1 패턴(422)과 제2 패턴(423)을 베이스 부재(421)의 일면 상에 동시에 형성한다. 다음으로, 스템퍼(ST3) 상에 자외선(UV)을 조사하여 가경화 한 후(S2-4), 스템퍼(ST3)를 분리하고(S2-5) 레진(R3)에 직접 자외선(UV)을 조사하여 본경화를 진행하여, 제1 패턴(422) 및 제2 패턴(423)을 완성한다(S2-6).
다음으로, 도 23 및 도 26과 같이, 도 23 내지 도 25를 통하여 형성된 광학 부재(420)를 도광판(410)과 결합한다(S2-7). 제1 패턴(422)이 도광판(410)의 입광면(410S1)에 배치될 수 있도록 얼라인 한 후, 도광판(410) 상에 광학 부재(420)를 배치한다. 평탄한 베이스 부재(421)를 제1 경사부(410GS1_1)의 경사에 맞추어 하향 경사지도록 접는다.
이상과 같이 제1 패턴(422)과 제2 패턴(423)을 베이스 부재(421)의 일면 상에 동시에 형성함으로써, 공정을 간소화 하고 비용을 절감할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
0: 백라이트 유닛
210: 도광판
220: 광학 부재
221: 베이스 부재
222: 제1 패턴
223: 제2 패턴

Claims (20)

  1. 상면, 일측면, 상기 상면과 상기 일측면 사이의 모서리에 배치된 경사부를 포함하는 도광판; 및
    상기 경사부 상에 배치된 돌출부를 포함하는 광학 부재를 포함하는 백라이트 유닛.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 일측면의 길이 방향과 평행한 제1 방향으로 연장된 삼각 기둥 형상을 갖는 백라이트 유닛.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 광학 부재는 평탄부를 더 포함하고,
    상기 돌출부는 외측으로 갈수록 두께가 두꺼워지고,
    상기 평탄부는 상기 돌출부와 일체로 연결되고, 상기 도광판의 상면에 배치되는 백라이트 유닛.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 돌출부의 상면과 상기 평탄부의 상면은 동일 평면에 위치하는 백라이트 유닛.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 광학 부재와 상기 도광판 사이에 배치된 접착 부재를 더 포함하되, 상기 광학 부재는 상기 접착 부재를 통해 상기 도광판에 부착되는 백라이트 유닛.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 접착 부재의 굴절율은 상기 도광판의 굴절율 보다 낮은 백라이트 유닛.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 접착 부재의 굴절률은 약 1.2 내지 1.3 범위인 백라이트 유닛.
  8. 제3 항에 있어서,
    상기 광학 부재는 베이스 부재를 더 포함하되, 상기 돌출부 및 상기 평탄부는 상기 베이스 부재의 하면 상에 배치되는 백라이트 유닛.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 베이스 부재의 상면 상에 배치되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 패턴을 더 포함하는 백라이트 유닛.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 패턴의 외측면은 상기 도광판의 상기 일측면보다 내측에 위치하는 백라이트 유닛.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 패턴은 프리즘 또는 렌티큘러 패턴을 포함하는 백라이트 유닛.
  12. 제2 항에 있어서,
    상기 일측면에 인접하여 배치된 광원을 더 포함하는 백라이트 유닛.
  13. 제2 항에 있어서,
    상기 광학 부재는 베이스 부재, 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 패턴을 더 포함하되, 상기 돌출부 및 상기 패턴은 상기 베이스 부재의 상면 상에 배치되는 백라이트 유닛.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 베이스 부재는 상기 상면과 상기 경사부의 경계와 정렬되는 적어도 하나의 홈을 포함하는 백라이트 유닛.
  15. 제2 항에 있어서,
    상기 돌출부의 외측면은 상기 도광판의 상기 일측면과 평행한 백라이트 유닛.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 돌출부의 외측면은 상기 도광판의 상기 일측면에 정렬되는 백라이트 유닛.
  17. 제2 항에 있어서,
    상기 돌출부의 단면은 빗변의 경사각이 상기 경사부의 경사각과 같은 직각 삼각형인 백라이트 유닛.
  18. 베이스 부재;
    상기 베이스 부재의 일면에 배치되고, 평탄부 및 상기 평탄부와 연결된 돌출부를 포함하는 제1 패턴; 및
    상기 베이스 부재의 타면에 배치된 제2 패턴을 포함하되,
    상기 돌출부는 상기 베이스 부재의 일 측부에 배치되고,
    상기 돌출부의 두께는 상기 평탄부의 두께보다 두껍고,
    상기 돌출부는 제1 방향으로 연장된 삼각 기둥 형상을 갖고,
    상기 돌출부의 단면은 외측으로 갈수록 두께가 두꺼워지고,
    상기 제2 패턴은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 프리즘 또는 렌티큘러 패턴을 포함하는 광학 부재.
  19. 일면 및 일측면을 포함하는 베이스 부재;
    상기 베이스 부재의 상기 일측면에 인접한 상기 일면 상에 배치되고, 상기 일측면의 길이 방향으로 연장된 삼각 기둥 형상을 갖는 돌출부를 포함하는 제1 패턴; 및
    상기 베이스 부재의 상기 일면 상에 상기 돌출부와 인접하여 배치되고, 상기 돌출부의 연장 방향과 교차하는 방향으로 연장된 프리즘 또는 렌티큘러 패턴을 포함하는 제2 패턴을 포함하되,
    평면상에서 상기 제2 패턴의 면적은 상기 제1 패턴의 면적보다 큰 광학 부재.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 베이스 부재는 상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴의 경계에 적어도 하나의 홈을 포함하는 광학 부재.
KR1020170097700A 2017-08-01 2017-08-01 광학 부재, 도광판 및 이의 제조 방법 KR20190014292A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170097700A KR20190014292A (ko) 2017-08-01 2017-08-01 광학 부재, 도광판 및 이의 제조 방법
US16/050,961 US20190041696A1 (en) 2017-08-01 2018-07-31 Optical memory, backlight unit including the same and method for manufacturing backlight unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170097700A KR20190014292A (ko) 2017-08-01 2017-08-01 광학 부재, 도광판 및 이의 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190014292A true KR20190014292A (ko) 2019-02-12

Family

ID=65229822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170097700A KR20190014292A (ko) 2017-08-01 2017-08-01 광학 부재, 도광판 및 이의 제조 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20190041696A1 (ko)
KR (1) KR20190014292A (ko)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3776826B2 (ja) * 2002-04-24 2006-05-17 Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 液晶表示装置
AU2003289149A1 (en) * 2002-12-18 2004-07-09 Sharp Kabushiki Kaisha Light guide plate, illuminating device using same, area light source and display
WO2009084176A1 (ja) * 2007-12-28 2009-07-09 Sharp Kabushiki Kaisha 照明装置および液晶表示装置
JP5546322B2 (ja) * 2009-05-18 2014-07-09 三菱電機株式会社 照明装置及びこれを備えた表示装置
WO2016031394A1 (ja) * 2014-08-28 2016-03-03 ソニー株式会社 表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20190041696A1 (en) 2019-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI794456B (zh) 光學裝置
KR102461160B1 (ko) 표시 장치
US9285530B2 (en) Planar front illumination system having a light guide with micro lenses formed thereon and method of manufacturing the same
KR100657914B1 (ko) 프리즘 시트 및 이를 채용한 백라이트 유니트
KR101391891B1 (ko) 도광판, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
JP5199830B2 (ja) 表示装置
US20130063968A1 (en) Planar front illumination system having a light guide with micro scattering features formed thereon and method of manufacturing the same
TWI425262B (zh) 區域性點亮側光式導光板及區域性點亮側光式背光模組
KR20180003702A (ko) 광학식 이미지 인식 센서 내장형 평판 표시장치
US11048038B2 (en) Optical film for improving light diffusion and preventing brightness deterioration
US7695152B2 (en) Prism sheet and liquid crystal display device using the same
US10067280B2 (en) Backlight module
KR20160082789A (ko) 표시 장치
JP2010210904A (ja) 光拡散シート、それを用いたバックライト装置及び液晶表示装置
US8558966B2 (en) Liquid crystal display device including back light having improved light concentration efficiency
JP5493312B2 (ja) 面発光装置及び画像表示装置
JP5003298B2 (ja) 光学シート、それを用いたバックライトユニット、およびディスプレイ装置
JP2020003775A (ja) 光学部材、光学シート、及び光学シートの製造方法
JP3362634B2 (ja) 面光源装置
US8177377B2 (en) Optical plate and backlight module using the same
KR20190120850A (ko) 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치
US20090052036A1 (en) Prism sheet and liquid crystal display device using the same
KR20190014292A (ko) 광학 부재, 도광판 및 이의 제조 방법
CN106560739B (zh) 显示设备
JP2008298839A (ja) 光学シート、それを用いたバックライトユニット、およびディスプレイ装置