KR20190021850A - 곡면형 액정표시장치 - Google Patents

곡면형 액정표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20190021850A
KR20190021850A KR1020170107183A KR20170107183A KR20190021850A KR 20190021850 A KR20190021850 A KR 20190021850A KR 1020170107183 A KR1020170107183 A KR 1020170107183A KR 20170107183 A KR20170107183 A KR 20170107183A KR 20190021850 A KR20190021850 A KR 20190021850A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
guide plate
light
curved
light guide
liquid crystal
Prior art date
Application number
KR1020170107183A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102428240B1 (ko
Inventor
이성래
Original Assignee
엘지디스플레이 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 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020170107183A priority Critical patent/KR102428240B1/ko
Publication of KR20190021850A publication Critical patent/KR20190021850A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102428240B1 publication Critical patent/KR102428240B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • 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
    • G02F1/133308—Support structures for LCD panels, e.g. frames or bezels
    • G02F1/133314—Back frames
    • 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
    • G02F1/133308—Support structures for LCD panels, e.g. frames or bezels
    • G02F1/133317—Intermediate frames, e.g. between backlight housing and front frame
    • G02F2001/133314—
    • G02F2001/133317—

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)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

본 발명은 곡면형 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 곡면형 액정표시장치에 최적의 효과를 구현하는 곡면형 백라이트 유닛을 포함하는 곡면형 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 곡면형 백라이트 유닛의 도광판의 하부면에 구비되는 피라미드 패턴이 도광판의 길이방향에 수직한 입광면으로부터 반입광면을 향하는 길이방향으로 가변 간격을 갖도록 형성함으로써, 곡면형 액정표시장치에 있어서 출사효율을 보다 향상시킬 수 있으면서도 보다 균일한 빛이 출사되도록 할 수 있다.
이를 통해, 본원발명은 곡면형 액정표시장치의 휘도 불균일에 의해 화면 품위 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

Description

곡면형 액정표시장치{Curved liquid Crystal Display device}
본 발명은 곡면형 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 곡면형 액정표시장치에 최적의 효과를 구현하는 곡면형 백라이트 유닛을 포함하는 곡면형 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서, 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 여러 가지 다양한 경량 및 박형의 표시장치가 개발되어 각광받고 있다.
이 같은 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device : PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device : FED), 전기발광표시장치(Electroluminescence Display device : ELD), 유기발광소자(organic light emitting diodes : OLED) 등을 들 수 있는데, 이들 표시장치는 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 보여 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.
그리고 최근에는 도 1에 도시한 바와 같이 액정표시장치가 곡면을 이루는 곡면형 액정표시장치(curved LCD : 10)가 차세대 표시장치로 급부상 중인데, 곡면형 액정표시장치(10)는 사용자로 하여금 몰입도를 보다 향상시키고 화상 또한 보다 실감나도록 하여, 사용자가 편안함까지 느끼게 할 수 있다.
이러한 곡면형 액정표시장치(10)는 액정패널이 자체 발광요소를 갖추지 못한 관계로 투과율 차이를 화상으로 표시하기 위해서 별도의 광원을 요구하고, 이를 위해 액정패널 배면에는 광원(光源)이 내장된 백라이트 유닛(backlight unit)이 배치된다.
백라이트 유닛은 일측 가장자리 길이방향을 따라 배열되는 LED와 LED가 장착되는 LED PCB(printed circuit board, 이하, PCB라 함)로 이루어지는 LED 어셈블리와, 백색 또는 은색의 반사판과, 이러한 반사판 상에 안착되는 도광판 그리고 이의 상부로 개재되는 광학시트를 포함한다.
한편, 도광판은 균일한 면광원을 공급하기 위해 하부면에는 미세한 패턴들이 형성되는데, 이러한 도광판에 구비되는 패턴들은 패턴의 사이즈와 패턴 간의 간격 등이 일반적인 평판형 액정표시장치에 최적화로 설계되어 있다.
따라서, 이러한 도광판을 곡면형 액정표시장치(10)에 사용하고자 할 경우에는 곡률이 적용된 액정표시장치의 특정 위치에 휘도 불균일이 발생되어 화면 품위 품질이 저하되는 불량이 발생되는 문제가 있다.
따라서, 곡면형 액정표시장치(10)에 맞는 곡면형 백라이트 유닛에 대해 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 곡면형 액정표시장치에 맞는 최적의 조건을 갖는 곡면형 백라이트 유닛을 제공하는 것을 제 1 목적으로 한다.
이를 통해, 곡면형 액정표시장치의 휘도 불균일에 의해 화면 품위 품질이 저하되는 것을 방지하는 것을 제 2 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 반사판과, 상기 반사판 상부에 안착되어, 하부면에 입광면으로부터 반입광면을 향하는 길이방향으로 가변 사이간격을 갖도록 피라미드 패턴(pyramid pattern)이 배치되는 도광판과, 상기 도광판의 상기 입광면을 따라 배열되는 LED 어셈블리와, 상기 도광판 상에 안착되는 광학시트와, 상기 광학시트 상에 안착되는 곡면형 액정패널을 포함하며, 상기 피라미드 패턴은 상기 입광면으로부터 반입광면을 향하는 길이방향으로 상기 입광면에 인접한 입광부에서 제 1 사이간격을 갖도록 이웃하여 배치되며, 상기 반입광면에 인접한 반입광부에서는 제 1 사이간격에 비해 좁은 제 2 사이간격을 갖도록 이웃하여 배치되며, 상기 도광판의 곡률반경이 커질수록, 상기 제 1 사이간격과 상기 제 2 사이간격의 종횡비(= 상기 제 1 사이간격/ 상기 제 2 사이간격)가 줄어드는 곡면형 액정표시장치를 제공한다.
이때, 상기 제 1 사이간격과 상기 제 2 사이간격은
Figure pat00001
Figure pat00002
(
Figure pat00003
Figure pat00004
)
를 통해 정의되며,
Figure pat00005
= 도광판 곡면(휨) 각도, v = 입광부 기준 하부면에 위치하는 피라미드 패턴이 있는 도광판의 위치, L = 도광판의 입광면에서 반입광면까지의 길이,
Figure pat00006
= (L'/L)(L': 적용된 도광판의 입광면에서 반입광면까지의 길이, L = 표준 도광판의 입광면에서 반입광면까지의 길이),
Figure pat00007
= 도광판의 길이방향(H)에서의 등간격 패턴 간격,
Figure pat00008
= 도광판의 입광면에서 반입광면까지의 길이방향(V)에서 등간격 패턴 간격,
Figure pat00009
= 도광판의 굴절율에 따른 패턴 간격 변화율 상수,
Figure pat00010
= 도광판의 굴절율에 따른 패턴 변화율 상수를 의미하며, 상기 도광판의 곡면(휨) 각도는 0 ≤
Figure pat00011
≤ π(rad) 범위 내에 위치하며, 상기
Figure pat00012
와 상기
Figure pat00013
은 1.5(w)(w = 피라미드 패턴의 하면의 너비)에 비해 크다.
이때, 상기 피라미드 패턴은 상기 도광판의 길이방향으로 등간격을 갖도록 이웃하여 배치되며, 상기 피라미드 패턴은 상기 하부면으로부터 음각 형태로 이루어지며, 정사각형으로 이루어지는 하면과, 상기 하면의 가장자리로부터 각각 연장되어 하나의 모서리를 이루는 4개의 측면을 포함하며, 상기 피라미드 패턴의 높이는 상기 하면의 일 길이에 해당하는 너비의 1/2이다.
그리고, 상기 도광판 곡면(휨) 각도(
Figure pat00014
)가 0도일 때, 상기 제 1 사이간격은 0.37mm이며, 상기 제 2 사이간격은 0.063mm이며, 상기 도광판 곡면(휨) 각도(
Figure pat00015
)가 20도일 때, 상기 제 1 사이간격은 0.32mm이며, 상기 제 2 사이간격은 0.08mm로, 상기 도광판 곡면(휨) 각도(
Figure pat00016
)가 커질수록 상기 제 1 사이간격은 줄어들며, 상기 제 2 사이간격은 늘어나며, 상기 곡면형 액정패널은 화상이 구현되는 전방을 향해 오목하게 만곡되며, 상기 도광판과 상기 반사판 그리고 상기 광학시트는 상기 곡면형 액정패널이 위치하는 전방을 향해 오목하게 만곡된다.
또한, 상기 곡면형 액정패널의 가장자리를 두르는 커브드 가이드패널과, 상기 커브드 가이드패널과 밀착되어 구성되는 커브드 커버버툼, 그리고 상기 곡면형 액정패널 가장자리를 테두리하며 상기 커브드 가이드패널 및 커브드 커버버툼에 조립 결합되는 커브드 탑커버를 포함하며, 상기 커브드 가이드패널, 상기 커버버툼, 상기 커브드 탑커버는 상기 곡면형 액정패널의 곡률에 대응되는 곡률을 갖도록 휘어진다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 곡면형 백라이트 유닛의 도광판의 하부면에 구비되는 피라미드 패턴이 도광판의 길이방향에 수직한 입광면으로부터 반입광면을 향하는 길이방향으로 가변 간격을 갖도록 형성함으로써, 곡면형 액정표시장치에 있어서 출사효율을 보다 향상시킬 수 있으면서도 보다 균일한 빛이 출사되도록 할 수 있는 효과가 있다.
이를 통해, 본원발명은 곡면형 액정표시장치의 휘도 불균일에 의해 화면 품위 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 곡면형 액정표시장치를 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 곡면형 액정표시장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 곡면형 백라이트를 개략적으로 도시한 사시도.
도 4는 도 3의 도광판을 개략적으로 도시한 배면 사시도.
도 5는 피라미드 패턴을 개략적으로 도시한 사시도.
도 6a는 도광판의 배면으로 돔 패턴이 구비된 평판형 액정표시장치에서, 도광판 내부로 입사된 빛이 돔 패턴에 의해 전반사되는 과정을 측정한 실험결과.
도 6b는 도광판의 배면으로 돔 패턴이 구비된 곡면형 액정표시장치에서 도광판 내부로 입사된 빛이 돔 패턴에 의해 전반사되는 과정을 측정한 실험결과.
도 6c는 도광판의 배면으로 피라미드 패턴이 구비된 평판형 액정표시장치에서 도광판 내부로 입사된 빛이 피라미드 패턴에 의해 전반사되는 과정을 측정한 실험결과.
도 6d는 도광판의 배면으로 피라미드 패턴이 구비된 곡면형 액정표시장치에서 도광판 내부로 입사된 빛이 피라미드 패턴에 의해 전반사되는 과정을 측정한 실험결과.
도 7a는 도광판의 하부면에 구비되는 피라미드 패턴이 모두 동일한 사이간격을 가지고 배치되었을 때의 평판형 액정표시장치의 조도 프로파일을 측정한 실험결과.
도 7b는 도광판의 하부면에 구비되는 피라미드 패턴을 LED 어셈블리에 근접할수록 단위 면적당 저밀도로 형성하고 멀어질수록 고밀도로 형성한 평판형 액정표시장치의 조도 프로파일을 측정한 실험결과.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 곡면형 액정표시장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도시한 바와 같이, 곡면형 액정표시장치(100)는 곡면형 액정패널(110)과 곡면형 백라이트 유닛(120), 그리고 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)을 모듈화하기 위한 커브드 가이드패널(130), 커브드 커버버툼(150), 커브드 탑커버(140)로 구성된다.
이때, 설명의 편의를 위해 도면상의 방향을 정의하면, 곡면형 액정패널(110)의 표시면이 전방을 향한다는 전제 하에 곡면형 액정패널(110)의 후방으로 곡면형 백라이트 유닛(120)이 위치하며, 이들의 외곽을 사각테 형상의 커브드 가이드패널(130)이 두른 상태로 곡면형 액정패널(110)의 전방으로는 커브드 탑커버(140)가 위치하며 곡면형 백라이트 유닛(120)의 배면으로는 커브드 커버버툼(150)이 위치하여, 전후방에서 결합되어 일체화된다.
이들 각각에 대해 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
먼저 곡면형 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 곡면형 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판 같은 연결부재(116)를 매개로 인쇄회로기판(117)이 연결되어 모듈화 과정에서 커브드 커버버툼(150)의 배면으로 젖혀 밀착된다.
아울러 비록 도면상에 명확하게 나타나지는 않았지만 곡면형 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 곡면형 액정패널(110)은 일정한 곡률을 갖도록 구성되는데, 화상이 구현되는 곡면형 액정패널(110)의 전방을 기준으로 오목하게 만곡(彎曲)된 곡면부를 갖게 된다.
그리고 곡면형 액정패널(110)이 나타내는 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 이의 배면에는 광을 공급하는 곡면형 백라이트 유닛(120)이 구비된다.
곡면형 백라이트 유닛(120)은 커브드 가이드패널(130)의 적어도 일 가장자리 길이방향을 따라 배열되는 LED 어셈블리(129)와, 백색 또는 은색의 반사판(125)과, 이러한 반사판(125) 상에 안착되는 도광판(200), 그리고 이의 상부로 개재되는 광학시트(121)를 포함한다.
앞서 말한 LED 어셈블리(129)는 곡면형 백라이트 유닛(120)의 광원으로서, 도광판(200)의 입광면(201a)과 대면하도록 도광판(200)의 일측에 위치하며, 이러한 LED 어셈블리(129)는 다수개의 LED(129a)와, 다수개의 LED(129a)가 일정 간격 이격하여 장착되는 PCB(129b)를 포함한다.　
이러한 LED 어셈블리(129)의 다수의 LED(129a)로부터 출사되는 빛이 입사되는 도광판(200)은 LED(129a)로부터 입사된 빛이 여러번의 전반사에 의해 도광판(200) 내를 진행하면서 도광판(200)의 넓은 영역으로 골고루 퍼져 곡면형 액정패널(110)에 면광원을 제공하게 된다.
이러한 도광판(200)은 균일한 면광원을 공급하기 위해 하부면에 특정 모양의 패턴(210)을 포함하는데, 특히, 본 발명의 도광판(200)에 포함된 패턴(210)은 곡면형 액정표시장치(100)에 최적의 효과를 구현할 수 있도록 특정한 사이간격을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 한다. 이에 대해 차후 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
반사판(125)은 도광판(200)의 배면에 위치하여, 도광판(200)의 배면을 통과한 빛을 곡면형 액정패널(110) 쪽으로 반사시킴으로써 빛의 휘도를 향상시킨다.
도광판(200) 상부로 위치하는 광학시트(121)는 도광판(200)을 통과한 빛을 확산 또는 집광하게 된다.
따라서, LED어셈블리(129)의 다수의 LED(129a)로부터 발광된 빛은 광학시트를 차례로 통과하는 과정에서 균일한 고품위의 빛으로 가공한 후 곡면형 액정패널(110)로 보다 균일한 면광원이 입사되도록 한다.
이를 이용하여 곡면형 액정패널(110)은 고휘도 화상을 외부로 표시하게 된다.
이러한 곡면형 백라이트 유닛은 도광판과 반사판 그리고 광학시트가 모두 곡면형 액정패널(110)의 곡률에 대응되는 곡률을 갖도록 휘어져 구성된다.
전술한 곡면형 액정패널(110)과 곡면형 백라이트 유닛(120)은 커브드 가이드패널(130), 커브드 커버버툼(150), 그리고 커브드 탑커버(140)를 통해 모듈화된다.
커브드 탑커버(140)는 곡면형 액정패널(110)의 상면 및 측면 가장자리를 덮도록 단면이 "ㄱ"형태로 절곡된 사각테 형상으로 이루어지면서 전면이 개구되어 곡면형 액정패널(110)에서 구현되는 화상을 표시하도록 구성된다.
커브드 탑커버(140)는 곡면형 액정패널(110)의 곡률에 대응되는 곡률을 갖도록 휘어져 구성된다.
커브드 가이드패널(130)은 곡면형 액정패널(110)의 가장자리를 지지하며 광학시트(121)를 포함하여 곡면형 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 두르기 위한 사각테 형상으로 이루어진다.
이러한 커브드 가이드패널(130)은 곡면형 백라이트 유닛(120)의 측면을 감싸며, 내측으로는 곡면형 액정패널(110)과 곡면형 백라이트 유닛(120)의 위치를 구분짓는 돌출턱(131)이 구비된다.
곡면형 액정패널(110)은 양면테이프와 같은 접착패드(미도시)를 통해 돌출턱(131) 상에 부착 및 고정된다.
또한, 곡면형 액정패널(110) 및 곡면형 백라이트 유닛(120)이 안착하여 곡면형 액정표시장치(100)의 전체 기구물 조립에 기초가 되는 커브드 커버버툼(150)은 수평면과 이의 가장자리가 수직 절곡된 가장자리부로 이루어진다.
이러한 커브드 가이드패널(130)과 커브드 커버버툼(150) 또한 곡면형 액정패널(110)의 곡률에 대응하는 곡률을 갖도록 휘어져 구성된다.
이러한 커브드 가이드패널(130)과 커브드 커버버툼(150), 그리고 커브드 탑커버(140)는 곡면형 액정패널(110)과 곡면형 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 커브드 가이드패널(130)로 두른 상태로, 곡면형 액정패널(110)의 상면 및 측면 가장자리를 두르는 커브드 탑커버(140) 그리고 곡면형 백라이트 유닛(120) 배면을 덮는 커브드 커버버툼(150)이 각각 전후방에서 결합되어 일체로 모듈화된다.
이때, 커브드 탑커버(140)는 커브드 케이스탑 또는 커브드 탑케이스라 일컬어지기도 하고, 커브드 가이드패널(130)은 커브드 서포트메인 또는 커브드 메인서포트, 커브드 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 커브드 커버버툼(150)은 커브드 버텀커버 또는 커브드 하부커버라 일컬어지기도 한다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 곡면형 액정표시장치(100)는 곡면형 백라이트 유닛(120)의 도광판(200)의 하부면(201d, 도 4 참조)으로 곡면형 액정표시장치(100)에 맞는 최적의 조건을 갖도록 특정한 사이간격을 갖는 패턴(210)을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이를 통해, 본원발명은 곡면형 액정표시장치(100)의 휘도 불균일에 의해 화면 품위 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 곡면형 백라이트를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 4는 도 3의 도광판을 개략적으로 도시한 배면 사시도이며, 도 5는 피라미드 패턴을 개략적으로 도시한 사시도이다.
그리고, 도 6a는 도광판의 배면으로 돔 패턴이 구비된 평판형 액정표시장치에서, 도광판 내부로 입사된 빛이 돔 패턴에 의해 전반사되는 과정을 측정한 실험결과이며, 도 6b는 도광판의 배면으로 돔 패턴이 구비된 곡면형 액정표시장치에서 도광판 내부로 입사된 빛이 돔 패턴에 의해 전반사되는 과정을 측정한 실험결과이다.
또한, 도 6c는 도광판의 배면으로 피라미드 패턴이 구비된 평판형 액정표시장치에서 도광판 내부로 입사된 빛이 피라미드 패턴에 의해 전반사되는 과정을 측정한 실험결과이며, 도 6d는 도광판의 배면으로 피라미드 패턴이 구비된 곡면형 액정표시장치에서 도광판 내부로 입사된 빛이 피라미드 패턴에 의해 전반사되는 과정을 측정한 실험결과이다.
도 7a는 도광판의 하부면에 구비되는 피라미드 패턴이 모두 동일한 사이간격을 가지고 배치되었을 때의 평판형 액정표시장치의 조도 프로파일을 측정한 실험결과이며, 도 7b는 도광판의 하부면에 구비되는 피라미드 패턴을 LED 어셈블리에 근접할수록 단위 면적당 저밀도로 형성하고 멀어질수록 고밀도로 형성한 평판형 액정표시장치의 조도 프로파일을 측정한 실험결과이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 곡면형 백라이트 유닛(120)은 커브드 커버버툼(도 2의 150) 상에 안착되는 백색 또는 은색의 반사판(125)과, 이의 일측 가장자리 길이방향을 따라 배열되는 광원인 LED 어셈블리(129)와 반사판(125) 상에 안착되는 도광판(200) 그리고 도광판(200) 상부로 위치하는 광학시트(121)로 이루어진다.
LED 어셈블리(129)는 도광판(200)의 입광면(201a)과 대면하도록 도광판(200)의 일측에 위치하며, 이러한 LED 어셈블리(129)는 다수개의 LED(129a)와, 다수개의 LED(129a)가 일정 간격 이격하여 장착되는 PCB(129b)를 포함한다.　　　
이때, 다수의 LED(129a)는 도광판(200)의 입광면(201a)을 향하는 전방으로 각각 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 갖는 광을 발하며, 이러한 다수개의 RGB LED(129a)를 한꺼번에 점등시킴으로써 색섞임에 의한 백색광을 구현할 수 있다.
특히, 최근에는 발광효율 및 휘도 향상을 위하여, 발광효율 및 휘도가 우수한 청색 LED칩을 포함하는 청색 LED(129a)를 사용하고, 형광체로서 '세륨이 도핑된 이트륨 알루미늄 가넷(YAG:Ce)', 즉 옐로우 형광체로 이루어진 청색 LED(129a)가 이용되고 있다.
이러한, LED(129a)로부터 방출된 청색광은 형광체를 투과하여 형광체에 의해 방출된 옐로우광과 혼합됨으로써, 백색광을 구현하게 된다.
그리고, LED 어셈블리(129) 이외에도 음극전극형광램프(cold cathode fluorescent lamp)나 외부전극형광램프(external electrode fluorescent lamp)와 같은 형광램프가 이용될 수 있다.
다수의 LED(129a)로부터 출사되는 광이 입사되는 도광판(200)은 LED(129a)로부터 입사된 광이 여러번의 전반사에 의해 도광판(200) 내를 진행하면서 도광판(200)의 넓은 영역으로 골고루 퍼져 곡면형 액정패널(도 2의 110)에 면광원을 제공한다.
이에, 도광판(200)은 광을 투과시킬 수 있는 투과성 재료중의 하나인 아크릴계 투명수지인 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethylmethacrylate : PMMA)같은 플라스틱(plastic) 물질 또는 폴리카보네이트(polycarbonate : PC)계열에 의해 평면형태(flat type)로 제작된다.
이러한 도광판(200)은 투명성, 내후성, 착색성이 우수하여 광이 투과할 때 광의 확산을 유도한다.
이러한 도광판(200)은 LED 어셈블리(129)와 대응되는 입광면(201a)과 이에 대응되는 반대측의 반입광면(201b) 그리고 입광면(201a)과 반입광면(201b)을 연결하며 광이 출사되는 상부면(201c) 및 반사판(125)과 대면된 하부면(201d) 그리고 서로 마주보는 양 측면(201e, 201f)으로 이루어진다.
이러한 도광판(200)은 균일한 면광원을 공급하기 위해 하부면에 특정 모양의 패턴(210)을 포함하는데, 특히, 본 발명의 도광판(200)에 포함된 패턴(210)은 곡면형 액정표시장치(도 2의 100)에 최적의 효과를 구현할 수 있도록 특정한 사이간격을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 한다. 이에 대해 차후 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
그리고, 도광판(200)의 상부면(201c)에는 광학시트(121)가 위치하는데, 광학시트(121)는 확산시트와 적어도 하나의 집광시트 등을 포함하며, 도광판(200)을 통과한 빛을 확산 또는 집광하게 된다.
따라서, 다수의 LED(129a)로부터 출사된 빛은 도광판(200)의 입광면(201a)을 통해 도광판(200) 내부로 입사되고, 도광판(200) 내부로 입사된 빛은 도광판(200) 하부면(201d)에 구비되는 패턴(210)을 통해 여러번의 전반사에 의해 도광판(200) 내부를 진행하여 도광판(200) 내부로 고르게 퍼지는 동시에, 일부 빛은 도광판(200)의 하부면(201d)을 통해 출사되게 된다.
이때, 도광판(200)의 하부로 출사하는 빛은 도광판(200)의 하부에 위치하는 반사판(125)에 의해 반사되어 도광판(200)의 전방으로 다시 출사됨으로써, 빛의 휘도를 향상시키게 된다.
이러한 곡면형 백라이트 유닛(120)은 곡면형 액정패널(도 2의 110)이 위치하는 전방을 기준으로 오목하게 만곡(彎曲)되어 구비되는데, 실질적으로 LED어셈블리(129)가 위치하는 일 가장자리에 수직한 방향으로 만곡된다.
즉, 도광판(200)은 입광면(201a)에 수직한 양 측면(201e, 201f)이 만곡되어, 전체적으로 전방을 기준으로 오목하게 만곡된 상태를 이룬다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 도광판(200)의 하부면(201d)에 구비되는 패턴(210)에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 도광판(200)의 하부면(201d)에는 다수개의 피라미드 패턴(pyramid pattern)이 일정간격 이격되어 분포 배치되는데, 피라미드 패턴(210)은 도광판(200)의 하부면(201d)으로부터 음각 형태로 이루어진다.
여기서, 도 5 에 도시한 바와 같이 피라미드 패턴(210)은 정사각형으로 이루어지는 하면(211)과, 하면(211)의 가장자리로부터 각각 연장되어 하나의 모서리를 이루는 4개의 측면(213)으로 이루어진다.
이러한 피라미드 패턴(210)의 높이(h)는 너비(w)의 1/2에 해당하는 것이 바람직하다. 즉, 피라미드 패턴(210)의 높이가 15㎛이면, 하면(211)의 일 길이에 해당하는 피라미드 패턴(210)의 너비(w)는 30㎛를 갖도록 형성하는 것이다.
따라서 이러한 피라미드 패턴(210)은 돔 패턴(hemi-sphere pattern)에 비해 도광판(200) 전 영역으로 보다 많은 양의 빛이 전반사되도록 할 수 있어, 곡면형 액정표시장치(도 2의 100)에 있어서는 돔 패턴에 비해 출사효율이 좋은 특징을 갖는다.
출사효율(%)
Sample 1 81%
Sample 2 85%
설명에 앞서, Sample 1은 도광판의 하부면으로 돔 패턴이 구비된 곡면형 액정표시장치에서 도광판으로부터 빛이 출사되는 빛의 광량을 측정한 출사효율이며, Sample 2는 도광판(200)의 하부면(201d)으로 피라미드 패턴(210)이 구비된 곡면형 액정표시장치(도 2의 100)에서 도광판(200)으로부터 빛이 출사되는 빛의 광량을 측정한 출사효율을 나타낸다.
위의 (표 1)을 살펴보면 도광판(200)의 하부면(201d)으로 피라미드 패턴(210)이 구비된 곡면형 액정표시장치(도 2의 100)의 출사효율이 도광판의 하부면으로 돔 패턴이 구비된 곡면형 액정표시장치에 비해 출사효율이 4% 높은 것을 확인할 수 있다.
이는, 피라미드 패턴(210)이 곡면형 액정표시장치(도 2의 100)에 내에서는 돔 패턴에 비해 보다 많은 양의 빛을 도광판(200) 내에서 전반사되도록 하여, 도광판(200) 내에 고르게 퍼지게 할 수 있기 때문이다.
아래 (표 2)은 도광판(200)의 하부면(201d)으로 돔 패턴과 피라미드 패턴(210)이 각각 구비되었을 경우의 평판평 액정표시장치와 곡면형 액정표시장치(도 2의 100)에서의 입광부에서의 광쏠림 비율(RLED)을 측정한 실험결과이다.
광쏠림 비율(RLED)의 변화 돔 패턴 피라미드 패턴
평판형 액정표시장치(flat) 67% 70%
곡면형 액정표시장치(20R) 54%(-13%) 46%(-24%)
설명에 앞서, 곡면형 액정표시장치(도 2의 100)의 20R에서 R은 곡률(Curvature; R)을 의미하는 것으로 반지름R 인 원의 원호 곡률을 나타내는 곡률반경으로 정의될 수 있다.
여기서, 20R은 반지름이 0.02미터인 원호를 의미한다.
그리고, 광쏠림 비율(RLED)이란 아래의 (식1)을 통해 정의될 수 있다.
(식 1)
Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00019
Figure pat00020
H는 도광판(200)의 길이방향을 의미하며, V는 도광판(200)의 길이방향에 수직한 입광면(201a)으로부터 반입광면(201b)을 향하는 길이방향을 의미한다.
이하, 설명의 편의를 위하여 도면상에 도광판(200)의 길이방향(H)은 X축 방향으로 정의하며, 도광판(200)의 길이방향(H)에 수직한 입광면(201a)으로부터 반입광면(201b)을 향하는 길이방향(V)은 Z축 방향으로 정의하도록 한다.
그리고, 입광부는 도광판(200)의 길이방향(H)에 수직한 입광면(201a)에서부터 반입광면(201b)까지 도광판(200)의 하부면(201d)을 동일한 폭을 갖는 3개의 영역으로 나눈 뒤, 입광면(201a)에 인접한 영역을 입광부(S1)로 정의하며, 반입광면(201b)에 인접한 영역을 반입광부(S2)로 정의하며, 입광부(S1)와 반입광부(S2) 사이의 영역은 중앙부(S3)로 정의하도록 한다.
위의 (표 2)와 도 6a ~ 6d를 살펴보면, 도광판의 하부면에 돔 패턴이 구비되면 평판형 액정표시장치일 때에 비해 곡면형 액정표시장치(도 2의 100)에서는 입광부(S1)에서의 광쏠림 비율(RLED)이 13% 만이 낮아지는 것을 확인할 수 있는데, 도광판(200)의 하부면(201d)에 피라미드 패턴(210)이 구비될 경우에는 평판형 액정표시장치일 때에 비해 곡면형 액정표시장치(도 2의 100)에서 입광부(S1)에서의 광쏠림 비율(RLED)이 24%가 낮아지는 것을 확인할 수 있다.
여기서, 입광부(S1)에서의 광쏠림 비율(RLED)이 낮아짐은 다수의 LED(129a)로부터 출사되어 도광판(200) 내부로 입사된 빛이 보다 많이 반입광부(S2)를 향해 도광판(200) 내에서 전반사되었음을 의미한다.
첨부한 도 6a ~ 6b를 살펴보면 도광판의 입광면을 통해 도광판 내부로 입사된 빛은 돔 패턴에 의해 전반사되는 과정에서, 곡면형 액정표시장치가 평판형 액정표시장치에 비해 일부 빛이 빛의 진행방향의 반대측 방향인 빛이 입사되었던 방향으로 전반사되는 것을 확인할 수 있다.
이는 돔 패턴이 곡면형 액정표시장치의 곡면에 따라 빛의 전반사 방향을 변경시키기 때문이다.
이에 반해, 도 6c ~ 6d를 참조하면 도광판(200)의 하부면(201d)에 피라미드 패턴(210)을 구비할 경우, 평판형 액정표시장치와 곡면형 액정표시장치(도 2의 100)는 모두 큰 차이 없이 도광판(200) 내부로 입사된 빛이 빛의 진행방향인 반입광부(S2)를 향해 전반사되는 것을 확인할 수 있다.
특히, 도 6b와 도 6d를 비교하여 살펴보면, 도광판(200)의 하부면(201d)에 피라미드 패턴(210)을 구비하는 경우가 곡면형 액정표시장치(도 2의 100)에서는 보다 많은 양의 빛이 빛의 진행방향인 반입광부(S2)를 향해 전반사되는 것을 확인할 수 있고, 이를 통해 도광판(200) 전 영역으로 보다 균일하게 빛이 퍼지게 되었음을 알 수 있다.
따라서, 곡면형 액정표시장치(도 2의 100)에서는 도광판(200)의 하부면(201d)으로 피라미드 패턴(210)을 구비하는 것이 돔 패턴을 구비하는 것에 비해 출사효율이 더욱 좋은 것을 확인할 수 있다.
한편, 위의 (표 1)을 통해서 확인할 수 있듯이, 곡면형 액정표시장치(도 2의 100)는 도광판(200)의 하부면(201d)에 피라미드 패턴(210)을 구비하더라도 입광부(S1)에서의 광쏠림 비율(RLED)이 46%로 높게 나타나게 되어, 첨부한 도 7a의 조도 프로파일을 참조하면 도광판(200)으로부터 출사되는 빛의 균일도가 18.5로 매우 낮은 것을 확인할 수 있다.
이에, 도광판(200)의 하부면(201d)에 구비되는 피라미드 패턴(210)을 LED 어셈블리(129)에 근접할수록 단위 면적당 저밀도로 형성하고 멀어질수록 고밀도로 형성하는 것이 바람직하다.
즉, 입광부(S1)에서의 피라미드 패턴(210)은 단위 면적당 저밀도로 형성되며, 반입광부(S2)에서의 피라미드 패턴(210)은 입광부(S1)에 비해 단위 면적당 고밀도로 형성되는데, 입광부(S1)에서의 피라미드 패턴(210)은 패턴 간 이격 간격이 반입광부(S2)의 피라미드 패턴(210) 간의 이격 간격에 비해 보다 넓게 형성되도록 하는 것이다.
이때, 피라미드 패턴(210)은 각 영역(S1, S2, S3) 내에서는 모두 동일한 등간격을 갖도록 배치되는데, LED어셈블리(129)에 인접한 입광부(S1)에서는 피라미드 패턴(210)이 모두 제 1 간격(a')을 갖도록 배치되면, 입광부(S1)과 반입광부(S2) 사이에 위치하는 중앙부(S3)에 위치하는 피라미드 패턴(210)은 모두 제 1 간격(a') 보다 작은 제 2 간격(b')을 갖도록 배치되며, 반입광부(S3)에 위치하는 피라미드 패턴(210)은 모두 제 2 간격(b') 보다 작은 제 3 간격(a')을 갖도록 배치하는 것이다.
따라서, 도 7b에 도시한 바와 같이, 도광판(200)으로부터 출사되는 빛의 균일도가 1.24로 향상되는 것을 확인할 수 있다.
이를 통해, 빛이 보다 균일하게 도광판(200)으로부터 출사되도록 할 수 있게 된다.
이때 도광판(200)의 길이방향(H)인 도면상으로 정의한 X축 방향으로 이웃하는 피라미드 패턴(210) 간의 사이간격(a', b', c')은 도광판(200)의 휨에 따라 도광판(200)으로부터 출사되는 빛의 균일도에 큰 영향을 미치지 않으나, 도광판(200)의 만곡된 방향에 대응되는 도광판(200)의 길이방향(H)에 수직한 입광면(201a)으로부터 반입광면(201b)을 향하는 길이방향(V)인 도면상으로 정의한 Z축 방향으로 이웃하여 위치하는 피라미드 패턴(210) 간의 사이간격(a, b)은 도광판(200)의 휨에 따라 도광판(200)으로부터 출사되는 빛의 균일도에 영향을 미치게 된다.
특히, 도광판(200)의 도면상으로 정의한 Z축 방향이 LED어셈블리(129)로부터 출사된 빛이 도광판(200)의 입광면(201a)을 통해 내부로 입사되어 반입광면(201b)을 향해 진행되는 빛의 진행방향과 동일하기 때문에, 도광판(200)의 길이방향(H)에 수직한 도면상으로 정의한 Z축 방향으로 이웃하여 위치하는 피라미드 패턴(210) 간의 사이간격(a, b)은 도광판(200)의 휨에 따라 도광판(200)으로부터 출사되는 빛의 균일도에 영향을 미치게 된다.
따라서, 도광판(200)의 휨에 따라 빛의 균일도에 영향을 미치는 Z축 방향으로 이웃한 피라미드 패턴(210)은 아래 (수식 2)를 통해 정의되어 각 영역(S1, S2, S3) 별로 일정한 간격(a, b)을 갖도록 배치하는 것이 바람직하다.
(수식 2)
Figure pat00021
Figure pat00022
(
Figure pat00023
Figure pat00024
)
(수식 2)에서,
Figure pat00025
= 도광판(200) 곡면(휨) 각도, v = 입광부(S1) 기준 하부면(201d)에 위치하는 피라미드 패턴(210)이 있는 도광판(200)의 위치, L = 도광판(200)의 입광면(201a)에서 반입광면(201b)까지의 길이,
Figure pat00026
= (L'/L)(L': 적용된 도광판(200)의 입광면(201a)에서 반입광면(201b)까지의 길이, L = 표준 도광판(200)의 입광면(201a)에서 반입광면(201b)까지의 길이),
Figure pat00027
= 도광판(200)의 길이방향(H)에서의 등간격 패턴 간격,
Figure pat00028
= 도광판(200)의 입광면(201a)에서 반입광면(201b)까지의 길이방향(V)에서 등간격 패턴 간격,
Figure pat00029
= 도광판(200)의 굴절율에 따른 패턴 간격 변화율 상수,
Figure pat00030
= 도광판(200)의 굴절율에 따른 패턴 변화율 상수를 의미한다.
여기서, 도광판(200)의 곡면(휨) 각도는 0 ≤
Figure pat00031
≤ π(rad) 범위 내에 위치하는 것이 바람직하며, 도광판(200)의 길이방향(H)에서의 등간격 패턴 간격과, 도광판(200)의 입광면(201a)에서 반입광면(201b)까지의 길이방향(V)에서의 등간격 패턴 간격은 1.5(w)에 비해 큰 것이 바람직하다.
일예로, 피라미드 패턴(210)의 너비가 0.03mm 일 경우 Iv와 Ih는 0.045보다 큰 값을 갖는 것이다.
여기서, 설명의 편의를 위하여 위의 (수식 2)에 일정한 조건을 대입하여 일실시예로서, 도광판(200)의 하부면(201d)에 구비되는 피라미드 패턴(210)의 사이간격(a, b)을 정의해 보도록 하겠다.
위의 (수식 2)를 통해, 도광판(220)의 하부면(220d)의 입광부(S1)에 구비되는 피라미드 패턴(210)은 도면상으로 정의한 Z축 방향으로 0.32 ~ 0.37mm의 간격(a)을 가지고 이격되어 배치되며, 반입광부(S2)에 구비되는 피라미드 패턴(210)은 위의 (수식 2)에 의해 도면상으로 정의한 z축 방향으로 0.063 ~ 0.8mm의 간격(b)을 가지고 이격되어 배치되도록 하는 것이다.
여기서,
Figure pat00032
= 0도, 20도, 60도, 120도로 대입하였으며, L은 64.4mm를, H는 202mm를, Iv와 Ih는 0.06mm, α는 9.566, γ는 2.810으로 대입하였다.
그리고,
Figure pat00033
은 굴절율 상수인 n=1.494(550nm)를 대입하여, 0.079가 대입되었으며,
Figure pat00034
은 0.188을 대입하여 계산된 결과이다.
위의 (수식 2)에서 곡률반경에 따라 계산된 결과는 아래 (표 3)으로 정리하였다.
곡률반경 Flat 120R 60R 20R
도광판 곡면(휨) 각도(
Figure pat00035
)		 0° 30° 60° 180°
Inear LED(입광부 : S1) 0.37mm 0.36mm 0.35mm 0.32mm
Ifar from LED(반입광부 : S2) 0.063mm 0.064mm 0.07mm 0.08mm
종횡비(A.I)
(aspect ratio of pattern interval)		 5.86 5.65 5.1 3.82
설명에 앞서, 종횡비(A.I)는 Inear LED / Ifar from LED로 정의된다.
위의 (수식 2)와 (표 3)을 살펴보면, 평판형 액정표시장치일 때에는 입광부에 위치하는 피라미드 패턴은 도면상으로 정의한 Z축 방향으로 0.37mm의 사이간격을 갖도록 배치하며, 반입광부에 위치하는 피라미드 패턴은 도면상으로 정의한 Z축 방향으로 0.063mm의 사이간격을 갖도록 배치하는 것이 바람직하며, 20R의 곡면형 액정표시장치일 때에는 입광부(S1)에 위치하는 피라미드 패턴(210)은 도면상으로 정의한 Z축 방향으로 0.32mm의 사이간격(a)을 갖도록 배치하며, 반입광부(S2)에 위치하는 피라미드 패턴(210)은 도면상으로 정의한 Z축 방향으로 0.008mm의 사이간격(b)을 갖도록 배치하여, 빛의 균일도를 향상시킬 수 있는 최적의 조건을 갖게 되는 것이다.
여기서, 위의 (표 3)을 참조하면, 도광판(200)의 곡률반경이 작아질수록 입광부(S1)에 위치하는 피라미드 패턴(210) 간의 사이간격(a)은 평판형 액정표시장치의 피라미드 패턴 간의 사이간격에 비해 감소하게 되고, 반입광부(S2)에 위치하는 피라미드 패턴(210) 간의 사이간격(b)은 증가하는 것을 확인할 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 곡면형 액정표시장치(도 2의 100)는 위의 (수식 2)를 통해, 도광판(200)의 곡률반경이 커질수록 입광부(S1)와 반입광부(S2)에 위치하는 이웃하는 피라미드 패턴(210)의 사이간격(a, b)에 따른 종횡비(a/b)의 변화가 줄어들게 배치하는 것이 바람직함을 정의할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 곡면형 액정표시장치(도 2의 100)는 곡면형 백라이트 유닛(도 3의 120)의 도광판(200)의 하부면(201d)에 도면상으로 정의한 X축 방향으로는 모두 동일한 사이간격(a', b', c')을 갖는 피라미드 패턴(210)을 구비하고, 도면상으로 정의한 Z축 방향으로는 각 영역(S1, S2) 별로 가변 간격(a, b)을 갖는 피라미드 패턴을 구비하는 것이다.
이때, 가변 간격(a, b)을 갖는 피라미드 패턴(210)은, 입광부(S1)에서 반입광부(S2)로 향할수록 단위 면적당 저밀도에서 고밀도로 구비되는데, 이때, 곡면형 액정표시장치(도 2의 100)의 곡률반경이 커질수록 입광부(S1)에 위치하는 피라미드 패턴(210)의 도면상으로 정의한 Z축 방향으로 이웃한 사이간격(a)과 반입광부(S2)에 위치하는 피라미드 패턴(210)의 도면상으로 정의한 Z축 방향으로 이웃한 사이간격(b)의 종횡비(a/b)가 늘어나게 설계하는 것이다.
즉, 평판형 액정표시장치는 곡률반경이 무한대로 정의할 수 있어, 도면상으로 정의한 Z축 방향으로 이웃한 피라미드 패턴의 입광부에서의 사이간격과 반입광부에서의 사이간격의 종횡비가 5.86이나, 20R을 갖는 곡면형 액정표시장치(도 2의 100)는 곡률반경이 작아짐에 따라 도면상으로 정의한 Z축 방향으로 이웃한 피라미드 패턴(210)의 입광부(S1)에서의 사이간격(a)과 반입광부(S2)에서의 사이간격(b)의 종횡비(a/b)가 3.82로 줄어들게 설계하는 것이다.
이를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 곡면형 액정표시장치(도 2의 100)는 보다 균일한 빛이 출사되도록 할 수 있다.
아래 (표 4)는 곡면형 액정표시장치(도 2의 100)에서 도광판의 하부면에 피라미드 패턴이 모두 동일한 간격을 갖도록 형성되었을 때와, 본 발명의 실시예와 같이 도광판(200)의 하부면(201d)에 피라미드 패턴(210)이 도면상으로 정의한 Z축 방향으로 가변 간격(a, b)을 갖도록 형성되었을 때의 조도 프로파일을 비교 측정한 실험결과이다.
곡률반경 Sample 3 Sample 4
120R
Figure pat00036
Figure pat00037
균일도 6% 80%
60R
Figure pat00038
Figure pat00039
균일도 6% 80%
20R
Figure pat00040
Figure pat00041
균일도 5.6% 80%
설명에 앞서, Sample 3은 도광판의 하부면에 도면상으로 정의한 X축 방향과 Z축 방향으로 모두 동일한 사이간격을 갖는 피라미드 패턴이 구비된 곡면형 액정표시장치를 나타내며, Sample 4는 본 발명의 실시예에 따른 도광판(200)의 하부면(201d)에 도면상으로 정의한 X축 방향으로는 동일한 사이간격(a', b', c')을 가지며, 도면상으로 정의한 Z축 방향으로는 가변 간격(a, b)을 갖는 피라미드 패턴(210)이 구비된 곡면형 액정표시장치(도 2의 100)를 나타낸다.
특히, Sample 4는 도면상으로 정의한 Z축 방향으로 이웃한 피라미드 패턴(210)의 입광부(S1)에서의 사이간격(a)과 반입광부(S2)에서의 사이간격(b)의 종횡비(a/b)가 평판형 액정표시장치에 비해 줄어들게 설계하였다.
위의 (표 4)를 살펴보면, Sample 3은 모두 조도 프로파일이 균일하지 않음을 확인할 수 있으며, 특히 곡률반경이 커질수록 조도 프로파일이 더욱 균일하지 않음을 확인할 수 있다.
그리고, 균일도 또한 5.6 ~ 6%로 매우 낮은 것을 확인할 수 있다.
이에 반해, Sample 4는 모두 조도 프로파일이 균일한 것을 확인할 수 있으며, 균일도 또한 80%로 매우 높은 것을 확인할 수 있는데, 이를 통해, 도광판(200)의 하부면(201d)에 도면상으로 정의한 Z축 방향으로 이웃한 피라미드 패턴(210)의 입광부(S1)에서의 사이간격(a)과 반입광부(S2)에서의 사이간격(b)의 종횡비(a/b)가 평판형 액정표시장치에 비해 줄어들게 설계하는 본 발명의 실시예에 따른 곡면형 액정표시장치(도 2의 100)는 보다 균일한 빛이 출사되도록 할 수 있음을 확인할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 곡면형 액정표시장치(도 2의 100)는 곡면형 백라이트 유닛(도 3의 120)의 도광판(200)의 하부면(201d)에 구비되는 피라미드 패턴(210)이 도광판(200)의 길이방향(H)에 수직한 입광면(201a)으로부터 반입광면(201b)을 향하는 길이방향(V)으로 가변 간격을 갖도록 형성함으로써, 곡면형 액정표시장치(도 2의 100)에 있어서 출사효율을 보다 향상시킬 수 있으면서도 보다 균일한 빛이 출사되도록 할 수 있다.
이를 통해, 본원발명은 곡면형 액정표시장치(도 2의 100)의 휘도 불균일에 의해 화면 품위 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
200 : 도광판
201a : 입광면, 201b : 반입광면, 201c : 상부면, 201d : 하부면, 201e, 201f : 측면
210 : 피라미드 패턴

Claims (7)

  1. 반사판과;
    상기 반사판 상부에 안착되어, 하부면에 입광면으로부터 반입광면을 향하는 길이방향으로 가변 사이간격을 갖도록 피라미드 패턴(pyramid pattern)이 배치되는 도광판과;
    상기 도광판의 상기 입광면을 따라 배열되는 LED 어셈블리와;
    상기 도광판 상에 안착되는 광학시트와;
    상기 광학시트 상에 안착되는 곡면형 액정패널
    을 포함하며,
    상기 피라미드 패턴은 상기 입광면으로부터 반입광면을 향하는 길이방향으로 상기 입광면에 인접한 입광부에서 제 1 사이간격을 갖도록 이웃하여 배치되며, 상기 반입광면에 인접한 반입광부에서는 제 1 사이간격에 비해 좁은 제 2 사이간격을 갖도록 이웃하여 배치되며,
    상기 도광판의 곡률반경이 커질수록, 상기 제 1 사이간격과 상기 제 2 사이간격의 종횡비(= 상기 제 1 사이간격/ 상기 제 2 사이간격)가 늘어나는 곡면형 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 사이간격과 상기 제 2 사이간격은
    Figure pat00042

    Figure pat00043

    (
    Figure pat00044

    Figure pat00045
    )
    를 통해 정의되며,
    Figure pat00046
    = 도광판 곡면(휨) 각도, v = 입광부 기준 하부면에 위치하는 피라미드 패턴이 있는 도광판의 위치, L = 도광판의 입광면에서 반입광면까지의 길이,
    Figure pat00047
    = (L'/L)(L': 적용된 도광판의 입광면에서 반입광면까지의 길이, L = 표준 도광판의 입광면에서 반입광면까지의 길이),
    Figure pat00048
    = 도광판의 길이방향(H)에서의 등간격 패턴 간격,
    Figure pat00049
    = 도광판의 입광면에서 반입광면까지의 길이방향(V)에서 등간격 패턴 간격,
    Figure pat00050
    = 도광판의 굴절율에 따른 패턴 간격 변화율 상수,
    Figure pat00051
    = 도광판의 굴절율에 따른 패턴 변화율 상수를 의미하며,
    상기 도광판의 곡면(휨) 각도는 0 ≤
    Figure pat00052
    ≤ π(rad) 범위 내에 위치하며,
    상기
    Figure pat00053
    와 상기
    Figure pat00054
    은 1.5(w)(w = 피라미드 패턴의 하면의 너비)에 비해 큰 곡면형 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 피라미드 패턴은 상기 도광판의 길이방향으로 등간격을 갖도록 이웃하여 배치되는 곡면형 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 피라미드 패턴은 상기 하부면으로부터 음각 형태로 이루어지며,
    정사각형으로 이루어지는 하면과, 상기 하면의 가장자리로부터 각각 연장되어 하나의 모서리를 이루는 4개의 측면을 포함하며,
    상기 피라미드 패턴의 높이는 상기 하면의 일 길이에 해당하는 너비의 1/2인 곡면형 액정표시장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 도광판 곡면(휨) 각도(
    Figure pat00055
    )가 0도일 때, 상기 제 1 사이간격은 0.37mm이며, 상기 제 2 사이간격은 0.063mm이며,
    상기 도광판 곡면(휨) 각도(
    Figure pat00056
    )가 20도일 때, 상기 제 1 사이간격은 0.32mm이며, 상기 제 2 사이간격은 0.08mm로,
    상기 도광판 곡면(휨) 각도(
    Figure pat00057
    )가 커질수록 상기 제 1 사이간격은 줄어들며, 상기 제 2 사이간격은 늘어나는 곡면형 액정표시장치.

  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 곡면형 액정패널은 화상이 구현되는 전방을 향해 오목하게 만곡되며,
    상기 도광판과 상기 반사판 그리고 상기 광학시트는 상기 곡면형 액정패널이 위치하는 전방을 향해 오목하게 만곡된 곡면형 액정표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 곡면형 액정패널의 가장자리를 두르는 커브드 가이드패널과,
    상기 커브드 가이드패널과 밀착되어 구성되는 커브드 커버버툼,
    그리고 상기 곡면형 액정패널 가장자리를 테두리하며 상기 커브드 가이드패널 및 커브드 커버버툼에 조립 결합되는 커브드 탑커버를 포함하며,
    상기 커브드 가이드패널, 상기 커버버툼, 상기 커브드 탑커버는 상기 곡면형 액정패널의 곡률에 대응되는 곡률을 갖도록 휘어진 곡면형 액정표시장치.
KR1020170107183A 2017-08-24 2017-08-24 곡면형 액정표시장치 KR102428240B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170107183A KR102428240B1 (ko) 2017-08-24 2017-08-24 곡면형 액정표시장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170107183A KR102428240B1 (ko) 2017-08-24 2017-08-24 곡면형 액정표시장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190021850A true KR20190021850A (ko) 2019-03-06
KR102428240B1 KR102428240B1 (ko) 2022-08-01

Family

ID=65761225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170107183A KR102428240B1 (ko) 2017-08-24 2017-08-24 곡면형 액정표시장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102428240B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110774732A (zh) * 2019-11-04 2020-02-11 牛瑞肖 一种导光板印刷装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080020871A (ko) * 2006-09-01 2008-03-06 희성전자 주식회사 측면 조광형 백라이트 장치
KR20130051135A (ko) * 2011-11-09 2013-05-20 삼성전자주식회사 백라이트유닛 및 이를 가지는 디스플레이장치
KR20160091521A (ko) * 2015-01-23 2016-08-03 삼성디스플레이 주식회사 곡면표시장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080020871A (ko) * 2006-09-01 2008-03-06 희성전자 주식회사 측면 조광형 백라이트 장치
KR20130051135A (ko) * 2011-11-09 2013-05-20 삼성전자주식회사 백라이트유닛 및 이를 가지는 디스플레이장치
KR20160091521A (ko) * 2015-01-23 2016-08-03 삼성디스플레이 주식회사 곡면표시장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110774732A (zh) * 2019-11-04 2020-02-11 牛瑞肖 一种导光板印刷装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR102428240B1 (ko) 2022-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9715135B2 (en) Liquid crystal display device
KR101647490B1 (ko) 곡면형 액정표시장치
KR102529717B1 (ko) 표시장치
KR101395572B1 (ko) 액정표시장치모듈
KR101604497B1 (ko) 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치
KR101939767B1 (ko) 액정표시장치
KR102090457B1 (ko) 액정표시장치
KR101763188B1 (ko) 액정표시장치
JP2020004702A (ja) 照明装置および表示装置
KR101591336B1 (ko) 액정표시장치
KR102066077B1 (ko) 백 라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR102428240B1 (ko) 곡면형 액정표시장치
KR101946263B1 (ko) 액정표시장치
KR20220075846A (ko) 표시 장치
US20200209685A1 (en) Lighting device and display device
KR102391395B1 (ko) 광학렌즈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정표시장치
KR20150069324A (ko) 액정표시장치
KR101684611B1 (ko) 액정표시장치
KR101537561B1 (ko) 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치모듈
KR101408688B1 (ko) 액정표시장치
KR101921166B1 (ko) 액정표시장치
KR101831238B1 (ko) 액정표시장치
KR102666768B1 (ko) 표시장치
KR102222180B1 (ko) 액정표시장치 및 백라이트 유닛
KR20100068643A (ko) 액정표시장치용 백라이트 유닛

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant