KR20190067032A - 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 고온이나 저온 등의 환경에 노출되더라도 광학층의 변화를 최소화할 수 있는 백라이트 유닛 및 표시장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 고온이나 저온 등의 환경에 노출되더라도 광학층의 변화가 최소화되어 견고한 구조를 갖는 백라이트 유닛 및 표시장치를 제공할 수 있다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치{BACKLIGHT UNIT AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명의 실시예들은 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치, 플라즈마 표시장치, 유기발광 표시장치 등과 같은 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.
이 중 액정표시장치는, 백라이트 유닛에서 표시패널로 조사되는 빛을 표시패널의 액정층에 인가되는 전계를 제어하여 액정의 배열을 달리하면서 투과시켜 영상을 표시한다.
이러한 백라이트 유닛은 표시패널 하부에 광원을 배열하고, 광원의 빛이 표시패널에 직접 조사되는 직하형 방식과, 표시패널 하부에 도광판을 설치하고, 도광판의 에지에 설치된 광원에서 빛을 조사하는 에지형 방식이 있으며, 직하형 방식은 광 이용 효율이 높고 구성이 간단하며, 대형화가 용이하다는 장점으로 인해 자주 사용된다.
이와 같은 액정표시장치는 광원으로부터 조사되는 빛을 균일하게 퍼뜨려 면광원을 공급하거나, 휘도 향상 등을 위해, 플레이트나 필름이 적층된 다수의 광학층을 포함하고 있다.
이러한 광학층에 표시패널의 구동 등으로 인해 발생된 열이 전달되거나, 저온의 환경에 광학층이 노출된 경우, 플레이트나 필름으로 이루어진 광학층이 수축하거나 팽창하면서 광학층에 주름 등이 발생할 수 있다.
그리고, 광학층이 수축하거나 팽창하면서, 표시장치를 고정하는 섀시 구조와 광학층의 결합력이 약화되어 광학층이 견고하게 고정되지 못한다는 단점이 있다.
이와 같이 의도치 않은 광학층의 변화는 디스플레이 성능 저하를 초래하고, 디스플레이 성능에 악영향을 미칠 수 있으므로, 이를 개선할 필요성이 있어왔다.
이러한 배경에서, 본 발명의 실시예들의 목적은, 고온이나 저온 등의 환경에 노출되더라도 광학층의 변화를 최소화할 수 있는 백라이트 유닛 및 표시장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예들의 다른 목적은, 표시패널의 표시부에 광원이 인식됨에 따라 디스플레이 성능에 영향을 끼치는 것을 방지하거나 저감해줄 수 있는 구조를 갖는 백라이트 유닛 및 표시장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예들의 또 다른 목적은, 섀시 구조와 광학층을 견고하게 고정하면서도 표시패널의 휘도 저하를 방지하여 디스플레이 성능을 제고할 수 있는 백라이트 유닛 및 표시장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 실시예들의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들은, 다수의 광학시트가 서로 접합되면서 광학시트 사이에 균일한 간격으로 기공이 마련된 백라이트 유닛 및 표시장치를 제공한다.
또한, 휘도 향상 필름과 광학시트 사이에 확산판이 위치하는 백라이트 유닛 및 표시장치를 제공한다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 고온이나 저온 등의 환경에 노출되더라도 광학층의 변화가 최소화되어 견고한 구조를 갖는 백라이트 유닛 및 표시장치를 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예들에 의하면, 표시패널의 표시부에 광원이 직접 인식되는 것을 방지하여 디스플레이 성능에 대한 영향을 최소화하는 구조를 갖는 백라이트 유닛 및 표시장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 표시패널의 휘도 저하 및 화면품위 저하를 방지하여 디스플레이 성능을 제고한 백라이트 유닛 및 표시장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 표시장치의 단면을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 일부 구성요소를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 일부 구성요소를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 일부분을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4를 다르게 표현한 도면이다.
도 7은 도 4를 다르게 표현한 도면이다.
도 8은 도 4를 다르게 표현한 도면이다.
도 9는 도 4를 다르게 표현한 도면이다.
도 10은 도 4를 다르게 표현한 도면이다.
도 11은 도 6의 일부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 12는 도 6의 일부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 일부 구성요소를 제조하는 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예들로 인한 효과를 개념적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예들의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 표시장치의 단면을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 일부 구성요소를 확대하여 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 일부 구성요소를 예시적으로 나타낸 도면이며, 도 5는 도 4의 일부분을 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 6은 도 4를 다르게 표현한 도면이고, 도 7은 도 4를 다르게 표현한 도면이며, 도 8은 도 4를 다르게 표현한 도면이고, 도 9는 도 4를 다르게 표현한 도면이며, 도 10은 도 4를 다르게 표현한 도면이고, 도 11은 도 6의 일부분을 확대하여 나타낸 도면이며, 도 12는 도 6의 일부분을 확대하여 나타낸 도면이고 도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 일부 구성요소를 제조하는 방법의 일 예를 나타낸 도면이며, 도 14는 본 발명의 실시예들로 인한 효과를 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치를 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 표시장치(100)는, 표시패널(110)과, 표시패널(110)에 광을 조사하는 백라이트 유닛 및 섀시 구조를 포함한다.
표시패널(110)은 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) 중의 하나로 이루어질 수 있다.
하지만, 아래에서는 설명의 편의를 위하여, 백라이트 유닛에서 표시패널(110)로 조사되는 빛을 표시패널(110)의 액정층에 인가되는 전계를 제어하여 액정의 배열을 달리하면서 투과시켜 영상을 표시하는 액정표시장치를 예로 들어 설명하도록 한다.
한편, 케이스탑(120)은 표시패널(110)의 전면 테두리와 측부의 외측을 커버하여 보호하는 섀시(Chassis) 구조이다.
케이스탑(120)은 표시패널(110)의 4개의 테두리마다 각각 구비되는 분할된 측면부재를 결합하여 마련할 수도 있고, 하나의 원장 플레이트를 가공한 후 벤딩하여 4개의 측면부재를 일체로 마련할 수도 있다. 다만, 이러한 케이스탑(120)은 경우에 따라서는 생략되고, 표시장치(100)의 다른 섀시 구조가 케이스탑(120)과 유사한 기능을 대체할 수도 있다.
한편, 표시장치(100)는 표시패널(110)의 전면 테두리와 측부의 외측을 커버하여 보호하는 케이스탑(120)과 표시패널(110) 하부에서 백라이트 유닛을 보호하는 주로 메탈 재질의 커버버텀(210)을 포함할 수 있다.
이러한 구조를 도 2를 참조하여 자세히 살펴보면, 도 2는 도 1의 A-A’선을 따른 단면으로, 표시장치(100)는, 표시패널(110)의 전면 테두리와 측부의 외측을 커버하는 케이스탑(120)과, 표시패널(110) 하부에 위치하는 커버버텀(210)을 포함할 수 있다.
이러한 커버버텀(210)은 표시장치(100)의 전체적인 하면을 형성하고, 표시장치(100) 내부의 백라이트 유닛 등의 구조를 보호하기 위해, 주로 EGI 등의 메탈 재질로 이루어진다.
커버버텀(210)은 사각 형상의 테두리마다, 수평한 커버버텀(210)의 상면으로부터 수직한 수직 측부가 구비되어, 백라이트 유닛 등의 구조의 측면을 보호하기도 한다.
이러한 커버버텀(210) 상에, 백라이트 유닛이 위치한다.
백라이트 유닛은, 광을 출광하는 다수의 광원(220)과, 후술할 광학시트층(240)을 포함하며, 후술할 확산판(250)과 휘도 향상 필름(260)을 더 포함할 수 있다.
그리고, 광원(220)은 커버버텀(210) 상에 위치하며, 광원(220)은 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)인 것일 수 있다.
그리고, 광원(220)은 표시장치(100)의 표시형태에 따라 에지 방식(Edge-type)과 직하 방식(Direct-type) 중 어느 한 방식으로 배치될 수 있다.
에지 방식의 액정표시장치는, 커버버텀(210) 내측에 반사시트(미도시)와 도광판(미도시)이 구비되고, 커버버텀(210) 내측에서 도광판의 측부로 광원(220)이 배치될 수 있다.
다만, 도 2에는 직하 방식으로 배치된 광원(220)이 도시되어 있으며, 이하에서는 편의상 직하 방식으로 배치된 광원(220)을 예로 들어 설명한다.
직하 방식으로 배치된 광원(220)은 커버버텀(210) 상면에 배치될 수 있으며, 기판(PCB)과 LED 칩을 포함한 모듈 형태인 것일 수 있고, 광원(220)의 하부에는 리플렉터(270)가 위치하여 광원(220)으로부터 출광된 광을 반사시켜 광 효율을 높일 수 있다.
한편, 광원(220)으로부터 출광된 광의 경로 상에, 특히 광원(220)이 직하 방식인 경우에는 광원(220)의 상부에, 광학시트로 이루어진 광학시트층(240)이 위치할 수 있다.
이러한 광학시트층(240)은, 전술한 커버버텀(210)의 수직한 수직 측부에 광학시트층(240)의 하부 테두리 부분이 지지될 수도 있다.
다만, 경우에 따라서는, 섀시 구조 상에, 커버버텀(210)의 외측에 위치하며, 광학시트층(240)의 하부와 표시패널(110)의 하부를 지지하는 가이드패널(230)이 더 포함되어, 광학시트층(240)의 하부 테두리 부분이 지지될 수도 있다.
가이드패널(230)은 커버버텀(210) 수직 측부의 외측에 수직하게 위치하고 있으며, 커버버텀(210)의 수직 측부의 단부와 표시패널(110) 사이로 돌출되어 커버버텀(210)의 상면을 향해 경사진 경사면을 가질 수도 있다.
이 경우, 광학시트층(240)의 하부 테두리는, 커버버텀(210)의 수직 측부의 단부와 표시패널(110) 사이로 돌출된 가이드패널(230)의 일부분과 표시패널(110) 사이에 위치하면서, 가이드패널(230)에 의해 지지될 수 있다.
한편, 경우에 따라서는, 가이드패널(230)에 표시패널(110)을 구동하기 위한 구동소자(미도시)와 연결된 회로기판(미도시)이 위치하는 수용공간이 마련될 수도 있다.
즉, 구동소자는 표시패널(110)의 본딩 패드와 전기적으로 연결되되, 연성 인쇄 회로(FPC : Flexible Printed Circuit)인 회로필름(미도시)을 매개로 연결되는 칩온필름(COF, Chip on Film) 형태로 연결될 수 있다.
이러한 회로필름의 일측은 표시패널(110)의 본딩 패드와 본딩되고, 회로필름의 타측은 회로기판과 본딩되며, 회로필름 상에 구동소자가 실장된다.
이와 같이 칩온필름 형태로 연결된 구동소자와, 구동소자와 연결된 회로기판이 표시장치(100)의 섀시 구조 내에 위치하기 위해, 가이드패널(230)에 수용공간이 마련될 수 있는 것이다.
다만, 구동소자는 TCP(Taper Carrier Package), COG(Chip on Glass) 등 일반적으로 알려진 다른 형태로 연결될 수도 있으며, 이 경우 가이드패널(230)에는 별도의 수용공간이 없을 수도 있다.
한편, 광학시트층(240)의 상부에는 확산판(250)이 위치하고, 확산판(250)의 상부와 표시패널(110)의 하부에 휘도 향상 필름(260)이 위치할 수 있다.
확산판(250)은 투명한 재질이거나, 입자나 무늬 등이 포함된 헤이즈(haze) 특성을 갖는 재질인 것일 수 있다. 즉, 확산판(250)은 광원(220)으로부터 출광된 광을 굴절 및 확산시켜 전체적으로 면광원을 공급하기 위한 구성요소로, 광확산제나 무늬 등을 포함할 수 있는 플라스틱 수지, 예를 들어, 폴리에스테르, 폴리스티렌, PET(Poly Ethylene Terephthalate) 또는 폴리 카보네이트 등일 수도 있다.
다만, 폴리에스테르, 폴리 카보네이트 등의 플라스틱 수지로 이루어진 확산판(250)의 경우, 표시패널(110)로부터 발생되는 발생열 등이 전달되거나, 저온의 환경에 반복적으로 노출되어 수축이나 팽창 등의 변형이 발생될 수 있다.
예를 들어, 약 1000mm 두께의 폴리 카보네이트 재질의 확산판(250)은, 상온인 25°C에서 60°C로 온도가 변할 때, 약 2mm의 팽창량을 가질 수 있다.
따라서 확산판(250)은, 온도 변화에 따른 변형을 최소화할 수 있는 투명성을 갖는 글라스(Glass) 재질인 것일 수 있다.
예를 들어, 전술한 두께와 동일한 두께의 글라스 재질의 확산판(250)은 동일한 온도 변화 조건에서 약 0.3mm의 팽창량만을 가지게 될 수 있다.
따라서, 확산판(250)이 열로 인해 변형되는 변형을 최소화할 수 있고, 이에 따라 확산판(250)과 접착되는 광학시트층(240)의 변형이 최소화될 수 있다.
그리고, 광학시트층(240)의 변형이 최소화되므로, 베젤 영역을 얇게 하는 내로우 베젤(Narrow Bezel)의 적용으로 인해, 광학시트층(240)을 지지하는 가이드패널(230)의 지지 공간이 축소되더라도, 광학시트층(240) 및 그 상부의 확산판(250) 등의 구조물이 가이드패널(230)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 확산판(250)이 글라스 재질인 경우, 글라스 재질인 확산판(250)의 상부로 확산 패턴 등을 포함하여 광원(220)으로부터 출광된 광을 굴절하여 확산시키는 것일 수 있으며, 전술한 플라스틱 수지로 이루어진 확산판(250)에 비해 투명도가 높아 표시패널(110)의 휘도를 향상시킬 수 있다.
한편, 확산판(250)의 하면은 광학시트층(240)의 상면에 접합될 수 있다.
이와 같이 광학시트층(240)의 상부에 확산판(250)이 위치하고, 확산판(250)의 하면과 광학시트층(240)의 상면이 접합되면, 표시패널(110)에서 발생되는 발생열이 광학시트층(240)에 전달되기 전에, 내열성이 강한 확산판(250)에 전달되어 차단되고, 편평한 확산판(250)의 하면에 광학시트층(240)이 접합되므로, 열로 인해 광학시트층(240)의 광학시트에 주름이 생기는 현상을 방지할 수 있다.
한편, 확산판(250)의 상부와 표시패널(110) 하부에 위치하는 휘도 향상 필름(260)은, 일 예로 이중 휘도 향상 필름(DBEF, Dual Bright Enhancement film)인 것일 수 있으며, 휘도 향상 필름(260)은 확산판(250)의 상부에 접합되어 고정될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 일부 구성요소를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 B부분을 확대하여 나타낸 도면으로, 광학시트층(240)과, 광학시트층(240)의 상부에 위치하는 확산판(250)과 확산판(250)의 상부에 위치하는 휘도 향상 필름(260)을 나타낸다.
도 4를 참조하여 광학시트층(240)을 자세히 살펴보면, 광학시트층(240)은 광원(220)으로부터 출광된 광이 입사되는 제1 광학시트(441)와, 제1 광학시트(441)의 상부에 위치하며, 제1 광학시트(441)에서 출광된 광이 입사되는 제2 광학시트(443)를 포함할 수 있다.
이러한 광학시트층(240)은 광원(220)으로부터 출광되는 광을 확산시켜 면광원을 공급하기 위한 구성요소로, 특히 광원(220)이 직하 방식인 경우, 출광되는 광을 확산시켜 광원(220)이 인식되는 핫-스팟(Hot-spot) 현상을 저감하는 기능을 수행할 수 있다.
각각의 광학시트, 즉 제1 광학시트(441)와 제2 광학시트(443)는 일 예로, PET 재질인 것일 수 있으며, 굴절율이 1.5 ~ 1.6 범위를 갖는 필름 또는 플레이트 형태인 것일 수 있고, 각각의 광학시트는 광확산제나 패턴 등을 포함하여 자체적으로 광을 확산하는 특성을 갖는 필름 또는 플레이트인 것일 수 있다.
이러한 제1 광학시트(441)와 제2 광학시트(443)는 서로 일면이 접합되면서 적층될 수 있다.
그리고, 제1 광학시트(441)와 제2 광학시트(443)의 접합면에는, 제1 광학시트(441) 또는 제2 광학시트(443)의 일면으로부터 내측으로 함몰된 다수의 제1 홈(410)에 기공이 위치할 수 있다.
이러한 기공은 공기(Air)를 포함하고 있으므로, 기공에서의 굴절율은 1이고, 광학시트층(240)을 이루는 광학시트는 전술한 바와 같이, 일 예로 굴절율이 1.5 ~ 1.6인 PET 재질의 필름이나 플레이트인 것일 수 있으므로, 광학시트층(240)으로 입사되는 광은 기공이 위치한 영역에서 굴절되어 확산될 수 있다. 이는 후술하여 상세히 설명한다.
한편, 광학시트층(240)은, 제1 광학시트(441)의 하면 또는 제2 광학시트(443)의 상면에 접합되면서 적층되는 제3 광학시트(445)를 더 포함할 수도 있다.
도 4의 case 2를 참조하면, 제3 광학시트(445)는 제2 광학시트(443)의 상면에 접합되면서 적층될 수 있고, 도 4의 case 3을 참조하면, 제3 광학시트(445)는 제1 광학시트(441)의 하면에 접합될 수도 있다.
이와 같이 광학시트층(240)이 제3 광학시트(445)를 더 포함한 3매의 광학시트를 가지는 경우, 광학시트층(240)을 이루는 광학시트의 자체적인 광 확산 특성으로 인해 광원(220)으로부터 출광되는 광의 확산 효과를 제고할 수 있다.
이때, 도 4의 case 2와 같이, 제3 광학시트(445)가 제2 광학시트(443)의 상면에 접합되면서 적층되는 경우, 제2 광학시트(443)와 제3 광학시트(445) 사이의 접합면에는, 제2 광학시트(443) 또는 제3 광학시트(445)의 일면으로부터 내측으로 함몰된 다수의 제2 홈(420)에 기공이 위치할 수 있다.
이러한 경우, 광학시트층(240)에 포함되는 기공은, 전술한 바와 같이 제1 광학시트(441)와 제2 광학시트(443)의 사이에 있는 다수의 제1 홈(410)과, 제2 광학시트(443)와 제3 광학시트(445)의 사이에 있는 다수의 제2 홈(420)에 위치하는 이중층으로 마련된다.
이를 통해, 광학시트층(240)의 다수의 제1 홈(410)과 다수의 제2 홈(420)을 통해 광원(220)으로부터 출광된 광이 이중으로 굴절되면서 확산 효과가 극대화될 수 있다.
한편, 다수의 제1 홈(410)과 다수의 제2 홈(420)은 균일한 간격으로 마련될 수도 있다.
이 경우, 광학시트층(240)에 포함되는 기공이 특정 위치에 밀집되지 않고 골고루 퍼져있게 되므로, 전체적으로 균일한 광의 확산 효과가 있으며, 광학시트층(240)을 이루는 광학시트 사이의 접합이 균일하게 되므로 적층된 광학시트의 박리 가능성이 낮아진다.
한편, 전술한 다수의 제1 홈(410) 및 제2 홈(420)을 이루는 각각의 홈들은 역사다리꼴 형상일 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 도 5와 같이 기공으로 인한 광의 굴절로 광의 확산을 용이하게 하기 위한 사다리꼴, 다각형, 원형, 타원형 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
그리고, 다수의 제1 홈(410)의 홈 크기와 다수의 제2 홈(420)의 홈 크기는 원하는 광 확산 특성에 따라 서로 같을 수도 있고, 다를 수도 있다.
도 6은 도 4를 다르게 표현한 도면으로, 도 4의 case 2의 다른 예를 나타내고 있으며, 적층된 제1 광학시트(441), 제2 광학시트(443) 및 제3 광학시트(445)를 나타낸 도면이다.
제1 광학시트(441)와 제2 광학시트(443)의 접합면 사이에는 전술한 바와 같이 기공이 마련되는데, 각각의 기공은 제1 광학시트(441) 또는 제2 광학시트(443)의 일면으로부터 내측으로 함몰된 다수의 제1 홈(410)에 위치한다.
그리고, 제2 광학시트(443)와 제3 광학시트(445)의 접합면 사이에는 기공이 마련되는데, 각각의 기공은 제2 광학시트(443) 또는 제3 광학시트(445)의 일면으로부터 내측으로 함몰된 다수의 제2 홈(420)에 위치한다.
도 6에 도시된 제1 홈(410)과 제2 홈(420)은 역사다리꼴 형상으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 설명의 편의상 이를 선택한 것이다.
한편, 전술한 다수의 제1 홈(410)은, 제1 광학시트(441) 또는 제2 광학시트(443)의 일면으로부터 내측으로 균일한 간격으로 함몰되어 형성될 수 있다.
다시 말해, 다수의 제1 홈(410)은 제1 광학시트(441)의 일면에 균일한 간격으로 형성될 수도 있고, 제2 광학시트(443)의 일면에 균일한 간격으로 형성될 수도 있다.
이를 도 6 내지 도 9를 참조하여 살펴보면, 도 6 및 도 7의 제1 홈(410)은 제1 광학시트(441)의 일면에서 내측으로 함몰된 다수의 홈으로 형성되어 있으나, 도 8 및 도 9의 제1 홈(410)은 제2 광학시트(443)의 일면에서 내측으로 함몰된 다수의 홈으로 형성되어 있다.
마찬가지로, 다수의 제2 홈(420)은, 제2 광학시트(443) 또는 제3 광학시트(445)의 일면으로부터 내측으로 균일한 간격으로 함몰되어 형성될 수 있다. 즉, 도 6 및 도 9의 제2 홈(420)은 제2 광학시트(443)의 일면에서 내측으로 균일한 간격으로 함몰되어 형성되나, 도 7 및 도 8의 제2 홈(420)은 제3 광학시트(445)의 일면에서 내측으로 함몰되어 형성되어 있다.
이와 같이, 서로 접합되는 두 개의 광학시트 중 어느 한 일면에, 다수의 제1 홈(410) 또는 다수의 제2 홈(420)이 선택적으로 형성되면, 광학시트층(240)을 통한 광의 확산 특성이 부분적으로 달라질 수 있다.
예를 들어, 도 6과 같이 제1 광학시트(441)에 제1 홈(410)이 형성되고, 제2 광학시트(443)에 제2 홈(420)이 형성되면, 기공을 통한 광의 굴절은 제1 광학시트(441)와 제2 광학시트(443) 내에서만 일어난다.
이에 비해, 도 7과 같이 제1 광학시트(441)에 제1 홈(410)이 형성되고, 제3 광학시트(445)에 제2 홈(420)이 형성되면, 기공을 통한 광의 굴절이 제1 광학시트(411)와 제3 광학시트(445) 내에서 일어난다.
즉, 도 6과 비교할 때, 제1 홈(410)에서 굴절된 광이 제2 광학시트(443)에서 굴절없이 전파된 후, 제3 광학시트(445)의 제2 홈(420)에서 굴절되므로, 광이 보다 상부에서 굴절되게 된다.
이와 같이, 균일한 간격으로 함몰된 홈을 갖는 광학시트를, 그 접합 구조를 달리하는 것으로 광의 확산 특성을 조절할 수 있으므로, 필요에 따라 광 특성을 달리하는 광학시트층(240)을 제조하기 용이하다.
예를 들어, 도 9와 같이 제2 광학시트(443)의 하면과 상면에 각각 제1 홈(410)과 제2 홈(420)을 형성하면, 나머지 제1 광학시트(441)와 제3 광학시트(445)에는 홈을 형성할 필요가 없어, 광학시트층(240)을 이루는 각각의 광학시트의 합지(Lamination)가 용이하고, 합지 과정 중에, 이중층인 기공의 정렬 오류를 최소화할 수도 있다.
다시 도 6을 참조하면, 전술한 다수의 제1 홈(410) 사이의 간격(또는 피치, P1)과 다수의 제2 홈(420) 사이의 간격(P2)은 서로 다를 수 있다.
이와 같은 다수의 제1 홈(410) 사이의 간격(P1)과, 다수의 제2 홈(420) 사이의 간격(P2)은 광의 확산 특성에 따라 다양한 형태로 조절될 수 있다. 즉, 다수의 제1 홈(410) 사이의 간격(P1)이 다수의 제2 홈(420) 사이의 간격보다 작게 되는 등으로 조절될 수도 있다.
또는, 다수의 제1 홈(410) 사이의 간격(P1)은 다수의 제2 홈(420) 사이의 간격보다 상대적으로 큰 것(P1>P2)일 수 있다. 일 예로, 다수의 제1 홈(410) 사이의 간격(P1)은 210μm이고, 다수의 제2 홈(420) 사이의 간격(P2)은 200μm일 수 있다.
그리고, 다수의 제1 홈(410)의 깊이(H1)와, 다수의 제2 홈(420)의 깊이(H2)는 광의 확산 특성에 따라 서로 다를 수 있는 등 다양한 형태로 조절될 수 있다.
또는, 다수의 제1 홈(410)의 깊이(H1)는 다수의 제2 홈(420)의 깊이(H2)보다 상대적으로 큰 것(H1>H2)일 수 있다. 일 예로, 다수의 제1 홈(410)의 깊이(H1)는 40μm이고, 다수의 제2 홈(420)의 깊이(H2)는 30μm일 수도 있다. 다만, 다수의 제1 홈(410)의 깊이(H1)가 다수의 제2 홈(420)의 깊이(H2)보다 작게 되는 등으로 조절될 수도 있다.
전술한 홈 사이의 간격(P1, P2) 또는 홈의 깊이(H1, H2)가 제1 홈(410)과 제2 홈(420)에서 서로 다르게 되는 경우, 광의 확산 특성이 보다 개선될 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 홈(410)에 위치한 기공으로 입사된 광은, 기공과 광학시트의 굴절율 차이로 인해 굴절된 광의 일부가 제2 홈(420)으로 입사되고, 제2 홈(420)으로 입사된 광은 제2 홈(420)에 위치한 기공으로 인해 굴절되면서 광이 확산된다. 이때, 제1 홈(410)과 제2 홈(420) 각각의 홈 사이의 간격(P1, P2)을 서로 다르게 하면, 동일한 면적 당 홈의 개수(기공의 개수)가 달라짐으로 인해 광의 확산 효율이 증가한다.
특히, 제1 홈(410)의 홈 사이의 간격(P1)이 제2 홈(420)의 홈 사이의 간격(P2)보다 크면, 동일한 면적 당 제2 홈(420)이 더 많이 구비되므로, 제2 홈(420)을 통한 광의 확산이 증가될 수 있다.
전술한 홈 사이의 간격(P1, P2)은, 광의 확산 특성을 높이기 위해 광원(220)으로부터 방출된 광의 파장과, 광학시트의 굴절율 또는 두께 등을 고려하여 적절하게 조절될 수 있다.
그리고, 홈의 깊이(H1, H2)가 제1 홈(410)과 제2 홈(420)에서 서로 다르게 되는 경우, 제1 홈(410)으로 입사되어 굴절된 광이 제1 홈(410) 내에서 전파되는 거리를 다르게 하여, 광이 확산되는 확산각을 조절해 광의 확산 효율을 증가시킬 수 있다.
한편, 전술한 다수의 제1 홈(410)과 다수의 제2 홈(420)은 서로 다른 층 또는 같은 층 상에 서로 평행하면서 어긋나게 배열될 수 있다.
즉, 다수의 제1 홈(410)을 이루는 어느 한 홈의 중심(M1)의 위치와, 다수의 제2 홈(420)을 이루는 어느 한 홈의 중심(M2)의 위치가 소정 거리만큼 이격되어, 전체적으로 다수의 제1 홈(410)과 다수의 제2 홈(420)이 어긋나게 배열될 수 있다.
이 경우, 다수의 제1 홈(410)에서 굴절된 광의 일부가 소정 거리만큼 이격된 다수의 제2 홈(420)으로 입사되면서, 광이 이중으로 굴절되는 비율이 높아질 수 있어 광의 확산 효율이 증대될 수 있다.
한편, 도 10을 참조하면, 광학시트층(240)의 상면과, 광학시트층(240)의 하면 중 적어도 하나의 일면에는 비드(Bead)와 같은 다수의 광확산입자(1000)가 포함될 수 있다.
이러한 광확산입자(1000)는 광원(220)으로부터 출광된 광을 확산시키는 구성으로, 폴리스티렌, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 글라스, 실리카 등 다양한 재질인 것일 수 있고, 광확산입자(1000) 입자의 크기나 배열 등은 다양하게 구현될 수 있다.
그리고, 광확산입자(1000)는 광학시트층(240)의 상면 또는 하면이나 상면과 하면 모두에 코팅, 도포 등의 방식으로 접착되는 것일 수도 있다.
그리고, 광학시트층(240)의 상면과 하면에 광확산입자(1000)가 마련된 경우, 광확산입자(1000)의 상부와 각각의 광확산입자(1000) 사이마다 점착성 레진(Adhesive Resin) 등의 접착물질이 도포되어 확산판(250)의 하면 또는 가이드패널(230)의 일부분과 접착할 수도 있다.
한편, 도 11을 참조하면, 다수의 제1 홈(410)과 다수의 제2 홈(420)은 전술한 간격(P1, P2)으로 균일하게 배열되면서, 다수의 제1 홈(410)의 각각의 홈 사이와 다수의 제2 홈(420)의 각각의 홈 사이에 수평면이 만들어질 수 있다.
이러한 수평면에는 접착물질층(1100)이 도포되고, 접착물질층(1100)이 도포된 수평면은 광학시트의 일면과 접합될 수 있다.
이러한 접착물질층(1100)은, 다수의 제1 홈(410)과 다수의 제2 홈(420) 상에 위치하며, 제1 홈(410)과 제2 홈(420)의 각각의 홈 내부에 위치하거나, 전술한 다수의 제1 홈(410) 사이의 수평면 및 다수의 제2 홈(420) 사이의 수평면에도 위치할 수 있다. 다만, 도 11에는 편의상 제1 홈(410)에 위치한 접착물질층(1100)만을 표현하였다.
접착물질층(1100)은 점착성 레진 등으로 이루어질 수 있으며, 일 예로 광학시트층(240)을 이루는 각각의 광학시트의 일면에 도포되는 방식으로 마련될 수 있다.
이때, 수평면에 위치하는 접착물질층(1100)의 두께(T1)는, 제1 홈(410) 또는 제2 홈(420)에 위치하는 접착물질층(1100)의 두께(T2)보다 상대적으로 두꺼울 수 있다.(T1>T2)
이 경우, 입사되는 광을 확산하는 기능을 하는 기공이 위치한 제1 홈(410) 또는 제2 홈(420)에, 접착물질층(1100)이 상대적으로 얇게 위치하게 되므로, 기공에 포함된 공기의 함량을 보다 높일 수 있고, 접착물질층(1100)으로 인해 흡수되는 광량이 최소화되어 광의 확산 효율과 휘도 개선이 가능할 수 있다.
도 12를 참조하여 이를 보다 상세히 살펴보면, 도 12에는 제1 광학시트(441)와 제2 광학시트(443) 사이에 제1 홈(410)이 위치하는 것이 예시적으로 표현되어 있다.
광원(220)으로부터 출광되어 제1 광학시트(441)로 입사된 광의 일부는 전술한 제1 홈(410) 사이의 수평면으로 전파되고, 다른 일부는 제1 홈(410)으로 전파될 수 있다.
이때, 제1 홈(410) 사이의 수평면으로 전파된 광은, 제1 광학시트(441)와 유사한 굴절율을 갖는 접착물질층(1100)과 제2 광학시트(443)로 전파되므로 그대로 투과되고, 투과되는 광은 상대적으로 두꺼운(T1) 접착물질층(1100)으로 인해 광의 일부분이 더 많이 흡수될 수 있다.
이에 비해, 제1 홈(410)으로 전파된 광은 제1 홈(410)의 기공의 굴절율(n=1)과, 제1 광학시트(441)의 굴절율(n=1.5 ~ 1.6) 차이로 인해 굴절되면서 퍼지게 되고, 굴절되는 광은 상대적으로 얇은(T2) 접착물질층(1100)으로 인해, 접착물질층(1100)에서 흡수되는 양이 적어질 수 있고, 제1 홈(410)의 기공에 포함된 공기의 함량을 증가시킬 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 일부 구성요소를 제조하는 방법의 일 예를 나타낸 도면이다. 이하에서는 도 13을 참조하여 광학시트를 합지하는 방법의 일 예를 살펴본다.
먼저, 장방형의 플렉시블한 베이스 필름 또는 베이스 플레이트인 1매의 광학시트 상에, 외주면에 구형, 다각형 또는 역사다리꼴 형태 등의 가압부를 갖는 롤러를 이용해 가압하여, 일면으로부터 내측으로 함몰된 홈이 형성된 1매의 광학시트를 제조한다.(S1310)
이후, 디스펜서(Dispenser) 등의 장비를 이용하여, 함몰된 홈이 형성된 광학시트의 상면에 점착성 레진과 같은 접착물질을 도포하여(S1320), 접착물질층(1100)을 형성한다.(S1330) 디스펜서는 다수의 노즐을 일렬로 배치한 후 광학시트의 홈이 균일하게 형성된 방향을 따라 접착물질을 분사하여 도포할 수도 있고, 특정한 스폿(Spot)에 국소적으로 접착물질을 분사하는 노즐을 광학시트의 상면 전 영역으로 이동시키면서 분사하여 도포할 수도 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 접착물질을 회전 도포하는 등 다양한 방법으로 도포할 수도 있을 것이다.
다음으로, 접착물질층(1100)이 형성된 광학시트의 일면으로 다른 광학시트의 일면을 접촉시키면서 2매의 광학시트를 합지한다.(S1340) 이때, 균일한 간격으로 형성된 홈 사이에 채워진 공기를 별도로 배출시키지 않고 유지하여, 광학시트 사이에 기공이 형성되도록 한다.
이와 유사한 방식으로 3매의 광학시트를 합지하는 경우, 도 6과 같은 광학시트층(240)을 제조할 수 있게 된다. 별도로 언급하지 않은 도 7 내지 도 9의 광학시트층(240)은 도 13의 제조 과정을 유사하게 수행하여 제조할 수 있을 것이다.
전술한 방법으로 제조된 광학시트층(240)이 적용된 효과를 도 14를 참조하여 살펴보면, 종래에는 도 14의 좌측 그림과 같이, 표시패널(110)의 표시부에 광원(220)이 인식되면서, 광이 균일하게 비춰지지 못해 어둡게 표현된 영역이 존재하였고, 휘도를 나타내는 상대광 효율이 약 70%에 불과하였다.
이에 비해, 광학시트층(240)이 적용된 표시장치(100)의 경우, 도 14의 우측 그림과 같이, 표시패널(110)의 표시부에 광원(220)이 인식되어 어둡게 표현된 영역이 제거되어, 표시패널(110)의 화면 품위를 향상시킬 수 있으며, 상대광 효율이 약 85% 이상으로 상승되는 효과를 확인할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 의하면, 고온이나 저온 등의 환경에 노출되더라도 광학층의 변화가 최소화되어 견고한 구조를 갖는 백라이트 유닛 및 표시장치를 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예들에 의하면, 표시패널의 표시부에 광원이 직접 인식되는 것을 방지하여 디스플레이 성능에 대한 영향을 최소화하는 구조를 갖는 백라이트 유닛 및 표시장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 표시패널의 휘도 저하 및 화면품위 저하를 방지하여 디스플레이 성능을 제고한 백라이트 유닛 및 표시장치를 제공할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 표시장치 110 : 표시패널
210 : 커버버텀 220 : 광원
230 : 가이드패널 240 : 광학시트층
250 : 확산판 260 : 휘도 향상 필름
410 : 제1 홈 420 : 제2 홈
441 : 제1 광학시트 443 : 제2 광학시트
445 : 제3 광학시트 1000 : 광확산입자
1100 : 접착물질층

Claims (18)

  1. 광을 출광하는 다수의 광원; 및
    상기 광원으로부터 출광된 광의 경로 상에 위치하는 광학시트층;
    상기 광학시트층은,
    상기 광원으로부터 출광된 광이 입사되는 제1 광학시트; 및
    상기 제1 광학시트의 상부에 위치하며, 상기 제1 광학시트에서 출광된 광이 입사되는 제2 광학시트를 포함하고,
    상기 제1 광학시트와 상기 제2 광학시트는 서로 접합되면서 적층되고,
    상기 제1 광학시트와 상기 제2 광학시트 사이의 접합면에는,
    상기 제1 광학시트 또는 상기 제2 광학시트의 일면으로부터 내측으로 함몰된 다수의 제1 홈에 기공이 위치하는 백라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광학시트층은,
    상기 제1 광학시트의 하면 또는 상기 제2 광학시트의 상면에 접합되면서 적층되는 제3 광학시트를 더 포함하는 백라이트 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광학시트층은,
    상기 제2 광학시트의 상면에 접합되면서 적층되는 제3 광학시트를 더 포함하며,
    상기 제2 광학시트와 상기 제3 광학시트 사이의 접합면에는,
    상기 제2 광학시트 또는 상기 제3 광학시트의 일면으로부터 내측으로 함몰된 다수의 제2 홈에 기공이 위치하는 백라이트 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 제1 홈은 균일한 간격으로 마련된 백라이트 유닛.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 다수의 제1 홈과 상기 다수의 제2 홈은 각각 균일한 간격으로 마련되고,
    상기 다수의 제1 홈 사이의 간격과 상기 다수의 제2 홈 사이의 간격이 서로 다른 백라이트 유닛.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 다수의 제1 홈 사이의 간격은 상기 다수의 제2 홈 사이의 간격보다 상대적으로 큰 백라이트 유닛.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 다수의 제1 홈의 깊이와 상기 다수의 제2 홈의 깊이가 서로 다른 백라이트 유닛.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 다수의 제1 홈의 깊이는 상기 다수의 제2 홈의 깊이보다 상대적으로 큰 백라이트 유닛.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 다수의 제1 홈과 상기 다수의 제2 홈은 서로 평행하면서 어긋나게 배열되는 백라이트 유닛.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 다수의 제1 홈의 각각의 홈 사이와 상기 다수의 제2 홈의 각각의 홈 사이에는 수평면이 있는 백라이트 유닛.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 다수의 제1 홈과 상기 다수의 제2 홈 상에 접착물질층이 위치하되,
    상기 다수의 제1 홈 사이의 수평면과 상기 다수의 제2 홈 사이의 수평면에 위치하는 접착물질층의 두께는, 상기 다수의 제1 홈과 상기 다수의 제2 홈에 위치하는 접착물질층의 두께보다 상대적으로 두꺼운 백라이트 유닛.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광학시트층의 상부에 위치하며, 투명성을 갖는 글라스 재질로 된 확산판; 및
    상기 확산판의 상부에 위치하는 휘도 향상 필름을 더 포함하고,
    상기 확산판의 하면은 상기 광학시트층의 상면에 접합된 백라이트 유닛.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 광학시트층의 상면과 하면 중 적어도 하나의 일면에 다수의 광확산입자가 포함된 표시장치.
  14. 커버버텀;
    상기 커버버텀 상에 위치하며, 광을 출광하는 다수의 광원;
    상기 광원의 상부에 위치하는 광학시트층;
    상기 광학시트층의 상부에 위치하는 표시패널; 및
    상기 커버버텀의 외측에 위치하며 상기 광학시트층의 하부와 상기 표시패널의 하부를 지지하는 가이드패널을 포함하며,
    상기 광학시트층은,
    상기 광원으로부터 출광된 광이 입사되는 제1 광학시트; 및
    상기 제1 광학시트의 상부에 위치하며, 상기 제1 광학시트에서 출광된 광이 입사되는 제2 광학시트를 포함하며,
    상기 제1 광학시트와 상기 제2 광학시트는 서로 접합되면서 적층되고,
    상기 제1 광학시트와 상기 제2 광학시트 사이의 접합면에는,
    상기 제1 광학시트 또는 상기 제2 광학시트의 일면으로부터 내측으로 함몰된 다수의 제1 홈에 기공이 위치하는 표시장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 광학시트층은,
    상기 제2 광학시트의 상면에 접합되면서 적층되는 제3 광학시트를 더 포함하며,
    상기 제2 광학시트와 상기 제3 광학시트 사이의 접합면에는,
    상기 제2 광학시트 또는 상기 제3 광학시트의 일면으로부터 내측으로 함몰된 다수의 제2 홈에 기공이 위치하는 표시장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 다수의 제1 홈과 상기 다수의 제2 홈은 각각 균일한 간격으로 마련된 표시장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 광학시트층의 상부에 위치하며, 투명성을 갖는 글라스 재질로 된 확산판; 및
    상기 확산판의 상부에 위치하는 휘도 향상 필름을 더 포함하고,
    상기 확산판의 하면은 상기 광학시트층의 상면에 접합된 표시장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 광학시트층의 상면과 하면 중 적어도 하나의 일면에 다수의 광확산입자가 포함된 표시장치.
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