KR101502418B1

KR101502418B1 - 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치

Info

Publication number: KR101502418B1
Application number: KR1020070137367A
Authority: KR
Inventors: 하주화; 백정욱; 이명운
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2007-12-26
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2015-03-13
Also published as: US8297772B2; US20090168421A1; KR20090069641A

Abstract

슬림한 두께를 갖으며 광의 휘도 균일성을 증가시킨 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치가 개시된다. 백라이트 어셈블리는 복수의 램프들, 적어도 두 개의 광학판들을 포함하는 확산부재 및 광학 시트류를 포함한다. 램프들은 제1 방향으로 긴 막대형상을 갖고, 제1 방향과 실질적으로 수직한 제2 방향을 따라 병렬로 배치된다. 광학판들은 램프들의 상부에 적층되어 배치되고, 각각이 램프들과 마주보지 않는 상면에 제1 방향으로 길게 연장되고 제2 방향을 따라 병렬로 형성된 복수의 광학패턴들을 구비한다. 광학 시트류는 확산부재의 상부에 배치되어, 광학 특성을 향상시킨다. 이와 같이, 제1 방향으로 긴 막대형상을 갖는 램프들에서 발생된 광이 제1 방향으로 길게 형성된 광학패턴들을 갖는 적어도 두 개의 광학판들에 의해 확산되어 휘도 균일성이 증가됨에 따라, 백라이트 어셈블리의 전체 두께를 보다 감소시킬 수 있다.

광학판, 광학패턴, 램프패턴

Description

백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치{BACK-LIGHT ASSEMBLY AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE BACK-LIGHT ASSEMBLY}

본 발명은 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 막대 형상의 복수의 램프들을 구비하는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액정 표시장치는 액정의 광투과율을 이용하여 영상을 표시하는 액정 표시패널 및 상기 액정 표시패널의 하부에 배치되어 상기 액정 표시패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.

상기 백라이트 어셈블리는 일반적으로 막대형상을 갖는 복수의 램프들, 상기 램프들 상에 배치된 확산판, 및 상기 확산판 상에 배치된 광학 시트류를 포함한다. 여기서, 상기 확산판은 상기 확산판의 내부로 인가된 광을 난반사시켜 확산시키기 위한 복수의 확산제들(scattering agents)을 포함한다.

또한, 상기 백라이트 어셈블리에서 발생된 광의 휘도 균일성이 증가되기 위해서는, 상기 램프들 및 상기 확산판 사이의 이격거리가 증가되거나, 상기 확산판의 두께가 증가하거나, 상기 확산판 내에 형성된 상기 확산제들의 밀도가 증가되어 야 한다.

그러나, 상기 램프들 및 상기 확산판 사이의 이격거리가 증가되거나 상기 확산판의 두께가 증가될 경우, 결국 상기 백라이트 어셈블리의 두께가 증가되는 문제점이 발생되고, 상기 확산제들의 밀도가 증가할 경우, 상기 백라이트 어셈블리에서 발생되는 광의 휘도가 저하되는 문제점이 발생된다.

따라서, 본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 휘도 및 휘도 균일성을 향상시키면서 슬림한 두께를 갖는 백라이트 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 백라이트 어셈블리를 구비하는 표시장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리는 복수의 램프들, 적어도 두 개의 광학판들을 포함하는 확산부재, 광학 시트류 및 수납용기를 포함한다.

상기 램프들은 제1 방향으로 긴 막대형상을 갖고, 상기 제1 방향과 실질적으로 수직한 제2 방향을 따라 병렬로 배치된다. 상기 광학판들은 상기 램프들의 상부에 적층되어 배치되고, 각각이 상기 램프들과 마주보지 않는 상면에 상기 제1 방향으로 길게 연장되고 상기 제2 방향을 따라 병렬로 형성된 복수의 광학패턴들을 구비한다. 상기 광학 시트류는 상기 광학판들의 상부에 배치되어, 광학 특성을 향상시킨다. 상기 수납용기는 바닥판 및 상기 바닥판의 에지에 형성된 측벽을 포함하여, 상기 램프들, 상기 확산부재 및 상기 광학 시트류를 수납한다.

상기 램프들 사이의 이격거리는 상기 램프들과 상기 확산부재 사이의 이격거리의 3 ~ 4배의 범위를 가질 수 있다.

상기 광학패턴들 각각의 종단면은 타원을 단축방향으로 절단했을 때 남겨진 타원의 일부형상을 가질 수 있다. 여기서, 상기 타원의 단반경에 대한 상기 타원의 장반경의 비는 1.4 ~ 2.2의 범위를 가질 수 있다. 상기 타원의 일부형상의 상기 단축방향으로의 밑변의 길이는 100㎛ ~ 300㎛의 범위를 갖고, 상기 타원의 일부형상의 장축방향으로의 높이는 50㎛ ~ 100㎛의 범위를 가질 수 있다. 상기 타원의 일부형상의 밑변과 상기 타원의 일부형상의 최고점에 의해 형성된 이등변 삼각형의 밑각은 36도 ~ 48도의 범위를 가질 수 있다.

한편, 상기 광학패턴들 각각의 종단면은 밑변이 상기 광학판의 상면과 평행한 이등변 삼각형 형상을 가질 수 있다. 상기 이등변 삼각형의 밑변의 길이는 100㎛ ~ 300㎛의 범위를 갖고, 상기 이등변 삼각형의 높이는 50㎛ ~ 100㎛의 범위를 가질 수 있다. 상기 이등변 삼각형의 밑각은 36도 ~ 48도의 범위를 가질 수 있다. 상기 이등변 삼각형의 상단의 꼭지점은 라운드진 형상을 가질 수 있다.

상기 램프들과 상기 확산부재 사이의 이격거리는 상기 바닥판과 상기 램프들 사이의 이격거리의 1 ~ 3 배의 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 램프들과 상기 확산부재 사이의 이격거리는 7mm ~ 10mm의 범위를 갖고, 상기 바닥판과 상기 램프들 사이의 이격거리는 3mm ~ 5mm의 범위를 가질 수 있다. 이때, 상기 램프들 사이의 이격거리는 18mm ~ 25mm의 범위를 가질 수 있다.

상기 광학판들 각각은 메인 코어층, 상기 메인 코어층의 일면에 형성되고, 상면에 상기 광학패턴들이 형성된 상부 표면층, 및 상기 램프들과 마주보는 상기 메인 코어층의 타면에 형성된 하부 표면층을 포함할 수 있다.

상기 메인 코어층의 두께는 0.8mm ~ 1.5mm의 범위를 가질 수 있다. 상기 상부 표면층의 두께는 50㎛ ~ 150㎛의 범위를 갖고, 상기 하부 표면층의 두께는 50㎛ ~ 150㎛의 범위를 가질 수 있다.

상기 램프들과 마주보는 상기 하부 표면층의 하면에는 불규칙하게 배치된 랜덤패턴들이 형성될 수 있다. 상기 랜덤패턴들의 중심선 평균조도(centerline average roughness; Ra)는 2 ~ 4의 범위를 가질 수 있다.

한편, 상기 광학판들 각각은 투과율이 80% 이상을 갖는 물질로 이루어질 수 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 의한 표시장치는 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시패널, 및 상기 표시패널의 하부에 배치되어 상기 표시패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.

상기 백라이트 어셈블리는 복수의 램프들, 적어도 두 개의 광학판들을 포함하는 확산부재, 광학 시트류 및 수납용기를 포함한다. 상기 램프들은 제1 방향으로 긴 막대형상을 갖고, 상기 제1 방향과 실질적으로 수직한 제2 방향을 따라 병렬로 배치된다. 상기 광학판들은 상기 램프들의 상부에 적층되어 배치되고, 각각이 상기 램프들과 마주보지 않는 상면에 상기 제1 방향으로 길게 연장되고 상기 제2 방향을 따라 병렬로 형성된 복수의 광학패턴들을 구비한다. 상기 광학 시트류는 상기 광학판들의 상부에 배치되어, 광학 특성을 향상시킨다. 상기 수납용기는 바닥판 및 상기 바닥판의 에지에 형성된 측벽을 포함하여, 상기 램프들, 상기 확산부재 및 상기 광학 시트류를 수납한다.

본 발명에 따르면, 제1 방향으로 긴 막대형상을 갖는 램프들의 상부에 제1 방향으로 길게 형성된 광학패턴들을 갖는 적어도 두 개의 광학판들이 배치되어, 상기 램프들에서 발생된 광이 상기 광학판들에 의해 확산되어 휘도 균일성이 증가됨에 따라, 백라이트 어셈블리의 전체 두께를 보다 감소시킬 수 있다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 표시장치는 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시패널(100) 및 상기 표시패널(100)의 하부에 배치되어 상기 표시패널(100)로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리(BLU)를 포함한다.

상기 표시패널(100)은 일례로, 제1 기판(110), 상기 제1 기판(110)과 대향하는 제2 기판(120), 및 상기 제1 및 제2 기판들(110, 120) 사이에 개재된 액정층(130)을 포함한다.

상기 제1 기판(110)은 서로 교차되도록 형성된 게이트 및 데이터 배선들, 상기 게이트 및 데이터 배선들과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터들, 및 상기 박막 트랜지스터들과 전기적으로 연결된 화소전극들을 포함한다.

상기 제2 기판(120)은 상기 화소전극들과 대응되는 위치에 형성된 컬러필터들 및 기판 전면에 형성된 공통전극을 포함한다. 상기 컬러필터들은 일례로, 적색 컬러필터들, 녹색 컬러필터들 및 청색 컬러필터들을 포함할 수 있다. 상기 컬러필터들은 상기 제2 기판(120)에 포함되는 것이 아니라 상기 제1 기판(110)에 포함될 수도 있다.

상기 액정층(130)은 상기 제1 및 제2 기판들(110, 120) 사이에 개재되어, 상기 화소전극들 및 상기 공통전극 사이에 형성된 전기장에 의해 액정들의 배열이 변경된다. 상기 액정들의 배열이 변경되면, 상기 액정들을 투과하는 광의 광투과율이 변경되고, 그 결과 영상이 외부로 표시될 수 있다.

상기 백라이트 어셈블리(BLU)는 수납용기(200), 복수의 램프들(300), 적어도 두 개의 광학판들(400)을 포함하는 확산부재, 및 광학 시트류(500)를 포함한다.

상기 수납용기(200)는 플레이트 형상을 갖는 바닥판(210) 및 상기 바닥판(210)의 에지에 배치된 측벽(220)을 포함한다. 상기 수납용기(200)는 상기 바닥판(210) 및 상기 측벽(220)에 의해 정의된 수납공간 내에 상기 램프들(300), 상기 확산부재, 상기 광학 시트류(500) 등을 수납할 수 있다.

상기 램프들(200)은 상기 수납용기(200) 내에 동일한 간격으로 이격되어 병렬로 배치된다. 상기 램프들(200) 각각은 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp), 열음극 형광램프(Hot Cathode Fluorescent Lamp), 또는 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp)일 수 있다.

상기 확산부재는 상기 램프들(200)의 상부에 배치되어 상기 램프들(200)에서 발생된 광을 확산시켜 광의 휘도 균일성을 증가시킨다. 상기 확산부재는 적층되어 배치된 적어도 두 개의 광학판들(400)을 포함한다.

상기 광학 시트류(500)는 상기 확산부재의 상부에 배치되어, 상기 확산부재를 투과한 광의 광학특성을 향상시킨다. 일례로, 상기 광학 시트류(500)는 시야각, 휘도 균일성, 광 효율성 등을 향상시킬 수 있다.

도 2는 도 1의 표시장치 중 일부를 확대해서 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2에서 광학판들의 광학패턴들과 램프들과의 관계를 설명하기 위한 사시도이다.

도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 램프들(300) 각각은 제1 방향(DI1)으로 길게 형성된 막대형상을 갖고, 상기 램프들(300)은 상기 제1 방향(DI1)과 실질적으로 수직한 제2 방향(DI2)을 따라 동일한 간격으로 이격되어 병렬로 배치된다.

상기 램프들(300) 사이의 이격거리(L)는 약 18mm ~ 약 25mm의 범위를 가질 수 있고, 바람직하게 약 22mm ~ 약 24mm의 범위를 가질 수 있다.

상기 바닥판(210)의 상면에는 상기 램프들(300)을 지지하기 위한 램프 서포터들(lamp supporter, 미도시)이 배치될 수 있다. 상기 램프 서포터들은 투명한 물질로 이루어질 수 있다. 상기 램프 서포터들은 상기 램프들(300)을 상기 바닥판(210)으로부터 소정거리 이격시킬 수 있다.

상기 바닥판(210)과 상기 램프들(300) 사이의 이격거리(D1)는 약 3mm ~ 약 5mm의 범위를 가질 수 있고, 바람직하게 약 3mm ~ 약 4mm의 범위를 가질 수 있다.

상기 바닥판(210)의 상면에는 상기 램프들(300)에서 발생된 광을 반사시키기 위한 반사시트(미도시)가 배치될 수 있다. 여기서, 상기 반사시트가 상기 바닥판(210)의 상면에 배치되는 대신에, 상기 바닥판의 상면에 반사 코팅증이 형성될 수도 있다.

상기 확산부재는 상기 램프들로부터 소정거리 이격되어 배치된다. 상기 확산부재는 적어도 두 개의 광학판들(400)을 포함한다. 일례로, 상기 확산부재는 적층되어 배치된 두 개의 광학판들(400), 즉 제1 및 제2 광학판들(400a, 400b)을 포함할 수 있다.

상기 바닥판(210)의 상면에는 상기 확산부재를 지지하기 위한 적어도 하나의 확산판 서포터(diffuser plate supporter, 미도시)가 배치될 수 있다. 상기 확산판 서포터도 투명한 물질로 이루어질 수 있다. 상기 확산판 서포터는 상기 확산부재를 상기 바닥판(210)으로부터 소정거리 이격시킨다. 이때, 상기 램프 서포터 및 상기 확산판 서포터는 서로 일체화되어 형성될 수 있다.

상기 램프들(300)과 상기 확산부재 사이의 이격거리(D2)는 약 7mm ~ 약 10mm의 범위를 가질 수 있고, 바람직하게 약 7mm ~ 약 8mm의 범위를 가질 수 있다.

한편, 상기 램프들(300)과 상기 확산부재 사이의 이격거리(D2)는 일례로, 상기 바닥판(210)과 상기 램프들(300) 사이의 이격거리(D1)의 약 1 ~ 3 배의 범위를 가질 수 있다. 또한, 상기 램프들(300) 사이의 이격거리(L)는 일례로, 상기 램프들(300)과 상기 확산부재 사이의 이격거리(D2)의 3 ~ 4배의 범위를 가질 수 있다.

상기 제1 및 제2 광학판들(400a, 400b) 각각은 상기 램프들(300)과 마주보지 않는 상면에 형성된 복수의 광학패턴들(OP)을 포함한다. 즉, 상기 제1 광학판(400a)의 광학패턴들(OP)은 상기 제2 광학판(400b)의 광학패턴들(OP)이 형성되어 있지 않는 상기 제2 광학판(400b)의 하면과 마주보도록 위치한다.

상기 광학패턴들(OP)은 상기 제1 및 제2 광학판들(400a, 400b)의 상면으로부터 소정의 높이로 돌출되고, 상기 제1 방향(DI1)으로 길게 연장되며, 상기 제2 방향(DI2)을 따라 병렬로 배치된다.

상기 광학 시트류(500)는 상기 확산부재의 상부에 배치된다. 상기 광학 시트류(500)는 일례로, 차례로 적층되어 배치된 제1 프리즘 시트(510), 확산시트(520), 제2 프리즘 시트(530) 및 휘도 향상시트(540) 등을 포함할 수 있다.

상기 제1 프리즘 시트(510)의 프리즘 패턴들(미도시) 및 상기 제2 프리즘 시트(530)의 프리즘 패턴들(미도시)은 서로 동일한 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 바람직하게, 상기 제1 및 제2 프리즘 시트(510, 530)의 프리즘 패턴들은 상 기 광학패턴들(OP)의 길이방향, 즉 상기 제1 방향(DI1)을 따라 연장되고, 상기 제2 방향(DI2)을 따라 병렬로 배치될 수 있다.

상기 휘도 향상시트(540)는 일례로, 반사형 편광필름이 수 있다. 상기 반사형 편광필름은 제1 편광축으로 편광된 제1 광을 투과시키고, 상기 제1 편광축과 수직한 제2 편광축을 갖는 제2 광을 반사시키는 특성을 갖는다. 이때, 상기 반사형 편광필름에 의해 반사된 상기 제2 광은 상기 백라이트 어셈블리(BLU)의 내부에서 다시 제1 광으로 변경될 때, 상기 반사형 편광필름을 투과할 수 있다. 그 결과, 상기 반사형 편광필름은 상기 램프들(300)에서 발생된 광의 효율성을 증가시키면서 휘도를 증가시킬 수 있다.

상기 표시패널(100)은 상기 광학 시트류(500)의 상부에 배치된다. 이때, 상기 바닥판(210)과 상기 표시패널(100) 사이의 이격거리(D3)는 약 18mm ~ 약 22mm의 범위를 가질 수 있고, 바람직하게 약 19mm ~ 약 20mm의 범위를 가질 수 있다.

한편, 본 실시예에서, 광을 발생시키는 광발생수단은 상기 램프들이 아닌 다른 광원으로 대체될 수 있다. 일례로, 상기 광발생수단은 면 형태의 광을 발생키는 면광원 또는 발광 다이오드들이 배치된 적어도 하나의 발광기판으로 대체될 수 있다. 이때, 상기 발광기판은 넓은 직사각형 형상을 가질 수 있지만, 일 방향으로 길게 형성된 바(bar) 형상을 가질 수도 있다.

도 4는 도 2의 광학판의 일부를 확대해서 도시한 단면도이다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 광학판들(400) 각각은 메인 코어층(410), 상부 표면층(420) 및 하부 표면층(430)을 포함할 수 있다.

상기 메인 코어층(410)은 투과율이 약 80% 이상을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 일례로, 상기 메인 코어층(410)은 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리스틸렌(polystyrene) 등으로 이루어질 수 있다.

상기 메인 코어층(410)의 두께(T1)는 약 0.8mm ~ 약 1.5mm의 범위를 가질 수 있고, 바람직하게 약 1,0mm ~ 약 1.3mm의 범위를 가질 수 있다.

상기 상부 표면층(420)은 상기 램프들(300)과 마주보지 않는 상기 메인 코어층(410)의 상면 상에 형성된다. 상기 상부 표면층(420)은 투과율이 약 80% 이상을 갖는 물질로 이루어질 수 있고, 바람직하게 상기 메인 코어층(410)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 상기 상부 표면층(420)의 상면에는 상기 광학패턴들(OP)이 형성되어 있다. 상기 상부 표면층의 두께(T2)는 약 50㎛ ~ 약 150㎛의 범위를 가질 수 있다.

상기 하부 표면층(430)은 상기 램프들(300)과 마주보는 상기 메인 코어층(410)의 하면 상에 형성된다. 상기 하부 표면층(430)은 투과율이 약 80% 이상을 갖는 물질로 이루어질 수 있고, 바람직하게 상기 메인 코어층(410)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 상기 하부 표면층의 두께(T3)는 약 50㎛ ~ 약 150㎛의 범위를 가질 수 있다.

도 5는 도 2에서 랜덤패턴들을 더 포함하는 광학판의 일부를 도시한 단면도이다.

도 5를 참조하면, 상기 광학판(400)의 상기 하부 표면층(430)의 하면에는 복수의 랜덤패턴들(random pattern, RP)이 형성될 수 있다. 상기 랜덤패턴들(RP)은 서로 다른 불규칙한 높이 또는 형상을 가질 수 있다. 이와 같이, 상기 하부 표면층(430)에 상기 랜덤패턴들(RP)이 형성될 경우, 상기 광학판(400)을 투과한 광에서 모아레(moire) 현상이 발생되는 것을 억제할 수 있다.

예를 들어, 상기 랜덤패턴들(RP)의 중심선 평균조도(centerline average roughness; Ra)는 2 ~ 4의 범위를 가질 수 있다. 여기서, 상기 랜덤패턴들(RP)의 중심선 평균조도가 2 이하일 경우, 상기 모아레 형상이 발생될 가능성이 높아지고, 반면 상기 랜덤패턴들(RP)의 중심선 평균조도가 4 이상일 경우, 상기 모아레 현상이 발생되는 것을 억제할 수는 있지만 상기 광학판(400)을 투과한 광의 휘도 균일성이 저하될 수 있다.

도 6은 도 2의 광학판의 광학패턴의 형상이 결정되는 과정을 설명하기 위한 평면도이다.

도 4 및 도 6을 참조하면, 상기 광원패턴들(OP) 각각의 종단면은 타원을 단축방향으로 절단했을 때 남겨진 타원의 일부형상을 가질 수 있다.

이때, 상기 타원의 단반경(B)에 대한 상기 타원의 장반경(A)의 비(A/B)는 약 1.4 ~ 약 2.2의 범위를 가질 수 있고, 바람직하게 약 1.4 ~ 약 1.7의 범위를 가질 수 있다.

상기 타원의 일부형상의 상기 단축방향으로의 밑변의 길이(P)는 약 100㎛ ~ 약 300㎛의 범위를 가질 수 있고, 바람직하게 약 190㎛ ~ 약 210㎛의 범위를 가질 수 있다. 또한, 상기 타원의 일부형상의 상기 장축방향으로의 높이(H)는 약 50㎛ ~ 약 100㎛의 범위를 가질 수 있고, 바람직하게 약 80㎛ ~ 약 90㎛의 범위를 가질 수 있다.

상기 타원의 일부형상의 밑변에 대응되는 제1 및 제2 점(b, c)과 상기 타원의 일부형상의 최고점(a)에 의해 이등변 삼각형이 정의된다. 여기서, 상기 이등변 삼각형의 밑각(θ)은 약 36도 ~ 약 48도의 범위를 가질 수 있고, 바람직하게 약 38도 ~ 약 41도의 범위를 가질 수 있다.

한편, 상기 램프들(300)에서 발생되어 상기 광학판(400)의 내부로 입사된 광은 상기 광학패턴들(OP)의 계면으로 입사되는 각도에 따라 일부는 투과하고 일부는 전반사가 일어날 수 있다. 이와 같이, 상기 광학판의 내부로 입사되는 광 중 일부가 전반사가 일어남에 따라, 상기 광학판을 투과하는 광은 보다 고르게 확산될 수 있고, 그 결과 휘도 균일성이 증가될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 광학판들(400) 각각에 형성된 광학패턴들(OP)의 각 사이즈는 위에서 상술된 렌즈 디자인 룰에 따라 결정될 수 있다. 그러나, 상기 광학판들(400) 각각에 형성된 광학패턴들(OP)의 각 사이즈는 각 표시장치의 제품의 특성에 따라 미세 조정될 수 있다.

일례로, 상기 제1 광학판(400a)에 형성된 광학패턴(OP)과 상기 제2 광학판(400)에 형성된 광학패턴들(OP)은 서로 다르게 미세조정 되어 서로 다른 사이즈를 가질 수 있다.

도 7은 도 2의 광학판들을 투과한 광의 휘도 균일성을 설명하기 위한 그래프이다.

도 2, 도 4 및 도 7을 참조하면, 도 7에 도시된 그래프는 상기 광학판 들(400)을 투과한 광의 휘도를 위치에 따라 측정한 상대 휘도값들을 도시하고 있다.

상기 그래프에 도시된 상대 휘도값들은 예를 들어, 상기 램프들(300) 사이의 이격거리(L)가 약 23mm이고, 상기 바닥판(210)과 상기 램프들(300) 사이의 이격거리(D2)가 약 3.5mm이며, 상기 램프들(300)과 상기 광학판들(400) 사이의 이격거리(D2)가 약 7mm이고, 상기 광학판(400)의 두께가 약 1.2mm이며, 상기 광학패턴(OP)에서의 밑변의 길이(P)가 약 200㎛이고, 상기 광학패턴(OP)에서의 높이(H)가 약 85㎛일 때, 측정된 값들이다.

또한, 상기 그래프에 도시된 상대 휘도값들은 상기 광학판들(300)의 상부에서 상기 램프들(300)의 길이방향에 대하여 수직한 방향, 즉 상기 제2 방향(DI2)을 따라 측정된 휘도값들을 평균 휘도값으로 나눈 값들이다. 즉, 상기 그래프에 도시된 상대 휘도값들은 상기 램프들(300) 사이의 거리를 등간격으로 나눈 매쉬 포인트(mesh point)들에서 측정된 휘도값들을 상기 평균 휘도값으로 나눈 값들이다.

이와 같이 상기 그래프를 통해 알 수 있듯이, 상기 상대 휘도값들이 약 0.9 ~ 약 1.1 사이의 범위를 가지므로, 상기 램프들(300)에서 발생되어 상기 광학판들(400)을 투과한 광의 휘도가 어느 정도 균일해졌음을 알 수 있다.

도 8은 도 4와 다른 광학패턴들을 갖는 광학판의 일부를 확대해서 도시한 단면도이고, 도 9는 도 8의 광학패턴만을 확대해서 도시한 평면도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 광학판(400)의 상기 상부 표면층(420)의 상면에 형성된 상기 광학패턴들(OP) 각각의 종단면은 밑변이 상기 상부 표면층(420) 의 상면과 평행한 이등변 삼각형 형상을 가질 수 있다.

구체적으로, 상기 이등변 삼각형의 밑변의 길이(P)는 약 100㎛ ~ 약 300㎛의 범위를 가질 수 있고, 바람직하게 약 190㎛ ~ 약 210㎛의 범위를 가질 수 있다. 또한, 상기 이등변 삼각형의 높이(H)는 약 50㎛ ~ 약 100㎛의 범위를 가질 수 있고, 바람직하게 약 80㎛ ~ 약 90㎛의 범위를 가질 수 있다. 또한, 상기 이등변 삼각형의 밑각(θ)은 약 36도 ~ 약 48도의 범위를 가질 수 있고, 바람직하게 약 38도 ~ 약 41도의 범위를 가질 수 있다.

도 10은 도 9의 광학패턴의 꼭지점이 라운드진 형상을 도시한 평면도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 상부 표면층(420)의 상면에 형성된 상기 광학패턴들(OP) 각각의 종단면은 상단의 꼭지점이 라운드진 형상을 갖는 이등변 삼각형 형상을 가질 수도 있다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 상기 제1 방향(DI1)으로 길게 형성된 상기 광학패턴들(OP)을 갖는 상기 광학판들(400)이 배치됨에 따라, 상기 램프들(300)에서 발생된 광이 상기 광학판들(400)에 의해 확산되어 휘도 균일성을 증가시킬 수 있다. 그로 인해, 상기 백라이트 어셈블리(BLU)의 전체 두께가 종래에 비해 감소될 수 있다.

구체적으로 설명하면, 종래의 백라이트 어셈블리(BLU)는 상기 두 개의 광학판들(400) 대신에 하나의 확산판을 구비한다. 이때, 상기 확산판의 내부에는 광을 난반사시킬 수 있는 복수의 확산제들(scattering agents)이 포함되어 있다.

상기 확산판을 구비하고 있는 상기 종래의 백라이트 어셈블리(BLU)의 두께는 약 35mm을 가지고 있으나, 본 발명의 상기 백라이트 어셈블리(BLU)는 약 18mm ~ 약 25mm의 범위를 가질 수 있다. 즉, 상기 백라이트 어셈블리(BLU)의 두께가 종래에 비해 약 10mm 이상 감소될 수 있다.

한편, 상기 종래의 백라이트 어셈블리(BLU)는 상기 확산제들을 포함하는 상기 확산판들을 구비함에 따라, 광의 투과율이 저하되어 광의 효율성이 낮은 편이었다. 그러나, 본 발명에서의 상기 광학판들 각각은 투과율이 80% 이상을 갖는 물질로 이루어지므로, 광의 효율성이 종래에 비해 높아질 수 있다.

도 11은 도 2의 광학판을 제조하기 위한 제조장치를 도시한 사시도이고, 도 12는 도 11의 제조장치의 단면도이다.

도 2, 도 5, 도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 광학판(300)을 제조하기 위한 제조장치(600)는 사출 형성기(extruder, 610), 제1 성형롤러(620), 제2 성형롤러(630), 제3 성형롤러(640) 및 이송롤러들(650)을 포함할 수 있다.

상기 사출 형성기(extruder, 610)는 외부의 고분자 물질을 녹여 상기 광학판(400)을 상기 제1 및 제2 성형롤러들(620, 630) 사이로 연속적으로 출사시킨다. 구체적으로, 상기 사출 형성기(610)는 상기 메인 코어층(410)을 우선 형성하고, 이어서 상기 메인 코어층(410)의 상하면에 상기 상부 및 하부 표면층들(420, 430)을 형성한다.

상기 메인 코어층(410), 상기 상부 표면층(420) 및 상기 하부 표면층(430)은 동일한 고분자 물질로 이루어지며, 일례로, 투과율이 약 80% 이상인 고분자 물질로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 상부 및 하부 표면층들(420, 430)은 상기 메인 코어층(410)과 동일한 고분자 물질로 이루어지되, 점성이 높은 특성을 갖는 것이 바람직하다.

상기 제1 및 제2 성형롤러들(620, 630)은 서로 마주보도록 배치된다. 이때, 상기 제1 성형롤러(620)는 상기 광학판(400)의 하면, 즉 상기 하부 표면증(430)을 가압하고, 상기 제2 성형롤러(630)는 상기 광학판(400)의 상면, 즉 상부 표면층(420)을 가압한다.

상기 제1 성형롤러(620)는 표면에 랜덤 요철부(미도시)가 형성되어, 상기 하부 표면층(430)의 하면에 상기 랜덤패턴들(RP)을 형성시킬 수 있다. 상기 제2 성형롤러(630)는 표면에 타원 요철부(미도시)가 형성되어, 상기 상부 표면층(420)의 상면에 상기 광학패턴들(OP)을 형성시킬 수 있다.

상기 제3 성형롤러(640)는 상기 제2 성형롤러(630)와 마주보도록 형성된다. 상기 제3 성형롤러(640)는 상기 제2 성형롤러(630)의 표면을 따라 회전한 상기 광학판(400)의 하면을 가압한다. 이때, 상기 제3 성형롤러(630)의 표면에는 상기 광학판(400)의 하면에 상기 랜덤패턴들(RP)을 형성시키기 위한 랜덤 요철부가 형성되어 있을 수 있다.

상기 이송롤러들(650)은 상기 제3 성형롤러(640)로부터 이격되어 병렬로 배치될 수 있다. 상기 이송롤러들(650)은 상기 제3 성형롤러(640)의 표면을 따라 회전한 상기 광학판(400)을 연속적으로 다음 공정으로 이동시킨다.

상기 이송롤러들(650)에 의해 이송된 상기 광학판(400)은 광학판 절단기(미도시)에 의해 원하는 사이즈로 절단되어 질 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 2는 도 1의 표시장치 중 일부를 확대해서 도시한 단면도이다.

도 3은 도 2에서 광학판들의 광학패턴들과 램프들과의 관계를 설명하기 위한 사시도이다.

도 8은 도 4와 다른 광학패턴들을 갖는 광학판의 일부를 확대해서 도시한 단면도이다.

도 9는 도 8의 광학패턴만을 확대해서 도시한 평면도이다.

도 11은 도 2의 광학판을 제조하기 위한 제조장치를 도시한 사시도이다.

도 12는 도 11의 제조장치의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 표시패널 BLU : 백라이트 어셈블리

200 : 수납용기 210 : 바닥판

220 : 측벽 300 : 램프들

400 : 광학판 410 : 메인 코어층

420 : 상부 표면층 OP : 광학패턴

430 : 하부 표면층 RP : 랜덤패턴

500 : 광학 시트류 510 : 제1 프리즘 시트

520 : 확산시트 530 : 제2 프리즘 시트

540 : 휘도 향상시트

Claims

제1 방향으로 긴 막대형상을 갖고, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향을 따라 병렬로 배치된 복수의 램프들;

상기 램프들의 상부에 적층되어 배치되고, 각각이 상기 램프들과 마주보지 않는 상면에 상기 제1 방향으로 길게 연장되고 상기 제2 방향을 따라 병렬로 형성된 복수의 광학패턴들을 구비하는 적어도 두 개의 광학판들을 포함하는 확산부재;

상기 확산부재의 상부에 배치되어, 광학 특성을 향상시키는 광학 시트류; 및

바닥판 및 상기 바닥판의 에지에 형성된 측벽을 포함하여, 상기 램프들, 상기 확산부재 및 상기 광학 시트류를 수납하는 수납용기를 포함하고,

상기 각각의 광학판들은 메인 코어층, 상기 메인 코어층의 일면에 형성되고 상면에 상기 광학패턴들이 형성된 상부 표면층, 및 상기 램프들과 마주보는 상기 메인 코어층의 타면에 형성된 하부 표면층을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 램프들 사이의 이격거리는 상기 램프들과 상기 확산부재 사이의 이격거리의 3 ~ 4배의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 광학패턴들 각각의 종단면은 타원을 단축방향으로 절단했을 때 남겨진 타원의 일부형상을 갖고,

상기 타원의 단반경에 대한 상기 타원의 장반경의 비는 1.4 ~ 2.2의 범위를 갖는 것을 특징으로 백라이트 어셈블리.
제3항에 있어서, 상기 타원의 일부형상의 상기 단축방향으로의 밑변의 길이는 100㎛ ~ 300㎛의 범위를 갖고,

상기 타원의 일부형상의 장축방향으로의 높이는 50㎛ ~ 100㎛의 범위를 갖는 것을 특징으로 백라이트 어셈블리.
제4항에 있어서, 상기 타원의 일부형상의 밑변과 상기 타원의 일부형상의 최고점에 의해 형성된 이등변 삼각형의 밑각은 36도 ~ 48도의 범위를 갖는 것을 특징으로 백라이트 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 광학패턴들 각각의 종단면은

밑변이 상기 광학판의 상면과 평행한 이등변 삼각형 형상을 갖는 것을 특징으로 백라이트 어셈블리.
제6항에 있어서, 상기 이등변 삼각형의 밑변의 길이는 100㎛ ~ 300㎛의 범위를 갖고,

상기 이등변 삼각형의 높이는 50㎛ ~ 100㎛의 범위를 갖는 것을 특징으로 백라이트 어셈블리.
제7항에 있어서, 상기 이등변 삼각형의 밑각은 36도 ~ 48도의 범위를 갖는 것을 특징으로 백라이트 어셈블리.
제6항에 있어서, 상기 이등변 삼각형의 상단의 꼭지점은 라운드진 형상을 갖는 것을 특징으로 백라이트 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 램프들과 상기 확산부재 사이의 이격거리는 상기 바닥판과 상기 램프들 사이의 이격거리의 1 ~ 3 배의 범위를 갖는 것을 특징으로 백라이트 어셈블리.
제10항에 있어서, 상기 램프들과 상기 확산부재 사이의 이격거리는 7mm ~ 10mm의 범위를 갖고,

상기 바닥판과 상기 램프들 사이의 이격거리는 3mm ~ 5mm의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
제11항에 있어서, 상기 램프들 사이의 이격거리는 18mm ~ 25mm의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
삭제
제1항에 있어서, 상기 메인 코어층의 두께는 0.8mm ~ 1.5mm의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
제14항에 있어서, 상기 상부 표면층의 두께는 50㎛ ~ 150㎛의 범위를 갖고, 상기 하부 표면층의 두께는 50㎛ ~ 150㎛의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
제15항에 있어서, 상기 램프들과 마주보는 상기 하부 표면층의 하면에는 불규칙하게 배치된 랜덤패턴들이 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
제16항에 있어서, 상기 랜덤패턴들의 중심선 평균조도(centerline average roughness; Ra)는 2 ~ 4의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 광학판들 각각은 투과율이 80% 이상을 갖는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
광을 이용하여 영상을 표시하는 표시패널; 및

상기 표시패널의 하부에 배치되어 상기 표시패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함하고,

상기 백라이트 어셈블리는

제1 방향으로 긴 막대형상을 갖고, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향을 따라 병렬로 배치된 복수의 램프들;

상기 램프들의 상부에 적층되어 배치되고, 각각이 상기 램프들과 마주보지 않는 상면에 상기 제1 방향으로 길게 연장되고 상기 제2 방향을 따라 병렬로 형성된 복수의 광학패턴들을 구비하는 적어도 두 개의 광학판들을 포함하는 확산부재;

상기 확산부재의 상부에 배치되어, 광학 특성을 향상시키는 광학 시트류; 및

바닥판 및 상기 바닥판의 에지에 형성된 측벽을 포함하여, 상기 램프들, 상기 확산부재 및 상기 광학 시트류를 수납하는 수납용기를 포함하고,

상기 각각의 광학판들은 메인 코어층, 상기 메인 코어층의 일면에 형성되고 상면에 상기 광학패턴들이 형성된 상부 표면층, 및 상기 램프들과 마주보는 상기 메인 코어층의 타면에 형성된 하부 표면층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제19항에 있어서, 상기 램프들 사이의 이격거리는 상기 램프들과 상기 확산부재 사이의 이격거리의 3 ~ 4배의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.