KR101844908B1 - 확산판 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

확산판 및 이를 포함하는 액정표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101844908B1
KR101844908B1 KR1020100130156A KR20100130156A KR101844908B1 KR 101844908 B1 KR101844908 B1 KR 101844908B1 KR 1020100130156 A KR1020100130156 A KR 1020100130156A KR 20100130156 A KR20100130156 A KR 20100130156A KR 101844908 B1 KR101844908 B1 KR 101844908B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
triangular
liquid crystal
pattern
led
crystal display
Prior art date
Application number
KR1020100130156A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120061023A (ko
Inventor
안상현
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
Publication of KR20120061023A publication Critical patent/KR20120061023A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101844908B1 publication Critical patent/KR101844908B1/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
    • 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
    • G02B6/0016—Grooves, prisms, gratings, scattering particles or rough 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
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0055—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
    • G02B6/0065—Manufacturing aspects; Material aspects
    • 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
    • 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
    • G02F1/133603—Direct backlight with LEDs
    • 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
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • 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
    • G02F1/133611—Direct backlight including means for improving the brightness uniformity
    • 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
    • G02F1/133628—Illuminating devices with cooling means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 빛 확산 성능이 향상된 확산판에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 확산판에 삼각뿔 형상의 패턴을 정육각형을 이루도록 배열하는 것이다.
이를 통해, 빛을 보다 효과적으로 분산 및 확산시킬 수 있어, LED와 확산판 사이의 간격을 줄여 액정표시장치의 박형을 구현할 수 있으면서도 LED 무라(mura) 현상과 같은 불량을 방지할 수 있다.
따라서, LED와 이에 인접한 LED와의 간격을 줄이지 않아도 됨으로써, LED 수 증가에 따른 비용상승 및 방열 문제 등을 해소할 수 있으며, 소비전력이 상승되는 것 또한 해소할 수 있다.
또한, 광학시트의 개수 또한 늘리지 않아도 됨으로써, 백라이트 유닛의 생산 비용이 증가되는 문제점을 해소할 수 있으며, 액정표시장치의 모듈화 공정에서 작업 공정시간이 증가되어 공정의 효율성이 저하되는 것 또한 방지할 수 있다.
또한, 제작 원가가 높아지는 것 또한 방지할 수 있다.

Description

확산판 및 이를 포함하는 액정표시장치{Diffusion plate and liquid crystal display device including the same}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 빛 확산 성능이 향상된 확산판및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 정보기술과 이동통신기술 등의 발전과 함께 정보를 시각적으로 표시해줄 수 있는 디스플레이 장치의 발전이 이루어지고 있으며, 디스플레이 장치는 크게 발광특성을 갖는 자체 발광형 디스플레이와 다른 외부의 요인으로 화상을 디스플레이할 수 있는 비발광형 디스플레이로 분류되고 있다.
비발광형 디스플레이로는 LCD(Liquid Crystal Display)장치를 예로 들 수 있다.
여기서, LCD장치는 자체 발광요소를 갖지 못하는 소자이므로 별도의 광원을 요구하게 된다. 이에 따라, 배면에 광원을 구비한 백라이트 유닛(Backlight unit)이 마련되어 액정패널을 향해 빛을 조사하고 이를 통해서 비로소 식별 가능한 화상이 구현된다.
백라이트 유닛은 광원으로 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL), 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp), 그리고 발광다이오드(Light Emitting Diode : LED, 이하 LED라 함) 등을 사용한다.
이중에서 특히, LED는 소형, 저소비 전력, 고신뢰성 등의 장점을 겸비하여 표시용 광원으로서 널리 이용되고 있는 추세이다.
한편, 일반적인 백라이트 유닛은 광원의 배열구조에 따라 에지형(Edge type)과 직하형(Direct type)으로 구분되는데, 에지형은 하나 또는 한 쌍의 광원이 도광판의 일측부에 배치되는 구조를 가지거나, 두 개 또는 두 쌍의 광원이 도광판의 양측부 또는 네 측부에 각각 배치된 구조를 가지며, 직하형은 수 개 또는 수 십개의 광원이 광학시트의 하부에 배치된 구조를 갖는다.
최근, 소비자의 요구에 의하여 대면적화된 액정표시장치의 연구가 활발히 진행되고 있는 상태에서, 직하형이 에지형에 비해 대면적화 액정표시장치에 더욱 적합하다.
직하형은 에지형에 비해 분할구동이 가능하여 에지형보다 더욱 섬세하게 영상을 구현할 수 있다.
도 1은 일반적인 LED를 광원으로 사용한 직하형 액정표시장치의 단면도이다.
도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치는 제 1 및 제 2 기판(12, 14)으로 구성되는 액정패널(10)과 이의 후방으로 백라이트 유닛(20)이 구비된다.
여기서, 백라이트 유닛(20)은 반사판(22)을 포함하며, 이의 상부면에 다수의 LED(28)가 나란하게 배열되고, 이들 LED(28) 상부에는 확산판(26)과 다수의 광학시트(27)가 위치한다.
이때, 서로 이웃한 2 내지 3개의 LED(28)로부터 발산된 빛이 서로 중첩 및 혼합된 후 액정패널(10)에 입사되어 면광원을 제공하게 된다.
이러한 LED(28)를 포함하는 백라이트 유닛(20)과 액정패널(10)은 탑커버(40)와 서포트메인(30) 그리고 커버버툼(50)을 통해 모듈화 되는데 즉, 액정패널(10) 및 백라이트 유닛(20)의 가장자리를 사각테 형상의 서포트메인(30)이 두른 상태로 액정패널(10) 전면 가장자리를 두르는 탑커버(40) 그리고 백라이트 유닛(20) 배면을 덮는 커버버툼(50)이 각각 전후방에서 결합되어 서포트메인(30)을 매개로 일체화된다.
한편, 최근 액정표시장치는 휴대용 컴퓨터는 물론 데스크톱 컴퓨터 모니터 및 벽걸이형 텔레비전 등 그 사용영역이 점차 넓어지고 있는 추세로, 넓은 디스플레이 면적을 가지면서도 박형의 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
따라서, 백라이트 유닛(20)의 광학갭(optical gap) 또는 에어갭(air gap)이라 하는 폭 즉, 반사판(22)과 확산판(26) 사이의 간격(A)을 줄임으로써, 박형의 액정표시장치를 제공하려는 시도가 나타나고 있다.
그러나, 백라이트 유닛(20)의 가장 중요한 역할인 고품위의 면광원을 액정패널(10)에 공급하기 위해서는 이를 위한 여러 가지 광학적 설계가 고려되며, 그 중 하나가 반사판(22)과 확산판(26) 사이의 간격(A) 유지가 중요한 요소로 작용한다.
즉, 반사판(22)과 확산판(26) 사이의 간격(A)이 작을 경우에는 LED(28)로부터의 빛이 LED(28) 상부의 중앙으로 집중되는 특징으로 인해 LED(28)와 대응되는 중앙부는 밝지만 주변이 어두운 LED 무라(mura) 현상을 발생시키게 된다.
이는 휘도 감소 및 휘도 불균일에 의한 액정표시장치의 표시품질을 저하시키는 원인이 된다.
이에, LED(28)와 이에 인접한 LED(28)와의 간격을 줄임으로써 이러한 문제점을 해소하고자 하나, 이는 LED(28) 수의 증가에 따른 비용상승 문제 및 방열(放熱) 문제 등을 야기하게 되고, 나아가 소비전력을 상승시키게 되는 요인이 되고 있다.
또한, 경량의 액정표시장치를 구현할 수 없다.
또는 광학시트(27)의 개수를 늘림으로써 LED 무라(mura) 현상이 보이지 않도록 할 수 있으나, 이와 같이 적층되는 광학시트(27)의 수가 많아지면, 화질은 개선되지만 백라이트 유닛(20)의 생산 비용이 높아지고, 액정표시장치의 모듈화 공정에서 있어서 작업 공정시간이 증가되어 공정의 효율성이 저하되며, 제작 원가를 높이게 되는 문제점을 야기하게 된다.
그리고 이 또한 액정표시장치의 박형 및 경량을 저해하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 경량 및 박형의 액정표시장치를 제공하는 동시에 LED 무라(mura) 등의 불량을 해결하고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다.
이로 인하여, 액정표시장치의 휘도 불균일에 의한 표시품질의 저하문제를 방지하고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 반사판과; 상기 반사판 상에 위치하는 광원과; 상기 광원 상부에 위치하며, 다수의 삼각뿔 형상의 패턴이 돌출 배열되는 확산판과; 상기 확산판 상부에 위치하는 다수의 광학시트와; 상기 다수의 광학시트 상부에 위치하는 액정패널을 포함하며, 상기 다수의 삼각뿔 형상의 패턴 중 이웃하는 6개의 상기 삼각뿔 형상의 패턴은 평면적으로 정육각형 패턴을 이루는 액정표시장치를 제공한다.
이때, 상기 정육각형 패턴은 상기 다수의 삼각뿔 형상의 패턴의 6개의 상기 밑면의 모서리가 하나의 중심부에서 만나도록 배열되며, 상기 삼각뿔 형상의 패턴의 밑면의 한변의 길이와 상기 삼각뿔 형상의 패턴의 높이는 10 ~ 1000㎛이며, 상기 삼각뿔 형상의 패턴의 밑면의 높이는 8 ~ 800㎛이다.
이때, 상기 삼각뿔 형상의 패턴의 밑면의 한변의 길이는 344㎛ 이며, 상기 삼각뿔 형상의 패턴의 밑면의 높이는 300㎛ 이며, 상기 삼각뿔 형상의 패턴의 높이는 150㎛ 이다.
그리고, 상기 반사판 상부에 도광판을 구성하며, 상기 광원은 상기 도광판의 일측 또는 양측에 배열되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 지지층과; 상기 지지층의 일면에 형성되며, 다수의 삼각뿔 형상의 패턴이 상기 지지층 상에 서로 인접 배열되도록 돌출 형성되는 다각형 패턴층을 포함하며, 상기 다수의 삼각뿔 형상의 패턴 중 이웃하는 6개의 상기 삼각뿔 형상의 패턴은 평면적으로 정육각형 패턴을 이루는 확산판을 제공한다.
이때, 상기 정육각형 패턴은 상기 다수의 삼각뿔 형상의 패턴의 6개의 상기 밑면의 모서리가 하나의 중심부에서 만나도록 배열되며, 상기 삼각뿔 형상의 패턴의 밑면의 한변의 길이와 상기 삼각뿔 형상의 패턴의 높이는 10 ~ 1000㎛이며, 상기 삼각뿔 형상의 패턴의 밑면의 높이는 8 ~ 800㎛이다.
여기서, 상기 삼각뿔 형상의 패턴의 밑면의 한변의 길이는 344㎛ 이며, 상기 삼각뿔 형상의 패턴의 밑면의 높이는 300㎛ 이다.
그리고, 상기 삼각뿔 형상의 패턴의 높이는 150㎛ 이다.
또한, 본 발명은 상기 삼각뿔 형상의 측면은 서로 마주보는 방향으로 오목하게 곡선을 이루며, 상기 삼각뿔 형상의 패턴의 밑면의 한변의 길이는 350㎛ 이다.
이때, 상기 삼각뿔 형상의 패턴의 높이는 110㎛ 이며, 상기 삼각뿔 형상의 측면은 서로 마주보는 방향으로 오목하게 곡선을 이룬다.
그리고, 상기 삼각뿔 형상의 패턴의 밑면의 한변의 길이는 350㎛ 이며, 상기 삼각뿔 형상의 패턴의 높이는 110㎛ 이다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 확산판에 삼각뿔 형상의 패턴을 정육각형을 이루도록 배열함으로써, 빛을 보다 효과적으로 분산 및 확산시킬 수 있어, 반사판과 확산판 사이의 간격을 줄여 액정표시장치의 박형을 구현할 수 있으면서도 LED 무라(mura) 현상과 같은 불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.
따라서, LED와 이에 인접한 LED와의 간격을 줄이지 않아도 됨으로써, LED 수 증가에 따른 비용상승 및 방열 문제 등을 해소할 수 있는 효과가 있으며, 소비전력이 상승되는 것 또한 해소할 수 있는 효과가 있다.
또한, 광학시트의 개수 또한 늘리지 않아도 됨으로써, 백라이트 유닛의 생산 비용이 증가되는 문제점을 해소할 수 있는 효과가 있으며, 액정표시장치의 모듈화 공정에서 작업 공정시간이 증가되어 공정의 효율성이 저하되는 것 또한 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 제작 원가가 높아지는 것 또한 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 LED를 광원으로 사용한 직하형 액정표시장치의 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해사시도.
도 3은 도 2의 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치가 모듈화된 모습을 개략적으로 도시한 단면도.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 확산판을 개략적으로 도시한 사시도.
도 4b는 도 4a의 단면도.
도 4c는 도 4a의 확산판의 다각형 패턴을 도시한 평면도.
도 5a는 반사판과 확산판 사이의 간격이 33.0mm인 상태의 LED 무라(mura) 현상의 발생여부를 나타낸 실험결과.
도 5b는 반사판과 확산판 사이의 간격이 17.1mm 인 상태의 LED 무라(mura) 현상의 발생 여부를 나타낸 실험결과.
도 5c는 반사판과 본 발명의 실시예에 따른 확산판 사이의 간격이 17.1mm 인 상태의 LED 무라(mura) 현상의 발생 여부를 나타낸 실험결과.
도 6a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 확산판을 개략적으로 도시한 사시도.
도 6b는 도 6a의 단면도.
도 6c는 도 6a의 확산판의 다각형 패턴을 도시한 평면도.
도 7a ~ 7b는 반사판과 확산판 사이의 간격에 따라 LED 무라(mura) 현상의 발생여부를 나타낸 실험결과.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해사시도이다.
도시한 바와 같이, 액정표시장치(100)는 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120), 그리고 서포트메인(130)과 커버버툼(150), 탑커버(140)로 구성된다.
먼저 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 액정패널(110) 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판 같은 연결부재(116)를 매개로 인쇄회로기판(118a, 118b)이 연결되어 모듈화 과정에서 서포트메인(130)의 측면 내지는 커버버툼(150) 배면으로 젖혀 밀착된다.
아울러 비록 도면상에 명확하게 나타나지는 않았지만 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 액정패널(110)이 나타내는 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 이의 배면에는 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비된다.
백라이트 유닛(120)은 LED 어셈블리(128)와, LED 어셈블리(128) 상에 개재되는 다각형 패턴 확산판(200) 그리고 이의 상부로 개재되는 광학시트(127)를 포함한다.
앞서 전술한 LED 어셈블리(128)는 커버버툼(150)의 길이방향 내면을 따라 일정한 이격공간을 갖도록 배열되는 PCB(128b)와, 이들 각각에 실장되는 다수의 LED(128a)를 포함한다.
여기서, 다수의 LED(128a)는 각각 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 갖는 빛을 발하며, 이러한 다수개의 RGB LED(128a)를 한꺼번에 점등시킴으로써 색섞임에 의한 백색광을 구현할 수 있다.
한편, 백색광을 구현하는 LED(128a)는 청색 LED칩(미도시)과 황색형광체로 이루어질 수 있으며, 황색형광체는 530 ~ 570nm파장을 주파장으로 하는 세륨(Ce)이 도핑된 이트륨(Y) 알루미늄(Al) 가넷인 YAG:Ce(T3Al5O12:Ce)계열 형광체를 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, LED칩(미도시)을 UVLED칩을 사용할 수도 있는데, UVLED칩을 사용할 경우 형광체(미도시)는 적(R), 녹(G), 청색(B)의 삼색의 형광체로 이루어지며, 적(R), 녹(G), 청색(B)의 형광체(미도시)의 배합비를 조절함으로써 발광색을 선택할 수 있다.
이때, 적색(R)의 형광체는 611nm 파장을 주파장으로 하는 산화이트륨(Y2O3)과 유로피움(EU)의 화합물로 이루어진 YOX(Y2O3:EU)계열 형광체이며, 녹색(G)의 형광체는 544nm 파장을 주파장으로 하는 인산(Po4)과 란탄(La)과 테르븀(Tb)의 화합물인 LAP(LaPo4:Ce,Tb)계열 형광체이며, 청색(B)의 형광체는 450nm 파장을 주파장으로 하는 바륨(Ba)과 마그네슘(Mg)과 산화알루미늄 계열의 물질과 유로피움(EU)의 화합물인 BAM blue(BaMgAl10O17:EU)계열 형광체를 사용하는 것이 바람직하다.
여기서 주파장이란 적(R), 녹(G), 청색(B) 각각에서 가장 높은 휘도를 발생하는 파장을 그 형광체의 주 파장이라고 한다.
한편, RGB의 색을 모두 발하는 LED칩(미도시)이 구성된 LED(128a)를 사용하여, 각각의 LED(128a)에서 백색광이 구현되도록 할 수도 있으며, 또는 백색을 발하는 칩을 포함하여 완전한 백색을 발하는 LED(128a)를 사용할 수도 있다.
그리고, 다수의 LED(128a)가 실장되는 PCB(128b)는 방열기능을 구비한 메탈코어인쇄회로기판(Metal Core Printed Circuit Board)으로, MCPCB(128b) 배면에는 방열판(미도시)을 마련하여 각각의 LED(128a)로부터 열을 전달받아 외부로 방출할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 백라이트 유닛(120)은 다수의 LED(128a)가 통과할 수 있는 복수개의 관통홀(123)이 구성되어 다수의 LED(128a)를 제외한 PCB(128b)와 커버버툼(150) 내면 전체를 덮는 백색 또는 은색의 반사판(122)을 포함한다.
반사판(122)의 관통홀(123)을 통해 노출된 LED(128a) 상부에는 휘도의 균일도를 위한 다각형 패턴 확산판(200)과 광학시트(127)가 위치한다.
이때, 본 발명의 다각형 패턴 확산판(200)은 다수의 LED(128a)에서 출사된 직선빛을 분산 및 확산시킴으로써 보다 균일한 면광원을 구현함과 동시에 색섞임을 가중시키게 된다.
또한, 다각형 패턴 확산판(200) 상부에 위치하는 다수의 광학시트(127)는 확산시트와 적어도 하나의 집광시트 등으로 이루어지며, DBEF(dual brightness enhancement film)라 불리는 반사형 편광필름 등 각종 기능성 시트가 포함될 수 있다.
따라서, 다수의 LED(128a)로부터 발산된 백색광은 다각형 패턴 확산판(200)과 광학시트(127)를 차례로 통과한 후 액정패널(110)로 입사되고, 이를 이용하여 액정패널(110)은 비로소 고휘도 화상을 외부로 표시하게 된다.
이러한 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 탑커버(140)와 서포트메인(130) 그리고 커버버툼(150)을 통해 모듈화 되는데, 탑커버(140)는 액정패널(110)의 상면 및 측면 가장자리를 덮도록 단면이 ㄱ형태로 절곡된 사각테 형상으로, 탑커버(150)의 전면을 개구하여 액정패널(110)에서 구현되는 화상을 표시하도록 구성한다.
또한, 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)이 안착하여 액정표시장치 전체 기구물 조립에 기초가 되는 커버버툼(150)은 사각모양의 하나의 판 형상으로 커버버툼(150)의 서로 대향하는 양단 가장자리로 결합되는 한 쌍의 바(bar) 형태의 사이드서포트(129)를 포함하는데, 이를 제외한 커버버툼(150)의 나머지 두 가장자리는 이들과 높이를 같이하도록 비스듬하게 절곡 상승되어 그 내부로 백라이트 유닛(120)이 안착될 수 있는 소정공간을 형성한다.
이러한 커버버툼(150) 상에 안착되며 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 두르는 사각테 형상의 서포트메인(130)이 탑커버(140) 및 커버버툼(150)과 결합된다.
한편, 탑커버(150)는 케이스탑 또는 탑 케이스라 일컬어지기도 하고, 서포트메인(130)은 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 커버버툼(150)은 버텀커버라 일컬어지기도 한다.
전술한 바와 같은 본 발명의 액정표시장치(100)는 기존의 액정표시장치에 비해 박형으로 모듈화되는데, 이는 아래 도 3을 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
도 3은 도 2의 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치가 모듈화된 모습을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치는 기존의 액정표시장치에 비해 전체 높이가 줄어든 것을 확인 할 수 있는데 이는, 백라이트 유닛(도 2의 120)에 있어 광학갭(optical gap) 또는 에어갭(air gap)이라 하는 폭이 줄어들었기 때문이다.
즉, 본 발명의 백라이트 유닛(도 2의 120)은 반사판(122)과 다각형 패턴 확산판(200) 사이의 간격(A')이 기존의 간격(도 1의 A)에 비해 줄어들게 된다.
이때, 본 발명의 반사판(122)과 다각형 패턴 확산판(200) 사이의 간격(A')은 기존의 간격(도 1의 A)에 비해 약 1/2 정도 줄어들게 된다.(A' = 1/2A)
또한, 본 발명은 LED(128a)와 다각형 패턴 확산판(200) 사이의 간격(A')이 줄어듬에도 불구하고 기존과 같은 LED 무라(mura) 현상이 발생되지 않는데 이는, LED(128a) 상부에 위치하는 다각형 패턴 확산판(200)에 의한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 다각형 패턴 확산판(200)은 LED(128a)의 휘도를 거의 유지하는 동시에 빛을 보다 효과적으로 분산 및 확산시키기 때문이다.
-제 1 실시예-
도 4a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 확산판을 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 4b는 도 4a의 단면도이며, 도 4c는 도 4a의 확산판의 다각형 패턴을 도시한 평면도이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 다각형 패턴 확산판(200)은 헤이즈 특성을 갖는데, 헤이즈(haze) 특성이란 빛이 투명한 재료를 통과할 때 재료의 종류에 따라서는 반사나 흡수 외에 그 재료의 고유 성질에 따라 광선이 확산되어 불투명한 흐림상 외관이 나타나는 현상으로 이러한 헤이즈 특성 값은 아래 식(1)에 따라 측정된다.
헤이즈(%)=({빛의 총 투과량 - 직진 광량}/{빛의 총 투과량})ㅧ100 ....식(1)
이러한 헤이즈 값의 조절을 통해 원하는 휘도 및 시야각을 구현할 수 있게 되는데, 헤이즈 값이 30% 이하이면 빛 확산율이 낮아 시야각이 좁아지게 되며, 헤이즈 값이 90% 이상이면 빛 투과율이 낮아 휘도가 낮아지게 된다.
이러한 다각형 패턴 확산판(200)의 헤이즈 값은 비드(bead : 미도시) 등의 확산 성분을 포함하여 구성하거나, 비드(미도시)를 포함하지 않고 하부면에 미세패턴(미도시)을 형성하여 구성할 수 있다.
이때, 비드(미도시)는 다각형 패턴 확산판(200)으로 입사되는 빛을 분산시킴으로써 빛이 부분적으로 밀집되는 것을 방지할 수 있는 특징이 있다.
또한, 비드(미도시)를 포함하지 않은 다각형 패턴 확산판(200)은 미세패턴(미도시)의 형태에 따라 빛 산란각을 조절할 수 있는 특징이 있는데, 미세패턴(미도시)은 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern) 등 다양하게 구성할 수 있으며, 홀로그램 패턴(hologram pattern)을 사용하여 간섭패턴에 의해 입사된 빛을 이와 비대칭적인 방향으로 굴절시킴으로써 집광된 빛이 좀더 경사진 각도로 확산되도록 할 수 있다.
이로써, 빛을 분산시켜 빛이 부분적으로 밀집되는 것을 방지하게 된다.
특히, 본 발명의 다각형 패턴 확산판(200)은 다각형 패턴층(220)을 통해 빛을 보다 분산 및 확산시키게 된다.
즉, 도 4a ~ 4c에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다각형 패턴 확산판(200)은 PC(polycarbonate), 투명 아크릴(acryl) 계열 수지, PS(polystryrene), 내열PS, PMMA(polymethylmethacrylate), 열가소성 수지인 PET(polyethylene terephthalate) 등으로 이루어진 지지층(210)과, 지지층(210) 상부면에 빛을 보다 분산 및 확산시키기 위한 다각형 패턴층(220)으로 이루어진다.
지지층(210)의 상부면에 구성된 다각형 패턴층(220)은 지지층(210)과 동일한 물질로 이루어지거나, 또는 포토레지스트(photoresist)와 같은 감광성 물질로 이루어지며, 이러한 다각형 패턴층(220)은 다수의 삼각뿔 형상의 패턴(230)이 지지층(210)으로부터 돌출 배열된다.
다수의 삼각뿔 형상은 삼각형의 하나의 밑면과 3개의 측면으로 이루어져, 3개의 측면은 한 개의 꼭지점에서 만나는 3차원 다면체로, 이러한 다수의 삼각뿔 형상의 패턴(230)은 지지층(210)의 종방향과 횡방향으로 서로 인접 배열하며, 서로 이웃한 삼각뿔 형상의 패턴(230) 사이는 빈 공간이 없도록 촘촘하게 배열한다.
이러한 삼각뿔 형상의 패턴(230)은 밑면의 한변의 길이(d)를 10 ~ 1000㎛ 를 갖도록 형성할 수 있는데, 가장 바람직하게는 밑면의 한변의 길이(d)가 344㎛ 인 것이 바람직하다.
그리고, 밑면의 높이(h)는 삼각뿔 형상의 패턴(230)의 밑면의 한변의 길이(d) 보다 작은 8 ~ 800㎛를 갖도록 형성할 수 있는데, 가장 바람직하게는 밑면의 높이(h)가 300㎛ 인 것이 바람직하다.
또한, 지지층(210)으로부터 돌출되는 삼각뿔 형상의 패턴(230)의 높이(H) 또한 10 ~ 1000㎛ 를 갖도록 형성할 수 있는데, 가장 바람직하게는 높이(H)가 150㎛ 인 것이 바람직하다.
특히, 도 4c에 도시한 바와 같이 다수의 삼각뿔 형상의 패턴(230) 중 종방향과 횡방향으로 이웃하는 6개의 삼각뿔 형상의 패턴(230)은 6개의 밑면의 모서리가 하나의 중심부에서 만나 평면적으로 하나의 정육각형 패턴을 이루도록 배열된다.
즉, 6개의 삼각뿔 형상의 패턴(230)은 정육각형 패턴의 중심부를 기준으로 서로 마주보는 한 쌍의 삼각뿔 형상의 패턴(230)이 서로 점대칭을 이루도록 배열된다. 이때, 각각의 정육각형 패턴은 이웃하는 다른 정육각형 패턴과 일부의 삼각뿔 형상의 패턴(230)을 공유하도록 배열된다.
즉, 다각형 패턴층(220)의 정육각형 패턴은 벌집형상을 이루게 된다.
따라서, 본 발명의 다각형 패턴 확산판(200)은 지지층(210)의 헤이즈 성분을 통해 빛이 확산되고, 다각형 패턴층(220)을 통해 LED(도 3의 128a)의 휘도를 거의 유지하는 동시에 빛이 보다 효과적으로 분산 및 확산된다.
이에, LED(도 3의 128a)와 다각형 패턴 확산판(200) 사이의 간격(도 3의 A')이 기존의 간격(도 1의 A)보다 줄어듬에도 불구하고 LED 무라(mura) 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이는 도 5a ~ 5c를 참조하여 확인할 수 있다.
도 5a는 반사판과 확산판 사이의 간격이 33.0mm인 상태의 LED 무라(mura) 현상의 발생여부를 나타낸 실험결과이며, 도 5b ~ 5c는 반사판과 확산판 사이의 간격이 17.1mm 인 상태의 LED 무라(mura) 현상의 발생 여부를 나타낸 실험결과로, 도 5b는 일반적인 확산판을 사용한 경우이며, 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 다각형 패턴 확산판을 사용한 경우의 실험결과이다.
도시한 바와 같이, 도 5a와 도 5c를 먼저 비교하면, 도 5c는 도 5a에 비해 반사판과 확산판 사이의 간격이 줄어듬에도 불구하고, LED 무라(mura) 현상이 발생되지 않는 것을 확인할 수 있다.
즉, 본 발명의 액정표시장치는 경량 및 박형화를 위하여, 반사판과 확산판 사이의 간격을 기존에 비해 약 16.0mm 줄일 경우에도 본 발명의 다각형 패턴 확산판이 일반적인 확산판에 비해 빛을 보다 효과적으로 분산 및 확산시킴으로써, LED 무라(mura) 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이로 인하여, LED 무라(mura) 현상이 발생하는 것을 방지하게 되며, 백라이트 유닛의 두께를 줄일 수 있다.
또한, 도 5b와 도 5c를 비교하면, 일반적인 확산판을 사용할 경우 반사판과 확산판 사이의 간격을 줄일 경우, LED 무라(mura) 현상이 발생되는 것을 확인할 수 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 다각형 패턴 확산판을 포함하는 경우 반사판과 확산판 사이의 간격을 줄이더라도 LED 무라(mura) 현상이 발생되지 않는 것을 확인할 수 있다.
이 또한 본 발명의 다각형 패턴 확산판이 일반적인 확산판에 비해 빛을 보다 효과적으로 분산 및 확산시키기 때문임을 확인할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치는 확산판에 삼각뿔 형상의 패턴을 정육각형을 이루도록 배열함으로써, 빛을 보다 효과적으로 분산 및 확산시킬 수 있어, 반사판과 확산판 사이의 간격을 줄여 액정표시장치의 박형을 구현할 수 있으면서도 LED 무라(mura) 현상과 같은 불량을 방지할 수 있다.
따라서, LED와 이에 인접한 LED와의 간격을 줄이지 않아도 됨으로써, LED 수 증가에 따른 비용상승 및 방열 문제 등을 해소할 수 있으며, 소비전력이 상승되는 것 또한 해소할 수 있다.
또한, 광학시트의 개수 또한 늘리지 않아도 됨으로써, 백라이트 유닛의 생산 비용이 증가되는 문제점을 해소할 수 있으며, 액정표시장치의 모듈화 공정에서 작업 공정시간이 증가되어 공정의 효율성이 저하되는 것 또한 방지할 수 있다.
또한, 제작 원가가 높아지는 것 또한 방지할 수 있다.
이때, 백라이트 유닛의 광원으로 LED 외에도 음극전극형광램프(cold cathode fluorescent lamp)나 외부전극형광램프(external electrode fluorescent lamp)와 같은 형광램프가 이용될 수 있다.
그리고, 이상의 설명에서 편의상 본 발명에 따른 다각형 패턴 확산판이 활용될 수 있는 액정표시장치로써 직하형을 예로 들었지만, 이는 에지형에도 적용될 수 있으며, 이 같은 경우 도광판을 더욱 반사판 상에 더욱 개재할 수 있다.
-제 2 실시예-
도 6a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 확산판을 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 6b는 도 6a의 단면도이며, 도 6c는 도 6a의 확산판의 다각형 패턴을 도시한 평면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다각형 패턴 확산판(300)은 PC(polycarbonate), 투명 아크릴(acryl) 계열 수지, PS(polystryrene), 내열PS, PMMA(polymethylmethacrylate), 열가소성 수지인 PET(polyethylene terephthalate) 등으로 이루어진 지지층(310)과, 지지층(310) 상부면에 빛을 보다 분산 및 확산시키기 위한 다각형 패턴층(320)으로 이루어진다.
여기서, 지지층(310)은 헤이즈 특성을 갖는데, 헤이즈 특성은 헤이즈 값의 조절을 통해 원하는 휘도 및 시야각을 구현할 수 있다.
즉, 헤이즈 값이 30% 이하이면 빛 확산율이 낮아 시야각이 좁아지게 되며, 헤이즈 값이 90% 이상이면 빛 투과율이 낮아 휘도가 낮아지게 된다.
이러한 지지층(310)의 헤이즈 값은 비드(bead : 미도시) 등의 확산 성분을 포함하여 구성하거나, 비드(미도시)를 포함하지 않고 하부면에 미세패턴(미도시)을 형성하여 구성할 수 있다.
이때, 비드(미도시)는 지지층(310)으로 입사되는 빛을 분산시킴으로써 빛이 부분적으로 밀집되는 것을 방지할 수 있는 특징이 있다.
또한, 비드(미도시)를 포함하지 않은 지지층(310)은 미세패턴(미도시)의 형태에 따라 빛 산란각을 조절할 수 있는 특징이 있는데, 미세패턴(미도시)은 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern) 등 다양하게 구성할 수 있으며, 홀로그램 패턴(hologram pattern)을 사용하여 간섭패턴에 의해 입사된 빛을 이와 비대칭적인 방향으로 굴절시킴으로써 집광된 빛이 좀더 경사진 각도로 확산되도록 할 수 있다.
이로써, 빛을 분산시켜 빛이 부분적으로 밀집되는 것을 방지하게 된다.
특히, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다각형 패턴 확산판(300)은 지지층(310) 상부면에 형성된 다각형 패턴층을 통해 빛을 보다 분산 및 확산시키게 된다.
지지층(310)의 상부면에 구성된 다각형 패턴층(320)은 지지층(310)과 동일한 물질로 이루어지거나, 또는 포토레지스트(photoresist)와 같은 감광성 물질로 이루어지며, 이러한 다각형 패턴층(320)은 다수의 삼각뿔 형상의 패턴(330)이 지지층(310)으로부터 돌출 배열된다.
여기서, 다수의 삼각뿔 형상은 삼각형의 하나의 밑면과 3개의 측면으로 이루어져, 3개의 측면은 한 개의 꼭지점에서 만나는 3차원 다면체로, 이러한 다수의 삼각뿔 형상의 패턴(330)은 지지층(310)의 종방향과 횡방향으로 서로 인접 배열하며, 서로 이웃한 삼각뿔 형상의 패턴(330) 사이는 빈 공간이 없도록 촘촘하게 배열한다.
이러한 삼각뿔 형상의 패턴(330)은 밑면의 한변의 길이(d')를 10 ~ 1000㎛ 를 갖도록 형성할 수 있는데, 가장 바람직하게는 밑면의 한변의 길이(d')가 350㎛ 인 것이 바람직하다.
그리고, 밑면의 높이(h')는 삼각뿔 형상의 패턴(330)의 밑면의 한변의 길이(d') 보다 작은 8 ~ 800㎛ 를 갖도록 형성할 수 있는데, 가장 바람직하게는 밑면의 높이(h')가 300㎛ 인 것이 바람직하다.
또한, 지지층(310)으로부터 돌출되는 삼각뿔 형상의 패턴(330)의 높이(H') 또한 10 ~ 1000㎛ 를 갖도록 형성할 수 있는데, 가장 바람직하게는 높이(H')가 110㎛ 인 것이 바람직하다.
특히, 도 6c에 도시한 바와 같이 다수의 삼각뿔 형상의 패턴(330) 중 종방향과 횡방향으로 이웃하는 6개의 삼각뿔 형상의 패턴(330)은 6개의 밑면의 모서리가 하나의 중심부에서 만나 평면적으로 하나의 정육각형 패턴을 이루도록 배열된다.
즉, 6개의 삼각뿔 형상의 패턴(330)은 정육각형 패턴의 중심부를 기준으로 서로 마주보는 한 쌍의 삼각뿔 형상의 패턴(330)이 서로 점대칭을 이루도록 배열된다. 이때, 각각의 정육각형 패턴은 이웃하는 다른 정육각형 패턴과 일부의 삼각뿔 형상의 패턴(330)을 공유하도록 배열된다.
즉, 다각형 패턴층(320)의 정육각형 패턴은 벌집형상을 이루게 된다.
이때, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 삼각뿔 형상의 패턴(330)은 한 개의 꼭지점에서 만나는 3개의 측면이 서로 마주보는 방향으로 오목하게 곡선을 이루도록 형성하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 서로 이웃하는 삼각뿔 형상의 패턴(330)은 서로 마주보는 측면이 평면적으로 타원형(S)을 이루게 된다.
이에, 본 발명의 다각형 패턴 확산판(300)은 지지층(310)의 헤이즈 성분을 통해 빛이 확산되고, 다각형 패턴층(320)을 통해 LED(도 3의 128a)의 휘도를 거의 유지하는 동시에 빛이 보다 효과적으로 분산 및 확산된다.
특히, 삼각뿔 형상의 패턴(330)의 측면이 서로 마주보는 방향으로 오목하게 곡선을 이루도록 형성됨으로써, 빛이 분산 및 확산되는 효과는 더욱 극대화된다.
이에, LED(도 3의 128a)와 다각형 패턴 확산판(300) 사이의 간격(도 3의 A')이 기존의 간격(도 1의 A)보다 줄어듬에도 불구하고 LED 무라(mura) 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
도 7a는 반사판과 확산판 사이의 간격이 24mm 인 상태의 LED 무라(mura) 현상의 발생 여부를 나타낸 실험결과로, 도 7b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 확산판과 반사판 사이의 간격이 20mm인 상태의 LED 무라(mura) 현상의 발생여부를 나타낸 실험결과이다.
도시한 바와 같이, 도 7b는 도 7a에 비해 반사판과 확산판의 사이간격이 줄어듬에도 불구하고, LED 무라 현상이 발생되지 않는 것을 확인할 수 있다.
즉, 본 발명의 액정표시장치는 경량 및 박형화를 위하여, 반사판과 확산판 사이의 간격을 기존에 비해 약 4mm 줄일 경우에도 본 발명의 다각형 패턴 확산판이 일반적인 확산판에 비해 빛을 보다 효과적으로 분산 및 확산시킴으로써, LED 무라(mura) 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 것이다.
이로 인하여, LED 무라(mura) 현상이 발생하는 것을 방지하게 되며, 백라이트 유닛의 두께를 줄일 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치는 확산판에 삼각뿔 형상의 패턴을 정육각형을 이루도록 배열하며, 삼각뿔 형상의 패턴의 측면을 서로 마주보는 방향으로 오목하게 곡선을 이루도록 함으로써, 빛을 보다 효과적으로 분산 및 확산시킬 수 있어, 반사판과 확산판 사이의 간격을 줄여 액정표시장치의 박형을 구현할 수 있으면서도 LED 무라(mura) 현상과 같은 불량을 방지할 수 있다.
따라서, LED와 이에 인접한 LED와의 간격을 줄이지 않아도 됨으로써, LED 수 증가에 따른 비용상승 및 방열 문제 등을 해소할 수 있으며, 소비전력이 상승되는 것 또한 해소할 수 있다.
또한, 광학시트의 개수 또한 늘리지 않아도 됨으로써, 백라이트 유닛의 생산 비용이 증가되는 문제점을 해소할 수 있으며, 액정표시장치의 모듈화 공정에서 작업 공정시간이 증가되어 공정의 효율성이 저하되는 것 또한 방지할 수 있다.
또한, 제작 원가가 높아지는 것 또한 방지할 수 있다.
본 발명은 상기 실시 예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
200 : 다각형 패턴 확산판
210 : 지지층, 220 : 다각형 패턴층, 230 : 삼각뿔 형상의 패턴

Claims (19)

  1. 반사판과;
    상기 반사판 상에 위치하는 광원과;
    상기 광원 상부에 위치하며, 다수의 삼각뿔 형상의 패턴이 돌출 배열되는 확산판과;
    상기 확산판 상부에 위치하는 다수의 광학시트와;
    상기 다수의 광학시트 상부에 위치하는 액정패널
    을 포함하며, 상기 다수의 삼각뿔 형상의 패턴 중 이웃하는 6개의 상기 삼각뿔 형상의 패턴은 평면적으로 정육각형 패턴을 이루며,
    상기 삼각뿔 형상의 패턴의 각 측면은 서로 마주보는 방향으로 오목하게 곡면으로 이루어져, 서로 이웃하는 상기 삼각뿔 형상의 패턴의 서로 마주보는 측면은 평면적으로 타원형을 이루는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정육각형 패턴은 상기 다수의 삼각뿔 형상의 패턴의 6개의 밑면의 모서리가 하나의 중심부에서 만나도록 배열되는 액정표시장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사판 상부에 도광판을 구성하며, 상기 광원은 상기 도광판의 일측 또는 양측에 배열되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 삼각뿔 형상의 패턴의 밑면의 한변의 길이는 350㎛ 인 액정표시장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 삼각뿔 형상의 패턴의 높이는 110㎛ 인 액정표시장치.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
KR1020100130156A 2010-10-05 2010-12-17 확산판 및 이를 포함하는 액정표시장치 KR101844908B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100096853 2010-10-05
KR20100096853 2010-10-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120061023A KR20120061023A (ko) 2012-06-12
KR101844908B1 true KR101844908B1 (ko) 2018-04-04

Family

ID=46611710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100130156A KR101844908B1 (ko) 2010-10-05 2010-12-17 확산판 및 이를 포함하는 액정표시장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101844908B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102260874B1 (ko) * 2014-11-13 2021-06-04 삼성디스플레이 주식회사 곡면형 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
CN116430622A (zh) * 2023-04-26 2023-07-14 富盛光电（吴江）有限公司 一种光扩散板及直下式背光模块

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120061023A (ko) 2012-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7530711B2 (en) Backlight assembly and liquid crystal display module using the same
JP5066572B2 (ja) バックライトユニット及びこれを備えた液晶表示装置
KR101529556B1 (ko) 방열이 용이한 액정표시소자
CN103256524B (zh) 背光单元和使用该背光单元的照明***
EP2541312B1 (en) Display device and television receiver
EP2458430A1 (en) Backlight unit and display apparatus using the same
US20060221610A1 (en) Light-emitting apparatus having a plurality of overlapping panels forming recesses from which light is emitted
KR20170123972A (ko) 표시장치
KR20190052843A (ko) 액정표시장치
KR101948137B1 (ko) 백라이트 유닛
US8908124B2 (en) Light guide plate and liquid crystal display device including the same
US10698259B2 (en) Deformed liquid crystal display device
KR20120058928A (ko) 액정표시장치
KR20120035365A (ko) 액정표시장치
KR20120057726A (ko) 액정표시장치
KR20120065752A (ko) 액정표시장치
KR101763188B1 (ko) 액정표시장치
KR101754228B1 (ko) 액정표시장치
KR101823013B1 (ko) 액정표시장치
KR20120010070A (ko) 액정표시장치
KR101758719B1 (ko) 액정표시장치
KR101844908B1 (ko) 확산판 및 이를 포함하는 액정표시장치
JP2007184493A (ja) 光源装置、表示装置
KR102391395B1 (ko) 광학렌즈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정표시장치
KR101765797B1 (ko) 발광다이오드 및 이의 제조방법

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