KR102594498B1

KR102594498B1 - 액정표시장치

Info

Publication number: KR102594498B1
Application number: KR1020160126621A
Authority: KR
Inventors: 민주훈; 정용훈; 최민규
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2016-09-30
Publication date: 2023-10-25
Also published as: CN107884985A; CN107884985B; KR20180036260A; US20180095217A1; US10379281B2

Abstract

본 발명에서는, 백라이트유닛의 광학부품을 일체화함에 있어 도광판의 상부 및/또는 하부에 위치하는 광학부품을 패턴접착층을 사용하여 도광판에 부착하게 되며, 패턴접착층은 벌집패턴을 단위패턴으로 하여 구성된다.
이에 따라, 부착력과 배광 특성을 확보하여 백라이트유닛 광학부품의 일체화 구조를 효과적으로 구현할 수 있게 된다.

Description

액정표시장치{Liquid crystal display device}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 백라이트유닛의 광학부품 일체형 구조를 효과적으로 구현할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD : liquid crystal display device), 플라즈마표시장치(PDP : plasma display panel), 유기발광소자(OLED : organic light emitting diode)와 같은 여러가지 평판표시장치(flat display device)가 활용되고 있다.

이들 평판표시장치 중에서, 액정표시장치는 소형화, 경량화, 박형화, 저전력 구동의 장점을 가지고 있어 널리 사용되고 있다.

액정표시장치는 액정패널과 액정패널 하부에 위치하여 액정패널에 광을 공급하는 백라이트유닛을 포함하여 구성된다.

한편, 액정표시장치가 슬림화됨에 따라 백라이트유닛 또한 얇은 두께로 슬림화가 요구되며, 이에 따라 LED가 백라이트유닛의 측면 방향에 배치되는 에지 타입(edge type)이 널리 사용되고 있다.

이와 같은 에지 타입의 백라이트유닛은, LED(light emitting diode: 발광다이오드)와, 입광면이 LED와 대면하는 도광판과 도광판 하부의 반사판과 도광판 상부의 광학시트를 포함하여 구성될 수 있다.

이처럼, 백라이트유닛에는 많은 수의 광학부품이 존재하는바, 조립 공정 감소나 부품의 유동 방지 등을 위해 반사판과 도광판과 광학시트 중 적어도 일부의 광학부품을 일체화하는 방안이 제안된 바 있다.

그런데, 종래의 광학부품 일체화 구조는 백라이트유닛의 배광 특성을 고려하지 않고 전면에 도포된 접착제를 통해 일체화하는 단순한 방식으로 구현되었다.

이에 따라 입광부 부분에 광쏠림이 발생하는 등 배광 특성이 저하되는 문제가 발생하게 된다.

본 발명은 백라이트유닛의 광학부품 일체형 구조를 효과적으로 구현할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것에 과제가 있다.

전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 입광면에서 광원과 대면하는 도광판과, 상기 도광판 하부의 반사판과, 상기 도광판 상부의 광학시트와, 상기 광학시트 상부의 액정패널과, 상기 반사판과 광학시트 중 적어도 하나를 상기 도광판에 부착하는 패턴접착층을 포함하고, 상기 패턴접착층은, 상기 입광면에 수직한 제1방향을 따라 서로 마주보는 2개의 제1격벽과 상기 제1격벽과 다른 제2격벽으로 구성되어 내부에 에어셀을 정의하는 벌집 형상의 단위패턴을 갖고, 상기 단위패턴은 상기 제1방향 및 상기 제1방향과 수직한 제2방향을 따라 배열되는 액정표시장치를 제공한다.

여기서, 상기 단위패턴은 조건(1)을 만족하도록 구성되며, 상기 조건(1)은 4% ≤ (2w/p)*100% ≤ 5%이고, w는 상기 제1,2격벽의 폭이고, p는 상기 단위패턴의 제1방향의 피치일 수 있다.

상기 단위패턴은 조건(2)를 만족하도록 구성되며, 상기 조건(2)는 w ≤ h ≤ 2w이며, 상기 w는 상기 제1,2격벽의 폭이고, h는 상기 제1,2격벽의 높이일 수 있다.

상기 도광판 하면에는 출광패턴이 구비되고, 상기 출광패턴은 상기 에어셀 내에 위치할 수 있다.

상기 도광판은 유리 물질로 이루어질 수 있다.

상기 반사판 하면에는, 외면에 외관화 패턴을 갖는 보호필름이 부착될 수 있다.

본 발명에서는, 백라이트유닛의 광학부품을 일체화함에 있어 도광판의 상부 및/또는 하부에 위치하는 광학부품을 패턴접착층을 사용하여 도광판에 부착하게 되며, 패턴접착층은 벌집패턴을 단위패턴으로 하여 구성된다.

이에 따라, 부착력과 배광 특성을 확보하여 백라이트유닛 광학부품의 일체화 구조를 효과적으로 구현할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 패턴접착층의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 3a는 본 발명의 제1비교예의 백라이트유닛을 개략적으로 도시한 단면도.
도 3b는 도 3a의 제1비교예에서 입광부 광 쏠림이 발생한 모습을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제2비교예의 백라이트유닛을 개략적으로 도시한 단면도.
도 5 및 6은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트유닛에서의 광 진행 경로를 개략적으로 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 패턴접착층의 단위패턴 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 필팩터에 대한 휘도 분포와 휘도 프로파일의 실험 결과를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 패턴접착층의 단위패턴 피치에 대한 총광량의 실험 결과를 도시한 그래프.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 패턴접착층의 단위패턴 길이에 대한 총광량의 실험 결과를 도시한 그래프.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(100)는, 액정패널(110)과, 액정패널(110) 하부의 백라이트유닛(120)을 포함할 수 있다.

액정패널(110)은 영상을 표시하는 구성으로서, 서로 마주보면 합착된 제1,2기판(112,114)과 이 두 기판(112,114) 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함한다.

구체적으로 도시하지는 않았지만, 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제1기판(112) 내면 상에는 다수의 게이트배선과 데이터배선이 교차하여 화소가 정의되고, 각 화소에는 대응되는 게이트배선 및 데이터배선과 연결된 박막트랜지스터와 박막트랜지스터와 연결된 화소전극이 형성될 수 있다.

그리고, 제1기판(112)에 대향하는 대향기판으로서 상부기판 또는 컬러필터기판이라 불리는 제2기판(114)의 내면 상에는 각 화소에 대응되는 컬러필터패턴과, 컬러필터패턴을 두르며 게이트배선과 데이터배선 그리고 박막트랜지스터 등의 비표시요소를 가리는 블랙매트릭스가 형성될 수 있다.

이때, 액정패널(110)로는 모든 종류의 액정패널이 사용될 수 있는데, 예를 들면 IPS 방식,AH-IPS 방식, TN 방식, VA 방식, ECB 방식 등 모든 형태의 액정패널이 사용될 수 있다. 여기서, IPS 방식이나 AH-IPS 방식이 사용되는 경우에, 제1기판(112)에는 화소전극과 함께 횡전계를 형성하는 공통전극이 형성될 수 있다.

또한, 제1,2기판(112,114)과 액정층의 경계면에는 액정의 초기 분자배열 방향을 결정하는 배향막이 형성될 수 있으며, 제1,2기판(112,114) 사이로 충진된 액정층의 누설을 방지하기 위해 두 기판(112,114)의 가장자리를 따라 씰패턴이 형성될 수 있다.

또한, 제1기판(112)이나 제2기판(114)의 외면에는 특정 편광을 선택적으로 투과시키는 편광판이 부착될 수도 있다.

또한, 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판이나 테이프캐리어패키지와 같은 연결부재를 매개로 인쇄회로기판이 연결될 수 있다.

백라이트유닛(120)은 반사판(121)과, 반사판(121) 상의 도광판(123)과, 도광판(123) 상의 적어도 하나의 광학시트(130)와, 광원으로서 도광판(123)의 일측면인 입광면에 대응하여 입광면의 길이방향을 따라 배열된 LED(141)를 포함할 수 있다.

LED(141)는 인쇄회로기판인 PCB(미도시)의 길이방향을 따라 배열된 형태로 일면에 실장될 수 있다.

반사판(121)은 반사 특성을 위해 백색 또는 은색을 갖게 된다. 반사판(121)은 도광판(123)의 후방에 배치되어, 도광판(123)의 배면을 통과한 광을 액정패널(110) 방향으로 반사시키는 작용을 하여 휘도를 향상시키게 된다.

이때, 본 실시예에서는, 반사판(121)은 패턴화된 접착부재인 패턴접착층(210) 즉 제1패턴접착층(210a)을 통해 도광판(123)에 부착되도록 구성될 수 있다. 이와 같은 제1패턴접착층(210a)에 대해서는 이하에서 보다 상세하게 설명하다.

반사판(121) 상부에 위치하는 도광판(123)은 입광면을 통해 LED(141)로부터 입사된 광이 여러번의 전반사에 의해 도광판(123) 내를 진행하면서 도광판(123)의 넓은 영역으로 균일하게 퍼지도록 하여 균일한 면 광을 액정패널(110) 방향으로 출사하게 된다.

도광판(123)은 반사판(121)과 대면하는 하부면에 출광패턴(124)을 구비할 수 있다. 출광패턴(124)은 도광판(123) 내부에서 전반사되는 광에 대해 도광판(123) 외부로 출광 효율을 향상시키기 위한 구성으로서, 예를 들면 반구 형상이나 폴리곤(polygon) 형상 등의 패턴으로 형성될 수 있다.

한편, 도광판(123)은 백라이트유닛(120)을 얇은 두께로 구성하여 액정표시장치(100)의 슬림화를 효과적으로 구현하기 위한 측면에서 유리(glass) 물질로 형성되는 것이 바람직하다.

이와 관련하여, PMMA와 같은 폴리머 물질은 열에 취약한 특성을 갖게 되므로, 슬림화를 위해 폴리머 물질로 얇은 두께의 도광판(123)을 형성하게 되면, 도광판(123)은 상당한 정도의 열팽창이나 열수축이 발생하게 되어 신뢰성에 문제가 발생한다.

이러한바, 도광판(123)을 유리 물질로 형성하게 되면 유리의 특성상 열팽창이나 열수축이 최소화될 수 있게 되므로, 도광판(123)의 신뢰성이 향상되는 장점을 갖게 된다.

더욱이, 유리 물질은 폴리머 물질에 비해 높은 강성을 갖게 되므로, 유리 물질로 이루어진 도광판(123)을 사용하게 되면 실질적으로 백라이트유닛(120)의 강성 이 향상되는 효과가 구현될 수 있게 된다. 따라서, 백라이트유닛(120)을 일체형 구조로 구성하는 경우에, 백라이트유닛(120)의 하부를 보호하기 위해 적용되는 기구적 부품인 보텀커버를 액정표시장치(100)에서 삭제할 수 있는 장점을 갖게 된다.

한편, 이와 같이 보텀커버가 삭제되는 경우에, 반사판(121)은 하부를 외부로부터 보호하기 위한 보호필름(122)이 반사판(121) 하면에 부착될 수 있다. 한편, 보호필름(122)은 그 외부 표면인 하면에는 제품 외관화를 위한 외관화패턴이 형성될 수 있다. 이처럼, 보호필름(122)은 반사판(121)을 외부로부터 보호하는 기능과 함께 제품 외관화 기능을 수행할 수 있다.

도광판(123) 상에는 적어도 하나의 광학시트(130)가 배치될 수 있다. 이와 관련하여 다수의 광학시트(130)가 배치된 경우를 예로 들면, 도광판(123) 상에 제1,2광학시트(131,134)가 배치될 수 있다.

제1광학시트(131)로서 예를 들면 확산시트(131)가 사용될 수 있다. 확산시트(131)는 PET 등의 폴리머 물질로 이루어진 기재(132)와 기재(132) 상면에 형성된 확산패턴으로 구성될 수 있다. 여기서, 확산패턴으로서 서로 다른 형상과 크기를 갖는 이종의 확산패턴이 형성될 수 있는데, 예를 들면 제1크기를 갖고 서로 이격 배치된 폴리곤 형상의 제1확산패턴(133a)과, 제1확산패턴(133a) 사이 영역에 제1크기보다 작은 제2크기의 불규칙한 비즈 형상의 제2확산패턴(133b)이 구성될 수 있다. 이와 같이 서로 다른 이종의 확산패턴(133a,133b)을 구성하게 되면 광 확산 특성이 향상될 수 있다.

제1광학시트(131) 상의 제2확산시트(134)로서 예를 들어 프리즘시트(134)가 사용될 수 잇다. 프리즘시트(134)는 PET 등의 폴리머 물질로 이루어진 기재(135)와 기재(135) 상면에 형성된 프리즘패턴(136)으로 구성될 수 있다.

위와 같은 제1광학시트(131)와 제2광학시트(134)는 접착층(138)를 통해 서로 부착되어 일체화 형태로 제작될 수 있으며, 이에 따라 광학시트(130)의 일체형 구조가 구현될 수 있다.

한편, 제2광학시트(134)의 상면에는 별도의 기재 없이 접착층(139)을 통해 부착된 확산패턴층(137)이 형성될 수 있다. 확산패턴층(137)은 제2광학시트(134)에서 집광된 광을 확산시켜 보다 균일한 분포의 광을 액정패널(110)에 공급할 수 있다. 이처럼, 제2광학시트(134) 상면에 별도의 기재 없이 확산패턴층(137)을 구현하게 되면, 확산패턴층(137)이 필름 형태로 구성된 경우에 비해 일체형 광학시트(130)의 두께를 감소시킬 수 있게 된다.

광학시트(130)는 패턴접착층(210)인 제2패턴접착층(210b)를 통해 도광판(123) 상면에 부착되도록 구성될 수 있다.

위와 같이, 도광판(123) 하면에 대해 제1패턴접착층(210a)을 통해 반사판(121)을 부착하고 도광판(123) 상면에 대해 제2패턴접착층(210b)을 통해 광학시트(230)를 부착하게 되면, 백라이트유닛(120)은 일체형 구조로 구현될 수 있게 된다. 한편, 백라이트유닛(120)은 필요에 따라 도광판(123)의 상부와 하부 중 하나에 광학부품이 부착된 일체형 구조로 구성될 수도 있다.

특히, 패턴접착층(210)은 패턴화된 구조를 가져 내부에 공기층인 에어셀(A)이 구성될 수 있도록 형성되어 배광 특성을 확보할 수 있게 되는데, 이에 대해 이하에서 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 패턴접착층의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

여기서, 설명의 편의를 위해, LED(도 1의 141 참조)가 배치된 도광판(123)의 측면 부분인 입광부에서 이와 반대되는 측면 부분인 반입광부로의 방향을 제1방향이라고 하고 제1방향에 수직한 평면 상에서의 방향을 제2방향이라고 한다.

도 2를 참조하면, 패턴접착층(210)은 에어셀(A)이 확보된 패턴화된 접착층으로서, 이는 예를 들어 OCA(Optically Clear Adhesive)와 같은 광학 접착제로 형성될 수 있다. 그리고, 패턴접착층(210)은 도광판(123)에 부착되어 이의 광학 특성을 향상시키는 작용을 수행하기 위한 측면에서 도광판(123)과 동일하거나 매우 근사한 굴절률을 가질 수 있다.

패턴접착층(210)은 단위패턴(P1)으로서 내부에 육각 형상의 공기층인 제1에어셀(A1)이 형성된 벌집패턴 형태의 단위패턴(P1)으로 구성될 수 있으며, 이 벌집 형상의 단위패턴(P1)은 제1방향과 제2방향을 따라 배열된다.

이와 같은 단위패턴(P1)의 배열에 의해, 패턴접착층(210)에는 제1에어셀(A1)과 이와 다른 사각 형상의 공기층인 제2에어셀(A2)이 형성될 수 있다.

이와 관련하여 보다 상세하게 살펴보면, 패턴접착층(210)의 단위패턴(P1)은 벌집패턴 구조로서 이는 6개의 격벽(PP)으로 구성된다. 여기서, 6개의 격벽(PP)에 있어 제1방향과 수직한(즉, 제2방향에 평행한) 2개의 마주보는 격벽(PP)(즉, 제1방향을 따라 서로 마주보는 격벽(PP))을 제1격벽(PP1)이라 하고 제1격벽(PP1)과 다른 4개의 격벽(PP)을 제2격벽(PP2)이라 한다.

이때, 단위패턴(P1)은 제1방향을 따라 제1격벽(PP1)을 공유하는 형태로 배열될 수 있다. 그리고, 단위패턴(P1)은 제2방향을 따라 이웃한 제2격벽(PP2) 간의 꼭지점(VP)을 공유하는 형태로 배열될 수 있다.

다시 말하면, 단위패턴(P1)은 제1방향을 따라서는 격벽(PP)을 공유하고 제2방향을 따라서는 꼭지점(VP)을 공유하는 형태로 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.

한편, 위와 같은 단위패턴(P1)의 배열에 의해, 패턴접착층(210)은 실질적으로 내부에 육각 형상의 제1에어셀(A1)을 정의하며 2개의 제1격벽(PP1)과 4개의 제2격벽(PP2)으로 구성된 단위패턴(P1)인 제1패턴(P1)과, 내부에 사각 형상의 제2에어셀(A2)을 정의하며 4개의 제2격벽(PP2)으로 구성된 사각 테두리 형상의 제2패턴(P2)으로 구성된 것으로 볼 수 있다.

본 실시예에서는 위와 같은 특징적 단위패턴(P1)의 배열 형태를 갖는 패턴접착층(210)을 도광판(123) 상부나 하부에 적용함에 따라, 부착력과 배광 특성을 확보한 광학부품의 일체형 구조를 효과적으로 구현할 수 있게 된다.

이와 관련하여, 도 3 내지 6을 함께 참조하여 보다 상세하게 살펴본다.

도 3a는 본 발명의 제1비교예의 백라이트유닛을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 3b는 도 3a의 제1비교예에서 입광부 광 쏠림이 발생한 모습을 도시한 도면이다. 도 4는 본 발명의 제2비교예의 백라이트유닛을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 5 및 6은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트유닛에서의 광 진행 경로를 개략적으로 도시한 도면으로서, 도 5에서는 제2패턴(P2)을 통한 광 진행 경로를 도시하고 있고, 도 6에서는 제1패턴(P1)을 통한 광 진행 경로를 도시하고 있다.

먼저, 도 3a에 도시된 제1비교예의 백라이트유닛은, 하부면에 출광패턴(24a)이 형성된 도광판(23a)과 반사판(21a)이 실질적으로 전면을 따라 완전히 밀착되는 형태로 접착층(10)을 통해 서로 부착되도록 구성된다. 이와 같은 구조의 백라이트유닛에서는 도광판(23a)과 반사판(21a) 사이에 공기층이 확보되지 않아, 도 3b에 도시한 바와 같이 입광부에서 광 쏠림이 매우 높은 수준으로 발생하게 된다.

한편, 도 4에 도시된 제2비교예의 백라이트유닛은, 도광판(23b)의 출광패턴(24b)을 점착 특성의 물질로 형성하게 된다. 이 경우에, 도광판(23b)과 반사판(21b) 사이에 공기층이 확보될 수 있으나, 출광패턴(24b)의 접착 면적은 매우 작아 도광판(23b)과 반사판(21b) 간의 충분한 부착력이 확보되지 않는 문제가 발생하게 된다.

반면에, 본 실시예에 따른 백라이트유닛에서는 공기층이 확보된 패턴접착층(210)을 사용하여 도광판(123)과 반사판(121)을 부착하게 된다. 이에 따라, 제2비교예와 비교하면 충분한 접착 면적을 확보할 수 있는 장점을 갖게 된다.

이에 더하여, 패턴접착층(210)에 의해 백라이트유닛의 배광 특성 또한 향상될 수 있게 된다.

이와 관련하여 도 5를 참조하여 살펴보면, 제2패턴(P2) 즉 제2패턴(P2)을 구성하는 제2격벽(PP2)은 전체적으로 보면 도광판(123)의 도광 방향인 제1방향을 따라 지그재그 형상으로 연장된 형태를 갖게 됨으로써, 이는 도광판(123)은 하부에 연장된 형태의 도광패턴으로 작용할 수 있게 된다. 이에 따라, 연장된 형태의 제2격벽(PP2)을 따라 광이 확산되어 실질적으로 입광부에서 반입광부로의 전반사 도광 특성이 향상될 수 있게 됨으로써, 백라이트유닛의 광 분포가 균일화될 수 있게 되어 입광부에서의 광 쏠림 현상은 개선될 수 있게 된다.

더욱이, 도 6을 참조하여 살펴보면, 제1패턴(P1)의 제1격벽(PP1)은 도광 방향에 실질적으로 수직한 형태의 패턴으로서 도광판(123)의 두께 방향으로 돌출된 출광패턴으로 작용할 수 있게 된다. 이에 따라, 제1격벽(PP1)의 높이 방향을 따라 집광되어 출광될 수 있게 됨으로써, 백라이트유닛의 집광 특성이 향상되고 이로 인해 휘도가 향상될 수 있게 된다.

한편, 도 1을 함께 참조하여, 제1패턴(P1) 내부의 제1에어셀(A1)에는 도광판(123) 하부의 출광패턴(124)이 배치되도록 구성될 수 있다. 이와 같은 경우에, 입광부에서 반입광부 방향을 따라 출광 기능을 수행하는 제1격벽(PP1)과 출광패턴(124)이 함께 배치된 구조가 구성될 수 있게 되어, 도광판(123)에서의 출광 특성이 극대화될 수 있게 된다.

이처럼, 패턴접착층(210)을 기반으로 광학부품을 도광판(123)에 부착하여 일체형 구조를 구성하게 되면, 부착력과 배광 특성을 확보한 일체형 구조가 효과적으로 구현될 수 있게 된다.

이하, 일체형 구조의 부착력을 확보하면서도 배광 특성을 향상시킬 수 있는 바람직한 단위패턴(P1)의 설계 구조에 대해 이하에서 보다 상세하게 설명한다.

먼저 패턴접착층(210)의 일부를 도시한 도 7을 참조하여 단위패턴(P1)의 설계 구조를 나타내는 인자들을 살펴보면, h는 단위패턴(P1)의 높이(즉, 격벽(PP1,PP2)의 높이)이며, w는 단위패턴(P1)의 폭(즉, 격벽(PP1,PP2)의 폭)이고, p는 제1방향에서의 단위패턴(P1)의 간격인 피치이고, l은 제2방향에서의 단위패턴(P1)의 간격인 길이이다. 그리고, 단위패턴(P1)의 필팩터(fill factor)가 정의될 수 있는데, 이때 필팩터 = (2w/p)*100%으로 정의한다.

이와 같은 경우에, 일체화 구조에서 배광 특성과 부착력 확보를 위해, 아래와 같은 조건(1)을 만족하는 것이 바람직하다.

조건(1): 4% ≤ 필팩터 ≤ 5% (즉, 40w ≤ p ≤ 50w).

조건(1)과 같이 필팩터는 4% 이상 5% 이하가 되도록 하는 것이 바람직한데, 필팩터가 4% 미만이 되면 부착력이 저하될 수 있다.

이에 대해 패턴접착층(210)의 필팩터에 따른 광학필름의 부착력 실험 결과를 나타내는 [표 1]을 참조할 수 있다. 여기서, 실험은 폭(w)이 15um인 경우를 기준으로 하여 진행하였다.

필팩터	피치(p)	폭(w)	검토 결과
2%	1500um	15um	전면 박리(NG)
3%	1000um		부분 박리(NG)
4%	750um		박리 없음(OK)

[표 1]을 참조하면, 필팩터가 2%인 경우에는 광학필름의 전면 박리가 발생하고 3%인 경우에는 부분 박리가 발생하며, 4%인 경우에는 광학필름의 박리 현상이 발생하지 않음을 확인할 수 있다.

이러한바, 부착력 확보를 위해서는 필팩터가 4% 이상이 되도록 패턴접착층(210)을 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 필팩터가 5%를 초과하게 되면 배광 특성이 저하되는 문제가 발생하게 된다.

이에 대해 패턴접착층(210)의 필팩터에 따른 백라이트유닛의 배광 특성 실험 결과를 나타내는 [표 2]와 도 8 및 9를 참조할 수 있다. 여기서, 실험은 폭(w)이 15um인 경우를 기준으로 하여 진행하였다. 그리고, 도 8은 [표 2]의 필팩터에 대한 휘도 분포와 휘도 프로파일을 도시하고 있으며, 여기서 휘도 프로파일은 휘도 분포 도면의 A-A'를 따라 도시한 것으로서, A 부분은 입광부 측이며 A` 부분은 반입광부 측이다. 또한, 도 9는 피치에 따른 총광량의 실험 결과를 도시한 그래프이다.

필팩터	피치(p)	폭(w)	균일도	검토 결과
4%	750um	15um	1.2	OK
5%	600um		1.33	OK
6%	500um		11.2	NG
7%	430um		>20	NG

[표 2] 및 도 7을 참조하면, 필팩터가 4%와 5%인 경우에는 균일도가 1.2와 1.3으로서 입광부에서 반입광부 방향으로의 휘도 분포가 전체적으로 균일하여 배광 특성이 양호함을 확인할 수 있다.

반면에, 필팩터가 6%와 7%인 경우에는 균일도가 11.2와 20초과로서 입광부에서 반입광부 방향으로 휘도가 급격하게 저하되는 분포를 가져 입광부에 광 쏠림이 강하게 발생하게 됨으로써, 배광 특성이 좋지 않음을 확인할 수 있다.

더욱이, 도 9를 참조하면, 총광량은 피치(p)가 작아짐에 따라 증가하는 추세를 갖게 되고 대략 325um 이하가 되면 총광량이 포화됨을 알 수 있다. 이때, 필팩터가 5% 이하로서 피치가 750um 이하에서도 요구되는 수준인 100% 이상의 광량이 확보될 수 있음을 확인할 수 있다.

이러한바, 배광 특성 확보를 위해서는 필팩터가 5% 이하를 갖도록 패턴접착층(210)을 형성하는 것이 바람직하다.

위와 같은 실험 결과를 토대로 하여 보면, 필팩터가 조건(1)과 같이 4% 이상 5% 이하가 되도록 패턴접착층(210)을 구성하는 것이 바람직함을 알 수 있다.

한편, 단위패턴(P1)의 길이(l)는 실질적으로 전반사 경로를 증가시키는 확산 패턴으로 작용하는 제2패턴(P2)의 구조와 관련된 것인데, 이와 관련하여 길이(l)에 따른 총광량 그래프를 도시한 도 10을 참조할 수 있다.

도 10을 살펴보면, 폭(w)이 15um일때 단위패턴(P1)의 길이(l)가 100um~1000um범위에서 실질적으로 총광량은 100% 수준을 충족하는 것을 확인할 수 있다. 이러한바, 단위패턴(P1)의 길이(l)는 필요에 따라 허용 범위 내에서 조절 가능할 수 있다.

더욱이, 패턴접착층(210)은 에어셀(A1,A2)의 갭을 유지하기 위해 아래 조건(2)를 만족하는 것이 바람직하다.

조건(2): w ≤ h ≤ 2w.

조건(2)에 따르면 단위패턴(P1)의 높이(h)는 w이상 2*w 이하가 되도록 하는데, 이 조건에 따라 에어셀(A1,A2)의 갭을 유지하기 위한 단위패턴(P1)의 지지력이 충분히 확보될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 백라이트유닛의 광학부품을 일체화함에 있어 도광판의 상부 및/또는 하부에 위치하는 광학부품을 패턴접착층을 사용하여 도광판에 부착하게 되며, 패턴접착층은 벌집패턴을 단위패턴으로 하여 구성된다.

전술한 본 발명의 실시예는 본 발명의 일예로서, 본 발명의 정신에 포함되는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명은, 첨부된 특허청구범위 및 이와 등가되는 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.

100: 액정표시장치 110: 액정패널
112: 제1기판 114: 제2기판
120: 백라이트유닛 121: 반사판
122: 보호필름 123: 도광판
130: 광학시트 131: 제1광학시트
132: 기재 133a,133b: 제1,2확산패턴
134: 제2광학시트 135: 기재
136: 프리즘패턴 137: 확산패턴층
138: 접착층 139: 접착층
141: LED
210,210a,210b: 패턴접착층,제1패턴접착층,제2패턴접착층
P1: 단위패턴(제1패턴)
P2: 제2패턴
PP,PP1,PP2: 격벽,제1격벽,제2격벽
A,A1,A2: 에어셀,제1에어셀,제2에어셀

Claims

입광면에서 광원과 대면하는 도광판과;
상기 도광판 하부의 반사판과;
상기 도광판 상부의 광학시트와;
상기 광학시트 상부의 액정패널과;
상기 반사판과 광학시트 중 적어도 하나를 상기 도광판에 부착하는 패턴접착층을 포함하고,
상기 패턴접착층은, 상기 입광면에 수직한 제1방향을 따라 서로 마주보는 2개의 제1격벽과 상기 제1격벽과 다른 제2격벽으로 구성되어 내부에 제1에어셀을 정의하는 벌집 형상의 단위패턴을 갖고,
상기 단위패턴은 상기 제1방향 및 상기 제1방향과 수직한 제2방향을 따라 배열되고,
상기 패턴접착층은, 서로 인접한 상기 단위패턴들의 제2격벽들에 의해 둘러싸여 정의된 사각 형상의 제2에어셀을 포함하는
액정표시장치.
입광면에서 광원과 대면하는 도광판과;
상기 도광판 하부의 반사판과;
상기 도광판 상부의 광학시트와;
상기 광학시트 상부의 액정패널과;
상기 반사판과 광학시트 중 적어도 하나를 상기 도광판에 부착하는 패턴접착층을 포함하고,
상기 패턴접착층은, 상기 입광면에 수직한 제1방향을 따라 서로 마주보는 2개의 제1격벽과 상기 제1격벽과 다른 제2격벽으로 구성되어 내부에 에어셀을 정의하는 벌집 형상의 단위패턴을 갖고,
상기 단위패턴은 상기 제1방향 및 상기 제1방향과 수직한 제2방향을 따라 배열되고,
상기 단위패턴은 조건(1)을 만족하도록 구성되며,
상기 조건(1)은 4% ≤ (2w/p)*100% ≤ 5%이고,
w는 상기 제1,2격벽의 폭이고, p는 상기 단위패턴의 제1방향의 피치인
액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 단위패턴은 조건(2)를 만족하도록 구성되며,
상기 조건(2)는 w ≤ h ≤ 2w이고,
상기 w는 상기 제1,2격벽의 폭이고, h는 상기 제1,2격벽의 높이인
액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 도광판 하면에는 출광패턴이 구비되고,
상기 출광패턴은 상기 제1에어셀 내에 위치하는
액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 도광판은 유리 물질로 이루어진
액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 반사판 하면에는, 외면에 외관화 패턴을 갖는 보호필름이 부착되는
액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제2에어셀은 상기 제1방향을 따라 배열된
액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 단위패턴은, 상기 제2방향을 따라 위치하며 서로 이웃한 2개의 상기 제2격벽 간에 형성된 꼭지점을 포함하고,
상기 제2방향을 따라 배열되고 이웃한 상기 단위패턴은, 상기 꼭지점을 공유하는
액정표시장치.