KR20100030910A - 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치모듈에 관한 것으로, 특히 LED를 광원으로 이용하는 측광형 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치모듈에서 LED로부터 출사되는 빛의 직진성을 완화하여 핫 스팟 등의 화질 불량 문제를 해결하고자 한다.
이를 위하여, LED와 마주하는 입광부에 비대칭적인 패턴이 형성된 도광판을 포함하는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치모듈을 제공하고자 한다.
도광판, LED

Description

백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치모듈{Backlight unit and Liquid crystal display device module including the same}
본 발명은 액정표시장치모듈에 관한 것으로, 특히 균일한 광원을 제공할 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 포함하여 고품질의 영상을 제공할 수 있는 액정표시장치모듈에 관한 것이다.
최근 정보화 시대에 발맞추어 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device: FPD)로서 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD), 플라즈마표시장치(plasma display panel device: PDP), 전기발광표시장치(electroluminescence display device: ELD), 전계방출표시장치(field emission display device: FED) 등이 소개되어 기존의 브라운관(cathode ray tube: CRT)을 빠르게 대체하며 각광받고 있다.
이중에서도 액정표시장치는 동화상 표시에 우수하고 높은 콘트라스트 비(contrast ratio)로 인해 노트북, 모니터, TV 등의 분야에서 가장 활발하게 사용되고 있는데, 상기 액정표시장치는 자체 발광요소를 갖지 못하는 소자로 별도의 광원을 요구하게 된다.
이에 따라, 배면으로는 램프를 구비한 백라이트 유닛(backlight unit)이 마련되어 액정패널 전면을 향해 광을 조사하고 이를 통해서 비로소 식별 가능한 휘도의 화상이 구현된다.
한편, 백라이트 유닛의 광원으로는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluoresent Lamp), 외부전극형광램프(External Electrode Fluoresent Lamp), 그리고 발광다이오드(Light Emitting Diode: LED) 등을 사용한다.
이 중에서 특히, LED는 소형, 저소비전력, 고신뢰성 등의 특징을 겸비하여 표시용 광원으로서 널리 이용되고 있다.
도 1은 LED를 광원으로 사용하는 일반적인 액정표시장치모듈의 단면도이다.
도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치모듈은 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20), 그리고 서포트메인(30)과 커버버툼(50), 탑커버(40)로 구성된다.
액정패널(10)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로써 액정층(미도시)을 사이에 두고 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(12, 14)으로 구성된다.
또한, 액정패널(10)의 상하면에는 각각 편광판(미도시)이 부착되며, 액정패널(10) 후방으로는 백라이트 유닛(20)이 구비된다.
이때, 백라이트 유닛(20)은 서포트메인(30)의 적어도 일측 가장자리 길이방향을 따라 배열되는 LED 어셈블리(29)와, 커버버툼(50) 상에 안착되는 백색 또는 은색의 반사판(25)과, 이러한 반사판(25) 상에 안착되는 도광판(23) 그리고 이의 상부로 개재되는 다수의 광학시트(21)가 포함된다.
LED 어셈블리(29)는 도광판(23)의 일측에 구성되며, 빛을 발하는 다수의 LED(29a)와, 이의 LED(29a)가 장착되는 FPCB(flexible printed circuit board : 29b)를 포함한다. 도시된 바와 같이, LED(29a)가 도광판(23)의 일측에 위치하는 경우를 측광형(side light type 또는 edge type) 백라이트 유닛(20)이라고 한다. 상기 측광형 백라이트 유닛(20)을 포함하는 액정표시장치모듈에 있어서는, 투명한 도광판(23)을 이용하여 LED(29a)로부터의 광을 액정패널(10) 화면 전체에 투사시키며, 제작이 용이한 장점이 있다.
이러한 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20)은 가장자리가 사각테 형상의 서포트메인(30)으로 둘러진 상태로 액정패널(10) 상면 가장자리를 두르는 탑커버(40) 그리고 백라이트 유닛(20) 배면을 덮는 커버버툼(50)이 각각 전후방에서 결합되어 서포트메인(30)을 매개로 일체화된다.
위와 같은 액정표시장치모듈에 있어서, 저소비전력 등의 장점을 갖는 LED(29a)를 광원으로 이용하게 되는데, LED(29a)는 빛의 직진성이 강하기 때문에, 도광판(23)을 통해 액정패널(10)로 공급되는 빛은 균일도가 떨어진다. 즉, LED(29a)가 위치하는 부분과, 이웃한 LED(29a) 사이 부분에서 밝기의 차이가 발생하게 되어, 이른바 핫 스팟(hot spot)이라고 하는 휘도 불균일 문제가 발생하게 된다. 이러한 문제는 액정표시장치모듈의 폭을 감소시키기 위해 LED(29a)를 도광판(23)에 근접하게 위치시키는 경우에 심하게 나타난다.
이러한 문제를 해결하기 위해, LED와 접하는 도광판의 입광부에 패턴을 형성하여 LED 광원의 직진성을 완화하는 백라이트 유닛이 제안되었다.
도 2는 패턴된 입광부를 갖는 종래의 도광판 및 광원인 LED의 일부를 도시한 평면도이다. 도시한 바와 같이, 도광판(23)의 일측에 광원인 LED(29a)가 위치하여 빛을 공급한다. 이때, LED(29a)와 마주하는 도광판(23)의 입광부에는 요철 형태의 패턴(24)이 형성되어 있다. 즉, 서로 이격하여 위치하며 평탄한 상부면을 갖는 다수의 돌출부(24a)와 이웃한 돌출부(24a) 사이에 평탄한 면을 갖는 오목부(24b)가 위치하여 요철 형태의 패턴(24)을 이루고 있다. 여기서, 돌출부(24a)와 오목부(24b)의 폭은 동일하다. 즉, 동일한 형상의 돌출부(24a)와 오목부(24b)가 교대로 배치되어 요철 형태의 패턴(24)을 이루고 있다. 상기 다수의 돌출부(24a)와 그 사이의 다수의 오목부(24b)는 하나의 LED(29a)에 대응하여 위치하고 있다.
이와 같은 요철 형태의 패턴(24)이 형성된 도광판(23)을 이용하는 경우, LED(29a)로부터 입사된 빛은 그 직진성이 어느 정도 완화되어 보다 균일한 휘도의 빛을 액정패널(도 1의 10)에 공급하게 된다.
그러나, 전술한 요철 형태의 패턴(24)을 갖는 도광판(23)을 이용하는 경우 LED(29a)로부터 출사된 빛의 직진성이 어느 정도 완화되는 효과는 있으나, 여전히 그 직진성에 의한 빛 균일도 문제가 발생하고 있다. 종래의 요철 형태의 패턴(24)을 갖는 도광판(23)을 이용하더라도 빛의 섞임 또는 산란이 크게 발생하지 않기 때문에, 불균일한 휘도에 의한 화상 품질 저하의 문제는 여전히 존재한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 광원인 LED로부터 출사된는 빛의 직진성을 완화시켜 균일한 휘도의 빛을 제공할 수 있는 백라이트 유닛 및 액정표시장치모듈의 제공을 목적으로 한다.
입광부에 요철 형태의 패턴을 갖는 도광판을 이용하더라도 빛의 섞임 또는 산란이 잘 일어나지 않는 것은, LED에 대응하여 대칭적인 패턴이 형성되기 때문으로 생각된다. 따라서, 본 발명에서는 빛의 섞임 또는 산란 특성를 향상시킬 수 있도록, 비대칭적인 패턴이 형성되어 있는 도광판을 제공하고자 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 광원인 LED 램프와; 상기 LED 램프와 마주보는 측면에 서로 교대하는 다수의 돌출부와 오목부로 이루어지는 패턴이 형성되는 도광판과; 상기 도광판 하부에 위치하는 반사판을 포함하고, 상기 돌출부와 오목부 중 어느 하나는 상기 측면에 평행하게 평탄한 면을 갖고, 상기 돌출부와 오목부 중 다른 하나에는 산 형상을 갖는 다수의 서브패턴이 형성되어 있는 백라이트 유닛을 제공하고자 한다.
상기 오목부가 평탄한 저면을 갖고, 상기 돌출부에 다수의 서브패턴이 형성되며, 상기 서브패턴은 상기 오목부의 저면으로부터 제 1 높이를 갖고, 상기 돌출부로부터 상기 제 1 높이보다 작은 제 2 높이를 가지며, 상기 오목부 저면은 제 1 폭을 갖고, 상기 돌출부는 상기 제 1 폭보다 큰 제 2 폭을 가질 수 있다.
한편, 상기 돌출부가 평탄한 상부면을 갖고, 상기 오목부에 다수의 서브패턴이 형성되며, 상기 돌출부는 상기 오목부로부터 제 1 높이를 갖고, 상기 서브패턴은 상기 오목부로부터 상기 제 1 높이보다 작은 제 2 높이를 가지며,상기 돌출부의 상부면은 제 1 폭을 갖고, 상기 오목부는 상기 제 1 폭보다 큰 제 2 폭을 가질 수 있다.
상기 제 2 높이는 상기 제 1 높이의 1/3~1/2이고, 상기 제 2 폭은 상기 제 1 폭의 5~7배인 것이 특징일 수 있다.
상기 도광판 하부로 반사판이 위치하고, 상기 도광판 상부로 확산시트와 적어도 하나의 집광시트를 포함하는 광학시트가 위치하는 것이 특징일 수 있다.
다른 관점에서, 본 발명은 액정패널과; 상기 액정패널 하부에 위치하여 상기 액정패널로 빛을 공급하며, 광원인 LED 램프와, 상기 LED 램프와 마주보는 측면에 서로 교대하는 다수의 돌출부와 오목부로 이루어지는 패턴이 형성되는 도광판과, 상기 도광판 하부에 위치하는 반사판을 포함하는 백라이트 유닛과; 상기 백라이트 유닛의 하부를 덮는 커버버툼과; 상기 액정패널 및 백라이트를 지지하는 서포트메인과; 상기 액정패널 가장자리를 둘러싸는 탑커버를 포함하고, 상기 돌출부와 오목부 중 어느 하나는 상기 측면에 평행하게 평탄한 면을 갖고, 상기 돌출부와 오목부 중 다른 하나에는 산 형상을 갖는 다수의 서브패턴이 형성되어 있는 액정표시장치모듈을 제공하고자 한다.
상기 오목부가 평탄한 저면을 갖고, 상기 돌출부에 다수의 서브패턴이 형성되며, 상기 서브패턴은 상기 오목부의 저면으로부터 제 1 높이를 갖고, 상기 돌출부로부터 상기 제 1 높이보다 작은 제 2 높이를 가지며, 상기 오목부 저면은 제 1 폭을 갖고, 상기 돌출부는 상기 제 1 폭보다 큰 제 2 폭을 가질 수 있다.
한편, 상기 돌출부가 평탄한 상부면을 갖고, 상기 오목부에 다수의 서브패턴이 형성되며, 상기 돌출부는 상기 오목부로부터 제 1 높이를 갖고, 상기 서브패턴은 상기 오목부로부터 상기 제 1 높이보다 작은 제 2 높이를 가지며,상기 돌출부의 상부면은 제 1 폭을 갖고, 상기 오목부는 상기 제 1 폭보다 큰 제 2 폭을 가질 수 있다.
상기 제 2 높이는 상기 제 1 높이의 1/3~1/2이고, 상기 제 2 폭은 상기 제 1 폭의 5~7배인 것이 특징일 수 있다.
상기 커버버툼과 상기 도광판 사이에 반사판이 위치하고, 상기 액정패널과 상기 백라이트 유닛 사이에 확산시트와 적어도 하나의 집광시트를 포함하는 광학시트가 위치하는 것이 특징일 수 있다.
본 발명에 의한 백라이트 유닛은 광원인 LED와 마주하는 면에 다수의 불규칙적인 패턴이 형성되어 있는 도광판을 이용함으로써, 균일한 휘도를 갖는 빛을 제공하게 된다.
또한, 위와 같은 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치모듈의 경우, 균일 한 휘도의 빛을 이용하여 화상을 표시하기 때문에, 얼룩과 같은 표시품질 저하의 원인을 방지하여 고품질의 화상 표현을 하게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치모듈의 분해 사시도를 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 액정표시장치모듈은 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, 액정층(미도시)을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제 1 기판(112) 및 제 2 기판(114)을 포함한다.
이때, 능동행렬 방식이라는 전제 하에, 도면상에 나타나지는 않았지만 통상 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제 1 기판(112) 내면에는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소(pixel)가 정의되고, 상기 다수의 게이트 라인과 다수의 데이터 라인의 각 교차점에는 스위칭 소자인 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) 내면으로는 각 화소에 대응되는 컬러필터(color filter) 및 이들 각각을 두르며 게이트라인과 데이터라인 그리고 박막트랜지스터 등의 비표시요소를 가리는 블랙매트릭스(black matrix)가 구비된다. 상기 컬러필터는 각 화소에 대응하여 적(R), 녹(G), 청(B)색의 서브-컬러필터로 구성될 수 있다. 또한, 이들을 덮는 투명 공통전극이 마련되어 있다.
그리고 제 1, 제 2 기판(112, 114)의 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 편광판(미도시)이 각각 부착된다.
또한 이 같은 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서 연성회로기판 이나 테이프케리어패키지(tape carrier package: TCP) 같은 연결부재(116)를 매개로 인쇄회로기판(117)이 연결되어 모듈화 과정에서 서포트메인(130)의 측면 내지는 커버버툼(150) 배면으로 적절하게 구부려져서 밀착된다.
이에 상술한 구조의 액정패널(110)은 스캔 전달되는 게이트구동회로의 온/오프 신호에 의해 각 게이트라인 별로 선택된 박막트랜지스터가 온(on) 되면 데이터구동회로의 신호전압이 데이터라인을 통해서 해당 화소전극으로 전달되고, 이에 따른 화소전극과 공통전극 사이의 전기장에 의해 액정분자의 배열방향이 변화되어 투과율 차이를 나타낸다.
아울러 본 발명에 따른 액정표시장치모듈에는 액정패널(110)이 나타내는 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 이의 배면에서 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비된다.
백라이트 유닛(120)은 LED 어셈블리(129)와, 백색 또는 은색의 반사판(125)과, 이러한 반사판(125) 상에 안착되는 도광판(123) 그리고 이의 상부로 개재되는 광학시트(121)를 포함한다.
앞서 말한 LED 어셈블리(129)는 도광판(123)의 입광부와 대면하도록 도광판(123)의 일측에 위치하며, 이러한 LED 어셈블리(129)는 일정간격 이격하여 배열되어 있는 다수개의 LED(129a)와, 상기 다수의 LED(129a)가 장착되는 FPCB(129b)를 포함한다.
이때, 다수의 LED(129a)는 도광판(123)의 입광부를 향하는 전방으로 각각 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 갖는 빛을 발하며, 이러한 다수의 LED(129a)를 한꺼번에 점등시킴으로써 색섞임에 의한 백색광을 구현할 수 있다.
이때 RGB의 색을 모두 발하는 LED칩(미도시)이 구성된 LED(129a)를 사용하여, 각각의 LED(129a)에서 백색광이 구현되도록 할 수도 있으며, 또는 백색을 발하는 칩을 포함하여 완전한 백색을 발하는 LED(129a)를 사용할 수도 있다.
한편, RGB의 빛을 발하는 다수의 LED(129a)를 하나의 클러스터(cluster)로 묶어 실장할 수도 있으며, 이러한 FPCB(129b) 상에 실장되는 다수의 LED(129a)는 FPCB(129b) 상에 일렬로 나란하게 배열하거나, 복수열로 나란하게 배열하는 것도 가능하다.
그리고 도광판(123)은 다수의 LED(129a)로부터 입사된 빛이 도광판(123) 내를 진행하면서 도광판(123)의 넓은 영역으로 골고루 퍼져 액정패널(110)에 면광원을 제공한다. 상기 도광판(123)은 광이 효율적으로 가이드될 수 있도록 투광성을 가지는 재료, 예를 들어 폴리메틸메타아크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA)와 같은 아크릴 수지, 폴리카보네이트(PolyCarbonate;PC)와 같은 물질로 이루어질 수 있다.
이때, LED(129a)로부터 출사되는 빛의 직진성을 완화시키기 위해, 상기 LED(129a)와 마주하는 도광판(123)의 입광부에 불규칙한 패턴(미도시)이 형성되어 있는 것이 특징이다.
즉, 도시되어 있지 않지만, 상기 도광판(123)의 입광부에는 일정간격 이격되어 위치하고 평탄한 상부면을 갖는 다수의 오목부와 이웃한 오목부 사이에 위치하는 돌출부로 이루어지는 패턴이 형성되어 있다. 상기 돌출부에는 산 형상을 갖는 다수의 서브패턴이 형성되어 있다. 즉, 다수의 돌출부와 다수의 오목부가 각 LED(129a)에 대응되고, 돌출부와 오목부는 서로 다른 패턴을 갖게 되어, 빛의 섞임 또는 산란 특성을 향상시키게 된다.
반사판(125)은 도광판(123)의 배면에 위치하여, 도광판(123)의 배면을 통과한 빛을 액정패널(110) 쪽으로 반사시킴으로써 빛의 휘도를 향상시킨다.
도광판(123) 상부의 광학시트(121)는 확산시트와 적어도 하나의 집광시트 등을 포함하며, 도광판(123)을 통과한 빛을 확산 또는 집광하여 액정패널(110)로 보다 균일한 면광원이 입사 되도록 한다.
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 가장자리와 측면을 덮는 형상을 가진다. 즉, 상기 탑커버(140)는 액정표널(110)의 표시부에 대하여 개구를 갖고, 이를 통하여 액정패널(110)에서 구현되는 화상을 표시하게 된다.
또한, 상기 커버버툼(150)은 하부면과 네 측면으로 구성됨으로써, 상기 액정패널(110) 및 상기 백라이트 유닛(120)이 안착될 수 있는 공간을 제공한다.
또한, 이러한 커버버툼(150) 상에 안착되며 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 두르는 사각의 테 형상의 서포트메인(130)이 탑커버(140)와 커버버툼(150)과 결합된다.
본 발명의 가장 특징적인 구성인 도광판에 대하여 자세히 설명한다.
도 4는 패턴된 입광부를 갖는 본 발명의 도광판 및 광원인 LED의 일부를 도시한 평면도이다. 도시된 바와 같이, 도광판(123)의 일측에 광원인 LED(129a)가 위치하여 상기 도광판(123)을 향해 빛을 공급한다. 이때, LED(129a)와 마주하는 도광판(123)의 입광부에는 요철 형태의 패턴(124)이 형성되어 있다. 상기 다수의 돌출부(124a)와 그 사이의 다수의 오목부(124b)는 하나의 LED(129a)에 대응하여 위치하고 있다. 즉, 서로 이격하여 위치하며 평탄한 저면을 갖는 다수의 돌출부(124a)와 이웃한 돌출부(124a) 사이에 오목부(124b)가 위치하여 요철 형태의 패턴(124)을 이루고 있다. 즉, 돌출부(124a)와 오목부(124b)가 교대로 배치되어 요철 형태의 패턴(124)을 이루고 있으며, 각 돌출부(124a)에는 산 형상을 갖는 다수의 서브패턴(124c)으로 구성됨으로써, 비대칭적인 요철 패턴(124)이 형성되어 있다.
도 2에 도시한 종래의 도광판(23)에는 동일한 형상의 돌출부(24a)와 오목부(24b)로 대칭적인 입광부 패턴(24)이 형성되어 있는데, 동일한 패턴에 의해 LED(29a)로부터 출사된 빛은 동일한 프로파일을 가지며 산란됨으로써 이웃한 패턴 을 통과한 빛의 섞임이 잘 일어나지 않는다. 그러나, 본 발명에서는 서로 다른 형상의 돌출부(124a)와 오목부(124b)가 교대로 배열되어 비대칭적인 요철 패턴(124)이 도광판(123)의 입광부에 형성되기 때문에, 이웃한 돌출부(124a)와 오목부(124b)를 통과한 빛은 서로 다른 프로파일을 갖게 된다. 따라서, 이웃한 돌출부(124a)와 오목부(124b)를 통과한 빛이 서로 잘 섞임으로써, 전체적인 휘도의 균일도가 향상되고 핫 스팟과 같은 문제를 해결할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, LED(129a)를 통과한 빛의 직진성이 완화되어, 도광판(123) 입광부에서의 핫 스팟 문제뿐 아니라, 입광부 반대편에서의 휘도 불균일 문제 또한 해결된다.
이때, 오목부(124b)의 저면으로부터 돌출부(124a)에 형성되어 있는 서브패턴(124c) 끝까지는 제 1 높이(H1)를 갖고, 산 형상의 서브패턴(124c)은 상기 돌출부 상면(124d)으로부터 제 1 높이(H1)보다 작은 제 2 높이(H2)를 갖는다. 상기 제 2 높이(H2)는 상기 제 1 높이(H1)의 1/3~1/2일 수 있다. 또한, 오목부(124b)의 저면은 제 1 폭(W1)을 갖고, 돌출부(124a)는 제 1 폭(W1)보다 큰 제 2 폭(W2)을 갖는다. 상기 제 2 폭(W2)은 상기 제 1 폭(W1)의 5~7배일 수 있다.
도 4에서, 상기 서브패턴(124c)이 형성되어 있는 돌출부(124a)의 제 2 폭(W2)이 오목부(124b)의 제 1 폭(W1)보다 큰 것을 보이고 있으나, 상기 돌출부(124a)의 제 2 폭(W2)이 오목부(124b)의 제 1 폭(W1)보다 작을 수 있다. 이 경우, 오목부(124b)의 제 1 폭(W1)이 돌출부(124a)의 제 2 폭(W2)의 5~7배일 수 있다.
한편, 도시하지 않았으나, 도 4에 도시되어 있는 도광판(123)의 변형예로서, 이와 같은 서브패턴은 오목부에 형성될 수 있으며, 이러한 경우에는 상기 돌출부가 평탄한 상면을 갖게 된다. 이때, 도 4의 실시예와 유사하게, 돌출부는 상기 오목부로부터 제 1 높이를 갖고, 상기 서브패턴은 상기 오목부로부터 상기 제 1 높이보다 작은 제 2 높이를 갖는다. 상기 제 2 높이는 상기 제 1 높이의 1/3~1/2일 수 있다. 또한, 상기 돌출부는 제 1 폭을 갖고, 상기 오목부는 상기 제 1 폭보다 큰 제 2 폭을 갖는다. 상기 제 2 폭은 상기 제 1 폭의 5~7배일 수 있다.
이와 같은 변형예에 있어서도, 상기 오목부의 제 2 폭이 돌출부의 제 1 폭보다 작을 수 있다. 이 경우, 돌출부의 제 1 폭이 오목부의 제 2 폭의 5~7배일 수 있다.
즉, 도 4의 실시예 및 그 변형예로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 돌출부와 상기 오목부 중 어느 하나에는 평탄한 면을 형성하고, 다른 하나에는 산 형상의 다수의 서브패턴을 형성함으로써, 각 LED(129a)에 대응하여 비대칭적인 요철형태의 패턴(124)이 상기 도광판(123)의 입광부에 형성된다.
상기한 바와 같이, 서로 다른 형상을 갖는 돌출부(124a)와 오목부(124b)로 이루어진 비대칭적인 요철형태의 패턴(124)을 LED(129a)와 마주하는 도광판(123)의 입광부에 형성함으로써, 빛의 섞임 산란 특성이 극대화된다. 따라서, LED(129a)로 부터 출사되는 빛의 직진성이 상기 도광판(123)의 입광부에 형성되어 있는 비대칭적 패턴에 의해 완화됨으로써, 전체적으로 균일한 휘도를 갖는 빛의 공급이 가능하게 되어 핫 스팟 등의 화질 불량을 해소할 수 있다.
도 5a 및 도 5b 각각은 도 2 및 도 4의 도광판을 이용한 백라이트로부터 출사되는 빛의 휘도를 보여주는 사진이다.
우선, 도 2에 도시한 바와 같이, 대칭적 입광부 패턴(24)을 갖는 도광판(23)을 제작하였다. 구체적으로, 입광부의 패턴(24)은 각각의 폭이 0.98mm이며 동일한 형상을 갖는 돌출부(24a) 및 오목부(24b)이 서로 교대로 형성되어 있고, 돌출부(24a)의 높이는 0.2mm이다.
한편, 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 도광판(123)은 평탄한 저면을 갖는 오목부(124b)가 이격하여 위치하며, 그 사이에 산형상을 갖는 다수의 서브패턴(124c)이 형성되어 있는 돌출부(124a)가 위치하여 입광부 패턴(124)을 형성한다. 여기서, 돌출부(124a)의 제 2 폭(W2)은 1.84mm, 오목부(124b)의 제 1 폭(W1)은 0.3mm, 오목부(124b)로부터 서브패턴(124c)까지의 제 1 높이(H1)는 0.27mm, 돌출부(124a) 상부면(124d)로부터 서브패턴(124c)까지의 제 2 높이(H2)는 0.13mm이다. 여기서, 도광판 입광부 패턴(124)의 구체적 수치는 도광판 크기 등의 조건에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
도 5a를 참조하면, 도 2의 종래 도광판을 이용한 백라이트 유닛의 경우, 입광부(A)와 입광부 반대쪽인 대광부(C)에서 중앙부(B)보다 높은 휘도를 갖는다. 이는 LED로부터 출사된 빛의 직진성에 기인한다. 도광판의 입광부(A)는 LED에 근접되 어 있기 때문에 부분적으로 휘도의 불균일이 발생하게 되며, 또한 대광부(C)는 LED로부터 출산된 빛이 서포트 메인(도 1의 30)에 반사되기 때문이다.
한편, 도 5b를 참조하면, 도 4의 종래 도광판을 이용한 백라이트 유닛의 경우, 향상된 휘도 균일도를 갖게 되며, 이는 아래 표 1에 나타낸 휘도 측정 결과를 통해 쉽게 알 수 있다.
표 1
실험예 1 실험예 2
휘도 A 4256 4577 4250 6135 5889 6053
B 5411 5282 5388 6306 5884 6233
C 6081 6069 5956 6214 6223 6224
평균휘도 [nit] 5252 6129
균일도 [%] 70 93
이는 도광판을 입광부(A), 중앙부(B), 대광부(C)를 기준으로 삼등분하고, 각 부분에서 3 곳의 휘도를 측정한 결과이다. 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 도광판을 이용한 실험예 2에서 평균 휘도와 균일도가 종래의 도광판을 이용하는 실험예 1에서 비해 향상되었음을 알 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 이는 본 발명에 있어 도광판의 입광부에는 비대칭적인 패턴이 형성되고, 이에 의하여 LED로부터 출사되며 상기 도광판의 입광부로 입사되는 강한 직진성의 빛이, 상기 비대칭적 입광부 패턴에 의해 빛 섞임 또는 산란 특성이 강화되어 전체적으로 균일한 휘도를 갖도록 유도되기 때문이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 LED를 광원으로 사용하는 일반적인 액정표시장치모듈의 단면도이다.
도 2는 패턴된 입광부를 갖는 종래의 도광판 및 광원인 LED의 일부를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치모듈의 분해 사시도를 도시한 도면이다.
도 4는 패턴된 입광부를 갖는 본 발명의 도광판 및 광원인 LED의 일부를 도시한 평면도이다.
도 5a 및 도 5b 각각은 도 2 및 도 4의 도광판을 이용한 백라이트로부터 출사되는 빛의 휘도를 보여주는 사진이다.

Claims (10)

  1. 광원인 LED 램프와;
    상기 LED 램프와 마주보는 측면에 서로 교대하는 다수의 돌출부와 오목부로 이루어지는 패턴이 형성되는 도광판과;
    상기 도광판 하부에 위치하는 반사판을 포함하고,
    상기 돌출부와 오목부 중 어느 하나는 상기 측면에 평행하게 평탄한 면을 갖고, 상기 돌출부와 오목부 중 다른 하나에는 산 형상을 갖는 다수의 서브패턴이 형성되어 있는 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오목부가 평탄한 저면을 갖고, 상기 돌출부에 다수의 서브패턴이 형성되며, 상기 서브패턴은 상기 오목부의 저면으로부터 제 1 높이를 갖고, 상기 돌출부로부터 상기 제 1 높이보다 작은 제 2 높이를 가지며, 상기 오목부 저면은 제 1 폭을 갖고, 상기 돌출부는 상기 제 1 폭보다 큰 제 2 폭을 갖는 것이 특징인 백라이트 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌출부가 평탄한 상부면을 갖고, 상기 오목부에 다수의 서브패턴이 형성되며, 상기 돌출부는 상기 오목부로부터 제 1 높이를 갖고, 상기 서브패턴은 상기 오목부로부터 상기 제 1 높이보다 작은 제 2 높이를 가지며, 상기 돌출부의 상부면은 제 1 폭을 갖고, 상기 오목부는 상기 제 1 폭보다 큰 제 2 폭을 갖는 것이 특징인 백라이트 유닛.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 높이는 상기 제 1 높이의 1/3~1/2이고, 상기 제 2 폭은 상기 제 1 폭의 5~7배인 것이 특징인 백라이트 유닛.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판 하부로 반사판이 위치하고, 상기 도광판 상부로 확산시트와 적어도 하나의 집광시트를 포함하는 광학시트가 위치하는 것이 특징인 백라이트 유닛.
  6. 액정패널과;
    상기 액정패널 하부에 위치하여 상기 액정패널로 빛을 공급하며, 광원인 LED 램프와, 상기 LED 램프와 마주보는 측면에 서로 교대하는 다수의 돌출부와 오목부로 이루어지는 패턴이 형성되는 도광판과, 상기 도광판 하부에 위치하는 반사판을 포함하는 백라이트 유닛과;
    상기 백라이트 유닛의 하부를 덮는 커버버툼과;
    상기 액정패널 및 백라이트를 지지하는 서포트메인과;
    상기 액정패널 가장자리를 둘러싸는 탑커버를 포함하고,
    상기 돌출부와 오목부 중 어느 하나는 상기 측면에 평행하게 평탄한 면을 갖고, 상기 돌출부와 오목부 중 다른 하나에는 산 형상을 갖는 다수의 서브패턴이 형성되어 있는 액정표시장치모듈.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 오목부가 평탄한 저면을 갖고, 상기 돌출부에 다수의 서브패턴이 형성되며, 상기 서브패턴은 상기 오목부의 저면으로부터 제 1 높이를 갖고, 상기 돌출부로부터 상기 제 1 높이보다 작은 제 2 높이를 가지며, 상기 오목부 저면은 제 1 폭을 갖고, 상기 돌출부는 상기 제 1 폭보다 큰 제 2 폭을 갖는 것이 특징인 액정표시장치모듈.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 돌출부가 평탄한 상부면을 갖고, 상기 오목부에 다수의 서브패턴이 형성되며, 상기 돌출부는 상기 오목부로부터 제 1 높이를 갖고, 상기 서브패턴은 상기 오목부로부터 상기 제 1 높이보다 작은 제 2 높이를 가지며,상기 돌출부의 상부면은 제 1 폭을 갖고, 상기 오목부는 상기 제 1 폭보다 큰 제 2 폭을 갖는 것이 특징인 액정표시장치모듈.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 높이는 상기 제 1 높이의 1/3~1/2이고, 상기 제 2 폭은 상기 제 1 폭의 5~7배인 것이 특징인 액정표시장치모듈.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 커버버툼과 상기 도광판 사이에 반사판이 위치하고, 상기 액정패널과 상기 백라이트 유닛 사이에 확산시트와 적어도 하나의 집광시트를 포함하는 광학시트가 위치하는 것이 특징인 액정표시장치모듈.
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