KR20110070543A - 광 가이드 부재 및 이를 포함하는 표시장치 - Google Patents

광 가이드 부재 및 이를 포함하는 표시장치 Download PDF

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KR20110070543A
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김준형
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Abstract

광가이드 부재 및 이를 포함하는 표시장치가 개시된다. 광가이드 부재는 도광부; 상기 도광부의 하면에 배치되는 인쇄 패턴; 및 상기 도광부의 하면에 코팅되고, 상기 인쇄 패턴을 덮는 보호층을 포함한다. 인쇄 패턴이 보호층에 의해서 보호되므로, 실시예에 따른 광가이드 부재 및 표시장치는 인쇄 패턴의 손상에 의한 화질저하를 방지할 수 있다.
도광판, 보호층, 인쇄, 패턴, LCD

Description

광 가이드 부재 및 이를 포함하는 표시장치{LIGHT GUIDE MEMBER AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
실시예는 광 가이드 부재 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 널리 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(cathode ray tube)는 TV를 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT 자체의 무게와 크기로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화의 대응에 적극적으로 대응할 수 없었다.
따라서 각종 전자제품의 소형, 경량화되는 추세에서 CRT는 무게나 크기 등에 있어서 일정한 한계를 가지고 있으며, 이를 대체할 것으로 예상되는 것으로 전계 광학적인 효과를 이용한 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 가스방전을 이용한 플라즈마 표시소자(PDP: Plasma Display Panel) 및 전계 발광 효과를 이용한 EL 표시소자(ELD: Electro Luminescence Display) 등이 있으며, 그 중에서 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
액정표시장치는 경량화, 박형화, 저소비 전력 구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이에 따라 액정표시장치는 사용자의 요구에 부응하여 대면적화, 박형화, 저소비전력화의 방향으로 진행되고 있다.
액정표시장치는 액정을 투과하는 광의 양을 조절하여 화상을 표시하는 디스플레이 장치로서 박형화 및 저소비 전력 등의 장점으로 많이 사용되고 있다.
상기 액정표시장치는 CRT와는 달리 스스로 빛을 내는 표시장치가 아니므로, 액정표시패널의 배면에는 화상을 시각적으로 표현하기 위해 광을 제공하는 별도의 광원을 포함한 백라이트 유닛(Back Light Unit)이 구비된다.
백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 에지방식과 직하방식으로 구분된다.
특히, 에지방식의 백라이트 유닛은 주로 랩탑형 컴퓨터 및 데스크탑형 컴퓨터의 모니터와 같이 비교적 크기가 작은 액정표시장치에 적용되는 것으로 빛의 균일성이 좋고, 수명이 길며, 액정표시장치의 박형화에 유리한 장점을 가진다.
에지방식의 백라이트 유닛은 광을 가이드하고, 빛의 균일성을 향상시키기 위한 광 가이드 부재를 필요로 한다.
실시예는 인쇄 패턴의 손상을 방지하고, 이에 따른 화질 저하 및 휘도 저하를 감소시키는 광 가이드 부재 및 이를 포함하는 표시장치를 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 광 가이드 부재는 도광부; 상기 도광부의 하면에 배치되는 인쇄 패턴; 및 상기 도광부의 하면에 코팅되고, 상기 인쇄 패턴을 덮는 보호층을 포함한다.
일 실시예에 따른 표시장치는 표시 패널; 상기 표시 패널 아래에 배치되는 도광판; 및 상기 도광판의 측면에 배치되는 광원을 포함하며, 상기 도광판은 도광부; 상기 도광부의 하면에 배치되는 인쇄 패턴; 및 상기 도광부의 하면에 코팅되고, 상기 인쇄 패턴을 덮는 보호층을 포함한다.
실시예에 따른 광가이드 부재는 인쇄 패턴을 덮는 보호층을 포함하기 때문에, 효율적으로 인쇄 패턴을 보호할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 광 가이드 부재 및 표시장치는 인쇄 패턴의 손상, 예를 들어, 반사 시트 등과의 접촉 및/또는 마찰 등에 의한 손상을 방지할 수 있다.
이에 따라서, 실시예에 따른 광 가이드 부재 및 표시장치는 인쇄 패턴의 손상에 의한 화질 저하 및 휘도 저하를 감소시킬 수 있다.
또한, 보호층이 도광부와 비슷한 굴절률을 가지는 경우, 보호층에 의한 광 손실을 최소화 할 수 있고, 실시예에 따른 광 가이드 부재 및 표시장치는 향상된 휘도를 구현할 수 있다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 패널, 부재, 판, 시트, 커버 또는 층 등이 각 패널, 부재, 판, 시트, 커버 또는 층 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 하부에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1은 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 사시도이다. 도 2는 도광판의 배면을 도시한 사시도이다. 도 3은 도 2에서 A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다. 도 4는 다른 실시예에 따른 도광판을 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(100) 및 백라이트 유닛(200)을 포함한다.
상기 액정표시패널(100)은 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 컬러필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정 층을 포함한다.
도면에는 상세히 도시되지 않았지만, 상기 컬러필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판을 상세히 설명하면, 상기 박막 트랜지스터 기판은 복수의 게이트 라인 및 데이터 라인이 교차하여 화소를 정의하고, 각각의 교차영역마다 박막 트랜지스터(TFT : thin flim transistor)가 구비되어 각각의 픽셀에 실장된 화소전극과 일대일 대응되어 연결된다. 상기 컬러필터 기판은 각 픽셀에 대응되는 R, G, B 컬러의 컬러필터, 이들 각각을 테두리 하며 게이트 라인과 데이터 라인 및 박막 트랜지스터 등을 가리는 블랙 매트릭스와, 이들 모두를 덮는 공통전극을 포함한다.
상기 액정표시패널(100)의 측면에는 상기 액정표시패널(100)의 게이트 라인 및 데이터 라인에 각각 접속되어 게이트 라인으로 스캔신호를 공급하는 게이트 구동부(미도시)와, 데이터 라인으로 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부(미도시)가 구비된다.
여기서, 상기 게이트 및 데이터 구동부는 TCP(tape carrier package)로 이루어진 텝에 의해 전기적으로 연결된다.
상기 게이트 및 데이터 구동부는 상기 액정표시패널(100)과 전기적으로 접속되어 상기 액정표시패널(100)에 형성된 다수의 게이트 라인 및 데이터 라인에 스캔 신호 및 데이터 신호를 공급함으로써, 상기 액정표시패널(100)의 화소들을 구동시킨다.
또한, 실시예에 따른 액정표시장치는 상기 액정표시패널(100)의 가장자리를 지지하는 서포트 메인(101)을 포함한다.
상기 백라이트 유닛(200)은 상기 액정표시패널(100) 아래에 배치된다. 상기 백라이트 유닛(200)은 광을 발생시켜서, 상기 액정표시패널(100)을 향하여 출사한다. 상기 백라이트 유닛(200)은 바텀 커버(210), 반사시트(220), 도광판(230), 다 수 개의 발광다이오드들(240), 인쇄회로기판(250) 및 다수 개의 광학시트들(260)을 포함한다.
상기 바텀 커버(210)는 상면이 개구된 박스 형상을 가진다. 상기 바텀 커버(210)는 상기 반사시트(220), 상기 도광판(230), 상기 발광다이오드들(240), 상기 인쇄회로기판(250) 및 상기 광학시트들(260)을 수용할 수 있다. 또한, 상기 바텀 커버(210)는 상기 액정표시패널(100)을 지지할 수 있다.
상기 반사시트(220)는 상기 바텀 커버(210) 내측에 배치된다. 상기 반사시트(220)는 상기 바텀 커버(210)의 바닥면 상에 배치된다. 상기 반사시트(220)는 상기 도광판(230)으로부터 하방으로 출사되는 광을 상방으로 반사시킨다.
상기 도광판(230)은 상기 반사시트(220) 상에 배치된다. 상기 도광판(230)은 상기 발광다이오드들(240)로부터 출사되는 광을 입사받아, 굴절, 산란 및 반사 등을 통하여 균일하게 상방으로 광을 출사한다. 즉, 상기 도광판(230)은 상기 발광다이오드들(240)로부터 출사되는 점광을 면광으로 변환시킨다.
다시 말하면, 상기 도광판(230)은 상기 발광다이오드들(240)로부터 출사되는 광을 가이드하여 상방으로 출사한다. 즉, 상기 도광판(230)은 광 가이드 부재이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 도광판(230)은 도광부(231), 인쇄패턴(232) 및 보호층(233)을 포함한다.
상기 도광부(231)는 플레이트 형상을 가진다. 상기 도광부(231)는 투명하다. 상기 도광부(231)의 굴절률은 약 1.30 내지 약 1.60 일 수 있다. 상기 도광부(231)로 사용되는 물질의 예는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 또는 폴리카보네이 트(PC) 등을 들 수 있다.
상기 인쇄패턴(232)은 상기 도광부(231) 아래에 배치된다. 상기 인쇄패턴(232)은 상기 도광부(231)의 하면에 배치된다. 상기 인쇄패턴(232)은 상기 도광부(231)의 하면에 접착된다. 즉, 상기 인쇄패턴(232)은 상기 도광부(231)의 하면에 인쇄된다.
상기 인쇄패턴(232)은 상기 도광부(231)의 하면 전체에 걸쳐서 배치될 수 있다. 상기 인쇄패턴(232)의 크기는 상기 발광다이오드들(240)로부터 멀어질수록 커진다. 즉, 상기 인쇄패턴(232)의 직경은 상기 발광다이오드들(240)로부터 멀어질수록 점점 더 커진다.
상기 인쇄패턴(232)은 적외선 경화용 잉크 또는 자외선 경화용 잉크 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 인쇄패턴(232)은 입사광을 산란시키기 위한 산란입자를 포함할 수 있다.
상기 인쇄패턴(232)은 입사되는 광을 산란시킨다. 즉, 상기 인쇄패턴(232)은 입사되는 광을 상방으로 산란시킨다.
상기 보호층(233)은 상기 인쇄패턴(232)을 덮는다. 상기 보호층(233)은 상기 도광부(231) 아래에 배치된다. 상기 보호층(233)은 상기 도광부(231) 하면에 배치된다. 상기 보호층(233)은 상기 도광부(231)의 하면에 코팅된다.
상기 보호층(233)은 상기 인쇄패턴(232)의 측면에 직접 접촉한다. 즉, 상기 보호층(233)은 상기 도광부(231)의 하면 및 상기 인쇄패턴(232)의 측면에 밀착된다. 이에 따라서, 상기 보호층(233)과 상기 도광부(231) 사이 및 상기 보호층(233) 과 상기 인쇄패턴(232) 사이에는 공기층이 존재하지 않는다.
상기 보호층(233)은 투명하다. 상기 보호층(233)으로 사용되는 물질의 예로서는 아크릴계 수지 등을 들 수 있다. 상기 보호층(233)의 두께는 약 10㎛ 내지 약 50㎛ 일 수 있다.
상기 보호층(233)의 굴절률은 상기 도광부(231)의 굴절률에 대응될 수 있다. 즉, 상기 보호층(233)의 굴절률은 상기 도광부(231)의 굴절률과 실질적으로 동일할 수 있다. 이때, 상기 보호층(233)의 굴절률은 약 1.45 내지 1.6일 수 있다.
또한, 상기 보호층(233)의 굴절률은 상기 인쇄패턴(232)의 굴절률에 대응될 수 있다. 즉, 상기 보호층(233)의 굴절률은 상기 인쇄패턴(232)의 굴절률과 실질적으로 동일할 수 있다.
이와는 다르게, 상기 보호층(233)의 굴절률은 상기 도광부(231)의 굴절률보다 작을 수 있다. 또한, 상기 보호층(233)의 굴절률은 상기 인쇄패턴(232)의 굴절률보다 작을 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 도광부(234)는 웨지(wedge) 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 도광부(234)는 상기 발광다이오드들(240)로부터 멀어질수록 점점 작아지는 두께를 가질 수 있다. 즉, 상기 도광부(234)의 하면은 상기 도광부(234)의 상면에 대하여 경사진다. 즉, 상기 도광부(234)의 단면은 사다리꼴 형상을 가질 수 있다.
이때, 상기 인쇄패턴(232) 및 상기 보호층(233)은 상기 도광부(234)의 경사지는 하면에 배치된다.
상기 발광다이오드들(240)은 상기 도광판(230)의 측면에 일렬로 배치된다. 더 자세하게, 상기 발광다이오드들(240)은 상기 도광부(231)의 측면에 배치된다. 상기 발광다이오드들(240)은 광을 발생시켜서, 상기 도광부(231)의 측면을 향하여 출사한다. 즉, 상기 발광다이오드들(240)은 광을 발생시키는 광원이다.
상기 발광다이오드들(240)은 백색 광을 발광하는 발광 다이오드 또는 적색, 녹색 및 청색 광을 발광하는 발광다이오드들(240)의 조합 또는 백색, 적색, 녹색 및 청색 광을 발광하는 발광다이오드들(240)의 조합으로 이루어질 수 있다.
상기 발광다이오드들(240)은 상기 도광부(231)의 일측면에만 배치될 수 있다. 이와는 다르게, 상기 발광다이오드들(240)은 상기 도광부(231)의 둘 이상의 측면에 배치될 수 있다.
상기 발광다이오드들(240) 대신에 광원으로 냉음극 형광램프(coldcathode fluorescent lamp;CCFL) 또는 외부전극 형광램프(exteria electrode fluorescent lamp;EEFL) 등과 같은 램프가 상기 도광판(230)의 측면에 배치될 수 있다.
상기 인쇄회로기판(250)은 상기 발광다이오드들(240)에 전기적으로 연결된다. 즉, 상기 발광다이오드들(240)은 상기 인쇄회로기판(250)에 실장되어, 상기 인쇄회로기판(250)을 통하여 구동신호를 인가받는다.
상기 광학시트들(260)은 광을 확산시키는 확산 시트(261)와, 확산된 광을 집광시키는 집광 시트(262)와, 상기 집광 시트(262) 상에 형성된 집광패턴을 보호하기 위한 보호 시트(263)를 포함한다.
상기 보호층(233)은 상기 인쇄패턴(232)을 덮으며, 상기 인쇄패턴(232)을 보 호한다. 따라서, 상기 보호층(233)에 의해서, 상기 인쇄패턴(232)이 손상되는 것이 방지될 수 있다. 예를 들어, 상기 인쇄패턴(232)은 상기 반사시트(220) 등과의 마찰 및/또는 접촉에 의해서 손상될 수 있다. 이때, 상기 보호층(233)은 상기 인쇄패턴(232) 및 상기 반사시트(220) 사이에 개재되어 상기 인쇄패턴(232)을 보호한다.
이에 따라서, 상기 백라이트 유닛(200)은 상기 액정표시패널(100)을 향하여 균일하게 광을 출사할 수 있다. 즉, 실시예에 따른 액정표시장치는 상기 인쇄 패턴의 손상에 의한 화질 저하 및 휘도 저하를 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 보호층(233)의 굴절률은 상기 도광부(231)의 굴절률과 대응되기 때문에, 상기 보호층(233) 및 상기 도광부(231) 사이의 계면에서의 광 손실을 최소화할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 액정표시장치는 향상된 휘도를 구현할 수 있다.
도 5 및 도 6은 실시예에 따른 도광판을 제조하는 과정을 도시한 단면도들이다. 본 도광판의 제조방법에 관하여, 앞선 도광판의 설명을 참조한다. 앞선 도광판에 대한 설명은 본 도광판의 제조방법에 관한 설명에 본질적으로 결합될 수 있다.
도 5를 참조하면, 도광부(231) 상에 인쇄패턴(232)이 인쇄된다. 상기 인쇄패턴(232)이 형성되기 위해서, 상기 도광부(231) 상에 적외선 경화잉크 또는 자외선 경화 잉크 등과 같은 잉크가 인쇄된다.
이때, 상기 잉크는 잉크젯 공정 또는 실크 프린팅 공정에 의해서 상기 도광부(231) 상에 인쇄된다.
이후, 상기 도광부(231) 상에 인쇄된 잉크는 적외선 또는 자외선에 의해서 경화되고, 상기 인쇄패턴(232)이 형성된다.
도 6을 참조하면, 상기 도광부(231) 상에 보호층 형성 물질이 코팅된다. 상기 보호층 형성 물질은 스핀 코팅 공정 등에 의해서 형성될 수 있다. 또한, 상기 보호층 형성 물질은 상기 인쇄패턴(232)을 덮으며 코팅된다.
상기 보호층 형성 물질은 적외선 경화 물질 및/또는 자외선 경화물질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 보호층 형성 물질은 모노머 또는 올리고머를 포함할 수 있다.
이후, 상기 보호층 형성 물질은 적외선 및/또는 자외선에 의해서 경화되고, 상기 도광부(231) 상에 보호층(233)이 형성된다.
상기 인쇄패턴(232) 및 상기 보호층(233)이 형성된 후, 상기 도광부(231)가 뒤집히면, 앞서 설명한 도광판(230)이 형성된다.
상기 보호층(233)은 코팅 및 경화 공정에 의해서 형성된다. 따라서, 상기 보호층(233)은 상기 도광부(231) 및 상기 인쇄패턴(232)에 밀착된다. 즉, 상기 보호층(233)과 상기 도광부(231) 사이 및 상기 인쇄패턴(232)과 상기 보호층(233) 사이에는 공기층이 존재하지 않게된다. 또한, 실시예에 따른 도광판(230)은 코팅 및 경화 공정에 의해서 용이하게 제조될 수 있다.
앞서 설명한 공정과 다르게, 상기 보호층(233)은 상기 도광부(231) 상에 보호 필름이 접착되어 형성될 수 있다.
즉, 상기 도광부(231) 상에 상기 인쇄패턴(232)이 형성된 후, 상기 인쇄패 턴(232)을 덮도록 상기 보호필름이 상기 도광부(231) 상에 접착될 수 있다. 이에 따라서, 상기 인쇄패턴(232)의 측면 및 상기 보호필름 사이에 미세한 기공층이 형성될 수 있다.
또한, 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도광판의 배면을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에서 A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 도광판을 도시한 단면도이다.
도 5 및 도 6은 실시예에 따른 도광판을 제조하는 과정을 도시한 단면도들이다.

Claims (10)

  1. 도광부;
    상기 도광부의 하면에 배치되는 인쇄 패턴; 및
    상기 도광부의 하면에 코팅되고, 상기 인쇄 패턴을 덮는 보호층을 포함하는 광가이드 부재.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 도광부의 굴절률은 상기 보호층의 굴절률에 대응되는 광가이드 부재.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 보호층은 아크릴계 수지를 포함하는 광가이드 부재.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 보호층의 굴절률은 1.45 내지 1.6인 광가이드 부재.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 보호층은 상기 인쇄 패턴의 측면과 밀착되는 광가이드 부재.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 인쇄 패턴의 측면 및 상기 보호층 사이에 공기층을 포함하는 광가이드 부재.
  7. 표시 패널;
    상기 표시 패널 아래에 배치되는 도광판; 및
    상기 도광판의 측면에 배치되는 광원을 포함하며,
    상기 도광판은
    도광부;
    상기 도광부의 하면에 배치되는 인쇄 패턴; 및
    상기 도광부의 하면에 코팅되고, 상기 인쇄 패턴을 덮는 보호층을 포함하는 표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 인쇄 패턴은 도트 형상을 가지는 표시장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 인쇄 패턴의 평면적은 상기 광원으로부터 멀어질 수 록 더 커지는 표시장치.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 도광부의 두께는 상기 광원으로부터 멀어질 수 록 작아지는 표시장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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