KR20150102139A - 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 액정표시장치는 백색의 가이드 패널과 양자점 필름, 반사시트 그리고 도광판 사이의 광 리사이클링을 이용하여 청색광에서 백색광으로의 광변환을 유도하고, 청색광이 누수되어 시인되는 현상을 해결할 수 있는 백라이트 유닛과 액정표시장치에 관한 것으로써, 수직부와 상기 수직부의 내측면으로부터 연장된 수평부를 포함하는 가이드 패널; 및 가장자리 영역인 제1 영역과 상기 제1 영역에 인접한 제2 영역을 포함하는 양자점 필름;을 포함하고, 상기 제1 영역은 상기 수평부의 하부면에 대응되는 백라이트 유닛과 이를 포함하는 액정표시장치.

Description

백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치{A BACKLIGHT UNIT AND A LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}

본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.

최근 들어 다양한 표시장치가 개발되고 있다. 표시장치로는 브라운관, 액정표시장치, 플라즈마 표시장치, 유기발광 표시장치, 전계방출 표시장치 등이 있다. 이 중에서 액정표시장치는 기존의 브라운관에 비하여 전력소모가 적고 가볍고 얇게 만들 수 있다. 상기 액정표시장치 (Liquid Crystal Display)는 소형뿐만 아니라 대형 디스플레이 시장에서 큰 비중을 차지하는 것으로 2개의 얇은 유리기판 사이에 액정을 주입하여 전원 공급 시 액정 분자 배열의 변화에 따른 명암을 발생시켜 영상을 표시하는 장치이다. 상기 액정표시장치는 유기발광 표시장치(Organic light-emitting display device) 등과는 달리 그 자체가 비 발광형이기 때문에 배면 광원인 백라이트 유닛의 사용이 필수적이다.

백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 에지형과 직하형으로 구분된다. 에지형은 도광판의 측면에 광원이 설치되는 구조이다.

직하형은 액정표시장치의 크기가 대형화되면서 중점적으로 개발된 구조로서, 액정표시패널의 하부면에 하나 이상의 광원을 배치시켜 액정표시패널에 전면적으로 빛을 공급하는 구조이다.

이러한 직하형 백라이트 유닛은 에지형 백라이트 유닛에 비해 많은 수의 광원을 이용할 수 있어 높은 휘도를 확보할 수 있는 장점이 있는 반면, 휘도의 균일성을 확보하기 위하여 에지형에 비하여 두께가 두꺼워지는 단점이 있다.

한편 최근 고 색재현율을 위하여 양자점(Quantum Dot)을 이용한 광학필름이 개발되고 있다.

양자점을 이용한 광학필름은 광원으로부터 제공되는 청색광을 백색광으로 변환시킬 수 있다. 그러나 이러한 양자점을 이용한 광학필름을 사용하는 경우 가이드 패널, 도광판과 광학필름들 간의 제조 공차로 인하여 공간이 형성되고, 그 공간으로 청색광이 누수되어 시인되는 문제가 있었다.

본 발명은 청색광을 백색광으로 변환하는 양자점 필름을 이용하여 색재현율을 향상시킨 액정표시장치를 제공할 수 있고, 제조 공차에 따라 광학필름과 가이드 패널 사이에 형성된 공간으로 청색광이 누수되어 시인되는 문제를 해결한 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 수직부와 상기 수직부의 내측면으로부터 연장된 수평부를 포함하는 가이드 패널; 및 가장자리 영역인 제1 영역과 상기 제1 영역에 인접한 제2 영역을 포함하는 양자점 필름;을 포함하고, 상기 제1 영역은 상기 수평부의 하부면에 대응되는 백라이트 유닛.

본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 상기 가이드 패널의 일측에 배치된 발광다이오드; 및 상기 양자점 필름 하부에 배치되어 상기 제1 영역에 대응되는 도광판;을 더 포함하는 백라이트 유닛.

본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛에서, 상기 발광다이오드는 청색광을 발광하는 백라이트 유닛.

본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛에서, 상기 양자점 필름은, 상기 청색광을 백색광으로 광 변환하는 백라이트 유닛.

본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛에서, 상기 양자점 필름의 상부에 배치되고 상기 제2 영역에 대응되는 광학시트들을 더 포함하는 백라이트 유닛.

본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛에서, 상기 광학시트들의 측면은 상기 수평부의 내측면과 마주하는 백라이트 유닛.

본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛에서, 상기 가이드 패널은 백색 또는 은색을 띄는 백라이트 유닛.

본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛에서, 상기 수평부의 하부면은 백색 또는 은색을 띄는 백라이트 유닛.

본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛에서, 상기 수평부의 하부면 및 내측면은 백색 또는 은색을 띄는 백라이트 유닛.

본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛에서, 상기 광학시트들은 확산시트 및 적어도 하나 이상의 프리즘 시트를 포함하는 백라이트 유닛.

본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛에서, 상기 도광판의 배면에 배치된 반사시트; 및 상기 도광판을 수납하는 바텀 커버;를 더 포함하는 백라이트 유닛.

본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛에서, 상기 수직부와 상기 수평부는 서로 수직한 백라이트 유닛.

본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에서, 수직부와 상기 수직부의 내측면으로부터 연장된 수평부를 포함하는 가이드 패널,

가장자리 영역인 제1 영역과 상기 제1 영역에 인접한 제2 영역을 포함하는 양자점 필름; 상기 가이드 패널의 일측에 배치된 발광다이오드; 상기 양자점 필름 하부에 배치되어 상기 제1 영역에 대응되는 도광판; 상기 양자점 필름의 상부에 배치되고 상기 제2 영역에 대응되는 광학시트들; 상기 도광판의 배면에 배치된 반사시트; 상기 도광판을 수납하는 바텀 커버; 상기 광학시트들 상부에 배치된 액정 패널; 및 상기 액정 패널의 가장자리를 감싸는 탑케이스를 포함하고, 상기 제1 영역은 상기 수평부의 하부면에 대응되는 액정표시장치.

본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에서, 상기 발광다이오드는 청색광을 발광하고, 상기 양자점 필름은, 상기 청색광을 백색광으로 광 변환하는 액정표시장치.

본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에서, 상기 광학시트들의 측면은 상기 수평부의 내측면과 마주하는 액정표시장치.

본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에서, 상기 가이드 패널은 백색 또는 은색을 띄는 액정표시장치.

본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에서, 상기 수평부의 하부면은 백색 또는 은색을 띄는 액정표시장치.

본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에서, 상기 수평부의 하부면 및 내측면은 백색 또는 은색을 띄는 액정표시장치.

본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에서, 상기 광학시트들은 확산시트 및 적어도 하나 이상의 프리즘 시트를 포함하는 액정표시장치.

본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에서, 상기 수직부와 상기 수평부는 서로 수직한 액정표시장치.

본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치는 백색의 가이드 패널과 양자점 필름, 반사시트 그리고 도광판 사이의 광 리사이클링을 이용하여 청색광에서 백색광으로의 광변환을 유도하고, 청색광이 누수되어 시인되는 현상을 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 양자점 필름과 광학시트가 적층된 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 A-B 절단한 가이드 패널의 단면도를 나타낸 도면이다.
도 4는 양자점 필름의 측면도를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1의 A-B 절단한 단면도로써 가이드 패널과 양자점 필름의 배치관계를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1의 A-B 절단한 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 단면도를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 1의 A-B 절단한 것으로 도 6의 점선 부분을 확대한 도면이다.
도 8은 청색광이 누수되어 시인되는 액정표시장치를 나타낸 도면이고, 도 9는 청색광이 누수되는 현상을 개선한 액정표시장치를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 분해사시도이다.

도 1을 참조하면 액정표시장치(10)는 액정패널(700)과 백라이트 유닛(10) 그리고 가이드 패널(500)과 바텀 커버(300) 및 탑케이스(1000)를 포함할 수 있다.

상기 액정패널(700)은 화상을 표현하는 역할을 하고, 상기 액정패널(700)은 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제 1 기판(710) 및 제 2 기판(720)을 포함할 수 있다.

이때, 도시하지는 않았으나, 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제 1 기판(710) 내면에는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소(pixel)가 정의된다.

또한, 다수의 게이트라인과 데이터라인의 각각의 교차지점에는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)가 형성되어 대응하는 화소전극과 연결되어 있다. 그리고 상부기판 또는 컬러필터기판이라 불리는 제 2 기판(720) 내면으로는 각 화소에 대응하는 일례로 적, 녹, 청 컬러의 컬러필터(color filter)가 형성된다.

액정표시장치의 핵심재료 중 하나인 액정의 구동방식에 따라 TN, IPS, VA의 세 가지 종류로 나누어지게 된다. 가장 먼저 상용화된 TN(Twisted Nematic)의 경우, 액정 패널 내에 쌀알 모양의 액정 소자가 비틀어져 있고, 액정이 수평상태에 있다가 전원이 공급되면 수직 상태로 움직임을 가지게 된다. TN 방식은 가장 단순한 구조를 갖고 있고 응답속도가 좋은 장점이 있으나 시야각에서 제한이 있는 단점이 있다. 이를 개선하기 위해 개발된 것이 IPS(In-Plane Switching)와 VA(Vertical Alignment) 방식이다. IPS 방식의 경우 액정이 수평으로 배열되어 있는 반면, VA 방식은 액정의 분자가 수직으로 배열되어 있다. IPS 방식의 경우 수평방향으로 있던 액정분자를 자기장을 이용하여 옆으로 회전을 시키는 방식이다. IPS 방식은 투과율 균일도가 우수하고 광학 필름을 사용하지 않고도 광 시야각을 얻을 수 있기 때문에 18인치 급 이상의 전문, 고급 액정표시장치에서 많이 사용될 수 있다. 그러나 다른 방식에 비하여 빛 샘 현상이 커 명암비가 낮은 단점이 있다. 그리고 VA 방식은 전원이 들어오지 않은 경우 액정분자가 수직으로 있다가 전원이 들어오면 액정 분자가 수평으로 구동하는 방식으로 구동되고, 명암비가 좋은 장점이 있다. 그러나 다른 방식들에 비하여 응답 속도가 낮은 단점이 있다.

또한, 게이트라인과 데이터라인 그리고 박막트랜지스터 등 제 1 기판(710)의 비표시요소에 대응하여 이를 가리는 블랙매트릭스(black matrix)가 구비된다.

여기서, 액정표시장치(20)가 수직 전계 모드로 구동하는 경우, 제 2 기판(720)에는 컬러필터 및 블랙매트릭스를 덮는 공통전극이 형성 될 수 있다. 그리고 제 1, 제 2 기판(710, 720)의 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 편광판(미도시)이 각각 부착될 수 있다.

또한, 액정패널(700)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판이나 테이프캐리어패키지(tape carrierpackage: TCP) 같은 연결부재(730)를 매개로 인쇄회로기판(740)이 연결될 수 있다.

이때, 인쇄회로기판(740)은 모듈화 과정에서 가이드 패널(500)의 측면 내지는 바텀 커버(300) 배면으로 젖혀 밀착될 수 있다.

상기 백라이트 유닛(10)은 상기 액정패널(700)의 배면에 위치하여, 상기 액정패널(700)에 빛을 공급하는 역할을 할 수 있다.

이를 위하여, 백라이트 유닛(10)은 LED어셈블리(900)와, 백색 또는 은색의 반사시트(400)과, 상기 반사시트(400) 상에 안착되는 도광판(600) 그리고 이의 상부로 개재되는 양자점 필름(Quantum Dot Enhancement Film; QDEF, 100)과 다수의 광학시트(200)를 포함할 수 있다.

특히 상기 양자점 필름(100)은 양자점을 이용하여 청색광을 백색광으로 변환시킬 수 있는 필름이다.

양자점이란 나노소재 중 하나로써, 상기 양자점은 코어 나노 결정 및 상기 코어 나노 결정을 둘러싸는 껍질 나노 결정을 포함할 수 있다.

또한, 상기 양자점은 상기 껍질 나노 결정에 결합되는 유기 리간드를 포함할 수 있다.

또한, 상기 양자점은 상기 껍질 나노 결정을 둘러싸는 유기 코팅층을 포함할 수 있다.

상기 껍질 나노 결정은 두 층 이상으로 형성될 수 있다.

상기 껍질 나노 결정은 상기 코어 나노 결정의 표면에 형성된다.

상기 양자점은 상기 코어 나오 결정으로 입광되는 빛의 파장을 껍질층을 형성하는 상기 껍질 나노 결정을 통해서 파장을 길게 변환시키고 빛의 효율을 증가시길 수 있다.

상기 양자점은 Ⅱ족 화합물 반도체, Ⅲ족 화합물 반도체, Ⅴ족 화합물 반도체 그리고 VI족 화합물 반도체 중에 서 적어도 한가지 물질을 포함할 수 있다.

보다 상세하게, 상기 코어 나노 결정은 Cdse, InGaP, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 또는 HgS를 포함할 수 있다.

또한, 상기 껍질 나노 결정은 CuZnS, CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 또는 HgS를 포함할 수 있다.

상기 양자점의 지름은 1 nm 내지 10 nm일 수 있다.

상기 양자점에서 방출되는 빛의 파장은 상기 양자점의 크기 또는 합성 과정에서의 분자 클러스터 화합물(molecular cluster compound)와 나노입자 전구체 (precurser)의 몰분율 (molar ratio)에 따라 조절이 가능하다.

상기 유기 리간드는 피리딘(pyridine), 메르캅토 알콜(mercapto alcohol), 티올(thiol), 포스핀(phosphine) 및 포스핀 산화물(phosphine oxide) 등을 포함할 수 있다.

상기 유기 리간드는 합성 후 불안정한 양자점을 안정화시키는 역할을 한다.

합성 후에 댕글링 본드(dangling bond)가 외곽에 형성되며, 상기 댕글링 본드 때문에, 상기 양자점이 불안정해 질 수도 있다. 그러나, 상기 유기 리간드의 한 쪽 끝은 비결합 상태이고, 상기 비결합된 유기 리간드의 한 쪽 끝이 댕글링 본드와 결합해서, 상기 양자점을 안정화 시킬 수 있다.

특히, 상기 양자점은 그 크기가 빛, 전기 등에 의해 여기되는 전자와 정공이 이루는 엑시톤(exciton)의 보어 반경(Bohr raidus)보다 작게 되면 양자구속효과가 발생하여 띄엄띄엄 한 에너지 준위를 가지게 되며 에너지 갭의 크기가 변화하게 된다.

또한, 전하가 양자점 내에 국한되어 높은 발광효율을 가지게 된다.

이러한 상기 양자점은 일반적 형광 염료와 달리 입자의 크기에 따라 형광파장이 달라진다.

즉, 입자의 크기가 작아질수록 짧은 파장의 빛을 내며, 입자의 크기를 조절하여 원하는 파장의 가시광선영역의 형광을 낼 수 있다.

또한, 일반적 염료에 비해 흡광계수(extinction coefficient)가 100~1000배 크고 양자효율(quantum yield)도 높으므로 매우 센 형광을 발생한다.

즉 양자점은 좁은 파장대에서 강한 형광을 발생할 수 있다.

양자점이 발산하는 빛은 전도대(Conduction band)에서 가전자대(valence band)로 불안정한(들뜬) 상태의 전자가 내려오면서 발생할 수 있다.

이때 발생하는 형광은 양자점의 입자가 작을수록 짧은 파장의 빛이 발생하고, 입자가 클수록 긴 파장의 빛을 발생하는 성질이 있다. 따라서 양자점의 크기를 조절하여 원하는 파장의 가시광선 영역의 빛을 모두 낼 수 있다.

또한 여러 크기의 양자점이 함께 있을 때 하나의 파장으로 빛을 발하게 만들면 여러 가지 색을 한번에 낼 수도 있다.

상기 양자점은 화학적 습식방법에 의해 합성될 수 있다.

여기에서, 화학적 습식방법은 유기용매에 전구체 물질을 넣어 입자를 성장시키는 방법으로서, 화학적 습식방법에 의해서 상기 양자점이 합성될 수 있다.

전술한 특성을 이용하여 양자점 필름(100)은 청색광 LED(910)로부터 제공되는 청색광을 백색광으로 변환하여 액정패널(700)로 제공할 수 있고, 색재현율이 뛰어난 장점을 가진다.

상기 LED어셈블리(900)는, 상기 도광판(600)의 입광면과 대면하도록 상기 도광판(600)의 일측에 위치하며, 이러한 LED어셈블리(900)는 광원으로써 다수개의 LED(910)와, 상기 LED(910)가 일정 간격 이격하여 장착되는 PCB(920)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 다수의 LED(910)는 상기 도광판(600)의 입광면을 향하는 전방으로 각각 청색을 갖는 빛을 발하며, 이러한 다수개의 RGB LED(910)를 한꺼번에 점등시킬 수 있다.

상기 LED(910)는 약 430㎚ 내지 약 470㎚ 사이의 파장대를 가지는 청색광 또는 약 300㎚ 내지 약 400㎚ 사이의 파장대를 가지는 자외선을 발생할 수 있다.

도면 상으로 상기 도광판(600)의 일측에 LED어셈블리(900)가 배치된 것으로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니고 상기 LED어셈블리(900)가 타측에도 형성될 수 있고, 도광판(600)의 측면 중에서 폭이 짧은 측면에도 배치될 수 있다.

한편, B(Blue)의 색을 발하는 LED칩(미도시)이 구성된 LED(910)를 사용하여, 각각의 LED(910)에서 청색광이 구현되도록 할 수도 있다. 그리고, 청색광을 발하는 다수개의 LED(910)를 하나의 클러스터(cluster)로 묶어 실장할 수도 있으며, 이러한 PCB(920) 상에 실장되는 다수의 LED(910)는 상기 PCB(920) 상에 일렬로 나란하게 배열하거나, 복수열로 나란하게 배열할 수 있다.

상기 PCB(920)는, 방열 기능을 갖는 메탈코어인쇄회로기판(Metal Core Printed Circuit Board: MCPCB)으로 구성 할 수 있다.

즉, 열전도율이 높은 메탈 PCB(920)를 이용함으로써, LED(910)로부터 발생되는 고온의 열을 신속하게 외부로 방출할 수 있다. 이때, PCB(920)를 MCPCB로 형성할 경우, 금속 재질의 코어와 배선패턴(미도시)의 전기적 절연을 위한 폴리이미드 수지(polyimide resin) 재질 등의 절연층(미도시)을 형성할 수 있다.

도광판(600)은, LED(910)로부터 출사된 빛을 분산시켜 액정패널(700)에 면광원을 제공할 수 있다. 구체적으로, 상기 LED(910)로부터 출사된 빛은 상기 도광판(600) 내를 진행하면서 여러 번 전반사 된다. 이에 따라 빛은 상기 도광판(600)의 넓은 영역으로 골고루 퍼지게 되어, 상기 액정패널(700)에 면광원으로 입사될 수 있다.

이때, 도광판(600)은, 액정패널(700)에 균일한 면광원을 공급하기 위해 배면에 예를 들면 특정 모양의 패턴을 포함할 수 있다. 패턴은 상기 도광판(600) 내부로 입사된 빛을 가이드(guide)하기 위하여, 예를 들면, 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern), 홀로그램 패턴(hologram pattern) 등 다양하게 형성될 수 있다.

이와 같은 패턴은 도광판(600)의 배면에 인쇄방식 또는 사출방식으로 형성될 수 있다.

또한 상기 도광판(600)은 PMMA(Poly methylmethacrylate), PC(polycarbonate), 아크릴 또는 실리콘 재질로 형성될 수 있다.

반사시트(400)은, 도광판(600)의 배면에 위치하여, 상기 도광판(600)의 배면을 통과한 빛을 액정패널(700) 쪽으로 반사 시킴으로써 빛의 휘도를 향상시킬 수 있다.

도광판(600) 상부의 다수의 광학시트(200)는, 확산시트(250)와 두 개의 프리즘시트(210, 230) 등을 포함하거나, 상부 방향으로 패턴이 형성된 프리즘 시트와 하부 방향으로 패턴이 형성된 프리즘 시트를 포함할 수 있다.

상기 광학시트(200)는 도광판(600)을 통과한 빛을 확산 또는 집광하여 액정패널(700)로 보다 균일한 면광원이 입사 되도록 할 수 있다.

이러한 액정패널(700)과 백라이트 유닛(10)은, 탑케이스(1000)와 가이드 패널(500)과, 바텀 커버(300)을 통해 모듈화 될 수 있다.

구체적으로, 상기 탑케이스(1000)는 액정패널(700)의 상면의 네 가장자리와 측면을 덮도록 단면이“ㄱ”형태로 절곡된 사각테로 형성될 수 있다. 또한, 탑케이스(1000)의 전면은 개구 되어 액정패널(700)에서 구현되는 화상을 표시할 수 있도록 구성할 수 있다.

상기 액정패널(700) 및 백라이트 유닛(10)이 안착하여 액정표시장치(10)모듈 전체 기구물 조립에 기초가 되는 바텀 커버(300)은, 사각모양의 하나의 판 형상의 수평면으로 형성될 수 있다.

가이드 패널(500)은, 내측으로 액정패널(700)과 백라이트 유닛(10)의 위치를 구분 지으며, 액정패널(700)이 안착되는 수평부(530)가 형성된 사각의 테 형상으로, 상기 액정패널(700) 및 상기 백라이트 유닛(10)의 도광판(600)의 가장자리를 두르며 형성될 수 있다.

이러한, 가이드 패널(500)의 적어도 일 가장자리에는 LED어셈블리(900)가 접착 등의 방법으로 위치가 고정되는 영역이 형성 될 수 있다. 이를 통해 LED어셈블리(900)의 복수개의 LED(910)로부터 출사되는 빛이 도광판(600) 입광면과 대면되도록 할 수 있다.

이때, 탑케이스(1000)는 케이스탑 또는 탑커버라고 일컬어지기도 하고, 가이드 패널(500)은 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 바텀 커버(300)은 커버버텀 또는 하부커버라 일컬어지기도 한다.

전술한 바와 같은 구조의 백라이트 유닛(10)은, 통상 사이드라이트(side light) 방식이라 불리는데, 목적에 따라 PCB(920) 상에 LED(910)를 다수 개 복층으로 배열할 수 있다. 또한 LED어셈블리(900)를 각각 복수 조로 구비하여 바텀 커버(300)의 서로 대면하는 양 가장자리를 따라 서로 대응되게 개재하는 것 또한 가능하다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 양자점 필름과 광학시트가 적층된 구조를 나타내는 도면이다.

양자점 필름(100)을 통과하는 광들(Light 1, Light 2, Light 3; L1, L2, L3)) 중에서 제1 광(L1)은 광학시트(200)와 대응되지 않는 영역으로 통과하는 광이고, 제2 광(L2) 및 제3 광(L3)은 광학시트(200)와 대응되는 영역으로 통과하는 광으로 정의할 수 있다.

상기 광들(L1, L2, L3) 중에서 일부 광은 양자점 필름(100)을 통과하면서 청색광에서 백색광으로 변환될 수 있고, 일부 광은 완전한 백색광으로 변환되지 않을 수 있다.

광학시트(200)와 대응되는 영역으로 통과하는 광들(L2, L3) 중에서 제2 광(L2)을 청색광에서 백색광으로 변환된 광이라고 정의하고, 제3 광(L3)을 청색광에서 완전한 백색광으로 변환되지 못한 광이라고 정의하는 경우, 상기 제3 광(L3)은 광학시트(200)를 통과하면서 완전한 백색광으로 변환될 수 있다. 즉 광학시트(200)와 대응되는 양자점 필름(100) 영역으로 통과하는 광들 중에서 일부광이 완전한 백색광으로 변환되지 못한 경우라고 하여도 광학시트(200)를 통과하면서 완전한 백색광으로 변환될 수 있다. 그러나 양자점 필름(100)의 영역 중 광학시트(200)와 대응되지 않는 영역으로 통과하는 광들 중에서 일부 광이 백색광으로 변환되지 못할 수 있기 때문에 이러한 광을 백색광으로 변환하여 액정패널로 제공할 필요가 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 가이드 패널(500)과 양자점 필름(100)의 배치관계를 통해 양자점 필름(100)을 통과하는 청색광의 백색광으로의 변환을 효과적 이루어지도록 할 수 있다.

도 3은 도 1의 A-B 절단한 가이드 패널의 단면도를 나타낸 도면이다.

먼저 도 3을 참조하면, 가이드 패널(500)은 수직부(510)와 수평부(530)를 포함할 수 있다.

상기 수직부(510)와 상기 수평부(530) 서로 수직관계로 일체로 형성될 수 있다.

상기 수평부(530)는 상기 수직부(510)의 내측면으로부터 돌출되어 형성될 수 있다.

상기 수직부(510)는 외면(511), 상부면(513), 하부면(515) 그리고 수평부(530)를 기준으로 내측 상부면(517) 그리고 내측 하부면(519)을 포함할 수 있다.

상기 수평부(530)는 상부면(531), 하부면(535) 그리고 내측면(533)을 포함할 수 있다.

상기 수직부(510) 및 수평부(530)의 상부면, 하부면을 구분하기 위하여 상기 수직부(510)의 상부면을 제1 상부면(513)이라고 정의하면, 상기 수평부(530)의 상부면을 제2 상부면(531)로 정의할 수 있다. 또한 상기 수직부(510)의 하부면을 제1 하부면(515)이라고 정의하면, 상기 수평부(530)의 하부면을 제2 하부면(535)으로 정의할 수 있다.

가이드 패널(500)은 금속 또는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있고, 백색 또는 은색을 띌 수 있다.

즉 상기 가이드 패널(500)은 반사율이 높은 백색을 띄도록 형성되거나, 백색물질 또는 은색 물질을 상기 가이드 패널(500)에 도포할 수 있다.

특히 상기 가이드 패널(500)의 표면 전체가 백색 또는 은색을 띄도록 할 수 있고, 상기 가이드 패널(500)의 수평부(530)에서 하부면(535)만 백색 또는 은색을 띄도록 할 수 있으며, 상기 가이드 패널(500)의 수평부(530)에서 내측면(533) 그리고 하부면(535)만 백색 또는 은색을 띄도록 제조하거나, 해당 영역에 백색 또는 은색을 띄는 물질을 도포할 수 있다.

도 4는 양자점 필름의 측면도를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 양자점 필름(100)은 제1 영역(110)과 상기 제1 영역에 인접한 제2 영역(130)으로 구분될 수 있다.

상기 제1 영역(110)는 가이드 패널(100)에 대응되는 영역으로써, 양자점 필름(100)의 가장자리 영역으로 정의할 수 있고, 상기 제2 영역(130)은 가이드 패널(100)에 대응되지 않는 영역으로 정의할 수 있다.

도 5는 도 1의 A-B 절단한 단면도로써 가이드 패널과 양자점 필름의 배치관계를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 가이드 패널(100)의 수평부(530)에 있어서, 상기 수평부(530)의 하부면(535)의 전부 또는 일부 영역은 양자점 필름(100)의 제1 영역(110)과 대응할 수 있다.

즉, 상기 가이드 패널(100)은 상기 양자점 필름(100)의 가장자리 영역을 덮는 구조, 구체적으로 수평부(530)가 상기 양자점 필름(100)의 가장자리 상부 영역을 덮는 구조가 될 수 있다.

한편 상기 양자점 필름(100)의 측면은 상기 가이드 패널(100)의 수직부(510)의 내측 하부면(519)에 대응할 수 있다.

도 6은 도 1의 A-B 절단한 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 단면도를 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛(10)은 가이드 패널(500)과 바텀 커버(300), 상기 바텀 커버(300)에 수납된 반사시트(400), 상기 반사시트(400) 상부면에 배치된 도광판(600), 도광판(600) 상부면에 배치된 양자점 필름(100) 상기 양자점 필름(100)의 상부면에 배치된 광학시트(200), 제1 및 제2 기판(710, 720)을 포함하는 액정 패널(700)과 상기 액정 패널(700)의 상부 및 하부면 중에서 표시 영역에 각각 배치된 상부 편광판(810)과 하부 편광판(830)을 포함할 수 있다.

도면에 도시된 바와 같이 제조 공차로 인하여 수평부(530)의 내측면(533)과 광학시트(200)의 측면 사이에는 공간(30)이 형성될 수 있다.

이러한 공간(30)으로 양자점 필름(100)을 통과한 빛 중에서 백색광으로 변환되지 못한 청색광이 통과하여 시청자에게 시인되는 것을 방지할 필요가 있다.

제조 공차를 줄인다고 하여도 수평부(530)의 내측면(533)과 광학시트(200)의 측면 사이에는 미세한 공간(30)이라도 형성될 수 있고, 이러한 공간(30)으로 누수되는 청색광을 방지하기 위해 수평부(530)와 양자점 필름(100) 간의 광 리사이클링(Light recycling)을 이용할 수 있다.

도 7은 도 1의 A-B 절단한 것으로 도 6의 점선 부분을 확대한 도면이다.

도 7을 참조하면, 도광판(600)으로부터 양자점 필름(100)으로 제공된 광 중에서 광학시트(200)와 대응되지 않는 양자점 필름(100)의 영역으로 향하는 빛, 다시 말해 수평부(530)의 하부면(535)으로 향하는 빛은 수평부(530)의 하부면(535)에서 반사되면서 도광판(600)의 일측 공간 내에서 수평부(530)의 하부면(535)과 양자점 필름(100)의 제1 영역, 반사시트(400) 간의 광 리사이클링이 된다. 이와 같은 광 리사이클링을 통해 청색광은 백색광으로 변환되고, 수평부(530)의 내측면(533)과 광학시트(200)의 측면 사이의 제조 공차에 따른 공간에 청색광이 시인되는 것을 최소화할 수 있다.

광 리사이클링 효과를 극대화 하기 위하여, 수평부(530)가 양자점 필름(100)의 가장자리를 덮는 구조로 배치될 뿐만 아니라, 수평부(530)의 배면이 도광판(600) 및 반사시트(400)의 가장자리 영역에도 대응되도록 각 구성을 배치하는 것이 바람직하다. 또한 상기 양자점 필름(100), 도광판(600) 그리고 반사시트(400)의 측면이 동일 평면이 되도록 각 구성의 배치관계를 결정할 수 있다.

또한 상기 양자점 필름(100)을 도광판(600)의 상부면 전체 영역과 마주하도록 배치함으로써, 상기 도광판(600)으로부터 출광되는 청색광이 모두 상기 양자점 필름(100)을 통과하도록 할 수 있고, 양자점 필름(100)을 통과한 광이 가이드 패널(500)의 수평부(530)에 반사되어 광 라사이클링 되거나, 광학시트들(200)을 통과하면서 청색광에서 백색광으로의 광 변환율을 극대화할 수 있다.

도 8은 청색광이 누수되어 액정패널의 가장자리에 청색광이 시인되는 액정표시장치를 나타낸 도면이고, 도 9는 청색광이 누수되는 현상을 개선한 액정표시장치를 나타낸 도면이다.

도 8과 도 9를 비교하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(20)는 광 리사이클링을 이용하여 청색광이 누수되는 현상을 개선할 수 있음을 확인할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

10. 백라이트 유닛
20. 액정표시장치
30. 공간
100. 양자점 필름
110. 제1 영역
120. 제2 영역
200. 광학시트들
210, 220. 프리즘 시트
230. 확산시트
300. 바텀 커버
400. 반사시트
500. 가이드 패널
510. 수직부
511. 외면
513. 상부면
515. 하부면
517. 내측 상부면
519. 내측 하부면
530. 수평부
531. 상부면
533. 내측면
535. 하부면
600. 도광판
700. 액정패널
710. 제1 기판
720. 제2 기판
800. 편광판
810. 상부 편광판
830. 하부 편광판
900. LED 어셈블리
910. LED
920. PCB
1000. 탑케이스

Claims (20)

1. 수직부와 상기 수직부의 내측면으로부터 연장된 수평부를 포함하는 가이드 패널; 및
   가장자리 영역인 제1 영역과 상기 제1 영역에 인접한 제2 영역을 포함하는 양자점 필름;을 포함하고,
   상기 제1 영역은 상기 수평부의 하부면에 대응되는 백라이트 유닛.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 가이드 패널의 일측에 배치된 발광다이오드; 및
   상기 양자점 필름 하부에 배치되어 상기 제1 영역에 대응되는 도광판;을 더 포함하는 백라이트 유닛.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 발광다이오드는 청색광을 발광하는 백라이트 유닛.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 양자점 필름은,
   상기 청색광을 백색광으로 광 변환하는 백라이트 유닛.
5. 제2 항에 있어서,
   상기 양자점 필름의 상부에 배치되고 상기 제2 영역에 대응되는 광학시트들을 더 포함하는 백라이트 유닛.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 광학시트들의 측면은 상기 수평부의 내측면과 마주하는 백라이트 유닛.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 가이드 패널은 백색 또는 은색을 띄는 백라이트 유닛.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 수평부의 하부면은 백색 또는 은색을 띄는 백라이트 유닛.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 수평부의 하부면 및 내측면은 백색 또는 은색을 띄는 백라이트 유닛.
10. 제5 항에 있어서,
    상기 광학시트들은 확산시트 및 적어도 하나 이상의 프리즘 시트를 포함하는 백라이트 유닛.
11. 제2 항에 있어서,
    상기 도광판의 배면에 배치된 반사시트; 및
    상기 도광판을 수납하는 바텀 커버;를 더 포함하는 백라이트 유닛.
12. 제1 항에 있어서,
    상기 수직부와 상기 수평부는 서로 수직한 백라이트 유닛.
13. 수직부와 상기 수직부의 내측면으로부터 연장된 수평부를 포함하는 가이드 패널,
    가장자리 영역인 제1 영역과 상기 제1 영역에 인접한 제2 영역을 포함하는 양자점 필름;
    상기 가이드 패널의 일측에 배치된 발광다이오드;
    상기 양자점 필름 하부에 배치되어 상기 제1 영역에 대응되는 도광판;
    상기 양자점 필름의 상부에 배치되고 상기 제2 영역에 대응되는 광학시트들;
    상기 도광판의 배면에 배치된 반사시트;
    상기 도광판을 수납하는 바텀 커버;
    상기 광학시트들 상부에 배치된 액정 패널; 및
    상기 액정 패널의 가장자리를 감싸는 탑케이스를 포함하고,
    상기 제1 영역은 상기 수평부의 하부면에 대응되는 액정표시장치.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 발광다이오드는 청색광을 발광하고,
    상기 양자점 필름은,
    상기 청색광을 백색광으로 광 변환하는 액정표시장치.
15. 제13 항에 있어서,
    상기 광학시트들의 측면은 상기 수평부의 내측면과 마주하는 액정표시장치.
16. 제13 항에 있어서,
    상기 가이드 패널은 백색 또는 은색을 띄는 액정표시장치.
17. 제13 항에 있어서,
    상기 수평부의 하부면은 백색 또는 은색을 띄는 액정표시장치.
18. 제13 항에 있어서,
    상기 수평부의 하부면 및 내측면은 백색 또는 은색을 띄는 액정표시장치.
19. 제13 항에 있어서,
    상기 광학시트들은 확산시트 및 적어도 하나 이상의 프리즘 시트를 포함하는 액정표시장치.
20. 제13 항에 있어서,
    상기 수직부와 상기 수평부는 서로 수직한 액정표시장치.

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