KR20150041324A

KR20150041324A - 도광판 및 이를 구비한 백라이트 어셈블리

Info

Publication number: KR20150041324A
Application number: KR20130119711A
Authority: KR
Inventors: 송민영; 강동연; 김래영; 김주영; 김형주; 심성규
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2013-10-08
Filing date: 2013-10-08
Publication date: 2015-04-16
Also published as: US20150098249A1; US9435927B2

Abstract

본 발명은 베이스 시트 및 상기 베이스 시트상에 배치된 제1점착층을 포함하는 도광판 및 상기 도광판이 구비된 백라이트 어셈블리를 제공한다.

Description

도광판 및 이를 구비한 백라이트 어셈블리{LIGHT GUIDE PLATE AND BACKLIGHT ASSEMBLY COMPRISING THEREOF}

본 발명은 점착층을 갖는 도광판 및 이를 구비한 백라이트 어셈블리에 대한 것이다.

액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)는 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 영상을 표시하는 평판표시장치의 하나로서, 다른 영상표시장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 구동전압 및 낮은 소비전력을 갖는 장점이 있어, 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다. 그런데, 액정표시장치에 사용되는 액정표시패널은 스스로 빛을 낼 수 없으므로, 액정표시장치는 상기 액정표시패널에 빛을 공급해줄 수 있는 별도의 광원과 이를 포함하는 백라이트 어셈블리를 필요로 한다.

상기 백라이트 어셈블리에서 주로 사용되는 광원은 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL), 평판형광램프(Flat Fluorescent Lamp, FFL), 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 등이다. 이중, LED는 칩(Chip) 형태로 제작이 가능하고, 전력 소모, 색재현성 및 휘도 등에 관하여 우수한 특성을 갖고 있기 때문에, 최근 백라이트 어셈블리의 광원으로 많이 사용되고 있다.

최근 액정표시장치의 박형화, 경량화 추세에 따라 상기 액정표시장치에 적용되는 액정패널과 백라이트 어셈블리에 대해서도 박형화 경량화가 요구되고 있다. 상기 백라이트 어셈블리는 광원과 도광판을 포함하는데, 도광판은 비교적 용이하게 얇고 가볍게 만들어질 수 있다. 특히, 고분자 필름으로 만들어진 도광판은 매우 얇고 가벼운데, 이러한 도광판을 도광필름이라고도 한다.

백라이트 어셈블리의 광원으로 사용되는 LED도 역시 작게 만들고자 시도되고 있으나, 기본적으로 LED는 내부에 발광칩과, 발광칩을 둘러싸는 외부 프레임을 포함하고 있기 때문에, 그 크기가 작아지는데 한계가 있다. 따라서, 도광판을 얇게 제작하는 경우, LED와 도광판 사이에서 두께의 차이를 보일 수 있다. 이러한 두께의 차이로 인하여, LED의 광이 전부 도광판에 전달이 되지 못하는 경우가 생겨 광손실이 생길 수 있으며, 그에 따라 도광판의 휘도가 감소될 수 있다.

본 발명은 얇은 도광판이 적용된 백라이트 어셈블리를 제공한다. 본 발명은 얇은 도광판이 적용되더라도 높은 휘도 및 휘도의 균일도를 가질 수 있는 백라이트 어셈블리를 제공한다.

본 발명의 일례는 베이스 시트; 및 상기 베이스 시트의 일면에 배치되어 상기 베이스 시트와 함께 입광부를 구성하는 광투과성 제1점착층;을 포함하며, 상기 제1점착층은 상기 입광부에서 상기 베이스 시트의 중심부로 갈수록 두께가 얇아지는 도광판을 제공한다.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 베이스 시트와 상기 제1 점착층은 0.05 이하의 굴절률 차이를 갖는다.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 베이스 시트는 굴절률은 1.45 내지 1.65의 범위이며, 상기 제 1 점착층의 굴절률은 1.4 내지 1.65의 범위이다.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 베이스 시트의 두께는 0.2 내지 0.5mm의 범위이다.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 입광부는 0.3 내지 0.8mm 두께를 갖는다.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 베이스 시트는 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl- methacrylate;PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate; PC), 폴리스티렌(polystyrene; PS) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; PET) 중 적어도 하나를 포함한다.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 제1점착층은 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제 및 우레탄계 점착제 중 적어도 하나를 포함한다.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 도광판은 상기 제1점착층 상에 배치된 반사시트를 더 포함한다.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 도광판은 상기 반사시트 상에 배치된 제2점착층을 더 포함한다.

본 발명의 일례는, 입광부를 갖는 도광판; 및 상기 도광판의 입광부와 대향하여 배치되어 상기 입광부에 광을 조사하는 광원;을 포함하며, 상기 도광판은, 베이스 시트; 및 상기 베이스 시트의 일면에 배치되어 상기 베이스 시트와 함께 입광부를 구성하는 광투과성 제1점착층;을 포함하며, 상기 제1점착층은 상기 입광부에서 상기 베이스 시트의 중심부로 갈수록 두께가 얇아지는 백라이트 어셈블리를 제공한다.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 광원은 상기 도광판의 입광부와 마주보는 출광면을 가지며, 상기 입광부의 두께는 상기 출광면의 높이보다 크고, 상기 입광부에서의 상기 베이스 시트의 두께는 상기 출광면의 높이보다 작다.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 광원은 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판(printed circuit board; PCB)과 전기적으로 연결되며 서로 이격된 복수개의 LED;를 포함한다.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 도광판은 제1점착층상에 배치된 반사시트를 더 포함한다.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 도광판은 상기 반사시트상에 배치된 제2점착층을 더 포함한다.

본 발명의 일례에 따른 도광판은 베이스 시트가 얇아 액정표시장치의 박형화에 유리하며, 입광부에는 점착층이 배치되어 입광부의 두께를 크게 할 수 있어 광원으로부터 입광되는 빛의 손실을 줄일 수 있다. 또한 상기 도광판은 점착층을 갖기 때문에 상기 도광판을 인쇄회로기판이나 반사판 등과 용이하게 부착시킬 수 있다.

도 1은 액정표시장치의 일례를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일례에 따른 도광판을 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2에 개시된 도광판이 적용된 백라이트 어셈블리의 일례를 보여준다.
도 4는 본 발명의 다른 일례에 따른 도광판을 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 4에 개시된 도광판이 적용된 백라이트 어셈블리의 일례를 보여준다.
도 6는 본 발명의 또 다른 일례에 따른 도광판을 보여주는 단면도이다.
도 7은 도 6에 개시된 도광판을 제조하는 방법에 대한 일례를 보여준다.
도 8은 도 6에 개시된 도광판이 적용된 백라이트 어셈블리의 일례를 보여준다.
도 9a 내지 9c는 각각 다른 구조로 된 도광판에서의 광효율 시뮬레이션을 보여주는 개략도이다.
도 10a는 도광판의 두께에 따른 입광효율을 비교한 그래프이다.
도 10b는 광원과 도광판의 정렬이 어긋나는 정도에 따른 휘도저하의 정도를 보여주는 그래프이다.

이하, 도면 및 실시예를 중심으로 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기 설명하는 도면이나 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 첨부된 도면은 다양한 실시예들 중 본 발명의 설명하기에 적합한 것을 선택하여 표현한 것일 뿐이다.

도면에서는 이해를 돕기 위하여 각 구성요소와 그 형상 등이 간략하게 그려지거나 또는 과장되어 그려지기도 하며, 실제 제품에 있는 구성요소가 표현되지 않고 생략되기도 한다. 따라서 도면은 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석해야 한다. 한편, 도면에서 동일한 역할을 하는 요소들은 동일한 부호로 표시한다.

또한, 어떤 층이나 구성요소가 다른 층이나 또는 구성요소의 '상'에 있다라고 기재되는 경우에는, 상기 어떤 층이나 구성요소가 상기 다른 층이나 구성요소와 직접 접촉하여 배치된 경우 뿐만 아니라, 그 사이에 제3의 층이 개재되어 배치된 경우까지 모두 포함하는 의미이다.

도 1은 본 발명의 일례에 따른 백라이트 어셈블리가 적용되는 액정표시장치의 일례를 보여준다.

도 1에 도시된 액정표시장치는, 액정패널(60), 백라이트 어셈블리(20) 및 상기 액정패널(60)과 백라이트 어셈블리(20)을 모듈화하기 위한 하부커버(81)와 상부커버(82)를 포함한다.

상기 액정패널(60)은 화상표현의 핵심적인 역할을 하는 부분으로서, 액정층을 사이에 두고 서로 대향하여 합착된 제1기판(61)과 제2기판(62)을 포함한다.

일반적으로 하부기판 또는 어레이기판이라고도 불리는 상기 제1기판(61)에, 다수의 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 정의되는 화소가 배치되며, 각각의 교차점에 박막트랜지스터(TFT)가 구비되어 각 화소에 형성된 화소 전극과 연결된다.

상부기판 또는 컬러기판이라고도 불리는 제2기판(62)에는 상기 각 화소에 대응되는 컬러필터(color filter)와, 상기 컬러필터의 주변에 배치되어 상기 게이트라인, 데이터라인, 박막트랜지스터 등의 비표시 요소를 가려주는 블랙매트릭스(black matrix)가 배치된다. 또한, 상기 제1기판(61) 또는 제2기판(62)에 공통전극이 형성된다.

상기 제1기판(61)과 제2기판(62)의 외면에 특정하게 편광된 빛만을 선택적으로 투과시키는 편광필름(71, 72)이 각각 배치된다.

도면에 도시하지는 않았지만, 상기 액정패널(60)의 적어도 일 가장자리에 연성회로기판(FCB) 또는 테이프케리어패키지(Tape Carrier Package: TCP)와 같은 연결부재가 배치되어 상기 액정패널(60)과 구동회로를 연결한다.

상기 액정패널(60)에서, 게이트구동회로의 온 또는 오프 신호에 의해 각 게이트라인 별로 선택된 박막트랜지스터가 온(on) 되면 데이터 구동회로의 신호전압이 데이터라인을 통해서 해당 화소전극으로 전달되고, 이에 따라 발생되는 화소전극과 공통전극 사이의 전기장에 의해 액정의 배열방향이 변화되어 빛의 투과율에 차이가 생기고, 그에 따라 화상이 표시된다.

이러한 액정패널(60)의 배면에, 빛을 공급하기 위한 백라이트 어셈블리(20)가 배치된다.

상기 백라이트 어셈블리(20)는 광원(30), 반사판(40), 상기 반사판(40)상에 배치되는 도광판(10) 및 상기 도광판(10)의 상부 개재되는 광학시트(51, 52)를 포함한다.

상기 광원(30)으로서 LED 어셈블리를 사용할 수 있는데, 이러한 LED 어셈블리는 복수개의 LED(31)가 일정 간격으로 서로 이격되어 인쇄회로기판(Printed Circuit Board: 32)에 장착된 구조를 가질 수 있다.

도 1에서, 상기 LED(31) 각각은 광을 측면으로 출사하는 타입에 해당되며, 상기 인쇄회로기판(32)은 유연한 성질을 가지는 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board: FPCB)일 수 있다.

상기 다수의 LED(31) 각각으로부터 입사된 빛이 전반사를 반복하며 상기 도광판(10) 내를 진행하면서 도광판(10)의 넓은 영역으로 골고루 퍼져, 액정패널(60)에 면광원을 제공한다.

상기 도광판(10)은 테이퍼 형상을 갖는 제1영역(11)과 평면의 광도파로 역할을 하는 제2영역(12)으로 구분될 수 있다. 이때, 상기 인쇄회로기판(32)은 상기 도광판(10)의 제1영역(11) 및 제2영역(12)의 일부까지 덮도록 연장될 수 있다.

상기 제1영역(11)은 입광부(13)에서부터 제2영역(12)쪽으로 갈수록 두께가 감소하는 테이퍼(taper) 형태를 가질 수 있으며, 상기 제1영역(11)으로부터 연장된 상기 제2영역(12)은 사각판 형상을 가질 수 있다.

제1영역(11)에 광원으로부터 광을 입사받기 위한 입광부(13)가 있다.

상기 도광판(10)의 제1영역(11)의 측면에 위치하는 입광부(13)와 대면되도록 LED 어셈블리(30)가 배치되어 상기 LED(31)로부터 출사되는 광이 제1영역(11)의 입광부를 통해 입사되며, 테이퍼 형상으로 형성된 제1영역(11)은 다수의 LED(31) 각각으로부터 출사되는 광이 손실없이 도광판(123) 내부로 입사되도록 하는 가이드 역할을 한다.

이와 같은, 도광판(10)은 제1영역(11)과 제2영역(12)을 포함하여 두께가 일정하지 않기 때문에 특정 형상을 성형하는데 이용되는 사출성형(injection molding)에 의해 제작될 수 있다. 그러나 도광판의 두께가 얇아질 경우 사출성형에 한계가 있다. 예를 들어, 두께가 0.5mm 이하로 얇은 경우에 사출성형이 어렵다. 이 경우, 압출에 의하여 필름을 형성한 후, 본 발명의 일례에서와 같이 필름의 도광부 쪽에 별도의 부재를 배치하여 테이퍼 형상을 만들 수 있다.

또한 도광판(10)은 균일한 면광원을 공급하기 위해 배면에 특정 모양의 패턴을 포함할 수 있다. 상기 패턴은 도광판(10) 내부로 입사된 빛을 가이드하기 위하여 타원형, 다각형, 홀로그램 등의 형태로 다양하게 구성될 수 있다.

상기 도광판(10)의 배면에 반사판(40)이 배치되는데, 상기 반사판(40)은 도광판(10)의 배면을 통과한 빛을 액정패널(60)쪽으로 반사시킴으로써 휘도를 향상시킨다.

상기 도광판(10)의 제2영역(12)상에 개재되는 복수의 광학시트들(51, 52)은 도광판(10)에 의해 면광원으로 변환된 빛을 확산 또는 집광하여 액정패널(60)로 보다 균일한 면광원이 입사되도록 한다.

예를 들어, 상기 복수의 광학시트들(51, 52)은 광을 확산시키는 확산시트(51)와, 광을 확산 및 집광시키는 복합시트(52)로 구성될 수 있다. 상기 복합시트(52)는 적어도 두 개의 광학시트가 합지된 형태로 이루어져 시트 전체 두께를 줄이며, 나아가 액정표시장치의 두께도 줄일 수 있다.

상기 액정패널(60)과 백라이트 어셈블리(20)는 하부커버(81)와 상부커버(82)에 실장되어 모듈화될 수 있다. 필요한 경우 액정패널(60)과 백라이트 어셈블리(20)를 실장하기 전에 별도의 부재(미도시)를 사용되어, 상기 액정패널(60)과 백라이트 어셈블리(20)가 고정되도록 할 수 있다.

도면에 도시되지 않았지만, 모듈화 과정에서 백라이트 어셈블리(20)의 LED인쇄회로기판(32)과 액정패널(60)의 사이에 차광부재가 배치될 수 있다. 상기 차광부재는 액정패널(60)의 표시영역 이외의 영역으로 빛이 새지 못하도록 하는 역할을 한다.

도 2에는 본 발명의 일례에 따른 도광판(101)이 개시되어 있다.

상기 도광판(101)은 베이스 시트(110) 및 상기 베이스 시트(110)의 일면에 배치되어 상기 베이스 시트와 함께 입광부(113)를 구성하는 제1점착층(120)을 포함한다. 상기 제1점착층(120)은 상기 입광부에서 상기 베이스 시트(110)의 중심부로 갈수록 두께가 얇아진다.

구체적으로, 상기 베이스 시트(110)는 일측에 제1입광면(111)을 형성한다. 상기 제1점착층(120)은 상기 베이스 시트의 상면과 하면 중 적어도 하나에 배치되며, 상기 베이스 시트(110)의 제1입광면(111)과 연속되는 제2입광면(121)을 형성한다. 상기 베이스 시트(110)의 제1입광면(111)과 상기 제1점착층(120)의 제2입광면(121)은 연속면을 형성하여, 도광판의 입광부(113)를 구성한다.

상기 제1점착층(120)은, 광투과성을 가지며, 상기 입광부(113)로부터 상기 베이스 시트(110)의 중심부로 갈수록 두께가 얇아지는 경사부(122)를 갖는다.

상기 베이스 시트(110)는 도광판의 광도파로를 형성하며, 도광판에 일반적으로 사용되는 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어 박막의 고분자 필름이 상기 베이스 시트(110)로 사용될 수 있다. 상기 베이스 시트(110)는, 예컨대, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리스티렌(PS) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

최근 도광판이 얇아지는 추세에 따라, 압출 성형에 의하여 제조된 매우 얇은 고분자 필름이 상기 베이스 시트(110)로 사용될 수 있다. 상기 베이스 시트(110)는 0.5mm 이하의 두께로 얇아질 수 있다.

한편, 백라이트 어셈블리의 광원으로 주로 사용되고 있는 LED는 발광칩과 외부 프레임을 포함하고 있기 때문에, 그 크기가 작아지는데 한계가 있다. 그렇기 때문에 상기와 같이 얇은 고분자 필름이 베이스 시트로 사용되더라도, LED와 베이스 시트 사이에 두께의 차이가 있으면 LED의 광이 전부 베이스 시트로 전달되지 못하여 광손실이 생길 수 있다. 이에 본 발명의 일례에서, 제1점착층(120)이 베이스 시트(110)에 배치되어 도광판의 다른 부분에 비하여 입광부가 확장되어, 도광판은 광원에서 출사된 광의 손실을 줄일 수 있다.

입사효율을 높이기 위하여 도광판은 광원의 출광면에 가깝게 배치되며, 일정한 광 입사를 위하여 도광판과 광원과의 거리가 일정하게 유지될 필요가 있다. 이를 위해, 도광판은 백라이트 어셈블리에 구비되는 인쇄회로기판 또는 기타 액정표시장치의 다른 구성요소에 고정된다.

또한, 본 발명의 일례에 따른 도광판에서 상기 제1점착층(120)은 도광판(101)을 액정표시장치의 다른 구성요소에 부착되어 고정하는 역할을 한다.

상기 제2입광면(121)의 높이는 상기 제1점착층(120)의 두께에 의하여 변화되므로, 그에 따라 입광부(113)의 높이가 변화될 수 있다.

상기 제1입광면(111)과 제2입광면(121)에 의하여 형성되는 입광부(113)는 광원의 출광면보다 크게 할 수 있다. 광원으로 LED가 적용되는 것을 고려할 때, 상기 입광부는 0.3 내지 0.8mm 두께를 가질 수 있다.

또한, 고분자 필름이 적용되는 경우, 상기 베이스 시트(110)의 제1입광면(111)은 0.2 내지 0.5mm의 높이를 가질 수 있다. 또한, 상기 베이스 시트(110)의 두께 및 광원의 크기 등을 고려할 때, 상기 제2입광면(121)은 0.05 내지 0.3mm의 높이를 가질 수 있다.

상기 베이스 시트(110)와 제1점착층(120) 사이의 계면에서의 광손실을 최소화하기 위해서 상기 베이스 시트(110)와 제1점착층(120)의 굴절률은 동일하거나 유사할 수 있다. 베이스 시트(110)와 상기 제1점착층(120)의 굴절률이 유사할수록,베이스 시트(110)와 제1점착층(120)의 계면에서 반사율이 줄어들어, 광손실이 줄어든다.

구체적으로, 상기 베이스 시트(110)와 상기 제1점착층(120)은 0.05 이하의 굴절률 차이를 가지도록 조정될 수 있다.

즉, 상기 베이스 시트(110)의 굴절률이 n1, 상기 제1점착층(120)의 굴절률이 n2라고 할 때, "0 ≤ n1 - n2 ≤ 0.05"의 관계가 만족되도록 베이스 시트(110)와 상기 제1점착층(120)의 재료가 각각 선택될 수 있다. 베이스 시트(110)와 제1점착층(120)의 굴절률 차이가 0.05 이하이면, 계면에서 광손실이 미미할 것이다.

구체적으로, 베이스 시트(110)의 굴절률은 1.45 내지 1.65의 범위가 될 수 있으며, 제 1 점착층(120)의 굴절률은 1.4 내지 1.65의 범위가 될 수 있다.

상기 베이스 시트(110)로서 1.5 내외의 굴절율을 갖는 고분자 필름이 사용될 수 있다. 예를 들어, 베이스 시트(110)는 1.49 내지1.54의 굴절율을 갖는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 1.54 내지 1.59의 굴절율을 갖는 폴리카보네이트(PC), 1.49 내지 1.59의 굴절율을 갖는 폴리스티렌(PS) 중에서 선택된 적어도 하나에 의하여 만들어질 수 있다.

상기 제1점착층(120)은 상기 베이스 시트와 마찬가지로 1.5 내외의 굴절율을 갖는 점착제을 포함할 수 있다. 제1점착층(120)으로, 일반적으로 OCA(optically clean adhesive)라고 알려진 광학접착제가 사용될 수 있다.

상기 제1점착층(120)은 예를 들어, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제 및 우레탄계 점착제 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 1.43 내지 1.60 정도의 굴절율을 갖는 고분자 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate)에 의하여 제1점착층(120)이 형성될 수 있다.

도 2에서 보면 상기 제1점착층(120)의 제2입광면(121)과 경사부(122) 사이에 평탄부(123)가 구비된다. 상기 평탄부(123)는 상기 도광판(101)이 다른 부재와 접착 및 고정되는 부분이다. 상기 평탄부(123) 는 도광판 중심방향으로 0.1 내지 0.5mm의 폭을 가질 수 있다.

상기 경사부(122)와 상기 평탄부(123)에서 빛의 전사와 굴절이 반복적으로 일어나, 상기 베이스 시트(110)로 빛이 집광될 수 있다.

상기 경사부(122)가 급격한 경사를 가질 경우, 광이 상기 경사부(122)에서 효율적인 반사 또는 전반사되지 않아 광손실이 커질 수 있다. 반면, 소자의 박형화를 위해서 상기 경사부가 무한정으로 길어질 수는 없다. 이에, 상기 경사부(122)는 베이스 시트(110) 표면을 기준으로 15 ~ 60°의 경사각을 가질 수 있다. 상기 경사부(122)는 도광판의 중심방향으로 2 내지 10mm의 폭을 가질 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 도광판(101)이 적용된 백라이트 어셈블리(201)의 일례를 보여준다. 상기 백라이트 어셈블리(201)은 입광부(113)를 갖는 도광판(101) 및 상기 도광판(101)의 입광부(113)와 대향하여 배치되어 상기 입광부(113)에 광을 조사하는 광원(300)을 포함한다. 상기 도광판의 입광부(113)는 상기 베이스 시트(110)에 의한 제1입광면(111) 및 상기 제1점착층(120)에 의한 제2입광면(121)을 포함한다.

도 3에서, 상기 도광판(101)의 하면에 반사판(400)이 부착되어 있다.. 상기 제1점착층(120)이 도광판의 하면에 배치되어 있으며, 입광부(113)의 면적을 확장시키는 역할뿐 아니라 상기 도광판(101)을 반사판(400)에 접착시키는 역할도 한다.

상기 광원(300)은 상기 도광판(101)의 입광부(113)와 마주보는 출광면(311)을 구비하고 상기 출광면(311)의 높이는 입광부(113)의 두께보다 작다. 그런데, 베이스 시트(110)의 입광부(113)의 두께, 즉 제 1 입광면(111)의 높이는 상기 출광면(311)의 높이보다 작다.

구체적으로, 상기 출광면(311)의 높이가 t3, 제1입광면(111)의 높이가 t1, 제1점착층에 의한 제2입광면(121)의 높이가 t2일 때, "t3 < t1 + t2"의 관계가 만족된다. 설령 제1입광면(111)가 상기 출광면(311)보다 낮더라도, 상기 제1입광면(111)과 제2입광면(121)이 함께 구성된 도광판(101)의 입광부(113)는 광원(300)의 출광면(311)보다 더 높게 된다.

즉, "t1 < t3 < t1 + t2"의 관계가 만족될 수 있다.

상기 광원(300)으로서 LED(310) 어셈블리가 사용될 수 있다. 상기 광원(300)은, 예를 들어, 인쇄회로기판 (320) 및 상기 인쇄회로기판(320)과 전기적으로 연결되며 서로 이격된 복수개의 LED(310)를 포함한다. 상기 LED(310)와 인쇄회로기판(320)은 별도의 연결부(321)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 도광판(101)의 베이스 시트(110)는 상기 인쇄회로기판(320)에 고정될 수 있다. 이 때 별도의 고정부재(352)가 사용될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 일례에 따른 도광판(102)을 보여주는 단면도이다.

상기 도 4에 개시된 도광판(102)은 도 2에 개시된 도광판(101)의 제1점착층상(120)에 반사시트(130)가 배치된 구조이다.

상기 반사시트(130)는 상기 제1점착층(120)을 통과하여 외부로 향하던 빛이 다시 도광판(102) 내부로 반사되도록 하여 광손실을 줄이는 역할을 한다.

상기 반사시트(130)로 공지의 반사시트가 사용될 수 있다. 예를 들어, 박막의 고분자 시트에 금속이 도금된 반사시트가 사용될 수 있다.

도 4에서, 상기 반사시트(130)는 상기 제1점착층(120)의 평탄부 및 경사부를 따라 배치된다.

도 5는 도 4에 개시된 도광판(102)이 적용된 백라이트 어셈블리(202)를 개시하고 있다. 여기서, 광원(300)의 인쇄회로기판(320)에 도광판(102)의 베이스 시트(110)가 고정수단(352)에 의하여 고정되어 있다. 상기 반사시트(130)쪽의 면이 접착부로 사용되지 않는 경우, 상기 반사시트(130)상에 별도의 점착층이 구비되지 않아도 된다.

도 6에 본 발명의 또 다른 일례에 따른 도광판(103)이 개시되어 있는데, 반사시트(130)상에 제2점착층(140)이 배치되어 있다.

도 6에서와 같이, 상기 반사시트(130)상에 제2점착층(140)이 배치됨에 따라, 상기 제2점착층(140)을 매개로 도광판(103)이 액정표시장치의 다른 구성요소에 부착되어 고정될 수 있다.

도 7은 도 6에 개시된 도광판(103)을 제조하는 방법에 대한 일례를 보여준다.

도 7에서, 베이스 시트(110)상에 소정의 점착제 패턴(120a)을 배치되고, 반사시트(130)가 구비된 양면테이프가 상기 소정의 점착제 패턴(120a)상에 배치된 후 압력(P)이 가해져서 도광판(103)이 제조된다. 여기서, 상기 양면테이프는 반사시트(130)를 기재(substrate)로 하여, 그 양면에 점착제층이 배치된 구조이다. 상기 반사시트(130)의 상부에 배치된 점착제층은 제2점착층(140)으로 되며, 상기 반사시트(130)의 하부에 배치된 점착제층(120b)은 상기 점착제 패턴(120a)과 함께 제1점착층(120)으로 된다.

이때, 상기 점착제 패턴(120a)의 두께는 20 내지 200㎛가 되도록 할 수 있는데, 예를 들어 50㎛ 두께를 갖는 시판되는 OCA 제품 중에서 선택될 수 있다. 상기 양면테이프에서 상기 반사시트(130)로서 50 내지 100㎛의 두께를 갖는 반사필름이 사용될 수 있는데, 상업적으로 시판되는 65㎛ 두께의 ESR(Vikuiti^TM)이 사용될 수 있다. 상기 반사시트(130)의 상부 및 하부에 배치되는 점착제층(140, 120b)은 각각 10 내지 30㎛의 두께를 가질 수 있는데, 예를 들어, 시판되는 25㎛ 두께의 OCA 제품 중에서 선택되어 사용될 수 있다.

도 8은 도 6에 개시된 도광판(103)이 적용된 백라이트 어셈블리(203)의 일례를 보여준다. 구체적으로, 상기 백라이트 어셈블리(203)의 제1점착층(120)상에 반사시트(130)가 배치되어 있으며, 상기 반사시트(130)상에 제2점착층(140)이 배치되어 있고, 상기 제2점착층(140)이 인쇄회로기판(320)과 접착되어 있다.

도 9a 내지 9c는 각각 다른 구조로 된 도광판을 이용하여 광효율 시뮬레이션을 하기 위한 광원과 도광판의 배치를 보여준다.

도 9a의 예에서 테이퍼부를 갖는 도광판이 이용되고, 도 9b의 예에서 평판형태의 베이스 시트에 반사시트만 구비된 도광이 이용하고, 도 9c의 예에서 테이퍼부에 반사시트가 구비된 도광판이 이용되어 광효율 시뮬레이션이 이루어진다. 여기서, 높이 및 거리 조건은 모두 동일한데, T1 = 0.3mm, T2 = 0.2mm, T3 = 0.3mm, L1 = 0.3mm, L2 = 0.5mm, D1 = 0.02mm 이다.

도광판의 입광부쪽에 1 lm의 광량을 조사한 후, 테이퍼부가 끝나는 지점 또는 반사시트가 끝나는 지점에서의 광량을 비교하였다. 상기 측정된 광량은 도 9a의 예에서 0.786 lm이고, 도 9b의 예에서 0.767 lm이고, 도 9c의 예에서 0.820 lm이다. 도 9a의 예에서 측정된 광량이 100%라고 했을 때, 도 9b의 예에서 측정된 광량은 97.6%이고, 도 9c의 예에서 측정된 광량은 104%이다. 이상에서 보는 바와 같이, 입광부에 테이퍼 형상을 가지며 반사시트까지 구비된 경우 광효율이 우수하다.

도 10a는 도광판의 두께에 따른 입광효율을 비교한 그래프이다. 구체적으로, 광원으로 LED가 사용되며, LED 발광창의 높이가 0.3mm일 때 도광판의 두께별로 입광효율을 비교한다. 도 10a에서 가로축은 도광판의 두께를 나타내는데, 상기 가로축에서 0.35/0.3mm로 표시된 것은, 테이퍼부를 갖는 도광판의 입광부 두께가 0.35mm이고 평판부 두께가 0.3mm인 것을 나타낸다. 세로축은 광원에서의 출광량 대비 도광판에서의 입광효율을 나타낸다.

도 10a에서, 도광판의 두께가 두꺼울수록 입광효율이 우수함을 알 수 있다. 특히, 테이퍼부가 형성되어 입광부의 두께만 크게 되더라도, 전체 도광판의 두께가 두꺼운 경우와 유사한 정도의 입광효율이 나타날 수 있음을 알 수 있다(0.35/0.3mm 값과 0.35mm값 비교).

도 10b는 광원과 도광판의 정렬이 어긋나는 정도에 따른 휘도저하의 정도를 보여주는 그래프이다. 도 10b는, LED 발광창의 높이가 0.3mm이고, 도광판의 두께가 0.3mm인 경우에 대한 시뮬레이션 결과를 보여준다. 도 10b에서 가로축은 정렬이 어긋난 정도를 나타내며, 세로축은 정렬이 어긋나지 않은 경우, 즉 가로축이 0인 경우의 입광효율이 100%라고 했을 때 상대적인 입광효율을 보여준다. 도 10b에서, 광원과 도광판이 정렬이 잘 될수록 입광효율이 우수하다는 것을 알 수 있다. 그런데 현실적으로, 광원과 도광판이 완벽하게 일치하도록 정렬하는 데는 한계가 있으므로, 본 발명에서와 같이 도광판의 입광부만이라도 크게 함으로써 광원과 도광판의 정렬이 어느 정도 어긋나더라도, 상기 광원의 출광면이 도광판의 입사부 영역 내에 들어오도록 하여 광효율 저하를 어느 정도 막을 수 있다.

이상에서 도면 및 실시예를 중심으로 본 발명을 설명하였다. 상기 설명된 도면과 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 도광판 11: 제1영역
12: 제2영역 13: 입광부
20: 백라이트 어셈블리 30: 광원
31: LED 32: 인쇄회로기판
40: 반사판 51, 52: 광학시트
60: 액정패널 61: 제1기판
62: 제2기판 71, 72: 편광필름
81: 하부 커버 82: 상부 커버
110: 베이스 시트 111: 제1입광면
113: 입광부 120: 제1점착층
121: 제2입광면 122: 경사부
130: 반사시트 140: 제2점착층
300: LED 어셈블리 310: LED
320: 인쇄회로기판 400: 반사판

Claims

베이스 시트; 및
상기 베이스 시트의 일면에 배치되어 상기 베이스 시트와 함께 입광부를 구성하는 광투과성 제1점착층;을 포함하며,
상기 제1점착층은 상기 입광부에서 상기 베이스 시트의 중심부로 갈수록 두께가 얇아지는 도광판.
제 1항에 있어서, 상기 베이스 시트와 상기 제1 점착층은 0.05 이하의 굴절률 차이를 갖는 도광판.
제1항에 있어서, 상기 베이스 시트는 굴절률은 1.45 내지 1.65의 범위이며, 상기 제 1 점착층의 굴절률은 1.4 내지 1.65의 범위인 도광판.
제 1항에 있어서, 상기 베이스 시트의 두께는 0.2 내지 0.5mm의 범위인 도광판.
제 1항에 있어서, 상기 입광부는 0.3 내지 0.8mm 두께를 갖는 도광판.
제1항에 있어서, 상기 베이스 시트는 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl- methacrylate;PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate; PC), 폴리스티렌(polystyrene; PS) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; PET) 중 적어도 하나를 포함하는 도광판.
제 1항에 있어서, 상기 제1점착층은 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제 및 우레탄계 점착제 중 적어도 하나를 포함하는 도광판.
제 1항에 있어서, 상기 제1점착층 상에 배치된 반사시트를 더 포함하는 도광판.
제 8항에 있어서, 상기 반사시트 상에 배치된 제2점착층을 더 포함하는 도광판.
입광부를 갖는 도광판; 및
상기 도광판의 입광부와 대향하여 배치되어 상기 입광부에 광을 조사하는 광원;을 포함하며,
상기 도광판은,
베이스 시트; 및
상기 베이스 시트의 일면에 배치되어 상기 베이스 시트와 함께 입광부를 구성하는 광투과성 제1점착층;을 포함하며,
상기 제1점착층은 상기 입광부에서 상기 베이스 시트의 중심부로 갈수록 두께가 얇아지는 백라이트 어셈블리.
제10항에 있어서,
상기 광원은 상기 도광판의 입광부와 마주보는 출광면을 가지며,
상기 입광부의 두께는 상기 출광면의 높이보다 크고,
상기 입광부에서의 상기 베이스 시트의 두께는 상기 출광면의 높이보다 작은 백라이트 어셈블리.
제10항에 있어서, 상기 광원은
인쇄회로기판; 및
상기 인쇄회로기판(printed circuit board; PCB)과 전기적으로 연결되며 서로 이격된 복수개의 LED;를 포함하는 백라이트 어셈블리.
제 10항에 있어서, 상기 도광판은 제1점착층상에 배치된 반사시트를 더 포함하는 백라이트 어셈블리.
제 13항에 있어서, 상기 도광판은 상기 반사시트상에 배치된 제2점착층을 더 포함하는 백라이트 어셈블리.