KR100971393B1 - Backlight unit - Google Patents

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Abstract

부분적으로 피크 휘도를 구현하기에 알맞은 백라이트 유닛을 제공하기 위한 것으로, 이와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 백라이트 유닛은 n개의 영역으로 분할 구성된 도광판들과; 분할된 도광판들의 일측면에 일정 간격을 갖고 배열된 복수개의 램프들과; 상기 분할된 도광판의 하면에 상기 도광판과 직교한 방향으로 일정 간격을 갖도록 배열되고, 전계에 의해 굴절율이 변하는 물질로 구성된 복수개의 광경로 변경막과; 상기 광경로 변경막의 표면에 구비된 반사판과; 상기 도광판들의 상부에 배치된 광 산란수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. In order to provide a backlight unit suitable for partially implementing peak luminance, and to achieve the above object, the backlight unit of the present invention comprises: a light guide plate divided into n regions; A plurality of lamps arranged at regular intervals on one side of the divided light guide plates; A plurality of light path changing layers arranged on the bottom surface of the divided light guide plate at regular intervals in a direction orthogonal to the light guide plate and made of a material whose refractive index is changed by an electric field; A reflection plate provided on a surface of the light path changing film; It characterized in that it comprises a light scattering means disposed on the light guide plate.

LED, 피크 휘도, 광경로 변경막LED, peak brightness, light path changing film

Description

백라이트 유닛{BACKLIGHT UNIT}Backlight Unit {BACKLIGHT UNIT}

도 1은 종래 기술에 따른 직하형 백라이트 유닛의 사시도1 is a perspective view of a direct type backlight unit according to the prior art;

도 2는 종래 직하형 백라이트 유닛의 발광 형태를 나타낸 단면도2 is a cross-sectional view showing a light emitting form of a conventional direct backlight unit

도 3은 종래의 다른 기술에 따른 에지형 백라이트 유닛의 사시도3 is a perspective view of an edge type backlight unit according to another conventional technology

도 4는 종래 에지형 백라이트 유닛의 발광 형태를 나타낸 단면도4 is a cross-sectional view showing a light emitting form of a conventional edge type backlight unit;

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 평면도 5 is a plan view illustrating a backlight unit according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 6은 도 5의 Ⅰ-Ⅰ'선상을 자른 구조 단면도 6 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 5.

도 7a와 도 7b는 전계 인가 유무(有無)에 따른 본 발명의 백라이트 유닛의 발광 형태를 나타낸 구조 단면도 7A and 7B are structural cross-sectional views showing light emission forms of the backlight unit of the present invention with and without an electric field applied thereto.

도 8은 전계 인가시 본 발명의 단위영역에서의 빛의 진행 상태를 나타낸 단면도 8 is a cross-sectional view showing a light propagation state in a unit region of the present invention when an electric field is applied;

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

51 : 도광판 52 : 램프 51: light guide plate 52: lamp

52a : 발광부 52b : 바디부52a: light emitting portion 52b: body portion

53 : 광경로 변경막 54 : 반사판 53: light path changing film 54: reflector

55 : PCB 기판 56 : 광 산란수단55: PCB substrate 56: light scattering means

본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 부분적 피크 휘도를 구현할 수 있는 백라이트 유닛에 관한 것이다. The present invention relates to a backlight unit, and more particularly, to a backlight unit capable of realizing partial peak luminance.

일반적으로 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(Cathode Ray Tube)는 TV를 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT의 자체 무게와 크기로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극적으로 대응할 수 없었다. CRT (Cathode Ray Tube), one of the commonly used display devices, is mainly used for monitors such as TVs, measuring devices, and information terminal devices.However, due to the weight and size of the CRT itself, Could not respond actively to demands.

따라서 각종 전자제품의 소형, 경량화되는 추세에서 CRT는 무게나 크기등에 있어서 일정한 한계를 가지고 있으며 이를 대체할 것으로 예상되는 것으로 전계 광학적인 효과를 이용한 액정표시장치(Liquid Crystal Display :LCD), 가스방전을 이용한 플라즈마 표시소자(PDP : Plasma Display Panel) 및 전계 발광 효과를 이용한 EL 표시소자(ELD : Electro Luminescence Display) 등이 있으며, 그 중에서 액정표시소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. Therefore, in the trend of miniaturization and light weight of various electronic products, CRT has a certain limit in weight and size, and is expected to replace the liquid crystal display (LCD) and gas discharge using electro-optic effects. Plasma Display Panels (PDPs) and Electro Luminescence Displays (ELDs) using electroluminescent effects are used. Among them, research on liquid crystal displays is being actively conducted.

이러한 CRT를 대체하기 위해서 소형, 경량화 및 저소비전력 등의 장점을 갖는 액정표시장치가 활발하게 개발되어 왔고, 최근에는 평판 표시장치로서의 역할을 충분히 수행할 수 있을 정도로 개발되어 랩탑형 컴퓨터의 모니터뿐만 아니라 데스크탑형 컴퓨터의 모니터 및 대형 정보 표시장치 등에 사용되고 있어 액정표시장치의 수요는 계속적으로 증가되고 있는 실정이다. In order to replace the CRT, liquid crystal display devices having advantages such as small size, light weight, and low power consumption have been actively developed. Recently, the liquid crystal display device has been developed enough to perform a role as a flat panel display device. As it is used in monitors and large information displays of desktop computers, the demand for liquid crystal displays is continuously increasing.

이와 같은 액정표시장치의 대부분은 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화상을 표시하는 수광성 장치이기 때문에 LCD 패널에 광을 조사하기 위한 별도의 광원, 즉 백라이트 유닛(Back Light Unit)이 반드시 필요하다. Since most of the liquid crystal display devices are light-receiving devices that display images by controlling the amount of light coming from the outside, a separate light source for irradiating light to the LCD panel, that is, a backlight unit, is essential.

일반적으로, 액정표시장치의 광원으로 사용되는 백 라이트 유닛은 원통형의 발광 램프를 배치하는 방식으로서, 에지 방식과 직하 방식으로 구분된다. In general, a backlight unit used as a light source of a liquid crystal display device is a method of disposing a cylindrical light emitting lamp, and is divided into an edge method and a direct method.

에지방식은 빛을 안내하는 도광판의 측면에 램프 유닛이 설치되는 것으로써, 램프 유닛은 빛을 발산하는 램프, 램프의 양단에 삽입되어 램프를 보호하는 램프 홀더 및 램프의 외주면을 감싸고 일측면이 도광판의 측면에 끼워져 램프에서 발산된 빛을 도광판 쪽으로 반사시켜 주는 램프 반사판을 구비한다. In the edge method, the lamp unit is installed on the side of the light guide plate for guiding the light, and the lamp unit surrounds the outer circumferential surface of the lamp and a lamp holder for inserting light, a lamp holder inserted into both ends of the lamp to protect the lamp, and one side of the light guide plate. It is fitted to the side of the lamp is provided with a lamp reflector reflecting the light emitted from the lamp toward the light guide plate.

이와 같이 도광판의 측면에 램프 유닛이 설치되는 에지방식은 주로 랩탑형 컴퓨터 및 데스크탑형 컴퓨터의 모니터와 같이 비교적 크기가 작은 액정표시장치에 적용되는 것으로, 빛의 균일성이 좋고, 내구 수명이 길며, 액정표시장치의 박형화에 유리하다. The edge method in which the lamp unit is installed on the side of the light guide plate is applied to a relatively small liquid crystal display device such as a monitor of a laptop computer and a desktop computer, and has good uniformity of light and a long service life. It is advantageous to thin the liquid crystal display device.

한편, 직하방식은 액정표시장치의 크기가 20인치 이상으로 대형화되기 시작하면서 중점적으로 개발되기 시작한 것으로, 확산판의 하부면에 복수개의 램프를 일렬로 배열시켜 LCD 패널의 전면으로 빛을 직접 조광하는 것이다. On the other hand, the direct type method has been developed mainly as the size of the liquid crystal display device has increased to 20 inches or more, and a plurality of lamps are arranged in a row on the lower surface of the diffuser plate to direct light directly to the front of the LCD panel. will be.

이러한, 직하방식은 에지방식에 비해 광의 이용 효율이 높기 때문에 고휘도를 요구하는 대화면 액정표시장치에 주로 사용된다. The direct method is mainly used for a large screen liquid crystal display device requiring high luminance because the light utilization efficiency is higher than that of the edge method.

하지만, 직하방식이 채택된 액정표시장치의 경우는 대형 모니터나 텔레비전등으로 사용되어 랩탑형 컴퓨터에 비해 사용하는 시간이 길어지고, 램프의 개수도 많기 때문에 에지방식의 액정표시장치보다 직하방식의 액정표시장치에서 램프의 고 장 및 수명이 다하여 점등이 되지 않는 램프가 나타날 가능성이 더 많아졌다. However, the liquid crystal display device adopting the direct method is used as a large monitor or a television, so it takes longer to use than a laptop computer and the number of lamps is larger, so the liquid crystal of the direct method is lower than the edge type liquid crystal display device. It is more likely that a lamp that will not turn on will appear due to the failure or life of the lamp in the display.

또한, 도광판의 폭방향 양측면에 램프 유닛이 설치되는 에지방식의 경우 램프의 수명 및 고장으로 인해 예를 들어, 한 개의 램프가 점등되지 않을 경우 화면상의 휘도만 저하될 뿐 별무리는 없다. 그러나 직하방식에서는 화면 밑면에 램프들이 복수개 설치되기 때문에 램프의 수명 및 고장으로 인해 예를 들어, 한 개의 램프가 점등되지 않을 경우 램프가 점등되지 않은 부분이 다른 부분보다 현저하게 어두워지므로 램프가 점등되지 않는 부분이 화면상에 곧바로 나타나게 된다. In addition, in the edge method in which the lamp units are installed on both side surfaces of the light guide plate, due to the life and failure of the lamp, for example, when only one lamp is not turned on, only the brightness on the screen is lowered. However, in the direct method, since a plurality of lamps are installed at the bottom of the screen, for example, due to the life and failure of the lamp, if one lamp does not light up, the part where the lamp is not lit becomes significantly darker than the other part. The part that does not appear immediately on the screen.

이로 인해, 직하방식의 액정표시장치에서는 램프의 교체가 빈번하게 이루어지므로, 직하방식의 액정표시장치는 램프 유닛을 분해하고 조립하는데 용이한 구조를 가져야 한다. For this reason, since the lamp is frequently replaced in the direct type liquid crystal display device, the direct type liquid crystal display device should have an easy structure for disassembling and assembling the lamp unit.

이하, 첨부 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 백라이트 유닛에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a backlight unit according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래 기술에 따른 직하형 백라이트 유닛의 사시도이고, 도 2는 종래 직하형 백라이트 유닛의 발광 형태를 나타낸 단면도이다. 1 is a perspective view of a direct type backlight unit according to the prior art, and FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a light emitting form of a conventional direct type backlight unit.

그리고 도 3은 종래의 다른 기술에 따른 에지형 백라이트 유닛의 사시도이고, 도 4는 종래 에지형 백라이트 유닛의 발광 형태를 나타낸 단면도이다. 3 is a perspective view of an edge type backlight unit according to another conventional technology, and FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a light emission form of a conventional edge type backlight unit.

먼저, 직하 방식의 백라이트 유닛에 대하여 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수개의 발광 램프(1)들, 상기 발광 램프(1)들을 고정시키고 지지하는 외곽 케이스(3), 상기 발광 램프(1)들과 액정 패널(미도시) 사이에 배치된 광 산란수단(5a,5b,5c)으로 구성된다. First, a direct backlight unit will be described. As shown in FIG. 1, a plurality of light emitting lamps 1, an outer case 3 for fixing and supporting the light emitting lamps 1, and the light emitting lamps ( 1) and light scattering means 5a, 5b, 5c disposed between the liquid crystal panel (not shown).                         

상기 광 산란수단(5a,5b,5c)은 발광 램프의 형상이 액정 패널의 표시면에 나타나는 것을 방지하고 전체적으로 균일한 밝기 분포를 갖는 광원을 제공하기 위한 것으로, 광 산란 효과를 증진시키기 위해 액정 패널과의 사이에 다수의 확산 시트(Diffusion sheet) 및 확산 플레이트(Diffusion plate) 등이 배치된다.The light scattering means (5a, 5b, 5c) is to prevent the shape of the light emitting lamp from appearing on the display surface of the liquid crystal panel and to provide a light source having an overall uniform brightness distribution, in order to enhance the light scattering effect A plurality of diffusion sheets, diffusion plates, and the like are disposed between the cells.

상기 외곽 케이스(3)의 내면에는 발광램프(1)에서 발생된 광이 액정 패널의 표시부로 집중 조사될 수 있도록 반사판(7)이 배치되어 있으며, 이는 광의 이용효율을 극대화하기 위함이다. The inner surface of the outer case 3 is disposed with a reflector 7 so that the light emitted from the light emitting lamp 1 can be concentrated to the display unit of the liquid crystal panel, which is to maximize the utilization efficiency of the light.

상기 발광 램프(1)는 냉음극관 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp :CCFL)로서, 관(Tube) 내부의 양단에 전극이 배치되어 상기 전극에 전원이 인가되면 발광하고, 상기 발광 램프(1)의 양단은 도 1과 같이, 외곽 케이스(3)의 양쪽면에 형성된 홈에 끼워져 있다. The light emitting lamp 1 is a Cold Cathode Fluorescent Lamp (CCFL), and electrodes are disposed at both ends of a tube to emit light when power is applied to the electrodes, and both ends of the light emitting lamp 1 are discharged. 1 is fitted in grooves formed on both sides of the outer case 3.

상기 발광 램프의 양쪽 전극에는 램프 구동을 위한 전원을 전달하는 전원 인입선(9,9a)이 연결되고, 상기 전원 인입선(9,9a)은 별도의 커넥터에 연결되어 구동회로와 접속된다. 따라서, 각 발광 램프(1)마다 별도의 커넥터가 필요하다. Power lead wires 9 and 9a for transmitting power for driving the lamp are connected to both electrodes of the light emitting lamp, and the power lead wires 9 and 9a are connected to a separate connector and connected to the driving circuit. Therefore, a separate connector is required for each light emitting lamp 1.

상기에서 반사판(7)은 도 2에 도시한 바와 같이, 지그재그 형태를 갖도록 형성될 수도 있다. In the above, the reflective plate 7 may be formed to have a zigzag shape, as shown in FIG. 2.

상기 구성을 갖는 직하형 백라이트 유닛은, 전원 인입선을 통해서 발광 램프의 양쪽 전극에 전압이 인가됨에 의해서 빛을 발산하는 것으로, 상기 램프에서 발산된 빛은 반사판(7)과 광 산란수단(5a,5b,5c)을 통하여 액정패널의 전면으로 빛을 직접 전달한다. The direct type backlight unit having the above structure emits light by applying voltage to both electrodes of the light emitting lamp through a power supply line, and the light emitted from the lamp is reflected by the reflector 7 and the light scattering means 5a, 5b. 5c) transmits light directly to the front of the liquid crystal panel.                         

다음에 종래의 다른 기술에 따른 에지형 백라이트 유닛에 대하여 설명하기로 한다. Next, an edge type backlight unit according to another conventional technology will be described.

종래의 다른 기술에 따른 에지형 백라이트 유닛은 모니터에 사용되는 것으로, 도 2에 도시한 바와 같이 빛을 발산하는 광원으로서의 램프(10)와, 상기 램프(10)에서 발산하는 광을 안내하여 액정패널(14)로 반사시켜주는 도광판(11)과, 상기 도광판(11) 상부로 출사되는 광을 소정의 각도로 확산시켜주는 확산시트(12)와, 상기 확산된 광을 집광하여 액정패널(14)로 전달하는 프리즘 시트(13)와, 상기 프리즘 시트(13) 상단에 형성된 액정패널(14)과, 상기 도광판(11) 하단에 배치되어 백라이트 유닛의 하부를 보호하는 고정 기구물(15)과, 상기 고정 기구물(15)로 전달되는 광을 액정패널(14)로 반사시켜주어 광의 손실을 최소화시켜주는 하면 반사판(16)으로 구성된다. The edge type backlight unit according to another conventional technology is used in a monitor, and as shown in FIG. 2, the liquid crystal panel is configured to guide the lamp 10 as a light source for emitting light and the light emitted from the lamp 10. A light guide plate 11 reflecting the light on the light guide plate 11, a diffusion sheet 12 which diffuses light emitted from the upper portion of the light guide plate 11 at a predetermined angle, and condensing the diffused light to the liquid crystal panel 14. A prism sheet 13 to be transferred to the upper surface, a liquid crystal panel 14 formed at an upper end of the prism sheet 13, a fixing mechanism 15 disposed at a lower end of the light guide plate 11 to protect a lower portion of the backlight unit, and The reflective plate 16 is configured to reflect light transmitted to the fixture 15 to the liquid crystal panel 14 to minimize the loss of light.

상기의 구성외에도 도광판(11) 입광면으로 출사되는 램프(10)의 출사광이 손실되는 것을 줄이기 위해 도광판(11)의 입광면을 제외한 램프(10)의 바깥쪽을 감싸는 램프 반사판(18)과, 램프(10)를 소정 위치에 고정시키고 도광판(11)의 램프(10) 영역으로의 과도한 진입을 막기 위해 램프(10) 양단에 형성된 램프 홀더(17)가 더 구비되어 있다. In addition to the above configuration, the lamp reflector 18 surrounding the outside of the lamp 10 excluding the light incident surface of the light guide plate 11 to reduce the loss of the outgoing light of the lamp 10 emitted to the light incident surface of the light guide plate 11 and In addition, a lamp holder 17 formed at both ends of the lamp 10 is further provided to fix the lamp 10 to a predetermined position and prevent excessive entry of the light guide plate 11 into the lamp 10 area.

상기에서 확산시트(12)는 필요에 따라 복수개 형성할 수 있다. In the above, a plurality of diffusion sheets 12 may be formed as necessary.

에지 방식에 따라 제작된 모니터용 백라이트 유닛은 도광판의 양측 부분에 램프를 배치시키는 것인데, 에지 방식에 따른 백라이트 유닛은 모니터 외에도 노트북 PC에 적용할 수 있는데, 이때는 도광판의 일측 부분에만 램프를 배치시킨다. The backlight unit for the monitor manufactured by the edge method is to place the lamp on both sides of the light guide plate, the backlight unit according to the edge method can be applied to the notebook PC in addition to the monitor, in which case the lamp is placed only on one side of the light guide plate.                         

상기 구성을 갖는 에지형 백라이트 유닛은 램프에서 빛을 발산하면 발산된 빛이 도광판과, 확산시트 및 프리즈 시트를 통하여 액정패널로 전달된다.In the edge type backlight unit having the above configuration, when light is emitted from a lamp, the emitted light is transferred to the liquid crystal panel through the light guide plate, the diffusion sheet, and the freeze sheet.

한편, 액정표시장치는 노트북과 모니터 뿐만아니라, TV용으로도 널리 사용되고 있고, 특히 TV용으로 사용되는 액정표시장치의 경우에는 동화상 화질에 대한 중요성이 증대되고 있는 실정이다. Meanwhile, liquid crystal displays are widely used not only for notebooks and monitors, but also for TVs, and in the case of liquid crystal displays used for TVs, the importance of moving picture quality is increasing.

그러나 상기의 직하형과 에지형 백라이트 유닛은 각 특성에 따라서 노트북이나 모니터에 사용할 때는 큰 어려움 없이 사용이 가능하지만, TV용으로 사용할 때는 CRT에서와 같이 부분적으로 순간적인 피크 휘도를 제어하여 출력하기에 어려움이 따른다. However, the direct type and edge type backlight units can be used without any difficulty when used in notebooks or monitors according to their characteristics.However, when used for TVs, the instantaneous peak luminance is partially controlled as in the CRT. Difficulties follow

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 부분적으로 피크 휘도를 구현하기에 알맞은 백라이트 유닛을 제공하는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a backlight unit suitable for partially implementing peak luminance.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 백라이트 유닛은 n개의 영역으로 분할 구성된 도광판들과; 분할된 도광판들의 일측면에 일정 간격을 갖고 배열된 복수개의 램프들과; 상기 분할된 도광판의 하면에 상기 도광판과 직교한 방향으로 일정 간격을 갖도록 배열되고, 전계에 의해 굴절율이 변하는 물질로 구성된 복수개의 광경로 변경막과; 상기 광경로 변경막의 표면에 구비된 반사판과; 상기 도광판들의 상부에 배치된 광 산란수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the backlight unit of the present invention comprises: a light guide plate divided into n regions; A plurality of lamps arranged at regular intervals on one side of the divided light guide plates; A plurality of light path changing layers arranged on the bottom surface of the divided light guide plate at regular intervals in a direction orthogonal to the light guide plate and made of a material whose refractive index is changed by an electric field; A reflection plate provided on a surface of the light path changing film; It characterized in that it comprises a light scattering means disposed on the light guide plate.

상기 램프는 점광원인 LED로 구성됨을 특징으로 한다. The lamp is characterized in that it is composed of an LED that is a point light source.                     

상기 램프는 상기 도광판의 측면에 배치된 CCFL과, 상기 분할된 도광판의 분할 영역에서 상기 CCFL의 표면을 감싸도록 형성된 슬릿으로 구성되는 것을 더 포함함을 특징으로 한다. The lamp may further include a CCFL disposed on a side of the light guide plate, and a slit formed to surround a surface of the CCFL in a divided region of the divided light guide plate.

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상기 광경로 변경막은 전계를 인가하였을 경우 상기 도광판보다 굴절률이 큰 물질로 구성됨을 특징으로 한다. The light path changing layer is made of a material having a larger refractive index than the light guide plate when an electric field is applied.

상기 광경로 변경막은 LiNbO3로 구성됨을 특징으로 한다. The light path changing layer is characterized by consisting of LiNbO3.

상기 반사판은 경면 처리된 반사판임을 특징으로 한다. The reflector is characterized in that the mirror reflecting.

상기 도광판과 상기 광경로 변경막의 하부 및 상기 도광판의 일측면에 상기 램프들이 배치되어 있는 PCB기판이 더 구비됨을 특징으로 한다. A PCB substrate on which the lamps are disposed is further provided on the lower surface of the light guide plate and the light path changing layer and on one side of the light guide plate.

상기 광 산란수단은 다수의 확산 시트(Diffusion sheet) 및 확산 플레이트(Diffusion plate)로 구성됨을 특징으로 한다. The light scattering means is characterized by consisting of a plurality of diffusion sheet (Diffusion sheet) and diffusion plate (Diffusion plate).

상기 분할된 도광판들의 사이에는 중간 반사판이 더 구비됨을 특징으로 한다. An intermediate reflector may be further provided between the divided LGPs.

상기 램프가 LED로 구성되었을 경우, 상기 램프는 발광부와 바디(body)부로 나누어 구성됨을 특징으로 한다. When the lamp is composed of LED, the lamp is characterized in that it is divided into a light emitting portion and a body (body).

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백라이트 유닛에 대하여 설명한다. Hereinafter, a backlight unit according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 평면도이고, 도 6 은 도 5의 Ⅰ-Ⅰ'선상을 자른 구조 단면도이다. 5 is a plan view illustrating a backlight unit according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the structure taken along the line II ′ of FIG. 5.

그리고 도 7a와 도 7b는 전계 인가 유무(有無)에 따른 본 발명의 백라이트 유닛의 발광 형태를 나타낸 구조 단면도이고, 도 8은 전계 인가시 본 발명의 단위영역에서의 빛의 진행 상태를 나타낸 단면도이다. 7A and 7B are structural cross-sectional views illustrating a light emitting form of the backlight unit of the present invention with and without an electric field applied, and FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a light propagation state in a unit region of the present invention when an electric field is applied. .

본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은 도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 액정패널(미도시)의 배면에 n개의 영역으로 분할 구성된 도광판(51)들과, 분할된 복수개의 도광판(51)들의 일측면에 일정 간격을 갖고 배열된 복수개의 램프(52)들과, 상기 분할된 도광판(51)과 직교한 방향으로 일정 간격을 갖고 배열된 복수개의 광경로 변경막(53)과, 상기 광경로 변경막(53)의 표면에 구비된 반사판(54)과, 상기 도광판(51)과 광경로 변경막(53)의 하부 및 상기 도광판(51)의 일측면에 램프(52)들이 배치되어 있는 PCB기판(55)과, 상기 도광판(51)들과 액정 패널(미도시) 사이에 배치된 광 산란수단(56)을 포함하여 구성된다. As shown in FIGS. 5 and 6, the backlight unit according to the exemplary embodiment of the present invention includes light guide plates 51 divided into n regions on the rear surface of a liquid crystal panel (not shown), and a plurality of divided light guide plates 51. A plurality of lamps 52 arranged at one side of each of the plurality of lamps at regular intervals, a plurality of light path changing layers 53 arranged at regular intervals in a direction orthogonal to the divided light guide plate 51, and Lamps 52 are disposed on the reflecting plate 54 provided on the surface of the light path changing film 53, the lower part of the light guide plate 51 and the light path changing film 53, and one side of the light guide plate 51. And a light scattering means 56 disposed between the light guide plate 51 and the liquid crystal panel (not shown).

상기 광 산란수단(56)은 도광판(51)에서 방출된 빛이 균일한 밝기 분포를 갖고 액정패널에 전달되게 하기 위한 것으로, 광 산란 효과를 증진시키기 위해 다수의 확산 시트(Diffusion sheet) 및 확산 플레이트(Diffusion plate) 등이 배치되어 구성된다.The light scattering means 56 is to allow the light emitted from the light guide plate 51 to be delivered to the liquid crystal panel with a uniform brightness distribution. A plurality of diffusion sheets and diffusion plates are provided to enhance the light scattering effect. (Diffusion plate) is arranged and configured.

상기 램프(52)는 점광원인 LED로 구성할 수 있다. The lamp 52 may be configured as an LED that is a point light source.

또한 상기 램프는, 슬릿을 구비한 CCFL로도 구성이 가능한데, 이는 도면에는 도시되어 있지 않지만, 도광판의 일측에 CCFL을 배치시키고, 도광판의 분할 영역에 맞게 CCFL의 표면을 감싸도록 슬릿을 형성시켜서 구성된다. (여기서, CCFL은 n개의 영역으로 나뉘는 도광판의 일측에 배치된다. 그리고, CCFL의 표면을 감싸는 슬릿은, CCFL을 감싸도록 형성되고, 도광판의 분할영역에 각각 대응하여 배치된 개구부를 포함한다. 이에, CCFL에서 발생된 광은 슬릿을 통과하여 도광판(51)의 분할영역 각각에 전달되므로, 광이 도광판의 분할영역 별로 인가된다.)In addition, the lamp may also be configured as a CCFL having a slit, which is not shown in the figure, but is configured by arranging the CCFL on one side of the light guide plate and forming a slit to surround the surface of the CCFL in accordance with the divided region of the light guide plate. . Here, the CCFL is disposed on one side of the light guide plate divided into n regions, and the slit surrounding the surface of the CCFL is formed to surround the CCFL and includes an opening disposed to correspond to the divided region of the light guide plate. Since light generated in the CCFL passes through the slit to each of the divided regions of the light guide plate 51, the light is applied to each divided region of the light guide plate.)

도 5는 상기 램프(52)가 LED로 구성되었을 경우를 나타낸 것으로, 이 경우 램프(52)는 PCB기판(55)상에 발광부(52a)와 바디(body)부(52b)로 나누어 구성되며, PCB 기판(55)상에 적색 LED, 녹색 LED, 청색 LED가 각각 배치되어 구성된다. 5 shows the case where the lamp 52 is composed of LED, in which case the lamp 52 is divided into a light emitting part 52a and a body part 52b on the PCB substrate 55. On the PCB substrate 55, a red LED, a green LED, and a blue LED are arranged and configured, respectively.

상기 도광판(51)은 액정 화면을 n개의 영역 즉, 제 1 내지 제 n 영역으로 나누어 순차 구동하도록 분할 구동영역의 수만큼 분리하여 구성하면, 상기 램프(52)로부터 각 분할된 도광판(51)에 입광된 빛은 공기의 굴절률 차이 및 도광판 사이의 계면에 의해서 내부 전반사되어 구동영역 이외의 이웃한 도광판으로는 전파가 억제되어서 빛샘을 억제할 수 있다. The light guide plate 51 is configured by dividing the liquid crystal display into n areas, that is, the first to nth areas, by the number of the divided driving areas to sequentially drive the light guide plate 51 from the lamp 52 to each divided light guide plate 51. The incident light is totally internally reflected by the difference in refractive index of the air and the interface between the light guide plates, so that propagation is suppressed to neighboring light guide plates other than the driving region, thereby suppressing light leakage.

상기에서 분할된 도광판(51) 사이에는 더욱 완벽한 빛의 차단을 위하여 중간에 반사판을 더 형성할 수도 있다. Between the light guide plates 51 divided above, a reflective plate may be further formed in the middle for more perfect blocking of light.

상기와 같이 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 구동될 분할영역에 대응되는 램프(52)만 순차적으로 점등되고, 상기 점등된 적색, 녹색, 청색의 광이 도광판(51)내에서 산란하는 것에 의해 액정패널의 배면으로 시분할로 화상을 구현한다. As described above, the backlight unit according to the present invention sequentially turns on only the lamp 52 corresponding to the divided region to be driven, and the lit red, green, and blue light is scattered in the light guide plate 51. The image is implemented by time division with the back side of.

또한, 본 발명은 분할된 도광판(51)과 직교하도록 그 하부에 광경로 변경막(53)을 구비함으로써, 원하는 부분만 밝게 하는 피크 휘도를 구현할 수 있다.In addition, according to the present invention, the light path changing layer 53 is disposed below the light guide plate 51 so as to be orthogonal to each other, thereby realizing peak luminance to brighten only a desired portion.

이때 광경로 변경막(53)은 전기장에 의해 굴절률이 변하는 물질로 구성되며, 예를 들어 LiNbO3와 같이 전계를 인가하여 도광판(51)보다 굴절률이 큰 물질로 구성된다. In this case, the light path changing layer 53 is made of a material whose refractive index is changed by an electric field. For example, the light path changing film 53 is made of a material having a larger refractive index than the light guide plate 51 by applying an electric field such as LiNbO 3.                     

이하, 광경로 변경막(53)에 전계를 인가하지 않았을 경우와 인가했을 경우의 빛의 이동 경로에 대하여 설명하기로 한다. (그리고, 도 7a 및 도 7b에 도시된 화살표는 램프(52)에서 발생되어 임계각 이상의 입사각으로 도광판(51)에 입사된 빛의 이동 경로를 나타낸다.)Hereinafter, a description will be given of the light movement path when the electric field is not applied to the optical path change film 53 and when it is applied. (The arrows shown in FIGS. 7A and 7B indicate the movement paths of light generated by the lamp 52 and incident on the light guide plate 51 at an incident angle greater than or equal to the critical angle.)

먼저, 어떤 광경로 변경막(53)에도 전계를 인가하지 않았을 경우에는, 도 7a에 도시한 바와 같이, 램프(52)에서 발생되는 빛은 빛을 받은 도광판(51)내에서만 전반사된다. 즉, 빛을 받은 도광판(51)으로는 균일한 빛이 발산되어 광산란수단(56)을 통해 상부 액정패널에 전달된다. First, when no electric field is applied to any of the optical path changing films 53, as shown in FIG. 7A, light generated in the lamp 52 is totally reflected only in the light guide plate 51 which receives the light. That is, uniform light is emitted to the light guide plate 51 which receives the light, and is transmitted to the upper liquid crystal panel through the light scattering means 56.

이에 비해서 특정 광경로 변경막(53)에 전계가 인가되었을 경우에는, 도 7b에 도시한 바와 같이, 전계가 인가된 광경로 변경막(53)의 굴절률이 변화되어 램프(52)에서 발생된 빛은 도광판(51) 내에서 전반사되다가 전계가 인가된 광경로 변경막(53) 부분과 만나는 도광판(51)의 일영역에서는 램프(52)에서 발생된 빛이 전반사를 일으키지 않고 산란된다. 이와 같은 현상은 스넬(Snell)의 법칙으로 설명된다. On the other hand, when an electric field is applied to the specific light path changing film 53, as shown in FIG. 7B, the refractive index of the light path changing film 53 to which the electric field is applied is changed to generate light generated by the lamp 52. The light generated from the lamp 52 is scattered without causing total reflection in one region of the light guide plate 51 which is totally reflected in the light guide plate 51 and meets the portion of the light path change film 53 to which an electric field is applied. This phenomenon is explained by Snell's law.

참고로, 빛이 굴절률 n1 인 매질1에서 굴절률 n2 인 매질2로 진행할 때 굴절각과 입사각의 사인값의 비는 항상 일정한데 이 값을 매질1에 대한 매질2의 굴절률이라고 하고, 두 매질에 대하여 입사각이 어떠한 값을 갖더라도 sinθ1 / sinθ2의 값은 항상 일정한 값을 나타내는데 이것이 바로 스넬의 법칙(Snell's law)이다.For reference, when light proceeds from medium 1 with refractive index n 1 to medium 2 with refractive index n 2 , the ratio of the sine of the refractive angle and the incident angle is always constant, which is called the refractive index of medium 2 with respect to medium 1, Whatever the angle of incidence, the value of sinθ 1 / sinθ 2 is always constant, which is Snell's law.

상기 스넬의 법칙은 n1 sinθ1 = n2 sinθ2 로 나타낼 수 있다.Snell's law can be represented by n 1 sinθ 1 = n 2 sinθ 2 .

상기와 같은 스넬의 법칙의 원리에 의해서, 전계가 인가된 광경로 변경막(53)과 만나는 도광판(51)의 일영역에서는 빛이 산란되어 도광판(51)을 투과하여 상부로 빛이 발산되어, 특정 부분에서 피크(Peak) 휘도를 발생시킬 수 있다. According to the principle of Snell's law as described above, light is scattered in one region of the light guide plate 51 that meets the light path changing film 53 to which an electric field is applied, and then the light is emitted through the light guide plate 51. Peak luminance may be generated at a specific portion.                     

참고로, 전반사는 굴절률이 큰 물질에서 작은 물질로 빛이 진행될 때 특정각도 이상의 조건에서는 빛이 통과하지 못하고 모두 반사되는 현상을 말하는 것이다.For reference, total reflection refers to a phenomenon in which light does not pass under a certain angle when all light is advanced from a large refractive index material to a small material.

도 8은 광경로 변경막(53)에 전계가 인가되어 도광판(51)보다 굴절률이 높게 조정되었을 때의 빛의 진행 상태를 확대하여 나타낸 것으로, 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다. FIG. 8 illustrates an enlarged state of light when an electric field is applied to the light path changing layer 53 and the refractive index is adjusted higher than that of the light guide plate 51.

먼저, 광경로 변경막(53)에 전계가 가해지기 전에는 상부의 도광판(51) 보다 광경로 변경막(53)의 굴절률이 작으므로 도광판의 빛은 모두 전반사되어 도광판(51) 내부만을 맴돈다. 이에 비해서, 광경로 변경막(53)에 전계를 가해서 광경로 변경막(53)의 굴절률을 도광판(51)의 굴절률보다 크게 조정하면 도광판(51)의 빛이 광경로 변경막(53) 위에서 전반사하지 못하고 광경로 변경막(53) 내부로 유입된다. 이때 유입된 빛은 광경로 변경막(53) 내부에서 몇 번의 반사를 거친 후 도광판(51)을 투과하여 광산란수단(56)으로 진행한다. 이에 의해서 피크 휘도의 구현이 가능해진다. First, since the refractive index of the light path changing film 53 is smaller than that of the light guide plate 51 above, the light of the light guide plate is totally reflected so that only the inside of the light guide plate 51 hoveres. On the other hand, when the refractive index of the light path changing film 53 is adjusted to be larger than the refractive index of the light guide plate 51 by applying an electric field to the light path changing film 53, the light of the light guide plate 51 is totally reflected on the light path changing film 53. Rather, it flows into the optical path changing film 53. At this time, the introduced light passes through the light guide plate 51 after passing through a few reflections in the light path changing film 53 and proceeds to the light scattering means 56. This makes it possible to implement peak luminance.

그리고, 상기 광경로 변경막(53)은 외부의 공기보다 굴절률이 크므로 광경로 변경막(53) 내부의 빛은 공기로 빠져 나가지 않고 전반사되며 리사이클링(recycling) 될 수 있으나, 전반사 조건보다 낮은 각도의 빛들은 외부로 유출될 수 있으므로 광경로 변경막(53)의 바깥면에 경면처리된 반사판(54)이 코팅되어 있는 것이다. In addition, since the light path changing layer 53 has a larger refractive index than the outside air, the light inside the light path changing layer 53 may be totally reflected and recycled without exiting the air, but may be lower than the total reflection condition. Since light may be emitted to the outside, the mirror-treated mirror plate 54 is coated on the outer surface of the optical path changing film 53.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.                     

따라서, 본 발명의 기술 범위는 상기 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위내에서 변경 실시될 수 있을 것이다. Therefore, the technical scope of the present invention is not limited to the contents described in the above embodiments, but may be modified within the scope obvious to those skilled in the art.

상기 구성에 의한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 다음과 같은 효과가 있다. The backlight unit according to the present invention having the above configuration has the following effects.

분할된 도광판의 하부에, 도광판과 직교하는 방향으로 전계 인가에 의해 굴절율이 변화되는 광경로 변경막을 구비함으로써, 디스플레이 화면의 휘도를 부분적으로 제어하여 피크 휘도를 구현할 수 있게 되었다.The lower portion of the divided light guide plate includes a light path changing film whose refractive index is changed by applying an electric field in a direction orthogonal to the light guide plate, whereby the brightness of the display screen can be partially controlled to achieve peak brightness.

Claims (11)

n개의 영역으로 분할 구성된 도광판들과;light guide plates divided into n regions; 분할된 도광판들의 일측면에 일정 간격을 갖고 배열된 복수개의 램프들과; A plurality of lamps arranged at regular intervals on one side of the divided light guide plates; 상기 분할된 도광판의 하면에 상기 도광판과 직교한 방향으로 일정 간격을 갖도록 배열되고, 전계에 의해 굴절율이 변하는 물질로 구성된 복수개의 광경로 변경막과; A plurality of light path changing layers arranged on the bottom surface of the divided light guide plate at regular intervals in a direction orthogonal to the light guide plate and made of a material whose refractive index is changed by an electric field; 상기 광경로 변경막의 표면에 구비된 반사판과; A reflection plate provided on a surface of the light path changing film; 상기 도광판들의 상부에 배치된 광 산란수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 백라이트 유닛. And a light scattering means disposed above the light guide plates. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 램프는 점광원인 LED로 구성됨을 특징으로 하는 백라이트 유닛. The lamp is a backlight unit, characterized in that consisting of a point light source LED. 삭제delete 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 광경로 변경막은 전계를 인가하였을 경우 상기 도광판보다 굴절률이 큰 물질로 구성됨을 특징으로 하는 백라이트 유닛. And the light path changing layer is formed of a material having a refractive index greater than that of the light guide plate when an electric field is applied. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 광경로 변경막은 LiNbO3로 구성됨을 특징으로 하는 백라이트 유닛. And the light path changing layer is made of LiNbO3. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 반사판은 경면 처리된 반사판임을 특징으로 하는 백라이트 유닛. And the reflector is a mirror-reflective reflector. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 도광판과 상기 광경로 변경막의 하부 및 상기 도광판의 일측면에 상기 램프들이 배치되어 있는 PCB기판이 더 구비됨을 특징으로 하는 백라이트 유닛. And a PCB substrate on which the lamps are disposed on the light guide plate, a lower portion of the light path changing layer, and one side of the light guide plate. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 광 산란수단은 다수의 확산 시트(Diffusion sheet) 및 확산 플레이트(Diffusion plate)로 구성됨을 특징으로 하는 백라이트 유닛. The light scattering means is a backlight unit, characterized in that consisting of a plurality of diffusion sheet (Diffusion sheet) and diffusion plate (Diffusion plate). 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 분할된 도광판들의 사이에는 중간 반사판이 더 구비됨을 특징으로 하는 백라이트 유닛. The backlight unit, characterized in that the intermediate reflector is further provided between the divided light guide plate. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 램프가 LED로 구성되었을 경우, 상기 램프는 발광부와 바디(body)부로 나누어 구성됨을 특징으로 하는 백라이트 유닛. When the lamp is composed of LED, the lamp is divided into a light emitting unit and a body (body), characterized in that the backlight unit. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 램프는 상기 도광판의 측면에 배치된 CCFL과, 상기 CCFL의 표면을 감싸도록 형성되어, 상기 CCFL에서 발생된 광을 상기 분할된 도광판의 분할 영역에 각각 대응하도록 투과하는 슬릿으로 구성되는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 백라이트 유닛. The lamp further includes a CCFL disposed on a side of the light guide plate and a slit formed to surround a surface of the CCFL, and transmitting the light generated in the CCFL to correspond to the divided region of the divided light guide plate. Backlight unit, characterized in that.
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