KR100380855B1 - A Backlight System for Liquid Crystal Display Devices - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시장치용 백라이트 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a backlight system for a liquid crystal display device.
본 발명은 광학적 특성을 유지하면서 광학부품의 수를 줄여 조립이 용이하고 구조가 간단하여 생산성을 향상시키고 원가를 절감할 수 있는 것으로써, 빛을 방출시키는 광원부와, 광원부로부터 방출되는 빛을 면광원으로 전환시키는 도광판과, 도광판을 통하여 액정패널 반대쪽으로 진행하는 빛을 액정패널쪽으로 반사시키는 반사판과, 도광판 및 반사판에 의하여 액정패널쪽으로 진행하는 빛을 확산 및 집광시키는 확산집광판과, 확산집광판을 통과한 빛을 다시 집광시키는 집광판을 포함하여 이루어지는 액정표시장치용 백라이트 시스템을 제공한다.The present invention is easy to assemble by reducing the number of optical components while maintaining the optical properties, and the structure is simple to improve the productivity and reduce the cost, the light source to emit light, and the light emitted from the light source portion surface light source A light guide plate for converting light into a liquid crystal panel; a reflecting plate for reflecting light traveling toward the liquid crystal panel through the light guide plate; and a light diffusing plate for diffusing and condensing light traveling toward the liquid crystal panel by the light guide plate and the reflecting plate; Provided is a backlight system for a liquid crystal display device including a light collecting plate for condensing light again.
도광판의 하면에는 다수의 미세한 이등변삼각형 단면을 갖는 렌티큘러 렌즈를 배열하여 형성하고 상면에는 다수의 미세한 반볼록렌즈를 소정의 패턴으로 배열하여 형성하며, 확산집광판의 하면에는 빛의 확산을 위하여 임의의 패턴으로 요철을 형성하고 상면에는 빛의 집광을 위하여 다수의 미세한 이등변삼각형 단면을 갖는 렌티큘러 렌즈를 배열하여 형성하며, 집광판의 상면에는 다수의 미세한 이등변삼각형 단면을 갖는 렌티큘러 렌즈를 배열하여 형성한다.The lower surface of the light guide plate is formed by arranging lenticular lenses having a plurality of fine isosceles triangle cross-sections, and the upper surface is formed by arranging a plurality of fine semiconvex lenses in a predetermined pattern. To form concave-convex and to form a lenticular lens having a plurality of fine isosceles triangular cross section on the upper surface for condensing light, and to form a lenticular lens having a plurality of fine isosceles triangular cross section on the upper surface of the light collecting plate.
Description
본 발명은 액정표시장치용 백라이트 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는광학부품의 수를 줄여 생산성을 향상시키고 원가를 절감할 수 있는 액정표시장치용 백라이트 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a backlight system for a liquid crystal display device, and more particularly, to a backlight system for a liquid crystal display device that can improve productivity and reduce costs by reducing the number of optical components.
일반적으로 액정표시장치, 특히 노트북 컴퓨터와 같은 휴대용 컴퓨터의 모니터 등에 사용하는 액정표시장치는 주변광의 밝기에 좌우되지 않고 항상 양호한 시인성을 유지하도록 백라이트 시스템이 사용된다.In general, a liquid crystal display device used for a liquid crystal display device, in particular, a monitor of a portable computer such as a notebook computer, uses a backlight system so as to maintain good visibility at all times without being influenced by the brightness of ambient light.
종래 액정표시장치용 백라이트 시스템은 도 8에 나타낸 바와 같이, 광원인 형광램프(2)와 반사갓(4)으로 이루어진 램프부와, 반사판(6), 도광판(8), 제1확산판(10), 제1집광판(12), 제2집광판(14), 제2확산판(16)으로 구성된다.As shown in FIG. 8, a backlight system for a liquid crystal display device includes a lamp unit including a fluorescent lamp 2 and a reflector 4 as a light source, a reflector 6, a light guide plate 8, and a first diffuser plate 10. And a first light collecting plate 12, a second light collecting plate 14, and a second diffusion plate 16.
상기에서 반사판(6)과 도광판(8) 및 제1확산판(10), 제1집광판(12), 제2집광판(14), 제2확산판(16) 등의 광학부품은 사용자에게 빛을 집중시켜 불필요한 에너지의 낭비를 막고, 보다 긴 작동시간을 가능하게 하기 위하여 사용한다.In the above, optical components such as the reflector 6, the light guide 8, the first diffuser 10, the first condenser 12, the second condenser 14, and the second diffuser 16 may emit light to a user. It is used to concentrate and to prevent unnecessary waste of energy and to enable longer operation times.
상기한 도광판(8)은 주로 PMMA수지 등 광학적으로 투명한 재료로 형성되며,그 하면에는 TiO2등의 백색 반사 물질이 소정의 패턴으로 인쇄되고, 그 상면은 편평하게 형성한다.The light guide plate 8 is mainly formed of an optically transparent material such as PMMA resin, and a white reflective material such as TiO 2 is printed in a predetermined pattern on the lower surface thereof, and the upper surface thereof is formed flat.
상기한 제1확산판(10)은 상기한 도광판(8)의 하면에 인쇄된 패턴을 가리기 위해 사용한다.The first diffusion plate 10 is used to cover the pattern printed on the lower surface of the light guide plate 8.
상기한 제1집광판(12)은 상기한 제1확산판(10)의 위에 위치하며, 상기한 제1집광판(12)의 하면인 제1확산판(10)으로부터 빛이 입사하는 면은 편평하게 형성하고, 상면인 제2집광판(14)으로 빛이 출사되는 면은 단면이 미세한 직각이등변삼각형으로 이루어지는 렌티큘러 렌즈를 소정의 패턴으로 배열하여 형성한다.The first light collecting plate 12 is positioned above the first diffuser plate 10, and the light incident surface from the first diffuser plate 10, which is a lower surface of the first light collecting plate 12, is flat. The light exiting surface is formed by arranging a lenticular lens made of a right isosceles triangle having a fine cross section in a predetermined pattern.
상기한 제2집광판(14)은 상기한 제1집광판(12)에 면하여 위치하며, 상기한 제1집광판(12)과 동일한 구조로 이루어진다.The second light collecting plate 14 is positioned to face the first light collecting plate 12 and has the same structure as the first light collecting plate 12.
즉 상기한 제2집광판(14)은 하면인 제1집광판(12)으로부터 빛이 입사되는 면은 편평하게 형성하며, 상면인 제2확산판(16)으로 빛이 출사되는 면은 단면이 미세한 직각이등변삼각형으로 이루어지는 렌티큘러 렌즈를 소정의 패턴으로 배열하여 형성한다.That is, the second light collecting plate 14 has a plane in which light is incident from the first light collecting plate 12, which is a lower surface, and is flat, and the light exiting from the upper surface of the second light diffusing plate 16 has a fine cross section at a right angle. A lenticular lens made of an isosceles triangle is arranged in a predetermined pattern.
상기와 같은 종래의 액정표시장치용 백라이트 시스템은 미합중국 특허 제4,542,449호에 기재된 방법인 제1집광판(12) 및 제2집광판(14)을 서로 수직하게 배열하는 방법을 주로 사용한다.The conventional backlight system for a liquid crystal display device mainly uses a method of arranging the first light collecting plate 12 and the second light collecting plate 14 perpendicular to each other, which is the method described in US Pat. No. 4,542,449.
또 종래의 액정표시장치용 백라이트 시스템은 제2집광판(14) 위에 제2확산판(16)을 사용하여 간섭 무늬의 발생을 억제한다.In addition, the conventional backlight system for a liquid crystal display device uses the second diffusion plate 16 on the second light collecting plate 14 to suppress the occurrence of interference fringes.
상기와 같은 종래의 액정표시장치용 백라이트 시스템은 사용자에게 빛을 집중시켜 불필요한 에너지의 낭비를 막고 보다 긴 작동시간을 가능하게 하기 위하여 지나치게 많은 광학부품(예를 들면 6개)을 사용하므로, 가격 상승의 요인이 될뿐만아니라 상대적으로 조립공정이 복잡하고, 생산성 저하의 문제를 야기해 왔다.The conventional backlight system for a liquid crystal display device uses too many optical components (for example, six) in order to concentrate light on a user, thereby preventing unnecessary waste of energy and enabling a longer operation time, thereby increasing the price. In addition, the assembly process is relatively complicated, and productivity problems have been caused.
본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광학적 특성을 유지하면서 광학부품의 수를 6개에서 4개로 줄여 조립이 용이하고 구조가 간단한 액정표시장치용 백라이트 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a backlight system for a liquid crystal display device that is easy to assemble and has a simple structure by reducing the number of optical components from six to four while maintaining optical characteristics.
도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치용 백라이트 시스템의 일실시예를 개략적으로 나타내는 분해사시도.1 is an exploded perspective view schematically showing an embodiment of a backlight system for a liquid crystal display according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 도광판의 일실시예를 나타내는 부분확대 평면도.Figure 2 is a partially enlarged plan view showing an embodiment of a light guide plate according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 도광판의 일실시예를 나타내는 부분확대 단면도.Figure 3 is a partially enlarged cross-sectional view showing an embodiment of a light guide plate according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 확산집광판의 일실시예를 나타내는 부분확대 단면도.Figure 4 is a partially enlarged cross-sectional view showing an embodiment of a diffusion light collecting plate according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 집광판의 일실시예를 나타내는 부분확대 단면도.Figure 5 is a partially enlarged cross-sectional view showing an embodiment of a light collecting plate according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치용 백라이트 시스템 및 종래 액정표시장치용 백라이트 시스템에 의한 상하 시야각에 따른 휘도 특성을 나타내는 그래프.6 is a graph showing luminance characteristics according to vertical viewing angles of a backlight system for a liquid crystal display and a backlight system for a conventional liquid crystal display according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 액정표시장치용 백라이트 시스템 및 종래 액정표시장치용 백라이트 시스템에 의한 좌우 시야각에 따른 휘도 특성을 나타내는 그래프.7 is a graph showing luminance characteristics according to left and right viewing angles of the backlight system for a liquid crystal display device and the conventional backlight system for a liquid crystal display device according to the present invention.
도 8은 종래 액정표시장치용 백라이트 시스템을 나타내는 분해사시도.8 is an exploded perspective view showing a conventional backlight system for a liquid crystal display.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 제안하는 액정표시장치용 백라이트 시스템은 빛을 방출시키는 광원부와, 상기한 광원부로부터 방출되는 빛을 면광원으로 전환시키는 도광판과, 상기한 도광판을 통하여 액정패널 반대쪽으로 진행하는 빛을 액정패널쪽으로 반사시키는 반사판과, 상기한 도광판 및 반사판에 의하여 액정패널쪽으로 진행하는 빛을 확산 및 집광시키는 확산집광판과, 상기한 확산집광판을 통과하면서 확산 및 집광된 빛을 다시 집광시키는 집광판을 포함하여 이루어진다.In order to achieve the above object, a liquid crystal display backlight system proposed in the present invention includes a light source unit for emitting light, a light guide plate for converting light emitted from the light source unit into a surface light source, and a liquid crystal panel through the light guide plate. A reflecting plate for reflecting the light traveling toward the opposite side toward the liquid crystal panel, a light diffusing plate for diffusing and condensing the light traveling toward the liquid crystal panel by the light guide plate and the reflecting plate, and a light diffused and collected while passing through the light diffusing plate It includes a light collecting plate for condensing.
상기한 도광판의 하면에는 다수의 미세한 이등변삼각형 단면을 갖는 렌티큘러 렌즈를 배열하여 형성하고 상면에는 다수의 미세한 반볼록렌즈를 소정의 패턴으로 배열하여 형성하며, 상기한 확산집광판의 하면에는 빛의 확산을 위하여 임의의 패턴으로 요철을 형성하고 상면에는 빛의 집광을 위하여 다수의 미세한 이등변삼각형 단면을 갖는 렌티큘러 렌즈를 배열하여 형성하며, 상기한 집광판의 상면에는 다수의 미세한 이등변삼각형 단면을 갖는 렌티큘러 렌즈를 배열하여 형성한다.The lower surface of the light guide plate is formed by arranging a lenticular lens having a plurality of fine isosceles triangle cross-sections, and the upper surface is formed by arranging a plurality of fine semi-convex lenses in a predetermined pattern. In order to form irregularities in an arbitrary pattern and to form a lenticular lens having a plurality of fine isosceles triangular cross section on the upper surface for condensing light, the lenticular lens having a plurality of fine isosceles triangular cross section on the upper surface of the light collecting plate To form.
다음으로 본 발명에 따른 액정표시장치용 백라이트 시스템의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Next, a preferred embodiment of a backlight system for a liquid crystal display according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
먼저 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치용 백라이트 시스템의 일실시예는 빛을 방출시키는 광원부(20)와, 상기한 광원부(20)로부터 방출되는 빛을 면광원으로 전환시키는 도광판(30)과, 상기한 도광판(30)을 통하여 액정패널(60) 반대쪽으로 진행하는 빛을 액정패널(60)쪽으로 반사시키는 반사판(28)과,상기한 도광판(30) 및 반사판(28)에 의하여 액정패널(60)쪽으로 진행하는 빛을 확산 및 집광시키는 확산집광판(40)과, 상기한 확산집광판(40)을 통과하면서 확산 및 집광된 빛을 다시 집광시키는 집광판(50)을 포함한다.First, as shown in FIG. 1, an embodiment of a backlight system for a liquid crystal display according to the present invention includes a light source unit 20 for emitting light and a light guide plate for converting light emitted from the light source unit 20 into a surface light source. 30 and a reflector 28 for reflecting light traveling toward the liquid crystal panel 60 toward the liquid crystal panel 60 through the light guide plate 30, and the light guide plate 30 and the reflector 28. The light collecting plate 40 includes a light collecting plate 40 for diffusing and condensing light traveling toward the liquid crystal panel 60, and a light collecting plate 50 for condensing the light diffused and collected while passing through the light collecting plate 40.
상기한 광원부(20)는 상기한 도광판(30)의 한쪽 측면에 설치되며, 전원이 인가되면 빛을 방출하는 광원(22)과, 상기한 광원(22)으로부터 방출된 빛을 상기한 도광판(30)쪽으로 반사시키는 반사갓(24)으로 이루어진다.The light source unit 20 is installed on one side of the light guide plate 30, and when power is applied, the light source 22 emits light, and the light guide plate 30 emits light emitted from the light source 22. It consists of a reflector 24 reflecting toward.
상기한 광원(22)으로는 열음극 형광램프와 냉음극 형광램프 등을 사용한다.As the light source 22, a hot cathode fluorescent lamp, a cold cathode fluorescent lamp, or the like is used.
상기한 도광판(30)은 광학적으로 투명한 수지(예를 들면 PMMA 수지 등)로 이루어진다.The light guide plate 30 is made of an optically transparent resin (for example, PMMA resin).
상기한 도광판(30)의 하면(34)에는 도 3에 나타낸 바와 같이, 다수의 미세한 이등변삼각형 단면을 갖는 렌티큘러 렌즈(35)를 소정의 패턴으로 배열하여 형성하고, 상기한 반사판(28)이 접하여 설치된다.As shown in FIG. 3, the lenticular lens 35 having a plurality of fine isosceles triangular cross sections is arranged in a predetermined pattern on the lower surface 34 of the light guide plate 30, and the reflective plate 28 is in contact with each other. Is installed.
상기한 도광판(30)의 하면(34)에 형성하는 렌티큘러 렌즈(35)는 가공방향이 상기한 광원(22)인 형광램프의 배열방향에 대하여 수직하게 배열하여 형성한다.The lenticular lens 35 formed on the lower surface 34 of the light guide plate 30 is formed so as to be perpendicular to the arrangement direction of the fluorescent lamp whose processing direction is the light source 22 described above.
상기한 렌티큘러 렌즈(35)는 단면에 있어서 이등변삼각형의 중심각이 대략 90°가 되도록 형성한다.The lenticular lens 35 is formed such that the center angle of the isosceles triangle is approximately 90 ° in cross section.
상기한 도광판(30)의 상면(32)에는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기한 확산집광판(40)이 접하여 설치되고, 아주 미세한 반볼록렌즈(36)를 소정의 패턴으로 배열하여 형성한다.As shown in FIGS. 2 and 3, the diffuser plate 40 is provided in contact with the upper surface 32 of the light guide plate 30, and is formed by arranging very fine semi-convex lenses 36 in a predetermined pattern. do.
상기한 반볼록렌즈(36)는 100㎛ 이하의 지름(d)을 갖도록 형성하며, 특히 50㎛ 이하의 지름(d)을 갖도록 형성하는 것이 선호된다.The semi-convex lens 36 is formed to have a diameter d of 100 μm or less, and particularly preferably formed to have a diameter d of 50 μm or less.
상기한 반볼록렌즈(36)는 지름(d)과 높이(h)의 관계가 다음의 수학식 1을 만족하도록 형성한다.The semi-convex lens 36 is formed such that the relationship between the diameter d and the height h satisfies the following equation (1).
상기에서 d는 반볼록렌즈의 지름을 나타내고, h는 반볼록렌즈의 높이를 나타낸다.In the above, d represents the diameter of the half convex lens, and h represents the height of the half convex lens.
특히 상기한 반볼록렌즈(36)는 지름(d)과 높이(h)의 관계가 다음의 수학식 2를 만족하도록 형성하는 것이 선호된다.In particular, the semi-convex lens 36 is preferably formed such that the relationship between the diameter d and the height h satisfies the following expression (2).
또 도 2에는 상기한 반볼록렌즈(36)를 일정한 간격으로 배열하여 형성한 것으로 나타내었지만, 실제 도광판(30)에서는 본 발명에 따른 액정표시장치용 백라이트 시스템의 위에 액정패널(60)까지 장착하여 액정표시장치를 제작한 경우에 화면 상의 전체적인 휘도 균일도를 확보하기 위하여 이 일정한 간격의 반볼록렌즈(36)를 배열하는 패턴은 변형될 수도 있으며, 이러한 반볼록렌즈(36)를 배열하는 패턴의 상세한 부분에 대한 기술이 본 발명의 본질적인 문제를 제한하지 않는다.In FIG. 2, the anti-convex lenses 36 are arranged at regular intervals. However, in the light guide plate 30, the liquid crystal panel 60 is mounted on the backlight system for the liquid crystal display device according to the present invention. When a liquid crystal display device is manufactured, the pattern of arranging the semi-convex lenses 36 at regular intervals may be modified in order to secure the overall luminance uniformity on the screen. The description of the part does not limit the essential problem of the present invention.
그리고 상기한 도광판(30)의 상면(32)에 단위면적 당 동일한 반볼록렌즈(36)의 수를 유지하면서 이를 불규칙한 패턴으로 형성할 수도 있다.The upper surface 32 of the light guide plate 30 may be formed in an irregular pattern while maintaining the same number of semiconvex lenses 36 per unit area.
상기한 확산집광판(40)은 상기한 도광판(30)의 상면에 접하여 위치하고, 3개의 층으로 이루어진다.The diffusion light collecting plate 40 is positioned in contact with the upper surface of the light guide plate 30 and consists of three layers.
상기한 확산집광판(40)은 도 4에 나타낸 바와 같이, 중간에 위치하는 기층(42)과, 상기한 기층(42)의 아래에 위치하며 상기한 도광판(30)의 상면으로부터 빛이 입사되는 확산층(44)과, 상기한 기층(42)의 위에 위치하며 상기한 집광판(50)의 하면과 접하는 집광층(46)으로 이루어진다.As shown in FIG. 4, the diffusion light collecting plate 40 includes a base layer 42 located in the middle, and a diffusion layer positioned below the base layer 42 and receiving light from an upper surface of the light guide plate 30. And a light collecting layer 46 positioned on the base layer 42 and in contact with the bottom surface of the light collecting plate 50.
상기한 확산집광판(40)의 기층(42)은 제조상의 편의를 위하여 존재하는 층으로, 광학적으로 투명한 성질이 요구된다.The base layer 42 of the diffusion light collecting plate 40 is a layer existing for manufacturing convenience and requires an optically transparent property.
상기한 확산집광판(40)의 확산층(44)은 상기한 도광판(30)으로부터 입사되는 빛을 확산시키는 층으로서, 임의의 패턴으로 요철이 형성된다.The diffusion layer 44 of the diffusion light collecting plate 40 is a layer for diffusing light incident from the light guide plate 30, and irregularities are formed in an arbitrary pattern.
상기와 같이 임의의 패턴으로 요철이 형성되는 확산층(44)은 일정한 크기의 미세한 유리비드(glass bead) 등을 열경화성 수지 또는 자외선경화성 수지 등에 섞어 상기한 기층(42)의 위에 코팅하여 형성할 수 있다.The diffusion layer 44 in which the irregularities are formed in an arbitrary pattern as described above may be formed by mixing a fine glass bead of a predetermined size with a thermosetting resin or an ultraviolet curable resin and coating it on the base layer 42. .
또 상기한 확산층(42)은 임의의 패턴으로 양각 또는 음각된 엠보싱롤 (embossing roll)을 이용하여 열경화성 수지 또는 자외선경화성 수지 등을 상기한 기층(42)의 위에 코팅하여 형성하는 것도 가능하며, 이외에도 임의의 패턴으로 요철을 형성할 수 있으면 다양한 방법이 사용 가능하다.In addition, the diffusion layer 42 may be formed by coating a thermosetting resin or an ultraviolet curable resin on the base layer 42 by using an embossing roll embossed or engraved in an arbitrary pattern. Various methods can be used as long as the irregularities can be formed in any pattern.
상기한 확산층(42)에 있어서 중요한 기능은 상기한 도광판(30)으로부터 입사된 빛의 확산 기능인데, 이는 헤이즈(haze)라는 물리량으로 나타낼 수 있다.An important function of the diffusion layer 42 is a diffusion function of light incident from the light guide plate 30, which can be represented by a physical quantity called haze.
본 발명에서는 상기한 확산층(42)을 대략 10∼70% 정도의 헤이즈값을 갖도록 형성하며, 특히 대략 20∼40% 범위의 헤이즈값이 선호된다.In the present invention, the diffusion layer 42 is formed to have a haze value of about 10 to 70%, and a haze value of about 20 to 40% is particularly preferred.
상기한 확산집광판(40)의 집광층(46)은 상기한 확산층(44) 및 기층(42)을 통과한 빛을 집광시키는 층으로서, 도 4에 나타낸 바와 같이 다수의 미세한 이등변삼각형 단면을 갖는 렌티큘러 렌즈(47)를 소정의 패턴으로 배열하여 형성한다.The light collecting layer 46 of the diffusion light collecting plate 40 is a layer for condensing light passing through the diffusion layer 44 and the base layer 42, and as shown in FIG. 4, a lenticular having a plurality of fine isosceles triangle cross sections. The lenses 47 are formed in a predetermined pattern.
상기한 렌티큘러 렌즈(47)는 단면에 있어서 이등변삼각형의 중심각(α)이 70∼110°의 범위에 있도록 형성한다.The lenticular lens 47 is formed so that the center angle α of the isosceles triangle is in the range of 70 to 110 degrees in cross section.
또 상기한 확산집광판(40)의 집광층(46)에 형성하는 렌티큘러 렌즈(47)는 가공방향이 상기한 광원(22)인 형광램프의 배열방향에 대하여 평행하게 배열하여 형성한다.The lenticular lens 47 formed on the light collecting layer 46 of the light diffusing plate 40 is arranged in parallel with the array direction of the fluorescent lamp whose processing direction is the light source 22 described above.
상기한 집광판(50)은 상기한 확산집광판(40)의 집광층(46) 상면에 접하여 위치하고, 2개의 층으로 이루어진다.The light collecting plate 50 is positioned in contact with the upper surface of the light collecting layer 46 of the diffusion light collecting plate 40 and consists of two layers.
상기한 집광판(50)은 도 5에 나타낸 바와 같이, 아래에 위치하고 상기한 확산집광판(40)의 집광층(46)에 접하는 기층(52)과, 상기한 기층(52)의 위에 위치하며 상기한 확산집광판(40)을 통과한 빛을 다시 집광시키는 집광층(54)으로 이루어진다.As shown in FIG. 5, the light collecting plate 50 is positioned below and is in contact with the light collecting layer 46 of the diffusion light collecting plate 40, and is positioned above the base layer 52. It consists of a light collecting layer 54 for condensing the light passing through the diffusion light collecting plate 40 again.
상기한 집광판(50)의 기층(52)은 상기한 확산집광판(40)의 기층(42)과 마찬가지의 구성으로 형성하는 것이 가능하며, 집광판(50) 제조상의 편의를 위하여 존재하는 층으로 광학적으로 투명한 성질이 요구된다.The base layer 52 of the light collecting plate 50 may be formed in the same configuration as the base layer 42 of the diffusion light collecting plate 40, and may be optically formed as a layer existing for convenience of manufacturing the light collecting plate 50. Transparent properties are required.
상기한 집광판(50)의 집광층(54)은 상기한 확산집광판(40)의 집광층(46)과 마찬가지의 구성으로 형성하는 것이 가능하다.The light collecting layer 54 of the light collecting plate 50 can be formed in the same configuration as the light collecting layer 46 of the diffusion light collecting plate 40.
상기한 집광판(50)의 집광층(54)도 상기한 확산집광판(40)의 집광층(46)과마찬가지로, 도 5에 나타낸 바와 같이 다수의 미세한 이등변삼각형 단면을 갖는 렌티큘러 렌즈(55)를 소정의 패턴으로 배열하여 형성한다.Similarly to the light collecting layer 46 of the light diffusing plate 40, the light collecting layer 54 of the light collecting plate 50 may also have a lenticular lens 55 having a plurality of fine isosceles triangular cross sections, as shown in FIG. 5. Form by arranging in the pattern of
상기한 렌티큘러 렌즈(55)는 단면에 있어서 이등변삼각형의 중심각(β)이 70∼110°의 범위에 있도록 형성한다.The lenticular lens 55 is formed so that the center angle β of the isosceles triangle is in the range of 70 to 110 degrees in cross section.
또 상기한 집광판(50)의 집광층(54)에 형성하는 렌티큘러 렌즈(55)는 가공방향이 상기한 광원(22)인 형광램프의 배열방향에 대하여 평행하게 배열하여 형성한다.The lenticular lens 55 formed on the light collecting layer 54 of the light collecting plate 50 is arranged in parallel with the array direction of the fluorescent lamp whose processing direction is the light source 22 described above.
즉 상기한 집광판(50)의 집광층(54)에 형성하는 렌티큘러 렌즈(55)의 가공방향과 상기한 확산집광판(40)의 집광층(46)에 형성하는 렌티큘러 렌즈(47)의 가공방향 및 상기한 광원(22)인 형광램프의 배열방향이 모두 평행하도록 구성한다.That is, the processing direction of the lenticular lens 55 formed in the light collecting layer 54 of the light collecting plate 50 and the processing direction of the lenticular lens 47 formed in the light collecting layer 46 of the diffusing light collecting plate 40 and The arrangement directions of the fluorescent lamps as the light sources 22 are all parallel.
그리고 상기한 확산집광판(40)의 확산층(44)에 의한 헤이즈값이 작을 때에는 간섭 무늬가 나타날 수도 있는 데, 이를 피하기 위해서는 상기한 확산집광판(40)의 집광층(46)에 형성하는 렌티큘러 렌즈(47)의 가공방향 및 상기한 집광판(50)의 집광층(54)에 형성하는 렌티큘러 렌즈(55)의 가공방향을 약간 어긋나게 배열하여 형성한다. 이 경우에 있어서도 기본적으로 두 렌티큘러 렌즈(47), (55)의 가공 방향과 광원(22)인 형광램프의 배열방향은 평행하다.In addition, when the haze value of the diffusion layer 44 of the diffusion light collecting plate 40 is small, an interference fringe may appear. To avoid this, a lenticular lens formed in the light collecting layer 46 of the diffusion light collecting plate 40 is used. The processing direction of 47 and the processing direction of the lenticular lens 55 formed on the light collecting layer 54 of the light collecting plate 50 are arranged to be slightly shifted. Also in this case, the processing directions of the two lenticular lenses 47 and 55 and the arrangement direction of the fluorescent lamp which is the light source 22 are basically parallel.
상기에서 기본적으로 평행하다라는 것은 서로 평행한 두 성분의 배열방향이 10°이내의 범위에 있음을 나타낸다.Basically parallel in the above means that the arrangement direction of two components parallel to each other is within a range of 10 °.
상기한 확산집광판(40) 및 집광판(50)을 구성하는 각각의 층은 그 특성상 모두 가시광선 영역에서 광흡수율이 매우 작거나 광흡수가 없어야 한다.Each of the layers constituting the diffusion light collecting plate 40 and the light collecting plate 50 should have a very low light absorption or no light absorption in the visible light region.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 액정표시장치용 백라이트 시스템 및 종래 액정표시장치용 백라이트 시스템에 의한 상하 및 좌우 시야각에 따른 휘도 특성을 도 6 및 도 7에 나타낸다.6 and 7 illustrate luminance characteristics according to vertical, horizontal, and left and right viewing angles of the liquid crystal display backlight system and the conventional liquid crystal display backlight system according to the present invention.
도 6 및 도 7에 있어서, 내부가 채워진 점은 본 발명에 따른 액정표시장치용 백라이트 시스템에 의한 상하 및 좌우 시야각에 따른 휘도를 나타내고, 내부가 빈 점은 종래 액정표시장치용 백라이트 시스템에 의한 상하 및 좌우 시야각에 따른 휘도를 나타낸다.6 and 7, filled points indicate luminance according to vertical and horizontal viewing angles of the liquid crystal display backlight system according to the present invention, and empty points indicate upper and lower portions of the liquid crystal display backlight system. And luminance according to left and right viewing angles.
또 도 6 및 도 7에 있어서, 가로축은 시야각(θ)을 나타내고, 세로축은 휘도(L)를 나타낸다.6 and 7, the horizontal axis represents the viewing angle [theta], and the vertical axis represents the luminance L. In FIG.
그리고 도 6에 있어서, 시야각(θ)이 0인 경우는 정면을 나타내고, 시야각(θ)이 양(+)인 경우는 사용자쪽에서 보아서 위쪽을 나타내며, 시야각(θ)이 음(-)인 경우는 사용자쪽에서 보아서 아래쪽을 나타낸다.In FIG. 6, when the viewing angle θ is 0, the front face is shown. When the viewing angle θ is positive, the upper side is seen from the user side, and when the viewing angle θ is negative, Shown downward from the user side.
또 도 7에 있어서, 시야각(θ)이 0인 경우는 정면을 나타내고, 시야각(θ)이 양(+)인 경우는 사용자쪽에서 보아서 오른쪽을 나타내며, 시야각(θ)이 음(-)인 경우는 사용자쪽에서 보아서 왼쪽을 나타낸다.In FIG. 7, when the viewing angle θ is 0, the front face is shown, when the viewing angle θ is positive, the right side is seen from the user side, and when the viewing angle θ is negative, Shown on the left side from the user side.
상기에서 본 발명에 따른 액정표시장치용 백라이트 시스템 및 종래 액정표시장치용 백라이트 시스템의 광원(22)과 형광램프(2)는 각각 사용자쪽에서 보아서 아래쪽에 위치하며, 좌우방향으로 길게 위치하도록 배열하였다.The light source 22 and the fluorescent lamp 2 of the backlight system for the liquid crystal display device and the backlight system for the conventional liquid crystal display device according to the present invention are located below the user side and arranged to be long in the horizontal direction.
도 7로부터 알 수 있듯이, 좌우 시야각의 휘도 특성에서는 종래 액정표시장치용 백라이트 시스템 보다 본 발명에 따른 액정표시장치용 백라이트 시스템이 모든 시야각(θ)에서 높은 휘도값을 나타낸다.As can be seen from FIG. 7, in the luminance characteristics of the left and right viewing angles, the liquid crystal display backlight system according to the present invention exhibits higher luminance values at all viewing angles θ than the conventional backlight system for liquid crystal display devices.
또 도 6으로부터 알 수 있듯이, 상하 시야각의 휘도 특성도 종래 액정표시장치용 백라이트 시스템에 비하여 본 발명에 따른 액정표시장치용 백라이트 시스템이 별로 뒤떨어지지 않는 휘도값을 나타낸다.As can be seen from FIG. 6, the luminance characteristics of the vertical viewing angle also show luminance values that are inferior to those of the backlight system for liquid crystal display according to the present invention, compared to the backlight system for the conventional liquid crystal display.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Belongs to the scope of.
상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 액정표시장치용 백라이트 시스템에 의하면, 광학적 특성을 향상 또는 유지하면서 조립되는 광학부품의 수가 종래 6개(반사판, 도광판, 제1확산판, 제1집광판, 제2집광판, 제2확산판)에서 4개(반사판, 도광판, 확산집광판, 집광판)로 감소되므로 구조가 간단하고, 조립이 용이하다.According to the backlight system for a liquid crystal display device according to the present invention made as described above, the number of optical components assembled as a result of improving or maintaining optical characteristics is six (reflective plate, light guide plate, first diffuser plate, first condenser plate, second condenser plate). , The second diffuser plate) to four (reflective plate, light guide plate, diffused light collecting plate, light collecting plate), so the structure is simple and easy to assemble.
따라서 생산성이 향상되고, 원가가 절감된다.This improves productivity and reduces costs.
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