KR100829696B1 - Back light unit and liquid crystal display having the same - Google Patents
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Abstract
휘도 균일도를 향상시킬 수 있는 구조를 갖는 백라이트 유닛 및 이를 활용한 액정표시장치가 개시된다. 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 빛을 제공하는 광원부와, 상기 광원부로부터 제공되는 빛이 입사되는 광 입사면 및 상기 광 입사면을 통해 입력된 빛이 면광으로 변환되어 출력되는 광 출사면을 포함하는 도광판을 포함하며, 상기 광 입사면은 곡면이고 상기 광 출사면에 수직인 면과 일정한 각도를 이루도록 배치된 것을 특징으로 한다.A backlight unit having a structure capable of improving luminance uniformity and a liquid crystal display using the same are disclosed. The backlight unit according to the present invention includes a light guide plate including a light source unit providing light, a light incident surface on which light provided from the light source unit is incident, and a light exit surface on which light input through the light incident surface is converted into surface light and output. The light incidence surface is curved and is disposed to form a predetermined angle with a surface perpendicular to the light emission surface.
도광판, 백라이트 유닛, 액정표시장치 Light guide plate, backlight unit, liquid crystal display device
Description
도 1은 종래의 에지-라이트형 백라이트 유닛을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional edge-light type backlight unit.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다.2A is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2b는 도 2a의 액정 패널의 일 실시예를 도시한 단면도이다.FIG. 2B is a cross-sectional view illustrating an embodiment of the liquid crystal panel of FIG. 2A.
도 2c는 도 2a의 백라이트 유닛의 일 부분을 확대하여 도시한 부분 단면도이다.FIG. 2C is an enlarged partial cross-sectional view of a portion of the backlight unit of FIG. 2A.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 일 부분에 대한 부분 단면도이다.3 is a partial cross-sectional view of a portion of a backlight unit according to another embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 일 부분에 대한 부분 단면도이다.4 is a partial cross-sectional view of a portion of a backlight unit according to another embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 일 부분에 대한 부분 단면도이다.5 is a partial cross-sectional view of a portion of a backlight unit according to another embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 휘도 특성을 측정한 실험 테이터를 도시한 그래프이다.6 is a graph showing experimental data of measuring luminance characteristics of the backlight unit according to the present invention.
본 발명은 일반적으로는 백라이트 유닛 및 이를 활용한 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 휘도 균일도를 향상시킬 수 있는 구조를 갖는 백라이트 유닛 및 이를 활용한 액정표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to a backlight unit and a liquid crystal display using the same, and more particularly, to a backlight unit having a structure capable of improving luminance uniformity and a liquid crystal display using the same.
일반적으로 액정표시장치(Liquid Crystal Display)는, 인가 전압에 따른 액정 투과도의 변화를 이용하여 각종 장치에서 발생하는 전기적인 정보를 시각정보로 변화시켜 전달하는 전자 소자이다. In general, a liquid crystal display is an electronic device that transmits electrical information generated by various devices to visual information by using a change in liquid crystal transmittance according to an applied voltage.
액정표시장치는 이와 같이 각종 정보의 표시 소자이면서도 자체 광원을 구비하고 있지 않다. 따라서 액정 패널의 외부에서 액정 패널의 화면 전체를 균일하게 밝혀주는 별도의 장치가 요구된다. 이러한 조건을 만족시키는 장치로서, 액정표시장치의 화면에 빛을 제공하는 백라이트 유닛(Back Light Unit)이 이용된다.The liquid crystal display device is thus a display element for various information and does not have its own light source. Therefore, a separate device for uniformly illuminating the entire screen of the liquid crystal panel outside the liquid crystal panel is required. As a device that satisfies such a condition, a back light unit that provides light to the screen of the liquid crystal display device is used.
백라이트 유닛에는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp)가 광원으로 널리 사용되었는데, 광원이 설치되는 위치에 따라, 광원이 액정 패널의 아래에 위치하는 직하 방식(direct type)과 광원이 도광판의 측면에 위치하는 에지-라이트 방식(Edge-light type)으로 구분된다. Cold Cathode Fluorescent Lamps are widely used as the light source in the backlight unit. Depending on the location of the light source, the direct type of the light source is located below the liquid crystal panel, and the light source is disposed on the side of the light guide plate. It is divided into edge-light type.
도 1은 종래의 에지-라이트형 백라이트 유닛을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional edge-light type backlight unit.
종래의 백라이트 유닛(100)은 광원부(110), 도광판(120), 반사 시트(130) 및 광학 필름(140)을 포함한다.The
광원부(110)는 소정 파장의 광을 발생시키는 하나 이상의 냉음극 형광램프(112) 및 광원 반사판(114)을 포함한다. 냉음극 형광램프(112)에서 발생한 빛은 도광판(120)에서 균일하게 혼합되어 그 상부 면을 통해 출력된다. The
이때, 반사체로 구성된 광원 반사판(114) 및 반사 시트(130)는 빛을 도광판(120)으로 반사시켜 광 효율을 향상시킨다. In this case, the
광학 필름(140)은 일반적으로 확산 시트(142), 프리즘 시트(144) 및 보호 시트(146)를 포함한다. 광학 필름(140)을 구성하는 각 구성 요소의 기능을 간단히 설명하면 다음과 같다.
도광판(120) 내에서 균일하게 혼합되어 출력된 빛은 확산 시트(142)를 통과하며, 확산 시트(142)는 도광판(120)에서 출력된 빛을 확산 또는 집광시켜 휘도를 균일하게 하고, 시야각을 넓혀준다. Light uniformly mixed and output in the
확산 시트(142)를 통과한 빛은 휘도가 급격히 떨어지게 되는데, 이를 방지하기 위해 프리즘 시트(144)가 사용된다. 프리즘 시트(144)는 확산 시트(142)에서 출사된 광을 굴절시켜 낮은 각도로 입사되는 광이 정면 쪽으로 집중되어 유효 시야각 범위에서 휘도가 높아진다. The light passing through the diffusion sheet 142 is rapidly lowered in brightness, the
보호 시트(146)는 프리즘 시트(144) 위에 위치하여 프리즘 시트(144)의 흠집을 방지하고, 또한 프리즘 시트(144)에 의해 좁아진 시야각을 넓혀주는 기능을 한다. The
종래의 백라이트 유닛(100)에서 사용하는 프리즘 시트(144)는 본 기술분야에 주지된 바와 베이스 필름의 어느 일면에 복수의 미세 프리즘으로 이루어진 프리즘 어레이 구조를 갖는다. 이때, 상기 프리즘 어레이는 도광판(120) 측으로 배치되거나(소위 "정프리즘 시트"), 아니면 도광판(120)의 반대 측에 배치될 수 있다(소위 "역프리즘 시트"). The
일반적으로 역프리즘 시트는 정프리즘 시트에 비하여 상대적으로 광 효율의 면에서 유리하다고 알려져 있으며, 이러한 역프리즘 시트를 적용한 평면 광원 유니트(Plane Light Source Unit)가 미국특허 제 5,126,882호에 개시되어 있다. 상기 문헌의 내용은 그 전체로서 여기서 참고문헌으로 인용된다. In general, the reverse prism sheet is known to be advantageous in terms of light efficiency relative to the prismatic sheet, and a planar light source unit to which the reverse prism sheet is applied is disclosed in US Patent No. 5,126,882. The contents of this document are hereby incorporated by reference in their entirety.
그런데, 상기 문헌에 개시된 구조의 평면 광원 유니트에서는, 광원부에서 출력되는 빛이 입력되는 도광판의 광 입사면과 입력된 빛이 출력되는 광 출사면이 직교하도록 배치되는데, 이러한 구조에서는 휘도 균일도가 저하한다는 문제점이 있다.By the way, in the planar light source unit of the structure disclosed in the above document, the light incidence plane of the light guide plate to which the light output from the light source unit is input and the light exit plane to which the input light is output are arranged to be orthogonal, and in such a structure, the luminance uniformity decreases. There is a problem.
따라서, 휘도의 균일도를 향상시킬 수 있는 구조의 백라이트 유닛 및 액정표시장치에 대한 개발의 필요성이 있다. Accordingly, there is a need for development of a backlight unit and a liquid crystal display device having a structure capable of improving the uniformity of luminance.
본 발명은 휘도의 균일도가 종래에 비해 향상된 개선된 구조의 백라이트 유닛 및 이를 활용한 액정표시장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a backlight unit having an improved structure, and a liquid crystal display device using the same, in which luminance uniformity is improved as compared with the conventional art.
상기와 같은 목적 달성을 위해, 본 발명은 빛을 제공하는 광원부와, 상기 광원부로부터 제공되는 빛이 입사되는 광 입사면 및 상기 광 입사면을 통해 입력된 빛이 면광으로 변환되어 출력되는 광 출사면을 포함하는 도광판을 포함하되, 상기 광 입사면은 곡면이고, 상기 광 출사면에 수직인 면과 일정한 각도를 이루도록 배치된 백라이트 유닛을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a light source unit for providing light, a light incident surface to which light provided from the light source unit is incident, and a light output surface in which light input through the light incident surface is converted into surface light and output. It includes a light guide plate, wherein the light incident surface is a curved surface, and provides a backlight unit disposed to form a constant angle with a surface perpendicular to the light exit surface.
본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에 있어서, 상기 도광판의 광 입사면과 광 출사면이 이루는 각도는 90°보다 작다. 이때, 바람직하게는, 상기 도광판의 광 입사면과 광 출사면이 이루는 각도는 85°보다 크고 90°보다 작다.In the backlight unit according to the exemplary embodiment, an angle formed between the light incident surface and the light exit surface of the light guide plate is smaller than 90 °. At this time, preferably, the angle formed between the light incident surface and the light exit surface of the light guide plate is greater than 85 ° and smaller than 90 °.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛에 있어서, 상기 도광판의 광 입사면과 광 출사면이 이루는 각도는 90°보다 크다. 이때, 바람직하게는, 상기 도광판의 광 입사면과 광 출사면이 이루는 각도는 90°보다 크고 95°보다 작다.In addition, in the backlight unit according to another embodiment of the present invention, an angle formed between the light incident surface and the light exit surface of the light guide plate is greater than 90 °. At this time, preferably, the angle formed between the light incident surface and the light exit surface of the light guide plate is greater than 90 ° and smaller than 95 °.
한편, 본 발명의 백라이트 유닛은 어느 일 방향을 따라 나란히 배치된 복수의 미소 프리즘으로 이루어진 프리즘 어레이를 포함하는 프리즘 시트를 더 포함할 수 있다. 이때, 바람직하게는 상기 프리즘 시트는 상기 프리즘 어레이가 배치된 면이 상기 도광판 측으로 배치된다.Meanwhile, the backlight unit of the present invention may further include a prism sheet including a prism array including a plurality of micro prisms disposed side by side in one direction. In this case, preferably, the prism sheet has a surface on which the prism array is disposed on the light guide plate side.
상기와 같은 목적 달성을 위해, 본 발명은 또한 외부에서 인가되는 전기적 신호에 따라 액정층의 배향을 제어하고 외부에서 제공되는 빛을 이용하여 이미지를 표현하는 액정 패널과, 상기 액정 패널에 인접하여 배치되어 빛을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치를 제공한다. 여기서, 상기 백라이트 유닛은, 빛을 제공하는 광원부와, 상기 광원부로부터 제공되는 빛이 입사되는 광 입사면 및 상기 광 입사면을 통해 입력된 빛이 면광으로 변환되어 출력되는 광 출사면을 포함하는 도광판을 포함하되, 상기 광 입사면은 곡면이고 상기 광 출사면에 수직인 면과 일정한 각도를 이루도록 배치된다.In order to achieve the above object, the present invention also controls the orientation of the liquid crystal layer according to the electrical signal applied from the outside and the liquid crystal panel for displaying the image using the light provided from the outside, and disposed adjacent to the liquid crystal panel To provide a liquid crystal display device including a backlight unit for providing light. The backlight unit may include a light guide plate including a light source unit providing light, a light incident surface on which light provided from the light source unit is incident, and a light exit surface on which light input through the light incident surface is converted into surface light and output. It includes, wherein the light incident surface is a curved surface and is arranged to have a constant angle with the surface perpendicular to the light output surface.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치에 있어서, 상기 도광판의 광 입사 면과 광 출사면이 이루는 각도는 90°보다 작다. 이때, 바람직하게는, 상기 도광판의 광 입사면과 광 출사면이 이루는 각도는 85° 보다 크고 90° 보다 작다.In the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention, an angle formed between the light incident surface and the light exit surface of the light guide plate is smaller than 90 °. At this time, preferably, the angle formed between the light incident surface and the light exit surface of the light guide plate is larger than 85 ° and smaller than 90 °.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치에 있어서, 상기 도광판의 광 입사면과 광 출사면이 이루는 각도는 90°보다 크다.이때, 바람직하게는, 상기 도광판의 광 입사면과 광 출사면이 이루는 각도는 90° 보다 크고 95° 보다 작다.In addition, in the liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention, the angle between the light incident surface and the light exit surface of the light guide plate is greater than 90 °. In this case, preferably, the light incident surface and the light exit surface of the light guide plate are The angle formed by the plane is greater than 90 ° and less than 95 °.
한편, 본 발명의 액정표시장치는 어느 일 방향을 따라 나란히 배치된 복수의 미소 프리즘으로 이루어진 프리즘 어레이를 포함하는 프리즘 시트를 더 포함할 수 있다. 이때, 바람직하게는 상기 프리즘 시트는 상기 프리즘 어레이가 배치된 면이 상기 도광판 측으로 배치된다.Meanwhile, the liquid crystal display of the present invention may further include a prism sheet including a prism array including a plurality of micro prisms disposed side by side in one direction. In this case, preferably, the prism sheet has a surface on which the prism array is disposed on the light guide plate side.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention;
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다. 도 2b는 도 2a의 액정 패널의 일 실시예를 도시한 단면도이다. 또한, 도 2c는 도 2a의 백라이트 유닛의 일부를 확대하여 도시한 부분 단면도로서, 광원부(222) 및 상기 광원부에 인접한 도광판(224)의 일 부분을 도시하고 있다.2A is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 2B is a cross-sectional view illustrating an embodiment of the liquid crystal panel of FIG. 2A. 2C is an enlarged partial cross-sectional view of a part of the backlight unit of FIG. 2A, and illustrates a
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 액정표시장치(200)는 외부에서 인가되는 구동 신호와 데이터 신호에 따라 화상을 디스플레이하는 액정 패널(210) 및 액정 패널(210)을 조명하기 위해 상기 액정 패널의 후면에 배치된 백라이트 유닛(220)을 포함한다.2A to 2C, the
본 발명을 이해하고 이를 실시함에 있어서, 액정 패널(210)의 정확한 구조적 특성은 중요하지 않으며, 액정표시장치에 통상적으로 사용되는 어떠한 구조의 액정 패널에도 본 발명의 사상이 광범위하게 적용될 수 있다. 따라서 이하에서 기술되는 액정 패널(210)의 구조는 단지 본 발명의 이해를 위한 예시로서 제공되는 것이다.In understanding and implementing the present invention, the precise structural characteristics of the
액정 패널(210)은 하부 기판(212a) 및 상부 기판(212b), 컬러 필터(213), 블랙 매트릭스(214), 화소 전극(215), 공통 전극(216), 액정층(217), TFT 어레이(218) 및 하부 및 상부 기판(212a, 212b)의 외부 면에 각각 배치되는 한 쌍의 편광 필름(118a, 118b)을 포함한다.The
컬러 필터(213)는 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)에 해당하는 컬러 필터들을 포함하며, 빛이 인가되는 경우 레드, 그린 또는 블루의 색에 해당하는 이미지를 발생시킨다.The
TFT 어레이(218)는 스위칭 소자로서 화소 전극(215)을 스위칭한다.The
공통 전극(216) 및 화소 전극(215)은 외부에서 인가되는 소정 전압에 따라 액정층(217)의 분자들의 배열을 변환시킨다.The
액정층(217)은 복수의 액정 분자들로 이루어져 있고, 상기 액정 분자들은 화소 전극(215)과 공통 전극(216) 사이에 발생된 전압차에 상응하여 배열을 변화시키고, 이에 의해, 백라이트 유닛(220)으로부터 제공되는 빛은 액정층(217)의 분자 배열의 변화에 상응하여 컬러 필터(213)에 입사된다. The
백라이트 유닛(220)은 액정 패널(210)의 후면에 위치하며, 액정 패널(210)에 빛, 예를 들어 백색광을 제공한다.The
백라이트 유닛(220)은 광원부(222), 도광판(224) 및 광학 시트(228)를 포함하며, 광원부(222)가 도광판(224)의 양 측면에 배치되는 에지-라이트 방식으로 구동된다.The
광원부(222)는 광원(222a)과 상기 광원의 외측에 배치된 광원 반사판(222b)을 포함하며, 광원부(222)에서 제공하는 빛은 도광판(224)에 입력된다. The
본 실시예에서, 광원(222a)에는 소정의 파장의 빛, 예를 들면 백색광을 발생시키는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)나 외부전극 형광램프(External Electrode Flourscent Lamp, EEFL)와 같은 선형 광원이 사용될 수 있다. 그러나, 광원(222a)에는 위와 같은 선형 광원만이 사용되는 것은 아니다. In the present embodiment, the
본 발명의 다른 실시예에서, 광원(222a)은 발광 다이오드(LED)와 같은 점광원을 사용할 수 있다. 이때, 광원(222a)으로 사용되는 발광 다이오드의 갯수는 조명하고자 하는 액정 패널(210)의 크기에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 또한, 광원(222a)으로 사용되는 발광 다이오드에는 제한됨이 없으며, 하나의 백색 발광 다이오드를 사용하거나, 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 색을 발생하는 3개의 발광 다이오드를 조합하여 사용하는 것도 가능하다. In another embodiment of the present invention, the
광원(222a)의 외측에는 광원 반사판(222b)이 배치된다. 광원 반사판(222b)은 금속 또는 플라스틱의 재질로 제작될 수 있으며, 광원(222a)으로부터 방사된 빛을 도광판(224)의 측면으로 반사시킬 수 있도록 빛을 반사할 수 있는 물질로 내벽을 코팅할 수 있다.The light
광원(222a)에서 발생한 빛은 도광판(224)의 측면, 즉, 광 입사면(224a)을 통 해 도광판(224)에 입사하게 되는데, 광원 반사판(222b)은 광원(222a)으로부터 발생한 빛을 도광판(224) 측으로 반사시켜 도광판(224)에 입사되는 빛의 효율을 향상시킨다. The light generated from the
도광판(224)은 그 측면에 배치된 광 입사면(224a)을 통해 입사된 빛을 내부 전반사의 원리를 이용하여 그 상부에 배치된 액정 패널(210)의 가시면(viewing plane)에 실질적으로 평행한 방향으로 전송하면서 이를 균일화하게 혼합하고, 광 출사면(224b)를 통해 면광의 형태로 출력한다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 도광판(224)은 광 입사면(224a)이 광 출사면(224b)과 직교하지 않고 도광판(224)의 내측으로 경사진 구조로 이루어진다. The
구체적으로는, 도 2c에 도시된 바와 같이, 광 입사면(224a)과 광 출사면(224b)이 이루는 각도(α)는 90°보다 작으며, 이러한 구조의 광 입사면(224a)은 도광판(224)의 광 출사면(224b)를 통해 출력되는 빛의 휘도 균일도를 향상시킨다. 따라서 이와 같은 구조의 도광판(224)을 구비한 백라이트 유닛(220) 및 액정표시장치(220)의 휘도 균일도가 종래에 비해 향상될 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 2C, the angle α formed between the
한편, 도광판(224)에 입사된 빛이 액정 패널(210)의 방향으로 출사되기 위해서는 도광판(224)의 내부에서 전반사를 난반사로 만들어야 한다. 이를 위해 광 출사면(224b)에 대향하는 도광판(224)의 이면에는 백색 잉크를 프린팅하는 도트 인쇄(dot-printing)에 의해 도시된 바와 같은 광 산란 패턴(225)이 형성될 수 있다. On the other hand, in order for the light incident on the
한편, 인쇄 공정을 거치지 않는 무인쇄 도광판을 이용할 수도 있다. 미국특허 제 6,123,431호는 도광판의 표면에 그루브를 형성하여 광 산란 패턴을 형성한 무인쇄 도광판이 개시하고 있으며, 미국특허 제5,881,201호는 도광판 내에 기본 수지와 굴절율이 다른 무기물이나 유기물 입자를 분산시켜 도광판 내에서 굴절율차에 의한 산란 기능을 가지게 함으로써 확산판 기능까지 겸하고 있는 무인쇄 도광판이 개시하고 있다. 이들 문헌의 내용은 여기서 참고로서 인용된다.On the other hand, a non-printing light guide plate that does not go through the printing process may be used. U. S. Patent No. 6,123, 431 discloses a non-printing light guide plate in which a light scattering pattern is formed by forming grooves on the surface of the light guide plate. Disclosed is a non-printing light guide plate which also serves as a diffuser plate function by having a scattering function due to a refractive index difference within. The contents of these documents are incorporated herein by reference.
또한, 본 발명의 다른 실시예에서, 도광판(224)은 광 출사면(224b)에 대향하는 도광판(224)의 이면에 다수의 선형 프리즘으로 이루어진 프리즘 어레이를 구비한 소위 프리즘 도광판을 사용할 수도 있다. 미국특허 제 6,502,947호 및 제 6,874,902호는 이러한 프리즘 도광판의 구조에 대해 개시하고 있으며, 상기 문헌들의 내용은 여기서 참고로서 인용된다.Further, in another embodiment of the present invention, the
도광판(224)은 폴리메틸 메타크릴레이트(Poly methyl Methacrylate; PMMA)와 같은 투명 아크릴 수지로 구성될 수 있다. The
반사 시트(226)는 도광판(224)의 저면에 배치되며 도광판(224)의 저면으로 출사되는 빛을 반사시켜 도광판(224)으로 재입사시키는 역할을 한다. The
반사 시트(226)는 SUS, Brass, 알루미늄, PET 등으로 이루어진 시트 위에 은(Ag)을 입히고, 열이 미세하게 발생한다 해도 장시간 흡열로 인한 변형을 막기 위해 티타늄 코팅하여 제작될 수 있다. The
또한, 반사 시트(226)는 PET와 같은 합성수지로 된 시트에 광을 산란시키기 위한 기포를 분산시켜 제작될 수도 있다.In addition, the
백라이트 유닛(220)은 도광판(224)과 액정 패널(210)의 사이에 배치되는 적어도 하나 이상의 광학 시트(228)를 포함할 수 있다. 광학 시트(228)는 도광 판(224)으로부터 출사된 빛이 액정 패널(210)의 가시면에 유효하게 입사하도록 하여 휘도를 향상시키고, 액정 패널(210)에 입사되는 빛을 균일하게 하여 가시면의 전면이 균일한 휘도 분포를 갖도록 한다.The
본 발명의 일 실시예에서, 광학 시트(228)는 확산 시트(228a), 프리즘 시트(228b) 및 보호 시트(228c)로 이루어진 3매의 광학 시트를 포함한다.In one embodiment of the present invention, the
확산 시트(228a)는 도광판(224)의 상부에서 광 출사면(224b)과 평행하게 배치되며, 도광판(224)에서 출사되는 빛을 산란시켜 액정 패널(210)의 가시면의 전체에 걸쳐 휘도를 균일하게 한다. 확산 시트(228a)는 빛을 산란시킬 수 있는 복수의 비드(bead)가 불규칙하게 분포되어 있으며, 높은 헤이즈(haze) 효과와 높은 투과도(transmittance)를 특징으로 하는 보호층을 포함하며, 도광판(224)으로부터 출사되는 빛을 확산 및 집광시켜 휘도를 균일하게 한다. 또한, 빛을 그 상부에 배치된 후술하는 프리즘 시트(228b)의 방향으로 전달하여 시야각을 넓히고 도광판(224)에 형성된 패턴을 은폐시키는 기능을 한다. The
본 발명을 이해하고 이를 실시함에 있어서, 확산 시트(228a)의 정확한 구조적, 물질적 특성은 중요하지 않으며, 백라이트 유닛에 통상적으로 사용되는 어떠한 구조 및 재료를 이용한 확산 시트(228a)에도 본 발명의 사상이 광범위하게 적용될 수 있다. In understanding and practicing the present invention, the precise structural and material properties of the
확산 시트(228a)의 상부에는 광효율 및 휘도를 향상시키기 위한 프리즘 시트(228b)가 배치될 수 있으며, 상기 프리즘 시트는 확산 시트(228a)에서 감소된 휘도를 보상하는 역할을 한다. 프리즘 시트(228b)는 확산시트(228a)에서 출사된 빛을 굴절시켜 낮은 각도로 입사되는 빛이 정면 쪽으로 집중시키기 때문에 유효 시야각 범위에서 휘도가 상승하게 된다. A
본 발명을 이해하고 이를 실시함에 있어서, 프리즘 시트(228b)의 정확한 구조적, 물질적 특성은 중요하지 않으며, 백라이트 유닛에 통상적으로 사용되는 어떠한 구조 및 재료를 이용한 프리즘 시트(228b)에도 본 발명의 사상이 광범위하게 적용될 수 있다. In understanding and practicing the present invention, the exact structural and material properties of the
프리즘 시트(228b)의 상부에는 보호 시트(228c)가 배치될 수 있으며, 상기 보호 시트는 프리즘 시트(228b)의 흠집을 방지하고, 또 프리즘 시트(228b)에 의해 축소된 시야각을 소정의 범위 내에서 재확대시키는 기능을 한다. A
본 발명을 이해하고 이를 실시함에 있어서, 보호 시트(228c)의 정확한 구조적, 물질적 특성은 중요하지 않으며, 백라이트 유닛에 통상적으로 사용되는 어떠한 구조 및 재료를 이용한 보호 시트(228c)에도 본 발명의 사상이 광범위하게 적용될 수 있다. In understanding and practicing the present invention, the precise structural and material properties of the
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예들에 대해 설명한다. 다만, 상술한 실시예와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하며, 이들에 대해서는 반복하여 설명하지 않는다.Hereinafter, other embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the same reference numerals are used for the same parts as the above-described embodiment, and they will not be repeated.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 백라이트 유닛의 다른 실시예들의 일부를 도시한 부분 단면도로서, 광원부(222)와 도광판(324, 424, 524)의 관계를 도시하고 있다. 도시되지 않은 다른 구성들은 전술한 실시예의 구성을 따른다.3 to 5 are partial cross-sectional views illustrating some embodiments of the backlight unit of the present invention, and illustrate a relationship between the
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에서, 도광판(324)은 그 광 입사 면(324a)이 곡면이되, 광 입사면(324a)에 대한 접선과 광 출사면(324b)이 이루는 각이 90°보다 작도록 구성할 수 있다. 이러한 구조의 광 입사면(324a)은 도광판(324)의 광 출사면(324b)를 통해 출력되는 빛의 휘도 균일도를 향상시킨다. Referring to FIG. 3, in another embodiment of the present invention, the
도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에서, 도광판(424)은 그 광 입사면(424a)이 광 출사면(424b)과 직교하지 않고 도광판(424)의 외측으로 경사진 구조로 이루어져 있다. Referring to FIG. 4, in another embodiment of the present invention, the
즉, 광 입사면(424a)과 광 출사면(424b)이 이루는 각도(β)는 90°보다 크며, 이러한 구조의 광 입사면(424b)도 도광판(424)의 광 출사면(424b)를 통해 출력되는 빛의 휘도 균일도를 향상시킨다. That is, the angle β formed between the
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에서, 도광판(524)은 그 광 입사면(524a)은 곡면이되, 광 입사면(524a)에 대한 접선과 광 출사면(524b)이 이루는 각이 90°보다 크도록 구성할 수 있다. 이러한 구조의 광 입사면(524a)도 마찬가지로 도광판(524)의 광 출사면(524b)를 통해 출력되는 빛의 휘도 균일도를 향상시킨다. Referring to FIG. 5, in another embodiment of the present invention, the
도 6은 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 휘도 특성을 측정한 실험 테이터를 도시한 그래프이다. 6 is a graph showing experimental data of measuring luminance characteristics of the backlight unit according to the present invention.
본 실험에서는 도광판의 광 출사면과 광 입사면이 이루는 각도에 따라 다음의 4가지 샘플에 대한 휘도 및 휘도 균일도를 측정하였다.In this experiment, the luminance and luminance uniformity of the following four samples were measured according to the angle between the light exit surface and the light incident surface of the light guide plate.
한편, 본 실험에 있어서, 도광판은 광 출사면의 이면에 프리즘 어레이가 형성된 프리즘 도광판을 사용하였다. 이때, 각 프리즘의 피치는 50㎛이며, 곡률 반경은 약 25㎛인 프리즘 도광판을 사용하였다. On the other hand, in this experiment, the light guide plate used the prism light guide plate in which the prism array was formed in the back surface of the light emission surface. At this time, the pitch of each prism was 50 micrometers, and the prism light guide plate whose curvature radius is about 25 micrometers was used.
또한, 본 실험에 있어서, 표 2에 기재된 광학 시트를 사용하였다. 반사 시트 및 보호 시트에는 SKC(社)의 RP 17N와 키모토(社)의 125TL2를 각각 사용하였다. 한편, 프리즘 시트로서는 프리즘의 피치가 50㎛이고 높이가 40㎛이며, 프리즘이 도광판측으로 배치된 아크릴레이트 재질의 역프리즘 시트가 사용되었다. 또한, 상기 프리즘 시트의 이면에는 약 8㎛의 직경을 갖는 미세 비드들을 우레탄 아크릴레이트 재질의 바인더와 혼합하여 도포층을 형성하였다.In addition, in this experiment, the optical sheet of Table 2 was used. SKC's RP 17N and Kimoto's 125TL2 were used for the reflective sheet and the protective sheet, respectively. On the other hand, as a prism sheet, the prism sheet had a pitch of 50 µm and a height of 40 µm. In addition, on the rear surface of the prism sheet, fine beads having a diameter of about 8 μm were mixed with a binder made of urethane acrylate to form an application layer.
도 6을 참조하면, 종래기술에서와 같이 광 출사면과 광 입사면이 직교하는 경우(샘플 4), 휘도가 최대값을 나타냄을 알 수 있다. 반면에 가장 밝은 부분의 휘도값과 가장 어두운 부분의 휘도값의 비를 측정한 휘도의 균일도도 광 출사면과 광 입사면이 90°의 각을 이루는 경우(샘플 4)에 가장 크다는 것을 확인할 수 있다. 다시 말해, 광 출사면과 광 입사면이 직교하면, 휘도는 상승하지만, 휘도 균일도는 저하한다고 볼 수 있다.Referring to FIG. 6, as in the prior art, when the light emitting surface and the light incident surface are orthogonal (sample 4), it can be seen that the luminance represents the maximum value. On the other hand, it can be seen that the uniformity of the luminance obtained by measuring the ratio of the luminance value of the brightest part and the luminance value of the darkest part is also the greatest when the light exit plane and the light entrance plane form an angle of 90 ° (sample 4). . In other words, when the light emitting surface and the light incident surface are orthogonal, the luminance rises but the luminance uniformity decreases.
이에 비해, 광 출사면과 광 입사면이 이루는 각도가 예각 또는 둔각으로 갈수록 휘도는 6% 이내에서 서서히 감소하지만, 휘도의 균일도는 급격히 향상된다는 점을 확인할 수 있다. 예를 들어, 광 출사면과 광 입사면이 85°의 각을 이루는 경우(샘플 1), 휘도는 약 5% 정도 감소하지만, 휘도의 균일도는 20% 이상이나 향상된다. In contrast, as the angle between the light exit surface and the light incident surface becomes an acute or obtuse angle, the luminance gradually decreases within 6%, but the uniformity of the luminance is rapidly improved. For example, when the light emitting surface and the light incident surface form an angle of 85 degrees (sample 1), the luminance decreases by about 5%, but the uniformity of the luminance is improved by 20% or more.
따라서, 본 발명에 의하면, 휘도는 종래기술과 대등한 수준으로 유지하면서도 휘도의 균일도가 한층 향상될 수 있는 백라이트 유닛 및 액정표시장치를 구현할 수 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to implement a backlight unit and a liquid crystal display device in which the luminance uniformity can be further improved while maintaining the luminance at a level comparable to the prior art.
이상과 같은 본 발명에 따른 백라이트 유닛에서, 도광판의 광 입사면을 광 출사면에 대하여 경사진 면 또는 곡면으로 구성함으로써 상기 광 출사면을 통해 출력되는 빛의 균일도를 향상시켜 디스플레이 장치의 휘도 균일도를 크게 향상시킬 수 있다. In the backlight unit according to the present invention as described above, the light incidence surface of the light guide plate is configured to be inclined or curved surface with respect to the light exit surface to improve the uniformity of light output through the light exit surface to improve the brightness uniformity of the display device It can greatly improve.
위에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시되었다. 따라서, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. Preferred embodiments of the invention described above have been disclosed for purposes of illustration. Therefore, those skilled in the art having ordinary knowledge of the present invention will be capable of various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention, and such modifications, changes and additions should be regarded as belonging to the following claims.
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KR19980022603U (en) * | 1996-10-28 | 1998-07-25 | 손욱 | Surface light source device for liquid crystal display device |
KR20050049197A (en) * | 2003-11-21 | 2005-05-25 | 삼성전자주식회사 | Back light assembly and liquid crystal display device having the same |
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