KR100971956B1 - LCD and the Backlight unit - Google Patents
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Abstract
본 발명은 직하형 백라이트 유닛과 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것으로서, 램프에서 입체적으로 출사되는 광에 대해 액정패널 측으로 수직 출사될 수 있도록 하여 종래에 확산판을 통해 흡수되던 광 손실을 줄이고 액정패널의 휘도를 더욱 증대시키는 장점이 있다.
The present invention relates to a direct type backlight unit and a liquid crystal display device using the same, so that the light emitted three-dimensionally from the lamp can be emitted vertically toward the liquid crystal panel, thereby reducing the light loss that has been conventionally absorbed through the diffusion plate, There is an advantage of further increasing the brightness.
Description
도 1은 종래의 액정표시장치용 직하형 백라이트 유닛의 구성 사시도1 is a perspective view of a conventional direct type backlight unit for a liquid crystal display device
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 직하형 백라이트 유닛의 구성을 도시한 도면2 is a diagram illustrating a configuration of a direct type backlight unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 "A" 부분 확대도면
3 is an enlarged view of a portion “A” of FIG. 2;
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawing>
11 : 발광 램프 12 : 하부케이스11: light emitting lamp 12: lower case
13 : 광굴절수단
13: light refractive means
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 직하형 백라이트 구조에서 휘도를 더욱 증가시킬 수 있도록 하는 방안을 제시하고 있다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 널리 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(Cathode Ray Tube)는 TV를 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니에 주로 이용되고 있으나, CRT 자체의 무게와 크기로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화의 대응에 적극적으로 대응할 수 없었다.CRT (Cathode Ray Tube), which is one of the widely used display devices, is mainly used for the monitoring of TVs, measuring devices, information terminal devices, etc., but due to the weight and size of the CRT itself, the miniaturization and light weight of electronic products Could not actively respond to the response.
이러한 CRT를 대체하기 위해 소형, 경량화 및 저전력소비의 장점을 갖고 있는 액정표시장치(Liquid Crystal Display)가 활발하게 개발되어 왔고, 최근에는 평판 표시장치로서의 역할을 충분히 수행할 수 있을 정도로 개발되어 랩탑형 컴퓨터의 모니터뿐만 아니라 데스크탑형 컴퓨터의 모니터와 30인치 이상의 옥외용 대형 모니터 및 벽걸이 TV로도 사용되고 있어 액정표시장치의 수요는 계속적으로 증가되고 있는 실정이다.To replace such CRTs, liquid crystal displays have been actively developed, which have the advantages of small size, light weight, and low power consumption. Recently, the laptop type has been developed enough to perform a role as a flat panel display. In addition to computer monitors, desktop-type monitors, outdoor monitors of 30 inches or larger, and wall-mounted TVs are used, and the demand for liquid crystal displays is continuously increasing.
이와 같은 액정표시장치는 외부에서 들어오는 빛의 양을 조절하여 화상을 표시하는 수광 장치이기 때문에 LCD 패널에 광을 조사하기 위한 별도의 광원, 즉 백라이트 어셈블리(Backlight assembly)가 필요하다.Since the liquid crystal display is a light receiving device that displays an image 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 assembly is required.
이러한 백라이트 어셈블리는 표시면에 대한 광원의 위치에 따라 에지형(edge type)과 직하형(direct type)으로 크게 구분된다. 이 중에서도 상기 직하형 백라이트 어셈블리는 광 이용률이 높고 취급이 간단하며 표시면의 크기에 제한이 없기 때문에 30인치 이상의 대형 액정표시장치에 널리 사용되고 있다.Such a backlight assembly is classified into an edge type and a direct type according to the position of the light source with respect to the display surface. Among these, the direct type backlight assembly is widely used in large liquid crystal display devices of 30 inches or more because of high light utilization, simple handling, and no limitation on the size of the display surface.
이러한 직하형 백라이트 어셈블리는 램프의 선광을 면광으로 바꾸어주는 도광판이 필요 없는 것으로, 표시면의 하부에 구비된 다수의 램프와 상기 램프에서 조사된 빛을 표시면으로 반사시켜 빛 손실을 방지하는 반사시트와 상기 램프의 상부에 빛을 산란시켜 균일한 빛을 발산하는 확산판 및 다수의 확산시트를 포함한 광산 란수단으로 이루어진다.The direct type backlight assembly does not require a light guide plate for converting the linear light of the lamp into the surface light, and a plurality of lamps provided on the lower side of the display surface and a reflective sheet for reflecting light emitted from the lamp to the display surface to prevent light loss. And light scattering means including a diffuser plate and a plurality of diffuser sheets which scatter light on the upper part of the lamp to emit uniform light.
도 1은 종래의 액정표시장치용 직하형 백라이트의 사시도로서, 종래의 백라이트는 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.FIG. 1 is a perspective view of a direct backlight for a conventional liquid crystal display, and the conventional backlight has a plurality of
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 발광 램프(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
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 외곽 케이스(3)의 양쪽면에 형성된 홈에 끼워져 있다.The
상기와 같이 사용되는 확산판은 일반적으로 투명한 폴리카보네이트(PC)나 폴리에스테르(PET) 필름 위에 광산란용, 광집광용 미립자 수지가 코팅된 평탄 구조로서, 발광 램프(1)의 상부에 위치하여 입사된 광을 액정패널의 표시부로 산란 및 집중시키는 역할을 수행한다.The diffusion plate used as described above is generally a flat structure in which light-scattering and photo-condensing particulate resins are coated on a transparent polycarbonate (PC) or polyester (PET) film. The light scattered and concentrated to the display portion of the liquid crystal panel.
본 발명은 상기와 같은 직하형 백라이트 구조에서 사용되는 확산판의 구성을 대체하고, 또한 종래 확산판에 비해 광의 집중을 더욱 효과적으로 수행하여 액정패널의 표시부 휘도 상승을 유도할 수 있는 백라이트 유닛과 이를 이용한 액정표시장치를 제안하는데 목적이 있다.
The present invention replaces the configuration of the diffuser plate used in the direct backlight structure as described above, and also performs a light concentration more effectively than the conventional diffuser plate to induce the brightness of the display unit of the liquid crystal panel and a backlight unit using the same An object of the present invention is to propose a liquid crystal display device.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 다수의 램프와; 내부 공간에 상기 램프가 위치하는 하부케이스와; 상기 각 램프 상부에 위치하며, 시준 특성을 가지는 투명 소재인 광굴절 수단를 포함하며, 상기 광굴절 수단은 상기 램프를 향하는 일면 및 상기 일면의 반대측인 타면이, 상기 램프를 향해 볼록한 볼록부와 상기 램프가 위치한 방향으로부터 오목한 오목부로 동일하게 이루어지며, 상기 일면 및 상기 타면의 서로 대응되는 볼록부는 동일한 곡률반경을 갖도록 형성되며, 상기 램프는 상기 볼록부에 대응하여 위치하는 직하형 백라이트 유닛을 제공한다.
이때, 상기 광굴절 수단의 오목부 또는 볼록부는 외면에 무반사 코팅이 수행된 것을 특징으로 하며, 상기 광굴절 수단의 상부에 하나 이상의 광학 시트가 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 다수의 램프와; 내부 공간에 상기 램프가 위치하는 하부케이스와; 상기 각 램프 상부에 위치하며, 시준 특성을 가지는 투명 소재인 광굴절 수단과; 상기 광굴절 수단의 상부에 위치하는 액정패널을 포함하며, 상기 광굴절 수단은 상기 램프를 향하는 일면 및 상기 일면의 반대측인 타면이, 상기 램프를 향해 볼록한 볼록부와 상기 램프가 위치한 방향으로부터 오목한 오목부로 동일하게 이루어지며, 상기 일면 및 상기 타면의 서로 대응되는 볼록부는 동일한 곡률반경을 갖도록 형성되며, 상기 램프는 상기 볼록부에 대응하여 위치하는 액정표시장치를 제공한다.
여기서, 상기 광굴절수단은 일체형의 시준 렌즈인 것을 특징으로 하며, 상기 광굴절수단과 액정패널 사이에 하나 이상의 광학시트가 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 직하형 백라이트 유닛과 이를 이용한 액정표시장치에 대해 설명하기로 한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises a plurality of lamps; A lower case in which the lamp is located in an inner space; Located on the top of each lamp, and includes a light refracting means is a transparent material having a collimation characteristic, wherein the light refracting means is a convex portion and the other surface on one side facing the lamp and the other side opposite the one surface, the convex toward the lamp The concave portion is formed in the same concave portion from the direction in which is located, the convex portions corresponding to each other of the one surface and the other surface is formed to have the same radius of curvature, the lamp provides a direct type backlight unit located corresponding to the convex portion.
In this case, the concave portion or the convex portion of the optical refraction means is characterized in that the antireflection coating is performed on the outer surface, characterized in that at least one optical sheet is configured on the upper portion of the optical refraction means.
The present invention also provides a plurality of lamps; A lower case in which the lamp is located in an inner space; Light refractive means positioned above each lamp and being a transparent material having collimation characteristics; And a liquid crystal panel positioned above the optical refraction means, wherein the optical refraction means is concave concave from one side facing the lamp and the other side opposite the one surface is convex toward the lamp and the lamp is located. A convex portion corresponding to each other of the one surface and the other surface is formed to have the same radius of curvature, and the lamp provides a liquid crystal display device corresponding to the convex portion.
The optical refraction means may be an integral collimating lens, and one or more optical sheets may be configured between the optical refraction means and the liquid crystal panel.
Hereinafter, a direct backlight unit and a liquid crystal display using the same according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
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도 2는 본 발명의 실시예에 따른 직하형 백라이트 유닛의 구성을 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a configuration of a direct type backlight unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
도시와 같이, 다수의 발광 램프(11)와, 상기 램프(11) 내부에 위치되는 하부케이스(12)와, 상기 발광 램프(11)의 상부에 구성되는 광굴절수단(13)을 도시하고 있다.As shown, a plurality of light emitting lamps 11, a lower case 12 located inside the lamp 11, and the light refracting means 13 formed on the upper portion of the light emitting lamp 11 are shown. .
상기 광굴절수단(13)의 상부에는 액정패널이 위치한다.The liquid crystal panel is positioned above the optical refraction means 13.
여기서 상기 광굴절수단(13)은 바람직하게는 광의 투과를 위한 투명재질로서 광의 굴절이 가능한 시준(collimation) 특성을 가지는 시트(sheet) 또는 판(plate) 형상의 렌즈이다. 상기 시준 특성이란 두 렌즈의 축을 일직선상에 놓고 그 굴절 특성을 이용하는 것이다. The light refraction means 13 is preferably a sheet or plate-shaped lens having collimation characteristics capable of refraction of light as a transparent material for transmitting light. The collimation characteristics are those in which the axes of the two lenses are in a straight line, and the refractive characteristics thereof are used.
또한 상기 광굴절수단(13)은 상부에 확산시트와 같은 다수의 광학시트들이 구성될 수 있다. In addition, the optical refraction means 13 may be composed of a plurality of optical sheets, such as diffusion sheet on the top.
상기 광굴절수단(13)은 발광 램프(11)와 가까운 부분에 볼록부가 형성되고, 상기 볼록부와 대향되는 액정패널 측은 오목부가 형성되는 형태이며, 상기 형상의 광굴절수단(13)은 각 램프(11)마다 상부에 구성되어 있다.The light refracting means 13 is a convex portion is formed in a portion close to the light emitting lamp 11, the side of the liquid crystal panel facing the convex portion is a form in which the concave portion is formed, the light refracting means 13 of the shape is each lamp It is comprised in every upper part (11).
이하 도 2의 "A"부분 확대도인 도 3을 참조하여, 상기 광굴절수단(13)의 볼록부와 오목부의 광경로에 대해 설명한다.Hereinafter, the optical paths of the convex portion and the concave portion of the optical refraction means 13 will be described with reference to FIG.
도시와 같이, 발광 램프(11)에서 출사된 광이 굴절률 n0인 매질 공기층을 지나 굴절률 ne를 가지는 광굴절수단(13)의 볼록부 측으로 입사되고, 이후 상기 광굴절수단(13)에서 다시 굴절률 n0인 공기층으로 진행하게 되는데, 이때 광이 공기층에서 광굴절수단(13)으로 입사하는 입사각을 θi1, 상기 광굴절수단(13)으로 입사되어 굴절되는 굴절각을 θI1, 상기 광굴절수단(13)에서 상기 오목부 측의 공기층으로 입사되는 각을 θi2, 상기 공기층으로 입사되어 굴절되는 각을 θI2라고 하면, 스넬의 법칙(Snell's law)에 의해 다음과 같은 등식이 성립된다. 여기서 n0 는 공기의 굴절률(≒ 1)이다.As shown in the drawing, the light emitted from the light emitting lamp 11 enters the convex side of the light refractive means 13 having the refractive index n e through the medium air layer having the refractive index n 0 , and then again in the light refractive means 13. It proceeds to the air layer having a refractive index n 0 , wherein the incident angle of light incident from the air layer to the optical refractive means 13 is θ i1 , and the refractive angle incident and refracted to the optical refractive means 13 is θ I1 . In (13), when the angle incident on the concave side air layer is θ i2 and the angle refracted on the air layer is θ I2 , the following equation is established by Snell's law. Where n 0 is the refractive index of air (≒ 1).
등식 (1) n0sinθi1 = nesinθI1 = 일정Equation (1) n 0 sinθ i1 = n e sinθ I1 = constant
등식 (2) nesinθi2 = n0sinθI2 = 일정 Equation (2) n e sinθ i2 = n 0 sinθ I2 = constant
따라서, 상기 스넬의 법칙을 이용하여 공기의 굴절률과 상기 광굴절수단(13)의 볼록부와 오목부의 곡면형태 조절을 통한 굴절각 조절을 통해 광의 출사형태를 제어할 수 있는 바, 볼록부로 먼저 입사된 광이 굴절하고 이후 상기 오목부를 통해 나온 광이 상부에 위치하는 액정패널측으로 수직하게 진행하도록 조절이 가능하다.Therefore, the emission form of light can be controlled by adjusting the refractive index of the air and the refractive angle by adjusting the curved shape of the convex portion and the concave portion of the optical refraction means 13 using the Snell's law. The light is refracted, and then the light emitted through the concave portion can be adjusted to proceed vertically toward the liquid crystal panel located above.
이는 종래의 점광원 형태에서 액정패널 측으로 수직하게 입사되는 광량이 미약하고 또한 두꺼운 확산판을 통과하면서 발생하던 광의 손실을 막고, 상기 램프(11)에서 출사된 광을 집광하여 상부의 액정패널 측으로 수직하게 재출사할 수 있도록 하여 패널의 휘도 향상을 수행하는 장점이 있다.This prevents the loss of light generated while passing through the diffuser plate with a weak amount of light incident vertically to the liquid crystal panel in the form of a conventional point light source, and condenses the light emitted from the lamp 11 to be perpendicular to the upper liquid crystal panel. It is possible to improve the brightness of the panel by being able to exit again.
상기와 같이 설명한 본 발명의 광굴절수단(13)은 상기 오목부 또는 볼록부의 외면에 무반사 코팅(Anti-Reflection)을 수행하여 반사된 광의 다시 재반사하도록 하는 것이 바람직할 것이다.
As described above, the light refraction means 13 of the present invention may be anti-reflective coating (Anti-Reflection) on the outer surface of the concave portion or convex portion so as to re-reflect the reflected light again.
상기와 같이 설명한 본 발명에 따른 직하형 백라이트 유닛과 이를 이용한 액정표시장치는 램프에서 입체적으로 출사되는 광에 대해 액정패널측으로 수직 출사될 수 있도록 하는 방법을 제시하고 있다. The direct type backlight unit and the liquid crystal display device using the same according to the present invention described above provide a method of vertically emitting the light emitted from the lamp to the liquid crystal panel side.
이는 종래에 확산판을 통해 흡수되던 광손실을 줄이고, 수직출사광 이외의 출사광을 줄여 액정패널의 휘도를 더욱 증대시키는 장점이 있다.This has the advantage of reducing the light loss that has been conventionally absorbed through the diffusion plate, and further increases the luminance of the liquid crystal panel by reducing the outgoing light other than the vertical outgoing light.
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