KR101318438B1 - 액정 표시 장치용 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진동 및 충격 테스트시 외부의 하중으로부터 도광판을 보호하여 백점(white spot) 발생을 방지하는 액정 표시 장치용 백라이트 유닛을 제공한다. 이는 빛을 발생하는 램프, 램프의 측부에 위치되며 하면에 다수의 도트 패턴이 형성된 프리즘 도광판, 광투과성이 높은 재질로 이루어지며 프리즘 도광판의 하면에 도트 패턴을 따라 코팅되는 코팅층, 및 프리즘 도광판으로부터 입사되는 광을 확산 및 집광하여 전방으로 제공하는 다수의 광학 시트를 포함한다.
액정 표시 장치, 백라이트 유닛, 프리즘 도광판, 코팅(coating)

Description

액정 표시 장치용 백라이트 유닛{BACK LIGHT UNIT FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 1은 종래 기술에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 유닛의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 유닛의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 유닛의 구조를 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 도시된 A부분을 확대 도시한 단면도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
110: 액정 패널 112, 114: 상부, 하부 기판
116: 가연성 필름 118: 구동 회로 기판
120: 백라이트 유닛 121: 램프
121a: 램프 하우징 122: 도광판
123: 반사 시트 124: 다수의 광학 시트
125, 128: 제1,2 확산 시트 126, 127: 제1,2 프리즘 시트
130: 사포트 메인 140: 바텀 커버
150: 탑 케이스 122a: 도트 패턴
170: 코팅층
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정 표시 장치용 백라이트 유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display: LCD)는 전계 생성 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 서로 대향되게 배치하고 두 기판 사이에 액정층을 형성한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정층의 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 광 투과율을 조절하여 화상을 표현하는 장치이다.
이러한 액정 표시 장치는 액정 표시 모듈(Liquid Crystal display Module: LCM)과, 액정 표시 모듈을 구동하기 위한 구동 회로부, 및 외장 케이스를 포함한다.
그리고, 액정 표시 모듈은 두 장의 유리 기판 사이에 액정 셀들이 매트릭스 형태로 배열된 액정 패널과, 액정 패널에 빛을 공급하는 백라이트 유닛(Back light unit), 이들을 보호하는 커버 등을 포함한다.
이하, 종래 기술에 따른 백라이트 유닛의 구조에 대해 살펴보기로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 유닛의 구조를 나타낸 도면이고, 도 2는 종래 기술에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 유닛의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
먼저 도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 백라이트 유닛은 광을 발생하는 램프(21), 램프(21)의 일측을 감싸서 보호하는 램프 하우징(21a), 램프(21)로부터 발생되는 광을 전방의 액정 패널(도시하지 않음)로 제공하기 위한 도광판(22), 도광판(22)의 후면에 배치되어 램프(21)의 광을 도광판(22)으로 반사시킴으로써 광의 효율을 향상시키는 반사 시트(23), 및 도광판(22)의 상면에 배치되어 도광판(22)으로부터 출사되는 광을 확산 및 집광시키는 다수의 광학 시트(24)를 포함한다.
다수의 광학 시트(24)는 맨 하단으로부터 제1 확산 시트(24a)와 제1 프리즘 시트(24b), 제2 프리즘 시트(24c) 및 제2 확산 시트(24d)를 포함한다.
이때, 도광판(22)은 램프(21)로부터 그 측면으로 입사된 광을 균일한 평면광으로 변환시켜주는 역할을 한다.
이러한 도광판(22)은 액정 표시 장치의 모델에 따라 다르게 형성되는데, 특히 노트북과 같은 소형 모델의 경우 광이 입사되는 입광부에 비해 반입광부 측으로 갈수록 두께가 점차 작아지게 형성된다.
또한, 측면으로 입사된 광을 보다 효율적으로 상부의 액정 패널로 입사시키기 위해 도광판(22)의 하부면에 다수의 도트 패턴(22a)이 형성되기도 한다.
그런데, 이와 같이 구성되는 종래의 백라이트 유닛은, 진동 및 충격 등을 검사하기 위한 테스트시 외부의 하중(또는 충격)에 의해 도광판(22)의 도트 패턴(22a)이 손상하게 된다. 그러면, 도광판(22)내로 입사된 광이 손상된 도트 패턴(22a)에서 산란을 일으키게 되어 액정 표시 모듈의 외관상 밝게 보이는 백점(white spot)이 발생한다. 백점은 도 2에 도시된 바와 같이 나타나며, 이는 액정 표시 장치의 전체 휘도를 저하시키는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 진동 및 충격 등의 테스트시 외부의 하중으로부터 도광판을 보호하여 백점(white spot) 발생을 방지하는 액정 표시 장치용 백라이트 유닛을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 유닛은, 빛을 발생하는 램프, 상기 램프의 측부에 위치되며, 하면에 다수의 도트 패턴이 형성된 프리즘 도광판, 광투과성이 높은 재질로 이루어지며, 상기 프리즘 도광판의 하면에 상기 도트 패턴을 따라 코팅되는 코팅층, 및 상기 프리즘 도광판으로부터 입사되는 광을 확산 및 집광하여 전방으로 제공하는 다수의 광학 시트 를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 유닛에 대하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 유닛의 구조를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 구동 회로 기판(116)과 가연성 필름(118)으로 연결된 액정 패널(110)과, 액정 패널(110)의 후면에 배치되어 액정 패널(110) 측으로 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120), 액정 패널(110)과 백라이트 유닛(120)을 적층하여 수납하기 위한 서포트 메인(130), 액정 패널(110)과 백라이트 유닛(120)의 외관을 감싸는 바텀 커버(140) 및 탑 케이스(150)를 포함한다.
이와 같은 구성으로, 바텀 커버(140)의 맨 하단에는 백라이트 유닛(120) 및 서포트 메인(130)이 수납되고, 백라이트 유닛(120)의 위에는 서포트 메인(130)에 의해 액정 패널(110)이 적층된다. 그리고, 액정 패널(110)의 전면은 탑 케이스(150)가 장착됨으로써 액정 표시 장치가 조립된다.
이때, 액정 패널(110)은 상부 기판(112) 및 하부 기판(114)의 사이에 액정 셀들이 매트릭스 형태로 배열되어 있고, 액정 셀들 각각에는 비디오 신호를 절환하기 위한 박막 트랜지스터가 설치되어 있다. 따라서, 액정 패널(110)은 액정 셀들 각각의 굴절율이 비디오 신호에 따라 변화됨으로써 비디오 신호에 해당하는 화상을 표시한다.
백라이트 유닛(120)은 통상, 광을 발생하는 램프(121)와, 램프(121)에서 발생하는 광을 액정 패널(110)의 전면으로 제공하기 위한 프리즘 도광판(122), 프리즘 도광판(122)의 배면에 부착되어 후방으로 방출되는 광을 반사시킴으로써 광의 효율을 향상시키는 반사 시트(123), 프리즘 도광판(122)의 전면에 적층되어 프리즘 도광판(122)으로부터 방출되는 광을 산란시키는 다수의 광학 시트(124)를 포함한다.
여기서, 램프(121)는 도광판(122)의 측부에 배치되며, 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL)나 외부 전극 형광 램프(External Electrode Fluorescent Lamp: EEFL), 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 등을 사용한다.
이러한 램프(121)는 높은 휘도의 후광을 방사하기 위해 복수 개로 구비되는 것이 일반적이며, 외측 가장자리를 따라 램프 하우징(121a)이 둘러 싸여져 있다.
프리즘 도광판(122)은 램프(121)에서 발생하는 광을 평면광으로 변환시킨 다음 전방의 액정 패널(110) 측으로 진행되도록 가이드한다.
이러한 프리즘 도광판(122)은 하면에 외부 하중에 견딜 수 있는 코팅층이 형 성되는데, 이에 대한 구성은 하기에서 자세히 설명하기로 한다.
프리즘 도광판(122)의 아래에는 반사 시트(123)가 설치되고, 프리즘 도광판(122)의 위로는 다수의 광학 시트(124)가 설치된다.
반사 시트(123)는 프리즘 도광판(122)의 하부로 누설되는 광을 프리즘 도광판(122) 측으로 반사시킴으로써 액정 패널(110)로 입사되는 광의 손실을 줄이고, 이와 동시에 프리즘 도광판(122)의 상부면으로 투과되는 광의 균일도를 향상시킨다.
다수의 광학 시트(124)는 맨 하단으로부터 제1 확산 시트(125)와 제1 프리즘 시트(126), 제2 프리즘 시트(127), 제2 확산 시트(128)로 구성된다.
또는, 필요에 따라 확산 시트와 프리즘 시트 및 보호 시트로 구성될 수 있다.
이때, 제1 확산 시트(125)는 프리즘 도광판(122)으로부터 입사되는 광을 분산하여 광의 부분적인 밀집 현상을 방지하고, 제1 프리즘 시트(126)와 제2 프리즘 시트(127)는 하부의 제1 확산 시트(125)에 의해 확산된 광을 집광하여 액정 패널(110)로 제공되는 광의 정면 휘도를 상승시킨다. 그리고, 제2 확산 시트(128)는 제2 프리즘 시트(127)의 표면을 보호하며, 프리즘 시트의 집광 특성에 의해 저하되는 시야각별 휘도를 개선하기 위해 제1 및 제2 프리즘 시트(126, 127)를 통해 집광된 광을 확산시키는 역할을 한다.
도 4는 도 3의 도시된 A부분을 확대 도시한 단면도로서, 본 발명의 실시예에 따른 도광판의 일부를 확대 도시하였다.
도 3을 연계해서 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 프리즘 도광판(122)은, 램프(121)로부터 광이 입사되는 입광부에 비해 반입광부 측으로 갈수록 두께가 점차 작아지게 형성된다.
그리고, 프리즘 도광판(122)의 하면에 미세한 도트 패턴(122a)이 다수 개 형성되어, 액정 패널(110)로 조사되는 빛의 휘도를 높이는 역할을 한다.
미세한 도트 패턴(122a)은 도시된 바와 같은 삼각형이나 반원, 사다리꼴 모양 등으로 형성될 수 있으며, 이 외에도 입사된 빛을 상측으로 산란시킬 수 있는 모양이라면 어느 것이라도 가능하다.
프리즘 도광판(122)의 하면에는 미세한 도트 패턴(122a)을 따라 코팅층(170)이 형성된다.
코팅층(170)은 광투과성이 높은 재질이며, 이와 동시에 외부의 하중(또는 충격)을 견딜 수 있는 내구성이 높은 재질로 이루어진다.
구체적으로, 코팅층(170)은 산화알루미늄(Al₂O₃), 지르코니움다이옥사이드(ZrO₂), DLC(Diamond-like Carbon) 중 어느 하나를 이용할 수 있다.
이러한 코팅층(170)은 두께(d)에 따라 빛의 산란 정도가 다르기 때문에 휘도 측면에서 고려하면 코팅층(170)의 두께(d)가 작을수록 좋으나, 외부 하중에 대한 내구성을 고려하면 두께(d)가 두꺼울수록 좋다.
이에 따라 코팅층(170)은 100㎛ 내지 500㎛ 두께로 코팅된다.
한편, 코팅층(170)을 프리즘 도광판(122)에 형성하는 방법은 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition: CVD) 방식을 주로 이용한다.
따라서, 앞서 설명한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 프리즘 도광판(122)의 하면에 광투과율이 높은 코팅층(170)을 형성함으로써, 프리즘 도광판(122)에 형성된 도트 패턴(122a)의 손상을 방지하여 백점 발생을 제거할 수 있다. 이로 인하여 램프(121)로부터 조사되는 빛의 투과량을 더욱 향상시킬 수 있다.
즉, 코팅층(170)을 프리즘 도광판(122)의 표면에 형성함으로써 소정의 휘도 저하가 예상되지만, 코팅층(170)을 형성하여 프리즘 도광판(122)의 투과율 또는 휘도를 저하시키는 것 보다는, 프리즘 도광판(122)에 형성된 도트 패턴(122a)의 손상을 방지함으로써 도트 패턴(122a)이 손상함에 따른 프리즘 도광판(122)의 휘도 저하를 방지하는 효율이 더욱 크게 되므로, 전체적으로 프리즘 도광판(122)의 휘도를 향상시키는 효과를 갖게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 유닛은, 광투광율이 높고 내구성이 강한 코팅층을 프리즘 도광판의 하면에 구성함으로써, 프리즘 도광판의 도트 패턴이 손상함에 따른 백점(White spot) 발생을 방지하고, 프리즘 도광판 내 투과율을 높여 휘도를 향상시키는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 빛을 발생하는 램프;
    상기 램프의 측부에 위치되며, 하면에 다수의 도트 패턴이 형성된 프리즘 도광판;
    광투과성이 높은 재질로 이루어지며, 상기 프리즘 도광판의 하면에 상기 도트 패턴을 따라 코팅되는 코팅층; 및
    상기 프리즘 도광판으로부터 입사되는 광을 확산 및 집광하여 전방으로 제공하는 다수의 광학 시트를 포함하고,
    상기 코팅층은 100 ㎛ 내지 500 ㎛ 의 두께로 형성되며,
    상기 코팅층은 산화알루미늄(Al₂O₃), 지르코니움다이옥사이드(ZrO₂), DLC(Diamond-like Carbon) 중 어느 하나의 재질을 선택하여 구성되고,
    상기 다수의 광학 시트는,
    상기 프리즘 도광판으로부터 입사되는 광을 분산시키는 제1 확산 시트;
    상기 제1 확산 시트에 의해 확산된 광을 집광하기 위해 상기 제1 확산 시트상에 순차적으로 적층되는 제1 및 제2 프리즘 시트; 및
    상기 제2 프리즘 시트상에 적층되어 상기 제2 프리즘 시트의 표면을 보호하며, 상기 제1 및 제2 프리즘 시트를 통해 집광된 광을 확산시키는 제2 확산 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 백라이트 유닛.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 코팅층은 화학 기상 증착(chemical vapor deposition: CVD) 방식으로 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 백라이트 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프리즘 도광판은 상기 광이 입사되는 입광부에 비해 반입광부로 갈수록 두께가 작아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 백라이트 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프리즘 도광판의 하면에 위치되어 상기 프리즘 도광판의 하부로 누설되는 광을 반사시키는 반사 시트를 더 포함하는 액정 표시 장치용 백라이트 유닛.
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