KR101376245B1 - 액정표시장치용 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고휘도와 넓은 시야각 구현이 가능한 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명은 액정패널과; 상기 액정패널 배면으로 구비되며, 투명한 재질로 구성되며 배면으로부터 광이 입사되는 베이스기판과, 상기 베이스기판의 배면에 구성되는 확산층과, 상기 베이스기판과 동일재질로 구성되는 집광층을 포함하는 확산판과; 상기 확산판의 배면으로 배열되는 형광램프와; 상기 형광램프의 배면에 구비되는 반사시트를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
이로 인하여, 백라이트 유닛의 사이드로브를 감소 또는 제거하여 광효율과 시야각특성을 향상시키며, 이를 통해 균일한 휘도와 고품위의 액정표시장치를 제공할 수 있다.
확산판, 반사형 편광시트, 가우시안, 헤이즈, 백라이트

Description

액정표시장치용 백라이트 유닛{Backlight unit for liquid crystal display device}
본 발명은 고휘도와 넓은 시야각 구현이 가능한 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 정보화 시대에 발맞추어 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device : FPD)로서 액정표시장치(liquid crystal display device : LCD), 플라즈마표시장치(plasma display panel device : PDP), 전기발광표시장치(electroluminescence display device : ELD), 전계방출표시장치(field emission display device : FED) 등이 소개되어 기존의 브라운관(cathode ray tube : CRT)을 빠르게 대체하며 각광받고 있다.
이중에서도 액정표시장치는 동화상 표시에 우수하고 높은 콘트라스트비(contrast ratio)로 인해 노트북, 모니터, TV 등의 분야에서 가장 활발하게 사용 되고 있는데, 상기 액정표시장치는 자체 발광요소를 갖지 못하는 소자로 별도의 광원을 요구하게 된다.
이에 따라, 배면으로는 램프를 구비한 백라이트 유닛(backlight unit)이 마련되어 액정패널 전면을 향해 광을 조사하고 이를 통해서 비로소 식별 가능한 휘도의 화상이 구현된다. 이 경우 백라이트 유닛에는 광을 발생시키는 광원(光源)으로서 냉음극형광램프(cold cathode fluorescent lamp : CCFL) 또는 외부전극형광램프(external electrode fluorescent lamp : EEFL) 그리고 발광다이오드(light emitting diode : LED) 등이 사용된다.
한편, 일반적인 백라이트 유닛은 형광램프의 배열구조에 따라 에지형(edge type)과 직하형(direct type)으로 구분되는데, 상기 에지형은 하나 또는 한쌍의 램프가 도광판의 일측부에 배치되는 구조를 가지거나, 두개 또는 두쌍의 램프가 도광판의 양측부 각각에 배치된 구조를 가지며, 상기 직하형은 수개의 램프가 광학시트의 하부에 배치된 구조를 갖는다.
도 1은 일반적인 직하형 백라이트 유닛을 이용한 액정표시장치에 대한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치모듈은 상하기판(13, 15)으로 구성되는 액정패널(10)과 백라이트 유닛(50), 그리고 서포트메인(60)과 커버버툼(80), 탑커버(70)로 구성된다.
상기 액정패널(10)의 일측에 인쇄회로기판(미도시)이 구성되며, 이의 후방으로는 백라이트 유닛(50)이 구비되며, 이들 가장자리를 사각테 형상의 서포트메 인(60)이 두른 상태로 액정패널(10) 전면 가장자리를 두르는 탑커버(70) 그리고 백라이트 유닛(50) 배면을 덮는 커버버툼(80)이 각각 전후방에서 결합되어 서포트메인(60)을 매개로 일체화된다.
상기 백라이트 유닛(50)은 반사시트(40)를 포함하며, 이의 상부면에 다수의 형광램프(22)가 나란하게 배열되며, 이들 형광램프(22) 상부에는 확산판(30)과 다수의 광학시트(20)가 개재된다.
이때, 상기 다수의 광학시트(20)는 확산시트(미도시)와 적어도 하나의 집광시트(미도시) 등을 포함하는데, 이는 도 2를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
도 2는 도 1의 확산판 및 다수의 광학시트의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 확산판(30) 상부에는 다수의 광학시트(20) 즉, 확산시트(24)와 집광시트(26)가 차례로 적층되어 구성된다.
상기 확산판(30)은 투명 아크릴(acryl) 계열 수지, PMMA(polymethylmethacrylate), 열가소성수지인 PET(polyethylene terephthalate) 판 등의 내부에 불균일 입자를 포함하여 광균일도에 따라 다양한 헤이즈(haze) 특성을 갖도록 구성되어, 다수의 형광램프(도 1의 22)에서 발산된 광을 액정패널(도 1의 10) 쪽으로 진행하도록 하고, 넓은 범위의 각도에서 액정패널(10)로 입사할 수 있도록 광을 확산시키는 역할을 한다.
또한, 상기 확산판(30) 상부에 적층되는 확산시트(24)는 PET로 구성된 베이 스필름과, 베이스필름 양면에 비드(bead) 등의 광확산제를 포함하는 아크릴수지층으로 구성되는 것이 일반적이며, 이러한 확산시트(24)는 상기 확산판(30)을 통해 입사된 광을 분산시킴으로써 광의 부분적인 밀집으로 인한 얼룩이 발생되지 않도록 하며, 상기 집광필름(26) 쪽으로 광이 진행하도록 광의 방향을 조절해주는 역할을 한다.
또한, 상기 집광시트(26)는 PET 수지로 구성된 베이스필름과, 베이스필름 상부면에 프리즘 산(28)이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있으며, 상기 프리즘 산(28)에 의해 크게 반사와 집광 두 가지 광특성을 나타낸다.
즉, 도 3에 도시한 바와 같이 집광시트(26)로 입사되는 광이 상기 집광시트(26)의 하부면에 대해 수직인 선과 5°정도 기울어져 입사된다는 전제로, 집광영역(A)으로 입사된 광은 프리즘 산(28)에 의한 굴절을 통해 액정패널(도 1의 10) 방향으로 집광되어 실질적으로 휘도를 향상시키게 된다. 또한, 전반사영역(B)으로 입사된 광은 프리즘 산(28)의 표면에서의 전반사에 의해 다시 하측방향으로 반사되는 것이다.
상기 하측방향으로 반사된 광은 상기 반사시트(도 1의 40) 등에 의해 반사되어 집광시트(26)로 재공급되고, 이러한 광의 순환을 통해서 광손실을 최소화하게 된다.
그러나, 이러한 집광시트(26)는 목적하는 집광과 반사이외에도 사이드로브(side lobe)에 의한 광손실이 수반되며, 이로 인해 광효율의 감소와 시야각특성의 저하를 가져오게 된다.
즉, 도면부호 C로 표시한 부분이 이 같은 사이드로브가 발생되는 영역(이하, 사이드로브영역이라 함)으로, 도 4에 도시된 바와 같이 대칭점을 중심으로 양 측면에 밝은 영역이 존재하는 것을 확인할 수 있는데, 이는 광이 상기 집광시트(26)의 프리즘 산(28) 표면에서 불필요한 방향으로 굴절되어 전방의 액정패널(도 1의 10)로 입사되지 못한 채 손실되어 이 영역에서 빛샘현상이 나타나는 것이다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해, 상기 집광시트(26)의 상부에 광의 리사이클(recycle) 효과를 갖는 반사형 편광시트(미도시) 또는 확산필름(미도시)을 더욱 구성하여, 사이드로브영역(C)을 감소 또는 제거하여 광효율과 시야각 특성을 향상시키고자 하나, 이 역시 상기 사이드로브영역을 완전히 제거하지 못한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 백라이트 유닛의 사이드로브를 감소 또는 제거하여 광효율과 시야각특성을 향상시키고, 이를 이용한 액정표시장치의 표시화면을 균일 휘도의 고품위로 구현하고자 하는 것을 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 반사시트와; 상기 반사시트 상부에 배열되는 형광램프와; 상기 형광램프 상부에 개재되며, 투명한 재질로 구성되어 배면으로부터 광이 입사되는 베이스기판과, 상기 베이스기판의 배면에 구성되며 12˚의 가우시안 앵글을 갖는 확산층과, 상기 베이스기판과 동일재질로 구성되는 집광층을 포함하는 확산판과; 상기 확산판 상부에 복수개의 광학시트를 포함하는 액정표시장치용 백라이트 유닛을 제공한다.
상기 확산층은 비드를 포함하거나, 하부면에 타원형, 다각형, 홀로그램의 미세패턴이 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 집광층은 렌티큘러 렌즈가 열을 지어 돌출 배열된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 렌티큘러 렌즈는 200㎛의 높이를 갖는 반구형상이며, 상기 렌티큘러 렌즈의 폭은 20 ~ 400㎛ 사이인 것을 특징으로 하며, 상기 복수개의 광학시트는 집광시트와 반사형 편광시트인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반사형 편광시트는 일정방향의 편광축을 갖는 반사형 편광층과, 상기 반사형 편광층의 상하부에 각각 구성되는 제 1 및 제 2 확산층을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 제 1 확산층은 60 ~ 70% 사이의 헤이즈 특성을 갖으며, 상기 제 2 확산층은 70 ~ 90%의 헤이즈 특성을 갖는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 형광램프는 다수개가 나란하게 배열되는 것을 특징으로 하며, 상기 확산판 배면에 도광판을 더욱 구비하여, 상기 형광램프는 상기 도광판의 일측 또는 타측에 배열되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 액정패널과; 상기 액정패널 배면에 구비되는 복수개의 광학시트와; 상기 복수개의 광학시트 하부에 개재되며, 12˚의 가우시안 앵글을 갖는 확산층과 돔형 형태의 렌티큘러 렌즈로 구성된 집광층을 포함하는 확산판과; 상기 확산판 하부에 배열되는 형광램프와; 상기 형광램프의 배면에 구비되는 반사시트를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
이때, 상기 확산판은 투명한 재질로 구성된 베이스기판과, 상기 베이스기판의 배면에 구성되는 확산층과, 상기 베이스기판과 동일재질로 구성되며 200㎛의 높이와 20 ~ 400㎛ 사이의 폭을 갖는 렌티큘러 렌즈가 열을 지어 돌출 배열된 집광층으로 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 복수개의 광학시트는 집광시트와 반사형 편광시트이며, 상기 반사형 편광시트는 일정방향의 편광축을 갖는 반사형 편광층과, 상기 반사형 편광층의 상하부 각각에는 60 ~ 90%의 헤이즈 특성을 갖는 제 1 및 제 2 확산층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 확산판을 확산층과 집광층으로 구성하며 반사형 편광시트를 60% 이상의 헤이즈 특성을 갖도록 구성함으로써, 백라이트 유닛의 사이드로브를 감소 또는 제거하여 광효율과 시야각특성이 향상되는 효과가 있다.
이를 통해 균일 휘도과 고품위의 액정표시장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 실시예를 이하 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치모듈을 개략적으로 도시한 분해사시도이다.
도시한 바와 같이, 액정표시장치모듈은 액정패널(110)과 백라이트 유닛(150), 그리고 서포트메인(160)과 커버버툼(180), 탑커버(170)를 포함한다.
상기 액정패널(110)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로써 액정층을 사이에 두고 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(113, 115)으로 구성된다. 이때, 상기 액정패널(110)의 서로 인접한 두 가장자리를 따라서는 연성회로기판(116)을 매개로 게이트 인쇄회로기판(117b)과 소스 인쇄회로기판(117a)이 각각 연결되어 모듈화 과정에서 커버버툼(180)의 측면 또는 배면으로 접혀 밀착되며, 이들은 각각 다수의 게이트라인(미도시)으로 박막트랜지스터(미도시)의 온/오프 신호와, 다수의 데이터라인(미도시)으로 프레임별 화상신호를 전달한다.
또한, 상기 액정패널(110)의 양측면에는 각각 상, 하부편광판(119a, 119b)이 부착되며, 상기 액정패널(110) 하방으로는 백라이트 유닛(150)이 구비되며, 이들 가장자리를 사각테 형상의 서포트메인(160)이 두른 상태로 액정패널(110) 전면 가장자리를 두르는 탑커버(170) 그리고 백라이트 유닛(150) 배면을 덮는 커버버툼(180)이 각각 전후방에서 결합되어 서포트메인(160)을 매개로 일체화된다.
상기 백라이트 유닛(150)은 반사시트(140)를 포함하며, 이의 상부면에 다수의 형광램프(122)를 배열하며 이들 형광램프(122) 상부에는 휘도의 균일도를 위한 확산판(130)과, 이의 상부로 집광시트(124)와 반사형 편광시트(126)을 포함하는 복수개의 광학시트(120)들을 개재한다. 그리고 다수의 형광램프(122)는 커버버 툼(180)과 체결되는 한 쌍의 사이드서포트(129)에 의해 고정된다.
또한, 도시하지는 않았지만 상기 다수의 광학시트(120)의 처짐을 방지하여 다수로 구성되는 형광램프(122)와 광학시트(120) 사이의 간격을 일정하게 하고, 아울러 충격에 의해 상기 형광램프(122)의 흔들림과 파손 가능성을 방지할 수 있는 다수의 램프가이드(미도시)를 더욱 포함한다.
상기 전술한 구성에서의 형광램프(122)로부터 광이 발산되면, 상기 광은 상기 확산판(130)과 다수의 광학시트(120)를 거쳐 보다 균일한 면광원으로 가공되어 액정패널(110)에 입사되고, 이로써 액정패널(110)은 외부로 화상을 표시하게 된다.
이때, 본 발명의 확산판(130)은 확산층과 집광층으로 구성하며 상기 반사형 편광시트(126)는 60% 이상의 헤이즈 특성을 갖는 것을 특징으로 하는데, 이로 인하여 본 발명에 따른 액정표시장치는 넓은 시야각과 고집광 효율 및 정면 고휘도를 갖게 된다.
도 6은 도 5의 확산판의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 확산판(130)은 크게 형광램프(도 5의 122)로부터 발산되는 광의 확산을 위한 확산층(135)과, 상기 확산층(135)에 의해 확산된 광을 집광하기 위한 집광층(133)으로 이루어진다.
즉, 투명재질로 이루어진 평면의 베이스기판(131)의 하부면에는 확산층(135)을 형성하는데, 상기 확산층(135)은 가우시안(gaussian) 앵글이 12˚를 갖도록 구성하는 것을 특징으로 한다.
이때, 가우시안이란 광의 퍼짐정도를 나타낼 수 있는 앵글로 아래 식(1)을 통해 정의되는데,
Figure 112007062673252-pat00001
.............식(1)
여기서,
Figure 112007062673252-pat00002
는 확산판(130)으로 입사되는 광의 입사각도,
Figure 112007062673252-pat00003
는 입사된 광이 확산판을 경유하여 나가는 각도를 나타내며,
Figure 112007062673252-pat00004
는
Figure 112007062673252-pat00005
에서 벗어난 광의 퍼짐정도를 나타낸다.
따라서, 확산층(135)의 가우시안 앵글의 조절을 통해 원하는 휘도 및 시야각을 구현할 수 있게 된다.
이러한 확산층(135)의 가우시안 앵글은 비드(bead) 등의 광 확산제를 포함하여 구성하거나, 비드를 포함하지 않고 확산층(135)의 하부면에 미세패턴을 형성하여 구성할 수 있다.
이때, 상기 비드는 아크릴수지물에 포함하여 구성하는데, 상기 비드는 상기 확산층(135)으로 입사되는 광을 분산시킴으로써 광이 부분적으로 밀집되는 것을 방지할 수 있는 특징이 있다.
또한, 상기 비드를 포함하지 않은 확산층(135)은 미세패턴의 형태에 따라 가우시안 앵글을 조절할 수 있는 특징이 있는데, 상기 미세패턴은 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern) 등 다양하게 구성할 수 있으며, 홀로그램 패턴(hologram pattern)을 사용하여 간섭패턴에 의해 입사된 광을 이와 비대칭적인 방향으로 굴절시킴으로써 집광된 광이 좀 더 경사진 각도로 확산되도록 할 수 있다.
이로써, 광을 분산시켜 광이 부분적으로 밀집되는 것을 방지하게 된다.
또한, 상기 확산층(135)이 형성된 베이스기판(131)의 반대쪽인 상부면에는 광을 집광시키기 위한 돔(dome)형의 렌티큘러 렌즈(133a) 다수개가 열을 지어 돌출 배열된 집광층(133)을 형성한다. 이러한 다수개의 렌티큘러 렌즈(133a)는 띠 모양으로 인접 배열됨으로써 그 횡단면이 산과 골이 반복되는 형태를 띤다.
이때, 렌티큘러 렌즈(133a)는 베이스기판(131)과 동일한 투명재질로 이루어지며, 돔형의 렌티큘러 렌즈(133a)의 정점의 높이(h)는 200㎛이며 렌티큘러 렌즈(133a)의 폭(p)은 20 ~ 400㎛를 갖도록 구성하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 따른 확산판(130)은 상기 확산층(135)에 의해 기존의 사이드로브영역(도 4의 C)으로 진행하는 광을 제거하여 정면휘도 향상과 아울러 보다 균일한 휘도를 갖게 하며, 상기 집광층(133)의 렌티큘러 렌즈(133a)의 높이(h)와 폭(p)을 최적화함으로써 확산판(130)을 투과하는 광의 집광효율을 향상시키게 된다.
이는, 아래 본 발명의 확산판(130)을 이용한 시뮬레이션에 따른 비교를 통해 좀더 자세히 설명하도록 하겠다.
도 7a ~ 7b는 확산판의 확산층 가우시안 앵글에 따른 시야각 특성을 나타낸 그래프이다.
이때, 도 7a는 확산판(130)의 집광층(133)인 렌티큘러 렌즈(133a)가 확산판(130) 하부에 위치하는 광원인 형광램프(도 5의 122)와 수평(horizontal)하게 구성되어 이의 확산층(135) 가우시안 앵글에 따른 시야각 특성을 측정한 결과 그래프 이며, 도 7b는 렌티큘러 렌즈(133a)가 형광램프(122)와 수직(vertical)하게 구성된 상태에서의 시야각 특성을 측정한 결과 그래프이다.
도 7a의 그래프를 보면, 확산층(135)의 가우시안 앵글이 중심부에서 12° 일 때 가장 높은 피크포인트(peak point)를 가지며, 도 7b의 그래프를 통해서는 확산층(135)의 가우시안 앵글이 중심부에서 12 ~ 15° 일 때 가장 높은 피크포인트를 갖는 것을 확인 할 수 있다. 이는, 확산층(135)의 가우시안 앵글이 12° 이상일 때 상기 확산판(130)을 투과하는 광은 중심부에서 고집광되어 고휘도를 갖는 것을 알 수 있다.
그러나, 도 7b의 그래프에 나타난 바와 같이 상기 렌티큘러 렌즈(133a)가 형광램프(122)와 수직(vertical)하게 구성된 상태에서 확산층(135)의 가우시안 앵글이 커질수록 사이드로브영역이 발생하므로, 확산판(130)을 투과한 광은 확산층(135)의 가우시안 앵글이 12° 일 때가 최적화이다.
도 8a ~ 8b는 확산판의 집광층인 렌티큘러 렌즈의 곡률에 따른 시야각 특성을 나타낸 그래프이며, 도 9는 렌티큘러 렌즈의 곡률에 따른 휘도 균일도를 나타낸 도면이다.
도 8a ~ 도 8b 역시 도 7a ~ 7b와 같이, 렌티큘러 렌즈(133a)가 확산판(130) 하부에 위치하는 형광램프(122)와 수평(horizontal)하게 구성되거나 수직(vertical)하게 구성된 상태에 따라 각각 측정한 것이다.
특히, 렌티큘러 렌즈(133a)의 폭(p)은 모두 400㎛로 고정한 상태이며, 확산층(135)은 가우시안 앵글이 12˚를 갖도록 고정한 상태이다.
도 8a ~ 8b를 보면 렌티큘러 렌즈(133a)의 곡률에 따라 중심부의 휘도 변화가 큰 것을 확인 할 수 있는데, 렌티큘러 렌즈(133a)가 200㎛인 완벽한 반구(hemisphere)형태일 때 가장 높은 휘도를 가지며 고집광되는 것을 알 수 있다.
일예로, 렌티큘러 렌즈(133a)의 곡률이 150㎛일 때 200㎛일 때에 비해 휘도가 약 4%가 감소된다.
도 9를 참조하면, 렌티큘러 렌즈(133a)의 곡률이 50㎛일 때 하부의 형광램프(122)가 관찰되며, 렌티큘러 렌즈(133a)의 곡률이 200㎛일 때 형광램프(122)의 비침이 가장 적으면서 가장 균일한 휘도를 갖는 것을 확인 할 수 있다.
도 10a ~ 10b는 확산판의 집광층인 렌티큘러 렌즈의 폭에 따른 시야각 특성을 나타낸 그래프이다.
도 10a ~ 10b 역시 도 7a ~ 7b와 같이, 렌티큘러 렌즈(133a)가 확산판(130) 하부에 위치하는 형광램프(122)와 수평(horizontal)하게 구성되거나 수직(vertical)하게 구성한 상태에 따라 각각 측정한 것이다.
특히, 렌티큘러 렌즈(133a)의 곡률은 모두 반구형태인 200㎛로 고정한 상태이며, 확산층(135)은 가우시안 앵글이 12˚를 갖도록 고정한 상태이다.
도 10a ~ 10b를 보면 렌티큘러 렌즈(133a)의 폭(p)이 100 ~ 400㎛일 때 가장 높은 휘도를 가지며 고집광되는 것을 알 수 있는데, 현재 공정상 구성되는 렌티큘러 렌즈(133a)가 20㎛이므로, 렌티큘러 렌즈(133a)의 폭은 20 ~ 400㎛로 구성하여도 된다.
전술한 바와 같이, 확산판(130)을 가우시안 앵글이 12°인 확산층(135)과 렌 티큘러 렌즈(133a)의 폭(p)이 200 ~ 300㎛, 렌티큘러 렌즈(133a)의 곡률이 200㎛인 집광층(133)으로 구성함으로써, 형광램프(122)로부터 발산된 광은 상기 확산판(130)을 통해 고집광 및 정면 고휘도가 향상됨과 아울러 넓은 퍼짐효과를 갖게 된다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 반사형 편광시트의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 반사형 편광시트(126)는 일정방향의 다수의 편광축을 갖는 반사형 편광층(128)과 및 그의 상하부에 구성되는 확산층(126a, 126b)을 포함한다.
이때, 상기 확산층(126a, 126b)은 60% 이상의 헤이즈(heaz) 특성을 갖는데, 여기서 헤이즈 특성이란 광이 투명한 재료를 통과할 때 재료의 종류에 따라서는 반사나 흡수 외에 그 재료의 고유 성질에 따라 광선이 확산되어 불투명한 흐림 외관이 나타나는 현상으로 이러한 헤이즈 특성 값은 아래 식(2)에 따라 측정할 수 있다.
Figure 112007062673252-pat00006
.........식(2)
이러한 헤이즈 값의 조절을 통해 원하는 휘도 및 시야각을 구현할 수 있게 되는데, 상기 헤이즈 값이 60% 이하이면 광확산율이 낮아 원하는 시야각을 구현할 수 없게 되며 상기 헤이즈 값이 90% 이상이면 광투과율이 낮아 휘도가 낮아지게 된다.
따라서 본 발명에서는 균일한 광확산율과 광투과율을 갖도록 확산층(126a, 126b)이 60 ~ 90% 사이의 헤이즈 값을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 반사형 편광층(128) 상부의 확산층(126a) 보다 하부의 확산층(126b)이 광로에 영향을 주기 때문에, 상기 하부의 확산층(126b)을 60 ~ 70% 사이의 헤이즈 특성을 갖도록 하며 또한, 상부에는 외관 상의 문제로 비교적 하부에 구성되는 확산층(126b) 보다 높은 70 ~ 90% 사이의 헤이즈 특성을 갖는 확산층(126a)을 사용한다.
상기 반사형 편광시트(126)는 집광시트(도 5의 124)로부터 집광되어 입사되는 광을 상기 반사형 편광층(128)들의 편광축과 동일한 방향성을 갖는 광은 통과시키고, 상기 편광축과 다른 방향성을 갖는 광은 반사시키게 된다.
한편, 상기 형광램프(122) 상부에 개재되는 다수의 광학시트(120)는 형광램프(122)에서 발하는 광을 집광시키기 위한 1장의 집광시트(124)를 포함하는데, 액정표시장치의 집광능력을 더욱 향상시키고자 할 시 2장 이상의 집광시트(124)를 겹쳐서 사용하여 더욱 높은 고휘도를 구현할 수 있다.
이때, 상술한 구조의 백라이트 유닛(150)은 통상 직하형 방식이라 불리며 이와는 다른 형태로서, 별도의 도면으로 나타내지는 않았지만 에지형 백라이트 유닛을 사용하는 것도 가능하며, 이 경우 상술한 구조에서 도광판을 더욱 포함하여 구성한 상태에서 상기 형광램프(122)를 상기 도광판의 일측 또는 양측에 길이방향을 따라 구성하고, 이의 상부로 다수의 광학시트(120)를 개재할 수 있다. 이때, 확산판(130)은 필요에 따라 구성 가능하다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
도 1은 일반적인 직하형 백라이트 유닛을 이용한 액정표시장치에 대한 단면도.
도 2는 도 1의 확산판 및 다수의 광학시트의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 도 2의 집광시트를 통과하는 광의 경로를 개략적으로 도시한 단면도.
도 4는 프리즘시트를 투과하는 광의 휘도 각분포를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치모듈을 개략적으로 도시한 분해사시도.
도 6은 도 5의 확산판의 구조를 개략적으로 도시한 단면도.
도 7a ~ 7b는 확산판의 확산층 가우시안 앵글에 따른 시야각 특성을 나타낸 그래프.
도 8a ~ 8b는 확산판의 집광층인 렌티큘러 렌즈의 곡률에 따른 시야각 특성을 나타낸 그래프.
도 9는 렌티큘러 렌즈의 곡률에 따른 휘도 균일도를 나타낸 도면.
도 10a ~ 10b는 확산판의 집광층인 렌티큘러 렌즈의 폭에 따른 시야각 특성을 나타낸 그래프.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 반사형 편광시트의 구조를 개략적으로 도시한 도면.

Claims (12)

  1. 반사시트와;
    상기 반사시트 상부에 배열되는 형광램프와;
    상기 형광램프 상부에 개재되며, 투명한 재질로 구성되어 배면으로부터 광이 입사되는 베이스기판과, 상기 베이스기판의 배면에 구성되며 12°의 가우시안 앵글을 갖는 확산층과, 상기 베이스기판과 동일재질로 상기 베이스기판의 상부에 구성되는 집광층을 포함하는 확산판과;
    상기 확산판 상부에 복수개의 광학시트
    를 포함하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 확산층은 비드를 포함하거나, 하부면에 타원형, 다각형, 홀로그램의 미세패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 집광층은 렌티큘러 렌즈가 열을 지어 돌출 배열된 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 렌티큘러 렌즈는 200㎛의 높이를 갖는 반구형상이며, 상기 렌티큘러 렌즈의 폭은 20 ~ 400㎛ 사이인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 광학시트는 집광시트와 반사형 편광시트인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 반사형 편광시트는 일정방향의 편광축을 갖는 반사형 편광층과, 상기 반사형 편광층의 상하부에 각각 구성되는 제 1 및 제 2 확산층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 확산층은 60 ~ 70% 사이의 헤이즈 특성을 갖으며, 상기 제 2 확산층은 70 ~ 90%의 헤이즈 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    상기 형광램프는 다수개가 나란하게 배열되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    상기 확산판 배면에 도광판을 더욱 구비하여, 상기 형광램프는 상기 도광판의 일측 또는 타측에 배열되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  10. 액정패널과;
    상기 액정패널 배면에 구비되는 복수개의 광학시트와;
    상기 복수개의 광학시트 하부에 개재되며, 12°의 가우시안 앵글을 갖는 확산층과 돔형 형태의 렌티큘러 렌즈로 구성된 집광층을 포함하는 확산판과;
    상기 확산판 하부에 배열되는 형광램프와;
    상기 형광램프의 배면에 구비되는 반사시트
    를 포함하는 액정표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 확산판은 투명한 재질로 구성된 베이스기판과, 상기 베이스기판의 배면에 구성되는 확산층과, 상기 베이스기판과 동일재질로 상기 베이스기판 상부에 구성되며 200㎛의 높이와 20 ~ 400㎛ 사이의 폭을 갖는 렌티큘러 렌즈가 열을 지어 돌출 배열된 집광층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항 중 선택된 한 항에 있어서,
    상기 복수개의 광학시트는 집광시트와 반사형 편광시트이며, 상기 반사형 편광시트는 일정방향의 편광축을 갖는 반사형 편광층과, 상기 반사형 편광층의 상하부 각각에는 60 ~ 90%의 헤이즈 특성을 갖는 제 1 및 제 2 확산층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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