KR101506498B1 - 액정표시장치용 백라이트 유닛 - Google Patents

액정표시장치용 백라이트 유닛 Download PDF

Info

Publication number
KR101506498B1
KR101506498B1 KR1020080127070A KR20080127070A KR101506498B1 KR 101506498 B1 KR101506498 B1 KR 101506498B1 KR 1020080127070 A KR1020080127070 A KR 1020080127070A KR 20080127070 A KR20080127070 A KR 20080127070A KR 101506498 B1 KR101506498 B1 KR 101506498B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
liquid crystal
lamp
sheet
pattern
Prior art date
Application number
KR1020080127070A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100068643A (ko
Inventor
이동석
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020080127070A priority Critical patent/KR101506498B1/ko
Publication of KR20100068643A publication Critical patent/KR20100068643A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101506498B1 publication Critical patent/KR101506498B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/005—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along a single direction only, e.g. lenticular sheets
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133604—Direct backlight with lamps
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133605—Direct backlight including specially adapted reflectors

Abstract

본 발명은 액정표시장치용 백라이트 유닛에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 제 1 및 제 2 집광시트의 패턴이 서로 평행한 동일 방향으로 배치하여 패턴의 주기를 통해 패턴의 중첩에 의한 모아레가 발생되는 주기를 측정 한 후, 이의 모아레의 주기에 따라 램프의 배열 주기를 조절하는 것이다.
이로 인하여, 램프와 확산판 사이의 간격과 램프와 반사판 사이의 간격을 줄여 액정표시장치의 박형을 구현할 수 있으면서도 기존의 램프 무라(mura) 현상과 같은 불량을 방지할 수 있다.
집광시트, 모아레, 액정표시장치

Description

액정표시장치용 백라이트 유닛{Backlight unit for liquid crystal display device}
본 발명은 액정표시장치용 백라이트 유닛에 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 사용되고 있는데, 이러한 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.
한편, 일반적인 백라이트 유닛은 램프의 배열구조에 따라 에지형(edge type)과 직하형(direct type)으로 구분되는데, 에지형은 하나 또는 한쌍의 램프가 도광판의 일측부에 배치되는 구조를 가지거나, 두개 또는 두쌍의 램프가 도광판의 양측부 각각에 배치된 구조를 가지며, 직하형은 수개의 램프가 광학시트의 하부에 배치된 구조를 갖는다.
최근, 소비자의 요구에 의하여 대면적화된 액정표시장치의 연구가 활발히 진행되고 있는 상태에서, 직하방식이 에지방식에 비해 대면적화 액정표시장치에 더욱 적합하다.
도 1은 일반적인 직하형 백라이트 유닛을 이용한 액정표시장치에 대한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치는 제 1 및 제 2 기판(12, 14)으로 구성되는 액정패널(10)과 이의 후방으로 백라이트 유닛(20)이 구비된다.
여기서, 백라이트 유닛(20)은 반사판(22)을 포함하며, 이의 상부면에 다수의 램프(24)가 나란하게 배열되며, 이들 램프(24) 상부에는 확산판(26)과 다수의 광학시트(29)가 위치한다. 이때, 다수의 광학시트(29)는 확산시트(28)와 집광시트(30)로 이루어진다.
이러한 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20)은 탑커버(40)와 서포트메인(60) 그리고 커버버툼(50)을 통해 모듈화 되는데 즉, 액정패널(10) 및 백라이트 유닛(20)의 가장자리를 사각테 형상의 서포트메인(60)이 두른 상태로 액정패널(10) 전면 가장자리를 두르는 탑커버(40) 그리고 백라이트 유닛(20) 배면을 덮는 커버버툼(50)이 각각 전후방에서 결합되어 서포트메인(60)을 매개로 일체화된다.
한편, 최근 액정표시장치는 휴대용 컴퓨터는 물론 데스크톱 컴퓨터 모니터 및 벽걸이형 텔레비전 등 그 사용영역이 점차 넓어지고 있는 추세로, 넓은 디스플레이 면적을 가지면서도 박형의 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
따라서, 백라이트 유닛(20)의 램프(24)와 확산판(26) 사이의 간격(A)을 줄이거나, 램프(24)와 반사판(22) 사이의 간격(B)을 줄임으로써 박형의 액정표시장치를 제공하려는 시도가 나타나고 있다.
그러나, 백라이트 유닛(20)의 가장 중요한 역할인 고품위의 면광원을 액정패널(10)에 공급하기 위해서는 이를 위한 여러 가지 광학적 설계가 고려되며, 그 중 하나가 램프(24)와 확산판(26) 사이의 적절한 간격(A) 유지와 램프(24)와 반사판(22) 사이의 간격(B) 유지가 중요한 요소로 작용한다.
즉, 램프(24)와 확산판(26) 사이간격(A)이 지나치게 작거나, 램프(24)와 반사판(22) 사이간격(B)이 작을 경우에는 램프(24)로부터의 광이 강한 직진성을 갖기 때문에 화상에 램프(24)의 외형이 반영되어 스트라이프(stripe) 형태의 램프 무라(mura) 현상이 발생하게 된다.
이는 액정표시장치의 표시품질을 저하시키는 원인이 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 박형의 액정표시장치를 제공하는 동시에 램프 무라(mura) 등의 불량을 해결하고자 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 액정표시장치의 휘도 불균일에 의한 표시품질 저하를 방지하고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 반사시트와; 상기 반사시트 상에 배열되는 램프와; 상기 램프 상부에 개재되는 확산판과; 상기 확산판 상부에 개재되는 확산시트와; 상기 확산시트 상부에 개재되며, 서로 동일방향으로 일정 주기를 가지고 배열된 제 1 및 제 2 패턴을 포함하는 제 1 집광시트를 포함하며, 상기 램프는 상기 제 1 및 제 2 패턴이 중첩됨에 따라 발생되는 모아레(moire)의 어두운 부분의 영역에 대응하여 위치하는 액정표시장치용 백라이트 유닛을 제공한다.
상기 모아레는 밝은 부분의 영역과 어두운 부분의 영역이 연속 반복적으로 형성되며, 상기 제 1 패턴의 배열 주기와 상기 제 2 패턴의 배열 주기를 통해 상기 모아레의 밝은 부분의 영역과 어두운 부분의 영역을 측정한다.
이때, 상기 모아레는 모아레의 주기(Pm)와 제 1 패턴의 배열 주기(Pb) 그리고 제 2 패턴의 배열 주기 (Pr)를 통해
Figure 112008085960505-pat00001
식을 만족하여 측정하며, 상기 제 1 집광시트는 지지층의 양면으로 프리즘 산 형태의 렌즈가 산과 골이 반복되어 열을 지어 돌출 배열된다.
또한, 상기 제 2 집광시트를 포함하며, 상기 제 1 집광시트와 상기 제 2 집광시트는 돔 형태의 렌티큘러 렌즈 또는 프리즘 산 형태의 프리즘 렌즈가 각각 일면에 산과 골이 반복되어 열을 지어 돌출 배열된다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 제 1 및 제 2 집광시트를 패턴 배열이 서로 평행한 동일 방향으로 배치하여 패턴의 배열 주기를 통해 패턴의 중첩에 의한 모아레가 발생되는 주기를 측정 한 후, 이의 모아레의 주기에 따라 램프의 배열 주기를 조절함으로써, 램프와 확산판 사이의 간격과 램프와 반사판 사이의 간격을 줄여 액정표시장치의 박형을 구현할 수 있으면서도 기존의 램프 무라(mura) 현상과 같은 불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해사시도이다.
도시한 바와 같이, 액정표시장치는 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120), 그리고 서포트메인(160)과 커버버툼(150), 탑커버(140)로 구성된다.
이들 각각에 대해 자세히 살펴보면, 액정패널(110)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(112, 114)을 포함한다.
이때, 액정패널(110)이 능동행렬 방식이라는 전제 하에 비록 도면상에 명확하게 나타내지는 않았지만 통상 어레이기판이라 불리는 제 1 기판(112) 내면에는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소(pixel)가 정의되고, 각각의 교차점마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)가 구비되어 각 화소에 형성된 투명 화소전극과 일대일 대응 연결되어 있다.
그리고 컬러필터기판이라 불리는 제 2 기판(114) 내면으로는 각 화소에 대응되는 일례로 적, 녹, 청 컬러의 컬러필터(color filter) 및 이들 각각을 두르며 게이트라인과 데이터라인 그리고 박막트랜지스터 등의 비표시요소를 가리는 블랙매트릭스(black matrix)가 구비된다.
그리고 이러한 제 2 기판(114)의 내면으로는 이들을 덮는 투명한 공통전극이 더욱 마련되어 있다.
이 같은 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판 같은 연결부재(116)를 매개로 인쇄회로기판(117a, 117b)이 연결되어 모듈화 과정에서 서포트메인(160)의 측면 내지는 커버버툼(140) 배면으로 젖혀 밀착된다.
그리고 비록 도면상에 명확하게 나타나지는 않았지만 액정패널(110)의 두 기판(112, 114)과 액정층의 경계부분에는 액정의 초기 분자배열 방향을 결정하는 상, 하부 배향막(미도시)이 개재되고, 그 사이로 충진되는 액정층의 누설을 방지하기 위해 양 기판(112, 114)의 가장자리를 따라 씰패턴(seal pattern)이 형성된다.
또한, 제 1 및 제 2 기판(112, 114)의 외면으로는 상,하부 편광판(미도시)이 각각 부착된다.
이러한 액정패널(110)의 배면에는 광을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비되어, 액정패널(110)의 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 한다.
백라이트 유닛(120)은 반사판(122)과, 다수의 램프(124) 그리고 확산판(126)과 다수의 광학시트(129)로 이뤄지는데, 반사판(122) 상에 다수의 램프(124)가 나란하게 배열하며, 이들 램프(124) 상부로 확산판(126)과 다수의 광학시트(129)가 순차적으로 위치한다.
이때, 램프(124)는 광원으로서, 음극전극형광램프(cold cathode fluorescent lamp)나 외부전극형광램프(external electrode fluorescent lamp)와 같은 형광램프가 이용될 수 있다. 또는, 이러한 형광램프 이외에 발광다이오드 램프(light-emitting diode lamp)를 이용할 수도 있다.
그리고 다수의 램프(124)를 고정/지지하기 위한 한쌍의 사이드서포트(125)가 구비되어 상기 커버버툼(150)과 체결된다. 이때, 사이드서포트(125)는 램프(124)를 고정하는 역할 외에도, 램프(124)와 확산판(126) 사이의 간격을 일정하게 하는 역할을 하게 된다.
여기서, 반사판(122)은 다수의 램프(124) 배면에 위치하여, 램프(124)의 배면으로 발산되는 광을 액정패널(110) 쪽으로 반사시킴으로써 광의 휘도를 향상시킨다.
또한, 램프(124)와 일정간격 이격하여 배치되는 확산판(126)은 광균일도에 따라 다양한 헤이즈(haze) 특성을 갖도록 구성하는데, 이때 확산판(126)의 헤이즈 값은 비드(bead) 등의 광확산성분을 포함하여 구성하거나, 비드를 포함하지 않고 하부면에 미세패턴(미도시)을 형성하여 구성할 수 있다.
이때, 비드는 확산판(126)으로 입사되는 광을 분산시킴으로써 광이 부분적으로 밀집되는 것을 방지할 수 있는 특징이 있다. 또한, 비드를 포함하지 않은 확산판(126)은 미세패턴(미도시)의 형태에 따라 광 산란각을 조절할 수 있다.
이로써, 광을 분산시켜 광이 부분적으로 밀집되는 것을 방지하게 된다.
이러한 확산판(126) 상부에 위치하는 다수의 광학시트(129)는 확산시트(128)와 제 1 및 제 2 집광시트(130a, 130b) 등을 포함한다.
확산시트(128)는 확산판(126) 상부에 바로 위치하여, 확산판(126)을 통해 입사된 광을 분산시키면서 제 1 및 제 2 집광시트(130a, 130b) 쪽으로 광이 진행하도록 광의 방향을 조절해주는 역할을 한다.
그리고, 제 1 및 제 2 집광시트(130a, 130b)에 의해 확산시트(128)를 통과하여 확산된 광은 액정패널(110) 방향으로 집광하게 된다.
이때, 제 1 및 제 2 집광시트(130a, 130b)는 띠 모양으로 인접 배열되어 산과 골이 반복되는 형태의 다수개의 프리즘 산(136a, 136b)이 열을 지어 돌출 배열 되는데, 이때, 제 1 집광시트(130a)의 프리즘 산(136a) 배열과 제 2 집광시트(130b)의 프리즘 산(136b) 배열은 서로 평행한 동일 방향으로 형성한다.
이에, 제 1 및 제 2 집광시트(130a, 130b)의 프리즘 산(136a, 136b)이 중첩됨에 따라 모아레(moire)가 발생하게 된다.
따라서, 제 1 및 제 2 집광시트(130a, 130b)를 통과하는 광은 거의 대부분 액정패널(110)에 수직하게 진행되며, 램프 무라 현상을 방지하여 균일한 휘도 분포를 제공하게 된다.
즉, 다수의 램프(124)로부터 출사된 광은 확산판(126)과 다수의 광학시트(129)를 통과하는 동안 균일한 고품위로 가공된 후 액정패널(110)로 입사되고, 이를 이용하여 액정패널(110)은 비로소 고휘도의 화상을 표시할 수 있다.
이러한 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 탑커버(140)와 서포트메인(160) 그리고 커버버툼(150)을 통해 모듈화 되는데, 탑커버(140)는 액정패널(110)의 상면 및 측면 가장자리를 덮도록 단면이"ㄱ"형태로 절곡된 사각테 형상으로, 탑커버(140)의 전면을 개구하여 액정패널(110)에서 구현되는 화상을 표시하도록 구성한다.
또한, 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)이 안착하여 액정표시장치모듈 전체 기구물 조립에 기초가 되는 커버버툼(150)은 사각모양의 판 형상으로 이의 길이방향 양측 가장자리를 소정높이 비스듬히 절곡하여 구성한다.
이러한 커버버툼(150) 상에 안착되며 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 두르는 사각테 형상의 서포트메인(160)이 탑커버(140) 및 커버버 툼(150)과 결합된다.
여기서, 탑커버(140)는 케이스탑 또는 탑 케이스라 일컬어지기도 하고, 서포트메인(160)은 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 커버버툼(150)은 버텀커버라 일컬어지기도 한다.
전술한 바와 같은 본 발명의 액정표시장치는 기존의 액정표시장치에 비해 박형으로 모듈화되는데, 이는 아래 도 3을 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
도 3은 도 2의 액정표시장치가 모듈화된 모습을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치는 기존의 액정표시장치에 비해 전체 높이가 줄어든 것을 확인 할 수 있는데 이는, 백라이트 유닛(120)의 램프(124)와 확산판(126) 사이의 간격(A')과 램프(124)와 반사판(122) 사이의 간격(B')이 기존의 간격(도 1의 A, B)에 비해 줄어들었기 때문이다.
그리고, 본 발명은 램프(124)와 확산판(126) 사이의 간격(A')과 램프(124)와 반사판(122) 사이의 간격(B')이 줄어듬에도 불구하고 기존과 같은 램프 무라(mura) 현상이 발생되지 않는데 이는, 램프(124)의 상부에 위치하는 제 1 및 제 2 집광시트(130a, 130b)에 의한 것으로, 제 1 및 제 2 집광시트(130a, 130b)에 의해 발생하는 모아레(moire)를 이용하여 램프(124)의 배열을 조절함으로써 램프 무라 현상을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 및 제 2 집광시트를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 제 1 및 제 2 집광시트(130a, 130b)를 순차적으로 위치한다.
각각의 집광시트(130a, 130b)는 PMMA(polymethylmethacrylate), 열가소성수지인 PET(polyethylene terephthalate) 등으로 이루어진 지지층(132a, 132b)과, 지지층(132a, 132b) 상부면에는 광을 집광시키기 위한 렌즈층(136a, 136a)으로 구성한다.
여기서, 지지층(132a, 132b)의 상부면에 구성된 렌즈층(136a, 136b)은 투명 아크릴(acryl) 계열 수지로 이루어지는데, 집광시트(130a, 130b)의 길이방향을 따라 띠 모양으로 인접 배열됨으로써 산과 골이 반복되는 형태의 다수개의 프리즘 산(136a, 136b)이 열을 지어 지지층(132a, 132b)으로부터 돌출 배열된다.
이러한 프리즘 산(136a, 136b)으로 인하여, 집광시트(130a, 130b)는 집광시트(130a, 130b)의 상부에 위치하는 액정패널(도 3의 110)로 광을 집광함으로써 이를 통해서 휘도상승 효과를 갖는다.
이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 집광시트(130a, 130b)는 크게 반사와 집광 두 가지 광특성을 나타내는데, 집광시트(130a, 130b)로 입사되는 빛이 집광시트(130a, 130b)의 하부면에 대해 수직인 선과 5ㅀ정도 기울어져 입사된다는 전제로, 집광영역(D)으로 입사된 광은 프리즘 산(136a, 136b)에 의한 굴절을 통해 액정패널(도 3의 110) 방향으로 집광되어 실질적으로 휘도를 향상시키게 된다.
또한, 전반사영역(E)으로 입사된 빛은 프리즘 산(136a, 136b)의 표면에서의 굴절에 의해 다시 하측방향으로 반사되는 것이다.
여기서, 하측방향으로 반사된 빛은 반사시트(도 3의 122) 등에 의해 반사되어 집광시트(130a, 130b)로 재공급되고, 이러한 빛의 순환을 통해서 광손실을 최소화하게 된다.
특히, 제 1 및 제 2 집광시트(130a, 130b)를 사용함에 따라 광의 집광 능력을 더욱 향상시킬 수 있으며, 기존에 비해 보다 향상된 휘도를 갖게 된다.
한편, 본 발명의 제 1 및 제 2 집광시트(130a, 130b)는 프리즘 산(136a, 136b) 배열이 서로 평행한 동일 방향으로 형성되도록 함으로써, 제 1 집광시트(130a)의 프리즘 산(136a)과 제 2 집광시트(130b)의 프리즘 산(136b)에 의한 모아레가 발생하게 된다.
첨부한 도 5는 제 1 및 제 2 집광시트의 프리즘 산의 중첩에 의해 모아레가 발생된 모습을 나타낸 사진이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 모아레는 밝은 부분의 줄무늬와 어두운 부분의 줄무늬가 연속 반복적으로 형성되는 현상으로, 모아레는 선형격자 또는 매트릭스 형태의 격자를 이용하여 이들의 중첩 시 발생되는데, 본 발명은 제 1 집광시트(130a)의 프리즘 산(136a)과 제 2 집광시트(130b)의 프리즘 산(136b)이 중첩됨에 따라 발생하게 된다.
이러한 모아레는 본 발명의 제 1 집광시트(130a)의 프리즘 산(136a)과 제 2 집광시트(130b)의 프리즘 산(136b)의 반복 형성된 주기에 의해 측정할 수 있다. 이에 대해 아래 도 6을 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
도 6은 제 1 집광시트의 프리즘 산과 제 2 집광시트의 프리즘 산을 패턴화한 모습으로, 이들의 패턴이 일부 중첩됨으로써 모아레가 발생된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 제 1 집광시트(도 4의 130a)의 프리즘 산(136a) 패턴(이하, 제 1 패턴이라 함)은 일정 주기(Pb)을 가지고 배열되며, 제 2 집광시트(도 4의 130b)의 프리즘 산(136b) 패턴(이하, 제 2 패턴이라 함) 또한 일정 주기(Pr)를 가지고 배열된다.
이에, 본 발명의 제 1 및 제 2 집광시트(도 4의 130a, 130b)는 각각의 프리즘 산(136a, 136b) 배열이 서로 평행한 동일 방향으로 형성되도록 함으로써, 제 1 및 제 2 패턴(136a, 136b)은 일부 중첩되어 간섭함으로써 모아레가 발생하게 된다.
이러한 모아레의 주기는 아래 식(1)을 통해 측정할 수 있는데,
Figure 112008085960505-pat00002
.........식(1)
여기서, Pm은 모아레의 주기를 나타내며, Pb는 제 1 패턴(136a)의 배열 주기, Pr은 제 2 패턴(136b)의 배열 주기를 나타낸다.
식(1)을 참조하면, 제 1 패턴(136a)과 제 2 패턴(136b)의 배열 주기를 통해 모아레의 밝은 부분의 줄무늬와 어두운 부분의 줄무늬가 발생하는 주기를 측정할 수 있다.
이에, 제 1 패턴(136a) 및 제 2 패턴(136b)의 주기를 조절함에 따라 원하는 영역에 모아레의 밝은 부분의 줄무늬와 어두운 부분의 줄무늬를 발생되도록 할 수 있는 것이다.
따라서, 본 발명은 위의 식(1)을 통해 측정된 모아레의 밝은 부분의 줄무늬와 어두운 부분의 줄무늬 중 어두운 부분의 줄무늬가 발생하는 영역에 대응하여, 램프(도 3의 124)가 배치되도록 하는 것이다. 이로 인하여 램프 무라 현상을 방지할 수 있다.
이는, 모아레의 주기에 따라 램프(도 3의 124)의 배열 간격을 조절하거나, 제 1 및 제 2 집광시트(도 4의 130a, 130b)의 프리즘 산(136a, 136b)의 배열 주기를 조절함으로써 가능하다.
아래 표(1)은 일정 배열 간격으로 배열된 램프(도 3의 124)의 배열 간격과 제 1 집광시트(도 4의 130a)의 프리즘 산(136a)의 배열 주기에 따라 제 2 집광시트(도 4의 130b)의 프리즘 산(136b)의 배열 주기를 달리 조절함으로써, 램프 무라 현상을 방지할 수 있음을 나타낸다.

램프의 주기
10cm 20cm 30cm 40cm



제 1 집광시트의 프리즘 산의 배열 주기
100㎛
99.01㎛
99.50㎛
99.67㎛
99.75㎛

150㎛
147.78㎛
148.88㎛
149.25㎛
149.44㎛

200㎛
196.08㎛
198.02㎛
198.68㎛
199.00㎛

250㎛
243.90㎛
246.91㎛
247.93㎛
248.45㎛

300㎛
291.26㎛
295.57㎛
297.03㎛
297.77㎛
표(1)
표(1)을 참조하면, 램프(도 3의 124)가 10cm, 20cm, 30cm, 40cm의 주기를 가 지고 배열되어 있으며, 제 1 집광시트(도 4의 130a)의 프리즘 산(136a)이 100㎛, 150㎛, 200㎛, 250㎛, 300㎛의 배열 주기를 가지고 배열되어 있을 때, 제 1 집광시트(도 4의 130a)의 상부에 위치하는 제 2 집광시트(도 4의 130b)의 프리즘 산(136b) 배열은 램프(도 3의 124)의 배열 주기와 제 1 집광시트(도 4의 130a)의 프리즘 산(136a) 배열 주기에 따라 달리 배열되도록 하는 것이다.
일예로, 램프(도 3의 124)가 10cm의 주기를 가지고 배열되어 있고 제 1 집광시트(도 4의 130a)의 프리즘 산(136a)은 100㎛의 주기를 가지고 배열되어 있으면, 제 2 집광시트(도 4의 130b)의 프리즘 산(136b)은 99.01㎛의 주기를 가지고 배열되도록 하는 것이다.
이로 인하여, 제 1 집광시트(도 4의 130a)와 제 2 집광시트(도 4의 130b)의 각 프리즘 산(136a, 136b)이 일부 중첩되어 간섭되도록 함으로써 모아레가 발생되고, 모아레의 어두운 부분의 줄무늬에 대응하여 램프(도 3의 124)를 위치시킴으로써, 램프 무라 현상을 방지할 수 있으며, 이를 통해 액정표시장치의 균일한 휘도에 의한 표시품질을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 7a에 도시한 바와 같이 제 1 및 제 2 집광시트(130a, 130b)의 프리즘 산(136a, 136b) 외에도 돔형의 렌티큘러 렌즈(236a, 236b) 다수개가 지지층(232)의 양면으로 열을 지어 돌출 배열하도록 형성할 수도 있는데, 이러한 지지층(232)의 양면으로 형성되는 다수개의 렌티큘러 렌즈(236a, 236b) 또한 띠 모양으로 인접 배열됨으로써 산과 골이 반복되는 형태로 형성한다.
이러한 렌티큘러 타입의 집광시트(230a, 230b)를 2장 이상 겹쳐서 사용할 경 우, 도 7b에 도시한 바와 같이 렌티큘러 타입의 집광시트(230a, 230b)만을 겹쳐서 사용할 수 있으며 또는 도 7c에 도시한 바와 같이 프리즘 타입 집광시트(130a)와 렌티큘러 타입 집광시트(230a)를 서로 겹쳐 중첩하여 사용할 수도 있다.
또한, 도시하지는 않았지만 제 2 집광시트(130b) 상부에 집광시트(130b)의 프리즘 산(136b)의 보호를 위한 보호시트(미도시)가 더욱 구비될 수 있는데, 보호시트(미도시)는 광확산성분을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 제 1 및 제 2 집광시트(130a, 130b)를 프리즘 산(136a, 136b) 배열이 서로 평행한 동일 방향으로 배치하여 프리즘 산(136a, 136b)의 배열 주기를 통해 프리즘 산(136a, 136b)의 중첩에 의한 모아레가 발생되는 주기를 측정 한 후, 이의 모아레의 주기에 따라 램프(도 3의 124)의 배열 주기를 조절함으로써, 램프(도 3의 124)와 확산판(도 3의 126) 사이의 간격과 램프(도 3의 124)와 반사판(도 3의 122) 사이의 간격을 줄여 액정표시장치의 박형을 구현할 수 있으면서도 기존의 램프 무라(mura) 현상과 같은 불량을 방지할 수 있다.
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 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해사시도.
도 3은 도 2의 액정표시장치가 모듈화된 모습을 개략적으로 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 및 제 2 집광시트를 개략적으로 도시한 단면도.
도 5는 제 1 및 제 2 집광시트의 프리즘 산의 중첩에 의해 모아레가 발생된 모습을 나타낸 사진.
도 6은 제 1 집광시트의 프리즘 산과 제 2 집광시트의 프리즘 산을 패턴화한 도면.

Claims (6)

  1. 반사시트와;
    상기 반사시트 상에 배열되는 램프와;
    상기 램프 상부에 개재되는 확산판과;
    상기 확산판 상부에 개재되는 확산시트와;
    상기 확산시트 상부에 개재되며, 제 1 방향을 따라 산과 골이 반복되어 배열되는 제 1 패턴을 포함하는 제 1 집광시트와;
    상기 제 1 집광시트 상부에 위치하며, 상기 제 1 방향을 따라 산과 골이 반복되어 배열되는 제 2 패턴을 포함하는 제 2 집광시트
    를 포함하며, 상기 램프는 상기 제 1 및 제 2 패턴의 산과 골이 중첩되는 영역에 대응하여 위치하며, 상기 램프의 길이방향과 상기 제 1 및 제 2 패턴의 길이방향이 서로 대응되는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 패턴의 산과 골이 중첩됨에 따라 발생되는 모아레(moire)는 밝은 부분의 영역과 어두운 부분의 영역이 연속 반복적으로 형성되는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 패턴의 배열 주기와 상기 제 2 패턴의 배열 주기를 통해 상기 모아레의 밝은 부분의 영역과 어두운 부분의 영역을 측정하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 모아레는 모아레의 주기(Pm)와 상기 제 1 패턴의 배열 주기(Pb) 그리고 상기 제 2 패턴의 배열 주기 (Pr)를 통해
    Figure 112014120500917-pat00003
    의 식을 만족하여 측정하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 패턴은 프리즘 산 형태의 프리즘 렌즈인 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 패턴은 돔 형태의 렌티큘러 렌즈 또는 프리즘 산 형태의 프리즘 렌즈 중 적어도 하나인 액정표시장치용 백라이트 유닛.
KR1020080127070A 2008-12-15 2008-12-15 액정표시장치용 백라이트 유닛 KR101506498B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080127070A KR101506498B1 (ko) 2008-12-15 2008-12-15 액정표시장치용 백라이트 유닛

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080127070A KR101506498B1 (ko) 2008-12-15 2008-12-15 액정표시장치용 백라이트 유닛

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100068643A KR20100068643A (ko) 2010-06-24
KR101506498B1 true KR101506498B1 (ko) 2015-03-30

Family

ID=42366865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080127070A KR101506498B1 (ko) 2008-12-15 2008-12-15 액정표시장치용 백라이트 유닛

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101506498B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104713034A (zh) * 2013-12-17 2015-06-17 富泰华精密电子（郑州）有限公司 背光模组

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09230509A (ja) * 1996-02-20 1997-09-05 Mitsubishi Rayon Co Ltd 背面投射型スクリーン
JP2003510648A (ja) * 1999-09-30 2003-03-18 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ レンズ状装置
JP2007103226A (ja) * 2005-10-06 2007-04-19 Kuraray Co Ltd 照明装置および光制御手段構造体並びにこれらを用いた画像表示装置
KR20070106397A (ko) * 2006-04-28 2007-11-01 주식회사 엘지화학 광학필름 및 이를 포함하는 백라이트유닛

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09230509A (ja) * 1996-02-20 1997-09-05 Mitsubishi Rayon Co Ltd 背面投射型スクリーン
JP2003510648A (ja) * 1999-09-30 2003-03-18 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ レンズ状装置
JP2007103226A (ja) * 2005-10-06 2007-04-19 Kuraray Co Ltd 照明装置および光制御手段構造体並びにこれらを用いた画像表示装置
KR20070106397A (ko) * 2006-04-28 2007-11-01 주식회사 엘지화학 광학필름 및 이를 포함하는 백라이트유닛

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100068643A (ko) 2010-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101286095B1 (ko) 액정표시장치용 일체형 멀티집광시트
KR101407357B1 (ko) 액정표시장치
KR101351886B1 (ko) 액정표시장치용 일체형 다기능 광학시트
US8297773B2 (en) Lighting device, display device and television receiver
US20070147079A1 (en) Backlight module with multiple light sources
US20080136758A1 (en) Display device
KR20160022224A (ko) 도광판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
US20130039093A1 (en) Backlight assembly with uniform light distribution
WO2011070872A1 (ja) 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置
US8144287B2 (en) Optical member unit, lighting device for display, display, and television receiver
KR20170079543A (ko) 액정 표시 장치
RU2499183C2 (ru) Устройство подсветки, устройство отображения и телевизионный приемник
KR101282289B1 (ko) 램프가이드 및 이를 포함하는 액정표시장치용 백라이트유닛
KR20090060067A (ko) 확산판 및 이를 포함하는 액정표시장치용 백라이트 유닛
US7233440B2 (en) Image display screen having wide vertical and horizontal viewing angles and projection television including the same
KR101506498B1 (ko) 액정표시장치용 백라이트 유닛
KR20110041825A (ko) 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치
KR20090021814A (ko) 액정표시장치용 백라이트 유닛
KR20150063835A (ko) 광학시트 및 이를 포함하는 액정표시장치모듈
KR101793132B1 (ko) 광학시트 및 이를 포함한 백라이트 유닛 그리고 액정표시장치
KR20100028458A (ko) 도광판 및 이를 이용한 액정표시장치용 백라이트 유닛
KR101636276B1 (ko) 프리즘 시트, 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치
KR101746675B1 (ko) 복합광학시트 및 이를 포함하는 액정표시장치
KR102428240B1 (ko) 곡면형 액정표시장치
KR101267533B1 (ko) 액정표시장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180213

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200219

Year of fee payment: 6