KR101600996B1

KR101600996B1 - 고균일 색상을 구현하는 백라이트 장치 및 이를 이용하는 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR101600996B1
Application number: KR1020140150345A
Authority: KR
Inventors: 류충엽; 정승환
Original assignee: (주)에이치비테크놀러지
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2014-10-31
Publication date: 2016-03-09

Abstract

본 발명은 고균일 색상을 구현하는 백라이트 장치 및 이를 이용하는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 회로 기판상에 기 설정된 일정 간격으로 배치되는 복수개의 LED, 일측면으로 상기 LED가 발하는 광이 입사되는 도광판 및 상기 도광판의 상기 광원이 입사되는 일측면의 반대 측면에 체결되어 상기 LED가 발하는 광 중 청색 파장 성분을 반사하는 반사 수단을 포함하며, 에지 라이트 방식의 백라이트 장치에서 LED 광원으로부터 빛을 받아들이는 입광부의 반대 측면인 대광부에서 청색 파장의 빛을 더 반사성이 높게 반사시킴으로써, 디스플레이 상에서 도광판의 입사면으로부터의 거리에 따라 발생하는 색상의 변화를 최소화하고 화면 전체에 걸쳐 고균일성을 갖춘 색상의 발색을 구현하여 디스플레이 장치의 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

고균일 색상을 구현하는 백라이트 장치 및 이를 이용하는 디스플레이 장치{BACKLIGHT UNIT WITH HIGH COLOR UNIFORMITY AND DISPLAY APPARATUS USING THE SAME}

본 발명은 고균일 색상을 구현하는 백라이트 장치 및 이를 이용하는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에지 라이트 방식의 백라이트 장치에서 LED 광원으로부터 빛을 받아들이는 입사면의 반대 측면에서 녹색 및 적색에 비하여 청색 파장의 빛의 반사성을 높이는, 고균일 색상을 구현하는 백라이트 장치 및 이를 이용하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.

통상적으로 도광판(Light Guide Panel)은 광원으로부터 조사된 광을 균일하게 산란 및 확산시키는 경로를 제공하는 플레이트(plate)로서, 액정표시 소자와 같은 수광형 평판표시 장치나 조명 간판 등에 사용되는 백라이트 장치(Back Light Unit, BLU)에 적용되고 있다.

백라이트 장치는 도광판(2)의 측면에 점광원인 LED(6)가 어레이 형태로 배치되며, LED(6)에서 입사된 광은 도광판(2)을 통해 면광으로 변환되어 도광판(2)의 상부에 위치한 액정 패널(1)로 출사된다. 좀 더 자세히 설명하면, LED(6)에서 도광판(2) 안으로 입사된 광은, 예컨대 도광판(2)의 하부면에 형성된 미세한 반사 패턴(21)에 의해 상부로 반사된 다음, 확산 부재(3)를 통해 도광판(2) 상부의 액정 패널(1)로 출사될 수 있다.

그런데 도광판의 소재 및 빛의 파장에 따라 도광판 내부에서 빛이 산란하는 정도가 다르며, 이 때 산란의 정도는 레일리 산란 이론에 의하여 빛의 파장이 짧을수록 더 커지게 된다. 따라서 현재 도광판의 일 측면에서 LED 광원(6)으로부터 빛이 입사된 경우 가장 파장이 짧은 청색 광이 적색 및 녹색 광보다 도광판 내에서 더 많이 산란되는 현상이 발생하므로 도광판의 타 측면에서는 상대적으로 청색 광의 비율이 감소한다. 이 경우, 빛이 입사되는 도광판의 측면에 가까운 화면의 입광부 부분과 도광판의 타 측면에 가까운 화면의 대광부 부분에서 색상이 달라지는 문제가 있다.

일본공개특허 제2004-325929호(공개일: 2004.11.18)

본 발명은 에지 라이트 방식의 백라이트 장치에서 LED 광원으로부터 빛을 받아들이는 입광부의 반대 측면인 대광부에서 청색 파장 성분의 반사율을 입사면의 반대 측면에서 청색 파장의 빛을 을 더 반사성이 높게 반사시킴으로써 디스플레이의 색좌표의 편차를 저감할 수 있는 고균일 색상을 구현하는 백라이트 장치 및 이를 이용하는 디스플레이 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 고균일 색상을 구현하는 백라이트 장치는 기 설정된 간격으로 배치되는 복수개의 LED, 일측면으로 상기 LED가 발하는 광이 입사되는 도광판 및 상기 도광판의 상기 광이 입사되는 일측면의 반대 측면에 부착되어 상기 LED가 발하는 가시광 스펙트럼 중 청색 파장 성분의 반사율을 높이는 반사 수단을 포함한다.

바람직하게는, 상기 반사 수단은 베이스 필름 위에 청색 반사재가 혼합된 결합 수단이 형성되는 구조이다.

바람직하게는, 상기 반사 수단은 베이스 필름 위에 청색 필름이 위치하고 상기 청색 필름 위에 결합 수단이 형성되는 구조이다.

바람직하게는, 상기 반사 수단은 베이스 필름 위에 청색 반사재로 이루어지는 청색 반사층이 위치하고 상기 청색 반사층 위에 결합 수단이 형성되는 구조이다.

바람직하게는, 상기 반사 수단은 베이스 필름 위에 제1 결합 수단과 혼합된 청색 반사재가 위치하고 상기 청색 반사재 위에 집광 수단이 위치하며 상기 집광 수단 위에 제2 결합 수단이 형성되는 구조이다.

바람직하게는, 상기 반사 수단은 베이스 필름 위에 청색 필름이 위치하고 상기 청색 필름 위에 집광 수단이 위치하며 상기 집광 수단 위에 결합 수단이 형성되는 구조이다.

바람직하게는, 상기 반사 수단은 베이스 필름 위에 청색 반사재로 이루어지는 청색 반사층이 위치하고 상기 청색 반사층 위에 집광 수단이 위치하며 상기 집광 수단 위에 결합 수단이 형성되는 구조이다.

바람직하게는, 상기 반사 수단은 베이스 필름 위에 청색 반사재를 포함하는 집광 수단이 위치하고, 상기 집광 수단 위에 결합 수단이 형성되는 구조이다.

바람직하게는, 상기 베이스 필름은 적어도 하나의 표면에 거울 반사층을 구비한다.

바람직하게는, 상기 청색 반사재는 안료 및 염료 중 적어도 하나를 포함한다.

바람직하게는, 상기 베이스 필름은 수지성 필름, 상기 수지성 필름을 발포하여 제조된 필름 및 금속성 필름 중 적어도 하나이다.

바람직하게는, 상기 수지성 필름은 PE, PET, PP, PC, 메탈로센, 아크릴 및 나일론 중 적어도 하나로 구성된다.

바람직하게는, 상기 안료는 주석산 코발트, 알루민산 코발트, 아즈라이트, 마카라이트, 수산화크롬, 산화 크롬 중 적어도 하나를 포함한다.

바람직하게는, 상기 염료는 Lumacel-BNG, Lumacron 계열의 EFBL, Lumacron 계열의 EFD, Lumacron 계열의 SEGLS 및 Lumacron 계열의 Turquoise Blue-SGL 중 적어도 하나를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 기 설정된 간격으로 배치되는 복수개의 LED, 일측면으로 상기 LED가 발하는 광이 입사되는 도광판, 상기 도광판의 상기 광이 입사되는 일측면의 반대 측면에 부착되어 상기 LED가 발하는 가시광 스펙트럼 중 청색 파장 성분의 반사율을 높이는 반사 수단 및 상기 도광판의 전면에 위치하여 영상을 표시하는 액정 패널을 포함한다.

본 발명에 따르면, 에지 라이트 방식의 백라이트 장치에서 LED 광원으로부터 빛을 받아들이는 입광부의 반대 측면인 대광부에서 청색 파장의 빛을 더 반사성이 높게 반사시킴으로써, 디스플레이 상에서 도광판의 입사면으로부터의 거리에 따라 발생하는 색상의 변화를 최소화하고 화면 전체에 걸쳐 고균일성을 갖춘 색상의 발색을 구현하여 디스플레이 장치의 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1a은 종래의 디스플레이 장치의 사시도이다.
도 1b는 종래의 반사 수단(5)과 도광판(2)의 결합을 나타내는 단면도이다.
도 2는 종래의 디스플레이 장치에서 도광판 상의 위치에 따른 색상의 차이를 나타내는 그래프이다.
도 3은 가시광선의 파장 중 청색 파장과 녹색 파장의 영역을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 수단과 도광판의 결합을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사 수단과 도광판의 결합을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반사 수단과 도광판의 결합을 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반사 수단과 도광판의 결합을 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반사 수단과 도광판의 결합을 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반사 수단과 도광판의 결합을 나타내는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반사 수단과 도광판의 결합을 나타내는 단면도이다.
도 11은 청색 반사재와 결합 수단이 혼합되어 도포된 반사 수단을 적용한 경우 청색 반사재의 비율과 측정 위치에 따른 색좌표를 도시한 그래프이다.
도 12는 청색 필름이 부착된 반사 수단을 사용할 경우 청색 필름의 두께와 측정 위치에 다른 색좌표를 도시한 그래프이다.

이하에서는 본 발명에 따른 고균일 색상을 구현하는 백라이트 장치 및 이를 이용하는 디스플레이 장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1a은 종래의 디스플레이 장치의 사시도이다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 종래의 백라이트 장치는 회로 기판상에 기 설정된 소정의 간격으로 배치되는 복수개의 LED(6), 일측면으로 LED(6)가 발하는 광이 입사되는 도광판(2) 및 도광판(2)의 광이 입사되는 일측면의 반대 측면에 부착되는 반사 수단(5)을 포함하여 이루어질 수 있다.

도 1b는 종래의 반사 수단(5)과 도광판(2)의 결합을 나타내는 단면도이고, 도 2는 종래의 디스플레이 장치에서 도광판 상의 위치에 따른 색상의 차이를 나타내는 그래프이다.

상술한 바와 같이, 도광판(2) 내부에서 광의 파장에 따라 서로 확산되는 정도가 다르며 청색 파장이 더 많이 확산되기 때문에, 도광판(2)에 광이 입사되는 일 측면의 반대 측면까지 도달하는 청색 파장이 다른 색 파장보다 더 적으며, 따라서 도광판(2)의 상부에 위치한 액정 패널(1)에 디스플레이되는 영상의 색상을 고려하면, 도광판(2)에 광이 입사되는 일 측면에 가까운 액정 패널(1)의 부분에 비하여 상기 일 측면의 반대 측면에 가까운 액정 패널(1)의 부분에서는 청색이 감쇄되어 표시되게 된다. 이에 따라 디스플레이 내의 위치에 따라 색상이 변화하는 색좌표의 편차가 발생한다. 예컨대 도 3을 참조하면 입광면에서 대광면으로 갈수록 색좌표의 y 값이 커지는 것을 알 수 있다. 종래의 도광판에서는 일 측면에 광원이 배치되고 반대 측면에 광원이 배치되지 않는 단변 광원 방식의 경우 반대 측면에서의 광 손실을 최소화하기 위하여 반사 수단을 구비하여 사용한다. 이 경우 상대적으로 청색 파장이 다른 색상의 파장에 비하여 적게 반사 수단에 도달할 뿐 아니라 반사에 의하여 도광판 내부를 광이 다시 반대 방향으로 진행하게 되면 더욱 청색 파장의 빛이 감쇄되어 되므로 광원 반대 측면의 색상 품질이 더욱 저하된다. 예컨대 55인치 디스플레이 패널에서 색좌표 y 값의 차이(Δy)가 0.016 이상에 해당하는 색좌표의 편차가 발생할 수 있으며, 이는 디스플레이에 표시된 영상에서 색상의 변화를 인식할 수 있을 정도로 디스플레이의 품질에 악영향을 미치는 요인이 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 장치는, 기 설정된 소정의 간격으로 배치되는 복수개의 LED(6), 일측면으로 LED(6)가 발하는 광이 입사되는 도광판(2) 및 도광판(2)의 광이 입사되는 일측면의 반대 측면에 부착되어 LED(6)가 발하는 가시광 스펙트럼 중 청색 파장 성분의 반사율을 높이는 반사 수단(5)을 포함하여 이루어질 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 수단과 도광판의 결합을 나타내는 단면도이다.

도광판(2)에 광이 입사되는 일 측면의 반대 측면에 LED(6)가 발하는 가시광 스펙트럼 중 청색 파장 성분의 반사율을 높이는 반사 수단(5)을 부착하면, 종래 청색이 감쇄되는 방향에 해당하는 도광판(2)의 측면에서 청색 파장 성분이 반사 수단(5)에 반사되어 다시 도광판(2) 내부로 입사된다. 이에 따라 산란에 의하여 감쇄되는 청색 파장 성분을 보충함으로써, 도광판(2)에 의하여 면광으로 변환되어 액정 패널(1)로 출사되는 광에 나타나는 도광판(2)의 위치에 따른 색성분의 편차를 감소시키고, 궁극적으로 디스플레이에 표시되는 색상의 색좌표의 편차를 저감할 수 있다.

이러한 청색 파장만을 차별화하여 반사율을 높여서 반사하는 반사 수단(5)을 이하와 같은 방법으로 형성할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 반사 수단(5)은 베이스 필름(51) 위에 청색 반사재(54)가 혼합된 결합 수단(53)이 형성되는 구조일 수 있다. 이 때 베이스 필름(51)에는 고효율의 광반사성을 가지는 재료를 사용하는 것이 바람직하며, 반사율을 더욱 높이고 산란을 줄이기 위하여 반사 기능을 가지는 거울반사층(52)을 구비할 수도 있다. 이러한 베이스 필름(51)은 결합 수단에 의하여 도광판(2)과 결합될 수 있다. 결합 수단에는 청색 반사재가 추가로 혼합되어 다른 파장의 색상에 비하여 청색 파장의 빛을 차별화하여 더 반사할 수 있다.

이 때, 베이스 필름(51)으로서 PE(Polyethylene), PET(Polyethylene Terephthalate), PP(Polypropylene), PC(Polycarbonates), 메탈로센, 아크릴, 나일론 등과 같은 수지성 필름 또는 이러한 필름을 발포하여 광 반사율을 높인 필름을 사용할 수 있으며 금속성의 필름을 사용할 수도 있다. 또한 거울 반사층(52)은 수지성 필름 위에 알루미늄 또는 은을 박막으로 증착하여 구현할 수 있다. 베이스 필름 (51)과 거울 반사층(52)으로 구성된 필름은 통상적으로 100μm내지 300μm 두께의 얇은 필름상으로 이루어질 수 있다. 또한 결합 수단(53)은 점착성 또는 접착성을 가지는 재료를 사용하여 구성하는 것이 바람직하다. 이 때 청색 반사재(54)는 청색 안료, 청색 염료 중 적어도 하나 이상을 사용하여 구성할 수 있으며, 안료는 유기안료 및 무기안료 등을 사용할 수 있다, 이 때, 안료로서는 내광성이 좋고, 안정성이 있는 주석산 코발트, 알루민산 코발트, 아즈라이트 등을 혼합 또는 단독으로 사용할 수도 있고 수성으로 사용 가능한 마카라이트, 수산화크롬, 산화 크롬 등을 혼합 또는 단독으로 사용할 수도 있다. 염료로서는 Lumacel-BNG 를 사용할 수 있으며, 또는 Lumacron계열의, EFBL, EFD, SEGLS, Turquoise Blue-SGL 등을 사용할 수 있고, 상기 열거한 염료들을 혼합 또는 단독으로 사용할 수도 있다.

이러한 결합 수단(53)과 청색 반사재(54)는 혼합되어 구성되고 베이스 필름(51) 상에 위치한다. 이렇게 혼합된 결합 수단(53)은 이후 도광판(2)과 베이스 필름(51) 사이의 결합을 이루는 기능을 하며, 결합 수단(53) 내에 포함된 청색 반사재(54)에 의해 도광판에서 광입사면의 반대 측면인 대광면으로 빠져나온 잔광을 다시 청색 파장의 빛을 차별화하여 반사함으로써 청색 파장의 빛을 다른 파장의 빛 대비 더 많이 도광판으로 공급하도록 할 수 있다.

도 3은 가시광선의 파장 중 청색 파장과 녹색 파장의 영역을 도시한 도면이다. 도 3을 참고하면, 반사되는 청색 파장은 400nm ~ 500nm 범위로서 파란색에서 파란색과 근접한 녹색의 범위까지를 말한다. 청색 파장의 범위와 염료 또는 안료의 혼합 비율에 의하여 반사율이 변화될 수 있으며, 청색 반사재를 너무 과다하게 사용하게 되면, 녹색 및 적색영역의 반사율이 급격히 떨어져 외관상 청색이 너무 강하게 시인될 우려가 있다. 또한 녹색 파장 역시 적색 파장 대비 산란이 많이 일어나므로 녹색 파장에서의 반사율도 다소 높게 고려하는 것이 바람직하다. 실험에 의하면 청색 반사재의 색상 좌표가 a*:-4 과 b*:-1.13인 경우 480nm 파장의 반사율이 90% 이상으로 확인되었고, 이 때 색좌표 편차가 감소하며 색상 편차도 줄일 수 있다.

이 때, 결합 수단(53)의 내부에 포함되는 청색 반사재(54)의 농도에 따라 반사 수단(5)이 청색 파장 성분을 차별화하여 반사하는 정도를 조절할 수 있으며, 이에 따라 디스플레이의 색좌표 편차를 조절할 수 있다. 청색 반사재(54)의 농도가 증가할 수록 반사 수단(5)이 반사하여 도광판 내로 입사시키는 청색 파장 성분이 증가하는 반면 청색 반사재(54)의 농도가 지나치게 증가하면 디스플레이 외부에서 바라볼 때 반사 수단(5)의 인접부위에서 청색이 역으로 강하세 시인될 수 있으므로 외관의 불량이 발생할 수 있다. 이 때, 청색 반사재의 농도가 0.3% ~ 0.5%인 경우 디스플레이의 색좌표 편차를 감소시키면서 외관상 청색의 시인성을 낮출 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 수단(5)과 도광판(2)의 결합을 나타내는 단면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 반사 수단(5)은 베이스 필름(51) 위에 청색 필름(55)이 위치하고 상기 청색 필름(55) 위에 결합 수단(53)이 형성되는 구조를 취할 수 있다. 도 5의 실시예는 도 2의 실시예에서 청색 반사재(54)를 별도의 청색 필름(55)으로 구성하여 베이스 필름(51)과 결합수단(53)의 사이에 배치한 방식이다. 도시된 바와 같이 반사 수단(5)은 베이스 필름(51) 상부에 청색 필름(55)이 위치하며, 그 위에 다시 결합수단(53)이 형성되어 도광판의 대광면에 설치할 수 있도록 구성됨이 바람직하다. 이때 청색 필름(55)은 청색 안료나 염료 중 적어도 하나를 포함하는 수지 필름을 사용할 수 있으며, 광 투과율을 높이기 위해 투명 또는 반투명의 필름으로 이루어질 수 있다. 청색 필름(55)의 두께는 약 5μm 내지 70μm 두께로 구성될 수 있고, 점착제 또는 접착제를 이용하여 베이스 필름(51)상에 설치하거나 가열 또는 프레스 압착 등의 공법으로 일체 합지하여 구현할 수도 있다.

여기에서, 청색 필름(55)의 두께 및 색상에 따라 반사 수단(5)이 청색 파장 성분을 반사하는 정도를 조절할 수 있으며, 이에 따라 디스플레이의 색좌표 편차를 조절할 수 있다. 청색 안료 또는 염료의 농도가 증가할 수록 반사 수단(5)이 반사하여 도광판 내로 입사시키는 청색 파장 성분이 증가하는 반면 청색 안료 또는 염료의 농도가 지나치게 증가하면 디스플레이 외부에서 반사 수단(5)의 청색이 시인될 수 있으므로 외관의 불량이 발생할 수 있다. 이 때, 청색 안료 또는 염료의 농도가 0.3% ~ 0.5%인 경우 디스플레이의 색좌표 편차를 감소시키면서 외관상 청색의 시인성을 낮출 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반사 수단(5)과 도광판(2)의 결합을 나타내는 단면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 반사 수단(5)은 베이스필름(51) 위에 청색 반사재로 이루어지는 청색 반사층(54)이 위치하고 청색 반사층(54) 위에 결합 수단(53)이 형성되는 구조일 수 있다. 반사 수단(5)은 베이스 필름 위에 청색 반사재(54)가 별도의 층으로 위치하고 그 위에 결합수단(53)이 형성된 것을 특징으로 한다. 본 실시예는 도 2의 실시예에서 청색 반사재(54)를 별도의 반사층으로 구성하여 베이스 필름(51)과 결합수단(53)의 사이에 배치한 방식이다. 도 4에 도시된 바와 같이 반사 수단(5)은 베이스 필름(51) 상부에 청색 반사층이 위치하며 청색반사층(54) 위에 결합수단(53)이 형성되어 도광판의 대광면에 설치할 수 있도록 구성된다. 이 때, 베이스 필름(51)의 표면에 형성되는 청색반사층은 청색 안료나 염료 또는 적어도 하나 이상을 적정의 두께로 인쇄나 도포하여 형성할 수 있으며, 반사층의 농도나 두께에 따라 반사 수단(5)이 청색 파장 성분을 반사하는 정도를 조절할 수 있으며, 이에 따라 디스플레이의 색좌표 편차를 조절할 수 있다. 청색 안료 또는 염료의 농도가 증가할 수록 반사 수단(5)이 반사하여 도광판 내로 입사시키는 청색 파장 성분이 증가하는 반면 청색 안료 또는 염료의 농도가 지나치게 증가하면 디스플레이 외부에서 반사 수단(5)의 청색이 시인될 수 있으므로 외관의 불량이 발생할 수도 있다.

도 7, 도 8 및 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반사 수단과 도광판의 결합을 나타내는 단면도로서, 각각 도 4, 도 5, 및 도 6와 관련하여 상술한 실시예에 집광 수단(58)을 추과한 실시예를 나타낸다.

도 7은 도 2에 따른 실시예의 결합수단(53)의 위에 추가적으로 집광수단(58)을 설치하고 다시 집광수단(58)의 위에 제2 결합 수단(57)을 구비한 구조를 나타낸다. 도 7에 도시된 바와 같이, 반사 수단(5)은 베이스 필름(51) 위에 제1 결합 수단(53)과 혼합된 청색 반사재(54)가 위치하고 상기 청색 반사재(54) 위에 집광 수단(58)이 위치하며 상기 집광 수단(58) 위에 제2 결합 수단(57)이 형성되는 구조일 수 있다.

집광수단(58)은 하면에 위치한 청색 반사재(54)와 결합수단(53)이 혼합된 층에서 빠져나온 청색 파장을 차별화하여 높게 만든 빛이 반사재에 의해 또는 베이스 필름에 의해 산란된 각도로 나올 때, 이 광의 다양한 산란방향을 도광판(2)의 중심 방향으로 모아서 대광부에서 대부분의 빛이 소모되지 않도록 할 수 있다. 이 때 상기 집광수단(58)의 구조는 프리즘 형상과 같은 산을 가지는 표면을 가지도록 형성할 수 있다. 또한 집광수단(58)의 산의 방향은 도광판(2)에서 볼 때 두께 방향이 아닌 길이 방향으로 이어져 반사 수단(5)으로부터 나온 빛이 도광판(2)의 발광면 이나 바닥면이 아닌 도광판(2) 중심부로 집광될 수 있도록 할 수 있다. 또한 집광 수단(58)의 재료는 투명하고 투과율이 높아서 광 손실을 최소화 할 수 있는 투명성 수지 재료를 사용할 수 있다.

도 8은 도 5에 따른 실시예에 집광수단(58)을 추가한 구조를 가지는 반사 수단(5)과 도광판(2)의 결합을 도시하는 단면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 반사 수단(5)은 베이스 필름(51) 위에 청색 필름(55)이 위치하고 청색 필름(55) 위에 집광 수단(58)이 위치하며 집광 수단(58) 위에 결합 수단(53)이 형성되는 구조일 수 있다. 베이스 필름(51)과 청색 필름(55) 및 집광수단(58)은 점착제 또는 접착제에 의해 부착될 수도 있고 압착이나 가열 프레스 등에 의해 일체형으로 합지 제작될 수도 있다. 집광수단(58)의 상면에 다시 결합수단(53)이 위치하여 결합수단(53)에 의하여 반사 수단(5)이 도광판(2)의 측면에 부착될 수 있다.

집광수단(58)은 도 7과 관련하여 상술한 바와 프리즘 형상과 같은 산을 가지는 표면을 가지도록 형성될 수 있다. 또한 집광수단(58)의 산의 방향은 도광판에서 볼 때 두께 방향이 아닌 길이 방향으로 이어져 반사 수단(52)으로부터 나온 빛이 도광판의 발광면 이나 바닥면이 아닌 도광판 중심부로 집광될 수 있도록 할 수 있다. 또한 집광수단(58)의 재료는 투명하고 투과율이 높아서 광 손실을 최소화 할 수 있는 투명성 수지재료가 사용될 수 있다.

도 9는 도 6에 따른 실시예에 집광수단(58)을 추가한 구조를 가지는 반사 수단(5)과 도광판(2)의 결합을 도시하는 단면도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 반사 수단(5)은 베이스 필름(51) 위에 청색 반사재로 이루어지는 청색 반사층(54)이 위치하고 청색 반사층(54) 위에 집광 수단(58)이 위치하며 집광 수단(58) 위에 결합 수단(53)이 형성되는 구조일 수 있다. 집광수단(58)은 점착제 또는 접착제에 의해 부착될 수도 있고 압착이나 가열 프레스 등에 의해 일체형으로 합지 제작될 수도 있다. 집광수단(58)의 상면에 다시 결합수단(53)이 위치하여 결합수단(53)에 의하여 반사 수단(5)이 도광판(2)의 측면에 부착될 수 있다.

도 10는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반사 수단(5)과 도광판(2)의 결합을 도시하는 단면도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 반사 수단(5)은 베이스 필름(61) 위에 청색 반사재(54)를 포함하는 집광 수단(58)이 위치하고, 집광 수단(58) 위에 결합 수단(53)이 형성되는 구조일 수 있다.

즉, 반사수단(5)은 베이스 필름(51) 위에 청색반사재(54)를 내부에 포함하는 집광수단(58)이 위치하고 그 위에 결합수단(53)이 위치하는 구조를 가진다. 청색 반사재(54)는 청색의 안료 또는 염료 중 적어도 하나로 이루어지며 집광수단(58)의 제작 시 혼합되어 집광수단(58)과 일체형으로 제작될 수 있다. 청색 반사재(54)를 내부에 포함하는 집광수단(58)은 베이스필름(51)과 점착제나 접착제 등에 의해 부착될 수도 있고, 압착이나 가열프레스 등에 의해 일체형으로 합지 제작될 수도 있다. 집광수단(58)의 상면에 다시 결합수단(53)이 위치하여 결합수단(53)에 의하여 반사 수단(5)이 도광판(2)의 측면에 부착될 수 있다.

집광수단(58)은 도 7에서 설명한 사용예와 같이 프리즘 형상과 같은 산을 가지는 표면을 가지도록 형성될 수 있다. 또한 집광수단(58)의 산의 방향은 도광판에서 볼 때 두께 방향이 아닌 길이 방향으로 이어져 반사 수단(52)으로부터 나온 빛이 도광판의 발광면 이나 바닥면이 아닌 도광판 중심부로 집광될 수 있도록 할 수 있다. 또한 집광수단(58)의 재료는 투명하고 투과율이 높아서 광 손실을 최소화 할 수 있는 투명성 수지재료가 사용될 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 기 설정된 간격으로 배치되는 복수개의 LED(6), 일측면으로 LED(6)가 발하는 광이 입사되는 도광판(2), 도광판(2)의 광이 입사되는 일측면의 반대 측면에 부착되어 LED(6)가 발하는 가시광 스펙트럼 중 청색 파장 성분의 반사율을 높이는 반사 수단(5) 및 도광판(2)의 전면에 위치하여 영상을 표시하는 액정 패널(1)을 포함하여 이루어질 수 있다. 즉 상술한 바와 같은 반사 수단(5)을 구비하는 백라이트 장치를 포함하는 디스플레이 장치를 구성할 수 있으며, 이러한 디스플레이 장치는 도광판의 입사면으로부터의 거리에 따라 발생하는 색상의 변화를 최소화하고 화면 전체에 걸쳐 고균일성을 갖춘 색상의 발색을 구현할 수 있다.

도 11은 청색 반사재(54)와 결합 수단(53)이 혼합되어 도포된 반사 수단(5)을 적용한 경우 청색 반사재(54)의 비율과 측정 위치에 따른 색좌표를 도시한 그래프이고, 도 12는 청색 필름(55)이 부착된 반사 수단(5)을 사용할 경우 청색 필름(55)의 두께와 측정 위치에 다른 색좌표를 도시한 그래프이다. 도 11 및 도 12에서 가로 축은 디스플레이 상의 측정 위치를 나타내며 1이 가장 반사 수단으로부터 가까운 입광부 측을 나타내고 숫자가 커질수록 LED 광원으로부터 멀어져 대광부에 가까운 위치를 나타낸다. 세로 축은 색좌표의 y 좌표를 표시한다. 각각의 경우에 대하여 본 발명에 따른 반사 수단(5)을 사용한 경우와 종래의 경우를 비교하였다. 좌표의 편차는 화면 상의 각 위치에 따른 색좌표의 최대 차이를 나타낸다.

도 11에 도시된 바와 같이, 청색 반사재(54)를 0.3% 사용하는 경우 색좌표의 편차가 0.0115를 나타내고, 청색 반사재(54)를사용하지 않은 경우에 비하여 광량이 2% 저하되었으며, 외관상 청색을 시인할 수 없다. 한편 청색 반사재(54)를0.5% 사용하는 경우 색좌표의 편차가 0.0101을 나타내고, 청색 반사재(54)를사용하지 않은 경우에 비하여 광량이 2% 저하되었으며, 외관상 청색을 미약하게 시인할 수 있다. 반면 청색 반사재(54)를1% 사용하는 경우 색좌표의 편차는 0.0099를 나타내고, 청색 반사재(54)를 사용하지 않은 경우에 비하여 광량이 3% 저하되었으며, 외관상 청색을 시인할 수 있다. 즉, 청색 반사재(54)의 비율이 높을 수록 색좌표의 편차를 감소하나 반면 외관상 청색을 시인할 수 있을 가능성이 상승하며, 광량이 저하될 수 있다. 상술한 바와 같이 청색 반사재(54)를 0.3% 내지 1% 농도로 사용하는 경우 색좌표 편차 저하 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 청색 반사재 5% 및 두께 40μm 인 청색 필름(55)을 사용하는 경우 색좌표의 편차가 0.0299를 나타내고, 청색 필름을 사용하지 않은 경우에 비하여 광량이 2% 저하되었으며, 외관상 청색을 시인할 수 있다. 한편 청색 반사재 0.5% 및 두께 40μm 인 청색 필름(55)을 사용하는 경우 색좌표의 편차가 0.0114를 나타내고, 청색 필름(55)을 사용하지 않은 경우에 비하여 광량이 2% 저하되었으며, 외관상 청색을 미약하게 시인할 수 있다. 반면 청색 반사재 0.5% 및 두께 70μm 인 청색 필름(55)을 사용하는 경우 색좌표의 편차는 0.0115를 나타내고, 청색 필름(55)을 사용하지 않은 경우에 비하여 광량이 3% 저하되었으며, 외관상 청색을 시인할 수 있다. 즉, 안료의 비율이 높을 수록 색좌표의 편차를 감소하나 반면 외관상 청색을 시인할 수 있을 가능성이 상승하며, 광량이 저하될 수 있다. 상술한 바와 같이 10μm ~ 70μm 두께의 청색 필름(55)을 사용하여 디스플레이의 색좌표 편차를 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 에지 라이트 방식의 백라이트 장치에서 LED 광원으로부터 빛을 받아들이는 입광부의 반대 측면인 대광부에서 청색 파장의 빛을 더 반사성이 높게 반사시킴으로써, 디스플레이 상에서 도광판의 입사면으로부터의 거리에 따라 발생하는 색상의 변화를 최소화하고 화면 전체에 걸쳐 고균일성을 갖춘 색상의 발색을 구현하여 디스플레이 장치의 품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

1 : 액정 패널 2 : 도광판
5 : 반사 수단 6 : LED
21 : 반사 패턴 51 : 베이스 필름
52 : 거울 반사층 53 : 결합 수단
54 : 청색 반사재 55 : 청색 필름
57 : 제2 결합 수단 58 : 집광 수단

Claims

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기 설정된 간격으로 배치되는 복수개의 LED;
일측면으로 상기 LED가 발하는 광이 입사되는 도광판;
상기 도광판의 상기 광이 입사되는 일측면의 반대 측면에 부착되어 상기 LED가 발하는 가시광 스펙트럼 중 청색 파장 성분의 반사율을 높이는 반사 수단을 포함하되,
상기 반사 수단은 적어도 하나의 표면에 거울 반사층을 구비하는 베이스 필름 위에 청색 반사재를 포함하는 집광 수단이 위치하고, 상기 집광 수단 위에 결합 수단이 형성되는 구조인 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
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기 설정된 간격으로 배치되는 복수개의 LED;
일측면으로 상기 LED가 발하는 광이 입사되는 도광판;
상기 도광판의 상기 광이 입사되는 일측면의 반대 측면에 부착되어 상기 LED가 발하는 가시광 스펙트럼 중 청색 파장 성분의 반사율을 높이는 반사 수단,
상기 반사 수단은 베이스 필름 위에 청색 반사재를 포함하는 집광 수단이 위치하고, 상기 집광 수단 위에 결합 수단이 형성되되,
상기 베이스 필름은PE, PET, PP, PC, 메탈로센, 아크릴 및 나일론 중 적어도 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
기 설정된 간격으로 배치되는 복수개의 LED;
일측면으로 상기 LED가 발하는 광이 입사되는 도광판;
상기 도광판의 상기 광이 입사되는 일측면의 반대 측면에 부착되어 상기 LED가 발하는 가시광 스펙트럼 중 청색 파장 성분의 반사율을 높이는 반사 수단을 포함하되,
상기 반사 수단은 베이스 필름 위에 안료 및 염료 중 적어도 하나를 포함하는 청색 반사재를 포함하는 집광 수단이 위치하고, 상기 집광 수단 위에 결합 수단이 형성되는 구조인 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
제 12항에 있어서,
상기 안료는 주석산 코발트, 알루민산 코발트, 아즈라이트, 마카라이트, 수산화크롬, 산화 크롬 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
제 12항에 있어서,
상기 염료는 Lumacel-BNG, Lumacron 계열의 EFBL, Lumacron 계열의 EFD, Lumacron 계열의 SEGLS 및 Lumacron 계열의 Turquoise Blue-SGL 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
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