KR101657933B1 - 백라이트 유닛과 이를 이용한 액정표시모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 표시품질을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛과 이를 이용한 액정표시모듈에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 액정패널에 조사되는 광을 생성하는 LED와, 액정패널과 LED 사이에 배치되고, 소정 형상을 가지는 복수의 프리즘 패턴을 포함하여 LED로부터 입사되는 광을 액정패널로 안내하는 확산판과, LED의 하부에 배치되어 전반사된 광을 액정패널 방향으로 반사시키는 반사판과, 확산판 상에 배치되는 적어도 1매의 광학 시이트를 포함한다.
백라이트 유닛, 확산판, 프리즘 패턴, LED, 휘도, 광 균일도

Description

백라이트 유닛과 이를 이용한 액정표시모듈{back light unit and liquid crystal display module using the same}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 표시품질을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛과 이를 이용한 액정표시모듈에 관한 것이다.
액정표시장치(liquid crystal display device: LCD)는 매트릭스 형태로 배열된 제어용 스위치(TFT)들에 인가되는 영상신호에 따라 광의 투과량이 액정패널에 의해 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다. 액정표시장치는 경량, 박형, 저전력구동 등의 장점으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있으며, 사무자동화 기기, 멀티미디어 기기, 정보통신 기기 등에 널리 이용되고 있다.
액정표시장치의 액정표시모듈은 두 장의 유리기판의 사이에 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열된 액정패널과, 상기 액정패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛(Back Light Unit)으로 구성된다.
액정패널은 매트릭스 형태로 배열된 제어용 스위치(TFT)들에 인가되는 제어 신호 및 화소 전극에 인가되는 영상신호에 따라, 광 투과량을 조절하여 화상을 표시한다. 이러한 액정패널은 자발광을 발생시키지 못하므로, 액정패널의 측면 또는 배면에 배치된 광원을 포함하는 백라이트 유닛을 통해 광을 공급받게 된다. 여기서, 백라이트 유닛은 액정패널에 광을 공급하는 광원의 배열 형태에 따라 에지형과 직하형으로 구분될 수 있는데, 이중 직하형은 액정패널의 배면에 복수의 광원(CCFL, LED)을 배열하여 액정패널의 전면에 걸쳐 직접적으로 광을 조사한다.
도 1은 종래 기술에 따른 액정표시모듈을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2 및 도 3은 종래 기술에 다른 액정표시모듈의 광원 배치를 나타내는 도면이다. 도 1에서는 광원으로 발광 다이오드(Light Emitting Diode, 이하, 'LED'라 함)를 적용한 직하형 백라이트 유닛을 도시하고 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 종래 기술에 따른 액정표시모듈은 입력되는 영상 데이터에 따라 액정의 광 투과율을 조절하여 영상을 표시하는 액정패널(60)과, 액정패널(60)에 광을 공급하기 위한 백라이트 유닛과, 상기 백라이트 유닛을 실장하는 커버 보텀(10)을 포함한다. 여기서, 백라이트 유닛은 복수의 LED(30)와, 반사판(20)과, 확산판(40)과, 광학 시이트(50)를 포함한다.
액정패널(60)은 제어용 스위치(TFT)들이 형성되는 하부 기판(64)과, 컬러필터층이 형성되는 상부 기판(62)과, 상부 및 하부 기판 사이에 셀갭을 일정하게 유지시키기 위한 스페이서(미도시)와, 스페이서에 의해 마련된 공간에 채워진 액정층(미도시)을 포함하여 구성된다.
이러한, 액정패널(60)은 자체적으로 광을 발생시키지 못하므로 백라이트 유닛의 LED(30)로부터 입사되는 광의 투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다. 액정패널(60)에서 표시되는 화상을 품질을 높이기 위해서는 고려하여야 할 점이 많이 있으나, 대표적인 것이 액정패널(60)에 조사되는 광의 휘도 및 균일도이다. 즉, 액정패널(60)에 높은 휘도 및 균일한 광이 공급되어야 높은 품질의 화상을 표현할 수 있다.
종래 기술에 따른 액정표시모듈에서는 액정패널(60)에 높은 휘도 및 균일한 광을 공급하기 위해, 액정패널(60)에 조사되는 광을 생성하는 복수의 LED(30)와, LED(30)에서 발생된 광을 상기 액정패널(60) 방향으로 반사시키는 반사판(20)과, LED(30)에서 일정 이격 거리를 두고 배치되어 LED(30)로부터 발생된 광을 확산시키는 확산판(40)과, LED(30)에서 발생된 광을 편광/집광 시키는 광학 시이트(50)를 포함하여 백라이트 유닛을 구성하게 된다.
상술한 구성을 포함하는 종래 기술의 직하형 백라이트 유닛에서는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 LED(30)를 나란하게 배치하여 높은 휘도를 얻을 수 있으나, 점광원인 LED(30)의 발광 특성으로 인해 LED(30)와 수직한 방향으로 광이 집중되게 된다. 따라서, 인접한 LED(30)들 사이의 중간 부분에서는 어두운 부분이 생성됨으로 인해, 인해 무라(Mura) 현상이 발생되어 광의 균일도가 낮아지는 문제점이 있다.
이러한, 무라 현상을 방지하기 위해서 LED(30)의 상측에 확산판(40)을 배치하게 되는데, 이때, 인접한 LED(30) 간의 간격과 LED(30)와 확산판(40) 간의 이격 거리의 비율은 1.16(LED 간의 간격 / LED와 확산판 간의 높이)보다 커야 한다. 일 예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, LED(30)와 확산판(40) 간의 이격 거리가 32.1mm 인 경우, 인접한 LED(30)들 간의 간격은 37.4mm 이상이 되어야 한다.
따라서, 종래 기술에서는 무라 현상을 줄여 광의 균일도를 높이기 위해, LED(30)들 간의 간격을 좁게 배열하거나, LED(30)와 확산판(40) 간의 이격 거리를 멀리하는 방법을 사용하였다.
그러나, LED(30)들 간의 간격을 좁게 배열하는 방법은 백라이트 유닛에서 LED(30)의 개수가 증가되어 제조비용이 증가되고, 복수의 LED(30) 구동에 따른 발열의 증가 및 소비전력이 증가되는 다른 문제점을 발생시게 된다.
한편, LED(30)와 확산판(40) 간의 이격 거리를 멀리하는 방법은 백라이트 유닛의 두께가 증가되는 다른 문제점을 발생시키게 된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 액정표시모듈의 두께를 줄일 수 있는 백라이트 유닛을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 액정표시모듈의 휘도를 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 백라이트 유닛에서 제공되는 광의 균일도를 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고 휘도를 위해 배치되는 광원의 개수를 줄여 액정표시모듈의 제조비용을 절감시키는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광원의 구동에 따른 전력소비를 줄일 수 있는 액정표시모듈을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 액정패널에 조사되는 광을 생성하는 LED와, 액정패널과 LED 사이에 배치되고, 소정 형상을 가지는 복수의 프리즘 패턴을 포함하여 LED로부터 입사되는 광을 액정패널로 안내하는 확산판과, LED의 하부에 배치되어 전반사된 광을 액정패널 방향으로 반사시키는 반사판과, 확산판 상에 배치되는 적어도 1매의 광학 시이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 확산판은 폴리카보네이트(polycarbonate: PC), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate: PMMA), MS(methlystylene) 수지, 폴리스타이렌(Polystyrene: PS), 폴리에틸렌(polyethylene: PET) 중 적어도 하나의 기재로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 확산판은 LED로부터의 광이 입사되는 베이스층과 복수의 프리즘 패턴을 포함하고, 베이스층과 프리즘 패턴은 서로 다른 굴절율을 가지는 기재로 형성되는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 프리즘 패턴은 밑변이 길이가 300um(±50um), 높이가 80~100um을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 프리즘 패턴은 밑변과 측변 간의 사이각이 45°~55°로 형성되는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 따른 본 발명은 액정표시모듈의 색 균일도 및 휘도를 향상시킬 수 있다.
실시 예에 따른 본 발명은 백라이트 유닛에서 제공되는 광의 균일도를 향상시킬 수 있다.
실시 예에 따른 본 발명은 광원의 개수를 줄여 액정표시모듈의 제조비용을 절감시킬 수 있다.
실시 예에 따른 본 발명은 광원의 구동에 따른 발열 및 전력소비를 줄일 수 있다.
실시 예에 따른 본 발명은 백라이트 유닛의 두께를 감소시켜, 박형의 액정표시모듈을 제공할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛 및 액정표시모듈에 대하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛과 이를 이용한 액정표시모듈을 나타내는 단면도이다. 도 4에서는 광원으로 복수의 LED(130))를 적용한 직하형 백라이트 유닛을 도시하고 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시모듈은 입력되는 영상 데이터에 따라 액정의 광 투과율을 조절하여 영상을 표시하는 액정패널(160)과, 액정패널(160)에 광을 공급하기 백라이트 유닛과, 상기 백라이트 유닛을 실장하는 커버 보텀(110)을 포함한다. 여기서, 백라이트 유닛은 복수의 LED(130)와, 반사판(120)과, 확산판(140)과, 광학 시이트(150)를 포함한다.
상기 액정패널(160)은 제어용 스위치(TFT)들이 형성되는 하부 기판과, 컬러필터층이 형성되는 상부 기판과, 상부 및 하부 기판 사이에 셀갭을 일정하게 유지시키기 위한 스페이서 및 스페이서에 의해 마련된 공간에 채워진 액정층을 포함한 다.
액정패널(160)은 수직으로 교차 배열된 게이트 라인(미도시)과 데이터 라인(미도시)에 의해 화소 영역이 정의되는데, 상기 화소 영역 상에는 ITO(Indium Tin Oxide)와 같이 투명 금속으로 형성된 화소 전극이 상기 데이터 라인과 평행한 방향으로 배치되고, 상기 데이터 라인과 게이트 라인이 수직으로 교차 배열된 영역에는 스위칭 소자인 TFT가 형성된다. 상기 게이트 라인에 인가되는 구동신호에 의해 TFT가 턴-온되면, 상기 데이터 라인에 인가된 데이터 신호가 상기 TFT의 채널층을 통하여 상기 화소 전극으로 영상신호 인가되고, 이를 통해 액정의 광 투과량을 조절하여 화상을 표시하게 된다.
백라이트 유닛은 액정패널(160)에 조사되는 광을 생성하는 복수의 LED(130)와, LED(130)에서 발생된 광을 상기 액정패널(160) 방향으로 반사시키는 반사판(120)과, LED(130)로부터 일정 이격 거리를 두고 배치되어 LED(130)로부터 발생된 광을 확산시키는 확산판(140)과, LED(130)에서 발생된 광을 편광/집광 시키는 광학 시이트(150)를 포함한다. 여기서, 광학 시이트(150)는 1매 또는 2매 이상으로 구성될 수 있으며, 광학 시이트(150)는 확산판(140)으로부터 출사되는 광을 수직으로 일으켜 광 효율을 향상시킨다.
커버 보텀(110)는 바닥면과 바닥면으로부터 절곡된 면을 가지며, 이러한 커버 보텀(110)의 바닥면에는 LED(130)에서 생성된 광 중에서 커버 보텀(110) 방향으로 전반사 된 광을 액정패널(160) 방향으로 반사시켜 액정패널(160)에 입사되는 광 량을 증가시키기 위한 반사판(120)이 배치되고, 상기 반사판(120) 상에 광을 생성 하는 복수의 LED(130)가 어레이 형태로 배열되어 실장된다.
확산판(140)은 복수의 LED(130)로부터 입사된 광을 액정패널(160)의 정면 방향으로 향하게 하고, 광을 확산시켜 넓은 범위에서 균일한 분포를 가지도록 하여 확산된 광을 액정패널(160)에 조사한다.
이러한 확산판(140)은 도 5 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 광이 입사되는 입사면을 가지고 입사되는 광을 확산시키는 평평(flat)한 베이스층(142)과, 상기 베이스층(145) 상에 형성되어 출사되는 광을 액정패널(160)의 전면 방향으로 향하게 하고, 액정패널(160)의 전면에 걸쳐 균일하게 조사되도록 소정 형상을 가지는 프리즘 패턴(145)을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 확산판(140)은 폴리카보네이트(polycarbonate: PC), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate: PMMA), MS(methlystylene) 수지, 폴리스타이렌(Polystyrene: PS), 폴리에틸렌(polyethylene: PET) 등의 기재로 형성될 수 있으며, 상기 베이스층(142)과 상기 프리즘 패턴(145)은 서로 다른 기재로 형성될 수 있다.
여기서, 프리즘 패턴(145)은 일 예로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 상부의 꼭지점이 절단된 피라미드 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 여기서, 프리즘 패턴(145)은 밑변의 가로 및 세로의 길이가 300um(±50um), 높이가 70~120um가 되도록 형성될 수 있다. 이때, 프리즘 패턴(145)의 밑변과 측변 간의 사이각은 45° 내지 55°가 되도록 형성될 수 있다. 이때, 프리즘 패턴(145)의 밑변 길이와 높이의 비율은 1:0.2 ~ 1:0.3로 형성될 수 있으면, 바람직하게는 1:0.26으로 형성될 수 있 다.
상술한 설명에서는 확산판(140)의 상측에 형성되는 프리즘 패턴(145)이 피라미드 형상을 가지는 것으로 설명하였으나 이는 일 예를 나타낸 것이고, 도 7에 도시된 바와 같이, 반구 형상, 일정 곡률을 가지는 렌티큘러 형상, 하부에서 상부로 갈수록 지름이 좁아지는 육면체 또는 원기둥 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
또한, 상술한 설명에서는 확산판(140)의 상측에 프리즘 패턴(145)이 형성되는 것으로 설명하였으나, 이는 일 예를 나타낸 것이고 도 8에 도시된 바와 같이, 프리즘 패턴(145)이 확산판(142)의 하측에 형성될 수 있다.
여기서, 확산판(140)에 형성되는 프리즘 패턴(145)은 사출 또는 압출 방식으로 베이스층(142)을 먼저 형성한 후, 소정 패턴이 형성된 몰드물을 핫 프레스 방식으로 가압하여 프리즘 패턴(145)을 형성할 수 있다. 또한, 공압출을 이용해 베이스층(142)과 프리즘 패턴(145)을 별도로 형성하거나, 베이스층(142) 상에 프리즘 패턴(145)을 형성하기 위한 UV 경화제, 아크릴계 모노머, 올리고머, 폴리머 또는 바인더를 적층시킨 후, UV 큐어링 하는 방법으로 형성할 수 있다.
이하, 도 9 및 도 10을 결부하여 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 구성하는 확산판(140)에 입사되어 출사되는 광 경로에 대하여 설명하기로 한다.
확산판(140)은 상술한 바와 같이, 고굴절 재질로 형성된 베이스층(142)과 저굴절 재질로 형성된 프리즘 패턴(145)으로 구성된다. LED(130)에서 출사되어 확산판(140)에 입사되는 광은 2가지 경계 면(베이스층(142) - 프리즘 패턴(145) - 에어(air))을 경유하게 되는데, 이 때 각 매질의 굴절율의 차이로 인해 굴절 및 전반 사가 일어난다.
LED(130)에서 출사되는 광은 직진하는 특성으로 인해, LED(130)와 수직한 부분에 광이 집중되게 된다. 따라서, LED(130)와 수직한 부분은 밝고(명부 생성), LED(130)와 수직하지 않은 부분은 어둡게(암부 생성) 된다.
따라서, 종래 기술에서는 확산판의 베이스층에 비즈(beads)를 삽입하여 광이 비즈에 의해 확산되는 광과 (①) 굴절율 차이(베이스층과 에어)에 의해 굴절(②)/반사(③)되는 광으로 암부를 제거하였지만, 인접한 LED 간의 간격 대비 LED와 확산판 간의 높이의 비율이 1.16(간격/높이)보다 작아지면 암부가 생성되는 한계를 가지고 있다.
반면, 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 확산판(140)은 베이스층(142)과 프리즘 패턴(145)으로 구성되어, 2가지 경계면(베이스층(142) - 프리즘 패턴(145) - 에어(air))을 경유하면서 각 층간의 굴절율 차이에 의해 굴절(⑤, ⑥) 및 전 반사(④)가 일어나게 된다. 그리고, 전반사되어 액정패널(160)의 하부 방향으로 향하는 광은 반사판(120) 및 LED(130)에서 반사되어 액정패널 방향으로 향하게 된다.
즉, 직진되는 광이 프리즘 패턴(145)에 의해 전반사 되어, 직진하는 광으로 인해 발생되는 밝은 부분을 감소시키고, 전반사 된 광과 굴절율 차이로 인해 반사된 광들이 서로 혼합되어 어두운 부분을 제거함으로써 광의 균일도를 향상시킬 수 있다.
전반사는 각 매질의 굴절율 차이와 입사하는 각도에 의해 일어나게 되는데 확산판(140)의 베이스층(142) 프리즘 패턴(145)을 각각 다른 매질로 형성하면, 베이스층(142)과 프리즘 패턴(145)의 굴절율 차이로 인해 굴절 및 전반사가 조절되어 광 균일도를 개선시킬 수 있다. 일 예로서, 베이스층(142)을 1.59의 굴절율을 가지는 재질(예를 들면, PS(polystryene))로 형성하고, 프리즘 패턴(145)을 굴절율이 1.39 ~ 1.51 사이의 매질로 형성하면, 확산판(140) 내에서 광의 전반사를 감소시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 상술한 확산판(140)을 통해, 액정패널에 조사되는 광의 휘도를 증가시키고, 광 균일도를 향상시킬 수 있다.
이하, 도 11 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 적용 시, 출사되는 광의 프로파일에 대하여 설명하기로 한다.
도 11 내지 도 13에서는 베이스층(142)의 상부에 프리즘 패턴(145)이 형성된 확산판(140)을 적용하였고, 프리즘 패턴(145)의 높이 또는 프리즘 패턴(145) 내부의 밑변과 측변 간의 사이각의 각도를 달리하여 실험한 결과를 나타내었다.
먼저, 도 6에 도시된 프리즘 패턴(145)을 포함하는 확산판(140)을 적용한 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 광 프로파일과 종래 기술에 따른 백라이트 유닛의 광 프로파일을 비교하여 도 11에 도시하였다. 이때, 종래 기술과 본 발명의 광원은 동일한 수량의 LED를 사용하였다.
도 11을 참조하면, 종래 기술에 따른 백라이트 유닛은 액정패널의 전면에 걸쳐 균일한 광 분포를 가지게 하는 경우, 최고 5000(nit)의 휘도를 나타내고 있으 나, 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 액정패널의 전면에 걸쳐 균일한 광 분포를 가지게 하면서도 최고 8000(nit)이 휘도를 나타냄을 알 수 있다. 여기서, 종래 기술에서는 LED와 확산판 간의 간격이 33mm인 반면, 본 발명에서는 LED와 확산판 간의 간격을 20mm~25mm로 형성하여, 전체 액정표시모듈의 두께를 줄일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 상술한 확산판(140)을 통해 LED와 확산판 간의 간격을 줄여 액정표시모듈을 두께를 줄이면서도, 광을 균일 도 및 휘도를 향상시킬 수 있다.
도 12는 확산판(140)의 상부에 형성되는 패턴(145)이 밑변이 가로/세로 300um의 길이와, 100um의 높이를 가지는 경우에, 프리즘 패턴(145) 내부의 사이각을 45°, 50°, 55°로 다르게 형성하여 실험한 결과를 나타내고 있다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 액정패널의 전면에 걸쳐 수평 및 수직 방향에서 균일한 광 분포를 나타냄과 아울러, 최고 8000(nit)이 휘도를 나타냄을 알 수 있다.
도 13은 확산판(140)의 상부에 형성되는 패턴(145)이 밑변이 가로/세로 300um의 길이를 가지고, 프리즘 패턴(145) 내부의 사이각을 54°로 형성한 경우에, 프리즘 패턴(145)의 높이를 80um, 90um, 100um, 120um으로 다르게 형성하여 실험한 결과를 나타내고 있다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 액정패널의 전면에 걸쳐 수평 및 수직 방향에서 균일한 광 분포를 나타냄과 아울러, 최고 8000(nit)이 휘도를 나타냄을 알 수 있다. 특히, 밑변이 가로/세로 300um의 길이와 프리즘 패턴(145)의 내부 각도를 동일하게 형성한 경우, 프리즘 패턴(145)의 높이가 80um, 또는 100um인 경우에 가장 높은 휘도를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
상기 도 11 내지 도 13에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 무라 현상을 방지하여 광 균일도를 향상시키고, 액정패널의 전 영역에 걸쳐 높은 휘도의 광을 공급할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 적용할 경우, 액정표시모듈의 표시품질을 향상시킬 수 있다.
한편, 종래 기술에서는 액정패널의 전면에 걸쳐 균일한 광을 공급하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이, 커버 보텀의 하부 전면에 걸쳐 LED가 균일하게 배열된 LED PCB를 적용하였다.
반면, 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 도 14에 도시된 바와 같이, 어레이 형태의 LED PCB를 통해 LED(130)를 배열하여, LED PCB의 면적을 줄일 수 있다. 여기서, 인접한 LED(130) 간의 간격은 도 15에 도시된 바와 같이, 수평 방향(a)에서 40.5mm 수직 방향(b)에서 49.0mm로 형성할 수 있고, LED(130)와 확산판(140) 간이 간격을 20mm 내지 25mm(바람직하게는 21mm)로 형성할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛과 이를 이용한 액정표시모듈은 상술한 바와 같이, 종래 기술의 단점이었던 LED(130)와 대응되는 부분의 휘도가 상대적으로 다른 부분보다 높아 발생되는 무라 현상을 개선하여 광의 균일도를 향상시키고, LED(130)부터 액정패널(160)에 조사되는 광의 균일도 및 휘도를 향상시켜 액정표시모듈의 표시품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛과 이를 이용한 액정표시모듈은 확산판(140) 상부(또는 하부)에 소정 형상을 가지는 프리즘 패턴(145)을 형성시켜 백라이트 유닛의 두께를 줄이고, 종래 기술 대비 LED PCB 면적을 줄임과 아울러, 액정패널의 전면에 걸쳐 광의 균일도 및 높은 휘도를 얻기 위해 LED를 추가로 배치하지 않게 되어 액정표시모듈의 제조비용을 절감시킬 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당 업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1 종래 기술에 따른 액정표시모듈을 개략적으로 나타내는 단면도.
도 2 및 도3은 종래 기술에 따른 액정표시모듈의 광원 배치를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛과 이를 이용한 액정표시모듈을 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 확산판을 나타내는 사시도.
도 6은 도 5에 도시된 확산판의 프리즘 패턴을 나타내는 평면도 및 단면도.
도 7는 도 6에 도시된 프리즘 패턴의 다른 실시 예들을 나타내는 도면.
도 8은 도 5에 도시된 확산판의 다른 실시 예를 나타내는 도면.
도 9 및 도 10은 백라이트 유닛의 광 출사 경로를 나타내는 도면.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시모듈의 광 프로파일을 나타내는 도면.
도 14 및 도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛에서 광원의 배치방법을 나타내는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110: 커버 보텀 120: 반사판
130: LED 140: 확산판
142: 베이스층 145: 프리즘 패턴
150: 확산 시이트 160: 액정 패널

Claims (9)

  1. 액정패널에 조사되는 광을 생성하는 LED와;
    상기 액정패널과 LED 사이에 배치되고, 소정 형상을 가지는 복수의 프리즘 패턴을 포함하여 상기 LED로부터 입사되는 광을 상기 액정패널로 안내하는 확산판과;
    상기 LED의 하부에 배치되어 전반사된 광을 상기 액정패널 방향으로 반사시키는 반사판과;
    상기 확산판 상에 배치되는 적어도 1매의 광학 시이트를 포함하며,
    상기 LED와 상기 확산판 간의 간격은 20mm~25mm이며,
    상기 프리즘 패턴의 밑변의 길이와 높이가 3.75 : 1 ~ 3 : 1 비율로 형성되며,
    상기 확산판은
    상기 LED로부터의 광이 입사되는 베이스층과 상기 복수의 프리즘 패턴을 포함하고,
    상기 베이스층과 상기 프리즘 패턴은 서로 다른 굴절율을 가지는 기재로 형성되는 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 확산판은
    폴리카보네이트(polycarbonate: PC), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate: PMMA), MS(methlystylene) 수지, 폴리스타이렌(Polystyrene: PS), 폴리에틸렌(polyethylene: PET) 중 적어도 하나의 기재로 형성되는 백라이트 유닛.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 프리즘 패턴은
    밑변이 길이가 300um, 높이가 80~100um을 가지도록 형성되는 백라이트 유닛.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 프리즘 패턴은
    밑변과 측변 간의 사이각이 45°~55°로 형성되는 백라이트 유닛.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 프리즘 패턴은
    피라미드 형상을 가지는 백라이트 유닛.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 프리즘 패턴은
    반구 형상, 일정 곡률을 가지는 렌티큘러 형상, 하부에서 상부로 갈수록 지름이 좁아지는 육면체 또는 하부에서 상부로 갈수록 지름이 좁아지는 원기둥 형상을 가지는 백라이트 유닛.
  9. 입력되는 영상 신호에 따라 광 투과율을 조절하여 영상을 표시하는 액정패널과;
    상기 제 1 항 내지 제 2 항 또는 상기 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 백라이트 유닛과;
    상기 백라이트 유닛을 실장하는 커버 보텀을 포함하는 액정표시모듈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102516693B1 (ko) 2016-04-29 2023-03-31 엘지디스플레이 주식회사 Led 패키지 모듈 및 이를 갖는 디스플레이 장치
KR102284255B1 (ko) * 2019-01-24 2021-08-03 주식회사 엘엠에스 미니 led 또는 마이크로 led 백라이트 유닛용 광학 필름
KR102461674B1 (ko) * 2020-08-21 2022-11-02 주식회사 엘엠에스 광학필름

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008304501A (ja) * 2007-06-05 2008-12-18 Asahi Kasei Chemicals Corp 拡散板

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060250707A1 (en) * 2005-05-05 2006-11-09 3M Innovative Properties Company Optical film having a surface with rounded pyramidal structures
KR101157298B1 (ko) * 2007-12-14 2012-06-15 코오롱인더스트리 주식회사 광학 복합 부재
KR101469476B1 (ko) * 2007-12-31 2014-12-08 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 유닛

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008304501A (ja) * 2007-06-05 2008-12-18 Asahi Kasei Chemicals Corp 拡散板

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