KR101995777B1 - Backlight unit and liquid crystal display device including the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 도광판과; 상기 도광판의 일측에 위치하는 광원과; 상기 도광판 상부에 위치하며, 제 1 각도를 갖는 제 1 프리즘 패턴과 상기 제 1 프리즘 패턴을 덮는 저굴절 레진층과 상기 저굴절 레진층 상에 형성되며 상기 제 1 각도와 다른 제 2 각도를 갖는 제 2 프리즘 패턴을 포함하는 광학시트를 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.The present invention relates to a light guide plate, A light source positioned at one side of the light guide plate; A low refractive index resin layer disposed on the light guide plate and covering the first prism pattern having the first angle and the first prism pattern and a low refractive index resin layer formed on the low refractive index resin layer having a second angle different from the first angle, And a backlight unit including an optical sheet including a prism pattern.
Description
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 두께가 감소되고 높은 휘도의 빛을 제공할 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display, and more particularly, to a backlight unit and a liquid crystal display including the backlight unit, which can provide light with reduced thickness and high brightness.
동화상 표시에 유리하고 콘트라스트비(contrast ratio)가 큰 특징을 보여 TV, 모니터 등에 활발하게 이용되는 액정표시장치(liquid crystal display device : LCD)는 액정의 광학적이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)에 의한 화상구현원리를 나타낸다. A liquid crystal display device (LCD), which is advantageous for moving picture display and has a large contrast ratio and is actively used in TVs and monitors, exhibits optical anisotropy and polarization properties of a liquid crystal, And the like.
이러한 액정표시장치는 나란한 두 기판(substrate) 사이로 액정층을 개재하여 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수 구성요소로 하며, 액정패널 내의 전기장으로 액정분자의 배열방향을 변화시켜 투과율 차이를 구현한다.Such a liquid crystal display device has a liquid crystal panel in which a liquid crystal panel is interposed between two adjacent substrates through a liquid crystal layer as an essential component and changes the alignment direction of the liquid crystal molecules in an electric field in the liquid crystal panel to realize a difference in transmittance do.
하지만 액정패널은 자체 발광요소를 갖추지 못한 관계로 투과율 차이를 화상으로 표시하기 위해서 별도의 광원을 요구하고, 이를 위해 액정패널 배면에는 광원(光源)이 내장된 백라이트 유닛(backlight unit)이 배치된다.However, since the liquid crystal panel does not have its own light emitting element, a separate light source is required to display the difference in transmittance as an image. To this end, a backlight unit having a light source is disposed on the back of the liquid crystal panel.
백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 직하형(direct type)과 에지형(edge type)으로 구분될 수 있는데, 이중 에지형 백라이트 유닛은 소비전력, 액정표시장치의 두께 등에서 장점을 갖는다.The backlight unit can be classified into a direct type and an edge type according to the position of a light source. The double edge type backlight unit has advantages in power consumption, thickness of a liquid crystal display device, and the like.
종래 에지형 액정표시장치의 개략적인 단면도인 도 1을 참조하여, 보다 자세히 설명한다.1, which is a schematic sectional view of a conventional edge type liquid crystal display device, will be described in more detail.
도 1에 도시된 바와 같이, 액정표시장치는 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20), 메인 프레임(30), 버텀 프레임(50), 탑 프레임(40)으로 구성된다. 1, the liquid crystal display comprises a
액정패널(10)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로써 액정층(미도시)을 사이에 두고 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(12, 14)으로 구성된다. The
상기 제 1 및 제 2 기판(12, 14) 각각의 외측에는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 제 1 및 제 2 편광판(19a, 19b)이 각각 부착된다. First and
상기 백라이트 유닛(20)은 상기 액정패널(10)의 배면에 위치하여 상기 액정패널(10)로 빛을 공급한다.The backlight unit 20 is positioned on the rear surface of the
백라이트 유닛(20)은 광원으로 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL), 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp), 그리고 발광다이오드(Light Emitting Diode : LED, 이하 LED라 함) 등을 사용한다. The backlight unit 20 uses a cold cathode fluorescent lamp (CCFL), an external electrode fluorescent lamp, and a light emitting diode (LED) do.
이중에서 특히, LED는 소형, 저소비 전력, 고신뢰성 등의 특징을 겸비하여 표시용 광원으로서 널리 이용되고 있는 추세이다.In particular, LEDs are widely used as light sources for displays, having characteristics such as small size, low power consumption, and high reliability.
상기 백라이트 유닛(20)은 메인 프레임(30)의 적어도 일측 가장자리 길이방향을 따라 배열되는 LED(light emitting diode) 어셈블리(29)와, 버텀 프레임(50) 상에 안착되는 백색 또는 은색의 반사판(25)과, 상기 반사판(25) 상에 안착되는 도광판(23) 및 상기 도광판(23) 상부에 위치하는 광학시트(21)를 포함한다.The backlight unit 20 includes a light emitting diode (LED)
이때, LED 어셈블리(29)는 도광판(23)의 일측에 위치하며, 다수의 LED(29a)와, LED(29a)가 장착되는 LED 인쇄회로기판 PCB(printed circuit board, 29b)을 포함한다. The
상기 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20)은 가장자리가 사각테 형상의 메인 프레임(30)으로 둘려진 상태로 상기 액정패널(10) 상면 가장자리를 두르는 탑 프레임(40), 그리고 백라이트 유닛(20)의 배면을 덮는 버툼 프레임(50)이 각각 전후방에서 결합되어 메인 프레임(30)을 매개로 일체화된다. The
전술한 구성의 액정표시장치에 있어서, 상기 LED(29b)의 빛은 상기 도광판(23)에 입사된 후 상기 광학시트(21)를 거쳐 상기 액정패널(10)로 공급된다. The light of the
그런데, 상기 도광판(23)의 상부면을 통과하는 빛은 상기 액정패널(10)에 비스듬하기 때문에, 상기 광학시트(21)를 통과하면서 상기 액정패널(10)에 수직하도록 조절되어야 한다.Since the light passing through the upper surface of the
이를 위해, 상기 광학시트(21)는 다수의 확산시트와 다수의 집광시트를 포함하게 된다.To this end, the
종래 광학시트의 개략적인 단면도인 도 2를 참조하여, 보다 자세히 설명한다.2, which is a schematic sectional view of a conventional optical sheet, will be described in more detail.
도 2에 도시된 바와 같이, 광학시트(21)는 도광판(도 1의 23) 상부로 순차 적층되는 제 1 확산시트(21a), 제 1 프리즘 시트(21b), 제 2 프리즘 시트(21c) 및 제 2 확산시트(21d)를 포함한다.2, the
상기 제 1 및 제 2 프리즘 시트(21b, 21c) 각각은 베이스(60, 64) 상에 프리즘 패턴(62, 66)이 형성되어 있으며, 상기 제 1 및 제 2 프리즘 시트(21b, 21c)의 프리즘 패턴(62, 66)은 서로 수직 교차하도록 배열되어 있다.Each of the first and
전술한 광학시트(21)에 의하면, 상기 액정패널(10)에 비스듬하게 상기 도광판(23)으로부터 출사되는 빛은 서로 다른 굴절률을 갖는 제 1 및 제 2 확산시트(21a, 21d)와 제 1 및 제 2 프리즘 시트(21c, 21d)에서의 스넬의 법칙과 상기 프리즘 패턴에 의해 상기 액정패널(10)에 수직하게 가공된다.According to the
그러나, 전술한 구성의 광학시트(21)는 2매의 확산시트(21a, 21d)와 2매의 프리즘(21b, 21c)을 필요로 하며, 이에 따라 백라이트 유닛(도 1의 20)의 두께가 증가되며 결과적으로 박형의 액정표시장치에 대한 요구를 충족시키지 못하게 된다.
However, the
본 발명에서는 광학시트의 두께에 의해 백라이트 유닛 및 액정표시장치의 두께가 증가하는 문제를 해결하고자 한다.
In the present invention, the thickness of the backlight unit and the liquid crystal display device is increased by the thickness of the optical sheet.
위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은 도광판과; 상기 도광판의 일측에 위치하는 광원과; 상기 도광판 상부에 위치하며, 제 1 각도를 갖는 제 1 프리즘 패턴과 상기 제 1 프리즘 패턴을 덮는 저굴절 레진층과 상기 저굴절 레진층 상에 형성되며 상기 제 1 각도와 다른 제 2 각도를 갖는 제 2 프리즘 패턴을 포함하는 광학시트를 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a light guide plate comprising: a light guide plate; A light source positioned at one side of the light guide plate; A low refractive index resin layer disposed on the light guide plate and covering the first prism pattern having the first angle and the first prism pattern and a low refractive index resin layer formed on the low refractive index resin layer having a second angle different from the first angle, And a backlight unit including an optical sheet including a prism pattern.
본 발명의 백라이트 유닛에 있어서, 상기 제 1 각도와 상기 제 2 각도 중 어느 하나는 70~85도이고 다른 하나는 85~95도인 것을 특징으로 한다.In the backlight unit of the present invention, one of the first angle and the second angle is 70 to 85 degrees and the other is 85 to 95 degrees.
본 발명의 백라이트 유닛에 있어서, 상기 저굴절 레진층은 상기 제 1 및 제 2 프리즘 패턴보다 작은 굴절률을 갖는 것을 특징으로 한다.In the backlight unit of the present invention, the low refractive index resin layer has a refractive index smaller than that of the first and second prism patterns.
본 발명의 백라이트 유닛에 있어서, 상기 저굴절 레진층의 굴절률은 1.1~1.3인 것을 특징으로 한다.In the backlight unit of the present invention, the refractive index of the low refractive index resin layer is 1.1 to 1.3.
본 발명의 백라이트 유닛에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 프리즘 패턴의 굴절률은 1.5~1.65인 것을 특징으로 한다.In the backlight unit of the present invention, the refractive indices of the first and second prism patterns are 1.5 to 1.65.
본 발명의 백라이트 유닛에 있어서, 상기 저굴절 레진층은 상기 제 1 프리즘 패턴을 완전히 덮는 것을 특징으로 한다.In the backlight unit of the present invention, the low refractive index resin layer completely covers the first prism pattern.
본 발명의 백라이트 유닛에 있어서, 상기 제 1 프리즘 패턴은 상기 제 2 프리즘 패턴의 하부면과 상기 저굴절 레진층에 의해 이격되는 것을 특징으로 한다.In the backlight unit of the present invention, the first prism pattern may be separated from the lower surface of the second prism pattern by the low refractive index resin layer.
본 발명의 백라이트 유닛에 있어서, 상기 도광판 상부의 확산시트와 상기 확산시트 상의 베이스를 포함하고, 상기 제 1 프리즘 패턴은 상기 베이스 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.In the backlight unit of the present invention, a diffusion sheet on the light guide plate and a base on the diffusion sheet are provided, and the first prism pattern is formed on the base.
본 발명의 백라이트 유닛에 있어서, 상기 도광판 하부에 위치하는 반사판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
The backlight unit of the present invention is characterized by including a reflector positioned under the light guide plate.
다른 관점에서, 본 발명은 액정패널과; 상기 액정패널의 하부에 위치하며, 도광판과; 상기 도광판의 일측에 위치하는 광원과; 상기 도광판 상부에 위치하며, 제 1 각도를 갖는 제 1 프리즘 패턴과 상기 제 1 프리즘 패턴을 덮는 저굴절 레진층과 상기 저굴절 레진층 상에 형성되며 상기 제 1 각도와 다른 제 2 각도를 갖는 제 2 프리즘 패턴을 포함하는 광학시트를 포함하는 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
In another aspect, the present invention provides a liquid crystal display comprising: a liquid crystal panel; A light guide plate disposed below the liquid crystal panel; A light source positioned at one side of the light guide plate; A low refractive index resin layer disposed on the light guide plate and covering the first prism pattern having the first angle and the first prism pattern and a low refractive index resin layer formed on the low refractive index resin layer having a second angle different from the first angle, A liquid crystal display device including a backlight unit including an optical sheet including a prism pattern.
본 발명에 따른 백라이트 유닛에 있어서, 라미네이트 프리즘 시트를 이용함으로써 종래 4매로 이루어지는 광학시트에서 1매의 확산시트와 1매의 프리즘 시트를 생략할 수 있다. 따라서, 백라이트 유닛 및 액정표시장치의 두께가 감소된다.In the backlight unit according to the present invention, by using the laminate prism sheet, one diffusion sheet and one prism sheet can be omitted in the conventional optical sheet made of four sheets. Therefore, the thickness of the backlight unit and the liquid crystal display device is reduced.
또한, 라미네이트 프리즘 시트에 있어서, 저굴절 레진층을 사이에 두고 제 1 및 제 2 프리즘 패턴이 적층됨으로써 에어갭에 의한 얼룩과 프리즘의 접촉에 의한 얼룩 문제가 방지되는 효과를 갖는다.Further, in the laminate prism sheet, since the first and second prism patterns are laminated with the low refractive index resin interposed therebetween, there is an effect that the problem of staining due to the contact of the prism with the stain due to the air gap is prevented.
또한, 라미네이트 프리즘 시트에 있어서, 제 1 및 제 2 프리즘 패턴의 각도를 다르게 함으로써, 백라이트 유닛이 액정패널에 수직한 빛을 제공함으로써 휘도가 향상되는 효과를 갖는다.
In addition, in the laminated prism sheet, by changing the angle of the first and second prism patterns, the backlight unit provides light perpendicular to the liquid crystal panel, thereby improving brightness.
도 1은 종래 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 종래 광학시트의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 개략적인 분해 사시도이다.
도 4a 및 도 4b 각각은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛용 광학시트의 개략적인 사시도와 단면도이다.
도 5는 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛용 광학시트에서의 얼룩 문제를 보여주는 도면이다.
도 6a 및 도 6b 각각은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛용 광학시트의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛용 광학시트에서 빛의 진행 경로를 설명하기 위한 도면이다.1 is a schematic cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device.
2 is a schematic cross-sectional view of a conventional optical sheet.
3 is a schematic exploded perspective view of a liquid crystal display device according to the present invention.
4A and 4B are a schematic perspective view and a sectional view, respectively, of an optical sheet for a backlight unit according to the first embodiment of the present invention.
5 is a view showing a problem of staining in the optical sheet for a backlight unit according to the first embodiment.
6A and 6B are schematic cross-sectional views of an optical sheet for a backlight unit according to a second embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a path of light in an optical sheet for a backlight unit according to a second embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대해 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 개략적인 분해 사시도이다.3 is a schematic exploded perspective view of a liquid crystal display device according to the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 액정표시장치는 액정패널(110, 210), 백라이트 유닛(120, 220), 메인 프레임(130, 230), 탑 프레임(140, 240) 및 바텀 프레임(150, 250)을 포함한다.3, the liquid crystal display includes
상기 액정패널(110, 210)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층(미도시)을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제 1 기판(112, 212) 및 제 2 기판(114, 214)을 포함한다. The
도시하지 않았으나, 통상 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제 1 기판(112, 212)의 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. Although not shown, a plurality of gate lines and data lines cross each other on the inner surface of a
그리고 상부기판 또는 컬러필터기판이라 불리는 제 2 기판(114, 214)의 내면으로는 각 화소에 대응되는 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러의 컬러필터(color filter) 및 이들 각각을 두르며 게이트라인과 데이터라인 그리고 박막트랜지스터 등의 비표시요소를 가리는 블랙매트릭스(black matrix)가 구비된다. 또한, 이들을 덮는 투명 공통전극이 마련되어 있다. On the inner surfaces of the
상기 게이트 배선에 신호가 인가되어 상기 박막트랜지스터가 온 상태로 되면, 상기 데이터 배선을 통해 상기 화소전극에 신호가 인가된다. 이에 따라, 상기 화소전극과 상기 공통전극 사이에 전계가 형성되고, 상기 액정층의 액정분자가 상기 전계에 의해 구동된다.When a signal is applied to the gate line to turn on the thin film transistor, a signal is applied to the pixel electrode through the data line. As a result, an electric field is formed between the pixel electrode and the common electrode, and the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are driven by the electric field.
상기 액정패널(110, 210)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판 같은 연결부재(116, 216)를 매개로 게이트 및 데이터 인쇄회로기판(117, 217)이 연결되어 모듈화 과정에서 메인 프레임(130, 230)에 밀착된다. The gate and data printed
또한, 상기 액정패널(110, 210)의 상기 제 1 기판(112, 212) 및 제 2 기판(114, 214)과 액정층의 경계부분에는 액정의 초기 분자배열 방향을 결정하는 배향막(미도시)이 개재되고, 그 사이로 충진되는 액정층의 누설을 방지하기 위해 상기 제 1 기판(112, 212) 및 제 2 기판(114, 214)의 가장자리를 따라 씰패턴(미도시)이 형성된다. 상기 제 1 기판(112, 212) 및 제 2 기판(114, 214) 각각의 외면으로는 제 1 및 제 2 편광판(미도시)이 부착된다. An alignment film (not shown) for determining the initial alignment direction of the liquid crystal is formed at the boundary between the
상기 백라이트 유닛(120, 220)은 상기 액정패널(110, 210)의 하부에 위치하여 빛을 공급하며, 전술한 바와 같이 상기 액정층의 액정분자가 구동되어 발생하는 투과율의 차이가 외부로 발현됨으로써 액정표시장치는 영상을 구현하게 된다.The
상기 백라이트 유닛(120, 210)은 도광판(123, 223), 반사판(125, 215), 광학시트(121, 221) 및 LED 어셈블리(129, 229)를 포함한다.The
상기 도광판(123, 223)은 상기 액정패널(110, 210)의 하부에 위치하며, 상기 반사판(125, 225)는 상기 도광판(123, 223)의 배면에 위치한다. 또한, 상기 광학시트(121, 221)는 상기 도광판(123, 223)의 상부, 즉 상기 액정패널(110, 210)과 상기 도광판(123, 223) 사이에 위치한다.The
상기 LED 어셈블리(129, 229)는 상기 도광판(123, 223)의 일측에 위치하여 상기 도광판(123, 223)을 향해 빛을 공급한다. 즉, 상기 LED 어셈블리(129, 229)로부터 출사되는 빛은 상기 도광판(123, 223)으로 입사된 후 전반사에 의해 상기 도광판(123, 223) 내부에 골고루 퍼지고 상기 광학시트(121, 221)를 거쳐 균일한 면광원이 되어 상기 액정패널(110, 210)에 제공된다. The
상기 도광판(123, 223)은 균일한 면광원을 공급하기 위해 배면에 특정 모양의 패턴(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 패턴은 타원형(elliptical shape), 다각형(polygon shape), 홀로그램 패턴(hologram pattern)일 수 있다. The
상기 반사판(125, 225)은 상기 도광판(123, 223) 배면에서 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킨다. 추후 설명되는 바와 같이, 상기 광학시트(121, 221)는 확산시트와 라미네이트 프리즘 시트를 포함한다.The
상기 LED 어셈블리(129, 229)는 상기 도광판(123, 223)과 평행하게 위치하는 LED 인쇄회로기판(129a, 229a)과 상기 LED 인쇄회로기판(129a, 229a) 상에 실장되며 측면을 통해 빛을 발산하는 다수의 LED(129b, 229b)를 포함한다. The
상기 메인 프레임(130, 230)은 상기 액정패널(110, 210)과 상기 백라이트 유닛(120, 220)의 측면을 감싸며, 상기 바텀 프레임(150, 250)은 상기 백라이트 유닛(120, 220)의 배면을 덮는다. 또한, 상기 탑 프레임(140, 240)은 상기 액정패널(110, 210)의 전면(前面) 가장자리를 덮고 상기 메임 프레임(130, 230) 및 상기 바텀 프레임(140, 240)과 결합되어 액정표시장치를 구성한다.The
이하, 도면을 참조하여 광학시트의 구성에 대하여 보다 자세히 설명한다.Hereinafter, the configuration of the optical sheet will be described in more detail with reference to the drawings.
도 4a 및 도 4b 각각은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛용 광학시트의 개략적인 사시도와 단면도이다.4A and 4B are a schematic perspective view and a sectional view, respectively, of an optical sheet for a backlight unit according to the first embodiment of the present invention.
도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학시트(121)는 확산시트(121a)와 라미네이트 프리즘 시트(121b)로 이루어진다. 상기 확산시트(121a)는 상기 도광판(123) 상에 위치하고, 상기 라미네이트 프리즘 시트(121b)는 상기 확산판(121a) 상에 적층된다. As shown in FIG. 4A, the
상기 라미네이트 프리즘 시트(121b)는 제 1 베이스(160)와 제 1 프리즘 패턴(162)으로 이루어지는 제 1 프리즘 시트(164)와 제 2 베이스(170)와 제 2 프리즘 패턴(172)으로 이루어지는 제 2 프리즘 시트(174)를 포함한다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 프리즘 패턴(162, 172)은 서로 교차하도록 배열된다.The
도 4b를 참조하면, 상기 제 1 프리즘 시트(164)와 상기 제 2 프리즘 시트(174)는 서로 부착되어 상기 라미네이트 프리즘 시트(121b)를 구성한다. 상기 제 1 프리즘 시트(164)의 제 1 프리즘 패턴(162)이 상기 제 2 프리즘 시트(174)의 제 2 베이스(170)과 접촉하도록 상기 제 1 및 제 2 프리즘 시트(164, 174)가 합착된다.Referring to FIG. 4B, the
전술한 바와 같이, 도광판(123)으로부터 출사되는 빛은 액정패널(110) 면에 기울어진 상태를 갖는다. 이러한 빛은 상기 제 1 및 제 2 프리즘 시트(164, 174)로 구성된 라미네이트 프리즘 시트(121b)를 통과하면서 상기 액정패널(110) 면에 수직한 빛으로 가공된다. As described above, the light emitted from the
따라서, 2매의 확산시트와 2매의 프리즘 시트를 포함하는 종래의 광학시트 구성과 비교하여 보면, 1매의 확산시트와 1매의 프리즘 시트를 생략할 수 있기 때문에, 백라이트 및 액정표시장치의 두께가 감소된다. 또한, 제조 원가 측면에서도 장점을 갖는다.Therefore, as compared with the conventional optical sheet structure including two diffusion sheets and two prism sheets, one sheet of diffusion sheet and one sheet of prism sheet can be omitted. Therefore, the backlight and the liquid crystal display device The thickness is reduced. It also has advantages in terms of manufacturing cost.
그런데, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학시트를 포함하여 구성되는 액정표시장치에는 몇가지 문제점이 발생한다.However, some problems occur in the liquid crystal display device including the optical sheet according to the first embodiment of the present invention.
우선, 도 5를 참조하면, 제 1 및 제 2 프리즘 시트(164, 174)가 완전히 합착되지 못함으로써 제 1 및 제 2 프리즘 시트(164, 174) 사이의 간격이 불균일하게 될 수 있고, 이에 따라 Newton링(Newton's ring)이라 불리는 물결 모양의 얼룩이 발생한다.Referring to FIG. 5, since the first and
제 1 및 제 2 프리즘 시트(164, 174)가 합착되어 라미네이트 프리즘 시트(121b)를 형성할 때, 상기 제 1 프리즘 패턴(162)과 제 2 베이스(170) 사이에 공기가 존재하는 상태이며 이러한 에어 갭(air gap)에 전술한 얼룩 문제가 발생하게 된다. 즉, 제 1 프리즘 패턴(162)과 제 2 베이스(170)가 접착되어야 하는데 접착면 면적이 부족하기 때문에 부분적으로 접착이 되지 않아 갭 차이가 발생하게 된다. 이에 따라, 빛의 경로에 차이가 발생하며 빛의 위상차에 의한 광 간섭에 의해 Newton링이 발생하게 된다.Air is present between the
또한, 제 1 프리즘 패턴(162)과 제 2 베이스(170)가 접촉하는 지점에서 빛이 산란되어 화면 상에 도트 형태의 하얀 얼룩이 발생하게 되거나 하얀 선 형태의 얼룩이 발생한다.
In addition, light is scattered at a point where the
전술한 제 1 실시예의 문제점을 해결하기 위한 광학시트에 대하여 설명한다. An optical sheet for solving the problems of the first embodiment described above will be described.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛용 광학시트의 개략적인 단면도인 도 6a 및 도 6b를 참조하면,6A and 6B, which are schematic sectional views of an optical sheet for a backlight unit according to a second embodiment of the present invention,
본 발명의 제 2 실시예에 따른 광학시트(221)는 확산시트(221a)와 라미네이트 프리즘 시트(221b)로 이루어진다. 상기 확산시트(221a)는 상기 도광판(223) 상에 위치하고, 상기 라미네이트 프리즘 시트(221b)는 상기 확산판(221a) 상에 적층된다. The
상기 라미네이트 프리즘 시트(221b)는 베이스(260)와, 제 1 프리즘 패턴(262)과, 저굴절 레진층(266)과 제 2 프리즘 패턴(264)을 포함한다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 프리즘 패턴(262, 264)은 서로 교차하도록 배열된다.The
상기 제 1 프리즘 패턴(262)은 상기 베이스(260) 상에 형성되며, 상기 저굴절 레진층(266)은 상기 제 1 프리즘 패턴(262)을 덮고, 상기 제 2 프리즘 패턴(264)은 상기 저굴절 레진층(266) 상에 형성된다.The
상기 제 1 프리즘 패턴(262)는 제 1 각도(θ1)를 갖고, 상기 제 2 프리즘 패턴(264)은 상기 제 1 각도(θ1)와 다른 제 2 각도(θ2)를 갖는다. 예를 들어, 상기 제 1 각도(θ1)는 상기 제 2 각도(θ2)보다 작을 수 있다. 상기 제 2 각도(θ2)는 약 85~95도이고, 상기 제 1 각도(θ1)는 70~85도일 수 있다. 이와 달리, 상기 제 1 각도(θ1)는 상기 제 2 각도(θ2)보다 클 수도 있다. 즉, 본 발명에서는 상기 제 1 및 제 2 프리즘 패턴(262, 264)이 서로 다른 각도를 갖도록 구성되는 한, 그 각도의 상대적 대소 관계에는 제한이 없다.The
상기 베이스 필름(260)은 약 1.5~1.6의 굴절률을 갖는 물질로 이루어진다. 예를 들어, 상기 베이스 필름(260)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET) 또는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC)로 이루어질 수 있다.The
상기 제 1 프리즘 패턴(262) 및 상기 제 2 프리즘 패턴(264)는 약 1.5~1.65의 굴절률을 갖는 물질로 이루어진다. 예를 들어, 상기 제 1 프리즘 패턴(262)은 상기 베이스(260)를 이루는 물질의 굴절률보다 작고 약 1.55의 굴절률을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제 2 프리즘 패턴(264)은 약 1.59의 굴절률을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 프리즘 패턴(262, 264)은 아크릴 레진으로 이루어질 수 있다.The
또한, 상기 저굴절 레진층(266)은 약 1.1~1.3의 굴절률을 갖는 물질로 이루어진다. 상기 저굴절 레진층(266)은 점착 특성을 가지며, Polytetrafluoroethylene (PTFE)와 같이 불소계 화합물을 포함하여 이루어지거나 실리카와 같은 다공성 물질로 이루어질 수 있다.The low refractive
또한, 상기 베이스(260), 상기 제 1 프리즘 패턴(262), 상기 저굴절 레진층(266) 및 상기 제 2 프리즘 패턴(264) 각각은 제 1 내지 제 4 두께(t1, t2, t3, t4)를 갖는다. Each of the
전술한 베이스(260), 제 1 프리즘 패턴(262), 저굴절 레진층(266) 및 제 2 프리즘 패턴(264) 각각을 이루는 물질의 굴절률은 액상을 기준으로 한 것이다.The refractive index of the material constituting each of the
상기 저굴절 레진층(266)의 제 3 두께(t3)는 상기 베이스(260)의 제 1 두께(t1)보다 작고 제 1 프리즘 패턴(262)의 제 2 두께(t2)보다 크다. 따라서, 상기 상기 저굴절 레진층(266)은 제 1 프리즘 패턴(262)을 완전히 덮는다. 또한, 상기 제 1 프리즘 패턴(262)의 제 2 두께(t2)는 상기 제 2 프리즘 패턴(264)의 제 4 두께(t4)보다 크다.The third thickness t3 of the low
이와 달리, 상기 제 1 프리즘 패턴(262)의 제 1 각도(θ1)이 상기 제 2 프리즘 패턴(264)의 제 2 각도(θ2)보다 큰 경우에는, 상기 제 1 프리즘 패턴(262)의 제 2 두께(t2)는 상기 제 2 프리즘 패턴(264)의 제 4 두께(t4)보다 작게 된다.Alternatively, when the first angle [theta] 1 of the
예를 들어, 상기 베이스(260)의 제 1 두께(t1)는 약 22~27㎛이고, 상기 제 1 프리즘 패턴(262)의 제 2 두께(t2)는 약 13~16㎛이다. 상기 저굴절 레진층(266)의 제 3 두께(t3)는 약 15~22㎛이며, 상기 제 2 프리즘 패턴(264)의 제 4 두께(t4)는 약 10~12㎛이다. 따라서, 상기 제 1 프리즘 패턴(262)과 상기 제 2 프리즘 패턴(264) 사이의 상기 저굴절 레진층(266)은 약 2~7㎛의 두께를 갖게 된다. 다시 말해, 상기 제 1 프리즘 패턴(262)은 상기 제 2 프리즘 패턴(264)의 하부면으로부터 약 2~7㎛의 거리만큼 이격된다.For example, the first thickness t1 of the
본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛용 광학시트에서 빛의 진행 경로를 설명하기 위한 도면인 도 7을 참조하여, 빛의 진행 경로를 설명한다.A path of light will be described with reference to FIG. 7, which is a view for explaining the path of light in the optical sheet for a backlight unit according to the second embodiment of the present invention.
상기 LED(도 3의 229a)로부터 출사된 빛은 도광판(도 3의 223) 및 상기 확산시트(221a)를 통과하여 상기 베이스(260)로 입사된다. 이때, 상기 베이스(260)로 입사되는 빛은 상기 액정패널(도 3의 210) 면에 평행한 가상의 선(L)을 기준으로 제 3 각도(θ3)를 갖는다.The light emitted from the LED (229a in FIG. 3) passes through the light guide plate (223 in FIG. 3) and the
전술한 바와 같이, 상기 도광판(223)으로부터 출사되는 빛은 가상의 선(L)에 기울어져 있으며, 상기 확산시트(221a)를 지나면서 가공되어 제 3 각도(θ3)를 가지며 상기 베이스(260)로 입사된다.The light emitted from the
상기 베이스(260)로 입사된 빛은 스넬의 법칙에 의해 굴절되어 상기가상의 선(L)에 대하여 제 4 각도(θ4)를 갖도록 가공되며, 상기 베이스(260)와 상기 제 1 프리즘 패턴(262)의 경계면에서 굴절되어 상기 가상의 선(L)에 대하여 제 5 각도(θ5)를 갖게 된다.The light incident on the
또한, 상기 제 1 프리즘 패턴(262)과 상기 저굴절 레진층(266)의 경계면에서 다시 굴절되어 상기 가상의 선(L)에 대하여 제 6 각도(θ6)를 갖게 되며, 상기 저굴절 레진층(266)과 상기 제 2 프리즘 패턴(265)의 경계면에서 굴절되어 상기 가상의 선(L)에 대하여 제 7 각도(θ7)를 갖게 된다.Further, the
또한, 상기 제 2 프리즘 패턴(264)과 그 상부의 공기 층 경계면에서 굴절되며 상기 가상선의 선(L)에 대하여 제 8 각도(θ8)를 가지면서 상기 액정패널(210)에 공급된다. The
이와 같이 도광판(221)을 포함하는 백라이트 유닛(220)에 있어서, 상기 제 1 프리즘 패턴(262) 및 제 2 프리즘 패턴(264) 각각이 80도, 90도의 각을 갖는 경우 빛의 경로에 대한 시뮬레이션 결과를 아래 표2에 기재한다.When the
레진층The first prism -> low refraction
Resin layer
표1 및 표2에서 보여지는 바와 같이, 약 36도의 각도로 광학시트(221)에 입사되는 빛은 확산시트(221a)와 라미네이트 프리즘 시트(221b)를 통과하면서 약 90도의 각도로 출사된다. 즉, 액정패널의 면에 수직한 빛이 제공된다. 따라서, 액정표시장치의 휘도가 향상되는 효과를 갖는다.As shown in Table 1 and Table 2, light incident on the
확산시트(221a)에서의 출사각이 약 30~40도를 갖는 경우, 제 2 프리즘 패턴(264)의 각도를 90도로 고정하고 제 1 프리즘 패턴(262)의 각도를 74~84도 정도로 조절함으로써 광학시트(221)에서 최종적으로 출사되는 빛이 액정패널의 면에 수직하게 된다.When the angle of emergence from the
전술한 구성의 광학시트(221)에서, 상기 저굴절 레진층(266)이 상기제 1 프리즘 패턴(262)을 완전히 덮고 상기 제 2 프리즘 패턴(264)가 상기 저굴절 레진층(266) 상에 형성되기 때문에, 상기 제 1 및 제 2 프리즘 패턴(262, 264)은 상기 저굴절 레진층(266)에 의해 완전히 접착된 상태가 되며 상기 제 1 및 제 2 프리즘 패턴(262, 264) 사이에 에어 갭이 발생하지 않는다. 따라서, 제 1 실시예에서와 같이 Newton링의 문제는 발생하지 않는다.In the
또한, 상기 제 1 프리즘 패턴(262)이 상기 제 2 프리즘 패턴(264) 또는 제 2 베이스(도 4b의 170)과 접촉하지 않기 때문에, 빛 산란에 의한 얼룩 문제 역시 방지된다.Also, because the
즉, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광학시트를 포함하는 백라이트 및 액정표시장치는 얼룩 등의 문제를 발생시키지 않으면서 1매의 확산시트와 1매의 프리즘 시트가 생략되어 두께가 감소된다.
That is, the backlight and the liquid crystal display device including the optical sheet according to the second embodiment of the present invention are reduced in thickness by omitting one diffusion sheet and one prism sheet without causing problems such as stains.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It can be understood that
110, 210: 액정패널 120, 220: 백라이트 유닛
123, 223: 도광판 125, 225: 반사판
121, 221: 광학시트 121a, 221a: 확산시트
121b, 221b: 라미네이트 프리즘 시트 160, 170, 260: 베이스
162, 172, 262, 264: 프리즘 패턴 266: 저굴절 레진층110, 210:
123 and 223: a
121 and 221:
121b, 221b:
162, 172, 262, 264: prism pattern 266: low refractive index resin layer
Claims (12)
상기 도광판의 일측에 위치하는 광원과;
상기 도광판 상부에 위치하며, 제 1 각도를 갖는 제 1 프리즘 패턴과 상기 제 1 프리즘 패턴을 덮는 저굴절 레진층과 상기 저굴절 레진층 상에 형성되며 제 2 각도를 갖는 제 2 프리즘 패턴을 포함하는 광학시트를 포함하고,
상기 제 1 각도는 상기 제 2 각도보다 작으며,
상기 도광판 상부의 확산시트와 상기 확산시트 상의 베이스를 포함하고, 상기 제 1 프리즘 패턴은 상기 베이스 상에 형성되며, 상기 제 2 프리즘 패턴은 베이스 없이 상기 저굴절 레진층 상에 직접 형성되는 백라이트 유닛.
A light guide plate;
A light source positioned at one side of the light guide plate;
And a second prism pattern disposed on the light guide plate and having a first prism pattern having a first angle and a low refractive index resin layer covering the first prism pattern and a second prism pattern having a second angle formed on the low refractive index resin layer, An optical sheet,
Wherein the first angle is less than the second angle,
Wherein the first prism pattern is formed on the base, and the second prism pattern is formed directly on the low refractive index resin layer without the base.
상기 제 1 각도는 70~85도이고 상기 제 2 각도는 85~95도인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
The method according to claim 1,
Wherein the first angle is 70-85 degrees and the second angle is 85-95 degrees.
상기 저굴절 레진층은 상기 제 1 및 제 2 프리즘 패턴보다 작은 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
3. The method of claim 2,
Wherein the low refractive index resin layer has a smaller refractive index than the first and second prism patterns.
상기 저굴절 레진층의 굴절률은 1.1~1.3인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
The method of claim 3,
Wherein the refractive index of the low refractive index resin layer is 1.1 to 1.3.
상기 제 1 및 제 2 프리즘 패턴의 굴절률은 1.5~1.65인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
The method of claim 3,
Wherein a refractive index of the first and second prism patterns is 1.5 to 1.65.
상기 저굴절 레진층은 상기 제 1 프리즘 패턴을 완전히 덮는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
3. The method of claim 2,
Wherein the low refractive resin layer completely covers the first prism pattern.
상기 제 1 프리즘 패턴은 상기 제 2 프리즘 패턴의 하부면과 상기 저굴절 레진층에 의해 이격되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
The method according to claim 6,
Wherein the first prism pattern is spaced apart from the lower surface of the second prism pattern by the low refractive index resin layer.
상기 도광판 하부에 위치하는 반사판을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
The method according to claim 1,
And a reflective plate positioned below the light guide plate.
상기 액정패널의 하부에 위치하는제 1 항 내지 제 7 항, 제 9 항 중 어느 하나의 백라이트 유닛
을 포함하는 액정표시장치.
A liquid crystal panel;
The backlight unit according to any one of claims 1 to 7, 9,
And the liquid crystal display device.
상기 저굴절 레진층은 상기 베이스보다 작고 상기 제 1 프리즘 패턴보다 큰 두께를 갖는 백라이트 유닛.
The method according to claim 1,
Wherein the low refractive index resin layer is smaller than the base and has a thickness greater than that of the first prism pattern.
상기 제 1 프리즘 패턴과 상기 제 2 프리즘 패턴은 서로 교차하도록 배열되는 백라이트 유닛.The method according to claim 1,
Wherein the first prism pattern and the second prism pattern are arranged to cross each other.
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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 | ||
GRNT | Written decision to grant |