KR102130455B1 - 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 표시장치 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 백라이트 유닛은 광원부와, 상기 광원부의 일측에 배치된 도광판과, 상기 도광판 상에 배치되어 서로 다른 단차를 가지는 제1 패턴 및 제2 패턴을 포함하는 제1 광학시트와, 상기 제1 광학시트 상에 접합되어 하부에 비정형의 제1 비드층이 형성된 제2 광학시트를 포함한다.
실시예는 제2 확산시트의 하부에 비정형의 비드층을 형성함으로써, 제1 확산시트와 제2 확산시트의 접합 부분의 휘도 손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 구비하는 표시장치{BACKLIGHT UNIT AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
실시예는 휘도 효율을 향상시키기 위한 표시장치에 관한 것이다.
최근 정보화 사회가 발전함에 따라 디스플레이 분야에 대한 요구도 다양한 형태로 증가하고 있으며, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비 전력화 등의 특징을 지닌 여러 평판표시장치(Flat Panel Display Device),예를 들어, 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel Device), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display Device) 등이 연구되고 있다.
액정표시장치는 패널과, 상기 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛으로 이루어진다. 백라이트 유닛은 주로 LED 소자를 광원으로 하여 사용하고 있으며, 광의 확산 효과 및 균일한 휘도를 발생시키기 위해 백라이트 유닛에는 제1 광학시트 및 제2 광학시트를 포함한다.
종래 광학 시트에는 광학 시트의 수 저감의 목적으로 2개의 시트를 1개의 시트로 적용하기 위해 합지시키고 있으나, 제1 광학시트 및 제2 광학시트의 접합부 사이에 에어 갭이 사라지면서 광의 집광 기능이 저하되어 표시장치의 휘도는 저하되는 문제점이 발생된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 실시예는 표시장치의 휘도를 향상시키기 위한 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 표시장치에 관한 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 실시예에 따른 백라이트 유닛은 광원부와, 상기 광원부의 일측에 배치된 도광판과, 상기 도광판 상에 배치되어 서로 다른 단차를 가지는 제1 패턴 및 제2 패턴을 포함하는 제1 광학시트와, 상기 제1 광학시트 상에 접합되어 하부에 비정형의 제1 비드층이 형성된 제2 광학시트를 포함한다.
실시예는 제2 확산시트의 하부에 비정형의 비드층을 형성함으로써, 제1 확산시트와 제2 확산시트의 접합 부분의 휘도 손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 실시예는 제1 확산시트에 서로 다른 높이의 패턴들을 형성함으로써, 제1 확산시트와 제2 확산시트의 접합 부분의 휘도 손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 실시예는 제2 확산시트의 상부에 비정형의 비드층을 더 형성함으로써, 휘도를 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 광학시트를 포함하는 표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 광학시트를 나타낸 단면도이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 제1 광학시트를 통과하는 빛의 방향을 나타낸 단면도이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 제2 광학시트를 통과하는 빛의 방향을 나타낸 단면도이다.
도 5는 제1 실시예에 따른 제2 광학시트에 형성된 비정형 비드층의 형상을 나타낸 다양한 실시예이다.
도 6은 제2 실시예에 따른 광학시트를 포함하는 표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 7은 제3 실시예에 따른 광학시트를 포함하는 표시장치를 나타낸 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 제1 실시예에 따른 광학시트를 포함하는 백라이트 유닛을 나타낸 단면도이고, 도 2는 제1 실시예에 따른 광학시트를 나타낸 단면도이고, 도 3은 제1 실시예에 따른 제1 광학시트를 통과하는 빛의 방향을 나타낸 단면도이고, 도 4는 제1 실시예에 따른 제2 광학시트를 통과하는 빛의 방향을 나타낸 단면도이고, 도 5는 제1 실시예에 따른 제2 광학시트에 형성된 비정형 비드층의 형상을 나타낸 다양한 실시예이다.
도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 표시장치를 액정패널(100)과, 상기 액정패널(100)의 하부에 배치된 백라이트 유닛(200,300,400,500,600)과 상기 액정패널(100) 및 백라이트 유닛(200,300,400,500,600)을 수납하는 가이드 패널(700), 상부 커버(800) 및 하부 커버(900)를 포함한다.
액정패널(100)은 화면을 표시하는 역할을 한다. 액정패널(100)은 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 기판(미도시)과, 상기 TFT 기판의 상부에 마련된 컬러 필터(Color Filter; CF) 기판(미도시)을 포함한다.
TFT 기판은 매트릭스 형태의 TFT 가 형성되어 상기 TFT 들의 소스 단자 및 게이트 단자에는 데이터 라인과 게이트 라인에 각각 연결되고, 드레인 단자에는 화소 전극이 접속된다. CF 기판은 일면에 컬러 필터와, 상기 컬러 필터 상부에 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO) 등의 투명한 도전체로 이루어진 공통 전극이 도포되어 있다.
TFT 기판의 일측에는 구동 IC 예컨대, 데이터 구동 IC와 게이트 구동 IC가 배치되며, 데이터 구동 IC와 게이트 구동 IC는 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package; TCP) 예컨대, 데이터 TCP 및 게이트 TCP 의해 TFT 기판의 일측과 접속된다. 구동 IC는 액정패널을 구동하기 위한 신호인 데이터 신호, 게이트 구동 신호, 그리고 이들 신호들을 적절한 시기에 인가하기 위한 복수의 타이밍 신호들을 발생시키고, 게이트 구동 신호 및 데이터 구동 신호를 상기 액정패널의 게이트 라인 및 데이터 라인에 각각 인가하는 역할을 한다.
백라이트 유닛(200, 300, 400, 500, 600)은 액정패널(100)의 하부에 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 액정패널(100)에 광을 제공하는 역할을 한다. 백라이트 유닛은 광원부(200)와, 상기 광원부(200)의 일측에 배치된 도광판(300)과, 상기 도광판(300)의 하부에 배치된 반사판(400)과, 상기 도광판(300) 상에 배치된 광학시트(500, 600)를 포함할 수 있다.
광원부(200)는 LED 소자(210)와, LED 소자(210)가 실장된 LED 기판(220)을 포함할 수 있다.
LED 소자(210)는 R(Red), G(Green), B(Blue)의 단색광 발광하는 R,G,B 발광 다이오드 이거나 백색광을 발광하는 발광 다이오드일 수 있다. 단색광을 발광하는 LED 소자(210)가 사용되는 경우, R,G,B의 단색광 LED 소자(210)를 교대로 일정한 간격으로 배치하여 이로부터 발광하는 단색광을 백색광으로 혼합한 후 액정패널(100)로 공급할 수 있다. 이와 달리, 백색광을 발광하는 LED 소자(210)가 사용되는 경우, 복수의 LED 소자(210)를 일정 간격 배치하여 백색광을 액정패널(100)로 공급할 수 있다.
백색광 LED 소자(210)는 청색을 발광하는 청색 LED 소자(210)와 청색의 단색광을 흡수하여 황색 광을 발광하는 형광체로 구성되어, 청색 LED 소자(210)에서 출력되는 청색 단색광과 형광체에서 발광하는 황색 단색광이 혼합되어 백색광으로 액정패널(100)에 공급될 수 있다.
LED 기판(220)은 휘어짐이 우수한 연성 인쇄회로기판으로서, 내부에 회로(미도시)가 형성될 수 있다. 이로 인해, 상기 회로를 통해 LED 소자(210)에 외부 전원을 공급할 수 있다.
도광판(Light Guide Plate, LGP, 300)은 광원부(200)의 일측에 배치될 수 있다. 도광판(300)은 사각 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 도광판(300)은 광원(200)으로부터 방출되는 광을 액정패널(100)로 가이드하는 역할을 한다.
도광판(300)의 일측면으로 입사되는 광은 도광판(300)의 내측에 첨가된 확산제에 의해 굴절 및 반사를 반복하여 타측면까지 진행한 후, 도광판(300)의 상부로 출사하게 된다. 이러한 도광판(300)은 점광원 또는 선광원 형태의 광학 분포를 가지는 광을 면광원 형태의 광학 분포를 가지는 광으로 변경시켜주는 역할을 하게 된다.
반사판(400)은 도광판(300)의 하부에 배치될 수 있다. 반사판(400)은 하부 커버(900)의 바닥면에 배치될 수 있다. 반사판(400)은 반사율이 매우 높은 ESR(Enhanced Specular Reflector, ESR) 재질이 사용할 수 있다. ESR 재질의 반사판은 98% 반사율과 2%의 투과율을 가지는 은색 또는 백색으로서, 반사판(400)으로 입사되는 광을 대부분 액정 패널을 향해 반사시키게 된다.
제1 광학시트(500)는 도광판(300)의 상부에 배치될 수 있다. 제1 광학시트(500)는 광을 확산 및 집광시킬 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 광학시트(500)는 사각 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 제1 광학시트는(500) 내부에 확산 비드를 포함한 확산시트일 수 있다.
제1 광학시트(500)의 상부에는 제1 패턴(520) 및 제2 패턴(540)이 배치될 수 있다. 제1 패턴(520) 및 제2 패턴(540)은 산 형상으로 형성될 수 있다. 제1 패턴(520) 및 제2 패턴(540)은 산 형상 이외에도 다각, 프리즘, 반구 형상 등을 포함할 수 있다. 제1 패턴(520)은 제2 패턴(540)들 사이에 배치될 수 있다. 제1 패턴(520)과 제2 패턴(540)은 교차되도록 배치될 수 있다.
제1 패턴(520)의 피치(Pitch, P1)는 제2 패턴(540)의 피치(P2) 보다 작을 수 있다. 제1 패턴(520)의 높이(H1)는 제2 패턴(540)의 높이(H2)보다 작을 수 있다. 제1 패턴(520)의 높이(H1)는 40㎛ 내지 60㎛ 일 수 있다. 제2 패턴(540)의 높이(H2)는 60㎛ 내지 80㎛일 수 있다.
제2 패턴(540)은 제2 광학시트(600)의 하부와 접합되는 영역일 수 있다. 제2 패턴(540)은 제2 광학시트(600)의 하부에 일부가 함침될 수 있다. 제2 패턴(540)은 물리적으로 제2 광학시트(600)와 접합되기 때문에 제2 패턴(540)과 제2 광학시트(600) 사이의 에어갭(Air Gap)은 사라지게 되어 집광 기능은 떨어지게 된다.
제1 패턴(520)은 제2 광학시트(600)의 하부에 일정 간격 이격되도록 배치될 수 있다. 제1 패턴(520)은 제2 광학시트(600)의 하부와 물리적으로 접촉되지 않게 된다. 제1 패턴(520)은 제2 패턴(540)으로부터 발생되는 휘도 손실을 보상하게 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제2 광학시트(600)와 물리적으로 접합된 제2 패턴(540)은 접합 부위의 패턴 손실로 인해 빛의 방향이 외측 방향으로 굴절될 수 있다. 제2 광학시트(600)와 물리적으로 접합되지 않은 제1 패턴(520)은 패턴 손실이 발생되지 않기 때문에 광이 상부로 직진하도록 굴절된다.
도 2로 돌아가서, 제2 광학시트(600)는 제1 광학시트(500)의 상부에 배치될 수 있다. 제2 광학시트(600)는 광을 확산 및 집광시킬 수 있다. 제2 광학시트(600)는 사각 플레이트 형상으로 형성될 수 있다.
제2 광학시트(600)의 하부에는 제1 비드층(642)이 형성될 수 있다. 제1 비드층(642)은 수지 재질의 백 코팅(Back Coating, 640)에 둘러 싸이도록 배치될 수 있다. 제1 비드층(642)은 비정형 비드층을 포함할 수 있다. 제1 비드층(642)은 다각 형상의 비드층일 수 있다. 제1 비드층(642)은 PMMA, PBMA, Silica를 포함할 수 있다. 제1 비드층(642)의 지름(R1)은 1㎛ 내지 25㎛일 수 있다. 제1 비드층(642)은 제1 광학시트(500)와 제2 광학시트(600) 사이에 휘도를 향상시키는 역할을 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 광학시트(500)를 통과한 빛(L)이 제1 비드층(642)에 도달하면, 제1 비드층(642)은 빛의 직진성을 향상시켜 휘도를 향상시키게 된다. 이와 동시에 제1 비드층(642)은 빛을 확산시켜 차폐력을 확보할 수 있게 된다. 제1 비드층(642)은 제2 확산시트(600)의 하부에 규칙적 또는 비규칙적으로 배치될 수 있다. 이러한 제1 비드층(642)은 빛의 직진성 향상 및 빛의 차폐력을 확보하여, 제1 광학시트와 제2 광학시트 사이에서 광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 제1 비드층(642)은 나노 사이드의 구형 비드층이 서로 뭉쳐져서 비정형의 제1 비드층을 형성할 수 있다. 이와 다르게, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제1 비드층(642)은 다각, 구형 비드층의 표면이 일부 깍여진 형태로 비정형의 제1 비드층을 형성할 수 있다(b).
도 2로 돌아가서, 제2 광학시트(600)의 상부에는 제2 비드층(622)이 형성될 수 있다. 제2 비드층(622)은 수지 재질의 프론트 코팅(Front Coating, 620)에 둘러 싸이도록 배치될 수 있다. 제2 비드층(622)은 구형 비드층을 포함할 수 있다. 제2 비드층(622)은 PMMA, PBMA, Silica를 포함할 수 있다. 제2 비드층(622)은 제2 광학시트(600)의 상부에 불규칙적으로 배치될 수 있다. 제2 비드층(622)의 지름(R2)은 1㎛ 내지 25㎛일 수 있다.
상기와 같이, 제1 실시예에 따른 광학시트는 제2 광학시트의 하부면에 비정형의 비드층을 형성함으로써, 제1 광학시트와 제2 광학시트 사이의 접합면의 휘도를 향상시킬 수 있다.
또한, 제1 실시예에 따른 광학시트는 제1 광학시트의 상부면에 서로 다른 높이를 가지는 패턴층을 형성함으로써, 제1 광학시트와 제2 광학시트 사이의 접합면의 휘도를 더욱 향상시킬 수 있다.
도 1로 돌아가서, 가이드 패널(700)은 상하부가 개방된 사각 틀 형상으로 형성될 수 있다. 가이드 패널(700)의 상부에는 액정패널(100)이 배치될 수 있다. 가이드 패널(700)의 내측에는 백라이트 유닛이 배치될 수 있다.
상부 커버(800) 및 하부 커버(900)는 가이드 패널(700)에 적층된 액정패널(100) 및 백라이트 유닛을 수납하는 역할을 한다. 상부 커버(800)는 상하부가 개방된 사각 틀 형상으로 형성될 수 있다. 하부 커버(900)는 상부가 개방된 박스 형상으로 형성될 수 있다.
도 6은 제2 실시예에 따른 광학시트를 포함하는 표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 6을 참조하면, 제2 실시예에 따른 표시장치는 액정패널과, 상기 액정패널의 하부에 배치된 백라이트 유닛과 상기 액정패널 및 백라이트 유닛을 수납하는 가이드 패널(700), 상부 커버(800) 및 하부 커버(900)를 포함한다. 여기서, 제2 광학시트의 구조를 제외하고는 제1 실시예에 따른 표시장치의 구성과 동일하므로 생략한다.
제2 광학시트(600)는 제1 광학시트(500)의 상부에 배치될 수 있다. 제2 광학시트(600)는 광을 확산 및 집광시킬 수 있다. 제2 광학시트(600)는 사각 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 제2 광학시트(600)의 하부에는 비정형의 제1 비드층(642)이 형성될 수 있다.
제2 광학시트(600)의 상부에는 제2 비드층(622)이 형성될 수 있다. 제2 비드층(622)은 비정형의 비드층일 수 있다. 제2 비드층(622)은 다각 형상일 수 있다. 이와 다르게, 제2 비드층은 나노 사이드의 구형 비드층이 서로 뭉쳐져서 비정형의 제2 비드층을 형성할 수 있다. 이와 다르게, 제2 비드층은 다각, 구형 비드층의 표면이 일부 깍여진 형태로 비정형의 제2 비드층을 형성할 수 있다.
제2 비드층(622)은 1 레이어층으로 이루어질 수 있다. 제2 비드층(622)은 비정형이 비드층이 좌우로 이격되도록 배치될 수 있다. 제2 비드층은 15㎛ 내지 30㎛으로 형성될 수 있다.
제2 실시예에 따른 광학시트는 제2 광학시트에 형성된 제2 비드층을 비정형으로 형성함으로써, 휘도를 더욱 향상시킬 수 있다.
도 7은 제3 실시예에 따른 광학시트를 포함하는 표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제3 실시예에 따른 표시장치는 액정패널과, 상기 액정패널의 하부에 배치된 백라이트 유닛과 상기 액정패널 및 백라이트 유닛을 수납하는 가이드 패널(700), 상부 커버(800) 및 하부 커버(900)를 포함한다. 여기서, 제2 광학시트의 구조를 제외하고는 제1 실시예에 따른 표시장치의 구성과 동일하므로 생략한다.
제2 광학시트(600)는 제1 광학시트(500)의 상부에 배치될 수 있다. 제2 광학시트(600)는 광을 확산 및 집광시킬 수 있다. 제2 광학시트(600)는 사각 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 제2 광학시트(600)의 하부에는 비정형의 제1 비드층(642)이 형성될 수 있다.
제2 광학시트(600)의 상부에는 제2 비드층(622)이 형성될 수 있다. 제2 비드층(622)은 비정형의 비드층일 수 있다. 제2 비드층(622)은 다각 형상일 수 있다. 이와 다르게, 제2 비드층은 나노 사이드의 구형 비드층이 서로 뭉쳐져서 비정형의 제2 비드층을 형성할 수 있다. 이와 다르게, 제2 비드층은 다각, 구형 비드층의 표면이 일부 깍여진 형태로 비정형의 제2 비드층을 형성할 수 있다.
제2 비드층(622)은 3 레이어층으로 이루어질 수 있다. 제2 비드층(622)은 상하로 3 레이어층을 이루도록 배치될 수 있다. 제2 비드층(622)은 1㎛ 내지 20㎛으로 형성될 수 있다. 제2 비드층(622)을 3 레이어층으로 형성하게 되면, 투과율이 더욱 향상될 수 있으며, 제2 비드층(622)은 휘도를 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
상기에서는 제2 비드층을 3 레이어층으로 형성하였지만, 이에 한정되지 않고, 2 레이어층 또는 4 레이어층 이상으로 형성할 수 있다.
제3 실시예에 따른 광학시트는 제2 광학시트에 형성된 제2 비드층을 비정형 및 3 레이어층으로 형성함으로써, 휘도를 더욱 향상시킬 수 있다.
상기에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 실시예의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 실시예는 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.
100: 액정패널 200: 광원부
300: 도광판 400: 반사판
500: 제1 광학시트 520: 제1 패턴
540: 제2 패턴 600: 제2 광학시트

Claims (20)

  1. 광원부;
    상기 광원부의 일측에 배치된 도광판;
    상기 도광판 상에 배치되어 서로 다른 단차를 가지는 제1 패턴 및 제2 패턴을 포함하는 제1 광학시트; 및
    상기 제1 광학시트 상에 접합되며, 하부에 비정형의 제1 비드층이 형성되고 상부에 비정형의 제2 비드층이 형성된 제2 광학시트;
    를 포함하고
    상기 제1 비드층 및 상기 제2 비드층은 PMMA 또는 PBMA로 이루어진 다각 또는 구형 비드층의 표면이 일부 깍여진 형태인 백라이트 유닛.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 비드층은 1㎛ 내지 25㎛로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 비드층은 1 레이어로 이루어지고, 상기 제2 비드층은 15㎛ 내지 30㎛로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 비드층은 3 레이어로 이루어지고, 상기 제2 비드층은 1㎛ 내지 20㎛로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  10. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 패턴의 높이는 제2 패턴의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 패턴은 제2 광학시트와 물리적으로 접합되지 않은 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 패턴과 제2 패턴의 피치는 서로 다른 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  13. 액정패널;
    상기 액정패널의 하부에 배치된 백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 백라이트 유닛은 광원부와, 상기 광원부의 일측에 배치된 도광판과, 상기 도광판 상에 배치되어 서로 다른 단차를 가지는 제1 패턴 및 제2 패턴을 포함하는 제1 광학시트와, 상기 제1 광학시트 상에 접합되며, 하부에 비정형의 제1 비드층이 형성되고 상부에 비정형의 제2 비드층이 형성된 제2 광학시트를 포함하고,
    상기 제1 비드층 및 상기 제2 비드층은 PMMA 또는 PBMA로 이루어진 다각 또는 구형 비드층의 표면이 일부 깎여진 형태인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 패턴의 높이는 제2 패턴의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 표시장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제1 패턴은 제2 광학시트와 물리적으로 접합되지 않은 것을 특징으로 하는 표시장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제1 패턴과 제2 패턴의 피치는 서로 다른 것을 특징으로 하는 표시장치.
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