KR20030037458A - 액정표시장치의 백라이트 유닛 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신단말기나 모니터 또는 티브이(TV)에 적용되는 액정표시장치의 백라이트 유닛에 관한 것이다.

이같은 본 발명은, 확산기능과 프리즘 기능을 가지는 평면프리즘 방식의 도광판을 백라이트 유닛에 적용하므로서, 종래에서와 같은 확산판의 사용을 없애면서 그 확산판의 사용으로 인한 광량 손실을 방지하여 액정표시장치의 휘도를 상승시킬수 있도록 함은 물론, 광의 진행각도를 가지는 발광소자의 단점(적은 광량 및 입사각도)을 보안하고, 더불어 백라이트 유닛의 슬림화를 달성하면서 그 회로구성을 보다 간단하게 구현하는 액정표시장치의 백라이트 유닛 구조를 제공한다.

Description

액정표시장치의 백라이트 유닛 구조{Structure for back light unit of a liquid crystal display}

본 발명은 이동통신단말기나 모니터 또는 티브이(TV)에 적용되는 액정표시장치(TFT-LCD)의 백라이트 유닛(BLU; Back Light Unit)에 관한 것으로서, 특히 확산기능과 프리즘 기능을 가지는 평면프리즘 방식의 도광판을 제조한 후 그 제조된 도광판을 백라이트 유닛에 적용하여 기존 확산판의 사용으로 인한 광량 손실을 방지하면서 액정표시장치의 휘도를 상승시킬수 있도록 함은 물론, 광의 진행각도를 가지는 발광소자(LED)의 단점(적은 광량 및 입사각도)을 보안하고, 더불어 백라이트 유닛의 슬림화를 달성하면서 그 회로구성을 보다 간단하게 구현할수 있도록 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛 구조에 관한 것이다.

주지된 바와같이, 백라이트 유닛은 액정표시장치(TFT-LCD)에 있어서 반드시 필요한 핵심부품으로, 이러한 백라이트 유닛은 액정표시장치의 패널 전체에 고르게 빛을 전달하는 조광장치로 사용되며, 상기 액정표시장치의 패널에서는 투과되는 빛의 양을 일정하게 조절하여 화상을 표시한다.

CRT(Cathode Ray Tube), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display)와는 달리 액정표시장치(LCD)에 의한 표시는 그 자체가 비발광성이기 때문에 빛이 없는 곳에서는 사용이 불가능하다.

이러한 단점을 보완하여 어두운 곳에서의 사용이 가능하게 할 목적으로 정보표시면을 균일하게 면조사하는 장치가 백라이트이다.

상기 백라이트는 노트북, 모니터용 TFT-LCD의 광원이기 때문에 최소의 전력으로 최대한 밝은 빛을 내야 한다.

백라이트는 선과 같이 가는 형광등 빛을 LCD의 표면 구석구석까지 동일한 밝기로 유지시켜 면광으로 바꾸어 주는 역할을 한다.

이러한 종래 백라이트 유닛의 구성은 도 1에 도시된 바와같이, 형광램프(1), 형광램프(1)에서 발광된 빛을 반사시켜 주는 반사판(reflection sheet)(2), 도광판(light guide plate)(3), 확산판(diffusion sheet)(4), 수평 및 수직 프리즘 시트(prism sheet)(5)(6), 보호시트(7)로 구성되어 있으며, 이러한 각 부품을 하나의 유닛으로 묶어주는 몰드프레임(mold frame)(도시하지 않음)으로 구성된다.

상기 백라이트의 분류는 형광램프(1)의 위치에 따라 형광램프(1)가 TFT-LCD의 뒤편에서 바로 전면을 향하여 빛을 발하는 직하형(direct type),

형광램프(1)가 도광판(3)의 옆에 위치해서 빛이 도광판(3)을 거치면서 전면을 향하도록 하는 사이드형(side type),

그리고 사이드형이 일부이지만 도광판(3)이 경사가 진 쐐기형(wedge type)으로 분류할 수 있다.

여기서, 직하형과 사이드형은 대형의 모니터용으로 사용되고 있으며, 쐐기형은 노트북 PC용으로 사용되고 있다.

한편, 상기 형광램프(1)는 발열량이 적은 냉음극관(CCFL; Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 사용하고 있다.

상기 반사판(2)은 도광판(3)에서 일부의 빛이 반대면을 통해 손실이 발생할 때 이 손실부분을 줄이기 위해 사용되는 것으로, 도광판(3)이 배면으로 빠져나가는 빛을 도광판(3)의 방향으로 반사시키는 역할을 수행한다.

상기 반사판(2)은 모재(base materials)에 반사율이 높은 물질을 코팅하며, SUS, BRASS, Aluminum, PET 등의 모재 위에 silver를 주로 사용하나 형광램프(1)의주변에서 장시간의 흡열로 황변이 일어나는 것을 방지하기 위하여 titanium 등을 코팅하거나 또는 고반사율을 가진 폴리머(polymer)를 코팅층으로 사용한다.

상기 도광판(3)은 백라이트 유닛에서 가장 핵심이 되는 부품으로 광의 경로가 전면으로 향하도록 하는 기능을 하며, 실제로 광의 경로는 매질의 변화가 있어야만 일어나기 때문에 도광판(3)의 안에서는 경로 변경이 없고, 이를 위해 별도의 공정이 필요한데 바로 이것이 도트 스크린(dot screen) 인쇄 과정이다.

즉, 종래 도광판(3)은 인쇄로서 도광판(3)의 하부면에 도트를 형성시키고, 이 도트안에 작은 유리 구슬을 포함시킨다.

따라서, 정확하게는 대부분의 광이 이 유리구슬 표면에서 산란되고 표면으로 향한 빛이 도광판(3)을 지나 LCD 패널로 향하면서 결국 사람의 눈이 이를 감지하게 되는 것이다.

여기서, 상기 도트 인쇄가 이루어진 도광판(3)만으로는 산란된 빛이 직접 눈으로 들어 오기 때문에 상기 도광판(3)에 인쇄된 도트 패턴의 모양이 그대로 비치게 된다.

이 도트패턴은 심지어는 LCD 패널을 장착한 후에도 확연하게 감지할수 있는 수준인 바, 종래에는 이들을 최소화시키거나 없애는 과정이 필요로 하였으며, 이를 위해 종래에는 폴리머 재료를 기본으로 하고 양면에 작은 유리 구슬 알갱이들이 혼합된 확산판(4)을 구비하였다.

더불어, 상기 확산판(4)을 지난 광 휘도는 면에 수직한 수평 및 수직 양방향으로 확산이 일어나면서 광 휘도는 급격히 떨어진다.

이러한 광을 다시 포커스(focus)시켜 광 휘도를 올리기 위한 것이 수평 및 수직 프리즘 시트(5)(6)이다.

상기 수평 및 수직 프리즘 시트(5)(6)는 띠 모양(strip type)이 마이크로 프리즘(micro prism)이 모재(base materials; PET)의 상부에 형성된 것으로, 거의 수평 및 수직 두 장을 한 세트로 사용한다.

그러나, 상기와 같이 종래 백라이트 유닛에 적용되는 도광판(3)이 도트패턴을 인쇄하여야 하는 관계로, 반드시 확산판(4)을 함께 적용하여야 하는 불편함이 따랐을뿐만 아니라, 이로인하여 백라이트 유닛의 슬림화는 물론 그 회로구성이 상당히 복잡하게 이루어지는 단점을 가지고 있다.

또한, 상기 확산판은 광량의 손실을 초래하면서 액정표시장치의 전체적인 휘도가 저하되었을뿐만 아니라, 광의 진행각도를 가지는 발광소자(LED)의 단점(적은 광량 및 입사각도) 보안이 극히 미비한 구조를 가지고 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 확산기능과 프리즘 기능을 가지는 평면프리즘 방식의 도광판을 백라이트 유닛에 적용하므로서, 종래에서와 같은 확산판의 사용을 없애면서 그 확산판의 사용으로 인한 광량 손실을 방지하여 액정표시장치의 휘도를 상승(약 30% 정도)시킬수 있도록 함은 물론, 광의 진행각도를 가지는 발광소자의 단점(적은 광량 및 입사각도)을 보안하고, 더불어 백라이트 유닛의 슬림화를 달성하면서 그 회로구성을 보다 간단하게 구현할수 있도록 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛 구조를 제공하려는 것이다.

도 1은 종래에 적용되는 액정표시장치의 백라이트 유닛 구조를 보인 개략도.

도 2는 본 발명의 일실시예로 액정표시장치의 백라이트 유닛 구조를 보인 개략도.

도 3은 본 발명의 일실시예로 도광판의 산란패턴을 보인 개략 사시도.

도 4는 본 발명의 일실시예로 도광판의 산란패턴을 보인 개략 측면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

20; 발광다이오드 2 ; 반사판

5 ; 수평 프리즘 시트 6 ; 수직 프리즘 시트

7 ; 보호시트 10; 도광판

11; 산란패턴부

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

참고로 이하에 참조되는 도면에 대하여는 설명의 편의상 종래와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예로 액정표시장치의 백라이트 유닛 구조를 보인 개략도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예로 도광판의 산란패턴을 보인 개략 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예로 도광판의 산란패턴을 보인 개략 측면도 이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와같이, 발광다이오드(20)에서 발광된 빛을 반사시켜 주는 반사판(reflection sheet)(2)과 수평 및 수직 프리즘 시트(prism sheet)(5)(6)와 보호시트(7)를 포함하는 액정표시장치의 백라이트 유닛에 있어서,

상기 반사판(2)과 수직 프리즘 시트(6)의 사이에 확산기능과 프리즘 기능을 가지는 평면프리즘 도광판(10)을 결합시킨 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 도광판(10)의 표면에는 빛의 분포효율을 증대시키면서 빛의 가이드 역할을 수행하도록 요철모양을 가지는 산란패턴부(11)를 형성함을 특징으로 하며,

상기 산란패턴부(11)의 형성은 0.05mm의 마이크로 핀치 가공을 한 후 정밀 표면 부식공정을 거쳐 이루어짐을 특징으로 한다.

이와같이 구성된 본 발명의 일실시예에 대한 작용을 첨부된 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음가 같다.

먼저, 요철모양의 패턴면이 가공된 금형물을 제작한 후, 프리즘 라인 규격(라인 피치 0.05∼0.06mm)으로 작업된 필름을 제작한다.

이후, 금형코아에 상기 제작된 필름을 현상하면, 상기 필름에는 금형물에 가공된 요철모양이 패턴면이 형성된다.

여기서, 상기 필름의 광특성이 살도록 그 표면에 유광처리를 한다.

그리고, 표면에 유광처리가 이루어진 상기 필름을 정밀 부식공정으로 부터 부식시키면, 빛의 분포효율을 증대시키면서 빛의 가이드 역할을 수행하도록 표면에 도 3 및 도 4에서와 같이 요철모양을 가지는 산란패턴부(11)가 형성되면서 확산기능과 프리즘 기능을 동시에 가지는 도광판(10)이 제작 완료된다.

이후, 상기 도광판(10)을 반사판(2)과 수직 프리즘 시트(6)의 사이에 상기 제작 완료된 도광판(10)을 결합하면, 도 2에서와 같이 본 발명의 백라이트 유닛은

발광다이오드(20)→반사판(2)→도광판(10)→수직 프리즘 시트(6)→수평 프리즘 시트(5)→보호시트(7)의 적층구조를 갖게 되는 것이다.

이때, 상기 도광판(10)은 확산기능과 함께 프리즘 기능도 동시에 구현하는 바,

상기 발광다이오드(20)로 부터 발광된 빛이 확산기능과 프리즘 기능을 동시에 가지는 도광판(10)으로 전달되면, 상기 도광판(10)의 표면에 형성된 산란패턴부(11)에서는 그 광의 경로를 액정표시장치의 전면으로 산란시키는 역할을 수행하게 된다.

여기서, 상기 도광판(10)으로 부터 산란된 광의 휘도는 수평 및 수직 양방향으로 확산되면서 그 광 휘도가 급격히 떨어지는 바,

이러한 광은 다시 수직 및 수평 프리즘 시트(5)(6)에 의해 포커스(focus)되면서 그 광 휘도가 상승하게 되므로서, 액정표시장치에서는 최대한 밝은 빛의 면 조사가 이루어질수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 도광판(10)의 저면에 위치하는 반사판(2)은 상기 도광판(10)에서 일부의 빛이 반대면을 통해 손실이 발생할 때 이 손실부분을 줄인다.

즉, 상기 반사판(2)은 도광판(10)의 배면으로 빠져나가는 빛을 상기 도광판(3)의 방향으로 다시 반사시키게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 확산기능과 프리즘 기능을 가지는 평면프리즘 방식의 도광판을 백라이트 유닛에 적용하므로서, 종래에서와 같은 확산판의 사용을 없애면서 그 확산판의 사용으로 인한 광량 손실을 방지하여 액정표시장치의 휘도를 상승(약 30% 정도)시킬수 있도록 함은 물론, 광의 진행각도를 가지는 발광소자의 단점(적은 광량 및 입사각도)을 보안하고, 더불어 백라이트 유닛의 슬림화를 달성하면서 그 회로구성을 보다 간단하게 구현하는 효과를 제공한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims (3)

1. 발광다이오드에서 발광된 빛을 반사시켜 주는 반사판과 수평 및 수직 프리즘 시트와 보호시트를 포함하는 액정표시장치의 백라이트 유닛에 있어서,

   상기 반사판과 수직 프리즘 시트의 사이에 확산기능과 프리즘 기능을 가지는 평면프리즘 도광판을 결합시킨 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 도광판의 표면에는 빛의 분포효율을 증대시키면서 빛의 가이드 역할을 수행하도록 요철모양을 가지는 산란패턴부를 형성함을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛 구조.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 산란패턴부의 형성은 0.05mm의 마이크로 핀치 가공을 한 후 정밀 표면 부식공정을 거쳐 이루어짐을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛 구조.