KR200393996Y1 - 액정표시장치의 백라이트 유니트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치의 백라이트 유니트로서, 램프, 하부면에 다수의 그루브로 이루어진 도광패턴부가 형성되고 상부면에 광확산 패턴부가 형성되어 상기 램프로부터 출사되는 빛을 산란시켜 균일화시키는 도광판,상기 도광판의 상면 배치되어 액정패널로 입사되는 빛의 균일도를 증가시키는 확산시트, 상기 확산시트의 상부에 배치되어 상기 확산시트로부터 출사되는 빛의 진행 경로를 변화시키고 빛의 휘도를 도출하기 위한 하나 이상의 프리즘시트, 상기 프리즘 시트의 상부에 배치되어 상기 프리즘시트를 보호하기 위한 보호시트, 상기 도광판의 하면에 배치되어 상기 램프로부터 발생된 빛이 외부로 노출되는 것을 방지하기 위한 반사시트 및 상기 램프의 도광판으로 향하지 않는 외측에 배치되어 외측으로 향하는 램프의 빛을 반사시켜 상기 도광판의 입사면으로 입사시키는 램프 리플렉터를 포함한다.

상기와 같은 본 고안에 따르면, 레이저 가공을 통해 도광판의 상부면에 광확산 패턴부와 하부면에 도광패턴부를 형성하여 휘도 및 균일성이 향상되고, 확산시트의 가장자리에 절취부를 형성하여 함수율 감소로 인한 웨이브 현상을 제거하여 액정패널의 가장자리에 암부 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

액정표시장치의 백라이트 유니트{A Backlight Unit For LCD}

본 고안은 액정표시장치의 백라이트 유니트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저 가공 기법을 이용하여 도광판의 상부면에 확산 패턴부를 형성하고 하부면에 도광 패턴부를 형성함으로써 휘도 특성을 15 ~ 20% 이상 향상시킬 수 있도록 하는 액정표시장치용 백라이트 유니트에 관한 것이다.

일반적으로, 노트북, 모니터, 액정 텔레비전(TV)과 같은 표시장치에 이용되고 있는 액정디스플레이(이하 LCD라 함)는 다른 화상표시기구인 음극선관(CRT)에 비해 경박단소화 및 저소비전력을 실현할 수 있는 장점이 있으므로 그 수요가 점차 증가하고 있다.

그런데, 상기 LCD는 음극선관과는 달리 스스로 빛을 내는 소자가 아니라 수광소자이므로 액정화면 외에 백라이트 유니트(Back Light Unit)를 필요로 한다. 이러한 LCD의 백라이트 유니트는 패널 전체에 고르게 빛을 전달하는 조광장치로서 사용되며, LCD 패널에서는 투과되는 빛의 양을 일정하게 조절하여 화상을 표시한다.

도 1은 이러한 액정표시장치의 백라이트 유니트의 기본적인 구조를 도시한 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 통상의 LCD는 백라이트 유니트와 액정패널(110)이 커버 프레임(120) 내에 배열되어 이루어진다.

통상의 백라이트 유니트는 냉음극관 형광램프(이하 CCFL이라 함)와 같은 램프(10)와, 상기 램프(10)로부터 출사되는 빛을 산란시켜 균일화시키는 도광판(20)과, 상기 도광판(20)의 상면 배치되어 액정패널(110)로 입사되는 빛의 균일도를 증가시키는 확산시트(50)와, 상기 확산시트(50)로부터 출사되는 빛의 진행 경로를 변화시키고 빛의 휘도를 도출하기 위한 2 장의 프리즘시트(60, 70)와, 상기 도광판(20)의 하면에 배치되어 램프(10)로부터 발생된 빛이 외부로 노출되는 것을 방지하기 위한 반사시트(40)을 포함하여 이루어진다.

여기에서, 백라이트 유니트에는 필요에 따라 상기 프리즘시트(60, 70)를 보호하기 위한 보호시트(80)가 더 구비될 수도 있다.

도광판(20)으로 향하지 않는 램프(10)의 외측에는 램프 리플렉터(90)가 배치되어 외측으로 향하는 램프(10)의 빛을 반사시켜 도광판(20)의 입사면으로 입사되도록 한다.

이 때, 백라이트 유니트의 구조에 있어서 램프(10)로부터 발생된 빛을 도광판(20)에서 얼마나 효율적으로 이용하는냐에 따라 백라이트 유니트 전체의 휘도 및 균일도가 크게 좌우되며, 휘도 및 균일도는 LCD에 있어 가장 중요한 특성에 해당한다.

종래 도광판(20)에는 인쇄방식을 이용하여 반사막을 형성하는 기법이 널리 사용되나, 이러한 방식은 잉크의 제조 및 인쇄공정이 복잡하고 인쇄된 반사막이 탈락되거나 얼룩지는 등의 불량율이 많아 수율이 낮아져 생산성 향상을 기대할 수 없는 문제점이 있다.

그 외, 기계적인 가공법을 이용하여 도광판(20)의 하부에 스크래치를 형성하는 방식이 있으나 기계적인 가공법은 미세한 패턴의 형성이 어렵고 균일한 광의 확산 및 산란이 이루어지지 않는 문제점이 있다.

한편, 확산시트(50)는 램프(10)에 광원인 램프(10)에 근접하게 배열되므로 장시간 사용하면 램프(10)의 열에 의해 내부의 수분이 증발하여 함수율이 감소됨에 따라 램프(10)에 근접한 부위가 쭈글해지는 웨이브 현상이 발생하여 빛의 굴절, 난반사 등이 발생하여 램프(10)에 근접한 부위의 화면에 그늘이 생기는 문제점이 있다.

따라서, 이러한 종래 백라이트 유니트의 불합리한 점을 극복하고 보다 높은 휘도 및 균일성을 제공하고 화면 가장자리의 암부 현상을 제거할 수 있는 백라이트 유니트에 대한 요구가 높아지고 있는 실정이다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 레이저 가공을 통해 도광판의 상부면에 광확산 패턴부와 하부면에 도광패턴부를 형성함으로써 휘도 및 균일성을 향상시킬 수 있는 백라이트 유니트를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 확산시트의 가장자리에 절취부를 형성함으로써 함수율 감소로 인한 웨이브 현상을 제거함으로써 암부 현상을 방지할 수 있는 백라이트 유니트를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 일측면에 따르면 램프, 하부면에 다수의 그루브로 이루어진 도광패턴부가 형성되고 상부면에 광확산 패턴부가 형성되어 상기 램프로부터 출사되는 빛을 산란시켜 균일화시키는 도광판,상기 도광판의 상면 배치되어 액정패널로 입사되는 빛의 균일도를 증가시키는 확산시트, 상기 확산시트의 상부에 배치되어 상기 확산시트로부터 출사되는 빛의 진행 경로를 변화시키고 빛의 휘도를 도출하기 위한 하나 이상의 프리즘시트, 상기 프리즘 시트의 상부에 배치되어 상기 프리즘시트를 보호하기 위한 보호시트, 상기 도광판의 하면에 배치되어 상기 램프로부터 발생된 빛이 외부로 노출되는 것을 방지하기 위한 반사시트 및 상기 램프의 도광판으로 향하지 않는 외측에 배치되어 외측으로 향하는 램프의 빛을 반사시켜 상기 도광판의 입사면으로 입사시키는 램프 리플렉터를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트가 제공된다.

여기서, 상기 도광패턴부는 상기 램프로부터 멀어질수록 선폭 간격이 좁고 길게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 확산시트는 상기 램프에 근접되는 위치의 일측면을 따라 일정 간격으로 절취부가 형성되는 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 절취부가 형성된 부분이 상기 램프로부터 멀어지는 방향으로 10 ~ 45°상방 절곡되는 것이 보다 바람직하다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 고안에 따른 도광판의 구조를 도시한 분리 사시도이고, 도 3은 본 고안에 따른 도광판의 구조를 도시한 단면도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 도광판(20)의 하부면에는 레이저빔을 이용하여 가공된 그루브(Groove)로 이루어진 도광패턴부(23)가 형성되어 있다. 도광패턴은 도트, 원형, 사각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

도광판(20)에는 램프(10)로부터 멀어질수록 도광패턴부(23)의 각 그루브가 가변하여 점차적으로 길게 형성되어 있으며, 각각의 그루브는 램프(10)가 설치되는 방향을 따라 불연속적인 점선모양으로 형성되어 있다.

이에 따라, 도광패턴부(23)는 램프(10)로부터 멀어지더라도 단속적인 직선형상의 그루브가 점차 길이가 길어지므로 도광량이 증가되어 램프(10)로부터 멀어짐에 따른 휘도 저하를 방지하여 도광판(20)의 전영역에 걸쳐서 균일한 휘도를 얻을 수 있다.

또한, 램프(10)로부터 멀어질수록 그루브의 간격을 좁게 함으로써 도광량을 증가시켜 보다 향상된 휘도의 균일성을 얻을 수 있다.

이러한 도광판(20)의 도광패턴부(23)의 형성에 사용되는 레이저빔은 투명아크릴 수지의 열흡수가 가능한 적외선 영역의 10.6um 이상의 파장을 갖는 적외선 레이저빔이 이용된다. 이 레이저빔에 의한 도광패턴부(23)의 형성은 도광판(20)이 국부적으로 가열되는 것을 방지하기 위해 레이저빔을 스캐닝하는 것이 보다 바람직하다.

레이저빔에 의한 도광판(20)의 국부적인 가열을 방지하기 위하여 스캐닝 속도를 증가시키면 국부가열온도가 낮아지므로 레이저빔의 출력을 높여주어 이를 보상할 필요가 있다.

도광패턴부(23)의 선폭은 도광판(20)의 두께, 액정패널(110)의 유효면적, 레이빔의 출력 등에 따라 달라지며 그에 따라 도광효율이 달라진다. 이러한 도광패턴부(23)의 선폭은 상기 도광판(20)의 두께, 액정패널(110)의 유효면적, 레이빔의 출력 등에 따라 선폭을 달리하면서 그에 따른 도광효율의 변화를 실험적으로 관찰함으로써 최대의 도광효율을 갖는 조건을 찾아낼 수 있다.

도광패턴부(23)가 형성된 도광판(20)의 상면부에는 레이저빔에 의해 미세한 스크래치가 형성되어 이루어진 광확산 패턴부(21)가 형성된다. 광확산 패턴부(21)를 이루는 미세한 스크래치는 도광판(20)의 전면에 균일한 광을 확산시킬 수 있도록 그 형성 밀도가 부위마다 다르게 할 수도 있다.

광확산 패턴부(21)의 형성에 의해 1차 확산된 광이 확산시트(50)에 의해 2차 확산됨으로써 광확산율이 향상되어 휘도의 균일도를 보다 향상시킬 수 있게 된다.

도 4는 본 고안에 따른 확산시트의 평면도이다.

확산시트(50)는, 광원(10)이 인접되게 위치되는 적어도 한쪽 면을 따라서 일정한 간격으로 절취부(50b)가 형성되어 있는 에지부(50a)을 가지고 있다.

도 4에서는 상기 절취부(50b)는 기다란 직사각형상 홈인 것으로 도시되어 있지만, V자형상, U자 형상, 평행사변형상 혹은 역삼각형상일 수도 있다.

본 고안에 따른 확산시트(50)의 에지부(50a)에는 이와 같은 절취부(50b)가 형성되어 있기 때문에, 광원의 발열에 의해 확산시트의 마진 부분(50a)에서 함수율 감소에 의한 웨이브 현상이 발생되더라도, 이 웨이브 현상이 전체적으로 전파되지 않게 된다. 또한, 확산시트(50)의 제조시 절취부(50b)가 동시에 형성되기 때문에 제조 공정이 단순하고 별도의 후처리 공정이 필요하지 않아 생산성을 높일 수 있게 된다.

보다 바람직하게는 상기 에지부(50a)를 램프(10)의 반대 방향으로 10 ~ 45°정도 절곡된다. 이로써 에지부(50a)가 램프(10)로부터 멀어지므로 램프(10)의 영향을 덜 받게 되어 열에 의한 변형이 방지될 수 있다.

도 5는 본 고안에 따른 백라이트 유니트의 휘도 특성 시험 결과를 도시한 그래프이다.

그래프에서 X축은 액정패널(110)의 각 지점(1 ~ 3 : 상단의 좌, 중, 우측. 4 ~ 6 : 중단의 좌, 중, 우측. 7 ~ 9 : 하단의 좌, 중, 우측.)을 나타내고 Y축은 휘도값(Cd/m²)이다.

도 5의 그래프에는 5번 측정한 액정패널(110)의 각 지점의 휘도값이 표시되어 있다. 실험 결과 평균 휘도는 7200 ~ 7500 Cd/m²로 측정되었으며, 이는 종래 액정패널의 평균 휘도에 비해 15 ~ 20% 정도 증가된 수치이다.

상기와 같은 본 고안에 따르면, 레이저 가공을 통해 도광판의 상부면에 광확산 패턴부와 하부면에 도광패턴부를 형성함으로써 휘도 및 균일성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 확산시트의 가장자리에 절취부를 형성함으로써 함수율 감소로 인한 웨이브 현상을 제거함으로써 액정패널의 가장자리에 암부 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 액정표시장치의 백라이트 유니트의 구조를 도시한 단면도이다.

도 2는 본 고안에 따른 도광판의 구조를 도시한 분리 사시도이다.

도 3은 본 고안에 따른 도광판의 구조를 도시한 단면도이다.

도 4는 본 고안에 따른 확산시트의 평면도이다.

도 5는 본 고안에 따른 백라이트 유니트의 휘도 특성 시험 결과를 도시한 그래프이다.

<주요 도면에 관한 설명>

10 : 램프 20 : 도광판

21 : 광확산패턴부 23 : 도광패턴부

30 : 광산란층 40 : 반사시트

50 : 확산시트 60, 70 : 프리즘 시트

80 : 보호시트 90 : 리플렉터

100 : 실리콘 고무 110 : 액정 패널

120 : 커버 프레임

Claims (4)

1. 액정표시장치의 백라이트 유니트에 있어서,

   램프;

   하부면에 다수의 그루브로 이루어진 도광패턴부가 형성되고 상부면에 광확산 패턴부가 형성되어 상기 램프로부터 출사되는 빛을 산란시켜 균일화시키는 도광판;

   상기 도광판의 상면 배치되어 액정패널로 입사되는 빛의 균일도를 증가시키는 확산시트;

   상기 확산시트의 상부에 배치되어 상기 확산시트로부터 출사되는 빛의 진행 경로를 변화시키고 빛의 휘도를 도출하기 위한 하나 이상의 프리즘시트;

   상기 프리즘 시트의 상부에 배치되어 상기 프리즘시트를 보호하기 위한 보호시트;

   상기 도광판의 하면에 배치되어 상기 램프로부터 발생된 빛이 외부로 노출되는 것을 방지하기 위한 반사시트; 및

   상기 램프의 도광판으로 향하지 않는 외측에 배치되어 외측으로 향하는 램프의 빛을 반사시켜 상기 도광판의 입사면으로 입사시키는 램프 리플렉터를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 도광패턴부는 상기 램프로부터 멀어질수록 선폭 간격이 좁고 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 확산시트는 상기 램프에 근접되는 위치의 일측면을 따라 일정 간격으로 절취부가 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 절취부가 형성된 부분이 상기 램프로부터 멀어지는 방향으로 10 ~ 45°상방 절곡된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.