KR20060038033A - Backlight unit - Google Patents

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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 램프 하우징의 내부면에 프리즘산을 구성함으로써 난반사를 전반사로 도광판의 내부에 입사시키어 광량을 증가시키도록 한 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 광을 발광하는 발광 램프와, 상기 발광 램프를 감싸면서 그 내부면에 프리즘산이 형성되어 상기 발광 램프에서 발광된 광을 한 쪽 방향으로 집광시키어 출사하는 램프 하우징과, 상기 발광 램프에서 발광된 광을 입력받아 내부에서 산란시키어 면광원으로 출사하는 도광판을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.The present invention relates to a backlight unit configured to increase the amount of light by injecting diffuse reflection into the inside of the light guide plate by forming a prism acid on the inner surface of the lamp housing. A prism acid is formed on an inner surface thereof, and includes a lamp housing for condensing the light emitted from the light emitting lamp in one direction, and a light guide plate that receives the light emitted from the light emitting lamp and scatters the light emitted from the light emitting lamp to emit a surface light. Characterized in that made.

램프 하우징, 프리즘산, 백라이트 유닛, 도광판, 램프Lamp housing, prism acid, backlight unit, light guide plate, lamp

Description

백라이트 유닛{backlight unit}Backlight unit

도 1은 종래의 백라이트 유닛을 나타낸 단면도1 is a cross-sectional view showing a conventional backlight unit

도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 종래 기술에 의한 백라이트 유닛의 단면도FIG. 2 is a cross-sectional view of a backlight unit according to the related art in which portion A of FIG. 1 is enlarged.

도 3a 및 도 3b는 종래 기술에 의한 백라이트 유닛에서 광의 경로를 추적한 결과를 나타낸 도면3A and 3B are views illustrating a result of tracing a path of light in a backlight unit according to the related art.

도 4는 본 발명에 의한 백라이트 유닛을 나타낸 단면도4 is a cross-sectional view showing a backlight unit according to the present invention.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 의한 백라이트 유닛에서 광의 경로를 추적한 결과를 나타낸 도면5A and 5B are views illustrating a result of tracing a path of light in the backlight unit according to the present invention.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

41 : 발광 램프 42 : 프리즘산41 light emitting lamp 42 prism acid

43 : 램프 하우징 44 : 도광판43 lamp housing 44 light guide plate

본 발명은 액정표시장치(liquid crystal display device)에 관한 것으로, 특히 광량을 증가시키도록 한 백라이트 유닛에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to liquid crystal display devices, and more particularly to a backlight unit for increasing the amount of light.

통상, 액정표시소자(Liquid Crystal Display Device ; LCD)는 매트릭스 형태 로 배열된 액정 셀들의 광투과율을 그에 공급되는 비디오신호로써 조절함으로써 비디오신호에 해당하는 화상을 표시한다.In general, a liquid crystal display device (LCD) displays an image corresponding to a video signal by adjusting the light transmittance of liquid crystal cells arranged in a matrix form as a video signal supplied thereto.

이를 위하여, 액정표시소자는 하부에서 투사되는 광의 투과량을 조절하는 액정 셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix) 형태로 배열된 액정패널과, 상기 액정패널의 하부에서 광을 투사하는 백라이트 유닛(Back-Light Unit)과, 상기 액정패널의 상면에 각 액정 셀들 별로 분리되어 형성된 적, 녹, 청색의 컬러필터 및 화소를 구분하기 위한 블랙 매트릭스층 등을 구비하게 된다. To this end, the liquid crystal display device includes a liquid crystal panel in which liquid crystal cells for adjusting the amount of light projected from the lower part are arranged in an active matrix form, and a backlight unit for projecting light from the lower part of the liquid crystal panel. ), And a red, green, and blue color filter and a black matrix layer for distinguishing pixels, which are separately formed for each liquid crystal cell, on the upper surface of the liquid crystal panel.

여기서, 상기 백라이트 유닛은 액정패널의 배면에서 광을 고르게 투사시키는 역할을 하는 장치로서, 광을 발생하는 램프와 램프에서 발생된 광이 액정패널쪽으로 균일하게 진행하도록 하는 도광판, 반사판 및 확산판 등으로 이루어진다.Here, the backlight unit is a device that serves to evenly project the light from the back of the liquid crystal panel, the light generating plate and the light guide plate, reflecting plate and diffuser plate to uniformly proceed to the liquid crystal panel to generate light Is done.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래의 백라이트 유닛을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a conventional backlight unit will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래의 백라이트 유닛을 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional backlight unit.

도 1에 도시한 바와 같이, 광을 발광하는 발광 램프(11)와, 상기 발광 램프(11)에서 발생하여 입광부를 경유한 광을 산란시키어 면광원으로 출사하는 도광판(12)과, 상기 발광 램프(11)를 실장함과 동시에 광을 도광판(12) 쪽으로 집광시키는 램프 하우징(13)과, 상기 도광판(12)의 하부에서 광을 액정패널이 위치한 상부 방향으로 반사시키는 반사판(14)과, 상기 도광판(12)을 경유한 광의 확산 및 진행 방향을 조절하기 위한 제 1, 제 2 확산판(15,16)과 프리즘 시트(17)를 포함하여 구성되어 있다. As shown in FIG. 1, a light emitting lamp 11 for emitting light, a light guide plate 12 for emitting light emitted from the light emitting lamp 11 and passing through the light-receiving unit and emitting a surface light source, and the light emission A lamp housing 13 for mounting the lamp 11 and condensing light toward the light guide plate 12, a reflector 14 for reflecting light from the lower part of the light guide plate 12 in an upper direction in which the liquid crystal panel is positioned; The first and second diffuser plates 15 and 16 and the prism sheet 17 for adjusting the diffusion and propagation directions of the light passing through the light guide plate 12 are included.                         

여기서, 상기 도광판(12)은 그 하부면이 경사지도록 프리즘 형태로 형성되어 발광 램프(11)로부터 입사한 광이 상부 방향으로 원활히 진행할 수 있도록 하고 있다.Here, the light guide plate 12 is formed in a prism shape so that its lower surface is inclined so that the light incident from the light emitting lamp 11 can proceed smoothly upward.

그리고, 상기 도광판(12)의 하부면을 통해 하부로 진행하는 광은 도광판(12)의 하부에 마련된 반사판(14)에 의해 반사되어 상부 방향으로 진행하게 된다. In addition, the light traveling downward through the lower surface of the light guide plate 12 is reflected by the reflecting plate 14 provided under the light guide plate 12 to travel upward.

또한, 상기 도광판(12)을 경유한 광은 제 1 확산판(15)에 의해 전방향으로 균일하게 확산된다. 그리고 상기 제 1 확산판(15)을 경유한 광은 프리즘 시트(17)에서 그 진행 방향이 액정패널과 수직을 이루도록 조절된다.In addition, the light passing through the light guide plate 12 is uniformly diffused in all directions by the first diffusion plate 15. The light passing through the first diffusion plate 15 is adjusted in the prism sheet 17 such that its traveling direction is perpendicular to the liquid crystal panel.

여기서, 상기 프리즘 시트(17)는 두 장이 겹쳐져 구성되어 있다.Here, the prism sheet 17 is formed by overlapping two sheets.

그리고 상기 프리즘 시트(17)를 경유한 광은 다시 제 2 확산판(16)을 경유하여 액정패널에 입사하게 된다. Light passing through the prism sheet 17 is incident to the liquid crystal panel via the second diffusion plate 16.

즉, 상기 프리즘 시트(17)는 상기 제 1 확산판(15) 상부로 투과되어 방사되는 광의 정면 휘도를 높이기 위한 것으로서, 특정한 각도의 광만 투과되도록 하고, 나머지 각도로 입사된 광은 내부 전반사가 일어나 프리즘 시트(17) 하부로 다시 되돌아간다. 상술한 것과 같이 되돌아가는 광은 도광판(12) 하부에 부착된 반사판(14)에 의해 반사된다.That is, the prism sheet 17 is to increase the front luminance of the light transmitted through the first diffusion plate 15 and radiates. Only the light having a specific angle is transmitted, and the light incident at the remaining angles causes total internal reflection. It returns to the lower part of the prism sheet 17 again. As described above, the returning light is reflected by the reflector 14 attached to the lower part of the light guide plate 12.

한편, 상기 도광판(12)의 하부면은 경사지도록 형성됨과 광산란 패턴(18)이 형성되어 있다. 상기 광산란 패턴(18)을 형성시키는 이유는 광의 확산을 원활히 함과 아울러 광이 상부면 쪽으로 진행하는 경로에서의 광손실을 줄이면서 액정패널 쪽으로 진행하는 광량을 증가시키기 위함이다. On the other hand, the lower surface of the light guide plate 12 is formed to be inclined and the light scattering pattern 18 is formed. The reason for forming the light scattering pattern 18 is to facilitate the diffusion of light and to increase the amount of light traveling toward the liquid crystal panel while reducing the light loss in the path where the light travels toward the upper surface.                         

또한, 상기 도광판(12)의 재료로는 PMMA 등의 아크릴이 사용되고 있고, 상기 광산란 패턴(18)은 기계 가공에 의해 그 피치폭이 0.07~0.08㎜ 정도가 되게끔 등간격으로 형성되어 있다. As the material of the light guide plate 12, acrylic such as PMMA is used, and the light scattering pattern 18 is formed at regular intervals such that the pitch width thereof becomes 0.07 to 0.08 mm by machining.

또한, 상기 발광 램프(11)는 수명이 길고, 백색광을 발생시키는 등 다양한 장점을 갖는 선광원 분포를 갖는 형광램프 또는 점광원 분포를 갖는 LED 등이 주로 사용된다.In addition, the light emitting lamp 11 has a long life, and a fluorescent lamp having a line light source distribution having various advantages such as generating white light, or an LED having a point light source distribution is mainly used.

이때, 상기 형광램프 또는 LED는 구현이 용이한 반면 광원과의 거리에 따라 휘도 편차가 매우 큰 단점을 갖는다. 즉, 이는 램프만으로는 균일한 휘도를 갖는 광을 형성하기 어려움을 의미한다. 이와 같은 이유로 액정표시장치에서는 도광판(12)이라 불리는 광 분포 변경 장치가 사용된다.In this case, the fluorescent lamp or LED is easy to implement, but the luminance deviation is very large depending on the distance to the light source. That is, it means that it is difficult to form light having a uniform brightness with only a lamp. For this reason, in the liquid crystal display device, a light distribution changing device called a light guide plate 12 is used.

구체적으로, 상기 도광판(12)은 발광램프(11)에서 발생되어 입사된 선광원 분포를 갖는 광 또는 점광원 분포를 갖는 광을 인가 받아 면광원 분포로 변경하는 역할을 한다.Specifically, the light guide plate 12 receives the light having the linear light source distribution or the light having the point light source distribution generated by the light emitting lamp 11 and changes the surface light source distribution.

도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 종래 기술에 의한 백라이트 유닛의 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view of the backlight unit according to the related art in which portion A of FIG. 1 is enlarged.

도 2에 도시한 바와 같이, 광을 발광하는 발광 램프(11)와, 상기 발광 램프(11)를 감싸면서 상기 발광 램프(11)에서 발광된 광을 한 쪽 방향으로 집광시키어 출사하는 램프 하우징(13)과, 상기 발광 램프(11)에서 발광된 광을 입력받아 내부에서 산란시키어 면광원으로 출사하는 도광판(12)으로 이루어져 있다. As shown in FIG. 2, a light emitting lamp 11 which emits light and a lamp housing which condenses and emits light emitted from the light emitting lamp 11 in one direction while surrounding the light emitting lamp 11 ( 13) and a light guide plate 12 which receives light emitted from the light emitting lamp 11 and scatters the light emitted from the light emitting lamp 11 to emit a surface light source.

여기서, 상기 램프 하우징(13)은 반사 효율이 좋은 알루미늄 재질로 이루어 져 있다.Here, the lamp housing 13 is made of an aluminum material with good reflection efficiency.

도 3a 및 도 3b는 종래 기술에 의한 백라이트 유닛에서 광의 경로를 추적한 결과를 나타낸 도면이다.3A and 3B are diagrams illustrating a result of tracing a path of light in a backlight unit according to the related art.

즉, 도 3a는 발광램프(11)에서 발생한 광을 시뮬레이션을 이용하여 광의 경로를 추적한 도면으로서, 도 3a에서와 같이, 발광 램프(11)에서 발생한 광은 램프 하우징(13) 내부에서 난반사가 발생하여 발광 램프(11)에 의해 광의 손실이 발생한다.That is, FIG. 3A is a view in which light paths are traced using simulation of light generated from the light emitting lamp 11, and as shown in FIG. 3A, light generated from the light emitting lamp 11 is diffusely reflected inside the lamp housing 13. And light loss is generated by the light emitting lamp 11.

또한, 도 3b에서와 같이, 램프 하우징(13) 내부에서 반사된 광이 발광 램프(11)에 간섭을 일으켜 피크(peak)가 찌그러져("B") 전체적인 광량이 감소할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 3B, the light reflected inside the lamp housing 13 may interfere with the light emitting lamp 11 such that a peak is distorted (“B”), thereby reducing the overall amount of light.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 램프 하우징의 내부면에 프리즘산을 구성함으로써 난반사를 전반사로 도광판의 내부에 입사시키어 광량을 증가시키도록 한 백라이트 유닛을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a backlight unit designed to increase the amount of light by injecting diffuse reflection into the light guide plate by total reflection by forming a prism acid on the inner surface of the lamp housing. .

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 백라이트 유닛은 광을 발광하는 발광 램프와, 상기 발광 램프를 감싸면서 그 내부면에 프리즘산이 형성되어 상기 발광 램프에서 발광된 광을 한 쪽 방향으로 집광시키어 출사하는 램프 하우징과, 상기 발광 램프에서 발광된 광을 입력받아 내부에서 산란시키어 면광원으로 출사하는 도광판을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. The backlight unit according to the present invention for achieving the above object is a light emitting lamp for emitting light, and a prism acid is formed on an inner surface of the light emitting lamp surrounding the light emitting lamp to condense the light emitted from the light emitting lamp in one direction. And a light guide plate which emits light emitted from the light emitting lamp and scatters the light emitted from the light emitting lamp and emits the light into a surface light source.                     

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 백라이트 유닛을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the backlight unit according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명에 의한 백라이트 유닛을 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing a backlight unit according to the present invention.

도 4에 도시한 바와 같이, 광을 발광하는 발광 램프(41)와, 상기 발광 램프(41)를 감싸면서 그 내부면에 프리즘산(42)이 형성되어 상기 발광 램프(41)에서 발광된 광을 한 쪽 방향으로 집광시키어 출사하는 램프 하우징(43)과, 상기 발광 램프(41)에서 발광된 광을 입력받아 내부에서 산란시키어 면광원으로 출사하는 도광판(44)으로 이루어져 있다.As shown in FIG. 4, a light emitting lamp 41 emitting light and a prism acid 42 are formed on an inner surface of the light emitting lamp 41 to surround the light emitting lamp 41, thereby emitting light emitted from the light emitting lamp 41. And a lamp housing 43 for condensing the light in one direction, and a light guide plate 44 for receiving the light emitted from the light emitting lamp 41 and scattering the light from the inside of the light emitting lamp 41.

여기서, 상기 램프 하우징(43)의 내부면에 형성된 프리즘산(42)은 상기 발광 램프(41)에서 발광된 광을 종래와 같이 난 반사가 아닌 전반사로 도광판(44)으로 입사하고 있다.Here, the prism acid 42 formed on the inner surface of the lamp housing 43 enters the light emitted from the light emitting lamp 41 into the light guide plate 44 as a total reflection instead of the normal reflection.

즉, 종래에는 램프 하우징의 내부에서 난 반사가 발생하여 상기 램프 하우징으로부터 반사된 광이 발광 램프에 의해 차단되었지만, 본 발명에서는 램프 하우징(43)으로부터 반사된 빛이 전반사됨으로써 발광 램프(41)를 피해 도광판(44)으로 입사하여 광량을 증가시킬 수 있다.That is, in the past, light reflected from the lamp housing was blocked by the light emitting lamp, and the light reflected from the lamp housing 43 is totally reflected in the present invention. The incident light may enter the light guide plate 44 to increase the amount of light.

한편, 상기 램프 하우징(43)의 내부면에 형성된 프리즘산(42)은 상기 램프 하우징(43)의 내부면 전체에 걸쳐서 PET 재질로 형성되어 있거나, 상기 발광램프(41)와 대응하지 않는 면에만 선택적으로 형성될 수 있다.On the other hand, the prism acid 42 formed on the inner surface of the lamp housing 43 is formed of a PET material over the entire inner surface of the lamp housing 43 or only on a surface that does not correspond to the light emitting lamp 41. May be optionally formed.

또한, 상기 도광판(44)은 상기 발광 램프(41)에서 발산된 빛을 내부로 입사시켜 상부로 면광원이 출사되도록 하는 웨이브 가이드(wave-guide)로서, 광투과력 이 우수한 PMMA(Poly Methyl Meth Acrylate) 수지가 사용된다.In addition, the light guide plate 44 is a wave guide for injecting the light emitted from the light emitting lamp 41 into the surface to emit a surface light source to the top, and has excellent light transmittance, PMMA (Poly Methyl Meth Acrylate). ) Resin is used.

또한, 상기 램프 하우징(43)의 내부면에 형성된 프리즘산(42)은 양면 접착 테이프(도시되지 않음)에 의해 램프 하우징(43)에 부착되어 있거나, 상기 램프 하우징(43)의 내면 표면에 형성된 다수의 요철로 이루어질 수 있다. In addition, the prism acid 42 formed on the inner surface of the lamp housing 43 is attached to the lamp housing 43 by a double-sided adhesive tape (not shown) or formed on the inner surface of the lamp housing 43. It may be made of a plurality of irregularities.

한편, 본 발명에 의한 백라이트 유닛에서는 개략적인 구성만을 설명하고 있고, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 도광판 하부에 부착되어 액정패널 반대쪽으로 새어나오는 광을 도광판으로 반사시켜 주는 반사판과, 상기 도광판 상부에 위치하여 도광판에서 나온 광을 균일하게 확산시켜 주는 확산판과, 상기 확산판 상부에 위치하여 상기 확산판에서 확산된 빛을 집광시켜 액정패널로 전달하는 프리즘 시트와, 상기 프리즘 시트 상부에서 위치하여 상기 프리즘 시트를 보호하는 보호시트와, 상기 구성 요소들을 수납하여 고정시켜 주는 메인 지지대를 포함하여 이루어져 있다.Meanwhile, in the backlight unit according to the present invention, only a schematic configuration is described, and although not shown in the drawing, a reflecting plate attached to the lower part of the light guide plate and reflecting the light leaking out to the opposite side of the liquid crystal panel to the light guide plate, and is positioned above the light guide plate A diffuser plate for uniformly diffusing light from the light guide plate, a prism sheet positioned on the diffuser plate to collect and diffuse light diffused from the diffuser plate to a liquid crystal panel, and positioned above the prism sheet. It comprises a protective sheet for protecting the sheet, and the main support for receiving and fixing the components.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 의한 백라이트 유닛의 발생된 광을 시뮬레이션한 도면이다.5A and 5B are diagrams simulating the generated light of the backlight unit according to the present invention.

도 5a에 도시한 바와 같이, 발광 램프(41)에서 발생하는 광을 추적한 결과, 램프 하우징(43)의 내부에서 일어나는 난 반사를 내부면에 구성된 프리즘산(42)을 이용하여 전반사로 도광판(44)의 내부로 입사시켜 광을 증가시킬 수가 있다.As shown in FIG. 5A, as a result of tracking the light generated by the light emitting lamp 41, the reflection of the egg occurring inside the lamp housing 43 is totally reflected by the light guide plate (using the prism acid 42 formed on the inner surface). The light can be increased by entering the inside of 44).

또한, 도 5b에서와 같이, 램프 하우징(43)에서 반사된 광이 발광 램프(41)의 간섭을 받지 않고 도광판(44)으로 입사되어 피크(peak)치를 살려("C") 광량이 증대됨을 알 수 있다. In addition, as shown in FIG. 5B, the light reflected from the lamp housing 43 is incident on the light guide plate 44 without being interfered by the light emitting lamp 41 to increase the amount of light by utilizing the peak value (“C”). Able to know.                     

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.On the other hand, the present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, it is possible that various substitutions, modifications and changes within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in Esau.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 백라이트 유닛은 다음과 같은 효과를 가지고 있다.As described above, the backlight unit according to the present invention has the following effects.

즉, 램프 하우징의 내부면에 프리즘산을 추가하여 구성함으로써 램프 하우징의 내부에서 발생하는 광의 난 반사를 전반사로 도광판의 내부로 입사할 수 있다.That is, by adding a prism acid to the inner surface of the lamp housing, it is possible to enter the reflection of the light generated inside the lamp housing into the light guide plate in total reflection.

따라서 램프 하우징에서 반사된 광이 램프의 간섭을 받지 않고 도광판 내부로 직접 입사할 수 있기 때문에 광량을 증가시킬 수 있다.Therefore, since the light reflected from the lamp housing can directly enter the light guide plate without interference from the lamp, the amount of light can be increased.

Claims (3)

광을 발광하는 발광 램프와, A light emitting lamp which emits light, 상기 발광 램프를 감싸면서 그 내부면에 프리즘산이 형성되어 상기 발광 램프에서 발광된 광을 한 쪽 방향으로 집광시키어 출사하는 램프 하우징과, Prismatic acid is formed on an inner surface of the light emitting lamp while surrounding the light emitting lamp to condense and emit light emitted from the light emitting lamp in one direction; 상기 발광 램프에서 발광된 광을 입력받아 내부에서 산란시키어 면광원으로 출사하는 도광판을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 백라이트 유닛.And a light guide plate which receives light emitted from the light emitting lamp and scatters the light from the light emitting lamp and emits the light into a surface light source. 제 1 항에 있어서, 상기 프리즘산은 상기 램프 하우징의 내부면에 양면 접착 테이프에 의해 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛. The backlight unit of claim 1, wherein the prism acid is attached to an inner surface of the lamp housing by a double-sided adhesive tape. 제 1 항에 있어서, 상기 프리즘산은 상기 램프 하우징의 내부 표면에 다수의 요철로 이루어짐을 특징으로 하는 백라이트 유닛. The backlight unit of claim 1, wherein the prism acid is formed of a plurality of irregularities on an inner surface of the lamp housing.
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