KR20060102360A - 광학 시이트 및 그를 구비하는 백 라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광학 시이트 및 그를 구비하는 백 라이트 유닛에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 광학 시이트는 외부로부터 입사되는 광을 투과시키는 지지층과, 상기 지지층 상에 형성되며, 상기 지지층을 부분적으로 노출시킴과 아울러 경사면을 가지는 반사층을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

광학 시이트 및 그를 구비하는 백 라이트 유닛{Optical Sheet And Back Light Unit Including The Same}
도 1은 종래의 액정표시장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'를 절단한 단면을 나타낸 단면도이다.
도 3은 종래의 광학 부재를 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 종래의 광학 부재에 의한 광분포도를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광학 부재를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광학 부재를 나타낸 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 광학 부재를 나타낸 도면이다.
도 8은 외부 광원으로부터 조사된 광의 경로를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 광학 부재를 나타낸 도면이다.
도 10은 도 9의 Ⅹ-Ⅹ'를 절단한 단면을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 광학 부재를 가지는 백 라이트 유닛 및 그를 구비하는 액정표시장치를 나타낸 도면이다.
도 12는 도 11의 ⅩⅡ-ⅩⅡ'를 절단한 단면을 나타낸 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
2, 102 : 액정표시패널 8, 18, 108, 118 : 편광 시이트
10 : 광학 시이트 12 : 확산판
14, 114 : 반사판 34, 134 : 케이스
36, 136 : 램프 110, 210, 310, 410, 510 : 광학 부재
120, 220, 320, 420 : 지지층 140, 240, 340, 440 : 반사층
본 발명은 광학 시이트 및 백 라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 집광효율을 개선함으로써 콘트라스트를 개선시킬 수 있는 광학 시이트 및 백 라이트 유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display ; 이하 "LCD"라 함)는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, LCD는 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다. 한편, LCD는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.
이와 같은 LCD은 자발광 표시장치가 아니기 때문에 백 라이트(Back Light)와 같은 광원이 필요하게 된다. 이러한, LCD용 백 라이트는 직하형 방식과 에지형 방식 등이 있다. 에지형 방식은 평판 외곽에 램프를 설치한 것으로, 램프로부터 투명한 도광판을 이용하여 액정표시패널 전체의 면으로 빛이 입사된다. 직하형은 평면에 램프를 여러 개 배치한다. 그리고 램프와 액정표시패널 사이에 확산판을 설치하여 액정표시패널과 램프 사이를 일정하게 유지한다. 한편, 램프의 형태에 따라 구분하면, 램프의 유리관 양 끝단에 전극을 삽입하여 전원을 공급하는 냉음극관("Cold Cathode Fluorescent Lamp: 이하 "CCFL")방식과, 램프의 유리관 양 끝단을 메탈재질로 감싸는 전극부에 전원을 공급하는 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lighting : 이하 "EEFL")방식이 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 LCD를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 LCD는 화상을 표시하기 위한 액정표시패널(2)과, 액정표시패널(2)에 균일한 광을 조사하기 위한 백 라이트 유닛을 구비한다.
액정표시패널(2)은 상부 및 하부기판의 사이에 액정셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix) 형태로 배열되고, 이 액정셀들 각각에 전계를 인가하기 위한 화소전극들과 공통전극이 마련되게 된다. 이러한 화소전극들 각각은 스위치 소자로 사용되는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)에 접속되게 된다. 화소전극은 박막 트랜지스터를 통해 공급되는 데이터신호에 따라 공통전극과 함께 액정셀을 구동하여 비디오신호에 해당하는 화상을 표시하게 된다.
백 라이트 유닛은 케이스(34)와, 케이스(34)의 전면에 적층되는 반사판(14) 과, 반사판(14)의 상부에 위치하는 다수의 램프(36)와, 다수의 램프(36) 상부에 배치되는 확산판(12) 및 광학 시이트(10)를 구비한다.
케이스(34)는 다수의 램프들(36) 측면 및 배면으로 진행하는 가시광선을 전면, 즉 확산판(12) 쪽으로 반사시킴으로써 램프들(36)로부터 발생되는 광의 경로를 변환시킨다.
반사판(14)은 케이스(34)의 상면과 다수개의 램프(36)사이에 배치되어 램프들(36)로부터 발생된 광을 반사시켜 액정표시패널(2) 방향으로 조사되게 함으로써 광의 효율을 향상시킨다.
다수의 램프들(36) 각각은 유리관과, 유리관 내부에 있는 불활성기체들과, 유리관의 양 끝단부를 감싸는 메탈 재질의 음극부 및 양극부로 구성된다. 이러한 다수의 램프들(36)은 케이스(34) 상에 나란하게 배치된다.
확산판(12)은 다수의 램프들(36)에서 발산된 광을 액정표시패널로 진행하도록 하고, 넓은 범위의 각도에서 입사할 수 있게 한다.
광학 시이트들(10)은 확산판(12)으로부터 출사된 광의 시야각을 좁게 함으로써 액정표시장치의 정면 휘도를 향상시키고 소비전력을 줄일 수 있다.
이와 같은 구조를 가지는 종래의 액정표시장치는 편광판(8,18) 및 액정의 광투과율이 좋지 않아 고 휘도를 달성하는데 많은 문제점을 안고 있다. 이에 따라, 도 3에 도시된 바와 같은 고 휘도를 달성하기 위한 광학 시이트(10)가 제안되었으나, 도 3에 도시된 광학 시이트(10)는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같은 사이드 로브(Side Lobe)와 같은 광손실의 문제점을 안고 있다. 이에 따라 램프들(36)로부 터 발생되는 광의 집광효율을 개선시킴으로써 사이드 로브에 의한 광손실을 줄이고, 그에 따른 콘트라스트를 개선시킬 수 있는 광학 부재가 절실히 필요한 실정이다.
따라서, 본 발명의 목적은 집광의 효율을 달성함으로써 콘트라스트를 개선시킬 수 있는 광학 시이트 및 그를 구비하는 백 라이트 유닛을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 광학 시이트는 외부로부터 입사되는 광을 투과시키는 지지층과, 상기 지지층 상에 형성되며, 상기 지지층을 부분적으로 노출시킴과 아울러 경사면을 가지는 반사층을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 반사층은 단면이 삼각형이며 길이방향으로 신장되는 삼각기둥이 일정간격으로 배열되는 제1 형태와, 단면이 삼각형이며 길이방향으로 신장되는 삼각기둥이 격자 형태로 배열되는 제2 형태와, 삼각뿔 형태로 신장되는 피라미드 형의 프리즘이 일정방향으로 배열되고 각 배열이 이격되는 제3 형태와, 삼각뿔 형태로 신장되는 피라미드 형의 프리즘이 격자형태로 배열되는 제4 형태 중 적어도 하나 인 것을 특징으로 한다.
상기 반사층은 일정 간격으로 배열되며, 상기 삼각기둥 및 삼각뿔 형태의 모 서리가 잘려진 사다리꼴 형태 및 라운딩 된 둥근형태 중 적어도 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 반사층이 상기 지지층과 접촉되는 영역은 외부로부터 입사되는 광을 투과시키는 것을 특징으로 한다.
상기 반사층의 재질은 니켈(Ni), 크롬(Cr), 알루미늄(AL), 산화알루미늄(Al2O3) 등의 금속성 재질과, 강화 플라스틱, 유리, 아크릴 등의 비금속성 재질과, 상기 확산층을 형성하는 재질 중 적어도 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 지지층은 외부로부터 입사되는 광을 확산시키는 확산층인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 광학 시이트는 광이 투과되는 지지층과, 상기 지지층과 일체화되고 상기 지지층 표면으로부터 경사도를 가지며 돌출되며 상기 지지층이 부분적으로 노출되도록 배열되는 돌출부를 구비하며, 상기 돌출부의 표면은 반사면처리되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛은 다수의 광원들이 액정표시장치에 설치되는 백 라이트 유닛에 있어서, 외부로부터 입사되는 광을 투과시키는 지지층과 상기 지지층 상에 형성되며, 상기 지지층을 부분적으로 노출시킴과 아울러 경사면을 가지는 반사층을 가지는 광학 시이트를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광학 부재(110)를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광학 부재(110)는 광이 투과되는 지지층(120)과, 지지층(120) 상에 일정패턴으로 형성되는 반사층(140)을 구비한다.
지지층(120)은 외부로부터 입삭되는 광을 투과시키도록 하는 투명시트로 형성될 수 있으며, 또한, 외부의 광원으로부터 조사된 광을 액정표시패널(102)로 진행하도록 하고, 넓은 범위의 각도에서 입사할 수 있게 하는 확산층으로 형성될 수 있다. 이러한 지지층(120)은 내부에는 다수의 비즈(Beads)가 형성되어 외부의 광원으로부터 발생된 광을 확산시킴으로써, 지지층(120)의 표면으로부터 출사되는 광의 출사범위를 확장하게 된다. 이러한 지지층(120)의 재질로는 투명아크릴수지, 강화유리 등의 투명시트나, PMMA(Polymethylmethacrylate), 폴리 카보나이트(Polycarbonate), 메틸메타 아크릴레이트-스티렌 공중합체(MS 수지) 등의 광학수지 중 적어도 하나로 형성된다.
반사층(140)은 지지층(420)을 부분적으로 노출시키도록 배열된다. 반사층(140)은 지지층(120)의 배면으로부터 조사되는 광의 집광효율을 개선시키기 위하여 단면이 삼각형 형태를 가지며 길이방향으로 신장되어 전체적으로 삼각기둥의 프리즘 형태를 가지게 된다. 이러한 반사층(140)은 다수개가 지지층(120) 상에 소정간격을 가지며 배열되게 된다. 여기서 반사층(140)의 단면에서 삼각형의 각도 및 길이는 광학 부재(110)를 포함하는 표시장치의 조건에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 이를 구체적으로 설명하면, 광학 부재(110)는 표시장치의 크기 및 박형의 조 건에 따라 그 크기가 다르게 설정되며, 이와 동시에 광학 부재(110)와 광원과의 거리가 다르게 설정된다. 결과적으로, 광학 부재(110)를 통하여 집광하고자 하는 영역은 광원으로부터 정해진 거리에 결정되는 것이 아니며, 각 표시장치의 외형 조건 및 광학적 특성에 따라 다르게 설정될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 삼각기둥의 단면에서 삼각형의 세 꼭지점의 각도 및 세 변의 길이는 각 표시장치의 외부 조건에 따라 다르게 설정될 수 있다. 반사층(140)의 재료로는 외부로부터 조사되는 광의 경사각을 변환시킬 수 있는 다양한 재질이 사용될 수 있다. 예를 들면, 니켈(Ni), 크롬(Cr), 알루미늄(AL), 산화알루미늄(Al2O3) 등의 금속성 반사물질 중 적어도 하나이거나, 강화 플라스틱, 유리, 아크릴 및 지지층(120)을 형성하는 재질 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
이와 같은 구조를 가지는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광학 부재(110)는 지지층(120)상에 반사층(140)이 형성되어 광을 반사시키는 반사영역(150)과, 반사층이 형성되지 않아 광이 직접적으로 투과되는 투과영역(160)을 가지게 된다.
반사영역(150)에는 광원으로부터 조사된 광을 반사시킴으로써 광원의 배면 및 측면에 형성될 수 있는 반사판 등에 리싸이클링(Recycling) 됨으로써 재집광하게 된다.
투광영역(160)에는 광원으로부터 조사된 두가지 광 즉, 지지층(120)을 직진하여 투과하는 직진광(160a)과, 투과영역(160) 측면에서 볼때 지지층(120)의 측면으로 조사되는 경사광(160b)이 투과된다. 여기서, 직진광(160a)은 지지층(120)을 직진하여 투과됨으로써 상부에 특정 목표물에 직접적으로 조사되게 된다. 또한, 경사광(160b)은 직진광(160a)의 측면에서 조사되어 지지층(120)을 투과한 후, 반사층(140)의 측면에 조사됨으로써 반사층(140)의 표면에서 출사각이 변환되게 된다. 반사층(140)의 표면에서 출사각이 변환된 경사광(160b)은 직진광(160a)과 거의 유사하게 상부에 특정 목표물에 조사되게 된다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광학 부재(210)를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광학 부재(210)는 지지층(220)과, 지지층(220) 상에 일정패턴으로 형성되는 반사층(240)을 구비한다.
지지층(220)은 외부의 광원으로부터 조사된 광을 액정표시패널(202)로 진행하도록 하고, 넓은 범위의 각도에서 입사할 수 있게 한다. 이러한 지지층(220)은 내부에는 다수의 비즈(Beads)가 형성되어 외부의 광원으로부터 발생된 광을 확산시킴으로써, 지지층(220)의 표면으로부터 출사되는 광의 출사범위를 확장하게 된다. 지지층(220)의 재질로는 투명아크릴수지, 강화유리 등의 투명시트나, PMMA(Polymethylmethacrylate), 폴리 카보나이트(Polycarbonate), 메틸메타 아크릴레이트-스티렌 공중합체(MS 수지) 등의 광학수지 중 적어도 하나로 형성된다.
반사층(240)은 지지층(220)의 배면으로부터 조사되는 광의 집광효율을 개선시키기 위하여 단면이 삼각형 형태를 가지며 길이방향으로 신장되어 전체적으로 삼각기둥의 프리즘 형태가 격자형태로 배열되게 된다. 여기서 반사층(240)의 단면에서 프리즘 삼각형의 각도 및 길이는 광학 부재(210)를 포함하는 표시장치의 조건에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 이러한 반사층(240)의 형성조건은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 조건과 동일함으로 그에 관한 설명은 생략하기로 한다. 반사층(240)의 재료로는 외부로부터 조사되는 광의 경사각을 변환시킬 수 있는 다양한 재질이 사용될 수 있다. 예를 들면, 니켈(Ni), 크롬(Cr), 알루미늄(AL), 산화알루미늄(Al2O3) 등의 금속성 반사물질 중 적어도 하나이거나, 강화 플라스틱, 유리, 아크릴 및 지지층(220)을 형성하는 재질 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
여기서, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광학 부재(210)는 격자형태로 배열되는 삼각기둥의 프리즘 중앙부에 반사층(240)이 형성되지 않아 광이 직접적으로 투과되는 투과영역(260)과, 지지층(220)상에 반사층(240)이 형성되어 광을 반사시키는 반사영역(250)을 가지게 된다.
반사영역(250)의 배면에는 광원으로부터 조사된 광을 반사시킴으로써 광원의 배면 및 측면에 형성될 수 있는 반사판 등에 리싸이클링(Recycling) 됨으로써 재집광하게 된다.
투광영역(260)에는 광원으로부터 조사된 두가지 광 즉, 지지층(220)을 직진하여 투과하는 직진광(260a)과, 투과영역(260) 측면에서 볼때 지지층(220)의 측면으로 조사되는 경사광(260b)이 투과된다. 여기서, 직진광(260a)은 지지층(220)을 직진하여 투과됨으로써 상부에 특정 목표물에 직접적으로 조사되게 된다. 또한, 경사광(260b)은 직진광(260a)의 측면에서 조사되어 지지층(220)을 투과한 후, 반사층(240)의 측면에 조사됨으로써 반사층(240)의 표면에서 출사각이 변환되게 된다. 반사층(240)의 표면에서 출사각이 변환된 경사광(260b)은 직진광(260a)과 거의 유 사하게 상부에 특정 목표물에 조사되게 된다.
이와 같은 구조를 가지는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광학 부재(220)는 투과영역(260)을 둘러싸는 반사영역(250)이 사각형 형태로 구성됨으로 인하여 광원으로부터 조사된 광의 집광성을 보다 더 개선시킬 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 광학 부재(310)를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 광학 부재(310)는 지지층(320)과, 지지층(320) 상에 일정패턴으로 형성되는 반사층(340)을 구비한다.
지지층(320)은 외부의 광원으로부터 조사된 광을 액정표시패널(302)로 진행하도록 하고, 넓은 범위의 각도에서 입사할 수 있게 한다. 이러한 지지층(320)은 내부에는 다수의 비즈(Beads)가 형성되어 외부의 광원으로부터 발생된 광을 지지시킴으로써, 지지층(320)의 표면으로부터 출사되는 광의 출사범위를 확장하게 된다. 이러한 본 발명의 제3 실시 예에 따른 지지층(320)의 재질은 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 기재된 지지층의 재질과 동일한 재질로 형성될 수 있다.
반사층(340)은 지지층(320)의 배면으로부터 조사되는 광의 집광효율을 개선시키기 위하여 삼각뿔 형태의 프리즘이 일 방향으로 배열되거나, 격자로 배열되게 된다. 여기서 반사층(340)의 단면에서 프리즘 삼각형의 각도 및 길이는 광학 부재(310)를 포함하는 표시장치의 조건에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 이러한 반사층(340)의 형성조건은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 조건과 동일함으로 그에 관한 설명은 생략하기로 한다. 반사층(340)의 재료로는 외부로부터 조사되는 광의 경사각을 변환시킬 수 있는 다양한 재질이 사용될 수 있다. 예를 들면, 니켈(Ni), 크 롬(Cr), 알루미늄(AL), 산화알루미늄(Al2O3) 등의 금속성 반사물질 중 적어도 하나이거나, 강화 플라스틱, 유리, 아크릴 및 지지층(320)을 형성하는 재질 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
여기서, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 광학 부재(310)는 본 발명의 제1 및 제2 실시 예와 비교하여 반사층(340)의 형태를 삼각기둥에서 삼각뿔 형태로 대체함과 아울러, 삼각뿔의 일방향 및 격자형태로 배열하는 것을 제외하고 동일한 구성을 가짐으로 그에 관한 설명은 생략하기로 한다.
이와 같은 구조를 가지는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 광학 부재(310)는 투과영역(360)을 둘러싸도록 하는 반사영역(350)을 구비함으로써 광원으로부터 조사된 광의 집광성을 보다 더 개선시킬 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 제1 내지 제3 실시 예에 따른 광학 부재(110, 210, 310)를 통하여 광이 이동하는 광 경로를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제1 내지 제3 실시 예에 따른 광학 부재(110, 210, 310)를 통하여 이동하는 광은 지지층(120, 220,320) 만을 통하여 이동하는 직진광(160a, 260a, 360a,)과, 반사층(120, 220, 320)에 의하여 광의 경로가 변화된 후 이동하는 경사광(160b, 260b, 360b,) 및 반사층(120, 220, 320)의 배면에서 반사되어 재집광되는 리싸이클링광(360c)으로 분류된다. 이러한 광은 결과적으로 본 발명의 제1 내지 제3 실시 예에 따른 광학 부재(110, 210, 310)를 통하여 집광된 후 상부에 특정 목표물에 조사됨으로써 뛰어난 집광효율을 나타내게 된다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 광학부재(410)를 나타낸 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 광학 부재(410)는 지지층(420)과, 지지층(420) 상에 일정패턴으로 형성되는 반사층(440)을 구비한다.
본 발명의 제4 실시 예에 따른 지지층(420)은 본 발명의 제1 내지 제3 실시 예에 따른 광학부재(310)에 기재된 지지층(320)과 동일한 구성임으로 그에 관한 설명은 생략하기로 한다.
반사층(440)은 지지층(420)을 부분적으로 노출시키도록 배열된다. 따라서, 지지층(420)은 반사층(440)이 배열된 반사영역(450)과, 반사층(440)이 배열되지 않은 투과영역(460)으로 나뉘며, 반사층(440)의 배면으로 입사되는 광은 반사층(440)의 내부에서 반사되어 외부로 투과되지 않으며, 투과영역(460)으로부터 각도를 가지며 입사되는 광의 각도를 변화시키게 된다. 즉, 외부로부터 입사되는 광은 반사층(440)이 지지층(420)과 접촉되는 접촉부에서 반사되지 않고 투과되었다가, 접촉부 이외의 반사층(440) 내부표면에서 반사된다. 이러한 반사층(440)은 본 발명의 제2 및 제3 실시예에 기재된 삼각뿔 형태의 배열에도 유사하게 적용될 수 있다. 즉, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 광학부재(410)는 지지층(420)과 접촉되는 삼각뿔의 배면이 반사면 처리가 되지 않으며, 지지층(420)과 접촉되지 않는 영역에만 반사면 처리를 한다.
또한, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 광학부재(410)는 광이 투과하는 지지층(420)과 반사층(440)이 일체화될 수 있다. 이를 구체적으로 설명하면, 본 발명의 제1 내지 제3 실시 예에 기재된 삼각기둥 및 삼각뿔 형태의 돌출부는 지지층(420)과 일체화되고 지지층(420)의 표면으로부터 경사도를 가지며 돌출된다. 이 돌출부는 지지층(420)이 부분적으로 노출되도록 배열되고, 돌출부의 표면이 반사면처리됨으로써 반사층(440)이 형성될 수 있다. 즉, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 광학부재(410)는 지지층(420)과, 지지층(420)의 표면으로부터 부분적으로 돌출되는 돌출부의 표면을 반사면처리함으로써 광학부재(410)를 형성할 수 있다. 이에 따라, 지지층(420)의 평탄면은 직진광(460a) 및 경사도를 가지며 입사되는 경사광(460b)이 투과하는 투과영역(460)이 되며, 지지층(420)의 돌출영역은 광이 반사되는 반사영역(450)이 된다.
이와 같은 구조를 가지는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 광학부재(410)는 지지층(420)과 접촉되는 영역은 반사면 처리를 하지 않으며, 투과영역(460)으로부터 각도를 가지며 입사되는 광을 반사하게 됨으로, 광학부재(410)의 제조가 쉬우며, 본 발명의 제1 내지 제3 실시 예에 기재된 효과와 동일한 효과를 달성할 수 있게된다.
그리고, 본 발명의 제1 내지 제4 실시 예에 기재된 광학부재(110, 210, 310, 410)의 반사층(140, 240, 340, 440)은 투과영역(160, 260, 360, 460)을 통하여 각도를 가지며 입사되는 광의 각도를 변화시키는 것이 목적이므로 반사층(140, 240, 340, 440)의 모서리가 날카롭게 구성되지 않고 라운딩 되거나, 둥근 형태를 띠거나, 전체적으로 사다릴꼴 구조를 가지며 형성되더라도 본 발명의 목적을 달성할 수 있게 된다. 여기서, 본 발명의 제1 내지 제4 실시 예에 따른 광학부재(110, 210, 310, 410)는 투과영역(460)의 크기 즉, 개구율과 반사층(140, 240, 340, 440)의 경사도를 조절함으로써 원하는 휘도 분포를 각각 얻을 수 있다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제1 내지 제4 실시 예에 따른 광학 부재(110, 210, 310, 410)를 포함하는 액정표시장치를 나타내는 도면이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(102)과, 액정표시패널(102)에 광을 조사하도록 본 발명의 각 실시 예에 따른 광학 부재(510)를 포함하는 백 라이트 유닛을 구비한다.
액정표시패널(102)은 상부 및 하부 유리기판의 사이에 액정셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix) 형태로 배열되게 되고 아울러 액정셀들 각각에는 비디오신호를 절환하기 위한 박막트랜지스터(Thin film Transistor)가 설치되어 있다. 이러한 액정표시패널(102)은 액정셀들 각각의 굴절율이 비디오신호에 따라 변화됨으로써 비디오신호에 해당하는 화상이 표시되게 된다. 이와 같은 액정표시패널(102)의 하부기판 상에는 박막트랜지스터에 구동신호를 인가하기 위한 드라이버 집적회로가 실장된 도시하지 않은 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package)가 부착된다. 또한, 액정표시패널(102)의 전면 및 배면에는 편광 시이트(108, 118)가 각각 설치된다. 여기서, 편광 시이트(108, 118)는 액정셀들에 의해 표시되는 화상의 시야각을 향상시키는 기능을 한다.
백 라이트 유닛은 외부 전원으로부터 전원을 공급받아 액정표시패널(102)에 광을 조사하는 다수개의 램프(136)와, 다수개의 램프(136)를 수납하는 케이스(134)와, 램프(136)와 케이스(134) 사이에 설치되어 램프(136)로부터 발생된 광의 누설 을 방지함과 아울러 반사시키는 반사판(114)과, 램프(136)로부터 발생되는 광을 확산시킴과 아울러 집광시키는 광학 부재(510)를 구비한다.
다수의 램프(136)들 각각은 유리관과, 유리관 내부에 있는 불활성기체들과, 유리관의 양 끝단부에 설치되는 음극 및 양극으로 구성된다. 유리관 내부에는 불활성기체들이 충진되어 있으며, 유리관 내벽에는 형광체가 도포되어 있다. 이러한 다수의 램프들(136) 각각은 인버터로부터의 교류전압이 고압전극 및 저압전극에 인가되면, 저압전극으로부터 전자가 방출되어 유리관 내부의 불활성기체들과 충돌하여 기하급수적으로 전자의 양이 늘어나게 된다. 이후, 늘어난 전자들에 의해 유리관 내부에 전류가 흐르게 되고, 이러한 전자에 의해 불활성기체가 여기되면서 자외선이 방출된다. 이와 같은 방식으로 방출된 자외선은 유리관 내측벽에 도포된 발광성 형광체와 충돌하여 가시광선을 방출시킨다.
다수의 램프(136)를 수납하는 케이스(134)는 다수의 램프들(136)의 측면 및 배면으로 진행하는 가시광선을 전면, 즉 광학 부재(510) 방향으로 반사시킴으로써 램프들(136)에서 발생되는 광의 경로를 변환시킨다. 이러한 케이스(134)에는 다수의 램프(136)가 일정한 간격을 유지하며 배열된다.
반사판(114)은 케이스(134)의 상면과 다수개의 램프(136)사이에 배치되어 램프들(136)로부터 발생된 광 중 액정표시패널(102)의 반대방향으로 조사되는 광의 경로를 변환시켜 액정표시패널(102) 방향으로 조사되게 함으로써 광의 효율을 향상시킨다.
광학 부재(510)는 램프(136)들로부터 출사된 광을 확산함과 아울러 광의 경 로를 변환함으로써 액정표시패널(102)로 입사되는 광이 액정표시패널(102)로 직사될 수 있도록 조절함으로써 액정표시패널(102)의 정면 휘도를 향상시키게 된다. 이러한 광학 부재(510)는 전술한 본 발명의 제1 내지 제4 실시 예에 시사된 광학부재(110, 210, 310, 410) 중 적어도 하나가 이용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 광학 시이트 및 그를 구비하는 백 라이트 유닛은 램프로부터 조사되는 광의 집광효율을 비약적으로 개선하여 액정표시장치의 고휘도를 달성하며, 콘트라스트를 개선할 수 있게 된다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 광학 시이트 및 그를 구비하는 백 라이트 유닛은 반사영역을 구비함으로써 종래의 사이드 로브에 의한 빛손실을 최소화할 수 있게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (9)

  1. 외부로부터 입사되는 광을 투과시키는 지지층과,
    상기 지지층 상에 형성되며, 상기 지지층을 부분적으로 노출시킴과 아울러 경사면을 가지는 반사층을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 시이트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사층은
    단면이 삼각형이며 길이방향으로 신장되는 삼각기둥이 일정간격으로 배열되는 제1 형태와,
    단면이 삼각형이며 길이방향으로 신장되는 삼각기둥이 격자 형태로 배열되는 제2 형태와,
    삼각뿔 형태로 신장되는 피라미드 형의 프리즘이 일정방향으로 배열되고 각 배열이 이격되는 제3 형태와,
    삼각뿔 형태로 신장되는 피라미드 형의 프리즘이 격자형태로 배열되는 제4 형태 중 적어도 하나 인 것을 특징으로 하는 광학 시이트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사층은
    일정 간격으로 배열되며,
    상기 삼각기둥 및 삼각뿔 형태의 모서리가 잘려진 사다리꼴 형태 및 라운딩 된 둥근형태 중 적어도 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 시이트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사층이 상기 지지층과 접촉되는 영역은
    외부로부터 입사되는 광을 투과시키는 것을 특징으로 하는 광학 시이트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사층의 재질은
    니켈(Ni), 크롬(Cr), 알루미늄(AL), 산화알루미늄(Al2O3) 등의 금속성 재질과,
    강화 플라스틱, 유리, 아크릴 등의 비금속성 재질과,
    상기 확산층을 형성하는 재질 중 적어도 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 시이트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지층은
    외부로부터 입사되는 광을 확산시키는 확산층인 것을 특징으로 하는 광학 시이트.
  7. 광이 투과되는 지지층과,
    상기 지지층과 일체화되고 상기 지지층 표면으로부터 경사도를 가지며 돌출되며 상기 지지층이 부분적으로 노출되도록 배열되는 돌출부를 구비하며,
    상기 돌출부의 표면은 반사면처리되는 것을 특징으로 하는 광학 시이트.
  8. 다수의 광원들이 액정표시장치에 설치되는 백 라이트 유닛에 있어서,
    외부로부터 입사되는 광을 투과시키는 지지층과 상기 지지층 상에 형성되며, 상기 지지층을 부분적으로 노출시킴과 아울러 경사면을 가지는 반사층을 가지는 광학 시이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 반사층은
    단면이 삼각형이며 길이방향으로 신장되는 삼각기둥이 일정간격으로 배열되는 제1 형태와,
    단면이 삼각형이며 길이방향으로 신장되는 삼각기둥이 격자 형태로 배열되는 제2 형태와,
    삼각뿔 형태로 신장되는 피라미드 형의 프리즘이 일정방향으로 배열되고 각 배열이 이격되는 제3 형태와,
    삼각뿔 형태로 신장되는 피라미드 형의 프리즘이 격자형태로 배열되는 제4 형태 중 적어도 하나 인 것을 특징으로 하는 광학 시이트.
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