KR20070036966A - Diffuser plate and back light unit using the same - Google Patents
Diffuser plate and back light unit using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20070036966A KR20070036966A KR1020050092099A KR20050092099A KR20070036966A KR 20070036966 A KR20070036966 A KR 20070036966A KR 1020050092099 A KR1020050092099 A KR 1020050092099A KR 20050092099 A KR20050092099 A KR 20050092099A KR 20070036966 A KR20070036966 A KR 20070036966A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light
- diffusion layer
- polarization
- microlens
- diffusion
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/133602—Direct backlight
- G02F1/133604—Direct backlight with lamps
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133528—Polarisers
- G02F1/133536—Reflective polarizers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/133602—Direct backlight
- G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/133602—Direct backlight
- G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
- G02F1/133607—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/133602—Direct backlight
- G02F1/133611—Direct backlight including means for improving the brightness uniformity
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
Abstract
본 발명은 광효율과 전면 휘도를 높이도록 한 확산판과 이를 이용한 백라이트 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a diffusion plate and a backlight unit using the same to increase light efficiency and front brightness.
이 확산판은 빛을 확산시키기 위한 확산층과; 상기 빛을 집광시키기 위한 상부 미세렌즈와; 상기 확산층의 광 출사면과 상기 상부 미세렌즈 사이에 또는 상기 확산층의 광 입사면 상에 배치되어 상기 빛에서 특정 편광만을 투과시키는 반면 상기 특정 편광과 다른 편광의 빛을 반사시키는 편광 선택 반사패턴을 구비한다. The diffusion plate includes a diffusion layer for diffusing light; An upper microlens for condensing the light; A polarization selective reflection pattern disposed between the light exit surface of the diffusion layer and the upper microlens or on the light entrance surface of the diffusion layer to transmit only a specific polarization in the light while reflecting light having a polarization different from the specific polarization do.
Description
도 1은 종래의 액정표시장치를 나타내는 단면도.1 is a cross-sectional view showing a conventional liquid crystal display device.
도 2는 도 1에 도시된 광학시트들의 구성을 보여 주는 단면도. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the optical sheets shown in FIG.
도 3은 본 발명에 따른 백라이트유닛을 보여 주는 단면도. 3 is a cross-sectional view showing a backlight unit according to the present invention.
도 4는 도 3에 도시된 확산판의 제1 실시예를 나타내는 단면도. 4 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the diffusion plate shown in FIG.
도 5는 도 3에 도시된 확산판의 제2 실시예를 나타내는 단면도. FIG. 5 is a sectional view showing a second embodiment of the diffusion plate shown in FIG. 3; FIG.
도 6은 도 3에 도시된 확산판의 제3 실시예를 나타내는 단면도. FIG. 6 is a sectional view showing a third embodiment of the diffuser plate shown in FIG. 3; FIG.
도 7은 도 6에서의 공기층으로 발포수지층을 이용하는 구조를 나타내는 단면도.7 is a cross-sectional view showing a structure using a foamed resin layer as the air layer in FIG.
도 8은 도 3에 도시된 확산판의 제4 실시예를 나타내는 단면도. FIG. 8 is a sectional view showing a fourth embodiment of the diffuser plate shown in FIG. 3; FIG.
도 9은 도 3에 도시된 확산판의 제5 실시예를 나타내는 단면도. FIG. 9 is a sectional view showing a fifth embodiment of the diffusion plate shown in FIG. 3; FIG.
도 10는 도 3에 도시된 확산판의 제6 실시예를 나타내는 단면도. FIG. 10 is a sectional view showing a sixth embodiment of the diffusion plate shown in FIG. 3; FIG.
도 11은 도 3에 도시된 확산판의 제7 실시예를 나타내는 단면도. FIG. 11 is a sectional view showing a seventh embodiment of the diffusion plate shown in FIG. 3; FIG.
도 12a 및 도 12b는 각 실시예의 확산층에 혼입되는 비드들의 형상을 보여 주는 단면도. 12A and 12B are cross-sectional views showing the shapes of beads incorporated into the diffusion layer of each embodiment.
도 13는 미세렌즈의 집광효과를 보여주는 시뮬레이션 도면. 13 is a simulation diagram showing the light collecting effect of the microlens.
도 14은 편광 선택 반사패턴들에 의한 입사광의 반사를 보여주는 시뮬레이션 도면. 14 is a simulation diagram showing reflection of incident light by polarization selective reflection patterns.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
11 : 액정표시패널 12, 32 : 보텀커버11
13, 33 : 확산판 14 : 광학시트13, 33: diffuser 14: optical sheet
14a : 확산시트 14b : 프리즘시트14a:
31 : 광원 33a : 확산층31:
33b, 33c, 33g : 미세렌즈 33d : 투명시트33b, 33c, 33g:
40b : 수지 격벽 40a : 공기40b:
40 : 공기층 101, 102 : 편광 선택 반사패턴40:
42 : 발포 수지층 42a : 공기공 42:
본 발명은 광효율과 전면 휘도를 높이도록 한 확산판에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 확산판을 이용한 백라이트유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a diffuser plate to increase light efficiency and front brightness. The present invention also relates to a backlight unit using the diffusion plate.
일반적으로, 액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인 해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, 액정표시장치는 사무자동화기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다. 이러한 액정표시장치는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 신호에 따라 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.BACKGROUND ART In general, liquid crystal display devices have tended to be gradually widened due to their light weight, thinness, and low power consumption. In accordance with this trend, liquid crystal displays are used in office automation equipment, audio / video equipment, and the like. In such a liquid crystal display device, a transmission amount of a light beam is adjusted according to a signal applied to a plurality of control switches arranged in a matrix to display a desired image on a screen.
이와 같은 액정표시장치는 자발광 표시장치가 아니기 때문에 백라이트(Back light)와 같은 별도의 광원이 필요하다. Since the liquid crystal display is not a self-luminous display, a separate light source such as a back light is required.
백라이트는 광원의 위치에 따라 직하형 방식과 에지형 방식 등이 있다. 에지형 백라이트는 액정표시장치의 일측 가장자리에 광원을 설치하고, 그 광원으로부터 입사되는 빛을 도광판과 다수의 광학시트를 통해 액정표시패널에 조사한다. 직하형 백라이트는 액정표시장치의 바로 아래에 다수의 광원을 배치하고, 그 광원들로부터 입사되는 빛을 확산판과 다수의 광학시트를 통해 액정표시패널에 조사한다. 백라이트에 이용되는 광원에는 냉음극형광관(CCFL)과 발광다이오드(LED) 등이 있다. The backlight includes a direct type and an edge type according to the position of the light source. The edge type backlight is provided with a light source at one edge of the liquid crystal display, and irradiates the liquid crystal display panel with light incident from the light source through the light guide plate and the plurality of optical sheets. In the direct type backlight, a plurality of light sources are disposed directly below the liquid crystal display, and light incident from the light sources is irradiated onto the liquid crystal display panel through the diffusion plate and the plurality of optical sheets. Light sources used for backlights include a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) and a light emitting diode (LED).
최근에는 에지형 방식에 비하여 휘도, 광균일도, 색순도가 높은 직하형 방식의 백라이트가 LCD TV를 중심으로 더 많이 이용되고 있다. Recently, the direct type backlight having higher luminance, light uniformity and color purity than the edge type has been used more mainly in LCD TVs.
도 1을 참조하면, 종래의 액정표시장치는 화상을 표시하기 위한 액정표시패널(11)과, 액정표시패널(11)에 광을 조사하기 위한 백라이트유닛(10)을 구비한다.Referring to FIG. 1, a conventional liquid crystal display device includes a liquid
액정표시패널(11)은 다수의 데이터라인들과 다수의 스캔라인들이 교차되게 배열되고 상부 및 하부기판의 사이에 액정셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix)형태로 배열된다. 또한, 액정표시패널에는 액정셀들 각각에 전계를 인가하기 위한 화소전극들과 공통전극이 형성된다. 다수의 데이터라인들과 다수의 스캔라인들의 교차부에는 스캔신호에 응답하여 화소전극에 인가될 데이터전압을 스위칭하기 위한 박막트랜지스터들(Thin Film Transister : TFT)이 형성된다. 이러한 액정표시패널에는 테이프 케리어 패키지(Tape Carrier Package : TCP)를 통해 게이트 드라이브 집적회로들과 데이터 드라이브 집적회로들이 전기적으로 접속된다. In the liquid
백라이트유닛(10)은 다수의 램프들(15), 보텀커버(12), 확산판(13), 및 다수의 광학시트들(14)을 포함한다. The
램프들(15)은 도시하지 않은 인버터로부터의 교류 고전압에 의해 발광되어 확산판(13) 쪽으로 광을 발생한다. The
보텀커버(12)는 다수의 램프들(15)이 안쪽 공간에 수납되는 용기 구조로 제작되고, 그 안쪽 공간의 저면 및 측면에는 반사판이 형성된다. The
확산판(13)은 보텀 커버(12)와 함께 조립된다. 이 확산판(13)은 다수의 비드들(beads)을 포함하고 그 비드들을 이용하여 램프들(15)을 경유하여 입사되는 광을 산란시켜 액정표시패널(11)의 표시면에서 램프들(15)의 위치와 램프들(15) 사이의 위치에서 휘도 차이가 나지 않게 한다. 이러한 확산판(13)은 동일한 굴절률을 가지는 매질 속에 비드들이 산포된 구조로 제작되기 때문에 광을 집광할 수는 없다. The
광학 시이트들(14)은 도 2와 같은 1 매 이상의 확산시트(14a)와 1 매 이상의 프리즘 시트(14b)를 포함하여 확산판(13)으로부터 입사되는 광을 액정표시패널(11) 전체에 균일하게 조사하고 표시면에 대하여 수직인 방향으로 광의 진행경로를 꺾어 표시면 전면으로 광을 집광하는 역할을 한다. The optical sheets 14 include one or
그런데 이와 같은 백라이트유닛(10)은 광균일도와 집광효과를 위하여 확산판(13), 다수의 광학시트들(14) 등 많은 수의 광학부품이 필요하여 조립 누적 공차 등에 의해 제작 공정 상에서의 불량 원인이 많고 제작 원가가 높은 문제점이 있다. 또한, 종래 기술에 의하면 백라이트유닛(10)에서 액정표시패널에 입사되는 광 중에서 특정 편광(P 편광)만이 액정표시패널에 이용되는 반면에 그와 다른 편광(S 편광)은 액정표시패널에서 흡수되어 열로 변하여 소비되므로 광효율과 백라이트유닛의 전면 휘도가 낮은 문제점이 있다. However, such a
따라서, 본 발명의 목적은 광효율과 전면 휘도를 높이도록 한 확산판을 제공하는데 있다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a diffuser plate for enhancing light efficiency and front surface luminance.
본 발명의 다른 목적은 상기 확산판을 이용하여 광학 부품 수를 줄이고 광효율과 전면 휘도를 높이도록 한 백라이트유닛에 관한 것이다.Another object of the present invention relates to a backlight unit using the diffusion plate to reduce the number of optical components and to increase light efficiency and front brightness.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 확산판은 빛을 확산시키기 위한 확산층과; 상기 빛을 집광시키기 위한 상부 미세렌즈와; 상기 확산층의 광 출사면과 상기 상부 미세렌즈 사이에 또는 상기 확산층의 광 입사면 상에 배치되어 상기 빛에서 특정 편광만을 투과시키는 반면 상기 특정 편광과 다른 편광의 빛을 반사시키는 편광 선택 반사패턴을 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the diffusion plate according to the present invention comprises a diffusion layer for diffusing light; An upper microlens for condensing the light; A polarization selective reflection pattern disposed between the light exit surface of the diffusion layer and the upper microlens or on the light entrance surface of the diffusion layer to transmit only a specific polarization in the light while reflecting light having a polarization different from the specific polarization Characterized in that.
상기 상부 미세렌즈와 상기 확산층 사이에 배치되는 공기층을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.And an air layer disposed between the upper microlens and the diffusion layer.
상기 확산층의 광 입사면 상에 형성되는 하부 미세렌즈를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.And a lower microlens formed on the light incident surface of the diffusion layer.
상기 편광 선택 반사패턴에는 광이 반사되는 와이어 그리드 및 광이 투과되는 개구부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The polarization selective reflection pattern may include a wire grid through which light is reflected and an opening through which light is transmitted.
상기 미세렌즈는 수직 단면이 반원, 반타원, 삼각형 중 어느 하나의 형태이고 수평 단면은 사각형, 원형 및 타원형 중 어느 하나의 형태인 것을 특징으로 한다.The microlenses have a vertical cross section of any one of a semicircle, a semi-ellipse, and a triangle, and a horizontal cross section of the microlens has a shape of any one of a rectangle, a circle, and an oval.
상기 공기층은 다수의 공기공이 형성된 발포 수지층인 것을 특징으로 한다.The air layer is characterized in that the foamed resin layer formed with a plurality of air holes.
본 발명에 따른 백라이트 유닛은 빛을 발생하는 광원과; 상기 빛을 확산시키기 위한 확산층, 상기 빛을 집광시키기 위한 상부 미세렌즈, 및 상기 확산층의 광 출사면과 상기 상부 미세렌즈 사이에 또는 상기 확산층의 광 입사면 상에 배치되어 상기 빛에서 특정 편광만을 투과시키는 반면 상기 특정 편광과 다른 편광의 빛을 반사시키는 편광 선택 반사패턴을 포함한 확산층을 구비하는 것을 특징으로 한다.The backlight unit according to the present invention includes a light source for generating light; A diffusion layer for diffusing the light, an upper microlens for condensing the light, and disposed between the light exit surface of the diffusion layer and the upper microlens or on a light incidence surface of the diffusion layer to transmit only a specific polarization in the light On the other hand, it characterized in that it comprises a diffusion layer including a polarization selective reflection pattern for reflecting light of a different polarization and the specific polarization.
상기 상부 미세렌즈와 상기 확산판 사이에 배치되는 공기층을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.And an air layer disposed between the upper microlenses and the diffusion plate.
상기 확산층의 광 입사면 상에 형성되는 하부 미세렌즈를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.And a lower microlens formed on the light incident surface of the diffusion layer.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 도 3 내지 도 14를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 14.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트유닛은 광원들(31)이 수납된 보텀커버(32)와, 광원들(31)로부터의 광을 직진시키기 위한 공기층(Air layer) 또는 미세공(micro air buble)을 가지는 일체형 확산판(33)을 구비하여 액정표시패널에 특정 편광의 빛 예를 들면 P파만을 조사한다. Referring to FIG. 3, the backlight unit according to the exemplary embodiment of the present invention may include a bottom cover 32 in which the
광원들(31)은 다수의 램프나 다수의 발광다이오드들 또는 면발광체를 포함하여 광을 발생한다. The
보텀커버(32)는 바닥면과 측면을 포함하고 그 내부에 반사판이 부착된다. The bottom cover 32 includes a bottom surface and a side surface and a reflecting plate is attached thereto.
일체형 확산판(33)에는 도 4 내지 도 11과 같이 확산층(33a)의 상부에 미세렌즈(micro lens)나 렌티큘러 렌즈나 프리즘렌즈가 형성되고 그 확산층(33a)과의 사이에 편광선택 반사패턴이 형성되거나 확산층(33a)의 하부에 편광 선택 반사패턴이 형성된다. 여기서, 확산층(33a)의 하부에는 미세렌즈(micro lens), 렌티큘러 렌즈 및 프리즘 렌즈 등이 더 형성될 수 도 있다.4 through 11, a microlens, a lenticular lens or a prism lens is formed on the
도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 일체형 확산판(33)은 확산층(33a), 편광 선택 반사패턴(101) 및 미세렌즈(33b)를 포함한다. 미세렌즈(33b)는 기재에 해당하는 투명시트(33d) 상에 형성된다. Referring to FIG. 4, the
확산층(33a)은 광원들(31)의 위치와 그 사이의 음영 위치 간의 휘도차가 발생하지 않도록 광원(31)으로부터의 광을 산란시켜 광을 확산시킨다. 이 확산층(33a)의 주재료로는 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리메틸메타크릴레이트 (Polymethylmethacrylate, PMMA), 싸이클릭 올레핀 코폴리머(Cyclic Olefin Copolymer, COC) 등이 가능하다. 이러한 확산층(33a)에는 도 12a와 같은 구형 또는 도 12b와 같은 원통형의 비드들이 다수 포함되거나 그 비드들이 포함되지 않을 수 있다.The
편광 선택 반사패턴(101)은 확산층(33a) 상에서 100~300nm의 피치를 가지는 그릴 형태의 박막 금속패턴으로 형성되어 확산층(33a)에 의해 확산된 광 중 금속패턴들 사이의 개구부를 통해 P 편광을 투과시키는 반면에, P 편광과 직교하는 광축의 S 편광을 선택적으로 반사시키는 역할을 한다. 즉, 편광 선택 반사패턴에는 다수의 와이어 그리드가 구비됨으로써 와이어 그리드로 입사되는 광은 반사되고 와이어 그리드를 제외하는 개구영역으로 입사되는 광은 반사되게 된다. The polarization
여기서, 편광 선택 반사패턴(101)은 확산층(33a) 상에 형성될 수도 있고 확산층과 다수의 램프들 사이에 위치할 수도 있다.Here, the polarization
광원(31)에서 발생되는 빛의 광량을 100%라 가정할 때 그 광원(31)으로부터 입사되는 100%의 빛 중에서 50% 정도의 P 편광파만이 편광 선택 반사패턴(101)을 통해 투과되는 반면에, 나머지 50% 정도의 S 편광파는 반사된다. 편광 선택 반사패턴(101)에서 반사된 S 편광파의 빛은 확산층(33a)이나 보텀커버(32)의 반사판에서 반사되어 그 중 대략 25% 정도의 빛이 위상지연에 의해 P 편광파로 변하여 편광 선택 반사패턴(101)을 통과한다. 따라서, 광원(101)으로부터 발생되는 광 중에서 액정표시패널에 입사되는 P파의 광량은 50% 에서 75% (1차 반사분 25% 포함)로 증가하고, 편광 선택 반사패턴(101)에 의한 반사의 반복에 따라 그 광량이 더 증가한 다. 이러한 과정을 거쳐, 본 발명에 따른 백라이트유닛은 광원(31)으로부터 발생되는 빛이 대부분 액정표시패널에서 유효광으로 이용되는 P 편광파로 변하여 액정표시패널에 입사된다. Assuming that the amount of light generated by the
따라서, 본 발명에 따른 백라이트유닛이 적용되는 액정표시장치는 광효율과 휘도가 높아진다. Therefore, the liquid crystal display device to which the backlight unit according to the present invention is applied increases the light efficiency and luminance.
본 발명의 제2 실시예에 따른 일체형 확산판(33)은 도 5와 같이 편광 선택 반사패턴들(102)이 확산층(33a)의 하부면에 형성된다. 광원(31)으로부터의 빛은 편광 선택 반사패턴 사이의 개구부를 통해 P편광은 투과되고 와이어 그리드에서 S편광은 반사되며, 투과된 P편광만이 상부의 확산층(33a)에 전달된다. In the
본 발명의 제3 실시예에 따른 일체형 확산판(33)은 도 6과 같이 확산층(33a), 공기층(40), 편광 선택 반사패턴(101) 및 상부 미세렌즈(33b)을 포함한다. 공기층(40)은 상부 미세렌즈(33b)와 확산층(33a) 사이에 배치되고, 편광 선택 반사패턴(101)은 공기층(40) 상부에 배치된다. 확산층(33a)과 편광 선택 반사패턴(101)은 전술한 실시예와 실질적으로 동일한다.The
공기층(40)은 수지 격벽(40b)과 수지 격벽(40b)에 의해 마련된 공간에 채워지는 공기(40a)를 포함한다. 이러한, 공기층(40)은 확산층(33a)과의 굴절율 차에 의해 확산층(33a)을 통해 입사된 광이 굴절율차에 의해 진행경로가 꺾이면서 광의 확산도가 증가하여 상부 미세렌즈(33b)에 입사되는 광 손실이 적게 되어 상부 미세렌즈(33b)를 통과한 최종 직진광의 휘도를 향상시킨다. The
한편, 공기층(40)으로는 도 7에 도시된 바와 같이 다수의 공기공(42a)이 형 성된 발포 수지층(42)이 이용될 수도 있다.Meanwhile, as the
본 발명의 제4 실시예에 따른 일체형 확산판(33)은 도 8과 같이 미세렌즈(33b)와 확산층(33a) 사이에 배치되는 공기층(40)과, 확산층(33a)의 하부면에 형성되는 편광 선택 반사패턴들(102)을 포함한다. The
본 발명의 제5 실시예에 따른 일체형 확산판(33)에는 도 9와 같이 미세렌즈(33b)와 확산층(33a) 사이에 공기층(40)이 배치되고, 공기층(40) 하부에 편광 선택 반사패턴들(101)이 설명된다. In the
도 4 내지 도 9에 있어서 하부에 미세렌즈를 더 형성할 수 있으며 그 실시예 중 일부를 도 10과 11로 설명된다. 4 to 9, a microlens may be further formed on the lower portion, and some of the embodiments will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
본 발명의 제6 실시예에 따른 일체형 확산판(33)에는 도 10과 같이 상부 미세렌즈(33b)와 확산층(33a) 사이에 편광 선택 반사패턴들(101)이 배치되고, 확산층(33a)의 하부면에 하부 미세렌즈(33b)가 형성된다. 전술한 실시예에서 설명된 바와 같이 상부 미세렌즈(33b)는 편광 선택 반사패턴(101)을 통해 입사되는 P 편광파의 빛을 집광시키며, 하부 미세렌즈(33c)는 광원(31)으로부터 입사되는 광을 확산시켜 확산층(33a)으로 입사되는 광의 확산도를 증가시킨다. 그리고 편광 선택 반사패턴들(101)은 입사광 중에서 P 편광만을 투과시키는 반면에, S 편광을 반사킨다. In the
본 발명의 제7 실시예에 따른 일체형 확산판(33)에는 도 11과 같이 도 6의 실시예에서 단면이 삼각형인 하부 미세렌즈(33g)를 부가한 구조이다. The
본 발명의 제6 및 제7 실시예에서의 하부 미세렌즈(33c,33g)는 수직 단면이 반원, 반타원, 삼각형 중 어느 하나의 형태를 갖고, 수평 단면은 사각형, 원형 타원형을 가진다. 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이(MLA : micro lens array), 렌티큘러 렌즈(lenticular lens), 프리즘 등이 이용될 수 있다. 이러한, 도 10 및 도 11의 실시예 뿐만 아니라 다른 실시예에도 적용되어 확산층(33a)에 입사되는 빛의 확산도를 증가시킬 수 있다. The
편광 선택 반사패턴들(101, 102)과 그 사이에 배치되는 개구부에 의한 광학적인 효과는 시뮬레이션 결과 도면인 도 14에서 알 수 있다. 도 14과 같이 편광 선택 반사패턴들(101, 102)과 그 사이의 개구부를 포함한 편광 선택 반사패턴들(101, 102)은 P 편광파만을 투과시키는 반면에, 반사된 S 편광파는 하부의 반사판에서 재반사되어 P파와 S파로 변환되고, 편광 선택 반사패턴(101,102)에서 상기와 같은 투과/반사를 반복하여 최종적으로 액정표시패널 쪽으로 입사되는 P 편광파의 효율을 높이게 된다. Optical effects due to the polarization
따라서, 본 발명에 따른 확산판은 확산판, 공기층, 편광 선택 반사패턴, 미세렌즈 어레이를 한 매의 일체형 확산판으로 적층하여 광효율과 전면 휘도를 높인다. 본 발명에 따른 백라이트유닛은 상기 확산판을 이용하여 확산판과 다수의 광학시트들이 필요한 종래의 백라이트 구조와 달리 한 매의 확산판만으로 광을 집광 및 확산시키므로 종래에 비하여 광학 부품수를 줄일 수 있고 그로 인하여 조립공차와 불량을 최소화할 수 있으므로 제조원가를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 액정표시 패널에 조사되는 광효율과 휘도를 높일 수 있다. 실제로, 편광 선택 반사패턴이 없는 종래의 백라이트유닛과 편광 선택 반사패턴을 포함한 본 발명의 백라이트유닛의 휘도를 측정한 결과에 의하면 본 발명에 따른 백라이트유닛의 전면 광량이 종래에 비하여 20% 정도 증가하는 결과를 확인하였다. Therefore, the diffusion plate according to the present invention stacks a diffusion plate, an air layer, a polarization selective reflection pattern, and a microlens array into one integrated diffusion plate to increase light efficiency and front surface luminance. The backlight unit according to the present invention, unlike the conventional backlight structure that requires a diffuser plate and a plurality of optical sheets by using the diffuser plate to condense and diffuse light with only one diffuser plate can reduce the number of optical components compared to the conventional As a result, assembly tolerances and defects can be minimized, thereby reducing manufacturing costs and increasing light efficiency and luminance irradiated to the liquid crystal display panel. In fact, according to the result of measuring the brightness of the backlight unit of the present invention including the conventional backlight unit without the polarization selective reflection pattern and the polarization selective reflection pattern, the amount of front light of the backlight unit according to the present invention increases by about 20%. The result was confirmed.
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 정하여져야만 할 것이다. Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050092099A KR101211707B1 (en) | 2005-09-30 | 2005-09-30 | Diffuser Plate and Back Light Unit using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050092099A KR101211707B1 (en) | 2005-09-30 | 2005-09-30 | Diffuser Plate and Back Light Unit using the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070036966A true KR20070036966A (en) | 2007-04-04 |
KR101211707B1 KR101211707B1 (en) | 2012-12-12 |
Family
ID=38158947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020050092099A KR101211707B1 (en) | 2005-09-30 | 2005-09-30 | Diffuser Plate and Back Light Unit using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101211707B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100956508B1 (en) * | 2007-12-04 | 2010-05-06 | 미래나노텍(주) | Wire grid polarizer with enhanced handability and manufacturing method thereof |
KR101050217B1 (en) * | 2008-12-29 | 2011-07-19 | 도레이첨단소재 주식회사 | Diffuse plate integrated light collecting sheet having optical structure and liquid crystal display device having same |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001195913A (en) * | 2000-01-07 | 2001-07-19 | Toshiba Corp | Back light of flat display apparatus |
JP2004063439A (en) * | 2002-09-18 | 2004-02-26 | Hannstar Display Corp | Panel light source for liquid crystal display device, and backlight module |
-
2005
- 2005-09-30 KR KR1020050092099A patent/KR101211707B1/en active IP Right Grant
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100956508B1 (en) * | 2007-12-04 | 2010-05-06 | 미래나노텍(주) | Wire grid polarizer with enhanced handability and manufacturing method thereof |
KR101050217B1 (en) * | 2008-12-29 | 2011-07-19 | 도레이첨단소재 주식회사 | Diffuse plate integrated light collecting sheet having optical structure and liquid crystal display device having same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101211707B1 (en) | 2012-12-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101201307B1 (en) | Back Light Unit | |
JP4589361B2 (en) | Light source cube, flat light source unit and liquid crystal display device using the same | |
US7717600B2 (en) | Backlight unit and liquid crystal display having the same | |
KR101332054B1 (en) | Liquid crystal display device | |
KR101429911B1 (en) | light source of liquid crystal display apparatus and back light unit using the same | |
KR101165840B1 (en) | Back Light Unit And Liquid Crystal Display using the same | |
KR101332317B1 (en) | Backlight unit and liquid crystal display using the same | |
KR20090108409A (en) | Liquid Crystal Display Device | |
KR101146428B1 (en) | Optical Sheet And Back Light Unit Including The Same | |
KR101211707B1 (en) | Diffuser Plate and Back Light Unit using the same | |
KR101296456B1 (en) | Back light Unit and Liquid Crystal Display using the same | |
KR101148093B1 (en) | Diffuser Plate and Back Light Unit using the same | |
KR101168419B1 (en) | Diffuser Plate, Method of Fabricating the Diffuser Plate and Back Light Unit | |
KR20120087409A (en) | Backlight Unit | |
KR20110026901A (en) | Backlight unit and display apparatus including the same | |
KR100610617B1 (en) | Optical Sheet and Back Light Unit Using the same | |
KR101266709B1 (en) | Backlight unit and liquid crystal display device using the same | |
KR101252272B1 (en) | Diffuser Plate and Back Light Unit using the same | |
KR20070122263A (en) | Backlight unit and liquid crystal display device using the same | |
KR20090070925A (en) | Back light unit | |
KR101211714B1 (en) | Back Light Unit | |
KR20070003121A (en) | Diffuser plate and back light unit using the same | |
US20070159045A1 (en) | Backlight unit of LCD | |
KR101168416B1 (en) | Optical Sheet and Back Light Unit using the same | |
KR100610613B1 (en) | Optical Sheet And Back Light Unit Using The Same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
N231 | Notification of change of applicant | ||
A201 | Request for examination | ||
AMND | Amendment | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
J201 | Request for trial against refusal decision | ||
AMND | Amendment | ||
B701 | Decision to grant | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151105 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161104 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171107 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181112 Year of fee payment: 7 |