KR20070050237A - 액정표시장치용 백라이트 유닛 - Google Patents

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KR20070050237A
KR20070050237A KR1020050107563A KR20050107563A KR20070050237A KR 20070050237 A KR20070050237 A KR 20070050237A KR 1020050107563 A KR1020050107563 A KR 1020050107563A KR 20050107563 A KR20050107563 A KR 20050107563A KR 20070050237 A KR20070050237 A KR 20070050237A
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grid polarizer
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이만환
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 와이어 그리드 폴로라이저(wire grid polarizer)를 확산판이나 도광판에 형성시켜 편광 광원을 얻음으로써 광효율을 증대시키도록 한 액정표시장치용 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 난편광된 빛을 발광시키는 광원과, 상기 광원의 상부에 구성되고 상기 광원에서 발광된 빛을 산란시키는 확산판과, 상기 확산판에 일정한 간격을 갖고 배치되어 상기 광원으로부터 난편광된 빛을 선편광된 빛으로 투과시키는 와이어 그리드 폴라라이저와, 상기 확산판의 상부에 구성되어 상기 확산판을 통해 산란된 빛을 액정표시패널의 배면에 균일하게 조사하는 광학시트와, 상기 광원의 하부에 구성되어 빛을 반사시키는 반사판을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
액정표시패널, 와이어 그리드 폴라라이저, 편광판

Description

액정표시장치용 백라이트 유닛{backlight unit of liquid crystal display device}
도 1은 일반적인 액정표시패널을 개략적으로 나타내는 단면도
도 2는 종래 기술에 의한 액정표시장치용 백라이트 유닛의 구성을 개략적으로 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널을 개략적으로 나타낸 단면도
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액정표시장치용 백라이트 유닛의 구성을 나타낸 개략적인 도면
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액정표시장치용 백라이트 유닛의 구성을 나타낸 개략적인 도면
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 액정표시장치용 백라이트 유닛의 구성을 나타낸 개략적인 도면
도 7은 본 발명의 액정표시장치용 백라이트 유닛에 구성되는 와이어 그리드 폴로라이저를 나타낸 도면
도면의 주요 부분에 대한 부호설명
201 : 광원 202 : 확산판
203 : 와이어 그리드 폴라라이저 204 : 광학시트
205 : 반사판 206 : 도광판
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 광효율을 증대시키도록 한 액정표시장치용 백라이트 유닛에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 대두되고 있다.
이러한 평판 표시장치로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel) 및 발광 표시장치(Light Emitting Display) 등이 있다.
통상의 액정표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다.
이를 위하여, 액정표시장치는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열된 액정패널과, 상기 액정패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비하게 된다.
한편, 상기 액정패널에는 액정셀들 각각에 전계를 인가하기 위한 화소전극들과 공통전극이 마련되게 된다.
통상, 화소전극은 하부기판 상에 액정셀 별로 형성되는 반면 공통전극은 상부기판의 전면에 일체화되어 형성되게 된다.
상기 화소전극들 각각은 스위치 소자로 사용되는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 함)에 접속되게 된다.
또한, 상기 화소전극은 박막 트랜지스터를 통해 공급되는 데이터신호에 따라 공통전극과 함께 액정셀을 구동하게 된다.
도 1은 일반적인 액정패널을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 액정패널은 상부기판(42) 상에 순차적으로 형성된 블랙 매트릭스(44), 컬러필터(46), 오버 코트층(47), 공통전극(48) 및 상부 배향막(50a)으로 구성된 컬러필터 어레이 기판(4)과, 하부기판(1) 상에 형성된 TFT, 화소전극(22) 및 하부 배향막(50b)으로 구성된 TFT 어레이 기판(2)과, 상기 컬러필터 어레이 기판(4) 및 TFT 어레이 기판(2) 사이의 공간에 주입된 액정(52)과, 상기 컬러필터 어레이 기판(4)의 전면에 부착된 상부 편광판(60a)과, 상기 TFT 어레이 기판(2)의 배면에 부착된 하부 편광판(60b)을 구비한다.
여기서, 상기 TFT 어레이 기판(2)의 TFT는 게이트 라인에 접속된 게이트 전극(6), 데이터 라인에 접속된 소스전극(8) 및 드레인 접촉홀(26)을 통해 화소전극(22)에 접속된 드레인전극(10)을 구비한다.
또한, 상기 TFT는 게이트 전극(6)에 공급되는 게이트전압에 의해 소스전극(8)과 드레인전극(10)간에 도통채널을 형성하기 위한 반도체층들(14, 16)을 더 구비한다.
이러한 TFT는 게이트 라인으로부터의 게이트신호에 응답하여 데이터 라인으로부터의 데이터신호를 선택적으로 화소전극(22)에 공급한다.
상기 화소전극(22)은 데이터 라인과 게이트 라인에 의해 분할된 화소영역에 위치하며 광투과율이 높은 투명 전도성 물질로 이루어진다.
화소전극(22)은 하부기판(1) 전면에 도포되는 보호막(18) 상에 형성되며, 보호막(18)을 관통하는 드레인 접촉홀(26)을 통해 드레인전극(10)과 전기적으로 접속된다. 이러한 화소전극(22)은 TFT를 경유하여 공급되는 데이터신호에 의해 상부기판(42)에 형성되는 공통전극(48)과 전위차를 발생시키게 된다.
이 전위차에 의해 하부기판(1)과 상부기판(42) 사이에 위치하는 액정(52)은 유전율 이방성에 기인하여 회전하게 된다. 이렇게 회전되는 액정(52)에 의해 광원으로부터 화소전극(22)을 경유하여 상부기판(42) 쪽으로 투과되는 광량이 조절된다.
또한, 상기 컬러필터 어레이 기판(4)의 블랙 매트릭스(44)는 하부기판(1)의 TFT 영역과 도시하지 않은 게이트 라인들 및 데이터 라인들 영역과 중첩되게 형성되며 컬러필터(46)가 형성될 화소영역을 구획한다. 이러한 블랙 매트릭스(44)는 빛샘을 방지함과 아울러 외부광을 흡수하여 콘트라스트를 높이는 역할을 한다.
또한, 상기 컬러필터(46)는 상기 블랙 매트릭스(44)에 의해 분리된 화소영역에 형성된다. 이러한 컬러필터(46)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 별로 형성되어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 색상을 구현한다.
또한, 상기 오버 코트층(47)은 컬러필터(46)가 형성된 상부기판(42) 상에 절연특성을 가진 투명한 수지를 도포하여 일정한 전압이 인가되는 블랙 매트릭스(44)와 공통 전압이 인가되는 공통전극(48) 사이를 전기적으로 절연시키는 역할을 한다.
한편, 상기 오버 코트층(47)은 TN모드의 소자에서는 형성되지 않아도 무방하다.
상기 공통전극(48)은 액정구동시 기준이 되는 공통전압이 인가되어 하부기판(1) 상에 형성된 화소전극(22)과 전위차를 발생시키게 된다.
한편, IPS 모드에서는 상기 공통전극이 하부기판(1)에 형성된다.
그리고 상기 컬러필터 어레이 기판(4)과 TFT 어레이 기판(2)에는 액정 배향을 위한 상/하부 배향막(50a, 50b)이 폴리 이미드(PI) 등과 같은 배향물질을 도포한 후 러빙 공정을 수행함으로써 형성된다.
하부 편광판(60b)은 하부기판(1)의 배면에 부착되며 도시하지 않은 백 라이트 유닛으로부터 입사되는 광빛을 편광시킨다.
상부 편광판(60a)는 상부기판(42)의 전면에 부착되어 액정패널로부터 출사되는 광빛을 편광시키는 역할을 한다. 여기서, 상부 및 하부 편광판(60a, 60b) 각각은 도시하지 않은 편광자를 사이에 두고 제 1 및 제 2 보호층이 적층된 구조를 갖는다.
여기서, 편광자는 폴리비닐알콜(Poly Vinyl Alcohol) 필름을 연신시켜 요오드와 이색성 염료용액에 담그어 요오드 분자를 연신방향으로 나란하게 배열시킴으로써 형성된다.
또한, 제 1 및 제 2 보호층은 트리 아세테이트 셀루로스(TAC) 등이 이용되고 연신된 편광자의 수축을 방지하고 편광자를 보호하는 역할을 한다.
이러한, 상부 및 하부 편광판(60a, 60b) 각각은 편광판 부착공정을 통해 합 착된 하부기판(1)의 배면과 상부기판(42)의 전면에 부착된다.
도 2는 종래 기술에 의한 액정표시장치용 백라이트 유닛의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 백라이트 유닛은 빛을 발광하는 램프(101)와, 상기 램프(61)로부터 출사한 선형광원을 입사받아 균일한 면광원으로 전환하여 출사하는 도광판(62)과, 상기 도광판(62)의 상부에 구성되어 출사된 광을 산란시키는 확산판(63)과, 상기 도광판(62)의 하부에 구성되어 빛을 반사시키는 반사판(reflector)(64)을 포함한다.
여기서, 상기 램프(61)로부터 발광된 빛은 반사판(64), 도광판(62), 확산판(63)을 거쳐 상부와 하부 편광판이 부착된 LCD 패널로 향하게 되는데, 이때 LCD 패널의 하부에 배치된 필름 타입의 편광판에 의해 50%의 빛은 흡수해서 없어지게 된다.
대표적인 예로서 LCD같이 스스로 발광을 하지 못하는 시스템은 백라이트 유닛을 사용하여 편광효과로서 on/off를 구현하는 경우에는 편광판을 통한 손실이 매우 크다고 할 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 액정표시장치에서는 선형편광된 빛을 사용하기 위해 편광판을 부착하여 백라이트 유닛으로부터 나오는 난편광된 빛을 선편광시켜 사용하거나 반사형인 경우 외부로부터 흡수된 빛을 편광판을 통해 선편광시켜 사용하게 된다.
따라서, 그 효율은 난편광된 빛의 전체 강도의 50% 이하 만을 사용한다고 볼 수 있으며, 이로 인해 백라이트 유닛으로 현재 사용중인 CCFL이나 LED의 효율을 개선하는 연구 또는 반사판 및 주변 시스템의 설계 최적화 연구 등이 진행중이다.
그래서, 백라이트 효율개선을 위해 현재 사용하는 방법으로 바닥면에 반사판을 설치하거나 반사판 구조를 변화시켜 전면으로 향하는 강도를 높이는데 집중되어 있다.
그러나 상기와 같은 종래 기술에 의한 액정표시장치용 백라이트 유닛은 다음과 같은 문제점이 있었다.
즉, 편광상태가 바뀌지 않는 한 편광판을 통한 손실을 피할 수 없으며, 반사판이나 도광판 및 확산판등을 통해서 편광상태가 변하지 않으므로 전체적인 효율증대에서는 개선되기가 어려운 문제점이 발생된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 와이어 그리드 폴로라이저(wire grid polarizer)를 확산판이나 도광판에 형성시켜 편광 광원을 얻음으로써 광효율을 증대시키도록 한 액정표시장치용 백라이트 유닛을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 액정표시장치용 백라이트 유닛은 난편광된 빛을 발광시키는 광원과, 상기 광원의 상부에 구성되고 상기 광원에서 발광된 빛을 산란시키는 확산판과, 상기 확산판에 일정한 간격을 갖고 배치되어 상기 광원으로부터 난편광된 빛을 선편광된 빛으로 투과시키는 와이어 그리드 폴라라이저와, 상기 확산판의 상부에 구성되어 상기 확산판을 통해 산란된 빛을 액정표시패널의 배면에 균일하게 조사하는 광학시트와, 상기 광원의 하부에 구성되어 빛을 반사시키는 반사판을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 의한 액정표시장치용 백라이트 유닛은 빛을 발광하는 광원과, 상기 광원의 일측에 구성되어 상기 광원으로부터 출사한 선형광원을 입사받아 균일한 면광원으로 전환하여 출사하는 도광판과, 상기 도광판의 상부 표면에 일정한 간격을 갖고 배치되어 상기 광원으로부터 난편광된 빛을 선편광된 빛으로 투과시키는 와이어 그리드 폴라라이저와, 상기 도광판의 상부에 구성되어 광을 균일하게 액정표시패널의 배면에 조사하는 광학시트를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 액정표시장치용 백라이트 유닛을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시패널을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시패널(100)은 액정(152)을 사이에 두고 합착된 컬러필터 어레이 기판(104) 및 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 함) 어레이 기판(102)과, 상기 컬러필터 어레이 기판(104)의 상부에 구성되는 편광판(160)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 TFT 어레이 기판(102)은 하부기판(101) 상에 형성된 TFT, 화소전극(122) 및 하부 배향막(150b)을 포함한다.
또한, 상기 TFT는 게이트 라인에 접속된 게이트 전극(106), 데이터 라인에 접속된 소스전극(108) 및 드레인 접촉홀(126)을 통해 화소전극(122)에 접속된 드레인전극(110)을 구비한다.
또한, 상기 TFT는 게이트 전극(106)에 공급되는 게이트 전압에 의해 소스전극(108)과 드레인전극(110)간에 도통채널을 형성하기 위한 반도체층(114,116)들을 더 구비한다.
이러한 상기 TFT는 게이트 라인으로부터의 게이트신호에 응답하여 데이터 라인으로부터의 데이터신호를 선택적으로 화소전극(122)에 공급한다.
또한, 상기 화소전극(122)은 데이터 라인과 게이트 라인에 의해 분할된 화소영역에 위치하며 광투과율이 높은 투명 전도성 물질로 이루어진다.
상기 화소전극(122)은 하부기판(101) 전면에 도포되는 보호막(118) 상에 형성되며, 보호막(118)을 관통하는 드레인 접촉홀(126)을 통해 드레인 전극(110)과 전기적으로 접속된다.
이러한 상기 화소전극(122)은 TFT를 경유하여 공급되는 데이터신호에 의해 상부기판(142)에 형성되는 공통전극(148)과 전위차를 발생시키게 된다.
이 전위차에 의해 하부기판(101)과 상부기판(142) 사이에 위치하는 액정(152)은 유전율 이방성에 기인하여 회전하게 된다.
이렇게 회전되는 액정(152)에 의해 광원으로부터 화소전극(122)을 경유하여 상부기판(142) 쪽으로 투과되는 광량이 조절된다.
또한, 상기 컬러필터 어레이 기판(104)은 상부기판(142) 상에 순차적으로 형 성된 블랙 매트릭스(144), 컬러필터(146), 오버 코트층(147), 공통전극(148) 및 상부 배향막(150a)을 포함한다.
상기 컬러필터 어레이 기판(104)의 블랙 매트릭스(144)는 하부기판(101)의 TFT 영역과 도시하지 않은 게이트 라인들 및 데이터 라인들 영역과 중첩되게 형성되며 컬러필터(146)가 형성될 화소영역을 구획한다. 이러한 상기 블랙 매트릭스(144)는 빛샘을 방지함과 아울러 외부광을 흡수하여 콘트라스트를 높이는 역할을 한다.
또한, 상기 컬러필터(146)는 블랙 매트릭스(144)에 의해 분리된 화소영역에 형성된다. 이러한 상기 컬러필터(146)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 별로 형성되어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 색상을 구현한다.
또한, 상기 오버 코트층(147)은 컬러필터(146)가 형성된 상부기판(142) 상에 절연특성을 가진 투명한 수지를 도포하여 일정한 전압이 인가되는 블랙 매트릭스(144)와 공통 전압이 인가되는 공통전극(148) 사이를 전기적으로 절연시키는 역할을 한다.
한편, 상기 오버 코트층(147)은 TN모드의 소자에서는 형성되지 않아도 무방하다.
또한, 상기 공통전극(148)은 액정구동시 기준이 되는 공통전압이 인가되어 하부기판(101) 상에 형성된 화소전극(122)과 전위차를 발생시키게 된다. 한편, IPS 모드에서는 상기 공통전극이 하부기판(101)에 형성된다.
그리고 컬러필터 어레이 기판(104)과 TFT 어레이 기판(102)에는 액정 배향을 위한 상/하부 배향막(150a, 150b)이 폴리 이미드(PI) 등과 같은 배향물질을 도포한 후 러빙 공정을 수행함으로써 형성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널은 상부기판(142)의 전면에 입사되는 광빛을 편광시키는 편광판(160)을 구성하고 있지만, 하부기판(101)의 배면에는 별도의 편광판이 필요 없게 됨과 아울러 별도의 편광판 부착공정이 필요 없게 된다.
즉, 본 발명은 액정표시패널의 배면에 구성되어 광을 균일하게 조사하는 백라이트 유닛에 와이어 그리드 폴라라이저를 확산판 또는 도광판에 선택적으로 구성하여 편광판의 기능을 부여함으로써 편광판에 의한 광 손실을 줄이도록 함에 그 특징이 있다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액정표시장치용 백라이트 유닛의 구성을 나타낸 개략적인 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 백 라이트 유닛은, 난편광된 빛을 발광시키는 광원(201)과, 상기 광원(201)의 상부에 구성되고 상기 광원(201)에서 발광된 빛을 산란시키는 확산판(202)과, 상기 확산판(202)의 배면에 일정한 간격을 갖고 배치되어 상기 광원(201)으로부터 난편광된 빛을 선편광된 빛으로 투과시키는 와이어 그리드 폴라라이저(203)와, 상기 확산판(202)의 상부에 구성되어 상기 확산판(202)을 통해 산란된 빛을 액정표시패널(100)의 배면에 균일하게 조사하는 광학시트(204)와, 상기 광원(201)의 하부에 구성되어 빛을 반사시키는 반사판(205)을 포함하여 구성되어 있다.
여기서, 상기 광원(201)은 냉음극 형광램프(CCFL), 발광 다이오드(LED) 등을 사용할 수 있고, 상기 발광 다이오드는 적색, 청색, 녹색 발광 다이오드를 한 쌍으로 하여 구성 또는 백색 발광 다이오드로 이루어져 있다.
또한, 상기 반사판(205)은 Al 재질의 테이프 또는 Al를 코팅한 것을 사용한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액정표시장치용 백라이트 유닛은 상기 광원(201)으로부터 난편광되어 발광된 빛은 사방으로 퍼지게 된다. 상기 확산판(202)의 배면에 구성된 와이어 그리드 폴라라이저(203)로 향하는 빛은 두가지 편광상태로 나누어져 투과 및 반사가 일어나고, 상기 와이어 그리드 폴라라이저(203)를 통해 투과 가능한 선편광 상태가 된다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액정표시장치용 백라이트 유닛의 구성을 나타낸 개략적인 도면이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 백 라이트 유닛은, 난편광된 빛을 발광시키는 광원(201)과, 상기 광원(201)의 상부에 구성되어 상기 광원(201)으로부터 발광된 빛을 산란시키는 확산판(202)과, 상기 확산판(202)의 상면에 일정한 간격을 갖고 배치되어 상기 광원(201)으로부터 난편광된 빛을 선편광된 빛으로 투과시키는 와이어 그리드 폴라라이저(203)와, 상기 확산판(202) 및 와이어 그리드 폴라라이저(203)의 상부에 구성되어 상기 확산판(202)을 통해 산란된 빛을 액정표시패널(100)에 균일하게 조사하는 광학시트(204)와, 상기 광원(201)의 하부에 구성되어 빛을 반사시키는 반사판(205)을 포함하여 구성되어 있다.
여기서, 상기 광원(201)은 냉음극 형광램프(CCFL), 발광 다이오드(LED) 등을 사용할 수 있고, 상기 발광 다이오드는 적색, 청색, 녹색 발광 다이오드를 한 쌍으로 하여 구성 또는 백색 발광 다이오드로 이루어져 있다.
또한, 상기 반사판(205)은 Al 재질의 테이프 또는 Al를 코팅한 것을 사용한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액정표시장치용 백라이트 유닛은 상기 광원(201)으로부터 난편광되어 발광된 빛은 사방으로 퍼지게 된다.
이어, 상기 확산판(202)의 상면에 구성된 와이어 그리드 폴라라이저(203)로 향하는 빛은 두가지 편광상태로 나누어져 투과 및 반사가 일어나고, 상기 와이어 그리드 폴라라이저(203)를 통해 투과 가능한 선편광 상태가 된다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 액정표시장치용 백라이트 유닛의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 백라이트 유닛은 빛을 발광하는 광원(201)과, 상기 광원(201)의 일측에 구성되어 상기 광원(201)으로부터 출사한 선형광원을 입사받아 균일한 면광원으로 전환하여 출사하는 도광판(206)과, 상기 도광판(206)의 상부 표면에 일정한 간격을 갖고 배치되어 상기 광원(201)으로부터 난편광된 빛을 선편광된 빛으로 투과시키는 와이어 그리드 폴라라이저(203)와, 상기 도광판(206)의 상부에 구성되어 광을 균일하게 액정표시패널(100)의 배면에 조사하는 광학시트(204)를 포함하여 구성되어 있다.
여기서, 상기 광원(201)은 냉음극 형광램프(CCFL), 발광 다이오드(LED) 등을 사용할 수 있고, 상기 발광 다이오드는 적색, 청색, 녹색 발광 다이오드를 한 쌍으로 하여 구성 또는 백색 발광 다이오드로 이루어져 있다.
또한, 상기 반사판(205)은 Al 재질의 테이프 또는 Al를 코팅한 것을 사용한다.
상기와 같이 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시예에 의한 액정표시장치용 백라이트 유닛은 확산판(202)의 배면 또는 상면이나 도광판(206)의 상면에 와이어 그리드 폴라라이저(203)를 구성하여 편광된 빛을 만들고 있다.
즉, 상기 확산판(202)이나 도광판(206) 위에 빛의 파장 크기의 금속성 격자를 형성하면 와이어 그리드 폴라라이저(203)가 형성되고, 상기 와이어 그리드 폴라라이저(203)는 빛을 P파와 S파로 분리하고 한쪽 편광은 상부로 통과 시키고 다른 편광은 반사시키게 된다.
따라서 상기 확산판(202)이나 도광판(206)에 와이어 그리드 폴라라이저(203)를 형성시킨 백라이트 유닛은 광원, 반사판으로 구성된 구조에서 광원에서 발생된 비편광 빛은 반사된 빛은 와이어 그리드 폴라라이저(203)에서 편광 분리되고 P파는 투과되고 S파는 반사되어 다시 하부의 반사판에서 반사되어 편광상태로 변경되고 다시 와이어 그리드 폴라라이저(203)에서 편광 분리되고 반사, 투과 과정을 되풀이 하게 된다.
상기와 같은 반사, 투과의 되풀이 과정을 통하여 선형 편광 광원을 형성시키고, 흡수 형태의 편광판과 같이 사용할 경우 광재생을 통하여 휘도를 향상시킬 수가 있다.
도 7은 본 발명의 액정표시장치용 백라이트 유닛에 구성되는 와이어 그리드 폴로라이저를 나타낸 도면이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 와이어 그리드 폴로라이저(203)는 편광되지 않은 빛이 매질에 입사하게 되면 어떤 방향의 모든 전기장 벡터는 매질에 반사되고 나머지 편광성분은 매질을 투과하게 된다.
즉, 편광되지 않은 빛이 와이어 그리드 폴로라이저(203)에 입사하는 경우, 금속 와이어(metal wire)에 나란한 전기장 성분의 편광들은 모두 다 반사 되어 버리고, 그리드(grid)에 수직한 성분의 편광들만이 투과하게 되어 금속 와이어에 나란한 전기장 성분에 의해 유도된 전류가 금속 와이어에 흐르게 되고 이것은 같은 방향의 편광에너지를 흩뜨려버리는 역할을 함으로써 금속 와이어에 나란한 편광 성분은 반사 시킴으로써 직선 편광을 생성할 수 있다.
여기서, 상기 와이어 그리드 폴라라이저(Wire Grid Polarizer)(203)는 상기 광원(201)으로부터 발광된 난편광된 빛을 상기 와이어 그리드 폴라라이저(203)와 평행한 방향으로 편광된 빛은 반사시키고, 수직 방향으로 편광된 빛은 투과시킨다.
또한, 상기 와이어 그리드 폴라라이저(203)는 S-폴라라이저 및 P-폴라라이저로 분리하여 투과 및 반사시킬 수 있는 소자 또는 물질로 이루어진다.
한편, 상기 와이어 그리드 폴라라이저(203)의 형성방법은 홀로그램 리소그래피(hologram lithography) 또는 전자 빛 리소그래피(e-beam lithography) 및 리프트-오프(lift-off) 방식을 혼용하여 사용할 수 있으며, 메탈성분을 가진 것이면 된다.
또한, 상기 와이어 그리드 폴라라이저(203)의 주기는 수십nm ~ 수um 까지 다양하게 형성되며, 라인-폭(line-width)과 주기 및 두께에 따라 효율과 특성이 달라진다.
여기서, 상기 와이어 그리드 폴라라이저(203)의 주기는 10nm ~ 1000㎛를 가지며, 라인 폭은 1nm ~ 500㎛의 범위를 가진다.
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 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 액정표시장치용 백라이트 유닛은 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 확산판이나 도광판에 와이어 그리드 폴라라이저를 형성시키어 백라이트 유닛을 구성함으로써 빛을 P파와 S파로 분리하고 한쪽 편광은 상부로 통과시키며 다른 편광은 반사시키고, 반사된 빛은 하부의 반사판에서 반가되어 편광상태가 변형되고 다시 와이어 그리드 폴라라이저에서 편광 분리되고 반사, 투과 과정을 되풀이하여 선형 편광 광원을 형성시키어 광재생을 통하여 휘도를 향상시킬 수가 있다.

Claims (9)

  1. 난편광된 빛을 발광시키는 광원과,
    상기 광원의 상부에 구성되고 상기 광원에서 발광된 빛을 산란시키는 확산판과,
    상기 확산판에 일정한 간격을 갖고 배치되어 상기 광원으로부터 난편광된 빛을 선편광된 빛으로 투과시키는 와이어 그리드 폴라라이저와,
    상기 확산판의 상부에 구성되어 상기 확산판을 통해 산란된 빛을 액정표시패널의 배면에 균일하게 조사하는 광학시트와,
    상기 광원의 하부에 구성되어 빛을 반사시키는 반사판을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 와이어 그리드 폴라라이저는 상기 확산판의 배면에 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 와이어 그리드 폴라라이저는 상기 확산판의 상면에 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 와이어 그리드 폴라라이저는 상기 광원으로부터 발광된 난편광된 빛을 상기 와이어 그리드 폴라라이저와 평행한 방향으로 편광된 빛 은 반사시키고, 수직 방향으로 편광된 빛은 투과시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 와이어 그리드 폴라라이저는 S-폴라라이저 및 P-폴라라이저로 분리하여 투과 및 반사시킬 수 있는 소자 또는 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  6. 빛을 발광하는 광원과,
    상기 광원의 일측에 구성되어 상기 광원으로부터 출사한 선형광원을 입사받아 균일한 면광원으로 전환하여 출사하는 도광판과,
    상기 도광판의 상부 표면에 일정한 간격을 갖고 배치되어 상기 광원으로부터 난편광된 빛을 선편광된 빛으로 투과시키는 와이어 그리드 폴라라이저와,
    상기 도광판의 상부에 구성되어 광을 균일하게 액정표시패널의 배면에 조사하는 광학시트를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 광원은 상기 도광판의 양측에 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 와이어 그리드 폴라라이저는 상기 광원으로부터 발광된 난편광된 빛을 상기 와이어 그리드 폴라라이저와 평행한 방향으로 편광된 빛 은 반사시키고, 수직 방향으로 편광된 빛은 투과시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 와이어 그리드 폴라라이저는 S-폴라라이저 및 P-폴라라이저로 분리하여 투과 및 반사시킬 수 있는 소자 또는 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
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