KR20070055131A - 백라이트 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광학시트의 집광영역을 확대시킴으로써 시야각을 넓히고, 휘도의 균일도를 높일 수 있는 백라이트 유닛에 관한 것이다.

본 발명에 따른 백라이트 유닛은 표시패널에 광을 조사하는 램프와; 다수의 렌티큘러 렌즈들과, 상기 렌티큘러 렌즈들 사이의 골 부분과 대향하는 위치에 라인 형태로 형성되는 다수의 반사패턴들을 가지는 광학시트를 구비하고, 상기 반사패턴들 중 적어도 하나의 반사패턴은 소정 간격으로 분리된 다수의 독립패턴들로 이루어진다.

Description

백라이트 유닛{Back Light Unit}

도 1은 종래 백라이트 유닛의 광학시트를 나타내는 사시도.

도 2은 종래 광학시트의 배면 구조를 나타내는 평면도.

도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 반사패턴의 기능을 설명하기 위한 단면도.

도 4a는 종래 광학시트의 휘도 분포를 측정한 도면.

도 4b는 종래 광학시트의 휘도 균일도를 측정한 도면.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타내는 도면.

도 6은 도 5의 광학시트를 배면에서 바라본 사시도.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시 예에 따른 반사패턴의 형태를 나타내는 도면.

도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 실시 예에 따른 반사패턴의 위치를 나타내는 도면.

도 9a는 본 발명의 실시 예에 따른 광학시트의 휘도 분포를 측정한 도면.

도 9b는 본 발명의 실시 예에 따른 광학시트의 휘도 균일도를 측정한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

2, 102 : 액정표시패널 26, 126 : 렌티큘러 렌즈

28, 128 : 반사패턴 30, 130 : 베이스필름

108, 118 : 편광시트 114 : 반사판

120 : 광학시트 122 : 확산판

134 : 케이스

본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 광학시트의 집광영역을 확대시킴으로써 시야각을 넓히고, 휘도의 균일도를 높일 수 있는 백라이트 유닛에 관한 것이다.

일반적으로, 액정 표시장치(Liquid Crystal Display ; "LCD")는 영상신호에 대응하도록 광빔의 투과량을 조절함으로써 화상을 표시하는 대표적인 평판 표시장치이다. 특히, LCD는 경량화, 박형화, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라 LCD는 사무자동화(Office Automation) 장치 및 노트북 컴퓨터의 표시장치로 적용되고 있다. 또한, LCD는 사용자의 요구에 부응하여 대화면화, 고정세화, 저소비전력화의 방향으로 진행되고 있다.

종래의 액정표시장치는 액정표시패널 상에 매트릭스 형태로 배열되어진 다수 의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 백라이트 유닛으로부터 조사되는 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.

액정표시패널은 컬러필터 어레이 기판 및 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한다. 이 컬러필터 어레이 기판 및 박막 트랜지스터 어레이 기판 사이에는 액정셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix) 형태로 배열됨과 아울러 액정셀들 각각에는 비디오 신호를 절환하기 위한 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)가 설치되어 있다. 액정셀들 각각의 굴절율이 비디오신호에 따라 변화됨으로써 비디오 신호에 해당하는 화상이 표시되게 된다. 이와 같은 액정표시패널의 박막 트랜지스터 어레이 기판 상에는 게이트 신호를 생성하는 게이트 집적회로가 실장된 게이트 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package)와, 데이터 신호를 생성하는 데이터 집적회로가 실장된 데이터 테이프 캐리어 패키지가 부착된다.

백라이트 유닛(Back Light Unit)에는 직하형 방식과 에지(edge)형 방식의 두 종류가 있다. 에지형 방식은 평판 외곽에 형광램프를 설치한 것으로, 형광램프로부터의 빛이 도광판을 이용하여 액정표시패널 전체의 면으로 입사될 수 있도록 확산시켜 광학시트를 통해 액정표시패널로 집광될 수 있도록 한다. 직하형 방식은 액정표시패널의 배면에 광원을 두어 액정표시패널 전면을 직접 조광하고 광학시트를 통해 액정표시패널로 집광될 수 있도록 한다.

도 1은 종래 백라이트 유닛의 광학시트를 나타내는 사시도이고, 도 2은 광학시트의 배면 구조를 나타내는 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 광학시트는 베이스필름(30)의 전면에 긴 반원형 실린더 형태의 렌티큘러 렌즈(26)들이 배열되고, 배면에 스트라이프 형태의 반사패턴(28)이 배열된다. 반사패턴(28)은 렌티큘러 렌즈(26) 사이의 골을 따라 형성되고, 베이스필름(30)의 양끝에도 형성된다.

도 3은 반사패턴(28)의 기능을 설명하기 위한 단면도이다.

도 3을 참조하면, 반사패턴(28)은 광원으로부터 입사되는 광 중에서 액정표시패널(2)에 수직으로 조사되지 않아 각 반사패턴(28)에 직접적으로 입사되는 광들을 반사시켜 다시 광학시트로 입사될 수 있도록 한다. 이를 통해 다른 각도로 입사되던 광들을 다시 수직 방향으로 모아줌으로써 집광성을 높일 수 있다.

도 4a는 종래 광학시트에 원통형의 측정 장치를 대고 휘도 분포를 측정한 것을 나타내는 도면이고, 도 4b는 종래 광학시트의 휘도 균일도를 나타내는 도면이다.

도 4a를 참조하면, 종래의 광학시트는 좌우로는 집광영역이 넓게 분포하지만 상하로는 집광영역이 좁게 분포하는 것을 알 수 있다.

도 4b의 오른쪽 도표는 휘도별 면적비를 나타낸다. 도 4b를 참조하면, 종래의 광학시트는 전체적으로 휘도가 균일하지 못하고, 편차가 큰 것을 알 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 광학시트의 집광영역을 확대시킴으로써 시야각을 넓히고, 휘도의 균일도를 높일 수 있는 백라이트 유닛을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 표시패널에 광을 조사하는 램프와; 다수의 렌티큘러 렌즈들과, 상기 렌티큘러 렌즈들 사이의 골 부분과 대향하는 위치에 라인 형태로 형성되는 다수의 반사패턴들을 가지는 광학시트를 구비하고, 상기 반사패턴들 중 적어도 하나의 반사패턴은 소정 간격으로 분리된 다수의 독립패턴들로 이루어진다.

상기 광학시트는 베이스필름을 더 구비한다.

상기 렌티큘러 렌즈들은 상기 베이스필름의 광출사면에 형성되고, 상기 반사패턴들은 상기 베이스필름의 광입사면에 형성된다.

상기 렌티큘러 렌즈들은 상기 베이스필름의 광출사면에 형성되고, 상기 반사패턴들은 상기 베이스필름의 내부에 형성된다.

상기 렌티큘러 렌즈들은 상기 베이스필름의 광출사면에 형성되고, 상기 반사패턴들은 상기 렌티큘러 렌즈들 사이에 삽입된다.

상기 렌티큘러 렌즈들과 상기 베이스필름은 일체형으로 형성된다.

상기 반사패턴들은 상기 렌티큘러 렌즈들의 길이 방향으로 상기 베이스필름의 양 끝단에 더 형성된다.

상기 광학시트에 위치하는 상기 소정 간격의 전체 합은 상기 렌티큘러 렌즈 폭의 1배 이상에서 상기 반사패턴들의 전체 길이 합의 50% 이하인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발 명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 도 5 내지 도 9b를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(102)과, 액정표시패널(102)에 광을 조사하는 백라이트 유닛을 구비한다. 본 발명에 따른 액정표시장치는 직하형 백라이트와 에지형 백라이트 등 백라이트의 방식과 램프의 종류에 관계없이 모두 적용할 수 있으나 직하형 백라이트 방식의 도면을 통해 설명하기로 한다.

액정표시패널(102)에는 상부 및 하부 유리기판의 사이에 액정셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix) 형태로 배열되고 아울러 액정셀들 각각에는 비디오신호를 절환하기 위한 박막 트랜지스터(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 박막 트랜지스터에 구동신호를 인가하기 위한 드라이버 집적회로가 실장된 도시하지 않은 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package)가 부착된다. 또한, 액정표시패널(102)의 전면 및 배면에는 편광시트(108, 118)가 각각 설치된다. 여기서, 편광시트(108, 118)는 액정셀들에 의해 표시되는 화상의 시야각을 향상시키는 기능을 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛은 외부 전원으로부 터 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 누설을 방지함과 아울러 확산시키는 반사판(114)과, 램프(136)로부터 발생되는 광을 확산시키는 확산판(122)과, 확산판(122)에서 확산된 광을 액정표시패널(102) 방향으로 진행시킴과 아울러 광의 효율을 향상시켜 액정표시패널(102)에 조사하는 광학시트(120)를 구비한다.

다수의 램프(136)들 각각은 유리관과, 유리관 내부에 있는 불활성 기체들과, 유리관의 양 끝단부에 설치되는 전극으로 구성된다. 유리관 내부에는 불활성 기체들이 충진되어 있으며, 유리관 내벽에는 형광체가 도포되어 있다. 이러한 다수의 램프들(136) 각각은 인버터로부터의 교류전압이 고압전극 및 저압전극에 인가되면, 저압전극으로부터 전자가 방출되어 유리관 내부의 불활성 기체들과 충돌하여 기하급수적으로 전자의 양이 늘어나게 된다. 이후, 늘어난 전자들에 의해 유리관 내부에 전류가 흐르게 되고, 이러한 전자에 의해 불활성 기체가 여기되면서 자외선이 방출된다. 이와 같은 방식으로 방출된 자외선은 유리관 내측벽에 도포된 발광성 형광체와 충돌하여 가시광선을 방출시킨다.

다수의 램프(136)가 일정한 간격을 유지하며 배열된 케이스(134)에는 반사판(114)이 부착되어 다수의 램프들(136)의 측면 및 배면으로 진행하는 가시광선을 전면, 즉 확산판(122) 방향으로 반사시킴으로써 램프들(136)에서 발생되는 광의 경로를 변환시킨다.

확산판(122)은 다수의 램프들(136)에서 발산된 광을 액정표시패널(102) 쪽으 로 진행하도록 하고, 넓은 범위의 각도에서 입사할 수 있게 한다. 이러한 확산판(122)은 PMMA(Polymethylmeth Acrylate)재질로 형성되거나 램프(136)에서 발생되는 열에 의한 변형을 방지하기 위해 유리로 형성된다.

광학시트(120)는 확산판(122)에 의해 확산된 광을 액정표시패널(102)로 집광하여 광의 효율을 개선한다.

도 6은 도 5의 광학시트(120)를 배면에서 바라본 사시도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 광학시트(120)는 베이스필름(130)의 전면에 긴 반원형 실린더 형태의 렌티큘러 렌즈(126)들이 배열되고, 배면에 스트라이프 형태의 반사패턴(128)이 배열된다. 반사패턴(128)은 렌트큘러 렌즈(126) 사이의 골을 따라 형성되고, 베이스필름(130)의 양끝단에도 형성된다. 또한, 반사패턴(128)은 적어도 한군데 이상의 이격 거리(S)를 가진다. 이에 따라, 이격 거리(S)만큼 집광영역이 확대됨으로써 종래의 반사패턴이 스트라이프 형태로 형성됨으로 인해 그 스트라이프 방향으로 시야각이 좁았던 문제를 해결할 수 있다.

반사패턴(128)은 도 6에 도시된 형태 외에도 다양한 형태로 형성될 수 있다. 반사패턴(128)의 다양한 형태가 도 7a 및 도 7b에 도시되어 있다. 도 7a를 통해 반사패턴(128)의 수치 및 반사패턴(128)의 이격 거리(S)를 설명하면 다음과 같다. 반사패턴(128)의 길이(L)는 렌티큘러 렌즈(126) 길이의 10% 내지 100%의 길이로 형성되고, 폭(W)은 렌티큘러 렌즈(126) 폭의 10% 내지 90%의 폭으로 형성된다. 광학시트(120)에 위치하는 반사패턴(128)의 이격 거리(S)는 그 합이 렌티큘러 렌즈(126) 폭의 1배 이상에서 반사패턴(128)들의 전체 길이(L) 의 50% 이하가 되도록 형성한다. 반사패턴(128)의 이격 거리(S)가 이보다 더 크게 되면 반사패턴(128)이 그 역할을 제대로 수행할 수 없고, 이보다 더 작으면 본 발명의 효과가 나타나지 않는다. 반사패턴(128)에 형성되는 이격 거리(S)의 구체적인 비율은 액정표시장치의 특성에 따라 시뮬레이션을 통하여 각각 다르게 결정할 수 있다.

또한, 도 6, 도 7a 및 도 7b에 도시된 반사패턴(128)을 비롯한 본 발명의 실시 예에 따른 광학시트(120)의 반사패턴(128)은 도 6에 도시된 바와 같이 광학시트(120)의 베이스필름(130) 배면에 부착되는 방법 외에도 다양한 위치에 부착될 수 있다. 본 발명에 따른 반사패턴(128)은 도 8a 및 도 8b와 같이 베이스필름(130)의 내부에 포함되거나, 도 8c와 같이 렌티큘러 렌즈(126) 사이의 골을 따라 베이스필름(130)의 전면에 부착될 수 있다.

렌티큘러 렌즈(126)와 베이스필름(130)은 일체형으로 형성될 수 있으며, 이 때 렌티큘러 렌즈(126)와 베이스필름(130)은 동일한 재료로 형성될 수 있다.

도 9a는 본 발명의 실시 예에 따른 광학시트에 원통형의 측정 장치를 대고 휘도 분포를 측정한 것을 나타내는 도면이고, 도 9b는 본 발명의 실시 예에 따른 광학시트의 휘도 균일도를 나타내는 도면이다.

도 9a를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 광학시트는 도 4a와 비교해 볼 때 집광영역이 상하로 더 넓어졌음을 알 수 있다.

도 9b의 오른쪽 도표는 휘도별 면적비를 나타낸다. 도 9b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 광학시트는 도 4b와 비교해 볼 때 전체적으로 휘도가 균일해지고 편차가 줄어들었음을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 광학시트의 반사패턴에 이격 거리를 형성함으로써 광학시트의 집광영역이 확대되어 시야각이 넓어지고, 휘도의 균일도가 높아진다.

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.

Claims (8)

1. 표시패널에 광을 조사하는 램프와;

   다수의 렌티큘러 렌즈들과, 상기 렌티큘러 렌즈들 사이의 골 부분과 대향하는 위치에 라인 형태로 형성되는 다수의 반사패턴들을 가지는 광학시트를 구비하고,

   상기 반사패턴들 중 적어도 하나의 반사패턴은 소정 간격으로 분리된 다수의 독립패턴들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 광학시트는,

   베이스필름을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
3. 제2 항에 있어서,

   상기 렌티큘러 렌즈들은 상기 베이스필름의 광출사면에 형성되고, 상기 반사패턴들은 상기 베이스필름의 광입사면에 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
4. 제2 항에 있어서,

   상기 렌티큘러 렌즈들은 상기 베이스필름의 광출사면에 형성되고, 상기 반사 패턴들은 상기 베이스필름의 내부에 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
5. 제2 항에 있어서,

   상기 렌티큘러 렌즈들은 상기 베이스필름의 광출사면에 형성되고, 상기 반사패턴들은 상기 렌티큘러 렌즈들 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
6. 제3 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 렌티큘러 렌즈들과 상기 베이스필름은 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
7. 제6 항에 있어서,

   상기 반사패턴들은,

   상기 렌티큘러 렌즈들의 길이 방향으로 상기 베이스필름의 양 끝단에 더 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
8. 제1 항에 있어서,

   상기 광학시트에 위치하는 상기 소정 간격의 전체 합은,

   상기 렌티큘러 렌즈 폭의 1배 이상에서 상기 반사패턴들의 전체 길이 합의 50% 이하인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.

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