KR20070107911A - Backlight unit - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프리즘 플레이트가 광학시트부의 최 하단에 배치되어, 램프로부터 출사한 빛 중 수직으로 출사한 빛은 상기 램프 쪽으로 전반사 시키고, 비스듬하게 출하한 빛만을 확산 시트가 배치된 전면으로 통과시킴으로써, 램프의 휘도의 균일도를 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛를 제공하기 위한 것으로서, 이를 위해 본 발명은 금속 또는 합성수지 재질로 이루어진 판 상의 커버 보텀과; 상기 커버 보텀 상에 안착되며, 백색 또는 은색을 띠는 금속재질로 이루어진 판 상의 반사판(reflector)과; 상기 반사판 상에 다수가 평행하게 배열되는 램프; 및 다수의 상기 램프 상단에 안착되며, 프리즘 플레이트가 최 하단면에 배치되어 있는 광학시트부를 포함한다.According to the present invention, a prism plate is disposed at the bottom of the optical sheet portion, and the light emitted from the lamp is vertically reflected toward the lamp, and only the light emitted at an angle passes through the front surface where the diffusion sheet is disposed. To provide a backlight unit that can improve the uniformity of the brightness of the present invention, for this purpose is a cover bottom on a plate made of a metal or synthetic resin material; A plate-shaped reflector seated on the cover bottom and made of a metallic material of white or silver color; A plurality of lamps arranged in parallel on the reflecting plate; And an optical sheet part mounted on the top of the plurality of lamps and having a prism plate disposed at the bottom thereof.
Description
도 1은 일반적인 에지형 백라이트 유닛의 일실시예 구성도.1 is a configuration diagram of an embodiment of a general edge type backlight unit.
도 2는 일반적인 직하형 백라이트 유닛의 일실시예 구성도.2 is a configuration diagram of an embodiment of a general direct type backlight unit.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 다양한 구성도.3 and 4 are various configuration diagrams of the backlight unit according to the present invention.
도 5는 본 발명에 적용되는 프리즘 플레이트의 휘도 균일도 향상 원리를 설명하기 위한 예시도.5 is an exemplary view for explaining a principle of improving the luminance uniformity of a prism plate applied to the present invention.
도 6a는 광학시트부를 제거한 직하형 백라이트 유닛의 휘도 균일도를 측정한 예시도.6A is an exemplary view of measuring luminance uniformity of a direct backlight unit from which an optical sheet unit is removed.
도 6b는 프리즘 시트를 배치한 직하형 백라이트 유닛의 휘도 균일도를 측정한 예시도.6B is an exemplary view of measuring luminance uniformity of a direct type backlight unit in which a prism sheet is disposed;
도 6c는 본 발명에 따른 직하형 백라이트 유닛의 휘도 균일도를 시뮬레이션한 예시도.Figure 6c is an exemplary view simulating the luminance uniformity of the direct type backlight unit according to the present invention.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 적용되는 확산 플레이트의 다양한 단면도.7A and 7B are various cross-sectional views of the diffusion plate applied to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
10, 110 : 커버 보텀 20, 120 : 반사판10, 110:
30, 130 : 냉음극 형광등 40, 140 : 확산 플레이트30, 130: cold cathode
50, 150 : 확산 시트 60 : 프리즘 시트50, 150: diffusion sheet 60: prism sheet
70, 170 : 다층구조의 반사형 편광필름 180 : 프리즘 플레이트70, 170: multilayer reflective polarizing film 180: prism plate
190 : 광학시트부190: optical sheet portion
본 발명은 액정표시장치(liquid crystal display device)의 백라이트 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a backlight unit of a liquid crystal display device.
최근 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리하여 표시하는 디스플레이(display) 산업이 급속도로 발전해왔다.In recent years, as the society enters the information age, the display industry that processes and displays a large amount of information has been rapidly developed.
이로 인해, 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등 수요자의 다양한 요구를 충족시킬 수 있는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD device)가 개발되었고, 현재, 기존의 브라운관(Cathode-Ray Tube : CRT)을 대체하는 차세대 디스플레이(display) 장치로 각광받고 있다.As a result, a liquid crystal display device (LCD device) has been developed that can meet various demands of the user, such as thinning, weight reduction, and low power consumption. Currently, the existing cathode-ray tube (CRT) has been developed. It is in the spotlight as an alternative next-generation display device.
일반적으로 액정표시장치는 크게 사용자에게 보여지는 화상을 디스플레이하는 액정패널과, 화상의 휘도를 증가시키기 위한 백라이트 유닛(Back Light Unit)으로 구분될 수 있다.In general, a liquid crystal display may be classified into a liquid crystal panel displaying an image largely seen by a user, and a back light unit for increasing the brightness of the image.
액정패널은 각각의 일면에 전계생성 전극이 형성된 하부기판과 상부기판이 마주보도록 대향하게 배열된 후, 그 사이로 액정층이 개재된 구조를 가진다. 이때, 상기 액정은 분자구조가 가늘고 길며 배열에 방향성을 갖는 광학적 이방성과, 인위적으로 전기장을 인가할 경우 배열방향이 변하는 분극성질을 가지고 있다. 한편, 상기 액정패널은 상, 하부기판 및 이들 각각에 설치된 전계생성 전극 사이로 개재되는 액정에 전기장을 인가하여 액정의 배열방향을 변화시키고, 이때 변화되는 빛의 굴절률로 화상을 표현한다. 그러나, 액정패널로만 구현되는 화상의 휘도는 매우 낮아 사용자가 식별하기 어렵다. 따라서 액정패널 배면으로는 다수의 광원을 포함하는 백라이트 유닛이 구비되어 액정패널로 빛을 공급하고, 이를 통해 비로소 사용자가 식별 가능한 화상이 디스플레이 된다.The liquid crystal panel has a structure in which a lower substrate and an upper substrate on which one electric field generating electrode is formed are arranged to face each other, and then a liquid crystal layer is interposed therebetween. In this case, the liquid crystal has a thin and long molecular structure, optical anisotropy having an orientation in the array, and polarization property in which the array direction changes when an electric field is artificially applied. On the other hand, the liquid crystal panel changes the arrangement direction of the liquid crystal by applying an electric field to the liquid crystal interposed between the upper substrate, the lower substrate and the field generating electrodes provided on each of them, and expresses the image with the refractive index of the changed light. However, the brightness of the image implemented only by the liquid crystal panel is very low, making it difficult for the user to identify. Accordingly, a backlight unit including a plurality of light sources is provided on the back of the liquid crystal panel to supply light to the liquid crystal panel, thereby displaying an image that can be identified by the user.
백라이트 유닛은 일반적으로 광원의 배열방식에 따라 에지형과 직하형으로 구분될 수 있으며, 이 중, 대형화 및 대화면화에 적합하도록 고휘도 구현이 가능한 직하형 백라이트 유닛이 널리 사용되고 있다. 이때, 에지형 백라이트 유닛은 액정표시장치의 일측 가장자리에 광원을 설치하고, 그 광원으로부터 입사되는 빛을 도광판과 다수의 광학시트를 통해 액정표시패널에 조사하며, 직하형 백라이트 유닛 유닛은 액정표시장치의 바로 아래에 다수의 광원을 배치하고, 그 광원들로부터 입사되는 빛을 확산 플레이트와 다수의 광학시트를 통해 액정패널에 조사한다. In general, the backlight unit may be classified into an edge type and a direct type according to the arrangement of light sources. Among these, a direct type backlight unit capable of high brightness to be suitable for large size and large screen is widely used. At this time, the edge type backlight unit installs a light source at one edge of the liquid crystal display device, 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, and the direct type backlight unit unit is a liquid crystal display device. A plurality of light sources are disposed directly below the light source, and light incident from the light sources is irradiated onto the liquid crystal panel through the diffusion plate and the plurality of optical sheets.
도 1은 일반적인 에지형 백라이트 유닛의 일실시예 구성도로서, 일반적인 에지형 백라이트 유닛은 크게 발광부, 도파부 및 광학시트부로 구성되어 있다.1 is a configuration diagram of an exemplary edge type backlight unit, and a general edge type backlight unit includes a light emitting part, a waveguide part, and an optical sheet part.
발광부는 램프(8)와 상기 램프를 보호하기 위한 램프 하우징(7)으로 구성되어 있다.The light emitting portion is composed of a
도파부는 램프(8)에서 나온 빛을 균일한 면광원으로 만드는 도광판(light guide panel)(2) 및 상기 도광판의 배면에 위치하여 램프에서 나오는 빛을 반사시켜 액정패널 쪽(전면)으로 집중시켜주고 도광판의 후면 또는 측면으로부터 빛의 손실을 막아주는 역할을 수행하는 반사판(1)으로 구성되어 있다.The waveguide is located on the
광학시트부는 상기 도광판 상부에 위치하여 도광판으로부터 나오는 빛을 확산시켜 빛의 휘도를 향상시키는 확산시트(diffuser sheet)(3), 상기 확산시트 상부에 위치하여 도광판으로부터 나오는 빛을 집광시켜 시야각을 향상시키는 프리즘시트(prism sheet)(4,5) 및 백라이트 유닛의 최상부 층에 위치하여 상기 확산시트와 프리즘시트의 손상을 방지하는 한편 원하는 시야각을 확보하기 위한 보호시트(protector sheet)(6)로 구성되어 있다.An optical sheet unit is disposed on the light guide plate to diffuse light from the light guide plate to improve the brightness of the light (diffuser sheet) (3), located on the top of the diffusion sheet to collect light from the light guide plate to improve the viewing angle It is composed of a prism sheet (4, 5) and a protector sheet (6) to be located on the top layer of the backlight unit to prevent damage to the diffusion sheet and prism sheet and to secure a desired viewing angle. have.
이때, 상기한 바와 같이 프리즘시트는 빛의 집광효율을 높이기 위해 상부 및 하부 프리즘시트(5,4) 두 장으로 이루어지며, 각각의 프리즘시트(4,5)의 상부면에는 프리즘 패턴이 형성되어 있다.At this time, as described above, the prism sheet is composed of two upper and
즉, 도 1에 도시된 에지형 백라이트 유닛은 램프(8)와 램프 하우징(7)으로 구성된 발광부와, 액정패널에 균일한 광분포를 생성하기 위해 도광판 및 반사판으로 구성되어 있으며, 도광판을 통해 출사되는 광의 방향을 조절하고 원하는 시야각을 확보하기 위해 확산시트(3,6)와 프리즘시트(4,5) 등의 광학시트부가 상기 도광판과 액정패널 사이에 배치되어 있다.That is, the edge type backlight unit illustrated in FIG. 1 includes a light emitting part composed of a
이때, 상기 에지형 백라이트 유닛은 도 1에 도시된 바와 같이 프리즘시트 2매(4,5)가 반드시 포함되어야만 원하는 시야각을 얻을 수 있다. 따라서, 프리즘 시 트의 수가 많아짐에 따라 도광판에서 출사되어지는 광의 되먹임 등으로 인해 그만큼 광손실이 발생할 뿐만 아니라 비용 절감적인 차원에서 불리하다는 문제점이 있어서 최근에는 에지형 방식에 비하여 휘도, 광균일도, 색순도가 높은 직하형 방식의 백라이트 유닛이 LCD TV를 중심으로 더 많이 이용되고 있다. In this case, as shown in FIG. 1, the edge type backlight unit must include two
도 2는 일반적인 직하형 백라이트 유닛의 일실시예 구성도이다.2 is a configuration diagram of an embodiment of a general direct type backlight unit.
즉, 도 2에 도시된 바와 같은 일반적인 직하형 백라이트 유닛은, 금속 또는 합성수지 재질로 이루어진 판 상의 커버 보텀(Cover Bottom)(10), 커버 보텀 상에 안착되며 백색 또는 은색을 띠는 금속재질로 이루어진 판 상의 반사판(reflector)(20), 반사판 상에 다수가 평행하게 배열되는 냉음극 형광등(30) 및 다수의 냉음극형광등 상에 안착되는 광학시트부(90)를 포함하여 구성되어 있다. That is, the general direct type backlight unit as shown in FIG. 2 includes a
상기 광학시트부(90)는 상기 냉음극 형광등(이하, 간단히 '램프'라 함)의 수직 상단에 안착되는 확산 플레이트(40), 상기 확산 플레이트 상단에 안착되는 확산 시트(50), 상기 확산 시트 상단에 안착되는 프리즘 시트(60) 및 상기 프리즘 시트 상단에 안착되는 다층구조의 반사형 편광필름(MOF)(70)을 포함하여 구성되어 있다.The
한편, 광학시트부(90)의 상단에는 별도의 공정을 통해 제조되는 액정패널(미도시)이 안착되며, 상기 액정패널이 탑프레임(top frame)(미도시)을 통해 직하형 백라이트 유닛에 결합됨으로써, 액정표시장치가 완성된다.Meanwhile, a liquid crystal panel (not shown) manufactured through a separate process is mounted on the upper end of the
이때, 도 2에 도시된 일반적인 직하영 백라이트 유닛은 다수의 램프를 병렬로 연결하여 고휘도를 구현하지만 램프가 선 광원이기 때문에 램프 무늬 발생을 방지하기 위하여 추가적인 확산 시트가 요구되며, 램프 무늬로 인하여 휘도가 균일하 지 못하다는 문제점이 있다.In this case, the general direct-backlit backlight unit shown in FIG. 2 implements high brightness by connecting a plurality of lamps in parallel, but since the lamp is a line light source, an additional diffusion sheet is required to prevent the occurrence of lamp fringes, and the luminance due to the lamp fringes There is a problem that is not uniform.
또한, 일반적으로 직하형 백라이트 유닛은 에어 갭(air gap)(커버 보텀의 높이)을 두껍게 유지하여야 하는데, 이러한 에어 갭(air gap)의 존재는 직하영 백라이트 유닛의 시트(Sheet) 조합 자유도를 크게 저하시키는 결과를 가져오게 된다.In addition, in general, the direct backlight unit should maintain a thick air gap (the height of the cover bottom), and the presence of such an air gap greatly increases the degree of freedom of sheet combination of the direct backlight unit. The result is a degradation.
즉, 상기와 같은 에어 갭의 존재로 인한 시트 조합 자유도의 저하로 인하여, 직하형 백라이트 유닛의 광학시트부(90) 최 하면에는 항상 확산 플레이트(Diffuser Plate)(40)가 배치되어야 하는데, 이는 확산 시트나 프리즘 시트가 자체 지지력이 없기 때문으로써, 이러한 구조로 인하여 직하영 백라이트 유닛의 성능 향상이 제한되고 있다는 문제점이 있다. That is, due to the decrease in the degree of freedom of sheet combination due to the presence of the air gap, a
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 프리즘 플레이트가 광학시트부의 최 하단에 배치되어, 램프로부터 출사한 빛 중 수직으로 출사한 빛은 상기 램프 쪽으로 전반사 시키고, 비스듬하게 출하한 빛만을 확산 시트가 배치된 전면으로 통과시킴으로써, 램프의 휘도의 균일도를 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛를 제공하는 것이다.Therefore, an object of the present invention for solving the above problems is that the prism plate is disposed at the bottom of the optical sheet portion, the light emitted vertically out of the light emitted from the lamp is totally reflected toward the lamp, shipped diagonally It is to provide a backlight unit capable of improving the uniformity of the brightness of the lamp by passing only the light to the front surface where the diffusion sheet is disposed.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 금속 또는 합성수지 재질로 이루어진 판 상의 커버 보텀과; 상기 커버 보텀 상에 안착되며, 백색 또는 은색을 띠는 금속재질로 이루어진 판 상의 반사판(reflector)과; 상기 반사판 상에 다수가 평행하게 배열되는 램프; 및 다수의 상기 램프 상단에 안착되며, 프리즘 플레이트가 최 하단면에 배치되어 있는 광학시트부를 포함한다.In order to achieve the above object, the backlight unit according to an embodiment of the present invention, the cover bottom on the plate made of a metal or synthetic resin material; A plate-shaped reflector seated on the cover bottom and made of a metallic material of white or silver color; A plurality of lamps arranged in parallel on the reflecting plate; And an optical sheet part mounted on the top of the plurality of lamps and having a prism plate disposed at the bottom thereof.
또한, 본 발명에 있어서 상기 광학시트부는, 상기 램프의 수직 상단에 안착되는 프리즘 플레이트와; 상기 확산 플레이트 상단에 안착되는 확산 시트; 및 상기 확산 시트 상단에 안착되는 다층구조의 반사형 편광필름(MOF)을 포함한다.In addition, in the present invention, the optical sheet unit, and a prism plate seated on the vertical upper end of the lamp; A diffusion sheet seated on top of the diffusion plate; And a reflective polarizing film (MOF) having a multilayer structure seated on top of the diffusion sheet.
또한, 본 발명에 있어서 상기 광학시트부는, 상기 프리즘 플레이트와 상기 확산 시트 사이에 안착되는 확산 플레이트를 더 포함한다.Further, in the present invention, the optical sheet portion further includes a diffusion plate seated between the prism plate and the diffusion sheet.
또한, 본 발명에 있어서 상기 프리즘 플레이트와 확산 플레이트는 에어 갭(air gap)을 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the prism plate and the diffusion plate in the present invention is characterized in that it has an air gap (air gap).
또한, 본 발명에 있어서 상기 프리즘 플레이트는, 투명 기판 위에 프리즘 패턴(산)이 형성된 것으로서, 상기 투명 기판은 자체 지지력을 가지기 위해 소정의 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the prism plate is a prism pattern (mount) formed on the transparent substrate, the transparent substrate is characterized in that it has a predetermined thickness in order to have a self-supporting force.
또한, 본 발명에 있어서 상기 프리즘 산의 형성 방향은 상기 램프의 길이 방향과 수평한 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the forming direction of the prism acid is characterized in that it is horizontal to the longitudinal direction of the lamp.
또한, 본 발명에 있어서 상기 투명 기판의 두께는 1mm 내지 3mm 인 것을 특징으로 한다.In addition, the thickness of the transparent substrate in the present invention is characterized in that 1mm to 3mm.
또한, 본 발명에 있어서 상기 램프로부터 상기 프리즘 플레이트로 수직하게 출사된 빛은 상기 프리즘 산에 의해 반사되어 되돌아 가고, 상기 램프로부터 상기 프리즘 플레이트로 수직하지 않게 출사된 빛은 상기 프리즘 산을 투과하는 것을 특징으로 한다.Further, in the present invention, the light emitted vertically from the lamp to the prism plate is reflected by the prism acid and returned to it, and the light emitted from the lamp not perpendicular to the prism plate passes through the prism acid. It features.
또한, 본 발명에 있어서 상기 프리즘 플레이트의 프리즘 산은, 상기 투명 기판 위에 바로 형성되는 스탬프(stamp) 방법, 금형에 의해 형성되는 사출 방법, 기계적 가공법에 의해 형성되는 방법, 자외선 수지를 이용한 방법, 투명 기판과 프리즘 시트를 결합하는 라미네이팅 방법 중 어느 하나의 방법에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the prism acid of the prism plate is a stamp method formed directly on the transparent substrate, an injection method formed by a mold, a method formed by a mechanical processing method, a method using an ultraviolet resin, a transparent substrate And a laminating method for joining the prism sheet with each other.
또한, 본 발명에 있어서 상기 프리즘 산의 피치(Pitch)는 수 ㎛ 내지 수 백 ㎛ 인 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the pitch of the prism acid is characterized in that several micrometers to several hundred micrometers.
또한, 본 발명에 있어서 상기 프리즘 산의 각도는 90도 내지 110도인 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the angle of the prism peak is characterized in that 90 to 110 degrees.
또한, 본 발명에 있어서 상기 프리즘 산의 꼭지점의 곡률반경은 0.1 내지 0.5mm 인 것을 특징으로 한다.Further, in the present invention, the radius of curvature of the vertices of the prism acid is characterized in that 0.1 to 0.5mm.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예의 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above objects will become apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예가 상세히 설명된다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 다양한 구성도이다.3 and 4 are various configuration diagrams of the backlight unit according to the present invention.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은, 확산 플레이트(140)와 램프(300) 사이에 프리즘 플레이트(180)가 배치된다는 특징을 가지 고 있다.First, as shown in FIG. 3, the backlight unit according to the present invention has a feature that a
즉, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은, 금속 또는 합성수지 재질로 이루어진 판 상의 커버 보텀(Cover Bottom)(110), 커버 보텀 상에 안착되며 백색 또는 은색을 띠는 금속재질로 이루어진 판 상의 반사판(reflector)(120), 반사판 상에 다수가 평행하게 배열되는 냉음극 형광등(130) 및 다수의 램프 상에 안착되는 광학시트부(190)를 포함하여 구성되어 있다. That is, the backlight unit according to the present invention includes a
상기 광학시트부(190)는 상기 냉음극 형광등(이하, 간단히 '램프'라 함)(300)의 수직 상단에 안착되는 프리즘 플레이트(180), 상기 프리즘 플레이트 상단에 안착되는 확산 플레이트(140), 상기 확산 플레이트 상단에 안착되는 확산 시트(150) 및 상기 확산 시트 상단에 안착되는 다층구조의 반사형 편광필름(MOF)(170)을 포함하여 구성되어 있다.The
이때, 상기 프리즘 플레이트(180)는 투명 플라스틱 기판(Substrate) 위에 프리즘 패턴이 형성된 것으로서, 자체 지지력을 가지기 위해 약 1mm ~ 2mm 정도의 두께를 가지며, 프리즘의 산 형성 방향은 램프의 길이 방향과 수평으로 배치되어야 한다.At this time, the
또한, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은, 도 3에 도시된 바와 같이 프리즘 플레이트(180) 위에 약간의 에어 갭(air gap)(g)을 두고 확산 플레이트(140)와 확산 시트(150) 등을 배치시킬 수도 있으나, 도 4에서 도시된 바와 같이 확산 플레이트를 제거하고 프리즘 플레이트(180) 위에 바로 확산 시트(140', 150)를 배치하여 구성될 수 있는데, 두 경우 모두 종래의 시트 구성에 비해 향상된 균일도 효과를 볼 수 있다.In addition, in the backlight unit according to the present invention, as shown in FIG. 3, the
그 이유는, 램프(300)에서 출사된 빛이 처음으로 지나는 레이어(Layer)를 확산 플레이트(140)가 아닌 프리즘 플레이트(180)로 하기 때문에 가능한 것으로서, 그 원리는 이하에서 도 5를 참조하여 설명된다.The reason is possible because the first layer (Layer) through which the light emitted from the
도 5는 본 발명에 적용되는 프리즘 플레이트의 휘도 균일도 향상 원리를 설명하기 위한 예시도이다.5 is an exemplary view for explaining the principle of improving the luminance uniformity of the prism plate applied to the present invention.
상기한 바와 같은 종래의 직하영 백라이트 유닛에서 백라이트 유닛의 두께를 줄이면 처음으로 관찰되는 현상은 램프 무늬가 보인다는 것이다. 즉, 램프가 있는 부위는 밝게 보이고, 램프와 램프 사이는 어둡게 보여서, 밝고 어두운 무늬가 반복해서 나타나기 때문에 백라이트 유닛의 휘도의 균일도가 낮으며, 이로 인해 백라이트 유닛 내부에는 두꺼운 에어 갭이 존재할 수 밖에 없었다.When the thickness of the backlight unit is reduced in the conventional direct projection backlight unit as described above, the first phenomenon is that the lamp pattern is visible. In other words, the area where the lamp is visible is bright, and the lamp is dark between the lamps, and because the light and dark patterns appear repeatedly, the luminance uniformity of the backlight unit is low, which causes a thick air gap inside the backlight unit. .
그러나, 도 5에서와 같이 램프에서 출사한 빛이 처음 지나가는 레이어가 프리즘 형상을 가지고 있으면 램프 정면으로 출사하는 빛(31)은 전반사에 의해 되돌아 가고, 램프에서 비스듬하게 출사한 빛(32, 33)은 전면으로 통과하게 되며, 이러한 원리를 이용하면 램프 수직 방향의 밝은 무늬 발생을 해결할 수 있게 된다.However, as shown in FIG. 5, when the first layer passing through the lamp has a prism shape, the light 31 exiting the front of the lamp is returned by total reflection, and the light 32 and 33 obliquely exits the lamp. Passes through the front surface, and this principle solves the occurrence of bright patterns in the vertical direction of the lamp.
따라서, 도 3 및 도 4에 도시된 본 발명에 따른 백라이트 유닛과 같이, 램프의 상단 즉, 광학시트부(190)의 최 하단면에 프리즘 플레이트(180)를 배치시킴으로써, 램프 상단의 휘도는 줄어들고, 램프 상단의 좌우측 휘도는 향상되어, 전체적으로 백라이트 유닛의 휘도 균일도가 향상될 수 있다.Thus, as in the backlight unit according to the present invention shown in Figures 3 and 4, by placing the
도 6a는 광학시트부를 제거한 직하형 백라이트 유닛의 휘도 균일도를 측정한 예시도이며, 도 6b는 프리즘 시트를 배치한 직하형 백라이트 유닛의 휘도 균일도를 측정한 예시도이며, 도 6c는 본 발명에 따른 직하형 백라이트 유닛의 휘도 균일도를 시뮬레이션한 예시도이다.FIG. 6A illustrates an example of measuring luminance uniformity of a direct type backlight unit from which an optical sheet unit is removed, and FIG. 6B illustrates an example of measuring luminance uniformity of a direct type backlight unit on which a prism sheet is disposed, and FIG. It is an exemplary view simulating the luminance uniformity of a direct type backlight unit.
먼저, 도 6a는 일반적인 직하형 백라이트 유닛에서 확산 플레이트(diffuser plate)를 포함한 광학시트(sheet)부(190)를 제거한 뒤 램프) 위에서 2차원 평면 분석기로 휘도 균일도를 측정한 결과로서, 도면에 도시된 바와 같이 램프 위에 시트(sheet)류가 없다면 램프 무늬가 뚜렷하게 보이며 이러한 상태로는 LCD용 백라이트 유닛으로 사용될 수 없다.First, FIG. 6A illustrates a result of measuring luminance uniformity with a two-dimensional plane analyzer on a lamp) after removing an
다음으로, 도 6b는 도 6a의 조건에서 램프 위에, 본 발명에 적용되는 90도의 산 각도를 가지는 프리즘 시트(prism sheet)를 산 방향이 램프의 길이 방향과 수평하게 배치 한 후 2차원 평면 분석기로 휘도 균일도를 측정한 결과로서, 램프가 있는 자리는 어둡고 램프 좌/우가 밝아지는 현상을 볼 수 있으며, 마치 하나의 램프가 두 개로 갈라지는 것과 같은 현상을 관찰할 수 있다. 이러한 현상은 도 5에서 설명한 램프 수직방향 출사광의 되돌림 현상에 기인한 것으로서, 램프간 거리(pitch)가 원래의 램프 거리(pitch)의 반으로 줄어드는 효과를 줄 수 있어 백라이트 유닛 두께 감소에 기여할 수 있다.Next, Figure 6b is a two-dimensional planar analyzer after the prism sheet having a hill angle of 90 degrees applied to the present invention on the lamp under the conditions of FIG. As a result of measuring the luminance uniformity, the lamp position is dark and the lamp left / right becomes bright, and the phenomenon such as one lamp splitting into two can be observed. This phenomenon is caused by the reversal of the lamp vertical emission light described with reference to FIG. 5, and may have an effect of reducing the pitch between lamps by half of the original lamp distance, thereby contributing to the reduction of the backlight unit thickness. .
마지막으로, 도 6c는 도 6b와 동일한 구성에서 프리즘 시트(prism sheet)를 약 2mm 정도의 두께를 가지는 프리즘 플레이트(prism plate)로 대치한, 본원발명과 동일한 조건하의 백라이트 유닛에 대하여 광 시뮬레이션(Simulation)을 수행한 결과로서, 도 6b의 실측 결과와 마찬가지로 램프 정면의 휘도는 낮아지고 주변이 밝 아져서 램프가 두 개로 갈라지는 것과 같은 결과를 볼 수 있다. 즉, 도 6c에서 주변보다 약간 어둡게 보이는 부분이 램프가 위치되어 있는 곳이 된다.Finally, FIG. 6C is a light simulation for a backlight unit under the same conditions as the present invention in which a prism sheet is replaced with a prism plate having a thickness of about 2 mm in the same configuration as that of FIG. 6B. As shown in FIG. 6B, the brightness of the front of the lamp is lowered and the surroundings become brighter, and thus the lamp splits into two. That is, in FIG. 6C, a part that appears slightly darker than the surrounding area is where the lamp is located.
한편, 도 6b 및 도 6c에서와 같이 램프 거리(pitch)가 이미 반으로 줄어든 상태에서는, 도 3에서와 같이 약간의 에어 갭(air gap)을 두고 확산 플레이트(diffuser plate)(140)를 배치하거나, 또는 도 4에서와 같이 바로 확산 시트(diffuser sheet)(150)를 배치하는 방법 등을 통하여 손쉽게 백라이트 유닛의 휘도 균일도를 확보하면서 동시에 백라이트 유닛의 두께를 크게 감소 시킬 수 있다.On the other hand, in the state in which the ramp pitch is already reduced by half as shown in FIGS. 6B and 6C, the
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 적용되는 확산 플레이트의 다양한 단면도이다.7A and 7B are various cross-sectional views of the diffusion plate applied to the present invention.
즉, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 프리즘 플레이트(prism plate)(180)는 평평한 투명 기판(substrate)(181)과 그 위에 형성된 프리즘 패턴(prism pattern)(프리즘 산)(182)으로 구성된다. That is, as shown in the figure, the
이때, 상기 투명 기판(substrate)(181)으로는, PMMA, PC, Acryl 등의 투명 플라스틱(plastic) 계열은 모두 가능하며, 상기 프리즘 패턴(prism pattern)(182)을 형성하는 방법으로는, 기판(substrate) 위에 바로 형성하는 스탬프(stamp) 방법, 금형에 의한 사출 방법, 기계적 가공법인 V-cutting 방법 및 자외선 수지를 이용한 형성 방법 등이 모두 적용될 수 있다. 또한, 투명 기판(substrate)과 프리즘 시트(prism sheet)를 라미네이팅(laminating) 하는 방법도 가능하다.In this case, as the
한편, 도 7a에서 기판(substrate)(181)의 두께(t)는 자체 지지력을 가질 수 있는 1~3mm 정도이며, 프리즘(prism) 산(182)의 피치(Pitch)(p)는 수 ㎛ ~ 수 백 ㎛ 까지 넓은 범위에서 유효하고 산의 각도는 90도~ 110도 범위에서 빛의 정면 되 돌림 효과와 휘도 균일도 향상을 동시에 얻을 수 있다.Meanwhile, in FIG. 7A, the thickness t of the
또한, 프리즘(prism) 패턴(182)(프리즘 산)은 도 7b에 도시된 바와 같이 곡률반경 0.1~0.5mm 정도의 라운드(round)를 주어 램프 수직 방향의 빛을 일정 량 투과시켜 휘도 균일도를 더욱 향상시킬 수도 있다. In addition, the prism pattern 182 (the prism mountain), as shown in FIG. 7B, gives a round with a radius of curvature of about 0.1 to 0.5 mm to transmit a certain amount of light in the vertical direction of the lamp to further improve luminance uniformity. You can also improve.
상술된 바와 같은 본 발명에 따른 직하형 백라이트는, 램프에서 출사된 빛이 처음으로 지나는 위치에 프리즘 플레이트를 배치함으로써 램프의 수직 방향 휘도를 줄이고 램프 주변 휘도를 높여 백라이트 유닛의 두께를 얇게 하여도 휘도 균일도가 높게 유지될 수 있다는 효과가 있다.The direct type backlight according to the present invention as described above, by placing the prism plate at the position where the light emitted from the lamp passes for the first time, even if the thickness of the backlight unit is reduced by reducing the vertical brightness of the lamp and increasing the brightness around the lamp There is an effect that the uniformity can be maintained high.
또한, 본 발명은 백라이트 유닛의 휘도 균일도를 향상시킴으로써 광 이용 효율을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect that the light utilization efficiency can be improved by improving the luminance uniformity of the backlight unit.
또한, 본 발명은 휘도의 균일도가 향상됨에 따라 램프간 거리(pitch)가 종래의 램프 거리(pitch)의 반으로 줄어드는 효과를 줄 수 있어, 결국 백라이트 유닛의 두께를 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, as the uniformity of the luminance is improved, the distance between lamps may be reduced by half of a conventional lamp pitch, thereby reducing the thickness of the backlight unit.
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.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 (12)
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Cited By (2)
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KR101272054B1 (en) * | 2008-12-26 | 2013-06-05 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid crystal display device |
US8596818B2 (en) | 2008-11-03 | 2013-12-03 | Samsung Display Co., Ltd. | Optical member and display device having the same |
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2006
- 2006-05-04 KR KR1020060040472A patent/KR20070107911A/en not_active Withdrawn
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KR101272054B1 (en) * | 2008-12-26 | 2013-06-05 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid crystal display device |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20060504 |
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PG1501 | Laying open of application | ||
PC1203 | Withdrawal of no request for examination | ||
WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |