KR20070109125A - Diffusing plate, back light unit and liquid crystal display having the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1a는 발광 다이오드를 구비한 종래의 액정표시장치의 부분 단면도이다.1A is a partial cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device having a light emitting diode.
도 1b는 도 1a의 백라이트 유닛에서 발광 다이오드가 배치되는 모습을 설명하기 위한 평면도이다.FIG. 1B is a plan view illustrating a state in which a light emitting diode is disposed in the backlight unit of FIG. 1A.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 부분 단면도이다.2 is a partial cross-sectional view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 액정 패널의 일 예를 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating an example of the liquid crystal panel of FIG. 2.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 확산판을 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing a diffusion plate according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 확산판을 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing a diffusion plate according to another embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 확산판을 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing a diffusion plate according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 발광 다이오드를 이용한 직하형 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 발광 다이오드로부터 방사되는 빛의 각도를 확대하여 종래에 비해 백색 영역을 발광 다이오드로부터 근거리에 형성할 수 있는 새로운 구조의 확산판에 관한 것이기도 하다.The present invention relates to a direct type backlight unit using a light emitting diode and a liquid crystal display device having the same. In addition, the present invention also relates to a diffuser plate having a new structure capable of forming a white region at a short distance from the light emitting diode as compared with the related art by enlarging the angle of light emitted from the light emitting diode.
일반적으로 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)는, 인가 전압에 따른 액정 투과도의 변화를 이용하여 각종 장치에서 발생되는 여러 가지 전기적인 정보를 시각정보로 변화시켜 전달하는 전자 소자이다.In general, a liquid crystal display device is an electronic device that transmits various electrical information generated by various devices to visual information by using a change in liquid crystal transmittance according to an applied voltage.
액정표시장치는 소형화, 경량화, 저전력 소비화 등의 장점을 가지고 있어 종래에 널리 사용되던 CRT(Cathode Ray Tube)의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로 주목을 받아왔고, 현재는 디스플레이 장치를 필요로 하는 거의 모든 정보 처리 기기에 장착되고 있는 실정이다. Liquid crystal display has been attracting attention as an alternative means to overcome the shortcomings of the CRT (Cathode Ray Tube), which has been widely used since it has the advantages of miniaturization, light weight, low power consumption, etc. Is installed in almost all information processing equipment.
이러한 액정표시장치는 일반적으로 특정한 분자배열을 갖는 액정에 전압을 인가하여 다른 분자배열로 변화시키고, 이러한 분자배열의 변화에 의해 발생하는 액정의 복굴절성, 선광성, 2색성 및 광산란 특정 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하는 것으로서, 액정에 의한 빛의 변조를 이용한 디스플레이 장치이다. Such liquid crystal displays generally apply a voltage to a liquid crystal having a specific molecular array and change it to another molecular array, and optical properties such as birefringence, photoreactivity, dichroism, and light scattering characteristics of the liquid crystal generated by the change of the molecular array. It is a display device that converts the change of the light into a visual change and uses modulation of light by liquid crystal.
자체 발광원이 없는 수광형 소자인 액정표시장치는 소자의 화면 전체를 후면에서 조명할 수 있는 별도의 광원 장치가 필요한데, 이러한 액정표시장치용 조명 장치를 통상 백라이트 유닛(Back Light Unit)이라 한다.A liquid crystal display device, which is a light-receiving element without a self-luminous source, requires a separate light source device capable of illuminating the entire screen of the device from the back side. Such an illumination device for a liquid crystal display device is commonly referred to as a backlight unit.
종래의 백라이트 유닛에는 광원으로 가늘고 긴 원통형의 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL)가 주로 사용되었으며, 냉음극 형광램프가 배치되는 방식에 따라 백라이트 유닛은 에지-라이트 방식(Edge-light method)과 직하 방식(Direct lighting method)으로 분류된다.In the conventional backlight unit, an elongated cylindrical Cold Cathode Fluorescent Lamp (CCFL) is mainly used as a light source, and the backlight unit is an edge-light method according to the method in which the cold cathode fluorescent lamp is disposed. ) And direct lighting methods.
에지-라이트 방식은 발광 광원로부터 발생한 빛을 안내하는 도광판의 측면에 발광 광원가 배치되는 방식으로서, 데스크 탑 컴퓨터나 노트북용 모니터와 같이 비 교적 소형 액정표시장치에 적용되는 것으로서, 빛의 균일성이 좋고, 내구성이 우수하며, 장치의 박형화에 유리하다. 이에 반해, 직하 방식은 20인치 이상의 중·대형 표시장치에 사용되기 위해 개발되었으며, 액정 패널의 하부에 복수의 광원을 배열시켜 액정 패널의 전면을 직접 조명하는 방식이다.The edge-light method is a method in which a light emitting light source is disposed on a side of a light guide plate for guiding light generated from a light emitting light source, and is applied to a comparatively small liquid crystal display device such as a desktop computer or a laptop monitor. It is excellent in durability and advantageous in thinning the device. On the other hand, the direct method has been developed for use in medium and large display devices of 20 inches or more, and a method of directly illuminating the front of the liquid crystal panel by arranging a plurality of light sources under the liquid crystal panel.
이러한, 직하 방식은 에지-라이트 방식에 비해 광의 이용 효율이 높기 때문에 고휘도를 요구하는 대화면 액정표시장치에 주로 사용된다.The direct type is mainly used for a large screen liquid crystal display device requiring high luminance because the light utilization efficiency is higher than that of the edge-light type.
하지만, 직하 방식이 채택된 액정표시장치의 경우, 대형 모니터나 텔레비젼 등으로 사용되어 랩탑형 컴퓨터에 비해 사용하는 시간이 길어지고, 램프의 개수도 많기 때문에 에지-라이트 방식의 액정표시장치보다 직하 방식의 액정표시장치에서 램프의 고장 및 수명이 다하여 점등이 되지 않는 램프가 나타날 가능성이 더 많아졌다.However, the liquid crystal display device adopting the direct method is used as a large monitor or a TV, which takes longer to use than a laptop computer and has a larger number of lamps. In the liquid crystal display of the lamp, the failure of the lamp and the lifetime of the lamp is more likely to appear that does not turn on.
한편, 근래에는 광원으로서 종래에 널리 사용되었던 냉음극 형광램프 대신에, 발광 다이오드(LED)를 채용하는 추세에 있다. 발광 다이오드는 냉음극 형광램프에 비해 친환경적이고, 색재현성 및 컨트라스트가 월등히 우수하며, 나아가 부분 휘도 제어(밝은 부분과 어두운 부분을 더욱 강조하여 조절하는 것)가 가능하다는 측면에서 장점이 있다. On the other hand, in recent years, instead of the cold-cathode fluorescent lamp which was widely used as a light source, the light emitting diode (LED) is tending to be adopted. Light emitting diodes are more environmentally friendly than cold cathode fluorescent lamps, have excellent color reproducibility and contrast, and further have partial luminance control (adjusting the bright and dark areas).
도 1a는 발광 다이오드를 구비한 종래의 액정표시장치의 부분 단면도이며, 도 1b는 도 1a의 백라이트 유닛에서 발광 다이오드가 배치되는 모습을 설명하기 위한 평면도이다.FIG. 1A is a partial cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device having a light emitting diode, and FIG. 1B is a plan view for explaining how the light emitting diode is disposed in the backlight unit of FIG. 1A.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 종래의 액정표시장치는 액정 패널(22) 및 액정 패널(22)의 후면에서 이를 조명하는 백라이트 유닛(10)을 포함한다.1A and 1B, a conventional liquid crystal display device includes a
본 발명을 이해하고 실시함에 있어서, 액정 패널(22)의 구체적인 구조는 중요하지 않다. 따라서, 본 발명을 이해하기 위해 필요한 범위 내에서 액정 패널(22)의 기본 구조에 대해 설명하도록 한다.In understanding and practicing the present invention, the specific structure of the
액정 패널(22)은 일반적으로 한 쌍의 투명 기판, 상기 투명 기판들 사이에 개재된 액정층, 상기 투명 기판에 각각 형성되는 컬러 필터, 블랙 매트릭스, 화소 전극, 공통 전극 및 TFT 어레이를 포함한다.The
컬러 필터는 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)에 해당하는 컬러 필터들을 포함하며, 빛이 인가되는 경우 레드, 그린 또는 블루의 색에 해당하는 이미지를 발생시킨다.The color filter includes color filters corresponding to red (R), green (G), and blue (B), and when light is applied, the color filter generates an image corresponding to the color of red, green, or blue.
TFT 어레이는 스위칭 소자로서 화소 전극을 스위칭한다.The TFT array switches the pixel electrode as a switching element.
공통 전극 및 화소 전극은 외부에서 인가되는 소정 전압에 따라 액정층의 분자들의 배열을 변환시킨다.The common electrode and the pixel electrode convert the arrangement of the molecules of the liquid crystal layer according to a predetermined voltage applied from the outside.
액정층은 다수의 액정 분자들로 이루어져 있고, 상기 액정 분자들은 화소 전극과 공통 전극 사이에 발생된 전압차에 상응하여 배열을 변화시키고, 이에 의해, 백라이트 유닛으로부터 제공되는 빛은 액정층의 분자 배열의 변화에 상응하여 컬러 필터에 입사된다.The liquid crystal layer is composed of a plurality of liquid crystal molecules, the liquid crystal molecules change the arrangement corresponding to the voltage difference generated between the pixel electrode and the common electrode, whereby the light provided from the backlight unit is the molecular arrangement of the liquid crystal layer The incident on the color filter corresponds to the change of.
백라이트 유닛(10)은 레드(R), 그린(G) 또는 블루(B) 중 어느 한 색상의 빛을 발생하는 복수의 발광 다이오드(16), 발광 다이오드(16)의 하부에 배치되며, 상기 발광 다이오드에 전원을 인가하기 위한 인쇄회로기판(Printed circuit Board; 14), 발광 다이오드(16)가 실장된 인쇄회로기판(14)이 설치되는 버텀 샤시(bottom chassis; 12), 상기 복수의 발광 다이오드(16)로부터 발생된 빛을 확산시키는 역할을 하는 확산판(18) 및 빛을 액정 패널(22)의 가시면에 균일하게 전달하기 위한 적어도 하나 이상의 광학 시트(20)를 포함한다.The
또한, 액정 패널(22)과 백라이트 유닛(10)은 가이드 패널(17)에 의해 지지되고, 탑 케이스(19)에 의해 고정된다.In addition, the
상술한 바와 같이 발광 다이오드(16)는 레드, 그린 또는 블루의 색상의 빛을 발생하며, 예를 들어 도 1b에 도시된 바와 같이 순차적으로 배열된다. 도 1b에 도시된 배열은 단지 일 예로서 제시된 것이며, 백색광을 얻기 위해 도시된 방식 이외에도 다양한 배열이 가능하다.As described above, the
한편, 백색광은 레드, 그린 및 블루의 색상의 빛이 혼합된 영역에서 생성이 되는데, 발광 다이오드(160)는 그 구조에 따라 조금씩 상이하기는 하나, 대략 120° 정도의 제한된 범위의 출사각(θ)를 갖기 때문에, 백색광이 실제로 발현되는 백색 영역은 도 1a의 빗금으로 표시한 영역으로 제한된다.On the other hand, white light is generated in a region in which light of red, green, and blue colors are mixed. Although the light emitting diode 160 is slightly different depending on its structure, a light emission angle ( θ ) of a limited range of about 120 ° is obtained. ), The white area where white light is actually expressed is limited to the area indicated by the hatched line in FIG. 1A.
따라서, 더 넓은 백색 영역을 얻기 위해서는 발광 다이오드(16)와 확산판(18) 사이의 거리를 크게 하거나, 발광 다이오드(16)의 상부에 폴리메틸 메타크릴레이트와 같은 투명 수지를 이용하여 렌즈를 형성함으로써 빛의 출사각(θ)을 확대하려는 시도가 종래에 행해졌다.Therefore, in order to obtain a wider white area, the distance between the
그러나, 발광 다이오드(16)와 확산판(18) 사이의 거리를 크게 하면, 장치가 두꺼워진다는 문제점이 있다. 또한, 발광 다이오드(16)의 상부에 렌즈를 형성하면 빛의 출사각(θ)은 확대될 수 있으나, 색재현성이 저하한다는 또 다른 문제점이 발생한다.However, when the distance between the
따라서, 발광 다이오드의 색재현성을 그대로 유지하고, 장치의 박형화를 도모하면서도, 종래에 비해 더 넓은 백색 영역을 얻을 수 있는 표시장치를 개발할 필요가 있다.Therefore, there is a need to develop a display device that can obtain a wider white area than conventionally, while maintaining the color reproducibility of the light emitting diode and thinning the device.
본 발명은 위와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 두께가 얇으면서도 넓은 범위에 걸쳐 백색 영역을 형성할 수 있는 발광 다이오드를 이용한 직하형 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, to provide a direct type backlight unit using a light emitting diode that can form a white region over a wide range of thin thickness and a liquid crystal display device having the same The purpose.
또한, 본 발명은 넓은 범위에 걸쳐 백색 영역을 형성할 수 있도록 발광 다이오드에서 발광하는 레드, 그린 및 블루의 삼색의 빛을 효율적으로 혼합할 수 있는 구조를 갖는 직하형 백라이트 유닛에 구비되는 확산판을 제공하는 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention provides a diffuser plate provided in the direct type backlight unit having a structure capable of efficiently mixing the three colors of red, green, and blue light emitted from the light emitting diode to form a white region over a wide range. For other purposes.
본 발명의 제 1 태양에 있어서, 본 발명은, 액정 패널을 조명하기 위한 백라이트 유닛을 제공한다. 상기 백라이트 유닛은 액정 패널의 후방에서 상기 액정 패널을 조명하기 위한 빛을 제공하는 복수의 발광 다이오드 및 상기 발광 다이오드의 상부에 배치되며, 상기 발광 다이오드로부터 방사되는 빛의 각도를 확대시키는 확산판을 포함한다. 또한, 상기 확산판은 상기 발광 다이오드로부터 방사된 빛이 입 력되는 면으로서, 상기 발광 다이오드가 배열된 방향을 따라 연장된 다수의 홈이 형성된 광 입력면 및 상기 광 입력면에 대향하며, 상기 광 입력면을 통해 입력된 빛이 산란되어 출력되도록 구조화된 광 출력면을 포함한다.In the first aspect of the present invention, the present invention provides a backlight unit for illuminating a liquid crystal panel. The backlight unit includes a plurality of light emitting diodes providing light for illuminating the liquid crystal panel from the rear of the liquid crystal panel, and a diffuser plate disposed above the light emitting diodes and enlarging an angle of light emitted from the light emitting diodes. do. In addition, the diffusion plate is a surface on which light emitted from the light emitting diode is input, and faces a light input surface and a light input surface having a plurality of grooves extending along a direction in which the light emitting diodes are arranged. It includes a light output surface structured so that light input through the input surface is scattered and output.
여기서, 본 발명의 제 1 태양에 따른 백라이트 유닛은, 상기 발광 다이오드의 하부에 배치되며, 상기 발광 다이오드에 전원을 인가하기 위한 인쇄회로기판을 더 포함할 수 있다. Here, the backlight unit according to the first aspect of the present invention may be disposed below the light emitting diode, and may further include a printed circuit board for applying power to the light emitting diode.
또한, 본 발명의 제 1 태양에 따른 백라이트 유닛은, 상기 확산판의 상부에 배치되며, 상기 확산판에서 출력되는 빛을 입력받아 상기 액정 패널의 가시면에 균일하게 전달하기 위한 적어도 하나 이상의 광학 시트를 더 포함할 수 있다.In addition, the backlight unit according to the first aspect of the present invention is disposed on an upper portion of the diffusion plate and receives light output from the diffusion plate on a visible surface of the liquid crystal panel. It may further include at least one or more optical sheets for uniformly delivering.
한편, 본 발명의 제 1 태양에 따른 백라이트 유닛에 있어서, 상기 확산판은 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트,폴리에틸렌 나프탈레이트 또는 폴리이미드로 이루어지는 것이 바람직하다. On the other hand, in the backlight unit according to the first aspect of the present invention, the diffusion plate is preferably made of polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate or polyimide.
그리고, 상기 확산판의 상기 광 출력면은 규칙 또는 불규칙하게 배열된 복수의 볼록부를 포함할 수 있다.The light output surface of the diffusion plate may include a plurality of convex portions arranged regularly or irregularly.
본 발명의 제 2 태양에 있어서, 본 발명은 액정 패널을 조명하기 위한 백라이트 유닛을 제공한다. 상기 백라이트 유닛은, 액정 패널의 후방에서 상기 액정 패널을 조명하기 위한 빛을 제공하는 복수의 발광 다이오드 및 상기 발광 다이오드의 상부에 배치되며, 상기 발광 다이오드로부터 방사되는 빛의 각도를 확대시키는 확산판을 포함한다. 또한, 상기 확산판은 상기 발광 다이오드로부터 방사된 빛이 입력되는 층으로서, 저면에 상기 발광 다이오드가 배열된 방향을 따라 연장된 다수의 홈이 형성된 제 1 확산층 및 상기 제 1 확산층의 상부에 배치되며, 빛이 투과할 수 있는 수지로 이루어진 모재와 상기 모재에 분산되어 배치되며 상기 모재로 입력된 빛을 산란시킬 수 있는 복수의 비드로 이루어진 제 2 확산층을 포함한다.In a second aspect of the present invention, the present invention provides a backlight unit for illuminating a liquid crystal panel. The backlight unit may include a plurality of light emitting diodes providing light for illuminating the liquid crystal panel from a rear side of the liquid crystal panel and a diffusion plate disposed above the light emitting diodes and expanding an angle of light emitted from the light emitting diodes. Include. The diffusion plate is a layer through which light emitted from the light emitting diode is input, and is disposed on the first diffusion layer and the first diffusion layer having a plurality of grooves formed on a bottom thereof and extending along a direction in which the light emitting diodes are arranged. And a second diffusion layer made of a base material made of a resin that can transmit light and a plurality of beads arranged to be dispersed in the base material and capable of scattering light input to the base material.
여기서, 본 발명의 제 2 태양에 따른 백라이트 유닛은, 상기 발광 다이오드의 하부에 배치되며, 상기 발광 다이오드에 전원을 인가하기 위한 인쇄회로기판을 더 포함할 수 있다.Here, the backlight unit according to the second aspect of the present invention may be disposed below the light emitting diode, and may further include a printed circuit board for applying power to the light emitting diode.
또한, 본 발명의 제 2 태양에 따른 백라이트 유닛은, 상기 확산판의 상부에 배치되며, 상기 확산판에서 출력되는 빛을 입력받아 상기 액정 패널의 가시면에 균일하게 전달하기 위한 적어도 하나 이상의 광학 시트를 더 포함할 수 있다.In addition, the backlight unit according to the second aspect of the present invention is disposed on an upper portion of the diffusion plate and receives light output from the diffusion plate on a visible surface of the liquid crystal panel. It may further include at least one or more optical sheets for uniformly delivering.
한편, 본 발명의 제 2 태양에 따른 백라이트 유닛에 있어서, 상기 확산판의 제 1 확산층은 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트,폴리에틸렌 나프탈레이트 또는 폴리이미드로 이루어지는 것이 바람직하다.On the other hand, in the backlight unit according to the second aspect of the present invention, the first diffusion layer of the diffusion plate is preferably made of polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate or polyimide.
이때, 상기 제 2 확산층의 비드들은 규칙적으로 배열될 수 있으며, 상기 제 2 확산층의 비드들의 적어도 일부는 크기가 서로 상이할 수도 있다.In this case, the beads of the second diffusion layer may be arranged regularly, and at least some of the beads of the second diffusion layer may have different sizes.
본 발명의 제 3 태양에 있어서, 본 발명은, 외부에서 인가되는 전기적 신호에 따라 액정층의 액정 분자의 배열을 변화시킴으로써 입력되는 빛의 투과량을 제어하여 이미지를 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널의 후방에서 상기 액정 패널에 입력되는 빛을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치를 제공한다. 여기서, 상기 백라이트 유닛은 액정 패널의 후방에서 상기 액정 패널을 조명하기 위한 빛을 제공하는 복수의 발광 다이오드, 상기 발광 다이오드로부터 방사된 빛이 입력되는 면으로서, 상기 발광 다이오드가 배열된 방향을 따라 연장된 다수의 홈이 형성된 광 입력면과 상기 광 입력면에 대향하며, 상기 광 입력면을 통해 입력된 빛이 산란되어 출력되도록 구조화된 광 출력면을 포함하는 확산판 및 상기 확산판의 빛을 입력받아 상기 액정 패널의 가시면에 균일하게 전달하기 위한 적어도 하나 이상의 광학 시트를 포함한다.In the third aspect of the present invention, the present invention relates to a liquid crystal panel and a liquid crystal panel that display an image by controlling the amount of light transmitted to be changed by changing the arrangement of liquid crystal molecules of the liquid crystal layer according to an electrical signal applied from the outside. Provided is a liquid crystal display including a backlight unit for providing light input to the liquid crystal panel from the rear. The backlight unit may include a plurality of light emitting diodes providing light for illuminating the liquid crystal panel from a rear side of the liquid crystal panel, and a surface into which light emitted from the light emitting diodes is input, and extends along a direction in which the light emitting diodes are arranged. A diffusion plate including a light input surface having a plurality of grooves formed therein and a light output surface facing the light input surface and configured to scatter and output light input through the light input surface; Take the visible side of the liquid crystal panel At least one or more optical sheets for uniform delivery.
한편, 본 발명의 제 3 태양에 따른 액정표시장치에 있어서, 상기 확산판은 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트,폴리에틸렌 나프탈레이트 또는 폴리이미드로 이루어지는 것이 바람직하다.On the other hand, in the liquid crystal display device according to the third aspect of the present invention, the diffusion plate is preferably made of polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate or polyimide.
또한, 상기 확산판의 광 출력면은 규칙 또는 불규칙하게 배열된 복수의 볼록부를 포함할 수 있다.In addition, the light output surface of the diffusion plate may include a plurality of convex portions arranged regularly or irregularly.
본 발명의 제 4 태양에 있어서, 본 발명은 외부에서 인가되는 전기적 신호에 따라 액정층의 액정 분자의 배열을 변화시킴으로써 입력되는 빛의 투과량을 제어하여 이미지를 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널의 후방에서 상기 액정 패널에 입력되는 빛을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치를 제공한다. 여기서, 상기 백라이트 유닛은 액정 패널의 후방에서 상기 액정 패널을 조명하기 위한 빛을 제공하는 복수의 발광 다이오드, 상기 발광 다이오드로부터 방사된 빛이 입력되는 층으로서, 저면에 상기 발광 다이오드가 배열된 방향을 따라 연장된 다수의 홈이 형성된 제 1 확산층 및 상기 제 1 확산층의 상부에 배치되며, 빛이 투과할 수 있는 수지로 이루어진 모재와 상기 모재에 분산되어 배치되며 상기 모재로 입력된 빛을 산란시킬 수 있는 복수의 비드로 이루어진 제 2 확산층을 포함하는 확산판 및 상기 확산판의 빛을 입력받아 상기 액정 패널의 가시면에 균일하게 전달하기 위한 적어도 하나 이상의 광학 시트를 포함한다.In the fourth aspect of the present invention, the present invention provides a liquid crystal panel for controlling an amount of light transmitted and displaying an image by changing an arrangement of liquid crystal molecules in a liquid crystal layer according to an electrical signal applied from the outside, and a rear of the liquid crystal panel. The present invention provides a liquid crystal display including a backlight unit for providing light input to the liquid crystal panel. Here, the backlight unit is a plurality of light emitting diodes for providing light for illuminating the liquid crystal panel from the rear of the liquid crystal panel, and a layer into which light emitted from the light emitting diodes is input, and the direction in which the light emitting diodes are arranged on a bottom surface thereof It is disposed on the first diffusion layer and the first diffusion layer formed with a plurality of grooves extending along, the base material made of a resin that can transmit light and is dispersed in the base material and can scatter the light input to the base material A diffusion plate including a second diffusion layer made up of a plurality of beads, and receiving light from the diffusion plate on a visible surface of the At least one or more optical sheets for uniform delivery.
본 발명의 제 4 태양에 따른 액정표시장치에 있어서, 상기 확산판의 제 1 확산층은 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트,폴리에틸렌 나프탈레이트 또는 폴리이미드로 이루어질 수 있다.In the liquid crystal display according to the fourth aspect of the present invention, the first diffusion layer of the diffusion plate may be made of polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate or polyimide.
한편, 본 발명의 제 4 태양에 따른 액정표시장치에 있어서, 상기 확산판의 제 2 확산층의 비드들은 규칙적으로 배열될 수 있으며, 또한, 상기 제 2 확산층의 비드들의 적어도 일부는 크기가 서로 상이할 수 있다.Meanwhile, in the liquid crystal display according to the fourth aspect of the present invention, the beads of the second diffusion layer of the diffusion plate may be arranged regularly, and at least some of the beads of the second diffusion layer may have different sizes. Can be.
본 발명의 제 5 태양에 있어서, 본 발명은 빛이 입력되는 면으로서, 어느 일 방향을 따라 연장된 다수의 홈이 형성된 광 입력면 및 상기 광 입력면에 대향하며, 상기 광 입력면을 통해 입력된 빛이 산란되어 출력되도록 구조화된 광 출력면을 포함하는 확산판을 제공한다.In the fifth aspect of the present invention, the present invention provides a light input surface, which is opposed to the light input surface and the light input surface having a plurality of grooves extending along one direction, and is input through the light input surface. Provided is a diffuser plate comprising a light output surface structured such that the light is scattered and output.
여기서, 상기 확산판은 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트,폴리에틸렌 나프탈레이트 또는 폴리이미드로 이루어질 수 있다. Here, the diffusion plate may be made of polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate or polyimide.
또한, 상기 광 출력면은 규칙 또는 불규칙하게 배열된 복수의 볼록부를 포함할 수 있다.In addition, the light output surface may include a plurality of convex portions arranged regularly or irregularly.
본 발명의 제 6 태양에 있어서, 본 발명은 빛이 입력되는 층으로서, 저면에 어느 일 방향을 따라 연장된 다수의 홈이 형성된 제 1 확산층 및 상기 제 1 확산층의 상부에 배치되며, 빛이 투과할 수 있는 수지로 이루어진 모재와 상기 모재에 분 산되어 배치되며 상기 모재로 입력된 빛을 산란시킬 수 있는 복수의 비드로 이루어진 제 2 확산층을 포함하는 확산판을 제공한다.In the sixth aspect of the present invention, the present invention is a layer into which light is input, and is disposed on the first diffusion layer and the first diffusion layer having a plurality of grooves extending in one direction on a bottom thereof, and light is transmitted therethrough. Provided is a diffusion plate comprising a base material made of a resin and a second diffusion layer made up of a plurality of beads which are dispersed and disposed on the base material and can scatter light input to the base material.
여기서, 상기 확산판의 제 1 확산층은 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트,폴리에틸렌 나프탈레이트 또는 폴리이미드로 이루어지는 것이 바람직하다.Here, the first diffusion layer of the diffusion plate is preferably made of polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate or polyimide.
또한, 상기 제 2 확산층의 비드들은 규칙적으로 배열될 수 있으며, 상기 제 2 확산층의 비드들의 적어도 일부는 크기가 서로 상이할 수도 있다. In addition, the beads of the second diffusion layer may be arranged regularly, and at least some of the beads of the second diffusion layer may be different in size.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 부분 단면도이다. 또한, 도 3은 도 2의 액정 패널의 일 예를 도시한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 확산판을 도시한 단면도이다.2 is a partial cross-sectional view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of the liquid crystal panel of FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a diffusion plate according to an embodiment of the present invention.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는, 외부에서 인가되는 구동 신호와 데이터 신호에 따라 화상을 디스플레이하는 액정 패널(112) 및 액정 패널(112)을 조명하기 위해 상기 액정 패널의 후면에 배치된 백라이트 유닛(100)을 포함한다.2 to 4, the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention illuminates the
본 발명을 이해하고 이를 실시함에 있어서, 액정 패널(112)의 정확한 구조적 특성은 중요하지 않으며, 액정표시장치에 통상적으로 사용되는 어떠한 구조의 액정 패널에도 본 발명의 사상이 광범위하게 적용될 수 있다. 따라서 이하에서 기술되는 액정 패널(112)의 구조는 단지 본 발명의 이해를 위한 예시로서 제공되는 것이다.In understanding and implementing the present invention, the precise structural characteristics of the
액정 패널(112)은 상부 기판(113a) 및 하부 기판(113b), 컬러 필터(116), 블랙 매트릭스(115), 화소 전극(120), 공통 전극(116), 액정층(121) 및 TFT 어레이(119)를 포함하며, 액정 패널(112)의 양면에는 한 쌍의 편광 필름(113a, 113b)이 배치된다.The
컬러 필터(116)는 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)에 해당하는 컬러 필터들을 포함하며, 빛이 인가되는 경우 레드, 그린 또는 블루의 색에 해당하는 이미지를 발생시킨다.The
TFT 어레이(119)는 스위칭 소자로서 화소 전극(120)을 스위칭한다.The
공통 전극(116) 및 화소 전극(120)은 외부에서 인가되는 소정 전압에 따라 액정층(121)의 분자들의 배열을 변환시킨다.The
액정층(121)은 복수의 액정 분자들로 이루어져 있고, 상기 액정 분자들은 화소 전극(120)과 공통 전극(116) 사이에 발생된 전압차에 상응하여 배열을 변화시키고, 이에 의해, 백라이트 유닛(100)으로부터 제공되는 빛은 액정층(121)의 분자 배열의 변화에 상응하여 컬러 필터(116)에 입사된다. The
백라이트 유닛(100)은 액정 패널(112)의 후면에 위치하며, 액정 패널(112)에 빛, 예를 들어 백색광을 제공한다.The
백라이트 유닛(100)은 레드, 그린 또는 블루의 빛을 발생하는 복수의 발광 다이오드(106), 복수의 발광 다이오드(106)의 하부에 배치된 인쇄회로기판(104), 상기 인쇄회로기판이 설치된 버텀 섀시(102), 복수의 발광 다이오드(106)에서 발생 한 빛을 확산 또는 집광하여 액정 패널(112)에 전달하는 확산판(108) 및 광학 시트(110)를 포함하며, 광원이 액정 패널(112)의 하부에 배치된 직하 방식으로 구동된다.The
또한, 백라이트 유닛(100)의 상부에는 도 2에 도시된 바와 같이 액정 패널(112)이 배치되며, 액정 패널(112)와 백라이트 유닛(100)은 가이드 패널(107)에 의해 지지되어, 탑 케이스(109)에 의해 고정된다.In addition, as shown in FIG. 2, the
발광 다이오드(102)는 레드, 그린, 블루의 빛을 발생하며, 인쇄회로기판(104) 상에서 어느 일 방향으로 순차적으로 배열된다. The
인쇄회로기판(104)은 복수의 발광 다이오드(106)를 지지하며, 내부에 구성된 회로에 의해 복수의 발광 다이오드(106)의 발광을 제어한다. 인쇄회로기판(104)에는 발광 다이오드 어레이용 인쇄회로기판인 MCPCB(Metal core printed circuit board)가 사용되는 것이 바람직하다.The printed
본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)은 복수의 발광 다이오드(106)와 액정 패널(112)의 사이에 배치되는 확산판(108) 및 광학 시트(110)를 포함한다. 이들은 복수의 발광 다이오드(106)로부터 출사된 레드, 그린 및 블루의 빛을 균일하게 혼합하여 백색광으로 변환한다. 또한, 빛이 액정 패널(112)의 가시면에 유효하게 입사하도록 하여 휘도를 향상시키고, 빛을 균일하게 하여 액정 패널(112) 가시면의 전면이 균일한 휘도 분포를 갖도록 한다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 확산판(108)은 복수의 발광 다이오드(106)로부터 발생한 레드, 그린 및 블루의 삼색의 빛을 입력받아 이들을 혼합하여 백색광으 로 변환하며, 넓은 범위의 기울기로 빛이 그 상부에 배치된 광학 시트(110)로 입사될 수 있도록 빛을 확산시킨다. The
확산판(108)은 복수의 발광 다이오드(106)로부터 방사된 빛이 입력되는 광 입력면(140)과 상기 광 입력면에 대향하며, 입력된 빛이 출력되는 광 출력면(130)을 포함한다. The
여기서, 광 입력면(130)에는 복수의 발광 다이오드(106)가 배열된 방향을 따라 연장된 다수의 홈(142)이 형성되고, 상기 홈(142)은 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 발광 다이오드(106)로부터 입사되는 빛을 각도 범위를 확대하는 역할을 한다. 이에 의해 레드, 그린 및 블루의 삼색이 혼합되는 영역, 즉 백색 영역이 크게 확장될 수 있다.Here, the
본 발명의 일 실시예에서, 다수의 홈(142)은 레드, 그린 및 블루의 빛을 발생하는 복수의 발광 다이오드(106)가 순차적으로 배열된 방향을 따라 일 방향으로 형성된다.In one embodiment of the present invention, the plurality of
본 발명의 다른 실시예에서, 다수의 홈(142)은 복수의 발광 다이오드(106)가 순차적으로 배열된 방향을 따라 형성되는 것은 물론, 이와 직교하는 방향으로도 형성될 수 있다.In another embodiment of the present invention, the plurality of
광 출력면(130)은 광 입력면(140)을 통해 입력된 빛이 산란되어 출력되도록 구조화된다. 즉, 도시된 바와 같이, 광 입력면(140)을 통해 입력된 빛을 산란시킬 수 있는 다수의 볼록부(132)가 광 출력면(130)의 전체에 걸쳐 배치될 수 있다. 이에 의해, 광 출력면(130)을 통해 출사되는 빛은 넓은 분포의 기울기를 가질 수 있 다. 다수의 볼록부(132)는 동일한 형태와 크기로 광 출력면(130)에 규칙적으로 배열될 수도 있으며, 서로 다른 크기 및 형태로 광 출력면(130)에 불규칙하게 배열될 수도 있다. The
위와 같은 구조를 갖는 확산판(108)은 종래에 공지된 열가소성 물질을 이용하여 사출 성형법으로 제조될 수 있다.The
확산판(108)은 기본적으로 광 투과성이 우수하고, 열적, 기계적 안정성이 우수한 열가소성 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 확산판(108)은 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트,폴리에틸렌 나프탈레이트 또는 폴리이미드로 구성된다.The
이하, 본 발명의 확산판의 다른 실시예에 대해 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, another embodiment of the diffusion plate of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 확산판을 도시한 단면도이며, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 확산판을 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing a diffusion plate according to another embodiment of the present invention, Figure 6 is a cross-sectional view showing a diffusion plate according to another embodiment of the present invention.
먼저, 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에서, 확산판(208)은 제 1 확산층(240)과 상기 제 1 확산층의 상부에 배치된 제 2 확산층(230)을 포함한다.First, referring to FIG. 5, in another embodiment of the present invention, the
제 1 확산층(240)은 그 하부에 배치된 복수의 발광 다이오드(도 2의 106)로부터 방사된 빛이 입력되는 층으로서, 저면에 복수의 발광 다이오드(106)가 배열된 방향을 따라 연장되도록 형성된 복수의 홈(241)을 포함한다.The
제 1 확산층(240)의 저면에 형성된 홈(241)은 도시된 바와 같이 저부로부터 입사되는 빛의 각도 범위를 확대하는 역할을 한다. 이에 의해 저부에서 입사되는 레드, 그린 및 블루의 삼색이 혼합되는 영역, 즉 백색 영역이 크게 확장될 수 있 다.The
복수의 홈(241)은 그 저부에 배치되는 발광 다이오드의 배열에 따라 다양한 배열을 가질 수 있다. 예를 들면, 본 실시예에서, 다수의 홈(241)은 레드, 그린 및 블루의 빛을 발생하는 복수의 발광 다이오드가 순차적으로 배열된 방향을 따라 일 방향으로 형성된다. 하지만, 본 발명의 다른 실시예에서, 복수의 홈(241)은 복수의 발광 다이오드가 순차적으로 배열된 방향을 따라 형성되는 것은 물론, 이와 직교하는 방향으로도 형성될 수 있다.The plurality of
위와 같은 구조를 갖는 제 1 확산층(240)은 종래에 공지된 열가소성 물질을 이용하여 사출 성형법으로 제조될 수 있다.The
제 1 확산층(240)은 기본적으로 광 투과성이 우수하고, 열적, 기계적 안정성이 우수한 열가소성 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 제 1 확산층(240)은 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트,폴리에틸렌 나프탈레이트 또는 폴리이미드로 구성된다.The
제 2 확산층(230)은 제 1 확산층(240)의 상부에 배치되며, 빛이 투과할 수 있는 수지로 이루어진 모재(231)와 상기 모재에 분산되어 배치된 복수의 비드(232)를 포함한다. The
여기서, 복수의 비드(232)는 입력되는 빛을 산란시켜 넓은 범위의 기울기로 빛이 출력되도록 하는 일종의 확산제로서 기능을 하며, 모재(231)는 제 1 확산층(240)의 상부에 비드들(232)을 고정시키는 역할을 한다.Here, the plurality of
제 2 확산층(240)은 액상 수지에 복수의 비드(232)를 분산시켜 제조된 혼합 물을 제 1 확산층(240)의 상부에 도포한 후 이를 경화하여 얻을 수 있다. 제 1 확산층(240)의 상부에 도포된 액상 수지는 경화하여 모재(231)가 된다.The
액상 수지로는 내열성과 기계적 특성이 우수한 아크릴계 수지를 사용할 수 있다. 바람직하게는, 상기 아크릴계 수지는 폴리아크릴레이트 또는 폴리메틸 메타크릴레이트이다. 또한, 바람직하게는 상기 액상 수지는 UV 경화 수지이다.As the liquid resin, an acrylic resin having excellent heat resistance and mechanical properties can be used. Preferably, the acrylic resin is polyacrylate or polymethyl methacrylate. Also preferably, the liquid resin is a UV curable resin.
비드(232)는 모재(231)와 동종 또는 이종의 수지를 사용하여 제작될 수 있으며, 모재(231)에 대해 25wt% 내지 35wt%로 포함되도록 하는 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 상기 모재에 대한 상기 비드의 중량비는 30wt%이다. The
본 실시예에서, 비드(232)의 크기 및 분포는 불규칙(random)하다. 다양한 크기의 비드(232)가 불규칙하게 모재(231)에 분포되면 헤이즈(haze) 효과가 증가하기 때문에 빛의 균일성을 향상시킬 수 있다. In this embodiment, the size and distribution of the
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 확산판에 대해 설명한다. 다만, 서로 대응하는 부분에 대해서는 반복하여 상세히 설명하지 않는다.Hereinafter, a diffusion plate according to another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the portions corresponding to each other will not be repeatedly described in detail.
도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에서, 확산판(308)은 제 1 확산층(340)과 상기 제 1 확산층의 상부에 배치된 제 2 확산층(330)을 포함한다.Referring to FIG. 6, in another embodiment of the present invention, the
제 1 확산층(340)은 그 하부에 배치된 복수의 발광 다이오드(도 2의 106)로부터 방사된 빛이 입력되는 층으로서, 저면에 복수의 발광 다이오드(106)가 배열된 방향을 따라 연장되도록 형성된 복수의 홈(341)을 포함한다. 제 1 확산층(340)은 도 5와 관련하여 이미 설명한 확산판(208)의 제 1 확산층(240)에 대응한다. The
제 2 확산층(330)은 제 1 확산층(340)의 상부에 배치되며, 빛이 투과할 수 있는 수지로 이루어진 모재(331)와 상기 모재에 분산되어 배치된 복수의 비드(332)를 포함한다. 제 2 확산층(330)은 도 5에 도시된 확산판(208)의 제 2 확산층(230)에 대응하지만, 제 2 확산층(330) 내에서 비드들(332)이 규칙적으로 분포한다는 점에 특징이 있다.The
동일한 크기의 비드들(332)이 규칙적으로 분포하면, 불규칙하게 분포하는 경우에 비하여 헤이즈 효과는 다소 감소하지만, 상대적으로 휘도를 증가시킬 수 있다.When the
다시 도 2를 참조하면, 확산판(108)의 상부에는 빛을 집광 또는 확산시켜 빛의 이용 효율을 향상시키고, 액정 패널(112)에 균일한 빛이 제공되도록 하는 적어도 하나 이상의 광학 시트(110)가 구비될 수 있다.Referring back to FIG. 2, at least one
그러나, 본 발명을 이해하고 이를 실시함에 있어서, 광학 시트(110)의 정확한 구조적, 물질적 특성은 중요하지 않으며, 백라이트 유닛에 통상적으로 사용되는 어떠한 구조 및 재료를 이용한 광학 시트(110)에도 본 발명의 사상이 광범위하게 적용될 수 있다. 예를 들면, 종래의 백라이트에 일반적으로 구비되는 다수의 미소 프리즘 어레이를 갖는 프리즘 시트가 적어도 하나 이상 확산판(108)의 상부에 구비될 수 있다. 또한, 프리즘 시트의 상부에서 배치되어, 프리즘 시트의 프리즘 어레이를 보호하고, 프리즘 시트에 의해 축소된 시야각을 다시 확대시킬 수 있는 보호 시트가 구비될 수도 있다. However, in understanding and practicing the present invention, the exact structural and material properties of the
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 단지 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에 서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. Preferred embodiments of the present invention described above are merely disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art having ordinary knowledge of the present invention will be able to make various modifications, changes, additions within the spirit and scope of the present invention, such modifications, Modifications and additions should be considered to be within the scope of the following claims.
본 발명에 의하면, 확산판에 의해 발광 다이오드에서 방사되는 빛의 각도가 확대되기 때문에 발광 다이오드로부터 확산판 사이의 거리를 크게 할 필요가 없다. 따라서, 장치의 두께가 얇으면서도 넓은 범위에 걸쳐 백색 영역을 형성할 수 있는 발광 다이오드를 이용한 직하형 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 얻을 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, since the angle of light emitted from the light emitting diode is increased by the diffusion plate, it is not necessary to increase the distance between the light emitting diode and the diffusion plate. Accordingly, there is an advantage in that a direct backlight unit using a light emitting diode and a liquid crystal display device having the same may be obtained using a light emitting diode capable of forming a white region over a wide range while having a small thickness of the device.
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Applications Claiming Priority (1)
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