KR20080035837A - 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 액정표시장치는 액정패널과; 상기 액정패널의 후방에 마련되어 있으며, 상기 액정패널을 향하는 출사면과, 상기 출사면으로부터 절곡 연장되어 있는 입사면을 갖는 판상의 광학 플레이트와; 상기 입사면의 적어도 일부를 따라 배열되어 있는 광원과; 상기 광원과 상기 입사면 사이에 마련되어 있으며, 돌출패턴을 갖는 광학필름을 포함한다. 이에 의해 균일한 휘도를 갖는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치가 제공된다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치{BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY COMPRISING THE SAME}

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이고,

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 광학필름을 도시한 도면이고,

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 휘도 개선을 설명하기 위한 그래프이고,

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 광학필름을 도시한 도면이고,

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이고,

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 광학필름의 설치 방법을 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 액정패널 200 : 광조절부재

400 : 광학플레이트 410 : 입사면

420 : 출사면 500 : 광원부

510 : 점광원 회로기판 520 : 발광 다이오드

600 : 광학필름 610 : 프리즘 패턴

700 : 몰드 프레임

본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에지형 방식의 광원을 포함하는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 박막트랜지스터 기판과 컬러필터 기판 사이에 액정이 주입되어 있는 액정패널을 포함한다. 액정표시장치는 비발광소자이기 때문에 박막트랜지스터 기판의 후면에는 빛을 공급하기 위한 백라이트 유닛이 위치한다. 백라이트에서 조사된 빛은 액정의 배열상태에 따라 투과량이 조정된다.

상기 백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 직하형과 에지형으로 구분된다. 직하형은 텔레비전과 같이 액정표시장치의 크기가 대형화되면서 중점적으로 개발된 구조로, 액정패널의 하부면에 하나 이상의 램프 유닛을 일렬로 배열시켜 액정패널에 전면적으로 광을 조사하는 구조이다.

에지형은 도광판 측면에 램프 유닛이 설치되는 구조로, 주로 랩탑형 및 데스크탑 컴퓨터용 디스플레이와 같이 비교적 크기가 작은 액정표시장치에 적용된다. 이러한 에지형 백라이트 유닛은 빛의 균일성이 좋고, 내구 수명이 길며, 액정표시장치의 박형화에 유리하다.

이러한 에지형에 광원으로 점광원인 발광 다이오드가 사용되는 경우, 점광원에 특성에 의하여 휘도가 강하게 나타나는 핫포인트가 발생하고 이로 인하여 광원 의 휘도가 균일하지 못한 문제점이 발생한다.

따라서, 본 발명의 목적은 균일한 휘도를 갖는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 액정패널과; 상기 액정패널의 후방에 마련되어 있으며, 상기 액정패널을 향하는 출사면과, 상기 출사면으로부터 절곡 연장되어 있는 입사면을 갖는 판상의 광학 플레이트와; 상기 입사면의 적어도 일부를 따라 배열되어 있는 광원과; 상기 광원과 상기 입사면 사이에 마련되어 있으며, 돌출패턴을 갖는 광학필름을 포함하는 액정표시장치에 의해 달성된다.

상기 돌출패턴은 산과 골을 포함하는 프리즘 패턴을 포함할 수 있다.

상기 프리즘 패턴은 상기 광원에 대향할 수 있다.

상기 프리즘 패턴은 상기 입사면에 대향할 수 있다.

상기 프리즘 패턴의 연장방향은 상기 입사면의 연장방향과 실질적으로 평행한 것이 바람직하다.

또는, 상기 프리즘 패턴의 연장방향은 상기 입사면의 연장방향에 대하여 소정 각도로 기울어져 있을 수도 있다.

이 경우, 상기 프리즘 패턴의 연장방향은 상기 입사면의 연장방향과 실질적으로 수직할 수 있다.

상기 광원은 램프 또는 발광 다이오드를 포함할 수 있다.

한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 판상의 출사면과, 상기 출사면으로부터 절곡 연장되어 있는 입사면을 갖는 광학 플레이트와; 상기 입사면의 적어도 일부를 따라 배열되어 있는 광원과; 상기 광원과 상기 입사면 사이에 마련되어 있으며, 돌출패턴을 갖는 광학필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛에 의해서도 달성될 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 설명한다.

여러 실시예에 있어서 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하였으며, 동일한 구성요소에 대하여는 제1실시예에서 대표적으로 설명하고 다른 실시예에서는 생략될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 광학필름을 도시한 도면이고, 도 3은 본 실시예에 따른 휘도 개선을 설명하기 위한 그래프이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 액정표시장치는 액정패널(100), 광조절부재(200), 광학플레이트(400), 광원부(500), 광학부(500)와 광학플레이트(400) 사이에 형성되어 있는 광학필름(600) 및 몰드 프레임(700)을 포함한다.

액정패널(100)은 박막트랜지스터가 형성되어 있는 제1기판(110), 제1기판(110)과 대면하고 있는 제2기판(120), 양 기판(110, 120)을 접합시키며 셀갭(cell gap)을 형성하는 실런트(미도시) 그리고 양 기판(110, 120)과 실런트 사이에 위치하는 액정층(130)을 포함한다. 액정패널(100)은 액정층의 배열을 조정하여 화면을 형성하지만 비발광소자이기 때문에 배면에 위치한 발광 다이오드(520)로부터 빛을 공급받아야 한다.

액정패널(100)의 배면에 위치하는 광조절부재(200)는 확산판(230), 프리즘필름(220) 및 보호필름(210)을 포함할 수 있다.

확산판(230)은 베이스판과 베이스판에 형성된 구슬 모양의 비드를 포함하는 코팅층으로 이루어져 있다. 확산판(230)은 디밍 점광원(60)에서 공급된 빛을 확산시켜 휘도를 균일하게 한다.

프리즘필름(220)은 상부면에 삼각기둥 모양의 프리즘이 일정한 배열로 형성되어 있다. 프리즘필름(220)은 확산판(230)에서 확산된 빛을 상부의 액정표시패널(20)의 배치 평면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행한다. 프리즘필름(220)은 통상 2장이 사용되며 각 프리즘필름(220)에 형성된 마이크로 프리즘은 소정을 각도를 이루고 있다. 프리즘필름(220)을 통과한 빛은 거의 대부분 수직하게 진행되어 균일한 휘도 분포를 제공하게 된다. 필요에 따라 프리즘 필름(220)과 함께 반사편광필름을 사용할 수 있으며, 프리즘 필름(220) 없이 반사편광필름만을 사용하는 것도 가능하다.

가장 상부에 위치하는 보호필름(230)은 스크래치에 약한 프리즘필름(220)을 보호한다.

광조절부재(200)의 하부에는 광학플레이트(400), 광학필름(600), 광원 부(500), 이들을 고정 지지하는 몰드 프레임(700)이 형성되어 있다. 광조절부재(200), 광학플레이트(400), 광학필름(600), 광원부(500)는 일반적으로 백라이트 유닛으로 통칭된다.

광학플레이트(400)은 광원부(500)로부터 조사된 빛을 액정패널(100)로 안내하는 기능을 하는데, 그 재질로는 강도가 높아 쉽게 변형되거나 깨지지 않으며, 광투과율이 좋은 폴리 메칠 메타 아크릴레이트(Polymethylmethacrylate, PMMA)와 같은 아크릴계 수지가 사용된다. 광학플레이트(400)는 장방형의 판상으로 마련되며 광원부(500)로부터 빛이 입사되는 입사면(410)과 입사된 광이 출사되는 출사면(420)을 갖는다. 입사면(410)은 출사면(420)으로부터 절곡 연장되어 있다.

광학플레이트(400)의 가장자리 즉, 입사면(410)을 따라 배치된 광원부(500)는 발광다이오드 회로기판(510), 발광다이오드 회로기판(510)에 장착되어 있는 발광 다이오드(520)를 포함한다. 발광다이오드 회로기판(510)은 바 형상이며, 발광 다이오드(520)에서는 열이 많이 발생하므로 발광다이오드 회로기판(510)은 열전달율이 우수한 알루미늄을 주재료로 사용하여 만들어 질 수 있다.

발광 다이오드(520)는 복수로 마련되어 있으며 발광다이오드 회로기판(510)에 등간격으로 배치되어 있다. 각 발광 다이오드(520)는 백색광을 공급하도록 청색, 적색, 녹색 발광다이오드(520)를 포함하는 백색광 공급 유닛일 수 있다. 도시되지 않았으나 발광다이오드 회로기판(510)을 감싸고 있는 리플렉터가 마련될 수 있는데 리플렉터는 발광 다이오드(520)에서 발생된 빛을 광학플레이트(400) 방향으 로 반사시키는 역할을 한다. 리플렉터는 반사율이 좋은 알루미늄 판 등으로 제조될 수 있으며, 발광 다이오드(520)를 향하는 면에는 은 코팅이 되어 있을 수 있다.

광학필름(600)은 발광 다이오드(520)과 입사면(410) 사이에 마련되어 있으며, 입사면(410)에 대향하는 면에는 돌출패턴이 형성되어 있다. 본 실시예에 따른 돌출패턴은 산과 골로 이루어진 삼각형 단면을 갖는 프리즘 패턴(610)이다. 프리즘 패턴(61)의 높이 또는 간격은 250 내지 500um정도이다. 돌출패턴은 삼각형 단면 이외에도 원호형을 포함하여 골과 산으로 이루어진 어떠한 형태로도 변형될 수 있다. 도2에 도시되어 있는 바와 같이, 본 실시예에 따른 프리즘 패턴(610)은 입사면의 연장방향과 실질적으로 평행한 제1방향(Ⅰ)으로 연장되어 있다. 도3은 본 실시예에 따를 경우 향상된 빛의 휘도를 도시한 그래프이다. 약 10mm의 간격으로 발광 다이오드(520)가 배열되어 있는 경우, A는 광학필름(600)을 사용하지 않았을 때의 휘도를, B는 광학필름(600)을 포함한 경우의 휘도를 나타낸 것이다. A의 경우, 발광 다이오드(520)가 위치하는 곳에 휘도가 다른 영역의 휘도보다 높기 때문에 핫 포인트(hot point)로 인한 휘도의 불균일이 관찰된다. 반면, B의 경우, 핫 포인트로 인한 휘도 불균일이 많이 개선된 것을 알 수 있다. 광학필름(600)을 사용하면 휘도 불균일이 개선될 뿐만 아니라 컬러 불균일도 개선되는 효과가 있다.

다른 실시예에 따르면 광원으로 사용된 발광 다이오드(520) 이외에 액정표시장치는 레이저 다이오드(laser diode)와 같은 점광원 이외에 램프와 같은 선광원을 포함할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 광학필름을 도시한 도면이다. 도시되어 있는 바와 같이, 프리즘 패턴(610)은 입사면의 연장방향인 제1방향(Ⅰ)과 실질적으로 수직한 제2방향(Ⅱ)으로 연장되어 있다. 또는, 프리즘 패턴의 연장방향은 제1방향(Ⅰ)에 대하여 수직이 아닌 소정 각도로 기울어져 있는 것도 가능하다.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이다.

본 실시예에 따른 액정표시장치는 도1의 액정표시장치와 대부분의 구성요소가 동일하며, 발광 다이오드(520)와 광학플레이트(400)의 입사면(410) 사이에 형성되어 있는 광학필름(600)만이 다소 상이하다. 즉, 광학필름(600) 상에 형성되어 있는 프리즘 패턴(610)은 입사면(410)이 아닌 발광 다이오드(520)를 향하고 있다. 프리즘 패턴(610)은 입사면(410)의 연장방향에 대하여 수평 또는 수직으로 연장될 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 광학필름의 설치 방법을 설명하기 위한 도면으로, 백라이트 유닛을 상부에서 바라본 것이다.

도6a에 도시된 바와 같이, 광학필름(600)은 광학플레이트(400)의 입사면(410)을 따라 연장되어 인접한 다른 입사면(410)으로 절곡되어 있다. 즉, 발광 다이오드(520)가 배열되어 있지 않는 다른 입사면(410)에 부착되어 고정된다. 이러한 광학필름(600)은 몰드 프레임(700)에 의하여 지지된다.

또는, 도6b와 같이, 입사면(410)이 아닌 발광 다이오드(520)를 수용하는 몰드 프레임(700) 방향으로 절곡되어 몰드 프레임(700)에 부착될 수도 있다. 또는, 발광 다이오드(520)와 광학플레이트(400) 사이의 간격이 매우 좁기 때문에 광학필름(600)은 절곡되는 부분 없이 발광 다이오드(520)와 입사면(410) 사이에 삽입될 수도 있다.

다른 실시예에 따르면 광학필름(600) 이외에 확산판 및 보호필름이 발광 다이오드(520)와 광학플레이트(400) 사이에 더 마련될 수도 있다.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 균일한 휘도를 갖는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치가 제공된다.

Claims (13)

1. 액정패널과;

   상기 액정패널의 후방에 마련되어 있으며, 상기 액정패널을 향하는 출사면과, 상기 출사면으로부터 절곡 연장되어 있는 입사면을 갖는 판상의 광학 플레이트와;

   상기 입사면의 적어도 일부를 따라 배열되어 있는 광원과;

   상기 광원과 상기 입사면 사이에 마련되어 있으며, 돌출패턴을 갖는 광학필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 돌출패턴은 산과 골을 포함하는 프리즘 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 프리즘 패턴은 상기 광원에 대향하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 프리즘 패턴은 상기 입사면에 대향하는 것을 특징으로 하는 액정표시장 치.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,

   상기 프리즘 패턴의 연장방향은 상기 입사면의 연장방향과 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
6. 제3항 또는 제4항에 있어서,

   상기 프리즘 패턴의 연장방향은 상기 입사면의 연장방향에 대하여 소정 각도로 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 프리즘 패턴의 연장방향은 상기 입사면의 연장방향과 실질적으로 수직한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 광원은 램프 또는 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
9. 판상의 출사면과, 상기 출사면으로부터 절곡 연장되어 있는 입사면을 갖는 광학 플레이트와;

   상기 입사면의 적어도 일부를 따라 배열되어 있는 광원과;

   상기 광원과 상기 입사면 사이에 마련되어 있으며, 돌출패턴을 갖는 광학필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
10. 제9항에 있어서,

    상기 돌출패턴은 산과 골을 포함하는 프리즘 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
11. 제10항에 있어서,

    상기 프리즘 패턴은 상기 광원에 대향하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
12. 제10항에 있어서,

    상기 프리즘 패턴은 상기 입사면에 대향하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서,

    상기 프리즘 패턴의 연장방향은 상기 입사면의 연장방향과 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.

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