KR20080042314A - 백라이트유닛과 이를 이용한 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휘도의 균일도를 향상시키고 화상의 표시품질을 향상시킬 수 있는 액정표시장치의 백라이트 유닛에 관한 것이다.
본 발명에 따른 백라이트 유닛은 다수의 점광원들과; 상기 점광원들로부터의 광을 면광원으로 변환시키는 도광판을 구비하고, 상기 도광판에서 상기 점광원들로부터의 광이 입사되는 입사면에는 미세패턴이 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

백라이트유닛과 이를 이용한 액정표시장치{Back Light Unit and Liquid Crystal Display using the same}
도 1은 종래의 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 2는 적색, 녹색 및 청색LED를 이용하여 백색광을 구현하는 원리를 나타내는 도면.
도 3은 종래 도광판으로 입사되는 적색, 녹색 및 청색 LED광의 분광상태를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 5는 도 4의 도광판의 입사면을 구제척으로 나타내는 도면.
도 6은 본원발명에서의 도광판으로 입사되는 적색, 녹색 및 청색 LED광의 분광상태를 나타내는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
2,102 : 액정표시패널 20,120 : 백라이트 유닛
11,111 : LED 12,112 : 도광판
14,114 : 광학시트 18,118 : 반사판
150 : 돌기 16,116 : 확산판
본 발명은 휘도의 균일도를 향상시키고 화상의 표시품질을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛과 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, 액정표시장치는 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다. 이러한 액정표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 신호에 따라 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.
이와 같은 액정표시장치는 자발광 표시장치가 아니기 때문에 백라이트(Back light)와 같은 별도의 광원이 필요하다.
백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 직하형 방식과 에지형 방식 등이 있다. 에지형 백라이트는 액정표시장치의 일측 가장자리에 광원을 설치하고, 그 광원으로부터 입사되는 빛을 도광판과 다수의 광학시트를 통해 액정표시패널에 조사한다. 직하형 백라이트는 액정표시장치의 바로 아래에 다수의 광원을 배치하고, 그 광원들로부터 입사되는 빛을 확산판과 다수의 광학시트를 통해 액정표시패널에 조사한다.
도 1은 통상적인 LED(Light Emitting Diode) 백라이트를 채용한 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 1에 도시된 액정표시장치는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열된 액정표시패널(2)과, 액정표시패널(2)에 광을 공급하기 위한 백라이트 유닛(20)을 포함한다.
도 1에 도시된 백라이트 유닛(20)은 광원 역할을 하는 다수의 에치형 LED(Light Emitting Diode)(11)들과, 액정표시패널 뒤에 순차적으로 위치하는 광학시트(14), 확산판(16), 도광판(Light Guide Panel)(12) 및 반사판(18)을 포함한다.
다수의 LED(Light Emitting Diode)(11)들은 점광원으로써 도광판(12)의 측면에 광을 공급한다.
도광판(12)은 LED들(11)로부터의 광을 면광원으로 변환하여 액정표시패널(2) 쪽으로 조사한다.
반사판(18)은 LED들(11)들로부터 발생된 광의 누설을 방지함과 아울러 자신에게 조사되는 광을 액정표시패널(2) 쪽으로 반사시키는 역할을 한다.
확산판(16)은 도광판(12)에서 입사되는 광의 방향을 액정표시패널(2) 방향으로 진행시키는 역할을 하고, 광학시트(13)는 확산판(16)으로부터 출사되는 광의 효율을 향상시키는 역할을 한다.
이러한, 백라이트 유닛(20)은 도 2에 도시된 바와 같이 적색 LED(R.LED), 청색 LED(B.LED) 및 녹색 LED(G.LED)들에서의 적색광(R), 청색광(B) 및 녹색광(G)을 혼합시켜 백색광(W)을 구현하고 그 백색광(W)을 액정표시패널(2)에 공급한다.
그러나, 종래에는 LED(11)로부터 출사된 적색광(R), 청색광(B) 및 녹색광(G) 이 도광판(12)에서의 입광영역에서는 충분히 혼합되지 못하게 되어 액정표시패널(2)에 백색광을 균일하게 공급하지 못하는 문제가 있다.
이를 도 3을 참조하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도광판(12)에서 LED(11)광이 가장 먼저 입사되는 입사면의 주변영역(이하" 입광영역(P1)" 이라 한다)은 LED(11)들과 근접한 영역이므로 LED(11)들에서 각각 출사된 적색광(R), 녹색광(G) 및 청색광(P1)이 충분히 혼합되지 못하게 된다. 이에 따라, 도광판(12)의 입광영역(P1)에서는 백색광이 형성되지 못하고 적색광(R), 녹색광(G) 및 청색광(P1)의 광경로가 나타나게 된다. 그 결과, 도광판(12)에서의 입광영역(P1)과 입광영역(P1)을 제외한 영역간의 휘도가 불균일해게 된다. 뿐만 아니라, 액정표시패널(2)에서 입광영역(P1)과 대응되는 영역은 충분한 백색광이 공급될 수 없게 됨으로써 표시품질이 저하되는 문제가 발생된다.
따라서, 본 발명의 목적은 휘도의 균일도를 향상시키고 화상의 표시품질을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은 다수의 점광원들과; 상기 점광원들로부터의 광을 면광원으로 변환시키는 도광판을 구비하고, 상기 도광판에서 상기 점광원들로부터의 광이 입사되는 입사면에는 미세 패턴이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 입사면은 상기 도광판의 측면에 마련되고, 상기 다수의 점광원은 상기 도광판의 측면과 나란하게 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 미세패턴은 무작위적으로 형성된 다수의 돌기들인 것을 특징으로 한다.
상기 미세패턴은 요철형태인 것을 특징으로 한다.
상기 점광원은 LED(Light Emitting Diode)인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛을 이용한 액정표시장치는 액정표시패널과; 상기 액정표시패널에 광을 공급하기 위한 백라이트 유닛을 구비하고, 상기 백라이트 유닛은 다수의 점광원들과; 상기 점광원들로부터 출사된 광의 경로를 상기 액정표시패널로 변환시키며 상기 점광원들로부터의 광이 입사되는 입사면에는 미세패턴이 형성된 도광판을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸다.
도 4에 도시된 액정표시장치는 액정표시패널(102)과, 액정표시패널(102)에 광을 조사하기 위한 백라이트 유닛(120)을 구비한다.
액정표시패널(102)은 상부기판(102a) 및 하부기판(102b) 사이에 액정이 주입된다. 상부기판(102a)에는 컬러필터, 블랙 매트릭스 등이 형성되고, 하부기 판(102b)에는 데이터라인과 게이트라인 등의 신호배선이 형성되고, 데이터라인과 게이트라인의 교차부에 TFT가 형성된다. TFT는 게이트라인으로부터의 스캔신호(게이트펄스)에 응답하여 데이터라인으로부터 액정셀 쪽으로 전송될 데이터신호를 절환하게 된다. 데이터라인과 게이트라인 사이에 정의된 화소영역에는 화소전극이 형성된다.
백라이트 유닛(120)은 점광원 역할을 하는 다수의 에치형 LED(Light Emitting Diode)(111)들과, 액정표시패널(102) 뒤에 순차적으로 적층되는 광학시트(114), 확산판(116), 도광판(Light Guide Panel)(112) 및 반사판(118)을 포함한다.
다수의 LED(Light Emitting Diode)(111)들은 점광원으로써 도광판(112)의 측면에 광을 공급한다.
반사판(118)은 LED들(111)들로부터 발생된 광의 누설을 방지함과 아울러 자신에게 조사되는 광을 액정표시패널(102) 쪽으로 반사시키는 역할을 한다.
확산판(116)은 도광판(112)에서 입사되는 광의 방향을 액정표시패널(102) 방향으로 진행시키는 역할을 하고, 광학시이트(113)는 확산판(116)으로부터 출사되는 광의 효율을 향상시키는 역할을 한다.
도광판(112)은 LED들(111)로부터의 광을 면광원으로 변환하여 액정표시패널(102) 쪽으로 조사한다.
본 발명에서의 도광판(112)은 종래와 달리 LED들(111)로부터의 광이 입사되는 입사면(A)에 미세 패턴들(15)이 형성된다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 다수의 돌기(150) 들이 무작위적으로 흩어져 있는 형태이거나, 미세 패턴이 요철형태로 형성될 수도 있다. 도광판(112)의 입사면(A)을 거시적으로 관찰하면 표면이 hazing 처리가 되어 있는 것으로 보이게 된다.
이러한, 도광판(112)의 입사면(A)에 형성된 미세패턴들은 LED들(111)로부터 입사되는 광을 불균일하게 굴절 및 난반사 시키고 무작위적으로 확산시키는 역할을 하게 된다. 이에 따라, LED들(111)로부터 입사되는 적색광(R), 청색광(B) 및 녹색광(G)이 도광판(112)의 미세패턴들 주변에서 이미 충분히 혼합될 수 있게 됨으로써 종래 대비 도광판(112)의 입사면(A) 주변영역에서 적색광(R), 녹색광(G) 및 청색광(P1)이 혼합되지 못하는 영역이 현저히 감소되게 된다.
그 결과, 도광판(12)에서 출사되는 광의 휘도가 균일해지게 되고 액정표시패널(2) 전체에 균일한 백색광이 공급될 수 있게 됨으로써 표시품질이 향상된다.
한편, 도광판(112)은 금형을 이용하여 PMMA(Poly Methyl Meta Acrylate)를 성형함으로써 제작한다. 본원발명에서의 미세패턴을 가지는 도광판(112) 또한 미세패턴이 형성될 수 있는 금형을 제작함으로써 손쉽게 본원발명에서의 도광판을 형성할 수 있게 된다. 또는 작은 입자 들을 도광판(112)의 입사면(A)에 샌딩(sanding)처리함으로서 입사면(A) 상에 요철형태의 다수의 미세패턴 또는 돌기 등을 형성할 수 도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시 장치는 LED광이 입사되는 도광판의 입사면에 미세패턴을 형성한다. 이에 따라, LED들로부터 입사되는 적색광, 청색광 및 녹색광이 입사면의 미세패턴 주변에서 이미 충분히 혼합되게 됨으로써 도광판에서 백색광이 형성되지 않는 영역은 현저히 감소 될 수 있게 된다. 그 결과, 도광판에서 출사되는 광의 휘도가 균일도가 향상되고 액정표시패널 전체에 균일한 백색광이 공급될 수 있게 됨으로써 표시품질이 향상된다.
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.

Claims (10)

  1. 다수의 점광원들과;
    상기 점광원들로부터의 광을 면광원으로 변환시키는 도광판을 구비하고,
    상기 점광원들로부터의 광이 입사되는 상기 도광판의 입사면에는 미세패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입사면은 상기 도광판의 측면에 마련되고,
    상기 다수의 점광원은 상기 도광판의 측면과 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 미세패턴은 무작위적으로 형성된 다수의 돌기들인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 미세패턴은 요철형태인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 점광원은 LED(Light Emitting Diode)인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 액정표시패널과;
    상기 액정표시패널에 광을 공급하기 위한 백라이트 유닛을 구비하고,
    상기 백라이트 유닛은
    다수의 점광원들과;
    상기 점광원들로부터 출사된 광의 경로를 상기 액정표시패널로 변환시키며 상기 점광원들로부터의 광이 입사되는 입사면에는 미세패턴이 형성된 도광판을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 입사면은 상기 도광판의 측면에 마련되고,
    상기 다수의 점광원은 상기 도광판의 측면과 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 미세패턴은 무작위적으로 형성된 다수의 돌기들인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 미세패턴은 요철형태인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 점광원은 LED(Light Emitting Diode)인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8851732B2 (en) 2010-09-10 2014-10-07 Samsung Display Co., Ltd. Light-guide module, method of manufacturing the same and backlight assembly having the same

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