KR20080045521A - 백라이트 유닛과 이를 갖는 디스플레이장치 - Google Patents

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KR20080045521A
KR20080045521A KR1020060114733A KR20060114733A KR20080045521A KR 20080045521 A KR20080045521 A KR 20080045521A KR 1020060114733 A KR1020060114733 A KR 1020060114733A KR 20060114733 A KR20060114733 A KR 20060114733A KR 20080045521 A KR20080045521 A KR 20080045521A
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diffusion sheet
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trapezoidal cross
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reflection
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KR1020060114733A
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윤석일
노정호
박영준
정명렬
전욱제
이대희
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은, 백라이트 유닛에 관한 것으로, 광을 발생하는 면광원부와; 상기 면광원부에서 출사되는 광경로에 배치되며, 제1방향으로 배치된 다수의 제1반사부를 포함하는 제1확산시트와, 상기 제1확산시트 상에 상기 제1확산시트의 제1방향과 소정 각도를 이루는 제2방향으로 배치된 다수의 제2반사부가 형성된 제2확산시트를 갖는 분산집속부재를 포함한다.
이에 의해, 면광원부에서 출사되는 광의 휘도 및 휘도의 균일성을 향상시킬 수 있다.

Description

백라이트 유닛과 이를 갖는 디스플레이장치{BACKLIGHT UNIT AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명예의 제1실시예에 따른 디스플레이장치의 분해사시도,
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ를 따라 절단한 단면도,
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ을 따라 절단한 단면도,
도 4는 도 1의 면광원부의 다른 실시예를 나타낸 분해사시도,
도 5는 도 1의 확산분산부재를 통과하는 광경로를 설명하기 위한 단면도,
도 6은 도 1의 확산분산부재를 배치한 평면도,
도 7a 및 도 7b는 도 6에 따른 휘도의 균일성을 비교하기 위한 컬러도면,
도 8a 및 도 8b는 도 6에 따른 휘도의 향상을 나타내기 위한 그래프,
도 9는 본 발명의 제2실시예를 나타내기 위한 확산분산부재의 요부단면도,
도 10은 도 9의 확산분산부재를 통과하는 광경로를 설명하기 위한 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 디스플레이장치 110 : 액정표시패널
130 : 백라이트 유닛 140 : 면광원부
150 : 확산집속부재 150a : 제1확산시트
150b : 제2확산시트 151, 151a, 151b : 본체
153, 153a, 153b : 반사부 155, 155a, 155b : 통과면
157, 157a, 157b : 반사면
259, 259a, 259b : 코팅층
본 발명은, 백라이트 유닛과 이를 갖는 디스플레이장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 휘도를 개선한 백라이트 유닛과 이를 갖는 디스플레이장치에 관한 것이다.
디스플레이장치는 액정표시패널과 백라이트 유닛을 포함한다. 액정표시패널은 박막트랜지스터가 형성되어 있는 제1기판, 제1기판에 대향하는 제2기판 및 양 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함한다. 액정표시패널은 비발광소자이며 백라이트 유닛으로부터 빛을 공급받는다. 백라이트 유닛에서 조사된 빛은 액정의 배열상태에 따라 투과량이 조정된다.
백라이트 유닛에 사용되는 광원으로는 냉음극형광램프(CCFL), 외부전극형광램프(EEFL)과 같은 선광원과 FFL(flat fluorescent lamp)과 같은 면광원이 있다.
면광원은 빛이 발생하는 발광부와, 발광부 사이에 위치하며 빛이 발생하지 않는 분할부를 포함한다. 발광부와 분할부 간에 휘도 차이가 발생하기 때문에 확산판 등을 사용하여 휘도를 균일하게 만들어 액정표시패널에 공급한다.
그런데, 종래의 확산판은 내부에 확산제 등을 포함하고 있으며, 확산제 등에 의해 휘도가 저하되거나 휘도가 불균일한 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 휘도 및 휘도의 균일성을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛과 이를 갖는 디스플레이장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 백라이트 유닛에 있어서, 광을 발생하는 면광원부와; 상기 면광원부에서 출사되는 광경로에 배치되며, 제1방향으로 배치된 다수의 제1반사부를 포함하는 제1확산시트와, 상기 제1확산시트 상에 상기 제1확산시트의 제1방향과 소정 각도를 이루는 제2방향으로 배치된 다수의 제2반사부가 형성된 제2확산시트를 갖는 분산집속부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛에 의해 달성된다.
상기 제1확산시트는 제1본체를 더 포함하며, 상기 다수의 제1반사부는 사다리꼴 단면을 가지며, 상기 제1본체의 판면에 상기 제1방향을 따라 나란하게 배치된 것이 바람직하다.
상기 제2확산시트는 제2본체를 더 포함하며, 상기 다수의 제2반사부는 사다리꼴 단면을 가지며, 상기 제2본체의 판면에 상기 제1방향과 소정 각도를 이루도록 상기 제2방향을 따라 나란하게 배치된 것이 바람직하다.
상기 제1반사부의 사다리꼴 단면과 상기 제2반사부의 사다리꼴 단면은 상이한 것이 바람직하다.
상기 제1방향과 상기 제2방향은 실질적으로 90˚인 것이 바람직하다.
상기 제1분산시트와 상기 제2분산시트는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 자외선(UV) 경화수지, 폴리에틸렌테레그탈레이트(PET) 중 어느 하나로 이루어진 것이 바람직하다.을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
한편, 본 발명의 목적은, 백라이트유닛에 있어서, 광을 발생하는 면광원부와; 상기 면광원부에서 출사되는 광경로에 배치되며, 제1방향으로 배치된 다수로 마련되며 광이 반사되는 반사면이 형성된 제1반사부를 포함하는 제1확산시트와, 상기 제1확산시트 상에 상기 제1확산시트의 상기 제1방향과 소정 각도를 이루는 제2방향으로 배치되며 광이 반사되는 반사면이 마련된 제2반사부가 형성된 제2확산시트를 갖는 분산집속부재를 포함하며, 상기 제1반사부의 반사면 및 상기 제2반사부의 반사면 중 적어도 하나에는 코팅층이 형성된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛에 의해서 달성된다.
상기 제1확산시트는 제1본체를 더 포함하며, 상기 다수의 제1반사부는 사다리꼴 단면을 가지며, 상기 제1본체의 판면에 상기 제1방향을 따라 나란하게 배치된 것이 바람직하다.˚
상기 제2확산시트는 제2본체를 더 포함하며, 상기 다수의 제2반사부는 사다리꼴 단면을 가지며, 상기 제2본체의 판면에 상기 제1방향과 소정 각도를 이루도록 상기 제2방향을 따라 나란하게 배치된 것이 바람직하다.
상기 코팅층은 상기 제1반사부 및 상기 제2반사부 중 적어도 하나의 사다리꼴 단면의 아랫변과 윗변을 연결하는 한 쌍의 경사진 상기 경사면에 마련된 것이 바람직하다.
상기 제1방향과 상기 제2방향은 실질적으로 90˚인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 목적은, 디스플레이장치에 있어서, 액정표시패널과; 상기 액정표시패널로 광을 출사하는 면광원부와; 상기 면광원부와 상기 액정표시패널의 광경로에 배치되며, 제1방향으로 배치된 다수의 제1반사부를 포함하는 제1확산시트와, 상기 제1확산시트 상에 상기 제1확산시트의 제1방향과 소정 각도를 이루는 제2방향으로 배치된 다수의 제2반사부가 형성된 제2확산시트를 갖는 분산집속부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치에 의해 달성된다.
상기 제1확산시트는 제1본체를 더 포함하며, 상기 다수의 제1반사부는 사다리꼴 단면을 가지며, 상기 제1본체의 상기 액정표시패널을 향하는 판면에 상기 제1방향을 따라 나란하게 배치된 것이 바람직하다.
상기 제2확산시트는 제2본체를 더 포함하며, 상기 다수의 제2반사부는 사다리꼴 단면을 가지며, 상기 제2본체의 상기 액정표시패널을 향하는 판면에 상기 제1방향과 소정 각도를 이루도록 상기 제2방향을 따라 나란하게 배치된 것이 바람직하다.
상기 제1반사부의 사다리꼴 단면과 상기 제2반사부의 사다리꼴 단면은 상이한 것이 바람직하다.
상기 제1방향과 상기 제2방향은 실질적으로 90˚인 것이 바람직하다.
상기 제1확산시트 및 상기 제2확산시트는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 자외선(UV) 경화수지, 폴리에틸렌테레그탈레이트(PET) 중 어 느 하나로 이루어진 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 목적은 디스플레이장치에 있어서, 액정표시패널과;
상기 액정표시패널로 광을 출사하는 면광원부와; 상기 면광원부과 상기 액정표시패널의 광경로에 배치되며, 제1방향으로 배치된 다수로 마련되며 광이 반사되는 반사면이 형성된 제1반사부를 포함하는 제1확산시트와, 상기 제1확산시트 상에 상기 제1확산시트의 상기 제1방향과 소정 각도를 이루는 제2방향으로 배치되며 광이 반사되는 반사면이 마련된 제2반사부가 형성된 제2확산시트를 갖는 분산확산부재를 포함하며, 상기 제1반사부의 반사면 및 상기 제2반사부의 반사면 중 적어도 하나에는 코팅층이 형성된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치에 의해 달성된다.
상기 제1확산시트는 제1본체를 더 포함하며, 상기 다수의 제1반사부는 사다리꼴 단면을 가지며, 상기 제1본체의 상기 액정표시패널을 향한 판면에 상기 제1방향을 따라 나란하게 배치된 것이 바람직하다.
상기 제2확산시트는 제2본체를 더 포함하며, 상기 다수의 제2반사부는 사다리꼴 단면을 가지며, 상기 제2본체의 상기 액정표시패널을 향한 판면에 상기 제1방향과 소정 각도를 이루도록 상기 제2방향을 따라 나란하게 배치된 것이 바람직하다.
상기 코팅층은 상기 제1반사부 및 상기 제2반사부 중 적어도 하나의 사다리꼴 단면의 아랫변과 윗변을 연결하는 한 쌍의 경사진 상기 경사면에 마련된 것이 바람직하다.
상기 제1방향과 상기 제2방향은 실질적으로 90˚인 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명에 따른 디스플레이장치를 첨부도면을 참조하여 설명한다. 디스플레이장치는 TV, 프로젝터 등을 포함할 수 있으나, 이하에서 본 발명의 실시예로 하나의 평판형 TV에 대해 설명한다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
제1실시예
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치(100)는 면광원부(140)와, 확산집속부재(150)를 포함한다. 디스플레이장치(100)는 액정표시패널(110)을 더 포함한다.
이하에서 설명의 편의상 각 방향에 대하여 정의를 한다. 즉, 면광원부(140)에서 액정표시패널(110)로 광이 발산되어 진행되는 방향을 'd'방향으로, d 방향에 수직이고 제1확산시트(150a)의 제1반사부(153a)가 배열된 제1방향을 'x'방향으로, d 방향에 수직이고 제2확산시트(150b)의 제2반사부(153b)가 배열된 제2방향을 'y'방향으로 정의한다. 여기서, 광은 x 또는 y 방향으로 진행할 수도 있지만 디스플레이장치(100)에 유효한 광이 아니므로 이하에서 설명을 생략한다. 그리고, 광은 x 및 y 방향에 수직뿐만 아니라 경사지게 진행할 수 있으며, 결과적으로 광이 d 방향으로 진행하여 액정표시패널(110)에 화상을 형성한다는 것을 의미한다.
액정표시패널(110)은 박막트랜지스터가 형성되어 있는 제1기판(111)과 제1기 판(111)과 대면하고 있는 제2기판(113)을 포함한다. 도시하지는 않았지만 양 기판(111, 113) 사이에는 액정층이 위치한다. 액정표시패널(110)은 액정층의 배열을 조정하여 화면을 형성하지만 비발광소자이기 때문에 배면에 위치한 백라이트 유닛(130)으로부터 빛을 공급받아야 한다.
제1기판(111)의 일측에는 구동신호 인가를 위한 구동부(115)가 마련되어 있다. 구동부(115)는 일측이 제1기판(111)에 연결되어 있는 연성인쇄회로기판(FPC, 116), 연성인쇄회로기판(116)에 장착되어 있는 구동칩(117), 연성인쇄회로기판(116)의 타측에 연결되어 있는 회로기판(PCB, 118)을 포함한다. 도시된 구동부(115)는 COF(chip on film) 방식을 나타낸 것이며, TCP(tape carrier package), COG(chip on glass) 등 공지의 다른 방식도 가능하다. 또한 구동부(115)의 일부가 배선형성과정에서 제1기판(111)에 형성되는 것도 가능하다.
백라이트 유닛(130)은 액정표시패널(110)의 배면에 위치한 면광원부(140)와, 제1확산시트(150a)와, 제2확산시트(150b)를 포함한다. 백라이트 유닛(130)은 광학필름(120)을 더 포함할 수 있다.
액정표시패널(110)의 배면에 위치하는 광학필름(120)은 프리즘 필름(121)과 보호필름(123)을 포함한다.
프리즘 필름(121)은 상부면에 삼각기둥 모양의 프리즘이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있다. 프리즘 필름(121)은 확산분산부재(150)에서 확산 내지 분산된 빛을 액정표시패널(110)의 평면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행한다. 프리즘 필름(121)은 2장 사용될 수 있으며, 이 경우 각 프리즘 필름(121)에 형성된 마이크 로 프리즘은 소정을 각도를 이룬다. 프리즘 필름(121)을 통과한 빛은 거의 대부분 수직하게 진행되어 균일한 휘도 분포를 제공하게 된다.
보호필름(123)은 스크래치에 약한 프리즘 필름(121)을 보호하며, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 이루어질 수 있다.
면광원부(140)는 확산분산부재(150)에 빛을 공급한다. 제1실시예에서 면광원부(140)는 평판형광램프(flat fluorescence lamp)이다.
면광원부(140)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1광원기판(141)과 제2광원기판(142)을 포함한다. 양 기판(141, 142)은 유리로 이루어질 수 있으며, 제2광원기판(142)은 제1광원기판(141)에 비해 다소 얇을 수 있다.
제1광원기판(141)은 판형상이며, 제2광원기판(142)은 구조화된 형태(formed glass)로서 규칙적으로 굴곡져 있다. 양 기판(141, 142)이 이격된 부분은 발광부가 되고, 양 기판(141, 142)이 접해진 부분은 분할부(246)가 된다. 발광부와 분할부(246)는 모두 반사부(153)의 제2방향(y)으로 길게 연장되어 있다.
발광부에 위치하는 발광공간(143)에는 수은/네온 등으로 이루어진 발광가스가 채워져 있다. 도시하지는 않았지만 제2광원기판(142)에는 형광층이 형성되어 발광가스에서 발생한 자외선을 가시광선으로 변환시킨다. 또한, 도시하지는 않았지만 제1광원기판(141)에는 발광공간(143)에서 발생한 빛을 확산집속부재(150)로 반사시키기 위해 반사층이 형성되어 있다.
발광공간(143)에 위치한 제2광원기판(142)의 대부분은 액정표시패널(110)과 평행한 평면부분(142a)으로 이루어져 있다.
이상 설명한 면광원부(140)는 선광원 형태의 램프를 사용할 경우에 비하여, 빛을 공급하는 부분의 면적이 넓어 비교적 균일한 휘도의 빛을 공급할 수 있다. 그러나, 면광원부(140)는 발광부에 위치하는 발광공간(143)의 형태를 유지하기 위해 분할부(246)를 필요로 한다. 그런데 분할부(246)에서는 빛이 발생하지 않기 때문에 면광원부(140)에서 공급하는 빛은 불균일한 휘도를 가지게 된다.
면광원부(140)에서 발생한 빛은 제1실시예에 따른 분산집속부재(150)를 거치면서 균일한 휘도를 가지며, 휘도를 향상시킬 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 면광원부(240)의 다른 실시예에서는, 면광원부(240)의 제1광원기판(241) 및 제2광원기판(242)은 모두 평판형태이다. 양 기판(241, 242) 사이에는 격벽부(244)가 위치한다. 격벽부(244)에는 제1방향으로 길게 연장된 복수의 개구부(245)가 형성되어 있다.
결합상태에서 개구부(245)에 해당하는 영역은 양 기판(241, 242)과 격벽부(244)에 의해 둘러싸여 발광부(이하에서 '픽셀(Pixel)'이라고도 함)가 되며, 개구부(245) 사이의 영역은 분할부(246)가 되어 빛이 발생하지 않는다. 즉, 이와 같이 나누어진 픽셀을 구동할 수 있어 백라이트 유닛(130)에서 다양한 계조 표현을 할 수 있는 장점을 가진다. 그러나, 픽셀의 경계면인 격벽부(244)에서 경계특성이 그대로 나타나며, 이 경계특성을 적절하게 완화시킬 수단이 필요하다.
이에, 면광원부(140)에서 액정표시패널(110)로 출사되는 광을 분산 내지 집속시키는 수단을 필요로 한다.
분산집속부재(150)는 면광원부(140)와 액정표시패널(110)의 광경로 상에 배 치되며, 복수로 마련되어 적층된다. 분산집속부재(150)는 제1확산시트(150a)와 제2확산시트(150b)를 갖는다. 여기서, 분산집속부재(150)는 백라이트 유닛(130)의 두께를 증가시키지 않으며, 광의 분산 내지 집속 효과를 높일 수 있도록 복수로 마련되는 것이 바람직하다. 제1확산시트(150a)와, 제2확산시트(150b)는 광의 진행방향(d)을 따라 순차적으로 적층되며, 면광원부(140)에서 발생한 빛의 휘도 및 균일성을 향상시켜 액정표시패널(110)에 공급한다. 제1확산시트(150a) 및 제2확산시트(150b)는 제1본체(151a) 및 제2본체(151b)와, 제1반사부(153a) 및 제2반사부(153b)를 갖는다. 분산집속부재(150)는 투명한 재질로 마련되어 광의 투과성을 높인다. 분산집속부재(150)는, 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 자외선(UV) 경화수지, 폴리에틸렌테레그탈레이트(PET)와 같은 공지의 재질 중에서 하나를 선택할 수 있다.
또한, 제1확산시트(150a)와 제2확산시트(150b)의 구조가 동일하므로 제2확산시트(150b)의 상세한 도면을 생략할 수 있다.
이하에서 본 발명의 제1실시예에 따른 분산집속부재(150)를 설명한다. 설명의 편의상 제1본체(151a) 및 제2본체(151b)는 본체(151)로, 제1반사부(153a) 및 제2반사부(153b)는 반사부(153)로, 제1반사면(157a) 및 제2반사면(157b)은 반사면(157)으로, 제1통과면(155a) 및 제2통과면(155b)은 통과면(155)으로 통칭할 수 있다. 다만, 제1확산시트(150a)와 제2확산시트(150b)는 광의 진행방향(d)을 향하여 순차적으로 적층되어 있으며, 구조의 차이는 없으나 반사부(153)의 형상, 크기 등에서 차이를 가질 수 있다.
본체(151)는, 반사부(153)를 지지하며, 액정표시패널(110)과 평행하게 면광원부(140)를 향해 배치되어 있다. 본체(151)는 반사부(153)를 지지할 수 있는 두께를 가지며, 필요에 따라 제1본체(151a)와 제2본체(151b)의 두께를 달리할 수 있다. 본체(151)는 반사부(153)와 일체로 성형되는 것이 바람직하다. 다른 실시예로 필요에 따라 본체(151)와 반사부(153)는 자외선을 이용하는 등의 다양한 공지된 방법으로 접착될 수도 있다.
반사부(153)는 본체(151)에 제1방향(x) 또는 제2방향(y)으로 나란하게 다수 배열되어 면광원부(140)에서 출사되는 광을 확산 또는 집속시킨다. 반사부(153)는 제1방향(x)으로 제1본체(151a)에 나란하게 배열된 다수의 제1반사부(153a)와, 제2방향(y)으로 제2본체(151b)에 나란하게 배열된 다수의 제2반사부(153b)를 포함한다. 각 반사부(153)는 반사면(157)과 통과면(155)을 갖는다.
반사부(153)의 단면은 사다리꼴 형상을 갖는다. 도 2에 도시된 바와 같이, 사다리꼴 단면의 아랫변(a)과 윗변(b)이 연장된 면이 통과면(155)이며, 아랫변(a)과 윗변(b)을 잇는 경사진 선을 연장한 한 쌍의 면이 반사면(157)이다. 여기서, 반사부(153)의 단면 형상은 다양하게 마련될 수 있다. 또한, 제1반사부(153a)의 사다리꼴 단면과 제2반사부(153b)의 사다리꼴 단면은 상이할 수 있다. 즉, 사다리꼴의 아랫변(a)과 윗변(b)의 비율과, 본체(151) 판면과 반사면(157)이 이루는 각도(도 2의 'θ'참조)와, 반사부(153)의 피치(도 2의 'p' 참조)와, 반사부(153)의 높이(도 2의 'h' 참조) 등은 면광원부(140)의 종류 및 구조, 액정표시패널(110)의 크기, 반사면(157)의 임계각 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
반사부(153)는 제1방향(x) 또는 제2방향(y)으로 배열된다. 여기서, 제1방향(x)과 제2방향(y)은 실질적으로 90˚를 이루는 것이 바람직하다. 이에 대한 구체적인 이유 및 효과 등에 대하여는 후술한다. 이에, 제1방향(x)으로 배치된 제1반사부(153a)에서 분산 또는 집속된 광이 제2방향(y)으로 배치된 제2반사부(153b)에서 다시 한번 더 분산 또는 집속된다.
이에, 면광원부(140)에서 출사된 광은 확산집속부재(150)를 통과하면서 확산 또는 집속되어 액정표시패널(110)에서 형성되는 화상의 휘도 및 휘도의 균일성을 향상될 수 있다.
반사면(157)은 반사부(153)의 사다리꼴 단면의 경사진 한 쌍의 면으로 반사부(153)에 마련되어 있다. 반사면(157)은 반사부(153) 외부와 경계를 이루고 있다. 즉, 반사면(157) 내부는 반사부(153) 외부의 공기에 비해 밀한 매질로 이루어져 있다. 반사부(153) 내부는 밀한 영역이며, 반사부(153)의 외부인 골부분은 소한 영역이다. 따라서, 면광원부(140)에서 반사면(157)에 입사되는 입사각(도 의 'θ1 내지 θ5' 참조)이 임계각보다 클 때 전반사가 일어난다.
도 5를 참조하여 확산집속부재(150)의 반사부(153)를 통과하는 광경로를 설명하면 다음과 같다. 여기서, 확산집속부재(150)의 임계각은 도 5의 'θ2' 라고 가정한다. 그리고, 제1확산시트(150a)의 제1반사부(153a)를 광이 진행한다고 가정한다.
먼저, 면광원부(140)에서 출사되는 광경로(도 5의 'A1' 참조)를 살펴보면, 면광원부(140)에서 제1반사면(157a)으로 입사되는 입사각(θ1)이 임계각(θ2)보다 작으므로, 광경로 A1은 제1반사면(157a) 내부로 반사되지 않고 제1반사면(157a) 외부로 굴절된다. 이때의 굴절각(β1)은 입사각(θ1)보다 크다. 이에, 면광원부(140)에서 출사되는 광경로 A1은 제1반사부(153a) 외부로 굴절되어 분산된다.
다음, 면광원부(140)에서 출사되는 다른 광경로(도 5의 'A2'참조)를 살펴보면, 면광원부(140)에서 제1반사면(157a)으로 입사되는 입사각(θ2)이 임계각(θ2)과 같으므로, 광경로 A2는 제1반사부(153a) 내부로 반사되지 않고 반사면(157)으로 굴절된다. 이에, 면광원부(140)에서 출사되는 광은 제1반사면(157a)을 따라 진행한다.
또한, 면광원부(140)에서 출사되는 또 다른 광경로(도 5의 'A3' 및 'A4' 참조)를 살펴보면, 면광원부(140)에서 제1반사면(157a)으로 입사되는 각 입사각(θ3 및 θ4)이 임계각(θ2)보다 크므로, 광경로 A3 및 A4는 제1반사부(153a) 외부로 굴절되지 않고 내부로 반사된다. 즉, 광경로 A3 및 A4는 제1반사면(157a)에서 전반사가 이루어진다. 이에, 면광원부(140)에서 출사되는 광경로 A3 및 A4는 제1반사부(153a) 내부로 반사된다.
그리고, 면광원부(140)에서 출사되는 또 다른 광경로(도 5의 'A5' 및 'A6' 참조)를 살펴보면, 면광원부(140)에서 제1반사면(157a)으로 입사되지 않고 통과면(155)을 통과한다. 즉, 광경로 A5 및 A6은 제1반사부(153a)에서 반사되지 않고 통과면(155)을 통과하여 직진한다.
따라서, 면광원부(140)에서 출사되는 광은 다양한 경로를 거쳐 제1확산시트(150a)를 통과하며, 이때, 광은 반사부(153)에서 주로 집속되고 반사부(153)를 통과한 후에 확산됨을 알 수 있다.
이렇게 확산 내지 집속된 광은 제2확산시트(150b)에서 제1확산시트(150a)와 다른 방향으로 확산 내지 집속된다. 제2확산시트(150b)에서 확산 내지 집속되는 광경로는 전술한 제1확산시트(150a)에서의 광경로와 동일하므로 이하에서 생략한다.
이에, 면광원부(140)에서 출사되는 광은 확산집속부재(150)에 의해 확산 내지 집속되어 액정표시패널(110)로 진행하는 광의 휘도 및 휘도의 균일성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 반사부(153) 단면의 사다리꼴 형상, 반사부(153)의 피치 등을 변경함으로써 면광원부(140)에서 출사되는 광경로를 다양하게 변경시킬 수 있다. 또한, 제1반사부(153a)와 제2반사부(153b)의 사다리꼴 단면 형상을 달리하여 광의 분산 내지 집속 방향을 다양하게 변경할 수 있다.
이하에서 본 발명의 제1실시예에 따른 효과를 도 6 내지 8b를 참조하여 설명한다.
먼저, 도 6에는 면광원부(140)에서 진행하는 광 경로에 본 발명의 제1실시예의 확산집속부재(150)가 다양하게 배치된 것이 나타나 있다. 즉, 도 6에서는 광경로 상에 확산집속부재(150)가 배치되지 않은 영역('B1' 참조)과, 제1방향(x)으로 배치된 제1확산시트(150a)만 배치된 영역('B2'영역 참조)과, 제2방향(y)으로 배치된 제2확산시트(150b)만 배치된 영역('B3'영역 참조)과, 제1방향(x)의 제1확산시트(150a)와 제2방향(y)의 제2확산시트(150b)가 중첩되어 배치된 영역('B4'영역 참조)으로 구분된다.
도 7a 및 도 7b는 도 6과 같이 배치된 확산집속부재(150)를 갖는 제1실시예의 시뮬레이션의 결과이며, 휘도의 균일성을 비교하기 위해 컬러로 나타낸 것이다. 즉, 도 7a는 본 발명의 확산집속부재(150)를 배치하기 전의 휘도를 컬러로 나타낸 것이며, 도 7b는 본 발명의 확산집속부재(150)를 배치한 후의 휘도를 컬러로 나타낸 것이다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 각 영역(B1 내지 B4)에서 휘도가 균일하지 않음을 알 수 있다. 즉, B4 영역에서는 다른 영역보다 훨씬 휘도가 균일하다. B2 영역과 B3 영역에서는 상호 휘도의 균일성이 유사하고 면광원부(240)의 분할부(246)에서 휘도가 불균일하나 B1 영역보다 휘도가 균일하다. 반면, B1 영역은 다른 영역보다 휘도의 균일성이 떨어진다.
또한, 도 7b의 제1방향(x)의 제1확산시트(150a)는 면광원부(240)의 제1방향(x)의 분할부(246)로 인한 휘도 불균일을 없애는 효과를 가지며, 도 7b의 제2방향(y)의 제2확산시트(150b)는 면광원부(240)의 제2방향(y)의 분할부(246)로 인한 휘도 불균일을 없애는 효과를 가지는 것을 알 수 있다. 이에, 전술한 바와 같이 7b의 B4영역에서는 제1방향(x) 및 제2방향(y)으로 배치된 반사부(153)에 의해 면광원부(140)의 제1방향(x) 및 제2방향(y) 격벽부(244)로 인한 휘도 불균일을 모두 없애는 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
도 8은 제1실시예에 따른 확산집속부재(150)가 면광원부(140)의 픽셀에서 발산되는 광선을 집속시키는 효과에 대해여 도시한 그래프이다. 즉, 도 8a는 본 발명에 따른 확산집속부재(150)를 채용하기 전에 여러 각도에서 휘도를 비교한 시뮬레이션 결과이고, 도 8b는 본 발명에 따른 확산집속부재(150)를 채용한 후에 여러 각 도에서 휘도를 비교한 시뮬레이션 결과이다. 이에, 도 8a와 도 8b를 비교하면, 확산집속부재(150)의 전반사 기능에 의해 휘도가 향상(예에서 21% 정도)됨을 알 수 있다.
제2실시예
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제2실시예에 따른 디스플레이장치(100)는 면광원부(140)와, 확산집속부재(150)와, 제1반사부(153a) 및 제2반사부(153b) 중 어느 하나에 코팅층(259)을 갖는다. 디스플레이장치(100)는 액정표시패널(110)을 더 갖는다.
코팅층(259)은 필요에 따라, 광경로를 고려하여 제1반사부(153a) 또는 제2반사부(153b)에 코팅된다. 코팅층(259)은 반사부(153)의 반사면(157)에 얇은 막으로 형성된다.
이에, 반사부(153)를 통과하는 광은 반사부(153) 외부로 굴절되지 않는다.
도 10을 참조하여 확산집속부재(150)의 반사부(153)를 통과하는 광경로를 설명하면 다음과 같다. 여기서, 확산집속부재(150)의 임계각은 도 10의 'θ2' 라고 가정한다. 그리고, 제1확산시트(150a)의 제1반사부(153a)를 광이 진행한다고 가정한다.
그리고, 도 10의 광경로 중 A2 내지 A6은 제1실시예와 동일하므로, 이하에서 설명을 생략한다.
먼저, 면광원부(140)에서 출사되는 광경로(도 10의 'A1' 참조)를 살펴보면, 면광원부(140)에서 제1반사면(157a)으로 입사되는 입사각(θ1)이 임계각(θ2)보다 작다. 따라서, 광경로 A1은 제1반사부(153a) 내부로 반사되지 않고 제1반사부(153a) 외부로 굴절되어야 하나, 반사면(157a)에 형성된 코팅층(259a)에 의해 입사각(θ1)과 같은 각도로 반사면(157a) 내부로 반사된다. 따라서, 광경로 A1은 반사부(153a) 내부로 집속될 수 있다.
이렇게 집속되어 확산되는 광은 제2확산시트(150b)에서 제1확산시트(150a)와 다른 방향으로 확산 내지 집속된다. 제2확산시트(150b)에서 확산 내지 집속되는 광경로는 제1확산시트(150a)에서의 광경로와 동일하므로 이하에서 생략한다. 이 경우 제2확산시트(150b)는 코팅층(259)이 형성될 수도 형성되지 않을 수도 있다.
이에, 면광원부(140)에서 출사되는 광은 확산집속부재(150)에 의해 확산 내지 집속되어 액정표시패널(110)로 진행하는 광의 휘도 및 휘도의 균일성을 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 제2실시예에 따르면, 면광원부(140)에서 출사되는 광은 반사부(153)에 형성된 코팅층(259)에 의해 광이 더욱 집속될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 확산집속부재에 의해 면광원부에서 발산되는 광선이 확산 또는 집속되어 휘도 및 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 면광원부에서 진행하는 광을 더욱 효과적으로 집속할 수 있다.

Claims (22)

  1. 백라이트 유닛에 있어서,
    광을 발생하는 면광원부와;
    상기 면광원부에서 출사되는 광경로에 배치되며, 제1방향으로 배치된 다수의 제1반사부를 포함하는 제1확산시트와, 상기 제1확산시트 상에 상기 제1확산시트의 제1방향과 소정 각도를 이루는 제2방향으로 배치된 다수의 제2반사부가 형성된 제2확산시트를 갖는 분산집속부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1확산시트는 제1본체를 더 포함하며,
    상기 다수의 제1반사부는 사다리꼴 단면을 가지며, 상기 제1본체의 판면에 상기 제1방향을 따라 나란하게 배치된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2확산시트는 제2본체를 더 포함하며,
    상기 다수의 제2반사부는 사다리꼴 단면을 가지며, 상기 제2본체의 판면에 상기 제1방향과 소정 각도를 이루도록 상기 제2방향을 따라 나란하게 배치된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1반사부의 사다리꼴 단면과 상기 제2반사부의 사다리꼴 단면은 상이한 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1방향과 상기 제2방향은 실질적으로 90˚인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1분산시트와 상기 제2분산시트는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 자외선(UV) 경화수지, 폴리에틸렌테레그탈레이트(PET) 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 백라이트유닛에 있어서,
    광을 발생하는 면광원부와;
    상기 면광원부에서 출사되는 광경로에 배치되며, 제1방향으로 배치된 다수로 마련되며 광이 반사되는 반사면이 형성된 제1반사부를 포함하는 제1확산시트와, 상기 제1확산시트 상에 상기 제1확산시트의 상기 제1방향과 소정 각도를 이루는 제2방향으로 배치되며 광이 반사되는 반사면이 마련된 제2반사부가 형성된 제2확산시트를 갖는 분산집속부재를 포함하며,
    상기 제1반사부의 반사면 및 상기 제2반사부의 반사면 중 적어도 하나에는 코팅층이 형성된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  8. 제7에 있어서,
    상기 제1확산시트는 제1본체를 더 포함하며,
    상기 다수의 제1반사부는 사다리꼴 단면을 가지며, 상기 제1본체의 판면에 상기 제1방향을 따라 나란하게 배치된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2확산시트는 제2본체를 더 포함하며,
    상기 다수의 제2반사부는 사다리꼴 단면을 가지며, 상기 제2본체의 판면에 상기 제1방향과 소정 각도를 이루도록 상기 제2방향을 따라 나란하게 배치된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 코팅층은 상기 제1반사부 및 상기 제2반사부 중 적어도 하나의 사다리꼴 단면의 아랫변과 윗변을 연결하는 한 쌍의 경사진 상기 경사면에 마련된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1방향과 상기 제2방향은 실질적으로 90˚인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  12. 디스플레이장치에 있어서,
    액정표시패널과;
    상기 액정표시패널로 광을 출사하는 면광원부와;
    상기 면광원부와 상기 액정표시패널의 광경로에 배치되며, 제1방향으로 배치된 다수의 제1반사부를 포함하는 제1확산시트와, 상기 제1확산시트 상에 상기 제1확산시트의 제1방향과 소정 각도를 이루는 제2방향으로 배치된 다수의 제2반사부가 형성된 제2확산시트를 갖는 분산집속부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1확산시트는 제1본체를 더 포함하며,
    상기 다수의 제1반사부는 사다리꼴 단면을 가지며, 상기 제1본체의 상기 액정표시패널을 향하는 판면에 상기 제1방향을 따라 나란하게 배치된 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2확산시트는 제2본체를 더 포함하며,
    상기 다수의 제2반사부는 사다리꼴 단면을 가지며, 상기 제2본체의 상기 액정표시패널을 향하는 판면에 상기 제1방향과 소정 각도를 이루도록 상기 제2방향을 따라 나란하게 배치된 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1반사부의 사다리꼴 단면과 상기 제2반사부의 사다리꼴 단면은 상이한 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  16. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1방향과 상기 제2방향은 실질적으로 90˚인 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제1확산시트 및 상기 제2확산시트는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 자외선(UV) 경화수지, 폴리에틸렌테레그탈레이트(PET) 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  18. 디스플레이장치에 있어서,
    액정표시패널과;
    상기 액정표시패널로 광을 출사하는 면광원부와;
    상기 면광원부과 상기 액정표시패널의 광경로에 배치되며, 제1방향으로 배치된 다수로 마련되며 광이 반사되는 반사면이 형성된 제1반사부를 포함하는 제1확산시트와, 상기 제1확산시트 상에 상기 제1확산시트의 상기 제1방향과 소정 각도를 이루는 제2방향으로 배치되며 광이 반사되는 반사면이 마련된 제2반사부가 형성된 제2확산시트를 갖는 분산확산부재를 포함하며,
    상기 제1반사부의 반사면 및 상기 제2반사부의 반사면 중 적어도 하나에는 코팅층이 형성된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1확산시트는 제1본체를 더 포함하며,
    상기 다수의 제1반사부는 사다리꼴 단면을 가지며, 상기 제1본체의 상기 액정표시패널을 향한 판면에 상기 제1방향을 따라 나란하게 배치된 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제2확산시트는 제2본체를 더 포함하며,
    상기 다수의 제2반사부는 사다리꼴 단면을 가지며, 상기 제2본체의 상기 액정표시패널을 향한 판면에 상기 제1방향과 소정 각도를 이루도록 상기 제2방향을 따라 나란하게 배치된 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 코팅층은 상기 제1반사부 및 상기 제2반사부 중 적어도 하나의 사다리꼴 단면의 아랫변과 윗변을 연결하는 한 쌍의 경사진 상기 경사면에 마련된 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  22. 제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1방향과 상기 제2방향은 실질적으로 90˚인 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
KR1020060114733A 2006-11-20 2006-11-20 백라이트 유닛과 이를 갖는 디스플레이장치 KR20080045521A (ko)

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