KR20080082272A - 백라이트 유니트와 이를 이용한 액정표시모듈 - Google Patents

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KR20080082272A
KR20080082272A KR1020070022913A KR20070022913A KR20080082272A KR 20080082272 A KR20080082272 A KR 20080082272A KR 1020070022913 A KR1020070022913 A KR 1020070022913A KR 20070022913 A KR20070022913 A KR 20070022913A KR 20080082272 A KR20080082272 A KR 20080082272A
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한재정
박희정
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한길원
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 생산비용을 절감하고 두께를 줄임과 아울러, 표시품질을 향상시킬 수 있는 백라이트 유니트와 이를 이용한 액정표시모듈에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유니트와 이를 이용한 액정표시모듈은 액정패널에 광을 조사하는 광원과, 상기 광원으로부터 입사되는 광을 확산시키는 확산판과, 서로 다른 광특성을 가지는 다수의 광학층을 포함하여 상기 확산판으로부터 입사되는 광을 상기 액정패널의 전면으로 편광 및 확산시키는 다층광학 시이트를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유니트와 이를 이용한 액정표시모듈은 다수의 광학층을 포함하는 다층광학 시이트를 통해 최대휘도, 평균휘도 및 광 균일도를 높여 액정표시모듈의 표시품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유니트와 이를 이용한 액정표시모듈은 가격이 높은 다수의 광학 시이트를 한 장의 다층광학 시이트로 대체시켜 액정표시모듈의 생산 비용을 절감시킬 수 있다.
또한, 제조광정에 있어 다수의 광학 시이트들을 적층시키는 종래의 제조과정을 한 장의 다층광학 시이트를 적층 시키는 제조과정으로 개선하여 액정표시모듈의 생산 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

백라이트 유니트와 이를 이용한 액정표시모듈{BACK LIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY MODULE USING THE SAME}
도 1은 일반적인 직하형 백라이트 유니트를 나타내는 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 백라이트 유니트를 A-A' 선을 따라 절개하여 그 일부를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유니트와 이를 적용한 액정표시모듈을 나타내는 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시모듈을 B-B' 선을 따라 절개하여 그 일부를 나타내는 단면도.
도 5는 일반적인 직하형 백라이트 유니트를 적용한 액정표시모듈의 휘도 표현력을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유니트를 적용한 액정표시모듈의 휘도 표현력을 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유니트와 이를 적용한 액정표시모듈을 나타내는 사시도.
도 8은 도 7에 도시된 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시모듈의 백라이트 유니트를 상세히 나타내는 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 110, 210 : 백라이트 유니트 20, 120, 220 : 램프 하우징
30, 130, 230 : 램프 40, 140, 240 : 확산판
50, 150, 250 : 광학 시이트 100, 200 : 액정표시모듈
107, 207 : 액정패널 103, 203 : 상부기판
105, 205 : 하부기판 248, 258 : 산 패턴
152 : 제 1 광학층 154 : 제 2 광학층
156 : 제 3 광학층
본 발명은 액정표시모듈에 관한 것으로, 특히 생산비용을 절감하고 두께를 줄임과 아울러, 표시품질을 향상시킬 수 있는 백라이트 유니트와 이를 이용한 액정표시모듈에 관한 것이다.
최근의 정보화 사회에서 표시소자는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 어느 때보다 강조되고 많은 종류의 평판표시소자(Flat Panel Display)가 개발되고 있다.
평판표시소자에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP) 및 일렉트로루미네센스(Electroluminescence : EL) 등이 있 다.
일반적으로, 액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, 액정표시장치는 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기, 옥내외 광고 표시장치 등으로 이용되고 있으며 최근의 양산기술 확보와 연구개발의 성과로 대형화와 고해상도화로 급속히 발전하고 있다.
일반적인 액정표시장치는 액정표시모듈과 이 액정표시모듈을 구동하기 위한 구동회로부로 구성된다.
액정표시모듈은 두장의 유리기판의 사이에 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열 되어진 액정패널과, 이 액정패널에 광을 조사하는 백라이트 유니트(Back Light Unit)로 구성되게 된다. 아울러 액정표시모듈에는 백라이트 유니트로부터 액정패널쪽으로 진행하는 광을 수직으로 일으켜 세우기 위한 다수의 광학 시이트들이 배열되게 된다. 이러한 액정패널, 백라이트 유니트 및 다수의 광학 시이트들은 광 손실을 방지하기 위하여 일체화된 형태로 체결되어야 함과 아울러 외부의 충격에 의하여 손상되지 않게끔 보호되어야만 한다. 이를 위하여, 액정패널의 가장자리를 포함한 백라이트 유니트 및 광학 시이트들을 감싸게끔 형성되어진 액정표시장치용 케이스가 마련되게 되었다.
도 1은 일반적인 직하형 백라이트 유니트를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 백라이트 유니트를 Ⅰ-Ⅰ′선을 따라 절개하여 그 일부를 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 백라이트 유니트(10)는 액정패널(미도시)에 광을 조사하는 다수의 램프들(30)과, 다수의 램프들(30)로부터 입사되는 광을 확산시켜 액정패널에 조사시키기 위한 확산판(diffuser plate)(40)과, 다수의 램프들(30)의 배면에 배치되는 램프 하우징(20)과, 확산판(40) 상에 적층되는 다수의 광학 시이트들(50)로 구성된다.
다수의 램프들(30)은 주로 냉음극 형광램프가 사용되고 있으며, 다수의 램프들(30) 각각은 유리관과, 유리관 내부에 있는 불활성 기체들과, 유리관의 양끝단부에 설치되는 음극 및 양극으로 구성된다. 이러한 다수의 램프들(30)에서 발생되는 광은 확산판(40)에 입사된다.
확산판(40)은 다수의 램프들(30)로부터 입사된 광을 액정패널의 정면 방향으로 향하게 하고, 광을 확산시켜 넓은 범위에서 균일한 분포를 가지도록 하여 확산된 광을 액정패널(6)에 조사한다.
램프 하우징(20)은 그 내부에 광을 확산판(40) 쪽으로 반사시키기 위한 반사 시이트 또는 반사판이 실장되며, 이러한 램프 하우징(20)의 내부에 다수의 램프들(30)이 실장된다. 반사 시이트 또는 반사판은 광을 반사시키는 재질로 형성되며 램프 하우징(20)의 바닥면 및 경사면과 대응되게 형성되어, 광을 확산판(40) 쪽으로 반사시켜 액정패널에 조사되는 광의 효율을 향상시킨다.
확산판(40)을 경유하여 출사된 광은 다수의 광학 시이트들(50)을 경유하여 액정패널에 입사된다. 확산판(40)으로부터 출사된 광은 확산광으로 시야각이 크게 형성된다. 액정패널에 입사되는 광은 수직을 이룰 때 광효율이 커지게 된다. 확산 판(40)으로부터 출사된 광의 효율을 향상시키기 위해, 확산판(40) 위에 다수의 광학 시이트들(50)을 배치시킨다.
다수의 광학 시이트들(50)은 확산판(40)으로부터 출사되는 광을 수직으로 일으켜 광효율을 향상시키게 된다. 이를 위해, 확산판(40)에서 출사된 광을 액정패널의 전 영역으로 확산시키는 확산 시이트(52)와, 확산 시이트(52)에 의해 확산된 광의 진행각도를 액정패널의 수직한 방향으로 일으켜 세우는 프리즘 시이트(54)와, 프리즘 시이트(54)를 경유한 광을 액정패널의 전 영역으로 확산시킴과 아울러 광의 효율을 향상시키기 위한 휘도 상승 시이트(DBEF : Dual Brightness Enhancement Film)(56)를 구비한다. 이에 따라, 확산판(40)에서 출사되는 광은 다수의 광학 시이트들(50)을 경유하여 액정패널에 입사되게 된다.
이러한 구성을 가지는 종래의 백라이트 유니트(10)는 액정패널 전면에서 균일한 휘도를 얻기 위해 확산판(40) 및 다수의 광학 시이트들(50)을 적용한다. 이러한 광학 시이트들(50)은 열에 취약한 단점이 있다.
액정표시장치를 장시간 구동시키면 액정패널 및 구동장치에서 발생하는 열에 의해 광학 시이트들(50)에 주름이 발생될 수 있다. 광학 시이트들(50)에 주름이 발생되면 확산판(40)에서 출사된 광이 주름진 광학 시이트들(50)을 지나면서 광의 경로가 변경되어 액정패널에 조사되는 광이 불균일해저 액정표시모듈의 표시품질이 떨어지는 문제가 있다.
이러한 열에 의한 광학 시이트들(50)의 주름을 방지하기 위해 열에 강한 광학 시이트들을 사용할 수 있지만, 열에 강한 광학 시이트들은 고가이므로 이러한 고가의 광학 시이트들을 적용할 경우 액정표시모듈의 생산비용이 증가하는 문제가 있다.
또한, 액정패널 전면에서 균일한 휘도를 얻기 위해 확산판(40) 및 다수의 광학 시이트들(50)을 적용하면 도 2에 도시된 바와 같이, 백라이트 유니트(10) 두께("d1")가 증가하게 되어 평판표시소자의 중요 요소인 박형화에 단점이 있고, 제조과정에서 다수의 광학 시이트들(50)을 적층시켜야 함으로, 이로 인해 제조 효율이 낮아지는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 생산비용을 절감하고 두께를 줄임과 아울러, 표시품질을 향상시킬 수 있는 액정표시장치의 백라이트 유니트와 이를 이용한 액정표시모듈을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유니트와 이를 이용한 액정표시모듈은 액정패널에 광을 조사하는 광원과, 상기 광원으로부터 입사되는 광을 확산시키는 확산판과, 서로 다른 광특성을 가지는 다수의 광학층을 포함하여 상기 확산판으로부터 입사되는 광을 상기 액정패널의 전면으로 편광 및 확산시키는 다층광학 시이트를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시 예들의 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대하여 설명 하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유니트와 이를 적용한 액정표시모듈을 나타내는 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유니트(110)와 이를 적용한 액정표시모듈(100)은 램프 하우징(120)과, 램프 하우징(120) 내부에 실장되어 광을 조사하는 광원과, 광원으로부터의 광을 액정패널(107)로 향하게 하는 광학 부재를 포함하는 백라이트 유니트(110) 및 백라이트 유니트(110)로부터의 광을 이용하여 화상을 표시하는 액정패널(107)을 구비한다.
액정패널(107)은 상부기판(103) 및 하부기판(105) 사이에 액정이 주입되고 상부기판(103)과 하부기판(105) 사이의 간격을 일정하게 유지시키기 위한 도시하지 않은 스페이서를 구비한다. 이러한, 액정패널(107)의 상부기판(103)에는 도시하지 않은 컬러필터, 공통전극, 블랙 매트릭스 등이 형성된다. 또한, 액정패널(107)의 하부기판(105)에는 도시하지 않은 데이터 라인과 게이트 라인 등의 신호배선이 형성되고, 데이터 라인과 게이트 라인의 교차부에 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)가 형성된다. TFT는 게이트 라인으로부터의 스캔신호(게이트 구동신호)에 응답하여 데이터 라인으로부터의 아날로그 비디오 신호를 액정셀로 공급한다.
데이터 라인(DL)과 게이트 라인(GL) 사이의 화소 영역에는 화소 전극이 형성된다. 또한, 하부기판(105)의 일측부에는 데이터 라인들과 게이트 라인들 각각이 접속되는 패드영역이 형성되고, 이 패드영역에는 TFT에 구동신호를 인가하기 위한 드라이버 IC가 실장된 도시하지 않은 테이프 캐리어 패키지(TCP : Tape Carrier Package)가 부착된다. 이 테이프 캐리어 패키지는 드라이브 IC로부터의 데이터신호를 데이터 라인들에 공급함과 아울러, 스캔신호를 게이트 라인들에 공급한다.
이러한, 액정패널(107)의 상부기판(103)에는 상부 편광 시이트가 부착되고, 하부기판(105)의 배면에는 하부 편광 시이트가 부착된다.
본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유니트(110)는 액정패널(107)에 광을 조사하는 다수의 램프(130)들과, 다수의 램프(130)들이 실장되어 고정되는 램프 하우징(120)과, 다수의 램프(130)들로부터 입사되는 광을 확산시키기 위한 투명 확산판(prismatic plate)(140)과, 확산판(140)으로부터 입사되는 광을 액정패널(107)의 전면으로 편광 및 확산시켜 광 효율을 향상시키는 한 장의 다층광학 시이트(MLOF:Multi Layer Optical Film)(150)로 구성된다.
램프 하우징(120)은 그 내부에, 광을 확산판(140) 쪽으로 반사시키기 위한 반사 시이트 또는 반사판이 실장되며, 이러한 램프 하우징(120)의 내부에 다수의 램프들(130)이 실장된다. 반사 시이트 또는 반사판은 광을 반사시키는 재질로 형성되며 램프 하우징(120)의 바닥면 및 경사면과 대응되게 형성되어, 광을 확산판(140) 쪽으로 반사시켜 액정패널(107)에 조사되는 광의 효율을 향상시킨다.
다수의 램프(130)들은 주로 냉음극 형광램프가 사용되고 있으며, 다수의 램프(130)들 각각은 유리관과, 유리관 내부에 있는 불활성 기체들과, 유리관의 양 끝단부에 설치되는 음극 및 양극으로 구성된다. 유리관 내부에는 불활성 기체들이 충진되어 있으며, 유리관 내벽에는 형광체가 도포되어 있다. 다수의 램프(130)들은 램프 하우징(120)에 실장되며, 다수의 램프(130)들에서 발생되는 광은 확산판(140)에 입사된다.
확산판(140)은 n0(1.52±0.05)의 굴절율을 가지며, 다수의 램프(130)들로부터 입사된 광을 액정패널(107)의 정면 방향으로 향하게 하고, 입사되는 광을 확산시켜 액정패널(107)의 전면에서 균일한 휘도 및 분포를 가지도록 한다.
이러한 확산판(140)은 최소 0.5㎜ ~ 최대 3.0㎜의 두께를 가지며, 그 배면에는 액정패널(107)의 전면에서 균일한 휘도를 얻기 위해 자신의 배면에 배치된 다수의 램프(130)들로부터 입사되는 광을 산란시키는 산란제(SiO2 , TiO2)가 도포 될 수도 있다. 이러한 확산판(140)을 경유하여 출사된 광은 공기층 및 다층광학 시이트(150)를 경유하여 액정패널(107)에 입사된다.
액정패널(107)에 입사되는 광은 수직을 이룰 때 광 효율이 커지게 된다. 이를 위해, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 백라이트 유니트(110)는 확산판(140) 상측에 3개의 광학층을 포함하는 다층광학 시이트(150)를 구비한다.
도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시모듈을 B-B' 선을 따라 절개하여 그 일부를 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 백라이트 유니트(110)의 다층광학 시이트(150)는 서로 다른 광 특성을 가지는 3개의 광학층으로 구성된다.
다층광학 시이트(150)를 구성하는 제 1 광학층(152)은 확산판(140)으로부터 입사된 광을 액정패널(107)의 전 영역으로 확산시키는 확산층(prism layer)으로 확 산판(140)의 굴절률 n0(1.52±0.05) 및 공기층의 굴절률 보다 큰 n1(1.62±0.05)의 굴절률을 가진다.
이러한 제 1 광학층(152)은 폴리에틸린 수지(PET:polyethylen resin) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA:polymethyl methacrylate) 계열의 물질로 구성되며, 상측에는 "△"형상의 산 패턴(158)이 형성된다.
다층광학 시이트(150)를 구성하는 제 2 광학층(154)은 광전자 소자용 고기능성 광경화형 접착물질로 앞서 설명한 제 1 광학층(152)과 뒤이어 설명할 제 3 광학층(156)을 접착시켜, 다층광학 시이트(150)가 복수의 층 구조를 가지는 한 장의 시이트가 되도록한다.
이러한 제 2 광학층(154)은 에폭시 수지(epoxy resin) 계열의 물질로써 제 1 광학층(152)의 굴절률 n1(1.62±0.05) 보다 작은 n2(1.38±0.05)의 굴절률 및 90%±1.5%의 광 투과율을 가지며 확산판(140) 및 제 1 광학층(152)에 의해서 확산된 광을 액정패널(107) 쪽으로 편광시킨다.
다층광학 시이트(150)를 구성하는 제 3 광학층(156)은 제 2 광학층(154)을 경유한 광을 액정패널(107)의 전 영역으로 확산시키는 확산층(prism layer)으로 제 2 광학층(154)의 굴절률 n2(1.38±0.05) 보다 큰 n3(1.52∼1.62±0.05)의 굴절률 및 90% 이상의 광투과율을 가진다.
이러한 제 3 광학층(156)은 폴리에틸린 수지(PET:polyethylen resin) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA:polymethyl methacrylate) 또는 폴리스틸린 수지(polystyrene) 계열의 물질로 구성된다.
본 발명의 제 1 실시 예에 따른 백라이트 유니트(110)의 다층광학 시이트(150)는 전술한 구성을 통해 확산판(140)으로부터 출사되는 광을 확산 및 편광시켜 광효율을 향상시킨다. 확산판(140)에서 출사되는 광은 다층광학 시이트(150)를 경유하여 액정패널(107)에 입사되게 된다.
일반적인 직하형 백라이트 유니트는 광원으로부터 출사된 광을 액정패널의 전 영역에서 균일한 광 효율을 나타내도록 하기 위해 다수의 광학 시이트들을 적용한다. 이렇게 다수의 광학 시이트들을 적용할 경우, 확산판으로부터 다수의 광학 시이트들 간의 두께(d1)는 통상적으로 2.4㎜ 이상의 두께를 가지게 된다.
이와 대비해, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 백라이트 유니트는 한 장의 다층광학 시이트로 확산판으로부터 출사되는 광을 액정패널의 전 영역에서 균일한 광 효율을 가지도록 할 수 있다. 이렇게 한 장의 다층광학 시이트를 적용할 경우, 확산판으로부터 다층광학 시이트 간의 두께(d2)가 평균 1.9㎜의 두께를 가진다. 이러한 구성을 통해서 종래 대비 백라이트 유니트의 두께를 500㎛ 줄일 수 있어 액정표시모듈의 전체적인 두께를 줄이는 효과가 있다.
일반적인 다수의 광학 시이트를 포함하는 직하형 백라이트 유니트(10)를 적용한 액정표시모듈은 도 5에 도시된 바와 같이, 최대 휘도 4177cd, 평균 휘도 1640cd 및 0.625의 광 균일도를 나타낸다.
이와 대비해, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 백라이트 유니트를 적용한 액정표시모듈은 도 6에 도시된 바와 같이, 한 장의 다층광학 시이트를 적용함으로 인해, 최대휘도가 6424cd로 종래 대비 53.8% 향상되었고, 평균휘도가 1831cd로 종래 대비 11.6% 향상되었고, 또한 광 균일도가 0.396으로 종래 대비 36.6% 향상시켜 종래 대비 액정표시모듈의 광 특성을 향상시킬 수 있다. 이로 인해, 액정표시모듈의 표시품질을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명의 제 1 실시 예에 따른 백라이트 유니트를 적용한 액정표시모듈은 가격이 높은 다수의 광학 시이트를 한 장의 다층광학 시이트로 대체시켜 액정표시모듈의 생산 비용을 절감시킬 수 있다.
또한, 제조광정에 있어 다수의 광학 시이트들을 적층시키는 종래의 제조과정을 한 장의 다층광학 시이트를 적층 시키는 제조과정으로 개선하여 액정표시모듈의 생산 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제 2 실시 예에 따른 백라이트 유니트와 이를 적용한 액정표시모듈은 백라이트 유니트의 구성을 제외하고는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유니트와 이를 적용한 액정표시모듈과 동일한 구성요소를 가지므로 자세한 설명을 생략한다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유니트와 이를 적용한 액정표시모듈을 나타내는 사시도이이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유니트(210)는 액정패널(207)에 광을 조사하는 다수의 램프(230)들과, 다수의 램프(230)들이 실장되어 고정되는 램프 하우징(220)과, 다수의 램프(230)들로부터 입사되는 광을 확산시키기 위한 투명 확산판(240)과, 확산판(140)으로부터 입사되는 광을 액정패널(207)의 전면으로 편광 및 확산시키는 다층 광학 시이트(250)로 구성 된다.
램프 하우징(220)은 그 내부에, 광을 확산판(240) 쪽으로 반사시키기 위한 반사 시이트 또는 반사판이 실장되며, 이러한 램프 하우징(220)의 내부에 다수의 램프들(230)이 실장된다. 반사 시이트 또는 반사판은 광을 반사시키는 재질로 형성되며 램프 하우징(220)의 바닥면 및 경사면과 대응되게 형성되어, 광을 확산판(240) 쪽으로 반사시켜 액정패널(207)에 조사되는 광의 효율을 향상시킨다.
다수의 램프(230)들은 주로 냉음극 형광램프가 사용되고 있으며, 다수의 램프(230)들 각각은 유리관과, 유리관 내부에 있는 불활성 기체들과, 유리관의 양 끝단부에 설치되는 음극 및 양극으로 구성된다. 유리관 내부에는 불활성 기체들이 충진되어 있으며, 유리관 내벽에는 형광체가 도포되어 있다. 다수의 램프(230)들은 램프 하우징(220)에 실장되며, 다수의 램프(230)들에서 발생되는 광은 확산판(240)에 입사된다.
확산판(240)은 최소 0.5㎜ ~ 최대 3.0㎜의 두께 및 n0(1.52±0.05)의 굴절율을 가진다. 이러한 확산판(240)은 상측에는 "△"형상의 산 패턴(248)이 형성되어 다수의 램프(230)들로부터 입사된 광을 액정패널(207)의 정면 방향으로 향하게 하고, 입사되는 광을 확산시켜 액정패널(207)의 전면에서 균일한 휘도 및 분포를 가지도록 한다.
확산판(240)의 상측에 형성된 산 패턴(248)은 다수의 램프(230)들의 길이 방향에 대해 직교하도록 즉, 램프(230)의 길이 방향과 산 패턴(248)의 길이 방향이 90°틀어지도록 형성된다. 산 패턴(248)은 종래의 확산판 상에 확산 시이트를 적층 한 구조의 효과를 얻기 위한 것으로, 이러한 산 패턴(248)을 통해 광의 휘도 상승 효과를 얻을 수 있다.
또한, 확산판(240)의 배면에는 액정패널(207)의 전면에서 균일한 휘도를 얻기 위해 자신의 배면에 배치된 다수의 램프(230)들로부터 입사되는 광을 산란시키는 산란제(SiO2, TiO2)가 도포 될 수도 있다. 이러한 확산판(240)을 경유하여 출사된 광은 다층광학 시이트(250)를 경유하여 액정패널(207)에 입사된다.
액정패널(207)에 입사되는 광은 수직을 이룰 때 광 효율이 커지게 된다. 이를 위해, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 백라이트 유니트(210)는 확산판(240) 상측에 3개의 광학층을 포함하는 한 장의 다층광학 시이트(250)를 구비한다.
도 8은 도 7에 도시된 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시모듈의 백라이트 유니트를 상세히 나타내는 사시도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 백라이트 유니트(210)의 다층광학 시이트(250)는 서로 다른 광 특성을 가지는 3개의 광학층으로 구성된다.
다층광학 시이트(250)를 구성하는 제 1 광학층(252)은 확산판(240)으로부터 입사된 광을 액정패널(207)의 전 영역으로 확산시키는 확산층으로, 확산판(240)의 굴절률 n0(1.52±0.05) 보다 큰 n1(1.62±0.05)의 굴절률을 가진다. 이러한 제 1 광학층(252)은 폴리에틸린 수지 또는 폴리메틸 메타크릴레이트 계열의 물질로 구성되며, 상측에는 "△"형상의 산 패턴(258)이 형성된다.
제 1 광학층(252)의 산 패턴(258)은 확산판(240)에 형성된 산 패턴(248)의 길이 방향에 대해 직교하도록 즉, 확산판(240)의 산 패턴(248)의 길이 방향과 제 1 광학층(252)의 산 패턴(258)의 길이 방향이 90°틀어지도록 형성된다.
제 1 광학층(252)에 형성된 산 패턴(258)은 종래의 확산 시이트 효과를 얻기 위한 것으로, 이러한 산 패턴(258)을 통해 광의 균일한 분포 및 휘도 상승 효과를 얻을 수 있다.
다층광학 시이트(250)를 구성하는 제 2 광학층(254)은 광전자 소자용 고기능성 광경화형 접착물질로 앞서 설명한 제 1 광학층(252)과 뒤이어 설명할 제 3 광학층(256)을 접착시켜, 다층광학 시이트(250)가 복수의 층 구조를 가지는 한 장의 시이트가 되도록한다.
이러한 제 2 광학층(254)은 에폭시 수지(epoxy resin) 계열의 물질로써, 제 1 광학층(252)의 굴절률 n1(1.62±0.05) 보다 작은 n2(1.38±0.05)의 굴절률 및 90%±1.5%의 광 투과율을 가지며, 확산판(240) 및 제 1 광학층(252)에 의해서 확산된 광을 액정패널(207) 방향으로 향하게 한다.
다층광학 시이트(250)를 구성하는 제 3 광학층(256)은 제 2 광학층(254)을 경유한 광을 액정패널(207)의 전 영역으로 확산시키는 확산층(prism layer)으로 제 2 광학층(254)의 굴절률 n2n2(1.38±0.05) 보다 큰 n3(1.52 ~ 1.62±0.05)의 굴절률 및 90% 이상의 광투과율을 가진다.
이러한 제 3 광학층(256)은 폴리에틸린 수지(PET:polyethylen resin) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA:polymethyl methacrylate) 또는 폴리스틸린 수지(polystyrene) 계열의 물질로 구성된다.
본 발명의 제 2 실시 예에 따른 백라이트 유니트(210)의 다층광학 시이트(250)는 앞서 설명한 구성을 통해 확산판(240)으로부터 출사되는 광을 확산 및 편광시켜 광효율을 향상시킨다. 확산판(240)에서 출사되는 광은 한 장의 다층광학 시이트(250)를 경유하여 액정패널(207)에 입사되게 된다.
일반적인 직하형 백라이트 유니트는 광원으로부터 출사된 광을 액정패널의 전 영역에서 균일한 광 효율을 나타내도록 하기 위해 다수의 광학 시이트들을 적용한다. 이렇게 다수의 광학 시이트들을 적용할 경우, 확산판으로부터 다수의 광학 시이트들 간의 두께(d1)는 통상적으로 2.4㎜ 이상의 두께를 가지게 된다.
이와 대비해, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유니트는 한 장의 다층광학 시이트로 확산판으로부터 출사되는 광을 액정패널의 전 영역에서 균일한 광 효율을 가지도록 할 수 있다. 이렇게 한 장의 다층광학 시이트를 적용할 경우, 확산판으로부터 다층광학 시이트 간의 두께(d3)가 평균 1.9㎜의 두께를 가진다. 이러한 구성을 통해서, 종래 대비 백라이트 유니트의 두께를 500㎛ 줄일 수 있어 액정표시모듈의 전체적인 두께를 줄이는 효과가 있다.
다수의 광학 시이트를 포함하는 일반적인 직하형 백라이트 유니트(10)를 적용한 액정표시모듈은 도 5에 도시된 바와 같이, 최대 휘도 4177cd, 평균 휘도 1640cd 및 0.625의 광 균일도를 나타낸다.
이와 대비해, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 백라이트 유니트를 적용한 액정표시모듈은 도 6에 도시된 바와 같이, 최대휘도가 6424cd로 종래 대비 53.8% 향상되었고, 평균휘도가 1831cd로 종래대비 11.6% 향상되었고, 또한 광 균일도를 0.396으로 종래 대비 36.6% 향상시켜 액정표시모듈의 광 특성을 향상시킬 수 있다. 이로 인해, 액정표시모듈의 표시품질을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명의 제 2 실시 예에 따른 백라이트 유니트를 적용한 액정표시모듈은 가격이 높은 다수의 광학 시이트를 한 장의 다층광학 시이트로 대체시켜 액정표시모듈의 생산 비용을 절감시킬 수 있다.
또한, 제조광정에 있어 다수의 광학 시이트들을 적층시키는 종래의 제조과정을 한 장의 다층광학 시이트를 적층 시키는 제조과정으로 개선하여 액정표시모듈의 생산 효율을 향상시킬 수 있다.
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 정하여져야만 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유니트를 적용한 액정표시모듈은 다수의 광학층을 포함하는 한 장의 다층광학 시이트를 통해 최대휘도, 평균휘도 및 광 균일도를 높여 액정표시모듈의 표시품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유니트를 적용한 액정표시모듈은 가격이 높은 다수의 광학 시이트를 한 장의 다층광학 시이트로 대체시켜 액정표시모듈의 생산 비용을 절감시킬 수 있다.
또한, 제조광정에 있어 다수의 광학 시이트들을 적층시키는 종래의 제조과정 을 한 장의 다층광학 시이트를 적층 시키는 제조과정으로 개선하여 액정표시모듈의 생산 효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (15)

  1. 액정패널에 광을 조사하는 광원과,
    상기 광원으로부터 입사되는 광을 확산시키는 확산판과,
    서로 다른 광특성을 가지는 다수의 광학층을 포함하여 상기 확산판으로부터 입사되는 광을 상기 액정패널의 전면으로 편광 및 확산시키는 다층광학 시이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 확산판의 상측에는 "△"형상의 산 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 다수의 광학층은 제 1 내지 제 3의 광학층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 광학층은 폴리에틸린 수지 또는 폴리메틸 메타크릴레이트 계열의 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 광학층의 상측에는 "△"형상의 산 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 광학층은 상기 확산판 및 공기층의 굴절율보다 큰 제 1 굴절율을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 굴절율은 1.62±0.05인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 광학층은 에폭시 수지 계열의 광경화형 접착물질인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 광학층은 상기 제 1 광학층과 상기 제 3 광학층을 접착시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 광학층은 상기 제 1 굴절율보다 작은 제 2 굴절율을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 굴절율은 1.38±0.05인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.
  12. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 3 광학층은 폴리에틸린 수지 또는 폴리메틸 메타크릴레이트 또는 폴리시틸린 수지 계열의 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 3 광학층은 상기 제 2 굴절율보다 큰 제 3 굴절율을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 3 굴절율은 1.52±0.05인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.
  15. 입력되는 구동신호에 따라 조사되는 광의 투과량을 변화시켜 화상을 표시하는 액정패널과,
    상기 액정패널에 광을 조사하는 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 백라이트 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 액정표시모듈.
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