KR20100005512A

KR20100005512A - 측면 조광형 백라이트 장치

Info

Publication number: KR20100005512A
Application number: KR1020080065578A
Authority: KR
Inventors: 여수완
Original assignee: 희성전자 주식회사
Priority date: 2008-07-07
Filing date: 2008-07-07
Publication date: 2010-01-15

Abstract

본 발명은 도광판의 하면에는 램프와 수평한 방향으로 비대칭 구조의 프리즘 패턴이 양각으로 형성되고 상면에는 램프와 수직한 방향의 프리즘 패턴이 형성되며 도광판 위에 편광제어가 가능한 기능성 시트가 부가된 구조의 측면 조광형 백라이트 장치에 관한 것이다. 본 발명의 장치는 광원; 반사판; 하면에는 상기 광원과 수평한 방향으로 비대칭 구조의 프리즘 패턴이 양각으로 형성되어 상기 광원으로부터 입사되거나 상기 반사판에서 반사된 광이 정면으로 출사되도록 유도하고, 상면에는 상기 광원과 수직한 방향으로 프리즘 패턴이 형성되어 상기 광원으로부터 입사된 광을 집광시켜 휘도를 개선시키는 도광판; 및 편광제어필름으로 이루어지고 상기 도광판의 상측에 위치하여 상기 도광판으로부터 입사된 광을 편광 및 리사이클링시켜 LCM상 휘도를 개선하는 기능성 시트로 구성된다. 본 발명에 따르면 도광판의 하면에 광원과 수평한 방향으로 비대칭 구조의 프리즘 패턴이 양각으로 형성되어 광원으로부터 입사된 광이 정면으로 출사되도록 유도하고, 상면에는 광원과 수직한 방향으로 프리즘 패턴이 형성되어 광원으로부터 입사된 광을 집광시켜 휘도를 개선시키며, 미세 엠보가 형성된 편광제어필름으로 도광판으로부터 입사된 광을 편광 및 리사이클링시켜 LCM상 휘도를 개선할 수 있다.

편광제어, 도광판, 패턴, 프리즘 패턴, 엠보, 기능성 시트

Description

측면 조광형 백라이트 장치{ EDGE LIGHTING BACK LIGHT UNIT }

본 발명은 측면 조광형 백라이트 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도광판의 하면에는 램프와 수평한 방향으로 비대칭 구조의 프리즘 패턴이 양각으로 형성되고 상면에는 램프와 수직한 방향의 프리즘 패턴이 형성되며 도광판 위에 편광제어가 가능한 기능성 시트가 부가된 구조의 측면 조광형 백라이트 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치의 백라이트(Back light) 장치는 광원으로 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp) 등의 형광램프나 LED(Light Emitting Diode)소자, EL(Electro Luminescence)소자 등이 주로 사용되고, 광원이 배치되는 방식에 따라 측면 조광형(Edge-lighting)과 직하 조광형(Direct-lighting) 백라이트 장치로 구분된다. 통상, 측면 조광형 백라이트 장치는 비교적 얇은 두께로 인하여 노트북이나 컴퓨터 모니터용 LCD에 주로 사용되고, 직하 조광형 백라이트 장치는 높은 광효율에 의해 TV 등과 같은 대화면을 목적으로 하는 LCD에 주로 이용된 다.

종래의 측면 조광형 백라이트 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 선광원의 빛을 산란시켜 면광원으로 전환시키는 도광판(2)의 측면에 광원인 형광램프(6)가 위치하고, 형광램프(6)는 램프 반사체(7)로 싸여 있어 형광램프(6)에서 발하는 빛이 직접 또는 램프 반사체(7)에 반사되어 도광판(2)으로 입사되도록 구성된다. 그리고 도광판(2)의 하측에는 반사판(1)이 위치하고 있고, 도광판(2)의 상측에는 도광판(2)으로부터 나오는 빛을 산란시켜 휘도를 균일화하는 확산시트(3)와, 확산된 빛을 굴절 및 집광시켜 휘도를 향상시키는 프리즘시트(4), 보호시트(5) 등의 각종 시트류가 위치한다. 프리즘시트(4)는 수직 프리즘시트(4-1)와 수평 프리즘시트(4-2)로 구분되어 2개가 중첩되어 사용된다.

이러한 구조의 측면 조광형 백라이트 장치는 형광램프(6)에서 발하는 빛이 도광판(2)의 측면 입사면으로 입광되고, 도광판(2)에서는 선광원으로 입광된 형광램프의 빛을 산란 및 균일화시켜 면광원으로 전환시키며, 반사판(1)은 도광판(2)에서 하측으로 향하는 빛을 다시 도광판(2)의 상측으로 반사시켜 광효율을 증가시킨다. 도광판(2)의 상측에 위치하는 확산시트(3)는 도광판(2)으로부터 나오는 빛을 산란시켜 휘도 및 외관을 양호하게 만들고, 프리즘시트(4)는 확산된 빛을 굴절 및 집광시켜 휘도를 향상시킨다.

종래의 측면 조광형 백라이트 장치는 도광판 위에 확산시트와 프리즘시트 등 다양한 종류의 시트들이 부가되어 구조가 복합하고, 이에 따라 제조비용이 증가하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 도광판의 하면에는 램프와 수평한 방향으로 비대칭 구조의 프리즘 패턴이 양각으로 형성되어 정면 출사를 유도하고 상면에는 램프와 수직한 방향의 프리즘 패턴이 연속으로 배열되어 좌우시야를 집광시키며 도광판 위에 편광제어가 가능한 기능성 시트 1매 적층되어 구조가 간단한 측면 조광형 백라이트 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는 광원; 반사판; 하면에는 상기 광원과 수평한 방향으로 비대칭 구조의 프리즘 패턴이 양각으로 형성되어 상기 광원으로부터 입사되거나 상기 반사판에서 반사된 광이 정면으로 출사되도록 유도하고, 상면에는 상기 광원과 수직한 방향으로 프리즘 패턴이 형성되어 상기 광원으로부터 입사된 광을 집광시켜 휘도를 개선시키는 도광판; 및 편광제어필름으로 이루어지고 상기 도광판의 상측에 위치하여 상기 도광판으로부터 입사된 광을 편광 및 리사이클링시켜 LCM 상태의 휘도를 개선하는 기능성 시트를 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 도광판의 하면에 형성된 비대칭 구조의 프리즘 패턴은 입사면과 가까운 경사면의 각도(θ₂)는 웨지의 법선(L1)을 기준으로 60°에서 85°사이의 값을 가지며 웨지각에 의한 손실광을 최소화하고, 이웃하는 경사면의 각도(θ₁)는 웨지의 법선(L1)을 기준으로 45°에서 55°사이의 값을 가지며, 패턴과 패턴 사이의 간격인 최대 피치(d_MAX)는 250㎛ 이하인 것이고, 상기 도광판의 상면에 형성된 패턴은 꼭지각(θ₃)이 90°에서 110°사이의 값을 가지고, 상기 도광판의 상측에 적층되는 기능성 시트는 배면부에 미세 형상의 엠보가 형성되어 화면 무라를 개선시키는 것이다.

본 발명에 따르면 도광판의 하면에 광원과 수평한 방향으로 비대칭 구조의 프리즘 패턴이 양각으로 형성되어 광원으로부터 입사된 광이 정면으로 출사되도록 유도하고, 상면에는 광원과 수직한 방향으로 프리즘 패턴이 형성되어 광원으로부터 입사된 광을 집광시켜 시야각을 개선시키며, 미세 엠보가 형성된 편광제어필름으로 도광판으로부터 입사된 광을 편광시켜 무라를 개선할 수 있다.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하 는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

도 2는 본 발명에 따른 측면 조광형 백라이트 장치(100)의 구성을 도시한 개략도로서, 본 발명의 백라이트 장치(100)는 반사판(110)과, 도광판(120), 편광제어필름으로 이루어진 기능성 시트(130), 광원(140)을 포함하고 있다.

도 2를 참조하면, 광원(140)은 CCFL 램프로서 도광판(120)의 일측면에 위치하며 도시 생략된 광원용 반사판에 의해 도광판측으로 집광된 광을 입사시키도록 되어 있고, 도광판(120)의 하면에 위치한 반사판(110)은 도광판(120)의 하면으로 나오는 광을 다시 반사시켜 상측(전면)으로 향하도록 한다.

본 발명에 따른 도광판(120)은 하면과 상면에 패턴이 각각 형성되어 있는데, 도광판(120)의 하면에는 도 3에 도시된 바와 같이 광원(140)과 수평한 방향으로 비대칭 구조의 프리즘 패턴(122)이 양각으로 형성되어 정면 출사를 유도하도록 되어 있다. 도 3을 참조하면, 도광판(120)의 하면에 형성된 비대칭 구조의 프리즘 패턴(122)은 광원(140)이 위치한 입사면과 가까운 경사면의 각도(θ₂)는 웨지의 법선(L1)을 기준으로 60°에서 85°사이의 값을 가지며 웨지각에 의한 손실광을 최소화하고, 이웃하는 경사면의 각도(θ₁)는 웨지의 법선(L1)을 기준으로 45°에서 55°사이의 값을 가지며 도광판 상면의 법선면과 평행하게 광을 출사시킨다. 그리고 하면 패턴의 웨지의 높이(h1)는 10㎛ 이내이고, 패턴과 패턴 사이의 최대 피치(d_MAX) 는 250㎛를 넘지 않도록 되어 있다.

또한 본 발명에 따른 도광판(120)의 상면에 형성된 패턴(124)은 도 4에 도시된 바와 같이 광원(140)과 수직한 방향으로 연속하여 형성된 프리즘 패턴(124)으로서 좌,우 방향으로 집광시키는 기능을 하며, 프리즘 패턴(124)의 꼭지각(θ₃)이 90°에서 110° 사이의 값을 갖는다. 그리고 도광판(120)의 상면 패턴은 도 5에 도시된 바와 같은 다양한 변형이 가능하고, 패턴과 패턴 사이의 간격인 피치는 가변적이다. 도 5를 참조하면, (가)는 일반적인 프리즘 패턴을 도시한 것이고, (나)는 산에 곡률이 형성된 프리즘 패턴을 도시한 것이며, (다)는 패턴과 패턴 사이에 평면이 있는 불연속 음각의 프리즘 패턴을 도시한 것이고, (라)는 패턴과 패턴 사이에 평면이 있는 불연속 양각의 프리즘 패턴을 도시한 것이다. (마)는 패턴과 패턴 사이에 평면이 있는 불연속 양각의 프리즘 패턴을 도시한 예로서 산에 곡률이 형성된 것이고, (바)는 패턴과 패턴 사이에 평면이 있는 불연속 양각의 프리즘 패턴으로서 산에 곡률이 형성된 예이며, (사)는 패턴과 패턴 사이가 평면이 없이 연속되며 산의 높이가 가변되는 양각의 프리즘 패턴이고, (아)는 패턴과 패턴 사이가 평면이 없이 연속되며 산의 높이가 다른 패턴이 반복되는 양각의 프리즘 패턴이다.

편광 제어가 가능한 기능성 시트(130)는 도 6에 도시된 바와 같이, 편광제어필름의 상측으로는 P파가 출사되도록 편광시키며 하측으로의 S파는 다시 P파로 전환하여 광효율을 개선하도록 된 것이다. 본 발명의 기능성 시트(130)는 편광제어필름의 배면부에 미세 형상의 엠보가 형성되어 화면 무라를 개선시키도록 된 것이 다.

그리고 편광필름(Polarizing Film)은 LCD(Liquid Crystal Display)의 백라이트(Back Light)에서 나오는 빛을 한쪽 방향의 빛만을 통과시키는 기능을 하는 것으로 다양한 액정모드에 따라서 다양한 제품으로 나누어지고 있다. LCD에선 편광필름은 항상 서로 직교하는 방향으로 패널의 상판과 하판에 위치하게 되고 TN Mode의 경우처럼 한쪽 방향으로 편광된 빛이 액정을 통과하게 되는데, 이는 액정의 On 또는 Off 모드에 따라 빛이 통과하게 될 수도 안 되게 할 수 있는 역할을 하고 있다. 편광필름의 구조에 있어서 PVA(Poly Vinyl Alcohol)에 요오드나 염료를 염착시켜 편광특성을 제어하는 편광소자와 이를 보호하는 등방성필름(Isotrophic Film)인 TAC(Triacetyl cellulose)이 편광소자 양쪽에 위치해 있고, 패널의 상판과 하판에 부착하기 위해 점착제(Adhesive)로 구성되어 있다. 점착제를 보호하는 이형필름(Release Film)과 편광필름의 표면을 보호하는 PET보호필름이 부착되어 편광필름의 가장 기본적인 구조로 이루고 있다.

도 7은 일반 도광판에 4매의 시트를 적층한 종래 구조의 시야각 분포를 도시한 그래프로서, "G1"은 좌우 시야각 분포를 나타내는 그래프이고, "G2"는 상하 시야각 분포를 나타내는 그래프이다. 도 8은 본 발명에 따라 도광판(120)의 상하면에 패턴(122,124)이 형성되고 도광판(120) 위에 1매의 편광 제어필름으로 된 기능성 시트(130)를 적층한 구조의 시야각 분포를 도시한 그래프로서, "G3"은 좌우 시야각 분포를 나타내고, "G4"는 상하 시야각 분포를 나타낸다. 도 7 및 도 8에 도시된 시야각 분포를 살펴보면, 본 발명의 백라이트 장치(100)는 휘도 특성과 광 특성이 종 래보다 향상된 것을 알 수 있다.

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

도 1은 종래의 측면 조광형 백라이트 장치를 도시한 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 측면 조광형 백라이트 장치의 구성을 도시한 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 도광판의 하면에 형성된 패턴의 예,

도 4는 본 발명에 따른 도광판의 상면에 형성된 패턴의 예,

도 5는 본 발명에 따른 도광판의 상면에 형성된 패턴의 다양한 예,

도 6은 본 발명에 따른 기능성 시트의 구조도,

도 7은 일반 도광판에 4매의 시트를 적층한 종래 구조의 시야각 분포를 도시한 그래프,

도 8은 본 발명에 따라 도광판의 상하면에 패턴이 형성되고 도광판 위에 1매의 편광 제어필름으로 된 기능성 시트를 적층한 구조의 시야각 분포를 도시한 그래프.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

110: 반사판 120: 도광판

122: 하면 패턴 124: 상면 패턴

130: 기능성 시트 140: 광원

Claims

광원;

반사판;

하면에는 상기 광원과 수평한 방향으로 비대칭 구조의 프리즘 패턴이 양각으로 형성되어 상기 광원으로부터 입사되거나 상기 반사판에서 반사된 광이 정면으로 출사되도록 유도하고, 상면에는 상기 광원과 수직한 방향으로 프리즘 패턴이 형성되어 상기 광원으로부터 입사된 광을 집광시켜 휘도를 개선시키는 도광판; 및

편광제어필름으로 이루어지고 상기 도광판의 상측에 위치하여 상기 도광판으로부터 입사된 광을 편광 및 리사이클링시켜 LCM의 휘도를 개선하는 기능성 시트를 구비한 것을 특징으로 하는 측면 조광형 백라이트 장치.
제1항에 있어서, 상기 도광판의 하면에 형성된 비대칭 구조의 프리즘 패턴은

입사면과 가까운 경사면의 각도(θ₂)는 웨지의 법선(L1)을 기준으로 60°에서 85°사이의 값을 가지며 웨지각에 의한 손실광을 최소화하고, 이웃하는 경사면의 각도(θ₁)는 웨지의 법선(L1)을 기준으로 45°에서 55°사이의 값을 가지며, 상기 도광판의 상면에 형성된 패턴은 꼭지각(θ₃)이 90°에서 110°사이의 값을 가지고, 패턴과 패턴 사이의 간격인 최대 피치(d_MAX)는 250㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 측면 조광형 백라이트 장치.
제1항에 있어서, 상기 도광판의 상측에 적층되는 기능성 시트는

배면부에 미세 형상의 엠보가 형성되어 화면 무라를 개선시키는 것을 특징으로 하는 측면 조광형 백라이트 장치.