KR20110017200A - 백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 백 라이트 유닛에 구비되는 광 확산 수단에 광 확산 코팅층이 포함되도록 함으로써 백 라이트 유닛의 두께 및 제조 원가를 줄이면서도 광의 산란 및 확산 효율을 향상시킬 수 있도록 한 백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치에 관한 것으로, 외부로부터 입사되는 광을 전면으로 확산 진행시키는 도광판; 광을 발생시켜 상기 도광판으로 공급하는 적어도 하나의 램프; 상기 적어도 하나의 램프 또는 상기 도광판의 배면에 배치되어 상기 램프로부터의 광을 상기 도광판으로 반사시키는 반사 시트; 및 광 확산 코팅층이 포함되도록 구성되어 상기 도광판으로부터의 광을 전면으로 확산 출광시키는 적어도 하나의 광학 시트를 구비한 것을 특징으로 한다.
백 라이트 유닛, 광 확산 코팅층, 광 확산 입자, 글래스 비드,

Description

백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치{BACK LIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 백 라이트 유닛에 구비되는 광 확산 수단에 광 확산 코팅층이 포함되도록 함으로써 백 라이트 유닛의 두께 및 제조 원가를 줄이면서도 광의 산란 및 확산 효율을 향상시킬 수 있도록 한 백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치에 관한 것이다.
최근, 정보화 사회로 시대가 급발전함에 따라 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판 표시장치(Flat Panel Display)의 필요성이 대두되는데, 이중 액정 표시장치가 해상도, 컬러표시, 화질 등이 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터에 활발하게 적용되고 있다.
액정 표시장치는 전계 생성 전극들이 형성된 기판들을 마주하도록 배치하고, 기판들 사이에 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다. 이와 같은 액정 표시장치는 자발광 표시장치가 아니기 때문에 백 라이트 유닛(Back Light Unit)과 같은 별도의 광 발생 유닛이 필요하다.
백 라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 직하형 및 에지형 방식으로 구분되는데, 이 중 에지형 방식은 액정패널의 하부 측면에 적어도 하나의 광원을 배치하고 그 광원들로부터 입사되는 빛이 확산판이나 도광판 등의 광 확산 수단과 다수의 광학 시트를 통해 액정패널에 조사되도록 하는 방식이다. 그리고, 직하형 방식은 액정패널의 하부에 다수의 광원을 배치하여 그 광원들로부터 입사되는 빛이 확산판이나 도광판 등의 광 확산 수단과 다수의 광학 시트를 통해 액정패널에 조사되도록 하는 방식이다.
백 라이트 유닛에 구비되는 광 확산 수단 예를 들어, 하부 확산시트, 하부 프리즘 시트, 상부 프리즘 시트 및 상부 확산시트 등으로 이루어진 광학 시트들은 그 내부의 굴절률과 확산율 및 투과율을 이용하여, 그 배면으로 입사되는 광원을 전면의 면 광원으로 변환 출광하게 된다.
하지만, 종래의 백 라이트 유닛에는 하부 확산시트, 하부 프리즘 시트, 상부 프리즘 시트 및 상부 확산시트로 이루어진 복수의 광학 시트들이 광 확산 수단으로 사용되어 백 라이트 유닛의 전체적인 두께와 제조 원가가 상승하게 되는 문제점이 있었다. 이에, 최근에는 광 확산 수단으로 이용되는 상기의 광학 시트들 중 어느 하나 이상의 시트들을 제거하는 방법이 제안되기도 하였지만, 이 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 편광 간섭 무늬와 색 얼룩 등이 발생하게 되어 표시 영상의 화질이 저하되는 등이 문제가 더 발생하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 백 라이트 유닛의 두께 및 제조 원가를 줄이면서도 광의 균일도와 확산 효율을 향상시킬 수 있도록 한 백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛은 외부로부터 입사되는 광을 전면으로 확산 진행시키는 도광판; 광을 발생시켜 상기 도광판으로 공급하는 적어도 하나의 램프; 상기 적어도 하나의 램프 또는 상기 도광판의 배면에 배치되어 상기 램프로부터의 광을 상기 도광판으로 반사시키는 반사 시트; 및 광 확산 코팅층이 포함되도록 구성되어 상기 도광판으로부터의 광을 전면으로 확산 출광시키는 적어도 하나의 광학 시트를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 적어도 하나의 램프는 상기 도광판의 측면 또는 배면에 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 적어도 하나의 광학 시트는 상기 도광판을 통해 출사된 광을 전 영역으로 확산시키는 하나의 확산 시트, 상기 확산 시트에 의해 확산된 광의 진행각도를 전면으로 변환하는 제 1 및 제 2 프리즘 시트로 구성되며, 상기의 확산 시트와 상기 제 1 및 제 2 프리즘 시트 중 적어도 하나의 시트표면에는 광의 확산율 및 산란률을 더욱 향상시키는 상기의 광 확산 코팅층이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 광 확산 코팅층은 상기의 확산 시트와 상기 제 1 및 제 2 프리즘 시트 중 적어도 한 시트의 전면과 배면 중 적어도 어느 한 면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 프리즘 시트는 상기 도광판보다 열팽창 계수가 더 작은 고 투명물질로 이루어진 제 1 투명시트 및 상기 제 1 투명시트의 전면에 형성된 제 1 광 확산 코팅층 및 상기 제 1 광 확산 코팅층의 전면에 삼각형태의 단면을 갖도록 배열 형성된 복수의 제 1 프리즘 패턴을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 확산시트는 상기 도광판보다 열팽창 계수가 더 작은 고 투명물질로 이루어진 제 2 투명시트 및 상기 제 2 투명시트의 전면 및 배면에 각각 형성된 제 2 및 제 3 광 확산 코팅층을 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 내지 제 3 광 확산 코팅층은 글래스 비드(glass bead)나 마이크로 로드(micro rod)로 이루어진 투명 또는 금속성의 광 확산 입자들이 포함되도록 구성되어 광의 반사율과 굴절률을 향상 시킴으로써 광의 진행경로 및 산란율을 더욱 증가시키는 것을 특징으로 한다.
상기 광 확산 입자들은 20% 내지 50% 중 어느 한 함량으로 포함되어 상기 광 확산 코팅층의 헤자(Haze) 특성이 20%보다 더 높게 형성되도록 함과 아울러, 광의 파장에 대하여 선택적인 광 밴드갭(photonic bandgap)을 가지도록 구성되어 입사되는 광을 입사각도와 상관없이 전면으로 반사 및 투과시키도록 한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛을 이용한 액정 표시장치는 패널 가이드; 상기 패널 가이드의 내부에 적층 되는 에지형 또는 직하형의 백 라이트 유닛; 상기 백 라이트 유닛의 전면에 배치되는 액정패널; 상기 액정패널의 가장자리와 패널 가이드를 감싸는 케이스 및 상기 백 라이트 유닛의 배면을 감싸는 바텀 커버를 구비하고, 상기 백 라이트 유닛은 상기에서 상술한 본 발명의 백 라이트 유닛이 갖는 특징들 중 적어도 하나의 특징을 포함한 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치는 백 라이트 유닛에 구비되는 광 확산 수단에 광 확산 코팅층이 포함되도록 한다. 이에, 본 발명은 백 라이트 유닛의 두께 및 제조 원가를 줄일 수 있도록 함과 아울러, 광의 균일도와 확산 및 산란 효율을 향상시킴으로써 액정 표시장치를 통해 표시되는 영상의 화질 저하를 방지할 수 있다.
이하, 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 에지형 백 라이트 유닛이 구비된 액정 표시장치를 개략적으로 나타낸 분해 단면도이다.
먼저, 도 2에 도시된 본 발명의 액정 표시장치는 패널 가이드(17); 패널 가이드(17)의 내부에 적층되는 에지형의 백 라이트 유닛(10); 백 라이트 유닛(10)의 전면에 배치되는 액정패널(20); 액정패널(20)의 가장자리와 패널 가이드(17)를 감 싸는 케이스(31); 및 백 라이트 유닛(10)의 배면을 감싸는 바텀 커버(13)를 구비한다.
에지형의 백 라이트 유닛(10)은 일 측면의 입사면을 통해 입사되는 광을 액정패널(20) 쪽으로 진행시키는 도광판(15), 상기 도광판(15)의 일 측면에 대응되도록 배치되는 적어도 하나의 램프(12), 램프(12)를 감쌈과 아울러 도광판(15)의 입사면을 감싸는 램프 하우징(18), 도광판(15)의 배면에 배치되는 반사 시트(14), 광 확산 코팅층이 포함되도록 구성되어 상기 도광판(15)으로부터의 광을 확산시켜 출광시키는 광학 시트(16)들을 구비한다.
적어도 하나의 램프(12)는 도시되지 않은 소켓들에 착탈 가능하게 장착되어 도광판(15)의 일 측면과 대향된다. 여기서, 각 램프(12)는 냉음극 형광램프(CCFL; Cold Cathode Fluorescent Lamp), 열음극 형광램프(HCFL; Hot Cathode Fluorescent Lamp) 또는 외부전극 형광램프(EEFL; External Electrode Fluorescent Lamp) 등과 같은 실린더형 램프가 될 수 있으며, 발광 다이오드(LED; Light Emitting Diode)가 될 수도 있다. 이러한, 복수의 램프(12)는 각각의 소켓 등으로부터 공급되는 램프 구동전압에 의해 점등되어 도광판(15)의 일측면으로 광을 조사한다.
램프 하우징(18)은 "U"자 형태로 형성되어 램프(12)를 감쌈과 아울러 도광판(15)의 입사면을 감싸게 된다. 이러한, 램프 하우징(18)은 램프(12)로부터 방출되는 광을 반사시켜 도광판(15)의 입사면에 조사되도록 한다. 도면으로 도시하진 않았지만, 상술한 램프(12)와 램프 하우징(18)은 액정패널(20)의 크기나 액정 표시장치의 사용 용도에 따라 도광판(15)을 사이에 두고 그 양 측면에 서로 마주 보도 록 다수개가 설치될 수도 있다.
도광판(15)은 측면 입사면을 통해 램프(12)로부터 입사되는 광의 경로를 액정패널(20) 방향으로 변환시킨다. 이때, 도광판(15)은 램프(12)로부터의 광을 산란 및 확산시킴으로써 최대한의 면광원을 형성하게 된다.
반사시트(16)는 도광판(15)의 배면을 통해 자신에게 입사되는 광을 도광판(15)의 전면 방향 즉, 액정패널(20) 방향으로 재반사시킴으로써 광 손실을 줄이는 역할을 한다.
액정패널(20)에 입사되는 광은 액정패널(20)에 수직을 이룰 때 광 효율이 증가하게 된다. 이를 위해, 본 발명의 광학 시트들(16)은 도광판(15)에서 출사된 광을 전 영역으로 확산시키는 하나의 확산 시트와, 상기 확산 시트에 의해 확산된 광의 진행각도를 액정패널(20)에 수직하도록 변환하는 제 1 및 제 2 프리즘 시트로 구성된다. 이와 같이 구성된 본 발명의 확산 시트와 제 1 및 제 2 프리즘 시트 중 적어도 하나의 시트에는 광의 확산 및 산란 효과를 더욱 향상시키기 위한 광 확산 코팅층이 더 형성된다. 여기서, 광 확산 코팅층에는 다수의 광 확산 입자들이 포함되어 광의 반사율을 향상 시킴으로써 광의 진행경로 및 산란율을 더욱 증가시키게 된다. 이러한 광학 시트들(16)과 그에 형성되는 광 확산 코팅층에 대해서는 이후 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다.
한편, 패널 가이드(17)는 몰드물로서 그 내부의 측벽면이 계단형 단턱면으로 성형되고, 그 내부면과 단턱면 각각에는 에지형 백 라이트 유닛(10)과 액정패널(20)이 적층된다. 이와 같이 구성된 백 라이트 유닛(10)은 도면으로 도시되지 않았지만, 램프 구동전압을 생성하는 복수의 인버터, 각 인버터로부터의 램프 구동전압을 각각의 소켓들에 공급하는 복수의 와이어 등을 더 구비한다.
액정패널(20)은 패널 가이드(17)의 단턱면에 적층되어, 전면으로 입사되는 광을 반사시키거나 백 라이트 유닛(10)으로부터의 입사되는 광의 투과율을 조절하여 화상을 표시한다. 구체적으로, 도 1에 도시된 액정패널(20)은 하부 및 상부기판(23,24), 상부기판(24)의 전면에 구비되어 전면으로부터 입사되는 광 또는 배면의 하부 및 상부기판(23,24)을 통해 입사되는 광을 편광시키는 상부 편광시트(26), 하부 기판(23)의 배면에 구비되어 백 라이트 유닛(10)으로부터의 광을 편광시키는 하부 편광시트(21)를 구비한다. 여기서, 하부 편광시트(21)에는 광의 확산율 및 산란률을 더욱 향상시키기 위한 광 확산 코팅층이 더 형성될 수도 있다. 하지만, 본 발명의 광학 시트들(16) 중 적어도 하나에만 광 확산 코팅층이 형성되어도 그 효과가 충분하고 백 라이트 유닛(10)의 두께를 더 줄여야할 필요성이 있기 때문에 하부 편광시트(21)에 광 확산 코팅층이 더 형성되는 구성은 생략하기로 한다.
액정패널(20)의 상부기판(24)에는 도시하지 않은 컬러필터, 공통전극, 블랙 매트릭스 등이 형성된다. 이때, 공통전극은 액정패널(20)의 액정모드에 따라 하부기판(23) 상에 형성될 수 있다. 또한, 액정패널(20)의 하부기판(23)에는 도시하지 않은 데이터 라인과 게이트 라인 등의 신호배선이 형성되고, 데이터 라인과 게이트 라인의 교차부에 박막 트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor)가 형성된다. TFT는 게이트 라인으로부터의 스캔신호(게이트 온 신호)에 응답하여 데이터 라인으로부터 액정 셀로 전송될 데이터 신호를 절환하게 된다. 데이터 라인과 게이트 라인 사이 의 화소 영역에는 화소 전극이 형성된다. 이때, 상부 및 하부 편광시트(26,21)는 액정 셀 매트릭스에 의해 표시되는 영상의 시야각을 확장시키는 기능을 담당하게 된다.
케이스(31)는 액정패널(20)의 전면 비표시영역과 커버(13)의 측면을 감싸도록 절곡된다. 그리고, 바텀 커버(13)는 에지형 백 라이트 유닛(10) 및 액정패널(20)이 수납된 패널 가이드(17)의 배면 가장자리 및 측면을 감싸도록 알파벳 엘(L)자 형태로 절곡된 사각띠 형태로 제작된다. 이러한, 바텀 커버(13)와 패널 가이드(17) 및 케이스(31)는 도시하지 않은 스크류(Screw)에 의해 체결된다.
도 3은 도 2에 도시된 광학 시트들을 좀 더 구체적으로 나타낸 단면도이다.
도 3에 도시된 본 발명의 광학 시트(16)들은 도광판(15)을 통해 출사된 광을 전 영역으로 확산시키는 하나의 확산 시트(6)와, 상기 확산 시트(6)에 의해 확산된 광의 진행각도를 액정패널(20)에 수직하도록 변환하는 제 1 및 제 2 프리즘 시트(7,8)로 구성된다. 그리고, 상기의 확산 시트(6)와 제 1 및 제 2 프리즘 시트(7,8) 중 적어도 하나의 시트표면에는 광의 확산율 및 산란률을 더욱 향상시키는 광 확산 코팅층(6b,6e,8c)이 더 형성된다. 이러한, 광 확산 코팅층(6b,6e,8c)은 상기의 확산 시트(6)와 제 1 및 제 2 프리즘 시트(7,8) 중 적어도 한 시트의 전면과 배면 중 적어도 어느 한 면에 형성될 수 있다.
도 3의 경우에는 광 확산 코팅층(6b,6e)이 확산시트(6)의 전면부와 배면부에 각각 형성됨과 아울러 제 2 프리즘 시트(8)의 전면부에 형성된 일 예를 나타내었다. 구체적으로, 확산시트(6)는 도광판(15)보다 열팽창 계수가 더 작은 고 투명물 질로 이루어진 제 1 투명시트(6a)와, 제 1 투명시트(6a)의 전면 및 배면에 각각 형성된 제 1 및 제 2 광 확산 코팅층(6b,6e)으로 이루어진다. 그리고, 제 1 프리즘 시트(7)는 상기의 고 투명물질로 이루어진 제 2 투명시트(7a)와, 상기 제 2 투명시트(7a)의 전면에 삼각형태의 단면을 갖도록 배열 형성된 복수의 제 1 프리즘 패턴(7b)으로 이루어진다. 아울러, 제 2 프리즘 시트(8)는 상기의 고 투명물질로 이루어진 제 3 투명시트(8a)와 상기 제 3 투명시트(8a)의 전면에 형성된 제 3 광 확산 코팅층(8c) 및 제 3 광 확산 코팅층(8c)의 전면에 삼각형태의 단면을 갖도록 배열 형성된 복수의 제 2 프리즘 패턴(8d)으로 이루어진다.
제 1 내지 제 3 투명시트(6a,7a,8a)는 광 투과율이 85% 내지 95%가 되는 고 투명성의 수지 예를 들어, 폴리에스테르, 폴리 카보네이트, 폴리스틸렌, PET(Poly Ethylene Terephthalate) 및 PC(Poly Carbonate) 등으로 이루어지며, 이러한 제 1 내지 제 3 투명시트(6a,7a,8a) 각각은 이축 연신 제조공정에 의해 제작된다. 이에 따라, 제 1 내지 제 3 투명시트(6a,7a,8a) 내에 포함된 PET 분자들은 일정한 결정 형태를 띠는 이방성의 광학 재료가 된다.
광 확산 코팅층(6b,6e,8c)에 포함된 광 확산 입자들(6c,6d,8b)은 글래스 비드(glass bead)나 마이크로 로드(micro rod) 등으로 이루어진 투명 또는 금속성의 입자들로 구성되어 광의 반사율과 굴절률을 향상 시킴으로써 광의 진행경로 및 산란율을 더욱 증가시키게 된다. 여기서, 광 확산 코팅층(6b,6e,8c)에 포함되는 광 확산 입자들(6c,6d,8b)은 약 20% 내지 50%의 함량으로 포함되어 광 확산 코팅층(6b,6e,8c)의 헤자(Haze) 특성이 약 20% 이상 형성되도록 한다. 이러한, 광 확 산 입자들(6c,6d,8b)은 광의 파장에 대하여 선택적인 투과 또는 반사 특성 즉, 광 밴드갭(photonic bandgap)을 가지므로, 구 형태의 입자 사이즈나 성분에 따라 반사 파장대 즉, 광 밴드갭을 달리할 수 있다. 이에 따라, 광 확산 입자들(6c,6d,8b)은 광의 입사각에 따라 광을 투과 또는 반사시킬 수 있도록 형성되어, 상기의 도광판(15) 등을 통해 입사되는 광을 입사각도와 상관없이 액정패널(20) 방향으로 반사 및 투과 시키도록 한다.
좀 더 구체적으로, 도 4a를 참조하면, 제 1 내지 제 3 투명시트(6a,7a,8a) 중 어느 한 투명시트 예를 들어, 제 3 투명시트(8a)의 배면으로 입사된 광의 진행경로는 이축 연신된 제 3 투명시트(8a)의 굴절률에 의해 그 내부에서 각기 다른 진행각도로 굴절된다. 이 경우, 광의 굴절각(θo,θe)에 따라 제 3 투명시트(8a) 내의 진행 경로와 진행거리가 달라지게 되므로 다음의 수학식 1과 같이 광 진행 경로 간에 위상차(Φ)가 발생하게 된다.
Figure 112009049506164-PAT00001
여기서, λ는 광 파장이며, Ne와 No는 광의 굴절각인 θo와 θe이다.
상술한 바와 같이, 제 3 투명시트(8a) 내의 진행 경로와 진행거리가 달라지게 되어, 그 위상차(Φ)가 생기게 되면 편광 방향 및 편광 간섭무늬가 생기게 되는데, 백 라이트 유닛에서는 편광 상태가 중첩되어 상기의 무늬들이 사용자의 눈에 시인되지 않는다. 하지만, 이러한 편광 간섭무늬 등은 액정패널(20)을 통과할 경우에 특정 방향의 편광만을 투과하므로 액정패널(20)에서 편광 간섭무늬가 도 1과 같이 시인될 수 있다.
반면, 도 4b와 같이 광 확산 코팅층(8c)에 포함된 광 확산 입자들(8b)이 제 3 투명시트(8a)와 제 2 프리즘 패턴(8d)의 사이에 형성되면, 진행되는 광의 산란 및 굴절률이 증가하게 되어 광의 확산율이 증가하게 된다. 이 경우, 광 확산 입자들(8b)과 제 2 프리즘 패턴(8d)으로 인해 외부로 출사되는 광의 진행 방향과 진행 거리가 더욱 랜덤하게 확산되므로 액정패널(20)을 통과하더라도 편광 간섭무늬가 시인되지 않게 된다.
한편, 제 1 및 제 2 프리즘 시트(7,8)에 형성되는 제 1 및 제 2 프리즘 패턴(7b,8d)들은 자외선(UV) 경화 수지로 그 단면이 삼각형상이 되도록 형성되어, 제 1 및 제 2 프리즘 시트(7,8) 또는 광 확산 코팅층(8c)의 전면에 배열된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 확산 시트(6)와 제 1 및 제 2 프리즘 시트(7,8)에는 광 확산 입자들(6c,6d,8b)이 포함된 광 확산 코팅층(6b,6e,8c)이 적어도 한 층 이상 형성되어 각 투명시트(6a,7a,8a)를 통과하는 광의 확산 효율을 더욱 향상시키게 된다.
도 5는 직하형 백 라이트 유닛이 구비된 액정 표시장치를 개략적으로 나타낸 분해 단면도이다.
도 5에 도시된 액정 표시장치는 직하형의 백 라이트 유닛(40); 패널 가이드(17); 액정패널(20); 바텀 커버(13) 및 케이스(31)를 구비한다.
직하형의 백 라이트 유닛(40)은 복수의 램프(12), 복수의 램프(12)를 수납하는 커버(13), 복수의 램프(12)에 대향되도록 바텀커버(13)의 전면에 배치된 도광판(15) 및 광 확산 코팅층이 포함되도록 구성되어 상기 도광판(15)으로부터의 광을 확산시켜 출광시키는 광학 시트(16)들을 구비한다.
각각의 램프(12)는 도시되지 않은 소켓들에 착탈 가능하게 장착되어 액정패널(20)과 대향된다.
바텀커버(13)는 복수의 램프(12)와 대향되는 바닥면, 램프(12)의 길이 방향에 대응되도록 바닥면의 상부 및 하부로부터 일정한 기울기로 경사진 경사면, 바닥면에 대향되도록 경사면으로부터 연장된 안착부를 포함하도록 제작된다. 또한, 커버(13)의 바닥면 및 경사면에는 각 램프(12)로부터의 광을 액정패널(20) 쪽으로 반사시키기 위한 반사시트(14)가 형성된다.
도광판(15)은 바텀커버(13)의 전면 개구부 상에 적층된다. 즉, 도광판(15)은 바텀커버(13)의 안착부 상면에 적층되는데 도 5와 같은 직하형의 백 라이트 유닛(40)에는 도광판(15)을 대체하는 확산판으로 대신 형성되기도 한다. 이러한 확산판 또는 도광판(15)은 복수의 램프(12)로부터 조사되는 광을 액정패널(20)의 전 영역으로 확산시킨다.
복수의 광학 시트(16)는 확산판(15)에 의해 확산된 광이 액정패널(20)에 수직하게 조사되도록 한다. 이를 위해, 도 5에 도시된 광학 시트들(16)은 앞서 도시한 도 3에 도시된 바와 같이, 도광판(15)에서 출사된 광을 전 영역으로 확산시키는 하나의 확산 시트(6)와, 상기 확산 시트(6)에 의해 확산된 광의 진행각도를 액정패 널(20)에 수직하도록 변환하는 제 1 및 제 2 프리즘 시트(7,8)로 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 확산 시트(6)와 제 1 및 제 2 프리즘 시트(7,8) 중 적어도 하나의 시트에는 광의 확산율 및 산란률을 더욱 향상시키기 위한 광 확산 코팅층(6b,6e,8c)이 더 형성된다. 여기서, 광 확산 코팅층(6c,6e,8c)에는 다수의 광 확산 입자들(6c,6d,8b)이 포함되어 광의 반사율을 향상 시킴으로써 광의 진행경로 및 산란율을 더욱 증가시키게 된다. 즉, 도 5의 직하형 백 라이트 유닛(40)에 구비된 복수의 광학 시트(16)는 도 3 내지 4b에 도시된 광학 시트(16)와 동일한 형태로 구성될 수 있다. 이에, 도 5에 도시된 광학 시트(16)에 관한 설명은 도 3 내지 도 4b를 참조한 구체적으로 설명으로 대신하기로 한다.
한편, 패널 가이드(17)는 도광판(15) 및 복수의 광학 시트(16)의 가장자리 및 측면을 감쌈과 아울러 바텀커버(13)의 측면을 감싸도록 커버(13)의 안착부에 장착된다. 그리고, 패널 가이드(17)는 액정패널(20)을 지지하는 패널 지지부를 포함하여 구성된다. 패널 지지부는 액정패널(20)의 배면 비표시영역과 측면을 지지하도록 단턱지도록 형성된다.
액정패널(20)은 패널 가이드(17)의 패널 지지부에 적층되어, 전면으로 입사되는 광을 반사시키거나 백 라이트 유닛(10)으로부터의 입사되는 광의 투과율을 조절하여 화상을 표시한다.
케이스(31)는 액정패널(20)의 전면 비표시영역과 커버(13)의 측면을 감싸도록 절곡된다. 이때, 케이스(31)는 커버(13)의 측면을 감싸는 패널 가이드(17)에 체결되어 고정된다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치는 백 라이트 유닛(10,40)에 구비되는 광학 시트(16)에 다수의 광 확산 입자들(6c,6d,8b)이 포함된 광 확산 코팅층(6c,6e,8c)이 더 형성되도록 함으로써 광의 산란 및 확산률을 더욱 증가시키게 된다. 이에, 본 발명은 도 6으로 도시된 바와 같이 편광 간섭무늬나 색 얼룩 등이 시인되지 않도록 함으로써 액정 표시장치를 통해 표시되는 영상의 화질 저하를 방지할 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 정해져야 할 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 백 라이트 유닛의 문제점을 설명하기 위한 도면.
도 2는 에지형 백 라이트 유닛이 구비된 액정 표시장치를 개략적으로 나타낸 분해 단면도.
도 3은 도 2에 도시된 광학 시트들을 좀 더 구체적으로 나타낸 단면도.
도 4a 및 도 4b는 투명시트 및 광 확산 코팅층을 통해 출광되는 광의 경로를 설명하기 위한 도면.
도 5는 직하형 백 라이트 유닛이 구비된 액정 표시장치를 개략적으로 나타낸 분해 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 백 라이트 유닛의 출광 효과를 설명하기 위한 도면.

Claims (9)

  1. 외부로부터 입사되는 광을 전면으로 확산 진행시키는 도광판;
    광을 발생시켜 상기 도광판으로 공급하는 적어도 하나의 램프;
    상기 적어도 하나의 램프 또는 상기 도광판의 배면에 배치되어 상기 램프로부터의 광을 상기 도광판으로 반사시키는 반사 시트; 및
    광 확산 코팅층이 포함되도록 구성되어 상기 도광판으로부터의 광을 전면으로 확산 출광시키는 적어도 하나의 광학 시트를 구비한 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 램프는
    상기 도광판의 측면 또는 배면에 배치되는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광학 시트는
    상기 도광판을 통해 출사된 광을 전 영역으로 확산시키는 하나의 확산 시트,
    상기 확산 시트에 의해 확산된 광의 진행각도를 전면으로 변환하는 제 1 및 제 2 프리즘 시트로 구성되며,
    상기의 확산 시트와 상기 제 1 및 제 2 프리즘 시트 중 적어도 하나의 시트표면에는 광의 확산율 및 산란률을 더욱 향상시키는 상기의 광 확산 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 광 확산 코팅층은
    상기의 확산 시트와 상기 제 1 및 제 2 프리즘 시트 중 적어도 한 시트의 전면과 배면 중 적어도 어느 한 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 프리즘 시트는
    상기 도광판보다 열팽창 계수가 더 작은 고 투명물질로 이루어진 제 1 투명시트, 및
    상기 제 1 투명시트의 전면에 형성된 제 1 광 확산 코팅층 및 상기 제 1 광 확산 코팅층의 전면에 삼각형태의 단면을 갖도록 배열 형성된 복수의 제 1 프리즘 패턴을 구비한 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 확산시트는
    상기 도광판보다 열팽창 계수가 더 작은 고 투명물질로 이루어진 제 2 투명 시트, 및
    상기 제 2 투명시트의 전면 및 배면에 각각 형성된 제 2 및 제 3 광 확산 코팅층을 포함한 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  7. 제 6 항에 있어
    상기 제 1 내지 제 3 광 확산 코팅층은
    글래스 비드(glass bead)나 마이크로 로드(micro rod)로 이루어진 투명 또는 금속성의 광 확산 입자들이 포함되도록 구성되어 광의 반사율과 굴절률을 향상 시킴으로써 광의 진행경로 및 산란율을 더욱 증가시키는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 광 확산 입자들은
    20% 내지 50% 중 어느 한 함량으로 포함되어 상기 광 확산 코팅층의 헤자(Haze) 특성이 20%보다 더 높게 형성되도록 함과 아울러, 광의 파장에 대하여 선택적인 광 밴드갭(photonic bandgap)을 가지도록 구성되어 입사되는 광을 입사각도와 상관없이 전면으로 반사 및 투과시키도록 한 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  9. 패널 가이드;
    상기 패널 가이드의 내부에 적층되는 에지형 또는 직하형의 백 라이트 유닛;
    상기 백 라이트 유닛의 전면에 배치되는 액정패널;
    상기 액정패널의 가장자리와 패널 가이드를 감싸는 케이스; 및
    상기 백 라이트 유닛의 배면을 감싸는 바텀 커버를 구비하고,
    상기 백 라이트 유닛은 상기 제 1 내지 제 8 항의 청구항 중 적어도 하나의 청구항에 기재된 특징을 포함한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
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