KR20120052707A - Backlight unit and liquid crystal display device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 백라이트 유닛 및 그를 이용한 액정표시장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a backlight unit and a liquid crystal display using the same.
액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이 액정표시장치는 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기, 옥내외 광고 표시장치 등으로 이용되고 있다. 액정표시장치의 대부분을 차지하고 있는 투과형 액정표시장치는 액정층에 인가되는 전계를 제어하여 백라이트 유닛으로부터 입사되는 광을 변조함으로써 화상을 표시한다.BACKGROUND ART Liquid crystal display devices have tended to be gradually widened due to their light weight, thinness, and low power consumption. The liquid crystal display device is used as a portable computer such as a notebook PC, office automation equipment, audio / video equipment, indoor and outdoor advertising display devices, and the like. The transmissive liquid crystal display device, which occupies most of the liquid crystal display device, displays an image by controlling an electric field applied to the liquid crystal layer to modulate the light incident from the backlight unit.
백 라이트 유닛은 직하형(direct type)과 에지형(edge type)으로 대별된다. 직하형 백라이트 유닛은 확산판의 하부면에 여러 개의 광원을 일렬로 배열시켜 액정표시장치의 전면으로 광을 직접 진행하도록 하는 구조를 갖는다. 이에 대해 에지형 백라이트 유닛은 도광판의 측면에 대향하도록 광원이 배치되고 액정표시패널과 도광판 사이에 다수의 광학시트들이 배치되는 구조를 갖는다. 에지형 백라이트 유닛에서는 광원이 도광판의 일측에 광을 조사하고 도광판이 광원으로부터 출사되는 선광 또는 점광을 평면광으로 변환하여 액정표시장치의 전면으로 광을 진행시키고 있다. The backlight unit is roughly divided into a direct type and an edge type. The direct type backlight unit has a structure in which a plurality of light sources are arranged in a row on the lower surface of the diffusion plate to directly propagate light to the front surface of the liquid crystal display. In contrast, the edge type backlight unit has a structure in which a light source is disposed to face the side of the light guide plate, and a plurality of optical sheets are disposed between the liquid crystal display panel and the light guide plate. In the edge type backlight unit, a light source irradiates light to one side of the light guide plate, and the light guide plate converts linear light or point light emitted from the light source into planar light, thereby advancing the light to the front of the liquid crystal display.
도 1은 광원으로서 LED가 사용된 일반적인 에지형 백라이트 유닛의 구조를 도시한 측단면도이다. 도 1을 참조하면, 에지형 백라이트 유닛은 광원(1)과, 광원(1)을 수용하는 LED 하우징(2)과, 광원(1)으로부터의 광을 액정표시 패널(도시생략)로 유도하기 위해 액정표시패널의 하부에 설치되며, 면 전체의 상부로 광원(1)으로부터의 광이 균일하게 출사되도록 저면에 광확산 패턴들(3a)을 구비하는 도광판(3)과, 도광판(3)의 하면에 배치되어 도광판(3)의 하부로 진행하는 광을 도광판의 상부 방향으로 반사시키는 반사시트(4)와, 도광판(3)의 상면에 배치되어 도광판(3)으로부터 출사되는 광의 균일도를 향상시키기 위한 광학필름들(5)과, 광원 하우징(2)이 고정되며 도광판(3) 및 반사시트(4)을 지지하는 커버버텀(6)을 포함한다. 1 is a side cross-sectional view showing the structure of a general edge type backlight unit in which LED is used as a light source. Referring to FIG. 1, the edge type backlight unit includes a
백라이트 유닛의 광원(1)으로서, 종래에는 냉음극관(CCFL)이 사용되었으나, 최근에는 저전압에서 구동이 가능하여 전력소모가 작고, 색재현성과 명암비가 뛰어나며 수명이 길다는 등의 장점으로 인해 발광다이오드(이하 "LED"라 함)가 각광을 받고 있다. Conventionally, a cold cathode tube (CCFL) has been used as the
또한, 도광판(3)의 상부에 배치되는 광학필름들(5)은 도광판(3)을 통해 투사된 광의 균일도를 높여주며 광을 굴절 및 집광시킴으로써 휘도를 높여준다. 구체적으로 광학필름들(5)은 하부 확산시트(5a), 하부 프리즘 시트(5b), 상부 프리즘 시트(5c), 상부 확산시트(5d) 및 보호시트(5e)를 포함한다. 하부 확산시트(5a)는 도광판(3)으로부터 출사되는 광을 확산시켜 출사시키는 역할을 한다. 하부 및 상부 프리즘 시트(5b, 5c)의 상면에는 삼각기둥 형상의 마이크로 프리즘이 일정한 배열을 가지고 형성되어 있다. 마이크로 프리즘은 소정의 각도를 갖도록 형성되어 있으므로 프리즘 시트(5b, 5c)는 하부 확산시트(5a)에 의해 확산된 광을 수직한 방향으로 집광하여 출사한다. 상부 확산시트(5d)는 상부 프리즘 시트(5c)에서 출사되는 수직 광을 상부의 액정표시패널을 향해 확산시켜 출사하므로 균일한 휘도분포를 제공할 수 있다. 또한, 보호시트(5e)는 상부 확산시트(5d)를 보호하여 상부 확산시트(5d)가 액정표시패널에 균일한 휘도분포를 제공할 수 있게 해 준다. In addition, the optical films 5 disposed on the
그러나, 도광판(3)의 저면에 형성되는 광확산 패턴(3a)이 반구형의 도트 패턴일 경우 도광판(3) 상부로 출사하는 광의 출사각이 대략 70°~80°의 범위를 갖게 되는데, 이와 같이 도광판(3)으로부터 출사되는 광의 출사각이 70°~80°의 범위에 머물게 되면 광의 출사각을 수직방향으로 변경시키기 위해 도광판(3)의 상부에는 확산시트들(5a, 5d)과 프리즘 시트들(5b, 5c)들을 포함하는 광학필름이 반드시 필요하게 된다. 따라서, 도광판(3) 상부에 배치되는 시트수의 절감이 어려워 가격 경쟁력을 확보하기 곤란한 문제점이 있었다.However, when the light diffusion pattern 3a formed on the bottom surface of the
또한, 도광판(3)의 저면에 형성되는 광확산 패턴(3a)을 프리즘 패턴으로 형성할 경우, 도광판(3)의 상면으로부터 출사되는 광을 수직으로 하는 것은 가능하나 시야각이 좁아 화면 품위가 저하되고, 도광판 상의 미세한 이물질도 시인되어 불량률이 높고 생산성이 떨어지는 등의 문제점이 있으므로 이를 개선하기 위해서는 여전히 도광판(3) 상부에 확산시트들(5a, 5d)과 프리즘 시트들(5b, 5c)을 포함하는 광학필름을 배치할 필요가 있었다.
In addition, when the light diffusion pattern 3a formed on the bottom surface of the
본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 도광판 상부에 광을 확산 및 집광시키기 위한 프리즘 시트들 및 확산시트들을 배치하지 않더라도 양호한 시야각을 얻는 동시에 화면의 품위도 저하되지 않는 백라이트 유닛 및 그를 이용한 액정표시장치를 제공하기 위한 것이다.
An object of the present invention is to solve the problems of the prior art, a backlight unit that obtains a good viewing angle and does not deteriorate the screen quality even without arranging prism sheets and diffusion sheets for diffusing and condensing light on the light guide plate. And to provide a liquid crystal display device using the same.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르는 백라이트 유닛은 광을 조사하기 위한 적어도 하나의 광원; 상기 광원으로부터 내부로 입사되는 광을 평면광으로 변환하여 상부로 출사하는 도광체; 상기 도광체의 하면에 배치되며, 상기 도광체의 상면으로부터 전반사된 광을 확산 및 집광하여 상기 도광체 상부로 공급하는 광확산 및 집광 시트를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the backlight unit according to an embodiment of the present invention comprises at least one light source for irradiating light; A light guide which converts light incident from the light source into the plane light and emits the light upward; It is disposed on the lower surface of the light guide, characterized in that it comprises a light diffusion and condensing sheet for diffusing and condensing the light totally reflected from the upper surface of the light guide to supply to the upper light guide.
또한, 본 발명의 실시예에 따르는 액정표시장치는 화상을 표시하는 액정표시패널; 상기 액정표시패널에 광을 공급하기 위한 광원; 상기 광원으로부터 내부로 입사되는 광을 평면광으로 변환하여 상기 액정표시패널로 출사하는 도광체; 상기 도광체의 하면에 배치되며, 상기 도광체의 상면으로부터 전반사된 광을 확산 및 집광하여 상기 도광체 상부로 공급하는 광확산 및 집광 시트를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention includes a liquid crystal display panel for displaying an image; A light source for supplying light to the liquid crystal display panel; A light guide which converts the light incident from the light source into planar light and emits the light to the liquid crystal display panel; It is disposed on the lower surface of the light guide, characterized in that it comprises a light diffusion and condensing sheet for diffusing and condensing the light totally reflected from the upper surface of the light guide to supply to the upper light guide.
상기 구성에서, 상기 도광체는 상기 광원으로부터의 광이 입사되는 입광부로부터 상기 입광부 반대쪽의 반입광부로 연장되며 일정 거리를 두고 나란하게 형성된 복수의 오목부들 및 볼록부들 중의 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the above configuration, the light guide member may include any one of a plurality of concave portions and convex portions formed side by side at a predetermined distance and extending from the light incident portion to which light from the light source is incident, to the light incident portion opposite to the light incident portion. It features.
또한, 상기 광확산 및 집광시트는, 베이스 필름; 상기 베이스 필름의 일면에 형성되며, 상기 도광체를 통해 입사되는 광을 투과시키고 상기 도광체의 하면에 접착되며 하부로부터의 광을 확산시키는 접착 및 확산층; 및 상기 베이스 필름의 타면에 형성되며, 상기 도광체로부터 상기 접착 및 확산층과 상기 베이스 필름을 통해 입사되는 광을 집광하여 상기 도광체를 향해 출사시키는 프리즘 시트를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the light diffusion and the light collecting sheet, the base film; An adhesion and diffusion layer formed on one surface of the base film and configured to transmit light incident through the light guide, adhere to a bottom surface of the light guide, and diffuse light from below; And a prism sheet formed on the other surface of the base film and condensing light incident from the light guide through the adhesive and diffusion layers and the base film to be emitted toward the light guide.
또한, 상기 접착 및 확산층은 상기 도광체를 통해 입사되는 광을 상기 프리즘 시트로 투과시키며 상기 도광체의 하면에 접착되는 광투과 및 접착부와, 상기 프리즘 시트에 의해 집광된 광을 상기 도광체쪽으로 확산시키는 광확산부를 구비하며, 상기 광투과 및 접착부와 상기 광확산부는 서로 이웃하며 번갈아 배치되는 것을 특징으로 한다. In addition, the adhesion and diffusion layer transmits the light incident through the light guide to the prism sheet, and the light transmission and adhesion portion adhered to the lower surface of the light guide, and the light collected by the prism sheet diffuses toward the light guide. And a light diffusing portion, wherein the light transmitting and bonding portion and the light diffusing portion are adjacent to each other and alternately disposed.
또한, 상기 프리즘 시트는 상기 베이스 필름의 타면 상에 형성되고, 상기 도광체의 복수의 홈과 교차하는 방향으로 길게 형성되는 복수의 산과 골을 포함하며, 상기 프리즘 시트의 산은 상기 베이스 필름의 타면의 일부분을 밑변으로 하고, 상기 광원쪽에 가까운 상기 베이스 필름 밑변의 일단부로부터 상기 베이스 필름의 타면에 대해 제 1 각도로 연장되는 제 1 빗변과, 상기 베이스 필름 밑변의 타단부로부터 상기 베이스 필름의 타면에 대해 제 2 각도로 연장되는 제 2 빗변을 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the prism sheet is formed on the other surface of the base film, and includes a plurality of peaks and valleys formed long in the direction intersecting the plurality of grooves of the light guide, the acid of the prism sheet of the other surface of the base film A first hypotenuse extending at a first angle with respect to the other surface of the base film from one end of the base film bottom side close to the light source, and a second side of the base film from the other end of the base film bottom side And a second hypotenuse extending at a second angle relative to the second hypotenuse.
또한, 상기 제 1 빗변과 제 2 빗변에 의해 프리즘 시트의 골이 형성되도록 구성되며, 제 1 각도는 65°~80°의 범위를 갖고, 상기 제 2 각도는 40°~50°의 범위를 갖는 것을 특징으로 한다. In addition, the first hypotenuse and the second hypotenuse is formed so that the valley of the prism sheet is formed, the first angle has a range of 65 ° ~ 80 °, the second angle has a range of 40 ° ~ 50 ° It is characterized by.
또한, 상기 광투과 및 접촉부의 크기와 수는 상기 도광판의 입광부와의 거리에 따라 서로 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the size and the number of the light transmission and the contact portion is characterized in that it is set differently according to the distance to the light incident portion of the light guide plate.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛에 의하면, 도광판 하부에 프리즘 시트와 접착 및 확산층을 배치하여 광을 수직으로 변환하고 확산시키기기 때문에 도광판의 두께만큼 광학적 간격을 확보할 수 있게 된다. 따라서, 종래에 도광판 상측에 프리즘 시트와 확산시트를 배치하여 도광판으로부터 출사되는 광을 확산시키는 것보다 시야각 및 화면품질의 측면에서 훨씬 향상된 효과를 얻을 수 있다. According to the backlight unit according to the embodiment of the present invention, since the light is vertically converted and diffused by arranging a prism sheet and an adhesive layer and a diffusion layer under the light guide plate, the optical distance of the light guide plate can be secured. Therefore, the conventional prism sheet and the diffusion sheet are disposed on the upper side of the light guide plate, so that the light emitted from the light guide plate can be much improved in terms of viewing angle and screen quality.
또한, 도광판 하부에 배치되는 광투과 및 접착부의 배치 밀도를 적절하게 조절할 수 있기 때문에 도광판 상부로 출사되는 광의 균일도를 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다. In addition, since the arrangement density of the light transmission and the adhesive part disposed under the light guide plate can be appropriately adjusted, the effect of improving the uniformity of the light emitted to the upper part of the light guide plate can be obtained.
또한, 도광판의 상면에는 오목부 또는 볼록부가 형성되어 있기 때문에 좌우의 광이 중앙으로 집중되는 효과를 얻을 수 있다. In addition, since the concave portion or the convex portion is formed on the upper surface of the light guide plate, the effect of concentrating the light on the left and right in the center can be obtained.
또한, 도광판의 하부에서 집광기능과 확산기능을 구현하고 있기 때문에 도광판 상부에 사용되었던 확산시트, 프리즘 시트 및 복합프리즘 시트 등을 줄일 수 있어 원가절감이 가능한 효과를 얻을 수 있다.
In addition, since the light condensing function and the diffusing function are implemented in the lower part of the light guide plate, the diffusion sheet, the prism sheet, and the composite prism sheet used in the upper part of the light guide plate can be reduced, thereby reducing the cost.
도 1은 종래의 기술에 따른 에지형 백라이트 유닛의 개략 구조도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광확산 및 집광시트의 평면도.
도 3은 도 2에 도시된 광확산 및 집광시트의 I-I'선을 따라 취한 단면도.
도 4는 도 3에 도시된 프리즘 시트의 R부분을 확대 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 도광판을 도시한 사시도.
도 6은 도 5에 도시된 도광판의 상면에 형성된 오목부 또는 볼록부의 다양한 형상을 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 도광판과 광확산 및 집광시트가 적용된 백라이트 유닛의 측단면도.
도 8은 도 7에 도시된 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치의 측단면도.
도 9는 도 8에 도시된 액정표시장치의 분해 사시도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 도광판과 광확산 및 집광시트를 적용한 백라이트 유닛에서 광원으로부터의 광이 도광판을 경유하여 출사하는 경로를 개념적으로 도시한 도면.
도 11은 도광판으로부터 출사되는 광의 프로파일 시뮬레이션을 촬영한 사진도.1 is a schematic structural diagram of an edge type backlight unit according to the prior art;
2 is a plan view of a light diffusion and condensing sheet according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along line II ′ of the light diffusion and condensing sheet shown in FIG. 2.
4 is an enlarged cross-sectional view of a portion R of the prism sheet shown in FIG. 3.
5 is a perspective view showing a light guide plate according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view illustrating various shapes of a concave portion or a convex portion formed on an upper surface of the light guide plate illustrated in FIG. 5.
7 is a side cross-sectional view of a light guide plate and a backlight unit to which a light diffusion and light collecting sheet according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 8 is a side cross-sectional view of an LCD including the backlight unit shown in FIG. 7.
FIG. 9 is an exploded perspective view of the liquid crystal display shown in FIG. 8.
FIG. 10 is a view conceptually illustrating a path through which light from a light source exits through a light guide plate in the backlight unit to which the light guide plate and the light diffusion and condensing sheet according to the embodiment of the present invention are applied; FIG.
FIG. 11 is a photograph photographing a profile simulation of light emitted from a light guide plate; FIG.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치에 대해 상세히 설명하기로 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 나타낸다.Hereinafter, a backlight unit and a liquid crystal display using the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals denote like elements throughout the specification.
우선, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 광확산 시트 및 집광시트에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광확산 및 집광시트의 평면도, 도 3은 도 2에 도시된 광확산 및 집광시트의 I-I'선을 따라 취한 단면도, 도 4는 도 3에 도시된 프리즘 시트의 R부분을 확대 도시한 단면도이다. First, the light diffusion sheet and the light collecting sheet according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4. 2 is a plan view of a light diffusing and collecting sheet according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II ′ of the light diffusing and collecting sheet shown in FIG. 2, and FIG. 4 is shown in FIG. 3. It is sectional drawing which enlarges R part of a prism sheet.
본 발명의 실시예에 따른 광확산 및 집광시트(30)는 도광판과 반사시트 사이에 배치되어 후술하는 도광판(도시생략)의 상면으로부터 전반사된 광을 확산 및 집광하여 도광판 상부로 공급하는 기능을 한다. The light diffusion and
도 2 및 도 3을 참조하면, 광확산 및 집광시트(30)는 투명한 PET(polyethylene terephthalate)로 형성되는 베이스 필름(31), 베이스 필름(31)의 하면에 형성되는 프리즘 시트(33) 및 베이스 필름(31)의 상면에 형성되는 접착 및 확산층(35)을 포함한다. 2 and 3, the light diffusion and
프리즘 시트(33)는 한쪽 방향으로 길게 형성되며 서로 평행하게 배치되는 복수의 산과 골을 포함한다. 프리즘 시트(33)의 산은 도 3에 도시된 바와 같이 베이스 필름(31)의 하면의 일부분을 밑변(33a)으로 하고, 밑변(33a)의 점 A로부터 베이스 필름(31)의 하면에 대해 제 1 각도α로 연장되는 제 1 빗변(33b)과, 베이스 필름(31) 밑변의 점 B로부터 베이스 필름(31)의 하면에 대해 제 2 각도 β로 연장되는 제 2 빗변(33c)을 포함한다. 또한, 프리즘 시트(33)의 골은 제 1 빗변(33b)과 제 2 빗변(33c)에 의해 형성된다. The
한편, 본원발명에서는 프리즘 시트(33)의 산의 밑변(33a)과 제 1 빗변(33b)에 의해 형성되는 제 1 각도 α는 65°~80°의 범위를 갖도록 형성하고, 밑변(33a)과 제 2 빗변(33c)에 의해 형성되는 제 2 각도 β는 40°~50°의 범위를 갖도록 형성한다. 이와 같이 제 1 각도 α와 제 2 각도 β를 형성함으로써 프리즘 시트(33)로 입사되는 광을 수직 광에 가깝게 상측으로 출사할 수 있게 된다. On the other hand, in the present invention, the first angle α formed by the
도 4는 프리즘 시트(33)의 산을 형성하는 제 1 빗변(33b)과 제 2 빗변(33c)에 의해 형성되는 골의 다양한 형상을 도시한 단면도로서, 도 4의 (a)는 골이 예각으로 형성되는 모양을, 도 4의 (b)는 골이 평평하게 형성된 모양을, 도 4의 (c)는 평평한 골의 모서리 부분이 라운드형으로 형성된 모양을, 도 4의 (d)는 골이 라운드형으로 형성된 모양을, 도 4의 (e)는 골이 울퉁불퉁하게 거칠게 형성된 모양을 각각 나타내고 있다. 이러한 골의 모양은 예시적인 것으로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 모양으로 변형 실시할 수 있는 것으로 이해하여야 한다. 4 is a cross-sectional view showing various shapes of the valley formed by the
접착 및 확산층(35)은 베이스 필름(31)의 상면에 형성되며, 입사되는 광을 외측으로 확산시키기 위한 광 확산부(35a)와, 후술하는 도광판(도 7 참조)에 광확산 및 집광시트(30)를 접착하고 광을 투과시키기 위한 광투과 및 접착부(35b)를 포함한다. The adhesion and
광 확산부(35a)는 광 투과와 광 확산을 효율적으로 제어하기 위해 구형의 폴리머 비드에 바인더 수지를 코팅하여 형성한다. 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에서는 광 확산부(35a)와 광투과 및 접착부(35b)가 동일층 내에서 번갈아 배치되도록 구성되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 폴리머 비드는 바인더 수지와의 광굴절율 차에 의해 확산 및 광투과도를 결정할 수 있으므로, 예컨대, 광확산부(35a)를 베이스 필름(31)의 전면상에 형성하고 광확산부(35a) 상부에 일정 간격으로 광투과 및 접착부(35b)를 형성하는 것도 가능하다. The
도 3을 참조하면, 베이스 필름(31)에는 후술하는 도광판에 접착하고 광을 투과시키기 위한 광투과 및 접착부(35b)의 형성위치가 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 입광부에 가까운 쪽과 먼쪽에 형성되는 광투과 및 접착부(35b)의 수를 달리함으로써 도광판 상부로 출사되는 광의 균일도를 높일 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 예에서는 광투과 및 접착부(35b)의 크기를 균일하게 하고, 입광부와 광투과 및 접착부(35b)의 거리에 따라 광투과 및 접착부(35b)의 조밀도를 변경함으로써 도광판 상부로 출사되는 광의 균일도를 조정하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. Referring to FIG. 3, the
예컨대, 광투과 및 접착부(35b)의 배치관계를 입광부에 가까운 쪽에 배치되는 광투과 및 접착부(35b)의 크기를 작게하고, 먼 쪽에 배치되는 광투과 및 접착부(35b)의 크기를 크게 형성하면 광투과 및 접착부(35b)의 조밀도를 균일하게 형성할 수도 있다. 또한, 이들 관계를 적절히 변경하여 광투과 및 접착부(35b)의 크기와 이들 사이의 간격을 조정할 수도 있다. 입광부에 가까운 쪽에서는 광의 세기가 세고 입광부로부터 멀어질 수록 광의 세기가 약해지므로 광투과 및 접착부(35b)의 크기와 조밀도는 적절하게 변형시킬 수 있다. 따라서, 도광판 상부로 출사되는 광의 균일성을 확보할 수 있게 된다. For example, if the arrangement of the light transmission and the
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 도광판의 사시도이다. 도 5를 참조하면, 도광판(20)은 도광체(23)와, 도광체(23)의 상면에 도광체(23)의 두께보다 작은 깊이로 형성되고, 광이 입광되는 입광부로부터 입광부 반대쪽의 반입광부로 연장되며, 일정 거리를 두고(일정 피치로) 나란하게 형성된 복수의 오목부들(25)을 포함한다. 5 is a perspective view of a light guide plate according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the
한편, 도광체(23)는 비중이 작고 열에 비교적 강하며 반사율이 높은 재료를 이용하여 형성한다. 이를 위해 도광체(23)는 폴리메틸 메타아크릴레이트(polymethyl methacrylate, PPMMA)로 형성된다. On the other hand, the
도 5에 도시된 본 발명의 실시예에서는 도광판(20)이 오목부를 구비하는 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 도광판(20)이 볼록부를 구비하도록 형성할 수도 있다. In the embodiment of the present invention illustrated in FIG. 5, the
도 6은 도광판(20)의 상면에 구비되는 오목부(25) 또는 볼록부(25')의 다양한 형상을 도시한 단면도로서, 도 6의 (a)는 오목부가 삼각형으로 형성되는 모양을, 도 6의 (b)는 오목부가 사다리꼴로 형성된 모양을, 도 6의 (c)는 오목부가 다각형으로 형성된 모양을, 도 6의 (d)는 오목부가 라운드형으로 형성된 모양을, 도 6의 (e)는 볼록부가 형성된 모양으로서 타원형 볼록부(25')가 형성된 모양을 각각 나타내고 있다. 그러나, 본 발명의 도광판 상면에 형성되는 오목부 또는 볼록부의 형상은 단지 예시적인 것으로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 모양으로 변형 실시할 수 있는 것으로 이해하여야 한다.FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating various shapes of the
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 도광판(20)과 광확산 및 집광시트(30)를 적용한 백라이트 유닛에 대해 설명하기로 한다. Next, a backlight unit to which the
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 도광판과 광확산 및 집광시트가 적용된 백라이트 유닛의 측단면도이다. 7 is a side cross-sectional view of a backlight unit to which a light guide plate and a light diffusion and condensing sheet according to an exemplary embodiment of the present invention are applied.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은 광원부(10), 광원부(10)로부터 출사되는 빛을 평면광으로 변환하여 전면으로 출사시키는 도광판(20), 도광판(20) 하부에 배치되어 도광판(20)의 상면으로부터 전반사된 광을 확산 및 집광하여 도광판(20) 상부로 공급하는 광확산 및 집광시트(30), 광확산 및 집광시트(30) 하부에 배치되어 광확산 및 집광시트(30)를 투과한 광을 도광판(20) 상부로 반사시키는 반사시트(40), 도광판(20) 상부에 배치되어 도광판을 보호하는 는 보호필름(50), 상기 광원부(10)와 결합하며 상기 도광판(20) 및 반사시트(40)을 지지하는 커버버텀(60)을 포함한다.Referring to FIG. 7, a backlight unit according to an exemplary embodiment of the present invention may include a
광원부(10)는 LED(11)가 실장된 LED 어레이(12) 및 LED 어레이(12)를 수용하는 LED 하우징(13)을 포함한다. LED(11)는 도광판(20)의 입광면에 대향하도록 배열된다. LED하우징(13)은 LED(11)가 실장된 LED 어레이(12)를 수용하여 외부로 광이 새어나가지 않도록 LED 어레이(12)를 감싸는 구조로 형성된다. The
도광판(20)과 광확산 및 집광시트(30)에 대해서는 앞에서 상세히 설명하였으므로 중복 설명을 피하기 위해 여기에서는 그에 대한 설명을 생략한다. Since the
반사시트(40)는 광확산 및 집광시트(30)의 하부에 배치되며, 광확산 및 집광시트(30)를 투과한 광을 상부 방향인 도광판(20)의 전면, 즉 액정표시패널 쪽으로 반사시킴으로써 광의 손실을 줄이고 이용효율을 높여 준다.The
보호시트(50)는 도광판(20)의 상부에 배치되며 도광판(20)을 보호하여 스크래치를 방지하는 기능을 한다.The
커버버텀(60)은 LED 하우징(13)이 설치되는 측벽(60a)과, 측벽(60a)의 상단부로부터 도광판(20) 반대쪽의 수평방향으로 연장되는 제 1 수평부(60b)와, 측벽(60a)의 하단부로부터 도광판(20) 쪽의 수평방향으로 연장되는 제 2 수평부(60d)와, 제 1 수평부(60b)에서 상방으로 돌출하여 후술하는 가이드 패널(도시생략)을 지지하고, 보호시트(50)의 유동을 억제하기 위한 제 1 돌출부(60c)와, 제 2 수평부(60d)로부터 상방으로 돌출되어 반사시트(40)와 도광판(20)을 지지하기 위한 제 2 돌출부(60e)를 구비한다. The cover bottom 60 includes a
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 도광판과 광확산 및 집광시트가 적용된 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치에 대해 도 8 및 도 9를 참조하여 설명하기로 한다. 도 8은 도 7에 도시된 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치의 측단면도이고, 도 9는 도 8에 도시된 액정표시장치의 분해 사시도이다.Next, a liquid crystal display including a light guide plate and a backlight unit to which light diffusion and condensing sheets are applied according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. 8 is a side cross-sectional view of the liquid crystal display device having the backlight unit shown in FIG. 7, and FIG. 9 is an exploded perspective view of the liquid crystal display device shown in FIG. 8.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 도 7과 관련하여 설명한 백라이트 유닛(100)과, 가이드 패널(70), 액정표시패널(80) 및 케이스 탑(90)을 포함한다. 8 and 9, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
백라이트 유닛(100)에 대해서는 도 7과 관련한 설명에서 상세히 설명하였으므로 여기에서는 중복설명을 피하기 위해 생략하기로 한다.Since the
가이드 패널(70)은 케이스 탑(90)의 커버 및 측벽과 접촉하는 상면과 측면을 구비한다. 가이드 패널(70)은 폴리카보네이트(polycabonate) 등의 합성수지 내에 유리섬유가 혼입된 직사각형 몰드 프레임으로써 액정표시패널(80)의 일면 가장자리와 측면을 감싼다. 이 가이드 패널(70)은 액정표시패널(80)을 지지하고 액정표시패널(80)과 보호시트들(50)의 간격을 일정하게 유지시킨다. The
액정표시패널(80)은 보호시트(50) 상부에 배치되며, 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 박막 트랜지스터 기판(80a)과, 박막 트랜지스터 기판(80a)과 대향하며 격자상으로 형성된 블랙 매트릭스와 블랙 매트릭스들 사이에 형성되는 컬러필터들을 포함하는 컬러필터기판(80b)을 구비한다. 박막 트랜지스터 기판(80a)과 컬러필터기판(80b)은 실런트에 의해 봉합되며, 이들 양 기판 사이에는 액정층이 형성되어 있다. The liquid
케이스탑(90)은 아연도금강판 등 금속소재로 제작되며 후크나 스크류(도시생략)에 의해 가이드 패널(70)과 결합된다. 케이스 탑(90)은 커버버텀(60)과 함께 내부에 액정표시패널(90) 및 백라이트 유닛(100)을 수용하며, 액정표시패널(80)의 유효 디스플레이 영역을 정의한다.
이하, 도 10을 참조하여 본원 발명의 실시예에 따른 도광판(20)과 광확산 및 집광시트(30)에 따른 효과를 설명하기로 한다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 도광판(20)과 광확산 및 집광시트(30)를 적용한 백라이트 유닛(100)에서 광원부(10)로부터의 광이 도광판(20)을 경유하여 출사하는 경로를 개념적으로 도시한 도면이다. Hereinafter, the effects of the
도 10을 참조하면, 도광판(20)의 입광면을 통해 입사된 광이 도광판(20)의 상면에서 전반사된 후 광확산 및 집광시트(30)를 경유하여 도광판(20) 상부로 출사되는 경로가 도시되어 있다. Referring to FIG. 10, the light incident through the light incidence surface of the
우선, 도광판(20)의 입광면을 통해 입사된 광은 도광판(20)의 상면에서 전반사된 후 도광판(20) 하부에 부착된 광확산 및 집광시트(30)에 도달한다. 도광판(20) 내에서 전반사된 광이 광확산 및 집광시트(30)의 광투과 및 접착부(35b)에 도달하면, 광은 광투과 및 접착부(35b)와 베이스 필름(31)을 투과하여 프리즘 시트(33)에 도달하게 된다. First, light incident through the light incident surface of the
프리즘 시트(33)에 도달한 광은 프리즘의 제 2 빗변(33c) 및 인접한 프리즘의 제 1 빗변(33b)에 의해 굴절되어 제 2 빗변(33c)에 도달하고, 상기 인접한 프리즘의 제 2 빗변(33c)에 의해 반사되어 베이스 필름(31)을 투과하여 접착 및 확산층(35)에 도달하게 된다. 제 1 빗변(33b) 및 제 2 빗변(33c)에 의한 광의 굴절과 반사를 위해서는 도 3에 도시된 제 1 각도 α와 제 2 각도 β의 설정이 매우 중요하다. 본 발명의 실시예에서는 제 1 각도 α의 범위를 65°~80°로 설정하고, 제 2 각도 β의 범위를 40°~50°의 범위를 갖도록 함으로써 도광판(20)의 하면에 대하여 거의 수직에 가까운 광의 출사각을 얻을 수 있었다. The light reaching the
접착 및 확산층(35)에 도달한 광은 접착 및 확산층(35)의 광확산부(35a)에 의해 도광판(20) 상부로 확산되게 되고, 도광판(20) 상부에 형성된 오목부(25) 또는 볼록부에 의해 광이 좌으로 퍼지지 않고 중앙으로 집중되게 된다. The light reaching the adhesive and
도 11은 도광판(20)으로부터 출사되는 광의 프로파일 시뮬레이션을 촬영한 사진으로서 각 구성요소의 추가에 따른 광 프로파일의 변화를 보여주고 있다. 도 11의 (a)는 도광판(20) 하부에 프리즘 시트(33)만이 있을 경우로서, 프리즘 시트(33)에 의해 광이 수직으로 출사하는 상태를 보여주고 있으며, 도 11의 (b)는 프리즘 시트(33)와 접착 및 확산층(35)이 있을 경우로, 프리즘 시트(33)와 접착 및 확산층(35)에 의해 수직으로 출사되는 광이 확산되어 상하 시야각이 넓어진 상태를 보여주고 있고, 도 11의 (c)는 프리즘 시트(33), 접착 및 확산층(35) 및 도광판(20) 상부의 오목부(25) 또는 볼록부가 모두 형성되어 있는 경우로서, 도광판의 오목부(25) 또는 볼록부에 의해 좌우의 광이 중앙으로 집중되는 상태를 보여주고 있다. FIG. 11 is a photograph of a profile simulation of light emitted from the
이상의 본 발명의 실시예에 따르면 도광판(20)에서 전반사된 광이 프리즘 시트(33)에 의해 수직으로 출사되고 접착 및 확산층(35)에 의해 도광판(20) 하측에서 확산되므로 도광판(20)의 두께만큼 광학적 간격을 확보할 수 있게 된다. 따라서, 종래에 도광판(20) 상측에 프리즘 시트와 확산시트를 배치하여 도광판으로부터 출사되는 광을 확산시키는 것보다 시야각 및 화면품질의 측면에서 훨씬 향상된 효과를 얻을 수 있다. According to the exemplary embodiment of the present invention, since the light totally reflected by the
또한, 본 발명의 실시예에서는 도 2와 관련하여 설명한 바와 같이 광투과 및 접착부(35b)의 배치 밀도를 조절할 수 있기 때문에 도광판(20) 상부로 출사되는 광의 균일도를 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, as described with reference to FIG. 2, since the light density and the arrangement density of the
또한, 도광판(20)의 상면에는 오목부(25) 또는 볼록부가 형성되어 있기 때문에 좌우의 광이 중앙으로 집중되는 효과를 얻을 수 있다. In addition, since the
또한, 도광판의 하부에서 집광기능과 확산기능을 구현하고 있기 때문에 도광판 상부에 사용되었던 확산시트, 프리즘 시트 및 복합프리즘 시트 등을 줄일 수 있어 원가절감이 가능한 효과를 얻을 수 있다. In addition, since the light condensing function and the diffusing function are implemented in the lower part of the light guide plate, the diffusion sheet, the prism sheet, and the composite prism sheet used in the upper part of the light guide plate can be reduced, thereby reducing the cost.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아 니하는 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.
Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.
10 : 광원부 20 : 도광판
23 : 도광체 25 : 오목부
30: 광확산 및 집광시트 31 : 베이스 필름
33 : 프리즘 시트 35 : 접착 및 확산층
35a : 광확산부 35b : 광투과 및 접착부
40 : 반사시트 50 : 보호시트
60 : 커버버텀 70 : 가이드 패널
80 : 액정표시패널 90 : 케이스 탑10
23: light guide 25: recess
30: light diffusion and condensing sheet 31: base film
33: prism sheet 35: adhesive and diffusion layer
35a:
40: reflective sheet 50: protective sheet
60: cover bottom 70: guide panel
80: liquid crystal display panel 90: case top
Claims (10)
상기 광원으로부터 내부로 입사되는 광을 평면광으로 변환하여 상부로 출사하는 도광체; 및
상기 도광체의 하면에 배치되며, 상기 도광체의 상면으로부터 전반사된 광을 확산 및 집광하여 상기 도광체 상부로 공급하는 광확산 및 집광 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
At least one light source for irradiating light;
A light guide which converts light incident from the light source into the plane light and emits the light upward; And
And a light diffusion and condensing sheet disposed on a lower surface of the light guide and configured to diffuse and condense the light totally reflected from the upper surface of the light guide and to supply the light to an upper portion of the light guide.
상기 도광체는 상기 광원으로부터의 광이 입사되는 입광부로부터 상기 입광부 반대쪽의 반입광부로 연장되며 일정 거리를 두고 나란하게 형성된 복수의 오목부들 및 볼록부들 중의 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
The method of claim 1,
The light guide may include one of a plurality of concave portions and convex portions that extend from a light incident portion to which light from the light source is incident to a light incident portion opposite to the light incident portion and are formed side by side at a predetermined distance. unit.
상기 광확산 및 집광시트는,
베이스 필름;
상기 베이스 필름의 일면에 형성되며, 상기 도광체를 통해 입사되는 광을 투과시키고 상기 도광체의 하면에 접착되며 하부로부터의 광을 확산시키는 접착 및 확산층; 및
상기 베이스 필름의 타면에 형성되며, 상기 도광체로부터 상기 접착 및 확산층과 상기 베이스 필름을 통해 입사되는 광을 집광하여 상기 도광체를 향해 출사시키는 프리즘 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
The method according to any one of claims 1 and 2,
The light diffusion and condensing sheet,
Base film;
An adhesion and diffusion layer formed on one surface of the base film and configured to transmit light incident through the light guide, adhere to a bottom surface of the light guide, and diffuse light from below; And
And a prism sheet formed on the other surface of the base film and condensing light incident from the light guide through the adhesive and diffusion layers and the base film and exiting the light toward the light guide.
상기 접착 및 확산층은 상기 도광체를 통해 입사되는 광을 상기 프리즘 시트로 투과시키며 상기 도광체의 하면에 접착되는 광투과 및 접착부와, 상기 프리즘 시트에 의해 집광된 광을 상기 도광체쪽으로 확산시키는 광확산부를 구비하며,
상기 광투과 및 접착부와 상기 광확산부는 서로 이웃하며 번갈아 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
The method of claim 3, wherein
The adhesive and diffusing layer transmits light incident through the light guide to the prism sheet, the light transmission and adhesion portion adhered to the lower surface of the light guide, and light diffusing the light collected by the prism sheet toward the light guide. Having a diffusion part,
And the light transmitting and adhering portions and the light diffusing portions are alternately arranged adjacent to each other.
상기 프리즘 시트는 상기 베이스 필름의 타면 상에 형성되고, 상기 도광체의 복수의 홈과 교차하는 방향으로 길게 형성되는 복수의 산과 골을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
The method of claim 3, wherein
The prism sheet is formed on the other surface of the base film, the backlight unit, characterized in that it comprises a plurality of peaks and valleys formed long in the direction crossing the plurality of grooves of the light guide.
상기 프리즘 시트의 산은 상기 베이스 필름의 타면의 일부분을 밑변으로 하고, 상기 광원쪽에 가까운 상기 베이스 필름 밑변의 일단부로부터 상기 베이스 필름의 타면에 대해 제 1 각도로 연장되는 제 1 빗변과, 상기 베이스 필름 밑변의 타단부로부터 상기 베이스 필름의 타면에 대해 제 2 각도로 연장되는 제 2 빗변을 포함하며, 상기 제 1 빗변과 제 2 빗변에 의해 프리즘 시트의 골이 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
The method of claim 5, wherein
The base of the prism sheet has a first hypotenuse extending at a first angle with respect to the other surface of the base film from one end of the base film bottom side close to the light source side with a portion of the other surface of the base film as the base side, and the base film. And a second hypotenuse extending from the other end of the base side at a second angle with respect to the other surface of the base film, wherein the first hypotenuse and the second hypotenuse are formed with the valleys of the prism sheet.
상기 제 1 각도는 65°~80°의 범위를 갖고, 상기 제 2 각도는 40°~50°의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
The method according to claim 6,
And the first angle has a range of 65 ° to 80 °, and the second angle has a range of 40 ° to 50 °.
상기 광투과 및 접촉부의 크기와 수는 상기 도광판의 입광부와의 거리에 따라 서로 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
The method of claim 4, wherein
The size and the number of the light transmission and the contact portion is set differently according to the distance from the light incident portion of the light guide plate.
상기 액정표시패널에 광을 공급하기 위한 광원;
상기 광원으로부터 내부로 입사되는 광을 평면광으로 변환하여 상기 액정표시패널로 출사하는 도광체; 및
상기 도광체의 하면에 배치되며, 상기 도광체의 상면으로부터 전반사된 광을 확산 및 집광하여 상기 도광체 상부로 공급하는 광확산 및 집광 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
A liquid crystal display panel for displaying an image;
A light source for supplying light to the liquid crystal display panel;
A light guide which converts the light incident from the light source into planar light and emits the light to the liquid crystal display panel; And
And a light diffusion and condensing sheet disposed on a lower surface of the light guide and configured to diffuse and condense the light totally reflected from the upper surface of the light guide to supply the upper portion of the light guide.
상기 광확산 및 집광시트는,
베이스 필름;
상기 베이스 필름의 일면에 형성되며, 상기 도광체를 통해 입사되는 광을 투과시키고 상기 도광체의 하면에 접착되며 하부로부터의 광을 확산시키는 접착 및 확산층; 및
상기 베이스 필름의 타면에 형성되며, 상기 도광체로부터 상기 접착 및 확산층과 상기 베이스 필름을 통해 입사되는 광을 집광하여 상기 도광체를 향해 출사시키는 프리즘 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.The method of claim 9,
The light diffusion and condensing sheet,
Base film;
An adhesion and diffusion layer formed on one surface of the base film and configured to transmit light incident through the light guide, adhere to a bottom surface of the light guide, and diffuse light from below; And
And a prism sheet formed on the other surface of the base film and condensing the light incident through the adhesive and diffusion layer and the base film from the light guide and exiting the light toward the light guide.
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KR940011999A (en) * | 1992-11-09 | 1994-06-22 | 이헌조 | Backlight device for liquid crystal display device |
JP2003202568A (en) * | 2001-10-24 | 2003-07-18 | Sharp Corp | Light guide, its manufacturing method, surface-like light source, and display device |
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- 2010-11-16 KR KR1020100113987A patent/KR101720341B1/en active IP Right Grant
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