KR20130072792A - 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

백라이트 유닛이 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은 광을 발생하는 광원과, 상기 광원으로부터 방출된 광을 면광원 형태로 변환하여 특정 방향으로 이를 출사시키는 도광판 및 상기 도광판 상부에 위치하여 상기 도광판에서 출사된 광의 광학 특성을 변경하는 광학시트류를 포함하고, 상기 광학시트류는 상기 도광판 상부에 위치하며 상기 도광판에서 출사된 광을 집광하는 프리즘 시트와, 상기 프리즘 시트와 합지되어 상기 프리즘 시트에서 집광된 광의 일부를 반사 및 편광시키는 편광 시트를 포함한다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치{BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 휘도를 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(Cathode Ray Tube)는 TV를 비롯해서 계측기기, 정보 단말 기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT의 자체 무게와 크기로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극적으로 대응할 수 없었다.
따라서, 각종 전자 제품이 소형, 경량화되는 추세에서 CRT는 무게나 크기 등에 있어서 일정한 한계를 가지고 있으며, 이를 대체할 것으로 예상되는 것으로는 전계광학적인 효과를 이용한 액정표시장치(LCD:Liquid Crystal Display), 가스 방전을 이용한 플라즈마 표시소자(PDP:Plasma Display Panel) 및 전계발광효과를 이용한 EL 표시소자(ELD:Electro Luminescence Display) 등이 있으며, 그 중에서 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이러한 액정표시장치는 자체 발광 소자가 아니기 때문에 액정표시패널의 하부에 백라이트 유닛을 마련하여 상기 백라이트 유닛으로부터 출사된 광을 이용하여 화상을 표시한다.
상기 백라이트 유닛은 광원의 배열 방법에 따라 측광형(Side Light Type)과 직하형(Direct Light Type)으로 구분될 수 있다.
상기 측광형 백라이트 유닛은 액정표시패널의 하부에 마련된 도광판의 측면에 광원을 배치하고, 상기 도광판을 통해 광원으로부터 조사되는 측광을 평면광으로 변환하여 액정표시패널에 조사하는 방식으로 백라이트 유닛의 두께를 줄여 액정표시장치를 슬림화시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 직하형 백라이트 유닛은 액정표시패널의 하부에 복수의 광원을 배치하여 액정표시패널의 전면에 광을 직접적으로 조사하는 방식으로 액정표시패널에 조사되는 광의 균일도 및 휘도가 높아 액정표시장치를 대형화시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 측광형 백라이트 유닛의 경우, 도광판으로부터 출사되는 평면광의 광학 특성을 보상하기 위해 확산시트 및 프리즘 시트를 구비한 광학시트가 상기 도광판 상부에 위치한다. 이때, 상기 프리즘 시트는 액정표시패널을 향하는 프리즘 산을 갖는 정프리즘 시트로 이루어질 수 있다.
상기 정프리즘 시트는 상기 액정표시패널의 하부에 바로 위치하기 때문에 외부의 충격이나 마찰에 의해 상기 정프리즘 시트의 프리즘 산이 상기 액정표시패널의 하부 편광판과 접촉하게 되어 상기 하부 편광판의 변형을 일으켜 광 손실을 야기할 수 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 도광판을 향하는 프리즘 산을 구비한 역프리즘 시트와 반사형 편광판을 합지시킨 일체형 광학시트를 구비하여 광의 효율을 향상시켜 휘도를 개선할 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은 광을 발생하는 광원과, 상기 광원으로부터 방출된 광을 면광원 형태로 변환하여 특정 방향으로 이를 출사시키는 도광판 및 상기 도광판 상부에 위치하여 상기 도광판에서 출사된 광의 광학 특성을 변경하는 광학시트류를 포함하고, 상기 광학시트류는 상기 도광판 상부에 위치하며 상기 도광판에서 출사된 광을 집광하는 프리즘 시트와, 상기 프리즘 시트와 합지되어 상기 프리즘 시트에서 집광된 광의 일부를 반사 및 편광시키는 편광 시트를 포함한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 광을 발생하는 광원과, 상기 광원으로부터 방출된 광을 면광원 형태로 변환하여 특정 방향으로 이를 출사시키는 도광판과, 상기 도광판 상부에 위치하여 상기 도광판에서 출사된 광의 광학 특성을 변경하는 광학시트류 및 상기 광학시트류에서 광학 특성이 변경된 광이 조사되어 화상을 표시하는 액정표시패널을 포함하고, 상기 광학시트류는 상기 도광판 상부에 위치하며 상기 도광판에서 출사된 광을 집광하는 프리즘 시트와, 상기 프리즘 시트와 합지되어 상기 프리즘 시트에서 집광된 광의 일부를 반사 및 편광시키는 편광 시트를 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치는 역프리즘 시트와 반사형 편광판을 일체화시킨 광학 시트를 구비하여 광원으로부터 제공된 광의 효율을 향상시켜 전반적인 휘도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ ~ Ⅰ'을 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이다.
도 4는 도 2의 반사형 프리즘 시트를 상세히 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ ~ Ⅰ'을 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 영상을 표시하는 액정표시패널(100)과, 상기 영상을 표시하는 액정표시패널(100)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(130)과, 상기 액정표시패널(100) 및 상기 백라이트 유닛(130)을 수납하는 수납용기(160) 및 이들을 감싸는 탑 케이스(190)를 포함한다.
상기 액정표시패널(100)은 제1 기판(101)과, 상기 제1 기판(101)에 대향하는 제2 기판(103) 및 두 기판(101, 103) 사이에 형성된 액정층(도시하지 않음)으로 이루어진다.
상기 제2 기판(103)에는 다수의 화소가 매트릭스 형태로 구비되고, 상기 다수의 화소 각각은 제1 방향으로 연장된 게이트라인과, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 연장된 데이터라인과, 상기 게이트라인 및 데이터라인의 교차부에 형성된 화소전극을 구비한다.
상기 각 화소에는 박막트랜지스터(TFT)가 형성되고 상기 박막트랜지스터(TFT)는 상기 게이트라인, 데이터라인 및 화소전극에 각각 연결된다.
상기 액정표시패널(100)의 제2 기판(103)에는 상기 게이트라인을 구동하기 위한 게이트 드라이버 및 상기 데이터라인을 구동하기 위한 데이터 드라이버가 IC 형태로 실장될 수 있다.
상기 제1 기판(101)에는 컬러필터인 R, G, B 화소가 박막공정에 의해 형성되며, 상기 화소전극과 마주보는 공통전극이 형성된다. 따라서, 상기 액정층은 상기 화소전극 및 공통전극에 인가되는 전압에 의해 배열됨으로써, 상기 백라이트 유닛(130)으로부터 제공되는 광의 투과도를 조절한다.
상기 제1 기판(101) 상부에는 상부 편광판(102)이 위치한다.
상기 수납용기(160)는 바텀 커버(160b) 및 서포트 메인(160a)으로 이루어진다.
상기 바텀 커버(160b)는 바닥면 및 상기 바닥면으로부터 연장된 4개의 측벽으로 구성된다. 상기 바텀 커버(160b)의 4개의 측벽은 상기 서포트 메인(160a) 및 도광판(150)의 수납위치를 가이드하는 역할을 한다.
이때, 상기 바텀 커버(160b)와 서포트 메인(160a)은 후크 체결 등의 방식으로 서로 결합될 수 있다. 상기 백라이트 유닛(130)을 지지하는 서포트 메인(160a)의 단차부에는 액정표시패널(100)이 안착된다.
상기 액정표시패널(100)은 상기 서포트 메인(160a)의 단차부에서 패드부(145)에 의해 고정된다.
상기 백라이트 유닛(130)은 광을 발생하는 광원 어레이(170)와, 상기 광원 어레이(170)에서 발생된 광을 상기 액정표시패널(100)로 출사시키는 도광판(150)과, 상기 도광판(150)에서 출사된 광을 반사 및 집광시키는 반사 프리즘 시트(120)와, 상기 반사 프리즘 시트(120) 상부에 위치하여 상기 반사 프리즘 시트(120)를 보호하는 보호시트(110) 및 상기 도광판(150) 하부에 위치하여 상기 도광판(150) 하부에 진행하는 광을 반사시키는 반사판(180)을 포함한다.
상기 광원 어레이(170)는 인쇄회로기판(170a) 상에 실장된 적어도 하나 이상의 광원(170b)을 포함한다. 상기 광원(170b)은 광을 발생하는 발광 다이오드 칩과, 상기 발광 다이오드 칩 상부를 감싸는 렌즈부로 구성된 발광 다이오드 패키지의 형태로 이루어질 수 있다.
상기 도광판(150)은 광의 전반사 및 재료 내 흡수 손실을 최소화하기 위해 광굴절율 및 광 투과율이 높아야 하고, 특정 경도를 가지면서 신축성을 띠어 외력을 가했을 때 쉽게 구부러지며, 충분한 탄성을 가져서 구부러졌다가 외력이 제거되면 쉽게 복원되는 재료 특성이 요구된다.
이러한 특성을 모두 갖는 수지로서 고투명 실리콘이나 폴리우레탄 계열의 재료가 이용될 수 있다.
상기 반사판(180)은 상기 도광판(150)의 하부면에 마주보도록 배치되어 수납용기(160) 내에 수납된다. 상기 반사판(180)은 상기 도광판(150)으로 입사된 광 중 상기 도광판(150)의 하부로 출사된 광을 반사시킨다.
상기 반사 프리즘 시트(120)는 상기 도광판(150) 상부에 위치하며 상기 도광판(150)에서 출사된 광을 집광하는 프리즘 시트(120b)와, 상기 프리즘 시트(120b) 하부에 위치하는 프리즘 산(120c) 및 상기 프리즘 시트(120b) 상부에 위치하여 상기 프리즘 시트(120b)에서 집광된 광을 특정 방향으로 편광하는 편광시트(120a)를 포함한다.
상기 프리즘 시트(120b)는 PET 및 자외선 경화용 수지인 아크릴 레진(acryl resin)을 사용한다. 상기 프리즘 산(120c)은 광의 집광을 위해 상기 도광판(150)의 하부로 향하는 역프리즘 산 구조를 갖는다.
상기 프리즘 시트(120b)와 상기 편광시트(120a)는 도 4에 도시된 바와 같이 접착제(120d)를 통해 합지될 수 있다. 상기 도광판(150)으로부터 출사된 광은 상기 프리즘 산(120c)에 의해 일차 집광되고 상기 프리즘 시트(120b)에 의해 이차 집광되어 상기 편광시트(120a)로 출사된다.
상기 편광시트(120a)로 출사된 광 중 일부는 반사되어 상기 프리즘 시트(120b)로 재입사된다. 상기 프리즘 시트(120b)로 재입사된 광은 프리즘 산(120c)의 전반사로 인해 다시 상기 편광시트(120a)로 출사된다. 상기 편광시트(120a)로 출사된 광 중 상기 편광시트(120a)의 투과축과 일치하는 광은 상기 액정표시패널(100)로 제공되며 상기 편광시트(120a)의 투과축과 일치하지 않는 광은 반사되어 상기 프리즘 시트(120b)로 재입사된다.
이와 같이, 상기 도광판(150)으로부터 출사된 광의 일부는 상기 편광시트(120a)에 의해 액정표시패널(100)로 출사되고 나머지는 상기 프리즘 시트(120b)로 반사되어 상기 프리즘 산(120c)의 전반사로 인해 상기 편광시트(120a)로 입사되므로 손실되지 않고 집광되어 상기 액정표시패널(100)로 출사된다.
이로 인해, 상기 액정표시패널(100)로 출사되는 광의 량이 증가하여 휘도를 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 편광시트(120a)는 APF(Advanced Polarizer Film)으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 반사 프리즘 시트(120)는 APF로 이루어진 편광시트(120a)를 포함하여 상기 도광판(150)으로부터 출사된 광을 편광하므로 상기 액정표시패널(100)의 제2 기판(103)의 하부에는 하부 편광판이 별도로 구비되지 않는다.
즉, 상기 반사 프리즘 시트(120)의 편광시트(120a)가 기존의 하부 편광판의 역할을 대신하기 때문에 상기 하부 편광판을 별도로 구비하지 않을 수 있다.
도 3은 도 1의 액정표시장치의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치는 영상을 표시하는 액정표시패널(200)과, 상기 액정표시패널(200)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(도 1의 130)과, 상기 액정표시패널(200) 및 상기 백라이트 유닛(130)을 수납하는 수납용기(160) 및 이들을 감싸는 탑 케이스(190)를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치는 도 1의 액정표시장치 중 액정표시패널(200)과 백라이트 유닛(130)을 제외하고는 동일한 구성요소를 갖는다.
상기 액정표시패널(200)은 제1 기판(201)과, 상기 제1 기판(201)에 대향하는 제2 기판(203) 및 두 기판(201, 203) 사이에 형성된 액정층(도시하지 않음)으로 이루어진다. 또한, 상기 액정표시패널(200)은 상기 제1 기판(201) 상부에 위치하는 상부 편광판(202) 및 상기 제2 기판(203)의 하부에 위치하는 하부 편광판(204)을 더 포함한다.
상기 백라이트 유닛(130)은 광을 발생하는 광원 어레이(도 1의 170)와, 상기 광원 어레이(170)에서 발생된 광을 상기 액정표시패널(200)로 출사시키는 도광판(150)과, 상기 도광판(150)에서 출사된 광을 반사 및 집광시키는 반사 프리즘 시트(220)와, 상기 반사 프리즘 시트(220) 상부에 위치하여 상기 반사 프리즘 시트(220)를 보호하는 보호 시트(110) 및 상기 도광판(150) 하부에 위치하여 상기 도광판(150) 하부에 진행하는 광을 반사시키는 반사판(180)을 포함한다.
상기 반사 프리즘 시트(220)는 상기 도광판(150) 상부에 위치하며 상기 도광판(150)에서 출사된 광을 집광하는 프리즘 시트(220b)와, 상기 프리즘 시트(220b) 하부에 위치하는 프리즘 산(220c) 및 상기 프리즘 시트(220b) 상부에 위치하여 상기 프리즘 시트(220b)에서 집광된 광을 반사시키는 반사 편광 시트(220a)를 포함한다.
상기 반사 편광 시트(220a)는 상기 프리즘 시트(220b)에서 집광된 광의 휘도를 향상시키는 이중휘도개선필름(dual brightness enhanced film:DBEF)으로 이루어질 수 있다.
상기 프리즘 산(220c)은 광의 집광을 위해 상기 도광판(150)의 하부로 향하는 역프리즘 산 구조를 갖는다.
상기 프리즘 시트(220b)는 PET 및 자외선 경화용 수지인 아크릴 레진(acryl resin)을 사용한다.
상기 프리즘 시트(220b)와 상기 반사 편광 시트(220a)는 접착제를 통해 합지될 수 있다. 상기 도광판(150)으로부터 출사된 광은 상기 프리즘 산(220c)에 의해 전반사로 인해 특정 지향각으로 일차 집광되고 상기 프리즘 시트(220b)에 의해 이차 집광되어 상기 반사 편광 시트(220a)로 출사된다.
상기 반사 편광 시트(220a)로 출사된 광 중 일부는 반사되어 상기 프리즘 시트(220b)로 재입사된다. 상기 프리즘 시트(220b)로 재입사된 광은 상기 프리즘 산(220c)의 전반사로 인해 상기 반사 편광 시트(220a)로 출사된다. 상기 반사 편광 시트(220a)로 출사된 광 중 상기 반사 편광 시트(220a)의 투과축과 일치하는 광은 상기 액정표시패널(200)로 제공되며 상기 반사 편광 시트(220a)의 투과축과 일치하지 않는 광은 반사되어 상기 프리즘 시트(220b)로 재입사된다.
이와 같이, 상기 도광판(150)으로부터 출사된 광의 일부는 상기 반사 편광 시트(220a)에 의해 상기 액정표시패널(200)로 출사되고 나머지는 상기 프리즘 시트(220b)로 반사되어 상기 프리즘 산(220c)의 전반사로 인해 상기 반사 편광 시트(220a)로 입사되므로 손실되지 않고 집광되어 상기 액정표시패널(200)로 출사된다.
이로 인해, 상기 액정표시패널(20)로 출사되는 광의 량이 증가하여 휘도를 향상시킬 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
120, 220:반사 프리즘 시트 120a:편광시트
120b, 220b:프리즘 시트 120c, 220c:프리즘 산
220a:반사 편광 시트

Claims (10)

  1. 광을 발생하는 광원;
    상기 광원으로부터 방출된 광을 면광원 형태로 변환하여 특정 방향으로 이를 출사시키는 도광판; 및
    상기 도광판 상부에 위치하여 상기 도광판에서 출사된 광의 광학 특성을 변경하는 광학시트류;를 포함하고,
    상기 광학시트류는 상기 도광판 상부에 위치하며 상기 도광판에서 출사된 광을 집광하는 프리즘 시트와, 상기 프리즘 시트와 합지되어 상기 프리즘 시트에서 집광된 광의 일부를 반사 및 편광시키는 편광 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 프리즘 시트는 상기 도광판의 하부로 향하는 역프리즘 산을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 프리즘 시트와 상기 편광 시트는 접착제를 통해 합지되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 편광 시트는 APF(Advanced Polarizer Film)을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 편광 시트는 상기 프리즘 시트에서 집광된 광의 휘도를 개선하는 이중휘도개선필름(dual brightness enhanced film:DBEF)을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 광을 발생하는 광원;
    상기 광원으로부터 방출된 광을 면광원 형태로 변환하여 특정 방향으로 이를 출사시키는 도광판;
    상기 도광판 상부에 위치하여 상기 도광판에서 출사된 광의 광학 특성을 변경하는 광학시트류; 및
    상기 광학시트류에서 광학 특성이 변경된 광이 조사되어 화상을 표시하는 액정표시패널;을 포함하고,
    상기 광학시트류는 상기 도광판 상부에 위치하며 상기 도광판에서 출사된 광을 집광하는 프리즘 시트와, 상기 프리즘 시트와 합지되어 상기 프리즘 시트에서 집광된 광의 일부를 반사 및 편광시키는 편광 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 프리즘 시트는 상기 도광판의 하부로 향하는 역프리즘 산을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 프리즘 시트와 상기 편광 시트는 접착제를 통해 합지되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 편광 시트는 APF(Advanced Polarizer Film)을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 편광 시트는 상기 프리즘 시트에서 집광된 광의 휘도를 개선하는 이중휘도개선필름(dual brightness enhanced film:DBEF)을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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