KR100438524B1 - 백라이트 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 편광시이트를 제거하면서 40°의 반치각을 만족하도록 한 백라이트 유닛에 관한 것이다.

본 발명의 백라이트 유닛은 광빔을 발생하는 램프와, 측면에 마련된 입광부를 통해 상기 램프로부터 입사되는 상기 광빔의 진행방향을 변환하는 도광판과, 상기 도광판 하부에 배치되어 상기 도광판의 하면 및 측면으로 진행하는 상기 광빔을 상면 쪽으로 반사시키는 반사판과, 상기 도광판을 경유한 광빔을 확산시키는 평판 형태의 확산시트와, 상기 확산시트를 경유한 광빔의 진행방향을 조절하는 프리즘 시트를 가지며, 상기 프리즘 시트는, 상기 광빔을 집광시키는 집광필름과, 상기 집광필름의 상면에 형성되는 다수의 렌티큘러층과, 상기 집광필름의 하면에 일정한 간격으로 형성되고 상기 확산시트를 경유하는 광빔을 산란시키는 다수의 산란렌즈들을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 프리즘 시트와 확산시트의 구성을 달리함으로써 편광시트없이 백라이트 유닛을 제조할 수 있게 된다. 이로써 본 발명의 백라이트 유닛은 시트류의 사용이 줄어들어 광효율이 향상됨과 아울러 제조비용이 저감되게 된다.

Description

백라이트 유닛{BackLight Unit}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 편광시이트를 제거하면서도 40°의 반치각을 만족하도록 한 백라이트 유닛에 관한 것이다.

통상적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display; 이하 "LCD"라 함)는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 액정셀들과 이들 액정셀들 각각에 공급될 비디오 신호를 절환하기 위한 다수의 제어용 스위치들로 구성된 액정패널에 의해 백라이트 유닛(Back Light Unit)에서 공급되는 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.

도 1은 종래기술에 따른 백라이트 유닛을 상세히 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 백라이트 유닛은 입광부를 경유한 광빔을 안내하는 도광판(4)과, 도광판(4)의 하부에 위치하여 도광판(4)의 하면 및 측면으로 진행하는 광빔을 상면쪽으로 반사시키는 반사판(2)과, 도광판(4)을 경유한 광빔을 확산시키는 확산시트(6)와, 확산시트(6)를 경유한 광빔의 진행방향을 조절하는 프리즘 시트(8)와, 프리즘 시트(8)를 경유한 광빔을 선택적으로 투과시키는 편광시트(10)를 구비한다. 입광부는 광빔을 발생하는 램프(14)와, 램프(14)를 실장함과 아울러 램프(22)의 광빔을 도광판(4)으로 반사시키는 램프하우징(16)으로 구성된다. 입광부에서 발생된 광빔은 도광판(4)의 하면에 형성된 인쇄식 패턴이 마련되어 입광부를 경유한 광빔의 전반사 조건이 만족하지 않도록 하여 광빔이 상면쪽으로 균일하게 진행되도록 한다. 이때, 도광판(4)의 하면 및 측면으로 진행한 광빔은 반사판(2)에 반사되어 상면쪽으로 진행하게 된다. 도광판(4)을 경유한 광빔은 확산시트(6)에 의해 전영역으로 확산되게 된다. 한편, 액정패널(12)에 입사되는 광빔은 수직을 이룰 때 광효율이 커지게 된다. 이를 위해, 도광판(4)에서 출사된 광빔의 진행각도를 액정패널(12)과 수직을 이루도록 프리즘 시트(8) 및 편광시트(10)를 적층한다. 도 1에 도시된 바와같이 프리즘 시트(8)를 경유한 광빔은 편광시트(10)를 경유하여 액정패널에 입사되게 된다.

편광시트(10)에는 이중 광도 증대막(Double Brightness Enhancement Film ;DBEF)-D 물질과 같은 선형 반사 편광 물질로 피복되어 있기 때문에 때로는 미러(Mirror)로서, 때로는 영상 스크린으로서 작용 가능하다. 선형 반사 편광 물질은 한 방향(투과방향)으로 선형 편광된 거의 모든 빛을 투과시키고 상기 투과 방향에 수직한 방향으로 선형편광된 거의 모든 빛을 반사하게 된다.

도 2는 도 1의 프리즘 시트를 상세히 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 종래의 프리즘 시트는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(PET)로 구성된 집광필름(8b)과, 집광필름(8b) 상면에 소정방향으로 연장된 렌티큘러층(8a)을 구비한다. 집광필름(8b)은 165㎛ 두께로 형성되고, 렌티큘러층(8a)은 다수의 선형 프리즘으로 이루어져 있다. 각각의 프리즘은 정점과 정점으로부터 경사진 두 개의 면을 가지고 있다. 이웃하는 두 프리즘의 정점간 거리, 즉 피치(P)는 50㎛이고, 두 경사면 사이의 정점각(산 각도, θ)는 90°이다.

그러나, 이경우 고가의 편광시이트를 사용함에 따른 제조원가 및 공정수가 증가하는 단점이 있게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 편광시이트를 사용하지 않고도 40°반치각을 확보할 수 있도록 한 백라이트 유닛을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 백라이트 유닛의 구성을 도시한 단면도.

도 2는 도 1의 프리즘 시트를 상세히 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 백라이트 유닛의 구성을 도시한 단면도.

도 4는 도 3에서의 확산 시트를 나타내는 도면.

도 5는 도 3에 도시된 프리즘 시트의 다른 형태를 나타내는 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

2,32 : 반사판 4,34 : 도광판

6,36 : 확산시트 8,38 : 프리즘 시트

10 : 편광시트 12,40 : 액정패널

14,44 : 램프 16,46 : 램프하우징

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 백라이트 유닛은 광빔을 발생하는 램프와, 측면에 마련된 입광부를 통해 상기 램프로부터 입사되는 상기 광빔의 진행방향을 변환하는 도광판과, 상기 도광판 하부에 배치되어 상기 도광판의 하면 및 측면으로 진행하는 상기 광빔을 상면 쪽으로 반사시키는 반사판과, 상기 도광판을 경유한 광빔을 확산시키는 평판 형태의 확산시트와, 상기 확산시트를 경유한 광빔의 진행방향을 조절하는 프리즘 시트를 가지며, 상기 프리즘 시트는, 상기 광빔을 집광시키는 집광필름과, 상기 집광필름의 상면에 형성되는 다수의 렌티큘러층과, 상기 집광필름의 하면에 일정한 간격으로 형성되고 상기 확산시트를 경유하는 광빔을 산란시키는 다수의 산란렌즈들을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 백라이트 유닛의 상기 확산시트는 81.4% 정도의 헤이즈(Haze)와, 64.5% 정도의 분광 투과율 및 77.6% 정도의 전광선 투과율을 가지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(PET) 필름인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 백라이트 유닛에서 상기 확산시트의 두께는 113㎛ 정도인 것을 특징으로 한다.

상기 백라이트 유닛의 상기 다수의 렌티큘러층은 돔형 및 삼각형 중 어느 하나의 단면 형태를 가지는 프리즘인 것을 특징으로 한다.

상기 백라이트 유닛의 상기 프리즘 시트는 40°이상의 반치각을 가지도록 165㎛ 정도의 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 목적외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명 하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 입광부를 경유한 광빔을 안내하는 도광판(34)과, 도광판(34)의 하부에 위치하여 도광판(34)의 하면 및 측면으로 진행하는 광빔을 상면쪽으로 반사시키는 반사판(32)과, 도광판(34)을 경유한 광빔을 확산시키는 확산시트(36)와, 확산시트(36)를 경유한 광빔의 진행방향을 조절하는 프리즘 시트(38)를 구비한다. 또한 프리즘 시트(38) 하면에는 매트 조직(Matte Texture)을 갖도록 처리되었다. 매트(Matte) 면은 스펙트럼 반사를 감소하는 즉, 빛의 산란을 향상시키는 작용을 한다.

입광부는 광빔을 발생하는 램프(44)와, 램프(44)를 실장함과 아울러 램프(44)의 광빔을 도광판(34)으로 반사시키는 램프하우징(46)으로 구성된다. 입광부에서 발생된 광빔은 도광판(34)의 하면에 형성된 인쇄식 패턴이 마련되어 입광부를 경유한 광빔의 전반사 조건이 만족하지 않도록 하여 광빔이 상면쪽으로 균일하게 진행되도록 한다. 이때, 도광판(34)의 하면 및 측면으로 진행한 광빔은 반사판(32)에 반사되어 상면쪽으로 진행하게 된다. 도광판(34)을 경유한 광빔은 확산시트(36)에 의해 전영역으로 확산되게 된다. 한편, 액정패널(40)에 입사되는 광빔은 수직을 이룰 때 광효율이 커지게 된다. 이를 위해 도광판(34)에서 출사된 광빔의 진행각도를 액정패널(40)과 수직을 이루도록 확산시트(36) 및 프리즘 시트(38)를 형성하고, 확산시트(36) 및 프리즘 시트(38)를 경유한 광빔은 액정패널(40)에입사되게 된다.

도 4는 도 3에 도시된 확산시트를 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 확산시트(36)는 도광판(34) 상의 표시부에 부착되며, 반사판(32)에서 반사된 광의 휘도를 균일화함과 아울러 확산 광에 의한 광 방출 방향을 확장시키는 역할을 한다. 확산시트(36)의 재질로는 광확산력이 우수하며 고휘도화에 적합한 폴리에스테르(PET) 수지가 사용된다. 점착 처리된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(PET) 필름 상에는 표면 확산 능력을 높이기 위한 표면 확산층(도시하지 않음)이 도포되어 있다. 이러한 확산시트(36)의 두께는 113㎛ 정도이며, 헤이즈(Haze)는 81.4% 정도이다. 또한 확산시트(36)의 분광 투과율은 64.5% 정도이고, 전광선 투과율은 77.6% 정도이다.

프리즘 시트(38)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(PET)로 구성된 집광필름(38b)과, 집광필름(38b)의 상면에 소정방향으로 연장된 렌티큘러층(38a)과, 집광필름(38b)의 하면에 일정한 간격을 가지도록 렌즈 형태로 형성되는 다수의 매트 조직(Matte Texture)층(38c)을 구비한다. 집광필름(38b)은 165㎛ 두께로 형성되고, 렌티큘러층(38a)은 다수의 삼각형 프리즘으로 이루어져 있다. 각각의 프리즘은 정점과 정점으로부터 경사진 두 개의 경사면을 가지고 있다. 이웃하는 두 프리즘의 정점간 거리, 즉 피치(P)는 50㎛이고, 두 경사면 사이의 정점각(산 각도, θ)은 90°이다. 또한, 매트 조직층(38c)은 빛의 산란을 향상시키는 역할을 한다. 이러한 구성을 통하여 본 발명에 따른 프리즘 시트(38)는 광빔을 집속시킴과 아울러 편광시트의 한 방향(투과방향)으로 선형 편광된 거의 모든 빛을 투과시키고, 상기 투과 방향에 수직한 방향으로 선형편광된 거의 모든 빛을 반사하도록 하는 특성을 가지도록 한다.한편, 본 발명에서 다른 형태의 프리즘 시트(38)는 도 5에 도시된 바와 같이 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(PET)로 구성된 집광필름(38b)과, 집광필름(38b)의 상면에 소정방향으로 연장된 렌티큘러층(38a)과, 집광필름(38b)의 하면에 일정한 간격을 가지도록 렌즈 형태로 형성되는 다수의 매트 조직(Matte Texture)층(38c)을 구비한다. 집광필름(38b)은 165㎛ 두께로 형성되고, 렌티큘러층(38a)은 다수의 돔형 프리즘으로 이루어져 있다. 각각의 돔형 프리즘은 정점과 정점으로부터 완만하게 경사진 두 개의 경사면을 가지고 있다. 이웃하는 두 프리즘의 정점간 거리, 즉 피치(P)는 50㎛이다. 또한, 매트 조직층(38c)은 빛의 산란을 향상시키는 역할을 한다. 이러한 구성을 통하여 본 발명에 따른 프리즘 시트(38)는 광빔을 집속시킴과 아울러 편광시트의 한 방향(투과방향)으로 선형 편광된 거의 모든 빛을 투과시키고, 상기 투과 방향에 수직한 방향으로 선형편광된 거의 모든 빛을 반사하도록 하는 특성을 가지도록 한다.

상술한 바와같이, 본 발명의 백라이트 유닛은 프리즘 시트와 확산시트의 구성을 달리함으로써 편광시트 없이 40°이상의 반치각을 가지는 백라이트 유닛을 제조할 수 있게 된다. 이로써 본 발명의 백라이트 유닛은 시트류의 사용이 줄어들어 광효율이 향상됨과 아울러 제조비용이 저감되게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자 라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (5)

1. 광빔을 발생하는 램프와,

   측면에 마련된 입광부를 통해 상기 램프로부터 입사되는 상기 광빔의 진행방향을 변환하는 도광판과,

   상기 도광판 하부에 배치되어 상기 도광판의 하면 및 측면으로 진행하는 상기 광빔을 상면 쪽으로 반사시키는 반사판과,

   상기 도광판을 경유한 광빔을 확산시키는 평판 형태의 확산시트와,

   상기 확산시트를 경유한 광빔의 진행방향을 조절하는 프리즘 시트를 가지며,

   상기 프리즘 시트는,

   상기 광빔을 집광시키는 집광필름과,

   상기 집광필름의 상면에 형성되는 다수의 렌티큘러층과,

   상기 집광필름의 하면에 일정한 간격으로 형성되고 상기 확산시트를 경유하는 광빔을 산란시키는 다수의 산란렌즈들을 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 확산시트는 81.4% 정도의 헤이즈(Haze)와, 64.5% 정도의 분광 투과율 및 77.6% 정도의 전광선 투과율을 가지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(PET) 필름인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 확산시트의 두께는 113㎛ 정도인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 다수의 렌티큘러층은 돔형 및 삼각형 중 어느 하나의 단면 형태를 가지는 프리즘인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 프리즘 시트는 40°이상의 반치각을 가지도록 165㎛ 정도의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.