KR0169383B1 - Back-lighting device for liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정 디스플레이용 백라이트 장치에 관한 것으로서, 광원이 있고, 광원의 한 쪽에 확산판이 설치되어 있으며, 확산판 밑에 확산판과 평행하게 설치되어 있는 도광판과 광원과 도광판을 에워싸는 반사막을 포함하는 액정 디스플레이용 백라이트 장치에서, 상기 광원과 상기 도광판 사이에 프리즘판이나 옵티칼 번들 쉬트를 삽입함으로써, 광원으로부터 방사형으로 진행하는 빛이 프리즘판이나 옵티칼 번들 쉬트를 통과하면서 평행하게 진행하도록 하여, 도광판의 전역에 동량의 빛이 도달하고 따라서, 백라이트의 휘도의 균일성을 높여 주는 액정 디스플레이용 백라이트 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a backlight device for a liquid crystal display, comprising a light source, a light diffusion plate disposed on one side of the light source, a light guide plate disposed parallel to the diffusion plate under the diffusion plate, and a light source and a reflective film surrounding the light guide plate. In the backlight device for a light, by inserting a prism plate or an optical bundle sheet between the light source and the light guide plate, the light traveling radially from the light source proceeds in parallel while passing through the prism plate or optical bundle sheet, the same amount throughout the light guide plate The present invention relates to a backlight device for a liquid crystal display that the light of the light reaches and thus improves the uniformity of the brightness of the backlight.
Description
제1도는 종래의 액정 디스플레이용 백라이트의 분해사시도이고,1 is an exploded perspective view of a backlight for a conventional liquid crystal display,
제2도는 종래의 액정 디스플레이용 백라이트의 단면도이고,2 is a cross-sectional view of a backlight for a conventional liquid crystal display,
제3도는 본 발명의 옵티칼 번들 쉬트를 포함하는 액정 디스플레이용 백라이트의 분해 사시도이고,3 is an exploded perspective view of a backlight for a liquid crystal display including the optical bundle sheet of the present invention,
제4도는 본 발명의 옵티칼 번들 쉬트를 포함하는 액정 디스플레이용 백라이트의 단면도이고,4 is a cross-sectional view of a backlight for a liquid crystal display including the optical bundle sheet of the present invention,
제5도는 본 발명의 옵티칼 번들 쉬트의 확대 사시도이고,5 is an enlarged perspective view of the optical bundle sheet of the present invention,
제6도는 본 발명의 프리즘판을 포함하는 액정 디스플레이용 백라이트의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of a backlight for a liquid crystal display including the prism plate of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 광원 2 : 반사막1: light source 2: reflective film
3 : 도광판 4 : 확산판3: light guide plate 4: diffuser plate
5 : 옵티칼 번들 쉬트 6 : 광섬유5: optical bundle sheet 6: optical fiber
7 : 프리즘판7: prism plate
본 발명은 액정 디스플레이(LCD:liquid crystal display)용 백라이트(backlight)장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프리즘판이나 옵티칼 번들 쉬트(optical bundle sheet)를 포함하여 휘도의 균일성을 높이는 백라이트 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a backlight device for a liquid crystal display (LCD), and more particularly, to a backlight device including a prism plate or an optical bundle sheet to increase luminance uniformity. will be.
일반적으로 백라이트 장치는 액정 패널(panel)을 비추는 장치로서 현재 백라이트 장치에 포함되는 요소로서는 광원, 반사판, 도광판, 확산판이 있고, 액정표시 소자의 광효율을 높이기 위하여 프리즘(prism)을 사용하고 있다.BACKGROUND ART In general, a backlight device is a device for illuminating a liquid crystal panel. The elements included in the backlight device include a light source, a reflector, a light guide plate, and a diffusion plate, and a prism is used to increase the light efficiency of the liquid crystal display device.
백라이트 장치의 요구조건으로서는 면휘도가 커서 1000nit 이상의 밝기를 내야하며, 2watt 이하의 낮은 소비전력과 판넬의 두께가 0.8 ∼ 0.9mm 이하, 무게는 500g 이하이어야 한다. 또한 광시야각 및 휘도의 균일성이 좋아야 하며, 제조 가격이 저렴하여야 한다.As a requirement of the backlight device, the surface brightness is large, and the brightness should be more than 1000 nits. Low power consumption of less than 2 watts, the thickness of the panel should be less than 0.8 to 0.9 mm, and the weight should be less than 500 g. In addition, the uniformity of the wide viewing angle and luminance should be good, and the manufacturing price should be low.
이러한 성능을 만족시키기 위해 각종 백라이트 장치가 제안 되고 있다.Various backlight devices have been proposed to satisfy these performances.
주로 사용되는 백라이트 장치로는 EL(electro-luminescent display)과 형광램프가 있는데, 이 중 EL은 고체 장치로서 박형, 경량, 유연하다는 장점이 있으나, 휘도가 낮고 수명이 짧다는 문제점이 있어 LCD TV나 차량용 표시 장치에는 본격적으로 이용되지 못하고 있다.Commonly used backlight devices include EL (electro-luminescent display) and fluorescent lamps. Among them, EL is a solid-state device, which is thin, lightweight, and flexible, but has low luminance and short lifespan. It is not used in earnest for a vehicle display apparatus.
형광 램프는 직관 또는 U자형 형광 램프와 평판형 형광 램프가 있고, 직관 또는 U자형 형광 램프에는 조명 방식에 따라 반사판 방식과 도광판 방식이 있다.The fluorescent lamp includes a straight tube or U-shaped fluorescent lamp and a flat fluorescent lamp, and the straight tube or U-shaped fluorescent lamp includes a reflecting plate method and a light guide plate method according to an illumination method.
반사판 방식의 형광 램프에서는 광원의 하부에 거울과 같은 반사판이 적당한 형태로 설치되어 있고, 광원의 상부에는 빛의 휘도의 균일성을 향상하기 위하여 광원의 위치에 따라 투과율을 바꾸는 광스크린이 있으며, 그 위를 휘도의 균일성을 향상하기 위하여 확산 투과성의 확산판이 설치되어 있다. 이러한 반사판 방식의 형광 램프는 휘도를 높일 수 있어 좋으나 두께가 두껍다는 점과 휘도의 균일성이 좋지 않다는 점이 단점으로 지적되어 있는 반면에, 이러한 반사판 방식의 형광 램프와 직관 형광 램프에 의한 도광체 방식은 두께가 얇고, 빛의 이용 효율이 좋지 않아 휘도상에서는 불리하지만, 휘도의 균일성면에서는 우수하다.In the fluorescent lamp of the reflector type, a reflector such as a mirror is installed at the lower part of the light source, and at the upper part of the light source, there is an optical screen which changes the transmittance according to the position of the light source to improve the uniformity of the brightness of the light. In order to improve the uniformity of the brightness, the diffusion plate of diffusion permeability is provided. Such a reflector type fluorescent lamp can improve the brightness, but it is pointed out as a disadvantage that the thickness is thick and the uniformity of the brightness is poor, while the light guide method by the reflector type fluorescent lamp and the linear fluorescent lamp. Although the thickness is thin and the utilization efficiency of light is not good, it is disadvantageous in terms of luminance, but is excellent in terms of uniformity of luminance.
그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 도광판 방식의 액정 디스플레이용 백라이트 장치에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.Next, a light guide plate type backlight device for a liquid crystal display will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
제1도는 도광판을 이용한 종래의 액정 디스플레이용 백라이트 장치의 분해 사시도이고, 제2도는 그 단면도이다.1 is an exploded perspective view of a conventional backlight device for a liquid crystal display using a light guide plate, and FIG. 2 is a cross-sectional view thereof.
제1도에 도시한 바와 같이 도광판을 이용한 종래의 액정 디스플레이용 백라이트 장치에는 도광판(3)이 있고, 도광판(3)의 측면에 도광판(3)으로 빛을 전달하는 광원(1)이 있고, 또한 도광판(3)의 한 면에 도광판(3)과 수평하게 확산판(4)이 있어 도광판(3)의 한 면에 도광판(3)과 수평하게 확산판(4)이 있어 도광판(3)으로부터 전달받은 빛을 확산한다. 그리고 광원(1)은 반사막(2)로 싸여 있어, 빛이 사방으로 퍼져 나가는 것이 방지되고, 도광판으로 전달되는 빛의 양이 최대가 된다.As shown in FIG. 1, a conventional liquid crystal display backlight device using a light guide plate includes a light guide plate 3, a light source 1 that transmits light to the light guide plate 3 on the side of the light guide plate 3, and One side of the light guide plate 3 has a diffuser plate 4 horizontally with the light guide plate 3 so that one side of the light guide plate 3 has a diffuser plate 4 horizontally with the light guide plate 3 and is transmitted from the light guide plate 3. Spread the received light. And the light source 1 is wrapped by the reflecting film 2, light is prevented from spreading in all directions, and the quantity of light transmitted to the light guide plate becomes the maximum.
제2도에서 보듯이 광원(1)에서 나온 빛이 직접 혹은 반사막(2)에 의하여 반사되어 도광판(3)에 도달되고, 도광판(3)에 도달된 빛은 다시 확산판(4)으로 전달, 확산판(4)을 통하여 확산된다.,As shown in FIG. 2, light from the light source 1 is directly or reflected by the reflective film 2 to reach the light guide plate 3, and the light reaching the light guide plate 3 is transmitted to the diffuser plate 4 again. Is diffused through the diffusion plate 4,
이러한 도광판을 이용한 종래의 액정 디스플레이용 백라이트 장치에서는 광원을 반사막으로 에워싸서 광원으로부터 나온 빛의 이용 효율을 높여, 휘도를 높여 주고, 도광판과 확산판의 측면에 광원을 설치하여 도광판과 확산판이 존재할 수 있는 두께만을 이용하여 광원을 설치할 수 있어 백라이트 장치의 박형화를 도모하고, 휘도의 균일성을 높여 준다.In a conventional backlight device for a liquid crystal display using such a light guide plate, a light guide plate and a diffuser plate may exist by enclosing the light source with a reflective film to increase the use efficiency of the light emitted from the light source, thereby increasing luminance, and installing a light source on the side of the light guide plate and the diffusion plate. The light source can be installed using only the thick thickness, so that the backlight device can be thinned and the luminance uniformity is improved.
그러나, 이러한 종래의 도광판을 이용한 액정 디스플레이용 백라이트 장치는 광원에서 나오는 빛이 방사형으로 직진하여 광원으로부터 떨어진 거리에 따라 휘도가 달라진다는 문제점을 가지고 있다.However, the liquid crystal display backlight device using the conventional light guide plate has a problem in that the luminance is changed depending on the distance from the light source to the light emitted straight from the light source.
본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광원으로부터 떨어진 거리에 관계없이 휘도가 균일하게 하는 액정 디스플레이용 백라이트장치를 제공하는 데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a liquid crystal display backlight device having a uniform brightness regardless of a distance from a light source.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프리즘판이나 옵티칼 번들 쉬트를 포함하는 액정 디스플레이용 백라이트 장치는, 빛을 내는 광원, 상기 광원과 거리를 두고 설치되어 있으며 상기 광원의 빛을 받아들이는 도광판, 상기한 광원과 도광판 사이에 설치되어 있으며 상기 도광판 안으로 입사되는 빛이 평행하게 진행되도록 상기 광원으로부터 나오는 빛을 유도하는 옵티칼 번들 쉬트를 포함하고 있다.In order to achieve the above object, a liquid crystal display backlight device including a prism plate or an optical bundle sheet according to the present invention includes a light source that emits light, a light guide plate that is provided at a distance from the light source, and receives the light of the light source. The optical bundle sheet is disposed between the light source and the light guide plate and guides light from the light source so that light incident into the light guide plate proceeds in parallel.
본 발명에 따른 이러한 프리즘판이나 옵티칼 번들 쉬트를 포함하는 액정 디스플레이용 백라이트 장치에서는 광원에서 방사형으로 진행하는 빛이 옵티칼 번들 쉬트를 통과하면서 평행하게 진행하여 도광판에 전달되므로 도광판 전역에 걸쳐 동량의 빛이 절달되어 휘도의 균일성을 높이게 된다.In the backlight device for a liquid crystal display including the prism plate or the optical bundle sheet according to the present invention, since the light traveling radially from the light source passes through the optical bundle sheet and passes in parallel to the light guide plate, the same amount of light is distributed throughout the light guide plate. It is delivered to increase the uniformity of the brightness.
그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 장치를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.Then, the backlight device according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the present invention.
제3도는 본 발명의 실시예에 따른 옵티칼 번들 쉬트를 포함하는 액정 디스플레이용 백라이트 장치의 분해 사시도이고, 제4도는 그 단면도이다.3 is an exploded perspective view of a backlight device for a liquid crystal display including an optical bundle sheet according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view thereof.
제3도에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 른 옵티칼 번들 쉬트를 포함하는 액정 디스플레이용 백라이트 장치에서는 광원(1)이 있고, 광원의 한쪽에 확산판(4)이 설치되어 있어 빛을 확산하고, 확산판(4) 밑에 확산판(4)과 평행하게 설치되어 있는 도광판(3)은 광원(1) 로부터 나온 빛을 확산판(4)으로 전달한다.As shown in FIG. 3, in the backlight device for a liquid crystal display including the optical bundle sheet according to the embodiment of the present invention, there is a light source 1, and a diffuser plate 4 is provided on one side of the light source to diffuse light. Then, the light guide plate 3 provided in parallel with the diffuser plate 4 under the diffuser plate 4 transmits the light from the light source 1 to the diffuser plate 4.
또한, 광원(1)과 도광판(3) 사이에, 옵티칼 번들 쉬트(5)가 도광판(3)과 수직으로 설치되어 있어, 광원(1)으로부터 방사형으로 방출되는 빛이 옵티칼 번들 쉬트(5)를 통과하면서 평행하게 진행하여 도광판(3)으로 전달됨으로써, 도광판(3) 전역에 동량의 빛이 도달되고, 확산판(4)을 통하여 확산되는 빛의 양이 광원(1)으로부터 떨어진 거리에 관계없이 같게 되어 휘도의 균일성이 높아진다.In addition, an optical bundle sheet 5 is disposed perpendicularly to the light guide plate 3 between the light source 1 and the light guide plate 3, so that light emitted radially from the light source 1 is transferred to the optical bundle sheet 5. By passing in parallel and passing through the light guide plate 3, the same amount of light reaches the entire light guide plate 3, and the amount of light diffused through the diffuser plate 4 is independent of the distance from the light source 1. It becomes the same, and uniformity of brightness becomes high.
그리고, 광원(1)으로부터 도광판(3)에까지 에워싼 반사막(2)은 광원(2)으로부터 나온 빛이 확산판(4)을 통과하지 않고 외부로 방출되는 것을 차단하고, 도광판(3)을 통하여 확산판(4)으로 전달하여, 광 이용 효율을 높이 전체적인 휘도를 높여 준다.The reflective film 2 enclosed from the light source 1 to the light guide plate 3 blocks the light emitted from the light source 2 from being emitted to the outside without passing through the diffuser plate 4 and through the light guide plate 3. By transmitting to the diffusion plate 4, the light utilization efficiency is increased to increase the overall brightness.
제4도에서 보듯이 광원(1)으로부터 나온 빛이 직접, 혹은 반사막(2)에 반사되어 옵티칼 번들 쉬트(5)를 통과하게 되고, 옵티칼 번들 쉬트(5)를 통과한 빛은 평행하게 진행되어 도광판(3)의 각 부분에 고르게 도달되어 확산판(4)을 통해 확산된다.As shown in FIG. 4, light from the light source 1 is directly or reflected by the reflective film 2 to pass through the optical bundle sheet 5, and the light passing through the optical bundle sheet 5 proceeds in parallel. Each part of the light guide plate 3 is evenly distributed and diffused through the diffusion plate 4.
또한, 확산판에 평행하게 프리즘판을 설치하면 확산판의 법선 방향으로 빛의 확산을 증가시켜 휘도를 높일 수 있다.In addition, if the prism plate is provided in parallel with the diffuser plate, the luminance of light may be increased by increasing light diffusion in the normal direction of the diffuser plate.
제5도는 옵티칼 번들 쉬트의 확대 사시도이다.5 is an enlarged perspective view of the optical bundle sheet.
제5도에서 보듯이 옵티칼 번들 쉬트는 다수의 광섬유(optical fiber)(6)가 평평한 판에 매트릭스(matrix) 모양으로 배열되어 있어, 광원(1)에서 나온 빛이 광섬유(6)를 통과하면서 평행하게 진행된다.As shown in FIG. 5, the optical bundle sheet has a plurality of optical fibers 6 arranged in a matrix on a flat plate so that light emitted from the light source 1 passes through the optical fibers 6 in parallel. Proceeds.
제6도는 프리즘을 포함하는 액정 디스플레이용 백라이트 장치의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of a backlight device for a liquid crystal display including a prism.
제6도에서 보듯이 다수의 광섬유(6)를 포함하는 옵티칼 번들 쉬트(5)에서 옵티칼 번들 쉬트(5)를 프리즘판(7)으로 대체하여도 빛을 평행하게 진행시켜도 옵티칼 번들 쉬트(5)를 이용하는 것과 마찬가지로 휘도의 균일성을 높일 수 있다.As shown in FIG. 6, in the optical bundle sheet 5 including the plurality of optical fibers 6, the optical bundle sheet 5 may be moved in parallel even when the optical bundle sheet 5 is replaced by the prism plate 7. Similarly, the uniformity of luminance can be increased.
제5도나 제6도에서의 옵티칼 번들 쉬트(5)나 프리즘판(7)의 두께는 0.2 ∼ 1mm로 하면 휘도의 균일성을 높인다는 효과를 가지면서도 백라이트 장치의 무게나 크기면에서도 경량, 박형화를 얻을 수 있다는 장점이 있다.The optical bundle sheet 5 or the prism plate 7 in FIGS. 5 and 6 has a thickness of 0.2 to 1 mm, which improves the uniformity of brightness, and is light and thin in terms of weight and size of the backlight device. There is an advantage that can be obtained.
따라서, 본 발명에 따른 프리즘판이나 옵티칼 번들 쉬트를 포함하는 액정 디스플레이용 백라이트 장치는 반사막과 확산판을 설치하여 빛의 이용 효율을 높여 전체적인 휘도를 높이고, 프리즘판이나, 광섬유를 매트릭스 모양으로 배열한 옵티칼 번들 쉬트를 광원과 도광판 사이에 설치하여 광원으로부터 나오는 빛이 옵티칼 번들 쉬트를 통과하면서 평행하게 진행하도록 하여, 도광판 전역에 동량의 빛이 전달됨으로써 휘도의 균일성을 높여주는 효과가 있다.Therefore, the liquid crystal display backlight device including the prism plate or the optical bundle sheet according to the present invention is provided with a reflecting film and a diffuser plate to increase the use efficiency of light to increase the overall brightness, and to arrange the prism plate or optical fiber in a matrix form. An optical bundle sheet is installed between the light source and the light guide plate so that the light from the light source passes in parallel while passing through the optical bundle sheet, thereby increasing the uniformity of luminance by transmitting the same amount of light throughout the light guide plate.
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Also Published As
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