KR100720990B1 - 프리즘시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LCD 패널에 입사되는 빛의 효율을 향상시키는 프리즘시트에 관한 것이다. 상기 프리즘시트는 프리즘지지부 및 프리즘형상부를 포함한다. 상기 프리즘형상부는 상기 프리즘지지부의 일측면 위에 형성되는 제 1 서브 프리즘형상부들; 상기 제 1 서브 프리즘형상부들과 맞물리는 형상을 가지는 제 2 서브 프리즘형상부들; 및 상기 각 제 1 서브 프리즘형상부들의 일측면과 이에 대응하는 제 2 서브 프리즘형상부의 일측면 사이에 형성되는 금속층들을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 프리즘시트가 금속층들을 포함하므로, 백라이트 유닛에서 LCD 패널로 입사되는 빛의 효율이 향상된다.
프리즘시트, 금속층, 백라이트 유닛

Description

프리즘시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛{PRISM SHEET AND BACKLIGHT UNIT INCLUDING THE SAME}
도 1은 일반적인 액정 표시 장치를 도시한 블록도이다.
도 2a는 종래의 백라이트 유닛을 도시한 사시도이다.
도 2b는 도 2a의 백라이트 유닛의 동작 과정을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 평면도이다.
도 4는 도 3의 백라이트 유닛을 도시한 사시도이다.
도 5는 도 3의 백라이트 유닛의 동작 과정을 도시한 단면도이다.
본 발명은 프리즘시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LCD 패널에 입사되는 빛의 효율을 향상시키는 프리즘시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 액정 표시 장치를 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 액정 표시 장치는 액정 표시 패널(100, 이하 "LCD 패널"이라 함) 및 백라이트 유닛(102)을 포함한다.
LCD 패널(100)은 백라이트 유닛(102)으로부터 제공된 빛을 이용하여 소정 이미지를 디스플레이한다.
도 2a는 종래의 백라이트 유닛을 도시한 사시도이다.
도 2a를 참조하면, 백라이트 유닛(102)은 광원부(200), 프리즘도광판(206), 반사시트(210) 및 광학필름(212)을 포함한다.
광원부(200)는 광원(202) 및 실장부(204)를 포함한다.
광원(202)에서 발생된 빛은 실장부(204)에 의해 반사되어 프리즘도광판(206)으로 입사되며, 그런 후 상기 입사된 빛은 프리즘도광판(206)을 통과한 후 광학필름(212)으로 진행된다.
광학필름(212)은 프리즘시트(214) 및 보호시트(216)를 포함한다.
프리즘시트(214)는 역프리즘시트로서, 프리즘도광판(206)으로부터 진행된 빛을 LCD 패널(100) 방향으로 집광시킨다.
보호시트(216)는 프리즘시트(214)에 의해 집광된 빛을 확산시킨다.
도 2b는 도 2a의 백라이트 유닛의 동작 과정을 도시한 단면도이다.
도 2b를 참조하면, 프리즘시트(214)는 프리즘지지부(220) 및 프리즘형상부들(222)을 포함한다.
프리즘지지부(220)는 프리즘형상부들(222)를 지지한다.
프리즘형상부들(222)은 프리즘지지부(220)의 일측면 위에 형성된다.
이하, 백라이트 유닛(102)의 동작 과정을 상술하겠다.
우선, 광원(202)으로부터 발생된 빛 중 대부분의 빛(L1, 이하 "주광"이라 함)의 동작 과정을 상술하겠다.
주광(L1)은 프리즘도광판(206)을 통과한 후 제 1 각도(예를 들어, 25°)를 가지고 프리즘형상부(222)의 일측면에 입사되며, 그런 후 프리즘형상부(222)의 타측면에 의해 LCD 패널(100) 방향으로 집광된다.
다음으로, 상기 발생된 빛 중 상기 제 1 각도보다 상당히 작은 각도를 가지는 빛(L2, 이하 "보조광"이라 함)의 동작 과정을 상술하겠다.
보조광(L2)은 프리즘도광판(206)을 통과한 후 프리즘형상부(222)의 일측면에 입사되며, 그런 후 프리즘형상부(222)의 타측면에 의해 프리즘도광판(206) 방향으로 굴절된다.
요컨대, 종래의 백라이트 유닛에서, 주광(L1)은 LCD 패널(100) 방향으로 집광되나, 보조광(L2)은 프리즘도광판(206) 방향으로 굴절된다. 즉, 프리즘도광판(206)으로부터 광학필름(214) 방향으로 출력된 빛의 일부가 손실된다.
본 발명의 목적은 프리즘도광판으로부터 출력된 빛의 효율을 향상시키는 프리즘시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프리즘시트는 프리즘지지부 및 프리즘형상부를 포함한다. 상기 프리즘형상부는 상기 프리즘지지부의 일측면 위에 형성되는 제 1 서브 프리즘형상부들; 상기 제 1 서브 프리즘형상부들과 맞물리는 형상을 가지는 제 2 서브 프리즘형상부들; 및 상기 각 제 1 서브 프리즘형상부들의 일측면과 이에 대응하는 제 2 서브 프리즘형상부의 일측면 사이에 형성되는 금속층들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 프리즘도광판 및 상기 프리즘도광판 위에 위치하는 프리즘시트를 포함한다. 여기서, 상기 프리즘시트는 프리즘지지부 및 프리즘형상부를 포함한다. 상기 프리즘형상부는 상기 프리즘지지부의 일측면 위에 형성되는 제 1 서브 프리즘형상부들; 상기 제 1 서브 프리즘형상부들과 맞물리는 형상을 가지는 제 2 서브 프리즘형상부들; 및 상기 각 제 1 서브 프리즘형상부들의 일측면과 이에 대응하는 제 2 서브 프리즘형상부의 일측면 사이에 형성되는 금속층들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 프리즘시트가 금속층들을 포함하므로, 백라이트 유닛에서 LCD 패널로 입사되는 빛의 효율이 향상된다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 프리즘시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛의 바람직한 실시예들을 자세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 평면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD)는 액정 표시 패널(300, 이하 "LCD 패널"이라 함) 및 백라이트 유닛(Backlight Unit, 302)을 포함한다.
백라이트 유닛(302)은 소정 파장을 가지는 빛을 LCD 패널(300)에 제공한다.
LCD 패널(300)은 하부 편광필름(304), 상부 편광필름(306), 하부기판(308), 상부기판(310), 칼라필터(312), 블랙매트릭스(314), 화소전극(316), 공통전극(318), 액정층(320) 및 TFT 어레이(322)를 포함한다.
편광필름들(304 및 306)은 백라이트 유닛(302)으로부터 입사된 외부광 중 원하지 않는 빛을 편광시킨다. 예를 들어, 편광필름들(304 및 306)은 상기 외부광 중 횡파만을 통과시키고, 종파는 차단시킨다.
TFT 어레이(322)는 스위칭 소자로서 화소전극(316)을 스위칭한다.
액정층(320)은 화소전극(316)과 공통전극(318) 사이의 전압차에 상응하여 배열되는 액정들을 포함한다. 이 경우, 백라이트 유닛(302)으로부터 입사된 외부광은 상기 액정들을 통과한 후 칼라필터(312)에 입사된다.
칼라필터(312)는 도 3에 도시된 바와 같이 레드, 그린 및 블루에 해당하는 서브 칼라필터들을 포함하며, 상기 입사된 외부광은 칼라필터(312)를 통과한다.
상부기판(310)은 칼라필터(312)의 상부에 위치한다.
백라이트 유닛(302)은 LCD 패널(300)에 빛, 예를 들어 백색광을 제공하는 소자로서, 광원부(328), 프리즘도광판(334), 광학필름(336) 및 반사시트(338)를 포함한다.
광원부(328)는 하나 이상의 광원(330) 및 실장부(332)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광원(330)은 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)이며, 소정 파장을 가지는 선광(linear light)을 발생시킨다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 광원부(328)는 냉음극형광램프 대신 발광 다이오드(LED)를 이용하여 빛을 발생시킬 수 있다.
실장부(332)는 광원(330)을 실장하며, 광원(330)으로부터 발생된 빛을 프리즘도광판(334) 방향으로 반사시킨다.
프리즘도광판(334)은 그의 상면 및 하면의 반사 조건을 제어하여 광원(330)으로부터 발생된 빛을 프리즘도광판(334) 전체에 걸쳐서 골고루 확산시킨다. 여기서, 본 발명의 프리즘도광판(334)은 역프리즘시트에 상응하는 도광판으로서, 상기 확산된 빛을 소정 각도를 가지고 LCD 패널(300) 방향으로 진행시킨다.
반사시트(338)는 프리즘도광판(334)으로부터 누설된 빛을 프리즘도광판(334) 방향으로 반사시키며, 그래서 광효율이 향상된다.
광학필름(336)은 프리즘도광판(334)으로부터 진행된 빛을 집광 및 확산시켜 LCD 패널(300)에 제공한다.
도 4는 도 3의 백라이트 유닛을 도시한 사시도이다.
도 4를 참조하면, 광학필름(336)은 프리즘도광판(334) 위에 순차적으로 위치한 프리즘시트(400) 및 보호시트(402)를 포함한다.
프리즘시트(400)는 프리즘도광판(334)으로부터 입사된 빛을 집광시킨다.
보호시트(402)는 프리즘시트(400)에 의해 집광된 빛을 확산시키며, 그래서 LCD 패널(300)의 시야각이 향상된다. 또한, 보호시트(402)는 먼지 등으로부터 프리즘시트(400)를 보호한다.
도 5는 도 3의 백라이트 유닛의 동작 과정을 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 프리즘시트(400)는 프리즘지지부(500) 및 프리즘형상부(502)를 포함한다.
프리즘지지부(500)는 프리즘형상부(502)를 지지한다.
프리즘형상부(502)는 프리즘지지부(500)의 일측면 위에 형성되며, 제 1 서브 프리즘형상부들(502a), 금속층들(502b) 및 제 2 서브 프리즘형상부들(502c)을 포함한다.
제 1 및 2 서브 프리즘형상부들(502a 및 502c)은 도 5에 도시된 바와 같이 삼각형 형상을 가지며, 상호 맞물리는 구조를 가진다. 또한, 제 1 서브 프리즘형상부들(502a)을 이루는 제 1 물질은 제 2 서브 프리즘형상부들(502a 및 502c)을 이루는 제 2 물질의 굴절률과 동일하거나 유사한 굴절률을 가진다. 바람직하게는, 상기 제 1 물질과 상기 제 2 물질은 0.3 이하의 굴절률 차이를 가지며, 더욱 바람직하게는 동일한 굴절률을 가진다.
각 금속층들(502b)은 제 1 서브 프리즘형상부(502a)의 일측면과 이에 상응하는 제 2 서브 프리즘형상부(502c)의 일측면 사이에 위치한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 금속층들(502b)은 금속 도금층이다.
이하, 백라이트 유닛(302)의 동작 과정을 상술하겠다.
우선, 광원(330)으로부터 발생된 빛 중 대부분의 빛(L1, 이하 "주광"이라 함)의 동작 과정을 상술하겠다.
주광(L1)은 프리즘도광판(334)을 통과한 후 제 1 각도(예를 들어, 25°)를 가지고 제 2 서브 프리즘형상부(502c)에 입사된다.
이어서, 제 2 서브 프리즘형상부(502c)에 입사된 빛(L1)은 제 2 서브 프리즘형상부(502c) 및 제 1 서브 프리즘형상부(502a)를 통과한 후 금속층(502b)에 입사된다.
계속하여, 금속층(502b)에 입사된 빛은 금속층(502b)에 의해 반사되며, 반사 각도는 설계자에 의해 설정된 금속층(502b)의 기울기에 따라 결정된다. 다만, 금속층(502b)에 의해 반사된 빛(L3)은 LCD 패널(300) 방향으로 집광되는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 발생된 빛 중 상기 제 1 각도보다 상당히 작은 각도를 가지는 빛(L2, 이하 "보조광"이라 함)의 동작 과정을 상술하겠다.
보조광(L2)은 프리즘도광판(334)을 통과한 후 제 2 서브 프리즘형상부(502c)에 입사된다.
이어서, 제 2 서브 프리즘형상부(502c)에 입사된 빛(L2)은 제 2 서브 프리즘형상부(502c) 및 제 1 서브 프리즘형상부(502a)를 통과한 후 금속층(502b)에 입사된다.
계속하여, 금속층(502b)에 입사된 빛은 LCD 패널(300) 방향으로 집광되지는 않으나, 금속층(502b)에 의해 LCD 패널(300) 방향으로 반사된다. 즉, 상기 보조광이 금속으로 이루어진 금속층(502b)에 입사되므로, 상기 보조광은 프리즘도광판(334) 방향으로 굴절되지 않고 LCD 패널(300) 방향으로 반사된다.
요컨대, 본 발명의 백라이트 유닛(302)에서는 종래의 백라이트 유닛에서와 달리 상기 보조광이 금속층(502b)에 의해 반사된 후 LCD 패널(300) 방향으로 진행된다. 따라서, 본 발명의 백라이트 유닛(302)은 종래의 백라이트 유닛보다 빛의 효율면에서 우수하다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 프리즘시트가 금속층들을 포함하므로, 백라이트 유닛에서 LCD 패널로 입사되는 빛의 효율이 향상되는 장점이 있다.
삭제

Claims (6)

  1. 프리즘지지부; 및
    상기 프리즘지지부의 일측면 위에 형성된 프리즘형상부를 포함하되,
    상기 프리즘형상부는,
    상기 프리즘지지부의 일측면 위에 형성되는 제 1 서브 프리즘형상부들;
    상기 제 1 서브 프리즘형상부들과 맞물리는 형상을 가지는 제 2 서브 프리즘형상부들; 및
    상기 각 제 1 서브 프리즘형상부들의 일측면과 이에 대응하는 제 2 서브 프리즘형상부의 일측면 사이에 형성되는 금속층들을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리즘시트.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 서브 프리즘형상부들은 삼각형 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 프리즘시트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 서브 프리즘형상부들을 이루는 제 1 물질과 상기 제 2 서브 프리즘형상부들을 이루는 제 2 물질의 굴절률 차이는 0.3 이하인 것을 특징으로 하는 프리즘시트.
  5. 프리즘도광판; 및
    상기 프리즘도광판 위에 위치하는 프리즘시트를 포함하되,
    상기 프리즘시트는,
    프리즘지지부; 및
    상기 프리즘지지부의 일측면 위에 형성된 프리즘형상부를 포함하되,
    상기 프리즘형상부는,
    상기 프리즘지지부의 일측면 위에 형성되는 제 1 서브 프리즘형상부들;
    상기 제 1 서브 프리즘형상부들과 맞물리는 형상을 가지는 제 2 서브 프리즘형상부들; 및
    상기 각 제 1 서브 프리즘형상부들의 일측면과 이에 대응하는 제 2 서브 프리즘형상부의 일측면 사이에 형성되는 금속층들을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 삭제
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