KR100730565B1 - 색변환수단을 구비한 백라이트유닛 - Google Patents

색변환수단을 구비한 백라이트유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수광형 평판 표시장치의 냉음극 형광램프(CCFL; Cold Cathode Fluorecent Lamp) 또는 LED와 같은 광원의 파장을 변환하여 광원의 색상을 변화시키는 색변환수단을 구비한 백라이트유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 본 발명은 백색 발광 특성을 갖는 여기 형광체를 이용한 도료가 도포된 색변환시트, 특히 확산시트를 이용하여 파장이 430~490nm인 청색 광원의 빛을 백색광으로 변환시킨 백라이트유닛에 관한 것이다.
본 발명에 따른 색변환수단을 구비한 백라이트유닛은 파장이 430~490nm인 청색 광원; 상기 광원에서 나오는 빛을 안내하는 도광판; 상기 도광판 후면에 구비된 반사수단; 상기 도광판을 거쳐 전방 투사된 상기 광원의 청색광을 백색광으로 변환시키는 색변환수단; 상기 도광판을 거쳐 전방 투사된 빛을 산란시켜 상기 도광판 표면 전체에 고르게 빛을 확산시키는 확산수단; 및 상기 확산수단을 거쳐 투사된 빛을 굴절시키고 집광시켜 휘도 향상에 기여하는 렌즈어레이부를 포함하여 이루어진다.
백라이트유닛, 광원, LED, 파장, 색변환, 파장변환, 시트, 도광판, 프리즘, 렌즈어레이

Description

색변환수단을 구비한 백라이트유닛{BACK LIGHT UNIT EQUIPPED WITH COLOR CONVERSION MEANS}
도 1은 본 발명에 따른 백라이트유닛의 분해사시도,
도 2는 본 발명에 따른 백라이트유닛의 렌즈어레이부와 관련된 도면,
도 3은 CIE 색도좌표이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 광원 20: 베젤
30: 반사시트 40: 프레임
41: 결합홈 43: FPCB
50: 도광판 60: 확산시트
70: 렌즈어레이부 71,73: 프리즘시트
80: 커튼테이프 U: 백라이트유닛
본 발명은 수광형 평판 표시장치의 냉음극 형광램프(CCFL; Cold Cathode Fluorecent Lamp) 또는 LED와 같은 광원의 파장을 변환하여 광원의 색상을 변화시키는 색변환수단을 구비한 백라이트유닛에 관한 것으로,
보다 상세하게는 본 발명은 백색 발광 특성을 갖는 여기 형광체를 이용한 도료가 도포된 색변환시트, 특히 확산시트를 이용하여 파장이 430~490nm인 청색 광원의 빛을 백색광으로 변환시킨 백라이트유닛에 관한 것이다.
통상적으로 LCD와 같은 수광형 평판 표시장치 또는 라이트박스(Light Box) 등은 2개의 얇은 유리판 사이에 고체와 액체의 중간 성질을 가진 액정(Liquid Crystal)을 주입해 전원공급시 액정분자의 배열을 변화시킴으로써 명암을 발생시켜 영상을 표시하는 디스플레이로, PDP, FED, 유기 ELD 등과는 달리 그 자체가 비발광형(수광소자)이기 때문에 별도의 광원이 없으면 사용이 불가능하므로, 화면 전체를 균일한 밝기로 유지할 수 있는 면광원 형태의 백라이트유닛을 필요로 한다.
종래 일반적인 백라이트유닛(Backlight Unit, 배면광원장치)의 핵심 구성요소는 냉음극 형광램프(CCFL; Cold Cathode Fluorecent Lamp) 또는 LED와 같이 휘도 및 색도를 결정하는 광원, 상기 광원에서 발생되는 빛의 효율성을 높이기 위한 반사판, 그리고 상기 반사판으로부터 받은 선형광을 영상 표시면 전체에 면광원 형태로 만들어 주기 위해 PMMA 수지계의 투명 아크릴판 배면에 특수 설계한 망점 패턴(Pattern)이 가공된 도광판(LGP; Light Guide Plate)이다. 그리고 상기 3대 요소( 광원, Reflector, LGP)에 의해 만들어진 면광원은 도광판의 상부에 구비된 확산판에 의하여 빛이 효율적으로 집광 확산된다. 또 상기 확산판 상면에는 집광효율을 증대시키기 위하여 별도의 프리즘시트가 구비될 수 있다.
광원으로써 LED는 소형이고 효율적으로 선명한 색의 광을 발광할 수 있으며, 반도체소자이기 때문에 소실 염려가 없고, 초기구동특성 및 내진성이 뛰어나고, ON/OFF 점등의 반복에 강하다는 특성을 가짐으로써 각광받고 있다.
최근에는 LED를 이용해서 백색발광광원을 구성하려는 시도가 이루어지고 있는데, LED를 이용해서 백색광을 얻기 위해서는, LED가 단색성 피크파장을 가지므로 예를 들어 R, G, B 3가지 발광소자를 근접 설치해서 발광시켜서 확산 혼색시킬 필요가 있다.
이러한 구성으로 백색광을 발생시키고자 할 경우, 발광소자의 색조나 휘도 등의 변화로 인해 원하는 백색을 발생시킬 수 없다는 문제점이 있었다. 또 발광소자가 각각 다른 재료로 형성되어 있는 경우, 각 발광소자의 구동전력 등이 달라 각각에 소정의 전압을 인가해야 하므로, 구동회로가 복잡해지는 문제점이 있었다. 더욱이 발광소자가 반도체발광소자이기 때문에 각각의 온도특성과 시간경과에 따른 변화가 다르고 색조가 사용환경에 따라 변화되거나 각 발광소자에 의해 발생되는 광을 균일하게 혼색시키지 못해 색 얼룩이 생기는 등 많은 문제점을 가지고 있었다. 즉 LED는 각각의 색을 발광시키는 발광장치로서는 유효하지만 발광소자를 이 용해서 백색광을 발생시킬 수 있는 만족스러운 광원은 얻을 수 없었다.
이러한 R, G, B 3가지 발광소자의 조합에 의한 백색광원 구현의 어려움을 해결하기 위하여 백색 발광특성을 갖는 여기 형광체를 이용한 백색광의 구현이 시도되어 왔다.
그 결과물로서 특허공개 제2003-00807578호(2003.12.31) 『발광다이오드의 제조방법』(국제공개번호 WO 1998-05078(1998.02.05)),
실용신안등록 제0181326호(2000.02.25) 『색변환 발광다이오드』, 그리고
실용신안등록 제0321798호(2003.07.21) 『파장 변환 필름 및 이를 사용하는 표시장치』 등이 있다.
앞의 둘은 주로 몰딩재에 관한 것이고, 뒤의 하나는 주로 파장 변환을 위한 필름 자체에 관한 것이다.
본 발명은 상기와 같은 광원의 파장변화를 통한 백생광의 실현을 위한 종래 노력들에서 한발 더 나아가 색변환수단을 평판표시장치를 위한 백라이트유닛에 도입함에 있어, 일정 정도 이상의 휘도의 보장과 함께 휘도 균일성을 보장할 수 있는 백라이트유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 본 발명은 프리즘시트로 이루어진 렌즈어레이부를 프레임에 고정하는 방식을 프리즘시트의 테두리에 형성된 돌기를 통하여 이루어지도록 한 백라이트유닛 을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 색변환수단을 구비한 백라이트유닛은 파장이 430~490nm인 청색 광원; 상기 광원에서 나오는 빛을 안내하는 도광판; 상기 도광판 후면에 구비된 반사수단; 상기 도광판을 거쳐 전방 투사된 상기 광원의 청색광을 백색광으로 변환시키는 색변환수단; 상기 도광판을 거쳐 전방 투사된 빛을 산란시켜 상기 도광판 표면 전체에 고르게 빛을 확산시키는 확산수단; 및 상기 확산수단을 거쳐 투사된 빛을 굴절시키고 집광시켜 휘도 향상에 기여하는 렌즈어레이부를 포함하여 이루어진다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 백라이트유닛으로서 휴대전화의 표시창에 적용되는 예를 나타낸 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 백라이트유닛(U)은 광원, 특히 사이드 뷰 타입(Side View Type)의 LED 광원(10)이 장착되어 있고 FPCB(flexible printed circuit board)(43)가 구비된 프레임(40)의 일측에 반사시트(30)와 베젤(bezel)(20)이 차례로 적층 결합되어 있고, 상기 프레임(40)의 타측에는 도광판(50), 색변환수단으로서 광원의 파장을 변환시킬 수 있는 도료가 도포된 확산시트(60), 두 프리즘시트(71)(73)로 이루어진 렌즈어레이부(70), 그리고 상기 광원(10)에서 조사되는 빛의 범위를 한정하는 커튼테이프(80)로 이루어져 있다.
상기 베젤(20)은 백라이트 유닛을 보호하는 역할을 하며, 상기 반사시트(30)는 상기 도광판(50) 후면으로 빠져나오는 빛을 다시 반사시켜 도광판(50)으로 돌려보내는 역할을 한다.
본 발명의 핵심을 이루는 색변환수단 기능을 하도록 파장변환 도료가 도포된 상기 확산시트(60)를 비롯하여 상기 반사시트(30), 그리고 상기 렌즈어레이부(70)를 이루는 프리즘시트(71)(73)의 적층 순서는 도시된 일반적인 형태 외에도 다양하게 변형될 수 있다.
또 상기 도광판(50)과 상기 반사시트(30), 상기 도광판(30)과 상기 확산시트(60), 그리고 상기 프리즘시트(71)(73)와 상기 확산시트(60) 등은 일체로 성형된 것이거나 어느 일 부재에 도포된 도료를 통하여 구현될 수 있으며, 본 발명의 핵심인 색변환 도료가 도포된 상기 확산시트(60) 대신에 별도의 합성수지 필름에 색변환도료를 도포하여 색변환시트로 사용할 수 있다. 이러한 의미에서 본 명세서의 청구범위에서는 “시트” 개념을 포괄하는 “반사수단” 및 “확산수단”이라는 용어를 사용하였다.
본 발명의 핵심을 이루는 색변환수단의 기능을 하는 확산시트(60)는 광원, 특히 파장이 430~490nm인 청색광원(10)의 빛을 도 3에 도시된 바와 같은 CIE 색도 좌표에서 [x=0.27~0.36] 및 [y=0.27~0.36]에 해당하는 백색광으로 변환시키는 역할을 한다. 이러한 색변환수단 기능 확산시트(60)의 특성은 PET 또는 PC 필름으로 이루어진 확산시트에 백색발광 특성을 갖는 여기 형광체를 이용한 도료를 도포한 것이다.
430~490nm인 청색광에 의하여 여기되어 백색발광 특성을 나타내는 형광체는 황색 형광체인데, 이러한 황색 형광체는 [적색 형광체:녹색 형광체]가 [1:1.5 ~ 1:2.5]의 중량비로 혼합하여 얻어진다.
특히 본 발명에서 형광체는 Y와 Al을 포함하는 공지된 이트륨·알루미늄·가넷계 형광체(yttrium-aluminum-garnet fluorescent material)가 사용될 수 있다.
적색 형광체의 예로는 [Y2 O2S : Eu][, [(Y0.4 Gd0.6)3Al5O12 : Ce] 또는 [(Y0.2 Gd0.8)3Al5O12 : Ce]가 있고,
녹색 형광체의 예로는 [ZnS : Cu, Au, Al], [Y3(Al0.6Ga0.4)5O12 : CeY] 또는 [Y3(Al0.5Ga0.5)5O12 : Ce]가 있다.
대안적으로는 직접 황색 형광체를 사용할 수 있는데, 예를 들어 이트륨·알루미늄·가넷계 형광체인 [Y3Al5O12 : Ce], [(Y0.8Gd0.2)3Al5O12 : Ce], 또는 [(Y0.4Gd0.6)3Al5O12 : Ce]가 있다.
색변환수단의 기능을 하는 확산시트(60)의 제조를 위한 도료는 용제 45 내지 65중량%, 아크릴 수지 25 내지 45중량%, 경화제 7 내지 20중량%, 레벨링제 0.1 내지 1.0중량%, 기포방지제 0.1 내지 1.0중량%, [적색 형광체:녹색 형광체]가 [1:1.5 ~ 1:2.5]의 중량비로 0.1 내지 5중량% 혼합되어 이루어진다.
상기 용제는 초산에틸, 초산부틸 등의 에스테르류, 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤류, 부틸 셀로솔브 등의 에테르류의 외에 조용제(助溶劑)로서 알코올류가 사용될 수 있다.
상기 아크릴수지는 아크릴실리콘 수지로 대체될 수 있으며, 상기 경화제로는 산무수물, 방향족 아민 변성물 또는 페놀 노보락 레진 중 하나 또는 이들의 혼합체가 사용될 수 있다.
또 상기 레벨링 첨가제는 난반사를 방지하기 위한 것으로, 아크릴계의 실리카 케리어 아크릴 공중합체(Silica career acrilic copolymer)가 적용될 수 있고, 상기 기포방지제는 벤조인(Benzoin)이 사용될 수 있다.
다시 도 1에서 백라이트유닛(U)의 구조를 살펴보면, 상기 도광판(50)은 투명한 아크릴(또는 폴리카보네이트(polycarbonate)) 패널을 이용해 LED로부터 발산되는 빛을 받아들이고 이 아크릴 표면에 형성된 일정 망점 Pattern을 통해 화면 전영역에 걸쳐 빛을 균일하게 분포시켜준다.
상기 색변환수단의 기능을 하는 확산시트(60)는 상기 도광판(50)을 거쳐 조사되는 빛을 산란시켜 도광판(50) 표면 전반에 걸쳐 골고루 퍼지게 하는 역할을 한다.
또 상기 렌즈어레이부(70)는 상기 확산시트(60)에서 나오는 빛을 굴절시키고 집광시켜 LCD 표면에서 휘도를 상승시키는 역할을 하며, 제1프리즘시트(71)와 제2 프리즘시트(73)로 이루어진다.
상기 제1프리즘시트(71) 및 제2프리즘시트(73)는 가시광역대에서 투명하고 백라이트유닛에 장착했을 때 밀착이 잘될 수 있도록 유연해야하며, 재질로는 폴리카보네이트, 폴리에스테르, PMMA, PVC, Acryl계 폴리머 등을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 제1프리즘시트(71) 및 제2프리즘시트(73)의 표면에는 다수개의 렌즈렛(lenslet)이 형성되어 있는데, 그 렌즈렛 형상은 도 2(실제로는 아주 미세한 렌즈렛을 300배 이상 확대촬영한 것과 같이 과장되게 표현하였다)에 도시된 바와 같이 단면이 삼각형인 장방형 돌기인 것이 제조의 간편성과 빛의 굴절 및 집광 효율 향상을 위하여 바람직하다.
상기 렌즈렛의 단면이 삼각형 형상을 취하고 있을 경우에는 최대 휘도는 증가하나 수직 및 수평 시야각에 따라 매우 가파른 휘도 변동을 초래하는 문제점, 즉 표시장치를 시야각이 0°인 위치에서 바라볼 때는 고휘도의 선명한 화상을 볼 수 있지만 시야각이 커질수록 휘도가 현저히 떨어지는 문제점과 모아레(moire) 현상이 발생되는 문제점이 있는 것으로 알려져 있다.
특히 단면이 삼각형인 수직방향 렌즈렛을 갖는 상기 도 2의 제1프리즘시트(71)만을 사용한 백라이트유닛을 채용한 평판표시장치에서는 제1프리즘시트에 대한 수직 시야각에 따른 기복과 변동으로 인하여 모아레 현상을 상쇄시키기에 충분하지 않았으며, 백라이트유닛(U)에 장착되는 LCD와 제1프리즘시트(71)가 갖는 주파수 차 이에 의하여 상기 LCD 판넬과 제1프리즘시트(71)간의 간섭에 의하여 상당한 모아레 현상이 발생하게 된다.
그러나 본 발명의 발명자에 의한 반복된 실험의 결과 이러한 모아레 현상은 본 발명에서와 같이 제2프리즘시트(73)를 개재시킴으로써 해결될 수 있는 것으로 밝혀졌는데, 제1프리즘시트(71) 및 제2프리즘시트(73)을 조합시킬 경우 시야각이 증가하며 이 증가된 시야각에 따른 휘도가 증가되며, 제1프리즘시트(71) 및 제2프리즘시트(73)를 조합시켰을 때 발생하는 모아레 현상은 제1프리즘시트(71) 및 제2프리즘시트(73)의 렌즈렛의 피치와 단위 인치당 렌즈렛의 수를 선택함에 의하여 모아레 패턴들을 감소시키거나 제거시킬 수 있는 것으로 나타났다.
구체적으로 모아레 현상은 제1프리즘시트(71) 및 제2프리즘시트(73)가 동일한 주파수를 가질 때 발생되며, 이 모아레 현상을 제거하기 위하여는 제1프리즘시트(71) 및 제2프리즘시트(73)의 공간주파수를 달리하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 다른 공간주파수를 가지기 위해서는 양 프리즘시트(71)(73) 표면의 해상도를 달리하는 것이 바람직하고, 그 방법으로는 단위 인치당 렌즈렛의 수를 달리하거나, 단위 인치당 렌즈렛의 높이를 달리하는 것이 바람직하다.
그러므로 상기 제1프리즘시트(71) 및 제2프리즘시트(73)의 공간주파수가 정수배가 되면, 주파수의 중첩(보강현상)이 발생되고 이 보강현상으로 인하여 모아레 현상이 발생되므로 제1프리즘시트(71) 및 제2프리즘시트(73)의 공간주파수는 비정수배가 되어야 한다.
상기와 같이 제1프리즘시트(71) 및 제2프리즘시트(73)를 비정수배의 공간주 파수를 가지게 하여도 본 발명의 실시예인 백라이트유닛(U)에 LCD를 장착시켰을 경우에는 어느 정도의 가시적 밴드 효과나 모아레 효과가 축을 벗어난 상태에서 발생된다.
따라서 상기 가시적 밴드 효과나 모아레 효과를 제거하기 위하여 제1프리즘시트(71) 및 제2프리즘시트(73)를 가상의 수평선을 기준으로 일정 기준만큼 회전시켜야 하는데, 그 회전각도는 상기 제1프리즘시트(71)의 렌즈렛이 가상의 수직선에서 0 내지 20도 벗어나 있는 것이 바람직하고, 상기 제2프리즘시트(73)의 렌즈렛은 가상의 수평선에 대하여 0 내지 20도(가상의 수직선을 기준으로는 90 내지 110도 이탈) 벗어나 있는 것이 바람직하다.
가장 바람직한 이탈각도는 제1프리즘시트(71)의 경우에는 가상 수직선에 대하여 4 내지 5도, 제2프리즘시트(73)의 경우에는 가상의 수직선에 대하여 94도 내지 95도 회전시키는 것이다.
상기와 같이 제1프리즘시트(71) 및 제2프리즘시트(73)의 렌즈렛의 배열 각도를 수직선 및 수평선에서 벗어난 형태로 배치함으로써 제1프리즘시트(71)의 경우에는 수직축에 4도 내지 5도, 제2프리즘시트(73)의 경우에는 수평축에 대하여 4도 내지 5도 비스듬히 회전되어 휘도의 단계적인 변화에 대하여 확산효과를 제공하여 준다.
이때 상기 프리즘시트(71)(73)는 동일한 각도, 피치, 높이를 갖는 렌즈렛이 형성된 것을 서로 렌즈렛이 교차하도록 배열함으로써 서로 다른 형태의 렌즈렛이 형성된 프리즘시트를 사용하는 경우에 비하여 제조원가를 절감할 수 있어 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 도시하지는 않았지만 상기 렌즈어레이부(70)에 렌즈렛이 구비되고 수평으로 설치되는 제3프리즘시트와 렌즈렛이 구비되고 제3프리즘시트와 수직 회전되어 설치되는 제4프리즘시트를 더 장착하게 하는 것도 바람직하다. 상기와 같이 표면에 렌즈렛이 형성된 프리즘시트의 수를 늘리면 휘도가 높아짐과 더불어 휘도가 균일하게 된다.
또한, 제1프리즘시트 내지 제4프리즘시트 역시 앞서 상술한 바와 같이 모아레 현상을 제거하기 위하여 다른 주파수를 가지게 하여야 하고, 다른 주파수가 비정수배가 되도록 하여야 한다.
또 상기 제1프리즘시트(71) 및 제2프리즘시트(73)의 가장자리에는 돌기(71a,73a)가 형성되고, 이를 수용하는 프레임(40)에는 제1프리즘시트(71) 및 제2프리즘시트(73)의 돌기(71a,73a)를 수용하도록 하는 결합홈(41)이 형성되어 있어 제1프리즘시트(71) 및 제2프리즘시트(73)가 프레임(40)에 보다 쉽게 정위치에 장착되도록 하면서도 장차 후 프리즘시트의 요동을 방지할 수 있는 효과가 있다.
나아가 상기 도광판(50) 및 상기 확산시트(60)에도 돌기(51a)(61a)가 형성되어 있어 프레임(40) 장착시 정위치에 배열되도록 하는데 있어 편리성을 제공하고 이후 요동방지효과를 얻을 수 있다는 장점을 제공할 수 있으며, 아울러 도시되지는 않았으나 상기 반사시트(30)에도 돌기가 형성될 수 있고 상기 프레임(40)에도 상기 반사시트의 돌기를 위한 결합홈이 형성될 수 있다.
도 1에서 상기 돌기들(51a)(61a)(71a,73a)은 각 부재의 테두리 3면에 각각 두 개씩 형성되어 있으나 다양한 형성위치와 돌기 형상, 그리고 돌기 수로 변형될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 백라이트유닛은 다음과 같은 실시예 및 실험예를 통하여 보다 확실하게 이해될 수 있다.
[실시예] 백라이트유닛의 제조
도 1에 도시된 바와 같은 휴대전화용 표시장치를 위한 백라이트유닛을 제조하였는데, 백라이트유닛(U)은 2.3인치에 해당하고, 광원(10)은 460 ~ 475nm의 파장을 발하는 청색 LED인 럭스피아社의 LBM 1025 타입(3 chips)을 사용하였으며, 도광판(50)은 투명한 아크릴 소재의 것으로 레이저를 이용하여 광원에서 멀수록 조밀해지는 망점패턴을 음각가공한 것을 사용하였다.
또 렌즈어레이부를 이루는 프리즘시트는 도 1에서와 같이 가상의 수직선에 대하여 4도 벗어난 제1프리즘시트(71)와 가상의 수평선에 대하여 4도 벗어난 제2프리즘시트(73)의 렌즈렛이 직교하도록 배치한 것을 사용하였으며, 상기 렌즈렛은 3M社의 상품명 BEF(피치 50㎛, 높이 16㎛)를 사용하였다.
색변환수단의 기능을 하는 확산시트(60)는 PET재질의 필름에 형광도료를 도 포하였는데, 상기 도료는 용제로 초산에틸 55중량%, 아크릴수지 30중량%, 경화제로 산무수물 10중량%, 레벨링제 0.5중량%, 기포방지제 0.5중량%, [적색 형광체([(Y0.4 Gd0.6)3Al5O12 : Ce]):녹색 형광체([Y3(Al0.6Ga0.4)5O12 : Ce])]가 [1:2]의 중량비로 4중량% 혼합된 것으로 이를 확산시트에 도포하여 황색의 색변환수단 기능을 하는 확산시트(60)를 얻었다.
이러한 각 시트부재들을 프레임(40) 양측면에 배열하고 최종적으로 베젤(20) 및 커튼테이프(80)를 장착하여 본 발명에 따란 백라이트유닛과 비교예에 해당하는 백라이트유닛을 제조하였는데, 이를 적층된 시트부재들을 위주로 하여 살펴보면 다음과 같다.
(1) 비교예 A : 반사시트 + 도광판 + 통상의 확산시트 + 제1프리즘시트(71) + 제2프리즘시트(73)
(2) 비교예 B : 반사시트 + 도광판
(3) 비교예 C : 반사시트 + 도광판 + 색변환수단 기능을 하는 확산시트(60)
(4) 비교예 D : 반사시트 + 도광판 + 색변환수단 기능을 하는 확산시트(60) + 제1프리즘(71)
(5) 실시예 E : 반사시트 + 도광판 + 색변환수단 기능을 하는 확산시트(60) + 제1프리즘(71) + 제2프리즘시트(73)
[실험예] 휘도 및 색좌표의 측정
상기 실시예에서 제조된 백라이트유닛에 대하여 휘도 및 도 3에서와 같은 CIE 색도좌표를 측정하여 다음의 표로 나타내었다.
측정장비는 LUMI-3000CS를 사용하였고 전원장비는 15mA의 정전류계를 이용하였으며, 백라이트유닛 표면을
① ② ③
④ ⑤ ⑥
⑦ ⑧ ⑨
와 같이 9등분하여 1~9지점에 각각에서 휘도 및 색도좌표를 측정하였으며, 광원은 7, 8, 9 지점에 인접하여 배치하였다.
[표 1] 비교예 A 및 B
BLU 측정지점 A B
휘도 색좌표X 색좌표Y 휘도 색좌표X 색좌표Y
1 309 0.1449 0.0731 37 0.1451 0.0726
2 314 0.1449 0.0733 36 0.1451 0.0737
3 309 0.1450 0.0732 33 0.1455 0.0737
4 360 0.1445 0.0729 28 0.1408 0.0735
5 367 0.1446 0.0728 28 0.1406 0.0751
6 357 0.1447 0.0730 26 0.1420 0.0750
7 358 0.1446 0.0730 25 0.1386 0.0765
8 371 0.1447 0.0716 22 0.1391 0.0727
9 357 0.1447 0.0730 21 0.1421 0.0758
AVG. 344.73 0.1447 0.0729 28.56 0.1421 0.0743
MAX. 371.26 0.1450 0.0733 37.38 0.1455 0.0765
MIN. 308.81 0.1445 0.0716 20.95 0.1386 0.0726
STD. 83.18% 56.06%
[표 2] 비교예 C 및 D
BLU 측정지점 C D
휘도 색좌표X 색좌표Y 휘도 색좌표X 색좌표Y
1 79 0.2321 0.1980 252 0.2880 0.2530
2 78 0.2331 0.1985 253 0.2897 0.2533
3 79 0.2322 0.1996 249 0.2889 0.2538
4 77 0.2327 0.1999 262 0.2903 0.2541
5 78 0.2335 0.1999 267 0.2908 0.2547
6 74 0.2340 0.1997 263 0.2891 0.2545
7 70 0.2335 0.2005 255 0.2905 0.2549
8 74 0.2353 0.2025 259 0.2919 0.2585
9 73 0.2405 0.2006 257 0.2912 0.2583
AVG. 75.80 0.2340 0.1999 257.38 0.2900 0.2550
MAX. 78.98 0.2405 0.2025 266.77 0.2919 0.2585
MIN. 70.28 0.2321 0.1980 248.68 0.2880 0.2530
STD. 88.98% 93.22%
[표 3] 실시예 E
BLU 측정지점 E
휘도 색좌표X 색좌표Y
1 490 0.3063 0.2739
2 504 0.3085 0.2773
3 482 0.3087 0.2749
4 562 0.3086 0.2752
5 562 0.3103 0.2778
6 544 0.3088 0.2753
7 556 0.3115 0.2769
8 574 0.3145 0.2803
9 528 0.3126 0.2745
AVG. 533.42 0.3100 0.2762
MAX. 574.20 0.3145 0.2803
MIN. 481.51 0.3063 0.2739
STD. 83.86%
상기 표 1, 2, 3에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 백라이트유닛(실시예 E)은 비교예들에 비하여 향상된 휘도와 백색광을 보였으며, 만족스러운 휘도 균일성을 보였다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 색변환수단을 구비한 백라이트유닛은 색변환수단을 평판표시장치를 위한 백라이트유닛에 도입하여 청색광원의 빛을 백색광원으로 변환함과 아울러 일정 정도 이상의 휘도의 보장과 함께 휘도 균일성을 보장할 수 있고, 또 본 발명은 프리즘시트로 이루어진 렌즈어레이부를 프레임에 고정하는 방식을 프리즘시트의 테두리에 형성된 돌기를 통하여 이루어지도록 하였다.
이상에서 본 발명을 설명함에 있어 실시예 및 실험예와 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 백라이트유닛을 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 파장이 430~490nm인 청색 광원;
    상기 광원에서 나오는 빛을 안내하는 도광판;
    상기 도광판 후면에 구비된 반사수단;
    상기 도광판을 거쳐 전방 투사된 상기 광원의 청색광을 백색광으로 변환시키는 색변환수단;
    상기 도광판을 거쳐 전방 투사된 빛을 산란시켜 상기 도광판 표면 전체에 고르게 빛을 확산시키는 확산수단; 및
    상기 확산수단를 거쳐 투사된 빛을 굴절시키고 집광시켜 휘도 향상에 기여하는 프리즘시트를 포함하는 렌즈어레이부를 포함하여 이루어지되,
    상기 렌즈어레이부는
    단면이 삼각형인 렛즈렛이 종방향으로 다수 형성된 제1프리즘시트와, 단면이 삼각형인 렛즈렛이 횡방향으로 다수 형성된 제2프리즘시트를 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 색변환수단을 구비한 백라이트유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 색변환수단은 PET 또는 PC 필름으로 이루어진 상기 확산수단에,
    용제 45 내지 65중량%, 아크릴 수지 25 내지 45중량%, 경화제 7 내지 20중량%, 레벨링제 0.1 내지 1.0중량%, 기포방지제 0.1 내지 1.0중량%, [적색 형광체:녹색 형광체]가 [1:1.5 ~ 1:2.5]의 중량비로 0.1 내지 5중량% 혼합되어 이루어진 도료가 도포된 것임을 특징으로 하는 색변환수단을 구비한 백라이트유닛.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 색변환수단은 PET 또는 PC 필름으로 이루어진 상기 확산수단에,
    용제 45 내지 65중량%, 아크릴 수지 25 내지 35중량%, 경화제 7 내지 20중량%, 레벨링제 0.1 내지 1.0중량%, 기포방지제 0.1 내지 1.0중량%, 황색체 0.1 내지 5중량% 혼합되어 이루어진 도료가 도포된 것임을 특징으로 하는 색변환수단을 구비한 백라이트유닛.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원에서 조사되는 빛의 범위를 한정하기 위한 커튼테이프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 색변환수단을 구비한 백라이트유닛.
  6. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1프리즘시트의 단위높이 당 렌즈렛 수는 상기 제2프리즘시트의 단위높이 당 렌즈렛 수 보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 색변환수단을 구비한 백라이트유닛.
  7. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1프리즘시트의 렌즈렛은 가상의 수직선에서 0 내지 20도 벗어나 있고,
    상기 제2프리즘시트의 렌즈렛은 가상의 수평선에서 0 내지 20도 벗어나 있는 것을 특징으로 하는 색변환수단을 구비한 백라이트유닛.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1프리즘시트 및 제2프리즘시트의 렌즈렛은 각각 가상의 수직선 및 수평선에서 4 내지 5도 벗어나 있는 것을 특징으로 하는 색변환수단을 구비한 백라이트유닛.
  9. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 렌즈어레이부를 이루는 프리즘시트는 테두리에 돌기가 형성되어 있고,
    백라이트유닛의 구성요소들을 수용하는 프레임에는 상기 돌기를 위한 결합홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 색변환수단을 구비한 백라이트유닛.
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