KR101128992B1 - 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치 - Google Patents

백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101128992B1
KR101128992B1 KR1020100050670A KR20100050670A KR101128992B1 KR 101128992 B1 KR101128992 B1 KR 101128992B1 KR 1020100050670 A KR1020100050670 A KR 1020100050670A KR 20100050670 A KR20100050670 A KR 20100050670A KR 101128992 B1 KR101128992 B1 KR 101128992B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
backlight unit
pattern
resin layer
diffusion plate
Prior art date
Application number
KR1020100050670A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110131044A (ko
Inventor
이정오
장재혁
박형민
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020100050670A priority Critical patent/KR101128992B1/ko
Publication of KR20110131044A publication Critical patent/KR20110131044A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101128992B1 publication Critical patent/KR101128992B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0051—Diffusing sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0055—Reflecting element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133504—Diffusing, scattering, diffracting elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133553—Reflecting elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133603—Direct backlight with LEDs

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

본 발명은 백라이트유닛에 관한 것으로, 특히 ED 광원을 발광소자로 이용하는 백라이트유닛에 있어서, 인쇄회로기판 상에 형성되는 다수의 LED 광원과, 출사되는 빛을 전방으로 확산 유도하는 레진층, 상기 레진층의 상부에 배치되며 에어영역을 구비하는 에어갭모듈을 구비한 확산판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 확산판에 패터닝을 하거나 별도의 부재를 이용하여 에어영역을 구비한 에어갭모듈을 구비할 수 있도록 하여, 백라이트 유닛의 확산, 광균일도의 광학특성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치{Back light umit within resin layer for light-guide and LCD using the same}
본 발명은 도광판의 구조를 제거하여 백라이트 유닛의 구조를 박형화하며, 광효율을 확보할 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치(liquid crystal display; LCD)는 매트릭스 형태로 배열된 화소들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여 그 화소들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 조절할 수 있는 표시장치로서, 자체적으로 발광하지 못하므로 그 배면에 백라이트 유닛(back-light unit)을 설치하여 화상을 표현할 수 있도록 설계된다.
도 1a를 참조하면, 이러한 백라이트 장치(1)는 기판(20) 상에 평탄한 도광판(30)이 배치되고 이 도광판(30)의 측면에는 복수의 측면형 LED(10)(하나만 도시)가 어레이 형태로 배치된다.
LED(10)에서 도광판(30)으로 입사된 빛(L)은 도광판(30)의 밑면에 제공된 미세한 반사 패턴 또는 반사 시트(40)에 의해 상부로 반사되어 도광판(30)에서 출사된 다음 도광판(30) 상부의 LCD 패널(50)에 백라이트를 제공하게 된다. 이러한 백라이트 유닛에는 도 1b에 도시된 개념도와 같이, 상기 도광판(30)과 LCD 패널(50) 사이에 확산시트(31)나 프리즘 시트(32, 33), 보호시트(34) 등의 복수의 광학시트를 더 부가하는 구조로 형성될 수 있다.
이러한 백라이트 유닛은 자체적으로 빛을 내지 못하는 LCD 뒷면에 디스플레이 영상이 보일 수 있도록 고르게 빛을 비춰주는 역할을 하며, 상기 도광판은 백라이트 유닛의 휘도와 균일한 조명 기능을 수행하는 부품으로 광원(LED)에서 발산되는 빛을 LCD 전체 면에 균일하게 전달하는 플라스틱 성형렌즈의 하나이다. 따라서 이러한 도광판은 기본적으로 이러한 백라이트 유닛의 필수적인 부품으로 사용되지만, 이로 인해 도광판 자체의 두께로 인해 전체적인 제품의 두께를 박형화할 수 있는데 한계를 나타내고 있으며, 대면적 백라이트 유닛의 경우, 화질이 저하되는 문제를 야기하고 있다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 일반적인 백라이트 유닛의 구조에 필수적인 도광판을 제거하고, 확산판의 하부에 에어층을 구비한 모듈을 구비하며, 필름타입의 레진층을 이용하여 광원을 유도하는 구조를 형성함으로써, 광원수를 절감할 수 있으며, 백라이트 유닛의 전체적인 두께를 박형화하며, 제품 디자인의 자유도를 높일 수 있는 백라이트 유닛과 이를 이용한 액정표시장치를 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 LED 광원을 발광소자로 이용하는 백라이트유닛에 있어서, 인쇄회로기판 상에 형성되는 다수의 LED 광원;과 출사되는 빛을 전방으로 확산 유도하는 레진층; 상기 레진층의 상부에 배치되며 에어층을 구비하는 에어갭모듈을 구비한 확산판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛을 제공할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 상기 에어갭모듈은, 상기 확산판의 하부를 패터닝하여 에어영역과 브릿지를 구현한 일체형 구조로 형성되도록 형성할 수 있다. 또는 이와는 달리, 상기 에어갭모듈을 상기 확산판의 하부에 독립적인 스페이서부재로 브릿지를 형성하여 에어영역을 구비한 구조로 형성하는 것도 가능하다.
아울러, 본 발명에서는 상술한 구조에서 상기 에어갭모듈의 경우, 고분자필름 상에 에어영역과 브릿지로 구현되는 제2에어갭모듈을 적어도 1 이상 구비하는 구조로 구현하는 것도 가능하다.
특히, 상기 확산판과 레진층의 사이에는, 광학패턴이 인쇄된 고분자필름을 더 포함하여 구성되도록 구현할 수 있으며, 나아가 상기 고분자필름은, 열경화 PSA, 열경화접착제, UV 경화 PSA 타입의 접착제를 통해 상기 확산판과 접착되도록 구성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 백라이트 유닛은, 상기 인쇄회로기판에 상면에 적층되는 반사패턴이 형성된 반사필름을 더 포함하여 구성될 수 있다.
아울러, 상기 레진층은 빛의 반사를 증가시키는 비드(bead)를 전체 레진층 대비 0.01~0.3%를 더 포함하여 구성될 수도 있다.
본 발명에 따른 상기 광학패턴 또는 반사패턴은, TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon, PS 중 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 재료로 형성될 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 상기 백라이트 유닛은, 상기 확산판의 상부에 적층되는 프리즘시트 또는 보호시트를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 상술한 구조의 백라이트 유닛은 액정표시장치에 적용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 확산판에 패터닝을 하거나 별도의 부재를 이용하여 에어층을 구비한 에어갭모듈을 구비할 수 있도록 하여, 백라이트 유닛의 확산, 광균일도의 광학특성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 일반적인 백라이트 유닛의 구조에 필수적인 도광판을 제거하고, 필름타입의 레진층을 이용하여 광원을 유도하는 구조를 형성함으로써, 광원수를 절감할 수 있으며, 백라이트 유닛의 전체적인 두께를 박형화하며, 제품 디자인의 자유도를 높일 수 있는 효과가 있다.
특히, 측면형 발광다이오드를 직하형으로 실장하여 광원의 수를 대폭 절감하면서도 광학특성을 확보할 수 있으며, 도광판을 제거하여 플렉서블 디스플레이의 구조에도 적용가능하며, 레진층에 반사패턴을 포함하는 반사필름 및 에어층을 포함하는 확산판을 구비하여 안정적인 발광특성을 확보할 수 있는 효과도 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 백라이트 유닛의 구조를 도시한 개념도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 구조를 도시한 요부 개념도이다.
도 2b는 본 발명에 따른 확산판과 에어갭모듈을 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 백라이트유닛의 제조공정을 도시한 공정도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명은 종래의 백라이트 유닛의 구조에서 에어층을 구비한 확산판을 구비하여 광학특성을 개설하며, 도광판을 제거하고, 이를 레진층으로 형성하여 백라이트 유닛의 전체 두께를 혁신적으로 감소시키는 한편, 광원수를 절감할 수 있는 구조를 제공하는 것을 요지로 한다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 도 2a는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 구조를 개략적으로 도시한 요부 개념도이며, 도 2b는 에어갭모듈을 구비한 확산판의 적용 실시예를 도시한 개념도 이다.
본 발명에 따른 백라이트 유닛은 인쇄회로기판(110) 상에 형성되는 다수의 LED 광원(130)과, 출사되는 빛을 전방으로 확산 유도하는 레진층(140)을 포함하여 구성될 수 있다. 물론, 이 경우 상기 인쇄회로기판의 상부면에는 반사필름(120)이 적층될 수 있으며, 상기 레진층(140)의 상부에는 확산판(170)을 구비할 수 있으며, 상기 확산판(170)은 에어층을 가지는 에어갭모듈(171, 172)을 구비함이 바람직하다. 아울러, 상기 확산판의 상부에 프리즘시트, 보호시트 등이 부가적으로 구비될 수 있다.
상기 LED 광원(130)은 인쇄회로기판(110) 상에 적어도 1 이상의 개수로 배열되어 광을 출사하며, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 측면형 발광다이오드(side view LED)를 사용할 수 있다. 즉 LED 광원(130)에서 출사되는 광의 방향이 바로 상부로 직진하는 것이 아니라 측변을 향해서 출사하는 구조의 광원을 이용할 수 있다. 아울러 배치방식을 측면형 발광다이오드를 이용하여 직하형으로 배치하게 되는바, 광확산 및 반사기능을 구현하는 레진층을 활용하여 전체 광원의 개수를 감소시키면서도 백라이트 유닛의 전체의 두께를 혁신적으로 줄일 수 있게 된다.
상기 레진층(140)은 상기 LED 광원(111)의 주위를 둘러싸는 구조로 적층되며어, 측방향으로 출사하는 광원의 빛을 분산시키는 기능을 수행하게 된다. 즉 종래의 도광판의 기능을 레진층(140)에서 수행할 수 있게 된다. 상기 레진층은 기본적으로 광을 확산할 수 있는 재질의 수지이면 어느 것이던 사용이 가능함은 물론이다. 일례로 본 발명에 따른 일 실시예로서의 레진층의 주재료는 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 주원료로 하는 레진을 이용할 수 있다. 이를테면, 합성올리고머인 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 폴리아크릴인 폴리머 타입과 혼합된 것을 사용할 수 있다. 물론, 여기에 저비점 희석형 반응성 모노머인 IBOA(isobornyl acrylate), HPA(Hydroxylpropyl acrylate, 2-HEA(2-hydroxyethyl acrylate) 등이 혼합된 모노머를 더 포함할 수 있으며, 첨가제로서 광개시제(이를 테면, 1-hydroxycyclohexyl phenyl-ketone 등) 또는 산화방지제 등을 혼합할 수 있다.
상기 레진층(140)은 빛의 확산과 반사를 증가시키기 위해서 비드(bead)를 포함할 수 있다. 상기 비드(bead)는 전체 레진층 중량 대비 0.01~0.3% 포함하는 것이 바람직하다. 즉 LED에서 측방향으로 출사되는 광은 상기 레진층(140)과 비드(141)를 통해 확산 및 반사되어 상부방향으로 진행할 수 있게 되며, 그리고 후술할 반사필름(120)과 반사패턴(121)을 구비하는 경우, 이러한 반사 기능을 더욱 촉진시킬 수 있게 된다. 상기 레진층의 존재는 종래의 도광판의 차지하던 두께를 혁신적으로 감소시켜 전체 제품의 박형화를 구현할 수 있음은 물론, 연성의 재질을 가지게 되는바 플렉서블한 디스플레이에도 적용할 수 있는 범용성을 구비할 수 있게 된다.
상기 반사필름(120)은 광원에서 도출되는 빛을 분산시킬 수 있도록 반사재질을 가짐과 동시에 빛을 분산을 촉진시키기 위해 화이트(whitr)인쇄를 통해 반사패턴(121)이 구비됨이 더욱 바람직하다. 상기 반사패턴은 TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon, PS 중 어느 하나를 포함하는 반사잉크를 이용하여 인쇄할 수 있다.
상기 확산판(170)은 상기 레진층(140)을 통과하여 출사되는 빛을 확산하는 기능을 수행하며, 특히, 본 발명에서는 에어층을 구비한 에어갭모듈을 구비하는 구조를 구비함이 바람직하다.
즉, 도 2a에 도시된 구조와 같이, 상기 확산판(170)은 하부에 일정한 패턴을 구비한 구조를 구현하여 에어갭모듈을 구현할 수 있다. 본 발명에서 에어갭모듈이라함은, 확산판과 하부의 구조층(이를 테면, 본 발명에 따른 실시예에서는 레진층이나 고분자필름층 등)과의 사이에 에어층을 구비한 구성을 '에어갭모듈'이라고 정의한다. 따라서, 본 발명의 특징적인 요지라 할 수 있는 에어갭모듈은 확산판 자체를 가공하여 에어영역(에어층)을 구현하는 방식이나, 별도의 구조물을 형성하여 에어영역을 형성하는 구성 등을 모두포함한다.
구체적인 일례로, 상술한 본 발명에 따른 에어갭모듈은 다음과 같은 실시예로 구현하는 것이 가능하다.
도 2b를 참조하면, (a)상기 에어갭모듈은, 확산판의 하부를 패터닝하여 하부의 층과 밀착하여 에어영역(air area)(171)을 형성하는 브릿지(172)의 구조로 구현될 수 있다. 이러한 일체형 구조는 상기 패터닝된 형상, 즉 에어영역을 형성하는 패턴의 형상에 따라 다양하게 변형될 수 있으며, 이에 따라 브릿지의 형상도 다양하게 변형될 수 있음은 자명하며, 이 또한 본 발명의 요지에 포함된다 할 것이다. 이러한 에어영역의 존재는 상기 광원으로부터 출사된 광을 확산시키고, 광의 균일도(uniformity)를 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 구현된다.
(b)에 도시된 구조처럼, 확산판의 하면 자체를 패터닝하는 방식 이외에 별도의 구조물을 이용하여 에어영역(173)을 형성하는 구조로도 구현할 수 있다. 물론 도시된 구조물은 스페이서 부재로 브릿지(174)를 형성하는 구조를 예시하였지만, 본 발명의 요지는 이러한 방식을 포함하여, 확산판의 하부에 에어층을 구현할 수 있는 다양한 변형 실시예 역시 본 발명의 요지에 해당한다 할 것이다.
(c)에 도시된 도면처럼, 확산판 자체를 패터닝하는 (a) 구성이나, 별도의 구조물을 이용하는 구성(b)처럼, 에어층을 단일층으로 하는 것 이외에, 독립적인 에어층을 구현할 수 있는 구조를 채용하여 복수의 층으로 에어영역을 형성하는 것도 가능하다. 즉 도시된 것처럼, 확산판(170)의 하부에 고분자필름(190)과 스페이서부재(191)을 이용하여 에어영역(192)를 구현하는 제2에어갭모듈을 형성할 수 있으며, 이러한 제2에어갭모듈은 복수로 형성하는 것도 가능하다. 물론, 상술한 도 2b의 (b)의 도면 구조에 이러한 변형 사상을 가미하는 것도 가능함을 물론이다.
도 2a 및 도 2b에 따른 확산판의 구조는 에어갭모듈이 상술한 레진층(140) 상에 직접 형성되는 구조로 구현될 수 있음은 물론, 도시된 것처럼, 별도의 광학패턴(151)을 구비한 고분자필름(150)을 더 구비한 구조로 구현할 수 있음은 물론이다. 즉, 상기 확산판(170)과 레진층(140)의 사이에는, 광학패턴(151)이 인쇄된 고분자필름(150)을 더 포함시킬 수 있다. 나아가 상기 고분자필름(150)은, 열경화 PSA, 열경화접착제, UV 경화 PSA 타입의 접착제(160)를 통해 상기 확산판과 접착시킬 수도 있다.
상기 고분자필름의 하면에 형성되는 광학패턴(151)은 LED 광원(130)의 위치에서 광이 출사하는 방향(전(前)방향)에 배치되도록 함이 바람직하다. 즉 상기 LED 광원의 수직상부면 또는 광출사방향면에 대응되는 위치의 고분자필름에 배치시킬 수 있다. 물론, 고분자 필름의 상면에 형성하는 것도 가능하다.
상기 광학패턴은 빛이 강도가 과하게 강하여 광학특성이 나빠지거나 황색광이 도출(yellowish)되는 현상을 방지하기 위하여 일정 부분 차광효과가 구현될 수 있도록 차광패턴으로 형성됨이 바람직하다. 즉 빛의 집중이 이루어지지 않도록 차광잉크를 이용하여 차광패턴을 인쇄할 수 있다. 상기 광학패턴은 광을 완전차단하는 기능이 아니라, 광의 일부 차광 및 확산의 기능을 수행할 수 있도록 하나의 광학패턴으로 광의 차광도나 확산도를 조절할 수 있도록 구현할 수 있다. 나아가 더욱 바람직하게는 본 발명에 따른 광학패턴은 복합적인 패턴의 중첩인쇄구조로 구현할 수도 있다. 중첩인쇄의 구조란 하나의 패턴을 형성하고, 그 상부에 또 하나의 패턴형상을 인쇄하여 구현하는 구조를 말한다.
일례로는 상기 광학패턴(151)을 구현함에 있어서, 광의 출사방향으로 고분자필름의 하면에 TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon 중 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 차광잉크를 이용하여 형성되는 확산패턴과, Al 또는 Al과 TiO2의 혼합물질을 포함하는 차광잉크를 이용한 차광패턴의 중첩인쇄구조로 구현할 수 있다. 즉 고분자필름의 표면에 확산패턴를 화이트인쇄 하여 형성한 후, 그 위에 차광패턴를 형성하거나, 이와 반대의 순서로 2중 구조로 형성하는 것도 가능하다. 물론 이러한 패턴의 형성 디자인은 광의 효율과 강도, 차광율을 고려하여 다양하게 변형할 수 있음은 자명하다 할 것이다. 또는, 순차적층구조에서 가운데층에 금속패턴인 차광패턴를 형성하고, 그 상부와 하부에 각각 확산패턴을 구현하는 3 중구조로 형성하는 것도 가능하다. 이러한 3 중구조에서는 상술한 물질을 선택하여 구현하는 것이 가능하며, 바람직한 일례로서는 굴절율이 뛰어난 TiO2를 이용하여 확산패턴 중 하나를 구현하고, 광안정성과 색감이 뛰어난 CaCO3를 TiO2와 함께 사용하여 다른 확산패턴을 구현하며, 은폐가 뛰어난 Al을 이용하여 차광패턴을 구현하는 구조의 3 중 구조를 통해 빛의 효율성과 균일성을 확보할 수 있다. 특히 CaCO3는 황색광의 노출을 차감하는 기능을 통해 최종적으로 백색광을 구현하도록 하는 기능을 하여 더욱 안정적인 효율의 광을 구현할 수 있게 되며, CaCO3이외에도 BaSO4, Al2O3, Silicon 비드 등의 입자 사이즈가 크고, 유사한 구조를 가진 무기 재료들을 활용할 수도 있다.
아울러, 상기 광학패턴은 상기 LED 광원의 출사방향에서 멀어질수록 패턴밀도가 낮아지도록 패턴밀도를 조절하여 형성함이 광효율의 측면에서 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 반사필름(120)은 상기 인쇄회로기판 상에 적층되며, 반사필름상에 형성된 홀을 관통하여 LED 광원(130)이 외부로 돌출되게 된다. 이러한 LED 광원은 측면 발광형의 구조로 구현하는 경우, 광원의 수를 대폭 절감할 수 있음은 상술한 바와 같고, 이러한 절감율을 줄이기 위해 광의 반사율을 대폭 향상할수 있도록 반사패턴(130)을 구현함이 바람직하다.
상기 반사패턴은 도시된 일례와 같이, LED 광원의 광출사 방향에 형성함이 바람직하며, 특히 상기 LED 광원의 출사방향에서 멀어질 수록 패턴 밀도가 높아지도록 패턴을 배치할 수 있다. 즉 출사방향에서 가까운 제1영역(131) 보다, 출사방향에서 먼 제2영역(132)의 패턴밀도를 높게 함이 반사율을 높일 수 있게 된다. 물론 패턴의 구조는 설계 의도에 따라 다양한 형상으로 구현할 수 있음은 물론이다. 아울러 상기 반사패턴의 형성은 TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon 중 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 반사잉크을 이용하여 인쇄하는 방식으로 구현할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 제조공정을 도시한 공정도이다.
도시된 공정도를 참조하여 제조공정을 설명하면, (a) 인쇄회로기판(110)에 측면 발광형 LED(130)를 형성(SMT)한다. (b) 이후 상기 인쇄회로기판(110)에 반사패턴(121)이 인쇄된 반사필름(120)을 라미네이션하고, (c) 이후 레진층(140)을 형성한다. 상기 반사필름(120)은 광 확산효과를 높일 수 있는 TiO2, PS, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silica 등과 같이, 산란, 반사효과를 구현할 수 있는 재료를 이용할 수 있다.
(d),(e) 이후, 고분자필름(150)에 광학패턴(151)을 형성하고, 상기 레진층(140)과 접착층(160)을 이용하여 접합한다. 구체적으로는, 고분자 필름에 인쇄, 프린팅 등의 공법을 이용하여 차광 패턴을 형성함으로써 광확특성(확산, uniformity, 휘도 등)를 조절 및 향상시킬 수 있다. 아울러, 상기 차광 패턴용 재료는 반사율/은폐력이 높은 재료(TiO2, PS, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silica등을 이용할 수 있으며, 패턴 설계에 따라 각 재료를 혼합하여 사용할 수 있음은 물론이다.
(e) 확산판(170)을 패터닝하여 에어영역(171)을 구비한 구조로 형성한다. 본 공정은 확산판 자체에 에어영역을 형성하는 구조로 형성하는 일례로, 일단 확산판(170)에 광 시뮬레이션(simulation)을 통하여 에어(Air)층 형성하여 LED로부터 입사된 빛을 확산시키고 광 균일도(uniformity)를 향상시킬 수 있는 패턴 설계를 하고, 설계된 패턴 금형을 제작하여 프레스 공법을 통해 확산판에 패턴을 구현할 수 있다. 또는, 확산판를 압출을 통해 제작 시 성형롤에 패턴을 형성하여 압출과 동시에 패턴을 형성하는 공정으로 구현하는 것도 가능하다. 물론, 확산판 자체를 패터닝하는 것이 아닌 경우에는 이와는 달리, 별도의 에어갭모듈을 형성하는 공정으로 제조될 수 있다.
(f) 이후, 상기 확산판(170)과 접착층(160)을 접합하고, (g) 이후, 백커버(180)을 인쇄회로기판에 접합하여 제품을 완성할 수 있다.
이러한 공정으로 제조된 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 다음과 같은 구성과 작용을 통해 LCD에 적용될 수 있다. 즉, 측면발광형 LED(130)에서 측방향으로 광이 출사하게 되며, 출사된 광은 종래의 도광판의 구조 대신 형성된 레진층(140)에서 반사, 확산하게 되며, 이는 특히 반사필름(120)과 반사패턴(121)에 의해 더욱 반사효율이 높아져, 광을 전방으로 유도할 수 있게 된다. 이렇게 레진층(140)을 통과한 광은 고분자필름(150)에 형성된 광학패턴(151)을 통해 확산 또는 차광되는 과정을 거치게 되며, 이렇게 정제된 광은 확산판의 하부에 형성되는 에어갭모듈(170, 171)을 통해 다시한번 광학특성이 정제되어 균일도를 증가할 수 있게 되며, 추후 부가되는 프리즘시트 등의 광학 시트를 거쳐서 백색광으로 LCD 패널로 입사하게 된다.
이처럼, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 도광판의 구조를 제거하고, 광의 공급원을 측면발광형 LED를 적용하고 레진층을 통하여 광을 확산, 반사를 통해 광을 유도함으로써, 박형화 및 광원의 수를 감소하는 한편, 광원의 감소로 인한 휘도저하 및 균일도의 문제를 반사패턴과 차광패턴 및 에어갭모듈의 에어영역을 구비하여 조절할 수 있도록 하여 광학 특성을 향상시킬 수 있게 된다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110: 인쇄회로기판
120: 반사필름
121: 반사패턴
130: 광원
140: 레진층
150: 고분자필름
151: 광학패턴
160: 접착층
170: 확산판
171: 에어영역
172: 브릿지
180: 백커버(Back cover)
190: 고분자필름
191: 브릿지
192: 에어영역

Claims (12)

  1. 인쇄회로기판 상에 형성되는 다수의 LED 광원;
    상기 LED 광원을 매립하는 구조로 상기 인쇄회로기판 상에 적층되며, 출사되는 빛을 전방으로 확산 유도하는 레진층;
    상기 레진층의 상면에 형성되며, 출사되는 빛을 차광 또는 반사하는 광학패턴을 구비한 고분자필름; 및
    상기 레진층의 상부에 배치되며 에어영역을 구비하는 에어갭모듈을 구비한 확산판;
    을 포함하는 백라이트 유닛.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 에어갭모듈은,
    상기 확산판의 하부를 패터닝하여 에어영역과 브릿지를 구현한 일체형 구조로 형성되는 백라이트 유닛.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 에어갭모듈은,
    상기 확산판의 하부에 독립적인 스페이서부재로 브릿지를 형성하여 에어영역을 구비한 구조로 형성되는 백라이트 유닛.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어갭모듈은,
    고분자필름 상에 에어영역과 브릿지로 구현되는 제2에어갭모듈을 적어도 1 이상 구비하는 백라이트유닛.
  5. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학패턴은,
    상기 확산판의 표면에 형성되며, 적어도 1 이상의 층으로 구현되는 확산패턴으로 구성되거나, 또는, 상기 확산패턴에 광을 차광하는 차광패턴이 조합된 구조로 형성되는 백라이트 유닛.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 고분자필름은,
    열경화 PSA, 열경화접착제, UV 경화 PSA 타입의 접착제를 통해 상기 확산판과 접착되는 백라이트 유닛.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은,
    상기 인쇄회로기판에 상면에 적층되는 반사패턴이 형성된 반사필름을 더 포함하는 백라이트유닛.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 레진층은 빛의 반사를 증가시키는 비드(bead)를 전체 레진층 대비 0.01~0.3%를 더 포함하는 백라이트 유닛.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 광학패턴은
    TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon 중 선택되는 어느 하나 이상의 물질 또는 둘이상의 혼합물질을 포함하는 차광잉크를 이용하여 형성되는 확산패턴으로 형성되거나,
    상기 확산패턴과 Al 또는 Al에 TiO2를 혼합한 물질을 포함하는 차광잉크로 형성되는 차광패턴의 중첩인쇄구조로 구현되는 백라이트 유닛.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 반사패턴은, TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon, PS 중 어느 하나를 포함하는 반사잉크를 적용하여 형성되는 백라이트 유닛.
  11. 청구항 5에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은,
    상기 확산판의 상부에 적층되는 프리즘시트 또는 보호시트를 더 포함하여 이루어지는 백라이트 유닛.
  12. 인쇄회로기판 상에 형성되는 다수의 측면형 발광다이오드(side view LED)광원; 상기 LED 광원을 매립하는 구조로 상기 인쇄회로기판 상에 적층되며, 출사되는 빛을 전방으로 확산 유도하는 레진층; 상기 레진층의 상면에 형성되며, 출사되는 빛을 차광 또는 반사하는 광학패턴을 구비한 고분자필름; 및 상기 레진층의 상부에 배치되며 에어영역을 구비하는 에어갭모듈을 구비한 확산판;
    을 구비한 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항의 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치
KR1020100050670A 2010-05-28 2010-05-28 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치 KR101128992B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100050670A KR101128992B1 (ko) 2010-05-28 2010-05-28 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100050670A KR101128992B1 (ko) 2010-05-28 2010-05-28 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110131044A KR20110131044A (ko) 2011-12-06
KR101128992B1 true KR101128992B1 (ko) 2012-03-23

Family

ID=45499642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100050670A KR101128992B1 (ko) 2010-05-28 2010-05-28 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101128992B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112019007978B4 (de) 2018-07-12 2023-08-03 Seoul Semiconductor Co., Ltd Leuchtdioden-anordnung und rückbeleuchtungseinheit

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104813098B (zh) * 2012-09-27 2018-05-11 Lg伊诺特有限公司 照明装置和包括该照明装置的车灯
KR101873099B1 (ko) 2016-07-14 2018-06-29 연세대학교 산학협력단 양자점 디스플레이장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050004238A (ko) * 2002-05-28 2005-01-12 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 다기능 광학 조립체
KR20080105273A (ko) * 2007-05-30 2008-12-04 엘지디스플레이 주식회사 유연한 백라이트 유닛

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050004238A (ko) * 2002-05-28 2005-01-12 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 다기능 광학 조립체
KR20080105273A (ko) * 2007-05-30 2008-12-04 엘지디스플레이 주식회사 유연한 백라이트 유닛

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112019007978B4 (de) 2018-07-12 2023-08-03 Seoul Semiconductor Co., Ltd Leuchtdioden-anordnung und rückbeleuchtungseinheit

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110131044A (ko) 2011-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101168404B1 (ko) 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR101211728B1 (ko) 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR101192275B1 (ko) 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
US11994768B2 (en) Lighting apparatus
KR101168403B1 (ko) 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR101379924B1 (ko) 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR101287493B1 (ko) 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR101148119B1 (ko) 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR101341972B1 (ko) 조명장치 및 이를 이용한 액정표시장치
KR101269952B1 (ko) 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR101128992B1 (ko) 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR102215971B1 (ko) 조명장치
KR101211710B1 (ko) 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR20120113178A (ko) 조명장치 및 이를 이용한 액정표시장치
KR101148102B1 (ko) 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR101211715B1 (ko) 백라이트 유닛 및 그 제조방법
KR20110126839A (ko) 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR101211709B1 (ko) 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR101225612B1 (ko) 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR101446917B1 (ko) 조명장치 및 그 제조방법
KR101399039B1 (ko) 조명장치 및 이를 포함하는 액정표시장치
KR20210019042A (ko) 조명장치
KR101399048B1 (ko) 조명장치 및 이를 이용한 액정표시장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150205

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160205

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170207

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180205

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190213

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200211

Year of fee payment: 9