KR20070045009A - 집광 시트 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 백라이트 모듈 - Google Patents

집광 시트 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 백라이트 모듈 Download PDF

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KR20070045009A
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reflectors
collecting sheet
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김민섭
이성근
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 광원으로부터 발생되는 빛의 집광 성능을 높여 전체적인 휘도를 향상시키기 위한 집광 시트 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 백라이트 모듈에 관한 것으로, 본 발명의 액정 표시 장치용 백라이트 모듈은 광원과, 광원으로부터 발생되는 빛을 액정 패널로 진행시키기 위한 도광판과, 도광판과 액정 패널 사이에 위치되어 도광판으로부터 출사되는 빛을 확산시키기 위한 제1 확산 시트, 및 제1 확산 시트에 의해 확산된 빛을 집광할 수 있도록 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름과, PET 필름 내에 형성되어 빛을 반사시키는 다수의 반사체로 형성된 집광 시트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
액정 표시 장치, 백라이트 모듈, 집광 시트, 반사체

Description

집광 시트 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 백라이트 모듈{Prism sheet and backlight module for Liquid Crystal Display using thereof}
도 1은 종래 기술에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 모듈을 도시한 단면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 집광 시트의 구조를 보인 도면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 모듈을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 모듈에서 집광 시트의 구조를 도시한 사시도이다.
도 5 내지 도 7은 도 4에 도시된 집광 시트의 정면도와 전면도 및 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 모듈에서 집광 시트의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
110;광원 120;도광판
130;반사판 140a,140b;제1 및 제2 확산 시트
150;집광 시트 170;액정 패널
152;반사체 154;PET필름
본 발명은 액정 표시 장치용 백라이트 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광원으로부터 발생되는 빛의 집광 성능을 높여 전체적인 휘도를 향상시킬 수 있는 집광 시트 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 백라이트 모듈에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 상부의 투명 절연 기판과 하부의 투명 절연 기판 사이에 이방성 유전율을 갖는 액정 물질을 주입해 놓고, 액정 물질에 형성되는 전계의 세기를 조정하여 액정 물질의 분자 배열을 변경시키며, 투명 절연 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 표현하는 표시 장치이다.
이러한 액정 표시 장치는 자체 발광을 하지 못하는 비발광 소자이기 때문에 백라이트(back Light)와 같은 광원이 필요하게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 모듈을 도시한 단면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 집광 시트의 구조를 보인 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 모 듈은 빛을 발산하는 광원으로서의 램프(10)와, 램프(10)에서 발산되는 빛을 안내하여 액정 패널(70)로 진행시켜주는 도광판(20), 도광판(20) 하부로 출사되는 빛을 전반사시켜 광의 손실을 최소화하는 반사판(30), 도광판(20) 상부로 출사되는 빛을 확산 및 집광하여 액정 패널(70)로 출사시키는 광학 시트(60)를 포함하여 구성된다.
그리고, 광학 시트(60)는 도시된 바와 같이 도광판(20) 상부로 출사되는 빛을 소정의 각도로 확산시켜주는 제1 확산시트(40a)와, 확산된 빛을 집광하여 액정 패널(70)로 전달시켜 주는 수직 및 수평 프리즘 시트(50a,50b), 프리즘 시트(50)로부터 출사되는 빛을 소정의 각도로 확산시키는 제2 확산 시트(40b)로 구성된다.
이때, 수직 및 수평 프리즘 시트(50a,50b)는 램프(10)로부터 도광판(20) 및 제1 확산 시트(40a)를 통과하여 나올 때의 빛의 정면 휘도를 보상하기 위하여 불필요한 시야각 영역의 빛을 모아주는 집광 필름이다. 즉, 제1 확산 시트(40a)에 의해 원하는 시야각 범위로 넓게 퍼져 있는 빛을 모아주는 역할을 한다.
이를 위한 종래의 프리즘 시트(50)는 도 2에 도시된 바와 같이 상면에 돌출 패턴(52)이 형성되고, 돌출 패턴(52)의 단면은 삼각 모양으로 형성된다.
따라서, 제1 확산시트(40a)에 의해 확산된 빛의 일부(L1,L2,L3)는 투과시키고 일부(L4)는 전반사시켜 백라이트의 효율을 높이고 있다.
이때, 프리즘 시트(50)에 투과되는 빛의 일부(L2,L3)는 돌출 패턴(52)에 의한 굴절을 통해서 투과되며, 일부(L1)는 돌출 패턴(52)간 사이에 직선광으로 입사되어 프리즘 시트(50)를 바로 통과함으로써 투과되는 것이다.
이와 같이, 종래의 프리즘 시트(50)는 돌출 패턴(52)의 굴절을 통해 빛을 투과하는 방식을 이용하고 있다.
그런데, 종래의 프리즘 시트를 이용한 백라이트 모듈은 액정 표시 장치의 화면의 정면 보다는 상/하부나 측부에 빛이 더 출사되어 사이드로브(sidelobe)에 의한 번짐 현상(blurring)이 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 액정 표시 장치용 백라이트 모듈에서 사이드로브(sidelobe)에 의한 영상의 번짐 현상을 제거하고 빛의 집광 성능을 높여 전체적인 광 휘도를 향상시킬 수 있는 새로운 구조의 집광 시트를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 전술한 바와 같이 새로운 구조를 갖는 집광 시트를 이용한 액정 표시 장치용 백라이트 모듈을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 집광 시트는 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름과, PET 필름 내에 형성되어 입사되는 빛을 반사시키는 다수의 반사체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 다수의 반사체는 경사진 측벽면을 갖는 뿔형 또는 기둥형인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 다수의 반사체는 수평 단면이 원, 삼각, 사각, 다각 모양 중 어느 하나의 형태인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다수의 반사체는 서로 이격 간격을 갖도록 형성되거나, 또는 최대 너비를 갖는 수평면이 서로 맞닿아 접면하도록 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 모듈은, 광원과, 광원으로부터 발생되는 빛을 액정 패널로 진행시키기 위한 도광판과, 도광판과 액정 패널 사이에 위치되어 도광판으로부터 출사되는 빛을 확산시키기 위한 제1 확산 시트, 및 제1 확산 시트에 의해 확산된 빛을 집광할 수 있도록 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름과, PET 필름 내에 형성되어 빛을 반사시키는 다수의 반사체로 형성된 집광 시트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에, 상기 집광 시트의 전면에 위치되어 상기 집광 시트로부터 출사되는 빛을 확산시키는 제2 확산 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 집광 시트의 반사체는 경사진 측벽면을 갖는 뿔형 또는 기둥형이고, 이의 수평 단면이 원, 삼각, 사각, 다각 모양 중 어느 하나의 형태인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 다수의 반사체는 서로 이격 간격을 갖도록 되거나, 또는 최대 너비를 갖는 면이 서로 맞닿아 접면하도록 형성되는 것이 바람직하다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집광 시트 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 백라이트 모듈에 대하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 모듈을 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 모듈에서 집광 시트의 구조를 도시한 사시도이며, 도 5 내지 도 7은 도 4에 도시된 집광 시트의 정면도와 전면도 및 측면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 모듈에서 집광 시트의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
먼저 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 모듈은 도시된 바와 같이 빛을 발산하는 광원(110)과, 광원(110)에서 발산되는 빛을 액정 패널(170)로 진행시켜 주는 도광판(120), 도광판(120) 하부로 출사되는 빛을 반사시켜 빛의 손실을 최소화하는 반사판(130), 도광판(120) 상부로 출사되는 빛을 소정의 각도로 확산시켜주는 제1 확산시트(140a), 확산된 빛을 집광하여 액정 패널(170)로 전달시켜 주는 집광 시트(150)를 포함하여 구성된다.
이러한 액정 표시 장치용 백라이트 모듈은 주로 노트북 컴퓨터나 PC용 모니터, PDA 등 거의 대부분의 화상 표시 장치에 적용된다.
여기에, 집광 시트(150)에 의해 집광된 빛을 소정의 각도로 확산시켜주는 제2 확산시트(140b)가 선택적으로 더 포함될 수 있다. 이는 본 발명의 일 실시예에 다른 집광 시트에 의해 사이드로브(sidelobe) 현상이 제거됨으로써 제2 확산 시트(140b)가 불필요하게 된 이유이다.
전술한 구성요소 중 집광 시트(150)는 광원(110)으로부터 도광판(120) 및 제1 확산 시트(140a)를 통과하여 나올 때의 빛의 정면 휘도를 높이기 위해 불필요한 시야각 영역의 빛을 모아주는 기능을 한다.
즉, 제1 확산 시트(140a)에 의해 원하는 시야각 범위로 넓게 퍼져 있는 빛을 모아주는 역할을 한다.
이를 위한 집광 시트(150)는 광 투과력이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate; 이하 'PET') 수지를 베이스로 하는 필름(이하, 'PET 필름'이라 한다) 내에 반사 물질이 삽입된 구조를 갖는다. 따라서, 집광 시트(150)에 입사되는 모든 각도의 빛을 반사 물질에 의해 반사시켜 전체 휘도를 증가시키도록 한다.
더욱 상세히 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 집광 시트(150)는 도 4에 도시된 바와 같이 광 투과력이 우수한 PET 필름(154)과, PET 필름(154) 내에 형성되어 입사되는 빛을 반사시키는 다수의 반사체(152)를 포함한다.
그리고, 반사체(152)는 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 원뿔 형태로 형성되고, 인접하는 반사체(152)간 서로 이격 간격(d)을 갖도록 형성된다. 또는, 도시하지는 않았으나 최대 너비를 갖는 밑면이 서로 맞닿아 인접하는 반사체(152)간 접하도록 형성될 수도 있다.
이때, 도 4 및 도 5에 도시된 원뿔 형태의 반사체(152)는 일 실시예로서, 이에 한정되지 않고 소정 각도로 경사진 측벽면을 갖는 뿔형 또는 기둥형으로 형성되고, 이의 수평 단면이 원 또는 삼각, 사각, 다각형 중 어느 하나의 형태를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
반사체(152)의 형태가 기둥형일 경우에는, 최대 너비를 갖는 수평면을 기준으로 서로 이격 간격(d)을 갖도록 형성되거나 또는 서로 맞닿아 접면하도록 형성된다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 집광 시트(150)는 제1 확산 시트(140a)에 의해 확산된 빛의 일부를 투과시키고, 일부는 전반사시켜 집광 시트(150)의 하부로 다시 되돌아가도록 함으로써 백라이트의 효율을 높이고 있다.
다시 말해, 집광 시트(150)의 반사체(152)간 사이로 확산된 빛은 입사된 방향 그대로 투과하여 집광시키고, 반사체(152)로 확산된 빛은 반사체(152)로 입사되는 빛의 각도에 따라 반사시켜 집광시키며, 반사체(152)의 하측으로 확산된 빛은 반사체(152)에 의해 집광 시트(150)의 하부로 전반사시킨다.
예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이 반사체(152)의 측벽면이 경사진 각도(θ)가 45°라고 가정하면, X축에 대하여 45° ~ 135° 사이로 도달하는 빛(B1)은 집광 시트(150)의 PET 필름(154)을 바로 투과하여 상부로 출사하게 되고, X축에 대하여 0°~45°, 135°~ 180°사이로 도달하는 빛(B2,B3)은 반사체(152)에 의해 반사되어 집광 시트(150)를 투과하게 된다. 그리고, 반사체(152)의 밑면에 도달하는 빛(B4)은 반사체(152)에 의해 전반사되어 다시 되돌아간다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 집광 시트(150) 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 백라이트 모듈은 기존의 프리즘 시트에 형성된 돌출 패턴(도 2의 52)을 이용하여 돌출 패턴(도 2의 52)의 굴절을 통해 집광시키는 방식과는 달리, 소정 각도의 경사진 측벽면을 갖는 반사체(152)에 의해 집광 시트(150)에 입사되는 모든 각도의 빛을 반사시킴으로써 빛을 집광하는 방식을 이용한다.
따라서, 기존의 프리즘 시트와 마찬가지로 빛의 집광 성능을 높여 백라이트의 휘도를 향상시킴과 더불어, 사이드로브(sidelobe)에 의한 번짐 현상을 제거하여 제2 확산시트(140b)가 없는 백라이트 모듈이 가능한 이점이 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집광 시트 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 백라이트 모듈은 광원으로부터 발생되는 빛을 반사체를 통해 반사시킴으로써 빛의 집광 성능을 높여 백라이트의 휘도를 향상시킴과 더불어, 사이드로브(sidelobe)에 의한 번짐 현상을 제거하여 제2 확산시트가 없는 백라이트 모듈이 가능한 효과가 있다. 이로 인하여, 액정 표시 장치용 백라이트 모듈의 구조가 기존에 비해 단순화되고 제조 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. PET(Polyethylene Terephthalate) 필름과,
    상기 PET 필름 내에 형성되어 입사되는 빛을 반사시키는 다수의 반사체를 포함하는 집광 시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 반사체는 경사진 측벽면을 갖는 뿔형 또는 기둥형인 것을 특징으로 하는 집광 시트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 다수의 반사체는 수평 단면이 원, 삼각, 사각, 다각 모양 중 어느 하나의 형태인 것을 특징으로 하는 집광 시트.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 다수의 반사체는 서로 이격 간격을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 집광 시트.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 다수의 반사체는 최대 너비를 갖는 수평면이 서로 맞닿아 접면하도록 형성된 것을 특징으로 하는 집광 시트.
  6. 광원;
    상기 광원으로부터 발생되는 빛을 액정 패널로 진행시키기 위한 도광판;
    상기 도광판과 상기 액정 패널 사이에 위치되어 상기 도광판으로부터 출사되는 빛을 확산시키기 위한 제1 확산 시트; 및
    상기 제1 확산 시트에 의해 확산된 빛을 집광할 수 있도록 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름과, 상기 PET 필름 내에 형성되어 빛을 반사시키는 다수의 반사체로 형성된 집광 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 집광 시트를 이용한 액정 표시 장치용 백라이트 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 집광 시트의 전면에 위치되어 상기 집광 시트로부터 출사되는 빛을 확산시키는 제2 확산 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집광 시트를 이용한 액정 표시 장치용 백라이트 모듈.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 집광 시트의 반사체는 경사진 측벽면을 갖는 뿔형 또는 기둥형이고, 그 수평 단면이 원, 삼각, 사각, 다각 모양 중 어느 하나의 형태인 것을 특징으로 하는 집광 시트를 이용한 액정 표시 장치용 백라이트 모듈.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수의 반사체는 서로 이격 간격을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 집광 시트를 이용한 액정 표시 장치용 백라이트 모듈.
  10. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수의 반사체는 최대 너비를 갖는 면이 서로 맞닿아 접면하도록 형성된 것을 특징으로 하는 집광 시트를 이용한 액정 표시 장치용 백라이트 모듈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101396569B1 (ko) * 2012-12-05 2014-05-20 주식회사 광은전자 엘이디 조명기구

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US7993026B2 (en) 2007-09-13 2011-08-09 Beijing Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. Light source and backlight module with the same
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