JP2010503149A - バックライトユニット及びこれを備えた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、バックライトユニット及びこれを備えた液晶表示装置を提供するためのものである。
【解決手段】本発明に係るバックライトユニットは、開口部を備えたハウジングと、上記ハウジングの開口部に収容されるモジュール基板と、上記モジュール基板に搭載された発光ダイオードと、上記発光ダイオードが挿入される反射シートとを含む。上記発光ダイオードは、レッドＬＥＤチップ、グリーンＬＥＤチップ、及びブルーＬＥＤチップのうち、少なくとも１つを１つ以上含む。上記発光ダイオードは、モジュール基板上に１列以上配列される。
【選択図】図１

Description

本発明は、バックライトユニット及びこれを備えた液晶表示装置に関する。

表示装置は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、電界光学的な効果を利用した液晶表示装置（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）、ガス放電を利用したプラズマ表示素子（Plasma Display Panel：ＰＤＰ）、及び電界発光効果を利用したＥＬ表示素子（Electro Luminescence Display：ＥＬＤ）などがあり、その中で液晶表示装置に対する研究が活発に進行している。

液晶表示装置（ＬＣＤ）は、外部から入る光量を調節して画像を表示する受光性装置であるので、バックライトユニットのような別途の外部光源を必要とする。

このようなバックライトユニット（Back Light Unit）は、ＣＣＦＬ（cold cathode florescent lamp）などの発光ランプや発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用している。

本発明は、ＬＥＤ用モジュール基板の発光ダイオードが挿入される反射シートを提供して、反射光量を増加させることができるようにしたバックライトユニット及びこれを備えた液晶表示装置を提供することをその目的とする。

本発明の他の目的は、反射シートの発光ダイオード挿入孔の周りが傾斜するようにすることで、輝度及びカラーの均一性を改善できるようにしたバックライトユニット及びこれを備えた液晶表示装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、発光ダイオードの間の反射シート上に複数個の受光センサーを提供して、光の強さを制御できるようにしたバックライトユニット及びこれを備えた液晶表示装置を提供することにある。

本発明に係るバックライトユニットは、開口部を備えたハウジングと、上記ハウジングの開口部に収容されるモジュール基板と、上記モジュール基板に搭載された発光ダイオードと、上記発光ダイオードが挿入される反射シートと、を含む。

本発明に係るバックライトユニットは、開口部を持つハウジングと、上記ハウジングの開口部に収容されるモジュール基板と、上記モジュール基板上に搭載された発光ダイオードと、上記モジュール基板上の発光ダイオードが挿入される反射シートと、上記反射シート上に配置された複数個の受光部とを含む。

本発明に係る液晶表示装置は、液晶パネルと、上記液晶パネルの下に配置されたライトユニットとを含み、上記ライトユニットは、開口部が形成されたハウジングと、上記ハウジングに配置されるモジュール基板と、上記モジュール基板上に搭載された発光ダイオードと、上記モジュール基板上の発光ダイオードが挿入される反射シートとを含む。

本発明に係るバックライトユニット及びこれを備えた液晶表示装置によると、反射シートに発光ダイオードが部分貫通できるようにすることで、反射光量を改善させることができる。

また、発光ダイオードが反射シートのダイオード挿入孔の真中に配置されるようにすることで、バックライトユニットから照射される光に対する輝度及びカラーの均一性を改善することができる。

また、反射シート上に複数個の受光要素を配置して、カラー別の光の強さを制御して混色光を改善することができる。

以下、本発明に対して添付された図面を参照して説明すると次の通りである。

図１は、本発明に係る液晶表示装置を示す斜視図である。

図１を参照すると、液晶表示装置１００は、ライトユニット１０１及び液晶パネル１０５を含む。

ライトユニット１０１は、照明装置または表示装置などに光源を提供する。このようなライトユニット１０１は、例えば、液晶パネル１０５の下に配置されて液晶パネル１０５に必要とされる光を照射する。

ライトユニット１０１は、ハウジング１１０、モジュール基板１２０、反射シート１３０、及び光学シート部１５０を含む。ハウジング１１０には開口部１１１が形成され、開口部１１１には少なくとも１つのＬＥＤ用モジュール基板が収容される。ハウジング１１０の開口部側面１１２は傾斜した構造として反射板の機能を遂行する。

モジュール基板１２０には複数個の発光ダイオード１２５が搭載される。

モジュール基板１２０の上には反射シート１３０が配置される。反射シート１３０にはダイオード挿入孔１３１が形成され、ダイオード挿入孔１３１には発光ダイオード１２５が各々挿入され、上記挿入された発光ダイオード１２５は反射シート１３０のダイオード挿入孔１３１に貫通されることができる。ここで、ダイオード挿入孔１３１には複数個の発光ダイオード１２５が挿入されるサイズまたは形状で形成されることができる。

光学シート部１５０は、少なくとも一枚以上の光学シートを含むことができる。光学シート部１５０は、例えば拡散シート（図示せず）及びプリズムシート（図示せず）を含み、上記拡散シート（図示せず）は入射される光を拡散させて、拡散シートを通過する光に対する均一度を向上させることができる。上記プリズムシート（図示せず）は、水平プリズムシート及び垂直プリズムシートを含み、入射される光を屈折及び集光させてくれて、バックライトユニットの表面での輝度を向上させることができる。このようなプリズムシートには照度強化フィルム（図示せず）がさらに提供されることができる。実施形態では光学シート部が除去されることができる。

液晶パネル１０５は、ライトユニット１０１から提供された光源を利用して入力された映像信号に対応する映像を表示する。このような液晶パネル１０５は、例えば薄膜トランジスターがマトリックス形態で形成されたＴＦＴ基板、ＴＦＴ基板と対向して結合するカラーフィルタ基板、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板との間に形成された電界によって光透過度を調節する液晶層、及び第１基板と第２基板との間のセルギャップを維持するスペーサを含む。また、液晶パネルの両側には偏光板が提供されることができる。実施形態では上記の液晶パネルに対して限定するものではない。

図２は、本発明に係るライトユニットの平面図である。このようなライトユニットは光学シート部が除去された構造を示す図である。

図１及び図２を参照すると、ハウジング１１０の開口部１１１にはモジュール基板１２０が配置され、モジュール基板１２０の上には発光ダイオード１２５が搭載される。発光ダイオード１２５は、１列以上に配置されることができ、複数の列で配置される場合、隣接した列の発光ダイオード１２５は互いにジグザグ形態で搭載されることができる。

モジュール基板１２０の上に反射シート１３０が配置されるが、この際、発光ダイオード１２５はダイオード挿入孔１３１を通じて各々挿入され、上記挿入された発光ダイオード１２５は、反射シート１３０のダイオード挿入孔１２５に貫通されることができる。ここで、発光ダイオード１２５はダイオード挿入孔１３１の真中に各々整列されることができる。

反射シート１３０は、反射率の高いアルミニウムのような金属材質からなるか、反射シート１３０の表面及びダイオード挿入孔１３１の周りが反射物質でコーティングされることができる。このような反射シート１３０の反射率は９０％以上に提供されることができる。

ダイオード挿入孔１３１の周りは傾斜した面１３２で形成される。即ち、ダイオード挿入孔１３１の下部直径より上部直径が大きく形成される。

反射シート１３０上には１つ以上の受光部１４１が配置される。受光部１４１は一定の面積を持つ光繊維であって、発光ダイオード１２５から出射される光を感知するために広い開口部形態で形成される。

このような受光部１４１が設置される位置は、反射シート１３０の中央、中央の周辺、各コーナー部分に選択的に設置されることができる。また、受光部１４１の設置個数及び位置は、バックライトユニットのサイズによって変更されることができる。

受光部１４１には伝送線路１４３が各々連結され、伝送線路１４３は光繊維で具現されることができ、受光部１４１及び伝送線路１４３に入射される光をカラー受光センサー１４５に伝達することになる。

カラー受光センサー１４５は、伝送線路１４３を通じて伝えられる光を電気的な信号で検出することになり、上記検出された信号をカラー別ＬＥＤチップの駆動電流を制御する情報として提供する。例えば、レッドＬＥＤチップ、グリーンＬＥＤチップ、ブルーＬＥＤチップの光の強さを各々検出して、これを提供することによって、各ＬＥＤチップの駆動電流を制御して均一な光の強さで混色光が改善されるようにする。

また、反射シート１３０には多数個のねじ孔１３７が形成される。このようなねじ孔１３７にねじ（図示せず）を利用して反射シート１３０とモジュール基板やハウジングを締結して、反射シート１３０を固定させることができる。この際、反射シート１３０が部分的に浮くことを防止して、反射シート１３０の浮いた領域による輝度及びカラーの均一性が低下することを解決することができる。

ここで、上記ねじ（図示せず）のヘッド部分は白色でペインティング処理されて、ねじのヘッド部分での反射率が７０％以上になることができるようにする。ここで、本実施形態では反射シートを固定する要素としてねじを提供したが、他の固定手段または接着手段を提供することもできる。

図３は、本発明に係る発光ダイオードにおけるＬＥＤチップの配置例を示す図である。

図３の（Ａ）を参照すると、発光ダイオード１２５は、レッドＬＥＤチップ１２６、グリーンＬＥＤチップ１２７、ブルーＬＥＤチップ１２８が時計方向に三角形構造で配置される。図３の（Ｂ）を参照すると、発光ダイオード１２５は、レッドＬＥＤチップ１２６、ブルーＬＥＤチップ１２８、グリーンＬＥＤチップ１２７が時計方向に三角形構造で配置される。このような発光ダイオード１２５のカラー別ＬＥＤチップ１２６、１２７、１２８の配置構造は変更されることができ、これに限定するものではない。

また、発光ダイオード１２５は、三色（Red、Green、Blue）ＬＥＤチップ１２６、１２７、１２８で具現されるか、少なくとも１つのブルーＬＥＤチップと蛍光体を利用して具現することができ、これに対して限定するものではない。

図４は本発明に係る反射シートに発光ダイオードが結合された例を示す側断面図であり、図５は反射シートに発光ダイオードが結合された平面図である。

図４を参照すると、反射シート１３０のダイオード挿入孔１３１は周りが傾斜した面１３２で形成されるが、このような傾斜面１３２は発光ダイオードの下部から上部に進行するほど広いため、光の反射が容易な構造である。

この際、反射シート１３０の底面を基準にして傾斜面１３２の傾斜角度（θ）は２０〜８０゜で形成されることができる。

また、反射シート１３０のダイオード挿入孔１３１の真中に発光ダイオード１２５が配置されるので、ダイオード挿入孔１３１の下段と発光ダイオード１２５の周りの間隔（Ｇ１、Ｇ２）はほとんど同一になる。これによって、発光ダイオード１２５から放出された光が反射シート１３０のダイオード挿入孔１３１の周り傾斜面１３２で均一に放射されることで、傾斜面１３２での反射光量がどれか一側に偏ることを解決することができる。

ここで、発光ダイオード１２５の下段周りと反射シート１３０のダイオード挿入孔１３１との間の公差（Ｇ１，Ｇ２）は０＜公差≦０．１ｍｍで形成されることができる。このような公差の管理のために、発光ダイオード１２５の製造時、モールディング工程を反復遂行して、発光ダイオード１２５のモールド物が半球形態で均一に形成されることができる。

また、反射シート１３０の高さ（Ｈ１）は発光ダイオード１２５の高さ（Ｈ２）の５０〜９０％程度にして、発光ダイオード１２５から出射された光の一部が反射シート１３０の表面及び傾斜面１３２を通じて効率的に再反射されることができる。

また、発光ダイオード１２５の周りと反射シート１３０のダイオード挿入孔１３１との間の公差（Ｇ１，Ｇ２）がほとんど同一であるので、発光ダイオード１２５から出射された光が反射シート１３０のダイオード挿入孔１３１の傾斜面１３２で均一に反射されることができる。

図６は、本発明に係るライトユニットにおいて、反射シートの変形例を示す図である。

図６を参照すると、反射シート１３０のダイオード挿入孔１３１のサイズが領域によって互いに異なることがある。例えば、反射シート１３０の中央領域（Ａ０）に形成されたダイオード挿入孔１３１の下段直径（Ｇ４）が外側領域（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）のダイオード挿入孔１３１の下段直径（Ｇ３）より大きく形成されることができる。

ここで、反射シート１３０の外側領域（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）のダイオード挿入孔１３１と発光ダイオード１２５との間の最小公差は０．１ｍｍ以下に形成されることができる。これは、反射シート１３０の外側領域（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）を基準にして、外側領域（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）のダイオード挿入孔１３１に発光ダイオード１２５がセンタリングされるようにすることで、他の領域（Ａ０）のダイオード挿入孔１３１には自動で発光ダイオード１２５がセンタリングされることができる。

そして、反射シート１３０の外側領域（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）は、反射シート１３０の左側領域（Ａ１）、右側領域（Ａ２）、上側領域（Ａ３）、下側領域（Ａ４）のうち、少なくとも１つの領域を含むことができる。

また、反射シート１３０の中央領域（Ａ０）と外側領域（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）に備えられた傾斜面１３２の傾斜角度が互いに異なることができる。

このような技術思想は、上記好ましい実施形態により具体的に記述されたが、前述した実施形態はその説明のためのものであり、その制限のためのものでないことに留意するべきである。また、本発明の技術分野の通常の専門家であれば本発明の技術思想の範囲内で多様な実施が可能であることを理解することができるものである。

本発明に係るバックライトユニット及びこれを備えた液晶表示装置によると、反射シートに発光ダイオードが部分貫通されるようにすることで、反射光量を改善させることができる。

また、発光ダイオードがダイオード挿入孔の真中に配置されることによって、バックライトユニットから照射される光に対する輝度及びカラーの均一性を改善することができる。

また、反射シート上に受光要素を配置して、カラー別の光の強さを制御して混色光を改善することができる。

また、反射シートを固定するねじの露出部分を白色でペインティング処理して反射率をさらに上げることができる。

本発明に係る液晶表示装置のブロック構成図である。 図１の光学シートが除去されたライトユニットの平面図である。 図１の発光ダイオードのＬＥＤチップの配置例を示す図である。 本発明に係る反射シートのダイオード挿入孔に発光ダイオードが結合された側断面図である。 本発明に係る反射シートのダイオード挿入孔に発光ダイオードが結合された平面図である。 本発明に係るライトユニットにおいて、反射シートのダイオード挿入孔の変形例を示す図である。

符号の説明

１００ 液晶表示装置、 １０１ ライトユニット、 １０５ 液晶パネル、 １１０ ハウジング、 １１１ 開口部、 １１２ 開口部側面、 １２０ モジュール基板、 １２５ 発光ダイオード、 １３０ 反射シート、 １３１ ダイオード挿入孔、 １４１ 受光部、 １４３ 伝送線路、 １４５ カラー受光センサー、 １５０ 光学シート部。

Claims (20)

1. 開口部を備えたハウジングと、
   前記ハウジングの開口部に収容されるモジュール基板と、
   前記モジュール基板に搭載された発光ダイオードと、
   前記発光ダイオードが挿入される反射シートと、
   を含むことを特徴とするバックライトユニット。
2. 前記発光ダイオードは、レッドＬＥＤチップ、グリーンＬＥＤチップ、及びブルーＬＥＤチップのうち、少なくとも１つを１つ以上含むことを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
3. 前記発光ダイオードは、モジュール基板上に１列以上配列されることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
4. 前記反射シートには少なくとも１つの発光ダイオードが挿入されるダイオード挿入孔が形成されることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
5. 前記反射シートのダイオード挿入孔の周りは発光ダイオードの下部から上部に進行するほど順次広くなる傾斜面が形成されることを特徴とする請求項４に記載のバックライトユニット。
6. 前記発光ダイオードの周りと前記反射シートのダイオード挿入孔との間の最小公差は０＜公差≦０．１ｍｍであることを特徴とする請求項４に記載のバックライトユニット。
7. 前記反射シートにおいて、ダイオード挿入孔の傾斜面の傾斜角度は２０〜８０゜で形成されることを特徴とする請求項５に記載のバックライトユニット。
8. 前記反射シートの高さは、発光ダイオードの高さの５０〜９０％を持つことを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
9. 前記反射シートの外側領域のダイオード挿入孔と中央領域のダイオード挿入孔の直径が互いに異なるように形成されることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
10. 前記反射シートにおいて、中央領域のダイオード挿入孔の直径が外側領域のダイオード挿入孔の直径より大きく形成されることを特徴とする請求項９に記載のバックライトユニット。
11. 前記反射シートをハウジングまたはモジュール基板に締結させる複数個のねじを含み、前記ねじのヘッド部分が白色でコーティングされることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
12. 開口部を持つハウジングと、
    前記ハウジングの開口部に収容されるモジュール基板と、
    前記モジュール基板上に搭載された発光ダイオードと、
    前記モジュール基板上の発光ダイオードが挿入される反射シートと、
    前記反射シート上に配置された複数個の受光部と、
    を含むことを特徴とするバックライトユニット。
13. 前記反射シートには発光ダイオードが各々挿入されるダイオード挿入孔が形成され、
    前記ダイオード挿入孔の周りは下部が狭くて上部が広い傾斜した構造で形成されることを特徴とする請求項１２に記載のバックライトユニット。
14. 前記反射シートには、前記受光部で検出された光をカラー受光センサーに各々伝達する伝送線路を含むことを特徴とする請求項１３に記載のバックライトユニット。
15. 前記受光部及び伝送線路は、互いに異なるサイズの光繊維からなることを特徴とする請求項１４に記載のバックライトユニット。
16. 前記発光ダイオード及び反射シートの上には、少なくとも一枚の光学シートが配置されることを特徴とする請求項１３に記載のバックライトユニット。
17. 液晶パネルと、
    前記液晶パネルの下に配置されたライトユニットとを含み、
    前記ライトユニットは、
    開口部が形成されたハウジングと、
    前記ハウジングに収納されるモジュール基板と、
    前記モジュール基板上に搭載された発光ダイオードと、
    前記モジュール基板上の発光ダイオードが挿入される反射シートと、
    を含むことを特徴とする液晶表示装置。
18. 前記反射シートには前記発光ダイオードが挿入されて真中に各々センタリングされるダイオード挿入孔を含むことを特徴とする請求項１７に記載の液晶表示装置。
19. 前記ダイオード挿入孔の周りは反射シートの底面を基準にして２０〜８０゜外側に傾斜し、前記発光ダイオードの下段の周りとの最小公差が０．１ｍｍ以下に形成されることを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置。
20. 前記反射シートの上には光繊維材質の受光部及び伝送線路が配置されることを特徴とする請求項１７に記載の液晶表示装置。

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