JP6203518B2 - バックライト装置及びこれを含む液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、バックライト装置及びこれを含む液晶表示装置に関する。

表示装置には、自ら光を出してイメージを表示する自発光型表示装置と、別途の光源が出す光を制御してイメージを表示する受光型表示装置とがある。受光型表示装置のうちの代表的なものが液晶表示装置である。

液晶表示装置は、現在、最も幅広く使用されているフラットパネル表示装置の一つであって、画素電極や共通電極などの電界生成電極（ｆｉｅｌｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）が形成されている二枚の表示板と、その間に挿入されている液晶層とを含み、これら液晶層を挟持した表示板に光を提供するバックライトモジュールを含む。液晶表示装置は、電界生成電極に電圧を印加して液晶層に電界を生成し、これを通じて液晶層の液晶分子の配向を決定し、バックライトモジュールが提供する光の出射量を制御することによって映像を表示する。バックライトモジュールは、光を出す光源、光源が出した光を分散して面光源に変換する導光板、及び各種拡散フィルムなどを含む。

光を出す光源として冷陰極蛍光ランプ（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ;ＣＣＦＬ）、外部電極蛍光ランプ（Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ;ＥＥＦＬ）などを従来では使用しており、最近では発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ;ＬＥＤ）を多く使用している。

バックライトモジュール内の光源の個数及び配置は、コスト及び表示輝度に影響を与えるため、原価競争力を考慮したバックライトモジュールの構造設計が必要である。

本発明の目的は、原価競争力があり、輝度が向上したバックライト装置及び液晶表示装置を提供することにある。

本発明の一実施形態によるバックライト装置は、複数の辺を含み、前記複数の辺のうちの少なくとも一つに陥没部が形成された導光板と、前記陥没部内に配置されて、互いに異なる方向に光を出射する複数の光源を含む光源バー（ｂａｒ）と、を含む。

前記光源バーは、メインバーと、前記メインバーと曲がった形状を形成しながら連結されるサブバーとを含み、前記複数の光源のうちの少なくとも一つは前記メインバーに配置され、前記複数の光源のうちの少なくとも一つは前記サブバーに配置されてもよい。

前記サブバーは、前記メインバーと４５°の角度を形成して連結されてもよい。

前記導光板と前記光源バーを取り囲んでいるボトムシャーシをさらに含み、前記ボトムシャーシは、前記導光板の陥没部に向かって突出している突出部を含み、前記突出部と前記導光板との間に前記光源バーが配置されてもよい。

前記導光板の前記複数の辺は、第１辺と、前記第１辺と接する第２辺とを含み、前記第１辺の長さは前記第２辺の長さより長く、前記陥没部は前記第１辺に形成されてもよい。

前記陥没部は、前記第１辺の中央部分に形成されてもよい。

前記導光板の前記複数の辺は、第１辺と、前記第１辺と接する第２辺とを含み、前記第１辺の長さは前記第２辺の長さより長く、前記陥没部は前記第２辺に形成されてもよい。

前記陥没部は、前記第２辺の中央部分に形成されてもよい。

前記光源バーは、前記導光板の前記複数の辺に複数個配置されてもよい。

前記陥没部は、台形状を有してもよい。

前記複数の光源それぞれは、６０°以上８０°以下の出射角を有してもよい。

本発明の一実施形態による液晶表示装置は、液晶パネルと、前記液晶パネルに光を供給するバックライト装置とを含み、前記バックライト装置は、複数の辺を含み、前記複数の辺のうちの少なくとも一つに陥没部が形成された導光板と、前記陥没部内に配置されて、互いに異なる方向に光を出射する複数の光源を含む光源バー（ｂａｒ）とを含み、前記導光板の水平断面の少なくとも一つの周縁に少なくとも一つの陥没部が形成されて、前記陥没部内に前記光源バーが配置される。

前記液晶表示装置において、前記光源バーは、メインバーと、前記メインバーと曲がった形状を形成しながら連結されるサブバーとを含み、前記複数の光源のうちの少なくとも一つは前記メインバーに配置され、前記複数の光源のうちの少なくとも一つは前記サブバーに配置されてもよい。

前記液晶表示装置において、前記サブバーは、前記メインバーと４５°の角度を形成して連結されてもよい。

前記導光板と前記光源バーを取り囲んでいるボトムシャーシをさらに含み、前記ボトムシャーシは、前記導光板の陥没部に向かって突出している突出部を含み、前記突出部と前記導光板との間に前記光源バーが配置されてもよい。

前記液晶表示装置において、前記導光板の前記複数の辺は、第１辺と、前記第１辺と接する第２辺とを含み、前記第１辺の長さは前記第２辺の長さより長く、前記陥没部は前記第１辺及び前記第２辺のうちの少なくともいずれか一辺に形成されてもよい。

前記液晶表示装置において、前記陥没部は、前記第１辺及び前記第２辺のうちの少なくともいずれか一辺の中央部分に配置されてもよい。

前記液晶表示装置において、前記光源バーは、前記導光板の前記複数の辺の各々に少なくとも１つ以上配置されてもよい。

前記液晶表示装置において、前記陥没部は、台形状を有してもよい。

前記液晶表示装置において、前記複数の光源それぞれは、６０°以上８０°以下の出射角を有してもよい。

本発明の一実施形態によれば、量産性の高い導光板加工を通して光源を配置することによって費用を節減し、光源の出射角を減らすことによって輝度を向上させることができる。

本発明の一実施形態によるバックライト装置を示す平面図である。 本発明の一実施形態によるバックライト装置を示す斜視図である。 本発明の一実施形態による光源バーを示す断面図である。 本発明の一実施形態によるバックライト装置における光照射分布を示す平面図である。 本発明の他の実施形態によるバックライト装置を示す平面図である。 本発明の他の実施形態によるバックライト装置を示す平面図である。 本発明の一実施形態によるバックライト装置を含む液晶表示装置を概略的に示す分解斜視図である。

図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。しかし、本発明はここで説明される実施形態に限定されず、他の形態に具体化することもできる。ここで紹介される実施形態は、開示された内容が詳細で、かつ完全なものとなるように、また、当業者に本発明の思想が十分に伝達できるように提供されるものである。

図面において、層及び領域の厚さは明確性を期するために誇張されたものがある。また、層が他の層または基板の「上」にあると言及される場合に、それは他の層または基板上に直接形成されるか、またはそれらの間に第３の層が介在してもよい。明細書の全体にわたって同一の参照番号で表示された部分は同一又は類似の構成要素を意味する。

図１は、本発明の一実施形態によるバックライト装置を示す平面図である。図２は、本発明の一実施形態によるバックライト装置を示す斜視図である。

図１及び図２を参照すると、本発明の実施形態によるバックライト装置は、複数の辺を含む多角形の水平断面を有する導光板ＬＧＰと、導光板ＬＧＰの水平断面の少なくとも一つの周縁に隣接する光源バーＬＳＢとを含む。図示したように、導光板ＬＧＰは四角形状であり、横方向への長辺と、縦方向への短辺とを有してもよい。導光板ＬＧＰの周縁のうちの長辺には陥没部１５０が形成されている。ここで、導光板ＬＧＰの周縁のうちの一つの長辺に一つの陥没部１５０を形成して陥没部１５０の個数を最小化してもよい。陥没部１５０は台形状を有してもよく、陥没部１５０は長辺の中央部に形成してもよい。導光板ＬＧＰの陥没部１５０内に光源バーＬＳＢを配置し、光源バーＬＳＢは複数の光源ＬＳを含み、複数の光源ＬＳは、発光方向が互いに異なる。ここで、光源バーＬＳＢは、印刷回路基板ＰＣＢであってもよく、光源ＬＳは光源バーＬＳＢに実装されて、光源バーＬＳＢを通じて外部から電源及び電気信号の伝達を受けてもよい。

導光板ＬＧＰは、ボトムシャーシ１１０の上に配置し、ボトムシャーシ１１０の一側周縁は、導光板ＬＧＰの陥没部１５０に沿って凹んだ形状を有してもよい。この時、光源バーＬＳＢは、陥没部１５０によって凹んだ導光板ＬＧＰの長辺部分と、ボトムシャーシ１１０の凹んだ形状部分との間に配置される。

図３は、本発明の一実施形態による光源バーを示す断面図である。

図３を参照すると、本実施形態で光源バーＬＳＢは、メインバーＬＳＢ１と、サブバーＬＳＢ２とを含む。メインバーＬＳＢ１は、サブバーＬＳＢ２と第１角度αを有して連結されており、光源バーＬＳＢの全体形状は、メインバーＬＳＢ１とサブバーＬＳＢ２とが連結する境界部分で曲がった形状である。ここで、第１角度αはほぼ４５°であってもよく、達成しようとするベゼルの大きさによって第１角度を調節してもよい。

図４は、本発明の一実施形態によるバックライト装置における光照射分布を示す平面図である。

図４を参照すると、光源ＬＳは、出射角θを有して表示領域ＤＰに光を放出する。均一性の観点で光源ＬＳから出射された光が表示領域ＤＰの大部分を覆うように分布するのが好ましい。光源ＬＳの出射角θが大きいほど輝度が低下することがあるため、輝度の低下を補償するために、光源にさらに強い電流が流すことが必要となる。しかし、この場合、発熱の増大が問題になりうる。

本実施形態によれば、光源バーＬＳＢが曲がっている形状を有するため、光源ＬＳの出射角θの最小値をほぼ６０°に設定して、最小でも６０°以上の出射角θを有するように光源ＬＳを形成すれば、表示領域ＤＰの大部分をカバーするように効率的な光分布を形成することができる。出射角θとしては、６０°以上８０°以下が好ましい。このように本実施形態では、従来に比べて光源ＬＳの出射角θを小さくしながら、光量向上による輝度上昇を期待することもできる。

図５は、本発明の他の実施形態によるバックライト装置を示す平面図である。

図５を参照すると、図１の実施形態とは異なって、導光板ＬＧＰの周縁のうちの短辺に陥没部１５０が形成されている。このような差を除いては図１を参照して説明した内容は本実施形態に全て適用することができる。

最近、導光板の一辺と他の一辺とが接する角部分に光源を配置するバックライト装置構造が研究されているが、このような構造は導光板の形状が複雑で、加工が難しく、ホットスポットと製品の外形を改善するのが困難であり、不良率が高くて市場競争力が劣る。しかし、本発明の実施形態によるバックライト装置は、光源バー、特に発光ダイオードを含む光源バーを導光板の長辺または短辺の中央部分に一つだけを設けることによって、輝度と量産性を同時に向上させることができる。また、光源を長辺の中央部に形成するために導光板の加工が必要であるが、このような導光板の加工形状を単純化して不良率を改善することができる。

図６は、本発明の他の実施形態によるバックライト装置を示す平面図である。

図６を参照すると、陥没部１５０が導光板ＬＧＰの周縁の長辺の上に複数個形成されている。陥没部１５０が複数個形成されることによって、それに対応して光源バーＬＳＢも複数個形成される。図１で説明した実施形態においては、光源バーを一つだけ形成することによって、費用を最小化しながら効率を上げる長所を有すると説明したが、さらに高輝度を要求する需要者の要求を満たすために、本実施形態のように一辺に光源バーを複数個形成してもよい。

また、本発明のバックライト装置の構成は、以上に述べた説明に限定されるわけではなく、陥没部が導光板の複数の辺に少なくとも１つ以上形成されてもよく、複数の辺に少なくとも１つ以上形成された陥没部に、光源バーがそれぞれ配置されてもよい。

図７は、本発明の一実施形態によるバックライト装置を含む液晶表示装置を概略的に示す分解斜視図である。

図７に示された液晶表示装置は、画像を表示する液晶パネル１６４、液晶パネル１６４に光を提供するバックライト装置１５０、液晶パネル１６４及びバックライト装置１５０を収納するためのトップシャーシ１０５及びボトムシャーシ１１０を含む。

トップシャーシ１０５は、液晶パネル１６４の非表示領域とボトムシャーシ１１０の側面を取り囲むように折曲される。このとき、トップシャーシ１０５は、ボトムシャーシ１１０の側面を取り囲むパネルガイド９５に連結されて固定されてもよい。

液晶パネル１６４は、パネルガイド９５に固定されて、バックライト装置１５０から出射される光の透過率が画像信号によって調節されることにより画像を表示する。液晶パネル１６４は、下部基板１６２及び上部基板１６０の間に形成された液晶層（図示せず）、下部基板１６２と上部基板１６０との間隔を一定に維持させるスペーサ（図示せず）などを備えてもよい。

上部基板１６０は、カラーフィルタ、ブラックマトリックス、及び共通電極などを備える。

下部基板１６２は、薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタに接続した画素電極とを備えてもよい。ここで、液晶のモードによって上部基板１６０に構成された共通電極は下部基板１６２に形成されてもよく、開口率の向上などのために上部基板１６０に形成されたカラーフィルタまたはブラックマトリックスは下部基板１６２に形成されてもよい。

また、下部基板１６２の非表示領域には、データライン（図示せず）それぞれに接続するデータパッド領域と、ゲートライン（図示せず）それぞれに接続するゲートパッド領域とが形成される。デートパッド領域には、データラインに画像信号を供給するためのデータ集積回路１２４が実装された複数のデータ回路フィルム１２２が取り付けられる。ゲートパッド領域には、ゲートラインにゲートスキャン信号を供給するためのゲート集積回路１２８が実装された複数のゲート回路フィルム１２６が取り付けられる。

これとは異なって、データ集積回路１２４及びゲート集積回路１２８は、チップオンガラス（Ｃｈｉｐ ｏｎ ｇｌａｓｓ；ＣＯＧ）方法で下部基板１６２上に直接実装されてもよく、またはゲート集積回路１２８は下部基板１６２の薄膜トランジスタと共に形成されて内蔵されてもよい。

バックライト装置１５０は、液晶パネル１６４の一側から光を発光する複数の発光ダイオードパッケージを含む光源バーＬＳＢと、光源バーＬＳＢの光源から出射する光を面光源化させて上部の液晶パネル１６４に供給する導光板ＬＧＰと、導光板ＬＧＰの上部に配置されて、導光板ＬＧＰから出射した光を散乱させて均一な光が出射されるようにする拡散シート１２０と、導光板ＬＧＰ下部に配置されて、液晶パネル１６４の反対側に漏れ出る光を反射して導光板ＬＧＰに伝達する反射シート１１８と、拡散シート１２０上に配置されて、拡散シート１２０で拡散させた光を集光させるプリズムシート１１５とを含む。ここで、光源バーＬＳＢ及び導光板ＬＧＰには、上述した本発明の実施形態によるバックライト装置で説明した光源バーＬＳＢと導光板ＬＧＰに関する内容が全て適用できる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されることではなく、請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の種々の変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。

９５ パネルガイド
１０５ トップシャーシ
１１０ ボトムシャーシ
１１５ プリズムシート
１１８ 反射シート
１２０ 拡散シート
１５０ 陥没部
ＬＳＢ 光源バー
ＬＧＰ 導光板

Claims (10)

1. 複数の辺を含み、前記複数の辺のうちの少なくとも一つに陥没部が形成された導光板と、
   前記陥没部内に配置されて、互いに異なる方向に光を出射する複数の光源を含む光源バーと、
   を含み、
   前記光源バーは前記陥没部内のみに位置することを特徴とするバックライト装置。
2. 前記光源バーは、メインバーと、前記メインバーと曲がった形状を形成しながら連結されるサブバーとを含み、
   前記複数の光源のうちの少なくとも一つは前記メインバーに配置され、前記複数の光源のうちの少なくとも一つは前記サブバーに配置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装置。
3. 前記導光板の前記複数の辺は、第１辺と、前記第１辺と接する第２辺とを含み、
   前記第１辺の長さは前記第２辺の長さより長く、
   前記陥没部は前記第１辺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装置。
4. 前記導光板の前記複数の辺は、第１辺と、前記第１辺と接する第２辺とを含み、
   前記第１辺の長さは前記第２辺の長さより長く、
   前記陥没部は前記第２辺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装置。
5. 前記光源バーは、前記導光板の前記複数の辺に複数個配置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装置。
6. 前記陥没部は台形状を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のバックライト装置。
7. 前記複数の光源それぞれは、６０°以上８０°以下の出射角を有する、請求項１に記載のバックライト装置。
8. 液晶パネルと、
   前記液晶パネルに光を供給するバックライト装置と、
   前記液晶パネル及び前記バックライト装置を収納するためのボトムシャーシと
   を含み、
   前記バックライト装置は、
   複数の辺を含み、前記複数の辺のうちの少なくとも一つに陥没部が形成された導光板と、
   前記陥没部内に配置されて、互いに異なる方向に光を出射する複数の光源を含む光源バーと、
   を含み、
   前記ボトムシャーシは、前記導光板の陥没部に沿って凹んだ形状を有し、
   前記光源バーは前記ボトムシャーシの凹んだ形状部分と前記導光板の陥没部との間に配置されることを特徴とする液晶表示装置。
9. 前記光源バーは、メインバーと、前記メインバーと曲がった形状を形成しながら連結されるサブバーとを含み、
   前記複数の光源のうちの少なくとも一つは前記メインバーに配置され、前記複数の光源のうちの少なくとも一つは前記サブバーに配置されることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
10. 前記導光板の前記複数の辺は、第１辺と、前記第１辺と接する第２辺とを含み、 前記第１辺の長さは前記第２辺の長さより長く、
    前記陥没部は、前記第１辺及び前記第２辺のうちの少なくともいずれか一辺に形成されることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
    

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