KR100687355B1 - Backlight unit of liquid crystal display device - Google Patents

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박인호
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Abstract

본 발명은 광 손실 및 과다한 광 경로로 인해 발생하는 휘도 저하를 개선할 수 있는 액정표시장치의 백라이트 유니트를 개시한다. 개시된 본 발명은, 액정패널의 하단에 직하방식으로 배치되는 LED와 상기 LED로부터 발생된 빛을 백라이트 상부의 액정패널측으로 전달하는 도광판을 포함하는 직하방식의 백라이트 유니트에 있어서, 상기 도광판의 하부면에 상기 LED가 삽입 배치될 수 있도록 오목한 형태를 갖는 가이드 돔(guide dome)이 형성된 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a backlight unit of a liquid crystal display device which can improve the brightness degradation caused by light loss and excessive light path. Disclosed is a direct-type backlight unit including an LED disposed in a direct manner at a lower end of a liquid crystal panel and a light guide plate configured to transmit light generated from the LED to a liquid crystal panel side of an upper backlight. A guide dome having a concave shape is formed so that the LED can be inserted.

Description

액정표시장치의 백라이트 유니트{Backlight unit of liquid crystal display device}Backlight unit of liquid crystal display device

도 1은 종래 기술에 따른 에지방식의 백라이트 유니트를 나타내는 단면도.1 is a cross-sectional view showing an edge backlight unit according to the prior art.

도 2는 종래 LED 혼색을 위해 도광판이 추가된 에지방식의 백라이트 유니트 구조를 나타낸 단면도.2 is a cross-sectional view showing an edge-type backlight unit structure in which a light guide plate is added for conventional LED mixing.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 직하방식의 백라이트 유니트를 나타내는 단면도.3 is a cross-sectional view showing a backlight unit of a direct type according to a first embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 직하방식의 백라이트 유니트를 나타내는 단면도.4 is a cross-sectional view of a backlight unit of a direct type according to a second embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 직하방식의 백라이트 유니트를 나타내는 단면도.5 is a cross-sectional view illustrating a backlight unit of a direct type according to a third embodiment of the present invention.

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본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 광 손실 및 과다한 광 경로로 인해 발생하는 휘도 저하를 개선할 수 있는 액정표시장치의 백라이트 유니트에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a backlight unit of a liquid crystal display device that can improve the brightness degradation caused by light loss and an excessive light path.

액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 화상 표시 기구의 하나로써, 다른 화상 표시 기구인 씨알티(CRT)에 비해 경량, 박형 및 저소비전력을 실현할 수 있다는 장점이 있다. 이 때문에, 액정표시장치는 씨알티를 대신해서 각종 정보기기의 단말기, 또는, 비디오기기 등에 이용되고 있고, 최근에 들어서는, 광시야각을 확보하면서 컬러 쉬프트 현상을 방지할 수 있게 되어 씨알티에 필적할만한 고화질을 달성하고 있다. Liquid crystal display (LCD) is one of the image display mechanism, it has the advantage that can realize a lightweight, thin and low power consumption compared to other image display mechanism CRT (CRT). For this reason, liquid crystal displays have been used for terminals of various information apparatuses or video apparatuses in place of STI, and in recent years, it is possible to prevent color shift phenomenon while securing a wide viewing angle, so that high quality comparable to SALTI can be achieved. To achieve that.

한편, 액정표시장치는 씨알티와는 달리 스스로 빛을 내지 못하기 때문에 별도의 광원을 필요로 하며, 이에 따라, 상기 액정표시장치는 표시 부품인 액정 패널 이외에 백 라이트 유니트(Back Light Unit)를 더 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 백 라이트 유니트는 실질적인 광원인 램프(lamp)와, 도광판(light guide plate) 및 수 개의 광학판(optical sheets)로 구성되며, 상기 램프로서는 현재 수은(Hg)을 이용한 형광램프가 사용되고 있다. On the other hand, the liquid crystal display device requires a separate light source because it does not emit light on its own unlike CALTI. Accordingly, the liquid crystal display device further includes a back light unit in addition to the liquid crystal panel that is a display component. It is configured to include. Here, the backlight unit is composed of a lamp which is a practical light source, a light guide plate and several optical sheets, and a fluorescent lamp using mercury (Hg) is currently used as the lamp. .

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 백라이트 유니트에 대해 설 명하도록 한다.Hereinafter, a backlight unit according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래 에지방식의 백라이트 유니트를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a conventional edge type backlight unit.

도 1에 도시된 바와 같이, 백라이트 유니트는 LED(1), 도광판(2), 램프 반사체(3), 반사판(4), 확산시트(5), 프리즘시트(6), 보호시트(7) 등으로 구성된다. As shown in FIG. 1, the backlight unit includes an LED 1, a light guide plate 2, a lamp reflector 3, a reflector 4, a diffusion sheet 5, a prism sheet 6, a protective sheet 7, and the like. It consists of.

상기 액정패널(10)에 빛을 조사하기 위해 형광램프 대신 LED(1)를 광원으로 사용하며, LED(1)에서 발생된 빛은 도광판(2)을 통해 액정소자면에 투사된다. 상기 LED(1)에서 발생된 빛을 도광판(2)에 보다 많이 투사하기 LED(1)에서 발생된 빛을 도광판(2)쪽으로 반사시켜 주는 램프 반사체(3)를 LED(1) 주위에 배치한다. 여기에서, 상기 램프 반사체(3)는 반사 시트의 역할을 동시에 한다.In order to irradiate light to the liquid crystal panel 10, an LED 1 is used as a light source instead of a fluorescent lamp, and the light generated by the LED 1 is projected onto the liquid crystal element surface through the light guide plate 2. Projecting More Light from the LED 1 on the Light Guide Plate 2 A lamp reflector 3 reflecting the light generated from the LED 1 toward the light guide plate 2 is disposed around the LED 1. . Here, the lamp reflector 3 simultaneously serves as a reflecting sheet.

상기 도광판(2)의 하단에는 반사판(4)을 배치하여 빛을 액정소자면으로 반사시키며, 상기 도광판(2)의 상단에는 확산시트(5), 프리즘시트(6) 및 보호시트(7)가 차례로 배치된다. 상기와 같이 구성된 백라이트 어셈블리는 몰드 프레임(8)에 의해 고정되며, 상기 확산시트(5)의 하단에 LED(1)가 실장된 금속기판(9)이 배치되고, 이때에 LED(1)는 모듈의 측면에 배치된다. 상기 백라이트 유니트 외곽을 베젤(11)이 감싸고 있다. A reflector 4 is disposed at the lower end of the light guide plate 2 to reflect light to the liquid crystal device surface, and a diffusion sheet 5, a prism sheet 6, and a protective sheet 7 are disposed at the upper end of the light guide plate 2. Are placed in turn. The backlight assembly configured as described above is fixed by the mold frame 8, and a metal substrate 9 on which the LED 1 is mounted is disposed at the bottom of the diffusion sheet 5, wherein the LED 1 is a module. Is placed on its side. The bezel 11 surrounds the outside of the backlight unit.

도 2는 종래 LED 혼색을 위해 도광판이 추가된 에지방식의 백라이트 유니트 구조를 나타낸 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an edge-type backlight unit structure in which a light guide plate is added for LED mixing.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 백라이트 유니트 구조는 도광판(12a, 12b)과 램프 반사체(13a, 13b)가 각각 두 개씩 배치되어 있어 원하는 색도로 바꾸는 것이 용이하다. 또한, FSC(field sequential color)와 같이 액정패널에 컬러필터 대신에 레드, 그린 및 블루 LED를 순차적으로 온/오프하면서 컬러를 구현하는 방식의 액정표시장치에 사용된다.As illustrated in FIG. 2, the backlight unit structure has two light guide plates 12a and 12b and two lamp reflectors 13a and 13b, respectively, so that it is easy to change the color to a desired chromaticity. In addition, instead of a color filter in a liquid crystal panel such as a field sequential color (FSC), a red, green, and blue LED is sequentially used on / off a liquid crystal display device to implement color.

그러나, 도 1에서와 같이, 상기 LED에서 발생한 빛의 경로를 보면 대부분의 빛이 램프 반사체에 충돌하여 반사되며, 반사된 빛이 도광판으로 입사하는데 한 두번의 충돌에 의해서 일어나는 광도 있지만, 여러번에 걸쳐 램프 반사체에 반사되어 많은 광 손실이 발생하는 경로도 있다. 이러한 광 손실은 휘도의 저하로 나타나게 되어 결국, 액정표시장치의 화면품위 저하를 발생시켜 LED를 더 많이 사용해야 하므로, 생산비용이 증가되는 문제점이 있다.However, as shown in FIG. 1, when looking at the light path generated by the LED, most of the light impinges on the lamp reflector and is reflected, and the reflected light is incident on the light guide plate. There is also a path that is reflected by the lamp reflector causing a lot of light loss. This light loss is shown as a decrease in brightness, and eventually causes a deterioration of the screen quality of the liquid crystal display device, which requires more LEDs, resulting in increased production costs.

또한, 도 2에서와 같이, 상기 도광판과 램프 반사체가 각각 두 개씩 배치되어 있어 도 1의 백라이트 유니트 구조에 비해 광 경로가 휠씬 길고, 광 충돌에 의한 반사 및 굴절이 많이 발생하여 액정표시장치의 휘도가 저하되는 문제점이 있다.In addition, as shown in FIG. 2, two light guide plates and two lamp reflectors are disposed so that the light path is much longer than that of the backlight unit structure of FIG. 1, and the reflection and refraction caused by the light collision are generated. There is a problem that is lowered.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 광 손실 및 과다한 광 경로로 인해 발생하는 휘도 저하를 개선할 수 있는 액정표시장치의 백라이트 유니트를 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a backlight unit of a liquid crystal display device which can solve the problems as described above, and which can improve the luminance loss caused by the light loss and the excessive optical path.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 액정패널의 하단에 직하방식으로 배치되는 LED와 상기 LED로부터 발생된 빛을 백라이트 상부의 액정패널측으로 전달하는 도광판을 포함하는 직하방식의 백라이트 유니트에 있어서, 상기 도광판의 하부면에 상기 LED가 삽입 배치될 수 있도록 오목한 형태를 갖는 가이드 돔(guide dome)이 형성된 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, in the direct-type backlight unit including a LED disposed in a direct manner at the bottom of the liquid crystal panel and a light guide plate for transmitting the light generated from the LED to the liquid crystal panel side of the upper backlight, the A guide dome having a concave shape is formed on the lower surface of the light guide plate so that the LED can be inserted.

여기에서, 상기 가이드 돔과 대응되는 위치의 도광판의 상부면에는 볼록부가 형성된 것을 특징으로 한다.Here, the convex portion is formed on the upper surface of the light guide plate at a position corresponding to the guide dome.

상기 가이드 돔의 중앙부분에는 오목부가 더 형성된 것을 특징으로 한다.A central portion of the guide dome is characterized in that the recess is further formed.

상기 LED는 사이드 에미터(side emitter) LED인 것을 특징으로 한다.The LED is characterized in that the side emitter (LED).

(실시예)(Example)

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 직하방식의 백라이트 유니트를 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a backlight unit of a direct type according to a first embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 백라이트 유니트는 LED(21), 도광판(22), 반사판(24), 확산시트(25), 프리즘시트(26), 보호시트(27), 몰드 프레임(28) 및 금속기판(29) 등으로 구성된다.As shown in FIG. 3, the backlight unit includes an LED 21, a light guide plate 22, a reflector 24, a diffusion sheet 25, a prism sheet 26, a protective sheet 27, a mold frame 28, and Metal substrate 29 or the like.

상기 LED(21)는 광원으로 사용되며, 이때에 LED는 일반 LED를 사용하거나 또는 사이드 에미터(side emitter) LED를 사용할 수 있다. 상기 도광판(22)은 반사판(24) 상부에 배치되며, LED(21)로부터 발생된 빛을 백라이트 상부의 액정패널측으로 전달한다. 상기 반사판(24)은 도광판(22) 하부에 배치되며, 액정패널 반대쪽으로 새어나오는 빛을 도광판(22)으로 반사시킨다. 상기 확산시트(25)는 도광판(22) 상부에 배치되며, 도광판(22)에서 나온 빛을 균일하게 확산시켜 준다. 상기 프리즘 시트(26)는 확산시트(25) 상부에 배치되며, 확산시트(25)에 의해 확산된 빛을 집광시켜 액정패널(30)로 전달한다. 상기 보호시트(27)는 프리즘시트(26) 상부에 배치되며, 프리즘시트(26)를 보호한다.The LED 21 is used as a light source, in which the LED may use a general LED or a side emitter LED. The light guide plate 22 is disposed on the reflective plate 24 and transmits the light generated from the LED 21 to the liquid crystal panel side of the upper part of the backlight. The reflector 24 is disposed under the light guide plate 22 and reflects light leaking out to the opposite side of the liquid crystal panel to the light guide plate 22. The diffusion sheet 25 is disposed on the light guide plate 22, and uniformly diffuses the light emitted from the light guide plate 22. The prism sheet 26 is disposed on the diffusion sheet 25, and collects the light diffused by the diffusion sheet 25 and transmits the light to the liquid crystal panel 30. The protective sheet 27 is disposed on the prism sheet 26 and protects the prism sheet 26.

상기와 같이 구성된 백라이트 어셈블리는 몰드 프레임(28)에 의해 고정되며, 액정패널 하부에 LED(21)가 실장된 금속기판(29)이 배치된다. 이때, LED(21)는 모듈의 측면에 배치된다. 상기 백라이트 유니트 외곽을 베젤(31)이 감싸고 있다.The backlight assembly configured as described above is fixed by the mold frame 28, and a metal substrate 29 on which the LED 21 is mounted is disposed below the liquid crystal panel. At this time, the LED 21 is disposed on the side of the module. A bezel 31 surrounds the outside of the backlight unit.

본 발명에서는 종래 에지방식의 백라이트 유니트 구조에서 빛의 손실 및 과다한 빛의 경로로 인해 발생하는 휘도 저하 문제를 해결하기 위해 백라이트 유니트에는 상기 반사판(24) 상부에 각각의 LED(21)에 대하여 가이드 돔(22a)이 형성된 도광판(22)이 배치되며, 상기 가이드 돔(22a)은 내부에 LED가 각각 삽입되도록 형성되어 있다. 이때, 상기 도광판은 광확산성이 큰 물질로 형성한다. 또한, 상기 LED가 아주 강한 점광원의 특징을 가지고 있기 때문에 LED가 배치된 부분의 상부에서 휘도가 아주 밝아 휘점처럼 보일 수 있으므로, LED로부터 상부로 진행되는 광의 경로를 굴절시켜 주기 위하여, 상기 가이드 돔과 대응하는 위치의 상기 도광판 상부면에는 볼록부(22b)가 형성되어 있다.In the present invention, in order to solve the brightness degradation problem caused by the loss of light and the excessive light path in the conventional edge-type backlight unit structure, the backlight unit has a guide dome for each LED 21 on the reflector 24. A light guide plate 22 having a 22a formed thereon is disposed, and the guide dome 22a is formed to insert LEDs therein, respectively. In this case, the light guide plate is formed of a material having high light diffusivity. In addition, since the LED has a characteristic of a very strong point light source, the brightness is very bright at the top of the portion where the LED is disposed, so it may look like a bright point, so that the guide dome may be used to deflect the path of light traveling from the LED to the top. The convex portion 22b is formed on the upper surface of the light guide plate at a position corresponding to the convex portion 22b.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 직하방식의 백라이트 유니트를 나타내는 단면도로서, 상기 백라이트 유니트에는 상기 반사판(44) 상부에 각각의 LED(41)에 대하여 가이드 돔(42a)이 형성된 도광판(42)이 배치되며, 상기 가이드 돔(42a)은 내부에 LED가 각각 삽입되도록 형성되어 있다. 또한, 제 1 실시예와 다르게 상기 가이드 돔(42a)의 중앙부분에 오목부(42b)를 형성한다. 이렇게, 상기 가이드 돔(42a)의 중앙부분에 오목부(42b)를 형성하게 되면, 제 1 실시예의 볼록부(22b)와 동일하게 LED로부터 상부로 진행되는 광의 경로를 변화시킬 수 있다.4 is a cross-sectional view illustrating a direct backlight unit according to a second embodiment of the present invention, in which the light guide plate having a guide dome 42a is formed for each LED 41 on the reflector plate 44. 42 is disposed, and the guide dome 42a is formed to insert LEDs therein, respectively. In addition, unlike the first embodiment, a recess 42b is formed in the central portion of the guide dome 42a. In this way, when the concave portion 42b is formed in the central portion of the guide dome 42a, the path of the light traveling upward from the LED can be changed in the same way as the convex portion 22b of the first embodiment.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 직하방식의 백라이트 유니트를 나타내는 단면도로서, 상기 백라이트 유니트는 광원으로 사이드 에미터(side emitter) LED(61)를 사용한다. 또한, 도 3에서와 같이, 상기 반사판(44) 상부에 각각의 사이드 에미터 LED(61)에 대하여 가이드 돔(62a)이 형성된 도광판(62)이 배치된다. 상기 가이드 돔(62a)은 내부에 사이드 에미터 LED가 각각 삽입되도록 형성되어 있다. 상기 사이드 에미터 LED(61)는 빛이 LED 측면으로 향하는 특성을 갖고 있으므로, 제 1 실시예의 볼록부(22a)나 제 2 실시예의 오목부의 형성 없이도 상기 LED가 배치된 부분의 상부에서 휘도가 아주 밝아 휘점처럼 보이는 문제점을 제거할 수 있다.FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a backlight unit of a direct type according to a third embodiment of the present invention, wherein the backlight unit uses a side emitter LED 61 as a light source. 3, a light guide plate 62 having a guide dome 62a is disposed on each side emitter LED 61 on the reflector plate 44. The guide dome 62a is formed such that side emitter LEDs are respectively inserted therein. Since the side emitter LED 61 has a characteristic that light is directed toward the side of the LED, the brightness is very high at the top of the portion where the LED is disposed without the formation of the convex portion 22a of the first embodiment or the concave portion of the second embodiment. It can brighten up the problem of looking like a bright spot.

이상, 본 발명은 몇 가지 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상에서 벗어나지 않으면서 많은 수정과 변형을 가할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the above, the present invention has been described with reference to some examples, but the present invention is not limited thereto, and those skilled in the art may make many modifications and variations without departing from the spirit of the present invention. It will be appreciated.

이상에서와 같이, 본 발명은 반사판 상부에 가이드 돔이 형성된 도광판이 배치되고, 상기 가이드 돔 내부에 LED가 각각 삽입되도록 형성된 백라이트 유니트를 사용함으로써 광 효율을 높여 에지방식의 백라이트 유니트 대비 LED 개수를 줄일 수 있다. 따라서, LED 개수를 줄임으로써 적은 비용으로 백라이트 유니트를 제조할 수 있다.As described above, according to the present invention, a light guide plate having a guide dome formed on the reflector is disposed, and a backlight unit formed to insert LEDs into the guide dome is used to increase the light efficiency to reduce the number of LEDs compared to the edge type backlight unit. Can be. Therefore, the backlight unit can be manufactured at low cost by reducing the number of LEDs.

Claims (4)

액정패널의 하단에 직하방식으로 배치되는 LED와 상기 LED로부터 발생된 빛을 백라이트 상부의 액정패널측으로 전달하는 도광판을 포함하는 직하방식의 백라이트 유니트에 있어서,In the backlight unit of the direct method including a LED disposed in a direct manner at the bottom of the liquid crystal panel and a light guide plate for transmitting the light generated from the LED to the liquid crystal panel side of the upper backlight, 상기 도광판의 하부면에 상기 LED가 배치되는 영역에 상기 LED가 삽입 배치될 수 있도록 오목한 형태를 갖는 가이드 돔(guide dome)이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.And a guide dome having a concave shape is formed in a region where the LED is disposed on a lower surface of the light guide plate. 제 1 항에 있어서, 상기 도광판의 상부면의 상기 가이드 돔과 대응되는 위치의 볼록부가 더 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.The backlight unit of claim 1, further comprising a convex portion at a position corresponding to the guide dome on an upper surface of the light guide plate. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드 돔의 중앙부분에는 오목부가 더 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.The backlight unit of claim 1, wherein a recess is further formed in a central portion of the guide dome. 제 1 항에 있어서, 상기 LED는 사이드 에미터(side emitter) LED인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.The backlight unit of claim 1, wherein the LED is a side emitter LED.
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