KR100801255B1 - 액정표시장치의 백라이트 유닛 - Google Patents

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황선욱
박정운
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Abstract

본 발명은 액정표시장치의 백라이트 유닛에 관한 것으로, 본 발명에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛은, 광선을 방출하는 발광 램프와; 적어도 일측 가장자리에 결합돌기가 외측으로 돌출 형성되고, 액정 패널의 후방에 배치되어 상기 발광 램프로부터 방출된 빛을 액정 패널 쪽으로 면광원으로 출사하는 도광판과; 상기 도광판의 측면 가장자리에 배치되며, 상기 발광 램프로부터 입사된 광선을 전반사(全反射)시키기 위한 경사면을 갖는 홈과, 상기 홈의 외측에 연통되게 형성되며 상기 도광판의 결합돌기가 삽입되어 지지되는 결합홈이 형성된 적어도 1개의 렌즈와; 상기 도광판 및 렌즈가 삽입되어 지지되는 몰드프레임을 포함하여 구성되며; 상기 도광판의 결합돌기의 적어도 일측면에 경사면이 형성되고, 상기 렌즈의 결합홈에 상기 도광판의 경사면과 상응하여 경사진 대응 경사면이 형성된 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 상기 도광판과 렌즈를 몰드프레임 내에 조립할 때, 렌즈의 결합홈과 결합돌기 간의 상대 이동이 원활하게 이루어지므로, 렌즈와 도광판과 몰드프레임 간의 공차가 거의 없는 경우에도 렌즈가 도광판과 몰드프레임 사이의 공간으로 용이하게 삽입되어 결합된다.
액정표시장치, 백라이트 유닛, 도광판, 렌즈, 결합돌기, 결합홈, 경사면

Description

액정표시장치의 백라이트 유닛{Back-light Unit for Liquid Cristal Display(LCD)}
도 1은 종래 기술에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛의 구성을 개략적으로 보여주는 평면도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛의 구성을 보여주는 분해 사시도
도 3은 도 2의 백라이트 유닛의 평면도
도 4는 도 3의 I-I 선 단면도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
20 : 백라이트 유닛 21 : 도광판
21a : 결합돌기 21b : 경사면
22 : 렌즈 22a : 홈
22b : 광입사부 22c : 결합홈
22d : 대응 경사면 23 : 발광다이오드 어셈블리
24 : 발광다이오드 25 : 회로기판
26 : 반사판 27 : 확산판
28 : 프리즘시트 30 : 몰드프레임
본 발명은 액정표시장치의 백라이트 유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도광판에 입사된 광선을 다양하게 산란, 확산, 반사 및 굴절시켜 평면으로 균일하게 퍼지도록 하여 액정 패널에서의 집광 효율을 증대시키고, 휘도 및 광균일도를 향상시킬 수 있도록 함과 동시에 조립성을 향상시킬 수 있는 액정표시장치의 백라이트 유닛에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이, 평판형 표시 장치의 하나인 액정표시장치(LCD)는 음극 선관(CRT)에 비해 시인성이 우수하고 평균 소비 전력도 같은 화면 크기의 CRT에 비해 적을 뿐만 아니라 발열량도 적기 때문에 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Pannel:PDP)나 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display)와 함께 최근에 휴대폰이나 컴퓨터 모니터, 텔레비전의 차세대 표시 장치로 각광받고 있다.
통상적으로, 액정표시장치는 하부에서 투사되는 광의 투과량을 조절하는 액정 셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix)형태로 배열된 액정패널과, 상기 액정패널의 하부에서 광을 투사하는 백라이트 유닛(Back-Light Unit)과, 상기 액정패널의 상면에 각 액정 셀들 별로 분리되어 형성된 적, 녹, 청색의 컬러필터 및 화소를 구분하기 위한 블랙 매트릭스층 등으로 이루어진다.
이러한 액정표시장치의 백라이트 유닛은 빛을 제공하는 광원과, 이 광원에서 방출된 빛을 액정 패널의 전면으로 확산시키는 도광판과 확산판, 여러 가지 광학 시트(sheet) 등으로 이루어진다.
종래에는 액정표시장치의 휘도를 향상시키기 위하여 백라이트 유닛을 구성하는 도광판의 후면에 소정의 반사 패턴 등을 형성하였다. 하지만, 이러한 종래의 액정표시장치의 백라이트 유닛은 고휘도를 얻을 수 있는 장점이 있으나 전체적인 광균일도를 이루지 못하여 휘선이 발생되는 문제가 있고, 상기 휘선이 발생되는 문제로 인해 도광판에 대한 면광원의 품질이 저하되는 문제가 발생하였다.
특히, 광원으로서 점광원인 발광다이오드(LED: Light Emitting Diode)를 사용할 경우 이러한 문제는 더욱 심화되었다.
따라서, 이러한 문제를 해결하기 위하여 도 1에 도시된 것과 같이 도광판(1)의 측면 가장자리(edge)에 대략 삼각형 형상을 갖는 복수개의 렌즈(3)들을 구성하여, 광원인 발광다이오드(3)로부터 방출된 광선이 상기 렌즈(2)의 홈(2a)의 경사면에 의해 전반사되어 확산된 후 도광판(1)으로 입사되도록 함으로써, 도광판(1)의 전면에 걸쳐 고휘도의 균일한 광선을 출사할 수 있도록 한 백라이트 유닛이 개발된 바 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 백라이트 유닛은 다음과 같은 문제가 있다.
상기 도광판(1)과 렌즈(2)는 몰드프레임(4) 내에 조립되어 사용된다. 그런데, 상기 도광판(1)과 렌즈(2)가 몰드프레임(4) 내에서 유동하게 되면, 휘선이 생기거나 검은 그림자가 생기게 된다. 따라서, 상기 도광판(1)과 렌즈(2)는 몰드프레임(4) 내에 공차없이 꼭 맞게 조립된다.
따라서, 도광판(1)과 렌즈(2)를 몰드프레임(4) 내에 삽입하여 조립할 때 렌즈(2)가 도광판(1)과 몰드프레임(4) 사이에 끼어서 잘 삽입되지 않아 조립이 어려운 문제가 있다.
이러한 조립상의 문제로 인해 조립 시간이 증가하게 되고, 작업성 및 생산성이 저하되는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 도광판과 렌즈가 몰드프레임 내에 용이하게 조립될 수 있도록 한 액정표시장치의 백라이트 유닛을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 광선을 방출하는 발광 램프와; 적어도 일측 가장자리에 결합돌기가 외측으로 돌출 형성되고, 액정 패널의 후방에 배치되어 상기 발광 램프로부터 방출된 빛을 액정 패널 쪽으로 면광원으로 출사하는 도광판과; 상기 도광판의 측면 가장자리에 배치되며, 상기 발광 램프로부터 입사된 광선을 전반사(全反射)시키기 위한 경사면을 갖는 홈과, 상기 홈의 외측에 연통되게 형성되며 상기 도광판의 결합돌기가 삽입되어 지지되는 결합홈이 형성된 적어도 1개의 렌즈와; 상기 도광판 및 렌즈가 삽입되어 지지되는 몰드프레임을 포함하여 구성되며; 상기 도광판의 결합돌기의 적어도 일측면에 경사면이 형성되고, 상기 렌즈의 결합홈에 상기 도광판의 경사면과 상응하여 경사진 대응 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛을 제공한다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 상기 도광판과 렌즈를 몰드프레임 내에 조립할 때, 렌즈의 결합홈에 형성된 대응 경사면과 상기 도광판의 결합돌기의 경사면에 의해 결합홈과 결합돌기 간의 상대 이동이 원활하게 이루어지므로, 렌즈와 도광판과 몰드프레임 간의 공차가 거의 없는 경우에도 렌즈가 도광판과 몰드프레임 사이의 공간으로 용이하게 삽입되어 결합된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 2와 도 3에 도시된 것과 같이, 액정표시장치는 화면을 출력하는 액정 패널(10)과, 상기 액정 패널(10)의 후방에 배치되어 전방으로 광을 출사하는 백라이트 유닛(20)과, 상기 액정 패널(10) 및 백라이트 유닛(20)를 동시에 지지하거나 백라이트 유닛(20)을 단독으로 지지하는 몰드프레임(30)으로 구성된다.
상기 백라이트 유닛(20)은 액정 패널(10)의 후방에 배치되어 액정 패널(10) 쪽으로 면광원을 출사하는 판상의 도광판(21)과, 상기 도광판(21)의 양측 가장자리(edge) 외측에 소정 간격으로 배치되는 발광다이오드 어셈블리(23)(LED Assembly)와, 상기 도광판(21)의 후방에서 전방으로 빛을 반사시키는 반사판(26)과, 상기 도광판(21)의 전방면에 배치되어 도광판(21)을 통해 출사된 빛을 확산시키는 확산판(27)과, 상기 확산판(27)을 경유한 빛의 진행 방향을 조절하는 프리즘시트(28) 등으로 이루어진다.
상기 발광다이오드 어셈블리(23)들은 기다란 판상의 회로 기판(25) 상에 복 수개의 발광다이오드(24)들이 일정 간격으로 배치된 구조를 갖는다. 상기 발광다이오드(24)는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 발광다이오드 또는 백색의 발광다이오드들의 조합 등으로 이루어질 수 있다.
상기 발광다이오드 어셈블리(23)들은 상기 몰드프레임(30)의 양측 가장자리의 외측에 결합되며, 발광다이오드 어셈블리(23)의 발광다이오드(24)들은 몰드프레임(30)의 양측에 형성된 관통공(31)에 삽입되어 이 관통공(31)을 통해 몰드프레임(30) 내측으로 빛을 방출한다.
한편, 상기 도광판(21)은 대체로 액정 패널(10)의 크기와 대응하는 크기의 직사각형 플레이트 형태를 갖는다. 상기 도광판(21)은 광선이 용이하게 산란되거나 굴절될 수 있도록 PC(Polycarbonate), PMMA(polymethylmethacrylate) 같은 투명한 수지(resin) 재질로 이루어진다.
상기 도광판(21)의 양측 가장자리, 즉 발광다이오드 어셈블리(23)와 대향되는 양측면부에 복수개의 결합돌기(21a)들이 외측으로 돌출 형성된다.
그리고, 상기 도광판(21)의 양측 가장자리와 발광다이오드 어셈블리(23) 사이에 복수개의 렌즈(22)들이 개재된다. 상기 각 렌즈(22)는 전체적으로 이등변 삼각형 형상을 이루고 있으며, 일측 꼭지점 부분에 상기 발광다이오드 어셈블리(23)로부터 방출된 광선이 입사되는 광입사부(22b)가 형성된다. 상기 광입사부(22b)의 반대편에는 렌즈(22)의 내부로 입사된 빛을 전반사(全反射)하기 위한 경사면을 갖는 삼각형 형태의 홈(22a)이 오목하게 형성된다. 그리고, 상기 홈(22a)의 외측에는 상기 도광판(21)의 결합돌기(21a)가 삽입되어 지지되는 결합홈(22c)이 외부로 연통 되게 형성된다. 상기 결합홈(22c)은 상기 도광판(21)의 결합돌기(21a)와 상응하는 형태를 갖는다. 이러한 렌즈(22)의 결합홈(22c)과 도광판(21)의 결합돌기(21a) 간의 결합에 의해 렌즈(22)와 도광판(21)은 상호간의 위치가 결정됨과 더불어, 몰드프레임(30) 내에서 상호 밀착된 상태로 견고하게 지지된다.
한편, 상기 렌즈(22)는 상기 도광판(21)이 몰드프레임(30)에 삽입된 상태에서 몰드프레임(30)의 개방된 전방면을 통해 몰드프레임(30)에 삽입된다. 이 때, 렌즈(22)가 몰드프레임(30) 내에 원활히 삽입될 수 있도록 하기 위하여, 도 4에 도시된 것과 같이, 상기 도광판(21)의 결합돌기(21a)의 양측면부에 경사면(21b)을 형성하고, 상기 렌즈(22)의 결합홈(22c)의 양측면부에는 상기 결합돌기(21a)의 경사면(21b)과 상응하는 대응 경사면(22d)을 형성한다.
즉, 상기 도광판(21)의 결합돌기(21a)는 전방(도면상 상측방향)으로 갈수록 그 폭이 좁아지는 사다리꼴 형태를 가지며, 상기 렌즈(22)의 결합홈(22c) 역시 상기 결합돌기(21a)와 상응하는 사다리꼴 형태를 갖는다.
따라서, 상기 도광판(21)이 몰드프레임(30)에 삽입된 상태에서 상기 렌즈(22)를 몰드프레임(30)의 전방에서부터 몰드프레임(30)의 양측 가장자리 내측에 삽입하게 되면, 렌즈(22)의 결합홈(22c)의 후방(도면상 하측방향)이 도광판(21)의 결합돌기(21a)의 전방보다 넓기 때문에, 렌즈(22)의 결합홈(22c)이 도광판(21)의 결합돌기(21a)에 원활하게 삽입됨과 더불어, 삽입후 렌즈(22)의 결합홈(22c)의 대응 경사면(22d)이 상기 결합돌기(21a)의 경사면(21b)의 안내를 받으면서 원활하게 슬라이딩하여 결합된다.
상기와 같이 구성된 백라이트 유닛의 작용에 대해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
발광다이오드 어셈블리(23)의 회로 기판(25)에 전원이 인가되면, 발광다이오드(24)를 통해 빛이 방출된다. 방출된 빛은 각각의 렌즈(22)들의 광입사부(22b)를 통해 렌즈(22) 내측으로 입사된다.
상기 렌즈(22)로 입사된 빛은 홈(22a)의 경사면에 부딪혀 전반사(全反射)되고, 이어서 도광판(21)의 양측면부를 통해 도광판(21) 내로 입사된 후, 도광판(21)의 전면(全面)으로 확산되어 면광원으로 출사된다.
도광판(21)의 전면(全面)을 통해 출사된 빛은 확산판(27)과 프리즘시트(28)들을 차례로 지나면서 확산 및 진행 방향이 조절되어 액정 패널(10)로 진행한다.
한편, 전술한 실시예의 백라이트 유닛의 렌즈(22)들은 각각이 개별체로 형성된다. 하지만, 이와 다르게 상기 렌즈(22)들은 복수개가 일체로 형성될 수도 있을 것이다.
또한, 전술한 백라이트 유닛의 실시예에서는 상기 도광판(21)의 결합돌기(21a)의 양측에 경사면(21b)이 대칭으로 형성되고, 렌즈(22)의 결합홈(22c)의 양측에 대응 경사면(22d)들이 서로 대칭으로 형성되어 있으나, 이와 다르게 결합돌기(21a) 및 결합홈(22c)의 일측에만 경사면과 대응 경사면이 서로 대응하도록 형성될 수도 있을 것이다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 상기 도광판(21)과 렌즈(22)를 몰드프레임(30) 내에 조립할 때, 렌즈(22)의 결합홈(22c)에 형성된 대응 경사면(22d)과 상기 도광 판(21)의 결합돌기(21a)의 경사면(21b)에 의해 결합홈(22c)과 결합돌기(21a) 간의 상대 이동이 원활하게 이루어지므로, 렌즈(22)와 도광판(21)과 몰드프레임(30) 간의 공차가 거의 없는 경우에도 렌즈(22)가 도광판(21)과 몰드프레임(30) 사이의 공간으로 용이하게 삽입되어 결합된다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 렌즈가 도광판과 몰드프레임 사이의 공간으로 원활하게 삽입되어 결합되므로, 조립이 용이해지고, 조립 시간도 단축되어 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 광선을 방출하는 발광 램프와;
    적어도 일측 가장자리에 결합돌기가 외측으로 돌출 형성되고, 액정 패널의 후방에 배치되어 상기 발광 램프로부터 방출된 빛을 액정 패널 쪽으로 면광원으로 출사하는 도광판과;
    상기 도광판의 측면 가장자리에 배치되며, 상기 발광 램프로부터 입사된 광선을 전반사(全反射)시키기 위한 경사면을 갖는 홈과, 상기 홈의 외측에 연통되게 형성되며 상기 도광판의 결합돌기가 삽입되어 지지되는 결합홈이 형성된 적어도 1개의 렌즈와;
    상기 도광판 및 렌즈가 삽입되어 지지되는 몰드프레임을 포함하여 구성되며;
    상기 도광판의 결합돌기의 적어도 일측면에 경사면이 형성되고, 상기 렌즈의 결합홈에 상기 도광판의 경사면과 상응하여 경사진 대응 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 도광판의 경사면은 결합돌기의 양측면에 대칭형으로 형성되고, 상기 렌즈의 대응 경사면은 결합홈의 양측면에 대칭형으로 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 발광 램프는 상기 몰드프레임의 측면 가장자리의 외 측에 설치되는 회로기판과, 상기 회로기판에 소정 간격으로 배치되며 상기 몰드프레임의 측면에 형성되는 관통공을 통해 몰드프레임의 내측으로 빛을 방출하는 복수개의 발광다이오드들로 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛.
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Citations (4)

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JP2001143518A (ja) * 1999-09-03 2001-05-25 Hitachi Chem Co Ltd 面光源装置
KR20030010289A (ko) 2001-07-26 2003-02-05 엘지.필립스 엘시디 주식회사 백라이트 유닛
KR20030097333A (ko) 2002-06-20 2003-12-31 삼성전자주식회사 평판표시소자용 조명장치
JP2005347208A (ja) * 2004-06-07 2005-12-15 Toyota Industries Corp 面光源装置

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