KR101179878B1 - 엘이디 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

엘이디 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 엘이디 백라이트 유닛은 LED 기판과, 상기 LED 기판 상에 실장된 다수의 LED로 구성된 광원부와, 상기 광원부의 상부에 설치된 다수의 광학 시트를 포함하고, 상기 LED는 W-LED, R-LED, G-LED, B-LED 중 2개 이상으로 구성될 수 있다.
상기와 같은 발명은 서로 다른 색을 가지는 LED를 구비함으로써, 나라마다 기준이 다른 색좌표에 대응되는 광을 제공할 수 있는 효과가 있다.
LED, 광원부, 백라이트 유닛, 반사 부재, 액정표시장치

Description

엘이디 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치{LIGHT EMMITTING DIODE BACK-LIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LED를 광원으로 하는 엘이디 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 평판표시장치(FPD; Flat Panel Display)는 데스크탑 컴퓨터의 모니터 뿐만 아니라, 노트북 컴퓨터, PDA 등의 휴대용 컴퓨터나 휴대 전화 단말기 등의 소형 경량화된 시스템을 구현하는데 필수적인 표시 장치로, 이러한 평판 표시 장치는 액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display), 플라즈마 표시장치(PDP; Plasma Display Panel), 전계방출 표시장치(FED; Field Emission Display) 등이 있다.
특히, 액정표시장치는 소형화, 경량화 및 저전력 소비화 등의 이점을 가지고 있어서 기존의 브라운관(CRT; Cathode Ray Tube)의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로서 점차 주목받아 왔으며 현재는 평판표시장치를 필요로 하는 소형 및 중대형 제품으로 다양하게 적용되고 있다.
이러한 액정표시장치는 자기 발광을 하지 않기 때문에 액정표시패널을 투과 한 외부 광을 반사시켜 화상을 표시하거나 별도의 광원을 포함하는 백라이트 유닛을 액정표시패널의 배면에 마련하여 화상을 표시하고 있으며, 액정표시장치의 광 효율을 높이기 위해 백라이트 유닛의 광원으로서 엘이디(Light Emitting Diode; LED)를 사용하고 있는 추세이다.
하지만, 종래 백라이트 유닛은 백색 엘이디(W-LED) 만을 광원으로 사용하고 있기 때문에 나라마다 기준이 다른 색좌표 값에 대해 적절하게 대응하지 못하는 문제점이 발생된다.
이로 인해 작업자는 완성된 백라이트 유닛을 분리하여 재조립하는 과정을 반복하게 되며, 이는 작업 효율을 떨어뜨리는 문제점을 야기시킨다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 나라마다 기준이 다른 색좌표에 대응되는 엘이디 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 엘이디 백라이트 유닛은 LED 기판과, W-LED, R-LED, G-LED, B-LED가 LED 기판 상에 규칙적으로 이격 배치되는 광원부와, 상기 광원부의 상부에 설치된 다수의 광학 시트와, 상기 광원부의 상부에 마련되어 상기 LED에서 발생된 광을 굴절시켜 상부로 유도하는 반사 부재와, 색좌표 기준에 따라 W-LED, R-LED, G-LED, B-LED에서 원하는 광을 발생시키고 상기 W-LED, R-LED, G-LED, B-LED 각각의 휘도를 제어하기 위해, 상기 광원부에 마련되는 제어부를 포함하고, 상기 반사 부재는 LED의 외측을 향해 연장 형성된 제1평면부와, LED의 외측을 감싸도록 제1평면부의 끝단으로부터 상부를 향해 경사가 형성된 경사부와, 상기 경사부의 끝단으로부터 LED의 외측을 향해 연장 형성된 제2평면부로 구성되고, 상기 반사 부재의 경사부는 계단 형상 또는 반원 형상으로 형성된다.
한편, 본 발명의 엘이디 백라이트 유닛은 액정표시장치는 액정표시패널; 상기 액정표시패널에 광을 제공하도록 LED 기판; W-LED, R-LED, G-LED, B-LED가 LED 기판 상에 규칙적으로 이격 배치되는 광원부; 상기 광원부의 상부에 결합되어 LED에서 발생된 광을 굴절시켜 액정표시패널을 향해 광을 유도하도록 LED 외측을 향해 상향 경사지도록 형성된 반사 부재; 색좌표 기준에 따라 W-LED, R-LED, G-LED, B-LED에서 원하는 광을 발생시키고 상기 W-LED, R-LED, G-LED, B-LED 각각의 휘도를 제어하기 위해, 상기 광원부에 마련되는 제어부를 포함하고, 상기 반사 부재는 LED의 외측을 향해 연장 형성된 제1평면부와, LED의 외측을 감싸도록 제1평면부의 끝단으로부터 상부를 향해 경사가 형성된 경사부와, 상기 경사부의 끝단으로부터 LED의 외측을 향해 연장 형성된 제2평면부로 구성되고, 상기 반사 부재의 경사부는 계단 형상 또는 반원 형상으로 형성된다.
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본 발명은 서로 다른 색을 가지는 LED를 구비함으로써, 나라마다 기준이 다른 색좌표에 대응되는 광을 제공할 수 있는 효과가 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 광원부와 반사부재가 결합되기 전의 모습을 나타낸 사시도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 광원부와 반사부재가 결합된 모습을 나타낸 사시도 및 단면도이고, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 광원부에 결합된 반사 부재의 변형예를 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(100, 이하 'LCD 패널'이라 칭함)과, 상기 LCD 패널(100)에 광을 제공하는 엘이디 백라이트 유닛(1000)을 포함한다.
LCD 패널(100)은 컬러 필터(Color Filter; CF) 기판(110)과, CF 하부(110)에 마련된 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 기판(120)을 포함한다.
CF 기판(110)은 일면에 블랙 매트릭스, 컬러 화소 및 공통 전극이 형성되어 있으며, CF 기판(110)의 일면과 대향하는 TFT 기판(120)의 일면에는 게이트 라인, 데이터 라인, 박막 트랜지스터 및 화소 전극이 형성되어 있다. 여기서, CF 기판(110)과 TFT 기판(120) 사이에는 액정층(미도시)이 마련된다.
LCD 패널(100)의 일측에는 상기 LCD 패널(100)을 구동하기 위한 구동부(200)가 마련된다. 구동부(200)는 인쇄회로기판(220)과, 다수의 테이프 케리어 패키지(Tape Carrier Package; TCP, 210)를 포함한다.
인쇄회로기판(220)은 LCD 패널(110)의 소정의 변부에 이격되어 마련되어 있으며, LCD 패널(100)을 구동하기 위한 제어 신호를 발생시킨다. 또한, 다수의 TCP(210)는 LCD 패널(100), 보다 구체적으로는 TFT 기판(120)에 형성된 게이트 라인 및 데이터 라인과 오버랩되는 구조를 이루며, 상기 LCD 패널(100)과 인쇄회로기판(220)을 물리적, 전기적으로 연결시킨다.
TFT 기판(120)의 데이터 라인에 연결된 TCP(210)는 연성을 가지고 있어, 조립된 액정표시장치의 후면, 즉, 하부 샤시(900)의 배면으로 절곡되어 안착된다.
상기와 같이 조립된 LCD 패널(100)의 배면에는 LCD 패널(100)에 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛(100)이 마련되며, 이러한 백라이트 유닛(1000)은 LCD 패널(100)에 광을 제공하도록 서로 다른 색을 가지는 LED가 조합되어 형성된 광원부(300)와, 상기 광원부(300)로부터 발생된 광을 LCD 패널(100)을 향해 반사시키는 반사 부재(400)와, 상기 반사 부재(400)의 상부에 마련되어 반사 부재(400)로부터 반사된 광의 휘도 분포를 균일하게 시키는 광학 시트(500, 600)를 포함한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 광원부(300)는 LED 기판(320)과, 상기 LED 기판(320)에 실장된 다수의 LED(340) 예컨대, 백색 LED(342, 이하 'W-LED'라 칭함), 적색 LED(344, 이하 'R-LED'라 칭함), 그린 LED(346, 이하 'G-LED'라 칭함), 블루 LED(348, 이하 'B-LED'라 칭함)를 포함한다.
LED 기판(320)은 시각 플레이트 형상으로 형성되어 상부가 개방된 박스 형상으로 형성된 하부 샤시(800)의 바닥부에 구비되며, LED 기판(320)에 실장된 W-LED(342), R-LED(344), G-LED(346), B-LED(348)를 구동시키는 역할을 한다.
여기서, W-LED(342), R-LED(344), G-LED(346), B-LED(348)는 LED 기판(320) 상에 규칙적으로 이격 배치되도록 실장되며, 각각의 W-LED(342), R-LED(344), G-LED(346), B-LED(348)의 휘도를 제어함으로써, 각 나라의 기준에 맞는 색을 제공할 수 있다. 이를 위해 광원부(300)에는 휘도를 제어할 수 있는 제어부(미도시)가 더 마련될 수 있다.
예컨대, 각 나라의 색좌표 기준에 따라 W-LED(342) 만을 사용하여 광을 발생시킬 수 있으며, W-LED(342)와 R-LED(344)를 사용하여 광을 발생시킬 수 있다. 여기서, W-LED(342)와 R-LED(344)는 각각 서로 다른 휘도를 가지도록 조절할 수 있도록 할 수 있으며, 이로 인해 최초에 각 나라의 색좌표를 입력해 놓으면, 각 나라의 색좌표에 대응되도록 W-LED(342), R-LED(344), G-LED(346), B-LED(348) 중 어느 하나 또는 조합되어 광을 발생시켜 원하는 광을 얻을 수 있다.
광원부(300)로부터 발생된 광의 효율을 높이기 위해 광원부(300)의 상부에는 반사 부재(400)가 마련되며, 이러한 반사 부재(400)에는 광원부(300)의 LED(340)가 관통하여 상부로 돌출될 수 있도록 관통구(420)가 형성될 수 있다.
또한, 광원부(300)가 반사 부재(400)에 결합될 시 LED(340)로부터 발생된 광이 상부를 향하도록 반사시키기 위해 반사 부재(400)는 LED(340)의 외측을 향해 연장 형성된 제1평면부(440)와, 제1평면부(440)의 끝단으로부터 상부를 향해 경사가 형성된 경사부(460)와, 상기 경사부(460)의 끝단으로부터 LED의 외측을 향해 연장 형성된 제2평면부(480)로 구성된다. 여기서, 제1평면부(440)는 생략될 수 있다.
반사 부재(400)의 상부면에는 LED(340)로부터 발생된 광을 상부로 반사시키기 위해 반사 시트를 접착하거나, 반사 물질 예컨대, 은(Ag)을 증착하여 형성할 수 있다. 이로부터 LED(340)로부터 광이 발생되면, 발생된 광은 경사부(346)에 의해 상부로 굴절되어 방향성이 변경되며, 이로부터 LCD 패널(110)을 향하는 광 효율을 높일 수 있다. 또한, 상부로 진행된 광이 재반사되거나 광이 하부로 진행될 경우, 제1평면부(440) 및 제2평면부(480)에 의해 광을 상부로 반사시킬 수 있다.
반사 부재(400)의 상부에는 LED(340)로부터 발생된 광 및 반사 부재(400)로부터 반사된 광의 휘도를 균일하게 분포시키기 위한 광학 부재(500, 600)가 마련될 수 있으며, 광학 시트는 확산 시트(500)와, 다수의 프리즘 시트(600)로 구성될 수 있다.
확산 시트(500)는 입사된 광을 넓은 범위에서 균일한 분포를 가지도록 광을 확산시키는 역할을 하며, 이러한 확산 시트(500)로는 소정의 광 확산용 부재가 코 팅된 투명 수지로 형성된 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 프리즘 시트(600)는 입사되는 광들 중에서 경사지게 입사되는 광을 수직으로 출사되도록 방향을 변경시키는 역할을 한다.
상기에서는 1개의 확산 시트(500)와 2개의 프리즘 시트(600)를 사용하여 광학 시트(500, 600)를 구성하였지만, 그 개수는 변경될 수 있음은 물론이다.
도 1로 돌아가서, 상기와 같이 조립된 LCD 패널(100)과, 엘이디 백라이트 유닛(1000)은 몰드 프레임(700)의 상부와 하부에 각각 적층되어 안착되며, 몰드 프레임(700)의 상부에 안착된 LCD 패널(100)의 상부와 엘이디 백라이트 유닛(1000)의 하부에 각각 상부 샤시(900) 및 하부 샤시(800)를 결합함으로써, 액정표시장치를 이룰 수 있다. 여기서, 몰드 프레임(700)은 삭제될 수 있음은 물론이다.
상기에서는 반사 부재(400)의 형상을 제1평면부(440), 경사부(460), 제2경사부(480)로 형성하여 LED(340)로부터 발생되는 광 효율을 향상시켰지만, 이러한 반사 부재(400)는 다음과 같이 형성할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 반사 부재(400)는 LED(340)의 측면으로부터 상부를 향해 기울어지도록 제1평면부(440), 경사부(460), 제2평면부(480)로 구성되며, 경사부(460)의 상부면은 계단 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 구조는 LED(340)로부터 발생된 광의 방향성을 효과적으로 제어함으로써, 광 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 반사 부재(400)는 LED(340)의 측면으로부터 상부를 향해 기울어지도록 경사부(490)가 형성되며, 경사부(490)는 하부가 볼록한 반원 형상으로 형성될 수 있다. 이로부터 LED(340)로부터 발생된 광은 반원 형상의 경사부(490)를 거쳐 상부를 향해 그 방향성이 제어될 수 있다. 여기서, 반원 형상의 경사부(490)에는 별도의 패턴이 더 형성될 수 있음은 물론이다.
상기와 같이 본 발명은 서로 다른 색을 가지는 LED를 구비함으로써, 나라마다 기준이 다른 색좌표에 대응되는 광을 제공할 수 있는 효과가 있다.
상기에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 광원부와 반사부재가 결합되기 전의 모습을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 광원부와 반사부재가 결합된 모습을 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 광원부와 반사부재가 결합된 모습을 나타낸 단면도.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 광원부에 결합된 반사 부재의 변형예를 나타낸 단면도.
< 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 액정표시패널 200: 구동부
300: 광원부 320: LED 기판
340: LED 400: 반사 부재
500: 확산 시트 600: 프리즘 시트
800: 하부 샤시 900: 상부 샤시

Claims (6)

  1. LED 기판과,
    W-LED, R-LED, G-LED, B-LED가 LED 기판 상에 규칙적으로 이격 배치되는 광원부와,
    상기 광원부의 상부에 설치된 다수의 광학 시트와,
    상기 광원부의 상부에 마련되어 상기 LED에서 발생된 광을 굴절시켜 상부로 유도하는 반사 부재와,
    색좌표 기준에 따라 W-LED, R-LED, G-LED, B-LED에서 원하는 광을 발생시키고 상기 W-LED, R-LED, G-LED, B-LED 각각의 휘도를 제어하기 위해, 상기 광원부에 마련되는 제어부를 포함하고,
    상기 반사 부재는 LED의 외측을 향해 연장 형성된 제1평면부와, LED의 외측을 감싸도록 제1평면부의 끝단으로부터 상부를 향해 경사가 형성된 경사부와, 상기 경사부의 끝단으로부터 LED의 외측을 향해 연장 형성된 제2평면부로 구성되고, 상기 반사 부재의 경사부는 계단 형상 또는 반원 형상으로 형성된 엘이디 백라이트 유닛.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 액정표시패널;
    상기 액정표시패널에 광을 제공하도록 LED 기판;
    W-LED, R-LED, G-LED, B-LED가 LED 기판 상에 규칙적으로 이격 배치되는 광원부;
    상기 광원부의 상부에 결합되어 LED에서 발생된 광을 굴절시켜 액정표시패널을 향해 광을 유도하도록 LED 외측을 향해 상향 경사지도록 형성된 반사 부재;
    색좌표 기준에 따라 W-LED, R-LED, G-LED, B-LED에서 원하는 광을 발생시키고 상기 W-LED, R-LED, G-LED, B-LED 각각의 휘도를 제어하기 위해, 상기 광원부에 마련되는 제어부를 포함하고,
    상기 반사 부재는 LED의 외측을 향해 연장 형성된 제1평면부와, LED의 외측을 감싸도록 제1평면부의 끝단으로부터 상부를 향해 경사가 형성된 경사부와, 상기 경사부의 끝단으로부터 LED의 외측을 향해 연장 형성된 제2평면부로 구성되고, 상기 반사 부재의 경사부는 계단 형상 또는 반원 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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