KR101201307B1 - 백라이트유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중간 도광판없이 휘도균일도를 향상시키며 제조공정을 단순화 시킬 수 있는 백라이트 유닛에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛은 보텀커버; 상기 보텀커버 상에 형성되고 단면이 경사진 형상의 반사판; 상기 보텀커버의 내부에 형성되어 상기 반사판에 형성된 홀을 통해 발광 영역이 돌출되며, 측면에 오목부를 갖는 복수 개의 R, G, B 발광다이오드; 및 상기 반사판으로부터의 광을 확산시키기 위한 확산판을 포함하며, 상기 발광다이오드에서 방출되는 광은 상기 확산판과 상기 반사판에 의해 혼합되어 백색 광을 구현하며, 상기 반사판은 상기 발광다이오드와 상기 보텀커버의 일측면 사이에 위치하며, 상기 발광다이오드의 측면에서 신장되어 상기 보텀커버와 θ1의 각도만큼 경사진 제 1 영역; 상기 제 1 영역과 상기 보텀커버의 일측면 사이에 위치하며, 상기 제 1 영역에서부터 신장되어 상기 보텀커버와 θ2의 각도만큼 경사진 제 2 영역; 서로 인접한 상기 발광다이오드 사이에 위치하며, 상기 보텀커버와 θ3의 각도만큼 경사진 제 3 영역; 및 서로 인접한 상기 발광다이오드 사이에서 상기 보텀커버와 평행한 제 4 영역을 포함하며, 상기 θ1, θ2, θ3의 각도가 작을수록 상기 확산판과 발광다이오드 사이의 거리가 멀어지고, 상기 θ1, θ2, θ3의 각도가 클수록 상기 확산판과 발광다이오드 사이의 거리가 가까워진다.

Description

백라이트유닛{Back Light Unit}
도 1은 종래의 액정표시모듈을 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시모듈을 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 백라이트 유닛을 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 의한 백라이트 유닛을 나타내는 단면도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
11, 111 : 액정표시패널 12, 112 : 광학시트
13, 23 : 보텀커버 14 : 하부 반사판
15 : 중간 도광판 16,116 : 확산판
17, 117 : 발광다이오드 114 : 반사판
본 발명은 백라이트유닛에 관한 것으로 특히, 중간도광판을 제거하면서 휘도 균일도를 향상시키고 제조 공정을 단순화 시킬 수 있는 백라이트 유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, 액정표시장치는 사무자동화기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다. 이러한 액정표시장치는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 신호에 따라 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.
이와 같은 액정표시장치는 자발광 표시장치가 아니기 때문에 백라이트(Back light)와 같은 별도의 광원이 필요하다.
백라이트는 광원의 위치에 따라 직하형 방식과 에지형 방식 등이 있다. 에지형 백라이트는 액정표시장치의 일측 가장자리에 광원을 설치하고, 그 광원으로부터 입사되는 빛을 도광판과 다수의 광학시트를 통해 액정표시패널에 조사한다. 직하형 백라이트는 액정표시장치의 바로 아래에 다수의 광원을 배치하고, 그 광원들로부터 입사되는 빛을 확산판과 다수의 광학시트를 통해 액정표시패널에 조사한다. 백라이트에 이용되는 광원에는 냉음극형광관(CCFL)과 발광다이오드(이하, "LED") 등이 있다.
최근에는 에지형 방식에 비하여 휘도, 광균일도, 색순도가 높은 직하형 방식 의 백라이트가 LCD TV를 중심으로 더 많이 이용되고 있다.
도 1을 참조하면, 종래의 액정표시장치는 화상을 표시하기 위한 액정표시패널(11)과, 액정표시패널(11)에 광을 조사하기 위한 백라이트유닛(10)을 구비한다.
액정표시패널(11)은 다수의 데이터라인들과 다수의 스캔라인들이 교차되게 배열되고 상부 및 하부기판의 사이에 액정셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix)형태로 배열된다. 또한, 액정표시패널에는 액정셀들 각각에 전계를 인가하기 위한 화소전극들과 공통전극이 형성된다. 다수의 데이터라인들과 다수의 스캔라인들의 교차부에는 스캔신호에 응답하여 화소전극에 인가될 데이터전압을 스위칭하기 위한 박막트랜지스터들(Thin Film Transister : 이하, "TFT"라 함)이 형성된다. 이러한 액정표시패널에는 테이프 케리어 패키지(Tape Carrier Package : 이하, "TCP"라 함)를 통해 게이트 드라이브 집적회로들과 데이터 드라이브 집적회로들이 전기적으로 접속된다.
백라이트유닛(10)은 보텀커버(13), 하부 반사판(14), 중간 도광판(15), 확산판(16), 다수의 발광다이오드들(17) 및 다수의 광학시트들(12)을 포함한다.
보텀커버(13)는 바닥면과 측면을 포함하고 그 내부에 하부 반사판(14)이 수납된다. 하부 반사판(14)에는 발광다이오드들(17) 각각이 관통하는 홀들이 형성된다.
발광다이오드들(17)은 적색 발광다이오드, 녹색 발광다이오드, 및 청색 발광다이오드를 포함하여 도시하지 않은 광원 구동회로로부터 공급되는 전류에 의해 발광하여 적, 녹, 및 청색의 광을 발생한다.
중간 도광판(15)은 투명한 플라스틱 재질로 제작되어 발광다이오드들(17)과 확산판(16) 사이에 배치된다. 이 중간 도광판(15)에서 발광다이오드들(17)의 바로 위에 해당하는 저면 위치에는 발광다이오드들과 1 : 1로 대응하는 중간 반사판(18)이 부착된다. 이 중간 반사판(18)은 다이버터(diverter)라고도 불리우며, 발광다이오드들(17)로부터 직접 조사된는 적, 녹, 및 청색의 광을 반사킨다.
하부 반사판(14), 중간 반사판(18), 및 도광판(18)에 의해 발광다이오드들(17)로부터 조사하되는 적, 녹, 및 청색의 광은 혼합되고 그 결과, 백색광이 중간 도광판(15)을 통해 광학시트들(12) 쪽으로 입사된다.
확산판(16)은 중간 도광판(15)을 사이에 두고 보텀 커버(13)와 함께 조립된다. 이 확산판(16)은 다수의 비드들(beads)을 포함하고 그 비드들을 이용하여 중간 도광판(15)을 경유하여 입사되는 광을 산란시켜 액정표시패널(11)의 표시면에서 발광다이오드들의 위치와 그렇지 않은 위치에서 휘도 차이가 나지 않게 한다.
광학 시트들(12)은 확산시트와 프리즘 시트를 포함하여 확산판(16)으로부터 입사되는 광을 액정표시패널 전체에 균일하게 조사하고 표시면에 대하여 수직인 방향으로 광의 진행경로를 꺾어 표시면 전방에서 휘도를 높이는 역할을 한다.
그런데 이와 같은 백라이트유닛(10)은 다음과 같은 문제점이 있다. 액정표시장치가 대면적화될수록 지지점이 가장자리에만 존재하는 중간 도광판(15)이 커지면서 중간 도광판(15)이 쳐지게 된다. 이 경우, 중간 반사판(18)과 발광다이오드(17) 사이의 간격이 변하고, 그 결과 액정표시패널(11)에 입사되는 광양이 줄어 휘도가 낮아지고 발광다이오드(17)로부터 발생되는 적, 녹, 및 청색의 광이 균일하게 혼합되지 않으므로 액정표시패널(11)로 조사되는 백색광의 순도가 떨어지게 되게 되어 액정표시패널(11)에 표시되는 화상의 색재현특성이 나빠지게 된다.
또한, 중간 도광판(15)에 중간 반사판(18)을 부착하는 공정은 자동화 공정이 어려워서 LED광원마다 수작업으로 부착을 하여야 하므로 생산성이 떨어지고, 이에 따라 액정표시장치의 제조비용도 증가하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 휨 현상이 발생하고 생산성을 저하시키는 중간 도광판을 제거한 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치를 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛은 보텀커버와; 상기 보텀커버상에 형성되고 단면이 경사진 형상의 반사판과; 상기 보텀커버의 내부에 설치되며 상기 반사판에 발광영역이 돌출되어 있는 다수의 발광다이오드들과; 상기 반사판으로부터의 광을 확산시키기 위한 확산판을 포함하며, 상기 반사판은 상기 발광다이오드와 상기 보텀커버의 일측면 사이에 위치하며, 상기 발광다이오드의 측면에서 신장되어 상기 보텀커버와 θ1의 각도만큼 경사진 제 1 영역; 상기 제 1 영역과 상기 보텀커버의 일측면 사이에 위치하며, 상기 제 1 영역에서부터 신장되어 상기 보텀커버와 θ2의 각도만큼 경사진 제 2 영역; 서로 인접한 상기 발광다이오드 사이에 위치하며, 상기 보텀커버와 θ3의 각도만큼 경사진 제 3 영역; 및 서로 인접한 상기 발광다이오드 사이에서 상기 보텀커버와 평행한 제 4 영역을 포함하며, 상기 θ1, θ2, θ3의 각도가 작을수록 상기 확산판과 발광다이오드 사이의 거리가 멀어지고, 상기 θ1, θ2, θ3의 각도가 클수록 상기 확산판과 발광다이오드 사이의 거리가 가까워진다.
삭제
상기 θ1의 각도는 0°이상 90°이하이며, 상기 θ2의 각도는 5°이상 90°이하이다.
상기 θ3의 각도는 5°이상 90°이하이다.
상기 반사판은 알루미늄의 재질이다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명확히 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 도 2 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치는 화상을 표시하기 위한 액정표시패널(111)과, 액정표시패널(111)에 광을 조사하기 위한 백라이트유닛(110)을 구비한다.
액정표시패널(111)은 다수의 데이터라인들과 다수의 스캔라인들이 교차되게 배열되고 상부 및 하부기판의 사이에 액정셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix)형태로 배열된다. 또한, 액정표시패널에는 액정셀들 각각에 전계를 인가하기 위한 화소전극들과 공통전극이 형성된다. 다수의 데이터라인들과 다수의 스캔라인들의 교차부에는 스캔신호에 응답하여 화소전극에 인가될 데이터전압을 스위칭하기 위한 박막트랜지스터들(Thin Film Transister : 이하, "TFT"라 함)이 형성된다. 이러한 액정표시패널에는 테이프 케리어 패키지(Tape Carrier Package : 이하, "TCP"라 함)를 통해 게이트 드라이브 집적회로들과 데이터 드라이브 집적회로들이 전기적으로 접속된다.
백라이트유닛(110)은 보텀커버(113), 다수의 발광다이오드(117)들 및 반사판(114)을 포함한다.
보텀커버(113)는 바닥면과 측면을 포함하고 그 내부에 반사판(114)이 수납된다. 하부 반사판(114)에는 발광다이오드(117) 각각이 관통하는 홀들이 형성된다.
발광다이오드(117)는 적색 발광다이오드, 녹색 발광다이오드, 및 청색 발광다이오드를 포함하여 도시하지 않은 광원 구동회로로부터 공급되는 전류에 의해 발광하여 적, 녹, 및 청색의 광을 발생한다.
발광다이오드(117)에서 발생하는 적, 녹 및 청색의 광을 백색광으로 혼합하기 위한 반사판(114)은 발광다이오드(117)들 사이 사이에 임의의 각도로 굽어진 형상으로 위치한다.
이 때, 백라이트 유닛(110)의 끝단에 위치한 반사판(114)은 도 3과 같이, 발광다이오드(117)의 측면에서 신장되어 보텀커버(113)와 θ1의 각도만큼 경사진 제 Ⅰ영역과, 제 Ⅰ영역에서부터 신장되어 보텀커버(113)와 θ2의 각도만큼 경사진 제 Ⅱ영역을 포함한다.
또한, 발광다이오드(117) 사이에 형성된 반사판(114)은 보텀커버(113)와 θ3의 각도만큼 경사진 제 Ⅲ영역과 보텀커버(113)와 평행한 제 Ⅳ영역을 포함한다.
θ1 의 각도는 0°~90°의 각도를 형성한다.
θ2 의 각도는 5°~90°의 각도를 형성한다.
이에 따라 θ1의 각도와 θ2의 각도는 같게 되어 끝단에 형성된 반사판은 일 직선이 될 수 있다.
θ3 의 각도는 5°~90°의 각도를 형성한다.
θ1 내지 θ3의 각도는 확산판(116)과의 거리에 따라서 임의로 설정될 수 있다. 이는 발광다이오드(117)에서 발생하는 빛이 반사판(114)에 의해 반사되어 발광다이오드(117), 확산판(116) 및 반사판(114)에 의해 둘러쌓인 공간상에서 백색광으로 혼합되기 때문이다. 따라서, 반사판(114)의 θ1 내지 θ3의 각도가 작을 경우 발광다이오드(117)에서 발생하는 빛이 반사판(114)에 의해 반사되고 빛이 모여서 혼합되는 지점이 발광다이오드(117)로부터 멀어진다.
그렇기 때문에 도 4와 같이 확산판(116)과 발광다이오드(117)와의 거리가 가까운 경우에 θ1 내지 θ3의 각도는 커지게 된다.
마찬가지로 도 5와 같이 확산판(116)과 발광다이오드(117)와의 거리가 멀어질 경우에는 θ1 내지 θ3의 각도는 작아진다.
이처럼 광원으로부터의 빛을 반사하여 백색광으로 혼합시키기 위한 반사체를 중간도광판상에 형성하는 것이 아니라 보텀커버상에 일체형으로 형성함으로서 중간도광판을 생략하여 중간도광판이 휘어지는 것에 따른 문제점을 제거할 수 있다.
또한, 중간 도광판에 형성된 반사체를 제거하면서도 반사판을 이용하여 발광다이오드에서 방출되는 광의 혼합을 원할히 하고 휘도 균일도를 향상시킬 수 있다.
그리고, 반사체를 일일이 합착시키는 공정의 난점을 제거하여 공정을 간단히 할 수 있다.
이러한 반사판은 기존의 어떠한 재질을 이용하여도 무방하고, 특히 열전도가 높고 빛의 효율적인 반사를 위해 알루미늄(Al)을 사용한다.
확산판(116)은 발광다이오드(117)위의 표시면 측에서 보텀 커버(113)와 함께 조립된다. 이 확산판(116)은 다수의 비드들(beads)을 포함하고 그 비드들을 입사되는 광을 산란시켜 액정표시패널(111)의 표시면에서 발광다이오드들의 위치와 그렇지 않은 위치에서 휘도 차이가 나지 않게 한다.
광학 시이트들(112)은 확산시트와 프리즘 시트를 포함하여 확산판(116)으로부터 입사되는 광을 액정표시패널 전체에 균일하게 조사하고 표시면에 대하여 수직인 방향으로 광의 진행경로를 꺾어 표시면 전방에서 휘도를 높이는 역할을 한다.
따라서, 본 발명에 따른 백라이트유닛은 중간 도광판을 제거하여 중간 도광판이 휘어지면서 발생하는 문제점을 제거할 수 있고, 공정을 단순화 할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (6)

  1. 보텀커버;
    상기 보텀커버 상에 형성되고 단면이 경사진 형상의 반사판;
    상기 보텀커버의 내부에 형성되어 상기 반사판에 형성된 홀을 통해 발광영역이 돌출되며, 측면에 오목부를 갖는 복수 개의 R, G, B 발광다이오드; 및
    상기 반사판으로부터의 광을 확산시키기 위한 확산판을 포함하며,
    상기 발광다이오드에서 방출되는 광은 상기 확산판과 상기 반사판에 의해 혼합되어 백색 광을 구현하며,
    상기 반사판은 상기 발광다이오드와 상기 보텀커버의 일측면 사이에 위치하며, 상기 발광다이오드의 측면에서 신장되어 상기 보텀커버와 θ1의 각도만큼 경사진 제 1 영역;
    상기 제 1 영역과 상기 보텀커버의 일측면 사이에 위치하며, 상기 제 1 영역에서부터 신장되어 상기 보텀커버와 θ2의 각도만큼 경사진 제 2 영역;
    서로 인접한 상기 발광다이오드 사이에 위치하며, 상기 보텀커버와 θ3의 각도만큼 경사진 제 3 영역; 및
    서로 인접한 상기 발광다이오드 사이에서 상기 보텀커버와 평행한 제 4 영역을 포함하며,
    상기 θ1, θ2, θ3의 각도가 작을수록 상기 확산판과 발광다이오드 사이의 거리가 멀어지고, 상기 θ1, θ2, θ3의 각도가 클수록 상기 확산판과 발광다이오드 사이의 거리가 가까워지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 θ1의 각도는 0° 초과 90° 이하이며,
    상기 θ2의 각도는 5°이상 90° 미만인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 θ3의 각도는 5° 이상 90° 이하인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사판은 알루미늄의 재질인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 삭제
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