KR101260839B1 - 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 반사시트와; 상기 반사시트 상부에 서로 제 1 이격간격인 S만큼 이격하며 구비된 다수의 램프와; 상기 다수의 램프 상부에 상기 반사시트로부터 제 2 이격간격인 D만큼 이격하여 위치하며, 상기 반사시트와 마주하는 면은 평탄하며 그 반대면은 다수의 제 1 패턴이 형성된 제 1 확산판과; 상기 제 1 확산판 상부로 상기 제 1 확산판과 마주하는 면은 평탄하며 그 반대면은 다수의 제 2 패턴이 형성된 제 2 확산판을 포함하며, 상기 다수의 제 1 패턴과 제 2 패턴 중 어느 하나의 패턴은 긴 바(bar) 형태의 렌티큘라 렌즈 또는 그 길이 방향과 그 폭 방향으로 이격하는 렌티큘라 렌즈 형태를 가지며, 나머지 하나의 패턴은 프리즘 산 형태이고, 상기 제 1 이격간격에 대한 제 2 이격간격의 비인 S/D가 0보다 크고 2.75 이하의 범위를 갖는 것이 특징인 백라이트 유닛과 이를 포함하는 액정표시장치모듈을 제공한다.

액정표시장치, 직하형, 휘도, 얼룩불량, 확산판, 간격비

Description

백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치모듈{Backlight unit and Liquid crystal display module having the same}

본 발명은 액정표시장치모듈에 관한 것으로, 특히 이격비(램프간 이격간격을 확산판과 반사시트 사이의 거리로 나눈 비) 1.35 내지 2.75의 범위에서도 램프 부위가 밝고 그 주변이 어둡게 보이는 얼룩불량 현상이 발생하지 않는 직하형 액정표시장치모듈에 관한 것입니다.

최근, 박막화, 경량화, 저소비 전력화의 장점을 갖는 다양한 형태의 평판표시장치(Flat Panel Display, FPD)가 제안되고 있으며 이중 주목받고 있는 평판표시장치(FPD)로는, 상부 및 하부 기판 사이의 공간 내에 채워진 가스(Ne, Xe)에서 방출된 자외선이 형광체와 부딪혀 고유의 가시광선을 방출하는 원리로 화면을 구현하며 가스 방전시 생성되는 자외선에 의한 형광체 발광을 통해 영상을 구현하는 PDP(Plasma Display Panel)와, 소정거리 이격되어 합작된 상하기판 사이에 주입된 액정에 전계를 형성하고, 이에 백라이트 유닛(Back Light Unit)에서 광을 입사하 여, 화소의 신호전압에 따라 화소에 투과되는 광을 제어하여 영상을 표시하는 액정표시장치(Liquid crystal display device)와, 투명전극이 형성된 유리기판과 금속재질의 음극 사이에 유기발광재료를 삽입하고 전류를 흘려 유기분자들을 발광시켜 화상을 구현하는 유기전계발광 표시장치(Organic electro-luminescence display device)등이 있다.

상술한 평판표시장치 중, 특히 액정표시장치는 박막화 및 경량화에 유리하고, 저소비 전력과 저전압 동작의 이점이 있어서, 가장 널리 사용되고 있다.

액정표시장치의 화상구현원리는 액정물질의 광학적 이방성과 분극성질을 이용하는 것으로, 액정은 분자구조가 가늘고 길며 배열에 방향성을 갖는 이방성과 전계내에 놓일 경우, 그 크기에 따라 분자배열의 방향이 변화되는 분극성질을 띤다. 이에 액정표시장치는 액정층을 사이에 두고 서로 마주보는 면으로 각각 전계생성전극이 형성된 한 쌍의 투명절연기판으로 이루어진 액정패널을 필수 구성요소로 하며, 각 전계생성전극 사이의 전계변화를 통해서 액정분자의 배열방향을 인위적으로 조절하고, 이때 변화되는 빛의 투과율을 이용하여 여러 가지 화상을 표시하게 된다.

상기 액정패널은 자체 발광요소를 갖지 못하는 소자이므로, 전술한 바와같이, 그 배면에 백라이트 유닛을 구비함으로써 이를 통해 빛을 공급받아 식별가능한 휘도의 화상을 구현한다.

액정표시장치는 이러한 백라이트 유닛에 포함되는 형광램프의 배열방법에 따라, 액정패널에 대해 그 후방의 일측 가장자리로 배치된 형광램프의 빛을 도광판으 로 굴절시켜서 액정패널 전면으로 진입시키는 측광형(side type) 액정표시장치와, 액정패널 배면에 복수개의 형광램프를 배열하여 액정패널 전면에 걸쳐 직접적으로 빛을 공급하는 직하형(direct type) 액정표시장치로 구분된다.

상기 측광형 액정표시장치는 액정패널의 측면에 관 형상의 형광램프를 설치하고, 투명한 도광판을 이용하여 램프로부터의 광을 액정패널 화면 전체에 투사시키는 방식으로, 제작이 용이한 장점이 있으며, 상기 직하형 액정표시장치는 확산판의 하부면에 복수개의 형광램프를 일렬로 배열시켜 액정패널의 전면을 향해 빛을 직접 조사하는 방식으로 빛의 균일도가 높아서 대형 액정표시장치에 적용하기 유리한 장점이 있다.

최근에는 20인치 이상의 대면적을 갖는 표시장치가 많이 요구되고 있으며, 이러한 대면적의 표시장치 구현을 위해 액정표시장치에 있어서 휘도 및 콘트라스트 특성을 고려하여 다수개의 백라이트 램프이용이 가능하여 광 이용율이 높고, 표시면의 크기에 제한이 없는 장점을 갖는 직하형 구조의 백라이트 유닛이 장착되고 있다.

한편, 상기 액정패널 및 백라이트 유닛은 외부의 충격으로부터의 보호 및 광 손실의 방지를 위해 다양한 기계적요소를 구비하여 모듈화하고 있으며, 이렇게 액정패널에 대해 백라이트 유닛 및 기계적인 요소를 구비한 상태를 액정표시장치모듈이라 정의하며, 이후 이러한 액정표시장치모듈의 구조에 대해 도면을 참조하여 간략히 설명한다.

도 1은 종래의 직하형 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치모듈을 개략적으 로 도시한 분해 사시도이다.

도시한 바와 같이, 직하형 백라이트 유닛(20)을 구비한 액정표시장치모듈(1)은 액정패널(10)과, 백라이트 유닛(20)과, 서포트메인(30)과, 탑 케이스(40)와, 커버버텀(50)을 포함한다.

우선, 상기 액정패널(10)은 소정거리 이격되고, 서로 마주보는 상부 및 하부기판(미도시)과 이들 사이에 주입된 액정층(미도시)을 포함하여 구성된다. 상기 하부기판(미도시)에는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(미도시)가 위치하고, 상부기판(미도시)에는 컬러필터가 위치하여 상기 박막트랜지스터(미도시)의 온/오프 구동에 의해 화상을 표시하게 된다. 또한, 액정패널(10)은 주사신호 및 영상신호를 공급하는 게이트 및 데이터 인쇄회로기판(15)과 연결되고 있다.

상기 액정패널(10)의 배면에 위치하여 빛을 공급하는 직하형 백라이트 유닛(20)은 다수의 램프(24)가 일정간격 이격하며 구비되고 있으며, 상기 다수의 램프(24)의 하부에는 반사시트(22)가 위치하고 있다. 또한 상기 각 램프(24)의 양 측단에는 서포트사이드(33)가 결합되어 이를 지지하며 위치하고 있으며, 상기 다수의 램프(24)의 상부에는 그 내부에 다수의 비드를 포함하는 1개의 확산판(25) 및 다수의 광학시트(26)가 적층되어 위치하고 있다.

상기 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20)은 서포트메인(30)에 안착되며, 이때 상기 서포트메인(30)은 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20)의 유동을 방지하고 지지하게 된다.

탑 케이스(40)는 액정패널(10)의 가장 자리 상부와 서포트메인(30)의 측면을 덮어 액정패널(10)의 가장자리와 서포트메인(30)의 측면을 지지하고 보호하게 된다.

커버버텀(50)은 서포트메인(30) 하부를 덮어 상술한 액정표시장치 구성요소 의 하부를 보호하게 된다. 이러한 커버버텀(50)은 서포트메인(30)과, 탑 케이스(40)와 체결수단(미도시)을 통해 체결되어 모듈화 된다.

도 2는 종래의 직하형 액정표시장치 중 액정패널 하부의 커버버텀을 포함하는 백라이트 유닛의 일부 단면만을 확대 도시한 도면이다.

전술한 직하형 백라이트 유닛(20)을 구비한 액정표시장치모듈(미도시)은 서로 제 1 간격(S)을 가지며 이격하는 다수의 램프(24)를 구비하고 있으며, 커버버텀(50) 상면 더욱 정확히는 반사시트(22)의 표면과 제 2 간격(D)을 가지며 확산판(25)이 상기 다수의 램프(24) 상부에 구성되고 있다. 이때 상기 확산판(25)은 그 단면구조를 도시한 도 3을 참조하면, 그 상면과 밑면을 포함한 표면은 평탄하며, 그 내부에 구 형태의 다수의 비드(27)들이 랜덤하게 배치된 구성을 가짐을 알 수 있다. 따라서, 도 2에 도시된 바와같이 상기 다수의 램프(24)로부터 상기 확산판(25) 내부로 빛이 입사되면 입사된 빛의 경로가 상기 비드(27)들에 의해 바뀜으로써 최종적으로 빛을 확산시키는 역할을 하게 된다.

하지만 전술한 구성을 갖는 확산판(25)을 구비하더라도, 램프간의 이격간격이 확산판의 확산능력 이상으로 커지게 되면, 다수의 이격하는 램프(24)의 구성으로 인해 각 램프(24)에 대응하는 영역(A)과 램프(24) 간의 이격영역(B)의 휘도 차이가 커 이러한 휘도 차이에 의해 표시화면에 얼룩불량이 발생하고 있다. 이를 방 지하기 위해 제 1 간격(S)을 갖도록 다수의 램프(24)들을 배치하고 있으며, 나아가 제 2 간격(D)을 가지며 빛을 확산시켜 휘도 분포를 평균화시키는 역할을 하는 1개의 확산판(25)을 상기 다수의 램프(24) 상부로 구성하고 있는 것이다. 이때 상기 램프(24)간의 제 1 간격(S)과, 반사시트(22)와 확산판(25)의 제 2 간격(D)의 비 더욱 정확히는 제 1 간격(S)을 제 2 간격(D)으로 나눈 값(추후 이를 간격비(S/D)라 칭한다)이 휘도 차이에 의한 얼룩불량을 방지하는 매우 중요한 요소가 되고 있다.

통상 전술한 바와 같이 램프(24) 상에 그 내부에 랜덤하게 다수의 비드(27)를 포함하는 구성을 갖는 1개의 확산판(25)을 구성하는 경우는, 상기 간격비(S/D)가 1.35를 포함하여 이보다 작은 값을 갖도록 상기 확산판(25)과 램프(24)들이 배치되는 경우에 대해서는 휘도 차이에 의한 얼룩불량이 발생하지 않고 있다.

하지만, 종래의 액정표시장치 모듈에 있어 1.35 내지 2.75 범위에 속하는 간격비(S/D)를 갖도록 램프 및 확산판을 배치하는 경우, 도 4(1.35 내지 2.75 범위에 속하는 간격비(S/D)를 갖도록 램프 및 확산판을 배치한 종래의 액정표시장치 모듈의 화이트 화상에 대한 사진)에서와 같이 휘도차이에 의한 라인 형태의 어두운 부분이 주기적으로 보이는 얼룩불량이 발생하고 있다.

램프간의 이격간격을 넓힌(S-->2S) 종래의 액정표시장치 모듈에 있어 확산판과 램프만을 간단히 도시한 도 5와, 램프를 통해 나온 빛이 확산판을 통과한 후의 빛의 상태를 나타낸 도 6을 참조하면, 제조비용 절감을 위해 램프(24) 수를 저감시키면 램프(24)들 간의 이격거리인 제 1 간격(S)이 증가하게 됨으로써 다수의 각 램프(24)들로부터 나오는 주된 빛이 확산판(24)에 이르는 경로의 거리차에 의해 그 휘도가 급격히 저하되는 영역(C)이 발생하며 이러한 거리차에 의하 휘도차가 확산판(25) 자체의 확산능력을 넘어가게 됨으로써 얼룩불량이 발생하고 있다.

또한, 박형 구현을 위해 커텀버텀(50)의 두께를 줄이는 경우, 반사시트(22)와 확산판(25)간의 제 2 간격(D)이 작아지게 되어 결과적으로 간격비가 1.35보다 커지게 되므로 얼룩불량이 발생하게 된다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 직하형 액정표시장치모듈에 있어서 램프와 램프 주변간의 큰 휘도차이를 최소화하여, 표시화면 전체에서의 휘도 불균일에 의한 얼룩불량을 방지하여 표시품질이 향상된 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 백라이트 유닛은, 반사시트와; 상기 반사시트 상부에 서로 제 1 이격간격인 S만큼 이격하며 구비된 다수의 램프와; 상기 다수의 램프 상부에 상기 반사시트로부터 제 2 이격간격인 D만큼 이격하여 위치하며, 상기 반사시트와 마주하는 면은 평탄하며 그 반대면은 다수의 제 1 패턴이 형성된 제 1 확산판과; 상기 제 1 확산판 상부로 상기 제 1 확산판과 마주하는 면은 평탄하며 그 반대면은 다수의 제 2 패턴이 형성된 제 2 확산판을 포함하며, 상기 다수의 제 1 패턴과 제 2 패턴 중 어느 하나의 패턴은 긴 바(bar) 형태의 렌티큘라 렌즈 또는 그 길이 방향과 그 폭 방향으로 이격하는 렌티큘라 렌즈 형태를 가지며, 나머지 하나의 패턴은 프리즘 산 형태이고, 상기 제 1 이격간격에 대한 제 2 이격간격의 비인 S/D가 0보다 크고 2.75 이하의 범위를 갖는 것이 특징이다.

이때, 상기 프리즘 산은 그 높이가 일정하거나 또는 이웃하는 상기 프리즘 산은 서로 다른 높이를 갖거나 또는 각각의 프리즘 산 자체가 높이 차이를 갖도록 형성된 것이 특징이다. 또한, 상기 다수의 제 1 및 제 2 패턴 각각의 높이는 20㎛ 내지 500㎛ 범위에서 일정한 높이를 갖거나 또는 불규칙적으로 서로 다른 크기를 가지며 형성되며, 상기 다수의 제 1 및 제 2 패턴 각각의 이웃한 제 1 및 제 2 패턴간 이격간격은 50㎛ 내지 500㎛ 범위에서 동일한 크기를 갖거나 또는 불규칙적으로 서로 다른 크기를 가지며 형성된 것이 특징이다.

상기 제 1 및 제 2 확산판 각각은 그 두께가 0.6mm 내지 3mm 이며, 그 재질은 PMMA(Polymethyl methacrylate), PS(Polystyrene), PC(Polycarbonate), COC(cyclo-olefin copolymers), PET(Polyethylene terephthalate), PBT(Polybutylene terephtalate), Plastic재 알로이 중에서 선택되는 하나의 물질로 이루어진 것이 특징이다.

상기 제 2 확산판 상부에 다수의 광학시트와;상기 램프의 양측을 각각 지지하는 서포트사이드를 포함한다.

본 발명에 따른 액정표시장치 모듈은, 반사시트와; 상기 반사시트 상부에 서로 제 1 이격간격인 S만큼 이격하며 구비된 다수의 램프와; 상기 다수의 램프 상부에 상기 반사시트로부터 제 2 이격간격인 D만큼 이격하여 위치하며, 상기 반사시트와 마주하는 면은 평탄하며 그 반대면은 다수의 제 1 패턴이 형성된 제 1 확산판과; 상기 제 1 확산판 상부로 상기 제 1 확산판과 마주하는 면은 평탄하며 그 반대면은 다수의 제 2 패턴이 형성된 제 2 확산판을 포함하며, 상기 다수의 제 1 패턴과 제 2 패턴 중 어느 하나의 패턴은 긴 바(bar) 형태의 렌티큘라 렌즈 또는 그 길이 방향과 그 폭 방향으로 이격하는 렌티큘라 렌즈 형태를 가지며, 나머지 하나의 패턴은 프리즘 산 형태인 백라이트 유닛과; 상기 백라이트 유닛 상부에 구비된 액정패널과; 상기 액정패널과 상기 백라이트 유닛을 각각 상부 및 하부로 안착시키는 서포트메인과; 상기 액정패널의 가장자리 상부와 상기 서포트메인의 측면을 덮으며 구비된 탑 케이스를 포함하며, 상기 제 1 이격간격에 대한 제 2 이격간격의 비인 S/D가 0보다 크고 2.75 이하의 범위를 갖는 것이 특징이다.

상기 다수의 제 1 패턴과 제 2 패턴 중 어느 하나의 패턴은 긴 바(bar) 형태의 렌티큘라 렌즈 또는 그 길이 방향과 그 폭 방향으로 이격하는 렌티큘라 렌즈 형태를 가지며, 나머지 하나의 패턴은 프리즘 산 형태인 것이 특징이며, 상기 다수의 제 1 및 제 2 패턴 각각의 높이는 20㎛ 내지 500㎛ 범위에서 일정한 높이를 갖거나 또는 불규칙적으로 서로 다른 크기를 가지며 형성되며, 상기 다수의 제 1 및 제 2 패턴 각각의 이웃한 제 1 및 제 2 패턴간 이격간격은 50㎛ 내지 500㎛ 범위에서 동일한 크기를 갖거나 또는 불규칙적으로 서로 다른 크기를 가지며 형성된 것이 특징이다.

상기 반사시트 하부에 커버버텀과; 상기 제 2 확산판 상부에 다수의 광학시트와; 상기 램프의 양측을 각각 지지하는 서포트사이드와; 상기 액정패널의 측단에 연결된 게이트 및 데이터 인쇄회로기판과; 상기 램프와 연결되며 상기 커버버텀 배면에 구비된 인버터부를 포함한다.

본 발명의 실시예에 의한 직하형 액정표시장치모듈은, 특정 역할을 하는 2개의 확산시트를 구비함으로써 1.35보다 큰 간격비 범위에서도 램프와 램프 주변의 휘도차를 최소화하여 휘도 불균일에 의한 얼룩불량의 발생을 방지하는 효과가 있다.

또한, 큰 간격비를 가지면서 얼룩불량이 발생되지 않는 바, 그 두께를 줄여 최근 표시장치의 경향인 박형을 구현할 수 있는 장점을 가지며, 나아가 램프 수를 줄임으로써 소비전력 및 제조 비용을 저감시키는 효과가 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 직하형 백라이트 및 이를 구비한 액정표시장치모듈에 대해 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치모듈을 개략적으로 도시한 분해 사시도이며, 도 8은 도 7에 제시된 본 발명에 따른 액정표시장치모듈 중 액정패널 하부의 커버버텀을 포함하는 백라이트 유닛의 일부 단면만을 확대 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치모듈(101)은, 액정패널(110)과, 백라이트 유닛(120)과, 서포트메인(130)과, 탑 케이스(135)와, 커버 버텀(150)을 포함하여 구성되고 있다.

상기 액정패널(110)은 소정거리 이격되고 서로 마주보는 상부 및 하부기판(미도시)과, 이들 두 기판 사이에 주입된 액정층(미도시)을 포함하여 구성되고 있다. 상기 하부기판(미도시)에는 서로 교차하여 화소영역(미도시)을 정의하는 게이트 및 데이터 배선(미도시)과, 이들 두 배선(미도시)과 연결된 스위칭 소자인 박막트랜지스터(미도시)와, 이와 연결되어 각 화소영역(미도시)에 화소전극(미도시)이 구비되고 있으며, 상기 상부기판(미도시)에는 컬러필터와 공통전극이 구비되어 상기 박막트랜지스터의 온(on)/오프(off) 구동에 의해 상기 화소전극(미도시)과 공통전극(미도시)에 의해 걸리는 전계에 의해 상기 액정층(미도시) 내의 액정분자들이 구동함으로써 화상을 표시하게 된다. 이러한 구성을 갖는 상기 액정패널(110)은 주사신호 및 영상신호를 공급하는 게이트 및 데이터 인쇄회로기판(115)과 연결되고 있다.

또한, 상기 액정패널(110)의 배면으로 위치하여 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구성되고 있다. 이때 상기 백라이트 유닛(120) 내부에는 다수의 램프(124)가 커버버텀(150) 상에 일정간격 이격하며 구성되고 있다. 또한, 상기 다수의 램프(124)와 커버버텀(150) 사이에는 반사시트(122)가 위치하고 있다.

한편, 상기 다수의 램프(124) 양 측단으로는 서포트사이드(133)가 상기 다수의 램프(124) 각각의 양 끝단을 덮고 있다. 이때 상기 서포트사이드(133)는 다수의 개구부(134)를 포함하고 있으며, 이를 통해 각 램프(124)의 끝단이 빠져나오게 된다. 또한, 상기 다수의 램프(124) 상부에는 서로 다른 역할을 제 1 및 제 2 확산 판(170, 175)이 구비되고 있으며, 그 상부로 다수의 광학시트(126)가 적층되고 있다. 이때, 상기 순차 적층된 반사시트(122)와, 다수의 램프(124)와, 사이드서포트(133)와, 제 1 및 제 2 확산판(170, 175)과 다수의 광학시트(126)는 직하형 백라이트 유닛(120)을 이룬다.

또한, 상기 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 서포트메인(130)에 안착되고 있다. 이때 상기 서포트메인(130)은 상기 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)의 유동을 방지하고 지지하는 역할을 하며, 상기 탑 케이스(140)는 액정패널(110)의 가장 자리 상부와 서포트메인(130)의 측면을 덮어 액정패널(110)의 가장 자리와 서포트메인(130)의 측면을 지지하고 보호하는 역할을 한다. 또한, 상기 커버버텀(150)은 상기 서포트메인(130) 하부를 덮어 상술한 액정표시장치모듈(101)의 하부 구성요소를 보호하게 되며, 이러한 커버버텀(150)은 서포트메인(130)과, 탑 케이스(140)와 체결수단(미도시)을 통해 체결되어 모듈화 된다.

한편, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 커버버텀(150)의 하부에는 상기 다수의 램프(124)에 전원을 공급하는 인버터부(미도시)가 위치하며, 이러한 인버터부(미도시)에 대해 이를 보호하기 위한 커버쉴드(미도시)가 구성되고 있다. 이에 따라, 상기 커버버텀(150)과 커버쉴드(미도시)는 인버터부(미도시)를 감싸게 되어 외부의 충격으로부터 상기 인버터부(미도시)를 보호하게 된다. 이때, 상기 커버버텀(150)과 커버쉴드(미도시)는 금속재질로 이루어짐으로써 상기 인버터부(미도시)로부터 발생하는 전자파를 차폐하는 역할을 하게 된다.

전술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 액정표시장치 모듈(101)에 있어서, 본 발명의 가장 특징적인 부분을 갖는 백라이트 유닛(120)의 구성을 도 8을 참조하여 살펴보면, 우선, 커버버툼(150) 내측으로 반사시트(122)가 구비되고 있으며, 상기 반사시트(122) 상부로 다수의 램프(124)가 제 1 이격간격(S)을 가지며 이격하며 구성되고 있다. 이러한 다수의 램프(124) 위로 상기 반사시트(122)로부터 제 2 이격간격(D)을 가지며 제 1 확산판(170)이 구비되고 있으며, 상기 제 1 확산판(170) 상부로 제 2 확산판(175)이 구비되고 있다. 또한 상기 제 2 확산판(175) 상부에는 다수의 광학시트(126)가 구비되고 있다.

이때 상기 제 1 확산판(170)과 제 2 확산판(175)은 그 역할이 다른 것이 특징이다.

도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명에 구성요소인 제 1 확산판과 제 2 확산판의 램프로부터 나온 빛의 상태를 나타낸 도면이다.

도 9a를 참조하면, 제 1 확산판(170)은 그 패턴모양, 크기 및 투과도 조절 기능에 의해 램프(124)와 대응되는 위치의 광량 범위 및 휘도 조절이 가능한 것이 특징이다. 즉, 제 1 확산판(170)은, 하나의 램프(124)로부터 나온 빛이 상기 제 1 확산판(170)을 통과하게 되면, 휘도는 상기 램프(124)의 휘도를 거의 유지하며 상기 램프(124)와 수직하게 대응되는 제 1 확산판(170) 영역의 폭 대비 더 큰 폭을 가지며 확산되어 램프(124)의 직경보다 큰 영역에 대해 거의 동일한 휘도를 가지며 빛이 나오게 되는 특징을 갖는다. 이 경우, 상기 반사시트(122)로부터의 제 2 이격거리(D)는 일정하다고 가정할 때, 확산되는 폭은 종래의 그 내부에 다수의 비드를 구비한 확산판에 있어 이를 통과한 빛 중 동일 휘도를 갖는 램프를 기준으로 그 주 위로 확산된 영역의 폭을 1이라 할 경우, 1보다 크고 1.5보다 작은 값을 갖는 것이 특징이다. 즉, 제 1 확산판(170)은 종래의 비드를 그 내부에 구비한 확산판 대비 그 확산능력이 크게는 1.5배 정도 증가한 것이 특징적인 면이 된다.

본 발명에 따른 액정표시장치용 모듈에 사용되는 제 1 확산판(170)의 다양한 패턴형태를 나타낸 사시도인 도 10a 및 10b를 참조하면, 이러한 특징을 갖는 제 1 확산판(170)은 상기 램프(도 7의 124)와 마주하는 면은 평탄한 표면을 가지며, 그 반대면 즉 액정패널(도 7의 110)과 마주하는 면은 요철구조의 패턴(171)을 갖는다. 구체적인 패턴(171)은 그 단면 형태가 볼록한 반원형을 가지며 긴 바(bar) 형태를 갖는 렌티큘라 렌즈 형태(도 10a 참조)를 갖거나 또는 그 길이방향 및 폭방향으로 모두 이격하는 렌티큘라 렌즈 형태(도 10b 참조)를 갖는다. 상기 각 패턴(171)간 간격은 50㎛ 내지 500㎛ 범위 내에서 정해지는 것이 바람직하며, 상기 패턴(171)의 높이는 20㎛ 내지 400㎛의 범위에서 정해지는 것이 바람직하다. 이때, 도면에 있어서 상기 패턴(171)은 일정한 이격간격을 가지며 형성되고 있음을 보이고 있지만, 변형예로서 이들 패턴은 50㎛ 내지 500㎛ 범위 내에서 불규칙적으로 즉, 각 패턴(171)간 이격간격을 달리하여 랜덤한 배열을 가지며 형성될 수도 있으며, 패턴(171)의 높이 또한 모두 동일한 높이를 갖지 않고 불규칙적으로 20㎛ 내지 400㎛의 범위 내에서 자유롭게 여러 높이를 가지며 형성될 수 있다.

또한, 상기 제 1 확산판(170)을 이루는 재질은 PMMA(Polymethyl methacrylate), PS(Polystyrene), PC(Polycarbonate), COC(cyclo-olefin copolymers), PET(Polyethylene terephthalate), PBT(Polybutylene terephtalate), Plastic재 알로이 중에서 선택되는 하나의 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 이때 상기 패턴(171)을 포함하는 제 1 확산판(170) 전체의 두께는 0.6mm 내지 3mm인 것이 바람직하다.

한편, 도 9b를 참조하면, 상기 제 2 확산판(175)은 그 패턴의 모양, 크기와 투과도 조절에 의해 램프 상(像)의 범위 및 휘도 조절이 가능한 것이 특징이다. 즉, 제 2 확산판(175)은 램프(124) 또는 빛이 발산된 영역에 대응되는 부분에 대해서는 그 광을 분리하여 그 양측의 영역으로 빛을 발산시키며, 램프(124) 또는 빛이 발산된 영역에 대응되는 부분에 대해서는 광량을 축소시키는 역할을 하는 것이 특징이다. 도면을 살펴보면 램프(124)에 수직 대응하는 부분에 대응해서는 광량이 줄어들었음을 알 수 있다. 이러한 현상에 의해 램프(124)에 대응되는 부분을 기준으로 그 양 외측 영역에 대해 더 밝은 빛이 나오는 영역이 생기게 되었으며, 따라서 하나의 램프(124)에 대해 상기 제 2 확산판(175)을 통과 시 마치 2개의 램프로부터 빛이 나오게 되는 형태가 됨을 알 수 있다.

이러한 제 2 확산판(175)은 본 발명에 따른 액정표시장치용 모듈에 사용되는 제 2 확산판의 다양한 패턴 형태를 나타낸 사시도인 도 11a 내지 11c를 참조하면, 상기 제 1 확산판(도 7의 170) 또는 램프(도 7의 124)와 마주하는 면은 평탄한 표면을 가지며, 그 반대면 즉 액정패널(도 7의 110)과 마주하는 면은 요철구조의 패턴(176)을 갖는다. 이때 구체적인 패턴(176은 그 단면 형태가 볼록한 삼각형을 가지며 긴 바(bar) 형태를 갖는 프리즘 형태를 갖는다. 상기 프리즘 형태의 패턴(176)은 각 패턴(176)의 높이가 도 11a에 도시한 바와 같이 일정할 수도 있고, 또는 도 11b에 도시한 바와 같이 이웃한 패턴(176a, 176b)간 서로 다른 높이를 가질 수 있으며, 또는 도 11c에 도시한 바와 같이 하나의 바(bar) 형태의 프리즘 산에 대해 위치별로 서로 다른 높이를 가질 수도 있다. 이렇게 일면에 패턴(176)을 갖는 상기 제 2 확산판(175)에 있어, 각 패턴(176)간 이격간격 즉 프리즘 산과 산 사이 간격은 50㎛ 내지 500㎛ 범위 내에서 정해지는 것이 바람직하며, 패턴(176)의 높이는 20㎛ 내지 400㎛의 범위에서 정해지는 것이 바람직하다. 이때, 도면에 있어서 상기 패턴(176)은 일정한 이격간격을 가지며 형성되고 있음을 보이고 있지만, 변형예로서 이들 패턴(176)은 50㎛ 내지 500㎛ 범위 내에서 불규칙적으로 즉, 각 패턴(176)간 이격간격을 달리하여 랜덤한 배열을 가지며 형성될 수도 있다.

또한, 상기 제 2 확산판(175)을 이루는 재질은 전술한 제 1 확산판(도 8의 170)을 이루는 동일한 물질인 PMMA(Polymethyl methacrylate), PS(Polystyrene), PC(Polycarbonate), COC(cyclo-olefin copolymers), PET(Polyethylene terephthalate), PBT(Polybutylene terephtalate), Plastic재 알로이 중에서 선택되는 하나의 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한 상기 패턴(176)의 높이를 포함하여 상기 제 2 확산판(175) 전체 두께는 0.6mm 내지 3mm인 것이 바람직하다.

도 12는 본 발명에 따른 액정표시장치 모듈에 있어서, 램프를 통해 나온 빛이 제 1 확산판과 제 2 확산판을 모두 통과한 후의 빛의 상태를 나타낸 도면이다.

도 8 및 도 12에 도시한 바와 같이, 전술한 바와 같은 특성 및 역할을 갖는 제 1 및 제 2 확산판(170, 175) 구성에 의해, 즉, 제 1 확산판(170)에 있어서는 하 나의 램프(124)에 대해 그 램프(124)의 폭보다 큰 영역으로 빛을 확산시키고, 제 2 확산판(175)에 의해 하부의 빛의 발산영역에 대응해서는 그 광량을 줄이고, 상기 빛의 발산영역의 양 외측으로 분리되도록 하는 역할에 의해 램프(124)간의 제 1 이격간격(S)이 종래대비 2배 이하의 범위에서 큰 값을 갖도록 배치되어도, 액정패널(도 7의 110) 전면에 대해 휘도 차이가 거의 발생하지 않도록 빛을 공급할 수 있게 된다.

따라서, 상기 제 1 이격간격(S)에 대한 상기 제 2 이격간격(D)의 비로 정의되는 간격비(S/D)가 0보다 크고 1.35 미만의 값을 포함하여 1.35 내지 2.75의 범위에서도 휘도차에 의한 얼룩불량이 발생하지 않는 액정표시장치 모듈(도 7의 101)을 제공하게 된다.

간격비(S/D)가 크다는 것은 크게 제 1 이격간격(S)을 크게 하거나 또는 제 2 이격간격(D)을 작게하는 2가지 방법이 있는데, 제 1 이격간격(S)을 크게하는 경우 램프(도 7의 122)간의 이격간격을 크게하는 것이 되므로 램프(도 7의 122) 사용 개수가 줄어들게 되므로 소비전력 감소 및 제조비용을 저감시키는 효과를 갖게되며, 제 2 이격간격(D)을 작게하는 경우는 백라이트 유닛(120)의 두께를 줄일 수 있으므로 액정표시장치 모듈(도 7의 101)의 박형화의 효과가 있게 된다.

본 발명에 따른 액정표시장치 모듈(도 7의 101)은 제 1 및 제 2 확산판(170, 175)을 구비함으로써 확산판의 개수가 증가하여 더 두껍게 형성되는 것처럼 보일 수 있지만, 실질적으로 확산판의 두께는 가장 두꺼워야 3mm가 되지만, 이격비를 1.35 이내가 되도록 하기 위해서는 상기 반사시트(도 7의 122)와 제 1 확산판(도 7 의 170)의 제 2 이격거리를 3mm보다 더 큰 값으로 조절해야 하는 경우가 더 빈번히 발생하는 바, 이러한 경우 박형화가 실현될 수 있다 할 것이다.

도 13a와 도 13b는 그 두께(액정표시장치 모듈내의 백라이트의 두께, 더욱 정확히는 반사시트로부터 이와 가장 인접한 확산판까지의 이격간격)는 동일한 상태에서, 각각 이격비가 2.75가 되도록 램프를 배치한 상태에서 종래 및 본 발명에 따른 액정표시장치 모듈을 통해 나오는 화이트 화상에 대한 사진이다. (42" 모델 9개의 램프를 배치한 것을 일례로 제시함. 42"모델의 경우 1.35의 이격비를 갖도록 할 경우 16개의 램프를 장착함.)

종래의 액정표시장치 모듈의 경우, 2.75의 이격비를 갖도록 램프를 배치한 경우 확산판의 확산 기능이 제 기능을 발휘하는 범위를 초과하게 되는 바, 도 11a에 도시한 바와 같이 마치 바 형태로 밝은 부분과 어두운 부분이 반복되는 얼룩불량이 발생하고 있음을 알 수 있다.

하지만, 본 발명에 따른 제 1 및 제 2 확산판을 구비한 액정표시장치 모듈의 경우, 도 13b를 참조하면, 바(bar) 형태의 밝고 어두운 부분이 관찰되지 않고, 전면에 대해 거의 일정한 휘도를 가지며 화이트 화상이 표시되고 있음을 알 수 있다.

한편 본 발명의 실시예에 따른 변형예로서 전술한 기능 및 역할을 갖는 제 1 확산판과 제 2 확산판은 그 위치를 바꾸어도 동일한 효과를 구현할 수 있다. 즉 전술한 바와같은 특성을 갖는 제 2 확산판을 램프와 인접하도록 배치하고, 상기 제 2 확산판 상부로 전술한 특성을 갖는 제 1 확산판을 배치하여도 이격비가 1.35 내지 2.75 범위에서도 휘도차에 의한 얼룩불량이 없는 액정표시장치 모듈을 제공할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 변형예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 직하형 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치모듈을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.

도 2는 종래의 직하형 액정표시장치모듈 중 액정패널 하부의 커버버텀을 포함하는 백라이트 유닛의 일부 단면만을 확대 도시한 도면.

도 3은 종래의 액정표시장치 모듈에 구비된 확산판의 단면도.

도 4는 1.35 내지 2.75 범위에 속하는 간격비(S/D)를 갖도록 램프 및 확산판을 배치한 종래의 액정표시장치 모듈의 화이트 화상에 대한 사진.

도 5 램프 간의 이격간격을 넓힌(S-->2S) 종래의 액정표시장치 모듈에 있어 확산판과 램프만을 간단히 도시한 도면.

도 6은 램프간의 이격간격을 넓힌(S-->2S) 종래의 액정표시장치 모듈에 있어 램프를 통해 나온 빛이 확산판을 통과한 후의 빛의 상태를 나타낸 도면.

도 7은 본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치모듈을 개략적으로 도시한 분해 사시도.

도 8은 도 7에 제시된 본 발명에 따른 액정표시장치모듈에 있어 백라이트 유닛 중 램프와 상기 램프 하부에 위치한 구성요소에 대해서 그 단면 형태를 도시한 도면.

도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명에 구성요소인 제 1 확산판과 제 2 확산판의 램프로부터 나온 빛의 상태를 나타낸 도면.

도 10a 및 10b는 본 발명에 따른 액정표시장치용 모듈에 사용되는 제 1 확산 판의 다양한 패턴 형태를 나타낸 사시도.

도 11a 내지 11c는 본 발명에 따른 액정표시장치용 모듈에 사용되는 제 2 확산판의 다양한 패턴 형태를 나타낸 사시도.

도 12는 본 발명에 따른 액정표시장치 모듈에 있어서, 램프를 통해 나온 빛이 제 1 확산판과 제 2 확산판을 모두 통과한 후의 빛의 상태를 나타낸 도면

도 13a와 도 13b는 그 두께(액정표시장치 모듈내의 백라이트의 두께, 더욱 정확히는 반사시트로부터 이와 가장 인접한 확산판까지의 이격간격)는 동일한 상태에서, 각각 이격비가 2.75가 되도록 램프를 배치한 상태에서 종래 및 본 발명에 따른 액정표시장치 모듈을 통해 나오는 화이트 화상에 대한 사진.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

120 : 직하형 백라이트 유닛 122 : 반사시트

124 : 램프 126 : 광학시트

150 : 커버버텀 170 : 제 1 확산판

175 : 제 2 확산판

Claims (10)

1. 반사시트와;

   상기 반사시트 상부에 서로 제 1 이격간격인 S만큼 이격하며 구비된 다수의 램프와;

   상기 다수의 램프 상부에 상기 반사시트로부터 제 2 이격간격인 D만큼 이격하여 위치하며, 상기 반사시트와 마주하는 면은 평탄하며 그 반대면은 다수의 제 1 패턴이 형성된 제 1 확산판과;

   상기 제 1 확산판 상부로 상기 제 1 확산판과 마주하는 면은 평탄하며 그 반대면은 다수의 제 2 패턴이 형성된 제 2 확산판

   을 포함하며,

   상기 다수의 제 1 패턴과 제 2 패턴 중 어느 하나의 패턴은 긴 바(bar) 형태의 렌티큘라 렌즈 또는 그 길이 방향과 그 폭 방향으로 이격하는 렌티큘라 렌즈 형태를 가지며, 나머지 하나의 패턴은 프리즘 산 형태이고,

   상기 제 1 이격간격에 대한 제 2 이격간격의 비인 S/D가 0보다 크고 2.75 이하의 범위를 갖는 것이 특징인 백라이트 유닛.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 프리즘 산은 그 높이가 일정하거나 또는 이웃하는 상기 프리즘 산은 서로 다른 높이를 갖거나 또는 각각의 프리즘 산 자체가 높이 차이를 갖도록 형성된 것이 특징인 백라이트 유닛.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 다수의 제 1 및 제 2 패턴 각각의 높이는 20㎛ 내지 500㎛ 범위에서 일정한 높이를 갖거나 또는 불규칙적으로 서로 다른 크기를 가지며 형성되며,

   상기 다수의 제 1 및 제 2 패턴 각각의 이웃한 제 1 및 제 2 패턴간 이격간격은 50㎛ 내지 500㎛ 범위에서 동일한 크기를 갖거나 또는 불규칙적으로 서로 다른 크기를 가지며 형성된 것이 특징인 백라이트 유닛.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 확산판 각각은 그 두께가 0.6mm 내지 3mm 이며,

   그 재질은 PMMA(Polymethyl methacrylate), PS(Polystyrene), PC(Polycarbonate), COC(cyclo-olefin copolymers), PET(Polyethylene terephthalate), PBT(Polybutylene terephtalate), Plastic재 알로이 중에서 선택되는 하나의 물질로 이루어진 것이 특징인 백라이트 유닛.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 확산판 상부에 다수의 광학시트와;

   상기 램프의 양측을 각각 지지하는 서포트사이드

   를 포함하는 백라이트 유닛.
7. 반사시트와; 상기 반사시트 상부에 서로 제 1 이격간격인 S만큼 이격하며 구비된 다수의 램프와; 상기 다수의 램프 상부에 상기 반사시트로부터 제 2 이격간격인 D만큼 이격하여 위치하며, 상기 반사시트와 마주하는 면은 평탄하며 그 반대면은 다수의 제 1 패턴이 형성된 제 1 확산판과; 상기 제 1 확산판 상부로 상기 제 1 확산판과 마주하는 면은 평탄하며 그 반대면은 다수의 제 2 패턴이 형성된 제 2 확산판을 포함하며, 상기 다수의 제 1 패턴과 제 2 패턴 중 어느 하나의 패턴은 긴 바(bar) 형태의 렌티큘라 렌즈 또는 그 길이 방향과 그 폭 방향으로 이격하는 렌티큘라 렌즈 형태를 가지며, 나머지 하나의 패턴은 프리즘 산 형태인 백라이트 유닛과;

   상기 백라이트 유닛 상부에 구비된 액정패널과;

   상기 액정패널과 상기 백라이트 유닛을 각각 상부 및 하부로 안착시키는 서포트메인과;

   상기 액정패널의 가장자리 상부와 상기 서포트메인의 측면을 덮으며 구비된 탑 케이스

   를 포함하며, 상기 제 1 이격간격에 대한 제 2 이격간격의 비인 S/D가 0보다 크고 2.75 이하의 범위를 갖는 것이 특징인 액정표시장치 모듈.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 다수의 제 1 패턴과 제 2 패턴 중 어느 하나의 패턴은 긴 바(bar) 형태의 렌티큘라 렌즈 또는 그 길이 방향과 그 폭 방향으로 이격하는 렌티큘라 렌즈 형태를 가지며, 나머지 하나의 패턴은 프리즘 산 형태인 것이 특징인 액정표시장치 모듈.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 다수의 제 1 및 제 2 패턴 각각의 높이는 20㎛ 내지 500㎛ 범위에서 일정한 높이를 갖거나 또는 불규칙적으로 서로 다른 크기를 가지며 형성되며,

   상기 다수의 제 1 및 제 2 패턴 각각의 이웃한 제 1 및 제 2 패턴간 이격간격은 50㎛ 내지 500㎛ 범위에서 동일한 크기를 갖거나 또는 불규칙적으로 서로 다른 크기를 가지며 형성된 것이 특징인 액정표시장치 모듈.
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 반사시트 하부에 커버버텀과;

    상기 제 2 확산판 상부에 다수의 광학시트와;

    상기 램프의 양측을 각각 지지하는 서포트사이드와;

    상기 액정패널의 측단에 연결된 게이트 및 데이터 인쇄회로기판과;

    상기 램프와 연결되며 상기 커버버텀 배면에 구비된 인버터부

    를 포함하는 액정표시장치 모듈.

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