KR101602960B1 - 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 광을 상부로 반사시키는 반사판과; 상기 반사판 상부에 위치되어 상기 반사판과의 사이에 캐비티(Cavity)를 형성하고, 상기 반사판에서 반사된 광을 상부로 출사시키는 광학시트들과; 상기 반사판과 광학시트들 사이에 개재되며, 상기 반사판으로 광을 출사하는 광원으로 구성된다.

백라이트, 반사판, 발광, 반사, 패턴, 지향각, 렌즈

Description

백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치 { Back light unit and liquid crystal display device having the same }

본 발명은 경량화시킬 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.

근래 들어오면서 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 하여, 소형 및 경량화되면서 성능이 더욱 향상된 평판 표시 장치의 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다.

이러한 평판 표시 장치 중에서 근래에 각광받고 있는 액정 표시 장치(liquid crystal display; LCD)는 소형화, 경량화 및 저전력 소비화 등의 이점이 있어서 기존의 브라운관(Cathode ray tube; CRT)의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로서 점차 주목받아 왔고, 현재는 디스플레이 장치가 필요한 거의 모든 정보 처리 기기에 장착되어 사용되고 있다.

액정 표시 장치는 일반적으로 공통 전극과 색필터(Color filter) 등이 형성 되어 있는 상부 기판과 박막 트랜지스터와 화소 전극 등이 형성되어 있는 하부 기판 사이에 액정 물질을 주입해 놓고 화소 전극과 공통 전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 전계를 형성하여 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표현하는 장치이다.

액정 표시 장치에서의 액정 표시 패널은 스스로 발광하지 못하는 수광 소자이므로, 액정 표시 패널 하부에서 액정 표시 패널에 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛을 구비하고 있다.

백라이트 유닛은 광원, 도광판, 반사 시트 및 광학 시트류 등을 포함한다.

상기 광원은 비교적 발열량이 적으며 자연광에 가까운 백색광을 발생시키고 수명이 긴 냉음극선관 방식 광원이나 색재현성이 좋고 저전력이 소비되는 발광다이오드를 이용한 LED 방식 광원을 사용한다.

종래에는 냉음극선관 방식의 광원을 사용하였으나, LED 방식 광원이 색재현성이 좋으며, 소비전력도 적게 든다는 장점을 가지고 있어서 LED 방식 광원 제품이 사용이 활발하게 전개되고 있다.

본 발명은 백라이트를 경량화하는 과제를 해결하는 것이다.

본 발명의 바람직한 양태(樣態)는,

광을 상부로 반사시키는 반사판과;

상기 반사판 상부에 위치되어 상기 반사판과의 사이에 캐비티(Cavity)를 형성하고, 상기 반사판에서 반사된 광을 상부로 출사시키는 광학시트들과;

상기 반사판과 광학시트들 사이에 개재되며, 상기 반사판으로 광을 출사하는 광원으로 구성된 백라이트 유닛이 제공된다.

본 발명의 바람직한 다른 양태(樣態)는,

광을 상부로 반사시키는 반사판과, 상기 반사판 상부에 위치되어 상기 반사판과의 사이에 캐비티(Cavity)를 형성하고 상기 반사판에서 반사된 광을 상부로 출사시키는 광학시트들과 상기 반사판과 광학시트들 사이에 개재되며 상기 반사판으로 광을 출사하는 광원으로 이루어진 백라이트 유닛과;

백라이트 유닛의 광학시트들 상부에 위치된 액정패널을 포함하여 구성된 백라이트 유닛을 구비한 액정 표시 장치가 제공된다.

본 발명은 도광판을 제거하여 백라이트 유닛을 경량화시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명의 백라이트 유닛은 렌즈를 이용하여 광원에서 출사되는 광의 지향각을 제어함으로써, 광학시트들로 진행되는 광량을 감소시키고 반사판으로 전달되는 광량을 증가시켜, 광을 균일하게 방출시킬 수 있는 효과가 있다.

또, 본 발명은 광원의 광을 렌즈를 통과시켜 반사판의 소정 지점까지 광을 도달시키고, 반사판에 도달된 광을 반사시켜 광학시트들로 입사시킴으로써, 도광판이 제거되더라도 백라이트 기능을 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 광원들의 근접 지점에서 소정 지점까지 반사판을 경사지게 구성함으로써, 광원들 각각에서 출사된 광의 대부분을 경사진 반사판에서 반사시켜 광학시트들로 입사시킬 수 있는 구조를 구현할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다.

층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

여기에서 사용되는 바와 같이 '및/또는'이라는 용어는 기록된 관련 항목 중의 하나 또는 그 이상의 어느 조합 및 모든 조합을 포함한다.

비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 백라이트 유닛을 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 광을 상부로 반사시키는 반사판(100)과; 상기 반사판(100) 상부에 위치되어 상기 반사판과의 사이에 캐비티(Cavity)(150)를 형성하고, 상기 반사판(100)에서 반사된 광을 상부로 출사시키는 광학시트들(300)과; 상기 반사판(100)과 광학시트들(300) 사이에 개재되며, 상기 반사판(100)으로 광을 출사하는 광원(200)으로 구성된다.

여기서, 상기 광학시트들(300) 상부에는 액정 패널(400)이 위치된다.

그리고, 상기 광학시트들(300)은 확산판을 포함한 광학시트들로서, 본 발명의 백라이트 유닛은 광학시트들에 대한 발명이 아니기에, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

그리고, 본 발명에 적용된 광학시트들은 통상적인 모든 광학시트들이 포함될 수 있다.

이러한 백라이트 유닛은 상기 광원(200)에서 광이 출사되면, 상기 반사판(100)으로 대부분의 광이 전달되고, 상기 반사판(100)에서 반사되어 상기 광학시트들(300)로 입사된다.

그리고, 상기 광학시트들(300)을 통하여 액정 패널(400)로 입사되어 백라이트 기능을 수행하게 되는 것이다.

따라서, 본 발명의 백라이트 유닛은 도광판을 제거할 수 있어 백라이트 유닛을 경량화시킬 수 있는 장점이 있다.

한편, 상기 광원(200)은 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp) 또는 발광 다이오드로 구성할 수 있다.

그리고, 상기 반사판(100)은 상기 광원(200)을 감싸서 광의 직진성과 광이 수평방향으로 넓게 퍼지게 하기 위함이다.

도 2는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 광원에 설치된 렌즈를 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 광원(200)에서 출사된 광은 렌즈(500)를 통하여 지향각이 조절되어 캐비티(Cavity)(150) 및 반사판(100)으로 전달된다.

이렇게 상기 광원(200)에서 출사되는 광의 지향각이 조절되도록 상기 렌즈(500)가 상기 광원(200)과 광 정렬되어 있으면, 상기 광원(200)에서 출사된 광 중, 광학시트들(300)로 진행되는 광량은 현격하게 감소되고, 반사판(100)에 도달되는 광량이 대부분이 되어, 상기 반사판(100)에서 균일하게 상기 광학시트들(300)로 반사시켜 시킬 수 있으므로, 백라이트 유닛에서 방출되는 광을 균일화시킬 수 있게 된다.

도 3a 내지 3c는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 광원에 설치된 렌즈를 설 명하기 위한 도면으로서, 일반적으로 발광 다이오드(210)는 도 3a에 도시된 바와 같이 소자의 전방향으로 광이 출사된다.

그러므로, 본 발명의 백라이트 유닛에 사용되는 광원이 발광 다이오드인 경우, 광학시트들로 진행되는 광량을 감소시키고 캐비티(Cavity) 및 반사판으로 전달되는 광량을 증가시킬 수 있도록 발광 다이오드에서 출사된 광의 지향각을 조절하는 것이 필요하다.

따라서, 전술된 도 2에 설명된 렌즈를 발광 다이오드의 광출사 영역에 배치하여 광의 지향각을 조절한다.

이때, 도 3b 및 도 3c를 참조하여 렌즈는 발광 다이오드(210)에서 출사된 광을 통과시켜, 수평 지향각(θ2)이 120~160°이고, 수직 지향각(θ1)이 10~45°으로 조절하는 것이 바람직하다.

즉, 본 발명은 발광 다이오드와 정렬된 렌즈를 이용하여 발광 다이오드에서 출사된 광의 수직 지향각을 감소시켜, 발광 다이오드에서 광학시트들로 직접 진행되는 광량을 감소시킬 수 있는 것이다.

참고로, 도 3c의 발광 다이오드(210)는 단면 형상이다.

따라서, 본 발명의 백라이트 유닛은 렌즈를 이용하여 광원에서 출사되는 광의 지향각을 제어함으로써, 광학시트들로 진행되는 광량을 감소시키고 반사판으로 전달되는 광량을 증가시켜, 광을 균일하게 방출시킬 수 있는 장점이 있다.

도 4는 본 발명에 따라 렌즈가 설치된 일례의 백라이트 유닛의 광원을 도시 한 개략적인 단면도로서, 광원은 인쇄회로기판(220)과; 상기 인쇄회로기판(220)에 실장된 발광 다이오드 또는 발광 다이오드 패키지(230)와; 상기 인쇄회로기판(220)에 설치되어 렌즈(500)를 고정하는 렌즈 가이드부(240)로 구성된다.

그리고, 상기 발광 다이오드 칩 또는 발광 다이오드 패키지(230) 표면의 수직 방향으로 볼록하게 돌출되어 있는 렌즈(500)가 상기 렌즈 가이드부(240)에 설치되어 있다.

여기서, 상기 발광 다이오드 칩 또는 발광 다이오드 패키지(230) 표면은 대부분의 광이 출사되는 표면으로 정의된다.

그리고, 상기 렌즈 가이드부(240)는 상기 렌즈(500)의 끝단이 삽입될 수 있는 홈(241)이 형성되어 있으면, 렌즈(500)의 장착이 용이해진다.

또, 이 광원은 상기 인쇄회로기판에 복수개의 발광 다이오드 칩들 또는 복수개의 발광 다이오드 패키지들이 배열되어 있고, 이 복수개의 발광 다이오드들 또는 복수개의 발광 다이오드 패키지들을 커버하는 단일 렌즈로 구현될 수 있다.

도 5는 본 발명에 따라 렌즈가 설치된 다른예의 백라이트 유닛의 광원을 도시한 개략적인 단면도로서, 백라이트 유닛의 광원은 발광 다이오드 패키지(230)로 구성되고, 상기 발광 다이오드 패키지(230) 표면의 수직 방향으로 볼록하게 돌출되어 있는 렌즈(510)가 상기 발광 다이오드 패키지(230) 표면에 부착되어 있다.

이 구조의 광원은 상기 발광 다이오드 패키지(230) 표면에 렌즈가 부착되어 있으므로, 발광 다이오드 패키지의 제조 공정에서 렌즈를 쉽게 부착할 수 있다.

한편, 본 발명의 백라이트 유닛은 발광 다이오드 칩을 인쇄회로기판에 실장 하여 광원으로 사용할 수 있으며, 이 발광 다이오드 칩에서 출사된 광의 지향각을 제어하는 구조물을 발광 다이오드 칩 상에 형성할 수 있다.

이러한 구조물은 포토 크리스탈 구조, 마이크로 렌즈 등 이미 알려진 기술을 혼용하여 구현할 수도 있다.

도 6은 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 광원에 설치된 렌즈의 형상을 설명하기 위한 개략적인 사시도로서, 인쇄회로기판(220)에 복수개의 발광 다이오드 칩들 및 복수개의 발광 다이오드 패키지들(230)이 실장되어 배열되어 구성된 광원이 도시되어 있다.

이러한 모든 복수개의 발광 다이오드 칩들 및 복수개의 발광 다이오드 패키지들(230)에서 출사된 광을 커버하기 위한 렌즈(520)는 도 6과 같은 형상을 갖는다.

그리고, 전술된 바와 같이, 모든 복수개의 발광 다이오드 칩들 및 복수개의 발광 다이오드 패키지들(230)에서 출사된 광의 지향각을 조절하기 위한 렌즈(520)의 형상은 복수개의 발광 다이오드 칩들 또는 복수개의 발광 다이오드 패키지들(520) 표면의 수직 방향으로 볼록하게 돌출되어 있는 형상이다.

즉, 도 7과 같이, 렌즈(520)의 단면은 반원 형상이고, 볼복하게 돌출되는 영역이 장방형으로 연장되어 있다.

그리고, 도 8과 같이, 렌즈(520)는 발광 다이오드 칩들 및 발광 다이오드 패키지들(230) 표면의 수직 방향(I)으로 볼록하게 돌출되어 있다.

도 9는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 광원에 설치된 다른 렌즈를 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 광원은 발광 다이오드 칩 또는 발광 다이오드 패키지이고, 렌즈(530)는 발광 다이오드 칩 또는 발광 다이오드 패키지(200)에서 출사된 광의 대부분을 반사판(100)의 소정 지점까지 도달시키기 위해 설치된다.

그러므로, 상기 렌즈는 발광 다이오드 칩 또는 발광 다이오드 패키지(200)의 앞단에 설치되어 출사된 광의 대부분을 반사판(100)의 소정 지점까지 도달시킨다.

이러한 렌즈(530)의 단면 형상은 1/4 원 형상이다.

그리고, 더 상세하게는, 도 10과 같이 상기 렌즈(530)의 단면 형상은 상호 수직되어 있는 2개의 평면들(531,532)과 상기 2개의 평면들(531,532)에 연결된 하나의 곡면(533)으로 이루어져 있다.

따라서, 상기 광원(200)의 광은 상기 렌즈(530)를 통과하여, 반사판(100)의 소정 지점까지 광을 도달시키게 되고, 상기 반사판(100)에 도달된 광은 반사되어 광학시트들(300)로 입사됨으로써, 본 발명의 백라이트 유닛은 백라이트 기능을 수행할 수 있는 장점이 있게 된다.

도 11은 본 발명에 따라 백라이트 유닛의 양측면에 형성된 광원에 도 9의 렌즈가 설치된 상태에서 광의 경로를 설명하기 위한 개략적인 평면도로서, 백라이트 유닛의 양측면, 즉, 반사판(100)의 양측면 각각에 광원(210,211)이 형성되어 있고, 상기 광원(210,211)에서 출사된 광은 렌즈(530a,530b) 각각을 통과하여 반사 판(100)의 소정 지점(P1)까지 도달된다.

이로써, 백라이트 유닛의 양측면에 형성된 광원(210,211) 각각에서 출사된 광은 상기 렌즈(530a,530b) 각각에 의해 상기 반사판(100)의 소정 지점(P1)까지 도달됨으로써, 상기 광원(210,211) 각각에서 출사된 광의 대부분이 상기 반사판(100)에서 광학시트들로 반사될 수 있는 것이다.

도 12는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 다른 실시예를 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 이 실시예의 백라이트 유닛의 반사판(100)은 광원(200)에서 출사된 광을 광학시트들로 반사시키기 위하여 경사져 있는 것이다.

즉, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 광원(200)에 근접된 반사판 지점(101)에서 소정 반사판 지점(미도시)까지 반사판(100)은 경사져 있다.

그러므로, 상기 반사판(100)의 경사진 면(110)에서 상기 광원(200)에서 출사된 광이 반사될 확률이 증대된다.

그리고, 상기 반사판(100)의 경사는 상기 반사판(100)이 상기 광원(200)에 근접된 지점(101)에서 소정 반사판 지점(미도시)까지 상향되도록 구부러짐으로써 구현된다.

그러므로, 도 13과 같이, 반사판(100)의 양측면에 광원들(210,211)이 있는 경우, 광원들(210,211)의 근접 지점에서 소정 지점(P2)까지 반사판(100)이 휘어져 경사져 있으므로, 상기 광원들(210,211) 각각에서 출사된 광의 대부분은 상기 경사진 반사판(100)에서 반사되어 광학시트들(300)로 입사된다.

도 14는 본 발명에 따라 경사진 반사판으로 생성된 꼭지점의 상태를 도시한 일부 단면도로서, 반사판의 양단에 광원이 존재하는 경우, 전술된 바와 같이 반사판(100)이 경사져 상향되면, 반사판(100)의 중앙 영역(121)은 꼭지점이 형성된다.

이 꼭지점이 날카롭게 형성되는 경우, 이 꼭지점에서 광의 왜곡이 발생될 수 있다.

그러므로, 본 발명은 경사진 반사판(100)으로 생성된 꼭지점(121)을 테이퍼(Taper) 가공함으로써, 광의 왜곡을 감소시키는 것이다.

즉, 상기 반사판(100)의 중앙 영역은 테이퍼 가공되어 있다.

도 15a와 15b는 도 12의 백라이트 유닛의 반사판이 경사진 상태를 도시한 개략적인 평면도로서, 먼저, 도 15a는 반사판(100)의 양단에 광원들(210,211)이 설치된 구조이고, 이 구조는 광원들(210,211) 각각에서 중앙 지점(O)까지 점차적으로 반사판(100)이 상향되어 경사져 있다.

그리고, 도 15b는 반사판(100)의 4변에 광원들(210,211,212,213)이 설치된 구조이다.

여기서, 상기 광원들(210,211,212,213)은 4개이고, 이 광원들(210,211,212,213) 각각에서 중앙 지점(K)까지 점차적으로 반사판(100)이 상향되어 경사져 있다.

그러므로, 도 15a의 구조에서는 중앙 지점(O)가 선상으로, 이 선상을 기준으로 반사판(100)이 경사져 있는 것이고, 도 15b의 구조는 중앙 지점(K)가 점으로 이 점을 기준으로 반사판(100)이 경사져 있는 것이다.

도 16은 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 반사판에 패턴이 형성된 상태를 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 반사판(100)에는 패턴(170)이 형성되어 있다.

이 패턴(170)은 광원(200)에서 출사된 광을 산란 또는 반사시키기 위한 것으로, 고유의 반사 기능을 갖는 반사판보다도 이 패턴이 형성된 반사판에서 광의 반사가 더 효율적으로 이루어진다.

결국, 본 발명은 백라이트 유닛의 반사판에 패턴을 형성함으로써, 광원에서 출사된 광이 반사판에서 반사되는 효율을 증대시킬 수 있는 것이다.

도 17은 도 16에 도시된 반사판에 형성된 패턴을 바람직한 실시예를 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 전술된 바와 같이, 반사판(100)에서 광의 반사 효율을 증대시키기 위한 패턴(170)은 광원(210,211)에 근접된 반사판 영역에서 반사판의 중앙 영역(J)으로 갈수록 점차적으로 밀도가 증가되는 것이 바람직하다.

이렇게, 반사판의 중앙 영역(J)으로 밀도가 증가되는 패턴(170)을 반사판(100)에 형성하게 되면, 상기 광원(210,211)에서 출사된 광이 상기 광원(210,211)에서 근접된 반사판 영역에 형성된 패턴에서 반사되고, 이 패턴에서 반사되지 못한 광은 반사판의 중앙 영역(J)까지 분포된 패턴에서 반사된다.

그러므로, 본 발명은 광원에서 근접된 반사판 영역에 패턴의 밀도를 작게 하고 반사판의 중앙 영역으로 갈수록 점차적으로 패턴의 밀도를 증가시킴으로써, 광 원에서 출사된 광을 균일하게 반사시켜, 백라이트 유닛에서 균일한 광을 방출시킬 수 있는 장점이 있다.

즉, 도 18에 도시된 바와 같이, 본 발명은 광원들(210,211,212,213)에서 근접된 반사판 영역에 반사판의 중앙 영역(K)으로 갈수록 점차적으로 패턴의 밀도를 증가된다.

도 19a 내지 19b는 본 발명에 따라 반사판에 형성된 패턴 형상을 도시한 개략적인 단면도로서, 반사효율을 증가시키기 위하여 반사판에 형성된 패턴의 형상은 반사판이 눌려져 형성된 패턴(도 19a), 반사판이 제거되어 형성된 패턴(도 19b 및 도 19d)과 반사판에 형성된 박막으로 이루어진 패턴(도 19d) 중 하나인 것이 바람직하다.

여기서, 상기 반사판이 눌려져 형성된 패턴은 광이 입사되는 반대면이 눌려져 형성된 패턴이 바람직하다.

그리고, 도 19b의 패턴은 패턴이 형성된 영역만 제외하고 반사판 상부가 제거되어 형성된 패턴이고, 도 19c의 패턴은 패턴이 형성할 영역을 제거하여 만들어진 패턴이다.

또, 본 발명의 반사판에 형성된 패턴의 형상은 단면이 삼각형 형상인 것이 바람직하다.

이와 같은 반사판에 형성된 패턴은 사출 성형, 인쇄, 식각 및 압출 중 하나의 방법으로 형성된다.

도 20은 본 발명에 따라 반사판의 패턴의 크기를 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 반사판(100)에 형성된 패턴(171,172,173)은 광원(200)에 근접된 반사판 영역에서 반사판의 중앙 영역으로 갈수록 패턴의 높이가 높은 것이 바람직하다.

그러므로, 상기 광원(200)에서 출사된 광이 상기 광원(200)에서 근접된 반사판 영역에 형성된 높이가 낮은 패턴에서 반사되고, 이 패턴에서 반사되지 못한 광은 반사판의 중앙 영역까지 분포된 높이가 높은 패턴에서 반사된다.

즉, 도 20에 도시된 바와 같이, 제 1 패턴(171)의 높이가 제 2 패턴(172)의 높이보다 낮고, 상기 제 2 패턴(172)의 높이가 제 3 패턴(173)의 높이보다 낮다.

따라서, 상기 제 1 패턴(171)에서 반사되지 못한 광은 상기 제 2 패턴(172)에서 반사되고, 상기 제 2 패턴(172)에서 반사되지 못한 광은 상기 제 3 패턴(173)에서 반사될 수 있는 것이다.

도 21에서 도시하는 바와 같이, 상술한 백라이트 유닛(700) 상에는 액정패널(400)이 구비되어 액정표시장치(700)를 구성할 수 있다.

백라이트 유닛(710) 상에 위치하는 액정패널(400)은 서로 마주보는 상부 및 하부 기판(410, 420) 사이에 주입된 액정층(430)을 포함하여 구성된다.(도 22 참고)

이러한 액정패널(400)의 일측에는 액정패널(400)의 구동을 위한 구동부(도시되지 않음)가 구비될 수 있다.

또한, 백라이트 유닛(710)을 커버하는 하부커버(720)가 위치하고 액정패 널(400)의 상측에는 액정패널(400)의 전면을 커버하는 상부커버(730)가 포함될 수 있다.

액정패널(400)은 화소단위를 이루는 액정 셀들이 매트릭스 형태로 배열되어 있으며, 구동부에서 전달되는 화상신호 정보에 따라 액정 셀들의 광 투과율을 조절함으로써 화상을 형성하게 된다.

구동부는 연성 인쇄회로기판(FPC)과, 이 연성 인쇄회로기판에 장착되어 있는 구동칩, 및 연성 인쇄회로기판의 타측에 연결되어 있는 회로기판(PCB)을 포함하여 구성될 수 있다.

도시하는 바와 같이, 백라이트 유닛(710)은 액정패널(400)의 후방에 위치한다.

그리고, 도 21에는 다수의 광학시트들(300)을 백라이트 유닛(710) 상에 위치하여 도시하였지만, 전술된 바와 같이, 본 발명의 백라이트 유닛은 다수의 광학시트들(300)을 포함한 것으로 정의된다.

이러한 광학시트들(300)은 액정패널(400)의 배면에 위치하며 확산시트, 프리즘시트 및 보호시트를 포함할 수 있다.

여기서, 확산시트는 백라이트 유닛(710)으로부터의 광을 확산시켜 액정패널(400)로 공급하는 역할을 한다. 프리즘시트는 상부면에 삼각기둥 모양의 프리즘이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있다. 프리즘시트는 확산시트에서 확산된 광을 상부의 액정패널(400)의 평면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행한다.

이러한 프리즘시트에 형성된 마이크로 프리즘은 소정을 각도를 이루고 있다. 프리즘시트를 통과한 광은 거의 대부분 수직하게 진행되어 균일한 휘도 분포를 제공하게 된다. 가장 상부에 위치하는 보호시트는 스크래치에 약한 프리즘시트를 보호한다.

도 22에서와 같이, 액정패널(400)의 하부기판(410)에는 복수의 게이트 배선과 복수의 데이터 배선이 매트릭스 형태로 형성되어 있으며, 게이트 배선과 데이터 배선의 교차점에는 화소전극과 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT; 440)가 형성되어 있다.

이러한 박막 트랜지스터(240)를 통해 인가된 신호전압은 화소전극에 의해 액정층(230)에 공급되며, 이 액정층(230)은 이 신호전압에 따라 정렬되어 광 투과율이 결정된다.

상부기판(420)에는 빛이 통과하면서 소정의 색이 발현되는 RGB 화소로 이루어진 컬러필터(470)와, ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명한 도전성 물질로 이루어진 공통전극(260)이 형성되어 있다. 이러한 액정층(430)의 상하측은 배향막(450)이 위치할 수 있다.

이상과 같은 액정표시장치(700)는 상술한 백라이트 유닛(710)을 이용함으로써 그 성능이 극대화될 수 있는 것이다.

이와 같은 액정표시장치(700)를 이용하여 액정 TV를 구성할 수 있다.

액정 TV(800)의 구성은 도 23에 도시된 바와 같으며, 튜너(810)로부터 수신되는 방송 데이터 스트림은 처리부(820), 디코더(830), 및 A/V 출력부(840)를 통하 여 액정표시장치(700)로 전달되어 표시된다.

이러한 튜너(810) 또는 처리부(820)는 제어부(850)를 통하여 동작이 제어될 수 있고, 이 제어부(850)에는 메모리(860)가 더 포함될 수 있다.

이와 같은 구성을 갖는 액정 TV를 조작하여, 사용자가 임의의 방송 채널을 선택하여 지정하면 제어부(850)에서는 튜너(810)와 처리부(820)를 제어하여 해당 방송 채널을 선국하고, 처리부(820)에서는 방송 채널을 통해 제공되는 방송 프로그램의 데이터 스트림을 오디오 및 비디오 데이터 등으로 분리하여 출력하게 된다.

그러면 디코더(830)에서는 처리부로(820)부터 출력되는 데이터를 오디오 및 비디오 신호로 디코딩하여, 이와 같은 오디오 및 비디오 신호가 A/V 출력부(840)를 통하여 액정표시장치(700) 또는 스피커 유닛과 같은 오디오 출력부(870) 등으로 출력될 수 있도록 한다.

이때, 백라이트 유닛(710)은 백라이트 구동부(750)를 통하여 구동되어 액정패널(400)에 출력되는 화면이 표시되도록 한다.

한편, 처리부(820)로 전달되는 방송 데이터 스트림은 인터넷을 통하여 제공될 수도 있다.

본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 백라이트 유닛을 설명하기 위한 개략적인 단면도

도 2는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 광원에 설치된 렌즈를 설명하기 위한 개략적인 단면도

도 3a 내지 3c는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 광원에 설치된 렌즈를 설명하기 위한 도면

도 4는 본 발명에 따라 렌즈가 설치된 일예의 백라이트 유닛의 광원을 도시한 개략적인 단면도

도 5는 본 발명에 따라 렌즈가 설치된 다른예의 백라이트 유닛의 광원을 도시한 개략적인 단면도

도 6은 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 광원에 설치된 렌즈의 형상을 설명하기 위한 개략적인 사시도

도 7은 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 광원에 설치된 렌즈의 개략적인 단면도

도 8은 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 광원에 설치된 렌즈의 돌출된 형상을 설명하기 위한 개략적인 단면도

도 9는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 광원에 설치된 다른 렌즈를 설명하기 위한 개략적인 단면도

도 10은 도 9의 렌즈가 설치된 상태에서 광의 경로를 설명하기 위한 개략적인 단면도

도 11은 본 발명에 따라 백라이트 유닛의 양측면에 형성된 광원에 도 9의 렌즈가 설치된 상태에서 광의 경로를 설명하기 위한 개략적인 평면도

도 12는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 다른 실시예를 설명하기 위한 개략적인 단면도

도 13은 본 발명에 따라 도 12의 백라이트 유닛의 광원에서 출사된 광의 경로를 도시한 개략적인 단면도

도 14는 본 발명에 따라 경사진 반사판으로 생성된 꼭지점의 상태를 도시한 일부 단면도

도 15a와 15b는 도 12의 백라이트 유닛의 반사판이 경사진 상태를 도시한 개략적인 평면도

도 16은 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 반사판에 패턴이 형성된 상태를 설명하기 위한 개략적인 단면도

도 17은 도 16에 도시된 반사판에 형성된 패턴을 바람직한 실시예를 설명하기 위한 개략적인 단면도

도 18은 본 발명에 따라 반사판에 형성된 패턴의 밀도를 설명하기 위한 개략적인 평면도

도 19a 내지 19b는 본 발명에 따라 반사판에 형성된 패턴 형상을 도시한 개략적인 단면도

도 20은 본 발명에 따라 반사판의 패턴의 크기를 설명하기 위한 개략적인 단면도

도 21은 본 발명에 따라 액정표시장치의 일례를 나타내는 분해도

도 22은 본 발명에 따라 액정패널의 일례를 나타내는 단면도

도 23은 본 발명에 따라 액정표시장치를 포함한 액정 TV를 나타내는 구성 블록도

Claims (25)

1. 광을 상부로 반사시키는 반사판;

   상기 반사판 상부에 위치되어 상기 반사판과의 사이에 캐비티(Cavity)를 형성하고, 상기 반사판에서 반사된 광을 상부로 출사시키는 광학시트들;

   상기 반사판과 광학시트들 사이에 개재되며, 상기 반사판으로 광을 출사하고, 상기 반사판의 4변에 설치되어 있는 광원; 및

   상기 광원에서 출사되는 광의 지향각이 조절되도록, 상기 광원과 광 정렬되어 있는 렌즈로 구성되고,

   상기 광원은,

   인쇄회로기판과;

   상기 인쇄회로기판에 실장된 발광 다이오드 또는 발광 다이오드 패키지와;

   상기 인쇄회로기판에 설치되어 상기 렌즈의 끝단이 삽입될 수 있는 홈이 형성되어 상기 렌즈를 고정시키는 렌즈 가이드부로 구성되고,

   상기 반사판에는 상기 광원에서 출사된 광을 산란 또는 반사시키기 위한 돌출형 패턴이 상기 광원에 근접된 반사판 영역에서 반사판의 중앙 영역으로 갈수록 점차적으로 밀도가 증가하도록 형성되고, 상기 패턴은 상기 광원에 근접된 반사판 영역에서 반사판의 중앙 영역으로 갈수록 높이가 높아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 인쇄회로기판에는 복수개의 발광 다이오드 칩들 또는 복수개의 발광 다이오드 패키지들이 배열되어 있고,

   상기 렌즈는 복수개의 발광 다이오드들 또는 복수개의 발광 다이오드 패키지들을 커버하는 단일 렌즈인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 광원은,

   발광 다이오드 패키지이고,

   상기 렌즈는,

   상기 발광 다이오드 패키지 표면의 수직 방향으로 볼록하게 돌출되어 있으며, 상기 발광 다이오드 패키지 표면에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 렌즈의 단면은 반원 형상이고, 볼록하게 돌출되는 영역이 장방형으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 렌즈는,

   광을 통과시켜 수평 지향각(θ2)을 120~160°, 수직 지향각(θ1)을 10~45°으로 조절하는 렌즈인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
8. 청구항 1에 있어서,

   상기 광원은,

   발광 다이오드 칩 또는 발광 다이오드 패키지이고,

   상기 발광 다이오드 칩 또는 발광 다이오드 패키지에서 출사된 광을 상기 반사판의 소정 지점까지 도달시키기 위해 설치되고, 단면 형상은 1/4 원 형상인 렌즈가 더 구비된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
9. 청구항 8에 있어서,

   상기 렌즈의 단면 형상은 상호 수직되어 있는 2개의 평면들과 상기 2개의 평면들에 연결된 하나의 곡면으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
10. 청구항 1에 있어서,

    상기 반사판은,

    상기 광원에서 출사된 광을 광학시트들로 반사시키기 위하여 경사져 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
11. 청구항 10에 있어서,

    상기 반사판의 경사는,

    상기 반사판이 상기 광원에 근접된 지점에서 소정 반사판 지점까지 상향되도록 구부러져 구현되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
12. 청구항 11에 있어서,

    상기 소정 반사판 지점은,

    상기 반사판의 중앙 영역에 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
13. 청구항 12에 있어서,

    상기 반사판의 중앙 영역은 테이퍼 가공되어 있는 것을 특징으로 하는 백라 이트 유닛.
14. 삭제
15. 삭제
16. 청구항 1에 있어서,

    상기 패턴의 형상은,

    상기 반사판이 눌려져 형성된 패턴, 상기 반사판이 제거되어 형성된 패턴과 상기 반사판에 형성된 박막으로 이루어진 패턴 중 하나인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
17. 삭제
18. 청구항 1에 있어서,

    상기 패턴은,

    사출 성형, 인쇄, 식각 및 압출 중 하나의 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
19. 삭제
20. 청구항 1에 있어서,

    상기 반사판은,

    상기 광원을 감싸고 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
21. 광을 상부로 반사시키는 반사판;

    상기 반사판 상부에 위치되어 상기 반사판과의 사이에 캐비티(Cavity)를 형성하고, 상기 반사판에서 반사된 광을 상부로 출사시키는 광학시트들;

    상기 반사판과 광학시트들 사이에 개재되며, 상기 반사판으로 광을 출사하고, 상기 반사판의 4변에 설치되어 있는 광원; 및

    상기 광원에서 출사되는 광의 지향각이 조절되도록, 상기 광원과 광 정렬되어 있는 렌즈로 구성되고,

    상기 광원은,

    인쇄회로기판과;

    상기 인쇄회로기판에 실장된 발광 다이오드 또는 발광 다이오드 패키지와; 상기 인쇄회로기판에 설치되어 상기 렌즈의 끝단이 삽입될 수 있는 홈이 형성되어 상기 렌즈를 고정시키는 렌즈 가이드부로 구성되고,

    상기 반사판에는 상기 광원에서 출사된 광을 산란 또는 반사시키기 위한 돌출형 패턴이 상기 광원에 근접된 반사판 영역에서 반사판의 중앙 영역으로 갈수록 점차적으로 밀도가 증가하도록 형성되고, 상기 패턴은 상기 광원에 근접된 반사판 영역에서 반사판의 중앙 영역으로 갈수록 높이가 높아지도록 형성되는 백라이트 유닛과

    상기 백라이트 유닛의 광학시트들 상부에 위치된 액정패널을 포함하는 구성된 백라이트 유닛을 구비한 액정 표시 장치.
22. 삭제
23. 청구항 21에 있어서,

    상기 광원은,

    발광 다이오드 칩 또는 발광 다이오드 패키지이고,

    상기 발광 다이오드 칩 또는 발광 다이오드 패키지에서 출사된 광을 상기 반사판의 소정 지점까지 도달시키기 위해 설치되고, 단면 형상은 1/4 원 형상인 렌즈가 더 구비된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
24. 청구항 21에 있어서,

    상기 반사판은,

    상기 광원에서 출사된 광을 광학시트들로 반사시키기 위하여 경사져 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
25. 청구항 24에 있어서,

    상기 반사판의 경사는,

    상기 반사판이 상기 광원에 근접된 지점에서 소정 반사판 지점까지 상향되도록 구부러져 구현되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

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