KR101725538B1 - 백라이트 유닛 및 그 제조방법과 이를 이용한 액정 표시 장치 - Google Patents

백라이트 유닛 및 그 제조방법과 이를 이용한 액정 표시 장치 Download PDF

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도광판으로 입사되는 광 효율을 개선시킬 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 백라이트 유닛은, 적어도 일측에 내장된 제1 광원부로부터 입사되는 광을 상면으로 진행시키는 도광판, 도광판의 하면에 배치되어 도광판의 하면을 투과하여 입사되는 광을 도광판으로 반사시키는 제1 반사판, 및 도광판의 상면에 배치되어 도광판으로부터 진행되는 광의 휘도 특성을 향상시키는 광학 시트를 포함한다.
도광판, 광원, LED, 발광 다이오드, 효율

Description

백라이트 유닛 및 그 제조방법과 이를 이용한 액정 표시 장치{Back Light Unit, Method for Manufacturing Thereof, and Liquid Crystal Display Using That Back Light Unit}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 액정표시장치의 백라이트 유닛에 관한 것이다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD)는 스스로 빛을 발하지 못하는 수광 소자이기 때문에, 별도의 광원을 필요로 한다. 따라서, 액정표시장치는 액정패널 하부에 광원 역할을 하는 백라이트 유닛을 배치하고, 이 백라이트 유닛으로부터 출사된 빛을 액정패널에 입사시켜 액정의 배열에 따라 투과되는 빛의 양을 조절하여 화상을 표시하게 된다.
이때, 광원으로는 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 또는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescence Lamp: CCFL)가 이용될 수 있는데, 최근에는 발광 다이오드를 광원으로 사용하는 백라이트 유닛의 사용이 증가하고 있다.
도 1은 일반적인 액정표시장치에 이용되는 백라이트 유닛의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛(100)은, 반사판(110), 반사판(110) 상면에 배치된 도광판(120), 도광판(120) 상면에 배치된 광학 시트(130), 도광판(120)의 일측에 소정 거리만큼 이격되어 배치된 광원부(140), 광원부(140)를 고정하며 광학 시트(130)의 일 측을 덮도록 굴곡진 형태로 구성된 가이드 패널(150), 및 백라이트 유닛(100)의 최하부에 위치하여 반사판(110)을 감싸고 가이드 패널(150)과 접합되는 커버 버텀(160)을 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛(100)에서 광원부(140)를 도광판(120)과 일정 간격 이격하여 구성하는 이유는 광원부(140)로부터 발생된 열이 광학 시트(130)에 미치는 영향을 최소화하고, 액정 패널(미도시)에 점 불량이 발생하는 핫 스팟(Hot Spot) 문제를 해결하기 위한 것이다.
그러나, 기존의 백라이트 유닛(100)의 경우, 광원부(140)와 도광판(120) 사이의 간격으로 인해 광원부(140)에서 발생된 빛이 도광판(120)으로 직접 입사하지 못하고 공기 매질을 거쳐 도광판(120)으로 입사하는 구조이기 때문에, 도 2a에 도시된 바와 같이 공기와 도광판(120)의 경계에서 큰 굴절률의 차이로 인해 반사되는 빛이 발생할 수 밖에 없어 상??량의 광 손실이 발생하게 된다는 문제점이 있다.
구체적으로, 도 2b에 도시된 바와 같이 광원부(140)와 도광판(120)간의 간격이 0.5mm인 경우 광 효율은 91%이고, 간격이 1.0mm인 경우 광 효율은 84%이며, 간격이 1.5mm인 경우 광 효율은 73%이여서 간격이 커질수록 광 효율이 감소한다는 것을 알 수 있다.
또한, 기존의 백라이트 유닛(100)의 경우, 광원부(140)와 도광판(120)이 이격되어 있는 구조이기 때문에, 도 2에 도시된 바와 같이 광원부(140)와 도광 판(120)의 광축 벗어남(Decenter)으로 인해 광 손실이 발생할 수 있다는 문제점도 있다.
구체적으로, 도 2c에 도시된 바와 같이, 광원부(140)와 도광판(120)간의 간격이 1.0mm이고 광축이 벗어난 정도가 0mm인 경우 광 효율은 84%이고, 동일한 조건에서 광축이 벗어난 정도가 0.5mm인 경우 광 효율은 80%이고, 광축이 벗어난 정도가 1.0mm인 경우 광 효율은 73%이여서 광축이 벗어난 정도가 커질수록 광 효율이 감소한다는 것을 알 수 있다.
이외에도, 액정표시장치는 슬림화를 위해 에지 타입(Edge Type)의 LED 백라이트 유닛(100)을 이용할 수 있는데, 이러한 에지 타입의 LED 백라이트 유닛(100)은 로컬 디밍(Local Dimming)의 구현이 불가능하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광원부가 내장된 도광판을 포함하는 백라이트 유닛 및 그 제조 방법과 이를 이용한 액정표시장치를 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 도광판에서 광원부가 내장되어 있는 측의 상하면 모서리 부분이 경사면을 가진 백라이트 유닛 및 그 제조 방법과 이를 이용한 액정표시장치를 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 도광판에서 광원부가 내장되어 있는 측의 상면에 반사판이 배치된 백라이트 유닛 및 그 제조 방법과 이를 이용한 액정표시장치를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 광원부를 구성하는 발광 다이오드의 방사각을 조절할 수 있는 백라이트 유닛 및 그 제조 방법과 이를 이용한 액정표시장치를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 복수개의 광원부가 내장된 도광판을 포함하는 백라이트 유닛 및 그 제조 방법과 이를 이용한 액정표시장치를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 백라이트 유닛은, 적어도 일측에 내장된 제1 광원부로부터 입사되는 광을 상면으로 진행시키는 도광판, 도광판의 하면에 배치되어 도광판의 하면을 투과하여 입사되는 광을 도광판으로 반사시키는 제1 반사판, 및 도광판의 상면에 배치되어 도광판으로부터 진행되는 광의 휘도 특성을 향상시키는 광학 시트를 포함한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 액정표시장치는, 광투과율을 조절하여 영상을 표시하는 액정패널, 및 액정패널에 광을 조사하는 본 발명의 일 측면에 따른 백라이트 유닛을 포함한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 백라이트 유닛의 제조 방법은 적어도 일측에 광원부가 내장된 도광판을 마련하는 단계, 도광판의 하면에 제1 반사판을 배치하는 단계, 및 도광판의 상면에 광학 시트를 배치하는 단계를 포함한다. 본 발명의 일 측면에 따른 도광판을 마련하는 단계는, 프레임 내의 적어도 일측에 광원부를 안착시키는 단계, 프레임에 경화성 물질을 주입하는 단계, 및 경화성 물질에 자외선을 조사함으로써 경화성 물질을 경화시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면 광원부를 도광판에 내장시킴으로써, 광원부와 도광판간의 간격으로 인한 광 반사 및 기구 공차로 인한 광원부와 도광판 간의 광축 벗어남에 의한 광 손실을 감소시킬 수 있으며, 이를 통해 광 효율을 개선시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 도광판에서 광원부가 내장되어 있는 측의 상하면 모서리 부분이 경사면을 가지도록 하거나, 도광판에서 광원부가 내장되어 있는 측의 상면에 반사판을 배치하거나, 광원부를 구성하는 발광 다이오드의 방사각을 조절함으로써 광 효율을 더욱 개선시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 복수개의 광원부를 도광판에 내장시킴으로써 에지 타입의 백라이트 유닛에서 로컬 디밍을 구현할 수 있다는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
제1 실시예
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 단면도이고, 도 3b는 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 일부를 나타낸 사시도이다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛(300)은, 제1 반사판(310), 제1 광원부(330)가 내장되어 있는 도광판(320), 광학 시트(340), 가이드 패널(350), 및 커버 버텀(360)을 포함한다.
제1 반사판(310)은 도광판(320)의 하면을 투과하여 입사되는 광을 도광판(320)으로 반사시켜 광 손실을 방지하기 위한 것으로서, 커버 버텀(360)의 바닥 면 상에 배치된다. 이때, 제1 반사판(310)은 도광판(320) 내부에서 반사된 빛의 빛샘을 방지할 수 있도록 도광판(310)의 넓이와 동일하거나 보다 크게 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 반사판(310)은 통상 얇은 막 도는 시트 형태일 수 있고, 반사율을 높이기 위해 SUS, 황동(Brass), 알루미늄, PET 등의 기본 재질 위에 은(Silver)를 입히고, 제1 광원부(330)에서 발생하는 열에 의한 변형을 막기 위해 티타늄 코팅을 할 수 있다.
도광판(320)은 도광판(320)의 적어도 일측에 내장되어 있는 제1 광원부(330)로부터 입사되는 광을 광학 시트(330)로 진행시키는 것으로서, 제1 반사판(310)의 상면에 배치된다. 도 3a 및 도 3b에는 제1 광원부(330)가 도광판(320)의 일측에만 내장되어 있는 것으로 도시하였지만, 변형된 실시예에 있어서 제1 광원부(330)는 도광판(320)의 4개의 측면에 해당하는 영역 중 적어도 하나의 영역에 내장될 수도 있을 것이다.
이와 같이, 본 발명에서 제1 광원부(330)를 도광판(320)에 내장시키는 것은 도광판(320)과 제1 광원부(330) 간의 간격을 감소시키고, 도광판(320)과 제1 광원부(330)간의 기기 공차에 의한 광축 벗어남 현상을 제거함으로써 제1 광원부(330)로부터 입사되는 광의 손실을 감소시키기 위한 것이다.
이러한 도광판(320)은 입사된 광이 수회 굴절될 수 있도록 하기 위해 적어도 하나 이상의 패턴(미도시)을 가질 수 있다. 이때, 도광판(320)은 PMMA(Polymethylmetharcylate), 플라스틱, 수지, 또는 열에 강한 유리 재질로 형성 될 수 있다.
제1 광원부(330)는 광을 발생시켜 도광판(320) 내부로 입사시키는 것으로서, 상술한 바와 같이 본 발명의 경우 제1 광원부(330)는 도광판(320)의 적어도 일측에 내장된 형태로 제공된다. 일 실시예에 있어서 제1 광원부(330)는 하나 이상의 발광 다이오드(Light Emitting Diode)로 구성될 수 있는데, 이러한 경우 하나 이상의 발광 다이오드들은 패키지(Package) 형태로 PCB(332) 상에 소정 간격 이격되어 장착된다.
이때, 발광 다이오드 패키지는 전기적 에너지를 받아서 단파장의 광을 내는 발광 다이오드 칩(333), 발광 다이오드 칩(333)이 수용되는 리드 프레임(334), 및 리드 프레임(334) 내에 충진되어 단파장 광을 다운 컨버팅 시켜 백색광을 내는 형광체 수지(335)로 구성된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 경우 제1 광원부(330)가 도광판(320)에 내장되기 때문에 제1 광원부(330)를 구성하는 발광 다이오드 칩(333)에 의해 발광된 빛은, 공기를 거쳐 도광판으로 진행하게 되는 종래의 백라이트 유닛과 달리 발광 다이오드 칩(334)에 도포되어 있는 실리콘을 거쳐 도광판(320)으로 바로 진행하게 된다. 이때, 실리콘과 도광판(320)의 굴절률 차이는 공기와 도광판(320)의 굴절률 차이보다 작기 때문에 결과적으로 입광 경계면에서 전반사각이 증가하게 되어 광 효율이 개선된다.
광학 시트(340)는 도광판(320)으로부터 입사되는 광의 휘도 및 균일도를 향상시켜 액정패널(370)에 조사한다. 구체적으로, 광학 시트(340)는 도광판(320)으 로부터 입사되는 광을 분산시켜 액정패널(370)의 영상 표시부 전면에 고르게 공급함으로써 액정패널(370)에 표시되는 영상이 고른 분포의 휘도를 가지게 하기 위한 적어도 하나의 확산 시트(342)와, 확산 시트(342)로부터 입사되는 광을 프리즘 형상의 피치와 각도로 일정한 방향으로 진행하게 하여 액정패널(370)에 표시되는 영상의 휘도를 높여주기 위한 적어도 하나의 프리즘 시트(344), 및 프리즘 시트(344)를 보호하기 위한 보호 시트(346) 등으로 구성된다.
여기서, 적어도 하나의 확산 시트(342) 및 프리즘 시트(344) 각각의 적층 구조는 광의 휘도 및 균일도 향상을 위하여 순차적, 비순차적, 또는 교번적일 수 있다.
가이드 패널(350)은 도광판(320)에 내장되어 있는 제1 광원부(330)가 장착되는 PCB(332)를 고정하며 광학 시트(340)의 일 측을 덮도록 굴곡진 형태로 구성되고, 커버 버텀(360)은 백라이트 유닛(300)의 최하부에 위치하여 제1 반사판(310)을 감싸고 가이드 패널(350)과 접합되는 것으로서, 백라이트 유닛(300)에서 발생되는 열이 외부로 방출될 수 있도록 열전도율이 높은 재질로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같은 백라이트 유닛(300)은 도 3a에 도시된 바와 같이, 광투과율을 조절하여 영상을 표시하는 액정패널(370)의 하면에 배치되어, 액정패널(370)에 광을 조사함으로써 액정패널(370)을 통해 영상이 표시될 수 있도록 한다.
이와 같이 본 발명의 제1 실시예의 경우, 제1 광원부(330)를 도광판(320)에 내장시킴으로써, 제1 광원부(330)와 도광판(320) 사이의 간격이 없어지게 되고 제1 광원부(330)와 도광판(320)간의 광축이 벗어나더라도, 도 3c에 도시된 바와 같이 종래의 백라이트 유닛에 비해 광 효율이 12% 개선된다는 것을 알 수 있다.
제2 실시예
상술한 제1 실시예에 있어서는 광 효율을 개선하기 위하여 제1 광원부(330)를 도광판(320)의 일측에 내장시키는 것으로만 기재하였지만, 제2 실시예에 있어서는 광 효율을 더욱 향상시키기 위해 도 4에 도시된 바와 같이 도광판(320) 중 제1 광원부(330)가 내장되어 있는 측의 상하면 모서리 부분에 경사면(410, 420)을 형성할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에서는, 도광판(320) 중 제1 광원부(330)가 내장되어 있는 측의 상하면 모서리 부분에 경사면(410, 420)을 형성함으로써 제1 광원부(330)에서 도광판(320) 내부로 진행하는 광 중에서 많은 양의 광을 전반사각 이상으로 입사시킬 수 있어 광 효율이 증대된다.
이때, 경사면(410, 20)의 길이(l)는 제1 광원부(330)로부터 방출된 광이 도광판(320)의 상면을 통해 외부로 빠져 나가는 것을 방지할 정도로 형성할 수 있다.
도 5에 상술한 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광 효율과 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광 효율을 비교한 결과가 그래프로 도시되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광 효율보다 도광판(320)에서 제1 광원부(330)가 내장되어 있는 측의 상하면 모서리 부분에 경사면을 형성하되 경사면의 각도를 45도로 형성한 백라이트 유닛의 광 효율이 더 양호함을 알 수 있다.
또한, 경사면의 각도를 45도로 형성한 백라이트 유닛의 광 효율보다 경사면 의 각도를 60도로 형성한 백라이트 유닛의 광 효율이 더 양호함을 알 수 있고, 경사면의 각도를 60도로 형성한 백라이트 유닛의 광 효율 보다 경사면의 각도를 80도로 형성한 백라이트 유닛의 광 효율이 더 양호함을 알 수 있다.
즉, 도 5에 도시된 그래프로부터, 도광판(320)에서 제1 광원부(330)가 내장되어 있는 측의 상하면 모서리 부분에 형성된 경사면의 각도를 증가시킬수록 백라이트 유닛의 광 효율이 개선된다는 것을 알 수 있다.
제3 실시예
상술한 제2 실시예에 있어서는 광 효율을 더욱 개선하기 위하여 도광판(320)에서 제1 광원부(330)가 내장되어 있는 측의 상하면 모서리 부분에 경사면이 형성되는 것으로 기재하였지만, 광 효율을 개선시키기 위한 다른 실시예에 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 도광판(320) 중 제1 광원부(330)가 내장되어 있는 측의 상면에 제2 반사판(600)이 추가로 배치될 수 있다.
이와 같이 제2 실시예에 있어서는 제2 반사판(600)을 도광판(320)에서 제1 광원부(330)가 내장되어 있는 측의 상면에 추가로 배치함으로써, 제1 광원부(330)에서 도광판(320) 내부로 진행하는 광 중에서 많은 양의 광을 전반사각 이상으로 입사시킬 수 있어 광 효율을 더욱 개선시킬 수 있다.
이때, 제2 반사판(600)의 폭(W)은 제1 광원부(330)로부터 방출된 광이 도광판(320)의 상면을 통해 외부로 빠져 나가는 것을 방지할 정도로 형성할 수 있다.
제4 실시예
상술한 제3 실시예에 있어서는 광 효율을 더욱 개선하기 위하여 도광판(320)에서 제1 광원부(330)가 내장되어 있는 측의 상면에 제2 반사판(600)을 추가로 배치하는 것으로 기재하였지만, 제4 실시예에 있어서는 도 7에 도시된 바와 같이, 도광판(320)에서 제1 광원부(330)가 내장되어 있는 측의 상하부에 복수개의 돌기(700)를 형성할 수 있다. 이를 통해 상술한 제2 및 제3 실시예와 동일하게 제1 광원부(330)에서 도광판(320) 내부로 진행하는 광 중에서 많은 양의 광을 전반사각 이상으로 입사시킬 수 있어 광 효율을 개선할 수 있다.
이때, 복수개의 돌기(700)가 형성되는 영역의 폭(W)은 제1 광원부(330)로부터 방출된 광이 도광판(320)의 상면을 통해 외부로 빠져 나가는 것을 방지할 정도로 형성할 수 있다.
제5 실시예
상술한 실시예들에 있어서는 광 효율을 더욱 개선하기 위하여 제1 광원부(330)가 내장되어 있는 도광판(320)의 형상을 변형시키거나, 도광판(320)에서 제1 광원부(330)가 내장되어 있는 측의 상면에 제2 반사판(600)을 배치하거나, 도광판(320)에서 제1 광원부(330)가 내장되어 있는 측의 상하부에 복수개의 돌기(700)를 형성하는 것으로 기재하였지만, 제5 실시예에 있어서는 제1 광원부(330)의 방사각을 조절함으로써 광 효율을 개선시킬 수 있다.
구체적으로, 도 8에 도시된 바와 같이 제1 광원부(330)의 발광 다이오드 칩(333)에서 출사되는 광의 방사각이 임계각(Critical Angle, 대략 42도) 이상이 되도록, 리드 프레임(334)에 포함된 반사컵의 각도를 조절함으로써 제1 광원부(330)에서 출사되는 광이 도광판(320) 내부에서 전반사각을 유지할 수 있도록 하는 것이다.
도 9에 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광 효율과 제5 실시예에 따른 광 효율을 비교하여 보여주는 그래프가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광 효율보다 제1 광원부(330)의 방사각이 90도가 되도록 조절한 백라이트 유닛의 광 효율이 더 양호함을 알 수 있고, 제1 광원부(330)의 방사각을 90도로 조절한 백라이트 유닛의 광 효율보다 제1 광원부(330)의 방사각을 60도로 조절한 백라이트 유닛의 광 효율이 더 양호함을 알 수 있다.
제6 실시예
한편, 상술한 실시예들에 있어서는 도광판(320) 내에 제1 광원부(330)만이 내장되는 것으로 설명하였지만, 제6 실시예에 있어서는 도 10a 및 10b에 도시된 바와 같이 복수개의 제2 광원부(380)를 추가로 도광판(320)에 내장시킬 수 있다. 이에 따라 도광판(320)내에는 복수개의 광원부(380a~380c)가 내장되게 된다. 제6 실시예에서 복수개의 광원부(330, 380a~380c)를 도광판(320)에 내장시키는 것은 에지타입 백라이트 유닛에서도 로컬 디밍(Local Dimming)을 구현하기 위한 것이다.
여기서, 로컬 디밍이란 대형 TV 등의 액정 표시 장치에 표시되는 화상을 더욱 생동감 있게 표현하기 위한 기술을 의미한다. 더욱 구체적으로, 로컬 디밍이란 액정패널을 복수의 영역으로 분할하고 각 분할영역의 그레이 레벨 값에 따라 각 분할영역 단위로 백라이트 휘도값을 개별적으로 조정하는 기술이다. 즉, 화면에 밝게 표시되는 부분에 대응하는 백라이트 유닛 영역의 발광 다이오드들이 부분적으로 켜지고 나머지 화면 부분에 대응하는 발광 다이오드들은 낮은 휘도로 켜지거나 완전히 오프(Off) 상태로 될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제6 실시예에 따른 백라이트 유닛의 경우, 복수개의 광원부(330, 380a~380c)를 도광판(320)에 내장시킴으로써 복수개의 광원부(330, 380a~380c)의 휘도값을 개별적으로 조절할 수 있게 되는 것이다.
일 실시예에 있어서, 복수개의 광원부(330, 380a~380c)들은 도광판(320) 내에서 횡방향으로 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 이러한 경우, 복수개의 광원부(330, 380a~380c) 각각은 하나 이상의 발광 다이오드로 구성될 수 있고, 이러한 발광 다이오드들은 측면으로 발광된 빛을 측면으로 방사시키는 측광형(Side Emitting) 발광 다이오드일 수 있다.
이하에서는, 도 11 내지 조 16을 참조하여 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 제조 방법에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 도 11a에 도시된 바와 같이, 적어도 일측에 제1 광원부(330)가 내장되어 있는 도광판(320)을 형성하기 위한 프레임(1100)을 마련한다. 이때, 프레임(1100)은 4개의 측벽 프레임(1120) 및 4개의 측벽 프레임(1120)들의 내측면 하단부로부터 연장되는 버텀 프레임(1130)을 포함할 수 있고, 4개의 측벽 프레임(1120) 중 적어도 하나의 측벽 프레임에는 제1 광원부(330)를 안착시키기 위한 홈(1122)이 형성되어 있을 수 있다. 이때, 홈(1122)의 개수는 제1 광원부(330)를 구성하는 발광 다이오드의 개수에 의해 결정된다.
상술한 실시예에 있어서는 제1 광원부(330)를 안착시키기 위해 측벽 프레임(1120)들에 홈을 형성하는 것으로 기재하였지만, 다른 실시예에 있어서는, 도 11b에 도시된 바와 같이, 프레임(1100) 중 제1 광원부(330)가 안착될 측을 개방된 형태로 형성하거나, 또 다른 실시예에 있어서는 제1 광원부(330)가 안착될 측의 측벽 프레임(1120)을 제1 광원부가 장착될 PCB로 구성할 수도 있을 것이다.
다음으로, 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 광원부(330)를 프레임(1100)내에 안착시킨다. 구체적으로, 도 11a에 도시된 형태의 프레임(1100)인 경우에는 제1 광원부(330)를 측벽 프레임(1120)에 형성된 홈(1122)에 끼워 넣음으로써 제1 광원부(330)를 프레임(1100)내에 안착시킬 수 있고, 도 11b에 도시된 형태의 프레임(1100)이 경우에는 개방된 측에 제1 광원부(330)를 배치함으로써 제1 광원부(330)를 프레임(1100)내에 안착시키게 된다.
한편, 도면에 도시하지는 않았지만, 상술한 제6 실시예에서와 같이 에지타입의 백라이트 유닛을 이용하여 로컬 디밍을 구현하기 위해 제1 광원부(330) 이외에 복수개의 제2 광원부(380a~380c)를 추가로 프레임(1100) 내에 안착시킬 수도 있을 것이다. 이때, 제1 광원부(330) 및 제2 광원부(380a~380c)는 횡방향으로 소정 간격 이격하여 배치하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 광원부(330)가 안착되어 있는 프 레임(1100) 내에 경화성 물질(1300)을 주입시킨다. 일 실시예에 있어서, 경화성 물질은 광경화성 수지 또는 열경화성 수지일 수 있다.
다음으로, 도 14에 도시된 바와 같이 경화성 물질이 주입된 프레임(1100)에 UV(Ultra Violet: UV)와 같은 광을 조사함으로써 프레임(1100) 내에 주입된 경화성 물질을 경화시킨다.
이때, 별도의 프레임(미도시)를 이용하여 상술한 프레임(1100)과 밀착시킴으로써 경화성 물질(1300)의 표면을 평탄화시키는 과정을 더 포함할 수 있다.
다음으로, 도 15에 도시된 바와 같이, 마지막으로 프레임(1100)으로부터 경화된 경화성 물질을 분리함으로써 제1 광원부(330)가 내장된 도광판(320)을 형성하게 된다.
한편, 상술한 제2 실시예에서와 같이, 도광판(320)에서 제1 광원부(330)가 내장되어 있는 측의 상하면 모서리 부분에 경사면을 형성하기 위해, 제1 광원부(330)가 내장된 도광판(320)을 형성한 이후에, 도 16a에 도시된 바와 같이 도광판(320)에서 제1 광원부(330)가 내장되어 있는 측의 상하면 모서리 부분을 절단함으로써 경사면을 형성하거나, 도광판 형성 과정에서 도 16b에 도시된 바와 같은 형태의 프레임(1100)을 이용함으로써 도광판(320)에서 제1 광원부(330)가 내장되어 있는 측의 상하면 모서리 부분에 경사면을 형성할 수도 있을 것이다.
또한, 상술한 제4 실시예에서와 같이 도광판(320)에서 제1 광원부(330)가 내장되어 있는 측의 상하부에 복수개의 돌기(700)를 형성하기 위해, 버텀 프레임(1130)과 상기 별도의 프레임에서 제1 광원부(330)가 안착될 영역에 복수개의 돌 기 패턴을 형성으로써 도광판(320)에서 제1 광원부(330)가 내장되어 있는 측의 상면 및 하면에 복수개의 돌기(700)가 형성되도록 할 수도 있을 것이다.
이후, 도시하지는 않았지만, 제1 광원부(330)가 내장된 도광판(320)의 하면에 제1 반사판(310)이 배치되고, 제1 광원부(330)가 내장된 도광판(320)의 상면에 광학 필름(340)을 배치되어, 백라이트 유닛(300)이 형성된다.
한편, 도광판(320)의 상면에 광학 필름(340)을 배치하기 이전에, 상술한 제3 실시예에서와 같이 도광판(320)에서 제1 광원부(330)가 내장되어 있는 측의 상면에 제2 반사판(600)을 추가로 배치할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 일반적인 백라이트 유닛의 구조를 보여주는 도면
도 2a는 입광 경계면에서의 굴절률 차이로 인한 광 손실을 보여주는 도면.
도 2b는 광원부와 도광판 간의 간격에 따른 광 효율을 보여주는 도면.
도 2c는 광원부와 도광판의 광축 벗어남 정도에 따른 광 효율을 보여주는 도면.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구조를 보여주는 도면.
도 3c는 도 1에 도시된 백라이트 유닛과 도 3a 및 도 3b에 도시된 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광 효율을 비교하여 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구조를 보여주는 도면.
도 5는 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛과 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광 효율을 비교하여 보여주는 그래프.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구조를 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구조를 보여주는 도면.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 광원부의 방사각 조절을 보여주는 도면.
도 9는 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛과 제5 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광 효율을 비교하여 보여주는 그래프.
도 10a 및 10b는 본 발명의 제6 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구조를 보여주는 도면.
도 11 내지 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 제조 방법을 보여주는 도면.

Claims (10)

  1. 적어도 일측에 내장된 제1 광원부로부터 입사되는 광을 상면으로 진행시키는 도광판;
    상기 도광판의 하면에 배치되어 상기 도광판의 하면을 투과하여 입사되는 광을 상기 도광판으로 반사시키는 제1 반사판; 및
    상기 도광판의 상면에 배치되어 상기 도광판으로부터 진행되는 광의 휘도 특성을 향상시키는 광학 시트를 포함하며,
    상기 제1 광원부는,
    내부에 배치되는 발광 다이오드 칩에서 출사되는 모든 광의 방사각이 임계각(Critical Angle) 이상인 하나 이상의 발광 다이오드(Light Emitting Diode)로 구성되며,
    상기 도광판은,
    상기 제1 광원부가 내장되어 있는 측의 상하부에 상기 제1 광원부로부터 입사되는 광을 전반사각 이상의 각도로 입사시키는 복수개의 돌기가 형성되어, 상기 제1 광원부에서 출사되는 모든 출사광이 상기 도광판의 상면으로 빠져나가지 않고 상기 도광판의 내부로 진행하도록 하는 백라이트 유닛.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도광판에서 상기 제1 광원부가 내장되어 있는 측의 상면과 상기 광학 시트 사이에 배치된 제2 반사판을 더 포함하는 백라이트 유닛.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 도광판 내에서 횡방향으로 상기 제1 광원부와 소정 간격 이격되어 배치된 하나 이상의 제2 광원부를 더 포함하고,
    상기 제1 및 제2 광원부는 하나 이상의 측광형(Side Emitting) 발광 다이오드로 구성되는 백라이트 유닛.
  6. 광투과율을 조절하여 영상을 표시하는 액정패널; 및
    상기 액정패널에 광을 조사하는 상기 제1항, 제3항, 또는 제5항 중 어느 하나의 항에 기재된 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치.
  7. 적어도 일측에 광원부가 내장된 도광판을 마련하는 단계;
    상기 도광판의 하면에 제1 반사판을 배치하는 단계; 및
    상기 도광판의 상면에 광학 시트를 배치하는 단계를 포함하고,
    상기 도광판을 마련하는 단계는,
    프레임 내의 적어도 일측에 상기 광원부를 안착시키는 단계;
    상기 도광판에서 상기 광원부가 내장되어 있는 측의 상하부에 복수개의 돌기를 형성하는 단계;
    상기 프레임에 경화성 물질을 주입하는 단계; 및
    상기 경화성 물질에 자외선을 조사함으로써 상기 경화성 물질을 경화시키는 단계를 포함하며,
    상기 광원부는 내부에 배치되는 발광 다이오드 칩에서 출사되는 모든 광의 방사각이 임계각(Critical Angle) 이상인 하나 이상의 발광 다이오드(Light Emitting Diode)로 구성되며,
    상기 도광판은,
    상기 광원부에서 출사되는 모든 출사광이 상기 도광판의 상면으로 빠져나가지 않고 상기 도광판의 내부로 진행하도록 하는 백라이트 유닛의 제조 방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서, 상기 광원부를 안착시키는 단계에서,
    복수개의 광원부를 상기 프레임 내에 안착시키되, 상기 복수개의 광원부는 상기 프레임 내에서 횡방향으로 소정 간격 이격하여 배치하는 백라이트 유닛의 제조 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 제1 반사판을 배치하는 단계와 상기 광학 시트를 배치하는 단계 사이에,
    상기 광원부가 내장되어 있는 도광판의 일측 상면과 상기 광학 시트 사이에 제2 반사판을 배치하는 단계를 더 포함하는 백라이트 유닛의 제조 방법.
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