KR101811873B1 - 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장자리 휘선 발생을 방지할 수 있는 구조의 백라이트 유닛이 개시된다.
개시된 본 발명의 백라이트 유닛은 광원유닛과, 광원유닛과 나란하게 배치되고, 광원유닛으로부터 발생된 광이 입사되는 제1 측면과 제1 측면을 제외한 제2 측면들에 광을 굴절시켜 제2 측면들의 외각 방향으로 출사되는 광을 분산시키는 광굴절 패턴을 가지는 도광판 및 도광판의 하부 및 측면으로 출사되는 광을 반사시키는 반사시트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치{BACKLGIHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE THE SAME}

본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 가장자리 휘선 발생을 방지할 수 있는 구조의 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 널리 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(cathode ray tube)는 TV를 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT 자체의 무게와 크기로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화의 대응에 적극적으로 대응할 수 없었다.

이러한 문제에 대한 해결책으로서, 액정표시장치는 경량화, 박형화, 저소비 전력 구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이에 따라 액정표시장치는 사용자의 요구에 부응하여 대면적화, 박형화, 저소비전력화의 방향으로 진행되고 있다.

액정표시장치는 액정을 투과하는 광의 양을 조절하여 화상을 표시하는 디스플레이 장치로서 박형화 및 저소비전력등의 장점으로 많이 사용되고 있다.

액정표시패널은 박막 트랜지스터 기판과 컬러필터 기판이 서로 대면되도록 배치된 구조로 이루어지며, 박막 트랜지스터 기판과 컬러필터 기판은 실 패턴(seal pattern)에 의해 합착된 후 그 사이에 액정이 주입된다.

상기 액정표시장치는 CRT와는 달리 스스로 빛을 내는 표시장치가 아니므로, 액정표시패널의 배면에는 화상을 시각적으로 표현하기 위해 광을 제공하는 별도의 광원을 포함한 백라이트 유닛(Backlight Unit)이 구비된다.

상기 백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 직하(direct) 방식과 에지(edge) 방식의 두 종류가 있다.

상기 에지 방식은 평판 측면에 광원을 배치한 것으로서, 광원으로부터 발광된 광을 도광판을 이용하여 액정표시패널 전체의 면으로 조사한다. 한편, 직하 방식은 액정표시패널의 배면에 다수의 광원을 배치하여 액정표시패널의 직하에서 광을 직접 조사하는 방식으로 에지 방식과 비교하여 다수의 광원에 의해 휘도를 높일 수 있고, 발광 면을 넓게 할 수 있는 장점이 있다.

일반적인 에지 방식의 백라이트 유닛은 직하 방식의 백라이트 유닛보다 슬림화에 유리하여 중/소형 액정표시장치에 주로 사용된다.

본 발명은 가장자리 휘선 발생을 방지할 수 있는 구조의 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 백라이트 유닛은,

광원유닛; 상기 광원유닛과 나란하게 배치되고, 상기 광원유닛으로부터 발생된 광이 입사되는 제1 측면과 상기 제1 측면을 제외한 제2 측면들에 광을 굴절시켜 상기 제2 측면들의 외각 방향으로 출사되는 광을 분산시키는 광굴절 패턴을 가지는 도광판; 및 상기 도광판의 하부 및 측면으로 출사되는 광을 반사시키는 반사시트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 액정표시장치는,

광원유닛; 상기 광원유닛과 나란하게 배치되고, 상기 광원유닛으로부터 발생된 광이 입사되는 제1 측면과 상기 제1 측면을 제외한 제2 측면들에 광을 굴절시켜 상기 제2 측면들의 외각 방향으로 출사되는 광을 분산시키는 광굴절 패턴을 가지는 도광판; 상기 도광판의 하부 및 측면으로 출사되는 광을 반사시키는 반사시트; 및 상기 도광판 상에 배치되어 도광판으로부터의 면광을 이용하여 영상을 디스플레이하는 액정표시패널을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치는 도광판의 입사면으로 정의되는 제1 측면을 제외한 제2 측면들에 경사면이 형성되고, 상기 제2 측면들과 대응되는 반사시트의 제3 측면들에 홀이 형성되어 도광판의 경사면으로부터 출사되는 광의 반사율을 줄여 액정표시장치의 가장자리 휘선 발생을 최소화할 수 있는 장점을 가진다.

제2 실시예에 따른 액정표시장치는 도광판의 제2 측면들에 광굴절 패턴이 형성되고, 상기 광굴절 패턴과 대면되는 반사시트의 제3 측면들이 상기 광굴절 패턴의 일부와 면 접촉됨으로써, 액정표시장치의 가장자리에서 발생하는 휘선을 최소화할 수 있는 장점을 가진다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 액정표시장치는 도광판의 제2 측면들과 대면되는 반사시트의 제3 측면들에 반원 타입으로 이루어진 복수의 홀이 형성되어 액정표시장치의 가장자리에서 발생하는 휘선을 최소화할 수 있는 장점을 가진다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 액정표시장치는 상기 도광판의 경사면과 대면되는 영역에 형성되어 도광판의 경사면으로부터 출사되는 광을 흡수하여 도광판의 제2 측면들 영역에서의 반사율을 줄여 액정표시장치의 가장자리에서 발생하는 휘선을 최소화할 수 있는 장점을 가진다.

본 발명의 제5 실시예에 따른 난반사 시트는 상기 도광판의 제2 측면들 및 경사면과 대면되는 영역에 배치되고, 상기 도광판의 제2 측면들 및 경사면으로부터 출사되는 광을 난반사시켜 액정표시장치의 가장자리에서 발생하는 휘선을 최소화할 수 있는 장점을 가진다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 도광판을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사 시트를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다.

첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 도광판을 도시한 사시도이고, 도 3은 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 액정표시장치를 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치는 영상이 디스플레이되는 액정표시패널(110)과, 상기 액정표시패널(110)의 하부에 배치되어 광을 제공하는 백라이트 유닛(120)과, 상기 액정표시패널(110)의 하부면 가장자리를 지지하는 패널 가이드(119)를 포함한다.

액정표시패널(110)은 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 박막 트랜지스터(TFT: thin film transistor) 기판(113) 및 컬러필터 기판(111)과, 상기 박막 트랜지스터 기판(113)과 컬러필터 기판(111) 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 도면에는 도시되지 않았지만, 액정표시패널(110)의 상하부면에는 편광판이 각각 부착된다.

박막 트랜지스터 기판(113)은 다수의 게이트 라인이 형성되고, 상기 다수의 게이트 라인과 교차하는 다수의 데이터 라인이 형성되며, 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차영역에 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다.

컬러필터 기판(111)은 각 픽셀에 대응되는 R, G, B 컬러의 컬러필터, 이들 각각을 테두리 하며 게이트 라인과 데이터 라인 및 박막 트랜지스터 등을 가리는 블랙 매트릭스와, 이들 모두를 덮는 공통전극을 포함한다.

액정표시패널(110)의 가장자리에는 게이트 라인 및 데이터 라인으로 구동신호를 공급하는 구동 PCB(115)가 구비된다.

상기 구동 PCB(115)는 COF(Chip on film, 117)에 의해 액정표시패널(110)과 전기적으로 연결된다. 여기서, 상기 COF(117)는 TCP(Tape Carrier Package)로 변경될 수 있다.

액정표시패널(110)의 하부에 배치된 백라이트 유닛(120)은 상면이 개구된 바텀커버(170)와, 상기 바텀커버(170)의 일측에 배치되어 광을 발광하는 광원유닛(150)과, 상기 광원유닛(150)과 나란하게 배치되어 광원유닛(150)으로부터 발광된 광을 굴절시켜 면광으로 변환시키는 도광판(140)과, 상기 도광판(140) 상에 배치되어 광을 확산 및 집광시키는 광학 시트들(130)과, 상기 도광판(140)의 하부에 배치되어 도광판(140)의 하부방향으로 진행하는 광을 액정표시패널(110) 방향으로 반사시키는 반사시트(160)를 포함한다.

상기 광원유닛(150)은 도전성 패턴이 형성된 인쇄회로기판(151)과, 상기 인쇄회로기판(151) 상에 일정한 간격을 두고 실장된 복수의 발광 다이오드(153)를 포함한다.

인쇄회로기판(151)은 열 전도가 우수한 메탈 PCB로 이루어질 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에서는 광원으로 발광 다이오드(151)를 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 램프와 같은 광원도 적용될 수 있다.

상기 도광판(140)은 사각 플레이트 형상으로 이루어지고, 광원유닛(150)과 인접한 제1 측면(141)은 광이 입사되는 입사면으로 편평한 면 구조를 가진다.

도광판(140)은 제1 측면(141)을 제외한 다른 3개의 측면을 가지며, 상기 3개의 측면을 설명의 편의상 제2 측면들(143)로 정의한다.

상기 제2 측면들(143)에는 도광판(140)의 하부면과 인접하고 연장되는 영역에 경사면(145)을 가진다.

상기 경사면(145)은 도광판(140)으로 입사된 광이 도광판(140)의 측면으로 진행되는 경우, 경사면(145)의 경사각에 따라 광을 굴절시켜 제2 측면들(143)과 인접한 영역에서 국부적으로 발생하는 휘선을 방지하는 기능을 가진다.

즉, 경사면(145)은 경사각에 따라 광의 굴절률 차이에 의해 도광판(140)의 경사면(145)에서 반사되는 광을 분산시킨다.

본 발명의 경사면(145)은 상기 도광판(140)의 제조시에 일체로 형성될 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 반사시트(160)는 상기 도광판(140)의 하부면과 대면되는 제1 면(161)과, 상기 도광판(140)의 제2 측면들(143)과 대면되는 제3 측면들(163)을 포함한다.

상기 제3 측면들(163)은 상기 도광판(140)의 제2 측면들(143)과 면 접촉되며, 제3 측면들(163)의 길이방향으로 홀(165)이 형성된다.

상기 홀(165)은 도광판(140)의 경사면(145)로부터 출사되는 광의 반사율을 저하시켜 경사면(145)과 인접한 영역에서 국부적으로 발생하는 휘선을 최소화하는 기능을 가진다.

구체적으로 홀(165)은 상기 도광판(140)의 경사면(145)과 대응되는 영역에 형성되어 경사면(145)으로부터 출사되는 광의 일부를 반사시킴으로써, 일반적인 액정표시장치와 대비하여 측면 반사율이 줄어든다.

홀(165)은 반사시트(160)의 제조시에 일체로 형성될 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치는 도광판(140)의 입사면으로 정의되는 제1 측면(141)을 제외한 제2 측면들(143)에 경사면(145)이 형성되고, 상기 제2 측면들(143)과 대응되는 반사시트(160)의 제3 측면들(163)에 홀(165)이 형성되어 도광판(140)의 경사면(145)으로부터 출사되는 광의 반사율을 줄여 액정표시장치의 가장자리 휘선 발생을 최소화할 수 있는 장점을 가진다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치는 도광판(240)과, 반사시트를 제외한 다른 구성에 있어서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치의 구성과 동일함으로 동일한 부호를 병기하고 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치는 광원유닛으로부터의 광이 입사되는 도광판(240)을 포함한다.

도광판(240)은 입사면으로 정의되는 제1 측면과, 상기 제1 측면을 제외한 복수의 제2 측면들을 포함하고, 상기 제2 측면들에 광굴절 패턴(243)이 형성된다.

상기 광굴절 패턴(243)은 산과 골을 가지는 형상으로 이루어지며, 도광판(240)의 제조시에 일체로 형성된다.

광굴절 패턴(243)은 도광판(240)으로 입사된 광이 도광판(240)의 외측방향으로 출사되는 경우, 산과 골로 이루어지는 경사각에 따라 광이 굴절되어 도광판(240)의 제2 측면들과 인접한 영역에서 국부적으로 발생하는 휘선을 방지하는 기능을 가진다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 반사시트는 도광판(240)의 하부면과 대면되는 제1 면(261)과, 상기 도광판(240)의 광굴절 패턴(243)과 대면되는 제3 측면들(263)을 포함한다.

반사시트의 제3 측면들(263)은 상기 제1 면(261)의 가장자리로부터 연장되고, 상기 광굴절 패턴(243)과 면 접촉된다.

상기 제3 측면들(263)은 상기 광굴절 패턴(243)의 일부와 면 접촉된다. 구체적으로 제3 측면들(263)의 면적은 상기 광굴절 패턴(243)의 면적보다 작게 이루어진다. 즉, 광굴절 패턴(243)은 상기 제3 측면들(263)과 접촉되는 제1 영역과, 접촉되지 않는 제2 영역(265)을 가진다..

반사시트는 상기 광굴절 패턴(243)의 일부와 면 접촉됨으로써, 광굴절 패턴(243)으로부터 출사되는 광의 일부만을 반사시켜 광굴절 패턴(243)으로부터 출사되는 광의 반사율을 줄여 제2 측면들과 대응되는 액정표시장치의 가장자리 휘선을 휘선을 최소화하는 기능을 가진다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치는 도광판(240)의 제2 측면들에 광굴절 패턴(243)이 형성되고, 상기 광굴절 패턴(243)과 대면되는 반사시트의 제3 측면들(263)이 상기 광굴절 패턴(243)의 일부와 면 접촉됨으로써, 액정표시장치의 가장자리에서 발생하는 휘선을 최소화할 수 있는 장점을 가진다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사시트를 도시한 사시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사시트(360)는 도광판의 하부면과 대면되는 제1 면(361)과, 도광판의 입사면으로 정의되는 제1 측면을 제외한 제2 측면들과 대면되는 제3 측면들(363)을 포함한다.

반사시트(360)의 제3 측면들(363)은 상기 제1 면(361)의 가장자리로부터 연장되고, 반원 타입으로 이루어진 복수의 홀(365)이 형성된다.

상기 홀(365)은 도광판의 제2 측면들로부터 출사되는 광의 반사율을 저하시켜 제2 측면들과 인접한 영역에서 국부적으로 발생하는 휘선을 최소화하는 기능을 가진다.

홀(365)은 반사시트(360)의 제조시에 일체로 형성될 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정표시장치는 도광판의 제2 측면들과 대면되는 반사시트(360)의 제3 측면들(363)에 반원 타입으로 이루어진 복수의 홀(365)이 형성되어 액정표시장치의 가장자리에서 발생하는 휘선을 최소화할 수 있는 장점을 가진다.

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정표시장치는 반사시트 및 흡수시트(469)를 제외한 다른 구성에 있어서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치의 구성과 동일함으로 동일한 부호를 병기하고 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도광판(140)은 입사면으로 정의되는 제1 측면과, 상기 제1 측면을 제외한 제2 측면들(143)을 포함하고, 제2 측면들(143)에는 도광판(140)의 하부면과 인접하고 연장되는 영역에 경사면(145)을 가진다.

본 발명의 반사시트는 상기 도광판(140)의 하부면과 대면되는 제1 면(461)과, 상기 도광판(140)의 제2 측면들(143)과 대면되는 제3 측면들(463)을 포함한다.

상기 제3 측면들(463)은 상기 도광판(140)의 제2 측면들(143)과 면 접촉된다.

상기 제3 측면들(463)의 하부에는 흡수시트(469)가 구비된다.

상기 흡수시트(469)는 흑색으로 이루어진다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 액정표시장치는 상기 도광판(140)의 경사면(145)과 대면되는 영역에 형성되어 도광판(140)의 경사면(145)으로부터 출사되는 광을 흡수하여 도광판(140)의 제2 측면들(143) 영역에서의 반사율을 줄여 액정표시장치의 가장자리에서 발생하는 휘선을 최소화할 수 있는 장점을 가진다.

도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정표시장치는 난반사 시트(569) 및 반사시트를 제외한 다른 구성에 있어서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치의 구성과 동일함으로 동일한 부호를 병기하고 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 반사시트는 상기 도광판(140)의 하부면과 대면되는 제1 면(451)을 가진다.

도광판(140)은 입사면으로 정의되는 제1 측면과, 상기 제1 측면을 제외한 제2 측면들(143)을 포함하고, 제2 측면들(143)에는 도광판(140)의 하부면과 인접하고 연장되는 영역에 경사면(145)을 가진다.

본 발명의 제5 실시예에 따른 난반사 시트(569)는 상기 도광판(140)의 제2 측면들(143) 및 경사면(145)과 대면되는 영역에 배치되고, 상기 도광판(140)의 제2 측면들(413) 및 경사면(145)으로부터 출사되는 광을 난반사시켜 액정표시장치의 가장자리에서 발생하는 휘선을 최소화할 수 있는 장점을 가진다.

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.

140, 240: 도광판 160, 360: 반사시트
469: 흡수시트 569: 난반사 시트

Claims (16)

1. 광원유닛;
   상기 광원유닛과 나란하게 배치되고, 상기 광원유닛으로부터 발생된 광이 입사되는 제1 측면과 상기 제1 측면을 제외한 제2 측면들에 광을 굴절시켜 상기 제2 측면들의 외각 방향으로 출사되는 광을 분산시키는 광굴절 패턴을 가지는 도광판; 및
   상기 도광판의 하부 및 측면으로 출사되는 광을 반사시키는 반사시트;를 포함하며,
   상기 도광판은 상기 도광판의 하부면과 상기 제2 측면들 사이에 경사지게 형성된 경사면을 갖고,
   상기 반사시트는 경사지게 형성된 상기 경사면과 대응되는 영역에 상기 제2 측면들의 길이방향과 대응되는 위치에 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
2. 삭제
3. 삭제
4. 광원유닛;
   상기 광원유닛과 나란하게 배치되고, 상기 광원유닛으로부터 발생된 광이 입사되는 제1 측면과 상기 제1 측면을 제외한 제2 측면들에 광을 굴절시켜 상기 제2 측면들의 외각 방향으로 출사되는 광을 분산시키는 광굴절 패턴을 가지는 도광판;
   상기 도광판의 하부 및 측면으로 출사되는 광을 반사시키는 반사시트;를 포함하며,
   상기 반사시트는 상기 제2 측면들과 대면되는 영역에 반원 타입으로 이루어지는 복수의 홀이 형성된 제3 측면들을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
5. 삭제
6. 제4 항에 있어서,
   상기 광굴절 패턴은 상기 제2 측면들 전면에 산과 골을 가지는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
7. 삭제
8. 삭제
9. 광원유닛;
   상기 광원유닛과 나란하게 배치되고, 상기 광원유닛으로부터 발생된 광이 입사되는 제1 측면과 상기 제1 측면을 제외한 제2 측면들에 광을 굴절시켜 상기 제2 측면들의 외각 방향으로 출사되는 광을 분산시키는 광굴절 패턴을 가지는 도광판;
   상기 도광판의 하부 및 측면으로 출사되는 광을 반사시키는 반사시트; 및
   상기 도광판 상에 배치되어 도광판으로부터의 면광을 이용하여 영상을 디스플레이하는 액정표시패널;을 포함하며,
   상기 도광판은 상기 도광판의 하부면과 상기 제2 측면들 사이에 경사지게 형성된 경사면을 갖고,
   상기 반사시트는 경사지게 형성된 상기 경사면과 대응되는 영역에 상기 제2 측면들의 길이방향과 대응되는 위치에 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
10. 삭제
11. 삭제
12. 광원유닛;
    상기 광원유닛과 나란하게 배치되고, 상기 광원유닛으로부터 발생된 광이 입사되는 제1 측면과 상기 제1 측면을 제외한 제2 측면들에 광을 굴절시켜 상기 제2 측면들의 외각 방향으로 출사되는 광을 분산시키는 광굴절 패턴을 가지는 도광판;
    상기 도광판의 하부 및 측면으로 출사되는 광을 반사시키는 반사시트; 및
    상기 도광판 상에 배치되어 도광판으로부터의 면광을 이용하여 영상을 디스플레이하는 액정표시패널;을 포함하며,
    상기 반사시트는 상기 제2 측면들과 대면되는 영역에 반원 타입으로 이루어지는 복수의 홀이 형성된 제3 측면들을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
13. 삭제
14. 제12 항에 있어서,
    상기 광굴절 패턴은 상기 제2 측면들 전면에 산과 골을 가지는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
15. 삭제
16. 삭제

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