KR101862389B1 - 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 개시한다. 개시된 본 발명의 백라이트 유닛은, 광을 발생하는 광원; 상기 광원이 배치되어 있는 인쇄회로기판; 상기 광원과 마주하는 입광부를 구비하는 도광판; 상기 인쇄회로기판이 체결되어 상기 광원을 고정하는 하우징; 및 상기 도광판의 배면에 부착되는 제1 및 제 2 반사판을 포함하고, 상기 제 1 반사판은 광원이 배치되어 있는 인쇄회로기판과 도광판의 입광부 영역에 배치되고, 상기 제 2 반사판은 상기 제 1 반사판과 소정거리 이격되면서 상기 도광판의 배면에 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 백라이트 유닛에 사용되는 반사판의 구조를 분리형 구조로 형성하여, 도광판의 입광부 영역에서 발생되던 광손실을 최소화한 효과가 있다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치{Backlight Unit and Liquid Crystal Display Device having the same}
본원 발명은 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 영상을 디스플레이하는 평판표시장치의 하나로서, 다른 디스플레이 장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 소비전력을 갖는 장점으로 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.
이와 같은 액정표시장치는 영상을 표시하기 위한 액정표시패널과, 상기 액정표시패널에 광을 공급하기 위한 백라이트 유닛으로 구성된다.
상기 액정표시장치는 광원이 배치된 형태에 따라 에지형(edge type)과 직하형(direct type)으로 분류된다. 상기 에지형 백라이트 유닛은 액정표시패널의 배면에 도광판이 구비되고, 도광판의 측면에서 광원이 배치되어 액정표시패널에 면광원을 공급한다. 상기 직하형 백라이트 유닛은 12인치 이상의 대형 액정표시장치에 적용되는 것으로 액정표시패널 배면에 다수의 광원들을 배치하고, 상기 다수의 광원으로부터 발광된 광은 전방의 액정표시패널로 공급한다.
상기 백라이트 유닛의 광원으로는 EL(Electro Luminescence), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), 발광 다이오드(LED) 등이 사용된다. 최근에는 광효율이 우수하고 색재현율이 높은 발광다이오드를 백라이트 유닛의 광원으로 사용하고 있다. 광원은 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue) 발광다이오드로 구성된 패키지 광원을 사용하거나, 백색(White) 발광다이오드 광원을 사용할 수 있다.
특히, 에지형 백라이트 유닛은 인쇄회로기판 상에 광원(발광다이오드)을 배치하는데, 광원과 도광판 사이에서 광 손실이 발생되는 문제가 있다.
즉, 백라이트 유닛의 광원으로 사용하는 발광다이오드는 직진성이 강하기 때문에 도광판의 입광부와 가까이 접촉시키기에는 한계가 있어, 이로 인하여 도광판의 입광부 영역에서 광손실이 발생된다.
이를 보완하기 위해 반사판을 광원 영역까지 확장 형성할 수 있으나, 광원의 점등에 따라 반사판이 수축과 팽창하여 조립 불량이 발생된다.
본 발명은 백라이트 유닛에 사용되는 반사판의 구조를 분리형 구조로 형성하여, 도광판의 입광부 영역에서 발생되던 광손실을 최소화한 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공함에 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은, 광을 발생하는 광원; 상기 광원이 배치되어 있는 인쇄회로기판; 상기 광원과 마주하는 입광부를 구비하는 도광판; 상기 인쇄회로기판이 체결되어 상기 광원을 고정하는 하우징; 및 상기 도광판의 배면에 부착되는 제1 및 제 2 반사판을 포함하고, 상기 제 1 반사판은 광원이 배치되어 있는 인쇄회로기판과 도광판의 입광부 영역에 배치되고, 상기 제 2 반사판은 상기 제 1 반사판과 소정거리 이격되면서 상기 도광판의 배면에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 액정표시장치는, 액정표시패널; 및 상기 액정표시패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 백라이트 유닛은, 광을 발생하는 광원; 상기 광원이 배치되어 있는 인쇄회로기판; 상기 광원과 마주하는 입광부를 구비하는 도광판; 상기 인쇄회로기판이 체결되어 상기 광원을 고정하는 하우징; 및 상기 도광판의 배면에 부착되는 제1 및 제 2 반사판을 포함하고, 상기 제 1 반사판은 광원이 배치되어 있는 인쇄회로기판과 도광판의 입광부 영역에 배치되고, 상기 제 2 반사판은 상기 제 1 반사판과 소정거리 이격되면서 상기 도광판의 배면에 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 백라이트 유닛에 사용되는 반사판의 구조를 분리형 구조로 형성하여, 도광판의 입광부 영역에서 발생되던 광손실을 최소화한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 반사판을 다수개로 분할하여 광손실을 최소화하면서 광원에서 발생되는 열로 인하여 반사판의 조립성이 저하되는 것을 방지한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 2는 상기 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 선을 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 백라이트 유닛에 사용되는 분리형 반사판이 적용될 경우, 도광판 영역에서 광손실이 발생되지 않는 모습을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이고, 도 2는 상기 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 선을 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 액정표시장치는 액정표시패널(110)과, 상기 액정표시패널(110)에 면광원을 제공하는 백라이트 유닛(120)을 포함한다.
상기 액정표시패널(110)은 적녹청(RGB) 컬러필터층들을 포함하는 상부기판(110a)과, 박막트랜지스터(Thin Film Transistor:TFT)와 화소전극을 포함하는 하부기판(110b)이 액정층을 사이에 두고 합착된 구조로 되어있다. 상기 상부기판(110a)의 배면에는 제 1 편광판(111a)이 부착되고, 상기 하부기판(110b)의 배면에는 제 2 편광판(111b)이 부착된다.
상기 액정표시패널(110)의 가장자리에는 게이트 라인에 스캔신호를 공급하는 게이트 구동 회로(미도시)와, 데이터 라인에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동 회로(미도시)가 구비된다.
상기 게이트 및 데이터 구동 회로는 COF(Chip on film)에 의해 액정표시패널(110)과 전기적으로 연결된다. 여기서, 상기 COF는 TCP(Tape Carrier Package)로 변경될 수 있다.
또한, 백라이트 유닛(120)은 적(R), 녹(G) 및 청(B)색 발광 다이오드(LED) 또는 백색(W) 발광 다이오드(LED)들로 구성된 LED칩(150)(이하, LED칩이라 한다)과, LED칩(150)에 전원을 공급하기 위해 다수개의 전원패턴들이 형성되어 있는 인쇄회로기판(151)과, 상기 LED칩(150)으로부터 공급되는 광원을 면광원으로 변환시키는 도광판(140)과, 상기 도광판(140)의 입광부 영역과 배면에 각각 배치되어 광효율을 향상시키는 제1, 2 및 제 3 반사판(180a, 180b, 180c)들과, 상기 LED칩(150)과 인쇄회로기판(151)의 하측에 배치되어 LED칩(150)을 고정하는 하우징(195)과, 상기 도광판(180) 전방(상측)에 배치되어 집광 및 확산 기능을 하는 제 1 및 제 2 광학시트(131, 132)와, 상기 LED칩(150), 인쇄회로기판(151), 도광판(140), 반사판(180), 제 1 및 제 2 광학시트(131, 132)를 수납하는 하부커버(190)를 포함한다. 도면에서 도시하였지만 설명하지 않은 220은 패드이다.
상기 액정표시패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 서포트 메인(115)과 하우징(195) 및 하부커버(190)가 조립되면서 일체로 결합된다.
본 발명에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 서포트 메인(115)과 하부커버(190)에 의해 백라이트 유닛(120)이 조립되지만, LED칩(150)이 실장된 인쇄회로기판(151) 영역에서는 하우징(195)과 서포트 메인(115)에 의해 상기 LED칩(150)이 실장된 인쇄회로기판(151)이 고정된다.
상기 하우징(195)의 내측에는 소정의 홈이 형성되어 있어, 상기 LED칩(150)이 실장된 인쇄회로기판(151)이 삽입되어 고정된다.
또한, 본 발명에서는 도광판(140)의 입광부 영역에 제 1 반사판(180a)과 제 3 반사판(180c)을 배치하여 상기 LED칩(150)들이 제 1 반사판(180a)과 제 3 반사판(180c)에 의해 완전히 감싸도록 되어 있다.
또한, 상기 도광판(140)과 하부커버(190) 사이에는 제 2 반사판(180b)이 배치되어 있어 도광판(140)의 배면으로부터 누설되는 광이 도광판(140) 내측으로 재입사 되도록 하였다.
즉, 본 발명에서는 도광판(140) 배면에 분리된 제 1 반사판(180a)과 제 2 반사판(180b)을 배치하여 제 1 반사판(180a)은 도광판(140) 입광부 영역에서의 광손실을 방지하고 제 2 반사판(180a)은 도광판(140) 배면의 전 영역에서 발생되는 광손실을 방지한다.
상기 제 1 반사판(180a)과 제 2 반사판(180b)은 하우징(195)에 형성된 단차에 의해 서로 다른 두께를 가질 수 있다. 즉, 하우징(195)에 형성된 단차로 인하여 제 1 반사판(180a)의 두께가 제 2 반사판(180b)의 두께보다 얇게 형성된다. 즉, 상기 도광판(140)의 배면에 부착되는 제 1 반사판(180a)과 제 2 반사판(180b)은 하부커버(190)와 하우징(195)에 의해 조립될 때, 동일한 조립 공차를 갖도록 형성된다.
즉, 하우징(195)에는 인쇄회로기판(151)이 삽입될 수 있도록 소정의 단차부(160)가 형성되어 있는데, 상기 제 1 반사판(180a)은 단차부(160) 상에 위치하기 때문에 제 2 반사판(180b)과 같은 두께를 가질 경우 조립 불량이 발생된다.
따라서, 단차부(160) 영역의 조립 공차와 하부커버(190) 영역의 조립 공차가 동일해 지도록 제 1 반사판(180a)의 두께를 제 2 반사판(180b)의 두께보다 얇게 형성한다.
또한, 본 발명에서는 도광판(140)의 입광부 영역의 상측면과 LED칩(150) 상측면에 제 3 반사판(180c)을 배치하였다. 상기 제 3 반사판(180c)은 제 1 반사판(180a)과 함께 LED칩(150)을 완전히 감싸도록 하여 광손실을 줄이는 기능을 한다.
상기 도광판(140)의 배면에 배치된 제 1 반사판(180a)과 제 2 반사판(180b)의 분리 위치(L1)는 도광판(140)의 입광부로부터 3~20mm 되는 범위이다. 또한, 상기 제 1 반사판(180a)과 제 2 반사판(180b)의 이격 거리(L2)는 0.5~3mm에서 설계된다.
하지만, 이것은 고정된 설계값이 아니다, 액정표시장치의 사이즈에 따라 도광판의 크기가 다를 것이고, 도광판의 크기에 따라 입광부 영역으로부터 배면 방향으로 광이 출사되지 않는 영역이 달라질 것이기 때문이다. 따라서, 반사판의 분리 위치는 도광판의 입광부로부터 배면 방향에서 광이 출사되지 않은 영역이고, 광이 출사되지 않은 영역의 면적에 따라 반사판의 이격 거리도 조절될 수 있다.
상기와 같이, 도광판(140)의 배면에 배치되는 반사판이 제 1 반사판(180a)과 제 2 반사판(180b)으로 분리되면 LED칩(150)에서 열이 발생되더라도 반사판들이 유동할 수 있는 공간이 확보되어 반사판들의 수축과 팽창에 의한 조립 불량이 발생되지 않는다.
이와 같이, 본 발명에서는 도광판(140)의 입광부 영역에서는 LED칩(150)이 분할된 반사판들에 의해 감싸지기 때문에 종래 도광판(140)의 입광부 영역에서 발생되던 광손실을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명은 도광판(140)의 배면에 분리된 반사판을 배치하되 반사판의 분리 영역을 도광판(140)에서 광이 누설되지 않는 영역에 위치시켜 열에 의한 조립성 불량을 방지하면서 광손실을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 백라이트 유닛에 사용되는 분리형 반사판이 적용될 경우, 도광판 영역에서 광손실이 발생되지 않는 모습을 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, (a)는 실제 분할된 제 1, 2 및 3 반사판(180a, 180b, 180c)들이 도광판(140)에 부착된 모습이 도시되어 있고, (b)는 상기 (a) 도면에 대해 도광판 내부에서 광이 전 반사되는 모습을 도시하였다.
상기 도광판(140)의 입광부 영역에서는 제 1 및 제 3 반사판(180a, 180c)에 의해 LED칩에서 발생된 광이 대부분 도광판(140)의 입광부 영역으로 진행하는 것을 볼 수 있다.
또한, 도광판(140) 내측에서는 입사된 광이 전반사 되면서 도광판(140)의 전영역으로 진행하는 것을 볼 수 있는데, 상기 제 1 반사판(180a)과 제 2 반사판(180b)의 분리 영역에서는 도광판(140) 배면을 통해 누설광이 발생되지 않음을 볼 수 있다(A 영역). 즉, 도광판(140) 배면에 배치되는 반사판들을 분리하더라도 분리되는 영역에서 광이 누설되지 않기 때문에 광손실이 발생되지 않는다.
따라서, 본 발명은 LED칩과 도광판 입광부 영역에서 발생되던 광손실을 방지하기 위해 반사판들을 분리된 구조로 형성하였지만, 광손실 없이 조립 신뢰성을 확보할 수 있다.
110: 액정표시패널 140: 도광판
190: 하부커버 195: 하우징
150: LED칩 151: 인쇄회로기판
180a: 제 1 반사판 180b: 제 2 반사판
180c: 제 3 반사판

Claims (12)

  1. 광을 발생하는 광원;
    상기 광원이 배치되어 있는 인쇄회로기판;
    상기 광원과 마주하는 입광부를 구비하는 도광판;
    상기 인쇄회로기판이 체결되어 상기 광원을 고정하는 하우징;
    상기 도광판의 배면에 부착되는 제1 및 제 2 반사판; 및
    상기 제 1 반사판과 대응되도록 상기 도광판의 입광부의 상측면과 상기 광원의 상측에 배치되는 제 3 반사판을 포함하고,
    상기 제 1 반사판은 광원이 배치되어 있는 인쇄회로기판과 도광판의 입광부 영역에 배치되고, 상기 제 2 반사판은 상기 제 1 반사판과 소정거리 이격되면서 상기 도광판의 배면에 배치되고,
    상기 하우징은 상기 인쇄회로기판이 삽입되도록 하는 단차부를 구비하며,
    상기 제 1 반사판은 상기 단차부에 의해 지지되도록 상기 단차부 상에 배치되고,
    상기 제 1 반사판과 상기 제 3 반사판은 서로 평행하게 배치된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 제 1 반사판과 제 2 반사판은 동일한 조립 공차를 위해 서로 다른 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제 1 반사판과 제 2 반사판의 이격 거리는 상기 도광판의 배면으로 누설광이 발생되는 않는 면적과 대응되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제 1 반사판과 제 2 반사판이 이격되는 위치는 상기 도광판의 입광부로부터 3~20mm 되는 범위인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제 1 반사판과 제 2 반사판의 이격 거리는 0.5~3mm인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 액정표시패널; 및
    상기 액정표시패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 백라이트 유닛은,
    광을 발생하는 광원;
    상기 광원이 배치되어 있는 인쇄회로기판;
    상기 광원과 마주하는 입광부를 구비하는 도광판;
    상기 인쇄회로기판이 체결되어 상기 광원을 고정하는 하우징;
    상기 도광판의 배면에 부착되는 제1 및 제 2 반사판; 및
    상기 제 1 반사판과 대응되도록 상기 도광판의 입광부의 상측면과 상기 광원의 상측에 배치되는 제 3 반사판을 포함하고,
    상기 제 1 반사판은 광원이 배치되어 있는 인쇄회로기판과 도광판의 입광부 영역에 배치되고, 상기 제 2 반사판은 상기 제 1 반사판과 소정거리 이격되면서 상기 도광판의 배면에 배치되고,
    상기 하우징은 상기 인쇄회로기판이 삽입되도록 하는 단차부를 구비하며,
    상기 제 1 반사판은 상기 단차부에 의해 지지되도록 상기 단차부 상에 배치되고,
    상기 제 1 반사판과 상기 제 3 반사판은 서로 평행하게 배치된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서, 상기 제 1 반사판과 제 2 반사판은 동일한 조립 공차를 위해 서로 다른 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 제 1 반사판과 제 2 반사판의 이격 거리는 상기 도광판의 배면으로 누설광이 발생되는 않는 면적과 대응되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 제 1 반사판과 제 2 반사판이 이격되는 위치는 상기 도광판의 입광부로부터 3~20mm 되는 범위인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 제7항에 있어서, 상기 제 1 반사판과 제 2 반사판의 이격 거리는 0.5~3mm인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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