KR102130517B1 - 백라이트 유닛 및 이를 포함한 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 포함한 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 액정패널과, 다수의 LED를 포함하며 상기 액정패널의 하부에 배치되는 LED 어셈블리와 상기 다수의 LED 각각으로부터 출사된 빛을 상기 액정패널쪽으로 반사시키는 반사판과, 상기 반사판의 상부에 위치되는 반사수단을 포함하는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 반사수단은 상방향을 향해 돌출되어 그 중앙부가 점점 좁아지는 요철패턴의 제1반사부와 상기 제1반사부의 하단에서 가로방향 및 세로방향을 따라 연장된 다수의 제2반사부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이를 통해 전체 LED의 수를 줄이며, 경량이면서 가격 경쟁력을 갖춘 액정표시장치를 구현할 수 있게 된다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 포함한 액정표시장치{BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 포함한 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 LED의 개수를 줄일 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 포함한 액정표시장치에 관한 것이다.
동화상 표시에 유리하고 콘트라스트비(contrast ratio)가 큰 특징을 보여 TV, 모니터 등에 활발하게 이용되는 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD)는 액정의 광학적이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)에 의한 화상구현원리를 나타낸다.
이러한 액정표시장치는 나란한 두 기판(substrate) 사이로 액정층을 개재하여 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수 구성요소로 하며, 액정패널 내의 전기장으로 액정분자의 배열방향을 변화시켜 투과율 차이를 구현한다.
하지만 액정패널은 자체 발광요소를 갖추지 못한 관계로 투과율 차이를 화상으로 표시하기 위해서 별도의 광원을 요구하고, 이를 위해 액정패널 배면에는 광원(光源)이 내장된 백라이트(backlight) 유닛이 배치된다.
여기서, 백라이트 유닛의 광원으로는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp:CCFL)나 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp:EEFL)와 같은 형광램프가 많이 사용되어 왔으나, 최근 액정표시장치의 박형화, 경량화 추세에 따라 소비전력, 무게, 휘도 등에서 장점을 가지는 발광 다이오드(Light Emitting Diode:LED)가 형광램프를 대체해 가고 있다.
이러한 광원의 위치에 따라 백라이트 유닛을 직하형(Direct Type)과 측면형(Edge Type)으로 구분할 수 있는데, 직하형 방식의 백라이트 유닛은 광원을 액정패널 하부에 배치함으로써 광원으로부터 출사되는 광을 직접적으로 액정패널에 공급하는 방식이고, 측면형 방식의 백라이트 유닛은 액정패널 하부에 도광판을 배치하고, 광원을 도광판의 적어도 일측면에 배치함으로써 도광판에서의 굴절 및 반사를 이용하여 광원으로부터 출사되는 광을 간접적으로 액정패널에 공급하는 방식이다.
이때, 직하형 방식의 백라이트 유닛은 광원이 액정패널의 하부에 배치됨에 따라 측면형 방식의 백라이트 유닛에 비해 더 많은 수의 광원을 필요로 한다.
한편, 최근 액정표시장치는 휴대용 컴퓨터는 물론 데스크톱 컴퓨터 모니터 및 벽걸이형 텔레비전 등 그 사용영역이 다양해지면서 넓은 디스플레이 면적을 가지도록 함과 동시에 경량, 박형이면서 비교적 가격이 저렴한 액정표시장치를 구현하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있는데, 직하형 방식의 액정표시장치의 경우 디스플레이 면적이 넓어질수록 포함되는 LED의 개수가 늘어나므로 경량 및 가격적인 면에서 어려움이 있는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 LED의 전체 개수를 줄일 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 포함한 액정표시장치를 제공하는데 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는 액정패널과; 다수의 LED를 포함하며 상기 액정패널의 하부에 배치되는 LED 어셈블리와 상기 다수의 LED 각각으로부터 출사된 빛을 상기 액정패널쪽으로 반사시키는 반사판과; 상기 반사판의 상부에 위치되는 반사수단을 포함하는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 반사수단은 상방향을 향해 돌출되어 그 중앙부가 점점 좁아지는 요철패턴의 제1반사부와 상기 제1반사부의 하단에서 가로방향 및 세로방향을 따라 연장된 다수의 제2반사부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 반사수단은 사방에 위치된 LED관통홀의 중앙에 위치되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1반사부는 원뿔형상 또는 측면이 다면체로 구성된 피라미드형상인 것을 특징으로 한다.
상기 파라미드 형상의 측면은 곡률을 가지는 곡면인 것을 특징으로 한다.
상기 제1반사부의 끝단에는 결합홀이 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 백라이트 유닛은, 상기 결합홀에 결합되는 지지핀과, 상기 반사판의 상부로 위치되는 확산판을 더 포함하고, 상기 확산판은 상기 지지핀을 통해 상기 반사판과의 광학갭을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1반사부의 상부로 위치되는 확산판을 더 포함하고, 상기 확산판은 상기 제1반사부를 통해 상기 반사판과의 광학갭을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 한다.
상기 다수의 제2반사부 각각은 제1반사부의 측면 간 경계영역의 하단에서부터 가로방향 및 세로방향을 따라 일정면적을 가지고 연장됨으로써 형성되며, 그 상면 중앙이 돌출되어 산 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 반사수단의 외면에는 확산 및 산란을 위한 패턴이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 패턴은 부식 또는 연마수단에 의해 형성된 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 다수의 LED를 포함한 LED 어셈블리와; 상기 다수의 LED 각각으로부터 출사된 빛을 전면방향을 향하도록 반사시키고, 내면에서부터 돌출된 광패턴을 구비하는 반사판과; 상기 반사판의 상부에 위치되는 반사수단을 포함하고, 상기 반사수단은 상방향을 향해 돌출되어 그 중앙부가 점점 좁아지는 요철패턴의 제1반사부와 상기 제1반사부의 하단에서 가로방향 및 세로방향을 따라 연장된 다수의 제2반사부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 반사수단은 사방에 위치된 LED관통홀의 중앙에 위치되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1반사부는 원뿔형상 또는 측면이 다면체로 구성된 피라미드형상인 것을 특징으로 한다.
상기 파라미드 형상의 측면은 곡률을 가지는 곡면인 것을 특징으로 한다.
상기 제1반사부의 끝단에는 결합홀이 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 결합홀에 결합되는 지지핀과, 상기 반사판의 상부로 위치되는 확산판을 더 포함하고, 상기 확산판은 상기 지지핀을 통해 상기 반사판과의 광학갭을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1반사부의 상부로 위치되는 확산판을 더 포함하고, 상기 확산판은 상기 제1반사부를 통해 상기 반사판과의 광학갭을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 한다.
상기 다수의 제2반사부 각각은 제1반사부의 측면 간 경계영역의 하단에서부터 가로방향 및 세로방향을 따라 일정면적을 가지고 연장됨으로써 형성되며, 그 상면 중앙이 돌출되어 산 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 반사수단의 외면에는 확산 및 산란을 위한 패턴이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 패턴은 부식 또는 연마수단에 의해 형성된 것을 특징으로 한다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함한 액정표시장치에 따르면, 반사수단이 다수의 LED관통홀 사이사이에 위치하도록 하여 서로 인접한 LED에 의해 빛이 중첩되는 중첩영역의 휘도를 증가시킴과 동시에 중첩영역을 확대할 수 있게 된다.
이를 통해, 다수의 LED 간의 이격간격을 넓힐 뿐만 아니라 다수의 LED 어셈블리 간의 이격간격을 넓힘으로써 전체 LED 수를 줄일 수 있게 된다.
나아가 LED 부품비용을 절감하여 전체 액정표시장치의 제조비용을 절감하고, 경량의 액정표시장치를 구현할 수 있는 이점이 있다.
또한, 반사판과 확산판 사이에서 광학갭을 일정하게 유지시킬 수 있는 지지핀을 생략할 수 있는 이점이 있다.
도 1는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도.
도 3a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반사수단을 도시한 사시도.
도 3b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반사수단을 도시한 평면도.
도 3c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반사수단을 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백라이트 유닛에서의 광 진행경로를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 1는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치(100)는 액정패널(110)과, 백라이트 유닛(120), 그리고 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)을 모듈화하기 위한 서포트메인(130)과 탑커버(140) 및 커버버툼(150)으로 구성된다.
액정패널(110)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제1 및 제2기판(112, 114)으로 구성된다.
여기서, 도면상에 도시하지는 않았지만, 능동행렬 방식이라는 전제 하에 통상 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제1기판(112) 내면에는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소가 정의되고, 각각의 교차점마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor:TFT)가 구비되어 각 화소에 형성된 투명 화소 전극과 일대일 대응 연결된다.
그리고, 상부기판 또는 컬러기판이라 불리는 제2기판(114) 내면으로는 각 화소에 대응되는 일례로 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러의 컬러필터(color filter)와, 이들 각각을 두르며 게이트라인과 데이터라인 그리고 박막트랜지스터 등의 비표시요소를 가리는 블랙매트릭스(black matrix)가 구비된다.
그리고 제1기판(112) 또는 제2기판(114)에는 화소전극에 대응되는 투명 공통전극이 마련될 수 있다.
그리고, 제1 및 제2기판(112, 114)의 외면으로는 특정 광만을 선택적으로 투과시키는 제1 및 제2편광판(119a, 119b)이 각각 부착된다.
또한, 이 같은 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판이나 테이프케리어패키지(Tape Carrier Package:TCP) 같은 연결부재(116)를 매개로 구동인쇄회로기판(117)이 연결되어 모듈화 과정에서 서포트메인(130)의 측면 내지는 커버버툼(150) 배면으로 적절하게 젖혀 밀착될 수 있다.
이에 상술한 구조의 액정패널(110)은, 구동인쇄회로기판(117)을 통해 전달되는 게이트구동회로의 온 또는 오프 신호에 의해 각 게이트라인 별로 선택된 박막트랜지스터가 온(on) 되면 데이터 구동회로의 신호전압이 데이터라인을 통해서 해당 화소전극으로 전달되고, 이에 따른 화소전극과 공통전극 사이의 전기장에 의해 액정분자의 배열방향이 변화되어 투과율 차이를 나타낸다.
이러한 액정패널(110)의 배면에는, 투과율의 차이를 화상으로 표시할 수 있도록 광을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비된다.
백라이트 유닛(120)은 다수의 LED어셈블리(129)와, 다수의 LED어셈블리(129) 상에 위치하는 반사판(127)과, 반사판(127)의 상부에 위치하는 확산판(124)과, 반사판(127)과 확산판(124) 사이에 위치되는 반사수단(160) 및 지지핀(128), 그리고 확산판(124)의 상부에 위치하는 광학시트(121)를 포함한다.
다수의 LED어셈블리(129) 각각은 다수의 LED(129a)가 일정간격 이격된 상태로 LED인쇄회로기판(Printed Circuit Board:PCB)(129b)에 장착됨으로써 이루어진다.
다수의 LED(129a) 각각은 실질적으로 빛을 발하는 LED칩으로부터 발생된 빛을 굴절 및 반사시키기 위한 LED렌즈를 포함한다.
이때, LED렌즈는 LED칩으로부터 발생된 빛을 이중 굴절시켜 모든 빛이 액정패널(110)을 향하도록 하는 굴절형 LED렌즈일 수 있다.
또는 LED렌즈는 LED칩으로부터 발생된 빛을 굴절 및 전반사시켜 일부 광은 액정패널(110)을 향하도록 하고, 일부 광은 커버버툼(150)을 향하도록 하는 반사형 LED렌즈일 수 있다.
이때, 반사형 LED렌즈를 적용한 LED(129a)는 빛이 모두 액정패널(110)을 향하도록 하는 굴절형 LED렌즈를 적용한 LED에 비해 광지향각이 넓기 때문에 다수의 LED(129a) 간의 이격간격을 넓히며 보다 적은 수의 LED(129a)를 사용할 수 있도록 한다. 또한, LED(129a) 간의 이격간격뿐만 아니라 LED 어셈블리(129) 간의 이격간격을 넓힘으로써 보다 적은 수의 LED(129a)를 사용할 수 있게 된다.
상기 다수의 LED어셈블리(129)는 커버버툼(150)의 장방향을 따라 나란하게 배열되거나 또는 장방향과 수직한 단방향을 따라 나란하게 배열될 수 있다.
한편, 다수의 LED(129a)가 장착되는 LED인쇄회로기판(129b)은 방열기능을 구비한 메탈코어인쇄회로기판(Metal Core Printed Circuit Board)에 해당될 수 있으며, 이러한 메탈코어인쇄회로기판의 배면에는 방열판(미도시)을 구비하여 다수의 LED(129a)각각으로부터 발생되는 열이 외부로 방출되도록 할 수 있다.
이러한 LED 인쇄회로기판(129b)의 상부로는 다수의 LED(129a) 각각으로부터 출사되는 광 중 커버버툼(150)으로 향하는 일부 광을 액정패널(110)쪽으로 반사시키는 반사판(127)이 위치된다.
상기 반사판(127)은 다수의 LED관통홀(125a)을 포함하는 제1부분(125)과, 제1부분(125)의 가장자리를 따라 외측방향으로 경사지게 연결되는 제2부분(126)으로 구성된다.
여기서, 다수의 LED관통홀(125a)은 다수의 LED어셈블리(129)에 포함되는 다수의 LED(129a) 각각에 대응되어 다수의 LED(129a) 각각이 통과할 수 있는 홀이다.
이러한 다수의 LED관통홀(125a)을 통해 다수의 LED(129a) 각각이 통과되어 노출됨으로써 반사판(127)은 LED인쇄회로기판(129b) 상부에 안착된다.
전술한 구조를 가지는 반사판(127)의 상부로는 광학갭(G)을 사이에 두고 광을 확산시키기 위한 확산판(124)이 위치된다.
상기 광학갭(G)은 다수의 LED(129a) 각각으로부터 출사되는 광을 확산시켜 광 균일도를 형성하기 위해 필요한 간격이다.
이러한 광학갭(G)을 일정하게 유지시켜며 다수의 LED(129a) 각각으로부터의 광을 보다 증대시키기 위해 반사판(127)과 확산판(124) 사이에는 반사수단(160)과 지지핀(128)이 구비된다.
여기서, 반사수단(160)은 반사판(127)의 상부에 위치됨으로써 다수의 LED(129a) 각각으로부터 출사된 광을 반사 및 굴절시켜 휘도를 증가시키는 역할을 한다.
이러한 반사수단(160)은 그 중앙부가 점점 좁아지는 원뿔 또는 측면이 다면체로 구성된 피라미드 형상을 가지는 제1반사부(162)와, 제1반사부(162)의 하단에서부터 연장된 제2반사부(164)로 구성된다.
이때, 반사수단(160)은 다수의 제2반사부(164)를 통해 다수의 제1반사부(162)가 서로 행 또는 열을 따라 연결되어 형성된 라인형태를 가질 수 있으며, 또는 행과 열을 따라 매트릭스 형태로 연결된 형태를 가질 수 있다.
한편, 반사수단(160)의 제1반사부(162) 끝단에는 결합홀(128a)이 포함된다. 이때, 결합홀(128a)은 다수의 제1반사부(162) 중 적어도 하나에 형성될 수 있는데, 일예로 하나 또는 둘씩 건너뛰며 형성될 수 있다.
이러한 반사수단(160)은 서로 인접한 LED(129a) 사이에 위치됨으로써 서로 인접한 LED(129a)로부터 출사된 빛이 중첩되는(겹쳐지는) 중첩영역의 휘도를 증대시킴과 더불어 중첩영역을 확대시킨다. 따라서, 다수의 LED 간의 간격이 넓어지고 LED의 수가 줄어들 수 있게 된다.
한편, 반사수단(160)의 제2부분(164)은 반사판(127)의 일부를 덮도록 도시하였으나, LED(129a) 주변을 덮도록 형성될 수도 있다. 이와 같은 반사수단(160)에 대해서는 차후에 상세히 설명한다.
지지핀(128)은 반사수단(160)의 제1반사부(162)의 끝단 결합홀(128a)을 통해 반사수단(160)과 결합된 상태로 반사판(127)과 확산판(124) 사이에 위치된다.
한편, 전술한 다수의 LED(129a)를 반사형 LED로 적용할 경우, 광 지향각이 넓기 때문에 반사판(127)과 확산판(124) 간의 광학갭(G)을 줄일 수 있는 이점이 있다. 이를 통해, 액정표시장치(100)의 전체 두께를 감소시킬 수 있게 된다.
상기 확산판(124)의 상부로는 광학시트(121)가 위치된다.
여기서, 광학시트(121)는 적어도 확산시트와 적어도 하나의 집광시트, 그리고 보호시트를 포함할 수 있으며, 휘도를 높일 수 있는 DBEF(dual brightness enhancement film)라 불리는 이중휘도향상필름 등 각종 기능성 시트가 포함되어 다수의 LED(129a)로부터 출사되는 광의 휘도를 증가시킬 수 있다.
이에 따라, 다수의 LED(129a) 각각으로부터 출사된 광은 반사판(127)과, 반사수단(160)과, 확산판(124) 그리고 광학시트(121)에 의해 액정패널(110)로 입사되고, 이를 이용하여 액정패널(110)은 고휘도 화상을 외부로 표시하게 된다.
이러한 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 탑커버(140)와 서포트메인(130) 그리고 커버버툼(150)을 통해 모듈화된다.
여기서, 탑커버(140)는 액정패널(110)의 상면 및 측면 가장자리를 덮도록 단면이 ㄱ형태로 절곡된 사각테 형상으로, 탑커버(140)의 전면을 개구하여 액정패널(110)에서 구현되는 화상을 표시하도록 구성한다.
그리고, 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)이 안착하여 액정표시장치(100) 전체 기구물 조립에 기초가 되는 커버버툼(150)은, 사각모양의 하나의 판 형상으로 커버버툼(150)의 서로 대향하는 양단 가장자리로 결합되는 한 쌍의 바(bar) 형태의 사이드서포트(미도시)를 포함할 수 있다.
또한 사이드서포트(미도시)를 제외한 커버버툼(150)의 나머지 두 가장자리는 이들과 높이를 같이하도록 비스듬하게 절곡 상승되어 그 내부로 백라이트 유닛(120)이 안착될 수 있는 소정공간을 형성할 수 있다.
이러한 커버버툼(150) 상에 안착되며 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 두르는 사각테 형상의 서포트메인(130)이 탑커버(140) 및 커버버툼(150)과 결합됨으로써 모듈화가 이루어진다.
한편, 탑커버(140)는 케이스탑 또는 탑 케이스라 일컬어지기도 하고, 서포트메인(130)은 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 커버버툼(150)은 버텀커버라 일컬어지기도 한다.
도 3a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반사수단을 도시한 사시도이고, 도 3b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반사수단을 도시한 평면도이며, 도 3c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반사수단을 도시한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 반사수단(160)은 상방향을 향해 돌출되어 그 중앙부가 점점 좁아지는 요철패턴으로 구성된 제1반사부(162)와, 제1반사부(162)의 하단에서 가로방향 및 세로방향을 따라 연장된 다수의 제2반사부(164)로 구성된다.
상기 제1반사부(162)는 원뿔 또는 측면이 다면체인 피라미드 형상을 가질 수 있다.
이때, 피라미드 형상을 가지는 제1반사부(162)의 측면(310)은 곡률을 가지는 곡면으로 형성될 수도 있다. 이러한 곡면을 통해 광의 굴절방향을 조절함으로써 중첩영역 상의 광 분포를 조절할 수 있다. 이를 위해 곡면은 제1반사부의 내측방향으로 움푹한 곡률일 수 있으며, 곡률은 가변곡률일 수 있다.
상기 제1반사부(162)는 원뿔 또는 측면이 다면체인 피라미드 형상을 가질 수 있는데, 이하에서는 측면이 4면인 피라미드를 일예로써 설명한다.
이러한 제1반사부(162)의 끝단에는 반사판(도 2의 127)과 확산판(도 2의 124) 사이의 광학갭을 일정하게 유지시키기 위한 지지판(도 2의 128)이 삽입될 수 있는 결합홀(128a)이 포함된다.
다수의 제2반사부(164) 각각은 제1반사부(162)의 측면 간 경계영역의 하단에서부터 가로방향 및 세로방향을 따라 일정면적을 가지고 연장됨으로써 형성되는데, 그 상면 중앙이 돌출되어 산 형상을 가진다.
전술한 구조를 가지는 반사수단(160)의 하부에는 반사수단(160)이 커버버툼(도 2의 150) 상에 후크 결합됨으로써 고정될 수 있도록 하는 후크수단(168)이 포함될 수 있다.
이러한 반사수단(160)은 서로 인접한 LED관통홀(125a) 사이에 위치됨으로써 다수의 LED관통홀(125a)을 통해 노출된 다수의 LED(129a) 사이사이에 위치되게 된다.
이를 보다 부연 설명하면, 반사수단(160)은 제1부분(125)의 장방향을 따라 형성된 다수의 LED관통홀(125a)의 사이사이, 즉 서로 이웃한 LED관통홀(125a) 사이에 위치될 수 있으며, 또는 단방향을 따라 형성된 다수의 LED관통홀(125a)의 사이사이, 즉 서로 이웃한 LED관통홀(125a) 사이에 위치될 수 있다. 그러나 보다 바람직하게는, 반사수단(160)이 사방에 형성된 4개의 LED관통홀(125a) 중앙에 위치되는 것이다.
이와 같이 반사수단(160)이 4개의 LED관통홀(125a) 중앙에 위치됨으로써 다수의 LED(129a) 각각은 사방에 형성된 4개의 반사수단(160)에 영향을 받게 된다.
이를 좀더 설명하면, 각 LED(129a)의 주위에는 4개의 반사수단(160)이 위치되는데, 이때 LED(129a)를 중심으로 사각형 영역의 각 모서리에 4개의 반사수단(160)이 위치될 수 있다.
이에 따라, LED(129a)로부터 출사된 광은 자신을 둘러싼 4개의 제1반사부(162) 각각에서 자신과 마주하는 측면을 통해 반사됨과 동시에 자신과 마주하는 4개의 제2반사부(164) 각각을 통해 반사되게 된다.
이로부터 다수의 LED(129a) 각각으로부터 출사된 빛의 도달영역이 넓어지며 서로 인접한 LED(129a)로부터 발생된 빛이 중첩되는 중첩영역이 넓어지게 된다.
이를 통해, 다수의 LED(129a) 간의 이격거리와 다수의 LED(129) 어셈블리 간의 이격거리를 넓힐 수 있기 때문에 LED(129a)의 전체 개수가 줄어들 수 있게 된다. 이와 같이 LED의 부품개수를 줄임으로써 비용을 절감함과 동시에 경량의 액정표시장치를 구현할 수 있게 된다.
한편, 반사수단(160)은 제2반사부(164)를 통해 행과 열을 따라 연결되어 형성된 라인형태를 가질 수 있으며, 또는 행과 열을 따라 매트릭스 형태로 연결된 형태를 가질 수 있다. 이는 반사수단(160)을 하나씩 반사판 상에 배치하는 것보다 라인형태의 반사수단(160)을 배치하는 것이 빠르고 편리하며, 매트릭스 형태의 반사수단(160)이 보다 빠르고 편리한 이점이 있다.
이와 같은 반사수단(160)은 반사판(127)과 동일 물질로 형성될 수 있다. 일예로, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate : PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate : PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리올레핀(polyolefine), 셀룰로스 아세테이트(cellulose acetate) 및 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride) 중 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
그러나 이에 한정되지 않고, 반사수단(160)은 커버버툼(도 1의 150), 서포트메인(도 1의 130) 및 지지핀(도 1의 128) 중 하나와 동일한 물질로 형성될 수 있으며, 또는 반사수단(160)의 외면에는 확산 및 산란을 위한 패턴이 포함될 수 있다. 이를 보다 부연설명하면, 반사수단(160)의 표면에 표면거칠기를 부여하기 위해 표면을 임의로 부식시키거나, 또는 연마(polishing)시킴으로써 패턴을 형성할 수 있다.
이와 같이 반사수단(160)은 그 형태가 자유자재로 변형될 수 있으며, 확산 및 반사를 위한 추가의 구성을 더 부가함으로써 광 경로를 조절하거나, 출사되는 광량을 조절할 수 있는 이점이 있다.
전술한 바와 같은 반사판(127)을 적용한 백라이트 유닛(120)에서의 광 진행경로를 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백라이트 유닛에서의 광 진행경로를 설명하기 위한 도면이다. 여기서는, 광의 진행방향을 보다 상세히 설명하기 위해 지지핀의 구성은 생략하여 도시하였다.
도시된 바와 같이, 다수의 LED(129a) 각각으로부터 출사된 광은 액정패널(도 2의 110)을 향해 출사되는 제1광(L11)과, 반사수단(160)의 제1반사부(162)를 향해 출사되는 제2광(L21)으로 구분될 수 있다.
이에 따라, 다수의 LED(129a) 각각으로부터 출사된 제1광(L11) 중 일부 광(L12)은 확산판(124)과 광학시트(121)를 통과하여 액정패널(도 2의 110)로 제공되고, 일부 광(L13)은 확산판(124) 또는 광학시트(121)에 의해 굴절(반사)된 후반사수단(160)에 의해 액정패널(도 2의 110)을 향하는 방향으로 재반사되게 된다.
그리고 다수의 LED(129a) 각각으로부터 출사된 제2광(L21)은 반사수단(160) 에 의해 액정패널(도 2의 110)을 향하는 방향으로 반사(L22)된다. 이렇게 반사된 광(L22) 중 일부 광(L23)은 확산판(124)과 광학시트(121)를 통과하여 액정패널(도 2의 110)로 제공되고, 일부 광(L24)은 확산판(124) 또는 광학시트(121)에 의해 굴절(반사)되어 반사수단(160)의 제1반사부(162) 또는 제2반사부(164)을 향하게 된다.
이와 같이, 다수의 LED(129a) 각각으로부터 출사된 광이 반사수단(160)에 의해 반사되어 LED(129a) 간의 중첩영역으로 출사됨으로써 중첩영역의 광 휘도가 증대되며, 중첩영역이 보다 넓어지도록 할 수 있음을 알 수 있다. 이를 통해 다수의 LED(129a) 간의 이격간격, 또한 다수의 LED 어셈블리(129) 간의 이격간격을 넓힐 수 있게 되며, 전체 LED 수를 줄일 수 있게 된다.
나아가 LED부품 비용을 절감함으로써 전체 액정표시장치의 제조비용을 절감하고, 경량의 액정표시장치를 구현할 수 있게 된다.
한편, 반사형 LED렌즈가 적용된 LED일 경우, 다수의 LED(129a) 각각으로부터 출사된 광은 액정패널(도 2의 110)을 향해 출사되는 제1광과, 반사수단(160)의 제1반사부(162)를 향해 출사되는 제2광, 그리고 제2반사부(164)를 향해 출사되는 제3광으로 구분될 수 있다. 여기서, 제3광 중 일부 광은 반사수단(160)의 제2반사부(164)에 의해 제1반사부(162)를 향하는 방향으로 반사되고, 일부 광은 액정패널(도 2의 110)을 향하는 방향으로 반사될 수 있다.
이 경우에도, 다수의 LED(129a) 각각으로부터 출사된 광이 제1반사부(162)와제2반사부(164)에 의해 반사되어 LED(129a) 간의 중첩영역으로 출사됨으로써 중첩영역의 광 휘도가 증대되며, 중첩영역이 보다 넓어지도록 할 수 있음을 알 수 있다. 이를 통해 다수의 LED(129a) 간의 이격간격, 또한 다수의 LED 어셈블리(129) 간의 이격간격을 넓힐 수 있게 되며, 전체 LED 수를 줄일 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다. 여기서는 반사수단과 지지판의 구성을 제외한 구성은 도 2와 동일하므로 동일 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도시된 바와 같이, 반사수단(260)은 상방향을 향해 돌출되어 그 중앙부가 점점 좁아지는 요철패턴으로 구성된 제1반사부(262)와, 제1반사부(262)의 하단에서 가로방향 또는 세로방향을 따라 연장된 다수의 제2반사부(164)로 구성된다.
여기서, 제1반사부(262)와 제2반사부(264)는 서로 인접한 LED(229a)로부터 출사된 광이 중첩되는 중첩영역의 휘도를 증가시킴과 더불어 중첩영역을 넓히는 역할을 한다.
이때, 제1반사부(262)는 상부에 위치되는 확산판(224)과 접촉하도록 높게 형성됨으로써 확산판(224)을 지지하는 역할을 한다.
이러한 제1반사부(262)를 통해 반사판(227)과 확산판(224) 사이의 광학갭(G)을 일정하게 유지시키는 역할을 하는 다수의 지지판(도 2의 128)이 생략될 수 있는 이점이 있다.
이상과 같은 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위 및 이와 균등한 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
100: 액정표시장치 110: 액정패널
120: 백라이트 유닛 129: LED 어셈블리
127, 227: 반사판 125a, 225a: LED관통홀
160, 260: 반사수단 162, 262: 제1반사부
164,264: 제2반사부 124: 확산판
121: 광학시트

Claims (20)

  1. 액정패널과;
    다수의 LED를 포함하며 상기 액정패널의 하부에 배치되는 LED 어셈블리와 상기 다수의 LED 각각으로부터 출사된 빛을 상기 액정패널쪽으로 반사시키는 반사판과;
    상기 반사판의 상부에 위치되는 반사수단을 포함하는 백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 반사수단은 상방향을 향해 돌출되어 그 중앙부가 점점 좁아지는 요철패턴의 제1반사부와 상기 제1반사부의 하단에서 가로방향 및 세로방향을 따라 연장된 다수의 제2반사부를 포함하며,
    상기 제1반사부는 측면이 다면체로 구성된 피라미드 형상이고, 상기 제1반사부의 측면은 내측 방향으로 움푹한 가변 곡률을 가지는 곡면인 액정표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 반사수단은 사방에 위치된 LED관통홀의 중앙에 위치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1반사부의 끝단에는 결합홀이 구비된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은,
    상기 결합홀에 결합되는 지지핀과,
    상기 반사판의 상부로 위치되는 확산판을 더 포함하고,
    상기 확산판은 상기 지지핀을 통해 상기 반사판과의 광학갭을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제1반사부의 상부로 위치되는 확산판을 더 포함하고,
    상기 확산판은 상기 제1반사부를 통해 상기 반사판과의 광학갭을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 제2반사부 각각은 제1반사부의 측면 간 경계영역의 하단에서부터 가로방향 및 세로방향을 따라 일정면적을 가지고 연장됨으로써 형성되며, 그 상면 중앙이 돌출되어 산 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 반사수단의 외면에는 확산 및 산란을 위한 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 패턴은 부식 또는 연마수단에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  11. 다수의 LED를 포함한 LED 어셈블리와;
    상기 다수의 LED 각각으로부터 출사된 빛을 전면방향을 향하도록 반사시키고, 내면에서부터 돌출된 광패턴을 구비하는 반사판과;
    상기 반사판의 상부에 위치되는 반사수단을 포함하고,
    상기 반사수단은 상방향을 향해 돌출되어 그 중앙부가 점점 좁아지는 요철패턴의 제1반사부와 상기 제1반사부의 하단에서 가로방향 및 세로방향을 따라 연장된 다수의 제2반사부를 포함하며,
    상기 제1반사부는 측면이 다면체로 구성된 피라미드 형상이고, 상기 제1반사부의 측면은 내측 방향으로 움푹한 가변 곡률을 가지는 곡면인 백라이트 유닛.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 반사수단은 사방에 위치된 LED관통홀의 중앙에 위치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 제1반사부의 끝단에는 결합홀이 구비된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 결합홀에 결합되는 지지핀과,
    상기 반사판의 상부로 위치되는 확산판을 더 포함하고,
    상기 확산판은 상기 지지핀을 통해 상기 반사판과의 광학갭을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 제1반사부의 상부로 위치되는 확산판을 더 포함하고,
    상기 확산판은 상기 제1반사부를 통해 상기 반사판과의 광학갭을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  18. 제 11항에 있어서,
    상기 다수의 제2반사부 각각은 제1반사부의 측면 간 경계영역의 하단에서부터 가로방향 및 세로방향을 따라 일정면적을 가지고 연장됨으로써 형성되며, 그 상면 중앙이 돌출되어 산 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  19. 제 11항에 있어서,
    상기 반사수단의 외면에는 확산 및 산란을 위한 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 패턴은 부식 또는 연마수단에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
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