KR102302625B1

KR102302625B1 - 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치

Info

Publication number: KR102302625B1
Application number: KR1020150109232A
Authority: KR
Inventors: 한승준; 김준식
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2015-07-31
Publication date: 2021-09-15
Also published as: KR20170015828A

Abstract

본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 개시한다. 개시된 본 발명의 액정표시장치는, 본 발명의 액정표시장치는, 액정표시패널을 포함하고, 상기 액정표시패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛을 포함하며, 상기 백라이트 유닛은, 바텀커버와, 상기 바텀커버의 중앙 영역에 배치되고, 발광패키지들의 개수가 서로 다른 제1 및 제2 광원부와, 상기 바텀커버의 모서리 영역에 배치된 제3광원부와, 상기 제3광원부 상에 배치된 광량조절부를 포함함으로써, 액정표시패널 모서리에서 발생하는 핫 스팟(Hot Spot) 불량을 제거한 효과가 있다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치{Back light Unit and Liquid Crystal Display Device having thereof}

본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.

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.

일반적으로 액정표시장치는 박막 트랜지스터를 포함하여 게이트 라인, 데이터 라인, 화소 전극 등의 패턴이 형성되는 하부기판과, 블랙 매트릭스 및 컬러필터 등의 패턴이 형성되는 상부기판이 액정층을 사이에 두고 합착된 액정표시패널을 포함한다.

상기 액정표시장치는 CRT(Cathode Ray Tube)와는 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 에지방식과 직하방식으로 구분된다.

에지방식 백라이트 유닛은 측면에 배치된 광원으로부터의 출사되는 광을 도광판을 통하여 면광으로 변환하고, 변환된 면광을 액정표시패널에 제공하는 구조를 가진다.

직하방식 백라이트 유닛은 액정표시패널의 하부에 복수의 광원이 배치되어 상기 액정표시패널의 직하에서 광을 제공하는 구조를 가진다.

도 1은 종래 기술에 따른 직하방식 액정표시장치의 구조를 도시한 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 종래 직하방식 액정표시장치는, 액정표시패널(10)과 상기 액정표시패널(10) 하부에 배치된 바텀커버(20)와, 상기 바텀커버(20)의 내측에 발광다이오드 칩(LED Chip: Light Emitting Diode Chip)들이 실장된 발광패키지(50)와 상기 발광패키지(50)가 실장된 인쇄회로기판(30)이 배치된다.

일반적인 직하방식 백라이트 유닛은 액정표시패널(10)의 직하에 다수의 발광패키지들(50)을 배열시키는 구조를 가지는데, 상기 발광패키지(50)가 배치된 영역과 배치되지 않은 영역 간에 휘도 차가 발생하는 문제가 있었다. 또한, 바 타입(Bar Type) 구조를 갖는 인쇄회로기판(30)의 물리적 제약으로 액정표시패널(10)의 모서리 영역까지 발광다이오드를 위치시키기 어려움이 있다.

도 2는 종래 직하방식 액정표시장치에서 휘도 불균일 현상이 발생하는 도면으로서, 도시된 바와 같이, 액정표시장치의 4 모서리 영역(A, B, C, D)에서 휘도가 급격히 저하되는 암부가 발생되는 것을 볼 수 있다.

이러한, 문제를 해결하기 위해서는 상기 액정표시패널(10)의 모서리 영역과 대응되는 영역에 발광패키지들의 개수를 증가시켜야 하기 때문에 제조 비용이 증가하는 문제가 있다.

또한, 상기와 같이 액정표시패널(10)의 모서리와 대응되는 영역에 발광패키지의 수를 증가시키면, 상기 액정표시패널(10) 모서리 영역의 휘도가 중앙보다 밝아지는 문제가 발생한다.

특히, 최근 액정표시패널(10)의 대형화 및 슬림화로 인하여 상기 액정표시패널(10) 모서리 영역의 휘도 불균일 현상은 더욱 심해지고 있다.

본 발명은, 발광패키지들이 실장된 인쇄회로기판의 일부를 분리하여 액정표시패널의 모서리와 대응되는 영역에 발광패키지를 배치함으로써, 액정표시패널 모서리에서 발생하는 휘도 불량을 제거한 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 액정표시패널의 모서리와 대응되는 영역에 발광패키지를 배치하고, 그 발광패키지 상부에 반사판과 일체로 형성된 광량조절부를 배치함으로써, 액정표시패널 모서리에서 발생하는 핫 스팟(Hot Spot) 불량을 제거한 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 발광패키지들이 실장된 인쇄회로기판의 일부를 분리하여 액정표시패널 모서리와 대응되는 영역에 발광패키지를 배치하고, 액정표시패널의 중앙 영역에는 서로 발광패키지들의 실장 개수가 다른 인쇄회로기판을 교대로 배치함으로써, 발광패키지들에 공급되는 구동전압 변경 없이 액정표시패널 중앙 및 모서리 영역에서 발생되는 휘도 불균일 현상을 제거한 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기와 같은 종래 기술의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 백라이트 유닛은, 바텀커버를 포함하고, 바텀커버, 상기 바텀커버의 중앙 영역에 배치되고, 발광패키지들의 개수가 서로 다른 제1 및 제2 광원부, 상기 바텀커버의 모서리 영역에 배치된 제3광원부, 상기 제3광원부 상에 배치된 광량조절부를 포함한다.

아울러, 상기 제1 내지 제3 광원부들은 상기 제1 광원부가 한쌍으로 구성된 제1그룹과 상기 제1 내지 제3광원부로 구성된 제2그룹으로 구분되고, 상기 제2 광원부와 제3 광원부의 개수는 각각 상기 바텀커버의 모서리 개수와 동일하며, 상기 제1 및 제2 광원부에 배치된 발광패키지들은 각각 오목한 면을 구비한 반사형 렌즈를 포함하고, 상기 제3 광원부에 배치된 발광패키지는 볼록한 면을 구비한 굴절형 렌즈를 포함하고, 상기 바텀커버 상에는 상기 광량조절부와 일체로 형성된 반사판을 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 광원부에 배치된 발광패키지들의 광은 상기 제1 및 제2 광원부의 하부 방향으로 진행하고, 상기 제3 광원부에 배치된 발광패키지의 광은 상기 제3 광원부 상부 방향으로 진행하고, 상기 광량조절부는 복수개의 슬릿 패턴들을 구비하며, 상기 제3광원부에서 출사되는 광은 상기 슬릿패턴의 폭에 따라 상기 슬릿패턴을 통과한 광의 광량이 달라짐으로써, 액정표시패널 모서리에서 발생되는 휘도 불량을 제거한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 액정표시장치는, 액정표시패널을 포함하고, 상기 액정표시패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛을 포함하며, 상기 백라이트 유닛은, 바텀커버와, 상기 바텀커버의 중앙 영역에 배치되고, 발광패키지들의 개수가 서로 다른 제1 및 제2 광원부와, 상기 바텀커버의 모서리 영역에 배치된 제3광원부와, 상기 제3광원부 상에 배치된 광량조절부를 포함함으로써, 액정표시패널 모서리에서 발생하는 핫 스팟(Hot Spot) 불량을 제거한 효과가 있다.

본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치는, 발광패키지들이 실장된 인쇄회로기판의 일부를 분리하여 액정표시패널 모서리와 대응되는 영역에 발광패키지를 배치함으로써, 액정표시패널 모서리에서 발생되는 휘도 불량을 제거한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치는, 액정표시패널의 모서리와 대응되는 영역에 발광패키지를 배치하고, 그 발광패키지 상부에 반사판과 일체로 형성된 광량조절부를 배치함으로써, 액정표시패널 모서리에서 발생하는 핫 스팟(Hot Spot) 불량을 제거한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치는, 발광패키지들이 실장된 인쇄회로기판의 일부를 분리하여 액정표시패널 모서리와 대응되는 영역에 발광패키지를 배치하고, 액정표시패널의 중앙 영역에는 서로 발광패키지들의 실장 개수가 다른 인쇄회로기판을 교대로 배치함으로써, 발광패키지들에 공급되는 구동전압 변경 없이 액정표시패널 중앙 및 모서리 영역에서 발생되는 휘도 불균일 현상을 제거한 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 직하방식 액정표시장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 종래 직하방식 액정표시장치에서 휘도 불균일 현상이 발생하는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구조를 도시한 사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 광원 영역을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치의 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 액정표시장치 중앙과 모서리 영역에서 배치되는 발광패키지의 구조를 도시한 도면이다.
도 8은 상기 도 6에서 액정표시장치의 모서리 영역을 확대한 도면이다.
도 9a 내지 도 10b는 본 발명의 반사판에 형성된 광량조절부의 구조에 따라 광량이 조절되는 모습을 도시한 도면이다.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 백라이트 유닛에 배치되는 반사판의 광량조절부의 다양한 구조를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 액정표시장치 모서리 영역에서 휘도 불균일이 개선된 모습을 도시한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.

이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구조를 도시한 사시도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 액정표시장치(200)는, 영상이 디스플레이되는 액정표시패널(110)과, 상기 액정표시패널(110)의 하부에 배치되어 광을 제공하는 백라이트 유닛(120)과, 상기 액정표시패널(110)의 하부 가장자리 둘레를 지지하는 패널 가이드(100)를 포함한다.

상기 액정표시패널(110)은 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 박막 트랜지스터 기판 및 컬러필터 기판, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정 층을 포함한다.

도면에는 상세히 도시되지 않았지만, 상기 박막 트랜지스터 기판 및 컬러필터 기판을 상세히 설명하면, 상기 박막 트랜지스터 기판은 복수의 게이트 라인 및 데이터 라인이 교차하여 화소를 정의하고, 각각의 교차영역마다 박막 트랜지스터(TFT: thin film transistor)가 구비되어 각각의 픽셀에 실장된 화소 전극과 일대일 대응되어 연결된다. 상기 컬러필터 기판은 각 픽셀에 대응되는 R, G, B 컬러의 컬러필터층, 이들 각각을 테두리 하며 게이트 라인과 데이터 라인 및 박막 트랜지스터 등을 가리는 블랙 매트릭스를 포함한다.

상기 액정표시패널(110)의 가장자리에는 게이트 라인으로 구동신호를 공급하는 게이트 구동부(112)가 구비되고, 데이터 라인으로 구동신호를 공급하는 데이터 구동부(113)가 구비된다. 상기 게이트 구동부(112)는 별도의 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)에 구성되지 않고, 박막 트랜지스터 기판 상에 형성될 수도 있다.

상기 게이트 및 데이터 구동부(112, 113)는 COF(Chip on film)에 의해 액정표시패널(110)과 전기적으로 연결된다. 여기서, 상기 COF는 TCP(Tape Carrier Package)로 변경될 수 있다.

상기 액정표시패널(110)의 하부에 배치된 백라이트 유닛(120)은 바텀커버(180)와, 상기 바텀커버(180) 상에 배치된 제1 내지 제3 광원부(160, 161, 162)와, 상기 제1 내지 제3 광원부(160, 161, 162) 상부에 배치된 반사판(170)과, 상기 반사판(170) 상부에 배치된 확산 플레이트(131)와, 상기 확산 플레이트(131) 상부에 배치된 광학시트(130)를 포함한다.

상기 제1 광원부(160)는 제1 인쇄회로기판(160b)과 상기 제1 인쇄회로기판(160b) 상에 배치된 제1 발광패키지들(160a)을 포함하고, 상기 제2 광원부(161)는 제2 인쇄회로기판(161b)과 상기 제2 인쇄회로기판(161b) 상에 배치된 제2 발광패키지들(161a)을 포함하며, 상기 제3 광원부(162)는 제3 인쇄회로기판(162b)과 상기 제3 인쇄회로기판(162b) 상에 배치된 제3 발광패키지들(162a)을 포함한다.

상기 반사판(170)은 상기 제1 내지 제3 광원부(160, 161, 162)로부터 출사되는 광을 반사하는 반사부(170a)와 상기 반사부(170a)의 모서리를 따라 상기 제3 광원부(162)에서 출사되는 광량을 제어하는 광량조절부(170b)와, 상기 제1 및 제2 광원부(160, 161)의 제1 및 제2 발광패키지들(160a, 161a)과 대응되는 영역에 형성된 발광홀(170c)을 포함한다.

상기 반사판(170)의 광량조절부(170b)는 상기 액정표시패널(110)의 네 모서리 영역과 대응되는 영역에 위치한다.

상기 광학시트들(130)은 확산 시트, 집광 시트 및 보호 시트를 포함한다. 여기서, 상기 광학 시트들(130)은 한 장의 확산 시트와 두 장의 집광 시트로 구성될 수도 있고, 두 장의 확산 시트와 한 장의 집광 시트로 구성될 수도 있다.

상기 제1 내지 제3 발광패키지들(160a, 161a, 162a) 각각에는 제1 내지 제3 발광칩(미도시) 상부에 발광칩으로부터 발생하는 광을 소정의 각도로 굴절시키는 렌즈들(미도시)이 배치되어 있다.

본 발명에서는 상기 제1 및 제2 광원부(160, 161)들에는 하부 방향으로 광이 굴절되도록 반사형 렌즈가 배치되고, 상기 액정표시패널(110)의 네 모서리 영역에 배치되는 제3 광원부(162)에는 상부 방향으로 광이 굴절되도록 하는 굴절형 렌즈가 배치된다. 이와 관련해서는 아래 도 7a 및 도 7b에서 상세히 설명한다.

본 발명의 백라이트 유닛(120)은, 상기 제1 및 제2 광원부(160, 161)의 인쇄회로기판들(160b, 161b)은 서로 인접하게 상기 바텀커버(180)의 중앙에 배치하고, 상기 제2 광원부(161)에 배치되는 제2 발광패키지(161a)의 개수는 상기 제1 광원부(160)에 배치되는 제1 발광패키지(160a)의 개수보다 적다.

상기 제2 광원부(161)의 제2 발광패키지들(161a) 중 상기 제1 광원부(160)의 제1 발광패키지들(160a) 보다 적은 개수는 상기 제2 광원부(161)의 제2 인쇄회로기판(161b)으로부터 분리된 제3 광원부(162)의 제3 인쇄회로기판(162b) 상에 배치된 제3 발광패키지(162a)의 개수와 동일하다.

따라서, 본 발명에서는 상기 제1 광원부(160)의 제1 발광패키지(160a) 개수와 이와 전기적으로 연결된 상기 제2 광원부(161)와 제3 광원부(162)에 배치된 제2 및 3 발광패키지들(161a, 162a)의 개수가 같도록 한다.

상기 제1 광원부(160), 제2 광원부(161) 및 제3 광원부(162)들은 전원 라인(PL)에 의해 서로 전기적으로 연결된다.

또한, 상기 제2 광원부(161)와 전기적으로 연결된 제3 광원부(162)는 상기 바텀커버(180)의 모서리 영역에 각각 배치되어, 종래 액정표시장치(200)의 모서리 영역에 발생하던 암부를 제거하였다. 따라서, 상기 제2 광원부(161)과 제3 광원부(162) 각각은 상기 바텀커버(180)의 모서리 개수와 동일한 개수를 갖는다. 예를 들어, 상기 바텀커버(180)가 사각형 구조인 경우에는 네 개의 모서리(Coner)부를 구비하므로 상기 제2 광원부(161)과 제3 광원부(162)의 개수는 각각 4개일 수 있다.

또한, 상기 반사판(170)의 발광홀(170c)들은 상기 제1 및 제2 광원부(160, 161)에 배치된 제1 및 제2 발광패키지들(160a, 161a)과 대응되도록 형성되어, 상기 반사판(170)이 상기 제1 및 제2 인쇄회로기판(160b, 161b) 및 상기 바텀커버(180)의 내면 상에 배치되면, 상기 발광홀(170c)들을 통해 상기 제1 및 제2 발광패키지들(160a, 161a)이 외부로 노출된다.

또한, 상기 반사판(170)의 모서리 영역에 형성된 광량조절부(170b)는 상기 바텀커버(180)의 모서리 영역에 배치되는 제3 광원부(162)와 대응되어, 상기 제3 광원부(162)에서 상기 확산플레이트(131)로 진행하는 광량을 조절한다.

상기 광량조절부(170b)는 상기 제3 광원부(162)에서 상부 방향으로 진행하는 광의 투과량을 조절할 수 있도록 복수개의 슬릿 패턴들이 형성된다. 슬릿 패턴들의 폭과 슬릿 패턴들의 간격에 따라 상기 제3 광원부(162)에서 발생하는 광의 투과량이 달라져, 상기 액정표시패널(110)의 모서리 영역과 중앙 영역의 휘도를 균일하게 조절할 수 있는 이점이 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치는, 발광패키지들이 실장된 인쇄회로기판의 일부를 분리하여 액정표시패널 모서리와 대응되는 영역에 발광패키지를 배치함으로써, 액정표시패널 모서리에서 발생되는 휘도 불량을 제거한 효과가 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 광원 영역을 도시한 도면이다.

도 3과 함께 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 백라이트 유닛(120)은, 바텀커버(180) 내측으로 2개의 제1 광원부(160)로 구성된 제1 그룹(GP1)과, 상기 제1 내지 제3 광원부(160, 161, 162)로 구성된 제2 그룹(GP2)이 서로 교대로 배치되어 있다.

또한, 상기 제1 광원부(160)의 제1 발광패키지(160a)는 상기 제2 광원부(161) 및 제3 광원부(162)에 배치되어 있는 제2 및 제3 발광패키지들(161a, 162a)의 개수의 합과 같다. 특히, 상기 제3 광원부(162)의 제3 발광패키지(162a)의 개수는 상기 제1 광원부(1601)에 배치된 제1 발광패키지(160a)들에서 상기 제2 광원부(161)에 배치된 제2 발광패키지(161a)들을 뺀 발광패키지의 개수와 같다.

상기 제3 발광패키지(162a)는 상기 바텀커버(180)의 네 모서리 영역(X 영역)에 배치된다.

도면에 도시된 바와 같이, 제1 광원부(160)의 제1 인쇄회로기판(160b) 상에는 5개의 제1 발광패키지(160a)가 배치되기 때문에 상기 제1 그룹(GP1)에는 모두 10개의 발광패키지들이 실장되어 하나의 스트링(String)을 이룬다.

또한, 제2 그룹(GP2)에는 제1 광원부(160)에 배치된 5개의 발광패키지와, 상기 제2 광원부(161)에 배치된 4개의 발광패키지 및 상기 제3 광원부(162)에 배치된 한 개의 발광패키지로 구성되어 상기 제1 그룹(GP1)과 같이 10개의 발광패키지들이 실장된다. 또한, 4개의 제2 발광패키지(160b)가 배치된 제2 광원부(161)는 1개의 제3 발광패키지(162a)가 배치된 제3 광원부(162)와 전기적으로 연결된다.

따라서, 본 발명의 백라이트 유닛(120)에서는 제1 그룹(GP1)과 제2 그룹(GP2)에 배치되는 발광패키지의 개수는 동일하기 때문에 백라이트 유닛(120)을 구동하기 위해 인버터로부터 공급되는 구동 전압의 변경은 없다.

이와 같이, 본 발명은 종래 백라이트 유닛(120)의 구동부(인버터 등)의 변경 없이 액정표시패널의 모서리 영역에서 발생되는 휘도 불량을 개선할 수 있는 효과가 있다.

위에서 설명한 바와 같이, 발광패키지가 10개가 실장되는 경우를 하나의 스트링(String)으로 할 때, 상기 제2 그룹(G2)은 적어도 4개가 배치되어야 액정표시패널의 네 모서리 영역에 제3 광원부(162)의 제3 발광패키지(162a)를 배치할 수 있다.

따라서, 상기 백라이트 유닛(120)이 네 개의 스트링들로 이루어질 경우에는 상기 제1 내지 제3 광원부들(160, 161, 162)로 이루어진 제2 그룹(GP2) 네 개가 상기 바텀커버(180)에 배치된다.

상기와 같이, 제2 그룹(GP2) 네 개가 상기 바텀커버(180)에 배치될 경우, 제2 그룹(GP2)의 제3 광원부(162)는 상기 바텀커버(180)의 네 모서리 영역에 배치되고, 중앙 영역에서는 제1 광원부(160)과 제2 광원부(161)가 한쌍을 이루며 서로 교대로 배치되어, 중앙 영역에서의 균일한 휘도가 구현되도록 한다. 따라서, 상기 제3 광원부(162)는 상기 바텀커버(180)의 네 모서리 영역에 배치되어야 하므로 적어도 4개의 제3 광원부(162)가 존재해야 하고, 상기 제3 광원부(162)로 인하여 제2 광원부(161) 역시 상기 바텀커버(180)의 모서리 개수와 동일한 4개의 제2 광원부(161)가 존재해야 한다. 이로 인하여, 상기 바텀커버(180)의 중앙 영역에는 실장된 발광패키지들의 수가 다른 제1광원부(160)과 제2 광원부(161)가 존재하게 되어, 휘도 불균형이 발생될 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해 상기 바텀커버(180)의 중앙 영역에 배치되는 제1 광원부(160)와 제2 광원부(161)는 수평 또는 수직 방향으로 서로 교대로 배치되도록 배치하여, 중앙 영역에서의 휘도 불균일 현상을 방지하도록 한다.

또한, 상기 백라이트 유닛(120)이 다섯 개의 스트링들로 이루어질 경우에는 상기 제1 광원부(160) 한쌍으로 이루어진 제1 그룹(GP1)과 네 개의 제2 그룹(GP2)을 배치한다. 이 경우 상기 제1 그룹(GP1)은 상기 바텀커버(180)의 상측 또는 하측 가장자리에 배치하여, 상기 제2 그룹(GP2)으로 구성된 제1 및 제2 광원부(160, 161)가 교대로 배치되도록 한다.

또한, 도 4에서와 같이, 백라이트 유닛(120)이 여섯 개의 스트링들로 이루어질 경우에는 2개의 제1 그룹(GP1)과 4개의 제2 그룹(GP2)으로 구성하고, 상기 바텀커버(180)의 상측과 하측에 각각 제1 그룹(GP1)을 배치한다.

따라서, 상기 바텀커버(180)의 중앙 영역에는 상기 제2 그룹(GP2)들이 서로 배치되고, 상기 제2 그룹들(GP2)에 포함된 제1 광원부(160)와 제2 광원부(161)는 상기 바텀커버(180)의 상측에서 하측 방향을 따라 서로 교대로 배치하도록 한다.

이와 같이, 본 발명에서는 액정표시패널의 모서리 영역들과 대응되는 영역에 제3 광원부(162)를 배치하면서, 중앙 영역과 대응되는 영역에서는 제1 광원부(160)와 제2 광원부(161)가 서로 교대로 배치되도록 하여 발광패키지의 실장 개수가 상대적으로 적은 제2 광원부(161)에 의해 휘도 불균일이 발생되지 않도록 하였다.

따라서, 상기 바텀커버(180)의 중앙 영역에는 상기 제2 그룹(GP2)의 제1 및 제2 광원부(160, 161)들이 위치하는데, 수평 방향으로 제1 및 제2 광원부(160, 161)가 한쌍을 이루고, 수직 방향으로 각각의 제2 그룹(GP2)에 포함된 제1 및 제2 광원부(160, 161)는 서로 교대로 배치된다.

즉, 복수개의 제2 그룹(GP2)에 포함된 제1 또는 제2 광원부(160, 161)만을 기준으로 볼 때는 각각의 제1 또는 제2 광원부(160, 161)은 지그재그 방향으로 배열되어 중앙 영역에서 발생될 수 있는 휘도 불균형을 최소화하도록 하였다. 이는, 상기 바텀커버(180)의 중앙 영역에 배치되는 제1 광원부(160)와 제2 광원부(161)에 실장되는 발광패키지들의 개수가 달라 상기 제1 및 제2 광원부(160, 161)가 서로 교대로 배치되도록 함으로써, 휘도 보상이 되어 균일한 휘도를 구현하기 위해서이다.

상기와 같이, 본 발명에서는 제1 광원부(160) 한쌍으로 구성된 제1 그룹(GP1)과 제1 내지 제3 광원부들(160, 161, 162)로 구성된 제2 그룹(GP2)의 발광패키지들의 개수가 동일하기 때문에 각 그룹에서 흐르는 전류는 동일하다. 즉, 각 발광패키지의 발광량은 모두 동일하기 때문에 위에서 설명한 배치 관계만으로 균일한 휘도를 확보할 수 있다.

상기와 같이, 본 발명에서는 액정표시장치(200)의 네모서리 영역에 제2그룹의 제2 광원부(161)와 전원라인(PL)에 의해 연결된 제3 광원부(162)들을 배치함으로써, 종래 액정표시장치(200)의 모서리 영역에서 발생되던 휘도 불량을 개선한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치는, 발광패키지들이 실장된 인쇄회로기판의 일부를 분리하여 액정표시패널 모서리와 대응되는 영역에 발광패키지를 배치하고, 액정표시패널의 중앙 영역에는 서로 발광패키지들의 실장 개수가 다른 인쇄회로기판을 교대로 배치함으로써, 발광패키지들에 공급되는 구동전압 변경 없이 액정표시패널 모서리 영역에서 발생되는 휘도 불균일 현상을 제거한 효과가 있다.

도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치의 단면도이고, 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 액정표시장치 중앙과 모서리 영역에서 배치되는 발광패키지의 구조를 도시한 도면이며, 도 8은 상기 도 6에서 액정표시장치의 모서리 영역을 확대한 도면이고, 도 9a 내지 도 10b는 본 발명의 반사판에 형성된 광량조절부의 구조에 따라 광량이 조절되는 모습을 도시한 도면이다.

도 6 내지 도 10b를 참조하면, 본 발명의 액정표시장치는 바텀커버(180) 내측에 제1 내지 제3 광원부(160, 161, 162)가 배치되고, 상기 제1 내지 제3 광원부(160, 161, 162) 상에 반사부(170a), 광량조절부(170b) 및 발광홀(170c)로 구성된 반사판(170)을 부착한다.

따라서, 상기 반사판(170)의 반사부(170a)는 상기 제1 및 제2 광원부(160, 161)의 제1 및 제2 인쇄회로기판(160b, 161b) 상에 부착되고, 상기 제1 및 제2 인쇄회로기판(160b, 161b)에 실장된 제1 및 제2 발광패키지(160a, 161a)들은 상기 반사부(170a)에 형성된 발광홀(170c)을 통해 외부로 노출된다.

또한, 상기 바텀커버(180)의 모서리 영역에는 상기 반사판(170)의 광량조절부(170b)가 소정의 경사를 갖도록 상기 제3 광원부(162) 상부에 배치된다.

이와 같이, 상기 제1 및 제2 광원부(160, 161)에 포함된 제1 및 제2 발광패키지들(160a, 161a)은 하부에 반사판(170)의 반사부(170a)가 위치하고, 상기 제3 광원부(162)의 제3 발광패키지(162b)는 상부에 광량조절부(170b)가 위치한다.

따라서, 본 발명에서는 상기 바텀커버(180)의 중앙 영역에 배치되는 제1 및 제2 광원부(160, 161)의 제1 및 제2 발광패키지들(160a, 161a)에 반사형 렌즈를 배치하고, 상기 제3 광원부(162)의 제3 발광패키지(162a)에 굴절형 렌즈를 배치한다.

도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 제3 광원부(162)는, 제3 인쇄회로기판(162b)과 상기 제3 인쇄회로기판(162b) 상에 배치된 제3 발광패키지(162a)를 포함한다. 상기 제3 발광패키지(162a)는 발광다이오드들로 구성된 발광칩(162a_2)과 상기 발광칩(162a_2) 상에 배치된 굴절형 렌즈(162a_1)로 구성된다.

상기 굴절형 렌즈(162a_1)는 표면이 볼록한 볼록면(S1)을 구비하고 있어, 상기 발광칩(162a_2)으로부터 발생된 광이 상기 제3 발광패키지(162a)의 상부 방향, 즉, 확산 플레이트(131)가 배치된 방향으로 출사된다.

반면, 도 7b에서는 제1 광원부(160)를 도시하였다. 하지만, 제2 광원부(161)도 동일한 구조를 갖는다. 상기 제1 광원부(160)는 제1 인쇄회로기판(160a)과 상기 제1 인쇄회로기판(160b) 상에 배치된 제1 발광패키지(160a)를 포함한다. 상기 제1 발광패키지(160a)는 발광다이오드들로 구성된 발광칩(160a_2)과 상기 발광칩(160a_2) 상에 배치된 반사형 렌즈(160a_1)로 구성된다.

상기 반사형 렌즈(160a_1)는 표면이 오목한 오목면(S2)을 구비하고 있어, 상기 발광칩(160a_2)으로부터 발생된 광이 상기 제1 발광패키지(160a_1)의 하부 방향, 즉, 반사판(170)의 반사부(170a)가 배치된 방향으로 출사된다.

일반적으로 굴절형 렌즈(162a_1)는 액정표시패널의 두께가 두꺼운 액정표시장치에서 사용하는데, 상기 굴절형 렌즈(162a_1)는 발광칩(162a_2)에서 발생된 광이 충분한 광거리를 진행하면서 굴절할 수 있기 때문이다.

또한, 상기 반사형 렌즈(160a_1)는 액정표시패널의 두께가 얇은 슬림형 액정표시장치에서 사용하는데, 상기 반사형 렌즈(160a_1)는 발광칩(160a_2)에서 발생된 광이 슬림형 액정표시장치의 구조로 인하여 광진행 거리가 줄어드는 단점을 보완하기 위해 반사부(170a) 영역에서 광이 반사되도록 하였기 때문이다.

본 발명에서는 액정표시패널(110)의 모서리 영역과 대응되는 영역에 상기 굴절형 렌즈(162a_1)를 구비한 제3 광원(162)을 배치하고, 중앙 영역과 대응되는 영역에는 반사형 렌즈(160a_1)를 구비한 제1 및 제2 광원들(160, 161)을 배치하여, 상기 액정표시패널(100)의 중앙 영역에서의 휘도를 확보하면서 모서리 영역에서 휘도 저하를 방지하도록 하였다.

도 8을 참조하면, 상기 액정표시패널(110)의 중앙 영역과 대응되는 영역에 제1 광원(160)이 배치되어 있고, 상기 제1 광원(160)의 제1 발광패키지(160a)는 도 7b에서 설명한 바와 같이, 반사형 렌즈(160a_1)를 구비하고 있어, 제3광(L3)은 상기 반사판(170)의 반사부(170a)에서 반사된 반사광이 채워진다.

하지만, 액정표시장치가 대형화 및 슬림화되면서 상기 반사형 렌즈(160a_1)를 구비한 발광패키지만으로 액정표시장치의 모서리 영역까지 광이 진행하지 못하여 모서리 영역에서 암부가 발생하였다.

도면에서는 도시하지 않았지만, 상기 액정표시패널(110)의 중앙 영역과 대응되는 영역에 배치되는 제2 광원(161) 역시, 제1 광원(160)과 동일한 제3광(L3)을 출사한다.

반면, 액정표시패널(110)의 모서리 영역과 대응되는 바텀커버(180)의 가장자리 영역에는 상기 굴절형 렌즈(162a_1)를 구비한 제3광원(162)이 배치되어 있고, 상기 제3광원(162) 상부에는 반사판(170)과 일체로 형성된 광량조절부(170b)가 위치한다.

따라서, 상기 제3광원(162)에서 발생하는 제1광(L1)은 상기 광량조절부(170b)를 통과하면서, 제2광(L2)으로 조절된다. 상기 제3광원(162)은 상부 방향으로 광이 진행하는 굴절형 렌즈(162a_1)를 구비하고 있어 상기 액정표시패널(110)의 모서리 영역에서 보면 핫 스팟(hot spot)이 보이게 되지만, 상기 광량조절부(170b)에 의해 일정한 휘도의 제2광(L2)이 확산 플레이트(131)로 진행하게 된다.

이와 같이, 본 발명에서는 종래 반사형 렌즈를 구비한 발광패키지들을 액정표시장치의 광원으로 사용함으로써, 모서리 영역까지 진행하지 못하는 광을 보완하기 위해 액정표시장치의 모서리 영역에 굴절형 렌즈를 구비한 발광패키지를 배치함으로써, 휘도 불균일을 개선한 효과가 있다.

상기 광량조절부(170b)를 통과한 제1광(L1)이 제2광(L2)으로 광량이 조절되는 정도는 도 9a 및 도 10a에 도시한 광량조절부(170b)의 구조에 따라 다르게 된다.

도 9a에 도시된 바와 같이, 광량조절부(170b)는 복수의 제1슬릿패턴(SP1)이 형성될 수 있다. 상기 제1슬릿패턴(SP1)은 제1폭(W1)을 구비하고, 제1슬릿패턴(SP1)들의 간격은 제1간격(D1)일 수 있다.

반면, 도 10a에서는 광량조절부(170b)가 복수의 제2슬릿패턴(SP2) 형태로 형성될 수 있다. 상기 제2슬릿패턴(SP2)은 제2폭(W2)을 구비하고, 제2슬릿패턴(SP2)들의 간격은 제2간격(D2)일 수 있다.

상기 제1슬릿패턴(SP1)의 제1폭(W1)이 제2슬릿패턴(SP2)의 제2폭(W2)보다 클 경우, 도 9b 및 도 10b에서와 같이, 제3광원(162)에서 출사되는 제1광(L1)은 X1광과 X2 광의 제2광으로 광량이 조절된다.

X1광은 X2 광보다 슬릿패턴의 폭이 큰 광량조절부(170b)를 통과하였으므로 상기 X1광의 광량이 X2의 광량보다 커서 휘도가 높다.

또한, 상기 광량조절부(170b)에 형성되는 제1 및 제2 슬릿패턴들(SP1, SP2)의 제1 및 제2 간격(D1, D2)에 따라 상기 제3광원(162)에서 출사되는 제1광(L2)의 광량이 조절될 수 있다.

상기 제1 및 제2 슬릿패턴들(SP1, SP2)의 간격이 좁을수록 광 투과율이 낮기 때문에 상기 광량조절부(170b)를 통과한 광의 광량은 줄어들고, 간격이 넓으면 광 투과율이 높기 때문에 상기 광량조절부(170b)를 통과한 광의 광량은 커진다.

즉, 본 발명의 액정표시장치 모서리 영역에서 구조적으로 광량조절부(170b)가 제3광원(162) 상부에 위치하기 때문에 상부 방향으로 광을 출사하는 굴절형 렌즈를 구비한 제3발광패키지(162a)를 배치함으로써, 상기 액정표시장치의 중앙 영역에 배치된 반사형 렌즈를 구비한 발광패키지들을 보완할 수 있도록 하였다.

도 11a 내지 11d는 본 발명의 백라이트 유닛에 배치되는 반사판의 광량조절부의 다양한 구조를 도시한 도면이며, 도 12는 본 발명의 액정표시장치 모서리 영역에서 휘도 불균일이 개선된 모습을 도시한 도면이다.

도 11a 내지 도 11d는 광량조절부의 구조들이 도시되어 있는데, 반사판의 반사부(170a)의 모서리 영역에는 도 11a와 같이, 사각형 형태의 제1홀(H1)들이 매트릭스 형태로 형성된 광량조절부(170b)를 형성하거나, 도 11b와 같이, 소정의 직경을 갖는 제2홀(H2)들이 중앙 영역과 중앙 영역을 중심으로 가장자리 방향으로 갈수록 제2홀(H2)의 밀도가 달라지는 광량조절부(170b)를 형성할 수 있다.

도 11a에서의 제1홀(H1)은 사각형 구조를 갖고, 동일한 형태로 상기 광량조절부(170b) 영역에 형성되어 있지만, 상기 제1홀(H1)의 크기를 서로 다르게 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 6의 제3광원(162)과 대응되는 영역에서는 제1홀(H1)의 크기가 작고, 그 이외의 영역에서는 순차적으로 제1홀(H1)의 크기를 크게 할 수 있다. 경우에 따라서는 상기와 반대 형태로 형성할 수 있다.

또한, 도 11b의 제2홀(H2)들의 직경을 서로 다른 직경들이 혼합된 형태로 형성하거나, 도 6의 제3광원(162)과 대응되는 영역에서는 제2홀(H2)의 직경이 작고, 그 이외의 영역에서는 순차적으로 직경이 커지는 형태로 형성할 수 있다.

이와 같은 구조는 도 6의 제3광원(162)은 굴절형 렌즈를 구비하기 때문에 상기 제3광원(162)과 수직한 방향으로 중첩되는 영역에서는 광량이 가장 높은 핫 스팟(Hot spot)이 발생되기 때문에 최대한 광량을 상쇄시켜 상기 광량조절부(170b)와 대응되는 영역에서 휘도 불균일이 발생하지 않도록 하기 위함이다.

또한, 도 11c에서도 복수의 슬릿패턴(S)들을 복수열 형태로 형성하고, 대각선 중앙을 기준으로 양측 방향으로 갈수록 슬릿패턴(S)의 폭이 커지도록 하거나 도면에서는 도시하지 않았지만, 작아지도록 할 수 있다.

또한, 도 11d에서는 반사판의 반사부(170a)와는 다른 광투과 재질을 이용하여 광량조절부(170b)를 형성할 수 있다. 상기 광량조절부(170b)는 확산 플레이트 또는 광학시트와 같은 광투과 재질에 복수의 광산란제(M)를 혼합하여 형성할 수 있다.

따라서, 상기 광량조절부(170b)의 하측에 배치된 광원으로부터 발생하는 광은 상기 광량조절부(170b)를 투과하면서 상기 광산란제(M)에 의해 광량이 조절되어, 액정표시장치의 모서리 영역에서의 휘도 불량을 개선할 수 있다.

도 12를 참조하면, 액정표시패널의 모서리 영역과 대응되도록 반사판의 모서리 영역에 도 9의 (a), 도 10의 (b) 및 도 11a 내지 도 11d와 같은 광량조절부를 배치한 경우, 종래 기술과 달리 액정표시패널의 네 모시리 영역(T1, T2, T3, T4)에는 암부 또는 휘도 불균일 현상이 발생되지 않은 것을 볼 수 있다.

110: 액정표시패널
120: 백라이트 유닛
130: 광학시트
131: 확산 플레이트
160: 제1 광원부
161: 제2 광원부
162: 제3 광원부
170: 반사판
170a: 반사부
170b: 광량조절부
170c: 발광홀
180: 바텀커버

Claims

바텀커버;
상기 바텀커버의 중앙 영역에 배치되고, 발광패키지들의 개수가 서로 다른 제1 및 제2 광원부;
상기 바텀커버의 모서리 영역에 배치된 제3광원부; 및
상기 제3 광원부 상에 배치된 광량조절부를 포함하고,
상기 제1 및 제2 광원부에 배치되는 발광패키지들과 상기 제3 광원부에 배치되는 발광패키지는 서로 다른 렌즈를 포함하고,
상기 제1 및 제2 광원부에 배치된 발광패키지들은 각각 오목한 면을 구비한 반사형 렌즈를 포함하고, 상기 제3 광원부에 배치된 발광패키지는 볼록한 면을 구비한 굴절형 렌즈를 포함하는 백라이트 유닛.
제1항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 광원부들은 상기 제1 광원부가 한쌍으로 구성된 제1그룹과 상기 제1 내지 제3광원부로 구성된 제2그룹으로 구분되고, 상기 제1그룹과 제2그룹의 발광패키지들의 개수는 서로 동일한 백라이트 유닛.
제1항에 있어서, 상기 제2 광원부와 제3 광원부의 개수는 각각 상기 바텀커버의 모서리 개수와 동일한 백라이트 유닛.
삭제
제1항에 있어서, 상기 바텀커버 상에는 상기 광량조절부와 일체로 형성된 반사판을 더 포함하는 백라이트 유닛.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 광원부에 배치된 발광패키지들의 광은 상기 제1 및 제2 광원부의 하부 방향으로 진행하고, 상기 제3 광원부에 배치된 발광패키지의 광은 상기 제3 광원부 상부 방향으로 진행하는 백라이트 유닛.
제1항에 있어서, 상기 광량조절부는 복수개의 슬릿 패턴들을 구비하는 백라이트 유닛.
제7항에 있어서, 상기 제3광원부에서 출사되는 광은 상기 슬릿패턴의 폭에 따라 상기 슬릿패턴을 통과한 광의 광량이 달라지는 백라이트 유닛.
액정표시패널; 및
상기 액정표시패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛을 포함하고,
상기 백라이트 유닛은,
바텀커버와,
상기 바텀커버의 중앙 영역에 배치되고, 발광패키지들의 개수가 서로 다른 제1 및 제2 광원부와,
상기 바텀커버의 모서리 영역에 배치된 제3 광원부와,
상기 제3광원부 상에 배치된 광량조절부를 포함하고,
상기 제1 및 제2 광원부에 배치되는 발광패키지들과 상기 제3 광원부에 배치되는 발광패키지는 서로 다른 렌즈를 포함하고,
상기 제1 및 제2 광원부에 배치된 발광패키지들은 각각 오목한 면을 구비한 반사형 렌즈를 포함하고, 상기 제3 광원부에 배치된 발광패키지는 볼록한 면을 구비한 굴절형 렌즈를 포함하는 액정표시장치.
제9항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 광원부들은 상기 제1 광원부가 한쌍으로 구성된 제1그룹과 상기 제1 내지 제3광원부로 구성된 제2그룹으로 구분되고, 상기 제1그룹과 제2그룹의 발광패키지들의 개수는 서로 동일한 액정표시장치.
제9항에 있어서, 상기 제2 광원부와 제3 광원부의 개수는 각각 상기 바텀커버의 모서리 개수와 동일한 액정표시장치.
삭제
제9항에 있어서, 상기 바텀커버 상에는 상기 광량조절부와 일체로 형성된 반사판을 더 포함하는 액정표시장치.
제9항에 있어서, 상기 제1 및 제2 광원부에 배치된 발광패키지들의 광은 상기 제1 및 제2 광원부의 하부 방향으로 진행하고, 상기 제3 광원부에 배치된 발광패키지의 광은 상기 제3 광원부 상부 방향으로 진행하는 액정표시장치.
제9항에 있어서, 상기 광량조절부는 복수개의 슬릿 패턴들을 구비하는 액정표시장치.
제15항에 있어서, 상기 제3광원부에서 출사되는 광은 상기 슬릿패턴의 폭에 따라 상기 슬릿패턴을 통과한 광의 광량이 달라지는 액정표시장치.