KR200446933Y1 - 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치 - Google Patents

백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 발광 다이오드와 도광판 입사면의 상부에 확산 반사를 하는 반사 시트를 구비하여 화이트 스팟과 같은 표시 불량을 방지한 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치를 제공한다.
이를 위하여, 본 고안은 광을 생성하여 공급하는 발광 다이오드와, 상기 발광 다이오드로부터 공급된 광을 가이드 하는 도광판과, 상기 도광판 하부에 상기 도광판 하부로 공급되는 광을 반사시켜 상기 도광판으로 광을 공급하는 제1 반사 시트 및 상기 발광 다이오드의 상부 및 상기 도광판의 입사면 및 입사면과 인접한 영역에 중첩되게 형성되고, 상기 도광판의 입사면과 인접한 영역의 상부로 공급되는 광을 도광판으로 확산 반사시키는 제2 반사 시트를 구비한 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치를 제공한다.

Description

백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치{BACKLIGHT ASSEMBLY AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY HAVING THE SAME}
도 1은 종래 액정 표시 장치의 도광판과 발광다이오드를 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 고안의 실시 예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 액정표시장치에 포함된 백라이트 어셈블리를 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 발광 다이오드를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 고안의 실시 예에 따른 백라이트 어셈블리의 제1 반사 시트와 제2 반사 시트에서 반사되는 광의 경로를 설명하기 위하여 도시된 단면도이다.
<도면부호의 간단한 설명>
10: 액정패널 11: 컬러 필터 기판
12: 박막 트랜지스터 기판 20: 패널 구동부
30: 도광판 40: 제1 반사 시트
50: 제2 반사 시트 60: 발광 다이오드
61: 형광체 70: 광원기판
80: 광학 시트 81: 확산 시트
82: 프리즘 시트 83: 보호 시트
90: 몰드 프레임 100: 회로 기판
110: 백라이트 어셈블리
본 고안은 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 표시 불량을 방지한 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치에 관한 것이다.
통상적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display ; LCD)는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 액정표시장치는 두 기판 사이에 주입된 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 표시한다.
액정 표시 장치의 액정패널은 스스로 발광하지 못하는 비발광소자이므로 액정표시장치는 그 액정패널에 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 구비한다.
백라이트 어셈블리에 이용되는 발광 다이오드는 형광 램프 등에 비해 수명이 길고 점등 속도가 빠를 뿐만 아니라 소비전력이 적고 내충격성에 강하며 소형화 및 박막화에 적합한 이점을 가지고 있다.
도 1은 종래 액정 표시 장치의 도광판과 발광다이오드를 나타내는 평면도이 다.
도 1에 도시된 바와 같이 도광판(1)의 입사면에 인접한 영역은 각각의 발광 다오드들(2)에서 공급되는 광이 서로 중첩된다. 이 경우, 발광 다이오드들(2) 각각에서 출사되는 광이 중첩되는 영역(A)이 나머지 영역에 비해 광 출사량이 너무 많아져 상대적으로 밝게 보이는 화이트 스팟(White Spot) 현상이 발생되는 문제점이 있다.
따라서, 본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는 발광 다이오드와 도광판 입사면의 상부에 확산 반사를 하는 반사 시트를 구비하여 화이트 스팟과 같은 표시 불량을 방지한 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 고안은 광을 생성하여 공급하는 발광 다이오드와, 상기 발광 다이오드로부터 공급된 광을 가이드 하는 도광판과, 상기 도광판 하부에 상기 도광판 하부로 공급되는 광을 반사시켜 상기 도광판으로 광을 공급하는 제1 반사 시트 및 상기 발광 다이오드의 상부 및 상기 도광판의 입사면 및 입사면과 인접한 영역에 중첩되게 형성되고, 상기 도광판의 입사면과 인접한 영역의 상부로 공급되는 광을 도광판으로 확산 반사시키는 제2 반사 시트를 구비한 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리를 제공한다.
그리고 상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 고안은 화상을 표시하는 액정패널과, 상기 액정패널을 구동하는 패널 구동부 및 상기 액정패널에 광을 공급하기 위하여, 광을 생성하여 공급하는 발광 다이오드와, 상기 발광 다이오드로부터 공급된 광을 가이드 하는 도광판과, 상기 도광판 하부에 상기 도광판 하부로 공급되는 광을 반사시켜 상기 도광판으로 광을 공급하는 제1 반사 시트 및 상기 발광 다이오드의 상부 및 상기 도광판의 입사면 및 입사면과 인접한 영역에 중첩되게 형성되고, 상기 도광판의 입사면과 인접한 영역의 상부로 공급되는 광을 도광판으로 확산 반사시키는 제2 반사 시트를 구비한 백라이트 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치를 제공한다.
여기서, 상기 제1 반사 시트는 광의 입사각과 반사각이 동일하고, 상기 제2 반사 시트는 상기 입사된 광의 입사각에 비하여 반사되는 반사각이 더 작은 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제2 반사 시트는 화이트 폴리에틸렌 수지로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발광 다이오드는 광이 출광되는 출광부에 형광체가 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제 외에 본 고안의 다른 기술적 과제 및 특징들은 첨부도면을 참조한 다양한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 고안의 실시 예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 고안의 실시 예에 따른 액정표시장치는 화상을 표시하는 액정패널(10)과, 액정패널(10)에 광을 공급하는 백라이트 어셈블리(110)와, 액정패널(10)의 일측에 접속되어 액정패널(10)에 구동신호를 공급하는 패널 구동부(20)와, 액정패널(10) 및 백라이트 어셈블리(110)를 차례로 수납하여 고정하는 몰드 프레임(90)을 구비한다.
구체적으로, 액정패널(10)은 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 박막 트랜지스터 기판(12)과, 박막 트랜지스터 기판(12)과 대응되며 컬러필터 어레이가 형성된 컬러 필터 기판(11) 및 박막 트랜지스터 기판(12)과 컬러 필터 기판(11) 사이에 내재된 액정을 포함한다.
박막 트랜지스터 기판(12)은 유리 또는 플라스틱과 같은 투명한 절연기판 위에 교차 구조로 형성된 게이트 라인 및 데이터 라인과, 게이트 라인 및 데이터 라인과 접속되며 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차부마다 형성된 박막 트랜지스터와, 박막 트랜지스터와 접속된 화소 전극을 구비한다. 화소 전극과 중첩되어 스토리지 커패시턴스를 형성하는 스토리지 전극과, 액정배향을 위한 배향막을 포함한다.
게이트 라인 및 데이터 라인은 절연막을 사이에 두고 교차로 형성된다. 게이트 라인은 박막 트랜지스터의 게이트 전극으로 게이트 온 전압 및 게이트 오프 전압을 포함하는 게이트 구동전압을 공급하고, 데이터 라인은 박막 트랜지스터의 소스 전극으로 화소 데이터 전압을 공급한다.
박막 트랜지스터는 게이트 라인과 접속된 게이트 전극과, 데이터 라인과 접속된 소스 전극 및 소스 전극과 분리되며 화소 전극과 접속된 드레인 전극과, 게이트 전극과 소스/드레인 전극 사이에 형성된 반도체층을 포함한다. 이러한 박막 트랜지스터는 게이트 전극에 게이트 온 전압이 공급될 때마다 턴온 되어 소스 전극과 연결된 데이터 라인으로부터 공급되는 화소 데이터 전압 드레인 전극을 통해 화소 전극에 충전시킨다.
컬러 필터 기판(11)은 유리 또는 플라스틱과 같은 투명한 절연기판 상에 빛샘 방지를 위한 블랙 매트릭스와, 색 구현을 위한 컬러 필터와, 박막 트랜지스터 기판(12)에 형성된 화소 전극과 수직전계를 형성하는 공통전극과, 이들 위에 액정의 배향을 위해 형성된 배향막을 포함한다.
패널 구동부(20)는 액정패널(10)의 일측에 접속되며, 액정패널(10)의 게이트 라인 및 데이터 라인에 구동신호를 공급한다. 이를 위해, 패널 구동부(20)는 게이트 라인을 구동하는 게이트 구동부와 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동부 및 게이트 구동부 및 데이터 구동부에 제어신호 및 화상신호를 공급하는 타이밍 제어부 및 게이트 구동부 및 데이터 구동부에 전원을 공급하는 전원부를 포함한다.
게이트 구동부는 게이트 구동회로가 게이트 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package; 이하, "TCP"라 함)에 실장되어 액정패널(10) 및 게이트 인쇄회로기판에 각각 접속되거나, 박막 트랜지스터 기판(12) 상에 칩온글래스(Chip On Glass; COG) 형태로 실장된다. 또한, 게이트 구동부는 박막 트랜지스터 기판(12) 위에 아몰포스 실리콘 게이트(Amophos Silicon Gate; ASG)형태로 집적되어 형성되 기도 한다.
데이터 구동부는 데이터 TCP에 실장되어 액정패널(10) 및 데이터 인쇄회로기판에 각각 접속되거나, 박막 트랜지스터 기판(12) 상에 COG 형태로 실장된다. 본 고안에서는 데이터 구동 집적회로 형태로 박막 트랜지스터 기판(12) 상에 COG 형태로 실장된 것을 일예로 설명한다. 이때, 데이터 구동 집적회로에는 게이트 구동부가 집적되어 형성될 수 있으며, 전원부가 집적되어 형성될 수 있다.
이러한 패널 구동부(20)는 회로기판(100)을 통해 신호를 공급받는다. 다시 말하여, 회로기판(100)의 일측이 액정패널(10)과 전기적으로 연결되어 액정패널(10)에 실장된 패널 구동부(20)에 신호를 공급한다. 이때, 타이밍 제어부와 전원부는 회로기판(100)에 실장될 수 있다. 이러한 회로기판(100)은 가요성 인쇄 회로 또는 인쇄회로기판으로 형성할 수 있으며, 휴대용 액정표시장치의 경우 그 무게 및 두께를 줄이기 위하여 얇고 가벼운 가요성 인쇄 회로를 이용한다.
액정패널(10)에 광을 공급하기 위하여 백라이트 어셈블리(110)를 구비한다. 백라이트 어셈블리(110)는 액정패널(10)의 하부에서 액정패널(10)로 광을 공급한다.
도 3은 본 고안의 실시 예에 따른 백라이트 어셈블리를 도시한 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 백라이트 어셈블리(110)는 광을 가이드 하는 도광판(30)과, 도광판(30)의 일측면에 광을 공급하는 발광 다이오드(60)와, 도광판(30) 하부에 발광 다이오드(60)와 중첩되게 형성되어 발광 다이오드(60)에서 공급되는 광을 반사시켜 도광판(30)으로 광을 공급하는 제1 반사 시트(40)와, 발광 다이오드(60)의 상부와 중첩되게 형성되어, 발광 다이오드(60)의 상부로 공급되는 광을 도광판(30)으로 반사 시키는 제2 반사 시트(50) 및 도광판(30)의 상부에 형성된 광학 시트(80)를 포함한다.
구체적으로, 발광 다이오드(60)는 도 4에 도시된 바와 같이, 출광면이 반원형 또는 타원형으로 형광체(61)가 형성된다. 이러한 형광체(61)가 발광 다이오드(60)의 출광면에 형성됨으로써 발광각도가 넓어진다. 다수의 발광 다이오드(60)를 사용하는 광원은 발광 다이오드(60)의 발광각도에 따라 그 개수가 정해지므로 넓은 발광각도를 갖는 발광 다이오드(60)에 의해 보다 적은 개수의 발광 다이오드를 사용하여 광을 공급할 수 있다.
이러한 발광 다이오드(60)는 광원기판(70)에 실장되며, 광원기판(70)을 통해 공급되는 구동신호를 통해 구동되어 광을 발생시킨다.
광원기판(70)은 연성 인쇄 회로(Flexible Printed Circuit : FPC) 또는 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board : PCB)으로 형성된다. 또한, 광원기판(70)은 발광 다이오드(60)이 실장되는 영역 외에 전원부와 접속되도록 양측이 길게 형성된다. 그리고 광원기판(70)의 양측 말단에는 전극이 형성되어 발광 다이오드(60)에 구동전원을 공급한다. 발광 다이오드(60)에서 발생되는 열은 광원기판(70)을 통해 외부로 방출된다.
도광판(30)은 발광 다이오드(60)로부터 입사면을 통해 공급된 선 또는 점 광원을 면 광원 형태로 변환하여 액정패널(10)쪽으로 안내한다. 도광판(30)은 입사 면으로 공급된 광을 반대측으로 균일한 휘도로 공급하기 위하여 도광판(30) 내에 광 가이드 패턴이 형성된다. 광 가이드 패턴은 다수의 도트가 돌기형태 또는 홈 형태로 형성되거나 "V"자 형 돌기 또는 홈이 형성된다.
제1 반사 시트(40)는 도광판(30)의 하부로 공급되는 광을 도광판(30)으로 반사시킨다. 이를 위하여, 제1 반사 시트(40)는 광반사율이 높은 ESR(Enhanced Specular Rdfleciton) 시트가 주로 사용된다. 즉, 제1 반사 시트(40)는 광의 입사각과 반사각이 동일하며, 입사된 광을 손실 없이 모두 도광판(30)으로 반사 시킨다. 이러한, 제1 반사 시트(40)는 발광 다이오드(60)의 출광부에 형성된 형광체(61)에 의해 하부로 공급되는 광을 도광판(30)으로 반사시키기 위하여 발광 다이오드(60)와 중첩되게 형성된다. 발광 다이오드(60)와 중첩된 제1 반사 시트(40)로 인하여 광 이용효율을 높일 수 있다.
제2 반사 시트(50)는 발광 다이오드(60)의 상부와 도광판(30)의 입사면과 중첩되게 형성된다. 이러한 제2 반사 시트(50)는 입사된 광을 확산하여 반사시키는 확산 반사 재질을 사용한다. 즉, 화이트 폴리에틸렌 수지(Polyethylen Terephthalate; PET) 등의 확산 반사 재질의 반사용 시트를 사용하여 발광 다이오드(60)의 출광면의 상부로 공급되는 광을 확산 반사시켜 도광판(30)의 입사면측에서 발생되는 화이트 스팟과 같은 표시 불량을 방지한다.
도 5는 본 고안의 실시 예에 따른 백라이트 어셈블리의 제1 반사 시트와 제2 반사 시트에서 반사되는 광의 경로를 설명하기 위하여 도시된 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제2 반사 시트(50)는 제1 경로로 입사되는 광을 제3 경로로 확산 반사시키고, 제2 경로로 입사된 광을 제4 경로로 확산 반사시킨다. 즉, 제1 경로로 입사된 광은 제2 반사 시트(50)에서 입사각(θ1)과 반사각(θ1')이 서로 다르며, 제2 반사 시트(50)의 반사면을 기준으로 반사각(θ1')이 입사각(θ1')에 비하여 더 크다. 그리고, 제2 경로로 입사된 광은 즉, 제1 반사 시트(40)에서 입사각(θ2)과 반사각(θ2)이 동일한 광경로, 제2 반사 시트(50)로 진행하며, 제2 경로로 입사된 광 또한 반사각(θ2')이 입사각(θ2)에 비하여 더 작다. 이에 따라, 도광판(30)의 입사면과 인접한 영역으로 공급되는 광량이 줄어들어 상술한 바와 같은 화이트 스팟과 같은 표시불량을 방지한다.
그리고, 제2 반사 시트(50)는 입사된 광을 확산 반사시키기 때문에 광의 이용효율을 더 높일 수 있다.
광학 시트(80)는 도광판(30)의 상부에 형성되어 도광판(30)의 상부면으로 출사되는 광을 액정패널(10)에 입사시킨다. 이러한 광학 시트(80)는 도광판(30)으로부터 출사되는 광을 수직으로 일으켜 액정패널(10)에 입사시키므로 광의 효율이 향상된다. 이를 위해, 광학 시트(80)는 확산 시트(81), 프리즘 시트(82) 및 보호 시트(83)를 포함한다.
확산 시트(81)는 도광판(30)으로부터 입사된 광을 액정패널(10)의 정면으로 향하게 하고, 넓은 범위에서 균일한 분포를 가지도록 광을 확산시켜 액정패널(10)에 조사되게 한다. 이러한 확산 시트(81)로는 양면에 소정의 광 확산용 부재 예를 들면, 화이트 PET 재질의 투명수지로 구성된 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 프리즘 시트(82)는 확산 시트(81)에 의해 확산된 광의 진행각도를 액정패널(10)에 수직하도록 변환한다. 이는 액정패널(10)로 입사되는 광이 액정패널(10)과 수직을 이룰 때 광효율이 커지기 때문이다. 보호 시트(83)는 프리즘 시트(82)의 표면을 보호함과 아울러 프리즘 시트(82)를 경유한 광을 확산시킨다.
이러한 액정패널(10)과 백라이트 어셈블리(110)를 수납하기 위하여 몰드 프레임(90)을 구비한다. 몰드 프레임(90)은 몰드물로서 그 내부의 측벽면이 계단형으로 성형된다. 몰드 프레임(90)의 내부 최저층에 백라이트 어셈블리(110)가 수납됨과 아울러 광학 시트(40) 위에 액정패널(10)이 안착된다.
또한, 본 고안의 실시 예에 따른 액정표시장치는 액정패널(10)의 상부를 고정하는 탑 샤시와, 액정패널(10)과 백라이트 어셈블리(110)를 수납하는 바텀 샤시를 더 포함 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치는 발광 다이오드의 출광면 상부와 도광판의 입사면 상부에 확산 반사하는 반사 시트를 통해 입사된 광을 확산 반사시킴으로써 도광판의 입사면과 인접한 영역에서 화이스 스팟과 같은 표시불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 발광 다이오드의 출광면에 형광물질을 형성하여 광의 출사각을 넓혀 보다 적은 수의 발광 다이오드를 사용한 백라이트 어셈블리를 구성함으로써 액정표시장치의 비용을 절감할 수 있다.
이상에서 상술한 본 고안은 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다 할 것이다. 따라서 본 고안고안술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정하지 않고 청구범위에 의해 그 권리가 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 광을 생성하여 공급하는 발광 다이오드와;
    상기 발광 다이오드로부터 공급된 광을 가이드 하는 도광판과;
    상기 도광판 하부에 상기 도광판 하부로 공급되는 광을 반사시켜 상기 도광판으로 광을 공급하는 제1 반사 시트; 및
    상기 발광 다이오드의 상부 및 상기 도광판의 입사면 및 입사면과 인접한 영역에 중첩되게 형성되고, 상기 도광판의 입사면과 인접한 영역의 상부로 공급되는 광을 도광판으로 확산 반사시키는 제2 반사 시트를 구비한 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 반사 시트는 광의 입사각과 반사각이 동일하고, 상기 제2 반사 시트는 상기 입사된 광의 입사각에 비하여 반사되는 반사각이 더 작은 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 반사 시트는 화이트 폴리에틸렌 수지로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드는 광이 출광되는 출광부에 형광체가 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  5. 화상을 표시하는 액정패널과;
    상기 액정패널을 구동하는 패널 구동부; 및
    상기 액정패널에 광을 공급하기 위하여, 광을 생성하여 공급하는 발광 다이오드와;
    상기 발광 다이오드로부터 공급된 광을 가이드 하는 도광판과;
    상기 도광판 하부에 상기 도광판 하부로 공급되는 광을 반사시켜 상기 도광판으로 광을 공급하는 제1 반사 시트; 및
    상기 발광 다이오드의 상부 및 상기 도광판의 입사면 및 입사면과 인접한 영역에 중첩되게 형성되고, 상기 도광판의 입사면과 인접한 영역의 상부로 공급되는 광을 도광판으로 확산 반사시키는 제2 반사 시트를 구비한 백라이트 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 반사 시트는 광의 입사각과 반사각이 동일하고, 상기 제2 반사 시트는 상기 입사된 광의 입사각에 비하여 반사되는 반사각이 더 작은 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2 반사 시트는 화이트 폴리에틸렌 수지로 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드는 광이 출광되는 출광부에 형광체가 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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KR20180075984A (ko) 2016-12-27 2018-07-05 (주) 와이비코리아 지능형 led 조명 장치

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