KR20060054070A

KR20060054070A - 백라이트 장치 및 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR20060054070A
Application number: KR1020050098020A
Authority: KR
Inventors: 켄지 요시다; 미츠히로 스즈키; 마사토시 오바; 마사키 야마다
Original assignee: 오므론 가부시키가이샤
Priority date: 2004-10-19
Filing date: 2005-10-18
Publication date: 2006-05-22
Also published as: JP2006120355A; KR100719737B1; CN100443986C; TW200628922A; CN1763607A

Abstract

과제

박형의 액정 표시 장치 및 백라이트 장치를 얻는다.

해결 수단

광을 확산하는 확산시트(36)와, 확산판의 배후에 배치된 광원부(40)를 가지며, 광원부로부터 출사된 광을 확산판에서 확산하여 면발광을 얻는 백라이트 장치(14)이다. 광원부는 확산판과 평행한 평면을 따라 배치된 복수의 발광부(50)를 갖는다. 복수의 발광부는 각각, 확산판을 대향하는 출사면(68)을 구비한 투광성의 재료로 이루어지는 기재(66)와, 기재의 내부에 매입된 발광소자(72)와, 발광소자에서 발생한 광을 출사면의 전역 또는 거의 전역에서 확산판을 향하여 수직 또는 거의 수직으로 안내하는 반사면(77), 반사부(70)를 구비하고 있다.

백라이트, 액정 표시 장치

Description

백라이트 장치 및 액정 표시 장치{BACKLIGHT DEVICE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도 1은 본 발명에 관한 액정 표시 장치 및 백라이트 장치의 단면도.

도 2는 도 1에 도시한 백라이트 장치의 분해 사시도.

도 3은 광원부의 평면도[도 3(a)]와 단면도[도 3(b)].

도 4는 광원 유닛의 평면도[도 4(a)], 좌측면도[도 4(b)], 우측면도[도 4(c)], 정면도[도 4(d)].

도 5는 발광부의 확대 단면도.

도 6은 발광부로부터 출사되는 광의 경로를 도시한 도면.

도 7은 출력 조정 회로의 회로도.

도 8은 색조정 회로의 회로도.

도 9는 종래의 액정 표시 장치 및 백라이트 장치의 단면도.

도 10은 도 9에 도시한 백라이트 장치의 분해 사시도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10 : 액정 표시 장치 12 : 액정 패널

14 : 백라이트 장치 16 : 몸체

18 : 프런트 프레임 20 : 리어 프레임

22 : 횡틀 24 : 플랜지부

26 : 개구부 28 : 저부

30 : 측벽 32 : 공간

34 : 투명판 36 : 확산판

38 : 편광판 40 : 광원부

42 : 발광부 탑재 기판 44 : 저판부

46 : 다리부 48 : 고정부

50 : 발광부 52 : 광원 유닛

54 : 공극 56 : 환기창

60 : 스페이서 핀 62 : 관통구멍

64 : 피복층 66 : 투명 기재

68 : 출사면 70 : 반사부

72 : 발광소자 74R, 74G, 74B : 발광원

75 : 지지부 76 : 기판부

77 : 반사면 78 : 제 1의 표면부

80 : 제 1의 광 82 : 제 2의 표면부

84 : 제 2의 광 86 : 발광 제어부

88 : 색조정부 90 : 편차 조정 회로

92 : DC/DC 컨버터 93 : 전원

94 : 출력 조정 회로 96 : 듀티 제어 회로

98 : RGB 듀티 조정 회로 100 : 색조정 회로

102R, 102G, 102B : 트랜지스터 104R, 104G, 104B : 가변 저항

110 : 액정 패널 112 : 백라이트 장치

114 : 프런트 프레임 116 : 투광부

118 : 편광시트 120 : 프런트측 확산시트

122 : 리어측 확산시트 124 : 확산판

126 : 리어 프레임 128 : 베이스부

130 : 지지부 132 : 공간

134 : 냉음극관 136 : 지지대

138 : 램프 지지 블록 140 : 스페이서 핀

142 : 인버터

기술 분야

본 발명은, 액정 표시 장치에 이용되는 백라이트 장치 및 이 백라이트 장치를 구비한 액정 표시 장치에 관한 것이다.

종래의 기술

컴퓨터의 표시 장치로서 이용되고 있는 액정 표시 장치는, 액정 자체가 비발광성이기 때문에, 이른바 백라이트 장치와 같은 조명 장치를 필요로 한다. 이와 같 은 백라이트 장치의 광원으로서, 종래, 냉음극관 등의 가는 지름의 형광관이 일반적으로 이용되고 있다. 한편, 냉음극관의 배치 방법으로서, 액정 패널의 테두리에 따라 형광관을 배치한 에지라이트 방식과, 액정 패널의 배후에 복수의 형광관을 배치한 직하 방식이 알려져 있다(특허 문헌 1 참조). 이들 2개의 방식을 비교하면, 직하 방식은 형광관으로부터 출사되는 광이 도광판 등을 거치는 일 없이 직접 출사되기 때문에 에지라이트 방식보다도 광의 이용 효율이 높다. 그 때문에, 직하 방식은 고휘도가 요구되는 텔레비전 수상기 등의 용도에 적합하다.

[특허 문헌 1]

특개2004-186080호 공보

구체적으로, 도 9와 도 10을 참조하여 직하 방식을 채용한 종래의 백라이트 장치를 간단히 설명한다. 도시한 바와 같이, 액정 패널(110)의 배후에 배치되는 백라이트 장치(112)는, 사각형의 프런트 프레임(114)을 갖는다. 프런트 프레임(114)의 내측에는, 복수의 투광판을 적층한 투광부(116)가 수용되어 있다. 도시한 종래예에 있어서, 투광부(116)는, 액정 패널측으로부터 순번대로 배치된 4장의 투광판, 즉 편광시트(118), 프런트측 확산시트(120), 리어측 확산시트(122), 확산판(124)을 갖는다. 투광부의 배후에는, 리어 프레임(126)이 배치되어 있다. 리어 프레임(126)은, 1장의 판을 절곡하고, 투광부(116)와 소정의 간격을 두고 대향하는 사각형의 베이스부(128)와, 베이스부(128)의 대향하는 양 테두리부로부터 상방을 향하여 절곡된 지지부(130)가 형성되어 있고, 양 지지부(130)가 투광부(116)를 지지하도록, 프런트 프레임(114)의 내측에 배치되어 고정되어 있다. 리어 프레임(126)의 내측에 형성된 공간(132)에는, 복수의 냉음극관(형광관)(134)이 병렬로 배치되어 있다. 이들 냉음극관(134)은, 2개의 지지대(136)에 의해 소정의 위치에서 지지되고, 각각의 양단이 램프 지지 블록(138)에 지지되어 있다. 또한, 베이스부(128)는 소정의 간격을 두고 배치된 복수의 스페이서 핀(140)을 지지하고, 각 스페이서 핀(140)의 상단을 투광부(116)에 맞대어서 해당 투광부(116)의 휘어짐을 방지하고 있다. 리어 프레임(126)의 배후에는, 냉음극관 점등용 인버터(142)가 배치되어 있고, 이 인버터(142)에 복수의 냉음극관(134)이 접속되어 있다.

이와 같이 구성된 백라이트 장치(112)에 의하면, 인버터(142)로부터 전력이 공급됨에 의해 복수의 냉음극관(134)이 광을 발한다. 냉음극관(134)으로부터 출사한 광중, 냉음극관(134)으로부터 투광부(116)를 향하여 진행하는 광(도면의 상방으로 진행하는 광)은, 투광부(116)에 직접 입사한다. 또한, 냉음극관(134)으로부터 리어 프레임(126)을 향하여 진행하는 광(도면의 하방 및 횡방향으로 진행하는 광)은, 리어 프레임(126)에서 반사하거나, 또는 인접하는 냉음극관(134)에서 반사한 후, 투광부(116)에 입사한다. 그리고, 투광부(116)에 도달한 광은, 확산판(124)과 확산시트(120, 122)에 의해 확산된다. 이때, 확산판(124)은 이것에 입사한 광의 시야각을 확대한다. 또한, 확산시트(120, 122)는 확대된 시야각을 좁힌다. 그 때문에, 최후의 확산시트(120)로부터 출사하는 광은 고휘도의 균일 면발광으로 되어 있다. 최후로, 확산시트(120)로부터 출사한 광은 편광시트(118)에 입사하고, 그곳에서 특정한 방향으로 편광되어 액정 패널(110)에 입사한다.

그러나, 상술한 백라이트 장치(112)에서는, 광원으로서 냉음극관(134)을 사 용하고 있고, 이 냉음극관(134)은 횡단면상의 전방향으로 광을 출사하는 것이다. 그 때문에, 냉음극관(134)으로부터 리어 프레임(126)을 향하여 출사한 광을 회수하여 유효하게 이용하기 위해서, 냉음극관(134)과 그 배후에 배치되는 리어 프레임(126) 사이에 소정의 간격을 마련함과 함께 인접하는 냉음극관(134)의 사이에 어느 정도 크기의 간극을 마련하고, 이로써 냉음극관(134)으로부터 리어 프레임(126)에 입사하는 광을 반사하고, 인접하는 냉음극관(134) 사이의 간극을 통하여 액정 패널(110)에 보내는 것이 필요하다. 그 때문에, 투광부(116)에 수직한 방향의 치수가 커지고, 그렇기 때문에 액정 표시 장치를 소형화하는데 문제로 되어 있다. 또한, 냉음극관(134)은 소정의 간격을 두고 배치되어 있으므로, 냉음극관(134)의 바로 위에 위치하는 투광부 영역에 입사하는 광량은, 인접하는 냉음극관(134)의 중간 영역에 대향하는 투광부 영역에 입사하는 광량보다도 많고, 이것이 액정 패널(110)에 표시되는 화상의 휘도 얼룩을 초래한 원인이 된다. 그래서, 액정 패널에 표시되는 화상의 휘도 얼룩을 없애기 위해, 상술한 바와 같이 투광부(116)에 다수의 확산부재(확산판(124), 확산시트(120, 122))를 마련할 필요가 있다.

또한, 냉음극관(134)은 브라운관에 비하면 색 재현성이 나쁘다는 결점이 있다. 이 문제를 해소하기 위해 백라이트 광원으로서 반도체 발광소자인 발광 다이오드를 이용하는 것도 고려되지만, 컬러 화상을 재생하기 위해서는 적·청·녹색의 광을 발생하는 3종류의 발광 다이오드를 마련하여야 한다. 이 경우, 3개의 발광 다이오드로부터 출사한 광을 충분히 혼색시켜 백색광을 생성하기 위해, 발광 다이오드로부터 액정 패널까지의 거리를 충분히 크게 취하여야 하고, 그러므로 백라이트 장치의 두께가 커진다는 문제가 있다.

그래서, 본 발명은, 냉음극관을 대신하는 다른 광원을 이용하고, 소형의 백라이트 장치 및 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제 1의 형태는,

광을 확산하는 시트형상의 확산부재와,

상기 확산부재의 배후에 배치된 광원부를 가지며,

상기 광원부로부터 출사된 광을 상기 확산부재에서 확산하여 면발광을 얻는 백라이트 장치에 있어서,

상기 광원부는 상기 확산부재와 평행한 평면을 따라 배치된 복수의 발광부를 가지며,

상기 복수의 발광부는 각각,

상기 확산부재에 대향하는 출사면을 구비한 투광성의 재료로 이루어지는 기재(基材)와,

상기 기재의 내부에 매입된 발광소자와,

상기 발광소자에서 발생한 광을 상기 출사면의 전역(全域) 또는 거의 전역에서 상기 확산부재를 향하여 수직 또는 거의 수직으로 안내하는 광안내부를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 2의 형태에 관한 백라이트 장치는, 상기 발광부의 출사면이 직사각형의 평면 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 3의 형태에 관한 백라이트 장치는, 상기 광안내부가, 상기 발광소자로부터 출사된 광을 반사하여 상기 확산부재에 수직 또는 거의 수직으로 안내하는 반사부를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 4의 형태에 관한 백라이트 장치는,

상기 광안내부가,

상기 출사면에 형성되어 있고, 상기 발광소자로부터 출사된 제 1의 광이 임계각 미만의 입사각으로 직접 입사되며 또한 상기 임계각 미만의 입사각도로 직접 입사된 제 1의 광을 상기 확산부재를 향하여 수직 또는 거의 수직으로 출사하는 제 1의 표면부와,

상기 출사면에 형성되어 있고, 상기 발광소자로부터 출사된 제 2의 광이 임계각 이상의 입사각으로 직접 입사됨과 함께 상기 임계각 이상의 입사각으로 입사된 제 2의 광을 내부 반사하는 제 2의 표면부와,

상기 기재의 표면에 형성되고, 상기 제 2의 표면부에서 내부 반사한 제 2의 광을 반사하여 상기 제 2의 표면부에 임계각 미만의 입사각으로 입사시킨 후에 상기 제 2의 표면부로부터 상기 확산부재를 향하여 수직 또는 거의 수직으로 출사시키는 반사부를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 5의 형태에 관한 백라이트 장치는,

상기 복수의 발광부중 적어도 2개가 인접하는 발광부의 사이에는 간극이 형성되어 있고, 상기 간극에는 상기 발광부로부터 상기 확산부재를 향하는 방향으로 신장하며 또한 상기 확산부재를 지지하는 핀이 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 6의 형태에 관한 백라이트 장치는, 상기 광원부는 상기 확산부재와 평행하게 배치된 복수의 발광부 탑재 기판을 가지며, 상기 발광부가 상기 발광부 탑재 기판상에서 제 1의 방향과 상기 평면을 따라 상기 제 1의 방향으로 직교하는 제 2의 방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 7의 형태에 관한 백라이트 장치는, 상기 발광부 탑재 기판상에서 상기 제 1의 방향으로 배치된 복수의 발광부가 대응하는 하나의 광량 조정부에 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 8의 형태에 관한 백라이트 장치는, 상기 발광소자가 적색, 녹색, 청색의 광을 출사하는 3개의 발광원을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액정 표시 장치는, 상술한 어느 하나의 형태의 백라이트 장치와, 상기 백라이트 장치의 확산부재로부터 출사된 광이 투사되는 액정 패널을 구비한 것을 특징으로 한다.

제 1의 형태의 백라이트 장치에 의하면, 발광소자에서 발생한 광은 발광부의 출사면 전역 또는 거의 전역에서 확산부재를 향하여 수직 또는 거의 수직으로 안내된다. 그 때문에, 관형상의 냉음극관을 이용한 백라이트 장치에서는 해당 냉음극관으로부터 전방향으로 출사한 광을 유효하게 이용하기 위해 냉음극관의 배후에 공간을 형성할 필요가 있고, 그 때문에 백라이트 장치의 두께가 커진다는 문제가 있지만, 본 발명의 백라이트 장치에서는 발광부의 배후에 그와 같은 공간을 마련할 필요가 없어, 전체의 두께를 작게 하여 소형화할 수 있다.

제 2의 형태의 백라이트 장치에서는, 발광부의 출사면이 직사각형을 갖기 때 문에, 복수의 발광부를 확산부재와 평행하게 간극 없이 또는 거의 간극 없이 배치하고, 확산부재를 향하여 진행하는 면형상 광속을 얻을 수 있다.

제 3의 형태의 백라이트 장치는 발광소자로부터 경사 방향 또는 횡방향으로 출사된 광을 반사하여 확산부재에 수직 또는 거의 수직으로 안내되기 때문에, 발광소자로부터 출사한 광을 유효하게 활용할 수 있다.

제 4의 형태의 백라이트 장치는, 발광소자로부터 출사면에 임계각 이상의 각도로 비스듬하게 입사한 광이 그 출사면과 반사부에서 반사된 후에 출사면으로부터 확산부재를 향하여 수직 또는 거의 수직으로 안내되기 때문에, 발광소자로부터 출사한 광을 유효하게 활용할 수 있다.

제 5의 형태의 백라이트 장치는, 인접하는 발광부 사이에 배치된 핀에 의해 확산부재가 지지되기 때문에, 확산부재가 휘어짐이 없고, 균일한 면발광을 얻을 수 있다.

제 6의 형태의 백라이트 장치는, 개개의 발광부 탑재 기판을 이것에 지지한 복수의 발광부와 함께 떼어낼 수 있기 때문에, 조립과 메인터넌스가 용이해진다.

제 7의 형태의 백라이트 장치는, 개개의 발광부 탑재 기판에 탑재된 다수의 발광부중에서 제 1의 방향으로 배치된 복수의 발광부가 하나의 광량 조정부에 접속되어 있기 때문에, 이들 복수의 발광부의 광량을 한 유닛으로 하여 하나의 광량 조정부에서 조정할 수 있다.

제 8의 형태의 백라이트 장치는, 발광소자가 적색, 녹색, 청색의 발광원을 구비하고 있으므로, 이 백라이트 장치를 구비한 액정 표시 장치에 대해, 이들 3개 의 색을 혼합한 백색광을 공급할 수 있다.

본 발명의 액정 표시 장치에는, 상술한 각 형태의 백라이트 장치가 갖는 이점이 주어진다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명에 관한 적합한 실시의 형태를 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 특정한 방향을 나타내는 용어(예를 들면 「상」, 「하」, 「우」, 「좌」) 및 그들의 용어를 포함하는 다른 용어(예를 들면 「상방」, 「하방」, 「우측」, 「좌측」)를 적절히 사용하지만, 그들의 사용은 도면을 참조한 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것으로서, 그들의 용어에 의해 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서 이하에 설명하는 발명의 실시 형태를 상하 반전하고, 또한 임의의 방향(예를 들면, 시계 회전 방향 또는 반시계 회전 방향)으로 소정 각도(예를 들면, 90도) 회전한 형태도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이다.

도 1은 액정 표시 장치의 단면도로서, 도시한 액정 표시 장치(10)는 액정 패널(12)과 해당 액정 패널(12)의 배후에 배치된 백라이트 장치(14)를 구비하고 있다. 액정 패널(12)은, 종래부터 공지되어 있는 모든 액정 패널을 이용할 수 있고, 액정의 종류나 패널 구조에 의해 본 발명의 액정 표시 장치가 한정되는 것은 아니다.

백라이트 장치(14)는, 상자 모양의 몸체(16)를 갖는다. 도 2에 도시한 바와 같이, 몸체(16)는 대략, 액정 패널(12)에 인접하여 배치되는 프런트 프레임(18)과, 해당 프런트 프레임(18)의 내측에 삽입되는 리어 프레임(20)을 갖는다. 프런트 프레임(18)은, 정사각형의 횡틀(22)과, 액정 패널(12)에 대향하는 횡틀(22)의 연부(도면의 상단연부)로부터 내측으로 돌출하는 플랜지부(24)를 가지며, 이 플랜지부(24)의 내측에 면발광 영역이 되는 개구부(26)가 형성되어 있다. 리어 프레임(20)은, 액정 패널(12)에 대향하는 영역(상부 영역)을 개방한 상자 모양을 하고 있고, 프런트 프레임(18)의 개구부(26)에 소정의 간격을 두고 대향하는 사각형의 저부(28)와, 저부(28)의 주연(周緣)부터 액정 패널(12)을 향하여 상방으로 신장하는 측벽(30)을 가지며, 리어 프레임(20)의 내측에 후술하는 광원부를 수용하는 직사각형의 공간(32)이 형성되어 있다.

공간(32)의 내부에는, 개구부(26) 부근에, 개구부(26)보다도 큰 복수의 투광판이 적층되어 배치되어 있다. 실시의 형태에 있어서, 복수의 투광판은 리어 프레임(20)의 저부로부터 액정 패널(12)을 향하여 순번대로, 경질 투명 재료로 이루어지는 자립성(自立性)이 있는 투명판(지지판)(34)과, 입사한 광을 확산시키는 연질 시트 상태의 확산시트(확산부재)(36)와, 입사한 광중 특정한 방향으로 진동하는 광성분만을 투과시키는 편광판(38)을 가지며, 도 1에 도시한 바와 같이, 프런트 프레임(18)의 플랜지부(24)와 리어 프레임(20)의 측벽(30)에 끼워져 지지되어 있다.

공간(32)의 저부에는 광원부(40)가 배치되어 있다. 광원부(40)는, 후술하는 다수의 발광부를 지지하는 복수의 발광부 탑재 베이스부(40)를 갖는다. 실시의 형태에 있어서, 복수의 발광부 탑재 기판(42)은, 액정 패널(12) 및 개구부(26)와 평행한 평면을 따라, 공간(32) 내의 거의 전역에 부설되어 있다. 각 발광부 탑재 기 판(42)은, 도 4에 상세히 도시한 바와 같이, 1장의 판재를 절곡하여 형성되어 있고, 직사각형 공간(32)의 단변 방향 길이와 거의 동일한 길이를 갖는 한 변(장변)과, 직사각형 공간(32)의 장변 방향 길이를 균등하게 분할한 길이의 한 변(단변)을 갖는 정사각형의 저판부(44)와, 저판부(44)의 양 단변의 일부를 하방으로 절곡하여 형성된 다리부(46)와, 저판부(44)의 양 단변의 나머지 부분을 상방으로 절곡하여 형성된 고정부(48)를 갖는다.

각 발광부 탑재 기판(42) 위에는 다수의 발광부(50)가 격자형상으로 배치되어 광원 유닛(52)이 형성되어 있다. 후에 상세히 설명하는 바와 같이 각 발광부(50)는 사각형 판형상의 외관을 가지며, 저판부(44)의 표면 전역 또는 거의 전역에, 인접하는 발광부(50)의 사이에 간극을 마련하는 일 없이, 또는 인접하는 발광부(50)의 사이에는 약간의 간극(예를 들면, 약 5㎜ 이하, 바람직하게는 약 2㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 약 1㎜ 이하의 간극)을 두고 고정되어 있다. 발광부(50)의 고정 방법은 임의이고, 예를 들면 나사, 접착제, 양면 접착제가 이용된다. 예를 들면, 발광부(50)가 종횡 30㎜의 평면 치수를 갖는 경우, 인접하는 발광부(50)와의 사이에는 약 1㎜의 간극을 두고 배치된다. 또한, 예를 들면, 30인치형의 백라이트 장치의 경우, 각 발광부 탑재 기판(42) 위에, 종횡 30㎜의 평면 치수를 갖는 발광부(50)가, 저판부 단변 방향(제 1의 방향)으로 3개, 이와 직교하는 방향(제 2의 방향)으로 13개 나렬하여 배치된다. 그리고, 이와 같이 발광부(50)를 탑재한 7장의 발광부 탑재 기판(42)이 도 3에 도시한 바와 같이 평면 배치되어 면발광원이 형성된다.

공간(32) 내에 배치된 복수의 광원 유닛(52)은, 각 발광부 탑재 기판(42)의 고정부(48)를 리어 프레임(20)의 측벽(30)에 나사 등으로 착탈 자유롭게 연결하여 고정된다. 또한, 광원 유닛(52)과 리어 프레임 저부(28) 사이에는, 다리부(46)의 존재에 의해, 소정의 두께를 갖는 공극(54)이 형성된다. 이 공극(54)은, 전기 배선용의 공간으로서 이용될 뿐만 아니라, 리어 프레임 저부(28)에 형성된 환기창(환기용/방열용의 개구부)(56)[도 1 참조]을 통하여 외기에 접속되고, 발광부(50)에서 발생한 열을 배기하기 위한 공간으로서 이용된다.

도 1로 되돌아가, 실시의 형태에서는, 3장의 투광판(투명판(34), 확산시트(36), 편광판(38))을 배후로부터 지지하고 그들의 휘어짐을 방지하기 위해, 공간(32)의 내부에는 복수의 스페이서 핀(60)이 배치되어 있다. 스페이서 핀(60)은, 원반형상의 베이스부(基部)와, 베이스부의 중심으로부터 상방을 향하여 신장하는 끝이 가는 형상의 축부로 이루어지고, 리어 프레임 저부(28)상에 배치되고, 발광부 탑재 기판(42)에 형성된 관통구멍(62)에 그 하방으로부터 축부를 삽입하여 지지되고, 이 상태로 축부 상단이 투광판을 지지하고 있다. 이들의 복수의 스페이서 핀(60)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 발광부(50)를 4분할한 각 영역의 중앙에 배치하는 것이 바람직하다. 다만, 개구부(26)가 작고, 또한 투명판(34)의 강성이 높고, 투광판에 휘어짐이 발생하지 않는 경우, 또는 예를 들어 휘어짐이 생겨도 그것이 문제없을 정도의 경우, 스페이서 핀(60)은 불필요하다.

도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 발광부(50)는 정사각형의 평면 형상을 갖는 판형상의 외관을 하고 있고, 액정 패널(12)에 대향하는 정사각형의 표면을 갖는 다. 이 표면은, 거의 일정한 두께를 갖는 투명판으로 이루어지는 피복층(64)에 의해 형성되어 있다. 피복층(64)의 아래에는, 대략 하방으로 만곡한 접시형상의 저면을 갖는 투명 기재(66)가 일체적으로 마련되어 있다. 투명 기재(66)는 투명 수지를 일체적으로 성형하여 구성되어 있고, 피복층(64)의 투명 부재에 접하는 면이 출사면(68)을 형성하고, 투명 기재(66)의 저면이 고반사률을 갖는 반사부(광안내부)(70)를 지지하고 있다. 반사부(70)는, 예를 들면, 투명 기재(66)의 저면에 금속을 증착하여 형성된다. 투명 기재(66)의 중앙 저부 부근에는 발광소자(72)가 매입되어 있다. 실시의 형태에 있어서, 발광소자(72)는 적색, 녹색, 청색의 광을 출사하는 3개의 발광원(적색 다이오드, 녹색 다이오드, 청색 다이오드)(74R, 74G, 74B)을 구비하고 있고, 이들 3개의 발광원으로부터 적색, 녹색, 청색의 광이 출사되도록 하고 있다. 반사부(70)의 배후에는, 투명 기재(66)를 지지하기 위한 지지부(75)가 마련되어 있다. 이 지지부(75)는, 반사부(70)의 배후에 수지를 몰드하여 형성할 수 있다. 또한, 지지부(75)의 배후에는 기판부(76)가 배치되어 있다.

투명 기재(66)의 저면은, 발광부(50)의 중심에 대해 동심적으로 배치된 복수의 반사면(77)이 형성되고, 이 반사면(77)에 따라 반사부(70)가 배치되어 있고, 이로써 발광소자(72)로부터 출사한 광이 전부 액정 패널(12)을 향하여 수직으로 또는 거의 수직으로 출사되도록 하고 있다. 구체적으로, 광의 진행을 구체적으로 설명하면, 도 6에 도시한 바와 같이, 발광소자(72)로부터 출사한 광중, 출사면(68)의 제 1의 표면부(광안내부)(78)에 전반사의 임계각 미만의 입사각으로 입사하는 제 1의 광(80)은, 투광부 및 액정 패널(12)을 향하여 이것에 수직 또는 거의 수직으로 출 사한다. 또한, 발광소자(72)로부터 출사한 광중, 출사면(68)의 제 2의 표면부(광안내부)(82)에 임계각 이상의 입사각으로 입사하는 제 2의 광(84)은 출사면(68)에서 내부 반사한다. 내부 반사한 제 2의 광(84)은, 다음에 반사면(77)(정확하게는 반사부(70))에서 반사하고, 그 후 출사면(68)에 임계각 미만의 입사각으로 재차 입사하고, 출사면(68)의 제 2의 표면부(82)로부터 투광부 및 액정 패널(12)을 향하여 이것에 수직 또는 거의 수직으로 출사한다. 또한, 실시의 형태와 같이 3색의 광을 발생하는 발광원(74R, 74G, 74B)을 구비한 것에서는, 출사면(68)과 반사부(70)에서 반사된 3개의 광이 적당히 혼색하여, 완전한 백색광으로 된다. 그리고, 이와 같은 광의 진행이 보증되도록, 반사면(77)의 형상이 결정되어 있다.

이와 같은 구성을 채용함에 의해, 리어 프레임(20)의 내부에 평면 배치된 다수의 발광부(50)는, 전체로서, 확산시트(36) 및 액정 패널(12)을 향하여 수직 또는 거의 수직으로 진행하는 광속을 출사하는 면광원을 구성한다. 그리고, 면광원으로부터 출사된 광은, 투명판(34)을 투과하고, 확산시트(36)에서 확산된 후, 편광판(38)에서 특정한 방향으로 진동하는 성분만을 갖는 고휘도이며 또한 휘도 얼룩이 없는 면발광이 개구부(26)를 통하여 액정 패널(12)에 공급된다.

따라서 실시의 형태에 관한 백라이트 장치(14)에 의하면, 사각형의 출사면(68)을 구비한 발광부(50)가 간극 없이 또는 약간의 간극을 두고 종횡 배치되어 있고, 각 발광부(50)로부터 출사하는 광은 전부 확산시트(36) 및 액정 패널(12)을 향하여 수직 또는 거의 수직으로 진행한다. 그 때문에, 광원부(40)가 거의 균일한 면광원을 형성하고, 이 면광원으로부터 출사한 균일한 광의 다발(면광속)을 확산시트 (36)에 통과시킴으로써 더욱 균일한 면발광을 얻을 수 있다.

또한, 광원부(40)로부터 출사하는 광은 전부 전방(확산시트(36), 액정 패널(12)을 향하는 방향)으로 진행하고, 냉음극관과 같이 전방향으로 확산하는 일이 없기 때문에, 후방으로 진행하는 광을 반사시켜 회수하기 위한 공간을 발광부(50)의 배후에 형성할 필요가 없고, 전체로서 백라이트 장치(14)의 두께를 얇게 할 수 있다. 또한, 광원부(40)로부터 출사한 광을 극히 유효하게 이용할 수 있다.

또한, 광원부(40)로부터 출사한 광은 확산시트(36)에 수직 또는 거의 수직으로 입사하고, 냉음극관을 이용한 백라이트 장치와 같이 확산시트(36)에 대해 모든 방향 성분을 갖는 광이 입사되는 일은 없다. 따라서 광원부(40)로부터 출사된 광을 확산하기 위한 확산시트(36)는 생략할 수 있다. 또한, 확산시트(36)를 사용하는 경우에도, 냉음극관을 이용한 백라이트 장치에 비하여, 그 사용 매수를 줄일 수도 있고, 실시 형태와 같이 배후에 자립성이 있는 경질 투명판(34)을 배치하면, 확산시트(36)에는 연질 재료로 이루어지는 비자립성의 확산시트를 이용할 수 있다. 이 경우, 투명판(34)은 경질 재료로 이루어지는 자립성의 확산시트(36)에 비하여 당연히 저가이기 때문에, 백라이트 장치의 비용 절감이 더욱 더 가능해진다.

또한, 다수의 발광부(50)는, 복수의 발광부 탑재 기판(42)에 탑재되어 있기 때문에, 광원부(40)의 조립이나, 발광부 고장시 등의 교환 작업을 용이하게 행할 수 있다.

백라이트 장치(14)의 전기계(電氣系)에 관해 설명한다. 도 1, 2에 도시한 바와 같이, 리어 프레임(20)의 배후에는, 발광 제어부(86)와 색조정부(88)가 마련되 어 있다. 도 7에 상세히 도시한 바와 같이, 각 발광부 탑재 기판(42)상에서 제 1의 방향으로 배치된 복수(상술한 실시 형태에서는 3개)의 발광부(50)의 발광원(발광 다이오드)(74R, 74G, 74B)이 발광색마다 직렬로 접속되어 있다. 이 전기적 접속은, 발광부 탑재 기판(42)의 배후에 형성된 공극(54)에서 행하여진다.

발광 제어부(86)에서, 직렬로 접속된 복수의 발광원(74R, 74G, 74B)은 하나의 편차 조정 회로(광량 조정부)(90)에 접속되어 있고, 이들 직렬로 접속된 복수의 발광원(74R, 74G, 74B)이 하나의 단위로서 휘도 조정할 수 있도록 하고 있다. 편차 조정 회로(90)는 또한, DC/DC 컨버터(92)를 통하여 전원(93)에 접속되어 있다. DC/DC 컨버터(92)는, 그 출력을 조정하는 출력 조정 회로(94)에 접속되어 있다. 또한, DC/DC 컨버터(92)의 출력은, 듀티 제어 회로(96)를 통하여 RGB 듀티 조정 회로(98)에 접속되어 있고, RGB 듀티 조정 회로(98)에서 설정된 듀티(온 듀티 : 2 내지 100％)에 의거하여 듀티 제어 회로(96)가 DC/DC 컨버터(92)의 출력 듀티를 조정하고, 광원부(40) 전체의 조광이 행해지도록 하고 있다.

색조정부(88)는, 각 발광소자(72)에 하나의 비율로 도 8에 도시한 색조정 회로(100)를 구비하고 있다. 각 색 조정 회로(100)는, 각 발광원(74R, 74G, 74B)에 접속된 트랜지스터(102R, 102G, 102B)와 가변 저항(104R, 104G, 104B)을 구비하고 있고, 가변 저항(104R, 104G, 104B)을 조정함에 의해 각 트랜지스터(102R, 102G, 102B)의 베이스 전류를 증감시켜, 발광원(74R, 74G, 74B)에 인가되는 전류를 조정하여 해당 발광원(74R, 74G, 74B)의 발광량을 조정할 수 있도록 하고 있다. 따라서 각 발광부(50) 및 각 발광원(74R, 74G, 74B)으로부터 출사되는 광의 색조를 조정할 수 있다.

또한, 발광소자(72)에서 발생하는 열은, 그 배후에 형성되어 있는 공극(54)으로부터 환기창(56)을 통하여 외부로 방출된다. 그 때문에, 발광소자(72)의 온도 특성이 안정된다.

이상, 본 발명에 관한 액정 표시 장치와 백라이트 장치의 바람직한 실시 형태를 설명하였지만, 이 실시 형태는 여러가지 개량이 가능하다. 예를 들면, 도 1에 도시한 바와 같이, 리어 프레임(20)의 내면(특히, 측벽(30)의 내면)에 고반사성의 반사층(106)을 형성하고, 광원부(40)로부터 출사된 광을 반사함에 의해 유효하게 활용할 수 있다. 이 경우, 반사층(106)은, 고반사성을 갖는 반사 시트를 측벽 내면에 부착함에 의해 형성할 수도 있고, 고반사성의 도료를 도포하여 형성할 수도 있다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 발광소자에 3개의 발광원(적색, 녹색, 청색의 광을 각각 발생하는 3개의 발광 다이오드)을 이용하였지만, 발광소자를 하나의 발광원으로 구성할 수도 있다. 또한, 상기 설명에서는 발광부의 하나의 형태만을 나타냈지만, 특개2004-186092호 공보에서 제안되고 있는 다양한 형태의 발광부(발광 광원)가 본 발명에 제공 가능하다.

제 1의 형태의 백라이트 장치에 의하면, 발광소자에서 발생한 광은 발광부의 출사면 전역 또는 거의 전역에서 확산부재를 향하여 수직 또는 거의 수직으로 안내된다. 그 때문에, 관형상의 냉음극관을 이용한 백라이트 장치에서는 해당 냉음극관으로부터 전방향으로 출사한 광을 유효하게 이용하기 위해 냉음극관의 배후에 공간 을 형성할 필요가 있고, 그 때문에 백라이트 장치의 두께가 커진다는 문제가 있지만, 본 발명의 백라이트 장치에서는 발광부의 배후에 그와 같은 공간을 마련할 필요가 없어, 전체의 두께를 작게 하여 소형화할 수 있다.

제 2의 형태의 백라이트 장치에서는, 발광부의 출사면이 직사각형을 갖기 때문에, 복수의 발광부를 확산부재와 평행하게 간극 없이 또는 거의 간극 없이 배치하고, 확산부재를 향하여 진행하는 면형상 광속을 얻을 수 있다.

제 7의 형태의 백라이트 장치는, 개개의 발광부 탑재 기판에 탑재된 다수의 발광부중에서 제 1의 방향으로 배치된 복수의 발광부가 하나의 광량 조정부에 접속 되어 있기 때문에, 이들 복수의 발광부의 광량을 한 유닛으로 하여 하나의 광량 조정부에서 조정할 수 있다.

제 8의 형태의 백라이트 장치는, 발광소자가 적색, 녹색, 청색의 발광원을 구비하고 있으므로, 이 백라이트 장치를 구비한 액정 표시 장치에 대해, 이들 3개의 색을 혼합한 백색광을 공급할 수 있다.

Claims

광을 확산한 시트형상의 확산부재와,

상기 확산부재의 배후에 배치된 광원부를 가지며,

상기 광원부에서 출사된 광을 상기 확산부재에서 확산하여 면발광을 얻는 백라이트 장치에 있어서,

상기 광원부는 상기 확산부재와 평행한 평면을 따라 배치된 복수의 발광부를 가지며,

상기 복수의 발광부는 각각,

상기 확산부재에 대향하는 출사면을 구비한 투광성의 재료로 이루어지는 기재와,

상기 기재의 내부에 매입된 발광소자와,

상기 발광소자에서 발생한 광을 상기 출사면의 전역 또는 거의 전역에서 상기 확산부재를 향하여 수직 또는 거의 수직으로 안내하는 광안내부를 구비한 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
제 1항에 있어서,

상기 발광부의 출사면이 직사각형의 평면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 광안내부는, 상기 발광소자로부터 출사된 광을 반사하여 상기 확산부재에 수직 또는 거의 수직으로 안내하는 반사부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,

상기 광안내부는,

상기 출사면에 형성되어 있고, 상기 발광소자로부터 출사된 제 1의 광이 임계각 미만의 입사각으로 직접 입사되며 또한 상기 임계각 미만의 입사각도로 직접 입사된 제 1의 광을 상기 확산부재를 향하여 수직 또는 거의 수직으로 출사하는 제 1의 표면부와,

상기 출사면에 형성되어 있고, 상기 발광소자로부터 출사된 제 2의 광이 임계각 이상의 입사각으로 직접 입사됨과 함께 상기 임계각 이상의 입사각으로 입사된 제 2의 광을 내부 반사하는 제 2의 표면부와,

상기 기재의 표면에 형성되어 있고, 상기 제 2의 표면부에서 내부 반사한 제 2의 광을 반사하여 상기 제 2의 표면부에 임계각 미만의 입사각으로 입사시킨 후에 상기 제 2의 표면부로부터 상기 확산부재를 향하여 수직 또는 거의 수직으로 출사시키는 반사부를 구비한 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
제 1항 내지 제 4항중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수의 발광부중 적어도 2개가 인접하는 발광부의 사이에는 간극이 형성되어 있고, 상기 간극에는 상기 발광부로부터 상기 확산부재를 향하는 방향으로 신장하며 또한 상기 확산부재를 지지하는 핀이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
제 1항 내지 제 5항중 어느 한 항에 있어서,

상기 광원부는 상기 확산부재와 평행하게 배치된 복수의 발광부 탑재 기판을 가지며, 상기 발광부가 상기 발광부 탑재 기판상에서 제 1의 방향과 상기 평면에 따라 상기 제 1의 방향으로 직교하는 제 2의 방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
제 6항에 있어서,

상기 발광부 탑재 기판상에서 상기 제 1의 방향으로 배치된 복수의 발광부가 대응하는 하나의 광량 조정부에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
제 1항 내지 제 7항중 어느 한 항에 있어서,

상기 발광소자는, 적색, 녹색, 청색의 광을 출사하는 3개의 발광원을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
제 1항 내지 제 8항중 어느 한 항에 기재된 백라이트 장치와, 상기 백라이트 장치의 확산부재로부터 출사된 광이 투사되는 액정 패널을 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.