KR20070024861A - 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

색 균일성을 향상시킬 수 있는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치가 개시되어 있다. 백라이트 어셈블리는 수납 용기, 점광원 유닛 및 도광 부재를 포함한다. 점광원 유닛은 수납 용기의 바닥부 상에 배치되며, 다수의 점광원들이 소정 형태로 배열되어 광을 발생한다. 도광 부재는 점광원 유닛의 상부에 배치되며, 점광원 유닛과 마주하는 하부면에 형성된 렌즈 형상의 확산 패턴을 갖는다. 확산 패턴은 점광원들의 배열 방향과 나란하도록 연장되는 스트라이프 형상을 갖는 확산부들로 이루어진다. 이와 같이, 도광 부재의 하부면에 렌즈 형상의 확산 패턴을 형성함으로써, 색 균일성 및 휘도 균일성을 향상시킬 수 있다.

Description

백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치{BACK LIGHT ASSEMBLY AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 백라이트 어셈블리의 결합단 단면을 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 도광 부재의 일 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 도광 부재의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 A부분을 확대한 확대도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 백라이트 어셈블리 200 : 수납 용기
300 : 점광원 유닛 310 : 점광원
320 : 회로 기판 400 : 도광 부재
410 : 확산 패턴 420 : 확산부
510 : 확산판 520 : 광학 시트
530 : 반사판 600 : 디스플레이 유닛
610 : 액정표시패널 620 : 구동 회로부
800 : 탑 샤시 900 : 액정표시장치
본 발명은 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 색 균일성을 향상시킬 수 있는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 표시 장치는 정보처리장치에서 처리된 전기적 포맷 형태의 데이터를 육안으로 확인할 수 있는 영상으로 변경하여 표시한다. 이러한 표시 장치로는 CRT(Cathode Ray Tube), PDP(Plasma Display Panel), LCD(Liquid Crystal Display), EL(Electro Luminescence) 등의 다양한 종류가 있다. 이들 중 액정표시장치(LCD)는 액정(Liquid Crystal)의 전기적 특성 및 광학적 특성을 이용하여 영상을 표시하는 평판 표시 장치의 하나로써, 다른 표시 장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 구동전압 및 소비전력을 갖는 장점이 있어, 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.
액정표시장치는 영상을 표시하기 위하여 하부 기판과 상부 기판 사이에 액정을 개재한 액정표시패널을 포함한다. 액정표시장치는 영상을 표시하는 액정표시패널이 자체적으로 발광을 하지 못하는 비발광성 소자이기 때문에, 액정표시패널에 광을 공급하기 위한 별도의 백라이트 어셈블리를 필요로 한다.
백라이트 어셈블리는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL), 평판형광램프(Flat Fluorescent Lamp : FFL) 등의 백색광을 발생하는 광원을 주로 사용하였다. 그러나, 최근에는 소비전력을 줄이고 색재현성의 향상을 위하여, 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드들을 광원으로 사용하여 백색 광을 구현하는 백라이트 어셈블리에 대한 개발이 진행되고 있다. 이때, 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드들로부터 발생된 단색 광들은 액정표시패널의 컬러 필터와 잘 매칭되어 색재현성을 향상시킨다.
그러나, 발광 다이오드들은 제한된 각도 범위로 광을 발생하기 때문에, 광의 경로를 최대한 길고 넓게 퍼지게 하기 위하여 광학 렌즈를 사용하며, 적색, 녹색 및 청색 광의 혼합을 위하여 도광 부재를 사용한다. 또한, 도광 부재의 하부면에는 수직 출사광의 양을 줄이고, 혼색을 돕기 위하여, 발광 다이오드에 대응하여 인쇄 패턴이 형성된다.
그러나, 도광 부재의 사이즈가 커짐에 따라, 인쇄 패턴의 불균일성 및 도광 부재의 처짐에 의한 얼라인 미스로 인해, 색 균일성 특성이 저하되는 문제점이 발생된다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명은 색 균일성 특성을 향상시킬 수 있는 백라이트 어셈블리를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기한 백라이트 어셈블리를 갖는 액정표시장치를 제공한 다.
본 발명의 일 특징에 따른 백라이트 어셈블리는 수납 용기, 점광원 유닛 및 도광 부재를 포함한다. 상기 점광원 유닛은 상기 수납 용기의 바닥부 상에 배치되며, 다수의 점광원들이 소정 형태로 배열되어 광을 발생한다. 상기 도광 부재는 상기 점광원 유닛의 상부에 배치되며, 상기 점광원 유닛과 마주하는 하부면에 형성된 렌즈 형상의 확산 패턴을 갖는다.
일 실시예로, 상기 확산 패턴은 상기 점광원들의 배열 방향과 나란하도록 연장되는 스트라이프 형상을 갖는 확산부들로 이루어진다.
다른 실시예로, 상기 확산 패턴은 상부가 라운드진 피라미드 형상을 갖는 확산부들로 이루어진다.
한편, 도광 부재는 광의 확산을 위한 확산제를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 액정표시장치는 광을 공급하는 백라이트 어셈블리 및 영상을 표시하는 디스플레이 유닛을 포함한다. 상기 백라이트 어셈블리는 수납 용기, 점광원 유닛 및 도광 부재를 포함한다. 상기 점광원 유닛은 상기 수납 용기의 바닥부 상에 배치되며, 다수의 점광원들이 소정 형태로 배열되어 광을 발생한다. 상기 도광 부재는 상기 점광원 유닛의 상부에 배치되며, 상기 점광원 유닛과 마주하는 하부면에 형성된 렌즈 형상의 확산 패턴을 갖는다. 상기 디스플레이 유닛은 상기 백라이트 어셈블리로부터 공급되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널 및 상기 액정표시패널을 구동하는 구동 회로부를 구비한다.
이와 같은 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치에 따르면, 도광 부재의 하부면에 렌즈 형상의 확산 패턴을 형성함으로써, 색 균일성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 나타낸 분해 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 백라이트 어셈블리의 결합단 단면을 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리(100)는 수납 용기(200), 점광원 유닛(300) 및 도광 부재(400)를 포함한다.
수납 용기(200)는 점광원 유닛(300)을 수납하기 위하여, 바닥부(210) 및 바닥부(210)의 가장자리로부터 연장되어 수납공간을 형성하는 측부(220)로 이루어진다. 수납 용기(200)는 일 예로, 강도가 우수하고 변형이 적은 금속으로 이루어진다.
점광원 유닛(300)은 수납 용기(200)의 바닥부(210)상에 배치된다. 점광원 유닛(300)은 다수의 점광원(310)들을 포함한다. 점광원(310)들은 소정 형태로 배열되어 광을 발생한다.
점광원(310)들은 회로 기판(320)에 고정된 상태에서 수납 용기(200)에 수납된다. 회로 기판(320)은 전원 인가선(미도시)들이 형성되어 있는 얇은 기판이다. 회로 기판(320)은 예를 들어, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board : PCB) 또는 인 쇄회로기판에 열 전도율이 우수한 금속이 코팅된 금속코팅기판(Matal Coating Printed Circuit Board : MCPCB)으로 이루어진다. 외부로부터 인가되는 점광원 전원은 전원 인가선을 통해 점광원(310)들에 전달된다.
점광원(310)은 광을 발생하는 발광 다이오드(Light Emiting Diode : LED) 및 광학 렌즈(312)를 포함한다. 광학 렌즈(312)는 발광 다이오드를 감싸도록 배치되어 발광 다이오드로부터 발생된 광을 확산시켜 출사시킨다.
점광원(310)들은 백색광을 발생하기 위하여, 서로 다른 단색광들을 발생하는 점광원(310)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 점광원(310)들은 적색광을 발생하는 적색 점광원, 청색광을 발생하는 청색 점광원 및 녹색광을 발생하는 녹색 점광원을 포함한다. 적색광, 청색광 및 녹색광은 서로 혼합되어 백색광을 만들어 낸다. 이와 달리, 점광원(310)들은 백색광을 발생하는 백색 점광원들로 이루어질 수 있다.
도광 부재(400)는 점광원 유닛(300)의 상부에 배치된다. 도광 부재(400)는 점광원 유닛(300)의 최상단과 소정 간격으로 이격되게 배치된다. 예를 들어, 도광 부재(400)는 점광원 유닛(300)의 최상단과 약 6㎜의 간격으로 이격된다.
도광 부재(400)는 점광원(310)들로부터 발생된 적색광, 청색광 및 녹색광을 혼합하여 백색에 가까운 광을 출사한다. 도광 부재(400)는 예를 들어, 폴리 카보네이트(Polycarbonate : PC) 재질로 형성되며, 약 1㎜의 두께를 갖는다.
도광 부재(400)는 점광원 유닛(300)과 마주하는 하부면에 형성된 렌즈 형상의 확산 패턴(410)을 갖는다. 확산 패턴(410)은 점광원(310)들로부터 발생된 적색광, 청색광 및 녹색광을 상하 방향 또는 좌우 방향으로 섞어 줌으로써, 색 균일성 을 향상시킨다.
백라이트 어셈블리(100)는 도광 부재(400)의 상부에 배치되는 확산판(510)을 더 포함한다. 확산판(510)은 도광 부재(430)와 일정 간격 이상으로 이격되도록 배치된다.
확산판(510)은 도광 부재(400)로부터 출사되는 광을 확산시켜 광의 휘도 균일성을 향상시킨다. 확산판(510)은 예를 들어, 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate : PMMA) 재질로 이루어되며, 내부에 광의 확산을 위한 확산제를 포함한다.
백라이트 어셈블리(100)는 확산판(510)의 상부에 배치되는 하나 이상의 광학 시트(520)를 더 포함한다. 광학 시트(520)는 확산판(510)을 통해 확산된 광의 경로를 다시 한번 변경하여 광의 휘도 특성을 향상시킨다.
광학 시트(520)는 확산판(510)을 통해 확산된 광을 정면 방향으로 집광시켜 광의 정면 휘도를 향상시키기 위한 집광 시트를 포함할 수 있다. 또한, 광학 시트(520)는 확산판(510)을 통해 확산된 광을 다시 한번 확산시키기 위한 확산 시트를 포함할 수 있다. 한편, 백라이트 어셈블리(100)는 요구되어지는 휘도 특성에 따라 반사편광필름 등의 다양한 기능의 광학 시트를 더 포함할 수 있다.
백라이트 어셈블리(100)는 광학 렌즈(312)의 하부에 배치되는 반사판(530)을 더 포함한다. 반사판(530)은 점광원(310)들로부터 발생된 광을 상부 방향으로 반사시켜 휘도를 향상시킨다. 반사판(530)은 광학 렌즈(312)의 노출을 위한 개구부(532)를 갖는다.
한편, 도광 부재(400)는 광의 확산을 위한 확산제를 포함할 수 있다. 이와 같이, 도광 부재(400)가 확산제를 포함하는 경우, 상부에 배치되는 확산판(510)을 제거할 수 있다.
또한, 도광 부재(400)는 점광원(310)들의 지향각 특성에 따라, 확산판(510)의 상부, 또는 광학 시트(520)의 상부에 배치될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 도광 부재의 일 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 도광 부재(400)는 점광원 유닛(300)과 마주하는 하부면에 형성된 렌즈 형상의 확산 패턴(410)을 갖는다.
확산 패턴(410)은 서로 연접하는 다수의 확산부(420)들로 이루어진다. 확산부(420)들은 점광원(310)들의 배열 방향과 나란하도록 연장되는 스트라이프(stripe) 형상을 갖는다. 확산부(420)들은 서로간에 일정 간격으로 이격되도록 형성될 수 있다.
확산부(420)의 종단면은 광의 확산성을 향상시키기 위하여 반타원 형상을 갖는다. 확산부(420)의 크기 및 간격은 점광원(310)의 광 출사분포에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 확산부(420)는 약 150㎛의 폭으로 형성된다.
도 4는 도 1에 도시된 도광 부재의 다른 실시예를 나타낸 사시도이며, 도 5는 도 4의 A부분을 확대한 확대도이다.
도 1, 도 4 및 도 5를 참조하면, 다른 실시예에 따른 도광 부재(450)는 점광원 유닛(300)과 마주하는 하부면에 형성된 렌즈 형상의 확산 패턴(452)을 갖는다.
확산 패턴(452)은 서로 연접하는 다수의 확산부(454)들로 이루어진다. 확산 부(454)들은 하부면 전체에 걸쳐 바둑판 형상으로 배열되도록 형성된다. 각각의 확산부(454)는 상부가 라운드진 피라미드 형상을 갖는다. 확산부(454)의 크기는 점광원(310)의 광 출사분포에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 확산부(454)는 약 150㎛의 크기로 형성된다.
한편, 확산 패턴(452)은 하부면 전체적으로 형성되는 것이 아니라, 점광원(310)과 대응되는 영역에만 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치(900)는 백라이트 어셈블리(100) 및 디스플레이 유닛(600)을 포함한다.
백라이트 어셈블리(100)는 도 1 내지 도 5에 도시된 것과 동일한 구성을 가지므로, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하며, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
디스플레이 유닛(600)은 백라이트 어셈블리(100)로부터 공급되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널(610) 및 액정표시패널(610)을 구동하기 위한 구동 회로부(620)를 포함한다.
액정표시패널(610)은 제1 기판(612), 제1 기판(612)과 대향하여 결합되는 제2 기판(614) 및 제1 기판(612)과 제2 기판(614) 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함한다.
제1 기판(612)은 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이 하, TFT라 칭함)가 매트릭스 형태로 형성된 TFT 기판이다. 일 예로, 제1 기판(612)은 유리 재질로 이루어진다. 상기 TFT들의 소오스 단자 및 게이트 단자에는 각각 데이터 라인 및 게이트 라인이 연결되고, 드레인 단자에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 화소 전극이 연결된다.
제2 기판(614)은 색을 구현하기 위한 RGB 화소가 박막 형태로 형성된 칼라필터 기판이다. 제2 기판(614)은 일 예로, 유리 재질로 이루어진다. 제2 기판(614)에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 공통 전극이 형성된다.
이러한 구성을 갖는 액정표시패널(610)은 상기 TFT의 게이트 단자에 전원이 인가되어 TFT가 턴-온(turn on)되면, 화소 전극과 공통 전극 사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 제1 기판(612)과 제2 기판(614) 사이에 개재된 액정층의 액정 분자들의 배열이 변화되고, 액정 분자들의 배열 변화에 따라서 백라이트 어셈블리(100)로부터 공급되는 광의 투과도가 변경되어 원하는 계조의 영상을 표시하게 된다.
구동 회로부(620)는 액정표시패널(610)에 데이터 구동신호를 공급하는 데이터 인쇄회로기판(621), 액정표시패널(610)에 게이트 구동신호를 공급하는 게이트 인쇄회로기판(622), 데이터 인쇄회로기판(621)을 액정표시패널(610)에 연결하는 데이터 구동회로필름(623) 및 게이트 인쇄회로기판(622)을 액정표시패널(610)에 연결하는 게이트 구동회로필름(624)을 포함한다.
데이터 구동회로필름(623) 및 게이트 구동회로필름(624)은 데이터 구동신호 및 게이트 구동신호를 제어하기 위한 구동칩을 포함한다. 예를 들어, 데이터 구동 회로필름(623) 및 게이트 구동회로필름(624)은 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package : TCP) 또는 칩 온 필름(Chip On Film : COF)으로 이루어진다.
한편, 게이트 인쇄회로기판(622)은 표시 패널(610) 및 게이트 구동회로필름(624)에 별도의 신호 배선을 형성함으로써, 제거될 수 있다.
액정표시장치(900)는 디스플레이 유닛(600)을 고정하기 위한 탑 샤시(800)를 더 포함한다. 탑 샤시(800)는 수납 용기(200)와 결합되어 액정표시패널(610)의 가장자리를 고정한다. 이때, 데이터 인쇄회로기판(621)은 데이터 구동회로필름(623)에 의해 밴딩되어 수납 용기(200)의 측면 또는 바닥면에 고정된다. 탑 샤시(800)는 변형이 적고 강도가 우수한 금속으로 이루어진다.
이와 같은 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치에 따르면, 도광 부재의 하부면에 렌즈 형상의 확산 패턴을 형성함으로써, 색 균일성 및 휘도 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 점광원과 도광 부재 사이의 간격을 증가시킴으로써, 충격이나 진동에 의한 점광원의 파손을 방지할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (8)

  1. 수납 용기;
    상기 수납 용기의 바닥부 상에 배치되며, 다수의 점광원들이 소정 형태로 배열되어 광을 발생하는 점광원 유닛; 및
    상기 점광원 유닛의 상부에 배치되며, 상기 점광원 유닛과 마주하는 하부면에 형성된 렌즈 형상의 확산 패턴을 갖는 도광 부재를 포함하는 백라이트 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 확산 패턴은 상기 점광원들의 배열 방향과 나란하도록 연장되는 스트라이프 형상을 갖는 확산부들로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서, 상기 확산부의 종단면은 반타원 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서, 상기 확산 패턴은 상부가 라운드진 피라미드 형상을 갖는 확산부들로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서, 상기 도광 부재는 광의 확산을 위한 확산제를 포함하는 것 을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서, 상기 점광원은
    광을 발생하는 발광 다이오드; 및
    상기 발광 다이오드를 감싸도록 배치되어 상기 발광 다이오드로부터의 광을 확산시켜 출사시키는 광학 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 도광 부재의 상부에 배치되어 상기 도광 부재로부터의 광을 확산시키는 확산판; 및
    상기 확산판의 상부에 배치된 하나 이상의 광학 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  8. 광을 공급하는 백라이트 어셈블리; 및
    상기 백라이트 어셈블리로부터 공급되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널 및 상기 액정표시패널을 구동하는 구동 회로부를 구비하는 디스플레이 유닛을 포함하며,
    상기 백라이트 어셈블리는
    수납 용기,
    상기 수납 용기의 바닥부 상에 배치되며, 다수의 점광원들이 소정 형태로 배열되어 광을 발생하는 점광원 유닛, 및
    상기 점광원 유닛의 상부에 배치되며, 상기 점광원 유닛과 마주하는 하부면에 형성된 렌즈 형상의 확산 패턴을 갖는 도광 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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