KR20070058882A - 백라이트유닛 및 이를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휘선의 개선을 위한 백라이트유닛 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것으로, 광을 발생시키는 램프; 상기 램프의 일측면에 배치되어 상기 램프로부터 발생된 광을 화면쪽으로 안내하는 도광판; 상기 램프과 인접하는 소정영역을 제외한 도광판의 하면에 형성되며, 상기 도광판의 하면에 입사되는 광을 화면쪽으로 집광시키는 제1프리즘패턴; 상기 도광판의 하부에 구비되어 상기 도광판의 배면으로부터 입사되는 광을 상부쪽으로 반사시키는 반사판; 및 상기 도광판의 상부에 형성되어 상기 도광판으로부터 나오는 광을 화면쪽으로 집광시키는 프리즘시트를 포함하여 구성된 백라이트유닛 및 액정표시장치를 제공한다.
도광판, 프리즘패턴, 역프리즘시트, 백라이트, 휘선

Description

백라이트유닛 및 이를 구비한 액정표시장치{BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명에 의한 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 도광판의 구조를 나타낸 단면도.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
110: 액정패널 115: 도광판
115A: 제1프리즘패턴 142: 램프
145: 역프리즘시트 145A: 제2프리즘패턴
146: 확산판 147: 보호필름
148: 반사판 150: 백라이트유닛
본 발명은 백라이트유닛 및 이를 구비한 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로, 램프 주변에서 관찰되는 휘선을 개선할 수 있도록 한 백라이트 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것입니다.
일반적으로 액정표시장치는 서로 대향하는 박막트랜지스터 어레이(Thin Film Transistor Array)기판과 컬러필터(Color Filter)기판이 일정한 간격을 두고 합착되고, 상기 박막트랜지스터 어레이기판과 컬러필터기판이 합착된 일정한 공간에 구비된 액정층으로 구성된 액정패널(Liquid Crystal Display Panel)과, 상기 액정패널을 구동시키는 구동부 및 상기 액정패널에 빛을 공급하는 백라이트유닛을 포함하여 구성된다.
상기 박막트랜지스터 어레이기판에는 종으로 일정한 이격으로 배열되는 복수의 데이터라인과, 횡으로 일정한 이격으로 배열되는 복수의 게이트라인이 서로 교차하고, 그 교차하여 구획되는 영역에는 화소가 정의되는데, 상기 화소는 매트릭스 (Matrix)형태로 배열된다.
그리고, 상기 컬러필터기판에는 상기 화소들이 대응하는 위치에 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터층이 형성되며, 상기 컬러필터층 사이로 빛이 새는 것을 방지하고, 상기 화소를 통과하는 빛의 색간섭을 방지하기 위해 상기 컬러필터층 사이에는 블랙매트릭스(Black Matrix)가 형성된다.
상기 컬러필터기판 및 박막트랜지스터 어레이기판의 대향하는 내측 면에는 각각 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가한다. 이때, 화소전극은 박막트랜지스터 어레이기판 상에 화소별로 형성되는 반면에 공통전극은 컬러필터기판의 전면에 일체화되어 형성된다. 따라서, 공통전극에 전압을 인가한 상태에서 화소전극에 인가되는 전압을 제어함으로써, 액정층의 액정분자들의 배열상태를 변화시켜 화소들의 광투과율을 개별적으로 조절할 수 있게 된다.
상기 백라이트유닛은 자체적으로 발광하지 못하는 액정표시장치에 빛을 공급 하는데, 상기 백라이트유닛으로부터 발산된 빛이 액정층을 통과할때, 액정들의 배열상태에 의해 광투과율이 결정되어 화상이 표시된다.
백라이트유닛은 광원을 패널의 평면 일측에 배치하여 패널 전면을 직접 조광하는 직하방식과, 패널의 일측면 도는 다수의 측면에 선광원을 배치시켜 도광판 및 반사시트 등에 광선을 반사/확산시키는 에지방식으로 나뉘어진다. 현재 노트북 컴퓨터와 같은 기기는 주로 에지방식을 채용하고 있다.
그러나, 에지방식의 백라이트유닛은 직하방식의 백라이트유닛에 비해 그 휘도가 떨어지므로 이를 보상하기 위해 두 장의 프리즘시트를 중첩하게 배치하여 액정패널을 향새 빛을 수직방향으로 집광하는 방법을 사용하고 있으나, 이러한 구조를 갖는 백라이트유닛 역시 구조가 복잡할뿐 아니라, 비교적 단가가 높은 프리즘시트를 한쌍으로 마련해야 하므로 생산단가가 높아지고 조립과정이 복잡하여 생산효율성의 저하를 가져오는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 극복하기 위하여 근래에는 역프리즘시트 구조의 백라이트유닛이 사용되고 있으며, 역프리즘시트 구조의 백라이트유닛은 도광판의 상면에 대해 수직인 방향에서 이격되거나 벗어난 빛들이 도광판의 하면에 형성된 프리즘패턴과 도광판 상부에 구비된 역프리즘시트의 하면에 형성된 프리즘패턴에 의해 도광판에 수직인 방향으로 즉, 액정패널쪽으로 향하게 된다.
그런데, 이러한 역프리즘시트 구조의 백라이트 유닛에서는 램프로부터 발생된 빛이 도광판의 입광부의 상,하모서리 부분에서 반사됨으로 인하여 휘선이 발생하게 된다. 즉, 도광판의 하단부 모서리부분을 맞은 빛이 강한 수준의 휘선으로 발 생되고, 도광판의 상단부 모서리부분을 맞은 빛이 광경로를 따라 중간 수준의 휘선으로 발생됨에 따라 램프 주변부에 휘선이 관찰되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 휘선을 개선할 수 있는 백라이트유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 백라이트유닛은 광을 발생시키는 램프; 상기 램프의 일측면에 배치되어 상기 램프로부터 발생된 광을 화면쪽으로 안내하는 도광판; 상기 램프과 인접하는 소정영역을 제외한 도광판의 하면에 형성되며, 상기 도광판의 하면에 입사되는 광을 화면쪽으로 집광시키는 제1프리즘패턴; 상기 도광판의 하부에 구비되어 상기 도광판의 배면으로부터 입사되는 광을 상부쪽으로 반사시키는 반사판; 및 상기 도광판의 상부에 형성되어 상기 도광판으로부터 나오는 광을 화면쪽으로 집광시키는 프리즘시트를 포함하여 구성된다.
상기 도광판의 하면에 상기 프리즘패턴이 제외된 영역은 0.5 ~ 1.5 ㎜ 범위를 가지며, 더욱 바람직하게는 램프로부터 약 1 ㎜ 떨어진 위치를 시작점으로 하여 제1프리즘패턴을 형성할 수 있다.
그리고, 상기 프리즘시트의 하면에도 제2프리즘패턴이 형성되어 있으며, 상기 프리즘시트 상부에 배치되어 화면으로 입사되는 광을 균일하게 확산시키는 확산 판을 더 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명에 의한 액정표시장치는 액정패널; 및 상기 액정패널에 광을 공급하는 백라이트유닛을 포함하여 구성되며, 상기 백라이트유닛은, 광을 발생시키는 램프; 상기 램프의 일측면에 배치되어 상기 램프로부터 발생된 광을 화면쪽으로 안내하는 도광판; 상기 램프과 인접하는 소정영역을 제외한 도광판의 하면에 형성되며, 상기 도광판의 하면에 입사되는 광을 화면쪽으로 집광시키는 제1프리즘패턴; 상기 도광판의 하부에 구비되어 상기 도광판의 배면으로부터 입사되는 광을 상부쪽으로 반사시키는 반사판; 및 상기 도광판의 상부에 형성되어 상기 도광판으로부터 나오는 광을 화면쪽으로 집광시키는 프리즘시트를 포함하여 구성된다.
이때에도, 상기 도광판의 하면에 상기 프리즘패턴이 제외된 영역은 0.5 ~ 1.5 ㎜ 범위를 가지며, 상기 프리즘시트의 하면에 제2프리즘패턴이 형성되고, 상기 프리즘시트 상부에 배치되어 화면으로 입사되는 광을 균일하게 확산시키는 확산판을 더 포함하여 구성된다.
상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명은 램프와 인접하는 도광판의 하면에 프리즘패턴을 제거함으로써, 도광판에 입사된 광의 산란각을 키워줌으로써, 화면에 관찰되는 휘선을 개선한다. 즉, 종래에 도광판의 상,하단부 모서리부분을 맞은 광이 집중되어 휘선이 관찰되었으나, 본 발명에서는 램프와 인접하는 도광판의 하면에 프리즘패턴을 제거함으로써, 이러한 문제를 해결한다.
이하 첨부한 도면을 통해 본 발명에 의한 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 액정표시장치에 대하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 백라이트유닛을 구비하는 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 도광판을 상세하게 나타낸 것이다.
도면에 도시된 바와 같이, 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치(100)는 크게 액정패널(110)과; 상기 액정패널(110)에 빛을 공급하는 백라이트유닛(150)을 포함하여 구성된다.
상기 액정패널(110)은 박막트랜지스터 어레이기판(110a)과 컬러필터기판(110b) 그리고, 두 기판 사이에 형성된 액정층(미도시)을 포함하여 구성된다.
도면에 상세하게 도시하지 않았지만, 상기 박막트랜지스터 어레이기판(110a)에는 제1방향으로 배열된 복수의 게이트라인과, 상기 게이트라인과 수직으로 교차하여 매트릭스 형태로 배열되는 복수의 화소영역을 정의하는 복수의 데이터라인과, 각 화소를 스위칭하는 스위칭소자가 형성되어 있다.
또한, 상기 컬러필터기판에는 상기 화소들이 대응하는 위치에 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터층이 형성하고, 상기 컬러필터층 사이로 빛이 새는 것을 방지하고, 상기 화소를 통과하는 빛의 색간섭을 방지하는 블랙매트릭스(Black Matrix)가 형성되어 있다.
그리고, 상기 박막트랜지스터 어레이기판과 컬러필터기판의 내측면에는 각각 화소전극 및 공통전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가하며, 상기 공통전극 및 화소전극 사이에 인가되는 전압을 제어함으로써, 액정층의 액정분자들의 배열상태를 변화시켜 화소들의 광투과율을 개별적으로 조절하게 된다.
한편, 상기 백라이트유닛(150)은 광을 발생시키는 램프(142)와, 상기 램프 (142)로부터 발생된 빛을 안내하기 위한 도광판(115)과 상기 램프(142)를 감싸는 형태로 도광판(115)의 측면에 설치되는 램프하우징(143)을 포함한다.
또한, 상기 도광판(115)의 하부에는 반사판(148)이 구성되어 있으며, 상기 도광판(115) 상부에는 그 하면에 프리즘패턴(145A)이 형성된 역프리즘시트(145)와 확산판(146)이 구성되어 있으며, 상기 도광판(115)의 하면에도 프리즘패턴(115A)이 형성되어 있다. 상기 도광판(115)의 하면에 형성된 프리즘패턴(115A)은 램프(142)와 인접하는 도광판(115)의 하단부 모서리로부터 소정간격(D) 즉, 0.5 ~ 1.5 ㎜ 떨어진 위치를 제외한 나머지영역에 걸쳐서 형성되어 있다. 이때, 상기 제1프리즘패턴(115A)은 도광판(115)의 하단부 모서리로부터 약 1㎜ 떨어진 위치에서부터 형성하는 것이 더욱 바람직하다. 여기서, 상기 램프(142)와 인접하는 영역에 프리즘패턴을 형성하지 않는 것은 이영역에 입사되는 광의 산란각을 키움으로써, 화면에 나타나는 휘선을 개선하기 위한 것이며, 이에 대한 상세한 설명은 이후에 하기로 한다.
상기한 바와 같이 구성된 백라이트유닛은 상기 램프(142)에서 발생된 광이 도광판(115)의 측면 쪽으로 입사되며, 상기 램프하우징(143)의 내면 표면은 빛을 반사시킬 수 있도록 처리되어, 램프(142)로부터 발생된 광을 도광판(115)의 측면 쪽으로 반사시킴으로써, 램프(142)에서 발생된 빛의 이용률을 향상시키게 된다.
상기 램프(142)의 광이 도광판(115)으로 입사되어 도광판(115)의 판면을 따라 진행하면 반사 또는 산란에 의해 빛의 일부는 도광판(115)의 상부에 배치된 역프리즘시트(145)로 전달되고 나머지는 도광판(115)의 하부에 배치된 반사판(148)에 전달된다.
이때, 상기 도광판(115)의 상하단부 모서리 부분에 입사된 광은 프리즘패턴이 형성되지 않은 도광판의 하면(A)을 맞고 산란되어 상부로 향하게 된다. 그리고, 상기 도광판의 하면(A)에 입사된 광의 산란각은 제1프리즘패턴(115A)에 맞고 산란되는 광의 산란각보다 커서, 램프 근처에 집중되지 않고 분산된다. 즉, 상기 제1프리즘패턴(115A)은 상부(액정패널) 쪽으로 향하는 방향에서 벗어난 광들을 집광시키기 위해서 형성한 것으로, 상기 프리즘패턴이 형성된 도광판(115)의 하면에 입사된 광은 상기 제1프리즘패턴(115A)에 의해서 프리즘패턴이 없을 때보다 그 산란각이 작아지게 된다.(도 2참조)
따라서, 본 발명에서는 종래 화면에 휘선을 나타내는 도광판의 하면에 프리즘패턴을 제거함으로써, 이영역에 입사되는 입사광의 산란각을 크게하여 분산시킴으로써, 휘선이 관찰되지 않도록한다.
계속해서 백라이트유닛의 구성을 설명하면, 상기 반사판(148)은 상기 도광판(115)의 하면을 통해 아래쪽으로 투과되는 광을 다시 도광판(115) 쪽으로 반사시킴으로써, 빛의 손실을 줄임과 아울러 도광판(115)의 위쪽으로 투과되는 빛의 균일도를 향상시키는데 기여한다.
상기 도광판(115)의 하면에 형성된 제1프리즘패턴(115A)과 역프리즘시트(145)는 액정패널(110)에서 이격되거나 진행하는 광을 전후 및 좌우방향에서 집광하여, 확산판(146)으로 향하도록 한다.
상기 확산판(146)으로 향상 광은 확산판(146)을 거쳐 균일하게 확산된 확산 된 후, 액정패널(110)로 입사됨으로써 사용자는 액정패널(110)에 형성된 화상을 볼 수 있게 된다.
한편, 상기 확산판(146) 상면에 보호필름(147)이 부착되며, 상기 보호필름(147)은 광학시트의 최상층에 구비되어 먼지나 긁힘(scratch)에 민감한 하부 시트들을 보호하고, 백라이트 유닛만을 운반하는 경우에 하부 시트들의 유동을 방지하는 역할을 하며, 그 외에 빛의 분포가 보다 균일해지도록 빛을 확산시키는 특성을 갖도록 할 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 상기 램프(142), 램프하우징(143), 도광판(115), 역프리즘시트(145), 확산판(146) 및 보호필름(147)은 메인지지대(120)에 안착되어 보호되며, 상기 램프하우징(143), 도광판(115) 및 메인지지대(120)의 하부를 보호하며, 지지하는 하부커버(117)가 구성되어 있다.
그리고, 상기 하부커버(117)의 측면과 결합되는 탑케이스(top case, 119)가 설치하여 상기 액정패널(110)의 상면 가장자리 전체를 눌러 고정시킨다. 액정패널(110)은 컬러필터기판(110a)과 박막트랜지스터기판(110b)이 일정한 간격을 두고 합착되며, 합착된 공간에 액정층이 형성되어 구성된다. 그리고, 액정패널(110)의 양면에는 편광판(113a,113b)이 부착되어 있다.
또한, 상기 컬러필터기판(110a)의 배면에는 투명도전막(111)이 형성되는데, 상기 투명도전막(111)은 액정패널(110) 상에 형성되는 정전기를 외부로 방출시키기 위한 것으로, 전도성테이프(118)에 의해 탑케이스(119) 및 하부커버(117)의 일부와 접촉하게 된다. 따라서, 액정패널(110)에 발생한 정전기는 투명도전층(111)에서 전 도성테이프(118)를 통해 탑케이스(119)와 하부커버(117)에 인가되어 접지된다.
한편, 상기한 바와 같이 구성된 액정표시장치를 실제 시스템에 적용하기 위해 상기 탑케이스(119), 광학시트 및 메인지지대(120)를 포함하는 기구물들이 베젤(125)에 의해 커버되며, 상기 베젤(125)은 절연성 재질로 이루어진다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 도광판의 일부에 프리즘패턴을 제거함으로써, 램프와 인접하는 영역에서 관찰되는 휘선을 방지한다. 즉, 본 발명은 램프와 인접하는 도광판의 하면에 프리즘패턴을 제거함으로써, 상기 프리즘패턴이 제거된 영역에 입사되는 광을 최대한 산란시켜 분산시키킴으로써, 광이 집중되는 것을 막아 휘선을 방지한다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 기본개념은 램프와 인접하는 도광판의 하면의 일부영역에서 프리즘패턴을 제거하여 휘선을 방지하는 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것으로, 역프리즘시트 구조의 백라이트유닛에서 램프와 인접하는 도광판의 하면에 프리즘패턴을 제거하여 휘선을 개선하는 모든 액정표시장치를 포함할 것이다. 즉, 액정패널은 액정분자의 수직전계방식 및 수평전계방식등의 모든 구동모드를 포함할 것이며, 도광판의 상면에도 도트패턴을 형성하여 광의 이용효율을 더욱 향상시킬 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 역프리즘시트 구조의 백라이트에서 도광판의 하면에 형성된 프리즘패턴의 일부를 제거하여 휘선을 방지함으로써, 고화질의 액정표시장치를 제공할 수 있다.

Claims (8)

  1. 광을 발생시키는 램프;
    상기 램프의 일측면에 배치되어 상기 램프로부터 발생된 광을 화면쪽으로 안내하는 도광판;
    상기 램프과 인접하는 소정영역을 제외한 도광판의 하면에 형성되며, 상기 도광판의 하면에 입사되는 광을 화면쪽으로 집광시키는 제1프리즘패턴;
    상기 도광판의 하부에 구비되어 상기 도광판의 배면으로부터 입사되는 광을 상부쪽으로 반사시키는 반사판; 및
    상기 도광판의 상부에 형성되어 상기 도광판으로부터 나오는 광을 화면쪽으로 집광시키는 프리즘시트를 포함하여 구성된 백라이트유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도광판의 하면에 상기 프리즘패턴이 제외된 영역은 0.5 ~ 1.5 ㎜ 범위인 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프리즘시트의 하면에 제2프리즘패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프리즘시트 상부에 배치되어 화면으로 입사되는 광을 균일하게 확산시키는 확산판을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 도광판의 상면에 형성된 도트패턴을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
  6. 액정패널; 및
    상기 액정패널에 광을 공급하는 백라이트유닛을 포함하여 구성되며,
    상기 백라이트유닛은,
    광을 발생시키는 램프;
    상기 램프의 일측면에 배치되어 상기 램프로부터 발생된 광을 화면쪽으로 안내하는 도광판;
    상기 램프과 인접하는 소정영역을 제외한 도광판의 하면에 형성되며, 상기 도광판의 하면에 입사되는 광을 화면쪽으로 집광시키는 제1프리즘패턴;
    상기 도광판의 하부에 구비되어 상기 도광판의 배면으로부터 입사되는 광을 상부쪽으로 반사시키는 반사판; 및
    상기 도광판의 상부에 형성되어 상기 도광판으로부터 나오는 광을 화면쪽으로 집광시키는 프리즘시트를 포함하여 구성된 액정표시장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 도광판의 하면에 상기 프리즘패턴이 제외된 영역은 0.5 ~ 1.5 ㎜ 범위인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 프리즘시트의 하면에 제2프리즘패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110062456A (ko) * 2009-12-03 2011-06-10 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치
KR20170116844A (ko) * 2016-04-12 2017-10-20 엘지디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법

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