KR20080016188A - 액정표시장치의 백라이트 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대화면 액정표시장치에 적용되는 백라이트 장치에 적용되는 도광판에 있어, 양끝단부 또는 사방 끝단부에 다단의 절곡부를 형성시키고, 형성된 다단의 절곡부에 광원을 위치시켜 대화면 액정표시장치의 휘도를 크게 향상시키면서 균일한 휘도를 갖도록 하는 액정표시장치의 백라이트 장치에 관한 것으로, 액정표시장치의 백라이트 장치에 있어서, 상기 백라이트 장치는, 사각 형상으로 양 끝단부 또는 사방 끝단부에 다단의 절곡부(12)가 형성되어 있는 도광판(10); 상기 도광판(10)에 빛이 수평으로 입사되도록 상기 다단의 절곡부(12)에 마련되는 광공급 유닛(20); 및 상기 광공급 유닛(20)이 마련되지 않은 면에 마련되는 반사판(12)을 포함하며, 상기 광공급 유닛(20)은 PCB 기판(22)과 상기 PCB 기판(22)에 부착, 고정되는 광원(24)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
액정표시장치, 백라이트 장치, 도광판, 다단, 절곡부, LED모듈, 램프

Description

액정표시장치의 백라이트 장치{BACKLIGHT APPARATUS OF LIQUID DISPLAY APPARATUS}
도 1은 종래 기술에 따른 액정표시장치의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛의 정면도이다.
도 3은 도 2의 저면도이다.
도 4는 도 2의 일부 사시도이다.
도 5는 도 2의 다른 실시예이다.
도 6은 도 2의 또다른 실시예이다.
도 7은 도 4의 다른 실시예로서, 조립상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 2의 또다른 실시예이다.
도 9는 도 2의 실시예에 광원을 발광다이오드모듈 대신 램프로 적용시킨 상태를 도시한 도면이다.
도 10은 도 9의 저면도이다.
도 11은 도 10의 다른 실시예이다.
도 12는 도 9의 일부 사시도이다.
도 13 내지 도 17은 본 발명에 적용된 도광판의 실시예들을 도시한 도면이 다.
도 18은 본 발명에 따른 액정표시장치의 분해사시도이다.
도 19는 도 18의 다른 실시예이다.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 ***
10 : 도광판
12 : 절곡부
20 : 광공급 유닛
22 : PCB 기판
24 : 광원
30 : 반사판
40 : 광시트
본 발명은 액정표시장치의 백라이트 장치에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 대화면 액정표시장치에 적용되는 백라이트 장치에 적용되는 도광판에 있어, 양끝단부 또는 사방 끝단부에 다단의 절곡부를 형성시키고, 다단으로 형성된 절곡부에 광원을 위치시켜 대화면 액정표시장치의 휘도를 크게 향상 시키면서 균일한 휘도를 갖도록 하는 액정표시장치의 백라이트 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 두 장의 유리 기판에 각각 투명 전극을 형성하고, 어느 한 장의 유리 기판에는 RGB 화소를 형성함과 동시에 투명 전극에는 소정 전압이 공통적으로 인가되도록 하고 나머지 한 장의 유리 기판에 형성된 투명 전극에는 박막트랜지스터를 형성함과 동시에 박막트랜지스터의 턴-온에 의하여서만 소정 전압이 인가되도록 한 후, 두 장의 유리기판 사이에 전계에 의하여 광 투과도가 달라지는 액정을 주입하여 액정표시패널을 형성하고 액정표시패널을 구동장치에 의하여 구동함으로써 원하는 화상이 디스플레이된다.
이와 같은 액정표시장치는 광이 없으면 작동하지 않음으로 액정표시장치를 구동하기 위해서는 백라이트 장치가 반드시 필요하다.
최근 들어 앞서 설명한 액정표시패널 및 백라이트 장치를 갖는 액정표시장치의 대화면화가 크게 요구되면서 LCD 모니터, LCD TV 등 대화면 액정표시패널이 개발이 되고 있다.
액정표시장치는 휴대용 컴퓨터의 디스플레이 장치는 물론 데스크 톱 컴퓨터의 디스플레이 장치로도 충분히 사용되고 있으며, 이외에도 산업 전반에 걸쳐 여러 기기의 디스플레이 장치로 사용된다.
그러나, 상기와 같이 액정표시장치가 점차 대화면화 되더라도 액정표시장치 의 필수 구성요소인 액정표시패널의 두께 증가는 그다지 크게 발생하지 않지만, 백라이트 장치는 액정표시장치의 화면이 대화면이 될수록 이에 비례하여 크기 및 두께가 크게 증가된다.
이와 같이 액정표시장치가 대화면이 될수록 백라이트 장치의 크기 및 두께가 증가되는 것은 액정표시장치의 화면 크기에 비례하여 커질 수밖에 없는 도광판의 면적 증가에 기인한다.
즉, 도광판의 평면적이 커질수록 액정표시장치의 휘도 저하 및 휘도 불균일을 방지하기 위하여 어쩔 수없이 도광판의 입사면 두께가 증가되고 이로 인하여 도광판의 전체 면적 및 중량도 크게 증가되어 결국 액정표시장치의 전체 크기 및 두께가 증가될 수밖에 없는 문제가 발생하게 되어 슬림(Slim)화 경량화를 추구하는 액정표시장치의 목적에 반대되는 결과가 초래된다는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 구현된 종래 기술의 도광판은 첨부 도면 도 1에 도시된 바와 같으며, 첨부 도면 도 1을 참조하여 종래 기술에 따른 도광판이 적용된 액정표시장치를 설명하면서 도광판에 대해서 설명하면 다음과 같다.
첨부 도면 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 액정표시장치(801)는 전체적으로 보아 디스플레이 유닛(100)과 백라이트 장치(600) 및 샤시(700)로 구성된다.
디스플레이 유닛(100)은 다시 액정표시패널(1), 테이프 캐리어 패키지(2), 구동 신호 발생부(미도시)를 포함하는 인쇄회로기판(3)으로 구성된다.
백라이트 장치(600)는 광공급 유닛 그룹(200), 수납용기(300), 확산 시트류(400) 및 디스플레이 유닛 고정 커버(500)로 구성된다.
광공급 유닛 그룹(200)은 다시 복수개의 광공급 유닛(150)으로 구성된다.
이때, 각각의 광공급 유닛(150)은 다시 도광판(110)과 램프 유닛(130)의 조합으로 구성된다.
일 실시예로 도광판(110)은 사각 형상으로 일측 단부로부터 타측 단부로 갈수록 점차 두께가 얇아지는 쐐기 타입으로 도광판(110)중 두께가 가장 두꺼운 부분에 해당하는 측면은 광 입사면(112)이 되고, 광 입사면(112)의 상단 모서리는 단턱(114)이 형성되도록 가공된다. 즉, 상기 도광판(110)은 직육면체, 정육면체 등을 포함하며, LCD 형상에 따라 달라진다.
또한, 도광판(110)의 광 입사면과 직각을 이루는 양측면에는 양측면으로부터 소정 길이 돌출된 돌기가 형성되어 있다.
이 돌기는 바람직하게 육면체 형상으로 가공하는 것이 바람직한 바, 돌기는 후술될 수납용기(300)와 결합되어 도광판(110)의 불필요한 유동을 방지하는 역할을 하는 유동 방지 돌기(119)이다.
한편, 도광판(110)의 경사진 밑면에는 휘도 효율을 더욱 증가시키기 위하여 반사 물질(또는 반사 도트;미도시)이 실크스크린 프린트 방법에 의하여 형성된다.
램프 유닛(130)은 “ㄷ"자 형상을 갖는 램프 커버(132)와 램프(134)로 구성되는데, 램프(134)가 탑재된 램프 커버(132)는 앞서 설명한 도광판(110)의 광 입사면(112)쪽 밑면에 접착제, 또는 접착 시트 등 다양한 방법으로 고정된다.
이와 같이 도광판(110)과 램프 유닛(130)으로 구성된 광공급 유닛(150)은 적어도 2 개 이상이 결합되어 도 1에 도시된 바와 같이 광공급 유닛 그룹(200)을 형성하는데, 광공급 유닛 그룹(200)은 광공급 유닛(150)들 중 광 입사면(112)과 대향하는 단부(112a)가 다른 광공급 유닛의 도광판 중 광 입사면의 상단에 형성된 단부에 안착됨으로써 제작된다.
상기와 같은 광공급 유닛 그룹(200)은 반사판(210)이 수납용기(300)에 안착된 상태로 반사판(210)의 상면에 안착된다.
상기와 같은 백라이트 장치는 액정표시장치가 대화면화 되더라도 액정표시장치의 두께가 증가되지 않도록 하는 장점은 있으나, 복수의 도광판이 병렬로 연결됨으로써 연결부위의 선이 화면상으로 나타난다는 문제점이 있다.
또한, 종래 기술의 백라이트 장치는 램프의 색좌표에 의해 화면의 색이 서로 상이하게 나타나는 문제점도 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 대화면 액정표시장치에 적용되는 백라이트 장치에 적용되는 도광판에 있어, 양끝단부 또는 사방 끝단부에 다단의 절곡부를 형성시키고, 형성된 다단의 절곡부에 광원을 위치시켜 대화면 액정표시장치의 휘도를 크게 향상시키면서 균일한 휘도를 갖도록 하는 액정표시장치의 백라이트 장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명의 일 실시예는, 액정표시장치의 백라이트 장치에 있어서, 상기 백라이트 장치는, 사각 형상으로 양 끝단부 또는 사방 끝단부에 다단의 절곡부(12)가 형성되어 있는 도광판(10); 상기 도광판(10)에 빛이 수평으로 입사되도록 상기 다단의 절곡부(12)에 마련되는 광공급 유닛(20); 및 상기 광공급 유닛(20)이 마련되지 않은 면에 마련되는 반사판(30)을 포함하며, 상기 광공급 유닛(20)은 LED가 PCB 기판(22)에 부착, 고정되는 광원(24)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 액정표시장치의 백라이트 장치에 대해 상세하게 설명한다.
( 실시예1 )
본 발명에 따른 백라이트 장치의 일 실시예는 첨부 도면 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 사각 형상으로 양 끝단부 또는 사방 끝단부에 다단의 절곡부(12)가 형성되어 있는 도광판(10)과, 상기 도광판(10)에 빛이 수평으로 입사되도록 상기 다단의 절곡부(12)에 마련되는 광공급 유닛(20)과, 상기 도광판(10)의 하부 및 수납용기의 상부에 마련되는 반사판(30)을 포함한다. 상기 반사판(30)은 수납용기(290) 내측에 마련된다.
그리고 상기 광공급 유닛(20)은 PCB 기판(22)과, 상기 PCB 기판(22)에 일정 간격으로 이격되어 부착, 고정되는 광원(24)으로 이루어진다. 이때, 상기 광원(24)은 LED이다.
이때, 상기 도광판(10)은 중심으로부터 양측이 대칭된 형상으로 이루어지며, 상기 도광판(10)은 첨부 도면 도 18에 도시된 바와 같이 상부면에 각 모서리에 절곡부가 형성되어 있으며, 상부 가로 측단부에 형성된 절곡부의 일부가 절개되고, 절개된 공간에 고정돌기가 형성된다. 물론 첨부 도면 도 18은 실시예에 불과하며, 상기 고정돌기는 첨부 도면 도 18에 도시된 바와 같이 절개된 공간에 형성될 수 있을 뿐만 아니라 절개되지 않은 공간에 형성될 수도 있다. 특히 고정돌기는 가로 또는 세로 어느 위치에 형성되어도 무방하며, 단지 도광판(10)에 광시트(400)를 고정시킬 수만 있으면 된다. 즉, 상기 고정돌기는 광시트(400)에 형성된 결합공과 결합되고, 상기 광시트(400)가 도광판(10)에 결합되어 고정되도록 한다.
이때, 상기 절곡부 공간은 광시트(400) 두께와 같거나 깊어야 한다.
한편, 첨부 도면 도 18과 같이 백라이트 장치를 구성하였을 때 암선이 완전히 제거되지 않을 경우 첨부 도면 도 19에 도시된 바와 같이 구성할 수 있으며, 상기 첨부 도면 도 19에 도시된 백라이트 장치는 도광판(10) 및 광원(24)이 포함된 광공급 유닛 그룹, 수납용기(290), 광 시트(400), 확산판/확산시트가 결합된 투명 확산 아크릴판(600) 및 디스플레이 유닛 고정 커버(500)로 구성된다.
즉, 첨부 도면 도 18에 도시된 백라이트 장치의 상기 도광판(10)과 광시 트(400) 사이에 확산판이나 확산시트가 결합된 투명 광학 아크릴 판(600)을 더 구비시킨 것이다.
첨부 도면 도 19에 도시된 백라이트 장치에서 확산시트가 결합된 투명 광학 아크릴판 또는 확산판을 도광판(10)으로부터 1~3mm 정도 또는 적당히 이격된 위치에 위치시켜 휘선 및 암선을 제거할 수 있도록 할 뿐만 아니라 발광다이오드 모듈 또는 램프로 이루어진 광원으로부터 발생되는 열이 액정에 전달되지 않도록 하여 방열효과를 향상시킬 수 있도록 한다.
상기와 같이 본 발명이 적용된 액정표시장치의 경우 광원이 위치하는 모서리부분이 밝을 수 있기 때문에 도광판(10)의 모서리 부분에 형성되는 확산패턴을 변경시켜 화면의 밝기가 전체적으로 균일해지도록 구현할 수도 있다.
상기 광공급 유닛(20)은 첨부 도면 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 PCB 기판(22)과 PCB 기판(22)에 부착, 고정되는 광원(24)으로 이루어진다. 이때, 상기 광원(24)은 삼색 발광다이오드가 구비된 발광다이오드 모듈이며, 하나의 PCB 기판(22)에 다수의 발광다이오드 모듈이 일정한 간격으로 배열되어 있으며, 상기 PCB 기판(22)은 도광판(10)으로부터 광원(24)이 일정 거리 이격된 상태로 유지될 수 있도록 별도의 수납용기(290)에 고정된다. 이때 PCB 기판(22)을 수납용기(290)에 고정시키는 방법은 첨부 도면 도 7에 도시된 바와 같이 스크류(Screw)와 같은 체결부재를 이용하여 체결시켜 고정되도록 하거나, 도면으로 도시하지 않았으나 상기 PCB 기판(22)을 꽂을 수 있는 슬롯 또는 가이드 형상을 형성시켜 상기 슬롯 또는 가이드 형상에 상기 PCB(22)을 꽂아 고정되도록 한다.
한편, 상기 광원(24)은 상기 발광다이오드 모듈 대신에 첨부 도면 도 9 내지 도 12에 도시된 바와 같이 램프로 이루어질 수 있다. 상기와 같이 광원을 램프로 구현할 경우 첨부 도면 도 9에 도시된 바와 같이 램프가 도광판(10)의 절곡부(12)에 위치되도록 한 후 램프 케이스(25)를 도광판(10)에 접착방식 등을 이용하여 결합시켜 외부환경으로부터 램프가 보호될 수 있도록 한다. 이때 상기 램프의 형상은 첨부 도면 도 10에 도시된 바와 같이 일자형이거나 첨부 도면 도 11에 도시된 바와 같이 “ㄱ" 자 형상으로 표시하였으나, 상기 램프의 형상은 상기 일자형이나 기억자형 이외에 다양한 형상을 이룰 수 있다.
첨부 도면 도 5 및 도 8은 도 2의 또다른 실시예들로서, 첨부 도면 도 5에 도시된 백라이트 장치는 첨부 도면 도 2에 도시된 백라이트 장치에 구비되는 광원(24)의 위치와는 다르게 수납용기(290) 내측으로 마련되어 있는 경우로서, 이경우도 도 2와 마찬가지로 빛은 수평방향으로 입사된다.
그리고 첨부 도면 도 8의 백라이트 장치는 도광판(10)을 홈을 형성시킨 후 홈에 광원을 삽입시켜 빛이 도광판(10)으로 입사되도록 한다. 이때, 도 8의 백라이트 장치의 광원으로는 도 5의 수납용기(290) 내측면에 마련되는 광원이나 램프만이 적용가능하다.
그리고 상기 도광판(10)은 첨부 도면 13에 도시된 바와 같이 상부면에 다수의 홈이 종방향(17)으로 상호 평행하게 형성되어 있으며, 다수의 또다른 홈이 상기 종방향으로 형성된 다수의 홈에 상호 평행하게 횡방향(16)으로 형성되며, 상기 홈은 내측으로 점차 깊이가 낮아지는 경사면을 갖는다.
한편, 상기 도광판(10)은 첨부 도면 도 14에 도시된 바와 같이 첨부 도면 도 13의 도광판(10)과는 다른 실시예를 가지며, 상기 도광판(10)의 다른 실시예는 하부면에 다수의 홈(18)이 종방향으로 상호 평행하게 형성되되, 상기 다수의 홈(18)은 중심으로 깊이가 낮아지는 경사면을 갖는다.
그리고 상기 도 14의 도광판(10)은 첨부 도면 도 15와 같이 변형될 수 있으며, 변형된 도광판(10)에 대해 설명하면, 먼저 양측단 하부면에 다수의 홈(18a)이 종방향으로 상호 평행하게 형성되되, 상기 다수의 홈(18a)은, 내측으로 점차 깊이가 낮아지는 경사면을 갖으며, 중심부 하부면에 다수의 홈(18b)이 종방향으로 상호 평행하게 형성되되, 상기 다수의 홈(18b)은 중심으로 점차 깊이가 낮아지는 경사면을 갖으며, 상기 양측단 하부면에 형성된 다수의 홈(18a)은 중심부 하부면에 형성된 다수의 홈(18b)과 상호 평형하게 형성된다.
그리고 상기 도광판(10)의 또다른 실시예에 대해 첨부 도면 16 및 도 17을 참조하여 설명하면, 하부면의 형상을 따라 그 두께가 일정하도록 내측면에 홈(19) 이 형성된다.
상기 홈(17a)(17b)(18a)(18b)의 세로 길이(L1) 및 상기 홈과 홈의 간격(L2)은 1 내지 6mm로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 도광판(10)의 두께(L3)는 1mm 내지 6mm로 형성되는 것이 바람직하나, 3mm가 가장 적당하다.
상기에서 설명한 바와 같이 홈의 세로 길이(L1), 간격(L2)을 2mm로 한정하고, 두께(L3)를 3mm로 한정하게 되면 사출성형시 부피에 관계없이 금형사이의 간격이 일정하게 유지되도록 사출성형에 소요되는 시간이 단축될 뿐만 아니라 수축현상이 발생되지 않으면서 정밀한 사출성형이 이루어질 수 있게 된다.
첨부 도면 도 18은 본 발명에 따른 액정표시장치의 분해 사시도로서, 기존의 경우와 마찬가지로 디스플레이 유닛(100)은 다시 액정표시패널(1), 테이프 캐리어 패키지(2), 구동 신호 발생부(미도시)를 포함하는 인쇄회로기판(3)으로 구성된다.
이상의 본 발명은 상기 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 포함되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
상기와 같은 구성 및 작용 그리고 바람직한 실시예를 가지는 본 발명은 대화면 액정표시장치에 사용되는 계단식 도광판에 다수개의 광원을 적층시켜 배열하고 도광판의 일측면에 광공급 유닛이 마련되도록 하여 대화면 액정표시장치의 휘도를 크게 향상시키면서 균일한 휘도를 갖도록 하는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 액정표시장치의 백라이트 장치에 있어서,
    상기 백라이트 장치는,
    사각 형상으로 양 끝단부 또는 사방 끝단부에 다단의 절곡부(12)가 형성되어 있는 도광판(10);
    상기 도광판(10)에 빛이 수평으로 입사되도록 상기 다단의 절곡부(12)에 마련되는 광공급 유닛(20); 및
    상기 도광판(10)을 수납하는 수납용기 상부에 마련되는 반사판(12)을 포함하며,
    상기 광공급 유닛(20)은 PCB 기판(22)과 상기 PCB 기판(22)에 부착, 고정되는 광원(24)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 도광판(10)은,
    중심으로부터 양측이 대칭된 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 도광판(10)의 하부에,
    이면 또는 사면에 일정 간격으로 홈이 형성되어 있고, 상기 홈 내측으로 광원이 삽입, 고정되되, 상기 광원의 전면부가 반사판(12)과 대향되도록 위치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 도광판(10)은,
    상부면에 각 모서리에 절곡부가 형성되어 있으며, 상부 가로 측단부에 형성된 절곡부의 일부가 절개되고, 절개된 공간 또는 절개되지 않은 공간에 고정돌기가 형성되며,
    상기 액정표시장치의 백라이트 장치는,
    상기 고정돌기에 결합되는 결합공이 형성되어 있으며, 상기 결합공에 상기 고정돌기가 결합되어 상기 도광판(10)에 결합, 고정되는 광시트(400)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 광원(24)은,
    LED 모듈 또는 램프인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 도광판(10)은,
    상부면에 다수의 홈 살(17a)이 종방향으로 상호 평행하게 형성되어 있으며, 다수의 또다른 홈(17b)이 상기 종방향으로 형성된 다수의 홈 살(17a)에 상호 평행하게 횡방향으로 형성되며,
    상기 홈 살(17a) 및 홈(17b)은 내측으로 점차 깊이가 낮아지는 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 도광판(10)은,
    양측단 하부면에 다수의 홈(18a)이 종방향으로 상호 평행하게 형성되되, 상기 다수의 홈(18a)은, 내측으로 점차 깊이가 낮아지는 경사면을 갖는 것을 특징으로 하며,
    중심부 하부면에 다수의 홈(18b)이 종방향으로 상호 평행하게 형성되되, 상기 다수의 홈(18b)은 중심으로 점차 깊이가 낮아지는 경사면을 갖는 것을 특징으로 하며,
    상기 양측단 하부면에 형성된 다수의 홈(18a)은 중심부 하부면에 형성된 다수의 홈(18b)과 상호 평형하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 도광판(10)은,
    하부면의 형상을 따라 그 두께가 일정하도록 내측면에 홈(19)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 장치.
  9. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 홈의 세로 길이(L1) 및 상기 홈과 홈의 간격(L2)은,
    1 내지 6mm로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 장치.
  10. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 도광판의 두께(L3)는,
    1mm 내지 6mm로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 장치.
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