KR20090066467A - Backlight unit and liquid crystal display device having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 박형화를 구현할 수 있을 뿐만 아니라 휘도를 균일하게 할 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a backlight unit, and more particularly, to a backlight unit and a liquid crystal display device having the same, which can realize thinning and uniform brightness.
통상적으로, 액정표시장치(LCD: liquid crystal display)는 경량, 박형, 저 소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라 액정표시장치는 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다. 상기 액정표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.In general, liquid crystal displays (LCDs) have tended to be gradually widened due to their light weight, thinness, and low power consumption. In accordance with this trend, liquid crystal displays are used in office automation equipment, audio / video equipment, and the like. The liquid crystal display device displays a desired image on a screen by adjusting a transmission amount according to image signals applied to a plurality of control switches arranged in a matrix form.
상기 액정표시장치는 자발광 표시장치가 아니기 때문에 영상이 디스플레이되는 액정표시패널의 배면에 광을 제공하는 백라이트 유닛(backlight unit)이 구비된다.Since the liquid crystal display device is not a self-luminous display device, a backlight unit is provided to provide light to the rear surface of the liquid crystal display panel on which an image is displayed.
상기 백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 직하(direct) 방식과 에지(edge) 방식의 두 종류가 있다.The backlight unit has two types, a direct method and an edge method, depending on the position of the light source.
상기 에지 방식은 평판 측면에 광원을 배치한 것으로서, 광원으로부터 발광된 광을 도광판을 이용하여 액정표시패널 전체의 면으로 조사한다. 한편, 직하 방식은 액정표시패널의 배면에 다수의 광원을 배치하여 액정표시패널의 직하에서 광을 직접 조사하는 방식으로 에지 방식과 비교하여 다수의 광원에 의해 휘도를 높일 수 있고, 발광 면을 넓게 할 수 있는 장점이 있다.In the edge method, a light source is disposed on a side of a flat plate, and the light emitted from the light source is irradiated onto the entire surface of the liquid crystal display panel using a light guide plate. On the other hand, in the direct method, a plurality of light sources are disposed on the back of the liquid crystal display panel to directly irradiate light directly under the liquid crystal display panel, so that the luminance can be increased by a plurality of light sources compared to the edge method, and the light emitting surface is wider. There is an advantage to this.
액정표시장치의 크기가 대형화됨에 따라 백라이트 유닛의 크기도 대형화되고 있다. 그 결과, 액정표시장치는 직하 방식의 백라이트 유닛을 널리 채용하고 있다.As the size of the liquid crystal display device increases, the size of the backlight unit also increases. As a result, the liquid crystal display device employs a backlight unit of a direct type.
일반적인 직하 방식의 액정표시장치에 구비된 백라이트 유닛은 액정표시패널의 배면에 일정한 간격을 두고 복수의 광원이 배치된 구조로써, 광원이 배치된 영역과 배치되지 않은 영역의 휘도 차이를 개선하기 위해 광원들과 광원들 상에 배치된 확산 플레이트의 간격을 크게 함으로써, 균일한 휘도를 구현할 수 있었다.The backlight unit included in the general direct-type liquid crystal display device has a structure in which a plurality of light sources are arranged at a predetermined interval on the rear surface of the liquid crystal display panel, so as to improve the luminance difference between the area where the light source is disposed and the area where the light source is not disposed. By increasing the spacing of the diffusion plate disposed on the light sources and the light sources, it was possible to achieve uniform luminance.
최근에는 사용자의 요구에 따라 보다 슬림한 구조의 액정표시장치를 개발하기 위한 기술개발이 진행되고 있다.Recently, technology development for developing a slimmer liquid crystal display device according to a user's request is in progress.
그러나, 대형 액정표시장치에 구비되는 직하 방식의 백라이트 유닛에 있어서, 균일한 휘도를 구현하기 위해 광원들과 확산 플레이트는 충분한 간격을 유지해야하기 때문에 사용자의 요구에 따른 슬림한 구조의 액정표시장치를 개발하기 어려운 문제가 있었다.However, in the backlight unit of the direct type provided in the large liquid crystal display device, since the light source and the diffusion plate must maintain a sufficient distance in order to realize uniform brightness, the liquid crystal display device having a slim structure according to the user's request is required. There was a problem that was difficult to develop.
본 발명은 균일한 휘도의 백라이트 유닛을 제공함에 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a backlight unit having a uniform brightness.
또한, 본 발명은 보다 슬림한 구조의 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a backlight unit having a slimmer structure and a liquid crystal display device having the same.
본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은,The backlight unit according to an embodiment of the present invention,
일정한 간격을 두고 배치된 복수의 광원; 및 상기 광원 상에 배치된 광학 플레이트를 포함하고, 상기 광원과 대응되는 상기 광학 플레이트의 일면에는 광을 제어하는 광 제어패턴이 형성된 것을 특징으로 한다.A plurality of light sources arranged at regular intervals; And an optical plate disposed on the light source, wherein a light control pattern for controlling light is formed on one surface of the optical plate corresponding to the light source.
또한, 본 발명의 액정표시장치는,In addition, the liquid crystal display device of the present invention,
일정한 간격을 두고 배치된 복수의 광원; 상기 광원 상에 배치된 광학 플레이트; 및 상기 광학 플레이트 상에 배치된 액정표시패널;을 포함하고, 상기 광원과 대응되는 상기 광학 플레이트의 일면에는 광을 제어하는 광 제어패턴이 형성된 것을 특징으로 한다.A plurality of light sources arranged at regular intervals; An optical plate disposed on the light source; And a liquid crystal display panel disposed on the optical plate, wherein a light control pattern for controlling light is formed on one surface of the optical plate corresponding to the light source.
본 발명은 확산 플레이트의 하부 면에 형성된 반사패턴의 밀도가 광원이 배치되지 않은 영역보다 광원이 배치된 영역을 크게 함으로써, 백라이트 유닛의 휘도를 균일하게 구현할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the density of the reflective pattern formed on the lower surface of the diffusion plate is larger than the area where the light source is not disposed, thereby achieving uniform brightness of the backlight unit.
또한, 본 발명은 확산 플레이트의 하부 면에 형성된 산란패턴의 밀도가 광원 이 배치된 영역보다 광원이 배치되지 않은 영역을 크게 함으로써, 백라이트 유닛의 휘도를 균일하게 구현할 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention has the effect that the density of the scattering pattern formed on the lower surface of the diffusion plate is larger than the region where the light source is arranged, the area where the light source is not arranged, it is possible to implement the brightness of the backlight unit uniformly.
또한, 본 발명은 반사패턴 또는 산란패턴이 형성되거나 상기 반사패턴 및 산란패턴이 형성된 확산 플레이트를 구비하여 확산 플레이트와 광원의 간격을 줄임으로써, 백라이트 유닛의 전체 두께를 줄여 슬림한 액정표시장치를 구현할 수 있다.In addition, the present invention provides a slim liquid crystal display device by reducing the overall thickness of the backlight unit by reducing the distance between the diffusion plate and the light source by providing a reflection pattern or a scattering pattern or a diffusion plate having the reflection pattern and the scattering pattern. Can be.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 직하 방식의 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 절단한 직하 방식의 액정표시장치를 도시한 단면도이다.1 is an exploded perspective view showing a direct type liquid crystal display device according to a first exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a direct type liquid crystal display device taken along the line II ′ of FIG. 1. to be.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 직하 방식의 액정표시장치는 영상이 디스플레이되는 액정표시패널(100)과, 상기 액정표시패널(100)의 배면에 배치되어 광을 조사하는 백라이트 유닛(120)을 포함한다.As shown in FIGS. 1 and 2, a direct type liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention is disposed on a liquid
액정표시패널(100)은 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 박막 트랜지스터(TFT: thin film transistor) 기판 및 컬러필터 기판과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정 층을 포함한다.The liquid
도면에는 도시되지 않았지만, 액정표시패널(100)의 측면에는 상기 액정표시패널(100)을 구동하기 위한 구동신호를 생성하는 구동부(110, 111)가 더 구비된다.Although not shown in the drawing, the side of the liquid
본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛(120)은 20인치 이상의 대형 액정표시장치에 구비되는 직하 방식을 일 예로 설명하도록 한다.The
백라이트 유닛(120)은 상면이 개구된 박스 형상의 바텀커버(180)와, 상기 바텀커버(180) 상에 일정한 간격을 두고 배치된 복수의 광원들(150)과, 상기 복수의 광원들(150) 상에 배치되어 광을 1차 확산시키는 확산 플레이트(200)와, 상기 확산 플레이트(200) 상에 배치되어 광을 집광 및 2차 확산시키는 광학 시트들(130)과, 상기 복수의 광원들(150)의 하부에 배치되어 광원들(150)의 하부방향으로 진행하는 광을 액정표시패널(100) 방향으로 반사시키는 반사시트(170)를 포함한다.The
백라이트 유닛(120)은 복수의 광원들(150)의 양 끝단에 배치되어 구동신호를 공급하는 제1 및 제2 광원구동부(160a, 160b)가 구비된다. 상기 제1 및 제2 광원구동부(160a, 160b)는 제1 및 제2 구동 PCB(162a, 162b)와, 상기 제1 및 제2 구동 PCB(162a, 162b) 상에 실장되어 광원들(150)의 양 끝단과 접촉되는 제1 및 제2 소켓(164a, 164b)을 포함한다.The
백라이트 유닛(120)은 복수의 광원들(150) 양 끝단 상에 배치되어 광원들(150)로부터 발광된 광을 액정표시패널(100)의 가장자리 영역까지 가이드하며, 확산 플레이트(200) 및 광학 시트들(160)을 지지하는 제1 및 제2 서포트 사이드(140a, 140b)를 더 포함한다.The
본 발명의 재1 실시예에서는 전극이 광원들(150)의 양 끝단 외부영역을 감싸는 외부전극 형광램프(EEFL: external eletrode fluorescent lamp)를 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 냉음극 형광램프(CCFL: cold cathode fluorescent lamp), 발광 다이오드(LED) 등이 구비될 수도 있다.In the second embodiment of the present invention, the electrode is limited to an external eletrode fluorescent lamp (EEFL) covering the outer regions of both ends of the
확산 플레이트(200)는 광원(150)으로부터 발광된 광을 1차 확산하여 1차 확 산된 광을 광학 시트들(130) 방향으로 가이드 하는 역할을 한다.The
확산 플레이트(200)는 광원들(150)이 배치된 방향과 대응되는 하부 면에 반사패턴(203)이 형성된다. 상기 반사패턴(203)은 잉크 인쇄를 통해 형성된다.The
반사패턴(203)은 일정한 형상(예를 들면, 마름모 형상)을 가지며, 상기 반사패턴(203)을 이루는 물질은 반사율이 높은 은(Ag)이 사용될 수 있다.The
광원(150)과 대응되는 상기 확산 플레이트(200)의 하부 면에 형성된 반사패턴(203)의 개별 패턴크기는 광원(150)과 대응되지 않는 상기 확산 플레이트(200)의 하부 면에 형성된 반사패턴(203)의 개별 크기보다 크게 이루어진다.The individual pattern size of the
광원(150)이 배치된 영역과 대응되는 확산 플레이트(200)의 하부 면과, 광원(150)이 배치되지 않는 영역과 대응되는 확산 플레이트(200)의 하부 면은 반사패턴(203)의 밀도가 상이하다. 즉, 광원(150) 배치된 영역과 대응되는 반사패턴(203)은 광원(150)이 배치되지 않는 영역과 대응되는 반사패턴(203)보다 높은 밀도를 가진다.The lower surface of the
본 발명의 제1 실시예에 따른 확산 플레이트(200)는 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.The
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 확산 플레이트를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 확산 플레이트의 하부 면을 도시한 평면도이다.3 is a perspective view illustrating a diffusion plate according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a plan view illustrating a lower surface of the diffusion plate of FIG. 3.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 확산 플레이트(200)는 광학 시트들(도2의 130)과 대응되는 상부 면에 복수의 프리즈메틱 패턴(201)이 형성되고, 광원(150)과 대응되는 하부 면에 영역별로 밀도가 다른 반사 패턴(203)이 형성된다.3 and 4, the
반사패턴(203)은 마름모 형상으로 이루어지고, 은(Ag)과 같은 반사율이 높은 물질을 인쇄 방식으로 형성된 것이다. 여기서, 발명의 제1 실시예에서는 상기 반사패턴(203)의 형상 및 물질을 마름모 형상, 은(Ag)으로 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 적어도 3개 이상의 변을 가지는 삼각, 사각 형상들 또는 라운드 형태의 원 형상 등과 같이 다양한 형상으로 이루어질 수 있고, 반사율이 높은 어떠한 물질도 모두 적용될 수 있다.The
반사패턴(203)의 마름모 형상의 크기는 광원(150)과 대응되는 영역으로부터 대응되지 않는 영역으로 갈수록 점점 작아진다. 즉, 확산 플레이트(200)의 하부 면에 형성된 반사패턴(203)은 광원(150)과 대응되는 영역에 가장 큰 크기를 가지며, 광원(150)과 대응되지 않는 영역에 가장 작은 크기를 가지게 되어 광의 투과량을 조절함으로써, 영역별로 균일한 광 투과를 유도한다.The size of the rhombus shape of the
다시 말해 확산 플레이트(200)의 반사패턴(203)은 광원(150)과 대응되는 영역과 대응되지 않는 영역의 밀도를 조절하여 광의 투과량을 조절하는 역할을 한다.In other words, the
확산 플레이트(200)의 상부 면에는 산과 골을 가지는 복수의 프리즈메틱(prismatic) 패턴(201)이 형성된다. 상기 프리즈메틱 패턴(201)은 산의 끝 부분이 라운드형상으로 이루어진다.A plurality of
프리즈메틱 패턴(201)은 광원(150)의 길이방향으로 연장된 형태로 형성된다.The
이상에서 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 직하 방식의 액정표시장치는 확산 플레이트(200)의 하부 면에 형성된 반사패턴(203)의 밀도가 광원(150)이 배치 되지 않는 영역보다 광이 배치된 영역을 크게 함으로써, 균일한 휘도를 가지는 백라이트 유닛(120)을 구현할 수 있다.In the liquid crystal display device of the direct type according to the first embodiment of the present invention described above, the density of the
또한, 본 발명은 반사패턴(203)이 하부 면에 형성된 확산 플레이트(200)를 구비하여 확산 플레이트(200)와 광원(150)의 간격을 줄임으로써, 백라이트 유닛(120)의 전체 두께를 줄여 슬림한 액정표시장치를 구현할 수 있다.In addition, the present invention includes a
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 제2 내지 제5 실시예에 따른 확산 플레이트의 하부 면을 도시한 평면도이다.5A to 5D are plan views illustrating lower surfaces of the diffusion plates according to the second to fifth embodiments of the present invention.
도 5a를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 확산 플레이트는 광원(150)과 대응되는 하부 면에 광을 산란시키는 산란패턴(303)을 포함한다.Referring to FIG. 5A, the diffusion plate according to the second embodiment of the present invention includes a
상기 산란패턴(303)은 광을 산란시키기 위한 것으로, 광원(150)과 대응되는 영역의 밀도가 광원(150)과 대응되지 않는 영역의 밀도보다 크게 이루어진다.The
산란패턴(303)은 인쇄공정을 통해 형성되며, 광의 산란을 위해 산란물질(예를 들어, 아크릴계 레진, 투명한 수지)을 포함한다.The
산란패턴(303)의 형상은 적어도 3개 이상의 변을 가지거나 원 형태로 이루어진다.The
도 5b를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 확산 플레이트는 3개의 서로 다른 형상으로 이루어진 제1 내지 제3 산란패턴(403a, 403b, 403c)을 포함한다.Referring to FIG. 5B, the diffusion plate according to the third embodiment of the present invention includes first to
상기 제1 내지 제3 산란패턴(403a, 403b, 403c)은 광원(150)과 대응되는 영역과 대응되지 않는 영역의 패턴 크기가 다르며, 광원(150)과 대응된 영역의 밀도가 대응되지 않는 영역의 밀도보다 크다.The first to
도 5c를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 확산 플레이트는 2개의 서로 다른 형상으로 이루어진 제1 및 제2 산란패턴(503a, 503b)을 포함한다.Referring to FIG. 5C, the diffusion plate according to the fourth exemplary embodiment includes first and
제1 및 제2 산란패턴(503a, 503b)은 광원(150)의 길이방향으로 일정한 간격을 두고 교번되게 형성되고, 광원(150)의 길이방향과 대응되는 방향(광원들이 배치되는 방향)으로 일정한 간격을 두고 교번되게 형성된다.The first and
제1 및 제2 산란패턴(503a, 503b)의 밀도는 광원(150)과 대응되는 영역보다 광원(150)과 대응되지 않는 영역이 크게 이루어진다.The densities of the first and
도 5d를 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 확산 플레이트는 3개 서로 다른 형상으로 이루어진 산란패턴(603a)과, 제1 및 제2 반사패턴(603b, 603c)이 광원(150)의 길이방향으로 교번되게 조합된 구조로 이루어진다.Referring to FIG. 5D, the diffusion plate according to the fifth embodiment of the present invention may include
산란패턴(603a)의 밀도는 광원(150)과 대응되는 영역보다 광원(150)과 대응되지 않는 영역이 크게 이루어진다.The density of the
제1 및 제2 반사패턴(603b, 603c)의 밀도는 광원(150)과 대응되지 않는 영역보다 광원(150)과 대응되는 영역이 크게 이루어진다.The densities of the first and
이상에서는 5개의 실시예를 통해 본 발명의 백라이트 유닛을 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 확산 플레이트의 배면에 형성된 반사패턴 또는 산란패턴의 구조는 더 많은 실시예가 존재할 수 있다.In the above description, the backlight unit of the present invention is limited and described through five embodiments. However, the present invention is not limited thereto, and the reflective pattern or the scattering pattern formed on the rear surface of the diffusion plate may have more embodiments.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 직하 방식의 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view illustrating a liquid crystal display device of a direct type according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 절단한 직하 방식의 액정표시장치를 도시한 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device of a direct type cut along the line II ′ of FIG. 1.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 확산 플레이트를 도시한 사시도이다.3 is a perspective view showing a diffusion plate according to a first embodiment of the present invention.
도 4는 도 3의 확산 플레이트의 하부 면을 도시한 평면도이다.4 is a plan view illustrating a lower surface of the diffusion plate of FIG. 3.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 제1 내지 제5 실시예에 따른 확산 플레이트의 하부 면을 도시한 평면도이다.5A to 5D are plan views illustrating lower surfaces of the diffusion plates according to the first to fifth embodiments of the present invention.
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