KR20110057710A - 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 빛샘 불량을 방지함과 동시에 슬림화에 유리한 백라이트 유닛이 개시된다.

개시된 본 발명의 백라이트 유닛은 점광을 면광으로 변환하는 도광판 및 도광판의 적어도 일측에 배치되어 광을 발광하는 복수의 발광 다이오드를 포함하고, 발광 다이오드는 도광판의 일측면을 감싸는 복수의 가이드 돌출부가 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치{BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}

본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로 빛샘 불량을 방지함과 동시에 슬림화에 유리한 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 널리 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(cathode ray tube)는 TV를 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT 자체의 무게와 크기로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화의 대응에 적극적으로 대응할 수 없었다.

따라서 각종 전자제품의 소형, 경량화되는 추세에서 CRT는 무게나 크기 등에 있어서 일정한 한계를 가지고 있으며, 이를 대체할 것으로 예상되는 것으로 전계 광학적인 효과를 이용한 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 가스방전을 이용한 플라즈마 표시소자(PDP: Plasma Display Panel) 및 전계 발광 효과를 이용한 EL 표시소자(ELD: Electro Luminescence Display) 등이 있으며, 그 중에서 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

액정표시장치는 경량화, 박형화, 저소비 전력 구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이에 따라 액정표시장치는 사용자의 요구에 부응하여 대면적화, 박형화, 저소비전력화의 방향으로 진행되고 있다.

액정표시장치는 액정을 투과하는 광의 양을 조절하여 화상을 표시하는 디스플레이 장치로서 박형화 및 저소비 전력 등의 장점으로 많이 사용되고 있다.

상기 액정표시장치는 CRT와는 달리 스스로 빛을 내는 표시장치가 아니므로, 액정표시패널의 배면에는 화상을 시각적으로 표현하기 위해 광을 제공하는 별도의 광원을 포함한 백라이트 유닛(Back Light Unit)이 구비된다.

백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 에지방식과 직하방식으로 구분된다.

에지방식의 백라이트 유닛은 주로 랩탑형 컴퓨터 및 데스크탑형 컴퓨터의 모니터와 같이 비교적 크기가 작은 액정표시장치에 적용되는 것으로 빛의 균일성이 좋고, 수명이 길며, 액정표시장치의 박형화에 유리한 장점을 가진다.

직하방식의 백라이트 유닛은 액정표시장치의 크기가 20인치 이상으로 대형화되기 시작하면서 중점적으로 개발되기 시작한 것으로, 확산판의 하부면에 복수개의 광원을 배치하여 액정표시패널의 전면으로 빛을 직접 조광하는 것이다. 이러한, 직하방식의 백라이트 유닛은 에지방식에 비해 광의 이용 효율이 높기 때문에 고휘도를 요구하는 대화면 액정표시장치에 주로 사용된다.

백라이트 유닛은 광을 발광하는 광원으로 CCFL(cold cathode fluorescent lamp), HCFL(hot cathode fluorescent tube), EEFL(external electrode fluorescent tube) 및 EIFL(external & internal electrode fluorescent tube) 등과 같은 플라즈마 방식의 광원을 이용하거나 백색 발광 다이오드(LED)가 사용된다.

이 중에 발광 다이오드(LED: Lighting Emmiting Diode)는 장수명, 저전력, 소형 및 높은 내구성을 가지는 장점으로 많이 사용되고 있다.

발광 다이오드를 구비한 백라이트 유닛은 인쇄회로기판(PCB)에 일정한 간격을 두고 실장되고, 도광판과 나란하게 배치된다.

발광 다이오드는 일정한 방사각을 가지며, 도광판은 상기 발광 다이오드의 일정한 방사각을 가지며 출사하는 광이 손실없이 입사되도록 상기 발광 다이오드의 직경보다 두껍게 설계된다.

그러나, 발광 다이오드가 구비된 일반적인 에지방식의 백라이트 유닛은 외부의 압력으로 인한 액정표시장치의 휘어짐이나 열에 의한 도광판의 휘어짐에 의해 상기 발광 다이오드와 도광판의 얼라인 불량으로 발광 다이오드가 배치된 영역에서의 빛샘 현상이 발생하는 문제가 있었다.

또한, 일반적인 에지방식의 백라이트 유닛은 발광 다이오드의 방사각에 의해 도광판의 두께를 줄일 수 없는 구조로써, 슬림화에 한계가 있는 문제가 있었다.

본 발명은 빛샘 불량을 방지할 수 있는 백라이트 유닛을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 슬림화에 유리한 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은,

점광을 면광으로 변환하는 도광판; 및 상기 도광판의 적어도 일측에 배치되어 광을 발광하는 복수의 발광 다이오드를 포함하고, 상기 발광 다이오드는 상기 도광판의 일측면을 감싸는 복수의 가이드 돌출부가 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치는,

점광을 면광으로 변환하는 도광판; 상기 도광판의 적어도 일측에 배치되어 광을 발광하는 복수의 발광 다이오드; 상기 도광판 상에 배치되어 상기 도광판으로부터 입사되는 광을 이용하여 영상을 디스플레이하는 액정표시패널을 포함하고, 상기 발광 다이오드는 상기 도광판의 일측면을 감싸는 복수의 가이드 돌출부가 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 도광판의 일측을 감싸는 발광 다이오드가 구비되어 외부의 압력으 로 인한 액정표시장치의 휘어짐 또는 열에 의한 도광판의 휘어짐으로 인해 발광 다이오드와 도광판의 얼라인 불량을 방지하여 빛샘 불량을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 도광판의 일측을 감싸는 발광 다이오드가 구비되어 도광판의 두께를 줄일 수 있는 구조로써, 이에 따른 비용 절감 및 슬림화에 유리한 장점을 가진다.

첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에지방식의 백라이트 유닛이 구비된 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 액정표시장치의 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 영상을 디스플레이하는 액정표시패널(110)과, 상기 액정표시패널(110)의 가장자리를 지지하는 서포트 메인(115)과, 상기 액정표시패널(110)의 배면에 구비되어 광을 제공하는 백라이트 유닛(120)을 포함한다.

액정표시패널(110)은 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 컬러필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정 층을 포함한다. 도면에는 상세히 도시되지 않았지만, 상기 컬러필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판을 상세히 설명하면, 상기 박막 트랜지스터 기판은 복수의 게이트 라인 및 데이터 라인이 교차하여 화소를 정의하고, 각각의 교차영역마다 박막 트랜지스터(TFT : thin flim transistor)가 구비되어 각각의 픽셀에 실장된 화소전극과 일 대일 대응되어 연결된다. 상기 컬러필터 기판은 각 픽셀에 대응되는 R, G, B 컬러의 컬러필터, 이들 각각을 테두리 하며 게이트 라인과 데이터 라인 및 박막 트랜지스터 등을 가리는 블랙 매트릭스와, 이들 모두를 덮는 공통전극을 포함한다.

액정표시패널(110)의 측면에는 액정표시패널(110)의 게이트 라인 및 데이터 라인에 각각 접속되어 게이트 라인으로 스캔신호를 공급하는 게이트 구동부(미도시)와, 데이터 라인으로 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부(미도시)가 구비된다.

여기서, 상기 게이트 및 데이터 구동부는 TCP(tape carrier package)로 이루어진 텝에 의해 전기적으로 연결된다.

게이트 및 데이터 구동부는 액정표시패널(110)과 전기적으로 접속되어 상기 액정표시패널(110)에 형성된 다수의 게이트 라인 및 데이터 라인에 스캔 신호 및 데이터 신호를 공급함으로써, 상기 액정표시패널(110)의 화소들을 구동시킨다.

액정표시패널(110)의 하부에 배치된 백라이트 유닛(120)은 상면이 개구된 사각 박스 형상의 바텀커버(180)와, 상기 바텀커버(180)의 일측 내부에 배치된 인쇄회로기판(160)과, 상기 인쇄회로기판(160) 상에 실장된 복수의 발광 다이오드(150)를 포함한다.

인쇄회로기판(160)은 발광 다이오드(150)로부터 발생되는 열을 신속히 방열하기 위한 메탈 PCB가 구비될 수 있다.

백라이트 유닛(120)은 발광 다이오드(150)와 나란하게 배치되어 점광을 면광으로 변환하는 도광판(140)과, 상기 도광판(140) 하부에 배치되어 도광판(140) 하 부로 진행하는 광을 액정표시패널(110) 방향으로 반사시키는 반사 시트(170)와, 상기 도광판(140) 상부에 배치되어 도광판(140)으로부터 조사되는 광을 확산 및 집광시키는 광학 시트들(130)을 더 포함한다.

광학 시트들(130)은 광을 확산시키는 확산 시트(133)와, 확산된 광을 집광시키는 집광 시트(132)와, 상기 집광 시트(132) 상에 형성된 집광패턴을 보호하기 위한 보호 시트(131)를 포함한다.

발광 다이오드(150)는 백색 광을 발광하는 발광 다이오드 또는 적색, 녹색 및 청색 광을 발광하는 발광 다이오드의 조합 또는 백색, 적색, 녹색 및 청색 광을 발광하는 발광 다이오드의 조합으로 이루어질 수 있다.

발광 다이오드(150)는 도광판(140)의 일측면을 감싸는 형태로 배치된다.

발광 다이오드(150)는 광이 입사되는 도광판(140)의 일측면과 인접한 일측 상하부 가장자리를 감싸는 구조로 이루어진다.

이상에서와 같이, 본 발명의 발광 다이오드(150)는 도광판(140)의 일측면을 감싸는 구조로 이루어져 액정표시장치의 휘어짐 또는 열에 의한 도광판(140)의 휘어짐에 의한 발광 다이오드(150)와 도광판(140)의 얼라인 불량을 방지함으로써 빛샘 현상을 방지할 수 있다.

본 발명의 발광 다이오드(150)의 구조는 도 3 및 도 4를 통해 상세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ' 라인을 따라 절단한 발광 다이오드의 단면도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드(150)는 베이스 기판(151)과, 상기 베이스 기판(151)의 양측 가장자리를 감싸는 제1 및 제2 리드 프레임(153a, 153b)과, 상기 제2 리드 프레임(153b) 상에 실장되는 발광 칩(155)과, 상기 발광 칩(155) 상에 형광물질이 포함된 형광층(157)과, 상기 형광층(157) 상에 보호 기능을 가지는 투명 몰딩층(158)을 포함한다.

상기 발광 칩(155)은 베이스 기판(151)의 중앙에 위치하는 광원 소자이며, 와이어 본딩 방법으로 상기 제2 리드 프레임(153b)의 상부면에 실장된다.

발광 칩(155)은 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 양공)를 만들어내고, 이들의 재결합(再結合)에 의하여 광을 발광시키는 것으로서, 금속소재로 이루어진 제1 및 제2 금속 와이어(156a, 156b)를 매개로 하여 상기 제1 및 제2 리드 프레임(153a, 153b)과 전기적으로 연결된다.

발광 다이오드(150)는 상기 형광층(157) 및 투명 몰딩층(157)의 가장자리를 감싸는 월(wall, 154)을 더 포함한다.

월(154)의 내부면은 일정한 경사각을 가진다.

상기 형광층(157) 및 투명 몰딩층(157)의 가장자리를 감싸는 월(154)에는 도광판의 일측을 감싸는 제1 및 제2 가이드 돌출부(201, 203)가 형성된다.

상기 제1 및 제2 가이드 돌출부(201, 203)는 상기 월(154)의 끝단으로부터 외측방향으로 연장되어, 월(154)과 동일한 물질로 형성된다.

제1 및 제2 가이드 돌출부(201, 203)는 월(154)의 끝단 중에 서로 대향하는 양측면에 각각 형성된다. 즉, 제1 및 제2 가이드 돌출부(201, 203)는 도광판의 일 측 상하부면과 대응되는 발광 다이오드(150)의 양측면 돌출된 구조를 가진다.

제1 및 제2 가이드 돌출부(201, 203)의 내부면은 도광판의 일측 상하부면과 면접촉된다.

제1 및 제2 가이드 돌출부(201, 203) 간의 간격은 상기 도광판의 두께와 동일하게 이루어진다.

제1 및 제2 가이드 돌출부(201, 203)은 반사 물질로 이루어져 발광 다이오드(150)로부터 출사되는 광을 도광판으로 가이드하여 광 효율을 향상시킬 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 도광판의 일측을 감싸는 발광 다이오드(150)가 구비되어 외부의 압력으로 인한 액정표시장치의 휘어짐 또는 열에 의한 도광판의 휘어짐으로 인해 발광 다이오드(150)와 도광판의 얼라인 불량을 방지하여 빛샘 불량을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 도광판의 일측을 감싸는 발광 다이오드(150)가 구비되어 도광판의 두께를 줄일 수 있는 구조로써, 이에 따른 비용 절감 및 슬림화에 유리한 장점을 가진다.

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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에지방식의 백라이트 유닛이 구비된 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.

도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 액정표시장치의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 도시한 사시도이다.

도 4는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ' 라인을 따라 절단한 발광 다이오드의 단면도이다.

Claims (10)

1. 점광을 면광으로 변환하는 도광판; 및

   상기 도광판의 적어도 일측에 배치되어 광을 발광하는 복수의 발광 다이오드를 포함하고,

   상기 발광 다이오드는 상기 도광판의 일측면을 감싸는 복수의 가이드 돌출부가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 복수의 가이드 돌출부의 내측면은 상기 도광판의 일측 상하부면과 면접촉하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 복수의 가이드 돌출부 간의 간격은 상기 도광판의 두께와 동일한 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
4. 제1 항에 있어서,

   상기 발광 다이오드는,

   베이스 기판;

   상기 베이스 기판의 양측 가장자리를 각각 감싸는 제1 및 제2 리드 프레임;

   상기 제2 리드 프레임 상에 실장된 발광 칩;

   상기 발광 칩 상에 형성된 형광층;

   상기 형광층 상에 보호기능을 가지는 투명 몰딩층;

   상기 형광층 및 투명 몰딩층의 가장자리를 감싸는 월(wall);을 포함하고,

   상기 복수의 가이드 돌출부는 서로 대향되는 상기 월의 양측으로부터 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
5. 제1 항에 있어서,

   상기 복수의 가이드 돌출부는 반사물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
6. 점광을 면광으로 변환하는 도광판;

   상기 도광판의 적어도 일측에 배치되어 광을 발광하는 복수의 발광 다이오드;

   상기 도광판 상에 배치되어 상기 도광판으로부터 입사되는 광을 이용하여 영상을 디스플레이하는 액정표시패널을 포함하고,

   상기 발광 다이오드는 상기 도광판의 일측면을 감싸는 복수의 가이드 돌출부가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
7. 제6 항에 있어서,

   상기 복수의 가이드 돌출부의 내측면은 상기 도광판의 일측 상하부면과 면접촉하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
8. 제6 항에 있어서,

   상기 복수의 가이드 돌출부 간의 간격은 상기 도광판의 두께와 동일한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
9. 제6 항에 있어서,

   상기 발광 다이오드는,

   베이스 기판;

   상기 베이스 기판의 양측 가장자리를 각각 감싸는 제1 및 제2 리드 프레임;

   상기 제2 리드 프레임 상에 실장된 발광 칩;

   상기 발광 칩 상에 형성된 형광층;

   상기 형광층 상에 보호기능을 가지는 투명 몰딩층;

   상기 형광층 및 투명 몰딩층의 가장자리를 감싸는 월(wall);을 포함하고,

   상기 복수의 가이드 돌출부는 서로 대향되는 상기 월의 양측으로부터 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
10. 제6 항에 있어서,

    상기 복수의 가이드 돌출부는 반사물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.

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