KR20110066776A - 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스캐닝 구동을 위한 백라이트 유닛이 개시된다.
개시된 본 발명의 백라이트 유닛은 광을 발광하는 적어도 하나 이상의 광원 및 광원과 나란하게 마련되어 광원으로부터 입사된 점광을 면광으로 변환하는 도광판을 포함하고, 도광판에는 일정 간격 이격되어 광원으로부터 입사된 광을 굴절시켜 이격된 구간별로 분할시키는 복수의 공기층이 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, 특히 스캐닝 구동을 위한 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 에지 방식과 직하 방식으로 구분된다.
에지 방식의 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.
직하 방식의 백라이트 유닛은 액정표시장치의 크기가 20인치 이상으로 대형화되기 시작하면서 중점적으로 개발되기 시작한 것으로, 확산판의 하부면에 복수개의 광원을 배치하여 액정표시패널의 전면으로 빛을 직접 조광하는 것이다. 이러한, 직하 방식의 백라이트 유닛은 에지 방식에 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 발광 다이오드(LED)가 사용된다.
이 중에 발광 다이오드(LED)는 장수명, 저전력, 소형 및 높은 내구성을 가지는 장점으로 많이 사용되고 있다.
일반적인 에지 방식의 백라이트 유닛은 복수의 발광 다이오드가 측면에 배치되고, 상기 발광 다이오드와 나란하게 도광판이 배치된 구조로써, 영상 디스플레이 시에 일방향으로 일정 구간씩 나누어 광을 제공하는 스캐닝 구동 방식이 사용되고 있다.
스캐닝 구동 방식의 백라이트 유닛은 잔상 발생을 개선하기 위한 것으로 일방향으로 미리 설정된 구간씩 순차적으로 광을 제공하는 특징을 가진다.
그러나, 일반적인 스캐닝 구동 방식의 백라이트 유닛은 도광판을 이용하여 일측에서 발광하는 발광 다이오드로부터 입사되는 광을 일정 구간씩 순차적으로 액정표시패널에 조사함에 있어서, 도광판에 입사되는 광은 입사와 동시에 난반사되어 스캐닝 구동이 어려운 문제가 있었다. 또한, 일반적인 액정표시장치는 일정한 구간씩 광을 가이드 하기 위해 도광판의 상하부면에 광 가이드 패턴이 형성되고 있지만, 광 가이드 패턴 만으로는 광의 난반사를 개선하기 어려운 문제가 있었다.
본 발명은 스캐닝 구동을 위한 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은,
광을 발광하는 적어도 하나 이상의 광원; 및 상기 광원과 나란하게 마련되어 상기 광원으로부터 입사된 점광을 면광으로 변환하는 도광판을 포함하고, 상기 도광판에는 일정 간격 이격되어 상기 광원으로부터 입사된 광을 굴절시켜 이격된 구간별로 분할시키는 복수의 공기층이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 액정표시장치는,
액정표시패널; 상기 액정표시패널의 하부 측면에 광을 발광하는 적어도 하나 이상의 광원; 및 상기 광원과 나란하게 마련되어 상기 광원으로부터 입사된 점광을 면광으로 변환하는 도광판을 포함하고, 상기 도광판에는 일정 간격 이격되어 상기 광원으로부터 입사된 광을 굴절시켜 이격된 구간별로 분할시키는 복수의 공기층이 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 도광판은 일정 구간 이격되어 일측면으로부터 타측면까지 연장된 복수의 공기층이 형성되어 상기 복수의 공기층에 의해 발광 다이오드로부터 출사된 광을 구간별로 분할시킴으로써, 스캐닝 구동시에 광의 난반사를 개선할 수 있다.
즉, 본 발명은 도광판에 광을 굴절시켜 직진성을 향상시킬 수 있는 복수의 공기층이 형성됨으로써, 스캐닝 구동의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시모듈을 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 A영역을 도시한 도광판의 사시도이고, 도 3은 발광 다이오드와 도광판을 도시한 평면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 영상이 디스플레이되는 액정표시패널(110)과, 상기 액정표시패널(110)의 하부에 배치되어 광을 제공하는 백라이트 유닛(120)을 포함한다.
액정표시패널(110)은 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 컬러필터 기판(111) 및 박막 트랜지스터 기판(113)과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정 층을 포함한다.
도면에는 상세히 도시되지 않았지만, 상기 컬러필터 기판(111) 및 박막 트랜지스터 기판(113)을 상세히 설명하면, 상기 박막 트랜지스터 기판(113)은 복수의 게이트 라인 및 데이터 라인이 교차하여 화소를 정의하고, 각각의 교차영역마다 박막 트랜지스터(TFT : thin flim transistor)가 구비되어 각각의 픽셀에 실장된 화소전극과 일대일 대응되어 연결된다. 상기 컬러필터 기판(111)은 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 가장자리에는 게이트 라인 및 데이터 라인으로 구동신호를 공급하는 구동 PCB(115)가 구비된다.
상기 구동 PCB(115)는 COF(Chip on film, 117)에 의해 액정표시패널(110)과 전기적으로 연결된다. 여기서, 상기 COF(117)는 TCP(Tape Carrier Package)로 변경될 수 있다.
액정표시패널(110)의 하부에 배치된 백라이트 유닛(120)은 상면이 개구된 사각 박스 형상의 바텀커버(170)와, 상기 바텀커버(170)의 일측 내부면에 구비된 인쇄회로기판(151)과, 상기 인쇄회로기판(151) 상에 실장된 복수의 발광 다이오드(153)를 포함한다.
백라이트 유닛(120)은 발광 다이오드(153)와 나란하게 배치되어 점광을 면광으로 변환하는 도광판(140)과, 상기 도광판(140) 하부에 배치되어 도광판(140) 하부로 진행하는 광을 액정표시패널(110) 방향으로 반사시키는 반사 시트(160)와, 상기 도광판(140) 상부에 배치되어 도광판(140)으로부터 조사되는 광을 확산 및 집광시키는 광학 시트들(130)을 더 포함한다.
도면에는 도시되지 않았지만, 백라이트 유닛(120)은 상기 인쇄회로기판(151), 청색 발광 다이오드(153), 도광판(140), 광학 시트들(130) 및 반사시트(160)가 수납되며, 상기 바텀커버(170)와 결합되는 사각 테 형상의 몰드물로 이루어진 서포트 메인(미도시)을 더 포함한다.
광학 시트들(130)은 광을 확산시키는 확산 시트와, 확산된 광을 집광시키는 집광 시트와, 상기 집광 시트 상에 형성된 집광패턴을 보호하기 위한 보호 시트를 포함한다.
인쇄회로기판(151)은 발광 다이오드(153)로부터 발생되는 열에 의한 불량을 개선할 수 있는 방열이 우수한 메탈 PCB로 이루어질 수 있다.
청색 발광 다이오드(153)는 SMT(surface mounted type) 또는 COB(chip on board)로 이루어질 수 있다.
도광판(140)은 PMMA(poly methly methacrylate)재질로 이루어지고, 일정 구간 이격되어 복수의 공기층(143)이 형성된다.
상기 복수의 공기층(143)은 슬릿(slit) 형상으로 이루어지며, 상기 도광판(140)의 일면으로부터 타측면까지 연장된 홀 구조로 형성된다.
복수의 공기층(143)은 도광판(140)으로 입사된 광을 일측으로부터 타측으로 가이드 하는 기능을 가진다.
복수의 공기층(143)은 도광판(140) 재질과의 굴절률 차이에 의해 입광부(141)로 입사된 광을 굴절시켜 광의 직진성을 향상시킨다.
복수의 공기층(143)은 서로 인접한 발광 다이오드(153) 사이의 영역과 대면되는 위치에 형성된다.
본 발명의 일 실시예에서는 복수의 발광 다이오드(153)가 도광판(140)의 일측에 배치된 구조를 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 도광판의 적어도 2개 이상의 측면에 배치될 수도 있다.
복수의 공기층(143)은 서로 인접한 발광 다이오드(153)가 이격된 구간과 대 면되는 영역에 형성되는 것으로 발광 다이오드(153)의 수량에 따라 공기층(143)의 수량이 변경되고, 상기 발광 다이오드(153) 사이즈에 따라 서로 인접한 복수의 공기층(143) 간의 거리가 결정된다.
따라서, 복수의 공기층(143)의 개수 및 인접한 복수의 공기층(143) 간의 거리는 발광 다이오드(153)의 수량, 서로 인접한 발광 다이오드(153)의 이격된 거리, 발광 다이오드(153)의 크기에 따라 변경될 수 있다.
본 발명의 도광판(140)은 공기압을 이용한 압출방식으로 제조될 수도 있다.
본 발명의 도광판(140)은 일정 구간 이격되어 일측면으로부터 타측면까지 연장된 복수의 공기층(143)이 형성되어 상기 복수의 공기층(143)에 의해 발광 다이오드(153)로부터 출사된 광을 구간별로 분할시킴으로써, 스캐닝 구동시에 광의 난반사를 개선할 수 있다.
즉, 본 발명은 도광판(140)에 광을 굴절시켜 직진성을 향상시킬 수 있는 복수의 공기층(143)이 형성됨으로써, 스캐닝 구동의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광판과 발광 다이오드를 도시한 평면도이고, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도광판과 발광 다이오드를 도시한 평면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광판(240)은 복수의 공기층(243)의 간격이 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판(240)보다 넓게 이루어진다.
즉, 서로 인접한 공기층(243) 사이의 영역과 대면되는 영역에는 복수의 발광 다이오드(253)가 배치된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도광판(340)은 발광 다이오드(353)와 대면되는 영역 및 서로 인접한 발광 다이오드(353) 사이의 영역과 대면되는 영역에 복수의 공기층(343)이 형성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도광판(340)은 일방향으로 복수의 공기층(243)이 매우 조밀하게 형성된다.
도 4 및 도 5에 도시된 본 발명의 도광판(240, 340)은 스캐닝 구동시에 미리 설정된 구간에 따라 공기층(243, 343)의 간격이 조절된다.
도 6은 일반적인 도광판에 입사된 광을 도시한 도면이고, 도 7은 복수의 공기층이 형성된 본 발명의 도광판에 입사된 광을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 일반적인 도광판은 발광 다이오드로부터 출사된 광이 입광부로 입사되면서 난반사된다.
도 7을 참조하면 본 발명의 도광판은 복수의 공기층에 의해 입광부로 입사된 광이 복수의 공기층에 의해 굴절되어 직진성이 향상되고, 이에 따라 난반사가 최소화되어 구간별로 광이 분할됨을 알 수 있다.
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 액정표시모듈을 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 A영역을 도시한 도광판의 사시도이다.
도 3은 발광 다이오드와 도광판을 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광판과 발광 다이오드를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도광판과 발광 다이오드를 도시한 평면도이다.
도 6은 일반적인 도광판에 입사된 광을 도시한 도면이다.
도 7은 복수의 공기층이 형성된 본 발명의 도광판에 입사된 광을 도시한 도면이다.

Claims (8)

  1. 광을 발광하는 적어도 하나 이상의 광원; 및
    상기 광원과 나란하게 마련되어 상기 광원으로부터 입사된 점광을 면광으로 변환하는 도광판을 포함하고,
    상기 도광판에는 일정 간격 이격되어 상기 광원으로부터 입사된 광을 굴절시켜 이격된 구간별로 분할시키는 복수의 공기층이 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 공기층은 상기 도광판의 일측면으로부터 타측면까지 연장된 홀 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 공기층은 슬릿 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 공기층은 서로 인접한 상기 광원의 이격된 구간과 대면되는 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 복수의 공기층의 수량 및 서로 인접한 상기 공기층 간의 거리는 상기 광원의 수량, 서로 인접한 상기 광원의 이격된 거리에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 공기층은 상기 광원과 대면되는 영역 및 서로 인접한 상기 광원 사이의 영역과 대면되는 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 광원은 서로 인접한 상기 공기층 사이의 영역과 대면되는 영역에 복수개로 구비되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  8. 액정표시패널;
    상기 액정표시패널의 하부 측면에 광을 발광하는 적어도 하나 이상의 광원; 및
    상기 광원과 나란하게 마련되어 상기 광원으로부터 입사된 점광을 면광으로 변환하는 도광판을 포함하고,
    상기 도광판에는 일정 간격 이격되어 상기 광원으로부터 입사된 광을 굴절시 켜 이격된 구간별로 분할시키는 복수의 공기층이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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