KR20120055974A - 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치가 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은 광을 발생하는 광원과, 상기 광원으로부터 발생된 광을 출사 시키는 출사면과 상기 출사면과 연장된 4개의 측면상에 위치하며 단차를 갖는 형상으로 이루어진 다수의 삽입 홈을 포함한 도광판과, 상기 도광판 하부에 위치하며 상기 도광판으로 입사된 광 중 상기 도광판 하부로 출사된 광을 반사시키는 반사판과, 상기 광원과 도광판 및 반사판을 지지하는 몰드 프레임과, 상기 몰드 프레임에 지지되는 광원과 도광판 및 반사판을 수납하는 수납 용기및 상기 몰드 프레임 및 수납 용기를 결합하며 상기 도광판의 다수의 삽입 홈 각각에 대응되게 삽입되는 다수의 고정핀을 포함한다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치{Backlight Unit and Liquid Crystal Display device having the same}
본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 들어 정보처리기기는 다양한 형태, 다양한 기능을 갖고, 더욱 빠른 속도로 정보를 처리하고 있다. 정보처리 장치에서 처리된 정보는 전기적인 신호 포맷 형태를 갖는다. 따라서 사용자가 정보처리 장치에서 처리된 정보를 육안으로 확인하기 위해서는 정보를 영상으로 표시하는 표시장치들을 필요로 한다.
상기 표시장치들 중 하나인 액정표시장치(Liquid Crystal Display device)는 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 영상을 표시한다. 상기 액정표시장치는 다른 표시장치에 비해 두께가 얇고 무게가 가벼우며, 소비전력이 낮고, 낮은 구동전압을 갖는 장점을 갖는다.
상기 액정표시장치는 일반적으로 액정의 광투과율을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널과, 상기 액정표시패널의 배면에 위치하여 상기 액정표시패널로 광을 제공하는 백라이트 유닛(Backlight Unit:BLU)을 포함한다. 이때, 상기 백라이트 유닛에는 직하형 백라이트 유닛과 에지형 백라이트 유닛이 있다.
상기 직하형 백라이트 유닛은 상기 액정표시패널의 하부에 병렬로 배치된 복수의 광원들을 구비하며, 상기 광원들에서 발생된 광을 직접 상기 액정표시패널로 조사한다.
반면, 상기 에지형 백라이트 유닛은 광을 발생시키는 광원과, 상기 광원과 측면이 마주보도록 배치되어 상기 광원에서 발생된 광을 상부로 가이드 하는 도광판 및 상기 도광판의 하부에 배치되어 상기 도광판 내의 광 중 하부로 향하는 광을 액정표시패널로 반사시키는 반사판을 포함한다.
이러한 백라이트 유닛은 액정표시장치의 품질에 큰 영향을 미치기 때문에 열팽창계수를 고려한 각 구성요소 간의 조립 공차와 각 구성요소들의 유동을 최소화하여 신뢰성을 향상시키는 것이 중요하다.
본 발명은 도광판 상의 고정핀 홈부 형상을 변경하여 외부의 충격으로부터 상기 도광판의 손상을 최소화하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은 광을 발생하는 광원과, 상기 광원으로부터 발생된 광을 출사 시키는 출사면과 상기 출사면과 연장된 4개의 측면상에 위치하며 단차를 갖는 형상으로 이루어진 다수의 삽입 홈을 포함한 도광판과, 상기 도광판 하부에 위치하며 상기 도광판으로 입사된 광 중 상기 도광판 하부로 출사된 광을 반사시키는 반사판과, 상기 광원과 도광판 및 반사판을 지지하는 몰드 프레임과, 상기 몰드 프레임에 지지되는 광원과 도광판 및 반사판을 수납하는 수납 용기및 상기 몰드 프레임 및 수납 용기를 결합하며 상기 도광판의 다수의 삽입 홈 각각에 대응되게 삽입되는 다수의 고정핀을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 영상을 표시하는 액정표시패널과, 상기 액정표시패널로 광을 조사하는 광원과, 상기 광원으로부터 발생된 광을 출사 시키는 출사면과 상기 출사면과 연장된 4개의 측면상에 위치하며 단차를 갖는 형상으로 이루어진 다수의 삽입 홈을 포함한 도광판과, 상기 도광판 하부에 위치하며 상기 도광판으로 입사된 광 중 상기 도광판 하부로 출사된 광을 상기 액정표시패널 방향으로 반사시키는 반사판과, 상기 광원과 도광판 및 반사판을 지지하는 몰드 프레임과, 상기 몰드 프레임에 지지되는 광원과 도광판 및 반사판을 수납하는 수납 용기 및 상기 몰드 프레임 및 수납 용기를 결합하며 상기 도광판의 다수의 삽입 홈 각각에 대응되게 삽입되는 다수의 고정핀을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치는 고정핀이 삽입되는 도광판의 홈부에 단차를 두어 상기 도광판의 홈부로 집중될 수 있는 외부의 충격을 분산시켜 도광판의 손상을 최소화하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 도광판을 상세히 나타낸 도면이다.
도 3의 (A)는 도 1의 도광판과 기존의 도광판을 이용하여 충격에 따른 테스트를 한 결과를 나타낸 데이터이고, 도3의 (B)는 도 1의 도광판과 기존의 도광판을 이용하여 진동에 따른 테스트를 한 결과를 나타낸 데이터이고, 도 3의 (C)는 도 1의 도광판과 기존의 도광판을 이용하여 온도에 따른 테스트를 한 결과를 나타낸 데이터이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 영상을 표시하는 액정표시패널(100)과, 상기 영상을 표시하는 액정표시패널(100)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(130) 및 상기 액정표시패널(100)을 백라이트 유닛(130)에 고정하기 위한 탑 케이스(190)를 포함한다.
상기 액정표시패널(100)은 백라이트 유닛(130)의 상부에 위치하며, 상기 백라이트 유닛(130)에서 공급되는 광을 이용하여 영상을 표시한다. 상기 액정표시패널(100)은 일측면 및 타측면에 부착되는 게이트 드라이버(110) 및 데이터 드라이버(120)와 전기적으로 접속된다.
상기 액정표시패널(100)은 제1 기판(101)과, 상기 제1 기판(101)에 대향하여 결합되는 제2 기판(103)과, 두 기판(101, 103) 사이에 형성된 액정층(도시하지 않음)으로 이루어진다.
상기 제1 기판(101)에는 다수의 화소가 매트릭스 형태로 구비되고, 상기 다수의 화소 각각은 제1 방향으로 연장된 게이트라인과, 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 연장된 데이터라인과, 상기 게이트라인 및 데이터라인의 교차부에 형성되는 화소전극을 구비한다.
상기 각 화소에는 박막트랜지스터(TFT)가 형성되고, 상기 박막트랜지스터(TFT)는 상기 게이트라인과, 데이터라인 및 화소전극에 전기적으로 접속된다.
상기 제2 기판(103)에는 컬러필터인 R, G, B 화소가 박막공정에 의해 형성되며, 상기 화소전극과 마주보는 공통전극이 형성된다. 따라서, 상기 액정층은 상기 화소전극 및 공통전극에 인가되는 전압에 의해 배열됨으로써, 상기 백라이트 유닛(130)으로부터 제공되는 광의 투과도를 조절한다.
상기 게이트 드라이버(110)는 상기 제1 기판(101)의 단축면 중 어느 하나의 단축면에 부착되고, 상기 데이터 드라이버(120)는 상기 게이트 드라이버(110)와 직교하는 장축면 중 어느 하나의 장축면에 부착된다. 이때, 상기 게이트 드라이버(110) 및 데이터 드라이버(120)는 하나의 칩으로 집적화된 다수의 게이트 드라이버 IC로 구성될 수 있다.
상기 백라이트 유닛(130)은 광을 발생하는 광원(170b)과, 상기 광원(170b)으로부터 입사된 광을 가이드 하여 특정 방향으로 출사시키는 도광판(150) 및 상기 광원(170b)과 도광판(150)을 수납하는 수납용기(160)를 포함한다.
상기 광원(170b)은 점 광원 형태의 다수의 발광 다이오드(LED)로 구성될 수 있으며, 상기 도광판(150)의 일측 또는 양측 가장자리에 배치되어 광을 발생한다.
상기 다수의 발광 다이오드(LED)는 상기 도광판(150)의 가장자리에 배치되는 인쇄회로기판(170a) 상에서 일정한 이격거리를 갖도록 배열된다. 상기 광원(170b)과 인쇄회로기판(170a)은 광원 어레이(170)를 이룬다.
상기 광원 어레이(170)는 상기 도광판(150)의 가장자리에 모두 위치할 수 있으며 어느 하나 이상의 일측 가장자리에 위치할 수도 있다.
상기 수납 용기(160)는 바텀 케이스(160b)와 몰드 프레임(160a)으로 이루어진다.
상기 바텀 케이스(160b)는 바닥면 및 상기 바닥면으로부터 연장된 4개의 측벽으로 구성된다. 상기 바텀 케이스(160b)의 4개의 측벽은 상기 몰드 프레임(160a) 및 도광판(150)의 수납 위치를 가이드 하는 역할을 한다. 이때, 상기 바텀 케이스(160b)와 몰드 프레임(160a)은 고정핀(200)을 이용하여 서로 결합될 수 있다.
상기 백라이트 유닛(130)은 바텀 케이스(160b)의 바닥면 및 상기 도광판(150)의 배면 사이에 마련된 반사판(180)을 더 포함한다. 또한, 상기 백라이트 유닛(130)은 상기 도광판(150)의 출사면 상부에 배치된 다수의 광학시트류(140)를 더 포함한다.
상기 다수의 광학시트류(140)는 상기 도광판(150)의 출사면을 통해 출사된 광의 광학 특성을 향상시키며 확산시트와 프리즘 시트 및 보호시트를 포함할 수 있다.
상기 도광판(150)은 광의 전반사 및 재료 내 흡수 손실을 최소화하기 위해 광굴절율 및 광 투과율이 높아야 하고, 특정 경도를 가지면서 신축성을 띠어 외력을 가했을 때 쉽게 구부러지며, 충분한 탄성을 가져서 구부러졌다가 외력이 제거되면 쉽게 복원되는 재료 특성이 요구된다.
이러한 특성을 모두 갖는 수지로서 고투명 실리콘이나 폴리우레탄 계열의 재료가 이용될 수 있다. 별도의 경도 보완방법을 사용하지 않는 경우, 자체만으로도 필요 경도를 충분히 만족할 수 있는 폴리우레탄 계열의 재료를 도광판(150)의 재료로 이용된다.
상기 반사판(180)은 상기 도광판(150)의 하부면과 마주보도록 배치되어 수납 용기(160) 내에 수납된다. 상기 반사판(180)은 도광판(150)으로 입사된 광 중 도광판(150)의 하부로 출사된 광을 반사시킨다. 이와 같이, 반사판(180)에 의해 반사된 광은 도광판(150) 내로 재입사된다.
이때, 상기 도광판(150)은 상기 수납용기(160)를 체결하는 고정핀(200)이 삽입되는 다수의 삽입 홈(155)를 포함한다. 상기 다수의 삽입 홈(155)에 상기 고정핀(200)이 삽입되어 고정된다.
상기 다수의 삽입 홈(155) 각각은 도 2에 도시된 바와 같이, 상이한 곡률을 갖는 제1 내지 제3 곡면(155a ~ 155c)으로 이루어져 단차를 갖는 형상으로 이루어진다. 상기 제1 내지 제3 곡면(155a ~ 155c) 중 제2 곡면(155b)은 가운데에 위치고, 상기 제1 및 제3 곡면(155a, 155c)이 상기 제2 곡면(155b)의 좌측 및 우측으로 연장된다.
상기 제1 내지 제3 곡면 중 제2 곡면은 가운데에 위치하고 상기 제1 및 제2 곡면 보다 안쪽 방향으로 향한다.
이때, 상기 다수의 삽입홈(155)은 상기 도광판(150)의 측면을 드릴과 같은 도구를 사용하여 단차를 갖도록 가공함으로써 형성된다.
상기 단차를 갖는 형상으로 이루어진 삽입 홈(155) 내에 상기 고정핀(200)이 삽입된 후에 제품의 운송과 같은 이동 중에 발생하는 외부의 충격이 가해지게 되면, 상기 충격은 상기 삽입 홈(155)의 제1 및 제3 곡면(155a, 155c) 양측에 집중되지 않고 상기 제2 곡면(155b) 쪽으로도 일정 부분 분산되게 된다.
이로 인해, 본 발명은 단차를 갖는 제2 곡면(155b)으로 일정 부분의 충격이 분산되기 때문에 외부의 충격이 상기 도광판(150) 내로 전달되는 것을 최소화하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 3의 (A)는 도 1의 도광판과 기존의 도광판을 이용하여 충격에 따른 테스트를 한 결과를 나타낸 데이터이고, 도3의 (B)는 도 1의 도광판과 기존의 도광판을 이용하여 진동에 따른 테스트를 한 결과를 나타낸 데이터이고, 도 3의 (C)는 도 1의 도광판과 기존의 도광판을 이용하여 온도에 따른 테스트를 한 결과를 나타낸 데이터이다.
도 3의 (A)에 도시된 바와 같이, 충격 테스트에서 단차가 없는 삽입 홈을 구비한 도광판(A)에 50G, 70G, 90G에 해당하는 충격을 가했을 때 상기 도광판(D)이 손상되는 불량(NG)이 발생하였다. 마찬가지로, 충격 테스트에서 단차를 갖는 삽입 홈을 구비한 도광판(E)에 50G, 70G, 90G에 해당하는 충격을 차례대로 가했을 때 상기 도광판(B)이 손상되지 않는 것을 알 수 있다.
도 3의 (B)에 도시된 바와 같이, 진동 테스트의 경우 단차가 없는 삽입 홈을 구비한 도광판(D)과 본발명의 도광판(E)에 1.0G, 2.0G에 해당하는 진동을 가했을 때 두 도광판(D, E) 모두 손상되지 않는 것을 알 수 있다.
즉, 상기 단차가 없는 삽입 홈을 구비한 도광판(D)과 본 발명의 도광판(E) 모두 진동에 의해 손상되지 않는다.
도 3의 (C)에 도시된 바와 같이, 온도 테스트의 경우 60℃의 온도에서 96 시간을 두었을 때 단차가 없는 삽입 홈을 구비한 도광판(D)은 고온에 의해 팽창하는 현상이 발생하여 불량(NG) 처리가 되었고, 본 발명의 도광판(E)의 경우에는 불량(NG)이 발생하지 않는 것을 알 수 있다.
또한, 50℃의 온도에서 96 시간을 두었을 때 단차가 없는 삽입 홈을 구비한 도광판(D)과 본 발명의 도광판(E)은 모두 불량이 발생하지 않는 것을 알 수 있다. 이와 더불어, -20℃의 온도에서 30분을 두었을 때도 단차가 없는 삽입 홈을 구비한 도광판(D)과 본 발명의 도광판(E)은 모두 불량이 발생하지 않는 것을 알 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 액정표시장치는 고정핀과 삽입되는 도광판의 삽입 홈부의 형상을 단차를 갖도록 함으로써 외부의 충격을 다양한 방향으로 분산시켜 상기 충격으로 인해 상기 도광판의 손상을 최소화하고 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100:액정표시패널 101:제1 기판
103:제2 기판 110:게이트 드라이버
120:데이터 드라이버 130:백라이트 유닛
140:광학시트류 150:도광판
155:삽입 홈 155a ~ 155c:제1 내지 제3 곡면
160:수납 용기 160a:몰드 프레임
160b:바텀 케이스 170:광원 어레이
170a:인쇄회로기판 170b:광원
180:반사판 190:탑 케이스
200:고정핀

Claims (10)

  1. 광을 발생하는 광원;
    상기 광원으로부터 발생된 광을 출사 시키는 출사면과 상기 출사면과 연장된 4개의 측면상에 위치하며 단차를 갖는 형상으로 이루어진 다수의 삽입 홈을 포함한 도광판;
    상기 도광판 하부에 위치하며 상기 도광판으로 입사된 광 중 상기 도광판 하부로 출사된 광을 반사시키는 반사판;
    상기 광원과 도광판 및 반사판을 지지하는 몰드 프레임;
    상기 몰드 프레임에 지지되는 광원과 도광판 및 반사판을 수납하는 수납 용기; 및
    상기 몰드 프레임 및 수납 용기를 결합하며 상기 도광판의 다수의 삽입 홈 각각에 대응되게 삽입되는 다수의 고정핀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 단차를 갖는 다수의 삽입 홈 각각은 상이한 곡률을 갖는 제1 내지 제3 곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 곡면 중 제2 곡면은 가운데에 위치하고 상기 제1 및 제2 곡면 보다 안쪽 방향으로 향하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 및 제3 곡면은 상기 제2 곡면의 좌측 및 우측으로 연장되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 단차를 갖는 삽입 홈에 충격이 가해지면 상기 충격은 상기 삽입 홈의 제1 내지 제3 곡면으로 분산되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 영상을 표시하는 액정표시패널;
    상기 액정표시패널로 광을 조사하는 광원;
    상기 광원으로부터 발생된 광을 출사 시키는 출사면과 상기 출사면과 연장된 4개의 측면상에 위치하며 단차를 갖는 형상으로 이루어진 다수의 삽입 홈을 포함한 도광판;
    상기 도광판 하부에 위치하며 상기 도광판으로 입사된 광 중 상기 도광판 하부로 출사된 광을 상기 액정표시패널 방향으로 반사시키는 반사판;
    상기 광원과 도광판 및 반사판을 지지하는 몰드 프레임;
    상기 몰드 프레임에 지지되는 광원과 도광판 및 반사판을 수납하는 수납 용기; 및
    상기 몰드 프레임 및 수납 용기를 결합하며 상기 도광판의 다수의 삽입 홈 각각에 대응되게 삽입되는 다수의 고정핀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 단차를 갖는 다수의 삽입 홈 각각은 상이한 곡률을 갖는 제1 내지 제3 곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 곡면 중 제2 곡면은 가운데에 위치하고 상기 제1 및 제2 곡면 보다 안쪽 방향으로 향하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 및 제3 곡면은 상기 제2 곡면의 좌측 및 우측으로 연장되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 단차를 갖는 삽입 홈에 충격이 가해지면 상기 충격은 상기 삽입 홈의 제1 내지 제3 곡면으로 분산되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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