KR20120075093A - 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 개시한다. 개시된 본 발명의 백라이트 유닛은, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은, 광을 발생하는 광원; 상기 광원이 배치되어 있는 인쇄회로기판; 상기 광원과 마주하는 입광부를 구비하는 도광판; 상기 인쇄회로기판이 체결되어 상기 광원을 고정하는 하우징; 상기 도광판의 배면에 부착되는 반사판; 및 상기 도광판의 입광부와 광원 사이에 각각 배치되는 제 1 보조반사판과 제 2 보조반사판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 백라이트 유닛에 사용되는 반사판의 구조를 변경하여 입광 효율을 개선한 효과가 있다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치{Backlight Unit and Liquid Crystal Display Device having the same}
본원 발명은 입광 효율을 개선하여 휘도를 향상시킨 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 영상을 디스플레이하는 평판표시장치의 하나로서, 다른 디스플레이 장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 소비전력을 갖는 장점으로 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.
이와 같은 액정표시장치는 영상을 표시하기 위한 액정표시패널과, 상기 액정표시패널에 광을 공급하기 위한 백라이트 유닛으로 구성된다.
상기 액정표시장치는 광원이 배치된 형태에 따라 에지형(edge type)과 직하형(direct type)으로 분류된다. 상기 에지형 백라이트 유닛은 액정표시패널의 배면에 도광판이 구비되고, 도광판의 측면에서 광원이 배치되어 액정표시패널에 면광원을 공급한다. 상기 직하형 백라이트 유닛은 12인치 이상의 대형 액정표시장치에 적용되는 것으로 액정표시패널 배면에 다수의 광원들을 배치하고, 상기 다수의 광원으로부터 발광된 광은 전방의 액정표시패널로 공급한다.
상기 백라이트 유닛의 광원으로는 EL(Electro Luminescence), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), 발광 다이오드(LED) 등이 사용된다. 최근에는 광효율이 우수하고 색재현율이 높은 발광다이오드를 백라이트 유닛의 광원으로 사용하고 있다. 광원은 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue) 발광다이오드로 구성된 패키지 광원을 사용하거나, 백색(White) 발광다이오드 광원을 사용할 수 있다.
특히, 에지형 백라이트 유닛은 인쇄회로기판 상에 광원(발광다이오드)을 배치하는데, 광원과 도광판 사이에서 광 손실이 발생되는 문제가 있다.
즉, 백라이트 유닛의 광원으로 사용하는 발광다이오드는 직진성이 강하기 때문에 도광판의 입광부와 가까이 접촉시키기에는 한계가 있어, 이로 인하여 도광판의 입광부 영역에서 광손실이 발생된다.
본 발명은 백라이트 유닛에 사용되는 반사판의 구조를 변경하여 입광 효율을 개선한 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 광원(LED)이 배치되어 있는 인쇄회로기판과 하우징에 각각 고정홀을 형성하고, 이들을 고정나사에 의해 체결함으로써, 방열 특성을 개선한 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공함에 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 인쇄회로기판을 고정하는 하우징에 평면부를 형성하여 보조반사판의 수축 및 처짐을 방지한 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은, 광을 발생하는 광원; 상기 광원이 배치되어 있는 인쇄회로기판; 상기 광원과 마주하는 입광부를 구비하는 도광판; 상기 인쇄회로기판이 체결되어 상기 광원을 고정하는 하우징; 상기 도광판의 배면에 부착되는 반사판; 및 상기 도광판의 입광부와 광원 사이에 각각 배치되는 제 1 보조반사판과 제 2 보조반사판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 액정표시장치는, 액정표시패널; 및 상기 액정표시패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 백라이트 유닛은, 광을 발생하는 광원; 상기 광원이 배치되어 있는 인쇄회로기판; 상기 광원과 마주하는 입광부를 구비하는 도광판; 상기 인쇄회로기판이 체결되어 상기 광원을 고정하는 하우징; 상기 도광판의 배면에 부착되는 반사판; 및 상기 도광판의 입광부와 광원 사이에 각각 배치되는 제 1 보조반사판과 제 2 보조반사판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 백라이트 유닛에 사용되는 반사판의 구조를 변경하여 입광 효율을 개선한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 광원(LED)이 배치되어 있는 인쇄회로기판과 하우징에 각각 고정홀을 형성하고, 이들을 고정나사에 의해 체결함으로써, 방열 특성을 개선한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 인쇄회로기판을 고정하는 하우징에 평면부를 형성하여 보조반사판의 수축 및 처짐을 방지한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 2는 상기 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 선을 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 도광판 입광부 영역에 보조반사판을 배치하여 입광 효율을 개선한 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 백라이트 유닛에 사용되는 인쇄회로기판과 하우징이 체결된 모습을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 백라이트 유닛의 LED칩들이 실장되는 인쇄회로기판의 구조를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이고, 도 2는 상기 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 선을 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 액정표시장치는 액정표시패널(110)과, 상기 액정표시패널(110)에 면광원을 제공하는 백라이트 유닛(120)을 포함한다.
상기 액정표시패널(110)은 적녹청(RGB) 컬러필터층들을 포함하는 상부기판(110a)과, 박막트랜지스터(Thin Film Transistor:TFT)와 화소전극을 포함하는 하부기판(110b)이 액정층을 사이에 두고 합착된 구조로 되어있다. 상기 상부기판(110a)의 배면에는 제 1 편광판(111a)이 부착되고, 상기 하부기판(110b)의 배면에는 제 2 편광판(111b)이 부착된다.
상기 액정표시패널(110)의 가장자리에는 게이트 라인에 스캔신호를 공급하는 게이트 구동 회로(미도시)와, 데이터 라인에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동 회로(미도시)가 구비된다.
상기 게이트 및 데이터 구동 회로는 COF(Chip On Film)에 의해 액정표시패널(110)과 전기적으로 연결된다. 여기서, 상기 COF는 TCP(Tape Carrier Package)로 변경될 수 있다.
또한, 백라이트 유닛(120)은 적(R), 녹(G) 및 청(B)색 발광 다이오드(LED) 또는 백색(W) 발광 다이오드(LED)들로 구성된 LED칩(150)(이하, LED칩이라 한다)과, LED칩(150)에 전원을 공급하기 위해 다수개의 전원패턴들이 형성되어 있는 인쇄회로기판(151)과, 상기 LED칩(150)으로부터 공급되는 광원을 면광원으로 변환시키는 도광판(140)과, 상기 도광판(140)의 배면에 각각 배치되어 광효율을 향상시키는 제 1 보조반사판(180a) 및 반사판(180b)과, 상기 LED칩(150)과 인쇄회로기판(151)의 하측에 배치되어 LED칩(150)이 실장된 인쇄회로기판(151)을 고정하는 하우징(195)과, 상기 도광판(180) 전방(상측)에 배치되어 집광 및 확산 기능을 하는 제 1 및 제 2 광학시트(131, 132)와, 상기 LED칩(150)과 대향하는 도광판(180)의 입광부 상측에 배치된 제 2 보조반사판과, 상기 LED칩(150), 인쇄회로기판(151), 도광판(140), 제 1 및 제 2 보조반사판(180a, 180c), 반사판(180b), 제 1 및 제 2 광학시트(131, 132)를 수납하는 하부커버(190)를 포함한다. 도면에서 도시하였지만 설명하지 않은 220은 패드이다.
상기 액정표시패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 서포트 메인(115)과 하우징(195) 및 하부커버(190)가 조립되면서 일체로 결합된다.
본 발명에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 서포트 메인(115)과 하부커버(190)에 의해 백라이트 유닛(120)이 조립되지만, LED칩(150)이 실장된 인쇄회로기판(151) 영역에서는 하우징(195)과 서포트 메인(115)에 의해 상기 LED칩(150)이 실장된 인쇄회로기판(151)이 고정된다.
상기 하우징(195)에는 상기 LED칩(150)과 도광판(140)의 입광부를 지지하기 위한 평면부(160)가 형성되어 있다. 상기 평면부(160)는 상기 하부커버(190)와 맞닿아 있는 하우징(195) 일측면을 기준으로 소정거리 이격되어 있기 때문에 인쇄회로기판(151)이 하우징(195)과 평면부(160) 사이에 체결될 수 있다.
또한, 상기 하우징(195)의 평면부(160)에는 제 1 보조반사판(180a)이 놓이게 되는데, 제 1 보조반사판(180a)은 반사판(180b)과 다른 재질로 형성할 수 있다. 경우에 따라서는 상기 제 1 보조반사판(180a)은 반사판(180b) 상에 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)과 같은 반사성이 우수한 재질을 코팅하여 형성할 수 있다.
또한, 제 1 보조반사판(180a)은 확산판과 같은 재질로 형성할 수 있다.
따라서, 제 1 보조반사판(180a)은 상기 반사판(180b) 표면에 직접 반사성이 우수한 재질 또는 확산성이 우수한 재질을 코팅하여 형성하거나, 별도로 제조한 다음 이를 반사판(180b)의 측면에 부착하여 형성할 수 있다.
도면에 도시된 바와 같이, LED칩(150)과 도광판(140)의 입광부 영역의 상측, 즉, 제 1 보조반사판(180a)과 대향되는 도광판(140) 및 LED칩(150) 상측에는 제 2 보조반사판(180c)이 형성된다. 상기 제 2 보조반사판(180c)은 제 1 보조반사판(180c)과 동일한 재질로 형성한다.
이와 같이, 상기 도광판(140)의 입광부와 LED칩(150) 사이에 제 1 보조반사판(180a)과 제 2 보조반사판(180c)을 형성하면, 상기 도광판(140) 입광부 영역에서 누설되던 광손실을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에서는 하우징(195)에 평면부(160)가 형성되어 있기 때문에 상기 제 1 보조반사판(180a) 또는 반사판(180b)이 처지거나 휘어지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 하우징(195)과 평면부(160) 사이에 LED칩(150)들이 실장된 인쇄회로기판(151)을 체결할 수 있어, 종래 인쇄회로기판(151)을 고정하기 위해 사용하던 양면 테이프 부착 공정을 제거할 수 있다. 이로 인하여, 인쇄회로기판(151)의 배면 전면적이 상기 하우징(195)과 직접 접촉하기 때문에 LED칩(150)의 방열 특성을 개선 시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 도광판 입광부 영역에 보조반사판을 배치하여 입광 효율을 개선한 모습을 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 도광판(140)의 입광면과 LED칩(150)은 소정 거리 이격되어 있다. 이는 LED칩(150)에서 출사되는 광의 직진성이 매우 크기 때문에 LED칩(150)을 직접 도광판(140)의 입광면에 부착할 수 없기 때문이다.
따라서, 구조적으로 LED칩(150)과 도광판(140)의 입광면 사이에서는 광누설이 발생한다. 이를 개선하기 위해 반사판을 확장 형성하여 LED칩(150) 아래에 위치하도록 하였으나, 이로 인하여 반사판 처짐 불량의 문제가 발생되었다.
따라서, 본 발명에서는 LED칩(150)과 도광판(140) 사이에 제 1 보조반사판(180a)을 별도로 형성하거나 반사판(180b) 상에 직접 코팅하여 형성한다.
상기 제 1 보조반사판(180a)은 반사판(180b)의 재질과는 다른 금속 코팅막(Ag, Al)으로 형성되거나 확산판 재질로 형성될 수 있다.
따라서, 확산판 재질로 제 1 보조반사판(180a)과 제 2 보조반사판(180c)이 형성될 경우, LED칩(150)과 도광판(140) 사이에서 누설되는 광은 제 1 보조반사판(180a)과 제 2 보조반사판(180c) 상에서 확산되어 도광판(140) 내측으로 진행한다. 즉, 종래 누설되던 광이 제 1 보조반사판(180a)과 제 2 보조반사판(180c)에 도광판(140)으로 입사되어 입광 효율이 향상된다.
마찬가지로, 제 1 보조반사판(180a)과 제 2 보조반사판(180c)이 금속 코팅막으로 형성될 경우, LED칩(150)과 도광판(140) 사이에서 누설되는 광은 제 1 보조반사판(180a)과 제 2 보조반사판(180c) 상에서 반사되어 도광판(140) 내측으로 입광된다. 이로 인하여 입광 효율이 향상된다.
특히, 상기 제 1 보조반사판(180a)과 제 2 보조반사판(180c)은 반사판(180b) 재질보다 열에 의한 수축/팽창 특성이 우수하고, 처지지 않는 재질로 형성되기 때문에 도광판(140)의 입광부 영역에서 빛샘 불량이 발생하지 않는다.
도 3에 도시된 바와 같이, 종래 LED칩(150)과 도광판(140)의 입광부 사이에서 누설되던 광이 제 1 보조반사판(180a)과 제 2 보조반사판(180c)에 의해 반사 및 확산되어 도광판(140) 내측으로 진행하는 것을 볼 수 있다.
도 4는 본 발명의 백라이트 유닛에 사용되는 인쇄회로기판과 하우징이 체결된 모습을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 백라이트 유닛의 LED칩들이 실장되는 인쇄회로기판의 구조를 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에서는 LED칩(150)이 실장되어 있는 인쇄회로기판(151)의 체결성을 강화시키기 위해 인쇄회로기판(151)의 일측 또는 양측 가장자리에 적어도 하나 이상의 고정홀(221)을 형성하였다.
상기 인쇄회로기판(151)의 고정홀(221)과 대응되는 하우징(195)의 일측에도 고정홀을 형성하여, 상기 인쇄회로기판(151)과 하우징(195)이 고정나사(222)에 의해 고정될 수 있도록 하였다.
종래 기술에서는 인쇄회로기판(151)을 고정하기 위해 하우징(195)과 인쇄회로기판(151) 사이에 양면 테이프를 붙였으나, 본 발명에서는 고정나사(222)를 사용하여 인쇄회로기판(151)을 하우징(195)에 부착시켰다.
따라서, 종래 인쇄회로기판(151)을 하우징(195)에 부착하기 위해 사용하던 테이프를 제거할 수 있다. 이로 인하여, LED칩(150)이 실장된 인쇄회로기판(151)이 하우징(195)과 직접 접촉하기 때문에 방열 특성이 개선된다.
110: 액정표시패널 140: 도광판
190: 하부커버 195: 하우징
150: LED칩 151: 인쇄회로기판
180a: 제 1 보조반사판 180b: 반사판
180c: 제 2 보조반사판

Claims (8)

  1. 광을 발생하는 광원;
    상기 광원이 배치되어 있는 인쇄회로기판;
    상기 광원과 마주하는 입광부를 구비하는 도광판;
    상기 인쇄회로기판이 체결되어 상기 광원을 고정하는 하우징;
    상기 도광판의 배면에 부착되는 반사판; 및
    상기 도광판의 입광부와 광원 사이에 각각 배치되는 제 1 보조반사판과 제 2 보조반사판을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제 1 보조반사판은 상기 하우징에 형성된 평면부와 상기 도광판 입광부 및 광원 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제1항에 있어서, 상기 인쇄회로기판은 상기 하우징의 평면부와 하우징의 일측면 사이에 체결되어 고정되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제3항에 있어서, 상기 인쇄회로기판의 일측 또는 양측에 고정홀이 형성되고, 상기 인쇄회로기판은 상기 하우징에 고정나사에 의해 고정된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제 1 보조반사판 및 제 2 보조반사판은 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제 1 보조반사판은 상기 반사판 상에 은 또는 알루미늄이 직접 코팅되어 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제 1 보조반사판 및 제 2 보조반사판은 액정표시장치에 사용되는 확산판 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  8. 액정표시패널; 및
    상기 액정표시패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 백라이트 유닛은,
    광을 발생하는 광원;
    상기 광원이 배치되어 있는 인쇄회로기판;
    상기 광원과 마주하는 입광부를 구비하는 도광판;
    상기 인쇄회로기판이 체결되어 상기 광원을 고정하는 하우징;
    상기 도광판의 배면에 부착되는 반사판; 및
    상기 도광판의 입광부와 광원 사이에 각각 배치되는 제 1 보조반사판과 제 2 보조반사판을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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