KR20160002583A - 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 백라이트 유닛은 액정패널; 적어도 하나 이상의 광원들; 내측에 상기 하나 이상의 광원들을 수용하는 바텀 커버; 상기 바텀 커버 상단에 배치되는 지지대; 및 상기 광원부 상에 배치된 광학부;를 포함하고, 상기 광학부는 확산판; 상기 확산판 상에 배치된 광학시트;를 포함하고 상기 지지대와 확산판이 접합되는 것을 특징으로 한다.
실시예는 지지대와 확산판을 접합시킴으로써, 확산판의 휨과 액정패널의 처짐을 방지하여 원 또는 타원 형태의 무라가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 실시예는 패널이 광학시트와 전면으로 접촉되는 구조를 가능하게 하여, 무라(Mura) 방지를 위한 갭(Gap)을 형성하지 않아도 되며, 이는 표시장치의 슬림화가 가능하다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치{BACKLIGHT UNIT AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
실시예는 표시품질이 향상된 박형의 표시장치에 관한 것이다.
최근 정보화 사회가 발전함에 따라 디스플레이 분야에 대한 요구도 다양한 형태로 증가하고 있으며, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비 전력화 등의 특징을 지닌 여러 평판표시장치(Flat 패널 Display Device), 예를 들어, 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 표시장치(Plasma Display 패널 Device), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display Device) 등이 연구되고 있다.
액정표시장치는 패널과, 상기 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛으로 이루어진다. 백라이트 유닛은 주로 LED 소자를 광원으로 하여 사용하고 있으며, 광의 확산 효과 및 균일한 휘도를 발생시키기 위해 백라이트 유닛에는 확산판 및 프리즘 시트를 포함한다.
최근에는 패널의 대형화가 요구됨에 따라 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛의 크기도 함께 증가하도록 연구가 이루어지고 있으며, 초대형 백라이트 유닛에서는 주로 직하형 방식의 구조가 사용된다.
직하형 방식일 경우, 고휘도의 백라이트를 구현하기 위한 일환으로, 액정패널 하부에 광원을 선택적으로 배치하게 된다.
직하형 방식에서는 LED 소자와 같은 광원에서 발생하는 빛의 확산 및 시인성 향상을 위해 확산판이 형성되며, 확산판의 상부에 광학시트가 적층되는 구조이다. 이러한 확산판과 광학시트를 지지하기 위해 지지대가 형성되는데, 이는 광원과 확산판을 일정한 거리로 이격시켜 광원의 시야각을 충분히 활용하여 빛을 확산시키는 역할을 한다.
하지만, 직하형 방식에서는 확산판 및 광학시트가 액정패널과 부분적으로 접촉하게 되면서 원 또는 타원형의 무라(Mura)를 발생되며, 특히, 초대형 구조에서는 무라에 의해 휘도 불균일이 발생된다. 이러한 무라(Mura)를 개선하기 위해 패널의 처짐량과 확산판의 휨량을 고려하여 패널과 확산판 사이에 갭(Gap)을 형성하는데, 이러한 갭(Gap) 설계로 인해 직하형 방식의 백라이트 유닛의 두께가 두꺼워지는 단점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 실시예는 휘도 불균일을 방지하기 위한 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 표시장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 실시예에 따른 백라이트 유닛은 액정패널; 적어도 하나 이상의 광원들; 내측에 상기 하나 이상의 광원들을 수용하는 바텀 커버; 상기 바텀 커버 상단에 배치되는 지지대; 및 상기 광원부 상에 배치된 광학부;를 포함하고, 상기 광학부는 확산판; 상기 확산판 상에 배치된 광학시트;를 포함하고 상기 지지대와 확산판이 접합되는 것을 특징으로 한다.
실시예는 확산판과 지지대의 접합 구조를 이용하여 확산판이 휘어지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 실시예는 확산판과 지지대의 접합 구조를 이용하여 패널이 아래로 처지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 실시예는 확산판 및 광학시트가 액정패널과 부분적으로 접촉하는 것을 방지하여, 원 또는 타원형의 휘도 무라(Mura)가 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 실시예는 패널이 광학시트와 전면으로 접촉되는 구조를 가능하게 하여, 무라(Mura) 방지를 위한 갭(Gap)을 형성하지 않아도 되며, 이는 표시장치의 슬림화가 가능하다.
또한, 실시예는 확산판과 지지대의 접합 구조를 이용하여 광학부품들의 휨을 방지할 수 있으므로, 대형화가 가능하다.
도 1은 종래 직하형 표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 종래 직하형 표시장치에서 반사판 상에 배열된 광원과 지지대를 도시한 상면도이다.
도 3은 종래 직하형 표시장치에서 무라(Mura)가 발생하는 원인을 도시한 도면이다.
도 4는 종래 직하형 표시장치에서 무라(Mura)가 발생한 모습이다.
도 5는 실시예에 따른 직하형 표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 6은 실시예에 따른 확산판과 지지대의 일체형 구조를 나타낸 단면도이다.
도 7의 a내지 d는 확산판과 지지대의 다양한 변형 예들을 나타낸 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 직하형 표시장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 종래의 직하형 표시장치에서 반사판 상에 배열된 광원과 지지대를 도시한 상면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 표시장치는 액정패널(110)과, 상기 패널(110)의 하부에 배치된 백라이트 유닛과, 상기 패널(110) 및 백라이트 유닛을 수납하는 가이드 패널(127), 탑 케이스(128) 및 바텀 커버(112)를 포함한다.
액정패널(110)은 화면을 표시하는 역할을 한다. 액정패널(110)은 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 기판(미도시)과, 상기 TFT 기판의 상부에 마련된 컬러 필터(Color Filter; CF) 기판(미도시)을 포함한다.
TFT 기판은 매트릭스 형태의 TFT 가 형성되어 상기 TFT 들의 소스 단자 및 게이트 단자에는 데이터 라인과 게이트 라인에 각각 연결되고, 드레인 단자에는 화소 전극이 접속된다. CF 기판은 일면에 컬러 필터와, 상기 컬러 필터 상부에 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO) 등의 투명한 도전체로 이루어진 공통 전극이 도포되어 있다.
TFT 기판의 일측에는 구동 IC 예컨대, 데이터 구동 IC와 게이트 구동 IC가 배치되며, 데이터 구동 IC와 게이트 구동 IC는 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package; TCP) 예컨대, 데이터 TCP 및 게이트 TCP 의해 TFT 기판의 일측과 접속된다. 구동 IC는 액정패널을 구동하기 위한 신호인 데이터 신호, 게이트 구동 신호, 그리고 이들 신호들을 적절한 시기에 인가하기 위한 복수의 타이밍 신호들을 발생시키고, 게이트 구동 신호 및 데이터 구동 신호를 상기 액정패널의 게이트 라인 및 데이터 라인에 각각 인가하는 역할을 한다.
백라이트 유닛은 액정패널(110)의 하부에 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 액정패널(110)에 광을 제공하는 역할을 한다. 백라이트 유닛은 광원부와, 상기 광원부(120)의 하부에 배치된 반사판(116)과, 상기 광원부(120) 상에 배치된 광학부를 포함할 수 있다.
광원부는 광원(120)과, 광원(120)이 실장된 인쇄회로기판(114)을 포함할 수 있다.
이 때, 광원(120)은 LED 소자 일 수 있다.
광원(120)는 R(Red), G(Green), B(Blue)의 단색광 발광하는 R,G,B 발광 다이오드 이거나 백색광을 발광하는 발광 다이오드일 수 있다. 단색광을 발광하는 광원이 사용되는 경우, R,G,B의 단색광 광원(120)을 교대로 일정한 간격으로 배치하여 이로부터 발광하는 단색광을 백색광으로 혼합한 후 액정패널(110)로 공급할 수 있다. 이와 달리, 백색광을 발광하는 광원(120)이 사용되는 경우, 복수의 광원(120)를 일정 간격 배치하여 백색광을 액정패널(110)로 공급할 수 있다.
백색광 광원(120)이 LED 소자일 때, 청색을 발광하는 청색 LED 소자와 청색의 단색광을 흡수하여 황색 광을 발광하는 형광체로 구성되어, 청색 LED 소자에서 출력되는 청색 단색광과 형광체에서 발광하는 황색 단색광이 혼합되어 백색광으로 액정패널(110)에 공급될 수 있다.
인쇄회로기판(114)은 메탈소재로 형성되거나, 휘어짐이 우수한 연성 인쇄회로기판일 수 있다. 메탈소재로 형성된 인쇄회로기판일 경우, 방열효과를 증가 시킬 수 있는 효과가 있고, 연성 인쇄회로기판일 경우, 두께를 절감하여 슬림화시킬 수 있다. 인쇄회로기판(114) 내부에는 회로(미도시)가 형성될 수 있다. 이로 인해, 상기 회로를 통해 광원(120)에 외부 전원을 공급할 수 있다.
반사판(116)은 광원(120)의 하부에 배치될 수 있다. 반사판(116)의 하부에는 인쇄회로기판(114)이 배치될 수 있다. 반사판(116)은 반사율이 매우 높은 ESR(Enhanced Specular Reflector, ESR) 재질이 사용할 수 있다. ESR 재질의 반사판은 98% 반사율과 2%의 투과율을 가지는 은색 또는 백색으로서, 반사판으로 입사되는 광을 대부분 액정 패널을 향해 반사시키게 된다.
광학부는 광원(120)의 상부에 배치될 수 있다. 광학부는 광원부(120)에서 발생된 광을 확산 및 집광할 수 있다. 이러한 광학부는 확산판(124)과, 상기 확산판(124) 상에 배치된 다수의 광학시트(126)를 포함할 수 있다.
액정패널(110)은 광학시트(126)의 상부에 배치될 수 있다. 액정패널(110)은 가이드 패널(127)에 의해서 고정되는데, 광학시트(126)와는 일정한 거리를 두고 이격되어 배치된다.
확산판(124)은 내부에 확산 비드가 형성된 투명한 재질로 형성될 수 있다. 확산판(124)은 광원(120)과 일정 간격 이격되도록 배치될 수 있다. 확산판(124)은 초대형 모델에 적용될 수 있도록 일정두께를 가지도록 배치될 수 있다.
확산판(124)의 상부에는 다수의 광학시트(126)가 배치될 수 있다. 광학시트(126)는 광을 굴절시켜 광의 직진성을 향상시킬 수 있다. 광학시트(126)는 다수의 프리즘 시트로 구성될 수 있다. 프리즘 시트는 프리즘이 x, y 축 방향으로 수직하는 방향으로 교차하도록 2개 또는 x,y,z 축 방향으로 교차하도록 3개로 배치될 수 있다. 광학시트(126)의 두께는 제1 확산판(124)의 두께보다 작게 형성될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 지지대(122)는 반사판(116)의 상부에 배치될 수 있다. 이러한 지지대(122)는 광원(120)과 엇갈리게 배치된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 종래 직하형 표시장치는 백라이트 유닛을 구동하였을 때, 열에 의한 확산판(124)의 휨과 액정패널(110)의 처짐이 발생하였다. 또한, 제품이 대형화되면서 확산판(124)의 휨과 액정패널(110)의 처짐이 발생하였다. 이로 인해, 백라이트의 중앙부분에서 확산판(124)과 액정패널(110)이 부분적으로 접촉하였다.
도 4에 도시된 바와 같이, 백라이트의 중앙부분에서 확산판(124)과 액정패널(110)이 부분적으로 접촉하면서, 표시화면에 원 또는 타원형의 휘도 무라(Mura)가 발생하였다. 종래 직하형 표시장치에서는, 이러한 휘도 무라(Mura)가 발생하는 것을 방지하기 위해, 패널(110)과 광학시트(126)의 거리를 일정하게 이격시켜 설계하였으나, 이는 표시장치의 두께를 더욱 두껍게 하는 단점이 있었다.
도 5는 실시예에 따른 직하형 표시장치를 나타낸 단면도이다.
실시예에 따른 표시장치는 지지대(122)와 확산판(124)이 접합부재(210)에 의해 접합함으로써, 액정패널(110)의 처짐과 확산판(124)의 휨이 방지되는 것을 알 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 표시장치는 확산판(124) 및 광학시트(126)가 액정패널(110)과 부분적으로 접촉하는 것을 방지하여, 원 또는 타원 형태의 무라(Mura)가 개선됨을 알 수 있다. 또한, 실시예에 따른 표시장치는 액정패널(110)이 광학시트(126)와 전면으로 접촉되는 구조를 가능하게 하여, 무라(Mura)방지를 위한 갭(Gap)을 형성하지 않아도 되며, 이는 표시장치의 슬림화가 가능하게 한다. 또한, 실시예에 따른 표시장치는 확산판(124)과 지지대(122)의 접합 구조를 이용하여 광학부품들의 휨을 방지할 수 있으므로, 제품의 대형화를 가능하게 한다.
실시예에 따른 표시장치에서, 지지대(122)는 표시장치의 중앙에 하나로 형성될 수 있다. 이는 지지대(122)와 확산판(124)이 접촉되어 보다 견고한 구조가 되었기 때문이다. 그리고 중앙에 하나로 형성되고 확산판(124)과 접합되는 구조인 지지대(122)를 포함하여, 확산판(124)과 접합되지 않은 종래의 지지대가 다수 배치될 수 있다. 또한, 지지대(122)는 표시장치의 각 모서리부에 형성될 수 있고, 이 때 지지대(122)는 확산판(124)과 접합되는 구조이다. 또한, 지지대(122)는 다수개가 규칙적으로 배열될 수 있는데, 규칙적으로 배열될 경우, 지지대(122) 사이의 피치(Pitch)는 60cm의 간격으로 배열되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 소형 제품일 경우, 지지대(122)의 개수를 최소화하여 가격을 낮출 수 있으며, 대형 제품일 경우, 지지대(122)의 개수 및 배열방법을 다양하게 변형시켜 보다 견고하고 표시품질이 향상된 표시장치를 가능하게 한다.
도 6은 실시예에 따른 확산판(124)과 지지대(122)의 일체형 구조를 나타낸 단면도이다. 접착부재(210)는 확산판(124)과 지지대(122)의 사이에 형성될 수 있다. 접착부재(210)에 의하여, 확산판(124)과 지지대(122)는 일체형으로 형성될 수 있다. 이 때, 접착부재는 접착이 가능한 모든 재료를 이용할 수 있고, UV Resin을 사용할 수 있다.
지지대(122)의 긴 막대형의 몸체는 기둥형, 원뿔형, 각뿔형, 원뿔대형, 각뿔대형 등 다양한 변형 예들을 가질 수 있다. 따라서, 지지대(122)의 몸체는 수평 단면이 원, 삼각, 사각, 다각형 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 또한, 지지대(122)는 투명하거나 반투명할 수 있고, 두 가지를 조합하여 형성 가능하다. 이는 표시장치의 상면에서 바라보았을 때, 지지대(122)가 시인되지 않으면서 표시품질을 향상시키는 효과를 가진다.
도 7에 도시된 바와 같이, 확산판(124)과 지지대(122)의 접합 구조는 다양한 변형 예들을 가질 수 있다.
도 7의 [a]에 도시된 바와 같이, 지지대(122)의 긴 막대형의 몸체의 상부에 접착부재(210)가 형성되고, 접착부재(210)의 상부에 확산판(124)이 배치 될 수 있다. 이 때, 지지대(122)와 확산판(124)의 형상의 변형이 없기 때문에, 공정이 단순하여 비용을 증가시키지 않고 용이하게 접합 가능한 구조이다.
도 7의 [b]에 도시된 바와 같이, 확산판(124)의 하부에 오목부(224)를 형성하고, 지지대(122)의 몸체의 상부에 돌출부(226)를 형성하여 접합할 수 있다. 이 때, 확산판(124)의 오목부(224)와 지지대(112)의 돌출부(226) 사이에 접착부재(210)를 배치할 수 있다. 따라서, 접착부재(210)가 배치되는 영역을 최소화할 수 있고, 보다 견고한 접합구조가 가능하다. 이러한 지지대(122)의 돌출부(226)는 몸체와 동일한 색상일 수 있고, 2개의 서로 다른 색상으로 형성될 수 있다. 2개의 서로 다른 색상일 때, 지지대(122)의 돌출부(226)는 어둡게 하여 접합구조를 이용한 백라이트 구동 시, 접합된 부분이 시인되지 않도록 하는 효과가 있고, 지지대(122)의 몸체는 White계열의 색상을 이용하여, 광원(120)으로부터 발생된 광을 반사시켜 휘도를 향상시키는 효과가 있다.
도 7의 [d]에 도시된 바와 같이, 확산판(124)에 형성된 오목부(224)와 지지대(122)에 형성된 돌출부(226)는 1개 또는 2개로 형성할 수 있고, 이는 더욱 견고한 접합구조를 가능하게 한다.
도 7의 [c]에 도시된 바와 같이, 확산판(124)의 오목무(224)가 암나사부(220)로 형성되고, 지지대(122)의 돌출부(226)에 확산판(124)과의 나사 체결을 위한 수나사부(222)가 일체화로 형성될 수 있다. 이를 통해, 별다른 접착부재(210)없이, 보다 견고한 접합구조를 가능하게 한다.
종래 직하형 백라이트의 중앙부분에서는 확산판(124)과 액정패널(110)이 부분적으로 접촉하면서, 표시화면에 원 또는 타원형의 휘도 무라(Mura)가 발생하는 것을 육안으로 확인할 수 있다. 발명의 실시예에 따른 백라이트는 지지대(122)와 확산판(124)의 접합구조를 형성함으로써, 제품에서 발생될 수 있는 휘도 무라(Mura)를 더욱 효과적으로 방지 할 수 있다.
상기에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 실시예의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 실시예는 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.
100: 직하형 액정표시장치 110: 패널
112: 바텀 커버 114: 인쇄회로기판
116: 반사판 120: 광원
122: 지지대 124: 확산판
126: 광학시트 127: 가이드 패널
128: 탑 케이스 210: 접착부재
220: 암나사부 222: 수나사부
224: 오목부 226: 돌출부

Claims (16)

  1. 액정패널;
    적어도 하나 이상의 광원들;
    내측에 상기 적어도 하나 이상의 광원들을 수용하는 바텀 커버;
    상기 바텀 커버 상단에 배치되는 지지대;및
    상기 광원들 상에 배치된 광학부;
    상기 광학부는 확산판 및 상기 확산판 상에 배치된 광학시트를 포함하고;
    상기 지지대와 상기 확산판이 접합된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 지지대와 확산판 사이에 접합부재가 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 접합부재는 UV Resin 인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 확산판은 오목부를 가지고 있고 상기 지지대는 돌출부를 가지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 확산판의 오목부와 상기 지지대의 돌출부가 접합되는 형태를 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 확산판의 오목부와 상기 지지대의 돌출부는 1개 또는 2개인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 확산판의 오목부는 암나사부로 형성된 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 유닛.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 지지대는,
    긴 막대형의 몸체와,
    상기 지지대의 돌출부에 상기 확산판과의 나사 체결을 위한 수나사부가 일체화로 형성되어 구비된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지대는,
    긴 막대형의 몸체와,
    상기 몸체는 기둥형, 원뿔형, 각뿔형, 원뿔대형, 각뿔대형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 유닛.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 몸체는 수평 단면이 원, 삼각, 사각, 다각형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 유닛.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지대는 투명, 반투명한 형태 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 유닛.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지대의 돌출부는 하나의 색상이거나 두 개의 색상 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 유닛.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지대는 표시장치의 중앙에 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 유닛.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지대는 표시장치의 각 모서리부에 형성되는 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 유닛.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지대는 규칙적으로 배열되고,
    지지대 사이의 피치(Pitch)는 60cm의 간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 유닛.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정패널과 상기 광학시트가 전면 접촉되는 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 유닛.
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