KR20160015646A

KR20160015646A - 백라이트 유닛

Info

Publication number: KR20160015646A
Application number: KR1020140098162A
Authority: KR
Inventors: 조병보
Original assignee: 조병보
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2014-07-31
Publication date: 2016-02-15

Abstract

본 발명의 일 실시예는 백라이트 유닛에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 웨지 타입의 형태를 유지하면서도 제작이 용이하며, 빛의 확산을 향상시킬 수 있게 하는데 있다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예는 광원부; 상기 광원부에 인접하여 상기 광원부로부터 광을 공급받는 제1 도광판; 상기 제1 도광판을 통과한 광을 공급받아 상부로 출사시키는 제2 도광판; 상기 제2 도광판의 하부면에 형성되어 상기 제1 도광판의 하부로 방출되는 광을 상부로 반사시키는 반사판; 및 상기 제2 도광판의 상부면에 형성되어 상기 제2 도광판을 통과한 광을 확산하고 집광하는 광학 필름들을 포함하고, 상기 제1 도광판은 상기 광원부에 인접한 면에 광원으로부터의 광을 확산하기 위한 일정한 패턴이 형성되며, 상기 반사판은 상기 제1 도광판의 하부면 및 상기 광원부의 하부면까지 연장되어 형성되는 백라이트 유닛을 개시한다.

Description

백라이트 유닛{BACKLIGHT UNIT}

본 발명의 일 실시예는 액정 표시 장치에 사용되어 제작이 용이하고 빛의 확산을 향상시킬 수 있는 도광판을 구비한 백라이트 유닛에 관한 것이다.

표시 화면 두께가 수 센티미터(cm)에 불과한 초박형의 평판 표시 장치(Flat Panel Display), 그 중에서도 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 동작 전압이 낮아 소비 전력이 작고 휴대용으로 쓰일 수 있는 등의 이점으로 현재 평판 표시 장치 중 산업 전반에 걸쳐 가장 널리 이용되고 있다.

한편, 전극이 형성된 두 장의 기판 사이에 액정이 삽입된 형태로 구성되는 액정 표시 패널(Liquid Crystal Display Panel)은 비발광성 소자이기 때문에 화면을 구현하기 위해서는 별도의 광원이 필요하다. 이에 따라, 액정 표시 패널의 배면에 광원을 포함하는 백라이트 유닛(Backlight Unit)이 구비되어 상기 액정 표시 패널에 광을 조사하고, 이러한 광은 액정 표시 패널을 통과하여 화면을 구현한다.

이하, 도면을 참조로 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 백라이트 유닛에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 백라이트 유닛은 광원부(100), 도광판(200), 반사판(300), 광학 필름들(400) 및 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board, 500)을 포함하여 이루어진다.

상기 광원부(100)는 액정 표시 패널에 광을 조사하기 위한 소스(source)인 광원(미도시)을 포함한다. 이때, 상기 광원은 LED(Light Emitting Diode) 등으로 이루어진다.

상기 도광판(200)은 광원부(100)로부터 광이 입사되는 입광부가 다른 면에 비하여 상부로 돌출되어 단차를 형성하는 웨지(wedge) 타입으로 형성된다. 이러한 웨지(wedge) 타입의 도광판은 입광부가 형성하는 단차에 의해 광학 필름들(400)을 적층하는데 필요한 두께를 줄임으로써, 초박형의 액정 표시 장치를 구현할 수 있도록 해 준다.

상기 반사판(300)은 도광판(200)의 하부면에 형성되어 도광판(200)의 하부로 방출되는 광을 상부로 반사하여, 액정 표시 패널에 입사되는 광의 손실을 줄여준다.

상기 광학 필름들(400)은 도광판(200)의 상부면에 형성되어 액정 표시 패널로 전달되는 광을 확산하고 집광한다. 상기 광학 필름들(400)은 확산필름, 프리즘필름, 보호필름 등이 적층된 형태로 이루어진다.

상기 연성 인쇄 회로 기판(500)은 광원부(100)와 백라이트 구동회로(미도시)를 연결하며, 광이 입사되는 입광부 상부면까지 연장되어 웨지 타입의 도광판 사용에 따른 빛샘을 방지하는 역할도 할 수 있다.

하지만, 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 백라이트 유닛에 사용되는 웨지(wedge) 타입의 도광판(200)은 광이 입사되는 입광부가 다른 면에 비하여 상부로 돌출된 형태로 인하여 제작상의 어려움이 있다.

공개특허공보 제10-2008-0084334호 '액정표시모듈' 공개특허공보 제10-2013-0019227호 '광차단부재를 포함하는 액정 표시 장치'

본 발명의 일 실시예는 웨지 타입의 형태를 유지하면서도 제작이 용이하며, 빛의 확산을 향상시킬 수 있는 도광판을 구비한 백라이트 유닛을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 유닛은 광원부; 상기 광원부에 인접하여 상기 광원부로부터 광을 공급받는 제1 도광판; 상기 제1 도광판을 통과한 광을 공급받아 상부로 출사시키는 제2 도광판; 상기 제2 도광판의 하부면에 형성되어 상기 제1 도광판의 하부로 방출되는 광을 상부로 반사시키는 반사판; 및 상기 제2 도광판의 상부면에 형성되어 상기 제2 도광판을 통과한 광을 확산하고 집광하는 광학 필름들을 포함하고, 상기 제1 도광판은 상기 광원부에 인접한 면에 광원으로부터의 광을 확산하기 위한 일정한 패턴이 형성되며, 상기 반사판은 상기 제1 도광판의 하부면 및 상기 광원부의 하부면까지 연장되어 형성될 수 있다.

상기 제1 도광판은 상기 광원부에 인접한 면이 상기 제2 도광판에 인접한 면보다 두껍고, 상기 제2 도광판에 인접한 면의 두께가 상기 제2 도광판의 두께와 같을 수 있다.

상기 일정한 패턴은 상기 제1 도광판의 상기 광원부에 인접한 면에 홈을 형성하거나 일정한 패턴이 형성된 필름을 부착하여 형성될 수 있다.

상기 일정한 패턴은 톱니형태로 이루어질 수 있다.

상기 제2 도광판은 상기 제1 도광판에 인접한 면에 상기 제2 도광판을 통과한 광을 확산하기 위한 일정한 패턴이 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 단순한 형태의 2개의 도광판을 이용하여 웨지 타입의 도광판을 구현함으로써, 웨지 타입 도광판의 장점을 유지하면서도 도광판의 제조공정을 단순화할 수 있어 제조비용의 절감 및 불량률의 감소를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 광원으로부터의 광을 확산하기 위한 패턴을 2군데 형성할 수 있어 광의 확산도를 증가시킬 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판 표면에 형성되는 일정한 패턴을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 단면도이다.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

본 발명은 광원부에 인접하여 광원부로부터 광을 공급받는 제1 도광판 및 제1 도광판을 통과한 광을 공급받아 상부로 출사시키는 제2 도광판을 포함하여 이루어지는 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 도 2 내지 도 5의 구조를 통하여 단순한 형태의 2개의 도광판을 이용하여 웨지 타입 도광판의 장점을 유지하면서도 도광판의 제조공정을 단순화할 수 있다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 2에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛은 광원부(100), 제1 도광판(210), 제2 도광판(220), 반사판(300), 광학 필름들(400) 및 인쇄회로기판(500)을 포함하여 이루어진다.

상기 광원부(100)는 광학 필름들(400) 상부에 형성되는 액정 표시 패널(미도시)에 광을 조사하기 위한 소스(source)인 광원(미도시)을 포함하여 이루어진다. 상기 광원으로 예전에는 냉음극선관 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)를 주로 이용하였으나, 최근에는 대부분 소비 전력량이 작고 휘도가 높은 LED(Light Emitting Diode)를 사용하고 있다. 본 실시예인 백라이트 유닛의 경우에도 광원으로 LED를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 광원으로부터 나온 빛은 제1 도광판(210) 및 제2 도광판(210)을 순차적으로 통과한 후, 광학 필름들(400)을 거쳐 액정 표시 패널(400)로 들어가게 된다.

상기 제1 도광판(210)은 광원부(100)에 인접하여 광원부(100)로부터 광을 공급받는다. 상기 제1 도광판(210)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 광원부(100)에 인접한 면(211)의 두께(d1)가 제2 도광판(220)에 인접한 면(212)의 두께(d2)보다 두껍다(d1>d2).

한편, 도 1에서는 광원부(100)와 제1 도광판(210)이 이격된 형태를 도시하고 있으나, 반드시 그러할 필요는 없고, 광원부(100)와 제1 도광판(210)의 인접한 면(101, 211)이 접촉되어도 무방하며, 경우에 따라서는 양 면(101, 211)이 접촉되는 것이 면적 및 광효율 측면에서 유리하다.

또한, 상기 제2 도광판(220)에 인접한 면(212)의 두께(d2)는 제2 도광판(220)의 두께(d3)와 같게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 도 1에서는 제1 도광판(210)과 제2 도광판(220)이 이격된 형태가 도시되었으나, 본 발명에서는 이러한 형태를 한정하는 것은 아니고, 양 도광판(210, 220)의 인접한 면(212, 213)이 접촉되어도 무방하다. 또한, 상기 제1 도광판(210)과 제2 도광판(220)은 경우에 따라 양 면(212, 213)이 접촉되도록 형성되어 면적 및 광효율 측면에서의 유리한 효과를 구현할 수 있다.

상기 제2 도광판(220)은 일정한 두께를 갖는 판(plate) 형태로 이루어지며, 제1 도광판(210)을 통과한 광을 가이드하여 광학 필름들(400)이 형성된 방향으로 변환시킨다.

상기 제2 도광판(220)은 일정한 두께를 가지는 것이 바람직하나, 본 발명에서는 이를 한정하는 것은 아니고, 광이 표시 화면 전체에 균일하게 전달되도록 하기 위한 다양한 형태로 형성될 수 있다.

상기와 같은 형태의 제1 도광판(210) 및 제2 도광판(220)을 이용하여 웨지 타입의 도광판을 구현할 수 있게 된다. 본 실시예에서는, 하나의 복잡한 형태로 이루어진 종래 기술에 따른 도광판(도 1의 200)과는 달리, 사다리꼴의 평면을 갖는 제1 도광판(210) 및 일정한 두께를 갖는 제2 도광판(220)을 함께 이용하여 웨지 타입의 도광판을 구현하기 때문에, 도광판의 제조공정을 단순화할 수 있어 제조비용을 절감할 수 있고 불량률 또한 감소시킬 수 있다.

도시되어 있지는 않으나, 상기 제2 도광판(220)의 하부면에는 제2 도광판(220) 내부로 입사한 광의 진행 방향을 액정 표시 패널(미도시) 쪽으로 변환시키기 위한 각종 패턴이 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 도광판(210) 및 제2 도광판(220)은 광이 통과해야 하는 특성상 투과율이 좋은 재질로 이루어져야 하는데, 대표적으로는 PMMA(polymethyl metacrylate), PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate), PEN(polyethylene naphthalate)와 같은 물질들 중 하나로 이루어질 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 반사판(300)은 제2 도광판(220)의 하부면 뿐만 아니라, 제1 도광판(210)의 하부면 및 광원부(100)의 하부면까지 연장되어 형성된다. 이때, 상기 반사판(300)은 제2 도광판(220)의 하부로 방출되는 광을 상부로 반사하여, 액정 표시 패널(미도시)에 입사되는 광의 손실을 줄여줄 뿐만 아니라, 광원부(100) 및 제2 도광판(220)을 지지하는 역할도 하게 된다.

그러나, 본 실시예에서는 반드시 반사판(300)이 제1 도광판(210)의 하부면 및 광원부(100)의 하부면까지 연장되는 구조를 한정하는 것은 아니다.

상기 광학 필름들(400)은 도광판(200)의 상부면에 형성되어 액정 표시 패널로 전달되는 광을 확산하고 집광하는데, 확산 필름(410), 프리즘 필름(420), 보호 필름(430) 등으로 이루어진다. 상기 확산필름(410)은 제2 도광판(220)으로부터 입사되는 광을 분산시킴으로써 광이 표시 화면 일부에 부분적으로 밀집되는 것을 방지한다. 상기 프리즘 필름(420)은 그 상부면의 일정한 패턴을 통해 확산 필름(410)으로부터 확산된 광을 액정 표시 패널(미도시)에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행한다. 또한, 상기 보호 필름(430)은 프리즘 필름(420)의 표면을 보호할 뿐만 아니라, 광의 분포를 균일하게 하기 위하여 광을 확산시키는 역할을 수행한다.

상기 인쇄 회로 기판(500)은 광원부(100)와 백라이트 구동회로(미도시)를 연결하며, 도 2에 도시된 바와 같이, 선택적으로 제1 도광판(210) 상부에까지 연장되어 웨지 타입의 도광판 사용에 따른 빛샘을 방지하는 역할을 할 수 있다.

이때, 상기 인쇄 회로 기판(500)은 제1 도광판(210)의 경사진 상부면을 따라 휘어져야 하기 때문에, 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board)을 이용하는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판 표면에 형성되는 일정한 패턴을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛은 제1 도광판(210)의 광원부(100)에 인접한 면(211)에 일정한 패턴(610)이 형성될 수 있다.

일반적으로, LED 광원의 빛은 직진성이 높아 광원이 존재하는 부분과 광원 사이의 부분 사이에 밝기의 차이가 극명하게 나타난다. 이러한 밝기 차이 때문에 핫스팟 불량이 나타날 수 있다. 본 실시예에서는, 제1 도광판(210)의 광원부(100)에 인접한 면(211)에 일정한 패턴(610)을 형성함으로써 광원으로부터의 광을 확산시켜 핫스팟 불량을 개선할 수 있다.

이때, 상기 제1 도광판(210)의 광원부(100)에 인접한 면(211)에 형성되는 일정한 패턴(610)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 톱니 형태를 가질 수 있다. 이러한 톱니 형태의 일정한 패턴(610)을 통하여 효율적으로 광을 확산시킬 수 있게 된다.

본 실시예에서는 도 4에 가로로 삼각기둥의 형태를 갖는 톱니형태를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 세로의 형태도 무방하며, 기타 다른 형태라도 LED 광의 확산을 증가시킬 수 있는 구조라면 가능하다.

상기 제1 도광판(210)의 광원부(100)에 인접한 면(211)에 일정한 패턴(610)은 그 면(211)에 일정한 패턴(610)의 홈을 파거나 일정한 패턴(610)이 형성된 필름을 부착함으로써 형성할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 일정한 패턴(610)은 제1 도광판(210)의 광원부(100)에 인접한 면(211)뿐 만 아니라, 제2 도광판(220)의 제1 도광판(210)에 인접한 면(221)에 형성하여서도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

상기 제1 도광판(210)의 광원부(100)에 인접한 면(211) 및 제2 도광판(220)의 제1 도광판(210)에 인접한 면(221) 두 곳 모두에 일정한 패턴(610)을 형성하면, 한 곳에만 형성하는 경우보다 광의 확산효과를 더욱 증가시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 백라이트 유닛은 광원부(100)를 구동 회로와 연결하기 위한 인쇄 회로 기판(500)이 광원부(100) 및 제1 도광판(210)을 실장하는 형태로 형성된다. 이러한 경우, 상기 인쇄 회로 기판(500)은 제1 실시예 및 제2 실시예에서와 달리 휘어질 필요성이 없으므로, 반드시 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)를 이용하지 않아도 무방하다. 또한, 본 실시예에서는 경우에 따라 광원부(100) 및 제1 도광판(210)을 견고하게 지지하기 위하여 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)을 사용하지 않을 수도 있다.

이때, 상기 제2 도광판(220)의 일부 영역도 인쇄회로기판(500) 상에 형성될 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 광원부(100)와 제1 도광판(210)의 상부면 및 제2 도광판(220)의 상부면의 일부에 웨지 타입의 도광판 사용에 따른 빛샘을 방지하기 위해 차광막(미도시) 등이 형성될 수도 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 백라이트 유닛에 따르면, 단순한 형태의 2개의 도광판을 이용하여 웨지 타입의 도광판을 구현함으로써, 웨지 타입 도광판의 장점을 유지하면서도 도광판의 제조공정을 단순화할 수 있어 제조 비용의 절감 및 불량률의 감소를 기대할 수 있다. 또한, 본 백라이트 유닛에 따르면, 광원으로부터의 광을 확산하기 위한 패턴을 2군데 형성할 수 있어 광의 확산도를 증가시킬 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 백 라이트 유닛을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

100: 광원부 210: 제1 도광판
220: 제2 도광판 300: 반사판
410: 확산 필름 420: 프리즘 필름
430: 보호 필름 500: 인쇄 회로 기판
610: 일정한 패턴

Claims

광원부;
상기 광원부에 인접하여 상기 광원부로부터 광을 공급받는 제1 도광판;
상기 제1 도광판을 통과한 광을 공급받아 상부로 출사시키는 제2 도광판;
상기 제2 도광판의 하부면에 형성되어 상기 제1 도광판의 하부로 방출되는 광을 상부로 반사시키는 반사판; 및
상기 제2 도광판의 상부면에 형성되어 상기 제2 도광판을 통과한 광을 확산하고 집광하는 광학 필름들을 포함하고,
상기 제1 도광판은 상기 광원부에 인접한 면에 광원으로부터의 광을 확산하기 위한 일정한 패턴이 형성되며,
상기 반사판은 상기 제1 도광판의 하부면 및 상기 광원부의 하부면까지 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 도광판은
상기 광원부에 인접한 면이 상기 제2 도광판에 인접한 면보다 두껍고,
상기 제2 도광판에 인접한 면의 두께가 상기 제2 도광판의 두께와 같은 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
청구항 1에 있어서,
상기 일정한 패턴은 상기 제1 도광판의 상기 광원부에 인접한 면에 홈을 형성하거나 일정한 패턴이 형성된 필름을 부착하여 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
청구항 1에 있어서,
상기 일정한 패턴은 톱니형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 도광판은
상기 제1 도광판에 인접한 면에 상기 제2 도광판을 통과한 광을 확산하기 위한 일정한 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.