KR100771849B1 - 백라이트 유닛 - Google Patents

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이윤식
안민형
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주식회사 엘 앤 에프
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Abstract

본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광다이오드를 발광 수단으로 적용한 디스플레이 장치에서 직하방식으로 사용되는 백라이트 유닛에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 백라이트 유닛은 수광형 디스플레이 패널의 하부에 부착되는 것으로서, 상기 디스플레이 패널에 부착되는 프레임; 상기 프레임의 하부에 돌출된 측벽에 의해서 형성된 다수의 단위 블록; 상기 다수의 단위 블록의 측벽에 고정되는 복수의 발광 수단; 및 상기 프레임의 상부에 형성된 광학 시트를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 복수의 발광 수단을 일정한 높이를 가지는 다수의 단위 블록 내에 장착함으로써, 발광 수단에서 조사하는 빛이 서로 혼합되어 백색광을 형성한 다음에 디스플레이 패널에 조사되기 때문에, 대형 화면을 구현하기 위한 디스플레이 장치에서 발광 수단과 디스플레이 패널 사이의 거리를 필요한 만큼 효과적으로 감소시키는 효과가 있다.
액정표시장치, 수광형 디스플레이 패널, 직하방식, 발광다이오드

Description

백라이트 유닛{Back light unit }
도1은 수광형 디스플레이 패널의 하부에 부착되어 사용되는 종래의 백라이트 유닛을 나타내는 사시도.
도2는 종래의 백라이트 유닛에 사용되는 발광 수단의 배열을 개략적으로 도시한 평면도.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 단면도.
도4는 본 발명의 백라이트 유닛에 사용된 복수의 발광 수단이 다수의 단위 블록에 고정된 형태를 도시하는 사시도.
도5는 도4의 단위 블록을 부분적으로 확대한 부분 사시도.
도6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛에 사용된 다수의 단위 블록이 프레임에 배열된 형태를 도시한 사시도.
도7은 도6의 단위 블록을 부분적으로 확대한 부분 사시도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10, 140 : 광학 시트 20, 130, 230 : 발광 수단
110, 210 : 프레임 120, 220 : 단위 블록
200 : 디스플레이 패널
본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광다이오드를 발광 수단으로 적용한 디스플레이 장치에서 직하방식으로 사용되는 백라이트 유닛에 관한 것이다.
일반적으로 TV를 비롯하여 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 사용되고 있던 디스플레이 장치 중의 하나인 CRT(Cathode Ray Tube)는 자체 무게와 크기로 인하여 전자제품의 소형화, 경량화, 대구경화의 요구에 적극적으로 대응할 수 없었다. 이러한 CRT를 대체하기 위해서 액정표시장치(liquid crystal display), 가스방전을 이용한 플라스마 디스플레이 장치(plasma display panel) 등이 있으며, 그 중에서도 액정표시장치가 디스플레이 장치로서 활발히 적용, 개발되고 있다.
그런데 액정표시장치를 사용한 디스플레이 장치는 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화상을 표시하는 수광형 디스플레이 패널을 화면으로 사용하기 때문에 수광형 디스플레이 패널에 광을 조사하기 위한 별도의 광원 장치인 백라이트(back light) 유닛(unit)이 반드시 필요하다.
수광형 디스플레이 패널의 광원으로 사용되는 백라이트 유닛은 발광 수단을 배치하는 방식에 따라서, 에지방식(edge type)과 직하방식으로 나누어진다.
에지방식은 빛을 안내하는 도광판의 측면에 발광 소자를 장착한 것으로서, 비교적 크기가 작은 화면을 사용하는 디스플레이 장치에 사용되고, 화면의 크기가 대형화되기 시작하면서 수광형 디스플레이 패널의 전면으로 직접 광을 조사하는 직하방식이 채택되고 있다.
그런데 현재 백라이트 유닛의 발광 수단으로 사용되는 냉음극관 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp)는 광원에서 발생하는 열이 그대로 디스플레이 패널에 전달되어 디스플레이 패널의 성능 저하를 초래하며, 대형의 화면에서는 복수의 램프가 사용되어 무게가 무거워지고, 소비전력이 증가하는 문제가 있다. 또한 냉음극관 램프는 유리관 내부에 수은과 같은 가스를 포함하기 때문에 충격에 약하고, 환경오염과 같은 문제점이 대두되고 있다.
이러한 문제를 극복하기 위하여 냉음극관 램프 대신에 복수의 발광다이오드(light emitting diode)를 발광 수단으로 사용하는 백라이트 유닛이 제안되었다.
도1은 수광형 디스플레이 패널의 하부에 부착되어 사용되는 종래의 백라이트 유닛을 나타내는 사시도이고, 도2는 종래의 백라이트 유닛에 사용되는 발광 수단의 배열을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 종래의 백라이트 유닛은 복수의 발광 수단(20)과, 복수의 발광 수단(20)이 부착된 인쇄회로기판(30) 및 복수의 발광 수단(20)에서 발생된 빛을 확산시키는 광학 시트(10)로 구성된다.
이때 복수의 발광 수단(20)은 발광다이오드를 사용한 점광원으로서, 적색(red, 21), 녹색(green, 22) 및 청색(blue, 23)을 혼합하여 백색광이 되도록 인쇄 회로기판(30)에 배열되어 있다. 또한 복수의 발광 수단(20)에서 방출된 빛이 혼합되어 백색광이 되어 광학 시트(10) 전면에 부착되는 수광형 디스플레이 패널(도면에 표시하지 않음)에 도달하는 것을 돕기 위하여, 복수의 발광 수단(20)에는 각각 플라스틱 재질의 렌즈가 형성되어 있다.
이로 인하여 복수의 발광 수단(20)에서 방출된 빛이 서로 혼합되어 백색광으로 변환되어 수광형 디스플레이 패널에 도착하게 되지만, 이렇게 형성된 백색광이 디스플레이 패널에 도착하도록 하기 위해서는 복수의 발광 수단(20)과 디스플레이 패널 사이에 충분한 거리가 확보되어야 하는 문제가 있다.
또한 인쇄회로기판(30)에 부착된 복수의 발광 수단(20)에 형성된 렌즈의 균일성이 부족하고, 복수의 발광 수단(20)의 위치가 일정하지 않기 때문에 균일한 백색광을 형성하기 위하여 복수의 발광 수단(20)과 수광형 디스플레이 패널 사이의 거리가 더 멀어지기 때문에, 디스플레이 장치의 두께가 두꺼워지는 문제가 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 대형 화면을 구현하기 위한 디스플레이 장치에서 발광 수단과 디스플레이 패널 사이의 거리를 효과적으로 감소시켜서 디스플레이 장치의 두께를 충분히 감소시킬 수 있는 백라이트 유닛을 제공하는데 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 복수의 발광 소자에 사용되는 렌즈를 제거하고, 발광 수단과 디스플레이 패널 사이의 거리를 효과적으로 감소시켜서 원가를 절감하면서 두께가 얇은 디스플레이 장치를 구현하는 효과를 가지는 백라이트 유닛을 제 공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은 수광형 디스플레이 패널의 하부에 부착되는 것으로서, 상기 디스플레이 패널에 부착되는 프레임; 상기 프레임의 하부에 돌출된 측벽에 의해서 형성된 다수의 단위 블록; 상기 다수의 단위 블록의 측벽에 고정되는 복수의 발광 수단; 및 상기 프레임의 상부에 형성된 광학 시트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 복수의 발광 수단은 발광다이오드이고, 상기 복수의 발광 수단은 각각 적색, 녹색 및 청색의 빛을 발광하는 것을 특징으로 한다.
상기 다수의 단위 블록은 단위 블록 별로 내부에 적색, 녹색 및 청색의 발광 수단을 포함하고, 상기 복수의 발광 수단은 상기 단위 블록의 내부를 향하여 빛을 조사하도록 상기 단위 블록의 측벽에 고정된 것을 특징으로 한다.
상기 단위 블록의 수평 방향 단면은 사각형 또는 육각형 형태이고, 상기 단위 블록의 측벽에 하나씩 상기 복수의 발광 수단이 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 다수의 단위 블록은 서로 측벽을 공유하며 연결되어 있고, 상기 다수의 단위 블록은 상기 프레임의 하부 전면에 배열된 것을 특징으로 한다.
상기 다수의 단위 블록은 내부에 반사판이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛은 수광형 디스플레이 패 널의 하부에 부착되는 것으로서, 상기 디스플레이 패널에 부착되는 프레임; 상기 프레임의 하부에 돌출된 측벽에 의해서 형성된 다수의 단위 블록; 상기 다수의 단위 블록의 내부에서 수직 및 수평 방향으로 고정된 복수의 발광 수단; 및 상기 프레임의 상부에 형성된 광학 시트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 복수의 발광 수단은 발광다이오드인 것을 특징으로 하고, 상기 다수의 단위 블록은 단위 블록 별로 내부에 적색, 녹색 및 청색의 발광 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 다수의 단위 블록의 내부에서 하나 이상의 상기 발광 수단이 상기 프레임의 하부에 부착되고, 상기 다수의 단위 블록은 상기 프레임의 하부에 대칭적으로 배열된 것을 특징으로 한다.
상기 다수의 단위 블록은 내부에 반사판이 형성된 것을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도4는 본 발명의 백라이트 유닛에 사용된 복수의 발광 수단이 고정된 형태를 도시하는 사시도이며, 도5는 도4의 단위 블록을 부분적으로 확대한 부분 사시도이다.
도3 및 도5에 도시된 바와 같이, 수광형 디스플레이 패널(200)의 하부에 부착되어 광을 공급하는 본 발명의 백라이트 유닛(back light unit)은 프레임(frame, 110), 다수의 단위 블록(120), 복수의 발광 수단(130) 및 광학 시트(sheet, 140)를 포함한다.
프레임(110)은 본 발명의 백라이트 유닛의 구조물로서 디스플레이 패널(200)의 하부에 결합되는 결합 수단(도면에 표시하지 않음)을 포함하고 있고, 결합 수단에 의해서 수광형 디스플레이 패널(200)의 하부에 고정되는 프레임(110)은 디스플레이 장치의 구조물을 형성하게 된다.
다수의 단위 블록(120)은 프레임(110)의 하부에 형성된 돌출된 측벽에 의해서 둘러싸진 형태로 형성된 입체 구조의 단위 블록(120)이 연결되어 구성되는 것으로, 다수의 단위 블록(120)이 프레임(110)의 하부 표면에 배열되는 것이 바람직하다. 이때 바람직하게 단위 블록(120)의 수평 방향 단면은 사각형 또는 육각형 형태를 가지고, 다수의 단위 블록(120)은 프레임(110)의 하부에 규칙적으로 배열되어 대칭적인 구조를 가지도록 함으로써, 각 단위 블록(120)에서 발광하는 빛에 의해서 디스플레이 패널(200)에 조사되는 빛의 휘도가 균일해지는 장점이 있다.
또한 다수의 단위 블록(120)은 서로 인접하게 연결되어 각각의 측벽을 공유하며, 다수의 단위 블록(120)이 프레임(110)의 하부 전면에 배열되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 단위 블록(120)의 측벽에 복수의 발광 수단(130)이 고정되어 있고, 단위 볼록 내에서 방출되는 빛의 효율을 최대한 높이기 위하여 다수의 단위 블록(120)은 내부의 모든 표면에 반사판이 형성되는 것이 바람직하다.
복수의 발광 수단(130)은 수광형 디스플레이 패널(200)에 조사되는 빛을 공급하는 광원으로서, 적색(red, 131), 녹색(green, 132) 및 청색(blue, 133)의 빛을 발광하는 발광다이오드를 사용함으로써, 서로 혼합되어 형성된 백색광에 의해서 수광형 디스플레이 패널(200)이 모든 색을 표시할 수 있게 되는 것이 바람직하다.
그리고 예를 들어, 다수의 단위 블록(120)은 단위 블록(120) 별로 내부에 발광 수단인 적색, 녹색 및 청색의 발광다이오드를 모두 포함하고, 이로 인하여 각 단위 블록(120)은 내부에 포함된 복수의 발광 수단(130)에 의해서 색 재현성이 우수한 백색광을 디스플레이 패널(200)에 조사하는 것이 바람직하다.
복수의 발광 수단(130)은 상기 단위 블록(120)의 측벽에 고정되고, 예를 들어 각 측벽에 하나씩 부착되고, 각 단위 블록(120)의 내부를 향하여 적색, 녹색 및 청색의 빛이 조사되어 백색광이 디스플레이 패널(200)로 방출된다.
이렇게 각 단위 블록(120)의 내부에서 적색, 녹색 및 청색의 빛이 서로 효율적으로 혼합되어 백색광을 형성하기 때문에, 다수의 단위 블록(120)은 높이를 충분히 감소시킬 수 있는 장점이 있고, 단위 블록(120)의 내면에 반사판이 형성되어 빛의 효율도 높이는 장점이 있다.
이로 인하여 본 발명의 백라이트 유닛을 적용한 디스플레이 장치는 단위 블록(120)의 높이를 조절함에 따라, 충분히 얇은 구조의 디스플레이 장치를 구현하는 장점이 있다. 또한 다수의 단위 블록(120)의 내부에서 적색, 녹색 및 청색의 빛이 서로 효율적으로 혼합되어 백색광을 형성하기 때문에 종래와 달리 발광다이오드에 렌즈를 부착하지 않기 때문에, 발광다이오드의 원가를 절감하여 비용을 절감하는 효과도 매우 커지는 장점이 있다.
복수의 발광 수단(130)을 프레임(110)의 하부에 부착하는 경우 복수의 발광 수단(130)에 전기를 공급하는 작업의 편의를 위하여 프레임(110)의 하부에는 인쇄회로기판을 부착하는 것이 바람직하다.
광학 시트(140)는 프레임(110)의 상부에서 다수의 단위 블록(120)과 디스플레이 패널(200) 사이에 장착되고, 복수의 발광 수단(130)에서 방사된 빛을 수광형 디스플레이 패널(200)의 이면에 균일하게 방사하기 위하여 적용하는 확산 시트로서, 수광형 디스플레이 패널(200)에 방사되는 빛을 균일하게 분산시키는 기능을 하는 광학 부품이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 상세히 설명한다.
도6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛에 사용된 다수의 단위 블록이 프레임에 배열된 형태를 도시한 사시도이고, 도7은 도6의 단위 블록을 부분적으로 확대한 부분 사시도이다.
도6 및 도7에 도시된 바와 같이, 수광형 디스플레이 패널의 하부에 부착되어 광을 공급하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛이 프레임(210), 다수의 단위 블록(220), 복수의 발광 수단(230) 및 광학 시트를 포함하는 것은 본 발명의 일 실시예와 동일하고, 이들의 역할도 상기에서 설명한 본 발명의 일 실시예와 동일하다.
본 발명의 다른 실시예가 상기 일 실시예와 다른 점은 다수의 단위 블록(220)을 종래의 경우에 사용한 냉음극관 램프의 위치에 그대로 다수의 단위 블록(220)을 배치하기 위하여 단위 블록(220)의 수평 방향 단면이 직사각형 형태를 가질 수 있는 구조로 복수의 발광 수단(230)을 배열하는 것이다.
이를 위하여 따라서 복수의 발광 수단(230)은 적색(231), 녹색(232) 및 청색 (233)의 빛을 발광하는 발광다이오드를 사용하고, 다수의 단위 블록(220)은 단위 블록(220) 별로 내부에 적색, 녹색 및 청색의 발광 수단을 포함한다.
이때 도6 및 도7에 도시된 것과 같이, 단위 블록(220) 내에서 배치된 복수의 발광 수단(230)에서 방사되는 빛이 균일한 백색광을 형성할 수 있도록, 다수의 단위 블록(220)의 내부에서 하나 이상의 발광 수단이 프레임의 하부에 부착되고, 다수의 단위 블록(220)은 프레임의 하부에 대칭적으로 배열되는 것이 바람직하다.
그리고 도6에 도시된 다수의 블록은 종래의 냉음극관 램프의 위치에 적합하게 거리와 간격을 변경시키는 것이 가능하다. 예를 들어, 녹색의 발광다이오드를 단위 블록(220)의 하부에 고정시키고, 다수의 단위 블록(220)을 냉음극관 램프의 위치에 배열하는 것이다.
이렇게 배치된 다수의 단위 블록(220)은 상기 본 발명의 일 실시예와 대등한 효과를 가지게 하기 위하여, 동일한 구성의 특징을 적용하는 것이 바람직하다.
이상에서, 본 발명의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상 및 특허청구 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과를 달성한다.
본 발명의 백라이트 유닛은 복수의 발광 수단을 일정한 높이를 가지는 다수의 단위 블록 내에 장착함으로써, 발광 수단에서 조사하는 빛이 서로 혼합되어 백색광을 형성한 다음에 디스플레이 패널에 조사되기 때문에, 대형 화면을 구현하기 위한 디스플레이 장치에서 발광 수단과 디스플레이 패널 사이의 거리를 필요한 만큼 효과적으로 감소시키는 효과가 있다.
또한 본 발명의 백라이트 유닛은 복수의 발광 소자에서 렌즈를 사용하지 않고, 발광 수단과 디스플레이 패널 사이의 거리를 효과적으로 감소시켜서 동일하거나 개선된 광원의 효과를 가지기 때문에 원가를 절감하는 장점이 있다.

Claims (16)

  1. 수광형 디스플레이 패널의 하부에 부착되는 백라이트 유닛에서,
    상기 디스플레이 패널에 부착되는 프레임;
    상기 프레임의 하부에 돌출된 측벽에 의해서 형성된 다수의 단위 블록;
    상기 다수의 단위 블록의 측벽에 고정되는 복수의 발광 수단; 및
    상기 프레임의 상부에 형성된 광학 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 발광 수단은 발광다이오드인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 발광 수단은 각각 적색, 녹색 및 청색의 빛을 발광하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 단위 블록은 단위 블록 별로 내부에 적색, 녹색 및 청색의 발광 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 발광 수단은 상기 단위 블록의 내부를 향하여 빛을 조사하도록 상기 단위 블록의 측벽에 고정된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단위 블록의 수평 방향 단면은 사각형 또는 육각형 형태인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 단위 블록의 측벽에 하나씩 상기 복수의 발광 수단이 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 단위 블록은 서로 측벽을 공유하며 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 단위 블록은 상기 프레임의 하부 전면에 배열된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 단위 블록은 내부에 반사판이 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  11. 수광형 디스플레이 패널의 하부에 부착되는 백라이트 유닛에서,
    상기 디스플레이 패널에 부착되는 프레임;
    상기 프레임의 하부에 돌출된 측벽에 의해서 형성된 다수의 단위 블록;
    상기 다수의 단위 블록의 내부에서 수직 및 수평 방향으로 고정된 복수의 발광 수단; 및
    상기 프레임의 상부에 형성된 광학 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 발광 수단은 발광다이오드인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 다수의 단위 블록은 단위 블록 별로 내부에 적색, 녹색 및 청색의 발광 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 다수의 단위 블록의 내부에서 하나 이상의 상기 발광 수단이 상기 프레임의 하부에 부착된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 다수의 단위 블록은 상기 프레임의 하부에 대칭적으로 배열된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 다수의 단위 블록은 내부에 반사판이 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09146089A (ja) * 1995-11-28 1997-06-06 Masahiko Yamamoto カラー表示装置用面状光源および液晶表示装置
KR20030047173A (ko) * 2001-12-08 2003-06-18 엘지.필립스 엘시디 주식회사 백라이트 유닛

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