KR101291920B1 - 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 균일한 휘도를 구현할 수 있는 백라이트 유닛이 개시된다.

개시된 본 발명의 백라이트 유닛은 일정한 간격을 두고 배치된 복수의 광원과, 광원 상에 배치되어 광원으로부터 발광된 광을 1차 확산시키는 확산 플레이트와, 확산 플레이트로부터 입사된 1차 확산된 광을 2차 확산시키는 확산시트를 포함하고, 확산시트의 상부면은 광원이 배치된 영역과 대응되는 제1 영역과, 광원이 배치되지 않은 영역과 대응되는 제2 영역으로 구분되며, 제2 영역에는 렌즈 패턴이 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치{BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}

본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 균일한 휘도를 구현할 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.

통상적으로, 액정표시장치(LCD: liquid crystal display)는 경량, 박형, 저 소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라 액정표시장치는 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다. 상기 액정표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.

상기 액정표시장치는 자발광 표시장치가 아니기 때문에 영상이 디스플레이되는 액정표시패널의 배면에 광을 제공하는 백라이트 유닛(backlight unit)이 구비된다.

상기 백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 직하(direct) 방식과 에지(edge) 방식의 두 종류가 있다.

상기 에지방식의 백라이트 유닛은 평판 측면에 광원을 배치한 것으로서, 광원으로부터 발광된 광을 도광판을 이용하여 액정표시패널 전체의 면으로 조사한다. 한편, 직하방식의 백라이트 유닛은 액정표시패널의 배면에 다수의 광원을 배치하여 액정표시패널의 직하에서 광을 직접 조사하는 방식으로 에지 방식과 비교하여 다수의 광원에 의해 휘도를 높일 수 있고, 발광 면을 넓게 할 수 있는 장점이 있다.

액정표시장치의 크기가 대형화됨에 따라 백라이트 유닛의 크기도 대형화되고 있다. 그 결과, 액정표시장치는 직하 방식의 백라이트 유닛을 널리 채용하고 있다.

일반적인 직하방식의 백라이트 유닛은 구비된 액정표시장치는 액정표시패널의 배면에 일정한 간격을 두고 복수의 광원이 배치된 구조로 이루어진다.

그러나, 직하방식의 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치는 복수의 광원이 상기 액정표시패널의 직하에 구비됨으로써, 화면 상에 상기 복수의 광원의 형상이 육안으로 보이는 문제가 있었다.

이와 같이, 일반적인 직하방식의 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치는 광원이 배치된 영역과 배치되지 않은 영역의 휘도 차이를 개선하기 위해 광원들과 광원들상에 배치된 확산 플레이트의 간격을 크게 함으로써, 균일한 휘도를 구현할 수 있지만, 슬림화에 어려운 문제가 있었다.

본 발명은 균일한 휘도의 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은,

일정한 간격을 두고 배치된 복수의 광원; 상기 광원 상에 배치되어 상기 광원으로부터 발광된 광을 1차 확산시키는 확산 플레이트 및 상기 확산 플레이트로부터 입사된 1차 확산된 광을 2차 확산시키는 확산시트를 포함하고, 상기 확산시트의 상부면은 상기 광원이 배치된 영역과 대응되는 제1 영역과, 상기 광원이 배치되지 않은 영역과 대응되는 제2 영역으로 구분되며, 상기 제2 영역에는 렌즈 패턴이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 액정표시장치는,

액정표시패널; 상기 액정표시패널의 하부에 일정한 간격을 두고 배치된 복수의 광원; 상기 광원 상에 배치되어 상기 광원으로부터 발광된 광을 1차 확산시키는 확산 플레이트 및 상기 확산 플레이트로부터 입사된 1차 확산된 광을 2차 확산시키는 확산시트를 포함하고, 상기 확산시트의 상부면은 상기 광원이 배치된 영역과 대응되는 제1 영역과, 상기 광원이 배치되지 않은 영역과 대응되는 제2 영역으로 구분되며, 상기 제2 영역에는 렌즈 패턴이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 직하방식의 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치는 광원이 배치된 영역과 대응되는 제1 영역과, 광원이 배치된 영역과 대응되지 않은 제2 영역으로 구분된 확산시트의 상부면 중에 제2 영역에만 렌즈 패턴을 형성하여 전체 휘도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 균일한 휘도를 구현할 수 있는 효과가 있다.

따라서, 본 발명은 액정표시장치의 디스플레이 시에 광원()이 배치된 영역과 배치되지 않은 영역 간의 휘도차를 개선할 수 있다.

첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직하방식의 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 절단한 직하방식의 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치를 도시한 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 직하 방식의 액정표시장치는 영상이 디스플레이되는 액정표시패널(110)과, 상기 액정표시패널(110)의 배면에 배치되어 광을 조사하는 백라이트 유닛(120)과, 상기 액정표시패널(110)의 가장자리를 지지하고 상기 백라이트 유닛(120)과 결합되는 패널 가이드(100)를 포함한다.

액정표시패널(110)은 상세히 도시되지는 않았지만, 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 박막 트랜지스터(TFT: thin film transistor) 기판 및 컬러필터 기판과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 박막 트래지스터 기판은 다수의 게이트 라인이 형성되고, 상기 다수의 게이트 라인과 교차하는 다수의 데이터 라인이 형성되며, 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차영역에 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다.

액정표시패널(110)의 가장자리에는 게이트 라인에 스캔신호를 공급하는 게이트 구동 PCB(gate driving printed circuit board, 111)와, 데이터 라인에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동 PCB(data driving printed circuit board, 113)가 구비된다.

상기 게이트 및 데이터 구동 PCB(113, 115)는 COF(Chip on film)에 의해 액정표시패널(110)과 전기적으로 연결된다. 여기서, 상기 COF는 TCP(Tape Carrier Package)로 변경될 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛(120)은 20인치 이상의 대형 액정표시장치에 구비되는 직하 방식을 일 예로 설명하도록 한다.

백라이트 유닛(120)은 상면이 개구된 박스 형상의 바텀커버(180)와, 상기 바텀커버(180) 상에 일정한 간격을 두고 배치된 복수의 광원들(150)과, 상기 복수의 광원들(150) 상에 배치되어 광을 1차 확산시키는 확산 플레이트(135)와, 상기 확산 플레이트(135) 상에 배치되어 광을 2차 확산 및 집광시키는 광학 시트들(130)과, 상기 복수의 광원들(150)의 하부에 배치되어 광원들(150)의 하부방향으로 진행하는 광을 액정표시패널(110) 방향으로 반사시키는 반사시트(170)를 포함한다.

백라이트 유닛(120)은 복수의 광원들(150)의 양 끝단에 배치되어 구동신호를 공급하는 제1 및 제2 광원구동부(160a, 160b)가 구비된다. 상기 제1 및 제2 광원구 동부(160a, 160b)는 제1 및 제2 구동 PCB(162a, 162b)와, 상기 제1 및 제2 구동 PCB(162a, 162b) 상에 실장되어 광원들(150)의 양 끝단과 접촉되는 제1 및 제2 소켓(164a, 164b)을 포함한다.

백라이트 유닛(120)은 복수의 광원들(150) 양 끝단 상에 배치되어 광원들(150)로부터 발광된 광을 액정표시패널(110)의 가장자리 영역까지 가이드하며, 확산 플레이트(135) 및 광학 시트들(130)을 지지하는 제1 및 제2 서포트 사이드(140a, 140b)를 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서는 전극이 광원들(150)의 양 끝단 외부영역을 감싸는 외부전극 형광램프(EEFL: external eletrode fluorescent lamp)를 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 냉음극 형광램프(CCFL: cold cathode fluorescent lamp), 발광 다이오드(LED) 등이 구비될 수도 있다.

확산 플레이트(135)는 광원(150)으로부터 발광된 광을 1차 확산하여 1차 확산된 광을 광학 시트들(130) 방향으로 가이드하는 역할을 한다.

도면에는 도시되지 않았지만, 확산 플레이트(135)는 하부 면에 반사패턴(미도시)이 형성된다.

광학 시트들(130)은 상기 확산 플레이트(135)로부터 1차 확산된 광을 2차 확산시키는 확산시트(133)와, 상기 확산시트(133)로부터 2차 확산된 광을 액정표시패널(110) 방향으로 집광시키는 집광시트(132)와, 상기 집광시트(132) 상에 배치되어 집광패턴을 보호하는 보호시트(131)를 포함한다.

본 발명의 확산시트(133) 상에는 광원들(150)과 대응되는 제1 영역과 상기 광원들(135)과 대응되지 않은 제2 영역으로 구분되어 제2 영역에 렌즈 패턴이 형성된다.

상기 렌즈패턴은 광원들(150)이 배치된 영역과 배치되지 않은 영역 간의 휘도차를 개선하는 기능을 가진다.

확산시트(133)의 상세 구성은 도 3 및 도 4를 참조로 상세히 설명하도록 한다.

도 3은 도 2의 A영역을 도시한 직하방식의 백라이트 유닛을 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 확산시트를 도시한 평면도이고, 도 5는 본 발명의 확산시트가 구비된 백라이트 유닛의 휘도 균일도 및 휘도를 나타낸 그래프이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 직하방식의 백라이트 유닛은 광원(150)이 배치된 영역과 대응되는 확산시트(133)의 상부면을 제1 영역(a1), 상기 광원(150)이 배치되지 않은 영역과 대응되는 확산시트(133)의 상부면을 제2 영역(a2)으로 구분한다.

상기 확산시트(133)의 제2 영역(a2)에는 렌즈 패턴이 형성되며, 상기 렌즈 패턴은 아크릴 레진(201)에 다수의 렌즈(202)가 삽입된 구조를 가진다.

보다 구체적으로 확산시트(133)는 베이스 시트(200)와, 상기 제2 영역(a2)과 대응되는 상기 베이스 시트(200) 상에 형성된 렌즈 패턴과, 베이스 시트(200)의 하부면에 형성된 확산 패턴(203)을 포함한다.

확산시트(133)의 베이스 시트(200)는 PET(Poly Ethylene Terephthlate) 또는 PC(Polycarbonate)로 이루어진다.

도면으로는 상세히 도시되지 않았지만, 렌즈(202)는 5㎛ 내지 100㎛의 피치(pitch)를 가지며, 원형 타입으로 상기 아크릴 레진(201)상에 형성된다.

상기 렌즈(202)는 아크릴 레진(201)의 상부면으로부터 2.5㎛ 내지 50㎛의 높이(h1)를 가지는 것이 바람직하다.

상기 렌즈 패턴이 형성되지 않은 제1 영역(a1)의 폭(w1)과, 상기 렌즈 패턴이 형성된 제2 영역(a2)의 폭(w2)은 1:8의 비율로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에서는 렌즈(202)의 형태를 원형 타입으로 한정하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 타원형, 다각형 등 여러가지 형태로 변경될 수 있다.

상기 렌즈 패턴은 렌즈(202)와 아크릴 레진(201)이 혼합되어 상기 베이스 시트(200)의 제2 영역(a2)에 분사하는 방법으로 형성되며, 아크릴 레진(201)의 종류에 따라 열경화 및 UV경화 중 어느 하나로 아크릴 레진(201)을 경화하여 완성된다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 직하방식의 백라이트 유닛은 렌즈 패턴이 형성되지 않은 제1 영역(a1)과, 상기 렌즈 패턴이 형성된 제2 영역(a2)의 폭 비율에 따라 휘도 균일도 및 휘도를 측정한 데이터로써, 휘도 균일도 및 휘도를 고르게 향상시킬 수 있는 비율은 1:8이 바람직함을 알 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 직하방식의 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치는 광원(150)이 배치된 영역과 대응되는 제1 영역(a1)과, 광원(150)이 배치된 영역과 대응되지 않은 제2 영역(a2)으로 구분된 확산시트(133)의 상부면 중에 제2 영역(a2)에만 렌즈 패턴을 형성하여 전체 휘도를 향상시킬 수 있 을 뿐만 아니라 균일한 휘도를 구현할 수 있다.

따라서, 본 발명은 액정표시장치의 디스플레이 시에 광원(150)이 배치된 영역과 배치되지 않은 영역 간의 휘도차를 개선할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직하방식의 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.

도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 절단한 직하방식의 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치를 도시한 단면도이다.

도 3은 도 2의 A영역을 도시한 직하방식의 백라이트 유닛을 도시한 단면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 확산시트를 도시한 평면도이다.

도 5는 본 발명의 확산시트가 구비된 백라이트 유닛의 휘도 균일도 및 휘도를 나타낸 그래프이다.

Claims (7)

1. 일정한 간격을 두고 배치된 복수의 광원;

   상기 광원 상에 배치되어 상기 광원으로부터 발광된 광을 1차 확산시키는 확산 플레이트;

   상기 확산 플레이트로부터 입사된 1차 확산된 광을 2차 확산시키는 확산시트;

   상기 확산시트로부터 2차 확산된 광을 집광시키는 집광시트; 및

   상기 집광시트 상에 배치되어 집광패턴을 보호하는 보호시트를 포함하고,

   상기 확산시트의 상부면은 상기 광원이 배치된 영역과 대응되는 제1 영역과, 상기 광원이 배치되지 않은 영역과 대응되는 제2 영역으로 구분되며, 상기 제2 영역에는 렌즈 패턴이 형성되고,

   상기 확산시트의 하부면은 확산패턴이 전 영역에 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 렌즈 패턴은 아크릴 레진과 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 렌즈는 5㎛ 내지 100㎛의 피치(pitch)를 가지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
4. 제2 항에 있어서,

   상기 렌즈는 상기 아크릴 레진의 상부면으로부터 2.5㎛ 내지 50㎛의 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
5. 제1 항에 있어서,

   상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 폭은 1:8의 비율을 가지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
6. 제2 항에 있어서,

   상기 렌즈는 원형, 타원형, 다각형 등의 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
7. 액정표시패널;

   상기 액정표시패널의 하부에 일정한 간격을 두고 배치된 복수의 광원;

   상기 광원 상에 배치되어 상기 광원으로부터 발광된 광을 1차 확산시키는 확산 플레이트;

   상기 확산 플레이트로부터 입사된 1차 확산된 광을 2차 확산시키는 확산시트;

   상기 확산시트로부터 2차 확산된 광을 집광시키는 집광시트; 및

   상기 집광시트 상에 배치되어 집광패턴을 보호하는 보호시트를 포함하고,

   상기 확산시트의 상부면은 상기 광원이 배치된 영역과 대응되는 제1 영역과, 상기 광원이 배치되지 않은 영역과 대응되는 제2 영역으로 구분되며, 상기 제2 영역에는 렌즈 패턴이 형성되며,

   상기 확산시트의 하부면은 확산패턴이 전 영역에 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.

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