KR102118080B1 - 직하형 백라이트 유닛을 구비한 표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

직하형 백라이트 유닛을 구비한 표시장치 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 직하형 백라이트 유닛을 구비한 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 개시된 발명은 백라이트 유닛을 구성하는 요소들이 장착되는 하부 프레임; 상기 하부 프레임 내의 바닥면에 배치되고 일정간격을 두고 다수개의 LED 광원으로 구성된 광원부; 상기 광원부의 LED 광원들 사이에 위치하여 상기 LED 광원이 삽입되어 돌출되도록 다수의 LED 광원 삽입홀이 형성되고, 상기 LED 광원 삽입홀들 중 인접한 LED 광원 삽입홀들 사이의 표면에 다수의 슬릿 패턴이 형성된 반사 시트; 상기 하부 프레임의 상부에 상기 광원부와 이격되어 배치되는 광학시트; 및 상기 광학시트 상부에 배치되는 액정패널을 포함하여 구성된다.

Description

직하형 백라이트 유닛을 구비한 표시장치 및 그 제조방법{DISPLAY DEVICE HAVING DIRECT TYPE BACKLIGHT UNIT AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}
본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 직하형 표시장치의 반사시트 형상을 변경하여 광 분포 중첩(overlap)으로 인한 FOS(Front of Screen Test) 불량을 개선할 수 있는 직하형 백라이트 유닛을 구비한 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
현재까지 개발된 많은 평판(Flat Panel) 표시장치중 액정표시장치는 주로 노트북, 모니터, 텔레비젼, 우주선 및 항공기 등에 이르기까지 응용분야가 넓고 다양하다.
이러한 액정표시장치는 크게 세 가지로 액정표시패널과 구동회로부 및 백라이트 유닛로 구분된다.
여기서, 상기 액정표시패널은 박막 트랜지스터 어레이(TFT-Array)가 형성된 기판과 컬러필터가 형성된 기판을 일정한 간격이 유지되게 합착하고, 상기 두 기판들사이에 액정을 주입하여 액정층을 형성하며, 상기 두 기판들의 외부에 각각 편광판이 부착되어 구성된다.
상기 구동 회로부는 각종 회로소자 및 인쇄회로기판(PCB; Printed Circuit Board)등을 포함하여 구성되며, 상기 백라이트 유닛는 발광램프, 각종 시트 (Sheet) 및 지지몰드(Mold)등을 포함하여 구성된다.
상기 구성요소들로 이루어지는 액정표시장치에 있어서, 액정표시패널은 투과되는 빛의 양을 조절하여 화상을 표시하는 기능을 담당하고, 상기 구동회로부는 구동시스템에서 전달된 각종 신호들을 상기 액정표시패널에 신호를 인가하고 이러한 신호를 제어하는 기능을 한다.
또한, 상기 백라이트 유닛은 액정표시패널 전체에 고르게 빛을 조사하는 조광장치로 사용되는데, 이러한 백라이트의 장착은 두께, 무게 및 전력소모 측면에서 비효율적으로 작용하고 있어 아직도 많은 연구가 진행되고 있다.
상기 액정표시패널은 그 자체가 비 발광성이기 때문에 빛이 없는 곳에서는 사용이 불가능하기 때문에, 이러한 단점을 보완하여 어두운 곳에서의 사용이 가능하게 할 목적으로 표시 면을 균일하게 면 조사하는 장치가 백라이트이다.
상기 백라이트는 액정표시장치의 광원이기 때문에 최소의 전력으로 최대한 밝은 빛을 내야 하며, 선과 같이 가는 형광등 빛을 액정표시장치의 표면 구석구석까지 동일한 밝기로 유지시켜 면 광으로 바꾸어 주는 역할을 한다.
이러한 백라이트는 발광램프의 위치에 따라 상기 발광램프가 액정표시장치의 뒤편에서 바로 전면을 향하여 빛을 조사하는 직하형(Direct Type)과, 도광판(Light Guide Plate)의 측면에 위치하여 빛이 상기 도광판을 거치면서 전면을 향하도록 하는 측면형(Side Type) 및 상기 측면형의 일부이지만 경사가 진 도광판을 이용하여 발광램프가 한쪽 측면에만 위치하여 빛이 한쪽 측면에서만 빛이 경사가 진 도광판을 거치면서 전면을 향하도록 하는 에지형(Edge Type)으로 구분할 수 있다.
상기 직하형, 측면형 및 에지형 백라이트 중에서 직하 형 백라이트는 광 이용 효율이 높기 때문에 액정표시장치의 화면이 대면적화 및 대형화되는 추세로 발전하여 발광램프로서 발광 다이오드(LED; Light Emitted Diode)를 적용하고 있다.
이러한 발광 다이오드(LED)를 적용한 기존의 백라이트 유닛 구조에 대해 도 1 내지 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래기술에 따른 직하형 백라이트 유닛을 적용한 표시장치의 결합 단면도이다.
도 2는 종래기술에 따른 직하형 백라이트 유닛에서의 반사시트의 개략적인 평면도이다.
도 3a는 종래기술에 따른 직하형 백라이트 유닛에서의 인접한 LED 광원들 사이의 밝음을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3b는 종래기술에 따른 직하형 백라이트 유닛에서의 인접한 LED 광원들 사이의 밝음에 의한 화상 특성의 저하 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 직하형 백라이트 유닛을 구비한 표시장치 (1)는 백라이트 유닛을 구성하는 요소들이 장착되고 수평 프레임(71)과 수직 프레임(73)으로 구성된 하부 프레임(cover bottom)(70)과, 상기 하부 프레임(70) 내의 바닥면에 배치되고 일정간격을 두고 다수개의 LED 광원(51)들이 실장된 LED 기판 (53)으로 구성된 광원부(50)와, 상기 광원부(50) 사이에 위치하여 상기 광원부 (50)로부터 방출되는 광을 전면으로 반사시켜 주는 반사 시트(60)와, 상기 하부 프레임(70)의 상부에 상기 광원부(50)와 이격되어 배치되는 확산시트(21)과 다수개의 적층된 프리즘시트(23) 및 보호시트(25)로 이루어진 광학시트(20)를 포함하여 구성되는 백라이트 유닛(1a); 및 상기 백라이트 유닛(1a)의 상부에 배치되는 액정패널(10)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 액정패널(10)은 컬러필터 어레이 기판(10a)과 TFT 어레이 기판(10b) 및 이들 사이에 개재된 액정층(미도시)으로 구성되며, 상기 컬러필터 어레이 기판 (10a)과 TFT 어레이 기판(10b)의 각 외부 면에는 상, 하부 편광판(15a, 15b)이 각각 부착된다.
이러한 액정패널(10)은 화소 단위를 이루는 액정 셀들이 매트릭스 형태로 배열되어 있으며, 드라이버 구동회로(미도시)에서 전달되는 화상 신호 정보에 따라 액정 셀들이 광 투과율을 조절함으로써 화상을 형성하게 된다.
상기 백라이트 유닛(1a)의 구성 요소 중에서, 반사시트(60)는 상기 광원부 (50)의 인접한 LED 광원(51)들 사이에 배치되어 후방으로 방출되는 광을 반사시킴으로써 광의 효율을 높여 주고, 입사 광 전체의 반사량을 조절하여 균일한 휘도 분포를 가지도록 하는 역할을 담당한다.
도 2를 참조하면, 상기 반사시트(60)의 상면에는 일정 간격을 두고 다수 개의 LED 광원 삽입 홀(63)이 형성되어 있다. 이때, 상기 다수 개의 LED 광원 삽입 홀 (63)을 통해 상기 광원부(50)의 LED 광원(51)들이 상측으로 돌출되어 전방으로 광을 출사하도록 구성되어 있다.
그러나, 종래기술에 따른 직하형 백라이트 유닛은 광 이용 효율이 높기 때문에 이러한 직하형 백라이트 유닛을 화면이 대면적화 및 대형화되는 추세로 가는 표시장치에 적용하는 경우에 다수의 LED 광원(LED; Light Emitted Diode)이 필요하게 된다.
따라서, 직하형 백라이트 유닛을 적용한 표시장치에 다수의 LED 광원을 사용하게 되면, 도 3a에서와 같이, LED 광원과 LED 광원 사이의 배치 간격이 좁게 되어 광 분포가 중첩(Overlap)되는 부분, 즉 상기 LED 광원들간 경계 부분이 다른 부분에 비해 더 밝게 시인되고, 도 3b에서와 같이, 이로 인해 표시장치의 화면에 FOS (Front of Screen Test) 세로선 불량을 발생하게 된다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 반사시트의 인접한 LED 광원 삽입홀들 사이에 다수의 슬릿 패턴을 형성하여 상기 인접한 LED 광원 삽입홀들 사이의 광 분포가 오버랩되는 부분에서의 반사율을 낮춰 기존의 LED 광원과 LED 광원 사이의 밝음으로 시인되는 세로선 불량을 개선할 수 있는 직하형 백라이트 유닛을 구비한 표시장치 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 직하형 백라이트 유닛을 구비한 표시장치는, 백라이트 유닛을 구성하는 요소들이 장착되는 하부 프레임; 상기 하부 프레임 내의 바닥면에 배치되고 일정간격을 두고 다수개의 LED 광원으로 구성된 광원부; 상기 광원부의 LED 광원들 사이에 위치하여 상기 LED 광원이 삽입되어 돌출되도록 다수의 LED 광원 삽입홀이 형성되고, 상기 LED 광원 삽입홀들 중 인접한 LED 광원 삽입홀들 사이의 표면에 다수의 슬릿 패턴이 형성된 반사 시트; 상기 하부 프레임의 상부에 상기 광원부와 이격되어 배치되는 광학시트; 및 상기 광학시트 상부에 배치되는 액정패널을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 직하형 백라이트 유닛을 구비한 표시장치 제조방법은, 백라이트 유닛을 구성하는 요소들이 장착되는 하부 프레임을 제공하는 단계; 상기 하부 프레임 내의 바닥면에 일정간격을 두고 다수개의 LED 광원으로 구성된 광원부를 배치하는 단계; 상기 광원부의 LED 광원들 사이에 위치하여 상기 LED 광원이 삽입되어 돌출되도록 다수의 LED 광원 삽입홀이 형성되고, 상기 LED 광원 삽입홀들 중 인접한 LED 광원 삽입홀들 사이의 표면에 다수의 슬릿 패턴이 형성된 반사 시트를 배치하는 단계; 상기 하부 프레임의 상부에 상기 광원부와 이격되게 광학시트를 배치하는 단계; 및 상기 광학시트 상부에 액정패널을 배치하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 직하형 백라이트 유닛을 구비한 표시장치 및 그 제조방법은 반사시트에 형성된 LED 광원 삽입홀들 중 LED 광원들이 가깝게 배치되어 광 분포의 중첩이 발생하는 LED 광원 삽입홀들 사이의 반사시트에 다수의 슬릿 패턴을 형성하여 상기 인접한 LED 광원 삽입홀들 사이의 광 분포가 오버랩되는 부분에서의 반사율을 낮춰 기존의 LED 광원과 LED 광원 사이의 밝음으로 시인되는 FOS(Front of Screen Test) 세로선 불량을 개선할 수 있다.
특히, 가깝게 인접하여 배치됨으로 인해 광 분포가 중첩되는 LED 광원들 사이의 반사시트 부분에 다수의 슬릿 패턴을 형성해 줌으로써, 상기 인접한 LED 광원과 LED 광원 사이에 집중되는 광을 분산시켜 밝음 FOS(Front of Screen Test) 불량을 개선할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 직하형 백라이트 유닛을 적용한 표시장치의 결합 단면도이다.
도 2는 종래기술에 따른 직하형 백라이트 유닛에서의 반사시트의 개략적인 평면도이다.
도 3a은 종래기술에 따른 직하형 백라이트 유닛에서의 인접한 LED 광원들 사이의 밝음을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3b는 종래기술에 따른 직하형 백라이트 유닛에서의 인접한 LED 광원들 사이의 밝음에 의한 화상 특성의 저하 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 다른 직하형 백라이트 유닛을 적용한 표시장치의 개략적인 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 직하형 백라이트 유닛을 적용한 표시장치의 결합 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 직하형 백라이트 유닛에서의 반사시트의 개략적인 평면도이다.
도 7a는 본 발명에 따른 직하형 백라이트 유닛에서의 인접한 LED 광원들 사이의 밝음이 감소한 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7b는 본 발명에 따른 직하형 백라이트 유닛에서의 인접한 LED 광원들 사이의 밝음의 감소로 인한 화상 특성의 개선 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하 본 발명에 따른 테이프 패드를 적용한 액정표시장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 다른 직하형 백라이트 유닛을 적용한 표시장치의 개략적인 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 직하형 백라이트 유닛을 적용한 표시장치의 결합 단면도이다.
본 발명에 따른 직하형 백라이트 유닛을 구비한 표시장치(100)는, 백라이트 유닛(100a)을 구성하는 요소들이 장착되는 하부 프레임(170); 상기 하부 프레임 (170) 내의 바닥면에 배치되고 일정 간격을 두고 배치된 다수개의 LED 광원(151)으로 구성된 광원부(150); 상기 광원부(150)의 LED 광원들(151) 사이에 위치하여 상기 LED 광원(151)이 삽입되어 돌출되도록 다수의 LED 광원 삽입홀(163)이 형성되고, 상기 LED 광원 삽입홀들(163) 중 서로 인접한 LED 광원 삽입홀들(151) 사이의 상면에 다수의 슬릿 패턴(165)이 형성된 반사 시트(160); 상기 하부 프레임(170)의 상부에 상기 광원부(150)와 이격되어 배치되는 광학시트(120); 및 상기 광학시트(120) 상부에 배치되는 액정패널(110)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 액정패널(110)은 컬러필터 어레이 기판(110a)과 TFT 어레이 기판(110b) 및 이들 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함한다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 액정패널(110)은 액정패널(110)을 투과하는 빛이 교차 편광되도록 상기 컬러필터 어레이 기판(110a)의 전면 및 TFT 어레이 기판(110b)의 배면에 각각 부착된 전면 편광판(115a) 및 후면 편광판(115b)을 더 포함한다.
이러한 액정패널(110)은 화소 단위를 이루는 액정 셀들이 매트릭스 형태로 배열되어 있으며, 드라이버 구동회로(113)에서 전달되는 화상 신호 정보에 따라 액정 셀들이 광 투과율을 조절함으로써 화상을 형성하게 된다.
상기 TFT 어레이 기판(110b)에는, 도면에는 도시하지 않았지만, 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인이 매트릭스 형태로 형성되어 있으며, 상기 게이트 라인과 데이터 라인이 교차점에는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)가 형성되어 있다.
상기 드라이버 구동회로(113)에서 전달된 신호전압은 박막 트랜지스터를 통해 화소전극과 후술할 컬러필터 어레이 기판(110a)의 공통전극(미도시) 사이에 인가되며, 화소전극과 공통전극 사이의 액정은 이 신호전압에 따라 정렬되어 광 투과율을 정하게 된다.
상기 컬러필터 어레이 기판(110a)에는, 도면에는 도시하지 않았지만, 블랙 매트릭스를 경계로 적색, 녹색 및 청색 또는 청록색, 자홍색 및 노랑색이 반복되어 형성되어 있는 컬러필터와 공통전극을 포함한다. 상기 공통전극은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명한 도전성 물질로 이루어진다.
또한, 상기 액정 패널(110)의 일측에는 상기 액정패널에 형성된 단위 화소를 구동하기 위한 구동 드라이버(113)와, 상기 액정패널에 일단이 연결된 가요성 인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board; FPCB, 117)이 연결되어 있다.
상기 백라이트 유닛(100a)은 광을 발생하는 광원부(150)와, 상기 광원부(150)에서 발생하는 광 중 후방으로 출광되는 광을 반사시킴으로써 광의 효율을 향상시키는 반사시트(160), 및 상기 광원부(150)와 이격되어 배치되어 상기 광원부(150)로부터 방출되는 광을 산란시키는 광학시트(120)를 포함한다.
여기서, 상기 광원부(120)는 냉음극 형광램프(Cothode Fluorescent Lamp: CCFL), 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp: EEFL), 발광다이오드 소자, 즉 LED 광원(Light Emitting Diode) 중 어느 하나가 사용되는데, 여기서는 LED 광원을 적용하는 경우를 예로 들고 있다.
또한, 상기 광원부(150)는 LED 광원(151)과, 상기 LED 광원(151)이 실장된 LED 기판(153)을 포함한다.
상기 LED 광원(151)은 사이드 뷰형(side viewing type) 소자로서, 상기 LED 광원(151)은 상기 액정패널(110)을 향해 광을 출광시킨다. 상기 LED 기판(153)은 휘어짐이 우수한 연성 인쇄회로기판으로서, 내부에 회로(미도시)가 형성되어 있어, 상기 회로를 통해 외부 전원을 상기 LED 광원(151)에 공급한다.
상기 광학시트(120)는 상기 LED 광원들(151)로부터 입사되는 광을 확산 및 집광하기 위한 것으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 확산시트(121)와 프리즘시트(123) 및 보호시트(125)로 구비된다. 경우에 따라서는 두 개의 확산시트와 두 개의 프리즘 시트로 구비될 수도 있다. 이때, 상기 확산시트(121)는, 도면에 도시하지 않았지만, 베이스 판과 이 베이스 판에 형성된 구슬 모양의 코팅층으로 이루어져 있다.
상기 확산시트(121)는 상기 광원부(150)로부터의 빛을 확산시켜 액정패널 (110)로 공급하는 역할을 한다. 상기 확산시트(121)는 2장 또는 3장을 겹쳐서 사용할 수도 있다.
또한, 상기 프리즘 시트(123)는 상부면에 삼각기둥 모양의 프리즘(미도시)이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있다. 이때, 상기 프리즘 시트(123)는 상기 확산시트 (121)에서 확산된 빛을 상부의 액정패널(110)의 평면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행한다. 상기 프리즘 시트(123)는 통상 2장이 사용되며 각 프리즘 시트 (123)에 형성된 마이크로 프리즘은 소정의 각도를 이루고 있다.
따라서, 상기 프리즘 시트(123)를 통과한 빛은 대부분 수직하게 진행되어 균일한 휘도 분포를 제공하게 된다.
그리고, 상기 프리즘 시트(123) 상부에 위치하는 보호시트(125)는 스크래치 (scratch)에 약한 프리즘 시트(123)를 보호한다.
도 6은 본 발명에 따른 직하형 백라이트 유닛에서의 반사시트의 개략적인 평면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 반사시트(160)에는 상기 광원부(150)의 다수의 LED 광원(151)과 대응하여 다수의 LED 광원 삽입홀(163)이 형성되어 있으며, 상기 다수의 LED 광원 삽입홀(163) 사이의 부분에는 다수의 슬릿 패턴(165)이 형성되어 있다. 상기 슬릿 패턴들(165)은 서로 인접한 상기 LED 광원들(151)과 평행하게 가로 방향으로 형성된다. 이때, 상기 다수의 슬릿 패턴(165)은 상기 LED 광원(151)들의 배치 간격이 좁아서 광 분포의 중첩(Overlap)이 발생하는 지역, 예를 들어 인접한 LED 광원(151) 사이에 위치하는 상기 반사시트(160)에 형성된다. 여기서는 가로방향으로 인접하여 광 분포 중첩이 발생하는 반사시트(160)의 가로방향으로 다수의 슬릿 패턴(165)이 형성된 경우를 예로 들어 설명한다. 한편, 상기 다수의 슬릿 패턴(165)은 상기 가로 방향으로 가깝게 배치되어 광 분포의 중첩이 발생하는 다수의 LED 광원(151) 사이의 반사시트(160)에 형성하는 것으로 한정되는 것은 아니며, 세로 방향으로 가깝게 배치되어 광 분포의 중첩이 발생하는 다수의 LED 광원(151) 사이의 반사시트(160)에도 형성될 수 있다. 즉, 상기 다수의 슬릿 패턴(165)은 서로 가깝게 배치되어 광 분포의 중첩이 발생하는 상기 LED 광원(151)들 사이의 반사시트(160)에 형성된다.
이때, 상기 반사시트(160)는 상기 LED 광원들(151) 사이의 하부로 출광되는 일부 광을 상기 액정패널(110)을 향해 반사시켜 광 효율을 높여 주고, 입사광 전체의 반사량을 조절하여 출광면 전체가 균일한 휘도 분포를 가지도록 한다.
또한, 상기 반사시트(160)에 형성된 다수의 슬릿 패턴(165)은 상기 인접한 LED 광원들(151) 사이의 부분에 집중되는 광을 분산시켜 이 부분에서의 반사율을 감소시키는 역할을 하게 된다.
따라서, 상기 다수의 슬릿 패턴(165)은 상기 인접한 LED 광원들(151) 사이의 부분에 집중되는 광을 분산시켜 이 부분에서의 반사율을 감소시킴으로써, 기존에 상기 인접한 LED 광원들(151) 사이의 부분에 밝음으로 인해 시인되는 FOS 세로선 불량을 개선시킬 수 있다. 즉, 상기 인접한 LED 광원들(151) 사이의 부분에 집중되는 광의 일부가 반사되지 않고 상기 다수의 슬릿 패턴(165)을 통해 하부로 투과되어 분산됨으로 인해 이 부분에서의 광의 반사율이 감소되어 상기 인접한 LED 광원들(151) 사이의 부분에서의 밝음이 감소됨으로써 FOS 세로선 불량이 개선된다.
한편, 상기 하부 프레임(170)은 상기 광원부(150)와 반사시트(160)가 적층되는 수평 프레임(171)과, 이 수평 프레임(171)과 결합되어 고정 지지되는 수직 프레임(173)으로 구성된다.
이때, 상기 하부 프레임(170)은 상부가 개방된 장방형 박스 형상으로 이루어져 있으며, 상기 광원부(150)와 반사시트(160)를 포함한 백라이트 유닛(100a)의 구성요소들이 수납된다.
따라서, 상기 반사시트(160), 광원부(150), 액정패널(110) 및 광학시트(120) 등이 수납된 하부 프레임(170) 상부에 상기 액정패널(110)이 안착되어 결합함으로써 본 발명에 따른 직하형 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치(100)를 이루게 된다.
도 7a는 본 발명에 따른 직하형 백라이트 유닛에서의 인접한 LED 광원들 사이의 밝음이 감소한 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7b는 본 발명에 따른 직하형 백라이트 유닛에서의 인접한 LED 광원들 사이의 밝음의 감소로 인한 화상 특성의 개선 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7a, 7b를 참조하면, 직하형 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치(100)는 반사시트(160)에 형성된 LED 광원 삽입홀들(163) 중 LED 광원(151)들이 서로 가깝게 배치됨으로 인해 광 분포의 중첩을 발생시킬 수 있는 LED 광원 삽입홀들(163) 사이의 반사시트에 다수의 슬릿 패턴(165)이 형성됨으로 인해, 상기 인접한 LED 광원 삽입홀들(165) 사이의 광 분포가 오버랩되는 부분에서의 반사율을 낮춰 기존의 LED 광원과 LED 광원 사이의 밝음으로 시인되는 FOS 세로선 불량을 개선할 수 있다.
특히, 가깝게 인접하여 배치되는 LED 광원(151)과 LED 광원(151) 사이의 광 분포가 중첩되는 반사시트(160)의 부분에 다수의 슬릿 패턴(165)을 형성해 줌으로써, 상기 인접한 LED 광원과 LED 광원 사이에 집중되는 광을 분산시켜 밝음 FOS 불량을 개선할 수 있다.
상기 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 직하형 백라이트 유닛을 구비한 표시장치 제조방법에 대해 도 4 내지 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 5를 참조하면, 상부가 개방된 장방형 박스 형상으로, 백라이트 유닛(미도시)의 구성요소들이 수납되는 하부 프레임(170)을 준비한다. 이때, 상기 하부 프레임(170)은 상기 광원부(150)와 반사시트(160)가 적층되는 수평 프레임(171)과, 이 수평 프레임(171)과 결합되어 고정 지지되는 수직 프레임(173)으로 이루어져 있다.
그 다음, 상기 하부 프레임(170)의 수평 프레임(171) 상에 광원부(150)을 배치시킨다. 이때, 상기 광원부(150)는 냉음극 형광램프(Cothode Fluorescent Lamp: CCFL), 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp: EEFL), 발광다이오드 소자, 즉 LED 광원(Light Emitting Diode) 중 어느 하나가 사용되는데, 여기서는 LED 광원을 적용하는 경우를 예로 들고 있다. 상기 광원부(150)는 다수 개의 LED 광원(151)과, 상기 다수 개의 LED 광원(151)이 일정 간격을 두고 실장된 LED 기판(153)을 포함한다.
상기 LED 광원(151)은 사이드 뷰형(side viewing type) 소자로서, 상기 LED 광원(151)은 상기 액정패널(110)을 향해 광을 출광시킨다. 상기 LED 기판(153)은 휘어짐이 우수한 연성 인쇄회로기판으로서, 내부에 회로(미도시)가 형성되어 있어, 상기 회로를 통해 외부 전원을 상기 LED 광원(151)에 공급한다.
이어서, 도 4, 5를 참조하면, 상기 광원부(150)의 다수의 LED 광원(151) 사이에 반사시트(160)를 안착시켜 배치한다. 이때, 상기 반사시트(160)에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 광원부(150)의 다수의 LED 광원(151)과 대응하여 다수의 LED 광원 삽입홀(163)이 형성되어 있으며, 상기 다수의 LED 광원 삽입홀(163) 사이의 부분에는 다수의 슬릿 패턴(165)이 형성되어 있다. 이때, 상기 다수의 슬릿 패턴 (165)은 상기 LED 광원(151)들의 배치 간격이 좁아서 광 분포의 중첩(Overlap)이 발생하는 지역, 예를 들어 인접한 LED 광원(151) 사이에 위치하는 상기 반사시트 (160)에 형성된다. 여기서는 가로방향으로 인접하여 광 분포 중첩이 발생하는 반사시트(160)의 가로방향으로 다수의 슬릿 패턴(165)이 형성된 경우를 예로 들어 설명한다. 한편, 상기 다수의 슬릿 패턴(165)은 상기 가로 방향으로 가깝게 배치되어 광 분포의 중첩이 발생하는 다수의 LED 광원(151) 사이의 반사시트(160)에 형성하는 것으로 한정되는 것은 아니며, 세로 방향으로 가깝게 배치되어 광 분포의 중첩이 발생하는 다수의 LED 광원(151) 사이의 반사시트(160)에도 형성될 수 있다. 즉, 상기 다수의 슬릿 패턴(165)은 서로 가깝게 배치되어 광 분포의 중첩이 발생하는 상기 LED 광원(151)들 사이의 반사시트(160)에 형성된다.
상기 반사시트(160)는 상기 LED 광원들(151) 사이의 하부로 출광되는 일부 광을 상기 액정패널(110)을 향해 반사시켜 광 효율을 높여 주고, 입사광 전체의 반사량을 조절하여 출광면 전체가 균일한 휘도 분포를 가지도록 한다.
또한, 상기 반사시트(160)에 형성된 다수의 슬릿 패턴(165)은 상기 인접한 LED 광원들(151) 사이의 부분에 집중되는 광을 분산시켜 이 부분에서의 반사율을 감소시키는 역할을 하게 된다.
따라서, 상기 다수의 슬릿 패턴(165)은 상기 인접한 LED 광원들(151) 사이의 부분에 집중되는 광을 분산시켜 이 부분에서의 반사율을 감소시킴으로써, 기존에 상기 인접한 LED 광원들(151) 사이의 부분에 밝음으로 인해 시인되는 FOS 세로선 불량을 개선시킬 수 있다. 즉, 상기 인접한 LED 광원들(151) 사이의 부분에 집중되는 광의 일부가 반사되지 않고 상기 다수의 슬릿 패턴(165)을 통해 하부로 투과되어 분산됨으로 인해 이 부분에서의 광의 반사율이 감소되어 상기 인접한 LED 광원들(151) 사이의 부분에서의 밝음이 감소됨으로써 FOS 세로선 불량이 개선된다.
그 다음, 상기 광원부(150)와 일정 간격만큼 이격되게 광학시트(120)를 상기 하부 프레임(170)의 수직 프레임(173) 상면에 배치시킨다. 이때, 상기 광학시트 (120)는 상기 LED 광원들(151)로부터 입사되는 광을 확산 및 집광하기 위한 것으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 확산시트(121)와 프리즘시트(123) 및 보호시트 (125)로 구비된다. 경우에 따라서는 두 개의 확산시트와 두 개의 프리즘 시트로 구비될 수도 있다. 이때, 상기 확산시트(121)는, 도면에 도시하지 않았지만, 베이스 판과 이 베이스 판에 형성된 구슬 모양의 코팅층으로 이루어져 있다.
상기 확산시트(121)는 상기 광원부(150)로부터의 빛을 확산시켜 액정패널 (110)로 공급하는 역할을 한다. 상기 확산시트(121)는 2장 또는 3장을 겹쳐서 사용할 수도 있다.
또한, 상기 프리즘 시트(123)는 상부면에 삼각기둥 모양의 프리즘(미도시)이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있다. 이때, 상기 프리즘 시트(123)는 상기 확산시트 (121)에서 확산된 빛을 상부의 액정패널(110)의 평면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행한다. 상기 프리즘 시트(123)는 통상 2장이 사용되며 각 프리즘 시트 (123)에 형성된 마이크로 프리즘은 소정의 각도를 이루고 있다.
따라서, 상기 프리즘 시트(123)를 통과한 빛은 대부분 수직하게 진행되어 균일한 휘도 분포를 제공하게 된다.
그리고, 상기 프리즘 시트(123) 상부에 위치하는 보호시트(125)는 스크래치 (scratch)에 약한 프리즘 시트(123)를 보호한다.
이어서, 상기 광학시트(120) 상에 화상이 구현되는 액정패널(110)을 안착시켜 결합시킨다. 이때, 상기 액정패널(110)은 컬러필터 어레이 기판(110a)과 TFT 어레이 기판(110b) 및 이들 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함한다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 액정패널(110)은 액정패널(110)을 투과하는 빛이 교차 편광되도록 상기 컬러필터 어레이 기판(110a)의 전면 및 TFT 어레이 기판(110b)의 배면에 각각 부착된 전면 편광판(115a) 및 후면 편광판(115b)을 더 포함한다.
이러한 액정패널(110)은 화소 단위를 이루는 액정 셀들이 매트릭스 형태로 배열되어 있으며, 드라이버 구동회로(113)에서 전달되는 화상 신호 정보에 따라 액정 셀들이 광 투과율을 조절함으로써 화상을 형성하게 된다.
상기 TFT 어레이 기판(110b)에는, 도면에는 도시하지 않았지만, 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인이 매트릭스 형태로 형성되어 있으며, 상기 게이트 라인과 데이터 라인이 교차점에는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)가 형성되어 있다.
상기 드라이버 구동회로(113)에서 전달된 신호전압은 박막 트랜지스터를 통해 화소전극과 후술할 컬러필터 어레이 기판(110a)의 공통전극(미도시) 사이에 인가되며, 화소전극과 공통전극 사이의 액정은 이 신호전압에 따라 정렬되어 광 투과율을 정하게 된다.
상기 컬러필터 어레이 기판(110a)에는, 도면에는 도시하지 않았지만, 블랙 매트릭스를 경계로 적색, 녹색 및 청색 또는 청록색, 자홍색 및 노랑색이 반복되어 형성되어 있는 컬러필터와 공통전극을 포함한다. 상기 공통전극은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명한 도전성 물질로 이루어진다.
또한, 상기 액정 패널(110)의 일측에는 상기 액정패널에 형성된 단위 화소를 구동하기 위한 구동 드라이버(113)와, 상기 액정패널에 일단이 연결된 가요성 인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board; FPCB, 117)이 연결되어 있다.
이렇게, 상기 반사시트(160), 광원부(150), 액정패널(110) 및 광학시트(120) 등이 수납된 하부 프레임(170) 상부에 상기 액정패널(110)을 안착시켜 결합시킴으로써 본 발명에 따른 직하형 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치(100) 제조공정을 완료하게 된다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 직하형 백라이트 유닛을 구비한 표시장치 제조방법은 반사시트에 형성된 LED 광원 삽입홀들 중 LED 광원들이 가깝게 배치되어 광 분포의 중첩이 발생하는 LED 광원 삽입홀들 사이의 반사시트에 다수의 슬릿 패턴을 형성하여 상기 인접한 LED 광원 삽입홀들 사이의 광 분포가 오버랩되는 부분에서의 반사율을 낮춰 기존의 LED 광원과 LED 광원 사이의 밝음으로 시인되는 FOS 세로선 불량을 개선할 수 있다.
특히, 가깝게 인접하여 배치되는 LED 광원과 LED 광원 사이의 광 분포가 중첩되는 반사시트의 부분에 다수의 슬릿 패턴을 형성해 줌으로써, 상기 인접한 LED 광원과 LED 광원 사이에 집중되는 광을 분산시켜 밝음 FOS 불량을 개선할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려 주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
100: 표시장치 110a: 백라이트 유닛
110: 액정패널 110a: 컬러필터 어레이 기판 110b: TFT 어레이 기판 113: 구동 드라이버 115a, 115b: 상, 하부 편광판 120: 광학시트 121: 확산시트 123: 프리즘시트 125: 보호시트 150: 광원부 151: LED 광원 153: LED 기판 160: 반사시트 163: LED 광원 삽입홀
165: 슬릿 패턴 170: 하부 프레임 171: 수평 프레임 173: 수직 프레임

Claims (6)

  1. 백라이트 유닛을 구성하는 요소들이 장착되는 하부 프레임;
    상기 하부 프레임 내의 바닥면에 배치되고 일정간격을 두고 다수개의 LED 광원으로 구성된 광원부;
    상기 광원부의 LED 광원들 사이에 위치하여 상기 LED 광원이 삽입되어 돌출되도록 다수의 LED 광원 삽입홀이 형성된 반사 시트;
    서로 인접하는 LED 광원들 사이 영역의 반사시트에 형성되어 상기 인접하는 LED광원에서 출광되어 집중되는 광중 일부의 광을 투과시켜 분산시키는 다수의 슬릿 패턴;
    상기 하부 프레임의 상부에 상기 광원부와 이격되어 배치되는 광학시트; 및
    상기 광학시트 상부에 배치되는 액정패널을 포함하여 구성되는 직하형 백라이트 유닛을 구비한 표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 LED 광원들 사이에 배치되는 상기 슬릿 패턴은 상기 광학시트를 관통하는 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 유닛을 구비한 표시장치.
  3. 백라이트 유닛을 구성하는 요소들이 장착되는 하부 프레임을 제공하는 단계;
    상기 하부 프레임 내의 바닥면에 일정간격을 두고 다수개의 LED 광원으로 구성된 광원부를 배치하는 단계;
    상기 광원부의 LED 광원들 사이에 위치하여 상기 LED 광원이 삽입되어 돌출되도록 다수의 LED 광원 삽입홀이 형성된 반사 시트를 배치하는 단계;
    상기 하부 프레임의 상부에 상기 광원부와 이격되게 광학시트를 배치하는 단계; 및
    상기 광학시트 상부에 액정패널을 배치하는 단계를 포함하며,
    서로 인접하는 LED 광원들 사이 영역의 반사시트에는 상기 인접하는 LED광원에서 출광되어 집중되는 광중 일부의 광을 투과시켜 분산시키는 다수의 슬릿 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 유닛을 구비한 표시장치 제조방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 LED 광원들 사이에 형성되는 상기 슬릿 패턴은 상기 광학시트를 관통하는 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 유닛을 구비한 표시장치 제조방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 다수의 슬릿 패턴은 가로방향 및 세로방향중 적어도 일방향을 따라 직선형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 하부 프레임은,
    상기 광원부와 상기 반사시트가 적층되는 수평 프레임; 및
    상기 수평 프레임과 결합되는 수직 프레임으로 구성되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
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