KR20070067959A - 백라이트 유닛 및 이를 포함는 액정 표시 모듈 - Google Patents

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KR20070067959A KR1020050129535A KR20050129535A KR20070067959A KR 20070067959 A KR20070067959 A KR 20070067959A KR 1020050129535 A KR1020050129535 A KR 1020050129535A KR 20050129535 A KR20050129535 A KR 20050129535A KR 20070067959 A KR20070067959 A KR 20070067959A
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최재진
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Abstract

본 발명은 광효율을 향상시킬 수 있는 광원 유닛 및 이를 포함하는 액정 표시 모듈에 관한 것이다.
본 발명에 따른 광원 유닛은 광을 발생하는 다수의 발광 다이오드와; 상기 다수의 발광 다이오드가 실장됨과 아울러 상기 발광 다이오드의 출사면을 제외한 나머지 면을 감싸도록 형성되어 상기 발광 다이오드로부터의 광을 반사시키는 광원 기판을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 포함는 액정 표시 모듈{Backlight Unit And Liquid Crystal Display Module Including The Same}
도 1은 종래의 액정 표시 모듈의 도광판과 광원 기판을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 액정 표시 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 광발생부를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 액정 표시 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 광원 기판의 다른 형태를 나타내는 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100,108 : 수납 부재 102 : 액정 패널
104 : 칼라필터 기판 106 : 박막트랜지스터 기판
110 : 게이트 구동부 114 : 몰드 프레임
116 : 광원 기판 118 : 반사막
120 : 발광 다이오드 122 : 광발생부
124 : 도광판 126 : 게이트 드라이브 집적 회로
128 : 게이트 인쇄 회로 기판 130 : 확산시트
132 : 휘도 향상 시트 134 : 편광시트
136 : 광학시트 146 : 데이터 드라이브 집적 회로
148 : 데이터 인쇄 회로 기판 150 : 데이터 구동부
152 : 지지부재 154 : 반사시트
본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 광효율을 향상시킬 수 있는 광원 유닛 및 이를 포함하는 액정 표시 모듈에 관한 것이다.
통상적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display ; LCD)는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 액정표시장치는 두 기판 사이에 주입된 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 표시한다.
액정 표시 장치의 액정 표시 패널은 스스로 발광하지 못하는 비발광소자이므로 액정 표시 장치는 그 액정 표시 패널에 광을 제공하는 광원 유닛을 구비한다.
광원 유닛에 이용되는 발광 다이오드는 다른 냉음극관 형광 램프 등에 비해 수명이 길고 점등 속도가 빠를 뿐만 아니라 소비전력이 적고 내충격성에 강하며 소 형화 및 박막화에 적합한 이점을 가지고 있다.
이러한 발광 다이오드(14)는 도 1에 도시된 바와 같이 그 발광 다이오드(14)에 전원을 공급하기 위한 광원 기판(12) 상에 실장된다. 발광 다이오드(14)가 실장된 광원 기판(12)은 그 발광 다이오드(14)로부터 입사된 광을 액정 표시 패널 쪽으로 진행시키는 도광판(18)에 양면 접착형태의 고정 테이프(16)를 통해 부착된다.
이와 같은 발광 다이오드(14) 및 도광판(18) 등을 포함하는 광원 유닛의 동작시 발광 다이오드(14)의 발열에 의해 고정 테이프의 접착성이 틀어져 도광판(18)과 발광 다이오드들(14) 간의 이격 거리에 편차가 발생된다. 즉, 발광 다이오드(14)와의 이격 거리가 넓은 도광판(18)의 영역에는 발광 다이오드(14)와의 이격 거리가 좁은 도광판(18)의 영역에 비해 입사되는 광량이 적어 영역별로 휘도 편차가 발생하는 문제점이 있다.
또한, 발광 다이오드(14)를 광원 기판(12) 상에 실장시 그리고 도광판(18)에 광원 기판(12) 부착시 작업자 간 조립 편차로 인해 영역별로 휘도 편차가 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 광효율을 향상시킬 수 있는 광원 유닛 및 이를 포함하는 액정 표시 모듈을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 광원 유닛은 광을 발생하는 다수의 발광 다이오드와; 상기 다수의 발광 다이오드가 실장됨과 아울러 상기 발광 다이오드의 출사면을 제외한 나머지 면을 감싸도록 형성되어 상기 발광 다이오드로부터의 광을 반사시키는 광원 기판을 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 광원 유닛은 상기 발광 다이오드가 실장되는 상기 광원 기판의 전면 및 상기 광원 기판의 배면 중 적어도 어느 한 면 상에 형성되는 반사막을 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광원 유닛은 상기 발광 다이오드의 출사면과 입사면이 마주보도록 형성되며 상기 광원 기판의 양끝단면이 부착되는 도광판을 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정 표시 모듈은 화상을 구현하는 액정 패널과; 상기 액정 패널에 광을 공급하는 광원 유닛을 구비하며, 상기 광원 유닛은 상기 광을 발생하는 다수의 발광 다이오드와; 상기 다수의 발광 다이오드가 실장됨과 아울러 상기 발광 다이오드의 출사면을 제외한 나머지 면을 감싸도록 형성되어 상기 발광 다이오드로부터의 광을 반사시키는 광원 기판을 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 광원 기판의 양끝단면 각각은 상기 도광판과 상기 액정 표시 패널에 부착되는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제 외에 본 발명의 다른 기술적 과제 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 액정 표시 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 액정 표시 모듈은 액정 패널(102)과, 액정 패널(102)에 광을 공급하는 백라이트 유닛과, 액정 패널(102)이 내부에 적층된 몰드 프레임(114)과, 액정 패널(102)의 가장자리를 감쌈과 아울러 몰드 프레임(114)을 감싸는 상부 수납 부재(100)와, 백라이트 유닛과 그 인접한 영역을 수납하는 하부 수납 부재(108)를 구비한다.
액정 패널(102)은 액정을 사이에 두고 서로 대향하여 합착된 박막 트랜지스터 기판(106) 및 칼러 필터 기판(104)을 구비한다.
칼러 필터 기판(104)에는 빛샘 방지를 위한 블랙 매트릭스와, 칼러 구현을 위한 칼러 필터, 화소전극과 수직전계를 이루는 공통전극과, 그들 위에 액정 배향을 위해 도포된 상부 배향막을 포함하는 칼라 필터 어레이가 상부기판 상에 형성된다.
박막 트랜지스터 기판(106)에는 서로 교차되게 형성된 게이트라인 및 데이터라인과, 그들의 교차부에 형성된 박막트랜지스터와, 박막트랜지스터와 접속된 화소전극과, 그들 위에 액정 배향을 위해 도포된 하부 배향막을 포함하는 박막트랜지스터 어레이가 하부 기판 상에 형성된다.
액정 패널(102)의 박막트랜지스터 기판(106)은 게이트 구동부(110) 및 데이 터 구동부(150)와 연결된다.
게이트 구동부(110)는 게이트 인쇄 회로 기판(128)과, 그 게이트 인쇄 회로 기판(128) 및 박막트랜지스터 기판(106) 사이에 형성된 게이트 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package: TCP) 상에 실장된 게이트 집적 회로(126)를 구비한다.
게이트 집적 회로(126)는 게이트 하이 전압의 스캔 신호를 게이트 라인들(GL)에 순차적으로 공급한다. 또한 게이트 집적 회로(126)는 게이트 하이 전압이 공급되는 기간을 제외한 나머지 기간에 게이트 로우 전압을 게이트 라인들(GL)에 공급한다. 게이트 인쇄 회로 기판(128)은 데이터 인쇄 회로 기판(148)에 실장된 타이밍 제어부 및 전원부 등으로부터의 제어 신호, 전원 신호를 게이트 집적 회로(126)에 공급한다.
데이터 구동부(150)는 데이터 인쇄 회로 기판(148)과, 그 데이터 인쇄 회로 기판(148) 및 박막트랜지스터 기판(106) 사이에 형성된 데이터 TCP 상에 실장된 게이트 집적 회로(146)를 구비한다.
데이터 집적 회로(146)는 화소 데이터를 아날로그 화소 신호로 변환하여 데이터 라인들에 공급한다. 데이터 인쇄 회로 기판(148)은 타이밍 제어부 및 전원부 등으로부터의 제어 신호, 전원 신호 및 화소 데이터 등을 데이터 집적 회로(146)에 공급한다.
백라이트 유닛에는 광발생부(122)와, 광발생부(122)로부터의 광이 공급되는 도광판(124)과, 도광판(124) 상에 순차적으로 적층되는 다수의 광학 시트(136)와, 도광판(124)의 하부에 설치된 반사판(154)을 구비한다.
광발생부(122)는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 발광 다이오드(120)와, 발광 다이오드(120)가 실장된 광원 기판(116)과, 발광 다이오드(120)로부터의 광을 반사시키는 반사막(118)을 구비한다.
발광 다이오드(120)는 탑 뷰(Top View) 방식으로 광을 발생하며, 도광판(124)의 적어도 일측면을 감싸도록 형성된 광원 기판(116) 상에 실장된다. 이러한 발광 다이오드(120)에서 발생되는 광은 도광판(124)의 적어도 일측면에 위치하는 입사면을 통해 도광판(124)에 입사된다.
광원 기판(116)은 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board : PCB) 또는 연성 인쇄 회로(Flexible Printed Circuit : FPC)로 형성된다. 이 광원 기판(116)에는 적어도 하나의 발광 다이오드(120)가 실장되어 그 발광 다이오드들(120)로부터 발산되는 열을 외부로 방출함과 아울러 발광 다이오드들(120)에 구동 전압을 공급한다. 이러한 광원 기판(116)은 발광 다이오드(120)의 출사면을 제외한 나머지 면을 감싸도록 형성된다. 이 때, 광원 기판(116)은 발광 다이오드(120)의 실장영역을 중심으로 구부러진다.
반사막(118)은 도 3a에 도시된 바와 같이 광원 기판(116) 전면 상에 발광 다이오드(120)가 노출되도록 형성되거나 도 3b에 도시된 바와 같이 광원 기판(116)의 배면 상에 형성된다. 이러한 반사막(118)은 알루미늄(Al) 등의 반사효율의 높은 재질로 형성된다. 이에 따라, 반사막(118)은 발광 다이오드(120)로부터의 광을 도광판(124)의 입사면 쪽으로 반사시켜 광의 이용효율을 극대화한다.
이와 같은 광발생부(122)의 양끝단면의 일부(B1,B2)에는 접착제 등의 결합부 재(도시하지 않음)가 형성된다. 이에 따라, 광발생부(122)는 그 결합부재를 통해 도 4에 도시된 바와 같이 도광판(124)을 감싸도록 도광판(124)에 부착되거나 도 5에 도시된 바와 같이 도광판(124) 및 액정 패널(102)을 감싸도록 도광판(124) 및 액정 패널(102)에 부착된다.
도광판(124)은 입사면을 통해 발광 다이오드(120)로부터 입사되는 선 광원을 면 광원으로 변환하여 액정 패널(102) 쪽으로 안내한다. 이 때, 도광판(124)의 배면으로 진행한 광은 반사 시트(154)에 의해서 반사되어 출사면 쪽으로 진행하게 된다.
반사 시트(154)는 높은 광반사율을 갖는 플레이트를 사용하여 도광판(124)의 배면을 통해 자신에게 입사되는 광을 도광판(124) 쪽으로 재반사시켜 광손실을 줄이는 역할을 한다.
광학시트들(136)은 도광판(124)에서 출사되는 광을 액정 패널(102)에 입사시킨다. 이를 위해, 광학시트들(136)은 확산시트(130), 휘도 향상 시트(132) 및 편광 시트(134)를 구비한다. 이러한 광학시트들(136)은 도광판(124)으로부터 출사되는 광을 수직으로 일으켜 액정 패널(102)에 입사시키므로 광의 효율이 향상된다.
확산 시트(130)는 도광판(124)으로부터 입사된 광을 액정 패널(102)의 정면으로 향하게 하고, 넓은 범위에서 균일한 분포를 가지도록 광을 확산시켜 액정 패널(102)에 조사되게 한다. 이러한 확산 시트(130)로는 양면에 소정의 광 확산용 부재가 코팅된 투명수지로 구성된 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 휘도 향상 시트(132)는 편광 시트(134)로 입사되는 광들 중에서 경사지게 입사되는 광을 수직 으로 출사되게 변화시키는 역할을 한다. 이는 액정패널(102)로 입사되는 광이 액정패널(102)과 수직을 이룰 때 광효율이 커지기 때문이다. 따라서, 확산 시트(130)로부터 출사된 광을 수직으로 변환시키기 위해 적어도 하나의 휘도 향상 시트(132)를 액정 패널(102) 하부에 배치시킬 수 있다. 편광 시트(134)는 자신의 투과축과 나란한 광은 투과시키고 투과축에 수직한 광은 반사시킨다. 이러한 편광 시트(134)의 투과축은 투과 효율을 높이기 위해 휘도 향상 시트(132)의 편광축 방향과 동일한 것이 바람직하다.
몰드 프레임(114)은 몰드물로서 그 내부의 측벽면이 계단형 단턱면으로 성형된다. 몰드 프레임(114)의 그 내부 최저층에 백라이트 유닛이 장착됨과 아울러 광학 시트들(136) 위에 위치하게끔 액정패널(102)이 장착된다. 이러한 몰드 프레임(114)은 도 5에 도시된 바와 같이 광발생부(122)가 도광판(124)과 액정 패널(102)에 부착되는 경우 제거가능하다. 이 경우, 도광판(124)의 가장자리에는 액정 패널(102)을 지지하기 위한 지지부재(152)가 형성된다.
상부 수납 부재(100)는 직각으로 절곡된 평면부와 측면부를 가지는 사각띠 형태로 제작된다. 이러한 상부 수납 부재(100)는 백라이트 유닛 및 액정 패널(102)의 가장자리와 몰드 프레임(114)를 감싸도록 형성된다. 이에 따라, 상부 수납 부재(100)는 외부에서 가해진 충격에 의해 액정 패널(102) 및 백라이트 유닛을 보호함과 아울러 상부 수납 부재(100)와 하부 수납 부재(108) 사이에 위치하는 구성요소의 이탈을 방지한다.
하부 수납 부재(108)는 발광 다이오드(120)를 감싸는 광원 기판(116)을 지지 함과 아울러 광원 기판(116) 및 반사막(118)의 열을 방열시킨다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광원 유닛 및 이를 포함하는 액정 표시 모듈은 광원 기판의 양쪽면이 도광판 및 액정 표시 패널 중 적어도 어느 하나에 부착됨으로써 광원 기판의 고정력이 향상된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 광원 유닛 및 이를 포함하는 액정 표시 모듈은 광원 기판과 그와 부착되는 구성부재 사이의 빛샘현상을 방지할 수 있어 광효율의 손실 및 편차를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광원 유닛 및 이를 포함하는 액정 표시 모듈은 몰드 프레임의 두께를 줄이거나 제거할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 광원 유닛 및 이를 포함하는 액정 표시 모듈은 광원 기판에 반사막이 형성됨으로써 광효율을 높힐 수 있을 뿐만 아니라 종래와 같이 몰드 프레임의 배면에 부착되는 반사판의 제거 가능하다.
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 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (8)

  1. 광을 발생하는 다수의 발광 다이오드와;
    상기 다수의 발광 다이오드가 실장됨과 아울러 상기 발광 다이오드의 출사면을 제외한 나머지 면을 감싸도록 형성되어 상기 발광 다이오드로부터의 광을 반사시키는 광원 기판을 구비하는 것을 특징으로 하는 광원 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드가 실장되는 상기 광원 기판의 전면 및 상기 광원 기판의 배면 중 적어도 어느 한 면 상에 형성되는 반사막을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드의 출사면과 입사면이 마주보도록 형성되며 상기 광원 기판의 양끝단면이 부착되는 도광판을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 광원 유닛.
  4. 화상을 구현하는 액정 패널과;
    상기 액정 패널에 광을 공급하는 광원 유닛을 구비하며,
    상기 광원 유닛은
    상기 광을 발생하는 다수의 발광 다이오드와;
    상기 다수의 발광 다이오드가 실장됨과 아울러 상기 발광 다이오드의 출사면을 제외한 나머지 면을 감싸도록 형성되어 상기 발광 다이오드로부터의 광을 반사시키는 광원 기판을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 모듈.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드가 실장되는 상기 광원 기판의 전면 및 상기 광원 기판의 배면 중 적어도 어느 한 면 상에 형성되는 반사막을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 모듈.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드로부터 입사된 광을 상기 액정 패널 쪽으로 안내하는 도광판을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 모듈.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 광원 기판의 양끝단면은 상기 도광판에 부착되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 모듈.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 광원 기판의 양끝단면 각각은 상기 도광판과 상기 액정 표시 패널에 부 착되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 모듈.
KR1020050129535A 2005-12-26 2005-12-26 백라이트 유닛 및 이를 포함는 액정 표시 모듈 KR20070067959A (ko)

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