KR20070071081A - 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외관불량을 개선하고 고효율의 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 액정표시장치가 개시된다. 개시된 본 발명의 백라이트 어셈블리는 일측면에 소정의 경사각을 갖는 제 1 도광판과, 제 1 도광판의 양측면에 배치되는 다수의 발광다이오드와, 제 1 도광판과 동일 평면상에 배치되는 제 2 도광판을 포함한다.
외관불량, 핫 스팟, 도광판, 광 경로

Description

백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 액정표시장치{BACKLIGHT ASSEMBLY AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
도 1은 종래의 에지형 백라이트 어셈블리의 광 경로를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 절단한 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 에지형 백라이트 어셈블리의 광경로를 나타낸 사시도.
도 5는 도 4의 Ⅱ-Ⅱ' 라인을 따라 절단한 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 도시한 평면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
110 : 액정패널 120 : 백라이트 어셈블리
130, 130' : 제 1 및 제 2 발광다이오드 140 : 광학시트류
150 : 제 2 도광판 151 : 제 2 프리즘 패턴
153 : 입사면 155 : 제 2 라운드 패턴
171 : 제 1 반사판 172 : 제 2 반사판
190 : 바텀케이스 200 : 제 1 도광판
201 : 제 1 프리즘 패턴 203 : 출사면
205 : 제 1 라운드 패턴
207, 207' : 제 3 및 제 4 라운드패턴
본 발명은 백라이트 어셈블리에 관한 것으로서, 특히 외관불량을 개선하고 고효율의 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.
통상적으로 평판 디스플레이(flat display)는 크게 발광형과, 수광형으로 분류한다. 수광형 평판 디스플레이의 예로서 액정표시장치(liquid crystal display)를 들 수 있는데, 액정표시장치는 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하고 외부로부터 광이 입사되어 화상을 형성하므로 어두운 곳에서는 화상을 표현할 수 없다. 따라서, 액정표시장치의 배면에는 백라이트 어셈블리가 배치되어 광을 조사한다. 상기 백라이트 어셈블리는 액정표시장치와 같은 수광형 디스플레이 외에도 조명간판 등과 같은 면광원장치에도 사용되고 있다.
상기 백라이트 어셈블리는 광원 배치형태에 따라서, 액정표시장치의 바로 아래에 설치된 다수의 광원이 광을 액정패널에 직접 조사하는 직하형(direct type)과, 도광판(LGP: light guide panel)의 가장자리쪽에 설치된 광원이 광을 조사하여 액정패널에 전달하는 에지형(edge type)으로 분류된다.
상기 에지형은 광원으로서 선광원과 점광원을 사용할 수 있다. 대표적인 선광원으로는 양 단부의 전극이 관내에 설치되는 냉음극 형광램프(CCFL: cold cathode fluirescent lamp)가 있고, 점광원으로는 발광다이오드(LED: light emitting diode)가 있다. CCFL은 강한 백색광을 방출할 수 있고 고휘도와 고균일도를 얻을 수 있으며 대면적화 설계가 가능하다는 장점이 있지만, 고주파 교류신호에 의해 작동되고 작동온도범위가 좁다는 단점이 있다. LED는 휘도와 균일도 면에서 CCFL에 비해 성능이 떨어지나, 직류신호에 의해 작동되고 수명이 길며 작동온도범위가 넓다. 또, 박형화에 유리하다는 장점을 가진다.
상기 도광판은 에지형 백라이트 어셈블리에 사용되는 것으로서 선광원 또는 점광원으로부터 가장자리를 통하여 입사된 광을 면광으로 변환하여 수직방향으로 출광시킨다. 상기 도광판에는 광원으로부터 입사된 광을 면광으로 변환시키기 위해 산란 패턴이나 홀로그램 패턴이 인쇄방식 또는 기계가공방식에 의해 형성되어 있다.
도 1은 종래의 에지형 백라이트 어셈블리의 광 경로를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'를 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 에지형 백라이트 어셈블리는 측면에 소정의 간격을 두고 배치된 복수의 발광다이오드(30)와, 상기 발광다이오드(30)에서 조사된 광을 면광원으로 전환하는 도광판(50)과, 상기 도광판(50)의 배면에 상기 도광판(50)의 배면으로 조사되는 광을 반사시키는 반사판(70)을 포함한다.
도시되지는 않았지만, 상기 도광판(50)의 전면에는 광을 확산 및 집광시키는 광학시트류(미도시)가 배치된다.
상기 발광다이오드(30)에서 방출된 광은 도광판(50)의 가장자리 입사면(51) 으로 입사되어 상기 도광판(50)의 전면으로 조사된다.
상기 도광판(50)의 배면은 소정의 경사각을 갖도록 형성되고, 그 배면에는 반사판(70)이 부착된다. 상기 도광판(50)의 배면이 소정의 경사각을 갖는 것은 측면의 발광다이오드(30)에서 출사된 광의 경로(→)를 변경하여 상기 도광판(50)의 전면으로 출사되도록 하기 위함이다.
상기 발광다이오드(30)는 점광원으로서 소정의 방사각(A)을 갖고 있다.
상기 방사각(A)은 발광 다이오드(30)를 기준으로 상기 도광판(50) 방향으로 출사되는 광의 최대 각도를 의미한다.
상기 발광다이오드(30)에서 출사되는 광은 상기 방사각(A) 외의 영역에 암부(暗部; 어두운 부분, B)가 발생한다.
따라서, 종래의 액정표시장치는 백라이트 어셈블리의 측면에 직접 점광원으로 발광다이오드(30)가 배치됨으로서 방사각(A) 영역과, 암부(B) 영역의 반복에 의해 휘도가 불균일해지는 핫 스팟(Hot Spot)의 발생을 야기하는 문제가 있다.
본 발명은 도광판 입광부 영역에 또 다른 도광판을 배치하여 휘도 불균형을 개선하고 광효율을 향상시키는 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 백라이트 어셈블리는,
일측면에 소정의 경사각을 갖는 제 1 도광판;
상기 제 1 도광판의 양측면에 배치되는 다수의 발광다이오드; 및
상기 제 1 도광판과 동일 평면상에 배치되는 제 2 도광판;을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 액정표시장치는,
측면에 배치되어 일측면에 소정의 경사각을 갖는 제 1 도광판;
상기 제 1 도광판의 양측면에 배치되는 다수의 발광다이오드;
상기 제 1 도광판과 동일 평면상에 배치되는 제 2 도광판; 및
상기 제 2 도광판 상부에 마련되어 소정의 영상을 디스플레이하는 액정패널;을 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 영상을 디스플레이하는 액정패널(110)과, 광을 공급하는 백라이트 어셈블리(120)를 포함한다.
상기 백라이트 어셈블리(120)는 측면에 배치되어 광을 고르게 진행 및 집광시키는 제 1 도광판(200)과, 상기 제 1 도광판(200)의 양측면에 배치되어 광을 발광하는 다수의 제 1 및 제 2 발광다이오드(130, 130')와, 상기 제 1 도광판(200)과 동일 평면상에 구비되어 제 1 도광판(200)으로부터 출사된 광을 상기 액정패널(110)의 배면에서 조사하는 제 2 도광판(150)과, 상기 제 2 도광판(150)으로부터 조사된 광을 확산 및 집광시키는 광학시트류(140)와, 상기 제 1 도광판(200)을 감싸는 형태로 배치되어 광 손실 저하시키고 상기 제 2 도광판(150)으로 광을 반사시 키는 제 1 반사판(171)과, 상기 제 2 도광판(150)의 배면에 구비되어 광을 반사하는 제 2 반사판(172)을 포함한다.
상기 백라이트 어셈블리(120)는 제 1 및 제 2 발광다이오드(130, 130'), 제 1 및 제 2 도광판(200, 150), 제 1 및 제 2 반사판(171, 172) 및 광학시트류(140)를 지지하고 수납하는 바텀케이스(190)를 더 포함한다.
상기 백라이트 어셈블리(120)는 도시되지는 않았지만, 상기 제 1 및 제 2 발광다이오드(130, 130')에 전원을 공급하는 라인 패턴이 형성된 기판(미도시)과, 상기 제 1 및 제 2 발광다이오드(130, 130')에서 발생되는 열의 방열을 위해 방열판(미도시)이 배치될 수도 있다.
상기 제 1 및 제 2 발광다이오드(130, 130')는 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue) 광이 혼합되어 백색(White) 광을 구현하도록 적색(Red) 광을 발광하는 적색 발광다이오드, 녹색(Green) 광을 발광하는 녹색 발광다이오드 및 청색(Blue) 광을 발광하는 청색 발광다이오드가 조합된 형태 배치될 수도 있고, 백색(W) 광을 발광하는 백색 발광다이오드만으로 배치될 수도 있고, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 발광다이오드의 조합으로 배치될 수도 있다.
상기 제 1 및 제 2 도광판(200, 150)은 광을 투과시킬 수 있는 투과성 재료로 제작되는데, 주로 굴절률이 1.49, 비중이 1.19 정도인 아크릴계 투명수지(PMMA: Poly Methyl Meta Acrylate)가 사용될 수 있고, 경량화를 위해 비중이 1.0인 올레핀계 투명성 수지가 사용될 수도 있다. 상기 제 1 및 제 2 도광판(200, 150)의 두께는 보통 2 ~ 3mm 정도이며, 상기 제 1 및 제 2 도광판(200, 150)의 크기는 액정 표시장치의 크기에 따라 좌우된다.
상기 제 1 도광판(200)은 제 1 반사판(171) 방향의 측면에 제 1 프리즘 패턴(201)이 형성되고, 상기 제 1 프리즘 패턴(201)이 형성된 측면은 중앙영역(S)을 기준으로 소정의 경사각을 갖고 있다.
상기 제 1 프리즘 패턴(201)은 삼각형태로 상기 제 1 및 제 2 발광다이오드(130, 130') 방향으로 연장되어 형성된다.
상기 제 1 도광판(200)의 소정의 경사각은 상기 제 1 도광판(200)의 양측면에 점광원으로 배치된 제 1 및 제 2 발광다이오드(130, 130')로부터 발생된 광을 상기 제 2 도광판(150)으로 고르게 조사하기 위해 형성되고, 상기 제 1 프리즘 패턴(201)은 제 2 도광판(150)으로 광을 집광시키기 위해 형성된다.
상기 제 1 도광판(200)의 출사면(203)은 오목한 제 1 라운드 패턴(205)으로 형성되고, 상기 출사면(203)과 대응되는 제 2 도광판(150)의 입사면(153)은 볼록한 제 2 라운드 패턴(155)으로 형성된다.
상기 출사면(203) 및 입사면(153)의 제 1 라운드 패턴(205) 및 제 2 라운드 패턴(155)은 광의 출사 및 입사 면적을 넓혀 줌으로서 광효율을 향상시키는 역할을 한다.
상기 제 2 도광판(150)의 배면에는 제 2 프리즘 패턴(151)이 형성되어 상기 제 2 도광판(150)으로 입사된 광을 집광시키는 역할을 한다.
상기 제 1 및 제 2 발광다이오드(130, 130')로부터 출사된 광은 상기 제 1 도광판(200)에 입사되고, 상기 제 1 도광판(200)의 소정의 경사각 및 제 1 프리즘 패턴(201)에 의해 전체적으로 균일하게 제 2 도광판(150)의 입사면(153)으로 입사된다.
상기 제 2 도광판(150)에 입사된 광은 제 2 프리즘 패턴(151)에 의해 집광되어 상기 제 2 도광판(150)의 전면으로 조사된다.
따라서, 본 발명의 액정표시장치는 측면에 제 1 도광판(200)을 구비하여 제 1 및 제 2 발광다이오드(130, 130')로부터 발생된 광을 상기 제 2 도광판(150)으로 고르게 집광 및 입사시킴으로서, 점광원으로 배치된 상기 제 1 및 제 2 발광다이오드(130, 130')의 방사각에 의한 휘도 불균일(hot spot) 현상을 개선할 수 있다.
또한, 상기 제 1 도광판(200)의 일측면에 형성된 제 1 프리즘 패턴(201)과, 출사면(203)에 형성된 오목한 제 1 라운드 패턴(205) 및 상기 제 2 도광판(150)의 입사면(153)에 형성된 볼록한 제 2 라운드 패턴(155)에 의해 광효율이 향상되는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 에지형 백라이트 어셈블리의 광경로를 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4의 Ⅱ-Ⅱ'를 따라 절단한 단면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 백라이트 어셈블리는 도 3에 도시된 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 병기하여 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 에지형 백라이트 어셈블리는 측면에 배치된 제 1 도광판(200)과, 상기 제 1 도광판(200)의 양측면에 광을 발광하는 다수의 제 1 및 제 2 발광다이오드(130, 130')를 포함한다.
상기 제 1 도광판(200)의 출사면(203)은 오목한 제 1 라운드 패턴(205)으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 도광판(200)의 소정의 경사각이 형성된 측면은 광을 집광시키는 제 1 프리즘 패턴(201)이 형성된다.
상기 오목한 제 1 라운드 패턴(205)은 광의 출사 면적을 넓혀줌으로서 광효율을 향상시키는 역할을 하고, 상기 제 1 프리즘 패턴(201)은 광을 집광시킴으로서 광효율을 향상시키는 역할을 한다.
상기 제 1 도광판(200)의 전면, 배면 및 제 1 프리즘 패턴(201)이 형성된 면에는 제 1 반사판(171)이 부착되어 광 손실을 저하시킨다.
상기 제 2 도광판(150)의 입사면(153)은 상기 제 1 도광판(200)의 출사면(203)의 오목한 제 1 라운드 패턴(205)과 대응되는 볼록한 제 2 라운드 패턴(155)으로 형성된다.
상기 제 1 라운드 패턴(205) 및 제 2 라운드 패턴(155)은 서로 대응되도록 오목 및 볼록 또는 볼록 및 오목하게 형성되어 광의 투과 면적을 넓혀줌으로서 광효율을 향상시키는 역할을 한다.
상기 제 1 및 제 2 발광다이오드(130, 130')에서 발생된 광은 상기 제 1 도광판(200)의 측면으로 입사되고, 상기 제 1 도광판(200)의 출사면(203)과 대응되는 면의 소정의 경사각에 의해 광경로(→)가 변경되어 제 2 도광판(150)으로 입사된다.
상기 제 2 도광판(150)에 입사된 광은 배면에 형성된 제 2 프리즘 패턴(151) 에 의해 집광되어 전면으로 조사된다.
따라서, 본 발명에 따른 백라이트 어셈블리는 측면에 제 1 도광판(200)을 구비하여 상기 제 1 및 제 2 발광다이오드(130, 130')로부터 발생된 광을 상기 제 2 도광판(150)으로 고르게 집광 및 입사시킴으로서, 상기 제 1 및 제 2 발광다이오드(130, 130')의 방사각에 의한 휘도 불균일(hot spot) 현상을 개선할 수 있다.
또한, 상기 제 1 도광판(200)의 일측면에 형성된 제 1 프리즘 패턴(201)과, 출사면(203)에 형성된 오목한 제 1 라운드 패턴(205) 및 상기 제 2 도광판(150)의 입사면(153)에 형성된 볼록한 제 2 라운드 패턴(155)에 의해 광효율이 향상되는 효과가 있다
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 도시한 평면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리는 도 4 및 도 5에 도시된 구성요소 중 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 병기하여 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 백라이트 어셈블리의 제 1 및 제 2 발광다이오드(130, 130')와 대응되는 상기 제 1 도광판(200)의 양측면은 오목 또는 볼록한 제 3 및 제 4 라운드 패턴(207, 207')으로 형성된다.
상기 제 3 및 제 4 라운드 패턴(207, 207')은 상기 제 1 및 제 2 발광다이오드(130, 130')로부터 입사되는 광의 입사 면적을 넓혀줌으로서 광효율을 향상시키는 역할을 한다.
따라서, 본 발명의 액정표시장치는 측면에 제 1 도광판(20)을 구비하여 제 1 및 제 2 발광다이오드(130, 130')로부터 발생된 광을 상기 제 2 도광판(150)으로 고르게 집광 및 입사시킴으로서, 점광원으로 배치된 상기 제 1 및 제 2 발광다이오드(130, 130')의 방사각에 의한 휘도 불균일(hot spot) 현상을 개선할 수 있다.
또한, 상기 제 1 도광판(200)의 일측면에 형성된 제 1 프리즘 패턴(201)과, 출사면(203)에 형성된 오목한 제 1 라운드 패턴(205) 및 상기 제 2 도광판(150)의 입사면(153)에 형성된 볼록한 제 2 라운드 패턴(155)에 의해 광효율이 향상되는 효과가 있다.
본 발명은 액정표시장치의 측면에 제 1 도광판을 배치하여 제 2 도광판으로 전체적으로 고른 휘도의 광을 제공하여 휘도 불균형을 개선하는 효과가 있다.
또한, 제 1 도광판의 일측면에 소정의 경사각 및 프리즘 패턴이 형성되고, 출사면에 라운드 패턴이 형성되어 광효율을 향상시키는 효과가 있다.
이상 설명한 내용을 통해 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능할 것이다.

Claims (16)

  1. 일측면에 소정의 경사각을 갖는 제 1 도광판;
    상기 제 1 도광판의 양측면에 배치되는 다수의 발광다이오드; 및
    상기 제 1 도광판과 동일 평면상에 배치되는 제 2 도광판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 도광판의 경사각은 상기 제 1 도광판의 중앙영역을 기준으로 양측 경사면이 대응되도록 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 도광판의 경사각을 갖는 일측면은 프리즘 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 도광판의 입사면은 상기 제 1 도광판의 출사면과 마주하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 도광판의 상기 출사면은 오목 또는 볼록한 라운드 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 출사면과 대응되는 상기 제 2 도광판의 입사면은 볼록 또는 오목한 라운드 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 도광판 상부에는 형성되어 광을 제어하기 위한 광학시트류를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광다이오드가 배치되는 영역과 대응되는 상기 제 1 도광판의 양측면은 오목 또는 볼록한 라운드 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 도광판의 배면에는 광을 집광시키는 프리즘 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  10. 측면에 배치되어 일측면에 소정의 경사각을 갖는 제 1 도광판;
    상기 제 1 도광판의 양측면에 배치되는 다수의 발광다이오드;
    상기 제 1 도광판과 동일 평면상에 배치되는 제 2 도광판; 및
    상기 제 2 도광판 상부에 마련되어 소정의 영상을 디스플레이하는 액정패널;을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 도광판의 경사각은 상기 제 1 도광판의 중앙영역을 기준으로 양측 경사면이 대응되도록 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 도광판의 경사각을 갖는 일측면은 프리즘 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 도광판의 입사면은 상기 제 1 도광판의 출사면과 마주하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 도광판의 상기 출사면은 오목 또는 볼록한 라운드 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 출사면과 대응되는 상기 제 2 도광판의 입사면은 볼록 또는 오목한 라운드 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 발광다이오드가 배치되는 영역과 대응되는 상기 제 1 도광판의 양측면은 오목 또는 볼록한 라운드 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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