KR20080029034A - 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치 - Google Patents

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KR20080029034A
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박세기
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Abstract

광 이용 효율을 향상시키기 위한 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치가 개시된다. 백라이트 어셈블리는 수납용기, 수납용기에 수납되어 광을 발생하는 복수의 점광원들, 점광원들 상측에 배치된 확산판 및 점광원들 하측에 배치되며, 광을 입사되는 방향으로 반사시키는 재귀반사 시트를 포함한다. 이에 따라, 재귀반사 시트를 이용하여 주변으로 누설되는 광을 최소화할 수 있다.

Description

백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치{BACK LIGHT ASSEMBLY AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 재귀반사 시트를 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 재귀반사 시트의 다른 실시예를 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 재귀반사 시트를 나타낸 단면도이다.
도 5는 재귀반사 시트의 재귀반사에 따른 광 경로를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 분해 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 수납용기 200 : 광원유닛
210 : 점광원들 300 : 재귀반사 시트
320 : 투명 비드층 330 : 반사막
370 : 프리즘 패턴 400 : 광학시트
500 : 백라이트 어셈블리 600 : 표시패널
800 : 표시장치
본 발명은 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 이용 효율을 향상시킬 수 있는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것이다.
이와 같은 액정표시장치는 영상을 표시하는 액정표시패널이 자체적으로 발광하지 못하는 비발광성 소자이기 때문에 별도의 광을 공급하기 위한 백라이트 어셈블리를 필요로 한다.
특히, 중소형 제품에 채용되는 백라이트 어셈블리는 제품의 특성상 크기가 작은 발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED)들을 광원으로 사용한다.
발광 다이오드를 적용한 백라이트 어셈블리는 전체 화면에서 표시하고자 하는 임의의 위치에 해당하는 LED만 점등시키고, 나머지 LED는 점등시키지 않는 로컬 에어리어 컨트롤(local area control) 방식 및 R, G, B 3색의 LED를 순차적으로 구동하여 색상을 재현하는 필드 시퀀셜 구동(field sequential driving) 방식으로 구동된다.
한편, 백라이트 어셈블리는 LED로부터 출사되는 광의 이용효율을 증가시키기 위해, LED 상측에 별도의 광학시트들을 더 포함한다. 하지만, 광학시트들에 의해 LED로부터 출사되는 광의 일부가 반사되어, 주변으로 광이 누설되는 문제점이 발생된다. 이에 따라, 구현하고자 하는 이미지 주변으로 광이 누설되거나 임의의 LED와 다른 LED 간의 색섞임 현상이 발생하여, 광 이용 효율 및 색 재현성이 감소되는 문 제점이 발생된다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 광의 누설을 방지하여 광 이용 효율 및 색 재현성을 향상시킬 수 있는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 백라이트 어셈블리는 수납용기, 상기 수납용기에 수납되어 광을 발생하는 복수의 점광원들, 상기 점광원들 상측에 배치된 확산판 및 상기 점광원들 하측에 배치되며, 광을 입사되는 방향으로 반사시키는 재귀반사 시트를 포함한다.
이때, 상기 재귀반사 시트는 베이스 시트 및 상기 베이스 시트의 일면에 형성되어 광을 재귀 반사시키는 복수의 투명 비드들을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 재귀반사 시트는 베이스 시트 및 상기 베이스 시트의 일면에 형성되어 광을 재귀 반사시키는 복수의 프리즘 패턴들을 포함하는 것이 바람직하다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 표시장치는 영상을 표시하는 표시패널 및 상기 표시패널로 광을 공급하는 백라이트 어셈블리를 포함한다. 상기 백라이트 어셈블리는 수납용기, 상기 수납용기에 수납되어 광을 발생하는 복수의 점광원들, 상기 점광원들 상측에 배치된 확산판 및 상기 점광원들 하측에 배치되며, 광을 입사되는 방향으로 반사시키는 재귀반사 시트를 포함한다.
이러한 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치에 의하면, 재귀반사 시트 를 이용하여 광을 편재시킴으로써, 광이 주변으로 누설되는 것을 최소화할 수 있다. 이에 따라, 백라이트 어셈블리의 광 이용효율, 색 재현성 및 대조비를 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 나타낸 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 백라이트 어셈블리(500)는 수납용기(100), 점광원 유닛(200)들, 재귀반사 시트(300) 및 광학시트(400)를 포함한다.
수납용기(100)는 점광원 유닛(200)들을 수납하며, 바닥부(110) 및 측부(120)로 이루어진다. 바닥부(110)는 사각의 프레임 형상을 가지며, 측부(120)는 바닥부(110)의 에지로부터 연장되어 점광원 유닛(200)들, 재귀반사 시트(300) 및 광학시트(400)를 수납하기 위한 수납 공간을 형성한다. 수납용기(100)는 일 예로, 강도가 우수하고 변형이 적은 금속으로 이루어진다.
점광원 유닛(200)들은 복수의 점광원(210)들 및 전원공급기판(220)들을 포함한다.
점광원(210)들은 광을 방출하며, 전원공급기판(220) 상에 일렬로 배열된다. 점광원(210)들은 일례로, 발광 다이오드들을 포함한다. 한편, 점광원(210)들은 다양한 형태로 배열될 수 있으며, 점광원(210)들의 개수는 백라이트 어셈블리(500)에서 요구되는 휘도에 따라 결정된다.
전원공급기판(220)들은 평평한 플레이트 형상을 가지며, 전원공급기판(220)의 일면에는 복수의 점광원(210)들이 일렬로 배치된다. 전원공급기판(220)들은 외부 전원공급장치와 전기적으로 연결되어 점광원(210)들로 전원을 공급하며, 전원을 공급하기 위한 배선(미도시)을 포함한다. 예를 들어, 전원공급기판(220)들은 점광원(210)들에서 발생된 열을 외부로 방출시키기 위해, 열 전도율이 높은 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
재귀반사 시트(300)는 점광원(210)들 하부에 배치되며, 광을 입사되는 방향으로 반사시킨다. 재귀반사 시트(300)에 의해 반사되는 광은 입사되는 방향과 평행하게 반사되거나, 입사되는 방향과 소정 각도 기울어져 반사될 수 있다. 이때, 재귀반사 시트(300)는 광을 입사되는 방향과 평행하게 반사시키는 것이 바람직하다.
구체적으로, 점광원(210)들로부터 방출되어 광학시트(400)에 입사된 광 중, 일부는 다시 하측방향으로 반사된다. 이때, 재귀반사 시트(300)는 상기와 같이 광학시트(400)로부터 다시 반사되는 광을 입사 방향과 평행하게 반사시킨다. 즉, 재귀반사 시트(300)는 광을 입사되는 방향으로 다시 반사시킴으로써, 광을 편재화(localizing)시킬 수 있다. 이에 대한 구체적인 내용은 도 5를 참조하여 후술한다.
구체적으로, 재귀반사 시트(300)는 전원공급기판(220) 상에 형성된다. 일례로, 재귀반사 시트(300)에는 전원공급기판(220)의 점광원(210)들에 대응하여, 복수의 홀(301)들이 형성될 수 있다. 이에 따라, 전원공급기판(220)에 배치된 점광원(210)들은 홀(301)들을 통해, 재귀반사 시트(300)의 상면으로 돌출된다.
광학시트(400)는 점광원(210)들의 상부에 배치되며, 광의 휘도 특성을 향상시키기 위하여 적어도 한 장 이상의 시트로 이루어진다. 광학시트(400)는 순차적으로 적층된 확산판(410), 확산시트(420) 및 휘도강화필름(430)을 포함한다.
확산판(410)은 점광원(210)들로부터 방출된 광을 면광원 형태의 광으로 확산시켜 확산판(410) 전면으로 고루 출사시킨다. 확산시트(420)는 확산판(410)으로부터 출사된 광을 다시 전면으로 확산시킨다. 이로 인해, 점광원(210)들로부터 출사되는 점 형태의 광의 확산 효율을 보다 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 확산판(410) 및 확산시트(420)는 투명한 폴리 카보네이트(poly carbonate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylen terephthalate) 물질로 이루어진다.
휘도강화필름(Bright Enhancement Film : BEF)(430)은 확산시트(420)로부터 출사된 광을 굴절 및 수직으로 집광시켜, 정면 휘도를 향상시킨다.
도 2는 도 1에 도시된 재귀반사 시트를 나타낸 단면도이다.
도 2를 참조하면, 재귀반사 시트(300)는 베이스 시트(310) 및 베이스 시트(310) 상에 형성된 재귀 반사체(350)를 포함한다. 베이스 시트(310)는 투명한 수지 재질로 이루어진다.
재귀 반사체(350)는 투명 비드층(320) 및 반사막(330)을 포함하며, 재귀반사 시트(300)로 입사된 광을 입사 방향과 평행한 방향으로 반사시킨다.
투명 비드층(320)은 수지부(321) 및 수지부(321)에 분산된 투명 비드(322)들로 이루어진다.
수지부(321) 전면에는 투명 비드(322)들이 분산되며, 투명 비드(322)들을 베 이스 시트(310)에 고정시킨다. 일례로, 수지부(321)는 반사 효율을 높이기 위해, 투명한 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(polyethylen terephthalate) 물질로 이루어진다.
투명 비드(322)들은 수지부(321)에 분산되고, 투명 비드(322)들의 상부 곡면은 외부에 노출된다. 이에 따라, 재귀반사 시트(300)의 표면은 요철 형상으로 형성된다. 일례로, 투명 비드층(320)은 서로 다른 직경을 갖는 복수의 투명 비드(322)들을 포함할 수 있다. 또한, 투명 비드(322)들은 유리(glass) 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
반사막(330)은 투명 비드층(320)과 베이스 시트(310) 사이에 형성된다. 반사막(330)은 투명 비드(322)들에 의한 재귀반사 효과를 증대시키기 위해, 투명 비드층(320) 하부에 형성되는 것이 바람직하다. 일례로, 반사막(330)은 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.
구체적으로, 각각의 투명 비드(322)들 상부로 입사(L1)되는 광은 투명 비드(322)들의 하부에서 전반사된다. 상기 전반사된 광(L2)은 입사(L1)된 방향과 평행하게 다시 투명 비드(322)들의 상부로 출사된다. 이에 따라, 투명 비드(322)들을 포함하는 재귀반사 시트(300)는 재귀반사 시트(300) 표면으로 입사되는 광을 입사된 방향에 평행하게 반사시킬 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 재귀반사 시트의 다른 실시예를 나타낸 평면도이다. 도 4는 도 3에 도시된 재귀반사 시트를 나타낸 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하여, 재귀반사 시트(300)는 베이스 시트(370) 및 프리 즘 패턴(380)들을 포함한다.
베이스 시트(370)는 투명한 수지 재질로 이루어진다. 베이스 시트(370)는 일례로, 반사 효율을 증가시키기 위해 투명한 폴리염화비닐(poly vinyl chloride :PVC) 물질로 이루어질 수 있다.
프리즘 패턴(380)들은 베이스 시트(370)의 일면에 형성된다. 일례로, 프리즘 패턴(380)들은 베이스 시트(370) 상면에 서로 엇갈리게 지그재그로 배치되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 프리즘 패턴(380)들은 베이스 시트(370)의 전면에 균일하게 형성될 수 있다.
프리즘 패턴(380)들은 각각 삼각뿔 형상으로 형성되며, 세 개의 경사면을 포함한다. 재귀반사 시트(300)로 입사된 광은 프리즘 패턴(380)들의 상기 복수의 경사면들에 차례로 굴절되어, 광이 입사된 방향과 평행한 방향으로 다시 반사된다.
예를 들어, 프리즘 패턴(380)들은 수십 마이크로(㎛) 범위의 미세한 크기로 형성된다.
도 5는 재귀반사 시트의 재귀반사에 따른 광 경로를 나타낸 단면도이다.
도 1 및 5를 참조하여, 점광원(210)들의 하측에는 재귀반사 시트(300)가 배치된다. 점광원(210)들의 상측에는 확산판(410), 확산시트(420) 및 휘도강화필름(430)을 포함하는 광학시트(400)가 배치된다.
점광원(210)들로부터 방출되어 광학시트(400)에 입사되는 광의 일부는 상측 방향으로 출사되고, 나머지는 하측방향으로 반사된다. 예를 들어, 확산판(410)에 입사되는 광 중 약 40~50% 정도의 광이 다시 반사되고, 휘도강화필름(430)에 입사 되는 광 중 약 60% 정도의 광이 다시 반사된다. 즉, 점광원(210)들로부터 방출된 광의 전부가 광학시트(400)를 투과하여 상부 중앙으로 출사되지 못하고, 주변으로 누설되는 광이 발생한다.
이에 따라, 본 발명의 백라이트 어셈블리(500)는 상기와 같이 주변으로 누설되는 광을 중앙으로 다시 반사시키기 위해, 점광원(210)들 하부에 배치된 재귀반사 시트(300)를 포함한다.
구체적으로, 점광원(210)들로부터 출사된 광의 일부는 확산판(410)을 투과하고, 나머지 광(L3)은 확산판(410)으로부터 하측 방향으로 반사된다. 또한, 휘도강화필름(430)에 입사된 광의 일부는 휘도강화필름(430)을 투과하고, 나머지 광(L5)은 하측 방향으로 반사된다. 광학시트(400)에서 하측방향으로 반사된 광(L3, L5)은 각각 재귀반사 시트(300)에 의해서 입사된 방향으로 다시 반사된다(L4, L6).
이와 같이, 재귀반사 시트(300)로 입사된 광이 입사되는 방향의 반대방향을 비롯한 다른 방향으로 반사되지 않고, 입사된 방향으로 다시 반사된다. 즉, 재귀반사 시트(300)는 광을 편재화하여 반사시킨다. 이로 인해, 백라이트 어셈블리(500)는 점광원(210)들로부터 출사되는 광이 주변으로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 재귀반사 시트(300)는 점광원(210)들을 사용하여 영역분할 구동 또는 순차구동 방식으로 구동되는 백라이트 어셈블리(500)에 적용되는 것이 바람직하다.
구체적으로, 영역분할 구동 방식의 백라이트 어셈블리(500)에서 임의의 이미지 구현 시, 상기 이미지 위치에 해당하는 점광원(210)만 점등되고, 나머지 점광 원(210)은 소등된다. 즉, 점광원(210)들은 선택적으로 일부가 발광될 수 있다. 이때, 상기 이미지 구현을 위해 출사되는 광 중 주변으로 누설되는 광을 재귀반사 시트(300)에 의해서 재귀 반사시킨다, 이에 따라, 백라이트 어셈블리(500)의 광 이용 효율 및 대조비를 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 순차구동 방식의 백라이트 어셈블리(500)에서는 서로 다른 색의 광을 방출하는 점광원(210)들을 순차적으로 발광시켜 원하는 색상을 재현한다. 일례로, 점광원(210)들은 적색 광원, 녹색 광원 및 청색 광원을 포함한다. 이때, 재귀반사 시트(300)를 사용하여, 각각의 점광원(210)들로부터 방출되는 서로 다른 색의 광을 편재화시킬 수 있다. 이에 따라, 서로 다른 색의 광이 혼합되어 색 재현성이 감소되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명은 상기와 같은 영역분할 구동 및 순차구동방식으로 구동되는 백라이트 어셈블리(500)에 국한되지 않고, 점광원(210)들을 포함하는 모든 백라이트 어셈블리(500)에 적용 가능하다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 분해 사시도이다.
본 실시예의 표시장치의 백라이트 어셈블리는 상기한 일 실시예의 백라이트 어셈블리와 동일한 구성을 가지므로 그 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조부호 및 명칭을 사용하기로 한다.
도 6을 참조하면, 표시장치(800)는 광을 공급하기 위한 백라이트 어셈블리(500), 표시패널(600) 및 탑샤시(700)를 포함한다.
표시패널(600)은 백라이트 어셈블리(500)의 상부에 배치되며, 백라이트 어셈 블리(500)로부터 공급되는 광을 이용하여 영상을 표시한다. 표시패널(600)은 제1 기판(610), 제1 기판에 대응하는 제2 기판(620) 및 상기 두 기판(610,620) 사이에 배치된 액정층(630) 및 제1 기판(610)을 구동하기 위한 구동 회로부(640)를 포함한다.
제1 기판(610)은 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor :이하, TFT)가 매트릭스 형태로 형성되어 있는 투명한 유리 기판이다. 상기 TFT들의 소스 단자에는 데이터 라인이 연결되며, 게이트 단자에는 게이트 라인이 연결된다. 또한, 드레인 단자에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 화소 전극이 연결된다.
제2 기판(620)은 제1 기판(610)에 일정 간격으로 이격되어 대향 배치되고, 색을 구현하기 위한 컬러 필터 및 제1 기판(610)의 상기 화소 전극과 마주하는 공통 전극을 포함한다.
표시패널(600)은 상기 TFT의 게이트 단자 및 소스 단자에 전원이 인가되어 TFT가 턴온(turn on)되면, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 제1 기판(610)과 제2 기판(620) 사이에 배치된 액정층(630)의 액정 배열이 변화되고, 액정의 배열 변화에 따라서 광의 투과도가 변경되어 원하는 계조의 영상을 표시하게 된다.
구동 회로부(640)는 표시패널(600)에 데이터 구동신호를 공급하는 데이터 인쇄회로기판(648), 표시패널(600)에 게이트 구동신호를 공급하는 게이트 인쇄회로기판(644), 데이터 인쇄회로기판(648)을 표시패널(600)에 연결하는 데이터 구동회로필름(646) 및 게이트 인쇄회로기판(644)을 표시패널(600)에 연결하는 게이트 구동 회로필름(642)을 포함한다. 데이터 구동회로필름(646) 및 게이트 구동회로필름(642)은 예를 들어, 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package : TCP) 또는 칩 온 필름(Chip On Film : COF)으로 이루어진다. 한편, 게이트 인쇄회로기판(644)은 표시패널(600) 및 게이트 구동회로필름(642)에 별도의 신호 배선을 형성함으로써, 제거될 수 있다.
탑샤시(700)는 수납용기(100)의 측부(120)와 결합하여 표시패널(600)을 백라이트 어셈블리(500)의 상부에 고정시킨다. 탑샤시(700)는 외부에서 가해진 충격 및 진동에 의한 표시패널(600)의 파손 또는 손상을 방지하고, 표시패널(600)이 수납용기(100)로부터 이탈되는 것을 방지한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 재귀반사 시트를 이용하여, 발광 다이오드들로부터 출사되어 광학시트에 의해 반사된 광을 다시 동일한 방향으로 반사시킴으로써, 광을 편재화시킬 수 있다. 이와 같이, 발광 다이오드들을 포함하는 백라이트 어셈블리에 재귀반사 시트를 적용함으로써, 주변으로 누설되는 광을 최소화하고, 대조비, 색 재현성 및 광 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 수납용기;
    상기 수납용기에 수납되어 광을 발생하는 복수의 점광원들;
    상기 점광원들 상측에 배치된 확산판; 및
    상기 점광원들 하측에 배치되며, 광을 입사되는 방향으로 반사시키는 재귀반사 시트를 포함하는 백라이트 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 재귀반사 시트는 베이스 시트 및 상기 베이스 시트의 일면에 형성되어 광을 재귀 반사시키는 복수의 투명 비드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서, 상기 투명 비드들은 유리 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  4. 제2항에 있어서, 상기 재귀반사 시트는 상기 베이스 시트와 상기 투명 비드들 사이에 형성된 반사막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서, 상기 재귀반사 시트는 베이스 시트 및 상기 베이스 시트의 일면에 형성되어 광을 재귀 반사시키는 복수의 프리즘 패턴들을 포함하는 것을 특 징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  6. 제5항에 있어서, 상기 프리즘 패턴들 각각은 삼각뿔 형상을 갖고, 서로 엇갈리게 지그재그로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  7. 제1항에 있어서, 상기 점광원들은 선택적으로 일부가 발광되는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  8. 제1항에 있어서, 상기 점광원들은 적색 광원, 녹색 광원 및 청색 광원을 포함하고, 상기 적색 광원, 상기 녹색 광원 및 상기 청색 광원은 순차적으로 발광되는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  9. 영상을 표시하는 표시패널; 및
    상기 표시패널로 광을 공급하는 백라이트 어셈블리를 포함하며,
    상기 백라이트 어셈블리는
    수납용기;
    상기 수납용기에 수납되어 광을 발생하는 복수의 점광원들;
    상기 점광원들 상측에 배치된 확산판; 및
    상기 점광원들 하측에 배치되며, 광을 입사되는 방향으로 반사시키는 재귀반사 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
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