KR20110066844A - 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광 효율을 향상시키고, 균일한 휘도를 구현할 수 있는 백라이트 유닛이 개시된다.
개시된 본 발명의 백라이트 유닛은 광을 발광하는 적어도 하나 이상의 발광 다이오드와, 발광 다이오드와 나란하게 마련된 도광판 및 발광 다이오드와 도광판 사이에 구비되어 발광 다이오드로부터 발생된 열이 도광판에 직접 전도되지 않도록 차단하는 열 차단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치{BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE THE SAME}
본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 광 효율을 향상시키고, 균일 한 휘도를 구현할 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 널리 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(cathode ray tube)는 TV를 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT 자체의 무게와 크기로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화의 대응에 적극적으로 대응할 수 없었다.
따라서 각종 전자제품의 소형, 경량화되는 추세에서 CRT는 무게나 크기 등에 있어서 일정한 한계를 가지고 있으며, 이를 대체할 것으로 예상되는 것으로 전계 광학적인 효과를 이용한 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 가스방전을 이용한 플라즈마 표시소자(PDP: Plasma Display Panel) 및 전계 발광 효과를 이용한 EL 표시소자(ELD: Electro Luminescence Display) 등이 있으며, 그 중에서 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
액정표시장치는 경량화, 박형화, 저소비 전력 구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이에 따라 액정표시장치는 사용자의 요구에 부응하여 대면적화, 박형화, 저소비전력화의 방향으로 진행되고 있다.
액정표시장치는 액정을 투과하는 광의 양을 조절하여 화상을 표시하는 디스플레이 장치로서 박형화 및 저소비 전력 등의 장점으로 많이 사용되고 있다.
상기 액정표시장치는 CRT와는 달리 스스로 빛을 내는 표시장치가 아니므로, 액정표시패널의 배면에는 화상을 시각적으로 표현하기 위해 광을 제공하는 별도의 광원을 포함한 백라이트 유닛(Back Light Unit)이 구비된다.
백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 에지 방식과 직하 방식으로 구분된다.
에지 방식의 백라이트 유닛은 주로 랩탑형 컴퓨터 및 데스크탑형 컴퓨터의 모니터와 같이 비교적 크기가 작은 액정표시장치에 적용되는 것으로 빛의 균일성이 좋고, 수명이 길며, 액정표시장치의 박형화에 유리한 장점을 가진다.
직하 방식의 백라이트 유닛은 액정표시장치의 크기가 20인치 이상으로 대형화되기 시작하면서 중점적으로 개발되기 시작한 것으로, 확산판의 하부면에 복수개의 광원을 배치하여 액정표시패널의 전면으로 빛을 직접 조광하는 것이다. 이러한, 직하방식의 백라이트 유닛은 에지방식에 비해 광의 이용 효율이 높기 때문에 고휘도를 요구하는 대화면 액정표시장치에 주로 사용된다.
백라이트 유닛은 광을 발광하는 광원으로 CCFL(cold cathode fluorescent lamp), HCFL(hot cathode fluorescent tube), EEFL(external electrode fluorescent tube) 및 EIFL(external & internal electrode fluorescent tube) 등과 같은 플라즈마 방식의 광원을 이용하거나 발광 다이오드(LED)가 사용된다.
이 중에 발광 다이오드(LED)는 장수명, 저전력, 소형 및 높은 내구성을 가지는 장점으로 많이 사용되고 있다.
그러나, 일반적인 에지 방식의 백라이트 유닛은 발광 다이오드로부터 발생된 열에 의해 발광 다이오드와 인접한 도광판의 열변형이 발생하는 문제가 있었다.
구체적으로 도광판의 열변형은 발광 다이오드로부터 입사된 광을 전체가 균일한 면광으로 변환하기에 곤란한 문제가 있었다.
또한, 일반적인 에지 방식의 백라이트 유닛은 도광판의 열변형을 개선하기 위해 도광판을 발광 다이오드로부터 충분한 거리를 두고 배치되는 구조가 제안되었지만, 광 효율이 저하되는 문제가 있었다.
본 발명은 광 효율을 향상시키고, 균일한 휘도를 구현할 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은,
광을 발광하는 적어도 하나 이상의 발광 다이오드; 상기 발광 다이오드와 나란하게 마련된 도광판; 및 상기 발광 다이오드와 상기 도광판 사이에 구비되어 상기 발광 다이오드로부터 발생된 열이 상기 도광판에 직접 전도되지 않도록 차단하는 열 차단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 액정표시장치는,
액정표시패널; 상기 액정표시패널에 광을 제공하는 발광 다이오드; 상기 발광 다이오드와 나란하게 마련된 도광판; 및 상기 발광 다이오드와 상기 도광판 사이에 구비되어 상기 발광 다이오드로부터 발생된 열이 상기 도광판에 직접 전도되지 않도록 차단하는 열 차단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 액정표시장치는 발광 다이오드와 도광판 사이에 유리재질의 열 차단부가 구비되어 도광판의 열에 의한 변형을 줄여 균일한 휘도를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명은 열 차단부에 의해 발광 다이오드와 도광판 간의 간격을 줄여 광 손실을 줄임으로써, 광 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 액정표시장치는 열 차단부와 도광판 사이에 이격 공간이 형성된 구조로써, 발광 다이오드로부터 발생되어 도광판에 전도되는 열을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 액정표시장치는 도광판의 일측에 열을 차단하고 입광 효율을 향상시키기 위한 유리층이 코팅되어 발광 다이오드로부터 발생된 열에 의한 도광판의 변형을 방지하고, 상기 유리층이 발광 다이오드와 면 접촉됨으로써, 발광 다이오드로부터 출사된 광의 손실을 최소화할 수 있는 장점을 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시모듈을 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 백라이트 유닛을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시모듈을 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 백라이트 유닛을 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 영상이 디스플레이되는 액정표시패널(110)과, 상기 액정표시패널(110)의 하부에 배치되어 광을 제공하는 백라이트 유닛(120)을 포함한다.
액정표시패널(110)은 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 컬러필터 기판(111) 및 박막 트랜지스터 기판(113)과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정 층을 포함한다.
도면에는 상세히 도시되지 않았지만, 상기 컬러필터 기판(111) 및 박막 트랜지스터 기판(113)을 상세히 설명하면, 상기 박막 트랜지스터 기판(113)은 복수의 게이트 라인 및 데이터 라인이 교차하여 화소를 정의하고, 각각의 교차영역마다 박막 트랜지스터(TFT : thin flim transistor)가 구비되어 각각의 픽셀에 실장된 화소전극과 일대일 대응되어 연결된다. 상기 컬러필터 기판(111)은 각 픽셀에 대응되는 R, G, B 컬러의 컬러필터, 이들 각각을 테두리 하며 게이트 라인과 데이터 라인 및 박막 트랜지스터 등을 가리는 블랙 매트릭스와, 이들 모두를 덮는 공통전극을 포함한다.
액정표시패널(110)의 가장자리에는 게이트 라인 및 데이터 라인으로 구동신호를 공급하는 구동 PCB(115)가 구비된다.
상기 구동 PCB(115)는 COF(Chip on film, 117)에 의해 액정표시패널(110)과 전기적으로 연결된다. 여기서, 상기 COF(117)는 TCP(Tape Carrier Package)로 변경될 수 있다.
액정표시패널(110)의 하부에 배치된 백라이트 유닛(120)은 상면이 개구된 사각 박스 형상의 바텀커버(170)와, 상기 바텀커버(170)의 일측 내부면에 구비된 인쇄회로기판(151)과, 상기 인쇄회로기판(151) 상에 실장된 복수의 발광 다이오드(153)를 포함한다.
백라이트 유닛(120)은 발광 다이오드(153)와 나란하게 배치되어 점광을 면광으로 변환하는 도광판(140)과, 상기 도광판(140) 하부에 배치되어 도광판(140) 하부로 진행하는 광을 액정표시패널(110) 방향으로 반사시키는 반사 시트(160)와, 상기 도광판(140) 상부에 배치되어 도광판(140)으로부터 조사되는 광을 확산 및 집광시키는 광학 시트들(130)을 더 포함한다.
도면에는 도시되지 않았지만, 백라이트 유닛(120)은 상기 인쇄회로기판(151), 청색 발광 다이오드(153), 도광판(140), 광학 시트들(130) 및 반사시트(160)가 수납되며, 상기 바텀커버(170)와 결합되는 사각 테 형상의 몰드물로 이루어진 서포트 메인(미도시)을 더 포함한다.
광학 시트들(130)은 광을 확산시키는 확산 시트와, 확산된 광을 집광시키는 집광 시트와, 상기 집광 시트 상에 형성된 집광패턴을 보호하기 위한 보호 시트를 포함한다.
본 발명의 백라이트 유닛(120)은 발광 다이오드(153)와 도광판(140) 사이에 배치된 유리재질의 열 차단부(160)가 더 구비된다.
즉, 본 발명의 열 차단부(160)는 영상이 디스플레이되는 표시 영역(a2)의 가장자리에 위치한 비표시 영역(a1)에 구비된다.
열 차단부(160)는 상기 발광 다이오드(153)로부터 발생된 열이 도광판(140)으로 직접 전도되지 않도록 열을 차단하는 기능을 가진다.
열 차단부(160)의 일측면은 상기 발광 다이오드(153)가 면 접촉되고, 타측면은 도광판(140)의 입사면으로 정의되는 일측면이 면 접촉된다.
도면에는 상세히 도시되지 않았지만, 상기 열 차단부(160)는 투명한 유리재질로 이루어져 상기 발광 다이오드(153)로부터 출사된 광을 손실없이 도광판(140)으로 입사시킨다.
열 차단부(160)의 일측면에는 광을 확산시키는 확산 패턴(미도시)이 형성될 수 있다.
또한, 열 차단부(160)의 타측면에는 광을 확산시키는 확산 패턴(미도시)이 형성될 수 있다.
본 발명의 백라이트 유닛(120)은 상기 열 차단부(160)를 고정하기 위한 제1 및 제2 고정부재(181, 183)가 더 구비된다.
상기 제1 고정부재(181)는 인쇄회로기판(151)의 상부면과, 열 차단부(160)의 상부면 및 도광판(140)의 일측 상부면 상에 구비된다.
제1 고정부재(181)는 인쇄회로기판(151)의 상부면과, 열 차단부(160)의 상부면 및 도광판(140)의 일측 상부면과 대응되는 일면에 제1 점착 물질(182)이 형성된다.
제1 고정부재(181)는 반사 재질로 이루어져 발광 다이오드(153)로부터 출사된 광을 도광판(140)으로 가이드하는 부가 기능을 가진다.
상기 제2 고정부재(183)는 인쇄회로기판(151)의 하부면과, 열 차단부(160)의 하부면 및 도광판(140)의 일측 하부면 상에 구비된다.
제2 고정부재(183)는 인쇄회로기판(151)의 하부면과, 열 차단부(160)의 하부면 및 도광판(140)의 일측 하부면과 대응되는 일면에 제2 점착 물질(184)이 형성된다.
제2 고정부재(183)는 반사 재질로 이루어져 발광 다이오드(153)로부터 출사된 광을 도광판(140)으로 가이드하는 부가 기능을 가진다.
이상에서는 인쇄회로기판(151)의 하부면과, 열 차단부(160)의 하부면 및 도광판(140)의 일측 하부면 상에 제2 고정부재(183)가 구비된 구조를 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 반사시트가 인쇄회로기판의 하부면까지 연장되어 연장된 일면에 점착 물질이 도포되어 인쇄회로기판(151)의 하부면과, 열 차단부(160)의 하부면 및 도광판(140)의 일측 하부면을 고정하는 구조를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 광원으로 발광 다이오드(153)가 배치된 구조를 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 광원으로 램프가 구비될 수도 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 발광 다이오드(153)와 도광판(140) 사이에 유리재질의 열 차단부(160)가 구비되어 도광판(140)의 열에 의한 변형을 줄여 균일한 휘도를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명은 열 차단부(160)에 의해 발광 다이오드(153)와 도광판(140) 간의 간격을 줄여 광 손실을 줄임으로써, 광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치는 이격 공간(a3)을 제외한 모든 구성이 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 구성과 동일함으로 동일한 부호를 병기하고 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛은 열 차단부(160)의 일면이 발광 다이오드(153)와 면 접촉된다.
열 차단부(160)의 타면과 도광판(140)의 일면 사이에는 일정 거리 이격된 이격 공간(a3)을 가진다.
열 차단부(160)로부터 도광판(140)의 이격된 이격 공간(a3)은 0.1㎜ 내지 100㎜로 설정된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치는 열 차단부(160)와 도광판(140) 사이에 이격 공간(a3)이 형성된 구조로써, 발광 다이오드(153)로부터 발생되어 도광판(140)에 전도되는 열을 최소화할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치는 인쇄회로기판(251), 발광 다이오드(253), 방열 플레이트(280), 도광판(240) 및 유리층(260)을 제외한 모든 구성이 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 구성과 동일함으로 동일한 부호를 병기하고 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 인쇄회로기판(251)은 열 전도가 우수한 메탈 PCB로 이루어질 수 있다.
본 발명의 인쇄회로기판(251)은 방열 플레이트(280)의 내측면과 면 접촉된다.
상기 방열 플레이트(280)는 바텀커버(180)의 일측 내부면에 구비되고, 바텀커버(180)와 면 접촉된다.
방열 플레이트(280)는 열 전도가 우수한 알루미늄과 같은 금속재질로 이루어진다.
본 발명의 도광판(240)은 상기 발광 다이오드(253)와 대면되는 일측면에 있어서, 광이 입사되는 입사면으로 정의할 수 있다
도광판(240)의 입사면에는 일정한 두께를 가지는 유리층(260)이 형성된다.
상기 유리층(260)은 도광판(240)의 일측에 코팅되는 형태로 도광판(240)의 제조시에 일체로 형성되고, 광의 손실이 최소화되는 투명한 유리재질로 이루어진다.
또한, 유리층(260)은 상기 발광 다이오드(253)로부터 발생된 열이 도광판(240)으로 직접 전도되지 않도록 열을 차단하는 기능을 가진다.
유리층(260)의 외측면은 상기 발광 다이오드(253)와 면 접촉된다.
즉, 유리층(260)은 발광 다이오드(253)의 출사면으로 출사되는 광의 손실을 최소화할 수 있도록 발광 다이오드(253)와 유격없이 접촉된다.
유리층(260)은 영상이 디스플레이되는 표시영역(a2)의 가장자리에 위치한 비표시 영역(a1)에 구비된다.
이상에서와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광판(240)은 상기 발광 다이오드(253)의 출사면과 면 접촉되는 유리층(260)이 일측에 코팅된 구조로써, 일반적인 액정표시장치와 대비하여 도광판(240)에 입사되는 광의 입광 효율이 대략 25% 이상 향상될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치는 도광판(240)의 일측에 열을 차단하고 입광 효율을 향상시키기 위한 유리층(260)이 코팅되어 발광 다이오드(253)로부터 발생된 열에 의한 도광판(240)의 변형을 방지하고, 상기 유리층(260)이 발광 다이오드(253)와 면 접촉됨으로써, 발광 다이오드(253)로부터 출사된 광의 손실을 최소화할 수 있는 장점을 가진다.
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.
160: 열 차단부 260: 유리층

Claims (14)

  1. 광을 발광하는 적어도 하나 이상의 발광 다이오드;
    상기 발광 다이오드와 나란하게 마련된 도광판; 및
    상기 발광 다이오드와 상기 도광판 사이에 구비되어 상기 발광 다이오드로부터 발생된 열이 상기 도광판에 직접 전도되지 않도록 차단하는 열 차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 열 차단부는 투명한 유리재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 열 차단부 및 상기 도광판의 일측 상부면에는 점착 물질을 포함하는 반사재질의 제1 고정부재가 구비된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 열 차단부 및 상기 도광판의 일측 하부면에는 점착 물질을 포함하는 반사재질의 제2 고정부재가 구비된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 도광판 하부에 구비된 반사시트를 더 포함하고, 상기 반사시트는 상기 열 차단부의 하부면으로 연장되고, 점착 물질이 형성되어 상기 열 차단부 및 상기 도광판의 일측 하부면을 고정시키는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 열 차단부의 일측 및 타측에는 확산 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 열 차단부와 상기 도광판의 일측 사이에는 이격 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 이격 공간은 0.1㎜ 내지 100㎜로 설정되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 열 차단부는 상기 발광 다이오드의 출사면과 면 접촉되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 열 차단부는 상기 도광판의 일측에 코팅되는 형태로 상기 도광판 제조시에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드로부터 발생된 열을 외부로 방출하기 위한 방열 플레이트 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 방열 플레이트의 내측면에 상기 발광 다이오드가 실장된 인쇄회로기판이 면 접촉되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 방열 플레이트의 외측면이 면 접촉되는 바텀커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  14. 액정표시패널;
    상기 액정표시패널에 광을 제공하는 발광 다이오드;
    상기 발광 다이오드와 나란하게 마련된 도광판; 및
    상기 발광 다이오드와 상기 도광판 사이에 구비되어 상기 발광 다이오드로부터 발생된 열이 상기 도광판에 직접 전도되지 않도록 차단하는 열 차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130009023A (ko) * 2011-07-14 2013-01-23 엘지이노텍 주식회사 표시장치
CN109696773A (zh) * 2017-10-24 2019-04-30 三星电子株式会社 显示装置

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