KR101749750B1

KR101749750B1 - 백라이트 유닛 및 액정표시장치

Info

Publication number: KR101749750B1
Application number: KR1020100099278A
Authority: KR
Inventors: 김보라
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2010-10-12
Filing date: 2010-10-12
Publication date: 2017-06-21
Anticipated expiration: 2030-10-12
Also published as: KR20120037672A

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 광원, 상기 광원으로부터 입사되는 광을 가이드하는 도광판, 상기 도광판의 하부에 위치하는 반사판 및 상기 도광판과 상기 반사판의 사이에 위치하며, 상기 도광판과 상기 반사판을 접착하는 복수의 확산패턴을 포함할 수 있다.

Description

백라이트 유닛 및 액정표시장치{Backlight Unit And Liquid Crystal Diplay}

본 발명은 백라이트 유닛 및 액정표시장치에 관한 것이다.

최근, 핸드폰, PDA, 노트북과 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경량박형의 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP), 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diode : OLED) 등이 활발히 연구되고 있으며, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이 용이한 액정표시장치가 각광을 받고 있다.

수광형 표시장치로 분류되는 액정표시장치는 화상을 표시하는 액정패널 이외에 상기 액정패널 하부에 배치되어 상기 액정패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함할 수 있다.

백라이트 유닛은 액정 패널에 광을 제공하기 위해 광원, 도광판, 반사판 및 광학필름 등으로 구성될 수 있다. 여기서, 도광판은 선광원을 면광원으로 만드는 역할을 한다. 광원으로부터 입사된 광은 도광판 내에서 전반사되어 도광판에 형성된 패턴에 의해 전면으로 방출됨으로써, 액정패널에 광을 제공한다.

상기 패턴은 도광판에 직접 가공하여 형성되어, 도광판 하부의 반사판과 갭을 발생시키게 된다. 이러한 갭은 백라이트 유닛의 구동시 부정형의 얼룩이 발생되는 문제점이 있다. 또한, 최근에 사용되는 분할 도광판에 경우, 도광판에 가공된 패턴들을 정밀하게 배열하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 도광판과 반사판 사이의 갭을 감소시키고, 분할 도광판을 적용하기 용이한 백라이트 유닛 및 액정표시장치를 제공한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 광원, 상기 광원으로부터 입사되는 광을 가이드하는 도광판, 상기 도광판의 하부에 위치하는 반사판 및 상기 도광판과 상기 반사판의 사이에 위치하며, 상기 도광판과 상기 반사판을 접착하는 복수의 확산패턴을 포함할 수 있다.

상기 도광판은 하나 또는 적어도 2개 이상 분할된 것일 수 있다.

상기 복수의 확산패턴은 확산입자 및 접착수지를 포함할 수 있다.

상기 복수의 확산패턴은 광원으로부터 멀어질수록 간격이 조밀하게 배치될 수 있다.

상기 복수의 확산패턴은 상기 광원으로부터 멀어질수록 조밀하게 배치될 수 있다.

상기 도광판의 출사면은 복수의 돌출부가 형성된 것일 수 있다.

상기 복수의 돌출부는 프리즘, 렌티큘러 또는 마이크로 렌즈 형상일 수 있다.

상기 광원은 LED, OLED, CCFL 또는 EEFL일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치는 광원, 상기 광원으로부터 입사되는 광을 가이드하는 도광판, 상기 도광판의 하부에 위치하는 반사판, 상기 도광판 상에 위치하는 액정패널 및 상기 도광판과 상기 반사판의 사이에 위치하며, 상기 도광판과 상기 반사판을 접착하는 복수의 확산패턴을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 도광판과 반사판 사이에 접착성이 있는 확산패턴을 형성함으로써, 도광판에 확산패턴을 형성하기 용이하고, 도광판과 반사판 사이의 갭을 일정하게 유지시켜 부정형의 얼룩이 생기는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다. 또한, 복수 개로 분할된 도광판을 반사판에 얼라인하여 고정하기 용이한 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도.
도 2는 도 1의 I-I'에 따른 백라이트 유닛의 단면도.
도 3은 확산패턴의 배치를 나타낸 평면도.
도 4 및 도 5는 도광판의 형상을 나타낸 도면.
도 6은 도 5의 (b)의 도광판이 구비된 백라이트 유닛의 단면도.
도 7 및 도 8은 본 발명의 백라이트 유닛의 제조방법을 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 백라이트 유닛 내에서 광의 경로를 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 구동하여 광을 출사한 형상을 나타낸 도면.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예들을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치(100)는 커버바텀(110), 커버바텀(110) 상에 위치하는 반사판(120), 반사판(120) 상에 위치하는 도광판(130), 도광판(130)의 측면에 위치하는 광원(140), 도광판(130) 상에 위치하는 광학부재(150), 광학부재(150) 상에 위치하는 액정패널(160), 액정패널(160)의 가장자리를 감싸는 패널 가이드(170) 및 패널 가이드(170)를 감싸며 커버바텀(110)과 체결되는 탑커버(180)로 구성될 수 있다.

보다 자세하게는, 커버바텀(110)과 탑커버(180)는 액정표시장치에 케이스의 역할을 하는 것으로, 반사판(120), 도광판(130), 광원(140) 및 광학부재(150)를 포함하는 백라이트 유닛(190) 및 액정패널(160)을 수납한다. 커버바텀(110)은 사각의 판 형상으로 이루어지고, 탑커버(180)는 사각틀 형상으로 이루어져 이들이 서로 결합될 수 있다.

커버바텀(110) 상에 위치하는 반사판(120)은 도광판(130)으로부터 출사되는 광을 전면으로 반사하는 역할을 하는 것으로, 반사율이 우수한 금속으로 이루어질 수 있다.

반사판(120) 상에 위치하는 도광판(130)은 광원으로부터 입사되는 광을 가이드하여, 선광원을 면광원으로 바꿔주는 역할을 한다. 도광판(130)은 전반사율이 우수한 PMMA(PoylMethylMethAcrylate) 등으로 이루어진다.

광원(140)은 예를 들어, 도광판(130)의 장축 방향을 따라 도광판(130)의 일측에 적어도 1개 이상으로 형성되거나, 도광판(130)의 양측 각각에 적어도 1개 이상씩 형성될 수 있다. 여기서, 광원(140)으로부터 출사된 광은 도광판(130) 내부로 직접 입사되거나, 광원(140)의 일부, 예를 들어, 광원(140) 외주면의 3/4 정도를 감싸도록 형성된 광원 하우징(141)에 반사된 후 도광판(130) 내부로 입사될 수 있다.

광원(140)은 LED 어셈블리일 수 있으며, LED 어셈블리는 LED PCB(141) 상에 복수의 LED 광원(142)이 배열된 것일 수 있다. LED PCB(141) 상에는 반사판(미도시)이 위치하여 LED 광원(142)에서 발광되는 광을 반사할 수 있다.

본 실시 예에서 광원(140)을 LED 어셈블리로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 예를 들어, 냉음극관 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL), 열음극관 형광램프(Hot Cathode Fluorescent Lamp: HCFL) 및 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp: EEFL) 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

도광판(130) 상에 위치하는 광학부재(150)는 도광판(130)로부터 입사되는 광을 확산 또는 집광하는 역할을 한다. 광학부재(150)는 확산시트(151) 및 집광시트(152)로 이루어진다. 확산시트(151)은 도광판(130)로부터 입사되는 광을 확산시키는 것으로, 광의 휘도를 균일하게 하는 역할을 한다. 그리고, 집광시트(152)는 적어도 프리즘 시트, 마이크로 렌즈 시트, 렌티큘러 렌즈 시트 등일 수 있으며, 광을 집광시켜 휘도를 향상시킨다.

광학부재(150) 상에 위치하는 액정패널(160)은 화상이 구현되는 부분으로, 액정층을 사이에 두고 설로 대향하여 합착된 제 1 기판(161) 및 제 2 기판(162)을 포함할 수 있다. 도면에 도시되지 않았지만, TFT 어레이 기판으로 불리는 제 1 기판(161)에는 다수의 스캔 라인과 데이터 라인이 매트릭스 형상으로 교차하여 복수의 화소가 정의될 수 있다. 각각의 화소에는 신호를 온/오프할 수 있는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)가 구비되고, 박막 트랜지스터에 각각 연결된 화소전극이 위치할 수 있다.

그리고, 컬러필터 기판으로 불리는 제 2 기판(162)에는 복수의 화소에 각각 대응되는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 컬러필터 및 이들을 각각 둘러싸며 스캔 라인과 데이터 라인 및 박막 트랜지스터 등의 비표시소자를 가리는 블랙 매트릭스(black matrix)가 구비될 수 있다. 또한, 이들을 덮는 투명한 공통전극이 구비될 수 있다.

또한, 액정패널(160)의 적어도 일 측에는 연성회로기판 또는 테이프캐리어패키지(Tape Carrier Package : TCP)와 같은 연결부재(164)를 매개로 인쇄회로기판(166)이 연결되어 모듈화 과정에서 패널 가이드(170)의 측면 내지는 커버바텀(110)의 배면으로 밀착 배치될 수 있다.

상기와 같은 구조의 액정패널(160)은 스캔 라인으로부터 전달되는 게이트 구동회로의 온/오프 신호에 의해 각 스캔 라인 별로 선택된 박막 트랜지스터가 온(On)되면 데이터구동회로의 데이터 전압이 데이터 라인을 통해서 해당 화소전극으로 전달되고, 이에 따라 화소전극과 공통전극 사이의 전기장에 의해 액정분자의 배열방향이 변화되어 투과율 차이를 나타낼 수 있다.

액정패널(160)의 가장자리를 감싸는 패널 가이드(170)는 액정패널(160)이 안착되어 액정패널(160)을 지지하는 역할을 한다.

따라서, 본 발명의 액정표시장치(100)는 백라이트 유닛(190) 및 액정패널(160)을 수납하여 구성될 수 있다.

한편, 본 발명에서는 전술한 반사판(120)과 도광판(130) 사이에 이들은 접착하는 확산패턴이 구비될 수 있다.

도 2는 도 1의 I-I'에 따른 백라이트 유닛의 단면도이고, 도 3은 확산패턴의 배치를 나타낸 평면도이며, 도 4 및 도 5는 도광판의 형상을 나타낸 도면이고, 도 6은 도 5의 (b)의 도광판이 구비된 백라이트 유닛의 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛(190)은 도광판(130), 도광판(130) 하부에 위치하는 반사판(120), 도광판(130)의 일측에 위치하는 광원(140) 및 도광판(130)과 반사판(120)을 접착하는 확산패턴(125)을 포함할 수 있다.

확산패턴(125)은 접착수지(126)에 확산입자(127)가 분산된 형태로 이루어질 수 있다. 접착수지(126)는 접착성을 가진 수지로 예를 들어, 아크릴계 수지 또는 에폭시계 수지로 이루어질 수 있다. 그리고, 확산입자(127)는 광을 확산시킬 수 있는 재질로 예를 들어, 티타늄산화물(TiO₂) 또는 실리콘산화물(SiO₂) 등으로 이루어질 수 있다.

이러한 확산패턴(125)들은 광의 균일한 반사특성을 위해, 도광판(130)과 반사판(120) 사이에 다양하게 배치될 수 있다.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 확산패턴(125)은 도광판(130)과 반사판(120)에서 일정한 간격으로 이격되어 균일하게 배치될 수 있다. 반면, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 광원이 일측에 배치될 경우, 광원으로부터 멀어질수록 확산패턴(125)의 간격이 조밀해지도록 배치될 수 있다. 또한, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 광원이 양측에 배치될 경우, 광원으로부터 멀어질수록 확산패턴(125)의 간격이 조밀해지며, 도광판(130) 또는 반사판(120)의 중심부로 갈수록 확산패턴(125)의 간격이 조밀해지도록 배치될 수 있다.

한편, 전술한 도광판(130)의 상면에는 복수의 돌출부가 형성되어 광을 집광시킬 수 있다.

도 4의 (a)를 참조하면, 도광판(130)의 상면에 형성된 복수의 돌출부(137)은 프리즘 패턴일 수 있다. 프리즘 패턴은 단면이 삼각형 형상으로 이루어져 도광판(130)으로부터 출사되는 광이 프리즘의 표면에서 굴절되어 전면으로 집광될 수 있다. 반면, 도 4의 (b)를 참조하면, 도광판(130)의 상면에 형성된 복수의 돌출부(137)는 마이크로 렌즈 또는 렌티큘러 렌즈 패턴일 수 있다. 마이크로 렌즈 패턴은 반구형으로 이루어지고, 렌티큘러 렌즈 패턴은 단면이 반원인 선형 패턴일 수 있다. 마이크로 렌즈 및 렌티큘러 렌즈 패턴도 프리즘 패턴과 동일하게 광을 집광할 수 있다.

한편, 도광판(130)은 하나 또는 적어도 둘 이상 분할된 도광판일 수 있다.

도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 도광판(130)은 타일 형상으로 분할된 도광판일 수 있으며, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 단일 도광판으로 이루어질 수도 있다. 또한, 단일 도광판일 경우에 도광판(130)의 하부에 홈이 형성될 수도 있다.

도 6은 도 5의 (b)의 도광판이 적용된 백라이트 유닛의 단면도이다.

도 6을 참조하면, 홈(135)이 형성된 도광판(130)에 확산패턴(125)을 형성하는 경우에는, 홈(135)과 중첩되지 않도록 확산패턴(125)을 형성할 수 있다. 이는 도광판(130)과 반사판(120) 사이의 모든 영역에서 일정한 갭을 유지하기 위함이다.

따라서, 반사판(120)과 도광판(130) 사이의 갭을 일정하게 유지함으로써, 부정형의 얼룩이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이하, 전술한 확산패턴(125)을 포함하는 백라이트 유닛(190)의 제조방법은 다음과 같다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 백라이트 유닛의 제조방법을 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 베이스 필름 또는 반사시트(200) 상에 확산입자가 포함된 접착수지를 스크린 인쇄법 등으로 인쇄하여 확산패턴(125)을 형성한다. 그리고, 확산패턴(125)을 보호하기 위해 확산패턴(125) 상에 보호시트(210)를 부착한다. 이때, 확산패턴(125)은 전술한 바와 같이, 다양한 배치로 형성될 수 있다.

상기와 같이 제조된 시트를 백라이트 유닛 조립 공정으로 도입한 후, 확산패턴(125) 상에 부착된 보호시트(210)를 제거한다. 이어, 베이스 필름 또는 반사시트(200) 상에 노출된 확산패턴(125) 상에 도광판(130)을 얼라인하여 부착함으로써, 백라이트 유닛을 제조할 수 있다.

이때, 반사시트(200)의 경우에는 반사시트(200)가 제거되지 않고 반사판으로써 작용할 수 있다. 반면, 베이스 필름(200)일 경우에는 베이스 필름(200)이 제거되고 반사판을 추가적으로 부착할 수 있다.

한편, 도 8을 참조하면, 도광판(130)이 분할된 경우에는, 확산패턴(125)이 형성된 베이스 필름 또는 반사시트(200) 상에 분할된 도광판(130)을 얼라인하여 부착할 수 있다.

따라서, 베이스 필름 또는 반사시트(200)에 접착성이 있는 확산패턴(125)이 형성됨으로써, 분할된 도광판(130)을 얼라인하여 고정하기 용이한 이점이 있다.

도 9는 본 발명의 백라이트 유닛 내에서 광의 경로를 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하면, 광원(140)으로부터 도광판(130)으로 입사된 광은 도광판(130) 내에서 전반사하게 된다. 그리고, 전반사되는 광은 도광판(130)의 하부에 위치한 확산패턴(125)에 의해 경로가 변경되어 상부로 출사되게 된다.

따라서, 도광판(130)의 하부에 형성된 확산패턴(125)들로 인해 도광판(130) 내에 전반사하는 광이 전면으로 출사되어 액정패널에 광을 제공하게 된다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 구동하여 광을 출사한 형상을 나타낸 도면이다.

도 10을 참조하면, 왼쪽편은 도광판과 반사판 사이에 확산패턴을 형성하지 않은 경우에 광이 출사된 형상이고, 오른쪽편은 도광판과 반사판 사이에 확산패턴으로 특정 도형과 글자를 형성한 경우에 광이 출사된 형상을 나타낸다.

도 10에서 나타나는 바와 같이, 도광판과 반사판 사이에 확산패턴이 형성되지 않은 경우에는 도광판의 전면으로 광이 출사되지 않고, 도광판의 측면으로 광이 새어 나오는 것을 알 수 있다.

반면, 도광판과 반사판 사이에 확산패턴을 형성한 경우에는, 도광판의 전면으로 확산패턴의 배치에 따라 광이 출사되어 특정 도형과 글자 형상이 나타나는 것을 알 수 있다.

상기와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 도광판과 반사판 사이에 접착성이 있는 확산패턴을 형성함으로써, 도광판과 반사판 사이의 갭을 일정하게 유지시켜 부정형의 얼룩이 생기는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 복수 개로 분할된 도광판을 반사판에 얼라인하여 고정하기 용이한 이점이 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

광원;
상기 광원으로부터 입사되는 광을 가이드하는 도광판;
상기 도광판의 하부에 위치하는 반사판; 및
상기 도광판과 상기 반사판의 사이에 위치하며, 상기 도광판과 상기 반사판을 접착하는 복수의 확산패턴을 포함하며,
상기 복수의 확산패턴은 확산입자 및 접착수지를 포함하고,
상기 도광판은 하면에 위치하는 복수의 홈을 포함하며, 상기 복수의 홈과 상기 복수의 확산패턴은 중첩되지 않는 백라이트 유닛.
제 1항에 있어서,
상기 도광판은 하나 또는 적어도 2개 이상 분할된 백라이트 유닛.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 복수의 확산패턴은 상기 광원으로부터 멀어질수록 간격이 조밀하게 배치되는 백라이트 유닛.
제 1항에 있어서,
상기 복수의 확산패턴은 상기 도광판 또는 상기 반사판의 중심부로 갈수록 간격이 조밀하게 배치되는 백라이트 유닛.
제 1항에 있어서,
상기 도광판의 출사면은 복수의 돌출부가 형성된 백라이트 유닛.
제 6항에 있어서,
상기 복수의 돌출부는 프리즘, 렌티큘러 또는 마이크로 렌즈 형상인 백라이트 유닛.
제 1항에 있어서,
상기 광원은 LED, OLED, CCFL 또는 EEFL인 백라이트 유닛.
광원;
상기 광원으로부터 입사되는 광을 가이드하는 도광판;
상기 도광판의 하부에 위치하는 반사판;
상기 도광판 상에 위치하는 액정패널; 및
상기 도광판과 상기 반사판의 사이에 위치하며, 상기 도광판과 상기 반사판을 접착하는 복수의 확산패턴을 포함하며,
상기 복수의 확산패턴은 확산입자 및 접착수지를 포함하고,
상기 도광판은 하면에 위치하는 복수의 홈을 포함하며, 상기 복수의 홈과 상기 복수의 확산패턴은 중첩되지 않는 액정표시장치.