KR101296456B1 - 백라이트 유닛과 이를 이용한 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 확산판 없이 광학시트들의 쳐짐을 예방하도록 한 백라이트 유닛에 관한 것이다.

이 백라이트 유닛은 다수의 광원; 상기 광원들이 수용되고 상면이 개구된 버텀 커버; 상기 광원들 위에서 상기 광원들과 이격되도록 상기 버텀 커버의 측벽들 상단에 양 끝단이 고정되어 상기 버텀 커버의 개구면을 가로지르는 네트; 및 상기 네트 위에 배치되는 한 매 이상의 광학시트를 구비한다.

Description

백라이트 유닛과 이를 이용한 액정표시장치{Back light Unit and Liquid Crystal Display using the same}

도 1은 종래의 직하형 백라이트 유닛을 채용한 액정표시장치를 나타내는 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 광학 시트들의 처짐 현상을 나타내는 단면도.

도 3은 도 1에 도시된 백라이트 유닛을 나타내는 단면도.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 사시도.

도 5는 도 4에 도시된 백라이트 유닛을 나타내는 단면도.

도 6 내지 도 9는 도 4에 도시된 네트의 다른 실시예들을 보여 주는 도면들.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치를 나타내는 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

50 : 램프들 52 : 반사판

54 : 버텀 커버 56 : 광학 시트들

58 : 액정표시패널 60, 70, 72, 74, 76, 80 : 네트

본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 확산판 없이 광학시트들의 쳐짐을 예방하도록 한 백라이트 유닛에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 백라이트 유닛을 이용하여 경량화와 박형화가 가능하도록 한 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, 액정표시장치는 사무자동화기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다. 이러한 액정표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 신호에 따라 광의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.

액정표시장치는 액정표시모듈과 이 액정표시모듈을 구동하기 위한 구동회로부와 케이스로 구성되며, 액정표시모듈은 자발광 표시장치가 아니기 때문에 백라이트 유닛(Backlight Unit)과 같은 별도의 광원이 필요하다.

백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 직하형 방식과 에지형 방식 등이 있다. 에지형 백라이트 유닛은 액정표시모듈의 일측 가장자리에 광원을 설치하고, 그 광원으로부터 입사되는 빛을 도광판과 다수의 광학 시트들을 통해 액정표시패널에 조사한다. 직하형 백라이트 유닛은 액정표시장치의 바로 아래에 다수의 광원을 배치하고, 그 광원들로부터 입사되는 빛을 확산판과 다수의 광학 시트들을 통해 액정표 시패널에 조사한다.

도 1을 참조하면, 종래의 직하형 백라이트 유닛은 액정표시패널(22)과, 액정표시패널(22)과 다수의 램프들(12) 사이에 설치되는 확산판(18) 및 광학 시트들(20)과, 다수의 램프들(12)을 수용하는 버텀 커버(Bottom cover)(16)과, 버텀 커버(16)의 안쪽 저면에 반사판(14)을 구비한다.

램프들(12)에 전압을 인가하기 위하여, 램프들(12)의 양 끝단에서 돌출된 전극 인입선(10)은 도시되지 않은 커넥터(connector)를 통해 램프 구동회로(또는 인버터)와 연결된다.

확산판(18)은 램프들(12)로부터 입사되는 광을 확산시킨다. 이 확산판(18)은 PMMA(Polymethylmethacrylate)에 다수의 비즈들(beads)을 포함시키고 그 비즈들을 이용하여 램프들(12)로부터 입사되는 광을 산란시킨다.

광학 시트들(20)은 확산판(18)으로부터 입사되는 광을 확산시키는 확산 시트와 액정표시패널(22)의 표시면에 대하여 수직 방향으로 광을 진행시키는 프리즘 시트들을 포함한다.

버텀 커버(16)는 그 내부 공간에 램프들(12)이 수용되고 램프들(12) 아래의 저면에 반사판(14)이 부착된다.

이러한 직하형 백라이트 유닛은 고휘도의 광을 액정표시패널(22)로 조사할 수 있는 장점이 있다. 직하형 백라이트 유닛은 램프들(12)이 소정의 간격으로 이격된 상태에서 액정표시패널(22)의 아래에 설치되기 때문에 램프들(12)의 위치와 램프들(12) 사이에서 휘도가 현저히 다르다. 확산판(18)은 램프들(12)과의 거리차 와 광의 산란을 이용하여 램프들(12)의 위치와 램프들(12) 사이의 위치 사이에서 나타나는 휘선을 줄인다. 이러한 확산판(18)은 램프들(12)로 인한 휘선이 나타날 수 있을 뿐 아니라, 두꺼운 판 형태로 제작되어 광학 시트들(20)을 아래에서 지지함으로써 도 2와 같이 얇고 쉽게 휘어지는 재료로 제작된 광학 시트들(20)이 자중에 의해 쳐지는 현상을 예방한다.

그런데 확산판(18)은 두껍고 중량이 크기 때문에 액정표시장치의 경량화를 저해하는 부품으로 작용하고 있으며, 제조 단가가 높기 때문에 액정표시장치의 제조비용을 상승시키는 요인으로 작용하고 있다. 또한, 확산판(18)은 램프들(12)의 발열에 의해 볼록하게 휠 수 있으며, 확산판(18)의 변형은 도 3과 같이 액정표시패널(22)로 입사되는 광의 면 균일도를 현저히 떨어 뜨려 액정표시장치의 표시 품위를 저하시킨다.

따라서, 본 발명의 목적은 확산판 없이 광학시트들의 쳐짐을 예방하도록 한 백라이트 유닛을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 백라이트 유닛을 이용하여 경량화와 박형화가 가능하도록 한 액정표시장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은 다 수의 광원; 상기 광원들이 수용되고 상면이 개구된 버텀 커버; 상기 광원들 위에서 상기 광원들과 이격되도록 상기 버텀 커버의 측벽들 상단에 양 끝단이 고정되어 상기 버텀 커버의 개구면을 가로지르는 네트; 및 상기 네트 위에 배치되는 한 매 이상의 광학시트를 구비한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛은 다수의 광원; 상기 광원들이 수용되고 상면이 개구된 버텀 커버; 상기 광원들 위에서 상기 광원들과 이격되도록 상기 버텀 커버의 측벽들 상단에 양 끝단이 고정되어 상기 버텀 커버의 개구면을 가로지르는 제1 네트; 상기 네트 위에 배치되는 다수의 광학시트; 및 상기 광학시트들 사이의 면을 가로 질러 상기 광학시트들 사이의 면에 공기 확산층을 형성하는 제2 네트를 구비한다.

상기 제1 및 제2 네트 각각은 제1 방향을 따라 상기 버텀 커버의 개구면을 가로지르는 제1 지지줄; 및 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향을 따라 상기 버텀 커버의 개구면을 가로지르는 제2 지지줄을 구비한다.

상기 제1 및 제2 네트 각각은 어느 한 방향을 따라 나란하게 상기 버텀 커버의 개구면을 가로지르는 다수의 지지줄을 구비한다.

상기 지지줄 각각은 0.1mm ~ 2mm 사이의 두께를 가지는 투명 또는 불투명 금속이나 플라스틱으로 형성된다.

본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널; 및 다수의 광원, 상기 광원들이 수용되고 상면이 개구된 버텀 커버, 상기 광원들 위에서 상기 광원들과 이격되도록 상기 버텀 커버의 측벽들 상단에 양 끝단이 고정되어 상기 버텀 커 버의 개구면을 가로지르는 네트, 및 상기 네트 위에 배치되는 한 매 이상의 광학시트를 포함하여 상기 액정표시패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛을 구비한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널; 및 다수의 광원, 상기 광원들이 수용되고 상면이 개구된 버텀 커버, 상기 광원들 위에서 상기 광원들과 이격되도록 상기 버텀 커버의 측벽들 상단에 양 끝단이 고정되어 상기 버텀 커버의 개구면을 가로지르는 제1 네트, 상기 네트 위에 배치되는 다수의 광학시트, 및 상기 광학시트들 사이의 면을 가로 질러 상기 광학시트들 사이의 면에 공기 확산층을 형성하는 제2 네트를 포함하여 상기 액정표시패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛을 구비한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

도 4 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명하기로 한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(58)과, 액정표시패널(58)의 아래에서 광을 조사하는 다수의 램프들(50)과, 램프들(50)을 수용하고 램프들(50) 아래의 저면에 반사판(52)이 부착된 버텀 커버(54)와, 램프들(50)로부터의 광을 확산시키거나 액정표시패널(58)의 표시면에 대하여 수직으로 광의 진행경로를 꺾어주는 한 매 이상의 광학 시트들(56)과, 램프들(50)과 광학 시트들(56) 사이에 위치하여 상기 광학 시트들(56)을 지지하는 넷트(net)를 구비한다. 이러한 액정표시장치에서 기존에 광학 시트들을 지지하던 확 산판은 제거된다.

액정표시패널(58)은 상부기판 및 하부기판 사이에 액정이 주입되고 상부기판과 하부기판 사이의 간격을 일정하게 유지시키기 위한 도시하지 않은 스페이서를 구비한다. 이러한 액정표시패널(58)의 상부기판에는 도시하지 않은 컬러필터, 공통전극 및 블랙매트릭스 등이 형성된다. 또한, 액정표시패널(58)의 하부기판에는 도시하지 않은 데이터 라인과 게이트 라인 등의 신호배선이 형성되고, 데이터 라인과 게이트 라인의 교차부에 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 함)가 형성된다. TFT는 게이트 라인으로부터의 스캔신호(게이트 펄스)에 응답하여 데이터 라인으로부터 액정셀 쪽으로 전송될 데이터 신호를 절환하게 된다. 데이터 라인가 게이트 라인 사이의 화소영역에는 화소전극이 형성된다.

램프들(50)은 냉음극형광램프(Cold Cathod Fluorescent Lamp, CCFL), 또는 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp, EEFL) 등의 방전관 램프, 또는 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)나 이들의 조합으로 구성된다. 이 램프들(50)에 전압을 인가하기 위하여 램프들(50)의 양 전극은 커넥터를 통해 인버터와 전기적으로 접속된다.

광학 시트들(56)은 램프들(50)로부터 입사되는 광을 확산시키는 확산 시트와 액정표시패널(58)의 표시면에 대하여 수직 방향으로 광을 진행시키는 적어도 하나 이상의 프리즘 시트들을 포함한다.

네트(net)(60)는 버텀 커버(54)의 상단 개구면을 단일 방향 또는 여러 방향으로 가로지로고 양 끝단들이 버텀 커버(54)에 고정된다. 일 예로 네트(60)는 도 4와 같이 버텀 커버(54)의 좌/우측벽에 양 끝단이 고정되어 램프들(50)과 나란한 횡방향을 따라 팽팽하게 당겨진 제1 지지줄(60a)과, 버텀 커버(54)의 상/하 측벽의 양 끝단이 고정되어 제1 지지줄(60a)과 직교하는 종방향을 따라 팽팽하게 당겨진 제2 지지줄(60b)을 포함한다. 즉, 이 네트(60)는 그물망 구조로 램프들(50) 위에서 램프들(50)과 소정 간격으로 이격된다.

네트(60)는 두께가 얇은 광학 시트들(56)이 처짐없이 적층될 수 있도록 적어도 한 층 이상 설치될 수 있다. 이러한 네트(60)는 램프들(12)로부터 액정표시패널(58) 쪽으로 진행하는 광에 영향을 주지 않으면서 광학 시트들(56)을 아래에서 지지하여 광학 시트들(56)의 처짐을 방지하는 역할을 한다. 이를 위하여, 네트(60)의 지지줄들(60a, 60b) 각각은 0.1mm ~ 2mm 사이의 두께를 가지는 투명 또는 불투명금속이나 플라스틱으로 형성된다.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 종래의 확산판을 제거하고 확산판 대신에 광학 시트들(56)을 지지하는 네트(60)를 설치함으로써 액정표시장치를 경량화, 슬림화할 수 있으며, 확산판의 열변형이 없으므로 확산판 변형으로 인한 휘도 불균일을 방지할 수 있어 표시화상의 휘도 면 균일도를 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 종래의 고가의 확산판이 제거됨으로써 제조 비용이 절감될 수 있다.

이러한 네트(60)는 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이 다양한 형태로 제작될 수 있다.

도 6을 참조하면, 네트(70)의 지지줄들은 램프(50)와 나란한 종방향, 램 프(50)와 교차하는 종방향 및 대각 방향으로 버텀 커버(54)에 고정될 수 있다.

도 7을 참조하면, 네트(72)의 제1 지지줄(72a)과 제2 지지줄(72b)은 버텀 커버(54)의 네 모서리에 고정되고, 그들은 버텀 커버(54)의 중앙 부분에서 교차된다.

도 8을 참조하면, 네트(74)는 램프(50)와 나란한 횡방향으로만 버텀 커버(54)에 고정된다.

도 9를 참조하면, 네트(76)는 램프(50)와 직교하는 종방향으로만 버텀 커버(54)에 고정된다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸다. 도 10에 있어서, 전술한 도 4 및 도 5의 실시예와 실질적으로 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 도면부호를 붙이고 그에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(58)과, 나란하게 배치되어 액정표시패널(58)에 광을 조사하는 다수의 램프들(50)과, 램프들(50)의 배면에 배치되어 램프들(50)을 수용하고 저면에 반사판(52)이 부착되는 버텀 커버(54)와, 램프들(50)로부터의 광을 확산시키거나 액정표시패널(58)의 표시면에 대하여 수직으로 광을 진행시키는 광학 시트들(56)과, 램프들(50)과 광학 시트들(56) 사이에 위치하여 상기 광학 시트들(56)을 지지하는 제1 네트(60)와, 광학 시트들(56) 사이에 설치되는 제2 네트(80)를 구비한다.

제2 네트(80)는 광학 시트들(56) 사이에 설치되어 광학 시트들(56)의 쳐짐 현상을 방지한다. 제2 네트(80)는 광학 시트들(56) 사이에 위치되어 광학 시트들(56) 사이의 공간을 공기 확산층으로 확보하므로 광확산도를 증가시킨다. 이 제 2 네트(80)는 그물망 구조로 제작되고, 그물망 형태는 도 6 내지 도 9와 같이 다양한 형태로 변형될 수 있다. 이 제2 네트(80)는 램프들(50)에서 출사되는 광의 진행에 영향을 주지 않도록 끈 또는 좁은 폭의 지지물로 형성된다. 이를 위하여, 제2 네트(80)는 0.1mm ~ 2mm 두께를 가지는 투명 또는 불투명금속이나 플라스틱으로 형성된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 확산판을 제거하는 대신, 얇고 점유면적이 거의 없는 네트를 램프들과 광학시트들 사이에 설치하여 네트의 지지로 인하여 광학시트들의 쳐짐을 예방할 수 있음은 물론, 확산판의 변형으로 인한 광의 면 균일도 저하가 없다. 본 발명에 따른 액정표시장치는 상기 백라이트 유닛을 이용하여 경량화, 박형화될 수 있을 뿐만 아니라, 표시화상의 면 균일도가 향상되고 표시품질을 높일 수 있다. 나아가, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛과 액정표시장치는 제조비용에서 고가의 확산판 비용이 줄어들게 되므로 제조비용을 낮출 수 있고, 광학 시트들 사이에 공기 확산층을 형성하여 광의 확산도를 높일 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 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 (22)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 다수의 광원;

   상기 광원들이 수용되고 상면이 개구된 버텀 커버;

   상기 광원들 위에서 상기 광원들과 이격되도록 상기 버텀 커버의 측벽들 상단에 양 끝단이 고정되어 상기 버텀 커버의 개구면을 가로지르는 제1 네트;

   상기 제1 네트 위에 배치되며, 상기 제1 네트와 접촉하여 형성되는 다수의 광학시트; 및

   상기 광학시트들 사이의 면을 가로 질러 배치되고, 상기 광학시트들 사이에서 공기 확산층을 형성하는 제2 네트를 구비하고,

   상기 광학 시트는,

   상기 광을 확산시키는 하나 이상의 확산 시트; 및

   상기 광의 진행경로를 꺾어 주는 하나 이상의 프리즘 시트를 구비하고,

   상기 제1 네트 및 제2 네트는,

   상기 광학시트를 지지하며 상기 광학시트의 쳐짐 현상을 방지하고, 상기 버텀 커버의 개구면을 가로지르며 0.1mm ~ 2mm 사이의 두께의 투명 또는 불투명 금속이나 플라스틱으로 형성되는 지지줄로 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 네트 각각은,

   제1 방향을 따라 상기 버텀 커버의 개구면을 가로지르는 제1 지지줄;

   상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향을 따라 상기 버텀 커버의 개구면을 가로지르는 제2 지지줄을 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
9. 삭제
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 제1 및 제2 네트 각각은

    어느 한 방향을 따라 나란하게 상기 버텀 커버의 개구면을 가로지르는 다수의 지지줄을 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 액정표시패널; 및

    다수의 광원, 상기 광원들이 수용되고 상면이 개구된 버텀 커버, 상기 광원들 위에서 상기 광원들과 이격되도록 상기 버텀 커버의 측벽들 상단에 양 끝단이 고정되어 상기 버텀 커버의 개구면을 가로지르는 제1 네트, 상기 제1 네트 위에 배치되며, 상기 제1 네트와 접촉하여 형성되는 다수의 광학시트, 및 상기 광학시트들 사이의 면을 가로 질러 배치되며, 상기 광학시트들 사이에서 공기 확산층을 형성하는 제2 네트를 포함하여 상기 액정표시패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛을 구비하고,

    상기 광학 시트는, 상기 광을 확산시키는 하나 이상의 확산 시트 및 상기 광의 진행경로를 꺾어 주는 하나 이상의 프리즘 시트를 구비하고,

    상기 제1 네트 및 제2 네트는, 상기 광학시트를 지지하며 상기 광학시트의 쳐짐 현상을 방지하고, 상기 버텀 커버의 개구면을 가로지르며 0.1mm ~ 2mm 사이의 두께의 투명 또는 불투명 금속이나 플라스틱으로 형성되는 지지줄로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 제1 및 제2 네트 각각은,

    제1 방향을 따라 상기 버텀 커버의 개구면을 가로지르는 제1 지지줄;

    상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향을 따라 상기 버텀 커버의 개구면을 가로지르는 제2 지지줄을 구비하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
20. 삭제
21. 제 18 항에 있어서,

    상기 제1 및 제2 네트 각각은

    어느 한 방향을 따라 나란하게 상기 버텀 커버의 개구면을 가로지르는 다수의 지지줄을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
22. 삭제

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