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JP4435774B2 - バックライトアセンブリ及び液晶表示装置 - Google Patents

バックライトアセンブリ及び液晶表示装置 Download PDF

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JP4435774B2 JP2006324175A JP2006324175A JP4435774B2 JP 4435774 B2 JP4435774 B2 JP 4435774B2 JP 2006324175 A JP2006324175 A JP 2006324175A JP 2006324175 A JP2006324175 A JP 2006324175A JP 4435774 B2 JP4435774 B2 JP 4435774B2
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Description

本発明はバックライトアセンブリに関するものであり、特に不均一な輝度を改善することができるバックライトアセンブリ及びこれを具備した液晶表示装置に関するものである。
液晶表示装置は、液晶を利用して映像を表示する平板表示装置の一つとして、他の表示装置に比べて薄くかつ軽く、低い消費電力を持つ長所により産業全般にわたって広範囲に使われている。
このような液晶表示装置は、映像を表示するための液晶パネルと、前記液晶パネルに光を供給するためのバックライトアセンブリとで構成される。
前記液晶表示装置は、光源が配置された形状に従ってエッジ型(edge type)と直下型(direct type)に分類される。前記エッジ型バックライトアセンブリは側面に光源が具備され、液晶パネルの背面に具備され、側面で発光された光を前方に誘導する導光板を具備する。前記直下型バックライトアセンブリは、１２インチ以上の大型液晶表示装置に適用されることで液晶パネル背面に複数の光源が具備され、前記複数の光源から発光された光は前方の液晶パネルに照射される。
前記バックライトアセンブリの光源としては、ＥＬ(Electro Luminescence)、ＣＣＦＬ(Cold Cathode Fluorescent Lamp)、ＨＣＦＬ(Hot Cathode Fluorescent Lamp)、発光ダイオード(LED)等が使われる。
前記発光ダイオードは、点光源で、複数の赤色(Red)、緑色(Green)及び青色(Blue)で成り立つとか、白色(White)で成り立つことができる。前記発光ダイオードは、バックライトアセンブリの小型化と光の均一性を維持することができる長所により高輝度のバックライトアセンブリを具現することができる。
従来のエッジ型液晶表示装置は、液晶パネルと、前記液晶パネルに光を提供するバックライトアセンブリを含む。
前記バックライトアセンブリは、ボトムカバー上に反射板及び光学シート類が順に装着され、前記ボトムカバー側面に所定の間隔を隔てて複数の発光ダイオードが配置される。
前記バックライトアセンブリは、前記発光ダイオードの一側に配置されて電源を供給するために導電性パターンが形成された印刷回路基板と、前記発光ダイオードを覆う形状に具備されて前記発光ダイオードから発光された光を前記導光板にガイドするハウジングをさらに含む。
前記発光ダイオードと導光板は、互いに一面を成すように配置されて、前記発光ダイオードから発光された光は、前記導光板の一側面に入射される。
前記のような発光ダイオードは、約１１０度の放射角を持ち、前記発光ダイオードから発光された光は、前記導光板の入射面に入射されて光経路が変更される。前記光経路が変更されるのは、前記導光板の入射面領域での媒質の差によって発生される。
従来の液晶表示装置において、前記発光ダイオードから出射された光が前記導光板の入射面に入射されながら媒質の差によって前記放射角が狭まり前記導光板の入射面領域で明部及び暗部が発生する。
よって、従来の液晶表示装置は、駆動の時、前記明部と暗部の反復によって前記発光ダイオードが配置された領域で輝度が不均一になるホットスポット(hot spot)の発生を引き起こすようになり、前記ホットスポットは、液晶表示装置の輝度不均衡の原因になる問題があった。
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、導光板の入光部形状を変更して光を拡散させることで不均一な輝度を改善することができるバックライトアセンブリ及びこれを具備した液晶表示装置を提供することにその目的がある。
本発明に係るバックライトアセンブリは、複数個の発光素子と、前記発光素子と同一な平面を成すように配置される導光板と、前記導光板の一側面に一定間隔隔てて形成され、光経路を変更させる複数の光補正部とを含み、前記複数の光補正部は、前記複数個の発光素子の間にそれぞれ配置され、前記発光素子及び前記光補正部は、一列に配置され、前記光補正部は、前記導光板から突出形成される突出部と、前記突出部の表面に配置される反射シートまたは反射膜とを含む。
また、複数個の発光素子と、前記発光素子と同一な平面を成すように配置される導光板と、前記導光板の一側面に一定間隔隔てて形成され、光経路を変更させる複数の光補正部とを含み、前記複数の光補正部は、前記複数個の発光素子の間にそれぞれ配置され、前記発光素子及び前記光補正部は、一列に配置され、前記光補正部は、前記導光板から突出形成される突出部と、前記突出部に形成されるドットパターンとを含む。
また、本発明に係る液晶表示装置は、前記記載のバックライトアセンブリと、前記導光板上に配置されて映像を表示する液晶パネルとを含むことを特徴とする。
本発明によれば、光補正部により導光板全面での不均一な輝度を改善する効果がある。
以下、添付した図面を参照して本発明による実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態によるエッジ型液晶表示装置を図示した分解斜視図であり、図２は、図１のＡ領域を図示した導光板及び発光ダイオードの斜視図である。
図１及び図２に図示されたように、本発明の一実施の形態によるエッジ型液晶表示装置は、映像を表示する液晶パネル１００と、前記液晶パネル１００に光を提供するバックライトアセンブリ１２０とを含む。
前記液晶パネル１００は、互いに対向して均一なセルギャップが維持されるように合着された薄膜トランジスタアレイ基板及びカラーフィルタ基板と、前記薄膜トランジスタアレイ基板とカラーフィルタ基板との間に介在された液晶層とで構成される。
前記バックライトアセンブリ１２０は、ボトムカバー１９０と、前記ボトムカバー１９０の一側に所定の間隔を隔てて配置された複数の発光ダイオード１６０と、前記発光ダイオード１６０と一面を成すように配置されて点光を面光に変換させる導光板１５０と、前記導光板１５０の背面に配置されて導光板１５０の背面に照射される光を前記液晶パネル１００方向に反射させる反射板１７０と、前記導光板１５０上に配置されて光を拡散及び集光させる光学シート類１３０を含む。
前記バックライトアセンブリ１２０は、発光ダイオード１６０に電源を印加するために導電性パターンが形成された印刷回路基板１６１と、前記発光ダイオード１６０を覆う形状で備えられ、光を導光板１５０方向に反射させるハウジング１６２とをさらに含む。
前記複数の発光ダイオード１６０は、赤色(Red)、緑色(Green)、青色(Ｂlue)及び白色(White)光を発光する発光ダイオード１６０の少なくとも一つ以上の組合わせで成る。
前記導光板１５０は、光効率を向上させるために、前面及び/又は背面に凹凸形状のプリズムパターンが複数形成される。
前記導光板１５０は、光透過力が優れたＰＭＭＡ(poly methyl meth acrylate)樹脂又は熱に強い硝子材質を平面形状(flat type)や楔形状(wedge type)で製作して使われる。硝子材質は熱的変形を最小化する利点がある。
前記発光ダイオード１６０が配置された導光板１５０の一側面には所定の間隔を隔てて凹凸形状を持つ複数の突出部２００と、光が入射される複数の入射面１５１とが形成されている。
前記突出部２００は、三角柱の形状で成り、前記突出部２００の突出した面には光を反射する反射シート２０１が付着する。前記突出部２００に付着する反射シート２０１は、詳細に図示されなかったが、接着剤又は両面テープで付着することができる。前記反射シート２０１は、実施の形態中の一つとして、これに限定されなく、銀(Ag)、アルミニュム(Al)等の反射膜(図示せず)でコーティングすることもできる。
前記発光ダイオード１６０は、前記入射面１５１と対応する位置に配置される。すなわち、それぞれの前記突出部２００の間には前記発光ダイオード１６０が配置される。
前記突出部２００は、前記導光板１５０の製造工程時に、前記導光板１５０と一体に形成される。
前記のような本発明の一実施の形態による液晶表示装置は、発光ダイオード１６０で光が発光され、前記光は、導光板１５０の一側に入射される。前記光は、導光板１５０内部で反射して前記光学シート類１３０方向に照射される。この時、前記導光板１５０内部で反射した光の中には発光ダイオード１６０が配置された入射面１５１及び突出部２００方向に進行する所定の光が発生する。
前記突出部２００方向に進行した光は、前記突出部２００の形状及び突出部２００に付着した反射シート２０１によって前記突出部２００周辺で反射する。よって、前記発光ダイオード１６０が配置されない領域に形成された前記突出部２００周辺には反射する光によって輝度が向上することができる。すなわち、本発明は、導光板１５０の形状を変更して輝度不均一(hot spot)現象を改善することができる。
図３は、本発明の一実施の形態によるエッジ型液晶表示装置の光経路を図示した平面図である。
図３に図示されたように、本発明の一実施の形態によるエッジ型液晶表示装置は、発光ダイオード１６０が配置された導光板１５０の一側面周辺に所定の間隔を隔てて三角柱形状に形成された複数の突出部２００を含み、前記突出部２００には反射シート２０１が付着されている。
前記発光ダイオード１６０から出射された光(図５に矢印で表示)は、前記導光板１５０の入射面１５１に入射され、その入射光中、前記突出部２００方向に反射する光は、前記突出部２００の反射シート２０１によって突出部２００周辺で再び反射する。よって、前記突出部２００周辺には、前記反射シート２０１によって反射した光によって輝度を向上することができる。
従って、本発明の一実施の形態によるエッジ型液晶表示装置は、発光ダイオード１６０が配置された導光板１５０の一側面形状を変更して従来のホットスポット問題を改善することができる。
図４は、本発明の他の実施の形態によるエッジ型液晶表示装置を図示した分解斜視図であり、図５は、図４のＢ領域を図示した導光板及び発光ダイオードの斜視図である。又、図６は、本発明の他の実施の形態によるエッジ型液晶表示装置の光経路を図示した平面図である。
図４乃至図６に図示されたように、本発明の他の実施の形態によるエッジ型液晶表示装置は、図１乃至図３に図示された本発明の一実施の形態によるエッジ型液晶表示装置の構成要素中で、導光板２５０を除いた他の構成要素は同一なので同一符号を付して詳細な説明は省略する。
前記導光板２５０は、発光ダイオード１６０と対応する一側面に所定の間隔を隔てて突出した複数の光補正部３００を含む。前記光補正部３００は、前記発光ダイオード１６０と対応する位置に形成される。前記光補正部３００は、所定距離突出して、突出した面が前記導光板２５０方向に陥没したラウンド形状の溝３０１を持つ。
前記溝３０１の表面には、光を拡散させる複数の拡散パターン３０３が形成される。前記拡散パターン３０３は、光を拡散させる放射型構造で形成される。
前記発光ダイオード１６０から発光された光は、前記光補正部３００を通過しながら拡散して前記導光板２５０の入光部周辺のホットスポットを改善することができる。
このような本発明の他の実施の形態によるエッジ型液晶表示装置は、導光板２５０の入射面に複数の拡散パターン３０３が形成されたラウンド形状の溝３０１を含む光補正部３００が突出形成されて、前記発光ダイオード１６０から発光された光を拡散させることで、前記導光板２５０の全面での輝度均一度を向上させることができる。すなわち、本発明は、光補正部３００によって前記発光ダイオード１６０の放射角を広げることで、ホットスポットを改善することができる。
図７は、本発明のさらに他の実施の形態によるエッジ型液晶表示装置を図示した分解斜視図であり、図８は、図７のＣ領域を図示した導光板及び発光ダイオードの斜視図である。又、図９は、本発明のさらに他の実施の形態による液晶表示装置の光経路を図示した平面図である。
図７乃至図９に図示されたように、本発明のさらに他の実施の形態によるエッジ型液晶表示装置は、図１乃至図３に図示された本発明の一実施の形態によるエッジ型液晶表示装置の構成要素中で、導光板３５０を除いた他の構成要素は同一なので同一符号を付してその説明は省略する。
前記導光板３５０は、発光ダイオード１６０と対応する一側に所定の間隔を隔てて突出された複数の光補正部４００を含む。前記光補正部４００は、突出した四角柱形状に形成され、前記光補正部４００と対向する入射面３５１の領域はラウンド形状で成る。
前記光補正部４００と入射面３５１が対向する領域がラウンド形状で形成されるのは、前記発光ダイオード１６０から発光した光を前記光補正部４００に誘導するためである。
前記光補正部４００には、拡散のための複数のドットパターン４０１が形成されている。前記ドットパターン４０１の形はさまざまな形状があり、単位面積当たりドットの面積率はいくらでも変更することができる。
以上で説明した本発明のさらに他の実施の形態のエッジ型液晶表示装置では、前記光補正部４００にドットパターン４０１が形成されたことで説明しているが、これに限定されなく、光を拡散させることができるパターンは全て含むことができる。
前記発光ダイオード１６０は、前記光補正部４００の間の入射面３５１と対応するように配置されている。前記発光ダイオード１６０から発光された光は前記入射面３５１に入射され、前記入射面３５１と光補正部４００の境界面に形成されたラウンド形状によって拡散する。前記拡散した光中、光補正部４００方向に進行する光は、前記光補正部４００のドットパターン４０１によって拡散して周辺の輝度を向上させることができる。
以上で説明した本発明のさらに他の実施の形態のエッジ型液晶表示装置は、輝度が不均一な導光板３５０の一側に複数の光補正部４００を一体に形成して暗い領域の輝度を向上させることで、全体的に輝度の不均一を改善することができる。
本発明の一実施の形態によるエッジ型液晶表示装置を図示した分解斜視図。 図１のＡ領域を図示した導光板及び発光ダイオードの斜視図。 本発明の一実施の形態によるエッジ型液晶表示装置の光経路を図示した平面図。 本発明の他の実施の形態によるエッジ型液晶表示装置を図示した分解斜視図。 図４のＢ領域を図示した導光板及び発光ダイオードの斜視図。 本発明の他の実施の形態によるエッジ型液晶表示装置の光経路を図示した平面図。 本発明のさらに他の実施の形態によるエッジ型液晶表示装置を図示した分解斜視図。 図７のＣ領域を図示した導光板及び発光ダイオードの斜視図。 本発明のさらに他の実施の形態によるエッジ型液晶表示装置の光経路を図示した平面図。
符号の説明
１２０:バックライトアセンブリ １９０: ボトムカバー
１６０:発光ダイオード １５０: 導光板
１００:液晶パネル １７０:反射板
１３０:光学シート類 １６２:ハウジング
２００:突出部 １５１:入射面

Claims (6)

  1. 複数個の発光素子と、
    前記発光素子と同一な平面を成すように配置される導光板と、
    前記導光板の一側面に一定間隔隔てて形成され、光経路を変更させる複数の光補正部と
    を含み、
    前記複数の光補正部は、前記複数個の発光素子の間にそれぞれ配置され、
    前記発光素子及び前記光補正部は、一列に配置され、
    前記光補正部は、
    前記導光板から突出形成される突出部と、
    前記突出部の表面に配置される反射シートまたは反射膜と
    を含むことを特徴とするバックライトアセンブリ。
  2. 前記突出部は、それぞれ三角柱形状を有する
    ことを特徴とする請求項１に記載のバックライトアセンブリ。
  3. 前記光補正部の突出された表面に、光を反射させる少なくとも一つ以上の反射シートが付着され、または反射膜が塗布される
    ことを特徴とする請求項２に記載のバックライトアセンブリ。
  4. 複数個の発光素子と、
    前記発光素子と同一な平面を成すように配置される導光板と、
    前記導光板の一側面に一定間隔隔てて形成され、光経路を変更させる複数の光補正部と
    を含み、
    前記複数の光補正部は、前記複数個の発光素子の間にそれぞれ配置され、
    前記発光素子及び前記光補正部は、一列に配置され、
    前記光補正部は、
    前記導光板から突出形成される突出部と、
    前記突出部に形成されるドットパターンと
    を含むことを特徴とするバックライトアセンブリ。
  5. 前記突出部は、四角柱形状を有し、
    前記導光板は、前記発光素子と対向する光入射面を含み、
    前記光入射面と前記突出部の境界領域は、ラウンド形状を有する
    ことを特徴とする請求項４に記載のバックライトアセンブリ。
  6. 請求項１から５までのいずれか１項に記載のバックライトアセンブリと、
    前記導光板上に配置されて映像を表示する液晶パネルと
    を含むことを特徴とする液晶表示装置。
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