[go: up one dir, main page]

KR101372961B1 - 그리드 세레이션 패턴을 갖는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

그리드 세레이션 패턴을 갖는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101372961B1
KR101372961B1 KR1020120091615A KR20120091615A KR101372961B1 KR 101372961 B1 KR101372961 B1 KR 101372961B1 KR 1020120091615 A KR1020120091615 A KR 1020120091615A KR 20120091615 A KR20120091615 A KR 20120091615A KR 101372961 B1 KR101372961 B1 KR 101372961B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
guide plate
light guide
liquid crystal
light
pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020120091615A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140025683A (ko
Inventor
한성규
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020120091615A priority Critical patent/KR101372961B1/ko
Publication of KR20140025683A publication Critical patent/KR20140025683A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101372961B1 publication Critical patent/KR101372961B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0036—2-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0055—Reflecting element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0068—Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0073—Light emitting diode [LED]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0095—Light guides as housings, housing portions, shelves, doors, tiles, windows, or the like
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0058—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide
    • G02B6/0061—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide to provide homogeneous light output intensity
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133615—Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

본 발명은, 다수의 LED를 포함하는 LED 어셈블리와; 상기 LED 어셈블리와 마주보고 이격되며, 서로 교차하는 제1 및 제2패턴을 포함하는 그리드 세레이션 패턴이 형성된 입광면을 포함하는 도광판과; 상기 도광판 하부에 배치되는 반사판과; 상기 도광판 상부에 배치되는 다수의 광학시트를 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.

Description

그리드 세레이션 패턴을 갖는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치 {Backlight Unit Having Grid Serration Pattern And Liquid Crystal Display Device Including The Same}
본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 나노 그리드 세레이션 패턴을 갖는 도광판을 포함하는 백라이트 유닛과 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
평판표시장치(flat panel display: FPD)로 액정표시장치(liquid crystal display: LCD), 플라즈마 표시장치(plasma display panel: PDP) 및 유기발광다이오드 표시장치(organic light emitting diode: OLED)가 주류를 이루고 있다.
이중에서 액정표시장치는 스스로 빛을 발하지 못하는 수광형(non-emissive) 표시장치로서, 영상을 표시하는 액정패널과, 액정패널에 빛을 공급하는 백라이트 유닛(backlight unit)을 포함한다.
최근에는 이러한 백라이트 유닛의 광원으로 발광다이오드(light emitting diode: LED)가 널리 사용되고 있다.
도 1은 종래의 액정표시장치용 백라이트 유닛을 도시한 평면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 액정표시장치용 백라이트 유닛(20)은, 빛을 생성하여 출사하는 LED 어셈블리(29)와, LED 어셈블리(29)로부터 출사된 빛을 균일한 평면광으로 변환하는 도광판(23)을 포함한다.
도시하지는 않았지만, 도광판(23) 하부에는 백색 또는 은색의 반사판이 배치될 수 있으며, 도광판(23) 상부에는 다수의 광학시트가 배치될 수 있다.
LED 어셈블리(29)는 도광판(23)의 일측에 구성되며, 백색광을 발하는 다수의 LED(29a)와, LED(29a)가 장착되는 LED PCB(printed circuit board: 29b)를 포함한다.
그리고, 도광판(23)은 LED 어셈블리(29)와 마주보도록 배치되어 LED 어셈블리(29)의 빛이 입사되는 입광면(23a)을 포함하는데, 입광면(23a)에는 세레이션 패턴(serration pattern)(27)이 형성된다.
LED 어셈블리(29)의 LED(29a)가 x축 방향으로 배열되고, 도광판(23)의 입광면(23a)이 서로 직교하는 x축 및 y축에 의한 xy평면에 놓여진 경우, 도광판(23)의 세레이션 패턴(27)은 y축 방향으로 배열되는 다수의 홈(groove)의 형상을 갖는다.
그리고, 세레이션 패턴(27)을 구성하는 다수의 홈 각각은 수십 마이크로미터(μm)의 폭 및 깊이, 예를 들어 약 60마이크로미터의 폭과 약 30마이크로미터의 깊이를 갖고, 세레이션 패턴(27)을 구성하는 다수의 홈은 수백 마이크로미터(μm)의 피치(pitch)를 갖는다.
이러한 세레이션 패턴(27)은, LED 어셈블리(29)의 LED(29a)로부터 출사되는 빛을 x축 방향으로 확산시켜 LED(29a)와 LED(29a) 사이의 암부를 제거하는 역할을 한다.
그러나, 이러한 세레이션 패턴(27)은, 도광판(23)의 입광면(23a)에 인접한 영역의 핫스팟(hot spot) 또는 빛샘과 같은 휘도 불균일을 방지하지 못하는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 종래의 액정표시장치용 백라이트 유닛을 도시한 단면도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 종래의 액정표시장치용 백라이트 유닛(20)에서, LED 어셈블리(29)의 LED(29a)로부터 출사된 빛은, 도광판(23)의 입광면(23a)으로 제1굴절각(a1)으로 입사된 후 도광판(23)의 상면(23b)을 통하여 출사되는 제1광(L1)과, 도광판(23)의 입광면(23a)으로 제2굴절각(a2)으로 입사된 후 도광판(23)의 하면(23c)을 통과하고 반사판(25)에서 반사되어 다시 도광판(23)의 상면(23b)을 통하여 출사되는 제2광(L2)을 포함한다.
이러한 제1 및 제2광(L1, L2)은 도광판(23)의 상면(23b) 및 반사판(25)에 의하여 2차례 이상 반사되어 출사되는 나머지 광보다 더 큰 휘도를 갖고 액정패널로 입사되므로, 도광판(23)의 입광면(23a)에 인접한 영역(A)에서의 핫스팟 또는 빛샘과 같은 휘도 불균일의 원인이 된다.
즉, 도광판(23)의 입광면(23a)에 형성되는 세레이션 패턴(27)은 y축 방향을 따라 형성되므로, LED 어셈블리(29)의 LED(29a)로부터 출사된 빛의 x축 방향의 확산은 제어할 수 있지만, LED 어셈블리(29)의 LED(29a)로부터 출사된 빛의 y축 방향의 확산 또는 집속은 제어하지 못하며, 그 결과 핫스팟 또는 빛샘과 같은 휘도 불균일이 발생한다.
세레이션 패턴(27)에 의한 빛의 x축 및 y축 방향의 광경로 제어에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 종래의 종래의 액정표시장치용 백라이트 유닛의 세레이션 패턴에 의한 LED 출사광의 광경로 제어를 설명하기 위한 도면으로, 도 1 및 도 2를 함께 참조하여 설명한다.
도 3에 도시한 바와 같이, LED 어셈블리(29)의 LED(29a)의 출사광은 x축 방향 및 y축 방향으로 약 120도의 동일한 반치각을 갖는데, LED(29a)의 출사광은 y축 방향을 따라 형성된 세레이션 패턴(27)을 통과하면서 x축 방향으로 약 80도의 시야각까지 확산되어 LED(29a)와 LED(29a) 사이의 암부 발생이 방지된다.
그러나, 세레이션 패턴(27)이 y축 방향을 따라 형성되어 있으므로, LED(29a)의 출사광은 세레이션 패턴(27)을 통과하면서 y축 방향으로는 광경로가 제어되지 못하여 핫스팟 또는 빛샘과 같은 휘도 불균일이 발생한다.
이때, x축 방향의 최대 광도는 약 4.7cd이고, y축 방향의 최대 광도는 약 4.6cd이다.
그리고, 세레이션 패턴(27)에 의하여 빛이 x축 방향으로 지나치게 확산되어 도광판(23)의 측벽에서 반사 또는 손실되는 양이 증가하므로, 광효율이 떨어지는 문제가 있다.
특히, 최근에는 액정표시장치의 비표시영역인 베젤(bezel)영역을 최소화 하기 위하여, LED 어셈블리(29)의 LED(29a)와 도광판(23)의 입광면(23a) 사이의 거리가 점점 감소되는 것이 추세인데, LED(29a)와 입광면(23a) 사이의 거리가 줄어들수록 LED(29a)의 출사광에 대한 광경로 제어가 더 어려워지고 그 결과 핫스팟 또는 빛샘과 같은 백라이트 유닛의 휘도 불균일은 더 심화되는 문제가 있다.
본 발명은, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 핫스팟 또는 빛샘과 같은 휘도 불균일이 방지되는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 도광판의 입광면에 그리드 형상의 세레이션 패턴이 형성되는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은, 다수의 LED를 포함하는 LED 어셈블리와; 상기 LED 어셈블리와 마주보고 이격되며, 서로 교차하는 제1 및 제2패턴을 포함하는 그리드 세레이션 패턴이 형성된 입광면을 포함하는 도광판과; 상기 도광판 하부에 배치되는 반사판과; 상기 도광판 상부에 배치되는 다수의 광학시트를 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.
여기서, 상기 다수의 LED는 x축 방향으로 배열되고, 상기 제1패턴은 상기 x축 방향과 직교하는 y축 방향으로 서로 이격되도록 배열되는 다수의 홈 형상을 가지고, 상기 제2패턴은 상기 x축 방향으로 서로 이격되도록 배열되는 다수의 홈 형상을 가질 수 있다.
그리고, 상기 제1패턴은 제1폭, 제1깊이 및 제1피치를 가지고, 상기 제2패턴은 제1폭, 제1깊이 및 제1피치를 가지고, 상기 제1 및 제2폭과 상기 제1 및 제2깊이는 각각 수십 나노미터(nm) 내지 수백 나노미터(nm)이고, 상기 제1 및 제2피치는 수백 나노미터(nm) 내지 수백 마이크로미터(μm)일 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2패턴은 각각 그 단면이 삼각형 형상, 반원 형상 또는 깔때기 형상일 수 있다.
그리고, 상기 도광판의 하면에는 다수의 도트패턴이 형성될 수 있다.
한편, 본 발명은, 영상을 표시하는 액정패널과; 상기 액정패널의 배면에 배치되어 빛을 공급하는 백라이트 유닛으로서, 다수의 LED를 포함하는 LED 어셈블리와; 상기 LED 어셈블리와 마주보고 이격되며, 서로 교차하는 제1 및 제2패턴을 포함하는 그리드 세레이션 패턴이 형성된 입광면을 포함하는 도광판과; 상기 도광판 하부에 배치되는 반사판과; 상기 도광판 상부에 배치되는 다수의 광학시트를 포함하는 백라이트 유닛과; 상기 액정패널 및 상기 백라이트 유닛을 둘러싸서 모듈화하는 메인 프레임, 탑 프레임 및 바텀 프레임을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
여기서, 상기 다수의 LED는 x축 방향으로 배열되고, 상기 제1패턴은 상기 x축 방향과 직교하는 y축 방향으로 서로 이격되도록 배열되는 다수의 홈 형상을 가지고, 상기 제2패턴은 상기 x축 방향으로 서로 이격되도록 배열되는 다수의 홈 형상을 가질 수 있다.
그리고, 상기 제1패턴은 제1폭, 제1깊이 및 제1피치를 가지고, 상기 제2패턴은 제1폭, 제1깊이 및 제1피치를 가지고, 상기 제1 및 제2폭과 상기 제1 및 제2깊이는 각각 수십 나노미터(nm) 내지 수백 나노미터(nm)이고, 상기 제1 및 제2피치는 수백 나노미터(nm) 내지 수백 마이크로미터(μm)일 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2패턴은 각각 그 단면이 삼각형 형상, 반원 형상 또는 깔때기 형상일 수 있다.
본 발명에서는, 그리드 형상의 세레이션 패턴을 도광판의 입광면에 형성함으로써, 핫스팟 또는 빛샘과 같은 휘도 불균일을 방지하고 영상의 표시품질을 개선하는 효과가 있다.
그리고, 그리드 형상의 세레이션 패턴을 이용하여 LED의 출사광의 광경로를 x축 방향 및 y축 방향에 따라 제어함으로써, LED의 출사광의 입광효율을 개선하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 액정표시장치용 백라이트 유닛을 도시한 평면도.
도 2는 종래의 액정표시장치용 백라이트 유닛을 도시한 단면도.
도 3은 종래의 종래의 액정표시장치용 백라이트 유닛의 세레이션 패턴에 의한 LED 출사광의 광경로 제어를 설명하기 위한 도면.
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 분해사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 도광판을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 백라이트 유닛을 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 백라이트 유닛의 그리드 세레이션 패턴에 의한 LED 출사광의 광경로 제어를 설명하기 위한 도면.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 백라이트 유닛의 도광판의 제조방법을 설명하는 도면.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치용 백라이트 유닛의 도광판을 도시한 도면.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치에 대해 설명한다.
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 분해사시도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(100)는, 액정패널(110), 백라이트 유닛(120), 메인 프레임(130), 탑 프레임(140) 및 바텀 프레임(150)을 포함한다.
액정패널(110)은 영상을 표시하는 부분으로서, 액정층(미도시)을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제1 및 제2기판(112, 114)을 포함한다.
도시하지는 않았지만, 능동행렬 방식의 액정패널(110)의 경우, 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제1기판(112) 내면에는, 다수의 게이트배선과 다수의 데이터배선이 교차하여 다수의 화소영역(pixel region)이 정의되고, 각각의 화소영역에는 박막트랜지스터(thin film transistor: TFT)와, 박막트랜지스터에 연결되는 화소전극이 형성된다.
그리고, 상부기판 또는 컬러필터기판이라 불리는 제2기판(114) 내면에는, 각 화소영역에 대응되는 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(color filter)와, 컬러필터 각각을 두르며 게이트배선, 데이터배선 및 박막트랜지스터 등의 요소를 가리는 블랙매트릭스(black matrix)가 형성되며, 컬러필터 및 블랙매트릭스 하부에는 공통전극이 형성된다.
또한, 제1 및 제2기판(112, 114)의 외면에는 특정 편광만을 선택적으로 투과시키는 편광판(119a, 119b)이 각각 형성된다.
이러한 액정패널(110)은, 다수의 화소영역과 같이 실질적으로 영상표시에 이용되는 표시영역과, 링크배선 및 패드 등과 같이 표시영역의 둘레에 배치되어 실질적으로 영상표시에 이용되지 못하는 비표시영역을 포함하는데, 이러한 비표시영역과 탑프레임(140)에 대응되는 영역은 베젤영역 이라고도 불린다.
한편, 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리에는 연성회로기판 이나 테이프 케리어 패키지(tape carrier package: TCP) 같은 연결부재(116)를 매개로 인쇄회로기판(printed circuit board: PCB)(117)이 연결되는데, 인쇄회로기판(117)은 모듈화 과정에서 메인 프레임(130)의 측면 내지는 바텀 프레임(150)의 배면으로 적절하게 젖혀 밀착된다.
이러한 액정패널(110)은 게이트 구동부의 게이트 신호에 의해 각 게이트배선 별로 선택된 박막트랜지스터가 턴-온(turn-on) 되면 데이터 구동부의 데이터 신호가 데이터배선을 통해서 해당 화소전극으로 전달되고, 이에 따른 화소전극과 공통전극 사이의 전기장에 의해 액정분자의 배열방향이 변화되어 투과율 차이를 나타낸다.
액정패널(110)의 배면에는, 액정패널(110)이 나타내는 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 배치된다.
백라이트 유닛(120)은, LED 어셈블리(129), 백색 또는 은색의 반사판(125), 반사판(125)의 상부에 배치되는 도광판(123), 도광판(123)의 상부에 배치되는 다수의 광학시트(121)를 포함한다.
LED 어셈블리(129)는, 도광판(123)의 입광면(123a)과 대면하도록 도광판(123)의 일측에 위치하며, 다수의 LED(129a)와, 다수의 LED(129a)가 일정 간격 이격하여 장착되는 LED PCB(129b)를 포함한다.
여기서, 다수의 LED(129a)는 RGB의 색을 모두 발하거나 백색을 발하는 LED칩(미도시)을 포함하며, 도광판(123)의 입광면(123a) 방향으로 백색광을 발한다.
그리고, 다수의 LED(129a)는 각각 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 갖는 빛을 발하는 LED칩을 포함할 수 있으며, 이러한 다수의 LED를 동시에 점등시킴으로써 색혼합에 의하여 백색광을 구현할 수도 있다.
그리고, 도광판(123)의 입광면(123a)에는 그리드 세레이션 패턴(grid serration pattern)(127)이 형성된다.
한편, 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은, 메인 프레임(130), 탑 프레임(140) 및 바텀 프레임(150)에 의하여 모듈화 되는데, 탑커버, 케이스탑 또는 탑케이스라고도 불리는 탑 프레임(140)은, 액정패널(110)의 상면 가장자리 및 측면을 덮도록 단면이“ㄱ”형태로 절곡된 사각형 링 형상을 가지며, 탑 프레임(140)의 전면을 개구하여 액정패널(110)에서 구현되는 영상이 표시되도록 구성된다.
또한, 버텀커버 또는 하부커버로도 불리며, 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)이 안착되어 액정표시장치 전체 기구물 조립에 기초가 되는 바텀 프레임(150)은, 수직 절곡된 가장자리부를 포함하는 사각형의 판 형상을 가지며, 백라이트 유닛(120) 배면에 밀착되는 수평면(151) 및 이의 가장자리가 수직하게 상향 절곡된 측면(153)을 포함한다.
그리고, 서포트메인, 가이드패널, 메인서포트 또는 몰드프레임으로도 불리는 메인 프레임(130)은, 일 가장자리가 개구된 사각형 링 형상을 가지며, 바텀 프레임(150) 상에 안착되어 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 두르며 탑 프레임(140) 및 바텀 프레임(150)과 결합된다.
도광판(123)의 입광면(123a)에 형성되는 그리드 세레이션 패턴(127)을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 도광판을 도시한 도면으로서 도 4의 B 영역을 확대한 도면이다.
도 5에 도시한 바와 같이, LED 어셈블리(129)의 LED(129a)가 x축 방향으로 배열되고, 도광판(123)의 입광면(123a)이 서로 직교하는 x축 및 y축에 의한 xy평면에 놓여진 경우, 도광판(123)의 그리드 세레이션 패턴(127)은 y축 방향으로 서로 이격되도록 배열되는 다수의 홈(groove) 형상을 갖는 제1패턴(127a)과, x축 방향으로 서로 이격되도록 배열되는 다수의 홈 형상을 갖는 제2패턴(127b)을 포함하는데, 제1 및 제2패턴(127a, 127b)이 서로 교차하여 각각이 사각뿔대 형상을 갖는 다수의 돌출부(127c)가 형성된다.
제1패턴(127a)의 다수의 홈은 제1폭(w1), 제1깊이(d1) 및 제1피치(p1)를 갖고, 제2패턴(127b)의 다수의 홈은 제2폭(w2), 제2깊이(d2) 및 제2피치(p2)를 갖는다.
예를 들어, 제1 및 제2폭(w1, w2)은 서로 동일한 값일 수 있고, 제1 및 제2깊이(d1, d2)는 서로 동일한 값일 수 있고, 제1 및 제2피치(p2)는 서로 동일한 값일 수 있다.
그리고, 제1 및 제2폭(w1, w2)과 제1 및 제2깊이(d1, d2)는 각각 수십 나노미터(nm) 내지 수백 나노미터(nm)의 값일 수 있으며, 제1 및 제2피치(p1, p2)는 수백 나노미터(nm) 내지 수백 마이크로미터(μm)의 값일 수 있다.
여기서, 제1 및 제2피치(p1, p2)는 각각 수백 나노미터(nm)보다 크거나 같고, 약 500마이크로미터(μm)보다 작거나 같을 수 있는데, 제1 및 제2피치(p1, p2)가 각각 수백 나노미터(nm)인 경우는 다수의 홈 중 인접한 2개가 서로 붙어있는 경우를 의미한다.
예를 들어, 제1 및 제2피치(p1, p2)는 각각 0.1mm, 0.15mm, 0.2mm, 0.25mm, 0.3mm, 0.35mm, 0.4mm, 0.45mm, 0.5mm 일 수 있다.
그리고, 제1 및 제2피치(p1, p2) 각각이 증가할수록 광효율이 증가한다.
이러한 그리드 세레이션 패턴(127)은 LED 어셈블리(129)의 LED(129a)의 으로부터 출사되는 빛에 대한 x축 방향 및 y축 방향의 확산 또는 집속을 제어하는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 백라이트 유닛을 도시한 단면도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 백라이트 유닛(120)에서, LED 어셈블리(129)의 LED(129a)로부터 출사된 빛은, 도광판(123)의 입광면(123a)으로 제1굴절각(b1)으로 입사된 후 도광판(123)의 상면(123b)을 통하여 출사되는 제1광(L1)과, 도광판(123)의 입광면(123a)으로 제2굴절각(b2)으로 입사된 후 도광판(123)의 하면(123c)을 통과하고 반사판(125)에서 반사되어 다시 도광판(123)의 상면(123b)을 통하여 출사되는 제2광(L2)을 포함한다.
이때, 도광판의 하면(123c)에는 돌출된 반구형상의 다수의 도트패턴(128)이 형성되어 제2광(L2)이 균일하게 확산되도록 한다.
이러한 제1 및 제2광(L1, L2)은 종래에 비하여 더 작은 값을 갖는 제1 및 제2굴절각(b1, b2)으로 도광판(123)의 입광면(123a)으로 입사되어 y축 방향으로 집속되므로, 도광판(23)의 입광면(23a)으로부터 멀리 떨어진 영역에서 도광판(123)의 상면(123b)으로 출사되며, 그 결과 도광판(123)의 입광면(123a)에 인접한 영역에서의 핫스팟 또는 빛샘과 같은 휘도 불균일이 방지된다.
즉, 도광판(123)의 입광면(123a)에 형성되는 그리드 세레이션 패턴(127)은 제1 및 제2패턴(127a, 127b)을 포함하는데, y축 방향을 따라 형성되는 제1패턴(127a)에 의하여 LED 어셈블리(29)의 LED(29a)의 출사광의 x축 방향의 확산을 제어할 뿐만 아니라, x축 방향을 따라 형성되는 제2패턴(127b)에 의하여 LED 어셈블리(29)의 LED(29a)의 출사광의 y축 방향의 확산도 제어할 수 있다.
이러한 그리드 세레이션 패턴(127)에 의한 빛의 x축 및 y축 방향의 광경로 제어에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 백라이트 유닛의 그리드 세레이션 패턴에 의한 LED 출사광의 광경로 제어를 설명하기 위한 도면으로, 도 5 및 도 6을 함께 참조하여 설명한다.
도 7에 도시한 바와 같이, LED 어셈블리(129)의 LED(129a)의 출사광은 x축 방향 및 y축 방향으로 약 120도의 동일한 반치각을 갖는데, LED(129a)의 출사광은 y축 방향을 따라 형성된 그리드 세레이션 패턴(127)의 제1패턴(127a)에 의하여 x축 방향으로 약 45도의 시야각으로 집속되고, x축 방향을 따라 형성된 그리드 세레이션 패턴(127)의 제2패턴(127b)에 의하여 y축 방향으로 약 45도의 시야각으로 집속된다.
이때, x축 방향의 최대 광도는 약 5.3cd이고, y축 방향의 최대 광도는 약 5.4cd로서, 종래에 비하여 입광효율이 약 102% 개선된다.
LED(129a)의 출사광이 x축 방향으로 집속되어 발생할 수 있는 LED(129a)와 LED(129a) 사이의 암부는 도광판(123)의 하면(123c)에 형성된 도트패턴(128)의 밀도 증가에 의하여 방지되며, LED(129a)의 출사광이 y축 방향으로 집속되므로 도광판(123)의 입광면(123a)에 인접한 영역에서 발생할 수 있는 핫스팟 또는 빛샘과 같은 휘도 불균일이 방지된다.
그리드 세레이션 패턴을 갖는 도광판의 제조방법을 도면을 참조하여 설명한다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 백라이트 유닛의 도광판의 제조방법을 설명하는 도면이다.
도 8a에 도시한 바와 같이, 다이아몬드 팁(220)을 y축 방향으로 왕복하도록 함으로써, 도광판 코어(210)의 일면에 다수의 홈 형상을 갖는 제1패턴(127a)을 형성한다.
도 8b에 도시한 바와 같이, 다이아몬드 팁(220)을 x축 방향으로 왕복하도록 함으로써, 제1패턴(127a)이 형성된 도광판 코어(210)의 일면에 다수의 홈 형상을 갖는 제2패턴(127b)을 형성한다.
도 8c에 도시한 바와 같이, 일면에 서로 교차하는 제1 및 제2패턴(127a, 127b)이 형성된 도광판 코어(210)를 판 형태로 절단함으로써, 제1 및 제2패턴(127a, 127b)을 포함하는 그리드 세레이션 패턴(127)이 형성된 도광판(123)을 완성한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 백라이트 유닛에서는, 그리드 세레이션 패턴의 단면이 삼각형 형상인 것을 예로 들었지만, 다른 실시예에서는 다양한 형상의 단면을 가질 수 있는데 이를 도면을 참조하여 설명한다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치용 백라이트 유닛의 도광판을 도시한 도면이다.
도 9a에 도시한 바와 같이, 도광판(223)의 그리드 세레이션 패턴의 제1패턴(227a)의 단면은 반원 형상일 수 있으며, 이때 제1패턴(227a) 및 제2패턴(미도시)에 의하여 형성되는 돌출부(227c)는 측면이 안으로 들어간 곡면인 사각뿔대 형상을 가질 수 있다.
도 9b에 도시한 바와 같이, 도광판(323)의 그리드 세레이션 패턴의 제1패턴(327a)의 단면은 깔때기 형상일 수 있으며, 이때 제1패턴(327a) 및 제2패턴(미도시)에 의하여 형성되는 돌출부(327c)는 측면이 밖으로 튀어나온 곡면인 사각뿔대 형상을 가질 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 액정표시장치 110: 액정패널
120: 백라이트 유닛 130: 메인 프레임
140: 탑 프레임 150: 바텀 프레임
123: 도광판 127: 그리드 세레이션 패턴

Claims (9)

  1. 다수의 LED를 포함하는 LED 어셈블리와;
    상기 LED 어셈블리와 마주보고 이격되며, 서로 교차하는 제1 및 제2패턴을 포함하는 그리드 세레이션 패턴이 형성된 입광면을 포함하는 도광판과;
    상기 도광판 하부에 배치되는 반사판과;
    상기 도광판 상부에 배치되는 다수의 광학시트
    를 포함하고,
    상기 제1 및 제2패턴은 서로 교차하여 다수의 돌출부를 형성하고,
    상기 제1 및 제2패턴은 각각 그 단면이 반원 형상이고,
    상기 다수의 돌출부는 각각 측면이 안으로 들어간 곡면인 사각뿔대 형상인 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 LED는 x축 방향으로 배열되고,
    상기 제1패턴은 상기 x축 방향과 직교하는 y축 방향으로 서로 이격되도록 배열되는 다수의 홈 형상을 가지고,
    상기 제2패턴은 상기 x축 방향으로 서로 이격되도록 배열되는 다수의 홈 형상을 가지는 백라이트 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1패턴은 제1폭, 제1깊이 및 제1피치를 가지고,
    상기 제2패턴은 제1폭, 제1깊이 및 제1피치를 가지고,
    상기 제1 및 제2폭과 상기 제1 및 제2깊이는 각각 수십 나노미터(nm) 내지 수백 나노미터(nm)이고,
    상기 제1 및 제2피치는 수백 나노미터(nm) 내지 수백 마이크로미터(μm)인 백라이트 유닛.
  4. 다수의 LED를 포함하는 LED 어셈블리와;
    상기 LED 어셈블리와 마주보고 이격되며, 서로 교차하는 제1 및 제2패턴을 포함하는 그리드 세레이션 패턴이 형성된 입광면을 포함하는 도광판과;
    상기 도광판 하부에 배치되는 반사판과;
    상기 도광판 상부에 배치되는 다수의 광학시트
    를 포함하고,
    상기 제1 및 제2패턴은 서로 교차하여 다수의 돌출부를 형성하고,
    상기 제1 및 제2패턴은 각각 그 단면이 깔때기 형상이고,
    상기 다수의 돌출부는 각각 측면이 밖으로 튀어나온 곡면인 사각뿔대 형상인 백라이트 유닛.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판의 하면에는 다수의 도트패턴이 형성되는 백라이트 유닛.
  6. 영상을 표시하는 액정패널과;
    상기 액정패널의 배면에 배치되어 빛을 공급하는 백라이트 유닛으로서,
    다수의 LED를 포함하는 LED 어셈블리와;
    상기 LED 어셈블리와 마주보고 이격되며, 서로 교차하는 제1 및 제2패턴을 포함하는 그리드 세레이션 패턴이 형성된 입광면을 포함하는 도광판과;
    상기 도광판 하부에 배치되는 반사판과;
    상기 도광판 상부에 배치되는 다수의 광학시트
    를 포함하고,
    상기 제1 및 제2패턴은 서로 교차하여 다수의 돌출부를 형성하고,
    상기 제1 및 제2패턴은 각각 그 단면이 반원 형상이고,
    상기 다수의 돌출부는 각각 측면이 안으로 들어간 곡면인 사각뿔대 형상인 백라이트 유닛과;
    상기 액정패널 및 상기 백라이트 유닛을 둘러싸서 모듈화하는 메인 프레임, 탑 프레임 및 바텀 프레임
    을 포함하는 액정표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 다수의 LED는 x축 방향으로 배열되고,
    상기 제1패턴은 상기 x축 방향과 직교하는 y축 방향으로 서로 이격되도록 배열되는 다수의 홈 형상을 가지고,
    상기 제2패턴은 상기 x축 방향으로 서로 이격되도록 배열되는 다수의 홈 형상을 가지는 액정표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1패턴은 제1폭, 제1깊이 및 제1피치를 가지고,
    상기 제2패턴은 제1폭, 제1깊이 및 제1피치를 가지고,
    상기 제1 및 제2폭과 상기 제1 및 제2깊이는 각각 수십 나노미터(nm) 내지 수백 나노미터(nm)이고,
    상기 제1 및 제2피치는 수백 나노미터(nm) 내지 수백 마이크로미터(μm)인 액정표시장치.
  9. 영상을 표시하는 액정패널과;
    상기 액정패널의 배면에 배치되어 빛을 공급하는 백라이트 유닛으로서,
    다수의 LED를 포함하는 LED 어셈블리와;
    상기 LED 어셈블리와 마주보고 이격되며, 서로 교차하는 제1 및 제2패턴을 포함하는 그리드 세레이션 패턴이 형성된 입광면을 포함하는 도광판과;
    상기 도광판 하부에 배치되는 반사판과;
    상기 도광판 상부에 배치되는 다수의 광학시트
    를 포함하고,
    상기 제1 및 제2패턴은 서로 교차하여 다수의 돌출부를 형성하고,
    상기 제1 및 제2패턴은 각각 그 단면이 깔때기 형상이고,
    상기 다수의 돌출부는 각각 측면이 안으로 들어간 곡면인 사각뿔대 형상인 백라이트 유닛과;
    상기 액정패널 및 상기 백라이트 유닛을 둘러싸서 모듈화하는 메인 프레임, 탑 프레임 및 바텀 프레임
    을 포함하는 액정표시장치.
KR1020120091615A 2012-08-22 2012-08-22 그리드 세레이션 패턴을 갖는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치 Active KR101372961B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120091615A KR101372961B1 (ko) 2012-08-22 2012-08-22 그리드 세레이션 패턴을 갖는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120091615A KR101372961B1 (ko) 2012-08-22 2012-08-22 그리드 세레이션 패턴을 갖는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140025683A KR20140025683A (ko) 2014-03-05
KR101372961B1 true KR101372961B1 (ko) 2014-03-10

Family

ID=50640621

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120091615A Active KR101372961B1 (ko) 2012-08-22 2012-08-22 그리드 세레이션 패턴을 갖는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101372961B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101586378B1 (ko) 2014-09-01 2016-01-20 희성전자 주식회사 측면 조광형 백라이트 장치
CN107514574A (zh) * 2017-09-08 2017-12-26 深圳市宝明科技股份有限公司 一种手机背光散热结构及背光模组

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040044494A (ko) * 2001-08-27 2004-05-28 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 확장된 투시창을 갖는 광 패널
KR100809224B1 (ko) * 2006-12-11 2008-02-29 삼성전기주식회사 도광 버퍼판을 갖는 백라이트 유닛
KR20110092850A (ko) * 2010-02-10 2011-08-18 (주)아이에스티 코리아 에지형 백라이트 도광판과 그 제조 장치 및 운용 방법
KR20120030807A (ko) * 2010-09-20 2012-03-29 엘지이노텍 주식회사 백라이트 유닛 및 이를 갖는 표시 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040044494A (ko) * 2001-08-27 2004-05-28 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 확장된 투시창을 갖는 광 패널
KR100809224B1 (ko) * 2006-12-11 2008-02-29 삼성전기주식회사 도광 버퍼판을 갖는 백라이트 유닛
KR20110092850A (ko) * 2010-02-10 2011-08-18 (주)아이에스티 코리아 에지형 백라이트 도광판과 그 제조 장치 및 운용 방법
KR20120030807A (ko) * 2010-09-20 2012-03-29 엘지이노텍 주식회사 백라이트 유닛 및 이를 갖는 표시 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140025683A (ko) 2014-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102906634B (zh) 显示设备
CN102472915B (zh) 背光单元和显示装置
JP6209527B2 (ja) 発光モジュール及びレンズ
CN101097349B (zh) 背光组件及采用其的液晶显示器件
US8870401B2 (en) Lighting device, display device and television receiver
EP2515027A1 (en) Illumination device, display device, and television receiver
EP2369375B1 (en) Backlight unit with a light guide plate
US8801257B2 (en) Edge light type planar light source device and liquid crystal display device
JP5386551B2 (ja) 発光装置、表示装置、および反射部材の設計方法
WO2013015000A1 (ja) 発光装置および表示装置
WO2012026164A1 (ja) 照明装置および表示装置
KR101372961B1 (ko) 그리드 세레이션 패턴을 갖는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치
KR102023931B1 (ko) 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정 표시 장치
KR20110027185A (ko) 도광판 및 이를 구비한 백라이트 유닛
JP2013247092A (ja) 発光装置、照明装置、および表示装置
KR20120135651A (ko) 도광판 및 이를 포함한 액정표시장치
KR20110026901A (ko) 백 라이트 유닛 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
JP2020024875A (ja) 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置
KR20110064433A (ko) 백 라이트 유닛 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2013031674A1 (ja) 照明装置、表示装置及びテレビ受信装置
KR102391395B1 (ko) 광학렌즈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정표시장치
KR20120079230A (ko) 디스플레이 장치
KR101382744B1 (ko) 표시장치
KR20130053568A (ko) 백라이트 유닛 및 그를 이용한 디스플레이 장치
KR102232058B1 (ko) 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치 모듈

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20120822

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20130905

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20140228

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20140303

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20140303

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1501 Laying open of application
PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180213

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20180213

Start annual number: 5

End annual number: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200219

Year of fee payment: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20200219

Start annual number: 7

End annual number: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20210215

Start annual number: 8

End annual number: 8

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20250218

Start annual number: 12

End annual number: 12