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KR102334862B1 - 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 - Google Patents

백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 Download PDF

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KR102334862B1
KR102334862B1 KR1020150103307A KR20150103307A KR102334862B1 KR 102334862 B1 KR102334862 B1 KR 102334862B1 KR 1020150103307 A KR1020150103307 A KR 1020150103307A KR 20150103307 A KR20150103307 A KR 20150103307A KR 102334862 B1 KR102334862 B1 KR 102334862B1
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 액정 패널의 배면에 구비되어 광을 제공하는 복수의 광원, 상기 복수의 광원을 수납하는 바텀 커버 및 상기 바텀 커버 상에서 상기 광원으로부터 제공되는 광의 경로를 상기 액정 패널 방향으로 변경하는 서포트 사이드를 포함하고, 상기 액정 패널로 균일한 광을 제공하기 위해서 상기 서포트 사이드는 상기 광의 경로를 서로 다른 방향으로 변경하도록 서로 다른 위치에 각각 구비되는 복수의 서포트 사이드부재를 포함한다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정 표시 장치{BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPALY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 직하형 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
이동통신 단말기, 노트북 컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 평판 표시 장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 증대되고 있다.
평판 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display Device), 발광 다이오드 표시장치(Light Emitting Diode Display Device), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display Device) 등이 연구되고 있다.
이러한 평판 표시 장치 중에서 액정 표시 장치는 양산 기술의 발전, 구동수단의 용이성, 저전력 소비, 고화질 구현 및 대화면 구현의 장점이 있어 적용 분야가 확대되고 있다.
이러한 액정 표시 장치는 자체 발광요소를 갖지 못하는 소자이므로 별도의 광원이 필요하다. 이에 따라, 배면에 LED를 구비한 백라이트 유닛이 마련되어 액정 패널 전면을 향해 빛을 조사하고 이를 통해서 비로소 식별 가능한 화상이 구현된다.
이 때, 일반적인 백라이트 유닛은 직하형(direct type)과 에지형(edge type)으로 구분된다. 직하형 백라이트 유닛은 액정 패널의 아래에 다수의 광원들이 배치되는 구조를 가지며, 에지형 백라이트 유닛은 도광판의 측면에 대향되도록 광원이 배치되고 액정 패널과 도광판 사이에 다수의 광학시트들이 배치되는 구조를 가진다.
도 1은 종래의 직하형 백라이트 유닛을 포함한 액정 표시 장치를 나타내는 단면도이다. 직하형 백라이트 유닛은 액정 패널(6)의 아래에 다수의 광학시트들(5)과 확산판(4)이 적층되고 확산판(4) 아래에 다수의 광원(1)이 배치되는 구조를 갖는다. 광원(1)으로부터 발생한 광은 확산판(4) 및 광학시트들(5)을 통해 산란 및 굴절되어 액정 패널(6)의 전면으로 퍼져나가게 된다.
도 1과 같이 확산판(4) 아래에 광원(1)이 배치된 경우에는 액정 패널(6)의 가장자리 영역과 나머지 영역에 공급되는 광의 편차가 발생하여 표시되는 색이 균일하지 못하다는 문제가 있었다.
도 2는 종래의 서포트 사이드를 포함하는 직하형 백라이트 유닛을 포함하는 액정 표시 장치를 나타내는 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 종래에는 바텀 커버(7)에 대해서 기울어진 형상을 갖는 서포트 사이드(3)를 광원(1)의 양 끝단에 배치하였다. 그리고 서포트 사이드(3)를 통해 광원(1)에서 발생한 광의 경로를 변경하여 액정 패널(6)의 가장자리 영역으로 공급되는 광을 증가시켰다.
그러나, 베젤이 좁아짐에 따라 도 2에 도시된 바와 같이 서포트 사이드(3)가 액정 패널(6)에서 화면이 표시되는 액티브 영역의 후면에 배치되고 있으며, 그로 인해 광원(1)과 서포트 사이드(3) 사이의 일부 영역(S)에는 광 불균일이 발생하여 그림자가 형성되고 사용자가 이를 어두움으로 인식한다는 문제가 있었다.
도 3은 도 2의 직하형 백라이트 유닛의 "A-A"를 포함하는 영역의 정면으로 제공되는 광을 나타낸 영상이다. 이 때, 영상의 붉은 색이 진할수록 제공되는 광이 상대적으로 많아 휘도가 높은 것을 의미하고, 영상의 붉은 색이 연할수록 제공되는 광이 상대적으로 적어 휘도가 낮은 것을 의미한다. 따라서, 도시된 바와 같이 도 2 및 도 3의 S영역은 주변 영역에 비해서 광원(1)으로부터 도달하는 광이 적은 것을 알 수 있고 이러한 상태로 액정 패널을 통해 영상을 표시하면 S영역은 다른 영역에 비해 상대적으로 어둡게 형성된다.
이와 같이, 종래의 직하형 액정 표시 장치에는 불균일한 광의 공급으로 액정 패널의 테두리 영역에 어두운 영역이 발생하는 문제가 있었다.
또한, 기술의 진보에 따라 초대면적의 표시 장치에 대한 필요성이 증가하고 있으나, 하나의 표시 장치로 100인치 이상의 초대면적 화면을 구현하는 것은 현실적으로 무리가 따르기 때문에 복수의 표시 장치를 이용한 비디오월(VideoWall) 또는 멀티 비전(MultiVision) 표시 장치라고 불리는 기술이 개발되고 있다.
멀티 비전 표시 장치는 복수의 표시 장치들을 가로 및 세로 방향으로 연이어 배치하여 대면적의 화면을 구현하는 표시 장치이다. 이와 같은 멀티 비전 표시 장치는 각 단위 표시 장치에 서로 다른 영상을 표시하거나, 하나의 영상을 각 단위 표시 장치에 분할하여 표시한다.
특히, 표시 장치를 통해 영상을 표시할 때는 일반적으로 표시 장치의 중심 영역에 더 중요한 영상이 표시되고, 표시 장치의 테두리 영역에 덜 중요한 영상이 표시된다.
따라서, 멀티 비전 표시 장치를 통해 하나의 영상을 각 단위 표시 장치에 분할하여 표시할 경우에 중심에 위치한 단위 표시 장치에 더 중요한 영상이 표시되는데, 해당 단위 표시 장치의 테두리 영역에 전술한 바와 같이 어두운 영역이 발생하는 문제가 있었다.
이와 같이, 멀티 비전 표시 장치의 각 단위 표시 장치를 통해 하나의 영상을 분할하여 표시할 경우에는 중요한 영상에 어두운 영역이 발생할 수 있었으며, 사용자가 이를 단위 표시 장치에 비해서 더 큰 품질 저하로 인식할 수 있다는 문제가 있었다.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 액정 패널의 테두리 영역에서 발생하는 광 불균일을 해소하여 액정 패널의 전 영역에서 균일한 휘도를 갖는 영상을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 멀티 비전 표시 장치를 구성하는 액정 표시 장치 각각의 테두리 영역에서 발생하는 광 불균일을 해소하여 멀티 비전 표시 장치의 전 영역에서 균일한 휘도를 갖는 영상을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 액정 패널의 배면에 구비되어 광을 제공하는 복수의 광원, 상기 복수의 광원을 수납하는 바텀 커버 및 상기 바텀 커버 상에서 상기 광원으로부터 제공되는 광의 경로를 상기 액정 패널 방향으로 변경하는 서포트 사이드를 포함하고, 상기 액정 패널로 균일한 광을 제공하기 위해서 상기 서포트 사이드는 상기 광의 경로를 서로 다른 방향으로 변경하도록 서로 다른 위치에 각각 구비되는 복수의 서포트 사이드부재를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 상기 광의 경로를 서로 다른 방향으로 변경하도록 서로 다른 위치에 각각 구비되는 복수의 서포트 사이드부재를 포함하여 구비된 백라이트 유닛 및 상기 백라이트 유닛으로부터 조사되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 액정 패널을 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 비전 표시 장치는 상기 광의 경로를 서로 다른 방향으로 변경하도록 서로 다른 위치에 각각 구비되는 복수의 서포트 사이드부재를 포함하여 구비된 백라이트 유닛을 포함하는 액정 표시 장치를 가로 방향 및 세로 방향으로 복수개 배열하여 구비된다.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 액정 패널의 테두리 영역에서 발생하는 어두움을 개선하고 균일한 휘도를 갖는 영상을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 백라이트 유닛을 포함하는 액정 표시 장치를 복수개 배열하여 구비된 멀티 비전 표시 장치에 적용할 경우 모든 액정 표시 장치를 통해 균일한 휘도를 갖는 영상을 제공할 수 있으므로 전체 영상의 중심에서 발생하는 어두움을 해소할 수 있다
도 1은 종래의 직하형 백라이트 유닛을 포함한 액정 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 종래의 서포트 사이드를 포함하는 직하형 백라이트 유닛을 포함한 액정 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2의 직하형 백라이트 유닛의 "A-A"를 포함하는 영역의 정면으로 제공되는 광을 나타낸 영상이다.
도 4는 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 6은 도 4에서 "B"영역을 확대한 백라이트 유닛의 단면도이다.
도 7a 내지 도 7c는 제1 서포트 사이드부재와 광원의 이격 거리가 본 발명에 따른 조건을 만족하는 경우와 만족하지 않는 경우에 액정 패널로 제공되는 광을 비교한 영상을 나타낸다.
도 8a 내지 도 8c는 제1 서포트 사이드부재의 높이가 본 발명에 따른 조건을 만족하는 경우와 만족하지 않는 경우에 액정 패널로 제공되는 광을 비교한 영상을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 "B"영역을 확대한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 백라이트 유닛의 "B"영역을 확대한 단면도이다.
도 11은 서포트 사이드에 산란 패턴을 포함하는 백라이트 유닛의 "B"영역을 확대한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛을 포함하는 액정 표시 장치의 분해사시도를 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 액정 패널(60)의 배면에 다수의 광학시트(50)와 확산판(40)이 적층되고, 확산판(40) 아래에 복수의 광원(10)이 배치되는 구조를 가지며 복수의 광원(10)의 배면에는 광을 상기 액정 패널(60) 방향으로 반사시키는 반사부(20)를 포함하여 상기 광원(10)과 함께 바텀 커버(70)에 수납된다.
상기 광학시트(50) 및 확산판(40)은 상기 바텀 커버(70) 및 서포트 사이드(30)에 의해 지지되고, 상부 기판(60a) 및 하부 기판(60b)을 포함하는 상기 액정 패널(60)은 가이드 패널(80)에 의해 지지된다.
도 4에서는 상기 서포트 사이드(30)와 상기 가이드 패널(80)이 일체형으로 구비되는 것으로 도시하였으나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니므로 개별적으로 구비될 수도 있다. 또한, 상기 서포트 사이드(30)는 상기 바텀 커버(70) 상에 고정될 수 있도록 상기 바텀 커버(70)의 측면에 구비된 고정용 서포트 사이드부재(35)를 더 포함할 수 있으나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니므로 고정용 서포트 사이드부재(35) 없이 구비될 수도 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 서포트 사이드(30)와 가이드 패널(80)을 개별적으로 도시하고, 상기 고정용 서포트 사이드부재(35)에 대한 도시는 생략하였다.
그리고 상기 액정 패널(60)의 적어도 하나의 가장자리를 따라서 연성회로 기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB) 또는 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package, TCP)와 같은 연결부재(66)를 매개로 인쇄회로기판(65)이 연결된다.
또한, 케이스 탑(90)은 상기 액정 패널(60)의 상면 및 측면을 덮도록 사각테 형상으로 구비되어 개구부를 통해 상기 액정 패널(60)에서 구현되는 화상이 표시될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 상기 서포트 사이드(30)는 상기 복수의 광원(10)의 양 끝단 상에서 상기 광원(10)으로부터 제공되는 광의 경로를 상기 액정 패널(60) 방향으로 변경하되, 복수개의 서포트 사이드부재를 포함하여 광의 경로를 서로 다른 방향으로 변경하도록 상기 바텀 커버(70)의 서로 다른 위치에 각각 구비됨으로써, 상기 액정 패널(60) 전면에 고르게 광을 제공할 수 있다.
구체적으로, 상기 서포트 사이드(30)는 상기 광원(10)으로부터 소정 거리 이격되어 상기 바텀 커버(70)의 하면에 구비되는 제1 서포트 사이드부재(30a) 및 상기 바텀 커버(70)의 측면에 구비되는 제2 서포트 사이드부재(30b)를 포함하여, 상기 광원(10)으로부터 제공되는 광의 경로를 서로 다른 방향으로 변경한다.
보다 구체적으로, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 일단은 상기 바텀 커버(70)의 하면에 구비되고, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)는 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 타단으로부터 경사지게 구비되어 상기 바텀 커버(70)의 측면에 구비된다.
상기 서포트 사이드(30)는 상기 액정 패널(60)의 테두리 영역으로 광이 제공되도록 광의 경로를 바꿔야 하므로, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)는 상기 광원(10)의 광을 상기 액정 패널(60) 방향으로 반사시킬 수 있도록 상기 바텀 커버(70)의 상부 영역과 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 타단 상에 경사지게 구비된다.
이 때, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a) 및 제2 서포트 사이드부재(30b)는 도 3의 S영역과 같은 상기 액정 패널(60)의 테두리 영역으로 광이 제공되도록 소정의 조건을 기반으로 구비된다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치를 보다 간략화 된 도면을 바탕으로 살펴보도록 하겠으며, 이하에서 설명하는 구성을 제외한 구성은 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양하게 변경 및 수정될 수 있을 것이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 6은 도 5에서 "B"영역을 확대한 백라이트 유닛의 단면도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛은 액정 패널(60)의 배면에 구비되어 광을 제공하는 복수의 광원(10), 상기 복수의 광원(10)을 수납하는 바텀 커버(Bottom Cover)(70) 및 상기 복수의 광원(10)의 양 끝단 상에서 상기 광원(10)으로부터 제공되는 광의 경로를 상기 액정 패널(60) 방향으로 변경하는 서포트 사이드(30)를 포함한다.
본 발명에 따르면 복수의 광원(10)은 반구형(Hemishere)의 형상을 갖는 LED일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
특히, 본 발명의 제1 실시예에 따른 서포트 사이드(30)는 광의 경로를 서로 다른 방향으로 변경하도록 상기 바텀 커버(70)의 서로 다른 위치에 각각 구비됨으로써, 상기 액정 패널(60) 전면에 고르게 광을 제공할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 상기 서포트 사이드(30)는 상기 광원(10)으로부터 소정 거리 이격되어 상기 바텀 커버(70)의 하면에 구비되는 제1 서포트 사이드부재(30a) 및 상기 바텀 커버(70)의 측면에 구비되는 제2 서포트 사이드부재(30b)를 포함하여, 상기 광원(10)으로부터 제공되는 광의 경로를 서로 다른 방향으로 변경한다.
보다 구체적으로, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 일단은 상기 바텀 커버(70)의 하면에 구비되고, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)는 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 타단으로부터 경사지게 구비되어 상기 바텀 커버(70)의 측면에 구비된다. 특히, 바람직하게 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 확산판(40)이 지지되는 상기 바텀 커버(70)의 상부를 덮도록 연장되어 구비됨으로써 상기 확산판(40)을 지지할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니므로 상기 바텀 커버(70)의 측면까지만 구비되는 것도 가능하다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 상기 서포트 사이드(30)는 상기 액정 패널(60)의 테두리 영역으로 광이 제공되도록 광의 경로를 바꿔야 하므로, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)는 상기 광원(10)의 광을 상기 액정 패널(60) 방향으로 반사시킬 수 있도록 상기 바텀 커버(70)의 상부 영역과 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 타단 상에 경사지게 구비된다.
이 때, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a) 및 제2 서포트 사이드부재(30b)는 도 3의 S영역과 같은 상기 액정 패널(60)의 테두리 영역으로 광이 제공되도록 소정의 조건을 기반으로 구비된다.
이하에서는 상기 제1 서포트 사이드부재(30a) 및 제2 서포트 사이드부재(30b)의 구체적인 형성 조건을 살펴보기로 한다.
먼저, 전술한 바와 같이 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)는 상기 광원(10)으로부터 소정 거리 이격되어 상기 바텀 커버(70)의 하면에 구비되는데, 구체적으로 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)로부터 상기 광원(10)의 중심까지의 거리(X)는 아래의 수학식 1과 같은 조건으로 구비된다.
Figure 112015070922561-pat00001
이 때, 상기 r은 상기 광원(10)의 반지름을 의미한다. 전술한 바와 같이 상기 광원(10)이 반구형의 형상을 갖는 경우에 상기 r이 광원(10)의 반지름을 의미하지만, 이에 한정되는 것은 아니므로 상기 광원(10)이 반구형의 형상이 아닌 경우에는 상기 광원(10)의 중심으로부터 상기 광원(10)이 상기 바텀 커버(70) 또는 반사부(20)와 접하는 최외곽까지의 거리가 상기 r을 의미할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 백라이트 유닛에 반사부(20)가 포함되지 않아 상기 광원(10)이 직접 바텀 커버(70) 상에 구비된 경우 상기 r은 상기 광원(10)의 중심으로부터 상기 광원(10)이 상기 바텀 커버(70)와 접하는 최외곽까지의 거리를 의미하고, 백라이트 유닛에 반사부(20)가 포함되어 상기 광원(10)이 상기 반사부(20) 상에 구비된 경우 상기 r은 상기 광원(10)의 중심으로부터 상기 광원(10)이 상기 반사부(20)와 접하는 최외곽까지의 거리를 의미한다.
수학식 1과 같이 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)는 상기 광원(10)의 중심부로부터 X만큼 이격되거나, 또는 상기 광원(10)의 최외곽으로부터 a만큼 이격되어 상기 바텀 커버(70)의 하면에 구비된다.
즉, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)와 상기 광원(10)의 사이에는 광이 제공되기 어렵기 때문에, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)는 상기 광원(10)의 중심으로부터 X 이내의 거리에 구비되어야 한다.
상기 제1 서포트 사이드부재(30a)로부터 상기 광원(10)의 중심까지의 거리가 X 이내의 거리인 경우에 상기 액정 패널(60)로 제공되는 광을 나타낸 영상과, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)로부터 상기 광원(10)의 중심까지의 거리가 X를 벗어난 경우에 상기 액정 패널(60)로 제공되는 광을 나타낸 영상을 비교한 결과는 도 7a 내지 도 7c와 같다. 이 때, 영상의 붉은 색이 진할수록 제공되는 광이 상대적으로 많은 것을 의미하고, 영상의 붉은 색이 연할수록 제공되는 광이 상대적으로 적은 것을 의미한다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 상기 서포트 사이드(30)의 형성 조건 중 다른 조건은 만족시킨 상태에서 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)로부터 상기 광원(10)의 최외곽까지의 거리(a)만을 변경하며 실험한 영상이다.
특히, 도 7a는 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)로부터 상기 광원(10)의 최외곽까지의 거리가 8mm인 경우의 실험 영상이고, 도 7b는 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)로부터 상기 광원(10)의 최외곽까지의 거리가 10mm인 경우의 실험 영상이고, 도 7c는 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)로부터 상기 광원(10)의 최외곽까지의 거리가 12mm인 경우의 실험 영상이다.
도 7a 및 도 7b에서는 상기 액정 패널(60)로 균일한 광이 제공되므로 표시되는 영상에 시인성을 흐릴 정도의 어두운 영역이 형성되지 않지만, 도 7c와 같이 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)가 상기 광원(10)의 중심으로부터 소정의 거리(X) 이상 이격되어 설치된 경우에는, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)와 상기 광원(10) 사이의 영역(S)으로 제공되는 광이 적은 것을 확인할 수 있으며, 이러한 상태로 액정 패널을 통해 영상을 표시하면 S영역은 다른 영역에 비해 상대적으로 어둡게 형성되게 된다.
또한, 상기 바텀 커버(70)에 대한 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 높이(Y)는 아래의 수학식 2와 같은 조건으로 구비된다.
Figure 112015070922561-pat00002
이 때, 상기 β는 상기 바텀 커버(70)에 대한 상기 광원(10)의 광 지향각을 의미한다.
Figure 112015070922561-pat00003
는 상기 수학식 1에 따라 상기 광원(10)으로부터 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)가 이격된 거리(X)에서, 상기 바텀 커버(70)의 상부를 광이 지나가는 높이를 의미한다.
따라서 수학식 2와 같이 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)는, 상기 광원(10)으로부터 이격된 거리(X)에서 상기 바텀 커버(70)의 상부를 광이 지나가는 높이보다 소정 길이(b)만큼 더 길게 구비된다.
상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 높이가 상기 수학식 2에 따른 조건을 만족하도록 구비된 경우에 상기 액정 패널(60)에 표시되는 영상과, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 높이가 상기 수학식 2에 따른 조건을 벗어나서 구비된 경우에 상기 액정 패널(60)로 제공되는 광을 나타낸 영상을 비교한 결과는 도 8a 내지 도 8c와 같다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 따른 상기 서포트 사이드(30)의 형성 조건 중 다른 조건은 만족시킨 상태에서 상기 소정 길이(b)만을 변경하며 실험한 영상이다.
특히, 도 8a는 상기 소정 길이(b)가 2mm인 경우의 실험 영상이고, 도 8b는 상기 소정 길이(b)가 3mm인 경우의 실험 영상이고, 도 8c는 상기 소정 길이(b)가 4mm인 경우의 실험 영상이다.
도 8a 및 도 8b에서는 상기 액정 패널(60)로 균일한 광이 제공되므로 표시되는 영상에 시인성을 흐릴 정도의 어두운 영역이 형성되지 않지만, 도 8c와 같이 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 높이가 상기 수학식 2에 따른 조건을 벗어나서 형성된 경우에는, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)와 상기 광원(10) 사이의 영역(S)으로 제공되는 광이 적은 것을 확인할 수 있으며, 이러한 상태로 액정 패널(60)을 통해 영상을 표시하면 S영역은 다른 영역에 비해 상대적으로 어둡게 형성되게 된다.
이 때, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)가 상기 바텀 커버(70)의 하면에 수직하게 구비된 경우에는 상기 바텀 커버(70)의 하면으로부터 연장된 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 길이 자체가 상기 바텀 커버(70)에 대한 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 높이와 일치하게 된다.
그러나, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)가 상기 바텀 커버(70)의 하면에 경사지게 구비된 경우에는 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 길이는 상기 바텀 커버(70)에 대한 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 높이와 다른 값을 갖는다.
즉, 본 발명에서는 상기 제1 서포트 사이드부재(30a) 및 제2 서포트 사이드부재(30b)가 경사지게 결합되는 위치가 상기 수학식 1 및 상기 수학식 2를 만족하는 것으로 충분하므로, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)는 상기 바텀 커버(70)의 하면에 경사지게 구비되는 것도 가능하다.
따라서, 본 발명에서는 전술한 바와 같이 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)는 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 타단 및 상기 바텀 커버(70)의 측면에 각각 경사지게 구비되어야 하고, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)는 상기 바텀 커버(70)의 하면에 수직하게 또는 경사지게 구비될 수 있다.
또한, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)가 상기 바텀 커버(70)의 하면과 이루는 각도(α)는 아래의 수학식 3과 같은 조건으로 구비된다.
Figure 112015070922561-pat00004
수학식 3과 같이 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)가 상기 바텀 커버(70)의 하면과 이루는 각도(α)는 상기 바텀 커버(70)의 하면에 대한 상기 광원(10)의 광 지향각(β)보다 커야 한다.
즉, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)가 상기 바텀 커버(70)의 하면과 이루는 각도가 상기 광원(10)의 광 지향각보다 큰 경우에만 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)가 상기 광원(10)으로부터 제공되는 광의 경로를 변경할 수 있으므로, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)는 수학식 3의 조건을 만족하는 각도로 경사지게 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)에 구비되어야 한다.
다만, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)가 상기 바텀 커버(70)의 하면과 이루는 각도(α)가 90°를 초과할 경우에는 상기 광원(10)의 광은 상기 액정 패널(10) 방향이 아니라 상기 바텀 커버(70) 방향으로 반사될 수 있으므로, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)가 상기 바텀 커버(70)의 하면과 이루는 각도(α)는 상한값이 존재한다.
이와 같이, 전술한 수학식 1 내지 수학식 3의 조건에 따라 구비된 서포트 사이드(30)는 상기 액정 패널(60)의 테두리 영역에 어두운 영역이 형성되지 않도록 균일한 광을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치의 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)는 상기 광원(10)으로부터 제공되는 광을 산란시키는 산란 패턴을 포함하여 구비될 수 있다. 이러한 산란 패턴은 볼록 또는 오목한 형태의 패턴을 모두 포함할 수 있다.
또한, 제2 서포트 사이드부재(30b)의 상부에는 별도의 반사부 및 천공이 구비된 형태의 반사부 등이 추가로 포함될 수 있다. 즉, 제2 서포트 사이드부재(30b)는 산란 패턴, 반사부 또는 천공이 구비된 형태의 반사부를 포함하여, 상기 광원(10)으로부터 제공되는 광을 산란시킴으로써 상기 액정 패널(60)의 테두리 영역으로 제공되는 광의 경로를 확장시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 "B"영역을 확대한 단면도이다.
도 9는 상기 서포트 사이드(30)가 제1 서포트 사이드부재(30a), 제2 서포트 사이드부재(30b) 및 제3 서포트 사이드부재(30c)를 포함하여 구비된 것을 제외하고, 전술한 도 6의 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정 표시 장치와 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛은 액정 패널(60)의 배면에 구비되어 광을 제공하는 복수의 광원(10), 상기 복수의 광원(10)을 수납하는 바텀 커버(Bottom Cover)(70) 및 상기 복수의 광원(10)의 양 끝단 상에서 상기 광원(10)으로부터 제공되는 광의 경로를 상기 액정 패널(60) 방향으로 변경하는 서포트 사이드(30)를 포함한다.
본 발명에 따르면 복수의 광원(10)은 반구형(Hemishere)의 형상을 갖는 LED일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
특히, 본 발명의 제2 실시예에 따른 서포트 사이드(30)는 광의 경로를 서로 다른 방향으로 변경하도록 상기 바텀 커버(70)의 서로 다른 위치에 각각 구비됨으로써, 상기 액정 패널(60) 전면에 고르게 광을 제공할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 상기 서포트 사이드(30)는 상기 광원(10)으로부터 소정 거리 이격되어 일단이 상기 바텀 커버(70)의 하면에 구비되는 제1 서포트 사이드부재(30a), 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 타단에 경사지게 구비되는 제2 서포트 사이드부재(30b), 및 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)와 상기 바텀 커버(70)의 측면을 연결하도록 구비되는 제3 서포트 사이드부재(30c)를 포함하여, 상기 광원(10)으로부터 제공되는 광의 경로를 서로 다른 방향으로 변경한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 상기 서포트 사이드(30)는 상기 액정 패널(60)의 테두리 영역으로 광이 제공되도록 광의 경로를 바꿔야 하므로, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)는 상기 광원(10)의 광을 상기 액정 패널(60) 방향으로 반사시킬 수 있도록 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 타단과 상기 제3 서포트 사이드부재(30c)를 연결하며 경사지게 구비된다.
전술한 본 발명의 제1 실시예에서 검토한 바와 같이, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a) 및 제2 서포트 사이드부재(30b)는 도 3의 S영역과 같은 상기 액정 패널(60)의 테두리 영역으로 광이 제공되도록 소정의 조건을 기반으로 구비된다.
이 때, 상기 수학식 1 및 수학식 2에 따라 구비된 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 상측에 상기 수학식 3에 따른 소정의 각도(α)로 바(Bar) 형상을 갖는 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)를 형성할 경우 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)는 상기 바텀 커버(70)의 측면 최상부에 구비되지 않을 수 있다.
즉, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)를 바 형상으로 형성할 경우 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)는 상기 바텀 커버(70)의 측면 중 임의의 영역에서 구비될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제2 실시예에서 상기 서포트 사이드(30)는 일면이 상기 바텀 커버(70)의 측면, 특히 최상부로부터 구비된 제3 서포트 사이드부재(30c)를 추가로 포함하고, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)는 상기 바텀 커버(70)에 대향하지 않는 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 타단과 상기 제3 서포트 사이드부재(30c)에 각각 경사지게 결합된다.
그리고, 상기 제3 서포트 사이드부재(30c)는 상기 바텀 커버(70)의 측면 최상부에 구비됨으로써 상기 바텀 커버(70)와 함께 확산판(40) 및 광학시트(50)를 보다 안정적으로 지지할 수 있다.
또한, 바람직하게 상기 제3 서포트 사이드부재(30c)는 도 9에 도시된 바와 같이 상기 확산판(40)이 지지되는 상기 바텀 커버(70)의 상부를 덮도록 연장되어 구비됨으로써 상기 확산판(40)을 지지할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니므로 상기 바텀 커버(70)의 측면까지만 구비되는 것도 가능하다.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에서는 상기 제1 서포트 사이드부재(30a) 및 제2 서포트 사이드부재(30b)를 통해 상기 액정 패널(60) 방향으로 균일한 광을 제공할 뿐만 아니라, 상기 제3 서포트 사이드부재(30c)를 통해 보다 넓은 영역에서 상기 바텀 커버(70)의 측면에 안정적으로 구비되는 한편, 상기 확산판(40) 및 광학시트(50)를 안정적으로 지지할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 제2 실시예에 따른 상기 제1 서포트 사이드부재(30a) 및 제2 서포트 사이드부재(30b)의 구체적인 형성 조건을 살펴보기로 한다.
먼저, 전술한 바와 같이 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)는 상기 광원(10)으로부터 소정 거리 이격되어 상기 바텀 커버(70)의 하면에 구비되는데, 구체적으로 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)로부터 상기 광원(10)의 중심까지의 거리(X)는 전술한 수학식 1과 같은 조건으로 구비된다.
구체적으로, 수학식 1과 같이 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)는 상기 광원(10)의 중심부로부터 X만큼 이격되거나, 또는 상기 광원(10)의 최외곽부로부터 a만큼 이격되어 상기 바텀 커버(70)의 하면에 구비된다.
즉, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)와 상기 광원(10)의 사이에는 광이 제공되기 어렵기 때문에, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)는 상기 광원(10)의 중심으로부터 X 이내의 거리에 구비되어야 한다.
그리고 전술한 도 7a 내지 도 7c를 통해 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)가 상기 광원(10)의 중심으로부터 소정의 거리(X) 이상 이격되어 설치된 경우에는, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)와 상기 광원(10) 사이의 영역으로 제공되는 광이 적기 때문에, 표시되는 영상에 어두운 영역이 형성됨을 확인할 수 있다.
또한, 상기 바텀 커버(70)에 대한 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 높이(Y)는 전술한 수학식 2와 같은 조건으로 구비된다.
수학식 2와 같이 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)는, 상기 광원(10)으로부터 이격된 거리(X)에서 상기 바텀 커버(70)의 상부를 광이 지나가는 높이보다 소정 길이(b)만큼 더 길게 구비된다.
그리고 전술한 도 8a 내지 도 8c를 통해 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 높이가 상기 수학식 2에 따른 조건을 벗어나서 형성된 경우에는, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)와 상기 광원(10) 사이의 영역으로 제공되는 광이 적기 때문에, 표시되는 영상에 어두운 영역이 형성됨을 확인할 수 있다.
이 때, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)가 상기 바텀 커버(70)의 하면에 수직하게 구비된 경우에는 상기 바텀 커버(70)의 하면으로부터 연장된 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 길이 자체가 상기 바텀 커버(70)에 대한 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 높이와 일치하게 된다.
그러나, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)가 상기 바텀 커버(70)의 하면에 경사지게 구비된 경우에는 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 길이는 상기 바텀 커버(70)에 대한 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 높이와 다른 값을 갖는다.
즉, 본 발명에서는 상기 제1 서포트 사이드부재(30a) 및 제2 서포트 사이드부재(30b)가 경사지게 결합되는 위치가 상기 수학식 1 및 상기 수학식 2를 만족하는 것으로 충분하므로, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)는 상기 바텀 커버(70)의 하면에 경사지게 구비되는 것도 가능하다.
따라서, 본 발명에서는 전술한 바와 같이 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)는 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 타단 및 상기 바텀 커버(70)의 측면에 각각 경사지게 구비되어야 하고, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)는 상기 바텀 커버(70)의 하면에 수직하게 또는 경사지게 구비될 수 있다.
또한, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)가 상기 바텀 커버(70)의 하면과 이루는 각도(α)는 전술한 수학식 3과 같은 조건으로 구비된다.
수학식 3과 같이 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)가 상기 바텀 커버(70)의 하면과 이루는 각도(α)는 상기 바텀 커버(70)의 하면에 대한 상기 광원(10)의 광 지향각(β)보다 커야 한다.
즉, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)가 상기 바텀 커버(70)의 하면과 이루는 각도가 상기 광원(10)의 광 지향각보다 큰 경우에만 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)가 상기 광원(10)으로부터 제공되는 광의 경로를 변경할 수 있으므로, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)는 수학식 3의 조건을 만족하는 각도로 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)에 구비되어야 한다.
그리고 상기 제3 서포트 사이드부재(30c)는, 수학식 3의 조건에 따라 상기 바텀 커버(70)의 측면까지 구비된 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)의 일단에 결합되고, 상기 바텀 커버(70)의 측면 최상부까지 일면이 대향하는 형태로 구비된다.
다만, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)가 상기 바텀 커버(70)의 하면과 이루는 각도(α)가 90°를 초과할 경우에는 상기 광원(10)의 광은 상기 액정 패널(10) 방향이 아니라 상기 바텀 커버(70) 방향으로 반사될 수 있으므로, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)가 상기 바텀 커버(70)의 하면과 이루는 각도(α)는 상한값이 존재한다.
이와 같이, 전술한 수학식 1 내지 수학식 3의 조건에 따라 구비된 서포트 사이드(30)는 상기 액정 패널(60)의 테두리 영역에 어두운 영역이 형성되지 않도록 균일한 광을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치의 상기 제2 서포트 사이드부재(30b) 또는 제3 서포트 사이드부재(30c)는 상기 광원(10)으로부터 제공되는 광을 산란시키는 산란 패턴을 포함하여 구비될 수 있다. 이러한 산란 패턴은 볼록 또는 오목한 형태의 패턴을 모두 포함할 수 있다.
또한, 제2 서포트 사이드부재(30b) 또는 제3 서포트 사이드부재(30c)의 상부에는 별도의 반사부 및 천공이 구비된 형태의 반사부 등이 추가로 포함될 수 있다. 즉, 제2 서포트 사이드부재(30b) 또는 제3 서포트 사이드부재(30c)는 산란 패턴, 반사부 또는 천공이 구비된 형태의 반사부를 포함하여, 상기 광원(10)으로부터 제공되는 광을 산란시킴으로써 상기 액정 패널(60)의 테두리 영역으로 제공되는 광의 경로를 확장시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 백라이트 유닛의 "B"영역을 확대한 단면도이다.
도 10은 상기 서포트 사이드(30)가 제1 서포트 사이드부재(30a), 제2 서포트 사이드부재(30b) 및 제3 서포트 사이드부재(30c)를 포함하여 구비되고, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b) 및 상기 제3 서포트 사이드부재(30c)는 상기 바텀 커버(70)의 하면에 대해 서로 다른 각도로 구비된 것을 제외하고, 전술한 도 9의 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정 표시 장치와 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 백라이트 유닛은 액정 패널(60)의 배면에 구비되어 광을 제공하는 복수의 광원(10), 상기 복수의 광원(10)을 수납하는 바텀 커버(Bottom Cover)(70) 및 상기 복수의 광원(10)의 양 끝단 상에서 상기 광원(10)으로부터 제공되는 광의 경로를 상기 액정 패널(60) 방향으로 변경하는 서포트 사이드(30)를 포함한다.
본 발명에 따르면 복수의 광원(10)은 반구형(Hemishere)의 형상을 갖는 LED일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
특히, 본 발명의 제3 실시예에 따른 서포트 사이드(30)는 광의 경로를 서로 다른 방향으로 변경하도록 상기 바텀 커버(70)의 서로 다른 위치에 각각 구비되는 복수의 서포트 사이드부재를 포함함으로써, 상기 액정 패널(60) 전면에 고르게 광을 제공할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 상기 서포트 사이드(30)는 상기 광원(10)으로부터 소정 거리 이격되어 일단이 상기 바텀 커버(70)의 하면에 구비되는 제1 서포트 사이드부재(30a), 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 타단에 경사지게 결합되는 제2 서포트 사이드부재(30b), 및 일단이 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)와 경사지게 결합되고 타단이 상기 바텀 커버(70)의 측면과 경사지게 각각 구비되는 제3 서포트 사이드부재(30c)를 포함하여, 상기 광원(10)으로부터 제공되는 광의 경로를 서로 다른 방향으로 변경한다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 상기 서포트 사이드(30)는 상기 액정 패널(60)의 테두리 영역으로 광이 제공되도록 광의 경로를 바꿔야 하므로, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)는 상기 광원(10)의 광을 상기 액정 패널(60) 방향으로 반사시킬 수 있도록 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 타단과 상기 제3 서포트 사이드부재(30c) 상에 경사지게 구비된다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 상기 제3 서포트 사이드부재(30c)는 상기 광원(10)의 광을 상기 액정 패널(60) 방향으로 반사시킬 수 있도록 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)와 상기 바텀 커버(70)의 측면 최상부를 연결하도록 구비된다. 특히, 바람직하게 상기 제3 서포트 사이드부재(30c)는 도 10에 도시된 바와 같이 상기 확산판(40)이 지지되는 상기 바텀 커버(70)의 상부를 덮도록 연장되어 구비됨으로써 상기 확산판(40)을 지지할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니므로 상기 바텀 커버(70)의 측면까지만 구비되는 것도 가능하다.
전술한 본 발명의 제1 실시예에서 검토한 바와 같이, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a) 및 제2 서포트 사이드부재(30b)는 도 3의 S영역과 같은 상기 액정 패널(60)의 테두리 영역으로 광이 제공되도록 소정의 조건을 기반으로 구비된다.
이 때, 상기 수학식 1 및 수학식 2에 따라 구비된 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 상면에 상기 수학식 3에 따른 소정의 각도(α)로 바(Bar) 형상을 갖는 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)를 형성할 경우 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)는 상기 바텀 커버(70)의 측면 최상부에 구비되지 않을 수 있다.
이와 같이, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)를 바 형상으로 형성할 경우 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)는 상기 바텀 커버(70)의 측면 중 임의의 영역에서 구비될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제2 실시예에서 상기 서포트 사이드(30)는 상기 바텀 커버(70)의 측면 최상부에 구비되는 제3 서포트 사이드부재(30c)를 추가로 포함하고, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)는 상기 바텀 커버(70)에 대향하지 않는 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 타단과 상기 제3 서포트 사이드부재(30c)에 대해 경사지게 결합된다.
그리고, 상기 제3 서포트 사이드부재(30c)는 상기 바텀 커버(70)의 측면 최상부에 구비됨으로써 상기 바텀 커버(70)와 함께 확산판(40) 및 광학시트(50)를 보다 안정적으로 지지할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 제3 실시예에 따른 상기 제1 서포트 사이드부재(30a), 제2 서포트 사이드부재(30b) 및 제3 서포트 사이드부재(30b)의 구체적인 형성 조건을 살펴보기로 한다.
먼저, 전술한 바와 같이 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)는 상기 광원(10)으로부터 소정 거리 이격되어 상기 바텀 커버(70)의 하면에 구비되는데, 구체적으로 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)로부터 상기 광원(10)의 중심까지의 거리(X)는 전술한 수학식 1과 같은 조건으로 구비된다.
구체적으로, 수학식 1과 같이 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)는 상기 광원(10)의 중심부로부터 X만큼 이격되거나, 또는 상기 광원(10)의 최외곽부로부터 a만큼 이격되어 상기 바텀 커버(70)의 하면에 구비된다.
즉, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)와 상기 광원(10)의 사이에는 광이 제공되기 어렵기 때문에, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)는 상기 광원(10)의 중심으로부터 X 이내의 거리에 구비되어야 한다.
그리고 전술한 도 7a 내지 도 7c를 통해 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)가 상기 광원(10)의 중심으로부터 소정의 거리(X) 이상 이격되어 설치된 경우에는, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)와 상기 광원(10) 사이의 영역으로 제공되는 광이 적기 때문에, 표시되는 영상에 어두운 영역이 형성됨을 확인할 수 있다.
또한, 상기 바텀 커버(70)에 대한 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 높이(Y)는 전술한 수학식 2와 같은 조건으로 구비된다.
수학식 2와 같이 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)는, 상기 광원(10)으로부터 이격된 거리(X)에서 상기 바텀 커버(70)의 상부를 광이 지나가는 높이보다 소정 길이(b)만큼 더 길게 구비된다.
그리고 전술한 도 8a 내지 도 8c를 통해 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)의 높이가 상기 수학식 2에 따른 조건을 벗어나서 형성된 경우에는, 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)와 상기 광원(10) 사이의 영역으로 제공되는 광이 적기 때문에, 표시되는 영상에 어두운 영역이 형성됨을 확인할 수 있다.
또한, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)가 상기 바텀 커버(70)의 하면과 이루는 각도(α1) 및 상기 제3 서포트 사이드부재(30c)가 상기 바텀 커버(70)의 하면과 이루는 각도(α2)는 아래의 수학식 4와 같은 조건으로 구비된다.
Figure 112015070922561-pat00005
Figure 112015070922561-pat00006
수학식 4와 같이 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)가 상기 바텀 커버(70)의 하면과 이루는 각도(α1)는 상기 바텀 커버(70)의 하면에 대한 상기 광원(10)의 광 지향각(β)보다 커야 한다.
즉, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)가 상기 바텀 커버(70)의 하면과 이루는 각도가 상기 광원(10)의 광 지향각보다 큰 경우에만 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)가 상기 광원(10)으로부터 제공되는 광의 경로를 변경할 수 있으므로, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)는 수학식 4의 조건을 만족하는 각도로 경사지게 상기 제1 서포트 사이드부재(30a)에 구비되어야 한다.
또한, 상기 제3 서포트 사이드부재(30c)가 상기 바텀 커버(70)의 하면과 이루는 각도(α2)는, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)가 상기 바텀 커버(70)의 하면과 이루는 각도(α1)보다 커야 한다.
즉, 상기 제3 서포트 사이드부재(30c)가 상기 바텀 커버(70)의 하면과 이루는 각도가 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)가 상기 바텀 커버(70)의 하면과 이루는 각도보다 큰 경우에만, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)의 외곽으로 입사되는 광이나 상기 제2 서포트 사이드부재(30b)에서 경로가 변경되어 상기 제3 서포트 사이드부재(30c)로 재입사된 광을 다시 반사시켜 상기 액정 패널(60) 방향으로 제공할 수 있다. 따라서, 상기 제3 서포트 사이드부재(30c)는 수학식 4의 조건을 만족하는 각도로 상기 제2 서포트 사이드부재(30b) 및 상기 바텀 커버(70)의 측면에 경사지게 구비되어야 한다.
다만, 상기 제2 서포트 사이드부재(30b) 또는 상기 제3 서포트 사이드부재(30c)가 상기 바텀 커버(70)의 하면과 이루는 각도가 90°를 초과할 경우에는 상기 광원(10)의 광은 상기 액정 패널(10) 방향이 아니라 상기 바텀 커버(70) 방향으로 반사되기 때문에 수학식 4와 같이 상한값이 존재한다.
전술한 수학식 1 내지 수학식 4의 조건에 따라 구비된 서포트 사이드(30)는 상기 액정 패널(60)의 테두리 영역에 어두운 영역이 형성되지 않도록 균일한 광을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치의 상기 제2 서포트 사이드부재(30b) 또는 제3 서포트 사이드부재(30c)는 상기 광원(10)으로부터 제공되는 광을 산란시키는 산란 패턴을 포함하여 구비될 수 있다. 이러한 산란 패턴은 볼록 또는 오목한 형태의 패턴을 모두 포함할 수 있다.
또한, 제2 서포트 사이드부재(30b) 또는 제3 서포트 사이드부재(30c)의 상부에는 별도의 반사부 및 천공이 구비된 형태의 반사부 등이 추가로 포함될 수 있다. 즉, 제2 서포트 사이드부재(30b) 또는 제3 서포트 사이드부재(30c)는 산란 패턴, 반사부 또는 천공이 구비된 형태의 반사부를 포함하여, 상기 광원(10)으로부터 제공되는 광을 산란시킴으로써 상기 액정 패널(60)의 테두리 영역으로 제공되는 광의 경로를 확장시킬 수 있다.
도 11은 서포트 사이드에 산란 패턴을 포함하는 백라이트 유닛의 "B"영역을 확대한 단면도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 서포트 사이드(30)는 산란 패턴(32)을 포함하여 상기 광원(10)으로부터 제공되는 광을 산란시킴으로써 상기 액정 패널(60)로 제공되는 광의 경로를 확장시킬 수 있다.
도 11에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 형태로 구비된 상기 서포트 사이드(30)에 볼록한 형상으로 구비된 상기 산란 패턴(32)을 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니므로, 도 9 및 도 10에 도시된 본 발명의 제2 실시예 및 제3 실시예에 따른 형태로 구비된 상기 서포트 사이드(30)에 상기 산란 패턴이 포함되는 것도 가능하며, 오목한 형상의 산란 패턴(32)이 포함될 수도 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛을 포함하는 액정 표시 장치의 분해사시도를 도시한 도면이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 액정 표시 장치는 액정 패널(60), 백라이트 유닛(100), 서포트 메인(130), 바텀 커버(70) 및 케이스 탑(90)을 포함한다.
상기 액정 패널(60)은 영상 표시의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 상부 기판(60a) 및 하부 기판(60b)을 포함한다.
이 때, 도 12에는 도시되지 않았지만 상기 하부 기판(60b)의 내면에는 다수의 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하여 화소(Pixel)가 정의되고, 게이트 라인과 데이터 라인의 각각의 교차점마다 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)가 구비되어 각 화소에 형성된 투명 화소전극과 일대일로 대응 연결되어 있다.
그리고 상기 상부 기판(60a)의 내면에는 각 화소에 대응되는, 일례로 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러의 컬러 필터(Color Filter) 및 이들 각각을 두르며 게이트 라인과 데이터 라인, 및 박막 트랜지스터 등의 비표시 요소를 가리는 블랙 매트릭스(Black Matrix)가 구비된다. 또한, 이들을 덮는 투명 공통전극이 마련되어 있다.
다만, 본 발명의 실시예는 이에 한정되는 것은 아니므로, 전술한 컬러 필터는 반드시 상기 상부 기판(60a)에 형성되는 것은 아니고 COT(Color filter On TFT) 타입의 액정 패널(60)의 경우 하부 기판(60b)의 TFT 상에 컬러 필터가 구비되는 것도 가능하다.
이 같은 상기 액정 패널(60)의 적어도 하나의 가장자리를 따라서 연성회로 기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB) 또는 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package, TCP)와 같은 연결부재(66)를 매개로 인쇄회로기판(65)이 연결된다.
이 때, 상기 인쇄회로기판(65)은 각각 게이트 라인으로 박막 트랜지스터의 온/오프 신호를 스캔 전달하는 게이트 구동 회로, 및 데이터 라인으로 프레임별 화상 신호를 전달하는 데이터 구동 회로로 구분되어 상기 액정 패널(60)의 서로 인접한 두 가장자리에 위치될 수 있다.
그리고 전술한 구조의 상기 액정 패널(60)은 스캔 전달되는 게이트 구동 회로의 온/오프 신호에 의해 각 게이트 라인 별로 선택된 박막 트랜지스터가 온 되면 데이터 구동 회로의 신호 전압이 데이터 라인을 통해서 해당 화소전극으로 전달되고, 이에 따른 화소전극과 공통전극 사이의 전기장에 의해 액정분자의 배열방향이 변화되어 투과율 차이를 나타낸다.
또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치에는 상기 액정 패널(60)이 나타내는 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 상기 액정 패널(60)의 배면에서 광을 제공하는 백라이트 유닛(100)이 구비된다.
상기 백라이트 유닛(100)은 광원 패키지(110)와 상기 광원 패키지(110)의 상부에 구비되는 확산판(40) 및 다수의 광학시트(50)를 포함한다.
상기 광원 패키지(110)는 상기 바텀 커버(70)의 길이 방향 내면을 따라 일정한 이격공간을 갖도록 배열되는 PCB(미도시)와, 이들 각각에 실장되는 반사부(20) 및 복수의 광원(10)을 포함한다.
이 때, PCB는 방열기능을 구비한 메탈코어 인쇄회로기판(Metal Core PCB)이 사용될 수 있으며, 메탈 코어 인쇄회로기판의 배면에는 방열판을 마련하여 각각의 광원(10)으로부터 열을 전달받아 외부로 방출하는 것도 가능하다.
복수의 광학시트(50)는 DBEF(Dual Brightness Enhancement Film)라 불리는 반사형 편광필름이나 프리즘 등 각종 기능성 시트를 포함할 수 있다.
따라서, 상기 복수의 광원(10)으로부터 제공되는 광은 상기 확산판(40) 및 광학시트(50)를 차례로 통과한 후 상기 액정 패널(60)로 입사되고, 이를 이용하여 상기 액정 패널(60)은 비로소 고휘도 화상을 외부로 표시할 수 있다.
이러한 상기 액정 패널(60)과 백라이트 유닛(100)은 케이스 탑(90)과 서포트 메인(140) 및 바텀 커버(70)을 통해 모듈화되는데, 상기 케이스 탑(90)은 상기 액정 패널(60)의 상면 및 측면 가장자리를 덮도록 단면이 "ㄱ" 형태로 절곡된 사각테 형상으로, 상기 케이스 탑(90)의 전면을 개구하여 상기 액정 패널(60)에서 구현되는 화상을 표시하도록 구성된다.
또한, 상기 바텀 커버(70)은 상기 백라이트 유닛(100)을 수납하는 바닥 케이스 역할을 담당하며, 이를 위하여 각 모서리의 가장자리가 비스듬하게 상승되고 상기 바텀 커버(70) 상에 상기 서포트 사이드(30)가 각각 구비되어 그 내부에 소정 공간을 형성한다.
특히, 본 실시예에서는 전술한 바와 같이, 상기 서포트 사이드(30)가 광의 경로를 서로 다른 방향으로 변경하도록 상기 바텀 커버(70)의 서로 다른 위치에 각각 결합되는 복수의 서포트 사이드부재를 포함함으로써, 상기 액정 패널(60)의 테두리 영역에 어두움이 형성되지 않도록 상기 액정 패널(60)로 균일한 광을 제공할 수 있다.
또한 이러한 상기 바텀 커버(70) 상에 안착되며 액정 패널(60) 및 백라이트 유닛(100)의 가장자리를 두르는 사각테 형상의 서포트 메인(130)이 상기 케이스 탑(90)과 바텀 커버(70)에 결합된다.
더불어, 도면으로 도시하지는 않았지만, 본 발명에 따른 멀티 비전 표시 장치는, 상기 광의 경로를 서로 다른 방향으로 변경하도록 상기 바텀 커버(70)의 서로 다른 위치에 각각 구비되는 복수의 서포트 사이드부재를 포함하여 구비된 백라이트 유닛을 포함하는 액정 표시 장치를 가로 방향 및 세로 방향으로 복수개 배열하여 구비될 수 있다.
한편, 상기에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10: 광원 20: 반사부
30: 서포트 사이드 30a: 제1 서포트 사이드부재
30b: 제2 서포트 사이드부재 30c: 제3 서포트 사이드부재
40: 확산판 50: 광학시트
60: 액정 패널 70: 바텀 커버
80: 가이드 패널 90: 케이스 탑
100: 백라이트 유닛 110: 광원 패키지
130: 서포트 메인

Claims (11)

  1. 액정 패널의 배면에 구비되어 광을 제공하는 복수의 광원;
    상기 복수의 광원을 수납하는 바텀 커버; 및
    상기 바텀 커버 상에서 상기 광원으로부터 제공되는 광의 경로를 상기 액정 패널 방향으로 변경하는 서포트 사이드를 포함하고,
    상기 서포트 사이드는 상기 광의 경로를 서로 다른 방향으로 변경하도록 서로 다른 위치에 각각 구비된 제1 서포트 사이드부재와 제2 서포트 사이드부재를 포함하며,
    상기 제1 서포트 사이드부재는 일단이 상기 바텀 커버의 하면에 구비되며,
    상기 제2 서포트 사이드부재는 상기 제1 서포트 사이드부재의 타단 및 상기 바텀 커버의 측면에 각각 경사지게 구비되며,
    상기 제1 서포트 사이드부재의 가장자리 및 상기 복수의 광원 중 하나의 광원의 최외곽 가장자리의 거리는 0 mm 이상 내지 10mm 이하인 백라이트 유닛.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 서포트 사이드부재로부터 상기 광원의 중심까지의 거리(X), 상기 바텀 커버의 하면에 대한 상기 제1 서포트 사이드부재의 높이(Y), 및 상기 제2 서포트 사이드부재가 상기 바텀 커버의 하면과 이루는 각도(α)는,
    Figure 112021091500552-pat00007
    ,
    Figure 112021091500552-pat00008
    ,
    Figure 112021091500552-pat00009
    를 각각 만족하며,
    상기 r은 상기 광원의 중심으로부터 상기 광원이 상기 바텀 커버와 접하는 최외곽까지의 거리, 상기 β는 상기 바텀 커버의 하면에 대한 상기 광원의 광 지향각인 백라이트 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 서포트 사이드부재는 상기 광을 산란시키는 산란 패턴을 포함하는 백라이트 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 서포트 사이드는 일단이 상기 바텀 커버의 하면에 구비되는 제1 서포트 사이드부재;
    상기 제1 서포트 사이드부재의 타단에 경사지게 구비되는 제2 서포트 사이드 부재; 및
    상기 제2 서포트 사이드부재에 경사지게 구비되는 제3 서포트 사이드부재를 포함하는 백라이트 유닛.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제3 서포트 사이드부재는 상기 바텀 커버의 측면과 접하는 백라이트 유닛.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제3 서포트 사이드부재는 상기 제2 서포트 사이드부재 및 상기 바텀 커버의 측면에 각각 경사지게 구비된 백라이트 유닛.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1 서포트 사이드부재로부터 상기 광원의 중심까지의 거리(X), 상기 바텀 커버의 하면에 대한 상기 제1 서포트 사이드부재의 높이(Y), 상기 제2 서포트 사이드부재가 상기 바텀 커버의 하면과 이루는 각도(α1), 및 상기 제3 서포트 사이드부재가 상기 바텀 커버의 하면과 이루는 각도(α2)는,
    Figure 112015070922561-pat00010
    ,
    Figure 112015070922561-pat00011
    ,
    Figure 112015070922561-pat00012
    ,
    Figure 112015070922561-pat00013
    를 각각 만족하며,
    상기 r은 상기 광원의 중심으로부터 상기 광원이 상기 바텀 커버와 접하는 최외곽까지의 거리, 상기 β는 상기 바텀 커버에 대한 상기 광원의 광 지향각인 백라이트 유닛.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제2 서포트 사이드부재 또는 상기 제3 서포트 사이드부재는 상기 광을 산란시키는 산란 패턴을 포함하는 백라이트 유닛.
  10. 제1항 및 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 백라이트 유닛; 및
    상기 백라이트 유닛으로부터 조사되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 액정 패널을 포함하는 액정 표시 장치.
  11. 액정 패널의 배면에 구비되어 광을 제공하는 복수의 광원;
    상기 복수의 광원을 수납하는 바텀 커버; 및
    상기 바텀 커버 상에서 상기 광원으로부터 제공되는 광의 경로를 상기 액정 패널 방향으로 변경하는 서포트 사이드를 포함하고,
    상기 서포트 사이드는 상기 광의 경로를 서로 다른 방향으로 변경하도록 서로 다른 위치에 각각 구비된 제1 서포트 사이드부재와 제2 서포트 사이드부재를 포함하며,
    상기 제1 서포트 사이드부재는 일단이 상기 바텀 커버의 하면에 구비되며,
    상기 제2 서포트 사이드부재는 상기 제1 서포트 사이드부재의 타단 및 상기 바텀 커버의 측면에 각각 경사지게 구비되며,
    상기 제2 서포트 사이드부재는 상기 광을 산란시키는 산란 패턴을 포함하는 백라이트 유닛.
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