(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記中央領域に配置される前記導光板は、一側面に光が入射する入光面を備え、前記入光面と対向する他側面に他の入光面を備えて、一対の入光面が前記導光板の中央領域を挟んで対称をなすことを特徴とする請求項1に記載のバックライトユニット。
前記光源は、前記複数のLEDパッケージに備えられる各LEDチップが向かう方向が、それぞれに隣接する他のLEDチップが向かう方向と180度変更されるように、前記複数のLEDパッケージが前記基板上に交互に配列されることを特徴とする請求項4に記載のバックライトユニット。
【背景技術】
【0002】
現在、様々な種類の画像表示装置が使われており、このような画像表示装置の主流をなしているものは、液晶表示装置(Liquid Crystal Display:LCD)といえる。
【0003】
LCDは、薄型の壁掛け型テレビ、ノート型パソコン、デスクトップコンピューター用モニター、航法装置、PDA、携帯電話、ゲーム機に至るまで、多様な装置に応用されている。このような液晶表示装置の表示素子を構成する液晶は、自発光できず、印加される電気信号によって単純に光を透過するか、または遮断する機能を行うだけである。
【0004】
そこで、液晶パネルに情報を表示するためには、液晶パネルを後方から照明するための面発光装置、所謂バックライトユニット(Back Light Unit)が液晶表示装置内に別途に備えられなければならない。このようなバックライトユニットは、光の輝度を高め、均等な面光源を形成して液晶パネルを均一に照射しなければならず、これは製品の品質面で非常に重要であるといえる。
【0005】
最近、画像表示装置の薄型化、高性能化、大型化の傾向により、薄厚でありながらも、ローカルディミング(local dimming)が可能であり、大画面液晶表示装置においても画質に優れたバックライトを具現するために活発な開発が行われている。
【0006】
このような大画面液晶表示装置の場合、発光方向が一方向に向かうように複数の導光板が並列に配置されることにより、輝度勾配が不均一で、全体的な輝度均一度を減少させるという問題が発生する。
【0007】
また、輝線または暗線が発生して、視認性の低下をもたらすことにより、導光板の厚さを増加させるか、または特殊パターンを追加で加工しなければならないという問題がある。
【0008】
更に、ローカルディミング時に、境界部における視認性及び寿命の減少などの様々な問題によって開発に困難がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明の目的は、構造が簡単であり、大画面液晶表示装置で輝線または暗線の発生を防止することにより、輝度及び輝度均一度を向上させることができ、視認性の向上及び鮮明な画質の具現が可能なバックライトユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の実施例によるバックライトユニットは、複数の光源と、前記光源から放出された光が入射するように前記光源と交互に配置される複数の導光板と、前記光源と前記導光板とを格納するシャーシとを含み、前記複数の導光板は、前記シャーシの中央領域に向かうように対称をなして互いに離隔配置され、前記中央領域で向い合う一対の導光板は、互いに連結されて光が混合されることができる。
【0011】
また、前記中央領域に配置される前記導光板は、一側面に光が入射する入光面を備え、前記入光面と対向する他側面に他の入光面を備えて、一対の入光面が前記導光板の中央領域を挟んで対称をなすことができる。
【0012】
また、前記複数の光源は、それぞれ前記シャーシの中央領域方向に光を放出することができる。
【0013】
また、前記光源は、前記シャーシの底面に水平に配置され、回路配線を備える基板と、LEDチップが前記導光板の入光面に向かうように前記基板上に垂直に実装される複数のLEDパッケージとを含むことができる。
【0014】
また、前記LEDパッケージは、前記回路配線と電気的に連結されるリード端子を本体の側面に沿って備え、前記側面を通じて前記基板上に実装されることができる。
【0015】
また、前記リード端子は、前記本体の後面と水平に前記本体の短軸方向側面からそれぞれ突き出る第1のリードと、前記第1のリードの端部から垂直に折り曲げられて前記本体の正面に向かって延長され、一端部が前記本体の長軸方向側面に向かって垂直に折り曲げられて形成される第2のリードとを含むことができる。
【0016】
また、前記第2のリードは、前記本体の短軸方向側面及び長軸方向側面と平行に形成され、全体的に「L」字状を有することができる。
【0020】
一方、本発明の他の実施例によるバックライトユニットは、複数の光源と、前記光源から放出された光が入射するように前記光源と交互に配置される複数の導光板と、前記光源と前記導光板とを格納するシャーシとを含み、前記複数の導光板は、前記シャーシの中央領域に向かうように対称をなして互いに離隔配置され、前記複数の光源のうち導光板と他の導光板との間にそれぞれ配置される光源は、隣接した両側の導光板に光を放出して光が混合されることができる。
【0021】
また、前記複数の光源は、各光源に隣接した導光板の入光面と他の導光板の側端面との間で、前記入光面と前記側端面との両方向に光を放出することができる。
【0026】
また、前記光源は、前記複数のLEDパッケージに備えられる各LEDチップが向かう方向が、それぞれに隣接する他のLEDチップが向かう方向と180度変更されるように、前記複数のLEDパッケージが前記バー状の基板上に交互に配列されることができる。
【発明の効果】
【0029】
本発明の実施例によると、輝度勾配をより均一に合わせることが可能であり、複数の導光板が離隔配列される大画面液晶表示装置においても、輝度及び輝度均一度を向上させることにより、視認性が向上し、鮮明な画質の具現が可能であるという効果を有する。
【0030】
また、導光板の構造を単純化して製造が容易であり、工程時間を短縮させることができるという長所を有する。
【発明を実施するための形態】
【0032】
本発明によるバックライトユニットの実施例に関する事項を図面を参照して説明する。
【0033】
しかし、本発明の実施例は、様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲が以下に説明される実施例に限定されるものではない。本発明の実施例は、本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。
【0034】
よって、図面に示した構成要素の形状及び大きさ等は、より明確な説明のために誇張されることもあり、図面上で実質的に同一の構成と機能を有する構成要素には、同一の参照符号を付する。
【0035】
図1から
図6を参照して、本発明の一実施例によるバックライトユニットを説明する。
【0036】
図1は、本発明の実施例によるバックライトユニットを示す斜視図であり、
図2は、
図1に示したバックライトユニットを示す平面図であり、
図3aは、
図1に示したバックライトユニットの光源を構成するLEDパッケージの正面を示す斜視図であり、
図3bは、
図3aのLEDパッケージの後面を示す斜視図である。
【0037】
また、
図4は、
図3のLEDパッケージが全て同一方向に向かうように配列される構造の光源を示す斜視図であり、
図5は、
図1のバックライトユニットの変形例を示す斜視図であり、
図6は、
図5に示したバックライトユニットを示す平面図である。
【0038】
図1及び
図2を参照すると、本発明の実施例によるバックライトユニット1は、導光板10、光源20、シャーシ30を含んで構成され、前記導光板の図中上部に配置されて光が提供される、図示していない光学シートをさらに含むことができる。
【0039】
前記導光板10は、直方体状のプレート構造を有し、光源20が配置されて光が入射する入光面11は、前記導光板10の長軸方向側面に沿って備えられることが好ましい。
【0040】
前記導光板10は、前記入光面11に入射する光の円滑な誘導のために、PMMAのような透明な樹脂からなってもよく、前記導光板10の下部面には、凹凸などの特定パターン(不図示)を形成して、前記導光板10の図中下部に向かう光を図中上部に反射させるようにすることができる。また、前記導光板10は、前記入光面11と対向する側端面12に反射層(不図示)をさらに備えてもよい。
【0041】
前記シャーシ30は、導光板10と前記光源20とを内部に格納して支持するためのフレーム部材である。
【0042】
前記シャーシ30は、平らな底面31と、前記底面31の枠から図中上部に延長する側壁32からなり、上部面(あるいは前面)が開放された箱型構造を有する。前記シャーシ30は、強度及び放熱効率を考慮し、金属材質で形成されることが好ましいが、これに限られるものではない。
【0043】
図示のように、前記導光板10は、前記光源20から放出された光が入射するように、前記光源20と交互に複数が前記シャーシ30の内部に配置され、液晶表示装置の設計サイズによって配置される前記導光板の個数を異ならせることができる。
【0044】
特に、前記複数の導光板10は、前記シャーシ30の中央領域に向かうように対称をなして互いに離隔配置される。
【0045】
具体的にみると、前記シャーシ30を短軸方向に対称をなすように二等分して2個の領域に区分し、各領域に配置される導光板10は、前記中央領域の等分線Cによって互いに対称をなす構造として配置される。
【0046】
この時、各領域に配置される前記導光板10は、入光面11と対向する反対側の側端面12がそれぞれ前記の中央領域に向かうように配置される。
【0047】
このような導光板10の配置構造を通じて、各導光板10の入光面11に配置される光源20は、それぞれ前記シャーシ30の中央領域方向に光Lを放出するようになり、それによって、一側面に向かって光を放出して該当側面の領域で輝度が高く表れて輝度勾配がばらつきになる従来のものと違って、バックライトユニット1の中央領域で輝度が高く表れて、輝度勾配が対称をなす構造となる。
【0048】
これは、液晶表示装置において、全体的に視認性を向上させ、より鮮明な画質を具現するようにするという効果をもたらす。
【0049】
図面においては、前記導光板10が前記シャーシ30の短軸方向側面を二等分して対称をなして配置される構造について示しているが、その他に、前記シャーシ30の長軸方向側面を二等分して対称をなして配置されることも可能である。
【0050】
図1及び
図2のように、前記シャーシ30の中央領域を基準として、一対の導光板10が互いに向かい合いながら対称をなすように配置される場合、各導光板10の入光面11と対向する側端面12が前記中央領域の等分線Cに沿って互いに面接触して連結される構造に配置されることができる。
【0051】
そして、
図5及び
図6のように、前記等分線Cが導光板10の中心に位置するように、前記シャーシ30の中央領域に単一の導光板が配置される場合、前記導光板10は、一側面に入光面11を備え、前記入光面11と対向する他側面に他の入光面11を備えて、一対の入光面11が前記導光板10の中央領域と等分線Cを挟んで対称をなす構造に配置されることもできる。
【0052】
この場合、前記中央領域に配置される導光板10は、互いに対向する両側面にそれぞれ光源20を備えて2個の光源20を有する構造になる。
【0053】
よって、前記中央領域に配置される前記導光板(あるいは、一対の導光板が互いに連結されて形成される導光板)で光が混合されることにより、輝度勾配が中央領域に向かうほど増加するという対称構造を有する。
【0054】
一方、導光板10の入光面11に配置される前記光源20は、基板21と、前記基板21上に実装される複数のLEDパッケージ22とを含む。
【0055】
前記基板21は、前記LEDパッケージ22と電気的に連結される回路配線(不図示)を備え、前記導光板10の長軸方向の長さと対応して、全体的にバー状の構造を有することができる。
【0056】
前記基板21は、前記シャーシ30の底面31に水平に配置されて取り付けられることができる。そこで、前記シャーシ30との接触面積が増加して、前記LEDパッケージ22から発生する熱が前記シャーシ30により多く伝導されるようにして放熱効率を向上させることができる。
【0057】
前記LEDパッケージ22は、本体23の内部に備えられるLEDチップ24が前記導光板10の入光面11に向かうように前記基板21上に垂直に実装される。
【0058】
図3(a)及び
図3(b)を参照して、前記LEDパッケージ22の構造について詳しく説明する。
【0059】
図面のように、前記LEDパッケージ22は、シリコーンまたはセラミックからなる本体23が直方体状を有し、前記本体23の正面22aには、外部に開放された収容空間が形成されて、前記LEDチップ24を取り付ける。
【0060】
前記収容空間には、前記LEDチップ24を保護するように、透明な密封部材26が充填されてもよく、前記密封部材26は、前記LEDチップ24から放出される光の波長を変換するように蛍光体を含んでもよい。
【0061】
前記LEDチップ24が取り付けられる収容空間の底面には、前記本体23を貫通するヒートシンク27を備える一方、前記ヒートシンク27は、前記本体23の後面を通じて外部に露出するようにする。そこで、前記LEDチップ24から発生する熱は、前記ヒートシンク27を通じて直接的に外部に放出されて、放熱効率が向上する効果を得ることができる。
【0062】
なお、前記LEDチップ24と、前記回路配線(不図示)とを電気的に連結するリード端子25を前記本体23の側面に沿って備える。
【0063】
具体的に、前記リード端子25は、前記本体23の後面22bと水平に前記本体23の短軸方向側面からそれぞれ突き出る第1のリード25aと、前記第1のリード25aの端部から垂直に折り曲げられて前記本体23の正面22aに向かって延長され、一端部が前記本体23の長軸方向側面に向かって垂直に折り曲げられて形成される第2のリード25bとからなる。
【0064】
また、前記第2のリード25bは、前記第1のリード25aと連結されて一体をなし、前記本体23の短軸方向側面及び長軸方向側面と平行に形成されて、全体的に「L」字状の構造を有する。
【0065】
よって、前記リード端子25が備えられる側面、具体的には、前記第2のリード端子25bが備えられる長軸方向側面が、前記基板21に向かうように実装されることにより、前記LEDパッケージ22は、前記基板21に垂直に実装される。
【0066】
この時、前記第2のリード端子25bが備えられる前記本体23の長軸方向側面には、前記ヒートシンク27が突き出て、前記第2のリード端子25bと共に前記本体23の長軸方向側面に水平に備えられることができる。
【0067】
よって、前記本体23を実装する時に、前記第2のリード端子25bと共に前記ヒートシンク27が前記基板21と接触することにより、さらに広い実装面積を提供して安定した実装構造を有し、前記ヒートシンク27を通じてLEDチップ24から発生する熱を基板21に伝達することができ、熱放出効率が増大するという効果をさらに得ることができる。
【0068】
なお、
図4のように、前記複数のLEDパッケージ22は、各LEDチップ24が全て同一方向に向かうように前記バー状の基板21上に所定間隔で配列されることができる。
【0069】
このように、本発明の実施例によるLEDパッケージ22及びシャーシ30に水平に取り付けられる基板21上に垂直に実装される構造は、従来と違って、光源の厚さを減少させることができ、導光板10間における境界部領域の大きさを減少させることにより、視認性が低下するという問題を解決することが可能である。
【0070】
図7から
図11を参照して、本発明の他の実施例によるバックライトユニットについて説明する。
【0071】
図7は、本発明の他の実施例によるバックライトユニットを示す斜視図であり、
図8は、
図7に示したバックライトユニットを示す平面図であり、
図9は、
図3のLEDパッケージが発光方向を異ならせて交互に配列される構造の光源を示す正面図である。
図10は、
図7のバックライトユニットの変形例を示す斜視図であり、
図11は、
図10に示したバックライトユニットを示す平面図である。
【0072】
図7から
図11で示すバックライトユニット1’は、その構成が
図1から
図6の実施例と実質的に同一である。即ち、複数の導光板は、シャーシの中央領域に向かうように対称をなし、互いに離隔配置される。
【0073】
但し、複数の光源のうち導光板と他の導光板間にそれぞれ配置される光源は、隣接した両側の導光板に光を放出して光が混合されるという点で違いがあるので、
図1から
図6の実施例と同一の部分に対する説明は省略し、
図7から
図11の実施例で異なる構成の光源を中心として詳述する。
【0074】
図7及び
図8のように、前記シャーシ30の中央領域を基準とした一対の導光板10が、互いに向かい合って対称をなすように配置される場合、前記各導光板10の入光面11と対向する側端面12に向かうように互いに向い合う前記側端面12との間に前記中央領域の等分線Cに沿って光源20が配置されることができる。
【0075】
この時、前記中央領域に配置される光源20は、対称をなす両方向に向かって光Lを放出することができるように、前記LEDパッケージ22の発光面である正面22aの方向を変更して交互に配列する構造を有する。
【0076】
具体的には、
図9のように、前記複数のLEDパッケージ22は、LEDチップ24が向かう方向と、これと隣接する他のLEDチップ24が向かう方向とが180度変更(反転)されるように、前記バー状の基板21上に交互に配列されることができる。
【0077】
このような光源は、
図1から
図6の実施例による光源20がある一方向のみに発光することと違って、両方向に光Lを放出して両方向発光が可能であるという点に特徴がある。
【0078】
よって、導光板の入光面と側端面とに光が入射して混合することにより、導光板全体にわたって輝度が均一に表れ、これは、光源20が配置される導光板10の入光面11の付近における輝度と、前記入光面11と対向する反対側の側端面12の付近における輝度との間に差が発生して、輝度均一度を落とすという短所を効率よく解決することができる。
【0079】
また、液晶表示装置全体にわたって、より鮮明な画質を得ることができる優れた効果を有する。
【0080】
特に、大画面液晶表示装置において、導光板10を複数のブロック領域に分割してブロック別にローカルディミングを行う場合、境界領域における暗線の発生を遮断することにより、さらに鮮明な画質の具現が可能である。
【0081】
一方、
図10及び
図11のように、前記等分線Cが導光板10の中心に位置するように、前記シャーシ30の中央領域に単一の導光板10が配置される場合、前記導光板10の両側面にそれぞれ備えられる光源20は、前記
図7のように、両方向に向かって光Lを放出する構造の光源20が配置されてもよい。
【0082】
特に、このような複数のLEDパッケージ22が発光方向を異ならせて交互に配列される構造の光源20は、互いに隣接する導光板10間の境界領域に配置されることであり、そこで、両導光板10の入光面と側端面とに向かって光を放出するようにする。
【0083】
さらに、前記シャーシ30の側壁32に沿って配置される光源20は、隣接した導光板10の入光面11のみに向かって発光すればよいので、
図1のように、各LEDパッケージが同一方向に向かうように配列される構造の光源が使われることができる。