(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的は、局所的な輝度増加および輝度減少を改善して液晶表示パネルに光を均一に提供することができるバックライトユニットおよびこれを含む表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一実施形態によるバックライトユニットは、ボトムシャーシと、前記ボトムシャーシの上に位置する光源と、前記ボトムシャーシの上に位置する反射シートと、前記光源および前記反射シートより上に位置する少なくとも一つの光学シートと、前記ボトムシャーシに固定されており、前記光学シートを支持する支持体とを含む。前記支持体は前記ボトムシャーシに締結される締結部および前記締結部から延長される支持部を含み、前記締結部は前記反射シートより下に位置する。
【0010】
前記締結部は、前記ボトムシャーシと前記反射シートの間に位置する支持板および前記ボトムシャーシを貫通して少なくとも一部が前記ボトムシャーシの下に位置する掛かり部を含んでもよい。
【0011】
前記ボトムシャーシは、実質的に平坦な基底部および前記基底部より下に窪んでおり前記支持板が位置する凹部を含んでもよく、前記凹部の深さは、前記支持板の厚さと同一であるか、またはそれより大きくてもよい。
【0012】
前記支持板の上面が前記基底部の上面と同一であるか、またはそれより下に配置されてもよい。
【0013】
前記反射シートは、前記支持部が通過する孔を含んでもよい。
【0014】
前記バックライトユニットは前記光源が実装されており前記ボトムシャーシに固定されている基板をさらに含み、前記基板は前記反射シートより下に配置されてもよい。
【0015】
前記ボトムシャーシは実質的に平坦な基底部および前記基底部より下に窪んでおり前記基板が位置する溝部を含んでもよく、前記溝部の深さは前記基板の厚さと同一であるか、またはそれより大きくてもよい。
【0016】
前記基板の上面が、前記基底部の上面と同一であるか、またはそれより下に配置されてもよい。
【0017】
前記反射シートは、接着剤によって前記基板に取り付けられていてもよい。
【0018】
前記バックライトユニットは、前記基板に取り付けられており前記光源を覆うように配置される側面出光レンズをさらに含んでもよい。
【0019】
前記光学シートは拡散板を含んでもよい。
【0020】
本発明の一実施形態によるバックライトユニットの製造方法は、ボトムシャーシを準備する段階と、前記ボトムシャーシに光源を含む光源部を固定する段階と、前記ボトムシャーシに光学シートを支持する支持体を固定する段階と、前記支持体の固定後、前記支持体の一部をガイドにして前記ボトムシャーシの上に反射シートを載せる段階とを含む。
【0021】
前記支持体は前記ボトムシャーシに締結される締結部および前記締結部から延びる支持部を含み、前記反射シートは前記支持部に対応する位置に形成された孔を含み、前記ボトムシャーシの上に前記反射シートを載せる段階は前記支持部に前記孔を嵌め合わせる段階を含んでもよい。
【0022】
前記光源部は基板および前記基板に実装された光源を含み、前記ボトムシャーシの上に前記反射シートを載せる段階は、前記基板に前記反射シートを取り付ける段階を含んでもよい。
【0023】
本発明の一実施形態による表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルに光を提供するバックライトユニットとを含む。前記バックライトユニットは、ボトムシャーシと、前記ボトムシャーシの上に位置する光源と、前記ボトムシャーシの上に位置する反射シートと、前記光源および前記反射シートより上に位置する少なくとも一つの光学シートと、前記ボトムシャーシに固定されており前記光学シートを支持する支持体とを含む。前記支持体は前記ボトムシャーシに締結される締結部および前記締結部から延長される支持部を含み、前記締結部は前記反射シートより下に位置する。
【0024】
前記締結部は、前記ボトムシャーシと前記反射シートの間に位置する支持板および前記ボトムシャーシを貫通して少なくとも一部が前記ボトムシャーシの下に位置する掛かり部を含んでもよい。
【0025】
前記ボトムシャーシは実質的に平坦な基底部および前記基底部より下に窪んでおり前記支持板が位置する凹部を含み、前記凹部の深さは前記支持板の厚さと同一であるか、またはそれより大きくてもよい。
【0026】
前記支持板の上面が前記基底部の上面と同一であるか、またはそれより下に配置されてもよい。
【0027】
前記反射シートは、前記支持部が通過する孔を含んでもよい。
【0028】
前記バックライトユニットは前記光源が実装されており前記ボトムシャーシに固定されている基板をさらに含み、前記基板は前記反射シートより下に配置されてもよい。
【0029】
前記ボトムシャーシは、実質的に平坦な基底部、および前記基底部より下に窪んでおり前記基板が位置する溝部を含み、前記溝部の深さは前記基板の厚さと同一であるかまたはそれより大きくてもよい。
【0030】
前記基板の上面が前記基底部の上面と同一であるかまたはそれより下に配置されてもよい。
【0031】
前記反射シートは接着剤によって前記基板に取り付けられていてもよい。
【0032】
前記バックライトユニットは前記基板に取り付けられており前記光源を覆うように位置する側面出光レンズをさらに含んでもよい。
【0033】
前記光学シートは拡散板を含んでもよい。
【発明の効果】
【0034】
本発明によるバックライトユニットは、光学空間内の支持体の露出を最少化することができ、これにより支持体による不必要な光散乱を最少化してバックライトユニットから出る光プロファイルを改善することができる。
【0035】
また、支持体をガイドとして用いて反射シートを組み付けることができるので、反射シートを正しい位置に組み付けるための別途の手段が要求されず、そのような手段による局所的な輝度低下が発生しない。
【発明を実施するための形態】
【0037】
添付した図面を参照して、本発明の実施形態について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳しく説明する。しかし、本発明は様々な形態に実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。
【0038】
図面において様々な層および領域を明確に表現するために厚さを拡大または誇張して示した。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上”にあるという時、これは他の部分の“直上”にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の“直上”にあるという時は中間に他の部分がないことを意味する。
【0039】
本発明の実施形態によるバックライトユニットを含む液晶表示装置について
図1乃至
図4を参照して詳細に説明する。
【0040】
図1は本発明の一実施形態によるバックライトユニットを含む液晶表示装置の分解斜視図であり、
図2は
図1のA−A方向に沿って取った断面図であり、
図3は
図2の一部分を拡大して示した断面図であり、
図4は本発明の一実施形態による支持体の斜視図である。
【0041】
図1および
図2に示すように、液晶表示装置は基本的に液晶表示パネル100およびバックライトユニット200を含む。バックライトユニット200は液晶表示パネルに光を供給し、液晶表示パネル100は供給された光を制御して画像を表示する。液晶表示装置は液晶表示パネル100とバックライトユニット200の間に位置するモールドフレーム300をさらに含む。液晶表示装置は、液晶表示パネル100の周縁(rim)を囲むことで液晶表示パネル100を保護し液晶表示パネル100がバックライトユニット200から分離されることを防止するためのトップシャーシ(top chassis)400をさらに含む。モールドフレーム300とトップシャーシ400のうちのいずれか一つまたは両方ともは実施形態によって省略されてもよい。
【0042】
液晶表示パネル100は、下部表示板(lower display substrate)110、上部表示板(upper display substrate)120および液晶層(図示せず)を含む。下部表示板110と上部表示板120は所定の間隔をおいて互いに張り合わせられており、その間に液晶層が形成されている。
【0043】
下部表示板110は、ガラスのような透明な絶縁基板およびその上に形成されている複数の薄膜トランジスタ、データ線、ゲート線、画素電極などを含む。薄膜トランジスタのソース端子にはデータ線が接続されており、ゲート端子にはゲート線が接続されている。
薄膜トランジスタのドレイン端子にはインジウム錫酸化物(ITO)のような透明な導電性物質から形成された画素電極が接続されている。
【0044】
下部表示板110に対向して位置する上部表示板120は、透明な絶縁基板およびその上に形成されているカラーフィルタ、共通電極などを含む。カラーフィルタは赤色、緑色、青色などの基本色(primary colors)をそれぞれ表現できるカラーフィルタを含んでもよい。共通電極は、インジウム錫酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)などの透明な導電性物質から形成されている。カラーフィルタと共通電極のうちの少なくとも一つは下部表示板110に配置されてもよい。
【0045】
下部表示板110と上部表示板120にはそれぞれ偏光子(polarizer)が取り付けられていてもよい。偏光子は、液晶表示パネル100に入射する光を偏光させて一方向に振動する光のみ透過させる役割を果たすことができる。
【0046】
液晶表示パネル100において、ゲート線に印加される信号によって薄膜トランジスタがターンオンされると、データ線に印加される信号が画素電極に印加される。そうすれば画素電極と共通電極の間に所定の大きさの電界が形成され液晶層の液晶分子の配向を制御する。これによって液晶層を通過する光の透過率を調節して画像を表示する。
【0047】
液晶表示装置は、液晶表示パネル100に印加される信号を制御する駆動部(driver)並びに制御部(controller)などの少なくとも一つの駆動装置(図示せず)を含む。駆動装置は、集積回路チップの形態で液晶表示パネル100に実装されるか、印刷回路基板(PCB)や軟性印刷回路基板(FPCB)に実装され液晶表示パネル100に電気的に接続される。ある駆動装置は液晶表示パネル100に集積されてもよい。
【0048】
液晶表示パネル100の下部には、液晶表示パネル100に光を提供するためのバックライトユニット200が配置される。
【0049】
バックライトユニット200は、ボトムシャーシ(bottom chassis)210、およびボトムシャーシ210に収納または固定されるかボトムシャーシ210によって支持される光源部220、光学レンズ230、支持体240、反射シート250、光学シート260などを含む。
【0050】
ボトムシャーシ210は、上部が開放されており所定の深さの収納空間を有する一種の容器(container)である。ボトムシャーシ210は、例えば、全体的に四角いお盆のような形状を有してもよい。ボトムシャーシ210は、底部(bottom)210a、底部210aの縁から実質的に傾斜して上向き延長されている翼部(wing)210b、そして翼部210bの上端から実質的に水平に外向き延長されている周縁(rim)210cを含む。底部210aは実質的に平坦な基底部211および基底部211より下に(−z方向)窪んでいる溝212と凹部214を含む。ボトムシャーシ210は、周縁210cから下向き延長する側壁部(wall)210dをさらに含んでもよい。底部210aから周縁210cまでの高さはボトムシャーシ210の深さに該当する。ボトムシャーシ210の底部210aと翼部210bによって限定される収納空間は断面形状が全体的に逆梯形であってもよい。
【0051】
ボトムシャーシ210は、アルミニウム板またはアルミニウム合金板、亜鉛メッキ鋼板などの金属材料から形成される。実施形態によって、ボトムシャーシ210は、ポリカーボネート(polycarbonate、PC)のようなプラスチック材料から形成されてもよい。
【0052】
ボトムシャーシ210には光源部220が収納されている。光源部220は、基板221およびこれに実装されている光源222を含む。光源222は発光ダイオード(LED)パッケージであってもよく、LEDパッケージの発光面が液晶表示パネル100に向かうように回路基板221に実装されている。LEDパッケージとしては白色光を出す白色LEDパッケージが使用されるか、赤色、緑色および青色LEDパッケージが混合配置されて使用されてもよい。LEDパッケージ以外にも他の可能な点光源または線光源が光源222として使用されてもよい。
【0053】
基板221は、幅が狭く長い棒(elongated bar)の形態であってもよい。基板221は、光源222を支持するとともに光源222に電源を供給する。基板221は、回路基板であってもよく、特に光源222から発生する熱を速やかに放熱させることができる金属コア印刷回路基板(MCPCB)であってもよい。光源222は、基板221の配線に電気的に接続され、電源の供給を受けて電気エネルギーを光エネルギーに変換して放出する。光源222は一つの基板221に一つ以上配置されてもよく、光源222の全体個数と配置は、液晶表示パネルの大きさ、光源の出力などによって多様に変更されてもよい。
【0054】
基板221には光学レンズ230がさらに実装される。光学レンズ230は光源222を実質的に覆うように配置され、これによって光源222から出た光は光学レンズ230を通じて屈折され拡散される。光学レンズ230は、上へと向かう光源222の光が集中しないように拡散させるので、光学レンズ230の使用によって光源222の数を減らすことができ、高出力光源を適用することができる。
【0055】
光学レンズ230は、光源222から出て上へと向かう光を、主に側面方向に屈折および拡散させる側面放出レンズ(side emitting lens)であってもよい。一方、光学レンズ230は、光源222の光を主に上側方向に屈折および拡散させる上側放出レンズ(top emitting lens)であってもよい。側面放出レンズは上側放出レンズより光学距離を減らすことができるので後述の光学シート260を光源に、より近く位置させることができ、これによってバックライトユニット200の全体的な厚さを減らすことができるので、液晶表示装置のスリム化に有利である。
【0056】
基板221に光源222と光学レンズ230が実装されているものを本明細書では光源組立体(light source assembly)という。光源組立体は、ボトムシャーシ210の底部210aに所定の間隔で複数個配置されてもよく、光源組立体の個数は基板221の個数と同一である。
図3に示されているように、光源組立体は底部210aの溝212に装着される。光源組立体の基板221の上面が、底部210aの全体的な平坦面を形成する基底部211の上面と同一の平面、またはそれより下に配置されるようにすべく、溝212の深さd1は基板221の厚さ以上であってもよい。したがって、断面で見るとき、基板221の上面は基底部211の上面と同一の高さにあるかそれより低く位置する。これによって、後述の反射シート250が光源組立体付近で盛り上がるか浮き上がることを防止することができる。但し、反射シート250の浮き上がりを防止するために、反射シート250を基板221に取り付ける場合には、基板221の上面と基底部211の上面がほぼ同一であることが有利である。これら間の高さの差があれば反射シート250の取り付け部位が平坦でなくなることがある。
【0057】
図面に示されているように光源組立体が複数個配置される場合、それぞれの光源組立体に電源を供給することができるように、光源部220は一つまたは複数の接続基板(connecting board)223をさらに含んでもよい。複数の光源組立体が一つの接続基板223に接続されていてもよく、例えば、接続基板223の挿入口(図示せず)に基板221の端部(end portion)がプラグのように挿入接続されてもよい。このような接続基板223の上面が底部210aの基底部211の上面と同一の平面にあるかそれより低く位置するように、底部210aは接続基板223が装着される溝(図示せず)を含んでもよい。実施形態によって、接続基板223の代わりに電線(electric wire)が使用されて光源組立体に電源を供給してもよい。
【0058】
ボトムシャーシ210には、光学シート260を支持するための支持体240が接続されている。支持体240はボトムシャーシ210の底部210aに所定の間隔で複数個配置されてもよい。支持体240は、ボトムシャーシ210に締結される締結部(locking portion)242、243、および締結部から上向きに延びる支持部(supporting portion)241を含む。したがって、支持体240はボトムシャーシ210に結合されている状態で、支持部241がボトムシャーシ210から所定の高さで上向き突出する。
【0059】
支持体240は、ポリカーボネートなどのプラスチックや、金属から形成されてもよく、射出成形などによる一体の単一部品で形成されてもよい。支持体240による光散乱や反射が最少化されるように、支持体240は、光吸収性物質などの光学的物質でコーティングされてもよい。
【0060】
支持部241は光学シート260を実質的に支持する一種の柱であって、支持板422から、それより狭い断面積を有してまっすぐに延びている。支持部241の上端は光学シート260と相接してもよく、これにより支持部241は光学シート260を支持して光学シート260が垂れ下がることを防止し、光源222と光学シート260間の光学距離を維持する役割を果たす。
【0061】
支持部241による光散乱および反射が最少化されるように、支持部241は細くて長い柱形状(例えば、円柱、多角柱形状)であってもよく、上部に行くほど断面積が減少する形状を有してもよい。後者の場合、支持部241は
図4(a)に示されているように円錐形状を有してもよく、それ以外にも三角錐、四角錐(
図4(b)参照)などの多角錐形状を有してもよい。但し、支持部241の端部は、光学シート260と相接する部分であるので、光学シート260が損傷しないように、丸いか平らに形成されてもよい。
【0062】
締結部は、支持部241が自らの本来の位置で光学シート260を支持することができるように、支持部241をボトムシャーシ210に堅固に固定する役割を果たす。締結部は、ボトムシャーシ210の上面に接触する支持板(supporting plate)242、およびボトムシャーシ210の下面に接触する掛かり部(hook)243を含んでもよい。掛かり部243がボトムシャーシ210の下面に接触して固定されるようにするために、ボトムシャーシ210は、貫通孔215を備え、掛かり部243は、このような貫通孔215を通過した後に弾性復元される構造を有してもよい。ボトムシャーシ210を挟んでの、支持板242と掛かり部243の相互作用によって、支持体240はボトムシャーシ210に締結される。図面に示された掛かり部243の形状は、単に例示的なものであり、多様な変形が可能である。
【0063】
支持板242は、ボトムシャーシ210との広い接触面積を確保することが、支持体240が揺れずに堅固に締結されるのに有利である。したがって、支持板242は平たい形態であってもよく、例えば、円板または四角形の板、五角形の板などの多角形の板であってもよい。
【0064】
具体的な一実施形態において、支持板242の径は、支持体240の根元の径の1.5〜10倍、例えば2〜5倍とすることができる。また、掛かり部243は、図示の例において、支持体240の中心軸に沿って垂直方向に延びる板状の部分と、この先端より両側に、湾曲状をなして先端が支持板の側へと延びる湾曲板状の羽根部とを含む。図示の例において、この板状の部分の水平方向寸法は、支持体240の根元の径より大きく、支持体240の根元の径より小さい。また、図示の例において、両羽根部は、板状の部分に沿った水平方向から見て、一つのアーチをなし、このアーチの幅が、支持板242の径とほぼ同一か、または少し小さい。支持体240は、支持板242がボトムシャーシ210の底部210aの凹部(recess)214に位置するように締結される。凹部214の中心部には貫通孔215が形成されており、支持体240の掛かり部243は貫通孔215に挿入されて凹部214の下面に密着されてもよい。支持体240の支持板242の上面が、底部210aにおける全体的に平坦な面を形成する基底部211の上面と同一の平面にあるかそれより下に位置するように、凹部214の深さd2は、支持板242の厚さ以上であってもよい。したがって、断面を見るとき、支持板242の上面は基底部211の上面と同一の高さにあるかそれより低く位置する。これによって、支持板242が反射シート250によって平坦に覆われ、支持板242による好ましくない光散乱および反射を防止することができる。また、反射シート250が支持板242付近で盛り上がるか浮き上がるのを防止することができる。
【0065】
ボトムシャーシ210の上には反射シート250が位置する。反射シート250は、光学レンズ230から出た光と、拡散板261などの他の構造体によって反射された光を反射して、最終的に液晶表示パネル100側に向かうようにすることによって光効率を増加させる役割を果たす。
【0066】
反射シート250は、全体にわたるようにボトムシャーシ210の内面に据え付けられる構造を有してもよい。例えば、反射シート250はボトムシャーシ210の底部210a、翼部210bおよび周縁210cに対応して、平坦部(flat portion)250a、平坦部250aの縁から実質的に傾斜して上向き延長される翼部250b、および翼部250bから実質的に水平方向に延長される周縁250cを含んでもよい。反射シート250はポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate、PET)、ポリカーボネート(polycarbonate、PC)、ポリスチレン(polystyrene、PS)などのプラスチック材料で形成されてもよい。反射シート250は光反射率の増加のために二酸化チタン(TiO
2)のような光反射性物質を含んでもよい。
【0067】
反射シート250の平坦部250aには、光学レンズ230が通過する第1孔253、および支持体240の支持部241が通過する第2孔254が形成されている。これにより、反射シート250をボトムシャーシ210に据え付けると、
図3に示されているように、第1孔253を通じて光学レンズ230が反射シート250の上に露出し、第2孔254を通じて支持部241が反射シート250の上に露出する。しかし、光源部220の基板221における光学レンズ230が位置しない部分は反射シート250によって覆われる。支持体240の支持板242も反射シート250によって覆われる。したがって、光学レンズ230と支持体の支持部241が反射シート250の上に突出する部分を除いて、ボトムシャーシ210の内面は反射シート250によって覆われているようになる。このような反射シート250と後述の拡散板261とにより範囲が限定される空間を、バックライトユニット200の光学空間と言うことができる。
【0068】
第1孔253の形状は光学レンズ230の水平断面形状に対応し、例えば、円形であってもよい。第1孔253の大きさは光学レンズ230の最も太い部分(即ち、横断面積が最も広い部分)が通過できる程度であってもよい。
【0069】
第2孔254の形状は支持部241の水平断面形状に対応してもよい。例えば、支持部241の水平断面形状が円形であれば第2孔254の形状も円形であり、支持部241の水平断面形状が四角形であれば第2孔254の形状も四角形である。第2孔254の大きさは支持部241の最も太い部分が通過できる程度であってもよい。例えば、第2孔254と支持部241の水平断面形状が円形である場合、第2孔254の内径は支持部241の最も太い部分の外径と同一であるかほぼ同一であってもよい。
【0070】
反射シート250の平坦部250aは、光学レンズ230が通過する第1孔253付近が浮き上がることがある。この場合、浮き上がった部位は平坦部250aの他の部位と異なる具合に光を反射させるので、光学シート260を通過して液晶表示パネル100に提供される光のプロファイルに否定的に作用し、例えば、発光面の全体の中で局所的に明るいかまたは暗く示される。したがって、反射シート250の浮き上がり防止のために、第1孔253付近は両面テープ(図示せず)または接着剤によって基板221またはボトムシャーシの基底部211に貼り付けられていてもよい。
【0071】
ボトムシャーシ210および反射シート250の上に光学シート260が位置する。したがって、光学シート260は光源222、光学レンズ230および支持体240の上に位置する。光学シート260の縁部はボトムシャーシ210の周縁部210cの上に置かれてもよい。ここで、光学シート260の縁と、ボトムシャーシ210の周縁部210cとの間に、反射シート250の周縁部250cが配置されてもよい。光学シート260は、反射シート250の第2孔254を通じて突出している支持体240の支持部241によって、所定の光学距離を維持するように、垂れ下らないように支持される。
【0072】
光学シート260は、拡散板261、プリズムシート262、保護シート263などを含んでもよい。拡散板261は、光を散乱させて、より均一な明るさの面光源にするために使用される。プリズムシート262は、拡散板261によって均等に拡散された光の進行方向を調節して集光させることによって輝度を高めるために使用される。保護シート263は、プリズムシート262のプリズムをスクラッチ(scratch)などから保護するために使用される。保護シート263は、光を拡散させて、プリズムシート262によって狭くなった視野角を広くする機能も遂行することができる。
【0073】
光学シート260は、プリズムシート262と保護シート263のうちのいずれか一方または両方を含まなくてもよく、これらの一方または両方を複数個含んでもよい。光学シート260は、その他の特性を有する光学的シートをさらに含んでもよい。例えば、光学シート260は、光の偏光成分を分離して透過および反射させることによって輝度効率を高めることができる反射偏光シートを含んでもよい。
【0074】
一方、図示されていないが、ボトムシャーシ210の下面には、電源供給用印刷回路基板であるインバータボードおよび/または信号変換用印刷回路基板が装着されてもよい。インバータボードは、外部電源を一定の電圧レベルに変圧して光源222に提供することができる。信号変換用印刷回路基板は、アナログデータ信号をデジタルデータ信号に変換して液晶表示パネル100に取り付けられているフレキシブル回路基板(図示せず)を通じて液晶表示パネル100に提供することができる。
【0075】
液晶表示装置は、液晶表示パネル100を一定の高さで安定的にバックライトユニット200に固定させるためにモールドフレーム300を含んでもよい。モールドフレーム300は、上下部が開放された実質的に直六面体をなす四角い枠の形態を有してもよい。モールドフレーム300は、例えば、ボトムシャーシ210の周縁部210cを囲むとともに、ボトムシャーシ210の側壁部210dに配置されるフック(図示せず)などにより掛け止めされて固定される方式でボトムシャーシ210に組み付けられてもよい。ここで、モールドフレーム300の一部は、ボトムシャーシ210の周縁部210cの上に置かれている光学シート260の縁部を押さえるようになることによって、光学シート260が動くことが制限されることがある。モールドフレーム300の上には液晶表示パネル100が固定される。液晶表示パネル100は接着部材(図示せず)によってモールドフレーム300の平らな面に取り付けられてもよく、液晶表示パネル100に加えられる衝撃を緩和させるために、接着部材は、緩衝能力を有するクッション両面テープであってもよい。
【0076】
前述の構造を有するバックライトユニット200において光が液晶表示パネル100に供給される過程を簡略に説明する。まず、接続基板223と、光源部220の基板221とを通じて光源222に電源が供給されると、光源222は光を放出する。放出された光は、光学レンズ230を通過する際に側面の側へと屈折および拡散され、反射シート250によって反射されて光学シート260に向かうようになる。光学レンズ230から出た光の一部は、光学シート260へと直ちに向かうこともある。その後、光は光学シート260を通過する際に拡散され進行方向が調節されるので、液晶表示パネル100の全面にかけて光を供給するようになる。
【0077】
以下、
図5乃至
図9を参照して本発明の一実施形態によるバックライトユニットの組み立て過程について説明する。
【0078】
図5乃至
図9は、本発明の一実施形態によるバックライトユニットの組み立て過程を示す概略図である。
【0079】
図5乃至
図9では、ボトムシャーシ210に、二つの光源アセンブリが装着され、その間に一つの支持体240が装着されるものを示しており、これらが相対的に誇張されて示されているが、図面の複雑化を避けながら組み立て順序および各構成要素の関係を明確にするためであるのを理解しなければならない。
【0080】
図5に示すように、まず、ボトムシャーシ210を準備する。ボトムシャーシ210には、光源アセンブリを装着するための溝212および支持体240を装着するための凹部214が形成されている。溝212は、装着される光源アセンブリの基板221に対応する形状と深さで形成されていてもよい。凹部214も、装着される支持体240の支持板242に対応する形状と深さで形成されていてもよい。凹部214には支持体240の掛かり部243が挿入されるための貫通孔215が形成されている。
【0081】
図6に示すように、ボトムシャーシ210の溝212に光源アセンブリが装着される。光源アセンブリは、基板221、およびこれに実装されている光源222と、光学レンズ230を含む。ボトムシャーシ210の溝212は基板221の厚さ以上の深さで形成されているので、光源アセンブリが溝212に装着された状態で基板221はボトムシャーシ210の基底部211より突出しない。
【0082】
図7に示すように、ボトムシャーシ210の凹部214に支持体240が装着される。支持体240の装着は、掛かり部243を凹部214に設けられた貫通孔215に押込むことで遂行できる。掛かり部243が貫通孔215を通過すると凹部214の下面に掛かり、この際、支持板242は凹部214の上面に密着する。したがって、支持体240の締結部である支持板242と掛かり部243とが、凹部214の上下面に噛み合って支持体240がボトムシャーシ210に固定される。実施形態によって、掛かり部243は、貫通孔215に挿入されて貫通孔215に、密着するように嵌め込まれる方式で固定されるように形成されてもよい。ボトムシャーシ210の凹部214は支持板242の厚さ以上の深さで形成されているので、支持体240が凹部214に装着された状態で支持板242はボトムシャーシ210の基底部211より突出しない。
【0083】
締結部が支持板242と掛かり部243の構造を有する場合、ボトムシャーシ210に設けられた貫通孔215を通じて掛かり部243を押込みさえすれば、支持体240がボトムシャーシ210に締結される。したがって、ボルトおよびナット、ねじ、接着剤などの他の締結手段に比べて、組み立て時間を減らすことができ、修理のための分解時に支持体240の分離が容易である。
【0084】
光源アセンブリを装着した後に支持体240を装着することを説明したが、実施形態によって、支持体240が装着された後に光源アセンブリが装着されてもよい。
【0085】
図8に示すように、ボトムシャーシ210の上に反射シート250が載せられる。反射シート250には、光学レンズ250が通過する第1孔253、および支持体240の支持部241が通過する第2孔254が形成されている。反射シート250をボトムシャーシ210に載せる際には、その位置を正確に合わせることが必要である。反射シート250の第2孔254は支持部241に対応する位置に形成されており、支持部241はボトムシャーシ210の底部210aから上方へと突き出しているので、第2孔254を支持部241に差し込んで合わせることのみでも反射シート250の位置を合わせることができる。支持体240がボトムシャーシ210に複数個設置されていれば、複数の支持部241をガイドとして用いて反射シート250を置くことができるので、反射シートが正しい位置に正確に載せられる。
【0086】
支持体240の支持部241が反射シート250の設置ガイドの役割を果たすので、反射シート250の正確な位置を決めるためにボトムシャーシ210に、別途のガイド突起および反射シート250に対応する追加孔を形成する必要がない。万一ガイド突起および追加孔を形成する場合、ガイド突起は反射シート250によって覆われず追加孔を通じて露出されるので、ガイド突起と反射シート250間の反射率の差によってガイド突起部分が相対的に暗く示されることがある。本発明の実施形態による場合、このようなガイド突起と追加孔が形成されないので、これによる問題が発生しない。
【0087】
前述のように、支持体240が装着された後、支持体240の支持部241をガイドとして用いてボトムシャーシ210の上に反射シート250が載せられる。反射シート250が載せられた後、光学レンズ230は第1孔253を通じて反射シート250の上に露出し、支持部241は第2孔254を通じて反射シート250の上に露出する。このように第1および第2孔253、254を通じて反射シート250の上に露出される部分を除いては、ボトムシャーシ210の内面およびこれに装着されている構成要素(例えば、光源組立体の基板221および支持体の支持板242)は反射シート250によって全て覆われる。また、光学レンズ230が実装されている基板221および支持体240の支持板242がそれぞれ溝212および凹部214に受容されているので、反射シート250は盛り上がるか浮き上がる部分がなく全体的に平坦な面を形成することができる。したがって、反射シート250の上に露出される部分が最少化され不必要な光散乱が減少し、反射シート250によって反射される光の均一性が確保される。
【0088】
一方、反射シート250の設置前に、第1孔253の周辺などに両面粘着テープといった接着部材を適用することができる。この場合、反射シート250の設置後に反射シート250がボトムシャーシ210や基板221に取り付けられるので、反射シート250が浮き上がるのを防止することができる。
【0089】
図9に示すように、光学シート260は、その縁部がボトムシャーシ210の周縁部210cによって支持されるように載せられる。この際、光学シート260の内部は支持体240の支持部241によって支持される。したがって、光学シート260は垂れ下らず全体的に均等に光源222との所定の距離を維持することができる。
【0090】
ボトムシャーシ210に光源組立体、支持体240、反射シート250、光学シート260が組み立てられたバックライトユニット200には、モールドフレーム300が装着されてもよい。また、モールドフレーム300の上に液晶表示パネル100が置かれ、液晶表示パネル100の周縁を囲むようにトップシャーシ400が設置され、これによって液晶表示装置が組み立てられる。
【0091】
以下、支持体240の支持板242が本発明の一実施形態によって凹部214内の反射シート250の下に位置する場合と反射シート250の上に位置する場合の光特性について
図10乃至
図15を参照して説明する。
【0092】
図10および
図11は本発明の一実施形態によるバックライトユニットの光反射および輝度プロファイルを示す図であり、
図12および
図13は比較例によるバックライトユニットの光反射および輝度プロファイルを示す図である。
図14は発明の一実施形態によるバックライトユニットから出る光の輝度分布を示す図であり、
図15は
図14のB−B領域に該当する輝度プロファイルを比較実施形態と共に示したグラフである。
【0093】
図10および
図11に示すように、光源222から出た光は側面放出レンズである光学レンズ230を通過しながら側面に屈折する。光学レンズ230から側面に出た光の一部は支持体240に向かう。支持体240の支持部241は反射シート250の上に突出しているので、支持部241による光散乱が起こることがある。しかし、支持体240の支持板242は反射シート250の下に位置するので、支持板242による光散乱は発生しない。その結果、支持体240付近で輝度が有意に増加せず比較的に均一な輝度プロファイルを得ることができる。
【0094】
図12および
図13に示される比較例は、前述の実施形態とは異なり、支持体240の支持部241はもちろんのこと、支持板242も反射シート250の上に露出している。この場合、支持板242が反射シート250を押さえる働きをして反射シート250が浮き上がることを防止するのには有用であるが、露出した支持板242による光散乱によって輝度プロファイルの均一性が低下する。即ち、光学レンズ230から側面に出て支持体240に向かう光が、支持板242によって上側に散乱され、これにより、支持体240の位置の輝度が、
図13に示されているように増加する。
【0095】
図14は本発明の一実施形態によるバックライトユニット200から出る光の輝度分布を示す図である。即ち、
図14はバックライトユニット200の光学シート260上に出る光をカメラで撮影して、輝度が相対的に高い部分(中心部)は赤色で示し相対的に低い部分(隅角部及び三辺の細い縁部)は青色で示した輝度分布図を白黒に変換した図面である。白黒変換前の輝度分布図では、輝度の順に、赤→橙→黄→緑→水色→青となっていた。
図14中、最も白いリング状の部分は、黄色で示されていた部分であり、この内側の隣接領域、すなわち、中心部の濃い部分(元の赤色部)との間の領域は、橙色で示されていた部分である。また、白いリング状の部分(元の黄色部)を囲む広い領域が、緑色で示されていた部分であり、その外側で、周囲の黒色部(元の青色部)に隣接する細い部分は、水色で示されていた部分である。
【0096】
撮影を行なったバックライトユニット200には、全体で45個の光源222がマトリックス形態に配置されており、8個の支持体240が所定の間隔で配置されている。図面において一点鎖線で丸をつけた部分の中心は支持体240が位置する箇所であって、その周辺との輝度差が殆どないことが分かる。
【0097】
図15には、
図14のB−B線に該当する輝度プロファイルを通常の実線で示している。図面において点線は光源222の位置を示し、横軸の数字はバックライトユニット200の中央の列(center column)からの光源222の相対的位置を示す。前述のように、支持体240の支持板242は、反射シート250より下に位置し、反射シート250によって覆われている。
図15のグラフのように、支持体240が位置する箇所は、その周辺より輝度が若干高く示される程度である。これは、支持体240の支持部241による光散乱が局所的な輝度増加に、ある程度影響を与えたためであると思われる。
【0098】
一方、
図15には、支持体240の支持板242が反射シート250より上に位置し残りの条件は
図14の実施形態と同一である比較例の輝度プロファイルを、白丸付の実線で示している。この場合、支持体240が位置する箇所の輝度はその周辺の輝度より比較的高く示されており、全体的な輝度プロファイルが本発明の実施形態に比べて均一でないことが分かる。反面、本発明の実施形態のように支持体240の支持板242をボトムシャーシ210の凹部214に位置させ、支持板242を覆うように反射シート250を位置させれば、支持板242による光散乱が発生しないので支持体240による不必要な光散乱が最少化される。その結果、支持体240の位置で発生する輝度増加を改善することができる。
【0099】
以上で本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるのではなく、次の請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した通常の技術者の様々な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属すると理解されなければならない。