KR20050121578A

KR20050121578A - Backlight unit

Info

Publication number: KR20050121578A
Application number: KR1020040046746A
Authority: KR
Inventors: 송시준; 김희곤; 윤상혁; 정재호; 이상훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2004-06-22
Publication date: 2005-12-27

Abstract

렌즈를 포함하는 LED가 일렬로 배열되어 있는 하나 이상의 LED 스트립, 상기 LED의 상부에 위치하는 상부 반사 시트를 포함하며, 상기 상부 반사 시트에는 다수의 투과홀이 형성되고, 상기 투과홀은 상기 상부 반사 시트에서 상기 LED 스트립이 투영되는 부분을 제외한 부분에서 형성되며, 상기 LED 스트립에서 멀어질수록 더 큰 투과홀이 형성되는 백라이트 유닛을 형성한다. 이렇게 형성함으로써 기존의 구조에 비하여 원가가 절감되며, 또한 기존 구조보다 LED 렌즈와 상부의 두꺼운 반사 시트의 정렬이 용이하기 때문에 빛의 직진성을 막는 데 용이하고, 빛이 더욱 고르게 분포되며, 공정시 용이하여 양산체제에 적합하다. At least one LED strip including LEDs arranged in a line, and an upper reflecting sheet positioned on the LED, wherein the upper reflecting sheet is formed with a plurality of transmitting holes, and the transmitting holes are the upper reflecting sheets. It is formed in a portion of the sheet other than the portion where the LED strip is projected, and the further away from the LED strip to form a backlight unit in which a larger transmission hole is formed. In this way, the cost is reduced compared to the existing structure, and the alignment of the LED lens and the thick reflective sheet on the upper part is easier than the existing structure, and thus it is easy to prevent the straightness of light, the light is more evenly distributed, and the process is easier. It is suitable for mass production system.

Description

Backlight Unit {BACKLIGHT UNIT}

본 발명은 액정 표시 장치용 백라이트 유닛에 대한 것이다.The present invention relates to a backlight unit for a liquid crystal display device.

근래 들어오면서 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 하여, 소형 및 경량화되면서 성능이 더욱 향상된 평판 표시 장치의 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다. With the recent rapid development of semiconductor technology, the demand for flat panel display devices that are smaller and lighter and has improved performance is exploding.

이러한 평판 표시 장치 중에서 근래에 각광받고 있는 액정 표시 장치(liquid crystal display; LCD)는 소형화, 경량화 및 저전력 소비화 등의 이점을 가지고 있어서 기존의 브라운관(cathode ray tube; CRT)의 단점을 극복 할 수 있는 대체 수단으로서 점차 주목받아 왔고, 현재는 디스플레이 장치가 필요한 거의 모든 정보 처리 기기에 장착되어 사용되고 있다.The liquid crystal display (LCD), which has recently been in the spotlight among the flat panel display devices, has advantages such as miniaturization, light weight, and low power consumption, thereby overcoming the disadvantages of the conventional cathode ray tube (CRT). It has been gradually attracting attention as an alternative means, and is now used in almost all information processing apparatuses that require display devices.

액정 표시 장치는 일반적으로 공통 전극과 색필터(color filter) 등이 형성되어 있는 상부 기판과 박막 트랜지스터와 화소 전극 등이 형성되어 있는 하부 기판 사이에 액정 물질을 주입해 놓고 화소 전극과 공통 전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 전계를 형성하여 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표현하는 장치이다.In general, a liquid crystal display device injects a liquid crystal material between an upper substrate on which a common electrode and a color filter are formed, and a lower substrate on which a thin film transistor and a pixel electrode are formed. By applying a different potential to form an electric field to change the arrangement of the liquid crystal molecules, through which the light transmittance is controlled to represent the image.

액정 표시 장치에서의 액정 표시 패널은 스스로 발광하지 못하는 수광 소자이므로, 액정 표시 패널 하부에서 액정 표시 패널에 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛을 구비하고 있다. 백라이트 유닛은 램프, 도광판, 반사 시트 및 광학 시트류 등을 포함한다. 램프는 비교적 발열량이 적으며 자연광에 가까운 백색광을 발생시키고 수명이 긴 냉음극선관 방식 램프나 색재현성이 좋고 저전력이 소비되는 LED를 이용한 LED 방식 램프를 사용한다. 종래에는 냉음극선관 방식의 램프를 사용하였으나, LED 방식 램프가 색재현성이 좋으며, 소비전력도 적게 든다는 장점을 가지고 있어서 LED 방식 램프 제품이 사용되기 시작하였다.Since the liquid crystal display panel in the liquid crystal display device does not emit light by itself, the liquid crystal display panel includes a backlight unit for providing light to the liquid crystal display panel under the liquid crystal display panel. The backlight unit includes a lamp, a light guide plate, a reflective sheet, optical sheets, and the like. The lamp uses relatively low calorific value, produces white light that is close to natural light, and has a long lifespan, a cold cathode ray tube lamp, or an LED lamp using color LEDs that have good color reproduction and low power consumption. Conventionally, a cold cathode ray tube type lamp is used, but LED type lamps have good color reproducibility and consume less power, so LED type lamp products have begun to be used.

LED 방식의 램프는 적색, 녹색, 청색의 LED를 배치하여 이들 3색을 합하여 흰색의 빛을 액정 표시 패널에 제공하는 방식을 사용한다. 이러한 LED 방식의 램프가 액정 표시 패널에 빛을 제공하는 위치에 따라서 에지(edge)형과 직하형으로 나뉘어진다. 에지형은 액정 표시 패널의 측면에서 LED 빛을 제공하는 방식이며, 직하형은 액정 표시 패널의 뒷면에서 LED 빛을 제공하는 방식이다.The LED lamp uses a method in which red, green, and blue LEDs are arranged and the three colors are combined to provide white light to the liquid crystal display panel. The LED lamp is divided into an edge type and a direct type according to a position of providing light to the liquid crystal display panel. The edge type is a method of providing the LED light from the side of the liquid crystal display panel, and the direct type is a method of providing the LED light from the back of the liquid crystal display panel.

에지형은 패널의 일 측면에서만 빛을 제공하기 때문에 액정 패널이 커지면 커질수록 빛의 일 측에 편중되는 문제가 발생하게 되어, 액정 패널의 크기가 점차 거대화되는 추세에 따라 에지형보다는 직하형 방식이 앞으로 더 많이 사용될 것이다. The edge type provides light only on one side of the panel, so as the size of the liquid crystal panel grows larger, there is a problem of being biased on one side of the panel. More will be used in the future.

그런데 LED가 발하는 빛은 직진성이 강해 LED의 정면 방향으로 집중하는 경향이 있다. 따라서 빛이 액정 표시 패널의 전체로 고르게 분산되지 못하고 LED의 정면 부분이 더 밝고 정면에서 멀어질수록 어두워지는 문제점이 있다.However, the light emitted by the LED is strong and tends to concentrate in the front direction of the LED. Accordingly, there is a problem in that light is not evenly distributed throughout the liquid crystal display panel, and the front portion of the LED becomes brighter and darker as it moves away from the front side.

또한 종래에는 LED의 정면 방향의 빛을 제거하기 위하여 LED 상부에 반사판을 사용한다. 그러나 반사판을 LED 상부에 정확하게 정렬시키는 공정이 어려우며, 정확하게 정렬되지 않음으로 인하여 휘도나 색 균일도가 민감하게 변하는 단점이 있다.In addition, in order to remove the light in the front direction of the LED conventionally used a reflector on the LED. However, it is difficult to accurately align the reflector on the upper part of the LED, and there is a disadvantage in that brightness or color uniformity is sensitively changed due to incorrect alignment.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 LED를 이용한 백라이트의 빛이 고르게 분포되도록 하는 것이다. The technical problem to be achieved by the present invention is to evenly distribute the light of the backlight using the LED.

이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 도광판과 상부 반사판 대신에 투과홀을 형성한 두꺼운 상부 반사 시트를 사용하여 액정 표시 패널로 빛이 고르게 분포되어 전달되는 백라이트 유닛을 제공하고자 한다. In order to solve the above problems, the present invention is to provide a backlight unit in which light is evenly distributed and transmitted to the liquid crystal display panel using a thick upper reflective sheet having transparent holes instead of the light guide plate and the upper reflective plate.

구체적으로는, 렌즈를 포함하는 LED가 일렬로 배열되어 있는 하나 이상의 LED 스트립, 상기 LED의 상부에 위치하는 상부 반사 시트를 포함하며, 상기 상부 반사 시트에는 다수의 투과홀이 형성되고, 상기 투과홀은 상기 상부 반사 시트에서 상기 LED 스트립이 투영되는 부분을 제외한 부분에서 형성되며, 상기 LED 스트립에서 멀어질수록 더 큰 투과홀이 형성되는 백라이트 유닛에 관한 발명이다.Specifically, at least one LED strip in which the LEDs including the lenses are arranged in a line, and an upper reflective sheet positioned on the LED, wherein the upper reflective sheet is formed with a plurality of transmission holes, and the transmission holes The invention relates to a backlight unit which is formed in a portion of the upper reflective sheet except for a portion where the LED strip is projected, and the larger transmission hole is formed away from the LED strip.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 백라이트 유닛에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Now, a backlight unit for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명인 직하형 LED 백라이트 유닛의 실시예를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a direct LED backlight unit of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 LED 백라이트 유닛은 LED(200), LED(200)가 실장되는 기판(10), LED(200)의 발광부를 덮고 있는 LED 렌즈(100), 기판 위에 형성되어 있으며 LED 렌즈(100) 아래의 LED(200) 주위에 형성되어 있는 하부 확산 반사판(20), LED 렌즈(100)의 위에 배치되어 있는 상부 반사 시트(70)를 포함한다. The LED backlight unit according to the embodiment of the present invention is formed on the LED 200, the substrate 10 on which the LED 200 is mounted, the LED lens 100 covering the light emitting portion of the LED 200, the substrate and the LED lens Lower diffusion reflector 20 formed around LED 200 below 100 and upper reflection sheet 70 disposed above LED lens 100.

상기 LED의 2개의 다리(210)는 기판(10)에 형성되어 있는 배선 패턴과 연결된다.(도시하지 않음). 상기 LED 렌즈(100)는 도 2에 도시한 바와 같은 반구형 렌즈도 가능하나, 측면 발광을 일으키기 위하여 반구형 렌즈 상부에 다양한 형상의 렌즈를 더 형성하는 렌즈도 가능하다. The two legs 210 of the LED are connected to a wiring pattern formed on the substrate 10 (not shown). The LED lens 100 may be a hemispherical lens as shown in FIG. 2, but a lens may be further formed with lenses of various shapes on the hemispherical lens to cause side light emission.

상기 상부 반사 시트(70)는 두꺼운 재질로 이루어질 것이 요구된다. 이는 두꺼운 재질을 사용하여야 도 2에 도시한 바와 같이 스스로 지지될 수 있기 때문이다. 상부 반사 시트(70)의 두께는 스스로 지지될 수 있는 정도의 두께이상이면 가능하며, 두께는 재질과 관련해서 다양하게 정해질 수 있다. 그리고 상부 반사 시트(70)는 일반적으로 MCPET(제품명칭)나 ALSET(제품명칭)를 이용한다.The upper reflective sheet 70 is required to be made of a thick material. This is because a thick material can be used to support itself as shown in FIG. 2. The thickness of the upper reflective sheet 70 may be more than the thickness that can be supported by itself, the thickness can be determined in various ways with respect to the material. The upper reflective sheet 70 generally uses MCPET (product name) or ALSET (product name).

상부 반사 시트(70)에는 투과홀(75)이 형성되어 있다. 도 1에 도시한 바와 같이 투과홀(75)은 LED 렌즈(100)의 상부에는 형성되지 않는다. 이는 LED 렌즈(100)에서 방사된 빛 중 수직광이 직접 액정 표시 패널로 입사하는 것을 막기 위한 것이다. 투과홀(75)의 크기 및 배치는 도 2에 상세하게 도시되어 있으며, 이에 대해서는 후술한다.Transmissive holes 75 are formed in the upper reflective sheet 70. As shown in FIG. 1, the transmission hole 75 is not formed above the LED lens 100. This is to prevent the vertical light of the light emitted from the LED lens 100 from directly entering the liquid crystal display panel. The size and arrangement of the transmission holes 75 is shown in detail in FIG. 2, which will be described later.

상부 반사 시트(70)의 상부에는 상부 확산판(50)이 형성되어 있다. 상부 확산판(50)은 상부 반사 시트(70)의 투과홀(75)을 통과한 빛을 한번 더 확산시켜서 LED 렌즈에서 방사된 빛을 한번 더 고르게 분포시키는 역할을 한다. 상기 상부 확산판(50)의 상부에 다수의 광학 시트들이 더 형성될 수 있다.(도시하지 않음)An upper diffusion plate 50 is formed on the upper reflective sheet 70. The upper diffusion plate 50 diffuses the light passing through the transmission hole 75 of the upper reflection sheet 70 once more to distribute the light emitted from the LED lens evenly. A plurality of optical sheets may be further formed on the upper diffusion plate 50 (not shown).

도 2는 본 발명인 직하형 LED 백라이트 유닛에서 상부 반사판과 LED 렌즈의 관계를 도시한 사시도이다.2 is a perspective view illustrating a relationship between an upper reflector and an LED lens in the direct LED backlight unit of the present invention.

도 1에서는 투과홀(75)을 2개만 도시하고 있으나, 투과홀(75)은 실제 도 2에 도시한 바와 같이 형성되어 있다. Although only two transmission holes 75 are shown in FIG. 1, the transmission holes 75 are actually formed as shown in FIG. 2.

일반적으로 직하형 LED 백라이트 유닛에는 LED가 백라이트 유닛의 장축 방향을 따라서 일렬로 정렬된 LED 스트립(strip; 110)을 가진다. 패널의 크기에 따라서 상기 LED 스트립(110)에 사용되는 LED의 수는 다르겠으나, 3의 배수(적색, 녹색, 청색의 LED)로 이루어진 LED가 촘촘하게 정렬되어 있다. 이러한 LED 스트립(110)은 LED 백라이트 유닛 전체에 4줄 정도가 형성된다. 그러므로 직하형 LED 백라이트 유닛에서 LED의 배열은 장축 방향으로는 촘촘하게 형성되지만, 단축 방향으로는 상대적으로 먼 거리에 형성된다. 도 2에 도시한 LED 렌즈(100)의 배열은 장축 방향의 배열을 도시한 것이다.In general, a direct type LED backlight unit has LED strips 110 in which the LEDs are arranged in a line along the long axis of the backlight unit. The number of LEDs used in the LED strip 110 may vary depending on the size of the panel, but LEDs consisting of multiples of 3 (red, green, and blue LEDs) are closely aligned. The LED strip 110 is formed around four lines of the LED backlight unit. Therefore, the array of LEDs in the direct type LED backlight unit is formed in the long axis direction closely, but is formed at a relatively long distance in the short axis direction. The arrangement of the LED lens 100 shown in FIG. 2 shows the arrangement in the long axis direction.

도 2에 도시한 바와 같이, 하부 확산 반사판(20) 위에 장축 방향으로 LED 렌즈(100)가 일렬로 형성(LED 스트립(110))되며, 그 위에 투과홀(75)을 가진 두꺼운 상부 반사 시트(70)가 위치한다. 이때 LED 렌즈(100)로부터 방사된 빛이 직접 액정 표시 패널로 입사하지 못하도록 하기 위하여 LED 스트립의 상부(120)에는 투과홀(75)을 형성하지 않는다. 여기서 도3에 도시된 LED 스트립의 상부(120)는 LED 스트립(110)이 정렬되어 있는 하부 확산 반사판(20)을 상부 반사 시트(70)로 투영시킨 경우에 LED 스트립(110)이 투영되어 나타나는 부분으로서 상부 반사 시트(70)의 일 부분을 말한다.As shown in FIG. 2, the LED lenses 100 are formed in a line (the LED strip 110) in a long axis direction on the lower diffusion reflector 20, and a thick upper reflective sheet having a transmission hole 75 thereon ( 70) is located. In this case, in order to prevent the light emitted from the LED lens 100 from directly entering the liquid crystal display panel, the transmission hole 75 is not formed in the upper part 120 of the LED strip. Here, the upper portion 120 of the LED strip shown in FIG. 3 is a projection of the LED strip 110 when the lower diffusion reflector 20 on which the LED strip 110 is aligned is projected onto the upper reflection sheet 70. A part of the upper reflective sheet 70 is referred to as a part.

두꺼운 상부 반사 시트(70)에 형성된 투과홀(75)은 LED 스트립의 상부(120)를 기준으로 대칭을 이루며, LED 스트립의 상부(120)와 평행한 배열을 이룬다. LED 스트립의 상부(120)와 평행하게 형성된 투과홀(75) 배열은 동일한 크기의 구멍을 가진다. LED 스트립에 가까울수록 투과홀(75)은 작게 형성되고 LED 스트립에서 멀수록 투과홀(75)은 크게 형성된다. The transmission hole 75 formed in the thick upper reflective sheet 70 is symmetrical with respect to the upper part 120 of the LED strip, and forms an arrangement parallel to the upper part 120 of the LED strip. The array of transmission holes 75 formed in parallel with the top 120 of the LED strip has holes of the same size. The closer to the LED strip, the smaller the through hole 75 is, and the farther away from the LED strip, the larger through hole 75 is formed.

직하형 백라이트 유닛 전체에는 다수개의 LED 스트립(110)이 형성되므로, 백라이트 유닛 전체에 대하여 투과홀(75)은 아래와 같은 형태로 형성된다. Since a plurality of LED strips 110 are formed in the entire direct type backlight unit, the transmission hole 75 is formed in the following form with respect to the entire backlight unit.

우선, 투과홀(75)은 LED 스트립의 상부(120)에는 형성되지 않는다. 또한 하나의 LED 스트립의 상부(120)와 다른 하나의 LED 스트립의 상부(120)의 중간 영역에 배치된 관통홀(75)의 크기가 가장 크고 이를 대칭으로 하여 LED 스트립의 상부(120)에 가까워질수록 관통홀(75)의 크기가 작아진다. First, the transmission hole 75 is not formed in the upper portion 120 of the LED strip. In addition, the size of the through-hole 75 disposed in the middle region of the upper portion 120 of one LED strip and the upper portion 120 of the other LED strip is the largest and symmetrical so as to be close to the upper portion 120 of the LED strip. The larger the size of the through hole 75 is.

도 2에서 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는 상부 반사 시트(70)에 형성되는 투과홀(75)의 배열이 LED 스트립의 상부(120)에 평행한 배열로 형성되도록 하고 있으나, 이와 배열이 달라도 LED에서 방사된 빛이 액정 표시 패널로 입사할 때, 패널의 전체에 고르게 분포되도록 하는 배열로 형성되어 있으면 본 발명의 범위에 포함된다. As shown in FIG. 2, in this embodiment, the arrangement of the transmission holes 75 formed in the upper reflective sheet 70 is formed in an arrangement parallel to the upper portion 120 of the LED strip. When the light emitted from the LED is incident on the liquid crystal display panel, it is included in the scope of the present invention if it is formed in an arrangement so as to be evenly distributed throughout the panel.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

상술한 바와 같이 액정 표시 장치용 백라이트 유닛을 형성함으로써, 기존의 구조에 비하여 원가가 절감되며, 또한 기존 구조보다 LED 렌즈와 상부의 두꺼운 반사 시트의 정렬이 용이하기 때문에 빛의 직진성을 막는 데 용이하고, 빛이 더욱 고르게 분포되며, 공정시 용이하여 양산체제에 적합하다. By forming the backlight unit for the liquid crystal display device as described above, the cost is reduced compared to the existing structure, and the alignment of the LED lens and the thick reflective sheet on the upper part is easier than the existing structure, and thus it is easy to prevent the straightness of light. The light is more evenly distributed and it is easy to process, so it is suitable for mass production system.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

20: 하부 확산 반사판 50: 상부 확산판20: lower diffuser reflector 50: upper diffuser plate

70: 상부 반사 시트(sheet) 75: 투과홀(hole)70: upper reflective sheet 75: through hole

100: LED 렌즈100: LED lens

110: LED 스트립 120: LED 스트립의 상부110: LED strip 120: top of the LED strip

Claims

One or more LED strips, with the LEDs including the lenses arranged in a line,

An upper reflective sheet positioned on an upper portion of the LED,

A plurality of transmission holes are formed in the upper reflective sheet, and the transmission holes are larger in size as they move away from the LED strip.

In claim 1,

The transmissive hole is formed in a portion of the upper reflecting sheet except for the portion where the LED strip is projected.

In claim 1,

The backlight unit further comprises a lower reflector for protruding the LED lens thereon.

In claim 3,

The size of the transmission hole in the middle area between the part where one LED strip is projected and the part where another LED strip is projected is the largest at the same distance from the part where the LED strips on both sides are projected, and the LED is symmetrically. The backlight unit decreases as it gets closer to the part where the strip is projected.

In claim 1,

The LED strip is a backlight unit in which red, green, blue LEDs are arranged in order.

In claim 1,

The LED further includes a lens unit covering the light emitting portion of the LED, wherein the lens has a hemispherical shape.

In claim 1,

The reflective sheet has a thickness enough to support itself.

In claim 1,

The backlight unit for the liquid crystal display device further comprises a diffusion plate formed on the upper reflective sheet.

LEDs including a light emitting unit for providing light to the liquid crystal display panel, arranged in a line,

A lower reflector for protruding only the light emitting portion of the LED on the upper portion and placing the other portion on the lower portion thereof;

The backlight unit is positioned above the LED light emitting unit, and includes a top reflective sheet having a plurality of transmission holes formed therein.

In claim 9,

The transmission hole is not formed in a portion where the LED is projected on the upper reflective sheet, the greater the size of the hole away from the LED unit.

In claim 9,

The LED is a backlight unit in which red, green, blue LEDs are arranged in order.

In claim 9,

The reflective sheet has a thickness enough to support itself.

In claim 9,