KR100385692B1 - 형광 램프 평면 배열형 ｌｃｄ 백라이터 - Google Patents

형광 램프 평면 배열형 ｌｃｄ 백라이터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정 디스플레이(LCD; Liquid Crystal Display) 장치에 사용되는 소위 LCD-백라이터에 관한 것으로서, 종래의 백라이터는 LCD의 대면적화에 따른 고휘도와 고효율의 목적에 부적합하다는 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 도광판상에 관경이 수 mm가 되는 여러개의 형광램프를 일정한 간격으로 배치하고 형광램프에 인가되는 전류의 조절로 휘도를 조정하고 형광관 사이의 간격과 도광판 및 반사판의 광반사 패턴에 의하여 균일한 휘도를 갖도록 구성한다. 한편, 도광판을 사용하지 않고 형광램프 사이의 거리만을 조정하고 반사판의 패턴에 의하여 균일한 휘도를 갖는 방식을 채택할 수 있다. 본 발명에 따르면, 램프의 수명과 소모 전력의 효율면에서 절대적으로 유리하며, 기존의 백라이트에서 구현되기 어려운 10,000 cd/ ㎡급의 고휘도도 가능하다.

Description

형광 램프 평면 배열형 ＬＣＤ 백라이터{Fluorescent Lamp Planar-Array Type LCD Back-Light}
본 발명은 액정디스플레이(Liquid Crystal Display; 이하 LCD라고 함)의 광원으로 사용되는 고휘도와 고효율을 가지는 소위 LCD-백라이터에 관한 것이다.종래의 LCD용 백라이터에는 직하형 방식과 도광판 방식이 있다.직하형 방식은 평면에 형광램프를 배치하는데, 형광램프의 형상이 액정패널에 나타나므로 램프와 액정패널 사이의 간격을 상당히 유지해야한다. 따라서, 직하형 방식은 박형화에 한계가 있으며, 패널 전체 광도의 균일도에도 문제가 있다.한편, 도광판 방식은 평판 외곽에 형광램프를 설치하고 도광판을 이용하여 전면으로 빛을 분산한다. 그러나, 형광램프가 측면에 설치되고 빛이 도광판을 통과하므로 근본적으로 휘도가 낮다. 또한, 균일한 광도의 분포를 위하여 도광판에 대한 고도의 광학적 설계기술과 가공기술이 요구된다. 더욱이, LCD 패널이 대화면화되고 모니터와 TV용으로 사용되기 위하여는 5000 cd/ ㎡ 이상의 고휘도가 필요한데, 실질적으로 측면에 형광램프를 배치하는 방식으로는 고휘도의 달성이 어렵다.
본 발명의 목적은 직하형 방식 및 도광판과 반사판 등의 광학계를 사용하여 박형화 뿐만 아니라 고휘도를 구현하는 것이다.본 발명의 다른 목적은 램프의 상단과 램프 사이의 위치에서의 휘도 차이를 최소화하는 것이다.본 발명의 또다른 목적은 도광판과 반사판에 빛의 분산을 위한 광학적인 형태와 특정한 패턴에 의하여 휘도를 균일하도록 하는 것이다.
도 1은 형광 램프 평면 배열형 LCD 백라이터의 개념도이다.
도 2는 도광판을 사용하지 않은 형광 램프 평면 배열형 LCD 백라이터이다.
도 3은 도광판(a)과 반사판(b), 그리고 이들을 결합한 조립도(c)이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※
1; 형광 램프 2; 반사판3; 도광판 4; 램프홈5; 하부 미세홈 6; 상부 미세홈7; 확산필름 8; 프리즘필름9; 도광판 경사면 10; 램프 받침홈11; 반사판 경사면
본 발명에 따른 대화면용 LCD 장치의 LCD 백라이터는 종래의 직하형 방식과 같이 다수의 형광램프를 평면에 배열하고 도광판과 반사판의 형태와 빛의 산란을 위한 패턴을 만들어서 균일한 휘도를 갖도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 LCD용 백라이터의 개념도이다.먼저, 실린더형 냉음극 형광램프(1)를 반사판(2) 위에 다중으로 선형 배열한다. 박형의 백라이터를 위하여, 상기 형광램프는 관경이 수 ㎜가 되는 것을 채택한다.PMMA(폴리메틸메타크릴레이트, Poly Methyl Methacrylate) 재질로 형성되는 도광판(PMMA sheet)(3)의 하단면에는 상기 형광램프(1)가 들어가도록 램프 홈(4)을 설치하고, 상기 램프 홈(4) 사이에는 빛의 난반사를 위한 미세 홈(5, 6)의 패턴을 만든다.상기 도광판의 상단에는 미세 홈(6)을 패터닝하고, 형광램프(1) 사이의 도광판 하단에도 미세 홈(5)을 패터닝한다. 이러한 미세 홈 패턴은 형광램프 상단과 형광램프 사이의 휘도를 균일하게 할 목적이다. 이때 형광램프 자체의 휘도와 램프 사이의 거리에 따라서 패터닝을 다르게 할 수 있다. 상기 도광판(3) 상에 확산 필름(diffusionfilm)(7)과 프리즘 필름(prism sheet)(8)을 설치하는 것은 종래의 백라이터와 동일하다.
도 2는 도광판을 사용하지 않고 다수의 형광램프만을 배열한 백라이터이다. 이때는 형광램프(1)의 휘도에 따라서 형광램프(1) 사이의 거리를 적절하게 유지하여 휘도의 균일도를 유지한다. 다만, 휘도의 균일도를 위하여 반사판(2)의 형태를 특별히 설계하고 미세 홈 등의 패턴을 추가로 설치한다.
도 1과 2의 구조에서 다수의 형광램프를 사용함으로써 근원적으로 고휘도가 가능하고 효율도 유리하다. 종래의 가장자리에 형광램프를 설치하는 방식은 고휘도를 요구하는 대화면의 경우는 형광램프 자체의 휘도를 극대화하여야 하므로 고전류에 의한 램프 자체의 고열 문제로 고휘도에 매우 제한적이다. 그러나, 다수의 형광램프의 사용은 오히려 개별 램프의 휘도를 제한하기 위하여 저전류 구동을 하기 때문에 소비 전력과 램프 수명의 측면에서 매우 유리하다.
본 발명에서는 전체 화면의 균일한 휘도를 위하여 도광판(3) 및 반사판(2)의 형태와 난반사를 위한 미세 홈 패턴이 중요하다.도 1과 같이 도광판의 상단과 하단면에 일정한 패턴을 형성하는 방식이외에 도 3과 같은 구조가 가능하다.도 3에서 도광판(3)의 하단면에 형광램프(1)를 넣는 램프 홈(4)이 설치되고 상기 램프 홈(4)의 사이에 경사면(9)을 형성한다.반사판(2)에는 램프 받침 홈(10)을 설치하고, 상기 도광판(3)의 램프 홈(4) 사이의 경사면(9)에 맞물리는 경사면(11)을 만든다. 상기 반사면(2)의 전체에는 빛의 반사를 위하여 코팅 처리한다. 기타 여러 가지의 방식으로 휘도의 균일도와 고휘도의 목적에 맞는 개별 램프의 휘도, 램프의 수, 그리고 램프 사이의 간격에 따라서 특정한 패턴이 형성될 수 있다.
브라운관을 대신하는 표시장치로서 LCD의 용도가 넓어지고 있다. 노트북 PC에서 테스크탑 모니터 및 액정TV의 영역으로 확대되고 있는 추세이다. 따라서 백라이터의 크기도 10 인치급에서 20 인치 이상의 대화면용으로 그 수요가 증대되고 있다. 동시에 고휘도와 고효율을 요구하고 있다. 이러한 관점에서 본 발명에서 제안된 백라이터의 방식은 기존의 개별 형광램프의 최고의 휘도와 고효율의 특성을 갖는다. 따라서, 백라이터의 휘도가 대화면의 LCD에 제한적인 요소가 되지 않으므로 LCD의 기술 증진과 시장 확대에 큰 변화를 가져올 것이다.

Claims (3)

  1. 반사판, 도광판, 확산 필름, 및 프리즘 필름이 차례로 적층된 구조의 LCD용 백라이트에 있어서,
    상기 도광판은 하단면에 형광램프가 삽입되는 다수의 램프 홈을 구비하고, 상기 램프 홈의 상단과 양측면에 각각 빛의 난반사를 위한 다수의 미세 홈 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 LCD용 백라이트.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 도광판은 상기 램프 홈 사이에 오목형 경사면을 구비하며, 상기 반사판은 램프 받침 홈 및 상기 도광판의 오목형 경사면에 맞물리는 볼록형 경사면을 구비하는 것을 특징으로 하는 LCD용 백라이트.
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