KR100544816B1 - 액정표시장치용 백라이트 유니트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치용 백라이트 유니트에 관한 것으로, 본 발명에서는 R,G,B 컬러 디스플레이 기능을 보유한 각 램프들을 도광판을 기준으로 일렬로 배열시키거나, 또는 도광판의 양쪽 측부에 누적 배치시키고, 이를 통해, 장치의 박형화 및 장치의 전체적인 휘도향상을 유도함으로써, 액정표시장치가 별도의 컬러필터를 구비하지 않으면서도, 자신에게 주어진 기능을 안정적으로 수행할 수 있도록 한다.

Description

액정표시장치용 백라이트 유니트

본 발명은 액정표시장치용 백라이트 유니트에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 각 램프들의 배치구조를 개선시킴으로써, 컬러필터 없는 액정표시장치가, 다수개의 램프들을 안정적으로 수용하면서도, 자신의 두께를 적정 크기로 유지할 수 있도록 하는 액정표시장치용 백라이트 유니트에 관한 것이다.

최근, 현대 사회가 정보 사회화 되어감에 따라 정보 표시 장치의 하나인 액정표시장치의 중요성은 점차 증대되는 추세에 있다.

이러한 액정표시장치에서 특히, 백라이트 유니트의 역할과 기능은 갈수록 중요한 과제로 대두되고 있는데, 이는 백라이트 유니트의 구조에 따라서 액정표시장치의 크기 및 광효율 등이 달라져 전체적인 액정표시장치의 기계적/광학적 특성이 많은 영향을 받기 때문이다.

종래의 액정표시장치용 백라이트의 구조는 예컨대, 미국특허공보 제 5567042 호 "평판표시 백라이트 유니트용 반사수단(Reflector for flat panel display backlight unit)", 미국특허공보 제 5592193 호 "엘씨디 표시패널용 백라이팅 배열(Backlighting arrangement for LCD display panel)", 미국특허공보 제 5608553 호 "액정표시장치용 백라이트(Back light for liquid crystal display)", 미국특허공보 제 5640483 호 "토탈 인터널 리플렉션을 사용한 백라이트 시스템(Backlighting system utilizing total internal reflection)" 등에 좀더 상세하게 제시되어 있다.

최근, 전기 신호처리 기술이 급격히 발전하면서, 컬러필터를 없앤 새로운 개념의 액정표시장치가 개발되어, 양산에 적용되고 있다.

이 컬러필터를 없앤 액정표시장치에 배치된 백라이트 유니트에는 기존의 백라이트 유니트와 달리, 여러 개의 램프들이 배치되게 되는데, 이러한 각 램프들은 R,G,B 컬러발광기능을 보유하고 있음으로써, 기존의 컬러필터가 수행하던 컬러 디스플레이 기능을 원활하게 대체할 수 있게 된다.

이러한 컬러필터 없는 액정표시장치에서는 상술한 바와 같이, 컬러필터가 배치되지 않는 대신, 각 R,G,B 램프들이 컬러필터의 기능을 대체하게 되는 바, 이 경우, 생산라인에서는 R,G,B 램프들과 연결된 인버터의 저항을 가변시켜, R,G,B 램프들의 구동상태를 적정 수준으로 조절함으로써, 장치의 전체적인 색 재현성이 크게 향상될 수 있도록 한다. 또한, 장치의 휘도, 색도의 조절을 인버터의 저항가변을 통해 용이하게 달성시킴으로써, 장치의 전체적인 휘도, 색도가 라인의 상황에 따라 자유롭게 조절될 수 있도록 한다.

이러한 컬러필터 없는 액정표시장치를 양산에 적용하는 경우, 생산라인에서는 고가의 컬러필러를 사용하지 않아도 됨으로써, 장치의 전체적인 원가를 줄일 수 있는 이점을 획득할 수 있다.

그러나, 이러한 종래의 액정표시장치, 예컨대, 컬러필터 없는 액정표시장치에는 몇 가지 중대한 문제점이 있다.

상술한 바와 같이, 종래의 컬러필터를 없앤 액정표시장치에 배치된 백라이트 유니트에는 기존의 백라이트 유니트와 달리 여러 개의 R,G,B 램프들이 배치되게 되는데, 이 경우, 생산라인에서는 각 R,G,B 램프들이 안정적인 배치상태를 이룰 수 있도록 장치 내부에 충분한 여유공간을 할애하여야 한다. 이에 따라, 생산라인에서는 전체적인 백라이트 유니트의 두께가 두꺼워지는 문제점을 감수하여야 한다.

이는 최근 요구되는 백라이트 유니트의 박형화 추세에 크게 역행하는 매우 중요한 문제이다.

또한, 종래의 컬러필터를 구비한 액정표시장치의 경우, 기판의 전면에 고르게 배치된 컬러필터들을 통해 컬러 디스플레이 기능이 수행되기 때문에, 생산라인에서는 최종 디스플레이되는 빛의 휘도를 균일하게 유지시킬 수 있었지만, 종래의 컬러필터 없는 액정표시장치의 경우, 도광판의 어느 일측에 배치된 R,G,B 램프들을 통해 컬러 디스플레이 기능이 수행되기 때문에, 생산라인에서는 최종 디스플레이되는 빛의 휘도를 균일하게 유지시킬 수 없다. 이 경우, 장치의 전체적인 표시품질이 현저히 저하되는 문제점이 야기된다.

따라서, 본 발명의 목적은 R,G,B 램프들이 장치내에서 차지하는 점유면적을 대폭 축소시키는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 액정표시장치가 컬러필터를 갖추지 않으면서도, 자신의 크기를 대폭 박형화시킬 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 최종 디스플레이되는 빛의 휘도를 균일화시키는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 장치의 전체적인 표시품질을 향상시키는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 R,G,B 컬러발광기능을 갖춘 상태로 연속 배치된 다수개의 램프들과, 램프들을 한꺼번에 감싸는 메인 램프 리플렉터와, 메인 램프 리플렉터에 밀착하여 끼워지며, 램프들로부터 출력된 빛을 전면으로 전달하는 사각형상의 도광판과, 도광판의 전면에 배치되며, 도광판에서 전달되는 빛을 액정패널로 전달하는 시트류들을 포함한다. 이때, 램프들은 도광판과 수평을 이루며, 일렬로 배치된다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 사각형상의 도광판과, R,G,B 컬러발광기능을 갖춘 상태로, 도광판의 양쪽 측부에 배치되고, 도광판과 수직을 이루며 누적 배열된 램프들과, 도광판의 양쪽 측부에 밀착하여 끼워지며, 램프들을 한꺼번에 감싸는 한쌍의 메인 램프 리플렉터들과, 도광판의 전면에 배치되며, 도광판에서 전달되는 빛을 액정패널로 전달하는 시트류들을 포함한다.

상술한 본 발명이 달성되는 경우, 컬러필터 없는 액정표시장치는 컬러필터를 구비하지 않으면서도, 자신의 사이즈를 적정 크기로 대폭 줄일 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치용 백라이트 유니트를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 백라이트 유니트(100)에서, 도광판(20)의 일측에는 액정표시장치의 광원으로 사용되는 복수개의 램프들(7)이 설치되며, 이러한 각 램프들(7)은 메인 램프 리플렉터(4)에 의해 감싸진다. 이때, 각 램프들(7)은 R,G,B 컬러발광기능을 독자적으로 보유하고 있기 때문에, 램프들(7)로 전원이 인가되어 램프들(7)이 점등되는 경우, 도광판(20)의 전면에 배치된 액정패널(40)은 이 램프들(7)의 구동에 의해 R,G,B 패턴의 색상을 외부로 신속히 디스플레이할 수 있다. 물론, 이 경우, 각 램프들(7)은 광원의 역할을 수행함과 아울러, R,G,B 컬러를 디스플레이하는 기능을 동시에 수행하고 있기 때문에, 본 발명이 적용되는 경우, 액정패널(40)은 R,G,B 컬러를 디스플레이하기 위한 별도의 컬러필터를 구비할 필요성이 전혀 없다.

상술한 각 램프들(7)은 와이어에 의해 커넥터(도시안됨)와 연결되며, 이러한 커넥터는 외부의 인버터(도시안됨)와 전기적으로 연결되는 구조를 이룬다. 이 경우, 생산라인에서는 인버터의 저항값을 적정 수준으로 가변시킴으로써, 램프들(7)의 구동상태를 제어할 수 있게 된다.

여기서, 메인 램프 리플렉터(4)의 측부에는 도광판(20)이 배치되는데, 이러한 도광판(20)은 메인 램프 리플렉터(4)에 밀착 삽입되어, 선광원의 빛을 면광원의 빛으로 바꾸어 출력시키는 역할을 수행한다.

이때, 도광판(20)의 후면에는 램프들(7)의 빛을 도광판(20)의 전면으로 반사하는 후면 반사판(도시안됨)이 도광판(20)과 일정간격 이격되어 형성되며, 도광판(20)의 전면에는 시트류들(30)이 적층 형성된다.

이러한 시트류들(30)의 구조를 좀더 상세히 살펴보면, 먼저, 도광판(20)과 가장 인접한 면에는 램프들(7)로부터 입사되는 빛을 균일하게 조절하는 확산판(31)이 형성된다.

또한, 확산판(31)의 전면에는 입사되는 빛의 휘도를 향상시키기 위한 프리즘 시트(32,33)가 이중으로 형성된다. 통상, 프리즘시트(32,33)는 스크래치에 민감하기 때문에 프리즘시트(32,33)의 전면에는 보호기능을 갖는 보호막(34)이 부착되어 프리즘시트(32,33)를 외부의 충격으로부터 보호한다.

이러한 보호막(34)의 전면에는 화상정보를 디스플레이하는 액정패널(40)이 놓여져 양호한 화상정보 디스플레이 기능을 수행한다.

상술한 각 부품들은 몰드 프레임(도시안됨)의 수납공간에 안정적으로 수납된다.

이러한 구조를 갖는 본 발명의 백라이트 유니트에서, 도면에 도시된 바와 같이, 각 램프들(7)은 도광판(20)과 수평을 이루며, 일렬 배치되는 구조를 이룬다.

이는 본 발명의 요지를 이루는 부분으로 물론, 종래의 컬러필터 없는 백라이트 유니트에 배치된 램프들은 이러한 구조를 전혀 이루고 있지 않았다.

본 발명이 이러한 구조를 이루는 경우, 램프들(7)은 도광판(20)의 측부로 일렬 배치되기 때문에, 백라이트 유니트는 자신의 두께를 두껍게 형성시키지 않고서도, 다수개의 램프들(7)을 자신의 내부구조 안에 안정적으로 배치시킬 수 있다.

종래의 경우, 생산라인에서는 각 R,G,B 램프들이 안정적인 배치상태를 이룰 수 있도록 장치 내부에 충분한 여유공간을 할애하여야 하였으며, 이 경우, 생산라인에서는 전체적인 백라이트 유니트의 두께가 두꺼워지는 문제점을 감수하여야 했다.

그러나, 본 발명에 채용된 램프들(7)은 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시에 따라, 도광판(20)의 측부로 일렬 배치되기 때문에, 생산라인에서는 백라이트 유니트의 두께를 적정 수준으로 유지시키면서도, 장치 내부에 램프들(7)이 배치될 수 있는 여유공간을 충분히 할애할 수 있으며, 이 경우, 백라이트 유니트의 전체적인 두께는 램프들(7)의 배열 숫자와 관계없이 정상적인 상태를 유지할 수 있다.

이러한 본 발명이 실시되는 경우, 생산라인에서는 최근 요구되는 장치의 박형화 요구에 탄력적으로 대응할 수 있다.

상술한 본 발명에서, 먼저, 램프들(7)로부터 조사된 빛이 직접 도광판(20)의 내부로 입사되거나 메인 램프 리플렉터(4)에 반사되어 도광판(20)의 일측면으로 입사되면, 도광판(20)은 입사되는 빛을 자신의 전면에 코팅되어 있는 확산판(31)으로 전달한다.

이어서, 확산판(31)은 도광판(20)으로부터 입사되는 빛을 자신의 전면에 코팅되어 있는 프리즘시트(32,33)로 전달하고, 프리즘시트(32,33)는 확산판(31)으로부터 입사되는 빛을 자신의 전면에 코팅되어 있는 보호막(34)으로 전달한다.

이후, 보호막(34)은 프리즘시트(32,33)로부터 입사된 빛을 액정패널(40)의 배면으로 전달함으로써, 액정패널(40)에 사용자가 원하는 적정 정보가 디스플레이되도록 한다.

이때, 상술한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치(100)에 배치된 램프들(7)은 R,G,B컬러 디스플레이 기능을 보유한 상태로, 인버터의 저항 가변에 의해 일정 간격으로 점멸하기 때문에, 액정패널(40)은 별도의 컬러필터를 구비하지 않고서도 R,G,B 컬러를 다양하게 조합하여 디스플레이시킬 수 있다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 메인 램프 리플렉터(54)의 내부에는 램프들(57)을 개별적으로 격리시키는 다수개의 보조 램프 리플렉터들(55,56)이 더 배치된다.

이러한 보조 램프 리플렉터들(55,56)은 어느 하나의 램프(55)가 온 상태에 있는 경우, 이 온 상태의 램프로부터 출력된 자외선이 이에 인접한 오프 상태의 다른 램프(52,53)에 영향을 미치지 않도록 자외선을 차단하는 기능을 수행한다. 이 경우, 각 램프들(57)은 자신과 인접한 다른 램프의 영향을 받지 않으면서, 자신에게 주어진 R,G,B 컬러 디스플레이 기능을 안정적으로 수행할 할 수 있다.

이때, 도면에 도시된 바와 같이, 상술한 보조 램프 리플렉터들(55,56)은 메인 램프 리플렉터(54)와 일정부분, 예컨대, 상측부가 서로 연결되는 구조를 이룬다. 이 경우, 생산라인에서는 자외선 차단기능은 다소 떨어지지만, 메인 램프 리플렉터들(54)과 보조 램프 리플렉터들(55,56)을 동시에 성형할 수 있기 때문에, 전체적인 리플렉터들의 제작이 훨씬 용이해지는 장점을 획득할 수 있다.

다른 예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상술한 보조 램프 리플렉터들(65,66)은 메인 램프 리플렉터(64)와 서로 분리되어 설치될 수도 있다. 이 경우, 리플렉터들의 제작이 다소 어려워지지만, 각 보조 램프 리플렉터들(65,66)이 램프들(67)의 상부를 커버하기 때문에, 생산라인에서는 각 보조 램프 리플렉터들(65,66)이 각 램프들(67)로부터 출력되는 자외선을 좀더 안정적으로 차단할 수 있는 효과를 획득할 수 있다.

이러한 보조 램프 리플렉터들의 각 구조는 생산라인의 실 상황에 따라서 자유롭게 선택될 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 램프들(87)은 도광판(70)의 양쪽 측부에 도광판(70)과 수직을 이룬 상태로 누적 배열되는 구조를 이룬다. 물론, 이러한 각 램프들(87)은 상술한 실시예와 마찬가지로, R,G,B 컬러발광기능을 독자적으로 보유하고 있기 때문에, 램프들(87)로 전원이 인가되어 램프들(87)이 점등되는 경우, 도광판(70)의 전면에 배치된 액정패널(40)은 이 램프들(87)의 구동에 의해 R,G,B 패턴의 색상을 외부로 신속히 디스플레이할 수 있다.

또한, 이 경우, 각 램프들(87)은 광원의 역할을 수행함과 아울러, R,G,B 컬러를 디스플레이하는 기능을 동시에 수행하고 있기 때문에, 본 발명의 다른 실시예가 적용되는 경우, 액정패널(40)은 R,G,B 컬러를 디스플레이하기 위한 별도의 컬러필터를 구비할 필요성이 전혀 없다.

이때, 도면에 도시된 바와 같이, 메인 램프 리플렉터들(84)은 상술한 램프들(87)을 한꺼번에 감싼 상태로 도광판(70)의 양쪽 측부에 밀착하여 끼워지는 구조를 이룬다.

본 발명이 이러한 구성을 이루는 경우, 각 램프들(87)은 도광판(70)을 기준으로, 그것의 양쪽 측부에 동시에 배열되기 때문에, 도광판의 전면에 배치된 액정패널(40)은 균일한 크기의 빛을 자신의 양쪽에서 공급받을 수 있게 되고, 결국, 액정패널(40)은 최종 디스플레이되는 빛의 휘도를 균일하게 유지시킬 수 있다.

종래의 컬러필터 없는 액정표시장치의 경우, 도광판의 어느 일측에 배치된 R,G,B 램프들을 통해 컬러 디스플레이 기능이 수행되었기 때문에, 생산라인에서는 최종 디스플레이되는 빛의 휘도를 균일하게 유지시킬 수 없었다. 이 경우, 장치의 전체적인 표시품질이 현저히 저하되는 문제점이 야기되었다.

그러나, 본 발명의 경우, 상술한 바와 같이, 도광판(70)의 양측에 배치된 R,G,B 램프들(87)을 통해 컬러 디스플레이 기능이 수행되기 때문에, 생산라인에서는 최종 디스플레이되는 빛의 휘도를 균일하게 유지시킬 수 있으며, 결국, 생산라인에서는 장치의 전체적인 표시품질이 크게 향상되는 효과를 획득할 수 있다.

이때, 도면에 도시된 바와 같이, 메인 램프 리플렉터(84) 내부에는 램프들(87)을 개별적으로 격리시키는 다수개의 보조 램프 리플렉터들(85,86)이 더 배치된다.

이러한 보조 램프 리플렉터들(85,86)은 어느 하나의 램프가 온 상태에 있는 경우, 이 온 상태의 램프로부터 출력된 자외선이 이에 인접한 오프 상태의 다른 램프에 영향을 미치지 않도록 자외선을 차단하는 기능을 수행한다. 이 경우, 각 램프들(87)은 인접한 다른 램프의 영향을 받지 않으면서, 자신에게 주어진 R,G,B 컬러 디스플레이 기능을 안정적으로 수행할 할 수 있다.

상술한 본 발명의 다른 실시예에서, 먼저, 램프들(87)로부터 조사된 빛이 직접 도광판(70)의 내부로 입사되거나 메인 램프 반사판(84)에 반사되어 도광판(70)의 일측면으로 입사되면, 도광판(70)은 입사되는 빛을 자신의 전면에 코팅되어 있는 확산판(31)으로 전달한다.

이어서, 확산판(31)은 도광판(70)으로부터 입사되는 빛을 자신의 전면에 코팅되어 있는 프리즘시트(32,33)로 전달하고, 프리즘시트(32,33)는 확산판(31)으로부터 입사되는 빛을 자신의 전면에 코팅되어 있는 보호막(34)으로 전달한다.

이후, 보호막(34)은 프리즘시트(32,33)로부터 입사된 빛을 액정패널(40)의 배면으로 전달함으로써, 액정패널(40)에 사용자가 원하는 적정 정보를 디스플레이시킨다.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에서는 각 램프들의 배치구조를 개선시킴으로써, 컬러필터 없는 액정표시장치가 다수개의 램프들을 안정적으로 수용하면서도, 자신의 두께를 적정 크기로 유지할 수 있도록 한다.

이러한 본 발명은 생산라인에서 제조되는 전 기종의 액정표시장치에서 전반적으로 유용한 효과를 나타낸다.

그리고, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구의 범위안에 속한다 해야 할 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치용 백라이트 유니트에서는 R,G,B 컬러 디스플레이 기능을 보유한 각 램프들을 도광판을 기준으로 일렬로 배열시키거나, 또는 도광판의 양쪽 측부에 누적 배치시키고, 이를 통해, 장치의 박형화 및 장치의 전체적인 휘도향상을 유도함으로써, 액정표시장치가 별도의 컬러필터를 구비하지 않으면서도, 자신에게 주어진 기능을 안정적으로 수행할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치용 백라이트 유니트를 도시한 예시도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 보조 램프 리플렉터들의 형상을 도시한 예시도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보조 램프 리플렉터들의 형상을 도시한 예시도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치용 백라이트 유니트를 도시한 예시도.

Claims (4)

1. R,G,B 컬러발광기능을 보유한 다수개의 램프들과;

   상기 램프들을 한꺼번에 감싸는 메인 램프 리플렉터와;

   상기 메인 램프 리플렉터 내부에 배치되어 상기 램프들을 개별적으로 격리시키는 다수개의 보조 램프 리플렉터들과;

   상기 메인 램프 리플렉터에 밀착하여 삽입되며, 상기 램프들로부터 출력된 빛을 전면으로 전달하는 사각형상의 도광판과;

   상기 도광판의 전면에 배치되며, 상기 도광판에서 전달되는 빛을 액정패널로 전달하는 시트류들을 포함하며,

   상기 램프들은 상기 도광판과 수평을 이루며, 일렬 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유니트.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 보조 램프 리플렉터들은 상기 메인 램프 리플렉터와 서로 분리되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유니트.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 보조 램프 리플렉터들은 상기 메인 램프 리플렉터와 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유니트.
4. 사각형상의 도광판과;

   R,G,B 컬러발광기능을 보유하며, 상기 도광판의 양쪽 측부에 배치되고, 상기 도광판과 수직을 이루며 누적 배열된 램프들과;

   상기 도광판의 양쪽 측부에 밀착하여 끼워지며, 상기 램프들을 한꺼번에 감싸는 한쌍의 메인 램프 리플렉터들과;

   상기 메인 램프 리플렉터 내부에 배치되어 상기 램프들을 개별적으로 격리시키는 다수개의 보조 램프 리플렉터들과;

   상기 도광판의 전면에 배치되며, 상기 도광판에서 전달되는 빛을 액정패널로 전달하는 시트류들을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유니트.