KR100822735B1 - Ｌｃｄ용 백라이트 - Google Patents

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Abstract

이 디바이스는 광안내 플레이트(10)와, 상기 광안내 플레이트(10)의 측단부들 중 적어도 한 곳을 둘러싸 배치되는 3개 이상의 광원들(11, 12, 및 13)과, 및 상기 광원들을 둘러싸고, 상기 광원들로부터 상기 광안내 플레이트(10)로 방출되는 광을 반사하는 광반사 부재(19)를 구비한다. 상기 광원들(11, 12, 및 13)은, 상기 광원들과 상기 광반사 부재(19) 사이의 간격에 의해 야기되는 동일한 기생 캐패시턴스를 가지도록 배치된다.

Description

ＬＣＤ용 백라이트{BACKLIGHT FOR LCD'S}
본 발명은 디스플레이 디바이스용 조명 디바이스에 관한 것이며 더 상세하게는 백라이트라고 일컬어지는, 액정 디스플레이 기기용 조명 디바이스에 관한 것이다.
투과형 LCD(transmission LCD)와 같은 디스플레이 기기에 있어서는, LCD 패널의 뒤에서부터 디스플레이 표면을 조명하기 위해 백라이트 시스템(backlight system)이 사용된다. 사용자는 주위의 빛이 어둑어둑한 환경하에서 이 시스템에 의해 디스플레이 이미지를 명확하게 볼 수 있다.
그러한 백라이트 시스템의 전형적인 방식에는, 양측면 조명형과 일측면 조명형이 있고, 광원에 의해 방출되는 빛이 LCD 패널의 측단부(들)로부터 전체 스크린으로 균일하게 주입되도록 다양한 디바이스들이 설계되어왔다. 그러한 백라이트 시스템은 일본 특허출원 공개번호 제9-15595호에서 개발되었었다.
이 공보에서 기술된 백라이트 시스템은 LCD 패널의 일 측단부상의 일 광원으로서 네 개의 길다란 램프들을 사용하여 광원으로부터 광안내 연결부재로 방출되는 빛을 반사하기 위해 이 램프들을 덮는(covering) 반사 거울을 포함한다. 이에 더하여, 이 네 개의 램프들은 상기 패널의 측단부로부터의 거리가 각각 다르게 배치된 다. 이렇게 네 개의 램프들이 광안내 연결부재의 두께 방향으로 위치되는 배열에서는, 제1 및 제3 램프로부터 광안내 연결부재의 측단부까지의 거리가 짧고, 그러므로 상기 반사 거울로부터 상기 제1 및 제3 램프까지의 거리는 길며, 한편 제2 및 제4 램프로부터 광안내 연결부재의 측단부까지의 거리는 길고, 그러므로 상기 반사 거울로부터 상기 제2 및 제4 램프까지의 거리는 짧다.
그러한 배열 방식은 램프 동작 환경, 특히, 반사 거울로부터의 서로 다른 갭에 의해 야기된 램프 각각의 기생 캐패시턴스(parasitic capacitance){부유 캐패시턴스(floating capacitance)}를 만든다. 이 구성에 따르면, 각 램프에 동일한 구동 전압이 인가된다고 하더라도, 한 램프에 흐르는 전류량은 다른 램프에 흐르는 전류량보다 높아지게 되고, 따라서 램프들이 서로 다른 수명을 가지게 될 수 있다.
램프의 수명은 해당 램프를 통해 흐르는 전류량에 의존하며, 램프의 수명은 해당 램프로 초과 전류가 공급되는 경우에 짧아진다고 말할 수 있다. 더 나아가, 백라이트 시스템의 수명이 그 안에 사용된 램프들중 가장 짧을 수명을 가진 램프에 의해 결정될 것이기 때문에, 전류가 초과하여 공급되지 않도록 구성하고 또한 동일한 구동 전압하에서 각 램프에 동일한 전류가 공급되도록 구성함으로서 램프들의 동일한 수명을 구현하는 것이 중요하다.
본 발명의 목적은 동일한 구동 전압하에서 동일한 전류가 램프 등에 공급될 수 있고, 그럼으로써 램프의 더 긴 수명에 기여할 수 있는 디스플레이 장치 조명 디바이스를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 위하여, 본 발명에 따른 디스플레이 디바이스용 조명 디바이스는, 광안내 플레이트와, 상기 광안내 플레이트의 측단부들 중 적어도 한 곳 주위에 배치되는 3개 이상의 광원들과, 상기 광원들을 둘러싸고, 상기 광원들로부터 상기 광안내 플레이트로 방출되는 광을 반사하는 광반사 부재를 포함하며, 여기서 상기 광원들은, 상기 광원들과 상기 광반사 부재사이의 간격 또는 갭에 의해 야기되는 동일한 기생 캐패시턴스를 가지도록 배치된다.
상술한 바와 같이 광원들 또는 램프들이 배열되기 때문에, 각 램프에 동일한 구동 전압이 공급되는 때에 램프에는 동일한 양의 전류가 공급될 수 있다. 더욱이, 램프의 기생 캐패시턴스를 통일화함으로써 초과 램프 전류가 회피될 수 있으며, 그럼으로써 램프의 수명이 연장될 수 있고 이번에는 그 램프가 제품의 더 긴 수명에 기여할 수 있다.
상술한 방식의 조명 디바이스에 있어서, 중앙에 있는 상기 광원들중 적어도 하나는 다른 광원들보다 상기 광안내 플레이트로부터 가장 먼 상기 광반사 부재의 일단부에 더 가깝다. 이 구성 때문에 램프들의 기생 캐패시턴스는 효과적으로 동등하게 만들어 질 수 있다.
이에 더하여, 상기 광반사 부재는 상기 광안내 플레이트의 상기 측단부를 향하는 개구를 가지며, 그리고 상기 광원들은 광을 상기 개구로부터 상기 광안내 플레이트로 방출하도록 상기 광반사 부재 내부에 수용된다. 따라서 광반사 기능부 및 상기 기능부를 수용하는 광원이 동일한 부재로 구성될 수 있다.
이에 더하여, 상기 광안내 플레이트는 투과형 액정 디스플레이 디바이스(transmission LCD device)의 디스플레이 패널의 후 표면측 상에 배치되고, 그리고 상기 액정 디스플레이 디바이스의 반대 측의 표면상에 광반사 층을 구비한다. 따라서 투과형 액정 디스플레이 기기의 백라이트로서 응용될 수 있다.
더 나아가, 상기 광원은 상기 광안내 플레이트의 측단부를 따라서 서로 대략 평행하게 배치되는 길다란 램프들이다.
도 1은 본 발명에 따른 조명 디바이스로서의 백라이트 시스템에 대한 개략적이고 부분적인 단면도
도 2는 상기 백라이트 시스템의 다른 실시예에 대한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 조명 디바이스로서 다른 백라이트 시스템에 대한 부분적인 단면도.
도 4는 다른 백라이트 시스템에 대한 단면도.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 조명 디바이스로서 투과형 액정 디스플레이 장치용 백라이트 시스템의 일부를 보여준다.
도 1에서, 이 백라이트 시스템(1)은 투과형 LCD 패널(2)의 후표면측에 배치된 광안내 플레이트(10)와, 이 광안내 플레이트(10)의 후표면상에 배치된 광반사 플레이트(한 층)(1R)와, 상기 광안내 플레이트(10)의 측면 근처에 배치된 3개의 램프(11, 12, 13)와, 및 이 램프들을 완전히 둘러싸고 내부 표면상에 광-반사 표면을 구비한 반사기(19)를 포함한다.
LCD 패널(2)은 그 사이에 밀봉된 액정을 샌드위칭(sandwiching)하여 고정하는 두 개의 투명 기판과, 기판 중 하나에 형성되고 픽셀 전극에 연결된 박막 트랜지스터의 매트릭스와, 기판 중 다른 하나에 형성된 공통 전극 및 컬러 필터층과, 그리고 광학적 막을 포함한다. 램프에서 방출되는 빛은 광안내 플레이트(10)로 직접 또는 반사기(19)에 의해 반사된 후 들어가며, 광안내 플레이트(10)내에서 광 확산됨과 함께 광반사 플레이트(1R)에 의해 더 반사되고, 그 후 LCD 패널(2)로 향해진다.
제1, 제2, 및 제3 램프(11, 12, 및 13)는 각각 도면의 종이와 수직인 방향으로 연장된 기다란 램프이며, 예컨대 콜드 음극 방전관 또는 핫 음극 방전관과 같은 형광 램프관이 응용된다. 비록 그러한 램프들이 광안내 플레이트(10)의 측면을 따라 그리고 각각에 대해 평행하도록 배치되었지만, 중앙에 있는 제2 램프(12) 만이 반사기(19)에 더 가깝게 배치된다.
더 상세하게는, 제1 또는 제3의 램프는 램프와 반사기(19) 사이의 갭에 의해 야기된 해당 램프의 기생 캐패시턴스(부유 캐패시턴스)가 서로 동일하게 되도록 배치된다. 본 발명자는 적어도 중앙에 있는 하나의 램프가 다른 램프들 보다 패널의 측면으로부터 멀리 유지되고 또한 반사기(19b)에 더 가까이 배치되면, 이에 의하여 기생 캐패시턴스가 효과적으로 동일화될 수 있다는 것을 알게 되었다.
일측에 있는 제1 램프(11)에 있어서, 총 기생 캐패시턴스(C1)는 반사기(19)의 제1 표면(19a) 및 해당 램프(11) 사이의 갭에서 형성된 기생 캐패시턴스(C1a)와 그리고 그 제2 표면(19b) 및 해당 램프(11) 사이의 갭에서 형성된 기생 캐패시턴스(C1b)를 포함할 수 있으며, 본 실시예의 경우에 반사기(19)는 사각형이다. 또한, 중앙에 있는 제2 램프(12)에 있어서, 총 기생 캐패시턴스(C2)는 제1 표면(19a) 및 해당 램프(12) 사이의 갭에서 형성된 기생 캐패시턴스(C2a)와, 제2 표면(19b) 및 해당 램프(12) 사이의 갭에서 형성된 기생 캐패시턴스(C2b)와, 그리고 제3 표면(19c) 및 해당 램프(12) 사이의 갭에서 형성된 기생 캐패시턴스(C2c)를 포함할 수 있다. 제3 램프(13)에 있어서, 총 기생 캐패시턴스(C3)는 제2 표면(19b) 및 해당 램프(13) 사이의 갭에서 형성된 기생 캐패시턴스(C3b)와, 그리고 제3 표면(19c) 및 해당 램프(13) 사이의 갭에서 형성된 기생 캐패시턴스(C3c)를 포함할 수 있다.
각 램프를 동일한 전압으로 구동할 때 상술한 램프 배치에 의하여 모든 램프를 통해 동일한 전류가 공급될 수 있다. 반사기(19)가 중앙선(q)에 대하여 대칭적인 단면 모양을 가지는 때, 램프의 배치도 또한 대칭적일 수 있고, 그리하여 상기 배치가 쉬워진다. 또한, 불균형적인 기생 캐패시턴스는 상기 배치에 의해 감소될 수 있으며, 따라서 램프의 수명이 길어질 수 있고, 디스플레이 디바이스의 수명도 길어질 수 있다.
한편, 반사기가 단면도에서 사각형이 아니고 도 2에서와 같이 대략 반원형인 때에는, 반사기(19')의 반사 표면 전체 영역에 대하여 각 램프의 기생 캐패시턴스를 고려함으로써 램프의 동일한 기생 캐패시턴스를 위해 램프의 배치가 결정될 수 있다. 이 경우에, 중앙에 있는 램프(12)가 광 안내 플레이트(10)로부터 가장 먼 반사기(19')의 일부분에 더 가까운 것이 또한 효과적이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 디바이스로서 투과형 액정 디스플레이 장치용 백라이트 시스템의 일부를 개략적으로 보여준다.
도 3에서, 동일한 참조 부호가 도 1에서와 동일한 부분을 지칭한다. 이 백라이트 시스템(1)은 네 개의 램프를 가지지만 그 배치는 유사한 방식으로 고려될 수 있다. 즉, 중앙에 있는 제2 및 제3 램프(12, 13)는 광안내 플레이트(10)로부터 가장 먼 반사기(19)의 부분에 더 가깝다.
이 구성에 따르면 네 램프의 기생 캐패시턴스는 효과적으로 동일화될 수 있으며, 도 1의 구성에서와 동일한 효과를 획득할 수 있다. 또한, 도 4에 도시된 것과 같이 반사기가 단면에서 반원형 모양이 것인 때에조차도, 동일한 효과가 동일한 방식으로 획득될 수 있다.
비록 실시예에서는 단지 3개 및 4개의 램프들이 설명되었으나, 더 많은 램프들에 대해서도 또한 기생 캐패시턴스가 동일한 방식으로 효과적으로 동일화될 수 있다. 특히 콜드 음극 방전관 램프에서, 그 램프를 구동하는 인버터 회로가 쉽게 설계되며 크기 감소에 있어 이점이 있을 수 있기 때문에, 조명 제어도 또한 쉽다. 핫 음극 방전관 램프에 비해 휘도가 낮기 때문에, 고휘도는 많은 램프를 사용함으로써 얻을 수 있다. 그러한 경우에, 본 발명에 따른 조명 디바이스가 매우 적절하다.
또한, 비록 실시예에서는 사각형 및 반원형 모양이 기술되었으나, 예컨대 포물선 모양 또는 사다리꼴 모양도 응용가능하다. 반사기의 단면 모양에 관계없이, 3개 이상의 램프를 사용하는 백라이트 시스템의 경우에 모든 램프가 동일한 기생 캐 패시턴스를 가지도록 배치함으로써 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 비록 실시예에서는 LCD 장치가 기술되었으나 본 발명은 LCD 장치에 제한되어야만 하는 것은 아니다. 본 발명은 상기 조명 디바이스를 사용하는 다른 종류의 디스플레이 기기에 대해서 응용가능하다.
더 나아가, 비록 실시예에서는 박막 트랜지스터를 사용하는 능동 매트릭스형의 투과형 LCD 장치의 백라이트 시스템이 기술되었으나, 본 발명은 또한 단순 매트릭스형의 기기에도 응용가능하며, 반사형 LCD 장치의 보조 조명으로서의 조명 시스템을 위해 응용가능하다. 실시예에서 기술된 광반사 플레이트(1R)가 그러한 조명시스템에서는 변경될 수 있다.
본 발명에 따라, 각 광원에 동일한 구동 전압이 인가되는 때 동일한 양의 램프 전류가 공급될 수 있다. 따라서, 각 램프에 대해 대략 균일한 휘도가 획득될 수 있다. 또한, 램프의 기생 캐패시턴스를 동일화함으로써, 초과 램프 전류가 방지될 수 있고 램프의 수명이 길어져서 제품의 더 긴 수명이 구현될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 디스플레이 디바이스용 조명 디바이스에 이용되며 더 상세하게는 백라이트라고 일컬어지는, 액정 디스플레이 장치용 조명 디바이스에 이용된다.

Claims (5)

  1. 광안내 플레이트와, 상기 광안내 플레이트의 측단부들 중 적어도 하나에 배치되는 3개 이상의 광원들과, 상기 광원들을 둘러싸고, 상기 광원들로부터 상기 광안내 플레이트로 방출되는 광을 반사하는 광반사 부재를 포함하는, 디스플레이 디바이스용 조명 디바이스로서,
    상기 3개 이상의 광원들은, 상기 광반사 부재 내에서 서로에 대해 그리고 상기 광반사 부재에 대해, 상기 3개 이상의 광원들 중 하나와 상기 광반사 부재 사이의 간격에 의해 야기되는 기생 캐패시턴스가 상기 3개 이상의 광원들 중 임의의 다른 광원들과 상기 광반사 부재 사이의 간격에 의해 야기되는 기생 캐패시턴스와 동일하도록, 공간적으로 배치되는, 디스플레이 디바이스용 조명 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서, 중앙에 있는 상기 광원들 중 적어도 하나는 다른 광원들보다 상기 광안내 플레이트로부터 가장 먼 상기 광반사 부재의 일단부에 더 가까운, 디스플레이 디바이스용 조명 디바이스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광반사 부재는 상기 광안내 플레이트의 상기 측단부를 향하는 개구를 가지며, 상기 광원들은 광을 상기 개구로부터 상기 광안내 플레이트로 방출하도록 상기 광반사 부재 내부에 수용되는, 디스플레이 디바이스용 조명 디바이스.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광안내 플레이트는 투과형 액정 디스플레이 디바이스(transmission LCD device)의 디스플레이 패널의 후 표면측 상에 배치되고, 상기 액정 디스플레이 디바이스의 반대 측의 표면상에 광반사 층을 구비하는, 디스플레이 디바이스용 조명 디바이스.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광원들은 상기 광안내 플레이트의 측단부를 따라서 서로 평행하게 배치되는 길다란 램프들인, 디스플레이 디바이스용 조명 디바이스.
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