KR100840674B1 - 백 라이트 - Google Patents

Abstract

백 라이트와 램프 성능을 최적화시키기에 알맞은 백 라이트를 제공하기 위한 것으로, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 백 라이트는 일방향을 갖는 투명관으로 구성된 형광램프, 상기 형광램프 양단에 전원을 인가시키기 위해 비대칭 구조로 상기 형광램프 양단의 투명관 외벽에 형성된 전극부를 포함하여 구성된다.

백 라이트, 형광 램프, 외부전극, 도전층

Description

백 라이트{BACK LIGHT}

도 1은 종래 직하형 백라이트의 사시도

도 2는 종래 기술에 따른 형광 램프를 나타낸 도면

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따라 제안된 외부전극 형광 램프를 나타낸 도면

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따라 제안된 백라이트의 사시도

도 5는 전극 길이가 비대칭인 본 발명과 전극 길이가 대칭인 종래의 구동 관전압을 비교한 테이블

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

31 : 투명관 31a : 무전극 형광램프

32a, 32b : 제1, 제2외부전극 41a,41b : 제1, 제2하부 기구물

43a, 43b : 제1, 제2상부 기구물 45 : 홈

47a,47b,47c,47d : 도전층

본 발명은 백 라이트(Back light)에 관한 것으로, 특히 액정표시소자용 백 라이트에 관한 것이다.

표시화면의 두께가 수 센치미터(Cm)에 불과한 초박형의 평판(Flat panel) 디스플레이 장치, 그 중에서도 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display :LCD)는 주로 노트 북 컴퓨터, 모니터, 우주선, 항공기 등에 이르기까지 응용분야가 넓고 다양하다.

이러한 액정 디스플레이 장치 중 수동발광형 액정 디스플레이 장치는 액정 패널 뒤에 광원으로 사용되는 백 라이트(Back Light)가 장착되어 있으며, 이러한 백 라이트의 장착은 두께, 무게 및 전력소모 측면에서 비효율적으로 작용하고 있어 아직도 많은 연구가 계속되고 있다.

일반적으로, 액정 디스플레이 장치의 광원으로 사용되는 소위 백 라이트는 원통형의 형광 램프를 배치하는 방식으로서, 직하형 방식과 도광판 방식으로 구분된다.

직하형 방식은 평면에 형광 램프를 배치하는데, 형광 램프의 형상이 액정 패널에 나타나므로 램프와 액정 패널 사이의 간격을 유지해 주어야 하고, 전체적으로 균일한 광량 분포를 위해 광 산란수단을 배치하여야 하므로 박형화에는 한계가 있다.

또한, 패널이 대면적화됨에 따라 백 라이트의 광출사면의 면적도 증가하게 되는데, 직하형 백 라이트를 대형화할 경우, 광 산란수단이 충분한 두께를 확보하지 못하면 광 출사면이 평탄치 않고, 이러한 이유로 인해 광 산란수단의 두께를 충분히 확보하지 않으면 안된다.

한편, 도광판 방식은 외곽에 형광 램프를 설치하고 도광판을 이용하여 전체의 면으로 빛을 분산하는 것으로, 형광 램프가 측면에 설치되고, 빛이 도광판을 통과하여야 하므로 휘도가 낮은 문제점이 있다.

또한 균일한 광도의 분포를 위해서는 도광판에 대한 고도의 광학적 설계기술과 가공기술이 요구된다.

이와 같이 직하형 방식과 도광판 방식은 나름대로의 단점을 가지고 있기 때문에 화면의 두께보다는 밝기가 중요시되는 액정표시소자에서는 직하형 방식의 백 라이트를 주로 사용하고, 노트 북 PC나 모니터용 PC와 같은 두께가 중요시되는 액정표시소자에서는 도광판 방식의 백 라이트가 주로 사용된다.

현재, 고휘도의 백 라이트를 구현하기 위한 일환으로, 여러개의 램프를 표시화면의 하측에 배치하거나, 한 개의 램프를 구부려서 배치하는 등 직하형 백 라이트에 관한 연구, 개발이 계속되고 있는 추세에 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 종래 액정표시소자용 백 라이트에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 액정표시소자용 백 라이트의 사시도로써, 직하형 백 라이트의 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 형광 램프를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래 액정표시소자용 백 라이트는 복수개의 형광 램프(1)들과, 상기 형광 램프(1)들을 고정시키고 지지하는 외곽 케이스(3)와, 상기 형광 램프(1)와 액정 패널(도시하지 않음) 사이에 배치된 광 산란수단(5a,5b,5c)으로 구성된다.

상기 광 산란수단(5a,5b,5c)은 형광 램프의 형상이 액정 패널의 표시면에 나타나는 것을 방지하고 전체적으로 균일한 밝기 분포를 갖는 광원을 제공하기 위해 배치되며, 광 산란 효과를 증진시키기 위해 액정 패널과의 사이에 다수의 확산 시트(Diffusion sheet) 및 확산 플레이트(Diffusion plate)등이 배치된다.

상기 외곽 케이스(3)의 내면에는 형광 램프(1)에서 발생된 광이 액정 패널의 표시부로 집중 조사될 수 있도록 반사판(7)이 배치되어 있으며, 이는 광의 이용효율을 최대한 좋게 하기 위함이다.

상기 형광 램프(1)는 도 2에 도시한 바와 같이 램프의 양단 외벽에 길이가 'a'로써 서로 같은 외부전극(21a,21b)이 배치되어 있고, 상기 형광 램프(1)의 전체 내벽에 형광체(도면에 도시되지 않음)가 코팅되어 있다.

그리고 상기 형광 램프(1)의 양단은 도 1에 도시한 바와 같이 외곽 케이스(3)의 양쪽면에 형성된 홈에 끼워져 있다.

그리고 상기 형광 램프(1)의 양쪽 전극에는 램프 구동을 위한 전원을 전달하는 전원 인입선(9, 9a)이 연결되고, 상기 전원 인입선(9, 9a)은 별도의 커넥터에 연결되어 구동회로와 접속되는데, 각 형광 램프(1)마다 별도의 커넥터가 필요하다.

그리고 형광 램프(1)는 상기 외부전극(21a.21b)에 전원이 인가되면 발광한다.

상기에서 형광 램프(1) 양단의 외부전극(21a,21b)은 서로 대칭인데, 도면에는 도시되지 않았지만 실제로 액정 패널과 그 가장자리의 구동회로부 하부에 형성되는 백 라이트는 그 결합구조가 대칭이 아니다.

좀더 자세하게는 액정 패널의 일측 가장자리에는 드라이브 IC가 구비된 PCB(Printed Circuit Board)가 형성되는데 반해, 액정 패널 타측 가장자리에는 이와 같은 구성이 없다.

따라서 전체적으로 액정 패널의 길이방향의 마주보는 가장자리 부분은 서로 비대칭이고, 이에 따라 그 하부에 형성되는 백 라이트의 크기가 필요없이 커지게 된다.

또한 일반적으로 외부전극(21a,21b)에 인가되는 구동 관전압은 외부전극(21a,21b)의 길이가 길어지면 낮아지는데, 상기에서 외부전극(21a,21b)은 대칭으로 형성되어 있기 때문에 그 길이가 제한적이고, 따라서 외부전극(21a,21b)에 인가되는 구동 관전압을 떨어뜨리는데도 한계가 있다.

상기와 같은 종래 액정표시소자용 백 라이트는 다음과 같은 문제가 있다.

외부전극의 길이는 대칭이고, 액정 패널 및 구동회로 하부에 배치되는 백 라이트는 그 결합구조가 대칭이 아니므로, 이로 인해 백 라이트의 크기가 필요없이 커지고, 또한 외부전극에 인가되는 구동 관전압을 떨어뜨리는데 한계가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로 특히, 백 라이트와 램프 성능을 최적화시키기에 알맞은 백 라이트를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 백 라이트는 일방향을 갖는 투명관으로 구성된 형광램프와, 상기 형광램프 양단에 전원을 인가시키기 위해 비대칭 구조로 상기 형광램프 양단의 투명관 외벽에 형성된 전극부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

첨부 도면을 참조하여 본 발명 백 라이트에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따라 제안된 외부전극 형광 램프를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따라 제안된 백 라이트의 사시도이다.

본 발명에 따른 액정표시소자용 백 라이트는 관(Tube) 외부의 양단에 전극이 형성된 외부전극 형광 램프 또는 관(Tube) 외부에 전극이 형성되지 않고, 제1, 제2 하부 기구물에 도전층이 형성된 무전극 형광 램프를 이용하여 구성할 수 있다

본 발명은 외부전극 형광 램프 양단에 전원을 공급하기 위해 비대칭 구조로 전극부를 형성하며, 무전극 형광 램프에 전원을 공급하기 위해 비대칭 구조로 제1, 제2 하부 기구물에 도전층이 형성한 것에 특징이 있는 것이다.

먼저, 본 발명 제1실시예에 따른 액정표시소자용 백 라이트에 대해 설명하면 다음과 같다.

액정표시장치의 면적을 줄이기 위해서 액정 패널의 일측 가장자리 하부로 드라이브 IC가 장착된 PCB(Printed Circuit Board)(도면에는 도시되지 않았음)를 접어서 넣을 수 있는데, 이와 같이 액정 패널을 구성할 때 액정 패널은 비대칭 구조를 갖는다.

다시말해서, 액정 패널의 일측 가장자리에는 드라이브 IC가 구비된 PCB(Printed Circuit Board)가 형성되는데 반해, 액정 패널 하부의 타측 가장자리에는 이와 같은 구성이 없다.

따라서 전체적으로 액정 패널의 길이방향의 마주보는 가장자리 부분은 서로 비대칭이다.

본 발명 제1실시예는 이와 같이 비대칭 구조를 갖는 액정 패널과 결합하는 백 라이트에 사용되는 외부전극 형광램프의 전극 길이를 비대칭 구조를 갖도록 한 것이다.

다시말해서, 본 발명 제1실시예는 외부전극 형광램프를 사용하여 액정표시소자용 백 라이트를 구성한 것으로, 외부전극 형광램프의 투명관(Tube) 양단의 외벽에 형성된 외부전극의 길이가 비대칭적이다.

좀 더 자세하게는 PCB와 드라이브 IC가 접혀들어간 액정 패널의 일측 가장자리 부분에 대응하는 외부전극은 길이를 짧게하고, 액정 패널의 타측 가장자리 부분에 대응하는 외부전극은 액정 패널의 일측 가장자리 부분에 대응하는 외부전극 보다 더 길게 구성한다.

상기에서 PCB와 드라이브 IC가 접혀들어간 부분에서 외부전극의 확보 길이를 더 짧게 구성한 이유는 고압이 인가되는 외부전극과 저압이 인가되는 드라이브 IC를 보다 확실히 격리시키기 위해서 이다.

도면을 참조하여 설명하면 도 3에 도시한 바와 같이 일방향을 갖는 투명관(31)이 있고, 상기 투명관(31)의 양단에 'b'와 'c' 길이를 갖는 제1, 제2외부전극(32a,32b)이 있다.

이때 'b'와 'c'는 그 길이가 서로 다르다.

상기와 같이 구성된 외부전극 형광램프는 일예로 도면에는 도시되지 않았지만 형광램프의 양단을 수용할 수 있는 다수의 홈이 형성된 제1, 제2하부 기구물과, 상기 제1, 제2하부 기구물과 함께 형광 램프를 고정 및 지지하기 위해 상기 제1, 제2하부 기구물과 대응되는 위치에 동일한 홈이 형성된 제1, 제2상부 기구물로 구성된 백 라이트에 적용하여 사용할 수 있다.

이후에 본 발명 제2실시예에 따른 액정표시소자용 백 라이트에 대하여 설명하면 다음과 같다.

상기에서와 같이 일측 가장자리 하부로만 PCB와 드라이브 IC가 접혀들어가서 전체적으로 비대칭 구조를 갖는 액정 패널과 결합하는 형광램프 지지용 상, 하부 기구물도 비대칭 구조를 갖고 배치된다.

본 발명 제2실시예에 따른 액정표시소자용 백 라이트는 상기와 같이 비대칭 구조를 갖는 액정 패널과 결합하는 상,하부 기구물이 비대칭적인 것을 이용한 것이다.

도면을 참조하여 좀더 자세히 설명하면 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명 제2실시예에 따른 액정표시소자용 백 라이트는 투명관(Tube)의 외관에 전극이 형성되지 않고 일방향을 갖는 투명관으로 형성된 복수개의 무전극 형광 램프(31a)들이 있고, 상기 무전극 형광 램프(31a)들의 투명관 전체 내벽에 형광체(도시되지 않음)가 도포되어 있다.

그리고 서로 일정 간격을 두고 배치되며 상부면에 각 형광 램프들을 수용할 수 있는 다수의 홈(45)을 갖는 제1, 제2하부 기구물(41a,41b)이 있다.

그리고 상기 제1, 제2하부 기구물(41a,41b)과 대향하는 면에 복수개의 홈(45)을 갖고, 형합(形合)시 상기 제1, 제2하부 기구물(41a,41b)과 함께 상기 형광 램프의 양단을 고정 및 지지하는 제1, 제2상부 기구물(43a,43b)이 있다.

그리고 상기 제1, 제2하부 기구물(41a,41b)과 제1, 제2상부 기구물(43a,43b)의 홈(45)이 형성된 면에 형성되어 상기 형광 램프(31a)의 양단에 전원을 인가하는 비대칭 구조를 갖는 도전층(47a,47b,47c,47d)을 포함한다.

상기에서 복수개의 홈(45)은 형광램프의 외관에 상응하는 형태를 갖는다.

여기서 상기 형광램프(31a)들의 한쪽단들은 제1하부 기구물(41a)과 제1상부 기구물(43a)의 대향면에 형성된 도전층(47a,47c)에 공통으로 연결되며, 다른쪽단들은 제2하부 기구물(41b)과 제2상부 기구물(43b)의 대향면에 형성된 도전층(47b,47d)에 공통으로 연결된다.

그리고 상기 도전층(47a,47b,47c,47d)은 구동회로와 연결되는 커넥터(도시되지 않음)에 연결된다.

이때 상, 하부로 대향하는 도전층들(47a,47b,47c,47d)은 그 폭이 서로 같지만, 제1, 제2하부 기구물(41a,41b)에 형성된 도전층(47a,47b)은 그 폭이 서로 다르고, 제1, 제2상부 기구물(43a,43b)에 형성된 도전층(47c,47d)도 그 폭이 서로 다르다.

좀더 자세하게는 제1하부 기구물(41a)과 제1상부 기구물(43a)에 형성된 도전층(47a,47c)의 폭은 'd'로써 서로 같고, 제2하부 기구물(41b)과 제2상부 기구물(43b)에 형성된 도전층(47b,47d)의 폭은 'e'로써 서로 같은데 비해서, 제1, 제2하부 기구물(41a,41b)에 형성된 도전층(47a,47b)의 폭은 'd'와 'e'로써 서로 다르고, 제1, 제2상부 기구물(43a,43b)에 형성된 도전층(47c,47d)의 폭도 'd'와 'e' 로써 서로 다르다.

상기에서와 같이 외부전극 역할을 하는 상,하부 기구물(41a,41b,43a,43b)에 형성된 도전층(47a,47b,47c,47d)의 폭(d,e)을 비대칭으로 구성한 것은 상기에 설명한 바와 같이 비대칭적인 액정 패널과 결합하는 도전층(47a,47b,47c,47d)이 형성되는 상,하부 기구물(41a,41b,43a,43b)의 폭(d,e)이 비대칭적인 것을 이용한 것이다.

한편, 도면에는 나타나 있지 않지만 도 3의 외부전극 형광램프를 도 4의 백라이트에 적용하여 구성할 수도 있다.

상기에 설명한 바와 같이 외부전극 형광 램프의 외부전극의 길이를 서로 다르게 구성하거나, 무전극 형광 램프(31a)를 적용한 백 라이트에서 전원이 인가되는 도전층(47a,47b,47c,47d)의 폭(d,e)을 서로 다르게 구성하여서 백 라이트의 기구 구조를 최적화시키고, 또한 램프의 구동 관전압을 떨어뜨려서 램프 성능을 최적화 시킬 수 있다.

상기에서 외부전극의 길이나, 도전층(47a,47b,47c,47d)을 비대칭으로 형성함에 의해서 관전압이 떨어지는 특성을 도 5의 실험결과를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5에 나타난 바와 같이 형광 램프에 전원을 인가하기 위한 전극을 비대칭 구조로 형성하였을 때의 구동 관전압은 전극을 대칭 구조로 형성하였을 때보다 낮음을 알수 있다.

즉, 전극1과 전극2의 길이를 15mm로 대칭되게 구성하였을 경우의 관전압은 1785[Vrms]이었으나, 전극1과 전극2의 길이를 13mm과 17mm로 비대칭으로 구성하였을 경우의 관전압은 1650[Vrms]로 135[Vrms]만큼 낮아짐을 알 수 있다.

보통 전극 길이가 길어지면 구동 관전압은 낮아지는데, 상기 실험결과에 비추어볼 때 전체 전극 길이를 더한값이 같은데도 전극을 비대칭 구조로 형성하였을 때의 구동 관전압이 대칭 구조로 형성하였을 때보다 낮다는 것은 구동 관전압이 전극의 긴쪽에 의해 결정됨을 추가로 알 수 있다.

상기와 같은 본 발명 백 라이트는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 형광램프에 형성되는 외부전극이나 기구물에 형성되는 도전층을 비대칭으로 형성함에 의해서 백 라이트의 기구 구조를 최적화할 수 있다.

둘째, 백 라이트 기구 구조를 최적화 함에 의해서 종래 보다 발광 면적이 큰 대면적 광원으로서의 제작이 용이하다.

셋째, 전원이 인가되는 외부전극이나 도전층을 비대칭으로 형성함에 의해서 구동 관전압을 떨어뜨려서 램프 성능을 최적화할 수 있다.

Claims (9)

1. 일방향을 갖는 투명관으로 구성된 형광램프,

   상기 형광램프 양단에 전원을 인가시키기 위해 비대칭 구조로 상기 형광램프 양단의 투명관 외벽에 형성된 전극부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백 라이트.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 형광램프의 일측단의 하부를 감싸도록 복수개의 홈을 갖는 제1 하부 기구물과;

   상기 제1 하부 기구물과 함께 상기 형광램프를 고정 및 지지하기 위해 상기 제1 하부 기구물과 대응되는 위치에 홈이 형성된 제1 상부 기구물과;

   상기 형광램프의 타측단의 하부를 감싸도록 복수개의 홈을 갖는 제2 하부 기구물과;

   상기 제2 하부 기구물과 함께 상기 형광램프를 고정 및 지지하기 위해 상기 제2 하부 기구물과 대응되는 위치에 홈이 형성된 제2 상부 기구물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백 라이트.
4. 삭제
5. 제3항에 있어서,

   상기 전극부는 대향하는 상기 제1상, 하부 기구물의 홈 형성면에서의 폭과 상기 제2상,하부 기구물의 홈 형성면에서의 폭이 서로 다른 것을 특징으로 하는 백 라이트.
6. 일방향을 갖는 투명관으로 구성된 형광램프들, 상기 형광램프들의 일측단의 하부를 수용하는 복수개의 홈을 갖는 제1 하부 기구물과;

   상기 제1 하부 기구물과 함께 상기 형광램프들을 고정 및 지지하기 위해 상기 제1 하부 기구물과 대응되는 위치에 홈이 형성된 제1 상부 기구물과;

   상기 형광램프들의 타측단의 하부를 수용하는 복수개의 홈을 가지며, 상기 제1 하부 기구물의 홈이 형성된 면과 서로 다른 폭을 갖도록 비대칭적 형성되는 제2 하부 기구물과;

   상기 제2 하부 기구물과 함께 상기 형광램프들을 고정 및 지지하기 위해 상기 제2 하부 기구물과 대응되는 위치에 홈이 형성된 제2 상부 기구물과;

   상기 제1 및 제2 하부 기구물의 홈이 형성된 면에 서로 다른 폭을 갖고 비대칭적으로 형성된 도전층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 백 라이트
7. 제6항에 있어서,

   상기 홈은 상기 형광램프의 외관에 상응하는 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 백 라이트.
8. 제6항에 있어서,

   상기 도전층은 대향하는 기구물인 상기 제1상,하부 기구물의 홈 형성면에서 동일 폭으로 형성되고, 대향하는 상기 제2상,하부 기구물의 홈 형성면에서도 동일 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 백 라이트.
9. 제6항에 있어서,

   상기 형광램프는 투명관 외벽에 전극이 제거된 무전극 형광램프인 것을 특징으로 하는 백 라이트.

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