KR101001450B1 - 액정표시장치용 백라이트 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

휘도를 향상시킬 수 있는 액정표시장치용 백라이트 어셈블리가 개시된다.
본 발명의 액정표시장치용 백라이트 어셈블리는, 광을 발생하는 다수의 광원; 다수의 광원의 하부에 형성된 반사판; 반사판 상에 라미네이팅 형성되고, 임의의 광원으로부터 입사된 광을 임의의 광원을 포함한 두 광원 사이로 반사되도록 제어하기 위한 거울반사면; 다수의 광원의 상부에 형성된 확산판; 및 다수의 광원, 반사판, 거울반사면 및 확산판을 수납하기 위한 프레임을 포함한다.
따라서, 본 발명에 의하면, 일정하게 두 광원 사이로 반사되어 진행되도록 제어하기 위해 소정 곡률로 돌출된 거울반사면을 다수의 광원 각각에 대응되게 형성함으로써, 광손실을 최소화하여 휘도를 현저하게 향상시킬 수 있다.
액정표시장치, 백라이트, 직하형, 거울반사면, 휘도

Description

액정표시장치용 백라이트 어셈블리{Back light assembly for liquid crystal display}
도 1은 종래의 에지형 백라이트 어셈블리의 측단면 구조를 도시한 도면.
도 2는 종래의 직하형 백라이트 어셈블리의 측단면 구조를 도시한 도면.
도 3은 도 2의 직하형 백라이트 어셈블리에서 난반사면을 갖는 반사판에 의해 입사광이 랜덤하게 반사되는 모습을 도시한 도면.
도 4a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 거울반사면을 갖는 반사판을 구비한 액정표시장치용 직하형 백라이트 어셈블리를 개략적으로 도시한 평면도.
도 4b는 도 4a의 액정표시장치용 직하형 백라이트 어셈블리에 대한 측단면도.
도 4c는 도 4b의 거울반사면과 광원 사이의 관계를 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11 : 광원 13 : 반사판
15 : 거울반사면 17 : 몰드 프레임
18 : 확산판 19 : 확산시트
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 휘도를 향상시킬 수 있는 백라이트 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치(LCD : Liquid Crystal Display)는 저전력 구동이 가능하고 선명한 색재현성을 가지는 장점이 있는 반면에, 문자 또는 도형 등이 표시되는 패널 자체가 직접 광을 발하지 못하는 비발광 소자이다. 따라서, 액정표시장치가 표시장치로서 역할을 수행하도록 하기 위해 패널의 배면 또는 저면에 광을 패널로 조사할 수 있는 백라이트 어셈블리가 요구된다.
종래 액정표시장치에 사용된 백라이트 어셈블리는 크게 2 종류로 구분된다. 첫째는 패널의 측면에서 광을 제공하는 에지형(또는 측면형) 백라이트 어셈블리가고, 둘째는 패널의 저면에서 광을 직접 제공하는 직하형 백라이트 어셈블리가다.
이와 같은 직하형 백라이트 어셈블리는 에지형 백라이트 어셈블리와 비교하여 여러 개의 광원을 이용할 수 있어 높은 휘도를 확보할 수 있는 장점이 있다.
도 1과 도 2를 참조하여 종래의 백라이트 어셈블리를 설명한다.
도 1은 종래의 에지형 백라이트 어셈블리의 측단면 구조를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 에지형 백라이트 어셈블리는 측면 상에 광원(112)을 위치시키고 도광판(116)의 한 면을 통해 광을 다중 반사시킴으로써 얻은 면광원을 패널(미도시)로 조사한다. 이에 따라, 도광판(116)의 광패턴설계와 확산 판(118)에 의해 휘도 균일성을 일정 정도 향상시킬 수 있다. 하지만, 이와 같은 에지형 백라이트 어셈블리에서는 광원(112)을 측면 상에 한개만 구비함에 따라 전체적인 휘도가 낮아지는 단점이 있다. 미설명 부호 114는 반사판으로서 광원(112)으로부터 발생된 광을 확산판(118)으로 향하도록 방향을 변화시킨다. 여기서, 광원(112)으로는 통상적으로 냉음극선관 램프(CCFL : Cold Cathode Fluorescent Lamp)가 사용될 수 있다.
도 2는 종래의 직하형 백라이트 어셈블리의 측단면 구조를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 직하형 백라이트 어셈블리는 광을 발생하는 다수의 광원(120), 상기 다수의 광원(120)의 하부에 소정 거리 이격되어 형성된 반사판(122), 상기 다수의 광원(120)의 상부에 소정 거리 이격되어 형성된 확산판(124), 상기 확산판(124) 상에 부착된 확산시트(126) 및 상기 광원(120), 반사판(122), 확산판(124) 및 확산시트(126)를 수납하기 위한 몰드 프레임(128)을 포함한다.
상기 몰드 프레임(128)은 상부 면이 개구된 직육면체 박스 형태로 형성된다. 상기 몰드 프레임(128)의 내부에는 소정 깊이의 수납공간이 형성되며, 상기 수납공간을 이루는 측벽의 상단부에는 상기 확산판(124) 및 확산시트(126)를 순차적으로 수납하기 위한 단턱이 형성된다.
상기 몰드 프레임(128)의 수납공간의 내부 면을 따라 상기 반사판(122)이 설치되고, 상기 반사판(122)의 상부에는 상기 광원(120)이 다수개 설치된다. 또한, 상기 몰드 프레임(128)의 상부 측단에 형성된 단턱에는 확산판(124) 및 확산시트(126)가 순차적으로 수납된다.
한편, 상기 광원(120)에서 사방으로 발생된 광의 일부는 상기 확산판(124)으로 직접 조사되고, 다른 일부는 상기 반사판(122)을 통해 상기 확산판(124)으로 조사된다. 상기 확산판(124)으로 조사된 광은 넓은 범위의 각도를 갖도록 확산되어 출사된다.
이때, 상기 확산판(124) 위에 놓여지는 확산시트(126)는 상기 확산판(124)으로부터 출사되어 패널(미도시)로 향하는 광의 휘도를 균일하게 하기 위해 확산시키는 역할을 한다.
이때, 상기 광원(120)으로부터 발생되어 상기 반사판(122)으로 입사된 광은 상기 광원(120)과 인접 광원 사이를 통해 상기 확산판(124)으로 입사되는 것이 바람직하다.
하지만, 종래의 직하형 백라이트 어셈블리는 도 3에 도시된 바와 같이, 반사판(122) 상에는 표면 거칠기가 비균일한 난반사면(130)으로 이루어지어, 상기 반사판(122)으로 입사된 광이 난반사되게 된다. 즉, 상기 광원(120)으로부터 발생되어 상기 반사판(122)의 난반사면(130)으로 입사된 광은 표면의 거칠기가 비균일하게 되어 랜덤한 방향으로 난반사되게 된다. 이에 따라, 상기 반사판(120)으로 입사된 광의 상당부분이 상기 광원(120)과 인접 광원 사이를 통해 상기 확산판(124)으로 입사되는 것이 아니라, 인접 광원으로 입사되거나 또는 상기 광원(120) 자체로 입사되게 된다.
실제로, 상기 반사판(122)의 표면 거칠기의 비균일함에 따른 난반사에 의해 상기 광원(120)으로부터 상기 반사판(122)으로 입사된 광의 상당부분은 상기 확산판(124)으로 입사되지 못하게 됨에 따라 광손실을 유발하게 되어, 결국 휘도 저하를 초래하게 된다.
또한, 종래의 직하형 백라이트 어셈블리는 상기 반사판(122)의 표면 거칠기가 비균일하게 됨에 따라 상기 반사판(122)에서 반사되는 광이 난반사에 의해 랜덤한 방향으로 진행되게 됨에 따라 상기 반사판(122)으로부터 반사되는 광을 정확하게 제어하지 못하게 되어 원하는 휘도를 얻지 못하게 되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 소정 곡률을 갖는 거울반사면을 구비하여 휘도를 향상시킬 수 있는 액정표시장치용 백라이트 어셈블리를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 액정표시장치용 백라이트 어셈블리는, 광을 발생하는 다수의 광원; 상기 다수의 광원의 하부에 형성된 반사판; 상기 반사판 상에 라미네이팅 형성되고, 임의의 광원으로부터 입사된 광을 상기 임의의 광원을 포함한 두 광원 사이로 반사되도록 제어하기 위한 거울반사면; 상기 다수의 광원의 상부에 형성된 확산판; 및 상기 다수의 광원, 반사판, 거울반사면 및 확산판을 수납하기 위한 프레임을 포함한다.
이때, 상기 거울반사면은 상기 다수의 광원 중 하나의 광원으로부터 입사된 광을 상기 하나의 광원과 인접하는 광원 사이로 진행되도록 소정의 곡률로 돌출되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 거울반사면은 상기 다수의 광원 각각에 대응하도록 원형 또는 타원형 중 하나로 형성될 수 있다.
상기 거울반사면의 폭은 상기 광원의 직경보다는 적어도 크고 상기 다수의 광원 중 두 광원 사이의 간격보다는 작거나 같도록 형성될 수 있다.
상기 거울반사면의 표면 거칠기는 반사특성을 강화하기 위해 상기 광원으로부터 입사된 광의 파장보다 적어도 작아지도록 형성될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
도 4a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 거울반사면을 갖는 반사판을 구비한 액정표시장치용 직하형 백라이트 어셈블리를 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 4b는 도 4a의 액정표시장치용 직하형 백라이트 어셈블리에 대한 측단면도이다. 도 4c는 도 4b의 거울반사면과 광원 사이의 관계를 도시한 도면이다. 도 4a에서는 도면 작성의 편의를 위해 확산판(18) 및 확산시트(19)를 생략하여 도시하였다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치용 직하형 백라이트 어셈블리는 광을 발생하는 다수의 광원(11), 상기 다수의 광원(11)의 하부에 소정 거리 이격되어 형성된 반사판(13), 상기 반사판(13) 상에 라미네이팅 형성되고, 임의의 광원으로부터 입사된 광을 상기 임의의 광원을 포함한 두 광원 사이로 반사되도록 제어하기 위한 거울반사면(15), 상기 다수의 광원(11)의 상 부에 소정 거리 이격되어 형성된 확산판(18), 상기 확산판(18) 상에 부착된 확산시트(19) 및 상기 광원(11), 반사판(13), 확산판(18) 및 확산시트(19)를 수납하기 위한 몰드 프레임(17)을 포함한다. 여기서, 상기 광원(11)으로는 음극선관 램프(CCFL : Cold Cathode Fluorescent Lamp)가 사용될 수 있다. 또한, 여기서, 상기 다수의 광원(11)은 일정한 간격으로 배열되는 것이 바람직하다.
상기 몰드 프레임(17)은 상부 면이 개구된 직육면체 박스 형태로 형성된다. 상기 몰드 프레임(17)의 내부에는 소정 깊이의 수납공간이 형성되며, 상기 수납공간을 이루는 측벽의 상단부에는 상기 확산판(18) 및 확산시트(19)를 순차적으로 수납하기 위한 단턱이 형성된다.
상기 몰드 프레임(17)의 수납공간의 내부 면을 따라 상기 반사판(13)이 설치되고, 상기 반사판(13)의 상부에는 상기 광원(11)이 다수개 설치된다. 또한, 상기 몰드 프레임(17)의 상부 측단에 형성된 단턱에는 확산판(18) 및 확산시트(19)가 순차적으로 수납된다.
상기 광원(11)은 길이방향으로 연장된 타원형 냉음극관 램프로 이루어져, 상기 반사판(13)으로부터 소정 거리 이격되도록 고정 홀더(미도시)등에 안착된다. 이에 따라, 상기 광원(11)과 상기 반사판(13) 사이에는 소정 거리 이격되어 상기 광원(11)으로부터 발생된 광이 상기 반사판(13)에 의해 반사되어 상기 확산판(18)으로 입사된다.
하지만, 종래에는 반사판의 표면이 비균일한 난반사 면으로 이루어지게 되어, 반사판으로 입사된 광이 랜덤한 방향으로 반사됨에 따라 상기 확산판으로 진행 되지 못하고 상당부분 광원 자체 또는 인접 광원으로 입사되게 되어, 광손실을 초래하게 문제점이 있었다.
이에 따라, 본 발명의 제1 실시예에서는 상기 반사판(13)으로 입사된 광을 두 광원(11) 사이를 통해 상기 확산판(18)으로 입사되도록 제어하기 위해 상기 반사판(13) 상에 소정 곡률로 돌출된 거울반사면(15)이 라미네이팅 형성된다. 이때, 상기 거울반사면(15)은 상기 반사판(13) 상에 상기 다수의 광원(11) 각각에 대응되도록 라미네이팅 형성된다. 따라서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 거울반사면(15)은 상기 광원(11)과 소정 거리 이격되어 있고, 상기 거울반사면(15)들은 상기 다수의 광원(11)들과 각각 대응되도록 상기 반사판(13) 상에 소정 거리로 각각 이격되도록 형성되어 있다.
즉, 도 4c에 도시된 바와 같이, 다수의 광원(11) 각각의 직경을 Φ라 하고, 상기 다수의 광원(11) 중 두 광원 사이의 간격을 A라 하며, 거울반사면(15)의 폭을 B라 할 때, 거울반사면(15)은 하기의 수학식1과 같은 관계식을 갖도록 형성된다.
Φ〈B≤A
수학식 1에 나타낸 바와 같이, 상기 거울반사면(15)의 폭(B)은 광원(11)의 직경(Φ)보다는 적어도 크고, 두 광원 사이의 간격(A)보다는 작거나 같도록 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 거울반사면(15)의 폭(B)이 광원(11)의 직경(Φ)보다 적어도 큰 경우에만, 상기 광원(11)으로부터 발생된 광이 두 광원 사이로 진행되도록 광 경로가 제어될 수 있다.
만일 상기 거울반사면(15)의 폭(B)이 두 광원 사이의 간격(A)과 같아지는 경우에는 상기 거울반사면(15)이 상기 반사판(13) 상의 전면에 형성되는 것을 의미한 다. 즉 A 광원 하부에 형성된 거울반사면(15)의 일측 끝단과 B 광원 하부에 형성된 거울반사면(15)의 일측 끝단이 접촉되게 된다. 물론, 이러한 경우에도 각 거울반사면(15)은 소정의 곡률로 돌출되도록 형성되어 있게 된다.
이때, 상기 광원(11)의 중심과 일치하는 상기 반사판(13) 상부 표면의 지점을 반지름(R)의 기준으로 하여 형성된 거울반사면(15)은 원형으로 이루어지는 반해, 상기 광원(11)의 중심과 일치하는 상기 반사판(13) 상부 표면 아래의 임의의 지점을 기준으로 하여 형성된 거울반사면(15)은 타원형으로 이루어질 수 있다. 본 발명의 제1 실시예에서는 상기 거울반사면(15)이 원형 또는 타원형으로 형성되어도 상관없고 반드시 소정의 곡률로 돌출되도록 형성되어야 한다.
이때, 상기 거울반사면(15)은 은(Ag)이나 알루미늄(Al) 중 적어도 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.
이러한 경우, 상기 반사판(13)은 상기 거울반사면(15)과 동일 재질로 이루어지거나 또는 반사 특성을 갖는 다른 재질로 이루어질 수 있다.
상기 광원(11)으로부터 입사된 상기 거울반사면(15)으로 입사된 광에 대한 반사효율을 향상시키기 위해, 즉 반사특성을 강화하기 위해 상기 거울반사면(15)의 표면 거칠기는 상기 광원(11)으로부터 입사된 광의 파장보다 적어도 작도록 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 거울반사면(15)이 입사된 광 파장보다 적어도 작은 표면 거칠기를 갖게 되는 경우, 상기 거울반사면(15)으로 입사된 광은 투과되지 않고 대부분 반사되게 된다.
이때, 상기 거울반사면(15)에서 반사되는 정도는 상기 거울반사면(15)의 곡 률에 비례한다. 즉, 상기 거울반사면(15)이 곡률이 비교적 큰 원형으로 형성될수록 상기 거울반사면(15)으로부터 반사된 각은 커지게 되고, 반대로 상기 거울반사면(15)이 곡률이 비교적 작은 타원형으로 형성될수록 상기 거울반사면(15)으로부터 반사된 각은 작아지게 된다.
따라서, 상기 거울반사면(15)의 곡률을 최적화 함으로써, 상기 거울반사면(15)에서 반사된 광을 인접 광원들 사이로 진행되도록 제어될 수 있다.
또한, 상기 거울반사면(15)을 통해 광이 투과된다고 하더라고, 상기 거울반사면(15) 하부에 형성된 반사판(13)에 의해 다시 한번 반사될 수 있다.
이와 같이 거울반사면(15)을 원형 또는 타원형으로 형성하여 상기 반사판(13) 상에 라미네이팅 형성함으로써, 상기 반사판(13)으로 입사된 광의 대부분을 인접 광원들 사이를 통해 상기 확산판(18)으로 입사되도록 제어함으로써, 반사판(13)에 의한 광손실을 최소화하여 휘도를 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 이와 같이 거울반사면(15)에 의해 반사되는 광을 제어함으로써, 휘도 균일성을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 확산판(18)은 상기 광원(11) 또는 상기 거울반사면(15)으로부터 조사된 광을 보다 넓은 범위의 각도로 확산되도록 한다.
이때, 상기 확산판(18) 위에 놓여지는 확산시트(19)는 상기 확산판(18)으로부터 출사되어 패널(미도시)로 향하는 광의 휘도를 균일하게 하기 위해 확산시키는 역할을 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 다수개의 광원으로 이루어진 직하형 백라이트 어셈블리에서 반사판 상에 소정의 곡률로 돌출된 거울반사면을 다수개의 광원에 대응되도록 형성함으로써, 상기 거울반사면으로부터 반사되는 광을 제어하여 광원들 사이를 통해 확산판으로 입사되도록 함으로써, 광손실을 최소화하여 휘도를 현저히 향상시킬 수 있다.
또한, 반사판으로부터 반사된 광을 정밀하게 제어되어 진행되도록 거울반사면의 곡률을 최적화 함으로써, 휘도 균일성을 확보할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (10)

  1. 광을 발생하는 다수의 광원;
    상기 다수의 광원의 하부에 형성된 반사판;
    상기 반사판 상에 라미네이팅 형성되고, 임의의 광원으로부터 입사된 광을 상기 임의의 광원을 포함한 두 광원 사이로 반사되도록 제어하기 위한 거울반사면;
    상기 다수의 광원의 상부에 형성된 확산판; 및
    상기 다수의 광원, 반사판, 거울반사면 및 확산판을 수납하기 위한 프레임
    을 포함하고,
    상기 거울반사면은 상기 다수의 광원들과 각각 대응되면서, 서로 이격되어 있고, 상기 거울반사면들은 상기 반사판 상에 서로 이격 되도록 형성되며,
    상기 거울반사면의 폭은 상기 광원의 직경보다는 크고 상기 다수의 광원 중 두 광원 사이의 간격보다는 작거나 같도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 거울반사면은 상기 다수의 광원 중 하나의 광원으로부터 입사된 광을 상기 하나의 광원과 인접하는 광원 사이로 진행되도록 소정의 곡률로 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 거울반사면은 원형 또는 타원형 중 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 거울반사면은 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 중 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  7. 제1항에 있어서, 상기 반사판은 상기 거울반사면과 동일 재질 또는 반사특성을 갖는 다른 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  8. 제1항에 있어서, 상기 거울반사면의 표면 거칠기는 반사특성을 강화하기 위해 상기 광원으로부터 입사된 광의 파장보다 작도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  9. 제1항에 있어서, 상기 반사판은 상기 거울반사면에 의해 반사되지 않고 투과된 일부 광을 반사시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  10. 제1항에 있어서, 상기 거울반사면의 반사 정도는 상기 소정 곡률에 비례하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
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