KR101028926B1 - 백 라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 백 라이트 유닛에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛은 광을 발생하는 다수개의 램프와; 상기 램프들을 수납하는 케이스와; 상기 케이스와 램프들 사이에 배치되어 상기 램프를 지지하는 램프홀더를 구비하고, 상기 램프들 간의 간격이 다르게 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

백 라이트 유닛{BACK LIGHT UNIT}
도 1은 종래의 액정표시장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ'을 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 2의 램프홀더를 상세히 나타낸 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시 예에 따른 램프홀더의 다른 형태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 램프홀더 및 램프의 결합을 나타내는 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
2, 102 : 액정패널 8, 18, 108, 118 : 편광 시이트
10, 110 : 광학 시이트 12, 112 : 도광판
4, 114 : 반사판 34, 134 : 케이스
36, 136 : 램프 150 : 램프홀더
152 : 안착부 154 : 지지대
156 : 받침부 162 : 홀
164 : 신장부
본 발명은 액정표시장치의 백 라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 화상이 구현되는 액정표시패널의 중앙부분을 강조하여 화질을 개선하는 백 라이트 유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display : "LCD")는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, 액정표시장치는 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다. 한편, 액정표시장치는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.
이와 같은 액정표시장치는 자발광 표시장치가 아니기 때문에 백 라이트(Back Light)와 같은 광원이 필요하게 된다. 이러한 액정표시장치용 백 라이트는 에지(Wedge)형 방식과 직하형 방식의 두 종류가 있다. 에지형 방식은 중형 및 소형의 액정표시패널에 광을 조사하기 위해 평판 외곽에 램프를 설치한 것으로, 램프로부터 발생된 광은 투명한 도광판을 통하여 액정표시패널 전체의 면으로 입사된다. 직하형은 대형 및 중형의 액정표시패널에 광을 조사하기 위해 평면에 램프를 여러개 배치하고 램프와 액정표시패널 사이에 확산판을 설치한다.
도 1은 종래의 분할 구동되는 직하형 액정표시장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 분할 구동되는 직하형 액정표시장치는 액정표시패널(2)과, 액정표시패널(2)에 광을 조사하는 백 라이트 유닛을 구비한다.
액정표시패널(2)은 상부 및 하부 유리기판의 사이에 액정셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix) 형태로 배열되게 되고 아울러 액정셀들 각각에는 비디오신호를 절환하기 위한 박막트랜지스터(Thin film Transistor)가 설치되어 있다. 이러한 액정표시패널(2)은 액정셀들 각각의 굴절율이 비디오신호에 따라 변화됨으로써 비디오신호에 해당하는 화상이 표시되게 된다. 이와 같은 액정표시패널(2)의 하부기판 상에는 박막트랜지스터에 구동신호를 인가하기 위한 드라이버 집적회로가 실장된 도시하지 않은 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package)가 부착된다. 또한, 액정표시패널(2)의 전면 및 배면에는 편광 시이트(8, 18)가 각각 설치된다. 여기서, 편광 시이트(8, 18)는 액정셀들에 의해 표시되는 화상의 시야각을 향상시키는 기능을 한다.
백 라이트 유닛은 외부 전원으로부터 전원을 공급받아 액정표시패널(2)에 광을 조사함과 아울러 분할 구동되는 다수개의 램프(36)와, 다수개의 램프(36)를 수납하는 케이스(34)와, 램프(36)와 케이스(34) 사이에 설치되어 램프(36)로부터 발생된 광의 누설을 방지함과 아울러 확산시키는 반사판(14)과, 램프(36)로부터 발생 되는 광을 액정표시패널(2) 방향으로 진행시키는 도광판(12)과, 도광판(12)으로부터 출사되는 광의 효율을 향상시켜 액정표시패널(2)에 조사하는 다수의 광학 시이트(10)들을 구비한다.
다수의 램프(36)들 각각은 유리관과, 유리관 내부에 있는 불활성기체들과, 유리관의 양 끝단부에 설치되는 음극 및 양극으로 구성된다. 유리관 내부에는 불활성기체들이 충진되어 있으며, 유리관 내벽에는 형광체가 도포되어 있다. 이러한 다수의 램프들(36) 각각은 인버터로부터의 교류전압이 고압전극 및 저압전극에 인가되면, 저압전극으로부터 전자가 방출되어 유리관 내부의 불활성기체들과 충돌하여 기하급수적으로 전자의 양이 늘어나게 된다. 이후, 늘어난 전자들에 의해 유리관 내부에 전류가 흐르게 되고, 이러한 전자에 의해 불황성기체가 여기되면서 자외선이 방출된다. 이와 같은 방식으로 방출된 자외선은 유리관 내측벽에 도포된 발광성 형광체와 충돌하여 가시광선을 방출시킨다.
다수의 램프(36)를 수납하는 케이스(34)는 다수의 램프(36)들 각각으로부터 방출되는 가시광선의 빛샘을 방지함과 아울러 다수의 램프들(36)의 측면 및 배면으로 진행하는 가시광선을 전면, 즉 도광판(12) 방향으로 반사시킴으로써 램프들(36)에서 발생되는 광의 효율을 향상시킨다. 이러한 케이스(34)에는 다수의 램프(36)가 일정한 간격을 유지하며 배열된다.
반사판(14)은 케이스(34)의 상면과 다수개의 램프(36)사이에 배치되어 램프들(36)로부터 발생된 광을 반사시켜 액정표시패널(2) 방향으로 조사되게 함으로써 광의 효율을 향상시킨다.
도광판(12)은 다수개의 램프들(36)로부터 발생된 광을 도광판(12)에 형성된 홈 및/또는 돌기 형태의 광 패턴을 이용하여 산란시킴으로써, 광이 액정표시패널(2)로 넓은 각도를 가지며 진입시키도록 한다.
광학 시이트(10)들은 도광판(12)으로부터 출사된 광의 휘도를 증가시킴으로써 액정표시장치의 정면 휘도를 개선하여 소비전력을 저감시킬 수 있다. 또한, 광학 시이트(10)들은 반사 시이트(14) 및 도광판(12)의 표면으로부터 경사지게 입사되는 광이 액정표시패널(2) 방향으로 수직하게 진행되게 한다. 다시 말하여, 광학 시이트(10)들은 광학 시이트(10)들의 표면으로부터의 광의 진행방향을 일으켜 세우는 역할을 한다.
이러한 구조를 가지는 종래의 액정표시장치는 램프(36)들 간의 거리가 일정하게 배열되고, 케이스(34)의 전면으로부터 동일한 높이를 가지며 설치된다. 이에 따라, 화면의 균일도가 일정하여 CRT(Cathode Ray Tube)와는 달리 사용자의 눈의 피로를 감소시키된다.
한편, 통계적 및 실험적 결과로서, 사용자의 화면 시청 시 사용자의 화면의 집중도는 중앙부분에 집중된다. 구체적으로, 중형 및 대형 화면과, TV용 화면과 같이 화면으로부터 사용자에게 전달하는 데이터 정보량이 많은 화면구조에 있어서, 사용자는 가장자리보다 중앙부분에 더 집중하여 시청하게 된다. 이렇게 사용자가 화면의 중앙부분에 집중하게 됨으로 화면의 중앙부분의 휘도를 강조해야할 필요가 있다. 그러나, 종래의 램프(36)들 간의 간격이 일정한 배열구조는 별도의 구조물의 추가 없이 화면의 중앙부분의 휘도를 강조할 수 없을 뿐만 아니라, 화면의 가장 자리에도 동일한 휘도의 빛을 조사하기 때문에 사용자가 인식하지 못하는 곳에 불필요한 휘도공급이 이루어지게 된다. 따라서, 불필요한 전력을 낭비하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 화면의 중앙부분의 휘도를 강조함으로써 사용자에게 보다 개선된 화질을 제공할 수 있도록 하는 백 라이트 유닛을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛은 광을 발생하는 다수개의 램프와; 상기 램프들을 수납하는 케이스와; 상기 케이스와 램프들 사이에 배치되어 상기 램프를 지지하는 램프홀더를 구비하고, 상기 램프들 간의 간격이 다르게 형성된다.
상기 램프 홀더는 상기 램프가 안착되는 다수개의 안착부와; 상기 안착부들을 지지하는 지지대들과; 상기 지지대들과 체결됨과 아울러 상기 케이스에 안착되는 받침부를 구비하는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
상기 안착부들 간의 간격이 가장자리로부터 중앙으로 갈수록 작아지도록 형성된다.
상기 램프홀더는 안착부의 형태가 적어도 한 쪽이 개구된 링 형태, 중앙에 상기 램프가 삽입되도록 형성된 홀을 가지는 신장부 및 받침대 전면에 다수개의 홀 이 형성되는 형태 중 적어도 하나로 형성된다.
상기 안착부는 상기 램프가 냉음극관 램프일 경우 절연물질로 형성되고, 상기 램프가 외부전극형 램프일 경우 도전성 물질로 형성된다.
본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛은 광을 발생하는 다수개의 램프와; 상기 램프들을 수납하는 케이스와; 상기 케이스와 램프들 사이에 배치되어 상기 램프를 지지하는 램프홀더를 구비하고, 상기 램프들 간의 간격이 다르게 형성됨과 아울러 상기 램프들이 상기 케이스의 바닥면으로부터 이격되는 높이가 상기 케이스의 가장자리에서 중앙으로 갈수록 커지도록 형성된다.
상기 안착부들 간의 간격은 상기 케이스의 가장자리로부터 중앙으로 갈수록 작아지고, 상기 지지대들의 높이는 상기 케이스의 가장자리로부터 중앙으로 갈수록 커지도록 형성된다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(102)과, 액정표시패널(102)에 광을 조사하는 백 라이트 유닛을 구비한다.
액정표시패널(102)은 상부 및 하부 유리기판의 사이에 액정셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix) 형태로 배열되게 되고 아울러 액정셀들 각각에는 비디오신호를 절환하기 위한 박막트랜지스터(Thin film Transistor)가 설치되어 있다. 이 러한 액정표시패널(102)은 액정셀들 각각의 굴절율이 비디오신호에 따라 변화됨으로써 비디오신호에 해당하는 화상이 표시되게 된다. 이와 같은 액정표시패널(102)의 하부기판 상에는 박막트랜지스터에 구동신호를 인가하기 우한 드라이버 집적회로가 실장된 도시하지 않은 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package)가 부착된다. 또한, 액정표시패널(102)의 전면 및 배면에는 편광 시이트(108, 118)가 각각 설치된다. 여기서, 편광 시이트(108, 118)는 액정셀들에 의해 표시되는 화상의 시야각을 향상시키는 기능을 한다.
백 라이트 유닛은 외부 전원으로부터 전원을 공급받아 액정표시패널(102)에 광을 조사함과 아울러 분할 구동되는 다수개의 램프(36)와, 다수개의 램프(136)를 고정시키는 램프홀더(150)와, 다수개의 램프(136) 및 램프홀더(150)를 수납하는 케이스(134)와, 램프(136)와 케이스(134) 사이에 설치되어 램프(136)로부터 발생된 광의 누설을 방지함과 아울러 확산시키는 반사판(114)과, 램프(136)로부터 발생되는 광을 액정표시패널(102) 방향으로 진행시키는 도광판(112)과, 도광판(112)으로부터 출사되는 광의 효율을 향상시켜 액정표시패널(102)에 조사하는 다수의 광학 시이트(110)들을 구비한다.
다수의 램프(136)들 각각은 유리관과, 유리관 내부에 있는 불활성기체들과, 유리관의 양 끝단부에 설치되는 음극 및 양극으로 구성된다. 유리관 내부에는 불활성기체들이 충진되어 있으며, 유리관 내벽에는 형광체가 도포되어 있다. 이러한 다수의 램프들(136) 각각은 인버터로부터의 교류전압이 고압전극 및 저압전극에 인가되면, 저압전극으로부터 전자가 방출되어 유리관 내부의 불활성기체들과 충돌하 여 기하급수적으로 전자의 양이 늘어나게 된다. 이후, 늘어난 전자들에 의해 유리관 내부에 전류가 흐르게 되고, 이러한 전자에 의해 불황성기체가 여기되면서 자외선이 방출된다. 방출된 자외선은 유리관 내측벽에 도포된 발광성 형광체와 충돌하여 가시광선을 방출시킨다. 여기서, 본 발명은 램프의 형태에 국한되지 않는다. 예컨대, 램프(136)는 "U"자형, "L"자형 등의 램프가 사용될 수 있다.
램프홀더(150)는 도 4에 도시된 바와 같이 다수개의 램프(136)의 끝단을 감쌈과 아울러 그 일부가 개구된 다수개의 안착부(152)와, 안착부(152)들의 일측과 체결되어 안착부(152)를 지지하는 지지부(154)들과, 다수개의 지지부(154)와 체결는 받침부(156)를 구비한다.
안착부(152)는 그 일부가 개구된 링 형태로 성형된다. 또한, 안착부(152)는 램프(136)가 냉음극관 램프일 경우 절연물질로 형성되며, 램프(136)가 외부전극형 램프일 경우 외부전극형 램프에 전원을 공급하기 위하여 도전성 물질로 형성된다.
받침부(156)는 램프(136)들이 중앙부분에 집중될 수 있도록 위로 휘어진 형태를 가지며, 가장자리에 배치된 램프(136)들 간의 간격과 중앙에 배치되는 램프(136)들 간의 간격이 다르도록 안착부(152) 및 지지대(154)가 배치된다. 이러한 램프홀더(150)는 램프(136)을 지지함과 아울러 고정시키는 역할을 하며, 케이스(134)에 안착되어 고정된다. 여기서, 램프(136)들을 고정시키는 램프홀더(150)의 형태는 특정형태에 국한되지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 실시 예에 따른 램프홀더(150)의 형태는 도 5a에 도시된 바와 같이 "H"자 형태의 다수개의 안착부(152)를 가지는 램프홀더(150) 또는 도 5b에 도시된 바와 같이 받침부(156)으로부터 소정 높이로 신장된 신장부(162)에 램프(136)가 삽입될 수 있도록 홀(164)이 가지는 형태로 성형될 수 있다. 또한, 램프홀더(150)의 형태는 도 5c에 도시된 바와 같이 다수개의 홀(164)이 받침부(156)의 내부에 형성되는 형태로 성형될 수 있다.
다수개의 램프들(136)과 램프홀더(150)를 수납하는 케이스(134)는 다수개의 램프들(136) 각각으로부터 방출되는 가시광선의 빛샘을 방지함과 아울러 다수의 램프들(136)의 측면 및 배면으로 진행하는 가시광선을 전면, 즉 도광판(112) 방향으로 반사시킴으로써 각각의 램프(136)에서 발생되는 광의 효율을 향상시킨다.
반사판(114)은 케이스(134)의 상면과 다수개의 램프(136)사이에 배치되어 램프들(136)로부터 발생된 광을 반사시켜 액정표시패널(102) 방향으로 조사되게 함으로써 광의 효율을 향상시킨다.
도광판(112)은 다수개의 램프들(136)로부터 발생된 광을 도광판(112)에 형성된 홈 및/또는 돌기 형태의 광 패턴을 이용하여 산란시킴으로써, 광이 액정표시패널(102)로 넓은 각도를 가지며 진입시키도록 한다.
광학 시이트(110)들은 도광판(112)으로부터 출사된 광의 휘도를 증가시킴으로써 액정표시장치의 정면 휘도를 개선시켜 소비전력을 저감시킬 수 있다. 또한 광학 시이트(110)들은 반사 시이트(114) 및 도광판(112)의 표면으로부터 경사지게 입사되는 광이 수직하게 액정표시패널(102) 방향으로 진행되게 한다. 다시 말하여, 광학 시이트(110)들은 광학 시이트(110)들의 표면으로부터의 광의 진행방향을 일으켜 세우는 역할을 한다.
이와 같은 구조를 가지는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치에서 램프 (136)의 배열에 대하여 상세히 살펴보기로 하자.
먼저, 도 6에 도시된 바와 같이 케이스(134)의 가장자리 양 측에 램프홀더(150)가 고정된다. 이후 다수개의 램프(136)가 램프홀더(150)의 안착부(152)들에 억지끼움 형식으로 삽입된다. 여기서, 안착부(152)의 크기는 램프(136)의 유동을 방지할 수 있도록 램프(136)의 직경과 거의 유사하거나 약간 크게 형성된다. 또한, 램프홀더(150)에 배치되는 안착부(152)들의 간격은 중앙부분에서 램프(136)들이 집중적으로 배치 될 수 있도록 형성된다. 즉, 중앙에서의 인접한 안착부(152)들 간의 간격은 가장자리로 갈수록 그 간격이 넓어지게 형성된다. 이에 따라, 안착부(152)들에 삽입되는 램프(136)들도 안착부(152)들 간의 간격에 따라 가장자리에 갈수록 램프(136)들 간의 간격이 넓어지게 된다. 결과적으로 케이스(134)의 중앙부분에 더 많은 램프(136)가 집중되게 됨에 따라 광량이 증가하고, 중앙부분에서의 휘도가 증가하게 된다. 반면에 케이스(134)의 가장자리 부분에서는 램프(136)들이 적게 배치됨으로 가장자리 부분에서의 휘도는 중앙부분에 비교하여 상대적으로 작아지게 된다.
또한, 램프(136)는 케이스(134)로부터 소정의 높이로 이격되어 설치된다. 이때, 케이스(134)로부터 램프(136)를 이격시키는 램프홀더(150)의 지지대(154)의 높이가 각기 상이하게 형성된다. 구체적으로, 가장자리에 위치한 지지대(154)의 높이가 중앙부분에 위치한 지지대(154)의 높이보다 낮게 형성된다. 이러한 높이에 따라 중앙부분에 위치한 램프(136)로부터 조사되는 광이 가장자리에 위치한 램프(136)로부터 조사되는 광보다 도광판(136)의 배면을 기준으로 높은 휘도를 가지게 된다. 따라서, 중앙부분의 휘도가 가장자리의 휘도보다 높게 형성된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 백 라이트 유닛은 중앙부분에 램프들 간의 간격이 가장자리 부분에서의 램프들 간의 간격보다 조밀하게 형성됨으로 중앙부분에서의 휘도가 증가하게 된다. 이에 따라, 사용자가 인식하게 되는 중앙부분에서의 휘도가 선명하게 표현됨으로 동일한 전력을 사용하여 종래보다 개선된 화질을 사용자에게 제공할 수 있다. 또한, 중앙부분에 집중되는 광량을 조절하고 가장자리 부분의 전력을 줄임으로써 전력소비를 줄일 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 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 광을 발생하는 다수개의 램프와;
    상기 램프들을 수납하는 케이스와;
    상기 케이스와 램프들 사이에 배치되어 상기 램프를 지지하는 램프홀더를 구비하고,
    상기 램프들 간의 간격이 다르게 형성됨과 아울러 상기 램프들이 상기 케이스의 바닥면으로부터 이격되는 높이가 상기 케이스의 가장자리에서 중앙으로 갈수록 커지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 램프홀더는
    상기 램프가 안착되는 다수개의 안착부와;
    상기 안착부들을 지지하는 지지대들과;
    상기 지지대들과 체결됨과 아울러 상기 케이스에 안착되는 받침부를 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 안착부들 간의 간격은 상기 케이스의 가장자리로부터 중앙으로 갈수록 작아지고,
    상기 지지대들의 높이는 상기 케이스의 가장자리로부터 중앙으로 갈수록 커지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 안착부는 적어도 한 쪽이 개구된 링 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 램프홀더는
    중앙에 상기 램프가 삽입되도록 형성된 홀을 가지는 신장부; 및
    상기 신장부를 지지하는 받침부를 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 램프홀더는 상기 램프들이 삽입되는 다수의 홀이 형성된 받침부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
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