KR101037088B1 - 백 라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이용한 백 라이트 유닛에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛은 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛은 광을 발생하는 다수의 램프들과, 상기 램프의 양 끝단부에 전원을 공급하도록 도체로 형성되며 소정의 길이를 가지는 캡과, 상기 램프들로부터 발생된 광을 확산함과 아울러 상기 램프들의 전체 길이를 덮도록 형성되는 확산판과; 상기 램프들의 양 끝단부를 가리는 차광막을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

백 라이트 유닛{Backlight Unit}
도 1은 종래의 액정표시장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'를 절단한 단면을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 램프를 상세히 나타낸 도면이다.
도 4는 종래의 액정표시장치의 표시영역 및 비표시영역을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ'를 절단한 단면을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 표시영역을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ'를 절단한 단면을 나타낸 도면이다.
도 10는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 표시영역을 나타낸 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
2, 102, 202 : 액정표시패널 8, 18, 108, 118 : 편광 시이트
10, 110, 210 : 광학 시이트 12, 112, 212 : 확산판
14, 114, 214 : 반사판 34, 134, 234 : 케이스
36, 136, 236 : 램프 40, 140, 240 : 표시영역
150 : 차광막 250 : 점광원
본 발명은 백 라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 고 휘도를 실현할 수 있는 백 라이트 유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display ; 이하 "LCD"라 함)는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, LCD는 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다. 한편, LCD는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.
이와 같은 LCD은 자발광 표시장치가 아니기 때문에 백 라이트(Back Light)와 같은 광원이 필요하게 된다. 이러한, LCD용 백 라이트는 직하형 방식과 에지형 방식 등이 있다. 에지형 방식은 평판 외곽에 램프를 설치한 것으로, 램프로부터 투명한 도광판을 이용하여 액정표시패널 전체의 면으로 빛이 입사된다. 직하형은 평면에 램프를 여러 개 배치한다. 그리고 램프와 액정표시패널 사이에 확산판을 설치하여 액정표시패널과 램프 사이를 일정하게 유지한다. 한편, 램프의 형태에 따 라 구분하면, 램프의 유리관 양 끝단에 전극을 삽입하여 전원을 공급하는 냉음극관("Cold Cathode Fluorescent Lamp: 이하 "CCFL")방식과, 램프의 유리관 양 끝단을 메탈재질로 감싸는 전극부에 전원을 공급하는 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lighting : 이하 "EEFL")방식이 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 외부전극형광램프를 사용하는 LCD를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 LCD는 화상을 표시하기 위한 액정표시패널(2)과, 액정표시패널(2)에 균일한 광을 조사하기 위한 백 라이트 유닛을 구비한다.
액정표시패널(2)은 상부 및 하부기판의 사이에 액정셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix) 형태로 배열되고, 이 액정셀들 각각에 전계를 인가하기 위한 화소전극들과 공통전극이 마련되게 된다. 이러한 화소전극들 각각은 스위치 소자로 사용되는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)에 접속되게 된다. 화소전극은 박막 트랜지스터를 통해 공급되는 데이터신호에 따라 공통전극과 함께 액정셀을 구동하여 비디오신호에 해당하는 화상을 표시하게 된다.
백 라이트 유닛은 케이스(34)와, 케이스(34)의 전면에 적층되는 반사판(14)과, 반사판(14)의 상부에 위치하는 다수의 램프(36)와, 다수의 램프(36) 상부에 배치되는 확산판(12) 및 광학 시이트(10)를 구비한다.
케이스(34)는 전면에 반사판(14)이 적층되고, 반사판(14)의 상부에 다수의 램프들(36)이 배열된다. 또한, 케이스(34)의 가장자리와 확산판(12)의 가장자리가 서로 체결되어 확산판(12)의 상부에 적층되는 광학 시이트(10) 및 액정표시패널(2) 과 램프들(36)의 간격을 유지하게 된다.
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.
확산판(12)은 다수의 램프들(36)에서 발산된 광을 액정표시패널로 진행하도록 하고, 넓은 범위의 각도에서 입사할 수 있게 한다.
광학 시이트들(10)은 확산판(12)으로부터 출사된 광의 시야각을 좁게 함으로써 액정표시장치의 정면 휘도를 향상시키고 소비전력을 줄일 수 있다.
다수의 램프들(36) 각각은 유리관과, 유리관 내부에 있는 불활성기체들과, 도 3에 도시된 바와 같이 유리관의 양 끝단부를 감싸는 메탈 재질의 음극부 및 양극부(38a, 38b)로 구성된다. 이러한 메탈 재질의 음극부 및 양극부(38a, 38b)는 램프(36)에 충분한 에너지를 공급해 주기 위해서 대략 1Cm 이상으로 형성되게 된다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이 종래의 액정표시장치의 표시 영역(40)은 램프(36)의 양 끝단부의 비표시영역(44)이 제외된 영역으로 설정된다. 결과적으로, 종래의 액정표시장치는 이 비표시영역(44)을 감싸기 위한 구조로 제작되게 됨으로, 모듈의 크기가 커지고 생산단가가 상승하게 되는 문제점이 발생하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 확장된 표시영역을 확보할 수 있는 백 라이트 유닛을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛은 광을 발생하는 다수의 램프들과, 상기 램프의 양 끝단부에 전원을 공급하도록 도체로 형성되며 소정의 길이를 가지는 캡과, 상기 램프들로부터 발생된 광을 확산함과 아울러 상기 램프들의 전체 길이를 덮도록 형성되는 확산판과; 상기 램프들의 양 끝단부를 가리는 차광막을 구비한다.
상기 확산판으로부터 출사된 광을 전면 방향으로 입사되도록 광 경로를 변환하며 상기 확산판의 크기와 유사한 크기로 형성되는 광학 시이트와; 상기 다수의 램프들 배면에 배치되어 상기 다수의 램프들로부터 발생된 광을 반사시키는 반사판과, 상기 다수의 램프들과, 상기 확산판과, 상기 차광막과, 상기 반사판 및 상기 광학 시이트가 안착되는 케이스를 더 구비한다.
상기 차광막은 외부에서 내부로 입사되는 광을 차단하는 반면에, 내부에서 외부로 조사되는 광을 투과한다.
본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛은 광을 발생하는 다수의 램프들과, 상기 램프들의 양 끝단부에 전원을 공급하도록 도체로 형성되며 소정의 길이를 가지는 캡과, 상기 램프들의 양 끝단부 영역 사이에 배치되는 점광원과; 상기 램프들 및 상기 점광원으로부터 발생된 광을 확산함과 아울러 상기 램프들의 전체 길이를 덮도록 형성되는 확산판을 구비한다.
상기 확산판으로부터 출사된 광을 전면 방향으로 입사되도록 광 경로를 변환 하며 상기 확산판의 크기와 유사한 크기로 형성되는 광학 시이트와; 상기 다수의 램프들과, 상기 확산판 및 상기 광학 시이트가 안착되는 케이스와; 상기 램프들의 양 끝단부 영역을 가리는 차광막을 더 구비한다.
상기 차광막은 외부에서 내부로 입사되는 광을 차단하는 반면에, 내부에서 외부로 조사되는 광을 투과한다.
상기 점광원으로부터 발생되는 광의 밝기는 상기 램프들로부터 발생되는 광의 밝기와 유사하게 형성된다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 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. 이러한 액정표시패널(102)은 액정셀들 각각의 굴절율이 비디오신호에 따라 변화됨으로써 비디오신호에 해당하는 화상이 표시되게 된다. 이와 같은 액정표시패널(102)의 하부기판 상에는 박막트랜지스터에 구동신호를 인가하기 위한 드라이버 집적회 로가 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 조사하는 다수개의 램프(136)와, 다수개의 램프(136)를 수납하는 케이스(134)와, 램프(136)와 케이스(134) 사이에 설치되어 램프(136)로부터 발생된 광의 누설을 방지함과 아울러 반사시키는 반사판(114)과, 램프(136) 및 램프(136)의 양 전극부를 덮도록 형성됨과 아울러 광을 확산시키는 확산판(112)과, 확산판(112) 상부에 배치되어 램프(136)로부터 발생되는 광을 액정표시패널(102) 방향으로 진행시킴과 아울러 광의 효율을 향상시키는 광학 시이트(110)와, 램프(136)의 양 전극부 상부를 덮는 차광막(150)을 구비한다.
다수의 램프(136)들 각각은 유리관과, 유리관 내부에 있는 불활성기체들과, 유리관의 양 끝단부에 설치되는 음극부 및 양극부로 구성된다. 유리관 내부에는 불활성기체들이 충진되어 있으며, 유리관 내벽에는 형광체가 도포되어 있다. 이러한 다수의 램프들(136) 각각은 인버터로부터의 교류전압이 음극부 및 양극부에 인가되면, 램프들(136)의 중앙부분에서 가상접지가 형성되고 양 전극에서 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. 이러한 램프(136)들은, 양 전극부에 전압 공급을 위하여 메탈 재질의 캡(Cap)을 구비하게 된다.
다수의 램프(136)를 수납하는 케이스(134)는 다수의 램프들(136)의 측면 및 배면으로 진행하는 가시광선을 전면, 즉 확산판(112) 방향으로 반사시킴으로써 램프들(136)에서 발생되는 광의 경로를 변환시킨다. 이러한 케이스(134)에는 다수의 램프(136)가 일정한 간격을 유지하며 배열된다.
반사판(114)은 케이스(134)의 상면과 다수개의 램프(136)사이에 배치되어 램프들(136)로부터 발생된 광 중 액정표시패널(102)의 반대방향으로 조사되는 광의 경로를 변환시켜 액정표시패널(102) 방향으로 조사되게 함으로써 광의 효율을 향상시킨다.
확산판(112)은 다수의 램프들(136)에서 발산된 광을 액정표시패널(102)로 진행하도록 하고, 넓은 범위의 각도에서 입사할 수 있게 한다. 이러한 확산판(112)은 내부에는 다수의 비즈(Beads)가 형성되어 램프들(136)로부터 발생된 광을 확산시킴으로써, 확산판(112)의 표면으로부터 출사되는 광의 출사범위를 확장하게 된다. 이러한 확산판(112)의 재질로는 고순도 아크릴 수지(Poly methy methacrylate : PMMA) 등이 사용된다. 이러한 확산판(112)은 다수의 램프(136)들의 양 전극부까지 확장되어 배치되게 된다.
광학 시이트(110)는 확산판(112)으로부터 출사된 광의 경로를 변환함으로써 액정표시패널(102)로 입사되는 광이 직진될 수 있도록 조절함으로써 액정표시패널 (102)의 정면 휘도를 향상시키게 된다. 이러한 광학 시이트(110)는 확산판(112)의 확장된 부분이 포함되도록 즉, 확산판(112) 크기와 유사한 크기를 가지며 형성된다.
차광막(150)은 램프(136)의 양 전극부의 상부에 배치되어 램프(136)의 양 전극부가 외부에서 보이지 않도록 가리게 된다. 이러한 차광막(150)은 외부에서 내부로 입사되는 광을 차단하는 반면에, 내부에서 외부로 조사되는 광은 투과하게 된다.
이와 같은 구조를 가지는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 백 라이트 유닛은 램프(136)로부터 발생된 광을 확산판(112)을 이용하여 확산시킴으로써, 도 7에 도시된 바와 같이 램프(136)로부터 광이 발생되지 않는 양 전극부 영역에서의 광을 확산시켜 실질적으로 표시영역(140)을 확장시키게 된다.
한편, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 백 라이트 유닛은 확장된 확산판(112)의 제한적 확산으로 인하여 표시영역(140)을 확장시키는데 한계를 가지고 있다. 이에 따라, 램프(136)들의 양 전극부 영역에 점광원을 구비함으로써 실질적인 표시영역을 확장할 수 있는 백 라이트 유닛을 제2 실시 예에서 제안하기로 한다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(202)과, 액정표시패널(202)에 광을 조사하는 백 라이트 유닛을 구비한다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정표시패널(202)은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시패널(202)과 동일함으로 그 설명을 생략하기로 한다.
백 라이트 유닛은 외부 전원으로부터 전원을 공급받아 액정표시패널(202)에 광을 조사하는 다수개의 램프(236)와, 다수개의 램프(236)들의 양 전극부들 간에 배치되어 광을 발생하는 점광원(250)과, 다수개의 램프(236) 및 점광원(240)을 수납하는 케이스(134)와, 램프(236)와 케이스(234) 사이에 설치되어 램프(236)로부터 발생된 광의 누설을 방지함과 아울러 반사시키는 반사판(214)과, 램프(236) 및 램프(236)의 양 전극부를 덮도록 형성됨과 아울러 광을 확산시키는 확산판(212)과, 확산판(212) 상부에 배치되어 램프(236)로부터 발생되는 광을 액정표시패널(202) 방향으로 진행시킴과 아울러 광의 효율을 향상시키는 광학 시이트(210)를 구비한다.
여기서, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 백 라이트 유닛은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 백 라이트 유닛과 비교하여 다수개의 램프(236)의 양 전극부 영역에 배치되는 점광원(250)과 차광막이 제거된 것을 제외하고 동일한 구성을 가짐으로 점광원(250)을 제외한 설명을 생략하기로 한다.
다수의 점광원(250)은 다수개의 램프(236)들의 양 전극부 영역에서 램프(236)들의 배열 간에 형성되는 빈 공간 사이에 일정간격을 가지며 배치된다. 이러한, 점광원(250)은 백색 LED(Light Emitting Diode) 등으로 형성되며, 점광원(250)의 밝기는 다수개의 램프(236)로부터 발생되는 광의 밝기와 동일하게 조절된다.
여기서, 램프들(236)의 양 전극부를 덮는 캡은 전원이 공급될 수 있도록 도 전체로 형성되며, 이러한 도전체의 표면은 광이 반사될 수 있도록 표면처리를 하게 된다. 이에 따라, 점광원(250)으로부터 발생되는 광이 캡의 표면에서 확산 및 산란을 일으킴으로써 다수의 램프들(236)들이 배열된 중앙과 동일한 효과를 가지게 된다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 백 라이트 유닛은 다수개의 램프(236)들의 양 전극부 영역에서 추가로 광을 발생하게 됨으로 도 10에 도시된 바와 같이 실질적인 표시영역(240)을 확장할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛은 실질적인 표시영역을 확장하게 됨으로 인하여 동일 크기의 액정표시모듈과 비교하여 더 큰 화상을 표현할 수 있게된다. 또한, 동일크기의 표시영역을 가지는 액정표시모듈과 비교하여 더 작고 최적화된 모듈을 구비하게 됨으로써 경량화될 수 있으며, 결과적으로 생산단가를 저감할 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 (7)

  1. 광을 발생하는 다수의 램프들과,
    상기 램프의 양 끝단부에 전원을 공급하도록 도체로 형성되며 소정의 길이를 가지는 캡과,
    상기 램프들로부터 발생된 광을 확산함과 아울러 상기 램프들의 전체 길이를 덮도록 형성되는 확산판과;
    상기 램프들의 양 끝단부를 가리는 차광막을 구비하는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 확산판으로부터 출사된 광을 전면 방향으로 입사되도록 광 경로를 변환하며 상기 확산판의 크기와 유사한 크기로 형성되는 광학 시이트와;
    상기 다수의 램프들 배면에 배치되어 상기 다수의 램프들로부터 발생된 광을 반사시키는 반사판과,
    상기 다수의 램프들과, 상기 확산판과, 상기 차광막과, 상기 반사판 및 상기 광학 시이트가 안착되는 케이스를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 차광막은
    외부에서 내부로 입사되는 광을 차단하는 반면에, 내부에서 외부로 조사되는 광을 투과하는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  4. 광을 발생하는 다수의 램프들과,
    상기 램프들의 양 끝단부에 전원을 공급하도록 도체로 형성되며 소정의 길이를 가지는 캡과,
    상기 램프들의 양 끝단부 영역 사이에 배치되는 점광원과;
    상기 램프들 및 상기 점광원으로부터 발생된 광을 확산함과 아울러 상기 램프들의 전체 길이를 덮도록 형성되는 확산판을 구비하는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 확산판으로부터 출사된 광을 전면 방향으로 입사되도록 광 경로를 변환하며 상기 확산판의 크기와 유사한 크기로 형성되는 광학 시이트와;
    상기 다수의 램프들과, 상기 확산판 및 상기 광학 시이트가 안착되는 케이스와;
    상기 램프들의 양 끝단부 영역을 가리는 차광막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 차광막은
    외부에서 내부로 입사되는 광을 차단하는 반면에, 내부에서 외부로 조사되는 광을 투과하는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 점광원으로부터 발생되는 광의 밝기는 상기 램프들로부터 발생되는 광의 밝기와 유사한 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
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