KR20010002204A - 평판 램프 백라이트형 엘시디 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평판 램프 백라이트형 LCD의 구성에 관한 것으로서,

제 1 구성은 평판 램프 위에 확산판과 액정 판넬을 차레로 구비하여 이루어지는 평판 램프 백라이트형 LCD에 있어서, 상기 확산판은 단면이 ∩자를 이루도록 주변부가 아래쪽으로 구부러진 상태로 형성되어 평판 램프와 액정 판넬 사이에 일정 두께의 공간이 개재되는 것을 특징으로 하며, 제 2 구성은 평판 램프 백라이트형 LCD에 있어서, 백라이트를 이루는 평판 램프의 상부 글래스 기판에 해이즈(Haze)를 형성한 것을 특징으로 한다.

따라서, 평판 램프의 구성상 특징에서 유래하는 휘도 불균일성을 적절한 빛 확산을 통해 개선할 수 있고 확산판의 효율을 늘려 확산판 자체에 의한 휘도의 저하를 방지할 수 있다

Description

평판 램프 백라이트형 엘시디{LCD having flat lamp type backlight}

본 발명은 평판 램프를 백라이트로 가지는 LCD(Liquid Crystal Display)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 평판형 형광방전램프를 백라이트(Backlight)로 액정 판넬에 결합시킨 LCD에 있어서의 결합구조에 관한 것이다.

정보화 사회의 발전에 있어서 화면 표시장치는 그 중대한 기반 요소가 된다. 정보화 사회의 발전에 따라 화면 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있다. 대면적과 고품위의 화면 구현이라는 일반적인 요구에 부응하면서 현재 가장 보편적으로 사용되는 것이 CRT(Cathode Ray Tube)이다. 한편 LCD는 경량, 박형, 저소비전력이라는 특장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 CRT를 대체하면서 발전하고 있다. 특히 TFT(Thin Film Transistor) LCD 분야의 발전은 획기적인 것으로 현대의 고품위 화상 표시장치로서의 요구에도 부응할 수 있어서 노트북 컴퓨터의 모니터 같은 이동형의 용도 외에도 텔레비젼 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.

LCD가 이러한 여러 분야에서 화면 표시장치로서의 역할을 하기 위해 여러 가지 기술적인 발전이 이루어졌는데 화면 표시장치로서 화상의 품질을 높이는 작업은 LCD 고유의 특장점이라 할 수 있는 경량, 박형, 저소비전력의 성질과 배치되는 측면이 많이 있다. 따라서 LCD가 일반적인 화면 표시장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저소비전력의 특징을 가능한 한 유지하면서도 고정세, 고휘도, 다양한 컬러표시 등 고품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 발전의 관건이 걸려있다고 하겠다.

화면의 고품위화와 관련하여 화면을 표시하는 광원이 문제가 된다. 표시광원이 특히 LCD에서 문제가 되는 것은 LCD 자체가 발광능력을 갖지 않기 때문이다. 종래의 TN, STN 등 초기 LCD에서는 외부 광원을 이용하는 반사형이 많았고, 정보표시의 기능이 한정되어 있고, 화면이 작았으므로 광원이 있는 경우에도 반사형 LCD에서 전방이나 측방에 작은 램프를 추가하는 방식이 많이 사용되었다.

그러나 화면이 대면적화 되고 고품위의 요구가 점증하면서 전방이나 측방에 광원을 설치하는 방식보다 화면 뒤에 광원을 설치하고 빛이 액정 판넬을 통과하면서 화상을 표시해주는 백라이트 방식을 많이 사용하게 되었다. 백라이트 방식 LCD의 광원으로는 EL(Electro luminascence), LED(Light Emitting Diode), CCFL(Cold Cathode Flourscent Lamp), HCFL(Hot Cathode Flourscent Lamp) 등을 사용하며, 특히, 수명이 길고 소비전력이 작으며 얇게 형성할 수 있는 CCFL 방식이 대화면 컬러 TFT LCD에서 많이 사용된다.

CCFL 광원은 Penning effect를 이용하기 위해 아르곤, 네온 등을 첨가한 수은 가스를 저압으로 봉입한 형광방전관을 사용하고 있다. 관의 양 끝에는 전극이 형성되는데 음극은 판상으로 넓게 형성되며, 전압이 인가될 경우 스퍼터링 현상에서와 같이 방전관 내의 하전 입자가 판상의 음극과 충돌하여 이차전자를 발생시키고 이는 주변 원소들을 여기시켜 플라즈마를 형성시킨다. 이 원소들은 강한 자외선을 방출하며 이 자외선이 다시 형광체를 여기시켜 형광체가 가시광선을 방출하게 한다.

이러한 형광방전관(11)은 액정 판넬의 아래쪽에 여러 개가 직접 화면을 비추도록 직하형으로 설치되기도 하고, 액정 판넬의 양단 하측에 설치되어 도광판(14) 및 반사판(13)에 의해 화면을 비추도록 에지(EDGE)형으로 설치되기도 한다. 그리고 화면의 휘도 균일성을 개선하기 위해 액정 판넬과 광원 사이에는 확산판(12) 등의 확산장치가 설치된다. 도1과 도2는 이상에서 설명된 일반적인 직하형과 에지형 백라이트의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 대화면의 경우 에지형을 채택하는 경우가 많은데 에지형의 경우 휘도가 낮고, 직하형의 경우 박형화하기 어렵고 온도에 의한 휘도저하가 심하며 휘도의 균일성이 낮다는 문제가 있다.

그리고 대화면 컬러 TFT LCD에 주로 사용되는 CCFL형 백라이트의 경우, 방전관에 봉입된 가스의 주성분이 수은이므로 금속과의 결합으로 쉽게 아말감을 형성하여 램프의 수명이 줄어들기 쉽고, 온도의 변화에 따른 휘도의 변화가 심하며, 특히 최근 환경에 대한 관심이 높아지면서 맹독성의 중금속인 수은 사용에 따른 폐기물의 처리 등이 문제가 되고 있다. 따라서 이들 문제점을 개선할 수 있는 새로운 백라이트의 개발이 요청되고 있다.

이러한 요청에 따라 새로운 무수은 램프가 개발되고 있으며 그 가운데 하나로 크세논(Xe)을 사용하는 평판형 형광방전램프가 유럽특허 WO 98/11596에 소개되어 있다.

도3은 평판형 형광방전램프의 기본적인 구성을 나타내는 개략도이다. 그 구성을 보면 하부 글래스 기판(31)에 두 전극(33)이 함께 형성되어 면방전 방식을 채택하고 있으며, 전극 위로 절연체막(35)과 보호막(37)이 적층되어 있으며, 상판 글래스 기판(43)의 내면에는 형광체막(41)이 적층되어 있다. 상판과 하판은 스페이서(39)를 통해 일정 간격을 유지하고 있다. 원리적으로는 수은 형광방전관과 동일하게 글로우(glow) 방전을 이용하는데 방전전압이 인가되면 봉입된 저압 가스물질이 여기되면서 플라즈마(46) 상을 이루고 이 가스물질에서 나오는 자외선이 방전관 표면의 형광체를 여기시켜 가시광선을 내게 된다.

도4의 a,b,c는 평판형 형광방전램프를 구성하는 상부 판넬, 하부 판넬 및 상하부 판넬을 겹친 상태를 나타내는 사진이다.

평판형 형광방전램프의 하부 판넬에는 두 전극이 평행하게 형성되며 길게 이어지는 음극의 일정 간격마다 양극 쪽으로 다소 튀어나온 돌기부를 형성하여 전압이 인가될 때 방전이 쉽게 이루어지도록 한다. 따라서, 이 부분에서는 휘도가 주변보다 현저하게 높게 되므로 평판형 형광방전램프의 상부 판넬에는 하부 판넬에서 상기 돌기부를 한 정점으로 그 대변이 상기 양극과 겹쳐지는 삼각형을 그릴때 겹쳐지도록 삼각형의 light cutter를 다수 형성한다. 그리고 스페이서가 있는 곳에는 형광체가 눌려 가시광선을 방출하지 못하므로 어두운 점이 된다. 이러한 요소는 평판형 형광방전램프의 평판면상의 휘도 균일성을 떨어뜨리고 따라서 액정 판넬의 휘도 균일성을 떨어뜨리게 된다.

본 발명은 무수은 평판 램프의 일종으로 개발되는 평판형 형광방전램프를 백라이트로 사용하는 LCD에 있어서, 평판형 형광방전램프 판넬의 스페이서가 위치한 부분의 어두운 점과 light cutter 부분의 휘도 불균일성에 따른 LCD의 휘도 불균일을 억제할 수 있고, LCD 제작시 백라이트를 이루는 평판 램프 판넬과 화상 표시에 사용되는 액정 판넬이 겹쳐서 설치됨을 고려하여 외부 충격에 의한 파손의 위험을 줄일 수 있는 실장구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1과 도2는 일반적인 직하형과 에지형 백라이트의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도3은 평판형 형광방전램프의 기본적인 구성을 나타내는 개략도이다.

도4의 a,b,c는 평판형 형광방전램프를 구성하는 상부 판넬, 하부 판넬 및 상하부 판넬을 겹친 상태를 나타내는 사진이다.

도5는 본 발명의 제 1 구성에 따른 일 실시예로서, 백라이트 유닛에 액정 판넬이 장착된 상태에서의 측단면을 나타내는 도면이다.

도6은 도5의 몰드물에서 평판 램프 측면을 둘러싸는 부분의 하부에 구멍가공을 한 상태를 나타낸다.

도7은 본 발명의 제 2 구성에 따른 일 실시예에서 특징부인 평판 램프 부분의 측단면을 나타내는 도면이다.

※도면 주요부분에 대한 부호의 설명

10,20: 백라이트 11: 형광방전관

12,56: 확산판 13: 반사판

14: 도광판 31: 하부 글래스 기판

33: 전극 35: 절연체막

37: 보호막 39: 스페이서

41: 형광체막 43: 상부 글래스 기판

46: 플라즈마 51: 백커버(backcover)

52: 충격흡수부 53: 평판 램프

55: 몰드(mold) 56': 확산판 측단부

57,58: 확산 시트(sheet) 60: 액정 판넬

45: 상부면

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 평판 램프 백라이트형 LCD의 제 1 구성은 평판 램프 위에 확산판과 액정 판넬을 차레로 구비하여 이루어지는 평판 램프 백라이트형 LCD에 있어서, 평판 램프와 액정 판넬 사이에 일정 두께의 공간이 개재되는 것을 특징으로 한다.

상기 공간을 개재하는 방법으로 상기 확산판은 단면이 ∩자를 이루도록 주변부가 아래쪽으로 구부러진 상태로 형성하는 방법이 있다.

이와 같은 본 발명의 제 1 구성에서는 평판 램프는 사각의 글래스 2장을 겹친 판넬이므로 외부 충격을 흡수하기 위해서는 백라이트 유닛(unit)을 구성할 때 평판 램프를 백커버(Back cover)에 장착하면서 측면을 충격 흡수재가 둘러 싸도록 하는 것이 바람직하다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 구성은 평판 램프 백라이트형 LCD에 있어서, 백라이트를 이루는 평판 램프의 상부 글래스 기판에 해이즈(Haze)를 형성한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 2 구성과 같이 평판 램프 상부 기판에 해이즈를 형성할 경우 기판면 자체가 확산판의 작용을 하므로 별도의 확산면이나 확산 시트(sheet)를 사용하지 않을 수도 있고 확산판의 개수나 두께를 줄일 수 있으므로 구조가 간단해지고, 박형화를 이룰 수 있다.

이하 도면을 참조하면서 본 발명의 각 구성에 대한 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 상세히 설명하기로 한다.

도5는 본 발명의 제 1 구성에 따른 일 실시예로서, 백라이트 유닛에 액정 판넬이 장착된 상태에서의 측단면을 나타내는 도면이다. 백커버(backcover:51) 내측 주변으로는 구성 부품을 장착하기 위한 몰드(Mold:55)물이 먼저 개재되어 있다. 몰드물은 구성부품에 대한 외부 충격을 차단하고 구성부품의 위치를 고정시키는 역할을 한다. 몰드물은 전체적으로는 T자형 구조를 가지며 부품들이 설치되는 내측면 쪽으로 몇 개의 단을 구비하여 그 내측에 장착되는 부품들이 해당 단에 끼워지고 단단히 고정된다. 구조상 백커버(51)에 평판형 형광방전램프(53), ∩자형 확산판(56), 확산 시트 a, b(57,58)가 차례로 놓이고 몰드(55)가 백커버(51)와 각 부품 사이에 위로부터 끼워지며 다음으로 액정 판넬(60)이 몰드(55)물 상단 고정홈에 끼워진다.

∩자형 확산판 측단(56')은 아래로 구부러져 있으므로 확산판(56)과 평판 램프(53) 사이의 거리를 유지하며 몰드(55)와 함께 평판 램프(53)와 액정 판넬(60)의 지지 역할도 한다. 따라서 판면 대부분이 평판 램프로 부터 일정 거리 이격되어 있고 사이에 공간이 형성된다. 이 공간은 확산판(56)의 기능을 보강하는 역할을 하는 것이며, 이러한 형태에서는 확산판을 하나만 사용하면서도 확산판을 평판 램프에 접촉하도록 설치하면서 여러 장을 설치하는 경우에 비해 휘도의 균일성을 개선하는 효과를 유지할 수 있다. 동시에 다수의 확산판에 의한 휘도의 감소 및 램프 열의 전도로 인한 판넬 특성 저하를 방지할 수 있다.

몰드물은 전체가 일체로 형성될 수도 있으나 제일 아래쪽 평판 램프 주변을 감싸고 있는 충격흡수부(52)는 별도로 충격흡수력이 강한 재질을 사용하거나, 기존의 몰드물(55)에 아래쪽에서 도6과 같은 구멍 가공을 하여 충격흡수력을 높이는 방법을 취할 수도 있다.

도7은 본 발명의 제 2 구성에 따른 일 실시예에서 특징부인 평판 램프 부분의 측단면을 나타내는 도면이다.

본 예에서는 하부 글래스 기판(31)에 두 전극(33)을 형성하고 절연체막(35)과 보호막(37)을 적층하며, 상부 글래스 기판(43) 내면에는 형광체막(41)을 적층한 평판형 형광방전램프의 일반적인 구성을 가지는 것에 더하여 상부 글래스 기판(43)의 상부면(45)이 해이즈(haze)를 가지도록 가공이 되어 있다. 글래스 기판을 처음부터 간유리를 사용할 수도 있을 것이다.

이러한 본 발명에서는 해이즈가 빛을 확산시키는 작용을 하므로 별도의 확산판을 사용하지 않거나 소수의 얇은 확산판, 확산 시트를 부가 사용하면 되므로 확산판을 설치하기 위한 공간이 필요없게 된다. 따라서 LCD의 박형화에 도움이 되며, 겹쳐진 확산판이 휘도를 떨어뜨리는 현상을 방지할 수 있다. 헤이즈는 해당 면을 불산(HF)에 담가서 미세하게 식각하여 형성할 수 있으며 기타 샌드 블러스트(Sand blast) 등의 방법을 이용하여 형성할 수도 있다.

본 발명에 따르면 평판 램프의 구성상 특징에서 유래하는 휘도 불균일성을 적절한 빛 확산을 통해 개선할 수 있고 확산판의 효율을 늘려 확산판 자체에 의한 휘도의 저하를 방지할 수 있다. 평판 램프를 구성하는 두 매의 유리기판을 잘 보호하고 지지하여 파손을 방지할 수 있다.

Claims (6)

1. 평판 램프 위에 확산판과 액정 판넬을 차레로 구비하여 이루어지는 평판 램프 백라이트형 LCD에 있어서,

   평판 램프와 확산판면 사이에 일정 두께의 공간이 개재되는 것을 특징으로 하는 평판 램프 백라이트형 LCD.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 확산판은 단면이 ∩자를 이루도록 주변부가 아래쪽으로 구부러진 상태로 형성되는 것임을 특징으로 하는 평판 램프 백라이트형 LCD.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   백라이트 유닛은 백커버, 평판형 형광방전램프, 확산판, 확산 시트 a,b 및 몰드물을 구비하며, 백커버 내에 평판형 형광방전램프, 확산판, 확산 시트 a, b가 차례로 놓이고 몰드물이 백커버와 각 부품 사이에 개재되어 이루어지며, 상기 액정 판넬은 상기 백라이트 유닛의 몰드물 상단 고정홈에 끼워져 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판 램프 백라이트형 LCD.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 몰드물 가운데 상기 평판 램프 측면을 둘러싸고 있는 부분은 충격 흡수력을 높일 수 있도록 가공된 것임을 특징으로 하는 평판 램프 백라이트형 LCD.
5. 백라이트를 구성하는 평판 램프의 상부 글래스 기판에 해이즈(Haze)를 형성한 것을 특징으로 하는 평판 램프 백라이트형 LCD.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 상부 글래스 기판은 간유리로 이루어진 것을 특징으로 하는 평판 램프 백라이트형 LCD.