KR20010048770A

KR20010048770A - 백라이트 어셈블리

Info

Publication number: KR20010048770A
Application number: KR1019990053571A
Authority: KR
Inventors: 황인선
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-11-29
Filing date: 1999-11-29
Publication date: 2001-06-15

Abstract

본 발명은 도광판에서 출사된 빛의 균일성 및 휘도를 상승시키는 광학시트를 도광판의 상부면에 한장만 적층시키는데, 광학시트 중 도광판과 마주보는 일면에는 빛의 방향을 도광판에 대해 거의 직각이 되도록 굴절시키는 굴절용 프리즘 산들을 형성하고, LCD 패널과 마주보는 이면에는 넓게 퍼진 빛을 집광시키는 집광용 프리즘 산들을 형성한다.

그러면, 굴절용 프리즘 산들이 도광판의 정면방향으로 빛을 굴절시키기 때문에 빛의 균일성이 향상되고, 집광용 시트들이 빛을 집광하기 때문에 휘도가 향상되므로 종래에 비해 광학시트들의 개수가 줄어든다.

따라서, 액정표시장치의 제조비용이 절감되고 액정표시장치의 조립공정이 단순화되어 조립시간을 절감시킬 수 있으며, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

백라이트 어셈블리{Backlight assembly}

본 발명은 백라이트 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도광판의 상부면에 적층되어 빛의 균일성 및 휘도를 향상시키는 광학시트들의 개수를 한개로 줄여 제품의 신뢰성을 향상시킨 백라이트 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 음극선관(CRT;Cathode Ray Tube)은 텔레비전을 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, 음극선관의 자체 무게와 크기로 인하여 전자 제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극 대응할 수 없었다.

이러한 음극선관을 대체하기 위해서 소형, 경량화 및 저소비전력 등과 같은 장점을 가지고 있으며, LCD 패널의 내부에 주입된 액정의 전기, 광학적 성질을 이용하여 정보를 표시하는 액정표시장치가 활발하게 개발되어 왔고 최근에는 평판 표시장치로서의 역할을 충분히 수행할 수 있을 정도로 기능이 개선되었다.

이와 같은 액정표시장치는 음극선관과는 달리 TFT 기판과 컬러필터 기판 사이에 주입된 액정물질이 자체 발광을 하는 발광성 물질이 아니라 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화면에 표시하는 수광성 물질이기 때문에 LCD 패널에 광을 조사하기 위한 별도의 장치, 즉 백라이트 어셈블리가 반드시 필요하다.

백라이트 어셈블리는 수납공간이 형성된 몰드 프레임과, 수납공간의 기저면에 설치되어 LCD 패널 쪽으로 빛을 반사하는 반사시트, 반사시트에 상부면에 설치되어 빛을 안내하는 도광판, 도광판과 수납공간의 측벽 사이에 설치되어 빛을 발산하는 램프 유닛, 도광판의 상부면에 적층되어 빛을 확산하고 집광하는 광학시트들, 몰드 프레임의 상부에 설치되어 LCD 패널의 가장자리 소정부분에서부터 몰드 프레임의 측면까지를 덮는 탑샤시로 구성된다.

여기서, 광학시트들은 빛을 확산시키는 확산시트와, 확산시트의 상부면에 적층되어 확산된 빛을 집광시켜 LCD 패널로 전달하는 2장의 프리즘 시트로 구성되며, 경우에 따라서는 확산시트와 프리즘 시트를 보호하기 위한 보호시트를 프리즘 시트의 상부면에 적층하기도 한다. 그리고, 2장의 프리즘 시트들 중 어느 하나의 프리즘 시트에는 빛을 집광하는 프리즘 산들이 램프의 길이방향을 따라 형성되고, 나머지 하나의 프리즘 시트에는 프리즘 산들이 하나의 프리즘 시트에 형성된 프리즘 산들과 교차되는 방향으로 형성된다.

이와 같이 구성된 백라이트 어셈블리의 램프 유닛에서 빛이 발산되어 도광판으로 입사된 후 도광판의 상부면으로 출사되는 빛은 방향성을 가지는데, 도광판에서 출사되는 빛은 도광판의 상부면과 직각으로 출사되지 않고 램프 유닛과 대향되는 방향으로 약 78°기울어져 출사된다.

이로 인해 도광판의 상부면에 확산시트를 설치하여 78°정도 기울어져 출사되는 빛을 여러 방향으로 확산시켜 빛을 고르게 분산시키게 된다. 그리고, 확산판에 의해 빛이 확산되면 빛의 효율이 저하되기 때문에 다시 확산시트의 상부면에 프리즘 산들이 교차되도록 2장의 프리즘 시트를 설치하여 여러 방향으로 확산된 빛을 집광하여 프리즘 시트들과 직각이 되도록 굴곡시켜 LCD 패널로 전달하므로 빛의 효율을 향상시킨다.

빛의 균일성을 향상시킴과 동시에 빛의 휘도를 상승시키기 위해서 도광판의 상부면에 적어도 3장 이상의 광학시트들을 설치하면 부품의 수가 증가되어 액정표시장치의 조립공정이 복잡해지고 조립시간이 상승되며 원가가 상승된다.

그리고, 광학시트들 사이에 이물질이 유입되어 표시품위가 저하되고 신뢰성 상의 불량이 발생되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 광학시트들의 개수를 줄여 액정표시장치의 조립공정을 단순화시키고 조립시간 및 제품의 원가를 절감시키는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 액정표시장치의 불량률을 줄여 신뢰성을 향상시키는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해 질 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 액정표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 분해 사시도이고,

도 2는 도 1의 A부분을 확대하여 도시한 요부 확대도이며,

도 3은 본 발명에 의한 굴절용 프리즘 산들에 의해 빛이 도광판에 대해 정면방향으로 굴절되는 과정을 설명하기 위한 설명도이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해서 도광판의 상부면에 하나의 광학시트만을 설치하는데, 광학시트 중 상기 도광판과 마주보는 일면에는 도광판의 상부면으로 출사된 빛을 도광판에 대해 정면방향으로 굴절시키는 굴절용 프리즘 산들을 형성하고, LCD 패널과 마주보는 이면에는 넓은 면적에 걸쳐 퍼진 빛을 집광하여 LCD 패널로 전달해주는 집광용 프리즘 산들을 형성한다.

바람직하게, 굴절용 프리즘 산들은 램프 유닛의 길이방향 쪽으로 형성되고, 집광용 프리즘 산들은 램프 유닛의 폭방향 쪽으로 형성되어 굴정용 프리즘 산들과 집광용 프리즘 산들은 서로 교차된다.

이하 본 발명에 의한 액정표시장치의 구조를 첨부된 도면 도 1과 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 액정표시장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 상부면 소정부분에 소정깊이로 수납공간(113)이 형성된 몰드 프레임(110), 수납공간(113)의 기저면에 설치되어 빛을 상부방향으로 반사하는 반사시트(120), 반사시트(120)의 상부면에 적층되어 빛을 안내하는 도광판(130), 도광판(130)의 측면과 수납공간(113)의 측벽 사이에 설치되어 빛을 발산하는 램프 유닛(140), 도광판(130)의 상부면에 적층되어 도광판(130)으로부터 전달된 빛을 도광판(130)에 대해 거의 직각에 근접한 방향으로 굴절시키고 빛을 집광하는 광학시트(200), 광학시트(200)의 상부에 설치되어 액정의 전기, 광학적 성질에 의해 정보를 표시하는 LCD 패널(160) 및 몰드 프레임(110)의 상부면에서 체결되어 LCD 패널(160)을 지지하는 탑샤시(도시 안됨)로 구성된다. 경우에 따라서는 광학시트(200)를 보호하기 위해서 광학시트(200)의 상부면에 보호시트(150)를 설치하기도 한다.

이들 구성요소들 중 본 발명과 직접적으로 관련이 있는 광학시트의 구조에 대해서만 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 광학시트(200)는 도광판(130)에서 출사된 빛을 도광판(130)의 상부면에 대해 거의 직각이 되도록 굴절시키는 굴절용 프리즘 산들(210)과, 도광판(130)의 넓은 면적에서 퍼져나오는 빛을 집광하여 빛의 휘도를 상승시키는 집광용 프리즘 산들(220) 및 굴절용 및 집광용 프리즘 산들(210,220)이 일면과 이면에 각각 형성되는 베이스 시트(230)로 구성된다.

굴절용 프리즘 산들(210)은 단면이 삼각형으로, 도광판(130)과 마주보는 베이스 시트(230)의 일면에 램프 유닛(140)의 길이방향을 따라 길게 형성된다.

바람직하게, 굴절용 프리즘 산(210)의 꼭지점 중 도 2에 도시된 바와 같이 도광판(130)과 마주보는 꼭지점의 각도 θ1은 55°∼75°사이의 범위 내에 속해야 한다. 이는 램프 유닛(140)에서 도광판(130)으로 입사된 빛이 도광판(130)의 상부면에 대해 약 78°정도 기울어져 램프 유닛(140)의 반대 방향으로 출사되기 때문이다.

한편, 집광용 프리즘 산들(220)도 굴절용 프리즘 산들(210)과 같이 단면이 삼각형 형상이며, 도 1에 도시된 바와 같이 LCD 패널(160)과 마주보는 베이스 시트(230)의 이면에 굴절용 프리즘 산들(210)과 교차되도록 램프 유닛(140)의 폭방향 쪽으로 형성된다.

바람직하게, 집광용 프리즘 산들(220)의 세 꼭지점들 중 보호시트(150)와 마주보는 꼭지점의 각도 θ2는 종래의 프리즘 시트에 형성된 프리즘 산들과 마찬가지로 80°∼100°사이의 값을 가진다.

또한, 베이스 시트(230)의 양면에 형성되는 굴절용 프리즘 산들(210)과 집광용 프리즘 산들(220)의 가공을 용이하게 하기 위해서 먼저 형성되는 프리즘 산의 꼭지점을 둥글게 가공하여 다음에 프리즘 산을 가공하때 먼저 가공된 프리즘 산들이 압력에 눌려 손상되는 것을 최소화한다.

그리고, 굴절용 및 집광용 프리즘 산들(210,220)의 피치는 30∼100㎛ 범위의 값을 갖는다.

이와 같이 구성된 액정표시장치의 조립 방법과 집광시트의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

몰드 프레임(110)의 수납공간(113)에 빛을 반사하는 반사시트(120)를 설치하고, 반사시트(120)의 상부면에 빛을 안내하는 도광판(130)을 설치하며, 도광판(130)의 폭방향 측면과 수납공간(113)의 폭방향 측벽 사이에 램프 유닛(140)을 슬라이딩 방식으로 끼워 넣는다.

이후, 도광판(130)의 정면방향으로 빛을 굴절시키고, 퍼진 빛을 집광시키는 한장의 광학시트(200)를 설치하는데, 굴절용 프리즘 산들(210)이 도광판(130)과 마주보도록 설치한다.

이어, 광학시트(200)의 상부면에 액정의 전기, 광학적 성질에 의해 정보를 표시하는 LCD 패널(160)을 설치한다. 경우에 따라서는 광학시트(200)와 LCD 패널(160) 사이에 광학시트(200)를 보호하기 위한 보호시트(150)를 설치하기도 한다.

이와 같이 광학시트(200)의 상부면에 LCD 패널(160)이 설치되면, LCD 패널(160)의 상부면에서 탑샤시를 덮는다. 그러면, 탑샤시는 LCD 패널(160)의 가장자리 소정부분에서부터 몰드 프레임(110)의 측면까지 감싼다.

이와 같이 액정표시장치(100)가 조립된 상태에서 램프 유닛(140)을 구동시키면 램프 유닛(140)의 구성요소들 중 램프에서 빛을 발산되므로, 도광판(130)의 측면으로 빛이 입사된다.

그리고, 도광판(130)으로 입사된 빛은 도광판(130)의 상부면에 대해 78°정도 기울어져 램프 유닛(140)과 반대되는 방향으로 출사된다.

도광판(130)의 상부면에 대해 약 78°정도 기울어져 출사되는 빛은 광학시트(200)의 굴절용 프리즘 산들(210)에 부딪혀 도 3에 도시된 바와 같이 도광판(130)에 대해 직각에 가깝게 굴절된 후 집광용 프리즘 산(220) 쪽으로 출사된다.

또한, 도광판(130)의 전면에 걸쳐 넓게 퍼져 출사되어 굴절용 프리즘 산(210)에 의해서 정면으로 굴절된 빛은 다시 집광용 프리즘 산들(220)에 의해 집광되어 LCD 패널(160)의 배면으로 입사된다.

이와 같이 굴절용 프리즘 산들(210)이 도광판(130)에 대해 소정각도로 기울어진 빛을 도광판(130)에 대해 거의 직각이 되도록 세우기 때문에 빛을 확산시키지 않고도 빛의 균일성을 향상시킬 수 있다. 그리고, 정면방향으로 굴절된 빛을 집광용 프리즘 산들(220)이 집광하기 때문에 빛의 휘도가 상승된다. 따라서, 한장의 광학시트(200)를 도광판의 상부면에 설치하여도 빛의 균일성과 휘도가 충분히 향상된다.

이상에서 설명한 바와 같이 도광판과 마주보는 일면에는 빛의 방향을 도광판에 대해 거의 직각이 되도록 굴절시키는 굴절용 프리즘 산들이 형성되고, LCD 패널과 마주보는 이면에는 넓게 퍼진 빛을 집광시키는 집광용 프리즘 산들이 형성된 한장의 광학시트를 도광판의 상부면에 적층시킨다.

따라서, 종래에 비해 광학시트들의 개수가 줄어들었기 액정표시장치의 제조비용이 절감되고 액정표시장치의 조립공정이 단순화되어 조립시간을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 한장의 광학시트만이 도광판의 상부면에 적층되기 때문에 이물질 또는 광학시트들 간의 마찰로 인해 발생되는 불량을 최소화할 수 있어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

수납공간이 형성된 몰드프레임, 상기 수납공간의 기저면에 설치되어 빛을 상부방향으로 반사해주는 반사시트, 상기 반사시트의 상부면에 설치되어 상기 빛을 안내하는 도광판, 상기 도광판의 측면과 상기 수납공간의 측벽 사이에 설치되어 상기 빛을 발산하는 램프 유닛, 상기 도광판의 상부면에 설치되어 빛의 균일성과 휘도를 향상시키는 광학시트, 상기 광학시트의 상부면에 설치되어 액정의 전기, 광학적 성질에 의해 정보를 표시하는 LCD 패널을 포함하는 액정표시장치에 있어서,

상기 광학시트 중 상기 도광판과 마주보는 일면에는 상기 도광판의 상부면으로 출사된 빛을 상기 도광판에 대해 정면방향으로 굴절시키는 굴절용 프리즘 산들이 형성되고, 상기 LCD 패널과 마주보는 이면에는 넓은 면적에 걸쳐 퍼진 상기 빛을 집광하여 상기 LCD 패널로 전달해주는 집광용 프리즘 산들이 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
제 1 항에 있어서, 상기 굴절용 프리즘 산들은 상기 램프 유닛의 길이방향을 따라 길게 형성되고, 상기 집광용 프리즘 산들은 상기 굴절용 프리즘 산들과 교차되도록 상기 램프 유닛의 폭방향 쪽으로 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
제 2 항에 있어서, 상기 굴정용 프리즘 산들의 꼭지점들 중 상기 도광판과 대향되는 꼭지점의 각도는 55°~75°사이이며, 상기 집광용 프리즘 산들의 꼭지점들 중 상기 LCD 패널과 대향되는 꼭지점 각도는 80°~100°사이인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
제 1 항에 있어서, 상기 굴절용 프리즘 산들 및 상기 집광용 프리즘 산들의 피치는 30㎛~100㎛ 사이인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.