KR20020041666A - 자외선 램프를 이용한 백라이트 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광효율을 향상시키고, 휘도를 높이기 위한 백라이트 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 백라이트 장치는 액정 패널에 광을 조사하기 위한 백라이트 유닛을 구비하는 액정표시장치에 있어서, 상부 유리기판과, 상부 유리기판과 대면하는 하부 유리기판과, 상부 유리기판과 하부 유리기판 중 적어도 어느 하나에 형성되는 형광체와, 상부 유리기판과 하부 유리기판 사이에 위치하여 자외선으로 형광체를 발광시키기 위한 자외선 램프를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 백라이트 장치는 광효율을 향상시키는 것은 물론, 휘도를 높일 수 있다.

Description

자외선 램프를 이용한 백라이트 장치{Backlight Apparatus using the Ultraviolet Lamp}

본 발명은 표시장치용 백라이트 장치에 관한 것으로, 특히 광효율을 향상시키고, 휘도를 높이기 위한 백라이트 장치에 관한 것이다.

통상적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display : 이하 "LCD"라 함)는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 액정셀들과 이들 액정셀들 각각에 공급될 비디오신호를 절환하기 위한 다수의 제어용 스위치들로 구성된 액정 패널에 의해 백라이트 유닛에서 공급되는 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다. 이러한 액정표시장치는 브라운관에 비하여 소형화가 가능하여 퍼스널 컴퓨터(Personal Computer)와 노트북 컴퓨터(Note Book Computer)는 물론, 복사기 등의 사무자동화기기, 휴대전화기나 호출기 등의 휴대기까지 광범위하게 이용되고 있다.

이와 같은 액정표시장치에서는 광원으로 이용되는 백라이트 장치가 필요하다.

통상의 직하형 백라이트 장치는 광을 발생하는 냉음극형광램프(1)와, 냉음극형광램프(1) 아래에 위치한 반사판(2)과, 냉음극형광램프(1) 상측에 위치한 확산판(3)으로 구성된다.

냉음극형광램프(1)로부터 발생한 광이 광원이 된다. 반사판(2)은 광을 반사시키는 역할을 한다. 반사판(2)은 냉음극형광램프(1)에서 발생한 광을 상측으로 반사시키고, 반사판(2)에서 반사된 광은 확산판(3)에 입사한다. 확산판(3)은 냉음극형광램프(1) 및 반사판(2)으로부터의 광을 산란시킨다.

냉음극형광램프(1)는 유리관(4)과, 유리관 내부에 있는 불활성기체들(5)과, 유리관(4)의 끝부분에 설치되어 있는 음극(6)과 양극(7)으로 구성된다.

유리관(4) 내부에는 불활성기체들(5)이 있으며, 유리관(4)내벽에는 형광체가 도포되어 있다. 냉음극형광램프(1)에 전압을 걸어주면, 음극(6)으로부터 전자(8)가 튀어나와 유리관(4) 내부에 있는 불활성기체들(5)과 충돌하여 기하급수적으로적으로 전자(8)가 늘어나게 된다. 이러한 전자(8)들에 의해 전류가 통하게 되며, 음극(6)에서 나온 전자(8)에 의해 불활성기체(5)가 여기되면서 복사에너지로 자외선(10)이 방출되는데, 이 자외선(10)은 유리관 내측벽에 도포된 발광성 형광체와 충돌하여 가시광선(9)을 방출시킨다.

이러한 냉음극형광램프(1)에서 발생하는 가시광선(9)은 구면파이기 때문에 냉음극형광램프(1)에서 발생하는 가시광선(9)은 확산판(3)에 도달하는 거리가 달라지게 된다. 따라서, 냉음극형광램프(1)에서 확산판(3)에 대하여 수직으로 입사되는 지점에서 광량이 가장 많으며, 수직으로 입사되는 광량을 중심으로 좌, 우로 갈수록 광량이 줄어든다. 이 때문에, 확산판(3)을 투과한 광분포가 불균일하게 된다. 광분포의 불균일성을 보정하기 위해서 확산판(3) 하면에 광이 집중적으로 입사되는 부분은 산란패턴의 밀도를 높게 하고, 상대적으로 광이 적게 입사되는 부분은 산란패턴의 밀도를 낮게 하여 확산판(3)을 투과한 광분포의 편차를 보정하여 휘도를 균일하게 한다.

이와 같이 냉음극형광램프(1)에 의한 종래의 백라이트 장치의 불균일한 휘도를 개선하였으나, 고휘도를 저해하는 문제점이 대두된다.

따라서, 본 발명의 목적은 휘도를 향상시켜 광효율을 높이도록 한 백라이트 장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 직하형 백라이트 장치의 단면도.

도 2는 도 1에 도시된 종래 백라이트 장치의 냉음극형광램프의 구조와 발광원리를 나타낸 도면.

도 3은 도 2에 도시된 냉음극형광램프의 단면도.

도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 자외선 램프를 이용한 백라이트 장치의 단면도.

도 5는 도 4에 도시된 자외선 램프를 이용한 백라이트 장치의 발광원리를 나타낸 도면.

도 6은 도 4에 도시된 상부 유리기판과 하부 유리기판에 형성된 형광체의 밀도를 나타낸 도면.

도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 마이크로파발생기를 설치한 자외선 램프를 이용한 백라이트 장치의 단면도.

도 8은 도 7에 도시된 마이크로파발생기에 발생된 마이크로파에 의한 자외선 램프를 이용한 백라이트 장치의 발광원리를 나타낸 도면.

도 9는 도 7에 도시된 상부 유리기판과 하부 유리기판에 형성된 형광체의 밀도를 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 냉음극형광램프 2,12,19 : 반사판

3 : 확산판 4 : 유리관

5 : 불활성기체 6 : 음극

7 : 양극 8 : 전자

9,16,24 : 가시광선 10,15,22 : 자외선

11 : 자외선 램프 13,20 : 상부 유리기판

14,18 : 하부 유리기판 21 : 마이크로파발생기

23 : 마이크로파

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 백라이트 장치는 액정 패널에 광을 조사하기 위한 백라이트 유닛을 구비하는 액정표시장치에 있어서, 상부 유리기판과, 상부 유리기판과 대면하는 하부 유리기판과, 상부 유리기판과 하부 유리기판 중 적어도 어느 하나에 형성되는 형광체와, 상부 유리기판과 하부 유리기판 사이에 위치하여 자외선으로 형광체를 발광시키기 위한 자외선 램프를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 자외선 램프를 이용한 백라이트 장치는 자외선 램프(11)와, 자외선 램프(11) 아래에 위치한 하부 유리기판(14)과, 하부 유리기판(14) 아래에 위치한 반사판(12)과, 자외선 램프(11) 상측에 위치한 상부 유리기판(13)을 구비한다.

자외선 램프(11)는 자외선을 발생하는 광원이 된다. 상부 유리기판(13)과 하부 유리기판(14)은 자외선 고투과 재질로 만들어 진다. 상부 유리기판(13)의 하면과 하부 유리기판(14)의 상면에는 빨간색, 녹색, 파란색의 형광체를 혼합하여 가장 많이 자외선이 방출되는 자외선 램프의 상측은 형광체를 적게 형성시키고, 자외선이 적게 방출되는 자외선 램프 사이의 상측에는 형광체를 많이 형성시켜, 유리기판의 면전체가 균일한 휘도를 갖도록 한다. 따라서, 자외선 램프(11)로부터 발생한 자외선(15)은 상부 유리기판(13)의 하면과 하부 유리기판(14)의 상면에 형성된 형광체에 의하여 가시광선(16)을 방출시킨다. 반사판(12)은 하부 유리기판(14)의 상면에 형성된 형광체에 의해 발광된 가시광선(16)을 상측으로 반사시킨다. 반사판(12)에 의해 반사된 가시광선(16)과 상부 유리기판(13)의 하면에 형성된 형광체에 의해 발광된 가시광선(15)은 상부 유리기판(13) 위쪽으로 균일하게 진행한다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 자외선 램프를 이용한 백라이트 장치는 자외선 램프(17)와, 자외선 램프(17) 아래에 위치한 하부 유리기판(18)과, 하부 유리기판(18) 아래에 위치한 반사판(19)과, 자외선 램프(17) 상측에 위치한 상부 유리기판(20)과, 자외선 램프(17) 좌측에 위치한 마이크로발생기(21)를 구비한다.

마이크로파발생기(21)는 마이크로파를 발생시킨다. 자외선 램프(17)는 무전극 램프이다. 따라서, 자외선 램프(17)는 마이크로발생기(21)에서 발생된 마이크로파(23)에 의해 자외선을 발생시킨다. 상부 유리기판(20)과 하부 유리기판(18)은 자외선 고투과 재질로 만들어 진다. 상부 유리기판(20)의 하면과 하부 유리기판(18)의 상면에는 빨간색, 녹색, 파란색의 형광체를 혼합하여 가장 많이 자외선이 방출되는 자외선 램프의 상측은 형광체의 밀도를 작게 형성시키고, 자외선이 적게 방출되는 자외선 램프 사이의 상측에는 형광체의 밀도를 크게 형성시켜, 유리기판의 면전체가 균일한 휘도를 갖도록 한다. 따라서, 자외선 램프(17)로부터 발생한 자외선(22)은 상부 유리기판(20)의 하면과 하부 유리기판(18)의 상면에 형성된 형광체에 의하여 가시광선(24)을 방출시킨다. 반사판(19)은 하부 유리기판(18)의 상면에 형성된 형광체에 의해 발광된 가시광선(24)을 상측으로 반사시킨다. 반사판(19)에 의해 반사된 가시광선(24)과 상부 유리기판(20)의 하면에 형성된 형광체에 의해 발광된 가시광선(24)은 상부 유리기판(20) 위쪽으로 균일하게 진행한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자외선 램프를 이용한 백라이트 장치는 하부 유리기판의 상면과 상부 유리기판의 하면에는 빨간색, 녹색, 파란색의 형광체를 혼합하여 가장 많이 자외선이 방출되는 자외선 램프의 상측은 형광체의 밀도를 작게 형성시키고, 자외선이 적게 방출되는 자외선 램프 사이의 상측에는 형광체의 밀도를 크게 형성시킨다. 따라서, 본 발명에 따른 자외선 램프를 이용한 백라이트 장치는 유리판의 면전체가 균일한 휘도를 갖게 하는 것은 물론, 광효율을 높일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 자외선 램프를 이용한 백라이트 장치는 자외선 램프의 유리기판을 자외선 고투과 재질을 사용함으로써 발광효율을 증가시킬 수 있다. 그리고, 종래의 백라이트 장치에 대비하여 본 발명에 따른 자외선 램프를 이용한 백라이트 장치는 형광체를 자외선 램프의 외측에 위치시킴으로써 종래의 백라이트 장치의 냉음극형광램프 내에서 불활성기체와 형광체의 화학 결합으로 인한 형광체의 열화를 방지할 수 있음은 물론, 반사판을 하부 유리기판의 아래에 위치시킴으로써 자외선에 의한 반사판의 열화를 막을 수 있다. 이러한 반사판의 열화는 휘도저하를 초래하기 때문에 본 발명에 따른 자외선 램프를 이용한 백라이트 장치는 휘도를 향상시킬 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 자외선 램프를 이용한 백라이트 장치는 유리기판을 자외선 비투과 재질을 사용하거나, 유리판 내벽에 자외선을 차단하는 코팅을 함으로써, 상부 유리기판으로 진행하는 자외선을 차단함으로써 사용자의 시력을 보호할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 안니하는 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 (5)

1. 액정 패널에 광을 조사하기 위한 백라이트 유닛을 구비하는 액정표시장치에 있어서,

   상부 유리기판과,

   상기 상부 유리기판과 대면하는 하부 유리기판과,

   상기 상부 유리기판과 하부 유리기판 중 적어도 어느 하나에 형성되는 형광체와,

   상기 상부 유리기판과 하부 유리기판 사이에 위치하여 자외선으로 상기 형광체를 발광시키기 위한 자외선 램프를 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 형광체는 빨간색, 녹색, 파란색의 형광체를 혼합하여 구성하는 것을 특징으로 한 백라이트 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 하부 유리기판에 형성되는 형광체에 의해 발광된 광을 상부 유리기판 쪽으로 반사시키는 반사판을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 상부 유리기판과 하부 유리기판에는 상기 자외선 램프의 상측에 해당되는 부분의 형광체는 밀도를 작게 형성시키고, 상기 자외선 램프 사이의 상측에 해당하는 부분의 형광체는 밀도를 크게 형성시키는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 자외선 램프를 발광시키도록 마이크로파를 상기 자외선 램프에 조사하는 마이크로발생기를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.