KR20040085020A - 액정 디스플레이 장치의 백라이트 유닛 - Google Patents

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KR20040085020A
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엔이씨 엘씨디 테크놀로지스, 엘티디.
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Abstract

본 발명의 양면 직하형 백라이트 유닛(100)은 휘도 얼룩을 감소시키며 휘도 효율을 개선하기 위한 구조를 가진다. 백라이트 유닛(100)은 인접한 두개의 긴 램프(102)사이에 산란 반사성 봉형상 광부재(101)를 가진다. 산란 반사성 봉형상 광부재(101)는 X축 방향으로 그 중심을 통과하는 선과 Y축 방향으로 그 중심을 통과하는 선에 관하여 대칭 형상을 가진다. 긴 램프(102)로부터 X축 방향으로 방사된 광은 산란 반사성 봉형상 광부재(101)에 의해 반사되고 그 다음에 전방 및 후방측 확산판(106)쪽 방향으로 투사된다.

Description

액정 디스플레이 장치의 백라이트 유닛{Backlight Unit in a Liquid Crystal Display Device}
본 발명은 액정 디스플레이 장치에 사용하기 위한 백라이트 유닛, 특히 광원이 백라이트 유닛의 광방사 표면에 대향하여 배열된 직하형 백라이트 유닛에 관한 것이다.
본 발명은 또한 상기와 같은 백라이트 유닛을 가진 액정 디스플레이 장치에 관한것이다.
액정 표시 장치(LCD)에 사용되는 백라이트 유닛은 크게 나누어 두가지 방식이 있다. 하나는 직하 방식이며, 다른 하나는 도광판을 가지는 에지-라이트 방식이다. 직하 방식의 백라이트 유닛에서 백라이트 유닛의 발광표면에 대향하여 복수의 광원(램프)이 배치된다. 직하 방식의 백라이트 유닛은 에지-라이트 방식의 백라이트 유닛에 비하여 높은 휘도를 용이하게 얻을 수 있다.
도 10은 도면부호 200으로 지정된 LCD 장치의 구조를 분해도로 도시하고 있다. LCD 장치(200)의 액정 패널(202, LC)은 실드 프레임(203)과 백라이트 유닛(201)과의 사이에 끼워져 지지되고, 백라이트 유닛(201)으로부터의 광의 투과를 제어하여 LC 패널상에세 화상 표시를 행한다. 도 11은 도 10에 도시한 백라이트 유닛의 상세 구조를 분해도로 도시한다. 도 12는 도 10의 A-A 단면의 일부와 그것에 대응한 확산판(216)상의 휘도의 분포를 도시하고 있다.
도 11에 도시한 바와 같이, 백라이트 유닛(201)은 백라이트 유닛(201)의 발광면을 구획하는 백라이트 섀시(218)를 가진다. 램프(213)는 반사판(211)과 확산판(216)의 사이에 배치되고, 한쌍의 램프 지지대(215)에 의해 소정 간격으로 램프(213)을 지지한다. 예를 들면, 확산판(216)과 램프(213)의 중심과의 사이의 거리는 약 10 내지 17㎜ 정도로 설정되고, 인접하는 2개의 램프(213)간의 거리는 약 20㎜ 정도로 설정된다. 램프(213) 한쪽의 입력단자는 리턴 케이블(214)에 의해 접지되고, 다른쪽의 입력단자에는 인버터(219)에 의해 일반적으로 점등 개시 전압이라고 불리는 약 1000V 내지 1600V 정도의 높은 교류 전압이 인가된다. 이 점등 개시 전압은 램프(213)의 길이가 길수록 높은 값이 된다.
그런데, 램프(213)의 주변 환경이 어두운 암흑 상태나, 주변 환경의 온도가 낮은 상태에서는, 램프(213)의 임피던스가 높아지기 때문에 동일한 길이의 램프(213)를 사용하는 경우라도 점등 개시 전압을 보다 높게 설정할 필요가 있다. 그러나, 이 경우에는 인버터(219)의 기판 사이즈가 커지고, 또한, 램프(213)를 점등시키기 위한 전원 기판인 인버터(219)의 비용이 증대한다. 램프(213) 부근에 도체를 배치하는 경우에는 램프(213)의 주변 환경이 암흑 상태나 저온 환경에 있는 경우에도 램프(213)와 도체와의 사이의 리크 전류(220)에 의해 램프(213) 내의 방전이 유발되기 때문에 점등 개시 전압을 내릴 수 있다. 이 때문에 백라이트 유닛(201)에서는 반사판(211)에 금속이 종종 사용된다.
확산판(216)은 대향하는 에지가 램프 지지대(215)에 의해 지지되고, 중앙부부근은 확산판(2110에 부착된 스페이서(212)에 의해 지지된다. 램프(213)로부터의 광은 직접 또는 반사판(211)에서 반사되어 확산판(216)에 입사한다. 확산판(216)에 입사한 광은 확산되고, 확산 시트나 렌즈 시트로 구성되는 광학 시트(217)를 통하여 백라이트 유닛(201) 외부로 출사된다.
여기서, 백라이트 유닛(201)에서는 도 11의 램프(213)의 길이 방향으로 직교하는 X방향의 위치에 의해 램프(213)부터 확산판(216)까지의 거리와 확산판(216)에 입사하는 광의 각도가 다르며 이 때문에 도 12에 그래프로 도시한 바와 같이, 확산판(216)에서 관찰되는 휘도는 램프(213) 직상이 가장 높고, 인접하는 2개의 램프(213)의 중간 부근이 가장 낮아진다. 이경우에, 백라이트 유닛(201)의 발광면에는 휘도 얼룩이 생기는 문제점이 발생한다. 또한, 백라이트 유닛(201)은 램프(213)로부터 방사되는 광이 X방향으로 출사되고 상기 램프에 인접하게 배열된 다른 두개의 램프(213)는 광을 그 표면에서 흡수하기 때문에 휘도 효율이 낮다는 문제점도 있다.
종래, 상기한 문제를 해소할 수 있는 LCD 장치는 예를 들면, JP-A-4-275525호 공보나, JP-A-10-39808호 공보에 기재된 기술이 알려져 있다. 도 13은, JP-A-4-275525호에 기재된 백라이트 유닛의 단면 구조를 도시하고 있다. JP-A-4-275525호에 기재된 백라이트 유닛에서는 반사판(211)에 인접하는 2개의 램프(213) 사이의 중간 위치를 정점으로 하는 산부(211M)가 형성되고, 그 산부(211M)에는 경면 반사막이 형성된다. 상기한 백라이트 유닛(201a)에서는 램프(213)로부터 X방향을 향하여 출사되는 광이 반사판의 산부(211M)의 경면 반사막에서의 반사에 의해확산판(216) 방향으로 향하기 때문에 발광면의 휘도 얼룩을 저감할 수 있음과 함께 휘도 효율을 향상시킬 수 있다.
여기서, LCD 장치로서 예를 들면, JP-A-2000-338483호 공보에 기재된 바와 같은 백라이트 유닛의 표면측뿐만 아니라, 이면측에도 표시 화면을 갖는 양면 표시형의 LCD 장치가 알려져 있다. 도 14는, 양면 표시형의 LCD 장치의 구성을 분해 도시하고 있다. 양면 표시형의 LCD 장치(200a)는, 양면 백라이트 유닛(204)의 표면측(도면에서 상부에 도시) 및 이면측(도면에서 하부에 도시)에, 각각, 액정(LC) 패널(202) 및 실드 프레임(203)을 갖는다. 양면 백라이트 유닛(204)은 예를 들면, 통상의 단면 백라이트 유닛의 이면 끼리를 맞붙인 것과 같은 구조를 갖는다.
도 15는, JP-A-2000-338483호에 기재된 양면 백라이트 유닛의 구조를 분해도로 도시하고 있다. 또한, 도 16은 도 14의 B-B 단면의 일부를 도시하고 있다. 이 양면 백라이트 유닛(204)에서는 표면 및 이면에 램프(213)를 끼워 대향하도록 확산판(216)이 배치된다. 양면 백라이트 유닛(204)은, 통상의 단면 백라이트 유닛(도 2)에서는 확산판(216)에 대향하여 배치된 반사판(211)이 없기 때문에 1열로 나열하는 램프(213)에 의해 양면의 발광을 가능하게 하고 있다. 도 16에 도시한 바와 같이, 도 12와 유사하게, 양면 백라이트 유닛(204)은 램프(213)를 중심으로 하여, 표면측과 이면측으로 대칭의 구조를 갖고 있다.
그런데, 도 16에 도시한 단면 구조를 갖는 양면 백라이트 유닛(204)에 대해서도, 동 도면중에 그래프로 도시한 바와 같이, 도 12에 도시한 단면 구조를 갖는단면 백라이트 유닛(201)과 마찬가지로, 휘도 효율이 낮고, 표면 및 이면의 확산판(216)에서 관찰되는 휘도에는 얼룩이 생긴다. 그러나, 양면 백라이트 유닛(204)은 단면 백라이트 유닛(201)과는 달리, 확산판(216)에 대향하는 램프(213)의 이면측에 반사판(211)이 배치되지 않는다. 이 때문에 양면 백라이트 유닛(204)에 JP-A-4-275525호에 기재된 기술을 적용할 수 없고, 전술한 문제를 해소할 수 없다. 또한, 양면 백라이트 유닛(204)에서는 확산판(216)에 대향하는 램프(213)의 이면측에 금속이 이용되는 반사판(211)이 배치되지 않기 때문에 램프(213)의 부근에 도전체를 배치하여 램프(213)의 임피던스를 낮게 할 수 없고, 특히 암흑 상태나 저온 환경하에 있어서 점등 개시 전압을 낮게 설정할 수 없다.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해소하고, 단면 및 양면 백라이트 유닛에 대하여 휘도 얼룩을 저감하여 휘도 효율을 향상시킬 수 있는 직하형 백라이트 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 램프 점등시의 램프 주변 환경의 상태가 암흑 상태나 저온 환경인 경우에도 램프의 점등 개시 전압을 낮게 설정할 수 있는 백라이트 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 본 발명의 백라이트 유닛을 갖는 LCD 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제 1 양태의 백라이트 유닛은, 광확산판과, 상기 광확산판의 후방측에 설치되는 적어도 하나의 램프와, 상기 광확산판을 향하여 상기 광확산판에 실제적으로 평행하게 상기 램프에서 방사된 광의 광성분을 반사하기 위한 광부재를 포함한다.
본 발명의 제 2 양태의 백라이트 유닛은, 광확산판과, 상기 광확산판의 후방측에 설치되는 적어도 하나의 긴 램프와, 전도성 재료로 제조되고 상기 긴 램프에 평행하게 연장된 봉형상 부재를 포함한다.
본 발명의 제 1 양태의 백라이트 유닛은 양면 발광형 또는 단면 발광형의 백라이트 유닛으로 구성되는 경우의 어느쪽에 대해서도, 발광면의 휘도 얼룩을 저감할 수 있다. 본 발명의 제 1 양태의 백라이트 유닛을 구비한 LCD 장치에서는 양호한 표시 화면을 얻을 수 있다.
본 발명의 제 2 양태의 백라이트 유닛을 구비한 LCD 장치에서는 백라이트 유닛의 램프의 주변 환경이 암흑 상태나 저온 환경인 경우에 대해서도 낮은 점등 개시 전압을 이용하여 램프를 점등할 수 있고, 램프 구동 회로 등의 비용을 삭감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태의 백라이트 유닛의 단면 구조의 일부를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 제 2 실시 형태의 백라이트 유닛의 단면 구조의 일부를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 제 3 실시 형태의 백라이트 유닛의 단면 구조의 일부를 도시한 단면도.
도 4는 도 3의 램프 부근을 확대하여 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 제 4 실시 형태의 백라이트 유닛의 단면 구조의 일부를 도시한 단면도.
도 6은 도 5의 램프 부근을 확대하여 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 제 5 실시 형태의 백라이트 유닛의 일부를 도시한 사시도.
도 8은 도 7의 백라이트 유닛의 단면 구조의 일부를 도시한 단면도.
도 9는 광학 부재로서, 확산성 봉형상 부재가 삽입된 백라이트 유닛의 단면 구조를 도시한 단면도.
도 10은 일반적인 LCD 장치의 구조를 도시한 분해도.
도 11은 도 10에 도시한 일반적인 백라이트 유닛의 상세 구조를 도시한 분해도.
도 12는 도 10의 A-A 단면의 일부를 도시한 단면도.
도 13은 종래의 백라이트 유닛의 단면 구조를 도시한 단면도.
도 14는 일반적인 양면 표시형의 LCD 장치의 구성을 도시한 분해도.
도 15는 일반적인 양면 백라이트 유닛의 구조를 도시한 분해도.
도 16은 도 14의 B-B 단면의 일부를 도시한 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 백라이트 유닛 101 : 산란 반사성 봉형상 광부재
102 : 램프 103 : 확산성 봉형상 부재
104 : 봉형상 프리즘 부재 105 : 봉형상 반사 부재
106 : 확산판 107 : 원추형 부재
108 : 반사판 109 : 리크 전류
200 : 액정 표시 장치 201 : 백라이트 유닛
202 : 액정 패널 203 : 실드 프레임
204 : 양면 백라이트 유닛 211 : 반사판
212 : 스페이서 213 : 램프
214 : 리턴 케이블 215 : 램프 지지대
216 : 확산 시트 217 : 광학 시트
218 : 백라이트 섀시 219 : 인버터
220 : 리크 전류
이하, 도면을 참조하고, 본 발명의 실시예에 의거하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 도 1은 도 12와 유사한 본 발명의 제 1 실시예의 백라이트 유닛이 도시되어 있다. 제 1 실시예의 백라이트 유닛의 구성 요소는 도 15에 도시된 종래의 양면 백라이트 유닛(204)과 유사하다. 특히, 도 15에 도시한 바와 같이, 제 1 실시예의 백라이트 유닛은 각 한 쌍의 램프 지지대(215), 확산판(216), 광학 시트(217), 백라이트 유닛의 전방 및 후방측 근처에 백라이트 섀시(218) 및 상부 및 하부 에지상에 반사판(211)을 포함한다.
도 1에 도시한 단면은 종래의 양면 백라이트 유닛(204)의 도 14의 B-B 단면의 일부에 상당한다. 도 1에 도시한 단면 구조를 갖는 양면 백라이트 유닛(100)은 인접하는 2개의 램프(102) 사이의 중심 위치에 광학 부재로서 산란 반사성을 갖는 봉형상 광부재(101)가 삽입되는 점에서 종래의 양면 백라이트 유닛(204)과 상위하다.
산란 반사성 봉형상 광부재(101)는 예를 들면, 램프(102)를 지지하는 램프 지지대에 의해 지지된다. 산란 반사성 봉형상 광부재(101)는 산란 반사성을 갖는 금속 부재 또는 수지 부재로 구성할 수 있다. 또한, 이를 대신하여 봉형상 부재를 구성하는 금속 부재, 수지 부재 또는 세라믹 부재에 산란 반사성을 갖는 시트를 부착한 부재로서 구성할 수도 있다. 또한, 봉형상 부재를 구성하는 금속 부재, 수지 부재 또는 세라믹 부재에 산란 반사성을 갖는 도료를 도포한 부재라도 좋다. 산란 반사성 봉형상 광부재(101)는 그 단면이 중심을 통하여 X방향으로 연장된 직선 및 중심을 통하여 Y방향으로 연장된 직선에 관해 대칭의 형상을 가지며, 예를 들면 마름모꼴 형상으로 형성된다. 이 구성에 의해 표면 및 이면의 확산판(106)에 동일한 산란 반사광을 입사할 수 있다.
산란 반사성 봉형상 광부재(101)의 단면 중심은 인접하는 2개 램프(102)의 중심 사이를 연결하는 선분을 2등분하는 위치에 배치된다. 산란 반사성 봉형상 광부재(101)는 산란 반사성을 갖는 표면에 의해 종래의 양면 백라이트 유닛(204)에서 도 16에 도시한 인접하는 2개의 램프(213)가 서로를 마주 비추는 방향의 광을 표면 및 이면의 확산판(106) 방향을 향하여 산란 반사한다.
표면 및 이면의 확산판(106)상의 X방향의 위치에 따라 관찰되는 휘도는 도 1 중에 그래프로 도시한 바와 같이, 확산판(106)상의 램프(102)의 중심 위치에 대응하는 위치 및 산란 반사성 봉형상 광부재(101)의 중심 위치에 대응하는 위치의 휘도에서 극대치를 취한다. 이것은, 산란 반사성 봉형상 광부재(101)에서 반사한 광의 대부분이 그 직상(또는 직하)의 확산판(106)을 향하도록 산란 반사성 봉형상 광부재(101)의 단면 형상이 정해져 있기 때문이다. 종래의 양면 백라이트 유닛(204)의 표면 및 이면의 확산판에서 관찰되는 도 16의 휘도의 그래프에서는 인접하는 2개의 램프 사이의 중앙 위치에서 휘도가 낮아지고, 확산판(106)상의 휘도의 변동이 컸지만, 본 실시예의 양면 백라이트 유닛(100)에서는 인접하는 2개의 램프(102) 사이의 중앙 위치에서 휘도가 저하되지 않고 휘도의 변동이 저감된다.
본 실시예에서는 산란 반사성 봉형상 광부재(101)에서 반사한 광의 대부분은 그 직상(또는 직하)의 확산판(106)을 향하기 때문에 백라이트 유닛이 양면 백라이트 유닛으로서 구성되고, 확산판(106)에 대향하는 면에 반사판을 배치할 수 없는 경우에 대해서도, 확산판(106)상의 X방향의 위치에 따른 휘도의 변동을 저감하고, 휘도 얼룩을 저감할 수 있다. 휘도 얼룩을 해소하기 위해 램프(102)의 간격을 좁게 하면, 램프(102)로부터 발생하는 열의 양이 많아지기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 램프(102)를 구동하는 구동 회로의 용량을 크게 할 필요가 있고, 비용 증가로 이어진다. 본 실시예에서는 봉형상 광학 부재의 배치에 의해 간단하게 휘도 얼룩을 저감할 수 있음과 함께 휘도 효율을 향상시킬 수 있다.
도 15에 도시된 종래의 양면 백라이트 유닛(204)에서는, 확산판(216)에 대향하는 램프(213)의 이면측에 금속인 반사판(211)이 배치되지 않기 때문에 점등 개시 전압을 낮게 설정할 수 없었다. 본 실시예에서는, 산란 반사성 봉형상 광부재(101)를 도전성 재료를 이용하여 형성함으로서, 산란 반사성 봉형상 광부재(101)와 램프(102)와의 사이에서 기생 용량을 발생시키고, 미약한 리크 전류(109)가 흘러 램프(102) 내의 방전을 유발하고, 점등 개시 전압을 낮게 할 수가 있다.
이 때문에 램프(102)의 주변 환경이 암흑 상태나 저온 환경인 경우에 대해서도 낮은 점등 개시 전압을 이용하여 램프를 점등할 수 있고, 램프 구동 회로 등의 비용을 저감할 수 있다. 산란 반사성 봉형상 광부재(101)를, 전기적으로 접지하고, 램프(102)의 저전압측의 입력단자에 접속하고, 산란 반사성 봉형상 광부재(101)가 도 15에 도시된 리턴 케이블(214)을 겸하는 구성을 채용하면, 리턴 케이블(214)을 삭감하여 더욱 비용을 삭감할 수 있다.
본 실시예의 양면 백라이트 유닛(100)를 사용하는 LCD 장치는, 도 14에 도시한 종래의 양면 표시형의 LCD 장치와 마찬가지로, 양면 백라이트 유닛(100)의 표면 및 이면의 쌍방에 실드 프레임과 액정 패널을 배치함으로써 얻어진다. 이와 같은 양면 LCD 장치나 양면 백라이트 유닛은 광고 등을 표시하는 표시 장치에 적용할 수 있다.
도 2는, 본 발명의 제 2 실시예의 백라이트 유닛의 단면 구조의 일부를 도시하고 있다. 본 실시예의 양면 백라이트 유닛(100a)은, 산란 반사성을 갖는 도 1에 도시된 봉형상 광학 광부재(101)에 대신하여, 광학 부재로서, 확산성 봉형상 부재(103)가 배치되는 점에서, 제 1 실시예의 양면 백라이트 유닛(100)과 상위하다. 확산성 봉형상 부재(103)는 램프로부터 입사한 광의 진행 방향을 랜덤한 방향으로 바꾸어 출사한다.
확산성 봉형상 부재(103)는 그 단면의 중심에 관해 X방향 및 Y방향으로 대칭의 형상을 가지며, 예를 들면 원형상으로 형성된다. 확산성 봉형상 부재(102)는 예를 들면, 아크릴, PC, ABS 및 PET 등의 투명 수지 내에 광산란성을 갖는 실리콘, 금속 또는 수지의 입자 등을 분산시킨 것으로 구성된다. 확산성 봉형상 부재(103)는 램프(102)로부터 X방향을 향하여 출사된 광이 입사하고, 그 광의 대부분을 확산판(106) 방향을 향한 광으로 출사한다.
본 실시예에서는 상기 구성에 의해 광학 부재로서 산란 반사성 봉형상 광부재(101)가 배치되는 제 1 실시예와 마찬가지로 휘도 효율을 향상시킬 수 있고, 또한, 표면 및 이면의 확산판(106)상에서 관찰되는 휘도 얼룩을 저감할 수 있다. 또한, 확산성 봉형상 부재(103)는 외관상 광을 산란 방사하는 의사적인 램프로 되고, 확산성 봉형상 부재(103)의 중심과 램프(102)의 중심이 동일한 직선상에 배치되기 때문에 시야각을 바꾸어 확산판(106)을 관찰하였을 때에도, 확산판(106)상에서 관찰되는 휘도 변동이 적다.
도 3은, 본 발명의 제 3 실시예의 백라이트 유닛의 단면 구조의 일부를 도시하고 있다. 본 실시예의 양면 백라이트 유닛(100b)은 산란 반사성을 갖는 도 1에 도시된 봉형상 광학 광부재(101)를 대신하여 램프(102)의 X방향의 양측에, 광학 부재로서 봉형상 프리즘 부재(104)가 배치되는 점에서, 제 1 실시예의 양면 백라이트 유닛(100)과 상위하다. 봉형상 프리즘 부재(104)는 아크릴, PC, ABS 및 PET 등의투명 수지나 유리로 구성된다. 봉형상 프리즘 부재(104)는 광투과성을 가지며 굴절에 의해 입사한 광의 진행 방향을 바꾼다.
도 4는, 도 3의 램프(104) 부근을 확대하여 도시하고 있다. 봉형상 프리즘 부재(104)는 그 단면 형상이 중심에 관해 Y방향으로 대칭인 형상을 가지며, 예를 들면, 광을 발산시키는 오목 렌즈와 동일한 형상을 갖는다. 봉형상 프리즘 부재(104)는 램프(102)로부터 출사된 동 도면중에 도시한 각도 ±θ에 포함되는 광을 입사하고, 굴절에 의해 그 광의 진행 방향을 바꾸어 광을 출사한다. 즉, 봉형상 프리즘 부재(104)는 도 16에서는 인접하는 2개의 램프(204)가 서로를 마주 비추는 방향의 광을 표면 및 이면의 확산판(106)을 향하는 방향의 광으로서 출사한다.
본 실시예에서는 봉형상 프리즘 부재(104)의 램프(102)로부터 광을 입사하는 면의 곡률 및 광을 출사하는 면의 곡률을 적절하게 설정함으로써, 인접하는 2개 램프(102)의 중간 위치에 대응한 확산판(106)상의 위치의 휘도를 증가시킬 수 있다. 이 때문에 제 1 실시예와 마찬가지로 휘도 효율을 향상시킬 수 있고, 표면 및 이면의 확산판(106)상에서 관찰되는 휘도 얼룩을 저감할 수 있다.
도 5는, 본 발명의 제 4 실시예의 백라이트 유닛의 단면 구조의 일부를 도시하고 있다. 본 실시예의 양면 백라이트 유닛(100c)은 도 3에 도시된 봉형상 프리즘 부재(104)를 대신하여, 광학 부재로서 산란 반사성 봉형상 광부재(101)와 동일한 광반사 특성을 갖는 봉형상 반사 부재(105)가 배치되는 점에서, 제 3 실시예의 양면 백라이트 유닛(100)과 상위하다. 봉형상 반사 부재(105)는 단면 중심에 관해 Y방향으로 대칭의 단면 형상을 갖는다.
도 6은, 도 5의 램프(102) 부근을 확대하여 도시하고 있다. 봉형상 반사 부재(105)를 램프(102)의 양측에 배치하면, 제 3 실시예와 마찬가지로 램프(102)로부터 출사된 도 6 중에 도시한 각도 ±θ에 포함되는 광을 확산판(106)의 방향으로 향하게 할 수 있다. 이 때문에 제 3 실시예와 마찬가지로 휘도 효율을 향상시킬 수 있고, 표면 및 이면의 확산판(106)상에서 관찰되는 휘도 얼룩을 저감할 수 있다.
도 7은, 본 발명의 제 5 실시예의 백라이트 유닛의 단면 구조의 일부를 나타내고, 도 8은 도 7의 백라이트 유닛의 일부를 사시도로 도시하고 있다. 본 실시예의 양면 백라이트 유닛(100)은 산란 반사성 봉형상 광부재(101)에 원추형 부재(107)가 형성된 점에서, 제 1 실시예의 양면 백라이트 유닛(100)과 상위하다. 원추형 부재(107)는 산란 반사성 봉형상 광부재(101)로부터 확산판(106)을 향하여 가늘어지는 원뿔형상으로 형성되고, 광을 발산시키는 백색의 ABS나 PC로 형성된다. 예를 들면, 20인치 정도의 LCD 장치에서 사용되는 백라이트 유닛이라면, 원추형 부재(107)는 Z방향의 표면 및 이면의 확산판(106) 중심 부근에 대응하는 위치에 하나가 형성되면 좋다.
통상의 단면 백라이트 유닛에서는 도 11에 도시한 바와 같이 반사판(211)상에 스페이서(210)가 형성되고, 확산판(216)이 자중에 의해 또한, 열에 의해 변형하여 휘는 것을 방지한다. 일반적으로, 확산판의 휨은 백라이트 유닛의 발광면이 클수록 현저하다. 그러나, 도 15에 도시된 종래의 양면 백라이트 유닛(204)에서는 확산판(216)에 대향하여 반사판이 배치되지 않기 때문에 확산판(216)을 지지하는 스페이서를 형성할 수 없고, 확산판(216)의 휨을 방지할 수 없었다. 본 실시예에서는산란 반사성 봉형상 광부재(101)에 확산판(106)을 지지하는 원추형 부재(107)를 형성하기 때문에 백라이트 유닛의 발광면이 큰 경우라도 표면 및 이면의 확산판(106)의 휨을 저감할 수 있고, 양호한 발광면을 얻을 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는 백라이트 유닛이 양면 백라이트 유닛으로서 구성되는 예에 관해 설명하였지만, 인접하는 2개의 램프(102) 사이에 광학 부재가 삽입되는 구조는, 예를 들면, 도 12에 도시한 단면 구조와 같은 단면 구조를 갖는 단면 백라이트 유닛에도 적용할 수 있다.
도 9는, 광학 부재로서 확산성 봉형상 부재가 삽입된 단면 백라이트 유닛의 단면 구조를 도시한다. 도 9의 예에서는 램프(102)로부터 X방향을 향하여 출사된 광과, 반사판(108)에서 반사한 광이 확산성 봉형상 부재(103)에 입사한다. 이와 같이, 백라이트 유닛이 단면 백라이트 유닛으로서 구성된 경우에 대해서도, 인접하는 2개의 램프 사이에 여러가지의 광학 부재를 삽입함으로써, 앞의 실시예와 마찬가지로, 휘도 효율을 향상할 수 있고, 확산판(106)상에서 관찰되는 휘도 얼룩을 저감할 수 있다.
JP-A-4-275525호에 기재된 기술에서는 도 13에 도시된 반사판(211)의 산부(221M)에 형성하는 경면 반사막의 불균일성이 휘도 얼룩에 크게 영향을 미친다. 그러므로 경면 반사막은 높은 기계가공 정밀도가 요구된다. 본 발명에서 사용하는 광학 부재는 산부가 형성되는 반사판에 비하여, 부품이 작기 때문에 가공이 용이하고, 가공에 그다지 높은 정밀도가 요구되지 않는다. 즉, 본발명은 종래기술에 비하여 용이하게 휘도 효율의 개선과, 휘도 얼룩 감소를 달성한다.
또한, JP-A-4-275525호에 기재된 기술에서는, 반사판(211)의 형상이, 램프(213)를 1개씩 서치라이트와 같이 오목 거울로 둘러싸는 형상이기 때문에 확산판(216)의 정면의 휘도가 균일하게 되도록 반사판(211)의 산부(211M)의 각도를 조정한 경우라도 정면 이외의 시야각으로부터 확산판(216)을 관찰한 경우에 있어서의 휘도의 변동을 저감할 수 없다. 한편, 상기 실시예에서 사용된 봉형상 부재는 확산판(106)상에서 관찰되는 휘도 얼룩을 작게 야기하기 위한 광의 산란-반사를 위한 의사 램프로서의 작용을 한다.
상기 실시예에서는, 산란 반사성 기능 또는 렌즈 기능을 가진 봉형상 광부재 부재는 휘도 얼룩을 저감시킬 수 있는 경면을 갖는 광학부재로 대체할 수도 있다. 각 실시예에서 각각 사용된 봉형상 광부재는 도전성 재료로 제조될 수 있으며, 봉형상 부재와 램프와의 사이의 리크 전류에 의해 점등 개시 전압을 낮게 할 수 있다.
상기 실시예에서 설명한 광학 부재의 단면 형상은 한 예이고, 광학 부재의 단면 형상은 램프(102)와 광학 부재와의 사이의 거리나 광학 부재의 중심과 확산판(106)과의 사이의 거리에 따라 적절히 설계할 수 있다. 예를 들면, 램프(102)로부터 표면의 확산판(106)까지의 거리와 이면의 확산판(106)까지의 거리가 다를 때에는 광학 봉형상 부재의 단면 형상을, 중심에 관해 Y방향으로 대칭으로 형성하지 않고, 각각의 거리에 따른 형상으로 할 수 있다.
광확산판을 지지하기 위한 봉형상의 광학 부재에 형성된 원추형 부재가 형성되는 양면 백라이트 유닛은 제 5 실시예에 기재되어 있다. 단면 백라이트 유닛은인접한 두개의 램프 사이에 확산판을 지지하기 위한 지지부재를 가질 수도 있다. 지지 부재는 봉형상 부재와 다른 부재로 만들수도 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제 1의 백라이트 유닛은 그대로는 확산판으로부터 출사되지 않는, 확산판과 거의 평행한 방향의 광성분을 확산판을 향하는 광성분으로 하는 광학 부재를 갖기 때문에 휘도 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 광학 부재의 형상을 적절하게 설정함으로써 직하 방식의 백라이트 유닛에서 특히 문제가 되는 인접하는 램프 사이에 대응하는 위치의 확산판상의 휘도의 저하를 낮게 억제하고, 발광면의 휘도 얼룩을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 양태의 백라이트 유닛에서는 램프에 인접하여 도전체 또는 도전체를 포함하는 재료로 형성된 봉형상 부재가 배치되기 때문에 점등 개시 전압을 낮게 하여 비용을 저감할 수 있다.
본 발명의 액정 표시 장치는 상기 본 발명의 백라이트 유닛을 구비하기 때문에 양호한 표시가 가능해진다.
이상, 본 발명을 양호한 실시예에 의거하여 설명하였지만, 본 발명의 백라이트 유닛은 상기 실시예에만 한정된 것은 아니고, 상기 실시예의 구성으로부터 여러가지의 수정 및 변경을 시행한 백라이트 유닛도 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (17)

  1. 백라이트 유닛에 있어서,
    광확산판(106)과,
    상기 광확산판의 후방측에 배열된 적어도 하나의 램프(102)와,
    상기 광확산판(106)을 향하여 상기 광확산판(106)에 실제적으로 평행하게 상기 램프(102)로부터 발광된 광의 광성분을 반사하는 광부재(101, 103, 104, 105)를 구비한 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 램프(102)는 서로 평행하게 연장된 복수의 긴 램프(102)를 포함하고, 상기 광부재(101, 103, 104, 105)는 상기 긴 램프(102)에 평행하게 연장된 봉형상의 광부재이며 상기 두개의 인접한 긴 램프(102)사이에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 봉형상의 광부재(101, 103, 104, 105)는 전도성 재료로 제조된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 봉형상의 광부재(101)는 상기 봉형상 광부재(101)로부터 상기 광확산판(106)에 접촉하도록 연장된 연장부(107)를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 봉형상의 광부재(101, 103, 104, 105)는 광을 산란 반사하기 위한 산란 반사 표면을 가진 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 봉형상의 광부재(101, 103, 104, 105)는 광을 반사하기 위한 경면표면을 가진 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 봉형상의 광부재(101, 103, 104, 105)는 투명 몸체와 상기 투명 몸체에 분산되어 있는 산란 반사 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 봉형상의 광부재(101, 103)는 상기 인접한 두개의 긴 램프(102)사이의 실제적으로 중간 위치에 배열된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 봉형상의 광부재(104, 105)는 인접한 상기 두개의 긴 램프(102) 근처에 각각 배열된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 봉형상의 광부재(104)는 프리즘을 포함한 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 한쌍의 확산 시트(106)는 상기 긴 램프(102)와 상기 봉형상의 광부재(101, 103, 104, 105)사이에 샌드위치되도록 배열된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  12. 백라이트 유닛에 있어서,
    광확산판(106)과,
    상기 광확산판(106)의 후방측에 배열된 적어도 하나의 긴 램프(102)와,
    상기 긴 램프(102)에 평행하게 연장되어 있으며 전도성 재료로 제조된 봉형상의 광부재(101, 103, 104, 105)를 구비한 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 광부재(101, 103, 104, 105)는 전기적으로 접지되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 광부재(101, 103, 104, 105)는 상기 긴 램프(102)의 단자에 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 한쌍의 광확산판(106)은 상기 긴 램프(102)와 상기 봉형상의 광부재(101, 103, 104, 105) 사이에 샌드위치된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  16. 제 1 항에 따른 백라이트 유닛(100)을 구비한 액정 디스플레이 장치.
  17. 제 12 항에 따른 백라이트 유닛(100)을 구비한 액정 디스플레이 장치.
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