KR20040103694A

KR20040103694A - 액정표시장치용 백라이트유닛

Info

Publication number: KR20040103694A
Application number: KR1020030035315A
Authority: KR
Inventors: 이성희; 정상문
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2004-12-09
Also published as: KR100930492B1

Abstract

본 발명은 램프반사판을 통해 램프의 후방에서 발생된 광을 도광판으로 반사시킴으로써 광 손실을 줄일 수 있도록 한 액정표시장치용 백라이트유닛에 관한 것이다.

본 발명에 따른 액정표시장치용 백라이트유닛은, 광(light)을 방출하는 램프(32)와; 램프(32)와 대향되도록 설치되는 도광판(34)과; 램프(32)를 둘러싸고 설치되며, 도광판(34)으로 광을 반사시킬 수 있는 보조반사부(35)가 구비되어 있는 램프반사판(36)과; 램프(32)및 램프반사판(36) 사이에 설치되어, 램프(32)의 후방으로 방출되는 광을 보조반사부(35)로 집광시키는 렌즈(37)를 포함하여 구성된다. 이에 따라, 광 반사효율을 극대화시킴으로써 램프반사판에서의 광 손실을 최소화하여 액정표시장치의 휘도를 향상시킬 수 있다.

Description

액정표시장치용 백라이트유닛 {BACKLIGHT UNIT FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 액정표시장치용 백라이트유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 램프반사판을 통해 램프의 후방에서 발생된 광을 도광판으로 반사시킴으로써 광 손실을 줄일 수 있도록 한 액정표시장치용 백라이트유닛에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치(LCD)는 인가전압에 따른 액정의 투과도 변화를 이용하여 각종 장치에서 발생되는 여러가지 전기적인 정보를 시각정보로 변화시켜 전달하는 전자소자를 말하며, 백라이트유닛과 액정표시패널 및 케이싱 등으로 구분된다.

이러한 액정표시장치는 현대사회가 정보통신사회로 진입함에 따라 그 중요성이 점차 증대되고 있는 추세이며, 그에 대한 수요도 기하급수적으로 늘어나고 있다.

특히, 액정표시장치에서 백라이트유닛의 역할은 갈수로 중요한 과제로 대두되고 있는 바, 이는 백라이트유닛의 구조에 따라서 액정표시장치의 사이즈 및 광효율 등을 비롯한 기계적·광학적 특성이 많은 영향을 받기 때문이다.

종래의 백라이트유닛은 도 1에 도시된 바와 같이, 램프(1)와; 램프(1)와 대향되도록 설치되는 도광판(2)과; 램프(1)를 둘러싸고 설치되며, 도광판(2)으로 광을 반사시키는 램프반사판(3)과; 도광판(2)의 상부에 적층되는 복수의 광학시트(4)와; 도광판(2)의 하부에 배치되는 반사시트(5)를 포함하여 구성된다.

그러나 상기와 같은 백라이트유닛은 램프(1)에서 방출되는 광의 방향이 일관성을 가지고 있지 않기 때문에 램프반사판(3)에 의해 난반사될 뿐 아니라 반사 도중 램프(1)에 가로막혀 반사효율이 저하됨으로써 광 손실이 발생된다.

실제로 현재 램프(1)에서 방출되는 광의 양을 100으로 본다면 실질적으로 액정표시패널에 입사되는 광의 양은 그 중 50%정도 밖에 되지 않아 백라이트유닛의 휘도 부족을 초래하고 있다. 그 중, 램프반사판(3)에서의 광 손실이 약 40%정도로 가장 큰 비중을 차지한다.

최근에 들어, 상기와 같은 문제점을 감안하여 2개의 램프를 설치하는 방법이 시도되었으나, 이는 설치구조가 복잡할 뿐 아니라 그에 따른 비용이 추가로 소요되며, 백라이트유닛의 무게 및 부피가 증가되는 문제점이 있다. 또한, 백라이트유닛의 내부공간의 높이를 대폭 증가시켜 램프의 유효광효율을 높이는 방법은 비용이나 소비전력의 증가없이 도광판의 휘도를 상대적으로 높일 수 있지만, 백라이트유닛의 두께가 그 만큼 증가된다는 점에서 실용성이 떨어진다.

한편, 렌즈를 이용하여 램프에서 발생된 광을 집광시키는 구조의 액정표시장치의 백라이트어셈블리는 본 출원인에 의해 기 출원(출원번호:10-1998-0028272)된 바 있으나, 이는 렌즈가 램프 및 도파관 사이에 설치되어 램프의 전방으로 방출되는 광을 집광하는 구조로서 램프반사판에서의 광 손실을 줄이는 데에는 영향을 미치지 못하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 램프반사판에서의 광 손실을 최소화하여 휘도를 향상시킬 수 있는 액정표시장치용 백라이트어셈블리를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 액정표시장치용 백라이트유닛의 광 진행방향을 도시한 개략도이고,

도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치의 분해사시도이고,

도 3은 도 2의 결합사시도이고,

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도이고,

도 5의 (a),(b)는 본 발명에 따른 액정표시장치용 백라이트유닛의 제1실시예에 의한 광 진행방향을 도시한 개략도이다.

도 5의 (a),(b)는 본 발명에 따른 액정표시장치용 백라이트유닛의 제2실시예에 의한 광 진행방향을 도시한 개략도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

20 : 액정표시패널 22 : TFT 기판

24 : CF 기판 30 : 백라이트유닛

32 : 램프 34 : 도광판

35 : 보조반사부 35a : 제1반사부

35b : 제2반사부 36 : 램프반사판

37 : 렌즈 40a,40b : 편광판

50 : 몰드프레임 60 : 탑샤시

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 광(light)을 방출하는 램프와; 상기 램프와 대향되도록 설치되는 도광판과; 상기 램프를 둘러싸고 설치되며, 상기 도광판으로 광을 반사시킬 수 있는 보조반사부가 구비되어 있는 램프반사판과; 상기 램프 및 상기 램프반사판 사이에 설치되어, 상기 램프의 후방으로 방출되는 광을 상기 보조반사부로 집광시키는 렌즈를 포함하여 구성되는 데 그 특징이 있다.

상기 보조반사부는 상기 램프반사판의 형상변경을 통해 일체로 형성되거나, 상기 램프반사판에 별도로 설치하는 것도 가능하다.

상기 보조반사부는 상기 램프반사판의 후방에 설치되어, 상기 렌즈에서 집광된 광이 입사되는 제1반사부와; 상기 램프반사판의 상부에 설치되어, 상기 제1반사부로부터 반사된 광을 입사하여 상기 도광판으로 재반사하는 제2반사부를 포함한다. 이 때, 상기 제1반사부는 상기 제2반사부를 향해 경사지고, 상기 제2반사부는 상기 도광판을 향해 경사진 형태를 가지는 것이 바람직하다.

상기 보조반사부는 상기 램프반사판의 후방에 설치되어, 상기 렌즈에서 집광된 광이 입사되는 제1반사부와; 상기 램프반사판의 하부에 설치되어, 상기 제1반사부로부터 반사된 광을 입사하여 상기 도광판으로 재반사하는 제2반사부를 포함한다. 이 때, 상기 제1반사부는 상기 제2반사부를 향해 경사지고, 상기 제2반사부는 상기 도광판을 향해 경사진 형태를 가지는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치의 분해사시도이고, 도 3은 도 2의 결합사시도이고, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 화면이 디스플레이되는 액정표시패널(20)과; 액정표시패널(20)의 하부에 설치되어, 액정표시패널(20)에 빛을 제공하는 백라이트유닛(30)과; 백라이트유닛(30)의 상·하부에 각각 설치되어, 투과되는 광을 편광시키는 한 쌍의 편광판(40a,40b)과; 백라이트유닛(30)이 수용되는 몰드프레임(50)과; 액정표시패널(20)의 상부에서 몰드프레임(50)과 결합되는 탑샤시(60)를 포함하여 구성된다.

액정표시패널(20)은 TFT 기판(22)과 CF 기판(24) 사이에 액정이 주입되어 형성된 것으로, 측부에는 인쇄회로기판(80)과 복수의 테이프케리어패키지(90)가 연결설치된다.

TFT 기판(22)상에는 액정캐퍼시티(미도시)가 매트릭스 형태로 복수개 형성되고, 각각의 액정캐퍼시티에는 그와 대응하는 TFT 어레이(미도시)가 형성된다. 그리고 TFT 소자의 게이트 및 소스 전극들은 하나의 행이나 열의 전원라인을 공유하도록 구성된다.

백라이트유닛(30)은 액정표시패널(20)에 광을 제공하는 역할을 수행하며, 램프(32)와; 도광판(34)과; 램프반사판(36)과; 광학시트(38) 및 반사시트(39)를 포함하여 구성된다. 그리고 램프(32) 및 램프반사판(36)사이에는 렌즈(37)가 설치되어, 램프(32)의 후방으로 방출되는 광을 집광시킬 수 있도록 되어 있다.

램프반사판(36)의 크기, 형상 그리고 재질은 필요에 따라 선택적으로 변경 가능하다.

광학시트(38)는 확산시트, 프리즘시트 등을 비롯한 여러 종류의 시트를 선택적으로 포함할 수 있으며, 반사시트(39)는 도광판(34)의 하부로 누설되는 광을 도광판(34)의 상부로 반사시키는 역할을 수행한다.

한편, 백라이트유닛(30)의 램프반사판(36) 및 렌즈(37)의 구조 및 기능, 그에 따른 광의 진행방향에 대한 자세한 설명은 도 5 및 도 6을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 백라이트유닛(30)은 광(light)을 방출하는 램프(32)와; 램프(32)와 대향되도록 설치되는 도광판(34)과; 램프(32)를 둘러싸고 설치되며, 도광판(34)으로 광을 반사시킬 수 있는 보조반사부(35)가 구비되어 있는 램프반사판(36)과; 램프(32)및 램프반사판(36) 사이에 설치되어, 램프(32)의 후방으로 방출되는 광을 보조반사부(35)로 집광시키는 렌즈(37)를 포함하여 구성된다.

보조반사부(35)는 별도의 구성부품을 사용하지 않고 램프반사판(36) 자체의 형상변경을 통해 형성된다.

보조반사부(35)는 램프반사판(36)의 후방에 설치되어, 렌즈(37)에서 집광된 광이 입사되는 제1반사부(35a)와; 램프반사판(36)의 상부 또는 하부에 설치되어, 제1반사부(35a)로부터 반사된 광을 입사하여 도광판(34)으로 재반사하는 제2반사부(35b)를 포함한다.

제1반사부(35a)는 제2반사부(35b)를 향해 경사지고, 제2반사부(35b)는 도광판(34)을 향해 경사진 형태를 가진다. 즉, 도 5a에서와 같이 제2반사부(35b)가 램프반사판(36)의 상부에 설치될 경우에는 제1반사부(35a)가 상부를 향해 경사지고, 도 5b에서와 같이 제2반사부(35b)가 램프반사판(36)의 하부에 설치될 경우에는 제1반사부(35a)가 하부를 향해 경사진다.

한편, 보조반사부(35)의 크기 및 형상 그리고 설치위치는 렌즈(37)에서 집광된 광을 램프(32)에 간섭받지 않고 도광판(34)으로 직접 반사시킬 수 있는 범위 내에서 다양하게 변경 가능하다.

도 6의 (a),(b)는 본 발명에 따른 액정표시장치용 백라이트유닛의 제2실시예에 의한 광 진행방향을 도시한 개략도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 보조반사부(35)가 램프반사판(36)에 별도로 설치되는 데 그 특징이 있으며, 도 5a 및 5b에서와 같이 보조반사부(35)는 램프반사판(36)의 후방에 설치되어, 렌즈(37)에서 집광된 광이 입사되는 제1반사부(35a)와; 램프반사판(36)의 상부 또는 하부에 설치되어, 제1반사부(35a)로부터 반사된 광을 입사하여 도광판(34)으로 재반사하는 제2반사부(35b)를 포함한다.

제1반사부(35a)는 제2반사부(35b)를 향해 경사지고, 제2반사부(35b)는 도광판(34)을 향해 경사진 형태를 가진다. 즉, 도 6a에서와 같이 제2반사부(35b)가 램프반사판(36)의 상부에 설치될 경우에는 제1반사부(35a)가 상부를 향해 경사지고, 도 6b에서와 같이 제2반사부(35b)가 램프반사판(36)의 하부에 설치될 경우에는 제1반사부(35a)가 하부를 향해 경사진다.

제1반사부(35a) 및 제2반사부(35b)의 설치방법은 필요에 따라 다양하게 변형 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 렌즈를 통해 광 반사효율을 극대화시킴으로써 램프반사판에서의 광 손실을 최소화하여 액정표시장치의 휘도를향상시킬 수 있다.

또한, 도광판에 입사되는 광이 일방향을 가짐으로써 모듈의 균일도를 향상시킬 수 있다.

Claims

광(light)을 방출하는 램프와;

상기 램프와 대향되도록 설치되는 도광판과;

상기 램프를 둘러싸고 설치되며, 상기 도광판으로 광을 반사시킬 수 있는 보조반사부가 구비되어 있는 램프반사판과;

상기 램프 및 상기 램프반사판 사이에 설치되어, 상기 램프의 후방으로 방출되는 광을 상기 보조반사부로 집광시키는 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트유닛.
제1항에 있어서,

상기 보조반사부는 상기 램프반사판 자체의 형상변경을 통해 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트유닛.
제1항에 있어서,

상기 보조반사부는 상기 램프반사판에 별도로 설치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트유닛.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 보조반사부는 상기 램프반사판의 후방에 설치되어, 상기 렌즈에서 집광된 광이 입사되는 제1반사부와; 상기 램프반사판의 상부에 설치되어, 상기 제1반사부로부터 반사된 광을 입사하여 상기 도광판으로 재반사하는 제2반사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트유닛.
제4항에 있어서,

상기 제1반사부는 상기 제2반사부를 향해 경사지고, 상기 제2반사부는 상기 도광판을 향해 경사진 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트유닛.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 보조반사부는 상기 램프반사판의 후방에 설치되어, 상기 렌즈에서 집광된 광이 입사되는 제1반사부와; 상기 램프반사판의 하부에 설치되어, 상기 제1반사부로부터 반사된 광을 입사하여 상기 도광판으로 재반사하는 제2반사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트유닛.
제6항에 있어서,

상기 제1반사부는 상기 제2반사부를 향해 경사지고, 상기 제2반사부는 상기 도광판을 향해 경사진 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트유닛.