KR20050060498A - 액정표시장치의 백라이트 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치의 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 본 발명의 액정표시장치의 백라이트 유닛은 액정표시장치의 백라이트 유닛은 빛을 발산하는 램프와, 상기 램프로부터 발산되는 빛을 공급받아 상부로 입사시키며, 상기 램프로부터 빛을 공급받는 입광면이 적어도 하나의 꺽임구조를 갖는 도광판과, 상기 램프로부터 발산되는 빛을 반사시켜 상기 도광판에 공급하는 램프 하우징과, 상기 도광판에 입사된 빛을 반사시켜 빛의 진행방향을 상기 도광판 상부로 변환시키는 반사판을 포함하여 구성되어 입광면을 통해 입사되는 빛의 입광량을 증가시켜 액정표시장치의 휘도를 향상시킬 수 있다.

Description

액정표시장치의 백라이트 유닛{BACKLIGHT UNIT OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 액정표시장치(liquid crystal display)의 백라이트 유닛(back-light unit)에 관한 것으로, 보다 자세하게는 램프(lamp)의 빛이 입사되는 입광면의 면적을 넓혀 도광판에 입사되는 입광량을 증가시킴으로써, 휘도(brightness)를 향상시키는 액정표시장치의 백라이트 유닛에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치는 서로 대향하는 박막트랜지스터 어레이(thin film transistor array) 기판 및 컬러필터(color filter) 기판이 일정한 셀-갭으로 합착되고, 그 합착된 셀-갭 공간에 액정층이 충진되어 형성된 액정패널(liquid crystal display panel)과, 그 액정패널에 주사신호와 화상정보를 인가하여 화상을 표시하기 위한 구동부와, 상기 액정패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛으로 구성된다.

상기 액정패널의 박막트랜지스터 어레이 기판에는 횡으로 일정하게 이격되어 배열되는 복수의 게이트라인과, 종으로 일정하게 이격되어 배열되는 복수의 데이터라인이 서로 교차하며, 상기 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 구획하는 영역은 화소로 정의된다. 상기 화소에는 박막트랜지스터와 같은 스위칭소자가 구비되어 화소를 구획하는 데이터라인 및 게이트라인과 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 화소에는 컬러필터 기판의 공통전극과 함께 액정층에 전계를 형성하기 위한 화소전극이 구비되어 상기 스위칭소자와 개별적으로 연결된다.

상기 액정패널의 컬러필터 기판에는 상기 백라이트 유닛으로부터 공급되는 광을 통과시켜 다양한 색을 조합하기 위한 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터층이 형성되고, 그 컬러필터층의 외곽에는 빛이 새어나가는 것을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(black matrix)층이 그물형태로 형성된다. 그리고, 상기 컬러필터 기판에는 공통전극이 기판 전면에 걸쳐 형성되며, 상기 공통전극에 인가되는 공통전압과 상기 박막트랜지스터 어레이 기판의 화소전극에 인가되는 화상정보의 전압과의 전압차에 의해 액정층에 전계를 걸어줌으로써, 액정들의 배열상태를 변화시켜 상기 백라이트 유닛으로부터 공급되는 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다.

상기 백라이트 유닛은 실제로 빛을 발산하는 램프와, 그 램프로부터 나오는 빛을 액정패널의 전체에 균일하게 전달하기 위한 도광판과, 그 도광판을 아래로 통과하여 액정패널의 반대 방향으로 진행하는 빛을 액정패널 방향으로 반사시킴으로써 빛의 효율성을 높이는 반사판과, 상기 도광판에서 나오는 빛을 확산 및 집광시켜주는 확산시트 및 프리즘시트로 이루어진 광학시트와, 그 광학시트 상에 배치되어 먼지나 긁힘 등에 의해 상기 광학시트들이 파손되는 것을 방지하는 보호시트로 구성된다.

액정표시장치는 스스로 발광하지 못하는 장치이므로, 상기 백라이트 유닛은 액정패널에 빛을 공급하며, 액정층에서 광투과율이 조절된 빛에 의해 화상이 표시된다.

상기 백라이트 유닛에 사용되는 램프는 종래에는 하나가 사용되어 액정패널에 모든 빛을 공급하였으나, 액정표시장치의 선명한 화질에 대한 요구가 높아지고, 최근 많이 개발되고 있는 대면적의 액정표시장치에 충분한 휘도를 공급해주기 위해 2개이상의 복수의 램프를 많이 사용하고 있다.

상기와 같은 백라이트 유닛을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도1은 일반적은 백라이트 유닛을 간단하게 나타낸 도면이다.

도1을 참조하면, 빛을 발산하는 적어도 하나의 램프(10)와, 상기 램프(10)로부터 입사되는 빛을 상부로 공급하는 도광판(40)과, 상기 램프(10)를 보호하며, 상기 램프(10)로부터 발산된 빛을 반사하여 상기 도광판(40) 방향으로 입사시키는 램프 하우징(lamp housing, 20)과, 상기 도광판(40)에 입사된 빛 중 도광판(40) 하부로 직진하는 빛을 반사시켜 도광판(40) 상부로 입사시키는 반사판(50)을 포함하여 구성된다.

상기 램프 하우징(20)은 상기 도광판(40)의 일측면에 부착되고, 그 내부에 램프(10)가 구비되어 상기 램프(10)로부터 발산되는 빛이 상기 도광판(40) 일측면으로 입사된다. 상기 도광판(40)으로 입사된 빛 중 일부는 상기 도광판(40)으로 직접 이동하고, 다른 일부는 상기 반사판(50)에 의해 반사되어 상기 도광판(40) 방향으로 진행한다. 또한, 상기 램프 하우징(20)은 반사특성이 좋은 물질로 이루어져, 램프(10)로부터 방출된 빛이 반사되어 상기 도광판(40)으로 입력된다. 이와 같이, 상기 램프 하우징(20)은 상기 도광판(40)방향과 다른 방향으로 진행하는 빛을 반사시켜 상기 도광판(40)에 입사함으로써, 상기 도광판(40)에 입사되는 광량을 증가시킨다.

최근, 액정표시장치는 대면적화되고 있으며, 이와 같은 대면적 액정표시장치에서 종래와 같이 하나의 램프로는 충분한 휘도를 나타낼 수 없으므로, 충분한 휘도를 구현하기 위해 일반적으로 복수개의 램프(10)가 사용되는 추세이다. 도면은 두개의 램프를 사용하는 경우를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 두개의 램프(10)가 상기 램프 하우징(20) 내부에 구비되어 상기 도광판(40)에 상기 두개의 램프(10)로부터 나온 빛이 입광면(30)을 통해 상기 도광판(40)에 입사된다. 따라서, 하나의 램프를 사용하였을 때에 비해 밝은 휘도를 구현할 수 있다.

한편, 액정표시장치는 대면적화와 함께 박형화 및 경량화 되어가는 추세이며, 액정표시장치를 박형화시키기 위해 액정표시장치 내에서 상당한 부분을 차지하고 있는, 도광판의 두께를 얇게 해주기 위한 노력들이 시도되고 있다.

그런데, 상기 도광판의 두께를 얇게 형성하게 되면, 램프 하우징 내에 구비되는 복수의 램프 간의 간격을 좁혀주어야 하므로, 상기 램프에서 발산되는 빛의 진행이 타 램프에 방해받아 도광판까지 공급되지 않는 빛이 증가하며, 또한, 사용되는 램프의 수가 증가함에 비해 도광판의 입광면은 한정되어 있으므로, 입광면에입사되는 빛의 입광 효율이 떨어진다.

따라서, 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 본 발명이 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 도광판의 입광면 면적을 증가시킴으로써, 램프로부터 입사되는 빛의 입광량을 증가시켜 액정표시장치의 휘도를 향상시키는 액정표시장치의 백라이트 유닛을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 액정표시장치의 백라이트 유닛은 빛을 발산하는 램프와, 상기 램프로부터 발산되는 빛을 공급받아 상부로 입사시키며, 상기 램프로부터 빛을 공급받는 입광면이 적어도 하나의 꺽임구조를 갖는 도광판과, 상기 램프로부터 발산되는 빛을 반사시켜 상기 도광판에 공급하는 램프 하우징과, 상기 도광판에 입사된 빛을 반사시켜 빛의 진행방향을 상기 도광판 상부로 변환시키는 반사판을 포함하여 구성된다.

도2는 본 발명에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면이다.

도2를 참조하면, 빛을 발산하는 적어도 하나의 램프(110)와, 상기 램프(110)로부터 발산되는 빛을 일정한 꺽임각을 가진 입광면으로 공급받아 상부로 입사하는 도광판(140)과, 상기 램프(110)로부터 발산되는 빛을 반사시켜 상기 도광판(140)에 입사되도록 하는 램프 하우징(120)과, 상기 도광판(140) 하부로 진행하는 빛을 반사시켜 상기 도광판(140) 상부로 진행하도록 하는 반사판(150)을 포함하여 구성된다.

상기 램프 하우징(120)은 반사특성이 좋은 물질로 제작되어 그 내부에 구비된 램프(110)로부터 발산되는 빛을 반사시켜 상기 도광판(140) 방향으로 진행방향을 변화시킨다. 즉, 상기 램프 하우징(120)은 상기 램프(10)로부터 직접 도광판(140)으로 입사되지 않는 빛을 간접적으로 입사시킴으로써, 상기 램프(110)의 광효율성을 높이기 위한 장치이다. 또한, 상기 램프 하우징(120)은 그 내부에 있는 깨지기 쉬운 램프(110)를 보호하는 기능도 갖고 있다.

상기 도광판(140)은 상기 램프(110)로부터 빛을 입사받는 입광면(130)을 일정한 각도로 꺽인 형태로 형성한다.

상기 도광판(140)의 입광면(130)은 상기 램프(110) 간의 간격과 램프(110)의 갯수 및 상기 램프(110)와 입광면(130) 사이의 거리에 의해 일정한 각도로 설정될 수 있다. 이와 같이, 상기 도광판(140)의 입광면(130)은 여러 가지 요소를 고려하여 꺽임각이 결정되며, 상기 꺽임각에 의해 입광면이 양각형태로 형성됨에 따라 입광면의 면적이 넓어진다. 따라서, 상기 도광판(140)은 꺽임각이 설정된 입광면(130)을 통해 종래의 입광면보다 더 많은 입광량을 입사받을 수 있다.

도시된 바와 같이, 상기 도광판(140)의 입광면(130)은 상부 입광면과 하부 입광면으로 구분되며, 그 상부 입광면과 하부 입광면에 대응하는 위치에 제 1 램프(110a)와 제 2 램프(110b)가 구비된다. 상기 입광면(130)의 꺽임각도는 상부 입광면과 하부 입광면이 이루는 두개의 각 중 작은 각을 가리킨다.

한편, 상기 제 1 램프(110a)로부터 방출되는 빛은 상기 램프 하우징(120)에 의해 반사되거나 또는 직접 상부 입광면 및 하부 입광면에 입사되며, 또한, 상기 제 2 램프(110b)로부터 방출되는 빛은 상기 램프 하우징(120)에 의해 반사되거나 또는 직접 상부 입광면 및 하부 입광면에 입사된다. 즉, 각각의 램프(110)로부터 발산된 빛이 개별적으로 꺽인 형태의 입광면(130)으로 입사되므로, 전체적인 입광량이 종래보다 증가하게 된다.

도3은 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 또다른 형태를 나타낸 도면이다.

도3은 도2의 입광면(260)을 양각형태에서 음각형태로 변환시킨 것으로 입광면(260,261)의 면적은 동일하지만, 상기 입광면(260)과 램프(210)간의 간격을 넓게 해줌으로써, 상기 램프(210)에서 발산되어 상부 입광면과 하부 입광면으로 직접 입사되는 빛의 입광량을 증가시킨다.

한편, 액정표시장치의 휘도를 향상시키기 위해 상기 램프(210)의 갯수를 늘릴 경우 상기 도광판(240)의 입광면(260)에 복수의 꺽임구조를 형성하여, 각 램프(210)의 수에 대응하여 입광면(260)의 면적을 넓혀줄 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛은 도광판에 적어도 하나의 꺽임구조를 가진 입광면을 형성하여, 입광면 면적을 넓혀줌으로써, 램프로부터 입사되는 빛의 입광량을 증가시켜 액정표시장치의 휘도를 향상시킬 수 있다.

도1은 일반적은 백라이트 유닛을 간단하게 나타낸 도면.

도2는 본 발명에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면.

도3은 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 또다른 형태를 나타낸 도면.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

110a,110b: 램프 120: 램프 하우징

130: 입광면 140: 도광판

150: 반사판

Claims (4)

1. 빛을 발산하는 램프;

   상기 램프로부터 발산되는 빛을 공급받아 상부로 입사시키며, 상기 램프로부터 빛을 공급받는 입광면이 적어도 하나의 꺽임구조를 갖는 도광판;

   상기 램프로부터 발산되는 빛을 반사시켜 상기 도광판에 공급하는 램프 하우징; 및

   상기 도광판에 입사된 빛을 반사시켜 빛의 진행방향을 상기 도광판 상부로 변환시키는 반사판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 램프의 수는 적어도 두개인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 입광면의 꺽임각은 상기 램프 간의 간격, 램프의 갯수에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 입광면의 꺽임각은 상기 램프와 입광면 사이의 거리에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛.