KR20050066644A - 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 백라이트 유닛과 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 백라이트 램프에 대한 제조비용을 줄이고 또한 램프 각각에 대한 광의 출력제어를 통해 색조절을 수행할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.

이는 종래의 백색광 램프를 이용한 3등식 백라이트 유닛과는 달리 각각 적,녹,청의 기본 컬러광을 출사하는 서브램프를 이용하여 백색광을 출사시키는 백라이트 유닛을 구성하고 있는 바, 각 서브램프의 제조 비용이 보다 저렴하며, 또한 상기 각 서브램프에 출력제어부를 구성하여 각 서브램프에 대한 출력조절이 가능하여 혼합 백색광에 대한 색특성을 제어할 수 있는 장점이 있다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치{lcd and the backlight unit}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 백라이트 램프에 대한 제조비용을 줄이고 또한 램프 각각에 대한 광의 출력제어를 통해 색조절을 수행할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.

최근 들어 급속한 발전을 거듭하고 있는 반도체 산업의 기술 개발에 의하여 소형, 경량화 되면서 성능은 더욱 강력해진 제품들이 생산되고 있다. 지금까지 정보 디스플레이 장치에 널리 사용되고 있는 CRT(cathode ray tube)가 성능이나 가격적인 측면에서 많은 장점을 갖고 있지만, 소형화 또는 휴대성의 측면에서는 단점을 갖고 있다. 이에 반하여, 액정표시장치는 소형, 경량, 저전력소비 등의 장점을 갖고 있어 CRT의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로 점차 주목받아 왔고, 현재는 디스플레이 장치를 필요로 하는 거의 모든 정보 처리 기기에 장착되고 있는 실정이다.

액정표시장치는 액정의 특정한 분자배열에 전압을 인가하여 다른 분자배열로 변환시키고 이러한 분자 배열에 의해 발광하는 액정셀의 복굴절성, 선광성, 2색성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하는 것으로, 액정셀에 의한 빛의 변조를 이용한 디스플레이 장치이다.

액정표시장치는 자체적으로 발광하지 못하는 수광 소자이기 때문에, 액정 패널의 후면에 부착된 백라이트(Backlight)를 이용하여 액정패널을 조명한다. 액정 패널의 광 투과율은 인가된 전기적 신호에 따라 조절되며, 이에 대응되어 정지된 화상이나 움직이는 화상이 액정 패널 상에 표현된다.

상기와 같이 액정패널로 광공급을 수행하는 백라이트 유닛에서 사용되는 램프는 일반적으로 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL)가 사용되고 있는데, 상기 냉음극 형광램프는 우리에게 흔히 알려진 형광램프인 열음극 형광램프(Hot Cathode Fluorescent Lamp)와 거의 동일한 원리로 점등되지만, 열음극 형광램프가 열에 의한 전자방출로 점등되는 반면, 냉음극 형광램프는 전극에 가해지는 전계에 의한 전자방출로서 점등되며 발열량이 매우 적다는 차이를 보이고 있다.

도 1은 이러한 냉음극 형광램프의 일예를 도시한 것으로서, 그 내부에 수은과 아르곤, 네온 등의 혼합가스가 충전되며 형광체(11)가 내벽에 도포된 유리관(10)과, 상기 유리관(10) 양단에 장착되어 혼합가스가 외부로 새어나가지 않도록 하는 봉착부(12)와, 상기 봉착부(12)를 관통하여 유리관(10) 외부에서 유리관(10) 내부로 연장되는 리드선(14)과, 유리관(10) 양단 내부에서 상기 리드선(14) 단부에 접속되는 전극(16)과, 유리관(10) 양단 내부의 상기 봉착부(12)에서 전극(16)까지의 리드선(14)을 감싸는 커버(18)로 이루어진다.

이와 같은 구조의 냉음극 형광램프는 유리관(10)의 직경이 수 밀리미터에 이를 정도로 매우 가는 것이 특징이며, 상기 리드선(14)을 통해 양단 전극(16)에 고압의 전류를 흘려보내면 양단 전극(16)에서 전자를 방출하여 수은과 이온화 반응이 발생되고, 상기 반응으로 수은이 여기(勵起)되면서 고주파에너지, 즉, 자외선을 발산하며, 상기 유리관(10) 내부의 형광체(11)가 상기 자외선 파장을 가시광선 파장영역까지 변환시키면서 점등된다. 이때, 상기 냉음극 형광램프의 전극(16)으로는 텅스텐이나 니켈, 알루니마(Alumina) 등이 주로 사용되며, 수은감소량이 낮으면서 단면적을 용이하게 변경시킬 수 있는 니켈이 가장 많이 사용된다.

여기서 상기 냉음극 형광램프의 형광체로는 효율이 높은 희토류 원소(Rare Earth element) Y(이트리움), Ce(세륨), Tb(터븀) 등을 주로 사용하고 있으며, 액정표시장치용에서는 적, 녹, 청색 광을 방출하는 형광체가 혼합된 백색계의 3 파장 타입이 주로 사용되고 있다.

그런데 상기와 같은 특징을 가지는 단일 튜브(tube)형 구조를 가지는 형광램프는 고휘도를 필요로 하는 에지(Edge)형 백라이트 구조를 가지는 액정표시장치 모델의 경우, 도 2a 및 도 2b의 3등식 램프구조와 같이, 여러 개의 형광램프를 조합하여 사용하고 있다.

도시된 구조는 도광판(4)의 에지(Edge)부 일측 또는 양측에 일렬로 적층 구성된 다수개의 형광램프(21)(22)(23)와 이를 감싸는 램프하우징(25)을 별도로 구성하고, 상기 램프하우징(25)과 도광판(4)의 상부에 액정패널(1)이 위치하는 액정표시장치의 개략 구조이다.

그런데 상기와 같은 종래 구조의 경우, 상기 액정패널(1)을 투과하여 디스플레이 되는 화상의 색특성은 주로 상기 각 램프(21)(22)(23)와 상기 액정패널(1)에 구성된 컬러필터(C/F)의 특성에 의해 결정되는데, 전술한 바와 같이 백색의 형광램프(21)(22)(23)를 사용할 경우 색특성을 변경하기 위해서는 새로운 형광체를 개발하거나 또는 형광체 구성 물질의 조합을 달리하여 색특성을 변화시켜야만 한다.

또한 백색광을 출사하는 기존의 형광램프의 경우, 백색광을 출사를 위해 조합되는 다수의 형광체간의 물질특성이 서로 다르기 때문에 장축을 가지는 형광체의 도포 균일도가 전체적으로 일정하지 않게 되어 균일한 백색광의 출사가 이루어 지지 않는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 기본 컬러광을 출사하는 다수의 형광램프를 이용하여 백색광을 출사시키고, 상기 각각의 형광램프에 대한 제어를 수행할 수 있도록 하여 색특성을 보정할 수 있도록 하는 액정표시장치를 제안하는데 목적이 있다.

또한 본 발명은 백색의 형광램프에 비해 제조비용이 저렴하며, 빛의 기본 컬러의 조절을 통해 색순도를 더욱 증대시킬 수 있는 액정표시장치를 제안하는데 또다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 도광판과; 상기 도광판 측부에 위치하고, 적색광을 출사하는 제1서브램프와, 녹색광을 출사하는 제2서브램프와, 청색광을 출사하는 제3서브램프를 구비한 램프부를 포함하는 백라이트 유닛을 제안한다.

여기서 상기 백라이트 유닛은 도광판 배면에 위치하는 반사시트를 더욱 포함한다.

또한 상기 백라이트 유닛은 상기 도광판의 일 단부와 상기 램프부를 감싸는 램프 하우징을 더욱 포함한다.

상기 백라이트 유닛은 상기 도광판 상부에 구성되는 하나 이상의 광학시트를 더욱 포함한다.

상기 백라이트 유닛은 상기 각 서브램프는 각 컬러광을 출사하는 형광체가 도포되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 백라이트 유닛은 상기 램프부와 도광판 사이에 구성되는 하나 이상의 광학필터를 더욱 포함한다.

여기서 상기 광학필터는 확산시트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 액정패널과; 상기 액정패널 하부에 위치하는 도광판과; 상기 도광판 측부에 위치하고, 적색광을 출사하는 제1서브램프와, 녹색광을 출사하는 제2서브램프와, 청색광을 출사하는 제3서브램프를 구비한 램프부를 포함하는 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치를 제안한다.

상기 액정표시장치는 상기 각 서브램프와 연결되어 서브램프의 출력을 조절하기 위한 제1, 제2 및 제3출력제어부를 더욱 포함한다.

여기서 상기 출력제어부는 인버터 인 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 백라이트 유닛과 이를 이용한 액정표시장치에 대해 설명한다.

도 3a 및 3b는 각각 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 기본구성과 응용구성을 도시한 도면으로서, 액정패널(10) 하부에 위치하는 백라이트 유닛으로서, 선광원을 면광원으로 전환시켜 주는 도광판(14)과, 상기 도광판(14)의 측부에 하나 이상 구비되고 적색광을 출사하는 제1서브램프(51)와, 녹색광을 출사하는 제2서브램프(52)와, 청색광을 출사하는 제3서브램프(53)를 구비한 램프부(50)를 포함하여 구성되는 백라이트 유닛을 도시하고 있다.

여기서 상기 도광판(14)의 상부에는 확산시트 등의 광학시트가 하나 이상 구성될 수 있으며, 배면에는 반사시트가 구성될 수 있다.

또한 상기 램프하우징(55)은 상기 램프부(50)를 감싸고 있으며 내면에 반사체를 더욱 구성할 수도 있다.

상기 각 서브램프(51)(52)(53)는 각각 적(R), 녹(G), 청(B) 단색 컬러를 출사하는 냉음극형광램프(CCFL)로써, 바람직하게는 외부전극 형광램프(EEFL: External Electrode Fluorescent Lamp)도 사용 가능하다.

또한 상기 각 서브램프(51)(52)(53)는 내벽에 해당 컬러를 출사하는 형광체가 도포되어 있는 구조로서, 종래의 백색광 형광램프에 비해 혼합되는 형광체의 종류가 적어지므로 혼합 형광체 재료의 특성에 기인하는 증착불균일 문제가 개선되는 효과가 있다.

아울러 상기 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 램프부(50)와 상기 도광판(14) 사이에는 상기 각 서브램프(51)(52)(53)에서 출사되어 백색광으로 혼합된 광이 상기 도광판(14)으로 더욱 확산시키거나 또는 산란시켜주기 위해 확산시트와 같은 별도의 광학필터(Optical filter)가 구성될 수도 있다.

도 4는 본 발명에 따른 백라이트 유닛을 이용한 액정표시장치의 또다른 응용예로서, 상기 각 서브램프(51)(52)(53)의 출력을 제어하기 위한 제1,제2 및 제3출력제어부(61)(62)(63)가 각각 구성되어 있다.

상기 출력제어부(61)(62)(63)는 바람직하게는 상기 각 서브램프(51)(52)(53)의 출력을 제어하기 위한 인버터(inverter)이며, 이는 상기 각 서브램프의 색특성이 변하여 혼합광인 백색광의 조절이 필요할 경우 각각의 출력제어부(61)(62)(63)를 통해 각 서브램프의 출력을 조절하여 정상적인 혼합 색특성을 지속적으로 유지시킬 수 있도록 하는 구성이다.

상기와 같이 설명한 본 발명에 따른 백라이트 유닛과 이를 이용한 액정표시장치는 종래의 백색광 램프를 이용한 3등식 백라이트 유닛과는 달리 각각 적,녹,청의 기본 컬러광을 출사하는 서브램프를 이용하여 백색광을 출사시키는 백라이트 유닛을 구성하고 있는 바, 각 서브램프의 제조 비용이 보다 저렴하며, 또한 상기 각 서브램프에 출력제어부를 구성하여 각 서브램프에 대한 출력조절이 가능하여 혼합 백색광에 대한 색특성을 제어할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 냉음극 형광램프의 일예를 도시한 도면

도 2a 및 2b는 각각 종래의 3등식 액정표시장치의 기본구성과 응용구성을 도시한 단면도

도 3a 및 3b는 각각 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 기본구성과 응용구성을 도시한 도면

도 4는 본 발명에 따른 백라이트 유닛을 이용한 액정표시장치의 또다른 응용예

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>

10 : 액정패널 50 : 램프부

51 : 제1서브램프 52 : 제2서브램프

53 : 제3서브램프 14 : 도광판

55 : 램프 하우징

Claims (10)

1. 도광판과;

   상기 도광판 측부에 위치하고, 적색광을 출사하는 제1서브램프와, 녹색광을 출사하는 제2서브램프와, 청색광을 출사하는 제3서브램프를 구비한 램프부

   를 포함하는 백라이트 유닛
2. 청구항 제 1 항에 있어서,

   상기 도광판 배면에 위치하는 반사시트

   를 더욱 포함하는 백라이트 유닛
3. 청구항 제 1 항에 있어서,

   상기 도광판의 일 단부와 상기 램프부를 감싸는 램프 하우징

   을 더욱 포함하는 백라이트 유닛
4. 청구항 제 1 항에 있어서,

   상기 도광판 상부에 구성되는 하나 이상의 광학시트

   를 더욱 포함하는 백라이트 유닛
5. 청구항 제 1 항에 있어서,

   상기 각 서브램프는 각 컬러광을 출사하는 형광체가 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛
6. 청구항 제 1 항에 있어서,

   상기 램프부와 도광판 사이에 구성되는 하나 이상의 광학필터

   를 더욱 포함하는 백라이트 유닛
7. 청구항 제 6 항에 있어서,

   상기 광학필터는 확산시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛
8. 액정패널과;

   상기 액정패널 하부에 위치하는 도광판과;

   상기 도광판 측부에 위치하고, 적색광을 출사하는 제1서브램프와, 녹색광을 출사하는 제2서브램프와, 청색광을 출사하는 제3서브램프를 구비한 램프부를 포함하는 백라이트 유닛

   을 포함하는 액정표시장치
9. 청구항 제 8 항에 있어서,

   상기 각 서브램프와 연결되어 서브램프의 출력을 조절하기 위한 제1, 제2 및 제3출력제어부

   를 더욱 포함하는 액정표시장치
10. 청구항 제 9 항에 있어서,

    상기 출력제어부는 인버터 인 것을 특징으로 하는 액정표시장치