KR20060001570A - 직하형 액정표시장치의 백라이트 배열구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직하형 액정표시장치에 관한 것으로 특히, 백라이트의 배열 구조에 관한 것이다. 본 발명의 액정표시장치는 액정표시패널과 상기 액정표시패널의 하부에 설치되며 서로 평행하면서 발광부가 어긋나게 배열되는 복수의 램프를 구비하여 인접하는 램프광의 상호보완에 의해 액정표시패널의 가장자리부에 나타나는 암선의 발생을 줄일 수 있다.

직하형, 외부전극, 램프, 암선

Description

직하형 액정표시장치의 백라이트 배열구조{STRUCTURE OF ALIGNMENT OF BACKLIGHT IN DIRECT TYPE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도 1은 일반적인 직하형 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도.

도 2는 일반적인 직하형 액정표시장치의 구조를 나타내는 사시도.

도 3은 일반적인 직하형 액정표시장치의 백라이트 배열을 나타내는 평면도.

도 4는 일반적인 직하형 액정표시장치의 백라이트 배열을 나타내는 다면도.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 직하형 액정표시장치의 백라이트 배열을 나타내는 평면도.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 직하형 액정표시장치의 백라이트 배열을 나타내는 평면도.

도 7은 본 발명의 직하형 액정표시장치의 분해사시도.

***** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *****

203:램프 203a:외부전극

203b:램프 발광부 212:램프 지지대

본 발명은 직하형 액정표시장치에 관한 것으로써 특히, 광원인 백라이트의 배열구조에 관한 것이다.

오늘날 정보처리장치의 개발과 디스플레이 기술의 개발에 따라, 영상표시장치의 개발이 활발히 진행되고 있다. 특히, 액정표시장치는 경박단소하고 휴대가 간편하여 영상표시장치 개발의 주역이 되고 있다.

액정표시장치는 액정표시패널을 중심으로 구성되는데, 상기 액정표시패널은 단위화소가 배열되고 각 단위화소마다 스위칭소자로 박막트랜지스터가 배열되는 TFT어레이 기판과, 상기 TFT어레이 기판과 대향하며 색상을 표현하는 컬러필터기판과, 상기 두 기판 사이에 충진되는 액정층을 구비한다.

액정표시패널은 스스로 빛을 발하지 못하기 때문에, 영상을 표현하기 위해서는 외부에서 광을 공급해 주어야 한다.

액정표시장치는 광원인 백라이트가 설치되는 구조에 따라, 에지(edge)형과, 직하형(direct type)으로 구분될 수 있다. 에지형은 백라이트 어셈블리가 액정표시패널의 측면에 형성되고, 직하형은 백라이트 어셈블리가 액정표시패널의 하부에 형성된다.

에지형 액정표시장치는 주로, 소형의 액정표시장치에 사용되며, 직하형 액정표시장치는 주로 대형의 액정표시장치에 사용된다.

이하, 도 1을 참조하여 직하형 액정표시장치의 개략적 구조를 살펴본다.

도 1은 직하형 액정표시장치의 단면도를 나타내는 것으로, 액정표시패널(110) 아래에 백라이트 어셈블리가 형성되는 것이 특징이다.

백라이트 어셈블리는 광원으로서 여러 개의 막대형 램프(103)가 서로 평행하게 액정표시패널(미도시) 아래에 형성되며 몰드 프레임인 하부 커버(101)에 의해 보호된다. 상기 하부커버(101)의 상면에는 램프(103)의 광을 액정패널로 반사시키기 위한 반사판(102)이 설치되며, 상기 반사판(102)위에 복수의 램프(103)가 배열된다. 또한 상기 램프(103)로부터 발생하는 광을 균일하게 상기 액정패널로 확산시키기 위한 확산판(104)과, 상기 확산판(104)위에 놓여지는 확산시트(105)가 더 구비된다. 상기 확산판(104) 및 확산시트(105)는 상기 하부 커버의 가장자리에 의해 지지된다.

다음으로, 도 2를 참조하여 상기 하부커버 및 상기 하부커버에 장치되는 백라이트 어셈블리의 배치구조를 살펴본다.

도 2에 도시된 바와 같이, 광원인 복수의 막대형 램프(103)가 서로 평행하게 반사판(102)위에 형성되며, 상기 램프(103)는 램프 고정부재들(111)에 의해 지지된다.

상기 램프의 양 끝단은 램프에 전원을 공급하는 전극이 형성되는데, 상기 램프 전극은 하부기판(101)의 양측에 형성되는 램프 지지대(112)에 의해 지지된다. 또한 상기 램프(103)의 양 측 전극에는 상기 램프에 전원을 공급하는 전극공급선(미도시)이 연결된다. 그리고 상기 전원공급선은 서로 연결되어 하나의 램프를 중심으로 폐회로를 구성하게 된다. 상기 폐회로 중에는 외부에서 인가되는 직류전압을 교류전압으로 변환시켜 상기 램프에 전류를 공급하는 인버터(inverter)가 설치된다.

도 2에는 도시되지 않았지만, 상기 인버터는 하부 커버(101)의 배면에 형성되는 그라운드 PCB(Printed circuit board)와 연결된다.

통상 상기 램프로는 냉음극관 램프(cold cathode fluorescent lamp, CCFL)등이 사용되는데, 상기 램프의 구조를 더 살펴보면, 상기 램프는 형광물질등이 도포되는 발광부와, 상기 램프에 전압을 인가하는 외부전극부로 구분될 수 있다.

그런데, 상기 램프의 휘도를 높이기 위해서는 램프의 관전압을 상승시키는 것이 유효하나 인가되는 관전압이 2000Vrms이상이 되면 램프에 불필요한 오존등이 발생하는 문제가 발생한다.

그러므로 상기 관전압을 낮추는 방안으로 상기 램프의 외부전극의 길이를 크게하는 방법이 사용된다. 외부전극의 길이가 길어지면 관전압이 낮아지는 것으로 알려져 있다.

도 3을 참조하여 외부전극이 길게 형성된 램프들이 배열되는 구조를 살펴본다.

도 3에 도시되는 바와 같이, 외부전극(103a)과 발광부(103b)로 구분되는 복수의 램프(103)가 하부커버상에 램프 지지대(112)에 의해 지지되어 있다. 그런데, 관전압을 낮추기 위해 외부전극(103a)의 길이가 길게 구성된 램프(103)가 램프지지대(112)에 설치되면 외부전극(103a)이 램프지지대(112)를 벗어나 액정표시패널의 표시영역에 까지 돌출 되게 된다.

도 4는 상기 램프의 구성을 도시한 측면도인데, 도 4를 참조하면 상기 외부전극이 화소영역으로 돌출된 것을 더욱 분명히 볼 수 있다.

통상 외부전극은 불투명의 금속박막의 코팅에 의해 형성되는데, 상기 외부전극으로 인해 화면표시부의 가장자리에 어두운 암선이 발생하는 문제가 있다.

그러므로 본 발명은 상기 램프의 외부전극으로 인해 화면표시부에 어두움 영역이 발생하는 문제를 개선하는 것을 목적으로 한다. 또한 직하형 액정표시장치에서 백라이트의 배열을 통한 화면 휘도의 균일성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 액정표시장치는 액정표시패널; 상기 액정표시패널의 하부에 설치되며 서로 평행하면서 발광부가 어긋나게 배열되는 복수의 램프; 상기 램프의 양끝을 지지하는 램프 지지대; 상기 복수의 램프의 하부에 설치되는 반사판; 상기 액정패널과 램프 사이에 형성되는 확산판을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액정표시장치는 주로 대형의 액정표시장치의 백라이트 어셈블리를 구성하는 직하형 액정표시장치에서 백라이트의 배열구조에 관한 것이다. 직하형 액정표시장치는 액정표시패널 수직 아래에 복수의 램프어셈블리가 서로 평행하게 배열되는데, 램프의 휘도를 증가시키는 것이 중요한 과제로 대두된다.

램프휘도를 증가시키는 일반적 방법으로 램프에 인가되는 관전압을 상승시키는 방법이 적용될 수 있는데, 관전압이 일정 이상 상승하게 되면 램프 내 발광 가스에 이온화에 의해 오존이 발생하여 휘도를 감소시키는 문제가 있었다.

상기와 같이 고 휘도를 유지하면서도 관전압을 감소시키는 방법으로 램프의 외부전극의 길이를 증가시키는 방법이 제안되었는데, 상기 외부전극이 커짐에 따라 외부전극이 화면표시부에 이르게 되어 화면표시부의 가장자리에 어두운 암선이 발생하게 된다. 상기 암선은 불투명한 외부전극이 화면표시부의 가장자리에 배열되면서 다른 화면표시부에 비해 상대적으로 낮은 휘도를 나타내기 때문에 발생하는 것으로 보인다.

그러므로 본 발명은 관전압을 낮추기 위해 큰 크기의 외부전극을 가지는 램프를 사용하면서도 화면표시부의 가장자리에 발생하는 암선을 제거하고자 안출된 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 백라이트 어셈블리를 구성하는 본 발명의 복수의 램프는 서로 평행하게 배열되면서 교번하여 어긋나게 배열되는 것을 특징으로 한다.

이하 도 5를 참조하여 본 발명의 백라이트 어셈블리 구조를 살펴본다.

도 5는 액정표시패널 아래 형성되는 복수의 램프를 나타내는 평면도인데, 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 램프(203)가 램프 지지대(212)에 의해 지지되면서 서로 평행하게 배열되어 있다.

상기 각 램프(203)는 그 양 끝에 불투명의 외부전극(203a)과 상기 외부전극(203a)사이에 형성되는 발광부(203b)로 구성된다. 상기 외부전극(203a)은 불투명의 금속막을 코팅하여 형성될 수 있으며 상기 발광부(203b)는 유리등의 투명한 튜브에 발광물질을 충진함으로 이루어질 수 있다.

상기 각 램프의 외부전극(203a)에는 전압 인가선이 연결되고 인버터와 연결 되면서 상기 램프를 중심으로 폐회로를 구성하게 된다.

또한 상기 램프들(203)은 양 끝단이 램프 지지대(212)에 의해 지지되는 데, 상기 램프 지지대(212)사이는 액정표시패널의 화면표시부에 대응되며 상기 램프의 발광부가 설치되는 영역이다.

그런데, 관전압을 감소시키기 위해 외부전극(203a)이 크게 구성되는 까닭에 본 발명의 램프의 외부전극(203b)은 화면표시부를 침범하여 형성된다. 그 결과 불투명한 외부전극(203a)에 대응되는 화면표시부가 다른 화면표시부에 비해 어둡게 되는데, 본 발명은 상기 문제점을 개선하기 위해 서로 평행한 복수의 램프를 서로 어긋나게 배열하여 인접한 램프에 의해 화면표시부의 암선 발생을 보상하고자 한다.

그 구성으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 램프는 홀수번과 짝수번의 램프가 서로 교번하면서 어긋나게 구성된다. 상기와 같이 인접하는 램프들을 서로 어긋나게 구성하면 램프의 발광부가 서로 어긋나게 구성되고 화면표시부의 가장자리 영역에서 인접하는 램프들이 서로 상호 보완하여 화면표시부의 암선을 개선할 수 있다.

상기 램프가 어긋나는 정도는 외부전극의 길이에 따라 다를 수 있으나 외부전극(203a)이 램프지지대(212)에 완전히 오버 랩되는 영역에서 외부전극(203a)이 완전히 화면표시부로 돌출되는 영역 사이에서 결정될 수 있다.

본 발명은 램프의 발광부를 서로 어긋나게 하여 인접하는 램프들이 화면표시부의 가장자리에서 서로 상호 보완하여 화면표시부 가장자리의 암선을 개선하는 것 이므로, 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예를 살펴본다.

본 발명의 다른 실시 예에서 복수의 램프는 서로 평행하게 배열되되, 서로 어긋나게 배열되지는 않고 다만 램프의 외부전극의 길이를 서로 다르게 구성하여 램프의 발광부가 서로 어긋나게 배열되는 효과를 얻는다.

도 6을 참조하여 설명하면, 복수의 램프(203)는 서로 일정한 간격을 가지고 평행하게 배열된다. 또한 상기 램프(203)는 그 끝단이 일치하게 배열된다.

다만, 램프(203)를 구성하는 외부전극(203a)의 길이각 각 램프의 좌우로 서로 다르게 구성된다. 즉, 임의의 일 램프를 보면, 램프의 좌우에 외부전극이 형성되는 데, 좌측이 외부전극의 길이가 우측의 외부전극보다 길게 구성되면, 그와 인접하는 램프에서는 좌측의 외부전극이 우측의 외부전극보다 짧게 구성된다. 이와 같이 구성하면, 램프의 발광부가 서로 지그재그 형상으로 어긋나게 배열되어 상기 제 1 실시 예의 경우와 같이, 화면표시부의 가장자리에서 인접하는 램프들이 상호 보완하여 암선의 발생을 줄일 수 있다.

상기 실시 예를 통해 본 발명이 개선하고자 한 백라이트 어셈블리의 램프배열 구조에 대해서 살펴보았다. 이하 도 7을 참조하여 본 발명의 백라이트 어셈블리를 구비하는 액정표시장치의 전체 구성을 살펴본다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 직하형 액정표시장치는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되는 표시패널(310)과, 상기 표시패널(310)의 측면에 각각 접속된 게이트 구동부(320) 및 데이터 구동부(330)와, 상기 표시패널(310)의 하면에 배치된 백라이트 어셈블리(340)로 구성된다.

상기 표시패널(310)은 서로 대향하여 균일한 셀-갭이 유지되도록 합착된 TFT 어레이 기판 및 컬러필터 기판과, 그 컬러필터 기판 및 박막트랜지스터 어레이 기판의 이격 간격에 형성된 액정층으로 구성된다.

상기 TFT 어레이 기판과 컬러필터 기판이 합착된 액정표시패널에는 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가한다.

따라서, 상기 공통전극에 전압이 인가된 상태에서 상기 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 제어하게 되면, 상기 액정층의 액정은 상기 공통전극과 화소전극 사이의 전계에 따라 유전 이방성에 의해 회전함으로써, 화소별로 빛을 투과시키거나 차단시켜 문자나 화상을 표시하게 된다.

또한, 상기 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 화소별로 제어하기 위해서 박막트랜지스터와 같은 스위칭소자가 화소들에 개별적으로 구비된다.

상기 게이트 구동부(320)와 데이터 구동부(330)는 상기 표시패널(310)과 다양한 형태로 결합되어 표시패널(310)에 형성된 게이트 라인들 및 데이터 라인들에 주사신호와 화상정보를 공급함으로써, 표시패널(310)의 화소들을 구동시킨다.

상기 백라이트 어셈블리(340)는 상기 표시패널(310)의 배면에 배치된 램프 (342)와, 상기 램프(342)배면에 배치된 반사판(344)과 상기 램프를 지지하는 지지대(343)로 구성되며, 상기 표시패널(310)과 백라이트 어셈블리 사이에 확산판(321)과 확산시트(322)가 형성된다.

상기 램프어셈블리(342)에서 발생된 빛은 투명한 재질로 형성된 확산판을 통해 표시패널에 공급된다.

상기 확산시트는 상기 도광판(341)으로부터 입사되는 빛을 분산시킴으로써, 빛이 부분적으로 밀집되어 표시패널(310)에 표시되는 화상에 얼룩이 발생되는 것을 방지한다.

그리고 상기 확산시트위에는 프리즘시트가 더 형성될 수 있는데, 상기 프리즘시트는 상기 확산시트로부터 입사되는 빛을 집광하여 표시패널(310)의 전면에 균일하게 분포되도록 한다.

그리고 상기 프리즘시트위의 보호시트는 먼지나 긁힘에 민감한 광학시트(345)를 보호하고, 상기 프리즘시트로부터 입사되는 빛을 확산시키는 기능을 갖도록 하여 빛이 보다 균일하게 분포되도록 할 수 있다.

상기 표시패널(310)과 백라이트 어셈블리(340)는 가이드 패널(350)에 의해 감싸지며, 그 감싸진 표시패널(310)과 백라이트 어셈블리(340)의 측면이 하부커버(352)에 의해 지지된다.

상기 표시패널(310)의 상면 가장자리는 탑 케이스(351)에 의해 압착되며, 그 탑 케이스(351)는 상기 가이드 패널(350)과 결합된다. 또한 가이드 패널(350)은 하부 커버(352)와 결합한다.

본 발명은 직하형 액정표시장치에 있어서, 서로 어긋나게 배열되는 복수의 백라이트를 구성하여 백라이트의 외부전극에 의해 발생되는 화면표시부의 가장자리 암선을 개선하는 효과를 얻을 수 있다. 또한 본 발명은 별도의 구성요소를 추가하지 않고 단지 복수의 백라이트의 배열을 바꿈으로 화면표시부에 발생하는 암선을 개선한다. 또한 상기 암선의 개선으로 본 발명은 액정표시패널의 휘도를 개선한다.

Claims (10)

1. 액정표시패널;

   상기 액정표시패널의 하부에 설치되며 서로 평행하면서 발광부가 어긋나게 배열되는 복수의 램프;

   상기 램프의 양끝을 지지하는 램프 지지대;

   상기 복수의 램프의 하부에 설치되는 반사판;

   상기 액정패널과 램프 사이에 형성되는 확산판을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 램프는 램프의 양끝에 형성되는 외부전극과 상기 외부전극사이의 발광부로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 발광부가 어긋나게 배열되는 것은 복수의 램프가 서로 어긋나게 배열됨에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 발광부가 서로 어긋나게 배열되는 것은 상기 램프의 외부전극의 크기가 서로 다르게 구성됨으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 복수의 램프는 짝수번째 램프와 홀수번째 램프가 서로 어긋나게 배열되어 서로 어긋나게 배열되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 각 램프의 양끝에 형성되는 외부전극의 크기는 서로 다른 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
7. 직하형 액정표시장치에 있어서, 복수의 백라이트가 서로 평행하면서 서로 어긋나게 배열되어 화면표시부의 가장자리의 휘도가 서로 어긋나게 배열되는 백라이트에 의해 상호 보완되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 백라이트가 어긋나게 배열되는 것은 백라이트를 구성하는 발광부가 어긋나게 배열되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 백라이트의 발광부가 어긋나게 배열되는 것은 상기 백라이트가 서로 다른 크기를 가지는 외부전극을 구비함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
10. 제 8항에 있어서, 상기 백라이트의 발광부가 어긋나게 배열되는 것은 상기 백라이트가 서로 어긋나게 배열됨으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.

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