KR20060001654A

KR20060001654A - 액정표시장치의 백라이트유닛

Info

Publication number: KR20060001654A
Application number: KR1020040050807A
Authority: KR
Inventors: 김성우
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2006-01-06

Abstract

본 발명은 액정표시장치의 휘도향상을 꾀할 수 있는 백라이트유닛에 관한 것으로, 빛을 발산하는 램프와, 상기 램프로부터 입사된 빛을 일방향으로 공급하는 도광판과, 상기 램프가 발산하는 빛을 반사시켜 상기 도광판으로 공급하고, 제1~제3면으로 구성된 "ㄷ"자 형태로 이루어지며, 도광판의 일측과 대향하는 제2면이 ESR(Enhanced Specular Reflector)필름으로 형성되고, 제1 및 제3면이 PET(polyethyleneterephthalate)필름으로 구성된 램프하우징 및 상기 도광판과 액정패널 사이에 구비된 광학시트를 포함하여 구성된 백라이트유닛을 제공한다.

Description

액정표시장치의 백라이트유닛{BACK LIGHT UNIT OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도1은 일반적인 액정표시장치의 분해 사시도.

도2는 본 발명에 의한 백라이트유닛이 구조를 상세하게 나타낸 도면.

도3은 도2의 램프하우징의 제1 및 제3면의 구조를 나타낸 도면.

도4는 도3의 램프하우징의 제1 및 제3면의 구조를 나타낸 도면.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

100: 백라이트유닛 110: 액정패널

141: 도광판 142: 램프

143: 램프하우징 145: 확산판

147: 보호시트 148: 반사판

150: 메인지지대 151: 상부케이스

152: 하부 커버 173: ESR 필름

본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display)에 관한 것으로, 특히, 액 정표시장치의 휘도를 향상시킬 수 있도록 한 백라이트에 관한 것입니다.

일반적으로 액정표시장치는 서로 대향하는 박막트랜지스터 어레이(Thin Film Transistor Array) 기판과 컬러필터(Color Filter) 기판이 일정한 이격으로 합착되고, 그 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판이 합착된 일정한 공간에 구비된 액정층으로 구성된 액정패널(Liquid Crystal Display Panel)과, 상기 액정패널을 구동시키는 구동부 및 상기 액정패널에 빛을 공급하는 백라이트 유닛을 포함하여 구성된다.

상기 박막트랜지스터 어레이 기판에는 종으로 일정한 이격으로 배열되는 복수의 데이터라인과, 횡으로 일정한 이격으로 배열되는 복수의 게이트라인이 서로 교차하고, 그 교차하여 구획되는 영역에는 화소가 정의되는데, 상기 화소는 매트릭스 (Matrix)형태로 배열된다.

그리고, 상기 컬러필터 기판에는 상기 화소들이 대응하는 위치에 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터층이 형성되며, 상기 컬러필터층 사이로 빛이 새는 것을 방지하고, 상기 화소를 통과하는 빛의 색간섭을 방지하기 위해 상기 컬러필터층 사이에 는 블랙 매트릭스(Black Matrix)가 형성된다.

상기 컬러필터 기판 및 박막 트랜지스터 어레이 기판의 대향하는 내측 면에는 각각 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가한다. 이때, 화소전극은 박막 트랜지스터 어레이 기판 상에 화소별로 형성되는 반면에 공통전극은 컬러필터 기판의 전면에 일체화되어 형성된다. 따라서, 공통전극에 전압을 인가한 상태에서 화소전극에 인가되는 전압을 제어함으로써, 액정층의 액정분자들의 배 열상태를 변화시켜 화소들의 광투과율을 개별적으로 조절할 수 있게 된다..

상기 백라이트 유닛은 자체적으로 발광하지 못하는 액정표시장치에 빛을 공급하는데, 상기 백라이트 유닛으로부터 발산된 빛이 액정층을 통과할때, 액정들의 배열상태에 의해 광투과율이 결정되어 화상이 표시된다.

도1은 일반적인 액정표시장치의 간략하게 나타낸 분해 사시도로, 도면에 도시된 바와 같이, 액정표시장치는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정패널(10)과; 상기 액정패널(10)의 측면에 각각 접속된 게이트 구동부(20) 및 데이터 구동부(30)와; 상기 액정패널(10)의 배면에 배치된 백라이트 유닛(40)으로 구성된다.

상기 액정패널(10)은 서로 대향하여 균일한 셀-갭이 유지되도록 합착된 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 컬러필터 기판과, 그 컬러필터 기판 및 박막 트랜지스터 어레이 기판의 이격 간격에 형성된 액정층으로 구성된다.

상기 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판이 합착된 액정 액정패널에는 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 박막 트랜지스터와 같은 스위칭소자가 화소들에 개별적으로 구비된다.

상기 게이트 구동부(20)와 데이터 구동부(30)는 상기 액정패널(10)과 다양한 형태로 결합되어 액정패널(10)에 형성된 게이트 라인들 및 데이터 라인들에 주사신호와 화상정보를 공급함으로써, 액정패널(10)의 화소들을 구동시킨다.

상기 백라이트 유닛(40)은 상기 액정패널(10)의 배면에 배치된 도광판(41)과; 상기 도광판(41)의 양측면에 배치된 램프(42) 및 램프하우징(43)과; 상기 도광판(41)의 배면에 배치된 반사판(44)으로 구성되며, 상기 액정패널(10)과 도광판(41)의 사이에 광학시트(45)가 배치된다.

상기 램프하우징(43)의 내면 표면은 빛을 반사시킬 수 있도록 처리되어, 램프(42)로부터 발생된 빛을 도광판(41)의 측면 쪽으로 반사시킴으로써, 램프(42)에서 발생된 빛의 이용률을 향상시키게 된다.

상기 램프하우징(43)은 반사특성이 우수한 PET(polyethyleneterephthalate)를 주로 사용한다. 한편, 근래에는 상기 PET상에 ESR(enhanced specular reflector)필름을 부착하여 반사효율을 더욱 향상시킨다.

그러나, 상기 ESR 필름을 사용하는 경우, 반사효율을 향상시킬 수 있는 잇점이 있으나, 비용이 증가하는 단점이 있다. 즉, 상기 ESR필름을 사용하는 경우, 상기 PET필름만을 사용하는 경우에 비해 약 9배 가량 비용이 증가하게 된다.

특히, 상기 램프하우징은 램프를 감싸기 위해 "ㄷ"자 형태로 이루어지며, 상기 접힘부에 램프하우징이 잘 접힐 수 있도록 부분적으로 절단된 꺽임선이 형성되는데, 상기 꺽임선 영역에서 ESR 필름의 반사층이 박리되는 문제가 발생하게 된다. 이를 좀더 상세하게 설명하면, 상기 ESR필름은 금속층과 같은 반사층을 포함하고 있으며, 상기 반사층을 보호하기 위해 보호막필름이 입혀지게 되는데, 상기 보호필름은 벗기는 과정에서 상기 꺽임선 영역의 반사층을 박리된다.

또한, 도광판을 조립할때, 상기 ESR 필름의 상면 및 하면과 도광판의 일부가 오버랩되는데, 이때, 도광판이 삽입되면서, 상기 ESR 필름과 오버랩되는 영역의 반사막 일부가 박리되는 문제가 발생하게 된다.

한편, 램프로부터 발생된 빛을 도광판의 측면 쪽으로 반사시켜 반사효율을 향상시키는 역할은 주로 램프하우징의 측면에서 이루어지는데, 종래에는 ESR 필름이 상면 및 하면에도 형성되기 때문에 비용면에서 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 액정표시장치의 휘도를 향상시키고, 비용을 절감할 수 있는 액정표시소자의 백라이트를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시장치의 백라이트유닛은 빛을 발산하는 램프와, 상기 램프로부터 입사된 빛을 일방향으로 공급하는 도광판과, 상기 램프가 발산하는 빛을 반사시켜 상기 도광판으로 공급하고, 제1~제3면으로 구성된 "ㄷ"자 형태로 이루어지며, 도광판의 일측과 대향하는 제2면이 ESR(Enhanced Specular Reflector)필름으로 형성되고, 제1 및 제3면이 PET(polyethyleneterephthalate)필름으로 구성된 램프하우징 및 상기 도광판과 액 정패널 사이에 구비된 광학시트를 포함하여 구성된다.

상기 광학시트는 상기 램프로부터 발생된 빛을 액정패널쪽으로 균일하게 진행하도록 하는 제1 및 제2프리즘시트 및 상기 도광판로부터 입사되는 빛을 분산키는 확산판을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 램프하우징의 제2면에는 ESR 필름을 상에 UV흡수층이 형성되어 있으며, 상기 ESR 필름과 UV흡수층 사이에 상기 UV 흡수층으로부터 ESR 필름을 보호하는 프리머필름(primer film)이 개재되어 있다.

그리고, 상기 램프하우징의 제1 및 제3면에는 PET필름 상에 UV흡수층이 형성되어 있다.

한편, 도광판의 하면에 배치되어 상기 도광판의 하면을 통해 아래쪽으로 투과되는 빛을 다시 도광판쪽으로 반사시키는 반사판을 더 포함하여 구성된다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명은 램프하우징의 일면 즉, 상기 도광판의 일측과 대향하는 램프하우징의 일면을 고반사특성을 가지는 ESR필름으로 구성하고, 나머지, 두면을 PET필름으로 구성함으로써, 반사특성을 향상키고, 비용을 절감할 수 할 수 있다.

즉, 종래에 ESR 필름만을 형성하는 경우, 반사효율이 좋아서 액정패널의 휘도를 향상시킬 수 있는 반면에, 램프하우징 전체를 ESR 필름으로 사용하기 때문에 비용이 증가하는 문제가 있었으며, PET 필름만을 사용하는 경우, ESR에 비해 비용은 저렴하지만, 액정패널의 휘도가 상대적으로 떨어지는 문제점이 있었다.

반면에, 본 발명에서는 램프에서 발산된 빛을 가장 많이 반사시키는 램프하 우징의 일면을 ESR필름으로 형성하고, 나머지 다른 면을 PET 필름으로 형성함으로써, 저렴한 비용을 액정패널의 휘도를 향상시킬 수 있는 백라이트유닛을 제공할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 통해 본 발명에 의한 액정표시장치의 백라이트유닛을 더욱 상세하게 설명하도록 한다.

도2는 본 발명에 의한 액정표시장치의 백라이트유닛을 나타낸 것으로, 특히, 램프가 액정패널의 일측에 구비된 에지방식의 백라이트유닛을 나타낸 것이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 액정표시장치의 백라이트유닛(100)은 램프(142)로부터 발생된 빛을 안내하기 위한 도광판(141)과 상기 램프(142)를 감싸는 형태로 도광판(141)의 측면에 설치되는 램프 하우징(143)을 구비한다. 여기서, 램프(142)는 주로 냉음극관이 사용된다.

상기 램프(142)에서 발생된 빛은 도광판(141)의 측면 쪽으로 입사되며, 상기 램프 하우징(43)의 내면 표면은 빛을 반사시킬 수 있도록 처리되어, 램프(142)로부터 발생된 빛을 도광판(141)의 측면 쪽으로 반사시킴으로써, 램프(142)에서 발생된 빛의 이용률을 향상시키게 된다.

한편, 상기 도광판(141)은 경사진 하면과 수평한 상면(또는, 경사진 상면과 수평한 하면)의 패널 형태를 갖도록 PMMA와 같은 플라스틱 계열의 투명한 물질로 형성되며, 그 도광판(141)의 경사진 면은 빛을 균일하게 반사시키기 위하여 다수의 도트(dot)나 V형태의 홈이 구비됨에 따라 램프(142)로부터 발생된 빛이 상면을 경유하여 위쪽으로 균일하게 진행되도록 한다.

그리고, 상기 도광판(141)의 아래쪽에는 반사판(148)이 설치되고, 위쪽에는 확산판(145), 제1 및 제2프리즘 시트들(146a,146b), 그리고 보호시트(147)가 순차적으로 설치된다. 여기서, 반사판(148)은 도광판(141)의 하면을 통해 아래쪽으로 투과되는 빛을 다시 도광판(141)쪽으로 반사시킴으로써, 빛의 손실을 줄임과 아울러 도광판(141)의 위쪽으로 투과되는 빛의 균일도를 향상시키는데 기여한다.

따라서, 상기 도광판(141)은 반사판(148)과 함께 램프(142)로부터 발생된 빛을 위쪽방향으로 안내하게 된다.

그리고, 상기 도광판(141)과 제1프리즘시트(146a) 사이에 설치된 확산판(145)은 도광판(141)로부터 입사되는 빛을 분산시킴으로써, 빛의 부분적인 밀집으로 인한 얼룩이 발생되지 않도록 한다. 또한, 확산판(145)은 제1프리즘시트(146a)쪽으로 진행하는 빛의 방향을 수직하게 일으켜 세우는 역할도 수행한다.

그리고, 상기 제1프리즘시트(146a)는 평평한 하면과 전후방향으로 주름진 주름면을 갖는 반면에, 제2프리즘 시트(146b)는 평평한 하면과 좌우방향으로 주름진 주름면을 갖는다. 따라서, 제1프리즘 시트(146a)는 제2프리즘시트(146b)쪽으로 진행하는 빛을 전후방향에서 집광하고, 제2프리즘시트(146b)는 보호시트(147)쪽으로 진행하는 빛을 좌우방향에서 집광함으로써, 결과적으로 확산판(145)으로부터 보호시트(147)쪽으로 진행되는 빛을 일으켜 세워 수직하게 진행될 수 있도록 한다.

이에 따라, 상기 제1 및 제2프리즘시트들(146a,146b)을 통과하는 빛은 수직하게 진행되어 보호시트(147)의 전표면에 대하여 균일하게 분포하게 됨으로써, 휘 도가 향상된다.

그리고, 상기 보호시트(147)는 백라이트 어셈블리의 최상층에 형성되어, 먼지나 긁힘(scratch)에 민감한 하부 시트들을 보호하고, 백라이트 어셈블리만을 운반하는 경우에 하부 시트들의 유동을 방지하는 역할을 하며, 그 외에 빛의 분포가 보다 균일해지도록 빛을 확산시키는 특성을 갖도록 할 수 있다.

상기 램프하우징(143)은 "ㄷ"자 형태의 제1~제3면(143a~143c)으로 구성되어 있으며, 상기 램프(142)를 사이에 두고 도광판(141)의 일측과 대향하는 제2면(143a)은 ESR 필름(173)으로 이루어져 있으며, 상기 제1면(143a) 및 제3면(143c)은 PET필름으로 이루진다.

그리고, 상기 ESR 필름 및 PET 상부에는 UV 흡수층이 형성되어 있으며, 상기 UV 흡수층은 램프()로부터 발산된 빛으로부터 램프하우징()이 누렇게 변하는 것을 방지하는 역할을 한다.

도3 및 도4는 램프하우징의 구조를 상세하게 나타낸 것으로, 도3은 제1 및 제3면(143a,143c)의 구조를 나타낸 것이고, 도4는 제2면(143b)의 구조를 나타낸 것이다.

먼저, 도3에 도시된 바와 같이, 램프하우징의 제1면(143a)과 제3면(143c)은 PET 필름(140)과 상기 PET 필름(140) 상에 형성된 UV 흡수층(144)으로 이루어진다. 상기 PET 필름(140)은 실질적으로 램프로부터 발산된 광을 도광판으로 반사시키는 역할을 하며, 상기 UV 흡수층(144)은 빛에 의해 PET 필름(140)의 색이 누렇게 변하는 것을 방지하는 PET 필름(140)의 보호막 역할을 한다.

한편, 도4에 도시된 바와 같이, 램프하우징의 제2면(143b)은 PET 필름(170) 상에 형성된 ESR 필름(173)으로 구성되어 있으며, 상기 ESR 필름(173)은 상기 PET 필름(170)과 함께 램프로부터 발산된 빛을 반사시키는 것으로, 실제로는 다수의 층으로 이루어져 있다. 그리고, 상기 ESR 필름(173) 상에는 UV 흡수층(177)이 형성되어 있으며, 상기 UV 흡수층(177)과 ESR 필름(173) 사이에는 프리머필름(175)이 개재된다. 상기 프리머필름(175)은 상기 UV 흡수층(177)으로부터 ESR 필름(173)을 보호한다.

그리고, 상기 UV 흡수층(177) 상에는 하부층들(UV 흡수층, 프리머필름, ESR 필름)을 외부로부터 보호하기 위한 보호막(179)이 부착되어 있다. 상기 보호막(179)은 실제 백라이트를 조립할때, 제거된다. 그리고, 상기 ESR 필름(173)은 접착제(171)에 의해 PET 필름(170) 상에 부착될 수 있다.

아울러, 본 발명에 의한 램프하우징은 제1~3면을 모두 PET 필름으로 형성하고, 상기 제2면(143b)에 별도로, ESR 필름이 부착된 PET 필름을 부착할 수도 있다. 램프하우징 전체를 도3에 도시된 PET 필름으로 형성하고, 상기 제2면(143b)에 도4에 도시된 즉, ESR 필름(173)을 포함하고 있는 PET 필름을 접착제를 사용하여 부착할 수도 있다.

이와 같이, 램프하우징(143) 일면에 ESR 필름을 사용함으로써, 액정패널의 휘도를 향상시킬 수가 있으며, 특히, 다른 일면 즉, 상면과 하면에 종래 PET 필름을 사용함으로써, 램프하우징의 비용을 절감할 수가 있다.

실질적으로, 상기 ESR 필름이 적용되는 영역은 전체 램프하우징 면적의 약 1/7정도이다.

도2에 도시된 백라이트유닛(100)의 구조를 계속해서 설명하면, 상기 램프(142), 램프 하우징(143), 도광판(141) 및 확산판(145)과 제1,2프리즘시트(146a,146b)의 광학시트를 지지하고, 보호하는 메인지지대(150)가 설치되어 있으며, 상기 램프하우징(143), 도광판(141) 및 메인 지지대(150)의 하부를 보호하며, 지지하는 하부커버(152)가 구성된다.

그리고, 상기 하부커버(152)의 측면과 결합되는 상부케이스(top case, 151)가 설치하여 상기 액정 패널(110)의 상면 가장자리 전체를 눌러 고정시킨다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 액정표시장치의 백라이트유닛을 제공한다. 특히, 본 발명은 액정패널의 휘도를 향상시키고, 백라이트유닛의 비용을 절감시킬 수 있는 잇점이 있다.

다시 말해, 종래 PET필름만을 사용하는 경우에 비해 본 발명은 액정패널을 향상시킬 수 있으며, 종래 ESR 필름이 램프하우징 전면에 걸쳐서 형성된 경우에 비해 램프하우징의 비용을 훨씬 절감시킬 수가 있다. 즉, ESR 필름의 비용이 PET 필름의 비용에 비해 9배가량 비싸기 때문에, ESR 필름을 램프하우징 전면에 적용하게 되면, 비록 휘도는 향상시킬 수 있으나, 백라이트유닛의 생산원가가 증가하게 된다.

한편, 본 발명에서는 상기 ESR 필름을 반사가 가장많이 이루어지는 램프하우징의 일면에만 적용함으로써, 액정패널의 휘도 향상 및 생산비 절감을 동시에 꾀할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 액정표시장치의 백라이트 유닛을 구성하는 램프하우징을 ESR 필름으로 형성하되, 특히, 반사가 가장 많이 이루어지는 램프하우징의 일면에 ESR 필름을 구성함으로써, 액정패널의 휘도를 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 ESR 필름을 램프하우징 전면에 형성하지 않으면서, 액정패널의 휘도를 형성하기 때문에, 생산비 절감에 의한 생산성 향상을 꾀할 수 있다.

Claims

빛을 발산하는 램프;

상기 램프로부터 입사된 빛을 일방향으로 공급하는 도광판;

상기 램프가 발산하는 빛을 반사시켜 상기 도광판으로 공급하고, 제1~제3면으로 구성된 "ㄷ"자 형태로 이루어지며, 도광판의 일측과 대향하는 제2면이 ESR(Enhanced Specular Reflector)필름으로 형성되고, 제1 및 제3면이 PET(polyethyleneterephthalate)필름으로 구성된 램프하우징;

상기 도광판과 액정패널 사이에 구비된 광학시트를 포함하여 구성된 백라이트유닛.
제1항에 있어서, 상기 광학시트는,

상기 램프로부터 발생된 빛을 액정패널쪽으로 균일하게 진행하도록 하는 제1 및 제2프리즘시트; 및

상기 도광판로부터 입사되는 빛을 분산키는 확산판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
제1항에 있어서, 상기 램프하우징의 제2면에는 ESR 필름을 상에 UV흡수층이 더 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
제3항에 있어서, 상기 ESR 필름과 UV흡수층 사이에 상기 UV흡수층으로부터 ESR 필름을 보호하는 프리머필름(primer film)이 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
제1항에 있어서, 상기 램프하우징의 제1 및 제3면에는 PET필름 상에 UV흡수층이 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
제1항에 있어서, 도광판의 하면에 배치되어 상기 도광판의 하면을 통해 아래쪽으로 투과되는 빛을 다시 도광판쪽으로 반사시키는 반사판을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.