KR20060097201A

KR20060097201A - 백라이트 장치

Info

Publication number: KR20060097201A
Application number: KR1020050018263A
Authority: KR
Inventors: 김진태; 김재진; 최형호
Original assignee: (주)포스미디어
Priority date: 2005-03-04
Filing date: 2005-03-04
Publication date: 2006-09-14
Also published as: KR100742242B1

Abstract

본 발명은 액정표시장치에 사용되는 백라이트 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 백라이트 장치의 구동에 의해 열이 발생하더라도 변형되지 않고, 램프에서 발산되는 빛을 균일하게 확산시키는 확산판재가 구비되는 직하형 백라이트 장치에 관한 것이다.

본 발명은, 램프의 양단을 수용하여 지지하도록 양측단에 램프 서포터를 구비한 몰드 프레임; 상기 램프 서포터에 수용되어 표시면의 하부에 위치하는 하나 이상의 램프; 상기 램프와 상기 몰드 프레임 사이에 개재되어 마련되며, 상기 램프에 의하여 조사되는 빛을 표시면 방향으로 반사하는 반사부재; 상기 램프의 상부에 위치되며, 상기 램프에 의하여 조사되는 빛을 균일하게 확산시키는 확산판재;를 포함하되, 상기 확산판재는 자중에 의하여 휘어지지 않는 경도를 가지는 투명 소재로 이루어지며, 그 하면에는 미세한 렌티큘러(lenticular) 렌즈 구조가 형성되는 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 장치를 제공한다.

액정표시장치, 엘시디, 백라이트, 백라이트 장치, 확산판. 직하형

Description

백라이트 장치{BACKLIGHT UNIT FOR LCD}

도 1은 종래의 직하형 백라이트 장치의 구조를 나타내는 사시도이다.

도 2는 직하형 백라이트 장치에 있어서 각 구간별로 휘도를 도시한 그래프이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 직하형 백라이트 장치의 구조를 나타내는 측면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사부재의 구조를 나타내는 부분 단면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 종래의 직하형 백라이트 장치 10, 110 : 몰드 프레임

12, 112 : 램프 서포터 20, 120 : 램프

30 : 확산판 130 : 확산 판재

40 : 확산판 지지수단

본 발명은 액정표시장치에 사용되는 백라이트 장치에 관한 것으로, 보다 상 세하게는 백라이트 장치의 구동에 의해 열이 발생하더라도 변형되지 않고, 램프에서 발산되는 빛을 균일하게 확산시키는 확산판재가 구비되는 직하형 백라이트 장치에 관한 것이다.

일반적으로 널리 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(Cathode Ray Tube)는 TV를 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT 자체의 무게와 크기로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화에 적극적으로 대응할 수 없었다.

이러한 CRT를 대체하기 위해 소형, 경량화 및 저소비전력의 장점을 갖고 있는 액정표시장치(Liquid Crystal Display)가 활발하게 개발되어 왔고, 최근에는 평판표시장치로서의 역할을 충분히 수행할 수 있을 정도로 발전되어 랩탑형 컴퓨터의 모니터뿐만 아니라 데스크탑형 컴퓨터의 모니터와 30인치 이상의 옥외용 대형 모니터 및 벽걸이 TV로도 사용되고 있어 액정표시장치의 수요는 계속적으로 증가되고 있는 실정이다.

이러한 액정표시장치는 외부에서 들어오는 빛의 양을 조절하여 화상을 표시하는 수광장치이기 때문에 LCD 패널에 광을 조사하기 위한 별도의 광원, 즉 백라이트 장치(backlight assembly)가 필요하다.

이러한 백라이트 장치는 표시면에 대한 광원의 위치에 따라 에지형(edge type)과 직하형으로 크게 구분된다. 이중에서도 상기 직하형 백라이트 장치는 광이용율이 높고 취급이 간단하며 표시면의 크기에 제한이 없이 사용할 수 있으므로 30인치 이상의 대형 액정표시장치에 널리 사용되고 있다.

전술한 직하형 백라이트 장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 램프의 선광을 면광으로 전환해주는 도광판이 필요없는 것으로, 표시면의 하부에 구비된 다수의 램프(20)와 상기 램프에서 조사된 빛을 표시면으로 반사시켜 빛 손실을 방지하는 반사부재(도면에 미도시)와 상기 램프(20)의 상부에 배치되어 빛을 산란시켜 균일한 빛을 발산하는 확산판(30)을 포함하여 이루어진다. 그리고 상기 확산판(30)이 자중에 의하여 처지는 방지하기 위하여 확산판 지지수단(40)이 일정한 간격으로 이격되어 배치된다.

직하형 백라이트 장치(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 램프(20)가 배치된 부분과 배치되지 아니한 부분 사이에 휘도 차이가 심하므로 이를 보정하기 위하여 확산판(30)이 사용되는 것이다. 이 확산판(30)은 램프(20)에서 조사되는 빛을 확산시켜 LCD 패널 전면에 대하여 고르게 빛이 조사되도록 한다.

그러나 종래의 확산판은 램프가 배치된 부분과 배치되지 아니한 부분 사이의 휘도차이를 완벽하게 보정하지 못하는 문제점이 있으며, 백라이트 장치의 운용 과정에서 백라이트 장치의 온도가 상승하는 경우 이 확산판이 변형되거나 자중에 의하여 휘어지는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 직하형 백라이트 장치에 있어서, 램프에 의하여 조사되는 빛을 균일하게 확산시키며, 운용 과정에서 온도가 상승하더라도 변형되거나 휘어지지 않는 확산 판재를 구비한 직하형 백라이트 장치를 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 램프의 양단을 수용하여 지지하도록 양측단에 램프 서포터를 구비한 몰드 프레임; 상기 램프 서포터에 수용되어 표시면의 하부에 위치하는 하나 이상의 램프; 상기 램프와 상기 몰드 프레임 사이에 개재되어 마련되며, 상기 램프에 의하여 조사되는 빛을 표시면 방향으로 반사하는 반사부재; 상기 램프의 상부에 위치되며, 상기 램프에 의하여 조사되는 빛을 균일하게 확산시키는 확산판재;를 포함하되, 상기 확산판재는 자중에 의하여 휘어지지 않는 경도를 가지는 투명 소재로 이루어지며, 그 하면에는 미세한 렌티큘러(lenticular) 렌즈 구조가 형성되는 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 장치를 제공한다.

그리고 본 발명에서는 상기 확산판재가, 그 내부에 확산재(diffuser)가 균일하게 확산된 소재로 이루어짐으로써, 빛을 균일하게 확산시키는 기능이 향상되는 것이 바람직하다.

한편 본 발명에서는 상기 확산판재가, 자외선을 차단하는 특성을 가지는 소재로 이루어짐으로써, 백라이트 장치의 램프에서 발생되는 자외선을 차단하여 LCD 패널의 칼라필터를 손상시키지 않도록 하는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명에서 상기 확산판재는, 자중에 의하여 휘어지지 않을 정도의 경도를 가지는 플라스틱 또는 유리로 이루어지는 것이 바람직하다. 이때 이 확산 판재의 두께는 2±0.1 mm 의 두께를 가지는 것이 더욱 바람직하다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 일 실시예를 상세하게 설명한다.

본 실시예에 따른 직하형 백라이트 장치(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 몰드 프레임(110); 램프(120); 반사부재(도면에 미도시); 확산판재(130);를 포함하여 구성된다.

먼저 몰드 프레임(110)은 백라이트 장치의 각 부분을 지지하고 LCD 패널 및 회로 부품을 고정하는 구성요소로서, 백라이트 장치의 전체적인 형태를 이룬다. 이때 이 몰드 프레임(110)에는 그 장변 양측단에 위치되어, 램프(120)의 양단을 수용하고 지지하는 램프 서포터(112)가 마련된다.

다음으로 램프(120)는 백라이트 장치(100)에서 빛을 발산하는 구성요소이다. 직하형 백라이트 장치에 있어서, 이 램프(120)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 직관형 램프 다수개가 소정 간격으로 백라이트 장치의 전면에 걸쳐서 고르게 배치되는 구조를 취한다. 이러한 램프로는 CCFL(Cold Cathode Fluorescence Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescence Lamp) 등이 사용된다. 본 실시예에서는 이 램프(120)가 전술한 램프 서포터(112)에 수용되어 마련된다.

다음으로 반사부재는 상기 램프(120)에 의하여 발산되는 빛 중 표시면 방향이 아닌 다른 방향으로 향하는 빛을 반사하여 표시면 방향으로 조사시키는 구성요 소이다. 백라이트 장치에 채용되는 램프는 모든 방향으로 빛을 발산하는 구조이므로 표시면 방향이 아닌 방향으로도 많은 양의 빛이 발산된다. 따라서 이러한 빛을 반사시켜 이용하는 것이 램프의 효율을 높이는 방안이므로 반사부재를 사용하는 것이다. 이 반사부재는 상기 램프(120)와 상기 몰드 프레임(110) 사이에 개재되어 마련된다. 바람직하게는 상기 몰드 프레임(110)의 내면에 부착되어 마련된다. 본 실시예에서는 상기 반사부재의 표면에 도 4에 도시된 바와 같이, 프레넬(fresnel) 렌즈(112) 구조를 형성시킨다. 이때 이 프레넬 렌즈 구조는 상기 램프(120)의 중심선을 중심으로 선대칭을 이루도록 형성된다. 그리고 일측의 프레넬 렌즈 구조는 외측으로 갈 수록 경사각도가 커져서 램프에 의하여 조사되는 빛이 반사부재의 표면과 수직을 이루면서 반사되도록 한다. 따라서 본 실시예에서는 상기 램프(120)가 설치되는 위치에 대응하여 램프와 동일한 개수의 프레넬 렌즈 구조가 형성된다.

다음으로 확산판재(130)는 상기 램프(120)에 의하여 조사되는 빛과 반사부재에 의하여 반사되는 빛을 균일하게 확산시키는 구성요소이다. 전술한 바와 같이, 직하형 백라이트 장치에 있어서는 램프(120)가 일정한 간격을 두고 평행하게 배치되므로, 램프(120)가 배치된 부분과 배치되지 아니한 부분 사이에 휘도가 다르게 나타나는 문제점을 해결하기 위하여 빛을 균일하게 확산시키는 확산 판재(130)를 사용하는 것이다. 이때 본 실시예에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 이 확산 판재(130)를 빛에 대한 투과성이 우수한 투명 소재(132)와 이 투명 소재(132)의 하면 전체에 미세한 렌티큘러(lenticular) 렌즈 구조(134)를 형성시킨 구조로 마련한다. 여기에서 렌티큘러 렌즈 구조(134)라 함은 도 3에 도시된 바와 같이, 단면이 반원 형인 볼록부가 서로 인접하게 연속적으로 배치되는 구조를 말한다. 이 볼록부에 의하여 빛이 확산되는 것이다.

이렇게 렌티큘러 렌즈 구조를 가진 확산판재(130)를 사용하면 간단한 구조를 가지면서도 직관형 램프가 평행하게 배치되는 직하형 백라이트 장치에 있어서 이웃한 램프 사이의 공간에 빛을 균일하게 확산시켜 용이하게 휘도차이를 보정할 수 있는 장점이 있다. 더나아가서는 확산성능을 향상시키기 위해 투명 소재의 형성 공정에서 일정량의 확산제(diffuser)를 혼합 분산시키면서 성형할 수도 있다.

그리고 본 실시예에 따른 확산 판재(130)의 상면에는 도 3에 도시된 바와 같이, 이 확산 판재(130)을 통과한 빛을 모아서 직진광으로 만들어주는 휘도 향상 구조가 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 도 3에 도시된 바와 같이, 이 휘도 향상 구조를 프리즘 구조(136)로 형성시킨다. 그 외에 다양한 구조로 휘도를 향상시킬 수도 있다.

한편 본 실시예에 따른 확산판재(130)는 지면과 평행한 상태로 배치되더라도 자중에 의하여 휘어지지 않을 정도의 경도를 가지는 플라스틱 소재로 형성된다. 특히, 백라이트 장치의 운용시에 램프에 의하여 발생되는 열로 인하여 백라이트 장치의 온도가 60 ~ 80 ℃ 정도로 상승하므로 이 온도에서도 변형되거나 휘어지지 않는 소재로 형성시키는 것이 중요하다. 따라서 본 실시예에서는 이 확산 판재(130)의 두께(ℓ)를 2±0.1 mm로 하여 그 경도를 확보한다. 그리고 이 확산판재를 유리로 형성시키는 경우에는 그 두께를 더 얇게 하면서도 경도를 확보할 수 있을 뿐만아니라, 우수한 광학적 특성을 얻을 수 있으므로 바람직하다. 이렇게 경도가 우수한 소 재를 사용하게 되면 종래와 달리 확산판을 지지하는 확산판 지지수단(40)이 불필요하므로 백라이트 장치의 제조과정이 단순해지고, 구조가 간단해지며, 제조 단가가 낮아지는 장점이 있다. 더 나아가서는 백라이트 장치의 운용 과정에서도 그 변형이 발생되지 않으므로 확산판재(130)의 광학적 특성이 변화되지 않는 장점이 있다.

또한 본 실시예에 따른 확산판재(130)는 자외선을 차단할 수 있는 소재로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다. 직하형 백라이트 장치에 사용되는 램프에서는 자외선이 함께 발생된다. 그런데 이러한 자외선은 LCD 패널에 사용되는 칼라필터의 R, G, B 색소를 손상시켜 색발현을 왜곡시키는 문제점이 있다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 확산 판재 자체를 자외선 차단 성능이 있는 소재로 형성시키면 램프에서 발산되는 자외선을 차단하여 칼라필터를 효과적으로 보호할 수 있는 장점이 있는 것이다.

그리고 본 실시예에 따른 백라이트 장치(100)에 있어서는, 상기 확산 판재(130) 상부에 빛의 확산을 보조하는 확산 보조 부재(도면에 미도시)나 빛을 모아주는 집광부재(도면에 미도시)가 더 배치될 수도 있다. 이러한 집광부재로는 프리즘 시트나 MLA(Micro Lens Array) 등이 가능하다.

본 발명에 따르면 렌티큘러 렌즈 구조를 가지는 확산 판재를 사용하므로 빛의 확산 기능은 우수하면서도 그 운용 과정에서 변형이 되지 않으므로, 별도의 확산판 지지수단이 필요하지 않다. 따라서 백라이트 장치의 구조가 간단해지고, 제조 공정이 단순해지는 장점이 있다.

또한 본 발명에 따르면 램프에서 발생되는 자외선을 효과적으로 차단하여 칼라필터의 보호하고, 그 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims

램프의 양단을 수용하여 지지하도록 양측단에 램프 서포터를 구비한 몰드 프레임;

상기 램프 서포터에 수용되어 표시면의 하부에 위치하는 하나 이상의 램프;

상기 램프와 상기 몰드 프레임 사이에 개재되어 마련되며, 상기 램프에 의하여 조사되는 빛을 표시면 방향으로 반사하는 반사부재;

상기 램프의 상부에 위치되며, 상기 램프에 의하여 조사되는 빛을 균일하게 확산시키는 확산판재;를 포함하여 구성되되,

상기 확산판재는 자중에 의하여 휘어지지 않는 경도를 가지는 투명 소재로 이루어지며, 그 하면에는 미세한 렌티큘러(lenticular) 렌즈 구조가 형성되는 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 장치.
제1항에 있어서, 상기 확산판재는,

그 내부에 확산재(diffuser)가 균일하게 확산된 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 장치.
제1항에 있어서, 상기 확산판재는,

자외선을 차단하는 특성을 가지는 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 장치.
제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 확산판재는,

유리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 장치.
제4항에 있어서, 상기 확산 판재는,

그 상면에 상기 확산 판재를 통과한 빛을 직진광으로 만들어 휘도를 향상시키는 프리즘 구조가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 장치.
제5항에 있어서, 상기 확산판재는,

2±0.1 mm 의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 장치.
제5항에 있어서, 상기 반사부재는,

그 상면에 상기 램프에 의하여 상기 반사부재 방향으로 조사되는 빛을 상기 반사부재의 표면과 수직되는 방향으로 반사시키는 프레넬 렌즈 구조가 형성되는 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 장치.
제7항에 있어서, 상기 프레넬 렌즈 구조는,

상기 램프의 중심선을 중심으로 하여 선대칭인 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 장치.