KR20060117727A - 램프 렌즈를 포함하는 백라이트 어셈블리 및 이를 포함하는액정표시장치 - Google Patents

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KR20060117727A
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최진성
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삼성전자주식회사
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Abstract

램프 렌즈를 포함하는 백라이트 어셈블리 및 이를 포함하는 액정표시장치가 제공된다. 백라이트 어셈블리는 광을 출사하는 램프와, 상기 램프 주위에 형성되는 램프 렌즈와, 상기 램프 및 상기 램프 렌즈의 하부에 설치되어 상기 램프의 하부로 출사되는 빛을 반사하는 반사판 및 상기 램프 렌즈를 통과한 광과 상기 반사판에 의해 반사된 광을 확산시키는 확산 부재를 포함한다.
백라이트 어셈블리, 램프 렌즈

Description

램프 렌즈를 포함하는 백라이트 어셈블리 및 이를 포함하는 액정표시장치{Back light assembly including lamp lens and liquid crystal display employing the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 액정표시장치의 단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예들에 따른 단일 램프에 대한 램프 렌즈의 형상을 나타내는 단면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예들에 따른 단일 램프에 대한 램프 렌즈에 의한 광의 궤적을 나타내는 실험 결과도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예들에 따른 복수의 램프에 대한 램프 렌즈의 형상을 나타내는 단면도이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시예들에 따른 복수의 램프에 대한 램프 렌즈에 의한 광의 궤적을 나타내는 실험 결과도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예들에 따른 램프 구조별 휘도 분포를 나타내는 그래프이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예들에 따른 램프 구조별 출사각 분포를 나 타내는 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 액정표시장치 110: 액정표시패널
112: 박막 트랜지스터 기판 114: 컬러 필터 기판
116: 게이트 IC 118: 소스 IC
120: 인쇄회로기판 150: 백라이트 어셈블리
152: 확산 부재 154: 하부 수납용기
156: 몰드 프레임 158: 램프
160: 반사판 162: 광학시트
190: 상부 수납용기
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 백라이트 구조를 갖는 액정표시장치에 있어서 슬림화된 백라이트 어셈블리 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 음극선관(CRT; Cathode Ray Tube)은 텔레비전을 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, 음극선관의 자체 무게와 크기로 인하여 전자 제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극 대응할 수 없었다.
이러한 음극선관을 대체하기 위해서 소형, 경량화 및 저소비전력 등과 같은 장점을 가지고 있으며, 액정패널의 내부에 주입된 액정의 전기, 광학적 성질을 이용하여 정보를 표시하는 액정표시장치가 활발하게 개발되어 왔고, 최근에는 평판 표시장치로서의 역할을 수행하고 있다. 일반적으로 액정표시장치는 저소비전력 및 경량, 적은 부피를 갖는 디스플레이 장치로, 액정표시장치는 이와 같은 특유의 장점으로 인하여 산업 전반 예를 들어, 컴퓨터 산업, 전자 산업, 정보통신 산업 등에 폭넓게 응용되고 있다. 이와 같은 액정표시장치는 백라이트 어셈블리의 구성에 따라 2가지의 종류로 구별될 수 있다. 즉, 램프가 형성되는 위치에 따라 에지(edge)형과 직하형이 있는데, 직하형의 경우에는 램프 간의 간격, 램프와 확산부재 간의 거리, 램프의 관경, 램프와 반사판 간의 거리를 조절하여 백라이트 어셈블리가 형성된다.
이 때, 직하형 백라이트 어셈블리는 램프로부터 발산되는 광의 휘도 분포에 따라 확산부재를 램프로부터 소정의 거리만큼 이격하여 형성함으로써 반사판에 휘선이 나타나지 않도록 설계되는데, 이로 인하여 직하형 백라이트 어셈블리의 두께를 최소화하는데에 제한이 따르게 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 램프 주위에 렌즈를 형성함으로써 백라이트 어셈블리를 슬림화할 수 있는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으 며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리는 광을 출사하는 램프와, 상기 램프 주위에 형성되는 램프 렌즈와, 상기 램프 및 상기 램프 렌즈의 하부에 설치되어 상기 램프의 하부로 출사되는 빛을 반사하는 반사판 및 상기 램프 렌즈를 통과한 광과 상기 반사판에 의해 반사된 광을 확산시키는 확산 부재를 포함한다.
또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 상기 백라이트 어셈블리를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 백라이트 어셈 블리와 액정표시장치를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 나타내는 분해 사시도이다.
액정표시장치(100)는 전체적으로 보아 액정표시패널(110), 백라이트 어셈블리(150) 및 상부 수납용기(190) 등을 포함하여 구성된다.
액정표시패널(110)은 박막 트랜지스터 기판(112), 컬러 필터 기판(114), 액정(미도시), 게이트 IC(116), 소스 IC(118) 및 인쇄회로기판(PCB: printed circuit board, 120) 등을 포함한다.
여기서, 박막 트랜지스터 기판(112)은 게이트 라인 및 데이터 라인과 박막 트랜지스터 및 화소 전극 등을 포함하고, 박막 트랜지스터 기판(112)의 상부에 위치하여 이에 대향하도록 설치된 컬러 필터 기판(114)은 컬러 필터, 블랙 매트릭스 및 공통 전극 등을 포함하지만 이를 도시하지는 않았다.
그리고, 게이트 IC(116)는 박막 트랜지스터 기판(112)에 형성된 각 게이트 라인에 접속되고, 소스 IC(118)는 박막 트랜지스터 기판(112)에 형성된 각 데이터 라인(미도시)에 접속된다.
한편, 액정표시장치에 드라이브 IC를 실장하는 방식은 크게, COG(Chip On Glass) 마운팅 방식과 TAB(Tape Automated Bonding) 마운팅 방식이 있다.
COG 방식은 별도의 구조물 없이 액정패널의 게이트 영역과 소스 영역에 직접 드라이브 IC를 실장하는 방식이고, TAB 방식은 드라이브 IC가 탑재된 신호연결부재를 통해 액정패널의 게이트 영역과 소스 영역에 간접적으로 드라이브 IC를 실장하 는 방식인데, 본 발명에 따른 실시예에서는 게이트 IC(116)와 소스 IC(118)는 COG(Chip On Glass) 방식에 의해 박막 트랜지스터 기판(112) 위에 실장되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 인쇄회로기판(120)에서는 게이트 IC(116)에 게이트 구동신호 및 소스 IC(118)에 데이터 구동 신호를 입력가능하도록 하는 게이트 구동신호 및 데이터 구동신호를 모두 처리하기 위한 여러 구동 부품이 실장된다.
백 라이트 유닛(150)은 확산 부재(152), 하부 수납용기(154), 몰드 프레임(156), 램프(158), 반사판(160) 및 광학 시트(162) 등으로 구성된다.
램프(158)는 비발광 소자인 액정 표시 장치에 빛을 제공하기 위한 것으로서, 예를 들어 일정한 전압을 외부에서 공급받아 음극에서 전자를 방출, 형광체를 조사하여 가시 광선을 만들어 낸다. 램프(158)는 냉음극 광원(Cold Cathode Fluorescent Lamp; CCFL) 또는 열음극 광원(Hot Cathode Fluorescent Lamp; HCFL) 등을 사용할 수 있다.
한편, 각각의 램프(158) 주위로 램프 렌즈(151)가 형성되어 램프(158)로부터 출사되는 광의 출사각과 휘도 분포가 조절된다.
반사판(160)은 램프(158)의 하부에 설치되어 램프(158)의 하부로 방출되는 빛을 반사판(160)의 상부에 배치된 확산 부재(152) 방향으로 반사한다.
램프(158)로부터 출사된 광과 반사판(160)에 의해 반사된 광은 확산 부재(152)에 의해 동일한 휘도를 갖도록 확산된 후 광학 시트(162)에 의해 집광된다.
광학 시트(162)는 확산 부재(152)의 상부에 위치하여 램프(158)로부터 출사 된 빛을 균일하게 분포시킨다.
몰드 프레임(156)과 하부 수납용기(154)의 결합에 의해 구획되는 내부 공간에, 앞서 설명한 백라이트 어셈블리(150)의 구성 요소들이 수납되며, 하부 수납용기(154)는 다시 상부 수납용기(190)과 결합되어 액정표시장치의 틀을 형성한다.
도 2는 도 1에 도시된 액정표시장치의 단면도로서, 박막 트랜지스터 기판(112) 및 컬러 필터 기판(114)을 구비한 액정표시패널(110)과 확산부재(152), 하부 수납용기(154), 몰드 프레임(156), 램프(158) 및 반사판(160) 등이 구비된 백라이트 어셈블리(150)를 나타내고 있다.
여기서, 상기 확산부재(152)는 하부 수납용기(154) 및/또는 몰드 프레임(156)으로부터 돌출 형성된 이탈 방지부(도시되지 않음)에 의해 고정 지지될 수 있다. 이러한 경우, 확산부재(152)는 결합/지지를 위한 별도의 가공 성형없이 사각형의 형태를 유지한 채 하부 수납용기(154) 및/또는 몰드 프레임(156)의 이탈 방지부에 의해 고정 지지될 수 있어 공정 소요 시간 및 비용 등을 절감할 수 있다.
또한, 각각의 램프(158) 주위로 램프 렌즈(151)가 형성되어 램프(158)로부터 출사되는 광의 출사각과 휘도 분포가 조절될 수 있는데, 이 때, 램프 렌즈(151)를 사용함으로써 램프(158)와 확산부재(152)까지의 거리를 작게할 수 있으며, 이로 인하여 백라이트 어셈블리(150)의 두께를 더욱 작게 할 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예들에 따른 단일 램프에 대한 램프 렌즈의 형상을 나타내는 단면도로서, 램프(158a, 158b, 158c) 주위에 램프 렌즈(151a, 151b, 151c)가 형성되는 구조를 하고 있다. 이 때, 반사판(160a, 160b, 160c)은 램 프 렌즈(151a, 151b, 151c)의 양 끝단에 부착되도록 형성된다. 램프 렌즈의 형상은 도 3a 내지 도 3c에서 도시된 형상에 한정되는 것이 아니라 램프(158a, 158b, 158c)로부터 출사되는 광의 출사각을 조절할 수 있는 어떠한 형상도 가능하다.
램프 렌즈(151a, 151b, 151c)가 램프(158a, 158b, 158c) 주위에 형성됨으로서, 램프 렌즈(151a, 151b, 151c) 바로 윗 부분의 휘도를 줄일 수 있고, 측면 휘도를 향상시켜 휘선을 제거할 수 있다. 이러한 현상은 도 4a 내지 도 4d에서 도시된 시뮬레이션 결과로부터 알 수 있다. 도 4a에서는 램프 주위에 램프 렌즈가 형성되지 않았을 경우에 램프로부터 출사되는 광의 궤적을 나타내고 있고, 도 4b 내지 도 4d는 각각 도 3a 내지 도 3c에서 도시된 램프 구조에 따른 광의 궤적을 나타내고 있다. 여기에서, 램프 렌즈가 형성된 구조에서는 램프의 수직 출사광이 줄어들고 측광이 커지는 것을 알 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예들에 따른 복수의 램프에 대한 램프 렌즈의 형상을 나타내는 단면도로서, 램프(158a, 158b, 158c) 주위에 램프 렌즈(151a, 151b, 151c)가 형성되는 구조를 하고 있다. 이 때, 반사판(160a, 160b, 160c)은 램프 렌즈(151a, 151b, 151c)의 양 끝단에 부착되도록 형성된다. 램프 렌즈의 형상은 도 5a 내지 도 5c에서 도시된 형상에 한정되는 것이 아니라 램프(158a, 158b, 158c)로부터 출사되는 광의 출사각을 조절할 수 있는 어떠한 형상도 가능하다.
램프 렌즈(151a, 151b, 151c)가 램프(158a, 158b, 158c) 주위에 형성됨으로서, 램프 렌즈(151a, 151b, 151c) 바로 윗 부분의 휘도를 줄일 수 있고, 측면 휘도 를 향상시켜 휘선을 제거할 수 있다. 이러한 현상은 도 6a 내지 도 6d에서 도시된 시뮬레이션 결과로부터 알 수 있다. 도 6a에서는 램프 주위에 램프 렌즈가 형성되지 않았을 경우에 램프로부터 출사되는 광의 궤적을 나타내고 있고, 도 6b 내지 도 6d는 각각 도 5a 내지 도 5c에서 도시된 램프 구조에 따른 광의 궤적을 나타내고 있다. 여기에서, 램프 렌즈가 형성된 구조에서는 램프의 수직 출사광이 줄어들고 측광이 커지는 것을 알 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예들에 따른 램프 구조별 휘도 분포를 나타내는 그래프로서, 도 7a는 단일 램즈인 경우를, 도 7b는 다수의 램프 구조인 경우를 나타내고 있다.
여기에서 'Normal'은 램프 렌즈가 형성되지 않은 백라이트 구조를 의미하고, 'Lens1'은 도 3a 또는 도 5a에서 도시한 램프 렌즈 구조를, 'Lens2'는 도 3b 또는 도 5b에서 도시한 램프 렌즈 구조를, 'Lens3'는 도 3c 또는 도 5c에서 도시한 램프 렌즈 구조를 의미한다. 또한, 'H23'은 반사판에서 확산 부재 간의 거리가 23.1mm 임을, 'H10'은 반사판에서 확산 부재 간의 거리가 10mm 임을 나타낸다.
'Normal' 램프 구조에서는 램프에서 전방향으로 동일한 광이 출사되고 반사판으로 출사된 광은 반사판에 의해 다시 확산부재 쪽으로 출사되는데 도 7a 또는 도 7b의 'Normal_H10'의 경우처럼 높이 10mm에서는 램프의 바로 윗 부분의 휘도가 매우 강하다. 그러나, 'Normal_H23'처럼 높이 23.1mm에서는 출사각이 넓어져 램프의 바로 윗 부분의 휘도가 감소하게 되지만 반사판에서 확산부재 간의 거리가 커지게 된다.
그러나, 하지만 램프 렌즈를 사용하게 되면, 높이 10mm에서도 램프 바로 윗 부분의 휘도를 줄이고 측면 휘도를 향상시켜 휘선이 제거되고, 휘도분포가 조절될 수 있다. 따라서, 반사판과 확산부재 사이의 거리를 10mm로 하여 백라이트 어셈블리의 두께를 최적화시킬 수 있는 것이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예들에 따른 램프 구조별 출사각 분포를 나타내는 그래프로서, 도 8a는 단일 램즈인 경우를, 도 8b는 다수의 램프 구조인 경우를 나타내고 있다.
램프 렌즈가 형성된 경우 그렇지 않은 경우에 비해 수직 출사광이 감소하고, 측면 출사광이 증가함을 알 수 있는데, 도 8a의 A와 도 8b의 A'영역은 측면 출사광이 증가된 것으로 나타내고, 도 8a의 B와 도 8b의 B'영역은 수직 출사광이 감소된 것을 나타내고 있다. 즉, 램프 렌즈의 형상에 따라 출사광 분포를 조절할 수 있음을 보여 주고 있으며, 이를 통해 슬림화된 백라이트 어셈블리의 구조를 최적화할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 백라이트 어셈블리 및 이를 포함하는 액정 표시장치에 의하면, 램프 주위에 형성되는 렌즈를 사용하여 램프로부터 출사된 광의 출사각과 휘도 분포를 조절함으로써, 백라이트를 슬림화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 광을 출사하는 램프;
    상기 램프 주위에 형성되는 램프 렌즈;
    상기 램프 및 상기 램프 렌즈의 하부에 설치되어 상기 램프의 하부로 출사되는 빛을 반사하는 반사판; 및
    상기 램프 렌즈를 통과한 광과 상기 반사판에 의해 반사된 광을 확산시키는 확산 부재를 포함하는 백라이트 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 램프 렌즈는 상기 반사판과 접촉되어 상기 램프의 주위에 형성되는 백라이트 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 램프 렌즈는 상기 램프로부터 출사되는 광의 출사각을 조절하도록 형성되는 백라이트 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 램프 렌즈는 상기 램프로부터 출사되는 광의 휘도 분포를 조절하도록 형성되는 백라이트 어셈블리.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 백라이트 어셈블리를 포함하는 액정표시장치.
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