KR20060136284A - 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도광판의 입광부에서 휘선이 발생되는 것을 방지할 수 있는 백라이트 및 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 적어도 하나의 램프; 상기 램프의 일측에 형성되어 광을 전달하는 도광판; 상기 램프의 일부를 감싸고, 적어도 일단이 상기 도광판의 일부에 중첩되며, 상기 램프와 도광판의 이격공간에 휘선제거용 단턱부(embossed region)를 구비하는 램프하우징; 및 상기 도광판의 하부에 배치되고, 적어도 일단이 상기 램프하우징의 일부를 덮어, 상기 단턱부에 의해 상기 도광판 방향으로 기울어지도록 형성되는 반사판을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

백라이트 유닛, 휘선, 단턱부, 반사판, 도광판

Description

백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치{BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE WITH THE SAME}

도 1은 종래 백라이트 유닛의 단면도.

도 2a는 본 발명에 따른 액정표시장치의 단면도.

도 2b는 도 2a의 'I' 영역에 대한 확대도.

***도면의 주요 부호에 대한 설명***

60, 160: 백라이트 유닛 110: 액정패널

102: 서포트메인 4, 114: 하부커버

116: 탑 케이스 4, 104: 반사판

6, 106: 도광판 20, 120: 램프

18, 118: 램프하우징 112: 광학시트

110a: 컬러필터 기판 110b: 박막트랜지스터 어레이 기판

124: 상부 편광판 122: 하부 편광판

G: 갭 E: 단턱부

L: 입광부

본 발명은 백라이트 및 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것으로, 특히, 도광판의 입광부에서 휘선이 발생되는 것을 방지할 수 있는 백라이트 및 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로, 평판표시장치(Flat Panel Display)는 발광형 평판표시장치와 수광형 평판표시장치로 분류될 수 있으며, 발광형 평판표시장치에는 평판음극선관, 플라즈마 디스플레이 패널, 전자발광소자, 형광표시장치, 및 발광 다이오드 등이 있고, 수광형 평판표시장치에는 대표적으로 액정표시장치이 있다.

액정표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 화소들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여, 그 화소들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 표시할 수 있도록 한 표시장치로서, 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하므로, 배면에 백라이트(backlight) 유닛을 설치하여, 어두운 곳에서도 화상을 표현할 수 있게 설계된다.

따라서, 액정표시장치(liquid crystal module)은 화소들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정패널과, 상기 액정패널로 광을 조사하는 백라이트 유닛 및 상기 액정패널과 백라이트 유닛을 결합시키고, 보호하는 케이스를 포함하여 구성된다.

액정패널은 다시 서로 대향하여 균일한 셀-갭이 유지되도록 합착된 두 장의 기판과 상기 기판들 사이의 형성된 액정층을 구비한다.

백라이트 유닛은 광을 공급하는 램프의 배치 형태에 따라 직하방식(direct type)에서부터 에지 라이트 방식(edge light type)까지 다양한데, 이중 에지 라이 트 방식이 주류를 이루고 있다.

에지 라이트 방식은 액정패널의 하측면에 열음극 또는 냉음극 형광램프 등의 관형상 램프를 설치하고, 투명한 도광판을 이용하여 형광 램프로부터의 광을 액정패널 화면 전체에 투사시키는 방식으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 광을 발생시키는 램프(20)와, 상기 램프(20)를 감싸는 램프하우징(18)과, 램프(20)에서 발생된 광을 액정패널 쪽으로 안내하기 위한 도광판(6)과, 도광판(6)의 배면에 설치되어 램프(20)에서 발생된 광이 액정패널로 진행하도록 유도하는 반사판(4)을 포함하여 구성된다. 또한, 입사 임계각으로 인하여 도광판(6) 내부에 갇혀 흐르는 광을 외부로 출사하기 위하여 그 상부에 빛의 산란 및 반사를 유도하는 여러가지 패턴의 광학시트가 추가로 부착되거나 새겨질 수 있다.

그런데, 상기와 같이 구성되는 백라이트 유닛(60)에서 도광판(6)이나 하부커버(14) 등이 외력에 의해 휘어, 도광판(6)과 반사판(4) 사이에 도면에 도시된 바와 같은 갭(gap, G)이 형성되면, 램프(20)에서 출사된 광 중, 일부가 상기 갭(G)으로 유입되어 휘선 현상을 발생시키게 된다. 즉, 도광판(6) 혹은 하부커버(14) 등이 외부조건에 의해 변형되거나 유동하게 될 경우, 도광판(6)과 반사판(4) 사이의 에지(edge)부분에서 빛이 세어 나와 곧바로 액정패널에 입사되기 때문에 유효 화면표시부에서 에지부분이 다른 영역보다 밝아 보이는 불량이 발생되는 것이다.

따라서, 이러한 휘선 문제를 해결하기 위해 램프와 도광판 사이의 이격공간에 배치되는 반사판을 도광판을 향하여 일정각도 절곡되시킴으로써, 도광판과 반사판 사이에 갭이 발생할 경우 광누설이 발생되는 것을 방지하고자 하는 방법이 도입 되었었다. 하지만, 이와 같은 구조에서는 절곡된 반사판이 절곡 상태를 유지할 수 있도록 지지해주는 보조의 지지수단이 백라이트 유닛 내에 구비되지 않으므로, 고온 실험이나 조립상의 부주의 등의 이유로 인해 반사판이 펴질 수 있고, 이에 따라 휘선이 발생할 가능성이 남게 된다. 또한, 반사판을 절곡시키기 위해 반사판을 하프-커팅(Half-cutting)해야 하는 공정을 추가로 적용해야 하므로 생산 단가가 상승하는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 램프와 도광판 사이의 이격공간에 대응되는 램프하우징 상에 반사판을 인위적으로 기울어지게 하고, 이를 지지하기 위한 추가의 단턱부를 형성함으로써, 반사판이 상부를 향해 기울기를 갖도록 형성하여, 별도의 추가 공정없이, 백라이트 유닛 내의 입광부에서 상기 도광판의 하부와 반사판 사이에 갭(들뜸 현상)이 발생하는 것을 방지하고, 이로 인해 휘선현상이 발생하는 것을 방지하는 백라이트를 유닛을 제공함에 그 목적이 있다.

따라서, 상기와 같은 목적을 이루기 위해, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은적어도 하나의 램프; 상기 램프의 일측에 형성되어 광을 전달하는 도광판; 상기 램프의 일부를 감싸고, 적어도 일단이 상기 도광판의 일부에 중첩되며, 상기 램프와 도광판의 이격공간에 휘선제거용 단턱부(embossed region)를 구비하는 램프하우징; 및 상기 도광판의 하부에 배치되고, 적어도 일단이 상기 램프하우징의 일부를 덮 어, 상기 단턱부에 의해 상기 도광판 방향으로 기울어지도록 형성되는 반사판을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 따른 액정표시장치은 화상을 표시하는 액정패널; 및 상기 액정패널의 배면에 설치되어, 상기 액정패널로 광을 공급하는 백라이트 유닛을 포함하여 구성되며, 상기 백라이트 유닛은, 적어도 하나의 램프; 상기 램프의 일측에 형성되어 광을 전달하는 도광판; 상기 램프의 일부를 감싸고, 적어도 일단이 상기 도광판의 일부에 중첩되며, 상기 램프와 도광판의 이격공간에 휘선제거용 단턱부(embossed region)를 구비하는 램프하우징; 및 상기 도광판의 하부에 배치되고, 적어도 일단이 상기 램프하우징의 일부를 덮어, 상기 단턱부에 의해 휘어지거나 꺽어지게 되는 반사판을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

그리고, 상기 액정표시장치는, 상기 액정패널과 백라이트 유닛을 감싸는 서포트메인; 상기 감싸진 액정패널과 백라이트 유닛의 배면을 지지하는 하부커버; 및 상기 서포트메인과 결합하여, 상기 액정패널의 가장자리와 하부커버를 감싸며, 상기 서포트메인과 액정패널을 고정하는 탑 케이스를 더 포함하여 구성될 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 액정표시장치을 상세히 설명한다.

먼저, 도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 구성을 나타내는 단면도로서, 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 화상을 표시하는 액정패널(110)과, 상기 액정패널(110)의 배면에 설치되어, 상기 액정패널(110)로 광을 공급하는 백라이트 유닛(160)를 구비한다. 그리고, 상기 액정패널 (110)과 백라이트 유닛(160)는 그 내부의 측벽면이 계단형 단턱면로 성형되는 서포트메인(support main, 102)에 의해 감싸지며, 감싸진 액정패널(110)과 백라이트(160)의 배면은 하부커버(bottom cover,114)버에 의해 지지된다. 하부커버(114)는 서포트메인(102)의 일측의 저면과 측면을 감싸기 위하여 수직으로 절곡된 평면부와 측면부로 이루어진다. 또한, 탑 케이스(top case, 116)가 서포트메인(102)과 결합하여 액정패널(110)의 가장자리와 하부커버(114)를 감싸게 되는데, 탑 케이스(116)는 직각으로 절곡된 평면부와 측면부를 가지는 사각띠 형태로 제작되어 서포트메인(102)과 액정패널(110)을 고정한다.

한편, 상기 액정 패널(110)은 서로 대향하면서 일정한 셀 갭을 유지한 채 합착되어 있는 박막트랜지스터 어레이 기판(110b) 및 컬러필터 기판(110a)과, 상기 박막트랜지스터 어레이 기판(110b) 및 컬러필터 기판(110a)의 이격 공간 내에 충진된 액정층(미도시)을 포함하여 구성되며, 그 상, 하부에 각각 상, 하부 편광판(122, 124)이 구비된다.

그리고, 상기 액정패널(110)에는 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, 박막트랜지스터와 같은 스위칭소자가 화소들에 개별적으로 구비되어, 상기 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 화소별로 제어한다.

그리고, 상기 액정패널(110)에는 게이트 구동부(미도시)와 데이터 구동부(미도시)가 더 구비되어, 상기 액정패널(110)에 형성된 게이트 라인들 및 데이터 라인들에 주사신호와 화상정보를 공급함으로써, 액정패널(110)의 화소들을 구동시킨다.

그리고, 상기 액정패널(110)의 배면에 위치하는 백라이트 유닛(160)에는 광을 발생시키는 적어도 하나의 램프(120)가 상기 액정패널(110)의 하측부에 형성되고, 상기 램프(120)의 일측에, 상기 램프(120)로부터 입사된 광을 면광원으로 변환하고, 상기 면광원을 상기 액정패널(110)로 전달하는 도광판(106)이 형성된다. 또한, 상기 램프(120)의 외곽에는 상기 램프(120)의 일부를 감싸고, 적어도 일단이 상기 도광판(106)의 일부에 중첩되며, 상기 램프(120)와 도광판(106)의 이격공간에 휘선제거용 단턱부(embossed region, E)를 구비하는 램프하우징(118)이 형성된다.

그리고, 상기 도광판(106)의 하부에는 적어도 일단이 상기 램프하우징(118)의 일부를 덮으며 중첩되어, 상기 단턱부(E)에 의해 상기 도광판(106)을 향하여 기울기를 갖도록(휘어지거나 절곡되도록) 형성되는 반사판(104)이 배치된다.

또한, 입사 임계각으로 인하여 도광판(106) 내부에 갇혀 흐르는 광을 외부로 출사하기 위하여 그 상부에 빛의 산란 및 반사를 유도하는 여러가지 패턴의 광학시트(112)들이 추가로 부착되거나 새겨져 액정패널(110) 쪽으로 입사되는 광효율을 향상시킬 수 있다.

이때, 상기 도광판(106)은 투명한 광학용 수지, 주로 아크릴(Acryl)이라고 부르는 PMMA(Poly(methyl methacrylate)) 수지를 이용하여 형성할 수 있으며, 사출성형에 의해 제조되는데, 상기 램프(120)에서 발생된 광은 도광판(106) 측면의 입 광부(E)로 입사하게 되어, 광학시트(112)들을 경유하여 액정패널(110)로 출사되어 화상을 구현하게 된다.

실질적으로 도광판에서는 산란된 광빔이 일정한 방향성을 갖지 못하고 여러 각도로 난반사되어 외부로 출사되므로, 산란된 광을 면 전체에 고르게 확산시키기 위하여 확산시트를 도광판 위에 장착하고, 또한 여러 각도로 분산되어 나오는 광선을 액정패널에 수직한 방향으로 모아주기 위하여 프리즘시트를 도광판 위에 장착하여 정면에서 바라보는 면휘도를 향상시킨다. 그러나, 프리즘시트들의 가격이 고가이므로, 도광판 상부표면에 직접 미세 프리즘 요철을 형성한 프리즘 도광판을 사용할 수도 있다.

또한, 상기 램프하우징(118)은 'ㄷ' 또는 '⊂'의 형태로 벤딩된 금속 플레이트(plate)로 형성되어, 램프(120)의 광효율을 높이도록 구성된다. 그리고, 상기 도광판(106)의 일단은 상기 램프하우징(118)의 벤딩 영역 내부로 삽입되어, 상기 램프하우징(118)에 중첩된다.

한편, 도 2b는 도 2a의 'I' 영역에 대한 확대도로서, 상기한 바와 같이, 본 발명의 램프하우징(118)에는 특히, 상기 램프(120)와 도광판(106)의 이격공간에 대응되는 영역상에 소정의 단턱부(E)가 형성되어, 그 상부에 중첩되는 반사판(114)이 상기 도광판(106)을 향하여 기울기를 갖도록(휘어지거나 절곡되도록) 형성된다.

이는 도광판(106)이나 하부커버(114) 등이 외력에 의해 휘어, 입광부(L)에서 도광판(106)의 하부와 반사판(114) 사이에 갭이 발생될 경우, 상기 반사판(114)과 도광판(106) 하부의 갭을 통해 휘선 원인광이 입사되는 것을 차단하는 효과를 갖는 다. 즉, 도광판(106)과 반사판(114) 사이의 경계(edge)부분에서 광이 세어 나와 액정패널(110)에 입사되는 것을 방지하여, 액정패널(110)의 유효 화면표시부에서 경계부분이 다른 영역보다 밝아 보이는 불량이 발생되는 것을 방지하고, 화면의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 단턱부(E)는 별도의 추가 공정없이 램프하우징(114)의 성형시 형성될 수 있으므로, 표시 품질이 우수한 액정표시장치를 얻을 수 있음과 아울러, 별도의 공정 비용이 소비되지 않는다.

한편, 본 발명에 따른 단턱부(E)는 19 인치 모니터 제조를 기준으로 불때 약 3mm의 폭을 갖고, 그 높이는 약 0.3mm 사이즈로 형성될 수 있다.

이상에서 기술된 실시예는 본 발명을 설명하기 위해 예시된 것으로, 본 발명의 권리 범위를 한정하는 것은 아니다.

따라서, 본 발명의 권리의 범위는 상술한 상세한 설명에 의해 결정되는 것이 아니라 첨부한 특허청구범위에 의해 결정되어야만 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 백라이트 유닛의 도광판과 반사판 사이에 갭이 발생되는 것을 방지함으로써, 휘선현상을 유발하지 않게 되며, 결국, 최종 디스플레이되는 화상정보의 외관품질을 적정 수준 이상으로 확보할 수 있다. 또한, 이를 위한 추가의 공정이 요구되지 않으므로, 생산성 증가와 생산 비용의 절감 효과를 동시에 얻을 수 있다.

Claims (3)

1. 적어도 하나의 램프;

   상기 램프의 일측에 형성되어 광을 전달하는 도광판;

   상기 램프의 일부를 감싸고, 적어도 일단이 상기 도광판의 일부에 중첩되며, 상기 램프와 도광판의 이격공간에 단턱부(embossed region)를 구비하는 램프하우징; 및

   상기 도광판의 하부에 배치되고, 적어도 일단이 상기 램프하우징의 일부를 덮어, 상기 단턱부에 의해 상기 도광판 방향으로 기울어지도록 형성되는 반사판을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
2. 액정패널; 및

   상기 액정패널의 배면에 설치되어, 상기 액정패널로 광을 공급하는 백라이트 유닛을 포함하여 구성되며,

   상기 백라이트 유닛은,

   적어도 하나의 램프;

   상기 램프의 일측에 형성되어 광을 전달하는 도광판;

   상기 램프의 일부를 감싸고, 적어도 일단이 상기 도광판의 일부에 중첩되며, 상기 램프와 도광판의 이격공간에 단턱부(embossed region)를 구비하는 램프하우징; 및

   상기 도광판의 하부에 배치되고, 적어도 일단이 상기 램프하우징의 일부를 덮어, 상기 단턱부에 의해 휘어지거나 꺽어지게 되는 반사판을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제 3 항에 있어서,

   상기 액정패널과 백라이트 유닛을 감싸는 서포트메인;

   상기 감싸진 액정패널과 백라이트 유닛의 배면을 지지하는 하부커버; 및

   상기 서포트메인과 결합하여, 상기 액정패널의 가장자리와 하부커버를 감싸며, 상기 서포트메인과 액정패널을 고정하는 탑 케이스를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 액정표시장치.

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