KR20070000841A - 전극 길이가 다양한 외부전극 형광램프를 다수 포함하는백라이트 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 외부전극 형광램프(EEFL)를 이용하는 백라이트 어셈블리에서 외부전극의 길이를 다르게 함으로써 부유커패시턴스로 인한 전류의 불균일과 휘도의 저하를 방지하는 구조에 관한 것이다.

구체적으로 본 발명은, 개구된 상면을 가지는 하부케이스; 상기 하부케이스의 내부에 서로 이격되어 설치되며, 외부의 전원과 연결되고 상기 하부케이스와는 절연되는 제1,2 공통전극; 상기 하부케이스의 내부에 설치되며, 밀봉된 유리관의 일단 및 타단에 외부전극을 각각 구비하고, 상기 각 외부전극이 상기 제1,2 공통전극과 각각 연결되는 형광램프로서, 외부전극의 길이가 2종 이상인 다수개의 형광램프; 상기 형광램프의 하부에 설치되어 상기 형광램프의 빛을 상부로 반사시키는 반사시트; 상기 형광램프의 상부에 설치되는 광학시트를 포함하는 백라이트 어셈블리를 제공한다.

외부전극, EEFL, 전극길이

Description

전극 길이가 다양한 외부전극 형광램프를 다수 포함하는 백라이트 어셈블리{Backlight assembly which comprises several external electrode fluorescent lamp of various electrode length}

도 1은 일반적인 직하형 액정표시장치 모듈의 분해사시도

도 2는 종래 외부전극 형광램프를 병렬 연결한 구성도

도 3은 외부전극 형광램프 주변의 부유커패시턴스를 예시한 도면

도 4는 부유커패시턴스로 인한 전류누설을 나타낸 개념도

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 다양한 전극 길이의 외부전극 형광램프를 병렬 연결한 구성도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 하부케이스 20 : 백라이트어셈블리

21 : 형광램프 21a : 유리관

21b : 외부전극 22 : 반사시트

23a : 제1 공통전극 23b : 제2 공통전극

24 : 광학시트 30 : 서포트메인(support main)

40 : 액정패널 42 : 액정패널구동회로

50 : 탑 커버(top cover)

본 발명은 액정표시장치 모듈(Liquid Crystal display Module, LCM)에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 다양한 전극길이를 가지는 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp : EEFL)를 이용하여 균일한 전류분포를 얻을 수 있는 백라이트 어셈블리에 관한 것이다.

근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 각종 전기적 신호정보를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 여러 가지 다양한 종류의 평판표시장치(Flat Panel Display device : FPD)가 소개된 바 있다.

이 같은 평판표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device : PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device : FED), 전기발광표시장치(Electro Luminescence Display device : ELD) 등을 들 수 있으며, 이들은 박형화, 경량화, 저소비전력화 등의 우수한 성능을 보유하고 있어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.

이중 액정표시장치는 콘트라스트비(contrast ratio)가 크고 동화상 표시에 적합하며 소비전력이 적다는 특징을 가지고 있어, 노트북, 모니터, TV 분야에서 가장 활발하게 이용되고 있다.

주지된 바와 같이 액정은 분자구조가 가늘고 길며 배열에 방향성을 갖는 광학적 이방성과 전기장 내에 놓일 경우에 그 크기에 따라 분자의 배열 방향이 변화되는 분극성질을 띤다.

따라서 액정표시장치는 액정층을 사이에 두고 서로 마주보는 면에 투명 전계생성전극이 형성된 한 쌍의 기판을 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)과 여기에 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리를 포함하며, 액정패널의 두 전계생성전극 사이의 전기장을 제어하여 액정분자의 배열방향을 인위적으로 조절하고 여기에 백라이트 어셈블리의 빛을 통과시킴으로써 발현되는 투과율의 차이를 이용하여 여러 가지 목적하는 화상을 표시한다.

이때 백라이트 어셈블리에서 빛을 발생시키는 광원(光源)으로는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL), 외부전극 형광램프, 발광다이오드(Light Emitter Diode : LED) 등이 이용된다.

일반적으로 액정표시장치모듈의 광원으로는 냉음극 형광램프(CCFL)가 많이 사용되나 CCFL을 이용하는 경우에는 각 CCFL마다 일대일로 인버터를 연결하여야 하므로 소형화 및 박형화에 일정한 한계가 있고 제조비용도 증대하는 문제점과, 각 인버터의 출력단에 내장된 트랜스포머의 출력전압 및 주파수에 따라서 각 램프의 휘도가 달라질 수 있으므로 표시화면의 휘도가 불균일해 질 우려가 있다는 문제점 등을 안고 있어 최근 들어 외부전극 형광램프(EEFL)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 추세이다.

EEFL은 유리관 양단부의 외벽면에 외부전극을 설치하고 상기 외부전극을 통해 유리관 내에 전기장을 형성하여 기체를 방전시키는 구조로서, CCFL에 비하여 제작이 용이하고 램프의 수명이 길뿐만 아니라 하나의 인버터를 통하여 다수개의 EEFL을 병렬로 연결할 수 있어 CCFL 보다는 균일한 휘도를 얻을 수 있는 장점이 있다.

한편, 백라이트 어셈블리는 광원이 설치되는 위치에 따라 측광방식(side light type)과 직하형(direct type)으로 구분되는데, 전자는 액정패널 하부의 일 측 가장자리에 위치한 광원에서 출사한 빛을 도광판을 이용하여 액정패널의 전면으로 입사시키는 방식이고, 후자는 액정패널의 하부에 복수개의 형광램프를 배열하여 액정패널 전면에 걸쳐 직접적으로 빛을 공급하는 방식이다.

그리고 이들 액정패널과 백라이트 어셈블리는 각종 고정수단을 이용하여 하나의 모듈로 일체화되어 충격으로부터의 보호와 광 손실의 최소화를 꾀하고 있다.

도 1은 EEFL을 이용하는 직하형 액정표시장치 모듈의 분해 사시도로서, 상면이 개구된 얇은 박스형상을 가지며 통상 금속재질로 이루어지는 하부케이스(10), 하부케이스(10)의 상부에 차례로 적층되는 백라이트 어셈블리(20)와 액정패널(40), 상기 백라이트 어셈블리(20)와 액정패널(40)을 지지하는 구조물로서 통상 사각 프레임 형상을 가지며 상기 하부케이스(10)와 결합하는 서포트메인(support main : 30)을 포함한다.

액정패널(40)의 측부에는 연성회로기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)을 매개로 액정패널구동회로(42)가 연결되며, 액정표시장치 모듈의 최상부에는 사각 프레임 형상의 탑커버(top cover : 50)가 결합되는데, 상기 탑커버(50)는 액정패널40)의 가장자리를 압착 고정하는 한편 서포트메인(30) 및 하부케이스(10)와 결합한다.

백라이트 어셈블리(20)는 상면이 개구된 하부케이스(10)의 내부에 평행하게 설치되는 다수의 형광램프(21), 상기 형광램프(21)의 상부에 위치하는 프리즘 시트 및 확산시트 등의 광학시트(24), 형광램프(21)의 하부의 하부케이스(10) 저면에 설치되어 형광램프(21)의 빛을 상부로 반사시키는 반사시트(22)를 포함한다.

여기서 형광램프(21)는 외부전극 형광램프를 의미하는 것으로서, 유리관(21a)의 양 단부에 외부전극(21b)을 구비하고 있다.

이러한 외부전극(21b)을 외부의 전원과 연결하기 위해, 하부케이스(10)의 저면에는 형광램프(21)의 양 단부에 대응하는 위치에 세로방향의 제1,2 공통전극(23a,23b)이 각각 설치된다.

따라서 제1 공통전극(23a)에는 각 형광램프(21)의 일 측 외부전극이 접하고, 제2 공통전극(23b)에는 각 형광램프(21)의 타측 외부전극이 접하게 된다.

다수의 병렬 연결된 외부전극 형광램프(21)가 외부의 전원과 연결된 모습을 개념적으로 도시한 도 2에 도시된 바와 같이, 제1,2 공통전극(23a, 23b)은 외부의 전원(60)과 연결된 인버터(70)의 트랜스포머 입력단과 출력단에 각각 연결된다. 도 2의 인버터다. 도 2의 인버터(70)는 편의상 EEFL이 연결되는 트랜스포머 부분만을 도시하고 나머지 부분은 생략한 것이다.

한편 외부전극(23a,23b)이 하부케이스(10)와는 절연되어야 함은 물론이다.

그런데 이와 같이 금속재질의 하부케이스(10) 내부에 형광램프(21)를 설치하는 구조의 백라이트 어셈블리에서는 전원공급경로를 따라 다양한 종류의 부유 커패시턴스(stray capacitance)가 불가피하게 발생하게 된다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 외부전극(21b)과 하부케이스(10)의 사이, 유리관(21a)과 유리관(21a)의 사이, 유리관(21a)과 하부케이스(10)의 사이, 공통전극(23a,23b)과 하부케이스(10)의 사이 등에 원하지 않는 부유커패시턴스가 발생하게 되는 것이다.

이와 같이 발생하는 다양한 형태의 부유커패시턴스는 각 형광램프(21)마다 전류손실을 초래하게 되는데, 도 4를 예를 들어 설명하면, 외부전원(60)과 연결되는 인버터(70)의 출력단에서는 5.5mA 이던 전류가 전선 및 공통전극을 지나면서 5.3mA까지 점차 감소되어 외부전극(21b)으로 유입되며, 유리관(21a)을 통과하면서 다시 5.1mA 정도까지 감소하게 되는 것이다.

이러한 전류손실은 결국 형광램프(21)의 휘도를 저하시키게 되는데, 병렬로 연결된 모든 형광램프(21)가 동일한 정도의 전류손실을 입는다면 휘도의 균일성에는 지장을 초래하지 않으므로 무시할 수도 있지만, 다수의 형광램프(21) 중 몇몇 형광램프에만 더 큰 전류손실이 발생할 경우 해당 형광램프에 대응하는 화면이 어 둡게 나타나게 되므로 전체 화면의 휘도가 불균일해지는 문제가 발생하게 된다.

일반적으로 하부케이스(10)의 중앙부에 설치되는 형광램프(21)에 비하여 주변부에 설치되는 형광램프(21)가 하부케이스(10) 측면과의 사이에서 보다 큰 부유커패시턴스가 발생하게 되는데, 이로 인해 주변부에 설치된 형광램프(21)의 전류손실이 커져서 중앙부의 형광램프(21)에 비하여 휘도가 저하되는 현상이 자주 발생한다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 외부전극 형광램프를 광원으로 이용하는 액정표시장치모듈에서 부유커패시턴스로 인하여 발생하는 휘도의 불균일을 해소할 수 있는 방안을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위해서, 개구된 상면을 가지는 하부케이스; 상기 하부케이스의 내부에 서로 이격되어 설치되며, 외부의 전원과 연결되고 상기 하부케이스와는 절연되는 제1,2 공통전극; 상기 하부케이스의 내부에 설치되며, 밀봉된 유리관의 일단 및 타단에 외부전극을 각각 구비하고, 상기 각 외부전극이 상기 제1,2 공통전극과 각각 연결되는 형광램프로서, 외부전극의 길이가 2종 이상인 다수개의 형광램프; 상기 형광램프의 하부에 설치되어 상기 형광램프의 빛을 상부로 반사시키는 반사시트; 상기 형광램프의 상부에 설치되는 광학시트를 포함하 는 백라이트 어셈블리를 제공한다.

상기 하부케이스의 주변부에 위치한 형광램프가 중심부에 위치한 형광램프보다 외부전극의 길이가 짧은 것을 특징으로 한다.

상기 제1,2 공통전극은 상기 외부의 전원과 연결된 인버터의 트랜스포머 출력단 및 입력단에 각각 연결된다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 다양한 길이의 외부전극을 구비하는 외부전극 형광램프가 전원(60)에 연결된 모습을 도시하고 있다.

즉, 하부케이스(10)의 측면에 인접한 위치에 설치되는 2개의 형광램프(21')는 중앙부에 설치되는 형광램프(21)에 비하여 짧은 길이의 외부전극(21'b)을 구비하고 있다.

하부케이스(10)의 측벽에 인접하여 설치되는 형광램프는 중앙부에 설치되는 형광램프에 비하여 하부케이스(10)와 결합하는 부유커패시턴스가 클 수밖에 없으므로, 이러한 부유커패시턴스를 줄이기 위해서 외부전극(21'b)의 길이를 짧게 한 것이다.

외부전극의 길이가 짧아지면, C=εA/d (C:커패시턴스, ε:유전율, A:전극의 면적, d:전극간 거리)의 관계식에서 전극의 면적(A)이 작아지므로 외부전극으로 인해 발생하는 부유커패시턴스를 줄일 수 있으며, 부유커패시턴스가 줄어듦으로써 이 로 인한 누설전류도 줄어들게 되어 해당 외부전극 형광램프의 휘도를 증가시킬 수 있다.

이와 같이 주변부에 외부전극이 짧은 형광램프(21')를 설치함으로써 전류손실을 줄여 중앙부에 위치한 형광램프(21)와 같은 정도의 전류를 흐르게 할 수 있다.

여기서 도면상 상단과 하단에만 짧은 길이의 외부전극(21'b)을 가지는 형광램프(21')를 2개씩 배치한 것은 본 발명의 특징을 설명하기 위해 예시한 것일 뿐이고 이에 한정되는 것은 아니므로, 휘도 분포에 따라 다른 위치에도 종래와는 다른 길이의 외부전극을 가지는 형광램프를 배치할 수 있다.

즉, 본 발명은 부유커패시턴스로 인해 발생하는 각 형광램프간의 불균일한 전류흐름을 보상하여 균일한 전류흐름과 휘도를 얻기 위한 것이므로, 하부케이스(10)나 기타 구조물로 인한 부유커패시턴스의 분포패턴에 따라 각 EEFL의 외부전극 길이를 다양하게 선택할 수 있는 것이다.

이와 같이 전류분포가 균일해진 다수의 형광램프부터 출사된 빛은 직접 또는 반사시트(22)에 반사된 후 상부의 광학시트(24)로 입사되며, 광학시트(24)에서 집광 및 확산과정을 거친 후 액정패널(40)로 입사되어 보다 균일한 휘도의 화상을 표현할 수 있게 되는 것이다.

한편 이와 같이 각 EEFL의 전류분포가 균일해지면, EEFL의 수명도 동일해지 는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 다수의 외부전극 형광램프가 병렬로 연결된 백라이트 어셈블리에서 부유커패시턴스로 인하여 발생하는 불균일한 전류분포를 개선함으로써 각 형광램프의 휘도를 균일하게 구현할 수 있으므로 고품질의 화상을 얻을 수 있게 된다.

또한 각 형광램프의 전류분포가 균일해지므로, 각 형광램프가 거의 동일한 수명을 가질 수 있게 되어 잦은 램프교환으로 인한 불편을 해소할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 개구된 상면을 가지는 하부케이스;

   상기 하부케이스의 내부에 서로 이격되어 설치되며, 외부의 전원과 연결되고 상기 하부케이스와는 절연되는 제1,2 공통전극;

   상기 하부케이스의 내부에 설치되며, 밀봉된 유리관의 일단 및 타단에 외부전극을 각각 구비하고, 상기 각 외부전극이 상기 제1,2 공통전극과 각각 연결되는 형광램프로서, 외부전극의 길이가 2종 이상인 다수개의 형광램프;

   상기 형광램프의 하부에 설치되어 상기 형광램프의 빛을 상부로 반사시키는 반사시트;

   상기 형광램프의 상부에 설치되는 광학시트

   를 포함하는 백라이트 어셈블리
2. 제1항에 있어서,

   상기 하부케이스의 주변부에 위치한 형광램프가 중심부에 위치한 형광램프보다 외부전극의 길이가 짧은 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1,2 공통전극은 상기 외부의 전원과 연결된 인버터의 트랜스포머 출력단 및 입력단에 각각 연결되는 백라이트 어셈블리

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