KR20070064752A - 백 라이트 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시패널의 하부에 구성되는 도광판을 삭제하고 램프 하우징에 일체형으로 고정되어 광을 굴절시킬 수 있도록 광 굴절용 시트를 구성함으로써 액정표시모듈의 무게를 줄임과 동시에 광 손실을 방지하도록 한 백 라이트 유닛에 관한 것으로서, 광을 발광하는 광원부와, 상기 광원부를 보호하고 불필요한 방향으로 광이 누설되는 것을 막기 위한 램프 하우징과, 상기 램프 하우징의 일측에 삽입되어 고정되고 상기 광원부에서 발광한 광을 입사받아 굴절시키어 출사하는 광 굴절용 시트와, 상기 광 굴절용 시트의 하부까지 연장되어 구성되어 상기 광 굴절용 시트에서 굴절된 광을 상부로 반사시키는 반사판과, 상기 반사판의 상부에 구성되고 상기 반사판에서 반사된 광을 확산 및 진행 방향을 조절하여 균일하게 출사하는 광학시트를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

도광판, 램프 하우징, 반사판, 광학시트

Description

백 라이트 유닛{a back light unit}

도 1은 일반적인 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도

도 2는 종래 기술에 의한 백 라이트 유닛을 나타낸 단면도

도 3은 본 발명에 의한 백 라이트 유닛을 나타낸 단면도

도 4는 본 발명에 의한 백 라이트 유닛에서 램프에서 발광된 광이 광 굴절용 시트를 통해 굴절되는 모습을 나타낸 도면

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

100 : 발광 램프 200 : 램프 하우징

300 : 광 굴절용 시트 400 : 반사판

500 : 광학시트

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 광의 손실을 최소화 및 무게를 줄이도록 한 백 라이트 유닛에 관한 것이다.

통상, 액정표시소자(Liquid Crystal Display Device ; LCD)는 매트릭스 형태로 배열된 액정 셀들의 광투과율을 그에 공급되는 비디오신호로써 조절함으로써 비 디오신호에 해당하는 화상을 표시한다.

이를 위하여, 액정표시소자는 하부에서 투사되는 광빔의 투과량을 조절하는 액정 셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix) 형태로 배열된 액정패널과, 상기 액정패널의 하부에서 광빔을 투사하는 백라이트 유닛(Back-Light Unit)과, 상기 액정패널의 상면에 각 액정 셀들 별로 분리되어 형성된 적, 녹, 청색의 컬러필터 및 화소를 구분하기 위한 블랙 매트릭스층 등을 구비하게 된다.

여기서, 상기 백라이트 유닛은 액정패널의 후면에서 백색광을 고르게 투사시키는 역할을 하는 장치로서, 광을 생성하는 램프와 램프에서 방출된 광이 액정패널쪽으로 균일하게 진행하도록 하는 도광판, 반사판 및 확산판 등으로 이루어진다.

도 1은 일반적인 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 화상을 표시하는 액정표시패널(30)과, 상기 액정표시패널(30)에 광을 주사하는 백 라이트 유닛과, 상기 액정표시패널(30) 및 백 라이트 유닛을 수납하여 고정하는 서포트 메인(39)을 포함하여 구성되어 있다.

여기서, 상기 백 라이트 유닛은 광을 발생하는 형광램프(31)와, 상기 형광램프(31)를 U자형으로 에워싸는 램프하우징(32)과, 상기 액정표시패널(30)의 한 면에 차례로 부착되는 확산판(38), 제 1 프리즘시트(37)와 제 2 프리즘시트(36) 및 보호시트(35)와 도광판(33)과 반사판(34)으로 구성되어 있다.

한편, 상기 백라이트 유닛은 액정표시패널(30)의 표시영역(A)에 빛을 비추는 역할을 한다. 상기 액정표시패널의 표시영역(A)은 도면에는 도시되지 않았지만, 바깥면에 편광판이 부착된 두 장의 투명기판과 상기 두 장의 투명기판의 안쪽면 사이 에 주입된 액정으로 구성되어 있다.

그리고, 상기 액정표시장치는 상기 표시영역(A)을 구동시키는 구동회로(40)로 구성되어 있다.

상기 백 라이트 유닛은 다음과 같은 방법으로 동작한다. 상기 도광판(33)의 한쪽 단면(端面)에 설치된 형광램프(31)가 켜지면, 상기 형광램프(31)에서 발생한 빛은 램프하우징(32)에 의해 반사되고, 상기 반사된 빛은 상기 도광판의 단면(斷面)을 통해 상기 형광램프가 설치되지 않은 도광판의 단면(端面)부까지 전달된다. 그러면, 상기 빛은 도광판(33) 전면에 걸쳐 퍼지게 되고, 확산판(38)에 의해 빛은 액정패널의 표시영역(A)에 비춰지게 된다.

상기 액정표시장치는 액정표시장치의 구동회로의 신호에 따라 액정패널에 형성되어 있는 박막트랜지스터가 화소를 제어하여 표시영역에 비춰지는 빛을 선택적으로 통과시킨다. 상기 선택적으로 빛을 통과시킨 화소가 모여 액정패널의 표시영역에 영상을 표시한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래 기술에 의한 백 라이트 유닛을 설명하면 다음과 같다.

도 2는 종래 기술에 의한 백 라이트 유닛을 나타낸 단면도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 광을 발광하는 발광 램프(11)와, 상기 발광 램프(11)에서 발생하여 입사면을 통해 입사된 광을 내부 산란시키어 면광원으로 출사하는 도광판(12)과, 상기 발광 램프(11)를 실장함과 동시에 광을 도광판(12)의 입사면으로 집광시키는 램프 하우징(13)과, 상기 도광판(12)의 하부에서 광을 액정표시 패널이 위치한 상부 방향으로 반사시키는 반사판(14)과, 상기 도광판(12)을 경유한 광의 확산 및 진행 방향을 조절하기 위한 제 1, 제 2 확산시트(15,16)와 프리즘 시트(17)를 포함하여 구성되어 있다.

여기서, 상기 도광판(12)은 그 하부면이 경사지도록 프리즘 형태로 형성되어 발광 램프(11)로부터 입사한 광빔이 상부 방향으로 원활히 진행할 수 있도록 하고 있다.

그리고, 상기 도광판(12)의 하부면을 통해 하부로 진행하는 광은 도광판(12)의 하부에 마련된 반사판(14)에 의해 반사되어 상부 방향으로 진행하게 된다.

또한, 상기 도광판(12)을 경유한 광은 제 1 확산시트(15)에 의해 전(全)방향으로 균일하게 확산된다. 그리고 상기 제 1 확산시트(15)를 경유한 광은 프리즘 시트(17)에서 그 진행 방향이 액정패널과 수직을 이루도록 조절된다.

여기서, 상기 프리즘 시트(17)는 두 장이 겹쳐져 구성되어 있다.

그리고 상기 프리즘 시트(17)를 경유한 광은 다시 제 2 확산시트(16)를 경유하여 액정표시패널에 입사하게 된다.

즉, 상기 프리즘 시트(17)는 상기 제 1 확산시트(15) 상부로 투과되어 방사되는 광의 정면 휘도를 높이기 위한 것으로서, 특정한 각도의 광만 투과되도록 하고, 나머지 각도로 입사된 광은 내부 전반사가 일어나 프리즘 시트(17) 하부로 다시 되돌아간다. 상술한 것과 같이 되돌아가는 광은 도광판(12) 하부에 부착된 반사판(14)에 의해 반사된다.

한편, 상기 도광판(12)의 하부면은 경사지도록 형성됨과 광산란 패턴(18)이 형성되어 있다. 상기 광산란 패턴(18)을 형성시키는 이유는 광의 확산을 원활히 함과 아울러 광이 상부면 쪽으로 진행하는 경로에서의 광 손실을 줄이면서 액정패널 쪽으로 진행하는 광량을 증가시키기 위함이다.

또한, 상기 도광판(12)의 재료로는 PMMA 등의 아크릴이 사용되고 있고, 상기 광산란 패턴(18)은 기계 가공에 의해 그 피치(pitch) 폭이 0.07~0.08㎜ 정도가 되게끔 등간격으로 형성되어 있다.

그러나 상기와 같은 종래 기술에 의한 백 라이트 유닛에 있어서 다음과 같은 문제점이 있었다.

즉, 램프에서 발생된 빛이 도광판의 입사면으로 입사하여 기울어진 도광판의 배면에서 꺾여지고 반사판에 의해 반사되어 정면으로 향하게 되는데, 상기 도광판의 재질이 무겁고 충격에 의해서 램프 하우징 부분이 빠지는 경우가 발생한다.

즉, 액정표시패널의 배면에 구성되는 도광판에 의해 전체적인 액정표시모듈의 무게가 증가할 뿐만 아니라, 상기 도광판의 일측에 구성되는 램프 하우징 부분에서 외부의 충격시에 빠져 빛이 외부로 새어나가는 등의 문제가 발생하여 광의 손실이 커서 휘도가 떨어진다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 액정표시패널의 하부에 구성되는 도광판을 삭제하고 램프 하우징에 일체형으로 고정되어 광을 굴절시킬 수 있도록 광 굴절용 시트를 구성함으로써 액정표시모듈의 무게를 줄임과 동시에 광 손실을 방지하도록 한 백 라이트 유닛을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 백 라이트 유닛은 광을 발광하는 광원부와, 상기 광원부를 보호하고 불필요한 방향으로 광이 누설되는 것을 막기 위한 램프 하우징과, 상기 램프 하우징의 일측에 삽입되어 고정되고 상기 광원부에서 발광한 광을 입사받아 굴절시키어 출사하는 광 굴절용 시트와, 상기 광 굴절용 시트의 하부까지 연장되어 구성되어 상기 광 굴절용 시트에서 굴절된 광을 상부로 반사시키는 반사판과, 상기 반사판의 상부에 구성되고 상기 반사판에서 반사된 광을 확산 및 진행 방향을 조절하여 균일하게 출사하는 광학시트를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 백 라이트 유닛을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 백 라이트 유닛을 나타낸 단면도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 광을 발광하는 발광 램프(100)와, 상기 발광 램프(100)를 보호하고 불필요한 방향으로 광이 누설되는 것을 막기 위한 램프 하우징(200)과, 상기 램프 하우징(200)의 일측에 삽입되어 고정되고 상기 발광 램프(100)에서 발광한 광을 입사받아 광을 굴절시키어 출사하는 광 굴절용 시트(300)와, 상기 광 굴절용 시트(300)의 하부까지 연장되어 구성되어 상기 광 굴절용 시트(300)에서 굴절된 광을 상부로 반사시키는 반사판(400)과, 상기 반사판(400)의 상부에 구성되고 상기 반사판(400)에서 반사된 광을 확산 및 진행 방향을 조절하여 액정표시패널의 배면에 균일하게 조사하는 광학시트(500)를 포함하여 구성되어 있다.

여기서, 상기 발광 램프(100)는 적색, 녹색, 청색의 발광 다이오드, 복수개의 백색 발광 다이오드, 형광램프 중에서 어느 하나로 이루어져 있다.

또한, 상기 램프 하우징(200) 및 반사판(400)은 반사율이 좋은 알루미늄, 알루미늄 합금, 광섬유 중에서 어느 하나로 이루어져 있다.

여기서, 상기 광섬유는 상기 램프 하우징(200)을 알루미늄 등으로 이루어진 물질을 사용한 반사 구조보다 집광 역할을 잘 할 수 있기 때문에 광효율을 비약적으로 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 광섬유는 재질에 따라 유리 광섬유와 플라스틱 광섬유로 나눌 수 있다.

또한, 상기 유리 광섬유는 실리카계 광섬유, 불소계 광섬유, 희토류계 광섬유 등으로 나눌 수 있다.

또한, 상기 광 굴절용 시트(300)는 프리즘 시트와 같은 아크릴 수지와 같은 재질을 사용하고 있고, 일 방향으로 경사를 갖는 경사 또는 평면 형태로 구성되어 있다.

또한, 상기 광학시트(500)는 확산시트, 프리즘시트, 보호시트 등 다수의 시트로 적층되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 백 라이트 유닛은, 상기 램프 하우징(200)내에 광 굴절용 시트(300)를 고정하여 구성하여 상기 발광 램프(100)에서 발광된 광을 굴절시킨 후 반사판(400)을 통해 반사시키어 액정표시패널의 배면에 조사한다.

이때, 상기 광은 상기 광 굴절용 시트(300)의 내부에서 굴절이 진행하면서, 상기 광 굴절용 시트(300)의 하부까지 연장된 반사판(400)에 수직 반사되어 상기 반사판(400)의 상부에 구성되는 광학시트(500)로 진행하게 된다.

이어, 상기 광 굴절용 시트(300)와 반사판(400)을 통해 수직으로 출사된 광은 상기 광학시트(500)를 거치면서 안정된 상태로 액정표시패널에 입사하게 된다.

도 4는 본 발명에 의한 백 라이트 유닛에서 램프에서 발광된 광이 광 굴절용 시트를 통해 굴절되는 모습을 나타낸 도면이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 발광 램프(100)로부터 출사되는 광을 직접 굴절시키는 광 굴절용 시트(300)를 구성하고 있다.

즉, 기존의 도광판과는 다르게 발광 램프(100)의 일측에 램프 하우징(200)을 통해 고정되는 광 굴절용 시트(300)를 구성하여 상기 발광 램프(100)에서 발생된 빛을 직접 굴절시켜서 정 시야각으로 보내고 있다.

한편, 상기 광 굴절용 시트(300)는 PMMA(polymethylmethacrylate)같은 플라스틱(plastic)이나 수지(resin)를 평면형태(flat type)나 경사형태로 제작하여 사용할 수도 있다.

즉, 종래에는 도광판이 액정표시패널의 하부에 전체적으로 구성되도록 구성하지만, 본 발명에서는 램프 하우징내에 안착되는 크기로 구성함으로써 액정표시모듈의 전체적인 무게를 줄임과 동시에 도광판 재질의 사용량을 줄일 수가 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 백 라이트 유닛은 다음과 같은 효과가 있다.

즉, 액정표시패널의 하부에 구성되는 도광판을 삭제하고 램프 하우징에 일체형으로 고정되어 광을 굴절시킬 수 있도록 광 굴절용 시트를 구성함으로써 액정표시모듈의 무게를 줄임과 동시에 광 손실을 방지할 수 있다.

Claims (5)

1. 광을 발광하는 광원부와,

   상기 광원부를 보호하고 불필요한 방향으로 광이 누설되는 것을 막기 위한 램프 하우징과,

   상기 램프 하우징의 일측에 삽입되어 고정되고 상기 광원부에서 발광한 광을 입사받아 굴절시키어 출사하는 광 굴절용 시트와,

   상기 광 굴절용 시트의 하부까지 연장되어 구성되어 상기 광 굴절용 시트에서 굴절된 광을 상부로 반사시키는 반사판과,

   상기 반사판의 상부에 구성되고 상기 반사판에서 반사된 광을 확산 및 진행 방향을 조절하여 균일하게 출사하는 광학시트를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 광원부는 적색, 녹색, 청색의 발광 다이오드, 복수개의 백색 발광 다이오드, 형광램프 중에서 어느 하나로 이루어짐을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 램프 하우징 및 반사판은 알루미늄 또는 광섬유로 이루어짐을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 광 굴절용 시트는 PMMA와 같은 플라스틱이나 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 광 굴절용 시트는 평면형태나 경사 형태로 이루어짐을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.

Images