KR20060078871A - 새로운 구조의 확산판을 구비한 백라이트 어셈블리 및이를 구비한 평판표시장치 - Google Patents

새로운 구조의 확산판을 구비한 백라이트 어셈블리 및이를 구비한 평판표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 새로운 구조의 확산판을 구비한 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 평판표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 백라이트 어셈블리는, 광을 출사하는 광원과, 이로부터 출사된 광을 확산시키고 휘도를 향상시키는 확산판을 포함한다. 여기서, 광원에 대향하는 확산판의 일 표면에 광원의 길이 방향으로 뻗은 오목부를 다수 형성하고, 확산판의 일 표면의 반대 표면에 다수의 볼록부를 형성한다.
광, 확산판, 마이크로 렌즈, 휘도, 오목부, 볼록부, 직진성

Description

새로운 구조의 확산판을 구비한 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 평판표시장치 {A BACKLIGHT ASSEMBLY HAVING A NEW STRUCTURED DIFFUSING PLATE AND A FLAT DISPLAY DEVICE PROVIDED WITH THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 결합 사시도이다.
도 3은 도 2의 AA선을 따라 자른 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 구비한 평판표시장치의 분해 사시도이다.
본 발명은 새로운 구조의 확산판을 구비한 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 평판표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 확산판의 구조를 변형하여 별도로 광학 시트를 사용하지 않고도 광의 직진성을 개선한 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 평판표시장치에 관한 것이다.
근래 들어오면서 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 하여, 소형 및 경량화되면서 성능이 더욱 향상된 액정표시장치의 수요가 폭발적으로 늘어나 고 있다.
근래에 각광받고 있는 액정표시장치(liquid crystal display, LCD)는 소형화, 경량화 및 저전력 소비화 등의 이점을 가지고 있어서 기존의 브라운관(CRT, cathode ray tube)의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로서 점차 주목받아 왔고, 현재는 디스플레이 장치가 필요한 거의 모든 정보처리기기에 장착되어 사용되고 있다.
일반적인 액정표시장치는 액정의 특정한 분자 배열에 전압을 인가하여 다른 분자배열로 변환시키고, 이러한 분자 배열에 의해 발광하는 액정셀의 복굴절성, 선광성, 2색성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하는 것으로서, 액정셀에 의한 광의 변조를 이용하여 정보를 표시하는 수광형 디스플레이 장치이다.
이와 같은 액정표시장치는 점차적으로 TV 등의 대형표시장치에도 채용되고 있다. 대형 액정표시장치의 경우, 좀더 선명한 화상을 표시하기 위하여 다수의 램프를 광원으로 사용하고, 램프로부터 출사된 광을 고르게 확산시키기 위하여 확산판을 사용한다. 또한, 확산판상에 광의 휘도를 향상시키기 위하여 프리즘 시트 등 다수의 광학 시트를 설치하고 있다.
2mm 내지 4mm 정도의 두께를 가진 확산판은 광을 임의의 방향으로 산란시키는 역할을 하는데, 광이 잘 산란될 수 있도록 불투명으로 제조한다. 이와 같이 확산판을 불투명하게 제조하면 광이 잘 산란되는 데 비해서 광의 투과율이 저하되는 문제점이 있다. 그리고, 광의 직진성 및 휘도를 향상시키기 위하여 다수의 광학 시트를 사용하므로, 제조 비용이 증가할 뿐만 아니라 조립 공정도 복잡해지는 문제점이 있다. 또한, 다수의 램프를 설치해야 하므로 휘선이 강하게 발생한다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 확산판의 구조를 변형하여 광의 휘도를 향상시킨 백라이트 어셈블리를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 전술한 백라이트 어셈블리를 구비한 평판표시장치를 제공하고자 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 어셈블리(backlight assembly)는, 광을 출사하는 광원과, 이로부터 출사된 광을 확산시키고 휘도를 향상시키는 확산판을 포함한다. 여기서, 광원에 대향하는 확산판의 일 표면에 광원의 길이 방향으로 뻗은 오목부를 다수 형성하고, 확산판의 일 표면의 반대 표면에 다수의 볼록부를 형성한다.
광이 출사되는 확산판의 반대 표면이 외부로 노출되는 것이 바람직하다.
볼록부는 반구 형태로 형성할 수 있다.
볼록부의 직경은 10㎛ 내지 10mm인 것이 바람직하다.
다수의 광원이 상호 이격되어 나란히 배열되고, 확산판에 형성된 다수의 오목부들 사이의 경계가 광원에 직접 대향할 수 있다.
광원은 램프일 수 있다.
확산판을 투명하게 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 평판표시장치는, 화상을 표시하는 평판표시패널, 및 여기에 광을 공급하는 전술한 백라이트 어셈블리를 포함한다.
여기서, 평판표시패널은 확산판과 직접 대향할 수 있다.
평판표시패널은 액정표시패널일 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 4를 통하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 이러한 본 발명의 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리(70)의 분해 사시도로서, 광원(76)이 상호 이격되어 Y축 방향을 따라 나란히 배열된 직하형 백라이트 어셈블리를 나타낸다.
도 1에 도시한 백라이트 어셈블리(70)의 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 다른 구조의 백라이트 어셈블리에도 본 발명을 적용할 수 있다.
백라이트 어셈블리(70)는 확산판(74), 광원(76), 및 프레임 몰드 사이드(frame mold side)(78) 등이 결합하여 이루어진다. 백라이트 어셈블리(70)는 광원(76)으로부터 출사되는 광을 확산시켜 균일하게 한 후 상부 방향인 Z축 방향으로 방출시킨다. 백라이트 어셈블리(70)의 하부에 위치한 바텀 섀시(75)에는 광원(76), 광원 홀더(미도시), 프레임 몰드 사이드(78) 및 반사 시트(79) 등을 포함하는 내부 부품들이 수납되며, 그 상부에 위치한 몰드 프레임(mold frame)(71)이 바텀 섀시(bottom chassis)(75)상에 고정 결합된다.
도 1에는 광원(76)의 한 예로서, 램프를 도시하였지만 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 램프 대신에 발광 다이오드(light emitting diode, LED)를 사용할 수도 있고, 다른 선광원을 사용할 수도 있다.
광을 출사하는 다수의 광원(76)은 바텀 섀시(75)상에 고정 설치되고, 반사 시트(79)는 바텀 섀시(75)의 바닥면에 설치되어 광원(76)으로부터 출사되는 광을 반사시킨다. 광원(76)으로부터 출사된 광은 확산판(74)을 통과하면서 확산된다.
광원(76)으로서 램프를 사용하는 경우, CCFL(cold cathode flourescent lamp, 냉음극 형광램프) 또는 관형 램프인 EEFL(external electrode flourscent lamp, 외부전극 형광램프) 등을 사용할 수 있다. 광원(76)의 단부에는 광원 홀더(미도시)를 설치하여 광원(76)을 고정 지지한다. 프레임 몰드 사이드(78)는 다수의 램프 홀더(미도시)를 덮어서 고정한다.
바텀 섀시(75)의 배면에는 전원공급용 PCB(printed circuit board, 인쇄회로기판)인 인버터(inverter)(73)를 설치한다. 인버터는 외부 전원을 일정한 전압 레벨로 변압하여 광원(76)에 인가함으로써 광원(76)을 구동한다. 인버터(73)를 보호하기 위하여 쉴드 케이스(77)로 덮는다. 쉴드 케이스(77)에는 다수의 홀(hole)(771)이 형성되어 인버터(73)의 방열을 돕는다.
다수의 광원(76)으로부터 출사되는 광은 확산판(74)을 통하여 고르게 확산되면서 직진성을 확보한다. 광원(76)에 대향하는 확산판(74)의 일 표면, 즉, 하부 표면에는 광원(76)의 길이 방향인 X축 방향으로 뻗은 오목부(743)가 다수 형성되어 있다. 이 오목부(743)들은 광원(76)으로부터 출사된 광을 확산시키는 역할을 한다. 오목부(743)로 인하여 광이 확산이 이루어지므로 광손실없이 광의 양을 최대로 할 수 있다.
도 1의 확대원에 도시한 바와 같이, 전술한 확산판(74)의 일 표면의 반대 표면, 즉 확산판(74)의 상부 표면에는 광이 출사되는 다수의 볼록부(741)가 형성되어 있다. 이들 볼록부(741)들은 엠보싱(embossing) 형태로 연속 형성될 수 있다. 이와 같이 형성된 볼록부(741)들은 마이크로 렌즈와 같은 역할을 하여 확산판(74)의 하부에 형성된 오목부(743)를 통과하면서 확산되는 광을 직진시킨다. 볼록부(741)들은 확산판(74)의 상부 표면 전면에 형성되거나 상부 표면 일부에만 형성될 수도 있다.
볼록부(741)가 마이크로 렌즈 역할을 하여 광의 직진성을 향상시키도록 하기 위해서는 볼록부(741)를 반구 형태로 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 반구 형태의 볼록부(741)의 직경(d)은 10㎛ 내지 10mm인 것이 바람직하다. 이와 같은 크기를 가진 볼록부(741)를 통하여 광의 균일성을 확보할 수 있다. 볼록부(741)의 직경(d)이 10㎛ 미만인 경우에는 렌즈 효과가 저하되어 광의 직진성 확보가 어려운 문제점이 있고, 볼록부(741)의 직경(d)이 10mm를 초과하는 경우에는 그 크기가 너무 커서 광의 균일성을 확보하기 어렵다.
이와 같은 형태의 확산판(74)을 투명하게 제조하여 휘도를 향상시킬 수 있다. 확산판(74)의 하부에 다수의 오목부(743)가 형성되어 있으므로, 확산판(74)을 불투명하게 제조하지 않더라도 광을 균일하게 산란시킬 수 있다.
확산판(74)의 소재로는 고분자 수지인 PMMA(polymethylmetaacrylate, 폴리메틸메타크릴레이트) 등을 사용할 수 있다. 고분자 수지로 이루어진 칩을 고온 가열하여 압축 및 사출 성형함으로써 도 1에 도시한 구조의 확산판(74)을 제조할 수 있다. 이외에 다른 방법으로도 확산판(74)을 제조할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리(70)의 결합 사시도로서, 도 1에 도시한 백라이트 어셈블리(70)의 모든 내부 부품을 결합하여 나타낸다.
도 2에 도시한 백라이트 어셈블리(70)에 포함된 확산판(74)은 광이 출사되는 표면이 외부로 노출되어 있다. 이와 같이 별도로 광학 시트를 사용하지 않고 확산판(74)만을 사용하여도 광의 휘도를 충분히 향상시킬 수 있다. 프리즘 시트 등 별도의 광학 시트를 필요로 하지 않으므로, 부품 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 제조 공정이 단순화되는 이점이 있다.
도 3은 도 2의 AA선을 따라 자른 부분 단면도로서, 광원(76)으로부터 출사된 광이 확산판(74)을 통과하면서 휘도가 향상되는 현상을 화살표로 나타낸다.
도 3에 도시한 바와 같이, 광원(76)에 대향하는 확산판(74)의 하부 표면에는 다수의 오목부(743)들이 형성되어 그 경계(743a)를 형성한다. 광원(76)이 오목부(743)들 사이의 경계(743a)에 직접 대향하도록 함으로써, 광원(76)으로부터 출사되는 광을 최대한 확산시킨다. 즉, 오목부(743)들 사이의 경계(743a)는 뽀족하게 형성되어 광의 확산이 불가능하므로, 이 부분이 광원(76)에 직접 대향하도록 함으로써 광의 확산을 최대화하여 광 손실을 최소화한다.
확산판(74)의 하부 표면에 형성된 오목부(743)를 통과하면서 확산된 광은 확 산판(74)의 상부 표면에 형성된 다수의 볼록부(741)를 통과하면서 직진성을 확보한다. 마이크로 렌즈 형태로 형성된 다수의 볼록부(741)는 광을 직진시켜 휘선 발생을 억제하므로 휘도가 향상된 균일한 광을 상부로 공급할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리(70)를 구비한 평판표시장치(100)의 분해 사시도로서, 백라이트 어셈블리(70)상에 액정표시패널(50)을 결합한 평판표시장치(100)를 나타낸다.
도 4에는 평판표시패널의 한 예로서 액정표시패널(50)을 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 다른 형태의 수광형 평판표시패널을 사용할 수도 있다. 백라이트 어셈블리(70)상에 위치한 액정표시패널(50)을 탑 섀시(top chassis)(60)로 덮으면서 백라이트 어셈블리(70)와 조립하여 평판표시장치(100)를 제조한다.
액정표시패널 어셈블리(40)는, 액정표시패널(50), 이와 연결되어 구동 신호를 공급하는 COF(chip on film, 칩 온 필름)(43, 44), 및 인쇄회로기판(41, 42) 등을 포함한다. 인쇄회로기판(41, 42)은 탑 섀시(60)의 측면에 수납할 수 있다.
액정표시패널(50)은 다수의 TFT(thin film transistor, 박막 트랜지스터)로 이루어진 TFT 기판(51)과 TFT 기판(51) 상부에 위치하는 컬러필터기판(53) 및 이들 기판 사이에 주입되는 액정(미도시)으로 이루어진다. 컬러필터기판(53)의 상부와 TFT 기판(51)의 하부에는 편광판을 부착하여 액정표시패널(50)을 통과하는 광을 편광시킨다.
TFT 기판(51)은 매트릭스상의 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 투명한 유리 기판이며, 소스 단자에는 데이터 라인이 연결되고, 게이트 단자에는 게이트 라인이 연결되어 있다. 그리고 드레인 단자에는 도전성 재질로서 투명한 ITO(indium tin oxide, 인듐 틴 옥사이드)로 이루어진 화소 전극이 형성된다.
전술한 액정표시패널(50)의 게이트 라인 및 데이터 라인에 각각 인쇄회로기판(41, 42)으로부터 전기적인 신호를 입력하면 TFT의 게이트 단자와 소스 단자에 전기적인 신호가 입력되고, 이들 전기적인 신호의 입력에 따라 TFT는 턴 온 또는 턴 오프되어 화소 형성에 필요한 전기적인 신호가 드레인 단자로 출력된다.
한편, TFT 기판(51)에 대향하여 그 위에 컬러필터기판(53)이 배치되어 있다. 컬러필터기판(53)은 광이 통과하면서 소정의 색이 발현되는 색화소인 RGB 화소가 박막 공정에 의해 형성된 기판으로, 전면에 ITO로 이루어진 공통 전극이 도포되어 있다. TFT의 게이트 단자 및 소스 단자에 전원이 인가되어 박막 트랜지스터가 턴온되면, 화소 전극과 컬러 필터 기판의 공통 전극사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 TFT 기판(51)과 컬러필터기판(53) 사이에 주입된 액정의 배열각이 변화되고 변화된 배열각에 따라서 광투과도가 변경되어 원하는 화소를 얻게 된다.
액정표시패널(50)의 외부로부터 영상신호를 입력받아 게이트 라인과 데이터 라인에 각각 구동신호를 인가하기 위한 인쇄회로기판(41, 42)은 액정표시패널(50)에 부착된 각각의 COF(43, 44)와 접속한다. 평판표시장치(100)를 구동하기 위하여, 게이트측 인쇄회로기판(41)은 게이트 구동 신호를 발생시키고, 데이터측 인쇄회로기판(42)은 데이터 구동 신호를 발생시킨다. 게이트 구동 신호, 데이터 구동 신호, 및 이들 신호들을 적절한 시기에 인가하기 위한 복수의 구동 신호들을 발생 시켜서, 게이트 구동 신호와 데이터 구동 신호를 집적회로칩(431, 441)이 실장된 각각의 COF(43, 44)를 통해 액정표시패널(50)의 게이트 라인 및 데이터 라인에 인가한다. 백라이트 어셈블리(70)의 배면에는 컨트롤 보드(control board)(미도시)를 설치한다. 컨트롤 보드는 데이터측 인쇄회로기판(42)과 접속하여 아날로그 데이터 신호를 디지털 데이터 신호로 변환한 다음 액정표시패널(50)에 공급한다.
액정표시패널 어셈블리(40) 위에는 COF(43, 44)를 백라이트 어셈블리(70)의 측면으로 절곡시키면서 액정표시패널 어셈블리(40)가 백라이트 어셈블리(70)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 탑 섀시(60)를 구비한다. 도 1에는 도시하지는 않았지만, 탑 섀시(60)의 상부와 바텀 섀시(75)의 하부에는 각각 전면 케이스 및 배면 케이스가 위치하여 이들의 결합으로 평판표시장치(100)를 이룬다.
이와 같은 구조의 평판표시장치(100)에서는 액정표시패널(50)에 확산판(74)이 직접 대향한다. 이에 따라 휘도가 향상된 다량의 광을 액정표시패널(50)에 공급할 수 있어서, 액정표시패널(50)에 선명한 화상을 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 백라이트 어셈블리는, 확산판의 상부 표면에 다수의 볼록부를 형성하므로 광의 직진성을 향상시킬 수 있다.
또한, 광이 출사되는 확산판의 반대 표면이 외부로 노출되도록 하며, 별도의 광학 시트를 필요로 하지 않으므로 부품 비용 및 제조 비용이 절감되는 이점이 있다.
확산판에 형성된 볼록부를 반구 형태로 형성하여 광의 직진성을 향상시킬 수 있다.
여기서, 볼록부의 직경은 10㎛ 내지 10mm가 되도록 하여 광의 균일성을 확보할 수 있다.
확산판 하부에 형성된 다수의 오목부들 사이의 경계가 광원에 직접 대향하므로, 오목부를 이용한 광의 확산 효과를 최대화할 수 있다.
광원으로는 램프를 사용할 수 있으므로, 적용 가능성이 높은 이점이 있다.
확산판을 투명하게 형성하여 광의 손실을 최소화할 수 있다.
본 발명에 따른 평판표시장치는 전술한 백라이트 어셈블리를 포함하므로, 선명한 화상을 구현할 수 있다.
평판표시패널은 확산판과 직접 대향하므로 휘도를 향상시킨 광을 공급할 수 있다.
평판표시패널은 액정표시패널을 사용할 수 있으므로, 응용 가능성이 뛰어난 이점이 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

Claims (10)

  1. 광을 출사하는 광원, 및
    상기 광원으로부터 출사된 광을 확산시키고 휘도를 향상시키는 확산판
    을 포함하고,
    상기 광원에 대향하는 상기 확산판의 일 표면에 상기 광원의 길이 방향으로 뻗은 오목부를 다수 형성하고, 상기 확산판의 일 표면의 반대 표면에 다수의 볼록부를 형성한 백라이트 어셈블리(backlight assembly).
  2. 제1항에서,
    상기 광이 출사되는 상기 확산판의 반대 표면이 외부로 노출된 백라이트 어셈블리.
  3. 제1항에서,
    상기 볼록부는 반구 형태로 형성된 백라이트 어셈블리.
  4. 제3항에서,
    상기 볼록부의 직경은 10㎛ 내지 10mm인 백라이트 어셈블리.
  5. 제1항에서,
    다수의 상기 광원이 상호 이격되어 나란히 배열되고, 상기 확산판에 형성된 다수의 오목부들 사이의 경계가 상기 광원에 직접 대향하는 백라이트 어셈블리.
  6. 제1항에서,
    상기 광원은 램프인 백라이트 어셈블리.
  7. 제1항에서,
    상기 확산판을 투명하게 형성한 백라이트 어셈블리.
  8. 화상을 표시하는 평판표시패널, 및
    상기 평판표시패널에 광을 공급하는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 백라이트 어셈블리
    를 포함하는 평판표시장치.
  9. 제8항에서,
    상기 평판표시패널은 상기 확산판과 직접 대향하는 평판표시장치.
  10. 제8항에서,
    상기 평판표시패널은 액정표시패널인 평판표시장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8212964B2 (en) 2008-04-16 2012-07-03 Lg Display Co., Ltd. Backlight unit and liquid crystal display module including the same

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