백라이트 유닛과 이를 이용한 액정표시장치 document_id A220623017192

본 발명은 백라이트 유닛과 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 균일한 휘도를 발생함과 아울러 발광 영역이 확대된 백라이트 유닛과 이를 이용한 액정표시장치를 제공함에 있다. 일반적으로, 액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, 액정표시장치는 사무자동화기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다. 이러한 액정표시장치는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 신호에 따라 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다. 이와 같은 액정표시장치는 자발광 표시장치가 아니기 때문에 백라이트(Back light)와 같은 별도의 광원이 필요하다. 백라이트는 광원의 위치에 따라 직하형 방식과 에지형 방식 등이 있다. 에지형 백라이트는 액정표시장치의 일측 가장자리에 광원을 설치하고, 그 광원으로부터 입사되는 빛을 도광판과 다수의 광학시트를 통해 액정표시패널에 조사한다. 직하형 백라이트는 액정표시장치의 바로 아래에 다수의 광원을 배치하고, 그 광원들로부터 입사되는 빛을 확산판과 다수의 광학시트를 통해 액정표시패널에 조사한다. 최근에는 에지형 방식에 비하여 휘도, 광균일도, 색순도가 높은 직하형 방식의 백라이트가 LCD TV를 중심으로 더 많이 이용되고 있다. 도 1을 참조하면, 종래의 직하형 백라이트 유닛를 채택한 액정표시장치는, 액정표시패널(20), 액정표시패널(20)이 내부에 적층되는 패널 가이드(Panel Guide)(6), 액정표시패널(20)의 가장자리를 감싸는 탑 케이스(Top Case)(8), 액정표시패널(20)에 광을 조사하는 다수의 램프들(12), 램프(12)가 장착되는 서포트 사이드(Support Side)(18), 서포트 사이드(18)와 체결되는 버텀 커버(Bottom Cover)(2), 램프(12)의 상부에 위치하는 확산판(16), 및 확산판(16)의 상부에 위치하는 다수의 광학 시트들(4)을 구비한다. 액정표시패널(20)은 컬러필터 어레이 기판(20a) 및 박막 트랜지스터 어레이 기판(20b)을 구비한다. 이 컬러필터 어레이 기판(20a) 및 박막 트랜지스터 어레이 기판(20b) 사이에는 액정셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix) 형태로 배열됨과 아울러 액정셀들 각각에는 비디오 신호를 절환하기 위한 박막 트랙지스터(Thin Film Transistor)가 설치되어 있다. 액정셀들 각각의 굴절율이 비디오 신호에 따라 변화됨으로써 비디오 신호에 해당하는 화상이 표시되게 된다. 이와 같은 액정표시패널(20)의 박막 트랜지스터 어레이 기판(20b) 상에는 게이트 신호를 생성하는 게이트 집적회로가 실장된 게이트 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package)(22)와, 데이터 신호를 생성하는 데이터 집적회로가 실장된 데이터 테이프 캐리어 패키지(24)가 부착된다. 패널 가이드(6)는 몰드물로서 그 내부의 측벽면이 계단형 단턱면으로 성형된다. 이러한 패널 가이드(6)의 내부에는 액정표시패널(20)이 장착된다. 탑 케이스(8)는 직각으로 절곡된 평면부와 측면부를 가지는 사각띠 형태로 제작된다. 이러한 탑 케이스(8)는 액정표시패널(20)과 패널 가이드(6)의 가장자리를 감싸도록 형성된다. 도 1에 도시된 램프(12)는 외부전극 형광램프(EEFL)을 나타내는 도면으로, 램프(12)의 종류에는 외부전극 형광램프 외에도 냉음극 형광램프(CCFL) 및 발광 다이오드(LED) 등이 있다. 버텀 커버(2)는 바닥면과, 바닥면의 일방향으로 신장되어 마주보는 경사면을 갖도록 형성된다. 즉, 버텀 커버(2)는 경사면과 바닥면을 제외하고서는 오픈되어 있다. 또한, 버텀 커버(2)는 그 안쪽 공간의 저면 및 측면에 반사 시트가 부착되고, 오픈된 측면 영역에는 서포트 사이드(18)가 위치하게 된다. 즉, 서포트 사이드(18)는 바닥면의 다른 일방향으로 마주보도록 형성되어 버텀 커버(2)와 스크류를 통해 체결된다. 반사 시트가 부착된 버텀 커버(2) 상에는 램프 가이드(Lamp Guide)(26)가 배치된다. 램프 가이드(26)는 램프(12)의 처짐을 방지함과 아울러 램프(12)를 고정시키기 위한 램프 홀더부(26a)와 확산판(16) 및 광학 시트들(4)의 처짐을 방지하기 위한 지지부(26b)로 구성된다. 확산판(16)은 다수의 비드들(beads)을 포함하고 그 비드들을 이용하여 램프들(12)을 경유하여 입사되는 광을 산란시켜 액정표시패널(20)의 표시면에서 램프들(12)의 위치와 램프들(12) 사이의 위치에서 휘도 차이가 나지 않게 한다. 이러한 확산판(16)은 동일한 굴절률을 가지는 매질 속에 비드들이 산포된 구조로 제작되기 때문에 광을 집광할 수는 없다. 이러한 확산판(16)은 PMMA(polymethylmeth acrylate) 재질로 형성되거나 램프(12)에서 발생되는 열에 의한 변형을 방지하기 위해 유리로 형성된다. 광학 시트들(4)은 1매 이상의 확산 시트와 1매 이상의 프리즘 시트를 포함하여 확산판(16)으로부터 입사되는 광을 액정표시패널(20) 전체에 균일하게 조사하고 표시면에 대하여 수직인 방향으로 광의 진행경로를 꺾어 표시면 전면으로 광을 집광하는 역할을 한다. 도 2는 도 1에 도시된 서포트 사이드(18)와 램프(12)의 체결을 좀더 상세히 나타내는 도면이고, 도 3은 외부전극(12a, 12b)이 형성된 램프(12)의 배열을 상부에서 바라본 도면이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 램프(12)는 상술한 바와 같이 외부전극 형광램프로써, 그 양단에 제1 및 제2 외부전극(12a, 12b)이 형성되고, 내벽에는 형광체가 도포된다. 제1 및 제2 외부전극(12a, 12b)은 각각 제1 및 제2 공통전극(13a, 13b)에 접속되어 전위차를 가지는 제1 및 제2 전압을 공급받는다. 이 제1 및 제2 전압은 램프(12)의 내부에 전기장을 형성하여 형광체를 통해 램프(12)를 발광시킨다. 이러한 램프(12)는 제1 및 제2 공통전극(13a, 13b)에 형성된 홀더부(14)에 의해 제1 및 제2 공통전극(13a, 13b)에 접속된다. 서포트 사이드(18)는 서포트 사이드 업(18a)과, 서포트 사이드 다운(18b)으로 구성되어, 공통전극(13a, 13b)과, 램프(12)의 외부전극(12a, 12b) 부분을 감싼다. 이러한 외부전극 형광램프(12)를 백라이트로 사용하는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 램프(12)의 발광 영역(A)은 서포트 사이드(18)에 의해 감싸지는 외부전극(12a, 12b) 및 공통전극(13a, 13b) 부분을 제외한 영역이 된다. 다시 말해, 외부전극 형광램프(12)를 이용한 종래의 백라이트 유닛은 외부전극(12a, 12b) 및 서포트 사이드(18)의 위치만큼 제한된 발광 영역을 가지게 된다. 뿐만 아니라, 외부전극(12a, 12b)이 각각 양단에 위치함으로써 제1 공통전극(13a) 및 제1 외부전극(12a)을 통해 펄스 형태의 제1 전압이 공급되고, 제2 공통전극(13b) 및 제2 외부전극(12b)은 접지에 연결되어 그 전위차를 통해 전기장을 발생시키는 경우에는 제1 전압이 공급되는 램프(12)의 제1 외부전극(12a) 쪽이 제2 외부전극(12b) 쪽보다 높은 휘도를 가짐으로써 휘도가 불균일해진다. 또한, 제1 및 제2 공통전극(13b)을 통해 일정한 전위차를 가지는 펄스 형태의 전압이 각각 공급되어 그 전위차를 통해 전기장을 발생시키는 경우에는 램프(12)의 제1 및 제2 외부전극(12a, 12b) 쪽이 중심부보다 높은 휘도를 가짐으로써 휘도가 불균일해지는 문제점이 발생한다.