KR100669416B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 새로운 구조의 액정표시장치에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명에 따른 액정표시장치는, 화상을 표시하는 액정표시패널과, 액정표시패널에 광을 공급하는 광원을 포함하는 백라이트 어셈블리를 포함한다. 또한, 백라이트 어셈블리는, 액정표시패널상에 위치하여 광을 가이드하는 도광판을 더 포함한다. 이러한 본 발명을 통하여 액정표시장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
액정표시장치, 도광판, 반사 시트

Description

액정표시장치 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 결합 사시도이다.
도 3은 도 2의 AA선을 따라 자른 부분 단면도이다.
본 발명은 새로운 구조의 액정표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 백라이트 어셈블리를 변형하여 표시 품질을 향상시킨 새로운 구조의 액정표시장치에 관한 것이다.
근래 들어오면서 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 하여, 소형 및 경량화되면서 성능이 더욱 향상된 평판표시장치의 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다.
이러한 평판표시장치 중에서 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 수단 으로서 점차 주목받아 왔고, 현재는 평판표시장치를 필요로 하는 소형 제품인 핸드폰 및 PDA(portable digital assistor) 등 뿐만 아니라 중대형 제품인 모니터 및 TV 등에도 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 표시장치이다.
액정표시장치는 스스로 발광할 수 없는 수광 소자이므로 광원으로부터 방출된 광을 가이드하여 휘도를 향상시켜서 공급하는 백라이트 어셈블리를 구비한다. 일반적인 백라이트 어셈블리의 경우, 액정표시패널의 후면에 위치하여 광원으로부터 공급되는 광을 액정표시패널에 공급함으로써 화상을 표시한다.
전술한 방법으로 광을 공급하는 백라이트 어셈블리의 경우, 선명한 화상을 구현하기 위하여 액정표시패널의 후면에 광학 시트, 도광판 및 반사 시트 등을 구비한다. 그러나 이와 같이 휘도를 향상시키기 위하여 많은 부품이 내장된 백라이트 어셈블리를 액정표시패널의 후면에 설치하게 되므로, 백라이트 어셈블리를 통과하면서 많은 양의 광이 손실되는 문제점이 있다.
또한, 전술한 바와 같은 투과형 액정표시장치를 사용하게 되는 경우에 선명한 화상을 구현하기에 필요한 광의 양이 절대적으로 부족하므로, 실외에 있는 경우 외부로부터의 광을 공급받아 좀더 선명한 화상을 구현할 필요성이 증대되고 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 백라이트 어셈블리의 구조를 변형하여 표시 품질을 향상시킨 액정표시장치를 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 액정표시장치는, 화상을 표시하는 액정표시패널과, 액정표시패널에 광을 공급하는 광원을 포함하는 백라이트 어셈블리(backlight assembly)를 포함한다. 여기서, 백라이트 어셈블리는, 액정표시패널상에 위치하여 광을 가이드하는 도광판을 더 포함한다.
광원은 도광판의 일측면에 위치하여, 도광판의 일측면으로 광이 입사되는 것이 바람직하다.
도광판의 상부 표면에는 다수의 볼록부가 연속 형성되어 광원으로부터 방출된 광을 전반사시킬 수 있다.
광원으로부터 방출된 광의 주입사 방향과 교차하는 방향으로 볼록부가 연속 형성될 수 있다.
그리고 백라이트 어셈블리는 광원으로부터 방출된 광을 반사시키는 반사 시트를 더 포함하고, 반사 시트는 액정표시패널의 하부에 위치할 수 있다.
광원은 발광 다이오드(light emitting diode, LED)이고, 발광 다이오드는 광을 시분할하여 방출할 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 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 액정표시장치(100)의 분해 사시도로서, 액정표시장치(100)의 내부에 포함된 모든 부품을 분해하여 나타낸 도면이다.
도 1에 도시한 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치(100)는, 광을 공급하는 광원을 포함하는 백라이트 어셈블리(40)와 광을 공급받아 화상을 표시하는 액정표시패널(75)을 포함한다. 이외에, 이들을 고정 지지하기 위하여 탑 섀시(top chassis)(60), 몰드 프레임(mold frame)(62) 및 바텀 섀시(bottom chassis)(66)를 포함한다.
액정표시패널 어셈블리(70)는 액정표시패널(75), 집적회로칩(integrated circuit chip, IC chip)(77) 및 가요성 인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPC board)(79)을 포함한다. 집적회로칩(77)을 보호하기 위하여 집적회로칩(77)의 주위에는 보호막(78)이 도포되어 있다.
액정표시패널(75)은 제1 기판(71), 제2 기판(73) 및 이들 사이에 주입되는 액정(미도시)을 포함한다. 제2 기판(73)은 제1 기판(71)에 대향하는 TFT(thin film transistor, 박막 트랜지스터) 기판으로서 다수의 TFT가 형성된다. 제2 기판(73)은 TFT가 매트릭스상으로 형성되어 있는 투명한 유리 기판으로서, 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(75)의 데이터 라인 및 게이트 라인은 가요성 인쇄회로기판(79)에 연결되어 가요성 인쇄회로기판(79)으로부터 전기적인 신호를 입력하면 TFT의 소스 단자와 게이트 단자에 전기적인 신호가 입력되고, 이들 전기적인 신호의 입력에 따라 TFT는 턴 온 또는 턴 오프되어 화소 형성에 필요한 전기적인 신호가 드레인 단자로 출력된다. 집적회로칩(77)은 제2 기판(73)상에 실장되어 액정표시패널(75)을 제어한다. 집적회로칩(77)은 액정표시장치(100)를 구동하기 위한 신호인 데이터 신호, 게이트 구동 신호, 그리고 이들 신호들을 적절한 시기에 인가하기 위한 복수의 타이밍 신호들을 발생시키고, 게이트 구동 신호 및 데이터 구동 신호를 액정표시패널(75)의 게이트 라인 및 데이터 라인에 각각 인가한다.
한편, 제2 기판(73)에 대향하여 그 위에 배치된 제1 기판(71)의 전면에는 ITO로 이루어진 공통 전극이 도포되어 있다. 컬러필터 방식으로 액정표시장치(100)를 구동하는 경우에는 제1 기판(71)을 RGB 화소가 형성된 컬러필터기판으로 형성한다. TFT의 게이트 단자 및 소스 단자에 전원이 인가되어 TFT가 턴 온되면, 화소 전극과 공통 전극 사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 제1 기판(73)과 제2 기판(71) 사이에 주입된 액정의 배열각이 변화되고 변화된 배열각에 따라서 광투과도가 변경되어 원하는 화소를 얻게 된다. 제1 기판(73) 및 제2 기판(71)의 표면에는 편광판(도 3에 도시)이 부착되어 광을 편광시킨다.
액정표시패널 어셈블리(70)의 상부 및 하부에는 액정표시패널(75)에 균일한 광을 제공하는 백라이트 어셈블리(40)가 구비되어 몰드 프레임(62)에 수납되어 있다.
백라이트 어셈블리(40)는, 액정표시패널(75)에 광을 공급하는 하나 이상의 발광 다이오드(41)(점선 도시), 발광 다이오드(41)가 실장된 기판(43), 액정표시패 널(75)상에 위치하여 발광 다이오드(41)로부터 방출되는 광을 가이드하는 도광판(10), 액정표시패널(75)의 하부 전면에 위치하여 도광판(43)으로부터 입사된 광을 액정표시패널(75)측으로 반사시키는 반사 시트(46), 그리고 광의 휘도 특성을 확보하여 액정표시패널(75)로 광을 공급하는 광학 시트(48)를 포함한다. 도 1에는 광원으로서 발광 다이오드(41)를 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 발광 다이오드(41) 대신에 다른 광원을 사용할 수 있다. 또한, 발광 다이오드(41)의 수를 3개로 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 발광 다이오드(41)의 수를 다르게 해도 무방하다.
도광판(10)의 상부 표면에는 X축 방향을 따라 볼록부(12)가 연속 형성되어 있다. 여기서, 볼록부(12)는 Y축 방향을 따라 다수 형성된다. 이와 같이 형성된 볼록부(12)는 발광 다이오드(41)로부터 방출된 광을 전반사시켜 하부에 위치한 액정표시패널(75)측으로 공급한다. 이와 같이 전반사된 광은 반사 시트(46)에 의해 재반사되고 광학 시트(48)를 거치면서 휘도가 향상되어 액정표시패널(75)로 공급된다. 이에 따라 광의 손실을 최소화하여 선명한 화상을 구현할 수 있다. 특히, 도광판(10)의 상부 표면에 형성된 볼록부(12)는 광의 주입사방향인 Y축 방향과 교차하는 X축 방향으로 형성되므로, 광의 전반사에 상당히 유리하다.
도 1에는 도시하지 않았지만, 바텀 섀시(66)의 배면에는 가요성 인쇄회로기판(79)과 연결되는 인쇄회로기판(미도시)을 설치하여 아날로그 데이터 신호를 디지털 데이터 신호로 변환한 다음 액정표시패널(75)에 공급한다. 또한, 인쇄회로기판 (미도시)은 기판(43)과 연결된 또다른 가요성 인쇄회로기판(42)과 연결되어 발광 다이오드(41)에 전력을 공급한다.
액정표시장치(100)는 컬러필터 구동방식 또는 필드순차 구동방식으로 구동될 수 있다. 필드순차 구동방식으로 액정표시장치(100)를 구동하는 경우, 각 발광 다이오드(41)는 RGB의 3색을 전부 방출할 수 있으며, 바텀 섀시(66)의 하부에 위치하는 인쇄회로기판(미도시)으로부터 필드순차 구동방식에 따른 구동 신호를 전달받아 광을 시분할하여 방출한다. 시분할되어 방출되는 RGB 3색을 이용하여 모든 색상을 표시함으로써 액정표시패널(75)에 선명한 화상을 구현한다.
액정표시패널 어셈블리(70)상에는 탑 섀시(60)를 구비하여 가요성 인쇄회로기판(79)을 몰드 프레임(62)의 외부로 절곡시키면서 액정표시패널 어셈블리(70)가 바텀 섀시(66)로부터 이탈되는 것을 방지한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치(100)의 결합 사시도로서, 도 1에 도시한 액정표시장치(100)의 모든 부품을 결합하여 나타낸 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 외부로 액정표시패널(75)(도 1에 도시) 대신에 도광판(10)이 노출되므로, 외부 충격으로부터 액정표시패널(75)을 보호할 수 있다. 이에 따라 액정표시장치(100)의 내구성이 향상되는 이점이 있다. 그리고 도광판(10)이 액정표시장치(100)의 외부에 노출되어 위치하므로, 외부의 광을 액정표시장치(100)의 내부로 반사시켜 좀더 많은 양의 광을 공급함으로써 선명한 화상을 구현할 수 있다.
도 3은 도 2의 AA선을 따라 자른 부분 단면도로서, 액정표시장치(100)의 내 부를 통하여 광이 방출되는 상태를 화살표로 나타낸다.
도 3에 도시한 바와 같이, 광원인 발광 다이오드(41)가 도광판(10)의 일측면에 위치한다. 이에 따라 발광 다이오드(41)로부터 방출된 광은 도광판(10)의 일측면으로 입사된다. 이와 같이 도광판(10)으로 입사된 광은 도광판(10)의 상부 표면에 형성된 볼록부(12)에 의해 전반사된다. 이와 같이 전반사된 광은 액정표시장치(100)의 내부로 입사되어 액정표시패널(75)의 하부에 위치한 반사 시트(46)에 의해 반사되고, 광학 시트(48)를 거치면서 광의 휘도가 향상되어 액정표시패널(75)로 공급된다. 이와 같이 액정표시패널(75) 하부에 위치하는 휘도 향상용 부품을 광학 시트(48) 및 반사 시트(46)로 한정하여 광의 손실을 최소화함으로써, 특히 흑백 모드의 액정표시장치의 경우에 선명한 화상을 구현할 수 있다.
한편, 화살표로 도시한 바와 같이, 외부로 노출된 도광판(10)을 통하여 외부로부터 입사돤 광이 반사 시트(46)로 반사되어 액정표시패널(75)에 공급되므로, 좀더 많은 양의 광을 공급받을 수 있어서 액졍표시장치(100)의 표시 품질이 향상되는 이점이 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는, 도광판이 액정표시패널상에 위치하여 외부 노출되므로 외부로부터 입사되는 광을 이용하여 액정표시장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
그리고 광원은 도광판의 일측면인 액정표시패널의 상부에 위치하므로 광의 손실을 최소화할 수 있다.
도광판의 상부 표면에는 다수의 볼록부가 형성되어 광원으로부터 방출되는 광을 전반시킴으로써 광의 이용 효율을 높일 수 있다.
또한, 전술한 볼록부는 광원으로부터 방출된 광의 입사 방향과 교차하는 방향으로 형성되어 광의 전반사 효율을 높일 수 있다.
반사 시트는 액정표시패널의 하부에 위치하여 상부로부터 입사되는 광을 반사시켜 액정표시패널에 공급함으로써 광의 손실을 최소화한다.
본 발명에 따른 액정표시장치는, 특히 발광 다이오드가 광을 시분할하여 방출하는 필드순차 구동방식의 액정표시장치에 적합하다.
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 (6)

  1. 화상을 표시하는 액정표시패널, 및
    상기 액정표시패널에 광을 공급하는 광원을 포함하는 백라이트 유닛(backlight unit)
    을 포함하고,
    상기 백라이트 유닛은,
    상기 액정표시패널 상부에 위치하여 광을 가이드하는 도광판,
    상기 액정표시패널 하부에 위치하는 광학 시트, 및
    상기 광학 시트 하부에 위치하여 상기 광원으로부터 방출된 광을 반사시키는 반사 시트
    를 포함하는 액정표시장치.
  2. 제1항에서,
    상기 광원은 상기 도광판의 한 측면에 위치하여, 상기 도광판의 한 측면으로 광이 입사되는 액정표시장치.
  3. 제1항에서,
    상기 도광판의 상부 표면에 다수의 볼록부가 연속 형성되어 상기 광원으로부터 방출된 광을 전반사시키는 액정표시장치.
  4. 제3항에서,
    상기 광원으로부터 방출된 광의 주입사 방향과 교차하는 방향으로 상기 볼록부가 연속 형성된 액정표시장치.
  5. 삭제
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
    상기 광원은 발광 다이오드(light emitting diode, LED)이고, 상기 발광 다이오드는 광을 시분할하여 방출하는 액정표시장치.
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