KR100700382B1

KR100700382B1 - 액정 표시 장치 및 그 백라이트 모듈

Info

Publication number: KR100700382B1
Application number: KR1020050049066A
Authority: KR
Inventors: 타-쿤 겅; 유-성 린; 창 모 치우; 위-춘 류; 엔-춘 쵸우
Original assignee: 프로디스크 테크놀러지 인코포레이티드
Priority date: 2004-06-08
Filing date: 2005-06-08
Publication date: 2007-03-28
Also published as: KR20060048281A; TW200540513A; US20050270766A1; TWI293707B; JP2005352485A

Abstract

광원의 출사 각도와 방향을 조정할 수 있는 액정 표시 장치 및 그 백라이트 모듈을 제공한다.

본 발명에 따른 백라이트 모듈(2)은, 투광 기판(21)과, 광학 필름(22)과, 적어도 1개의 광원(23)을 구비한다. 광학 필름(22)은, 제1 표면(221)과, 제1 표면(221)에 대향하는 제2 표면(222)을 갖는다. 제1 표면(221)은, 투광 기판(21)과 접합하고, 제2 표면(222)은, 적어도 1개의 프레넬 패턴 영역(2221)을 갖는다. 광원(23)은, 투광 기판(21)의 일측에 위치한다.

프레넬 패턴, 백라이트

Description

액정 표시 장치 및 그 백라이트 모듈{Liquid crystal display device and backlight module thereof}

도1은, 종래의 큰 치수의 액정 표시 장치를 도시한 도면.

도2는, 실시예 1에 있어서, 프레넬 패턴 영역이 1개의 초점 거리를 갖는 백라이트 모듈을 도시한 도면.

도3은, 실시예 1에 있어서, 프레넬 패턴 영역이 2개의 초점 거리를 갖는 백라이트 모듈을 도시한 도면.

도4는, 실시예 1에 있어서, 2개의 프레넬 패턴 영역을 갖는 백라이트 모듈을 도시한 도면.

도5는, 실시예 1에 있어서, 투광 기판이 광학 필름과 확산판 사이에 위치하는 백라이트 모듈을 도시한 도면.

도6은, 실시예 1에 있어서, 광학 필름이 투광 기판과 확산판 사이에 위치하는 백라이트 모듈을 도시한 도면.

도7은, 실시예 2에 있어서의 액정 표시 장치를 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1. 액정 표시 장치

11. 액정 모듈

12. 프리즘 시트

13. 확산판

14. 광원

15. 반사층

16. 하우징

2. 백라이트 모듈

21. 투광 기판

211. 제1 표면

212. 제2 표면

22. 광학 필름

221. 제1 표면

222. 제2 표면

2221. 프레넬 패턴 영역

23. 광원

24. 하우징

25. 용치 공간

26. 확산판

27. 반사막

3. 액정 표시 장치

31. 액정 모듈

311. 제1편광판

312. 광 필터

313. 제1전극

314. 액정층

315. 박막 트랜지스터 회로

316. 제2편광판

32. 투광 기판

33. 광학 필름

331. 제1 표면

332. 제2 표면

3321. 프레넬 패턴 영역

34. 광원

35. 하우징

36. 확산판

37. 반사막

본 발명은, 액정 표시 장치 및 그 백라이트 모듈에 관한 것으로서, 특히 광원의 출사 각도와 방향을 조정할 수 있는, 액정 표시 장치 및 그 백라이트 모듈에 관한 것이다.

멀티미디어 시대와 함께, 표시 장치의 형태도 다양화하고 있다. 그 중, 평면표시 장치는, 경량, 박형 등의 특징을 가지기 때문에, 발전의 주류 중 하나로 되어 있다. 평면 표시 장치에 있어서, 액정 표시 장치는, 전 칼라, 고해상도, 박형, 에너지 절약, 고콘트라스트 등 많은 이점을 가지기 때문에, 그 적용 영역이 가장 넓다. 예를 들면 소면적의 휴대 전화의 스크린, 차량 탑재용 표시 패널에서, 중간 치수의 노트북형 PC의 클린과 테이블형 스크린, 또한 큰 치수의 액정 텔레비전까지는, 모두 액정 표시 장치의 적용 영역이다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 현재의 큰 치수의 액정 표시 장치(1)는 액정 모듈(11)과, 프리즘 시트(12)와, 확산판(13)과, 광원(14)과, 반사층(15)과, 하우징(16)을 구비한다. 광원(14)이 발산한 광선은, 반사층(15)의 반사에 의해 확산판(13) 방향으로 출사하고, 순차적으로로 확산판(13)과 프리즘 시트(12)를 투과한 후, 액정 모듈(11)까지 출사하고, 마지막으로 액정 모듈(11)에 있어서의 액정 셀에 의해 광선이 통과한 시간과 순서를 제어함으로써 유저가 본 화면을 생성한다.

그러나, 큰 치수의 액정 표시 장치(1)는, 광원(14)은 "U"자 또는 "∩"자형 램프이며, 또한 램프의 유효 길이의 영향 때문에, 액정 표시 장치(1)의 양측에 어두운 영역이 발생하기 쉬워지고, 또한 정체(整體; BODY SHAPING)의 균일성에 영향을 준다.

또한, 프리즘 시트(12)는 복수의 크기, 형상, 각도가 동일한 프리즘으로 구 성되기 때문에, 광선이 프리즘 시트(12)를 통과할 때에, 광선이 집중됨으로써, 액정 표시 장치(1)의 휘도를 향상시킨다. 그러나, 프리즘 시트(12)상의 프리즘이 어느 것이나 같은 형상, 같은 각도이기 때문에, 광선이 집중되는 각도도 일정하다. 따라서, 액정 텔레비전의 광시야각의 요청을 고려할 경우, 현재의 액정 표시 장치(1)는, 광선이 발산되는 각도가 지나치게 분산되기 때문에 중앙 휘도가 부족하게 된다는 문제가 발생한다. 한편, 중앙 휘도의 요구를 충족시키기 위해, 시야각을 희생하여야만 하고, 액정 텔레비전의 광시야각의 요청에 응하지 않는다.

본 발명은, 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 광원의 출사 각도와 방향을 조정할 수 있는 액정 표시 장치 및 그 백라이트 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 백라이트 모듈은, 투광 기판과, 상기 투광 기판과 접합하는 제1 표면과, 상기 제1 표면에 대향하고 적어도 1개의 프레넬(Fresnel) 패턴 영역을 갖는 제2 표면을 가지는 광학 필름과, 상기 투광 기판의 일측에 위치하는 적어도 1개의 광원을 구비한다.

또한 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 액정 모듈과, 투광 기판과, 상기 투광 기판과 접합하는 제1 표면과, 상기 제1 표면에 대향하고 적어도 1개의 프레넬 패턴 영역을 갖는 제2 표면을 가지는 광학 필름과, 상기 투광 기판의 일측에 위치하고, 상기 투광 기판은, 상기 액정 모듈과 광원 사이에 위치하는 적어도 1개의 광원을 구비한다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 최적의 실시예에 있어서의 액정 표시 장치 및 그 백라이트 모듈에 관하여 설명한다.

(실시예 1)

도 2에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1에 있어서의 백라이트 모듈(2)은, 투광 기판(21)과, 광학 필름(22)과, 적어도 1개의 광원(23)을 구비한다. 광학 필름(22)은, 제1 표면(221)과, 제1 표면(221)에 대향하는 제2 표면(222)을 갖는다. 제1 표면(221)은, 투광 기판(21)과 접합하고, 제2 표면(222)은, 적어도 1개의 프레넬 패턴 영역(2221)을 갖는다. 광원(23)은, 투광 기판(21)의 일측에 위치한다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 본 실시예의 백라이트 모듈(2)은, 또한, 하우징(24)을 구비한다. 하우징(24)은, 투광 기판(21)과 접합하는 개구(開口)를 가지고, 투광 기판(21)과 하우징(24)에 의해 용치(容置) 공간(25)을 형성한다. 광원(23)은, 하우징(24)에 설치되고, 또한 용치 공간(25)에 위치한다.

본 실시예에 있어서, 투광 기판(21)은, 어떠한 광투과할 수 있는 판재이다. 예를 들면 투광 기판(21)은, 가요성(flexible) 기판이어도 좋고, 강성(rigid) 기판이어도 좋다. 또한 투광 기판(21)은, 플라스틱 기판이어도 좋고, 유리 기판이어도 좋다. 그 중, 가요성 기판 또는 플라스틱 기판은, 예를 들면 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 기판, 폴리에스테르(polyester, PET) 기판, 환형 올레핀 공중합체(cyclic olefin copolymer, COC) 기판이나 메탈로센 기재-환형 올레핀 공중합체(metallocene-based cyclic olefin copolymer, mCOC) 기판이다.

광학 필름(22)은, 적어도 1개의 프레넬 패턴 영역(2221)을 갖는다. 도 2에 도 시하는 바와 같이, 광학 필름(22)은, 단일 프레넬 패턴 영역(2221)을 갖고, 프레넬 패턴 영역(2221)은, 적어도 1개의 초점 거리(focal length)를 갖는다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 프레넬 패턴 영역(2221)은, 1개의 초점 거리를 갖는다. 또한, 본 실시예에 있어서, 광선이 프레넬 패턴 영역(2221)을 투과한 후, 광선이 집중 또는 발산을 발생하는 각도는, 광원(23)과 프레넬 패턴 영역(2221)과의 초점 거리의 상대 위치와 관계가 있기 때문에, 본 실시예의 광학로 직경은, 도 2에 도시하는 광학로 직경에 한정되지 않는다.

또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 프레넬 패턴 영역(2221)은, 2개의 초점 거리를 가질 경우, 광원(23)이 발산한 광선의 일부분은, 중앙 에리어에 집중됨으로써, 중앙 에리어의 휘도를 향상시킬 수 있고, 나머지의 일부분은, 양측으로 발산함으로써, 일측에서 발광의 휘도가 불충분한 문제를 개선할 수 있다.

물론, 광학 필름(22)은, 복수의 프레넬 패턴 영역(2221)을 가질 수도 있다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 광학 필름(22)은, 2개의 프레넬 패턴 영역(2221)을 갖는다.

본 실시예에 있어서, 프레넬 패턴 영역(2221)은, 예를 들면 직선형의 프레넬 패턴이다. 물론, 프레넬 패턴 영역(2221)은, 그 형상과 치수를 실제 상황에 따라 조정할 수 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 투광 기판(21)은, 광원(23)과 광학 필름(22) 사이에 위치한다. 물론, 도 3에 도시하는 바와 같이, 광학 필름(22)은, 투광 기판(21)과 광원(23) 사이에 위치할 수도 있다.

또한, 본 실시예에 있어서, 광원(23)의 형상은, 예를 들면 선형 광원 또는 "U"자형 광원 등이다. 또한, 광원(23)은, 형광 램프(예를 들면: 냉음극 형광 램프, CCFL), 발광 다이오드 어레이(LED Array) 또는 유기 발광 다이오드(OLED) 등이다.

본 실시예에 있어서, 광원(23)은, 그 수가 프레넬 패턴 영역(2221)의 수와 실질적으로 동일하고, 또한 프레넬 패턴 영역(2221)에 대향하는 위치에 설치한다. 예를 들면 도 4에 도시하는 바와 같이, 복수의 광원(23)이 설치된 경우, 각 광원(23)은, 각 프레넬 패턴 영역(2221)의 중앙에 설치한다. 또한 광원(23)이 선형 광원이며, 또한 프레넬 패턴 영역(2221)이 직선형 프레넬 패턴일 경우, 광원(23)은, 프레넬 패턴 영역(2221)과 평행하다.

또한 백라이트 모듈(2)에는, 확산 입자를 도핑할 수도 있다. 본 실시예에 있어서, 확산 입자는, 투광 기판(21)에 도핑되었지만, 물론, 광학 필름(22)에 도핑될 수도 있다. 여기서, 확산 입자는, 광선의 진행 각도를 보정할 수 있고, 산란 처리도 향상시키고, 또한 분무(ATOMIZING) 효과를 얻을 수 있다.

게다가, 도 2와 도 5에 도시하는 바와 같이, 백라이트 모듈(2)은, 또한, 확산판(Diffuser)(26)을 구비한다. 투광 기판(21)은, 광학 필름(22)과 확산판(26) 사이에 위치한다. 여기서, 확산판(26)은, 투광 기판(21)상에 설치되지만, 물론, 투광 기판(21)에 설치할 수도 있다.

또한 도 3과 도 6에 도시하는 바와 같이, 광학 필름(22)은, 투광 기판(21)과 확산판(26) 사이에 위치할 수도 있다. 여기서, 확산판(26)은, 도 3과 도 6에 도시하는 바와 같이, 광학 필름(22)상에 설치된다. 물론, 확산판(26)은, 광학 필름(22) 에 설치할 수도 있다(도시 생략).

게다가, 투광 기판(21)의 적어도 1개의 표면에는, 톱니 패턴(예를 들면: 노치 패턴)을 만들 수도 있다. 이 톱니 패턴은, 투광 산란의 효과를 향상시키고, 광선의 반사를 저감시킴과 동시에, 분무의 효과도 향상시킨다. 본 실시예에 있어서, 상기 톱니 패턴은, 예를 들면 광선이 투과한 투광 기판(21)의 표면에 위치한다. 구체적으로는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 상기 단위 패턴은, 투광 기판(21)의 제1 표면(211)에 위치하지만, 물론, 도 6에 도시하는 바와 같이, 투광 기판(21)의 제2 표면(212)에 위치할 수도 있다. 또한, 상기 톱니 패턴은, 동시에 제1 표면(211)과 제2 표면(212)에 위치해도 좋다.

또한 백라이트 모듈(2)은, 추가로 반사막(Reflector)(27)을 구비한다. 반사막(27)은, 하우징(24)상에 설치되고, 광원(23)과 하우징(24) 사이에 위치한다. 본 실시예에 있어서, 반사막(27)은, 잡광(雜光)을 출광면에 반사시킴으로써, 광선의 이용율을 향상시키고, 또한 백라이트 모듈(2) 정체의 휘도를 높인다. 여기서, 반사막(27)의 재료는, 예를 들면 알루미늄(Al)이다.

또한, 본 실시예에 있어서, 백라이트 모듈(2)은, 액정 표시 장치의 백라이트 모듈에 한정되지 않는다.

(실시예 2)

도 7에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 실시예 2에 있어서의 액정 표시 장치(3)는, 액정 모듈(31)과, 투광 기판(32)과, 광학 필름(33)과, 적어도 1개의 광원(34)을 구비한다. 광학 필름(33)은, 제1 표면(331)과, 제1 표면(331)에 대향하는 제2 표면(332)을 갖는다. 제1 표면(331)은, 투광 기판(32)과 접합하고, 제2 표면(332)은, 적어도 1개의 프레넬 패턴 영역(3321)을 갖는다. 광원(34)은, 투광 기판(32)의 일측에 위치하고, 또한 투광 기판(32)은, 액정 모듈(31)과 광원(34) 사이에 위치한다.

본 실시예에 있어서, 액정 표시 장치(3)는, 또한, 하우징(35)과, 확산판(36)과, 반사막(37)을 구비한다.

또한, 본 실시예에 있어서의 투광 기판(32), 광학 필름(33), 광원(34), 하우징(35), 확산판(36) 및 반사막(37)은, 그 기능과 특징이 실시예 1에 있어서의 동일한 부재와 같기 때문에, 그 설명을 생략한다.

본 실시예에 있어서, 액정 모듈(31)은, 제1 편광판(311)과, 광 필터(312)와 제1전극(313)과, 액정층(314)과, 박막 트랜지스터 회로(TFT)(315)와, 제2편광판(316)을 갖는다. 물론, 액정 모듈(31)의 구성 부재는, 실제 상황에 따라 조정할 수 있다.

도 7에 도시하는 바와 같이, 광원(34)이 발산한 광선은, 확산판(36), 투광 기판(32)및 광학 필름(33)을 경유하여 액정 모듈(31)로 출사한다. 계속해서, 박막 트랜지스터 회로(315)는, 액정층(314)에 있어서의 각 액정 셀의 작동 각도를 제어함으로써, 또한 광선이 통과한 휘도와 시간을 제어함으로써 유저가 본 화면을 생성한다.

또한, 프레넬 패턴 영역(3321)은, 적어도 1개의 초점 거리를 갖는다. 프레넬 패턴 영역(3321)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 2개의 초점 거리를 가질 경우, 광 원(34)이 발산한 광선의 일부분은, 중앙 에리어에 집중됨으로써, 중앙 에리어의 휘도를 향상시킬 수 있고, 나머지 일부분은 양측으로 발산시킴으로써, 일측에서 발광의 휘도가 불충분한 문제를 개선할 수 있다. 따라서, 액정 표시 장치(3)는, 광시야각과 고휘도 등의 이점을 갖는다.

이상, 본 발명의 실시예를 도면을 참조해서 상세하게 설명했지만, 구체적인 구성은, 이 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계 변경 등이 있어도 본 발명에 포함된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치 및 그 백라이트 모듈은, 광원의 출사 각도와 방향을 조정할 수 있다. 종래 기술과 비교하면, 본 발명은, 적어도 1개의 초점 거리의 프레넬 패턴을 이용하고, 광선의 출사 각도와 방향을 조정함으로써, 다른 상황에서의 휘도와 시야각의 요구를 충족시킬 수 있다.액정 텔레비전을 예로 하면, 본 발명은, 동시에 광시야각과 고휘도의 요구를 충족시킬 수 있다. 또한, 본 발명은, 광선의 출사 각도와 방향을 조정할 수 있기 때문에, 종래 기술에 있어서의 액정 표시 장치의 양측에 발생하기 쉬운 어두운 영역의 문제도 해결할 수 있고, 또한, 액정 표시 장치의 균일성을 향상시킬 수 있다.

Claims

백라이트 모듈에 있어서,

투광 기판과,

상기 투광 기판과 접합하는 제1 표면과, 상기 제1 표면에 대향하고 1개의 프레넬 패턴 영역을 갖는 제2 표면을 가지는 광학 필름과,

상기 투광 기판의 일측에 위치하는, 1개의 광원을 구비하고,

상기 프레넬 패턴 영역은 2개의 초점 거리를 가지는 것을 특징으로 하는 백라이트 모듈.
제1항에 있어서,

상기 투광 기판과 접합하는 개구(開口)를 갖는 하우징을 더 구비하고, 상기 투광 기판과 상기 하우징에 의해 용치(容置) 공간을 형성하고, 상기 광원은, 상기 하우징에 설치되고, 또한 상기 용치 공간에 위치하는 것을 특징으로 하는 백라이트 모듈.
삭제
제1항에 있어서,

상기 프레넬 패턴 영역은, 직선형 프레넬 패턴인 것을 특징으로 하는 백라이트 모듈.
제1항에 있어서,

상기 광원은, 냉음극 형광 램프 또는 발광 다이오드 어레이인 것을 특징으로 하는 백라이트 모듈.
제1항에 있어서,

상기 광원은, 그 수가 상기 프레넬 패턴 영역의 수와 동일하고, 또한 상기 프레넬 패턴 영역에 대향하는 위치에 설치하는 것을 특징으로 하는 백라이트 모듈.
제1항에 있어서,

상기 투광 기판의 1개의 표면에는, 톱니 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 백라이트 모듈.
액정 표시 장치에 있어서,

액정 모듈과,

투광 기판과,

상기 투광 기판과 접합하는 제1 표면과, 상기 제1 표면에 대향하고 1개의 프레넬 패턴 영역을 가지는 제2 표면을 가지는 광학 필름과,

상기 투광 기판의 일측에 위치하고, 상기 투광 기판은, 상기 액정 모듈과 광원 사이에 위치하는 1개의 광원을 구비하고,

상기 프레넬 패턴 영역은 2개의 초점 거리를 가지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제8항에 있어서,

상기 투광 기판과 접합하는 개구를 갖는 하우징을 더 구비하고, 상기 투광 기판과 상기 하우징에 의해 용치 공간을 형성하고, 상기 광원은, 상기 하우징에 설치되고, 또한 상기 용치 공간에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
삭제
제8항에 있어서,

상기 프레넬 패턴 영역은, 직선형 프레넬 패턴인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제8항에 있어서,

상기 광원은, 냉음극 형광 램프 또는 발광 다이오드 어레이인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제8항에 있어서,

상기 광원은, 그 수가 상기 프레넬 패턴 영역의 수와 동일하고, 또한 상기 프레넬 패턴 영역에 대향하는 위치에 설치하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제8항에 있어서,

상기 투광 기판의 1개의 표면에는, 톱니 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.