KR100839481B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

모아레 등의 광간섭 현상을 제거하기 위한 액정 표시 장치를 개시한다. 도광판은 램프로부터 발생된 광의 경로를 가이드하여 출사하고, 확산시트는 도광판의 상부에 배치되어, 도광판에 의해 가이드된 광을 확산시키며, 직선형 집광시트는 확산시트의 상부에 배치되어, 확산시트에 의해 확산된 광을 확산시트의 평면상에 대하여 제1 방향으로 집광하고, 곡선형 집광시트는 직선형 프리즘시트의 상부에 배치되어, 확산시트에 의해 확산된 광을 제1 방향과는 수직한 제2 방향으로 집광한다. 이처럼, 직선형 집광시트에 비해 보다 높은 산란성을 갖는 곡선형 집광시트를 보호시트의 하부에 배치하므로써 보호시트에 시트움이 발생하더라도 모아레 현상을 제거할 수 있다.
액정, 모아레, 광간섭, 프리즘, 집광

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 1은 일반적인 액정표시장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 상기한 도 2의 직선형 집광시트를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 상기한 도 2의 곡선형 집광시트를 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10, 120 : 도광판 20, 130 : 반사판
200 : 몰드프레임 30, 140 : 확산시트
40 : 제1 집광시트 50 : 제2 집광시트
60, 170 : 보호시트 70, 180 : 편광판
80, 300 : 액정표시패널 100 : 백라이트 어셈블리
110 : 램프 유닛 150 : 직선형 집광시트
160 : 곡선형 집광시트
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모아레 등의 광 간섭 현상을 제거하기 위한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치는 자체적으로 발광하지 못하는 수동 광소자이므로, 액정 표시 패널의 후면에 부착된 백라이트 어셈블리를 이용하여 화상을 디스플레이시킨다. 최근에는 제품의 경쟁력을 확보하기 위하여 슬림화 및 경량화를 위하여 여러 가지 구조가 개발되고 있으며, 특히, 액정 표시 장치가 주로 휴대용 컴퓨터 등에 사용되는 점에 비추어 경량화는 더욱 비중있게 취급되고 있다.
근래에는 이러한 액정 표시 장치에 있어서 특히, 백라이트 어셈블리의 역할과 기능이 점차 중요한 과제로 대두되고 있는데, 이는 백라이트 어셈블리의 구조에 따라서 액정 표시 장치의 크기 및 광효율 등이 크게 달라지고 전체적인 액정 표시 장치의 기계적, 광학적 특성이 영향을 받기 때문이다.
도 1은 일반적인 액정표시장치를 설명하기 위한 도면으로, 특히 백라이트 어셈블리를 위주로 모아레 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 액정표시장치는 미도시된 광발생수단으로부터 발산된 광의 경로를 가이드하는 도광판(10), 도광판(10)의 하부에 배치되어 도광판(10)에 의해 누설되는 광을 반사하는 반사판(20), 도광판(10)의 상부에 확산시트(30), 제1 집광시트(40), 제2 집광시트(50), 보호시트(60)가 순차적으로 배치되고, 그 상부에 편광판(70) 및 액정표시패널(80)이 배치된다. 여기서, 제1 집광시트(40)와 제2 집광시트(50)는 각각 상부면에 삼각기둥 모양의 프리즘이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있으며, 제1 집광시트(40)의 프리즘 배열과 제2 집광시트(50)의 프리즘 배열은 서로 소정의 각도로 엇갈리도록 배치된다.
동작시, 제1 및 제2 집광시트(40, 50)는 각각 확산시트(30)로부터 확산된 광을 액정 표시 패널(80) 평면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행하며, 이에 따라 제1 및 제2 집광시트(40, 50)를 통과한 광의 보호시트(60)에 대한 수직 입사성을 확보할 수 있다.
이에 따라서, 제1 및 제2 집광시트(150, 160)를 통과하는 광은 수직하게 진행하게 되어 보호시트(60)상의 휘도 분포는 균일하게 얻어진다.
이처럼 일반적인 액정표시장치에 구비되는 광학시트류를 구성하는 각 시트들의 재질은 주로 PC(Poly Carbornate）나 PET(Poly Ethylene Terephthalate）와 같은 플라스틱 계열로 이루어져 있으며, 또한 상기 각 시트들의 두께는 약 50~300㎛의 두께를 갖는 매우 얇은 박막으로 형성된다.
이에 따라, 상기 각 시트들은 열이나 습도에 상대적으로 취약한 특성을 가지게 되고, 실제적으로 고온 다습한 환경이 조성되면 시트의 움과 같은 시트의 변형이 발생하는 문제점이 있었다.
특히, 도시한 바와 같이 보호시트(60)에 시트움 현상이 발생되어 광간섭 현상, 즉 모아레(MOIRE) 현상이나 뉴턴링(NEWTON'S RING) 현상이 발생하는 문제점이 있다. 즉, 제2 집광시트(50)를 통과한 광은 시트움 현상이 유발된 보호시트(60)에 의해 R, G, B 각각의 광이 서로 다른 각도로 발산되어 결국에는 액정표시패널(80)측에는 기다란 원형의 테가 디스플레이되는 문제점이 있다.
한편, 이와 같은 현상을 방지하기 위하여, 종래의 일부 장치에서는 각 시트들의 두께를 두껍게 형성하여 온도 및 습도에 대한시트의 변형을 최소화하기 위한 노력이 있었지만, 액정표시장치가 점차 경량화, 박형화되어가는 최근의 트렌드를 주시해 볼 때, 이와 같은 방법도 결국 바람직한 해결책이 될 수 없는 실정이다.
이에 본 발명의 기술과 과제는 이러한 점에 착안한 것으로, 본 발명의 목적은 모아레 현상이나 뉴턴링 등의 광간섭 현상을 방지하기 위한 백라이트 어셈블리를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 백라이트 어셈블리는, 광을 발생하는 램프; 상기 램프로부터 발생된 광의 경로를 가이드하여 출사하는 도광판; 상기 도광판의 상부에 배치되어, 상기 도광판에 의해 가이드된 광을 확산시키기 위한 확산시트; 상기 확산시트의 상부에 배치되어, 상기 확산시트에 의해 확산된 광을 상기 확산시트의 평면상에 대하여 제1 방향으로 집광하기 위한 직선형 집광시트; 상기 직선형 프리즘시트의 상부에 배치되어, 상기 확산시트에 의해 확산된 광을 상기 제1 방향과는 수직한 제2 방향으로 집광하기 위한 곡선형 집광시트; 및 상기 곡선형 집광시트의 상부에 배치되어, 어레이 기판과 컬러 필터 기판간에 충진된 액정층을 이용하여 상기 곡선형 집광시트를 통해 출사된 광에 응답하여 화상을 디스플레이하는 액정표시패널을 포함하여 이루어진다.
이러한 백라이트 어셈블리에 의하면, 직선형 집광시트에 비해 보다 높은 산란성을 갖는 곡선형 집광시트를 보호시트의 하부에 배치하므로써, 보호시트에 시트움이 발생하더라도 모아레 현상을 제거할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 백라이트 어셈블리(100), 상기 백라이트 어셈블리(100)를 수납하는 몰드프레임(200) 및 상기 몰드 프레임의 상부에 배치되어 화상을 디스플레이하는 액정 표시 패널(300)을 구비한다.
백라이트 어셈블리(100)는 램프 유닛(110), 도광판(120), 반사판(130), 확산시트(140), 제1 집광시트(150), 제2 집광시트(160), 보호시트(170) 및 반사편광시트(180)를 포함하여, 램프 유닛(110)에 의해 발산된 광을 발생하여 액정 표시 패널(300)측으로 발산한다.
보다 상세히는, 램프 유닛(110)은 광을 발생하는 램프(112) 및 램프(112)를 감싸는 램프 리플렉터(114)를 포함하여, 발생된 광을 도광판(130)측에 제공한다.
여기서, 램프(112)로는 주로 냉음극형광램프가 사용되고 있으며, 램프(1)에서 발생되는 광은 도광판(4)의 일측면 혹은 양측면을 통하여 입사하게 된다. 물론 이때 이용되는 냉음극형광램프는 양측에 구동을 위한 전원을 공급받기 위한 전극을 구비하는데, 양측 모두에 내부 전극을 갖을 수도 있고, 양측 모두에 외부 전극을 갖을 수도 있으며, 일측에는 내부 전극을 타측에는 외부 전극을 갖도록 구성할 수도 있다.
또한, 램프 리플렉터(114)는 램프(112)로부터 발생되는 광을 도광판(120)의 측면 쪽으로 반사시킴으로써 램프(112)에서 발생되는 광의 효율을 향상시키게 된 다.
도광판(120)은 경사진 배면과 수평한 출사면(다른 방법으로, 경사진 출사면과 수평한 배면)을 가지는 패널 형태를 이루도록 아크릴과 같은 플라스틱 계열의 투명한 물질로 형성되어 있으며, 램프(112)로부터 발생한 광이 도광판(120)의 출사면을 경유하여 상부에 안착되는 액정표시패널(300) 쪽으로 진행되도록 한다. 이를 위해 도광판(120)의 배면에는 램프(112)로부터 발생한 광의 진행 방향을 액정표시패널(300) 쪽으로 변환시키기 위하여 확산패턴(미도시)이 미세한 도트 형상으로 인쇄된다.
반사판(130)은 램프 유닛(112)으로부터 발생되어 도광판(120)의 배면으로 진행하는 광 중 확산패턴에 의해 반사되지 않은 광을 다시 도광판(120)의 출사면 쪽으로 반사시킴으로써, 액정표시패널(300)에 입사되는 광의 광손실을 줄임과 동시에 도광판(120)의 출사면으로 투과되는 광의 균일도를 향상시키는 역할을 한다.
도광판(120)의 상부에는 확산시트(140), 제1 집광시트(150), 제2 집광시트(160) 및 보호시트(170)가 순차적으로 적층되는 다수의 광학시트류가 구비되어, 도광판(120)으로부터 반사되어 액정표시패널(300)로 입사되는 광을 광속분포가 균일하도록 확산시키며, 액정표시패널(300)의 평행 평면상에 대하여 수직방향으로 집광시키는 역할을 한다.
보다 상세히는, 확산시트(140)는 도광판(36)으로부터 입사되는 광을 분산시킴으로써 광이 부분적으로 밀집되는 것을 방지한다. 또한, 확산시트(140)는 제1 집광시트(150) 쪽으로 진행하는 광의 방향을 제1 집광시트(150)에 대한 경사각을 줄 이는 역할도 함께 수행한다.
제1 집광시트(150)와 제2 집광시트(160)는 각각 상부면에 삼각기둥 형상의 프리즘이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있으며, 바람직하게는 제1 집광시트(150)는 후술하는 도 3에 도시한 바와 같은 직선형 프리즘시트이고, 제2 집광시트(160)는 후술하는 도 4에 도시한 바와 같은 곡선형 프리즘시트이며, 제1 집광시트(150)의 프리즘 배열과 제2 집광시트(160)의 프리즘 배열은 서로 소정의 각도로 엇갈리도록 배치된다.
동작시, 제1 및 제2 집광시트(150, 160)는 각각 확산시트(140)로부터 확산된 광을 액정표시패널(300) 평면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행하며, 이에 따라 제1 및 제2 집광시트(150, 160)를 통과한 광의 보호시트(170)에 대한 수직 입사성을 확보할 수 있다.
이에 따라서, 제1 및 제2 집광시트(150, 160)를 통과하는 광은 수직하게 진행하게 되어 보호시트(170)상의 휘도 분포는 균일하게 얻어진다.
보호시트(170)는 제2 집광시트(160)의 상부에 배치되어, 제2 집광시트(160)의 표면을 보호하는 역할을 수행한다.
반사편광시트(180)는 보호시트(170)의 상부에 배치되어, 보호시트(170)를 통과한 광 중 특정 방향의 광은 상기 액정표시패널(300)측으로 투과시키고, 나머지 광은 상기 보호시트(170)측으로 반사시켜 광의 리사이클을 통해 광효율을 증대시킨다. 이때, 액정표시패널(300)은 반사편광시트(180)의 상부에 설치된다. 물론 상기한 반사편광시트(180)를 생략할 수도 있으나, 통상적으로 액정 표시 장치의 고휘도 화의 영향으로 여러 가지 휘도 상승용 필름이 많이 사용되므로 본 발명에서는 상기한 반사편광시트(180)를 사용한다. 이러한 반사편광시트(180)는 액정 표시 패널(300)의 편광판에 부착하여 사용할 수도 있고, 편광판과는 별도로 사용할 수도 있다.
램프 유닛(110) 및 도광 유닛(120)을 포함하는 백라이트 어셈블리(300) 및 액정표시패널(300)은 몰드 프레임(200) 내에 안착된다.
몰드 프레임(200)는 백라이트 어셈블리(100) 및 액정표시패널(300)을 수용하여 고정시키는 역할을 수행하며, 다수의 시트들을 구비하는 백라이트 어셈블리가 휘어지는 것을 방지하며, 액정패널의 인쇄회로기판이 접촉되는 부분을 형성하는 다수의 지지부들이 형성되어 있다.
액정 표시 패널(300)은 TFT 스위칭 소자가 격자 배열된 어레이 기판과, 격자 배열된 TFT 스위칭 소자의 배열에 대응하여 RGB 각각의 화소를 정의하는 컬러 필터 기판과, 어레이 기판과 컬러 필터 기판간에 충진된 액정층으로 이루어져, 화상을 디스플레이하는데, 이러한 액정표시패널을 널리 공지되어 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 상기한 도 2의 제1 집광시트를 설명하기 위한 도면으로, 특히 직선형 집광시트를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 직선형 집광시트(150)는 일정 평면 상부에 서로 평행하는 삼각기둥 형상의 프리즘을 갖는다. 이때 형성되는 프리즘은 바닥면과 이루는 제1 빗면의 제1 경사각도와 바닥면과 이루는 제2 빗면의 제2 경사각도는 동일할수도 있 고, 상이할 수도 있다. 또한 특정 프리즘의 제1 경사각도와 인접 프리즘의 제1 경사각도는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있으며, 특정 프리즘의 제2 경사각도와 인접 프리즘의 제2 경사각도는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.
도 4는 상기한 도 2의 제2 집광시트를 설명하기 위한 도면으로, 특히 곡선형 집광시트를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 곡선형 집광시트(160)는 일정 평면 상부에 삼각기둥 형상의 복수의 프리즘들을 포함한다. 상기 복수의 프리즘들 중, 어느 하나의 프리즘 내에서 최저 높이와 최고 높이는 동일하나, 최저 높이와 최고 높이를 연결하는 제1 경사각, 즉 바닥면과 제1 빗면이 이루는 제1 경사각과, 최고 높이와 최저 높이를 연결하는 제2 경사각, 즉 바닥면과 제2 빗면이 이루는 제2 경사각은 서로 다른 각도를 갖는다.
하나의 일례로, 바닥면과 제1 및 제2 빗면을 갖는 삼각기둥 형상의 복수의 프리즘들은 일정 평면 상부에 구비하여 이루어지고, 동일 프리즘 내에서는 제1 및 제2 빗면에 의해 형성된 최고점은 동일 높이를 갖고, 최고점을 연결한 라인은 곡선이며, 특정 프리즘과 이에 인접하는 인접 프리즘간에 형성된 골은 동일 높이를 갖고, 상기 골을 연결한 라인은 직선이다. 즉, 상기 동일 프리즘의 각 영역마다 제1 빗면의 제1 경사각들이 서로 다르고, 상기 제1 빗면과 교차하는 제2 빗면의 제2 격아각들이 서로 다르다. 보다 구체적으로, 상기 동일 프리즘 내에서, A-A'라인을 따라 절단한 단면인 삼각형의 형상은 B-B'라인을 따라 절단한 단면인 삼각형의 형상과 서로 다를 수 있다. 이에 따라, 곡선형 집광시트(160)를 상부에서 관찰하면 프리즘의 정상을 형성하는 라인은 곡선형태를 띄고, 프리즘의 골을 형성하는 라인은 직선형태를 띈다. 상기와 같이, 프리즘의 정상을 형성하는 라인을 곡선 형태로 형성함으로써 동일 프리즘 내로 입사되는 광이라도 상기 동일 프리즘의 각 영역마다 서로 다른 제1 경사각을 갖는 제1 빗면 및 상기 동일 프리즘의 각 영역마다 서로 다른 제2 경사각을 갖는 제2 빗면을 통해 서로 다른 방향으로 출사될 수 있다. 즉, 상기 동일 프리즘 내로 입사되는 광은 산란되어 출사된다.
또한, 다른 하나의 일례로, 바닥면과 제1 및 제2 빗면을 갖는 삼각기둥 형상의 복수의 프리즘들은 일정 평면 상부에 구비하여 이루어지고, 동일 프리즘내에서 제1 및 제2 빗면에 의해 형성된 최고점은 동일 높이를 갖고, 최고점을 연결한 라인은 직선이며, 특정 프리즘과 이에 인접하는 인접 프리즘간에 형성된 골은 동일 높이를 갖고, 골을 연결한 라인은 곡선이다. 이러한 곡선형 집광시트(160)를 상부에서 관찰하면 프리즘의 정상을 형성하는 라인은 직선형태를 띄고, 프리즘의 골을 형성하는 라인은 곡선형태를 된다. 상기와 같이, 프리즘의 골을 형성하는 라인을 곡선 형태로 형성함으로써 동일 프리즘 내로 입사되는 광이라도 상기 동일 프리즘의 각 영역마다 서로 다른 방향으로 출사될 수 있다.
물론 프리즘의 정상을 형성하는 라인뿐만 아니라, 프리즘의 골을 형성하는 라인 모두 곡선 형태로 구현할 수도 있을 것이다.
상기 프리즘의 정상 및/또는 상기 프리즘의 골을 형성하는 라인이 곡선을 갖는 상기 곡선형 집광시트(160)를 통해 출사되는 광의 산란되는 양은, 상기 직선형 집광시트(150)의 프리즘을 통해 출사되는 광의 산라되는 양보다 많다. 산란되는 광의 양이 많아짐에 따라, 상기 곡선형 집광시트(160)는 동일한 면적에 대하여 상기 직선형 집광시트(150)보다 상대적으로 균일하게 광을 분포시켜 출사할 수 있다. 이에 따라, 상기 곡선형 집광시트(160)는 상기 보호시트(170)에 시트움이 발생하더라도, 상기 보호시트(170)의 시트움이 발생한 영역에서의 광간섭을 최소화시킬 수 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 직선형 집광시트에 비해 보다 높은 산란성을 갖는 곡선형 집광시트를 보호시트의 하부에 배치하므로써, 보호시트에 시트움이 발생하더라도 모아레 현상을 제거할 수 있다.

Claims (6)

  1. 광을 발생하는 램프;
    상기 램프로부터 발생된 광의 경로를 가이드하여 출사하는 도광판;
    상기 도광판의 상부에 배치되어, 상기 도광판에 의해 가이드된 광을 확산시키기 위한 확산시트;
    상기 확산시트의 상부에 배치되어, 상기 확산시트에 의해 확산된 광을 상기 확산시트의 평면상에 대하여 제1 방향으로 집광하기 위한 직선형 집광시트;
    상기 직선형 프리즘시트의 상부에 배치되어, 상기 확산시트에 의해 확산된 광을 상기 제1 방향과는 수직한 제2 방향으로 집광하기 위한 곡선형 집광시트; 및
    상기 곡선형 집광시트의 상부에 배치되어, 어레이 기판과 컬러 필터 기판간에 충진된 액정층을 이용하여 상기 곡선형 집광시트를 통해 출사된 광에 응답하여 화상을 디스플레이하는 액정표시패널을 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액정 표시 장치는,
    상기 곡선형 집광시트에 의해 집광된 광 중 특정 방향의 광은 상기 액정표시패널측으로 투과시키고, 나머지 광은 상기 곡선형 집광시트측으로 반사시켜 광의 리사이클을 통해 광효율을 증대시키는 반사편광시트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 곡선형 집광시트는,
    바닥면과 제1 및 제2 빗면을 갖는 삼각기둥 형상의 복수의 프리즘을 일정 평면 상부에 구비하여 이루어지고, 동일 프리즘내에서 상기 제1 및 제2 빗면에 의해 형성된 최고점은 동일 높이를 갖고서 상기 최고점을 연결한 라인은 곡선이며, 특정 프리즘과 이에 인접하는 인접 프리즘간에 형성된 골은 동일 높이를 갖고서 상기 골을 연결한 라인은 직선 또는 곡선인 것을 특징으로 하는 액정표시 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 곡선형 집광시트는,
    바닥면과 제1 및 제2 빗면을 갖는 삼각기둥 형상의 복수의 프리즘을 일정 평면 상부에 구비하여 이루어지고, 동일 프리즘내에서 상기 제1 및 제2 빗면에 의해 형성된 최고점은 동일 높이를 갖고서 상기 최고점을 연결한 라인은 직선이며, 특정 프리즘과 이에 인접하는 인접 프리즘간에 형성된 골은 동일 높이를 갖고서 상기 골을 연결한 라인은 곡선인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 액정 표시 장치는
    상기 곡선형 집광시트의 상부에 배치되어, 상기 곡선형 집광시트의 상면을 보호하기 위한 보호시트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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