KR101140048B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광원으로부터 발생된 열이 액정패널에 전달되는 것을 방지하기 위한 액정표시장치에 관한 것으로, 액정패널; 상기 액정패널에 광을 공급하는 광원; 상기 광원과 액정패널 사이에 배치되어 상기 광원으로부터 발생되는 열이 액정패널로 전달되는 것을 차단하는 열차단필름을 포함하여 구성된 액정표시장치를 제공한다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명에 의한 에지방식의 액정표시장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 의한 직하방식의 액정표시장치를 나타낸 도면.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
110,210: 액정패널 142,242: 램프
145,245: 확산판 147,247: 보호필름
148,248: 반사판 150,250: 열차단필름
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display)에 관한 것으로, 백라이트로부터 발생된 열이 액정패널로 전달되는 것을 차단하여 액정패널의 표시품위를 향상시킬 수 있도록 한 액정표시장치에 관한 것입니다.
일반적으로 액정표시장치는 서로 대향하는 박막트랜지스터 어레이(Thin Film Transistor Array)기판과 컬러필터(Color Filter)기판이 일정한 간격을 두고 합착되고, 상기 박막트랜지스터 어레이기판과 컬러필터기판이 합착된 일정한 공간에 구비된 액정층으로 구성된 액정패널(Liquid Crystal Display Panel)과, 상기 액정패 널을 구동시키는 구동부 및 상기 액정패널에 빛을 공급하는 백라이트유닛을 포함하여 구성된다.
상기 박막트랜지스터 어레이기판에는 종으로 일정한 이격으로 배열되는 복수의 데이터라인과, 횡으로 일정한 이격으로 배열되는 복수의 게이트라인이 서로 교차하고, 그 교차하여 구획되는 영역에는 화소가 정의되는데, 상기 화소는 매트릭스 (Matrix)형태로 배열된다.
그리고, 상기 컬러필터기판에는 상기 화소들이 대응하는 위치에 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터층이 형성되며, 상기 컬러필터층 사이로 빛이 새는 것을 방지하고, 상기 화소를 통과하는 빛의 색간섭을 방지하기 위해 상기 컬러필터층 사이에는 블랙매트릭스(Black Matrix)가 형성된다.
상기 컬러필터기판 및 박막트랜지스터 어레이기판의 대향하는 내측 면에는 각각 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가한다. 이때, 화소전극은 박막트랜지스터 어레이기판 상에 화소별로 형성되는 반면에 공통전극은 컬러필터기판의 전면에 일체화되어 형성된다. 따라서, 공통전극에 전압을 인가한 상태에서 화소전극에 인가되는 전압을 제어함으로써, 액정층의 액정분자들의 배열상태를 변화시켜 화소들의 광투과율을 개별적으로 조절할 수 있게 된다.
상기 백라이트유닛은 자체적으로 발광하지 못하는 액정표시장치에 빛을 공급하는데, 상기 백라이트유닛으로부터 발산된 빛이 액정층을 통과할때, 액정들의 배열상태에 의해 광투과율이 결정되어 화상이 표시된다.
백라이트유닛은 광원으로 사용되는 램프의 위치에 따라 에지방식과 직하방식 으로 구분된다.
에지방식은 램프가 액정패널의 일측면 또는 양측면에 배치되어, 램프로부터 발생된 광을 도광판에 의해 액정패널의 화면전체에 투사시키는 방식이다.
그리고, 직하방식은 액정패널의 크기가 20인치 이상으로 대형화되기 시작하면서 중점적으로 개발되기 시작한 것으로, 확산판의 하부면에 복수개의 형광램프를 일렬로 배열시켜 액정패널의 전면에 빛을 직접조사하는 방식이다. 이러한, 직하방식은 에지방식에 비해 광의 이용효율이 높기 때문에 고휘도를 요구하는 대화면 액정표시장치에 주로 사용된다.
그리고, 상기 광원으로는 냉음극형광램프(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp), 열음극형광램프(HCFL: Hot Cathode Fluorescent Lamp), EL(Electro Luminescence), LED(Light Emitting Diode)등이 사용되고 있으며, 이중에서도, 적력소모가 적은 냉음극형광램프 및 LED램프가 많이 사용되고 있다.
상기한 바와 같이 구성된 액정표시장치는 광원으로부터 발생된 열이 액정패널에 전달되어 액정패널의 품위를 저하시키는 문제가 발생된다. 즉, 광원 근방의 액정패널부분과 광원과 먼거리에 위치한 액정패널 부분 사이에 온도차가 발생하게 된다. 이와 같이 액정패널영역에 위치마다 온도차가 발생될때, 액정패널은 불규칙한 표시밀도를 갖게되어 그 화질이 저하된다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 광원에서 액정패널로 방사되는 열의 전달을 방지하 여 액정패널의 표시품위를 향상시킬 수 있는 액정표시장치를 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 액정패널; 상기 액정패널에 광을 공급하는 광원; 상기 광원과 액정패널 사이에 배치되어 상기 광원으로부터 발생되는 열이 액정패널로 전달되는 것을 차단하는 열차단필름을 포함하여 구성된 액정표시장치를 제공한다.
상기 열차단필름은 적외선 반사필름이며, 상기 광원과 액정패널 사이에 구비되어 액정패널에 공급되는 광효율을 향상시키는 광학시트를 더 포함하여 구성된다.
이때, 상기 광학시트는, 상기 광원의 측면에 배치되어 상기 광원으로부터 발생된 광을 액정패널 방향으로 안내하는 도광판; 상기 도광판을 통해 조사되는 광이 액정패널 방향으로 균일하게 진행하도록 하는 프리즘시트; 상기 프리즘시트를 통해 조사되는 광을 분산키는 확산판; 및 상기 확산판을 보호하는 보호필름을 포함하여 구성된다. 또는, 상기 광학시트는, 복수의 광원을 수용하고, 상기 광원으로부터 발생된 광을 액정패널 방향으로 반사시키는 반사판; 상기 광원 상부에 반사판으로부터 반사된 광이 액정패널 방향으로 균일하게 진행하도록 하는 프리즘시트; 상기 프리즘시트를 통해 조사되는 광을 분산시키는 확산판; 및 상기 확산판을 보호하는 보호필름을 포함하여 구성될 수도 있다.
이때, 상기 보호필름은 적외선 반사물질이 코팅된 열차단필름일 수도 있으며, 상기 도광판과 상기 프리즘시트 사이에 또는 액정패널과 보호필름 사이에 별도의 열차단필름이 개재되어 있을 수도 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 광원과 액정패널 사이에 적외선을 반사시키는 열차단필름을 추가로 배치시킴으로써, 광원으로부터 발생된 열이 액정패널로 전달되는 것을 차단한다. 이때, 상기 열차단필름은 도광판과 광학시트 사이에 개재하거나, 광학시트와 액정패널 사이에 개재할 수 있다. 또한, 상기 열차단필름은 광학시트들 내부의 어느위치에나 개재할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 열차단필름의 위치를 특정위치에 한정하지 않고, 액정패널의 하부라면, 어느위치든 가능하다.
이하, 첨부한 도면을 통해 본 발명에 의한 액정표시장치에 대하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 것으로, 도 1은 에지방식에 의한 액정표시장치를 나타낸 것이고, 도 2는 직하방식에 의한 액정표시장치를 각각 나타낸 것이다.
에지방식과 직하방식은 광원으로 사용되는 램프의 위치에 따라 구분되는 것으로, 도 1 및 도 2에 도시된 각각의 실시예는 램프의 위치를 제외한 모든 구성요소가 동일하다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 에지방식에 따른 본 발명의 액정표시장치(100)는 램프(142)로부터 발생된 빛을 안내하기 위한 도광판(115)과 상기 램프(142)를 감싸는 형태로 도광판(115)의 측면에 설치되는 램프하우징(143)을 구비한다. 여기서, 램프(142)는 주로 냉음극관이 사용된다.
상기 램프(142)에서 발생된 빛은 도광판(115)의 측면 쪽으로 입사되며, 상기 램프하우징(143)의 내면 표면은 빛을 반사시킬 수 있도록 처리되어, 램프(142)로부 터 발생된 빛을 도광판(115)의 측면 쪽으로 반사시킴으로써, 램프(142)에서 발생된 빛의 이용률을 향상시키게 된다.
한편, 상기 도광판(115)은 경사진 하면과 수평한 상면(또는, 경사진 상면과 수평한 하면)의 패널 형태를 갖도록 PMMA와 같은 플라스틱 계열의 투명한 물질로 형성되며, 그 도광판(115)의 경사진 면은 빛을 균일하게 반사시키기 위하여 다수의 도트(dot)나 V형태의 홈이 구비됨에 따라 램프(142)로부터 발생된 빛이 상면을 경유하여 위쪽으로 균일하게 진행되도록 한다.
그리고, 상기 도광판(115)의 아래쪽에는 반사판(148)이 설치되고, 위쪽에는 확산판(145), 제1 및 제2프리즘 시트들(146a,146b), 그리고 보호필름(147)이 순차적으로 설치된다. 여기서, 반사판(148)은 도광판(115)의 하면을 통해 아래쪽으로 투과되는 빛을 다시 도광판(115)쪽으로 반사시킴으로써, 빛의 손실을 줄임과 아울러 도광판(115)의 위쪽으로 투과되는 빛의 균일도를 향상시키는데 기여한다.
따라서, 상기 도광판(115)은 반사판(148)과 함께 램프(142)로부터 발생된 빛을 위쪽방향으로 안내하게 된다.
그리고, 상기 도광판(115)과 제1프리즘시트(146a) 사이에 설치된 확산판(145)은 도광판(115)로부터 입사되는 빛을 분산시킴으로써, 빛의 부분적인 밀집으로 인한 얼룩이 발생되지 않도록 한다. 또한, 확산판(145)은 제1프리즘시트(146a)쪽으로 진행하는 빛의 방향을 수직하게 일으켜 세우는 역할도 수행한다.
그리고, 상기 제1프리즘시트(146a)는 평평한 하면과 전후방향으로 주름진 주름면을 갖는 반면에, 제2프리즘 시트(146b)는 평평한 하면과 좌우방향으로 주름진 주름면을 갖는다. 따라서, 제1프리즘 시트(146a)는 제2프리즘시트(146b)쪽으로 진행하는 빛을 전후방향에서 집광하고, 제2프리즘시트(146b)는 보호필름(147)쪽으로 진행하는 빛을 좌우방향에서 집광함으로써, 결과적으로 확산판(145)으로부터 보호필름(147)쪽으로 진행되는 빛을 일으켜 세워 수직하게 진행될 수 있도록 한다.
이에 따라, 상기 제1 및 제2프리즘시트들(146a,146b)을 통과하는 빛은 수직하게 진행되어 보호필름(147)의 전표면에 대하여 균일하게 분포하게 됨으로써, 휘도가 향상된다.
그리고, 상기 보호필름(147)는 백라이트 어셈블리의 최상층에 형성되어, 먼지나 긁힘(scratch)에 민감한 하부 시트들을 보호하고, 백라이트 어셈블리만을 운반하는 경우에 하부 시트들의 유동을 방지하는 역할을 하며, 그 외에 빛의 분포가 보다 균일해지도록 빛을 확산시키는 특성을 갖도록 할 수 있다.
또한, 상기 보호필름(147) 상부에는 상기 램프(142)로부터 발생되는 광의 적외선 파장대를 반사시켜 적외선 영역이 액정패널(110)로 전달되는 것을 차단하는 열차단필름(150)이 배치되어 있다. 상기 열차단필름(150)은 적외선 반사물질이 코팅된 적외선 반사필름으로, 상기 램프(142)로부터 발생된 열이 액정패널(110)도 전달되는 것을 차단하는 역할을 한다. 이때, 상기 열차단필름(150)은 상기 보호필름(147)과 액정패널(110) 사이 뿐만 아니라, 도광판(115)과 확산판(145) 사이 또는 확산판(145)과 제1프리즘시트(146a) 사이에 개재될 수도 있다.
한편, 상기 열차단필름(150)을 별도로 구성하지 않고, 상기 보호필름(147)에 적외선 파장대만 선택적으로 반사시키는 적외선 반사물질을 코팅할 수도 있다. 즉, 상기 보호필름(147)은 프리즘시트를 보호함과 동시에 램프로부터 발생된 열이 액정패널(110)로 전달되는 것을 방지하는 열차단 역할을 동시에 수행할 수도 있다.
상기 램프(142), 램프하우징(143), 도광판(115) 및 확산판(145)과 제1,2프리즘시트(146a,146b)의 광학시트와 열차단필름(150) 및 보호필름(147)은 메인지지대(120)에 안착되어 보호되며, 상기 램프하우징(143), 도광판(115) 및 메인지지대(120)의 하부를 보호하며, 지지하는 하부커버(117)가 구성되어 있다.
그리고, 상기 하부커버(117)의 측면과 결합되는 탑케이스(top case, 119)가 설치하여 상기 액정패널(110)의 상면 가장자리 전체를 눌러 고정시킨다. 액정패널(110)은 컬러필터기판(110a)과 박막트랜지스터기판(110b)이 일정한 간격을 두고 합착되며, 합착된 공간에 액정층이 형성되어 구성된다. 그리고, 액정패널(110)의 양면에는 편광판(미도시)이 부착되어 있다.
또한, 상기 컬러필터기판(110a)의 배면에는 투명도전막(111)이 형성되는데, 상기 투명도전막(111)은 액정패널(110) 상에 형성되는 정전기를 외부로 방출시키기 위한 것으로, 전도성테이프(118)에 의해 탑케이스(119) 및 하부커버(117)의 일부와 접촉하게 된다. 따라서, 액정패널(110)에 발생한 정전기는 투명도전층(111)에서 전도성테이프(118)를 통해 탑케이스(119)와 하부커버(117)에 인가되어 접지된다.
한편, 상기한 바와 같이 구성된 액정표시장치를 실제 시스템에 적용하기 위해 상기 탑케이스(119), 광학시트 및 메인지지대(120)를 포함하는 기구물들이 베젤(125)에 의해 커버되며, 상기 베젤(125)은 절연성 재질로 이루어진다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 액정패널과 광학시트 사이에 열차단필름을 개 재하여 상기 램프로부터 발생되는 열이 액정패널에 전달되는 것을 방지한다.
또한, 본 발명은 에지방식 이외에도, 확산판의 하부면에 복수개의 램프를 일렬로 배열시켜 액정패널의 전면에 빛을 직접조사하는 직하방식도 가능하다.
도 2는 직하방식에 의한 본 발명의 액정표시장치를 나타낸 것으로, 도면에 도시된 바와 같이, 직하방식에 의한 액정표시장치(200)는 일정한 간격으로 배열된 복수의 램프(242)와, 상기 램프(242)를 수용하며, 상기 램프(242)로부터 발생된 광을 액정패널(210) 방향으로 반사시키는 반사판(248)과, 상기 램프(242)와 액정패널(210) 사이에 개재되어 광효율을 향상시키는 광학시트 및 액정패널(210)로 구성된다.
상기 광학시트는 확산판(245)과 제1,2프리즘시트(246a,246b) 및 보호필름(247)으로 구성되며, 상기 보호필름(247) 상부에는 상기 램프(242)로부터 발생된 열을 반사시켜, 액정패널(210)로 전달되는 것을 방지하는 열차단필름(250)이 구성되어 있다.
상기 열차단필름(250)은 도면에 도시된 바와 같이, 보호필름(247) 상에 형성될 수 있으나, 광학시트들 사이에도 형성될 수 있다. 즉, 상기 열차단필름(250)은 램프(242)와 확산판(245) 사이 또는, 확산판(245)과 프리즘시트(246a,246b) 사이 또는, 프리즘시트(246a,246b)와 보호필름(247) 사이에 형성될 수 있다. 여기서, 열차단필름(250)은 적외선 반사물질이 코팅된 것으로, 상기 보호필름(247)이 열차단 역할을 대신할 수도 있다. 즉, 열차단필름을 별도로 구성하지 않고, 상기 보호필름(247)에 적외선 반사물질을 코팅하여, 보호필름(247)이 광학시트를 보호하는 역할 이외에도, 열차단 역할을 하도록 할 수 있다.
한편, 상기 램프(242), 확산판(245), 제1,2프리즘시트(246a,246b), 보호필름(247) 및 열차단필름(250)은 메인지지대(220)에 안착되어 보호되며, 메인지지대(220)의 하부를 보호하며, 지지하는 하부커버(217)가 구성되어 있다.
이때에도, 상기 하부커버(217)의 측면과 결합되는 탑케이스(top case, 219)가 설치하여 상기 액정패널(210)의 상면 가장자리 전체를 눌러 고정시킨다. 액정패널(210)은 컬러필터기판(210a)과 박막트랜지스터기판(210b)이 일정한 간격을 두고 합착되며, 합착된 공간에 액정층이 형성되어 구성된다. 그리고, 액정패널(210)의 양면에는 편광판(미도시)이 부착되어 있으며, 상기 컬러필터기판(210a)의 배면에 형성된 투명도전막(211)은 액정패널(210) 상에 형성되는 정전기를 외부로 방출시키기 위한 것으로, 전도성테이프(218)에 의해 탑케이스(219) 및 하부커버(217)의 일부와 접촉하게 된다. 그리고, 상기 탑케이스(219), 광학시트 및 메인지지대(220)를 포함하는 기구물들이 절연성 재질로 이루어진 베젤(225)에 의해 커버된다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 광원으로부터 발생된 열이 액정패널로 전달되는 것을 차단할 수 있는 액정표시장치를 제공한다. 즉, 본 발명은 액정패널과 광원 사이에 적외선을 반사시킬 수 있는 적외선 반사필름을 구성함으로써, 액정패널에 열이 전달되는 것을 차단하여, 열에 의한 액정패널의 화질저하를 방지한다. 이때, 상기 적외선 반사필름은 액정패널과 광원 사이라면 어느 위치에든 형성될 수 있으며, 특히, 광학시트를 보호는 보호필름을 적외선 반사필름으로 형성할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 액정패널과 광원 사이에 열차단필름을 형성함으로써, 램프로부터 발생된 열이 액정패널로 전달되는 것을 차단하여, 액정패널의 표시품위를 향상시킬 수가 있다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 액정패널;
    상기 액정패널에 광을 공급하는 광원;
    상기 광원과 액정패널 사이에 구비되어 액정패널에 공급되는 광효율을 향상시키는 광학시트를 포함하고,
    상기 광학시트는,
    상기 광원의 측면에 배치되어 상기 광원으로부터 발생된 광을 액정패널 방향으로 안내하는 도광판;
    상기 도광판을 통해 조사되는 광이 액정패널 방향으로 균일하게 진행하도록 하는 프리즘시트;
    상기 프리즘시트를 통해 조사되는 광을 분산키는 확산판; 및
    상기 확산판을 보호하고, 적외선 반사물질이 코팅되어 입사되는 광의 적외선 파장대를 반사시키는 보호필름을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 액정패널;
    상기 액정패널에 광을 공급하는 광원;
    상기 광원과 액정패널 사이에 구비되어 액정패널에 공급되는 광효율을 향상시키는 광학시트를 포함하고,
    상기 광학시트는,
    복수의 광원을 수용하고, 상기 광원으로부터 발생된 광을 액정패널 방향으로 반사시키는 반사판;
    상기 광원 상부에 반사판으로부터 반사된 광이 액정패널 방향으로 균일하게 진행하도록 하는 프리즘시트;
    상기 프리즘시트를 통해 조사되는 광을 분산시키는 확산판; 및
    상기 확산판을 보호하고, 적외선 반사물질이 코팅되어 입사되는 광의 적외선 파장대를 반사시키는 보호필름을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
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