KR101438034B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일정하게 배열·형성되어 있는 볼록 형상의 제1광학패턴과 그 제1광학패턴의 사이 사이에서 서로 일정한 간격을 유지하여 비-직선형으로 형성된 제2광학패턴이 형성된 광학부재가 구비되어 있는 액정표시장치에 관련된 것으로서, 화상(畵像)이 구현되는 액정패널과; 상기 액정패널의 하측에서 일정한 배열로 구비되어 빛을 제공하는 다수 개의 램프와; 상기 액정패널과 램프의 사이에 배치되고, 일정한 배열을 이루어 형성되어 상기 램프로부터 제공되는 빛을 확산시키는 볼록 형상의 제1광학패턴과 상기 제1광학패턴의 사이에서 비-직선형으로 형성되어 상기 램프로부터의 빛을 집광시키는 제2광학패턴이 형성된 광학부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
시야각, 프리즘패턴, 구형렌즈

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)에 관한 것으로서, 더 자세하게는 일정하게 배열·형성되어 있는 볼록 형상의 제1광학패턴과 그 제1광학패턴의 사이 사이에서 서로 일정한 간격을 유지하여 비-직선형으로 형성된 제2광학패턴이 형성된 광학부재가 구비되어 있는 액정표시장치에 관련된다.
일반적으로 LCD는 매트릭스 형태로 배열된 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 광 빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하는 것으로 알려져 있다. 그리고 최근 들어서는 경량, 박형 및 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지는 추세에 있고, 이와 같은 경향에 따라 현재에는 사무자동화기기, 오디오/비디오 기기 등 다양한 분야에 이용되고 있다.
그러나 LCD는 스스로 빛을 내는 자발광 표시장치가 아닌 이유로 인해 백라이트장치로부터 광을 제공받게 되는 문제점 또한 내재하고 있다. 이로 인해 광을 제공하는 광원으로는 냉음극관(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL) 등이 사용되고 있는데, 여기에서 CCFL은 음극표면에 강한 전계가 가해지기 때문에 일어나는 전자방출인 냉음극방출 현상을 이용한 광원 관으로서 저발열, 고휘도, 오랜 수명, 풀 컬러화(full color) 등에 용이한 것으로 알려져 있다. 따라서 이러한 CCFL을 이용한 액정표시장치는 대형화 추세에 따라 다수의 CCFL을 이용한 직하형 백라이트장치를 사용하게 된다.
도 1은 종래 기술에 다른 직하형 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 하부커버(10)상에는 광원인 다수개의 램프(20)들로부터 빛을 전면으로 반사하기 위한 반사판(12)이 부착되어 있고, 그 위로는 소정의 고정부재, 즉 사이드 서포트(30)(side support)에 의하여 다수개의 램프(20)들이 배열, 고정된다. 물론 램프(20)의 양측 전극부는 2개의 램프(20)를 기본 단위로 하여 램프(20)의 솔더링(soldering) 부위를 보호하는 하나의 고무 홀더(미도시)를 사용하고 있고, 이것은 다시 사이드 서포트(30)의 내부에 실장되어 전체적으로는 하부커버(10)상에 고정된다.
그리고 이 램프(20)들로부터 반사판(12)을 통해 반사된 빛들을 전면(全面)으로 균일하게 분산시키기 위한 확산판(미도시) 및 기타 광학적 보완 기능을 담당하는 보호 시트 등의 광학 시트(44, 46)들이 적재된다. 이때, 프리즘 시트와 같은 광학시트(44)는 시야각을 개선하기 위하여 프리즘 패턴(45)상에 랜덤(random)하게 형성되어 있는 렌즈(45a)를 포함한다.
이와 같이 광학 시트(44, 46)까지의 적재과정이 끝나게 되면, 이어서는 액정표시장치의 전체적 힘의 균형을 유지하기 위한 메인 서포트(50)가 체결된다. 이때, 메인 서포트(50)는 상측면에 액정패널(60)이 적재되는 것을 감안하여 서로 단차를 이루어 형성된다.
상기 메인 서포트(30)상에는 액정패널(60)이 적재된다. 이러한 액정패널(60)은 많은 단위 공정에 위하여 이루어진다. 다시 말해 이것은 각 단위 화소마다 스위칭소자로서 박막 트랜지스터가 배열되어 있는 어레이 기판과, 이에 대응하여 컬러를 표현하는 컬러필터가 형성된 컬러필터기판 및 이 두 기판 사이에 주입되는 액정을 포함하여 구성된다.
그리고 액정패널(60)의 외곽 및 메인 서포트(50)의 측면을 감싸는 상부 커버(70)는 별도의 체결방식을 통하여 하부 커버(10)에 체결된다.
그런데, 상기에서와 같이 시야각을 개선하기 위하여 광학시트의 프리즘 패턴상에 볼록 렌즈를 랜덤(random)하게 형성하게 되면 프리즘 패턴에 의한 집광기능이 렌즈의 확산기능에 비하여 우세하게 나타나게 된다.
이는 다시 말해, 정면 휘도는 상승하는 반면 상하 시야각이 여전히 저하되는 문제점이 발생하게 된다.
이때, 이와 같은 시야각 문제를 개선하기 위하여 별도의 보호시트 등으로 이루어지는 광학시트를 추가적으로 구비하게 됨으로써 비용이 증가하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 휘도 균일도를 유지하면서 아울러 시야각 손실이 발생하지 않는 광학 패턴이 형성된 광학부재가 구비된 액정표시장치를 제공함에 있다.
상기의 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는 화상이 구현되는 액정패널과; 상기 액정패널의 하측에서 일정하게 배열·구비되어 빛을 제공하는 다수 개의 램프와; 상기 액정패널과 램프의 사이에 배치되고, 일정하게 배열·형성되어 상기 램프로부터 제공되는 빛을 확산시키는 볼록 형상의 제1광학패턴과 상기 제1광학패턴의 사이에서 비-직선형으로 형성되어 상기 램프로부터의 빛을 집광시키는 제2광학패턴이 형성된 광학부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기의 구성 결과, 본 발명은 광학부재상에 광의 확산기능을 하는 볼록 형상 등의 제1광학패턴과 광의 집광기능을 하는 프리즘 패턴 등의 제2광학패턴이 적절하게 배치·형성됨으로써 시야각의 손실 없이 휘도 균일도를 개선할 수 있다.
또한, 시야각을 개선하기 위하여 별도로 구비되던 종래의 보호시트를 사용하지 않게 됨으로써 그에 따른 비용을 줄일 수 있을 것이다.
이하, 도면을 참조하여 상기 구성에 대하여 좀더 구체적으로 살펴보고자 한 다.
도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 광학 부재를 나타내는 사시도이며, 도 4는 도 3의 절단선(I-I`)을 따라 본 절단면도이다.
도 2, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 화상이 구현되는 액정패널(150)과, 상기 액정패널(150)의 하측에서 일정한 간격을 두고 배열되어 상기 액정패널(150)에 빛을 제공하는 다수개의 램프(120)와, 상기 액정패널(150)과 램프(120)의 사이에 구비되고 일정한 간격으로 배열·형성되어 램프(120)로부터 제공된 빛을 확산시키는 구형의 렌즈 등과 같은 제1광학패턴(135b)과 그 제1광학패턴(135b)의 사이에서 비-직선형으로 형성되어 램프(120)로부터 제공된 빛을 집광시키는 프리즘 패턴 등의 제2광학패턴(135c)이 형성된 광학부재(135)를 포함하여 구성되어 있다.
먼저, 알루미늄(Al) 혹은 전기아연도금강판(EGI) 등을 재질로 하는 하부커버(100)의 양 측벽(혹은 별도의 고정수단)으로는 외부의 제1인버터 및 제2인버터로부터 교류 고전압을 인가받아 램프(120)를 구동시키기 위한 밸런스 PCB(101, 103)가 수직하게 구비되어 있다.
예컨대 이러한 밸런스 PCB(101, 103)는 외부의 제1인버터 및 제2인버터로부터 교류 고전압이 인가되는 커넥터(101a, 103a), 그리고 교류 고전압을 인가받아 안정된 전류를 제공하도록 패턴으로 형성된 밸러스트 커패시터(101b, 103b) 및 그 밸러스트 전류가 안정적으로 램프(120)로 유입될 수 있도록 도전성을 가짐과 동시 에 다수개의 램프(120)들이 용이하게 배열하여 체결되도록 PCB(Printed Circuit Board)에 대하여 L자 형상을 이루는 램프소켓(101c, 103c)이 구성되어 있다.
그리고 양측에 수직하게 구비되는 밸런스 PCB(101, 103)의 가운데 영역에 해당되는 하부커버(100)상에는 반사판(105)이 부착되어 있다. 물론 반사판(105)의 재질은 백색 폴리에스테르 필름이나 금속(Ag, Al) 등이 코팅된 필름이 사용될 수 있는데, 그 반사판(105)에서의 가시광의 광 반사율은 90~97%정도이며 코팅된 필름이 두꺼울수록 반사율이 높게 된다.
실질적으로 하부커버(100)의 양측으로 수직하게 구비되는 밸런스 PCB(101, 103)가 차지하는 면적이 크지 않기 때문에 하부커버(100)상에 반사판(105)을 먼저 부착한 후, 그 양측으로 밸런스 PCB(101, 103)를 수직하게 구비시키는 것도 얼마든지 가능할 것이다.
이어 양측의 밸런스 PCB(101, 103)상에 배열·고정되어 상측 방향으로 L자 형상을 이루어 굽어 있는 램프소켓(101c, 103c)에는 다수 개의 램프(120)들이 체결되어 있다. 이때, 보통 램프소켓(101c, 103c)에 체결되는 램프(120)와 그 램프(120)의 배면으로 위치하는 반사판(105)의 거리는 5㎜정도의 범위 이내에서 일정하게 유지될 수 있다. 가령, 램프(120)와 반사판(105)간 거리가 5㎜를 초과하는 경우에는 이후 상측으로 체결되는 광학 시트(미도시)에 영향을 미쳐 열에 의한 주름 현상을 야기할 수 있기 때문이다.
따라서, 이와 같은 반사판(105)과 램프(120)간 이격 거리를 조절하기 위하여는 하부커버(100)의 양측으로 수직하게 구비되는 밸런스 PCB(101, 103)의 높이를 조절하여 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 램프소켓(101c, 103c) 자체가 이루는 소정각도를 조절함으로써 위와 같은 문제를 얼마든지 극복할 수 있다.
예컨대 램프(120)의 체결에 불편함을 느끼지 않는 범위 내에서 램프소켓(101c, 103c)의 형상을 자유롭게 구부려 형성할 수도 있는데, 대표적으로 "C"자 형상이나 "V"자 형상을 들 수 있다. 이때 물론 일측 끝단은 밸런스 PCB(101, 103)상에 고정되고, 나머지 일측 끝단은 램프(120)가 체결되는 홀더부가 될 것이다.
그리고, 도면에서와 같이 양측의 밸런스 PCB(101, 103)상에 고정되는 "L"자 형상의 램프소켓(101c, 103c)에는 다수개의 램프(120)들이 직렬로 배열(array)되어 체결되어 있는데, 여기에서의 램프(120)는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp) 및 EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
이어, 하부커버(100)의 양측에 구비되어 있는 램프소켓(101c, 103c)이 고정된 밸런스 PCB(101, 103)를 외부로부터 보호하기 위한 소정의 고정부재, 즉 사이드 서포트(130)가 구비되어 있다. 여기에서 프레스 가공에 의하여 제조되는 사이드 서포트(130)의 프레임은 소정각도로 경사져 하부커버(100)와 접촉하는 부위에 램프(120)를 배열·고정하기 위한 반원 형상의 램프 고정부(미표기)를 갖는 경사 프레임(미표기)과 그 경사 프레임에 소정간격 이격되어 수직한 방향으로 형성되는 수직 프레임(미표기) 및 두 프레임의 상측에서 서로 연장되어 수평하게 형성되는 상측 프레임(미표기)으로 구성되어 있다.
이때, 사이드 서포트(130)의 수직 프레임은 가령 하부 커버(100)의 양 측벽과 밸런스 PCB(101, 103)의 사이로 체결될 수 있다. 따라서 외부의 제1인버터 및 제2인버터로부터 교류 고전압이 인가되는 커넥터(101a)가 외부로 돌출되기 위하여는 수직 프레임의 일부 영역에 관통홀이 추가적으로 형성될 것이다.
또한, 하부커버(100)의 양측에 구비되어 있는 사이드 서포트(130)상에는 양측 가장자리영역이 지지되어 램프(120)의 상측에 배치되는 광학부재(135)가 구비되어 있다. 이때, 광학부재(135)는 폴리 계열의 베이스 필름(135a)과, 상기 베이스 필름(135a)상에 일정한 간격을 두고 배열·형성되어 램프(120)로부터의 빛을 확산시키는 구형의 렌즈로 이루어진 제1광학패턴(135b)과, 상기 제1광학패턴(135b)의 사이사이에서 비-직선형으로 형성되되, 서로 일정한 간격을 유지하여 형성되고 램프(120)로부터 빛을 집광시키는 프리즘 패턴 등의 제2광학패턴(135c)으로 구성되어 있다. 여기서, 제2광학패턴(135c)은 사다리꼴 형상을 이루는 것이 바람직하다.
예컨대, 상기의 제2광학패턴(135c)은 베이스 필름(135a)의 성형시 프레스 가공에 의하여 동시에 형성될 수 있고, 또 베이스 필름(135a)상에는 구형의 렌즈로 이루어진 제1광학패턴(135b)을 형성하기 위한 반원의 오목부가 동시에 형성될 수 있다. 이와 같이, 오목부를 형성한 베이스 필름(135a)상에 구형 렌즈로 이루어진 제1광학패턴(135b)이 형성된다. 좀더 구체적으로 말해, 베이스 필름(135a)상에 PET(polyethylene), PC(polycarbonate) 혹은 PMMA(Polymethyl Methacrylate) 등의 수지를 도포하고 난 후, 회절 마스크를 적용한 포토리소그라피 공정을 수행하게 되면 베이스 필름(135a)의 오목부에서 타원형의 엠보싱 형상을 갖는 제1광학패턴(135b)이 형성될 수 있다.
이와 같은 과정을 통해, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 광학부재(135) 는 제1영역 및 제2영역에서 사다리꼴 형상을 이루는 제2광학패턴(135c)이 제1광학패턴(135b)을 기준으로 서로 다른 방향에 위치하게 됨으로써 제1광학패턴(135b)을 통해 확산된 빛은 인접하는 제2광학패턴(135c)에 입사되어 집광되는 효과가 부수적으로 발생하게 되고, 그 결과 제1영역과 제2영역에서 제2광학패턴(135c)을 통해 특정 부위에서 빛이 집중되어 밝게 나타나는 휘선이 방지될 수 있다. 이때 사다리꼴 형상의 제2광학패턴(135c)은 삼각 형상의 프리즘 패턴에 비하여 빛이 집중되는 현상을 다소 줄여줄 수 있게 된다.
이와 같은 광학부재(135)상에는 액정표시장치에서의 전체적 힘의 균형을 유지하기 위한 메인 서포트(140)가 체결되어 있다. 물론 여기에서의 메인 서포트(140)는 전면(前面)(혹은 상측)으로 액정패널(150)이 적재될 수 있도록 소정의 단차를 이루어 형성되어 있고, 또 램프(120)로부터 빛을 제공받아 액정패널(150)에 영상이 구현되도록 하기 위하여 그 가운데 영역이 개방되어 대략 사각 테 형상을 이루고 있다.
상기 메인 서포트(140)상에는 액정패널(150)이 적재되어 있다. 이러한 액정패널(150)은 많은 단위 공정으로 이루어지는데, 스위칭소자로서 각 단위 화소마다 박막트랜지스터가 배열되어 있는 어레이기판과, 이에 대응하여 컬러를 표현하는 컬러필터가 형성된 컬러필터기판, 그리고 이 두 기판 사이에 주입되는 액정을 포함하여 구성되어 있다.
그리고 상부 커버(160)는 액정패널(150)의 4면 가장자리와 메인 서포트(140)의 측면을 감싸면서 후크(hook) 구조 등에 의해 하부 커버(100)에 체결된다.
도 1은 종래기술에 따른 액정표시장치의 분해 사시도
도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치의 분해 사시도
도 3은 도 2의 광학 부재를 나타내는 사시도
도 4는 도 3의 절단선(I-I`)을 따라 본 절단면도

Claims (7)

  1. 화상(畵像)이 구현되는 액정패널;
    상기 액정패널의 하측에서 일정한 배열로 구비되어 빛을 제공하는 다수 개의 램프;
    상기 액정패널과 램프의 사이에 배치되고, 베이스 필름상에 일정한 배열을 이루어 형성되어 상기 램프로부터 제공되는 빛을 확산시키는 구형 또는 반원형의 렌즈 타입으로 이루어진 복수의 제1광학패턴과,
    상기 복수의 제1광학패턴들의 사이에서 비-직선형으로 서로 일정한 간격을 이루며 단면이 사다리꼴 형상으로 형성되어 상기 제1 광학패턴으로부터 확산된 빛을 집광시키는 제2광학패턴이 형성된 폴리계열의 베이스 필름으로 이루어지는 광학부재를 포함하고,
    상기 복수의 제1 광학패턴들은 서로 동일 형상으로 형성되는 액정표시장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2광학패턴은 사다리꼴 형상의 프리즘패턴인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
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KR100697613B1 (ko) 2006-06-22 2007-03-22 주식회사 엘지에스 광학필름 및 이를 이용한 면광원 장치
JP2007304564A (ja) * 2006-05-08 2007-11-22 Mirae Nanotech Co Ltd 光学シート及び前記光学シートを含むバックライトアセンブリー

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