KR101744873B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 LED를 광원으로 사용하는 액정표시장치의 핫스팟 및 LED 무라 현상을 방지할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 서로 이웃하는 LED로부터 출사되는 빛이 서로 중첩 및 혼합되는 영역에 대응하는 PCB 상에 명도조절필름을 형성하는 것이다.
이를 통해, 핫스팟 현상이 발생하는 것을 방지하게 되며, 이를 통해 LED 무라 현상이 발생하는 것을 방지하게 되며, 나아가 휘도 불균일에 따른 액정표시장치의 표시품질의 저하가 발생하는 것을 방지하게 된다.

Description

액정표시장치{Liquid crystal display device}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 LED를 광원으로 사용하는 액정표시장치의 핫스팟 및 LED 무라 현상을 방지할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
동화상 표시에 유리하고 콘트라스트비(contrast ratio)가 큰 특징을 보여 TV, 모니터 등에 활발하게 이용되는 액정표시장치(liquid crystal display device : LCD)는 액정의 광학적이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)에 의한 화상구현원리를 나타낸다.
이러한 액정표시장치는 나란한 두 기판(substrate) 사이로 액정층을 개재하여 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수 구성요소로 하며, 액정패널 내의 전기장으로 액정분자의 배열방향을 변화시켜 투과율 차이를 구현한다.
하지만 액정패널은 자체 발광요소를 갖추지 못한 관계로 투과율 차이를 화상으로 표시하기 위해서 별도의 광원을 요구하고, 이를 위해 액정패널 배면에는 광원(光源)이 내장된 백라이트(backlight)가 배치된다.
여기서, 백라이트 유닛의 광원으로 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL), 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp), 그리고 발광다이오드(Light Emitting Diode : LED, 이하 LED라 함) 등을 사용한다.
이중에서 특히, LED는 소형, 저소비 전력, 고신뢰성 등의 특징을 겸비하여 표시용 광원으로서 널리 이용되고 있는 추세이다.
한편, 액정표시장치의 백라이트 유닛의 광원으로 이용하는 LED의 경우, 백라이트 유닛의 고질적 외관문제 중에 하나인 핫스팟이 발생하게 된다.
즉, LED는 서로 이웃한 2 내지 3개의 LED로부터 발산된 빛이 서로 중첩 및 혼합된 후 액정패널(10)에 입사되어 면광원을 제공하게 되는데, 이때, 서로 이웃하는 LED 사이의 영역에서의 빛이 서로 중첩됨에 따라 LED에 대응하는 영역에 비해 LED 사이의 영역이 더욱 밝게 보여, LED 사이의 명부(밝음 부분)와 LED(22)에 인접한 암부(어두움 부분)가 대조되어 LED의 위치가 인지되는 현상이 발생한다.
이를 핫스팟(hot spot) 불량이라 한다.
이로 인하여, LED 무라(mura) 현상이 발생하게 되고, 나아가 휘도 불균일에 따른 액정표시장치의 표시품질의 저하 문제를 야기시키게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, LED 무라(mura) 등의 문제점이 발생하는 것을 방지하는 것을 제 1 목적으로 하며, 액정표시장치의 휘도 불균일에 의한 표시품질의 저하문제를 방지하고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 반사판과; 상기 반사판 상부에 안착되는 도광판과; 상기 도광판의 입광면을 따라 배열되며, 상기 입광면을 향해 광이 출사되는 다수의 LED와, 상기 다수의 LED가 실장되며, 빛을 일부 흡수하거나 또는 빛의 반사를 줄이는 명도조절필름이 형성된 PCB를 포함하는 LED 어셈블리와; 상기 도광판 상에 안착되는 광학시트와; 상기 다수의 광학시트 상에 안착되는 액정패널과; 상기 액정패널의 가장자리를 두르는 서포트메인과; 상기 서포트메인 배면과 밀착되는 저면과 이의 측면으로 구성되는 커버버툼을 포함하며, 상기 명도조절필름은 상기 다수의 LED로부터 출사되는 빛이 서로 중첩 및 혼합되는 영역에 대응하여 위치하는 액정표시장치를 제공한다.
이때, 상기 PCB는 바(bar) 형상으로, 상기 PCB의 일 가장자리 측에는 길이방향을 따라 상기 다수의 LED가 상기 PCB의 타 가장자리를 향해 빛을 출사하도록 일정간격 이격하여 배열되며, 상기 명도조절필름은 상기 서로 이웃하는 LED의 사이영역에 대응하여 상기 PCB의 타 가장자리측에 형성되며, 상기 PCB는 순차적으로 PCB베이스, 절연층, 전원배선층 그리고 반사층으로 이루어지며, 상기 반사층의 상부에 상기 명도조절필름이 위치한다.
그리고, 상기 PCB가 상기 도광판의 입광면과 수직하게 위치하며, 상기 명도조절필름이 형성된 상기 PCB의 타 가장자리측은 상기 도광판의 입광부 일부를 덮으며, 상기 명도조절필름은 흑색 또는 회색으로 이루어진다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명은 서로 이웃하는 LED로부터 출사되는 빛이 서로 중첩 및 혼합되는 영역에 대응하는 PCB 상에 명도조절필름을 형성함으로써, 이를 통해, 핫스팟 현상이 발생하는 것을 방지하게 되는 효과가 있다.
이를 통해 LED 무라 현상이 발생하는 것을 방지하게 되는 효과가 있며, 나아가 휘도 불균일에 따른 액정표시장치의 표시품질의 저하가 발생하는 것을 방지하게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리를 개략적으로 도시한 사시도.
도 2b는 도 2a의 평면도.
도 3a ~ 3b는 일반적인 액정표시장치와 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 핫스팟 현상 여부를 비교하기 위한 사진.
도 4는 모듈화된 도 1의 일부 단면을 개략적으로 도시한 단면도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도시한 바와 같이, 액정표시장치는 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120) 그리고 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)을 모듈화하기 위한 서포트메인(130)과 커버버툼(150) 그리고 탑커버(140)로 구성된다.
이들 각각에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 액정패널(110)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제 1 기판(112) 및 제 2 기판(114)을 포함한다.
이때, 능동행렬 방식이라는 전제 하에 비록 도면상에 나타나지는 않았지만 통상 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제 1 기판(112)의 내면에는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소(pixel)가 정의되고, 각각의 교차점마다 박막트랜지스터(thin film transistor : TFT)가 구비되어 각 화소에 형성된 투명 화소전극과 일대일 대응 연결되어 있다.
그리고 상부기판 또는 컬러필터기판이라 불리는 제 2 기판(114)의 내면으로는 각 화소에 대응되는 일례로 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러의 컬러필터(color filter) 및 이들 각각을 두르며 게이트라인과 데이터라인 그리고 박막트랜지스터 등을 가리는 블랙매트릭스(black matrix)가 구비된다. 또한, 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러의 컬러필터 및 블랙매트릭스를 덮는 투명 공통전극이 마련되어 있다.
그리고 제 1, 제 2 기판(112, 114)의 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 편광판(미도시)이 각각 부착된다.
이 같은 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판 이나 테이프케리어패키지(tape carrier package : TCP) 같은 연결부재(116)를 매개로 인쇄회로기판(117)이 연결되어 모듈화 과정에서 서포트메인(130)의 측면 내지는 커버버툼(150) 배면으로 적절하게 젖혀 밀착된다.
이러한 액정패널(110)은 게이트구동회로의 온/오프(on/off) 신호에 의해 각 게이트라인 별로 선택된 박막트랜지스터가 온(on) 되면 데이터구동회로의 신호전압이 데이터라인을 통해서 해당 화소전극으로 전달되고, 이에 따른 화소전극과 공통전극 사이의 전기장에 의해 액정분자의 배열방향이 변화되어 투과율 차이를 나타낸다.
아울러 본 발명에 따른 액정표시장치에는 액정패널(110)이 나타내는 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 이의 배면에서 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비된다.
백라이트 유닛(120)은 LED 어셈블리(129)와 백색 또는 은색의 반사판(125)과, 이러한 반사판(125) 상에 안착되는 도광판(123) 그리고 이의 상부로 개재되는 광학시트(121)를 포함한다.
LED 어셈블리(129)는 도광판(123)의 입광면과 대면하도록 도광판(123)의 일측에 위치하며, LED 어셈블리(129)는 다수개의 LED(128)와, 다수개의 LED(128)가 일정 간격 이격하여 장착되는 PCB(200)를 포함한다.
그리고 도면상에 나타나지는 않았지만 본 발명의 액정표시장치에는 LED 어셈블리(129)의 온/오프(on/off)를 제어하는 LED 구동회로(미도시)가 탑재되며, 이들은 통상 커버버툼(150) 배면으로 밀착되어 전체적인 사이즈를 최소화한다.
이에, 다수의 LED(128)가 LED 구동회로(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있도록, PCB(200) 상의 일측에는 FPC와 같은 가요성케이블(Flexable cable : 220, 도 2a 참조)이 구비되어, 가요성케이블(220, 도 2a 참조)의 휨 특성을 이용하여, 커버버툼(150) 배면의 LED 구동회로(미도시)와 연결된다.
이러한 LED 어셈블리(129)는 다수개의 LED(128)로부터 출사되는 빛이 PCB(200)와 평행한 사이드 뷰(side view) 타입으로 이루어진다.
이때, LED(128)가 실장된 PCB(200) 상에는 LED(128)로부터 출사되는 빛의 명도를 조절하는 명도조절필름(210, 도 2a 참조)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
즉, 명도조절필름(210, 도 2a 참조)은 다수의 LED(128)로부터 출사되는 빛 중 서로 이웃하는 LED(128)로부터 출사되는 빛이 중첩되는 영역에 위치하여, 이의 영역에서의 빛의 반사를 줄여 명도를 낮추는 역할을 한다.
이를 통해, 핫스팟 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있어, LED 무라 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이에 대해 차후 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
다수의 LED(128)로부터 출사되는 빛이 입사되는 도광판(123)은 LED(128)로부터 입사된 빛이 여러번의 전반사에 의해 도광판(123) 내를 진행하면서 도광판(123)의 넓은 영역으로 골고루 퍼져 액정패널(110)에 면광원을 제공한다.
여기서, 도광판(123)은 광을 투과시킬 수 있는 투과성 재료중의 하나인 아크릴계 투명수지인 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethylmethacrylate : PMMA)같은 플라스틱(plastic) 물질 또는 폴리카보네이트(polycarbonate : PC)계열에 의해 평면형태(flat type)로 제작된다.
이러한 도광판(123)은 균일한 면광원을 공급하기 위해 배면에 특정 모양의 패턴을 포함하는데, 패턴은 도광판(123) 내부로 입사된 빛을 가이드하기 위하여, 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern), 홀로그램 패턴(hologram pattern) 등 다양하게 구성할 수 있다.
그리고, 반사판(125)은 도광판(123)의 배면에 위치하여, 도광판(123)의 배면을 통과한 빛을 액정패널(110) 쪽으로 반사시킴으로써 빛의 휘도를 향상시킨다.
도광판(123) 상부의 광학시트(121)는 확산시트와 적어도 하나의 집광시트 등을 포함하며, 도광판(123)을 통과한 빛을 확산 또는 집광하여 액정패널(110)로 보다 균일한 면광원이 입사 되도록 한다.
이러한 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 탑커버(140)와 서포트메인(130) 그리고 커버버툼(150)을 통해 모듈화 되는데, 탑커버(140)는 액정패널(110)의 상면 및 측면 가장자리를 덮도록 단면이“ㄱ”형태로 절곡된 사각테 형상으로, 탑커버(140)의 전면을 개구하여 액정패널(110)에서 구현되는 화상을 표시하도록 구성한다.
또한, 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)이 안착하여 액정표시장치 전체 기구물 조립에 기초가 되는 커버버툼(150)은 백라이트 유닛(120)의 배면에 밀착되는 수평면(151) 및 수평면(151)의 가장자리가 수직하게 상향 절곡된 측면(153)으로 이루어진다.
그리고, 이러한 커버버툼(150) 상에 안착되며 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 두르는 일 가장자리가 개구된 사각의 테 형상의 서포트메인(130)이 탑커버(140)와 커버버툼(150)과 결합된다.
서포트메인(130)은 내측으로 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)의 위치를 구분짓는 돌출부(131)가 구비되어, 액정패널(110)은 돌출부(131) 상에 안착되어 지지된다.
이때, 탑커버(140)는 케이스탑 또는 탑케이스라 일컬어지기도 하고, 서포트메인(130)은 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 커버버툼(150)은 버텀커버 또는 하부커버라 일컬어지기도 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 LED 어셈블리(129)는 PCB(200) 상에 LED(128)로부터 출사되는 빛의 명도를 조절하는 명도조절필름(210, 도 2a 참조)을 형성함으로써, 서로 이웃하는 LED(128)의 사이영역에서의 빛이 서로 중첩됨에 따라 LED(128)에 대응하는 영역에 비해 LED(128) 사이의 영역이 더욱 밝게 보이는 핫스팟이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이를 통해, LED 무라 현상이 발생하는 것을 방지하게 되며, 나아가 휘도 불균일에 따른 액정표시장치의 표시품질의 저하가 발생하는 것을 방지하게 된다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 2b는 도 2a의 평면도이다.
이때, 도 2b에서는 설명의 편의를 위해 LED(128) 각각에 대한 출사광을 함께 표시하였다.
도시한 바와 같이, LED 어셈블리(129)는 다수개의 LED(128)와, 다수개의 LED(128)가 일정 간격 이격하여 표면실장기술(surface mount technology : SMT)에 의해 장착되는 PCB(200)를 포함한다.
다수의 LED(128)는 각각 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 갖는 빛을 발하며, 이러한 다수개의 RGB LED(128)를 한꺼번에 점등시킴으로써 색섞임에 의한 백색광을 구현할 수도 있으며, 각각의 LED(128)가 RGB의 색을 모두 발하거나 백색을 발하는 LED칩(미도시)을 포함하여, 도광판(도 1의 123)을 향하는 전방으로 백색광을 발한다.
백색광을 구현하는 LED(128)는 청색 LED칩(미도시)과 황색형광체로 이루어질 수 있으며, 황색형광체는 530 ~ 570nm파장을 주파장으로 하는 세륨(Ce)이 도핑된 이트륨(Y) 알루미늄(Al) 가넷인 YAG:Ce(T3Al5O12:Ce)계열 형광체를 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, LED칩(미도시)을 UVLED칩을 사용할 수도 있는데, UVLED칩을 사용할 경우 형광체(미도시)는 적(R), 녹(G), 청색(B)의 삼색의 형광체로 이루어지며, 적(R), 녹(G), 청색(B)의 형광체(미도시)의 배합비를 조절함으로써 발광색을 선택할 수 있다.
이때, 적색(R)의 형광체는 611nm 파장을 주파장으로 하는 산화이트륨(Y2O3)과 유로피움(EU)의 화합물로 이루어진 YOX(Y2O3:EU)계열 형광체이며, 녹색(G)의 형광체는 544nm 파장을 주파장으로 하는 인산(Po4)과 란탄(La)과 테르븀(Tb)의 화합물인 LAP(LaPo4:Ce,Tb)계열 형광체이며, 청색(B)의 형광체는 450nm 파장을 주파장으로 하는 바륨(Ba)과 마그네슘(Mg)과 산화알루미늄 계열의 물질과 유로피움(EU)의 화합물인 BAM blue(BaMgAl10O17:EU)계열 형광체를 사용하는 것이 바람직하다.
여기서 주파장이란 적(R), 녹(G), 청색(B) 각각에서 가장 높은 휘도를 발생하는 파장을 그 형광체의 주 파장이라고 한다.
여기서, PCB(200)는 금속배선(미도시)이 형성된 전원배선층(205), 절연층(203) 및 PCB베이스(201) 그리고, 전원배선층(205) 상부의 반사층(207)으로 이루어지는데, PCB베이스(201)는 반사층(207), 전원배선층(205) 및 절연층(203)과 다른 구성부들을 그 상층으로 실장시켜 지지하고, 다수의 LED(128)로부터 발생되는 열을 저면측으로 방출시키는 역할을 한다.
이러한 PCB베이스(201)는 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등의 열전도율이 높은 금속으로 형성되거나, 열전달물질이 도포되어 열방출 기능을 향상시킬 수 있다.
또는, PCB베이스(201) 배면에는 히트싱크와 같은 방열판(미도시)을 마련하여 각각의 LED(128)로부터 열을 전달받아 보다 효율적으로 외부로 방출할 수 있도록 할 수 있다.
PCB베이스(201)의 상부에 도전성 물질이 패터닝되어 형성되는 다수의 금속배선(미도시)들을 포함하는 전원배선층(205)이 형성되어 있으며, PCB베이스(201)와 전원배선층(205) 사이에는 절연층(203)이 위치하여 PCB베이스(201)와 금속배선(미도시) 사이를 전기적으로 절연시킨다.
이러한 PCB(200) 상에 실장된 다수의 LED(128)는 전원배선층(205)의 금속배선(미도시)을 통해 각각 병렬로 연결되어 전원을 공급받게 된다.
이때, 다수의 LED(128)는 LED구동회로(미도시)에 의해 온/오프(on/off)가 제어되는데, LED 구동회로(미도시)는 통상 커버버툼(도 1의 150) 배면으로 밀착되어 액정표시장치의 전체적인 사이즈를 최소화하게 된다.
이에 다수의 LED(128)는 상호 연결된 상태로 LED구동회로(미도시)에 접속될 수 있도록, PCB(200) 상의 일측에는 가요성케이블(220)이 연결되어, LED 구동회로(미도시)와 연결된다.
그리고, 반사층(207)은 전원배선층(205)의 상부에 형성되는데, 반사층(207)은 광을 반사시킬 수 있는 화이트(white) 물질로서, 절연기능뿐만 아니라 반사기능을 포함한다.
즉, 반사층(207)은 전원배선층(205)의 금속배선(미도시)을 보호하는 역할을 한다.
이때, LED(128)와 접속되는 금속배선(미도시)의 일부 영역을 부분적으로 노출시킨다.
그리고, 반사층(207)은 광 반사율이 높은 화이트 물질을 사용함으로써, LED(128)로부터 출사된 빛이 도광판(도 1의 123) 내부로 입사되는 과정에서, LED(128)의 상부 즉, PCB(200)를 향해 출사되는 빛을 반사시켜 도광판(도 1의 123) 내부로 입사되도록 한다.
따라서, LED(128)와 도광판(도 1의 123) 사이의 영역에서 빛샘이 발생하는 것을 방지하게 되며, 또한 도광판(도 1의 123) 내부로 입사되는 광량을 증가시키게 됨으로써, 광효율을 향상시키게 된다.
이러한 반사층(207)은 포토 솔더 레지스트(PSR: photo solder resist) 공정을 통해 형성된다.
이때, 본 발명의 PCB(200) 상에는 LED(128)로부터 출사되는 전방의 LED(128)의 사이영역(D)에 대응하여, 명도조절필름(210)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
즉, PCB(200)를 LED(128)가 실장되는 영역(이하, A영역이라 함)과 LED(128)로부터 출사되는 빛을 가이드하는 영역(이하, B영역이라 함)으로 나누어 정의하면, 다수의 LED(128)는 PCB(200)의 일 가장자리측에 인접하여, 즉, A영역에 일정간격 이격하여 실장되는데, 이때, 다수의 LED(128)는 PCB(200)의 일 가장자리와 마주보는 타 가장자리 즉, B 영역을 향해 빛을 출사하도록 PCB(200) 상에 실장된다.
이러한, 다수의 LED(128)로부터 출사되는 빛은 일정 지향각을 가지며, 도광판(도 1의 123)의 입광부 휘도 분포를 균일하게 하기 위하여, 서로 이웃하는 LED(128)로부터 출사되는 빛이 서로 중첩 및 혼합된 후 도광판(도 1의 123) 내부로 입사되도록 한다.
따라서, PCB(200)의 A영역에 실장된 다수의 LED(128)로부터 출사되는 빛은 PCB(200)의 B영역에 대응하여 서로 중첩 및 혼합되어 도광판(도 1의 123) 내부로 입사된다.
이때, 본 발명의 LED 어셈블리(129)는 다수의 LED(128)로부터 출사되는 빛이 서로 중첩 및 혼합되는 영역에 대응하는 PCB(200)의 B영역에 명도조절필름(210)을 형성하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 명도조절필름(210)은 효율적인 빛의 차광을 위해 전체적으로 흑색 또는 회색으로 이루어진다.
즉, 명도조절필름(210)은 다수의 LED(128)의 사이영역(D)에 대응하여 PCB(200)의 B영역에 형성되며, 이러한 명도조절필름(210)은 서로 이웃하는 LED(128)로부터 출사되는 빛이 서로 중첩 및 혼합되는 과정에서, PCB(200) 상의 반사층(207)에 의해 반사되는 빛의 양을 줄이거나 또는 빛의 일부를 흡수하도록 한다.
따라서, 서로 이웃하는 LED(128)의 사이영역(D)에서의 빛이 서로 중첩 및 혼합됨에 따라 LED(128)에 대응하는 영역(C)에 비해 LED(128) 사이영역(D)이 더욱 밝게 보이는 핫스팟이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이를 통해, LED 무라 현상이 발생하는 것을 방지하게 되며, 나아가 휘도 불균일에 따른 액정표시장치의 표시품질의 저하가 발생하는 것을 방지하게 된다.
이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, LED(128)로부터 출사되는 빛은 LED(128)에 대응하는 영역(C)에 비해 서로 이웃하는 LED(128)로부터 출사되는 빛이 서로 중첩 및 혼합되는 LED(128) 사이영역(D)이 더욱 밝게 보이게 된다.
따라서, LED(128)의 사이영역(D)의 명부(밝은 부분)와 LED(128)에 대응되는 영역(C)인 암부(어두움 부분)가 대조되어 LED(128)의 위치가 인지되는 현상인 핫스팟이 발생하게 되는 것이다.
이로 인하여, LED 무라(mura) 현상이 발생하게 되고, 나아가 휘도 불균일에 따른 액정표시장치의 표시품질의 저하 문제를 야기시키게 된다.
이때, LED(128)로부터 출사되는 빛은 PCB(200) 상에 형성된 반사층(207)에 의해 광량이 더욱 향상됨으로써, 이때, LED(128)의 사이영역(D)에 대응하여 빛을 흡수하거나 또는 반사를 줄일 수 있는 명도조절필름(210)을 형성함으로써, 서로 이웃하는 LED(128)로부터 출사된 빛이 서로 중첩 및 혼합되는 LED(128)의 사이 영역(D)의 빛의 일부를 흡수하거나, PCB(200) 상의 반사층(207)에 의해 반사되는 빛의 양을 줄이는 것이다.
따라서, LED(128)의 사이영역(D)이 LED(128)에 대응하는 영역(C)에 비해 더욱 밝게 보이는 현상을 방지할 수 있다.
도 3a ~ 3b는 일반적인 액정표시장치와 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 핫스팟 현상 여부를 비교하기 위한 사진이다.
도 3a는 일반적인 액정표시장치로써, 서로 이웃하는 LED(도 2b의 128)로부터 출사되는 빛이 서로 중첩 및 혼합되는 LED(도 2b의 128)의 사이영역(도 2b의 D)에 대응하는 부위가 LED(도 2b의 128)에 대응하는 영역(도 2b의 C)에 비해 상대적으로 밝아 보이는 핫스팟 현상이 발생된 모습을 확인할 수 있다.
이에 반해, 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치로써, 서로 이웃하는 LED(도 2b의 128)로부터 출사되는 빛이 서로 중첩 및 혼합되는 영역에 대응하여 명도조절필름(도 2b의 210)을 형성함으로써, 이웃하는 LED(도 2b의 128)로부터 출사된 빛이 서로 중첩 및 혼합되는 LED (도 2b의 128)의 사이영역(도 2b의 D)에 대응하는 부위가 LED(도 2b의 128)에 대응하는 영역(도 2b의 C)에 비해 상대적으로 밝아 보이는 핫스팟 현상이 발생되지 않음을 확인할 수 있다.
즉, 종래에는 다수의 LED(도 2b의 128)로부터 출사되는 빛 중 서로 이웃하는 LED(도 2b의 128)로부터 출사되는 빛이 중첩 및 혼합되는 영역인 LED(도 2b의 128)의 사이영역(도 2b의 D)이 LED(도 2b의 128)에 대응하는 영역(도 2b의 C)에 비해 상대적으로 밝아 보이게 되는 핫스팟 현상이 발생하게 되는데, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 PCB(도 2b의 200)상에 서로 이웃하는 LED(도 2b의 128)로부터 출사되는 빛이 서로 중첩 및 혼합되는 영역 인 LED(도 2b의 128)의 사이영역(도 2b의 D)에 대응하여 빛을 흡수 및 반사를 줄일 수 있는 명도조절필름 (도 2b의 210)을 형성함으로써, 서로 이웃하는 LED(도 2b의 128)로부터 출사되는 빛이 중첩 및 혼합되는 영역인 LED(도 2b의 128)의 사이영역(도 2b의 D)이 LED(도 2b의 210)에 대응하는 영역(도 2b의 C)에 비해 상대적으로 밝아 보이게 되는 핫스팟 현상이 발생하는 것을 방지하게 되는 것이다.
따라서, LED 무라 현상이 발생하는 것을 방지하게 되며, 나아가 휘도 불균일에 따른 액정표시장치의 표시품질의 저하가 발생하는 것을 방지하게 된다.
도 4는 모듈화된 도 1의 일부 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 반사판(125)과, 도광판(123)과, LED(128)와 LED(128)가 실장되는 PCB(200)로 이루어지는 LED 어셈블리(129)와 도광판(123) 상부에 광학시트(121)들이 적층되어 백라이트 유닛(도 1의 120)을 이루게 된다.
그리고 이러한 백라이트 유닛(도 1의 120)과 이의 상부에 제 1 및 제 2 기판(112, 114)과 이의 사이에 액정층(미도시)이 개재되는 액정패널(110)이 위치하며, 제 1 제 2 기판(112, 114)의 각각 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 편광판(119a, 119b)이 부착된다.
이러한 백라이트 유닛(도 1의 120)과 액정패널(110)은 서포트메인(130)에 의해 가장자리가 둘러지며, 이의 배면으로 커버버툼(150)이 결합되며 액정패널(110)의 상면 가장자리 및 측면을 두르는 탑커버(140)가 서포트메인(130) 및 커버버툼(150)에 결합되어 있다.
이러한 LED 어셈블리(129)는 접착 등의 방법으로 위치가 고정되어, 빛이 출사되는 LED(128)의 일면이 도광판(123) 입광면과 대면되도록 하는데, 이를 위해 서포트메인(130)은 일측 가장자리 내측면에 일정형태의 돌출부(131)가 구성되어 이의 상부면으로는 액정패널(110)을 지지하는 동시에 이의 하부면에는 양면테이프등의 접착성물질(미도시)을 통해 LED 어셈블리(129)가 부착 및 고정된다.
이러한 구조를 사이드 뷰(side view) 타입이라 한다.
즉, LED 어셈블리(129)는 다수개의 LED(128)로부터 출사되는 빛이 PCB(200)에 평행하며, PCB(200)와 도광판(123)의 입광면이 서로 수직하게 위치하는 것이다.
LED(128)로부터 출사된 빛은 도광판(123) 내부로 입사되며, 도광판(123) 내부로 입사된 빛은 도광판(123) 내에서 여러번의 전반사에 의해 도광판(123)의 넓은 영역으로 골고루 퍼져 액정패널(110)을 향해 출사되며, 광학시트(121)를 통과하는 과정에서 보다 고휘도의 면광원으로 가공되어, 액정패널(110)에 광 특성이 우수한 면광원의 백색광을 제공하게 된다.
여기서, LED 어셈블리(129)의 LED(128)는 도면상으로는 단 하나 만을 도시하였으나, LED(128)는 다수개가 PCB(200) 상에 일정간격 이격하여 장착되며, 외부로부터 구동전력을 인가받게 된다.
이때, PCB(200)는 도광판(123) 입광부 일부를 덮도록 형성되는데, 이에, LED(128)로부터 출사된 빛이 도광판(123) 내부로 입사되는 과정에서, LED(128)의 상부 즉, PCB(200)를 향해 출사되는 빛을 반사시켜 도광판(123) 내부로 입사되도록 한다.
따라서, LED(128)와 도광판(123) 사이의 영역에서 빛샘이 발생하는 것을 방지하게 되며, 또한 도광판(123) 내부로 입사되는 광량을 증가시키게 됨으로써, 광효율을 향상시키게 된다.
그리고, 도광판(123) 입광부를 덮는 PCB(200)의 도광판(123)을 향하는 일면에 명도조절필름(210)이 형성되어 있다.
명도조절필름(210)은 PCB(200)의 길이방향을 따라 다수개가 일정간격 이격하여 장착되는 LED(128)의 사이영역(도 2b의 D)에 대응하여 형성되어, 서로 이웃하는 LED(128)로부터 출사되는 빛이 서로 중첩 및 혼합되는 영역의 빛의 일부를 흡수하거나, PCB(200) 상의 반사층(도 2b의 207)에 의해 반사되는 빛의 양을 줄이게 된다.
이를 통해, LED(128) 사이의 영역(도 2b의 D)이 LED(128)에 대응하는 영역(도 2b의 C)에 비해 더욱 밝게 보이는 현상을 방지할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 백라이트 유닛(도 1 의 120)은 서로 이웃하는 LED(128)로부터 출사되는 빛이 서로 중첩 및 혼합되는 영역(도 2b의 D)에 대응하는 PCB(200) 상에 명도조절필름(210)을 형성함으로써, 이의 영역이 LED(128)에 대응하는 영역(도 2b의 C)에 비해 더욱 밝게 보이는 현상을 방지할 수 있다.
따라서, 핫스팟 현상이 발생하는 것을 방지하게 되며, 이를 통해 LED 무라 현상이 발생하는 것을 방지하게 되며, 나아가 휘도 불균일에 따른 액정표시장치의 표시품질의 저하가 발생하는 것을 방지하게 된다.
한편, 지금까지 상술한 구조의 백라이트 유닛(도 1의 120)은 통상 사이드라이트(side light) 방식이라 불리는데, 목적에 따라 PCB(200) 상에 LED(128)를 다수 개 복층으로 배열할 수 있다.
또한, 더 나아가 LED 어셈블리(129)를 각각 복수 조로 구비하여 커버버툼(150)의 서로 대면하는 양측 가장자리부를 따라 서로 대응되게 개재하는 것 또한 가능하다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
129 : LED 어셈블리
128 : LED, 200 : PCB
210 : 명도조절필름, 207 : 반사층, 220 : 가요성케이블

Claims (5)

  1. 반사판과;
    상기 반사판 상부에 안착되는 도광판과;
    상기 도광판의 입광면을 따라 배열되며, 상기 입광면을 향해 광이 출사되는 다수의 LED와, 상기 다수의 LED가 실장되며, 빛을 일부 흡수하거나 또는 빛의 반사를 줄이는 명도조절필름이 형성된 PCB를 포함하는 LED 어셈블리와;
    상기 도광판 상에 안착되는 광학시트와;
    상기 광학시트 상에 안착되는 액정패널과;
    상기 액정패널의 가장자리를 두르는 서포트메인과;
    상기 서포트메인 배면과 밀착되는 저면과 상기 저면에 수직한 측면으로 구성되는 커버버툼
    을 포함하며, 상기 명도조절필름은 상기 다수의 LED로부터 출사되는 빛이 서로 중첩 및 혼합되는 영역에 대응하여 위치하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 PCB는 바(bar) 형상으로, 상기 PCB의 일 가장자리 측에는 길이방향을 따라 상기 다수의 LED가 상기 PCB의 타 가장자리를 향해 빛을 출사하도록 일정간격 이격하여 배열되며, 상기 명도조절필름은 상기 서로 이웃하는 LED의 사이영역에 대응하여 상기 PCB의 타 가장자리측에 형성되는 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 PCB는 순차적으로 PCB베이스, 절연층, 전원배선층 그리고 반사층으로 이루어지며, 상기 반사층의 상부에 상기 명도조절필름이 위치하는 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 PCB가 상기 도광판의 입광면과 수직하게 위치하며, 상기 명도조절필름이 형성된 상기 PCB의 타 가장자리측은 상기 도광판의 입광부 일부를 덮는 액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 명도조절필름은 흑색 또는 회색으로 이루어지는 액정표시장치.
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