KR102128395B1 - 라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선광원 또는 원통 면 광원; 및 원통 구조의 측면을 따라서 배치되어 있는 확산판을 포함하는 원통 구조의 라이트 유닛과 이를 포함하는 원통 구조의 표시 장치에 대한 것이다.

Description

라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치{LIGHT UNIT AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치에 대한 것으로, 보다 상세하게는 원통형 구조의 라이트 유닛 및 이를 포함하는 원통형 구조의 표시 장치에 대한 것이다.

액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층으로 이루어진다. 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.

액정 표시 장치는 수광형 표시 장치이므로 라이트 유닛이 필요하다. 즉, 라이트 유닛에서 제공되는 빛을 투과시키거나 투과시키지 않도록 조절하여 화이트와 블랙을 표현한다. 액정 표시 장치 외에도 수광형 표시 장치는 다양하다.

이러한 수광형 표시 장치에 사용되는 라이트 유닛은 일반적으로 평면 구조를 가지며, 라이트 유닛이 제공하는 빛은 상부의 면을 통하여 빛이 제공된다. 상부의 면은 평면 구조를 가져 평면의 빛이 제공된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 원통면의 빛을 제공하는 라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하고자 한다.

이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 라이트 유닛은 선광원인 광원; 및 상기 광원으로부터 떨어져 있으며, 원통 구조의 측면을 따라서 배치되어 있는 확산판을 포함한다.

상기 광원은 상기 원통 구조의 중심을 따라서 위치하고 있을 수 있다.

상기 확산판의 외측면을 따라서 배치되어 있는 적어도 하나의 광학 시트를 더 포함할 수 있다.

상기 광원에서 상기 확산판에 이르는 수평 거리가 일정하지 않을 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 라이트 유닛은 원통 면광원인 광원; 및 상기 광원의 원통 외측면을 따라서 위치하는 확산판을 포함한다.

상기 광원의 원통 내측면을 따라서 위치하는 반사판을 더 포함할 수 있다.

상기 확산판의 외측면을 따라서 배치되어 있는 적어도 하나의 광학 시트를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널; 및 표시 패널에 빛을 제공하는 라이트 유닛을 포함하며, 상기 라이트 유닛은 선광원인 광원; 및 상기 광원으로부터 떨어져 있으며, 원통 구조의 측면을 따라서 배치되어 있는 확산판을 포함한다.

상기 광원은 상기 원통 구조의 중심을 따라서 위치하고 있을 수 있다.

상기 확산판의 외측면을 따라서 배치되어 있는 적어도 하나의 광학 시트를 더 포함할 수 있다.

상기 광원에서 상기 확산판에 이르는 수평 거리가 일정하지 않을 수 있다.

상기 표시 패널은 복수의 화소를 포함하며, 각 화소는 미세 공간에 위치하는 액정층을 가질 수 있다.

상기 표시 패널과 상기 라이트 유닛을 부착하는 접착제를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널; 및 표시 패널에 빛을 제공하는 라이트 유닛을 포함하며, 상기 라이트 유닛은 원통 면광원인 광원; 및 상기 광원의 원통 외측면을 따라서 위치하는 확산판을 포함한다.

상기 광원의 원통 내측면을 따라서 위치하는 반사판을 더 포함할 수 있다.

상기 확산판의 외측면을 따라서 배치되어 있는 적어도 하나의 광학 시트를 더 포함할 수 있다.

상기 표시 패널은 복수의 화소를 포함하며, 각 화소는 미세 공간에 위치하는 액정층을 가질 수 있다.

상기 표시 패널과 상기 라이트 유닛을 부착하는 접착제를 더 포함할 수 있다.

이상과 같이 원통면의 빛을 제공하는 원통형의 라이트 유닛을 제공하여 원통형의 표시 장치를 제공할 수 있다. 이와 같은 원통형의 표시 장치를 사용하면 사용자가 전 방향에서 표시 장치를 시인할 수 있는 장점을 가진다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 개괄 사시도이다.
도 2는 도 1의 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 3은 도 1의 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 라이트 유닛에서 확산판의 특성을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개괄 사시도이다.
도 7은 도 6의 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 8은 도 6의 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 9는 라이트 유닛의 구성 요소의 위치 관계를 도시한 도면이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 표시 패널의 일 예를 도시한 도면이다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 도 1을 참고로 하여 개략적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 개괄 사시도이다.

본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(100)는 표시 패널(300)과 라이트 유닛(500)을 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(100)는 원통의 구부러진 측면을 통하여 화상을 표시하는 원통형 구조를 가진다. 즉, 표시 장치(100)의 라이트 유닛(500)은 원통 구조로 형성되어 있으며, 라이트 유닛(500)의 측면의 외측에는 표시 패널(300)이 위치하며, 표시 패널(300)은 중앙이 빈 원통 구조를 가진다. 라이트 유닛(500)은 원통 구조의 중심에서부터 표시 패널(300)의 내측까지의 전체 영역을 포함하는 원통 구조(이하 중앙이 빈 원통 구조와 대비하여 중앙이 찬 원통 구조라고도 함)를 가지며, 원통의 측면을 향하여 빛을 방출한다. 라이트 유닛(500)은 면광원의 일종이며, 원통의 측면에 따라서 빛을 방출한다.

표시 패널(300)은 라이트 유닛(500)에서 제공하는 빛을 이용하여 화상을 표시한다. 표시 패널(300)은 수광형 표시 패널(300)로 대표적으로는 액정 표시 패널이 있으며, 그 외 전기 영동 표시 패널, 전기 습윤 표시 패널, 마이크로 셔터 표시 패널 등 다양한 수광형 표시 패널이 사용될 수 있다. 표시 패널(300)이 액정 표시 패널인 경우에는 도 10 내지 도 12에서 후술하는 액정 표시 패널일 수 있으며, 액정 표시 패널 내의 액정이 미세 공간내에 위치하는 구조를 가질 수 있다.

이하에서는 도 2 및 도 3을 통하여 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(100)에 대하여 보다 상세하게 살펴본다.

도 2는 도 1의 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이고, 도 3은 도 1의 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.

도 2 및 도 3에서는 라이트 유닛(500)을 보다 상세하게 도시하고 있다.

본 발명의 실시예에 따른 중앙이 찬 원통 구조를 가지는 라이트 유닛(500)은 광원(21), 확산판(22) 및 광학 시트(23)을 포함한다. 광원(21)은 원통 구조의 중심을 따라서 길게 선형으로 형성되어 있는 선 광원이며, CCFL과 같은 형광 광원을 사용하거나, 적어도 하나의 발광 다이오드를 사용할 수 있다.

형광 광원은 자체적으로 원통 측면에 일정하게 빛을 방출하지만, 발광 다이오드는 원통 측면에 일정하게 빛을 방출할 수 있도록 복수의 발광 다이오드가 원통 구조의 중심을 따라서 배열되어 있을 수 있다. 또한, 바 타입(bar type)의 발광 다이오드 열이 복수개 사용될 수도 있다.

광원(21)에서부터 일정 거리 떨어진 위치에 확산판(22)이 배치되어 있다. 확산판(22)은 광원(21)을 중심으로 일정 거리의 원통면을 따라서 위치하고 있을 수 있다.

확산판(22)의 외측면에는 적어도 하나의 광학 시트(23)가 위치하고 있을 수 있다. 광학 시트(23)는 표면에 프리즘 산이 형성되어 있는 프리즘 시트나 서로 다른 굴절율을 가지는 두 층이 반복적으로 교대로 배치되어 있는 휘도 향상 필름 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 그 외 다양한 광학적 시트를 사용할 수 있다. 실시예에 따라서는 광학 시트(23)를 포함하지 않을 수도 있다. 도 2 및 도 3에서는 광학 시트(23)와 확산판(22)을 하나의 구조로 도시하고 있는데, 이는 실시예에 따라서는 확산판(22)이 광학 시트(23)의 외측면에 위치할 수도 있기 때문이다.

확산판(22)은 5mm내외의 두께를 가질 수 있으며, 확산판(22)으로 인하여 광학 시트(23)가 지지될 수 있으며, 실시예에 따라서는 표시 패널(300)도 부착되어 지지될 수 있다.

확산판(22) 및 광학 시트(23)까지가 라이트 유닛(500)에 포함되며, 라이트 유닛(500)은 접착제(400)에 의하여 표시 패널(300)과 부착되어 있을 수 있다. 도 2 및 도 3에 의하면 라이트 유닛(500)의 광학 시트(23)는 접착제(400)에 의하여 표시 패널(300)과 부착되어 있다.

실시예에 따라서는 별도의 몰드 프레임을 사용하여 라이트 유닛(500)과 표시 패널(300)을 고정시킬 수 있다. 이 때, 접착제(400)는 생략될 수도 있다.

도 4에서는 도 1의 라이트 유닛(500) 및 표시 장치(100)의 변형예를 살펴본다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.

도 4에서는 도 2와 같이 중앙이 찬 원통 구조를 가지는 라이트 유닛(500) 및 표시 패널(300)을 도시하고 있다.

하지만, 도 1에서는 표시 장치(100)의 중심에 광원(21)이 위치하는 원통 구조를 가지고 있었지만, 도 4에서는 광원(21)에서 확산판(22)까지의 수평 거리가 일정하지 않은 실시예를 도시하고 있다.

즉, 도 2의 실시예는 광원(21)이 중심에 위치하므로 광원(21)에서 확산판(22)의 어느 부분과도 일정한 거리를 가진다. 뿐만 아니라, 광학 시트(23), 표시 패널(300)의 어느 부분과 광원(21)간의 거리는 일정하다.

하지만, 실시예에 따라서는 도 4와 같이 광원(21)의 위치가 중심에서 벗어나거나 아니면, 일정한 지름을 가지는 원통 구조가 아니고, 중심에서부터 거리가 다른 곡면을 포함하는 구조를 가질 수도 있다.

이와 같은 경우는 표시 장치(100)를 보는 위치에 따라서 광학적 특성이 달라지는 문제가 있을 수 있는데, 표시 장치(100)의 사용 위치에 따라서 일측에서 보다 용이하게 시인하도록 할 수 있는 장점을 가져, 실시예에 따라서는 도 4와 같은 구조를 가질 수도 있다.

도 4에서 R1, R2, R3가 모두 일정한 경우가 도 2의 실시예에 대응한다.

한편, 이하에서는 확산판(22)이 라이트 유닛(500)에 포함되는 이유를 도 5를 통하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 라이트 유닛에서 확산판의 특성을 도시한 도면이다.

도 5에서는 라이트 유닛(500) 중 광원(21)과 확산판(22)만이 도시되어 있다.

광원(21)에서 방출되는 빛은 광원(21)을 둘러싸는 원통면을 따라서 빛을 방출하는 면광원의 특성을 가진다. 즉, 빛이 진행하는 방향은 원통면에 수직한 방향이다. 이는 도 5에서 광원(21)에서 확산판(22)으로 형성되어 있는 화살표를 통하여 도시되어 있다. 이와 같은 빛의 진행 방향을 보다 다양한 방향으로 제공하고자 확산판(22)이 사용된다. 즉, 확산판(22)에는 빛을 산란시키는 구성을 가지므로 광원(21)에서 제공된 빛이 진행 방향이 다양한 방향으로 산란된다. 이는 도 5에서 확산판(22)에서 외부로 향하는 화살표로 도시하고 있다.

이와 같은 확산판(22)을 통하면, 광원(21)에서 제공된 빛이 모든 방향 및 모든 위치에서 일정할 수 있도록 한다.

확산판(22)을 지난 빛은 광학 시트(23) 및 표시 패널(300)을 지나 사용자의 눈으로 전달되며, 사용자는 다양한 방향에서도 표시 장치(100)가 표시하는 화상을 시인할 수 있다. 그 결과 표시 장치(100)의 화상을 시인할 수 있는 각도가 증가하게 된다.

이하에서는 도 6 내지 도 8을 통하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 라이트 유닛(500)을 살펴본다.

도 6 내지 도 8에서의 라이트 유닛(500)은 도 1과 달리 중앙이 빈 원통 구조를 가진다.

먼저, 도 6을 통하여 표시 장치(100)의 개괄 구조를 살펴본다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개괄 사시도이다.

도 6의 실시예에 따른 표시 장치(100)는 표시 패널(300)과 라이트 유닛(500)을 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(100)는 원통의 구부러진 측면을 통하여 화상을 표시하는 중앙이 빈 원통형 구조를 가진다. 즉, 표시 장치(100)의 라이트 유닛(500)은 중앙이 빈 원통 구조로 형성되어 있으며, 라이트 유닛(500)의 측면의 외측에는 표시 패널(300)이 위치하며, 표시 패널(300)은 중앙이 빈 원통 구조를 가진다. 라이트 유닛(500)은 원통 구조의 중심으로부터 일정한 공간에는 개구부(15)가 위치하여 중앙이 빈 원통 구조를 가지며, 원통의 측면을 향하여 빛을 방출한다. 라이트 유닛(500)은 면광원의 일종이며, 원통의 측면에 따라서 빛을 방출한다.

표시 패널(300)은 라이트 유닛(500)에서 제공하는 빛을 이용하여 화상을 표시한다. 표시 패널(300)은 수광형 표시 패널(300)로 대표적으로는 액정 표시 패널이 있으며, 그 외 전기 영동 표시 패널, 전기 습윤 표시 패널, 마이크로 셔터 표시 패널 등 다양한 수광형 표시 패널이 사용될 수 있다. 표시 패널(300)이 액정 표시 패널인 경우에는 도 10 내지 도 12에서 후술하는 액정 표시 패널일 수 있으며, 액정 표시 패널 내의 액정이 미세 공간내에 위치하는 구조를 가질 수 있다.

이하에서는 도 7 및 도 8을 통하여 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(100)에 대하여 보다 상세하게 살펴본다.

도 7은 도 6의 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이고, 도 8은 도 6의 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.

도 7 및 도 8에서는 도 6의 라이트 유닛(500)을 보다 상세하게 도시하고 있다.

본 발명의 실시예에 따른 중앙이 빈 원통 구조를 가지는 라이트 유닛(500)은 광원(21), 확산판(22), 광학 시트(23) 및 반사판(25)을 포함한다. 광원(21)은 원통면을 따라서 곡면으로 형성되어 있는 원통면 광원이다. 이와 같은 면 광원은 CCFL과 같은 형광 광원을 복수개 포함할 수도 있으며, 복수개의 발광 다이오드를 사용하여 형성할 수도 있다. 이 때, 형광 광원 도는 발광 다이오드는 원통면을 따라서 복수개 배열된 구조를 가질 수 있다. 또한, 바 타입(bar type)의 발광 다이오드 열이 복수개 사용될 수도 있다.

광원(21)의 외측면에는 확산판(22)이 위치하고 있다. 확산판(22)은 광원(21)에서 제공되는 빛을 도 5와 같이 분산시키는 역할을 한다.

확산판(22)의 외측면에는 적어도 하나의 광학 시트(23)가 위치하고 있을 수 있다. 광학 시트(23)는 표면에 프리즘 산이 형성되어 있는 프리즘 시트나 서로 다른 굴절율을 가지는 두 층이 반복적으로 교대로 배치되어 있는 휘도 향상 필름 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 그 외 다양한 광학적 시트를 사용할 수 있다. 실시예에 따라서는 광학 시트(23)를 포함하지 않을 수도 있다. 도 7 및 도 8에서는 광학 시트(23)와 확산판(22)을 하나의 구조로 도시하고 있는데, 이는 실시예에 따라서는 확산판(22)이 광학 시트(23)의 외측면에 위치할 수도 있기 때문이다.

확산판(22)은 5mm내외의 두께를 가질 수 있으며, 확산판(22)으로 인하여 반사판(25), 광원(21) 및 광학 시트(23)가 부착되어 지지될 수 있으며, 실시예에 따라서는 표시 패널(300)도 부착되어 지지될 수 있다.

광원(21)의 내측면에는 반사판(25)이 위치하고 있다. 반사판(25)도 중앙이 빈 원통 구조를 가지며, 광원(21)에서 방출된 빛이 원통 구조의 중심을 향하여 방출되지 않도록 외측으로 반사시키는 역할을 한다. 광원(21)의 구조에서 내측으로 향하는 빛을 반사시킬 수 있도록 형성된 경우에는 별도의 반사판(25)을 포함하지 않을 수도 있다.

반사판(25)부터 확산판(22) 및 광학 시트(23)까지가 라이트 유닛(500)에 포함되며, 라이트 유닛(500)은 접착제(400)에 의하여 표시 패널(300)과 부착되어 있을 수 있다. 도 7 및 도 8에 의하면 라이트 유닛(500)의 광학 시트(23)는 접착제(400)에 의하여 표시 패널(300)과 부착되어 있다.

실시예에 따라서는 별도의 몰드 프레임을 사용하여 라이트 유닛(500)과 표시 패널(300)을 고정시킬 수 있다. 이 때, 접착제(400)는 생략될 수도 있다.

이하에서는 도 9를 통하여 라이트 유닛(500)의 위치 관계를 살펴본다.

도 9는 라이트 유닛의 구성 요소의 위치 관계를 도시한 도면이다.

도 9에서는 곡면이 아닌 구조로 도시되어 있는데, 이는 위치 관계만을 표시하지 위함이며, 도 9의 구조를 원통면을 따라서 곡면으로 형성하면 본 발명의 실시예에 따른 라이트 유닛(500)이 된다.

본 발명의 실시예에 따른 라이트 유닛(500)은 광원(21), 확산판(22), 광학 시트(23) 및 반사판(25)을 포함한다.

도 9에서 광원(21)은 CCFL과 같은 형광 광원을 복수개 포함한다. 도 9에서 도시된 광원을 원통면을 따라서 배치되도록 곡면으로 형성하면, 도 6의 광원(21)으로 사용될 수 있다.

광원(21)의 내측면에는 반사판(25)이 위치하고 있다. 반사판(25)은 광원(21)에서 방출된 빛이 내측면으로 방출되지 않고 외측으로 방출되도록 반사시키는 역할을 한다.

광원(21)의 외측면에는 확산판(22)이 위치하고 있다. 확산판(22)은 광원(21)에서 제공되는 빛을 분산시키는 역할을 한다.

확산판(22)의 외측면에는 적어도 하나의 광학 시트(23)가 위치하고 있다. 광학 시트(23)는 표면에 프리즘 산이 형성되어 있는 프리즘 시트나 서로 다른 굴절율을 가지는 두 층이 반복적으로 교대로 배치되어 있는 휘도 향상 필름 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 그 외 다양한 광학적 시트를 사용할 수 있다. 실시예에 따라서는 프리즘 시트를 두 장 사용할 수 있으며, 이 대, 프리즘 산의 연장 방향이 서로 수직하도록 배치될 수 있다.

이상에서는 라이트 유닛(500)의 구조를 살펴보았다.

이하에서는 표시 패널(300)의 다양한 구조 중 하나의 구조를 살펴본다.

일반적으로 액정 표시 패널은 곡면으로 형성되는 경우 액정 분자가 곡면을 따라서 배열되기 때문에 표시 품질이 저하될 수 있다.

하지만, 도 10 내지 도 12와 같이 미세 공간 내에 액정층이 위치하는 경우에는 미세 공간으로 액정 분자의 배열 방향이 제어되어 곡면으로 인한 특성 변화가 적어 표시 품질의 저하가 문제되지 않는다.

이하에서는 각 화소가 미세 공간에 액정층을 가지는 액정 표시 패널(300) 중 일 실시예의 구조를 도 10 내지 도 12를 통하여 살펴본다.

도 10 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 표시 패널의 일 예를 도시한 도면이다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 패널(300) 중 하나의 화소(PX)의 배치도이고, 도 11은 도 10의 XI-XI선을 따라 자른 단면도이고, 도 12는 도 10의 XII-XII선을 따라 자른 단면도이다.

투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(110) 위에 게이트선(121) 및 유지 전압선(131)이 형성되어 있다. 게이트선(121)은 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b) 및 제3 게이트 전극(124c)을 포함한다. 유지 전압선(131)은 유지 전극(135a, 135b) 및 게이트선(121) 방향으로 돌출된 돌출부(134)를 포함한다. 유지 전극(135a, 135b)은 제1 부화소 전극(192h) 및 전단 화소의 제2 부화소 전극(192l)을 둘러싸는 구조를 가진다. 도 2의 유지 전극의 수평부(135b)는 전단 화소의 수평부(135b)와 분리되지 않은 하나의 배선일 수 있다.

게이트선(121) 및 유지 전압선(131) 위에 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171) 하부에 위치하는 반도체(151), 소스/드레인 전극의 하부에 위치하는 반도체(155) 및 박막 트랜지스터의 채널 부분에 위치하는 반도체(154)가 형성되어 있다.

각 반도체(151, 154, 155)의 위이며, 데이터선(171), 소스/드레인 전극의 사이에는 복수의 저항성 접촉 부재가 형성되어 있을 수 있는데, 도면에서는 생략되어 있다.

각 반도체(151, 154, 155) 및 게이트 절연막(140) 위에 제1 소스 전극(173a) 및 제2 소스 전극(173b)을 포함하는 복수의 데이터선(171), 제1 드레인 전극(175a), 제2 드레인 전극(175b), 제3 소스 전극(173c) 및 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 도전체(171, 173c, 175a, 175b, 175c)가 형성되어 있다.

제1 게이트 전극(124a), 제1 소스 전극(173a), 및 제1 드레인 전극(175a)은 반도체(154)와 함께 제1 박막 트랜지스터(Qa)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 제1 소스 전극(173a)과 제1 드레인 전극(175a) 사이의 반도체 부분(154)에 형성된다. 이와 유사하게, 제2 게이트 전극(124b), 제2 소스 전극(173b), 및 제2 드레인 전극(175b)은 반도체(154)와 함께 제2 박막 트랜지스터(Qb)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널은 제2 소스 전극(173b)과 제2 드레인 전극(175b) 사이의 반도체 부분(154)에 형성되고, 제3 게이트 전극(124c), 제3 소스 전극(173c), 및 제3 드레인 전극(175c)은 반도체(154)와 함께 제3 박막 트랜지스터(Qc)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널은 제3 소스 전극(173c)과 제3 드레인 전극(175c) 사이의 반도체 부분(154)에 형성된다.

본 실시예의 데이터선(171)은 제3 드레인 전극(175c)의 확장부(175c') 부근의 박막 트랜지스터 형성 영역에서 폭이 좁아지는 구조를 가진다. 이는 인접하는 배선과의 간격을 유지하고 신호 간섭을 줄이기 위한 구조지만, 반드시 이렇게 형성될 필요는 없다.

데이터 도전체(171, 173c, 175a, 175b, 175c) 및 노출된 반도체(154) 부분 위에는 제1 보호막(180)이 형성되어 있다. 제1 보호막(180)은 질화 규소(SiNx), 산화 규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.

보호막(180)의 위에는 컬러 필터(230)가 형성되어 있다. 세로 방향(데이터선 방향)으로 인접하는 화소에는 동일한 색의 컬러 필터(230)가 형성되어 있다. 또한, 가로 방향(게이트선 방향)으로 인접하는 화소는 서로 다른 색의 컬러 필터(230, 230')가 형성되어 있으며, 데이터선(171)의 위에서 두 컬러 필터(230, 230')가 서로 중첩할 수 있다. 컬러 필터(230, 230')는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나의 색을 표시할 수 있다. 하지만, 적색, 녹색, 및 청색의 삼원색에 제한되지 않고, 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 옐로(yellow), 화이트 계열의 색 중 하나를 표시할 수도 있다.

컬러 필터(230, 230')의 위에는 차광 부재(Black matrix; 220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 게이트선(121), 유지 전압선(131) 및 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 영역(이하 '트랜지스터 형성 영역'이라 함)과 데이터선(171)이 형성되어 있는 영역을 중심으로 형성되며, 화상을 표시하는 영역에 대응하는 개구부를 가지는 격자 구조로 형성되어 있다. 차광 부재(220)의 개구부에는 컬러 필터(230)가 형성되어 있다. 또한, 차광 부재(220)는 빛이 투과하지 못하는 물질로 형성되어 있다.

컬러 필터(230) 및 차광 부재(220)의 위에는 이를 덮는 제2 보호막(185)이 형성되어 있다. 제2 보호막(185)은 질화 규소(SiNx), 산화 규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다. 도 11 및 도 12의 단면도에서 도시된 바와 달리 컬러 필터(230)와 차광 부재(220)의 두께 차이로 인하여 단차가 발생된 경우에는 제2 보호막(185)을 유기 절연물을 포함하도록 하여 단차를 줄이거나 제거할 수 있다.

컬러 필터(230), 차광 부재(220) 및 보호막(180, 185)에는 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)의 확장부(175b')를 각각 노출하는 제1 접촉구(186a) 및 제2 접촉구(186b)가 형성되어 있다. 또한, 컬러 필터(230), 차광 부재(220) 및 보호막(180, 185)에는 유지 전압선(131)의 돌출부(134) 및 제3 드레인 전극(175c)의 확장부(175c')를 노출시키는 제3 접촉구(186c)가 형성되어 있다.

본 실시예에서는 차광 부재(220) 및 컬러 필터(230)에도 접촉구(186a, 186b, 186c)가 형성되고 있지만, 실제 차광 부재(220) 및 컬러 필터(230)는 그 재질에 따라서 접촉구의 식각이 보호막(180, 185)에 비하여 어려울 수 있다. 그러므로, 차광 부재(220) 또는 컬러 필터(230)의 식각시 접촉구(186a, 186b, 186c)가 형성되는 위치에 미리 차광 부재(220) 또는 컬러 필터(230)를 제거해 놓을 수도 있다.

한편, 실시예에 따라서는 차광 부재(220)의 위치를 변경하여 컬러 필터(230) 및 보호막(180, 185) 만을 식각하여 접촉구(186a, 186b, 186c)를 형성할 수도 있다.

제2 보호막(185) 위에는 제1 부화소 전극(192h)와 제2 부화소 전극(192l)을 포함하는 화소 전극(192)이 형성되어 있다. 화소 전극(192)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다.

제1 부화소 전극(192h)과 제2 부화소 전극(192l)은 열 방향으로 이웃하고, 전체적인 모양은 사각형이며 가로 줄기부 및 이와 교차하는 세로 줄기부로 이루어진 십자형 줄기부를 포함한다. 또한 가로 줄기부와 세로 줄기부에 의해 네 개의 부영역으로 나뉘어지며 각 부영역은 복수의 미세 가지부를 포함한다.

제1 부화소 전극(192h)과 제2 부화소 전극(192l)의 미세 가지부는 게이트선(121) 또는 가로 줄기부와 대략 40도 내지 45도의 각을 이룬다. 또한, 이웃하는 두 부영역의 미세 가지부는 서로 직교할 수 있다. 또한, 미세 가지부의 폭은 점진적으로 넓어지거나 미세 가지부간의 간격이 다를 수 있다.

제1 부화소 전극(192h) 및 제2 부화소 전극(192l)은 접촉구(186a, 186b)를 통하여 각각 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.

한편, 연결 부재(194)는 제3 접촉구(186c)를 통하여 제3 드레인 전극(175c)의 확장부(175c')와 유지 전압선(131)의 돌출부(134)를 전기적으로 연결시킨다. 그 결과, 제2 드레인 전극(175b)에 인가된 데이터 전압 중 일부는 제3 소스 전극(173c)을 통해 분압되어, 제2 부화소 전극(192l)에 인가되는 전압의 크기는 제1 부화소 전극(192h)에 인가되는 전압의 크기보다 작을 수 있다.

여기서, 제2 부화소 전극(192l)의 면적은 제1 부화소 전극(192h)의 면적 대비하여 1배 이상 2배 이하일 수 있다.

한편, 제2 보호막(185)에는 컬러 필터(230)로부터 방출되는 가스를 모아둘 수 있는 개구부와 그 위에 화소 전극(192)과 동일한 물질로 해당 개구부를 덮는 덮개부가 형성되어 있을 수 있다. 개구부와 덮개부는 컬러 필터(230)에서 방출되는 가스가 다른 소자로 전달되는 것을 차단시키기 위한 구조이며, 반드시 포함되어야 하는 구조는 아닐 수 있다.

제2 보호막(185) 및 화소 전극(192)의 위에는 하부 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있다.

화소 전극(192) 및 하부 배향막의 위에는 미세 공간이 위치하며, 미세 공간의 내에는 액정층(3)이 형성되어 있다.

미세 공간의 상부면은 수평면을 가지며, 미세 공간의 측면은 테이퍼져 있다. 그 결과 각 표시 화소(PX)의 액정층(3)의 상부면은 수평면을 가지고, 측면은 테이퍼진 구조를 가진다. 미세 공간은 희생층이 형성되었다가 제거되면서 생기는 공간이다. 미세 공간의 상부 및 측면에는 상부 배향막(도시하지 않음)이 위치한다.

액정 주입구가 형성되는 영역(이하 '액정 주입구 형성 영역'이라 함; 307)을 중심으로 서로 분리되어 복수개가 형성되어 있다. 액정 주입구 형성 영역(307)은 게이트선(121)과 평행한 방향으로 형성되어 있어 공통 전극의 연장 방향도 게이트선(121)의 연장 방향과 같다.

미세 공간의 의 전면과 배면은 오픈된 구조를 가지며, 이 부분은 액정 주입구를 구성한다.

미세 공간에 위치하는 액정층(3)을 나노 크리스탈(nano crystal)이라고도 한다. 미세 공간에 형성되는 액정층(3)은 모관력(capillary force)을 이용하여 미세 공간에 주입될 수 있다.

미세 공간의 위, 즉, 액정층(3)의 위에는 공통 전극(270)이 위치한다. 공통 전극(270)은 액정층(3)의 상부면 및 측면의 굴곡을 따라서 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 액정 주입구 형성 영역(307)을 중심으로 서로 분리되어 복수개가 형성되어 있으며, 복수개의 공통 전극(270)은 서로 간격을 두고 형성되어 있다. 액정 주입구 형성 영역(307)은 게이트선(121)과 평행한 방향으로 형성되어 있어 공통 전극(270)의 연장 방향도 게이트선(121)의 연장 방향과 같다.

공통 전극(270)은 ITO 또는 IZO와 같은 투명한 도전 물질로 형성되며, 화소 전극(192)과 함께 전계를 발생시켜 액정 분자(310)의 배열 방향을 제어하는 역할을 한다.

공통 전극(270)의 위에는 지지 부재가 형성되어 있다. 본 발명의 실시예에 따른 지지 부재는 루프층(360) 및 상부 절연층(370)을 포함한다. 실시예에 따라서는 상부 절연층(370)이 생략될 수 있다. 실시예에 따라서는 루프층(360)의 아래에 상부 절연층(370)과 동일한 물질로 형성 하부 절연층을 형성할 수도 있다. 하부 절연층과 상부 절연층(370)은 루프층(360)을 보호하는 역할을 수행할 수 있다.

공통 전극(270)의 위에는 루프층(360; roof layer)이 형성되어 있다. 루프층(360)은 화소 전극(192)과 공통 전극(270)의 사이 미세 공간(Microcavity)이 형성될 수 있도록 지지하는 역할을 할 수 있다. 루프층(360)은 액정층(3)의 상부와 액정층(3)의 사이 공간에 위치하는 기둥부를 포함한다. 루프층(360)의 기둥부에 의하여 지지되어 액정층(3) 및 미세 공간이 유지된다. 루프층(360)은 포토 레지스트 및 기타 다양한 유기 물질로 형성될 수 있다.

루프층(360)의 위에는 상부 절연층(370)이 형성되어 있다. 상부 절연층(370)은 질화 규소(SiNx), 산화 규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 따위의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.

루프층(360) 및 상부 절연층(370)에는 미세 공간에 액정을 넣을 수 있도록 하기 위하여 일측면에 액정 주입구 형성 영역(307)을 가질 수 있다. 액정 주입구 형성 영역(307)에는 각 미세 공간으로 연결되는 액정 주입구를 포함한다. 액정 주입구는 미세 공간으로 액정이 주입되는 입구 부분이다. 또한, 액정 주입구 형성 영역(307) 및 액정 주입구는 미세 공간을 형성하기 위한 희생층을 제거할 때에도 사용될 수 있다.

상부 절연층(370)의 위에는 캐핑막(390)이 형성되어 액정 주입구 형성 영역(307)을 봉한다. 캐핑막(390)에 의하여 액정 주입구 형성 영역(307)은 막히며, 액정 분자(310)가 외부로 유출되는 것이 차단된다. 캐핑막(390)은 도 3 및 도 4와 같이 표시 장치의 전 영역에 걸쳐 형성될 수 있으며, 실시예에 따라서는 액정 주입구 형성 영역(307)의 상부 및 그 주위에만 형성될 수도 있다. 캐핑막(390)이 형성된 상부면은 절연 기판(110)의 하부면과 같이 수평의 면을 이룰 수 있다.

절연 기판(110)의 하부 및 캐핑막(390)의 상부에는 편광판(도시하지 않음)이 위치하고 있다. 편광판은 편광을 생성하는 편광 소자와 내구성을 확보하기 위한 TAC(Tri-acetyl-cellulose)층을 포함할 수 있으며, 실시예에 따라서는 상부 편광판과 하부 편광판은 투과축의 방향이 수직 또는 평행할 수 있다.

한편, 도 11 및 도 12에서는 액정층(3)으로 도시된 부분은 제조 공정에서는 희생층이 위치하고 있던 영역이며, 희생층이 제거되면서 미세 공간이 형성되고, 그 후 미세 공간에 액정 물질이 주입되어 액정층(3)이 완성된다.

도 10 내지 도 12에서 도시하고 있는 액정 표시 패널외에도 다양한 수광형 표시 패널이 본 발명의 표시 패널(300)로 사용될 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 표시 장치 300: 표시 패널
400: 접착제 500: 라이트 유닛
21: 광원 22: 확산판
23: 광학 시트 25: 반사판
15: 개구부
110: 절연 기판 121: 게이트선
124: 게이트 전극 131: 유지 전압선
134: 돌출부 135: 유지 전극
140: 게이트 절연막 151, 154, 155: 반도체
171: 데이터선 173: 소스 전극
175: 드레인 전극 180, 185: 보호막
186: 접촉구 192: 화소 전극
194: 연결 부재 220: 차광 부재
230: 컬러 필터 270: 공통 전극
3: 액정층 307: 주입구 형성 영역
310: 액정 분자 360: 루프층
370: 상부 절연층 390: 캐핑막

Claims (18)

1. 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하는 광원; 및
   상기 광원으로부터 떨어져 있으며, 원통 구조를 가지고, 상기 광원으로부터의 빛을 확산시키는 확산판을 포함하고,
   상기 확산판은 상기 광원을 둘러싸고,
   상기 광원은 상기 원통 구조의 중심축에 위치하며 상기 중심축을 따라 연장되어 있는 선광원인
   라이트 유닛.
2. 삭제
3. 제1항에서,
   상기 확산판의 외측면을 따라서 배치되어 있는 적어도 하나의 광학 시트를 더 포함하는 라이트 유닛.
4. 제1항에서,
   상기 광원에서 상기 확산판에 이르는 수평 거리가 일정하지 않은 라이트 유닛.
5. 내부 공간이 비어 있는 원통 구조를 가지고, 상기 내부 공간을 둘러싸는 원통형 내측면 및 원통형 외측면을 포함하는 면광원;
   상기 면광원의 상기 원통형 외측면을 덮으며 상기 면광원으로부터의 빛을 확산하는 확산판; 그리고
   상기 내부 공간과 상기 원통형 내측면 사이에 위치하는 반사판
   을 포함하고,
   상기 면광원은 상기 확산판과 상기 반사판 사이에 위치하고,
   상기 원통형 내측면으로부터 상기 내부 공간으로 빛이 출사되고, 상기 원통형 외측면으로부터 상기 면광원의 외측으로 빛이 출사되는
   라이트 유닛.
6. 삭제
7. 제5항에서,
   상기 확산판의 외측면을 따라서 배치되어 있는 적어도 하나의 광학 시트를 더 포함하는 라이트 유닛.
8. 표시 패널; 및
   표시 패널에 빛을 제공하는 라이트 유닛을 포함하며,
   상기 라이트 유닛은
   적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하는 광원; 및
   상기 광원으로부터 떨어져 있으며, 원통 구조를 가지고, 상기 광원으로부터의 빛을 확산시키는 확산판을 포함하고,
   상기 확산판은 상기 광원을 둘러싸고,
   상기 광원은 상기 원통 구조의 중심축에 위치하며 상기 중심축을 따라 연장되어 있는 선광원인
   표시 장치.
9. 삭제
10. 제8항에서,
    상기 확산판의 외측면을 따라서 배치되어 있는 적어도 하나의 광학 시트를 더 포함하는 표시 장치.
11. 제8항에서,
    상기 광원에서 상기 확산판에 이르는 수평 거리가 일정하지 않은 표시 장치.
12. 제8항에서,
    상기 표시 패널은 복수의 화소를 포함하며,
    각 화소는 액정층을 가지는 표시 장치.
13. 제8항에서,
    상기 표시 패널과 상기 라이트 유닛을 부착하는 접착제를 더 포함하는 표시 장치.
14. 표시 패널; 및
    표시 패널에 빛을 제공하는 라이트 유닛을 포함하며,
    상기 라이트 유닛은
    내부 공간이 비어 있는 원통 구조를 가지고, 상기 내부 공간을 둘러싸는 원통형 내측면 및 원통형 외측면을 포함하는 면광원;
    상기 면광원의 상기 원통형 외측면을 덮으며 상기 면광원으로부터의 빛을 확산하는 확산판; 그리고
    상기 내부 공간과 상기 원통형 내측면 사이에 위치하는 반사판
    을 포함하고,
    상기 면광원은 상기 확산판과 상기 반사판 사이에 위치하고,
    상기 원통형 내측면으로부터 상기 내부 공간으로 빛이 출사되고, 상기 원통형 외측면으로부터 상기 면광원의 외측으로 빛이 출사되는
    표시 장치.
15. 삭제
16. 제14항에서,
    상기 확산판의 외측면을 따라서 배치되어 있는 적어도 하나의 광학 시트를 더 포함하는 표시 장치.
17. 제14항에서,
    상기 표시 패널은 복수의 화소를 포함하며,
    각 화소는 액정층을 가지는 표시 장치.
18. 제14항에서,
    상기 표시 패널과 상기 라이트 유닛을 부착하는 접착제를 더 포함하는 표시 장치.

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