KR20050068183A - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모바일 휴대폰에 사용되는 액정표시장치의 도광판 구조를 이중 구조로 함으로써, 액정표시장치의 균일한 휘도 유지와 소비 전력을 줄일 수 있는 액정표시장치를 개시한다. 개시된 본 발명은 액정 패널, 백라이트 어셈블리, 메인 프레임, 하부 커버 및 상부 케이스들이 조립된 액정표시장치에 있어서, 상기 백라이트 어셈블리는, 빛을 공급하는 광원과, 상기 광원으로부터 발광된 빛을 입사받아 보다 확장된 광을 출력시키는 제 1 도광판과, 상기 제 1 도광판의 출광부로부터 출력되는 광을 평면광으로 변환시켜 상기 액정 패널에 평면광을 공급하는 제 2 도광판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 백라이트 어셈블리의 광원에서 발생하는 광이 손실되는 것을 줄이기 위해서, 상기 광원은 상기 제 1 도광판의 입광부에 의하여 체결되어 있는 구조를 하고, 상기 백라이트 어셈블리의 광원은 발광 다이오드들로 구성되어 있으며, 상기 제 1 도광판의 구조는 입광부의 면적에 비하여 출광부의 면적이 넓은 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device : 'LCD')에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 모바일(Mobile) 휴대폰에 사용되는 액정표시장치의 도광판 구조를 이중 구조로 함으로써, 액정표시장치의 균일한 휘도 유지와 소비 전력을 줄일 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 들어 급속한 발전을 거듭하고 있는 반도체 산업의 기술 개발에 의하여 액정표시장치는 소형, 경량화 되면서 성능은 더욱 강력해진 제품들이 생산되고 있다.
지금까지 정보 디스플레이 장치에 널리 사용되고 있는 CRT(cathode ray tube)가 성능이나 가격 측면에서 많은 장점을 갖고 있지만, 소형화 또는 휴대성의 측면에서는 많은 단점을 갖고 있었다.
이에 반하여, 액정표시장치는 소형화, 경량화, 저 전력 소비화 등의 장점을 갖고 있어 CRT의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로 점차 주목받아 왔고, 현재는 디스플레이 장치를 필요로 하는 거의 모든 정보 처리 기기에 장착되고 있는 실정이다.
특히 최근에는 휴대폰의 다양한 기능의 추가로 인하여 동영상을 디스플레이하기 위하여 모바일용 액정표시장치가 탑재되고 있다.
이러한 액정표시장치는 일반적으로 액정의 특정한 분자배열에 전압을 인가하여 다른 분자배열로 변환시키고, 이러한 분자배열에 의해 발광하는 액정 셀의 복굴절성, 선광성, 2색성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하는 것으로, 액정 셀에 의한 빛의 변조를 이용한 디스플레이 장치이다.
상기 액정표시장치는 화소 단위를 이루는 액정 셀의 형성 공정을 동반하는 패널 상판 및 하판의 제조공정과, 액정 배향을 위한 배향막의 형성 및 러빙(Rubbing) 공정과, 상판 및 하판의 합착 공정과, 합착된 상판 및 하판 사이에 액정을 주입하고 봉지하는 공정 등의 여러 과정을 거쳐 완성되게 된다.
도 1은 일반적으로 사용되는 액정표시장치의 조립 구조를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 어레이 기판과 컬러 필터 기판이 합착된 액정 패널(5)은 백라이트 어셈블리(10)와 함께 메인 프레임(21)에 적층되어 수납된다.
상기 액정 패널(5)의 일측 가장자리에는 구동 신호를 인가하기 위한 게이트 PCB(Gate Printed Circuit Board:7)가 상기 액정 패널(5)의 게이트 패드와 게이트 TCP(Taped Carrier Package)를 사이에 두고 플렉시블 케이블(flexible cable)에 의하여 연결되어 있다.
마찬가지로, 상기 액정 패널(5) 타측 가장자리에는 그래픽 신호를 인가하기 위한 데이터 PCB(Data Printed Circuit Board:9)가 상기 액정표시장치 패널(5)의 데이터 패드에 플렉시블 케이블에 의하여 연결되어 있고, 이들에 일정한 스캔 방식에 따라 신호를 상기 액정 패널(5)에 인가하도록 하는 데이터 TCP가 부착되어 있다.
상기 액정 패널(5) 하부에는 복수개의 광학 시트(11)와 화상을 표현하기 위한 빛을 발생시키는 램프(13)와, 상기 램프(13)로부터 발생한 광을 상기 액정 패널(5) 면적의 평면 광으로 바꾸어 주는 도광판(15)과, 상기 도광판(15)에서 누설된 광을 반사하여 광효율을 높이기 위한 반사판(17)으로 구성된 백라이트 어셈블리(10)들을 적층 형태로 부착한다.
상기 백라이트 어셈블리(10)와 액정 패널(5)은 외부의 충격으로부터 보호하면서, 광학적 얼 라인을 위하여 메인 프레임(21)에 적층 형태로 삽입한다. 그리고 상기 액정 패널(5)의 이동을 방지하기 위하여 상기 액정 패널(5)을 고정할 수 있는 가이드 패널(3)을 부착한다.
상기 메인 프레임(21)은 금속 재질을 갖거나 플라스틱 재질을 갖는 경우로 구분되며, 상기 메인 프레임(21)에 상기 액정 패널(5)과 백라이트 어셈블리(10)를 적층 형태로 삽입시킨 다음, 상기 패널 가이드(3)를 상기 메인 프레임(21)에 결합시킨다.
그런 다음, 상기 액정 패널(5)과, 백라이트 어셈블리(10)가 수납되어 있는 상기 메인 프레임(21)에 상부 케이스(top case: 1)와 하부 커버(22)로 조립한다.
상기 상부 케이스(1)와 상기 하부 커버(22)는 상기 액정표시장치 패널과 연결되는 PCB를 접지 시키는 역할을 하면서 상기 액정 패널(5), 백라이트 어셈블리(10)를 보호하는 역할을 한다.
일반적으로 액정표시장치의 액정 패널(5)을 사이드 라이트형(side light type) 면광원 장치에 의해 조명하는 것은 이미 알려져 있다.
이와 같은 사이드 라이트형 면광원 장치에서는 필라멘트 램프와, 상기 램프로부터 발생하는 광을 평면 광원으로 변환하여 액정표시장치의 광원으로 사용한다.
이와 같은 원리는 휴대폰에 탑재되는 액정표시장치의 경우에도 유사하게 적용되는데, 상기 광원의 경우에만 소비전력이 낮고, 광효율이 우수한 발광 다이오드(LED)를 제 1 차적 광원으로 사용한다.
도 2 및 도 3은 종래 기술에 따라 휴대폰용 액정표시장치의 백라이트와 도광판 구조를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 휴대폰에 탑재되는 소형 사이즈의 액정표시장치에 평면 광원을 입사시키기 위하여 백라이트(32)와 도광판(35)의 구조를 도시하였다.
하나의 예로서, 상기 백라이트는 3개의 LED(32)와 상기 LED들(32)을 고정하는 하우징(30)으로 구성되어 있다.
상기 백라이트에 고정되어 있는 3개의 LED들(32)은 도광판(15)의 입광부 영역을 향하여 광을 조사하고, 상기 LED(32) 광원으로부터 발광된 빛이 상기 도광판(35) 내에 입사되면, 상기 도광판(35) 내부에 배치되어 있는 다수개의 반사 프리즘에 의하여 반사가 이루어지면서 상기 도광판(35)의 말단부 영역까지 LED(32) 광원이 진행하여 평면광을 출사하게 된다.
도 3에서는 상기 도 2에서와 마찬가지로 도광판(35)의 입광부 영역에 백라이트(42)가 착되고, 상기 도광판(45)의 입광부 영역에서 광을 조사하여, 상기 도광판(35) 내부의 전영역에 광이 진행할 수 있도록 하였다.
하지만, 도 2에서와 달리 3개의 LED(32) 각각의 광출력보다 높은 광출력을 갖는 하나의 LED(32)를 상기 도광판(45)의 입광부 일측 모서리에 배치하여, 액정표시장치에 광을 인가한다.
그러나, 상기와 같이 LED를 사용하여 휴대폰용 액정표시장치의 광원으로 사용하는 경우에는 상기 LED 광원이 상기 액정표시장치의 도광판 입광부로 진행하는 광면적이 좁아 액정표시장치의 전체적인 휘도가 균일하지 않는다는 문제가 있다.
특히, 도 3에서와 같이 도광판의 입광부 일측 모서리 영역에서 하나의 LED만을 사용하여 액정표시장치의 광원으로 사용하는 경우에는 상기 LED의 광출력이 높더라도, 상기 입광부 영역의 휘도와 도광판 말단 영역의 휘도가 균일하지 않게 되는 문제가 있다.
본 발명은, 휴대폰에 사용되는 액정표시장치의 LED 백라이트에 입광부에 비해 출광부 면적이 넓은 제 1 도광판과, 상기 제 1 도광판과 결합하는 제 2 도광판을 체결함으로써 액정표시장치의 균일한 휘도 유지와 소비 전력을 줄일 수 있는 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 액정표시장치는,
액정 패널, 백라이트 어셈블리, 메인 프레임, 하부 커버 및 상부 케이스들이 조립된 액정표시장치에 있어서,
상기 백라이트 어셈블리는, 빛을 공급하는 광원과, 상기 광원으로부터 발광된 빛을 입사받아 보다 확장된 광을 출력시키는 제 1 도광판과, 상기 제 1 도광판의 출광부로부터 출력되는 광을 평면광으로 변환시켜 상기 액정 패널에 평면광을 공급하는 제 2 도광판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 백라이트 어셈블리의 광원에서 발생하는 광이 손실되는 것을 줄이기 위해서, 상기 광원은 상기 제 1 도광판의 입광부에 의하여 체결되어 있는 구조를 하고, 상기 백라이트 어셈블리의 광원은 발광 다이오드들로 구성되어 있으며, 상기 제 1 도광판의 구조는 입광부의 면적에 비하여 출광부의 면적이 넓은 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제 1 도광판의 출광부 구조는 3면 구조, 삼각뿔 구조, 원형 구조, 타원형 구조 중 어느 하나의 구조이고, 상기 제 2 도광판의 입광부 구조는 상기 제 1 도광판의 제 1 출광부의 구조와 체결 구조를 갖는 홈으로 구성되며, 상기 제 1 도광판은 상기 광원으로부터 입사되는 광을 평행한 출력광으로 출력시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 휴대폰에 사용되는 액정표시장치의 LED 백라이트에 입광부에 비해 출광부 면적이 넓은 제 1 도광판과, 상기 제 1 도광판과 결합하는 제 2 도광판을 체결함으로써 액정표시장치의 균일한 휘도 유지와 소비 전력을 줄일 수 있다.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 자세히 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 휴대폰용 액정표시장치의 백라이트와 도광판의 구조를 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 종래 휴대폰에서 사용되는 도광판과 달리 도광판(100, 110)의 구조를 제 1 도광판(110)과 제 2 도광판(100) 구조로 하여, 상기 제 2 도광판(110)에서 보다 균일한 휘도의 평면광을 출사할 수 있도록 한 것이다.
상기 휴대폰에 사용되는 액정표시장치의 사이드 라이트형 면광원 장치는 발광 다이오드들(LED)로 구성되어 있는 LED(120)로부터 상기 제 1 도광판(110)에 의하여 상기 LED(120)의 광면적이 확장되어, 상기 제 2 도광판(100) 입광부로 입사되는 광량을 종래보다 많게 하였다.
상기와 같이 액정표시장치의 광원 역할을 하는 LED(120)를 도면에서와 같이, 3개 배치 하여 상기 제 1 도광판(110)이 상기 LED들(120)과 밀착되어 얼라인 되어 있다.
이것은 상기 LED들(120)로부터 발생하는 대부분의 광을 상기 제 1 도광판(110)의 입광부로 입사시킨 다음, 상기 제 1 도광판(110)의 출광부 영역에서 보다 넓은 면적으로 많은 양의 광이 출사되도록 하기 위함이다.
따라서, 상기 제 1 도광판(110)의 구조는 입광부에 비하여 출광부의 면적이 현저히 넓고, 상기 제 2 도광판(100)과 달리 입사된 광이 평행 방향으로 출사되는 구조를 하고 있다.
상기와 같이 LED(120)의 광원들로부터 입사된 광이 상기 제 1 도광판(110)으로 입사되면, 상기 제 1 도광판(110) 내측에서는 반사와 굴절 작용을 하면서 진행하여 출광부에서 보다 많은 양의 광원이 출사된다.
상기 제 1 도광판(110)의 출광부 영역으로부터 출사되는 많은 양의 광은 상기 제 2 도광판(100)의 입광부로 입사되는데, 상기 제 2 도광판(100)의 입광부의 구조도 상기 제 1 도광판(110)의 출광부의 구조와 대응되도록 홈이 형성되어 있다.
상기 제 1 도광판(110)의 출광부가 상기 제 2 도광판(100)의 입광부에 일정거리 이격된 상태에서 체결되어 있으므로, 상기 제 1 도광판(110)의 출광부에서 출력되는 많은 양의 광원이 상기 제 2 도광판(100)의 입광부로 입사되게 된다.
따라서, 상기 LED(120)들의 광 손실 없이 상기 제 2 도광판(100)으로 광이 입사되고, 또한, 상기 제 1 도광판(110)에서 광 면적이 넓게 변환되어 입사되기 때문에 상기 제 2 도광판(100)에서는 균일한 휘도를 갖는 평면광을 출력할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 도광판의 다양한 형상을 설명하기 위한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 백라이트의 LED들로부터 직접 광원을 받아 많은 양의 광을 출력할 수 있는 제 1 도광판의 구조이다.
상기 제 1 도광판의 구조는 입광부의 면적보다 출광부의 면적이 넓은 형태의 구조를 갖는 것으로 (a)는 도광판의 출광부 영역이 3면 구조를 갖는 형태이고, (b)는 삼각형 구조로 되어 있다.
상기 (a)와 같은 구조를 하는 제 1 도광판은 입광부에서 입광된 광이 출광부에서 출광할 때, 3개의 면으로 출광하여 보다 넓게 퍼진 광이 출력된다.
마찬가지로 상기 (b)에서는 제 1 도광판의 입광부에서 입광된 광이 출광부에서 출광할 때, 2개의 면으로 출광하게 되어 입광부에서 입사되는 광보다 출광부에서 출광되는 광이 확장된다.
따라서, 도면에서 도시된 구조뿐만 아니라 도광판의 입광부의 면적에 비하여 출광부의 면적이 큰 경우에는 다양한 형태로 구현할 수 있다. 예를 들어 입광부는 평면형이지만, 출광부는 원형 또는 타원형으로 형성하여 출광부의 면적을 넓게 형성할 수 있다.
이와 같이 본 발명에서는 백라이트에 배치되어 있는 LED들로부터 출사되는 광을 바로 도광판으로 입사시키지 않고, 입광부에 비하여 출광부의 면적이 넓은 도광판을 삽입함으로써, 액정표시장치에 균일한 평면 광원을 공급할 수 있게된다.
아울러, 휘도 향상을 위하여 추가적인 LED를 배치하지 않아도 되므로 소비전력을 줄일 수 있는 이점이 있다.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명은 휴대폰에 사용되는 액정표시장치의 LED 백라이트에 입광부에 비해 출광부 면적이 넓은 제 1 도광판과, 상기 제 1 도광판과 결합하는 제 2 도광판을 체결함으로써 액정표시장치의 균일한 휘도 유지와 소비 전력을 줄일 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.
도 1은 일반적으로 사용되는 액정표시장치의 조립 구조를 도시한 도면.
도 2 및 도 3은 종래 기술에 따라 휴대폰용 액정표시장치의 백라이트와 도광판 구조를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 휴대폰용 액정표시장치의 백라이트와 도광판의 구조를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 도광판의 다양한 형상을 설명하기 위한 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1: 탑 케이스 3: 패널 가이드
5: 액정 패널 11: 광학 시트
13: 램프 15: 도광판
17: 반사판 21: 메인 프레임
100: 제 2 도광판 110: 제 1 도광판
120: LED

Claims (7)

  1. 액정 패널, 백라이트 어셈블리, 메인 프레임, 하부 커버 및 상부 케이스들이 조립된 액정표시장치에 있어서,
    상기 백라이트 어셈블리는, 빛을 공급하는 광원과, 상기 광원으로부터 발광된 빛을 입사받아 보다 확장된 광을 출력시키는 제 1 도광판과, 상기 제 1 도광판의 출광부로부터 출력되는 광을 평면광으로 변환시켜 상기 액정 패널에 평면광을 공급하는 제 2 도광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 백라이트 어셈블리의 광원에서 발생하는 광이 손실되는 것을 줄이기 위해서, 상기 광원은 상기 제 1 도광판의 입광부에 의하여 체결되어 있는 구조를 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 백라이트 어셈블리의 광원은 발광 다이오드들로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 도광판의 구조는 입광부의 면적에 비하여 출광부의 면적이 넓은 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 1 항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 제 1 도광판의 출광부 구조는 3면 구조, 삼각뿔 구조, 원형 구조, 타원형 구조 중 어느 하나의 구조인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 도광판의 입광부 구조는 상기 제 1 도광판의 제 1 출광부의 구조와 체결 구조를 갖는 홈으로 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 도광판은 상기 광원으로부터 입사되는 광을 평행한 출력광으로 출력시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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