KR20060035168A - 표시장치 - Google Patents

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김기철
이종서
송춘호
박세기
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강석환
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Abstract

휘도의 균일성이 향상된 표시장치가 개시되어 있다. 표시장치는 수납용기, 표시패널, 도광판, 점광원 및 광학시트를 포함한다. 수납용기는 바닥면을 포함한다. 표시패널은 수납용기에 수납되어 영상을 표시하며, 마주보는 한 쌍의 제 1 측면들 및 제 1 측면들과 수직한 한 쌍의 제 2 측면들을 포함한다. 도광판은 수납용기의 바닥면 및 표시패널의 사이에 개재되며, 제 1 및 제 2 측면들과 평행한 제 1 및 제 2 도광 측면들을 포함한다. 점광원은 제 2 도광 측면들에 적어도 1개가 배치된다. 광학시트는 시트 형상으로 도광판 및 표시패널의 사이에 개재되며, 광의 휘도 불균일을 감소시키기 위해 제 1 측면들과 평행하게 연장된 복수개의 프리즘 패턴들을 포함한다. 이와 같이, 점광원이 프리즘 패턴들과 수직한 방향으로 배치됨으로써 광의 휘도 균일성이 향상될 수 있다.

Description

표시장치 {DISPLAY APPARATUS}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 'A'부분을 확대한 확대도이다.
도 3은 도 1에서 프리즘 패턴의 마루 및 점광원 사이의 관계를 나타낸 개념도이다.
도 4는 프리즘 패턴의 마루와 수평한 점광원들의 배열을 나타낸 개념도이다.
도 5은 프리즘 패턴의 마루와 수직한 점광원들의 배열을 나타낸 개념도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 수납용기 110 : 바닥면
120 : 측벽들 200 : 표시패널
210 : 제 1 측면 220 : 제 2 측면
300 : 도광판 310 : 제 1 도광 측면
320 : 제 2 도광 측면 400 : 점광원
500 : 광학시트 510 : 프리즘 패턴
512 : 프리즘 패턴의 마루 600 : 표시장치
본 발명은 표시장치에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 광의 휘도 균일성을 향상시킨 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 이동통신 단말기, 디지털 카메라, 노트북, 모니터 등 여러 가지 전자기기는 외부로부터 입력되는 영상신호에 대응하여 영상을 표시하는 표시장치를 포함한다.
표시장치는 다양한 종류, 예를 들면 음극선관 표시장치(Cathode-Ray Tube, CRT), 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel, PDP), 필드방사표시장치(Field Emission Display, FED) 및 전기발광표시장치(Electro Luminescence, EL)가 있다. 이들 중, 액정표시장치(LCD)는 액정(liquid crystal)의 광학적 특성을 이용하여 영상을 표시한다. 액정표시장치(LCD)는 다른 표시장치들에 비하여 두께가 얇고 무게가 가벼우며, 낮은 소비전력 및 낮은 구동전압에서 작동하는 장점을 갖는다.
종래 액정표시장치(LCD)는 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시패널(display panel) 및 표시패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리(back-light assembly)를 포함한다.
백라이트 어셈블리는 광을 발생시키는 광원을 포함하고, 최근에는 저전력 및 고휘도의 특성을 갖는 발광 다이오드가 많이 사용되고 있다.
그러나, 발광 다이오드는 점 형태의 광학분포를 갖기 때문에 휘도 균일성이 낮고, 그 결과 영상의 표시품질이 감소되는 문제점을 갖는다.
따라서 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 휘도 균일성을 향상시켜 영상의 표시 품질을 보다 향상시킨 표시장치를 제공한다.
이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 표시장치는 수납용기, 표시패널, 도광판, 점광원 및 광학시트를 포함한다. 수납용기는 바닥면을 포함한다. 표시패널은 수납용기에 수납되어 영상을 표시하며, 마주보는 한 쌍의 제 1 측면들 및 제 1 측면들과 실질적으로 수직하게 배치되며 상호 마주보는 한 쌍의 제 2 측면들을 포함한다. 도광판은 수납용기 중 바닥면 및 표시패널의 사이에 개재되며, 제 1 측면들과 평행한 제 1 도광 측면들 및 제 2 측면들과 평행한 제 2 도광 측면들을 포함한다. 점광원은 제 2 도광 측면들에 적어도 1개가 배치된다. 광학시트는 시트 형상으로 도광판 및 표시패널의 사이에 개재되며, 점광원에서 발생한 광의 휘도 불균일을 감소시키기 위해 제 1 측면들과 평행하게 연장된 복수개의 프리즘 패턴들을 포함한다.
본 발명에 의하면, 점광원들이 광학시트 상에 배치된 프리즘 패널들과 수직한 배열을 가짐으로써, 각 점광원에서 발생되는 점 형태의 광학분포를 분산시킬 수 있고, 그 결과 표시장치의 휘도 균일성이 향상될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
표시장치
실시예 1
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시장치를 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1의 'A'부분을 확대한 확대도이다. 도 3는 도 1에서 프리즘패턴의 마루 및 점광원 사이의 관계를 나타낸 개념도이다.
도 1 내지 도 3들을 참조하면, 본 실시예에 의한 표시장치(600)는 수납용기(100), 표시패널(200), 도광판(300), 점광원(400) 및 광원시트(500)를 포함한다.
본 실시예에 의한 수납용기(100)는 바닥면(110) 및 바닥면(110)으로부터 연장 또는 배치된 측벽(120)들을 포함한다. 바닥면(110) 및 측벽(120)들에 의해 수납용기(100)에는 수납공간이 형성된다.
본 실시예에 의한 표시패널(200)은 전체적으로 보아 사각 플레이트 형상을 가짐으로, 이하, 표시패널(200)을 사각 플레이트 형상을 갖는 것으로 정의하기로 한다. 표시패널(200)은 수납용기(100)의 수납공간에 수납되고, 마주보는 한 쌍의 제 1 측면(210)들 및 제 1 측면(210)들과 실질적으로 수직하게 배치되며 상호 마주보는 한 쌍의 제 2 측면(220)들을 포함한다.
본 실시예에 의한 표시패널(200)은, 예를 들면, 제 1 기판(230), 제 2 기판(240) 및 액정층(250)을 포함하고, 이에 더하여 인쇄회로기판(260) 및 연성회로기판(270)을 더 포함할 수 있다.
제 1 기판(230)은 복수개가 매트릭스(matrix) 형태으로 배치된 화소전극 (pixel electrode; 232)들, 각 화소전극(232)에 구동전압을 인가하는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT; 234)들 및 박막 트랜지스터(234)들을 각각 작동시키기 위한 신호선(signal line; 236)들을 포함한다.
화소전극(232)은 투명하면서 도전성인 산화주석인듐 박막(Indium Tin Oxide film, ITO), 산화아연인듐 박막(Indium Zinc Oxide film, IZO) 및 아몰퍼스 산화주석인듐 박막(amorphous Indium Tin Oxide film, a-ITO) 등을 사진-식각 공정에 의하여 패터닝(patterning)하여 형성한다.
제 2 기판(240)은 제 1 기판(230)과 마주보도록 배치된다. 제 2 기판(240)은 제 1 기판(230)의 화소전극(232)과 마주보는 면에 배치된 투명하면서 도전성인 공통 전극(common electrode) 및 각 화소전극(232)들과 마주보는 곳에 배치된 컬러필터(color filter)들을 포함한다. 컬러필터들은 백색광 중 적색광을 선택적으로 통과시키는 적색 컬러필터, 백색광 중 녹색광을 선택적으로 통과시키는 녹색 컬러필터 및 백색광 중 청색광을 선택적으로 통과시키는 청색 컬러필터들을 포함한다.
액정층(250)은 제 1 기판(230) 및 제 2 기판(240)의 사이에 개재되며, 화소전극(232) 및 공통 전극의 사이에 형성된 전기장에 의하여 재배열된다. 재배열된 액정층(250)에 의하여 후술될 점광원(400)에서 발생한 광의 광 투과율은 조절되고, 액정층(250)에 의하여 조절된 광은 컬러필터들을 통과함으로써 영상이 표시된다.
인쇄회로기판(260)은 영상 신호를 처리하는 구동회로 유닛을 포함하고, 구동회로 유닛은 외부에서 인가된 영상 신호를 처리하여 표시패널(200)에서 영상을 표시하는데 필요한 구동신호를 발생시킨다.
연성회로기판(270)은 인쇄회로기판(260)과 제 1 기판(230)을 전기적으로 연결하여 인쇄회로기판(260)에서 발생된 구동신호를 제 1 기판(230)으로 제공한다.
본 실시예에 의한 도광판(300)은, 예를 들어, 플레이트 형상을 갖고,수납용기(100)의 바닥면(110) 및 표시패널(200) 사이에 배치된다. 본 실시예에 의한 도광판(300)은 표시패널(200)의 제 1 측면(210)들과 평행한 제 1 도광 측면(310)들 및 표시패널(200)의 제 2 측면(220)들과 평행한 제 2 도광 측면(320)들을 포함한다.
본 실시예에서, 예를 들면, 제 2 측면(320)을 통해 광이 도광판(300) 내로 입사되고, 입사된 광은 반사와 굴절을 통해 수납용기(100)의 바닥면(110)에 대하여 수직한 광의 수직성분이 증가되어 표시패널(200)로 출사된다.
본 실시예에서, 도광판(300) 및 수납용기(100)의 바닥면(110) 사이에는 도광판(300)에서 바닥면(110)을 향하여 누설된 광을 반사시키는 반사시트(330)가 더 배치될 수 있다.
본 실시예에 의한 점광원(400)은 도광판(300)의 제 2 도광 측면(320)들에 적어도 1개가 배치된다. 예를 들면, 점광원(400)은 도광판(300)의 양 제 2 도광 측면(320)들과 마주보도록 복수개가 배치된다. 점광원(400)은 점 형태의 광원분포를 갖는 광을 발생시켜 도광판(300) 내로 입사시킨다.
본 실시예에 의한 점광원(400)은, 예를들어, 발광 다이오드이고, 본 실시예에 의한 발광 다이오드는 백색광을 발생시키는 백색 발광 다이오드를 포함한다. 이와 다르게 본 실시예에 의한 발광 다이오드는 적색광을 발생시키는 적색 발광 다이오드, 녹색광을 발생시키는 녹색 발광 다이오드 및 청색광을 발생시키는 청색 발광 다이오드들을 포함할 수 있다.
본 실시예에 의한 광학시트(500)는 도광판(300) 및 표시패널(200) 사이에 배치된다. 본 실시예에 의한 광학시트(500)에는 표시패널(200)의 제 1 측면(210)들과 평행하게 연장된 복수개의 프리즘 패턴(510)들이 배치된다. 이와 다르게, 프리즘 패턴(510)들은 광학시트(500)의 일부를 연장 또는 제거함으로써, 광학시트(500)와 일체형으로 형성될 수 있다.
본 실시예에 의한 프리즘 패턴(510)들의 종단면은, 예를 들어, 마루(512)와 골(514)이 교대로 형성된 삼각 기둥 형상을 갖는다. 본 실시예에서, 각 프리즘 패턴(510)의 마루(512)를 이루는 두 면 사이의 각( θ)은 약 70° ~ 110°의 범위를 갖는 것이 바람직하고, 프리즘 패턴(510)들의 마루(512)와 마루(512) 사이의 간격(L)은 약 50um ~ 100um 의 범위를 갖는것이 바람직하다. 이때, 두 면 사이의 각( θ)은 약 90°이고, 마루(512)와 마루(512) 사이의 간격(L)은 약 50um 인 것이 보다 바람직하다.
도 3를 참조하면, 복수개의 점광원(400)들은 프리즘 패턴(510)들을 이루는 면들과 실질적으로 수직하게 프리즘 패턴(510)들의 양쪽에 각각 배치된다.
프리즘 패턴(510)들의 양쪽에 배치된 점광원(400)은 점 형태의 광학분포를 갖는 광을 발생시키고, 점광원(400)에서 발생한 광의 광학분포는 프리즘 패턴(510)들의 마루(512)를 이루는 면들과 실질적으로 수직하다.
이와 같이, 점광원(400)들이 프리즘 패턴(510)들의 마루를 이루는 면들과 수직한 방향으로 배치됨으로써, 점광원(400)들에서 발생되는 점 형태를 갖는 광의 광 학분포가 확대되어, 표시장치의 휘도 균일성이 향상될 수 있다.
이하, 광학시트에 형성된 프리즘 패턴들이 광의 휘도 균일성을 향상시키는 이유에 대하여 도면을 이용하여 설명하고자 한다.
도 4는 프리즘 패턴의 마루와 수평한 점광원의 배열을 나타낸 개념도이다.
도 4를 참조하면, 복수개의 점광원(400)들이 프리즘 패턴(510)들의 마루(512)와 이루는 면들과 수평하게 프리즘 패턴(510)들의 에지에 배치된다.
각 점광원(400)은 점 형태의 광학분포를 갖는 광을 발생시키고, 각 점 형태의 광학분포는 프리즘 패턴(510)들의 마루(512)와 이루는 면들과 수평하게 배치된다.
프리즘 패턴(510)들의 마루(512)와 이루는 면들과 수평한 광학분포를 갖는 광은 도광판(300)의 제 2 도광 측면(320)으로 입사되고, 제 2 도광 측면(320)으로 입사된 광은 도광판(300)의 상부로 균일하게 출사된다. 도광판(300)으로부터 균일하게 출사된 광은 광학시트(500)로 입사되고, 입사된 광은 다시 프리즘 패턴(510)들에 도달한다.
일반적으로, 프리즘 패턴(510)들로 입사된 광은 프리즘 패턴(510)들의 마루와 이루는 면들에 수직한 방향으로 확산된 광학분포, 예를 들어, 두개로 분할되어 확장된 광학분포를 갖는다.
이때, 프리즘 패턴(510)들의 마루(512)와 이루는 면들과 수평한 광학분포를 갖는 광은 수평한 광학분포에 대하여 수직한 방향으로 광학분포가 확장되기 때문 에, 프리즘 패턴(510)들의 마루(512)와 이루는 면들에 수평한 방향으로 형성된 광의 휘도 불균형을 해소되지 못한다.
도 5는 프리즘패턴의 마루와 수직한 점광원의 배열을 나타낸 개념도이다.
도 5를 참조하면, 복수개의 점광원(400)들이 프리즘 패턴(510)들의 마루(512)와 이루는 면들과 수평하게 프리즘 패턴(510)들의 에지에 배치된다.
각 점광원(400)은 점 형태의 광학분포를 갖는 광을 발생시키고, 각 점 형태의 광학분포는 프리즘 패턴(510)들의 마루(512)와 이루는 면들과 수직하게 배치된다.
프리즘 패턴(510)들의 마루(512)와 이루는 면들과 수직한 광학분포를 갖는 광은 도광판(300)을 통하여 광학시트(500)로 입사되고, 입사된 광은 다시 프리즘 패턴(510)들에 입사한다.
이때, 프리즘 패턴(510)들의 마루(512)와 이루는 면들과 수직한 광학분포를 갖는 광은 수직한 방향으로 배열된 광학분포를 따라 광학분포가 확장되기 때문에, 프리즘 패턴(510)들의 마루(512)와 이루는 면들에 수직한 방향으로 형성된 광의 휘도 불균형이 다소 억제할 수 있다.
이와 같이, 점광원(400)들이 프리즘 패턴(510)들의 마루(512)와 이루는 면들에 수평한 배열을 가질 경우, 점광원(400)들에서 발생된 광의 광학분포가 수평한 방향으로 확장되지 않아 광의 휘도 불균형이 그대로 유지된다.
반면, 점광원(400)들이 프리즘 패턴(510)들의 마루(512)와 이루는 면들에 수직한 배열을 가질 경우, 점광원(400)들에서 발생된 광의 광학분포가 수직한 방향으 로 확장되어 광의 휘도 불균형이 다소 해소될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 점광원들이 프리즘 패턴들의 마루를 이루는 면들과 수직한 방향으로 배치됨으로써, 점광원들에서 발생되는 점 형태를 갖는 광의 광학분포가 확대되어, 수직한 방향으로 형성되는 광의 휘도 불균형을 방지할 수 있고, 그 결과 표시장치의 휘도 균일성이 향상될 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 바닥면을 포함하는 수납용기;
    상기 수납용기에 수납되어 영상을 표시하며, 마주보는 한 쌍의 제 1 측면들 및 상기 제 1 측면들과 실질적으로 수직하게 배치되며 상호 마주보는 한 쌍의 제 2 측면들을 포함하는 표시패널;
    상기 수납용기 중 상기 바닥면 및 표시패널의 사이에 개재되며, 상기 제 1 측면들과 평행한 제 1 도광 측면들 및 상기 제 2 측면들과 평행한 제 2 도광 측면들을 포함하는 도광판;
    상기 제 2 도광 측면들에 적어도 1개가 배치된 점광원; 및
    시트 형상으로 상기 도광판 및 상기 표시패널의 사이에 개재되며, 상기 점광원에서 발생한 광의 휘도 불균일을 감소시키기 위해 상기 제 1 측면들과 평행하게 연장된 복수개의 프리즘 패턴들을 포함하는 광학시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 각 프리즘 패턴의 종단면은 삼각형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 각 프리즘 패턴의 마루를 이루는 두면 사이의 각은 70° ~ 110° 을 특징으로 하는 표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 프리즘 패턴들의 마루와 마루 사이의 간격은 50um ~ 100um 인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 점광원은 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 발광 다이오드는 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드, 청색 발광 다이오드 및 백색 발광 다이오드로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9897738B2 (en) 2015-02-05 2018-02-20 Samsung Display Co., Ltd. Backlight unit and a display apparatus including the same
CN108279526A (zh) * 2017-12-28 2018-07-13 重庆市中光电显示技术有限公司 侧光式背光模组

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