KR20060069072A - 휘도를 향상시킨 확산판, 이를 구비한 백라이트 어셈블리및 평판표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 휘도를 향상시킨 확산판, 이를 구비한 백라이트 어셈블리 및 평판표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 확산판은, 고분자 수지로 이루어진 매트릭스, 입사되는 광을 확산시키도록 매트릭스내에 혼입된 확산제, 그리고 입사되는 광을 활성화하도록 매트릭스내에 혼입된 유기 색소를 포함한다.
확산판, 유기 색소, 고분자 수지, 확산제, 휘도, 증폭
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 확산판의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 어셈블리(backlight assembly)의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판표시장치의 분해 사시도이다.
본 발명은 휘도를 향상시킨 확산판, 이를 구비한 백라이트 어셈블리 및 평판표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광활성 유기 매질을 이용하여 광을 증폭하여 휘도를 향상시킨 확산판, 이를 구비한 백라이트 어셈블리 및 평판표시장치에 관한 것이다.
근래 들어오면서 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 하여, 소 형 및 경량화되면서 성능이 더욱 향상된 액정표시장치의 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다.
근래에 각광받고 있는 액정표시장치(liquid crystal display, LCD)는 소형화, 경량화 및 저전력 소비화 등의 이점을 가지고 있어서 기존의 브라운관(CRT, cathode ray tube)의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로서 점차 주목받아 왔고, 현재는 디스플레이 장치가 필요한 거의 모든 정보처리기기에 장착되어 사용되고 있다.
일반적인 액정표시장치는 액정의 특정한 분자 배열에 전압을 인가하여 다른 분자배열로 변환시키고, 이러한 분자 배열에 의해 발광하는 액정셀의 복굴절성, 선광성, 2색성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하는 것으로서, 액정셀에 의한 광의 변조를 이용하여 정보를 표시하는 수광형 디스플레이 장치이다.
TV 등에 사용되는 액정표시장치의 경우 선명한 화상을 구현하기 위하여 다수의 램프를 사용한다. 그러나 다수의 램프를 사용함으로 인하여 휘선이 발생하거나 램프 사이의 공간에 기인한 암부가 발생하는 문제점이 있다. 따라서 광의 균일성을 확보하기 위하여 램프상에 위치하는 확산판을 두껍게 하거나 램프와의 거리를 이격시키게 되므로, 휘도가 저하되는 문제점이 발생한다.
일반적으로 사용되는 확산판의 경우, PMMA(polymethylmetaacrylate, 폴리메틸메타크릴레이트) 소재의 칩을 가열하고 2~3mm의 두께의 압출 라인을 이용하여 확 산판을 사출 및 절단한다. 예를 들면, 고분자 수지에 Si나 CaCO3 등의 확산제를 혼합하여 1개층 내지 3개층으로 이루어진 확산판을 사용한다. 그러나 이러한 확산판의 경우, 내부에 포함된 확산제로 인해 투과율이 많이 저하되어 투과율이 65% 정도에 지나지 않는다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광을 증폭하여 휘도를 향상시킬 수 있는 확산판을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 전술한 확산판을 구비한 백라이트 어셈블리를 제공하고자 한다.
그리고 본 발명은 전술한 확산판을 구비한 평판표시장치를 제공하고자 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 확산판은, 고분자 수지로 이루어진 매트릭스(matrix), 입사되는 광을 확산시키도록 매트릭스내에 혼입된 확산제, 그리고 입사되는 광을 활성화하도록 매트릭스내에 혼입된 유기 색소를 포함한다.
여기서, 유기 색소는, 로다민(rhodamine)계 유기 색소, 인계 유기 색소, 카르보스티릴(carbostyril) 124, 플루오레세인(fluorescein), 크립토시아닌(cryptocyanine), Eu(TFA)3(Europium tristifluoroacetylacetone, 유로피엄 트리스티플르오로아세틸아세톤), Eu(HFA)3(Europium trishexafluoroacetylacetone, 유로피엄 트리스헥사플르오로아세틸아세톤), 네오다이뮴 트리스플르오로아세틸아세톤 (Neodymium trisfluoroacetylacetone), 그리고 옥사민 4 과염소산(oxamine 4 perchlorate)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유기 색소를 포함할 수 있다.
로다민계 유기 색소는, 로다민 B, 로다민 6G, 및 로다민 19 과염소산(perchlorate)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유기 색소인 것이 바람직하다.
그리고 인계 유기 색소는, 쿠마린(coumarin) 120 및 쿠마린 2로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유기 색소인 것이 바람직하다.
유기 색소의 중량은 확산판 중량의 0.001ppm 내지 1500.0ppm인 것이 바람직하다.
고분자 수지는, PMMA(polymethylmetaacrylate, 폴리메틸메타크릴레이트), 폴리메틸메타크릴레이트 스티렌(polymethylmetaacrylate-styrene), 폴리카보네이트(polycarbonate), 싸이클로올레핀(cycloolefin), 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 고분자 수지일 수 있다.
확산제의 중량은 확산판 중량의 0.001ppm 내지 30.0ppm인 것이 바람직하다.
확산제는 Si 화합물, CaCO3, 및 활석(TALC)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 확산제일 수 있다.
본 발명에 따른 백라이트 어셈블리는, 광을 공급하는 광원, 및 광원으로부터 공급받은 광을 확산시키는 확산판을 포함한다. 여기서, 확산판은, 고분자 수지로 이루어진 매트릭스, 입사되는 광을 확산시키도록 매트릭스내에 혼입된 확산제, 그리고 입사되는 광을 활성화하도록 매트릭스내에 혼입된 유기 색소를 포함한다.
본 발명에 따른 백라이트 어셈블리에 구비된 확산판에 혼입되는 유기 색소는, 로다민(rhodamine)계 유기 색소, 인계 유기 색소, 카르보스티릴(carbostyril) 124, 플루오레세인(fluorescein), 크립토시아닌(cryptocyanine), Eu(TFA)3(Europium tristifluoroacetylacetone, 유로피엄 트리스티플르오로아세틸아세톤), Eu(HFA)3(Europium trishexafluoroacetylacetone, 유로피엄 트리스헥사플르오로아세틸아세톤), 네오다이뮴 트리스플르오로아세틸아세톤(Neodymium trisfluoroacetylacetone), 그리고 옥사민 4 과염소산(oxamine 4 perchlorate)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유기 색소를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 백라이트 어셈블리에 구비된 확산판에 혼입되는 로다민계 유기 색소는, 로다민 B, 로다민 6G, 및 로다민 19 과염소산(perchlorate)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유기 색소일 수 있다.
본 발명에 따른 백라이트 어셈블리에 구비된 확산판에 혼입되는 인계 유기 색소는, 쿠마린(coumarin) 120 및 쿠마린 2로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유기 색소일 수 있다.
본 발명에 따른 백라이트 어셈블리에 구비된 확산판에 혼입되는 유기 색소는 확산판 중량의 0.001ppm 내지 1500.0ppm인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 백라이트 어셈블리에 구비된 확산판의 매트릭스를 형성하는 고분자 수지는, PMMA(polymethylmetaacrylate, 폴리메틸메타크릴레이트), 폴리메틸메타크릴레이트 스티렌(polymethylmetaacrylate-styrene), 폴리카보네이트(polycarbonate), 싸이클로올레핀(cycloolefin), 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 고분자 수지일 수 있다.
본 발명에 따른 백라이트 어셈블리에 구비된 확산판에 혼입되는 확산제는 확산판 중량의 0.001ppm 내지 30.0ppm일 수 있다.
여기서, 확산제는 Si 화합물, CaCO3, 및 활석(TALC)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 확산제일 수 있다.
본 발명에 따른 백라이트 어셈블리에서 광원은, 나란히 배열된 다수의 램프로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 백라이트 어셈블리에서 광원은, 그 내부에 구비된 전극에서 방출되는 전자가 내부에 밀폐된 방전 가스를 여기하여 광을 공급하는 면광원일 수 있다.
여기서, 면광원이 다수 배열되어 각각 독립적으로 광을 공급할 수 있다.
본 발명에 따른 백라이트 어셈블리에서 확산판은 광원으로부터 출사된 광 중에서 파장이 200㎚ 내지 800㎚인 광을 증폭할 수 있다.
본 발명에 따른 평판표시장치는, 화상을 표시하는 평판표시패널, 및 평판표 시패널에 광을 공급하는 전술한 확산판을 구비한 백라이트 어셈블리를 포함한다.
여기서, 평판표시패널은 액정표시패널일 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 5를 통하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 이러한 본 발명의 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 확산판(10)의 개략적인 사시도로서, 입사되는 광을 활성화하는 역할을 하는 유기 색소(105)가 함유된 확산판(10)을 나타낸다.
도 1에 도시한 확산판(10)은, 고분자 수지로 이루어진 매트릭스(matrix)(101), 입사되는 광을 확산시키도록 매트릭스(101)내에 혼입되어 분산된 확산제(미도시), 그리고 입사되는 광을 활성화하도록 매트릭스(101)내에 혼입되어 분산된 유기 색소(미도시)를 포함한다. 유기 색소는 광활성 매질로서, 확산판(10)으로 입사되는 광을 증폭시켜 휘도를 향상시킨다.
유기 색소로는 로다민계 유기 색소, 인계 유기 색소 및 기타 유기 색소로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유기 색소를 사용할 수 있다. 유기 색소의 중량은 확산판 중량의 0.001ppm 내지 1500.0ppm인 것이 바람직하다. 유기 색소의 중량이 0.001ppm 미만인 경우, 광의 증폭 효과가 미미하여 휘도가 향상되지 않으며, 유기 색소의 중량이 1500.0ppm을 넘는 경우 휘도는 크게 향상되나 광의 균일성이 저하되는 문제점이 있다.
전술한 유기 색소 중에서 로다민계 유기 색소는, 로다민 B, 로다민 6G, 및 로다민 19 과염소산(perchlorate)을 사용할 수 있다. 이 중에서 어느 한 유기 색소만 사용하거나 유기 색소를 상호 혼합하여 사용할 수 있다.
전술한 인계 유기 색소로는, 쿠마린(coumarin) 120 및 쿠마린 2를 사용할 수 있다. 이 중에서도 어느 한 유기 색소만 사용하거나 유기 색소를 혼합하여 사용할 수 있다.
한편, 기타 유기 색소로는, 카르보스티릴(carbostyril) 124, 플루오레세인(fluorescein), 크립토시아닌(cryptocyanine), Eu(TFA)3(Europium tristifluoroacetylacetone, 유로피엄 트리스티플르오로아세틸아세톤), Eu(HFA)3(Europium trishexafluoroacetylacetone, 유로피엄 트리스헥사플르오로아세틸아세톤), 네오다이뮴 트리스플르오로아세틸아세톤(neodymium trisfluoroacetylacetone), 및 옥사민 4 과염소산(oxamine 4 perchlorate)을 사용할 수 있다. 이 중에서 어느 한 유기 색소만 사용하거나 유기 색소를 혼합하여 사용할 수 있다.
매트릭스(101)를 구성하는 고분자 수지로는, PMMA(polymethylmetaacrylate, 폴리메틸메타크릴레이트), 폴리메틸메타크릴레이트 스티렌(polymethylmetaacrylate-styrene), 폴리카보네이트(polycarbonate), 싸이클로올레핀(cycloolefin), 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate)을 사용할 수 있다. 이 중에서 어느 한 고분자 수지만 사용하거나 고분자 수지를 혼합하여 사용할 수 있다.
그리고 확산판(10)내에 혼입된 확산제의 중량은 확산판 중량의 0.001ppm 내지 30.0ppm인 것이 바람직하다. 확산제의 양이 0.001ppm 미만인 경우, 광의 확산이 잘 이루어지지 않으며, 확산제의 양이 30.0ppm을 넘는 경우 광의 확산이 심하여 광의 투과가 잘 이루어지지 않는다.
확산제로는 Si 화합물, CaCO3 및 활석으로 이루어진 군에서 선택한 하나 이상의 확산제를 사용할 수 있다. 이와 같은 확산제를 확산판(10)의 제조시에 혼입하여 확산판(10)내로 입사하는 광을 균일하게 확산시킬 수 있다.
이러한 확산판의 제조 공정은 다음과 같은 과정을 거쳐서 이루어진다. 즉, 원료 공급 공정, 압출기(exruder)를 이용한 압출 공정, 폴리싱(polishing)을 행하면서 이루어지는 압연 공정, 냉각 공정, 보호필름 성막공정, 절단 공정, 그리고 및 제품 적층 공정을 통하여 확산판을 제조한다.
먼저 원료 공급 공정에서는 청정실(clean room) 시설을 이용하여 칩 형태의 고분자 수지가 담긴 포장재로부터 이물질을 제거한 후, 포장재를 뜯어서 내부에 포함된 칩 형태의 고분자 수지를 호퍼에 투입한 후 건조시킨다. 다음으로 압출 공정에서는 칩 형태의 고분자 수지를 가열하고 여기에 확산제 및 유기 색소를 적정량 혼입한 다음 적정 온도 및 압력으로 압출기의 롤 속도를 조절하면서 고분자 수지를 사출 성형한다. 압출 공정 중에 확산판을 여러층으로 적층하여 제조할 수도 있다. 사출된 고분자 수지는 고온 상태이므로 유동성을 가지는 데, 롤의 속도 및 온도를 조절하면서 압연 공정에서 확산판을 적정 두께로 조절한다.
냉각 공정에서는 이와 같이 압연된 확산판을 냉각한다. 냉각 공정에서는 확산판을 실온 상태로 방치하여 1시간 가량 확산판을 건조한다. 또한, 냉각 공정에서는 이물질 탐지 시스템을 통하여 확산판의 표면에 부착된 이물질을 제거한다. 확산판의 표면 보호를 위하여 보호필름 성막공정에서는 확산판 표면에 보호필름을 부착한다. 이와 같이 제조한 확산판을 절단 공정에서 적정 크기로 절단한다. 절단 작업이 완료된 확산판 중에서 불량품의 존재 여부를 검사한 후 제품 적층 공정에서 확산판을 적층하여 보관한다.
이와 같은 공정을 거치면서 도 1에 도시한 바와 같은 확산판(10)을 제조할 수 있다. 확산판(10)에 함유된 확산제 및 유기 색소는 전술한 바와 같이 사출 성형 공정 등을 통하여 고분자 수지에 혼입할 수 있으므로 제조가 비교적 간단하다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 어셈블리(70)의 분해 사시도로서, 도 1에 도시한 확산판(10)을 이용한 백라이트 어셈블리(70)를 분해하여 나타낸다.
도 2에 도시한 백라이트 어셈블리(70)의 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 백라이트 어셈블리를 다른 구조로도 변형할 수 있다.
백라이트 어셈블리(70)는 광학 시트(72), 확산판(10) 및 광원인 램프(76) 등이 결합하여 이루어지는 데, 램프(76)로부터 출사되는 광을 확산시켜 균일하게 만든 다음 상부 방향인 Z축 방향으로 방출한다. 백라이트 어셈블리(70)의 하부에 위치한 바텀 섀시(64)에는 다수의 램프(76), 램프 홀더(미도시) 및 반사 시트(79)가 수납된다. 다수의 램프(76)를 고정 지지하는 램프 홀더(미도시)를 고정하도록 Y축 방향으로 뻗은 프레임 몰드 사이드(frame mold side)(78)로 램프 홀더(미도시)를 덮는다. 상부에 위치한 몰드 프레임(mold frame)(62)이 바텀 섀시(bottom chassis)(64)에 고정 결합되어 백라이트 어셈블리(70)를 이룬다.
도 2에는 광원으로서 램프를 도시하였지만, 이는 단지 광원을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 램프 대신에 발광 다이오드(light emitting diode, LED)를 사용할 수도 있고, 선광원 형태의 광원을 사용할 수도 있다.
광을 공급하는 다수의 램프(76)는 바텀 섀시(64) 상에 소정 거리로 이격되어 고정 설치되도록 나란히 배열되고, 반사 시트(79)는 바텀 섀시(64)의 바닥면에 설치되어 램프(76)로부터 출사되는 광을 반사시킨다. 램프(76)로는 CCFL(cold cathode flourescent lamp, 냉음극 형광램프) 등을 사용할 수 있다. 램프(76)의 단부에는 램프 홀더(미도시)를 설치하여 램프(76)를 고정 지지한다.
다수의 램프(76)로부터 출사되는 광은 확산판(10)을 통하여 고르게 확산된다. 특히, 확산판(10)은 램프(76)로부터 출사된 광 중에서 파장이 200㎚ 내지 800㎚인 광을 증폭시킨다. 이에 따라 광을 확산시키면서도 휘도를 향상시킬 수 있다. 파장이 200㎚ 미만인 광은 확산을 시킨다고 하여도 휘도 향상 효과가 미미하고, 파장이 800㎚보다 큰 광은 파장이 큰 관계로 확산시키기 보다는 그대로 투과시키는 것이 휘도 향상에 있어서 좀더 바람직하다.
그리고 확산판(10)상에 위치하는 광학 시트(72)를 통하여 광의 휘도를 좀더 향상시켜 상부로 공급한다. 이에 따라 균일하면서도 휘도가 향상된 광이 공급되는 백라이트 어셈블리를 구현할 수 있다.
바텀 섀시(64)의 배면에는 전원공급용 PCB(printed circuit board, 인쇄회로기판)인 인버터(inverter)(미도시)를 설치한다. 인버터는 외부 전원을 일정한 전압 레벨로 변압하여 램프(76)에 인가함으로써 램프(76)로부터 광을 출사시킨다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트 어셈블리(80)의 분해 사시도로서, 면광원(30)을 구비한 백라이트 어셈블리(80)를 나타낸다.
도 3에 도시한 본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트 어셈블리(80)에서, 면광원(30)을 제외한 나머지 부분은 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 구조와 동일하므로, 편의상 동일한 부분에는 동일한 도면 부호를 사용하며 그 자세한 설명을 생략한다.
내부에 격벽(미도시)이 형성된 면광원(30)은 일체형으로 이루어지며, 양단에 설치된 다수의 전극(301)을 통해 전자를 방출하여 면광원(30) 내부에 밀폐된 방전 가스를 여기함으로써 상부인 Z축 방향으로 광을 방출한다. 방전 가스로는 Xe 및 Ag 등의 불활성 가스를 사용하는 데, 전자에 의해 여기되어 자외선을 방출하며, 면광원(30) 내부에 도포된 형광체층에 자외선이 충돌되면서 가시광선을 발생시킨다. 형광체층은 자외선과 충돌시 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 광을 내는 물질이 고르게 분포되어 있어서, 자외선과의 충돌에 따라 백색광을 방출한다. 면광원(30)의 하부에는 반사층이 형성되어 하부로 향하는 백색광을 상부측으로 반사시킨다.
이와 같은 과정을 통하여 면광원(30)으로부터 출사되는 광은 확산판(10)을 거치면서 다시 고르게 확산되는 동시에 휘도가 향상되어 상부로 공급된다. 따라서 휘도가 높으면서도 균일하게 확산된 광을 얻을 수 있다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 백라이트 어셈블리(90)의 분해 사시도로서, 또다른 면광원(40)을 구비한 백라이트 어셈블리(90)를 나타낸다.
도 4에 도시한 본 발명의 제3 실시예에 따른 백라이트 어셈블리(90)에서, 또다른 면광원(40)을 제외한 나머지 부분은 본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 구조와 동일하므로, 편의상 동일한 부분에는 동일한 도면 부호를 사용하며 그 자세한 설명을 생략한다.
도 4에 도시한 또다른 면광원(40)은 내부에 전극이 설치되어 전극에서 방출되는 전자가 또다른 면광원(40)내에 밀봉된 방전 가스를 여기하여 광을 공급한다. 또다른 면광원(40)은 Y축을 따라 다수 배열되어 각각 독립적으로 광을 공급한다. 또다른 면광원(40)의 외부는 금형으로 이루어지고, 그 하부는 유리 기판으로 이루어진다. 면광원(40)의 내부에는 전극, 형광체층 및 반사층이 형성되어 있다.
이에 따라 전극으로부터의 전자 방출에 의해 방전 가스를 여기하여 형광체층으로부터 가시광선을 발생시켜 상부로 공급한다. 또다른 면광원(40)의 상부에는 확산판(10)이 위치하여 하부로부터 공급되는 광을 확산시키는 동시에 그 휘도를 향상시켜 상부로 공급한다. 상부의 확산 시트(72)로 공급된 광은 그 휘도가 더욱 향상되어 상부로 공급된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판표시장치(100)의 개략적인 사시도로서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 어셈블리(70)를 구비한 평판표시장치 (100)를 나타낸다.
도 5에 도시한 평판표시장치(100)의 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 평판표시장치(100)의 구조를 다른 형태로도 변형할 수 있다.
또한, 도 5에는 평판표시패널의 한 예로서 액정표시패널(50)을 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 다른 형태의 수광형 평판표시패널을 사용할 수도 있다.
액정표시패널 어셈블리(45)는, 액정표시패널(50), 이와 연결되어 구동 신호를 공급하는 COF(chip on film, 칩 온 필름)(43, 44), 및 인쇄회로기판(41, 42) 등을 포함한다. 인쇄회로기판(41, 42)은 탑 섀시(60)의 측면에 수납할 수 있다.
액정표시패널(50)은 다수의 TFT(thin film transistor, 박막 트랜지스터)로 이루어진 TFT 기판(51)과 TFT 기판(51) 상부에 위치하는 컬러필터기판(53) 및 이들 기판 사이에 주입되는 액정(미도시)으로 이루어진다. 컬러필터기판(53)의 상부와 TFT 기판(51)의 하부에는 편광판을 부착하여 액정표시패널(50)을 통과하는 광을 편광시킨다.
TFT 기판(51)은 매트릭스상의 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 투명한 유리 기판이며, 소스 단자에는 데이터 라인이 연결되고, 게이트 단자에는 게이트 라인이 연결되어 있다. 그리고 드레인 단자에는 도전성 재질로서 투명한 ITO(indium tin oxide, 인듐 틴 옥사이드)로 이루어진 화소 전극이 형성된다.
전술한 액정표시패널(50)의 게이트 라인 및 데이터 라인에 각각 인쇄회로기 판(41, 42)으로부터 전기적인 신호를 입력하면 TFT의 게이트 단자와 소스 단자에 전기적인 신호가 입력되고, 이들 전기적인 신호의 입력에 따라 TFT는 턴 온 또는 턴 오프되어 화소 형성에 필요한 전기적인 신호가 드레인 단자로 출력된다.
한편, TFT 기판(51)에 대향하여 그 위에 컬러필터기판(53)이 배치되어 있다. 컬러필터기판(53)은 광이 통과하면서 소정의 색이 발현되는 색화소인 RGB 화소가 박막 공정에 의해 형성된 기판으로, 전면에 ITO로 이루어진 공통 전극이 도포되어 있다. TFT의 게이트 단자 및 소스 단자에 전원이 인가되어 박막 트랜지스터가 턴온되면, 화소 전극과 컬러 필터 기판의 공통 전극사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 TFT 기판(51)과 컬러필터기판(53) 사이에 주입된 액정의 배열각이 변화되고 변화된 배열각에 따라서 광투과도가 변경되어 원하는 화소를 얻게 된다.
액정표시패널(50)의 외부로부터 영상신호를 입력받아 게이트 라인과 데이터 라인에 각각 구동신호를 인가하기 위한 인쇄회로기판(41, 42)은 액정표시패널(50)에 부착된 각각의 COF(43, 44)와 접속한다. 평판표시장치(10)를 구동하기 위하여, 게이트측 인쇄회로기판(41)은 게이트 구동 신호를 발생시키고, 데이터측 인쇄회로기판(42)은 데이터 구동 신호를 발생시킨다. 게이트 구동 신호, 데이터 구동 신호, 및 이들 신호들을 적절한 시기에 인가하기 위한 복수의 구동 신호들을 발생시켜서, 게이트 구동 신호와 데이터 구동 신호를 집적회로칩이 실장된 각각의 COF(431, 441)를 통해 액정표시패널(50)의 게이트 라인 및 데이터 라인에 인가한다. 백라이트 어셈블리(70)의 배면에는 신호변환용 PCB(미도시)를 설치한다. 신호변환용 PCB는 데이터측 인쇄회로기판(42)과 접속하여 아날로그 데이터 신호를 디 지털 데이터 신호로 변환한 다음 액정표시패널(50)에 공급한다.
액정표시패널 어셈블리(45) 위에는 COF(43, 44)를 백라이트 어셈블리(70)의 측면으로 절곡시키면서 액정표시패널 어셈블리(45)가 백라이트 어셈블리(70)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 탑 섀시(60)를 구비한다. 도 1에는 도시하지는 않았지만, 탑 섀시(60)의 상부와 백라이트 어셈블리(70)의 하부에는 각각 전면 케이스 및 배면 케이스가 위치하여 이들의 결합으로 평판표시장치(100)를 이룬다.
이와 같은 구조의 평판표시장치(100)에서는 휘도가 향상된 균일한 광이 백라이트 어셈블리(70)로부터 공급되므로 액정표시패널(50)을 통하여 선명한 화상을 구현할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실험예를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 이와 같은 본 발명의 실험예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
실험예
확산제가 혼입된 PMMA에 유기 색소를 다양하게 혼합하여 확산판을 제조하였다. 구체적인 확산판의 제조 방법은 전술한 바와 동일하므로 그 자세한 설명을 생략한다. 이와 같이 제조한 확산판을 사용하여 본 발명의 제1 실시예와 같은 42인치 크기의 백라이트 어셈블리를 제조한 후에 광원에 전압을 인가하였다, 이러한 백라이트 어셈블리에서 9개 지점을 정하여 여기에서의 휘도를 측정하였다. 휘도 측정시에는 BM7 광측정기를 사용하였다. 다음과 같은 4가지 패턴의 유기 색소를 사용하여 확산판을 제조하였다.
실험예 1
PMMA, Si 화합물 및 유기 색소를 혼합하여 확산판을 제조하였다. 유기 색소로는 400ppm의 옥사민 4 과염소산 및 100ppm의 쿠마린 120을 사용하였다. 이와 같이 총 500ppm의 유기 색소를 사용하여 확산판을 제조하였다.
실험예 2
PMMA, Si 화합물 및 유기 색소를 혼합하여 확산판을 제조하였다. 유기 색소로는 500ppm의 로다민 B 및 700ppm의 Eu(TFA)3을 사용하였다. 이와 같이 총 1200ppm의 유기 색소를 사용하여 확산판을 제조하였다.
실험예 3
PMMA, Si 화합물 및 유기 색소를 혼합하여 확산판을 제조하였다. 유기 색소로는 700ppm의 로다민 B, 및 800ppm의 Eu(HFA)3를 사용하였다. 이와 같이 총 1500ppm의 유기 색소를 사용하여 확산판을 제조하였다.
실험예 4
PMMA, Si 화합물 및 유기 색소를 혼합하여 확산판을 제조하였다. 유기 색소로는 300ppm의 옥사민 4 과염소산, 50ppm의 쿠마린 120, 600ppm의 Eu(HFA)3, 및 200ppm의 로다민 B를 사용하였다. 이와 같이 총 1150ppm의 유기 색소를 사용하여 확산판을 제조하였다.
비교예
본 발명에 따른 확산판과의 대조를 위하여 PMMA 및 Si 화합물만을 첨가하고 유기 색소를 첨가히지 않은 확산판을 제조하였다.
전술한 실험예 1 내지 실험예 4 및 비교예에 따라 제조한 백라이트 어셈블리의 9개 지점에서 측정한 휘도(단위: cd/m2)는 다음의 표 1과 같았다.
표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명과 같이 유기 색소를 사용한 확산판의 경우, 유기 색소를 사용하지 않은 확산판에 비해서 그 휘도가 크게 향상된 것을 알 수 있다. 이와 같아 확산판에 적정량의 유기 색소를 혼입하여 사용함으로써 휘도를 향상시켜 평판표시장치에 좀더 선명한 화상을 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 확산판은, 고분자 수지로 이루어진 매트릭스, 입사되는 광을 확산시키도록 매트릭스내에 혼입된 확산제, 및 입사되는 광을 활성화하도록 매트릭 스내에 혼입된 유기 색소를 포함하므로 광의 균일성 및 휘도를 향상시킬 수 있다.
여기서, 유기 색소는, 로다민계 유기 색소, 인계 유기 색소 및 기타 유기 색소를 포함하므로, 유기 색소를 다양하게 선택하여 사용할 수 있어서 응용 가능성이 뛰어난 이점이 있다.
로다민계 유기 색소는, 로다민 B, 로다민 6G, 및 로다민 19 과염소산으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유기 색소를 사용하여 확산판으로 입사되는 광을 활성화하여 휘도 향상에 기여할 수 있다.
인계 유기 색소는, 쿠마린 120 및 쿠마린 2 등을 사용할 수 있으므로, 그 채택 범위가 넓은 이점이 있다.
유기 색소의 중량은 확산판 중량의 0.001ppm 내지 1500.0ppm이 되도록 하여, 광의 균일성을 저하시키지 않으면서 광의 휘도를 높일 수 있다.
고분자 수지는, PMMA, 폴리메틸메타크릴레이트 스티렌, 폴리카보네이트, 싸이클로올레핀, 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 등을 사용할 수 있으므로, 채택 범위가 넓은 이점이 있다.
확산제의 중량은 확산판 중량의 0.001ppm 내지 30.0ppm이 되도록 하여 광을 최대한 확산시킬 수 있다.
확산제는 Si 화합물, CaCO3, 및 활석(TALC)을 사용할 수 있으므로, 그 사용 범위가 광범위한 이점이 있다.
본 발명에 따른 백라이트 어셈블리는 전술한 성분을 함유한 확산판을 사용하 므로, 광의 휘도를 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
그리고 본 발명은 다수의 램프가 나란히 배열된 대형 TV 등에 사용되어 선명한 화상을 구현할 수 있다.
면광원을 광원으로 사용하는 백라이트 어셈블리에 확산판을 사용하는 경우 광의 휘도를 크게 향상시킬 수 있다.
여기서, 면광원이 다수 배열되어 각각 독립적으로 광을 공급하는 경우, 휘도를 더욱 향상시킬 수 있다.
확산판은 광원으로부터 출사된 광 중에서 파장이 200㎚ 내지 800㎚인 광을 증폭하므로, 광의 균일성 및 광의 휘도를 동시에 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 평판표시장치는 전술한 백라이트 어셈블리를 포함하므로, 광의 손실을 최소화하여 선명한 화상을 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 평판표시장치에서, 평판표시패널로는 널리 사용되는 액정표시패널을 사용할 수 있으므로, 응용 가능성이 뛰어난 이점이 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
Claims (22)
- 고분자 수지로 이루어진 매트릭스(matrix),입사되는 광을 확산시키도록 상기 매트릭스내에 혼입된 확산제, 및입사되는 광을 활성화하도록 상기 매트릭스내에 혼입된 유기 색소를 포함하는 확산판.
- 제1항에서,상기 유기 색소는, 로다민(rhodamine)계 유기 색소, 인계 유기 색소, 카르보스티릴(carbostyril) 124, 플루오레세인(fluorescein), 크립토시아닌(cryptocyanine), Eu(TFA)3(Europium tristifluoroacetylacetone, 유로피엄 트리스티플르오로아세틸아세톤), Eu(HFA)3(Europium trishexafluoroacetylacetone, 유로피엄 트리스헥사플르오로아세틸아세톤), 네오다이뮴 트리스플르오로아세틸아세톤(Neodymium trisfluoroacetylacetone), 그리고 옥사민 4 과염소산(oxamine 4 perchlorate)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유기 색소를 포함하는 확산판.
- 제2항에서,상기 로다민계 유기 색소는, 로다민 B, 로다민 6G, 및 로다민 19 과염소산 (perchlorate)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유기 색소인 확산판.
- 제2항에서,상기 인계 유기 색소는, 쿠마린(coumarin) 120 및 쿠마린 2로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유기 색소인 확산판.
- 제1항에서,상기 유기 색소의 중량은 상기 확산판 중량의 0.001ppm 내지 1500.0ppm인 확산판.
- 제1항에서,상기 고분자 수지는, PMMA(polymethylmetaacrylate, 폴리메틸메타크릴레이트), 폴리메틸메타크릴레이트 스티렌(polymethylmetaacrylate-styrene), 폴리카보네이트(polycarbonate), 싸이클로올레핀(cycloolefin), 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 고분자 수지인 확산판.
- 제1항에서,상기 확산제의 중량은 상기 확산판 중량의 0.001ppm 내지 30.0ppm인 확산판.
- 제7항에서,상기 확산제는 Si 화합물, CaCO3, 및 활석(TALC)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 확산제인 확산판.
- 광을 공급하는 광원, 및상기 광원으로부터 공급받은 광을 확산시키는 확산판을 포함하는 백라이트 어셈블리(backlight assembly)로서,상기 확산판은, 고분자 수지로 이루어진 매트릭스, 입사되는 광을 확산시키도록 상기 매트릭스내에 혼입된 확산제, 그리고 입사되는 광을 활성화하도록 상기 매트릭스내에 혼입된 유기 색소를 포함하는 백라이트 어셈블리.
- 제9항에서,상기 유기 색소는, 로다민(rhodamine)계 유기 색소, 인계 유기 색소, 카르보스티릴(carbostyril) 124, 플루오레세인(fluorescein), 크립토시아닌(cryptocyanine), Eu(TFA)3(Europium tristifluoroacetylacetone, 유로피엄 트리스티플르오로아세틸아세톤), Eu(HFA)3(Europium trishexafluoroacetylacetone, 유로피엄 트리스헥사플르오로아세틸아세톤), 네오다이뮴 트리스플르오로아세틸아세톤(Neodymium trisfluoroacetylacetone), 그리고 옥사민 4 과염소산(oxamine 4 perchlorate)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유기 색소를 포함하는 백라 이트 어셈블리.
- 제10항에서,상기 로다민계 유기 색소는, 로다민 B, 로다민 6G, 및 로다민 19 과염소산(perchlorate)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유기 색소인 백라이트 어셈블리.
- 제1O항에서,상기 인계 유기 색소는, 쿠마린(coumarin) 120 및 쿠마린 2로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유기 색소인 백라이트 어셈블리.
- 제9항에서,상기 유기 색소는 상기 확산판 중량의 0.001ppm 내지 1500.0ppm인 백라이트 어셈블리.
- 제9항에서,상기 고분자 수지는, PMMA(polymethylmetaacrylate, 폴리메틸메타크릴레이트), 폴리메틸메타크릴레이트 스티렌(polymethylmetaacrylate-styrene), 폴리카보네이트(polycarbonate), 싸이클로올레핀(cycloolefin), 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 고 분자 수지인 백라이트 어셈블리.
- 제9항에서,상기 확산제는 상기 확산판 중량의 0.001ppm 내지 30.0ppm인 백라이트 어셈블리.
- 제15항에서,상기 확산제는 Si 화합물, CaCO3, 및 활석(TALC)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 확산제인 백라이트 어셈블리.
- 제9항에서,상기 광원은 나란히 배열된 다수의 램프로 이루어진 백라이트 어셈블리.
- 제11항에서,상기 광원은 그 내부에 구비된 전극에서 방출되는 전자가 내부에 밀폐된 방전 가스를 여기하여 광을 공급하는 면광원인 백라이트 어셈블리.
- 제18항에서,상기 면광원이 다수 배열되어 각각 독립적으로 광을 공급하는 백라이트 어셈 블리.
- 제9항에서,상기 확산판은 상기 광원으로부터 출사된 광 중에서 파장이 200㎚ 내지 800㎚인 광을 증폭하는 백라이트 어셈블리.
- 화상을 표시하는 평판표시패널, 및상기 평판표시패널에 광을 공급하는 제9항에 따른 백라이트 어셈블리를 포함하는 평판표시장치.
- 제21항에서,상기 평판표시패널은 액정표시패널인 평판표시장치.
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