KR20060134742A - 액정표시장치 - Google Patents

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KR20060134742A KR1020050054667A KR20050054667A KR20060134742A KR 20060134742 A KR20060134742 A KR 20060134742A KR 1020050054667 A KR1020050054667 A KR 1020050054667A KR 20050054667 A KR20050054667 A KR 20050054667A KR 20060134742 A KR20060134742 A KR 20060134742A
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이철훈
박진혁
신동렬
이광훈
손준곤
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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 액정표시장치는 화상을 표시하는 액정패널과 상기 액정패널의 배면에 배치된 반사시트와 상기 액정패널과 상기 반사시트 사이에 위치하며, 적어도 일부 영역에 광차단층을 가지는 광원을 포함한다. 이에 인해 액정패널 전면에 걸쳐 휘도가 균일한 액정표시장치가 제공된다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 분해사시도이고,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 요부 상태도이고,
도 3는 본 발명의 제 2실시예에 따른 액정표시장치의 요부 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
20 : 액정패널 30 : 광조절부재
35 : 반사시트 40 : 광원부
40a : 광원 40b : 광차단층
42a : 반투명층 42b : 금속층
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 균일한 휘도를 제공하는 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 매트릭스(Matrix) 형태로 배열된 액정 셀들의 광투과율을 화상 신호 정보에 따라 조절하여 원하는 화상을 표시하는 장치로서 박막트랜지스터 기판, 컬러필터 기판을 갖는 액정패널을 포함하고, 양 기 판 사이에는 액정층이 주입되어있다. 액정표시장치의 액정패널은 비발광소자이기 때문에 박막트랜지스터 기판의 후면에는 빛을 공급하기 위한 백라이트 유닛이 위치한다. 백라이트 유닛에서 조사된 빛은 액정의 배열상태에 따라 투과량이 조정된다. 액정패널과 백라이트 유닛은 샤시 내에 수용되어 있다.
또한, 액정표시장치는 액정 셀들을 구동하기 위한 드라이버 집적회로와, 드라이버 집적회로를 제어하는 컨트롤 회로기판을 더 포함한다.
백라이트 유닛은 광원, 광원에서 발생된 광을 조절하는 광학시트류, 광학시트류로부터 반사된 빛을 다시 액정패널로 조사시키는 반사시트 등으로 구성된다. 백라이트유닛은 램프가 설치되는 위치에 따라 에지방식과 직하방식으로 구분된다
에지형은 도광판의 측면에 광원이 설치되는 구조로, 주로 랩탑형 및 데스크탑 컴퓨터와 같이 비교적 크기가 작은 액정표시장치에 적용된다. 이러한 에지형 백라이트 유닛은 빛의 균일성이 좋고, 내구 수명이 길며, 액정표시장치의 박형화에 유리하다
직하형은 액정표시장치의 크기가 대형화되면서 중점적으로 개발된 구조로, 액정패널의 하부면에 하나 이상의 광원을 배치시켜 액정패널에 전면적으로 빛을 공급하는 구조이다. 이러한 직하형 백라이트 유닛은 에지형 백라이트 유닛에 비해 많은 수의 광원을 이용할 수 있어 높은 휘도를 확보할 수 있는 장점이 있는 반면, 액정패널의 전체 영역에 있어서 광원의 수직 상부에 해당하는 영역에 강한 빛이 나타나게 되어 휘도가 균일하지 않은 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 균일한 휘도를 제공하는 액정표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 화상을 표시하는 액정패널과 상기 액정패널의 배면에 배치된 반사시트와 상기 액정패널과 상기 반사시트 사이에 위치하며, 적어도 일부 영역에 광차단층을 가지는 광원을 포함하는 액정표시장치에 의해 달성된다.
상기 광차단층은 상기 광원의 표면에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 광차단층은 반투명한 재질로 이루어지거나 반사 효율이 큰 금속으로 이루어지는 것이 가능하다.
상기 광차단층은 슬릿 패턴 및 격자 패턴을 포함하여 액정패널을 향하는 광원면의 면적을 감소시키는 그 어떠한 형태로도 이루어질 수있다.
상기 광원은 냉음극 형광 램프 또는 외부 전극 형광 램프를 포함할 수 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 설명한다.
여러 실시예에 있어서 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여
하였으며, 동일한 구성요소에 대하여는 제1실시예에서 대표적으로 설명하고 다른 실시예에서는 생략될 수 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치를 도1 내지 도 2를 참조하여
설명하면 다음과 같다.
액정표시장치(1)는 액정패널(20), 액정패널(20)의 배면에 위치한 광조절부재(30), 광조절부재(30)의 배면에 위치하며 액정패널(20)에 빛을 제공하는 광원 (40a), 광원의 일표면에 형성되는 광차단층(40b), 광원(40a)으로부터 발생한 빛을 액정패널(20)로 반사 시키는 반사시트(35)를 포함한다.
액정패널(20), 광조절부재(30),광원(40a)은 상부샤시(10)와 하부 샤시(50)에 수용되어 있다.
액정패널(20)은 박막트랜지스터가 형성되어 있는 박막트랜지스터 기판(21)과 박막트랜지스터 기판(21)과 대면하고 있는 컬러필터 기판(22), 양 기판(21, 22)을 접합시키며 셀갭(cell gap)을 형성하는 실런트, 양 기판(21, 22)과 실런트 사이에 위치하는 액정층을 포함한다. 액정패널(20)은 액정층의 배열을 조정하여 화면을 형성하지만 비발광소자이기 때문에 배면에 위치한 광원(40a)으로부터 빛을 공급받아야 한다. 박막트랜지스터 기판(21)의 일측에는 구동신호 인가를 위한 구동부(25)가 마련되어 있다.
구동부(25)는 연성인쇄회로기판(FPC. 26), 연성인쇄회로기판(26)에 장착되어 있는 구동칩(27), 연성인쇄회로기판(26)의 타측에 연결되어 있는 회로기판(PCB, 28)을 포함한다. 도시된 구동부(25)는 COF(chip on film) 방식을 나타낸 것이며, TCP(tape carrier package), COG(chip on glass) 등 공지의 다른 방식도 가능하다. 또한 구동부 (25)가 배선형성과정에서 박막트랜지스터 기판(21)에 형성되는 것도 가능하다.
액정패널(20)의 배면에 위치하는 광조절부재(30)는 보호필름(31), 프리즘필름(32) 및 확산판(33)을 포함할 수 있다.
가장 상부에 위치하는 보호필름(31)은 스크래치에 약한 프리즘필름(32)을 보 호한다.
프리즘필름(32)은 상부면에 삼각기둥 모양의 프리즘이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있다. 프리즘필름(32)은 확산판(33)에서 확산된 빛을 상부의 액정패널(20)의 평면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행한다. 프리즘필름(32)은 통상 2장이 사용되며 각 프리즘필름(32)에 형성된 마이크로 프리즘은 소정을 각도를 이루고 있다. 프리즘필름(32)을 통과한 빛은 거의 대부분 수직하게 진행되어 균일한 휘도 분포를 제공하게 된다. 필요에 따라 프리즘 필름(32)과 함께 반사편광필름을 사용할 수 있으며, 프리즘 필름(32) 없이 반사편광필름만을 사용하는 것도 가능하다.
프리즘필름(32) 하부면에는 확산판(33)이 형성되어 있다. 확산판(33)은 광원(40a)에서 조사된 빛을 확산하여 빛의 균일성을 향상시키는 역할을 하며, 열가소성 폴리머 재료를 기본으로 하고 양면에 작은 유리구슬 알갱이들이 혼합되어 있다.
본 발명에서 광원부(40)는 광원(40a)과 광차단층(40b)를 포함한다.
복수의 광원(40a)은 광조절부재(30)의 배면에 배치되어 액정패널(20)에 빛을 제공하며 액정패널에 대향하는 면에 광차단층(40b)을 가진다. 백라이트 유닛은 광원(40a)이 액정패널(20)의 배면 전체에 배치되어 액정패널(20)로 빛을 조사하는 직하방식와, 액정패널(20)의 배면에 도광판이 마련되고, 광원(40a)이 도광판의 적어도 하나의 측변에 배치되어 도광판을 통해 액정패널(20)로 빛을 조사하는 에지(edge)방식으로 구분된다. 본 실시예에서는 광원(40a)이 액정패널(20)의 배면 전체에 걸쳐 복수개 위치하는 직하방식이 적용된다. 광원(40a)의 종류로는, 냉음극 형 광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL) 또는 외부 전극형 형광 램프(External Electrode Fluorescent Lamp : EEFL)가 액정표시장치의 광원으로 사용되기도 한다.
광차단층(40b)은 액정패널(20)과 광원(40a) 사이에 형성되어 있으며, 본 발명에 따른 광차단층(40b)는 광원(40a)의 일 표면에 형성되어 있다.
이하에서는 본 발명의 제 1실시예에 따른 광원부(40)를 도 2a 내지 도 2d 를 참고하여 더욱 상세히 설명하겠다. 도 2a 및 도 2c에서 화살표의 크기는 액정패널(20)로 입사된 빛의 양을 나타내며, 도 2b및 도 2d에서 X축은 광원(40a)의 중심(o)으로부터 이격된 거리, Y축은 휘도를 나타낸다.
도 2a와 도 2b는 종래에 따른 광원부를 나타낸 것으로, 도2a 는 광원(40a)의 단면 및 그 위치에 따른 빛의 양을 나타낸 도면이고, 도 2b는 광원(40a)의 위치와 휘도와의 관계를 나타낸 도면이다.
도 2a에서 광원(40a)으로부터 출사되는 빛의 양은 광원(40a)의 전체 면적에 걸쳐서 균일하나, 둥근 형상의 광원(40a)에서 나온 빛이 판 형상의 액정패널(20)에 도달하는 과정에서, 액정패널(20)이 받는 빛의 양은 액정패널(20)이 광원(40a)에 가까울수록, 또 빛의 입사 방향에 대해 수직으로 놓여 있을수록 커진다.
도 2a에 도시된 바와 같이 광원(40a) 중심(o)으로부터 최단 거리에 위치하며, 빛을 받는 액정패널면을 A(21)라 하고, 광원(40a) 중심(o)으로부터 사선으로 빛을 받는 액정패널면을 B(22)라 정의한다. 화살표의 크기가 액정패널(20)로 입사되는 빛의 양을 나타낼 때, 액정패널면 A(21)는 액정패널면B(22)에 비해 많은 양의 빛을 받게 된다. 이에 따라 휘도가 불균일해지는 문제가 발생한다.
도 2b에 도시된 바와 같이 전체 액정패널(20)에 있어서 액정패널면 A가 받는 빛의 양과 액정패널면 B가 받는 빛의 양은 큰 차이가 있다. 따라서 광원(40a)의 중심(o)으로부터 거리(d)가 커질수록 휘도가 급격하게 변하는 양상을 나타낸다.
이를 해결하기 위하여 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 광차단층(40a)을 제안하고 있으며 제1실시예에서 광차단층(40a)으로 반투명층(42a)이 사용된다. 도 2c와 도2d는 본 발명의 제 1실시예에 따른 광원부를 나타내는 것으로서 도2c 는 광원(40a)의 단면 및 그 위치에 따른 빛의 양을 나타낸 도면이고, 도 2d는 광원(40a)의 위치와 휘도와의 관계를 나타낸 도면이다.
제 1실시예에 따른 광차단층(40b)은 반투명한 물질로 이루어진 반투명층(42a)이다. 반투명층(40b)은 액정패널면A(21)의 수직 하부에 해당되는 광원면(41)의 길이방향 전체에 형성되어 있다.
화살표의 크기에서 알 수 있듯이 액정패널면 A(21)로 직접 향하는 빛의 일부가 반투명층(42a)에 의해 차단되어 액정패널면 A(21)가 받는 빛의 양과 액정패널면 B(22)가 받는 빛의 양의 차이가 감소하여 액정패널(20)의 밝기가 전체 영역에서 균일해진다.
도 2d에서 알 수 있듯이 광원(40a)의 중심(o)의 휘도와 광원(40a)으로부터 일정 거리(d)만큼 이격된 곳에서의 휘도는 별 차이가 없는 완만한 양상을 보인다.
이와 같이 본 발명에 의하면 가장 밝은 빛이 나타나는 액정패널면A(21)의 수직 하부에 해당하는 광원면(41)에 반투명층(41a)을 형성하여 액정표시장치 전체에 균일한 휘도를 제공할 수 있다.
반사시트(35)는 광원의 배면에 마련되어 광조절부재(30)를 통해 액정패널(20)의 반대방향으로 투과되는 빛을 다시 광조절부재(30)로 반사시킴으로써, 빛의 손실을 줄이고 광조절부재(30)에서 액정패널(20)방향으로 투과되는 빛의 균일도를 향상시키는데 기여한다. 반사시트(35)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)나 폴리카보네이트(PC)로 구성될 수 있다.
바텀샤시(50)는 광원(40a)과 광조절부재(30)를 수용한다. 다른 실시예에 따르면, 바텀샤시(50)의 광원(40a)을 수용하는 내벽면에는 반사시트(35)가 부착되어 일체형으로 마련될 수 있다. 이처럼 반사시트(35)가 바텀샤시(50)의 내벽면에 밀착되어 일체로 마련됨으로써, 반사시트(35)를 고정하기 위한 별도의 구조가 필요 없으며, 빛의 반사효율을 향상시킬 수 있다.
탑샤시(10)는 화상을 형성하는 액정패널(20)의 전면 연부를 지지하며, 바텀샤시(50)를 수용하여 액정패널(20)과 광원(40a) 및 광조절부재(30)를 고정하는 역할을 한다.
도 3에서는 본 발명의 제 2실시예에 따라, 액정패널면A(21)의 수직 하부에 위치하는 광원면(41)에 반사효율이 높은 금속층(42b)을 형성시킨다.
광원(40a)에서 나온 빛은 반사 효율이 큰 금속층(42b)에 의해 광원(40a)의 배면에 마련된 반사판(35)으로 반사된다. 그런 다음 액정패널면B(22) 및 그 이외의 영역으로 재반사 되어 액정패널(20) 전체로 고르게 퍼지게 된다. 그로 인해 광원면(41)에서 직접적으로 액정패널(20)에 입사되었던 빛이 감소하여 액정패널(20)에 형 성되었던 휘선을 방지할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 광차단층(40b)이 광원면(41)의 길이방향 전체에 형성되어 있지 않고, 슬릿 패턴, 격자 패턴을 포함하여 형성될 수 있다. 다시 말해, 광원면(41)의 일부를 차단하여 광원(40a)으로부터 방출되는 빛을 양을 조절할 수 있는 형상으로 변형 가능하다. 따라서, 광차단층(40b)의 형성 패턴은 상술한 슬릿 패턴 또는 격자 패턴 형상에 한정되지 않는다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 균일한 휘도를 향상시킨 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 휘도가 균일해진 향상시킨 액정표시장치가 제공된다.

Claims (6)

  1. 화상을 표시하는 액정패널과;
    상기 액정패널의 배면에 배치된 반사시트와;
    상기 액정패널과 상기 반사시트 사이에 위치하며, 적어도 일부 영역에 광차단층을 가지는 광원을 포함하는 액정 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광차단층은 상기 광원의 표면에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광차단층은 반투명한 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
    제2항에 있어서,
    상기 광차단층은 반사 효율이 큰 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 광차단층은 슬릿 패턴으로 마련되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 광차단층은 격자 패턴으로 마련되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 냉음극 형광 램프 또는 외부 전극 형광 램프 인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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