KR20070001715A

KR20070001715A - 액정표시장치

Info

Publication number: KR20070001715A
Application number: KR1020050057339A
Authority: KR
Inventors: 하헌수; 한정훈
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2005-06-29
Filing date: 2005-06-29
Publication date: 2007-01-04

Abstract

본 발명은 광원으로 발광 다이오드를 사용하는 액정표시장치에 있어서, 백라이트 유닛의 구조를 개선하여 명(明)부와 암(暗)부 경계를 완화시킴으로써 점 발광으로 인한 핫스팟(hot spot)문제를 방지하기 위한 것으로, 액정표시패널; 상기 액정표시패널의 하부에 위치하는 도광판; 상기 도광판의 측면에 형성되며, 빛을 발산하는 적어도 하나의 발광 다이오드; 및 상기 발광 다이오드에서 발산된 빛이 입사되는 도광판의 입사부에 형성되어 상기 입사된 빛을 확산시키는 확산층을 포함한다.

발광 다이오드, 핫스팟, 액정표시장치

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도 1은 사이드형 백라이트 장치를 개략적으로 나타내는 사시도.

도 2는 직하형 백라이트 장치를 개략적으로 나타내는 사시도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 분해사시도.

도 4a는 발광 다이오드에서 나온 빛의 단일 매질 내에서의 진행과정을 개략적으로 나타내는 예시도.

도 4b는 발광 다이오드에서 나온 빛이 다른 매질 내로 입사하는 경우의 진행과정을 개략적으로 나타내는 예시도.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구조 및 도광판에서의 빛의 진행과정을 개략적으로 나타내는 평면도.

도 6은 도 5에 도시된 백라이트 유닛에서, 확산층이 형성된 도광판의 입사부를 확대하여 나타내는 예시도.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구조 및 도광판에서의 빛의 진행과정을 개략적으로 나타내는 평면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100 : 액정표시패널 125,225 : 화상표시 영역

142,242 : 도광판 147,247 : 발광 다이오드

148,248 : 몸체부 149 : 확산층

270 : 리플렉터

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광 다이오드(light emitting diode; LED)를 광원으로 사용하는 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 화소들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여, 그 화소들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 표시할 수 있도록 한 표시장치이다.

따라서, 액정표시장치에는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정표시패널과 상기 화소들을 구동하기 위한 구동부가 구비된다.

상기 액정표시패널은 서로 대향하여 균일한 셀갭이 유지되도록 합착된 박막 트랜지스터 어레이(thin film transistor array) 기판과 컬러필터(color filter) 기판 및 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판의 이격된 간격에 형성된 액정층으로 구성된다.

상기 어레이 기판과 컬러필터 기판이 합착된 액정표시패널에는 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가한다.

따라서, 상기 공통전극에 전압이 인가된 상태에서 상기 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 제어하게 되면, 상기 액정층의 액정은 상기 공통전극과 화소전극 사이의 전계에 따라 유전 이방성에 의해 회전함으로써 화소별로 빛을 투과시키거나 차단시켜 문자나 화상을 표시하게 된다.

이때, 상기 액정표시장치는 자체적으로 발광하지 못하고 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표시하기 때문에 액정표시패널에 빛을 조사하기 위한 별도의 장치, 즉 백라이트 장치가 요구된다.

상기 백라이트 장치는 램프(lamp)가 액정표시패널의 일 측면 또는 양 측면에 배치되어 빛이 도광판, 반사판 및 광학시트(sheet)들을 통해 반사, 확산 및 집광(集光)됨으로써 액정표시패널의 전면에 투과되도록 하는 사이드형(side type)과 램프가 액정표시패널의 배면에 배치되어 빛이 상기 액정표시패널의 전면에 직접 투과되도록 하는 직하형(direct type)으로 구분된다.

도 1은 상기 사이드형 백라이트 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도 1을 참조하면, 사이드형 백라이트 장치는 액정표시패널(미도시)의 배면에 배치된 도광판(10), 상기 도광판(10)의 측면에 배치된 램프(20), 상기 도광판(10)의 배면에 배치된 반사판(30), 상기 램프(20)를 상기 도광판(10)의 측면에 고정시키는 램프 홀더(미도시) 및 램프 반사판(25) 및 상기 램프(20)에 전원을 인가하기 위한 배선(26)으로 구성된다.

상기 램프(20)에서 발생된 빛은 투명한 재질의 도광판(10) 측면으로 입사되고, 상기 도광판(10)의 배면에 배치된 반사판(30)은 도광판(10)의 배면으로 투과되는 빛을 도광판(10)의 상면으로 반사시켜 빛의 손실을 줄이고 균일도를 향상시킨 다.

따라서, 상기 도광판(10)은 반사판(30)과 함께 램프(20)에서 발생된 빛을 상면으로 투과시킨다.

도 2는 상기 직하형 백라이트 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도 2를 참조하면, 직하형 백라이트 장치는 액정표시패널(미도시)의 배면에 배치되는 반사판(30), 상기 반사판(30) 상부에 배치되어 상기 액정표시패널의 배면 전체로 빛을 입사시키는 복수의 램프(20)들, 상기 램프(20)들을 커버(cover)하며, 상기 램프(20)들로부터 발생된 빛을 확산시키는 확산판(40) 및 상기 램프(20)들에 전원을 인가하기 위한 배선(26)들로 구성된다.

일반적으로 상기의 사이드형 백라이트 장치나 직하형 백라이트 장치에 적용되는 램프(20)는 액정표시패널의 장변간 거리 또는 단변간 거리에 대응되는 길이를 갖는 튜브(tube) 형태의 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescence Lamp; CCFL)가 적용되며, 상기 냉음극 형광램프는 양단의 배선(26)을 통해 공급되는 전원에 의해 백색광을 발생시킨다.

이와 같이 구성되는 상기 액정표시장치는 백라이트 장치에 냉음극 형광램프를 주로 사용하기 때문에 광원에 의한 전력소비가 심하고 광을 생성하는 동안 고열이 발생하는 문제가 있다.

그리고, 상기 냉음극 형광램프에 형광물질로 적용되는 수은은 인체에 유해하기 때문에, 점차 강화되고 있는 환경 규제에 대응할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 최근 들어 액정표시장치의 투과율 및 색재현율을 향상시키기 위하여 화상의 한 프레임을 다수의 서브 프레임들로 시-분할하고, 상기 다수의 서브 프레임들에 따라 적색, 녹색 및 청색의 광을 순차적으로 공급하는 시-분할 방식의 액정표시장치가 활발하게 개발되고 있으나, 상기 냉음극 형광램프를 적용한 백라이트 장치는 시-분할 방식의 액정표시장치에 적용할 수 있는 범위가 제약되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 냉음극 형광램프의 환경 규제에 따른 문제점이 없고, 시-분할 방식의 액정표시장치에 적용할 수 있는 액정표시장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 저소비전력을 가지는 광원을 구비한 액정표시장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 발광 다이오드를 광원으로 사용하는 경우에 발생하는 핫스팟문제를 개선시킬 수 있는 액정표시장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 액정표시장치는 액정표시패널; 상기 액정표시패널의 하부에 위치하는 도광판; 상기 도광판의 측면에 형성되며, 빛을 발산하는 적어도 하나의 발광 다이오드; 및 상기 발광 다이오드에서 발산된 빛이 입사되는 도광판의 입사부에 형성되어 상기 입사된 빛을 확산시키는 확산층을 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 액정표시장치는 액정표시패널; 상기 액정표시패널의 하부에 위치하는 도광판; 상기 도광판의 측면에 형성되며, 빛을 발산하는 적어도 하나의 발광 다이오드; 및 상기 발광 다이오드 사이에 위치하여 상기 도광판으로부터 반사된 빛을 다시 도광판으로 입사시키는 리플렉터를 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 분해사시도로써, 광원으로 발광 다이오드를 채용한 액정표시장치를 나타내고 있다.

액정표시장치의 백라이트로 사용되는 발광 다이오드는 냉음극 형광램프보다 긴 수명을 갖고 있으며 5V DC에서 작동하기 때문에 별도의 인버터를 필요로 하지 않는 이점을 가지고 있다.

즉, 고휘도 발광 다이오드는 기존 냉음극 형광램프보다 수명이 길고 전력 소모량도 기존 제품의 20% 수준에 지나지 않으며, 인버터 등 별도의 부가장비가 필요가 없어 제품 박형화 및 내부 면적 효율화에도 유리하다. 또한, 색상 구현능력도 상기 냉음극 형광램프에 비해 뛰어나다는 평가를 받고 있으며, 2006년부터 전세계적으로 수은 규제가 본격화된다는 점도 발광 다이오드 백라이트 채택에 힘을 실어주고 있다.

이와 같이 기존 광원에 비해 에너지 절감 효과가 뛰어나고 거의 반영구적으 로 사용할 수 있는 차세대 광원 발광 다이오드는 휴대폰, 디지털카메라, 휴대용 개인정보 단말기(Personal Digital Assistants; PDA) 등 모바일 기기의 주 광원으로 사용되는 이 시장의 최대 기대주이다.

이와 같이 발광 다이오드를 광원으로 사용하는 본 실시예의 액정표시장치는 도면에 도시된 바와 같이, 화소(미도시)들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정표시패널(100)과 상기 화소들을 구동하기 위한 구동회로부(120, 130)를 구비된다.

이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 액정표시패널(100)은 서로 대향하여 균일한 셀갭(cell gap)이 유지되도록 합착된 어레이 기판과 컬러필터 기판 및 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 형성된 액정층으로 구성된다.

또한, 구동회로부(120, 130)는 상기 액정표시패널(100)을 구동시키기 위한 타이밍 컨트롤러(timing controller)와 같은 각종 소자(미도시)와 테입 캐리어 패키지(Tape Carrier Package; TCP)(122, 132)가 부착된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)(121, 131)으로 구성된다.

이때, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판이 합착된 액정표시패널(100)에는 공통전극(미도시)과 화소전극(미도시)이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가하게 된다.

따라서, 상기 공통전극에 전압이 인가된 상태에서 상기 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 제어하게 되면, 상기 액정층의 액정은 상기 공통전극과 화소전극 사이의 전계에 따라 유전 이방성에 의해 회전함으로써, 화소별로 빛을 투과시키거나 차단시켜 문자나 화상을 표시하게 된다.

이때, 전술한 바와 같이 상기 액정표시장치는 자체적으로 발광하지 못하고 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표시하는 특성을 갖기 때문에 액정표시패널(100)에 빛을 조사하기 위한 별도의 장치, 즉 백라이트 유닛(backlight unit)(140)이 요구된다.

상기 백라이트 유닛(140)은 빛을 발산하는 발광 다이오드(미도시)를 포함하는 발광 다이오드 어셈블리(assembly)(145), 상기 발광 다이오드에서 발산된 빛을 반사시켜 주는 반사판(reflection sheet)(141), 빛을 안내하는 도광판(light guide plate)(142), 상기 도광판(142)의 상부면에 설치되어 상기 도광판(142)으로부터 전달된 빛을 확산하고 집광(集光)하는 복수의 광학시트(143) 등으로 구성된다.

상기 발광 다이오드 어셈블리(145)에서 발생한 빛은 투명한 재질로 형성된 도광판(142)의 측면으로 입사된다.

이때, 상기 도광판(142)의 배면에 배치된 반사판(141)은 도광판(142)의 배면으로 투과되는 빛을 도광판(142)의 상면으로 반사시켜 빛의 손실을 줄이고, 도광판(142)의 상면으로 투과되는 빛의 균일도를 향상시키는 역할을 한다.

따라서, 상기 도광판(142)은 반사판(141)과 함께 발광 다이오드 어셈블리(145)에서 발생한 빛을 상면으로 투과시킨다.

상기 액정표시패널(100)과 도광판(142)의 사이에 배치된 광학시트(143)는 확산시트 및 프리즘시트가 적용될 수 있으며, 보호시트가 추가될 수 있다.

상기 확산시트는 상기 도광판(142)으로부터 입사되는 빛을 분산시킴으로써, 빛이 부분적으로 밀집되어 액정표시패널(100)에 표시되는 화상에 얼룩이 발생하는 것을 방지하며, 도광판(142)으로부터 입사되는 빛의 각도를 수직하게 굴절시키는 역할을 한다.

그리고, 상기 프리즘시트는 상기 확산시트로부터 입사되는 빛을 집광하여 액정표시패널(100)의 전면에 균일하게 분포되도록 한다.

또한, 상기 보호시트는 먼지나 긁힘에 민감한 광학시트(143)들을 보호하고, 발광 다이오드 어셈블리(145)를 운반하는 경우에 광학시트(143)들의 유동을 방지하며, 상기 프리즘시트로부터 입사되는 빛을 확산시키는 기능을 갖도록 하여 빛이 보다 균일하게 분포되도록 할 수 있다.

이와 같이 액정표시장치는 크게 액정표시패널(100), 구동회로부(120, 130) 및 백라이트 유닛(140)으로 구성되며, 이때 상기 액정표시패널(100), 구동회로부(120, 130) 및 백라이트 유닛(140)을 지지 및 결합시키기 위하여 다양한 형태의 부품들이 사용된다.

즉, 액정표시패널(100) 및 백라이트 유닛(140)을 몰드프레임(mold frame)(150)에 적층시켜, 그 적층된 액정표시패널(100) 및 백라이트 유닛(140)의 측면이 상기 몰드프레임(150)에 의해 지지되도록 하고, 상기 몰드프레임(150)은 나사를 이용하여 상부 케이스(151)와 하부 커버(152)로 결합시키게 된다.

한편, 도면에는 자세히 도시하지 않았지만, 상기 도광판(142)의 가장자리에 형성되는 발광 다이오드 어셈블리(145)는 일정한 간격으로 배열되는 단위 발광 다이오드들과 상기 단위 발광 다이오드들을 구동시키는 구동회로를 구비한다.

상기한 바와 같은 발광 다이오드 백라이트는 인체에 유해하여 환경 규제에 대응할 수 없는 냉음극 형광램프를 대체하여 액정표시장치뿐만 아니라 평판표시장치에 광을 공급하는데 매우 효과적으로 적용될 수 있다.

또한, 상기 발광 다이오드 백라이트는 투과율 및 색재현율을 향상시키기 위하여 화상의 한 프레임을 다수의 서브 프레임들로 시-분할하고, 상기 다수의 서브 프레임들에 따라 적, 녹, 청색의 광을 순차적으로 공급하여 화상을 표시하는 시-분할 방식의 액정표시장치에 매우 효과적으로 적용될 수 있다.

한편, 발광 다이오드를 광원으로 사용하게 되면 발광 다이오드의 점광원(point light source) 특성에 따라 밝은 무늬와 어두운 무늬가 번갈아 나타나는 핫스팟현상이 발생하게 된다. 즉, 상기 점광원인 발광 다이오드에서 발생한 빛은 일정한 방사각을 가지며 도광판(142)으로 투과되게 되며, 상기 도광판(142)은 입사된 발광 다이오드 광을 전체적으로 균일하게 분산시키는 역할을 하는데, 이상적인 도광판(142)이 아닌 이상 상기 발광 다이오드 광원근처에서 상대적으로 밝게 보이는 핫스팟현상이 나타나게 된다.

도 4a는 발광 다이오드에서 나온 빛의 단일 매질 내에서의 진행과정을 개략적으로 나타내는 예시도이며, 도 4b는 발광 다이오드에서 나온 빛이 다른 매질 내로 입사하는 경우의 진행과정을 개략적으로 나타내는 예시도이다.

이때, 상기 도 4a 및 도 4b는 액정표시패널의 상부에서 바라보았을 때의 점광원인 발광 다이오드의 방사각을 나타내고 있다.

도 4a에 도시된 바와 같이 공기와 같이 단일 매질 내에서의 발광 다이오드(147)의 빛은 약 110도 정도의 방사각(α)을 유지하고 있으나, 도 4b에 도시된 바 와 같이 상기 발광 다이오드(147)에서 나온 빛은 도광판 통과시 약 66.6도로 방사각(α')이 감소하게 된다. 이는 빛이 소한 매질(I)에서 밀한 매질(II)인 도광판으로 투과되기 때문이며, 이러한 현상 때문에 도광판 내에서 핫스팟현상이 심화되게 된다.

이러한 핫스팟현상을 개선하기 위해서는 발광 다이오드와 도광판 사이의 간격을 멀리하거나 상기 발광 다이오드의 수를 늘려 발광 다이오드의 피치(pitch)를 줄이는 방법이 있다. 그러나, 상기와 같이 발광 다이오드와 도광판 사이의 간격을 늘리게 되면 액정표시패널의 화상표시영역이 줄어들게 되며, 발광 다이오드의 피치를 줄이기 위해서는 상기 발광 다이오드의 수를 늘려야 하므로 비용이 증가하게 된다.

또 다른 방법으로 본 실시예에서는 도광판과 발광 다이오드 사이에 빛을 확산시키는 확산층을 형성하거나 발광 다이오드 사이에 리플렉터를 설치함으로써 상기 도광판 입사부에서의 암부와 명부의 경계를 완화시키게 되는데, 이를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구조 및 도광판에서의 빛의 진행과정을 개략적으로 나타내는 평면도로써, 액정표시패널의 상부에서 바라보았을 때의 도광판과 발광 다이오드 어셈블리를 나타내고 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 백라이트 유닛은 빛을 발산하는 다수의 발광 다이오드(147)와 상기 발광 다이오드가 고정되는 몸체부(148)를 포함하는 발광 다이오드 어셈블리(145), 상기 발광 다이오드(147)에서 발산된 빛을 상부의 액정표시패널(미도시)로 안내하는 도광판(142) 및 상기 도광판(142)의 입사부에 형성되어 발광 다이오드로(147)부터 발산된 빛을 확산시켜 상기 도광판(142)으로 전달하는 확산층(149)으로 이루어져 있다.

또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 백라이트 유닛은 상기 도광판(142)의 배면에 형성되어 상기 발광 다이오드(147)에서 발산된 빛을 반사시켜 주는 반사판과 상기 도광판(142)의 상부면에 설치되어 상기 도광판(142)으로부터 전달된 빛을 확산하고 집광하는 복수의 광학시트를 포함한다. 또한, 상기 적, 녹, 청색을 구현하는 각각의 발광 다이오드(147) 소자에는 서로 전기적으로 연결되는 리드가 구성되어 있으며, 상기 발광 다이오드(147) 소자를 보호하기 위한 몰드와 각 발광 다이오드(147) 소자에서 나오는 빛을 균일하게 방사하는 렌즈로 구성될 수 있다.

이때, 전술한 바와 같이 상기 발광 다이오드(147)에서 나온 빛(A)은 도광판(142) 통과시 매질의 변화, 즉 소한 매질에서 밀한 매질로의 변화로 방사각이 약 66.6도로 감소하여 도광판(142)으로 입사되게 된다. 이 경우에는 도광판(142)의 입사부 주변에 암부와 명부가 교차하는 핫스팟형상이 발생하게 되며, 이는 액정표시패널의 화상품질을 저해시키는 요인이 된다.

그러나, 도시된 바와 같이 도광판(142)의 입사부에 확산층(149)을 형성하게 되면, 상기 발광 다이오드(147)에서 발산된 빛은 상기 확산층(149)을 통해 확산되어 방사각이 증가된 상태로 도광판(142)으로 입사하게 된다. 여기서, 도면부호 125는 상기 도광판(142)의 상부에 설치된 액정표시패널의 화상표시영역을 나타내며, 상기 확산층(149)에 의해 방사각이 증가된 발광 다이오드 빛(A')은 상기 화상표시 영역(125) 내에서 인접하는 발광 다이오드 빛(A')과 교차하게 됨으로써 핫스팟현상이 발생하지 않게 된다. 이때, 참고로 상기 발광 다이오드 빛(A')들이 교차하는 교차영역을 D로 나타내고 있다.

도 6은 도 5에 도시된 백라이트 유닛에서, 확산층이 형성된 도광판의 입사부를 확대하여 나타내는 예시도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드에서 발산되는 빛(160)은 상기 도광판(142)의 입사부에 형성된 확산층(149)을 통과하면서 방사각이 30~50도 정도 더 넓어진 상태로 도광판(142)으로 입사되게 된다. 이로 인해 기존의 암부와 명부의 경계가 완화되어 핫스팟현상이 개선되게 된다.

이때, 도면에는 상기 발광 다이오드에서 발산된 빛(160)이 상기 확산층(149)을 향해 수직한 방향으로 입사되는 경우를 예를 들어 나타내고 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로 실질적으로는 다양한 입사각을 가지도록 입사되며, 상기 소정의 입사각을 가지며 입사된 빛(160)은 상기 확산층(149)을 통과하면서 확산되어 방사각이 30~50도 정도 더 넓어진 상태로 도광판으로 입사되게 된다. 즉, 예를 들어 도면에 도시된 바와 같이 확산층(149)에 수직한 방향으로 입사된 발광 다이오드 빛(160)은 상기 확산층(149)을 통과하면서 여러 방향으로 확산되게 되며, 그 결과 확산층(149)에 입사된 발광 다이오드 빛(160)은 실질적으로는 방사각이 넓어진 상태로 변화되어 도광판(142)에 입사되게 된다. 여기서, 미설명부호 160'은 발광 다이오드 빛(160)이 상기 확산층(149)을 통과하면서 여러 방향으로 확산된 상태의 빛을 나타내며, 도면부호 149'은 광확산제를 나타낸다.

이때, 본 실시예의 확산층(149)은 필름 형태로 도광판(142)에 부착하여 형성할 수도 있으며, 코팅의 방법을 사용하여 형성할 수도 있다.

또한, 상기 광확산필름으로는 폴리메틸메타크릴레이트수지와 폴리카보네이트수지 등의 광투과성 수지로 이루어진 필름기재(基材) 중에 광확산제를 분산시킨 필름을 이용한 광확산필름과 폴리메틸메타크릴레이트수지 및 폴리카보네이트수지 등의 광투과성 수지로 이루어진 필름기재, 폴리메틸메타크릴레이트수지와 폴리카보네이트수지 등의 광투과성 수지로 이루어진 필름기재 중에 광확산제를 분산시킨 필름기재라 불리는 필름기재의 표면에 직접 요철(凹凸)을 형성한 광확산필름이나, 광확산제를 광투과성 수지 중에 배합, 분산시킨 조성물을 필름기재에 도포하여 광확산층을 형성한 광확산필름 등이 알려져 있다.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구조 및 도광판에서의 빛의 진행과정을 개략적으로 나타내는 평면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 백라이트 유닛은 빛을 발산하는 다수의 발광 다이오드(247)와 상기 발광 다이오드가 고정되는 몸체부(248)를 포함하는 발광 다이오드 어셈블리(245), 상기 발광 다이오드(247)에서 발산된 빛(260)을 상부의 액정표시패널(미도시)로 안내하는 도광판(242) 및 상기 발광 다이오드(247) 사이에 위치하여 도광판(242)으로부터 반사된 빛(261)을 다시 반사시켜 상기 도광판(242)으로 전달하는 리플렉터(reflector)(270)로 이루어져 있다. 상기 리플렉터(270)는 빛을 효과적으로 반사시키기 위해 은과 같은 반사율이 큰 물질이 표면에 도포되어 있을 수 있다.

이와 같이 발광 다이오드(247) 사이에 반구 모양의 리플렉터(270)를 형성시켜 도광판(242)에서 반사되어 나온 빛(261)을 다시 도광판(242)으로 재(再)입사시킴으로써 암부와 명부의 경계를 완화시켜 핫스팟현상을 개선할 수 있게 된다. 이때, 도면에는 반구 모양의 리플렉터(270)를 예를 들어 나타내고 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 리플렉터(270)는 타원형 또는 다른 형태로 구성할 수도 있다.

이때, 도면에 도시된 도면부호 A는 본 실시예의 리플렉터(270)가 없는 경우의 좁은 방사각을 가진 발광 다이오드 빛을 나타낸다. 이 경우에는 전술한 바와 같이 도광판(242)의 입사부 주변에 암부와 명부가 교차하는 핫스팟영역이 생기게 된다.

그러나, 본 실시예와 같이 발광 다이오드(247) 사이에 리플렉터(270)를 형성하게 되면 상기 도광판(242)에서 반사된 1차 반사 빛(261)은 상기 리플렉터(270)에 의해 재반사되어 도광판(242)으로 입사하게 된다. 여기서, 도면부호 225는 상기 도광판(242)의 상부에 설치된 액정표시패널의 화상표시영역을 나타내며, 상기 리플렉터(270)에 의해 재반사된 2차 반사 빛(262)은 상기 도광판(242) 내에서 암부에 입사됨으로써 핫스팟현상을 개선시킬 수 있게 된다.

즉, 발광 다이오드(247)로부터 방사된 1차 방사빛(260)의 일부는 1차 투과 빛(260')의 형태로 도광판(242) 내부로 입사되며, 또 다른 일부는 1차 반사 빛(216)의 형태로 상기 도광판(242)으로부터 반사되어 나오게 된다. 상기 1차 반사 빛(216)은 본 실시예의 리플렉터(270)에 의해 재반사되어 2차 반사 빛(262)의 형태 로 다시 도광판(242) 내부로 입사되게 되며, 도광판(242) 내부로 입사된 상기 2차 반사 빛(262)은 발광 다이오드(247)가 위치하지 않은 도광판(242) 입사부(즉, 기존의 암부)에 2차 투과 빛(262')의 형태로 입사되게 된다.

그 결과 상기 1차 투과 빛(260')과 2차 투과 빛(262')의 입사로 암부와 명부의 경계가 완화되어 핫스팟문제를 개선시킬 수 있게 된다.

이때, 상기 제 1 실시예와 제 2 실시예에서는 하나의 발광 다이오드 램프(또는, 칩) 안에 적, 녹, 청의 색을 구현하는 하나의 발광 다이오드 소자가 내장되어 있는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 적, 녹, 청의 색을 구현하는 각각의 발광 다이오드 소자가 모두 내장된 형태의 램프에도 적용 가능하며, 이러한 형태는 적, 녹, 청의 혼색을 잘 구현할 수 있으며 휘도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 실시예에서는 적, 녹, 청의 색을 구현하는 발광 다이오드 소자를 예를 들어 나타내고 있으나, 상기 발광 다이오드는 사용목적에 따라 상기 적, 녹, 청색 이외의 백색 또는 다양한 색상의 광을 발생시킬 수 있다. 또한, 상기 발광 다이오드)는 사용목적에 따라 서로 다른 색상의 광을 발생시키거나 일정한 개수의 그룹으로 분화되어 각 그룹별로 서로 다른 색상의 광을 발생시킬 수 있다.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 기존의 냉음극 형광램프 대신에 저발열 및 저소비를 구현할 수 있는 발광 다이오드 어셈블리를 구비함으로써 액정표시장치의 수명을 향상시킬 수 있으며, 에너지 효율을 극대화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액정표시장치는 발광 다이오드 빛이 도광판 내로 균일하게 입사되도록 함으로써 발광 다이오드 어셈블리의 문제점인 핫스팟현상을 개선할 수 있다.

Claims

액정표시패널;

상기 액정표시패널의 하부에 위치하는 도광판;

상기 도광판의 측면에 형성되며, 빛을 발산하는 적어도 하나의 발광 다이오드; 및

상기 발광 다이오드에서 발산된 빛이 입사되는 도광판의 입사부에 형성되어 상기 입사된 빛을 확산시키는 확산층을 포함하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 발광 다이오드는 적, 녹, 청의 색을 구현하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 발광 다이오드는 백색을 구현하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 확산층은 확산필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 4 항에 있어서, 상기 확산필름은 광확산제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 확산층은 도광판에 입사되는 발광 다이오드 빛을 여러 방향으로 확산시켜 실질적으로 입사된 빛의 방사각을 증가시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 6 항에 있어서, 상기 방사각이 증가된 발광 다이오드 빛에 의해 상기 도광판에서의 암부의 휘도가 개선되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
액정표시패널;

상기 액정표시패널의 하부에 위치하는 도광판;

상기 도광판의 측면에 형성되며, 빛을 발산하는 적어도 하나의 발광 다이오드; 및

상기 발광 다이오드 사이에 위치하여 상기 도광판으로부터 반사된 빛을 다시 도광판으로 입사시키는 리플렉터를 포함하는 액정표시장치.
제 8 항에 있어서, 상기 리플렉터는 반구의 형태를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 8 항에 있어서, 상기 리플렉터는 상기 도광판으로부터 반사된 빛을 도광판의 암부로 입사시켜 상기 암부의 휘도를 개선시키는 것을 특징으로 하는 액정표 시장치.
제 8 항에 있어서, 상기 리플렉터는 빛을 반사시키기 위해 은과 같은 반사율이 큰 물질이 표면에 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.