KR20070002866A - 백라이트 및 이를 구비한 액정표시소자 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 액정표시소자에서는 측면방사형 발광소자 하부의 반사판을 경사지게 형성하여 발광소자 근처에서 반사되는 광이 완전한 백색광으로 혼합되어 액정층으로 공급되는 것을 방지할 수 있게 된다.

액정표시소자, 백라이트, 발광소자, 측면방사형, 반사판, 경사

Description

백라이트 및 이를 구비한 액정표시소자{BACK LIGHT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THEREOF}

도 1은 일반적인 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면.

도 2는 측면에 발광소자가 설치된 백라이트에서 광이 반사되는 것을 나타내는 부분 확대도.

도 3은 본 발명에 따른 백라이트를 구비한 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면.

도 4는 도 3의 A영역 확대도.

도 5는 반사판이 평행하게 형성되었을 때의 발광소자 근처의 반사판에서 R,G,B 단색광이 반사되는 것을 나타내는 도면.

도 6은 본 발명에 따른 백라이트에서 다른 예를 나타내는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

103 : 액정패널 110 : 백라이트

111 : 발광소자 115 : 도광판

117 : 반사판 118 : 반사체

본 발명은 액정표시소자의 백라이트에 관한 것으로, 특히 측면방사형 발광소자에서 발광하는 광을 반사하는 반사시트를 일정 각도로 경사지게 형성하여 발광소자로부터 발광하여 반사시트에 의해 반사된 R,G,B 단색광이 액정패널로 그대로 공급되어 화질이 저하되는 것을 방지할 수 있는 액정표시소자의 백라이트에 관한 것이다.

근래, 휴대폰(Mobile Phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 활발히 연구되고 있지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시소자(LCD)가 각광을 받고 있다.

상기 액정표시소자는 투과형 표시소자로서, 액정분자의 굴절율 이방성에 의해 액정층을 투과하는 광의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 화면상에 표시한다. 따라서, 액정표시소자에서는 화상의 표시를 위해 액정층을 투과하는 광원인 백라이트(back light)가 설치된다. 일반적으로 백라이트는 크게 2종류로 구분될 수 있다.

첫째는 램프가 액정패널의 측면에 설치되어 액정층에 광을 제공하는 측면형 백라이트이고 둘째는 램프가 액정패널의 하부에서 직접 광을 제공하는 직하형 백라이트이다.

측면형 백라이트는 액정패널의 측면에 설치되어 반사판과 도광판을 통해 액정층을 광을 공급할 수 있다. 따라서, 두께를 얇게 할 수 있게 되므로, 얇은 두께의 표시장치가 요구되는 노트북 등에 주로 사용된다. 그러나, 측면형 백라이트는 광을 발광하는 램프가 액정패널의 측면에 위치하므로 대면적의 액정패널에 적용하기 어려울 뿐만 아니라 도광판을 통해 광이 공급되므로 고휘도를 얻기 어렵게 된다. 따라서, 근래 각광받고 있는 대면적의 LCD TV용 액정패널에는 적합하지 않다는 문제가 있었다.

직하형 백라이트는 램프로부터 발광된 광이 직접 액정층에 공급되므로 대면적의 액정패널에 적용될 수 있을 뿐만 아니라 고휘도가 가능하기 때문에, LCD TV용 액정패널을 제작하는데 주로 사용되고 있다.

한편, 근래 백라이트의 램프로서 형광램프 대신 LED(Light Emitting Device)와 같이 자체적으로 광을 발광하는 발광소자를 사용하고 있다. 이 발광소자는 R, G, B 단색광을 방출하기 때문에, 백라이트에 적용했을 때 색재현율이 좋고 구동전력을 절감할 수 있다는 장점이 있다.

도 1에 이러한 발광소자를 구비한 백라이트가 적용된 종래 액정표시소자의 구조가 도시되어 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 액정표시소자(1)는 크게 액정패널(liquid crystal display panel;3)과 상기 액정패널(3)의 후면에 설치된 백라이트(10)로 이루어진다. 액정패널(3)은 실제 화상이 구현되는 곳으로, 유리와 같은 투명한 하부기판(3a) 및 상부기판(3b)과 그 사이의 형성된 액정층(도면표시하지 않음)으로 이루어 진다. 특히, 도면에는 도시하지 않았지만, 하부기판(3a)은 박막트랜지스터(thin film transistor)와 같은 구동소자 및 화소전극이 형성되는 TFT기판이고 상부기판(3b)은 컬러필터층(color filter layer)이 형성되는 컬러필터기판이다. 또한, 상기 하부기판(3a)의 측면에는 구동회로부(5)가 구비되어 하부기판(3a)에 형성된 박막트랜지스터와 화소전극에 각각 신호를 인가한다.

백라이트(10)는 액정패널(3)의 하부 측면에 설치되어 실제 광을 방출하여 액정패널(3)에 광을 공급하는 복수의 발광소자(11)와, 상기 발광소자(11)로부터 발광된 광을 액정패널(3)로 인도하는 도광판(15)과, 상기 발광소자(11)로부터 방출되는 광을 액정패널(3)로 반사하여 광효율을 향상시키는 반사판(reflector;17)으로 구성된다.

도면에는 도시하지 않았지만, 상기 도광판(15)의 상부에는 광을 확산하여 균일한 광을 액정패널(3)로 공급하는 확산판과 같은 각종 광학부재가 구비된다.

발광소자(11)는 R,G,B 단색광을 발광하는 R,G,B발광소자로서, 백라이트(10)의 측면에 일정 간격으로 배열된 복수개가 2열(또는 그 이상의 열)로 배열된다. 각각의 R,G,B발광소자에서는 R,G,B 단색광이 발광된다. 이 R,G,B 단색광은 혼합되어 백색광이 된 후, 도광판(15)을 거쳐 액정패널(3)에 공급되는 것이다.

그런데, 상기와 같은 구조의 백라이트에서는 다음과 같은 문제가 발생할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 발광소자(3)는 백라이트의 측벽(12)에 복수개(도면에서는 2개)열로 배열되어 있다. 이때, R,G,B 발광소자(3)가 물론 차례로 설치된다. 상기 발광소자(3)로부터 방출되는 R,G,B 단색광은 직접 도광판(15)으로 입사되 거나 하부에 구비된 반사판(17)에 반사된 후 도광판(15)으로 입사된다.

R,G,B발광소자(3)에서 각각 발광된 단색광이 반사판(17)에 반사될 때, 특히 발광소자(3)의 근처에서 반사되는 단색광은 다른 광에 비해 세기가 크게 된다. 따라서, 이 단색광은 다른 단색광과 혼합되어도 단색광들의 세기의 차이로 인해 백색광으로 되지 않은채 액정패널(30)로 공급되는데, 이러한 현상은액정패널(3)의 화질을 저하시키는 중요한 원인이 된다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 액정패널의 하부에 광을 산란시켜 방사하는 측면방사형 발광소자를 설치하여 균일하게 혼합된 백색광을 액정패널로 공급할 수 있는 액정표시소자의 백라이트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 발광소자의 하면의 반사판을 경사지게 하여 백라이트에서 단색광이 발광소자의 근처에서 반사되어 단거리로 액정층을 투과함으로써 R,G,B 단색광이 백색광으로 혼합되지 않은 상태로 액정패널로 공급되는 것을 방지할 수 있는 액정표시소자의 백라이트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기와 같은 발광소자가 설치된 백라이트를 구비한 액정표시소자를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 백라이트는 측면에서 광이 산란되어 액정패널에 광을 공급하는 복수의 발광소자와, 상기 발광소자 하부에 형성되어 발광소자에서 방출된 광을 액정패널로 반사시키며, 발광소자의 하면에서 설정 각도로 경사진 반사판으로 구성된다.

상기 발광소자는 측면방사형 LED로서, 상면에는 반사체가 형성되어 발광소자의 상면을 통해 방출되는 광을 반사시킨다.

또한, 본 발명에 따른 액정표시소자는 액정패널과, 측면에서 광이 산란되어 상기 액정패널에 광을 공급하는 복수의 발광소자와, 상기 발광소자 하부에 형성되며, 발광소자의 하면에서 경사지게 형성되어 발광소자로부터 발광된 광을 액정패널로 반사시키는 반사판으로 구성된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 백라이트를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 액정표시소자의 백라이트를 나타내는 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 액정표시소자(101)는 액정패널(103)과 상기 액정패널(103)에 광을 공급하는 백라이트(110)로 이루어진다. 액정패널(103)은 유리와 같은 투명한 하부기판(103a) 및 상부기판(103b)과 그 사이의 형성된 액정층(도면표시하지 않음)으로 이루어지는데, 하부기판(103a)은 박막트랜지스터및 화소전극이 형성되는 TFT기판이고 상부기판(103b)은 컬러필터층이 형성되는 컬러필터기판이다. 또한, 상기 하부기판(103a)의 측면에는 구동회로부(105)가 구비되어 하부기판(103a)에 형성된 박막트랜지스터와 화소전극에 각각 신호를 인가한다.

백라이트(110)는 상기 액정패널(103)의 하부에 장착되어 액정패널(103)에 광을 공급하는 것으로, 상기 액정패널(103)의 하부에 설치된 복수의 발광소자(111)와, 상기 발광소자(111)와 액정패널(103) 사이에 설치되어 액정패널(103)로 광을 인도하는 도광판(115)과, 상기 발광소자(111) 하부에 설치되어 발광소자(111)로부터 방출된 광을 액정패널(103)로 반사하여 광효율을 향상시키는 반사판(117)으로 구성된다.

또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 도광판(115)의 상부에는 광을 확산하여 균일한 광을 액정패널(103)로 공급하는 확산판과 확산시트와 같은 각종 광학부재가 구비된다.

상기 발광소자(111)는 LED와 같은 R,G,B 단색광을 발광하는 발광소자로서, 액정패널(103) 하부에 복수개 설치된다. 본 발명의 백라이트와 도 1에 도시된 종래 백라이트와의 차이점은 종래에는 발광소자(11)가 백라이트의 측면에 설치된 반면에, 본 발명에서는 발광소자(111)가 액정패널(103)의 하부에 배치되어 있다는 것이다. 즉, 종래의 백라이트에서는 발광소자가 에지형으로 설치된데 반해, 본 발명에서는 발광소자(111)가 직하형으로 배치되는 것이다.

발광소자(111)는 측면방사형 발광소자(111)이다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 발광소자(111)는 측면이 곡율을 갖는 곡선형상으로 형성되어 있다. 따라서, 발광소자(111)에서 발광된 R,G,B 단색광이 외부로 방출될 때 곡률을 갖는 측면의 경계에서 산란되어 방출된다. 이와 같이, R,G,B 단색광이 발광소자(111)의 측면에서 방사되어 방출되기 때문에, 이러한 발광소자를 측면방사형 발광소자라고 하는 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 측면방사형 발광소자(111)의 상면에는 반사체(118)가 형성되어 있다. 상기 반사체(118)는 발광소자(111)의 곡률이 있는 측면 이 아니라 편평한 상면으로 광이 방출되는 것을 방지하기 위한 것으로, 상면으로 방출되는 R,G,B 단색광을 반사시켜 측면을 통해 산란시켜 방출한다.

상기와 같이, R,G,B 단색광이 측면에서 방사되어 방출되기 때문에, 종래의 발광소자에 비해 방출되는 R,G,B 단색광이 용이하게 혼합되고 그 결과 액정패널(103)에는 항상 완전한 백색광이 공급된다.

한편, 상기 발광소자(111)의 하면에는 반사판(117)이 형성되어 있다. 상기 반사판(117)은 발광소자(111)에서 발광된 R,G,B 단색광을 도광판(115)으로 반사하여 액정패널(103)에 공급되는 광효율을 향상시키기 위한 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 반사판(117)은 발광소자(111)의 하면에서 하면과 설정 각도(θ)로 경사지게 형성된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이러한 반사판(117)의 경사는 전체 발광소자(111)의 하면에서 발생하여 마치 지그재그형상으로 절곡된 것과 같이 반사판(117)이 형성된다.

상기와 같이, 반사판(117)을 발광소자(111)의 하면 또는 광이 입사되는 액정패널(103)의 입사면과 일정 각도로 경사지는 것은 상기 발광소자(111) 근방에서 반사되는 R,G,B 단색광이 바로 액정패널(103)로 입사되는 것을 방지하기 위한 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 반사판(117)이 발광소자(111)의 하면 또는 액정패널(103)의 입사면과 평행한 경우, 발광소자(111)의 근방에서 반사되는 R,G,B 단색광은 강한 세기를 갖기 때문에, 다른 R,G,B 단색광과 혼합될 때 완전한 백색광이 형성되지 않으며, 이 완전하지 않은 백색광(또는 단색광)이 그대로 액정패널에 공 급되는 것이다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 발광소자가 백라이트의 측면에 설치되던 종래에 비해서는 반사되는 R,G,B 단색광의 세기가 약해지므로, 백색광으로 혼합되지 않는 정도는 덜하지만, 반사판(117)이 발광소자(111)의 하면 또는 액정패널(103)의 입사면과 평행한 경우에도 일정한 정도로 백색광이 아닌 R,G,B 단색광 또는 특정 색의 광이 액정패널(103)에 입사되는 것이다.

반면에, 도 4에 도시된 바와 같이, 반사판(117)을 일정 각도(θ)로 경사지게 함에 따라, 발광소자(111)로부터 발광되어 반사판(117)쪽으로 입사되는 R,G,B 단색광이 상기 반사판(117)에 의해 반사되지 않는다. 물론, 반사판(117)에 의해 R,G,B 단색광이 결국은 반사되지만, 이때의 R,G,B 단색광은 그 세기가 약하기 때문에 다른 단색광과 충분히 혼합되어 완전한 백색광으로 액정패널(103)에 공급되는 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서 반사판(117)을 일정 각도(θ)로 경사지게 형성하는 것은 발광소자(111)로부터 방출되는 R,G,B 단색광이 발광소자(111) 근처에서 반사되는 것을 방지하기 위한 것이다. 따라서, 상기 반사판(117)의 경사각도(θ)는 발광소자(111)로부터 방출되는 R,G,B 단색광을 반사시키지만 않는다면 어떠한 각도로도 형성할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명에 따른 백라이트(110)의 반사판(117)이 상기와 같이 경사지게 형성되어야만 하는 것은 아니다. 도 6에 도시된 바와 같이, 반사판(217)이 발광소자(211)의 하면에서 단차를 가지고 형성되어 종래 반사판 보다 일정 거리 만큼 하부에 형성되는 것도 가능하다. 이러한 구조에서는 백라이트(110)로부터 방출된 R,G,B 단색광 반사판(117)에 반사되는 비율이 저하될 뿐만 아니라 반사되어도 그 세기가 종래에 비해 약해지기 때문에, R,G,B 단색광이 충분히 혼합되어 백색광으로 액정패널(103)에 공급될 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 백라이트에서는 액정패널의 하면에 복수의 측면방사형 발광소자를 구비하고 그 하부에 형성되는 반사판을 설정 각도로 경사지게 형성하여, 발광소자의 측면에서 R,G,B 단색광이 반사되는 것을 방지한다. 따라서, 충분히 혼합된 백색광이 액정패널로 공급되어 액정패널의 화질이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.

Claims (10)

1. 측면에서 광이 산란되어 액정패널에 광을 공급하는 복수의 발광소자; 및

   상기 발광소자 하부에 형성되어 발광소자에서 방출된 광을 액정패널로 반사시키며, 발광소자의 하면에서 설정 각도로 경사진 반사판으로 구성된 백라이트.
2. 제1항에 있어서, 상기 발광소자는 LED(Light Emitting Device)를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트.
3. 제1항에 있어서, 상기 발광소자는 측면방사형 발광소자인 것을 특징으로 하는 백라이트.
4. 제1항에 있어서, 상기 발광소자 상면에 형성되어 발광소자의 상면을 통해 방출되는 광을 반사시키는 반사체를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트.
5. 제1항에 있어서, 상기 발광소자 상부에 설치되어 발광소자로부터 방출된 광을 액정패널로 인도하는 도광판을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트.
6. 제5항에 있어서, 상기 도광판 상부에 설치되어 도광판으로부터 출력된 광의 광학적 특성을 향상시키는 적어도 하나의 광학부재를 추가로 포함하는 것을 특징 으로 하는 백라이트.
7. 액정패널;

   측면에서 광이 산란되어 상기 액정패널에 광을 공급하는 복수의 발광소자; 및

   상기 발광소자 하부에 형성되며, 발광소자의 하면에서 경사지게 경사지게 형성되어 발광소자로부터 발광된 광을 액정패널로 반사시키는 반사판으로 구성된 액정표시소자.
8. 제7항에 있어서, 상기 발광소자는 LED(Light Emitting Device)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
9. 제7항에 있어서, 상기 발광소자 상부에 설치되어 발광소자로부터 방출된 광을 액정패널로 인도하는 도광판을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트.
10. 측면에서 광이 산란되어 액정패널에 광을 공급하는 복수의 발광소자; 및

    상기 발광소자 하부에 형성되어 발광소자에서 방출된 광을 액정패널로 반사시키며, 발광소자의 하면에서 단차가 형성된 반사판으로 구성된 백라이트.

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