KR20070016475A - 액정표시장치 - Google Patents

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KR20070016475A
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이용우
권윤수
배현철
이재상
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정패널과; 액정패널의 배면으로 빛을 공급하는 면광원과; 면광원을 수용하며, 면광원이 안착되는 저면과, 액정패널을 향한 상향 경사각을 이루며 저면으로부터 연장된 반사면을 포함하는 수납용기; 및 반사면을 덮고 있는 반사시트를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여 광효율과 내충격성이 향상된 액정표시장치가 제공된다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이고,
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 방향을 따른 액정표시장치의 단면도이고,
도 3은 도1의 Ⅲ-Ⅲ 방향을 따른 액정표시장치의 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 암부 개선 효과를 설명하기 위한 그래프이다.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *
10 : 상부샤시 20 : 액정패널
25 : 구동부 30 : 광학필름
40 : 면광원 50 : 몰드 프레임
54 : 반사층 60 : 수납용기
61 : 저부 62 : 연결면
63 : 반사면 64 : 반사시트
70 : 광원지지부재
본 발명은 면광원을 광원으로 사용하는 백라이트 유닛과 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 매트릭스(Matrix) 형태로 배열된 액정 셀들의 광 투과율을 화상 신호 정보에 따라 조절하여 원하는 화상을 표시하는 장치로서, 박막트랜지스터 기판, 컬러필터 기판 그리고 양 기판 사이에 액정이 주입되어 있는 액정패널을 포함한다.
액정패널은 비발광소자이기 때문에 박막트랜지스터 기판의 후면에는 빛을 공급하기 위한 백라이트 유닛이 위치한다. 백라이트 유닛에서 조사된 빛은 액정의 배열상태에 따라 투과량이 조정되어 액정패널에 화상이 형성되게 된다.
백라이트 유닛은 액정패널의 배면에 위치하는 광학필름과, 액정패널로 빛을 조사하는 광원을 포함하며, 광원으로는 냉음극형광램프(CCFL), 외부전극형광램프(EEFL), 면광원인 FFL(flat fluorescent lamp) 등이 있다.
이 중 면광원은 종래의 다른 광원과 비교하여 휘도와 휘도균일도가 높고, 소비전력이 낮으면서 수명은 긴 장점이 있을 뿐만 아니라 도광판 및 반사판(필름) 등의 구성요소를 생략할 수 있어 제조비 절감효과가 커서 그 적용범위가 확대되고 있다. 그러나, 이러한 면광원은 CCFL이나 EEFL과 달리 전면으로만 빛을 방출하기 때문에 수납용기와 접하는 인접영역에서 암부가 발생하는 문제점이 있다. 이에, 종래에는 수납용기와 면광원이 접하는 각 인접영역에 경사진 반사면이 마련된 몰드 프레임을 배치하여, 암부를 감소시키면서 면광원을 고정시켰다.
그러나, 몰드 프레임으로 반사면을 형성할 경우 반사효율이 약할 뿐만 아니라, 외부충격이 가해질 경우 몰드 프레임에 발생된 휨이나 버(Burr)에 의하여 면광원이 파손될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 광효율과 내충격성이 향상된 백라이트 유닛과 이를 포함하는 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 액정패널과; 액정패널 배면으로 빛을 공급하는 면광원과; 면광원을 수용하며, 면광원이 안착되는 저면과, 액정패널을 향한 상향 경사각을 이루며 상기 저면으로부터 연장된 반사면을 포함하는 수납용기; 및 반사면을 덮고 있는 반사시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치에 의하여 달성된다.
여기서, 반사면은 서로 마주보고 있는 한 쌍일 수 있다.
그리고, 암부가 위치하는 영역으로 면광원에서 출사되는 광을 적절히 반사시켜 암부를 감소시키기 위하여 반사면과 저면이 이루는 경사각은 95 내지 130도인 것이 바람직하다.
여기서, 면광원은 액정패널 판면의 일방향으로 길게 연장되어 액정패널의 배면으로 빛을 공급하는 복수의 발광부와, 발광부 사이의 공간분할부를 포함할 수 있다.
그리고, 발광부의 단면은 실질적으로 사다리꼴 형상일 수 있다.
또한, 발광부 연장방향에 평행한 수납용기 쪽에는 면광원의 비발광영역인 공 간분할부가 인접해 있어서 암부가 더 많이 발생함으로, 반사면은 발광부의 장변에 인접하여 형성되는 것이 암부 발생을 감소시키기에 바람직하다.
그리고, 반사시트는 반사면에서 저면의 적어도 일부까지 연장되어 있을 수 있다.
여기서, 발광부의 양단에 배치되어 있는 몰드프레임을 더 포함하며, 면광원의 판면과 소정의 경사를 이루면서 발광부의 적어도 일부가 삽입되는 복수의 삽입구가 마련되어 있으며 경사면과, 경사면에서 액정패널과 평행하게 연장되어 있는 지지면을 포함할 수 있다.
그리고, 액정패널과 면광원 사이에 배치되어 있는 광학필름을 더 포함하며, 지지면은 광학필름의 가장자리를 지지하고 있을 수 있다.
또한, 지지면에는 반사층이 더 형성되어 있을 수 있다.
그리고, 경사면과 면광원의 판면이 이루는 경사는 5 내지 40도 일 수 있다.
여기서, 저면과 반사면을 연결하는 연결면을 더 포함하며, 연결면은 액정패널을 향하여 돌출 연장되어 면광원이 수용되는 수용공간을 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 목적은, 면광원과; 면광원을 수용하며, 면광원이 안착되는 저면과, 액정패널을 향한 상향 경사각을 이루며 저면으로부터 연장된 반사면을 포함하는 수납용기; 및 반사면을 덮고 있는 반사시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛에 의하여 달성된다.
여기서, 반사면은 서로 마주보고 있는 한 쌍일 수 있다.
그리고, 반사면과 저면이 이루는 경사각은 95 내지 130일 수 있다.
또한, 면광원은 액정패널 판면의 일방향으로 길게 연장되어 액정패널의 배면으로 빛을 공급하는 복수의 발광부와, 발광부 사이의 공간분할부를 포함할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도, 도2는 본 발명의 Ⅱ-Ⅱ방향을 따른 액정표시장치의 단면도, 도3은 본 발명의 Ⅲ-Ⅲ방향을 따른 액정표시장치의 단면도이다.
액정표시장치(1)는 액정패널(20), 액정패널(20)의 배면에 위치한 광학필름(30), 광학필름(30)에 빛을 제공하는 면광원(40)을 포함한다. 액정패널(20), 광학필름(30), 면광원(40)은 상부샤시(10)와 수납용기(60)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(23), 양 기판(21, 22)과 실런트(23)사이에 위치하는 액정층(24)을 포함한다. 액정패널(20)은 액정층(24)의 배열을 조정하여 화면을 형성하지만 비발광소자이기 때문에 배면에 위치한 면광원(40)로부터 빛을 공급 받아야 한다.
박막트랜지스터 기판(21)의 일측에는 구동신호 인가를 위한 구동부(25)가 마련되어 있다. 구동부(25)는 연성인쇄회로기판(FPC. 26), 연성인쇄회로기판(26)에 실장되어 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 배면에는 광학필름(30), 면광원(40)을 포함하는 백라이트 유닛이 배치된다.
액정패널(20)의 배면에 위치하는 광학필름(30)은 베이스필름과 베이스필름층 상에 코팅되어 있는 비드층을 포함한다. 광학필름(30)은 면광원(40)으로부터의 빛을 확산시켜 액정패널(20)에 공급한다. 면광원(40)은 발광가스가 존재하지 않아 빛이 발생하지 않는 공간분할부(42)가 존재하기 때문에 광학필름(30)이 없을 경우 화면에 암선이 형성될 수 있다.
광학필름(30)은 이외에 프리즘 필름, 반사편광 필름, 보호필름 등을 더 포함할 수 있다.
면광원(40)은, 도1에 도시된 바와 같이, 액정패널(20) 판면의 일방향으로 길게 연장되어 액정패널(20)의 배면으로 빛을 공급하는 복수의 발광부(43)와, 상기 발광부(43) 사이에 위치하는 공간분할부(44)를 포함한다. 그리고, 도2에 도시된 바와 같이, 발광부(43) 연장방향에 수직으로 자른 발광부(43)의 단면(Ⅱ-Ⅱ)은 액정패널(20)을 향하여 돌출된 반원형상이다. 면광원(40)은 상호 밀봉되어 발광부(43) 를 형성하는 하판 유리(41)와 상판 유리(42)를 포함한다. 하판 유리(41)와 상판 유리(42) 중 적어도 어느 하나에는 형광체가 도포되어 있으며, 발광부(43)에는 수은/네온 등으로 구성되는 발광가스가 채워져 있다. 상판 유리(42)는 구조화된(formed glass) 형태로서 전체적으로 물결 또는 웨이브 모양을 하고 있으며 인접한 발광부(43) 사이에 공간분할부(44)가 위치하고 있다. 상판 유리(42)의 공간분할부(44)는 하판 유리(41)와 접하면서 발광부(43)를 지지한다. 공간분할부(44)에는 발광가스가 존재하지 않기 때문에 빛이 생성되지 않는다.
면광원(40)은 상술한 실시예와 달리, 구조화되지 않은, 즉 하판 유리(41)와 같이 판형인 상판 유리(42)를 사용할 수도 있다. 이 경우 하판 유리(41)와 상판 유리(42) 간의 간격을 유지하기 위해 스페이서(spacer)가 사용된다. 이 구조에서는 스페이서가 위치하는 부분이 상술한 실시예의 공간분할부(44)가 되며, 암선을 형성한다.
몰드 프레임(50)은 상술한 발광부(43) 배치방향에 평행한 수납용기(60)의 양측면에 대향 배치되어 있다. 즉, 발광부(43)의 양단에 몰드 프레임(50)이 배치되어 있다. 몰드 프레임(50)은 면광원(40)의 판면, 즉 하판 유리(41)의 판면과 소정의 경사를 이루고 있는 경사면(51)과, 경사면(51)에서 액정패널(20)과 평행하게 연장되어 있는 지지면(53)을 포함한다. 경사면(51)에는 발광부(43)의 단부가 삽입되는 삽입구(52)가 형성되어 있으며, 삽입구(52) 사이부분은 면광원(40)의 공간분할부(44)와 대응하여 면광원(40)을 고정, 지지한다. 지지면(53)은 광학필름(30)의 가장자리를 지지한다.
여기서, 경사면(51)이 하판 유리(41)의 판면과 이루는 경사각(Q2)은 5 내지 40도 인 것이 바람직하다. 이는 면광원(40)의 수직방향 광 프로파일(light profile)은 좌우 또는 상하로 0 내지 50도 사이에 집중되어 광 출사가 이루어 지기 때문에, 경사면(51)의 각도가 5 내지 40도 범위에 있어야 최적의 광 반사효율을 얻기에 유리하기 때문이다. 이에 의하여, 면광원(40)과 수납용기(60)가 접하는 면에서 발생하는 암부를 감소시킬 수 있다. 경사면(51)의 반사 효율을 증대 시키기 위하는 몰드 프레임(50)제작시 반사성능이 좋은 성분을 첨가하는 것이 바람직하다.
이 경우, 광효율을 더욱 향상시키기 위하여, 면광원(40)의 경사면(51)의 적어도 일부에는 반사층(54)을 형성할 수 있다. 이 반사층(54)은 후술할 반사시트(64)와 동일한 재질로 이루어 지는 것이 휘도 균일성을 향상시키기에 바람직하다.
그리고, 본 발명에 따른 몰드 프레임(50)은 기존의 CCFL에 적용되는 사이드 몰드(side mold)와 유사한 구조로, 발광부(43)의 양단에 별개의 몰드 프레임(50)이 배치되기 때문에, 재료비가 절감되고 제조공정이 단순해 진다. 또한, 몰드 프레임(50)의 제작 크기가 감소되어, 몰드 프레임(50)의 제작시 휨이나 버(Burr)의 발생이 감소되며, 이에 따라, 몰드 프레임(50)과 면광원(40) 간의 간섭이 줄어들어 외부 충격이 가해지더라도 면광원(40)의 파손 가능성이 감소된다. 즉, 충격 신뢰성이 향상되어 구조적으로 안정적이다. 또한, 몰드 프레임(50)의 구조가 단순해서 액정표시장치(1)의 조립성이 향상된다.
각 방향(6방향: X, -X, Y, -Y, Z, -Z)에서 50G(중력의 50배)의 힘으로 약11 초 동안 본 발명에 따른 액정표시장치(1)에 충격을 가한 경우, 면광원(40)이 파손되지 않았으며, 깨짐이나 흔들림 등이 감소하여 충격 신뢰성 평가에서 합격하였다. 이는 면광원(40)과 몰드 프레임(50) 간의 간섭이 줄어들어 외부 충격에 대하여 안정적 구조임을 나타낸다.
수납용기(60)는 면광원(40)을 수용하고 있다. 이런 수납용기(60)는 면광원(40)이 안착되는 저면(61)과, 저면(61)에서 소정의 경사를 이루면서 액정패널(20)을 향하여 연장되어 있는 반사면(63)을 포함한다. 여기서, 저면(61)과 반사면(63)을 연결하는 연결면(62)을 더 형성되어 있으며, 연결면(62)은 액정패널(20)을 향하여 돌출 연장되어 면광원(40)이 수용되는 수용공간을 형성한다.
반사면(63)은, 도시된 바와 같이, 발광부(53)의 연장방향에 평행한 수납용기(60)의 양 측면에, 서로 마주보고 있는 한 쌍으로 마련될 수 있으며, 시시예와 달리 각 측면에 각각 마련되어 있을 수도 있다.
반사면(63)과 저면(61)이 이루는 경사각(Q1)은 95 내지 130도 인 것이 바람직하다. 이 경우, 수직방향과 반사면(63)이 이루는 각도는 5 내지 40도가 되게 된다. 면광원(40)의 수직방향 광 프로파일(light profile)은 좌우 또는 상하로 0 내지 50도 사이에 집중되어 광 출사가 이루어 지기 때문에, 그 이외의 범위에서는 광 출사가 없어 암부가 발생하는 문제점이 있다. 그래서, 면광원(40)과 수납용기(60)가 접하는 영역에서 암부가 발생된다. 특히, 발광부(43) 연장방향에 평행한 수납용기(60) 쪽에는 면광원(40)의 비발광영역인 공간분할부(44)가 인접해 있어서 상술한 암부가 더 많이 발생되는 문제점이 있다.
이런 암부를 감소시키기 위하여는 출사되는 광을 암부가 위치하는 영역으로 반사시켜야 한다. 출사되는 광이 면광원(40)의 수직방향에 대하여 좌우 또는 상하로 0 내지 50도 사이이기 때문에, 저면(61)과 반사면(63)이 형성하는 각도(Q1)가 95 내지 135도 범위에 있어야 암부가 위치하는 쪽으로 광을 반사 시키기에 효과적이며, 광 반사효율이 가장 좋다. 그리고, 반사효율을 극대화 시켜 암부 발생을 최소화 하기 위하여, 반사면(63)에 반사시트(64)를 부착하는 것이 바람직하다. 반사시트(64)는 반사면(63)에서 저면(61)의 적어도 일부까지 연장되어 있을 수 있다. 이에 의하여, 면광원(40)과 수납용기(60)가 접하는 영역에서 발생하는 암부를 감소시킬 수 있다.
그리고, 수납용기(60)의 각 모서리에는 면광원(40)을 지지하는 램프지지부재(70)이 배치되어 있다. 램프지지부재(70)는 실리콘 고무와 같은 연질의 충격 흡수성능이 있는 재질로 마련되어, 저면(61)에 면광원이 안정적으로 안착되게 한다. 또한, 램프지지부재(70)는 전기적 절연물질로, 수납용기(60)와 면광원(40) 사이에 전기적 간섭을 감소시키는 역할도 한다.
도4는 본 발명에 따른 구조를 갖는 액정표시장치(1)의 암부 개선효과를 설명하기 위한 그래프이다. X축은 일단에서 타단 까지의 발광부(43)의 배열방향에 따른 면광원(40)의 위치(P)를 나태내고, Y축은 휘도(L)를 나타낸다. 상하로 요동치는 선은 면광원(40)에서 출사되는 광의 거리에 따른 휘도분포를 도시한 것이고, 삼각점이 상호 연결된 선은 종래와 같이 경사면이 형성된 몰드 프레임(50)이 수납용기(60)의 가장자리를 따라 배치된 경우의 액정패널(20)에서 감지된 위치에 따른 휘도분포를 나타낸 것이며, 원점이 상호 연결된 선은 본 발명에 따른 반사면(63) 상에 반사시트(64)가 부착된 경우의 액정패널(20)에서 감지된 위치에 따른 휘도분포를 나타낸 것이다.
도4에 도시된 바와 같이, 면광원(40)에서 출사된 광은 발광부(43)가 위치하는 영역에서 휘도가 높고, 공간분할부(44)가 위치하는 영역에서는 휘도가 낮다. 이는 발광부(43)에서만 광이 출사되기 때문이다. 한편, 'B'에 도시된 바와 같이, 수납용기(60)와 면광원(40)이 인접한 영역에서의 면광원(40)에서 출사된 광의 휘도는 낮다. 이는, 발광부(43) 연장방향에 평행한 수납용기(60) 쪽에는 면광원(40)의 비발광영역인 공간분할부(44)가 인접해 있어서 암부가 발생되는 것이다. 또한, 면광원이 적용되는 경우에는 수납용기(60)의 바닥면에 반사시트 등이 사용되지 않아, 액정패널(20)에 광이 공급되기 까지 광의 확산 등의 작용이 없기 때문이다.
이 때문에, 종래의 경우, 수납용기(60)와 면광원(40)이 인접한 영역에서 액정패널(20)에서 감지된 휘도가 낮아 암부가 발생된다.
그러나, 도4에 도시된 바와 같이, 수납용기(60)의 측면에 95 내지 135도의 경사를 갖는 반사면(63)을 형성하고, 반사면(63)에 반사시트(64)를 부착함에 의하여, 수납용기(60)와 면광원(40) 간의 인접영역에서 휘도가 9 내지 12% 향상 되었음을 알 수 있다. 이는 반사시트(64)를 부착함으로써 반사효율이 향상되었고, 암부가 위치하는 쪽으로 발광부(43)에서 출사되는 광이 반사되어 암부가 감소되었기 때문이다. 이에 의하여, 백라이트 유닛의 전체적인 광효율이 개선되고 휘도 균일성이 향 상된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 광효율과 내충격성이 향상된 백라이트 유닛과 이를 포함하는 액정표시장치가 제공된다.

Claims (16)

  1. 액정패널과;
    상기 액정패널 배면으로 빛을 공급하는 면광원과;
    상기 면광원을 수용하며, 상기 면광원이 안착되는 저면과, 상기 액정패널을 향한 상향 경사각을 이루며 상기 저면으로부터 연장된 반사면을 포함하는 수납용기; 및
    상기 반사면을 덮고 있는 반사시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사면은 서로 마주보고 있는 한 쌍인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반사면과 상기 저면이 이루는 경사각은 95 내지 130도 인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 면광원은 상기 액정패널 판면의 일방향으로 길게 연장되어 상기 액정 패널의 배면으로 빛을 공급하는 복수의 발광부와, 상기 발광부 사이의 공간분할부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 발광부의 단면은 실질적으로 사다리꼴 형상인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 반사면은 상기 발광부의 장변에 인접하여 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 반사시트는 상기 반사면에서 상기 저면의 적어도 일부까지 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 발광부의 양단에 배치되어 있는 몰드 프레임을 더 포함하며,
    상기 면광원의 판면과 소정의 경사를 이루면서 상기 발광부의 적어도 일부가 삽입되는 복수의 삽입구가 마련되어 있으며 경사면과, 상기 경사면에서 상기 액정패널과 평행하게 연장되어 있는 지지면을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 액정패널과 상기 면광원 사이에 배치되어 있는 광학필름을 더 포함하며,
    상기 지지면은 상기 광학필름의 가장자리를 지지하고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 지지면에 형성되어 있는 반사층을 더 포하하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 경사면과 상기 면광원의 판면이 이루는 경사는 5 내지 50도 인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 저면과 상기 반사면을 연결하는 연결면을 더 포함하며,
    상기 연결면은 상기 액정패널을 향하여 돌출 연장되어 상기 면광원이 수용되는 수용공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  13. 면광원과;
    상기 면광원을 수용하며, 상기 면광원이 안착되는 저면과, 상기 액정패널을 향한 상향 경사각을 이루며 상기 저면으로부터 연장된 반사면을 포함하는 수납용기; 및
    상기 반사면을 덮고 있는 반사시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 반사면은 서로 마주보고 있는 한 쌍인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 반사면과 상기 저면이 이루는 경사각은 95 내지 130도 인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 면광원은 상기 액정패널 판면의 일방향으로 길게 연장되어 상기 액정패널의 배면으로 빛을 공급하는 복수의 발광부와, 상기 발광부 사이의 공간분할부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
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