KR20070055884A - 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20070055884A KR1020050114372A KR20050114372A KR20070055884A KR 20070055884 A KR20070055884 A KR 20070055884A KR 1020050114372 A KR1020050114372 A KR 1020050114372A KR 20050114372 A KR20050114372 A KR 20050114372A KR 20070055884 A KR20070055884 A KR 20070055884A
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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 액정표시장치는 화상을 표시하는 액정패널과; 상기 액정패널의 배면에 위치하며, 상기 액정패널과 마주하는 출사면에 주위 영역보다 큰 표면 거칠기를 갖는 복수의 산란영역을 가지는 도광판과; 상기 도광판의 적어도 일 측면에 마련되는 광원부를 포함한다. 이에 의해 휘도가 균일해진 액정표시장치가 제공된다.

Description

액정표시장치 및 그 제조방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이고
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이고,
도 3a내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 액정패널 150 : 상부샤시
160 : 하부샤시 300 : 백라이트유닛
310 : 광원부 330 : 도광판
331 : 입사면 332 : 반사면
333 : 출사면 334 : 주변영역
335 : 산란영역 340 : 반사시트
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휘도가 균일해진 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 종래의 CRT를 대신하여 액정표시장치(LCD: liquid crystal display), PDP(plasma display panel, OLED(organic light emitting diode) 등의 평판표시장치가 많이 개발되고 있다.
이 중 액정표시장치는 박막트랜지스터가 형성되어 있는 박막트랜지스터 기판과 컬러필터층이 형성되어 있는 컬러필터 기판으로 구성된 액정패널을 포함한다. 액정표시장치는 비발광소자이기 때문에 박막트랜지스터 기판의 후면에는 빛을 공급하기 위한 백라이트 유닛이 위치한다. 백라이트 유닛에서 조사된 빛은 액정의 배열상태에 따라 투과량이 조정된다. 이 밖에 액정패널과 백라이트 유닛을 수용하는 샤시를 더 포함한다.
백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 에지형과 직하형으로 구분된다. 에지형은 도광판의 측면에 광원이 설치되는 구조로, 주로 랩탑형 및 데스크탑 컴퓨터와 같이 비교적 크기가 작은 액정표시장치에 적용된다. 이러한 에지형 백라이트 유닛은 내구 수명이 길며, 액정표시장치의 박형화에 유리하다. 이와 같은 에지형 백라이트 유닛에서 도광판은 측면의 광원에서 공급된 빛을 액정패널에 균일하게 공급하기 위해 사용한다.
도광판은 광원으로부터 빛을 받는 입사면과, 입사면과 직각을 이루며 액정패널에 대해 평행하게 배치된 출사면과, 광원에서 입사면으로 조사된 빛이 출사면으로 진행되도록 패턴이 형성된 반사면을 갖는다.
입사면을 통하여 도광판 내부로 입사된 빛은 출사면을 통하여 액정패널로 진 행한다. 출사면에서의 빛의 출사량을 균일하게하기 위하여 출사면을 거칠게 조면화하는 것이 바람직하다. 출사면을 조면화시키는 방법은 가공 가능한 상태의 도광판의 출사면에 압축 기체와 혼합된 연마제 미립자를 고속으로 분사하는 샌드 블래스팅(sand blasting)공법으로 수행될 수 있다. 하지만 이 공법은 분사 압력 및 분사 각도를 조절하는 것이 용이하지 않다. 이에 의하여 출사면을 균일하게 조면화 시키기 용이하지 않아 도광판에서의 휘도가 불균일해지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 휘도가 균일해진 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 휘도가 균일해진 액정표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은 화상을 표시하는 액정패널과; 상기 액정패널의 배면에 위치하며, 상기 액정패널과 마주하는 출사면에 주위 영역보다 큰 표면 거칠기를 갖는 복수의 산란영역을 가지는 도광판과; 상기 도광판의 적어도 일 측면에 마련되는 광원부를 포함하는 액정표시장치에 의해 달성될 수 있다.
상기 산란영역은 사각 형상일 수 있다.
상기 산란영역은 상호 이격되게 격자 형상으로 배치될 수 있다.
상기 산란영역 간의 이격거리는 상기 광원부로부터 멀어질수록 좁아지는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 또 다른 목적은 도광판을 마련하는 단계와; 상기 도광판의 일면에 복수의 개구부가 형성된 마스크를 배치하는 단계와; 상기 복수의 개구부를 통해 노출된 영역을 조면화하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 제조방법에 의하여 달성될 수 있다.
상기 도광판의 일면을 조면화하는 단계는 샌드 블라스팅 방법으로 수행되는 것이 바람직하다.
상기 개구부는 사각 형상으로 마련될 수 있다.
상기 개구부는 격자 형상으로 배치 될 수 있다.
상기 개구부의 사이의 간격은 광원부로부터 멀어질수록 좁아지는 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치(1)를 도1 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
액정표시장치(1)는 액정패널(100)과 백라이트유닛(300)으로 구성된다.
액정패널(100)은 박막트랜지스터가 형성되어 있는 박막트랜지스터 기판(120)과 박막트랜지스터 기판(120)과 대면하고 있는 컬러필터 기판(110), 양 기판(110, 120)을 접합시키며 셀갭(cell gap)을 형성하는 실런트(미도시), 양 기판(110, 120)과 실런트 사이에 위치하는 액정(미도시)층을 포함한다. 액정패널(100)은 액정층의 배열을 조정하여 화면을 형성하지만 비발광소자이기 때문에 배면에 위치한 광원부(310)로부터 빛을 공급 받아야 한다. 박막트랜지스터 기판(120)의 일측에는 구동신 호 인가를 위한 구동부(140)가 마련되어 있다. 구동부(140)는 연성인쇄회로기판(FPC. 142), 연성 인쇄회로기판(142)에 장착되어 있는 구동칩(141), 연성인쇄회로기판(142)의 타측에 연결되어 있는 회로기판(PCB, 143)을 포함한다. 도시된 구동부(140)는 COF(chip on film) 방식을 나타낸 것이며, TCP(tape carrier package), COG(chip on glass) 등 공지의 다른 방식도 가능하다. 또한 구동부 (140)가 배선형성과정에서 박막트랜지스터 기판(120)에 형성되는 것도 가능하다.
액정패널(100)의 배면에 위치하는 백라이트 유닛(300)은 광학시트류(320), 광학시트류(320) 배면에 위치하는 도광판(330), 도광판(330)의 적어도 일측면에 마련되어 액정패널(100)로 빛을 보내는 광원부(310), 광원부(310)의 배면에 위치하는 반사시트(340), 액정패널(100)과 도광판(330)을 지지하는 몰드 프레임(200)을 포함한다.
광학시트류(320)는 액정패널(100)의 배면에 위치하는 보호시트(325), 프리즘 시트(323) 및 확산시트(321)를 포함한다. 확산시트(321)는 베이스판과 베이스판에 형성된 구슬 모양의 코팅층으로 이루어져 있다. 확산시트(321)는 광원(311)으로부터의 빛을 확산시켜 액정패널(100)로 공급하는 역할을 한다. 확산시트(321)는 2장 또는 3장을 겹쳐서 사용할 수 있다. 프리즘 시트(323)는 상부면에 삼각기둥 모양의 프리즘이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있다. 프리즘 시트(323)는 확산시트(321)에서 확산된 빛을 상부의 액정패널(100)의 평면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행한다. 프리즘 시트(323)는 통상 2장이 사용되며 각 프리즘 시트(323)에 형성된 마이크로 프리즘은 소정을 각도를 이루고 있다. 프리즘 시트(323)를 통과한 빛은 거의 대부분 수직하게 진행되어 균일한 휘도 분포를 제공하게 된다. 가장 상부에 위치하는 보호시트(325)는 스크래치에 약한 프리즘 시트(323)를 보호한다.
확산시트(321)의 배면에 위치하는 도광판(330)은 액정패널(100)의 배면에 배치되어 광원(311)에서 발생된 빛을 액정패널(100)의 배면으로 유도한다. 이러한 도광판(330)은 액정패널(100)과 마주하며 주변영역(334)과 주변영역(334)에 비해 큰 표면 거칠기를 가지는 복수의 산란영역(335)을 가지는데, 이에 대한 상세한 사항은 후술하겠다.
광원부(310)는 도광판(330)의 양 측에 마련되며 광원(311)과 리플렉터(312)를 포함한다. 리플렉터(312)는 광원(311)에서 발생된 빛을 도광판(330) 방향으로 반사시키는 역할을 한다. 리플렉터(312)는 반사율이 좋은 알루미늄 판 등으로 제조될 수 있으며, 광원(311)를 향하는 면에는 은 코팅이 되어 있을 수 있다. 본 발명의 광원(311)은 도광판(330)의 양 측변을 따라 배치되어 있으나 광원(311)은 도광판(330)의 일측변에 위치할 수도 있다. 그리고 복수의 광원(311)이 상하로 상호 평행하게 위치할 수도 있다. 광원(311)으로 냉음극 형광램프(CCFL; Cold Cathode Flourscent Lamp), 열음극 형광램프 또는 외부전극 형광램프(EEFL; External Electrode Flourscent Lamp) 등의 다양한 램프가 사용될 수도 있다.
반사시트(340)는 도광판(330)의 하부에 위치하면서 광원(311)의 빛을 반사시켜 확산필름(321) 방향으로 공급하는 역할을 한다. 반사시트(340)의 재질은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)나 폴리카보네이트(PC)일 수 있다. 반사시트(340)는 도광판(330)을 통해 액정패널(100)의 반대방향으로 투과되는 빛을 다시 도광판(330)으 로 반사시킴으로써, 빛의 손실을 줄이고 도광판(330)에서 액정패널(100) 방향으로 투과되는 빛의 균일도를 향상시키는데 기여하게 된다.
통상적으로 백라이트 유닛(300)과 몰드 프레임(200)은 하부샤시(160)에 의해 수용되며 하부샤시(160)는 상부샤시(150)와 결합되나, 노트북의 경우에서는 사용되지 않을 수 도 있다. 통상적으로 폴리메칠메타아클레이드 또는 폴리카보네이트와 같은 재질로 이루어지는 몰드 프레임(200)은 액정패널(100)의 연부를 따라 배치되며 액정패널(100)과 도광판(330)에 직접적으로 접촉되어 지지한다. 상부샤시(150)는 액정패널(100)의 표시영역이 외부로 노출되도록 표시창을 갖는다.
이하에서는 일 실시예에 따른 도광판(330)의 단면도를 나타낸 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하겠다.
도광판(330)은 광원(311)으로부터 빛을 받는 입사면(331)과, 입사면(331)과 직각을 이루며 주변영역(334)과 산란영역(335)을 가지는 출사면(333)과, 출사면(333)과 마주보며 입사면(331)과 연결되며V자형 음각 패턴을 가지는 반사면(332)을 포함한다. 본 실시예에 따른 도광판(330)은 입사면(331)과 반사면(332)이 나란하게 마련된 판형(plate type)으로 마련되나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 입사면(331)과 반사면(332) 중 어느 하나가 경사지고 나머지는 평평한 쐐기형(wedge type)으로 마련될 수 있다. 도광판(330)의 재질로는 강도가 높아 쉽게 변형되거나 깨지지 않으며 투과율이 좋은 폴리메칠메타아클레이드가 사용될 수 있다.
출사면(333)에 마련된 산란영역(335)은 주변영역(334)보다 큰 표면 거칠기를 가지며, 산란영역(335)의 형상은 사각형으로 이루어진다. 복수의 산란영역(335)은 상호 이격된 격자 형상으로 배치되며, 산란영역(335) 사이의 간격은 광원(311)으로부터 멀어질수록 좁아지고, 산란영역(335)의 크기는 크게 마련된다. 본 실시예에 따른 도광판(330)은 양 측에 광원부(310)를 가진다. 따라서 두 개의 광원부(310)로부터 먼 곳에 위치하는 도광판(330)의 중앙부(A)로 갈수록 산란영역(335) 사이의 간격은 좁게 마련되고 산란영역(335)의 크기는 크게 마련된다.
입사면(331)을 통하여 도광판(330) 내부로 들어온 빛은 랜덤한 경로를 따라 진행한다. 이때 도광판(330) 내부의 출사면(333) 및 반사면(332)에 도달한 빛 중 출사조건을 만족시키는 빛은 출사면(333)을 통해 외부로 출사된다. 여기서 출사조건은 도광판(330) 내부에 들어온 빛이 도광판(330)의 출사면(333) 또는 반사면(332)에 도달할 때 이들 면과 이루는 각도가 임계각 보다 작은 경우를 의미한다. 즉 빛이 임계각 보다 작은 각도로 이들 면(332,333)에 도달하는 경우에 외부로 출사된다. 본 실시예에 따른 판형의 도광판(330)의 경우 광원(311)과 인접한 영역의 출사면(333)에서는 많은 양의 빛이 출사된다. 하지만 광원(311)으로부터 방출된 빛이 도광판(330)의 중앙부(A)와 인접한 영역에 접근할수록 빛의 입사각도는 증가된다. 이에 의하여 빛은 출사조건을 만족시키지 못하고 도광판(330)의 내부에서 반사를 반복한다. 하지만 출사면(333)에 마련된 산란영역(335)에 도달한 빛은 입사각도와 관계없이 모든 방향으로 난반사되어 외부로 출사된다. 이와 같이 산란영역(335)은 도광판(330)에서의 빛의 출사량을 증가시킨다. 이러한 산란영역(335)이 출사효율이 낮은 도광판(330)의 중앙부(A)에 밀집됨으로써 도광판(330)의 중앙부(A)에서의 출사량을 높이고 광원(311)에 인접한 도광판(330)의 영역에서의 출사량은 감소 시킨다. 따라서 도광판(330) 전체의 휘도가 균일해진다.
반사면(332)에 마련된 V자형 음각 패턴은 입사면(331)을 통해 들어온 빛이 출사면(333)으로 진행되도록 반사시킨다. 이에, 도광판(330)은 입사면(331)에 인접하게 배치된 광원(311)에서 입사면(331)으로 조사된 빛을 평면광으로 바꾸어 출사면(333)을 통해 액정패널(100)로 골고루 전달하게 된다.
도 3a내지 도3e를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 도광판(330)의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저 도 3a에서와 같이 평판형의 제1금형(410)과 V형 음각 패턴이 새겨진 제2금형(430)을 마련한다. 이 때 제 1금형(410) 및 제 2금형(430)의 재질은 실리콘이나 Quartz, GaAs, Ge, 니켈 등이 바람직하다. 두 금형(410, 430)간의 접합부에 마련된 캐비티(450)를 통하여 용융 상태로 가열된 도광판물질(500)이 주입된다. 도광판물질(500)로는 폴리메칠메타아클레이드 또는 폴리카보네이트가 사용될 수 있다.
도 3b에서와 같이 제 1금형(410) 및 제 2금형(430)을 도광판물질(500)로부터 분리함으로써 일면에V형 음각 패턴이 마련된 도광판물질(500)이 마련된다.
그런 후 도 3c에서와 같이 음각 패턴이 마련되지 않은 도광판물질(500)의 타면에 복수의 개구부(610)와 복수의 차단부(620)를 가지는 마스크(600)가 배치된다. 마스크(600)의 재질은 샌드 블라스팅 처리에 내성을 가지는 강도를 가지는 것이 바람직하다. 이하에서 상기 타면은 출사면(333)을 정의한다. 사각 형상의 개구부(610)는 출사면(333)에 격자 형상으로 배치된다. 개구부(610) 사이의 간격은 광원부(310)로부터 멀어질수록 좁아지며, 개구부(610)의 크기는 증가한다. 본 실시예에 따른 도광판(330)은 양 측에 광원부(미도시)를 가지므로 두 개의 광원부로부터 먼 곳에 위치하는 도광판(330)의 중앙부(A)로 갈수록 개구부(610) 사이의 간격이 좁게 마련되고 개구부(610)의 크기는 크게 마련된다.
이러한 마스크(600)가 배치된 출사면(333) 상에 압축 기체와 혼합된 연마제 미립자가 고속으로 분사되는 샌드 블라스팅 처리가 행해진다. 연마제 미립자는 규소 입자를 포함하여 이루어질 수 있다. 개구부(610)에 의하여 노출된 영역에는 고속으로 분사된 규소 입자가 충돌되어 다수의 홈이 형성된다. 이와 같이 다수의 홈에 의하여 거친 표면 특성을 가지는 영역은 빛을 난반사 시키는 산란영역(335)이 된다.
도 3d에서와 같이 마스크(600)를 제거한 후 도광판물질(500)을 냉각함으로써 산란영역(335)을 가지는 도광판(330)이 형성된다.
도 3e는 복수의 개구부(610)를 가지는 마스크(600)를 나타내는 도면이다.
광원(미도시)에 인접한 가장자리 영역에서부터 도광판의 중앙부(A)에 이르기까지 순차적으로 마련되는 각각의 개구부(610)의 너비를 d1, d2 내지 dn(미도시)이라 하고, 각각의 개구부(610) 사이의 간격을 e1, e2내지 en(미도시)이라 할 수 있다.
빛의 출사량을 증가시키는 산란영역(335)의 배치는 개구부(610)의 크기 및 배치를 다양하게함으로써 조절가능하다. 산란영역(335)은 가장자리 영역에 비해 출사량이 적은 중앙부(A)에 가까울수록 밀집되게 마련되는 것이 바람직하다. 따라서 중앙부(A)에 접근할수록 개구부(610)의 너비가 증가되도록 d2는 d1보다 크게 마련하고 개구부(610)사이의 간격은 감소되도록 e2는 e1보다 작게 마련한다.
이와 같이 개구부(610)의 배치 및 크기를 조절함으로써 도광판(330)에서의 빛의 출사량을 조절할 수 있다. 이에 의하여 균일한 휘도를 가지는 도광판(330)을 제조할 수 있다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 개구부(610)를 가지는 마스크(600)를 이용하여 도광판(330)의 출사면(333)을 선택적으로 조면화 함으로써 휘도를 균일하게 하는 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 액정표시장치가 제공된다.
그리고 본 발명에 따르면 휘도가 균일해진 액정표시장치의 제조 방법이 제공된다.

Claims (9)

  1. 화상을 표시하는 액정패널과;
    상기 액정패널의 배면에 위치하며, 상기 액정패널과 마주하는 출사면에 주위 영역보다 큰 표면 거칠기를 갖는 복수의 산란영역을 가지는 도광판과;
    상기 도광판의 적어도 일 측면에 마련되는 광원부를 포함하는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 산란영역은 사각 형상인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 산란영역은 상호 이격되게 격자 형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 산란영역 간의 이격거리는 상기 광원부로부터 멀어질수록 좁아지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 도광판을 마련하는 단계와;
    상기 도광판의 일면에 복수의 개구부가 형성된 마스크를 배치하는 단계와;
    상기 복수의 개구부를 통해 노출된 영역을 조면화하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 도광판의 일면을 조면화하는 단계는 샌드 블라스팅 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 개구부는 사각 형상인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 개구부는 격자 형상으로 배치 되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 개구부의 사이의 간격은 광원부로부터 멀어질수록 좁아지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
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