KR20070066644A - 액정표시장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20070066644A
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김형주
신택선
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 액정표시장치는 화상이 형성되는 액정패널과; 빛을 방출하는 광원과; 상기 액정패널과 상기 광원의 사이에 마련되며, 광 투과성 베이스부와 상기 베이스부의 상기 액정패널을 향하는 면에 마련되고 꼭지점과 상기 베이스부를 연결하는 빗면에 적어도 하나 이상의 절곡부가 형성된 프리즘 형상의 집광부를 가지는 광조절부재화상이 형성되는 액정패널과; 빛을 방출하는 광원과; 상기 액정패널과 상기 광원의 사이에 마련되며, 광 투과성 베이스부와 상기 베이스부의 상기 액정패널을 향하는 면에 마련되고 오각형 단면을 가지는 프리즘 형상의 집광부를 가지는 광조절부재를 포함한다. 이에 인해 휘도가 향상된 액정표시장치가 제공된다.

Description

액정표시장치 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이고,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이고,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 요부 단면도이고,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치의 요부 단면도이다.
100 : 액정패널 150 : 상부샤시
330 : 광조절부재 331: 확산입자
333 : 베이스부 334 : 제 1경사부
335 : 제 2경사부 336 : 집광부
600 : 반사판 900 : 하부샤시
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휘도가 향상된 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 박막트랜지스터 기판, 컬러필터 기판 및 양 기판 사이에 주 입된 액정으로 이루어진 액정패널을 갖는다. 액정표시장치는 비발광소자이기 때문에 박막트랜지스터 기판의 후방에서 빛을 공급하기 위한 백라이트유닛을 구비한다. 백라이트유닛에서 조사된 빛은 액정의 배열상태에 따라 투과량이 조정된다. 액정패널과 백라이트유닛은 샤시 내에 수용되어 있다.
백라이트유닛은 액정패널에 광을 공급하는 광원과, 광원으로부터 조사된 광을 반사 또는 집중시켜 액정패널에 광을 입사시키는 광조절부재를 포함한다. 광조절부재는 빛을 확산시켜 빛의 균일성을 향상시키는 확산판과 확산판을 통과한 빛이 수직하게 진행할 수 있도록 하여 휘도를 향상시키는 프리즘시트를 포함한다. 이와 같이 빛을 고르게 확산시키고 액정패널을 향하여 집광시키는 복수의 광조절부재를 일체화하여 사용할 수 있다.
광조절부재를 일체화하기 위하여 확산판과 집광시트의 사이에 점착제를 마련하고 두 부재를 가압한다. 확산판과 집광시트를 가압하는 과정에서 두 부재 사이의 공기층이 제거된다. 두 부재 사이의 공기층은 밀한 매질로 이루어진 집광시트로 입사하는 빛의 각도를 감소시켜 집광 효율을 향상시키는 기능을 한다. 이와 같이 집광효율을 향상시키는 공기층이 제거됨으로써 휘도가 저하된다.
즉 확산판과 집광시트를 일체화함으로써 공정이 용이해지나 휘도가 저하된다.
따라서, 본 발명의 목적은 휘도가 향상된 액정표시장치를 제공하는 것이다.　
본 발명의 또 다른 목적은 휘도가 향상된 액정표시장치의 제조 방법을 제공 하는 것이다.
상기 목적은 화상이 형성되는 액정패널과; 빛을 방출하는 광원과; 상기 액정패널과 상기 광원의 사이에 마련되며, 광 투과성 베이스부와 상기 베이스부의 상기 액정패널을 향하는 면에 마련되고 꼭지점과 상기 베이스부를 연결하는 빗면에 적어도 하나 이상의 절곡부가 형성된 프리즘 형상의 집광부를 가지는 광조절부재화상이 형성되는 액정패널과; 빛을 방출하는 광원과; 상기 액정패널과 상기 광원의 사이에 마련되며, 광 투과성 베이스부와 상기 베이스부의 상기 액정패널을 향하는 면에 마련되고 오각형 단면을 가지는 프리즘 형상의 집광부를 가지는 광조절부재에 의해서 달성된다.
상기 절곡부는 하나이며 상기 집광부는 오각형의 단면을 가지는 것이 바람직하다.
상기 집광부의 재질의 굴절율은 상기 베이스부의 굴절율보다 크게 마련되며 상기 집광부의 꼭지각의 크기는 90도인 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 목적은 화상이 형성되는 액정패널과; 빛을 방출하는 광원과; 상기 액정패널과 상기 광원의 사이에 마련되며, 광 투과성 베이스부와 상기 베이스부의 상기 액정패널을 향하는 면에 마련되고 상기 베이스부에 비해 굴절율이 큰 집광부를 가지는 광조절부재에 의해서도 달성된다.
상기 집광부는 열 경화수지 및 자외선 경화수지를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 베이스부는 PMMA로 이루어지며 내부에 다수의 확산입자를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 또 다른 목적은 판형의 베이스부를 마련하는 단계와; 점착제를 포함하며 상기 베이스부와 굴절율이 다른 경화수지를 상기 베이스부의 적어도 일면에 코팅하는 단계와; 상기 경화수지를 가압하여 오각형 단면을 가지는 프리즘 형상의 집광부를 형성하는 단계와; 상기 경화수지를 경화하는 단계에 의해서 달성된다.
상기 경화수지는 자외선 경화수지 또는 열 경화 수지인 것이 바람직하다.
본 발명의 제 1실시예에 따른 액정표시장치(1)를 도1내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
액정표시장치(1)는 액정패널(100)과 액정패널(100)로 빛을 공급하는 백라이트유닛을 포함한다.
액정패널(100)은 박막트랜지스터가 형성되어 있는 박막트랜지스터 기판(101)과 박막트랜지스터 기판(101)과 대면하고 있는 컬러필터 기판(102), 양 기판(101, 102)을 접합시키며 셀갭을 형성하는 실런트(미도시), 양 기판(101, 102)과 실런트 사이에 위치하는 액정층(미도시)을 포함한다.
박막트랜지스터 기판(101)의 일측에는 구동신호 인가를 위한 구동부(200)가 마련되어 있다. 구동부(200)는 연성인쇄회로기판(FPC. 202), 연성 인쇄회로기판(202)에 장착되어 있는 구동칩(201), 연성인쇄회로기판(202)의 타측에 연결되어 있는 회로기판(PCB, 203)을 포함한다. 도시된 구동부(200)는 COF(chip on film) 방식 을 나타낸 것이며, TCP(tape carrier package), COG(chip on glass) 등 공지의 다른 방식도 가능하다. 또한 구동부 (200)가 배선형성과정에서 박막트랜지스터 기판(101)에 형성되는 것도 가능하다.
백라이트유닛은 액정패널(100)의 하부에 일체화되어 마련된 광조절부재(330)와, 광조절부재(330)를 통해 액정패널(100)의 배면으로 빛을 조사하는 광원(400)과, 광원(400)의 후방에 마련되며 램프부광원(400)으로부터 조사되는 빛을 균일하게 퍼져 모두 액정패널(100)의 배면으로 향하도록 하는 반사판(600)을 포함한다. 바텀샤시(80)에 고정되어 램프부(50)를 지지하는 램프부(50)와 바텀샤시(80)의 사이에 마련되어 그리고 광조절부재(330)의 상부면에는 외부 충격 및 이물질로부터 광조절부재(330)를 보호하는 보호시트(310)를 더 포함할 수 있다.
백라이트유닛의 상부에 배치되는 몰드프레임(700)은 액정패널(100)을 지지하며, 복수의 결함홈을 가지는 사이드몰드(800)는 길이 방향으로 연장된 광원(400)의 양 끝단에 배치되어 광원(400)을 고정한다. 백라이트유닛, 몰드 프레임(700) 및 사이드몰드(800)는 하부샤시(900)에 의해 수용되며 하부샤시(900)는 상부샤시(150)와 결합된다.
광원(400)으로부터 방출된 빛은 광조절부재(330)를 투과한 후 액정패널(100)로 입사된다. 광조절부재(330)는 광 투과성 베이스부(333)와 베이스부(333)의 액정패널(100)을 향하는 면에 마련되는 집광부(336)를 가진다.
판형으로 마련되는 베이스부(333)는 광 투과성이 우수한PMMA(폴리 메칠 메타 아크릴레이트) 또는 PC(폴리 카보네이트)로 이루어지며 확산입자(331)를 내부에 가 진다. 확산입자(331)는 SiO2, TiO2, 폴리카보네이트 및 폴리메칠메타아크릴레이트 중 어느 하나를 포함하여 마련될 수 있다. 그리고 발포제를 사용하여 베이스부(333) 내부에 형성한 기포가 확산입자(331)로 사용될 수 있다. 하지만 확산입자(331)는 이에 한정되지 않는다.
집광부(336)는 꼭지점과 베이스부를 연결하는 빗면에 하나의 절곡부가 형성된 오각형 단면의 을 가지는 프리즘 형상으로 이루어지며, 액정패널(100)을 향하는 꼭지각은90도를 이룬다. 집광부(336)는 꼭지점과 인접하며 대칭을 이루는 제 1경사부(334)와 제 1경사부(334)와 인접하며 서로 대칭을 이루는 제 2경사부(335)를 포함한다. 이러한 집광부(336)는 베이스부(333) 전체에 걸쳐 동일한 크기와 형상으로 복수개 형성된다. 자외선 또는 열에 의하여 경화되는 경화수지로 이루어진 집광부(336)의 굴절율은 약 1.45이며 베이스부(333)의 굴절율은 약 1.36으로 집광부(336)의 굴절율이 베이스부(333)의 굴절율보다 크게 마련되는 것이 바람직하다. 본 실시예에 따른 집광부는 오각형 단면을 가진다. 하지만 본 발명의 다른 실시예에 의하면 이에 한정되지 않으며, 집광부는 꼭지점과 베이스부를 연결하는 빗면에 적어도 하나 이상의 절곡부가 마련되어 육각형 또는 칠각형 단면을 가질 수 도 있다.
베이스부(333)로 입사된 빛은 확산입자(331)에 의하여 고르게 산란된 후 집광부(336)로 입사된다. 집광부(336)는 베이스부(333)에 비해 큰 굴절율을 가지므로 집광부(336)와 베이스부(333)의 경계면으로 입사된 빛의 각도는 집광부(336)로 투과되는 과정에서 감소된다.
이와 같이 집광부(336)로 입사된 빛은 집광부(336)의 제 1경사부(334) 및 제 2경사부(335)에 도달하고 제 1경사부(334) 및 제 2경사부(335)를 투과하는 과정에서 외부로 방출되는 각도가 감소된다.
즉 빛은 집광부(336)로 입사되는 과정에서 집광부(336)와 베이스부(333)의 굴절율 차이에 의하여 입사 각도가 감소되며, 이와 같이 입사 각도가 감소된 빛은 집광부(336)의 제 1경사부(334) 및 제 2경사부(335)를 통과하는 과정에서 방출 각도가 감소되어 액정패널(100)을 향하는 방향으로 진행한다.
따라서 베이스부(333)에 비하여 큰 굴절율을 가지며 빛의 진행방향을 액정패널(100)의 방향으로 유도하는 제 1경사부(334) 및 제 2경사부(335)를 가지는 광조절부재(330)에 의하여 휘도가 향상된다.
광원(400)은 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp; CCFL) 또는 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp; EEFL) 으로 마련될 수 있으며 발광다이오드로 마련되는 것도 가능하다.
광원(400)의 하부에 마련되는 반사판(600)은 폴리에틸렌테레프타레이트(PET), 스테인레스강, 황동 및 알루미늄 중 어느 하나로 이루어지는 기재 시트층 위에 은과 같이 반사율이 높은 물질을 코팅하여 마련한다. 반사판(600)은 고온의 광원(400)과 인접하게 위치하므로 장시간 흡열에 의한 변형을 막기 위해 티타늄 코팅을 한다. 이와 같은 반사판(600)은 액정패널(100)의 반대방향으로 투과되는 빛을 반사시켜 액정패널(100)로 되돌린다.
이하에서는 본 발명의 제 1실시예에 따른 액정표시장치(1)의 제조 방법에 대 하여 설명한다.
PMMA(폴리 메칠 메타 아크릴레이트) 수지 또는 PC (폴리 카보네이트) 수지와 광 투과성 확산입자(331)를 혼합하여 판형의 베이스부(333)를 마련한다. 확산입자(331)는 SiO2, TiO2, 폴리카보네이트 및 폴리메칠메타아크릴레이트 중 어느 하나로 만들어질 수 있다. 또는 발포제를 사용하여 수지 내부에 형성한 기포가 확산입자(331)로 사용될 수 있다. 하지만 확산입자(331)는 이에 한정되지 않는다.
그런 후 베이스부(333)의 일면에 점착제를 포함하는 경화수지를 도포한다. 이 때 경화수지는 열 경화 수지 또는 자외선 경화 수지이며 베이스부(333)의 굴절율보다 큰 굴절율을 가지는 것이 바람직하다. 점착제는 광 투과성과 점착성을 가지는 아크릴계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리에테르 중 어느 하나를 포함하여 마련된다. 경화 수지의 도포 방법으로는 롤코트법, 그라비아법, 디스펜서법 또는 다이코트법 등을 이용할 수 있다.
그런 후 경화수지를 복수의 오각기둥 형상이 음각으로 인접하게 새겨진 금형으로 가압한다. 그리고 열 또는 자외선을 경화 수지에 조사한다. 이 과정에서 경화 수지와 혼합되어 있던 점착제는 증발되고 경화 수지는 경화되어 오각형 단면을 가지는 집광부(336)를 포함하는 광조절부재(330)가 형성된다.
도 4를 참조하여 본 발명의 제 2실시예에 따른 광조절부재(339)를 설명하면 다음과 같다.
광원(400)으로부터 방출된 빛은 광조절부재(339)를 투과한 후 액정패널(100) 로 입사된다. 광조절부재(339)는 광 투과성 베이스부(333)와 베이스부(333)의 액정패널(100)을 향하는 면에 마련되는 집광부(337)를 가진다. 베이스부(333)의 형태 및 재질은 본 발명의 제 1실시예와 동일하다.
집광부(337)는 액정패널(100)을 향하는 방향으로 돌출된 반원의 단면을 가지는 반원기둥 형상으로 이루어진다. 이러한 집광부(337)는 베이스부(333) 전체에 걸쳐 동일하게 복수개가 형성된다. 집광부(337)의 재질은 자외선 경화수지 또는 열 경화수지를 포함하며, 자외선 또는 열에 의하여 경화되어 이루어진 집광부(337)는 베이스부(333)보다 큰 굴절율을 갖는다.
베이스부(333)로 입사된 빛은 확산입자(331)에 의하여 고르게 산란된 후 집광부(336)로 입사된다. 집광부(337)는 베이스부(333)에 비해 큰 굴절율을 가지므로 집광부(337)와 베이스부(333)의 경계면으로 입사된 빛의 각도는 집광부(336)로 투과되는 과정에서 감소된다.
그리고 집광부(337)에 입사된 빛은 반구면 형태로 이루어진 집광부(337)와 외부 영역 사이의 경계면(338)에 도달한다. 이러한 경계면(338)을 통과한 후 외부로 방출되는 빛의 각도는 감소되어 액정패널(100)을 향하는 방향으로 진행한다.
즉 빛은 베이스부(333)를 거친 후 베이스부(333)에 비하여 큰 굴절율을 가지는 집광부(337)를 통과하는 과정과, 집광부(337)의 경계면(338)을 통과하는 과정에서 액정패널(100)을 향하는 방향으로 유도된다. 따라서 빛의 휘도가 향상된다.
본 발명의 본 실시예에 따른 집광부(337)는 인접하게 배열되는 반원기둥 형상이다. 하지만 이에 한정되지 않고 반원 형상으로 이루어질 수 있다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 서로 상이한 굴절율을 가지는 재질로 이루어지며 빛을 액정패널(100)의 방향으로 유도하는 복수의 경사면을 가지는 광조절부재(330)를 사용함으로써 빛의 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 향상된 액정표시장치가 제공된다.
그리고 본 발명에 따르면 휘도가 향상된 액정표시장치의 제조 방법이 제공된다

Claims (11)

  1. 화상이 형성되는 액정패널과;
    빛을 방출하는 광원과;
    상기 액정패널과 상기 광원의 사이에 마련되며, 광 투과성 베이스부와 상기 베이스부의 상기 액정패널을 향하는 면에 마련되고 꼭지점과 상기 베이스부를 연결하는 빗면에 적어도 하나 이상의 절곡부가 마련된절곡부가 형성된 프리즘 형상의 집광부를 가지는 광조절부재를 포함하는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절곡부는 하나이며 상기 집광부는 오각형의 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 집광부의 꼭지각의 크기는 90도인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 집광부의 굴절율은 상기 베이스부의 굴절율보다 큰 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 화상이 형성되는 액정패널과;
    빛을 방출하는 광원과;
    상기 액정패널과 상기 광원의 사이에 마련되며, 광 투과성 베이스부와 상기 베이스부의 상기 액정패널을 향하는 면에 마련되고 상기 베이스부에 비해 굴절율이 큰 집광부를 가지는 광조절부재를 포함하는 액정표시장치.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 집광부는 경화수지를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 경화수지는 열 경화수지 및 자외선 경화수지인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 베이스부는 다수의 확산입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 베이스부는 PMMA로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 판형의 베이스부를 마련하는 단계와;
    점착제를 포함하며 상기 베이스부와 굴절율이 다른 경화수지를 상기 베이스부의 적어도 일면에 코팅하는 단계와;
    상기 경화수지를 가압하여 오각형 단면을 가지는 프리즘 형상의 집광부를 형성하는 단계와;
    상기 경화수지를 경화하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 경화수지는 자외선 경화수지 또는 열 경화 수지인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
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