KR20080048873A - 액정표시장치와 그 제조방법 - Google Patents

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    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Abstract

본 발명은 액정표시장치의 관한 것으로, 특히 핫스팟을 줄인 액정표시장치와 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 액정표시장치는 액정패널과, 상기 액정패널의 하부에 구비된 도광판과, 상기 도광판의 적어도 일측에 구비된 광원과, 상기 도광판의 하부에 위치한 저면부와 상기 저면부와 연결되며 도광판의 측면에 위치한 측면부 및 상기 측면부의 가장자리에서 도광판 방향으로 절곡되어 형성된 차광부를 포함하는 반사판, 및 상기 차광부 상에 형성되며 흡수부와 반사부로 구성된 흡수패턴을 포함한다.
핫스팟(hot spot), 흡수패턴, LED

Description

액정표시장치와 그 제조방법{MODULE FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF}
도 1은 종래 기술에 따른 액정표시장치를 나타낸 개략적인 분해 사시도.
도 2는 종래 기술에 따른 백라이트 유닛에서, 광원으로 LED를 사용했을 때 핫스팟이 생기는 것을 나타낸 개념도.
도 3a는 종래 기술에 따른 액정표시소자의 실시예를 나타낸 것으로, 측면에서 바라본 단면도.
도 3b는 도 3a의 I-I'에 따른 정면도.
도 4a는 본 발명의 액정표시소자의 일부를 나타낸 측면에서 바라본 단면도.
도 4b는 도 4a의 I-I'에 따른 정면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
210 : 액정패널 221 : 광원
222a : 반사판의 저면부 222b : 반사판의 측면부
222c : 반사판의 차광부 224 : 도광판
250 : 흡수패턴 223 : 광학시트
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 점광원 중 LED(Light Emitting Diode)를 사용하는 백라이트 유닛에 관한 것이다.
근래 정보 통신 분야의 급속한 발전으로 각종 정보를 표시해 주는 디스플레이 장치의 중요도가 갈수록 높아지고 있는 가운데, 기존의 표시 장치 중의 하나인 (Cathode Ray Tube)로는 일정한 한계가 있어 최신의 추세인 경량화, 박형화에 부응할 수 없었다. 이에, 평판 디스플레이로서 액정표시장치(LCD : Liquid Crystal Display), 플라즈마 표시 장치(PDP : Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescence Display) 등이 개발되어 기대에 부응하고 있으며 이에 대한 연구와 개발이 활발히 진행되고 있다.
이 표시 장치 중 액정표시장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 액정패널(10)과 상기 액정패널(10)을 구동시키는 구동부(12)를 포함한다. 이하, 액정표시장치에서 화상이 표현되는 방향을 상부, 반대방향을 하부로 하여 설명한다.
액정패널(10)은 비발광소자이기 때문에 액정패널(10)의 후면에는 빛을 공급하기 위한 백라이트 유닛(20)이 위치한다.
상기 백라이트 유닛(20)은 액정패널(10)의 하부에 배치되는 복수 개의 광학시트(23)와, 광학시트(23)의 하부에 배치되는 도광판(24)과, 도광판(24)의 적어도 일측면에 배치되는 광원(21)과, 상기 도광판(24)의 하부에 배치되는 반사판(22)을 포함하여 구성된다.
광학시트(23)는 보호시트, 프리즘시트 및 확산시트를 포함한다. 이러한 백라 이트 유닛(20)은 메인서포트(27)에 의해 가장자리가 고정되어 보텀커버(29)에 수납되며, 상기 보텀커버(29)는 액정패널(10)의 유효면을 노출시키는 표시창을 갖는 탑케이스(25)와 결합하여 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20)을 수납한다.
광원(21)은 주로 CCFL(Cold Cathode Fluorescence Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp), LED(Light Emitting Diode) 등이 사용된다. 도면에 도시한 광원은 LED로, LED는 전력 소모량은 적은 반면에 수명이 길고 인버터 등의 별도의 부가장치가 필요 없는 장점이 있다.
그러나, 광원으로 LED를 사용하는 경우 점광원이라는 특성상 핫스팟(hot spot)이 생기는 문제점이 있다. LED에서 나온 빛은 점광원이라는 특성상 일정 영역은 빛의 밀도가 높고 일정 영역은 빛의 밀도가 낮다. 특히 광원에서 나온 빛이 입사하는 부분에서 빛의 밀도가 높아 화상이 밝게 나타나는 핫스팟 현상이 생긴다.
도 2는 LED(21)를 광원으로 사용했을 때의 핫스팟 현상을 나타낸 것으로, 백라이트 유닛의 일부를 나타낸 사시도이다. 도시한 바와 같이 LED(21)에서 나온 빛은 일정 각도로 도광판(24)에 입사하며 빛이 진행하는 일부 영역에 핫스팟(40)이 형성된다.
핫스팟을 감소시키기 위해 종래 기술에 따른 액정표시소자는 3a와 도 3b에 도시된 바와 같이 LED의 상부에 차광부를 구비하였다. 도 3a는 종래 기술에 따른 액정표시소자의 실시예의 일부를 나타낸 측면에서 바라본 단면도, 도 3b는 도 3a의 I-I'에 따른 정면도를 나타낸 것이다.
도면에 도시된 바와 같이 액정패널(110)의 하부에는 복수 개의 광학시 트(123)와 도광판(124) 및 반사판(122)이 차례로 배치되고, 상기 도광판(124)의 적어도 일측면에 LED(121)가 구비된다. LED는 LED 소자(121a)와 LED 기판(121b)으로 이루어진다. LED(121)의 상부에는 도광판(124)의 일측면에 겹치도록 연장된 차광부(150)가 구비된다.
상기 차광부(150)는 도광판(124)의 일측면 가장자리를 따라 검은색 테이프로길게 형성된다. 부착된 검은색 테이프는 LED(121)에서 나온 빛을 흡수하므로, 핫스팟을 감소시키는 것과 동시에 전체적인 휘도가 저하되는 문제점이 있다.
또한 검은색 테이프를 부착하는 공정이 추가되어야 하므로 공정이 복잡해지고 인건비가 상승하는 문제점 등이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제는 점광원, 특히 LED를 사용하는 액정표시장치에서의 핫스팟을 감소시켜 높은 품질의 화상표시장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 과제는 공정을 단순화하고 제조비용을 절감할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것이다.
상기한 과제의 달성을 위한 액정표시장치는, 액정패널과, 상기 액정패널의 하부에 구비된 도광판과, 상기 도광판의 적어도 일측에 구비된 광원과, 상기 도광판의 하부에 위치한 저면부와 상기 저면부와 연결되며 도광판을 감싸도록 위치한 측면부 및 상기 측면부의 가장자리에서 도광판 방향으로 절곡되어 형성된 차광부를 포함하는 반사판, 및 상기 차광부에 형성되며 선택적으로 광을 흡수하는 흡수패턴를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 반사판의 측면부에는 적어도 하나의 관통공이 마련되며 상기 관통공에 상기 광원이 삽입되어 결합된다.
상기 흡수패턴의 흡수부는 상기 관통공과 대응되는 부위에 형성된다.
이때, 광원은 LED인 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치는 액정패널과 도광판의 사이에 광학시트를 추가로 포함할 수 있다.
상기한 과제를 달성하기 위한 액정표시장치를 제조하는 방법은 액정패널과 백라이트 유닛을 준비하는 단계와 및 상기 액정패널의 하부에 상기 백라이트 유닛을 결합시키는 단계를 포함한다.
상기 백라이트 유닛을 준비하는 단계는, 상기 액정패널의 하부에 구비된 도광판과; 상기 도광판의 적어도 일측에 구비된 광원과; 상기 도광판의 하부에 위치한 저면부와, 상기 저면부와 연결되며 도광판을 감싸도록 위치한 측면부, 및 상기 측면부의 가장자리에서 도광판 방향으로 절곡되어 형성된 차광부로 이루어지는 반사판을 준비하는 단계, 및 상기 차광부에 흡수패턴을 인쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 차광부에 흡수패턴을 인쇄하는 단계는 인쇄롤러를 이용하거나, 스크린 인쇄를 이용하는 것을 특징으로 한다.
이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치와 그 제조방법에 대해 상세히 설명한다.
도 4a는 본 발명에 의한 액정표시소자의 일부를 나타낸 측면에서 바라본 단면도, 도 4b는 도 4a의 I-I'에 따른 정면도를 나타낸 것이다.
액정표시소자는 도시한 바와 같이 화상을 형성하는 액정패널(210)과 액정패널(210)의 하부에 구비되어 빛을 액정패널(210) 방향으로 인도하는 도광판(224)과, 도광판(224)의 적어도 일측에 구비된 광원(221)과, 도광판(224)의 하부에 위치한 저면부(222a)와 상기 저면부(222a)와 연결되며 도광판(224)의 측면에 위치한 측면부(222b) 및 상기 측면부(222b)의 가장자리에서 도광판(224) 방향으로 절곡되어 형성된 차광부(222c)를 포함하는 반사판(222) 및 상기 차광부(222c) 상에 형성되며 광을 선택적으로 흡수하는 흡수패턴(250)을 포함한다.
액정패널(210)과 도광판(224) 사이에는 광학시트(223)가 더 포함될 수 있다.
액정패널(210)은 도시하지는 않았지만 박막트랜지스터(TFT, Thin Film Transistor) 기판과, 박막트랜지스터 기판에 대향되도록 부착된 컬러필터 기판과, 상기 두 기판 사이에 형성된 액정을 포함한다. 또한 액정패널(210)은 화소단위를 이루는 액정 셀들이 매트릭스 형태로 배열되어 있으며, 구동부에서 화상신호를 받아 액정 셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 나타낸다. 상기 화상은 컬러필터 기판에 형성된 컬러필터에 의해 착색된다.
도광판(224)은 액정패널(210)의 하부에 구비되며, 광원(221)에서 나온 빛을 액정패널(210)의 방향으로 인도하는 역할을 한다. 도광판(224)에 입사한 빛은 도광 판(224) 내에서 반사와 굴절을 통해 최종적으로 도광판(224)의 상면을 통해 출사하여 액정패널(210) 방향을 향하게 된다. 도시하지는 않았지만 도광판(224) 상면으로의 출사하는 빛의 효율을 높이기 위해 도광판(224)의 상면이나 측면 또는 하면에 패턴이 형성될 수 있다. 패턴은 프리즘산이나 반구 또는 기타 모양이 가능하다. 또한 도광판(224)은 광원의 위치나 모양에 따라 다양한 모양으로 형성가능하다. 특히 일측면에 광원이 존재하는 경우 광원측과 가까운 부분의 두께가 더 두껍게 형성된 웨지형 도광판을 사용할 수 있다.
광원(221)은 적어도 한 개 이상의 점광원을 사용한다. 점광원 중 높은 휘도를 나타내는 LED가 바람직하다. 도면에는 편의상 LED를 나타내었다. LED는 LED 소자(221a)와 LED 기판(221b)으로 이루어지며 LED 기판(221b) 상에 적어도 한 개 이상의 LED 소자(221a)가 위치하여 빛을 출사한다.
광원(221)으로 짧은 너비로 형성된 면광원도 사용이 가능하다. 면광원 중 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)나 EEFL(External Electrode Fluorescent)를 사용할 수 있다.
반사판(222)은 액정패널(210) 방향으로 출사되지 않은 빛을 다시 도광판(224) 방향으로 반사시켜 결과적으로 액정패널(210) 방향으로 빛을 공급하는 역할을 한다. 반사판(222)은 도광판(224)의 하부에 형성된 저면부(222a)와 도광판(224)을 감싸며 측면에 형성된 측면부(222b)를 포함하며, 이후 설명할 흡수패턴을 형성된 차광부(222c)가 도광판(224) 쪽으로 절곡되어 측면부(222b)에 연결되어 있다. 측면부(222b)는 저면부(222a)에 의해 지지된다. 저면부(222a)와 측면 부(222b) 및 차광부(222c)의 절곡 각도는 조절할 수 있으며 필요에 따라 곡선 형태로 완만하게 구부려 형성할 수 있다.
측면부(222b)는 광원(221)을 결합하기 위한 관통공(229)을 구비한다. 관통공(229)은 광원의 크기나 모양에 따라 다양한 모양으로 형성한다. 광원(222b)은 관통공(229)을 통해 삽입되어 결합된다. LED를 광원으로 사용할 경우 LED 소자가 상기 관통공(229)을 통해 삽입되도록 관통공의 모양을 LED 소자의 위치, 모양 및 크기 등에 맞추어 형성한다. 측면부(222b)는 도광판(224)의 측면으로 진행하는 빛을 액정패널(210) 방향으로 반사시켜 반사효율을 높이기 위한 것이다.
차광부(222c)는 도광판(224)의 가장자리 상부를 일부 덮도록 관통공(229)이 위치한 측면부(222b)와 연결하여 형성한다. 차광부(222c)에 의해 덮히는 도광판(224)의 영역은 화상이 표현되지 않는 비표시 영역이다. 차광부(222c)의 하부에는 핫스팟을 감소시키기 위한 흡수패턴(250)이 구비된다.
흡수패턴(250)은 빛을 반사하는 반사부(250a)와 빛을 흡수하는 흡수부(250b)로 구성되며, 차광부(222c)의 하부에 형성된다. 흡수패턴(250)은 도광판(224)의 가장자리 상부의 일부 영역을 덮는다. 흡수패턴(250)에 의해 덮히는 도광판(224)의 영역은 화상이 표현되지 않는 비표시 영역이다.
흡수부(250a)는 빛을 흡수하는 영역으로 검은색으로 형성한다. 빛을 흡수할 수 있도록 형성하면 되며 모양이나 크기는 특별히 한정되지 않는다. 특정 파장의 광원을 사용하는 경우 그 파장을 흡수하는 색으로 형성할 수 있다. 흡수부(250a)는 광원(221)이 위치하는 영역에 대응하는 반사판 차광부(222c)의 하부에 형성된다. 반사부(250b)는 아무것도 형성하지 않고 반사판(222)이 그대로 노출되게 한다. 필요에 따라 반사부(250b)에 반사효능이 좋은 염료 등을 추가로 형성할 수 있다.
흡수부(250a)와 반사부(250b)는 광원(221)의 상부에 위치한다.
한편, 상기 흡수부(250a)는 광원(221)에서 나온 빛을 일부분 흡수하고, 반사부(250b)는 반사부(250b)에 도달하는 빛을 반사하므로, 휘도의 저하없이 빛의 밀도 편차가 줄어들기 때문에 핫스팟을 완화시키는 기능을 한다.
면광원을 여러 개 사용하는 경우 빛이, 출사되지 않는 면광원과 면광원의 연결부에 반사부를, 그외 영역에 흡수부를 형성할 수도 있을 것이다.
액정패널(210)과 도광판(224)의 사이에는 광학시트(223)가 추가로 구비될 수 있다. 광학시트(223)는 액정패널(210)의 하부에 위치하며 확산시트(223a), 프리즘시트(223b) 및 보호시트(223c)를 포함한다. 편의상 세 가지 층으로 표현하였으나 필요에 따라 그 밖의 여러 종류의 광학시트가 추가 적층될 수 있다.
확산시트(223a)는 광원(221)에서 나온 빛을 확산시켜 액정패널(210)에 공급한다. 확산시트(223a)는 복수 개를 적층하여 사용 가능하다.
프리즘시트(223b)는 상부면에 프리즘산이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있다. 프리즘시트(223b)는 확산시트(223a)에서 확산된 빛을 상부의 액정패널(210) 방향으로 집광하여 공급하는 역할을 한다. 프리즘시트(223b)를 통과한 빛은 대부분 프리즘시트(223b)에 수직하게 진행되어 균일한 휘도 분포를 제공하게 된다.
보호시트(223c)는 프리즘시트(223b)를 보호하는 역할을 한다.
상기한 액정표시장치를 제조하는 방법은 액정패널과 백라이트 유닛을 준비하 는 단계와 상기 액정패널의 하부에 백라이트 유닛을 결합하는 단계를 포함한다.
상기 백라이트 유닛을 준비하는 단계는, 상기 액정패널의 하부에 구비된 도광판과; 상기 도광판의 적어도 일측에 구비된 광원과; 상기 도광판의 하부에 위치한 저면부와, 상기 저면부와 연결되며 도광판을 감싸도록 위치한 측면부, 및 상기 측면부의 가장자리에서 도광판 방향으로 절곡되어 형성된 차광부로 이루어지는 반사판을 준비하는 단계와 상기 차광부에 흡수패턴을 인쇄하는 단계를 포함한다.
상기 흡수패턴은 인쇄의 방법으로 형성하는 것을 특징으로 한다. 인쇄의 방법은 인쇄롤러를 이용하는 방법이나 스크린 인쇄 등 다양하다.
상기 인쇄롤러를 이용하여 인쇄하는 방법은 인쇄롤러에 잉크를 뭍힌 다음 패턴을 형성하고자 하는 영역에 인쇄롤러를 회전시킴으로써 인쇄하는 것을 말한다.
상기 스크린 인쇄는 패턴이 형성된 스크린을 준비하여 잉크를 스크린 상에 도포함으로써 패턴이 원하는 영역에 전사되도록 인쇄하는 것을 말한다.
상기 흡수패턴은 필요에 따라 검은색이 아닌 특정 파장을 흡수하는 잉크로 형성할 수도 있다. 반사부에는 아무것도 인쇄하지 않거나 반사물질을 인쇄한다.
인쇄의 방법을 이용하여 흡수부를 형성하면 한 번의 공정으로 단시간 내에 흡수패턴을 형성할 수 있다.
상기 반사판을 준비하는 과정을 좀더 자세하게 설명하면 다음과 같다.
상기 측면부에 관통공을 형성하고 차광부에 흡수부와 반사부로 구성된 흡수패턴을 형성한다. 관통공은 광원의 모양, 크기 및 위치에 따라 광원이 결합할 수 있도록 형성한다. 적어도 1개 이상의 점광원의 경우 이에 결합하는 복수 개의 관통 공을 형성한다.
반사판에 관통공과 차광부가 형성되면 저면부와 측면부 및 측면부와 차광부 사이를 절곡시킨다. 절곡 각도는 필요에 따라 조절 가능하며, 절곡부의 단면이 완만한 곡면이 되도록 구부릴 수 있다.
상기 반사판이 준비되면, 상기 관통공에 광원을 결합시키고 상기 광원에 대향하여 도광판을 결합하고, 차광부는 도광판의 상면 가장자리 일부영역에 접촉하게 배치하는 방법으로 백라이트 유닛을 준비할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 사상의 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당연하며, 상기한 실시예에만 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 특히 상기 광원의 상부에 형성된 차광판의 모양은 여러 가지 형태가 가능할 것이며, 광원의 상부에 형성된 것으로 모양이 다른 형태도 포함된다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 상세한 설명에 기재된 내용이 아니라 청구 범위에 기재된 범위에 의해 정해져야 할 것이다.
상기한 바와 같이 광원의 상부 및 도광판의 일부 영역에 차광부를 형성하여 광을 일부 흡수하게 함으로써 휘도의 저하는 거의 없으면서 핫스팟을 줄이는 효과가 있다. 따라서 광원에 의한 핫스팟을 줄여 화상의 품질을 높일 수 있다.
또한, 상기 차광부를 반사판을 연장하여 형성하되 차광판을 인쇄의 방법으로 형성하여 공정의 과정을 단순화하고 제조 단가를 줄일 수 있게 된다. 따라서 본 발 명에서는 상기한 바와 같은 방법을 통해 고품질의 액정표시장치를 제공할 수 있다.

Claims (8)

  1. 액정패널;
    상기 액정패널의 하부에 구비된 도광판;
    상기 도광판의 적어도 일측에 구비된 광원;
    상기 도광판의 하부에 위치한 저면부와, 상기 저면부와 연결되며 도광판을 감싸도록 측면에 위치한 측면부, 및 상기 측면부의 가장자리에서 도광판 방향으로 절곡되어 형성된 차광부를 포함하는 반사판; 및
    상기 차광부에 형성되며 선택적으로 광을 흡수하는 흡수패턴
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사판의 측면부에는 적어도 하나의 관통공이 마련되며, 상기 관통공에 상기 광원이 삽입되어 결합된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 흡수패턴의 흡수부는 상기 관통공과 대응하는 부위에 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제1항 내지 제2항 중 어느 항에 있어서,
    상기 광원은 LED인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 액정패널과 상기 도광판의 사이에 개재된 광학시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 액정패널과 백라이트 유닛을 준비하는 단계;
    및 상기 액정패널의 하부에 상기 백라이트 유닛을 결합시키는 단계를 포함하며,
    상기 백라이트 유닛을 준비하는 단계는,
    상기 액정패널의 하부에 구비된 도광판과;
    상기 도광판의 적어도 일측에 구비된 광원과;
    상기 도광판의 하부에 위치한 저면부와, 상기 저면부와 연결되며 도광판을 감싸도록 위치한 측면부, 및 상기 측면부의 가장자리에서 도광판 방향으로 절곡되어 형성된 차광부로 이루어지는 반사판을 준비하는 단계, 및
    상기 차광부에 흡수패턴을 인쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 흡수패턴을 인쇄하는 단계는 인쇄롤러를 이용하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 흡수패턴을 인쇄하는 단계는 스크린 인쇄를 이용하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
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