KR20080071290A - 액정표시장치 - Google Patents

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KR20080071290A
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심성규
김우준
권재중
신택선
최진성
황인선
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 액정표시장치는 액정패널과, 액정패널 후방에 위치하며 점광원과 점광원이 실장되어 있는 기판과 점광원을 둘러싸는 수용공간을 형성하는 수용몸체를 포함하는 광원부와, 적어도 일부가 수용공간에 수용되어 있는 광학부재를 포함한다. 이에 의하여 휘도가 균일한 액정표시장치가 제공된다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이고,
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ를 따른 확대 단면도이고,
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ을 따른 확대 단면도이고,
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ를 따른 확대 단면도이고,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이고,
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ을 따른 확대 단면도이고,
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치의 광원부의 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 액정패널 200 : 몰드프레임
300 : 백라이트유닛 320 : 광원부
321 : 발광다이오드 322 : 발광다이오드기판
323 : 수용몸체 323a : 수용공간
330 : 막대형 도광부재 350 : 도광판
351 : 돌출부 360 : 광학렌즈
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 점광원을 사용하는 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 종래의 브라운관을 대신하여 액정표시장치(liquid crystal display device, LCD), 플라즈마디스플레이패널(plasma display panel, PDP), 유기전계발광장치(organic light emitting diode, OLED) 등의 평판표시장치가 많이 개발되고 있다.
이 중 액정표시장치는 박막트랜지스터를 포함하는 제1기판과, 컬러필터를 포함하는 제2기판과, 양 기판 사이에 위치하는 액정층을 가지는 액정패널을 포함한다. 액정패널은 비발광소자이기 때문에 액정패널의 후방에는 액정패널에 광을 공급하기 위한 백라이트유닛이 위치한다.
백라이트유닛은 광원과, 광원에서 발광된 광의 광프로파일을 변환시켜주는 광학부재를 포함한다. 광원으로는 점광원이 사용될 수 있다.
그런데, 백라이트유닛에 사용되는 광원 중 발광다이오드(light emitting diode, LED)와 같은 점광원을 사용할 경우, 점광원과 광학부재의 사이에 간극이 형성된다.
이에 의하여 점광원으로부터 발광된 빛의 빛샘 현상 등이 발생하여 액정표시장치의 휘도가 불균일해질 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 휘도가 균일한 액정표시장치를 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적은 액정패널과, 상기 액정패널 후방에 위치하며 점광원과 상기 점광원이 실장되어있는 기판과 상기 점광원을 둘러싸는 수용공간을 형성하는 수용몸체를 포함하는 광원부와, 적어도 일부가 상기 수용공간에 수용되어 있는 광학부재를 포함하는 액정표시장치에 의하여 달성될 수 있다.
상기 광학부재는 막대형 도광부재를 포함할 수 있다.
상기 광학부재는 상기 액정패널의 판면 전체에 걸쳐서 복수개로 마련되며, 이웃하는 상기 광학부재와 마주하는 상기 광학부재의 일 표면에는 패턴이 형성되어 있을 수 있다.
상기 광학부재는 상기 액정패널의 후방에 위치하고, 입사면에 돌출부가 형성된 도광판을 포함하며, 상기 돌출부가 상기 광원부의 수용공간에 수용될 수 있다.
상기 돌출부의 단부는 상기 점광원과 마주하고 있을 수 있다.
상기 광학부재는 광학렌즈를 포함할 수 있다.
상기 광학부재는 상기 점광원의 광 출사각을 조절할 수 있다.
상기 점광원은 발광다이오드를 포함할 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 설명한다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치(1)를 설명한다. 이하에서 광학부재는 막대형 도광부재(330)를 예를 들어 설명한다.
도 1 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치(1)는, 화상을 형성하는 액정패널(100)과, 액정패널(100)의 가장자리를 따라 지지하는 몰드프레임(200)과, 액정패널(100)의 후면으로 광을 공급하는 백라이트유닛(300)과, 백라이트유닛(300)을 수용하는 하부커버(400)와, 하부커버(400)와 상호 결합되어 액정패널(100)의 전면을 커버하는 상부커버(500)를 포함한다.
액정패널(100)은 박막트랜지스터를 포함하는 제1기판(110)과, 제1기판(110)에 대향되도록 부착된 컬러필터를 포함하는 제2기판(120)과, 양 기판(110, 120) 사이에 위치하는 액정층(130)을 포함한다.
제1기판(110)에는 복수의 게이트 배선과 복수의 데이터 배선이 매트릭스 형태로 형성되어 있으며, 게이트 배선과 데이터 배선의 교차점에는 화소전극과 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)가 형성되어 있다. 박막트랜지스터를 통해 인가된 신호전압은 화소전극에 의해 액정층(130)에 공급되며, 액정층(130)은 이 신호전압에 따라 정렬되어 광 투과율을 정하게 된다.
제2기판(120)에는 빛이 통과하면서 소정의 색이 발현되는 RGB 화소로 이루어진 컬러필터와, ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명한 도전성 물질로 이루어진 공통전극이 형성되어 있다. 제2기판(120)은 제1기판(110)에 비해 면적이 작다.
제2기판(120)과 제1기판(110)이 겹치는 부분은 대부분 액정패널(100)의 표시영역이 되고, 겹치지 않는 표시영역의 주변영역이 액정패널의 비표시영역이 된다.
액정패널(100)의 후방에는, 액정패널(100)의 측부에 대응하여 몰드프레임(200)이 위치하고 있다.
몰드프레임(200)은 대략 사각의 형상을 가지고, 액정패널(100)을 백라이트유닛(300)에 대해 이격시켜 지지한다.
백라이트유닛(300)은 액정패널(100)의 후방에 위치하고, 광학부재류(310), 광원부(320), 막대형 도광부재(330), 반사시트(340)를 포함한다.
광학부재류(310)는 액정패널(100)의 배면에 위치하며 확산판(311), 프리즘시트(312) 및 보호시트(313)를 포함한다. 여기서, 확산판(311)은 베이스판과 베이스판에 형성된 구슬 모양의 코팅층으로 이루어져 있다. 확산판(311)은 광원부(333)로부터의 광을 확산시켜 액정패널(100)로 공급하는 역할을 한다.
프리즘시트(312)는 상부면에 삼각기둥 모양의 프리즘이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있다. 프리즘시트(312)는 확산판(311)에서 확산된 광을 상부의 액정패널(100)의 평면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행한다. 프리즘시트(312)는 통상 2장이 사용된다. 프리즘시트(312)에 형성된 마이크로 프리즘은 소정을 각도를 이루고 있다. 프리즘시트(312)를 통과한 광은 거의 대부분 수직하게 진행되어 균일한 휘도 분포를 제공하게 된다.
가장 상부에 위치하는 보호시트(313)는 스크래치에 약한 프리즘시트(312)를 보호한다.
프리즘시트(312)의 후방에는 광원부(320)가 위치하고 있다.
도1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 광원부(320)는 발광다이오드(321)와, 발광다이오드(321)가 실장되어 있는 발광다이오드기판(322)과, 발광다이오드(321)를 둘러싸는 수용공간(323a)을 형성하는 수용몸체(323)를 포함한다.
수용몸체(323)의 수용공간(323a)에는 막대형 도광부재(330)의 단부가 수용되어 있다.
막대형 도광부재(330)는 액정패널(100)의 장변을 따라 길게 연장되어 있으며, 액정패널(100)의 판면 전체에 걸쳐서 복수개로 마련되어 있다.
막대형 도광부재(330)는 서로 평행하며, 일정 간격을 두고 배치되어 있다.
막대형 도광부재(330)는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)와 같은 투명한 수지나 유리로 만들어질 수 있다.
막대형 도광부재(330)는 이웃하는 막대형 도광부재(330)가 마주보는 제1표면(331)과, 제1표면(331)으로부터 연장 절곡되어 있는 제2표면(332)을 가진다.
제1표면(331)에는 그루브(groove) 형상의 패턴이 형성되어 있는 반면, 제2표면(332)은 매끄럽게 형성되어 있다. 제1표면(331)과 제2표면(332)의 형상이 다른 이유는 다음과 같다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 막대형 도광부재(330)의 양 단에서 발광다이오드(321)로부터 공급된 광 중 막대형 도광부재(330)의 제2표면(332)에 입사되는 광은 입사각이 크기 때문에 막대형 도광부재(330) 내에서 전반사되면서 전달된다.
전반사에 의해 광은 막대형 도광부재(330) 전체에 걸쳐 분포된다. 즉, 발광다이오드(321)의 점광은 막대형 도광부재(330)를 통해 선광으로 변환된다.
그런데 막대형 도광부재(330) 내에서 전반사만 일어날 경우, 막대형 도광부 재(330)는 일반적인 광섬유와 같이 되어 빛이 출사되지 않고 막대형 도광부재(330)내에서 전달만 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 막대형 도광부재(330)의 제1표면(331)의 그루브 형상의 패턴은 제1표면(331)으로 입사되는 광의 입사각을 작게 만들어 입사된 광의 전반사를 방해한다. 이에 의해 막대형 도광부재(330) 내의 광이 서로 마주하고 있는 막대형 도광부재(330)의 제1표면(331)을 통해 출사된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 광이 막대형 도광부재(330)의 측면 방향으로 출사하여 액정패널(100)에 막대형 도광부재(330)의 휘선이 시인되는 것을 최소화한다.
막대형 도광부재(330)의 후방에는 반사시트(340)가 위치하고 있다.
반사시트(450)는 광원부(430)와 하부커버(500)의 사이에 위치하면서, 막대형 도광부재(330)를 통해 출사된 광 중 반사시트(340)를 향하는 광을 액정패널(100) 방향으로 반사시키는 역할을 한다.
하부커버(400)는 반사시트(340)의 후방에 배치되어 있으며, 백라이트유닛(300)을 수용하는 역할을 한다.
하부커버(400)는 상부커버(500)와 결합된다.
상부커버(500)는 하부커버(400)와 결합하며 액정패널(100)의 유효면이 외부로 노출되도록 표시창을 갖는다.
이상 설명한 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치(1)의 효과를 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 광원부(320)의 수용공간(323a)에 감싸져 있는 발광다이오드(321)로부터 발광된 광은 광원부(320)의 수용몸체(323)에 위치한 막대형 도광부재(330)의 입광영역(A) 외부로 새는 빛샘 현상이 최소화된다.
또한, 기존에 발광다이오드(321)와 인접한 광학부재에서는 휘도가 강하게 나타나는 핫 스팟(hot spot) 현상이 발생하였다. 그러나, 본 발명에 따르면, 광원부(320)의 수용몸체(323)에 의하여 막대형 도광부재(330)의 입광영역(A)에서 휘도가 강하게 나타나는 핫 스팟 현상이 발생해도 외부로 시인되지 않는다.
이와 같이, 빛샘 현상과 핫 스팟 현상을 최소화하여, 휘도가 균일한액정표시장치(1)가 제공된다.
게다가, 기존에는 광원부(320)와 막대형 도광부재(330)가 서로 다른 부재에 의하여 지지되었다. 그러나, 본 발명에 따르면, 광원부(320)와 막대형 도광부재(330)가 서로 지지하여 제조원가가 절감될 수 있는 액정표시장치(1)가 제공된다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 제 2실시예에 따른 액정표시장치(2)를 설명하고, 도 7을 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치의 광원부와 광학부재를 설명한다.
이하, 제1실시예와 구별되는 특징적인 부분만 발췌하여 설명하며, 설명이 생략된 부분은 제1실시예 및 공지의 기술에 따른다. 그리고, 본 발명의 제2실시예 및 제3실시예에서는 설명의 편의를 위하여 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하여 설명한다.
이하, 광학부재는 도광판(350)을 예를 들어서 설명한다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치(1)는 확산시트(314)를 가지는 광학부재류(310)와, 입사면(350a)에 돌출부(351)가 형성된 도광판(350)을 포함한다.
광원부(320)의 복수의 발광다이오드(321)는 길게 연장된 발광다이오드기판(322)에 나란히 실장되어 있다.
도광판(350)은 확산시트(314) 후방에 위치하고 있으며, 돌출부(351)는 광원부(320)의 수용공간(323a)에 수용되어 있다.
돌출부(351)의 단부(351a)는 발광다이오드(321)와 마주하고 있다.
이하, 광학부재는 광학렌즈(360)를 예를 들어서 설명한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치의 광학렌즈(360)는 일부가 광원부(320)의 수용공간(323a)에 수용되어 있다.
광학렌즈(360)는 발광다이오드(321)로부터 출사되는 광의 출사각을 광원부(320)의 상부로 조절하는 역할을 한다. 다른 실시예서 광학렌즈(360)는 발광다이오드(321)로부터 출사되는 광의 출사각을 광원부(320)의 측부로 조절하는 역할을 할 수 있다. 또한, 광학렌즈(360)는 비구면 렌즈 또는 구면 렌즈일 수 있다.
비록 본 발명의 실시예가 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 휘도가 균일한 액정표시장치가 제공된다.

Claims (8)

  1. 액정표시장치에 있어서,
    액정패널과;
    상기 액정패널 후방에 위치하며, 점광원과, 상기 점광원이 실장되어있는 기판과, 상기 점광원을 둘러싸는 수용공간을 형성하는 수용몸체를 포함하는 광원부와;
    적어도 일부가 상기 수용공간에 수용되어 있는 광학부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광학부재는 막대형 도광부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광학부재는 상기 액정패널의 판면 전체에 걸쳐서 복수개로 마련되며,
    이웃하는 상기 광학부재와 마주하는 상기 광학부재의 일 표면에는 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광학부재는 상기 액정패널의 후방에 위치하고, 입사면에 돌출부가 형 성된 도광판을 포함하며,
    상기 돌출부가 상기 광원부의 수용공간에 수용되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 돌출부의 단부는 상기 점광원과 마주하고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광학부재는 광학렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 광학부재는 상기 점광원의 광 출사각을 조절하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 점광원은 발광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
KR1020070009324A 2007-01-30 2007-01-30 액정표시장치 KR20080071290A (ko)

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