KR20090090116A - 액정표시장치 - Google Patents

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KR20090090116A
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최덕운
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Abstract

본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치는, 화상이 표시되는 액정표시패널과; 상기 액정표시패널의 상, 하측에 각각 부착된 제 1 및 제 2편광판과; 빛을 발산하는 램프와; 상기 램프로부터 빛이 상기 액정표시패널을 향하도록 안내하는 도광판과; 상기 도광판과 액정표시패널 사이에 배치되며, 표면에 소정 피치를 갖는 다수의 프리즘산이 배열된 프리즘시트가 포함되며, 상기 프리즘시트의 프리즘산 배열 방향이 상기 제 2편광판의 투과축과 일치하지 아니하고, 소정 각도를 갖도록 엇갈려 배열됨을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display Device}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 최대의 광 효율을 얻을 수 있도록 프리즘시트의 프리즘산 배열 방향이 조정된 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 액정의 특정한 분자배열에 전압을 인가하여 다른 분자배열로 변환시키고, 이러한 분자배열에 의해 발광하는 액정셀의 복굴절성, 선광성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각적 변화로 변환하는 것으로, 액정셀에 의한 빛의 변조를 이용한 디스플레이 장치이다.
액정표시장치는 유기 전계발광 표시장치(OLED), 음극선관(CRT), 발광 다이오드(LED) 등과 같이 스스로 광을 발생하는 표시소자들과는 달리, 스스로 광을 발생하지 않고 외부광을 이용하게 된다.
즉, 액정표시장치는 외부에서 들어오는 빛의 양을 조절하여 화상을 표시하는 수광성 장치이기 때문에, 액정표시패널에 빛을 조사하기 위한 별도의 광원인 백라이트 유닛을 필요로 한다.
그러나, 이와 같은 액정표시장치는, 상기 백라이트에서 생성된 빛이 액정표시장치의 각 셀 즉, 화소영역을 통과하면서 실제로 화면 상으로는 상기 백라이트에 서 생성된 빛의 약 7% 정도만 투과되는 단점이 있다.
이에 고휘도의 액정표시장치를 제공하기 위하여 광 효율을 최대화하는 액정표시장치에 대한 연구가 지속적으로 요청되고 있는 실정이다.
본 발명은 액정표시장치 백라이트 유닛에 구비되는 프리즘시트의 프리즘산 배열 방향을 상기 프리즘시트에 대응되는 편광판의 투과축에 일치되지 않도록 배열하여 향상된 광 효율을 얻을 수 있도록 하는 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치는, 화상이 표시되는 액정표시패널과; 상기 액정표시패널의 상, 하측에 각각 부착된 제 1 및 제 2편광판과; 빛을 발산하는 램프와; 상기 램프로부터 빛이 상기 액정표시패널을 향하도록 안내하는 도광판과; 상기 도광판과 액정표시패널 사이에 배치되며, 표면에 소정 피치를 갖는 다수의 프리즘산이 배열된 프리즘시트가 포함되며, 상기 프리즘시트의 프리즘산 배열 방향이 상기 제 2편광판의 투과축과 일치하지 아니하고, 소정 각도를 갖도록 엇갈려 배열됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 프리즘시트는 프리즘산의 배열이 상호 직교하는 방향으로 배열된 한 쌍의 프리즘시트(제 1프리즘시트, 제 2프리즘시트)로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2프리즘시트는 상기 1프리즘시트 상부에 위치하고, 상기 제 2프리즘시트의 프리즘산의 배열 방향과 상기 제 2편광판의 투과축 사이의 소정의 각도는 상기 프리즘산의 배열 방향을 기준으로 반시계방향으로 110° 내지 130° 임을 특징으로 한다.
또는, 상기 도광판의 상부 영역에 소정 피치를 갖는 다수의 프리즘산이 형성되고, 상기 프리즘시트는 프리즘산이 상기 도광판을 향하도록 배열된 역프리즘시트며, 상기 프리즘시트의 프리즘산 및 도광판 상부에 형성된 프리즘산은 상호 직교하는 방향으로 배열됨을 특징으로 한다.
이 때, 상기 프리즘시트의 프리즘산의 배열 방향과 상기 제 2편광판의 투과축 사이의 소정의 각도는 상기 프리즘산의 배열 방향을 기준으로 반시계방향으로 90° 내지 110° 임을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 발명은 액정표시장치의 백라이트 유닛에 구비되는 프리즘시트의 프리즘산 배열 방향을 상기 프리즘시트에 대응되는 편광판의 투과축에 일치되지 않도록 배열함으로써, 광 효율을 극대화하여, 향상된 휘도 특성을 얻게 되는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 의한 액정표시장치의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1실시예에 의한 액정표시장치는 화상이 표시되는 액정표시패널(110)과, 액정표시패널(110)의 후방에 배치되어 액정표시패널(110)에 빛을 조사하는 백라이트 유닛(200)를 포함한다.
이 때, 상기 액정표시패널(110)의 상, 하측에는 각각 제 1편광판(112) 및 제 2편광판(114)가 구비되어 있다.
또한, 상기 백라이트 유닛(200)는, 광원인 램프(130)와, 램프(130)로부터의 빛이 액정표시패널(110)을 향하도록 안내하는 도광판(120)과, 휘도를 향상시키기 위한 다수의 광학시트를 포함한다.
램프(130)는 도광판(120)의 측면에 배치되며, 램프(130)로부터 방출된 빛은 도광판(120)의 측면을 통해 도광판(120) 내부로 입광된다. 또한, 도광판(120)의 측면에 램프(130)를 사이에 두고 램프반사판(140)이 설치되며, 램프반사판(140)은 램프(130)로부터 방출된 빛 중 도광판(120)의 측면으로 향하지 않는 빛을 도광판(120)을 향해 반사시켜 광효율을 향상시킨다. 램프(130)로는 냉음극 형광램프(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp)가 사용되는 것이 일반적이다.
도광판(120)은 램프(130)로부터 입광된 빛이 그 전방에 배치되는 액정표시패널(110)을 향하도록 안내하고, 그 후방면에는 빛의 진행 방향이 액정표시패널(110)을 향하게 하는 미세한 도트패턴과 같은 각종 패턴이 인쇄되어 있다.
도광판(120)의 후방에는 도광판(120)으로부터 후방으로 방출되는 빛을 도광판(120)을 향해 반사하여 광효율을 향상시키는 반사판(150)이 배치되는 것이 일반적이다.
도광판(120)과 액정표시패널(110) 사이에는 휘도 및 광효율을 향상시키기 위한 다수의 광학시트가 배치된다.
이러한 광학시트는 확산시트(161), 제1프리즘시트(162) 및 제2프리즘시트(163) 등을 포함하는 것이 일반적이다.
확산시트(161)는 도광판(120)으로부터 입사되는 입을 확산시켜 빛의 부분적인 밀집현상을 방지하여, 빛이 액정표시패널(110)을 향해 고루 조사될 수 있게 한다.
확산시트(161)의 전방에 순차적으로 배치되는 제1프리즘시트(162) 및 제2프 리즘시트(163)는 액정표시패널(110) 측의 표면에 소정 피치를 갖는 다수의 프리즘산(162a,163a)이 형성되어 있다. 제1프리즘시트(162) 및 제2프리즘시트(163)는 확산시트(161)에 의해 확산된 빛을 액정표시패널(110)을 향해 집광시켜, 액정표시장치의 휘도를 향상시킨다.
여기서, 제1프리즘시트(162)에 형성된 프리즘산(162a)과 제2프리즘시트(163)에 형성된 프리즘산(163a)은 상호 직교하는 방향으로 배열되어, 확산시트(161)로부터의 빛을 양 방향으로 집광시킨다.
일반적으로 프리즘시트(162,163)는 PET 재질로 형성된 베이스층(162b,163b)에 아크릴계 수지층을 코팅한 후, 아크릴계 수지층에 프리즘산(162a,163a)을 형성하여 제작된다.
종래의 경우 상기 제 2프리즘시트(163)에 형성된 프리즘산(163a)의 배열은 상기 액정표시패널(110)의 하측에 구비된 제 2편광판(114)의 투과축과 평행하게 배열되어 형성되었다.
즉, 종래의 경우 액정표시패널(110)의 하측에 구비된 제 2편광판(114)의 투과축과 상기 제 2편광판(114)에 인접하게 위치한 제 2프리즘시트(163)의 프리즘산(163a)의 배열 방향을 일치시켜서 휘도를 향상시키고자 하였다.
그러나, 측정 결과 상기 프리즘산(163a)의 배열 방향을 제 2편광판(114)의 투과축과 일치시키도록 하는 것은 상기 프리즘시트에 대한 최대 광 효율을 얻을 수 있는 설계 조건이 아니었다.
이에 본 발명의 제 1실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 프리즘산(163a)의 배열 방향을 제 2편광판(114)의 투과축과 일치시키지 아니하고, 상기 프리즘산(163a)의 배열 방향 및 제 2편광판(114)의 투과축이 소정의 각도를 갖도록 엇갈려 배열함으로써, 상기 프리즘시트에 대한 최대 투과율 즉, 최대 광 효율을 얻을 수 있다.
이 때, 상기 프리즘산(163a)의 배열 방향과 제 2편광판(114)의 투과축 사이의 소정의 각도는 상기 프리즘산(163a)의 배열 방향 기준으로 반시계방향으로 110° 내지 130° 임을 특징으로 한다.
하기된 표 1에 나타난 데이터는 제 2편광판(114)의 투과축이 170°일 경우, 제 1프리즘시트 및 제 2프리즘시트의 프리즘산 배열 각도 및 이에 대응되는 휘도를 나타낸다.
[표 1]
제 2프리즘시트의 프리즘산 배열각도 (단위: 도) 제 1프리즘시트의 프리즘산 배열각도 (단위: 도) 휘도(cd/m2)
1 0 90 420
2 10 100 422
3 20 110 428
4 30 120 436
5 40 130 440
6 50 140 PEAK
7 60 150 440
8 70 160 430
9 80 170 414
상기 [표 1]에 의할 경우 제 2프리즘시트(163)의 프리즘산(163a) 배열 각도 가 50°이고, 제 2편광판(114)의 투과축이 170°일 때, 최대 휘도가 나타나는 것을 확인할 수 있으며, 이는 결과적으로 상기 제 2프리즘시트(163)의 프리즘산(163a)의 배열 방향을 제 2편광판(114)의 투과축과 일치시키지 아니하고, 상기 프리즘산(163a)의 배열 방향 및 제 2편광판(114)의 투과축이 소정의 각도 즉, 상기 프리즘산(163a)의 배열 방향 기준으로 반시계방향으로 110° 내지 130°를 갖도록 엇갈려 배열함으로써, 상기 프리즘시트에 대한 최대 투과율 즉, 최대 광 효율을 얻을 수 있게 되는 것이다.
도 3은 본 발명의 제 2실시예에 의한 액정표시장치의 단면도이다.
도 3에 도시된 본 발명의 제 2실시예는 앞서 도 1에 도시된 실시예와 비교할 때, 제 1프리즘시트(162)와 확산시트(161)가 제거되고, 이에 대응되도록 상기 도광판(320)의 상부 영역에 프리즘산(322)이 형성되는 점과, 제 2프리즘시트(363)가 도 1의 실시예와 달리 뒤집한 상태 즉, 역(reverse)으로 프리즘산이 배열되는 역프리즘시트라는 점 외에는 도 1의 실시예와 동일하다.
따라서, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같은 구조의 액정표시장치의 경우 종래에는 상기 역프리즘시트(363)에 형성된 프리즘산(363a)의 배열이 상기 액정표시패널(110)의 하측에 구비된 제 2편광판(114)의 투과축과 평행하게 배열되어 형성되었다.
즉, 종래의 경우 액정표시패널(110)의 하측에 구비된 제 2편광판(114)의 투과축과 상기 제 2편광판(114)에 인접하게 위치한 역프리즘시트(363)의 프리즘 산(363a)의 배열 방향을 일치시켜서 휘도를 향상시키고자 하였다.
그러나, 측정 결과 상기 프리즘산(363a)의 배열 방향을 제 2편광판(114)의 투과축과 일치시키도록 하는 것은 상기 역프리즘시트(363)에 대한 최대 광 효율을 얻을 수 있는 설계 조건이 아니었다.
이에 본 발명의 제 2실시예에서는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 프리즘산(363a)의 배열 방향을 제 2편광판(114)의 투과축과 일치시키지 아니하고, 상기 프리즘산(363a)의 배열 방향 및 제 2편광판(114)의 투과축이 소정의 각도를 갖도록 엇갈려 배열함으로써, 상기 프리즘시트에 대한 최대 투과율 즉, 최대 광 효율을 얻을 수 있다.
이 때, 상기 프리즘산(363a)의 배열 방향과 제 2편광판(114)의 투과축 사이의 소정의 각도는 상기 프리즘산(363a)의 배열 방향 기준으로 약 반시계방향으로 90° 내지 110°임을 특징으로 한다.
하기된 표 2에 나타난 데이터는 역프리즘시트(363)의 프리즘산 배열방향이 0° 기준이며, 제 2편광판(114)의 투과축 각도 변경에 따른 휘도를 나타낸다.
[표 2]
제 2편광판의 투과축(단위 : 도) 휘도
90 5009
80 4931
70 4797
60 4632
50 4492
40 4361
30 4265
20 4191
10 4176
0 4161
170 4321
160 4438
135 4720
100 5036
90 5009
상기 [표 2]에 의할 경우 역프리즘시트(363)의 프리즘산 배열방향이 0° 이고, 제 2편광판(114)의 투과축이 100°일 때, 최대 휘도가 나타나는 것을 확인할 수 있으며, 이는 결과적으로 상기 역프리즘시트(363)의 프리즘산(363a)의 배열 방향을 제 2편광판(114)의 투과축과 일치시키지 아니하고, 상기 프리즘산(163a)의 배열 방향 및 제 2편광판(114)의 투과축이 소정의 각도 즉, 상기 프리즘산(163a)의 배열 방향 기준으로 반시계방향으로 90° 내지 110°를 갖도록 엇갈려 배열함으로써, 상기 프리즘시트에 대한 최대 투과율 즉, 최대 광 효율을 얻을 수 있게 되는 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 의한 액정표시장치의 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 제 1실시예의 제 2프리즘시트 프리즘산 배열각도와 제 2편광판 투과축의 엇갈린 정도를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 제 2실시예에 의한 액정표시장치의 단면도.
도 4는 도 3에 도시된 제 2실시예의 역프리즘시트 프리즘산 배열각도와 제 2편광판 투과축의 엇갈린 정도를 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
114 : 제 2편광판 163 : 제 2프리즘시트
363 : 역프리즘시트

Claims (8)

  1. 화상이 표시되는 액정표시패널과;
    상기 액정표시패널의 상, 하측에 각각 부착된 제 1 및 제 2편광판과;
    빛을 발산하는 램프와;
    상기 램프로부터 빛이 상기 액정표시패널을 향하도록 안내하는 도광판과;
    상기 도광판과 액정표시패널 사이에 배치되며, 표면에 소정 피치를 갖는 다수의 프리즘산이 배열된 프리즘시트가 포함되며,
    상기 프리즘시트의 프리즘산 배열 방향이 상기 제 2편광판의 투과축과 소정 각도를 갖도록 엇갈려 배열됨을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 프리즘시트는 프리즘산의 배열이 상호 직교하는 방향으로 배열된 한 쌍의 프리즘시트(제 1프리즘시트, 제 2프리즘시트)로 구성됨을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 2프리즘시트는 상기 1프리즘시트와 상기 제 2편광판 사이에 위치함을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 2프리즘시트의 프리즘산의 배열 방향과 상기 제 2편광판의 투과축 사이의 소정의 각도는 상기 프리즘산의 배열 방향을 기준으로 반시계방향으로 110 ° 내지 130° 임을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 도광판의 액정표시패널을 향하는 면 상에 소정 피치를 갖는 다수의 프리즘산이 형성됨을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 프리즘시트는 프리즘산이 상기 도광판을 향하도록 배열된 역프리즘시트임을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 프리즘시트의 프리즘산 및 도광판 상부에 형성된 프리즘산은 상호 직교하는 방향으로 배열됨을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 프리즘시트의 프리즘산의 배열 방향과 상기 제 2편광판의 투과축 사이의 소정의 각도는 상기 프리즘산의 배열 방향을 기준으로 반시계방향으로 90° 내 지 110°임을 특징으로 하는 액정표시장치.
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