KR20140013371A - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

실시 예에 따른 액정표시장치는, 외부의 광량을 감지하기 위한 센서부; 화상을 표시하는 액정표시패널; 상기 액정표시패널의 하부에 배치되어 광을 입사하는 광원; 및 상기 광원으로부터의 광을 면광으로 변환하여 상기 액정표시패널로 입사하는 도광판을 포함하고, 상기 광원은 상기 센서부에서 감지된 광량에 따라 적외선을 입사하는 적외선 LED와 가시광선을 입사하는 가시광선 LED를 포함한다.

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display Device}
실시 예는 액정표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가되고 있다. 종래의 음극선관 표시장치(CRT)에 비해 박형, 경량화된 액정표시장치(LCD), 플라즈마표시장치(PDP) 또는 유기전계발광소자(OLED)를 포함하는 평판표시장치가 활발하게 연구 및 제품화되고 있다. 이 중에서 액정표시장치는 소형화, 경량화, 박형화 및 저전력 구동의 장점이 있어 현재 널리 사용되고 있다.
도 1은 종래의 액정표시장치에 대한 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면 종래의 액정표시장치는 화상을 표시하는 액정표시패널(10), 상기 액정표시패널(10)의 하부에 배치되어 광을 제공하는 백라이트 유닛(20)을 포함한다. 또한, 상기 액정표시패널(10)의 상부면 가장자리를 감싸며 상기 백라이트 유닛(20)과 결합되는 탑커버(1) 및 상기 액정표시패널(10)의 하부면 가장자리를 지지하고, 상기 백라이트 유닛(20)과 결합되는 서포트 메인(18)을 포함한다.
상기 액정표시패널(10)의 가장자리에는 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 PCB(13) 및 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 PCB(15)가 위치한다. 상기 게이트 PCB(13) 및 데이터 PCB(15)와 상기 액정표시패널(10) 사이에는 연성회로 기판(17)이 형성될 수 있다. 상기 게이트 PCB(13)는 상기 연성회로기판(17)을 통해 상기 액정표시패널(10)의 게이트 라인과 연결될 수 있고, 상기 데이터 PCB(15)는 상기 연성회로기판(17)을 통해 상기 액정표시패널(10)의 데이터 라인과 연결될 수 있다.
상기 백라이트 유닛(20)은 상면이 개구된 바텀 커버(70)와, 상기 바텀 커버(70)의 내부 측면에 구비된 광원(50)과 상기 광원과 나란하게 배치되어 상기 광원(50)으로부터 입사된 광을 면광으로 변환하는 도광판(40)과 상기 도광판(40) 상에 배치되어 광을 집광 및 확산시키는 광학 시트들(30)과 상기 도광판(40) 하부에 배치되어 도광판(40)의 하부면으로 진행하는 광을 상기 액정표시패널(10) 방향으로 반사시켜 광손실을 줄이는 반사시트(60)를 포함한다.
상기 백라이트 유닛(20)은 상기 광원(50)의 가장자리를 감싸는 구조로 이루어져 광원(50)으로부터 출사된 광을 도광판(40)의 입사면으로 가이드하는 하우징(51)을 포함한다.
일반적으로 액정표시장치에 사용되는 광원으로 LED가 사용될 수 있으며, 상기 LED는 가시광선 LED 이다.
특수 목적, 즉, 군대 등과 같이 야간에 은폐가 필요한 경우 기존의 액정표시장치를 사용하게 되면, 모든 사람이 시인 가능하여 은폐가 필요한 환경에서 사용할 수 없게 되는데, 이는 광원으로 가시광선 LED를 사용하기 때문이다. 따라서, 야간에 가시광선을 사용하지 않고 시야를 확보하는 방법으로 적외선을 사용한 야간 투시경이 주로 사용되고 있다.
상기 특수 목적의 액정표시장치의 경우 적외선 LED와 가시광선 LED를 동시에 광원으로 사용하는 것이 요구된다.
실시 예는 외부광에 따라 적외선 또는 가시광선의 화상을 표시하는 액정표시장치를 제공한다.
실시 예는 적외선 또는 가시광선의 화상을 표시하는 박형화된 액정표시장치를 제공한다.
실시 예는 적외선 또는 가시광선의 화상을 표시하며, 화상 균일도가 향상된 액정표시장치를 제공한다.
실시 예에 따른 액정표시장치는, 외부의 광량을 감지하기 위한 센서부; 화상을 표시하는 액정표시패널; 상기 액정표시패널의 하부에 배치되어 광을 입사하는 광원; 및 상기 광원으로부터의 광을 면광으로 변환하여 상기 액정표시패널로 입사하는 도광판을 포함하고, 상기 광원은 상기 센서부에서 감지된 광량에 따라 적외선을 입사하는 적외선 LED와 가시광선을 입사하는 가시광선 LED를 포함한다.
실시 예에 따른 액정표시장치는 외부광의 광량을 감지하는 센서부에 의해 광량에 따라 적외선 또는 가시광선의 전환을 행하여 광량의 변화에 따라 모드가 변화하는 액정표시장치를 제공한다.
실시 예에 따른 액정표시장치는, 가시광선 LED와 적외선 LED를 각각의 인쇄회로기판에 실장하고 각각의 인쇄회로기판을 서로 부착하여 액정표시장치의 박형화를 구현한다.
실시 예에 따른 액정표시장치는 가시광선 LED와 적외선 LED에 각각의 도광판을 대응시켜, 표면 패턴을 다르게 형성하여 화상의 균일도를 향상시킨다.
도 1은 종래의 액정표시장치에 대한 분해 사시도이다.
도 2는 제1 실시 예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 3은 제1 실시 예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛의 구동을 나타내는 블록도이다.
도 4는 제1 실시 예에 따른 액정표시장치의 센서부 및 백라이트 구동부를 나타낸 도면이다.
도 5는 제2 실시 예에 따른 액정표시장치의 센서부 및 백라이트 구동부를 나타낸 도면이다.
도 6은 실시 예에 따른 액정표시장치의 적외선 구동부 및 가시광선 구동부의 MCU에 의한 제어를 나타낸 블록도이다.
도 7은 실시 예에 따른 액정표시장치의 전면과 배면을 나타낸 도면이다.
도 8은 실시 예에 따른 액정표시장치의 인쇄회로기판과 광원을 나타낸 도면이다.
도 9는 제3 실시 예에 따른 액정표시장치의 인쇄회로기판과 광원의 제조방법을 나타낸 도면이다.
도 10은 제3 실시 예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 단면도이다.
도 11은 실시 예에 따른 액정표시장치의 광원을 도광판의 양측으로 형성한 도면이다.
도 12는 제4 실시 예에 따른 도광판과 광원을 나타낸 도면이다.
도 13은 제5 실시 예에 따른 도광판과 광원을 나타낸 도면이다.
실시 예에 따른 액정표시장치는, 외부의 광량을 감지하기 위한 센서부; 화상을 표시하는 액정표시패널; 상기 액정표시패널의 하부에 배치되어 광을 입사하는 광원; 및 상기 광원으로부터의 광을 면광으로 변환하여 상기 액정표시패널로 입사하는 도광판을 포함하고, 상기 광원은 상기 센서부에서 감지된 광량에 따라 적외선을 입사하는 적외선 LED와 가시광선을 입사하는 가시광선 LED를 포함한다.
상기 적외선 LED와 상기 가시광선 LED는 인쇄회로기판상에 교대로 실장될 수 있다.
상기 센서부로부터 감지된 광량에 의한 감지전압을 인가받아 상기 광원을 구동하는 백라이트 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 백라이트 구동부는, 상기 적외선 LED를 구동하는 적외선 구동부; 및 상기 가시광선 LED를 구동하는 가시광선 구동부를 포함하고, 상기 감지전압의 크기에 따라 상기 적외선 구동부 또는 가시광선 구동부를 선택적으로 동작시킬 수 있다.
상기 백라이트 구동부는, 상기 감지전압과 기준전압을 비교하는 비교부를 더 포함하고, 상기 비교부에 의한 비교 결과값에 의해 상기 적외선 구동부 또는 상기 가시광선 구동부가 선택적으로 동작할 수 있다.
상기 백라이트 구동부는, 상기 적외선 구동부와 연결된 제1 트랜지스터; 및 상기 가시광선 구동부와 연결된 제2 트랜지스터를 더 포함하고, 상기 제1 및 제2 트랜지스터는 상기 비교부에 의한 비교 결과값에 따라 온/오프가 제어될 수 있다.
상기 백라이트 구동부는, 상기 감지전압과 관계없이 상기 적외선 구동부 또는 가시광선 구동부를 구동하는 구동전압을 인가하는 전압 입력부를 더 포함할 수 있다.
상기 센서부는 포토 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 액정표시패널을 덮는 탑 커버; 및 상기 도광판 및 광원을 수납하는 바텀 커버를 더 포함하고, 상기 센서부는 상기 탑 커버의 전면에 형성되고, 상기 백라이트 구동부는 상기 바텀 커버의 배면에 형성되며, 상기 센서부와 상기 백라이트 구동부는 연성회로기판에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 센서부는 상기 탑 커버 또는 바텀 커버에 다수 개 형성될 수 있다.
상기 백라이트 구동부는 상기 다수 개의 센서부에 의해 측정되는 광량을 평균하여 가시광선 또는 적외선으로 구동할 수 있다.
상기 광원은 상기 도광판의 양 측면에 위치할 수 있다.
상기 도광판의 일 측면에는 상기 적외선 LED가 위치하고, 상기 도광판의 타 측면에선 상기 가시광선 LED가 위치할 수 있다.
상기 가시광선 LED가 실장되는 제1 인쇄회로기판; 및 상기 적외선 LED가 실장되는 제2 인쇄회로기판을 더 포함하고, 상기 제2 인쇄회로기판은 사각 톱니 형상의 돌출 영역을 포함하고, 상기 적외선 LED는 상기 돌출 영역 상에 실장될 수 있다.
상기 제2 인쇄회로기판은 상기 제1 인쇄회로기판 상에 부착되고, 상기 돌출 영역은 상기 가시광선 LED의 사이 영역에 배치될 수 있다.
상기 적외선 LED의 두께와 상기 제2 인쇄회로기판의 두께의 합은 상기 가시광선 LED의 두께와 동일할 수 있다.
상기 도광판은 제1 도광판과 상기 제1 도광판의 하부에 형성되는 제2 도광판을 포함하고, 상기 제1 도광판의 일 측에는 가시광선 LED가 배치되고, 상기 제2 도광판의 일 측에는 적외선 LED가 배치될 수 있다.
상기 제1 도광판 및 제2 도광판의 표면에는 광의 균일도를 향상시키기 위한 패턴이 형성되고, 상기 제1 도광판과 제2 도광판에는 서로 다른 패턴이 형성될 수 있다.
상기 액정표시패널의 양면에 부착되는 편광시트를 더 포함하고, 상기 편광시트는 편광자(wire grid polarizer), 복굴절 편광자(birefrigent polarizer) 및 콜레스테릭 액정 편광자(cholesteric liquid crystal polarizer) 중 어느 하나일 수 있다.
상기 백라이트 구동부는, 상기 감지 전압의 크기에 따라 상기 적외선 구동부 또는 가시광선 구동부를 선택적으로 동작시키는 MCU를 더 포함할 수 있다.
도 2는 제1 실시 예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 2를 참조하면 제1 실시 예에 따른 액정표시장치는 화상을 표시하는 액정표시패널(110), 상기 액정표시패널(110)의 하부에 배치되어 상기 액정표시패널(110)로 광을 제공하는 백라이트 유닛(120)을 포함한다. 또한, 상기 액정표시장치는 상기 액정표시패널(110)의 상부면 가장자리를 감싸며, 상기 백라이트 유닛(120)과 결합되는 탑 커버(101), 상기 액정표시패널(110)의 하부면 가장자리를 지지하고, 상기 백라이트 유닛(120)과 결합되는 서포트 메인(118) 및 상기 백라이트 유닛(120)을 수납하는 바텀 커버(170)를 포함할 수 있다.
상기 탑 커버(101)는 상기 액정표시패널(110)의 가장자리 영역을 따라 중앙영역이 개구된 형태로 형성될 수 있다. 상기 탑 커버(101)는 상기 액정표시패널(110)을 지지하는 한편 외부 충격으로부터 상기 액정표시패널(110)을 보호한다.
상기 서포트 메인(118)은 중앙영역이 개구된 형태로 형성될 수 있다. 상기 서포트 메인(118)은 중앙영역이 개구된 형태로 형성되어, 상기 백라이트 유닛(120)으로부터의 광이 상기 액정표시패널(110)로 전달될 수 있도록 한다.
상기 액정표시패널(110)의 가장자리에는 상기 액정표시패널(110)의 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하는 게이트 PCB(113) 및 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하는 데이터 PCB(115)가 위치할 수 있다. 도시하지 않았지만 상기 게이트 PCB(113)와 상기 데이터 PCB(115)는 일체로 형성될 수 있다. 상기 게이트 PCB(113) 및 데이터 PCB(115)와 상기 액정표시패널(110) 사이에는 다수의 FPC(Flexible printed circuit, 117)가 형성될 수 있다. 상기 게이트 PCB(113)는 상기 FPC(117)를 통해 상기 액정표시패널(110)의 게이트 라인과 연결될 수 있고, 상기 데이터 PCB(115)는 상기 FPC(117)를 통해 상기 액정표시패널(110)의 데이터 라인과 연결될 수 있다. 상기 FPC(117)에는 드라이버 IC가 실장 될 수 있다. 상기 드라이버 IC는 게이트 드라이버 또는 데이터 드라이버일 수 있다.
상기 백라이트 유닛(120)은 광학 시트(130), 도광판(140), 광원(150), 인쇄회로기판(155) 및 반사 시트(160)를 포함할 수 있다.
상기 광학 시트(130)는 상기 액정표시패널(110)과 상기 도광판(140) 사이에 위치하여 상기 광원(150)으로부터의 광을 확산 및 집광시켜 상기 액정표시패널(110)로 전달한다. 상기 광학 시트(130)는 프리즘 시트, 확산시트 등을 포함할 수 있다.
상기 광원(150)은 상기 인쇄회로기판(155)에 실장 될 수 있다. 상기 광원(150)은 가시광선 LED(151) 및 적외선 LED(153)를 포함할 수 있다. 상기 인쇄회로기판(155) 상에는 상기 가시광선 LED(151)와 상기 적외선 LED(153)가 교대로 실장 될 수 있다. 상기 적외선 LED(153)는 780nm 내지 2000nm의 파장을 가질 수 있다.
상기 도광판(140)은 상기 광원(150)으로부터 입사된 광을 면광원으로 변환한다. 상기 도광판(140)은 PMMA(poly methyl methacrylate) 재질로 형성될 수 있다. 상기 PMMA 재질은 500~1000nm 사이의 파장을 투과시킬 수 있으므로, 상기 도광판(140)을 PMMA 재질로 형성하는 경우 상기 가시광선 LED(151) 뿐만 아니라, 적외선 LED(153)로부터의 광 또한 면광원으로 변환할 수 있다.
상기 인쇄회로기판(155)에는 상기 광원(150)으로 구동전압을 인가하기 위한 구동라인이 형성된다. 상기 가시광선 LED(151)와 적외선 LED(153)는 구동전압이 다르므로 별도의 구동라인으로 구동전압이 인가된다.
상기 액정표시패널(110)은 컬러필터기판, 박막 트랜지스터 기판 및 상기 컬러필터기판과 박막 트랜지스터 기판 사이에 개재된 액정층을 포함할 수 있다. 상기 컬러필터 기판과 박막 트랜지스터 기판에는 각각 편광 시트가 부착될 수 있다.
상기 편광 시트는 적외선 및 가시광선에 모두 사용 가능한 선 격자 편광자(wire grid polarizer), 복굴절 편광자(birefrigent polarizer) 및 콜레스테릭 액정 편광자(cholesteric liquid crystal polarizer) 중에 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다. 상기 편광 시트는 입사 광선 중 편광 방향과 평행한 광은 투과시키고, 평행하지 않은 빛은 반사시킬 수 있다.
상기 액정층은 TN(Twisted Nematic), VA(Vertical Alignment) 및 IPS(In Plane Switching) 모드 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
도 3은 제1 실시 예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛의 구동을 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면 제1 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 구동에는 타이밍 컨트롤러(180), 센서부(181), 광원부(183) 및 백라이트 구동부(190)가 이용될 수 있다.
상기 타이밍 컨트롤러(180)는 상기 백라이트 구동부(190)로 디밍 신호(dim)를 제공한다.
상기 센서부(181)는 외부로부터 빛을 감지하여 감지한 빛에 따른 감지 전압(Vsen)을 백라이트 구동부(190)로 공급할 수 있다.
상기 백라이트 구동부(190)는 상기 디밍 신호(dim)에 의해 상기 감지 전압(Vsen)에 따라 제어신호(con)생성하여 광원부(183)로 인가할 수 있다. 상기 백라이트 구동부(190)는 상기 감지 전압(Vsen)에 따라 적외선 LED 또는 가시광선 LED를 구동하는 제어신호(con)를 생성하여 상기 광원부(183)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 상기 센서부(181)에서 외부 광이 밝은 것으로 감지되었다면, 상기 백라이트 구동부(190)는 가시광선 LED를 구동하는 제어신호(con)를 생성하여 상기 광원부(183)에 공급하고, 상기 센서부(181)에서 외부 광이 어두운 것으로 감지되었다면, 상기 백라이트 구동부(190)는 적외선 LED를 구동하는 제어신호(con)를 생성하여 상기 광원부(183)에 공급할 수 있다. 상기 제어신호는 정전류 신호일 수 있다. 상기 센서부(181)에서 외부광을 감지하여 상기 백라이트 구동부(190)에서 가시광선 LED 또는 적외선 LED를 선택적으로 구동하여 특수 목적의 액정표시장치에서 주야간을 감지하여 모드를 변경할 수 있고, 사용자에 의한 오작동을 줄일 수 있는 효과가 있다.
상기 광원부(183)는 상기 제어신호(con)를 공급받아 가시광선 또는 적외선을 출력할 수 있다. 상기 광원부(183)는 가시광선 LED 및 적외선 LED를 포함할 수 있다.
도 4는 제1 실시 예에 따른 액정표시장치의 센서부 및 백라이트 구동부를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면 제1 실시 예에 따른 액정표시장치의 백라이트 구동부(190)는 전압 입력부(191), 비교부(192), 적외선 구동부(193) 및 가시광선 구동부(194)를 포함할 수 있다.
상기 센서부(181)는 연산증폭기(amp), 포토 다이오드(185), 저항(R), 커패시터(C)를 포함할 수 있다. 상기 포토 다이오드(185)는 상기 연산증폭기(amp)의 반전단자에 연결되어, 외부로부터 인가되는 광의 세기에 따라 다른 레벨의 전압을 발생한다. 상기 커패시터(C)와 저항(R)은 상기 연산증폭기(amp)의 반전단자와 출력단자 사이에 병렬로 연결될 수 있다. 상기 포토 다이오드(185)의 출력 전압에 따라 상기 연산증폭기(amp)의 출력단자의 전압인 감지 전압(Vsen)의 레벨이 결정될 수 있다.
상기 감지 전압(Vsen)은 상기 백라이트 구동부(190)의 비교부(192)로 인가될 수 있다. 상기 비교부(192)는 미리 설정된 기준전압과 상기 감지 전압(Vsen)을 비교하여 제어 전압(Vr)을 출력할 수 있다. 상기 제어 전압(Vr)에 의해 상기 적외선 구동부(193)와 가시광선 구동부(194)가 선택적으로 제어될 수 있다.
예를 들어, 주간의 경우 상기 센서부(181)의 포토 다이오드(185)에 많은 양의 광이 인가되면 상대적으로 높은 레벨의 감지 전압(Vsen)이 출력되고, 상기 비교부(192)에서 기준전압과 상기 감지 전압(Vsen)을 비교하여, 제2 트랜지스터(TR2)의 문턱전압 이상의 제어전압(Vr)을 출력한다. 상기 제어전압(Vr)에 의해 상기 제2 트랜지스터(TR2)가 턴 온 되고, 상기 전압 입력부(191)로부터의 가시광선 구동전압이 상기 가시광선 구동부(194)로 공급될 수 있다. 상기 가시광선 구동부(194)에 의해 백라이트 유닛의 가시광선 LED가 발광하고 액정표시장치는 특수한 장비 없이도 인식 가능한 화상을 표시한다. 이 때, 상기 제1 트랜지스터(TR1)는 턴 오프 되므로, 상기 적외선 구동부(193)에는 적외선 구동전압이 공급되지 않는다.
야간의 경우 상기 센서부(181)의 포토 다이오드(185)에 적은 양의 광이 인가되면 상대적으로 낮은 레벨의 감지 전압(Vsen)이 출력되고, 상기 비교부(192)에서 기준전압과 상기 감지 전압(Vsen)을 비교하여, 제1 트랜지스터(TR1)를 턴 온 시킬 수 있는 제어전압(Vr)을 출력한다. 상기 제어전압(Vr)에 의해 상기 제1 트랜지스터(TR1)가 턴 온 되고, 상기 전압 입력부(191)로부터의 적외선 구동전압이 상기 적외선 구동부(193)로 공급될 수 있다. 상기 적외선 구동부(193)에 의해 백라이트 유닛의 적외선 LED가 발광하고 액정표시장치는 야간투시경 등의 특수한 장비가 있어야만 인식할 수 있는 화상을 표시한다. 이 때, 상기 제2 트랜지스터(TR2)는 턴 오프 되므로, 상기 가시광선 구동부(194)에는 가시광선 구동전압이 공급되지 않는다.
예를 들어, 상기 기준전압이 1V로 설정된 경우 상기 센서부(181)가 0V 이상 1V 미만의 감지 전압(Vsen)을 출력한 경우 적외선 구동부(193)가 구동되고, 상기 센서부(181)가 1V 내지 5V의 감지 전압(Vsen)을 출력한 경우 상기 가시광선 구동부(194)가 구동될 수 있다.
상기 제1 및 제2 트랜지스터(TR1, TR2)는 다른 종류의 트랜지스터 일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 트랜지스터(TR1)는 P형 트랜지스터이고, 상기 제2 트랜지스터(TR2)는 N형 트랜지스터 일 수 있다.
도 4에서는 상기 전압 입력부(191)에서 동일한 라인에 의해 제1 및 제2 트랜지스터(TR1, TR2)로 전압을 인가하는 백라이트 구동부(190)를 도시하였으나, 상기 전압 입력부(191)는 제1 및 제2 트랜지스터(TR1, TR2) 각각에 다른 레벨의 구동전압을 인가할 수 있다.
상기 감지 전압(Vsen)은 상기 비교부(192)를 거치지 않고 상기 제1 및 제2 트랜지스터(TR1, TR2)로 직접 인가될 수 있다. 이 때, 상기 제1 및 제2 트랜지스터(TR1, TR2)의 문턱 전압을 조절하여 상기 감지 전압(Vsen)이 기준전압 이상인 경우 가시광선 구동부(194)가 구동되고, 상기 감지 전압(Vsen)이 기준전압 이하인 경우 적외선 구동부(193)가 구동될 수 있도록 설계할 수 있다.
도 5는 제2 실시 예에 따른 액정표시장치의 센서부 및 백라이트 구동부를 나타낸 도면이다.
제2 실시 예는 제1 실시 예와 비교하여, 전압 입력부(191)에서 직접 적외선 구동부(193) 및 가시광선 구동부(194)로 구동전압을 인가하는 구성이 추가된 것 이외에는 동일하다. 따라서, 제2 실시 예를 설명함에 있어, 제1 실시 예와 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면번호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
제2 실시 예에 따른 액정표시장치는 상기 전압 입력부(191)에서 상기 적외선 구동부(193)로 제1 구동전압(Vdr1)을 인가할 수 있고, 상기 전압 입력부(191)에서 상기 가시광선 구동부(194)로 제2 구동전압(Vdr2)을 인가할 수 있다.
상기 전압 입력부(191)의 제1 및 제2 구동전압(Vdr1, Vdr2)은 사용자의 선택에 의해 인가될 수 있다. 사용자가 적외선 액정표시장치의 사용을 원하는 경우 상기 제1 구동전압(Vdr1)을 적외선 구동부(193)로 공급할 수 있고, 사용자가 가시광선 액정표시장치의 사용을 원하는 경우 상기 제2 구동전압(Vdr2)을 가시광선 구동부(194)로 공급할 수 있다. 또한, 상기 적외선 구동부(193) 및 가시광선 구동부(194)를 동시에 구동하기 위해 제1 및 제2 구동전압(Vdr1, Vdr2)을 모두 출력할 수 있다. 상기 사용자의 선택에 의한 제1 및 제2 구동전압(Vdr1, Vdr2)의 인가는 스위치에 의해 제어될 수 있다. 상기 스위치는 상기 전압 입력부(191)에 포함될 수 있다.
제1 실시 예의 경우 센서부(181)에 의해 측정된 광량에 의해 자동적으로 적외선 구동과 가시광선 구동이 선택되는데 반해, 제2 실시 예의 경우 자동적인 구동에 더해, 사용자의 선택에 의해 적외선 구동과 가시광선 구동을 수행할 수 있는 효과를 가진다.
도 6은 실시 예에 따른 액정표시장치의 적외선 구동부 및 가시광선 구동부의 MCU에 의한 제어를 나타낸 블록도이다.
도 6을 참조하면 실시 예에 따른 액정표시장치는 센서부(181), MCU(micro controller unit, 187), 적외선 구동부(193) 및 가시광선 구동부(194)를 포함할 수 있다.
상기 센서부(181)는 외부로부터의 광량을 감지하여 상기 광량에 따른 감지 전압(Vsen)을 상기 MCU(187)로 공급할 수 있다.
상기 MCU(187)는 상기 감지 전압(Vsen)을 인가받고 상기 감지 전압(Vsen)에 따라 미리 설계된 알고리즘에 의해 상기 적외선 구동부(193) 또는 가시광선 구동부(194)를 선택적으로 구동할 수 있다. 상기 MCU(187)의 알고리즘은 사용자에 의해 설계될 수 있다. 상기 MCU(187)는 상기 감지 전압(Vsen)의 전압 레벨에 따라 상기 적외선 구동부(193) 및 상기 가시광선 구동부(194)를 선택적으로 구동할 수 있다.
상기 적외선 구동부(193) 및 가시광선 구동부(194)는 상기 MCU(181)로부터 전달 받은 신호에 의해 선택적으로 구동될 수 있다.
도 7은 실시 예에 따른 액정표시장치의 전면과 배면을 나타낸 도면이다.
도 7a는 실시 예에 따른 액정표시장치의 전면을 나타낸 도면이다. 도 7a의 실시 예에 따른 액정표시장치의 전면은 사각 틀 형상의 탑 커버(101)에 의해 개구된 액정표시패널에 의해 표시 영역(AA)이 정의될 수 있다.
상기 탑 커버(101)의 일 측에는 연결기판(182)이 형성될 수 있다. 상기 연결기판(182)은 연성회로기판(FPC, Flexible circuit board)으로 형성될 수 있다.
상기 연결기판(182) 상에는 센서부(181)가 실장될 수 있다. 상기 센서부(181)는 SMT공정에 의해 실장될 수 있다. 상기 센서부(181)는 외부의 광량을 감지하여 감지 전압을 백라이트 구동부(190)로 공급할 수 있다.
도 7b는 실시 예에 따른 액정표시장치의 배면을 나타낸 도면이다. 도 7b의 실시 예에 따른 액정표시장치의 배면의 바텀 커버(170) 상에는 백라이트 구동부(190)가 형성될 수 있다. 상기 백라이트 구동부(190)를 통해 백라이트 유닛이 구동될 수 있다.
상기 백라이트 구동부(190)는 연결기판(182)과 연결될 수 있다. 상기 백라이트 구동부(190)는 연결기판(182)을 통해 상기 액정표시장치의 전면의 센서부(181)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 연결기판(182)을 통해 상기 센서부(181)의 감지 전압이 상기 백라이트 구동부(190)로 전달될 수 있다. 상기 연결기판(182)은 연성회로기판으로 구성되어 액정표시장치의 배면, 저면 및 전면으로 구부러져 형성될 수 있다.
실시 예에서는 액정표시장치의 전면 일 측에 형성된 센서부(181)를 도시하였으나, 상기 센서부(181)의 위치는 전면 일 측으로 한정하지 않고, 상면, 배면 또는 측면에 형성될 수 있다.
또한, 상기 액정표시장치는 다수개의 센서부(181)를 포함할 수 있다. 상기 액정표시장치에 다수개의 센서부(181)를 형성하여, 광량에 의한 주야간을 보다 정확히 감지할 수 있다. 상기 액정표시장치에 다수개의 센서부(181)를 형성하는 경우, 다수의 감지 전압이 감지되고, 상기 백라이트 구동부(190)는 다수의 감지 전압의 평균값을 계산하여 주야간을 감지할 수 있다.
도 8은 실시 예에 따른 액정표시장치의 인쇄회로기판과 광원을 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면 실시 예에 따른 액정표시장치의 인쇄회로기판(155) 상에는 광원(150)이 실장 될 수 있다. 상기 광원(150)은 가시광선 LED(151) 및 적외선 LED(153)를 포함할 수 있다. 상기 인쇄회로기판(155) 상에는 상기 가시광선 LED(151)와 상기 적외선 LED(153)가 교대로 실장 될 수 있다. 상기 가시광선 LED(151) 및 적외선 LED(153)는 서로 다른 구동전압으로 구동되므로, 상기 백라이트 구동부로부터 상기 광원(150)으로 구동전압을 공급하기 위한 다수의 구동라인이 필요하다. 상기 인쇄회로기판(155)은 상기 다수의 구동라인의 공정마진 및 단락 안정성을 보장하기 위해 제1 폭(d1)을 가지도록 형성될 수 있다.
도 9는 제3 실시 예에 따른 액정표시장치의 인쇄회로기판과 광원의 제조방법을 나타낸 도면이다.
도 9a를 참조하면, 다수의 가시광선 LED(251)가 실장된 제1 인쇄회로기판(256)이 구비된다. 상기 다수의 가시광선 LED(251)은 각각 일정한 간격을 가지고 형성될 수 있다. 상기 가시광선 LED(251)는 상기 도 8의 가시광선 LED와 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 상기 다수의 가시광선 LED(251)는 동일한 구동전압으로 구동되므로, 상기 백라이트 구동부와 연결되는 구동라인의 개수를 줄일 수 있다. 상기 구동라인의 개수가 줄어들어 상기 가시광선 LED(251)의 상부 영역만큼의 폭을 줄일 수 있다. 상기 제1 인쇄회로기판(256)이 제2 폭(d2)을 가지도록 형성될 수 있다. 상기 제2 폭(d2)은 도 8의 제1 폭(d1)보다 작은 값일 수 있다.
도 9b를 참조하면, 다수의 적외선 LED(253)가 실장된 제2 인쇄회로기판(257)이 구비된다. 상기 제2 인쇄회로기판(257)은 사각형 톱니모양의 돌출 영역을 가질 수 있다. 상기 돌출 영역은 상기 도 9a의 다수의 가시광선 LED(251)의 사이 영역에 형성될 수 있다. 상기 적외선 LED(253)는 상기 돌출 영역 상에 형성될 수 있다. 상기 적외선 LED(253)는 상기 도 8의 적외선 LED와 대응되는 영역에 형성될 수 있다. 상기 다수의 적외선 LED(253)는 동일한 구동전압으로 구동되므로, 상기 백라이트 구동부와 연결되는 구동라인의 개수를 줄여 상기 제2 인쇄회로기판(257)은 도 8의 인쇄회로기판 보다 작은 폭을 갖도록 형성될 수 있다.
도 9c를 참조하면, 제1 인쇄회로기판(256) 상에는 제2 인쇄회로기판(257)이 부착될 수 있다. 상기 제1 인쇄회로기판(256)과 제2 인쇄회로기판(257)이 부착되어 상기 가시광선 LED(251)와 상기 적외선 LED(253)가 교대로 위치할 수 있다. 상기 가시광선 LED(251) 및 적외선 LED(253)를 포함하는 광원(250)은 상기 제1 및 제2 인쇄회로기판(256, 257)에 실장되어 인쇄회로기판의 전체폭을 줄일 수 있다. 다시 말해, 상기 제1 인쇄회로기판(256)은 제2 폭(d2)을 가지고, 상기 제2 폭(d2)은 도 8의 인쇄회로기판의 제1 폭(d1)보다 작게 형성되므로, 인쇄회로기판의 상하폭을 줄일 수 있는 효과가 있다. 상기 인쇄회로기판의 상하폭은 백라이트 유닛의 두께 및 액정표시장치의 두께에 영향을 미치므로, 상기 인쇄회로기판의 상하폭을 줄여 백라이트 유닛 및 액정표시장치의 박형화에 기여할 수 있다.
도 10은 제3 실시 예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 단면도이다.
도 10a를 참조하면 제3 실시 예에 따른 액정표시장치의 제조방법은 사각박스 형상의 바텀 커버(270) 및 상기 바텀 커버(270)와 체결되는 서포트 메인(218)을 포함할 수 있다. 상기 바텀 커버(270)의 일 측에는 제1 인쇄회로기판(256)이 형성될 수 있다. 상기 제1 인쇄회로기판(256) 상에는 가시광선 LED(251)이 실장될 수 있다. 상기 가시광선 LED(251)는 제1 두께(T1)로 형성될 수 있다.
상기 바텀 커버(270)의 바닥면 상에는 광원으로부터의 광을 반사하는 반사 시트(260)가 형성될 수 있다. 상기 반사 시트(260) 상에는 광원으로부터의 광을 면광으로 변환하는 도광판(240)이 형성될 수 있다. 상기 도광판(240) 상에는 상기 도광판(240)으로부터의 광을 확산 및 집광시켜 액정표시패널(210)로 전달하는 광학시트(230)가 형성될 수 있다.
상기 서포트 메인(218)의 상부에는 액정표시패널(210)이 형성된다. 상기 액정표시패널(210)은 컬러필터 기판(211)과 박막 트랜지스터 기판(212)을 포함할 수 있다. 상기 서포트 메인(218)의 하면에는 상부 반사 시트(219)가 형성될 수 있다. 상기 상부 반사 시트(219)는 상기 광원으로부터의 광을 상기 바텀 커버(270)의 바닥면 방향으로 반사시켜 광을 재활용할 수 있게 하여 광 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 서포트 메인(218)에 의해 화상을 표시하는 표시 영역(AA)과 화상을 표시하지 않는 비표시 영역(NA)이 정의될 수 있다. 상기 서포트 메인(218)은 상기 광원으로부터의 광을 차단하여 상기 비표시 영역(NA)을 정의할 수 있다.
도 10b를 참조하면 제3 실시 예에 따른 액정표시장치의 제조방법은 상기 제1 인쇄회로기판(256) 상에 제2 인쇄회로기판(257)이 부착된다. 상기 제2 인쇄회로기판(257) 상에는 적외선 LED(253)가 형성될 수 있다. 상기 제2 인쇄회로기판(257)은 제2 두께(T2)로 형성될 수 있고, 상기 적외선 LED(253)는 제3 두께(T3)로 형성될 수 있다. 상기 제2 두께(T2)와 제3 두께(T3)의 합은 상기 제1 두께(T1)와 동일하도록 형성될 수 있다. 상기 제2 두께(T2)와 제3 두께(T3)의 합을 상기 제1 두께(T1)와 동일하게 형성하여 상기 도광판(240)과 대면하는 상기 가시광선 LED(251)의 전면과 상기 적외선 LED(253)의 전면이 동일 평면 상에 위치할 수 있다. 상기 가시광선 LED(251)와 상기 적외선 LED(253)의 전면을 동일 평면상에 위치시킴으로써 상기 가시광선 LED(251)와 상기 적외선 LED(253)의 전면으로부터 상기 도광판(240)까지의 거리가 동일해져 상기 도광판(240)으로 입사되는 광의 균일도가 향상될 수 있다.
제3 실시 예에 따른 액정표시장치의 경우 상기 제1 인쇄회로기판(256)에 가시광선 LED(251)를 실장하고, 상기 제2 인쇄회로기판(257) 상에 적외선 LED(253)을 실장 하였으나, 이에 한정하지 않고, 상기 가시광선 LED(251)와 적외선 LED(253)의 위치를 바꿀 수 있으며, 상기 적외선 LED(253)가 아닌 다른 종류의 광원일 수도 있다.
도 11은 실시 예에 따른 액정표시장치의 광원을 도광판의 양측으로 형성한 도면이다.
도 11을 참조하면 실시 예에 따른 액정표시장치는 도광판(140)의 양측에 각각 인쇄회로기판(155a, 155b)이 형성될 수 있다. 상기 각각의 인쇄회로기판(155a, 155b)에는 광원(150)이 형성될 수 있다. 상기 광원(150)은 가시광선 LED(151)과 적외선 LED(153)를 포함할 수 있고, 상기 가시광선 LED(151)와 상기 적외선 LED(153)은 각각의 인쇄회로기판(155a, 155b) 상에 교대로 실장 될 수 있다. 상기 도광판(140) 양측에 다수의 인쇄회로기판(155a, 155b)을 형성하여, 대면적 액정표시장치의 휘도를 향상시키고, 화상의 균일성을 확보하여 화상품질을 향상시킬 수 있다.
상기 도광판(140) 양측에 형성되는 인쇄회로기판(155a, 155b)은 제1 실시 예와 같은 단일 기판으로 형성될 수 있고, 제3 실시 예와 같은 복수의 인쇄회로기판이 겹친 형태로 형성될 수 있다.
도 12는 제4 실시 예에 따른 도광판과 광원을 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면 제4 실시 예에 따른 액정표시장치는 도광판(340) 양측에 제1 인쇄회로기판(356) 및 제2 인쇄회로기판(357)이 위치한다. 상기 제1 인쇄회로기판(356) 상에는 가시광선 LED(351)가 실장될 수 있고, 상기 제2 인쇄회로기판(357) 상에는 적외선 LED(357)가 실장될 수 있다.
상기 제1 인쇄회로기판(356) 상의 가시광선 LED(351)와 상기 제2 인쇄회로기판(357)상의 적외선 LED(353)를 별도로 구동하여 가시광선 화상을 표시하는 액정표시장치와 적외선 화상을 표시하는 액정표시장치를 구성할 수 있다.
상기 가시광선 LED(351)과 상기 적외선 LED(353)는 다른 구동전압으로 구동되므로, 별개의 각각의 인쇄회로기판에 다른 종류의 광원을 실장하여 상기 도광판(340)의 양 측면에 배치함으로써 인쇄회로기판의 폭을 줄일 수 있다. 상기 인쇄회로기판의 폭이 줄어들어 백라이트 유닛 및 액정표시장치의 두께를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 13은 제5 실시 예에 따른 도광판과 광원을 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하면 제5 실시 예에 따른 액정표시장치는 제1 도광판(341) 및 제2 도광판(342)을 포함할 수 있다.
상기 제1 도광판(341)의 일 측에는 제1 인쇄회로기판(356)이 위치할 수 있다. 상기 제1 인쇄회로기판(356) 상에는 가시광선 LED(351)가 실장될 수 있다.
상기 제1 도광판(341)의 하부에는 상기 제2 도광판(342)이 위치할 수 있다. 상기 제2 도광판(342)의 일 측에는 제2 인쇄회로기판(357)이 위치할 수 있다. 상기 제2 인쇄회로기판(357) 상에는 적외선 LED(353)가 실장될 수 있다.
상기 가시광선 LED(351)와 상기 적외선 LED(353)는 각각의 인쇄회로기판에 실장되어 서로 다른 구동전압으로 구동될 수 있다.
상기 제1 및 제2 도광판(341, 342)의 표면에는 패턴이 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 도광판(341, 342)의 표면에 형성된 패턴에 의해 상기 제1 및 제2 도광판(341, 342)의 상면으로 출사되는 광의 균일도를 향상시킬 수 있다.
상기 제1 도광판(341)과 제2 도광판(342)에는 서로 다른 패턴이 형성될 수 있다. 상기 제1 도광판(341)에는 가시광선이 입사되므로, 상기 제1 도광판(341)의 표면에는 상기 가시광선의 균일도를 향상시킬 수 있는 패턴이 형성될 수 있다. 상기 제2 도광판(342)에는 적외선이 입사되므로, 상기 제2 도광판(342)의 표면에는 상기 적외선의 균일도를 향상시킬 수 있는 패턴이 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 도광판(341, 342)에 형성되는 패턴은 원형 패턴 또는 반 원기둥형 패턴일 수 있다.
상기 제1 및 제2 도광판(341, 342)은 PMMA 재질로 형성될 수 있다.
1,101: 탑 커버 10,110,210: 액정표시패널
13,113: 게이트 PCB 15,115: 데이터 PCB
17,117: FPC 18,118,218: 서포트 메인
20,120: 백라이트 유닛 30,130,230: 광학 시트
40,140,240: 도광판 50,150,250: 광원
51: 하우징 60,160,260: 반사 시트
70,170,270: 바텀 커버 151,251,351: 가시광선 LED
153,253,353: 적외선 LED 155: 인쇄회로기판
180: 타이밍 컨트롤러 181: 센서부
182: 연결기판 183: 광원부
190: 백라이트 구동부 191: 전압 입력부
192: 비교부 193: 적외선 구동부
194: 가시광선 구동부 211: 컬러필터 기판
212: 박막 트랜지스터 기판 256,356: 제1 인쇄회로기판
257,357: 제2 인쇄회로기판 341: 제1 도광판
342: 제2 도광판 187: MCU

Claims (20)

  1. 외부의 광량을 감지하기 위한 센서부;
    화상을 표시하는 액정표시패널;
    상기 액정표시패널의 하부에 배치되어 광을 입사하는 광원; 및
    상기 광원으로부터의 광을 면광으로 변환하여 상기 액정표시패널로 입사하는 도광판을 포함하고,
    상기 광원은 상기 센서부에서 감지된 광량에 따라 적외선을 입사하는 적외선 LED와 가시광선을 입사하는 가시광선 LED를 포함하는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적외선 LED와 상기 가시광선 LED는 인쇄회로기판상에 교대로 실장되는 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센서부로부터 감지된 광량에 의한 감지전압을 인가받아 상기 광원을 구동하는 백라이트 구동부를 더 포함하는 액정표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 백라이트 구동부는,
    상기 적외선 LED를 구동하는 적외선 구동부; 및
    상기 가시광선 LED를 구동하는 가시광선 구동부를 포함하고,
    상기 감지전압의 크기에 따라 상기 적외선 구동부 또는 가시광선 구동부를 선택적으로 동작시키는 액정표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 백라이트 구동부는,
    상기 감지전압과 기준전압을 비교하는 비교부를 더 포함하고,
    상기 비교부에 의한 비교 결과값에 의해 상기 적외선 구동부 또는 상기 가시광선 구동부가 선택적으로 동작하는 액정표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 백라이트 구동부는,
    상기 적외선 구동부와 연결된 제1 트랜지스터; 및
    상기 가시광선 구동부와 연결된 제2 트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 제1 및 제2 트랜지스터는 상기 비교부에 의한 비교 결과값에 따라 온/오프가 제어되는 액정표시장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 백라이트 구동부는,
    상기 감지전압과 관계없이 상기 적외선 구동부 또는 가시광선 구동부를 구동하는 구동전압을 인가하는 전압 입력부를 더 포함하는 액정표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는 포토 다이오드를 포함하는 액정표시장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 액정표시패널을 덮는 탑 커버; 및
    상기 도광판 및 광원을 수납하는 바텀 커버를 더 포함하고,
    상기 센서부는 상기 탑 커버의 전면에 형성되고,
    상기 백라이트 구동부는 상기 바텀 커버의 배면에 형성되며,
    상기 센서부와 상기 백라이트 구동부는 연성회로기판에 의해 전기적으로 연결되는 액정표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 탑 커버 또는 바텀 커버에 다수 개 형성되는 액정표시장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 백라이트 구동부는 상기 다수 개의 센서부에 의해 측정되는 광량을 평균하여 가시광선 또는 적외선으로 구동하는 액정표시장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 상기 도광판의 양 측면에 위치하는 액정표시장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 도광판의 일 측면에는 상기 적외선 LED가 위치하고,
    상기 도광판의 타 측면에선 상기 가시광선 LED가 위치하는 액정표시장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 가시광선 LED가 실장되는 제1 인쇄회로기판; 및
    상기 적외선 LED가 실장되는 제2 인쇄회로기판을 더 포함하고,
    상기 제2 인쇄회로기판은 사각 톱니 형상의 돌출 영역을 포함하고, 상기 적외선 LED는 상기 돌출 영역 상에 실장되는 액정표시장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 인쇄회로기판은 상기 제1 인쇄회로기판 상에 부착되고,
    상기 돌출 영역은 상기 가시광선 LED의 사이 영역에 배치되는 액정표시장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 적외선 LED의 두께와 상기 제2 인쇄회로기판의 두께의 합은 상기 가시광선 LED의 두께와 동일한 액정표시장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 도광판은 제1 도광판과 상기 제1 도광판의 하부에 형성되는 제2 도광판을 포함하고,
    상기 제1 도광판의 일 측에는 가시광선 LED가 배치되고,
    상기 제2 도광판의 일 측에는 적외선 LED가 배치되는 액정표시장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 도광판 및 제2 도광판의 표면에는 광의 균일도를 향상시키기 위한 패턴이 형성되고,
    상기 제1 도광판과 제2 도광판에는 서로 다른 패턴이 형성되는 액정표시장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 액정표시패널의 양면에 부착되는 편광시트를 더 포함하고,
    상기 편광시트는 편광자(wire grid polarizer), 복굴절 편광자(birefrigent polarizer) 및 콜레스테릭 액정 편광자(cholesteric liquid crystal polarizer) 중 어느 하나인 액정표시장치.
  20. 제4항에 있어서,
    상기 백라이트 구동부는,
    상기 감지 전압의 크기에 따라 상기 적외선 구동부 또는 가시광선 구동부를 선택적으로 동작시키는 MCU를 더 포함하는 액정표시장치.
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