KR20180069524A - 액정표시장치 - Google Patents

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KR20180069524A
KR20180069524A KR1020160171787A KR20160171787A KR20180069524A KR 20180069524 A KR20180069524 A KR 20180069524A KR 1020160171787 A KR1020160171787 A KR 1020160171787A KR 20160171787 A KR20160171787 A KR 20160171787A KR 20180069524 A KR20180069524 A KR 20180069524A
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crystal display
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light
display panel
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KR1020160171787A
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김지곤
서정훈
카츠요시 히라키
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명에 따르면, 액정표시패널과 광밸브패널 사이에 광확산층과 지지층을 포함하는 광학용 시트를 구비하고, 액정표시패널과 광밸브패널의 가장자리를 접합시키는 사각테 형상의 접착테이프를 구비한다.
이에 따라, 광확산층을 통하여 모아레 현상을 방지함과 동시에 지지층을 통하여 액정표시패널과 광밸브패널의 간격을 일정하게 유지시킬 수 있게 되어 표시품질의 저하 없이 고 명암비를 효과적으로 구현할 수 있게 된다.

Description

액정표시장치{Liquid crystal display device}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 액정표시패널과 광밸브패널을 이용하여 고 명암비(High Contrast Ratio)를 효과적으로 구현할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
동화상 표시에 유리하고 콘트라스트비(contrast ratio)가 큰 특징을 보여 TV, 모니터 등에 활발하게 이용되는 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD)는 액정의 광학적 이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)에 의한 화상구현 원리를 나타낸다.
이러한 액정표시장치는 나란한 두 기판(substrate) 사이로 액정층을 개재하여 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수 구성요소로 하며, 액정패널 내의 전기장으로 액정분자의 배열방향을 변화시켜 투과율 차이를 구현한다.
하지만, 액정패널은 자체 발광요소를 갖추지 못한 관계로 투과율 차이를 화상으로 표시하기 위해서 별도의 광원을 요구하고, 이를 위해 액정패널 배면에는 광원(光源)이 내장된 백라이트(backlight) 유닛이 배치된다.
여기서, 백라이트 유닛의 광원으로 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL), 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp), 그리고 발광다이오드(Light Emitting Diode: LED, 이하 LED라 함) 등을 사용한다.
이중에서 특히, LED는 소형, 저소비 전력, 고신뢰성 등의 특징을 겸비하여 표시용 광원으로서 널리 이용되고 있는 추세이다.
도 1은 종래 액정표시장치의 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 액정표시장치(1)는 액정패널(10)과 백라이트 유닛(BLU), 그리고 가이드패널(30)과 커버버툼(50), 케이스탑(40)으로 구성된다.
여기서, 액정패널(10)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로써 액정층(미도시)을 사이에 두고 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(12, 14)으로 구성된다.
그리고 액정패널(10)의 전면 및 후면에는 빛의 편광방향을 제어하는 편광판(19a, 19b)이 각각 부착되어 있다.
한편, 액정패널(10) 후방으로는 백라이트 유닛(BLU)이 구비된다.
백라이트 유닛(BLU)은 가이드패널(30)의 적어도 일측 가장자리 길이방향을 따라 배열되는 LED 어셈블리(29)와, 커버버툼(50) 상에 안착되는 백색 또는 은색의 반사판(21)과, 이러한 반사판(21) 상에 안착되는 도광판(23) 그리고 이의 상부로 개재되는 다수의 광학시트(25)를 포함한다.
이때, LED 어셈블리(29)는 도광판(23)의 일측에 구성되며, 백색광을 발하는 다수의 LED(29a)와, LED(29a)가 장착되는 LED 인쇄회로기판(printed circuit board: 29b, 이하, PCB라 함)을 포함한다.　또한, 이러한 PCB(29b)는 LED(29a)로부터 방출되는 열을 외부로 방출시키기 위해 상기 PCB(29b) 후면에 절연층을 개재하여 부착된 형태로 저면으로 연장하며 금속재질로 이루어진 LED 하우징(미도시)이 구비될 수 있다.
이러한 액정패널(10)과 백라이트 유닛(BLU)은 수직부(30b)와 수평부(30a)로 이루어진 사각테 형상의 가이드패널(30)로 둘려진 상태로 액정패널(10) 상면 가장자리를 두르는 케이스탑(40) 그리고 백라이트 유닛(20) 배면을 덮는 커버버툼(50)이 각각 전후방에서 결합되어 가이드패널(30)을 매개로 일체화된다.
한편, LED 어셈블리(29)는 접착 등의 방법으로 위치가 고정되어 복수개의 LED(29a)로부터 출사되는 빛이 도광판(23) 입광면과 대면되도록 하여야 한다.
이에, 도광판(23)에서는 LED(29a)로부터 입사된 빛이 전반사되면서 계속 진행되는데, 그에 따라 빛이 도광판(23) 내부에서 고르게 확산되어 액정패널(10)에 면광원을 제공할 수 있다.
그러나, 이러한 액정표시장치(1)에서는, 데이터신호에 대응되는 계조와 무관하게 백라이트 유닛(BLU)이 액정패널(10)의 모든 화소영역에 동일한 광량의 빛을 공급하므로, 영상의 명암비(contrast ratio)가 액정패널(10) 자체의 명암비 특성(광투과 및 광차단 성능)에 의하여 결정되며, 블랙모드에서도 항상 빛을 공급하게 되어 광누설이 발생하게 된다.
이에 따라, 액정표시장치의 명암비 개선에는 한계가 발생하게 된다.
본 발명은 고 명암비(High Contrast Ratio)를 효과적으로 구현할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것에 과제가 있다.
전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 액정표시패널과 상기 액정표시패널 하부에 배치된 광밸브패널과 상기 액정표시패널과 상기 광밸브패널 사이에 배치되는 광학용 시트를 포함하고, 상기 광학용 시트는 베이스필름과 상기 베이스필름 상부에 반구형상의 지지부를 다수 포함하는 지지층과 상기 베이스필름 하부에 다수의 비드를 포함하는 광확산층을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
여기서, 상기 광학용 시트의 제 1 측면에 돌출된 제 1 고정부를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제 1 측면에 반대되는 제 2 측면에 돌출된 제 2 고정부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 액정표시패널과 상기 광밸브패널 사이에 배치되는 사각테 형상의 접착테이프를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 접착테이프는 상기 제 1 고정부 및 상기 제 2 고정부의 상면 일부와 중첩될 수 있다.
그리고, 상기 지지부의 지름은 10um 내지 100um일 수 있다.
또한, 상기 지지부의 높이는 1mm이하일 수 있다.
여기서, 상기 지지부는 5um 이상의 간격으로 다수 배치될 수 있다.
또한, 상기 광확산층은 40%~90%의 헤이즈 값을 갖을 수 있다.
그리고, 상기 광밸브패널 하부에 배치된 도광판과 상기 도광판의 입광면에 대면하는 광원을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 광밸브패널은 단위 화소인 제 2 화소를 포함하고, 상기 액정표시패널은 단위 화소인 제 1 화소를 포함하며, 상기 제 2 화소는 다수의 상기 제 1 화소에 대응할 수 있다.
여기서, 상기 광밸브패널은 액정패널을 사용하여 구성될 수 있다.
본 발명에서는, 액정표시패널과 광밸브패널 사이에 광확산층과 지지층을 포함하는 광학용 시트를 구비하고, 액정표시패널과 광밸브패널의 가장자리를 접합시키는 사각테 형상의 접착테이프를 구비한다.
이에 따라, 광확산층을 통하여 모아레 현상을 방지함과 동시에 지지층을 통하여 액정표시패널과 광밸브패널의 간격을 일정하게 유지시킬 수 있게 되어 표시품질의 저하 없이 고 명암비를 효과적으로 구현할 수 있게 된다.
도 1은 종래 액정표시장치의 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 사시도이다.
도 3 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치에서 부정형 얼룩이 발생된 사진이다.
도 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치에서 모아레가 발생된 사진이다.
도 5 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 사시도이다.
도 6 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 광학용 시트를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예의 접착테이프가 배치된 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
<제1실시예>
도 2 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 사시도이고, 도 3 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치(100)는, 액정표시패널(110)과 액정표시패널(110) 하부에 위치하여 액정표시패널(110)에 광을 공급하는 백라이트유닛(BLU)을 포함할 수 있다.
한편, 구체적으로 도시하지는 않았지만, 액정표시장치(100)는 액정표시패널(110)과 백라이트유닛(BLU)과 결합하여 모듈화하는 기구적 구성으로서 가이드패널(도 1 의 30)과 케이스탑(도 1의 40)과 커버버툼(도 1 의 50)을 구비할 수 있다.
이와 관련하여, 가이드패널(도 1 의 30)은 액정표시패널(110)과 백라이트유닛(BLU)의 측면을 둘러싸는 프레임 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 커버버툼(도 1 의 50)은 가이드패널(도 1 의 30)에 의해 둘러 싸여진 백라이트유닛(BLU)의 배면을 보호하고 지지하도록 구성될 수 있다. 케이스탑(도 1의 40)은 액정표시패널(110)의 상면 가장자리를 덮는 사각테 형상으로 구성될 수 있다.
액정표시패널(110)은 영상을 표시하는 구성으로서, 액정표시패널(110)에는 영상 표시 단위인 화소(P1)가 매트릭스 형태로 배치된다. 여기서, 설명의 편의를 위해, 액정표시패널(110)의 화소(P1)를 제 1 화소(P1)라 한다.
이와 같은 액정표시패널(110)은 서로 마주보면 합착된 제 1, 2 기판(112,114)과 이 두 기판(112,114) 사이에 개재된 액정층을 포함한다.
구체적으로 도시하지는 않았지만, 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제 1 기판(112) 내면 상에는 다수의 게이트배선과 데이터배선이 교차하여 제 1 화소(P1)가 정의되고, 각 제 1 화소(P1)에는 대응되는 게이트배선 및 데이터배선과 연결된 박막트랜지스터와 박막트랜지스터와 연결된 화소전극이 형성될 수 있다.
그리고, 제 1 기판(112)에 대향하는 대향기판으로서 상부기판 또는 컬러필터기판이라 불리는 제 2 기판(114)의 내면 상에는 각 화소에 대응되는 컬러필터패턴과, 컬러필터패턴을 두르며 게이트배선과 데이터배선 그리고 박막트랜지스터 등의 비표시요소를 가리는 블랙매트릭스가 형성될 수 있다.
이때, 액정표시패널(110)로는 모든 종류의 액정패널이 사용될 수 있는데, 예를 들면 IPS 방식, AH-IPS 방식, TN 방식, VA 방식, ECB 방식 등 모든 형태의 액정패널이 사용될 수 있다. 여기서, AH-IPS 방식과 IPS 방식 모두 횡전계를 사용하는 방식으로서 횡전게 방식에 포함된다 할 것이고, 이와 같은 횡전계 방식에서는 제1기판(112)에는 화소전극과 함께 횡전계를 형성하는 공통전극이 형성될 수 있다.
또한, 제 1, 2 기판(112,114)과 액정층의 경계면에는 액정의 초기 분자배열 방향을 결정하는 배향막이 형성될 수 있으며, 제 1, 2 기판(112,114) 사이로 충진된 액정층의 누설을 방지하기 위해 두 기판(112, 114)의 가장자리를 따라 씰패턴이 형성될 수 있다.
또한, 제 1 기판(112) 외부면인 하면과 제 2 기판(114)의 외부면인 상면에는 각각 특정 편광을 투과시키는 제 1, 2 편광판(119a,119b)이 부착될 수 있다.
또한, 도시하지는 않았지만, 액정표시패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 테이프캐리어패키지와 같은 연성회로필름을 매개로 인쇄회로기판이 연결되도록 구성될 수 있다.
백라이트유닛(BLU)은 광원이 측면에 배치된 에지 타입으로 구성되며, 이에 따라 액정표시장치(100)의 슬림화가 구현될 수 있다.
백라이트유닛(BLU)은 LED 어셈블리(129)와, 반사판(121)과, 도광판(123)과, 다수의 광학시트(125)와 광밸브패널(150)을 포함할 수 있다.
LED 어셈블리(129)는 PCB(129b)와 PCB(129b)의 일면인 상면에 실장되어 광원으로 기능하는 다수의 LED(129a)를 포함하여 구성될 수 있다. 다수의 LED(129a)는 PCB(129b)의 길이방향을 따라 일정 간격 이격하여 배열될 수 있다.
도광판(123)은 일측면인 입광면이 LED(129a)와 대면하도록 배치된다. LED(129a)에서 입사된 광은 여러번의 전반사에 의해 도광판(123) 내를 진행하면서 도광판(123)의 넓은 영역으로 균일하게 퍼져 균일한 면광원이 제공될 수 있다.
도광판(123) 하부에는 반사판(121)이 배치될 수 있다. 반사판(121)은 반사 특성을 위해 백색 또는 은색을 갖게 된다. 이처럼, 반사판(121)은 도광판(123)의 후방에 위치하여, 도광판(123)의 배면을 통과한 광을 액정패널(110) 방향인 상부로 반사시키는 작용을 하여 휘도를 향상시키게 된다.
도광판(123)의 상부에는 도광판(123)에서 출사된 광을 집광 및/또는 확산 처리하여 액정패널(110)에 보다 고품위의 광을 제공하기 위한 광학부재로서 적어도 하나의 광학시트(125)가 배치될 수 있다. 여기서, 다수의 광학시트(125)가 사용되는 경우에, 예를 들면, 집광 부재로서 프리즘시트와 확산 부재로서 확산시트를 포함할 수 있다.
광학시트(125) 상에는 광밸브패널(150)이 배치된다. 광밸브패널(150)은 실질적으로 백라이트유닛(BLU)의 최상단에 배치된 구성으로서 즉 광경로 상에서 백라이트유닛(BLU)의 종단에 배치된다.
광밸브패널(150)은 액정표시패널(110)에 공급되는 백라이트의 투과율을 조절하는 구성으로서 액정표시패널(110) 내부로 입사되는 광량을 조절하게 되는데, 이와 같은 광밸브패널(150)의 투과율 조절 동작에 의해 액정표시패널(110)에서 표시되는 영상의 밝기가 조절된다. 이에 따라, 에지 타입 백라이트유닛(BLU)을 사용하는 경우에도 고 명암비(High Contrast Ratio)를 구현할 수 있게 된다.
더욱이, 광밸브패널(150)은 영역별로 투과율 조절이 가능하도록 구성되어 로컬 디밍(local dimming)을 구현할 수 있게 된다. 예를 들면, 광밸브패널(150)에는 투과율 조절 단위인 화소(P2)가 매트릭스 형태로 배치될 수 있는데, 설명의 편의를 위해 광밸브패널(150)의 화소(P2)를 제 2 화소(P2)라 한다.
여기서, 광밸브패널(150)은 다수의 분할영역으로 구분될 수 있고 각 분할영역에 대응하여 제 2 화소(P2)가 배치될 수 있으며, 각 분할영역은 해당 제 2 화소(P2)의 동작에 의해 독립적으로 투과율을 조절할 수 있다.
한편, 광밸브패널(150) 상에 배치된 액정표시패널(110) 또한 광밸브패널(150)과 마찬가지로 다수의 분할영역으로 구분될 수 있고, 각 분할영역에는 다수의 제 1 화소(P1)가 배치될 수 있다.
이에 따라, 광밸브패널(150)의 각 제 2 화소(P1)는 액정표시패널(110)의 대응되는 다수의 제 1 화소(P1)에 대응되어, 분할영역 단위로 영상의 밝기를 조절하는 로컬 디밍 동작이 구현될 수 있다. 이와 같은 로컬 디밍 동작에 의해 액정표시장치(100)의 고 명암비(High Contrast Ratio)는 효과적으로 구현될 수 있다.
이처럼, 액정표시패널(110) 내부로 입사되는 광량을 조절하는 기능을 수행하는 광밸브패널(150)로는 일예로 컬러필터가 삭제된 형태의 액정패널이 사용될 수 있다.
액정패널이 광밸브패널(150)로 사용되는 경우와 관련하여, 광밸브패널(150)은 액정표시패널(110)과 유사한 구조를 갖도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 서로 마주보면 합착된 제 3, 4 기판(152, 154)과 이 두 기판(152, 154) 사이에 개재된 액정층을 포함할 수 있다. 제 3 기판(152)에는 제 2 화소(P2) 내에 박막트랜지스터와 박막트랜지스터와 연결된 제 1 구동전극이 형성될 수 있다.
한편, 제 1 구동전극과 함께 전계를 형성하는 제 2 구동전극이 액정패널의 종류에 따라 제 3 기판(152)이나 제 4 기판(154)에 형성될 수 있다.
여기서, 제 1, 2구동전극 사이에 발생된 전계에 따라 액정분자의 배열이 조절되어 광밸브패널(150)의 투과율이 조절되고, 이에 따라 액정표시패널(110) 내부로 공급되는 광량을 조절할 수 있게 된다.
위와 같은 광밸브패널(150)의 하면 즉 제 3 기판(152)의 하면에는, 광학시트(125)에서 출사된 광 중 특정 편광을 투과시키는 제 3 편광판(159)이 부착될 수 있다.
전술한 바와 같은 광밸브패널(150)을 액정표시패널(110)에 부착하기 위해 광투과성의 접착시트인 OCA(Optical Clear Adhesive)필름 또는 접착제인 OCR(Optical Clear RESIN)(160)이 사용된다.
즉, OCA필름 또는 접착제인 OCR(160)을 통해 광밸브패널(150)의 제 4 기판(154)과 액정표시패널(110)의 제1기판(112)이 다이렉트 본딩(Direct Bonding) 공정을 통하여 결합되어, 광밸브패널(150)과 액정표시패널(110)이 부착될 수 있게 된다. 이에 따라, 광밸브패널(150)과 액정표시패널(110) 간에 위치 정렬과 광학 특성이 확보될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치(100)는 액정표시패널(110)과 광밸브패널(150)을 구비하게 된다. 광밸브패널(150)은 액정표시패널(110)에 공급되는 백라이트의 투과율을 조절하는 구성으로서 액정표시패널(110) 내부로 입사되는 광량을 조절하게 되는데, 이와 같은 광밸브패널(150)의 투과율 조절 동작에 의해 액정표시패널(110)에서 표시되는 영상의 밝기가 조절된다. 이에 따라, 에지 타입 백라이트유닛(BLU)을 사용하는 경우에도 고 명암비(High Contrast Ratio)를 구현할 수 있게 된다.
도 4a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치에서 부정형 얼룩이 발생된 사진이며, 도 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치에서 모아레가 발생된 사진이다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치(100)는 액정표시패널(110)과 광밸브패널(150)을 광투과성의 접착시트인 OCA(Optical Clear Adhesive) 또는 OCR(Optical Clear RESIN)(160)을 사용하여 다이렉트 본딩(Direct Bonding) 공정을 통해 부착하게 된다.
그러나, 다이렉트 본딩은 전면합착방식으로 공정 중 불량이 발생한 경우 수리(Repair)가 어려운 문제가 발생하게 된다.
또한, 광밸브패널(150)이나 액정표시패널(110)의 기판 표면은 불균일한 거칠기(Roughness)를 갖고 있어, 실질적으로 OCA필름(160)은 광밸브패널(150)이나 액정표시패널(110)의 표면에 완전하게 밀착되지 않고 부분적으로 불균일하게 접착된다.
이에 따라, 광밸브패널(150)과 액정표시패널(110) 간에 장력이 불균일하게 발생되며, 이로 인해 액정표시패널(110)의 셀갭(Cell Gap)이 국부적으로 변화된다.
따라서, 도 4a에 도시한 바와 같이, 액정표시패널에는 국부적인 부정형 얼룩이 발생되어 화질저하가 유발된다.
또한, 광밸브패널(150)의 광량 조절 단위인 화소와 액정표시패널(110)의 영상 표시 단위인 화소가 중첩되어, 도 4b에 도시한 바와 같이, 중첩된 패턴 형상이 격자 형태로 시인되는 모아레(Moire)가 발생되어 화질저하가 유발된다.
이와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치(110)는, 광밸브패널(150)을 통하여 액정표시패널(110) 내부로 공급되는 광량을 조절할 수 있게 되어 고 명암비(High Contrast Ratio)를 구현할 수 있으나, 색변화 또는 모아레의 발생에 따른 화질저하를 수반하게 된다.
<제2실시예>
이하에서는 제1실시예와 동일 유사한 구성에 대한 구체적인 설명은 생략될 수 있다.
도 5 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 사시도이고, 도 6 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이고, 도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 광학용 시트를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치(200)는, 액정표시패널(210)과 액정표시패널(210) 하부에 위치하여 액정표시패널(210)에 광을 공급하는 백라이트유닛(BLU)을 포함할 수 있다.
한편, 구체적으로 도시하지는 않았지만, 액정표시장치(200)는 액정표시패널(210)과 백라이트유닛(BLU)과 결합하여 모듈화하는 기구적 구성으로서 가이드패널(도 1의 300)과 케이스탑(도 1의 40)과 커버버툼(도 1의 50)을 구비할 수 있다.
이와 관련하여, 가이드패널(도 1의 300)은 액정표시패널(210)과 백라이트유닛(BLU)의 측면을 둘러싸는 프레임 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 커버버툼(도 1의 50)은 가이드패널(도 1의 300)에 의해 둘러 싸여진 백라이트유닛(BLU)의 배면을 보호하고 지지하도록 구성될 수 있다. 케이스탑(도 1의 40)은 액정표시패널(210)의 상면 가장자리를 덮는 사각테 형상으로 구성될 수 있다.
액정표시패널(210)은 영상을 표시하는 구성으로서, 액정표시패널(210)에는 영상 표시 단위인 화소(P1)가 매트릭스 형태로 배치된다. 여기서, 설명의 편의를 위해, 액정표시패널(210)의 화소(P1)를 제 1 화소(P1)라 한다.
이와 같은 액정표시패널(210)은 서로 마주보면 합착된 제 1, 2 기판(212, 214)과 이 두 기판(212,214) 사이에 개재된 액정층을 포함한다.
구체적으로 도시하지는 않았지만, 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제 1 기판(212) 내면 상에는 다수의 게이트배선과 데이터배선이 교차하여 제 1 화소(P1)가 정의되고, 각 제 1 화소(P1)에는 대응되는 게이트배선 및 데이터배선과 연결된 박막트랜지스터와 박막트랜지스터와 연결된 화소전극이 형성될 수 있다.
그리고, 제 1 기판(212)에 대향하는 대향기판으로서 상부기판 또는 컬러필터기판이라 불리는 제 2 기판(214)의 내면 상에는 각 화소에 대응되는 컬러필터패턴과, 컬러필터패턴을 두르며 게이트배선과 데이터배선 그리고 박막트랜지스터 등의 비표시요소를 가리는 블랙매트릭스가 형성될 수 있다.
이때, 액정표시패널(210)로는 모든 종류의 액정패널이 사용될 수 있는데, 예를 들면 IPS 방식, AH-IPS 방식, TN 방식, VA 방식, ECB 방식 등 모든 형태의 액정패널이 사용될 수 있다. 여기서, AH-IPS 방식과 IPS 방식 모두 횡전계를 사용하는 방식으로서 횡전게 방식에 포함된다 할 것이고, 이와 같은 횡전계 방식에서는 제 1 기판(212)에는 화소전극과 함께 횡전계를 형성하는 공통전극이 형성될 수 있다.
또한, 제 1, 2 기판(212, 214)과 액정층의 경계면에는 액정의 초기 분자배열 방향을 결정하는 배향막이 형성될 수 있으며, 제 1, 2 기판(212, 214) 사이로 충진된 액정층의 누설을 방지하기 위해 두 기판(212, 214)의 가장자리를 따라 씰패턴이 형성될 수 있다.
또한, 제 1 기판(212) 외부면인 하면과 제 2 기판(214)의 외부면인 상면에는 각각 특정 편광을 투과시키는 제 1, 2 편광판(219a, 219b)이 부착될 수 있다.
또한, 도시하지는 않았지만, 액정표시패널(210)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 테이프캐리어패키지와 같은 연성회로필름을 매개로 인쇄회로기판이 연결되도록 구성될 수 있다.
백라이트유닛(BLU)은 광원이 측면에 배치된 에지 타입으로 구성되며, 이에 따라 액정표시장치(200)의 슬림화가 구현될 수 있다.
백라이트유닛(BLU)은 LED 어셈블리(229)와, 반사판(221)과, 도광판(223)과, 다수의 광학시트(225)와 광밸브패널(250)을 포함할 수 있다.
LED 어셈블리(229)는 PCB(229b)와 PCB(229b)의 일면인 상면에 실장되어 광원으로 기능하는 다수의 LED(229a)를 포함하여 구성될 수 있다. 다수의 LED(229a)는 PCB(229b)의 길이방향을 따라 일정 간격 이격하여 배열될 수 있다.
도광판(223)은 일측면인 입광면이 LED(229a)와 대면하도록 배치된다. LED(229a)에서 입사된 광은 여러번의 전반사에 의해 도광판(223) 내를 진행하면서 도광판(223)의 넓은 영역으로 균일하게 퍼져 균일한 면광원이 제공될 수 있다.
도광판(223) 하부에는 반사판(221)이 배치될 수 있다. 반사판(221)은 반사 특성을 위해 백색 또는 은색을 갖게 된다. 이처럼, 반사판(221)은 도광판(223)의 후방에 위치하여, 도광판(223)의 배면을 통과한 광을 액정패널(210) 방향인 상부로 반사시키는 작용을 하여 휘도를 향상시키게 된다.
도광판(223)의 상부에는 도광판(223)에서 출사된 광을 집광 및/또는 확산 처리하여 액정패널(210)에 보다 고품위의 광을 제공하기 위한 광학부재로서 적어도 하나의 광학시트(225)가 배치될 수 있다. 여기서, 다수의 광학시트(225)가 사용되는 경우에, 예를 들면, 집광 부재로서 프리즘시트와 확산 부재로서 확산시트를 포함할 수 있다.
광학시트(225) 상에는 광밸브패널(250)이 배치된다. 광밸브패널(250)은 실질적으로 백라이트유닛(BLU)의 최상단에 배치된 구성으로서 즉 광경로 상에서 백라이트유닛(BLU)의 종단에 배치된다.
광밸브패널(250)은 액정표시패널(210)에 공급되는 백라이트의 투과율을 조절하는 구성으로서 액정표시패널(210) 내부로 입사되는 광량을 조절하게 되는데, 이와 같은 광밸브패널(250)의 투과율 조절 동작에 의해 액정표시패널(210)에서 표시되는 영상의 밝기가 조절된다. 이에 따라, 에지 타입 백라이트유닛(BLU)을 사용하는 경우에도 고 명암비(High Contrast Ratio)를 구현할 수 있게 된다.
더욱이, 광밸브패널(250)은 영역별로 투과율 조절이 가능하도록 구성되어 로컬 디밍(local dimming)을 구현할 수 있게 된다. 예를 들면, 광밸브패널(250)에는 투과율 조절 단위인 화소(P2)가 매트릭스 형태로 배치될 수 있는데, 설명의 편의를 위해 광밸브패널(250)의 화소(P2)를 제 2 화소(P2)라 한다.
여기서, 광밸브패널(250)은 다수의 분할영역으로 구분될 수 있고 각 분할영역에 대응하여 제 2 화소(P2)가 배치될 수 있으며, 각 분할영역은 해당 제 2 화소(P2)의 동작에 의해 독립적으로 투과율을 조절할 수 있다.
한편, 광밸브패널(250) 상에 배치된 액정표시패널(210) 또한 광밸브패널(250)과 마찬가지로 다수의 분할영역으로 구분될 수 있고, 각 분할영역에는 다수의 제 1 화소(P1)가 배치될 수 있다.
이에 따라, 광밸브패널(250)의 각 제 2 화소(P1)는 액정표시패널(210)의 대응되는 다수의 제 1 화소(P1)에 대응되어, 분할영역 단위로 영상의 밝기를 조절하는 로컬 디밍 동작이 구현될 수 있다. 이와 같은 로컬 디밍 동작에 의해 액정표시장치(200)의 고 명암비(High Contrast Ratio)는 효과적으로 구현될 수 있다.
이처럼, 액정표시패널(210) 내부로 입사되는 광량을 조절하는 기능을 수행하는 광밸브패널(250)로는 일 예로 컬러필터가 삭제된 형태의 액정패널이 사용될 수 있다.
액정패널이 광밸브패널(250)로 사용되는 경우와 관련하여, 광밸브패널(250)은 액정표시패널(210)과 유사한 구조를 갖도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 서로 마주보면 합착된 제 3, 4 기판(252, 254)과 이 두 기판(252, 254) 사이에 개재된 액정층을 포함할 수 있다. 제 3 기판(252)에는 제 2 화소(P2) 내에 박막트랜지스터와 박막트랜지스터와 연결된 제 1 구동전극이 형성될 수 있다. 한편, 제 1 구동전극과 함께 전계를 형성하는 제 2 구동전극이 액정패널의 종류에 따라 제 3 기판(252)이나 제 4 기판(254)에 형성될 수 있다. 여기서, 제 1, 2 구동전극 사이에 발생된 전계에 따라 액정분자의 배열이 조절되어 광밸브패널(250)의 투과율이 조절되고, 이에 따라 액정표시패널(210) 내부로 공급되는 광량을 조절할 수 있게 된다.
위와 같은 광밸브패널(250)의 하면 즉 제 3 기판(252)의 하면에는, 광학시트(225)에서 출사된 광 중 특정 편광을 투과시키는 제 3 편광판(259)이 부착될 수 있다.
여기서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치는 광밸브패널(250)와 액정표시패널(210)을 부착하기 사각테 형상의 접착테이프(260)를 배치할 수 있다.
즉, 광밸브패널(250)과 액정표시패널(210)의 4 개의 가장자리에 사각테 형상의 접착테이프(260)를 배치할 수 있다.
여기서, 접착테이프(260)는 양면이 접착력을 가지며, 접착테이프(260)를 통하여 액정표시패널(210)과 광밸브패널(250)은 고정될 수 있게 된다.
또한, 액정표시패널(210)과 광밸브패널(250) 사이에 광학용 시트(270)가 배치될 수 있다.
여기서, 광학용 시트(270)는 베이스필름(272)과 베이스필름(272) 상부에 지지층(274)과 베이스필름(272) 하부에 광확산층(276)을 포함할 수 있다.
베이스필름(272)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polythylene terephthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(polythylenenaphthalate), 아크릴 수지(acrylic resin), 폴리카보네이트(polycarbonate),폴리스틸렌(polystyrene),폴리올레핀(polyolefin), 셀룰로즈 아세테이트(cellulose acetate), 방수 비닐 클로라이드(weather-resistant vinyl chloride)등과 같은 합성 수지로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 베이스필름(272)은 광을 전달해야 하기 때문에 무색이고 투명한 것이 바람직하다.
베이스필름(272) 상부에 배치되는 지지층(274)은 다수의 지지부를(S) 포함할 수 있다. 즉, 투명한 반구형상의 다수의 지지부(S)가 일정 간격(T) 이격하여 배치될 수 있다.
즉, 지지부(S)가 5um 이상의 간격(T)을 가지며 다수 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 지지부(S)의 지름(d)은 10um 내지 100um일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 지지부(S)의 높이(h)는 1mm 이하일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 지지부(S)는 아크릴계 공중합체 (Acryl-Copolymer) 또는 실리콘 탄성 중합체 (Silicone Elastomer)로 이루어질 수 있다.
즉, 아크릴계 공중합체 또는 실리콘 탄성 중합체를 UV 경화 또는 열경화하여 형성할 수 있다.
이러한, 지지층(274)의 지지부(S)를 통하여 액정표시패널(210)과 광밸브패널(250)은 일정한 간격을 유지할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치(200)는 지지층(274)을 통하여 액정표시패널(210)과 광밸브패널(250)의 간격이 일정하게 유지되어 높은 명암비를 구현할 수 있고, 액정표시패널(210)과 광밸브패널(250)의 국부적인 간격 차이로 인한 부정형 얼룩 현상을 효과적으로 개선할 수 있게 된다.
또한, 베이스필름(272) 하부의 광확산층(276)은 다수의 비드(Bead)(B)를 포함할 수 있다.
여기서, 광확산층(276)에 포함된 구(球)형의 비드(B)에 의해 광확산기능이 이루어진다.
이와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치(200)는 광확산층(276)을 구비함으로써 광밸브패널(250)을 통과한 광이 광확산층(276)에 의해 확산 처리가 되어 제 2 화소(P2) 패턴의 형상은 완화되거나 실질적으로 제거될 수 있게 된다.
이에 따라, 광학산층(276)을 통과한 광은 제 2 화소(P2) 패턴 형상이 직접적으로 반영되지 않고 완화되거나 제거된 프로파일을 갖게 되고 이 상태로 액정표시패널(210)에 공급된다. 따라서, 제 1, 2 화소(P1, P2) 패턴의 중첩에 따른 모아레(Moire) 현상은 효과적으로 개선될 수 있게 된다.
여기서, 광확산층(276)은 모아레(Moire) 현상 개선을 위해 헤이즈(haze) 값이 대략 40%~90%인 것이 바람직하며, 더욱이 대략 60%~80%인 것이 보다 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예의 접착테이프가 배치된 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 광밸브패널(250) 상부에 광학용 시트(270가 배치되고, 광학용 시트(270) 상부에 접착테이프(260)가 배치된다.
도시되지는 않았지만, 접착테이프(260) 상부에는 액정표시패널(도 6의 210)이 배치된다.
여기서, 광학용 시트(270)는 제 1 측면에 돌출된 제 1 고정부(F1)를 포함할 수 있다.
또한, 제 1 측면에 반대되는 제 2 측면에 돌출된 제 2 고정부(F2)를 포함할 수 있다.
한편, 접착테이프(260)는 제 1 고정부(F1) 및 제 2 고정부(F2)를 덮으며 광밸브패널(250)에 부착될 수 있다.
즉, 접착테이프(260)에 의하여 광학용 시트(270)는 광밸브패널(250)에 고정될 수 있다.
이에 대하여 좀 더 자세히 살펴보면, 접착테이프(260)는 사각테 형상으로 광밸브패널(250)의 가장자리에 배치될 수 있다.
이때, 광학용 시트(270)의 제 1 고정부(F1) 및 제 2 고정부(F2)의 일부를 덮으며 광밸브패널(250)의 가장자리에 배치된다.
즉, 접착테이프(260)가 가지는 폭의 일부는 광밸브패널(250)과 접촉하며, 일부는 광학용 시트(270)의 제 1 고정부(F1) 및 제 2 고정부(F2)와 접촉하게 된다.
여기서, 접착테이프(260)가 제 1 고정부(F1) 및 제 2 고정부(F2)와 접촉하는 폭은 접착테이프(260)가 가지는 폭의 1/2을 넘지 않는 것 이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 접착테이프(260)는 양면이 접착력을 가지고 있어, 접착테이프(260)의 일면에 의하여 고정된 광밸브패널(250) 및 광학용 시트(270)의 상부로 액정표시패널(도6의 210)이 부착되어, 광밸브패널(250)과 광학용 시트(270) 및 액정표시패널(도 6의 210)은 접착테이프(260)를 통하여 고정될 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치(도 6의 200)는 광밸브패널(250)을 구비하여 액정표시패널(도 6의 210) 내부로 공급되는 광량을 조절할 수 있게 되어 고 명암비(High Contrast Ratio)를 구현할 수 있게 된다.
또한, 광학용 시트(270)의 지지층(도 7의 274)을 통하여 액정표시패널(도 6의 210)과 광밸브패널(250)의 간격이 일정하게 유지되어 액정표시패널(도 6의 210)과 광밸브패널(250)의 국부적인 간격 차이로 인한 부정형 얼룩 현상을 효과적으로 개선할 수 있게 된다.
그리고, 광학용 시트(270)은 광확산층(도 7의 276)을 더욱 구비함으로써 광밸브패널(250)을 통과한 광이 광확산층(도 7의 276)에 의해 확산 처리가 되어 제 2 화소(P2) 패턴의 형상은 완화되거나 실질적으로 제거될 수 있게 되어 모아레(Moire) 현상은 효과적으로 개선될 수 있게 된다.
또한, 사각테 형상의 접착테이프(260)를 통하여 광밸브패널(250)과 광학용 시트(270) 및 액정표시패널(도 6 의 210)을 고정시킬 수 있게 되어, 공정비용을 절감함과 불량에 대한 수리가 용이할 수 있게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
200: 액정표시장치 210: 액정표시패널
212: 제 1 기판 214: 제 2 기판
219a: 제 1 편광판 219b: 제 2 편광판
221: 반사판 223: 도광판
225: 광학시트 229: LED 어셈블리
229a: LED 229b: PCB
250:광밸브패널 252: 제 3 기판
254: 제 4 기판 259: 제 3 편광판
260: 접착테이프 270: 광학용 시트
BLU: 백라이트유닛 P1: 제 1 화소
P2: 제 2 화소

Claims (12)

  1. 액정표시패널과;
    상기 액정표시패널 하부에 배치된 광밸브패널과;
    상기 액정표시패널과 상기 광밸브패널 사이에 배치되는 광학용 시트
    를 포함하고,
    상기 광학용 시트는 베이스필름과,
    상기 베이스필름 상부에 반구형상의 지지부를 다수 포함하는 지지층과,
    상기 베이스필름 하부에 다수의 비드를 포함하는 광확산층을 포함하는
    액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학용 시트의 제 1 측면에 돌출된 제 1 고정부를 더 포함하는 액정표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 측면에 반대되는 제 2 측면에 돌출된 제 2 고정부를 더 포함하는 액정표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 액정표시패널과 상기 광밸브패널 사이에 배치되는 사각테 형상의 접착테이프를 더 포함하는 액정표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 접착테이프는 상기 제 1 고정부 및 상기 제 2 고정부의 상면 일부와 중첩되는 액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부의 지름은 10um 내지 100um인 액정표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부의 높이는 1mm이하인 액정표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부는 5um 이상의 간격으로 다수 배치되는 액정표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 광확산층은 40%~90%의 헤이즈 값을 갖는 액정표시장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 하나의 항에 있어서,
    상기 광밸브패널 하부에 배치된 도광판과;
    상기 도광판의 입광면에 대면하는 광원
    을 더 포함하는 액정표시장치.
  11. 제 1 항 내지 제 9 항 중 하나의 항에 있어서,
    상기 광밸브패널은 단위 화소인 제 2 화소를 포함하고,
    상기 액정표시패널은 단위 화소인 제 1 화소를 포함하며,
    상기 제 2 화소는 다수의 상기 제 1 화소에 대응하는
    액정표시장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 광밸브패널은 액정패널을 사용하여 구성되는
    액정표시장치.
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