KR101272054B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 액정패널에 공급되는 광의 휘도 균일도가 향상된 액정표시장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 액정패널; 상기 액정패널의 하부에 배치되어 액정패널에 광을 공급하는 다수의 램프; 상기 램프의 상부에 배치되며, 램프로부터 방출되는 광을 확산시키는 확산판; 및 상기 확산판의 상부에 배치되며, 배면 중에서 램프와 인접한 영역에는 확산판으로부터의 광의 일부를 반사시키는 반사 비드를 포함하는 다수의 반사패턴이 형성된 확산시트; 에 의해 달성되며, 상기 확산시트의 반사패턴 각각은 램프의 길이 방향과 평행한 방향으로 연장되어 형성된다.
액정표시장치, 확산시트

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 액정패널에 공급되는 광의 휘도 균일도가 향상되어 화면 표시 품질이 향상되며, 광의 균일도 향상을 목적으로 구비되는 광학시트의 수를 최소화할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이에 따라 액정표시장치는 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등으로 널리 이용되고 있다.
통상적으로 액정표시장치는 매트릭스형태로 배열된 다수의 제어용 스위칭 소자에 인가되는 영상신호에 따라 광의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.
이러한 액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 상부기판인 컬러필터(color filter) 기판과 하부기판인 박막트랜지스터 어레이(Thin film Transistor Array) 기판이 서로 대향하고 상기 두 기판 사이에는 액정층이 충진된 액정패널과, 상기 액정패널에 주사신호 및 화상정보를 공급하여 액정패널을 동작시키는 구동부를 포 함하여 구성된다.
이러한 액정표시장치는 스스로 빛을 내지 못하는 비발광 소자이므로, 화상을 구현하기 위해서는 액정패널에 광을 공급하는 광원을 필요로 하게 된다. 따라서, 액정표시장치에는 액정패널에 광을 공급하는 광원을 포함하는 백라이트 어셈블리(back light assembly)가 구비된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 종래의 일반적인 액정표시장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시한 바와 같이 종래의 일반적인 액정표시장치는, 액정패널(1)과, 상기 액정패널(1) 하부에 구비되어 액정패널(1)에 광을 공급하는 다수의 램프(2)와, 상기 램프(2)로부터 방출되는 광을 확산시키는 확산판(3)과, 상기 확산판(3) 상에 배치되어 확산판(3)으로부터 방출되는 광을 확산시키는 확산시트(4)와, 상기 확산시트(4) 상에 배치되어 확산시트(4)로부터 방출되는 광을 집광하는 프리즘시트(7)와, 상기 프리즘 시트(7) 상에 배치되어 프리즘 시트(7)를 보호하는 보호시트(8)와, 상기 램프(2) 하부에 배치되어 램프(2)로부터 방출된 광을 확산판(3) 방향으로 반사시키는 반사시트(9)로 구성된다.
이와 같은 구성을 가지는 액정표시장치는, 슬림(slim)화된 모델에 대한 사용자의 높은 기대에 부응하기 위하여 램프(2)와 확산판(3) 사이의 거리(L1)가 좁아지고 있는 추세에 있고, 램프(2) 자체의 높은 효율로 인하여 램프(2)의 개수가 줄어들어 램프(2) 간의 간격(L2)이 넓어지고 있는 추세에 있으며, 이로 인해 액정패널(1)에 공급되는 광의 균일도가 낮아지는 문제점이 있다. 이와 같은 문제점을 해 결하기 위해서는 광의 균일도를 더욱 높이기 위한 목적으로 다수의 확산시트를 더 구비해야 하지만, 다수의 확산시트를 더 구비하는 경우에는 슬림화된 모델에 대한 소비자의 기대에 역행하게 되는 문제점이 발생한다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 액정패널에 공급되는 광의 휘도 균일도가 향상되어 화면 표시 품질이 향상됨과 동시에 광의 균일도 향상을 목적으로 구비되는 광학시트의 수가 최소화된 액정표시장치에 관한 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 액정패널; 상기 액정패널의 하부에 배치되어 액정패널에 광을 공급하는 다수의 램프; 상기 램프의 상부에 배치되며, 램프로부터 방출되는 광을 확산시키는 확산판; 및 상기 확산판의 상부에 배치되며, 배면 중에서 램프와 인접한 영역에는 확산판으로부터의 광의 일부를 반사시키는 반사 비드를 포함하는 다수의 반사패턴이 형성된 확산시트; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 확산시트의 반사패턴 각각은 램프의 길이 방향과 평행한 방향으로 연장되어 형성된다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 확산시트의 배면에 있어서 램프와 인접한 영역에 반사패턴이 형성됨으로써, 액정패널에 균일한 휘도 분포를 가지는 면광원을 공급할 수 있는 효과가 있다.
이에 따라, 액정표시장치의 화면 표시 품질을 향상시키는 장점이 있으며, 광의 균일도 향상을 목적으로 구비되는 광학시트의 수를 최소화할 수 있는 장점이 있 다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 액정패널(101); 상기 액정패널(101)의 하부에 배치되어 액정패널(101)에 광을 공급하는 다수의 램프(102); 상기 램프(102)의 상부에 배치되며, 램프(102)로부터 방출되는 광을 확산시키는 확산판(103); 상기 확산판(103)의 상부에 배치되며, 배면 중에서 램프(102)와 인접한 영역에는 확산판(103)으로부터의 광의 일부를 반사시키는 반사 비드(105a)를 포함하는 다수의 반사패턴(105)이 형성된 확산시트(104); 를 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 확산시트(104)의 반사패턴(105) 각각은 램프(102)의 길이 방향과 평행한 방향으로 연장되어 형성된다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치에 구비된 각 구성 요소에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2를 참조하면, 상기 액정패널(101)은 상부기판인 컬러필터 기판(101a)과 하부기판인 박막 트랜지스터 어레이 기판(101b)으로 구성되며, 상기 두 기판(101a, 101b) 사이에는 액정층(미도시)이 형성되어 있다.
상기 액정패널(101)의 하부에는 다수의 램프(102)가 배치되며, 액정패널(101)은 램프(102)로부터 광을 공급받아 화면을 표시하게 된다.
상기 램프(102)는 외부전극 형광램프(EEFL : external electrode fluorescent lamp) 또는 냉음극 형광램프(CCFL : cold cathode fluorescent lamp) 등이 채용될 수 있을 것이다.
도 2를 참조하면, 상기 램프(102)의 상부에는 상기 램프(102)로부터의 광을 확산시켜 확산시트(104)에 공급하는 확산판(1013)이 배치된다.
도 2를 참조하면, 상기 확산판(103)의 상부에는 확산판(103)으로부터의 광을 더욱 균일한 휘도 분포의 면광원으로 변경시키는 확산시트(104)가 배치된다.
이와 같은 확산시트(104)에 있어서, 배면 중에 램프(102)와 인접한 영역에는 확산판(103)으로부터의 광의 일부를 반사시키는 반사 비드(105a)를 포함하는 다수의 반사패턴(105)이 형성되는데, 상기 반사패턴(105) 각각은 램프(102)의 길이 방향과 평행한 방향으로 연장되도록 형성된다. 이와 같은 특징을 가지는 확산시트(104)와 관련해서는 아래에서 상세히 설명하도록 한다.
도 2를 참조하면, 상기 확산시트(104)의 상부에는 확산시트(104)로부터의 광을 집광시키는 프리즘 시트(107)가 배치될 수 있으며, 상기 프리즘 시트(107) 상에는 프리즘 시트(107)를 보호하는 보호시트(108)가 배치될 수 있다. 이와 같은 프리즘 시트(107)와 보호 시트(108)는 확산시트(104)의 상면에 집광 패턴(도 4의 206 참조)이 형성된 경우에는 구비하지 않는 것도 가능한데, 이와 관련해서는 아래에서 상세히 설명하도록 한다.
그리고, 상기 다수의 램프(102) 하부에는 반사시트(109)가 형성되는데, 이러한 반사시트(109)는 램프(102)로부터 방출된 광을 확산판(103)의 내부로 반사시킨다.
이하, 도 2를 비롯하여 도 3 내지 도 6b를 참조하여 상기 확산시트(104)에 대하여 상세히 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2를 참조하면, 상기 확산시트(104)의 배면에는 램프(102)의 길이 방향과 평행한 방향으로 연장된 막대형상으로 형성된 다수의 반사패턴(105)이 형성된다.
도 2와 도 3에는 상기 확산시트(104)의 배면에 형성된 반사패턴(105)이 렌티큘러 렌즈 형상을 이루는 것을 그 예로 하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 반사패턴(105)은 프리즘, n각 기둥 등 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 예가 가능하다. 여기서, 상기 n은 4 이상의 자연수이다.
그리고, 본 발명을 설명함에 있어서 상기 확산시트(104)의 배면에 형성된 반사패턴(105)은 램프(102)의 길이 방향과 평행한 방향으로 연장된 막대 형상을 이루는 것을 그 예로 하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 반사패턴(105)은 마이크로 렌즈 형상을 이루는 등 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 예가 가능할 것이다.
상기 확산시트(104)의 반사패턴(105)은 램프(102) 각각에 대하여 다수 개씩 대응되도록 형성되어 해당 램프(102)에 대한 그룹을 이루며, 상기 반사패턴(105)의 각 그룹 내에 포함된 다수의 반사패턴(105)은 자신이 대응된 램프(102)의 중심을 기준으로 하여 양쪽으로 동일한 분포를 이루도록 형성된다.
도 2를 참조하면, 상기 반사패턴(105)의 각 그룹의 폭(L3)은 다수의 램프(102) 간의 간격(L4)의 1/4 이상 3/4이하인 것이 바람직하다. 그리고, 상기 반사패턴(105) 하나의 폭(L5)은 50[㎛] 이상 300[㎛]이하인 것이 바람직하다.
도 2를 참조하면, 상기 확산시트(104)의 반사패턴(105)에 포함된 반사 비드(105a)는 내부에 다수의 공기볼이 포함되거나 또는 외부에 반사물질이 코팅되어 있다. 이러한 반사 비드(105a)는 확산시트(104)의 배면 중에서 램프(102)와 인접한 영역에 형성된 반사패턴(105)의 내부에 형성되므로, 램프(102)와 인접하여 높은 휘도의 광의 일부를 반사시켜 반사시트(109)를 향해 진행하도록 하고, 그 광이 반사시트(109)에 반사된 후에는 확산시트(104)의 배면 중에서 램프(102)와 인접하지 않은 영역, 즉 반사패턴(105)이 형성되지 않은 영역으로 진행하도록 하며, 이로 인해 확산시트(104)를 통과한 광은 전체적으로 균일한 분포를 갖게 된다.
그리고, 상기 확산시트(104)의 반사패턴(105)에 포함된 반사 비드(105a)의 밀도는 20[%] 이상 80[%] 이하인 것이 바람직하다.
도 2를 참조하면, 상기 확산시트(104)의 반사패턴(105) 중에 반사 비드(105a)를 제외한 영역은 자외선(UV) 경화성 아크릴 레진(acryl resin)을 이루어진다.
도 2에 도시한 바와 같이 확산시트(104)의 상면에는 다수의 확산 비드(106a)를 포함하는 확산층(106)이 형성되는데, 상기 확산층(106)은 헤이즈(haze) 값이 50[%] 이상 90[%]이하인 것이 바람직하다. 그리고, 상기 확산 비드(106a)는 PMMA(polymethylmethacrylate), PC(polycarbonate), 이산화규소(silica) 중 선택된 어느 하나를 재료로 하여 형성된다.
도 2와 도 3에는 상기 확산시트(104)의 상면에 다수의 확산 비드(106a)를 포함하는 확산층(106)이 형성된 것을 그 예로 하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것 은 아니며, 확산시트(도 4의 204 참조)의 상면에는 다수의 집광패턴(도 4의 206 참조)이 형성되는 등 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 예가 가능하다.
즉, 상기 확산시트(도 4의 204 참조)의 상면에는 도 4에 도시한 바와 같은 프리즘 형상을 이루는 집광패턴(도 4의 206 참조)이 형성되거나, 도면에는 도시하지 않았지만 렌티큘러 렌즈, n각 기둥, 마이크로 렌즈 중에 선택된 어느 하나의 형상을 이루는 집광패턴이 형성될 수 있다. 이때, 상기 집광패턴(206)은 굴절률이 1.4 이상 1.7 이하의 아크릴 레진(acryl resin)을 재료로 하여 형성되는 것이 바람직하며, 집광패턴(206) 하나의 폭(L6)은 20[㎛] 이상 200[㎛] 이하인 것이 바람직하다.
이와 같이 확산시트(204)의 상면에 집광패턴(206)이 형성된 경우에는 집광 패턴(106)에서 집광이 이루어지므로 프리즘 시트(도 2의 107 참조)를 생략하는 것도 가능할 것이다.
그리고, 도 4에는 상기 집광패턴(206)이 확산시트(204) 상면의 전체에 형성된 것을 그 예로 하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 집광 패턴(도 5의 304 참조)은 도 5에 도시한 바와 같이 확산시트(304)의 배면에 형성된 반사패턴(305)과 오버랩되는 영역에만 형성되는 등 그 형성 범위에 있어서는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.
이하, 도 6a와 도 6b를 참조하여 본 발명의 효과를 증명하고자 한다.
도 6a와 도 6b는 도 3에 있어서 램프(102)의 상부에 확산판(103) 및 확산시 트(104)를 배치한 후에 램프(102)를 구동하였을 시의 확산시트(104)의 휘도 분포를 나타내기 위한 도면으로서, 도 6a는 램프(102)를 26[mm] 간격으로 배치하고 2[mm]의 간격을 가지는 휘도 측정 지점 (26 개)을 나타낸 평면도이고, 도 6b는 도 6a의 휘도 측정 지점의 휘도 데이터를 나타낸 그래프이며, 설명의 편의를 위하여 도 6b에는 종래의 일반적인 액정표시장치에 있어서 램프(도 1의 2 참조)의 상부에 확산판(도 1의 3 참조), 확산시트(도 1의 4 참조), 프리즘 시트(도 1의 7 참조) 및 보호시트(도 1의 8 참조)를 배치한 후에 램프(도 1의 2 참조)를 구동하였을 시의 보호시트(도 1의 8참조)의 휘도 분포도 함께 나타내었다.
도 6a와 도 6b를 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치에 대한 휘도 데이터 및 종래의 일반적인 액정표시장치에 대한 휘도 데이터 중에서 상대적으로 높은 휘도를 나타내고 있는 데이터는 램프에 인접한 영역의 휘도 데이터이며, 본 발명에 따른 액정표시장치는 종래의 일반적인 액정표시장치에 비교하여 램프(102)에 인접한 영역의 휘도 데이터와 램프(102)에 인접하지 않은 영역의 휘도 데이터 간의 편차가 높지 않고 휘도 균일도가 높음을 알 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 확산시트(104)의 배면에 있어서 램프(102)와 인접한 영역에 반사패턴(105)이 형성됨으로써, 액정패널(101)에 균일한 휘도 분포를 가지는 면광원을 공급할 수 있는 효과가 있다.
이에 따라, 액정표시장치의 화면 표시 품질을 향상시키는 장점이 있으며, 광학시트의 수를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 일반적인 액정표시장치를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도.
도 3은 도 2의 확산시트를 확대하여 도시한 사시도.
도 4는 도 2의 확산시트의 상면에 있어서 집광패턴이 형성된 예를 도시한 사시도.
도 5는 도 4의 집광패턴의 다른 예를 도시한 단면도.
도 6a와 도 6b는 도 2에 있어서 램프 상에 확산판 및 확산시트를 차례로 배치한 후 램프를 구동하였을 시에 확산시트의 휘도 분포를 나타내기 위한 도면으로서, 도 6a는 휘도 측정 지점을 나타낸 평면도이고, 도 6b는 도 6a의 휘도 측정 지점에서의 휘도 데이터를 나타낸 그래프.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
101 : 액정패널 102 : 램프
103 : 확산판 104, 204, 304 : 확산시트
105, 305 : 반사패턴 105a : 반사 비드
106 : 확산층 107 : 프리즘 시트
108 : 보호시트 109 : 반사시트
106, 306 : 집광 패턴

Claims (18)

  1. 액정패널;
    상기 액정패널의 하부에 배치되어 액정패널에 광을 공급하는 다수의 램프;
    상기 램프의 상부에 배치되며, 램프로부터 방출되는 광을 확산시키는 확산판; 및
    상기 확산판의 상부에 배치되며, 배면 중에서 램프와 인접한 영역에는 확산판으로부터의 광의 일부를 반사시키는 반사 비드를 포함하는 다수의 반사패턴이 형성된 확산시트; 를 포함하여 구성되며,
    상기 확산시트의 반사패턴 각각은 램프의 길이 방향과 평행한 방향으로 연장되어 형성되고,
    상기 확산시트의 배면에 형성된 다수의 반사패턴은 램프 각각에 대하여 다수 개씩 대응되도록 형성되어 램프 각각에 대한 그룹을 이루며,
    상기 반사패턴의 각 그룹 내에 포함되는 반사패턴들은 자신이 대응된 램프의 중심을 기준으로 하여 양쪽으로 동일한 분포를 이루는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 반사패턴의 각 그룹의 폭은 다수의 램프 간의 간격의 1/4 이상 3/4 이하인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 확산시트의 반사패턴은 렌티큘러 렌즈, 프리즘, n각 기둥 중에 선택된 어느 하나의 형상인 것을 특징으로 하는 액정표시장치. (여기서, n은 4 이상의 자연수)
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 확산시트의 반사패턴 각각의 폭은 50[㎛] 이상 300[㎛]이하인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 확산시트의 반사패턴에 포함된 반사 비드는 내부에 공기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 반사 비드는 다수의 공기볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 확산시트의 반사패턴에 포함된 반사 비드는 외부에 반사물질이 코팅된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 확산시트의 반사패턴에 포함된 반사 비드의 밀도는 20[%] 이상 80[%] 이하인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 확산시트의 반사패턴 중에 반사 비드를 제외한 영역은 자외선(UV) 경화성 아크릴 레진(acryl resin)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 확산시트의 상면에는 다수의 확산 비드를 포함하는 확산층이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 확산시트 상면의 확산층은 헤이즈 값이 50[%] 이상 99[%] 이하인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 상기 확산 비드는 PMMA(polymethylmethacrylate), PC(polycarbonate), 이산화규소(silica) 중 선택된 어느 하나로 이루어진 것을 특지응로 하는 액정표시장치.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 확산시트의 상면에는 다수의 집광패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 집광패턴은 렌티큘러 렌즈, 프리즘, n 각 기둥, 마이크로 렌즈 중에 선택된 어느 하나의 형상인 것을 특징으로 하는 액정표시장치. (여기서, 상기 n은 4 이상의 자연수)
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 집광패턴은 굴절률이 1.4 이상 1.7 이하의 아크릴 레진(acryl resin)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 다수의 집광패턴 각각의 폭은 20[㎛] 이상 200[㎛] 이하인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  18. 제 14 항에 있어서, 상기 집광패턴은 반사패턴과 오버랩되는 영역에 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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