KR101473840B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광다이오드가 광원으로 구비된 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 본 발명은 액정패널에 균일한 휘도의 순수 백색광을 공급할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 액정패널; 상기 액정패널 하부의 적어도 일측에 배치되어 상부 방향으로 광을 방출하는 복수의 발광다이오드; 상기 발광다이오드로부터의 광을 액정패널 방향으로 안내하는 도광판; 상기 발광다이오드의 상부에 배치되며, 발광다이오드로부터 방출되는 광의 경로를 변환시켜 도광판 내에서 복수 번 전반사 되도록 유도하는 광경로 변환수단; 에 의해 달성된다.
액정표시장치, 발광다이오드

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 발광다이오드가 광원으로 구비된 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 본 발명은 액정패널에 균일한 휘도의 순수 백색광을 공급할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이에 따라 액정표시장치는 휴대용 컴퓨터, 휴대폰, 사무 자동화 기기 등에 있어서 화면을 디스플레이하기 위한 수단으로서 널리 이용되고 있다.
통상적으로 액정표시장치는 매트릭스형태로 배열된 다수의 제어용 스위칭 소자에 인가되는 영상신호에 따라 광의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.
이러한 액정표시장치는 상부기판인 컬러필터 기판과 하부기판인 박막트랜지스터 어레이 기판이 서로 대향하고 상기 두 기판 사이에는 액정층이 충진된 액정패널과, 상기 액정패널에 주사신호 및 화상정보를 공급하여 액정패널을 동작시키는 구동부를 포함하여 구성된다.
이러한 액정표시장치는 스스로 빛을 내지 못하는 비발광 소자이므로, 화상을 구현하기 위해서는 액정패널에 광을 공급하는 광원을 필요로 하게 된다. 따라서, 액정표시장치에는 액정패널에 광을 공급하는 광원 및 광원으로부터 방출되는 광을 백색의 균일한 평면광으로 변환하기 위한 도광판, 광학시트 등을 포함하는 백라이트 어셈블리(back light assembly)가 구비된다.
종래에는 백라이트 어셈블리의 광원으로서 냉음극 형광램프(CCFL : cold cathode fluorescent lamp)가 주로 사용되었지만, 최근 들어 액정표시장치의 소형화, 박형화, 경량화 추세에 따라 소비전력, 무게, 휘도 등에서 유리한 발광 다이오드(LED : light emitting diode)를 백라이트 어셈블리의 광원으로 채택한 액정표시장치가 늘어나고 있다.
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) 하부의 일측에 배치되어 적색, 녹색, 청색의 광을 방출하는 다수 개의 발광다이오드(2)와, 상기 발광다이오드(2)로부터 방출되는 광을 액정패널(1) 방향으로 안내하는 도광판(3)과, 상기 도광판(3)의 하부로 누설되는 광을 도광판(3)의 내부로 반사시키는 반사시트(10)와, 상기 도광판(3)으로부터 방출되는 광을 변환하여 액정패널(1)에 공급하는 광학시트(6)를 포함하여 구성된다.
상기 발광다이오드(2)는 적색, 녹색, 청색의 광을 방출하는 다수 개의 발광다이오드(2)이며, 이러한 다수 개의 발광다이오드(2)는 인쇄회로기판(12) 상에 어 레이를 이루어 교대로 배치됨으로써 적색, 녹색, 청색의 광이 도광판(3) 내부에서 혼합되어 백색광으로 변환되어 액정패널(1)로 공급된다.
즉, 상기 다수의 발광다이오드(2)로부터 방출되는 적색, 녹색, 청색의 광은 도 2에 도시한 바와 같이 소정 지향각(α)을 가지고 도광판(3)에 입사하게 되며, 이후 도광판(3)의 내부에서 혼합됨으로써 백색광으로 변환되어 액정패널(1)로 공급되게 된다.
하지만, 상기 다수의 발광다이오드(2)로부터 방출되는 적색, 녹색, 청색의 광은 도광판(3)의 내부에서의 진행 경로 차이로 인해 부분적으로 혼합되지 않은 영역이 존재하는 경우에, 액정패널(1)에 공급되는 광 중에 일부가 적색, 녹색, 청색 중 적어도 어느 하나의 컬러에 치우치게 되어 액정패널(1)에 균일한 백색광을 공급하지 못하므로 화면의 품질을 떨어뜨리게 되는 문제가 발생한다.
그리고, 상기 다수의 발광다이오드(2)로부터 방출되는 광은 소정의 지향각을 가지고 도광판(3)에 입사함으로 인해, 도광판(3)의 입광면에는 광이 도달하지 않는 영역이 존재하여 주변보다 상대적으로 어두운 암점이 발생하게 되는 문제가 있다.
이와 같은 암점 발생을 최소화하기 위해서는 발광다이오드(2)와 도광판(3)의 간격을 크게 설정하거나 더욱 많은 발광다이오드(2)를 구비함으로써 해결하는 방안이 있지만, 이러한 방법은 최근 액정표시장치의 경량화 및 박형화의 추세에 역행하게 되는 문제점을 안고 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 발광다이오드로부터 방출되는 광의 경로를 변환시켜 도광판 내에서 다수 번 전반사되도록 유도하는 광경로 변환수단을 구비함으로써 액정패널에 균일한 휘도의 순수 백색광을 공급할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 액정패널; 상기 액정패널 하부의 적어도 일측에 배치되어 상부 방향으로 광을 방출하는 복수의 발광다이오드; 상기 발광다이오드의 상부에 경사지게 배치되며, 상기 발광다이오드로부터 지향각 범위 내에서 다수의 방위각으로 방출되는 각각의 광에 대응되어 상기 발광다이오드로부터의 광을 반사시키는 다수의 반사면이 형성된 반사부를 구비하는 광경로 변환수단; 및 상기 광경로 변환수단의 상기 반사부를 통해 반사되어 입사되는 광을 상기 액정패널 방향으로 안내하는 도광판을 포함하여 구성된다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 소정의 지향각을 가지고 발광다이오드로부터 방출되는 광이 광경로 변환수단에 의해 그 경로가 변환되어 도광판 내부에서 다수 번 전반사 수행됨으로써 서로 혼합되어 균일한 휘도를 가지는 순수 백색광이 액정패널에 공급되게 되는 효과가 있다.
그리고, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 상기와 같은 광경로 변환수단에 더하여 도광판의 하부 면 또는 반사시 트의 상면에 산란패턴이 형성된 경우에는 발광다이오드로부터의 광을 다방향으로 산란시켜 혼합을 유도함으로써 더욱 균일한 휘도를 가진 순수 백색광을 액정패널에 공급할 수 있는 장점을 제공한다.
또한, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 상기와 같은 광경로 변환 수단에 더하여 상기 발광다이오드 하우징의 개구부 중에 하부에 해당하는 영역만을 개방하는 격벽이 마련된 경우에는 도광판 내부의 광이 발광다이오드 하우징 내부로 유입되지 않으므로, 더욱 균일한 휘도를 가진 순수 백색광을 액정패널에 공급할 수 있는 장점을 제공한다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는 액정패널의 화면 표시 품질을 높일 수 있는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치에 대하여 상세히 설명한다.
<제 1 실시예>
먼저, 도 3을 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치에 대하여 설명하겠다.
도 3 에 도시한 바와 같이 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치는, 액정패널(101); 상기 액정패널(101) 하부의 적어도 일측에 배치되어 상부 방향으로 광을 방출하는 복수의 발광다이오드(102); 상기 발광다이오드(102)로부터의 광을 액정패널(101) 방향으로 안내하는 도광판(103); 상기 발광다이오드(102)의 상부에 배치되며, 발광다이오드(102)로부터 방출되는 광의 경로를 변환시켜 도광판(103) 내에서 복수 번 전반사 되도록 유도하는 광경로 변환수단(104); 을 포함하여 구성된다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치에 구비된 각 구성 요소에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3을 참조하면, 상기 액정패널(101)은 상부기판인 컬러필터 기판(101a)과 하부기판인 박막 트랜지스터 어레이 기판(101b)으로 구성되며, 상기 두 기판 사이에는 액정층(미도시)이 형성되어 있다.
상기 액정패널(101)의 하부의 일측에는 다수의 발광다이오드(102)가 배치되며, 액정패널(101)은 발광다이오드(102)로부터 광을 공급받아 화면을 표시하게 된다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 다수의 발광다이오드(102)는 적색, 녹색, 청색의 광을 방출하는 발광다이오드(102)이며, 인쇄회로기판 상에 어레이를 이루도록 교대로 배치된다.
이러한 발광다이오드(102)로부터 방출되는 광은 소정 범위를 가지고 상부 방향으로 방출된다. 즉, 상기 발광다이오드(102)로부터 방출되는 광 각각은 광축에 대하여 소정의 방위각을 가지되, 광 전체는 광축에 대하여 소정 지향각(α) 내에 존재한다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명함에 있어서 상기 다수의 발광다이오드(102)는 적색, 녹색, 청색의 광을 방출하는 발광다이오드(102)인 것을 그 예로 하였지만 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치에 구비된 다수의 발광다이오드(102)는 백색의 광이 방출되는 발광다이오드일 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 발광다이오드(102)의 일측에는 발광다이오드(102)로부터 방출되는 광이 입사되는 적어도 하나의 입광면(103a)이 마련된 도광판(103)이 배치된다.
상기 도광판(103)의 하부 면에는 발광다이오드(102)로부터 방출되어 입광면(103a)을 통해 도광판(103)의 내부로 입사된 광을 다방향으로 산란시키는 산란패턴(105)이 형성된다.
도 3에는 상기 산란패턴(105)이 도광판(103)의 하부 면으로부터 내부로 형성된 것을 그 예로 하였지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 산란패턴(105)은 도광판(103)의 하부면으로부터 외부로 돌출되도록 형성되는 등 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 예가 가능하다.
그리고, 도 3에는 상기 산란패턴(105)이 도광판(103)의 하부 면에 동일한 크기를 가지고 동일한 분포로 형성된 것을 그 예로 하였지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 산란패턴(105)은 도광판(103)의 입광면(103a)과 인접한 영역에 더 크게 형성되거나 또는 더욱 조밀하게 형성되는 등 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 예가 가능하다.
도면에 상세히 도시하지는 않았지만, 상기 도광판(103)의 하부에는 도광판(103)의 하부로 누설되는 광을 도광판(103)의 내부로 반사시키는 반사시트(미도시)가 추가로 구비될 수 있는데, 이 경우에 상기 산란패턴(105)은 도광판(103)의 하부 면이 아닌 반사시트의 상면에 형성될 수 있을 것이다. 즉, 상기 산란패턴(105)의 형성위치에 대해서는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 예가 가능하다.
상기 도광판(103)의 상부에는 확산시트, 프리즘 시트, 보호시트 등의 다수의 시트로 구성된 광학시트(106)가 배치되는데, 이러한 광학시트(106)는 도광판(103)으로부터 방출된 광을 변환하여 액정패널(101)에 공급하게 된다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치는 내부에 발광다이오드(102)가 배치되는 발광다이오드 하우징(107)이 구비된다.
상기 발광다이오드 하우징(107)의 일측에는 개구부가 마련되며, 상기 개구부에는 도광판(103)의 입광면(103a)이 대응된다.
그리고, 상기 발광다이오드 하우징(107)은 반사 특성이 우수한 금속 재질로 형성되거나, 또는 발광다이오드 하우징(107)을 이루는 면 중에 적어도 광이 도달하게 되는 영역은 반사 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
도 3 및 상기의 설명에는 상기 발광다이오드 하우징(107)이 도광판(103)의 상부면 중에 발광다이오드(102)와 인접한 일부 영역과 도광판(103)의 하부면 전체를 감싸도록 형성된 것을 그 예로 하였지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 발광다이오드 하우징(107)은 도광판(103)의 상부 면과 하부 면 중에 발광다이오드(102)와 인접한 일부 영역만 감싸도록 형성되는 등 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 예가 가능하다.
도 3을 참조하면, 상기 발광다이오드 하우징(107)의 내부에는 발광다이오 드(102)의 상부에 대응되는 영역에 광경로 변환수단(104)이 마련된다.
상기 광경로 변환수단(104)은 발광다이오드(102)의 상부에 소정 각도를 가지고 배치된 베이스 판(104b)과, 상기 베이스 판(104b) 상에 형성되되 각 발광다이오드(102)에 대응되는 다수의 반사부(104a)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 베이스 판(104b)과 반사부(104a)는 도 3에 도시된 바와 같이 개별 형성되어 서로 부착될 수 있으며, 경우에 따라서는 일체로 형성될 수도 있다.
도 4를 참조하면, 상기 광경로 변환수단(104)의 반사부(104a)는 발광다이오드(102)로부터 방출되는 광이 가지는 지향각(α)을 다수 개의 범위(0°~ θ1, θ1~ θ2, θ2~ θ3)로 나누었을 때 각 범위 내에 해당하는 방위각을 가지고 진행하는 광이 도달하는 다수의 반사면(104a1)을 포함하여 구성되며, 각 반사면(104a1)은 타원 띠 형상을 가진다.
도 5에는 상기 광경로 변환수단(104)을 사시도로 상세히 도시하였는데, 이러한 도 5를 참조하면 상기 광경로 변환수단(104)의 반사부(104a)를 구성하는 다수의 반사면(104a1) 각각은 타원 형상으로 형성됨을 알 수 있으며, 상기 반사부(104a)는 각 반사면(104a1)과 대응되어 타원 형상의 프리즘 띠를 이루는 보조면(104a2)을 포함하여 구성됨을 알 수 있다.
상기의 설명 및 도 5에는 상기 광경로 변환수단(104)의 반사부(104a)를 이루는 반사면(104a1)과 보조면(104a2)이 타원 띠 형상인 것을 그 예로 하였지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 광경로 변환수단(104)의 반사부(104a)를 이 루는 반사면(104a1)과 보조면(104a2)은 대략 사각의 띠 형상으로 형성되는 등 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 예가 가능하다.
이와 같은 광경로 변환수단(104)의 반사부(104a)를 구성하는 반사면(104a1)은 발광다이오드(102)로부터 방출되는 광의 경로를 변환시켜 도광판(103)의 내부에서 복수 번 전반사될 수 있도록 형성된다.
즉, 상기 광경로 변환수단(104)의 반사부(104a)를 구성하는 반사면(104a1)은 그 기울기가, 발광다이오드(102)로부터의 광이 반사면(104a1)에 반사된 후 도광판(103)의 내부에 입사되었을 때 다수 번의 전반사를 수행할 수 있도록 설정된다.
따라서, 상기 발광다이오드(102)로부터 방출되는 적색, 녹색, 청색의 광의 대부분은 상기 반사면(104a1)에 반사된 후 도광판(103)의 내부에서 다수 번의 전반사가 수행되는 동안 고루 혼합되어 균일한 백색광으로 변환되게 된다.
이에 더하여, 상술한 바와 같이 도광판(103)의 하부 면 또는 반사시트(미도시)의 상면에 산란패턴(105)이 형성된 경우에는, 상기 발광다이오드(102)로부터 방출된 후 상기 반사면(104a1)에 반사되어 도광판(103)의 내부로 입사된 광은 상기 산란패턴(105)에 의해 다방향으로 산란되게 되므로, 적색, 녹색, 청색 광의 혼합률에 있어서 더욱 높은 결과를 얻을 수 있다. 즉, 상기 발광다이오드(102)로부터 방출된 후 광경로 변환수단(104)의 반사부(104a)를 구성하는 반사면(104a1)에 반사된 광은 도 3에 도시되 바와 같이 그 진행경로가 도광판(103)의 입광면(103a) 중에 상대적으로 아래에 해당하는 영역에 집중되게 되므로, 발광다이오드(102)로부터의 광의 대부분이 도광판(103)의 내부에 입사된 후 산란패턴(105)에 먼저 도달하여 산란 됨으로써 적색, 녹색, 청색 광의 혼합률이 높아지게 되므로 도광판(103)의 상부 면을 통해 도광판(103)의 외부로 방출되는 광은 균일한 휘도를 가지며 순수 백색광을 띄게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치는 다수의 발광다이오드(102)로부터 방출되는 적색, 녹색, 청색의 광이 효과적으로 혼합되므로, 액정패널(101)에 균일한 휘도의 순수 백색광을 공급할 수 있어 액정패널(101)의 화면 표시 품질을 상승시킬 수 있다.
그리고, 상술한 바와 같은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치는 다수의 발광다이오드(102)로부터 방출되는 적색, 녹색, 청색의 광이 광경로 변환수단(104)에 의해 효과적으로 혼합되므로, 발광다이오드(102)와 도광판(103) 사이의 간격을 최소화할 수 있고 동시에 최소 수의 발광다이오드(102)만을 구비하면 되므로 액정표시장치에 있어서 최근의 박형화, 경량화 추세에 부응할 수 있게 된다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치를 설명함에 있어서, 상기 발광다이오드(102)가 적색, 녹색, 청색의 광을 방출하는 발광다이오드(102)인 것을 그 예로 하였지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 발광다이오드(102)가 백색의 광을 방출하는 발광다이오드인 경우에도 발광다이오드로부터 방출된 광이 상기 광경로 변환수단(104)에 의해 도광판(103)의 내부에서 다수 번 전반사됨으로써 효율적으로 혼합되므로 균일한 휘도의 백색광을 액정패널(101)에 공급할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.
<제 2 실시예>
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치에 대하여 설명하겠다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 실시예를 설명함에 있어서 제 1 실시예와 동일한 설명은 생략하며, 제 1 실시예와 다른 구성 요소인 격벽을 중심으로 하여 설명하도록 한다.
도 6에 도시한 바와 같이 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치는, 액정패널(201); 상기 액정패널(201) 하부의 적어도 일측에 배치되어 상부 방향으로 광을 방출하는 복수의 발광다이오드(202); 상기 발광다이오드(202)로부터의 광을 액정패널(201) 방향으로 안내하는 도광판(203); 상기 발광다이오드(202)의 상부에 배치되며, 발광다이오드(202)로부터 방출되는 광의 경로를 변환시켜 도광판(203) 내에서 복수 번 전반사 되도록 유도하는 광경로 변환수단(204); 을 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 도광판(203)의 입광면(203a)과 대응되는 개구부가 형성되며 내부에는 발광다이오드(202)가 배치된 발광다이오드 하우징(207)이 추가로 구비되며, 상기 발광다이오드 하우징(207)에는 개구부를 이루는 영역 중에 상부에 해당하는 영역으로부터 돌출되어 형성되며 개구부를 이루는 영역 중에 하부에 해당하는 영역과는 소정 간격을 두고 이격된 격벽(209)이 형성된다.
도 6을 참조하면, 상기 광경로 변환수단(204)은 발광다이오드(202)의 상부에 소정 각도를 가지고 배치된 베이스 판(204b)과, 상기 베이스 판(204b) 상에 형성되되 각 발광다이오드(202)에 대응되는 다수의 반사부(204a)를 포함하여 구성된다.
도 6을 참조하면, 상기 광경로 변환수단(204)의 반사부(204a)는 발광다이오 드(202)로부터 방출되는 광이 가지는 지향각(α)을 다수 개의 범위로 나누었을 때 각 범위 내에 해당하는 방위각을 가지고 진행하는 광이 도달하는 다수의 반사면(204a1)을 포함하여 구성되며, 각 반사면(204a1)은 타원 띠 형상을 가진다.
그리고, 상기 광경로 변환수단(204)의 반사부(204a)를 구성하는 다수의 반사면(204a1) 각각은 타원 형상으로 형성되며, 상기 반사부(204a)는 각 반사면(204a1)과 대응되어 타원 형상의 프리즘 띠를 이루는 보조면(204a2)을 포함하여 구성된다. 이와 관련한 상세한 설명은 상술한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치를 참조하도록 한다.
이와 같은 광경로 변환수단(204)의 반사부(204a)를 구성하는 반사면(204a1)은 발광다이오드(202)로부터 방출되는 광의 경로를 변환시켜 도광판(203)의 내부에서 복수 번 전반사될 수 있도록 형성된다.
즉, 상기 광경로 변환수단(204)의 반사부(204a)를 구성하는 반사면(204a1)은 그 기울기가, 발광다이오드(202)로부터의 광이 반사면(204a1)에 반사된 후 도광판(203)의 내부에 입사되었을 때 다수 번의 전반사를 수행할 수 있도록 설정된다. 따라서, 상기 발광다이오드(202)로부터 방출되는 적색, 녹색, 청색의 광의 대부분은 상기 반사면(204a1)에 반사된 후 도광판(203)의 내부에서 다수 번의 전반사가 수행되는 동안 고루 혼합되어 균일한 백색광으로 변환되게 된다.
이에 더하여, 상기 광경로 변환수단(204)의 반사부(204a)를 이루는 반사면(204a1)은 도 6에 도시한 바와 같이 상기 발광다이오드(202)로부터 방출된 광이 반사면(204a1)에 반사된 후 진행되는 방향이 발광다이오드 하우징(207)의 개구부를 이루는 영역 중에 하부에 해당하는 영역과 격벽(209) 사이의 영역을 향할 수 있도록 설정되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 발광다이오드(202)로부터 방출되어 도광판(203)의 내부로 입사된 광은 상기 격벽(209)에 의해 발광다이오드 하우징(207)의 내부 공간으로 진행되는 것이 방지되며, 이를 위해서는 상기 격벽(209) 중에 적어도 발광다이오드(202)로부터의 광이 도달하게 되는 영역은 반사 특성을 가지는 재질로 형성되는 것이 바람직할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치는 다수의 발광다이오드(202)로부터 방출되는 적색, 녹색, 청색의 광이 광경로 변환수단(204)으로 인해 진행경로가 변환되어 도광판(203)의 내부에서 다수 번의 전반사를 수행함으로써 효과적으로 혼합되며, 또한 도광판(203)의 내부에서 혼합된 광이 상기 격벽(209)에 의해 발광다이오드 하우징(207)의 내부로 재유입되는 것이 방지되므로, 액정패널(201)에 균일한 휘도의 순수 백색광을 공급할 수 있어 액정패널(201)의 화면 표시 품질을 상승시킨다.
그리고, 상술한 바와 같은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치는 다수의 발광다이오드(202)로부터 방출되는 적색, 녹색, 청색의 광이 광경로 변환수단(204) 및 격벽(209)에 의해 효과적으로 혼합되므로, 발광다이오드(202)와 도광판(203) 사이의 간격을 최소화할 수 있고 최소 수의 발광다이오드(202)만을 구비하면 되므로 액정표시장치에 있어서 최근의 박형화, 경량화의 추세에 부응할 수 있게 된다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치를 설명함에 있어서, 상기 발광다이오드(202)가 적색, 녹색, 청색의 광을 방출하는 발광다이오드(202)인 것을 그 예로 하였지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 발광다이오드(202)가 백색의 광을 방출하는 발광다이오드인 경우에도 상기 광경로 변환수단(204) 및 격벽(209)에 의해 효율적으로 혼합되므로 균일한 휘도의 백색광을 액정패널(201)에 공급할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 일반적인 액정표시장치를 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 액정표시장치에 구비된 발광다이오드와 도광판을 도시한 평면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도.
도 4는 도 3의 액정표시장치에 구비된 발광다이오드와 광경로 변환수단을 상세히 도시한 단면도.
도 5는 도 1의 액정표시장치에 구비된 광경로 변환수단을 상세히 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
101, 201 : 액정패널 102, 202 : 발광다이오드
103, 203 : 도광판 104, 204 : 광경로 변환수단
104a, 204a : 반사부 104b, 204b : 베이스 판
104a1, 204a1 : 반사면 104a2, 204a2 : 보조면
105, 205 : 산란패턴 106 : 광학시트
107, 207 : 발광다이오드 하우징 209 : 격벽

Claims (9)

  1. 액정패널;
    상기 액정패널 하부의 적어도 일측에 배치되어 상부 방향으로 광을 방출하는 복수의 발광다이오드;
    상기 발광다이오드의 상부에 경사지게 배치되며, 상기 발광다이오드로부터 지향각 범위 내에서 다수의 방위각으로 방출되는 각각의 광에 대응되어 상기 발광다이오드로부터의 광을 반사시키는 다수의 반사면이 형성된 반사부를 구비하는 광경로 변환수단; 및
    상기 광경로 변환수단의 상기 반사부를 통해 반사되어 입사되는 광을 상기 액정패널 방향으로 안내하는 도광판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 반사면 각각은 상기 발광다이오드로부터 방출되는 광이 상기 도광판 내에서 복수 번 전반사 되도록 유도하는 기울기를 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 반사면은 타원 띠 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 지향각은 상기 발광다이오드로부터 방출되는 광 전체가 광축에 대하여 가지는 각의 범위이고,
    상기 방위각은 상기 발광다이오드로부터 방출되는 광 각각이 상기 광축에 대하여 가지는 각인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판의 일측면과 대응되는 개구부가 형성되며, 내부에 상기 발광다이오드가 배치된 발광다이오드 하우징을 더 포함하고,
    상기 발광다이오드 하우징에는 개구부를 이루는 영역 중에 상부에 해당하는 영역으로부터 돌출되어 형성되며 개구부를 이루는 영역 중에 하부에 해당하는 영역과는 소정 간격을 두고 이격된 격벽이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 발광다이오드 하우징 및 격벽 중에 적어도 하나는 상기 발광다이오드로부터 방출된 광을 반사시키는 반사 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 도광판의 하부 면에는 광을 산란시키는 산란패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 도광판의 하부에 반사시트가 추가로 구비되며,
    상기 반사시트에는 광을 산란시키는 산란패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제 7 항과 제 8 항 중에 어느 한 항에 있어서, 상기 산란패턴은 상기 발광다이오드에 가까울수록 조밀하게 형성되거나 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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