KR101489672B1 - 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 액정패널에 표시되는 화면의 가장자리 일부 또는 전체가 곡선의 형상을 갖도록 구성된 액정표시장치에 있어서 액정패널에 공급되는 광의 휘도 균일도가 향상된 액정표시장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 테두리가 곡선 형상인 액정패널; 상기 액정패널의 하부 일측에 배치되어 액정패널에 광을 공급하며, 각각의 광축이 서로 평행하되 서로 동일한 방향으로 광을 방출하도록 배치된 다수의 점광원; 및 상기 점광원에서 방출되는 광을 액정패널 방향으로 안내하는 도광판; 에 의해 달성되며, 상기 다수의 점광원은 도광판의 둘레를 양분(兩分)한 두 영역 중에 하나의 영역의 일부를 따라 서로 소정 간격을 두고 배치된다.

액정표시장치, 점광원

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 액정패널에 표시되는 화면의 가장자리 일부 또는 전체가 곡선의 형상을 갖도록 구성된 액정표시장치에 있어서 액정패널에 공급되는 광의 휘도 균일도가 향상된 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 사이에 액정층이 형성된 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 광원을 포함하는 백라이트 어셈블리(back light assembly)가 구비된다.

상기와 같은 구성을 가지는 액정표시장치는 최근 다양한 기능 및 다양한 형상의 화면을 가지는 모델에 대한 사용자의 요구가 늘어나고 있다.

따라서, 보편적인 직사각형이 아닌 반원이나 원형 등을 비롯한 다양한 형상의 화면을 가지는 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.

이와 같은 다양한 형상의 화면을 가지는 종래의 일반적인 액정표시장치에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시한 바와 같이 종래의 일반적인 액정표시장치는, 화면을 표시하는 액정패널(1)과, 상기 액정패널(1)의 하부 일측에 배치되어 광을 공급하는 다수의 점광원(2)과, 상기 점광원(2)으로부터 방출되는 광을 액정패널(1) 방향으로 안내하는 도광판(3)과, 상기 도광판(3)으로부터의 광을 변환하여 액정패널(1)에 공급하는 광학시트(4)와, 상기 액정패널(1), 점광원(2), 도광판(3) 및 광학시트(4)를 포함한 구성 요소를 수납하고 고정하는 커버를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 커버는 내부에 액정패널(1)을 안착하는 메인서포트(6)와, 내부에 점광원(2), 도광판(3) 및 광학시트(4)를 수납하고 메인서포트(6)를 안착하는 하부커버(7)와, 상기 하부커버(7)와 결합되어 액정패널(1)의 테두리를 감싸는 상부커버(미도시)로 구성된다.

상기와 같은 구성을 가지는 종래의 일반적인 액정표시장치에 있어서, 상기 액정패널(1), 도광판(3), 광학시트(4) 및 커버는 테두리가 타원 형상을 가진다.

그리고, 상기 도광판(3)과 점광원(2)을 평면도로 도시한 도 2를 참조하면, 상기 점광원(2)은 타원 형상인 도광판(3)의 둘레를 따라 배치되는데, 특히 광축이 상기 타원 형상의 접선에 대하여 수직을 이루도록 배치된다.

도 3에는 도광판(3)의 광의 휘도 분포를 나타내었으며, 파란색에 가까워질수록 낮은 광 분포를 가지는 영역이다. 이와 같은 도 3을 참조하면, 상기와 같은 구성을 가지는 종래의 일반적인 액정표시장치는 점광원(2)에서 방출되는 광이 도광판(3)의 중앙 영역에 집중적으로 분포하고 도광판(3) 중에서 상대적으로 점광원(2)과 이격된 영역은 광의 휘도가 낮아서 암부가 발생함을 알 수 있다.

상기와 같은 암부 발생 문제를 해결하기 위하여 점광원(2)의 개수를 늘리는 경우에는 점광원(2)의 구동에 소요되는 소비전력이 증가되는 문제가 있다. 또한, 상기와 같은 암부 발생 문제를 해결하기 위하여 점광원(2) 사이의 간격을 늘려서 도광판(3)의 둘레를 따라 전 영역에 배치할 경우에는 점광원(2) 사이의 영역에 암부가 발생하게 되는 문제가 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 다수의 점광원을 각각의 광축이 서로 평행하도록 배치함으로써 점광원으로부터의 광이 도광판의 내부에서 균일한 휘도 분포를 갖도록 하여 화면 표시 품질이 향상된 액정표시장치를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 화면의 가장자리가 타원과 원 중 어느 하나의 형상을 갖는 액정패널; 상기 액정패널의 하부 일측에 배치되어 액정패널에 광을 공급하는 다수의 광원; 상기 다수의 광원으로부터 방출되는 광을 상기 액정패널 방향으로 안내하며, 타원과 원 형상 중 어느 하나의 형상의 테두리를 양분한 두 영역 중 하나의 영역 일부를 따라 형성되어 상기 다수의 광원에서 방출되는 광이 입사되는 입광부를 포함하고, 상기 입광부는 각각이 상기 다수의 광원 중에서 적어도 하나와 대응되며 계단 형상으로 형성된 다수의 입광면을 구비하는 도광판을 포함하고, 상기 다수의 입광면에 대응되는 상기 다수의 광원 각각의 광축은 서로 평행한 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 다수의 점광원이 각각의 광축이 서로 평행하도록 배치되고, 도광판의 둘레를 양분(兩分)한 두 영역 중에 하나의 영역의 일부를 따라 서로 소정 간격을 두고 배치되므로, 다수의 점광원에서 방출되어 도광판의 내부로 입사된 광이 도광판의 내부에서 고른 분포를 가지게 되는 효과가 있다.

이에 따라, 액정패널에는 균일한 휘도 분포를 가지는 광이 공급되므로 화면 표시 품질이 향상되는 장점이 있다.

그리고, 상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 상기 다수의 점광원이 서로 소정 간격을 두고 도광판의 둘레 중에서 절반 이하의 영역에만 형성되더라도 점광원으로부터의 광이 도광판의 내부에서 균일한 휘도 분포를 가지게 되므로, 액정표시장치에 구비되는 점광원의 개수를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

이에 따라, 점광원의 구동에 소요되는 소비전력을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치에 대하여 상세히 설명한다.

도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 테두리가 곡선 형상인 액정패널(101); 상기 액정패널(101)의 하부 일측에 배치되어 액정패널(101)에 광을 공급하며, 각각의 광축이 서로 평행하되 서로 동일한 방향으로 광을 방출하도록 배치된 다수의 점광원(102); 및 상기 점광원(102)에서 방출되는 광을 액정패널(101) 방향으로 안내하는 도광판(103); 을 포함하여 구성된다. 이때, 상기 다수의 점광원(102)은 도광판(103)의 둘레를 양분(兩分)한 두 영역 중에 하나의 영역의 일부를 따라 서로 소정 간격을 두고 배치된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치에 구비된 각 구성 요소에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4를 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)은 테두리가 곡선 형상을 이루도록 형성되는데, 더욱 상세히는 상기 액정패널(101)은 상면 및 배면의 가장자리가 타원 형상 또는 원 형상을 이루도록 형성된다.

상기 액정패널(101)의 하부의 일측에는 인쇄회로기판(112) 상에 실장된 다수의 점광원(102)이 배치되며, 액정패널(101)은 점광원(102)으로부터의 광을 공급받아 화면을 표시하게 된다.

도 4 내지 도 6 및 본 발명의 설명에 있어서 점광원(102)이 발광다이오드(light emitting diode : LED)인 것을 그 예로 하였지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 점광원(102)은 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 예가 가능할 것이다.

상기 점광원(102)은 광축을 중심으로 하여 소정의 방위각 범위를 가지는 광을 방출하는데, 상기 다수의 점광원(102)은 각각의 광축이 서로 평행하되 서로 동일한 방향으로 광을 방출하도록 배치된다.

도 6에는 상기 다수의 점광원(102)으로부터 방출되는 광의 방위각 범위의 일 예를 실선으로 나타내고 광축은 점선으로 나타내었는데, 이와 같은 도 6을 참조하면 상기 다수의 점광원(102) 각각의 광축은 서로 평행함을 알 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 액정패널(101)의 하부에는 점광원(102)으로부터 방출되는 광의 진행 경로를 변경시켜 액정패널(101) 방향으로 안내하는 도광판(103)이 배치된다.

상기 도광판(103)은 액정패널(101)과 마찬가지로 테두리가 타원 형상 또는 원 형상을 이루도록 형성된다. 즉, 상기 도광판(103)의 상면 테두리와 배면 테두리는 타원 형상 또는 원 형상을 가진다.

상기 타원 형상은 평면 상의 두 초점으로부터의 거리의 합이 일정한 점의 집합으로 만들어진 곡선이며, 상기 원 형상은 타원 형상의 특수한 경우로서 타원 형상에 있어서 두 초점이 일치하는 경우이다.

상기 도광판(103)이 타원 형상인 경우에, 상기 다수의 점광원(102)은 각각의 광축이 상기 타원 형상의 단축과 장축 중 어느 하나에 대하여 동시에 평행하되 서로 동일 방향으로 광을 방출하도록 배치된다. 여기서, 타원 형상의 단축은 두 초점으로부터의 거리가 같은 두 점을 잇는 선이며, 장축은 두 초점으로부터의 거리의 차가 최대인 두 점을 잇는 선이다.

도 4에는 상기 다수의 점광원(102)이 도광판의 테두리가 이루는 타원 형상의 단축에 대하여 동시에 평행하도록 배치된 것을 그 예로 하였지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 다수의 점광원(102)은 도광판(103)의 테두리가 이루는 타원 형상의 장축에 대하여 동시에 평행하도록 배치될 수 있다.

상기 다수의 점광원(102)은 도광판(103)의 둘레를 양분(兩分)한 두 영역 중에 하나의 영역을 따라 서로 소정 간격을 두고 배치된다. 이때, 상기 점광원(102) 은 도광판(103)의 둘레를 양분(兩分)한 두 영역 중에 하나의 영역의 일부 또는 전체에 형성된다.

즉, 도 4 내지 도 6에는 상기 도광판(103)의 둘레를 양분(兩分)한 두 영역 중에 하나의 영역의 일부에만 상기 다수의 점광원(102)이 형성된 것을 예로 하였지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 점광원(102)은 도광판(103)의 둘레를 양분(兩分)한 두 영역 중에 하나의 영역 전체에 형성되는 등 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 예가 가능할 것이다.

그리고, 상기 다수의 점광원(102)은 도광판(103)의 테두리가 이루는 타원 형상의 단축과 장축 중에 선택된 어느 하나를 기준으로 하여 양 방향으로 대칭되도록 배치된다.

도 4 내지 도 6에는 상기 점광원(102)이 상기 타원 형상의 단축을 기준으로 하여 양 방향으로 대칭되게 배치된 것을 그 예로 하였지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 다수의 점광원(102)은 상기 타원 형상의 장축에 대하여 동시에 평행하도록 배치될 수 있을 것이다.

이와 같이 상기 다수의 점광원(102)은 각각의 광축이 도광판(103)의 테두리가 이루는 타원 형상의 단축과 장축 중 어느 하나에 대하여 동시에 평행하되 서로 동일한 방향으로 광을 방출할 수 있도록 배치되고, 도광판(103)을 양분(兩分)한 두 영역 중에 하나의 영역을 따라 서로 소정 간격을 두고 배치되며, 도광판(103)의 테두리가 이루는 타원 형상의 단축과 장축 중 어느 하나를 기준으로 하여 양 방향으로 대칭을 이루도록 배치되므로, 다수의 점광원(102)으로부터 방출되는 광은 도광 판(103)의 내부에서 균일한 광 분포를 가지게 된다.

즉, 상기 다수의 점광원(102)으로부터 방출되는 광의 범위의 일 예를 도시하되 광축은 점선으로 나타내고 광의 방위각 범위는 실선으로 나타낸 도 6을 참조하면, 상기 다수의 점광원(102)으로부터 방출되는 광은 도광판(103)의 내부에 있어서 일부 영역에 집중되지 않고 고른 분포를 가짐을 알 수 있다.

그리고, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 도광판(103)은 곡면을 이루는 측면이 마련되는데, 상기 측면의 일부는 점광원(102)에서 방출되는 광이 입사되는 입광부를 이룬다.

상기 도광판(103)의 입광부는 각 점광원(102)의 광축과 수직을 이루는 다수의 입광면(103a)을 포함하여 이루어진다. 이와 같이 상기 다수의 점광원(102) 중 에 한 개 또는 다수 개에 대응되며 각 점광원(102)의 광축과 수직을 이루는 다수의 입광면(103a)은 서로 단차를 가지므로 계단 형상을 이루게 된다.

도 4 내지 도 7 및 상기의 설명에는 상기 액정패널(101) 및 도광판(103)이 타원 형상을 이루되 도 6을 기준으로 단축이 세로 방향이고 장축이 가로 방향을 이루어 가로 방향으로 긴 타원 형상을 이루는 것을 그 예로 하였지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 액정패널(101) 및 도광판(103)은 단축이 가로 방향이고 장축이 세로 방향을 이루어 세로 방향으로 긴 타원 형상을 이루는 등 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 예가 가능할 것이다.

도 4를 참조하면, 상기 도광판(103)의 상부에는 도광판(103)으로부터의 광을 변환하여 액정패널(101)에 공급하는 광학시트(104)가 구비되는데, 상기 광학시 트(104)는 확산시트, 프리즘시트, 보호시트와 같은 다수의 시트를 포함하여 구성된다.

이러한 광학시트(104)는 상기 액정패널(101) 및 도광판(103)과 마찬가지로 테두리가 타원 형상 또는 원 형상을 이룬다.

도 4를 참조하면, 상기 도광판(103)의 하부에는 반사시트(105)가 배치되는데, 이러한 반사시트(105)는 도광판(103)의 하부로 누설된 광을 반사시켜 도광판(103)의 내부로 진행시키고 도광판(103)의 입광부를 통해 도광판(103)의 내부로 입사하지 못한 광을 반사시켜 도광판(103)의 내부로 진행시킴으로써 광의 효율을 높인다.

그리고, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 상기 액정패널(101), 점광원(102), 도광판(103) 및 광학시트(104)가 배치된 상태를 유지하고 외부의 충격으로부터 보호하는 커버가 마련된다.

상기 커버는, 내부에 액정패널(101)을 안착하는 메인서포트(106)와, 내부에 상기 점광원(102), 도광판(103) 및 광학시트(104)를 수납하고 메인서포트(106)를 안착하는 하부커버(107)와, 상기 하부커버(107)와 결합되어 액정패널(101)의 테두리를 감싸는 상부커버(미도시)로 구성된다.

상기 메인서포트(106), 하부커버(107) 및 상부커버(미도시)의 테두리는 액정패널(101), 도광판(103) 및 광학시트(104)와 마찬가지로 타원 형상 또는 원 형상을 이룬다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치에 있어서 하부커 버(107)의 내부에 반사시트(105), 도광판(103), 광학시트(104) 및 점광원(102)을 배치한 후에 점광원(102)을 구동하여 촬영한 사진인데, 이와 같은 도 7을 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는 다수의 점광원(102)으로부터 방출되는 광이 도광판(103)의 내부에서 균일한 휘도 분포를 가짐을 알 수 있으며, 이로 인해 액정패널(101)에는 균일한 휘도 분포의 광이 공급되어 화면 표시 품질이 향상되게 됨을 알 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치에 있어서, 다수의 점광원(102)은 각각의 광축이 도광판(103)의 테두리가 이루는 타원 형상의 장축과 단축 중 어느 하나에 동시에 평행하되 서로 동일한 방향으로 광을 방출할 수 있도록 배치되며, 도광판(103)의 둘레를 양분(兩分)한 두 영역 중에 하나의 영역의 일부를 따라 서로 소정 간격을 두고 배치되므로, 다수의 점광원(102)에서 방출되어 도광판(103)의 내부로 입사된 광이 도광판(103)의 내부에서 고른 분포를 가지게 된다.

이에 따라, 액정패널(101)에 균일한 휘도 분포의 광이 공급되어, 화면 표시 품질이 향상된다.

그리고, 상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 다수의 점광원(102)이 도광판(103)의 둘레 중에서 서로 소정 간격을 두고 절반 이하의 영역에만 형성되더라도 점광원(102)으로부터의 광이 도광판(103)의 내부에서 균일한 휘도 분포를 가지게 되므로, 액정표시장치에 구비되는 점광원(102)의 개수를 최소화할 수 있다.

이에 따라, 점광원(102)의 구동에 소요되는 소비전력을 최소화할 수 있어, 최근의 에너지 절약에 대한 관심이 늘고 있는 추세에 부응할 수 있다.

도 1은 종래의 일반적인 액정표시장치를 도시한 분해 사시도.

도 2는 도 1의 점광원과 도광판을 도시한 도면으로서, 각 점광원의 광축과 각 점광원에서 방출되는 광의 방위각 범위를 나타낸 평면도.

도 3은 도 1의 점광원을 구동하였을 시에 도광판에서의 광의 휘도 분포를 나타내는 시뮬레이션 자료.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도.

도 5는 도 4의 점광원과 도광판을 확대하여 도시한 도면으로서, 아래에서 올려다본 모습을 도시한 사시도.

도 6은 도 4의 점광원과 도광판을 도시한 도면으로서, 각 점광원의 광축과 각 점광원에서 방출되는 광의 방위각 범위를 나타낸 평면도.

도 7은 도 4의 도광판 상에 광학시트를 배치한 후에 점광원을 구동하였을 시의 모습을 촬영한 사진.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

101 : 액정패널 102 : 점광원

103 : 도광판 103a : 입광면

104 : 광학시트 105 : 반사시트

106 : 메인서포트 107 : 하부커버

112 : 인쇄회로기판

Claims (5)

1. 화면의 가장자리가 타원과 원 중 어느 하나의 형상을 갖는 액정패널;

   상기 액정패널의 하부 일측에 배치되어 액정패널에 광을 공급하는 다수의 광원;

   상기 다수의 광원으로부터 방출되는 광을 상기 액정패널 방향으로 안내하며, 타원과 원 형상 중 어느 하나의 형상의 테두리를 양분한 두 영역 중 하나의 영역 일부를 따라 형성되어 상기 다수의 광원에서 방출되는 광이 입사되는 입광부를 포함하고, 상기 입광부는 각각이 상기 다수의 광원 중에서 적어도 하나와 대응되며 계단 형상으로 형성된 다수의 입광면을 구비하는 도광판을 포함하고,

   상기 다수의 입광면에 대응되는 상기 다수의 광원 각각의 광축은 서로 평행한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 도광판은 타원 형상의 테두리를 가지며,

   상기 다수의 광원은 각각의 광축은 상기 타원 형상의 단축과 장축 중 선택된 어느 하나에 대하여 동시에 평행하도록 배치된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 도광판은 타원 형상의 테두리를 가지며,

   상기 다수의 광원은 상기 타원 형상의 단축과 장축 중 선택된 어느 하나를 기준으로 하여 양 방향으로 대칭을 이루도록 배치된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 도광판은 원 형상의 테두리를 가지며,

   상기 다수의 광원의 각각의 광축은 상기 원 형상의 하나의 지름에 대하여 동시에 평행하도록 배치된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 다수의 입광면 각각은 상기 다수의 광원 각각의 광축과 수직을 이루는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.

Images