KR20060097992A - 휘도를 균일화한 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휘도를 균일화한 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 표시 장치는, 상호 대향하는 적어도 2개의 패널 유닛, 패널 유닛에 광을 공급하는 광원, 및 패널 유닛의 사이에 설치되어 광의 일부를 흡수하는 광흡수용 부재를 포함한다.

표시 장치, 광흡수용 부재, 흑색, 휘도

Description

휘도를 균일화한 표시 장치 {DISPLAY DEVICE FOR UNIFORMING BRIGHTNESS}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 결합 사시도이다.

도 3은 도 2의 AA선을 따라 자른 단면도이다.

도 4a는 본 발명의 실험예에 따른 제1 패널 유닛을 나타내고, 도 4b는 종래 기술의 비교예에 따른 제1 패널 유닛을 나타낸다.

본 발명은 휘도를 균일화한 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광흡수용 부재를 이용하여 휘도를 균일화한 표시 장치에 관한 것이다.

근래 들어오면서 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 하여, 소형 및 경량화되면서 성능이 더욱 향상된 표시 장치의 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다.

이러한 표시 장치 중에서 근래에 각광받고 있는 액정표시장치(liquid crystal display, LCD)는 소형화, 경량화 및 저전력 소비화 등의 이점을 가지고 있어서 기존의 브라운관(CRT, cathode ray tube)의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단 으로서 점차 주목받아 왔고, 현재는 표시 장치를 필요로 하는 소형 제품인 핸드폰 및 PDA(portable digital assistor) 등 뿐만 아니라 중대형 제품인 모니터 및 TV 등에도 장착되어 사용되고 있다.

일반적인 액정표시장치는 액정의 특정한 분자 배열에 전압을 인가하여 다른 분자배열로 변환시키고, 이러한 분자 배열에 의해 발광하는 액정셀의 복굴절성, 선광성, 2색성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하는 것으로서 액정셀에 의한 광의 변조를 이용하여 정보를 표시하는 표시 장치이다.

한편, 최근에는 차세대 표시 장치 중의 하나로서 유기발광다이오드(organic light emitting diode, OLED)가 각광을 받고 있다. 유기발광다이오드는 음극과 양극에서 주입된 전자와 정공이 유기물내에서 결합하여 광을 방출하는 자체발광현상을 이용하여 화상을 표시한다. 유기발광다이오드는 이와 같이 자체적으로 광을 방출하는 능동 소자이므로, 발광 효율이 높아서 전력 소모가 적을 뿐만 아니라 15V 이하에서도 구동이 가능하여 소형 표시 장치로서 적합할 뿐만 아니라 제조 원가가 저렴한 이점이 있다.

따라서 휴대폰 등에 사용되는 소형 표시 장치의 대부분에 전술한 액정표시장치 또는 유기발광다이오드가 채택되고 있다. 여기서, 핸드폰은 사용자의 편의에 의해 폴더형으로 제조되므로, 핸드폰 폴더부의 앞뒤면에 각각 2개의 표시 장치를 부착한 듀얼(dual) 표시 장치가 널리 사용되고 있다.

듀얼 표시 장치에서는 통상적으로 외부 표시창을 내부 표시창보다 작게 형성함으로써 외부 표시창을 통하여 필수적인 정보만을 제공하고 전력 소모를 최소화한 다. 외부 표시창이 내부 표시창과 상호 대향하고 그 크기는 더 크므로, 외부 표시창에서 볼 때, 내부 표시창이 있는 부분과 없는 부분이 구분되어 명암차가 뚜렷하게 나타난다. 이는 내부 표시창이 있는 부분과 없는 부분간의 휘도 차이에 기인한다.

내부 표시창이 없는 부분은 주로 광택성이 있는 금속 소재의 바텀 섀시(bottom chassis)로 되어 있다. 따라서 입사된 광이 바텀 섀시에 의해 반사되어 다시 외부 표시창으로 향한다. 반면에, 내부 표시창측으로는 광이 그대로 투과한다. 그러므로 내부 표시창과 그 주위에 위치하는 바텀 섀시간의 광의 반사 및 투과 차이에 의해 명암 차이가 발생하게 된다. 이와 같은 명암 차이는 외부 표시창에 표시되는 화상의 품질을 불량하게 만드는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 외부 표시창에 표시되는 화상의 명암 차이를 줄여서 광을 균일하게 한 표시 장치를 제공하고자 한다.

본 발명에 따른 표시 장치는, 상호 대향하는 적어도 2개의 패널 유닛, 패널 유닛에 광을 공급하는 광원, 및 패널 유닛의 사이에 설치되어 광의 일부를 흡수하는 광흡수용 부재를 포함한다.

본 발명에 따른 표시 장치는, 패널 유닛 중 적어도 하나의 패널 유닛을 외부로 노출시키는 개구부가 형성된 바텀 섀시를 더 포함할 수 있다. 바텀 섀시의 내면에 광흡수용 부재를 부착 설치할 수 있다.

패널 유닛은, 제1 패널 유닛과, 제1 패널 유닛과 대향하는 제2 패널 유닛을 포함할 수 있다. 제1 패널 유닛은 제2 패널 유닛보다 클 수 있다.

본 발명에 따른 표시 장치는, 제2 패널 유닛을 외부로 노출시키는 개구부가 형성된 바텀 섀시를 더 포함할 수 있다. 제2 패널 유닛의 주위에 광흡수용 부재를 설치하되, 바텀 섀시의 내면에 부착 설치할 수 있다.

제2 패널 유닛과 광흡수용 부재는 제1 패널 유닛의 전면에 대응할 수 있다.

제1 패널 유닛의 전면에 걸친 휘도가 실질적으로 균일할 수 있다.

광흡수용 부재는 실질적으로 흑색인 것이 바람직하다.

패널 유닛 중 적어도 하나는 액정표시패널일 수 있다.

표시 장치는 핸드폰(celluar phone)용일 수 있다.

이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 이러한 본 발명의 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.

도 1에는 제1 패널 유닛(200)과 제2 패널 유닛(300)을 구비한 표시 장치(100)를 분해하여 나타낸다. 도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 한 예로서, 제1 패널 유닛(200)과 제2 패널 유닛(300)이 상호 대향하는 듀얼(dual) 표시 장치를 도시하였지만, 이는 단지 본 발명에 따른 표시 장치의 구조 및 배치를 예시하기 위한 것이며 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 표시 장치의 구조 및 배치를 다르게 변형할 수도 있다.

도 1에 도시한 표시 장치(100)는 크게는 패널 유닛 어셈블리(250)와 패널 유닛(200, 300)에 광을 공급하는 광원(910)을 포함한다. 이외에 이들을 고정 지지하기 위하여 탑 섀시(top chassis)(361), 몰드 프레임(mold frame)(336) 및 바텀 섀시(362)가 설치되어 있다.

패널 유닛 어셈블리(250)는 제1 패널 유닛(200), 제2 패널 유닛(300), 제1 가요성 회로기판(350), 제2 가요성 회로기판(360), 집적회로칩(620) 및 인쇄회로기판(610)을 포함한다. 도 1에는 상호 대향하는 2개의 패널 유닛을 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 2개 이상, 즉 적어도 2개의 패널 유닛을 포함하기만 하면 된다. 또한, 도 1에는 패널 유닛(200, 300)으로서 2개의 액정표시패널을 도시하였지만 이는 단지 본 발명에 사용되는 패널 유닛을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 적어도 하나의 액정표시패널을 포함하기만 하면 되며, 유기발광 다이오드를 패널 유닛로 사용해도 무방하다.

제1 패널 유닛(200)은 이에 대향하는 제2 패널 유닛(300)보다 크다. 표시 장치(100)는 특히, 폴더형 핸드폰용에 사용할 수 있는데, 제1 패널 유닛(200)은 핸드폰 폴더의 내면에 위치하고 제2 패널 유닛(300)은 핸드폰 폴더의 외면에 위치한다. 따라서, 폴더를 닫은 상태에서는 화면 크기가 작은 제2 패널 유닛(300)을 통하여 시간 등 비교적 적은 양의 정보를 접할 수 있고, 상대방과 통화를 하는 경우에는 폴더를 열어서 화면 크기가 큰 제1 패널 유닛(200)로 비교적 많은 양의 정보를 접할 수 있다.

이하에서는 액정표시패널인 제1 패널 유닛(200)의 내부 구조에 대하여 설명 한다. 제2 패널 유닛(300)의 구조는 제1 패널 유닛(200)의 구조와 동일하므로 그 자세한 설명을 생략한다.

제1 패널 유닛(200)의 하부에 위치한 TFT 패널(200b)은 매트릭스상의 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 투명한 유리 패널이며, 소스 단자에는 데이터 라인이 연결되고, 게이트 단자에는 게이트 라인이 연결되어 있다. 그리고 드레인 단자에는 도전성 재질로서 투명한 ITO(indium tin oxide, 인듐 틴 옥사이드)로 이루어진 화소 전극이 형성된다.

제1 패널 유닛(200)의 데이터 라인 및 게이트 라인에 인쇄회로기판(610)으로부터 전기 신호를 입력하면 TFT의 소스 단자와 게이트 단자에 전기적인 신호가 입력되고, 이들 전기적인 신호의 입력에 따라 TFT는 턴 온(turn on) 또는 턴 오프(turn off)되어 화소 형성에 필요한 전기 신호가 드레인 단자로 출력된다.

한편, TFT 패널(200b)에 대향하여 그 위에 컬러필터패널(200a)이 배치되어 있다. 컬러필터패널(200a)은 광이 통과하면서 소정의 색이 발현되는 색화소인 RGB 화소가 박막 공정에 의해 형성된 기판으로, 전면에 ITO로 이루어진 공통 전극이 도포되어 있다. TFT의 게이트 단자 및 소스 단자에 전원이 인가되어 박막 트랜지스터가 턴 온되면, 화소 전극과 컬러필터패널(200a)의 공통 전극 사이에 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 TFT 패널(200b)과 컬러필터패널(200a) 사이에 주입된 액정의 배열각이 변화되고 변화된 배열각에 따라서 광투과도가 변경되어 원하는 화소를 얻게 된다. TFT 패널(200b)과 컬러필터패널(200a)의 외부 양면에는 편광판(미도시)이 부착되어 있다.

제1 패널 유닛(200)의 액정의 배열각과 액정이 배열되는 시기를 제어하기 위하여 집적회로칩(620)이 TFT의 게이트 라인과 데이터 라인에 구동신호 및 타이밍 신호를 인가한다. 집적회로칩(620)은 TFT 패널(200b)상에 부착되어 보호막(621)으로 보호된다. 집적회로칩(620)은 제1 패널 유닛(200)을 구동하는 데이터 신호 및 게이트 구동 신호를 적절한 시기에 인가하기 위한 복수의 타이밍 신호들을 발생시켜서, 게이트 구동 신호 및 데이터 신호를 각각 제1 패널 유닛(200)의 게이트 라인 및 데이터 라인에 인가한다.

제2 가요성 회로기판(360)은 바텀 섀시(362)의 일측면을 감싸면서 제1 패널 유닛(200)과 제2 패널 유닛(300)을 상호 연결한다. 도 1에서는 도시상 편의를 위하여 제2 가요성 회로기판(360)을 끊어서 도시하였지만, 실제로는 연결되어 있다. 이와 같이 제1 패널 유닛(200)과 제2 패널 유닛(300)이 상호 연결되므로, 제1 패널 유닛(200)을 통하여 집적회로칩(620)의 구동 신호를 제2 패널 유닛(300)에 전송함으로써 집적회로칩(620)으로 제2 패널 유닛(300)을 제어한다.

제1 가요성 회로기판(350)에 신호를 전송하는 인쇄회로기판(610)에는 다수의 저항 소자(6103)가 실장되어 있고, 단부에는 핸드폰 커넥터(6101)가 실장되어 있다. 제1 가요성 회로기판(350)은 핸드폰 커넥터(6101)를 통하여 핸드폰용 폴더창의 개폐 정도에 따른 신호를 인가받는다. 제1 가요성 회로기판(350)은 제1 패널 유닛(200)과 인쇄회로기판(610)을 연결한다. 도 1에서는 도시상 편의를 위하여 제1 가요성 회로기판(350)을 끊어서 도시하였지만, 실제로는 연결되어 있다.

제1 패널 유닛(200)과 제2 패널 유닛(300)의 사이에는 광원(910)이 구비되어 양 패널 유닛(200, 300)에 균일한 광을 제공한다. 몰드 프레임(336) 및 바텀 섀시(362)로 광원(910)을 고정한다. 또한, 광의 휘도를 높여서 양 패널 유닛(200, 300)에 공급하기 위하여 광학 시트(342a, 342b), 도광판(341) 및 반사 시트(343)를 구비한다.

도 1에는 광원으로서 회로기판(950)상에 실장된 발광 다이오드(light emitting diode, LED)(910)를 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 광원으로서 발광 다이오드를 모듈화한 선광원을 사용할 수 있다. 회로기판(950)은 제3 가요성 인쇄회로기판(370)과 연결되어 인쇄회로기판(610)으로부터 광원제어신호를 인가받아 광원(910)을 구동한다.

광원(910)으로부터 출사된 광은 도광판(341)을 통과하면서 가이드된다. 도광판(341)을 거치면서 가이드된 광의 일부는 반사 시트(343)에 의해 반사되어 제1 패널 유닛(200)으로 향하고, 일부는 반사 시트(343)를 투과하여 제2 패널 유닛(300)으로 향한다. 이를 위해 반사 시트(343)는 광의 일부 투과가 가능한 소재로 되어 있다. 이와 같이 가이드된 광은 광학 시트(342a, 342b)를 거치면서 휘도가 향상되어 제1 패널 유닛(200) 및 제2 패널 유닛(300)에 각각 공급된다.

바텀 섀시(362)에는 개구부(3621)가 형성되어 제2 패널 유닛(300)을 외부로 노출시키면서 고정한다. 광원(910)을 실장한 회로기판(950)과 제1 패널 유닛(200)을 몰드 프레임(336)상에 고정한다. 제1 패널 유닛(200)을 몰드 프레임(336)상에 고정하고, 제2 패널 유닛(300)을 고정한 바텀 섀시(362)를 몰드 프레임(336)에 체 결한다. 이와 같이 고정된 몰드 프레임(336)상에 탑 섀시(361)를 덮어서 체결함으로써 표시 장치(100)를 구성한다.

바텀 섀시(362)의 하부는 제2 패널 유닛(300)이 외부로 노출되도록 개구부(6105)가 형성된 인쇄회로기판(610)으로 덮인다. 그리고 바텀 섀시(362)와 제2 가요성 회로기판(360)이 상호 접촉하여 단락되는 것을 방지하기 위하여 그 사이에 비도전성 부재(363)를 삽입한다.

바텀 섀시(362)의 내면에는 광흡수용 부재(364)를 부착 설치한다. 광흡수용 부재(364)는 제1 패널 유닛(200) 및 제2 패널 유닛(300)의 사이에 설치되어 광의 일부를 흡수한다. 광흡수용 부재(364)는 제2 패널 유닛(300)의 주위에 설치된다. 이에 따라 제1 패널 유닛(200) 등을 통하여 입사되는 광의 일부는 제2 패널 유닛(200)을 통과하는 광과 함께 반사되지 못하고, 광흡수용 부재(364)에 의해 흡수되므로 제1 패널 유닛(200)의 전면에 걸친 휘도가 실질적으로 균일해진다. 이를 위하여 제2 패널 유닛(300)과 그 주위를 둘러싸는 광흡수용 부재(364)는 제1 패널 유닛(200)의 전면에 대응하도록 위치한다.

도 2에는 도 1에 도시한 표시 장치(100)를 결합하여 나타낸다. 제1 패널 유닛(200)을 통하여 입사되는 광은 제2 패널 유닛(300)(도 1에 도시)의 주위에 설치된 광흡수용 부재(364)(도 1에 도시)에 흡수된다. 이에 따라 제1 패널 유닛(200)에 화상을 표시하는 경우, 제2 패널 유닛(300)(도 1에 도시)으로 인한 암부 경계가 발생하지 않는다. 이를 도 3을 통하여 좀더 상세하게 설명한다.

도 3은 도 2의 AA선을 따라 자른 단면도로서, 표시 장치(100)의 내부 구조를 상세하게 나타낸다. 여기서, 광을 흡수하는 광흡수용 부재(364)는 흑색 수지 소재이거나 흑색에 가까운 수지 소재로 이루어진다. 즉, 실질적으로 흑색인 수지 소재로 이루어지므로 광을 흡수하기에 적합하다.

도 3에 화살표로 도시한 바와 같이, 광흡수용 부재(364)는 바텀 섀시(362)의 내면에 부착 설치되어 광을 흡수한다. 제1 패널 유닛(200)을 통과한 광의 일부는 제2 패널 유닛(300)을 통과하고, 나머지 광들은 광흡수용 부재(364)에 의해 흡수되어 제1 패널 유닛(200)측으로 재반사되지 않으므로 제1 패널 유닛(200)의 전면에 걸친 휘도는 실질적으로 균일해진다. 이에 따라 제1 패널 유닛(200)에 제2 패널 유닛(300)의 경계가 보이지 않는 화상을 구현할 수 있다. 이는 광원(910)으로부터 출사되는 광에도 동일하게 적용할 수 있다.

이하에서는 실험예를 통하여 본 발명을 설명한다. 이러한 실험예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.

실험예

전술한 본 발명의 일 실시예와 같이 광흡수용 부재를 설치한 듀얼 액정표시장치(모델명:LTS180S3-HF)를 이용하여 실험하였다. 듀얼 액정표시장치에 전원을 인가하여 제1 패널 유닛 및 제2 패널 유닛에 화상을 표시하였다.

도 4a에는 광에 의한 제1 패널 유닛의 외관을 나타낸다. 제1 패널 유닛의 좌측 지면 하부에는 제2 패널 유닛이 위치한다. 도 4a의 좌측단에 광원인 발광 다이오드가 위치하므로, 우측으로 갈수록 휘도가 저하되는 것을 알 수 있다. 도 4a에 도시한 바와 같이, 하부에 위치하는 부 패널유닛으로 인한 명암 경계는 잘 보이 지 않는다. 이에 따라 제1 패널 유닛에 비교적 균일한 휘도를 가지는 화상을 표시할 수 있다.

비교예

본 발명의 실험예와의 비교를 위하여 광흡수용 부재를 설치하지 않은 듀얼 액정표시장치(모델명:LTS180S3-HF)를 이용하여 실험하였다. 듀얼 액정표시장치에 전원을 인가하여 제1 패널 유닛 및 제2 패널 유닛에 화상을 표시하였다.

도 4b에는 광에 의한 제1 패널 유닛의 외관을 나타낸다. 제1 패널 유닛의 좌측 지면 하부에는 제2 패널 유닛이 위치한다. 도 4b의 좌측단에 광원인 발광 다이오드가 위치하므로, 우측으로 갈수록 휘도가 저하되는 것을 알 수 있다. 도 4b에 도시한 바와 같이, 하부에 위치하는 부 패널유닛으로 인하여 제1 패널 유닛의 좌측에 명암 경계가 발생하는 것을 육안으로 확인할 수 있다. 따라서 제1 패널 유닛의 표시 품질이 양호하지 않다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 표시 장치는, 상호 대향하는 적어도 2개의 패널 유닛, 패널 유닛에 광을 공급하는 광원, 그리고 패널 유닛의 사이에 설치되어 광의 일부를 흡수하는 광흡수용 부재를 포함하므로, 광을 균일화하여 공급함으로서 제1 패널 유닛에 고품질의 화상을 표시할 수 있다.

또한, 바텀 섀시의 내면에 광흡수용 부재를 부착 설치하여 광의 반사를 없애고 광을 흡수하도록 함으로써 제1 패널 유닛의 화상 품질을 더욱 양호하게 할 수 있다.

패널 유닛은 제1 패널 유닛 및 제2 패널 유닛을 포함하고, 제1 패널 유닛은 제2 패널 유닛보다 크므로, 광흡수용 부재를 사용하기에 적합하다.

제2 패널 유닛의 주위에 광흡수용 부재를 설치하므로, 제1 패널 유닛의 전면에 걸쳐서 균일한 휘도를 얻을 수 있다.

제1 패널 유닛의 전면에 걸친 휘도는 실질적으로 균일하므로, 암부 경계가 없는 고품질의 화상을 구현할 수 있다.

광흡수용 부재는 실질적으로 흑색이므로, 광의 흡수 성능이 우수한 이점이 있다.

패널 유닛 중 적어도 하나는 액정표시패널이므로, 소형 표시 장치에서도 높은 해상도를 구현할 수 있다.

표시 장치는 핸드폰용으로 사용할 수 있으므로, 부피를 최소화할 수 있어서 사용하기에 적합하다.

본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

Claims (9)

1. 상호 대향하는 적어도 2개의 패널 유닛(panel unit),

   상기 패널 유닛에 광을 공급하는 광원, 및

   상기 패널 유닛의 사이에 설치되어 광의 일부를 흡수하는 광흡수용 부재

   를 포함하는 표시 장치.
2. 제1항에서,

   상기 패널 유닛 중 적어도 하나의 패널 유닛을 외부로 노출시키는 개구부가 형성된 바텀 섀시(bottom chassis)를 더 포함하고, 상기 바텀 섀시의 내면에 상기 광흡수용 부재를 부착 설치한 표시 장치.
3. 제1항에서,

   상기 패널 유닛은, 제1 패널 유닛과, 상기 제1 패널 유닛과 대향하는 제2 패널 유닛을 포함하고, 상기 제1 패널 유닛은 상기 제2 패널 유닛보다 큰 표시 장치.
4. 제3항에서,

   상기 제2 패널 유닛을 외부로 노출시키는 개구부가 형성된 바텀 섀시를 더 포함하고, 상기 제2 패널 유닛의 주위에 상기 광흡수용 부재를 설치하되, 상기 바텀 섀시의 내면에 부착 설치한 표시 장치.
5. 제4항에서,

   상기 제2 패널 유닛과 상기 광흡수용 부재는 상기 제1 패널 유닛의 전면에 대응하는 표시 장치.
6. 제5항에서,

   상기 제1 패널 유닛의 전면에 걸친 휘도가 실질적으로 균일한 표시 장치.
7. 제1항에서,

   상기 광흡수용 부재는 실질적으로 흑색인 표시 장치.
8. 제1항에서,

   상기 패널 유닛 중 적어도 하나는 액정표시패널인 표시 장치.
9. 제1항에서,

   상기 표시 장치는 핸드폰(celluar phone)용인 표시 장치.

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