JP4988691B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、バックライトユニットを利用した液晶表示装置に関する。

情報化技術が発達するにつれて使用者と情報間の連結媒体である表示装置の市場が大きくなっている。これによって、液晶表示装置（ＬＣＤ）、有機電界発光素子（ＯＬＥＤ）及びプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などのような平板表示装置（ＦＰＤ）の使用が増加している。そのうち、高解像度を具現することができ、小型化だけではなく大型化が可能な液晶表示装置が広く使われている。

ここで、液晶表示装置は携帯電話やデジタルカメラなどに装着される小型モジュールとテレビやモニターなどに装着される大型モジュールに仕分けされて生産される。このような液晶表示装置は受光型表示装置で分類される。液晶表示装置は液晶パネルの下部に位置するバックライトユニットの光源から出射された光を受けて映像を表示することができる。

このような液晶表示装置（例えば、特許文献１及び２参照）は、トランジスターアレイ基板とカラーフィルター基板で構成される。トランジスターアレイ基板には、ゲート、半導体層、ソース及びドレーンを含むトランジスターとトランジスターのソースまたはドレーンに接続された画素電極を含むサブピクセルが形成される。そして、カラーフィルター基板にはカラーフィルターとブラックマットリックスが形成される。

一方、液晶表示装置に含まれた液晶パネルとバックライトユニットはメイン支持台と上部支持台によって収納される。メイン支持台は液晶パネルとバックライトユニットを収納するように複数の段差部を持つ。従来のメイン支持台の場合、複数の段差部の中で液晶パネルと対向する段差部が液晶パネルと当接するように設計されていて、衝撃テストをした時に、液晶パネルが曲がりながら上部支持台の導光部が開かれてメイン支持台の導光部が開かれながら液晶パネルとメイン支持台の間に干渉が発生しながら液晶パネルの中央領域から破損(クラック)するという問題発生頻度が高く、この改善策が要求される。

韓国特許公報第２００６−１１７７６４号 韓国特許公報第２００６−４９３０９号

本発明は、前述した背景技術の問題点を解決するためになされたもので、液晶パネルを収納するメイン支持台の段差部構造を改善して衝撃テスト時の外力によって液晶パネルが破損する問題を解決することができる液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、液晶パネルと、前記液晶パネルの下部に位置して光源から出射された光を前記液晶パネル方向に案内する導光板と、前記導光板から出射された光を前記液晶パネルに提供する複数の光学シートを含むバックライトユニットと、前記液晶パネルと前記バックライトユニットを収納するように基底面から上部面まで形成された複数の段差部を含み、前記複数の段差部の中で前記液晶パネルと対面する段差部が前記液晶パネルと離隔するようにパターン化された領域を持つメイン支持台とを備え、前記パターン化された領域は、枠状に形成された前記メイン支持台の一辺の中央に位置するリブ（rib）部領域であり、陷沒したパターンを持ち、前記液晶パネルと前記複数の光学シートとの間には、前記液晶パネルの表示領域は露出し非表示領域は遮断するブラックフレ−ムが位置し、前記パターン化された領域の高さは、前記ブラックフレームの高さと同一であるか前記ブラックフレームの高さより低いことを特徴とする。

本発明によれば、低費用で液晶パネルを収納するメイン支持台の段差部構造を改善して外力による破損の抵抗力を向上させることで、衝撃テストの時外力によって液晶パネルが破損する問題を解決することができる。

以下、本発明に係る具体的な実施の形態を添付した図面を参照して説明する。

図１に示されたように、本発明の一つの実施の形態に係る液晶表示装置は、液晶パネル１５０を含むことができる。また、液晶パネル１５０の下部に位置して光源から出射された光を液晶パネル１５０方向に案内する導光板１３０と、導光板１３０から出射された光を液晶パネル１５０に提供する複数の光学シート１４０を含むバックライトユニット１３０、１４０を含むことができる。

液晶表示装置は、その他に、導光板１３０をメイン支持台１１０の一面に固定する接着部材１２０を含むことができる。接着部材１２０は、不透明な材料、例えば銀（Ａｇ）や黒い色顔料が添加された両面テープなどを使うことができる。

また、液晶表示装置は、導光板１３０とメイン支持台１１０の間に位置する反射シート１３５を含むことができる。反射シート１３５は、導光板１３０に入射した光が損失されないで複数の光学シート１４０に提供されるように拡散物質が形成されたものを使うことができる。

また、液晶表示装置は、液晶パネル１５０の表示領域を露出し非表示領域を遮断するブラックフレーム１７０を含むことができる。ブラックフレーム１７０は、複数の光学シート１４０から出射された光が外部に漏れることを防止することができる。ブラックフレーム１７０は、遮光特性を向上させるために不透明な黒色系列の材質を含むことができ、単層または多層のフィルムを利用して形成することができる。このようなブラックフレーム１７０は一般的に遮光テープとも言う。

また、液晶表示装置は、液晶パネル１５０の両面に位置する偏光フィルム１６０を含むことができる。偏光フィルム１６０は、液晶パネル１５０に提供された光を偏光して所望の光だけを表示領域方向に出射するために、位置によって異方性吸収軸、補償フィルム及びゼロリタデーション（retardation）などのような複数のフィルムを選択的に含むことができる。

また、液晶表示装置は、メイン支持台１１０に収納された液晶パネル１５０及びバックライトユニット１３０、１４０を保護する上部支持台１８０を含むことができる。上部支持台１８０は、液晶パネル１５０の表示領域を露出するように開口部を有し「コ」字状に曲がった形状を持つことができる。ここで、前述した複数の光学シート１４０は、拡散シート、プリズムシート、レンチキュラーレンズシート、マイクロレンズシート及び保護シート内の一つ以上を含むことができ、拡散シート、プリズムシート、レンチキュラーレンズシート、マイクロレンズシート及び保護シート内の一つ以上に拡散率を高めるためにビッドが含まれることもできる。

以下、図２を参照して、液晶パネル１５０に対してさらに詳しく説明する。ただし、図２に示された液晶パネル１５０の構造は説明の理解を助けるためのものであるだけであり、本発明の一つの実施の形態に係る液晶パネル１５０はこれに限定されない。

液晶パネル１５０ａ、１５０ｂは、薄膜トランジスターが形成された第１基板１５０ａとカラーフィルターが形成された第２基板１５０ｂが液晶層Ｃｌを間に置いて合着された構造を持つことができる。第１基板１５０ａと第２基板１５０ｂの上部には液晶層Ｃｌの特性に従って配向膜が位置することもできる。

第１基板１５０ａの一面にはゲート１５１が位置することができる。ゲート１５１は、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ネオジム（Ｎｄ）及び銅（Ｃｕ）からなる群から選択された何れか一つまたはこれらの合金からなることができる。また、ゲート１５１は、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ネオジム（Ｎｄ）及び銅（Ｃｕ）からなる群から選択された何れか一つまたはこれらの合金からなる多重層とすることができる。また、ゲート１５１は、モリブデン／アルミニウム-ネオジムまたはモリブデン／アルミニウムの２重層とすることができる。

ゲート１５１上には第１絶縁膜１５２が位置することができる。第１絶縁膜１５２は、シリコーン酸化膜（ＳｉＯｘ）、シリコーン窒化膜（ＳｉＮｘ）またはこれらの多重層とすることができるが、これに限定されない。

第１絶縁膜１５２上にはゲート１５１と対応する領域に位置するアクティブ層１５４ａが位置することができ、アクティブ層１５４ａには接触抵抗を低めてくれるオミックコンタクト層１５４ｂが位置することができる。また、第１絶縁膜１５２上にはデータ電圧が供給されるデータ配線１５３が位置することができるが、これに限定されない。

アクティブ層１５４ａ上にはソース１５５ａ及びドレーン１５５ｂが位置することができる。ソース１５５ａ及びドレーン１５５ｂは単一層または多重層からなることができ、ソース１５５ａ及びドレーン１５５ｂが単一層の場合には、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ネオジム（Ｎｄ）及び銅（Ｃｕ）からなる群から選択された何れか一つまたはこれらの合金からなることができる。また、ソース１５５ａ及びドレーン１５５ｂが多重層の場合には、モリブデン／アルミニウム-ネオジムの２重層、モリブデン／アルミニウム／モリブデンまたはモリブデン／アルミニウム-ネオジム／モリブデンの３重層からなることができる。

ソース１５５ａ及びドレーン１５５ｂ上には第２絶縁膜１５６が位置することができる。第２絶縁膜１５６はシリコーン酸化膜（ＳｉＯｘ）、シリコーン窒化膜（ＳｉＮｘ）またはこれらの多重層であることができるが、これに限定されない。このような第２絶縁膜１５６はパッシベーション膜とすることができる。

第２絶縁膜１５６上にはソース１５５ａまたはドレーン１５５ｂに接続された画素電極１５７が位置することができる。画素電極１５７は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）またはＺｎＯ（Zinc Oxide）などのような透明な電極で形成することができる。

第２絶縁膜１５６上には画素電極１５７と対向する形状で共通電極（図示せず）が位置することができる。このような共通電極は、第１基板１５０ａまたは第２基板１５０ｂ上に位置することができる。

第１基板１５０ａ上に位置してソース１５５ａ及びドレーン１５５ｂと対応する第２絶縁膜１５６上には、第２基板１５０ｂとのセルギャップを維持するためのスペーサー１５８が位置することができる。

第２基板１５０ｂの一面にはブラックマットリックス（ＢＭ）が位置することができる。ブラックマットリックス（ＢＭ）は、非表示領域としてスペーサー１５８が位置する領域と対応するように位置することができる。ブラックマットリックス（ＢＭ）は、黒色顔料が添加された感光性有機物質でなることができ、黒色顔料ではカーボンブラックやチタンオキサイドなどを使うことができる。

ブラックマットリックス（ＢＭ）の間にはカラーフィルター（ＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢ）が位置することができる。カラーフィルター（ＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢ）は、赤色（ＣＦＲ）、緑色（ＣＦＧ）及び青色（ＣＦＢ）だけでなく他の色を持つこともできる。

ブラックマットリックス（ＢＭ）及びカラーフィルター（ＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢ）上にはオーバーコーティング層１５９が位置することができる。一方、ブラックマットリックス（ＢＭ）及びカラーフィルター（ＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢ）が形成された第２基板１５０ｂは構造にしたがってオーバーコーティング層１５９を省略することができる。

ここで、図示されていないが、第１基板１５０ａには液晶パネルに駆動信号を供給するスキャン駆動部とデータ駆動部を含む駆動部が位置することができる。

駆動部は、液晶パネル１５０を構成する第１基板１５０ａ上に形成されたデータ配線１５３とゲート配線に接続される。駆動部は、駆動部を実装したフィルム回路がＣＯＦ（Chip On Film）やＴＣＰ（Tape Carrier Package）方式で液晶パネル１５０と接続することができる。しかし、駆動部は、ＣＯＧ（Chip On Glass）方式で第１基板１５０ａ上に直接実装したり、薄膜トランジスター形成工程で第１基板１５０ａ上に形成されて内蔵することができる。

このように形成された液晶パネル１５０は、ゲート配線を通じて供給されるスキャン信号と、データ配線を通じて供給されるデータ電圧によって各サブピクセルに画像を表示することができる。

ここで、スキャン信号は、１水平時間の間供給されるゲートハイ電圧と、残り時間の間供給されるゲートロー電圧が交番するパルス信号とすることができるが、これに限定されない。サブピクセルに含まれた薄膜トランジスターはゲート配線からゲートハイ電圧が供給される場合、ターンオンされて、データ配線から印加されるデータ電圧を液晶層Ｃｌに供給することができる。

これによって、液晶パネル１５０は、各サブピクセルの薄膜トランジスターがターンオンされて、画素電極１５７にデータ電圧が印加されれば、液晶層Ｃｌにデータ電圧と共通電圧の差電圧が充電されながら画像を表示することができる。

これと反対に、ゲート配線からゲートロー電圧が供給される場合、薄膜トランジスターはターンオフされ、液晶層Ｃｌに充電されたデータ電圧がストレージキャパシターによって１フレーム期間の間維持される。液晶パネル１５０は、ゲート配線を通じて供給されるスキャン信号によって相異する動作を繰り返すこともできる。

以下、図１及び図３を参照してメイン支持台１１０に対してさらに詳しく説明する。ただし、説明の理解を助けるために一部領域だけ斜視図で示す。

図１及び図３を参照すれば、メイン支持台１１０は、図１を参照して説明したのように、基底面から上部面まで形成された複数の段差部（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）を含む。複数の段差部（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）は、第１段差部（ａ）、第２段差部（ｂ）、第３段差部（ｃ）及び第４段差部（ｄ）を含む。第１乃至第４段差部（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）の中第３段差部（ｃ）は、液晶パネル１５０と対面する領域が離隔するように形成されることができる。ここで、第１段差部（ａ）は反射シート１３５及び導光板１３０などを支持し、第２段差部（ｂ）は光学シート１４０などを支持し、第３段差部（ｃ）は液晶パネル１５０を支持し、第４段差部（ｄ）は上部支持台１８０を支持する。第４段差部（ｄ）を通常リブ（rib）部とも言う。

液晶パネル１５０とメイン支持台１１０を離隔させるために、本発明の一つの実施の形態では、複数の段差部（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）中液晶パネル１５０と対面する第３段差部（ｃ）が陷沒するようにパターン化された領域１１５を持つように形成される。パターン化された領域１１５は長方形の形状に陷沒される。また、パターン化された領域１１５の幅（W）は、第３段差部（ｃ）面の幅の広さより狭く形成される。

パターン化された領域１１５は、メイン支持台１１０の中央に位置するリブ部領域に位置することができる。パターン化された領域１１５をメイン支持台１１０のリブ部領域に形成する理由はメイン支持台１１０と上部支持台１８０を結合してモジュール形態で製造して、モジュールに外力を加える衝撃テストをする時、液晶パネル１５０の中央領域が破損(割れ)する問題の発生頻度が高いからである。

これと係わる説明は図４を参照して説明する。

図４に示されたように、衝撃テストを実施する時は、液晶表示モジュール１００を据え置き台３００などにおいてプッシュプルゲージ（Push pull gage）や綿つち２００で一定重さにあたる衝撃を液晶表示モジュール１００に加える形態で実施することができる。衝撃テスト方法は、液晶表示モジュール１００のリブ部上端等領域を分けて部位別で実施することができる。

図５を参照すれば、図４のような衝撃テストをした時、図５の（ａ）の場合、液晶パネル１５０が曲がりながら上部支持台１８０とメイン支持台１１０が開けば液晶パネル１５０とメイン支持台１１０の間に干渉が発生し液晶パネル１５０の中央領域から破損(割れ)が発生するようになる。（Ｐ１参照）

一方、図４のような衝撃テストをした時、本発明の一つの実施の形態にあたる図５の（ｂ）の場合、液晶パネル１５０が曲がりながら上部支持台１８０とメイン支持台１１０が
開かれても液晶パネルとメイン支持台１１０の間に干渉が発生しないので液晶パネル１５０が破損(割れ)する問題が発生しなくなる。（Ｐ２参照）

実験結果、図５の（ａ）のような構造の場合、衝撃テストの時、おおよそ６ｋｇにあたる衝撃によって液晶パネル１５０が破損したが、図５の（ｂ）のような構造の場合、衝撃テストの時、おおよそ１６ｋｇにあたる衝撃が加えられても液晶パネル１５０が破損しなかった。

一方、メイン支持台１１０の形状はここに限定されなく、次の図６のような形状でも形成することができる。

図６を参照すれば、メイン支持台１１０の中央リブ部領域に位置するパターン化された領域１１５は長方形の形状に陷沒し、パターン化された領域１１５の周辺領域は傾いた勾配面を持つことができる。これと共に、図６のメイン支持台１１０に形成された第３段差部（ｃ）の高さはブラックフレームの高さと同じに形成したり、ブラックフレームの高さより低く形成することもできる。

図７を参照すれば、メイン支持台１１０の中央リブ部領域に位置するパターン化された領域１１５は長方形の形状に陷沒され、パターン化された領域１１５の周辺領域に位置する傾いた勾配面の上部角領域はラウンド（Ｒ）形状を持つことができる。この場合、パターン化された領域１１５の両方の勾配面の上部角領域がラウンド（Ｒ）形状になっているので、衝撃テストの時、液晶パネルに伝達する衝撃の程度を緩和することができるようになる。これと共に、図７のメイン支持台１１０に形成された第３段差部（ｃ）の高さはブラックフレームの高さと同じに形成したりブラックフレームの高さより低く形成することもできる。

図８を参照すれば、メイン支持台１１０の中央リブ部領域に位置するパターン化された領域１１５はパターン化された領域１１５の中心に向けて傾いた勾配面を持つことができる。このような構造もパターン化された領域１１５の両方の勾配面の上部角領域を図７のようにラウンド形状で形成することもできる。これと共に、図８のメイン支持台１１０に形成された第３段差部（ｃ）の高さはブラックフレームの高さと同じに形成したりブラックフレームの高さより低く形成することもできる。

本発明の一つの実施の形態に係る液晶表示装置の一部断面図である。 図１に示された液晶パネルの概略的な断面図である。 図１に示されたメイン支持台の一部斜視図である。 液晶表示モジュールの衝撃テスト例示図である。 衝撃テストによる液晶表示モジュール内部の変化比較例示図である。 変形された実施の形態に係るメイン支持台の多様な斜視図である。 変形された実施の形態に係るメイン支持台の多様な斜視図である。 変形された実施の形態に係るメイン支持台の多様な斜視図である。

Claims (6)

1. 液晶パネルと、
   前記液晶パネルの下部に位置して光源から出射された光を前記液晶パネル方向に案内する導光板と、前記導光板から出射された光を前記液晶パネルに提供する複数の光学シートを含むバックライトユニットと、
   前記液晶パネルと前記バックライトユニットを収納するように基底面から上部面まで形成された複数の段差部を含み、前記複数の段差部の中で前記液晶パネルと対面する段差部が前記液晶パネルと離隔するようにパターン化された領域を持つメイン支持台と
   を備え、
   前記パターン化された領域は、枠状に形成された前記メイン支持台の一辺の中央に位置するリブ（rib）部領域であり、陷沒したパターンを持ち、
   前記液晶パネルと前記複数の光学シートとの間には、前記液晶パネルの表示領域は露出し非表示領域は遮断するブラックフレ−ムが位置し、
   前記パターン化された領域の高さは、前記ブラックフレームの高さと同一であるか前記ブラックフレームの高さより低い
   ことを特徴とする、液晶表示装置。
2. 前記パターン化された領域は、長方形の形状に陷沒した
   ことを特徴とする、請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記パターン化された領域の周辺領域は、傾いた勾配面を持つ
   ことを特徴とする、請求項２記載の液晶表示装置。
4. 前記傾いた勾配面の上部角領域は、ラウンド形状を持つ
   ことを特徴とする、請求項３記載の液晶表示装置。
5. 前記パターン化された領域は、前記パターン化された領域の中心に向けて傾いた勾配面を持つ
   ことを特徴とする、請求項１記載の液晶表示装置
6. 前記パターン化された領域の幅の広さは、前記液晶パネルと対面する段差部面の幅の広さより狭い
   ことを特徴とする、請求項１記載の液晶表示装置。

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