KR100367953B1 - 수평 전계형 액정 디스플레이 장치 - Google Patents

수평 전계형 액정 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

얇고 단순한 구조를 가지면서 원치않는 전계로 인해 디스플레이 품질이 저하되는 것을 방지하는 수평 전계형 LCD 장치가 제공된다. 이 장치는 (a) 제 1의 투명 기판과; (b) 상기 제 1의 기판의 바깥 표면 상에 형성된 보호 전도층과; (c) 상기 제 1의 기판의 둘레로부터 연장하는 연장부를 구비하며, 상기 제 1의 기판과 자신의 내부 표면 사이에 공간을 형성하는 상기 제 1의 기판과 결합된 제 2의 투명 기판과; (d) 상기 제 2의 기판의 연장부의 내부 표면 상에 형성된 접지 전극과; (e) 상기 제 1 및 제 2의 기판의 내부 표면 사이에 형성된 공간 내에 제한된 액정; 및 (f) 상기 제 2의 기판의 바깥 표면과 접촉된 기부(base part)와, 상기 제 1의 기판 상의 전도층과 접촉된 제 1의 스프링부(spring part), 및 상기 제 2의 기판 상의 접지 전극과 접촉된 제 2의 스프링부를 구비하며, 상기 제 1의 기판 상의 전도층을 상기 제 2의 기판의 접지 전극과 전기적으로 상호 접속시키기 위한 전도성 탄성 접속 부재(a conductive, elastic connection member)로 구성되어 있다. 상기 접속 부재는 제 2의 기판의 바깥 표면과 접촉된 기부와, 상기 제 1의 기판 상의 전도층과 접촉된 제 1의 스프링부, 및 상기 제 2의 기판 상의 접지 전극과 접촉된 제 2의 스프링부를 구비한다.

Description

수평 전계형 액정 디스플레이 장치{HORIZONTAL ELECTRIC-FIELD TYPE LCD DEVICE}
발명의 분야
본 발명은 액정 디스플레이(이하, LCD로 칭함) 장치, 특히 액정층 내에서 한 쌍의 유리 기판과 거의 평행하게 흐르는 수평 전계(horizontal electrific-field)를 사용하는 LCD 장치에 관한 것으로, 상기 LCD 장치는 기판의 하나 또는 둘 모두 상의 정전기로 인해 디스플레이 품질이 저하하는 것을 방지한다.
종래 기술의 설명
최근, LCD 장치는 퍼스널 컴퓨터와 워드 프로세스와 같은 전자 장치용 디스플레이 터미널로서 광범위하게 사용되고 있다. 그 이유는 LCD 장치가 소비 전력이 적고, 소형 및 경량이며, 저전압에서 동작할 수 있다는 이점을 갖기 때문이다.
LCD 장치의 구동 방법으로는 스태틱 구동(stactic driving) 방법, 멀티플렉스 구동(multiplex driving) 방법, 및 액티브 매트릭스 구동(active matrix driving) 방법과 같은 여러 구동 방법이 있으며, 실제 사용되고 있다. 요즘, 액티브 매트릭스 구동 방법이 주류를 이루고 있다.
액티브 매트릭스 방법을 사용하는 LCD, 즉 액티브 매트릭스 LCD는 전극 구조에서의 차이로 인해 수직 전계형 및 수평 전계형으로 나누어진다.
수직 전계형 LCD에 있어서, 액정은 대향하고 평행하며 서로 결합된 제 1 및 제 2의 유리 기판 사이의 공간 내에 제한된다. 픽셀을 형성하기 위한 디스플레이전극과 구동될 픽셀을 선택하기 위한 박막 트랜지스터(TFTs)는 제 1의 기판 상에 형성된다. 공통 전극은 상기 디스플레이 전극에 대향하도록 제 2의 기판 상에 형성된다. 구동 전압은 디스플레이 전극 중 소정의 디스플레이 전극과 공통 전극 양단에 선택적으로 인가되어, 액정에 수직 전계를 인가하게 된다. 따라서, 액정 분자의 방향은 수평 방향에서 수직 방향으로 연속적으로 변화되어, 액정층을 통과한 투과광(transmitted light)을 제어하거나 변조하게 된다.
수직 전계형 LCD는 다음과 같은 문제점을 갖는다.
사용자가 이러한 형태의 LCD 장치의 디스플레이 영역을 비스듬하게 볼 때, 사용자는 휘도(brightness) 또는 명암(light and shade)에서의 급격한 변화를 보게될 것이다. 다시 말하면, 이러한 형태의 LCD는 열악한 시야각 특성(viewing-angle characteristic)을 갖는다. 이것은 기판에 대해서 수직으로 배열된 액정의 분자가 사용자에 대해서 상이한 겉보기 길이를 갖기 때문이다.
한편, 수평 전계형 LCD에 있어서, 액정은 대향하고 평행하며 서로 결합된 제 1 및 제 2의 유리 기판 사이의 공간 내에서 제한된다. 이 구조는 수직 전계형 LCD의 구조와 동일하다. 수직 전계형 LCD와는 달리, 픽셀을 형성하기 위한 디스플레이 전극과, 구동될 픽셀을 선택하기 위한 TFT, 및 기준 전극이 제 1의 기판 상에 형성된다. 제 2의 기판 상에는 어떠한 전극도 형성되지 않는다. 구동 전압은 디스플레이 전극 중 소정의 디스플레이 전극과 기준 전극 중 소정의 기준 전극 양단에 선택적으로 인가되어, 액정에 수평 전계를 인가하게 된다. 따라서, 액정 분자의 방향은 수직 방향에서 수평 방향으로 연속적으로 변화되어, 액정층을 통과한 투과광을 제어하거나 변조하게 된다.
수평 전계형 LCD 장치에 있어서, 수직 전계형 LCD 장치와는 달리, 상기 상술된 열악한 시야각 특성의 문제점이 향상될 수 있다. 이것은 기판에 대해서 수평으로 배열된 액정의 분자가 겉보기 길이에서 작은 차이를 나타내기 때문이다. 그러나, 이러한 형태의 LCD 장치는 디스플레이 품질이 나빠지는 문제점을 갖게될 것이다. 예를 들면, LCD 장치가 일반적인 블랙 모드에 있을 경우, 디스플레이 영역은 부분적으로 또는 전체적으로 화이트로 변하게 된다. 만약 LCD 장치가 일반적인 화이트 모드에 있을 경우, 디스플레이 영역은 부분적으로 또는 전체적으로 블랙으로 변하게 된다. 이와 같은 문제점은 다음과 같은 이유에 의해 유발된다.
제 2의 기판(이 기판에 대해서는 전계가 직접적으로 인가되지 않는다)은 LCD 장치의 외부로부터 인가될 수 있는 약간의 의도되지 않은 전계 또는 정전기로 인해 대전(electrification)될 수도 있을 것이다. 이러한 경우, 전하(electric charge)가 제 2의 기판 상에 축적되고, 그 결과 액정층 내에서 제 1 및 제 2의 기판에 대해 의도되지 않은 수직 전계를 생성하게 된다. 따라서, 액정 분자의 방향은 의도되지 않은 수직 전계로 인해 수직 방향으로 변경되고, 그 결과 디스플레이 품질이 나빠지게 된다.
수평 전계형 LCD 장치에서 디스플레이 품질 저하의 상기 문제점을 해결하기 위해서, 여러가지 해결책이 개발되고 보고되어 왔다. 이러한 해결책의 일 예는 1997년 4월에 공개된 일본 특허 공개공보 제 9-105981호에 개시되어 있다.
도 1 및 도 2는 상기 공보 제 9-105981호에 개시된 종래 기술의 수평 전계형LCD 장치의 구조를 도시한다.
도 1에서, 유리 기판(101)과 다른 유리 기판(102)은 그들 사이에 공간을 형성하면서 서로 대향하고 평행하도록 결합된다. 상기 공간은 기판(101)의 전체 둘레(periphery)를 따라 위치된 봉인 부재(sealing member; 109)에 의해 봉인된다. 액정(LC)은 액정층을 형성하는 봉인된 공간 내에 제한된다. 도 1에 도시되지는 않았지만, 디스플레이 전극, 기준 전극, 및 TFT는 기판(102)의 내부 표면 상에 형성된다.
투명 전도층(transparent conductive layer; 103)은 기판(101)의 바깥 표면 상에 부가적으로 형성된다. 케이스로서 기판(101) 전체를 둘러싸는 금속 프레임(104)은 전도성 고무층(conductive rubber layer; 105)을 통해 기판(101)의 주변에서 상기 전도층(103)과 기계적 및 전기적으로 접속된다. 따라서, 전하가 기판에 축전되더라도, 상기 전도층(103), 전도성 고무층(105), 및 프레임(104)을 통해 외부로 방전되어, 그 결과 액정(LC)에 존재하는 임의의 원하지 않는 수직 전계에 의해 디스플레이 품질이 저하하는 것을 방지하게 된다.
전도층(103)이 케이블(107)을 통해 기판의 내부 표면 상에 형성된 접지 단자(106)에 전기적으로 접속되는 점을 제외하면, 도 2에 도시된 종래 기술의 LCD 장치의 구조는 도 1에 도시된 것과 유사하다.
또한 상기 일본 특허 공보 제 9-105981호는 케이블(107) 대신 전도성 페이스트(conductive paste) 또는 전도성 금속 테이프(conductive metal tape)가 사용될 수 있음을 개시하고 있다. 전도성 금속 테이프는 금속 테이프와 전도성 재료를 포함하는 부착 물질에 의해 형성된다.
도 1 및 도 2에 도시된 종래 기술의 LCD 장치는 하기와 같은 문제점을 가지고 있다.
도 1에 도시된 종래 기술의 LCD 장치에 있어서, 전도성 고무층(105)이 전도층(103)을 금속 프레임(104)에 전기적으로 접속하기 위해 사용되기 때문에, LCD 장치의 두께는 증가하게 된다. 최근, LCD 장치의 두께는 가능하면 작게 되는 것이 강하게 요구되고 있다. 이러한 관점에서, 도 1의 구조는 선호되지 않는다.
또한, 금속 프레임(104)이 기판(101)에 연결되는 경우, 상기 고무층(105)의 접촉 저항을 안정화시키기 위해 상기 고무층(105)은 기판(101)에 대해 강하게 압착되어야만 한다. 이 단계에서, 가압력(pressing force)에 대한 저항력(counter force)이 프레임(104)에 가해지고, 그 결과, 프레임(104)에 약간의 변형이 발생하게 된다. 따라서, 가압력은 희망하는 것 만큼 크게 설정될 수 없다.
또한, 본 발명자의 테스트 결과에 따르면, 하기와 같은 문제점이 발견되었다.
구체적으로, 프레임(104)의 부착 공정에서 특정값 이상의 압력이 기판(101)에 인가되면, 기판(101)에 전계가 인가되지 않음에도 불구하고 압력이 인가된 부분에 대해 대응하는 위치에서 디스플레이 영역이 화이트 또는 블랙으로 되는 현상이 발생한다. 만약 LCD 장치가 일반적인 블랙 모드에 있을 경우, 디스플레이 영역은 화이트로 변하게 될 것이다. 만약 LCD 장치가 일반적인 화이트 모드에 있을 경우, 디스플레이 영역은 블랙으로 변하게 될 것이다.
결과적으로, 상기 언급된 두 가지 이유 때문에, 프레임(104)의 부착 공정에서 기판(101)에 인가되는 가압력은 특정값 이하로 설정되어야만 한다.
또한, 도 2에 도시된 LCD 장치에 있어서, 케이블(107)이 사용되어야 하기 때문에, 케이블(107)을 통해 전도층(103)을 접지 단자(106)와 접속시키기 위한 복잡한 공정이 요구된다.
케이블(107) 대신 전도성 페이스트 또는 전도성 금속 테이프가 사용되는 경우에도, 유사한 복잡한 공정이 요구된다는 문제점이 발생한다.
구체적으로, 전도성 페이스트가 사용되는 경우, 전도층(103)과 접지 단자(106)의 상호 접속 공정에서 중력에 의해 전도성 페이스트가 기판(102)을 향해 흐르게 된다. 따라서, 코팅된 페이스트가 소정의 두께 또는 단면적을 갖는 것이 어렵게 된다. 특히, 코팅된 페이스트의 두께는 전도층(103)의 코너에서 감소하게 될 것이다. 결과적으로, 코팅된 페이스트의 전기 저항은 넓은 범위에서 변하게 되고, 이것은 기판(101) 상의 희망하지 않는 전하가 완전히 제거되지 않을 가능성을 남기게 된다.
전도성 금속 테이프가 사용되는 경우, 테이프의 만족스러운 부착 길이가 생성될 수 없을 가능성이 있다. 이것은 테이프가 부착 물질 내에 전도성 재료를 포함하고 있어서, 테이프의 부착에 유효한 표면적이 감소하기 때문이다.
따라서, 얇고 간단한 구조를 가지면서 원치 않는 전계로 인해 디스플레이 품질이 저하하는 것을 방지하는 수평 전계형 LCD 장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
본 발명의 다른 목적은 기판 상의 보호 전도층(protecting conductive layer)을 다른 기판 상의 접지 전극과 전기적으로 상호 접속시키기 위한 복잡한 공정을 필요로 하지 않는 수평 전계형 LCD 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 기판 상의 보호 전도층과 다른 기판 상의 접지 전극에 대해 적절한 가압력을 제공하는 수평 전계형 LCD 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 구동 IC(Integrated Circuit)를 쉽게 대체할 수 있는 수평 전계형 LCD 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적 및 구체적으로 언급되지 않은 목적은 하기의 설명으로부터 종래 기술에 능숙한 자에게 명백할 것이다.
본 발명에 따른 수평 전계형 LCD 장치는,
(a) 제 1의 투명 기판과;
(b) 상기 제 1의 기판의 바깥 표면 상에 형성된 보호 전도층과;
(c) 상기 제 1의 기판의 둘레로부터 연장하는 연장부를 구비하며, 상기 제 1의 기판과 자신의 내부 표면 사이에 공간을 형성하는 상기 제 1의 기판과 결합된 제 2의 투명 기판과;
(d) 상기 제 2의 기판의 연장부의 내부 표면 상에 형성된 접지 전극과;
(e) 상기 제 1 및 제 2의 기판의 내부 표면 사이에 형성된 공간 내에 제한된 액정; 및
(f) 상기 제 2의 기판의 바깥 표면과 접촉된 기부(base part)와, 상기 제 1의 기판 상의 전도층과 접촉된 제 1의 스프링부(spring part), 및 상기 제 2의 기판 상의 접지 전극과 접촉된 제 2의 스프링부를 구비하며, 상기 제 1의 기판 상의 전도층을 상기 제 2의 기판의 접지 전극과 전기적으로 상호 접속시키기 위한 전도성 탄성 접속 부재(a conductive, elastic connection member)로 구성되어 있다.
본 발명에 따른 수평 전계형 LCD 장치에 있어서, 상기 제 1의 바깥 표면 상의 보호 전도층과 상기 제 2의 기판의 연장부의 내부 표면 상의 접지 전극은 전도성 탄성 접속 부재를 통해 전기적으로 상호 접속되어 있다. 따라서, 제 1의 기판 이 대전(electrification)되어 전하를 생성하는 경우에도, 이들 전하는 상기 접속 부재를 통해 접지 전극으로 재빨리 흐르게 된다. 결과적으로, 제 1의 기판 상의 전하에 의해 생성되는 원치 않는 전계에 의한 디스플레이 품질 저하는 일어나지 않는다.
또한, 상기 접속 부재는 제 2의 기판의 바깥 표면과 접촉된 기부와, 상기 제 1의 기판의 바깥 표면 상의 전도층과 접촉된 제 1의 스프링부, 및 상기 제 2의 기판의 내부 표면 상의 접지 전극과 접촉된 제 2의 스프링부를 구비하고 있다. 따라서, LCD 장치의 구조는 얇고 간단하게 만들어질 수 있다. 이와 동시에, 상기 부재는 상기 제 1 및 제 2의 기판에 쉽게 부착되고 탈착될 수 있는데, 이것은 구동 IC가 쉽게 대체될 수 있음을 의미한다.
또한, 케이블과 전도성 고무층이 사용되지 않기 때문에, 전도층을 접지 전극과 전기적으로 상호 접속시키기 위한 복잡한 공정이 필요 없게 된다.
또한, 탄성 변형은 접속 부재의 제 1 및 제 2의 스프링부에서 독립적으로 발생한다. 따라서, 제 1 및 제 2의 스프링부의 개별적인 접촉에 대해서 적절한 가압력이 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 양호한 실시예에서, 접속 부재의 기부와 제 1의 스프링부는 거의 U자형 단면을 형성하며, 접속 부재의 기부와 제 2의 스프링부도 거의 U자형 단면을 형성한다. 본 실시예에 있어서, 접속 부재가 얇은 금속판 또는 금속 시트에 의해 형성되면서 동시에 접속 부재의 전기 저항이 만족할 만큼 낮게 유지될 수 있다는 부가적인 이점이 있다. 이것은 LCD 장치가 소형이 될 수 있으며 보호 전도층과 접지 전극 사이의 안정한 전기 접속이 보장된다는 것을 의미한다.
본 발명에 따른 장치의 다른 양호한 실시예에 있어서, 접속 부재는 스테인레스 스틸, 인청동(phosphor bronze), 및 베릴륨 구리(beryllium copper)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료로 만들어진다. 본 실시예에서, 접속 부재가 기계적으로 쉽게 제조될 수 있으며 양호한 내구성을 갖는다는 부가적인 이점을 갖는다.
본 발명에 따른 장치의 또 다른 양호한 실시예에 있어서, 접속 부재의 기부는 고무 시트를 통해 제 2의 기판의 바깥 표면과 접촉된다. 본 실시예에 있어서, 제 2의 기판과 접속 부재의 기부의 기계적 접촉은 강화되고, 그 결과 가해지는 진동 또는 충격에 의해 접속 부재와 제 2의 기판 사이의 접촉이 약화될 위험을 감소시키게 된다.
고무 시트가 접속 부재의 기부에 부착되는 것이 바람직하다. 이 경우, 제 2의 기판과의 기부의 기계적 접촉은 더욱 강화된다.
본 발명에 따른 장치의 또 다른 실시예에 있어서, 접속 부재의 제 1의 스프링부는 보호 전도층에 대해서 대략 30 gw/㎠(=2941.995 ㎩) 또는 그 이하의 압력을 가하도록 디자인된다. 본 실시예에서, 디스플레이 영역이 우연히 화이트 또는 블랙으로 될 가능성이 방지될 수 있다는 부가적인 이점이 있는데, 그 이유는 제 1의 기판에 대해 가해지는 압력이 제한되기 때문이다. 이것은 디스플레이 품질을 더 향상시키게 된다.
도 1은 종래 기술의 수평 전계형 LCD 장치의 개략적인 단면도.
도 2는 다른 종래 기술의 수평 전계형 LCD 장치의 개략적인 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1의 실시예에 따른 수평 전계형 LCD 장치의 개략적인 부분 투시도.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 라인을 따라 취해진 본 발명의 제 1의 실시예에 따른 LCD 장치의 개략적인 부분 단면도.
도 5는 도 3의 제 1의 실시예에 따른 LCD 장치에서 사용되는 탄성 접속 부재의 개략적인 부분 투시도.
도 6은 본 발명의 제 2의 실시예에 따른 수평 전계형 LCD 장치의 개략적인 단면도.
♠도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명♠
11 : 제 1의 유리 기판 12 : 제 2의 유리 기판
13 : 투명 전도층 14 : 편광판
15 : 접지 전극 16 : 전도성 접속 부재
23 : 고무 시트
본 발명의 양호한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 하기에 상세히 설명될 것이다.
제 1의 실시예
제 1의 실시예에 따른 수평 전계형 LCD 장치는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 구성을 갖는다.
도 3 및 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, LCD 장치는 제 1의 투명 유리 기판(11)과 제 2의 투명 유리 기판(12)으로 구성되며, 상기 기판(11 및 12)의 내부 표면 사이에 공간을 형성하도록 서로 결합된다. 상기 기판(11 및 12)의 각각은 직사각형이고 편평하다. 제 2의 기판(12)은 제 1의 기판(11)보다 약간 더 크다. 구체적으로는, 제 2의 기판(12)의 네 변은 제 1의 기판(11)의 대응하는 변으로부터 약 3㎜만큼 더 나와 있다.
백라이트 유닛(도시되지 않음)은 제 2의 기판(12)의 측면에 위치된다. 사용자는 제 1의 기판(11)의 바깥 표면측으로부터 LCD 장치의 디스플레이 영역을 보게된다.
봉인 부재(9)는 제 1의 기판(11)의 전체 둘레를 따라 연장하도록 형성되어, 기판(11 및 12)의 내부 표면 사이에 형성된 공간을 봉인하게 된다. 상기 공간은 액정(LC)으로 채워진다.
LCD 장치를 원치 않는 전계로부터 차단하거나 또는 비정상적인 디스플레이를 방지하기 위해 사용되는 직사각형의 투명 전도층(13)은 제 1의 기판(11)의 바깥 표면 상에 형성된다. 상기 층(13)은 제 1의 기판(11)의 바깥 표면의 거의 대부분을 덮는다. 여기서, 상기 층(13)은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO)로 이루어지며 200 내지 300Å의 두께를 갖는다.
직사각형 편광판(polarizer plate; 14a)은 전도층(13) 상에 위치된다. 상기 판(14a)의 네 변은 대략 1.5㎜만큼 제 1의 기판의 대응하는 네 변으로부터 들어가 있다.
직사각형 편광판(14b)은 제 2의 기판(12)의 바깥 표면 상에 위치된다. 상기 판(14b)은 상기 편광판(14a)과 동일한 크기를 갖는다. 백라이트(도시되지 않음)는 편광판(14b) 근처에 위치된다.
도시되지는 않았지만, TFT와, 기준 전극, 및 디스플레이 전극이 제 2의 기판(12)의 내부 표면 상에 형성된다. TFT와 기준 전극 및 디스플레이 전극의 구조가 널리 공지되어 있기 때문에, 이에 대한 상세한 설명은 간략화를 위해 본원에선 생략된다. 예를 들면, 이들은 앞에서 언급한 일본 특허 공개 공보 제 9-105981호에 개시되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제 2의 기판(12)의 돌출부(proturded part) 또는연장부 상에, 배선 라인(wiring lines; 17)과 직사각형의 접지 전극(15)이 형성된다. 크롬(Cr) 및 알루미늄(Al)과 같은 전도성 금속으로 이루어진 배선 라인(17)은 디스플레이 전극에 전기적으로 접속된다. 접지 전극(15)은 배선 라인(17)과 떨어져서 제 2의 기판(12)의 한 코너 근처에 위치된다.
배선 라인(17)은 제 1의 실시예의 LCD 장치를 구동하기 위해서 구동 IC(18)의 대응하는 단자에 전기적으로 접속된다. 상기 IC(18)는 IC(18) 근처에 위치된 인쇄 배선 기판(Printed Wiring Board; PWB; 19)에 전기적으로 접속된다. PWB(19)는 LCD 장치에서 신호를 처리하기 위해 사용된다. 접지 전극(15)은 제 2의 기판(12) 상에 형성된 배선 라인(도시되지 않음) 및 IC(18)에 형성된 배선 라인을 통해 PWB(19)에 전기적으로 접속된다. 여기서, 상기 IC(18)는 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package; TCP) 형태이다. PWB(19)는 접지 전위 레벨로 유지된 단자(도시되지 않음)에 전기적으로 접속된다. 따라서, 접지 전극(15)은 접지 전위 레벨로 유지된다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 스프링 기능을 갖는 전도성 접속 부재(16)는 제 1 및 제 2의 기판에 탈착 가능하게 된다. 상기 부재(16)는 특정 몰드를 사용하여 0.1㎜의 두께를 갖는 스테인레스 스틸 시트를 가압 성형함으로써 얻어진다. 상기 부재(16)의 상세한 구조는 도 5에 도시된다.
도 5에서 명확한 바와 같이, 전도성 접속 부재(16)는 기부(20)와, 제 1의 스프링부(21), 및 제 2의 스프링부(22)에 의해 형성된다. 제 2의 기판(12)의 바깥 표면과 접촉하고 있는 기부(20)는 4㎜×5㎜의 직사각형 판 또는 시트로서 형성된다.제 1 및 제 2의 스프링부(21 및 22)는 기부(20)의 한 변(20a)으로부터 기부(20)와 제 2의 기판(12)의 수직 방향으로(즉, 제 2의 기판(12)의 두께 방향을 따라) 연장한다.
제 1의 스프링부(21)는 다섯 개의 스트립(strip; 긴 조각, 이하, 스트립)(21a, 21b, 21c, 21d, 및 21e)을 구비한다. 스트립(21a)의 단부는 기부(20)의 한 코너에서 기부(20)의 변(20a)에 연결된다. 유사하게, 스트립(21e)의 단부는 기부(20)의 다른 코너에서 기부(20)의 변(20a)에 연결된다. 기부(20)에 수직인 스트립(21a 및 21e)은 제 1 및 제 2의 기판(11 및 12)과, 기판(11 및 12) 사이의 간격, 및 전도층(13)의 전체 두께의 합과 거의 비슷한 길이를 갖는다.
스트립(21b 및 21d)은 각각 기부(20)의 대응하는 변(20b 및 20d)을 따라 연장한다. 스트립(21b 및 21d)의 한 단부는 스트립(21a 및 21e)의 대응하는 단부에 각각 연결된다. 스트립(21b 및 21d)의 대향 단부는 스트립(21c)의 대응하는 단부에 연결되는데, 여기서 스트립(21c)은 기부(20)의 대응하는 변(20c)을 따라 연장한다. 따라서, 세 개의 스트립(21b, 21c, 및 21d)은 거의 U자형 형상을 형성한다. 스트립(21b, 21c, 및 21d)이 기판(11 및 12)에 부착되는 경우, 이들은 기부(20)에 거의 평행하게 된다. 스트립(21b 및 21d)은 스트립(21c)이 제 1의 기판(11)의 전도층(13)과 완전하게 접촉하도록 하는 길이를 갖는다.
제 2의 스프링부(22)는 두 개의 스트립(22a 및 22b)을 구비한다. 스트립(22a)의 단부는 변(20a)의 중간 지점에서 기부(20)의 변(20a)에 연결되다. 스트립(22a)은 기부(20)에 대해 거의 수직이며 스트립(21a 및 21e)에 대해 평행하다. 스트립(22a)은 제 1의 기판과 접지 전극(15)의 전체 두께(예를 들면, 1.0㎜)와 거의 유사한 길이를 갖는데, 이것은 스트립(21a 및 21e)의 길이보다 작다. 스트립(22b)은 자신의 단부가 제 2의 기판(12) 상의 접지 전극과 접촉할 수 있는 길이를 갖는다.
접속 부재(16)는 상기 상술된 구조를 갖는다. 따라서, 만약 기부(20)가 고정되어 있는 동안 외력(external force)이 제 1의 스프링부(21)에 가해지면, 제 1의 스프링부(21)는 기부(21)에 수직인 방향으로 탄성적으로 변형될 수 있다. 유사하게, 제 2의 스프링부(22)도 동일한 방향으로 탄성적으로 변형될 수 있다. 스프링부(21 및 22)의 탄성 변형은 독립적으로 발생할 수 있다. 결과적으로, 제 1 및 제 2의 기판(11 및 12)의 두께가 변동하는 경우에도, 제 1 및 제 2의 스프링부(21 및 22)는 각각 접지 전극(15)과 전도층(13)에 안정적으로 접촉될 수 있으면서, 동시에 접지 전극(15)과 전도층(13)에 각각 적절한 가압력을 인가할 수 있다.
제 1의 실시예에서, 접속 부재(16)는 스테인레스 스틸로 제조된다. 그러나, 인청동 및 베릴륨 구리와 같이, 스프링 기능을 갖는 임의의 다른 전도성 금속 물질로 제조될 수도 있다. 물론, 접속 부재(16)의 크기는 제 1 및 제 2의 기판(11 및 12)의 크기와 적합하도록 조절될 수 있다.
또한, 전도층(13)에 가해지는 제 1의 스프링부(21)의 접촉 압력은 대략 30 gw/㎠ (= 2941.995㎩) 또는 그 이하로 설정된다. 이것은 다음과 같이 수행된 본 발명자의 테스트 결과에 따른 것이다.
구체적으로, 전도층(13)에 가해지는 제 1의 스프링부(21)의 접촉 압력은 대략 40 gw/㎠ (= 3922.66 ㎩) 내지 50 gw/㎠ (= 4903.325 ㎩)로 설정되었다. 이 경우, 일반적인 블랙 모드의 LCD 장치의 디스플레이 영역은 부분적으로 화이트로 변화되어, 디스플레이 품질을 저하시키게 된다. 만약 제 1의 스프링부(21)의 접촉 압력이 대략 30 gw/㎠ (= 2941.995㎩) 또는 그 이하로 설정되면, 이러한 문제점은 발생하지 않는다.
제 1의 스프링부(21)와는 달리, 접지 전극(15)에 가해지는 제 2의 스프링부(22)의 접촉 압력에 대해서는 이러한 제한이 필요 없다. 이것은 제 1의 스프링부(21)가 전기적 접속을 위해 제 2의 기판(12)과 단순히 접촉하는 것으로 충분하기 때문이다.
제 1의 실시예에 따른 수평 전계형 LCD 장치에 있어서, 제 1의 기판(11) 상에 형성된 보호 전도층(13)과 제 2의 기판(12) 상에 형성된 접지 전극(15)은 전도성 접속 부재(16)를 통해 서로 전기적으로 연결된다. 따라서, 제 1 또는 제 2의 기판(11 또는 12)이 대전되더라도, 제 1 또는 제 2의 기판 상에 생성된 전하는 접속 부재(16), 접지 전극(15), 구동 IC, 및 PWB(19)를 통해 장치의 외부로 재빨리 흐르게 된다. 결과적으로, 대전으로 인해 디스플레이 품질이 저하되지는 않으며, 이것은 양호한 디스플레이 품질이 실현됨을 의미한다.
또한, 접속 부재(16)는 제 2의 기판(12)과 접촉된 기부(20)와, 제 2의 기판(12)의 바깥 표면 상의 전도층(13)과 접촉된 제 1의 스프링부(21), 및 접지 전극(15)과 접촉된 제 2의 스프링부(22)를 구비한다. 따라서, LCD 장치의 구조는 얇고 단순하게 제조될 수 있으며, 동시에, 접속 부재(16)는 제 1 및 제 2의 기판(11 및 12)에 쉽게 부착되고 쉽게 탈착될 수 있는데, 이것은 구동 IC(18)가 쉽게 대체될 수 있음을 의미한다.
예를 들면, 구동 IC(18)가 LCD 장치의 디스플레이 테스트 결과에 따라 대체되어야 한다고 가정하면, 접속 부재(16)는 쉽게 탈착될 수 있고, IC(18)의 대체 공정은 단순화될 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2에 도시된 종래 기술의 LCD 장치에서 사용되는 전도성 고무층(105)과 케이블(107)이 필요없기 때문에, 전도층(13)을 접지 전극(15)과 전기적으로 상호 접속시키는데 복잡한 공정이 필요없게 된다.
또한, 탄성 변형이 접속 부재(16)의 제 1 및 제 2의 스프링부(21 및 22)에서 독립적으로 발생한다. 따라서, 제 1 및 제 2의 스프링부(21 및 22)의 각각의 접촉에 대해서 적절한 가압력이 제공될 수 있으며, 이것은 이들 접촉을 안정화시킨다.
본 발명자의 테스트 결과에 따르면, 전도층(13)과 접지 전극(15) 사이의 초기 저항은 0.2 내지 0.5㏀ 정도로 낮다는 것을 알게되었다. 또한, 10㎸의 외부 전압이 제 1의 기판(11) 상의 편광판(14a)의 바깥 표면에 인가되면, 비정상적인 디스플레이 현상이 발생함을 확인하였다. 그러나, 이것은 0.5초 또는 그 보다 짧은 기간 내에 즉시 사라지며, 그 후 정상적인 디스플레이 이미지가 복원되었다.
한편, 도 1에 도시된 종래 기술의 LCD 장치에서, 본 발명자는 유리 기판과 금속 테이프 사이의 부착 강도가 10㎟의 부착 면적에서 40g 내지 50g이며, 10㎟ 이상의 넓은 부착 면적이 신뢰할만한 부착을 위해 필요하다는 것을 알게되었다. 이것은 전도성 테이프가 더 소형으로 제조될 수 없다는 것을 의미한다.
또한, 50℃의 온도와 85%의 습도에서 500시간 동안의 가열 테스트 후 테이프의 전기 저항이 10㏁ 이상으로 증가되는 것을 알게되었다. 이것은 도 1에 도시된 종래 기술의 LCD 장치에서 희망하는 신뢰성이 얻어질 수 없다는 것을 의미한다.
제 2의 실시예
도 6은 제 2의 실시예에 따른 수평 전계형 LCD 장치의 구성을 도시한다. 이 장치는 고무 시트(23)와 이중 코팅 테이프(double-coated tape; 24)가 제 2의 기판(12)의 바깥 표면과 접속 부재(16)의 기부(20) 사이에 삽입되는 점을 제외하면 도 3 내지 도 5에 도시된 제 1의 실시예에 따른 LCD 장치의 구성과 동일하다. 고무 시트(23)는 테이프(24)와 함께 기부(20)에 부착된다. 따라서, 동일한 구성에 대한 설명은 설명의 간략화를 위해 생략하며, 제 1의 실시예에서 사용된 것과 동일한 도면 부호를 도 6에 기입한다.
물론, 제 2의 실시예에 따른 LCD 장치는 제 1의 실시예에 따른 LCD 장치의 이점과 동일한 이점을 갖는다. 고무 시트(23)는 제 2의 기판(12)에 대해서 상기 부재(16)보다 더 큰 마찰 계수를 갖는다. 따라서, 제 2의 실시예에 따른 장치는 임의의 외부 진동 및/또는 충격이 LCD 장치에 가해지는 경우에도 접속 부재(16)와 제 2의 기판(12) 사이의 접속 또는 접촉(engagement)이 보장된다는 이점을 갖는다.
제 2의 실시예에서, 고무 시트(23)는 실리콘 고무로 만들어진다. 그러나, 천연 고무, 부틸 고무, 우레탄 고무와 같은 임의의 다른 고무가 이러한 목적을 위해 사용될 수 있음은 말할 필요도 없다. 또한, 이중 코팅 테이프(24) 대신, 고무시트(23)를 접속 부재(16)에 부착시킬 수 있는 임의의 부착제가 사용될 수도 있다.
고무 시트(23) 대신, 상기 접속 부재(16)와 기판(12)의 접촉을 강화하기 위한 임의의 다른 부재가 사용될 수도 있다.
제 1 및 제 2의 실시예에 있어서, 전도층(13)은 제 1의 기판(11)의 바깥 표면 상에 형성되고, 편광판(14a)은 상기 전도층(13) 상에 형성된다. 또한, 상기 전도층(13)은 디스플레이 전극과 기준 전극 및 TFT가 제공되지 않은 제 1의 기판 상에 위치된다. 그러나, 본 발명이 이러한 구조에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 편광판(14a)이 그 자체로서 전도성을 띄도록 형성되어, 편광판(14a)이 전도층(13)의 역할을 할 수도 있다. 상기 전도층(13)은 디스플레이 전극과 기준 전극 및 TFT가 제공된 제 2의 기판(12) 상에 위치될 것이다.
또한, 전도층(13)은 금속, 및 전도성 수지 또는 플라스틱과 같이 의도된 목적에 유효한 전기 전도성을 갖는 임의의 물질로 만들어질 수도 있다.
본 발명의 양호한 형태가 상술되었지만, 본 발명의 취지를 벗어나지 않으면서 당업자에게 명백한 수정예가 행해질 수 있음은 분명하다. 따라서, 본 발명의 영역은 하기의 특허청구범위에 의해서만 결정될 것이다.
본 발명에 따른 수평 전계형 LCD 장치에 있어서, 상기 제 1의 바깥 표면 상의 보호 전도층과 상기 제 2의 기판의 연장부의 내부 표면 상의 접지 전극은 전도성 탄성 접속 부재를 통해 전기적으로 상호 접속되어 있다. 따라서, 제 1의 기판 이 대전(electrification)되어 전하를 생성하는 경우에도, 이들 전하는 상기 접속부재를 통해 접지 전극으로 재빨리 흐르게 된다. 결과적으로, 제 1의 기판 상의 전하에 의해 생성되는 원치 않는 전계에 의한 디스플레이 품질 저하는 일어나지 않는다.

Claims (10)

  1. (a) 제 1의 투명 기판과;
    (b) 상기 제 1의 기판의 바깥 표면 상에 형성된 보호 전도층과;
    (c) 상기 제 1의 기판의 둘레로부터 연장하는 연장부를 구비하며, 상기 제 1의 기판과 자신의 내부 표면 사이에 공간을 형성하는 상기 제 1의 기판과 결합된 제 2의 투명 기판과;
    (d) 상기 제 2의 기판의 연장부의 내부 표면 상에 형성된 접지 전극과;
    (e) 상기 제 1 및 제 2의 기판의 내부 표면 사이에 형성된 공간 내에 제한된 액정; 및
    (f) 상기 제 2의 기판의 바깥 표면과 접촉된 기부(base part)와, 상기 제 1의 기판 상의 전도층과 접촉된 제 1의 스프링부(spring part), 및 상기 제 2의 기판 상의 접지 전극과 접촉된 제 2의 스프링부를 구비하며, 상기 제 1의 기판 상의 전도층을 상기 제 2의 기판의 접지 전극과 전기적으로 상호 접속시키기 위한 전도성 탄성 접속 부재(a conductive, elastic connection member)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 전계형 LCD 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 접속 부재의 상기 기부와 상기 제 1의 스프링부는 거의 U자형 단면을 형성하며, 상기 접속 부재의 상기 기부와 상기 제 2의 스프링부는 거의 U자형 단면을 형성하는 것을 특징으로 하는 수평 전계형 LCD 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 접속 부재는 스테인레스 스틸, 인청동(phosphor bronze), 및 베릴륨 구리(beryllium copper)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 수평 전계형 LCD 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 접속 부재의 상기 제 1의 스프링부는 상기 보호 전도층에 약 30 gw/㎠(= 2941.995㎩) 또는 그 이하의 압력을 가하도록 디자인되는 것을 특징으로 하는 수평 전계형 LCD 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 접속 부재의 상기 제 1 및 제 2의 스프링부는 상기 접속 부재의 상기 기부에 대해서 탄성적으로 변형되는 것을 특징으로 하는 수평 전계형 LCD 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 접속 부재의 상기 제 1 및 제 2의 스프링부는 그 탄성으로 인해 상기 기부에 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 수평 전계형 LCD 장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 접속 부재의 상기 기부는 거의 편평하고, 상기 접속 부재의 상기 제 1의 스프링은 U자형이며, 상기 접속 부재의 상기 제 2의 스프링은 선형적으로 형성되며,
    상기 제 1의 스프링부의 중간부는 상기 전도층과 접촉되고 상기 제 2의 스프링부의 단부는 상기 접지 전극과 접촉되는 것을 특징으로 하는 수평 전계형 LCD 장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 접속 부재의 상기 기부는 마찰 증가 부재(friction-increasing member)를 통해 상기 제 2의 기판의 바깥 표면과 접촉되는 것을 특징으로 하는 수평 전계형 LCD 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 마찰 증가 부재는 탄성 시트인 것을 특징으로 하는 수평 전계형 LCD 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 탄성 시트는 상기 접속 부재의 상기 기부에 부착되는 것을 특징으로 하는 수평 전계형 LCD 장치.
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