KR100559966B1 - 인쇄회로기판 수납공간이 형성된 도광판이 적용된 액정표시모듈 - Google Patents

Abstract

액정표시패널로 빛을 확산 및 안내하는 역할을 하기 위하여 액정표시패널의 하부에 위치하며 쐐기 타입(wedge type)을 갖는 도광판에 액정표시패널과 연결된 인쇄회로기판이 수납되도록 수납 공간을 형성하여 도광판의 중량 감소 및 수납 공간에 인쇄회로기판이 수납되도록 하여 액정표시모듈의 두께 및 중량을 감소시킨 인쇄회로기판 수납공간이 형성된 도광판이 적용된 액정표시모듈에 관한 것으로, 액정표시패널에 백색광이 균일하게 공급되도록 함과 동시에 백색광을 액정표시패널로 가이드시키는 도광판에 도광판과 인쇄회로기판이 오버랩되도록 수납 공간을 형성하여 액정표시모듈의 두께를 감소시킴과 동시에 액정표시모듈의 두께를 감소시킨다.

액정표시모듈, 도광판

Description

인쇄회로기판 수납공간이 형성된 도광판이 적용된 액정표시모듈{LCD module having a light guide plate provided with a space for accommodating PCB}

도 1은 본 발명에 의한 인쇄회로기판 수납공간이 형성된 도광판이 적용된 액정표시모듈의 부분 단면도.

도 2는 도 1의 A 원내 확대도.

도 3은 도 1의 B 원내 확대도.

도 4는 본 발명에 의한 인쇄회로기판 수납공간이 형성된 도광판의 일실시예를 도시한 사시도.

도 5는 도 4의 A-A 단면도.

도 6은 본 발명에 의한 인쇄회로기판 수납공간이 형성된 도광판의 실시예를 도시한 사시도.

도 7은 도 6의 B-B 단면도.

본 발명은 인쇄회로기판 수납공간이 형성된 도광판이 적용된 액정표시모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정표시패널로 빛을 확산 및 안내하는 역할을 하기 위하여 액정표시패널의 하부에 위치하며 쐐기 타입(wedge type)을 갖는 도광판의 밑면에 액정표시패널과 연결된 인쇄회로기판이 수납되도록 수납 공간을 형성하여 도광판의 중량 감소 및 수납 공간에 인쇄회로기판이 오버랩된 상태로 수납되도록 하여 액정표시모듈의 두께를 감소시킨 인쇄회로기판 수납공간이 형성된 도광판이 적용된 액정표시모듈에 관한 것이다.

최근들어 급속한 개발이 이루어지고 있는 반도체 기술에 힘입어 정보 통신 산업, 컴퓨터 산업, 포괄적으로 전자 산업 전반에 걸쳐 제품 소형화 및 제품 성능 업그레이드가 이루어지고 있는 실정이다.

한편, 이와 같은 반도체 기술의 응용 분야로 최근, 투명한 유리기판상에 반도체 박막 기술에 의하여 형성된 박막트랜지스터 및 박막트랜지스터가 턴-온되면서 전계(electric field)가 형성되도록 박막트랜지스터와 연결된 화소 전극이 형성된 TFT 기판 및 RGB 화소가 형성되고 TFT 기판의 화소 전극과 대향하는 공통 전극이 형성된 또하나의 유리기판인 컬러필터 기판을 겹친 후, TFT 기판과 컬러필터 기판 사이에 전계가 인가되었을 때, 배열이 달라짐으로 광이 선택적으로 통과 또는 선택적으로 차단되도록 액정이 주입되어 액정에 의하여 광이 선택적으로 RGB 화소를 자극하도록 하여 소정 영상이 디스플레이 되도록 한 디스플레이장치인 액정표시장치가 선보인 바 있다.

액정표시장치는 종래 주종을 이룬 디스플레이 장치인 CRT 방식(Cathod Ray Tube type)에 비하여 중량 및 크기가 획기적으로 작기 때문에 이동이 편리한 휴대용 컴퓨터에 장착되고 있다.

이와 같이 휴대용 컴퓨터에 장착되는 액정표시장치는 구조 합리화를 통하여 더욱 소형화 및 경량화되어 최근에는 케이스를 포함한 전체 두께가 약 20mm 정도 밖에 되지 않는 초슬림형 액정표시장치가 개발된 바 있다.

종래 액정표시장치를 보다 구체적으로 살펴보면 TFT 기판에는 박막트랜지스터의 턴-온 신호를 인가하기 위하여 게이트 인쇄회로기판, 데이터 인쇄회로기판이 테이프 캐리어 패키지에 의하여 전기적으로 연결된 액정표시패널, 액정표시패널에 균일한 휘도를 갖는 광을 공급하도록 액정표시패널의 후면에 장착되는 백라이트 어셈블리로 구성된다.

이때, 백라이트 어셈블리는 램프 어셈블리, 광학 시트류, 반사판을 수납함과 동시에 앞서 언급한 액정표시패널을 지지 고정하는 몰드프레임으로 구성된다.

램프 어셈블리는 다시 냉음극선관 방식으로 백색광을 발생시키는 램프, 백색광을 일방향으로 반사시키는 램프 반사판, 램프 반사판에서 일방향으로 반사된 광이 입사된 후, 입사된 방향으로부터 직각 방향으로 광의 방향을 전환시킴과 동시에 입사된 광을 산란시켜 액정표시패널에 균일한 휘도가 발생되도록 하는 역할을 하는 도광판(LGP:Light Guide Plate)으로 구성된다.

이때, 도광판은 평평한 플레이트 형상으로 도광판의 일측면은 램프 반사판이 결합되는 바, 이때 도광판의 두께는 램프 반사판이 결합된 부분에 해당하는 도광판의 일측 단부로부터 타측 단부로 갈수록 연속적으로 얇아지도록 즉 쐐기 형상을 갖는다.

이와 같이 구성된 램프 어셈블리의 도광판 상면에는 복수매의 광학 시트류가 안착되고, 광학 시트류의 상면에는 앞서 언급한 액정표시패널이 안착되며, 도광판의 밑면에는 반사판이 밀착된다.

이어서, 액정표시패널의 소오스 인쇄회로기판은 절곡되어 반사판의 후면에 밀착된 상태에서 액정표시패널과 램프 어셈블리, 광학 시트류, 반사판은 몰드프레임에 수납되고, 몰드프레임에는 액정표시패널의 이탈 및 액정표시패널을 충격으로부터 보호하는 샤시가 결합되어 액정표시모듈이 제작되고 액정표시모듈은 다시 케이스에 결합되어 액정표시장치가 제작된다.

이와 같이 제작된 액정표시장치는 다양한 기기에 결합되어 응용된다.

종래 액정표시모듈 또는 액정표시장치는 사용 목적상 경량이면서도 크기가 작아야 하므로 이를 구현하기 위하여 액정표시모듈을 구성하는 다양한 구성 요소들, 예를 들어 인쇄회로기판의 두께 감소, 도광판의 두께 감소, 몰드프레임의 살두께 감소, TFT 기판 및 컬러필터 기판의 두께 감소 등 액정표시모듈 또는 액정표시장치를 구성하는 다양한 구성 요소의 경량 및 소형화가 진행되고 있다.

이때, 액정표시모듈 또는 액정표시장치의 두께를 단지 1mm 정도 감소시키기 위해서는 매우 많은 노력과 긴 개발 시간 소요 및 비용이 많이 소요되는데, 이들중 도광판의 경우를 살펴보면 도광판중 두께중 얇은쪽 단부는 일례로 최소한 약 0.7mm 정도의 두께를 갖는다.

이때, 도광판의 일측면 두께를 0.7mm 이하로 제작할 경우, 액정표시모듈 및 액정표시장치의 전체 두께가 감소됨은 물론 도광판의 중량이 절감되기 때문에 액정표시모듈과 액정표시장치의 전체 중량이 크게 감소된다.

이와 같이 액정표시모듈 및 액정표시장치의 전체 두께 및 전체 중량 감소의 이점에도 불구하고 도광판중 두께가 얇은쪽 일측면 단부의 두께가 0.7mm로 제한되는 것은 도광판을 제작할 때 필수적인 금형을 매우 정밀하게 만들어야 하고, 실제로 도광판의 두께를 0.7mm 이하로 제작할 경우 도광판의 기능을 제대로 구현하기 힘들기 때문이다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 도광판의 형상을 개량하여 액정표시모듈의 크기 감소 및 중량 감소의 어려움을 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 도광판을 통과한 광의 휘도가 저하되지 않으면서도 도광판의 후면에 인쇄회로기판등 액정표시모듈의 다른 구성요소, 예를 들어 액정표시패널과 연결된 인쇄회로기판이 수납될 수 있는 공간이 확보되도록 하여 액정표시모듈 또는 액정표시장치의 전체 크기 및 전체 중량을 획기적으로 감소시킴에 있다.

본 발명의 다른 목적은 본 발명의 상세한 설명에 의하여 보다 명확해질 것이다.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 밑면에 수납 공간이 형성된 도광판이 적용된 액정표시모듈은 박막트랜지스터 및 박막트랜지스터와 연결된 화소전극이 규칙적으로 배열 형성된 TFT 기판, 화소전극과 대향하도록 공통전극 및 RGB 화소가 배열 형성된 칼라필터기판, TFT 기판과 칼라필터기판의 사이에 개재되도록 주입된 액정, 박막트랜지스터를 선택적으로 구동시키는 인쇄회로기판을 포함하는 액 정표시패널과, 액정표시패널의 밑면에 밀착된 도광판, 도광판에 광을 공급하는 램프 어셈블리, 액정표시패널과 도광판의 사이에 개재된 광학 시트류, 도광판의 밑면에 설치된 반사판, 액정표시패널 및 도광판, 램프 어셈블리, 광학 시트류, 반사판을 수납하는 수납용기로 구성된 백라이트 어셈블리를 포함하며, 도광판의 밑면에는 액정표시패널의 인쇄회로기판이 수납되도록 수납공간이 형성된다.

바람직하게 수납공간을 형성하기 위하여 도광판의 밑면은 소정 곡률을 갖으며, 선택적으로 수납공간을 형성하기 위하여 도광판의 밑면중 일부 구간은 도광판의 상면을 기준으로 소정 기울기를 갖도록 형성되고, 도광판의 밑면중 나머지 구간은 기울기보다 완만한 기울기를 갖도록 형성된다.

바람직하게 기울기가 변경되는 부분에는 불연속면이 발생하여 휘도 집중 또는 휘도 불균일이 발생하지 않토록 라운딩 처리된다.

이하, 본 발명에 의한 인쇄회로기판 수납공간이 형성된 도광판이 적용된 액정표시모듈을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 액정표시모듈(300)은 전체적으로 보아 액정표시패널(100), 액정표시패널(100)을 지지함과 동시에 액정표시패널(100)에 광을 공급하는 백라이트 어셈블리(200)로 구성된다.

이들을 첨부된 도 2 또는 도 3을 참조하여 구체적으로 설명하면 액정표시패널(100)은 다시 TFT 기판(10), 칼라필터기판(20), TFT 기판(10)과 칼라필터기판(20)의 사이에 주입된 액정(미도시) 및 TFT 기판(10)에 연결된 인쇄회로기판(30)으로 구성된다.

보다 구체적으로, TFT 기판(10)은 소정 면적을 갖는 투명한 유리기판으로 유리기판에는 이미 설정되어 있는 해상도를 구현 가능한 개수를 갖도록 박막 트랜지스터(Thin Flim Transistor) 및 박막 트랜지스터가 턴-온(turn-on) 되면서 소정 전압이 인가되도록 박막 트랜지스터에 연통된 화소 전극 및 박막 트랜지스터가 선택적으로 턴-온, 턴-오프(turn-off)되도록 박막 트랜지스터에 연결된 게이트 라인 및 데이터 라인으로 구성된다.

이와 같이 구성된 TFT 기판(10)의 각각의 게이트 라인 및 데이터 라인에는 구동 드라이브 IC가 탑재된 플랙시블한 테이프 캐리어 패키지(40)의 일측 단부가 연결되고, 테이프 캐리어 패키지(40)의 타측 단부에는 각각 게이트 인쇄회로기판과 데이터 인쇄회로기판이 연결된다.

칼라필터기판(20)은 TFT 기판(10)보다 다소 작은 크기를 갖는 투명 유리기판으로 칼라필터기판(20)의 어느 2 개의 측면은 TFT 기판(10)의 어느 2 개의 측면과 얼라인먼트되는 바 이는 TFT 기판(10)에 실장되는 테이프 캐리어 패키지(40)를 감안하여야 하기 때문이다.

이때, 칼라필터기판(20)에는 TFT 기판(10)에 형성된 화소 전극과 대향하여 공통전극 및 색이 발현되도록 RGB 화소가 형성 바, TFT 기판(10)의 박막 트랜지스터가 턴-온되어 화소 전극에 전압이 인가되었을 경우 공통 전극과 화소 전극 사이에는 소정 전압차에 의한 전기장(electric field)이 형성된다.

이와 같이 구성된 칼라필터기판(20)과 TFT 기판(10)의 사이에는 전기장에 의하여 배열각이 달라져 광투과성이 바뀌는 성질을 갖는 액정이 주입된 후 밀봉된다.

이와 같은 구성을 갖는 TFT 기판(10)의 박막 트랜지스터가 선택적으로 턴-온되어 턴-온된 해당 박막 트랜지스터에 의하여 전압이 인가된 해당 화소 전극과 이에 대향하는 칼라필터기판(20)에 형성된 공통 전극 사이에 소정 전기장이 형성되어 액정의 배열이 바뀌어 광이 액정을 통과 가능하더라도 액정표시패널(100)의 하부에 광원이 없으면 칼라필터기판(20)의 RGB 화소를 통하여 색이 발현될 수 없음으로 액정표시패널(100)의 하부에는 필수적으로 백라이트 어셈블리(200)가 설치되어야 한다.

백라이트 어셈블리(200)는 액정표시모듈(300)의 전체 크기 특히, 두께에 많은 영향을 미치며 액정표시모듈(300)의 중량에도 많은 관련이 있는 구성 요소로 백라이트 어셈블리(200)는 전체적으로 보아 램프 어셈블리(210), 도광판(220), 광학 시트류(230), 반사판(240) 및 이들을 수납하는 수납용기인 몰드프레임(250)으로 구성된다.

램프 어셈블리(210)는 냉음극선관 방식으로 백색광이 발생되는 램프(211), 램프 커버(212) 및 램프(211)를 작동시키기 위하여 직류 전원을 교류 전원으로 바꾸어 램프에 공급하는 인버터(미도시)를 포함한다.

이때, 램프 어셈블리(210)중 램프(211)의 위치에 따라서 백라이트 어셈블리(200)의 두께에 많은 변수가 발생하는 바, 예를 들어 램프(211)가 액정표시패널(100)의 직하부에 위치할 경우 램프(211)가 위치한 부분은 휘도 집중이 발생하고 램프(211)로부터 멀리 떨어진 부분은 휘도 저하가 발생하여 휘도 불균일에 의하여 디스플레이 상태가 나뻐짐은 물론 백라이트 어셈블리(200) 전체 두께가 크게 증가되는 단점이 있음으로, 램프 어셈블리(200)의 램프(211)를 액정표시패널(100)의 하부 측면에 위치시키는 것이 백라이트 어셈블리(200)의 두께 감소 측면에서 보았을 때 매우 유리하다.

그러나, 램프 어셈블리(210)를 액정표시패널(100)의 하부 측면에 위치시켰을 때 백라이트 어셈블리(200)의 두께 감소 효과는 충분하지만 여전히 휘도 불균일 문제가 남아 있을 뿐만 아니라 램프 어셈블리(210)에서 발생한 백색광을 액정표시패널(100)의 직하면으로부터 액정표시패널(100)의 TFT 기판(10)을 통과하여 컬러필터기판(20)을 통과하여 컬러필터기판(20)의 상면으로 유도하기가 매우 어려운 문제점에 봉착하게된다.

이를 극복하기 위하여 램프 어셈블리(210)에는 백색광을 액정표시패널(100)의 하부 방향으로만 반사시키는 램프 커버(212)가 설치되고, 램프 커버(212)에는 백색광의 휘도를 균일하게 함은 물론 백색광의 경로를 다시 액정표시패널(100) 쪽으로 변경시키기 위하여 쐐기 타입 도광판(Light Guide Plate,LGP:220)이 설치되는 바, 본 발명에서는 도광판(220)이 백색광의 균일한 휘도 보장, 광의 경로 변경은 물론, 액정표시모듈(300)의 두께 감소 및 중량 감소를 가능케 하는 형상이 구체적으로 제시되고 있다.

도광판(220)은 기본적으로 직사각형 플레이트 형상으로 어느 하나의 측면 두께는 대향하는 타측 측면으로 갈수록 감소하는 쐐기 타입으로 제작되며, 휘도 불균일이 일어나지 않는 범위 내에서 도광판(220)의 두께를 감소시키기 위해서 도광판(220)의 밑면에 위치하게 되는 인쇄회로기판(30)과 도광판(220)의 밑면이 상 호 일정 두께 만큼 겹치도록(overlap) 도광판(220)의 밑면에는 수납 공간이 형성된다.

이하, <제 1 실시예>,<제 2 실시예>에 의하여 수납 공간의 2 가지 실시예를 설명하면 다음과 같다.

<제 1 실시예>

첨부된 도 3, 도 4 또는 도 5를 참조하면, 도광판(220) 아래에 설치된 반사판(240) 밑면에 인쇄회로기판(30)이 오버랩되도록 마련된 수납 공간은 일실시예로 도광판(220)의 밑면 전체가 완만한 곡률을 갖는 호 형상으로 제작되는 것이 바람직한 바, 이는 도광판(220)의 밑면을 소정 곡률을 갖는 호 형상으로 제작함으로써 도광판(220)의 밑면중 일부분에 불연속적인 경계선이 형성되지 않토록 하여 휘도가 집중되거나 다른 부분에 휘도에 영향을 미쳐 액정표시패널중 소정 부분이 특별하게 밝게 보이거나 액정표시패널의 일부분이 특별하게 어둡게 보이는 것을 방지하여 휘도 불균일 현상을 방지한다.

물론, 도광판(220)의 밑면에 수납 공간을 형성함으로 인하여 도광판(220)과 인쇄회로기판(30)이 오버랩되는 두께만큼의 두께가 감소되어 액정표시모듈(300)의 전체 두께가 감소됨에 따라서 부수적으로 도광판(220)의 두께를 감소시키기 위함이다.

이때, 휘도가 도광판(220)의 곡률이 너무 크거나 너무 작을 경우 실험에 의하여 최적의 곡률을 찾아 냄은 물론 미세한 휘도의 조절은 도광판(220)에 프린팅되 어 백색광을 반사시키는 반사 도트(dot)의 사이즈 및 위치를 조절하면 휘도를 균일하게 조정할 수 있다.

실제로 본 발명에 의하여 밑면에 소정 곡률을 갖는 도광판(220)을 14" 액정표시모듈에 적용하여 실험한 결과 임의의 곡률 반경에서 본 발명에 의한 도광판의 중량은 일정 경사를 갖는 14" 액정표시모듈용 종래 도광판의 중량에 비하여 약 25g 정도 중량이 가벼우면서도 휘도 집중이나 휘도 불균일은 크게 발생하지 않은 것으로 실험되었다.

<제 2 실시예>

첨부된 도 3, 도 6 또는 도 7을 참조하면, 두번째 실시예로 도광판(220) 아래에 위치한 인쇄회로기판(30)이 수납되도록 마련된 수납공간은 도광판(220)의 얇은 측면으로부터 대향하는 타측 측면 방향으로 일정 구간(L₁)이 도광판(220)중 가장 얇은 두께를 갖도록 가공되는 것이 무방하며, 나머지 구간(L₂) 또한 타측 측면과 직선을 이루도록 가공되는 것이 무방하다.

이때, 도광판(220)중 기울기가 변경되는 구간(L₃)에는 두께가 급격히 변경되는 부분인 경계선이 필연적으로 형성될 수밖에 없는데, 경계선 부분에서는 휘도가 불균일하게 발생하여 디스플레이 상태에 영향을 미칠 수 있음으로 이 경계선을 제거하기 위하여 경계선 부분을 라운딩 처리하는 것이 바람직하다.

만일, 경계선 부분을 라운딩 처리하여도 휘도에 영향을 미칠 경우 도광판(220)에 프린팅된 반사 도트의 위치 및 크기를 조절하여 휘도를 조절할 수 있다.

앞서 설명한 도광판(220)의 2 가지 실시예중 어느 하나가 적용된 도광판(220)의 상부에는 도광판(220)에 의하여 액정표시패널(100) 방향으로 유도된 백색광이 보다 균일한 휘도를 갖으면서 액정표시패널(100)에 도달되도록 휘도를 균일하게 형성시키는 광학 시트류(230)가 설치되고, 도광판(220)의 밑면에는 백색광이 도광판(220)의 밑면을 통하여 새어나간 백색광이 다시 반사되어 액정표시패널(100)로 향하도록 하는 반사판(240)이 형성된다.

앞서 설명한 램프 어셈블리(210), 광학 시트류(230), 도광판(220), 반사판(240)은 물론 액정표시패널(100)은 모두 몰드프레임(250)이라 불리우는 수납용기에 고정 지지된 후 몰드프레임에는 샤시(미도시)가 설치되어 액정표시모듈(300)이 제작된다.

이후, 액정표시모듈(300)에 프론트 케이스(미도시)와 리어 케이스(미도시)가 결합되어 액정표시장치가 설치되고, 액정표시장치는 산업상 여러 가지 용도, 예를 들어 측정장치의 디스플레이 장치, 영상 기기의 디스플레이 장치 및 컴퓨터의 모니터 등에 폭넓게 적용되어 사용될 수 있다.

이상에서 상세하게 살펴본 바와 같이 액정표시패널에 백색광이 균일하게 공급되도록 함과 동시에 백색광을 액정표시패널로 가이드시키는 도광판에 도광판과 인쇄회로기판이 오버랩되도록 수납 공간을 형성하여 액정표시모듈의 두께를 감소시 킴과 동시에 액정표시모듈의 두께를 감소시키는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 영상을 표시하기 위한 액정표시패널;

   상기 액정표시패널로 광을 제공하기 위한 램프 어셈블리;

   상기 램프 어셈블리와 마주보는 제1 측면, 상기 액정표시패널과 마주보는 상면, 상기 상면과 대향 하며 곡률을 갖는 곡면 형상의 밑면을 포함하며, 상기 제1 측면으로부터 대향 하는 제2 측면으로 갈수록 두께가 감소하는 도광판; 및

   상기 액정표시패널에 전기적으로 연결되며 상기 도광판 중 상대적으로 두께가 얇은 상기 제2 측면을 통해 상기 도광판의 하부에 배치되는 인쇄회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시모듈.
2. 삭제
3. 영상을 표시하기 위한 액정표시패널;

   상기 액정표시패널로 광을 제공하기 위한 램프 어셈블리;

   상기 램프 어셈블리와 마주보는 제1 측면, 상기 액정표시패널과 마주보는 상면, 상기 상면과 대향 하며 제1 구간은 상기 도광판의 상면을 기준으로 제1 기울기를 갖고, 상기 제1 구간과 연결된 제2 구간은 상기 제1 기울기보다 완만한 기울기를 갖는 밑면 및 상기 기울기가 변경되는 부분에 형성되어 불연속면의 발생을 방지하기 위한 라운딩부를 포함하는 도광판; 및

   상기 액정표시패널에 전기적으로 연결되며 상기 도광판 중 상대적으로 두께가 얇은 상기 제2 측면을 통해 상기 도광판의 하부에 배치되는 인쇄회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시모듈.
4. 삭제

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