KR101044483B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 액정표시장치는 램프의 빛을 집광 및 분산시키며, 일방향으로 공급하는 광학부재와; 상기 광학부재로부터 공급되는 빛의 투과율을 조절하여, 화상을 표시하는 액정패널과; 상기 광학부재의 하부를 지지하는 하부커버와; 상기 하부커버의 측면과 결합되며, 상기 광학부재를 고정시키는 가이드패널과; 상기 하부커버의 측면과 결합되며, 상기 액정패널을 상부에서 압착하여 고정시키는 상부케이스와; 상기 상부케이스, 하부커버 및 가이드패널을 관통함으로써, 체결시키는 결합수단과; 상기 하부커버 및 광학부재 사이의 공간에 구비되며, 상기 램프에 전원을 공급하는 와이어와; 상기 가이드패널에 부착되어 상기 가이드패널을 관통한 결합수단을 밀폐시키는 보호부를 포함하여 구성된다.
결합, 탄성, 연성접착물질, 와이어, 화질저하

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도1은 일반적인 엣지형 백라이트유닛을 보인 도면.
도2는 일반적인 액정표시장치의 단면을 보인 예시도.
도3은 도2의 액정표시장치가 스크류에 의해 체결된 구조를 나타낸 예시도.
도4는 본 발명에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면.
도5는 도4에서 스크류가 결합된 액정표시장치의 단면을 보인 도면.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
417: 와이어(wire) 431a: 제 1기판
431b: 제 2기판 431: 액정패널
432: 편광판 435: 도광판
436: 반사판 437: 광학시트
440: 하부커버(bottom cover) 450: 상부케이스(top case)
460: 스크류(screw) 470: 보호부
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로, 특 히, 스크류에 의한 결합시에 발생되는 이물질의 내부 유입과 내부 와이어의 파손을 방지하여, 화질저하를 방지하도록 한 액정표시장치에 관한 것이다.
최근, 정보화 사회에서 디스플레이(display)는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 더 한층 강조되고 있으며, 향후 주요한 위치를 점하기 위해서는 저소비전력화, 박형화, 경량화, 고화질화 등의 요건을 충족시켜야 한다.
일반적으로, 화상 정보를 화면에 나타내는 화상 표시장치들 중에서, 박막형 평판 표시장치는 가볍고, 어느 장소에든지 쉽게 사용할수 있다는 장점 때문에 근래에 집중적으로 개발되고 있다. 특히, 액정표시장치는 해상도가 높고, 동화상을 실현하기에 충분할만큼 반응 속도가 빠르기 때문에, 가장 활발한 연구가 이루어지고 있는 제품이다.
상기 액정표시장치의 원리는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한 것이다. 즉, 방향성을 갖고 있는 액정 분자의 배향 방향을 분극성을 이용하여 인위적으로 조절하면, 액정의 배향 방향에 따른 광학적 이방성에 의해 빛을 투과 및 차단시킬 수 있게 된다. 이것을 응용하여 표시장치로 사용한다. 현재에는 박막 트랜지스터와 그것에 연결된 화소전극이 행렬 방식으로 배열된 능동 매트릭스 액정표시장치가 뛰어난 화질을 제공하기 때문에 가장 많이 사용되고 있다. 이와 같은, 일반적인 액정표시장치의 구조를 살펴보면 다음과 같다.
일반적으로 액정표시장치는 서로 대향하는 박막트랜지스터 어레이(Thin Film Transistor Array) 기판과 컬러필터(Color Filter) 기판이 일정한 이격으로 합착되고, 그 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판이 합착된 일정한 공간에 구비 된 액정층으로 구성된 액정패널(Liquid Crystal Display Panel)과, 상기 액정패널을 구동시키는 구동부 및 상기 액정패널에 빛을 공급하는 백라이트 유닛(Back-light Unit)을 포함하여 구성된다.
상기 박막트랜지스터 어레이 기판에는 종으로 일정한 이격으로 배열되는 복수의 데이터라인과, 횡으로 일정한 이격으로 배열되는 복수의 게이트라인이 서로 교차하고, 그 교차하여 구획되는 영역에는 화소가 정의되는데, 상기 화소는 매트릭스 (Matrix)형태로 배열된다.
그리고, 상기 컬러필터 기판에는 상기 화소들이 대응하는 위치에 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터층이 형성되며, 상기 컬러필터층 사이로 빛이 새는 것을 방지하고, 상기 화소를 통과하는 빛의 색간섭을 방지하기 위해 상기 컬러필터층 사이에 는 블랙 매트릭스(Black Matrix)가 형성된다.
상기 컬러필터 기판 및 박막 트랜지스터 어레이 기판의 대향하는 내측 면에는 각각 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가한다. 이때, 화소전극은 박막 트랜지스터 어레이 기판 상에 화소별로 형성되는 반면에 공통전극은 컬러필터 기판의 전면에 일체화되어 형성된다. 따라서, 공통전극에 전압을 인가한 상태에서 화소전극에 인가되는 전압을 제어함으로써, 액정층의 액정분자들의 배열상태를 변화시켜 화소들의 광투과율을 개별적으로 조절할 수 있게 된다..
상기 백라이트 유닛은 자체적으로 발광하지 못하는 액정표시장치에 빛을 공급하는데, 상기 백라이트 유닛으로부터 발산된 빛이 액정층을 통과할때, 액정들의 배열상태에 의해 광투과율이 결정되어 화상이 표시된다.
최근, 액정표시장치는 자동차 오디오-비디오(Car Audio-Video)용 디스플레이, 소형 디지털비디오 디스플레이(Digital Video Display) 등에 적용하기 위해 소형으로도 많이 제작되고 있다. 그런데, 상기와 같이 액정표시장치를 소형으로 제작하더라도 내부에 구비되는 액정패널을 최대한 대면적으로 제작하며, 이에 따라 액정표시장치의 외곽과 액정패널 사이에는 매우 협소한 공간을 갖게 된다. 이러한 액정표시장치의 모델을 내로베젤(Narrow Bezel) 모델이라 한다. 상기와 같이, 박형으로 제작되는 액정표시장치에서는 부피를 줄이기 위해 액정표시장치 외곽에 램프(Lamp)를 배치하여 액정패널에 빛을 공급하는 엣지형 백라이트유닛을 적용하게 되며, 주로 U자 또는 L자형 램프를 주로 사용한다. 이러한 엣지형 백라이트유닛을 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 하겠다.
도1은 일반적인 엣지형 백라이트유닛을 보인 도면이다.
도1을 참조하면, 엣지형 백라이트유닛은 액정표시장치 외곽에 절곡된 형태의 L자형 램프(20)와, 커넥터(Connector, 10)를 통해 교류전압을 인가받아 상기 램프(20)의 양단에 공급하는 복수의 와이어(15,16)를 포함하여 구성된다.
상기 램프(20)를 구동시키기 위해서는 고전압이 요구된다. 도면에서 도시되진 않았지만, 상기 램프(20)에 고전압을 공급하기 위해서 액정표시장치에는 인버터가 구비되는데, 상기 인버터는 외부의 직류전압을 교류전압으로 변환시키고, 높은 전압으로 승압시킨 후에 상기 램프(20)에 공급하게 된다. 상기 램프(20)는 고전압에 의해 방전이 시작되며, 그 후에는 교류전류에 의해 광량이 조절된다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 커넥터(10)를 통해 들어온 전압은 고압측과 저압측으로 나뉘 어 두 개의 와이어(15,16)를 통해 상기 램프(20)의 양단에 인가된다. 보다 자세하게는, 상기 커넥터(10)로부터 고압공급 와이어(16)와 저압공급 와이어(15)로 구분되어 각각 액정표시장치 외곽의 협소한 공간에 설치된다.
상기 백라이트유닛 하부에는 하부커버(Bottom Cover, 40)가 구비되어 상기 백라이트유닛 하부를 지지하고, 보호하며, 상기 백라이트유닛 상부에는 각종 광학시트 및 액정패널이 적층되어 액정표시장치로 조립된다. 상기와 같이 조립되는 액정표시장치의 단면을 살펴보면 다음과 같다.
도2는 일반적인 액정표시장치의 단면을 보인 예시도이다.
도2를 참조하면, 램프의 빛을 고루 확산시켜 상부로 공급하는 도광판(135)과, 상기 도광판(135) 하부로 진행되는 빛을 반사시켜 상기 도광판(135) 상부로 공급하는 반사판(136)과, 상기 도광판(135)에서 발산된 빛을 집광하고, 분산시켜 상부로 공급하는 광학시트(137)와, 상기 광학시트(137)로부터 공급된 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표시하는 액정패널(130)과, 상기 액정패널(130) 양면에 부착되어 빛을 편광시키는 복수의 편광판(132)과, 상기 반사판(136) 하부에 구비되는 하부커버(140)와, 상기 하부커버(140) 측면과 상기 광학시트(137) 상부를 보호하고, 지지하는 가이드 패널(Guide Panel, 145)과, 상기 액정패널(130)을 압착하여 고정시키고, 상기 가이드 패널(145)의 측면과 결합되는 상부케이스(Top Case, 150)를 포함하여 구성된다.
상기 액정패널(130)은 박막트랜지스터 어레이기판(130b)과 컬러필터 기판(130a)이 서로 대향하여 합착되어 형성된다.
상기 가이드 패널(145)과 하부커버(140)가 결합되어 형성되는 내부공간에는 상기 도광판(135), 반사판(136) 및 광학시트(137)이 안착되며, 상기 도광판(135), 반사판(136) 및 광학시트(137)는 모두 램프의 빛을 상기 액정패널(130) 전면에 안정적으로 공급하는 역할을 한다.
상기 도광판(135)과 하부커버(140) 사이의 공간은 매우 협소하다. 액정표시장치를 소형화시키면서 실제로 화상을 표시하는 액정패널은 최대한 대면적으로 제작할 경우 상기 도광판(135)과 하부커버(140) 사이의 공간은 더욱 협소해 질 것이다. 상기 공간에 램프에 전원을 공급하는 와이어(117)가 설치된다. 상기 와이어(117)는 별도의 고정구조없이 상기 도광판(135) 및 하부커버(140) 사이에 설치되므로, 상기 와이어(117)의 길이가 정확하게 맞지않을 경우에 상기 공간내에서 유동하게 된다.
도3은 도2의 액정표시장치가 스크류에 의해 체결된 구조를 나타낸 예시도이다.
도3은 도2와 거의 동일하므로, 중복되는 설명은 생략하도록 하겠다.
도3을 참조하면, 스크류(Screw, 260)가 상부케이스(250)의 측면을 관통하여, 상기 상부케이스(250), 가이드 패널(245) 및 하부커버(240)까지 관통한다. 이와 같이, 상기 스크류(260)에 의해 액정표시장치가 결합되어 조립된다. 그런데, 전술한 바와 같이, 박형으로 제작되는 액정표시장치에서 상기 하부커버(240)와 도광판(235) 사이의 공간은 상당히 협소하기 때문에 상기 상부케이스(250), 가이드 패널(245) 및 하부커버(240)를 관통한 스크류(260)는 상기 공간의 상당한 영역을 차지하게 된다. 이때, 상기 하부커버(240) 및 도광판(235) 사이공간에서 유동되는 와이어(217)가 상기 스크류(260)에 의해 피복이 벗겨지고, 그 와이어(217) 내부의 전선이 외부에 노출되는 경우가 발생할 수 있다. 이와 같이, 피복이 벗겨진 와이어(217)의 전선은 상기 스크류(260)와 전기적으로 접촉되어 상기 와이어(217)를 통해 공급되는 전압의 레벨이 변동될 수 있다. 상기 와이어(217)를 통해 공급되는 전압은 램프의 광량에 직접적인 영향을 주므로, 상기 액정표시장치의 화질을 저하시키게 된다.
한편, 상기 스크류(260)가 상기 상부케이스(250), 가이드 패널(245) 및 하부커버(240)를 관통하는 경우 상기 상부케이스(250), 가이드 패널(245) 및 하부커버(240)와의 마찰에 의해 이물질이 발생하게 된다. 상기 상부케이스(250), 가이드 패널(245) 및 하부커버(240)는 금속재질로 제작된 프레스(Press)물(物)이고, 상기 스크류(260)도 금속물질이므로, 이들의 마찰에 의해 발생한 금속물질들이 상기 액정패널(231)을 구동시키는 구동회로에 유입될 경우 회로 소자들에 간섭을 일으켜 화면 이상을 가져올 수 있다.
따라서, 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 본 발명이 창안되었으며, 본 발명의 목적은 스크류 체결중 발생한 이물질의 액정패널 내부 유입을 방지함과 아울러, 램프에 전압을 공급하는 와이어를 고정시켜 스크류에 의한 파손을 방지하는 액정표시장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 액정표시장치는 램프의 빛을 집광 및 분산시키며, 일방향으로 공급하는 광학부재와; 상기 광학부재로부터 공급되는 빛의 투과율을 조절하여, 화상을 표시하는 액정패널과; 상기 광학부재의 하부를 지지하는 하부커버와; 상기 하부커버의 측면과 결합되며, 상기 광학부재를 고정시키는 가이드패널과; 상기 하부커버의 측면과 결합되며, 상기 액정패널을 상부에서 압착하여 고정시키는 상부케이스와; 상기 상부케이스, 하부커버 및 가이드패널을 관통함으로써, 체결시키는 결합수단과; 상기 하부커버 및 광학부재 사이의 공간에 구비되며, 상기 램프에 전원을 공급하는 와이어와; 상기 가이드패널에 부착되어 상기 가이드패널을 관통한 결합수단을 밀폐시키는 보호부를 포함하여 구성된다.
도4는 본 발명에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면이다.
도4를 참조하면, 램프의 빛을 상부로 공급하는 도광판(335)과, 상기 램프의 빛을 반사시켜 상기 도광판(335)의 상부로 공급하는 반사판(336)과, 상기 도광판(335)으로부터 공급된 빛을 집광 및 분산시켜 상부로 공급하는 광학시트(337)와, 상기 광학시트(337)로부터 공급된 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표시하는 액정패널(331)과, 상기 액정패널(332) 양면에 부착되어 빛을 편광시키는 복수의 편광판(332)과, 상기 반사판(336) 하부를 지지하는 하부커버(340)와, 상기 하부커버(340)의 측면에 접촉되고, 상기 액정패널(331)을 지지하는 가이드 패널(345)과, 상기 하부커버(340)의 측면과 접속되며, 상기 액정패널(331)을 상부에서 압착하여 고정시키는 상부케이스(350)와, 상기 램프에 전원을 공급하는 와이어(317)와, 상기 가이드 패널(345)에 부착되어 상기 와이어(317)를 압착하여 고정 시키는 고정부(370)를 포함하여 구성된다.
상기 액정패널(331)은 서로 대향하는 제 1기판(331a) 및 제 2기판(331b)이 일정한 셀-갭(cell-gap)을 유지하도록 합착되고, 그 셀-갭에 액정이 충진되어 제작된다. 상기 액정패널(331) 사이에 충진된 액정은 상기 제 1기판(331a) 및 제 2기판(331b) 사이에 구동부(미도시)로부터 인가되는 전계의 크기에 따라 배열의 변화를 일으킨다. 이러한 액정의 배열변화에 의해 상기 광학시트(337)로부터 공급되는 빛의 투과율이 조절되어 상기 액정패널(331)에 화상이 표시된다.
상기 램프는 상기 도광판(335)의 측면에 구비되어 상기 도광판(335)의 측면으로 빛을 공급한다. 상기 도광판(335)은 공급받은 빛을 균일하게 분포시켜 상기 액정패널(331)의 전면에 대응되도록 발산시킨다. 이때, 상기 도광판(335)의 하부로 진행되는 빛은 상기 반사판(336)에 의해 반사되어 다시 액정패널(331) 방향으로 발산된다. 상기 도광판(335) 상부에는 광학시트(337)가 구비되어 빛을 집광하고, 분산시켜 상기 액정패널(331)로 공급한다. 상기 액정패널(331) 양면에는 편광판(332)이 부착되어 빛의 방향을 편광시키게 된다.
상기 반사판(336)의 하부에 구비된 하부커버(340)는 상기 반사판(336), 도광판(335) 및 광학시트(337)의 측면을 보호하며, 상기 반사판(336)의 하부를 지지한다. 상기 하부커버(340)와 도광판(335) 사이의 공간에는 상기 램프에 전원을 공급하는 와이어(317)가 안착된다.
상기 하부커버(340)의 상기 도광판(335)과 대향하는 측면에는 가이드패널(345)이 구비되며, 상기 광학시트(337) 상부의 가장자리 영역을 압착함 으로써, 상기 광학시트(337)를 고정시켜 유동을 방지한다. 상기 가이드패널(345) 상부에는 상기 액정패널(331)이 구비되어 상기 가이드패널(345)에 의해 지지된다. 그리고, 상기 상부케이스(350)는 상기 하부커버(340) 측면과 결합되고, 상기 액정패널(331)의 가장자리 영역을 압착하여, 상기 가이드패널(345)과 함께 상기 액정패널(331)을 고정시킨다.
상기 가이드패널(345)의 내측면에는 보호부(370)가 부착된다. 상기 보호부(370)는 탄성을 갖는 연성접착물질로 제작되기 때문에 외압에 의해 쉽게 변형됨과 아울러, 외압이 제거되면 다시 원래의 형태로 복원된다. 예를 들어, 폼 테이프(foam tape)가 적용된다. 상기와 같은 보호부(370)가 부착된 가이드패널(345)을 상기 하부커버(340)의 측면에 결합시킬때 상기 와이어(317)는 상기 보호부(370)에 의해 밀려나게되어 상기 하부커버(340) 및 보호부(370) 사이의 공간에서 고정되거나 유동의 폭이 현격하게 줄어든다. 상기 보호부(370)의 상하길이는 상기 상부케이스(350)의 측면을 관통하여 들어올 스크류의 직경보다 충분히 더 커야한다.
도5는 도4에서 스크류가 결합된 액정표시장치의 단면을 보인 도면이다.
도5는 도4와 거의 동일한 도면으로서, 단지 스크류(460)가 결합된 형태를 보여주는 도면이므로, 도4와 중복되는 내용은 생략하도록 하겠다.
전술한 바와 같이, 상기 보호부(470)는 상기 와이어(417)가 구비되는 공간을 상기 하부커버(470)과 보호부(470) 사이로 한정시킴으로써, 상기 와이어(417)의 유동을 한정시킨다. 상기 보호부(470)는 상기 상부케이스(460) 측면을 관통하여 들어오는 스크류(460)와 상기 와이어(417)를 공간상에서 분리시킨다. 상기 스크류(460) 가 상기 상부케이스(460) 측면으로 상기 가이드패널과 하부커버(440)를 관통하여 들어오는 경우, 종래에는 상기 가이드패널까지 관통한 스크류(460)의 일부는 상기 하부커버(440)와 도광판(435) 사이의 공간에 노출되어 관통시 형성된 이물질의 액정표시장치 내부 유입이 용이하게 일어났다. 그러나, 본 발명에서는 상기 보호부(470)가 상기 가이드패널의 내면에 부착되기 때문에 상기 가이드패널을 관통한 스크류(460)는 상기 보호부(470)에 의해 밀폐된다. 즉, 상기 보호부(470)는 탄성을 갖는 연성접착물질이므로, 상기 스크류(460)의 형태대로 표면이 변형되어 상기 스크류(460)를 감싸게 된다. 이와 같이, 상기 가이드패널을 관통한 스크류(460)가 상기 보호부(470)에 의해 밀폐되면, 상기 스크류(460)가 상기 가이드패널과 하부커버(440)를 관통하면서 형성된 이물질들이 상기 보호부(470)의 표면에 부착되기 때문에 액정표시장치 내부로의 유입을 차단한다.
또한, 상기 와이어(417)는 이미 보호부(470)에 의해 상기 스크류(460)가 들어올 공간과 분리된 상태이므로, 상기 스크류(460)에 의한 파손이 일어나지 않는다.
상기 상부케이스(450), 가이드패널 및 하부커버(440)는 상기 스크류(460)에 의해 결합된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 탄성을 갖는 연성접착물질로 제작된 보호부에 의해 스크류를 밀폐시킴에 따라 이물질의 내부유입을 방지하여, 액정표시장치의 불량구동에 의한 화질저하를 방지할 수 있다.
또한, 보호부에 의해 스크류가 가이드패널을 관통하여 들어오는 공간과 와이어가 구비되는 공간을 분리함으로써, 스크류에 의한 와이어의 파손을 방지하여, 램프 전원을 안정적으로 공급함에 따라 액정표시장치의 화질저하를 방지할 수 있다.

Claims (7)

  1. 램프의 빛을 집광 및 분산시키며, 일방향으로 공급하는 광학부재와; 상기 광학부재로부터 공급되는 빛의 투과율을 조절하여, 화상을 표시하는 액정패널과; 상기 광학부재의 하부를 지지하는 하부커버와; 상기 하부커버의 측면과 결합되며, 상기 광학부재를 고정시키는 가이드패널과; 상기 하부커버의 측면과 결합되며, 상기 액정패널을 상부에서 압착하여 고정시키는 상부케이스와; 상기 상부케이스, 하부커버 및 가이드패널을 관통하여 체결시키는 결합수단과; 상기 하부커버 및 광학부재 사이의 공간에 구비되며, 상기 램프에 전원을 공급하는 와이어와; 상기 가이드패널에 부착되어 상기 가이드패널을 관통한 결합수단을 밀폐시킴과 아울러, 상기 와이어를 보호하는 보호부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 결합수단은 스크류(screw)인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 광학부재에는 도광판 및 광학시트가 포함된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 보호부는 연성접착물질로 제작된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 보호부는 탄성을 갖는 물질인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 보호부는 폼 테이프(foam tape)인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 결합수단이 관통하여 유입되는 공간과 상기 와이어가 구비되는 공간은 상기 보호부에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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