KR101677743B1 - 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정패널 유닛과 백라이트 유닛을 일체로 조립하여 구조를 단순화하면서 두께를 더욱 얇게 할 수 있는 구조의 액정표시장치에 관한 것으로, 본 발명의 액정표시장치는 사각 판상의 바닥면과 상기 바닥면의 가장자리를 따라 수직 측벽이 형성되면서 내부에 수납공간을 형성하는 백 커버; 상기 백 커버의 수납공간에 안착되는 도광판; 상기 백 커버의 수납공간에서 상기 도광판의 측부에 배치되는 광원; 상기 도광판 상부에 적층되는 광학시트; 사각 프레임 형상의 수직부와 상기 수직부의 상부에서 내측으로 연장되는 수평부를 구비하며, 상기 수평부가 상기 광학시트를 가압하도록 상기 수직부가 상기 수직 측벽을 감싸면서 상기 백 커버에 체결되는 미들 캐비넷; 및 폼 패드를 매개로 상기 미들 캐비넷의 수평부 상면에 접합되는 액정패널;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치{ Liquid Crystal Display }

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정패널 유닛과 백라이트 유닛을 일체로 조립하여 구조를 단순화하면서 두께를 더욱 얇게 할 수 있는 구조의 액정표시장치에 관한 것이다.

평판 디스플레이 장치 중 액정표시장치(Liquid Crystal Display, 이하 'LCD'라 한다)는 자체적으로 발광하지 못하는 수동 광 소자로서, 액정패널로 광을 제공하는 백라이트 유닛이 필수적으로 구비된다. 이러한 백라이트 유닛의 구조에 따라 LCD의 화상 특성뿐만 아니라 두께, 화면 크기 등의 전체적인 물리적 특성이 크게 좌우된다.

도 1 및 도 2는 종래의 기술에 따른 LCD를 나타낸 단면도이다.

먼저, 도 1의 실시예에 따른 종래의 LCD는 LED 광원과 다수의 광학 부재들이 결합되어 백라이트 유닛(10, Backlight unit)을 형성하고, 백라이트 유닛(10)의 상측에 액정패널 유닛(20, Liquid Crystal Unit)이 조립되며, 액정패널 유닛(20)의 전면과 백라이트 유닛(10)의 배면에는 각각 프론트 캐비넷(30, Front Cabinet)과 백 커버(40, Back Cover)가 체결되어 최종적으로 LCD를 구성하게 된다.

여기서, 백라이트 유닛(10)은 LCD의 백라이팅 광원으로 기능을 하는 구성으로, 커버버텀(11, Cover Bottom) 내부에 반사시트(12)와 도광판(13)이 안착되고, 도광판(13)의 일 측부에는 LED 광원(14)이 배치되며, 도광판(13)의 상부에 각종 광학시트(15)가 적층된 후, 최종적으로 가이드 패널(16, Guide Panel)이 광학시트(15)의 상측에서 커버버텀(11)에 체결되면서 조립되는 구조를 이룬다. 이러한 백라이트 유닛(10)은 액정패널 유닛(20), 프론트 캐비넷(30) 및 백 커버(40)와는 별도의 공정에서 하나의 모듈로 제작 및 조립된다. 즉, 백라이트 유닛(10)이 소정의 모듈 형태로 제조되어 다른 조립 공정으로 이송된 후, 백라이트 유닛(10)의 전면에 액정패널 유닛(20)이 탑 케이스(21)에 의하여 고정되도록 조립되고, 다시 프론트 캐비넷(30)과 백 커버(40)가 각각 조립되어 LCD가 완성된다.

상기와 같은 구조의 LCD는 제조를 위하여 많은 부품이 사용되고, 조립 공정이 추가로 이루어져야 한다. 이로 인하여 LCD의 제조 비용이 상승하고, 조립 공정이 복잡해지며, 제품의 생산성이 저하되는 문제점이 발생한다. 또한, 많은 조립 부품들의 사용으로 LCD의 두께가 두꺼워져 슬림화에 한계를 나타내는 문제점이 있다.

이러한 문제를 해결하고자 한국공개특허 10-2011-0020614호에는 도 2에 도시된 바와 같이 커버버텀 일체형의 서포트 메인(50)을 채용함으로써, 백라이트 유닛의 구성 부품인 커버버텀이 삭제되어 모듈화 과정에서 조립 시간을 단축하고 재료 비용을 절감할 수 있는 효과를 나타내는 LCD를 개시하고 있다. 그러나 상기 선행문헌의 LCD도 비록 커버버텀이 삭제될 수 있는 장점이 있지만, LCD를 지지하기 위하여 서포트 메인(50)의 배면에 백 커버(40)가 체결되어야 하므로, LCD의 구조를 단순화하고 전체 두께를 슬림화하는 데는 한계를 나타낸다.

한국공개특허 10-2011-0020614호(2011.03.03.출원공개)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 부품 수를 줄일 수 있고, 조립 공정을 단순화할 수 있으며, 제조 비용을 절감할 수 있는 구조의 LCD를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 구조를 단순화하여 두께를 슬림화하는데 유리한 LCD를 제공하는 것을 목적을 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시장치는 사각 판상의 바닥면과 상기 바닥면의 가장자리를 따라 수직 측벽이 형성되면서 내부에 수납공간을 형성하는 백 커버; 상기 백 커버의 수납공간에 안착되는 도광판; 상기 백 커버의 수납공간에서 상기 도광판의 측부에 배치되는 광원; 상기 도광판 상부에 적층되는 광학시트; 사각 프레임 형상의 수직부와 상기 수직부의 상부에서 내측으로 연장되는 수평부를 구비하며, 상기 수평부가 상기 광학시트를 가압하도록 상기 수직부가 상기 수직 측벽을 감싸면서 상기 백 커버에 체결되는 미들 캐비넷; 및 폼 패드를 매개로 상기 미들 캐비넷의 수평부 상면에 접합되는 액정패널;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 미들 캐비넷은 광원이 배치된 상기 백 커버의 수직 측벽에 체결되는 제1 캐비넷;과 광원이 배치되지 않는 상기 백 커버의 수직 측벽에 체결되는 제2 캐비넷;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 캐비넷은 스크류가 수직부와 상기 백 커버의 수직 측벽을 관통하는 스크류 체결에 의하여 상기 백 커버에 체결되고, 상기 제2 캐비넷은 수직부의 내측으로 돌출되는 후크가 상기 백 커버의 수직 측벽을 관통하는 후크 체결에 의하여 상기 백 커버에 체결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 LCD는 액정패널 유닛과 백라이트 유닛이 하나의 모듈로 일체형으로 구성됨으로써, 부품 수를 줄일 수 있으며, 이로 인하여 조립 공정이 단순화되고, 제조 비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명의 LCD는 백 커버에 직접 각 부품들이 안착되면서 백 커버에 체결되는 미들 캐비넷에 의하여 각 부품들이 고정됨으로써, 전체적인 두께가 얇아질 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 LCD의 일 예를 나타낸 단면도,
도 2는 종래의 기술에 따른 LCD의 다른 예를 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LCD를 나타낸 분해 사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 LCD를 나타낸 평면도,
도 5a 및 도 5b는 도 4의 LCD에 대한 광원부 영역의 조립 구조를 나타낸 단면도, 및
도 6a 및 도 6b는 도 4의 LCD에 대한 대광부 영역의 조립 구조를 나타낸 단면도이다.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 바람직한 실시예들에 의해 명확해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 살펴보기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LCD를 나타낸 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 LCD를 나타낸 평면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 LCD는 내부에 수납공간을 형성하는 백 커버(100, Back Cover), 백 커버 내부의 일측에 배치되는 광원모듈(200), 광원모듈 전방에서 백 커버에 안착되는 도광판(300), 도광판 상부에 적층되는 광학시트(400), 백 커버의 가장자리를 따라 체결되는 미들 캐비넷(500, Middle Cabinet) 및 광학시트 상부에서 미들 캐비넷에 결합되는 액정패널(600)을 포함한다.

구체적으로 살펴보면, 백 커버(100)는 내부에 백라이트 유닛을 구성하는 광학부재들을 수납하고, 전면(front face)에 결합되는 액정패널을 지지하면서 LCD가 벽면이나 브라켓과 같은 외부 구조물에 안정적으로 고정될 수 있도록 한다. 이를 위한 백 커버(100)는 사각의 판 형상을 이루는 바닥면(110)과 바닥면(110)의 가장자리가 상측으로 절곡되면서 수직 측벽(120)으로 구성되며, 바닥면 상부의 수직 측벽의 내측에 광학부재가 배치되는 수납공간이 형성된다.

이러한 백 커버(100)는 고강도의 복합소재(Advanced Composite Material)로 구성되며, 일 예로 알루미늄과 수지가 결합되는 알루미늄 수지 복합소재(Aluminum Composite Material)로 구성될 수 있다. 알루미늄 수지 복합소재의 백 커버(100)는 얇은 두께로도 광학부재와 액정패널을 안정적으로 지지할 수 있어 LCD의 경량화와 슬림화에 용이하며, 곡면 형상을 위한 가공이 용이한 장점을 나타낸다.

또한, 백 커버(100)는 박막의 스킨층과 내부 코어층의 다층 구조를 이룰 수 있으며, 스킨층은 알루미늄과 함께 구리 또는 철을 포함하는 금속 기판으로 구성될 수 있다. 코어층은 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌과 같은 플라스틱 재질의 수지로 구성되며, 다양한 재질의 무기질을 포함할 수 있다. 또한, 코어층은 허니콤 구조, 물결 구조 또는 엠보 구조를 이룰 수 있으며, 이러한 코어층 구조는 소재를 절약함과 동시에 단열성을 확보할 수 있는 장점을 나타낸다.

또한, 백 커버(100)의 바닥면(110)에는 LCD가 브라켓 또는 벽면과 같은 외부 구조물에 고정될 수 있도록 팸 너트(pem nut, 미도시)가 체결된다.

광원모듈(200)은 LCD의 광원으로 다수의 LED 패키지(220)가 LED 하우징(210)에 결합되어 모듈을 구성한다. 이때, LED 패키지(220)의 출광면이 도광판의 입광면을 향하도록 도광판(300)의 일 측부에서 백 커버(100)에 배치된다. 따라서 사각 형상의 백 커버(100)는 광원모듈(200)이 배치되는 일측 영역이 광원부를 구성하고, 나머지 세 영역이 대광부를 구성한다. 광원모듈(200)은 도광판(300)의 양 측부에 배치될 수도 있으며, 이때 백 커버는 서로 마주보는 두 영역이 광원부를 구성하게 된다.

도광판(300)은 측부의 입광면으로 다수의 점광원의 빛을 흡수하여 내부 전반사를 통하여 상부의 출광면으로 면광원의 빛을 출사시키는 광 전환 소자이다. 도광판(300)은 사각의 판 형상을 이루며 백 커버(100)의 수납공간에 안착된다. 도광판(300)은 광 투과율이 우수한 투명 수지가 이용될 수 있으며, 일 예로 PMMA, PC, PS, MS 등의 수지가 이용된다.

광학시트(400)는 도광판(300)의 상부에 적층되어 도광판(300)에서 출사되는 빛의 휘도와 균일도를 제어하는 광 제어 소자이다. 이러한 광학시트(400)는 프리즘시트와 확산시트를 포함하는 다수의 시트로 구성될 수 있다.

미들 캐비넷(500)은 백 커버(100)의 수직 측벽(120)을 따라 체결되어 도광판(300)과 광학시트(400)를 백 커버(100)에 안정적으로 고정시키면서 액정패널(600)이 결합될 수 있도록 한다. 이를 위한 미들 캐비넷(500)은 백 커버(100)에 대응하는 사각의 프레임 형상을 이루면서 백 커버(100)에 체결되기 위한 수직부(510)와 수직부(510)에서 내측으로 연장되어 액정패널(600)이 안착되는 안착면(522)을 제공하는 수평부(520)로 이루어진다. 미들 캐비넷(500)은 백 커버(100), 도광판(300), 광학시트(400)를 감싸면서 백 커버(100)에 체결되어, 도광판(300)과 광학시트(400)의 유동을 방지한다. 또한, 미들 캐비넷(500)은 전면으로는 액정패널(600)이 안착되는 공간을 제공하면서, LCD의 가장자리 영역에서 결합의 기밀을 유지한다. 이러한 미들 캐비넷(500)은 PC, ABS 또는 PP 재질의 수지 또는 이들의 혼합 수지가 압출 가공되어 형성될 수 있다.

또한, 미들 캐비넷(500)은 도 3에 도시된 바와 같이 제1 캐비넷(500-1)과 제2 캐비넷(500-2)으로 구성된다. 제1 캐비넷(500-1)은 광원부 영역에서 백 커버(100)에 체결되고, 제2 캐비넷(500-2)은 대광부 영역에서 백 커버(100)에 체결된다. 따라서 백 커버(100)의 일측이 광원부를 형성하는 경우, 제1 캐비넷(500-1)은 'ㅣ'와 같이 바(bar) 형상을 이루며, 제2 캐비넷(500-2)은 'ㄷ'과 같이 일측이 개방된 사각 프레임(frame) 형상을 이룬다.

액정패널(600)은 액정의 배열을 이용하여 영상을 표시하는 영상 소자로서 일반적인 공지의 기술이 적용된다. 즉, 액정패널(600)은 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착되는 제1 기판 및 제2 기판을 포함하고, 제1 기판의 상면과 제2 기판의 하면에는 편광판이 각각 결합된다. 또한, 제2 기판 내면에는 다수의 게이트 라인과 데이터 라인에 의한 화소(pixel)가 정의되고, 각 화소에는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)를 이용한 화소 전극이 형성되며, 제1 기판의 내면에는 공통전극과 각 화소에 대응하는 RGB 컬러필터가 형성된다. 이러한 액정패널(600)은 폼 패드(610)에 의하여 미들 캐비넷(500)에 고정 접합된다.

이하에서, 도 5a 내지 도 6b를 참고하여 상기와 같은 구성을 포함하는 LCD에 대한 조립 구조에 대하여 구체적으로 살펴본다. 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 LCD에 대한 광원부 영역의 조립 구조를 나타낸 Ⅰ-Ⅰ방향의 분해 단면도와 결합 단면도이고, 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 LCD에 대한 대광부 영역의 조립 구조를 나타낸 Ⅱ-Ⅱ방향의 분해 단면도와 결합 단면도이다.

이들 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 LCD의 조립과정과 그 구조를 살펴보면, 백 커버(100)의 일측 광원부에 광원모듈(200)이 안착되고, LED 패키지(220)의 출광면(220a)과 도광판(300)의 입광면(300a)이 서로 마주하도록 도광판(300)이 수납공간에 안착된다. 이때, 도광판(300)의 하부에는 휘도 향상을 위한 반사시트(310)와 도광판의 쳐짐을 방지하기 위한 지지부재(320)가 개입될 수 있다. 또한, 도광판(300)의 상부에는 광학시트(400)가 안착된다.

그리고 백 커버(100)의 수직 측벽(120) 가장자리를 따라 미들 캐비넷(500)이 체결되어 백 커버(100) 내부에 안착된 광원모듈(200), 반사시트(310), 도광판(300) 및 광학시트(400)를 고정시킨다. 이때, 미들 캐비넷(500)은 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 광원부 영역의 제1 캐비넷(500-1)과 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 대광부 영역의 제2 캐비넷(500-2)으로 구분되어 백 커버(100)에 각각 조립된다.

광원부 영역(A)에서는, 도 5a 및 도 5b와 같이 제1 캐비넷(500-1)과 백 커버(100)가 스크류(130) 체결로 조립된다. 이를 위하여 제1 캐비넷(500-1)의 수직부(510)과 백 커버(100)의 수직 측벽(120)에는 서로 대응하는 위치에서 스크류(130)가 관통하는 스크류 홀(131)이 각각 형성된다. 즉, 제1 캐비넷 수직부(510)가 백 커버 수직 측벽(120)에 밀착된 상태에서 스크류(130)가 체결됨으로써, 제1 캐비넷(500-1)과 백 커버(100)의 조립이 이루어진다.

그리고 대광부 영역(B)에서는, 도 6a 및 도 6b와 같이 제2 캐비넷(500-2)과 백 커버(100)가 후크 체결로 조립된다. 이를 위하여 제2 캐비넷(500-2)의 수직부(510)에는 체결 후크(530)가 내측으로 돌출되고, 백 커버(100)의 수직 측벽(120)에는 체결 후크(530)에 대응하는 후크 홀(531)이 형성된다. 즉, 제2 캐비넷(500-2)의 체결 후크(530)가 백 커버 수직 측벽(120)의 후크 홀(531)에 삽입됨으로써, 제2 캐비넷(500-2)과 백 커버(100)의 조립이 이루어진다. 이때, 제2 캐비넷(500-2)은 광원부 영역을 제외한 세 영역의 수직부(510)에서 체결이 이루어진다.

백 커버와 미들 캐비넷의 조립에서 제1 캐비넷은 스크류 체결로 조립되고 제2 캐비넷은 후크 체결로 조립되는 것을 예시하였으나, 제1 캐비넷 및 제2 캐비넷 모두 스크류 체결로 조립되거나 후크 체결로 조립될 수 있으며, 제1 캐비넷이 스크류 체결로 조립됨으로써 광원부에서 더욱 견고한 조립이 이루어지게 된다.

이러한 백 커버(100)와 제1 캐비넷(500-1) 및 제2 캐비넷(500-2)의 체결에 따라 제1 캐비넷(500-1)과 제2 캐비넷(500-2)에 형성되는 수평부(520)가 광학시트(400)의 단부를 가압하여 광학시트(400)와 함께 도광판(300) 및 반사시트(310)를 고정시키게 된다. 이때, 제1 캐비넷(500-1)과 제2 캐비넷(500-2)의 수평부(520) 단부에는 광학시트(400)를 가압하기 위하여 하측으로 돌출되는 가압돌기(521)가 형성될 수 있다.

그리고 미들 캐비넷(500)의 상면에 액정패널(600)이 폼 패드(610, foam pad)를 매개로 접합된다. 제1 캐비넷(500-1)과 제2 캐비넷(500-2)으로 구분되는 미들 캐비넷(500)은 내부가 개구된 사각 형상을 이루며, 수직부(510)의 상부에서 내측으로 연장되는 수평부(520)는 상면이 액정패널(600)이 안착되는 안착면(522)을 형성하게 된다. 양면 접착성을 갖는 폼 패드(610)는 안착면(522)에 대응하도록 중앙이 개구된 사각 형상을 이룬다. 따라서 액정패널(600)은 가장자리가 미들 캐비넷(500)의 안착면(522)에 안착되면서 폼 패드(610)에 의하여 고정 접합될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 LCD는 고강도의 알루미늄 복합소재로 이루어진 백 커버에 직접 광원모듈, 도광판 및 광학시트가 수납되고, 백 커버에 체결되는 미들 캐비넷이 이러한 광학부재들을 고정시킴과 동시에 액정패널이 체결되는 안착면을 제공함으로써, 전체적인 두께를 얇게 할 수 있다. 또한, 미들 캐비넷은 제1 캐비넷과 제2 캐비넷으로 구분되어 백 커버에 체결됨으로써, LCD의 조립공정이 용이하게 이루어질 수 있다.

이상에서 본 발명에 있어서 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

100 : 백 커버
110 : 바닥면 120 : 수직 측벽
200 : 광원모듈
210 : LED 하우징 220 : LED 패키지
300 : 도광판
400 : 광학시트
500 : 미들 캐비넷
500-1 : 제1 캐비넷 500-2 : 제2 캐비넷
510 : 수직부 520 : 수평부
521 : 가압돌기 522 : 안착면
600 : 액정패널 610 : 폼 패드

Claims (4)

1. 코어층 양면에서 스킨층이 형성되는 알루미늄 수지 복합소재의 다층 구조로서 사각 판상의 바닥면과 상기 바닥면의 가장자리를 따라 수직 측벽이 형성되면서 내부에 수납공간을 형성하며, 바닥면에는 팸 너트를 구비하는 백 커버;
   상기 백 커버의 수납공간에 안착되는 도광판;
   상기 백 커버의 수납공간에서 상기 도광판의 측부에 배치되는 광원;
   상기 도광판 상부에 적층되는 광학시트;
   바 형상의 프레임으로 수직부와 수직부의 내측으로 연장되는 수평부를 구비하면서 광원이 배치된 상기 백 커버의 수직 측벽에 스크류 체결되는 제1 캐비넷과, 일 측이 개구된 사각 형상의 프레임으로 수직부와 수직부의 상부에서 내측으로 연장되는 수평부를 구비하면서 광원이 배치되지 않는 상기 백 커버의 수직 측벽에 후크 체결되는 제2 캐비넷으로 이루어지는 미들 캐비넷;
   폼 패드를 매개로 상기 제1 캐비넷과 제2 캐비넷의 수평부에 접합되는 액정패널;을 포함하여,
   상기 제1 캐비넷과 제2 캐비넷의 수평부는 상면에 상기 액정패널이 접합되는 안착면을 제공하면서 수평부 단부에서 하측으로 돌출되는 가압돌기가 광학시트의 가장자리를 가압하도록 체결되고,
   상기 제1 캐비넷과 제2 캐비넷의 수직부는 상기 백 커버의 가장자리를 감싸면서 기밀을 유지하여 장치의 테두리부 외관을 형성하도록 체결되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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