KR20080036489A

KR20080036489A - 액정표시장치

Info

Publication number: KR20080036489A
Application number: KR1020060103167A
Authority: KR
Inventors: 양승훈
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2006-10-23
Filing date: 2006-10-23
Publication date: 2008-04-28

Abstract

본 발명은 메인서포트(main support)의 상측과 접촉하는 상부커버의 하측 사이에 열경로변경수단을 형성하여 백라이트장치를 구성하는 램프로부터의 열이 상부커버의 전면 혹은 액정패널로 전달되는 것을 방지하려는 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로서, 그 하나의 실시예에 따른 액정표시장치는 하부커버와; 상기 하부커버상의 적어도 일측에 램프를 구비하여 빛을 제공하는 백라이트장치와; 상기 백라이트장치를 하측에 구비하고 그 유동을 방지하는 메인서포트와; 상기 램프의 상부에 위치하여 램프로부터 전달되는 열의 전달경로를 변경시키는 열경로변경수단; 및 상기 메인서포트상에 적재되는 액정패널을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

열반사 고무패드, 열반사 시트

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도 1은 종래기술에 따른 액정표시장치의 분해 사시도

도 2는 도 1의 체결 상태를 X방향에서 바라본 일부 단면도

도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도

도 4a∼도 4c는 도 3에 나타낸 열경로변경수단의 형상을 나타내는 도면

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도

★★도면의 주요부분에 대한 부호의 설명★★

130: 메인서포트 132: 열경로변경수단

160: 상부커버 260a: 열경로변경물질

본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로서, 더 자세하게는 메인서포트(main support)의 상측과 접촉하는 상부커버의 하측 사이에 열경로변경수단을 형성하여 하부의 램프로부터의 열이 상부커버의 전면 혹은 액정패널로 전달되는 것을 방지하려는 것에 관계된다.

21세기 정보화시대에 접어들어 대량의 정보를 처리하고, 표시하는 디스플레 이(display) 분야가 급속도로 발전하고 있다. 무엇보다 무려 1세기 동안 디스플레이 분야에 자리매김하던 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하여 최근 들어서는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 액정표시장치가 박형화, 경량화 및 저소비전력화와 같은 우수한 성능을 앞세워 디스플레이 시장의 판도를 새로이 변화시키고 있는 것이다.

일반적으로 액정표시장치는 액정의 분자구조가 가늘고 긴 형태로 배열되어 있어 방향성을 갖는 광학적 이방성 및 액정이 전기장 내에 놓일 경우 그 크기에 따라 분자배열 방향이 변화되는 분극 성질을 띠고 있다. 이에 액정표시장치는 액정 층을 사이에 두고 서로 마주보는 면으로 각각 전계생성전극이 형성된 한 쌍의 투명 절연기판으로 이루어진 액정패널을 필수적인 구성요소로 하며, 이들 전계생성전극 사이의 전기장 변화를 통해 액정분자의 배열방향을 인위적으로 조절하고 이때 변화되는 빛의 투과율을 이용하여 여러 가지 화상을 표시하게 된다.

그러나 이와 같은 액정패널은 자체 발광요소를 갖지 못한 수광형 소자인 이유로 인해 별도의 광원을 필요로 하게 되는 문제점 또한 있다. 그래서 이를 보완하기 위하여서는 액정패널의 배면으로 형광램프를 구비한 백라이트장치(Back-Light Unit)를 마련하게 되고, 이를 통해 액정패널의 전면을 향해 빛을 조사시킴으로써 비로소 식별 가능한 휘도의 화상을 표시할 수 있게 된다.

그러면 일반적인 액정표시장치에 관하여 보다 구체적으로 살펴보고자 한다. 도 1은 종래기술에 따른 액정표시장치의 분해 사시도를 나타내는 것으로서, 도광판의 일측으로 1개의 램프를 필요로 하는 에지형(edge Type)을 도시하였다. 도면에서 와 같이 액정표시장치는 기본적으로 구조물 전체에 힘의 균형을 유지시키기 위한 메인서포트(30)를 중심으로 하여, 상측으로는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정패널(10), 그 액정패널(10)의 측면에 각각 접속되어 이를 구동시키기 위한 게이트 및 데이터 구동부, 그리고 이를 보호하기 위한 상부커버(60)가 구비되고, 반면 하측으로는 위의 액정패널(10)로 광을 제공하기 위한 백라이트장치(40)와 이를 보호하기 위한 하부커버(50)로 구성된다.

도 2는 도 1의 구성 요소들의 체결 상태를 나타내는 것으로서, 더 자세하게는 도 1의 X축 방향에서 본 단면도의 일부를 나타낸 도면이다. 먼저, 하부커버(50)상에는 일측으로 램프(43)가 체결되어 있는 램프하우징(45)을 적재하고, 이어 램프(43)로부터의 빛을 손실 없이 상면 혹은 전면의 액정패널(10)로 반사시키기 위한 반사판(47)을 부착한 다음, 이어 램프(43)로부터의 빛을 안내하는 도광판(41)을 차례로 적재하게 된다. 그리고 그 도광판(41)을 투과한 빛의 특성을 개선하기 위하여 시야각에 따른 균일한 휘도를 얻기 위한 확산시트(49a), 그리고 이 확산시트(49a) 위로 투과되어 나온 빛의 정면 휘도를 높일 목적으로 사용하는 프리즘 시트(49b) 및 이를 보호하기 위한 보호 시트(49c) 등의 광학시트(49)가 추가적으로 적재되기도 한다.

위와 같이 백라이트장치(40)가 구성되고 나면, 그 4면의 가장자리로는 사각테 형상의 메인서포트(30)가 놓이게 된다. 더 자세히 말해서, 메인서포트(30)는 램프하우징(45)이 있는 일측면은 램프하우징(45)과 하부커버(50)의 사이, 그리고 램프하우징(45)이 없는 면은 꺾여 올라와 도광판(41)과 접촉하는 반사판(47)과 하부 커버(50)의 사이에 놓이게 되는데, 결국 메인서포트(30)는 하측으로 구비된 백라이트(40)의 유동을 방지하게 된다.

그리고 메인서포트(30)상에는 도면에서와 같이 화상을 표현하기 위한 액정패널(10)이 적재된다. 이 액정패널(10)은 서로 대향하여 균일한 셀-갭이 유지되도록 합착된 박막 트랜지스터 배열기판 및 컬러필터기판과, 그 두 기판 사이에 형성된 액정 층으로 구성된다.

이러한 과정이 끝나게 되면 상부커버(60)는 액정패널(10)의 4면 가장자리와 메인서포트(30)의 측면을 덮는 동시에 하부커버(50)와 체결한다. 물론 상부커버(60)를 하부커버(50)와 후크(hook) 등을 통하여 체결함으로써 액정표시장치는 완성된다.

그러나 도 2에 나타낸 바와 같이 백라이트장치(40)의 내부에 구비된 램프(43)로부터 발생하는 열은 배면으로는 하부커버(50)를 통하여, 그리고 전면으로는 상부커버(60)에까지 전달되어 외부로 열을 취출(取出))하는 구조를 취하게 되는데, 무엇보다 이러한 열이 전방(前方)의 액정패널(10)로 전도되는 경우에는 예컨대 빛 샘 현상에 의한 화질저하 등과 같은 열적 불평형으로 인한 여러 가지 불량을 유발시키게 된다.

뿐만 아니라, 적용 모델에 따라서는 도 2와 같은 구조를 갖는 액정표시장치의 전면에 터치스크린을 부착하여 차량용 액정표시장치 등으로 사용할 수 있는데 이러한 경우에는 그 열이 터치스크린을 통해 액정패널의 전면으로 전달되어 패널 표면의 온도가 상승하게 되는데, 그 결과 사용자가 스크린 터치(touch)시 상당한 뜨거움을 호소하게 되고, 심지어는 주변온도가 높은 환경하에서는 화상의 우려도 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명은 액정표시장치의 램프에 대응하는 메인서포트의 상측과 그 상측에 접촉하는 상부커버의 하측 사이에, 예를 들어 열반사물질이 도포되는 고무패드 혹은 열반사물질이 형성되는 시트를 삽입하거나, 또는 그 열반사패드 등을 대체하여 메인서포트의 상측에 접촉하는 상부커버의 하측에 열경로변경물질을 직접 도포하는 것과 같이 열반사층을 형성함으로써 위의 문제점을 개선하려는데 그 목적이 있다.

그리고 이와 같은 목적 달성은 본 발명을 통하여 더욱더 구체화될 수 있다. 즉 본 발명의 하나의 실시예에 따른 액정표시장치는 하부커버와; 상기 하부커버상의 적어도 일측에 램프를 구비하여 빛을 제공하는 백라이트장치와; 상기 백라이트장치를 하측에 구비하고 그 유동을 방지하는 메인서포트와; 상기 램프의 상부에 위치하여 램프로부터 전달되는 열의 전달경로를 변경시키는 열경로변경수단; 및 상기 메인서포트상에 적재되는 액정패널을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치는 하부커버와; 상기 하부커버상의 적어도 일측에 램프를 구비하여 빛을 제공하는 백라이트장치와; 상기 백라이트장치를 하측에 구비하고 그 유동을 방지하는 메인서포트와; 상기 메인서포트상에 적재되는 액정패널; 및 상기 램프와 상기 메인서포트의 상부에 열경로변경수 단을 위치하여 그 메인서포트의 하부에 위치하는 램프로부터 전달되는 열의 경로를 변경시키는 상부커버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

그러면, 위의 구성들과 관련해서는 도면을 참조해 구체적으로 살펴보고자 한다. 도 3은 도 2 대비 본 발명의 하나의 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도의 일부를 나타내는 것이다. 먼저, 하부커버(150)상에는 적어도 일측으로 램프(143)가 체결되어 있는 램프하우징(145)을 적재하게 된다. 이어 램프(143)로부터의 빛을 손실 없이 상면 혹은 전면의 액정패널(110)로 반사시키기 위한 반사판(147)을 부착한 다음, 램프(143)로부터의 빛을 안내하는 도광판(141)을 차례로 적재하게 된다. 물론 여기에서의 도광판(141)은 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate: PMMA) 재질로서, 가시광선 영역에서 광에 대한 흡수성이 고분자 재료 중에서 가장 적어 투명성 및 광택이 매우 크다. 이는 기계적 강도가 높아 깨지거나 변형되지 않으며, 가볍고 내화학성이 강하다. 또한 가시광선의 투과율이 90~91% 정도로 높고, 내부 손실이 대단히 적으며, 인장 강도, 휨강도, 신장 강도 등의 기계적 성질과 화학적 내성 등에도 강하여 도광판의 소재로는 가장 적합할 것이다.

그리고 그 도광판(141)을 투과한 빛의 특성을 개선하기 위하여 시야각에 따른 균일한 휘도를 얻기 위한 확산시트(149a), 그리고 확산시트(149a) 위로 투과되어 나온 빛의 정면 휘도를 높일 목적으로 사용하는 프리즘 시트(149b) 및 프리즘 시트(140b)를 보호하기 위한 보호 시트(149c) 등의 광학 시트(149)가 추가적으로 적재된다.

위와 같이 백라이트장치(140)가 구성되고 나면, 그 4면의 외곽 부위로는 서 스 스틸(SUS STEEL) 등을 재질로 하는 사각테 형상의 메인서포트(130)가 놓이게 된다. 엄밀히 말해서, 램프(143)를 포함하여 램프하우징(145)이 존재하는 메인서포트(130)의 일측면은 램프하우징(145)과 하부커버(150)의 사이에, 그리고 램프하우징(145)이 없는 측면은 수직방향에서 도광판(141)과 접촉하는 반사판(147)과 하부커버(150)의 사이에 놓이게 되는 것이다. 물론 그 주된 역할은 메인서포트(130)의 하측으로 구비되는 백라이트장치(140)의 유동을 방지하는 것은 물론 액정표시장치라는 구조물 전체에 작용하는 힘의 균형을 유지시키는 것이다.

그리고 메인서포트(130)상에는 소정 패턴이 형성된 영역으로 화상을 구현하기 위한 액정패널(110)이 적재된다. 이 액정패널(110)은 서로 대향하여 균일한 셀-갭(cell-gap)이 유지되도록 합착된 박막 트랜지스터 배열기판 및 컬러필터기판과, 그 두 기판 사이에 형성된 액정 층으로 구성된다.

여기에서 배열기판에는 종으로 일정간격 이격되어 배열되는 복수의 데이터 라인 및 횡으로 일정간격 이격되어 배열되는 복수의 게이트 라인이 서로 교차하고 그 교차하여 구획되는 영역에는 화소가 정의되는데, 이 화소는 매트릭스 형태로 배열된다. 또한 컬러필터기판에는 위의 화소들의 대응 위치에 적색, 녹색 및 청색의 컬러 필터층이 형성되는데, 그 컬러 필터층 사이로 빛이 새는 것을 방지하고, 화소를 통과하는 빛의 색 간섭을 방지하기 위해 컬러 필터층 사이에는 블랙 매트릭스가 형성된다.

그리고 도면에 별도로 나타내지는 않았지만 액정패널(110)에는 게이트 구동부 및 데이터 구동부가 다양한 형태로 결합되어 액정패널(110)에 형성된 게이트 라 인들 및 데이터 라인들에 주사신호와 화상정보를 공급함으로써 액정패널(110)의 화소들을 구동시키게 되는 것이다.

그런 다음, 도 3에서와 같이 하부커버(150)상에 구비되는 적어도 하나의 램프(143)가 위치하는 영역에 대응하여 메인서포트(130)의 상측 영역으로는, 즉 앞서 언급한 액정패널(110)이 적재되는 영역을 제외한 부위를 따라 세라믹(ceramics)이나 실리콘(silicon)과 같은 별도의 반사물질이 도포되어 층이 형성되는 열반사시트 혹은 열반사고무패드와 같은 열경로변경수단(132)을 부착하게 된다. 물론 그 열경로변경수단(132)을 적재하기 위하여 별도의 소정 패턴이 형성되어 있다면 '적재한다'는 표현도 적절할 수 있으며, 여기에서의 열경로변경수단(132)는 열반사수단 혹은 열차폐수단 등으로도 얼마든지 바꾸어 불릴 수 있다.

무엇보다 여기에서 예시하는 열경로변경수단(132)은 도 4a 내지 도 4c에서와 같이 다양한 형상으로 제조할 수 있는데, 그 비용의 측면을 고려해 볼 때 램프(143)와 동일한 위치에만 적재하는 것이 바람직할 것으로 보인다. 이것은 다시 말해 일자형 램프가 메인서포트(130)의 양측으로 각각 위치하게 되는 경우에는 그 램프가 위치하는 영역에 대응하여 메인서포트(130)의 상측으로만 도 4a에서와 같은 '일자형의 긴 직사각형' 형상을 한 열경로변경수단(132a)을 각각 하나씩 적재시킬 수 있고, 가령 'ㄱ'자 형상의 램프를 메인서포트(130b)의 하측으로 구비시키게 되는 경우에는 그 램프의 형상에 대응하는 메인서포트(130)의 상측으로 도 4b에서와 같은 동일한 'ㄱ'자 형상의 열경로변경수단(132b)을 적재하게 되는 것이다. 그러나 다른 한편으로는 그러한 램프(130)의 형상에 구속되지 않고, 도 4c에서와 같이 액 정패널(110)이 적재되는 영역을 제외한 메인서포트(130)의 상측 가장자리 영역으로는 사각형의 띠 형상을 한 열경로변경수단(132c)을 적재할 수도 있을 것이다.

물론 그 재료와 관련해서는 예컨대 세라믹이나 실리콘 등을 재질로 하여 시트(sheet)를 제조해 사용할 수 있겠지만, 아니면 저렴한 소재의 시트에 세라믹이나 실리콘 등을 열반사층으로 형성하여 사용하는 방법도 얼마든지 가능할 수 있다. 또한, 세라믹 소재로는 인슐래드 AC-100(insuladd AC-100)과 같은 물질을 사용할 수도 있는데, 이와 관련해서는 이후에 좀더 다루기로 한다.

이와 같이 열경로변경수단(132)의 적재가 끝나게 되면, 상부커버(160)는 액정패널(110)의 4면 가장자리 영역과 그 열경로변경수단(132)이 적재된 메인서포트(130)의 상측 부위 및 측면 부위를 덮는 동시에 하부커버(150)와 후크 등을 통하여 체결하게 된다.

그러나 지금까지 살펴본 그 열경로변경수단(132)의 부착 혹은 적재방식은 얼마든지 변경될 수도 있다. 다시 말해, 메인서포트(130)의 상측 일부 영역으로 굳이 열경로변경수단(132)을 적재하기 위한 별도의 패턴을 형성하지 않는다 하더라도 그 메인서포트(130)의 상측과 접촉하는 상부커버(160)의 내측으로 열경로변경수단(132)을 양면테이프와 같은 접착 물질을 이용하여 부착시킨 다음, 그 상부커버(160)를 메인서포트(130) 및 하부커버(150)에 체결하는 방법도 얼마든지 가능하게 되는 것이다.

이제부터는 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치에 대해 살펴보고자 한다. 도 5는 도 3에 나타낸 바 있는 본 발명의 하나의 실시예 대 비 차이점은 액정표시장치의 전면에 추가적으로 터치스크린을 부착한 것도 차이이거니와, 무엇보다 그 핵심은 본 발명의 하나의 실시예에 나타낸바 있는 열경로변경수단(132)을 열경로변경물질(260a)에 의해 형성되는 열반사층으로 대체할 수 있다는 점이다. 다시 말해, 앞서서는 메인서포트(130)의 상측과 접촉하는 상부커버(160)의 내측으로 열경로변경수단(132)을 양면테이프와 같은 접착 물질을 이용하여 부착시키는 경우에 대하여 기술한 바 있는데, 여기에서는 그 메인서포트(230)의 상측과 접촉하는 상부커버(260)의 내측 부위에 열경로변경물질(260a)을 도포하여 열반사층을 형성하게 된다. 따라서 그 열반사층은 별도의 작업을 통하여 이루어지긴 하지만, 상부커버(260)에 종속될 수밖에 없는 것으로 판단된다.

그리고 본 발명에서는 구체적으로 메인서포트(230)의 상측과 접촉하는 상부커버(260)의 내측 부위 중에서도 메인서포트(230) 하측의 램프(243)와 대응하는 위치에만 인슐래드 AC-100과 같은 물질을 부분적으로 도포하거나, 램프(243)의 위치에 구속되지 않고 메인서포트(230)의 상측과 접촉하는 상부커버(260)의 내측 전체적으로 열반사층을 형성할 수 있는데, 여기에서 예시한 인슐래드 AC-100은 작업성, 부착성 및 내후성이 매우 우수한 아크릴 에멀젼 합성수지에 최첨단 기술로 개발된 진공 세라믹 소재인 인슐래드(insuladd)를 첨가하여 특수하게 제조된 수용성 단열 방지용 도료인 것이다.

이와 같은 구성 결과, 본 발명에 따른 액정표시장치는 램프로부터의 열이 전방(前方)의 액정패널로 전도됨으로써 발생할 수 있는 빛 샘 현상에 의한 화질저하 등의 문제를 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 터치스크린을 부착한 액정표시장치의 사용자가 스크린 터치시 뜨거움을 느끼게 되는 현상을 방지할 수 있을 것이다.

Claims

하부커버;

상기 하부커버상의 적어도 일측에 램프를 구비하여 빛을 제공하는 백라이트장치;

상기 백라이트장치를 하측에 구비하고 그 유동을 방지하는 메인서포트;

상기 램프의 상부에 위치하여 램프로부터 전달되는 열의 전달경로를 변경시키는 열경로변경수단; 및

상기 메인서포트상에 적재되는 액정패널을 포함하여 구성되는 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 백라이트장치는 내부에 체결되는 램프로부터의 빛을 반사시키고 외부 충격으로부터 램프를 보호하는 램프하우징과; 상기 램프하우징에 맞물려 램프로부터의 빛을 유도하고 하부커버상에 적재되는 도광판과; 상기 도광판의 하측에 위치하여 램프로부터의 빛을 전면으로 반사시키는 반사판과; 상기 도광판의 상측에 위치하여 빛의 광학적 특성을 보정하는 광학 시트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 열경로변경수단은 열반사 물질이 도포되는 고무 패드(pad)인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 열경로변경수단은 열반사 물질이 형성되는 시트(sheet)인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제3항 혹은 제4항의 어느 한 항에 있어서, 상기 열반사 물질은 인슐래드 AC-100인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제3항 혹은 제4항의 어느 한 항에 있어서, 상기 열반사 물질은 세라믹(ceramics)인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제3항 혹은 제4항의 어느 한 항에 있어서, 상기 열반사 물질은 실리콘(silicon)인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 열경로변경수단은 인슐래드 AC-100의 물질인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
하부커버;

상기 하부커버상의 적어도 일측에 램프를 구비하여 빛을 제공하는 백라이트장치;

상기 백라이트장치를 하측에 구비하고 그 유동을 방지하는 메인서포트;

상기 메인서포트상에 적재되는 액정패널; 및

상기 램프와 상기 메인서포트의 상부에 열경로변경수단을 위치하여 그 메인서포트의 하부에 위치하는 램프로부터 전달되는 열의 경로를 변경시키는 상부커버를 포함하여 구성되는 액정표시장치.
제9항에 있어서, 상기 백라이트장치는 내부에 체결되는 램프로부터의 빛을 반사시키고 외부 충격으로부터 램프를 보호하는 램프하우징과; 상기 램프하우징에 맞물려 램프로부터의 빛을 유도하고 하부커버상에 적재되는 도광판과; 상기 도광판의 하측에 위치하여 램프로부터의 빛을 전면으로 반사시키는 반사판과; 상기 도광판의 상측에 위치하여 빛의 광학적 특성을 보정하는 광학 시트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제9항에 있어서, 상기 열경로변경수단은 메인서포트의 상측에 부착되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제9항에 있어서, 상기 열경로변경수단은 상부커버의 하측으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제9항에 있어서, 상기 열경로변경수단은 열반사 물질이 도포되는 고무 패드인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제9항에 있어서, 상기 열경로변경수단은 열반사 물질이 형성되는 시트인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제13항 및 제14항에 있어서, 상기 열반사 물질은 인슐래드 AC-100인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제13항 혹은 제14항의 어느 한 항에 있어서, 상기 열반사 물질은 세라믹인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제13항 혹은 제14항의 어느 한 항에 있어서, 상기 열반사 물질은 실리콘인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제9항에 있어서, 상기 열경로변경수단은 인슐래드 AC-100의 물질인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.