KR20080054115A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20080054115A
KR20080054115A KR1020060126287A KR20060126287A KR20080054115A KR 20080054115 A KR20080054115 A KR 20080054115A KR 1020060126287 A KR1020060126287 A KR 1020060126287A KR 20060126287 A KR20060126287 A KR 20060126287A KR 20080054115 A KR20080054115 A KR 20080054115A
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이우정
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 칩 온 필름에 발광 다이오드를 실장한 액정 표시 패널에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는 화상을 표시하는 액정 표시 패널과 상기 액정 표시 패널의 하부에 배치된 다수의 광학 시트와 상기 광학 시트 하부에 배치된 인쇄회로 기판과 상기 인쇄 회로 기판과 액정 표시 패널을 연결하는 광원 기판과 상기 광원 기판에 실장된 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
발광 다이오드, COF, 백라이트 유닛

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광원 기판을 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 배면에서 본 배면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
100: 액정 표시 장치 105: 출력 패드
110: 데이터 구동 집적회로 115: 탑샤시
120: 컬러 필터 기판 125: 박막 트랜지스터 기판
130: 액정 표시 패널 135: TCP
140: 게이트 구동 집적회로 145: 게이트 인쇄회로기판
150: 게이트 구동부 155: 보호 시트
160: 프리즘 시트 165: 확산 시트
170: 발광 다이오드 175: 광원 기판
180: 데이터 인쇄 회로기판 185: 광학 시트류
190: 도광판 195: 반사판
200: 백라이트 유닛 205: 바텀 샤시
210: 몰드 프레임 215: 입력 패드
220: 출력부 225: 입력부
230: 데이터 구동부
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 칩 온 필름에 발광 다이오드를 실장 시켜 공정 단순화를 이루며 박형화를 위한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
통상적으로, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 액정표시장치는 두 기판 사이에 주입된 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 표시한다.
액정 표시 장치의 액정 표시 패널은 스스로 발광하지 못하는 비발광 소자이므로 액정 표시 장치는 그 액정 표시 패널에 광을 제공하는 광원 유닛을 구비한다.
광원 유닛에 이용되는 발광 다이오드는 다른 냉음극관 형광 램프 등에 비해 수명이 길고 점등 속도가 빠를 뿐만 아니라 소비전력이 적고 내충격성에 강하며 소 형화 및 박막화에 적합한 이점을 가지고 있다. 하지만 발광 다이오드를 실장하는 기판 및 발광 다이오드를 구동하는 구동부를 따로 만들어야 하기 때문에 공정이 추가됨과 원가가 상승 되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 발광 다이오드를 구동하는 구동부를 제거하며 발광 다이오드가 실장된 칩 온 필름을 제공함에 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 화상을 표시하는 액정 표시 패널과 상기 액정 표시 패널의 하부에 배치된 다수의 광학 시트와 상기 광학 시트 하부에 배치된 인쇄회로 기판과 상기 인쇄 회로 기판과 액정 표시 패널을 연결하는 광원 기판과 상기 광원 기판에 실장된 발광 다이오드를 특징으로 한다.
그리고 상기 광원 기판은 상기 인쇄 회로 기판과 접촉되는 입력 패드가 형성된 입력부와 상기 입력부의 타단에 출력 패드가 형성된 출력부와 상기 입력부와 출력부의 중앙부에 실장된 다수개의 구동 집적회로를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 광원 기판은 칩 온 필름, 플렉서블 인쇄회로 및 테이프 캐리어 패키지인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 발광 다이오드는 적어도 하나 이상이 상기 구동 집적회로 사이 에 형성된 것이 바람직하다.
여기서 상기 발광 다이오드는 광이 공급되는 도광판과 상기 도광판 상에 순차적으로 적층되는 다수의 광학 시트와 상기 도광판의 하부에 설치된 반사판과 상기 도광판의 일측에서 도광판에 빛을 조사하는 것이 바람직하다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이며, 도 2는 도 1의 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 액정 표시 장치(100)는 화상 신호가 인가되어 화면을 나타내기 위한 액정 표시 패널(130), 구동 회로부(150, 210), 백라이트 유닛(200), 몰드 프레임(210), 바텀 샤시(205), 탑샤시(115), 그리고 전면과 후면에 있는 케이스(미도시)로 구성되어 있다.
액정 표시 패널(130)은 박막 트랜지스터 기판(120)과, 상기 박막 트랜지스터 기판(120)에 대향 하는 컬러 필터 기판(120)이 구비되어 있다. 박막 트랜지스터 기판(125)과 컬러 필터 기판(120) 사이에 액정이 주입되며 스위칭 소자로서 매트릭스 형태로 형성된 박막 트랜지스터를 이용하여 액정의 광 투과율을 조절함으로써 정보를 표시하게 된다.
박막 트랜지스터(미도시)의 게이트 전극에는 게이트 라인(GL)이 연결되며, 소스 전극에는 데이터 라인(DL)이 연결되고, 드레인 전극에는 투명한 도전성 재질인 인듐 틴 옥사이드(ITO)로 이루어진 화소 전극이 연결된다. 따라서, 액정을 통 해 투과된 광은 각각의 화소를 통해 소정의 색으로 발현됨으로써 화상을 구현하게 된다.
컬러 필터 기판(120)에는 색 구현을 위한 적(RED), 녹(GREEN), 청(BLUE)의 3가지 컬러 필터가 형성된다. 따라서, 액정을 통해 투과된 빛은 적, 녹, 청의 색을 가진 컬러 필터를 통해 소정의 색으로 발현됨으로써 화상을 구현하게 된다.
구동 회로부(150, 230)는 액정 표시 패널(130)의 컬러 필터 기판(120)보다 돌출된 박막 트랜지스터 기판(125)의 비표시부 위에 연결된 게이트 구동부(150) 및 데이터 구동부(230)로 구성된다. 그리고 타이밍 제어부와 전원부 및 각종 회로소자는 인쇄회로 기판(PCB)에 부착된다.
게이트 구동부(150)는 게이트 인쇄 회로 기판(145)과, 그 게이트 인쇄 회로 기판(145) 및 박막 트랜지스터 기판(125) 사이에 형성된 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package; TCP)(135)에 실장된 게이트 구동 집적 회로(140)를 구비한다.
게이트 구동 집적 회로(140)는 게이트 하이 전압의 스캔 신호를 게이트 라인들(GL)에 순차적으로 공급한다. 또한, 게이트 구동 집적 회로(140)는 게이트 하이 전압이 공급되는 기간을 제외한 나머지 기간에 게이트 로우 전압을 게이트 라인들(GL)에 공급한다. 게이트 인쇄 회로 기판(145)은 데이터 인쇄 회로 기판(180)에 실장된 타이밍 제어부 및 전원부 등으로부터의 제어 신호, 전원 신호를 게이트 구동 집적회로(140)에 공급한다.
데이터 구동부(230)는 데이터 구동 집적회로(110)와 발광 다이오드(170)가 실장된 광원 기판(175)과 광원 기판(175)의 일단이 부착된 데이터 인쇄 회로기판(145)을 구비한다. 광원 기판(175)은 일측이 액정 표시 패널(130)의 박막 트랜지스터 기판(125)에 부착되며 타측이 데이터 인쇄 회로기판(180)에 부착되어 액정 표시 패널(130)을 데이터 인쇄 회로기판(180)과 전기적으로 연결한다. 또한, 데이터 인쇄 회로기판(180)에는 발광 다이오드(170)는 구동부가 실장 되어 있다.
데이터 구동 집적회로(110)는 화소 데이터를 아날로그 화소 신호로 변환하여 데이터 라인들에 공급한다.
전원부(미도시)는 게이트 구동 집적 회로(140) 및 데이터 구동 집적 회로(110)와 타이밍 제어부에 필요한 전원을 공급한다. 전원부는 TCP(135)를 통해 게이트 구동 집적회로(140) 및 데이터 구동 집적회로(110)와 접속되고 외부로부터의 전원 신호를 이용하여 액정 표시 패널(130)을 구동시키기 위한 구동 전압을 생성 한다.
백라이트 유닛(200)에는 발광 다이오드(170)와 발광 다이오드(170)로부터의 광이 공급되는 도광판(190)과, 도광판(190) 상에 순차적으로 적층되는 다수의 광학 시트(185)와, 도광판(190)의 하부에 설치된 반사 시트(195)를 구비한다.
발광 다이오드(170)는 탑 뷰(Top View) 방식으로 광을 발생하며, 일반 발광 다이오드보다 충분히 높은 광량으로 빛을 방출하는 고휘도 발광 다이오드로 구성된다. 이러한 발광 다이오드(170)는 도광판(190)의 적어도 일측면을 감싸도록 형성된 광원 기판(175)상에 실장 된다. 이러한 발광 다이오드(170)에서 발생 되는 광은 도광판(190)의 적어도 일측면에 위치하는 입사면을 통해 도광판(190)에 입사된 다. 이러한 발광 다이오드(170)의 실장은 ILB TOOL을 사용하여 온도, 압력 및 시간을 주어 강 본딩(Gang Bonding)으로 합금층을 형성시켜 연결하는 열압착 방법을 사용하여 실장 한다.
반사 시트(195)는 발광 다이오드(170)로부터 발생하는 빛이 도광판(190)으로 입사되어 하부로 나오는 빛들을 상부 쪽으로 반사시켜 빛의 외부 방출을 방지하는 역할을 한다.
따라서, 모재(Base Material)에 반사율이 높은 물질이 코팅되어 있다. 즉, 서스(Steel Use Stainless; SUS), 황동, 알루미늄, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate; PET) 등의 모재 위에 반사 부재로 주로 Ag, Ti 등이 코팅되어 있다. 이러한 반사 시트(195)는 도광판(190) 하부로 출광된 광을 다시 도광판(190) 방향으로 되돌려 보낸다. 또한, 반사 시트(195)는 발광 다이오드(170)에서 발생하는 강한 열에 의해 변형이 발생하지 않도록 다소 두껍게 마련될 수 있다.
도광판(190)은 발광 다이오드(170)로부터의 빛을 화면 표시 영역에 균일하게 전달하기 위한 것으로 통상 수㎜ 정도의 두께의 투명 아크릴 재질로 하부 면에는 빛의 균일한 반사를 위해 다수의 도트나 V자 홈이 형성되어 있다. 도광판(190)은 액정 표시 패널(130)에 대응하는 크기를 갖고 발광 다이오드(170)에서 발생된 광을 액정 표시 패널(130) 쪽으로 안내하면서 광의 경로를 변경한다. 그리고 광원으로부터 멀어짐에 따라 도광판(190)의 두께가 얇아지는 경사형과 두께의 변화가 없는 평판형이 있다.
광학 시트류(185)는 도광판(190)에서 출사 되는 광을 액정 표시 패널(130)에 입사시킨다. 이를 위해, 광학 시트류(185)는 확산 시트(165), 프리즘 시트(160) 및 보호 시트(155)를 구비한다. 이러한 광학 시트류(185)는 도광판(190)으로부터 출사되는 광을 수직으로 일으켜 액정 표시 패널(130)에 입사시키므로 광의 효율이 향상된다.
확산 시트(165)와 프리즘 시트(160)는 2 내지 3장이 적절히 조합되어 도광판(190)으로부터 가이드 되는 빛을 확산 또는 집광시켜 휘도를 향상하거나 시야각을 개선한다. 또한, 도광판(190)으로부터 입사된 광을 액정 표시 패널(130)의 정면으로 향하게 하고, 넓은 범위에서 균일한 분포를 가지도록 광을 확산시켜 액정 표시 패널(130)에 조사되게 한다. 이러한 확산 시트(165)로는 양면에 소정의 광 확산용 부재가 코팅된 투명 수지로 구성된 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
보호 시트(155)는 확산 시트(165)나 프리즘 시트(160) 위에 설치되어 먼지나 스크래치에 민감한 시트들을 보호하고 백라이트 유닛(200)만을 운반할 때 시트들의 유동을 방지하는 역할을 하기도 한다. 또한, 프리즘 시트(160)에 의해 좁아진 시야각을 넓혀주기도 한다.
몰드 프레임(210)은 액정 표시 패널(130)을 수납하는 공간을 마련하며, 탑샤시(115)와 결합하기 위한 형태로 이루어진다. 또한, 몰드 프레임(210)은 탑샤시(115)와 마찬가지로 액정 표시 패널(130)을 고정하여 액정 표시 패널(130)의 유동을 방지한다. 이러한, 몰드 프레임(210)은 탑샤시(115)의 내부로 삽입되어 체결되며 플라스틱 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
바텀 샤시(205)는 백라이트 유닛(200), 몰드 프레임(210) 등을 수납하는 공간을 마련한다. 이러한 바텀 샤시(205)는 탑샤시(115)와 체결되어 외부로부터의 힘이 가해질 경우 보호하기 위한 수단이다. 바텀 샤시(205)는 구동 회로부를 절연하는데 유리하도록 합성수지 또는 플라스틱 등으로 제작할 수 있다.
탑샤시(115)는 바텀 샤시(205)와 유사한 형상을 가지고 상부는 액정 표시 패널(130)을 노출하기 위해 개구되어 있으며, 측부는 내측 수직방향으로 절곡되어 상기 바텀 샤시(205)의 외면과 접촉되어 있다.
탑샤시(115)의 상부면은 액정 표시 패널(130)의 상부 가장자리를 커버하고, 전/후 측면 및 좌/우 측면은 대향 하는 바텀 샤시(205) 측면을 커버하며 결합할 수 있도록 복수개의 체결 수단이 형성된다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광원 기판을 나타낸 평면도이며, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 배면에서 본 배면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 광원 기판(175)은 중앙부에 실장 되는 데이터 구동 집적회로(110)에 입력 신호를 공급하기 위한 입력 패드(215)가 입력부(225)에 형성된다. 그리고 출력부(220)의 광원 기판(175)상에는 중앙부에 실장된 데이터 구동 집적 회로(110)로부터의 출력 신호를 출력하기 위한 출력 패드(105)가 형성된다. 중앙부의 광원 기판(175) 상에는 입력 신호를 이용하여 출력 신호를 생성하는 데이터 구동 집적 회로(110)와 발광 다이오드(170)가 실장 된다.
입력 패드(215)는 입력부(225)에 형성되어 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film; ACF)을 경유하여 입력 신호 공급부, 예를 들어 데이터 인쇄 회로 기판(180)과 접속된다.
출력 패드(105)는 이방성 도전 필름을 경유하여 출력 신호 공급부, 예를 들어 액정 표시 패널(130)의 박막 트랜지스터 기판(125)에 형성된 신호 패드와 접속된다.
상기 출력 패드는 데이터 구동 집적회로(110)의 입력 단자와 접속된 입력 라인으로부터 신장 되어 형성된다. 상기 출력 패드(105) 및 출력 라인은 도전성이 좋은 금속으로 형성된다.
또한, 광원 기판(175)은 칩 온 필름(Chip On Film; COF), 플랙서블 인쇄회로(Flexble Printed Circuit; FPC) 및 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package; TCP) 중 하나로 형성된다.
이 광원 기판(175)에는 액정 표시 패널(130)의 광원 역할을 하는 적어도 하나의 발광 다이오드(170)가 집적 회로 사이에 실장 되어 그 발광 다이오드(170)들로부터 발산되는 열을 외부로 방출함과 아울러 발광 다이오드(170)들에 구동 전압을 공급한다.
이러한 광원 기판(175)은 발광 다이오드(170)의 출사면을 제외한 나머지 면을 감싸도록 형성되며 일정 형태로 배열된 발광 다이오드(170)에 구동 전원을 인가하기 위해 다수의 구동 신호선이 형성되어 있다. 이때, 광원 기판(175)은 발광 다이오드(170)의 실장영역을 중심으로 구부러진다. 따라서 발광 다이오드(170)에서 조사한 광이 도광판(190)의 일측면에 위치하는 입사면을 통해 광학 시트류(185)를 거쳐 액정 표시 패널(130)을 통과하게 된다.
상술된 바와 같이, 본 발명은 칩 온 필름(Chip On Film; COF)에 관해 기재하고 있지만, 이에 한정되지 않으며, 예를 들며, 테이프 캐리어 패키지, 플렉서블 인쇄 회로(Flexible Printed Circuit; FPC)에도 적용 가능하다. 또한, 본 발명은 광원 기판에 실장 하는 발광 다이오드를 설명하고 있지만 이에 한정하지 않고 게이트 구동 집적회로가 실장 되는 기판에도 적용 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 발광 다이오드를 칩 온 필름에 실장하여 공정의 단순화와 발광 다이오드 구동부가 위치한 FPC의 제거가 가능한 효과가 있다. 또한, FPC의 제거를 통해 원가 절감과 FPC부착 등의 공정을 하지 않아 공정 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 화상을 표시하는 액정 표시 패널;
    상기 액정 표시 패널의 하부에 배치된 다수의 광학 시트;
    상기 광학 시트 하부에 배치된 인쇄회로 기판;
    상기 인쇄 회로 기판과 액정 표시 패널을 연결하는 광원 기판;
    상기 광원 기판에 실장된 발광 다이오드를 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원 기판은
    상기 인쇄 회로 기판과 접촉되는 입력 패드가 형성된 입력부;
    상기 입력부의 타단에 출력 패드가 형성된 출력부;
    상기 입력부와 출력부의 중앙부에 실장된 다수개의 구동 집적회로를 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 광원 기판은 칩 온 필름, 플렉서블 인쇄회로 및 테이프 캐리어 패키지인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드는 적어도 하나 이상이 상기 구동 집적회로 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드는
    광이 공급되는 도광판;
    상기 도광판 상에 순차적으로 적층되는 다수의 광학 시트;
    상기 도광판의 하부에 설치된 반사판;
    상기 도광판의 일측에서 도광판에 빛을 조사하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20130127620A (ko) * 2012-05-15 2013-11-25 삼성디스플레이 주식회사 탑샤시 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치

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