KR20100039013A - 표시 장치와 상기 표시 장치의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

표시 패널과, 표시 패널과의 간격을 유지하기 위한 볼록 인쇄 패턴이 형성된 광학 시트와, 상기 광학 시트를 통해 상기 표시 패널에 광을 공급하는 광원을 포함한 표시 장치가 제공된다. 상기 광학 시트의 각 패턴은 상기 광학 시트의 비표시부에 배치된다.
발포성 잉크, 광학 시트, 패널 갭

Description

표시 장치와 상기 표시 장치의 제조방법{DISPLAY DEVICE AND FABRICATION METHOD OF THE SAME}
본 발명은 표시 장치 및 상기 표시 장치의 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 표시 패널과 광학 시트 사이의 간격을 최소화한 표시 장치에 관한 것이다.
근래, 핸드폰(Mobile Phone), PDA, 컴퓨터, 대형 TV와 같은 각종 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 평판표시장비(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다.
이러한 평판표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 활발히 연구되고 있지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 현재에는 액정 표시 장치가 각광을 받고 있다.
액정 표시 장치는 액정의 광학적 이방성을 이용한 표시 장치로서, 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 구현하게 된다.
이러한 액정 표시 장치는 화상을 표현하는 표시 패널을 포함하여 구성되는데, 표시 패널은 비발광소자이기 때문에 표시 패널에 빛을 공급하기 위한 별도의 장치인 백라이트 유닛이 필요하다. 상기 백라이트 유닛에는 표시 패널을 투과하는 광의 효율을 높이기 위한 광학 시트가 구비된다.
상기 표시 패널의 하부에는 상기 표시 패널에 입사하는 광을 제어하기 위한 광학 시트가 구비된다. 그런데, 상기 표시 패널과 광학 시트는 서로 접촉하게 되면 마찰에 의해 상호간에 흠집이 생기거나 갈리게 되는 현상이 일어나며, 이에 따라 상기 표시 패널과 광학 시트를 이격시켜야만 하므로 표시 장치의 박형화에는 불리하다. 따라서 표시 장치의 박형화를 위해서는 상기 표시 패널과 광학 시트 사이를 최소한의 간격으로 유지할 수 있는 구조가 요구된다.
본 발명의 목적은 표시 패널과 광학 시트 사이의 간격을 최소화한 초박형 표시 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 초박형 표시 장치를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널과, 상기 표시 패널의 후방에 구비되어 상기 표시 패널에 광을 공급하는 광원과, 상기 표시 패널과 상기 광원 사이에 구비되며 상기 광의 경로를 제어하는 광학 시트부 및 상기 광학 시 트부 상에 형성되며 상기 표시 패널과 상기 광학 시트부 사이의 간격을 유지하는 볼록 인쇄 패턴을 포함한다.
상기 광학 시트는 상기 표시 패널에 영상이 표시되는 영역에 대응되는 표시 영역과 상기 표시 영역의 둘레에 형성된 비표시 영역으로 이루어지며, 상기 볼록 인쇄 패턴은 상기 비표시 영역에 구비되고 경화된 발포성 잉크로 이루어진다.
상기 볼록 인쇄 패턴은 상기 표시 영역을 둘러싸거나 상기 표시 영역 주변의 일부 영역에 형성될 수 있다. 또한, 상기 볼록 인쇄 패턴은 불투명하게 형성되어 차광층으로 기능할 수 있다. 상기 볼록 인쇄 패턴은 다양한 형태로 형성이 가능하며 0.05mm 내지 1mm의 높이를 갖는다. 그리고 상기 볼록 인쇄 패턴은 상면이 편평하게 형성된 안착부를 포함하도록 형성이 될 수 있다. 이때, 상기 안착부는 소정 형상을 갖는다. 상기 안착부의 폭은 최대 4mm 이하로 형성되어 있다.
상기 경화된 발포성 잉크는 경화된 플라스티졸, 경화된 우레탄, 경화된 레진일 수 있으며, 상기 플라스티졸은 폴리비닐클로라이드 30~60wt%, 프탈레이스에스테르 30~50wt%, 유기 또는 무기 안료 10~20wt%, 충진재 10~30wt%로 이루어진 조성물이다.
상기 표시 영역 전면과 상기 비표시 영역의 제1 영역과 대응하는 표시 패널의 영역 상에는 편광판이 구비되는데, 상기 볼록 인쇄 패턴은 상기 비표시 영역의 제2 영역에 대응하여 형성되어 있다. 또한 상기 볼록 인쇄 패턴은 상기 제2 영역의 일부 영역에 형성될 수도 있으나, 상기 광학 시트의 상기 비표시 영역의 제2 영역의 전면을 덮도록 형성될 수 있다.
상기 광학 시트부는 보호 시트, 확산 시트 및 프리즘 시트 중 적어도 1매 이상의 광학 시트로 이루어지며 상기 볼록 인쇄 패턴은 상기 광학 시트 중 상기 표시 패널과 가까운 광학 시트 상에 구비된다.
본 발명은 상기한 구조의 표시 장치를 제조하는 방법을 포함하며, 광학 시트를 준비하고, 상기 광학 시트의 표면 상에 패턴을 인쇄하고, 상기 패턴을 경화하여 볼록 인쇄 패턴을 형성한다. 그리고 인쇄 볼록 패턴이 형성된 광학 시트를 영상을 표시하는 표시 패널과 상기 표시 패널에 광을 공급하는 광원 사이에 배치시킴으로써 표시소자를 제조한다. 상기 볼록 인쇄 패턴은 발포성 잉크를 스크린 인쇄 또는 그라비아 인쇄로 형성되며, 상기 발포성 잉크는 플라스티졸 잉크, 우레탄 잉크 및 레진 잉크 중 어느 하나로 이루어진다. 상기 플라스티졸은 폴리비닐클로라이드, 프탈레이트 에스테르, 유기 또는 무기 안료 및 충진재를 함유한다.
상기 인쇄 패턴을 경화하기 위해서는 열을 가하거나 광을 가하며 이에 따라 상기 발포성 잉크의 발포량에 차이게 나게 되고 결국 높이를 조절할 수 있다. 열을 가할 경우의 경화온도는 60~100℃ 정도 이다.
본 발명에 따른 표시 장치는 패널 갭을 최소한으로 유지 할 수 있다. 또한, 표시 패널과 광학 시트 사이의 일정 간격을 유지하는 기능과 동시에 상기 표시 패널과 광학 시트의 상대적 유동을 안착부의 점착력을 이용해 줄여줌으로써 광학 시트나 편광판의 갈림에 의한 불량을 최소화할 수 있다. 그 외에도 스크린 인쇄나 그라비아 인쇄와 같은 쉽고 편한 방법으로 용이 가능하기 때문에 작업 및 취급이 용 이하다.
따라서, 표시품질이 향상되고 비용 및 시간이 절감된 표시 장치를 제공할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이하의 설명에서는, 표시 장치 중 액정 표시 장치를 일 실시예로서 설명한다. 상기 액정 표시 장치에서는 광원으로 발광 다이오드가 적용되었으며, 상기 광원이 표시 패널의 측부에 위치한 에지형 방식을 예로 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 냉음극관 형광 램프 등의 다양한 램프가 적용될 수 있다. 즉, 상기 광원의 위치가 표시 패널의 하부에 복수 개 위치한 직하형인 경우에도 본 발명의 기술사상이 적용될 수 있음은 물론이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명한다. 본 명세서의 실시예들에 대해 참조된 도면은 도시된 형태로 한정하도록 의도된 것이 아니며, 그와는 달리, 청구항에 의해 정의된 본 발명의 원리 및 범위 내에 있는 모든 변형, 등가물, 및 대안들을 포함하도록 의도된 것이다. 도면에서는 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 일부 구성요소의 스케일을 과장하거나 축소하여 나타내었다. 명세서 전체에 걸쳐 유사한 참조 부호는 유사한 구성 요소를 지칭한다. 또한, 설명의 편의를 위해 표시 패널을 기준으로 영상이 표시되는 방향을 '상부' 또는 '전방', 그 반대 방향을 '하부' 또는 '후방'으로 하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 분해사시도이며, 도 2는 도 1의 액정 표시 장치의 일단부를 나타낸 단면도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)는, 도 1에서 도시된 바와 같이, 전방에 영상을 나타내는 표시 패널(120)을 포함하여 이루어진다. 상기 표시 패널(120)의 가장자리에는 상기 표시 패널(120)을 지지하는 몰드 프레임(130)이 구비된다. 상기 몰드 프레임(130)의 하부, 즉 상기 표시 패널(120)의 후방에는 광학 시트부(140)가 구비된다. 상기 광학 시트부(140)의 적어도 일측, 즉 상기 광학 시트부(140)의 후방이나 측면에는 상기 광학 시트부(140)을 통해 상기 표시 패널(120)에 광을 공급하는 광원(160)이 배치된다. 본 실시예에서는 상기 광원(160)이 상기 광학 시트부(140)의 후방이 아니라 측면에 위치한 에지(edge) 타입을 나타낸 것이나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 광원(160)과 광학 시트부(140) 사이에는 상기 광원(160)에서 출사된 광을 상기 광학 시트부(140)과 상기 표시 패널(120)으로 인도하기 위한 도광판(150)이 구비된다.
상기 도광판(150)의 하부에는 상기 표시 패널(120) 방향이 아닌 방향으로 진행하는 광을 반사하기 위한 반사시트(170)가 구비되어 있으며, 상기 반사시트(170)의 하부에는 상기 표시 패널(120), 상기 광학 시트부(140), 상기 도광판(150)과, 상기 광원(160)과, 상기 반사시트(170) 등에 상호 결합되어 이들을 내부에 수용하는 하부커버(180)와, 상기 하부커버(180)과 결합하는 상부커버(100)가 구비되어 있다. 상기 상부커버(110)는 표시 패널(120)의 전면 가장자리를 지지하는 구조물이다. 상부커버(110)에는 표시 패널(120)의 표시 영역을 노출시키는 표시창이 형성되 어 있다. 그리고, 상부커버(110)의 측면에는 후술할 하부커버(170)와 결합하기 위한 나사공(미도시) 등의 결합수단이 마련되어 있다.
표시 패널(120)은 장변과 단변을 가지는 직사각형의 판상으로 마련된다. 상기 표시 패널(120)은 제1 기판(121)과, 상기 제1 기판(121)에 대향되는 제2 기판(122) 및 상기 두 기판 사이에 형성된 액정(미도시)을 포함한다. 상기 표시 패널(120)은 상기 액정을 구동하여 전방으로 영상을 표시하는 역할을 하는데, 상기 표시 패널에서 화상이 표시되는 영역을 표시 영역(D), 상기 표시 영역(D)의 둘레에 형성된 영역을 비표시 영역(ND)이라고 한다. 상기 액정을 구동하기 위해서 상기 제1 기판(121)에는 박막트랜지스터가, 상기 제2 기판(122)에는 컬러필터가 형성될 수 있으며, 이 경우 각각 박막트랜지스터 기판과 컬러필터 기판으로 지칭되기도 한다. 여기서, 본 실시예에서는 상기 표시 패널로서 액정 패널을 사용하였으나 이에 한정되는 것은 아니며 광원이 필요한 다른 표시 패널이 사용될 수도 있다. 예를 들어 전기 영동 표시 패널이 사용될 수 있다.
상기 제1 기판(121)에는 복수의 게이트라인과 데이터라인이 서로 교차되게 매트릭스 형태로 형성되어 화소를 정의한다. 각 화소의 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차지점 근처에는 박막트랜지스터가 형성되어 있다.
도시하지는 않았지만 상기 표시 패널(120)의 일측에는 상기 표시 패널(120)의 박막트랜지스터와 연결된 인쇄회로기판이 구비될 수 있는데, 상기 인쇄회로기판에서 나온 신호는 배선을 통해 박막트랜지스터에 전달되고, 상기 박막트랜지스터는 상기 신호에 따라 화소에 전압을 인가하여 액정을 구동하게 된다.
그리고, 상기 제1 기판(121)과 제2 기판(122)의 각각의 배면에는 편광판(120a, 120b)이 각각 구비되어 액정의 배향에 따른 광 투과를 조절한다. 상기 편광판(120a, 120b)은 상기 표시 영역(D) 전면에 부착되어 있으며, 상기 비표시 영역(ND)의 일부 영역까지 연장되어 형성되어 있다.
액정 자체는 비발광이기 때문에 화상을 구현하기 위해서는 광원(160)이 필요하다. 상기 광원(160)에서 나온 투과광은 원하지 않는 진동 벡터도 포함하고 있다. 이러한 투과광의 진동 벡터를 조절하기 위해 표시 패널(120)의 양면에 투과축이 90°로 교차되도록 편광판(120a, 120b)을 부착하는데 상기 편광판(120a, 120b)을 통해 액정을 통과한 투과광을 특정 진동 벡터를 가진 빛으로 편광되게 된다. 따라서 상기 표시 패널(120)을 통과하는 동안 편광축의 회전 정도에 따라 투과광의 세기가 조절되어 블랙부터 화이트까지의 표현이 가능하게 된다.
상기 몰드 프레임(130)은 표시 패널(120)의 가장자리를 따라 구비된다. 상기 몰드 프레임은 대략적으로 사각의 고리형상으로 형성된다. 몰드 프레임(130)은 표시 패널(120)과 광학 시트부(140)을 지지한다. 몰드 프레임(130)에는 후술할 하부커버(180)와 결합하여 내부에 광학 시트부(140), 도광판(150), 광원(160) 및 반사시트(170)를 수용한다. 상기 몰드 프레임(130)은 도면에서와 같이 단일 개로 형성될 수 있으나 필요에 따라 복수 개로 형성되어 조립될 수 있다.
상기 광학 시트부(140)는 상기 광원(160)으로부터 나온 광을 제어하는 역할을 한다. 상기 광학 시트부(140)는 표시 패널(120)의 배면에 위치하는 보호 시트(141), 프리즘 시트(143) 및 확산 시트(145) 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 상기 확산 시트(145)는 광원(160)으로부터의 빛을 확산시켜 표시 패널(120)로 공급하는 역할을 한다. 각 시트(140)는 필요에 따라 복수 매 사용할 수 있으며, 2매 또는 3매를 겹쳐서 사용할 수 있다. 또한, 상기 보호 시트(141)은 필요에 따라 생략될 수 있으며 확산 시트(145) 또는 프리즘 시트(143)만 구비될 수도 있다.
상기 프리즘 시트(143)는 확산 시트(145)에서 확산된 빛을 상부의 표시 패널(120)의 평면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행한다. 프리즘 시트(143)를 통과한 빛은 거의 대부분 수직하게 진행되어 균일한 휘도 분포를 제공하게 된다. 가장 상부에 위치하는 상기 보호 시트(141)는 스크래치에 약한 프리즘 시트(143)를 보호한다.
상기 광학 시트부(140)는 상기 보호 시트(141), 프리즘 시트(143), 확산 시트(145)를 각각 복수 매로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 각 시트(141, 143, 145) 따로따로 사용할 수도 있으나 상기 각 시트의 각각의 기능을 병합하여 단일 또는 복수의 시트로 제작할 수 있다. 이 경우 단일 시트로 사용할 수도 있음은 물론이며, 상기 세 가지의 시트 중 어느 한 시트 이상을 생략하여 함께 사용하는 등 다양한 조합으로 구비될 수 있다.
상기 광학 시트부(140)에는 상기 표시 패널(120)과의 사이 간격을 유지하기 위한 볼록 인쇄 패턴(190)이 형성될 수 있는 바, 이에 대해서는 후술하기로 한다.
상기 도광판(150)은 표시 패널(120)의 배면에 배치되어 광원(160)에서 발생된 빛을 표시 패널(120)의 배면으로 유도한다. 상기 도광판(150)은 광원(160)으로부터 입사된 빛이 표시 패널(120) 방향으로 진행되도록 패턴이 형성된 표면을 가질 수 있다. 배면은 반사 시트(170)와 대향하고 있다.　이에 의하여, 도광판(150)은 입사면에 인접하여 배치된 광원(160)에서 입사면으로 조사된 빛을 평면광으로 바꾸어 출사면을 통해 표시 패널(120)로 골고루 전달하게 된다. 일반적으로 도광판(150)은 장변과 단변을 갖는 직사각형 형태로 제작된다. 한편, 다른 실시예로, 도광판(150)은 일측으로부터 타측으로 멀어질수록 도광판(150)의 두께가 감소하는 쐐기형으로 마련될 수 있다.
도광판(150)의 측면에는 광원(160)이 배치되어 있으며, 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescence Lamp, CCFL), 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp, EEFL) 또는 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED) 등이 사용될 수 있다. 도광판(150)의 하부에는 반사시트(170)가 배치되어 있다. 반사시트(170)는 발광 다이오드(162)로부터의 빛 중 도광판(150) 하부로 입사되는 빛을 반사시켜 상부를 향하도록 한다.
상기한 바와 같이, 액정 표시 장치는 표시 패널(120) 자체가 발광하는 장치가 아니기 때문에 광을 공급하는 광원(160)을 사용하게 된다. 이때 상기 광원(150)으로 선형의 램프를 사용하거나 점 형태의 램프를 사용하여 빛을 만들어 내며, 이 선형 또는 점 형태의 빛을 액정 표시 장치에 사용할 수　있도록 면 광원 형태로 만들어 주게 된다. 이러한 과정에서 여러 가지 광학 시트와 도광판 등의 광학 부재를 사용하게 되는데 상기 광학 부재는 상기 광원에서 출사된 광의 경로를 변경하고 광의 효율을 높이는 역할을 한다. 광학 부재의 형태는 도광판와 같은 형태의 비교적 단단한 부재도 존재 하지만 확산 시트와 같이 두께가 얇은 광학 부재도 사용하게 된다. 여기서, 상기 광학 시트는 직하형 백라이트 유닛이나 에지형 백라이트 유닛 모두 적층되어 구비된다.
그런데, 상기 표시 패널(120)과 상기 광학 시트부(140)는 직접 접촉하게 되면 충격이나 진동이 가해졌을 경우에 상기 광학 시트부(140)의 최상단에 위치한 시트와 상기 표시 패널(120)의 편광판(120a)이 마찰을 일으키게 되며, 상기 광학 시트부(140)나 편광판(120a)의 표면이 긁히게 된다. 이를 방지하기 위해서는 상기 표시 패널(120)과 광학 시트부(140)간에 일정한 간격(h, 이하, 패널 갭(panel gap)이라 한다.)이 유지되도록 해야 한다.
종래 발명에서는 상기 패널 갭을 유지하기 위해 상기 표시 패널(120)과 상기 광학 시트부(140) 사이에 몰드 프레임(130)의 리브(rib)가 구비되었다. 즉, 상기 광학 시트부(140) 상에 상기 몰드 프레임(130)의 리브가 배치되고, 상기 몰드 프레임(130)의 리브 상에 표시 패널(120)이 안착되어 구비된다. 이에 따라 상기 표시 패널(120)과 상기 광학 시트부(140)는 상기 리브의 두께만큼 이격되게 된다. 실질적으로 사용되는 패널 갭은 응용 제품에 따라 다양한 값을 가지나, 일반적으로 텔레비젼의 경우 5~10mm 정도, 데스크탑 모니터의 경우 2~5mm 정도, 노트북 PC 제품의 모니터의 경우 0.25~1mm 정도를 유지하였다.
그러나, 몰드 프레임(130)을 이용하여 상기 패널 갭을 유지하는 경우에는 패널 갭을 일정 정도 이하로 형성하기가 쉽지 않은 문제점이 있었다. 특히, 액정 표시 장치가 대형화와 함께 슬림화가 강조되면서 제품 내부에서 부품 두께나 광학 두께를 줄여야만 하는 추세이다. 그런데, 상기 표시 패널(120)이나 광학 시트부(140) 자체의 두께를 줄이는 것은 사실상 어렵다. 또한 상기 몰드 프레임(130) 리브의 두께를 최소화하는 데에는 한계가 있다. 특히, 일반적인 몰드 프레임(130)의 경우에는 0.1~ 0.3mm 정도의 두께로 형성하기가 매우 어렵다.
이를 극복하기 위해 1mm 두께의 얇은 테이프를 붙여서 상기 패널 갭을 유지할 수도 있으나, 테이프의 경우에는 부착 공정이나 탈착 공정이 쉽지 않을 뿐 아니라 1mm 이하의 얇은 테이프는 작업성도 나쁘기 때문에 실질적으로 비용과 소요시간이 증가한다. 따라서, 기구 구조물 없이 표시 패널과 광학 시트를 붙여서 사용하는 구조가 주로 적용되고 있으며 이는 위에서 말 한 바와 같이 신뢰성 측면에서 완전하지 못한 구조이다. 제품 내부로 습기가 유입될 경우 표시 패널과 광학 시트가 붙어 버릴 수 있으며 서로 맞닿아 있는 구조이기 때문에 이물에 의하거나 상호 마찰에 의한 갈림 현상 등이 발생할 수 있다.
따라서, 상기 표시 패널(120)과 상기 광학 시트부(140)와의 간격은 유지하면서도 그 더욱 간격을 줄이는 것이 필요하다. 본 발명의 실시예에서는 별도로 간격을 유지할 수 있는 몰드 프레임(130)의 리브과 같은 구성요소를 구비하는 것이 아니라, 광학 시트부(140)의 상면, 즉 표시 패널(120)과 마주보는 광학 시트부(140)면에 별도의 간격 유지 볼록 인쇄 패턴(190)을 형성함으로써 상기 표시 패널(120)과 상기 광학 시트부(140) 사이를 이격시킨다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 볼록 인쇄 패턴(190)이 경화된 발포성 잉크로 형성되어 있으며, 상기 표시 패널(120)의 비표시 영역(ND)에 구비되어 있다.
상기 볼록 인쇄 패턴(190)은 반구 형태로 형성될 수도 있지만, 표시 패널이 안정적으로 안착될 수 있도록 상면이 편평하게 형성될 수 있다.
　도 3은 발포성 잉크를 사용해서 약 0.28mm의 두께를 갖는 광학 시트 상에 약 0.23mm 정도의 높이로 형성한 모습이다. 이때, 상기 볼록 인쇄 패턴의 형상은 다양하게 구비될 수 있다. 그리고, 상기 볼록 인쇄 패턴의 편평한 상부를 안착부라고 하면, 상기 안착부의 크기, 즉 폭에 따라 단면 형상이 달라지는 모습을 보이는데, 이는 발포성 잉크 자체의 표면 장력으로 인한 것으로 판단된다.
상기 안착부는 비표시 영역의 크기에 따라 달리 형성할 수 있다. 일 실시예에서 상기 비표시 영역이 4mm 정도라고 하면 상기 안착부의 폭도 4mm 정도로 형성할 수 있다. 상기 안착부의 최대 크기는 필요에 따라 변형될 수 있다. 특히 상기 비표시 영역의 크기에 따라 상기 안착부의 크기를 다양하게 형성할 수 있다. 이때, 상기 안착부는 상기 표시 패널이 안정적으로 안착될 수 있도록 조절될 수 있다. 상기 안착부는 상면이 편평하게 형성되기 때문에 이후 표시 패널과의 접촉 면적이 넓어져 효과적으로 상기 표시 패널을 지지할 수 있으며, 이에 따라 외부 진동이나 충격에 대한 안정성도 증가하게 된다.
또한, 상기 볼록 인쇄 패턴(190)은 상기 표시 영역(D)의 둘레를 따라 상기 비표시 영역(ND)에 폐곡선의 형태로 구비될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 표시 영역(D)의 둘레를 따라 비표시 영역의 일부 위치에 복수 개로 형성할 수 있다. 이때, 상기 안착부는 +자 모양이나 x 모양, 원 모양 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
도 4a와 도 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 볼록 인쇄 패턴(190)의 형상 을 나타낸 평면도와 사시도로, 다른 구성요소는 생략하고 최상부 광학 시트부(140)와 볼록 인쇄 패턴(190)의 형상만 나타내었다.
도 5는 제2 실시예에 따른 볼록 인쇄 패턴(290)의 형상을 도 4a와 동일한 방법으로 나타낸 평면도이다.
도 6는 상기 제2 실시예에서의 볼록 인쇄 패턴(390)의 형상이 다양하게 변경된 것을 나타낸 것으로 제3 실시예를 나타낸 평면도이다.
상기 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 볼록 인쇄 패턴은 다양한 형상으로 비표시 영역(ND)의 다양한 위치에 적어도 1개 이상 형성될 수 있다.
상기 볼록 인쇄 패턴(190, 290, 390)은 발포성 잉크의 인쇄 두께와 경화 반응에서의 기포의 발생 정도에 따라 다양한 높이로 제조할 수 있다. 그러나 지나치게 두껍게 형성되는 경우 전체적인 표시 패널(120)의 두께가 두꺼워지는 문제가 있다. 일 실시예로서, 상기 볼록 인쇄 패턴(190, 290, 390)은 필요에 따라 0.05mm 내지 1mm의 높이로 형성될 수 있다.
상기 발포성 잉크는 주로 고분자 단량체나 전구체를 포함하고 있기 때문에 경화 반응이 일어나면 고분자가 형성될 수 있다. 또한, 상기 잉크에 넣는 발포제로는 아조-비스-이소브티로-니트릴과 같이 가열에 의해 분해하여 가스를 발생시키는 물질을 예로 들 수 있으며, 에스테르계, 아조계, 히드라지드계, 니트로소계 화합물 등이 사용될 수 있다. 이 이외에도 휘발성 액체를 열 가소성 수지 마이크로 캡슐에 봉입한 다음 상기 마이크로캡슐을 열이나 압력에 의해 파괴하여 기체를 발생시킬 수 있다.
상기 발포제를 함유하는 발포성 잉크로는 플라스티졸 잉크, 우레탄 잉크, 레진 잉크 등의 발포성을 가진 잉크를 사용할 수 있다. 상기 발포성 잉크는 열이나 UV 등의 광을 이용하여 경화할 수 있으며, 경화의 과정에서 기체가 발생한다.
본 발명의 일 실시예에서는 플라스티롤 잉크를 사용할 수 잇으며, 상기 플라스티졸 잉크는 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride), 프탈레이트에스테르(phthalateester), 유기 또는 무기 안료 및 충진재를 함유하는 조성물일 수 있다. 상기 물질들의 조성비는 폴리비닐클로라이드 약 30~60wt%, 프탈레이트에스테르 약 30~50wt%, 유기 또는 무기 안료 약 10~20wt%, 충진재 약 10~30wt%로 이루어진다.
상기 경화반응에 의해 상기 발생된 기체는 경화반응이 끝나게 되면 결과적으로 경화된 고분자 사이에 분산된다. 이에 따라 상기 경화된 발포성 잉크의 고분자 사이 사이에 기포가 위치하게 되며, 상기 분산되어 위치한 기포에 의해 경화된 발포성 잉크가 어느 정도 탄성을 띠게 된다. 상기 기포는 이후 상기 액정 표시 장치에 충격이나 진동이 존재하더라도 상기 표시 패널이나 광학 시트에 전달되는 정도를 감소시키는 완충재로서의 역할을 하게 된다.
　또한 상기 발포성 잉크에 점성을 더 추가해 준다면 상기 표시 패널과 광학 시트 사이에서 미끄러짐의 발생이 감소하기 때문에 상대적 움직임으로 인한 광학 시트의 갈림 또는 편광판의 갈림과 같은 불량도 감소한다.
상기 볼록 인쇄 패턴은 상기 표시 패널과 상기 광학 시트 사이의 간격을 유지하는 것뿐만 아니라, 표시 패널의 전방이 아닌 방향으로의 출광을 막도록 구비될 수 있다. 도 7은 본 발명에 따른 제4 실시예를 나타낸 액정 표시 장치의 단면도로, 상기 볼록 인쇄 패턴(490)이 차광부로도 기능한 것을 나타낸 것이다. 또한, 도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 볼록 인쇄 패턴(490)의 형상을 나타낸 평면도로, 다른 구성요소는 생략하고 최상부 광학 시트부(140)와 볼록 인쇄 패턴(490)의 형상을 나타낸 것이다.
여기서, 제3 실시예는 제1 실시예와 본 도면에서는 제1 실시예와 다른 점을 위주로 설명하며 설명되지 않은 부분은 제1 실시예에 따른다. 본 실시예에서 유사한 부호는 유사한 구성요소를 나타낸다.
도면을 참조하면, 표시 패널(120)의 양 면에는 편광판(120a, 120b)이 형성되어 있다. 상기 편광판(120a, 120b)은 표시 영역(D) 전면과 상기 표시 영역(D)로부터 상기 비표시 영역(ND)의 일부 영역까지 연장되어 형성되어 있다. 본 실시예에서 광원(160)에서 출사된 빛은 상기 광학 시트부(140)을 거쳐 표시 패널(120) 방향으로 진행하게 되나 일부 광은 상기 하부 편광판(120a)이 형성되지 않은 표시 패널(120)의 부분 및 편광판(120a)의 측면 방향으로 진행할 수 있다.
본 실시예에서는 이렇게 누설되는 광을 막기 위하여 상기 편광판이 형성되지 않은 비표시 영역 부분의 상기 광학 시트부(140)의 상부 전면을 덮도록 형성된다. 즉, 상기 비표시 영역(ND)부에서 상기 편광판(120a, 120b)이 연장되어 구비된 제1 영역(ND1)과 상기 편광판이 구비되어 있지 않은 영역을 제2 영역(ND2)이라고 하면, 상기 볼록 인쇄 패턴(490)은 상기 제2 영역(ND2)을 덮도록 형성된다.
이때, 상기 볼록 인쇄 패턴(490)은 차광률을 최대화하기 위하여 불투명한 물 질로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 광학 시트는 보호 시트, 확산 시트 및 프리즘 시트 중 적어도 하나의 시트로 구비될 수 있으며, 필요에 따라서는 상기 보호 시트, 확산 시트, 및 프리즘 시트 각각이 복수 매의 시트로 이루어질 수도 있다. 상기 볼록 인쇄 패턴은 상기 광학 시트의 표면 중, 상기 표시 패널과 상기 광학 시트 사이의 간격을 유지하기 위한 것으로 상기 광학 시트의 최상부, 즉 표시 패널과 가장 가까운 광학 시트의 표면 상에 형성된다.
이에 더해, 상기 볼록 인쇄 패턴은 다른 구성요소와의 사이에 간격 유지가 필요할 경우, 상기 다른 구성요소의 표면 상에도 형성될 수 있다. 예를 들어 확산 시트와 프리즘 시트 사이와 같이 상기 광학 시트와 광학 시트 사이에도 형성될 수 있으며, 상기 광학 시트와 상기 도광판 사이에도 형성될 수 있다.
본 발명을 상기한 구조를 가지는 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 제조하는 방법은 표시 패널과 광원 및 광학 시트를 준비하여 조립하는 과정을 포함한다.
상기 광학 시트는 상기 광학 시트의 표면 상에 발포성 잉크를 경화하여 볼록 인쇄 패턴을 형성하는 단계를 포함하여 준비된다. 상기 발포성 잉크는 잉크 속에 발포제가 들어 있어 인쇄 후 특정 조건, 예를 들어 열이나 UV 등의 광이 인가된 조건에서 기체를 발생시키며 경화되는 잉크를 말하며 특별히 한정되는 것은 아니다.
상기 잉크는 주로 고분자 단량체나 전구체를 포함하고 있기 때문에 경화 반응이 일어나면 고분자가 형성될 수 있다. 또한, 상기 잉크에 넣는 발포제로는 아조- 비스-이소브티로-니트릴과 같이 가열에 의해 분해하여 가스를 발생시키는 물질을 예로 들 수 있으며, 에스테르계, 아조계, 히드라지드계, 니트로소계 화합물 등이 사용될 수 있다. 이 이외에도 휘발성 액체를 열 가소성 수지 마이크로 캡슐에 봉입한 다음 상기 마이크로캡슐을 열이나 압력에 의해 파괴하여 기체를 발생시킬 수 있다.
상기 발포제를 함유하는 발포성 잉크로는 플라스티졸 잉크, 우레탄 잉크, 레진 잉크 등의 발포성을 가진 잉크를 사용할 수 있다. 상기 발포성 잉크는 열이나 UV 등의 광을 이용하여 경화할 수 있으며, 경화의 과정에서 기체가 발생한다.
본 발명의 일 실시예에서는 플라스티졸 잉크를 사용할 수 있으며, 상기 플라스티졸 잉크는 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride), 프탈레이트에스테르(phthalateester), 유기 또는 무기 안료 및 충진재를 함유하는 조성물일 수 있다. 상기 물질들의 조성비는 폴리비닐클로라이드 약 30~60wt%, 프탈레이트에스테르 약 30~50wt%, 유기 또는 무기 안료 약 10~20wt%, 충진재 약 10~30wt%로 이루어진다.
상기 발포성 잉크는 점성을 가진 액상으로 준비되어 인쇄 방법을 이용하여 상기 광학 시트 상에 형성된다. 이때 사용할 수 있는 인쇄 방법으로는 스크린 인쇄 및 그라비아 인쇄가 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 스크린 인쇄와 그라비아 인쇄는 오목판 인쇄에 해당한다. 상기 스크린 인쇄와 그라비아 인쇄는 판의 관통한 부분이나 오목한 부분에 잉크를 채워 튀어나온 부분의 불필요한 잉크를 스퀴지(sqeegee)로 긁어내어 상기 오목한 부분의 잉크 를 피인쇄물(본 발명에서는 광학 시트에 해당된다)에 전이시키는 방식이다. 상기 스크린 인쇄나 그라비아 인쇄를 이용하면 볼록판 인쇄와 달리 잉크가 압력에 의해 넓게 퍼지는 현상이 없어 원하는 위치에 원하는 형상으로 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 발포성 잉크는 이후 경화의 과정을 거쳐 부피가 증가하는 경향이 있음을 감안하면, 볼록판 인쇄를 사용할 경우에는 패턴을 형성하고자 하는 영역 이외의 영역까지 패턴이 형성되는 문제가 있을 수 있으나, 상기 스크린 인쇄나 그라비아 인쇄는 이러한 현상이 최소화된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 필요한 위치에 정확하게 볼록 인쇄 패턴을 형성하기 위해서 상기 스크린 인쇄나 그라비아 인쇄를 이용할 수 있다. 상기 광학 시트 상에 형성된 발포성 잉크는 이후 경화 단계를 거쳐 상기 표시 패널과 광학 시트와의 간격을 유지하는 지지대로서 기능하게 된다. 상기 경화 반응은 광경화나 열경화 반응으로 이루어질 수 있다. 상기 경화반응 중에는 상기 발포성 잉크가 반응하면서 기체를 발생시킨다.
상기 경화반응에 의해 상기 발생된 기체는 경화반응이 끝나게 되면 결과적으로 경화된 고분자 사이에 분산된다. 이에 따라 상기 경화된 발포성 잉크의 고분자 사이 사이에 기포가 위치하게 되며, 상기 분산되어 위치한 기포에 의해 경화된 발포성 잉크가 어느 정도 탄성을 띠게 된다. 상기 기포는 이후 상기 액정 표시 장치에 충격이나 진동이 존재하더라도 상기 표시 패널이나 광학 시트에 전달되는 정도를 감소시키는 완충재로서의 역할을 하게 된다.
상기 경화반응이 열에 의한 경화반응인 경우 상기 발포성 잉크의 종류에 따라 다양한 온도에서 반응이 진행될 수 있다. 예를 들어 본 발명의 일 실시예에서는 상기 경화온도는 60~100℃에 해당한다.
상기 볼록 인쇄 패턴은 상기 광 또는 열에 의해 반응 정도가 결정되므로 결과적인 기체의 발생 정도에 차이가 난다. 이에 따라 인가 시간에 따라 상기 돌출부의 높이나 부피를 조절할 수 있다.
상기한 바와 같이 준비된 광학 시트는 표시 패널과 광원 사이에 구비되어 액정 표시 장치를 완성하게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 있어서, 광학 시트 의 최상부 시트에 일정 두께를 가지도록 인쇄를 하고 이 위에 패널을 안착 시키게 되면 최소한의 패널 갭을 유지 할 수 있다. 　따라서, 표시 패널과 광학 시트 사이의 일정 간격을 유지하는 기능을 함과 동시에 상기 표시 패널과 광학 시트의 상대적 유동을 안착부의 점착력을 이용해 줄여줌으로써 광학 시트나 편광판의 갈림에 의한 불량을 최소화할 수 있다.
또한 스크린 인쇄나 그라비아 인쇄와 같은 쉽고 편한 방법으로 적용이 가능하기 때문에 작업성 및 취급성에 있어서도 장점이 있다. 특히, 소정 두께를 갖는 테이프를 접착하여 표시 패널과 광학 시트 사이의 간격을 유지하는 경우와 비교하면 상대적으로 작업성 및 취급성이 향상된다. 또한, 테이프를 접착하여 상기 간격을 유지하기 위해서는 접착 과정 이외에도 부착된 테이프 영역 중 테이프가 필요없는 부분을 탈착하는 공정이 별도로 필요한 경우가 많으나 본 발명의 실시예에서는 별도의 탈착 과정을 생략할 수 있어 공정 시간이나 비용을 절감할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 실시예에 따르면 광학 시트 표면에 인쇄의 방법으로 볼 록 인쇄 패턴을 형성하기 때문에 상기 광학 시트에 용이하게 볼록 인쇄 패턴을 형성할 수 있다. 즉, 일반적으로 광학 시트는 롤(roll)의 형태로 제작되어 있기 때문에 상기 롤을 푸는 공정과 일측에서 상기 광학 시트의 표면에 볼록 인쇄 패턴을 인쇄하는 공정을 동시에 진행할 수 있다. 이러한 방법은 테이프 부착 과정에 비해 공정시간이 현저히 단축되며 수율 또한 높다.
상기 볼록 인쇄 패턴은 그라비아 인쇄 방법(Gravure printing) 또는 스크린 인쇄 방법(screen printing)으로 형성한다. 상기 그라비아 인쇄 방법이나 스크린 인쇄 방법은 잉크를 누르는 작용에 의해 잉크가 퍼지는 현상이 나타날 수 있는 볼록판 인쇄나 평판 인쇄방식와 달리 원하는 위치에 잉크의 퍼짐 없이 패턴을 형성할 수 있다. 이는 스크린 인쇄 방법이나 그라비아 인쇄 방법이 오목한 부분에 잉크를 채우고, 튀어 나온 부분의 불필요한 잉크를 스퀴지(squeegee)로 긁어 내는 방식으로 형성하기 때문이다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 나타낸 분해사시도이다.
도 2는 도 1의 액정 표시 장치의 일단부를 나타낸 단면도이다.
도 3은 발포성 잉크를 사용해서 약 0.28mm의 두께를 갖는 광학 시트 상에 약 0.23mm 정도의 높이로 형성한 모습을 나타낸 사진이다.
도 4a와 도 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 볼록 인쇄 패턴의 형상을 나타낸 평면도와 사시도이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 볼록 인쇄 패턴의 형상을 도 4a와 동일한 방법으로 나타낸 평면도이다.
도 6는 상기 제2 실시예에서의 볼록 인쇄 패턴의 형상이 다양하게 변경된 것을 나타낸 것으로 제3 실시예를 나타낸 평면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 제4 실시예를 나타낸 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 볼록 인쇄 패턴의 형상을 나타낸 평면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
110 : 상부커버 120 : 표시 패널
130 : 몰드프레임 140 : 광학 시트부
141 : 보호 시트 143 : 프리즘 시트
145 : 확산 시트 150 : 도광판
160 : 광원 170 : 반사시트
180 : 하부커버 190, 290, 390, 490 : 볼록 인쇄 패턴
D : 표시 영역 ND : 비표시 영역

Claims (20)

  1. 영상을 표시하는 표시 패널;
    상기 표시 패널의 후방에 구비되어 상기 표시 패널에 광을 공급하는 광원;
    상기 표시 패널과 상기 광원 사이에 구비되며 상기 광의 경로를 제어하는 광학 시트부; 및
    상기 광학 시트부 상에 형성되며 상기 표시 패널과 상기 광학 시트부 사이의 간격을 유지하는 볼록 인쇄 패턴을 포함하며,
    상기 볼록 인쇄 패턴은 경화된 발포성 잉크로 이루어진 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광학 시트부는 상기 표시 패널에 영상이 표시되는 영역에 대응되는 표시 영역과 상기 표시 영역의 둘레에 형성된 비표시 영역으로 이루어지며, 상기 볼록 인쇄 패턴은 상기 비표시 영역에 구비된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 볼록 인쇄 패턴은 상기 표시 영역을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 볼록 인쇄 패턴은 불투명한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 볼록 인쇄 패턴은 상기 표시 영역 주변의 일부 영역에 형성된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 경화된 발포성 잉크는 경화된 플라스티졸, 경화된 우레탄, 경화된 레진인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 플라스티졸은 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride), 프탈레이트에스테르(phthalateester), 유기 또는 무기 안료 및 충진재를 함유하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 플라스티졸은 폴리비닐클로라이드 30~60wt%, 프탈레이트에스테르 30~50wt%, 유기 또는 무기 안료 10~20wt%, 충진재 10~30wt%로 이루어진 조성물인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 볼록 인쇄 패턴은 상면이 편평하게 형성된 안착부를 포함하며, 상기 안착부는 소정 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 안착부의 폭은 최대 4mm인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 표시 영역 전면과 상기 비표시 영역의 제1 영역과 대응하는 표시 패널의 영역 상에 구비된 편광판을 더 포함하며, 상기 볼록 인쇄 패턴은 상기 비표시 영역의 제2 영역에 대응하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 볼록 인쇄 패턴은 상기 광학 시트부의 상기 비표시 영역의 제2 영역의 전면을 덮도록 형성된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제1항에 있어서,,
    상기 광학 시트부는 보호 시트, 확산 시트 및 프리즘 시트 중 적어도 1매 이상의 광학 시트로 이루어지며 상기 볼록 인쇄 패턴은 상기 광학 시트 중 상기 표시 패널과 가까운 광학 시트 상에 구비되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 볼록 인쇄 패턴은 0.05mm 내지 1mm의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 광학 시트를 준비하는 단계;
    상기 광학 시트의 표면 상에 패턴을 인쇄하는 단계;
    상기 패턴을 경화하여 볼록 인쇄 패턴을 형성하는 단계; 및
    영상을 표시하는 표시 패널과 상기 표시 패널에 광을 공급하는 광원 사이에 상기 광학 시트를 구비하는 단계를 포함하며,
    상기 볼록 인쇄 패턴은 상기 표시 패널과 상기 광학 시트 사이의 간격을 유지하는 표시 장치 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 볼록 인쇄 패턴은 발포성 잉크를 스크린 인쇄 또는 그라비아 인쇄로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치 제조방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 발포성 잉크는 플라스티졸 잉크, 우레탄 잉크 및 레진 잉크 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표시 장치 제조방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 플라스티졸은 폴리비닐클로라이드, 프탈레이트 에스테르, 유기 또는 무기 안료 및 충진재를 함유하는 것을 특징으로 하는 표시 장치 제조방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 경화온도는 60~100℃인 것을 특징으로 하는 표시 장치 제조방법.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 볼록 인쇄 패턴은 상기 광 또는 열의 인가 시간에 따라 높이가 조절되는 것을 특징으로 하는 표시 장치 제조방법.
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