KR20140006252A

KR20140006252A - 에어 제로 갭 본딩을 이용한 패널 일체형 ｌｃｄ 모듈

Info

Publication number: KR20140006252A
Application number: KR1020120071041A
Authority: KR
Inventors: 강주성; 남장현; 박승우; 최재길
Original assignee: (주)넥스디스플레이
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2014-01-16

Abstract

본 발명은 광원을 이용한 액정표시장치용 백라이트 유닛(Backlight unit, BLU)을 포함하는 LCD 모듈에 관한 것으로서, 본 발명의 LCD 모듈은 LCD(Liquid Crystal Display) 패널 및 OLED(Organic Light Emitting Diode)를 광원으로 하며, 상기 LCD 패널의 뒷면에 빛을 조사하기 위한 백라이트 유닛을 포함하되, 상기 LCD 패널과 상기 백라이트 유닛은 에어 제로 갭 본딩(Air zero gap bonding) 공정으로 결합된다. 본 발명에 의하면 에어 제로 갭 본딩 방식을 이용하여 OLED가 적용된 백라이트 유닛과 패널을 결합하는 방식으로 LCD 모듈을 제작함으로써, 백라이트 유닛과 패널 사이의 접합면에 습기, 공기 및 이물질이 들어오는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

에어 제로 갭 본딩을 이용한 패널 일체형 ＬＣＤ 모듈 {LCD module associated with panel using air zero gap bonding}

본 발명은 광원을 이용한 액정표시장치로서 후면 광원을 유기발광소자필름을 적용한 LCD 모듈의 구조에 관한 것이다.

근래 들어, 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 피디피(PDP: Plasma Display Panel), 유기발광다이오드(OLED: Organic Electro- Luminescence Display) 등과 같은 평판 디스플레이 장치가 널리 보급되어 사용되고 있는 실정에 있으며, 그 중에서 액정표시장치의 보급율이 더욱 두드러지게 나타나고 있다.

액정표시장치(Liquid crystal display device)는 PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emission Diode)와 같은 자발광 소자(self luminescence device)가 아니라 후면에서 면광이 입사시 소정의 신호에 따른 액정의 변화에 따라 빛이 움직이는 통로의 개폐(open/close)를 조절하여, 통과되는 빛을 디스플레이 해주는 장치를 말한다.

이와 같이 액정표시장치는 자발광 소자가 아니므로 액정표시장치는 그 후면에 백라이트 유닛(Backlight unit, BLU)이라는 장치를 필요로 하게 된다.

도 1은 LCM(LCD Module)의 구성을 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, LCM은 편광판(10), LCD(20), FPCB(FLEXIBLE PRINTED CIRCUITS BOARD)(30), BLU(Backlight Unit)(40)를 포함하여 이루어진다.

편광판(10)은 여러 방향으로 진동하면서 입사되는 광을 한쪽 방향으로만 진동하는 빛(편광)이 되도록 하는 기능을 수행한다. 편광판(10)은 LCD(20)의 양면에 각각 하나씩 위치하여 편광기능을 수행할 수 있다.

LCD(20)는 화상을 표시하는 디스플레이 소자이다. 특히 TFT LCD는 TFT 글래스(glass)와 컬러 필터 글래스(color filter glass) 사이에 액정을 주입하고, 전압을 가하여 액정의 배열상태를 변화시킴으로써 빛의 통과를 제어하며 화상을 표시하는 디스플레이 소자이다.

LCD(20)에는 LCD 드라이버 IC가 구비된다. LCD 드라이버 IC는 CPU 칩과 통신 인터페이스를 통하여, LCD가 구동될 수 있도록 전압 및 화면을 제어하는 소자이다.

FPCB(30)는 구동 회로 패턴 및 부품 실장 보드이다.

BLU(40)는 사이드 뷰 화이트(Side view white) LED 광원을 이용하고, 각종 시트(sheet)를 통하여 LCD(20)에 광원을 공급하는 역할을 한다.

최근 화상표시장치의 박형화, 고 투과율화 경향에 따라, 핸드폰, 스마트폰, 노트북, PDA, 태블릿 PC 등에 액정표시장치가 많이 사용되고 있다.

이처럼, 박형화 및 고 투과율화의 요구에 따라, 액정표시장치의 제조공정에서 TSM(Touch Screen Module)과 LCM(LCD Module)을 어셈블리(Assembly)하는 방식인 에어 제로 갭 본딩(Air zero gap bonding)이 널리 사용되고 있다.

기존 LCD에서는 터치 스크린 패널에 에어 갭(Air gap)을 주어 터치 스크린 패널에 LCD 노이즈를 최소화하였으나, 에어 제로 갭 본딩 방식은 OCA(Optical Clear Adhesive)를 이용하여 LCD와 터치 스크린 패널을 붙이는 방식으로 에어 갭 부분을 처리하여 광 투과율, 휘도, C/R 값을 향상시킴으로써, 소비 전력 소모량을 낮추는 기술이다.

도 2는 디스플레이 모듈 제조 공정 중에서 에어 제로 갭 본딩(Air zero gap bonding) 방식을 설명하기 위한 구조도이다.

도 2를 참조하면, 에어 제로 갭 본딩 방식은 LCM(100)과 TSM(200)을 접착제(Adhesive)(300)를 이용하여 결합하는 방식이다.

LCM(100)은 크게 패널(110)과 BLU(120)로 이루어지고, TSM(200)은 윈도우 글래스(Window glass)(210)와 센서(Sensor)(220)로 이루어진다.

도 3은 디스플레이 모듈 제조 공정 중에서 에어 제로 갭 본딩 방식의 적층 구조를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 패널(110)은 상부 편광판(Upper Pol)(111), 컬러 필터 글래스(Color filter glass)(112), 액정(113), TFT 글래스(TFT Glass)(114), 하부 편광판(Down Pol)(115)을 포함한다.

BLU(120)는 커튼 테잎(Curtain tape)(121), 프리즘 시트(Prism sheet)(122, 123), 디퓨져 시트(Diffuser sheet)(124), LGP(125), 리플렉터 시트(Reflector sheet)(126), 프레임(127)을 포함한다.

TSM(200)은 윈도우 글래스(210), ITO 필름 또는 글래스(222) 및 윈도우 글래스(210)와 ITO 필름 또는 글래스(222)를 접착시키기 위한 접착제(224)를 포함하여 이루어진다.

도 4는 LCM의 내부 구성을 보여주는 도면이다.

LCM(100)은 패널(110)와 BLU(120)로 이루어진다.

패널(110)은 상부 편광판(Upper Pol)(111), 컬러 필터 글래스(Color filter glass)(112), 액정(113), TFT 글래스(TFT Glass)(114), 하부 편광판(Down Pol)(115)을 포함한다.

상부 편광판(111)은 하부 편광판(115)과 직교하여 빛의 흐름을 일정한 방향으로 인가하는 역할을 한다.

컬러 필터 글래스(112)는 액정(113)의 투과된 빛을 R, G, B 색상으로 표현하는 역할을 한다.

액정(113)은 TFT 글래스(114)에서 인가된 전압에 따라 빛을 투과하거나 차단하는 역할을 한다.

TFT 글래스(114)는 입력 이미지에 맞는 게이트 전압을 인가한다.

하부 편광판(115)은 상부 편광판(111)과 직교하여 빛의 흐름을 일정한 방향으로 인가하는 역할을 한다.

커튼 테잎(121)은 빛샘을 방지하고, 패널(110)을 안착시키는 역할을 한다.

프리즘 시트(122, 123)는 디퓨져 시트(124)로부터 확산된 빛을 굴절하고 집광하여 휘도를 향상시키는 역할을 한다.

디퓨져 시트(124)는 LGP 표면에서 나오는 빛을 산란시켜 광휘도를 균일화하는 역할을 한다.

LGP(125)는 점광원인 LED를 면광원으로 변환시키는 역할을 한다.

리플렉터 시트(126)는 광원에서 발광된 빛을 반사하여 광효율을 향상시키는 역할을 한다.

프레임(127)은 BLU(120)의 기본 형상을 유지시키는 역할을 한다.

종래에는 주로 액정표시장치의 백라이트로서 두께를 매우 얇고 발열이 적으면서도 고휘도를 얻을 수 있는 장점을 가진 냉음극형광등(Cold cathode Flourescenace Light; CCFL)이 주로 사용되어 왔으며, 최근에는 고수명의 특성을 가진 LED(light emission diode)도 차츰 사용 정도가 증가하고 있는 추세이다.

그런데, 이러한 냉음극형광등 및 LED는 그 자체의 두께로 인하여 박형화가 어려울 뿐만 아니라, 전력소비량이 커서 저전력 고효율을 요구하는 노트북이나 핸드폰과 같이 이동형 디지털 기기에 사용하는데에 많은 문제점이 노출되고 있다.

또한, 최근에 LCD TV 시장이 증가함에 따라 대화면용 백라이트 유닛이 필요하게 되었는데 냉음극형광등이나 LED는 소비전력이 매우 크고 대형화하는데 많은 문제점을 안고 있을 뿐만 아니라, 자체의 두께 및 부피가 커서 LCD TV의 대형화 및 박형화에 있어서 많은 문제점을 제공하고 있는 실정이다.

따라서, 최근에 액정표시장치의 백라이트 유닛의 대체품으로 등장하고 있는 것이 유기발광소자, 즉 오엘이디(OLED; Organic Light Emission Diode)인데, 오엘이디(OLED)라 함은 Organic Light Emitting Diode의 약자로서 발광성(luminescent) 유기화합물을 전기적으로 여기시켜(excited) 발광시키는 자발광형 디스플레이를 말한다.

오엘이디는 매우 소비전력량이 매우 낮고 얇은 두께로도 고휘도의 빛을 얻을 수 있어 액정표시장치의 차세대 광원으로서 주목받고 있다.

종래에는 차광 테이프를 이용하여 OLED를 적용한 백라이트 유닛 혹은 OLED를 적용한 광원 필름을 패널에 결합시키는 방식으로 LCD 모듈을 제작한다. 그러나, 이러한 결합 방식은 차광 테이프로 인한 이격이 발생할 수 있고, 백라이트 유닛과 패널 사이의 결합면에 습기 및 공기 뿐만 아니라 이물질이 침입할 수 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 결합면 사이에 습기, 공기 및 이물질이 들어갈 수 없도록 에어 제로 갭 본딩(Air zero gap bonding) 공정을 이용하여 OLED가 적용된 백라이트 유닛과 패널을 결합하는 방식으로 LCD 모듈을 제작하는 것에 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 LCD 모듈은 LCD(Liquid Crystal Display) 패널 및 OLED(Organic Light Emitting Diode)를 광원으로 하며, 상기 LCD 패널의 뒷면에 빛을 조사하기 위한 백라이트 유닛을 포함하되, 상기 LCD 패널과 상기 백라이트 유닛은 에어 제로 갭 본딩(Air zero gap bonding) 공정으로 결합된다. 여기서 에어 제로 갭 본딩이란 두 물체 사이를 접합하는데 있어서 공기층으로 인한 난반사로 인한 광학특성의 변화를 막기 위해 굴절률이 적은 물질을 두 물체 사이에 투입함으로 공기층을 제거한 접합을 이야기 한다.

상기 LCD 패널과 상기 백라이트 유닛 사이에 OCA(Optical Clear Adhesive) 필름을 이용하여 에어 제로 갭 본딩 공정을 수행하는 방식으로 상기 LCD 패널과 상기 후면 발광체인 OLED FILM이 결합될 수 있다.

상기 LCD 패널과 상기 백라이트 유닛 사이에 UV 용액을 이용하여 에어 제로 갭 본딩 공정을 수행하는 방식으로 상기 LCD 패널과 상기 후면 발광체인 OLED FILM이 결합될 수 있다.

상기 백라이트 유닛은 기판, 상기 기판 상에 형성되는 전극 패턴 및 상기 전극 패턴 상에 형성되는 발광 유기물(OLED) 층을 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명에 의하면 에어 제로 갭 본딩 방식을 이용하여 OLED가 적용된 백라이트 유닛, 혹은 OLED FILM과 패널을 결합하는 방식으로 LCD 모듈을 제작함으로써, 후면 발광체와 패널 사이의 접합면에 습기, 공기 및 이물질이 들어오는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 본 발명에 의한 LCD 모듈 제조 공정에서는 수율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 LCM(LCD Module)의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 디스플레이 모듈 제조 공정 중에서 에어 제로 갭 본딩(Air zero gap bonding) 방식을 설명하기 위한 구조도이다.
도 3은 디스플레이 모듈 제조 공정 중에서 에어 제로 갭 본딩 방식의 적층 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 LCM의 내부 구성을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LCD 모듈의 구성을 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LCD 모듈의 구성을 보여주는 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 LCD 모듈은 LCD(Liquid Crystal Display) 패널(510) 및 OLED(Organic Light Emitting Diode)를 광원으로 하며, LCD 패널(510)의 뒷면에 빛을 조사하기 위한 백라이트 유닛(520)을 포함한다.

본 발명에서 LCD 패널(510)과 백라이트 유닛(520)은 에어 제로 갭 본딩(Air zero gap bonding) 공정으로 결합된다.

본 발명에서 에어 제로 갭 본딩 공정은 다양한 방식으로 구현될 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 LCD 패널(510)과 백라이트 유닛(520) 사이에 OCA(Optical Clear Adhesive) 필름(530)을 이용하여 에어 제로 갭 본딩 공정을 수행하는 방식으로 LCD 패널(510)과 백라이트 유닛(520)이 결합되도록 할 수 있다.

또는, 본 발명의 다른 실시예에서 LCD 패널(510)과 백라이트 유닛(520) 사이에 UV 용액을 이용하여 에어 제로 갭 본딩 공정을 수행하는 방식으로 LCD 패널(510)과 백라이트 유닛(520)이 결합되도록 구현할 수도 있다.

본 발명에서 백라이트 유닛(520)은 기판(522), 전극 패턴(524) 및 발광 유기물(OLED) 층(526)을 포함하여 이루어질 수 있다.

기판(522)은 백라이트 유닛(520)의 베이스층(base layer)이 되는 것으로, 일반적으로 투명재질의 소다 라임(soda lime) 유리가 주로 사용된다.

또한, 기판(522)의 표면에는 상부에 형성된 발광 유기물 층(526)에서 발생하는 빛이 입사될 때 그 표면에서 굴절 및 확산되도록 요철이 형성될 수 있다. 즉, 적색(R), 녹색(G), 파란색(B) 세 가지의 빛을 발생하는 서로 이웃하는 셀들에서 발생하는 빛이 기판(522)에 입사될 때 기판(522)의 표면이 평평할 경우에는 R, G, B 각각의 색으로 색 분리가 일어나 백색광원을 요하는 액정표시장치의 백라이트 유닛에 사용되는 광원으로서는 부적합하기 때문이다.

전극 패턴(524)은 기판(510) 상에 형성된다.

본 발명의 일 실시예에서 전극 패턴(524)은 하부발광형과 양방향발광형의 경우 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명재질로 형성될 수 있다. 또는 전극 패턴(524)이 상부 발광형의 경우에는 금속재질을 이용하여 형성될 수도 있다.

예를 들어, 본 발명에서 전극 패턴(524)을 형성하는 방법은 기판(522) 상에 전체적으로 전극물질을 도포한 후 이를 포토-에칭공정을 이용하여 전극 패턴이 되도록 패터닝하는 방식으로 구현될 수 있다.

발광 유기물 층(526)은 전극 패턴(524) 상에 형성된다.

본 발명에서 백라이트 유닛(520)은 LCD 패널(510)을 비롯한 다른 장치와의 전기적 연결을 위한 FPCB(미도시)를 포함할 수 있다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

100 LCM 200 TSM
300 접착제 110 패널
120 BLU 210 윈도우 글래스
220 센서 222 ITO 필름 또는 글래스
111 상부 편광판 112 컬러 필터 글래스
113 액정 114 TFT 글래스
115 하부 편광판 121 커튼 테잎
122 상부 프리즘 시트 123 하부 프리즘 시트
124 디퓨져 시트 125 LGP
126 리플렉터 시트 127 BLU 프레임
510 LCD 패널 520 백라이트 유닛
530 OCA 필름 522 기판
524 전극 패턴 526 발광 유기물 층

Claims

LCD(Liquid Crystal Display) 패널; 및
OLED(Organic Light Emitting Diode)를 광원으로 하며, 상기 LCD 패널의 뒷면에 빛을 조사하기 위한 백라이트 유닛을 포함하되,
상기 LCD 패널과 상기 백라이트 유닛은 에어 제로 갭 본딩(Air zero gap bonding) 공정으로 결합되는 것을 특징으로 하는 LCD 모듈.
제1항에 있어서,
상기 LCD 패널과 상기 백라이트 유닛 사이에 OCA(Optical Clear Adhesive) 필름을 이용하여 에어 제로 갭 본딩 공정을 수행하는 방식으로 상기 LCD 패널과 상기 백라이트 유닛이 결합되는 것을 특징으로 하는 LCD 모듈.
제1항에 있어서,
상기 LCD 패널과 상기 백라이트 유닛 사이에 UV 용액을 이용하여 에어 제로 갭 본딩 공정을 수행하는 방식으로 상기 LCD 패널과 상기 백라이트 유닛이 결합되는 것을 특징으로 하는 LCD 모듈.
제1항에 있어서,
상기 백라이트 유닛은,
기판;
상기 기판 상에 형성되는 전극 패턴; 및
상기 전극 패턴 상에 형성되는 발광 유기물(OLED) 층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 LCD 모듈.