KR20140058995A

KR20140058995A - 액정표시 장치

Info

Publication number: KR20140058995A
Application number: KR1020120125551A
Authority: KR
Inventors: 강정민
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2014-05-15
Also published as: KR101958009B1

Abstract

본 발명의 일 실시예에서는 광원과, 입광면이 상기 광원과 마주하게 배치되는 도광판과, 상기 도광판 위에 배치되는 광학시트와, 상기 도광판과 상기 광학시트의 테두리를 지지하는 몰드 프레임과, 상기 몰드 프레임과 상기 광학 시트 사이의 틈을 가리도록 그 위에 배치돼 빛샘을 방지하는 차광 테이프와, 상기 차광 테이프에 의해 접착된 채 상기 광학 시트 위에 배치되는 액정표시 패널을 포함하고, 상기 차광 테이프는 상기 광원 위에 배치되는 제1 차광부재와, 상기 제1 차광부재와 분리된 채 나머지 영역에 배치되는 제2 차광 부재를 포함하고, 상기 제1 차광부재는 상기 광원을 향하는 밑면은 흰색이고, 윗면은 검은색인 액정표시 장치를 개시한다.

Description

액정표시 장치{Liquid crystal display apparatus}

본 발명은 휘도를 높이면서도 빛샘을 방지한 액정표시 장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 매트릭스(Matrix) 형태로 배열된 액정 셀들의 광투과율을 화상신호 정보에 따라 조절하여 원하는 화상을 표시하는 장치로서, 백라이트 유닛에서 공급되는 빛을 이용해서 액정패널이 영상을 표시한다.

이러한 원리를 이용한 액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, 액정표시장치는 사무자동화기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다. 이러한 액정표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 신호에 따라 광의 투과량이 조정되어 화면에 원하는 영상을 표시하게 된다.

최근에는 액정표시장치가 컴퓨터용 모니터, 텔레비전뿐만 아니라 차량용 네비게이터 시스템의 표시장치와, 노트북, 핸드폰 등의 휴대용 표시장치 등에 광범위하게 적용되고 있다.

상기와 같은 액정표시장치의 대부분은 외부에서 들어오는 광원의 양을 조절하여 화상을 표시하는 수광형(Nonemissive Type) 표시소자이기 때문에 액정표시패널에 광을 조사하기 위한 별도의 광원을 포함하는 백라이트 유닛이 필요하다.

백라이트 유닛는 광원인 LED소자와, 상기 LED소자의 광 출사면과 결합되는 도광판과, 상기 도광판의 상부에 마련되는 다수의 시트류를 포함한다.

일반적으로 이 백라이트 유닛과, 액정패널은 몰드 프레임에 의해 지지된 채 상부 케이스와 하부 케이스에 의해 포장된다. 이때, 액정 패널의 가장 자리는 차광 테이프로 가려 빛샘을 방지하고, 기구물이 외부에서 보이지 않도록 한다.

이 같은 차광 테이프는 일반적으로 밑면(장치 안쪽을 향하는 면)은 흰색이고, 윗면(장치 바깥쪽을 향하는 면)은 검은색이다. 밑면을 흰색으로 구성해서 빛이 밑면에서 반사가 잘되도록 해 휘도를 증가시키는 한편, 윗면은 검은색으로 구성해서 화면의 시인성을 높이도록 구성된다. 하지만, 이처럼 흰색/검은색 차광 테이프는 밑면에서 빛의 반사가 심해 빛샘이 일어나는 문제가 있다. 이를 해결하는 하나의 방법은 차광 테이프의 밑면과 윗면을 모두 검은색으로 구성하는 것을 생각해 볼 수 있으나, 이 경우의 차광 테이프는 검은색/흰색 차광 테이프 대비 5% 정도 휘도가 떨어져 휘도를 높이기 위해 광원을 조정한다거나, 아니면 도광판, 광학시트를 변경해야 해 제조 원가를 상승시키므로 바람직하지 못하다.

본 발명은 이 같은 배경에서 창안된 것으로, 차광 테이프의 구조를 변경해 제조원가를 상승시키지 않으면서도 빛샘을 방지하면서도, 휘도는 높이는데 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 광원과, 입광면이 상기 광원과 마주하게 배치되는 도광판과, 상기 도광판 위에 배치되는 광학시트와, 상기 도광판과 상기 광학시트의 테두리를 지지하는 몰드 프레임과, 상기 몰드 프레임과 상기 광학 시트 사이의 틈을 가리도록 그 위에 배치돼 빛샘을 방지하는 차광 테이프와, 상기 차광 테이프에 의해 접착된 채 상기 광학 시트 위에 배치되는 액정표시 패널을 포함하고, 상기 차광 테이프는 상기 광원 위에 배치되는 제1 차광부재와, 상기 제1 차광부재와 분리된 채 나머지 영역에 배치되는 제2 차광 부재를 포함하고, 상기 제1 차광부재는 상기 광원을 향하는 밑면은 흰색이고, 윗면은 검은색인 액정표시 장치를 개시한다.

상기 제1 차광부재는 상기 도광판의 입광면과 나란하게 그 위에 배치되고, 상기 제2 차광부재는 밑면과 윗면은 모두 검은색이다.

상기 제1 차광부재는 귀부를 포함하고, 상기 제2 차광부재는 상기 귀부에 암수 형태로 결합되는 홈부를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서는 광원을 가리는 차광 테이프는 검은색/흰색의 차광 테이프로 구성하고, 그 외의 영역은 검은색/검은색의 차광테이프로 구성해 광원에서 반사돼 외부로 나가는 빛을 도광판 쪽으로 향하도록 해 휘도를 증가시킨다.

또한, 광원을 제외한 나머지 영역에서는 검은색/검은색의 차광 테이프로 구성해 빛샘이 일어나는 것을 효과적으로 방지한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시장치의 개략적인 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II'선을 따라 절단한 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 1의 III-III'선을 따라 절단한 개략적인 단면도이다.
도 4는 차광 테이프의 평면 모습을 보여주는 도면이다.
도 5는 차광 테이프에 형성되는 귀부와 홈부의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 4의 V1-VI'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 도 4의 VI1-VII'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 8 및 도 9는 실험예 및 비교예의 실험결과를 보여주는 사진이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시장치의 개략적인 분해 사시도이고, 도 2 는 도 1의 II-II'선을 따른 개략적인 단면도이고, 도 3은 도 1의 III-III'선을 따른 개략적인 단면도이다.

도 1 내지 도 3에서, 이 실시예의 액정 표시장치는 백라이트 유닛(40), 액정표시 패널(75), 그리고 이들을 지지하는 몰드 프레임(42)을 포함한다.

먼저, 백라이트 유닛(40)은 액정표시 패널(75)에 광을 가이드하여 공급하고, 그 위에 위치하는 액정표시 패널(75)은 백라이트 유닛(40)에서 공급되는 빛을 선택적으로 투과시켜 영상을 표시한다.

액정표시 패널(75)의 한쪽으로는 집적회로칩(integrated circuit chip, IC chip)(77), 가요성 인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB)(79)이 설치된다.

이 액정표시 패널(75)은 복수의 TFT(thin film transistor, 박막 트랜지스터)로 이루어진 TFT 기판(73), TFT 기판(73) 위에 합착되는 컬러필터기판(71)과 이 기판들(71, 73) 사이에 주입되는 액정(미도시)을 포함한다. 집적회로 칩(77)은 컬러필터기판(71)과 TFT 기판(73)이 엇갈려 배치돼서 TFT 기판(73)의 일부가 노출된 가장자리에 실장되어 액정표시 패널(75)을 제어한다.

TFT 기판(73)은 매트릭스상의 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 투명한 유리 기판이며, 소스 단자에는 데이터 라인이 연결되고, 게이트 단자에는 게이트 라인이 연결된다. 데이터 라인과 게이트 라인은 집적회로 칩(77)에 연결되어 있다. 그리고, 집적회로 칩(77)의 한쪽에는 가요성 인쇄회로기판(79)이 연결되어 가요성 인쇄회로기판(79)으로부터 전기적인 신호가 입력되면, 집적회로 칩(77)을 통해서 각 데이터 라인과 게이트 라인에 전기적인 신호가 입력되고, 각 화소에 배치된 TFT를 턴 온 또는 턴 오프해 각 화소로 구동전압을 인가하거나 차단하도록 동작된다.

TFT 기판(73) 위에는 컬러필터기판(71)이 합착된다. 컬러필터기판(71)은 광이 통과하면서 소정의 색이 발현되는 색화소인 RGB 화소가 박막 공정에 의해 형성된 기판이다. 컬러필터기판(71) 및 TFT 기판(73)의 표면에는 편광판(미도시)이 부착되어 광을 편광시킨다.

액정표시 패널(75)과 백라이트 유닛(40) 사이에는 백라이트 유닛(40)에서 액정표시 패널(75)로 빛이 공급될 때 빛이 새는 것을 막아주며, 액정표시 패널(75)과 백라이트 유닛(40)을 접착시키는 차광 테이프(53)가 위치한다. 이 차광 테이프(53)는 몰드 프레임(42)과 광학시트(48) 사이의 틈에 대응하게 그 위에 배치돼, 이 틈에서 발생하는 빛샘을 방지한다. 이를 위해, 차광 테이프(53)는 사각 띠 모양을 이루고 있다.

이 실시예에서, 차광 테이프(53)는 제1 차광부재(53a)와 제2 차광 부재(53b)로 나눠 구성된다. 제1 차광 부재(53a)는 액정표시 패널(75)의 상,하,좌,우측 가장자리 중 광원이 배치되는 하측 가장자리에 대응하게 배치되고, 제2 차광 부재(53b)는 하측 가장자리를 제외한 나머지 상,좌,우측 가장자리에 대응하게 배치된다. 이 차광 테이프(53)에 대해서는 자세히 후술한다.

백라이트 유닛(40)은 상술한 액정표시 패널(75)의 아래에 구비되어 액정표시 패널(75)에 균일한 광을 제공하도록 몰드 프레임(42)에 둘러싸여 고정 지지된다. 백라이트 유닛(40)은 액정표시 패널(75)에 빛을 공급하는 광원(41), 광원(41)으로부터 나오는 빛을 가이드 하여 액정패널(75)로 공급하는 도광판(10), 도광판(10)의 하부 전면에 위치하여 광을 반사시키는 반사 시트(46), 그리고 광원인 발광 다이오드(41)로부터 공급된 빛을 균일한 면광원으로 변환해 액정표시 패널(75)로 공급하는 광학 시트(48)를 포함한다.

광원(41)은 도광판(10)의 입광면(10a)과 마주하게 에지 타입으로 배치돼 있다. 이 광원(41)은 발광 다이오드(41a) 및 이 발광 다이오드가 실장된 가요성 인쇄회로기판(41b)을 포함해서 구성된다. 이 가요성 인쇄회로기판(41b)은 휘어짐이 우수한 연성 기판으로, 내부에 회로가 실장돼서 발광 다이오드(41a)를 점멸시킨다. 이 실시예에서, 광원(41)은 사이드 뷰 방식으로, 가요성 인쇄회로기판(41b)이 위에 위치하고, 그 아래에서 발광 다이오드(41a)가 도광판(10)의 입광면(10a)과 마주하게 위치한다. 즉, 도 2에서 보여지는 바처럼, 발광 다이오드(41a)는 도광판(10)의 입광면(10a)과 마주하게 위치하고, 그 위로 가요성 인쇄회로기판(41b)이 접철돼서 위치한다.

도광판(10)은 광원(41)이 입광면(10a)과 마주하게 위치함으로써, 광원(41)으로부터 입광면(10a)을 통해 빛이 도광판(10)에 입사해 그 위에 배치된 광학 시트(48)를 통해 액정표시 패널(75)로 공급된다.

이 도광판(10)은 상기 발광 다이오드(41a)로부터 빛을 받는 입광면(10a)과, 액정표시 패널(75)과 마주해 빛을 공급하는 출사면(10b)과 입사면(10a)과 출사면(10b)을 이어주는 경사면(10c)을 포함한다. 경사면(10c)은 입사면(10a)에서 출사면(10b)을 향하는 방향으로 점진적으로 높이가 낮아지게 형성돼 있고, 출사면(10b)의 높이는 일정하다. 한편, 도광판(10)의 낮아진 높이에 해당하는 높이로 출사면(10b) 위에 광학 시트(48)가 배치된다. 따라서, 장치의 두께를 줄여 무게를 줄이는 한편, 장치를 슬림(slim)하게 모듈화할 수 있다. 이러한 도광판(10) 강도가 높아 쉽게 변형되거나 깨지지 않으며 투과율이 좋은 PMMA(Polymethy- methacrylate)로 구성될 수 있다.

반사시트(46)는 상기 도광판(10)의 아래로 위치해, 도광판(10)의 아래로 나아가는 빛을 도광판(10)의 출사면(10b)으로 반사시켜 광 효율을 높여 주고, 입사광 전체의 반사량을 조절하여 출사면 전체가 균일한 휘도 분포를 가지도록 한다.

그리고, 상기 도광판(10)의 출사면(10b) 위로는 광학시트(48)가 배치된다. 이 광학시트(120)는 도광판(130)으로부터 입사되는 광을 확산 및 집광하기 위한 것으로, 확산시트(48a)와 프리즘시트(48b) 및 보호시트(48c)를 포함한다. 확산시트(48a)는 베이스 판과 이 베이스 판에 형성된 구슬 모양의 코팅층으로 이뤄져 있으며, 광원(41)으로부터의 빛을 확산시켜 액정표시 패널(75)로 공급한다. 프리즘 시트(48b)는 상면에 삼각기둥 모양의 프리즘이 일정한 배열을 이루도록 형성돼 있으며, 확산시트(48a)에서 확산된 빛을 위의 액정표시 패널(75)의 평면에 수직한 방향으로 집광한다. 보호시트(48c)는 스크래치(scratch)에 약한 프리즘 시트(48b)를 보호한다.

몰드 프레임(42)은 상기 도광판(10)과 광학시트의 4변 테두리를 감싸 고정하는 한편, 그 위에 배치되는 액정표시 패널(75)을 지지한다. 이 몰드 프레임(42)은 PC 재질과 같은 플라스틱 재질 또는 금속(metal) 재질로 형성된다.

이하, 도 4를 참조로 차광 테이프에 대해서 설명한다. 도 4는 차광 테이프의 평면 모습을 보여준다.

도 4에서, 이 실시예의 차광 테이프(53)는 제1 차광부재(53a)와 제2 차광 부재(53b)로 나눠 구성된다. 제1 차광 부재(53a)는 액정표시 패널(75)의 상,하,좌,우측 가장자리 중 광원(41)이 배치되는 하측 가장자리에 대응하게 배치되고, 제2 차광 부재(53b)는 하측 가장자리를 제외한 나머지 상,좌,우측 가장자리에 대응하게 배치된다.

제1 차광부재(53a)는 광원(41)을 소정 폭을 갖는 스트라이트 형상을 이루며, 양쪽 사이드에 귀부(533)가 형성돼 있다. 이 귀부(533)는 도 4에서 예시하는 바처럼 제1 차광 부재(53a)에서 제2 차광 부재(53b)를 향해 돌출한 형태를 이루고 있다.

이 귀부(53a)에 마주하게 제2 차광부재(53b)의 일 단에는 홈부(531)가 형성된다. 귀부(533)와 홈부(531)는 서로 형합하는 형태 또는 암수 형태로 구성돼 귀부(533)와 마주하는 홈부(531)는 오목한 홈으로 구성된다.

홈부(531)와 귀부(533)는 제1 차광부재(53a)와 제2 차광부재(53b)를 부착할 때, 둘 사이를 얼라인시켜 최대한 밀착된 상태로 부착될 수 있도록 해 이 곳에서 빛샘이 일어나는 것을 방지한다.

도 5는 홈부(531)와 귀부(533)의 다른 예로, 도 4에서는 홈부(531)와 귀부(533)가 쐐기 모양으로 형합하나, 도 5에서는 지그재그 패턴으로 홈부(531)와 귀부(533)가 구성된 경우를 보여준다.

이처럼, 홈부(531)와 귀부(533)는 서로 형합하는 형태라면 어떠한 모양을 가져도 상관없다.

도 6은 도 4의 V1-VI'선을 따라 절단한 단면도로, 제2 차광부재(53b)의 단면 형상을 보여준다.

도 6에서, 제2 차광부재(53b)는 PET필름(530)과 PET필름이 양면에 형성된 검은색의 코팅층(531)을 포함한다. 이처럼 제2 차광부재(53b)는 PET필름(530)의 앞면과 뒷면 각각에 검은색의 코팅층(531)을 포함하므로, 제2 차광부재(53b)는 앞면과 뒷면 모두에서 검은색을 띤다.

한편, 도 7은 도 4의 VI1-VII'선을 따라 절단한 단면도로, 제1 차광부재(53a)의 단면 형상을 보여준다.

도 7에서, 제1 차광부재(53a)는 제2 차광부재(53b)와 마찬가지로 PET필름(530)과 이 PET 필름 양면에 형성된 코팅층(531, 533)을 포함한다. 다만, 전면에 배치되는 코팅층(531)은 검은색이고, 뒷면에 배치되는 코팅층(533)은 흰색이다. 이에 따라, 제1 차광부재(53a)는 앞면이 검은색이고, 뒷면은 흰색이다. 제1 차광부재(53a)가 광원(41) 위에 부착될 때, 흰색인 뒷면이 광원(41)을 향한다.

제1 차광부재(53a)와 제2 차광부재(53b)의 코팅층(531, 533) 위로는 접착제층(535)이 더 형성돼 있다.

제1 차광부재(53a)는 상술한 바처럼 광원(41) 위에 배치되는데, 광원에서 나온 빛은 도광판(10)의 입광면(10a)을 통해 도광판 내부로 입사된다. 이때, 제1 차광부재(53a)는 뒷면이 흰색이므로, 광원(41)에서 나온 빛을 다시 도광판(10)쪽으로 반사시켜 빛의 입광도를 높여 휘도를 증가시킬 수 있다.

반면에, 제2 차광 부재(53a)는 앞면과 뒷면이 모두 검은색이므로, 상측, 좌측, 우측에서 빛샘이 일어나는 것을 효과적으로 방지해, 장치의 표시 품위를 높일 수 있다.

아래는 본 실시예의 효과를 알아보기 위해서 실험한 결과를 보여준다. 이 실험에서 실험예는 상술한 실시예에 따른 차광 테이프를 갖는 액정표시 장치이고, 비교예는 종전처럼 모두 검은색인 차광테이프를 갖는 액정표시 장치이다. 실험은 차광테이프의 색깔만 제외하고, 나머지는 비교예나 실험예 모두 동일 조건에서 이뤄졌다. 실험 결과, 실험예의 휘도(액정표시 패널의 가운데에서 측정한 값 기준)는12,007(nit)로 측정된 반면에, 비교예의 휘도는 11,504(nit)로 측정돼, 비교예 대비 실시예가 503(nit) 더 밝은 것으로 관찰됐고, 휘도 균일도면에서도 비교예는 70.96이지만 실험예는 72.79로 더 양호한 것으로 실험됐다. 아래의 표 1은 비교예의 실험결과이고, 표 2는 실험예의 실험 결과이다. 휘도 측정은 화면을 9분할한 후 분할된 각 화면의 휘도를 측정하는 방식으로 이뤄졌다.

[표 1]

[표 2]

그리고, 핫스팟 및 빛샘이 일어났는지를 육안 검사한 결과 도 8에서 보여지는 바처럼 비교예나 실시예 모두 양호한 것으로 관찰 됐다. 이 실험은 비교예 및 실시예를 화상 카메라로 촬영한 후에 이를 육안 검사하는 형태로 이뤄졌다. 도 8은 비교예의 모습을 보여주는 사진이고, 도 9는 실시예의 모습을 보여주는 사진이다.

이상의 실험 결과를 통해서 알 수 있듯이, 본 실시예처럼 차광 테이프를 구성하는 것으로 휘도를 높이는 한편, 빛샘을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 본 실시예는 단순한 구성을 통해 제조비용을 상승시키지 않으면서 액정표시 장치의 표시 품위는 높이는 효과가 있다.

Claims

광원과,
입광면이 상기 광원과 마주하게 배치되는 도광판과,
상기 도광판 위에 배치되는 광학시트와,
상기 도광판과 상기 광학시트의 테두리를 지지하는 몰드 프레임과,
상기 몰드 프레임과 상기 광학 시트 사이의 틈을 가리도록 그 위에 배치돼 빛샘을 방지하는 차광 테이프와,
상기 차광 테이프에 의해 접착된 채 상기 광학 시트 위에 배치되는 액정표시 패널을 포함하고,
상기 차광 테이프는 상기 광원 위에 배치되는 제1 차광부재와, 상기 제1 차광부재와 분리된 채 나머지 영역에 배치되는 제2 차광 부재를 포함하고,
상기 제1 차광부재는 상기 광원을 향하는 밑면은 흰색이고, 윗면은 검은색인 액정표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 차광부재는 상기 도광판의 입광면과 나란하게 그 위에 배치되는 액정표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 차광부재는 밑면과 윗면은 모두 검은색인 액정표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 차광부재는 귀부를 포함하고,
상기 제2 차광부재는 상기 귀부에 암수 형태로 결합되는 홈부를 포함하는 액정표시 장치.