KR20140095920A - 액정표시 장치 - Google Patents

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곽병일
공현식
조아람
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엘지디스플레이 주식회사
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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 프레임에 지지된 채 상기 광학 시트 위에 배치되는 액정표시 패널을 포함하고, 상기 도광판은, 하부면에 입광면과 나란한 방향으로 형성되는 확산 패턴을 포함하고, 상기 하부면에 반사판이 일체로 형성돼 있는 액정표시 장치를 개시한다.

Description

액정표시 장치{Liquid crystal display apparatus}
본 발명은 도광판과 반사판을 일체화시킨 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.
에지형 타입의 백라이트 유닛은 광원이 도광판의 측면에 배치되기 때문에, 반사판이 도광판의 아래에 배치된다.
그런데, 이처럼 도광판과 반사판을 따로 구성하는 경우에, 도광판과 반사판 사이에 이물질이 들어가 문제를 일으키거나, 아니면 도광판에 마련된 패턴이 반사판과 마찰에 의해 갈리는 등의 문제가 발생한다.
본 발명은 이 같은 배경에서 창안된 것으로, 도광판과 반사판을 일체화시켜 상술한 문제점을 해결하는데 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 프레임에 지지된 채 상기 광학 시트 위에 배치되는 액정표시 패널을 포함하고, 상기 도광판은, 하부면에 입광면과 나란한 방향으로 형성되는 확산 패턴을 포함하고, 상기 하부면에 반사판이 일체로 형성돼 있는 액정표시 장치를 개시한다.
상기 반사판은, PET와 같은 투명 수지로 이뤄진 베이스층과, 상기 베이스층 상에 Al, Ag, TiO2, SiO2 중의 적어도 하나를 포함하는 반사층과, 상기 반사층 위에 형성된 접착층을 포함한다.
본 발명은 호일을 이용해서 반사판을 도광판에 일체로 구성함으로써 상술한 문제점을 해소할 수가 있다. 나아가, 확산 패턴을 갖는 도광판의 하부면에 반사판을 일체로 구성하게 되면, 확산 패턴이 형성된 곳에는 빈 공간이 형성되는데, 이 빈 공간은 공기로 채워져 있다. 그런데, 공기의 유전율은 1이므로, 도광판의 유전율보다 낮다. 따라서, 도광판을 전파하는 빛은 확산 패턴에서 밀한 매질과 소한 매질의 경계면을 만나게 되므로, 일정 조건을 만족하는 한 모두 전반사된다. 따라서, 이처럼 반사판을 도광판에 일체로 형성하면, 확산 패턴에서 빛이 잘 반사되도록 하는 이점 역시 있다.
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 4 및 도 5는 반사판을 이루는 호일을 도광판에 부착하는 방법을 설명하는 도면이다.
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.
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 하부에 도광판(10)과 일체로 형성되는 반사판(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.
반사판(46)은 도광판(10)의 하부면에 도광판(10)과 일체로 구성된다. 이 반사판(46)은 핫 스템핑(hot stamping) 공법으로 호일을 상기 도광판(10)의 하부면에 부착해 형성될 수 있다. 이 같은 반사판(46)에 대해서는 자세히 후술한다.
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 4 및 도 5를 참조로 도광판(10)에 일체화된 반사판(46)에 대해서 설명한다.
도 2에서 보여지는 바처럼, 도광판(10)의 하부면은 단면이 삼각형인 확산 패턴(101)을 포함하고 있다. 확산 패턴(101)은 도면의 x축 방향으로 길게 형성되며, 이웃한 것과 나란하다. 이 확산 패턴(101)은 제1 경사면(101a)과 제2 경사면(101b)을 포함한다. 제1 경사면(101a)은 아래에서 위로 향하는 오르막 경사면을 이루고, 제2 경사면(101b)은 위에서 아래로 향하는 내리막 경사면을 이루고 있다. 이에 따라, 확산 패턴(101)은 'V'자 홈의 단면을 갖는다.
반사판(46)은 스탬핑 호일(stamping foil)을 이용해서 구성되며, 핫 스탬핑 공정으로 도광판(10)에 부착된다.
반사판(46)은 베이스층(46a)과, 반사층(46b)과, 접착층(46c)을 포함해서 구성된다. 베이스층(46a)은 PET과 같은 투명한 물질로 구성된다.
이 베이스층(46a) 위로는 반사층(46a)이 형성된다. 이 반사층(46a)은 베이스층(46b)에 Al, Ag, TiO2, SiO2 등을 증착 또는 인쇄해서 형성된다. 이 반사층(46b)은 도광판(10)에서 전달되는 빛을 반사시켜 다시 도광판(10) 쪽으로 반사시킨다.
접착층(46c)은 투명한 물질로 열압착에 의해 반사판(46)을 도광판(10)에 일체로 부착시킨다.
이처럼 구성되는 반사판(46)은 스탬핑 호일 상태에서 도광판(10)에 핫 스탬핑 공정을 통해서 접착된다.
도 4에서 예시하는 바처럼, 핫 스탬핑 공정은 제1 프레스(PS1)와 제2 프레스(PS2) 사이에 도광판(10)과 반사판을 이루는 호일(46)을 위치시킨 상태로 이 둘을 열압착해서 호일(46)을 도광판(10)에 열압착해 형성된다. 이때, 호일(46)은 이형지(461)를 포함하고 있어서, 프레스과정에서 호일(46)이 손상되는 것을 방지한다.
두 프레스(PS1, PS2) 사이에서, 호일(46)이 열압착됨에 따라, 호일(46)에 마련된 접착층(46c)에 열압착에 의해 용융되면서 도광판(10)에 부착된다.
이처럼, 호일(46)을 도광판(10)에 열압착해 부착한 다음에는, 도 5에서 보여지는 바처럼 이형지(461)를 호일(46)에서 분리한다.
상술한 바처럼 본 발명은 호일을 이용해서 반사판(46)을 도광판(10)에 일체로 구성함으로써 상술한 문제점을 해소할 수가 있다. 나아가, 확산 패턴(101)을 갖는 도광판(10)의 하부면에 반사판(46)을 일체로 구성하게 되면, 확산 패턴(101)이 형성된 곳에는 빈 공간(AS)이 형성되는데, 이 빈 공간은 공기로 채워져 있다. 그런데, 공기의 유전율은 1이므로, 도광판(10)의 유전율보다 낮다. 따라서, 도광판(10)을 전파하는 빛은 확산 패턴에서 밀한 매질과 소한 매질의 경계면을 만나게 되므로, 일정 조건을 만족하는 한 모두 전반사된다. 따라서, 이처럼 반사판(46)을 도광판에 일체로 형성하면, 확산 패턴(101)에서 빛이 잘 반사되도록 하는 이점 역시 있다.

Claims (2)

  1. 광원과,
    입광면이 상기 광원과 마주하게 배치되는 도광판과,
    상기 도광판 위에 배치되는 광학시트와,
    상기 도광판과 상기 광학시트의 테두리를 지지하는 몰드 프레임과,
    상기 몰드 프레임에 지지된 채 상기 광학 시트 위에 배치되는 액정표시 패널을 포함하고,
    상기 도광판은, 하부면에 입광면과 나란한 방향으로 형성되는 확산 패턴을 포함하고,
    상기 하부면에 반사판이 일체로 형성돼 있는 액정표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사판은,
    PET와 같은 투명 수지로 이뤄진 베이스층과,
    상기 베이스층 상에 Al, Ag, TiO2, SiO2 중의 적어도 하나를 포함해 이뤄진 반사층과,
    상기 반사층 위에 형성된 접착층을 포함하는 액정표시 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB2598789A (en) * 2020-09-15 2022-03-16 Continental Automotive Romania Srl Display device
CN116125697A (zh) * 2023-02-21 2023-05-16 东莞市德普特电子有限公司 超窄边框液晶显示模组加工工艺及超窄边框液晶显示模组

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