액정 표시 장치 및 그의 조립 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR ASSEMBLING THE SAME}
본 발명은 액정 표시 장치 및 그의 조립 방법에 관한 것이다.
최근, 평판 표시 장치(flat panel display device) 중에서, 우수한 화질과, 경량, 박형, 저전력의 특징으로 인하여, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)가 가장 많이 사용되고 있다. 액정 표시 장치는 전계를 이용하여 유전 이방성을 갖는 액정의 광 투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이를 위해, 액정 표시 장치는 액정 셀들이 매트릭스형으로 배열된 액정 패널과, 액정 패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛을 포함한다. 백라이트 유닛은 광원(光源)으로서, 냉 음극 형광 램프(cold cathode fluorescent lamp: CCFL), 외부 전극 형광 램프(external electrode fluorescent lamp: EEFL), 발광 다이오드(light emitting diode: LED) 등을 이용한다. 그리고 백라이트 유닛은 광원의 배치에 따라, 에지형(edge type)과 직하형(direct type)으로 구분된다. 에지형 백라이트 유닛은 액정 패널의 하부에 도광판이 배치되고, 도광판의 적어도 하나의 측면에 광원이 배치되는 구조를 갖는다. 그리고 직하형 백라이트 유닛은 액정 패널의 하부에 확산판이 배치되고, 확산판의 하부에 광원이 배치된 구조를 갖는다. 도 1은 종래의 에지형 백라이트 유닛을 포함한 액정 표시 장치의 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 액정 표시 장치는, 화상을 표시하는 액정 패널(10)과, 이에 빛을 제공하는 백라이트 유닛, 그리고 이를 모듈화하는 가이드 패널(40)을 포함한다. 액정 패널(10)은 어레이 기판(11) 및 컬러 필터 기판(12)이 이격되어 합착되고 그 사이에 개재되는 액정층으로 이루어진다. 어레이 기판(11)에는 구동 IC(15)가 실장된다. 이러한 어레이 기판(11)은 플렉서블 기판(16) 및 구동 회로 기판(17)을 통해 제어 신호 및 영상 신호를 인가받게 된다. 컬러 필터 기판(12)은 RGB색상을 표시하기 위한 컬러 필터로서 컬러 필터층과 블랙 매트릭스(BM)를 포함한다. 구동 IC(15)는 화소에 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부를 포함할 수 있으며, 외부 시스템 및 전원 공급부 등과 연결된다. 백라이트 유닛은 LED 어레이(20), 도광판(31), 광학시트(34) 및 반사판(36)을 포함한다. LED 어레이(20)는 액정 패널(10)의 하부의 일측면에 배치되어 빛을 방출하는 복수의 LED 패키지(21)와, LED 패키지(21)가 일렬로 본딩되는 LED 기판(27)을 포함한다. LED 기판(27)의 일단에는 전원 공급부와 전기적으로 연결되는 연결부(29)가 형성된다. 도광판(31)은 액정 패널(10)의 하부에 대응하도록 배치되어 LED 패키지(21)로부터 방출되는 빛을 액정 패널(10)의 방향으로 인도하는 역할을 한다. 광학 시트(34)는 도광판(31)에서 출사된 빛을 확산시키는 확산 시트와, 확산 시트에 의해 확산된 빛을 집광하여 액정 패널(10)에 공급하는 복수의 프리즘 시트를 포함한다. 반사판(36)은 도광판(31)의 하부에 대응하도록 배치되어 도광판(31)으로부터 하측으로 출사된 빛을 상측으로 반사시킨다. 이러한 백라이트 유닛은 가이드 패널(40)의 내부에 실장된다. 그리고 가이드 패널(40)의 단턱부에는 액정 패널(10)이 안착된다. 이러한 액정 패널(10)은 차광 테이프(45)를 통해 고정된다. 이와 같이, 종래의 액정 표시 장치는 가이드 패널(40)과 구동 회로 기판(17) 및 LED 기판(27) 간의 결합 마진을 확보해야 함으로 인해 베젤(bezel)영역이 확장되어 모듈의 슬림화를 구현하기 어렵고, 또한 액정 패널(10)과 백라이트 유닛을 구동하기 위한 기판을 각각 별도로 구비함에 따라, 공정이 추가되며 제조 비용이 상승하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제품을 슬림화할 수 있고, 제조 비용을 절감할 수 있고, 광 손실을 최소화할 수 있는 액정 표시 장치 및 그의 조립 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 액정 패널과; 상기 액정 패널이 안착되는 가이드 패널과; 상기 액정 패널의 일측의 상면에서 본딩되고, 상기 가이드 패널의 측면과 배면을 감싸도록 구부러져, 상기 가이드 패널의 배면에 부착되는 FPCB와; 상기 액정 패널의 하부에 배치되는 도광판과; 상기 FPCB에 실장되고, 상기 도광판의 측면에 대응하도록 배치되는 LED 어레이와; 상기 가이드 패널의 배면에서 특정 간격을 갖고 형성되는 다수의 고정 홈과; 상기 FPCB에서 상기 각 고정 홈에 대응하도록 형성되어 상기 고정 홈을 노출시키는 고정 홀과; 상기 고정 홀 및 상기 고정 홈을 덮으면서 상기 FPCB를 고정하는 접착제를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 접착제는 액상 상태에서 도포된 후 경화되는 것을 특징으로 한다. 상기 접착제는 폴리에스테르계, 순간 접착제, 열 접착제, 용제형 접착제, 글루(glue) 액체 중 선택된 하나인 것을 특징으로 한다. 상기 고정 홀의 폭은 상기 고정 홈의 폭보다 작은 것을 특징으로 한다. 또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 조립 방법은 액정 패널의 일측의 상면에 FPCB를 본딩하는 단계와; 상기 액정 패널의 하부에 도광판을 배치하는 단계와; 배면에 특정 간격씩 이격된 다수의 고정 홈이 형성된 가이드 패널을 마련하여, 상기 액정 패널을 상기 가이드 패널에 안착시키는 단계와; 상기 FPCB를 구부려서 상기 FPCB가 상기 가이드 패널의 측면과 배면을 감싸도록 한 다음, 상기 FPCB를 상기 가이드 패널의 배면에 부착 및 고정하는 단계를 포함하고; 상기 FPCB가 상기 가이드 패널의 배면을 감싸도록 하는 단계는 상기 FPCB 상에 실장된 LED 어레이가 상기 도광판의 측면에 대응하도록 함과 아울러 상기 FPCB에 형성된 고정 홀이 상기 가이드 패널의 각 고정 홈에 대응하도록 하는 단계를 포함하고; 상기 FPCB를 상기 가이드 패널의 배면에 부착 및 고정하는 단계는 상기 고정 홀 및 상기 고정 홈에 액상 접착제를 도포한 다음 경화하여 상기 FPCB를 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 액상 접착제를 도포하는 방법은 젯팅(jetting) 방법인 것을 특징으로 한다. 상기 액상 접착제는 폴리에스테르계, 순간 접착제, 열 접착제, 용제형 접착제, 글루(glue) 액체 중 선택된 하나인 것을 특징으로 한다. 상기 고정 홀의 폭은 상기 고정 홈의 폭보다 작은 것을 특징으로 한다.
본 발명은 액정 패널(100)과 백라이트 유닛을 구동하는 회로 기판을 단일 FPCB(127)로 통합함으로써 베젤을 줄이고, 커버 바텀을 삭제할 수 있다. 또한, 가이드 패널(140)의 배면에 고정 홈(143)을 형성하고 FPCB(127)에 고정 홈(143)을 노출시키는 고정 홀(116)을 형성한 다음, 고정 홀(116) 및 고정 홈(143)에 접착제를 도포하여 FPCB(127)를 가이드 패널(140)에 고정시킨다. 이에 따라, 가이드 패널(140)의 배면에 대한 FPCB(127)의 부착력이 저하로 인한 빛샘 현상을 방지할 수 있어 광 효율과 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 에지형 백라이트 유닛을 포함한 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 액정 표시 장치를 조립한 일부 단면도이다.
도 4는 FPCB의 탈착으로 인한 빛샘 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 6은 도 2에 도시된 액정 표시 장치를 조립한 일부 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 조립 방법을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치 및 그의 조립 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다. 도 3은 도 2에 도시된 액정 표시 장치를 조립한 일부 단면도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 화상을 표시하는 액정 패널과, 액정 패널에 빛을 제공하는 백라이트 유닛, 그리고 이를 모듈화하는 가이드 패널을 구비한다. 특히, 본 발명의 제1 실시 예는 액정 패널(100)에 본딩되는 FPCB(flexible PCB; 127)에 LED 어레이를 실장함으로써 가이드 패널(40)과 FPCB(127) 간의 결합 마진을 줄일 수 있으며 커버 바텀을 삭제할 수 있다. 이에 따라, 베젤(bezel)영역의 축소가 용이하고, 공정이 간소화되고, 제조 비용을 절감할 수 있다. 이하, 제1 실시 예를 구체적으로 설명한다. 액정 패널(100)은 어레이 기판(111) 및 컬러 필터 기판(112)이 합착되고, 그 사이에 액정층(미도시)이 개재된다. 어레이 기판(111)의 일측 비표시 영역에는 구동 IC(115)가 실장된다. 구동 IC(115)는 제어 신호 및 영상 신호를 어레이 기판(111)의 각종 배선에 인가하여 화상을 제어한다. 이러한 액정 패널(100)은 가이드 패널(140) 상에 안착되며, 차광 테이프(145)를 통해 가이드 패널(140) 상에 부착된다. 여기서, 차광 테이프(145)는 액정 패널(100)과 가이드 패널(140)을 부착 및 고정하는 역할 뿐만 아니라, 광학 시트(134)로부터 출광되는 빛을 외부로 새어나가지 못하게 차단하는 역할도 한다. 어레이 기판(111)에는 화소 영역을 정의하는 복수의 게이트 배선과 데이터 배선이 형성되어 있다. 각 화소 영역에는 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터가 형성되어 있다. 컬러 필터 기판(112)은 적(Red), 녹(Green) 및 청(Blue)의 색상을 구현하는 다수의 서브 컬러 필터와, 각 서브 컬러 필터를 구획하고 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙 매트릭스(BM)를 구비한다. 어레이 및 컬러 필터 기판(111, 112)은 화상 표시 영역의 외곽에 형성된 실런트(sealant)에 의해 서로 대향하며 특정 거리 이격되어 합착된다. 또한, 합착된 어레이 및 컬러 필터 기판(111, 112)의 외측면에는 편광판(113a, 113b)이 부착된다. 구동 IC(115)는 박막 트랜지스터를 구동하기 위한 게이트 신호를 제공하는 게이트 구동 IC와, 화소 전극에 데이터신호를 제공하는 데이터 구동 IC 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구동 IC(115)는 어레이 기판(111)의 일측에 본딩되는 FPCB(127)을 통해 외부 시스템 및 전원 공급부(미도시)등과 전기적으로 연결된다. 백라이트 유닛은 LED 어레이, 도광판(131), 광학 시트(134) 및 반사판(136)을 구비한다. LED 어레이는 복수의 LED 패키지(121)를 포함하며, 액정 패널(100)에 본딩된 FPCB(127)에 실장된다. 이러한 LED 어레이는 도광판(131)의 측면에 대응하도록 배치되어 빛을 방출한다. 구체적으로, LED 패키지(121)는 FPCB(127)의 배면에 실장되는데, FPCB(127)가 가이드 패널(140)의 측면 및 배면을 감싸도록 구부러짐에 따라 LED 패키지(121)의 발광면은 도광판(131)의 측면을 향하게 된다. 이에 따라, LED 어레이로부터 출사된 빛은 도광판(131)의 측면으로 입사된다. FPCB(127)는 어레이 기판(111)의 일측 비표시 영역에 본딩되어 외부 시스템 및 전원 공급부와 어레이 기판(111)을 전기적으로 연결한다. 이를 위해, FPCB(127)는 일측면에서 연장된 연장부에 형성된 커넥터(119)를 통해 외부 시스템 및 전원 공급부와 전기적으로 접속된다. 한편, 도 3에 도시한 바와 같이, FPCB(127)는 가이드 패널(140)의 측면과 배면을 감싸도록 구부러져, 가이드 패널(140)의 배면에 부착된다. 이때, FPCB(127)에 실장된 복수의 LED 패키지(121)는 도광판(131)의 측면에 대응하게 된다. 도광판(131)은 액정 패널(100)의 하부에 대응하도록 배치되어 LED 어레이로부터 방출되는 빛을 액정 패널(100)의 방향으로 인도하는 역할을 한다. 도광판(131)으로 입사된 빛은 내측에 첨가된 확산제에 의해 굴절 및 반사를 반복하여 도광판(131)의 상부로 출사하게 된다. 광학시트(134)는 도광판(131)에서 출사된 빛을 확산시키는 확산 시트와, 확산 시트에 의해 확산된 빛을 집광하여 액정 패널(100)에 공급하는 적어도 하나의 프리즘 시트를 구비한다. 도광판(131)의 배면으로는 하부로 출사되는 빛을 반사시켜 다시 도광판(131) 방향 즉, 상부의 액정 패널(100) 방향으로 진행하도록 하는 반사판(136)이 배치된다. 이러한 반사판(136)은 광 효율을 높이는 역할을 하고 액정 표시 장치의 배면을 지지하게 된다. 이와 같이, 본 발명의 제1 실시 예는 액정 패널(100)과 백라이트 유닛을 구동하는 회로 기판을 단일 FPCB(127)로 통합함으로써 베젤을 줄이고, 커버 바텀을 삭제할 수 있다. 그런데, 제1 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 FPCB(127)를 가이드 패널(140)의 측면 및 배면으로 구부리기 때문에, FPCB(127)의 복원력으로 인해 가이드 패널(140)의 배면에 대한 FPCB(127)의 부착력이 저하될 수 있다. 가이드 패널(140)의 배면에 대한 FPCB(127)의 부착력이 저하되면, 도 4에 도시한 바와 같이, FPCB(127)와 가이드 패널(140)의 배면 사이에 틈이 발생된다. 그러면, 상기 틈을 통해 LED 어레이로부터 발생된 빛이 새어나가는 빛샘 현상이 발생된다. 빛샘 현상은 광 효율을 저하시킬 뿐만 아니라 제품 신뢰성을 저하시키는 요인이므로 개선이 요구된다. 본 발명의 제2 실시 예는 제1 실시 예에 발생될 수 있는 빛샘 현상을 방지하기 위해 다음과 같은 구성을 포함한다. 이하, 제2 실시 예에 관하여 설명을 하되, 제1 실시 예로부터 추가되는 구성만을 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다. 도 6은 도 2에 도시된 액정 표시 장치를 조립한 일부 단면도이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 제1 실시 예와 마찬가지로 화상을 표시하는 액정 패널과, 액정 패널에 빛을 제공하는 백라이트 유닛, 그리고 이를 모듈화하는 가이드 패널을 구비한다. 기본적으로, 제2 실시 예는 제1 실시 예와 마찬가지로 액정 패널(100)과 백라이트 유닛을 구동하는 회로 기판을 단일 FPCB(127)로 통합한다. 즉, LED 패키지(121)는 액정 패널(100)에 본딩되는 FPCB(127)의 배면에 실장되며, FPCB(127)가 가이드 패널(140)의 측면 및 배면을 감싸도록 구부러짐에 따라 LED 패키지(121)의 발광면은 도광판(131)의 측면을 향하게 된다. FPCB(127)는 가이드 패널(140)의 측면과 배면을 감싸도록 구부러져, 접착 테이프를 이용해 가이드 패널(140)의 배면에 부착된다. 도 6을 참조하면, 가이드 패널(140)의 배면에는 특정 간격을 갖고 다수의 고정 홈(143)이 형성된다. 그리고 FPCB(127)는 가이드 패널(140)의 각 고정 홈(143)에 대응하여 고정 홀(116)이 형성된다. 즉, FPCB(127)의 고정 홀(116)은 가이드 패널(140)의 각 고정 홈(143)에 대응하도록 형성되어 고정 홈(143)을 노출시킨다. FPCB(127)의 고정 홀(116) 및 가이드 패널(140)의 각 고정 홈(143)에는 접착제(150)가 도포된다. 접착제(150)는 액상 상태에서 도포된 후 경화되는 액상 접착제이다. 접착제(150)는 폴리에스테르계, 순간 접착제, 열 접착제, 용제형 접착제, 글루(glue) 액체 중 선택된 하나일 수 있다. 한편, 고정 홀(116)의 폭은 고정 홈(143)의 폭보다 작게 형성된다. 이에 따라, FPCB(127)는 가이드 패널(140)의 배면에 고정된다. 이하, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 조립 방법을 설명한다. 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 조립 방법을 나타낸 도면이다. 먼저, 액정 패널(100)의 일측의 상면에 FPCB(127)를 본딩한다. 그리고 액정 패널(100)의 하부에 도광판(131)을 배치하고 가이드 패널(140)을 마련하여 액정 패널(100)을 가이드 패널(140)에 안착시킨다. 가이드 패널(140)은 배면에 특정 간격씩 이격된 다수의 고정 홈(143)이 형성된다. 이어서, 도 7a에 도시한 바와 같이, 액정 패널(100)에 본딩된 FPCB(127)를 구부려서 FPCB(127)가 가이드 패널(140)의 측면과 배면을 감싸도록 한다. 그리고 FPCB(127)를 상기 가이드 패널(140)의 배면에 부착 및 고정한다. FPCB(127)를 상기 가이드 패널(140)의 배면에 부착하기 위해서 접착 테이프(미도시)를 이용할 수 있다. 한편, FPCB(127)가 가이드 패널(140)의 배면을 감싸도록 하면서 FPCB(127) 상에 실장된 LED 어레이의 LED 패키지가 도광판(131)의 측면에 대응하도록 한다. 그리고 FPCB(127)에 형성된 고정 홀(116)이 가이드 패널(140)의 각 고정 홈(143)에 대응하도록 한다. 이어서, 도 7b에 도시한 바와 같이, 고정 홀(116) 및 고정 홈(143)에 액상 접착제를 도포한 다음 경화하여 FPCB(127)를 가이드 패널(140)에 고정시킨다. 액상 접착제를 도포하는 방법은 젯팅(jetting) 방법을 이용할 수 있다. 젯팅 방법은 액상 접착제를 방울 단위로 컨트롤할 수 있어 액정 접착제를 정밀하게 도포할 수 있다. 한편, 액상 접착제는 폴리에스테르계, 순간 접착제, 열 접착제, 용제형 접착제, 글루(glue) 액체 중 선택된 하나일 수 있다. 예를 들어, 접착제는 시아노아크릴레이트 수지(cyanoacrylate resin), 에폭시수지(epoxy resin), 폴리올레핀(polyolefine), 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate): PMMA), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 등의 폴리에스테르계, 실리콘 수지 등과 같이 순간접착제, 열 접착제, 용제형 접착제 등의 다양한 고분자접착제 수지 및 이들의 유도체 고분자 수지가 하나 또는 그 이상의 블렌드물 등이 사용될 수 있으며 또한 광경화형 수지가 사용될 수 있다. 광경화형 수지의 경우는 통상적으로 자외선에 의해 경화가능한 단량체들과 광 개시제, 광증진제 및 용제를 포함할 수 있으며, 글루(glue)액체로 이루어질 수도 있다. 이와 같이, 본 발명의 제2 실시 예는 액정 패널(100)과 백라이트 유닛을 구동하는 회로 기판을 단일 FPCB(127)로 통합함으로써 베젤을 줄이고, 커버 바텀을 삭제할 수 있다. 또한, 가이드 패널(140)의 배면에 고정 홈(143)을 형성하고 FPCB(127)에 고정 홈(143)을 노출시키는 고정 홀(116)을 형성한 다음, 고정 홀(116) 및 고정 홈(143)에 접착제를 도포하여 FPCB(127)를 가이드 패널(140)에 고정시킨다. 이에 따라, 가이드 패널(140)의 배면에 대한 FPCB(127)의 부착력이 저하로 인한 빛샘 현상을 방지할 수 있어 광 효율과 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
127: FPCB 121: LED 패키지
116: 고정 홀 143: 고정 홈
150: 접착제 136: 반사판
140: 가이드 패널 |
