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KR20080059719A - 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시모듈 - Google Patents

백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시모듈 Download PDF

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KR20080059719A
KR20080059719A KR1020060133365A KR20060133365A KR20080059719A KR 20080059719 A KR20080059719 A KR 20080059719A KR 1020060133365 A KR1020060133365 A KR 1020060133365A KR 20060133365 A KR20060133365 A KR 20060133365A KR 20080059719 A KR20080059719 A KR 20080059719A
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조상현
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 광원 유닛을 안정적으로 얼라인하여 균일한 휘도를 갖는 백라이트 유닛이 개시된다. 본 발명의 백라이트 유닛은 적어도 하나 이상의 발광 다이오드가 실장된 인쇄회로기판과, 인쇄회로기판과 일면을 이루도록 배치되는 도광판과, 인쇄회로기판 및 도광판을 수납하는 바텀커버와, 인쇄회로기판의 양단에 구비되어 인쇄회로기판을 바텀커버의 내부 일측에 얼라인하는 복수의 고정부재를 포함하여 이루어진다.
hot spot, 얼라인, 고정부재, 방열, LED

Description

백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시모듈{BACKLIGHT UNIT HAVING THE SAME AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DIVICE }
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해사시도.
도 2는 도 1의 광원 유닛을 분해한 분해사시도.
도 3은 도 1의 바텀커버와 광원 유닛의 체결되는 모습을 도시한 도면.
도 4는 도 3의 발광 다이오드로부터 발생한 열이 바텀커버로 방출되는 모습을 도시한 평면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
150 : 광원 유닛 151 ; 메탈 PCB
152 : 발광 다이오드 153, 155 : 광원 와이어
170 : 바텀커버 171, 173 : 수용홈
175, 177 : 제 2 스크류 홀 180, 181 : 고정부재
183, 185 : 스크류 187, 189 : 제 1 스크류 홀
본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 특히 광원 유닛을 안정적으로 얼 라인하여 균일한 휘도를 갖는 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시모듈에 관한 것이다.
근래 들어오면서 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 하여, 소형 및 경량화 되면서 성능이 더욱 향상된 평판표시장치의 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다.
이러한 평판표시장치 중에서 근래에 각광받고 있는 액정표시장치(LCD : liquid crystal display)는 소형화, 경량화 및 저전력 소비화 등의 이점을 가지고 있어서 기존의 브라운 관(CRT : cathode ray tube)의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로서 점차 주목받아 왔고, 현재는 디스플레이 장치가 필요한 거의 모든 정보처리기기에 장착되어 사용되고 있다.
일반적인 액정표시장치는 액정의 특정한 분자 배열에 전압을 인가하여 다른 분자배열로 변환시키고, 이러한 분자 배열에 의해 발광하는 액정셀의 복굴절성, 선광성, 2색성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하는 것으로서 액정셀에 의한 광의 변조를 이용하여 정보를 표시하는 디스플레이 장치이다.
상기 액정표시장치의 액정표시패널은 스스로 발광하지 못하는 수광 소자이므로, 액정표시패널 배면에서 광을 제공하는 백라이트 유닛을 구비하고 있다.
상기 백라이트 유닛의 광원으로는 EL(electro luminescence), CCFL(cold cathode fluorescent lamp), HCFL(hot cathode fluorescent lamp) 및 발광 다이오드(LED) 등이 사용된다.
이중에서 백라이트 유닛의 광원으로 많이 사용되는 CCFL은 형광램프 내부에 봉입된 수은이 메탈재질의 전극과의 결합으로 쉽게 아말감을 형성하여 램프의 수명을 저하시키고, 온도변화에 따른 휘도의 변화가 심하며, 맹독성의 중금속인 수은 사용에 따른 폐기물의 처리 등의 문제를 갖고 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것이 발광다이오드(LED; light emitting diode)를 이용한 백라이트 유닛이다.
상기 발광다이오드는 점광원으로 다수의 적색(red), 녹색(green) 및 청색(blue)으로 이루어지거나, 백색(white)으로 이루어질 수 있다. 상기 발광 다이오드는 백라이트 유닛의 소형화와 빛의 균일성을 유지할 수 있는 장점으로 고휘도의 백라이트 유닛을 구현할 수 있다.
상기 발광 다이오드를 구비한 백라이트 유닛은 상면이 개구된 박스형상의 바텀커버 내부에 반사시트, 도광판 및 광학시트들이 차례로 수납되고, 내부 일측에는 인쇄회로기판에 실장된 복수의 발광 다이오드가 구비된다.
상기 인쇄회로기판은 바텀커버의 일단 내벽면에 양면테입에 의해 고정된다. 상기 인쇄회로기판과 버텀커버와의 고정은 작업자에 의해 이루어지게 된다.
상기 발광 다이오드는 점광원으로써, 일정한 방사각을 갖고 있고, 이에 따라 상기 발광 다이오드가 배치된 영역에서 휘도가 불균일한 핫 스팟(hot spot) 현상이 발생될 수 있다.
상기 핫 스팟(hot spot)은 발광 다이오드로부터 출사된 광이 도광판에 입사되면서 매질 차이에 의해 방사각이 줄어들어 발광 다이오드와 대응되는 도광판의 일단에서 명부(明部; 밝은 부분) 및 암부(暗部; 어두운 부분)가 발생하는 것을 의미한다.
이상에서 설명한 핫 스팟(hot spot)은 상기 발광 다이오드와 대면되는 도광판의 입광부 영역에 확산패턴을 형성하여 이를 개선할 수 있었다.
그러나, 종래의 액정표시장치는 작업자가 인쇄회로기판을 바텀커버의 내부 일측에 양면테입을 이용하여 수작업으로 부착시킴으로써, 상기 도광판의 확산패턴과 발광 다이오드가 서로 대면되도록 인쇄회로기판을 정확히 얼라인되지 않는 경우가 빈번하게 발생되었다.
이와 같은 종래의 액정표시장치는 인쇄회로기판을 바텀커버에 고정하는 조립과정에서 작업자에 의해 얼라인 불량이 발생할 수 있고, 이에 따라 발광 다이오드로부터 출사된 광이 도광판의 일측면(입광부)으로 균일하게 입사되지 않아 휘도가 불균일한 핫 스팟(hot spot) 현상이 발생하는 문제가 있었다.
본 발명은 발광 다이오드가 실장된 인쇄회로기판을 정확히 얼라인할 수 있는 구조의 백라이트 유닛을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 발광 다이오드가 실장된 인쇄회로기판을 바텀커버 일단에 정확히 얼라인하여 얼라인 불량에 따른 불균일한 휘도를 개선할 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시모듈을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은,
적어도 하나 이상의 발광 다이오드가 실장된 인쇄회로기판;
상기 인쇄회로기판과 일면을 이루도록 배치되는 도광판;
상기 인쇄회로기판 및 상기 도광판을 수납하는 바텀커버; 및
상기 인쇄회로기판의 양단에 구비되어 상기 인쇄회로기판을 상기 바텀커버의 내부 일측에 얼라인하는 복수의 고정부재를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명에 따른 액정표시장치는,
액정표시패널;
상기 액정표시패널의 배면에 배치되고 적어도 하나 이상의 발광 다이오드가 실장된 인쇄회로기판;
상기 인쇄회로기판과 일면을 이루도록 배치되는 도광판;
상기 인쇄회로기판 및 상기 도광판을 수납하는 바텀커버; 및
상기 인쇄회로기판의 양단에 구비되어 상기 인쇄회로기판을 상기 바텀커버의 내부 일측에 얼라인하는 복수의 고정부재를 포함하여 이루어진다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하도록 한다
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 영상을 디스플레이하는 액정표시패널(100)과, 상기 액정표시패널(100)의 배면에 배치되 어 광을 제공하는 백라이트 유닛(120)과, 상기 액정표시패널(100) 및 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 감싸도록 구비되어 상기 액정표시패널(100)과 백라이트 유닛(120)을 고정하는 탑케이스(110)를 포함하여 구성된다.
상기 액정표시패널(100)은 상세히 도시되지는 않았지만, 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 컬러필터 기판과, 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 컬러필터 기판 사이에 개재된 액정층으로 구성된다.
상기 액정표시패널(100)의 배면에 배치된 백라이트 유닛(120)은 상면이 개구된 박스형상의 바텀커버(170)와, 상기 바텀커버(170)의 내부 일측에 배치되어 광을 발광하는 광원 유닛(150)과, 상기 광원 유닛(150)과 일면을 이루도록 배치되어 상기 광원 유닛(150)으로부터 출사된 광을 면광으로 변환시키는 도광판(140)과, 상기 도광판(140)의 배면에 배치되어 도광판(140)의 배면으로부터 바텀커버(170) 방향으로 출사하는 광을 반사시키는 반사시트(160)와, 상기 도광판(140) 상에 배치되어 광을 확산 및 집광시키는 광학시트들(130)을 포함하여 구성된다.
상기 백라이트 유닛(120)은 상세히 도시되지는 않았지만, 상기 도광판(140), 반사시트(160), 광원 유닛(150) 및 광학시트들(130)을 가이드 하는 사각 테 형상의 몰드물로 이루어진 서포트 메인(미도시)을 더 포함할 수도 있다.
상기 광원 유닛(150)은 광을 발광하는 복수의 발광 다이오드(152)와, 상기 복수의 발광 다이오드(152)가 실장되는 메탈 PCB(metal printed circuit board, 151)와, 상기 메탈 PCB(151)의 양단에 전기적으로 접속되어 외부로부터 구동신호가 공급되는 광원 와이어(153, 155)를 포함하여 구성된다.
상기 광원 와이어(153, 155)는 메탈 PCB(151)의 양단에 솔더링(soldering)되어 전기적으로 접속되고, 상기 솔더링된 영역에는 외부로부터 전기적인 간섭을 받지 않도록 절연재질의 수축 튜브(미도시)가 감싸고 있다.
상기 복수의 발광 다이오드(152)는 백색(White) 광을 발광하는 발광 다이오드(152)가 복수개로 이루어질 수 있고, 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)의 광을 발광하는 발광 다이오드(152)의 조합으로 이루어질 수도 있다.
상기 복수의 발광 다이오드(152)가 실장된 메탈 PCB(151)는 일반 인쇄회로기판 보다 열전도가 높은 규소강판, 아연도강판 및 알류미늄 원판 등의 소재로 이루어질 수 있다. 상기 메탈 PCB(151)는 구동신호를 상기 발광 다이오드(152)에 공급하는 역할 뿐만 아니라 발광 다이오드(152)로부터 발생된 열을 바텀커버(170)로 방출시키는 역할을 한다.
상기 광원 유닛(150)과 일면을 이루도록 배치된 도광판(140)은 상세히 도시되지는 않았지만, 광원 유닛(150)과 대응되는 면(입광면이라고 정의하도록 함)에 일정한 간격을 두고 광을 확산시키는 확산 패턴(141)이 형성되어 있다. 즉, 상기 확산 패턴(141)은 도광판(140)의 입광부 영역에서 발생할 수 있는 핫 스팟(hot spot) 현상을 개선하는 역할을 한다. 따라서, 상기 핫 스팟(hot spot) 현상을 방지하기 위해서 상기 복수의 발광 다이오드(152)는 상기 도광판(140)의 확산 패턴(141)과 대면되도록 배치되어야 한다.
상기 광원 유닛(150)은 도광판(140)의 확산 패턴(141)과 복수의 발광 다이오 드(152)가 서로 대면되도록 메탈 PCB(151)을 정확히 얼라인시키는 한 쌍의 고정부재(180, 181)를 더 포함하여 구성된다
상기 한 쌍의 고정부재(180, 181)는 복수의 발광 다이오드(152)가 실장된 메탈 PCB(151)의 양단을 감싸는 형태로 구비된다.
상기 한 쌍의 고정부재(180, 181)는 열전도가 높은 금속물질로 이루어지고, 상기 바텀커버(170)의 가장자리 영역과 대응되도록 구부러진 형상으로 이루어진다.
상기 한 쌍의 고정부재(180, 181)는 메탈 PCB(151)을 바텀커버(170)의 일단 내벽면에 정확히 얼라인 하는 역할을 한다. 즉, 상기 한 쌍의 고정부재(180, 181)는 메탈 PCB(151)를 바텀커버(170)의 일단 내벽면에 정확히 얼라인하여 메탈 PCB(151)에 실장된 복수의 발광 다이오드(152)와 도광판(140)의 확산 패턴(141)이 서로 대면되로록 함으로써, 메탈 PCB(151)의 얼라인 불량에 의해 발생할 수 있는 핫 스팟(hot spot) 등의 불량을 개선할 수 있다.
또한, 상기 고정부재(180, 181)는 수축 튜브(미도시)를 감싸는 형태로 구비되어 백라이트 유닛의 조립과정에서 발생할 수 있는 수축 튜브의 손상에 의한 전기적인 간섭 또는 메탈 PCB(151)와 광원 와이어(153, 155) 간의 단선 등의 문제를 방지하는 부가적인 역할을 한다.
상기 한 쌍의 고정부재(180, 181) 및 광학 유닛(150)은 도 2 내지 도 4를 참고하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 도 1의 고정부재와 광원 유닛을 분해한 분해사시도이고, 도 3은 도 1의 바텀커버와 광원 유닛의 체결되는 모습을 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 발광 다이오드로부터 발생한 열이 바텀커버로 방출되는 모습을 도시한 평면도이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 유닛(150)은 광을 발광하는 복수의 발광 다이오드(152)와, 상기 복수의 발광 다이오드(152)가 실장되는 메탈 PCB(151)와, 상기 메탈 PCB(151)의 양단에 전기적으로 접속되어 구동신호가 공급되는 한 쌍의 광원 와이어(153, 155)와, 상기 광원 와이어(153, 155)가 솔더링되는 메탈 PCB(151)의 양단 영역을 감싸는 한 쌍의 수축 튜브(157, 159)와, 상기 수축 튜브(157, 159) 및 메탈 PCB(151)의 양단을 감싸는 한 쌍의 고정부재(180, 181)를 포함하여 구성된다.
상기 한 쌍의 고정부재(180, 181)는 메탈 PCB(151)를 감싸도록 내부가 비어있고, 상기 수축 튜브(157, 159)를 감싸기 위해 구부러진 형상으로 이루어진다.
상기 한 쌍의 고정부재(180, 181)는 상세히 도시되지는 않았지만, 메탈 PCB(151)와의 조립을 위해 메탈 PCB(151)가 삽입되는 내벽면에 접착제가 도포될 수도 있고, 스크류(screw) 또는 후크 구조 등의 고정수단을 이용하여 메탈 PCB(151)와 조립될 수 있다.
상기 한 쌍의 고정부재(180, 181)는 바텀커버(170)의 내부 모서리와 대응되어 면접촉할 수 있도록 구부러진 형상으로 이루어진다. 또한, 고정부재(180, 181)와 면접촉되는 상기 바텀커버(170)의 내부 모서리에는 상기 고정부재(180, 181)가 유동없이 얼라인될 수 있도록 수용부(171, 173)가 형성되어 있다.
상기 고정부재(180, 181)는 바텀커버(170)의 수용부(171, 173)에 안착되어 스크류(183, 185)에 의해 고정될 수 있다. 즉, 수용부(171, 173)와 접촉되는 고정 부재(180, 181)의 측면에는 스크류(183, 185)의 체결을 위해 제 1 스크류 홀(187, 189)이 형성되어 있고, 이와 대응되는 바텀커버(170)의 측면에는 상기 스크류(183, 185)가 관통할 수 있도록 제 2 스크류 홀(175, 177)이 형성됨을 알 수 있다.
상기와 같은 광원 유닛(150)의 조립은 먼저, 메탈 PCB(151) 상에 발광 다이오드(152)가 실장되고, 상기 메탈 PCB(151)의 양단에 외부로부터 구동신호가 인가되는 광원 와이어(153, 155)가 솔더링(soldering)된다.
상기 메탈 PCB(151) 및 광원 와이어(153, 155)가 솔더링되어 전기적으로 접속되면, 상기 솔더링된 영역에는 외부와의 전기적인 간섭을 방지하기 위해 수축 튜브(157, 159)가 감싸게 된다. 즉, 상기 수축 튜브(157, 159)는 메탈 PCB(151)의 양단 일부를 감싸는 형태로 구비된다.
상기 수축 튜브(157, 159)가 감싸고 있는 메탈 PCB(151)의 양단에는 고정부재(180, 181)가 감싸는 형태로 구비된다.
상기 광학 유닛(150)은 고정부재(180, 181)가 체결된 상태에서 상기 바텀커버(170)의 내부 일측면에 얼라인되고, 스크류(183, 185)에 의해 1차 고정됨과 동시에 도면에는 도시되지 않았지만, 메탈 PCB(151)와 바텀커버(170) 사이에 구비된 접착테입(미도시)에 의해 2차 고정된다.
즉, 상기 고정부재(180, 181)는 상기 메탈 PCB(151)에 실장된 발광 다이오드(152)와 도광판(도1의 140)의 확산 패턴(도1의 141)이 틀어짐 없이 서로 대면되로록 정확히 얼라인시킬 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(120)은 바텀커 버(170)의 내부 일측면에 상기 메탈 PCB(151)를 얼라인 하기 위한 고정부재(180, 181)가 구비됨으로써, 메탈 PCB(151)의 얼라인 불량에 따른 핫 스팟(hot spot) 등의 불균일한 휘도 발생을 근본적으로 개선할 수 있다.
또한, 상기 고정부재(180, 181)는 강도가 강하고, 열전도가 우수한 금속재질로 이루어져 메탈 PCB(151) 상에 실장된 발광 다이오드(152)로부터 발생한 열이 바텀커버(170)로 전도될 수 있는 접촉면적을 넓혀준다. 도 4를 참조하면, 발광 다이오드(152)로부터 발생된 열이 상기 메탈 PCB(151) 및 고정부재(180, 181)를 통해 바텀커버(170)로 전도되어 방열을 향상됨을 알 수 있다.
본 발명은 발광 다이오드가 실장된 메탈 PCB의 양단에 고정부재가 구비되어 바텀커버 내부 일측에 메탈 PCB를 정확히 얼라인 시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 광원 유닛을 정확히 얼라인 함으로써, 얼라인 불량에 따른 핫 스팟(hot spot) 등의 불균일한 휘도 발생을 근본적으로 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 수축 튜브를 감싸는 형태로 구비되는 고정부재에 의해 조립과정에서 발생할 수 있는 수축 튜브 손상에 의한 전기적인 간섭 또는 메탈 PCB와 광원 와이어의 단선 등의 문제를 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 열전도가 우수한 금속재질의 고정부재가 구비됨으로써, 바텀커버와의 접촉면적을 넓혀 방열을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상 설명한 내용을 통해 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능할 것이다.

Claims (12)

  1. 적어도 하나 이상의 발광 다이오드가 실장된 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판과 일면을 이루도록 배치되는 도광판;
    상기 인쇄회로기판 및 상기 도광판을 수납하는 바텀커버; 및
    상기 인쇄회로기판의 양단에 구비되어 상기 인쇄회로기판을 상기 바텀커버의 내부 일측에 얼라인하는 복수의 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정부재는 상기 바텀커버의 내부 모서리 영역에 면접촉되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 바텀커버의 내부 모서리에는 상기 고정부재가 유동없이 얼라인될 수 있도록 수용홈이 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정부재 및 상기 바텀커버를 고정하는 스크류를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 고정부재 및 상기 바텀커버에는 상기 스크류가 체결될 수 있는 스크류 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정부재는 금속재질로 이루어지고, 상기 바텀커버의 모서리 영역과 대응되도록 구부러진 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 액정표시패널;
    상기 액정표시패널의 배면에 배치되고 적어도 하나 이상의 발광 다이오드가 실장된 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판과 일면을 이루도록 배치되는 도광판;
    상기 인쇄회로기판 및 상기 도광판을 수납하는 바텀커버; 및
    상기 인쇄회로기판의 양단에 구비되어 상기 인쇄회로기판을 상기 바텀커버의 내부 일측에 얼라인하는 복수의 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 고정부재는 상기 바텀커버의 내부 모서리 영역에 면접촉되는 것을 특징 으로 하는 액정표시장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 바텀커버의 내부 모서리에는 상기 고정부재가 유동없이 얼라인될 수 있도록 수용홈이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 고정부재 및 상기 바텀커버를 고정하는 스크류를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 고정부재 및 상기 바텀커버에는 상기 스크류가 체결될 수 있는 스크류 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 고정부재는 금속재질로 이루어지고, 상기 바텀커버의 모서리 영역과 대응되도록 구부러진 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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