JP2010500720A - ライトユニット及びこれを備えた液晶表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、ライトユニット及びこれを備えた液晶表示装置を提供するためのものである。
【解決手段】本発明に係るライトユニットは、ハウジングと、ハウジングに第１方向に配置された少なくとも１つの第１印刷回路基板と、ハウジングに第１方向と逆方向に配置された少なくとも１つの第２印刷回路基板と、第１印刷回路基板及び第２印刷回路基板に搭載された発光ダイオードとを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、ライトユニット及びこれを備えた液晶表示装置に関するものである。
表示装置は、電界光学的な効果を利用した液晶表示装置（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）、ガス放電を利用したプラズマ表示パネル（Plasma Display Panel：ＰＤＰ）、及び電界発光効果を利用したＥＬ表示装置（Electro Luminescence Display：ＥＬＤ）などがあり、その中で液晶表示装置に対する研究が活発に進行している。
上記液晶表示装置ＬＣＤは、外部から入る光量を調節して画像を表示する受光性装置であるので、バックライトユニットのような別途の外部光源を必要とする。
このようなバックライトユニット（Back Light Unit）は、ＣＣＦＬ（冷陰極蛍光ランプ：cold cathode florescent lamp）などの発光ランプや発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用している。
本発明は、発光ダイオードを利用したライトユニット及びこれを備えた液晶表示装置を提供することをその目的とする。
本発明の他の目的は、発光ダイオードから発生する光の混色性を改善したライトユニット及びこれを備えた液晶表示装置を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、放熱の改善のためのライトユニット及びこれを備えた液晶表示装置を提供する。
本発明の一実施形態に係るライトユニットは、ハウジングと、上記ハウジングに第１方向に配置された少なくとも１つの第１印刷回路基板と、上記ハウジングに第１方向と逆方向に配置された少なくとも１つの第２印刷回路基板と、上記第１印刷回路基板及び第２印刷回路基板に搭載された発光ダイオードとを含む。
本発明の一実施形態に係るライトユニットは、 放熱部材を持つハウジングと、上記ハウジングに配置された複数個の印刷回路基板と、上記印刷回路基板の上に搭載された発光ダイオードとを含む。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、液晶パネルと、上記液晶パネルの下で光を提供するライトユニットとを含み、上記ライトユニットは、ハウジングと、上記ハウジングに第１方向に配置された少なくとも１つの第１印刷回路基板と、上記ハウジングに第１方向と逆方向に配置された少なくとも１つの第２印刷回路基板と、上記第１印刷回路基板及び第２印刷回路基板に搭載された発光ダイオードとを含む。
１つ以上の実施形態の詳細が添付の図面及び以下の説明で示される。他の特徴は、説明、図面及び特許請求の範囲から明らかになる。
本発明に係るライトユニット及びこれを備えた液晶表示装置によると、発光ダイオードが搭載された印刷回路基板を互いに反対方向に配置することによって、ライトユニットから出射する光の混色性を改善することができる。
また、光の混色性が改善されたライトユニット及び液晶表示装置を提供することができる。
また、ライトユニットに対する放熱を効果的に遂行することができる。
以下、本発明に対して添付された図面を参照して説明すると次の通りである。
図１は本発明に係るライトユニットを備えた液晶表示装置を示す分解斜視図であり、図２は図１のライトユニットの平面図である。
図１を参照すると、液晶表示装置１００はライトユニット１０１及び液晶パネル１０５を含む。
ライトユニット１０１は、液晶パネルの下に配置されて、液晶パネル１０５に必要とされる光を提供する。液晶パネル１０５は、ライトユニット１０１から提供された光を利用して入力された映像信号に対応する映像を表示する。このような液晶パネル１０５は、例えば、薄膜トランジスターがマトリックス形態で形成されたＴＦＴ基板、ＴＦＴ基板と対向して結合するカラーフィルタ基板、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板との間に形成された電界によって光透過度を調節する液晶層、及び第１基板と第２基板との間のセルギャップを維持するスペーサを含む。また、液晶パネルの両側には偏光板を設けることができる。本発明の実施形態は、上記の液晶パネルに限定されない。
ライトユニット１０１は、ハウジング１１０、印刷回路基板１２０、及び発光ダイオード１２３、１３３を含む。また、ライトユニット１０１には図示しないプリズムシート及び拡散シートのような光学シートを設けることができる。
ハウジング１１０は、例えば、金属材質の四角形フレームで形成される。上記金属材質は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタニウム（Ｔｉ）、タンタリウム（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニオビウム（Ｎｂ）などのうち、少なくとも１つを選択することができる。
ハウジング１１０の外側１１２は所定の角度で傾斜するように形成され、反射板として用いられる。また、ハウジング１１０の内部には反射シートを設けることができる。
ハウジング１１０の内部には発光ダイオード１２３、１３３が搭載された印刷回路基板１２０が受容される。印刷回路基板１２０は、第１方向に配置された第１印刷回路基板１２１及び第１方向とは逆方向に配置された第２印刷回路基板１３１を含む。
ここで、第１及び第２印刷回路基板１２１、１３１は、１つの単位または複数個の単位で互いに交差するように配置される。
そして、第１及び第２印刷回路基板１２１、１３１の端部には外部連結用コネクタ１２５、１３５が形成され、外部連結用コネクタ１２５、１３５は第１及び第２印刷回路基板１２１、１３１の端部に一体型または締結型で提供される。
第１及び第２印刷回路基板１２１、１３１は、画面サイズによって複数個で連結されたＬＥＤバーとともに構成することができ、ＬＥＤバーの印刷回路基板の配置方向も互いに混合して使用することができる。
発光ダイオード１２３、１３３は、第１及び第２印刷回路基板１２１、１３１の上に搭載され、光を発生する。発光ダイオード１２３、１３３は、赤色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、青色ＬＥＤチップのうち、少なくとも１つを含む。例えば、発光ダイオード１２３、１３３は、三色のＬＥＤチップを１つのパッケージで具現するか青色ＬＥＤチップに蛍光体を利用したパッケージで具現することができる。本実施形態は、このような発光ダイオード及びＬＥＤチップに限定されない。
第１及び第２印刷回路基板１２１、１３１に搭載された発光ダイオード１２３、１３３は少なくとも１列以上であり、２列以上の場合、隣接する列の発光ダイオードはジグザグ形態で搭載することができる。
このような発光ダイオード１２３、１３３で発生した光は、印刷回路基板１２１、１３１の配置構造により互いに混色されて、液晶パネル１０５の光源に提供される。
ここで、第１及び第２印刷回路基板１２１、１３１に搭載された発光ダイオード１２３、１３３は、第１及び第２印刷回路基板１２１、１３１の配置方向によって均一な発光分布で提供されることができる。
図３は、図２の第１及び第２印刷回路基板を部分拡大した図である。
図３を参照すると、第１印刷回路基板１２１に搭載された発光ダイオード１２３は、時計方向に赤色ＬＥＤチップ１２３Ａ、緑色ＬＥＤチップ１２３Ｂ、青色ＬＥＤチップ１２３Ｃの順で位置する。そして、第２印刷回路基板１３１に搭載された発光ダイオード１３３は、時計方向に青色ＬＥＤチップ１３３Ｃ、赤色ＬＥＤチップ１３３Ａ、緑色ＬＥＤチップ１３３Ｂの順で置かれる。
このように、第１及び第２印刷回路基板１２１、１３１の配置方向によって発光ダイオード１２３、１３３のＬＥＤチップ（１２３Ａ、１２３Ｂ、１２３Ｃ）（１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃ）の位置が変更されることによって、発光ダイオード１２３、１３３から放出された光に対する色の混色性を改善することができる。
本実施形態では、第１及び第２印刷回路基板１２１、１３１が互いに反対方向に配置されたが、第１及び第２印刷回路基板１２１、１３１を同一方向に配置し、発光ダイオード１２３、１３３を互いに反対方向に搭載することによって、色の混色性を改善することができる。
図４は、本発明に係るライトユニットの他の例である。
図４を参照すると、ライトユニット１０１にはハウジング１１０の内側上部及び下部に第２印刷回路基板１３１が配置され、ハウジング１１０の中心部に複数個の第１印刷回路基板１２１が配置される。ここで、第１印刷回路基板１２１は第１方向に配置され、第２印刷回路基板１３１は第１方向とは逆方向に配置される。
このような配置構造は、第２印刷回路基板１３１の発光ダイオード１３３で発生した光の中で、一部はハウジング１１０の外側１１２で反射され、その反射された光は第１印刷回路基板１２１の発光ダイオード１２３で発生した光と混色される。これによって、ハウジング１１０の外側で混色性が落ちる問題を解決することができる。
本実施形態では、印刷回路基板１２０（１２１、１３１）の配置構造を多様に変更して、ハウジング１１０内に放射される光の混色性を良くすることで、光の輝度均一度を改善することができる。
図５は、本発明に係るハウジング１１０の背面斜視図である。
図５を参照すると、ハウジング１１０の背面１１５には第１及び第２発光ダイオードドライバ１０７Ａ、１０７Ｂ、半導体放熱素子１４１、液晶パネルドライバ１０８、及び放熱ピン１４２を含む。
第１及び第２発光ダイオードドライバ１０７Ａ、１０７Ｂは、ハウジング背面１１５の左／右側に配置されて、第１及び第２印刷回路基板の外部連結用コネクタに各々連結される。これによって、第１及び第２発光ダイオードドライバ１０７Ａ、１０７Ｂを利用して第１及び第２印刷回路基板に搭載された発光ダイオードを個別に制御することができる。
ここで、ハウジング１１０の左／右側面には配線溝１１５Ａ、１１５Ｂが形成され、配線溝１１５Ａ、１１５Ｂを通じて発光ダイオードドライバ連結用配線を引き出すことができるが、このような構造に限定されるわけではない。
また、ハウジング１１０の背面１１５には半導体放熱素子１４１、放熱ピン１４２、及び液晶パネルドライバ１０８が設置される。半導体放熱素子１４１は、例えば、半導体の原理を利用して熱をポンピングするペルチェ素子で具現することができる。
また、ハウジング１１０には半導体放熱素子１４１及び放熱ピン１４２だけでなく、多様な種類の放熱部材を選択的に提供することができる。具体的な説明は図６ないし図１５を参照する。
図６ないし図１５は、本発明に係るライトユニットに放熱部材を提供した例である。以下に説明する実施形態は、印刷回路基板の配置構造及び光源（ＬＥＤ等）に限定されず、重複する構成要素の説明は省略する。
図６は、第１放熱部材を備えたライトユニット２０１の側断面図である。
図６を参照すると、ライトユニット２０１の第１放熱部材は放熱板２４０を含む。放熱板２４０は、ハウジング２１０のベース２１１に付着され、複数個の印刷回路基板２２１とハウジング２１０のベース２１１との間に位置する。
放熱板２４０は、例えば、アルミニウム材質で具現することができ、複数個の印刷回路基板２２１を通じて発生する熱をハウジング２１０を通じて伝導させることによって、放熱効果を改善することができる。ここで、放熱板２４０の金属は、ハウジングの熱伝導率より高い金属を選択することができる。
また、放熱板２４０の表面には反射物質をコーティングまたは付着することができる。
図７は、第２放熱部材を備えたライトユニットの側断面図である。
図７を参照すると、ライトユニット２０１の第２放熱部材は放熱板２４０及び放熱シート２４１を含む。放熱シート２４１は、ハウジング２１０のベース２１１に付着され、放熱シート２４１の上には放熱板２４０が付着され、放熱板２４０の上に印刷回路基板２２１が付着される。放熱シート２４１の両面は接着剤を利用してハウジング２１０のベース２１１と放熱板２４０との間に付着される。放熱シート２４１は熱伝導性が良い材質、例えば、黒鉛、セラミック、銅、アルミニウムなどを利用して選択的に具現することができる。
ここで、放熱板２４０と放熱シート２４１の位置を互いに変更することができる。また、放熱板２４０の表面には反射物質をコーティングまたは付着することができる。
図８及び図９は、第３放熱部材を備えたライトユニットの側断面図及び背面斜視図である。
図８及び図９を参照すると、ライトユニット２０１の第３放熱部材は放熱バー２５０を含む。放熱バー２５０は、ハウジング２１０の背面２１５に複数個が形成され、複数個の垂直バー２５０は垂直方向にストライプ形態で形成され、水平方向に凹凸形態で提供される。
放熱バー２５０は、ハウジング２１０の背面にダイキャスティング方式を利用して一体形成することができる。
このような放熱バー２５０の形状は、三角形形状、例えば、直角三角形形状で形成される。ここで、直角三角形形状の放熱バー２５０の断面積は、ハウジング下部２５２が最も小さく、ハウジング上部２５１が最も大きい構造である。即ち、放熱バー２５０の体積がハウジング２１０内で熱の移動方向と比例するように形成される。これは、ハウジング２１０を立てて設置した場合、ハウジング上部の温度がハウジング下部より相対的に高くなるからである。このような温度分布に対応して、放熱バー２５０が効果的に放熱を遂行する。
また、放熱バー２５０の表面をアノダイジング、例えば、ブラックアノダイジング（black anodizing）方式により処理して、温度に対する吸収及び放熱を効果的にすることができる。ここで、アノダイジングは電流を通じて放熱バー２５０の表面に変化を与えて着色する方法である。
図１０は、第４放熱部材を備えたライトユニットの背面斜視図である。
図１０を参照すると、ライトユニット２０１Ａの第４放熱部材は、複数個の表面に形成された放熱バー２５０、２５５を含む。放熱バー２５０、２５５は、ハウジング２１０Ａの背面２１５から背面上側２１７まで延びた構造である。
ここで、ハウジング２１０Ａの背面２１５に形成された放熱バー２５０は直角三角形形状であり、背面上側２１７に形成された放熱バー２５５は長方形形状である。ハウジング背面２１５及び背面上側２１７に形成された放熱バー２５０、２５５は互いにジグザグ構造で配置されることができる。
また、ハウジング背面の上側２１７の厚さをハウジング背面の下側２１８の厚さより薄く形成することができる。
このような放熱バー２５０、２５５の表面及び/またはハウジング２１０Ａの背面２１５に対してアノダイジング処理をすることができる。
図１１は、図１０の構造におけるドライバ設置例を示す図である。
図１１を参照すると、ハウジング２１０Ａの背面２１５に形成された放熱バー２５０の所定の領域を各々除去した後、発光ダイオードドライバ２０７及び液晶パネルドライバ２０８を各々設置することができる。
ここで、発光ダイオードドライバ２０７は、ハウジング２１０Ａの内側印刷回路基板２２１の外部連結用コネクタと最短距離で連結できる領域に設置するか、熱的に最も安定な領域に設置することができる。
図１２は、第５放熱部材を備えたライトユニットの側断面図である。
図１２を参照すると、ライトユニット２０１Ｂの第５放熱部材は、放熱シート２４１及び放熱バー２５０Ａを含む。放熱シート２４１は、ハウジング２１０Ｂの背面に付着され、放熱シート２４１にはストライプタイプの直角三角形形状で形成された放熱バー２５０Ａが付着される。ここで、ストライプタイプの放熱バー２５０Ａはハウジング２１０Ｂの内部でねじなどの締結手段により各々締結される。
図１３は、第６放熱部材を備えたライトユニットの背面斜視図である。
図１３を参照すると、ライトユニット２０１Ｃの第６放熱部材は、放熱板２４０、放熱シート２４１、及び放熱バー２５０Ａを含む。
放熱板２４０は、ハウジング２１０Ｃのベースに付着され、印刷回路基板２２１で発生した熱をハウジング２１０Ｃに伝導する。
ハウジング２１０Ｃの背面には、放熱シート２４１及びストライプタイプの放熱バー２５０Ａが設けられる。放熱シート２４１は、ハウジング２１０Ｃの背面に付着され、放熱シート２４１にはストライプタイプの放熱バー２５０Ａが付着される。このような放熱バー２５０Ａはハウジング２１０Ｃ内でねじなどの締結手段により固定されることができる。
このようなハウジング２１０Ｃの内部及び外部に位置した放熱板２４０、放熱シート２４１、及び放熱バー２５０Ａがハウジング周辺の熱を効果的に放熱することができる。
図１４及び図１５は、第７放熱部材を備えたライトユニットを示す側断面図及びその背面斜視図である。
図１４及び図１５を参照すると、ライトユニット２０１Ｄの第７放熱部材には、長方形形状の放熱バー２５０Ｂが設けられる。長方形形状の放熱バー２５０Ｂは、ハウジング２１０Ｄの背面２１５にダイキャスティング方式を利用して一体形成される。
このような放熱バー２５０Ｂは、ハウジング２１０Ｄの背面に一体型または締結型で提供することができ、ハウジング２１０Ｄの背面２１５だけでなく他の面（例：上面）にも形成することができる。また、図示してはいないが、ハウジング２１０Ｄの背面または／及び上面に三角形タイプと四角形タイプを混合して適用することができる。
前述した実施形態では、多様な種類の放熱部材のうち、少なくとも１つ以上をライトユニットに提供することによって、ライトユニット内での熱による発光ダイオードの特性の低下を防止することができる。
本発明の技術思想は、上記好ましい実施形態により具体的に記述されたが、前述した実施形態はその説明のためのものであり、その制限のためのものでないことに留意するべきである。また、本発明の技術分野の通常の専門家であれば、本発明の技術思想の範囲内で多様な実施が可能であることを理解することができるものである。
本発明に係るライトユニット及びこれを備えた液晶表示装置によると、発光ダイオードが搭載された印刷回路基板を互いに反対方向に配置することによって、ライトユニットから出射する光の混色性を改善することができる。
また、光の混色性が改善されたライトユニット及び液晶表示装置を提供することができる。
また、ライトユニットに対する放熱を効果的に遂行することができる。
本発明に係る液晶表示装置を示す斜視図である。 本発明に係るライトユニットの平面図である。 図２の印刷回路基板に対する部分拡大図である。 本発明に係るライトユニットにおいて、印刷回路基板の配置順序を変更した例を示す平面図である。 本発明に係るライトユニットの背面斜視図である。 本発明に係る第１放熱部材を備えたライトユニットの側断面図である。 本発明に係る第２放熱部材を備えたライトユニットの側断面図である。 本発明に係る第３放熱部材を備えたライトユニットの側断面図である。 図８のライトユニットの背面斜視図である。 本発明に係る第４放熱部材を備えたライトユニットの背面斜視図である。 図１０のハウジングにドライバを設置した例を示す背面斜視図である。 本発明に係る第５放熱部材を備えたライトユニットの側断面図である。 本発明に係る第６放熱部材を備えたライトユニットの背面斜視図である。 本発明に係る第７放熱部材を備えたライトユニットの側断面図である。 図１４の背面斜視図である。
符号の説明
１００ 液晶表示装置
１０１、２０１、２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃ、２０１Ｄ ライトユニット
１０５ 液晶パネル
１０８、２０８ 液晶パネルドライバ
１１０、２１０、２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃ、２１０Ｄ ハウジング
１２０、２２１ 印刷回路基板
１２１ 第１印刷回路基板
１２３、１３３ 発光ダイオード
１３１ 第２印刷回路基板
１４１ 半導体放熱素子
１４２ 放熱ピン
２０７ 発光ダイオードドライバ
２４０ 放熱板
２４１ 放熱シート
２５０、２５０Ａ、２５０Ｂ、２５５ 放熱バー

Claims (20)

  1. ハウジングと、
    前記ハウジングに第１方向に配置された少なくとも１つの第１印刷回路基板と、
    前記ハウジングに第１方向と逆方向に配置された少なくとも１つの第２印刷回路基板と、
    前記第１印刷回路基板及び第２印刷回路基板に搭載された発光ダイオードと、
    を含むことを特徴とするライトユニット。
  2. 前記第１印刷回路基板及び第２印刷回路基板は、少なくとも１つずつ互いに交差するように配置されることを特徴とする請求項１に記載のライトユニット。
  3. 前記第１印刷回路基板または第２印刷回路基板は、ハウジングの中央領域、上部領域、及び下部領域に選択的に配置されることを特徴とする請求項１に記載のライトユニット。
  4. 前記第１印刷回路基板及び第２印刷回路基板の端部に備えられた外部連結用コネクタを含むことを特徴とする請求項１に記載のライトユニット。
  5. 前記発光ダイオードは、赤色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、青色ＬＥＤチップのうち、少なくとも１つを１つ以上含むことを特徴とする請求項１に記載のライトユニット。
  6. 前記第１印刷回路基板の上に搭載された発光ダイオードは、第２印刷回路基板の上に搭載された発光ダイオードと反対方向または互いに異なる明るさの分布を持つように配置されることを特徴とする請求項１に記載のライトユニット。
  7. 前記ハウジングのベース、背面、側面のうち、少なくとも１つの位置に提供され、放熱シート、放熱板、放熱バーのうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載のライトユニット。
  8. 前記ハウジングは長方形フレーム形態で形成され、
    前記ハウジングの外側が漏洩光の反射のために前記ハウジングのベースに対して傾斜するように形成されることを特徴とする請求項１に記載のライトユニット。
  9. 前記第１及び第２印刷回路基板の各々は複数個が直列に連結されたＬＥＤバーで構成され、
    前記ＬＥＤバーのうち、少なくとも１つの印刷回路基板は、第１方向または第１方向と反対方向に配置されることを特徴とする請求項１に記載のライトユニット。
  10. 放熱部材を持つハウジングと、
    前記ハウジングに配置された複数個の印刷回路基板と、
    前記印刷回路基板の上に搭載された発光ダイオードと、
    を含むことを特徴とするライトユニット。
  11. 前記複数個の印刷回路基板のうち、少なくとも１つは他の印刷回路基板の配置方向と反対方向に配置されることを特徴とする請求項１０に記載のライトユニット。
  12. 前記放熱部材は、ハウジングのベース、背面、及び側面のうち、少なくとも１つの位置に提供され、放熱シート、放熱板、放熱バーのうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１０に記載のライトユニット。
  13. 前記印刷回路基板は、第１印刷回路基板及び第２印刷回路基板を含み、前記第１印刷回路基板の上に搭載された発光ダイオードは、前記第２印刷回路基板の上に搭載された発光ダイオードと反対方向または互いに異なる明るさの分布を持つように搭載されることを特徴とする請求項１０に記載のライトユニット。
  14. 前記放熱バーは前記ハウジングと一体型または締結型で形成され、垂直方向にストライプタイプの直角三角形及び長方形形状のうち、少なくとも１つの形状で形成されることを特徴とする請求項１２に記載のライトユニット。
  15. 前記放熱バーの表面はアノダイジング処理されることを特徴とする請求項１２に記載のライトユニット。
  16. 前記ハウジングの後方の一部に発光ダイオードドライバ及び液晶パネルドライバが設置されることを特徴とする請求項１０に記載のライトユニット。
  17. 液晶パネルと、
    前記液晶パネルの下で光を提供するライトユニットとを含み、
    前記ライトユニットは、
    ハウジングと、
    前記ハウジングに第１方向に配置された少なくとも１つの第１印刷回路基板と、
    前記ハウジングに第１方向と逆方向に配置された少なくとも１つの第２印刷回路基板と、
    前記第１印刷回路基板及び第２印刷回路基板に搭載された発光ダイオードと、
    を含むことを特徴とする液晶表示装置。
  18. 前記ライトユニットは、発光ダイオードの上に配置された拡散シート及びプリズムシートを含むことを特徴とする請求項１７に記載の液晶表示装置。
  19. 前記ハウジングには、放熱シート、放熱板、半導体放熱素子、放熱ピン、放熱バーのうち、少なくとも１つが提供されることを特徴とする請求項１７に記載の液晶表示装置。
  20. 前記放熱バーは、ハウジングの後方の表面に設けられ、ハウジング下部よりハウジング上部がより広い断面積を持つことを特徴とする請求項１９に記載の液晶表示装置。
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