KR101237788B1 - 엘이디 발광유닛 및 엘이디 백라이트어셈블리와액정표시장치모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED 발광유닛 및 이를 이용한 LED 백라이트어셈블리와 액정표시장치모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 개별화된 낱개 단위로 이루어진 LED 발광유닛과 이의 사방연속 배열로 구현되는 LED 백라이트어셈블리 및 액정표시장치모듈에 관한 것이다.
구체적으로 본 발명은 LED 발광유닛의 사방연속 배열로 이루어지고, 상기 LED 발광유닛은 각각, 전방으로 빛을 발하는 적어도 하나의 LED와; 상기 적어도 하나의 LED 주변을 둘러 독립된 발광영역 정의하는 측벽부재와; 상기 적어도 하나의 LED 전방을 덮도록 상기 측벽부재 상에 안착되는 광학시트를 포함하는 LED 백라이트어셈블리 및 액정표시장치모듈을 제공한다.
이러한 본 발명은 일부 LED의 고장이나 파손 시에 해당되는 LED 발광유닛 만을 교체 또는 수리하면 되므로 비용과 노력 및 시간을 절감할 수 있고, 사용자 목적에 따라 LED 발광유닛 별로 임의적인 변화가 자유로우며, 특히 각각의 LED 발광유닛은 독립적으로 빛을 발하므로 분할구동에 적합한 장점이 있다.

Description

엘이디 발광유닛 및 엘이디 백라이트어셈블리와 액정표시장치모듈{LED lighting unit, LED back light assembly and liquid crystal display module}
도 1은 일반적인 액정표시장치모듈의 분해 사시도.
도 2는 일반적인 액정표시장치모듈의 일부 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치모듈의 분해 사시도.
도 4a와 도 4b는 각각 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 발광유닛의 분해 사시도와 단면도.
도 5a와 도 5b는 각각 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 발광유닛의 분해 사시도와 단면도.
도 6a 내지 도 6h는 각각 본 발명에 따른 LED 배치관계에 대한 평면 모식도.
도 7a와 도 7b는 각각 본 발명에 따른 LED 발광유닛의 커넥팅구조를 나타낸 일부 분해사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 액정패널 112,114 : 제 1 및 제 2 기판
116 : TCP 120 : LED 백라이트어셈블리
122 : LED 발광유닛 124 : LED
126 : 인쇄회로기판 130 : 측벽부재
132 : 발광영역 134 : 반사시트
136 : 관통홀 140 : 투명윈도우
142 : 반사도트 146 : 광학시트
150 : 서포트메인 160 : 커버버툼
170 : 탑커버
본 발명은 LED 발광유닛(LED light unit) 및 LED 백라이트어셈블리(LED back-light assembly)와 액정표시장치모듈(liquid crystal display module)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 개별화된 낱개단위를 이루는 LED 발광유닛과 이의 사방연속 배열로 이루어진 LED 백라이트어셈블리 및 액정표시장치모듈에 관한 것이다.
현대의 본격적인 정보화 시대에 발맞추어 전기적 신호를 통해 화상을 표시하는 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전해왔고, 이에 부응하여 경박단소(輕薄短小)와 저소비전력화 특징을 지닌 평판표시장치(Flat Panel Display device : FPD)로서, 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device: FED), 전기발광표시장치(Electro luminescence Display device : ELD) 등 이 소개되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.
이중에서도 액정표시장치는 동화상 표시에 우수하고 대조비(contrast ratio)가 큰 특징을 보여 모니터, TV 등의 분야에서 가장 활발하게 이용되고 있는데, 이는 액정의 광학적 이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)을 이용한 화상구현원리를 나타내는바, 주지된 내용으로서 액정은 분자구조가 가늘고 길며 배열에 방향성을 갖는 광학적 이방성과 전기장 내에 놓일 경우 그 크기에 따라 분자의 배열방향이 변화되는 분극성질을 띤다.
이에 따라 일반적인 액정표시장치는 나란한 두 기판 사이로 액정층을 개재하여 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수적인 구성요소로 하며, 액정패널 내부의 전기장 크기에 따라 액정분자의 배열방향을 인위적으로 조절해서 빛의 투과율을 변화시킨다. 하지만 액정패널은 자체 발광요소를 갖추지 못한 관계로 투과율 변화를 외부로 투영시킬 수 있는 별도의 조광수단을 요구하고, 이를 위해 액정패널 배면으로는 광원(光源)이 내장된 백라이트어셈블리(back-light assembly)가 배치되어 빛을 공급한다.
이때 백라이트어셈블리의 광원으로는 전통적으로 외부전극형광램프(Exterior Electrode Fluorescent Lamp : EEFL)나 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL) 등의 수은방전램프가 사용되었지만, 최근 들어 유독성의 수은(Ag)을 사용하지 않으면서 색재현성을 향상시킬 수 있는 LED(Light Emitting Diode)를 이용하는 경우가 늘고 있으며, 이와 같이 LED를 광원으로 이용하는 경우를 특히 LED 백라이트어셈블리라 한다.
한편, 일반적으로 백라이트어셈블리는 빛을 발하는 광원의 위치에 따라 측광형(side light type)과 직하형(direct type)으로 구분되며, 전자의 측광형은 액정패널에 대해 이의 후방 적어도 일 측면에 배치된 광원의 빛을 별도의 도광판(Light Guide Panel : LGP)으로 굴절시켜 액정패널로 공급하는 반면, 후자의 직하형은 액정패널 배면에 복수의 광원을 배치하여 직접적인 빛을 공급한다.
첨부된 도 1은 일반적인 직하형의 LED 백라이트어셈블리(20)를 이용한 액정표시장치에 대한 분해사시도로서, 액정패널(10)과 LED 백라이트어셈블리(20)는 통상 충격으로부터의 보호와 광 손실의 최소화를 위해 각종 기계적 요소에 의해 일체화되는바, 이하 액정표시장치모듈(liquid crystal display module)이라 총칭하면, 이는 상하로 포개어지는 액정패널(10) 및 LED 백라이트어셈블리(20)와, 이들의 가장자리를 테두리하는 서포트메인(support main : 40)과, LED 백라이트어셈블리(20)의 배면을 덮어 서포트메인(40)에 결합되는 커버버툼(cover bottom : 50) 그리고 액정패널(10)의 전면 가장자리를 테두리하며 서포트메인(40)을 매개로 커버버툼(50)과 조립되는 탑커버(top cover : 60)를 포함한다.
그리고 이중 LED 백라이트어셈블리(20)는 커버버툼(50) 내면에 스트라이프(stripe) 형태로 배열 고정되는 복수개의 인쇄회로기판(Printed Circuit Board : PCB)(22) 및 이들 각각에 열을 지어 탑재된 다수의 LED(24)와, 각각의 LED(24)가 통과할 수 있는 복수개의 관통홀(28)이 투공되어 LED(24)를 제외한 인쇄회로기판(22)과 커버버툼(50) 내면을 덮어 가리는 백색 또는 은색의 반사시트(reflector sheet : 26)와, 이의 상부에서 다수의 LED(24)와 일정간격을 두고 액정패널(10)과의 사이로 개재되는 복수 매의 광학시트(32)를 포함한다.
이때 다수의 LED(24)는 R(red), G(green), B(blue) 컬러광을 각각 발하는 RGB LED(24)를 일정규칙에 따라 배열하여 색섞임(color mixing)에 의한 백색광을 구현하는 것이 일반적이고, 복수 매의 광학시트(32)는 확산시트(diffuser sheet)를 비롯한 프리즘시트(prism sheet) 등을 포함한다.
다음으로 도 2는 앞서 설명한 일반적인 액정표시장치모듈 일부에 대한 단면도로서, 도 1의 액정표시장치모듈을 결합한 후 여기에 표시된 II-II 선을 따라 절단한 단면에 해당된다.
이를 도 1과 비교하면 상술한 각 구성요소를 확인할 수 있으며, 다수의 LED(24)로부터 출사된 빛은 직접 또는 반사시트(26)에 의해 반사되어 광학시트(32)를 통과한 후 액정패널(10)로 입사되고, 이로써 액정패널(10)은 외부로 화상을 표시할 수 있다.
하지만 일반적인 LED 백라이트어셈블리(20)를 이용한 액정표시장치모듈은 몇 가지 문제점을 나타내는데, 스트라이프 형태로 배열된 복수개의 인쇄회로기판(22) 상에 다수의 LED(124)가 열을 지어 탑재된 구조를 나타내므로 어느 하나의 LED(24)가 파손되었을 경우에 해당 열의 인쇄회로기판(22) 전체를 교체 또는 수선하여야 하며, 이 과정 중에 정상적인 LED(24) 까지도 교체 또는 훼손되는 경우가 빈번하다. 이로 인한 비용의 지출과 더불어 교체 또는 수선에 드는 시간과 노력의 낭비 가 큰 단점을 나타낸다.
또한 상기의 구조로 인해 인쇄회로기판(22) 상에 탑재된 다수의 LED(24)는 임의적인 자리교체가 사실상 불가능하고, 그 결과 사용자의 목적에 따른 활용에 큰 제약이 가해지며, 최초 설계 시 예상했던 색재현성 내지는 휘도가 나타나지 않을 경우에 대처가 불가능한 단점이 있다.
아울러 일반적인 LED 백라이트어셈블리(20)는 이른바 분할구동에 매우 취약한 단점을 나타내는데, 분할구동이란 폭파장면과 같이 표시화면 일부에서만 상대적으로 강한 고휘도를 표시하고자 해당 부분의 광원만을 발광시켜 대조비를 높이는 방법을 일컫는다.
반면, 일반적인 LED 백라이트어셈블리(20)에서 가장 중요시되는 부분 중 하나는 RGB LED(24) 각각으로부터 출사된 RGB 컬러광을 액정패널(10)에 도달하기 전에 충분히 색섞임 시키는 것으로서, 이를 위해 앞서 언급된 바와 같이 스트라이프 형상의 인쇄회로기판(22) 상에 다수의 LED(24)가 일정 피치(pitch)로 열을 지어 배열되는 구조를 나타내는 것이며, 이와는 별도로 LED(24)의 주 출사각을 가급적이면 측방으로 확대시키려는 노력과 함께 충분한 색섞임 공간이 확보되도록 LED(24)와 광학시트(32) 사이간격은 필히 일정간격 이상으로 보장되어야 하고, 더 나아가 LED(24)와 광학시트(32) 사이로 별도의 확산부재를 개입시키는 등의 다양한 확산설계구조를 채택하고 있다.
하지만 이러한 여러 가지 확산설계구조로 인해 일부 LED(24) 만을 발광시킨다 할지라도 경계가 뚜렷하지 못하여 강한 대조비를 얻기 힘들고, 이에 따라 분할 구동에는 취약한 단점을 보이고 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 일부 LED의 고장이나 파손 시에 가급적이면 최소한의 LED 만을 선택적으로 수리 및 교체 할 수 있도록 하여 비용과 노력 및 시간을 절감할 수 있고, 사용자 목적에 따라 전체 또는 일부 LED에 대한 임의적인 자리배치 변화가 자유로우며, 특히 분할구동에 적합한 특성을 나타내는 LED 백라이트어셈블리 및 액정표시장치모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, LED 발광유닛의 사방연속 배열로 이루어지고, 상기 LED 발광유닛은 각각, 전방으로 빛을 발하는 적어도 하나의 LED와; 상기 적어도 하나의 LED 주변을 둘러 독립된 발광영역 정의하는 측벽부재와; 상기 적어도 하나의 LED 전방을 가리도록 상기 측벽부재 상에 안착되는 광학시트를 포함하는 LED 백라이트어셈블리를 제공한다.
이때 상기 LED 발광유닛은 각각, 상기 발광영역 내에서 상기 적어도 하나의 LED와 상기 광학시트 사이로 개재되는 투명윈도우와; 상기 적어도 하나의 LED를 바라보는 상기 투명윈도우 배면에 부착된 도트반사시트를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 LED 발광유닛은 각각, 상기 적어도 하나의 LED가 탑재되는 인쇄회로 기판과; 상기 인쇄회로기판을 덮어 가리며 상기 적어도 하나의 LED를 상면으로부터 노출시키는 반사시트를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 광학시트는 확산시트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 측벽부재는 투명재질, 불투명의 반사재질 또는 반투명의 확산재질 중 선택된 하나의 판 형상인 것을 특징으로 하고, 이 경우 상기 측벽부재는 서로 수직한 네 변을 제공하고, 상기 LED 발광유닛은 각각 육면체 형상인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 적어도 하나의 LED는 W(white) LED를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 적어도 하나의 LED는, 색섞임에 의한 백색광을 구현하도록 R(Red), G(Green), B(Blue) LED를 적어도 하나씩 포함하는 단위조합을 이루는 것을 특징으로 하며, 특히 상기 적어도 하나의 LED는, 상기 단위조합의 일렬 일회배열, 상기 단위조합의 일렬 다회배열, 상기 단위조합의 다열 일회배열, 상기 단위조합의 다열 다회배열 중 선택된 하나의 배열인 것을 특징으로 한다. 그리고 상기 단위조합은 일직선상에 배치된 RGB, GRBG, RGGB, GRBGR 중 선택된 하나인 것을 특징으로 하며, 상기 단위조합은 RGB의 삼각배열, GRBG 또는 RGGB의 사각배열, GRBGR의 오방배열 중 선택된 하나인 것을 특징으로 하나.
또한 상기 인쇄회로기판으로부터 측방 돌출된 적어도 하나의 플러그커넥터와; 상기 인쇄회로기판으로부터 측방을 향해 구비된 적어도 하나의 소켓커넥터를 더욱 포함하여, 상기 사방연속 배열되는 LED 발광유닛의 상기 플러그커넥터와 소켓커넥터가 상호 접속되는 것을 특징으로 하거나 또는 상기 인쇄회로기판으로부터 하 방 돌출된 커넥터단자를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기의 기재에 따른 LED 발광유닛을 제공한다.
아울러 본 발명은 상기의 기재에 따른 LED 백라이트어셈블리를 이용한 액정표시장치모듈로서, 상기 LED 발광유닛이 사방연속으로 안착되는 커버버툼과; 상기 광학시트 상에 안착되는 액정패널과; 상기 LED 백라이트어셈블리와 상기 액정패널 가장자리를 테두리하는 서포트메인과; 상기 액정패널 전면 가장자리를 테두리하는 탑커버와; 상기 커버버툼 배면으로 구비되어, 상기 LED 발광유닛과 각각 전기적으로 접속되는 백라이트구동회로를 더욱 포함하는 액정표시장치모듈을 제공하고,
이 경우 상기 백라이트구동회로는 상기 커버버툼 배면에 구비되어 상기 플러그커넥터 및 소켓커넥터와 케이블로 연결되는 것을 특징으로 하거나 또는 상기 커버버툼은 상기 커넥터단자가 각각 관통 삽입되는 커넥팅홀이 구비되고, 상기 백라이트구동회로는 상기 커버버툼 배면에 구비되어 상기 커넥팅단자를 통해 상기 LED 발광유닛과 각각 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 한다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
첨부된 도 3은 발명에 따른 액정표시장치모듈에 대한 분해사시도로서, 상하로 포개어지는 액정패널(110)과 LED 백라이트어셈블리(120)를 포함한다.
그리고 이들의 가장자리를 서스스틸 또는 합성수지 몰드물로 이루어진 서포트메인(150)이 함께 테두리하고, 전체적인 형태유지와 광 손실을 최소화하기 위한 커버버툼(160)이 LED 백라이트어셈블리(120) 배면을 덮어 서포트메인(150)에 결합 되며, 액정패널(110) 전면 가장자리를 테두리하는 탑커버(170)가 서포트메인(150)을 매개로 커버버툼(160)과 조립되어 일체로 모듈화된다.
각각을 구체적으로 살펴본다.
먼저 액정패널(110)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서 액정층을 사이에 두고 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(112,114)을 포함한다.
이때 액정패널(110)이 능동행렬방식(active matrix type)이라는 전제 하에, 비록 도면상에 명확하게 나타나지는 않았지만, 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제 1 기판(112) 내면에는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소(pixel)가 정의되고, 각각의 교차점마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)가 구비되어 각 화소에 실장된 투명 화소전극과 일대일 대응 연결된다.
그리고 상부기판 또는 컬러필터기판이라 불리는 제 2 기판(114) 내면으로는 각 화소에 대응되는, 일례로 R(Red), G(Green), B(Blue) 컬러필터(color filter) 및 이들 각각을 테두리하며 게이트라인과 데이터라인 그리고 박막트랜지스터 등의 비표시요소를 가리는 블랙매트릭스(black matrix)가 구비되고, 이들 컬러필터 및 블랙매트릭스를 덮는 투명 공통전극이 마련되어 있다.
또한 이 같은 액정패널(110) 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판 이나 TCP(Tape Carrier Package : 116) 등을 매개로 액정패널구동회로가 연결되어 모듈화 과정에서 서포트메인(150)의 측면 내지는 커버버툼(160) 배면으로 적절하게 젖혀 밀착되며, 이 같은 액정패널구동회로는 게이트라인으로 박막트랜지스터의 온/ 오프(on/off) 주사신호를 스캔(scan) 전달하는 게이트구동회로 그리고 데이터라인으로 프레임(frame) 별 화상신호를 전달하는 데이터구동회로로 구분되어 액정패널(110)의 서로 인접한 두 가장자리로 위치될 수 있다.
이에 상술한 구조의 액정패널(110)은 스캔 전달되는 게이트구동회로의 주사신호에 의해 각 게이트라인 별로 선택된 박막트랜지스터가 온(on) 되면 데이터구동회로의 화산신호가 데이터라인을 통해서 해당 화소전극으로 전달되고, 이에 따른 화소전극과 공통전극 사이의 상하 전기장에 의해 액정분자의 배열방향을 변화되어 투과율 차이를 나타낸다.
그리고 이러한 투과율의 차이가 외부로 투영될 수 있도록 액정패널(110) 배면으로는 본 발명에 따른 LED 백라이트어셈블리(120)가 배치되어 빛을 공급한다.
이때 특히 본 발명에 따른 LED 백라이트어셈블리(120)는 개별화된 낱개 단위의 LED 발광유닛(122)으로 구분될 수 있고, 이들은 커버버툼(160) 내면을 따라 사방연속으로 배열됨과 동시에 액정패널(110)을 향해 각각 균일한 백색광의 면광원을 공급하는 것을 특징으로 하는바, 이러한 LED 발광유닛(122)은 세부적인 구성에 따라 몇 가지 실시예로 구분될 수 있으므로 각각을 구분하여 설명한다.
그리고 편의상 각 실시예에 대한 설명에서는 LED 발광유닛의 도면부호 122 뒤에 a, b의 식별부호를 덧붙여 서로를 구별한다.
제 1 실시예
첨부된 도 4a와 도 4b는 각각 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 발광유닛(122a)에 대한 분해 사시도와 단면도로서, 본 실시예에 따른 LED 발광유닛(122a)은 전방으로 빛을 발하는 적어도 하나의 LED(124)와, 이의 주변을 두르는 측벽부재(130) 그리고 이러한 측벽부재(130) 상에 안착되어 LED(124) 전방을 가리는 광학시트(146)를 포함한다.
먼저, 측벽부재(130)는 적어도 하나의 LED(124)가 실장되는 독립된 발광영역(132)을 정의하는데, 이를 위해 투명재질이나 반투명의 확산재질 또는 불투명의 반사재질로 이루어진 판 구조물의 나타낼 수 있고, 특히 LED 발광유닛(122a)의 전체적인 형태가 육면체 형상을 나타내도록 서로 수직하게 연결된 4개의 변을 제공하는 사각통 형상을 보일 수 있다.
이때 측벽부재(130)를 이루는 투명재질로는 투과율이 90% 이상인 아크릴 등의 투명 합성수지가 사용될 수 있고, 반투명의 확산재질로는 투과율이 50 내지 90% 정도를 나타내는 합성수지 성형물이 사용될 수 있는바, 일례로 PMMA(Poly Methyl Meth Acrylate)의 사출성형 시 알루미늄 파티클(Al particle)이나 기타 반사특성을 지닌 물질입자의 확산제를 첨가하여 제조된 형태를 나타낼 수 있다. 그리고 불투명의 반사재질로는 Al과 같이 표면반사율이 높은 금속이 사용될 수 있다.
다음으로 측벽부재(130)에 의한 발광영역(132) 내로 실장되는 LED(124)는 최종적으로 백색광을 공급하는 광원 역할을 하며, 이를 위해 RGB 컬러광을 각각 발하는 RGB LED(124)를 소정규칙에 따라 배치하여 색섞임에 의한 백색광을 구현하거나 또는 백색광을 발하는 적어도 하나의 W(White) LED(124)를 사용할 수 있다. 이에 대한 자세한 내용은 해당 부분에서 상세하게 살펴본다.
한편, 상기의 LED(124)는 인쇄회로기판(126) 상에 탑재되는데, 이 같은 인쇄회로기판(126)이 발광영역(132) 내로 노출될 경우에 광효율을 떨어뜨릴 수 있으므로 LED(124) 만을 선택적으로 노출시키는 반사시트(134)가 동원될 수 있고, 이를 위한 반사시트(134)에는 LED(124)가 일대일 대응 삽입되는 관통홀(136)이 투공되어 LED(124) 만을 자신의 상면으로부터 노출시킨 채 인쇄회로기판(126)을 덮어 가리는 형태를 나타낼 수 있다. 따라서 반사시트(134)는 발광영역(132) 내의 실질적인 바닥면 역할을 한다.
마지막으로 광학시트(146)는 LED(124)로부터 출사된 빛을 균일한 면광원의 형태로 가공하는 역할을 하며, 이를 위해 적어도 하나의 확산시트를 비롯한 프리즘시트가 포함될 수 있고, 측벽부재(130) 상에 안착되어 발광영역(132) 내의 실질적인 천정면 역할과 함께 LED(124)로부터 출사된 빛의 진행경로 상에 놓이게 된다.
이에 따라 LED(124)로부터 발한 빛은 직접 또는 반사시트(134)에 의해 반사되어 액정패널(도 3의 110 참조)을 향하는 전방으로 진행되는 과정 중에 광학시트(146)를 통과하면서 균일한 면광원의 형태로 가공되는바, 이러한 LED 발광유닛(122a)을 커버버툼(도 3의 160 참조) 내면을 따라 사방 연속되게 배열시킴으로써 액정패널(도 3의 110 참조) 전체에 대해 균일한 면광원을 공급할 수 있다.
제 2 실시예
다음으로 첨부된 도 5a와 도 5b는 각각 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 발광유닛(122b)의 분해 사시도와 단면도로서, 앞서 살펴본 제 1 실시예와 동일한 역할을 하는 동일요소에 대해서는 동일부호를 부여하였는바, 중복된 설명은 생략하고 차이점만을 살펴본다.
그 결과 본 실시예에서는 발광영역(132) 내에 LED(124)와 광학시트(146) 사이로 투명윈도우(140)가 개재되어 있는 것을 특징으로 하며, LED(124)를 바라보는 투명윈도우(140)의 배면으로는 소정형상의 반사도트(142)가 부착되어 LED(124)로부터 출사된 빛을 반사 또는 확산시키고 있다.
이때 반사도트(142)의 역할은 LED(124)에서 출사된 직선광을 반사 및 확산시킴으로써 보다 균일한 면광원을 구현함과 동시에 색섞임을 가중시키는 것으로, 이를 위한 반사도트(142)는 반사시트(134)와 유사하게 백색 또는 은색의 시트물로 제조될 수 있고, 적어도 하나의 LED(124)와 일대일 대응될 수 있다. 그리고 투명윈도우(140)는 상기의 반사도트(142)가 LED(124)와 일정거리를 유지하도록 지지하는 역할을 한다.
그리고 이를 제외한 나머지는 앞서의 제 1 실시예와 마찬가지로, 인쇄회로기판(126) 및 여기에 탑재된 적어도 하나의 LED(124)와, 상기 LED(124)의 주변을 둘러 독립된 발광영역(132)을 정의하도록 투명재질, 반투명의 확산재질 또는 불투명의 반사재질로 이루어진 측벽부재(130)와, 상기 측벽부재(130) 상에 안착되어 LED(124) 전방에 놓여지는 광학시트(146)과, LED(124)를 제외한 인쇄회로기판(126) 등의 다른 부분을 가리면서 발광영역(132) 내의 실질적인 바닥면을 이루는 반사시트(134) 등은 앞서와 동일하다.
한편, 앞서 설명을 유보하였던 부분으로서 LED 발광유닛(122)의 발광영역(132)에 실장된 적어도 하나의 LED(124)는 최종적으로 백색광을 제공한다 하였는데, 이를 만족시키는 여러 가지 경우가 가능하다.
즉, 먼저 생각해 볼 수 있는 한 가지 방식은 LED 발광영역(132) 내에 RGB LED(124)가 적어도 하나씩 실장되어 이들의 색섞임에 의한 백색광을 구현하는 경우로서, 이때의 RGB LED(124)는 일정한 단위조합을 이룰 수 있으며, 편의상 각각의 컬러를 나타내는 약자로 표기하면 RGB, GRBG, RGGB, GRBGR 등이 가능하고, 이들 단위조합은 반사시트(134) 상에 일렬 일회배열, 일렬 다회배열, 다열 일회배열, 다열 다회배열 방식으로 배치될 수 있다.
아울러 이들 각각의 경우에 RGB LED(124)의 단위조합은 일직선상에 배치되거나 RGB LED(124)가 각각 삼각형의 꼭지점을 이루는 삼각배치 형태, GRBG 또는 RGGB LED(124)가 각각 사각형의 꼭지점을 이루는 사각배치 형태, GRBGR LED(124)가 각각 중심의 하나와 이를 두르는 사각형의 꼭지점을 이루는 오방배치 형태 등이 가능한바, 이들을 만족시키는 예는 무수히 많다 할 것이다.
또한 이와는 달리 LED 발광유닛(122)의 발광영역(132) 내에 백색광을 발하는 적어도 하나의 W LED(124)가 실장되는 경우도 가능하며, 이의 배치방법은 목적에 따라 얼마든지 자유로울 수 있음은 쉽게 예상할 수 있다.
또는 앞서의 두 가지 경우가 혼합된 예로서, LED 발광유닛(122)의 발광영역(132) 내에 적절한 수량의 RGB LED(124)와 W LED(124)가 소정 형태로 배열되는 것 도 가능함은 물론이다.
그 결과 LED 발광유닛(122)의 발광영역(132)에 실장되는 LED(124)의 배치관계를 나타낸 평면 모식도인 이하의 도 6a 내지 도 6i는 단지 몇 가지 예시에 지나지 않는바, 이중 도 6a는 일직선상에 배치된 RGGB LED(124)의 단위조합이 발광영역(132) 내에서 일회, 일렬로 배열된 경우이고, 도 6b는 일직선상에 배치된 RGGB LED(124)의 단위조합이 발광영역(132) 내에서 2회, 2열로 배열된 경우이며, 도 6c는 일직선상에 배치된 RGGB LED(124)의 단위조합이 발광영역(132) 내에서 2회, 일렬로 배열된 경우이다. 그리고 도 6d는 일직선상에 배치된 RGGB LED(124)의 단위조합이 발광영역(132) 내에서 4회 2열로 배열된 경우이고, 도 6e는 GRBG 또는 RGGB LED(124)의 사각배치가 발광영역(132) 내에서 일회, 일렬로 배열된 경우이며, 도 6f는 RGB LED(124)의 삼각배치가 발광영역(132) 내에서 일회, 일렬로 배열된 경우이다.
또한 이와 달리 도 6g는 자체적으로 백색광을 발하는 W LED(124)가 발광영역 내에 배열된 경우이며, 도 6h는 RGB LED(124)의 삼각배치가 발광영역(132) 내에서 6회 2열로 배열된 경우이지만 특히 RGB LED(124)의 삼각배치 각각을 클러스터 타입으로 모아 배치할 수도 있음을 보인 도면이다.
이때 이상의 모든 배치관계는 앞서 제 1 및 제 2 실시예에 모두 적용될 수 있음은 물론이다.
이상에서 살펴본 본 발명에 따른 LED 발광유닛(122)은 별도의 백라이트구동 회로에 의해 동작이 제어될 수 있고, 이러한 백라이트구동회로는 실장면적의 최소화를 위해 커버버툼(도 3의 160 참조, 이하 동일하다.) 배면으로 구비될 수 있는바, 각각의 LED 발광유닛은 적절한 방법을 통해서 백라이트구동회로와 접속된다.
이때 본 발명에 따른 LED 발광유닛(122)이 백라이트구동회로에 접속되는 방법은 크게 두 가지가 가능하며, 도 7a와 도 7b는 이들 각각의 예를 설명하기 위한 모식도로서, LED 발광유닛(122)의 일부로서 인쇄회로기판(126) 및 여기에 탑재된 적어도 하나의 LED(124)와, 커버버툼(160) 그리고 상기 커버버툼(160) 배면에 구비되는 백라이트구동회로(190) 일부가 함께 나타나 있다.
먼저, 도 7a에 나타낸 것처럼 본 발명에 따른 LED 발광유닛(122)은 상호 연결된 상태로 백라이트구동회로(190)에 접속될 수 있고, 이를 위해 LED 발광유닛(122) 각각의 인쇄회로기판(126)으로부터는 적어도 하나의 플러그커넥터(127)가 측방으로 돌출됨과 동시에 적어도 하나의 소켓커넥터(128)가 측방을 향해 구비될 수 있다.
그 결과 커버버툼(160) 내면에서 사방 연속되는 LED 발광유닛(122)은 플러그커넥터(127)와 소켓커넥터(128)에 의해 열 또는 행별 내지는 모두가 상호 접속된 형태를 나타내며, 최종적으로 임의의 플러그커넥터(127) 및/또는 소켓커넥터(128)가 별도의 케이블(200)을 통해 커버버툼(160) 배면의 백라이트구동회로(190)와 연결되는 방식을 나타낼 수 있다.
다음으로 도 7b는 커버버툼(160) 내면을 따라 사방연속 배열된 LED 발광유닛(122) 각각이 커버버툼(160) 배면의 백라이트구동회로(190)과 일대일 대응 연결되 는 형태를 나타내며, 이를 위해 LED 발광유닛(122) 각각의 인쇄회로기판(126) 배면으로부터는 커넥터단자(129)가 하방 돌출되고, 커버버툼(160)에는 이들 각각의 커넥터단자(129)가 삽입되는 커넥팅홀(162)이 구비되어 있다.
따라서 커버버툼(160) 내면을 따라 사방연속 배열되는 LED 발광유닛(122) 각각의 커넥터단자(129)는 커버버툼(160)의 커넥팅홀(162)을 통해 커버버툼(160) 배면으로 노출되고, 여기에 백라이트구동회로(190)가 납땜 등의 방법을 통해 직접 접속될 수 있다.
이상에서 살펴본 본 발명에 따른 LED 백라이트어셈블리는 LED 발광유닛 각각이 백색의 균일한 면광원을 제공하며, 이러한 LED 발광유닛은 커버버툼 내면을 따라 사방연속 배열되는바, 액정패널 전체에 대해 균일한 백색의 면광원을 제공할 수 있는 장점이 있다. 이때 특히 각각의 LED 발광유닛은 개별화된 낱개의 형태를 나타내고 있어 일부 LED의 고장이나 파손 시에 해당되는 LED 발광유닛 만을 교체하면 되며, 그 결과 수리 및 교체에 드는 비용과 노력 및 시간을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다. 아울러 앞서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 LED 발광유닛 내에 실장되는 LED의 배치예는 사실상 제한이 없고, 따라서 사용자 목적에 따라 전체 또는 일부 LED에 대한 임의적인 자리배치 변화가 얼마든지 자유로운 특징이 있다.
특히 이들 각각의 LED 발광유닛은 독립적인 발광영역을 정의함과 동시에 개별적인 낱개단위로 구동 가능하고, 따라서 분할구동에 매우 적합한 잇점을 보인다.

Claims (17)

  1. 사방연속으로 배열되는 다수의 LED 발광유닛을 포함하는 LED 백라이트어셈블리에 있어서,
    상기 다수의 LED 발광유닛은 각각,
    전방으로 빛을 발하는 다수의 LED와;
    상기 다수의 LED를 상면으로부터 노출시키는 반사시트와;
    상기 다수의 LED 주변을 둘러 독립된 발광영역 정의하는 측벽부재와;
    상기 다수의 LED 전방을 가리도록 상기 측벽부재 상에 안착되는 광학시트
    를 포함하고,
    상기 다수의 LED 발광유닛의 상기 반사시트는 서로 독립적으로 형성되고, 상기 다수의 LED 발광유닛의 상기 광학시트는 서로 독립적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트어셈블리.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 LED 발광유닛은 각각,
    상기 발광영역 내에서 상기 다수의 LED와 상기 광학시트 사이로 개재되는 투명윈도우와;
    상기 다수의 LED를 바라보는 상기 투명윈도우 배면에 부착된 다수의 반사도트
    를 더욱 포함하는 LED 백라이트어셈블리.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 LED 발광유닛은 각각, 상기 다수의 LED가 탑재되는 인쇄회로기판을 더욱 포함하는 LED 백라이트어셈블리.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광학시트는 확산시트를 포함하는 LED 백라이트어셈블리.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 측벽부재는 투명재질, 불투명의 반사재질 또는 반투명의 확산재질 중 선택된 하나의 판 형상인 LED 백라이트어셈블리.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 측벽부재는 서로 수직한 네 변을 제공하고,
    상기 다수의 LED 발광유닛은 각각 육면체 형상인 LED 백라이트어셈블리.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 LED는 W(white) LED를 포함하는 LED 백라이트어셈블리.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 LED는,
    색섞임에 의한 백색광을 구현하도록 R(Red), G(Green), B(Blue) LED를 적어도 하나씩 포함하는 단위조합을 이루는 LED 백라이트어셈블리.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 다수의 LED는,
    상기 단위조합의 일렬 일회배열, 상기 단위조합의 일렬 다회배열, 상기 단위조합의 다열 일회배열, 상기 단위조합의 다열 다회배열 중 선택된 하나의 배열인 LED 백라이트어셈블리.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 단위조합은 일직선상에 배치된 RGB, GRBG, RGGB, GRBGR 중 선택된 하나 인 LED 백라이트어셈블리.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 단위조합은 RGB의 삼각배열, GRBG 또는 RGGB의 사각배열, GRBGR의 오방배열 중 선택된 하나인 LED 백라이트어셈블리
  12. 제 3항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판으로부터 측방 돌출된 적어도 하나의 플러그커넥터와;
    상기 인쇄회로기판으로부터 측방을 향해 구비된 적어도 하나의 소켓커넥터
    를 더욱 포함하여, 사방연속으로 배열되는 상기 다수의 LED 발광유닛의 상기 적어도 하나의 플러그커넥터와 상기 적어도 하나의 소켓커넥터가 상호 접속되는 LED 백라이트어셈블리.
  13. 제 3항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판으로부터 하방 돌출된 커넥터단자
    를 더욱 포함하는 LED 백라이트어셈블리.
  14. 삭제
  15. 제 1항 내지 제 13 항 중 어느 하나의 선택된 항의 기재에 따른 LED 백라이트어셈블리를 이용한 액정표시장치모듈로서,
    상기 다수의 LED 발광유닛이 사방연속으로 안착되는 커버버툼과;
    상기 다수의 LED 발광유닛의 상기 광학시트 상에 안착되는 액정패널과;
    상기 LED 백라이트어셈블리와 상기 액정패널 가장자리를 테두리하는 서포트메인과;
    상기 액정패널 전면 가장자리를 테두리하는 탑커버와;
    상기 커버버툼 배면으로 구비되어, 상기 다수의 LED 발광유닛과 각각 전기적으로 접속되는 백라이트구동회로
    를 더욱 포함하는 액정표시장치모듈.
  16. 제 12항의 기재에 따른 LED 백라이트어셈블리를 이용한 액정표시장치모듈로서,
    상기 다수의 LED 발광유닛이 사방연속으로 안착되는 커버버툼과;
    상기 다수의 LED 발광유닛의 상기 광학시트 상에 안착되는 액정패널과;
    상기 LED 백라이트어셈블리와 상기 액정패널 가장자리를 테두리하는 서포트메인과;
    상기 액정패널 전면 가장자리를 테두리하는 탑커버와;
    상기 커버버툼 배면에 구비되어 상기 다수의 LED 발광유닛의 상기 적어도 하나의 플러그커넥터 및 상기 적어도 하나의 소켓커넥터와 케이블로 연결되는 백라이트구동회로
    를 포함하는 액정표시장치모듈.
  17. 제 13항의 기재에 따른 LED 백라이트어셈블리를 이용한 액정표시장치모듈로서,
    상기 다수의 LED 발광유닛이 사방연속으로 안착되며, 상기 다수의 LED 발광유닛의 상기 커넥터단자가 각각 관통 삽입되는 다수의 커넥팅홀이 구비된 커버버툼과;
    상기 다수의 LED 발광유닛의 상기 광학시트 상에 안착되는 액정패널과;
    상기 LED 백라이트어셈블리와 상기 액정패널 가장자리를 테두리하는 서포트메인과;
    상기 액정패널 전면 가장자리를 테두리하는 탑커버와;
    상기 커버버툼 배면에 구비되어 상기 다수의 LED 발광유닛의 상기 커넥터단자를 통해 상기 다수의 LED 발광유닛과 각각 전기적으로 접속되는 백라이트구동회로
    를 포함하는 액정표시장치모듈.
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