KR101322167B1 - 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 액정 표시장치 - Google Patents

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Abstract

백라이트 유닛 및 이를 구비하는 액정 표시장치가 개시된다. 백라이트 유닛은, 점광원 및 점광원에 대응하는 위치에 제1 삽입홀이 형성된 몸체부를 구비하며, 광을 출사하며 제1 삽입홀을 통해 점광원을 노출시키는 점광원 유닛; 점광원에 대응하는 위치에 제2 삽입홀이 형성되어 있으며, 점광원 유닛을 실장하는 인쇄회로기판; 및 제1 및 제2 삽입홀에 삽입되는 돌출부를 구비하며, 인쇄회로기판을 수납하는 바텀 커버를 포함한다.
액정 표시장치, 점광원, 인쇄회로기판, 바텀 커버, 돌출부, 방열

Description

백라이트 유닛 및 이를 구비하는 액정 표시장치 {BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY COMPRISING THE SAME}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 점광원 유닛을 보다 구체적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 인쇄회로기판을 보다 구체적으로 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 바텀 커버를 보다 구체적으로 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 백라이트 유닛의 방열 구조의 제1 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 백라이트 유닛의 방열 구조의 제2 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 백라이트 유닛을 구비하는 액정 표시장치의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 분해 사시도이다.
{도면의 주요부분에 대한 부호의 설명}
100: 백라이트 유닛 102: 점광원 유닛
104: 점광원 106: 몸체부
108: 제1 삽입홀 114: 제1 인쇄회로기판
116: 제2 삽입홀 118: 바텀 커버
124: 돌출부 200: 액정 표시장치
202: 액정 패널
본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 액정 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 수광형 표시장치로 분류되는 액정 표시장치는 화상을 표시하는 액정 패널 이외에 상기 액정 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함한다.
백라이트 유닛은 액정 패널에 광을 제공하기 위해 광원 유닛 및 상기 광원 유닛을 수납하는 바텀 커버를 포함할 수 있다.
종래에는 상기 광원 유닛으로 안정적인 조도 및 광도 특성을 가지며 백색광을 출사하는 냉음극관 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL) 유닛을 주로 사용하였다.
그러나, 냉음극관 형광램프 유닛은 박형화에 한계가 있으며, 높은 소비 전력을 요구할 뿐만 아니라 색재현성이 떨어진다라는 문제점이 있다.
이에, 최근에는 상기 광원 유닛으로 점광원 유닛을 사용하는 추세이다. 점광 원 유닛은 광을 출사하는 점광원을 구비할 수 있으며, 상기 점광원을 구동하기 위한 도선들이 형성된 기판 상에 실장된 형태로 바텀 커버에 수납될 수 있다. 여기서, 상기 점광원은 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)일 수 있다.
점광원 유닛에 구비되는 점광원은 그 성능이 온도 상승에 따라 급격하게 감소하는 특성을 나타낸다.
이 때문에, 백라이트 유닛의 품질은 점광원 유닛의 방열 효율에 크게 좌우될 수 있다.
종래에는 점광원 유닛의 효율적인 방열을 위해 점광원 유닛을 실장하기 위한 기판으로 금속 코어 인쇄회로기판(Metal Core Printed Circuit Board: MCPCB)을 주로 사용하고 있다.
그러나, 상기 금속 코어 인쇄회로기판은 자신에 형성된 도선들을 이용하여 병렬 회로를 구성하기 위해 금속 코어 인쇄회로기판의 레이어 수를 증가시킬 경우, 방열 효과가 현저히 떨어진다라는 문제점이 있다. 이는 도선들이 형성된 레이어 간에 열전도율이 낮은 재질을 갖는 레이어를 삽입하기 때문이다.
또한, 상기 금속 코어 인쇄회로기판은 절연 특성이 좋은 일반적인 인쇄회로기판에 비해 상대적으로 비싸다라는 문제점이 있다.
이 때문에, 백라이트 유닛의 제조 단가가 상승하는 문제점이 있다.
이러한 문제점들은 상기 백라이트 유닛을 구비하는 액정 표시장치에 그대로 전가될 수 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 효율적인 방열 구조를 갖는 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 액정 표시장치를 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 제조 단가를 절감할 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 액정 표시장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은, 점광원 및 상기 점광원에 대응하는 위치에 제1 삽입홀이 형성된 몸체부를 구비하며, 광을 출사하며 상기 제1 삽입홀을 통해 상기 점광원을 노출시키는 점광원 유닛; 상기 점광원에 대응하는 위치에 제2 삽입홀이 형성되어 있으며, 상기 점광원 유닛을 실장하는 인쇄회로기판; 및 상기 제1 및 제2 삽입홀에 삽입되는 돌출부를 구비하며, 상기 인쇄회로기판을 수납하는 바텀 커버를 포함한다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시장치는, 점광원 및 상기 점광원에 대응하는 위치에 제1 삽입홀이 형성된 몸체부를 구비하며, 광을 출사하며 상기 제1 삽입홀을 통해 상기 점광원을 노출시키는 점광원 유닛; 상기 점광원에 대응하는 위치에 제2 삽입홀이 형성되어 있으며, 상기 점광원 유닛을 실장하는 인쇄회로기판; 상기 제1 및 제2 삽입홀에 삽입되는 돌출부를 구비 하며, 상기 인쇄회로기판을 수납하는 바텀 커버; 및 상기 점광원 유닛으로부터 출사되는 광을 이용하여 화상을 표시하는 액정 패널을 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 액정 표시장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)은 액정 표시장치에 구비될 수 있다. 본 발명의 실시에에 따른 백라이트 유닛(100)이 액정 표시장치에 구비될 경우, 상기 백라이트 유닛(100)은 액정 표시장치의 액정 패널에 광을 제공할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)은 점광원 유닛(102), 제1 인쇄회로기판(114) 및 바텀 커버(118)를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)은 도광판(126)을 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)은 반사판 및 광학 시트를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 반사판 및 광학 시트가 백라이트 유닛(100)에 구비될 시, 반사판 및 광학 시트 각각은 도광판(126)의 하부 및 상부 각각에 배치될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 점광원 유닛을 보다 구체적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 점광원 유닛(102)은 제1 인쇄회로기판(114) 상에 실장된 형태로 바텀 커버(118)에 수납될 수 있다. 이러한 점광원 유닛(102)은 자신으로부터 생성된 광을 도광판(126) 방향으로 출사할 수 있다.
이를 위해, 점광원 유닛(102)은 점광원(104) 및 몸체부(106)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 점광원 유닛(102)은 리드 프레임(110) 및 형광체(112)를 더 포함할 수 있다.
점광원(104)은 리드 프레임(110)을 통해 제1 인쇄회로기판(114)의 도선들로부터 점광원(104)으로 제공된 구동 전압을 사용하여 광을 생성하며, 생성된 상기 광을 도광판(126) 방향으로 출사할 수 있다. 이때, 상기 생성된 광은 몸체부(106)에 의해 가이드될 수 있다. 여기서, 상기 점광원(104)은, 예를 들어, 적색/녹색/청색 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
몸체부(106)는 몰드 재질로 형성되며, 점광원(104) 및 리드 프레임(110)을 고정시킬 수 있다. 몸체부(106)는 몸체부(106)의 내주면이 점광원(104)으로부터 멀어질수록 점진적으로 확장되는 컵 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 몸체부(106)에는 점광원(104)에 대응하는 위치에 형성되어 점광원(104)의 하부를 노출시키는 제1 삽입홀(108)이 형성되어 있을 수 있다.
리드 프레임(110)은 제1 인쇄회로기판(114)의 도선들을 통해 외부로부터 리드 프레임(110)에 제공된 구동 전압을 점광원(104)에 제공할 수 있다.
이를 위해, 리드 프레임(110)은 점광원(104)의 일측 및 타측 각각과 전기적으로 접속되도록 형성될 수 있다.
형광체(112)는 점광원(104)의 상부를 덮도록 몸체부(106)로 마련된 공간에 충진될 수 있다. 형광체(112)는 점광원(104)으로서 단색광의 발광 다이오드가 사용될 경우에 구비될 수 있다. 이때, 형광체(112)는 단색광의 발광 다이오드로부터 출사된 단색광의 색을 자신의 색과 혼합하여 상기 혼합된 광이 백색광이 되도록 하는 기능을 한다.
도 3은 도 1에 도시된 인쇄회로기판을 보다 구체적으로 설명하기 위한 사시도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 제1 인쇄회로기판(114) 상에는 점광원 유닛(102)이 실장될 수 있다. 제1 인쇄회로기판(114)에는 점광원(104)에 대응하는 위치에 제2 삽입홀(116)이 형성될 수 있다.
이 때문에, 제1 삽입홀(108)에 의해 하부가 노출된 점광원(104)은 제2 삽입홀(116)에 의해 노출될 수 있다.
제1 인쇄회로기판(114)은 FR(Flame Retardant)4 재질로 형성될 수 있다. 여기서, FR4는 에폭시 레진이 함침된 유리섬유가 여러겹 쌓이도록 형성된 것을 말한다. FR4 재질을 갖는 제1 인쇄회로기판(114)은 금속 코어 인쇄회로기판에 비해 상대적으로 저렴하다.
이 때문에, FR4 재질을 갖는 제1 인쇄회로기판(114)을 구비하는 백라이트 유닛(100)의 제조 단가뿐만 아니라, 상기 백라이트 유닛(100)을 구비하는 액정 표시 장치의 제조 단가를 절감할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 바텀 커버를 보다 구체적으로 설명하기 위한 사시도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 바텀 커버(118)는 제1 인쇄회로기판(114) 및 도광판(126)을 수납할 수 있다.
이를 위해, 바텀 커버(118)는 바닥부(120) 및 상기 바닥부(120)로부터 연장되도록 형성된 측부(122)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 바닥부(120) 및 측부(122)로 인해 수납 공간이 마련될 수 있으며, 상기 수납 공간에 제1 인쇄회로기판(114) 및 도광판(126)이 수납될 수 있다.
바텀 커버(118)의 측부(122) 상에는 상기 점광원(104)에 대응하는 위치에 내측으로 돌출되도록 형성된 돌출부(124)가 형성되어 있다. 이러한 돌출부(124)는 상기 제1 및 제2 삽입홀(108, 116)에 삽입될 수 있다. 이를 위해, 돌출부(124)는 제1 및 제2 삽입홀(108, 116)에 삽입될 수 있는 크기를 갖도록 형성될 수 있으며, 그 형상은 한정되지 않는다. 예를 들어, 돌출부의 형상은 다면체형, 원기둥(circular cylinder)형, 원뿔대(circular truncated cone)형, 각기둥(prism)형 및 각뿔대(frustum of pyramid)형 중 어느 하나일 수 있다.
바텀 커버(118)는 백라이트 유닛(100)의 강성 및 방열을 위해 기계적 특성 및 열전도율 특성이 좋은 금속 재질로 형성될 수 있다.
상기의 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)에서 점광원 유닛(102)으로부터 발생된 열은 바텀 커버(118)의 돌출부(124)를 통해 효과적으 로 외부로 방출될 수 있다. 이와 같은 백라이트 유닛(100)의 방열 구조에 대해 도 5 및 도 6 각각을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 5는 도 1에 도시된 백라이트 유닛의 방열 구조의 제1 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 점광원 유닛(102)이 실장된 제1 인쇄회로기판(114)이 바텀 커버(118)에 수납되면, 바텀 커버(118)의 돌출부(124)는 제1 및 제2 삽입홀(108, 116)에 삽입될 수 있다. 이때, 제1 삽입홀(108, 116)에 의해 점광원(104)의 하부가 노출될 수 있으므로, 상기 점광원(104) 및 바텀 커버(118)의 돌출부(124)는 서로 접촉할 수 있다.
이 때문에, 점광원(104)으로부터 발생된 열은 자신과 접촉하는 바텀 커버(118)의 돌출부(124)를 통해 외부로 쉽게 방출될 수 있다.
한편, 백라이트 유닛(100)에 진동 및 충격 등과 같은 외력이 유입되었을 시, 서로 접촉된 점광원(104) 및 바텀 커버(118)의 돌출부(124)는 상기 외력에 의해 접촉되지 않을 수 있다.
이로 인해, 점광원(104)으로부터 발생된 열이 쉽사리 방출되지 못할 수 있으므로, 스크류 등을 통해 상기 제1 인쇄회로기판(114)을 바텀 커버(118)의 측부(122)에 고정시킬 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 백라이트 유닛의 방열 구조의 제2 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 점광원 유닛(102)이 실장된 제1 인쇄회로기판(114)이 바텀 커버(118)에 수납되면, 바텀 커버(118)의 돌출부(124)는 제1 및 제2 삽입홀(108, 116)에 삽입될 수 있다. 이때, 상기 점광원 유닛(102)의 점광원(104) 및 상기 바텀 커버(118)의 돌출부(124) 사이에 솔더(solder: 128)가 개재되어 있을 수 있다. 즉, 점광원(104) 및 상기 바텀 커버(118)의 돌출부(124)는 솔더링되어 있을 수 있다.
이 때문에, 점광원(104)으로부터 발생된 열은 솔더(128)를 경유하여 바텀 커버(118)의 돌출부(124)를 통해 외부로 쉽게 방출될 수 있다.
이와 같이, 상기 점광원 유닛(102)의 점광원(104) 및 상기 바텀 커버(118)의 돌출부(124) 사이에 솔더(128)가 개재되면, 외력에 보다 강한 구조를 갖게 된다라는 장점이 있다.
한편, 상기 점광원 유닛(102)의 점광원(104) 및 상기 바텀 커버(118)의 돌출부(124) 상기 솔더(128) 대신 열전도성 테이프가 개재되어도 무방하다.
상기 제1 및 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)의 방열 구조에서는 제2 삽입홀(116)이 형성된 제1 인쇄회로기판(114)을 사용할 수 있다.
이 때문에, 제1 인쇄회로기판(114)의 도선들을 이용하여 병렬 회로를 구성하기 위해 제1 인쇄회로기판(114)의 레이어 수를 증가시킬 경우에도 방열 효율이 유지될 수 있다.
도 7은 도 1에 도시된 백라이트 유닛을 구비하는 액정 표시장치의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 분해 사시도이다. 도 7에 도시된 백라이트 유닛은 도 1에 도시된 백라이트 유닛과 동일하므로, 동일 번호를 사용하여 설명하며, 중복되는 설명은 생략하고, 그 특징에 대해서만 설명한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치(200)는 액정의 전기광학 특성을 이용하여 화상을 표시할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치(200)는 백라이트 유닛(100) 및 액정 패널(202)을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(100)은 액정 패널(202)의 하부에 배치될 수 있으며, 액정 패널(202)에 광을 제공할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)은 점광원 유닛(102), 제1 인쇄회로기판(114) 및 바텀 커버(118)를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)은 도광판(126)을 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)은 반사판 및 광학 시트를 더 포함할 수 있다.
액정 패널(202)은 백라이트 유닛(100) 상부에 배치되며, 백라이트 유닛(100)으로부터 제공된 광, 즉, 점광원 유닛(102)으로부터 출사된 광을 이용하여 화상을 표시할 수 있다. 여기서, 액정 패널(202)은 스크류 및/또는 후크를 통해 바텀 커버(118)와 체결되는 탑 커버(212)에 의해 백라이트 유닛(100) 상부에 고정될 수 있다.
이를 위해, 액정 패널(202)은 액정을 사이에 두고 서로 대향하는 컬러 필터 기판(204) 및 박막 트랜지스터 기판(206)을 포함할 수 있다.
컬러 필터 기판(204)은 액정 패널(202)을 통해 디스플레이되는 화상의 색상을 구현할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(206)은 액정 패널(202)을 구동하기 위한 구동 회로 부품들이 실장된 제2 인쇄회로기판(208)으로부터 제공되는 구동 전압에 응답하여 구동 필름(210)을 통해 제2 인쇄회로기판(208)으로부터 제공되는 구동 전압을 액정에 인가할 수 있다.
이상 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명에 따르면, 점광원 유닛 및 이를 실장하기 위한 인쇄회로기판 각각에 형성된 삽입홀에 삽입된 바텀 커버의 돌출부를 통해 점광원으로부터 발생되는 열을 외부로 쉽게 방출할 수 있다. 이러한 방열 효과는 인쇄회로기판에 형성된 도선들을 이용하여 병렬 회로를 구성하기 위해 인쇄회로기판의 레이어 수를 증가시킬 경우에도 유지될 수 있다. 또한, 인쇄회로기판으로 금속 코어 인쇄회로기판 대신 상대적으로 저렴한 인쇄회로기판을 사용할 수 있으므로 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 액정 표시장치의 제조 단가를 절감할 수 있다.

Claims (14)

  1. 점광원 및 상기 점광원에 대응하는 위치에 제1 삽입홀이 형성된 몸체부를 구비하며, 광을 출사하며 상기 제1 삽입홀을 통해 상기 점광원을 노출시키는 점광원 유닛;
    상기 점광원에 대응하는 위치에 제2 삽입홀이 형성되어 있으며, 상기 점광원 유닛을 실장하는 인쇄회로기판; 및
    상기 제1 및 제2 삽입홀에 삽입되는 돌출부를 구비하며, 상기 인쇄회로기판을 수납하는 바텀 커버를 포함하고;
    상기 점광원 유닛의 점광원 및 상기 바텀 커버의 돌출부는 서로 직접 접촉하되;
    상기 점광원 및 상기 돌출부 간의 접촉이 외력에 의해 해제되는 것을 방지하기 위해 상기 점광원 유닛의 점광원 및 상기 바텀 커버의 돌출부 사이에는 솔더(solder) 또는 열전도성 테이프가 더 개재되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 점광원 유닛의 점광원은 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 FR(Flame Retardant)4 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 바텀 커버는 금속 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  8. 점광원 및 상기 점광원에 대응하는 위치에 제1 삽입홀이 형성된 몸체부를 구비하며, 광을 출사하며 상기 제1 삽입홀을 통해 상기 점광원을 노출시키는 점광원 유닛;
    상기 점광원에 대응하는 위치에 제2 삽입홀이 형성되어 있으며, 상기 점광원 유닛을 실장하는 인쇄회로기판;
    상기 제1 및 제2 삽입홀에 삽입되는 돌출부를 구비하며, 상기 인쇄회로기판을 수납하는 바텀 커버; 및
    상기 점광원 유닛으로부터 출사되는 광을 이용하여 화상을 표시하는 액정 패널을 구비하고;
    상기 점광원 유닛의 점광원 및 상기 바텀 커버의 돌출부는 서로 직접 접촉하되;
    상기 점광원 및 상기 돌출부 간의 접촉이 외력에 의해 해제되는 것을 방지하기 위해 상기 점광원 유닛의 점광원 및 상기 바텀 커버의 돌출부 사이에는 솔더(solder) 또는 열전도성 테이프가 더 개재되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
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