KR101338679B1 - 백라이트 유닛 이를 구비한 액정표시장치. - Google Patents

백라이트 유닛 이를 구비한 액정표시장치. Download PDF

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Abstract

본 발명은 박형화를 유지함과 동시에 발광 다이오드로부터 발광한 광의 손실을 줄일 수 있는 구조의 백라이트 유닛이 개시된다. 본 발명의 백라이트 유닛은 적어도 하나 이상의 발광 다이오드와, 발광 다이오드와 일면을 이루도록 배치된 도광판과, 적어도 하나 이상의 발광 다이오드가 실장된 연성회로기판과 도광판의 일측면과 발광 다이오드의 출사면을 밀착되게 하기 위해 연성회로기판을 얼라인시키는 위치지정부재를 포함하여 이루어진다.
도광판, 밀착, 발광 다이오드, 광손실, 얼라인

Description

백라이트 유닛 이를 구비한 액정표시장치.{BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 절단한 액정표시장치를 도시한 단면도.
도 3은 도 1의 위치지정부재를 도시한 사시도.
도 4는 도 1의 위치지정부재와 연성회로기판의 체결되는 모습을 도시한 사시도.
도 5는 도 1의 위치지정부재와 연성회로기판의 체결된 상태를 도시한 사시도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
120 : 백라이트 유닛 150 : 발광 다이오드
151 : 제 2 연성회로기판 160 : 도광판
180 : 서포트 메인 200 : 위치지정부재
201 : 바디부 203a, 203b : 제 1 고정부
205 : 제 2 고정부
본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 광의 손실을 줄일 수 있는 구조의 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 표시장치는 소정의 데이터를 영상으로 출력하기 위해 사용된다. 그 중에서도 특히, 액정표시장치(LCD : liquid crystal display)는 액정(liquid crystal)을 이용하여 영상을 표시하는 평판표시장치의 하나로서, 다른 표시장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 구동전압 및 낮은 소비전력을 갖는 장점이 있어, 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.
상기 액정표시장치는 박막 트랜지스터(TFT : thin film transistor) 기판, 상기 박막 트랜지스터 기판에 대향하는 컬러필터(CF : color filter) 기판 및 상기 두 기판 사이에 개재되어 전기적인 신호가 인가됨에 따라 광의 투과율을 변경시키는 액정으로 이루어진 액정표시패널(liquid crystal display panel)을 포함한다. 또한, 상기 액정표시장치는 액정표시패널을 구동하기 위한 전기적인 신호를 액정표시패널에 인가하기 위한 패널구동부를 더 포함한다.
상기 액정표시패널은 자체적으로 발광을 하지 못하는 수광 소자이기 때문에 소정의 영상을 표시하기 위해서는 소정의 휘도 이상의 광을 제공하는 백라이트 유닛을 필요로 한다.
상기 백라이트 유닛은 광을 제공하는 광원 및 상기 광원으로부터 제공되는 광의 휘도 특성을 향상시키는 광학부재들을 포함한다. 상기 광학부재들은 상기 광원으로부터 조사된 광을 면광으로 변환하여 상기 액정표시패널의 직하에서 조사하 는 도광판을 포함한다. 또한, 휴대 전화기와 같은 중소형 액정표시장치의 구조에서는 상기 광원으로 고휘도의 발광 다이오드(LED : light emitting eiode)가 일반적으로 사용된다.
상기 발광 다이오드(LED)를 광원으로 사용하는 액정표시장치는 소정의 회로 패턴이 형성된 연성회로기판(FPC : flexible printed circuit board) 상에 상기 발광다이오드(LED)가 실장되고, 상기 도광판의 측부에 상기 발광 다이오드가 배치되어 상기 액정표시패널에 광을 제공하는 방법을 사용하고 있다.
이와 같은 구조의 중소형 액정표시장치는 백라이트 유닛의 구성들을 고정하기 위해 접착테입을 사용하고 있고, 상기 백라이트 유닛의 조립공정을 작업자가 수행하기 때문에 백라이트 유닛의 구성들 간에 얼라인 불량에 따라 발광 다이오드와 도광판 사이의 간격 차가 발생할 수 있다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 연성회로기판을 고정하는 접착테입은 작업자의 오작업에 의해 반복되는 착탈 등으로 접착력이 약해져 얼라인 불량에 따라 발광 다이오드와 도광판 사이의 간격 차가 발생할 수 있고, 착탈시의 충격으로 발광 다이오드의 점등 불량을 야기할 수 있다.
이상에서 설명한 발광 다이오드와 도광판의 간격 차 및 점등 불량은 발광 다이오드가 배치된 영역 주변에서 휘도 편차(hot spot)를 야기하여 액정표시장치의 표시 품질을 저하시키는 문제가 있었다.
본 발명은 얼라인 불량을 개선할 수 있는 백라이트 유닛을 제공함에 그 목적 이 있다.
또한, 본 발명은 표시품질을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은,
적어도 하나 이상의 발광 다이오드;
상기 발광 다이오드와 일면을 이루도록 배치된 도광판;
상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드가 실장된 연성회로기판; 및
상기 도광판의 일측면과 상기 발광 다이오드의 출사면을 밀착되게 하기 위해 상기 연성회로기판을 얼라인시키는 위치지정부재를 포함하여 이루어진다.
또한, 액정표시장치는,
액정표시패널;
상기 액정표시패널의 배면에 배치되어 광을 발광하는 적어도 하나 이상의 발광 다이오드;
상기 발광 다이오드와 일면을 이루도록 배치된 도광판;
상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드가 실장된 연성회로기판; 및
상기 도광판의 일측면과 상기 발광 다이오드의 출사면을 밀착되게 하기 위해 상기 연성회로기판을 얼라인시키는 위치지정부재를 포함하여 이루어진다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 절단한 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(110), 패널 구동부(113) 및 백라이트 유닛(120)을 포함하여 구성된다.
상기 액정표시패널(110)은 박막 트랜지스터 기판(111), 상기 박막 트랜지스터 기판(111)과 대향하여 결합되는 컬러필터 기판(112) 및 상기 박막 트랜지스터 기판(111)과 컬러필터 기판(112) 사이에 주입되는 액정층(미도시)을 포함한다.
상기 박막 트랜지스터 기판(111)은 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(TFT, 미도시)가 매트릭스 형태로 형성되어 있는 투명한 유리 기판이다. 상기 박막 트랜지스터들의 소스 및 게이트 단자에는 각각 데이터 및 게이트 라인이 연결되고, 드레인 단자에는 투명한 도전성 재질인 인듐 틴 옥사이드(ITO : indium thin oxide)로 이루어진 화소전극이 연결된다.
상기 컬러필터 기판(112)은 상기 박막 트랜지스터 기판(111)에 일정 간격 이격되어 배치된다. 상기 컬러필터 기판(112)은 광이 통과하면 소정의 색으로 발현되는 색화소인 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 색화소가 박막 공정에 의해 형성된 기판이다. 상기 컬러필터 기판(112)의 전면에는 투명한 도전성 물질 예를 들어, 인튬 틴 옥사이드(ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(IZO : indium zinc oxide)로 이루어진 공통전극이 형성된다.
위와 같은 구조의 액정표시패널(110)은 상기 박막 트랜지스터의 게이트 단자에 전원이 인가되어 상기 박막 트랜지스터가 턴-온되면, 화소전극과 공통전극 사이에서 전계가 형성되고, 이러한 전계에 의해 상기 박막 트랜지스터 기판(111)과 컬러필터 기판(112) 사이에 게재된 액정의 배열이 변화되어 광원으로부터 공급된 광의 투과도가 변경되어 원하는 계조의 영상을 얻게 된다.
상기 액정표시패널(110)을 구동시키는 패널 구동부(113)는 구동 칩(114)과, 제 1 연성회로기판(115)으로 이루어진다. 상기 구동 칩(114)은 상기 박막 트랜지스터 기판(111)의 일측에 실장되어 상기 데이터 라인 및 게이트 라인에 구동신호를 인가한다. 이러한 구동 칩(111)은 데이터 라인용 칩과 게이트 라인용 칩으로 분리된 두 개 이상의 칩으로 구성되거나, 이들을 통합한 하나의 칩으로 구성될 수 있고, COG(chip on glass) 공정에 의하여 박막 트랜지스터 기판(111)의 일측에 실장된다.
상기 제 1 연성회로기판(115)은 상기 박막 트랜지스터 기판(111)의 일측에 실장된 구동 칩(114)에 부착되고, 상기 구동 칩(114)을 제어하기 위한 제어신호를 제공한다. 상기 제 1 연성회로기판(115)은 구동신호의 타이밍을 조절하기 위한 타이밍 컨트롤러나 영상 신호를 저장하기 위한 메모리 등이 실장되며, 이방성 도전필름(ACF)을 매개로 상기 구동 칩(114)과 전기적으로 연결된다.
이상에서 설명한 액정표시패널(110)의 배면에 배치된 백라이트 유닛(120)은 광을 발광하는 복수의 발광 다이오드(150)와, 상기 발광 다이오드(150)에 구동신호를 공급하는 제 2 연성회로기판(151)과, 상기 발광 다이오드(150)와 일면을 이루도 록 배치되어 점광을 면광으로 변환하는 도광판(160)과, 상기 도광판(160)의 배면에 배치되어 광을 반사시키는 반사시트(170)와, 상기 도광판(160) 상에 배치되어 광을 확산 및 집광시키는 광학시트들(130)과, 상기 제 2 연성회로기판(151) 상에 배치되어 상기 발광 다이오드(150)와 도광판(160)을 밀착시키는 위치지정부재(200)를 포함하여 구성된다.
상기 백라이트 유닛(120)은 발광 다이오드(150), 도광판(160), 반사시트(170), 광학시트들(130) 및 위치지정부재(200)를 수납하는 사각 테 형상의 서포트 메인(180)을 더 포함하여 구성된다.
상기 서포트 메인(180)의 일단에는 상기 복수의 발광 다이오드(150)가 배치되는 영역에 복수의 수용홈(183)이 형성된다.
상기 발광 다이오드(150)는 상기 제 2 연성회로기판(151)에 일정한 간격을 두고 실장되며, 상기 서포트 메인(180)에 형성된 복수의 수용홈(183)에 삽입된다.
상기 제 2 연성회로기판(151)은 상기 서포트 메인(180) 상에 얼라인되기 위해 먼저, 상기 위치지정부재(200)에 고정된 후에 상기 위치지정부재(200)에 의해 서포트 메인(180)에 얼라인된다.
상기 위치지정부재(200)는 제 2 연성회로기판(151)과 면접촉되는 바디부(201)와, 상기 바디부(201)의 양단에 구비되어 상기 서포트메인(180)과 고정되는 복수의 제 1 고정부(203a, 203b)와, 상기 제 2 연성회로기판(151)을 감싸는 구조로 이루어져 제 2 연성회로기판(151)을 견고하게 고정하는 복수의 제 2 고정부(205)를 포함하여 구성된다.
상기 제 1 고정부(203a, 203b)는 상기 서포트 메인(180)의 안착홈(181a, 181b)에 안착되어 고정된다. 이러한 제 1 고정부(203a, 203b) 및 안착홈(181a, 181b)은 스크류(screw) 또는 후크구조로 고정될 수 있다.
상기 제 2 고정부(205)는 소정의 간격을 두고 상기 제 2 연성회로기판(151)의 발광 다이오드(150)가 배치된 인접영역을 감싸도록 구비될 수 있다.
상기 제 2 고정부(205)는 소정의 탄성을 갖고 있고, 상기와 같은 탄성에 의해 위치지정부재(200)의 바디부(201)에 상기 제 2 연성회로기판(151)을 견고하게 고정할 수 있다.
상기 복수의 발광 다이오드(150)가 실장된 제 2 연성회로기판(151)은 상기 위치지정부재(200)에 견고하게 고정되고, 상기 위치지정부재(200)는 상기 서포트 메인(180)과 고정됨을 알 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 위치지정부재(200)를 이용하여 제 2 연성회로기판(151)에 실장된 복수의 발광 다이오드(150)와 도광판(160)을 밀착되도록 얼라인함으로써, 휘도 편차(hot spot)를 개선할 수 있다.
또한, 본 발명은 종래의 접착테입을 삭제하고, 위치지정부재(200)를 구비함으로써, 접착테입에 의해 야기되었던 문제(도광판과 발광 다이오드 간의 얼라인 불량 및 착탈시에 충격에 의한 발광 다이오드 점등불량 등)를 근본적으로 개선할 수 있다.
상기 위치지정부재(200)와, 상기 위치지정부재(200)와 제 2 연성회로기 판(151)의 조립은 도 3 내지 도 5를 참고하여 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 도 1의 위치지정부재를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 1의 위치지정부재와 연성회로기판의 체결되는 모습을 도시한 사시도이다.도 5는 도 1의 위치지정부재와 연성회로기판의 체결된 상태를 도시한 사시도이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치지정부재(200)는 제 2 연성회로기판(151)을 견고하게 고정함과 동시에 제 2 연성회로기판(151)의 정확한 얼라인을 위해 구비된다. 즉, 제 2 연성회로기판(151)에 실장된 발광 다이오드(150)와 도광판(160)을 밀착시키는 역할을 한다.
상기 위치지정부재(200)는 발광 다이오드(150)가 실장된 면과 대응되는 면의 제 2 연성회로기판(151)과 면접촉하는 바형상의 바디부(201)와, 상기 바디부(201)의 양단에 구비되어 서포트 메인(180)과 고정되는 복수의 제 1 고정부(203a, 203b)와, 상기 제 2 연성회로기판(151)의 발광 다이오드(150)가 실장된 인접영역을 감싸는 구조로 이루어진 복수의 제 2 고정부(205)를 포함하여 구성된다.
상기 위치지정부재(200)는 강도가 강한 플라스틱 또는 금속재질로 이루어진다. 즉, 상기 바디부(201), 제 1 고정부(203a, 203b) 및 제 2 고정부(205)는 플라스틱 또는 금속재질로써, 일체로 이루어짐을 알 수 있다.
상기 제 1 고정부(203a, 203b)는 본 발명의 일 실시예로서 바디부(201)의 양단에 돌출된 형상으로 이루어져 스크류(screw) 또는 후크구조로 서포트 메인(180)과 고정되는 구조를 갖고 있지만, 이에 한정하지 않고, 바디부(201)의 양단에 홈 또는 홀이 형성되어 스크류(screw)등으로 서포트 메인(180)에 고정될 수 있는 구 조, 후크 형상으로 서포트 메인(180)과 고정될 수 있는 구조 등과 같이, 서포트 메인(180)과 고정될 수 있는 어떠한 구조도 포함될 수 있다.
상기 제 2 고정부(205)는 제 2 연성회로기판(151)을 감싸도록 구부러진 형상으로 이루어지고, 제 2 연성회로기판(151)이 끼워지며 고정될 수 있도록 소정의 탄성을 갖는다.
상기 제 2 고정부(205)는 제 2 연성회로기판(151)의 발광 다이오드(150)가 배치된 인접영역을 감싸는 구조로써, 상기 발광 다이오드(150)에 충격을 주지 않도록 상기 발광 다이오드(150)가 배치된 영역으로부터 일정한 간격을 두고 제 2 연성회로기판(151)을 감싸는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 제 2 연성회로기판(151)에 실장된 발광 다이오드(150)의 출사면과 도광판(160)의 입광부가 밀착되도록 제 2 연성회로기판(151)을 얼라인하는 위치지정부재(200)를 구비함으로써, 휘도 편차(hot spot)를 개선할 수 있다.
또한, 본 발명은 종래의 접착테입을 삭제하고, 위치지정부재(200)를 구비함으로써, 접착테입에 의해 야기되었던 문제(도광판과 발광 다이오드 간의 얼라인 불량 및 작업자의 오작업에 의한 접착테입의 착탈에 의한 충격으로 발광 다이오드 점등불량 등)를 근본적으로 개선할 수 있다.
이상의 설명에서는 하나의 실시예들에 대해 설명되고 있지만, 본 발명에서 추구하는 기술적 사상인 발광 다이오드(150)의 출사면과 도광판(160)의 입광부를 밀착시킬 수 있도록 제 2 연성회로기판(151)을 얼라인하는 위치지정부재(200)의 제 1 및 제 2 고정부(203a, 203b, 205)의 형상이나 위치에 대해서는 더 많은 실시예들이 존재할 수 있다. 따라서, 이상에서 설명되지 않았지만, 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 어떠한 기술도 본 발명의 기술적 사상으로 간주될 수 있을 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 발광 다이오드의 광 출사면과 도광판의 입광부가 밀착될 수 있도록 발광 다이오드가 실장된 연성회로기판을 얼라인하는 위치지정부재가 구비됨으로써, 발광 다이오드의 얼라인 불량을 개선하여 이에 따른 휘도편차(hot spot)를 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 종래의 접착테입을 삭제할 수 있는 구조로써, 적찹테입에 의해 발생했던 도광판과 발광 다이오드 간의 얼라인 불량 및 작업자의 오작업에 의한 접착테입의 착탈에 의한 충격으로 발광 다이오드의 점등불량 등의 문제를 근본적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
이상 설명한 내용을 통해 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (20)

  1. 적어도 하나 이상의 발광 다이오드;
    상기 발광 다이오드와 일면을 이루도록 배치된 도광판;
    상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드가 실장된 연성회로기판; 및
    상기 도광판의 일측면과 상기 발광 다이오드의 출사면을 밀착되게 하기 위해 상기 연성회로기판을 얼라인시키는 위치지정부재를 포함하고,
    상기 위치지정부재는 일측에 발광 다이오드가 실장된 연성회로기판의 타측과 면접촉하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치지정부재의 양단에는 서포트 메인과 고정되는 제 1 고정부가 더 포함된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 위치지정부재의 가장자리 영역에는 상기 연성회로기판을 감싸는 구조로 이루어지는 적어도 하나 이상의 제 2 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 고정부는 소정의 탄성을 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 고정부는 상기 연성회로기판의 발광 다이오드가 실장된 영역과 인접한 영역을 감싸는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 고정부는 상기 위치지정부재와 일체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 서포트 메인의 상기 제 1 고정부와 대응되는 영역에 상기 제 1 고정부가 안착될 수 있는 안착부가 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 고정부와 상기 안착부는 스크류(screw) 또는 후크구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치지정부재는 강도가 강한 플라스틱 또는 금속재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  11. 액정표시패널;
    상기 액정표시패널의 배면에 배치되어 광을 발광하는 적어도 하나 이상의 발광 다이오드;
    상기 발광 다이오드와 일면을 이루도록 배치된 도광판;
    상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드가 실장된 연성회로기판; 및
    상기 도광판의 일측면과 상기 발광 다이오드의 출사면을 밀착되게 하기 위해 상기 연성회로기판을 얼라인시키는 위치지정부재를 포함하고,
    상기 위치지정부재는 일측에 발광 다이오드가 실장된 연성회로기판의 타측과 면접촉하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 위치지정부재의 양단에는 서포트 메인과 고정되는 제 1 고정부가 더 포함된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 위치지정부재의 가장자리 영역에는 상기 연성회로기판을 감싸는 구조로 이루어지는 적어도 하나 이상의 제 2 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 고정부는 소정의 탄성을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 고정부는 상기 연성회로기판의 발광 다이오드가 실장된 영역과 인접한 영역을 감싸는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 고정부는 상기 위치지정부재와 일체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 서포트 메인의 상기 제 1 고정부와 대응되는 영역에 상기 제 1 고정부가 안착될 수 있는 안착부가 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 고정부와 상기 안착부는 스크류(screw) 또는 후크구조로 이루어지 는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  19. 삭제
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 위치지정부재는 강도가 강한 플라스틱 또는 금속재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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