KR101749759B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치는 광을 가이드 하는 도광판, 상기 도광판에 광을 제공하는 광원, 상기 도광판 상에 위치하는 제 1 광학부재, 상기 제 1 광학부재 상에 위치하는 제 1 액정패널, 상기 도광판 하부에 위치하는 제 2 광학부재 및 상기 제 2 광학부재 하부에 위치하는 제 2 액정패널을 포함하며, 상기 광원은 LED 소자 및 상기 LED 소자가 배열된 LED PCB를 포함하고, 상기 LED PCB는 상기 제 1 액정패널과 평행하게 배치될 수 있다.

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 양면형 액정표시장치의 방열 효과를 향상시킬 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
최근, 핸드폰, PDA, 노트북과 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경량박형의 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP), 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diode : OLED) 등이 활발히 연구되고 있으며, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이 용이한 액정표시장치가 각광을 받고 있다.
수광형 표시장치로 분류되는 액정표시장치는 화상을 표시하는 액정패널 이외에 상기 액정패널 하부에 배치되어 상기 액정패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함할 수 있다.
최근에는 일 방향에서만 광을 구현하는 단면형 액정표시장치 외에 양면에서 화상을 구현하는 양면형 액정표시장치가 개발되고 있다. 양면형 액정표시장치는 광원으로부터 제공된 광을 가이드하는 도광판의 양면에 액정패널이 각각 위치하여 양면에서 화상을 구현한다.
도 1은 종래 양면형 액정표시장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래 양면형 액정표시장치(10)는 광을 가이드 하는 도광판(11), 도광판(11)에 광을 제공하는 광원(12), 도광판(11)의 상하부에 각각 위치한 광학부재(16a, 16b), 광학부재(16a, 16b) 상하부에 각각 위치한 액정패널(17a, 17b), 액정패널(17a, 17b)에 각각 연결된 소스 PCB(18a, 18b), 광학부재(16a, 16b) 및 액정패널(17a, 17b)을 고정하는 패널 가이드(19a, 19b) 및 이들을 수납하는 케이스(20a, 20b)로 이루어진다.
상기 광원(12)은 LED PCB(14), LED PCB(14) 상에 배열된 복수의 LED 소자(13)들로 이루어지게 되는데, 양면형 액정표시장치의 특성 상 많은 광량을 제공하는 LED 소자(13)들에서 많은 열이 발생하게 된다. 이를 위해, 종래 액정표시장치(10)는 LED PCB(14)의 후면에 알루미늄 압출바(15)를 형성하여, LED 소자(13)들에서 발생되는 열을 방출하면서 이들을 고정하게 된다.
그러나, 종래 양면형 액정표시장치는 LED 소자들에서 방출되는 열을 알루미늄 압출바(15)에서만 방출하기 때문에 방열 효과가 미비하다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 액정표시장치는 LED 소자들에서 방출되는 열을 효율적으로 방출할 수 있는 액정표시장치를 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치는 광을 가이드 하는 도광판, 상기 도광판에 광을 제공하는 광원, 상기 도광판 상에 위치하는 제 1 광학부재, 상기 제 1 광학부재 상에 위치하는 제 1 액정패널, 상기 도광판 하부에 위치하는 제 2 광학부재 및 상기 제 2 광학부재 하부에 위치하는 제 2 액정패널을 포함하며, 상기 광원은 LED 소자 및 상기 LED 소자가 배열된 LED PCB를 포함하고, 상기 LED PCB는 상기 제 1 액정패널과 평행하게 배치될 수 있다.
상기 LED 소자는 사이드 뷰 타입(side view type)일 수 있다.
상기 제 1 광학부재 및 상기 제 1 액정패널을 고정하는 상부 패널 가이드 및 상기 제 2 광학부재 및 상기 제 2 액정패널을 고정하는 하부 패널 가이드를 더 포함할 수 있다.
상기 LED PCB는 상기 상부 패널 가이드와 상기 하부 패널 가이드 사이에 위치하여 고정될 수 있다.
상기 광원은 LED PCB, 상기 LED PCB 상에 위치하는 구리층 및 상기 구리층 상에 배열된 LED 소자들을 포함할 수 있다.
상기 LED PCB의 폭은 11 내지 15mm일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치는 광원을 구성하는 LED PCB를 액정패널들과 평행하게 배치하고, LED PCB에 배열된 LED 소자들을 사이드 뷰 타입으로 형성함으로써, LED 소자들에서 발생하는 열을 효율적으로 방출할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래 양면형 액정표시장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도.
도 3은 도 2의 I-I'에 따른 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광원을 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광원을 나타낸 평면도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예들을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 I-I'에 따른 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치(100)는 도광판(120), 도광판(120)의 적어도 일측에 구비된 광원(130), 도광판(120) 상에 위치한 제 1 광학부재(140), 제 1 광학부재(140) 상에 위치한 제 1 액정패널(160)을 포함한다. 그리고, 도광판(120)의 하부에 위치한 제 2 광학부재(150), 제 2 광학부재(150) 상에 위치한 제 2 액정패널(170)을 포함한다.
그리고, 제 1 광학부재(140) 및 제 1 액정패널(160)을 고정하는 상부 패널 가이드(180a)가 위치하고, 제 2 광학부재(150) 및 제 2 액정패널(170)을 고정하는 하부 패널 가이드(180b)가 위치한다.
보다 자세하게는, 상부커버(110a)과 하부커버(110b)가 액정표시장치(100)의 케이스의 역할을 하여, 도광판(120), 광원(130), 제 1 및 제 2 광학부재(140, 150), 제 1 및 제 2 액정패널(160) 및 상부 및 하부 패널 가이드(180a, 180b)를 수납한다.
상부커버(110a) 및 하부커버(110b)는 사각틀 형상으로 이루어져 이들이 서로 결합될 수 있다.
상기 도광판(120)은 광원(130)으로부터 입사되는 광을 가이드하여, 선광원을 면광원으로 바꿔주는 역할을 한다. 도광판(120)은 전반사율이 우수한 PMMA(PolyMethylMethAcrylate) 등으로 이루어진다. 그리고, 도광판(120)은 광원의 광을 상부 또는 하부로 제공하게 된다.
광원(130)은 예를 들어, 도광판(120)의 장축 방향을 따라 도광판(120)의 일측에 적어도 1개 이상으로 형성되거나, 도광판(120)의 양측 각각에 1개 이상씩 형성될 수 있다. 광원(130)으로부터 출사된 광은 도광판(120) 내부로 직접 입사될 수 있다.
도광판(120)의 일면 및 타면에 각각 위치하는 제 1 광학부재(140) 및 제 2 광학부재(150)는 도광판(120)으로부터 출사된 광을 확산 또는 집광하는 역할을 한다.
제 1 광학부재(140) 및 제 2 광학부재(150)는 각각 확산시트(141, 151) 및 집광시트(142, 152)로 이루어진다. 확산시트(141, 151)는 도광판(120)으로부터 입사되는 광을 확산시키는 것으로, 광의 휘도를 균일하게 하는 역할을 한다. 그리고, 집광시트(142, 152)는 적어도 프리즘 시트, 마이크로 렌즈 시트, 렌티큘러 렌즈 시트 등일 수 있으며, 광을 집광시켜 휘도를 향상시킨다.
따라서, 도광판(120), 광원(130a, 130b), 제 1 및 제 2 광학부재(140, 150)를 포함하는 백라이트 유닛(200)을 구성한다.
제 1 광학부재(140) 및 제 2 광학부재(150) 상에 각각 위치하는 제 1 액정패널(160) 및 제 2 액정패널(170)은 화상이 구현되는 부분으로, 액정층을 사이에 두고 서로 대향하여 합착된 제 1 기판(161, 171) 및 제 2 기판(162, 172)을 포함할 수 있다.
도면에 도시되지 않았지만, TFT 어레이 기판으로 불리는 제 1 기판(161, 171)에는 다수의 스캔 라인과 데이터 라인이 매트릭스 형상으로 교차하여 복수의 화소가 정의될 수 있다. 각각의 화소에는 신호를 온/오프할 수 있는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)가 구비되고, 박막 트랜지스터에 각각 연결된 화소전극이 위치할 수 있다.
그리고, 컬러필터 기판으로 불리는 제 2 기판(162, 172)에는 복수의 화소에 각각 대응되는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 컬러필터 및 이들을 각각 둘러싸며 스캔 라인과 데이터 라인 및 박막 트랜지스터 등의 비표시소자를 가리는 블랙 매트릭스(black matrix)가 구비될 수 있다. 또한, 이들을 덮는 투명한 공통전극이 구비될 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 액정패널(160, 170)의 적어도 일 측에는 연성회로기판 또는 테이프캐리어패키지(Tape Carrier Package : TCP)와 같은 연결부재(164, 174)를 매개로 인쇄회로기판(163, 173)이 연결되어 모듈화 과정에서 상부 패널 가이드(180a) 및 하부 패널 가이드(180b)에 각각 배치될 수 있다.
상기와 같은 구조의 제 1 액정패널(160) 및 제 2 액정패널(170)은 각각 스캔 라인으로부터 전달되는 게이트 구동회로의 온/오프 신호에 의해 각 스캔 라인 별로 선택된 박막 트랜지스터가 온(On)되면 데이터구동회로의 데이터 전압이 데이터 라인을 통해서 해당 화소전극으로 전달되고, 이에 따라 화소전극과 공통전극 사이의 전기장에 의해 액정분자의 배열방향이 변화되어 투과율 차이를 나타낼 수 있다.
상부 패널 가이드(180a) 및 하부 패널 가이드(180b)는 각각 제 1 광학부재(140)와 제 1 액정패널(160) 및 제 2 광학부재(150)와 제 2 액정패널(170)을 고정하며, 도광판(120) 및 광원(130)을 수납하여 지지하는 역할을 한다.
따라서, 본 발명의 액정표시장치(100)는 백라이트 유닛(200), 제 1 액정패널(160) 및 제 2 액정패널(170)을 수납하여 구성될 수 있다.
한편, 전술한 광원(130)은 LED 어셈블리일 수 있으며, LED 어셈블리는 LED PCB(131) 상에 복수의 LED 소자(135)들이 배열되어 있다.
상기 LED PCB(131)는 제 1 액정패널(160) 또는 제 2 액정패널(170)과 평행하게 배치될 수 있다. 그리고, LED PCB(131)는 상부 패널 가이드(180a) 및 하부 패널 가이드(180b) 사이에 배치되어 이들에 의해 고정된다.
이와 같이, LED PCB(131)가 제 1 액정패널(160) 또는 제 2 액정패널(170)과 평행하게 배치되면, LED PCB(131)의 표면적을 크게 할 수 있다. 즉, 종래보다 LED PCB(131)의 표면적을 크게 할 수 있다. 이에 따라, LED PCB(131) 상에 배열된 복수의 LED 소자(135)들에서 발생하는 열을 외부로 방출하기 용이한 이점이 있다.
그리고, LED PCB(131) 상에 배열된 복수의 LED 소자(135)들은 사이드 뷰 타입(side view type)으로 이루어질 수 있다. 종래 액정표시장치는 LED PCB가 수직하게 배열되어 LED 소자들이 도광판에 광을 제공하기 위해서는 탑 뷰 타입(top view type)으로 이루어졌다.
반면, 본 발명의 LED PCB(131)는 제 1 액정패널(160) 또는 제 2 액정패널(170)과 평행하게 배치되기 때문에, 도광판(120)에 광을 제공하기 위해서는 LED 소자(135)들이 사이드 뷰 타입으로 이루어진다.
상기와 같이, 본 발명의 광원(130)의 구조를 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 광원을 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 발명의 광원을 나타낸 평면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 광원(130)은 LED PCB(131), LED PCB(131) 상에 형성된 구리층(133), 상기 구리층(133)에 접촉하여 배열된 복수의 LED 소자(135)들을 포함한다.
LED PCB(131) 상에 형성된 구리층(133)은 LED 소자(135)들에 전원을 인가하는 배선의 역할과 동시에 열을 방출하는 방열판의 역할을 하게 된다. 그리고, 구리층(133)에 접촉하여 배열된 복수의 LED 소자(135)들은 사이드 뷰 타입으로 이루어져 광을 제공한다.
보다 자세하게, 도 5를 참조하면, LED PCB(131) 상에 구리층(133)이 형성되어 있다. 구리층(133)은 LED 소자(135)들로부터 방출된 열을 방열하는 방열부(A) 및 LED 소자(135)들에 전원을 인가하는 배선부(B)를 포함한다.
상기 방열부(A)는 LED 소자(135)들과 직접 접촉하는 영역이고, 상기 배선부(B)는 LED 소자(135)들과 이격되어 전원을 인가하는 배선들이 형성된 영역이다. 여기서, 배선부(B)는 LED 소자(135)들에 양의 전원을 인가하는 제 1 배선(137)과 음의 전원을 인가하는 제 2 배선(138)들로 이루어진다.
이에 따라, 제 1 배선(137)을 통해 LED 소자(135)들에 양의 전원이 인가되고, 제 2 배선(138)을 통해 음의 전원이 인가되면 LED 소자(135)들에서 광을 방출하게 된다.
도 5에 도시된 광원(130)은 복수의 LED 소자(135)들을 4 그룹으로 나눈 광원(130)을 도시한 것으로, 하나의 제 1 배선(137)에 4 개의 제 2 배선(138)들이 도시되어 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 이루어질 수 있다.
한편, 도 5에서 구리층(133)의 방열부(A)는 제 1 배선(137)으로부터 양의 전원을 인가하면서, LED 소자(135)들에서 방출되는 열을 외부로 발산하는 역할을 한다. 종래 LED PCB의 경우, 구리층(133)의 방열부(A)의 표면적이 작았으나, 본 발명에서는 LED PCB(131)의 폭을 증가시켰기 때문에 구리층(133)의 방열부(A)의 표면적이 매우 크게 형성된다.
즉, 본 발명에서는 LED PCB(131)를 제 1 액정패널 또는 제 2 액정패널과 평행하게 배치함으로써, 구리층(133)의 방열부(A)의 표면적을 크게 형성할 수 있다. 이에 따라, LED PCB(131) 상에 배열된 복수의 LED 소자(135)들에서 방출되는 열은 LED 소자(135)들과 접촉된 구리층(133)의 방열부(A)로 전도되게 되고, 구리층(133)의 방열부(A)에서는 전도된 열을 큰 표면적에서 외부로 방출하게 된다.
이에 따라, 본 발명의 LED PCB(131)의 폭(w)은 11 내지 15mm일 수 있다. 여기서, LED PCB(131)의 폭(w)이 11mm 이상이면, LED 소자(135)들로부터 방출된 열을 효율적으로 방열할 수 있는 이점이 있고, LED PCB(131)의 폭(w)이 15mm 이하이면, 액정표시장치의 외곽 영역이 커지는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
상기와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치는 광원을 구성하는 LED PCB를 액정패널들과 평행하게 배치하고, LED PCB에 배열된 LED 소자들을 사이드 뷰 타입으로 형성함으로써, LED 소자들에서 발생하는 열을 효율적으로 방출할 수 있는 이점이 있다.
하기 표 1은 종래 액정표시장치의 광원과 본 발명의 액정표시장치의 광원을 구동하여 각 부분 별로 온도를 측정한 결과를 나타낸다.
종래 액정표시장치 본 발명의 액정표시장치
LED PCB의 폭 7mm 11mm 15mm
배선부의 온도(℃) 70.4 67.3 63.3
LED PCB 전면 온도 (℃) 66.7 64.6 60.7
LED PCB 후면 온도(℃) 58.4 57.1 55.5
상기 표 1을 참조하면, 종래 액정표시장치의 광원의 각 부분의 온도에 비해 본 발명의 액정표시장치 광원의 온도가 현저하게 낮아지는 것을 알 수 있다.
여기서, 종래 액정표시장치는 전술한 도 1에 도시된 바와 같이, 액정패널에 수직하게 LED PCB가 배치되기 때문에 LED PCB의 폭이 7mm 이하로 작아지게 된다. 그러나, 본 발명의 액정표시장치는 액정패널에 수평하게 LED PCB가 배치되기 때문에 LED PCB의 폭이 11 내지 15mm로 커질 수 있어 그만큼의 방열 효과가 우수할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치는 광원을 구성하는 LED PCB를 액정패널들과 평행하게 배치하고, LED PCB에 배열된 LED 소자들을 사이드 뷰 타입으로 형성함으로써, LED 소자들에서 발생하는 열을 효율적으로 방출할 수 있는 이점이 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (6)

  1. 광원으로부터 입광면을 통해 입사된 광을 가이드하는 도광판;
    상기 도광판 상부에 위치하는 제 1 광학부재;
    상기 제 1 광학부재 상부에 위치하는 제 1 액정패널;
    상기 제1 광학 부재와 상기 제1 액정패널을 고정하는 상부 패널 가이드;
    상기 도광판 하부에 위치하는 제 2 광학부재;
    상기 제 2 광학부재 하부에 위치하는 제 2 액정패널; 및
    상기 제2 광학 부재와 상기 제2 액정패널을 고정하는 하부 패널 가이드를 포함하며,
    상기 광원은 LED 소자 및 상기 LED 소자가 배열된 LED PCB를 포함하고,
    상기 LED PCB는,
    상기 제 1 액정패널과 평행하게 배치되고, 상기 도광판의 상부 및 하부와 미중첩되도록 상기 입광면과 대향하여 배치되며, 상기 상부 패널 가이드와 상기 하부 패널 가이드 사이에 배치되어 이들에 의해 고정되는 액정표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 LED 소자는 사이드 뷰 타입(side view type)인 액정표시장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 광원은 상기 LED PCB, 상기 LED PCB 상에 위치하는 구리층 및 상기 구리층 상에 배열된 LED 소자들을 포함하는 액정표시장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 LED PCB의 폭은 11 내지 15mm인 액정표시장치.
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