KR101933546B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치용 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 액정표시장치의 광원으로 사용하는 LED 어셈블리와 가요성케이블의 연결구조에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 LED 어셈블리의 PCB와 가요성케이블이 PCB의 제 1연결패턴과 가요성케이블의 제 2 연결패턴을 통해 서로 안정적으로 연결되도록 함으로써, 가요성케이블의 휨 발생시에도 가요성케이블의 단선불량이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 LED의 구동 동작 불량이 발생하거나 회로부의 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
특히, 가요성케이블가 연결되는 PCB에 단턱부를 형성함으로써, PCB와 연결되는 가요성케이블이 PCB의 표면으로 돌출되지 않도록 형성할 수 있어, 가요성케이블과 PCB가 연결되는 영역이 PCB의 다른 영역에 비해 두껍게 형성되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 이의 영역에도 도광판의 유동을 방지할 수 있는 스토퍼를 위치할 수 있어, 도광판의 유동에 의해 LED 가 파손되는 것을 방지할 수 있으며, LED의 파손에 의한 액정표시장치의 화질이 저하되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Description

액정표시장치{Liquid crystal display device}
본 발명은 액정표시장치용 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 액정표시장치의 광원으로 사용하는 LED 어셈블리와 가요성케이블의 연결구조에 관한 것이다.
동화상 표시에 유리하고 콘트라스트비(contrast ratio)가 큰 특징을 보여 TV, 모니터 등에 활발하게 이용되는 액정표시장치(liquid crystal display device : LCD)는 액정의 광학적이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)에 의한 화상구현원리를 나타낸다.
이러한 액정표시장치는 나란한 두 기판(substrate) 사이로 액정층을 개재하여 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수 구성요소로 하며, 액정패널 내의 전기장으로 액정분자의 배열방향을 변화시켜 투과율 차이를 구현한다.
하지만 액정패널은 자체 발광요소를 갖추지 못한 관계로 투과율 차이를 화상으로 표시하기 위해서 별도의 광원을 요구하고, 이를 위해 액정패널 배면에는 광원(光源)이 내장된 백라이트(backlight)가 배치된다.
도 1은 일반적인 LED를 광원으로 사용한 액정표시장치모듈의 단면도이다.　
도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치모듈은 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20), 그리고 서포트메인(30)과 커버버툼(50), 탑커버(40)로 구성된다.
액정패널(10)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로써 액정층을 사이에 두고 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(12, 14)으로 구성된다.
이러한 액정패널(10) 후방으로는 백라이트 유닛(20)이 구비된다.
백라이트 유닛(20)은 서포트메인(30)의 적어도 일측 가장자리 길이방향을 따라 배열되는 광원과, 커버버툼(50) 상에 안착되는 백색 또는 은색의 반사판(25)과, 이러한 반사판(25) 상에 안착되는 도광판(23) 그리고 이의 상부로 개재되는 다수의 광학시트(21)를 포함한다.
이러한 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20)은 가장자리가 사각테 형상의 서포트메인(30)으로 둘려진 상태로 액정패널(10) 상면 가장자리를 두르는 탑커버(40) 그리고 백라이트 유닛(20) 배면을 덮는 커버버툼(50)이 각각 전후방에서 결합되어 서포트메인(30)을 매개로 일체화된다.
그리고 미설명부호 19a, 19b는 각각 액정패널(10)의 전 후면에 부착되어 빛의 편광방향을 제어하는 편광판을 나타낸다.
이때, 백라이트 유닛(20)의 광원으로는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL), 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp), 그리고 발광다이오드(Light Emitting Diode : LED, 이하 LED라 함) 등을 사용한다.
이중에서 특히, LED(29a)는 소형, 저소비 전력, 고신뢰성 등의 특징을 겸비하여 표시용 광원으로서 널리 이용되고 있는 추세이다.
이에 따라, LED(29a)는 LED PCB(printed circuit board : 29b, 이하, PCB라 함)에 장착되어 LED 어셈블리(29)를 이루며, 이러한 LED 어셈블리(29)는 접착 등의 방법으로 위치가 고정되어 복수개의 LED(29a)로부터 출사되는 광이 도광판(23) 입광부와 대면되도록 한다.
따라서, LED(29a) 각각으로부터 출사된 광은 도광판(23)의 입광부로 입사된 후 그 내부에서 액정패널(10)을 향해 굴절되며, 반사판(25)에 의해 반사된 빛과 함께 다수의 광학시트(21)를 통과하는 동안 보다 균일한 고품위의 면광원으로 가공되어 액정패널(10)로 공급된다.
한편, 이러한 LED(29a)로 구동전압을 인가하는 등 LED(29a)의 온/오프(on/off)를 제어하는 LED 구동회로(미도시)는 통상 커버버툼(50) 배면으로 밀착되어 액정표시장치의 전체적인 사이즈를 최소화하게 된다.
이에, 다수의 LED(29a)가 LED 구동회로(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있도록, PCB(29b) 상의 일측에는 FPC와 같은 가요성케이블(Flexable Cable : 미도시)이 구비되어, 가요성케이블(미도시)의 휨 특성을 이용하여, 커버버툼(50) 배면의 LED 구동회로(미도시)와 연결된다.
이때, PCB(29b)와 가요성케이블(미도시)은 납땜에 의해 서로 전기적으로 연결된다.
그러나, 이와 같은 일반적인 LED(29a)를 광원으로 하는 백라이트 유닛(20)은 몇 가지 문제점을 갖는다.
그 중 가요성케이블(미도시)과 PCB(29b)는 연결이 약해, 가요성케이블(미도시)이 커버버툼(50) 배면의 LED구동회로(미도시)와 연결되는 과정에서 가요성케이블(미도시)의 휨이 발생할 경우, PCB(29b)와 가요성케이블(미도시)의 연결부인 납땜부(미도시)에 외력이 가해져 가요성케이블(미도시)의 단선불량이 빈번하게 발생하게 된다. 이로 인하여, LED(29a)의 구동 동작 불량이 발생하거나 회로부의 손상을 가져오게 된다.
특히, 가요성케이블(미도시)과 PCB(29b)가 연결되는 영역은 가요성케이블(미도시)의 두께와 가요성케이블(미도시)과 PCB(29b)의 납땜에 의한 납땜비드(미도시)에 의해 PCB(29b)의 다른 영역에 비해 두껍게 형성된다.
따라서, 다른 영역에 비해 두껍게 형성된 영역에는 LED 어셈블리(29)의 전방에 위치하는 도광판(23)의 유동을 방지하기 위한 스토퍼(stopper : 미도시)가 위치할 수 없어, 도광판(23)의 유동에 의한 LED 어셈블리(29)의 다수의 LED(29a)의 파손이 발생하거나, 액정표시장치의 광학적 특성이 달라져 화질이 저하되는 문제점을 야기할 수 있게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 백라이트 유닛의 PCB와 가요성케이블을 보다 안정적으로 연결하고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다.
이로 인하여, LED의 구동 불량이 발생되는 것을 방지하고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.
또한, PCB와 가요성케이블가 연결되는 영역의 두께를 얇게 형성하는 것을 제 3 목적으로 하며, 이를 통해, 도광판의 유동을 방지하고자 하는 것을 제 4 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 반사판과; 상기 반사판 상에 안착되는 도광판과; 상기 도광판 입광면을 따라 배열되는 다수의 LED와, 상기 다수의 LED가 실장되며, 길이방향의 일단에 형성된 단턱부에 패드와 제 1 연결패턴이 형성된 PCB를 포함하는 LED 어셈블리와; 상기 패드와 대응되는 연결단자와, 상기 제 1 연결패턴과 대응되는 제 2 연결패턴이 형성된 가요성케이블(Flexable Cable)과; 상기 가요성케이블을 통해, 상기 다수의 LED에 구동전압을 인가하는 LED 구동회로와; 상기 도광판 상부로 안착되는 액정패널을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
이때, 상기 PCB는 상기 다수의 LED가 실장되는 영역은 제 1 두께를 갖도록 형성되며, 상기 제 1 연결패턴이 형성된 영역은 상기 제 1 두께에 비해 작은 제 2 두께를 갖도록 형성되며, 상기 가요성케이블과 상기 PCB는 서로 납땜(soldering)에 의해 고정되며, 상기 제 1 두께와 제 2 두께의 차이는 상기 가요성케이블의 두께와 상기 납땜에 의한 납땜비드의 두께에 대응된다.
또한, 상기 연결단자는 상기 가요성케이블은 일끝단에 형성되며, 상기 연결단자로부터 연장된 신호배선은 절연층에 의해 피복되며, 상기 제 2 연결패턴은 상기 절연층의 외측에 형성되며, 상기 가요성케이블의 타끝단은 상기 LED 구동회로와 연결된다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 연결패턴은 서로 대응되는 원형, 사각형 또는 다각형 형태 중 선택된 하나의 형태로 이루어지며, 상기 PCB는 바(bar) 형상으로, PCB베이스와, 다수의 금속배선을 포함하는 전원배선층으로 이루어지며, 상기 PCB 베이스에 상기 단턱부에 대응하여 단턱이 형성된다.
또한, 상기 패드는 상기 전원배선층의 다수의 금속배선으로부터 연장되어 형성되며, 상기 PCB는 바(bar) 형상으로, PCB베이스와, 다수의 금속배선을 포함하는 제 1 및 제 2 전원배선층으로 이루어지며, 상기 단턱부에 대응하여 상기 제 1 전원배선층이 노출된다.
그리고, 상기 패드는 상기 제 1 전원배선층의 다수의 금속배선으로부터 연장되어 형성되며, 상기 도광판과 상기 액정패널 사이에 광학시트를 포함한다.
또한, 상기 액정패널의 가장자리를 두르는 서포트메인을 포함하며, 상기 반사판과 밀착되는 커버버툼 그리고 상기 액정패널의 상면 가장자리를 두르며, 상기 서포트메인 및 상기 커버버툼에 결합 체결되는 탑커버를 포함한다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 LED 어셈블리의 PCB와 가요성케이블이 PCB의 제 1연결패턴과 가요성케이블의 제 2 연결패턴을 통해 서로 안정적으로 연결되도록 함으로써, 가요성케이블의 휨 발생시에도 가요성케이블의 단선불량이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 LED의 구동 동작 불량이 발생하거나 회로부의 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
특히, 가요성케이블가 연결되는 PCB에 단턱부를 형성함으로써, PCB와 연결되는 가요성케이블이 PCB의 표면으로 돌출되지 않도록 형성할 수 있어, 가요성케이블과 PCB가 연결되는 영역이 PCB의 다른 영역에 비해 두껍게 형성되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
따라서, 위의 영역에도 도광판의 유동을 방지할 수 있는 스토퍼를 위치할 수 있어, 도광판의 유동에 의해 LED 가 파손되는 것을 방지할 수 있으며, LED의 파손에 의한 액정표시장치의 화질이 저하되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 LED를 광원으로 사용한 액정표시장치모듈의 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리와 가요성케이블을 개략적으로 도시한 사시도.
도 3b는 도 3a의 LED 어셈블리와 가요성케이블이 연결된 모습을 개략적으로 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리와 가요성케이블의 연결된 모습을 개략적으로 도시한 단면도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도시한 바와 같이, 액정표시장치는 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120) 그리고 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)을 모듈화하기 위한 서포트메인(130)과 커버버툼(150), 탑커버(140)로 구성된다.
이들 각각에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 액정패널(110)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제 1 기판(112) 및 제 2 기판(114)을 포함한다.
이때, 비록 도면상에 나타나지는 않았지만 어레이기판이라 불리는 제 1 기판(112)의 내면에는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소(pixel)가 정의되고, 각각의 교차점마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)가 구비되어 각 화소에 형성된 투명 화소전극과 일대일 대응 연결되어 있다.
그리고 컬러필터기판이라 불리는 제 2 기판(114)의 내면으로는 각 화소에 대응되는 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러의 컬러필터(color filter) 및 이들 각각을 두르며 게이트라인과 데이터라인 그리고 박막트랜지스터 등의 비표시요소를 가리는 블랙매트릭스(black matrix)가 구비된다. 또한, 이들을 덮는 투명 공통전극이 마련되어 있다.
그리고 제 1, 제 2 기판(112, 114)의 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 편광판(미도시)이 각각 부착된다.
이 같은 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판이나 테이프케리어패키지(tape carrier package : TCP)와 같은 연결부재(116)를 매개로 인쇄회로기판(117)이 연결되어 모듈화과정에서 서포트메인(130)의 측면 내지는 커버버툼(150)의 배면으로 적절하게 젖혀 밀착된다.
이러한 액정패널(110)은 게이트구동회로의 온/오프 신호에 의해 각 게이트라인 별로 선택된 박막트랜지스터가 온(on) 되면 데이터구동회로의 신호전압이 데이터라인을 통해서 해당 화소전극으로 전달되고, 이에 따른 화소전극과 공통전극 사이의 전기장에 의해 액정분자의 배열방향이 변화되어 투과율 차이를 나타낸다.
그리고 본 발명에 따른 액정표시장치에는 액정패널(110)이 나타내는 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 이의 배면에서 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비된다.
백라이트 유닛(120)은 LED 어셈블리(200)와, 백색 또는 은색의 반사판(125)과, 이러한 반사판(125) 상에 안착되는 도광판(123) 그리고 이의 상부로 개재되는 광학시트(121)를 포함한다.
LED 어셈블리(200)는 도광판(123)의 입광면과 대면하도록 도광판(123)의 일측에 위치하며, 이러한 LED 어셈블리(200)는 다수개의 LED(210)와, 다수개의 LED(210)가 일정 간격 이격하여 장착되는 PCB(220)를 포함한다.
그리고 도면상에 나타나지는 않았지만 본 발명의 액정표시장치에는 LED 어셈블리(200)의 온/오프(on/off)를 제어하는 LED 구동회로(미도시)가 탑재되는데, LED 구동회로는 커버버툼(150) 배면으로 밀착되어 액정표시장치의 전체적인 사이즈를 최소화한다.
따라서, 다수의 LED(210)가 LED 구동회로(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있도록, PCB(220) 상의 일측에는 FPC와 같은 가요성케이블(Flexable cable : 230)이 구비되어, 가요성케이블(230)의 휨 특성을 이용하여, 커버버툼(150) 배면의 LED 구동회로(미도시)와 연결된다.
이때, PCB(220) 상의 일측에는 다수의 패드(225, 도 3a 참조)가 구비된 납땜부(226)가 구비되며, 가요성케이블(230)의 일측에는 연결단자(231, 도 3a참조)가 구성되어, PCB(220)와 가요성케이블(230)은 패드(225, 도 3a 참조)와 연결단자(231, 도 3a 참조)의 납땜(soldering)에 의해 직접적으로 연결된다.
그리고, 본 발명의 PCB(220)의 납땜부(226) 상에는 PCB(220)와 가요성케이블(230)의 연결력 향상을 위한 다양한 구조의 제 1 연결패턴(227, 도 3a 참조)이 형성되어 있으며, 제 1 연결패턴(227, 도 3a 참조)에 대응되는 가요성케이블(230)에는 제 2 연결패턴(233, 도 3a 참조)이 형성되어 있다.
이러한 PCB(220)의 제 1 연결패턴(227, 도 3a 참조)과 가요성케이블(230)의 제 2 연결패턴(233, 도 3a 참조)을 통해 PCB(220)와 가요성케이블(230)의 연결력을 향상시키게 된다. 따라서, 가요성케이블(230)의 단선불량이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 LED(210)의 구동 동작 불량이 발생하거나 회로부의 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
특히, 본 발명의 PCB(220)는 납땜부(226)가 PCB(220)의 표면과 단차를 갖도록 형성된 단턱부(228, 도 3a 참조)에 형성되는 것을 특징으로 한다.
이를 통해, 가요성케이블(230)과 PCB(220)가 연결되는 영역이 PCB(220)의 다른 영역에 비해 두껍게 형성되는 것을 방지할 수 있어, 이의 영역에도 도광판(123)의 유동을 방지할 수 있는 스토퍼(300, 도 4 참조)를 위치할 수 있으므로, 도광판(123)의 유동에 의해 LED (210)가 파손되는 것을 방지할 수 있으며, 액정표시장치의 화질이 저하되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이에 대해 차후 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
이러한 PCB(220)에 실장된 다수의 LED(210)로부터 출사되는 빛이 입사되는 도광판(123)은 LED(210)로부터 입사된 빛이 여러번의 전반사에 의해 도광판(123) 내를 진행하면서 도광판(123)의 넓은 영역으로 골고루 퍼져 액정패널(110)에 면광원을 제공한다.
이러한 도광판(123)은 균일한 면광원을 공급하기 위해 배면에 특정 모양의 패턴을 포함할 수 있다.
반사판(125)은 도광판(123)의 배면에 위치하여, 도광판(123)의 배면을 통과한 빛을 액정패널(110) 쪽으로 반사시킴으로써 빛의 휘도를 향상시킨다.
도광판(123) 상부의 광학시트(121)는 확산시트와 적어도 하나의 집광시트 등을 포함하며, 도광판(123)을 통과한 빛을 확산 또는 집광하여 액정패널(110)로 보다 균일한 면광원이 입사 되도록 한다.
이러한 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 탑커버(140)와 서포트메인(130) 그리고 커버버툼(150)을 통해 모듈화 되는데, 탑커버(140)는 액정패널(110)의 상면 및 측면 가장자리를 덮도록 단면이“ㄱ”형태로 절곡된 사각테 형상으로, 탑커버(140)의 전면을 개구하여 액정패널(110)에서 구현되는 화상을 표시하도록 구성한다.
또한, 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)이 안착하여 액정표시장치 전체 기구물 조립에 기초가 되는 커버버툼(150)은 가장자리가 수직 절곡된 가장자리부를 구비한 사각형의 판 형상으로 이루어진다.
그리고, 이러한 커버버툼(150) 상에 안착되며 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 두르는 사각 테 형상의 서포트메인(130)이 탑커버(140) 및 커버버툼(150)과 결합된다.
이때, 탑커버(140)는 케이스탑 또는 탑케이스라 일컬어지기도 하고, 서포트메인(130)은 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 커버버툼(150)은 버텀커버 또는 하부커버라 일컬어지기도 한다.
이때 상술한 구조의 백라이트 유닛(120)은 통상 사이드라이트(side light) 방식이라 불리는데, 목적에 따라 PCB(220) 상에 LED(210)를 다수 개 복층으로 배열할 수 있다. 또한, 더 나아가 LED 어셈블리(200)를 각각 복수 조로 구비하여 커버버툼(150)의 서로 대면하는 양측 가장자리부를 따라 서로 대응되게 개재하는 것 또한 가능하다.
전술한 액정표시장치는 LED 어셈블리(200)와 가요성케이블(230)을 보다 안정적으로 연결할 수 있어, 가요성케이블(230)의 단선불량을 방지할 수 있어 LED(210)의 구동 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 가요성케이블(230)과 PCB(220)가 연결되는 영역이 PCB(220)의 다른 영역에 비해 두껍게 형성되는 것을 방지할 수 있어, 도광판(123)의 유동에 의해 LED (210)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리와 가요성케이블을 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 3b는 도 3a의 LED 어셈블리와 가요성케이블이 연결된 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도시한 바와 같이, LED 어셈블리(200)는 다수개의 LED(210)와, 다수개의 LED(210)가 일정 간격 이격하여 표면실장기술(surface mount technology : SMT)에 의해 장착되는 PCB(220)를 포함한다.
이때, 다수의 LED(210)는 PCB(220) 상에 형성된 전원배선(미도시)을 통해 각각 병렬로 연결되어 전원을 공급받는데, 이때, 다수의 LED(210)는 각각 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 갖는 빛을 발하며, 이러한 다수개의 RGB LED(210)를 한꺼번에 점등시킴으로써 색섞임에 의한 백색광을 구현할 수 있다.
한편, RGB의 색을 모두 발하는 LED칩(미도시)이 구성된 LED(210)를 사용하여, 각각의 LED(210)에서 백색광이 구현되도록 할 수도 있으며, 또는 백색을 발하는 칩을 포함하여 완전한 백색을 발하는 LED(210)를 사용할 수도 있다.
여기서, PCB(220)는 금속배선(미도시)이 형성된 전원배선층(223), 절연층(222) 및 PCB베이스(221), 커버층(224)으로 이루어지는데, PCB베이스(221)는 전원배선층(223) 및 절연층(222)과 다른 구성부들을 그 상층으로 실장시켜 지지하고, 다수의 LED(210)로부터 발생되는 열을 저면측으로 방출시키는 역할을 한다.　
이러한 PCB베이스(221)는 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등의 열전도율이 높은 금속으로 형성되거나, 열전달물질이 도포되어 열방출 기능을 향상시킬 수 있다.
또는, PCB베이스(221) 배면에는 히트싱크와 같은 방열판(미도시)을 마련하여 각각의 LED(210)로부터 열을 전달받아 보다 효율적으로 외부로 방출할 수 있도록 할 수 있다.　
PCB베이스(221)의 상부에 도전성 물질이 패터닝되어 형성되는 다수의 금속배선(미도시)들을 포함하는 전원배선층(223)이 형성되어 있으며, PCB베이스(221)와 전원배선층(223) 사이에는 절연층(222)이 위치하여 PCB베이스(221)와 다수의 금속배선(미도시) 사이를 전기적으로 절연시킨다.
이러한 PCB(220) 상에 실장된 다수의 LED(210)는 전원배선층(223)의 금속배선(미도시)을 통해 각각 병렬로 연결되어 전원을 공급받게 된다.　
그리고, 전원배선층(223) 상부에는 다수의 LED(210)가 실장되는 영역과, 다수의 패드(225) 그리고 제 1 연결패턴(227)이 형성된 영역을 제외하고, 전원배선층(223)을 보호하기 위한 유기 또는 무기 절연물질로서 커버층(224)이 형성되어 있다.
이때, 커버층(224)은 광을 반사시킬 수 있는 화이트(white) 물질로 이루어져, 절연기능뿐만 아니라 반사기능을 포함할 수 있다.
즉, 커버층(224)은 광 반사율이 높은 화이트 물질을 사용함으로써, 다수의 LED(210)로부터 출사된 빛 중 LED(210)의 측면으로 출사되는 빛을 반사시켜 도광판(도 2의 123) 내부로 입사되도록 함으로써, 도광판(도 2의 123) 내부로 입사되는 광량을 증가시키게 됨으로써, 광효율을 향상시키게 된다.
이러한 LED 어셈블리(200)는, PCB(220) 상에 실장된 다수의 LED(210)가 커버버툼(도 2의 150)의 배면으로 밀착되어 위치하는 LED 구동회로(미도시)를 통해 온/오프(on/off)가 제어되도록 하기 위하여, PCB(220)에 가요성케이블(230)을 연결하여, LED 구동회로(미도시)로부터 LED(210)의 온/오프 신호를 인가받게 된다.
따라서, PCB(220) 상의 일측에는 전원배선층(223)의 다수의 금속배선(미도시)으로부터 연장된 다수의 패드(225)가 구비된 납땜부(226)가 구비되는데, 납땜부(226)는 각각의 금속배선(미도시)의 일 끝에 각각 구비되는 다수의 패드(225)로 이루어진다.
이러한 패드(225)와 LED 구동회로(미도시) 사이에는 전기적 연결을 위한 가요성케이블(230)이 마련되고, 가요성케이블(230)의 일측 타단에는 연결단자(231)가 구성되어 패드(225)와 납땜(soldering)에 의해 직접적으로 연결된다.
이때, 본 발명의 PCB(220)의 납땜부(226) 상에는 PCB(220)와 가요성케이블(230)의 연결력 향상을 위한 제 1 연결패턴(227)이 형성되어 있으며, 제 1 연결패턴(227)에 대응되는 가요성케이블(230)에는 제 2 연결패턴(233)이 형성되어 있다.
여기서, PCB(220) 상의 제 1 연결패턴(227)은 납땜부(226)의 최외각 일끝에 구비되며, 가요성케이블(230)의 제 2 연결패턴(233)은 연결단자(231)의 내측에 구비된다.
이때, 가요성케이블(230)은 일끝단에 다수의 연결단자(231)가 형성되며, 다수의 연결단자(231)로부터 연장된 다수의 신호배선(235)이 절연층(237)에 의해 피복된 구조로 이루어지는데, 제 2 연결패턴(233)은 가요성케이블(230)의 절연층(237) 외측에 형성되어, 제 2 연결패턴(233)은 형상 및 크기 등을 다수의 신호배선(235) 또는 연결단자(231)의 크기 및 형상에 영향을 받지 않도록 형성된다.
따라서, 본 발명의 LED 어셈블리(200)와 가요성케이블(230)은 PCB(220)의 제 1 연결패턴(227)과 가요성케이블(230)의 제 2 연결패턴(233)을 통해 연결력이 향상되어, 도 3b에 도시한 바와 같이 가요성케이블(230)의 휨이 발생하여도, 가요성케이블(230)과 PCB(220)를 서로 안정적으로 고정하게 된다.
즉, 가요성케이블(230)은 PCB(220)에 실장된 다수의 LED(210)로부터 빛이 출사되는 전방을 향해 휨이 발생하게 되는데, 이렇게 가요성케이블(230)의 휨이 발생할 경우, PCB(220)와 가요성케이블(230)의 납땜부(226)에 외력이 가해지게 된다.
여기서, 기존의 액정표시장치는 납땜부(미도시)에 가해지는 외력이 PCB(도 1의 29b)의 패드(미도시)와 가요성케이블(미도시)의 연결단자(미도시)가 납땜된 부위로 전달되어, PCB(도 1의 29b)의 패드(미도시)와 가요성케이블(미도시)의 연결단자(미도시)의 단선불량을 발생시키게 된다. 이로 인하여, LED(도 1의 29a)의 구동 동작 불량이 발생하거나 회로부의 손상을 가져오게 된다.
이에 반해, 본 발명의 액정표시장치는 PCB(220)와 가요성케이블(230)을 PCB(220)의 제 1 연결패턴(227)과 가요성케이블(230)의 제 2 연결패턴(233)을 통해 서로 안정적으로 고정되도록 납땜을 함으로써, 납땜부(226)에 가해지는 외력은 PCB(220)의 제 1 연결패턴(227)과 가요성케이블(230)의 제 2 연결패턴(233)이 납땜된 부위로 전달되어, PCB(220)의 패드(225)와 가요성케이블(230)의 연결단자(231)로 외력이 가해지는 것을 방지할 수 있다.
따라서, PCB(220)의 패드(225)와 가요성케이블(230)의 연결단자(231)의 단선불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해 LED(210)의 구동 동작 불량이 발생하거나 회로부의 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 제 1 및 제 2 연결패턴(227, 233)의 형상은 서로 대응되는 형상으로 목적하는 바에 따라 다양하게 변화될 수 있는데, 즉, 제 1 및 제 2 연결패턴(227, 233)은 도시한 바와 같이 사각형 외에도 원형 또는 다각형 형상으로 형성할 수 있다.
이는 제 1 및 제 2 연결패턴(227, 233)의 납땜 고착면적을 보다 넓게 형성하기 위함으로, 납땜으로 고착되는 부위를 증가시키게 됨으로써 PCB(220)의 제 1 연결패턴(227)과 가요성케이블(230)의 제 2 연결패턴(233)의 납땜 고착력을 강화시킬 수 있기 때문이다.
그리고, 제 1 및 제 2 연결패턴(227, 233)은 PCB(220)와 가요성케이블(230)의 연결력을 향상시키는 역할 외에도 PCB(220)의 패드(225)와 가요성케이블(230)의 연결단자(231)를 납땜하는 과정에서, PCB(220)와 가요성케이블(230)을 얼라인하는 과정에서 얼라인 마크로써 사용할 수도 있다.
특히, 본 발명의 PCB(220)는 가요성케이블(230)이 PCB(220)의 단턱부(228)에 연결됨으로써, 가요성케이블(230)과 PCB(220)가 연결되는 영역이 PCB(220)의 다른 영역에 비해 두껍게 형성되는 것을 방지할 수 있어, 도광판(도 2의 123)의 유동에 의해 LED (210)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 본 발명의 PCB(220)는 PCB 베이스(221)에 단턱이 형성되어, PCB 베이스(221) 상부에 형성되는 절연층(222)과 전원배선층(223) 그리고 커버층(224)이 PCB 베이스(221)의 단턱의 단차를 따라 형성되어, 단턱부(228)를 이루게 된다.
본 발명의 PCB(220)는 이러한 PCB(220)의 단턱부(228)에 납땜부(226)가 형성되어, 가요성케이블(230)이 연결되도록 하는 것이다.
따라서, PCB(220)는 다수의 LED(210)가 실장되는 영역이 제 1 두께(d1)를 갖도록 형성되면, 가요성케이블(230)과 연결되는 PCB(220)의 납땜부(226)가 형성되는 단턱부(228)는 제 1 두께(d1)에 비해 작은 제 2 두께(d2)를 갖도록 형성된다.
이때, 제 1 두께(d1)와 제 2 두께(d2)의 차이는 가요성케이블(230)의 두께와, 가요성케이블(230)과 PCB(220)의 납땜시 발생하는 납땜비드(240, 도 4 참조)의 두께에 대응되도록 형성하여, 납땜부(226)에 연결되는 가요성케이블(230)이 PCB(220)의 외부로 돌출되지 않도록 형성하는 것이 바람직하다.
이를 통해, 가요성케이블(230)과 PCB(220)가 연결되는 영역이 PCB(220)의 다른 영역에 비해 두껍게 형성되는 것을 방지할 수 있어, 이의 영역에도 도광판(도 2의 123)의 유동을 방지할 수 있는 스토퍼(300, 도 4 참조)를 위치할 수 있다.
따라서, 도광판(도 2의 123)의 유동에 의해 LED(210) 가 파손되는 것을 방지할 수 있으며, LED(210)의 파손에 의한 액정표시장치의 화질이 저하되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리와 가요성케이블의 연결된 모습을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 PCB(220)는 PCB베이스(221)가 단턱을 갖도록 형성되어, PCB베이스(221)의 상부에 형성되는 절연층(222)과 전원배선층(223) 그리고 커버층(224)이 모두 PCB베이스(221)의 단턱에 의한 단차를 따라 형성되어, 단턱부(228)를 이루게 된다.
이의 단턱부(228)에 전원배선층(223)의 다수의 금속배선(미도시)과 연결되는 다수의 패드(225)와 제 1 연결패턴(227)으로 이루어지는 납땜부(226)가 형성된다.
따라서, 본 발명의 PCB(220) 다수의 LED(도 3b의 210)가 실장되는 영역은 제 1 두께(d1)로 이루어지며, 가요성케이블(230)과 납땜에 의해 연결되는 납땜부(226)는 제 2 두께(d2)를 갖도록 형성된다.
여기서, 납땜부(226)의 커버층(224)은 다수의 패드(225)와 제 1 연결패턴(227)을 노출하도록 형성되며, 노출된 다수의 패드(225)와 제 1 연결패턴(227)에 가요성케이블(230)의 연결단자(231)와 제 2 연결패턴(233)이 납땜에 의해 연결된다.
따라서, PCB(220)와 가요성케이블(230)은 서로 전기적으로 연결된다.
이때, 본 발명의 LED 어셈블리(도 3b의 200)와 가요성케이블(230)은 PCB(220)의 제 1 연결패턴(227)과 가요성케이블(230)의 제 2 연결패턴(233)을 통해 연결력이 향상되어, 가요성케이블(230)의 휨이 발생하여도, 가요성케이블(230)과 PCB(220)를 서로 안정적으로 고정하게 된다.
이에, 가요성케이블(230)의 단선불량이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 LED(도 3b의 210)의 구동 동작 불량이 발생하거나 회로부의 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 제 1 두께(d1)와 제 2 두께(d2)의 차는 가요성케이블(230)의 두께(s1)와 PCB(220)와 가요성케이블(230)의 납땜비드(240)의 두께(s2)에 대응되도록 형성되어, 납땜에 의해 PCB(220)와 연결되는 가요성케이블(230)이 PCB(220)의 표면으로 돌출되어 형성되지 않는다.
이를 통해, 가요성케이블(230)과 PCB(220)가 연결되는 영역이 PCB(220)의 다른 영역에 비해 두껍게 형성되는 것을 방지할 수 있어, 이의 영역에도 도광판(도 2의 123)의 유동을 방지할 수 있는 스토퍼(300)를 위치할 수 있다.
따라서, 도광판(도 2의 123)의 유동에 의해 LED(도 3b의 210) 가 파손되는 것을 방지할 수 있으며, LED(도 3b의 210)의 파손에 의한 액정표시장치의 화질이 저하되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 고해상도 및 고휘도의 액정표시장치를 구현하기 위하여 LED(도 3b의 210)의 개수를 늘림에 따라, PCB(220)를 다수의 레이어(layer)층으로 구성하여, 다수의 금속배선(미도시)을 비아홀(via hole : 미도시)을 통해 연결하는 방법이 소개되었다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LED 어셈블리와 가요성케이블의 연결된 모습을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 PCB(220)는 PCB베이스(221) 상에 다수의 금속배선(미도시)이 형성된 제 1 전원배선층(223a)과 제 2 전원배선층(223b), 제 1 및 제 2 절연층(222a, 222b) 그리고 커버층(224)으로 이루어진다.
여기서, PCB베이스(221)는 제 1및 제 2 전원배선층(223a, 223b) 및 제 1 및 제 2 절연층(222a, 222b)과 다른 구성부들을 그 상층으로 실장시켜 지지하고, 다수의 LED(도 3b의 210)로부터 발생되는 열을 저면측으로 방출시키는 역할을 한다.　
PCB베이스(221)와 PCB베이스(221) 상부에 형성되는 제 1전원배선층(223a) 사이에는 제 1 절연층(222a)이 형성되어 있으며, 제 1 전원배선층(223a)과 제 1 전원배선층(223a) 상부에 형성되는 제 2 전원배선층(223b) 사이에는 제 2 절연층(222b)이 형성된다.
이때, 제 1 전원배선층(223a)과 제 2 전원배선층(223b)은 비아홀(via hole : 미도시)을 통해 서로 전기적으로 연결된다.
이러한 PCB(220) 상에 실장된 다수의 LED(도 3b의 210)는 제 1및 제 2 전원배선층(223a, 223b)의 금속배선(미도시)을 통해 각각 병렬로 연결되어 전원을 공급받게 된다.　
그리고, 제 2 전원배선층(223b) 상부에는 다수의 LED(도 3b의 210)가 실장되는 영역과, 다수의 패드(225) 그리고 제 1 연결패턴(227)이 형성된 부분을 제외하고, 제 2 전원배선층(223b)을 보호하기 위한 유기 또는 무기 절연물질로서 커버층(224)이 형성되어 있다.
이때, PCB(220)의 일측에는 제 1 전원배선층(223a)이 노출되어, 다수의 패드(225)와 제 1 연결패턴(227)으로 이루어지는 납땜부(226)를 형성하게 된다.
즉, PCB(220)는 제1 전원배선층(223a)을 노출하도록, 제 1 전원배선층(223a) 상부로 형성되는 제 2 절연층(222b)과 제 2 전원배선층(223b)이 일부 영역에서는 형성되지 않도록 함으로써, PCB(220)의 일측이 단턱부(228)를 이루도록 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 PCB(220) 다수의 LED(도 3b의 210)가 실장되는 영역은 제 1 두께(d1)로 이루어지며, 가요성케이블(230)과 납땜에 의해 연결되는 납땜부(226)는 제 2 두께(d2)를 갖도록 형성된다.
따라서, PCB(220)의 다수의 패드(225)와 제 1 연결패턴(227)에 가요성케이블(230)의 연결단자(231)와 제 2 연결패턴(233)이 납땜에 의해 연결되어, PCB(220)와 가요성케이블(230)은 서로 전기적으로 연결된다.
이때, 본 발명의 LED 어셈블리(도 3b의 200)와 가요성케이블(230)은 PCB(220)의 제 1 연결패턴(227)과 가요성케이블(230)의 제 2 연결패턴(233)을 통해 연결력이 향상되어, 가요성케이블(230)의 휨이 발생하여도, 가요성케이블(230)과 PCB(220)를 서로 안정적으로 고정하게 된다.
이에, 가요성케이블(230)의 단선불량이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 LED(도 3b의 210)의 구동 동작 불량이 발생하거나 회로부의 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 제 1 두께(d1)와 제 2 두께(d2)의 차는 가요성케이블(230)의 두께(s1)와 PCB(220)와 가요성케이블(230)의 납땜비드(240)의 두께(s2)에 대응되도록 형성되어, 납땜에 의해 PCB(220)와 연결되는 가요성케이블(230)이 PCB(220)의 표면으로 돌출되어 형성되지 않는다.
이를 통해, 가요성케이블(230)과 PCB(220)가 연결되는 영역이 PCB(220)의 다른 영역에 비해 두껍게 형성되는 것을 방지할 수 있어, 이의 영역에도 도광판(도 2의 123)의 유동을 방지할 수 있는 스토퍼(300)를 위치할 수 있다.
따라서, 도광판(도 2의 123)의 유동에 의해 LED(도 3b의 210) 가 파손되는 것을 방지할 수 있으며, LED(도 3b의 210)의 파손에 의한 액정표시장치의 화질이 저하되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치는 LED 어셈블리(도 3b의 200)의 PCB(220)와 가요성케이블(230)이 PCB(220)의 제 1연결패턴(227)과 가요성케이블(230)의 제 2 연결패턴(233)을 통해 서로 안정적으로 연결되도록 함으로써, 가요성케이블(230)의 휨 발생시에도 가요성케이블(230)의 단선불량이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 LED(도 3b의 210)의 구동 동작 불량이 발생하거나 회로부의 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
특히, 가요성케이블(230)가 연결되는 PCB(220)에 단턱부(228)를 형성함으로써, PCB(220)와 연결되는 가요성케이블(230)이 PCB(220)의 표면으로 돌출되지 않도록 형성할 수 있어, 가요성케이블(230)과 PCB(220)가 연결되는 영역이 PCB(220)의 다른 영역에 비해 두껍게 형성되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 이의 영역에도 도광판(도 2의 123)의 유동을 방지할 수 있는 스토퍼(300)를 위치할 수 있어, 도광판(도 2의 123)의 유동에 의해 LED(도 3b의 210) 가 파손되는 것을 방지할 수 있으며, LED(도 3b의 210)의 파손에 의한 액정표시장치의 화질이 저하되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
200 : LED 어셈블리, 210 : LED
220 : PCB(221 : PCB베이스, 222 : 절연층, 223 : 전원배선층, 224 : 커버층, 225 : 패드, 226 : 납땜부, 227 : 제 1 연결패턴, 228 : 단턱부)
230 : 가요성케이블(231 : 연결단자, 233 : 제 2 연결패턴, 235 : 신호배선, 237 : 절연층)

Claims (12)

  1. 반사판과;
    상기 반사판 상에 안착되는 도광판과;
    상기 도광판 입광면을 따라 배열되는 다수의 LED와, 상기 다수의 LED가 실장되며, 길이방향의 일단에 형성된 단턱부에 패드와 제 1 연결패턴이 형성된 PCB를 포함하는 LED 어셈블리와;
    상기 패드와 대응되는 연결단자와, 상기 제 1 연결패턴과 대응되는 제 2 연결패턴이 형성된 가요성케이블(Flexable Cable)과;
    상기 가요성케이블을 통해, 상기 다수의 LED에 구동전압을 인가하는 LED 구동회로와;
    상기 도광판 상부로 안착되는 액정패널
    을 포함하며,
    상기 PCB는 상기 다수의 LED가 실장되는 영역은 제 1 두께를 갖도록 형성되며, 상기 제 1 연결패턴이 형성된 영역은 상기 제 1 두께에 비해 작은 제 2 두께를 갖도록 형성되는 액정표시장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가요성케이블과 상기 PCB는 서로 납땜(soldering)에 의해 고정되며,
    상기 제 1 두께와 제 2 두께의 차이는 상기 가요성케이블의 두께와 상기 납땜에 의한 납땜비드의 두께에 대응되는 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결단자는 상기 가요성케이블은 일끝단에 형성되며, 상기 연결단자로부터 연장된 신호배선은 절연층에 의해 피복되며, 상기 제 2 연결패턴은 상기 절연층의 외측에 형성되는 액정표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 가요성케이블의 타끝단은 상기 LED 구동회로와 연결되는 액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 연결패턴은 서로 대응되는 원형, 사각형 또는 다각형 형태 중 선택된 하나의 형태로 이루어지는 액정표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 PCB는 바(bar) 형상으로, PCB베이스와, 다수의 금속배선을 포함하는 전원배선층으로 이루어지며, 상기 PCB 베이스에 상기 단턱부에 대응하여 단턱이 형성되는 액정표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 패드는 상기 전원배선층의 다수의 금속배선으로부터 연장되어 형성되는 액정표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 PCB는 바(bar) 형상으로, PCB베이스와, 다수의 금속배선을 포함하는 제 1 및 제 2 전원배선층으로 이루어지며, 상기 단턱부에 대응하여 상기 제 1 전원배선층이 노출되는 액정표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 패드는 상기 제 1 전원배선층의 다수의 금속배선으로부터 연장되어 형성되는 액정표시장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판과 상기 액정패널 사이에 광학시트를 포함하는 액정표시장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정패널의 가장자리를 두르는 서포트메인을 포함하며, 상기 반사판과 밀착되는 커버버툼 그리고 상기 액정패널의 상면 가장자리를 두르며, 상기 서포트메인 및 상기 커버버툼에 결합 체결되는 탑커버를 포함하는 액정표시장치.
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