KR101967661B1

KR101967661B1 - 액정표시장치

Info

Publication number: KR101967661B1
Application number: KR1020120046009A
Authority: KR
Inventors: 김양환; 김은주; 황용익; 조은애; 박상대
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-05-01
Filing date: 2012-05-01
Publication date: 2019-04-11
Also published as: KR20130122882A

Abstract

본 발명의 액정표시장치는 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED) 하우징(housing)을 다수로 분할하는 한편, 분할된 각각의 LED 하우징에 있어 외측에 위치한 체결 홀을 장공(slot) 형태로 변경하여 커버 바텀(cover bottom)에 대한 LED 하우징의 팽창 간섭을 최소화함으로써 이들의 열팽창 계수의 차이에 의한 비틀림 현상을 방지하여 백라이트 유닛의 열변형을 최소화하기 위한 것으로, 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 액정층이 형성되어 영상을 출력하는 액정패널; 상기 액정패널의 일측 하부에 설치되어 상기 액정패널에 빛을 공급하는 다수의 LED 어레이; 상기 LED 어레이의 출광 방향에 설치된 도광판; 상기 다수의 LED 어레이 및 상기 LED 어레이를 구동하는 LED 인쇄회로기판이 부착되는 LED 하우징; 및 상기 도광판 하부에 배치되어 다수의 체결수단을 통해 상기 LED 하우징과 체결되는 커버 바텀을 포함하며, 상기 LED 하우징은 적어도 2부분의 LED 하우징으로 분할되는 한편, 분할된 각각의 LED 하우징에 있어 외측에 위치한 체결 홀은 장공 형태를 가지는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)를 백라이트 유닛의 광원으로 이용한 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 화소들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여, 그 화소들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 표시할 수 있도록 한 표시장치이다.

따라서, 액정표시장치에는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정패널과 상기 화소들을 구동하기 위한 구동부가 구비된다.

상기 액정패널은 서로 대향하여 균일한 셀갭이 유지되도록 합착된 컬러필터(color filter) 기판과 어레이(array) 기판 및 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이의 셀갭 내에 형성된 액정층(liquid crystal layer)으로 구성된다.

이때, 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판이 합착된 액정패널에는 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가한다.

따라서, 상기 공통전극에 전압이 인가된 상태에서 상기 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 제어하게 되면, 상기 액정층의 액정은 상기 공통전극과 화소전극 사이의 전계에 따라 유전 이방성에 의해 회전함으로써 화소별로 빛을 투과시키거나 차단시켜 문자나 화상을 표시하게 된다.

이때, 상기 액정표시장치는 자체적으로 발광하지 못하고 외부에서 들어오는 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표시하는 수광성 소자이기 때문에 액정패널에 빛을 조사하기 위한 별도의 장치, 즉 백라이트 유닛(backlight unit)이 요구된다.

이하, 도면을 참조하여 일반적인 액정표시장치에 대해서 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 일반적인 액정표시장치는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되어 영상을 출력하는 액정패널(10), 상기 화소들을 구동하기 위한 구동부(15, 16), 상기 액정패널(10)의 후면에 설치되어 액정패널(10)의 전면에 걸쳐 빛을 방출하는 백라이트 유닛 및 상기 액정패널(10)과 백라이트 유닛을 수납하여 고정시키는 패널 가이드(panel guide)(45)로 구성된다.

이때, 도시하지 않았지만, 상기 액정패널(10)은 서로 대향하여 균일한 셀갭이 유지되도록 합착된 컬러필터 기판과 어레이 기판 및 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이의 셀갭에 형성된 액정층으로 이루어져 있다.

상기 컬러필터 기판과 어레이 기판이 합착된 액정패널(10)에는 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가하며, 상기 공통전극에 전압이 인가된 상태에서 상기 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 제어하게 되면, 상기 액정층의 액정은 상기 공통전극과 화소전극 사이의 전계에 따라 유전 이방성에 의해 회전함으로써 화소별로 빛을 투과시키거나 차단시켜 문자나 화상을 표시하게 된다.

그리고, 상기 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 화소별로 제어하기 위해서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)와 같은 스위칭소자가 화소들에 개별적으로 구비된다.

이와 같이 구성된 상기 액정패널(10)의 외측에는 각각 상, 하부 편광판(미도시)이 부착되어 있으며, 상기 하부 편광판은 상기 백라이트 유닛을 경유한 빛을 편광 시키며, 상기 상부 편광판은 상기 액정패널(10)을 경유한 빛을 편광 시킨다.

상기 백라이트 유닛을 구체적으로 설명하면, 도광판(light guide plate)(42)의 일측에 빛을 발생시키는 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED) 어셈블리(30)가 설치되어 있으며, 상기 도광판(42)의 배면에는 반사판(41)이 설치되어 있다.

이때, 상기 LED 어셈블리(30)는 LED 어레이(31)와 상기 LED 어레이(31)를 구동하는 LED 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)(미도시)이 부착되는 LED 하우징(housing)(32)으로 이루어진다.

상기 LED 어레이(31)에서 발광된 빛은 투명한 재질의 상기 도광판(42) 측면으로 입사되고, 상기 도광판(42)의 배면에 배치된 상기 반사판(41)은 상기 도광판(42)의 배면으로 투과되는 빛을 도광판(42) 상면의 광학시트(43)들 쪽으로 반사시켜 빛의 손실을 줄이고 균일도를 향상시키게 된다.

이와 같이 구성된 백라이트 유닛의 상부에는 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판으로 이루어진 액정패널(10)이 패널 가이드(45)를 통해 안착되며, 이러한 액정패널(10)과 패널 가이드(45) 및 백라이트 유닛은 나사(screw)를 통해 하부의 커버 바텀(cover bottom)(50)과 상부의 케이스 탑(case top)(60)에 의해 서로 결합되어 액정표시장치를 구성하게 된다.

도 2a 및 도 2b는 일반적인 액정표시장치에 있어, LED 하우징과 커버 바텀의 체결 구조를 예시적으로 나타내는 단면도이다.

이때, 상기 도 2b는 열팽창에 의해 백라이트 유닛에 비틀림(bending)이 발생한 상태를 예시적으로 나타내고 있다.

도면에 도시된 바와 같이, LED 하우징(32)과 커버 바텀(50)은 나사(70)를 통해 서로 체결되게 되는데, LED 어레이가 직접 부착되는 상기 LED 하우징(32)의 온도는 상기 커버 바텀(50)에 비해 상대적으로 높다.

따라서, 이들 사이에 열팽창량의 차이가 발생하며, 팽창량의 차이는 LED 하우징(32)과 커버 바텀(50)의 길이가 길어질수록 커진다. 이에 따라 대형 백라이트 유닛에서 이러한 비틀림 현상이 더욱 심하게 발생하게 된다.

즉, 백라이트 유닛에서 강성을 좌우하는 LED 하우징(32)과 커버 바텀(50)은 주로 프레스(press) 물로 구성되어 있고, 각 부품들을 연결하여 견고하게 하기 위해서 나사(70) 등을 사용한다. 이때, 종래의 체결 구조는 나사(70)에 의해 상기 LED 하우징(32)과 커버 바텀(50)이 서로 구속되어 있기 때문에 팽창에 저항하며, 이때 LED 어레이에서 높은 열이 발생하고 LED 하우징(32)이 방열 기능을 하게 되는데, 상기 LED 하우징(32)과 커버 바텀(50)의 열팽창 계수에 차이가 있어 비틀림이 발생되게 된다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 대형 백라이트 유닛에서 발생하는 열팽창에 의한 비틀림 현상을 방지하도록 한 액정표시장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 액정표시장치는 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 액정층이 형성되어 영상을 출력하는 액정패널; 상기 액정패널의 일측 하부에 설치되어 상기 액정패널에 빛을 공급하는 다수의 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED) 어레이; 상기 LED 어레이의 출광 방향에 설치된 도광판; 상기 다수의 LED 어레이 및 상기 LED 어레이를 구동하는 LED 인쇄회로기판이 부착되는 LED 하우징(housing); 및 상기 도광판 하부에 배치되어 다수의 체결수단을 통해 상기 LED 하우징과 체결되는 커버 바텀(cover bottom)을 포함하며, 상기 LED 하우징은 적어도 2부분의 LED 하우징으로 분할되는 한편, 분할된 각각의 LED 하우징에 있어 외측에 위치한 체결 홀은 장공(slot) 형태를 가지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 도광판의 상면에 배치된 광학시트들을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 커버 바텀과 도광판 사이에 배치되는 반사판을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 액정패널을 수납하여 고정시키는 패널 가이드(panel guide)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 액정패널의 상부 측면에 배치되어 상기 패널 가이드와 LED 하우징과 체결되는 케이스 탑(case top)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 체결 홀은 장공 형태를 가져 상기 LED 하우징의 열팽창 시 상기 체결수단이 체결 홀 내에서 슬라이드(slide)가 일어나는 것을 특징으로 한다.

상기 체결수단은 나사(screw)를 포함하는 것을 특징으로한다.

상기 체결 홀은 상기 커버 바텀을 기준으로 상기 커버 바텀의 중앙에 근접하여 상기 커버 바텀과 LED 하우징에 각각 형성된 제 1 체결 홀과 제 2 체결 홀 및 상기 커버 바텀의 외측에 근접하여 상기 커버 바텀과 상기 LED 하우징에 각각 형성된 제 3 체결 홀과 제 4 체결 홀로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 체결수단은 상기 체 1 체결 홀과 제 2 체결 홀에 체결되어 상기 LED 하우징의 팽창을 구속하는 제 1 체결수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 체결수단은 상기 제 3 체결 홀과 제 4 체결 홀에 체결되는 한편, 상기 LED 하우징의 열팽창 시 장공 형태의 상기 제 4 체결 홀을 통해 슬라이드가 일어나는 제 2 체결수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제 2 체결수단과 상기 LED 하우징 사이에 구비되는 와셔(washer)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 와셔는 폴리머(polymer) 재질의 실리콘 고무(silicon rubber)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 와셔는 메탈 재질의 상기 제 2 체결수단과 0.2 ~ 0.3의 정지 마찰계수를 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 LED 하우징은 단면이 "L"자형으로 이루어지며, 상기 커버 바텀은 상기 "L"자형의 LED 하우징 위에 배치되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 LED 하우징을 다수로 분할하는 한편, 분할된 각각의 LED 하우징에 있어 외측에 위치한 체결 홀을 장공 형태로 변경하여 커버 바텀에 대한 LED 하우징의 팽창 간섭을 최소화함으로써 이들의 열팽창 계수의 차이에 의한 비틀림 현상을 방지하게 된다. 그 결과 백라이트 유닛의 열변형을 최소화할 수 있어 열변형에 의해 발생하는 액정패널의 빛샘을 개선할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 높은 열이 발생하는 고 전압(high power) LED를 사용할 수 있는 한편, LED 하우징과 커버 바텀간 접촉조건이 개선되어 방열효과가 상승되는 효과를 제공한다.

도 1은 일반적인 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 분해사시도.
도 2a 및 도 2b는 일반적인 액정표시장치에 있어, 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED) 하우징과 커버 바텀의 체결 구조를 예시적으로 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 4a 및 도 4b는 상기 도 3에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치에 있어, 백라이트 유닛의 일부 구조를 개략적으로 나타내는 배면도.
도 5는 상기 도 3에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치에 있어, 열팽창이 발생한 상태에서의 백라이트 유닛의 일부를 개략적으로 나타내는 배면도.
도 6은 상기 도 5에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛에 있어, A-A'선에 따라 절단한 단면을 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛의 일부를 개략적으로 나타내는 배면도.
도 8은 상기 도 7에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛에 있어, B-B'선에 따라 절단한 단면을 보여주는 도면.
도 9a 및 도 9b는 중심으로부터의 거리에 따른 액정패널의 좌우 변형량을 측정한 결과를 보여주는 그래프.
도 10a 및 도 10b는 중심으로부터의 거리에 따른 액정패널의 좌우 변형량을 측정한 결과를 보여주는 표.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 4a 및 도 4b는 상기 도 3에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치에 있어, 백라이트 유닛의 일부를 개략적으로 나타내는 배면도로써, LED 하우징이 위치한 액정표시장치의 일측을 하부에서 바라본 도면이다.

이때, 상기 도 4a 및 도 4b는 각각 나사로 체결하기 전 및 나사로 체결한 후의 LED 하우징과 커버 바텀의 결합 상태를 나타내고 있다.

도 5는 상기 도 3에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치에 있어, 열팽창이 발생한 상태에서의 백라이트 유닛의 일부를 개략적으로 나타내는 배면도이다.

또한, 도 6은 상기 도 5에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛에 있어, A-A'선에 따라 절단한 단면을 보여주는 도면이다.

상기 도면들을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되어 영상을 출력하는 액정패널(110), 상기 액정패널(110)의 후면에 설치되어 액정패널(110)의 전면에 걸쳐 빛을 방출하는 백라이트 유닛 및 상기 액정패널(110)과 백라이트 유닛을 수납하여 고정시키는 패널 가이드(145)로 구성된다.

이때, 상기 액정패널(110)은 서로 대향하여 균일한 셀갭이 유지되도록 합착된 컬러필터 기판(105)과 어레이 기판(115) 및 상기 컬러필터 기판(105)과 어레이 기판(115) 사이의 셀갭에 형성된 액정층(미도시)으로 구성된다.

이때, 도시하지 않았지만, 상기 컬러필터 기판(105)은 적(red), 녹(green) 및 청(blue)의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터로 구성된 컬러필터와 상기 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스, 그리고 상기 액정층에 전압을 인가하는 투명한 공통전극으로 이루어져 있다.

또한, 상기 어레이 기판(115)은 종횡으로 배열되어 복수개의 화소영역을 정의하는 복수개의 게이트라인과 데이터라인, 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터 및 상기 화소영역 위에 형성된 화소전극으로 이루어져 있다. 이때, 횡전계(In Plane Switching; IPS) 방식의 액정표시장치의 경우에는 상기 컬러필터 기판(105) 대신에 상기 어레이 기판(115)에 공통전극을 형성하게 된다.

이와 같이 구성된 상기 액정패널(110)의 외측에는 각각 상, 하부 편광판(101, 111)이 부착되어 있으며, 상기 하부 편광판(111)은 상기 백라이트 유닛을 경유한 빛을 편광 시키며, 상기 상부 편광판(101)은 상기 액정패널(110)을 경유한 빛을 편광 시킨다.

상기 백라이트 유닛을 구체적으로 설명하면, 커버 바텀(150) 위에 반사판(141)이 설치되는 한편, 상기 반사판(141)의 적어도 일측 상에 빛을 발생시키는 LED 어레이(130)가 설치되어 있으며, 상기 LED 어레이(130)의 출광 방향으로는 상기 LED 어레이(130)에서 발생된 빛을 액정패널(110) 방향으로 출사시키는 도광판(142)이 설치된다.

이때, 상기 LED 어셈블리(130)는 다수의 LED 어레이(131)와 상기 LED 어레이(131)를 구동하는 LED 인쇄회로기판(미도시)이 부착되는 LED 하우징(132)으로 이루어질 수 있다.

상기 LED 어레이(131)에서 발광된 빛은 투명한 재질의 상기 도광판(142) 측면으로 입사되고, 상기 도광판(142)의 배면에 배치된 상기 반사판(141)은 상기 도광판(142)의 배면으로 투과되는 빛을 도광판(142) 상면의 광학시트(143)들 쪽으로 반사시켜 빛의 손실을 줄이고 균일도를 향상시키게 된다.

이때, 상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학시트(143)들은 확산시트와 상, 하부 프리즘시트를 포함하며, 보호시트가 추가될 수 있다.

상기 확산시트는 상기 도광판(142)으로부터 입사되는 빛을 분산시킴으로써, 빛이 부분적으로 밀집되어 액정패널(110)에 표시되는 화상에 얼룩이 발생되는 것을 방지하며, 도광판(142)으로부터 입사되는 빛의 각도를 수직하게 굴절시킨다.

그리고, 상기 상, 하부 프리즘시트는 상기 확산시트로부터 입사되는 빛을 집광하여 액정패널(110)의 전면에 균일하게 분포되도록 한다.

그리고, 상기 보호시트는 먼지나 긁힘에 민감한 광학시트(143)들을 보호하고, 백라이트 유닛을 운반하는 경우에 광학시트(143)들의 유동을 방지하는 역할을 한다.

이와 같이 구성된 백라이트 유닛의 상부에는 상기 컬러필터 기판(105)과 어레이 기판(115)으로 이루어진 액정패널(110)이 패널 가이드(145)를 통해 안착되며, 이러한 액정패널(110)과 패널 가이드(145) 및 백라이트 유닛은 다수의 체결수단(170)을 통해 하부의 커버 바텀(150)과 상부의 케이스 탑(160)에 의해 서로 결합되어 액정표시장치를 구성하게 된다.

이때, 상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치는 상기의 LED 하우징(132)이 적어도 2부분의 LED 하우징(132a, 132b)으로 분할되어 있는 한편, 분할된 각각의 LED 하우징(132a, 132b)에 있어 외측에 위치한 제 4 체결 홀(172)이 열팽창 시 슬라이드(slide)가 일어날 수 있도록 장공(slot) 형태를 가지며, 나사(screw)와 같은 체결수단(170)을 통해 커버 바텀(150)과 체결되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 도면들에는 상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 하우징(132)이 제 1 LED 하우징(132a)과 제 2 LED 하우징(132b)의 2부분으로 분할된 경우를 예를 들어 나타내고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 같이 LED 하우징(132)을 2부분의 LED 하우징(132a, 132b)으로 분할하는 한편, 분할된 각각의 LED 하우징(132a, 132b)에 있어 외측에 위치한 제 4 체결 홀(172)을 장공 형태로 형성하는 경우 열팽창 시 상기 각각의 LED 하우징(132a, 132b)의 팽창방향은 상기 도 5에 도시된 바와 같은 방향으로 유도되게 된다.

즉, LED 하우징(132)의 팽창은 상기 LED 하우징(132)의 중앙을 중심으로 이루어진다. 여기서, 상기 LED 하우징(132)을 2부분의 LED 하우징(132a, 132b)으로 분할한 경우 각각의 LED 하우징(132a, 132b)의 팽창방향은 상기 도 4a에 도시된 바와 같다. 이때, 커버 바텀(150)을 기준으로 상기 커버 바텀(150)의 중앙에 위치하는 제 1 체결수단(170a)은 LED 하우징(132a, 132b)의 팽창을 구속하는 한편, 분할된 각각의 LED 하우징(132a, 132b)에 있어 외측에 위치한 제 4 체결 홀(172)을 장공 형태로 형성함에 따라 열팽창 시 제 2 체결수단(170b)의 슬라이드가 일어나게 되어 커버 바텀(150)에 대한 제 1, 제 2 LED 하우징(132a, 132b)의 팽창 간섭이 최소화되게 된다.

여기서, 상기 장공 형태의 제 4 체결 홀(172)의 길이는 LED 하우징(132)과 커버 바텀(150)의 선팽창(linear expansion) 계수와 안정(stability) 계수를 감안하여 결정할 수 있다.

참고로, 상기 제 1 체결수단(170a)은 상기 LED 하우징(132)과 커버 바텀(150)에 각각 형성된 제 1 체결 홀(171a')과 제 2 체결 홀(171a")에 체결되어 LED 하우징(132)의 팽창을 구속하게 된다. 또한, 상기 제 2 체결수단(170b)은 상기 커버 바텀(150)에 형성된 제 3 체결 홀(171b)에 체결되는 한편, 상기 LED 하우징(132)의 외측에 형성된 장공 형태의 제 4 체결 홀(172)에 체결되어 LED 하우징(132)의 팽창 시 슬라이드가 발생할 수 있도록 한다.

이때, 상기 도면들에는 상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 체결수단(170)이 액정표시장치의 외부에서 내부 방향으로 체결이 이루어진 경우를 예를 들어 나타내고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 체결수단(170)이 액정표시장치의 내부에서 외부 방향으로 체결이 이루어진 경우도 가능하며, 이 경우에는 상기 체결수단(170)의 헤드가 튀어나오면 안되기 때문에 커버 바텀(150)에 소정의 성형(forming)이 들어갈 수 있다.

이와 같이 본 발명은 대형 백라이트 유닛에서 발생하는 열팽창에 의한 백라이트 유닛의 비틀림 현상을 LED 하우징(132)과 커버 바텀(150)의 체결방식 변경을 통해서 최소화하는 것을 특징으로 한다. 즉, 커버 바텀(150)에 대한 LED 하우징(132)의 팽창 간섭을 최소화함으로써 이들의 열팽창 계수의 차이에 의한 비틀림 현상을 방지하게 된다. 그 결과 백라이트 유닛의 열변형을 최소화할 수 있어 열변형에 의해 발생하는 액정패널의 빛샘을 개선할 수 있게 된다. 또한, 높은 열이 발생하는 고 전압(high power) LED를 사용할 수 있는 한편, LED 하우징(132)과 커버 바텀(150)간 접촉조건이 개선되어 방열효과가 상승되게 된다.

한편, 제 2 체결수단과 LED 하우징 사이에는 폴리머(polymer) 재질의 와셔(washer)를 추가로 구비할 수 있으며, 이 경우 체결성과 LED 하우징의 좌우 팽창 유동성이 개선될 수 있으며, 이를 다음의 본 발명의 제 2 실시예를 통해 상세히 설명한다.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛의 일부를 개략적으로 나타내는 배면도로써, LED 하우징이 위치한 액정표시장치의 일측을 하부에서 바라본 도면이다.

또한, 도 8은 상기 도 7에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛에 있어, B-B'선에 따라 절단한 단면을 보여주는 도면이다.

상기 도 7 및 도 8에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치는 제 2 체결수단과 LED 하우징 사이에 와셔를 구비한 것을 제외하고는 실질적으로 상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치와 동일한 구성요소로 이루어져 있다.

즉, 도시하지 않았지만, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되어 영상을 출력하는 액정패널, 상기 액정패널의 후면에 설치되어 액정패널의 전면에 걸쳐 빛을 방출하는 백라이트 유닛 및 상기 액정패널과 백라이트 유닛을 수납하여 고정시키는 패널 가이드로 구성된다.

이때, 상기 액정패널은 서로 대향하여 균일한 셀갭이 유지되도록 합착된 컬러필터 기판과 어레이 기판 및 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이의 셀갭에 형성된 액정층으로 구성된다.

이와 같이 구성된 상기 액정패널의 외측에는 각각 상, 하부 편광판이 부착되어 있으며, 상기 하부 편광판은 상기 백라이트 유닛을 경유한 빛을 편광 시키며, 상기 상부 편광판은 상기 액정패널을 경유한 빛을 편광 시킨다.

상기 백라이트 유닛을 구체적으로 설명하면, 커버 바텀 위에 반사판이 설치되는 한편, 상기 반사판의 적어도 일측 상에 빛을 발생시키는 LED 어레이가 설치되어 있으며, 상기 LED 어레이의 출광 방향으로는 상기 LED 어레이에서 발생된 빛을 액정패널 방향으로 출사시키는 도광판이 설치된다.

이때, 상기 LED 어셈블리는 다수의 LED 어레이와 상기 LED 어레이를 구동하는 LED 인쇄회로기판이 부착되는 LED 하우징으로 이루어질 수 있다.

상기 LED 어레이에서 발광된 빛은 투명한 재질의 상기 도광판 측면으로 입사되고, 상기 도광판의 배면에 배치된 상기 반사판은 상기 도광판의 배면으로 투과되는 빛을 도광판 상면의 광학시트들 쪽으로 반사시켜 빛의 손실을 줄이고 균일도를 향상시키게 된다.

상기 도면들을 참조하면, 이와 같이 구성된 백라이트 유닛의 상부에는 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판으로 이루어진 액정패널이 패널 가이드를 통해 안착되며, 이러한 액정패널과 패널 가이드 및 백라이트 유닛은 다수의 체결수단(270)을 통해 하부의 커버 바텀(250)과 상부의 케이스 탑(미도시)에 의해 서로 결합되어 액정표시장치를 구성하게 된다.

이때, 상기 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치는 전술한 본 발명의 제 1 실시예와 실질적으로 동일하게 상기의 LED 하우징(232)이 적어도 2부분의 LED 하우징(232a, 232b)으로 분할되어 있는 한편, 분할된 각각의 LED 하우징(232a, 232b)에 있어 외측에 위치한 제 4 체결 홀(272)이 열팽창 시 슬라이드가 일어날 수 있도록 장공 형태를 가지며, 나사와 같은 체결수단(270)을 통해 커버 바텀(250)과 체결되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 도면들에는 상기 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 하우징(232)이 제 1 LED 하우징(232a)과 제 2 LED 하우징(232b)의 2부분으로 분할된 경우를 예를 들어 나타내고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 같이 LED 하우징(232)을 2부분의 LED 하우징(232a, 232b)으로 분할하는 한편, 분할된 각각의 LED 하우징(232a, 232b)에 있어 외측에 위치한 제 4 체결 홀(272)을 장공 형태로 형성하는 경우 열팽창 시 상기 각각의 LED 하우징(232a, 232b)의 팽창방향은 상기 도 7에 도시된 바와 같은 방향으로 유도되게 된다.

즉, 커버 바텀(250)을 기준으로 상기 커버 바텀(250)의 중앙에 위치하는 제 1 체결수단(270a)은 LED 하우징(232a, 232b)의 팽창을 구속하는 한편, 분할된 각각의 LED 하우징(232a, 232b)에 있어 외측에 위치한 제 4 체결 홀(272)을 장공 형태로 형성함에 따라 열팽창 시 제 2 체결수단(270b)의 슬라이드가 일어나게 되어 커버 바텀(250)에 대한 제 1, 제 2 LED 하우징(232a, 232b)의 팽창 간섭이 최소화되게 된다.

여기서, 본 발명의 제 2 실시예의 경우에는 상기 제 2 체결수단(270b)과 LED 하우징(232) 사이에 폴리머 재질의 와셔(271)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하며, 상기 와셔(271)는 LED 하우징(232)의 팽창 시 슬라이딩(sliding)이 부드럽게 일어날 수 있도록 하는 한편, 체결강성을 유지하는 역할을 하게 된다.

상기 와셔(271)의 재질은 VMQ와 같은 실리콘 고무(silicon rubber)를 포함하며, 내열성 및 저온특성이 우수하고 절연특성의 내후성(weatherproof)을 갖추고 있는 재질이면 어떠한 물질이라도 가능하다. 또한, 메탈 재질의 제 2 체결수단(270b)과의 정지 마찰계수(coefficient of static friction)는 약 0.2 ~ 0.3 정도를 가진다.

도 9a 및 도 9b는 중심으로부터의 거리에 따른 액정패널의 좌우 변형량을 측정한 결과를 보여주는 그래프이며, 도 10a 및 도 10b는 중심으로부터의 거리에 따른 액정패널의 좌우 변형량을 측정한 결과를 보여주는 표다.

이때, 상기 도면들은 액정패널의 중심을 기준으로 좌우로 150mm씩 떨어진 포인트(point)에서의 액정패널 상단 부의 열변형을 측정한 결과를 나타내고 있다.

상기 도 9a 및 도 10a는 일반적인 액정표시장치에 있어, 중심으로부터의 거리에 따른 액정패널의 좌우 변형량을 측정한 결과를 보여주는 그래프 및 표다. 또한, 상기 도 9b 및 도 10b는 본 발명의 액정표시장치에 있어, 중심으로부터의 거리에 따른 액정패널의 좌우 변형량을 측정한 결과를 보여주는 그래프 및 표다.

상기 도면들을 참조하면, 액정패널의 중심을 기준으로 중심으로부터 떨어진 위치가 커질수록 액정패널 상단 부의 변형량이 점점 커지는 것을 알 수 있다.

또한, 일반적인 액정표시장치의 경우 액정패널의 좌우 상단 부의 총 변형량은 약 40mm로 측정된 반면, 본 발명의 경우에는 약 19mm로 측정되어 열변형이 개선되었음을 알 수 있다.

즉, 일반적인 액정표시장치의 경우 액정패널의 좌, 우측(중심으로부터 좌, 우측으로 900mm 떨어진 위치) 상단 부의 변형량은 각각 22mm 및 18mm로 총 변형량은 약 40mm로 측정된 반면, 본 발명의 경우에는 좌, 우측 상단 부의 변형량이 각각 15.5mm 및 3.5mm로 총 변형량이 약 19mm로 측정되었다.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.

101,111 : 편광판 105 : 컬러필터 기판
110 : 액정패널 115 : 어레이 기판
130 : LED 어셈블리 131 : LED 어레이
132,232, 132a,232a, 132b,232b : LED 하우징
141 : 반사판 142 : 도광판
143 : 광학시트 145 : 패널 가이드
150 : 커버 바텀 160 : 케이스 탑
170,270, 170a,270a, 170b,270b : 체결수단
171a',171a",171b, 172,272 : 체결 홀
275 : 와셔

Claims

컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 액정층이 형성되어 영상을 출력하는 액정패널;
상기 액정패널의 일측 하부에 설치되어 상기 액정패널에 빛을 공급하는 다수의 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED) 어레이;
상기 LED 어레이의 출광 방향에 설치된 도광판;
상기 다수의 LED 어레이 및 상기 LED 어레이를 구동하는 LED 인쇄회로기판이 부착되는 LED 하우징(housing);
상기 도광판 하부에 배치되어 다수의 체결수단을 통해 상기 LED 하우징과 체결되는 커버 바텀(cover bottom);
상기 커버 바텀을 기준으로 상기 커버 바텀의 중앙에 근접하여 상기 커버 바텀과 LED 하우징에 각각 형성된 제 1 체결 홀과 제 2 체결 홀; 및
상기 커버 바텀의 외측에 근접하여 상기 커버 바텀과 상기 LED 하우징에 각각 형성된 제 3 체결 홀과 제 4 체결 홀로 구성되며,
상기 LED 하우징은 적어도 2부분의 LED 하우징으로 분할되고, 상기 제 4 체결 홀은 분할된 각각의 LED 하우징에 장공(slot) 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 도광판의 상면에 배치된 광학시트들을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 2 항에 있어서, 상기 커버 바텀과 도광판 사이에 배치되는 반사판을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 3 항에 있어서, 상기 액정패널을 수납하여 고정시키는 패널 가이드(panel guide)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 4 항에 있어서, 상기 액정패널의 상부 측면에 배치되어 상기 패널 가이드와 LED 하우징과 체결되는 케이스 탑(case top)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 체결 홀은 장공 형태를 가져 상기 LED 하우징의 열팽창 시 상기 체결수단이 체결 홀 내에서 슬라이드(slide)가 일어나는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 체결수단은 나사(screw)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 체결수단은 상기 제 1 체결 홀과 제 2 체결 홀에 체결되어 상기 LED 하우징의 팽창을 구속하는 제 1 체결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 9 항에 있어서, 상기 체결수단은 상기 제 3 체결 홀과 제 4 체결 홀에 체결되고 상기 LED 하우징의 열팽창 시 장공 형태의 상기 제 4 체결 홀을 통해 슬라이드가 일어나는 제 2 체결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 10 항에 있어서, 상기 제 2 체결수단과 상기 LED 하우징 사이에 구비되는 와셔(washer)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 11 항에 있어서, 상기 와셔는 폴리머(polymer) 재질의 실리콘 고무(silicon rubber)로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 11 항에 있어서, 상기 와셔는 메탈 재질의 상기 제 2 체결수단과 0.2 ~ 0.3의 정지 마찰계수를 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 LED 하우징은 단면이 "L"자형으로 이루어지며, 상기 커버 바텀은 상기 "L"자형의 LED 하우징 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
액정패널;
상기 액정패널의 하부에 배치되어 상기 액정패널로 광을 공급하는 도광판;
상기 도광판의 일측면과 마주하여 상기 일측면을 통해 도광판에 광을 입력하는 다수의 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED);
상기 다수의 LED 어레이를 수납하며 열팽창방향을 따라 2부분으로 분할된 LED 하우징(housing);
상기 도광판 하부에 배치되어 상기 LED 하우징과 체결되는 커버 바텀(cover bottom);
상기 LED 하우징의 분할영역 근처의 상기 LED 하우징 및 커버 바텀에 각각 형성되어 상기 2부분의 LED 하우징을 커버 바텀에 체결 고정시키는 제1고정수단; 및
상기 LED 하우징의 분할영역 근처의 상기 LED 하우징 및 커버 바텀에 각각 형성되어 상기 2부분의 LED 하우징을 커버 바텀에 열팽창방향을 따라 슬라이딩 가능하게 고정시키는 제2고정수단으로 구성되며,
상기 2부분으로 분할된 LED 하우징은 일정 거리 서로 이격되어 배치되는 액정표시장치.
제15항에 있어서, 상기 제1고정수단은,
상기 2부분의 LED 하우징 각각에 형성된 제 1 체결 홀;
상기 커버 바텀에 형성된 제 2 체결 홀; 및
상기 제 1 체결 홀 및 제 2 체결 홀을 체결하는 제1체결수단을 포함하는 액정표시장치.
제15항에 있어서, 상기 제2고정수단은,
상기 커버 바텀에 형성된 제 3 체결 홀; 및
상기 2부분의 LED 하우징 각각에 상기 LED 하우징의 열팽창방향을 따라 연장된 장공형태로 형성된 제 4 체결 홀;
상기 제 3 체결 홀 및 제 4 체결 홀을 체결하며, 상기 LED 하우징의 열팽창시 상기 제 4 체결 홀 내에서 슬라이딩하는 제2체결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.