KR102008901B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치용 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 액정표시장치의 광원으로 사용하는 LED 어셈블리에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 LED 어셈블리를 LED FPCB와 케이블용 FPCB를 일체형으로 형성하는 것이다.
이를 통해, LED 구동회로와 LED FPCB 간의 단선불량이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해, 다수의 LED의 구동 동작 불량이 발생하거나 회로부의 손상을 가져오게 되는 것을 방지할 수 있다.
또한, LED FPCB의 배면으로 LED FPCB의 강성향상 및 LED어셈블리의 방열설계를 위해 금속바를 형성함으로서, LED로부터 발생된 고온의 열을 보다 신속하고 효율적을 외부로 방출할 수 있다.
이를 통해, 액정표시장치의 신뢰성을 향상시키게 된다.

Description

액정표시장치{Liquid crystal display device}
본 발명은 액정표시장치에 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 액정표시장치의 단면도이다.　
도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치는 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 Fluorescentt 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)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, LED 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, LED 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 LED PCB(29b)는 연결이 약해, 가요성케이블(미도시)이 커버버툼(50) 배면의 LED구동회로(미도시)와 연결되는 과정에서 가요성케이블(미도시)의 휨이 발생할 경우, LED PCB(29b)와 가요성케이블(미도시)의 연결부인 납땜영역에 외력이 가해져 가요성케이블(미도시)의 단선불량이 빈번하게 발생하게 된다.
이로 인하여, LED(29a)의 구동 동작 불량이 발생하거나 회로부의 손상을 가져오게 된다.
또한, LED PCB(29b)와 가요성케이블(미도시)의 냉납 또는 미납과 같은 납땜에 의한 불량이 발생하여, 이를 통해서도 LED(29a)의 구동 동작 불량이 발생하거나 회로부의 손상을 가져오게 된다.
이는 액정표시장치의 신뢰성을 떨어뜨리는 원인이 된다
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 백라이트 유닛의 LED PCB와 가요성케이블을 안정적으로 연결하고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다.
이로 인하여, LED의 구동 불량이 발생되는 것을 방지하고자 하는 것을 제 2 목적으로 하며, 이를 통해 액정표시장치의 신뢰성을 향상시키고자 하는 것을 제 3 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 반사판과; 상기 반사판 상에 안착되는 도광판과; 상기 도광판의 입광면을 따라 배열되는 다수의 LED와, 상기 다수의 LED가 실장되며, 유연한(flexible) 성질을 갖는 LED FPCB(flexible printed circuit board) 그리고 상기 LED FPCB로부터 연장되어 형성되는 케이블용 FPCB를 포함하는 LED 어셈블리와; 상기 도광판 상부로 안착되는 액정패널을 포함하며, 상기 다수의 LED가 실장된 상기 LED FPCB의 일면의 반대측인 타면에 금속바가 부착되는 액정표시장치를 제공한다.
이때, 상기 반사판과 밀착되는 수평면과, 상기 수평면에 수직한 측면으로 이루어지는 커버버툼을 포함하며, 상기 커버버툼의 배면으로는 상기 케이블용 FPCB와 연결되는 LED 구동회로가 위치하며, 상기 LED FPCB와 상기 케이블용 FPCB는 순차적으로 유연한 특성을 갖는 베이스필름, 전원배선층 그리고 커버층으로 이루어진다.
그리고, 상기 커버층은 빛을 반사시킬 수 있는 화이트(white)물질로 이루어지며, 상기 금속바는 알루미늄(Al)및 구리(Cu) 중 선택된 하나로 이루어진다.
또한, 상기 도광판과 상기 액정패널 사이에 개재되는 광학시트를 포함하며, 상기 액정패널의 가장자리를 두르는 서포트메인을 포함하며, 상기 액정패널의 상면 가장자리를 두르며, 상기 서포트메인 및 상기 커버버툼에 결합 체결되는 탑커버를 포함한다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 LED 어셈블리를 LED FPCB와 케이블용 FPCB를 일체형으로 형성함으로써, LED 구동회로와 LED FPCB 간의 단선불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이를 통해, 다수의 LED의 구동 동작 불량이 발생하거나 회로부의 손상을 가져오게 되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, LED FPCB의 배면으로 LED FPCB의 강성향상 및 LED어셈블리의 방열설계를 위해 금속바를 형성함으로서, LED로부터 발생된 고온의 열을 보다 신속하고 효율적을 외부로 방출하는 효과가 있다.
이를 통해, 액정표시장치의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 LED를 광원으로 사용한 액정표시장치모듈의 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도.
도 3a ~ 3b는 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리를 개략적으로 도시한 사시도.
도 4a ~ 4b는 LED 어셈블리의 케이블용 FPCB가 커버버툼 배면에 위치하는 LED 구동회로와 연결되는 모습을 개략적으로 도시한 사시도 및 배면사시도.
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, 능동행렬 방식이라는 전제 하에 비록 도면상에 나타나지는 않았지만 통상 하부기판 또는 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 상부기판 또는 컬러필터기판이라 불리는 제 2 기판(114)의 내면으로는 각 화소에 대응되는 일례로 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 연성회로기판 이나 테이프케리어패키지(tape carrier package : TCP) 같은 연결부재(116)를 매개로 인쇄회로기판(117)이 연결되어 모듈화 과정에서 서포트메인(130)의 측면 내지는 커버버툼(150) 배면으로 적절하게 젖혀 밀착된다.
따라서, 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 LED FPCB(flexible printed circuit board : 220)를 포함한다.
즉, 본 발명의 LED 어셈블리(200)는 다수의 LED(210)가 유연한(flexible) 성질을 갖는 LED FPCB(220) 상에 실장되는 것을 특징으로 한다.
이때, 다수의 LED(210)가 실장되는 일면의 반대측인 LED FPCB(220)의 배면에는 LED FPCB(220)의 강성을 위한 금속바(230)가 구비된다.
그리고 도면상에 나타나지는 않았지만 본 발명의 액정표시장치에는 LED 어셈블리(200)의 온/오프(on/off)를 제어하는 LED 구동회로(미도시)가 탑재되며, 이들은 통상 커버버툼(150) 배면으로 밀착되어 전체적인 사이즈를 최소화하게 된다.
따라서, 다수의 LED(210)가 커버버툼(150)의 배면으로 밀착되는 LED 구동회로(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있도록, LED FPCB(220)의 일부가 연장되어 케이블용 FPCB(221)가 형성된다.
케이블용 FPCB(221) 또한 LED FPCB(220)와 마찬가지로 유연한 성질을 가짐으로써, 케이블용 FPCB(221)의 유연한(flexible) 성질을 이용하여, 커버버툼(150) 배면의 LED 구동회로(미도시)와 연결된다.
즉, 본 발명의 액정표시장치는 LED 어셈블리(200)의 다수의 LED(210)가 유연한 성질을 갖는 LED FPCB(220) 상에 실장되도록 하고, LED FPCB(220)의 일부가 연장된 케이블용 FPCB(221)를 통해 커버버툼(150)의 배면에 위치하는 LED 구동회로(미도시)와 LED FPCB(220)가 직접적으로 연결되도록 하는 것이다.
따라서, LED 구동회로(미도시)와 LED FPCB(220) 간의 단선불량이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 다수의 LED(210)의 구동 동작 불량이 발생하거나 회로부의 손상을 가져오게 되는 것을 방지할 수 있다. 이에 대해 차후 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
이러한 LED 어셈블리(200)의 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.
여기서, 패턴은 도광판(123) 내부로 입사된 빛을 가이드하기 위하여, 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern), 홀로그램 패턴(hologram pattern) 등 다양하게 구성할 수 있으며, 이와 같은 패턴은 도광판(123)의 하부면에 인쇄방식 또는 사출방식으로 형성한다.
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 백라이트 유닛(120) 배면에 밀착되는 수평면(151) 및 이의 가장자리가 수직하게 상향 절곡된 측면(153)으로 이루어진다.
그리고, 이러한 커버버툼(150) 상에 안착되며 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 두르는 사각의 테 형상의 서포트메인(130)이 탑커버(140)와 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 LED FPCB(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)의 LED FPCB(220)와 LED 구동회로(미도시)가 직접 연결되도록 함으로써, LED 구동회로(미도시)와 LED FPCB(220) 간의 단선불량을 방지할 수 있어 LED(210)의 구동 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 3a ~ 3b는 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3a에 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 LED FPCB(220)를 포함한다.
즉, LED FPCB(220)는 긴 바(bar) 형상으로, 다수의 LED(210)는 LED FPCB(220)의 길이방향을 따라 일정간격 이격하여 실장된다.
이때, 다수의 LED(210)는 LED FPCB(220) 상에 형성된 금속배선(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, LED FPCB(220)는 유연한(flexible) 특성을 갖는 베이스필름(223)과 베이스필름(223) 상부에 도전성 물질이 패터닝되어 형성되는 다수의 금속배선(미도시)들로 이루어지는 전원배선층(225)으로 이루어진다.
베이스필름(223)은 전원배선층(225)과 다수의 LED(210)를 그 상층으로 실장시켜 지지하는 역할을 한다.
이러한 베이스필름(223)은 폴리이미드(polyimide) 또는 폴리에스테르(polyester) 등을 포함하는 수지계열의 재질을 수용하여 필름 형태로 이루어진다.
또는, FR4(flame resistant 4), T-preg 와 같은 열전도도를 갖는 재질로 이루어질 수도 있다.
여기서, 전원배선층(225)의 다수의 금속배선(미도시)은 LED FPCB(220) 상에 실장된 다수의 LED(210)의 온/오프(on/off) 신호를 전달하는 역할을 하며, 이때, 다수의 금속배선(미도시)들은 서로 중첩되지 않도록 형성된다.
그리고, 전원배선층(225) 상부에는 다수의 금속배선(미도시)이 형성된 부분을 제외하고, 전원배선층(225)을 보호하기 위한 유기 또는 무기 절연물질로서 커버층(227)이 형성되어 있다.
이때, 커버층(227)은 광을 반사시킬 수 있는 화이트(white) 물질로 이루어져, 절연기능뿐만 아니라 반사기능을 포함할 수 있다.
즉, 커버층(227)은 광 반사율이 높은 화이트 물질을 사용함으로써, 다수의 LED(210)로부터 출사된 빛이 도광판(도 2의 123) 내부로 입사되는 과정에서, 다수의 LED(210)의 사이영역으로 퍼지는 빛을 반사시켜 도광판(도 2의 123) 내부로 입사되도록 한다.
따라서, 이웃하는 LED(210) 사이의 영역이 어둡게 보이는 핫스팟 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 또한 도광판(도 2의 123) 내부로 입사되는 광량을 증가시키게 됨으로써, 광효율을 향상시키게 된다.
이러한 커버층(227)은 포토 솔더 레지스트(PSR: photo solder resist) 공정을 통해 형성된다.
그리고, LED FPCB(220)의 배면 즉, LED(210)가 실장되는 일면의 반대측인 타면에 금속바(230)가 구비되는데, 금속바(230)는 LED FPCB(220) 상에 실장된 LED(210)의 반대측에 대응하여 구비된다.
이때, 베이스필름(210)은 금속바(230)와 전원배선층(225) 사이에서 절연층의 역할을 하게 된다.
금속바(230)는 LED FPCB(220)의 강성을 향상시키며, 동시에 LED 어셈블리(200)의 방열설계를 제공하게 된다.
즉, 금속바(230)는 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등의 열전도율이 높은 금속으로 이루어져, 이러한 금속바(230)에 의해 LED(210)로부터 발생되는 고온의 열이 효과적으로 액정표시장치 외부로 방출되도록 할 수 있다.
이때, 금속바(230)는 커버버툼(도 2의 150)의 측면(도 2의 153)과 접촉되도록 함으로써, LED(210)로부터 발생된 고온의 열이 효과적으로 커버버툼(도 2의 150)으로 전달하는 역할을 하게 된다.
커버버툼(도 2의 150)은 금속바(230)에 비해 외부공기와 접촉되는 면적이 넓어, LED(210)로부터 발생된 고온의 열을 신속하고 효율적을 외부로 방출하게 된다.
이때, 금속바(230)와 커버버툼(도 2의 150) 사이에는 접착성을 가지는 동시에 열 방출 효과를 갖는 히트싱크(미도시)가 더욱 구비되어, LED 어셈블리(200)를 커버버툼(도 2의 150)의 측면(도 2의 153)에 부착시키는 동시에 LED(210)로부터 발생된 고온의 열을 보다 신속하고 효율적을 외부로 방출하도록 할 수 있다.
이때, LED FPCB(220)는 LED FPCB(220)의 일부가 연장되어 형성되는 케이블용 FPCB(221)를 포함하는데, 케이블용 FPCB(221)의 일단은 커버버툼(도 2의 150)의 배면에 위치하는 LED 구동회로(미도시)와 전기적으로 연결된다.
여기서, 케이블용 FPCB(221) 또한 유연한(flexible) 특성을 갖는 베이스필름(223)과 베이스필름(223) 상부에 도전성 물질이 패터닝되어 형성되는 다수의 금속배선(미도시)들로 이루어지는 전원배선층(225)그리고 전원배선층을 덮는 커버층(227)으로 이루어진다.
케이블용 FPCB(221)의 일단에는 LED 구동회로(미도시)와의 전기적인 연결을 위한 패드부(221a)가 구비된다.
이러한, 케이블용 FPCB(221) 또한 LED FPCB(220)와 마찬가지로 유연한 성질을 가짐으로써, 도 3b에 도시한 바와 같이, 케이블용 FPCB(221)가 유연한 성질에 의해 휘어져 형성될 수 있다.
이때, 케이블용 FPCB(221)는 LED FPCB(220)로부터 연장되어 형성됨에 따라, 케이블용 FPCB(221)의 휨이 발생하여도, LED 구동회로(미도시)와 LED FPCB(220) 간의 단선불량이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 다수의 LED(210)의 구동 동작 불량이 발생하거나 회로부의 손상을 가져오게 되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 기존의 LED 어셈블리(도 1의 29)는 커버버툼(도 1의 50)의 배면에 위치하는 LED 구동회로(미도시)와 LED 어셈블리(도 1의 29)를 연결되도록 하기 위하여, PCB(도 1의 29b)의 일측에 납땜에 의해 가요성케이블(미도시)이 연결되도록 형성하는데, 이와 같이 PCB(도 1의 29b)와 납땜에 의해 가요성케이블(미도시)을 연결하는 경우, 가요성케이블(미도시)의 휨이 발생할 경우, PCB(도 1의 29b)와 가요성케이블(미도시)의 연결부인 납땜영역에 외력이 가해져 가요성케이블(미도시)의 단선불량이 빈번하게 발생하게 된다.
이에 반해, 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리(200)는 다수의 LED(210)가 실장되는 LED FPCB(220)와 커버버툼(도 2의 150)의 배면에 위치하는 LED 구동회로(미도시)와 LED 어셈블리(200)를 연결하기 위한 케이블용 FPCB(221)가 서로 일체형으로 형성되도록 함으로써, 케이블용 FPCB(221)의 휨이 발생하여도 LED FPCB(220)와 케이블용 FPCB(210)의 사이에서 단선불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이는 곧, LED 구동회로(미도시)와 LED FPCB(220) 간의 단선불량이 발생하는 것을 방지할 수 있음을 의미하며, 이를 통해, 다수의 LED(210)의 구동 동작 불량이 발생하거나 회로부의 손상을 가져오게 되는 것을 방지할 수 있다.
도 4a ~ 4b는 LED 어셈블리의 케이블용 FPCB가 커버버툼 배면에 위치하는 LED 구동회로와 연결되는 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.
여기서, 도 4b는 커버버툼의 배면을 도시한 배면 사시도이다.
도시한 바와 같이, 커버버툼(150)의 일 가장자리부의 측면(153)에는 유연한 특성을 갖는 LED FPCB(220) 상에 다수의 LED(210)가 실장된 LED 어셈블리(200)가 부착 및 고정되는데, 설명의 편의를 위하여 도시하지는 않았지만 커버버툼(150) 수평면(151) 상에는 반사판(도 2의 125)이 안착되어 있으며, 반사판(도 2의 125) 상에는 도광판(도 2의 123)이 안착되는데, 도광판(도 2의 123)은 LED 어셈블리(200)의 다수의 LED(210)로부터 빛이 출사되는 방향에 도광판(도 2의 123)의 입광면이 대응되어 위치한다.
이때, LED 어셈블리(200)는 LED FPCB(220)의 배면에 위치하는 금속바(230)가 커버버툼(150)의 측면(153) 내측과 접촉하도록 부착 및 고정된다.
그리고, LED FPCB(220)의 일부가 연장되어 형성된 케이블용 FPCB(221)는 LED FPCB(220)에 수직하게 절곡되어, 커버버툼(150)의 수평면(151)에 형성된 인출구(155)를 통해 커버버툼(150)의 배면으로 연장되어 형성된다.
따라서, 커버버툼(150)의 배면에 밀착되어 위치하는 LED 구동회로(160)와 케이블용 FPCB(221)가 서로 전기적으로 연결된다.
이때, 본 발명의 LED 어셈블리(200)는 LED FPCB(220)와 케이블용 FPCB(221)가 서로 일체형으로 형성됨으로써, 케이블용 FPCB(221)가 LED FPCB(220)에 수직하게 절곡되어도 LED FPCB(220)와 케이블용 FPCB(221)의 사이에서 단선불량이 발생하지 않게 된다.
아래 표(1)은 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리의 크랙(crack) 발생 인장력과 굴곡 저항력을 기존의 LED 어셈블리와 비교 측정한 실험결과이다.
Sample 1 Sample 2 효과
인장력 487g.f 877g.f 390g.f ↑
굴곡 저항력 20회 48회 2.4배 ↑
Sample 1은 LED 어셈블리의 PCB와 가요성케이블이 납땜에 의해 연결되는 기존의 LED어셈블리의 인장력과 굴곡 저항력을 측정한 실험결과이며, Sample 2는 본 발명의 실시예에 따라 LED FPCB(220)와 케이블용 FPCB(221)가 서로 일체형으로 형성된 LED어셈블리(200)의 인장력과 굴곡 저항력을 측정한 실험결과이다.
여기서, 인장력은 케이블용 FPCB(221)가 LED FPCB(200)로부터 연장된 영역으로부터 케이블용 FPCB(=가요성케이블)이 LED FPCB(=PCB)로부터 분리되는 힘을 측정하는 방식으로 진행되었다.
즉, 케이블용 FPCB(221)와 가요성케이블의 크랙(crack)이 발생될 때의 힘을 측정한 값으로, 표(1)을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 LED FPCB(220)와 케이블용 FPCB(221)가 서로 일체형으로 형성된 LED어셈블리(200)의 인장력이 877g.f로, 가요성케이블이 납땜에 의해 연결되는 기존의 LED어셈블리의 인장력인 487g.f에 비해 인장력이 2배 가까이 향상되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 굴곡 저항력은 케이블용 FPCB(221)가 LED FPCB(220)로부터 연장된 영역으로부터 케이블용 FPCB(=가요성케이블)이 LED FPCB(=PCB)로부터 분리될때까지의 가해진 굴곡 횟수를 측정한 값으로, 표(1)을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 LED FPCB(220)와 케이블용 FPCB(221)가 서로 일체형으로 형성된 LED어셈블리(200)가 PCB와 가요성케이블이 납땜에 의해 연결되는 기존의 LED어셈블리에 비해 굴곡 저항력 또한 2배 이상 향상되는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리(200)는 LED FPCB(220)와 케이블용 FPCB(221)를 일체형으로 형성함으로써, 케이블용 FPCB(221)의 크랙(crack)이 발생될 때의 인장력과 굴곡 저항력이 기존의 PCB와 가요성케이블 납땜에 의해 연결되도록 한 LED 어셈블리의 가요성케이블의 크랙이 발생될 때의 힘에 비해 향상됨으로써, PCB와 가요성케이블을 납땜에 의해 연결되도록 한 LED 어셈블리에 비해 LED 구동회로(160)와 LED FPCB (220)간의 단선불량이 발생하는 것을 방지할 수 있음을 알 수 있다.
이를 통해, 다수의 LED(210)의 구동 동작 불량이 발생하거나 회로부의 손상을 가져오게 되는 것을 방지할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 본 발명의 LED 어셈블리(200)는 냉납 또는 미납과 같은 납땜에 의한 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 본 발명의 LED어셈블리(200)는 납땜영역이 불필요 함에 따라, LED 어셈블리(200)의 전체적인 두께를 PCB와 가요성케이블이 납땜에 의해 연결되는 기존의 LED어셈블리에 비해 줄어들게 된다.
이를 통해, 액정표시장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 LED 어셈블리(200)를 LED FPCB(220)와 케이블용 FPCB(221)를 일체형으로 형성함으로써, LED 구동회로(160)와 LED FPCB(220) 간의 단선불량이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 이를 통해, 다수의 LED(210)의 구동 동작 불량이 발생하거나 회로부의 손상을 가져오게 되는 것을 방지할 수 있다.
이때, LED FPCB(220)의 배면으로 LED FPCB(220)의 강성향상 및 LED어셈블리(200)의 방열설계를 위해 금속바(230)를 형성함으로서, LED(210)로부터 발생된 고온의 열을 보다 신속하고 효율적을 외부로 방출하게 된다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
200 : LED 어셈블리
210 : LED
220 : LED FPCB(221 : 케이블용 FPCB(221 : 패드부), 223 : 베이스필름, 225 : 전원배선층, 227 : 커버층)

Claims (7)

  1. 반사판과;
    상기 반사판 상에 안착되는 도광판과;
    상기 도광판의 입광면을 따라 배열되는 다수의 LED와, 상기 다수의 LED가 실장되며, 유연한(flexible) 성질을 갖는 LED FPCB(flexible printed circuit board) 그리고 상기 LED FPCB로부터 연장되어 형성되는 케이블용 FPCB를 포함하는 LED 어셈블리와;
    상기 도광판 상부로 안착되는 액정패널과;
    상기 반사판과 밀착되는 수평면과, 상기 수평면에 수직한 측면을 포함하는 커버버툼
    을 포함하며, 상기 다수의 LED가 실장된 상기 LED FPCB의 일면의 반대측인 타면에 금속바가 부착되어, 상기 LED어셈블리와 상기 금속바는 일체형 구조로 이루어지며,
    상기 LED FPCB와 상기 케이블용 FPCB는 순차적으로 유연한 특성을 갖는 베이스필름, 전원배선층 그리고 커버층으로 이루어지며,
    상기 LED FPCB의 커버층은 빛을 반사시킬 수 있는 화이트(white)물질로 이루어지며,
    상기 금속바는 상기 커버버툼의 상기 측면 내측에 부착되며,
    상기 커버버툼의 상기 수평면과 상기 측면에는, 상기 수평면으로부터 상기 측면 일부까지 연장되는 인출구가 구비되어, 상기 케이블용 FPC는 상기 인출구를 통해 상기 커버버툼의 배면으로 연장되며,
    상기 금속바는 상기 측면으로 연장된 상기 인출구에 의해 외부로 노출되는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버버툼의 배면으로는 상기 케이블용 FPCB와 연결되는 LED 구동회로가 위치하는 액정표시장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속바는 알루미늄(Al)및 구리(Cu) 중 선택된 하나로 이루어지는 액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판과 상기 액정패널 사이에 개재되는 광학시트를 포함하는 액정표시장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 액정패널의 가장자리를 두르는 서포트메인을 포함하며, 상기 액정패널의 상면 가장자리를 두르며, 상기 서포트메인 및 상기 커버버툼에 결합 체결되는 탑커버를 포함하는 액정표시장치.
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