KR102296788B1

KR102296788B1 - 액정표시장치

Info

Publication number: KR102296788B1
Application number: KR1020140193043A
Authority: KR
Inventors: 이세민; 강문식; 윤용중; 김영대; 송선복
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2014-12-30
Publication date: 2021-09-01
Also published as: KR20160083175A

Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 공정비용 및 공정의 효율성이 향상된 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 공정비용을 절감하기 위한 단면PCB에 관통홀을 형성하고, 관통홀에 커넥터를 위치시켜, 커넥터의 상부면과 PCB의 상부면이 동일 평면을 이루도록 하는 것이다.
이를 통해, 반사판의 들뜸 현상을 방지할 수 있어, 반사판의 들뜸 현상에 의한 화상의 얼룩 현상이나, 휘선 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 액정표시장치의 표시품질을 향상시키게 된다.
또한, 커넥터와 가요성케이블을 커버버툼의 배면에서 조립 및 체결되도록 할 수 있어, 모듈화된 액정표시장치의 분해 없이도 커넥터와 가요성케이블을 손쉽게 조립 또는 분해할 수 있다.
또한, 커넥터의 위치에 대응하여 가이드서포트를 위치시킴으로써, 커넥터의 빠짐이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 커넥터의 기구적 안정성을 확보할 수 있다.

Description

액정표시장치{Liquid crystal display device}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 공정비용 및 공정의 효율성이 향상된 액정표시장치에 관한 것이다.

최근 정보기술과 이동통신기술 등의 발전과 함께 정보를 시각적으로 표시해줄 수 있는 디스플레이장치의 발전이 이루어지고 있으며, 디스플레이장치는 크게 발광특성을 갖는 자체 발광형 디스플레이와 다른 외부의 요인으로 화상을 디스플레이할 수 있는 비발광형 디스플레이로 분류되고 있다.

비발광형 디스플레이로는 LCD(Liquid Crystal Display)를 예로 들 수 있다.

여기서, LCD는 자체 발광요소를 갖지 못하는 소자이므로 별도의 광원을 요구하게된다. 이에 따라, 배면에 광원을 구비한 백라이트 유닛(Backlight unit)이 마련되어 액정패널 전면을 향해 광을 조사하여 식별 가능한 화상을 구현하게 된다.

백라이트 유닛은 광원으로 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL), 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp), 그리고 발광다이오드(Light Emitting Diode : LED, 이하 LED라 함) 등을 사용한다.

이중에서 특히, LED는 소형, 저소비 전력, 고신뢰성 등의 특징을 겸비하여 표시용 광원으로서 널리 이용되고 있는 추세이다.

한편, 일반적인 백라이트 유닛은 램프의 배열구조에 따라 사이드라이트형(side light type)과 직하라이트형(direct light type)으로 구분되는데, 사이드라이트형은 하나 또는 한쌍의 광원이 도광판의 일측부에 배치되는 구조를 가지거나, 두개 또는 두쌍의 광원이 도광판의 양측부 각각에 배치된 구조를 가지며, 직하라이트형은 수개의 광원이 광학시트의 하부에 배치된 구조를 갖는다.

최근, 소비자의 요구에 의하여 대면적화된 액정표시장치의 연구가 활발히 진행되고 있는 상태에서, 직하라이트형이 사이드라이트형에 비해 대면적화 LCD에 더욱 적합하다.

도 1은 일반적인 LED를 광원으로 사용한 직하라이트형 LCD를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치(1)는 제 1 및 제 2 기판(12, 14)으로 구성되는 액정패널(10)과 이의 후방으로 백라이트 유닛(20)이 구비된다.

여기서, 백라이트 유닛(20)은 LED어셈블리(29)와, 반사판(25) 그리고 확산판(23)을 포함하는 광학시트(21)를 포함하는데, LED어셈블리(29)는 백라이트 유닛(20)의 광원으로서, 커버버툼(50)의 내면에 안착되는 PCB(29b)와 PCB(29b) 상에 일정간격 이격되어 실장되는 다수의 LED(29a)를 포함한다.

이러한 LED어셈블리(29)를 포함하는 백라이트 유닛(20)과 액정패널(10)은 탑커버(40)와 가이드패널(30) 그리고 커버버툼(50)을 통해 모듈화 되는데 즉, 액정패널(10) 및 백라이트 유닛(20)의 가장자리를 사각테 형상의 가이드패널(30)이 두른 상태로 액정패널(10) 전면 가장자리를 두르는 탑커버(40) 그리고 백라이트 유닛(20) 배면을 덮는 커버버툼(50)이 각각 전후방에서 결합되어 가이드패널(30)을 매개로 일체화된다.

그리고 미설명부호 19a, 19b는 각각 액정패널(10)의 각 양면에 부착되어 빛의 편광방향을 제어하는 편광판을 나타낸다.

한편, 백라이트 유닛(20)의 광원인 LED어셈블리(29)의 LED(29a)로 구동전압을 인가하는 등 LED(29a)의 온/오프(on/off)를 제어하는 LED 구동회로(60)는 통상 커버버툼(50) 배면으로 밀착되어 액정표시장치(1)의 전체적인 사이즈를 최소화하게 된다.

따라서, 다수의 LED(29a)가 LED 구동회로(60)와 전기적으로 연결될 수 있도록, PCB(29b)의 일측에는 FPCB(flexible printed circuit board)와 같은 가요성케이블(Flexible cable : 61)이 구비되어, 가요성케이블(61)의 휨 특성을 이용하여, 커버버툼(50) 배면에 밀착된 LED 구동회로(60)와 연결된다.

여기서, PCB(29b)는 공정비용 절감을 위해 다수의 LED(29a)로 구동전압을 인가하기 위한 금속배선이 PCB(29b)의 상부면에만 형성되는 단면PCB를 많이 사용하게 되는데, 단면 PCB의 경우 가요성케이블(61)과 PCB(29b)를 연결하기 위한 커넥터(63)가 LED(29a)가 실장되는 PCB(29b)의 상부면에 형성되어야 한다.

그러나, 커넥터(63)가 LED(29a)가 실장되는 PCB(29b)의 상부면에 형성될 경우, PCB(29b) 상으로 안착되는 반사판(25)의 들뜸 현상을 야기하게 된다.

반사판(25)의 들뜸 현상이 발생될 경우, 이의 영역을 통해 화상에는 얼룩 현상이 발생하거나 또는 휘선 불량이 발생하게 되어, 화상의 표시품질을 저하시키게 된다.

또한, 가요성케이블(61)과 커넥터(63)의 접촉 불량 등이 발생할 경우, 가요성케이블(61)과 커넥터(63)를 분리 또는 재조립하기 위해서는 모듈화된 액정표시장치(1)를 완전히 분해해야 하므로, 공정의 효율성이 매우 낮은 단점을 갖게 된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공정비용 및 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것을 제 1 목적으로 한다.

또한, PCB 상에 형성되는 커넥터에 의해 반사판의 들뜸 현상이 발생하는 것을 방지하는 것을 제 2 목적으로 한다. 이를 통해, 표시품질이 향상된 액정표시장치를 제공하는 것을 제 3 목적으로 한다.

전술한 바와 같이 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 액정패널과 상기 액정패널의 하부에 위치하며, 관통홀이 구비된 PCB와, 상기 PCB 상에 실장되는 다수의 LED를 포함하는 LED어셈블리와 상기 LED어셈블리 상부로 위치하는 확산판과 상기 확산판 상부로 위치하는 광학시트와 상기 PCB 상부로 위치하며, 상기 다수의 LED가 관통되는 홀이 구비된 반사판과 상기 관통홀에 대응하여 케이블홀이 구비되는 커버버툼과 상기 관통홀 내부에 위치하며, 커넥터핀이 상기 커버버툼의 배면으로 노출되는 커넥터를 포함하며, 상기 커넥터의 상부면과 상기 PCB의 상부면은 동일 평면을 이루는 액정표시장치를 제공한다.

이때, 상기 관통홀의 가장자리를 따라서는 상기 다수의 LED와 연결되는 금속배선으로부터 연장되는 연결단자가 구비되며, 상기 커넥터의 상부면에는 상기 연결단자와 납땜(soldering)에 의해 연결되는 회로연결용핀이 돌출 구비되며, 상기 커넥터의 상부면에는 상기 PCB의 배선층과 납땜(soldering)에 의해 연결되는 위치고정용핀이 돌출 구비된다.

또한, 상기 커넥터는 상기 커넥터핀과 결합되는 가요성케이블을 통해 상기 커버버툼의 배면으로 위치하는 LED구동회로와 연결되며, 상기 커넥터 상부로 상기 확산판과 상기 광학시트를 지지하는 가이드서포트가 위치한다.

그리고, 상기 가이드서포트는 상기 커넥터의 상부면과 대응되는 형상의 지지대와, 상기 지지대로부터 상기 확산판을 향할수록 지름이 작아지는 기둥과, 상기 가이드서포트를 고정하기 위한 고정단을 포함하며, 상기 지지대의 면적은 상기 커넥터의 상부면의 면적에 비해 1.5배 크다.

또한, 상기 가이드서포트는 상기 반사판에 위치하며, 상기 반사판과 상기 PCB와 상기 커버버툼에는 상기 관통홀의 양측으로 상기 고정단이 끼움 삽입되는 고정홀이 구비된다.

또한, 상기 관통홀에 대응하여 상기 반사판 상에는 제 2 홀이 구비된다.

위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 공정비용을 절감하기 위한 단면PCB에 관통홀을 형성하고, 관통홀에 커넥터를 위치시켜, 커넥터의 상부면과 PCB의 상부면이 동일 평면을 이루도록 함으로써, 반사판의 들뜸 현상을 방지할 수 있어, 반사판의 들뜸 현상에 의한 화상의 얼룩 현상이나, 휘선 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 액정표시장치의 표시품질을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 커넥터와 가요성케이블을 커버버툼의 배면에서 조립 및 체결되도록 할 수 있어, 모듈화된 액정표시장치의 분해 없이도 커넥터와 가요성케이블을 손쉽게 조립 또는 분해할 수 있는 효과가 있다.

또한, 커넥터의 위치에 대응하여 가이드서포트를 위치시킴으로써, 커넥터의 빠짐이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 커넥터의 기구적 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 LED를 광원으로 사용한 직하라이트형 LCD를 개략적으로 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED어셈블리와 커버버툼을 개략적으로 도시한 단면도.
도 4는 모듈화된 도 2의 일부를 개략적으로 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가이드서포트의 구조를 개략적으로 도시한 사시도.
도 6a ~ 6c는 본 발명의 실시예에 따른 LED어셈블리와 가이드서포트의 체결구조를 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, 액정표시장치(100)는 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120), 그리고 가이드패널(130)과 커버버툼(150), 탑커버(140)로 구성된다.

이때, 설명의 편의를 위해 도면상의 방향을 정의하면, 액정패널(110)의 표시면이 전방을 향한다는 전제 하에 백라이트 유닛(120)은 액정패널(110)의 후방에 배치되고, 이들의 외곽을 사각테 형상의 가이드패널(130)이 두른 상태로 액정패널(110)의 전방으로는 탑커버(140)가 위치하며 백라이트 유닛(120)의 배면으로는 커버버툼(150)이 위치하여, 전후방에서 결합되어 일체화된다.

이들 각각에 대해 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

먼저 액정패널(110)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(112, 114)을 포함한다.

이때, 능동행렬 방식이라는 전제 하에 비록 도면상에 명확하게 나타내지는 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.

이 같은 액정패널(110) 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판 같은 연결부재(116)를 매개로 인쇄회로기판(118a, 118b)이 연결되어 모듈화 과정에서 커버버툼(150) 배면으로 젖혀 밀착된다.

아울러 비록 도면상에 명확하게 나타나지는 않았지만 액정패널(110)의 두 기판(112, 114)과 액정층의 경계부분에는 액정의 초기 분자배열 방향을 결정하는 상, 하부 배향막(미도시)이 개재되고, 그 사이로 충진되는 액정층의 누설을 방지하기 위해 양 기판(112, 114)의 가장자리를 따라 씰패턴(seal pattern)이 형성된다.

이때, 제 1 및 제 2 기판(112, 114)의 외면으로는 각각 상, 하부 편광판(미도시)이 부착된다.

이러한 액정패널(110)이 나타내는 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 이의 배면에는 광을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비된다.

백라이트 유닛(120)은 액정패널(110)의 배면에 위치하는 LED어셈블리(129)와, 반사판(125), LED어셈블리(129)의 상부로 LED어셈블리(129)와 가이드서포트(230)를 통해 일정간격 이격되어 위치하는 확산판(123) 그리고 확산판(123) 상부로 위치하는 광학시트(121)를 포함한다.

LED어셈블리(129)는 백라이트 유닛(120)의 광원으로서, 커버버툼(150)의 내면에 안착되는 PCB(210)와 PCB(210) 상에 일정간격 이격되어 실장되는 다수의 LED(220)를 포함한다.

이러한 LED어셈블리(129)의 각각의 LED(220) 상부로는 광확산렌즈(128)가 구비되어, LED(220)로부터 발광되는 광의 지향각을 증가시키게 된다.

따라서, 실질적으로 백라이트 유닛(120) 내의 색섞임 공간이 증가되는 결과를 얻을 수 있고, 색섞임된 광은 반사판(125)에 의해 반사된 광과 함께 확산판(123)을 비롯한 광학시트(121)를 통과하는 과정에서 보다 균일한 면광원의 형태로 액정패널(110)에 공급된다.

또한, LED(220)에서 출사되는 광의 지향각이 넓어짐으로써, 확산판(123)과 LED(220) 간의 이격거리를 최소화하더라도, LED 무라(mura) 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 반사판(125)은 각각의 광확산렌즈(128)가 통과할 수 있는 복수개의 제 1 홀(125a)이 구성되어 다수의 광확산렌즈(128)를 제외한 PCB(210)와 커버버툼(150)의 내면 전체를 덮도록 위치하게 된다.

이러한 반사판(125)은 LED(220)의 배면으로 향하는 광을 확산판(123) 쪽으로 반사시킴으로써 광의 휘도를 향상시킨다.

반사판(125)의 제 1 홀(125a)을 통해 노출된 광확산렌즈(128)의 상부로는 휘도의 균일도를 위한 확산판(123)과 광학시트(121)가 위치한다.

여기서, 확산판(123)과 광학시트(121)는 가이드서포트(230)를 통해 지지되어 처짐이 방지되며, 광학시트(121)는 확산시트와 적어도 하나의 집광시트 등을 포함하며, 확산판(123)을 통과한 빛을 확산 또는 집광하여 액정패널(110)로 보다 균일한 면광원이 입사 되도록 한다.

따라서, LED어셈블리(129)의 다수의 LED(220)로부터 발광된 광은 광확산렌즈(128)를 통과하는 과정에서 넓은 지향각을 가지며 확산판(123)과 광학시트(121)를 통과하게 되고, 광은 확산판(123)과 광학시트(121)를 차례로 통과하는 과정에서 균일한 고품위의 광으로 가공된 후 액정패널(110)로 입사되고, 이를 이용하여 액정패널(110)은 고휘도 화상을 외부로 표시하게 된다.

이러한 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 가이드패널(130), 커버버툼(150), 탑커버(140)를 통해 모듈화되는데, 탑커버(140)는 액정패널(110)의 상면 및 측면 가장자리를 덮도록 단면이 ㄱ형태로 절곡된 사각테 형상으로, 탑커버(140)의 전면을 개구하여 액정패널(110)에서 구현되는 화상을 표시하게 된다.

그리고, 가이드패널(130)은 액정패널(110)의 가장자리를 지지하며 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 두르기 위한 사각테 형상으로 이루어지는데, 이러한 가이드패널(130)은 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)의 측면을 감싸는 수직부와, 수직부의 내측으로부터 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)의 위치를 구분짓는 수평부가 돌출 형성된다.

액정패널(110)은 양면테이프와 같은 접착패드(미도시)를 통해 수평부 상에 부착 및 고정된다.

또한, 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)이 안착하여 액정표시장치(100) 전체 기구물 조립에 기초가 되는 커버버툼(150)은 수평면을 포함하는 판 형상으로 이루어진다.

이때, 커버버툼(150)의 서로 대향하는 양단 가장자리로 결합되는 한 쌍의 바(bar) 형태의 사이드서포트(129)를 포함하며, 이를 제외한 커버버툼(150)의 나머지 두 가장자리는 이들과 높이를 같이하도록 비스듬하게 절곡 상승되어 그 내부로 백라이트 유닛(120)가 안착될 수 있는 소정공간을 형성한다.

이러한 커버버툼(150) 상에 안착되며 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 두르는 사각테 형상의 가이드패널(130)이 탑커버(140) 및 커버버툼(150)과 결합된다.

한편, 탑커버(140)는 케이스탑 또는 탑 케이스라 일컬어지기도 하고, 가이드패널(130)은 서포트메인 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 커버버툼(150)은 버텀커버라 일컬어지기도 한다.

한편, 백라이트 유닛(120)의 광원인 LED어셈블리(129)의 LED(220)로 구동전압을 인가하는 등 LED(220)의 온/오프(on/off)를 제어하는 LED 구동회로(160, 도 3 참조)는 커버버툼(150)의 배면으로 밀착되어 액정표시장치(100)의 전체적인 사이즈를 최소화하게 되는데, 이를 위해 PCB(210)의 일측에는 FPCB(flexible printed circuit board)와 같은 가요성케이블(Flexible cable : 161, 도 3 참조)이 구비되어, 가요성케이블(161, 도 3 참조)의 휨 특성을 이용하여, 커버버툼(150) 배면에 밀착된 LED 구동회로(160, 도 3 참조)와 연결된다.

이때, PCB(210)에는 가요성케이블(161, 도 3 참조)과의 연결을 위한 커넥터(163, 도 3 참조)가 구비되는데, 커넥터(163, 도 3 참조)는 PCB(210)에 구비된 관통홀(217, 도 3 참조)을 통해 PCB(210)를 관통하여 PCB(210)의 배면으로 노출되어 형성된다.

그리고, 커버버툼(150)의 수평면 상에는 PCB(210)의 배면으로 노출된 커넥터(163, 도 3 참조)를 커버버툼(150)의 배면으로 노출하기 위한 케이블홀(151, 도 3 참조)이 구비된다.

이를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(100)는 공정비용 절감을 위하여 다수의 LED(220)로 구동전압을 인가하기 위한 금속배선이 PCB(210)의 상부면에만 형성되는 단면 PCB를 사용하더라도, PCB(210)를 관통하여 위치하는 커넥터(163, 도 3 참조)에 의해 반사판(125)의 들뜸 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 반사판(125)의 들뜸 현상에 의해 발생되었던 화상의 얼룩 현상이나, 휘선 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 액정표시장치(100)의 표시품질을 향상시키게 된다.

또한, 커넥터(163, 도 3 참조)를 PCB(210)의 배면으로 노출하고, PCB(210)의 배면으로 노출된 커넥터(163, 도 3 참조)를 커버버툼(150)의 케이블홀(151, 도 3 참조)을 통해 커버버툼(150)의 배면으로 노출되도록 함으로써, 커넥터(163, 도 3 참조)와 가요성케이블(161, 도 3 참조)을 커버버툼(150)의 배면에서 조립 및 체결되도록 할 수 있어, 모듈화된 액정표시장치(100)의 분해 없이도 커넥터(163, 도 3 참조)와 가요성케이블(161, 도 3 참조)을 손쉽게 조립 또는 분해할 수 있다. 이에 대해 도 3을 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED어셈블리와 커버버툼을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도시한 바와 같이, LED어셈블리(129)는 커버버툼(150)의 수평면 상에 안착되는 PCB(210)와 PCB(210) 상에 다수의 LED(220)가 일정간격 이격하여 표면실장기술(surface mount technology : SMT)에 의해 장착된다.

그리고, 각 LED(220)의 상부로는 광확산렌즈(128)가 안착되어 위치한다.

여기서, PCB(210)는 금속배선이 형성되는 배선층(213), 절연층(215) 그리고 PCB베이스층(211)으로 이루어지는데, PCB베이스층(211)은 배선층(213) 및 절연층(215)과 다른 구성부들을 그 상층으로 실장시켜 지지하고, 다수의 LED(220)로부터 발생되는 열을 저면측으로 방출시키는 역할을 한다.　

이러한 PCB베이스층(211)은 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등의 열전도율이 높은 금속으로 형성되거나, 열전달물질이 도포되어 열방출 기능을 향상시킬 수 있다.

또한, 최근에는 PCB(210)가 유연한 성질을 갖도록 폴리이미드 폴리이미드(polyimide) 또는 폴리에스테르(polyester) 등과 같은 수지계열의 재질로 이루어질 수도 있다.

PCB베이스층(211)의 상부에 도전성 물질이 패터닝되어 형성되는 다수의 금속배선(미도시)들을 포함하는 배선층(213)이 형성되어 있으며, PCB베이스층(211)와 배선층(213) 사이에는 절연층(215)이 위치하여 PCB베이스층(211)와 다수의 금속배선(미도시)들 사이를 전기적으로 절연시키게 된다.

이러한 PCB(210)의 배선층(213) 상부로 다수의 LED(220)가 일정간격 이격하여 직렬 또는 병렬 배열되어, PCB(210)의 배선층(213)의 금속배선(미도시)과 LED(220)가 전기적으로 연결된다.

한편, 이러한 PCB(210)는 일면에만 다수의 금속배선(미도시)이 형성되는 단면 PCB로써, 양면 또는 다층으로 다수의 금속배선이 형성되는 양면 PCB에 비해 비용이 저렴한 특징을 갖는다.

여기서, PCB(210)의 일측에는 PCB베이스층(211)과 절연층(215) 그리고 배선층(213)을 관통하는 관통홀(217)이 구비되어 있으며, 관통홀(217)의 가장자리를 따라서는 PCB(210)의 금속배선(미도시)들로부터 연장되는 연결단자(219)가 마련된다.

그리고, 관통홀(217)에는 커버버툼(150)의 배면으로 위치하는 LED구동회로(160)와 연결된 가요성케이블(161)과의 연결을 위한 커넥터(163)가 위치하는데, 커넥터(163)는 커넥터핀(163c, 도 6c 참조)이 PCB(210)의 관통홀(217)을 통해 PCB(210)의 배면으로 노출되도록 위치하게 된다.

여기서, 커넥터(163)는 PCB(210)의 관통홀(217)을 통해 PCB(210)에 관통 삽입됨으로써, 커넥터(163)의 커넥터핀(163c, 도 6c 참조)이 형성된 일면의 반대측인 상부면은 PCB(210)의 상부면과 동일 평면을 이루게 된다.

이때, 커넥터(163)의 상부면에는 커넥터핀(163c, 도 6c 참조)과 전기적으로 연결되는 회로연결용핀(163a)이 돌출 형성되는데, 커넥터(163)의 회로연결용핀(163a)은 PCB(210) 상에 금속배선(미도시)들로부터 연장되는 연결단자(219)와 납땜(soldering)에 의해 서로 전기적으로 연결되어, 커넥터(163)와 PCB(210)는 서로 전기적으로 연결되게 된다.

그리고, 커넥터(163)의 상부면에는 커넥터(163)의 위치를 고정하기 위한 위치고정용핀(163b)이 돌출 형성되어, PCB(210)의 배선층(213)과 납땜(soldering)에 의해 연결되는데, 이러한 위치고정용핀(163b)을 통해 커넥터(163)가 PCB(210)의 관통홀(217)을 통해 PCB(210)의 배면으로 빠짐이 발생하는 것을 방지하게 된다.

이러한 PCB(210)의 관통홀(217)을 통해 PCB(210)의 배면으로 커넥터핀(163c, 도 6c 참조)이 노출되도록 관통 삽입된 커넥터(163)는 커버버툼(150)의 수평면에 구비된 케이블홀(151)을 통해 커넥터핀(163c, 도 6c 참조)이 커버버툼(150)의 배면으로도 노출되게 된다.

케이블홀(151)을 통해 커버버툼(150)의 배면으로 노출된 커넥터(163)의 커넥터핀(163c, 도 6c 참조)으로 LED구동회로(160)와 전기적으로 연결되는 가요성케이블(161)이 연결되어, LED어셈블리(129)와 LED구동회로(160)가 서로 전기적으로 연결되게 된다.

이때, 커넥터(163)는 암커넥터와 수커넥터로 특별히 한정없이 사용 가능한데, PCB(210)의 관통홀(217)로 수커넥터가 구비될 경우, 가요성케이블(161)의 일단으로는 암커넥터가 연결되어, PCB(210)의 관통홀(217)에 구비된 수커넥터와 가요성케이블(161)의 암커넥터는 서로 전기적으로 연결되게 된다.

반대로, PCB(210)의 관통홀(217)로 암커넥터가 구비될 경우, 가요성케이블(161)의 일단으로는 수커넥터가 구비되어, PCB(210)의 관통홀(217)에 구비된 암커넥터와 가요성케이블(161)의 수커넥터가 서로 전기적으로 연결될 수도 있다.

이와 같이, 다수의 LED(220)로 구동전압을 인가하기 위한 금속배선(미도시)이 일면에만 형성된 단면PCB(210)에 관통홀(217)을 형성하고, 단면PCB(210)의 금속배선(미도시)과 전기적으로 연결되는 커넥터(163)를 커넥터핀(163c, 도 6c 참조)이 PCB(210)의 배면으로 노출되도록 관통홀(217)에 위치시킴으로써, 단면PCB(210)를 통해 공정비용을 절감할 수 있으면서도 커넥터(163)에 의해 반사판(도 2의 125)의 들뜸 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

즉, 일반적인 액정표시장치(도 1의 1)는 공정비용 절감을 위해 백라이트 유닛(도 1의 20)의 LED어셈블리(도 1의 29)의 PCB(도 1의 29b)를 단면PCB를 사용하게 되는데, 단면PCB(도 1의 29b)는 금속배선(미도시)이 LED(도 1의 29a)가 실장되는 상부면에 위치하게 되므로, 커넥터(도 1의 63) 또한 단면PCB(도 1의 29b)의 상부면으로 위치시키게 된다.

따라서, LED어셈블리(도 1의 29)의 상부에서 다수의 LED(도 1의 29a)만을 노출하며 PCB(도 1의 29b)를 덮도록 형성되는 반사판(도 1의 25)은 단면PCB(도 1의 29b)의 상부로 위치하는 커넥터(도 1의 63)에 의해 들뜸 현상이 발생하게 되고, 이러한 반사판(도 1의 25)의 들뜸 현상은 화상에 얼룩 현상을 야기시키거나, 또는 휘선 불량을 야기시키게 되어, 화상의 표시품질을 저하시키게 된다.

이에 반해, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(도 2의 100)는 공정비용 절감을 위해 단면PCB(210)를 사용하면서도, 커넥터(163)가 PCB(210)의 상부면과 동일 평면을 이루도록 커넥터(163)를 PCB(210)의 관통홀(217)에 위치시킴으로써, LED어셈블리(129)의 상부에서 다수의 LED(220)만을 노출하여 PCB(210)를 덮도록 형성되는 반사판(도 2의 125)의 들뜸 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이를 통해, 반사판(도 2의 125)의 들뜸 현상에 의해 발생되었던 화상의 얼룩 현상이나, 휘선 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 액정표시장치(도 2의 100)의 표시품질을 향상시키게 된다.

또한, 커넥터(163)를 PCB(210)의 배면으로 노출하고, PCB(210)의 배면으로 노출된 커넥터(163)를 커버버툼(150)의 케이블홀(151)을 통해 커버버툼(150)의 배면으로 노출되도록 함으로써, 커넥터(163)와 가요성케이블(161)을 커버버툼(150)의 배면에서 조립 및 체결되도록 할 수 있어, 모듈화된 액정표시장치(도 2의 100)의 분해 없이도 커넥터(163)와 가요성케이블(161)을 손쉽게 조립 또는 분해할 수 있다.

도 4는 모듈화된 도 2의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도시한 바와 같이, 반사판(125)과, LED(220)와 LED(220)가 실장되는 PCB(210)로 이루어지는 LED 어셈블리(129)와 확산판(125)과 광학시트(121)들이 적층되어 백라이트 유닛(도 2의 120)을 이루게 된다.

이때, 반사판(125)은 LED 어셈블리(129) 상에 안착되어, PCB(210)와 커버버툼(150) 내면 전체를 덮게 되는데, 이러한 반사판(125)에는 각각의 LED(220)가 통과할 수 있는 복수개의 제 1 홀(125a)이 구성되어 각각의 LED(220)는 제 1 홀(125a)을 통해 노출된다.

그리고, 반사판(125)의 제 1 홀(125a)을 통해 노출된 LED(220) 상부에 각각의 LED(220)와 대응하여 광확산렌즈(128)가 위치한다.

그리고, 확산판(123)과 광학시트(121)들은 LED어셈블리(129)의 상부로 가이드서포트(230)를 통해 지지되어, LED어셈블리(129)와 일정간격 이격하여 위치하게 된다.

여기서, 가이드서포트(230)는 지지대(231)와 지지대(231) 상에 확산판(123) 측으로 진행할수록 지름이 작아지는 원뿔 형상의 기둥(233)이 돌출 형성되고, 가이드서포트(230)를 고정하기 위한 고정단(235, 도 5 참조)으로 이루어진다.

그리고 이러한 백라이트 유닛(도 2의 120)의 상부에 제 1 및 제 2 기판(112, 114)과 이의 사이에 액정층(미도시)이 개재되는 액정패널(110)이 위치하며, 제 1 제 2 기판(112, 114)의 각각 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 편광판(119a, 119b)이 부착된다.

이러한 백라이트 유닛(도 2의 120)과 액정패널(110)은 가이드패널(130)에 의해 가장자리가 둘러지며, 이의 배면으로 커버버툼(150)이 결합되며, 액정패널(110)의 상면 가장자리 및 측면을 두르는 탑커버(140)가 가이드패널(130) 및 커버버툼(150)에 결합되어 있다.

여기서, LED어셈블리(129)의 PCB(210)의 일측에는 PCB(210)를 관통하는 관통홀(217)이 구비되며, 관통홀(217)에는 커넥터(163)가 끼움 삽입되어 위치한다.

그리고, 커버버툼(150)의 수평면 상에는 PCB(210)의 관통홀(217)에 대응하여 커넥터(163)를 커버버툼(150)의 배면으로 노출하는 커넥터홀(151)이 구비되어 있다.

이러한 커넥터(163)는 커버버툼(150)의 배면으로 젖혀 밀착되어 위치하는 LED구동회로(160)와 가요성케이블(161)을 통해 연결된다.

이때, 커넥터(163)는 상부면이 LED(220)가 실장되는 PCB(210)의 상부면과 동일 평면을 이루도록 관통홀(217)에 끼움 삽입됨으로써, LED어셈블리(129)의 상에 안착되어 PCB(210)와 커버버툼(150) 내면 전체를 덮는 반사판(125)은 들뜸 현상 없이 커넥터(163)의 상부면 또한 덮게 된다.

이를 통해, 커넥터(163)에 의한 반사판(125)의 들뜸 현상에 의해 화상에 얼룩 현상이 발생되거나, 또는 휘선 불량이 발생되었던 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 커넥터(163)의 위치에 대응하여 반사판(125)의 상부로 가이드서포트(230)를 위치시켜, 커넥터(163)가 도면상으로 정의한 +Y축 방향으로 빠짐이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이때, 가이드서포트(230)는 지지대(231)가 커넥터(163)의 상부면 형상에 대응되도록 형성하여, 가이드서포트(230)를 통해 커넥터(163)의 상부면 전체적으로 압력이 가해지도록 하여, 보다 안정적으로 커넥터(163)가 도면상으로 정의한 +Y축 방향으로 빠짐이 발생하는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가이드서포트의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 6a ~ 6c는 본 발명의 실시예에 따른 LED어셈블리와 가이드서포트의 체결구조를 개략적으로 도시한 사시도 및 배면사시도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 가이드서포트(230)는 지지대(231)와 지지대(231)의 상부면에 원뿔 형상의 기둥(233)이 돌출 형성되고, 기둥(233)이 돌출 형성된 지지대(210)의 반대측인 배면으로부터 하방으로 돌출되는 고정단(235)을 포함한다.

여기서, 지지대(231)는 LED어셈블리(129)의 PCB(210)의 관통홀(217)로 끼움 삽입된 커넥터(163)의 상부면에 대응되는 형상을 가지며, 지지대(231) 상에 형성되는 기둥(233)은 LED어셈블리(129)의 상부로 위치하게 되는 확산판(도 4의 123)의 일부를 지지하게 된다.

이때, 기둥(233)은 확산판(도 4의 123)의 일부를 지지할 수 있는 어떠한 형상으로도 형성가능하나, 확산판(도 4의 123)을 지지하는 영역이 가장 최소화되도록 하여, 확산판(도 4의 123)에 기둥(233)에 의한 얼룩이 발생하지 않도록 하는 것이 바람직하다.

따라서, 확산판(도 4의 123) 측으로 진행할수록 지름이 작아지는 원뿔 형상의 기둥(233)이 가장 바람직하다. 이를 통해, 확산판(도 4의 123)과 광학시트(도 4의 121)의 처짐을 방지하게 됨으로써, 확산판(도 4의 123)과 광학시트(도 4의 121)의 처짐에 의한 휘도 불균일 현상이 발생하는 것을 방지하게 된다.

여기서, 도면상으로는 기둥(233)을 지지대(231)의 길이방향의 양측으로 2개가 돌출 형성되도록 도시하였으나, 기둥(233)은 지지대(231)의 길이방향을 따라 다수개가 돌출 형성될 수도 있으며, 또는 하나만이 돌출 형성될 수도 있다.

그리고, 가이드서포트(230)의 반사판(125)과 PCB(210) 그리고 커버버툼(150)을 관통해서 가이드서포트(230) 전체를 고정시키는 고정단(235)은, 후크(hook) 방식으로 기둥(233)이 돌출 형성되는 지지대(231)의 반대측인 지지대(231)의 하방으로 돌출되어 양측으로 걸림단(235a, 235b)이 구성된다.　　　

이러한 고정단(235)을 포함하는 가이드서포트(230)를 반사판(125)과 PCB(210) 그리고 커버버툼(150)을 관통하여 고정시키기 위해, 도 6a에 도시한 바와 같이 반사판(125)과 PCB(210) 그리고 커버버툼(150) 상에 적어도 하나의 고정홀(125b, 210a, 150a)이 구비된다.

이때, 반사판(125)과 PCB(210) 그리고 커버버툼(150)을 관통하여 고정되는 고정단(235)이 PCB(210)의 관통홀(217)과 커버버툼(150)의 케이블홀(151)에 끼움 삽입된 커넥터(163)와 접촉되지 않도록 하는 것이 가이드서포트(230)를 보다 안정적으로 고정시킬 수 있다.

따라서, 고정홀(125b, 210a, 150a)은 PCB(210)의 관통홀(217)의 양측으로 위치하도록 형성하고, 지지대(231)는 커넥터(163)의 상부면에 대응되는 형상을 가지면서도 커넥터(163)의 상부면에 비해 1.5배 이상 큰 면적을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.

즉, 지지대(231)는 지지대(231)의 배면으로부터 고정단(235)이 돌출 형성되는 영역을 제외한 영역이 커넥터(163)의 상부면과 대응되는 형상 및 크기를 갖도록 형성하는 것이다.

이러한 가이드서포트(230)의 고정단(235)을 도 6b와 도 6c에 도시한 바와 같이 지지대(210)가 커넥터(163)의 상부면에 위치하도록 반사판(125)과 PCB(210) 그리고 커버버툼(150)에 구비된 고정홀(125b, 210a, 150a)에 빠듯하게 끼움 삽입함으로써, 가이드서포트(230)를 반사판(125) 상에 완전하게 고정하게 된다.

이를 통해, 가이드서포트(230)를 반사판(125) 상에 안정적으로 고정되도록 할 수 있으면서도 가이드서포트(230)를 통해 보다 안정적으로 커넥터(163)가 도면상으로 정의한 +Y축 방향으로 빠짐이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 커넥터(163)의 기구적 안정성을 확보할 수 있다.

한편, 반사판(125)은 커넥터(163) 상부면과 가이드서포트(230) 지지대(231) 사이로 개재되어 위치할 수도 있으며 또는, 도 6a에 도시한 바와 같이 PCB(210)의 관통홀(217)과 커버버툼(150)의 케이블홀(151)에 대응하여 반사판(125) 상에 커넥터(163)의 상부면을 노출하는 제 2 홀(125b)를 더욱 구비할 수도 있다.

여기서, 반사판(125) 상에 제 2 홀(125b)을 더욱 구비할 경우, 가이드서포트(230)를 통해 커넥터(163)가 안정적으로 고정되도록 가이드서포트(230)의 지지대(231)를 통해 커넥터(163) 상부면으로 압력을 가하게 되는 과정에서 반사판(125)의 움 현상이 발생하는 것을 최소화할 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(도 2의 100)는 공정비용을 절감하기 위해 단면PCB(210)를 사용하면서도, 커넥터(163)가 PCB(210)의 상부면과 동일 평면을 이루도록 PCB(210)를 관통하는 관통홀(217)에 위치시킴으로써, LED어셈블리(129)의 상부에서 다수의 LED(220)만을 노출하여 PCB(210)를 덮도록 형성되는 반사판(125)의 들뜸 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이를 통해, 반사판(125)의 들뜸 현상에 의해 발생되었던 화상의 얼룩 현상이나, 휘선 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 액정표시장치(도 2의 100)의 표시품질을 향상시키게 된다.

또한, 커넥터(163)의 위치에 대응하여 커넥터(163)의 상부면과 대응되는 형상을 갖는 지지대(231)를 포함하는 가이드서포트(230)를 위치시킴으로써, 커넥터(163)의 빠짐이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 커넥터(163)의 기구적 안정성을 확보할 수 있다.

한편, 본 발명은 최근 요구되어지고 있는 곡면형 표시장치(curved display device)에도 적용가능 한데, 곡면형 표시장치에서는 본 발명의 실시예에 따른 커버버툼의 수평면을 곡면형으로 형성하여, 모듈화된 액정표시장치가 화상이 구현되는 전방을 기준으로 오목하게 만곡된 곡면으로 이루어지도록 할 수 있다.

이를 통해, 사용자로 하여금 몰입도를 보다 향상시키고 화상 또한 보다 실감나도록 하여, 사용자가 편안함까지 느끼게 할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

110 : 액정패널(112, 114 : 제 1 및 제 2 기판)
119a, 119b : 편광판
120 : 백라이트 유닛(121 : 광학시트, 123 : 확산판, 125 : 반사판, 129 : LED어셈블리(210 : PCB(217 : 관통홀), 220 : LED))
130 : 가이드패널
140 : 탑커버
150 : 커버버툼(151 : 케이블홀)
160 : LED구동회로
161 : 가요성케이블
163 : 커넥터
230 : 가이드서포트(231 : 지지대, 233 : 기둥)

Claims

액정패널과;
상기 액정패널의 하부에 위치하며, 관통홀이 구비된 PCB와, 상기 PCB 상에 실장되는 다수의 LED를 포함하는 LED어셈블리와; 상기 LED어셈블리 상부로 위치하는 확산판과;
상기 확산판 상부로 위치하는 광학시트와;
상기 PCB 상부로 위치하며, 상기 다수의 LED가 관통되는 제 1 홀이 구비된 반사판과;
상기 반사판 상부로 위치하며, 상기 확산판과 상기 광학시트를 지지하는 가이드서포트와;
상기 관통홀에 대응하여 케이블홀이 구비되는 커버버툼과;
상기 관통홀 내부에 위치하며, 커넥터핀이 상기 커버버툼의 배면으로 노출되는 제 1 커넥터를 포함하며, 상기 제 1 커넥터의 상부면과 상기 PCB의 상부면은 동일 평면을 이루며,
상기 제 1 커넥터의 상기 커넥터핀과 결합되는 제 2 커넥터를 포함하는 가요성케이블을 통해 상기 커버버툼의 배면으로 위치하는 LED구동회로와 연결되며,
상기 제 1 커넥터의 상부면에는 상기 관통홀의 가장자리를 따라 상기 다수의 LED와 연결되는 금속배선으로부터 연장되는 연결단자와 납땜(soldering)에 의해 연결되는 회로연결용핀이 돌출 구비되며,
상기 가이드서포트는 상기 제 1 커넥터와 중첩되어 위치하며 상기 제 1 커넥터의 상부면과 대응되는 형상의 지지대와, 상기 지지대로부터 상기 확산판을 향할수록 지름이 작아지는 기둥과, 상기 가이드서포트를 고정하기 위한 고정단을 포함하며,
상기 제 1 커넥터의 상부면과 상기 지지대의 하부면 사이로는 상기 관통홀에 대응하여 상기 반사판 상에 구비된 제 2 홀이 위치하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
서로 결합된 상기 제 1 및 제 2 커넥터는 상기 상부면의 반대측인 하부면이 상기 커버버툼의 하부면과 동일 평면을 이루는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 커넥터의 상부면에는 상기 PCB의 배선층과 납땜(soldering)에 의해 연결되는 위치고정용핀이 돌출 구비되는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 PCB 상부면에는 상기 LED를 덮는 광확산렌즈가 위치하며,
상기 반사판의 상기 제 1 홀은 상기 광확산렌즈가 관통되는 액정표시장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 지지대의 면적은 상기 제 1 커넥터의 상부면의 면적에 비해 1.5배 큰 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 반사판과 상기 PCB와 상기 커버버툼에는 상기 관통홀의 양측으로 상기 고정단이 끼움 삽입되는 고정홀이 구비되는 액정표시장치.
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