KR20060121442A - 액정표시장치용 백라이트 유닛 - Google Patents

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KR20060121442A
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박희정
한길원
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 액정표시장치용 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 백라이트 유닛의 광원으로 사용되는 발광다이오드에 의한 휘도균일도에 관한 것이다.
본 발명은 액정패널의 휘도균일성을 위한 백색광을 구현함에 있어, 상기 백색광의 구현이 어려운 액정패널의 일부 영역에 해당하는 백라이트 유닛 상에 백색 발광다이오드를 배치시키는 것이다.
이와 같이, 다수의 발광다이오드가 실장된 백라이트 유닛 상에 백색 발광다이오드를 더욱 배치함으로써, 액정패널 전체적으로 휘도가 균일해지는 효과가 있으며, 암선 등의 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.
발광다이오드, 백색 발광다이오드, 금속인쇄회로기판, 휘도 균일성, 액정표시장치

Description

액정표시장치용 백라이트 유닛 {Backlight unit for liquid crystal display device}
도 1은 일반적인 발광다이오드를 백라이트 유닛의 광원으로 사용하는 액정표시장치 모듈의 분해 사시도를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 일반적인 녹, 적, 청의 발광다이오드가 순차적으로 배열된 모습을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 백색광 구현을 위한 다수의 발광다이오드의 배치 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광다이오드를 백라이트 유닛의 광원으로 사용한 액정표시장치 모듈의 분해 사시도를 개략적으로 도시한 도면.
도 5 ~ 도 6은 본 발명의 다른 제 1 실시예와 다른 실시예로서, 녹, 적, 청의 발광다이오드가 순차적으로 배열된 모습을 개략적으로 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광다이오드를 백라이트 유닛의 광원으로 사용한 액정표시장치 모듈의 분해 사시도를 개략적으로 도시한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 액정패널 116 : 액정패널 인쇄회로기판
120 : 백라이트 유닛 122 : 금속인쇄회로기판
124 : 발광다이오드 126 : 반사시트
128 : 발광다이오드 관통홀 130 : 투명아크릴판
131 : 반사도트 132 : 광학시트
140 : 서포트메인 150 : 커버버툼
160 : 탑커버
본 발명은 액정표시장치용 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 백라이트 유닛의 광원으로 사용되는 발광다이오드에 의한 휘도균일도에 관한 것이다.
최근 정보기술과 이동통신기술 등의 발전과 함께 정보를 시각적으로 표시해줄 수 있는 디스플레이 장치의 발전이 이루어지고 있으며, 디스플레이 장치는 구동 형태에 따라 투사형, 직하형 등으로 구분되며, 직하형 디스플레이는 크게 발광 특성을 갖는 자체 발광형 디스플레이와 다른 외부의 요인으로 발광할 수 있는 비발광형으로 분류되고 있다.
상기 비발광형 디스플레이로는 LCD(liquid Crystal Display)를 예로 들 수 있 다.
상기 LCD는 자체 발광요소를 갖지 못하는 소자이므로 별도의 광원을 요구하게 된다. 이에 따라, 배면에 형광램프를 구비한 백라이트 유닛(Backlight unit)이 마련되어 LCD 전면을 향해 광을 조사하고 이를 통해서 비로소 식별 가능한 화상이 구현된다.
상기 백라이트 유닛은 광원으로 CCFL(Cold Cathode Fluoresent Lamp), EEFL(External Electrode Fluoresent Lamp), 그리고 LED(Light Emitting Diode) 등을 사용한다.
이 중에서 특히, 발광다이오드(Light Emitting Diode : LED)는 소형, 저소비전력, 고신뢰성 등의 특징을 겸비하여 표시용 광원으로서 널리 이용되고 있는 추세이다.
도 1은 일반적인 발광다이오드를 광원으로 사용한 액정표시장치에 대한 분해사시도이다.
도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치모듈은 상하로 포개어지며, 일측에 인쇄회로기판(16)이 구성된 액정패널(10) 그리고 백라이트 유닛(20)과, 이들의 가장자리를 테두리하는 사각테 형상의 서포트메인(40)과, 백라이트 유닛(20)의 배면을 덮으면서 서포트메인(40)과 결합되는 커버버툼(50) 그리고 액정패널(10)의 전면 가장자리를 테두리하며 서포트메인(40)과 결합되는 사각테 형상의 탑커버(60)를 포함한다.
상기 백라이트 유닛(20)은 커버버툼(50)의 내면을 따라 배열되는 복수개의 금 속인쇄회로기판(Metal Core Printed Circuit Board : MCPCB(22))과, 이들 각각에 실장된 녹, 적, 청의 발광다이오드(24)와, 이들 녹, 적, 청의 발광다이오드(24)가 통과할 수 있는 복수개의 관통홀(28)이 구성되어 녹, 적, 청의 발광다이오드(24)를 제외한 금속인쇄회로기판(22)과 커버버툼(50) 내면 전체를 덮는 백색 또는 은색의 반사시트(26)를 포함한다.
또한, 녹, 적, 청의 발광다이오드(24)와 각각 대응되는 반사도트(31)가 부착된 투명아크릴판(30)과, 이의 상부로 개재된 복수개의 광학시트(32)를 포함한다. 그리고, 복수장의 광학시트(32)는 프리즘시트와 확산시트 등을 포함한다.
도 2는 일반적인 녹, 적, 청의 발광다이오드가 순차적으로 배열된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 녹, 적, 청의 발광다이오드(24)는 하나의 금속인쇄회로기판(22) 상에 차례로 일정한 규칙을 가지고 반복되어 배열되며, 이러한 녹, 적, 청의 발광다이오드(24)가 실장된 금속인쇄회로기판(22)은 일정한 이격공간을 두고 커버버툼(도 1의 50)의 내면에 다수개가 배열된다.
이때, 상기 금속인쇄회로기판(22) 상에 실장된 녹, 적, 청의 발광다이오드(24)는 액정패널(도 1의 10) 방향으로 광을 발산하도록 구성된다.
상기 녹, 적, 청의 발광다이오드(24)를 사용하는 백라이트 유닛(도 1의 20)은 휘도균일도를 높이기 위해 백색광을 필요로 한다.
상기 백색광 구현은 도 3에 도시한 바와 같이 녹(green), 적(red), 청(blue), 그리도 녹(green)의 발광다이오드(24)를 순차적으로 배열한 후 한꺼번에 점등시킴 으로써 색혼합(Color mixing)에 의한 백색광을 구현하는 것이 일반적이다.
이는, 백색광의 휘도를 조절하는 화이트 밸런스(White balance)를 조정하기 위함으로, 두개의 녹색 광 효율은 하나의 녹색 광의 효율보다 상대적으로 높은 적색 또는 청색광의 효율과 동일해져 각 광의 휘도는 동일해 지게 된다.
그러나, 앞서 전술한 바와 같이 다수의 발광다이오드(24)의 색혼합에 의해 백색광을 구현하는 경우, 녹, 적, 청, 녹의 발광다이오드(24)에서 각각 발산된 광이 혼합된 중앙부에서만 백색광이 구현되게 된다.
이로 인하여, 다수의 발광다이오드(24)가 배치된 금속인쇄회로기판(22)의 양말단에는 색혼합이 어려운 문제점이 있어, 화상이 표시되는 액정패널의 양측에는 색 혼합을 이루지 못한 일정 광만이 발산되어 액정패널 전체적으로 색이 균일하지 못하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 백색광의 구현이 어려운 액정패널의 일부영역에 백색광을 구현하여 액정패널 전체적으로 휘도를 균일하게 하는 것을 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 커버버툼과; 상기 커버버툼 내면을 따라 복수개가 배치되며, 다수의 발광다이오드가 실장된 금속인쇄회로기 판과; 상기 다수의 발광다이오드 상부에 형성되며, 상기 발광다이오드가 관통되는 관통홀이 구성되어 있는 반사시트와, 상기 다수의 발광다이오드와 각각 대응되는 반사도트가 부착된 투명아크릴판과, 상기 투명아크릴판 상에 안착되는 다수의 광학시트를 더욱 포함하는 백라이트 유닛과, 이들을 테두리하는 사각테 형상의 서포트메인과; 상기 백라이트 유닛 상에 안착되며, 일측에 인쇄회로기판이 구성된 액정패널과; 상기 액정패널의 가장자리를 테두리 하며 상기 서포트메인 및 커버버툼에 조립 결합되는 탑커버를 포함하며, 상기 커버버툼의 양측과 인접한 영역에 다수의 백색 발광다이오드를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치모듈을 제공한다.
상기 다수의 발광다이오드가 실장된 금속인쇄회로기판은 상기 커버버툼 내면을 따라 다수가 일정한 이격된 공간을 가지며 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 다수의 발광다이오드는 녹, 적, 청의 발광다이오드가 일정한 규칙을 가지고 반복되어 배열되는 것을 특징으로 한다.
상기 백색 발광다이오드는 다수의 금속인쇄회로기판 간의 이격된 공간 양측의 커버버툼 상에 배치되거나 금속인쇄회로기판 상의 양측에 직접 배치하는 것을 특징으로 하며, 상기 백색 발광다이오드는 상기 다수의 금속인쇄회로기판 간의 이격된 공간의 커버버툼 상에 반복되어 배열되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 백색 발광다이오드는 상기 금속인쇄회로기판 상에 실장된 녹, 적, 청의 발광다이오드의 수보다 많거나 같게 배열하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광다이오드를 광원으로 사용한 액정표시장치에 대한 분해사시도이다.
도시한 바와 같이, 액정표시장치모듈은 상하로 포개어지며, 일측에 인쇄회로기판(116)이 연결된 액정패널(110) 그리고 백라이트 유닛(120)과, 이들의 가장자리를 테두리하는 사각테 형상의 서포트메인(140)과, 백라이트 유닛(120)의 배면을 덮으면서 서포트메인(140)과 결합되는 커버버툼(150) 그리고 액정패널(110)의 전면 가장자리를 테두리하며 서포트메인(140)과 결합되는 사각테 형상의 탑커버(160)를 포함한다.
상기 백라이트 유닛(120)은 커버버툼(150)의 내면을 따라 다수개의 금속인쇄회로기판(122)이 일정한 이격공간을 갖도록 배열하며, 그리고 이들 각각에는 다수의 녹, 적, 청의 발광다이오드(124)를 차례로 실장한다.
이때, 상기 커버버툼(150) 내면을 따라 이격된 공간을 갖도록 구성된 다수의 금속인쇄회로기판(122) 간의 이격된 공간의 양측으로는 백색 발광다이오드(125)를 각각 배치한다.
상기 다수의 금속인쇄회로기판(122) 간의 이격된 공간의 양측에 구성되는 백색 발광다이오드(125)는 커버버툼(150) 상에 실장되어 배치된다.
또한, 이들 녹, 적, 청의 발광다이오드(124) 및 백색 발광다이오드(125)가 통과할 수 있는 복수개의 관통홀(128)이 구성되어 녹, 적, 청의 발광다이오드(124) 및 백색 발광다이오드(125)를 제외한 인쇄회로기판(122)과 커버버툼(150) 내면 전체를 덮는 백색 또는 은색의 반사시트(126)를 포함하며, 다수의 녹, 적, 청의 발광 다이오드(124) 및 백색 발광다이오드(125)와 각각 대응되는 반사도트(131)가 부착된 투명아크릴판(130)과, 이의 상부로 개재된 복수장의 광학시트(132)를 포함한다. 그리고, 복수장의 광학시트(132)는 프리즘시트와 확산시트 등을 포함한다.
따라서, 녹, 적, 청의 발광다이오드(124)와 백색 발광다이오드(125)로부터 발산된 광은 직접 또는 반사시트(126)에 의해 반사되어 반사도트(131)가 부착되어진 투명아크릴판(130)과 광학시트(132)를 차례로 통과한 후 액정패널(110)로 입사되고, 이를 이용하여 액정패널(110)은 비로소 고휘도 화상을 외부로 표시할 수 있다.
이때, 상기 금속인쇄회로기판(122) 상에 실장된 녹, 적, 청의 발광다이오드(124)에서 방출되는 광은, 각 광들이 혼합된 중앙부에서만 백색광이 구현되어, 금속인쇄회로기판(122)의 양말단은 백색광의 구현이 어렵지만, 다수의 금속인쇄회로기판(122) 간의 이격된 공간의 양측에 각각 구성된 백색 발광다이오드(125)에 의해 액정패널(110) 전체적으로 휘도가 균일해지게 된다.
앞서 전술한 바와 같이, 다수의 금속인쇄회로기판(122) 간의 이격된 공간의 양측에 백색 발광다이오드(125)를 배치하는 방법 외에도 도 5에 도시한 바와 같이, 다수의 금속인쇄회로기판(122) 상의 양말단에 직접 각각의 백색 발광다이오드(125)를 실장하여 배치 할 수도 있다.
또는, 도 6에 도시한 바와 같이 도 4에 도시한 방법과, 도 5에 도시한 방법을 동시에 배치할 수 있다. 즉, 다수의 금속인쇄회로기판(122) 간의 이격된 공간의 양측에 백색 발광다이오드(125)를 배치한 다음, 다수의 금속인쇄회로기판(122) 상의 양말단에 직접 각각의 백색 발광다이오드(125)를 실장 하는 것이다.
앞서 전술한 바와 같이 백색광의 구현이 어려운 액정패널(도 4의 110)의 일부영역에 해당하는 백라이트 유닛(도 4의 120) 상에 백색 발광다이오드(125)를 배치함으로서, 화상이 표시되는 액정패널(도 4의 110) 양측의 색 균일도를 높이는 효과가 있다.
그러나, 상기 커버버툼(도 4의 150) 내면에 배열되는 다수의 금속인쇄회로기판(122)이 상기 금속인쇄회로기판(122) 상에 배치된 다수의 발광다이오드(124) 간의 간격보다 큰 간격으로 배치되는 경우에, 액정패널(도 4의 110)의 수평방향의 휘도는 앞서 전술한 바와 같은 방법에 의해 균일하게 나타나지만, 액정패널(도 4의 110)의 수직방향의 휘도는 상기 수평방향의 휘도에 비해 균일하지 못하고, 암선 등이 발생되기도 한다.
이하 설명하는 도 7은 본 발명의 제 2 실시예로서 상기 전술한 액정패널의 수직방향의 불균일한 휘도 및 암선 등이 발생되는 경우의 해결 방안을 제시한 것이다.
도시한 바와 같이, 액정표시장치모듈은 상하로 포개어지며, 일측에 인쇄회로기판(216)이 연결된 액정패널(210) 그리고 백라이트 유닛(220)과, 이들의 가장자리를 테두리하는 사각테 형상의 서포트메인(240)과, 백라이트 유닛(220)의 배면을 덮으면서 서포트메인(240)과 결합되는 커버버툼(250) 그리고 액정패널(210)의 전면 가장자리를 테두리하며 서포트메인(240)과 결합되는 사각테 형상의 탑커버(260)를 포함한다.
상기 백라이트 유닛(220)은 커버버툼(250)의 내면을 따라 다수개의 금속인쇄회로기판(222)이 일정한 이격 공간을 갖도록 배열하며, 그리고 이들 각각에는 다수의 녹, 적, 청의 발광다이오드(224)를 차례로 실장한다.
이때, 일정한 이격공간을 두고 각각 배열된 금속인쇄회로기판(222) 간의 이격된 공간의 커버버툼(250) 상에는 다수의 백색 발광다이오드(225)를 배열하여 구성한다. 이때, 상기 백색 발광다이오드(225)는 상기 금속인쇄회로기판(222)에 배열된 적, 녹, 청의 발광다이오드(224)의 수 보다 더 많거나 같게 구성한다.
또한, 이들 녹, 적, 청의 발광다이오드(224) 및 백색 발광다이오드(225)가 통과할 수 있는 복수개의 관통홀(228)이 구성되어 녹, 적, 청의 발광다이오드(224) 및 백색 발광다이오드(225)를 제외한 금속인쇄회로기판(222)과 커버버툼(250) 내면 전체를 덮는 백색 또는 은색의 반사시트(226)를 포함하며, 다수의 녹, 적, 청의 발광다이오드(224) 및 백색 발광다이오드(225)와 각각 대응되는 반사도트(231)가 부착된 투명아크릴판(230)과, 이의 상부로 개재된 복수장의 광학시트(232)를 포함한다. 그리고, 복수장의 광학시트(232)는 프리즘시트와 확산시트 등을 포함한다.
상기 다수의 금속인쇄회로기판(222) 간의 이격된 공간의 커버버툼(250) 상에 다수의 백색 발광다이오드(225)를 배열함으로써, 금속인쇄회로기판(222) 간의 이격된 공간에 의해 발생되는 암선 등을 방지할 수 있으며, 액정패널(210) 전체적으로 휘도가 균일해 지는 효과가 있다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 백색광의 구현이 어려운 액정패널의 일부영역에 해당하는 백라이트 유닛 상에 백색 발광다이오드를 배치함으로써, 액정패널 전체적으로 균일한 휘도를 얻을 수 있는 효과가 있다.
또한, 다수의 금속인쇄회로기판 간의 거리가 멀 경우 액정패널 상에 발생되었던 암선 등을 방지하는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 커버버툼과;
    상기 커버버툼 내면을 따라 복수개가 배치되며, 다수의 발광다이오드가 실장된 금속인쇄회로기판과;
    상기 다수의 발광다이오드 상부에 형성되며, 상기 발광다이오드가 관통되는 관통홀이 구성되어 있는 반사시트와, 상기 다수의 발광다이오드와 각각 대응되는 반사도트가 부착된 투명아크릴판과, 상기 투명아크릴판 상에 안착되는 다수의 광학시트를 더욱 포함하는 백라이트 유닛과, 이들을 테두리하는 사각테 형상의 서포트메인과;
    상기 백라이트 유닛 상에 안착되며, 일측에 인쇄회로기판이 구성된 액정패널과;
    상기 액정패널의 가장자리를 테두리 하며 상기 서포트메인 및 커버버툼에 조립 결합되는 탑커버
    를 포함하며, 상기 커버버툼의 양측과 인접한 영역에 다수의 백색 발광다이오드를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 발광다이오드가 실장된 금속인쇄회로기판은 상기 커버버툼 내면 을 따라 다수가 일정한 이격된 공간을 가지며 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1 항 및 제 2 항에 있어서,
    상기 다수의 발광다이오드는 녹, 적, 청의 발광다이오드가 일정한 규칙을 가지고 반복되어 배열되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 1 항 및 제 2 항에 있어서,
    상기 백색 발광다이오드는 다수의 금속인쇄회로기판 간의 이격된 공간 양측의 커버버툼 상에 배치되거나 금속인쇄회로기판 상의 양측에 직접 배치하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 백색 발광다이오드는 상기 다수의 금속인쇄회로기판 간의 이격된 공간의 커버버툼 상에 반복되어 배열되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 백색 발광다이오드는 상기 금속인쇄회로기판 상에 실장된 녹, 적, 청의 발광다이오드의 수보다 많거나 같게 배열하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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