KR20080060887A - 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리 - Google Patents

플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리 Download PDF

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KR20080060887A
KR20080060887A KR1020060135501A KR20060135501A KR20080060887A KR 20080060887 A KR20080060887 A KR 20080060887A KR 1020060135501 A KR1020060135501 A KR 1020060135501A KR 20060135501 A KR20060135501 A KR 20060135501A KR 20080060887 A KR20080060887 A KR 20080060887A
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Abstract

본 발명은, 제 1 고분자 물질로 이루어지며 다수의 홈을 갖는 인쇄회로기판과; 상기 다수의 홈 내부로 삽입되는 형성된 다수의 발광다이오드와; 상기 다수의 발광다이오드 상부에 위치하며 상기 제 1 고분자 물질로 이루어진 적어도 하나 이상의 광학시트를 포함하는 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리를 제공한다.
플렉서블, 액정표시장치, 백라이트어셈블리, 휨, 홈, 홀, 지지대

Description

플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리{Back light assembly for flexible liquid crystal display device}
도 1은 일반적인 액정표시장치의 분해사시도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유연한 특성을 갖는 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리의 단면도.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 각 실시예 따른 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리에 장착되는 광학시트의 표면의 다양한 패턴형상을 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리의 단면도.
도 5는 도 4에 있어 발광다이오드가 구성된 부분을 확대 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리의 단면도.
도 7은 도 6에 있어 하나의 홀이 형성된 부분을 확대 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예의 변형예에 따른 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리에 있어 지지대의 형태를 포함하여 인쇄회로기판을 간략히 도시 한 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
201 : (플렉서블한 액정표시장치용)백라이트 어셈블리
210 : 인쇄회로기판 217 : 방열판
220 : 반사층 235 : 발광다이오드
240 : 마이크로 렌즈 246 : 접착제층
250 : 광학시트
hm : (인쇄회로기판내의) 홈
본 발명은 액정표시장치용 백라이트에 관한 것으로, 좀 더 자세하게는 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트에 관한 것이다.
근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 여러 가지 다양한 평판표시장치가 개발되어 각광받고 있다.
이 같은 평판표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device : PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device : FED), 전기발광표시장치(Electroluminescence Display device : ELD) 등을 들 수 있는데, 이들 평판표시장치는 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 보여 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.
이중 특히 액정표시장치는 콘트라스트 비(contrast ratio)가 크고 동화상 표시에 적합하며 소비전력이 적다는 특징을 보여 노트북, 모니터, TV 등의 다양한 분야에서 활용되고 있는데, 이의 화상구현원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용하는 것으로, 주지된 바와 같이 액정은 분자구조가 가늘고 길며 배열에 방향성을 갖는 광학적 이방성과, 전기장 내에 놓일 경우 그 크기에 따라 분자배열 방향이 변화되는 분극성질을 띤다.
이에 액정표시장치는 액정층을 사이에 두고 서로 마주보는 면으로 각각 전계생성전극이 형성된 한 쌍의 투명 절연기판을 대면 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수적인 구성요소로 하며, 두 전계생성전극 사이의 전기장 크기에 따라 그 사이로 개재된 액정분자의 배열방향을 인위적으로 조절하고 이에 따른 빛의 투과율 변화를 통해 여러 가지 화상을 나타낸다.
일반적인 액정표시장치의 분해사시도인 도 1을 참조하여 액정표시장치의 구성에 대해 조금 더 상세히 설명한다.
액정표시장치(1)는 도시한 바와같이, 액정층(30)을 사이에 두고 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(20)이 대면 합착된 액정패널(2)과 그 하부에 배치되는 백라이트 어셈블리(40)의 구성을 갖는데, 이중 액정패널(2)에 있어서, 하부의 어레이 기판(10)은 제 1 투명기판(12) 및 이의 상면으로 종횡 교차 배열되어 다수의 화소영역(P)을 정의하는 복수개의 게이트 배선(14)과 데이터 배선(16)을 포함하며, 이들 두 배선(14, 16)의 교차지점에는 박막트랜지스터(Tr)가 구비되어 각 화소영역(P)에 마련된 화소전극(18)과 일대일 대응 접속되어 있다.
또한 이와 마주보는 상부의 컬러필터 기판(20)은 제 2 투명기판(22) 및 이의 배면으로 상기 게이트 배선(14)과 데이터 배선(16) 그리고 박막트랜지스터(Tr) 등의 비표시영역을 가리도록 각 화소영역(P)을 두르는 격자 형상의 블랙매트릭스(25)가 형성되어 있으며, 이들 격자 내부에서 각 화소영역(P)에 대응되게 순차적으로 반복 배열된 적, 녹, 청색 컬러필터층(26)이 형성되어 있으며, 상기 블랙매트릭스(25)와 적, 녹 ,청색 컬러필터층(26)의 전면에 걸쳐 투명한 공통전극(28)이 마련되어 있다.
그리고 도면상에 명확하게 도시되지는 않았지만, 이들 두 기판(10, 20)은 그 사이로 개재된 액정층(30)의 누설을 방지하기 위하여 가장자리 따라 실링제 등으로 봉함(封函)된 상태에서 각 기판(10, 20)과 액정층(30)의 경계부분에는 액정의 분자배열 방향에 신뢰성을 부여하는 상, 하부 배향막(미도시)이 개재되며, 각 기판(10, 20)의 적어도 하나의 외측면에는 편광판(미도시)이 부착된다.
더불어 전술한 구성을 갖는 액정패널(2) 배면으로는 램프등의 광원(46)을 포함하는 백라이트(back-light) 어셈블리(40)가 구비되어 빛을 공급하는 바, 게이트 배선(14)으로 박막트랜지스터(T)의 온(on)/오프(off) 신호가 순차적으로 스캔 인가되어 선택된 화소영역(P)의 화소전극(18)에 데이터 배선(16)의 화상신호가 전달되 면 이들 사이의 수직전계에 의해 그 사이의 액정분자가 구동되고, 이에 따른 빛의 투과율 변화로 여러 가지 화상을 표시할 수 있다.
전술한 바와같이 액정표시장치(1)는 자체 발광요소를 갖추지 못한 수광형 소자이므로 별도의 광원을 요구하며, 이를 위해 액정패널(2) 배면으로는 백라이트 어셈블리(40)(back light assembly)가 마련되어 빛을 공급하고 있다.
한편, 이 같은 구성을 갖는 액정표시장치에 있어 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(20)의 모체가 되는 제 1 및 제 2 절연기판(12, 22)은 전통적으로 유리 기판이 사용되었지만, 최근 들어 노트북이나 PDA(personal digital assistant)와 같은 소형의 휴대용 단말기가 널리 보급됨에 따라 이들에 적용 가능하도록 유리보다 가볍고 경량임과 동시에 유연한 특성을 지니고 있어 파손위험이 적은 플라스틱 기판을 이용한 액정패널이 소개된 바 있다.
헌데 이러한 유연한 특성을 갖는 액정패널(2)은 제품화되어 양산되고 있지만, 백라이트 어셈블리(40)는 여전히 유연한 특성을 갖는 제품이 없어 실질적인 유연한 특성을 갖는 액정표시장치(1)는 제품화되지 못하고 있는 실정이다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 유연한 특성을 갖는 백라이트 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리는, 제 1 고분자 물질로 이루어지며 다수의 홈을 갖는 인쇄회로기판과; 상기 다수의 홈 내부로 삽입되는 형성된 다수의 발광다이오드와; 상기 다수의 발광다이오드 상부에 위치하며 상기 제 1 고분자 물질로 이루어진 적어도 하나 이상의 광학시트를 포함한다.
상기 홈은 그 내측면이 상기 홈의 밑면에 대해 20ㅀ 내지 90ㅀ의 각을 갖도록 형성된 것이 특징이며, 상기 홈은 그 깊이가 상기 발광다이오드의 두께보다 크고 상기 발광다이오드 두께의 2배보다는 작게 형성되는 것이 특징이다.
또한, 상기 홈은 그 형태가 상기 홈의 밑면에서 상부로 갈수록 넓어지는 원뿔대 또는 사각뿔대 형태를 갖거나 또는 원기둥 또는 사각기둥의 형태를 갖는 것이 특징이며, 상기 발광다이오드 상부에는 상기 홈을 채우며 제 2 고분자 물질로 이루어진 마이크로 렌즈가 더욱 구성된 것이 특징이다.
또한, 상기 인쇄회로기판의 하면에 상기 각 홈에 대응하여 금속물질로 이루어진 방열판을 더욱 포함한다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리는, 제 1 고분자 물질로 이루어지며 다수의 홀을 갖는 인쇄회로기판과; 상기 다수의 홀 내부로 각각 삽입되어 상기 홀의 내측면과 접촉하는 외면과 홈을 가지며 제 3 고분자 물질로 이루어진 다수의 지지대와; 상기 다수의 지지대 내의 홈에 고정된 다수의 발광다이오드와; 상기 다수의 발광다이오드 상부에 위치하며 상기 제 1 고분자 물질로 이루어진 적어도 하나 이상의 광학시트를 포함한다.
이때, 상기 지지대의 밑면 하부에 금속물질로 이루어진 방열판을 더욱 포함하며, 상기 지지대는 상기 인쇄회로기판과 제 4 고분자 물질로 이루어진 접착제층에 의해 상기 인쇄회로기판에 고정되는 것이 특징이다.
또한, 상기 지지대는 그 표면에 반사층이 더욱 형성된 것이 특징이며, 상기 지지대의 홈은 그 깊이가 상기 발광다이오드의 두께보다 크고 상기 발광다이오드 두께의 2배보다는 작게 형성되는 것이 특징이며, 상기 지지대의 홈은 그 형태가 상기 홈의 밑면에서 상부로 갈수록 넓어지는 원뿔대 또는 사각뿔대 형태를 갖거나 또는 원형통 또는 사각기둥의 형태를 갖는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 3 고분자 물질은, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 아크릴, ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene), 고무(rubber) 및 이들의 공중합체인 것이 특징이다.
본 발명에 제 1, 2 특징에 따른 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리에 있어서, 상기 제 1 고분자 물질은 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리에스테르 중 하나 또는 이들의 공중합체인 것이 특징이며, 상기 광학시트와 상기 인쇄회로기판 사이에는 제 4 고분자물질로 이루어진 접착제층을 더욱 포함하며, 이때, 상기 제 4 고분자물질은 실리콘 또는 아크릴이거나 또는 이들의 공중합체인 것이 특징이다.
또한, 상기 발광다이오드 상부에는 상기 지지대의 홈을 채우며 제 2 고분자 물질로 이루어진 마이크로 렌즈가 더욱 구성된 것이 특징이며, 상기 마이크로 렌즈는 그 상부가 반구형 또는 원뿔형 또는 사각뿔 또는 그 단면이 삼각형인 프리즘 산 형태를 갖는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 2 고분자 물질은, 에폭시, 실리콘 또는 아크릴이며, 상기 금속물질은 금(Au), 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)인 것이 특징이다.
또한, 상기 인쇄회로기판은 글라스화이버를 더욱 포함하는 물질로 이루어진 것이 특징이며, 상기 다수의 발광다이오드는, 적, 녹, 청색을 발광하는 것을 1개의 그룹으로 하거나 또는 적, 녹, 청 및 화이트를 발광하는 것을 1개의 그룹으로 하거나 또는 화이트를 발광하는 것으로만 이루어져 이들이 매트릭스 형태로 일정간격 이격하며 배치된 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 고분자 물질은 수지물질인 에폭시를 더욱 포함하며, 상기 광학시트는 그 상면 또는 하면 중 적어도 한면은 반구, 원뿔, 그 단면이 삼각형 형태를 갖는 프리즘 산이 양각 또는 음각화 된 패턴을 갖는 것이 특징이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
<제 1 실시예>
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유연한 특성을 갖는 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리의 단면도이다.
도시한 바와같이, 본 발명의 실시예에 따른 유연한 특성을 갖는 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리(101)는, 최하부에 에폭시와 같은 수지물질 또는 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리에스테르 및 이들의 공중합체 등의 고분자 물질과 글 라스 화이버(glass fiber)가 혼합된 물질로 이루어져 유연성을 갖는 유전체판(109) 표면에 구리박막을 형성하고 이를 에칭하여 배선(미도시)을 형성한 것을 특징으로 인쇄회로기판(110)이 구성되고 있으며, 이러한 인쇄회로기판(110)의 상면에 상기 배선(미도시)들과 연결되며 매트릭스 형태로써 다수의 발광다이오드(135)가 고정 배치되고 있다.
또한, 본 발명의 가장 특징적인 부분으로서 상기 다수의 발광다이오드(135)를 덮으며 에폭시, 실리콘, 아크릴 등의 투명한 고분자 물질로 이루어지며 유연성을 갖는 마이크로 렌즈(136)가 구성되고 있다. 이때 이러한 마이크로 렌즈(136)의 단면구조는 반원형 또는 삼각형 형태(미도시)가 되며 평면적으로는 반구형 또는 사각뿔 형태가 되는 것이 특징이다.
또한 이러한 형태의 마이크로 렌즈(136)는 각 발광다이오드(135) 별로 각각 구성(도 2 참도)되거나 또는 적, 녹, 청색을 각각 발광하는 3색의 발광다이오드(135) 또는 적, 녹, 청 및 화이트를 각각 발광하는 4색의 발광다이오드(135)를 각각 하나의 그룹으로 하여 상기 그룹별로 마이크로 렌즈가 구성(미도시)될 수도 있다.
이렇게 발광다이오드(135) 상부에 마이크로 렌즈(136)를 형성하는 이유는 특정패턴을 갖는 마이크로 렌즈(136)를 통해 상기 발광다이오드(135)로부터 출사된 빛을 더욱 잘 확산되도록 하기 위함이다. 다수의 발광다이오드(135)로 광원을 구성할 경우, 발광다이오드(135)간 이격 영역에서는 빛의 휘도가 떨어지게 되며 이러한 휘도차이는 액정표시장치의 화면상에 얼룩으로 나타나고 있으며, 이러한 문제를 해 결하기 위해 상기 도광 물질층(142)과 광학시트(150)를 이용하여 이러한 휘도 차이를 최소화하고 있지만, 그래도 미세한 휘도차로 인한 얼룩 등이 발생하고 있는 바, 이러한 문제를 발광다이오드(135) 상부에 마이크로 렌즈(136)를 구비하여 빛의 확산시키며 출사되도록 함으로써 발광다이오드(135) 사이의 이격영역에서의 휘도 저하를 개선시키기 위함이다.
한편, 상기 다수의 발광다이오드(135) 외부로 노출된 인쇄회로기판(110)의 표면에는 반사율이 높은 절연물질이 코팅되거나 또는 상기 다수의 홀을 갖는 반사시트가 투명한 접착물질로써 접착됨으로써 반사층(138)이 형성되고 있는 것이 특징이다. 이때 상기 반사시트(미도시)는 상기 다수의 홀이 상기 발광다이오드(135) 각각에 대응되도록 하여 부착함으로써 발광다이오드(135)가 상기 반사시트(미도시)에 의해 가려지지 않도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리(101)의 경우 발광다이오드(135)가 최하부 전면에 배치되는 직하 형태가 되는 바, 반사시트를 일반적인 램프를 이용한 백라이트 어셈블리와 같이, 상기 인쇄회로기판(110) 하부로 구비하게 되면 상기 발광다이오드(135)뿐 아니라 배선(미도시) 등에 의해 가려지는 부분이 많게 되는 구조가 되므로 보다 반사효율을 높이고자 상기 발광다이오드 외부로 노출된 인쇄회로기판(110) 표면에 대해 코팅 또는 반사시트를 부착함으로써 반사층(138)을 형성한 것이다.
다음, 전술한 바와같이 유연한 특성을 갖는 인쇄회로기판(110) 상에 배열된 것을 특징으로 하는 발광다이오드(135) 및 이들 발광다이오드(135) 외부로 노출된 반사층(138) 상부에는 연성이 매우 우수하며, 광 투광성이 우수하며, 내열성이 우수한 고분자 물질 예를들면 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리에스테르 중 하나의 물질 또는 상기 물질의 공중합체로써 이루어진 도광 물질층(142)이 구성되고 있다. 이러한 물질로 이루어지 도광 물질층(142)은 그 유연성이 매우 뛰어나 그 상면을 기준으로 양측 끝단을 잡고 적당한 힘을 가하여 이들 끝단이 서로 맞붙도록 하여도 휨 특성이 우수하여 마치 원통을 형성한 것과 같은 형상을 이룰 수 있으며, 복원력 또한 매우 우수하여 가해진 힘이 제거되며 원상으로 즉 플랫한 상태로 복원되게 되는 특성을 갖는 것이 특징이다.
이때 상기 도광 물질층(142)은 그 하면에 대해서는 상기 발광다이오드(135)를 덮으며 형성된 상기 마이크로 렌즈(136)의 형태대로 요부를 구비하여 상기 요부를 통해 상기 발광다이오드(135)를 덮는 구조가 됨을 특징으로 하며, 그 상면은 도면에 도시한 바와 같이, 플랫한 표면을 갖도록 형성할 수도 있으며, 또는 양각 또는 음각으로 소정의 패턴형태를 갖도록 구성될 수 있으며, 또는 그 내부에 빛의 확산 또는 집광 능력을 향상시키기 위해 구 형태의 다수의 비드(beed)를 포함할 수도 있다.
이러한 구조를 이루는 이유는 보다 효율적으로 상기 하부의 발광다이오드(135)로부터 출사된 빛을 전면에 휘도 차이에 의한 얼룩없이 고르게 출사시키기 위함이다.
다음, 전술한 바와같은 그 상부 표면에 대해 특정패턴 구조를 갖는 도광 물질층(142) 상부에는 그 상부로 빛을 확산시키거나 또는 집광시키는 다수의 광학시 트(150)를 구비함으로서 본 발명의 실시예에 따른 유연한 특성을 갖는 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리(101)가 완성되고 있다.
이때, 상기 다수의 광학시트(150) 또한 본 발명에 있어서 가장 중요시 되는 유연한 특성을 갖도록 하기 위해 상기 도광 물질층(142)을 이루는 동일한 물질 즉, 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리에스테르 중 하나의 물질 또는 상기 물질의 공중합체로 이루어지는 것이 특징이다.
또한, 상기 다수의 광학시트(150)는, 빛의 집광 특성 또는 광확산 기능을 향상시키기 위해 상면 또는 하면 중 적어도 한 면에 대해서는 상기 도광 물질층(142)의 상면과 유사하게 도 3a 내지 도 3d(본 발명의 각 실시예 따른 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리에 장착되는 광학시트의 표면의 다양한 패턴형상을 도시한 도면)에 도시한 바와같이, 반구 또는 원뿔 또는 그 단면이 삼각형 또는 반원 형태를 갖는 프리즘 산 형태의 패턴(151)이 양각 또는 음각된 형태를 갖는 것이 특징이다.
이때, 상기 도광 물질층(142)과 상기 광학시트(150) 사이에는 광학특성 즉 투광성이 우수한 유기 접착물질 예를들면 아크릴 또는 실리콘 및 이들 물질의 공중합체로써 이루어진 투명한 접착물질을 코팅함으로서 접착제층(148)이 더욱 구성될 수도 있다. 이때, 상기 접착제층(148)은 상기 도광 물질층(142)의 상면에 대해 코팅이 가능한 패이스트 타입 접착물질을 코팅하거나 또는 아니라 젤 형태의 필름 타입도 가능하므로 이 경우 상기 젤 형태 필름을 부착함으로써 형성할 수 있다.
이렇게 도광 물질층(142)과 광학시트(150)를 접착제층(148)을 형성하여 접합 시키는 이유는 본 발명에 따른 백라이트 어셈블리(101)는 유연성을 가져 휘는 특성을 갖도록 하는데 그 목적이 있는 바, 휨 발생 시 상기 도광 물질층(142)과 광학시트(150)의 위치가 변경됨으로써 광학시트(150)의 광 확산 및 집광 등의 기능이 저하될 수 있는 바, 이러한 휨에 의해 발생하는 기능 저하의 문제를 방지하기 위함이다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 어셈블리(101)의 경우, 상기 인쇄회로기판(110) 자체도 유연한 특성을 가지며, 상기 도광 물질층(142)과 그 상면이 평행하게 배치되는 구조가 되는 바, 상기 도광 물질층(142)의 상면을 기준으로 상하좌우 어느 방향으로 휨이 자유롭게 된다.
한편, 전술한 제 1 실시예의 구성에 따른 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리는 발광다이오드를 광원으로 이용함으로써 인쇄회로기판을 이용해야하므로 두께의 증가가 발생하며, 더욱이 상기 발광다이오드 자체가 램프대비 발열량이 많아 발열로 인한 내부 변형 등의 문제가 발생할 여지가 있다.
따라서, 본 발명의 제 2, 3 실시예에서는 이러한 문제들을 개선한 것을 특징으로 하는 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리를 제안한다.
<제 2 실시예>
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리의 단면도이다.
도시한 바와같이, 본 발명의 실시예에 따른 유연한 특성을 갖는 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리(201)는, 최하부에 에폭시와 같은 수지물질 또는 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리에스테르 및 이들의 공중합체 등의 고분자 물질과 글라스 화이버(glass fiber)가 혼합된 물질로 이루어져 유연성을 갖는 유전체판의 표면에 구리박막을 형성하고 이를 에칭하여 배선(미도시)을 형성한 것을 특징으로 인쇄회로기판(210)이 구성되고 있으며, 이러한 인쇄회로기판(210)의 상면에 상기 배선(미도시)들과 연결되며 매트릭스 형태로써 다수의 발광다이오드(235)가 고정 배치되고 있다.
이때, 상기 발광다이오드(235)는, 적, 녹, 청색을 발광하는 3색의 발광다이오드(235a, 235b, 235c)가 하나의 그룹을 이루며 이들 3색이 동시에 발광함으로써 백색광을 형성하도록 구성되거나, 또는 그 자체로 백색광을 발광하는 화이트 발광다이오드만(235d)으로 구성되거나 또는 적, 녹, 청 및 화이트를 발광하는 4색의 발광다이오드(235a, 235b, 235c, 235d)가 하나의 그룹을 이루도록 구성되는 것이 특징이다. 도면에 있어서는 4색 발광다이오드(235)로 구성된 것을 나타내었다.
한편, 상기 발광다이오드(235)는 상기 인쇄회로기판(210)의 표면에 고정되는 것이 아니라 상기 인쇄회로기판(210)에 형성된 다수의 홈(hm) 내부에 형성됨으로써 상기 발광다이오드(235) 자체는 상기 인쇄회로기판(210) 표면으로 드러나지 않도록 형성한 것이 특징적인 것이 되고 있다.
이때 상기 홈의 형태에 대해 도 4에 있어 발광다이오드가 구성된 부분을 확대 도시한 도 5를 참고하여 설명한다.
상기 홈(hm)은 그 깊이(d)가 상기 발광다이오드(235)의 두께(t)보다는 크고 그 두께(t)의 2배(2t)보다는 작게 형성(t< d < 2t)되는 것이 특징이며, 또한 상기 홈의 내측면(s1)은 상기 인쇄회로기판(210)의 하면(s2)(또는 상기 홈의 밑면)에 대해 수직하거나 또는 상기 하면(s2)에 20ㅀ 이상의 각도를 갖는 범위내에서 형성되는 것이 특징이다. 즉, 상기 홈(hm)의 내측면(s1)은 상기 인쇄회로기판(210)의 하면(s2)(또는 상기 홈의 밑면)에 대해 20ㅀ 내지 90ㅀ의 각도(20ㅀ≤θ≤90ㅀ)를 가지며 형성되는 것이 특징이다.
또한 상기 홈(hm)은 평면적으로는 원 또는 사각형 형태를 갖도록 형성되며, 입체적으로는 그 하부로부터 상부로 갈수로 점점 넓어지는 원뿔대 또는 사각뿔대 형상을 갖거나 또는 상기 홈(hm)의 내측면이 상기 인쇄회로기판의 표면과 수직한 경우는 원통 또는 사각기둥의 형태를 갖게 된다.
한편, 도 3을 참조하면, 이러한 형태를 갖는 다수의 홈(hm)이 형성된 인쇄회로기판(210)에 있어, 상기 홈(hm)에 대응하는 인쇄회로기판(210)의 하면에는 금속물질 예를들면 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al)으로써 방열판(217)이 구비되고 있다. 이는 그 상부에 위치한 발광다이오드로(235)부터 발산되는 열을 외부로 효과적으로 발산시키기 위함이다.
한편, 이러한 방열판(217)은 인쇄회로기판(210)의 하부로 전면에 마치 금속기판의 형태로 형성할 수도 있지만, 이러한 금속기판의 경우 어느 정도까지 휠 경우 복원력이 있지만 그 이상으로 휘는 경우 특정 부분이 접히게 됨으로써 복원되지 않는 경향이 있다. 따라서 이 경우, 상기 휘어진 상태를 유지하려는 금속기판 때문 에 인쇄회로기판(210) 자체가 플랫한 표면을 갖도록 복원되지 않는 바, 이러한 것을 방지하기 위해 본 발명에 따른 유연한 특성을 갖는 백라이트 어셈블리(201)에 있어서는 전면적으로 형성되는 형태의 방열판보다 섬형상의 다수의 방열판이 바람직하다.
다음, 이러한 홈(hm)에 대응하는 부분에 대해서만 형성된 방열판(217)과 이에 대응하여 홈(hm)을 구성하고 상기 홈(hm)의 내부에 고정된 발광다이오드(235)의 상부로는 상기 홈(hm)을 채우며, 그 상부는 반구 또는 원뿔 도는 사각뿔 또는 그 단면이 삼각형을 이루는 프리즘 산 형태로 형성되는 마이크로 렌즈(240)가 구성되는 것이 특징(도면에서는 그 상부 형태가 반구 형상인 것을 도시하였다)이다. 이때 상기 특정 패턴 형상을 갖는 마이크로 렌즈는 투명한 고분자 물질로 경화되어도 유연한 특성을 갖는 물질 예를들면 에폭시, 아크릴 또는 실리콘 등의 고분자 물질로 이루어지는 것이 특징이다.
이러한 특정 패턴 형상을 갖는 상기 마이크로 렌즈(240)는 생략될 수도 있다.
한편, 이러한 홈(hm) 내부에 발광다이오드(235) 및 상기 발광다이오드(235)를 덮으며 형성된 마이크로 렌즈(240)를 갖는 인쇄회로기판(210)의 표면에는 반사율이 높은 절연물질이 코팅되거나, 또는 상기 다수의 홀을 갖는 반사시트가 투명한 접착물질로써 접착됨으로써 반사층(220)이 형성되고 있는 것이 특징이다. 이때 상기 반사시트(미도시)는 상기 다수의 홀이 상기 마이크로 렌즈(240) 또는 홈(hm)에 각각에 대응되도록 하여 부착함으로써 발광다이오드(235)가 상기 반사시트(미도시) 에 의해 가려지지 않도록 하는 것이 바람직하다.
다음, 이러한 반사층(220)과 마이크로 렌즈(240) 또는 발광다이오드(235) 상부로 전면에 그 상부로 빛을 확산시키거나 또는 집광시키는 역할을 하는 적어도 하나 이상의 광학시트(250)가 구성되고 있다.
이때, 상기 광학시트(250) 또한 본 발명에 있어서 가장 중요시 되는 유연한 특성을 갖도록 하기 위해 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리에스테르 중 하나의 물질 또는 상기 물질의 공중합체로 이루어지는 고분자 물질로 형성되는 것이 특징이다.
또한, 상기 광학시트(250)는, 빛의 집광 특성 또는 광확산 기능을 향상시키기 위해 제 1 실시예의 광학시트와 동일하게 도 3a 내지 3d에 도시한 바와같이, 상면 또는 하면 중 적어도 한 면에 대해서는 반구 또는 원뿔 또는 그 단면이 삼각형 또는 반원 형태를 갖는 프리즘 산 형태의 패턴이 양각 또는 음각된 형태를 갖는 것이 특징이다.
이때, 상기 인쇄회로기판(210)과 상기 광학시트(250) 사이에는 광학특성 즉 투광성이 우수한 유기 접착물질 예를들면 아크릴 또는 실리콘 및 이들 물질의 공중합체로써 이루어진 투명한 접착물질이 코팅됨으로서 접착제층(246)이 더욱 구성될 수도 있다. 이때, 상기 접착제층(246)은 상기 인쇄회로기판(210)의 상면에 대해 코팅이 가능한 패이스트 타입 접착물질을 코팅하거나 또는 젤 형태의 필름 타입도 가능하므로 이 경우 상기 젤 형태 필름을 부착함으로써 형성되게 된다.
이렇게 인쇄회로기판(210)과 광학시트(250)를 접착제층(246)을 형성하여 접합시키는 이유는 본 발명에 따른 백라이트 어셈블리(201)는 유연성을 가져 휘는 특 성을 갖도록 하는데 그 목적이 있는 바, 휨 발생 시 상기 인쇄회로기판(210)과 광학시트(250)의 위치가 변경됨으로써 광학시트(250)의 광 확산 및 집광 등의 기능이 저하될 수 있는 바, 이러한 휨에 의해 발생하는 위치 변경에 의한 기능 저하의 문제를 방지하기 위함이다.
전술한 바와같은 구성을 갖는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리(201)는 발광다이오드(235)를 인쇄회로기판(210) 내에 구비된 홈(hm)에 형성됨으로써 전체적인 두께를 저감시키며, 또한, 홈(hm) 내부에 발광다이오드(235)를 구비함으로써 휨 발생 시 상기 발광다이오드(235)가 인쇄회로기판(210)으로부터 떨어지거나 또는 상기 마이크로 렌즈(240)가 발광다이오드(235)로부터 떨어져 나가는 등의 문제가 발생하지 않는 바, 실장성 측면에서 매우 우수하다 할 것이다.
또한, 홈(hm)을 구비하여 상기 홈(hm)에 발광다이오드(235)를 구성함으로써 별도로 도광 물질층의 형성없이 그 상부로 광학시트(250)를 구성함으로써 더욱 박형화의 특성을 갖는 것이 특징이다.
또한, 각각의 홈(hm)에 대응하는 인쇄회로기판(210)의 하면에 상기 홈(hm) 크기의 방열판(217)이 구비됨으로써 휨 특성 저하없이 방열 능력이 향상되는 특성을 갖는 것이 특징이다.
<제 3 실시예>
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리의 단면도를 도시한 것이며 도 7은 도 6에 있어 하나의 홀이 형성된 부분을 확대도시한 단면도이다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리(301)는 방열 기능을 더욱 극대화시킨 것을 특징으로 한다. 본 발명의 제 3 실시예는 제 2 실시예와 인쇄회로기판의 형태만을 달리하고 그 이외의 구성요소는 동일한 바, 차별점이 있는 인쇄회로기판의 구조에 대해서만 설명한다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리(301)에 이용되는 인쇄회로기판(310)은 제 2 실시예에서와 같이 홈이 형성된 것이 아니라 상기 홈 대신에 홀(hl)이 형성된 것을 특징으로 한다. 이때 상기 홀(hl)의 내측면(s1)은 상기 제 2 실시예의 홈의 측면과 동일하게 상기 인쇄회로기판(310)의 하면(s2)에 대해 20ㅀ 내지 90ㅀ의 각도(20ㅀ≤θ≤90ㅀ)를 가지며 형성된다.
한편, 제 2 실시예와 같이 홈을 형성하게 되면 홈 내부에 밑면이 존재하게 되는 바, 발광다이오드를 상기 홈의 밑면을 통해 공정하는 것이 가능하지만, 홀(hl)을 형성한 경우 지지하는 곳이 없게 되는 바, 이러한 문제를 해결하기 위해 상기 홀(hl)의 측면과 접촉하며 밑면을 갖는 지지대(360)를 구성함으로써 상기 지지대(360)의 밑면에 발광다이오드(335)를 고정시키고 상기 발광다이오드(335)가 고정된 상기 지지대(360)를 상기 홀(hl)에 안착시키는 구성을 갖는 것이 특징이다.
이때 상기 인쇄회로기판(310)의 홀(hl) 내부로 삽입된 지지대(360)는 상기 지지대(360)의 외측면(s3)이 상기 홀(hl)의 내측면(s1)과 접합되는 구조가 되는 바, 상기 홀(hl) 내에 삽입된 상태의 상기 지지대(360)의 내측면(s4) 또한 동일하게 상기 인쇄회로기판(310)의 하면(s2)에 대해 20ㅀ 내지 90ㅀ의 각도를 가지며 형성되는 것이 특징이며, 이때 상기 지지대(360)에 구성된 홈(hm)의 깊이(d)는 상기 홈(hm) 내부에 고정되는 발광다이오드(335)의 두께(t)보다는 크고 상기 발광다이오드(335)의 두께(t)의 2배(2t)보다는 작은(t< d < 2t) 것이 특징이다.
이때, 상기 지지대(360)의 외측면(s3)과 상기 홀(hl)의 내측면(s1) 사이에는 상기 광학시트(350)와 인쇄회로기판(310)을 접착시키는 동일한 접착물질로 이루어진 접착층(357) 형성됨으로써 상기 접착층(357)에 의해 상기 지지대(360)가 상기 인쇄회로기판(310)의 홀(hl) 내부에서 고정되게 된다.
또한 상기 지지대(360)의 인쇄회로기판(310)과 더욱 안정된 고정을 위해 변형예에 따른 지지대(360)의 형태를 포함하여 인쇄회로기판을 간략히 도시한 도 8을 참조하면, 상기 홀(hl)과 접착되는 측면이 절곡되어 인쇄회로기판(310)의 표면으로 소정폭 더욱 형성되는 구조를 갖도록 상기 지지대(460)를 구성할 수도 있다.
한편, 도 6을 참조하면, 이러한 지지대(360)는 광학적 특성과 내열 특성 및 기계적 강도가 우수한 고분자 물질로 이루어진다. 이러한 고분자 물질은 예를 들면 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 아크릴, ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene), 고무(rubber) 및 이들의 공중합체인 것이 바람직하다.
이때, 상기 지지대(360)의 배면 더욱 정확히는 상기 홀(hl)에 의해 노출되는 부분에는 금속물질 예를들면 금(Au), 구리(Cu), 또는 알루미늄(Al)으로써 방열판(317)이 더욱 형성될 수도 있다.
이러한 방열판(317)은 방열 특성을 향상시킬 뿐 아니라, 상기 발광다이오드(335)로부터 발광된 빛이 그 상부의 광학필름(350)에 의해 반사되어 상기 홀(hl)의 밑면으로 입사되는 빛을 재반사시켜 상기 광학필름(350) 내부로 재입사시킴으로써 빛의 이용 효율을 향상시키는 역할을 하게 된다.
또한, 상기 지지대(360)의 표면에는 반사특성을 갖는 절연물질로 코팅되거나 또는 반사 특성을 갖는 고분자 필름을 부착함으로써 됨으로써 반사층(363)이 더욱 형성될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 지지대(360)에 고정된 상기 발광다이오드(335) 상부에는 전술한 제 2 실시예와 동일한 패턴형태를 갖는 마이크로 렌즈(340)가 구성될 수 있다.
즉, 상기 홀(hl)에 삽입된 지지대(360)의 홈(hm)을 채우며, 그 상부는 반구 또는 원뿔 도는 사각뿔 또는 그 단면이 삼각형을 이루는 프리즘 산 형태로 형성되는 마이크로 렌즈(340)가 구성된다. 이때 상기 특정 패턴 형상을 갖는 마이크로 렌즈(340)는 투명한 고분자 물질로 경화되어도 유연한 특성을 갖는 물질 예를들면 에폭시, 아크릴 또는 실리콘 등의 고분자 물질로 이루어지는 것이 특징이다.
또한, 이러한 마이크로 렌즈(340) 및 상기 인쇄회로기판(310) 위로는 빛을 확산시키거나 또는 집광시키는 역할을 하는 적어도 하나 이상의 광학시트(350)가 구성되고 있다. 이러한 광학시트(350)의 재질 및 형태는 제 2 실시예와 동일하므로 그 설명은 생략한다.
또한, 상기 광학시트(350)와 상기 인쇄회로기판(310) 사이에는 제 2 실시예 에서 설명한 접착물질과 바와 동일한 물질로 이루어진 접착제층(346)이 더욱 구성됨으로써 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유연한 특성을 갖는 백라이트 어셈블리(301)가 완성되고 있다.
전술한 제 1 내지 제 3 실시예에 설명한 바와같이, 유연성이 매우 뛰어난 고분자 물질을 이용하여 전술한 구성을 갖도록 제작한 본 발명에 따른 백라이트 어셈블리는 그 특성 상, 상기 백라이트 어셈블리의 양끝단이 서로 맞닿도록 즉 180도 이상의 휨 각도를 가지며 휨을 가해도 부러지거나 또는 파손되는 일 없이 사용 가능한 특징을 갖는다.
본 발명에 따른 유연한 특성을 갖는 백라이트 어셈블리는 유연한 특성을 갖는 액정패널과 함께 구성함으로써 휨이 가능한 유연한 특성을 갖는 플렉서블한 액정표시장치 구현을 가능하도록 하는 효과 있다.
광원으로서 발광다이오드를 이용함으로써 그 표면에 대해 상하좌우 어느 방향으로도 자유로운 휨이 가능하며, 발광다이오드 특성상 열이 많이 발생되지만 방열판 등이 구비됨으로써 방열이 효율적으로 이루어지도록 한 것이 장점이다.
또한, 홈 또는 홀이 구비된 인쇄회로기판에 상기 홈 또는 홀 내부에 발광다이오드를 고정시키고, 도광 물질층을 생략함으로써 두께를 얇게 하여 박형화 특성을 갖도록 하는 효과가 있다.

Claims (24)

  1. 제 1 고분자 물질로 이루어지며 다수의 홈을 갖는 인쇄회로기판과;
    상기 다수의 홈 내부로 삽입되는 형성된 다수의 발광다이오드와;
    상기 다수의 발광다이오드 상부에 위치하며 상기 제 1 고분자 물질로 이루어진 적어도 하나 이상의 광학시트
    를 포함하는 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈은 그 내측면이 상기 홈의 밑면에 대해 20ㅀ 내지 90ㅀ의 각을 갖도록 형성된 것이 특징인 인쇄회로기판의 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈은 그 깊이가 상기 발광다이오드의 두께보다 크고 상기 발광다이오드 두께의 2배보다는 작게 형성되는 것이 특징인 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈은 그 형태가 상기 홈의 밑면에서 상부로 갈수록 넓어지는 원뿔대 또는 사각뿔대 형태를 갖거나 또는 원기둥 또는 사각기둥의 형태를 갖는 것이 특징인 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광다이오드 상부에는 상기 홈을 채우며 제 2 고분자 물질로 이루어진 마이크로 렌즈가 더욱 구성된 것이 특징인 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판의 하면에 상기 각 홈에 대응하여 금속물질로 이루어진 방열판을 더욱 포함하는 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  7. 제 1 고분자 물질로 이루어지며 다수의 홀을 갖는 인쇄회로기판과;
    상기 다수의 홀 내부로 각각 삽입되어 상기 홀의 내측면과 접촉하는 외면과 홈을 가지며 제 3 고분자 물질로 이루어진 다수의 지지대와;
    상기 다수의 지지대 내의 홈에 고정된 다수의 발광다이오드와;
    상기 다수의 발광다이오드 상부에 위치하며 상기 제 1 고분자 물질로 이루어진 적어도 하나 이상의 광학시트
    를 포함하는 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 지지대의 밑면 하부에 금속물질로 이루어진 방열판을 더욱 포함하는 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 지지대는 상기 인쇄회로기판과 제 4 고분자 물질로 이루어진 접착제층에 의해 상기 인쇄회로기판에 고정되는 것이 특징인 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 지지대는 그 표면에 반사층이 더욱 형성된 것이 특징인 플렉서블한 액 정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 지지대의 홈은 그 깊이가 상기 발광다이오드의 두께보다 크고 상기 발광다이오드 두께의 2배보다는 작게 형성되는 것이 특징인 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 지지대의 홈은 그 형태가 상기 홈의 밑면에서 상부로 갈수록 넓어지는 원뿔대 또는 사각뿔대 형태를 갖거나 또는 원형통 또는 사각기둥의 형태를 갖는 것이 특징인 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  13. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 고분자 물질은 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리에스테르 중 하나 또는 이들의 공중합체인 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  14. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 광학시트와 상기 인쇄회로기판 사이에는 제 4 고분자물질로 이루어진 접착제층을 더욱 포함하는 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 4 고분자물질은 실리콘 또는 아크릴이거나 또는 이들의 공중합체인 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  16. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 발광다이오드 상부에는 상기 지지대의 홈을 채우며 제 2 고분자 물질로 이루어진 마이크로 렌즈가 더욱 구성된 것이 특징인 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 마이크로 렌즈는 그 상부가 반구형 또는 원뿔형 또는 사각뿔 또는 그 단면이 삼각형인 프리즘 산 형태를 갖는 것이 특징인 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 고분자 물질은, 에폭시, 실리콘 또는 아크릴인 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  19. 제 6 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 금속물질은 금(Au), 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)인 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  20. 제 1 항 또는 7 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 글라스화이버를 더욱 포함하는 물질로 이루어진 것이 특징인 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  21. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 다수의 발광다이오드는, 적, 녹, 청색을 발광하는 것을 1개의 그룹으로 하거나 또는 적, 녹, 청 및 화이트를 발광하는 것을 1개의 그룹으로 하거나 또는 화이트를 발광하는 것으로만 이루어져 이들이 매트릭스 형태로 일정간격 이격하며 배치된 것이 특징인 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  22. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 고분자 물질은 수지물질인 에폭시를 더욱 포함하는 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  23. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 광학시트는 그 상면 또는 하면 중 적어도 한면은 반구, 원뿔, 그 단면이 삼각형 형태를 갖는 프리즘 산이 양각 또는 음각화 된 패턴을 갖는 것이 특징인 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
  24. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 3 고분자 물질은, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 아크릴, ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene), 고무(rubber) 및 이들의 공중합체인 것이 특징인 플렉서블한 액정표시장치용 백라이트 어셈블리.
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