KR20090043399A - 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휘도 불균일을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 제조비용을 줄일 수 있는 백라이트 유닛이 개시된다. 개시된 백라이트 유닛은 복수의 발광 다이오드와, 발광 다이오드가 실장되며 모기판 상에 형성된 배선패턴과 배선패턴 상에 절연 및 광을 반사시키는 반사층을 포함하는 인쇄회로기판과, 인쇄회로기판의 끝단에 배치되어 외부의 구동 드라이버와 인쇄회로기판의 배선패턴과 전기적으로 접속되게 외부로 인출되는 연성기판을 포함하여 이루어진다.
인쇄회로기판, FPC, 휘도, 비용, 반사층

Description

백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치{BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 휘도 불균일을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 제조비용을 줄일 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 널리 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(cathode ray tube)는 TV를 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT 자체의 무게와 크기로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화의 대응에 적극적으로 대응할 수 없었다.
이러한 문제에 대한 해결책으로서, 액정표시장치는 경량화, 박형화, 저소비 전력 구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이에 따라 액정표시장치는 사용자의 요구에 부응하여 대면적화, 박형화, 저소비전력화의 방향으로 진행되고 있다.
액정표시장치는 액정을 투과하는 광의 양을 조절하여 화상을 표시하는 디스플레이 장치로서 박형화 및 저소비전력 등의 장점으로 많이 사용되고 있다.
상기 액정표시장치는 CRT와는 달리 스스로 빛을 내는 표시장치가 아니므로, 액정표시패널의 배면에는 화상을 시각적으로 표현하기 위해 광을 제공하는 별도의 광원을 포함한 백라이트 유닛(Back Light Unit)이 구비된다.
백라이트 유닛의 광원으로는 LED(light emitting diode), CCFL(cold cathode fluorescent lamp), EEFL(external electrode fluorescent lamp) 등이 사용된다.
CCFL은 패닝 효과(penning effect)를 이용하기 위해 아르곤, 네온 등을 첨가한 수은 가스를 저압으로 봉입한 형광 방전관을 사용하고 있다. 관의 양단에는 전극이 형성되는데 음극은 판상으로 넓게 형성되며, 전압이 인가될 경우 스퍼티링 현상에서와 같이 방전관 내의 하전입자가 판상의 음극과 충돌하여 이차전자를 발생시키고 이는 주변 원소들을 여기시켜 플라즈마를 형성시킨다. 상기 원소들은 강한 자외선을 방출하며, 상기 자외선은 형광체를 여기시켜 가시광선을 방출한다.
EEFL은 형광 방전관내에 수은 가스가 봉입되며, 관 양단 외부에 외부전극이 구성되어 있다.
상기 CCFL 및 EEFL은 수은을 이용하기 때문에 환경을 오염시킬 우려가 있다. 따라서, 최근에는 환경을 오염시킬 수 있는 수은을 사용하지 않는 LED가 각광을 받고 있다.
LED는 점광원으로써, 소형 액정표시장치에 많이 사용된다. 일반적으로 LED는 액정표시장치의 박형화에 유리한 FPC(flexible printed circuit) 상에 실장되어 핸드폰 등의 소형 액정표시장치에 많이 사용된다.
그러나, LED를 광원으로 하는 백라이트 유닛은 액정표시장치의 대형화에 적 용되면서 여러 가지 문제점이 발생되고 있다.
중형 액정표시장치의 경우, 플렉서블한 FPC가 LED로부터 발생된 열에 의해 휘어져 휘도가 불균일한 문제가 있었다. 즉, 상기 열에 의해 박형화를 위해 구비된 FPC의 휘어짐이 발생하며, 이에 따라 얼라인된 LED의 위치가 바뀌어 휘도가 불균일해지는 문제가 있었다.
또한, FPC는 인쇄회로기판에 비해 가격이 비싸고, LED로부터 출사된 광의 손실을 줄이기 위해 FPC 상에 광을 반사시킬 수 있는 반사물질을 도포하거나 반사시트를 부착하는 별도의 공정이 필요하여 제조비용 및 공정 수를 증가시키는 문제가 있었다.
본 발명은 열에 의한 휘도 불량을 개선할 수 있는 백라이트 유닛을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 제조비용을 줄일 수 있는 백라이트 유닛 및 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은,
복수의 발광 다이오드; 상기 발광 다이오드가 실장되며 모기판 상에 형성된 배선패턴과 상기 배선패턴 상에 광을 반사시키는 반사층을 포함하는 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판의 끝단에 배치되어 외부의 구동 드라이버와 상기 인쇄회로기판의 배선패턴과 전기적으로 접속되게 외부로 인출되는 연성기판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 액정표시장치는,
액정표시패널; 상기 액정표시패널에 광을 제공하기 위한 복수의 발광 다이오드; 상기 발광 다이오드가 실장되며 모기판 상에 형성된 배선패턴과 상기 배선패턴 상에 절연 및 광을 반사시키는 반사층을 포함하는 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판의 끝단에 배치되어 외부의 구동 드라이버와 상기 인쇄회로기판의 배선패턴과 전기적으로 접속되게 외부로 인출되는 연성기판;을 포함하는 것을 특지으로 한다.
본 발명은 열에 의해 휘어짐이 없는 인쇄회로기판을 적용하여 점차 대형화되는 액정표시장치에 있어서, 발광 다이오드의 얼라인 불량에 의한 휘도 불균일을 근본적으로 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 광원 유닛은 광을 반사시킬 수 있는 반사층을 포함하는 새로운 인쇄회로기판을 적용함으로써, 종래의 액정표시장치에 비해 제조비용 및 공정 수를 줄일 수 있는 효과가 있다.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 광원 유닛의 하면을 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 광원 유닛의 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 영상이 디스플레이되는 액정표시패널(110)과, 상기 액정표시패널(110)의 하면에 배치되어 광을 제공하는 백라이트 유닛(120)을 포함한다.
액정표시패널(110)은 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 박막 트랜지스터(TFT: thin film transistor) 기판 및 컬러필터 기판과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다.
도면에는 도시되지 않았지만, 액정표시패널(110)의 일측에는 상기 액정표시패널(110)에 구동신호를 공급하는 구동부(미도시)가 구비된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(120)은 노트북에 주로 사용되는 12인치 이상의 중형 액정표시장치에 구비되는 경우를 일예로 설명하도록 한다.
백라이트 유닛(120)은 일측에 배치된 광원 유닛(150)과, 상기 광원 유닛(150)과 나란하게 배치되어 점광을 면광으로 변환하는 도광판(160)과, 상기 도광판(160) 상에 배치되어 광을 확산 및 집광시키는 광학 시트들(140)과, 상기 도광판(160)의 하면에 배치되어 도광판(160)의 하면으로 출사하는 광은 도광판(160) 방향으로 반사시키는 반사시트(170)를 포함한다.
백라이트 유닛(120)은 광원 유닛(150), 도광판(160), 광학 시트들(140) 및 반사시트(170)의 가장자리를 감싸도록 배치되어 이들을 하나로 모듈화하는 서포트 메인(130)을 더 포함한다.
광원 유닛(150)은 일정한 간격을 두고 배치되는 다수의 발광 다이오드(LED, 151)와, 상기 발광 다이오드(151)가 실장되는 인쇄회로기판(153)을 포함한다.
인쇄회로기판(153)은 베이스 모기판(153a) 상에 형성되는 배선패턴(153b)과, 상기 배선패턴(153b) 상에 형성된 반사층(153c)과, 양측에 돌출되어 서포트 메인(130)에 고정되는 제1 및 제2 걸림부(154a, 154b)를 포함한다.
도면에는 상세히 도시되지 않았지만, 발광 다이오드(151)는 상기 배선패턴(153b)과 전기적으로 접속된다.
반사층(153c)은 광을 반사시킬 수 있는 화이트(white) 물질로서, 절연기능뿐만 아니라 반사기능을 포함한다.
반사층(153c)은 배선패턴(153b)을 보호하고, 발광 다이오드(151)와 접속되는 배선패턴(153b)의 일부 영역을 부분적으로 노출시킨다. 이러한 보호층(153c)은 포 토 솔더 레지스트(PSR: photo solder resist) 공정을 통해 형성된다.
인쇄회로기판(153)의 끝단에는 백라이트 유닛(120)의 배면에 배치되는 LED 구동 드라이버(미도시)와 전기적으로 접속되는 연성기판(155)이 배치된다.
연성기판(155)은 플렉서블한 필름에 도전성 패턴이 형성되어 쉽게 구부러질 수 있는 특징을 가진다.
연성기판(155)은 상기 인쇄회로기판(153)의 끝단 상부면에 부착되며, 인쇄회로기판(153)의 배선패턴(153b)과 전기적으로 접속되어 인쇄회로기판(153)과 외부의 LED 구동 드라이버를 전기적으로 접속되게 한다.
본 발명의 일 실시예에서는 솔더링(soldering)으로 연성기판(155)의 도전성 패턴과 상기 인쇄회로기판(153)의 배선패턴(153b)이 전기적으로 접속된다.
본 발명에서는 일 실시예에서는 백라이트 유닛(120)의 일측에 하나의 광원 유닛(150)을 구비한 것으로 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 두 개 이상의 광원유닛(153)이 구비될 수도 있다.
도광판(160)은 PMMA(poly methly methacrylate)재질로 이루어지고, 발광 다이오드(151)가 배치된 입사면으로부터 멀어질수록 두께가 얇아지는 쐐기 형상으로 이루어진다. 상기 도광판(160)의 배면에는 입사된 광을 상기 광학 시트들(140) 방향으로 굴절시키기 위한 프리즘 패턴이 형성될 수 있다.
광학 시트들(140)은 광을 확산시키는 확산시트와, 광을 집광시키는 집광시트 및 상기 집광시트를 보호하기 위한 보호시트를 포함한다.
상기 확산시트, 집광시트 및 보호시트는 상기 도광판(160) 상에 차례로 배치 된다.
서포트 메인(130)은 PET(polyethlene-terephthalate)재질과 같이 탄성을 가지는 플라스틱으로 이루어진다.
도면에는 도시되지 않았지만, 상기 서포트 메인(130)에는 광원 유닛(150)과 대응되는 영역에 상기 연성기판(155)이 외부로 노출될 수 있도록 인출부(미도시)가 형성된다.
또한, 도면에서는 서포트 메인(130)의 하면으로 광원 유닛(150), 광학 시트들(140), 도광판(160) 및 반사시트(170)가 순차적으로 조립되는 것으로 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 서포트 메인(130)의 상면으로 반사시트(170), 도광판(160), 광학 시트들(140) 및 광원 유닛(150)이 순차적으로 조립될 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 열에 의해 휘어짐이 없는 인쇄회로기판(153)을 적용하여 점차 대형화되는 액정표시장치에 있어서, 발광 다이오드(151)의 얼라인 불량에 의한 휘도 불균일을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 광원 유닛(150)은 광을 반사시킬 수 있는 반사층(153c)을 포함하는 새로운 인쇄회로기판(153)을 적용함으로써, 종래의 액정표시장치에 비해 제조비용 및 공정 수를 줄일 수 있다. 즉, 종래의 액정표시장치에 있어서, 별도의 공정(FCP 표면의 반사물질 형성 또는 반사시트 부착)을 삭제할 수 있는 장점을 가진다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 유닛을 도시한 사시도이고, 도 5 는 도 4의 Ⅱ-Ⅱ'라인을 따라 절단한 광원 유닛의 단면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 유닛(250)은 도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 유닛(150)의 구성요소 중 연성기판(255), 제1 연결부재(190a) 및 제2 연결부재(190b)를 제외한 다른 구성요소는 동일하므로 동일한 부호를 병기하고 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 유닛(250)은 인쇄회로기판(153)의 끝단 하부면에 제1 연결부재(190a)가 구비된다.
연성기판(255)의 끝단에는 상기 제1 연결부재(190a)와 결합될 수 있는 제2 연결부재(190b)가 구비된다.
제1 및 제2 연결부재(190a. 190b)는 인쇄회로기판(153) 또는 연성기판(255) 중 어느 하나의 불량 시에 교체가 용이한 장점을 가진다.
이상에서 설명한 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치는 열에 의해 휘어짐이 없는 인쇄회로기판(153)을 적용하여 점차 대형화되는 액정표시장치에 있어서, 발광 다이오드(151)의 얼라인 불량으로 발생하는 휘도 불균일을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 광원 유닛(250)은 광을 반사시킬 수 있는 반사층(153c)을 포함하는 새로운 인쇄회로기판(153)을 적용함으로써, 종래의 액정표시장치에 비해 제조비용 및 공정 수를 줄일 수 있다. 즉, 종래의 액정표시장치에 있어서, 별도의 공정(FCP 표면의 반사물질 형성 또는 반사시트 부착)을 삭제할 수 있는 장점을 가 진다.
이상에서는 인쇄회로기판(153)의 일측에 배선패턴(153b)이 노출되는 2개의 실시예를 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 인쇄회로기판(153)의 양측에 배선패턴(153b)이 노출되는 2 레이어 구조의 인쇄회로기판의 경우에도 적용될 수 있을 것이다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 광원 유닛의 하면을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 광원 유닛의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 유닛을 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 Ⅱ-Ⅱ'라인을 따라 절단한 광원 유닛의 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
150, 250 : 광원 유닛 151 : 발광 다이오드
153 : 인쇄회로기판 153a : 베이스 모기판
153b : 배선 패턴 153c : 반사층
154a, 154b : 제1 및 제2 걸림부 155, 255 : 연성 기판
190a, 190b : 제1 및 제2 연결부재

Claims (10)

  1. 복수의 발광 다이오드;
    상기 발광 다이오드가 실장되며 모기판 상에 형성된 배선패턴과 상기 배선패턴 상에 절연 및 광을 반사시키는 반사층을 포함하는 인쇄회로기판; 및
    상기 인쇄회로기판의 끝단에 배치되어 외부의 구동 드라이버와 상기 인쇄회로기판의 배선패턴과 전기적으로 접속되게 외부로 인출되는 연성기판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 반사층은 백색물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판의 양측에는 서포트 메인과 고정되도록 외측으로 돌출된 제1 및 제2 걸림부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 연성기판은 상기 인쇄회로기판의 끝단 상부면에 솔더링(soldering)에 의해 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 연성기판은 상기 인쇄회로기판의 끝단 하부면에 위치한 연결부재에 의해 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 액정표시패널;
    상기 액정표시패널에 광을 제공하기 위한 복수의 발광 다이오드;
    상기 발광 다이오드가 실장되며 모기판 상에 형성된 배선패턴과 상기 배선패턴 상에 절연 및 광을 반사시키는 반사층을 포함하는 인쇄회로기판; 및
    상기 인쇄회로기판의 끝단에 배치되어 외부의 구동 드라이버와 상기 인쇄회로기판의 배선패턴과 전기적으로 접속되게 외부로 인출되는 연성기판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 반사층은 백색물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판의 양측에는 서포트 메인과 고정되도록 외측으로 돌출된 제1 및 제2 걸림부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 연성기판은 상기 인쇄회로기판의 끝단 상부면에 솔더링(soldering)에 의해 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 연성기판은 상기 인쇄회로기판의 끝단 하부면에 위치한 연결부재에 의해 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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