KR20090052594A - 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조립공정을 단순화시킴과 아울러 생산효율을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정 표시장치에 관한 것이다.
본 발명에 백라이트 유닛은 버텀 커버와; 상기 버텀 커버의 배면에 배치된 복수의 LED 카드 모듈; 및 상기 복수의 LED 카드 모듈과 접속되도록 배치된 복수의 커넥터 모듈을 포함하여 구성된다.
이러한 구성에 의하여 본 발명은 FPC 또는 Wire to Wire방식을 이용하는 복잡한 LED 모듈 조립공정에서 인쇄회로기판에 금속패턴이 형성된 카드 슬롯(Card Slot) 형태를 이용한 LED 카드 모듈과 복수의 커넥터 모듈을 제작하여 조립공정을 진행함으로써, 백라이트 유닛의 조립공정을 단순화시킴과 아울러 비용을 감소시키고 생산효율을 향상 시킬 수 있다.
LED 모듈, 커넥터, 카드, 슬롯

Description

백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정 표시장치{BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRISTAL DISPLAY DEVICE USIMG THE SAME}
본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로, 특히 조립공정을 단순화시킴과 아울러 생산효율을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정 표시장치에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 대두되고 있다. 이러한 평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel) 및 발광 표시장치(Light Emitting Display) 등이 있다.
액정 표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광 투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여, 액정 표시장치는 액정셀을 가지는 액정패널과, 액정패널에 광을 조사하는 백 라이트 유닛 및 액정셀을 구동하기 위한 구동회로를 포함하여 구성된다.
이때, 액정표시장치의 액정패널은 외부에서 들어오는 광원의 양을 조절하여 화상을 표시하는 수광성 소자이기 때문에 액정패널에 광을 조사하기 위한 별도의 광원인 백 라이트 유닛(Back Light Unit)이 필요하게 된다.
이중 백 라이트 유닛은 광원이 설치되는 위치에 따라 에지방식과 직하방식으로 구분된다. 이때, 에지방식은 빛을 안내하는 도광판의 측면에 광원이 설치되는 것으로써, 광원으로부터 발산된 광이 도광판 쪽으로 조사한다. 그리고, 직하방식은 버텀 커버의 하부면에 광원이 배치되어 액정패널의 전면으로 빛을 직접 조사 한다.
이러한, 백 라이트 유닛의 광원으로는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL) 또는 외부전극형광램프(Exterior Electrode Fluoresent Lamp : EEFL)등의 방전램프가 주로 활용되었지만, 최근 들어 유독성의 수은(Ag)을 사용하지 않으면서 색재현성을 향상시킬 수 있는 LED(Light Emitting Diode)를 이용하는 경우가 늘고 있다.
LED를 이용한 백라이트 유닛은 버텀커버 배면 기판상에 복수의 LED 패키지가 설치되어 버텀커버의 상부에 설치된 표시패널에 광을 조사한다. 이때, LED 패키기가 설치된 LED 모듈은 LED 패키지를 구동하기 위해 각종 회로와 연결시키기 위해 와이어(Wire)를 이용한 Wire to Wire 방식을 이용하여 연결된다.
그러나. 일반적으로 사용되고 있는 LED 패키지가 설치된 LED 모듈은 최소 100ea 이상 LED 패키지가 동시에 실장되며, 이중 하나의 LED 패키지에서 불량 발생하거나, SMT(Surface Mounting Technology)공정에서 LED 패키지의 정렬이 잘못된다면 LED 모듈 전체가 불량이 되어 사용할 수 없게 되는 문제점이 발생하게 된다.
따라서, 복수의 LED 패키지가 설치된 LED 모듈의 불량은 설치되는 LED 패키 지의 수가 많아 질수록 LED 모듈의 생산 효율을 떨어트리게 된다.
또한, 기존에는 LED 드라이버와 LED 모듈를 접속하기 위한 방식으로 FPC( Flexible Printed Circuit) 및 Wire to Wire는 이를 접속시키기 위한 와이어 및 하우징의 재료비와 제작비용이 추가되는 문제점이 발생하게 된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 조립공정이 복잡했던 FPC 방식 또는 Wire to Wire 방식의 조립공정을 커넥터 연결방식으로 변경시킴으로써 조립공정을 단순화시킴과 아울러 생산효율을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정 표시장치를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 백라이트 유닛은 버텀 커버와; 상기 버텀 커버의 배면에 배치된 복수의 LED 카드 모듈; 및 상기 복수의 LED 카드 모듈과 접속되도록 배치된 복수의 커넥터 모듈을 포함하여 구성된다.
상기 LED 카드 모듈은 카드 슬롯(Card Slot) 형태로 상기 복수의 커넥터 모듈과 접속되는 것을 특징으로 한다.
복수의 LED 모듈은, 상기 복수의 LED 패키지가 설치되어 있는 제 1 회로기판과; 상기 제 1 회로기판에 형성된 카드 슬롯부와; 상기 카드 슬롯부의 일면 또는 양면에 형성된 복수의 금속패턴을 포함하여 구성된다.
상기 카드 슬롯부는 상기 제 1 회로기판의 일측, 타측 또는 양측에 형성된 다.
상기 커넥터 모듈은, 복수의 커넥터와; 상기 복수의 커넥터가 설치되기 위한 제 2 회로 기판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 커넥터는, 제 2 회로 기판과 절연되고 상기 각 LED 카드 모듈이 삽입되기 위한 하우징과; 상기 하우징을 관통하여 일측이 상기 제 2 회로기판과 연결되고 타측이 상기 LED 카드 모듈과 접속되는 복수의 터미널과; 상기 각 터미널에 쇼트(Short)를 방지하기 위한 복수의 돌출벽과; 상기 하우징의 양측에서 상기 제 2 회로기판에 지지 및 고정하기 위한 고정부를 포함하여 구성된다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치는 광 투과율을 조절하여 화상을 표시하는 액정패널 및 상기 액정패널에 광을 조사하는 청구항 제 1 항 내지 제 6 항에 기재된 백 라이트 유닛을 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정 표시장치는 FPC 또는 Wire to Wire방식을 이용하는 복잡한 LED 모듈 조립공정에서 인쇄회로기판에 금속패턴이 형성된 카드 슬롯(Card Slot) 형태를 이용한 LED 카드 모듈과 복수의 커넥터 모듈을 제작하여 조립공정을 진행함으로써, 백라이트 유닛의 조립공정을 단순화시킴과 아울러 비용을 감소시키고 생산효율을 향상 시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면 및 실시 예를 통해 본 발명의 실시 예를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛(100)은 버텀 커버(Bottom Cover)(102)와, 버텀 커버(102)의 배면 양측에 배치된 복수의 LED 카드 모듈(140) 및 버텀 커버(102)의 양측에 복수의 LED 카드 모듈(140)과 접속되도록 배치된 복수의 커넥터 모듈(150a, 150b)을 포함하여 구성된다.
버텀 커버(102)는 백 라이트 유닛(100)을 수납하는 바닥케이스로 복수의 LED 카드 모듈(140), 제 1 및 제 2 커넥터 모듈(150a, 150b), 서포트 메인(114), 평면 반사부재(112) 및 복수의 광학부재(116)를 수납한다.
복수의 LED 카드 모듈(140)은 버텀커버(102)의 배면 양측에 일정한 간격으로 나란히 배치된다. 여기서, 복수의 LED 카드 모듈(140)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 일측이 커넥터 모듈(150a, 150b)의 커넥터(106a)와 전기적으로 연결되어 전원 및 제어신호를 공급받는다. 이때, 복수의 LED 카드 모듈(140)은 복수의 LED 패키지(110)와, LED 패키지(110)가 설치된 제 1 회로기판(108)을 포함하여 구성된다.
제 1 회로기판(Printed Circuit Board; PCB)(108)은 복수의 LED 패키지(110)가 설치되기 위한 복수의 실장영역(미도시)과, 각 실장영역을 전기적으로 연결될 수 있는 금속배선(미도시) 및 외부로부터 공급된 전원 및 제어신호를 전달하기 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 회로기판(108)의 카드 슬롯부(118)에 형성된 복수의 금속패턴(120)을 포함하여 구성된다. 이때, 카드 슬롯부(118)는 제 1 회로기판(108)의 일측, 타측 또는 양측에 형성될 수 있다.
복수의 금속패턴(120)은 제 1 회로 기판(108)의 일측 카드 슬롯부(118)에 형 성된다. 여기서, 복수의 금속패턴(120)은 제 1 회로 기판(108)의 일측에서 각 금속패턴(120)이 커넥터 모듈(150a, 150b)의 터미널(122)과 접속되어 복수의 LED 패키지(100)를 제어하기 위한 제어 신호 및 전원을 공급한다. 이때, 복수의 금속패턴(120)은 카드 슬롯부(118)의 일면 또는 양면에 형성될 수 있다.
복수의 LED 패키지(110)는 제 1 회로기판(108)의 실장영역에 설치된다. 여기서 복수의 LED 패키지(110) 각각은 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 광을 발광하는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) LED로 형성될 수 있다. 또한, 각 LED 패키지(120)의 녹색(G) LED는 하나 이상이 될 수 있다.
제 1 및 제 2 커넥터 모듈(150a, 150b)은 버텀커버(102)의 개구된 양측에 형성된다. 여기서, 제 1 및 제 2 커넥터 모듈(150a, 150b)은 외부로부터 전원 및 제어신호를 공급받아 복수의 LED 카드 모듈(140)에 전달한다. 이때, 제 1 및 제 2 커넥터 모듈에는 LED 카드 모듈을 구동하기 위한 구동부가 포함될 수 있다.
제 1 및 제 2 커넥터 모듈(150a, 150b)은 제 2 회로기판(104a, 104b) 및 제 2 회로 기판(104a, 104b)에 설치된 복수의 커넥터(106a, 106b)를 포함하여 구성된다.
제 2 회로기판(104a, 104b)은 복수의 커넥터(106a, 106b)가 설치되기 위한 복수의 커넥터 실장영역(미도시)과, 각 커넥터 실장영역을 전기적으로 연결될 수 있는 금속배선(미도시)을 포함하여 구성된다.
제 2 회로기판(104a, 104b)에 설치된 각 커넥터(106a, 106b)는 각 LED 카드 모듈(140)의 카드 슬롯부(118)가 삽입될 수 있도록 형성된다. 여기서, 복수의 커넥 터(106a, 106b)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(134), 고정부(124), 복수의 터미널(122) 및 돌출벽(126)을 포함하여 구성된다.
하우징(134)은 복수의 커넥터(106a, 106b)가 제 2 회로 기판(104a, 104b)에 절연될 수 있도록 형성된다. 그리고, 하우징(134)은 도 5에 도시된 바와 같이, 각 LED 카드 모듈(140)의 카드 슬롯부(118)가 삽입될 수 있는 홈(132) 및 복수의 돌출벽(126)을 포함하여 구성된다.
복수의 돌출벽(126)은 하우징(134)의 홈(132)이 형성된 타측에서 돌출되도록 형성된다. 이때, 복수의 돌출벽(126)은 LED 카드 모듈(140) 및 제 2 회로기판(104a, 104b)과 접속된 복수의 터미널(122) 사이에서 각 터미널(112) 간에 쇼트(short)가 발생되지 않도록 절연벽 역할을 한다.
복수의 터미널(122)은 하우징(134)을 관통하여 일측은 LED 카드 모듈(140)의 각 금속패턴(120)과 접속될 수 있도록 형성되고, 타측은 제 2 회로기판(104a, 104b)과 전기적으로 연결될 수 있도록 형성된다. 이때, 복수의 터미널(122)은 외부로 공급받은 제어신호 및 전원을 제 2 회로기판(104a, 104b)을 통해 각 LED 카드 모듈(140)에 공급한다.
고정부(124)는 하우징(134)의 양측에 형성된다. 여기서, 고정부(124)는 하우징(134)의 양측에 형성되어 제 2 회로기판(104a, 104b)에 커넥터(106a, 106b)를 고정 또는 접지될 수 있도록 형성한다.
평면 반사부재(112)는 각각의 LED 패키지(110)가 관통 삽입될 수 있는 복수의 홀이 형성되어 LED 카드 모듈(140) 및 제 1 및 제 2 커넥터모듈(150a,150b)을 덮어 광을 발하는 복수의 LED 패키지(110)만이 그 상부로 돌출될 수 있도록 형성된다. 이때, 평면 반사부재(112)는 일정한 간격으로 형성된 복수의 LED 패키지(110)로부터 출사된 점광원을 넓게 확산시킴과 동시에 적색(R), 녹색(G), 청색(B) LED의 색혼합을 향상시킬 수 있도록 형성된다.
복수의 광학시트(116)는 버텀 커버(102)의 상부에 확산판 및 복수의 광학부재가 차례로 적층된다. 여기서, 복수의 광학시트(116)는 복수의 LED 패키지(110)로부터 조사되는 광을 액정패널(미도시)의 전영역으로 확산시키는 적어도 하나의 확산 시트와, 확산 시트에 의해 확산된 광을 집광하는 적어도 하나의 프리즘 시트를 포함하여 구성된다. 여기서, 적어도 하나의 확산 시트 및 프리즘 시트 각각의 적층 구조는 광의 휘도 및 균일도 향상을 위하여 순차적, 비순차적 또는 교번적일 수 있다.
사이드 서포트(114)는 버텀 커버(102)의 서로 대향하는 양단 가장자리에 형성되어 복수의 광학부재(116)를 지지한다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트 유닛은 FPC 또는 Wire to Wire방식을 이용하는 복잡한 LED 모듈 조립공정에서 인쇄회로기판에 금속패턴이 형성된 카드 슬롯(Card Slot) 형태를 이용한 LED 카드 모듈과 복수의 커넥터 모듈을 제작하여 조립공정을 진행함으로써, 백라이트 유닛의 조립공정을 단순화시킴과 아울러 비용을 감소시키고 생산효율을 향상 시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치는 백 라이트 유 닛(100), 액정패널(390), 서포트 메인(202), 탑커버(210)를 포함하여 구성된다.
백 라이트 유닛(100)은 도 1 및 도 5에 도시된 것과 같은 본 발명의 백 라이트 유닛으로 형성된다.
액정패널(204)은 서로 대향하여 합착된 하부기판 및 상부기판(204a, 204b)으로 이루어진다. 이때, 하부기판 및 상부기판(204a, 204b) 사이에는 이들의 간격을 일정하게 유지시키는 스페이서(미도시) 및 액정층(미도시)을 포함하여 구성된다.
상부기판(204a)은 적색, 녹색 및 청색을 포함하는 적어도 3개의 컬러필터, 각 컬러필터의 분리함과 아울러 화소셀을 정의하는 블랙 매트릭스 및 공통전압이 공급되는 공통전극 등을 포함하여 구성된다. 여기서, 공통전극은 액정의 모드에 따라 하부기판(204b)에 형성될 수 있다.
하부기판(204b)은 서로 교차하도록 형성된 복수의 데이터 라인과 복수의 게이트 라인과, 데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차되어 정의되는 화소셀 영역마다 형성된 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 및 박막 트랜지스터(TFT)에 접속된 화소전극을 포함하여 구성된다. 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인으로부터의 게이트 펄스에 응답하여 데이터 라인으로부터의 화상신호를 액정셀로 공급한다.
액정셀(미도시)은 액정층을 사이에 두고 대면하는 공통전극과 박막 트랜지스터(TFT)에 접속된 화소전극으로 구성되므로 등가적으로 액정 커패시터로 표현될 수 있다. 또한, 액정셀은 액정 커패시터에 충전된 화상신호를 다음 화상신호가 충전될 때까지 유지시키기 위한 스토리지 커패시터를 포함한다.
또한, 하부기판(204b)의 비표시영역에는 데이터 라인들 각각에 접속되는 데이터 패드영역과, 게이트 라인들 각각에 접속되는 게이트 패드영역이 마련된다.
데이터 패드영역에는 데이터 라인들에 화상신호를 공급하기 위한 데이터 집적회로(208)가 실장된 복수의 데이터 회로필름(206)이 부착된다. 각 데이터 회로필름(206)은 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package) 또는 칩 온 필름(Chip On Film) 등이 될 수 있다. 이러한, 각 데이터 회로필름(206)은 타이밍 컨틀롤러(미도시)로부터 공급되는 데이터 신호 및 제어신호를 데이터 집적회로(208)에 공급하고, 데이터 집적회로(208)로부터 출력되는 화상신호를 각 데이터 라인에 공급한다.
게이트 패드영역에는 게이트 라인들에 게이트 온 전압을 공급하기 위한 게이트 집적회로(214)가 실장된 복수의 게이트 회로필름(212)이 부착된다. 각 게이트 회로필름(212)은 테이프 캐리어 패키지 또는 칩 온 필름 등이 될 수 있다. 이러한, 각 게이트 회로필름(212)은 게이트 회로필름(212)과 하부기판(204b)을 통해 타이밍 컨트롤러로부터 공급되는 게이트 제어신호를 게이트 집적회로(214)에 공급하고, 게이트 집적회로(214)로부터 출력되는 게이트 온 전압을 각 게이트 라인에 공급한다.
서포트 메인(202)은 배면이 버텀커버(102)와 결합되고, 액정패널(204)의 가장자리를 테두리하는 사각 테 형상의 탑커버(212)가 서포트 메인(202) 및 버텀커버(102)에 조립 체결된다.
탑커버(212)는 버텀 커버(102)에 배치된 액정패널(204)의 전면 가장자리와 버텀 커버(102)의 측면을 감싸게 된다. 이를 위해, 탑커버(212)는 액정패널(204)의 표시영역을 제외한 비표시영역, 즉 가장자리를 덮는 평면부와, 평면부로부터 수직하게 절곡되어 버텀 커버(310)의 측면을 감싸는 측면부를 포함하여 구성된다.
이러한, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치는 FPC 또는 Wire to Wire방식을 이용하는 복잡한 LED 모듈 조립공정에서 인쇄회로기판에 금속패턴이 형성된 카드 슬롯(Card Slot) 형태를 이용한 LED 카드 모듈과 복수의 커넥터 모듈을 제작하여 조립공정을 진행함으로써, 백라이트 유닛의 조립공정을 단순화시킴과 아울러 비용을 감소시키고 생산효율을 향상 시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 LED 모듈 PCB 체결구조를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 모듈 PCB의 구조를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 커넥터를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 커넥터의 단면을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치를 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 백라이트 유닛 102 : 버텀 커버
104a, 104b : 제 2 회로기판 106a, 106b: 복수의 커넥터
108 : 제 1 회로 기판 110 : 복수의 LED 패키지
112 : 평면 반사 부재 114 : 사이드 서포트
116 : 복수의 광학 시트 118 : 카드 슬롯부
120 : 복수의 금속패턴 122 : 복수의 터미널
124 : 고정부 126 : 복수의 돌출벽

Claims (7)

  1. 버텀 커버와;
    상기 버텀 커버의 배면에 배치된 복수의 LED 카드 모듈; 및
    상기 복수의 LED 카드 모듈과 접속되도록 배치된 복수의 커넥터 모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED 카드 모듈은 카드 슬롯(Card Slot) 형태로 상기 복수의 커넥터 모듈과 접속되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서,
    복수의 LED 모듈은,
    상기 복수의 LED 패키지가 설치되어 있는 제 1 회로기판과;
    상기 제 1 회로기판에 형성된 카드 슬롯부와;
    상기 카드 슬롯부의 일면 또는 양면에 형성된 복수의 금속패턴을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 카드 슬롯부는 상기 제 1 회로기판의 일측, 타측 또는 양측에 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 커넥터 모듈은,
    복수의 커넥터와;
    상기 복수의 커넥터가 설치되기 위한 제 2 회로 기판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 커넥터는,
    제 2 회로 기판과 절연되고 상기 각 LED 카드 모듈이 삽입되기 위한 하우징과;
    상기 하우징을 관통하여 일측이 상기 제 2 회로기판과 연결되고 타측이 상기 LED 카드 모듈과 접속되는 복수의 터미널과;
    상기 각 터미널에 쇼트(Short)를 방지하기 위한 복수의 돌출벽과;
    상기 하우징의 양측에서 상기 제 2 회로기판에 지지 및 고정하기 위한 고정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 광 투과율을 조절하여 화상을 표시하는 액정패널 및
    상기 액정패널에 광을 조사하는 청구항 제 1 항 내지 제 6 항에 기재된 백 라이트 유닛을 포함하여 구성되는 액정 표시장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20120010727A (ko) * 2010-07-27 2012-02-06 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치의 백라이트 유닛 및 그 조립방법
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