KR20100109785A - 액정표시장치 - Google Patents

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KR20100109785A
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Abstract

본 발명은 LED를 광원으로 사용하는 액정표시장치에 관한 것으로, 특히, 빛샘을 방지할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 도광판 입광면과 LED 어셈블리의 상부에 반사테이프를 부착하는 것으로, 이를 통해 빛샘 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
따라서, 액정표시장치의 휘도 및 화질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, LED 어셈블리를 도광판의 단변에 위치하도록 함으로써, LED 개수를 줄여 액정표시장치의 소비전력을 줄일 수 있는 효과가 있다.
그리고, 기존 동일한 사이즈의 액정표시장치에 비해 LED가 실장되는 PCB의 사이즈 및 LED백라이트 구동회로를 연결하는 FPC 등의 부품의 면적이 줄어들어 경량 및 재료비를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 커버버툼을 삭제함으로써, 액정표시장치의 경량 및 박형을 구현할 수 있으며, 액정표시장치의 모듈화 과정에서 조립시간 단축 및 공정비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
LED, 반사테이프, 빛샘방지, 액정표시장치

Description

액정표시장치{Liquid crystal display device}
본 발명은 LED를 광원으로 사용하는 액정표시장치에 관한 것으로, 특히, 빛샘을 방지할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
동화상 표시에 유리하고 콘트라스트비(contrast ratio)가 큰 특징을 보여 TV, 모니터 등에 활발하게 이용되는 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD)는 액정의 광학적이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)에 의한 화상구현원리를 나타낸다.
이러한 액정표시장치는 나란한 두 기판(substrate) 사이로 액정층을 개재하여 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수 구성요소로 하며, 액정패널 내의 전기장으로 액정분자의 배열방향을 변화시켜 투과율 차이를 구현한다.
하지만 액정패널은 자체 발광요소를 갖추지 못한 관계로 투과율 차이를 화상으로 표시하기 위해서 별도의 광원을 요구하고, 이를 위해 액정패널 배면에는 광원(光源)이 내장된 백라이트(backlight)가 배치된다.
여기서, 백라이트 유닛의 광원으로 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL), 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescentt 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.
도 1은 일반적인 LED를 광원으로 사용한 액정표시장치모듈의 단면도이다.
도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치모듈은 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20), 그리고 서포트메인(30)과 커버버툼(50), 탑커버(40)로 구성된다.
액정패널(10)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로써 액정층을 사이에 두고 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(12, 14)으로 구성된다.
이의, 액정패널(10) 후방으로는 백라이트 유닛(20)이 구비된다.
백라이트 유닛(20)은 서포트메인(30)의 적어도 일측 가장자리 길이방향을 따라 배열되는 LED 어셈블리(29)와, 커버버툼(50) 상에 안착되는 백색 또는 은색의 반사판(25)과, 이러한 반사판(25) 상에 안착되는 도광판(23) 그리고 이의 상부로 개재되는 다수의 광학시트(21)를 포함한다.
이때, LED 어셈블리(29)는 도광판(23)의 일측에 구성되며, 백색광을 발하는 다수의 LED(29a)와, 이의 LED(29a)가 장착되는 LED PCB(printed circuit board : 29b, 이하, PCB라 함)를 포함한다.
이러한 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20)은 가장자리가 사각테 형상의 서포트메인(30)으로 둘려진 상태로 액정패널(10) 상면 가장자리를 두르는 탑커버(40) 그리고 백라이트 유닛(20) 배면을 덮는 커버버툼(50)이 각각 전후방에서 결합되어 서포트메인(30)을 매개로 일체화된다.
그리고 미설명부호 19a, 19b는 각각 액정패널(10)의 전 후면에 부착되어 빛의 편광방향을 제어하는 편광판을 나타낸다.
이러한 액정표시장치모듈의 일부로서, 도 1의 A영역을 확대 도시한 단면도인 도 2를 참조하여 해당 부분을 보다 상세하게 살펴보도록 하겠다.
도시한 바와 같이, 모듈화된 액정표시장치모듈의 도광판(23) 일측면을 따라서는 LED(29a)가 배열되며, 이러한 LED(29a)는 PCB(29b) 상에 장착되어 LED 어셈블리(29)를 이루게 된다.
이러한 LED 어셈블리(29)는 접착 등의 방법으로 위치가 고정되어 복수개의 LED(29a)로부터 출사되는 빛이 도광판(23) 입광면과 대면되도록 하는데, 이를 위해 커버버툼(50)은 일 가장자리가 상측과 내측으로 2단 절곡되어 밴딩부(51)를 이루게 되고, LED 어셈블리(29)는 밴딩부(51)에 양면테이프(미도시) 등의 접착성물질을 통해 실장된다.
이러한 구조를 사이드 탑 뷰(side top-view) 타입이라 한다.
따라서, LED(29a) 각각으로부터 출사된 빛(F)은 도광판(23)의 입광면으로 입사된 후 그 내부에서 액정패널(10)을 향해 굴절되며, 반사판(25)에 의해 반사된 빛과 함께 다수의 광학시트(21)를 통과하는 동안 보다 균일한 고품위의 면광원으로 가공되어 액정패널(10)로 공급된다.
한편, 커버버툼(50)의 밴딩부(51)와 도광판(23) 사이에는 갭(gap : G)이 존 재하게 되는데, LED(29a)로부터 출사되는 빛(F) 중 일부가 이러한 갭(G)에 의해 빛샘을 발생시키게 된다.
이로 인하여 휘도 및 화질도 저하 등의 액정표시장치의 품질이 떨어지게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 액정표시장치의 빛샘을 방지하고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다.
이로 인하여, 액정표시장치의 휘도 및 화질을 향상시키고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 사각의 테 형상의 서포트메인과; 상기 서포트메인 내측에 위치하는 반사판과; 상기 반사판 상에 안착되는 도광판과; 상기 도광판 입광면을 따라 다수의 LED가 배열되는 LED 어셈블리와; 상기 LED 어셈블리와 상기 도광판 입광면 일부를 덮도록 부착되는 반사테이프(reflection tape)와; 상기 도광판 상부로 안착되는 복수장의 광학시트와; 상기 복수장의 광학시트 상부로 안착되는 액정패널과; 상기 서포트메인 배면과 밀착되어 구성되며, 측면을 가지는 커버버툼과; 상기 액정패널의 상면 가장자리를 두르며, 상기 서포트메인 및 상기 커버버툼에 결합 체결되는 탑커버를 포함하며, 상기 반사테이프는 상기 도광판 입광면 일부와 상기 LED 어셈블리 그리고 상기 커버버툼까지 연장되어 부착되는 액정표시장치를 제공한다.
상기 반사테이프는 베이스필름과 접착성 물질층으로 구성되며, 상기 접착성 물질층이 상기 LED 어셈블리와 상기 도광판 그리고 상기 커버버툼의 측면에 부착되며, 상기 베이스필름 상부에 길이방향을 따라 상기 액정패널의 가장자리를 지지할 수 있도록 패드부가 구성된다.
또한, 본 발명은 일 가장자리가 밴딩부를 이루는 서포트메인과; 상기 서포트메인 내측에 위치하는 반사판과; 상기 반사판 상에 안착되는 도광판과; 상기 도광판과 동일평면 상에 위치하며, 상기 서포트메인의 상기 밴딩부에 실장되는 LED 어셈블리와; 상기 LED 어셈블리와 상기 도광판 입광면 일부를 덮도록 부착되는 반사테이프(reflection tape)와; 상기 도광판 상부로 안착되는 복수장의 광학시트와; 상기 복수장의 광학시트 상부로 안착되는 액정패널과; 상기 액정패널의 상면 가장자리를 두르며, 상기 서포트메인에 결합 체결되는 탑커버를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
이때, 상기 반사테이프는 베이스필름과 접착성 물질층으로 구성되며, 상기 접착성 물질층이 상기 LED 어셈블리와 상기 도광판에 부착되며, 상기 LED 어셈블리는 상기 도광판의 단변에 위치한다.
또한, 상기 LED 어셈블리는 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러광을 각각 발하는 다수개의 LED와 상기 다수개의 LED가 일정간격 이격하여 장착되는 PCB(printed circuit board)로 구성되며, 상기 LED 어셈블리는 각각 백색광을 발하는 다수개의 LED와 상기 다수개의 LED가 일정간격 이격하여 장착되는 PCB(printed circuit board)로 구성된다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명은 도광판 입광면과 LED 어셈블리의 상부에 반사테이프를 부착함으로써, 빛샘 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이로 인하여, 액정표시장치의 휘도 및 화질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, LED 어셈블리를 도광판의 단변에 위치하도록 함으로써, LED 개수를 줄여 액정표시장치의 소비전력을 줄일 수 있는 효과가 있다.
그리고, 기존 동일한 사이즈의 액정표시장치에 비해 LED가 실장되는 PCB의 사이즈 및 LED백라이트 구동회로를 연결하는 FPC 등의 부품의 면적이 줄어들어 경량 및 재료비를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 커버버툼을 삭제함으로써, 액정표시장치의 경량 및 박형을 구현할 수 있으며, 액정표시장치의 모듈화 과정에서 조립시간 단축 및 공정비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치모듈의 분해 사시도를 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 액정표시장치모듈은 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120) 그리고 서포트메인(130)과 커버버툼(150), 탑커버(140)로 구성된다.
먼저 액정패널(110)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제 1 기판(112) 및 제 2 기판(114)을 포함한다.
이때, 능동행렬 방식이라는 전제 하에 비록 도면상에 나타나지는 않았지만 통상 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제 1 기판(112) 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) 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.
그리고 제 1, 제 2 기판(112, 114)의 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 편광판(미도시)이 각각 부착된다.
또한 이 같은 액정패널(110) 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판 이나 테이프케리어패키지(tape carrier package : TCP) 같은 연결부재(116)를 매개로 인쇄회로기판(117)이 연결되어 모듈화 과정에서 서포트메인(130)의 측면 내지는 커버버툼(150) 배면으로 적절하게 젖혀 밀착된다.
이에 상술한 구조의 액정패널(110)은 스캔 전달되는 게이트구동회로의 온/오프 신호에 의해 각 게이트라인 별로 선택된 박막트랜지스터가 온(on) 되면 데이터구동회로의 신호전압이 데이터라인을 통해서 해당 화소전극으로 전달되고, 이에 따른 화소전극과 공통전극 사이의 전기장에 의해 액정분자의 배열방향이 변화되어 투과율 차이를 나타낸다.
아울러 본 발명에 따른 액정표시장치모듈에는 액정패널(110)이 나타내는 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 이의 배면에서 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비된다.
백라이트 유닛(120)은 LED 어셈블리(129)와, 백색 또는 은색의 반사판(125)과, 이러한 반사판(125) 상에 안착되는 도광판(123) 그리고 이의 상부로 개재되는 다수의 광학시트(121)를 포함한다.
앞서 말한 LED 어셈블리(129)는 도광판(123)의 입광면과 대면하도록 도광판(123)의 일측에 위치하며, 이러한 LED 어셈블리(129)는 다수개의 LED(129a)와, 이의 LED(129a)가 일정 간격 이격하여 장착되는 PCB(129b)를 포함한다.
이때, 다수의 LED(129a)는 도광판(123)의 입광면을 향하는 전방으로 각각 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 갖는 빛을 발하며, 이러한 다수개의 RGB LED(129a)를 한꺼번에 점등시킴으로써 색섞임에 의한 백색광을 구현할 수 있다.
한편, RGB의 색을 모두 발하는 LED칩(미도시)이 구성된 LED(129a)를 사용하여, 각각의 LED(129a)에서 백색광이 구현되도록 할 수도 있으며, 또는 백색을 발하는 칩을 포함하여 완전한 백색을 발하는 LED(129a)를 사용할 수도 있다.
그리고, RGB의 빛을 발하는 다수개의 LED(129a)를 하나의 클러스터(cluster)로 묶어 실장할 수도 있으며, 이러한 PCB(129b) 상에 실장되는 다수의 LED(129a)는 PCB(129b) 상에 일렬로 나란하게 배열하거나, 복수열로 나란하게 배열하는 것도 가능하다.
또한, 다수의 LED(129a)는 PCB(129b) 외의 FPC(미도시) 상에 실장될 수도 있다.
도광판(123)은 LED(129a)로부터 입사된 빛이 여러번의 전반사에 의해 도광판(123) 내를 진행하면서 도광판(123)의 넓은 영역으로 골고루 퍼져 액정패널(110)에 면광원을 제공한다.
이러한 도광판(123)은 균일한 면광원을 공급하기 위해 배면에 특정 모양의 패턴을 포함할 수 있다.
여기서, 패턴은 도광판(123) 내부로 입사된 빛을 가이드하기 위하여, 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern), 홀로그램 패턴(hologram pattern) 등 다양하게 구성할 수 있으며, 이와 같은 패턴은 도광판(123)의 하부면에 인쇄방식 또는 사출방식으로 형성한다.
반사판(125)은 도광판(123)의 배면에 위치하여, 도광판(123)의 배면을 통과한 빛을 액정패널(110) 쪽으로 반사시킴으로써 빛의 휘도를 향상시킨다.
도광판(123) 상부의 다수의 광학시트(121)는 확산시트와 적어도 하나의 집광시트 등을 포함하며, 도광판(123)을 통과한 빛을 확산 또는 집광하여 액정패널(110)로 보다 균일한 면광원이 입사 되도록 한다.
특히, 본 발명은 도광판(123) 입광면과 LED 어셈블리(129)의 상부에 반사테이프(200)를 부착하는 것을 특징으로 한다. 이를 통해, 액정패널(110)의 화면표시영역 외의 부분으로 빛이 새지 못하도록 차광함으로써, 빛샘이 발생하는 것을 차단하게 된다.
이러한 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 탑커버(140)와 서포트메인(130) 그리고 커버버툼(150)을 통해 모듈화 되는데, 탑커버(140)는 액정패널(110)의 상면 및 측면 가장자리를 덮도록 단면이"ㄱ"형태로 절곡된 사각테 형상으로, 탑커버(140)의 전면을 개구하여 액정패널(110)에서 구현되는 화상을 표시하도록 구성한다.
또한, 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)이 안착하여 액정표시장치모듈 전체 기구물 조립에 기초가 되는 커버버툼(150)은 사각모양의 하나의 판 형상으로 이의 네 가장자리를 소정높이 수직 절곡하여 구성한다.
그리고, 이러한 커버버툼(150) 상에 안착되며 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 두르는 일 가장자리가 개구된 사각의 테 형상의 서포트메인(130)이 탑커버(140)와 커버버툼(150)과 결합된다.
이때, 탑커버(140)는 케이스탑 또는 탑케이스라 일컬어지기도 하고, 서포트메인(130)은 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 커 버버툼(150)은 버텀커버 또는 하부커버라 일컬어지기도 한다.
이때 상술한 구조의 백라이트 유닛(120)은 통상 사이드라이트(side light) 방식이라 불리는데, 목적에 따라 PCB(129b) 상에 LED(129a)를 다수 개 복층으로 배열할 수 있다. 또한, 더 나아가 LED 어셈블리(129)를 각각 복수 조로 구비하여 커버버툼(150)의 서로 대면하는 양 가장자리를 따라 서로 대응되게 개재하는 것 또한 가능하다.
특히, 본 발명의 액정표시장치는 액정패널(110)의 화면표시영역 외의 부분으로 빛이 새지 못하도록 하는 반사테이프(200)에 의해 빛샘이 발생하는 것을 차단하게 되는데, 이에 대하여 도 4를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
도 4는 모듈화된 도 3의 일부 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 반사판(125)과, 도광판(123)과, 도광판(123)의 일측면에 구비된 LED 어셈블리(129)와, 도광판(123) 상부에 다수의 광학시트(121)들이 적층되어 백라이트 유닛을 이루게 된다.
그리고 이러한 백라이트 유닛과 이의 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 유닛과 액정패널(110)은 서포트메인(도 3의 130)에 의해 가장자리가 둘러지며, 이의 배면으로 커버버툼(150)이 결합되며 액정패널(110)의 상면 가장자리 및 측면을 두르는 탑커버(140)가 서포트메인(도 3의 130) 및 커버버 툼(150)에 결합되어 있다.
한편, LED 어셈블리(129)는 커버버툼(150)의 일측단으로 세워져 양면테이프(미도시) 등의 접착성물질을 통해 접착 등의 방법으로 위치가 고정된다.
따라서 복수개의 LED(129a)로부터 출사되는 빛이 도광판(123) 입광면과 대면되어, LED(129a) 각각으로부터 출사된 빛은 도광판(123)의 입광면으로 입사된 후 그 내부에서 액정패널(110)을 향해 굴절되며, 반사판(125)에 의해 반사된 빛과 함께 다수의 광학시트(121)를 통과하는 동안 보다 균일한 고품위의 면광원으로 가공되어 액정패널(110)로 공급된다.
이때, 도광판(123)의 입광면과 LED 어셈블리(129)의 상부에 반사테이프(200)가 부착된다.
반사테이프(200)는 PET 수지로 구성된 베이스필름(200b)과 접착성 물질층(200a)으로 구성된다.
이러한 반사테이프(200)의 전체적인 형태는 바(bar) 형상으로 LED 어셈블리(129)의 PCB(129b)에 대응되는 길이로 이루어진다.
그리고, 반사테이프(200)는 LED 어셈블리(129)의 PCB(129b)와 도광판(123) 그리고 커버버툼(150)의 측면까지 덮을 수 있는 폭(w)을 갖도록 구성하는 것이 바람직하다.
따라서, LED(129a)로부터 출사되어 도광판(123) 내부로 입사된 빛들이 여러번의 전반사에 의해 도광판(123) 내를 진행하면서 도광판(123)의 내로 골고루 퍼져나가게 된다.
이때, LED(129a)로부터 출사된 일부 빛들이 커버버툼(150)의 밴딩부(도 2의 51)와 도광판(123) 사이에 존재하는 갭(도 2의 G)을 통해 액정패널(110)로 바로 출사하여 빛샘이 발생하던 기존과 달리, 반사테이프(200)에 의해 차광되어 빛샘이 현저하게 줄어들게 된다.
한편, 본 발명의 반사테이프(200)는 베이스필름(200b) 상부면에 반사테이프(200)의 길이방향을 따라 돌출된 패드부(210)를 더욱 구성하여, 액정패널(110)의 일부 가장자리를 지지하도록 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치는 도광판(123) 입광면 일부와 LED 어셈블리(229) 그리고 커버버툼(150)의 측면까지 덮는 반사테이프(200)를 구성함으로써, 이의 부위로 인한 빛샘을 방지할 수 있다.
이로 인하여, 액정표시장치의 휘도 및 화질을 향상시키는 효과가 있다.
한편, 이러한 액정표시장치는 넓은 디스플레이 면적을 가지면서도 획기적으로 감량된 무게 및 부피를 갖고자, 최근에는 백라이트 유닛의 무게를 줄임으로써 경량의 액정표시장치를 제공하려는 시도가 나타나고 있다.
이에, 본 발명은 기존 동일한 사이즈의 액정표시장치에 비해 LED 어셈블리(129)의 LED(129a)의 개수를 줄임으로써 경량의 액정표시장치를 제공할 수 있다. 이에 대하여 도 5를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리를 개략적으로 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, LED 어셈블리(129)는 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러광을 각각 발하는 다수개의 LED(129a)와, 다수개의 LED(129a)가 일정 간격 이격하여 표면실장기술(surface mount technology : SMT)에 의해 장착되는 PCB(129b)를 포함한다.
이때, PCB(129b) 상에 실장되는 LED(129a)의 개수는 a/p 계수에 따라 달라지는데, 여기서 a는 LED(129a)로부터 출사된 빛이 도광판(123) 내부로 입사되어 색섞임에 의한 백색광을 구현할 수 있는 거리이다.
이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, LED(129a)로부터 발산되는 빛은 적어도 120 ~ 180°의 일정한 출사각을 가져, 서로 이웃한 2 내지 3개의 LED(129a)로부터 발산된 빛이 도광판(123) 내에서 서로 중첩 및 혼합된 후 액정패널(도 4의 110)에 입사되어 면광원을 제공하게 된다.
이때, a는 이러한 LED(129a)로부터 발산된 빛이 서로 중첩 및 혼합될 수 있는 영역으로, 도광판(123)의 입광면에서부터 화상이 구현되는 액티브영역(Active area : A/A)까지의 영역을 거리로 나타내는 것이다.
이에, 도광판(123) 내부의 LED(129a)로부터 발산된 빛의 중첩 영역이 작을 경우 균일한 백색광을 구현할 수 없어 액티브영역(A/A) 상에 램프 무라(mura) 현상 및 나아가 휘도 불균일에 따른 액정표시장치의 표시품질의 저하 문제를 야기시키게 된다.
따라서, 이러한 a는 최대값으로 고정 설계된다.
이때 a/p 계수가 0.7 이하일 경우에는 핫스팟(hot spot)이 발생하게 되므로 PCB(129b) 상에 실장되는 LED(129a)의 개수는 a/p 계수가 0.7이 되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
따라서, a가 고정 설계된 상태에서 a/p 계수가 0.7 이하가 되지 않도록 하기 위해선 p 역시 고정 설계되어야 하는데, 여기서 p는 서로 이웃한 LED(129a) 간의 사이 간격을 나타낸다.
이러한 p는 아래 식(1)과 같이 정의되며,
p = (LED가 배열될 수 있는 최대영역) / (LED개수 - 1)........식(1)
이러한 식(1)은 아래 식(2)와 같이 다시 정의될 수 있다.
LED개수 = ((LED가 배열될 수 있는 최대영역) / p) + 1)........식(2)
여기서, p의 값이 고정되어 있으므로 (LED가 배열될 수 있는 최대영역)에 따라 LED(129a)의 개수가 달라질 수 있다. 즉, (LED가 배열될 수 있는 최대영역)을 줄임으로써 LED(129a)의 개수를 줄일 수 있다.
이에 본 발명은 LED(129a)가 배열될 수 있는 최대영역을 줄이기 위하여 LED 어셈블리(129)를 도 6에 도시한 바와 같이 도광판(123)의 단변에 위치하도록 한다.
LED 어셈블리(129)의 다수의 LED(129a)로부터 발산되는 빛이 모두 도광판(123) 내부로 입사되도록 하면서 LED(129a) 개수를 줄여 기존 동일한 사이즈의 액정표시장치에 비해 경량의 액정표시장치를 제공할 수 있다.
일반적으로 PCB(129b)는 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등의 열전도율이 높은 금속으로 형성되는 메탈PCB(Metal Printed Circuit Board)로 이루어지므로, 이의 사이즈를 줄임으로써 재료비를 감소시킬 수 있으며, 액정표시장치의 전체적인 무게를 더욱 줄 일 수 있다.
특히, 이렇게 LED(129a) 개수를 줄임에도 기존과 동일한 화질 수준과 휘도를 가질 수 있다.
아래 표(1)은 본 발명의 제 1 실시예에 따라 LED 어셈블리(129)를 도광판(123)의 단변에 위치하도록 하여, LED(129a)의 개수를 줄인 액정표시장치의 휘도를 측정한 결과표이다.
white 색좌표 휘도
x y cd/m2
0.302 0.318 204
0.302 0.318 209
0.303 0.319 202
0.303 0.319 193
0.301 0.316 213
0.303 0.318 197
0.300 0.314 217
0.302 0.316 201
0.303 0.317 191
0.306 0.322 228
0.304 0.321 195
0.306 0.324 142
0.304 0.323 284
0.305 0.320 153
0.305 0.320 228
0.301 0.316 189
0.304 0.318 138
결과
203
표(1)
표(1)은 화상이 구현되는 액정표시장치의 각 포인트에 해당하는 휘도값을 수치화한 것으로, 각 포인트는 도 7에 도시한 바와 같이, 화상이 표시되는 액티브영역의 세로측과 가로측을 각각 전체 길이의 1/16 에 해당하는 지점으로부터 6등분하여 형성된 교차점 중 최외각은 각각 8개의 포인트(10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)에서 그리고 중심은 9개의 포인트(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)에서 빛의 휘도를 측정값이다.
이러한 휘도 측정값의 평균을 통해 전체적인 휘도 균일도를 알아볼 수 있는 데, 각 포인트에서 측정한 휘도값의 평균을 구해보면, 본 발명의 액정표시장치의 휘도는 203 cd/m2임을 알 수 있다.
일반적인 액정표시장치의 기준휘도는 200 ~ 220cd/m2이므로, 본 발명의 액정표시장치는 LED(129a) 개수를 줄임에도 기준휘도를 만족시킬 수 있는 휘도를 가질 수 있다.
특히, 이렇게 LED(129a)의 개수를 줄임으로써 LED(129a)를 구동시키기 위한 구동전압을 낮출 수 있어 액정표시장치의 소비전력을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 액정표시장치는 커버버툼(도 4의 150)을 삭제함으로써 무게 및 부피를 더욱 줄일 수 있다. 이에 대하여 도 8을 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
도 8a ~ 8b은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 모듈화된 액정표시장치의 일부 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.
이때, 여기서 중복된 설명을 피하기 위해 앞서 설명한 도 4의 설명과 동일한 역할을 하는 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하며, 전술하고자 하는 특징적인 내용만을 살펴보도록 하겠다.
도시한 바와 같이, 액정표시장치는 액정층(미도시)을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(112, 114)으로 구성된 액정패널(110)과, 액정패널(110)의 배면에서 빛을 공급하는 백라이트 유닛이 구비된다.
이러한 백라이트 유닛과 액정패널(110)은 서포트메인(300)에 의해 가장자리 가 둘러지며, 액정패널(110)의 상면 가장자리 및 측면을 두르는 탑커버(140)가 서포트메인(300)에 결합되어, 백라이트 유닛과 액정패널(110))은 모두 일체로 모듈화된다.
여기서, 백라이트 유닛은 반사판(125)과, 도광판(123)과, 도광판(123)의 일측면에 구비된 LED 어셈블리(129)와, 도광판(123) 상부에 다수의 광학시트(121)들이 적층되어 백라이트 유닛을 이루게 된다.
이때, LED 어셈블리(229)는 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러광을 각각 발하는 다수개의 LED(129a)와 다수개의 LED(129a)가 일정간격 이격하여 실장되는 PCB(129b)로 구성된다.
여기서, 도 8a에 도시한 바와 같이 서포트메인(300)은 백라이트 유닛과 액정패널(110)의 가장자리를 두르는 사각의 테 형상으로 반사판(125)이 안착되는 바닥면(301)과 이의 일 가장자리는 상측과 내측으로 2단 절곡되어 밴딩부(310)를 이루는 것을 특징으로 한다.
이러한 서포트메인(300)의 밴딩부(310)에 LED 어셈블리(129)가 양면테이프(미도시) 등의 접착성물질을 통해 실장된다.
이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 서포트메인(300)의 일 가장자리는 도광판(123)을 향하는 내측이 개구된 상태로 수직하게 상향 돌출되는 제 1 밴딩면(310a) 및 제 1 밴딩면(310a)과 수직하며 바닥면(301)과 평행한 제 2 밴딩면(310b)으로 이루어진 밴딩부(310)로 구성되며, 이의 밴딩부(310)의 내부 길이방향을 따라 LED 어셈블리(129)가 실장된다.
이로 인하여, 서포트메인(300)이 기존의 커버버툼(도 4의 150)의 역할을 대신하여 액정패널(110) 및 백라이트 유닛이 안착하여 액정표시장치 전체 기구물 조립에 기초가 된다.
따라서, 커버버툼(도 4의 150)을 삭제할 수 있다.
이에, 액정표시장치의 경량 및 박형을 구현할 수 있으며, 액정표시장치의 모듈화 과정에서 조립시간 단축 및 공정비용을 줄일 수 있다.
이때, 서포트메인(300)의 밴딩부(310)의 LED 어셈블리(129)를 향하는 내면에는 빛의 반사효율이 높은 반사막(미도시)이 형성될 수 있다. 그리고 이 같은 반사막(미도시)은 밴딩부(310) 내면을 따라 적절한 합성수지 등을 코팅하여 완성하거나 또는 대응되는 반사판(125)의 단부를 밴딩부(310)의 내면과 동일한 형상을 나타내도록 한 후 이를 밴딩부(310) 내면으로 밀착시켜 완성할 수 있다.
이 같은 반사막(미도시)은 빛의 손실을 막고 LED(129a)로부터 발한 빛을 최대한 도광판(123) 측면으로 집중시키는 역할을 한다.
따라서, LED 어셈블리(129)는 서포트메인(300)의 밴딩부(310)를 통해 LED(129a)의 상하 그리고 외측을 보호할 수 있으며, 이와 더불어 LED(129a)로부터 발한 빛을 최대한 도광판(123) 측면으로 집중시킬 수 있다.
따라서 복수개의 LED(129a)로부터 출사되는 빛이 도광판(123) 입광면과 대면되어, LED(129a) 각각으로부터 출사된 빛은 도광판(123)의 입광면으로 입사된 후 그 내부에서 액정패널(110)을 향해 굴절되며, 반사판(125)에 의해 반사된 빛과 함께 다수의 광학시트(121)를 통과하는 동안 보다 균일한 고품위의 면광원으로 가공 되어 액정패널(110)로 공급된다.
이때, LED 어셈블리(129)는 도광판(123)의 단변에 위치하도록 함으로써, LED 어셈블리(129)의 다수의 LED(129a)로부터 발산되는 빛이 모두 도광판(123) 내부로 입사되도록 하면서 LED(129a) 개수를 줄여 기존 동일한 사이즈의 액정표시장치에 비해 LED(129a)가 실장되는 PCB(129b)의 사이즈 및 LED 백라이트 구동회로(미도시)를 연결하는 FPC(미도시) 등의 부품의 면적이 줄어들어 경량 및 재료비를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고, 액정표시장치의 소비전력을 줄일 수 있다.
특히, 본 발명은 도광판(123) 입광면과 LED 어셈블리(129)의 상부에 반사테이프(200)를 부착하여, 이를 통해 액정패널(110)의 화면표시영역 외의 부분으로 빛이 새지 못하도록 차광함으로써, 빛샘이 발생하는 것을 차단할 수 있다.
이때, 반사테이프(200)는 PET 수지로 구성된 베이스필름(200b)과 접착성 물질층(200a)으로 구성된다.
이러한 반사테이프(200)의 전체적인 형태는 바(bar) 형상으로 LED 어셈블리(129)의 PCB(129b)에 대응되는 길이로 이루어진다.
그리고, 반사테이프(200)는 LED 어셈블리(129)의 PCB(129b)와 도광판(123) 입광면 일부를 덮을 수 있는 폭(w)을 갖도록 구성하는 것이 바람직하다.
이로 인하여, LED(129a)로부터 출사된 일부 빛들이 액정패널(110)로 바로 출사하여 빛샘이 발생하던 기존과 달리, 반사테이프(200)에 의해 빛샘이 현저하게 줄어들게 된다.
이로 인하여, 액정표시장치의 휘도 및 화질을 향상시키는 효과가 있다.
또는 도 8b에 도시한 바와 같이, 서포트메인(400)을 백라이트 유닛과 액정패널(110)의 가장자리를 두르는 사각의 테 형상으로 반사판(125)이 안착되는 바닥면(401)과 이의 일 가장자리는 소정높이 수직 절곡하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 서포트메인(400)의 일 가장자리는 수직하게 상향 돌출되는 측면(403)으로 구성되며, LED 어셈블리(129)는 이의 측면으로 세워져 양면테이프(미도시) 등의 접착성물질을 통해 접착 등의 방법으로 위치가 고정되도록 한다.
이때, 도광판(123)의 입광면과 LED 어셈블리(129)의 상부에 반사테이프(200)가 부착되며, 반사테이프(200) 상부면에 반사테이프(200)의 길이방향을 따라 돌출된 패드부(210)를 더욱 구성하여, 액정패널(110)의 일부 가장자리를 지지하도록 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예는 액정패널(110) 및 백라이트 유닛이 안착하여 액정표시장치 전체 기구물 조립에 기초가 되는 커버버툼(도 4의 150)을 삭제하고 서포트메인(400)이 이의 일부 역할을 하도록 함으로써, 액정표시장치모듈의 박형이 가능하며, 금속재질로 구성되는 커버버툼(도 4의 150)의 삭제로 인하여, 공정비용을 절감할 수 있다.
또한, LED 어셈블리(129)는 도광판(123)의 단변에 위치하도록 함으로써, LED(129a) 개수를 줄여 기존 동일한 사이즈의 액정표시장치에 비해 LED(129a)가 실 장되는 PCB(129b)의 사이즈 및 LED 백라이트 구동회로(미도시)를 연결하는 FPC(미도시) 등의 부품의 면적이 줄어들어 경량 및 재료비를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
특히, 액정표시장치의 소비전력을 줄일 수 있다.
본 발명은 도광판(123) 입광면과 LED 어셈블리(129)의 상부에 반사테이프(200)를 부착하여, 이를 통해 빛샘이 발생하는 것을 차단할 수 있다.
이로 인하여, 액정표시장치의 휘도 및 화질을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
도 1은 일반적인 LED를 광원으로 사용한 액정표시장치모듈의 단면도.
도 2는 도 1의 A영역을 확대 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치모듈의 분해 사시도를 도시한 도면.
도 4는 모듈화된 도 3의 일부 단면을 개략적으로 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리를 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리의 위치를 개략적으로 도시한 도면.
도 7은 휘도를 측정한 포인트를 개략적으로 도시한 도면.
도 8a ~ 8b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 모듈화된 액정표시장치의 일부 단면을 개략적으로 도시한 단면도.

Claims (8)

  1. 사각의 테 형상의 서포트메인과;
    상기 서포트메인 내측에 위치하는 반사판과;
    상기 반사판 상에 안착되는 도광판과;
    상기 도광판 입광면을 따라 다수의 LED가 배열되는 LED 어셈블리와;
    상기 LED 어셈블리와 상기 도광판 입광면 일부를 덮도록 부착되는 반사테이프(reflection tape)와;
    상기 도광판 상부로 안착되는 복수장의 광학시트와;
    상기 복수장의 광학시트 상부로 안착되는 액정패널과;
    상기 서포트메인 배면과 밀착되어 구성되며, 측면을 가지는 커버버툼과;
    상기 액정패널의 상면 가장자리를 두르며, 상기 서포트메인 및 상기 커버버툼에 결합 체결되는 탑커버
    를 포함하며, 상기 반사테이프는 상기 도광판 입광면 일부와 상기 LED 어셈블리 그리고 상기 커버버툼까지 연장되어 부착되는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사테이프는 베이스필름과 접착성 물질층으로 구성되며, 상기 접착성 물질층이 상기 LED 어셈블리와 상기 도광판 그리고 상기 커버버툼의 측면에 부착되 는 액정표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 베이스필름 상부에 길이방향을 따라 상기 액정패널의 가장자리를 지지할 수 있도록 패드부가 구성되는 액정표시장치.
  4. 일 가장자리가 밴딩부를 이루는 서포트메인과;
    상기 서포트메인 내측에 위치하는 반사판과;
    상기 반사판 상에 안착되는 도광판과;
    상기 도광판과 동일평면 상에 위치하며, 상기 서포트메인의 상기 밴딩부에 실장되는 LED 어셈블리와;
    상기 LED 어셈블리와 상기 도광판 입광면 일부를 덮도록 부착되는 반사테이프(reflection tape)와;
    상기 도광판 상부로 안착되는 복수장의 광학시트와;
    상기 복수장의 광학시트 상부로 안착되는 액정패널과;
    상기 액정패널의 상면 가장자리를 두르며, 상기 서포트메인에 결합 체결되는 탑커버
    를 포함하는 액정표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 반사테이프는 베이스필름과 접착성 물질층으로 구성되며, 상기 접착성 물질층이 상기 LED 어셈블리와 상기 도광판의 입광면 일부에 부착되는 액정표시장치.
  6. 제 1 항 또는 4 항에 있어서,
    상기 LED 어셈블리는 상기 도광판의 단변에 위치하는 액정표시장치.
  7. 제 1 항 또는 4 항에 있어서,
    상기 LED 어셈블리는 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러광을 각각 발하는 다수개의 LED와 상기 다수개의 LED가 일정간격 이격하여 장착되는 PCB(printed circuit board)로 구성되는 액정표시장치.
  8. 제 1 항 또는 4 항에 있어서,
    상기 LED 어셈블리는 각각 백색광을 발하는 다수개의 LED와 상기 다수개의 LED가 일정간격 이격하여 장착되는 PCB(printed circuit board)로 구성되는 액정표시장치.
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