KR20120130583A

KR20120130583A - 액정표시장치

Info

Publication number: KR20120130583A
Application number: KR1020110048626A
Authority: KR
Inventors: 김준형
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2011-05-23
Filing date: 2011-05-23
Publication date: 2012-12-03

Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 에지형 방식 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 LED 어셈블리의 다수의 LED를 L1과 L2(L1<L2)의 사이간격을 갖도록 비등간격으로 배열하며, L2을 사이간격으로 갖는 이웃하는 LED가 기준선을 기준으로 서로를 향하는 일측이 β′<90°를 이루도록 소정각도 기울어지도록 실장하는 것이다.
이를 통해, PCB 상에 실장되는 LED의 개수를 늘리지 않아도 서로 이웃하는 LED의 사이영역에서 암부가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 휘도 불균일에 의한 표시품질이 저하되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, LED의 개수를 늘리지 않음으로써 재료비용을 절감할 수 있으며, 액정표시장치의 소비전력을 낮출 수 있다.
또한, 경량의 액정표시장치를 구현할 수 있다.

Description

액정표시장치{Liquid crystal display device}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 에지형 방식 백라이트 유닛을 포함하는 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.

백라이트 유닛은 광원으로 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL), 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent 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.

한편, 일반적인 백라이트 유닛은 램프의 배열구조에 따라 직하형(Direct type) 방식과 에지형(Edge type) 방식으로 구분되는데, 에지형 방식은 하나 또는 한쌍의 광원이 도광판의 일측부와 두개 또는 두쌍의 광원이 도광판의 양측부 각각에 배치된 구조를 가지며, 직하형 방식은 수개의 광원이 액정패널의 하부에 배치된 구조이다.

여기서, 직하형 방식은 박형화에 한계가 있어, 화면의 두께보다는 밝기가 중요시되는 액정표시장치에서 주로 사용하고, 직하형 방식에 비해 경량 및 박형화가 가능한 에지형 방식은 노트북 PC나 모니터용 PC와 같은 두께가 중요시되는 액정표시장치에서 주로 사용된다.

도 1은 LED를 광원으로 사용한 일반적인 에지형 방식의 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치의 단면도이다.

도시한 바와 같이, 일반적인 에지형 방식의 백라이트 유닛(20)을 포함하는 액정표시장치는 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 배열되au, 다수의 LED(29a)와 LED(29a)가 실장되는 PCB(29b)로 이루어지는 LED 어셈블리(29)와, 커버버툼(50) 상에 안착되는 백색 또는 은색의 반사판(25)과, 이러한 반사판(25) 상에 안착되는 도광판(23) 그리고 이의 상부로 위치하는 광학시트(21)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 광의 편광방향을 제어하는 편광판을 나타낸다.

이때, LED 어셈블리(29)가 도광판(23)의 일측부에 배치되어 도광판(23)을 이용하여 전체의 면으로 광을 분산하여 면광원을 액정패널(10)로 공급하게 된다.

한편, 일정 지향각을 갖는 LED(29a)의 경우 서로 이웃한 2 내지 3개의 LED(29a)로부터 발산된 빛이 서로 중첩 및 혼합된 후 도광판(23) 내부로 입사되는데, 이때, LED(29a)의 개수가 작을 경우에는 도 2에 도시한 바와 같이, 도광판(23) 입광부에는 서로 이웃하는 LED(29a)의 사이영역에 광이 미치지 못하는 암부(A)가 발생하게 된다.

이로 인하여, LED 얼룩(mura) 현상이 발생하게 되고, 나아가 휘도 불균일에 따른 액정표시장치의 표시품질의 저하 문제를 야기시키게 된다.

이러한, 문제점을 방지하기 위해서는 LED(29a)의 개수를 늘려 서로 이웃하는 LED(29a)의 사이영역(B)을 줄여야 하나, LED(29a)의 개수를 늘리는 경우에는 재료비용 상승 및 방열(放熱) 문제 등을 야기하게 되고, 또한 액정표시장치의 소비전력을 증가시키게 되는 문제점을 야기하게 된다.

특히, 경량의 액정표시장치를 구현할 수 없다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, LED 얼룩(mura) 현상등의 문제점이 발생하는 것을 방지하는 것을 제 1 목적으로 하며, 액정표시장치의 휘도 불균일에 의한 표시품질의 저하문제를 방지하고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.

또한, LED의 개수를 줄여 재료비용을 절감하고자 하는 것을 제 3 목적으로 한다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 반사판과; 상기 반사판 상에 안착되는 도광판과; 상기 도광판 입광면을 따라 L1과 L2(L1<L2)의 사이간격을 갖도록 비등간격으로 순차 배열되는 다수의 LED와, 상기 다수의 LED가 실장되는 PCB를 포함하는 LED 어셈블리와; 상기 도광판 상부로 안착되는 액정패널을 포함하며, 상기 L2를 사이간격으로 갖는 이웃하는 상기 LED들은 상기 도광판의 입광면에 수직한 방향의 기준선을 기준으로 서로를 향하는 일측이 <90°를 이루도록 기울어져 실장되는 액정표시장치를 제공한다.

이때, 상기 L1 또는 L2를 사이간격으로 갖는 이웃하는 상기 LED들은 상기 사이간격의 중심부를 기준으로 서로 대칭을 이루며, 상기 L2를 사이간격으로 갖는 이웃하는 상기 LED들은 상기 도광판의 입광면에 수직한 방향의 기준선을 기준으로 외측이 >90°를 이루도록 기울어져 실장된다.

그리고, 상기 LED들은 지그재그 형태로 배열되며, 상기 도광판과 상기 액정패널 사이에 광학시트를 포함한다.

이때, 상기 액정패널의 가장자리를 두르는 서포트메인을 포함하며, 상기 서포트메인의 배면과 밀착되는 커버버툼과, 상기 서포트메인 및 상기 커버버툼에 결합 체결되는 탑커버를 포함하며, 상기 LED 어셈블리는 상기 PCB의 상기 LED들이 실장되는 일면이 상기 도광판의 입광면과 서로 마주보도록 위치하는 탑뷰(top view) 타입이다.

또한, 상기 LED 어셈블리는 상기 PCB의 상기 LED들이 실장되는 일면이 상기 도광판의 입광면과 수직하게 위치하는 사이드 뷰(side view) 타입이다.

위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 LED 어셈블리는 다수의 LED를 L1과 L2(L1<L2)의 사이간격을 갖도록 비등간격으로 배열하며, L2을 사이간격으로 갖는 이웃하는 LED가 기준선을 기준으로 서로를 향하는 일측이 β′<90°를 이루도록 소정각도 기울어지도록 실장함으로써, PCB 상에 실장되는 LED의 개수를 늘리지 않아도 서로 이웃하는 LED의 사이영역에서 암부가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이를 통해, 휘도 불균일에 의한 표시품질이 저하되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있으며, LED의 개수를 늘리지 않음으로써 재료비용을 절감할 수 있는 효과가 있으며, 액정표시장치의 소비전력을 낮출 수 있는 효과가 있다.

또한, 경량의 액정표시장치를 구현할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 LED를 광원으로 사용한 일반적인 에지형 방식의 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치의 단면도.
도 2는 LED의 색섞임을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에지형 방식의 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치를 개략적으로 도시한 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리를 개략적으로 도시한 평면도.
도 5는 LED의 사이즈와 이웃하는 LED의 사이간격 그리고 LED의 실장각도에 따라 변화되는 LED로부터 발산된 광이 서로 중첩 및 혼합될 수 있는 영역을 측정한 시뮬레이션 결과.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리로부터 출사된 빛이 도광판 입광면으로 입사되는 모습을 개략적으로 도시한 도면.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에지형 방식의 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치를 개략적으로 도시한 분해사시도이다.

도시한 바와 같이, 에지형 방식의 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치는 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120), 그리고 서포트메인(130)과 커버버툼(150), 탑커버(140)로 구성된다.

이들 각각에 대해 자세히 살펴보면, 액정패널(110)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(112, 114)을 포함한다.

이때, 액정패널(110)이 능동행렬 방식이라는 전제 하에 비록 도면상에 명확하게 나타내지는 않았지만 통상 어레이기판이라 불리는 제 1 기판(112)의 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 컬러필터기판이라 불리는 제 2 기판(114) 내면으로는 각 화소에 대응되는 일예로 적, 녹, 청 컬러의 컬러필터(color filter) 및 이들 각각을 두르며 게이트라인과 데이터라인 그리고 박막트랜지스터 등의 비표시요소를 가리는 블랙매트릭스(black matrix)가 구비된다.

그리고 이러한 제 2 기판(114)의 내면으로는 이들을 덮는 투명한 공통전극이 마련되어 있다.

이 같은 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판 같은 연결부재(116)를 매개로 인쇄회로기판(117)이 연결되어 모듈화 과정에서 서포트메인(130)의 측면 내지는 커버버툼(150) 배면으로 젖혀 밀착된다.

그리고 비록 도면상에 명확하게 나타나지는 않았지만 액정패널(110)의 두 기판(112, 114)과 액정층의 경계부분에는 액정의 초기 분자배열 방향을 결정하는 상, 하부 배향막(미도시)이 개재되고, 그 사이로 충진되는 액정층의 누설을 방지하기 위해 양 기판(112, 114)의 가장자리를 따라 씰패턴(seal pattern)이 형성된다.

또한, 제 1 및 제 2 기판(112, 114)의 외면으로는 상,하부 편광판(미도시)이 각각 부착된다.

이러한 액정패널(110)의 배면에는 광을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비되어, 액정패널(110)의 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 한다.

백라이트 유닛(120)은 백색 또는 은색의 반사판(125)과, 이러한 반사판(125) 상에 안착되는 도광판(123)과, 도광판(123)의 입광면과 대면하도록 일측에 위치하는 LED 어셈블리(129)와, 도광판(123) 상부에 안착되는 광학시트(121)로 이루어진다.

LED 어셈블리(129)는 다수개의 LED(129a)와, 다수개의 LED(129a)가 장착되는 PCB(129b)를 포함하는데, 본 발명의 LED 어셈블리(129)는 다수개의 LED(129a)로부터 출사되는 광이 PCB(129b)와 평행한 사이드 뷰(side view) 타입으로 이루어진다.

이때, 다수개의 LED(129a)는 일정한 규칙을 갖는 비등간격으로 PCB(129b) 상에 실장되며, LED(129a)로부터 출사되는 광이 입사되는 도광판(123)의 입광면에 수직한 방향의 기준선(NL, 도 4 참조)을 기준으로 LED(129a)는 소정각도(β′, β′′, 도 4 참조) 기울어져 실장되는 것을 특징으로 한다.

이를 통해, PCB(129b) 상에 실장되는 LED(129a)의 개수를 늘리지 않아도 이웃하는 LED(129a)의 사이영역에서 암부(도 2의 A)가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 휘도 불균일에 의한 표시품질이 저하되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, LED(129a)의 개수를 늘리지 않아도 됨으로써, 재료비용을 절감할 수 있으며, 액정표시장치의 소비전력을 낮출 수 있다.

또한, 경량의 액정표시장치를 구현할 수 있다. 이에 대해 차후 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

LED 어셈블리(129)의 다수의 LED(129a)로부터 출사되는 광이 입사되는 도광판(123)은 LED(129a)로부터 입사된 광이 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 광을 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 광을 액정패널(110) 쪽으로 반사시킴으로써 광의 휘도를 향상시킨다.

그리고, 도광판(123) 상부에 위치하는 광학시트(121)는 확산시트와 집광시트 등을 포함한다.

확산시트는 도광판(123) 상부에 바로 위치하여, 도광판(123)을 통해 입사된 광을 분산시키면서 집광시트 쪽으로 광이 진행하도록 광의 방향을 조절해주는 역할을 한다.

그리고, 확산시트를 통과하여 확산된 광은 집광시트에 의해 액정패널(110) 방향으로 집광하게 된다. 이에, 집광시트를 통과하는 광은 거의 대부분 액정패널(110)에 수직하게 진행된다.

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 액정표시장치의 전체 기구물 조립에 기초가 되는 커버버툼(150)은 사각모양의 판 형상으로 이의 길이방향 양측 가장자리를 소정높이 절곡하여 구성한다.

이러한 커버버툼(150) 상에 안착되며 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 두르는 사각테 형상의 서포트메인(130)이 탑커버(140) 및 커버버툼(150)과 결합된다.

여기서, 탑커버(140)는 케이스탑 또는 탑 케이스라 일컬어지기도 하고, 서포트메인(130)은 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 커버버툼(150)은 버텀커버라 일컬어지기도 한다.

이러한 본 발명의 액정표시장치는 기존에 비해 PCB(129b) 상에 실장되는 LED(129a)의 개수를 늘리지 않아도, 이웃하는 LED(129a)의 사이영역에서 암부(도 2의 A)가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 경량의 액정표시장치를 구현할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리를 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 5는 LED의 사이즈와 이웃하는 LED의 사이간격 그리고 LED의 실장각도에 따라 변화되는 LED로부터 발산된 광이 서로 중첩 및 혼합될 수 있는 영역을 측정한 시뮬레이션 결과이다.

도시한 바와 같이, LED 어셈블리(129)는 다수개의 LED(129a)와, 다수개의 LED(129a)가 표면실장기술(surface mount technology : SMT)에 의해 장착되는 PCB(129b)를 포함한다.

여기서, PCB(129b)는 금속배선이 형성된 전원배선층, 절연층 및 PCB베이스로 이루어지는데, PCB베이스는 전원배선층 및 절연층과 다른 구성부들을 그 상층으로 실장시켜 지지하고, 다수의 청색 LED(129a)로부터 발생되는 열을 저면측으로 방출시키는 역할을 한다.

이러한 PCB베이스는 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등의 열전도율이 높은 금속으로 형성되거나, 열전달물질이 도포되어 열방출 기능을 향상시킬 수 있다.

또는, PCB베이스의 배면에는 히트싱크와 같은 방열판을 마련하여 각각의 LED(129a)로부터 열을 전달받아 보다 효율적으로 외부로 방출할 수 있도록 할 수 있다.

PCB베이스의 상부에 도전성 물질이 패터닝되어 형성되는 다수의 금속배선들을 포함하는 전원배선층이 형성되어 있으며, PCB베이스와 전원배선층 사이에는 절연층이 위치하여 PCB베이스와 금속배선 사이를 전기적으로 절연시킨다.

이러한 PCB(129b) 상에 실장된 다수의 LED(129a)는 전원배선층의 금속배선을 통해 각각 병렬로 연결되어 전원을 공급받는데, 이때, 다수의 LED(129a)는 각각 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 갖는 광을 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.

여기서, 본 발명의 다수의 LED(129a)는 PCB(129b) 상에 일정한 규칙을 갖는 비등간격으로 이격하여 실장되는 것을 특징으로 한다.

그리고, LED(129a)로부터 출사되는 광이 입사되는 도광판(도 3의 123)의 입광면에 수직한 방향의 기준선(NL)을 기준으로 소정각도(β′, β′′) 기울어져 실장되는 것을 특징으로 한다.

이를 통해, PCB(129b) 상에 실장되는 LED(129a)의 개수를 늘리지 않아도, 이웃하는 LED(129a)의 사이영역에서 암부(도 2의 A)가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

여기서, PCB(129b) 상에 실장되는 LED(129a)의 개수는 a계수에 따라 달라지는데, 여기서, a는 LED(129a)로부터 출사된 광이 도광판(도 3의 123) 내부로 입사되어 색섞임에 의한 백색광을 구현할 수 있는 거리이다.

이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, LED(129a)로부터 발산되는 광은 적어도 120 ~ 180°의 일정한 지향각을 가져, 서로 이웃한 2 내지 3개의 LED(129a)로부터 발산된 광이 도광판(도 3의 123) 내에서 서로 중첩 및 혼합된 후 액정패널(도 3의 110)에 입사되어 면광원을 제공하게 된다.

이때, a는 이러한 LED(129a)로부터 발산된 광이 서로 중첩 및 혼합될 수 있는 영역으로, 광이 출사되는 LED(129a)로부터 도광판(도 3의 123)의 입광면까지의 영역을 거리로 나타낸 것이다.

이에, LED(129a)와 도광판(도 3의 123) 입광면까지의 거리가 작거나 멀 경우 균일한 백색광을 구현할 수 없어 도광판(도 3의 123)의 입광부에는 서로 이웃하는 LED(129a)의 사이영역에서 광이 미치지 못하는 암부(도 2의 A)가 발생하게 된다.

따라서, 이러한 a는 최적값으로 고정 설계되는 것이 바람직하다.

여기서, a는 LED(129a)의 사이즈(size), 이웃하는 LED(129a)의 사이간격(pitch) 그리고 LED(129a)의 실장각도(angle)에 따라 변화된다.

여기서, 첨부한 도 5의 시뮬레이션결과에서 세로축은 a를 나타내며, 가로축은 각각 LED(129a)의 사이즈(size)와 이웃하는 LED(129a)의 사이간격(pitch) 그리고 LED(129a)의 실장각도(angle)를 나타내는데, 여기서, a는 이웃하는 LED(129a)의 사이간격(pitch)과 LED(129a)의 실장각도(angle)에 따라 크게 변화되는 것을 확인할 수 있다.

이는 곧 LED(129a)의 사이간격(pitch)과 LED(129a)의 실장각도(angle)가 서로 이웃하는 LED(129a) 사이영역에서 발생하는 암부(도 2의 A)에 큰 영향을 미치게 된다는 것을 의미한다.

따라서, 본 발명은 이러한 전제조건을 기본으로 LED(129a)의 개수를 늘리지 않음에도 이웃하는 LED(129a)의 사이영역에서 암부(도 2의 A)가 발생하는 것을 방지할 수 있는 최적화된 LED 어셈블리(129)를 제공하고 하는 것이다.

즉, 본 발명의 LED 어셈블리(129)는 서로 이웃하는 LED(129a)의 사이영역의 암부(도 2의 A) 발생에 큰 영향을 미치는 LED(129a)의 사이간격(pitch)과 실장각도(angle)를 조절함으로써, LED(129a)의 개수를 늘리지 않아도 암부(도 2의 A)가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이를 위해 먼저, 이웃하는 LED(129a)의 사이간격(pitch)은 아래와 같이 정의할 수 있는데, 즉, PCB(129b) 상에 실장되는 LED(129a)의 개수는 아래 식(1)을 통해 정의할 수 있다.

A = Lo * N.........식(1)

여기서, A는 PCB(129b) 상에 실장되는 영역을 나타내며, Lo는 서로 이웃하는 LED(129a)의 사이간격 그리고 N은 LED(129a)의 개수를 나타낸다.

위의 식(1)은 다시 아래와 같이 식(2)로 정의할 수 있다.

A = (L1 + L2) * N/2........식(2)

이때, 식(2)에서 L1과 L2는 L1 < L2의 관계를 성립해야 하며, L1은 Lo보다 작으며, L2는 Lo보다 큰 조건을 갖는 것이 바람직하다.(L1 < Lo < L2)

그리고, PCB(129b) 상에 실장되는 LED(129a) 서로 이웃하는 LED(129a)의 사이영역에서의 암부(도 2의 A) 발생에 큰 영향을 미치는 또 다른 조건인 LED(129a)의 실장각도를 조절함으로써, LED(129a)의 개수를 늘리지 않음에도 암부(도 2의 A)가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

즉, L2의 사이간격을 갖도록 이웃하는 LED(129a)는 사이간격의 중심부를 가로지르는 가상선(CL)을 기준으로 대칭을 이루도록, LED(129a)로부터 출사되는 광이 입사되는 도광판(도 3의 123)의 입광면에 수직한 기준선(NL)을 기준으로 소정각도(β′, β′′) 기울어져 실장되도록 한다.

LED(129a)의 기준선(NL)을 기준으로 기울어지는 각도는 <90°또는 >90°를 이루도록 하는 것이 바람직한데, L2의 사이간격을 갖도록 이웃하는 LED(129a)는 기준선(NL)을 기준으로 서로를 향하는 일측이 β′<90°를 이루도록 하며, 기준선(NL)을 기준으로 외측은 β″>90°를 이루도록 형성하는 것이다.

즉, L2의 사이간격을 갖도록 이웃하는 LED(129a)는 광이 출사되는 방향이 서로를 향하도록 가상선(CL)을 기준으로 대칭을 이루게 되며, L1의 사이간격을 갖도록 이웃하는 LED(129a)는 광이 출사되는 방향이 반대방향을 향하도록 가상선(CL)을 기준으로 대칭을 이루게 된다.

따라서, L1의 사이간격을 갖도록 이웃하는 LED(129a)로부터 출사되어 중첩 및 혼합되는 빛은 보다 넓은 지향각을 갖게 된다.

이를 통해, 일정 지향각을 갖는 LED(129a)에 이해 L1의 사이간격에 비해 넓게 형성되는 L2의 사이간격을 갖도록 이웃하는 LED(129a)로부터 출사되는 광이 서로 중첩 및 혼합되지 않는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 본 발명의 LED 어셈블리(129)는 PCB(129b) 상에 실장되는 LED(129a)의 개수를 늘리지 않음에도, 서로 이웃하는 LED(129a)의 사이영역에서 암부(도 2의 A)가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이를 통해, 휘도 불균일에 의한 표시품질이 저하되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, LED(129a)의 개수를 늘리지 않음으로써 재료비용을 절감할 수 있으며, 액정표시장치의 소비전력을 낮출 수 있다.

또한, 경량의 액정표시장치를 구현할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리로부터 출사된 빛이 도광판 입광면으로 입사되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 LED 어셈블리(도 4의 129)는 출사되는 광이 도광판(123)의 입광면과 대면되도록 위치가 고정된다. 이때, LED(129a-1, 129a-2, 129a-3, 129a-4)로부터 발산된 광은 서로 중첩 및 혼합될 수 있도록, LED(129a-1, 129a-2, 129a-3, 129a-4)와 도광판(123)의 입광면까지의 거리는 최적값으로 고정 설계되어 있다.

여기서, 본 발명의 LED 어셈블리(도 4의 129)는 다수의 LED(129a-1, 129a-2, 129a-3, 129a-4)가 L1과 L2의 사이간격을 갖도록 비등간격으로 배열되는데, L1과 L2의 사이간격은 순차반복된다.

즉, 제 1 LED(129a-1)와 이에 이웃하는 제 2 LED(129a-2)는 L1의 사이간격을 갖도록 배열되며, 제 2 LED(129a-2)에 이웃하는 제 3 LED(129a-3)는 제 2 LED(129a-2)와 L2의 사이간격을 갖도록 배열된다.

그리고, 제 3 LED(129a-3)에 이웃하는 제 4 LED(129a-4)는 제 3 LED(129a-3)와 L1의 사이간격을 갖도록 배열된다.

여기서, L1의 사이간격은 L2의 사이간격에 비해 좁다.

그리고, L2의 사이간격을 갖도록 이웃하는 LED(129a-1, 129a-2, 129a-3, 129a-4)는 기준선(NL)을 기준으로 서로를 향하는 일측이 β′<90°를 이루도록 하며, 기준선(NL)을 기준으로 외측은 β″>90°를 이루도록 형성한다.

즉, 제 1 LED(129a-1)는 광이 출사되는 방향의 기준선(NL)을 기준으로 제 2 LED(129a-2)를 향하는 일측이 β′<90°를 갖도록 소정각도 기울어져 배열되며, 제 2 LED(129a-2)는 제 1 LED(129a-1)를 향하는 일측이 β′<90°를 갖도록 소정각도 기울어져 배열된다.

그리고, 제 3 LED(129a-3)와 제 4 LED(129a-4) 또한 서로를 향하는 일측이 기준선(NL)을 기준으로 β′<90°를 갖도록 소정각도 기울어져 배열된다.

이를 통해, 제 1 내지 제 4 LED(129a-1, 129a-2, 129a-3, 129a-4)로부터 출사되는 광은 균일하게 중첩 및 혼합되어 도광판(123)의 입광면을 통해 도광판(123) 내부로 입사된다.

이때, LED(129a-1, 129a-2, 129a-3, 129a-4)로부터 출사된 빛은 도광판(123) 입광면에서 빛이 미치지 못하는 영역이 발생하지 않고 도광판(123) 내부로 균일하게 입사됨으로써, 도 2에 도시한 바와 같이, 도광판(도 2의 23) 입광부에서 서로 이웃하는 LED(도 2의 29a) 사이영역(도 2의 B)에 광이 미치지 못하는 암부(도 2의 A)가 발생하는 문제점을 방지할 수 있다.

따라서, 본 발명의 LED 어셈블리는 PCB(도 4의 129b) 상에 실장되는 LED(129a-1, 129a-2, 129a-3, 129a-4)의 개수를 늘리지 않아도, 이웃하는 LED(129a-1, 129a-2, 129a-3, 129a-4)의 사이영역에서 암(도 2의 A)부가 발생하는 것을 방지할 수 있어, 재료비용을 절감할 수 있으며, 액정표시장치의 소비전력을 낮출 수 있다. 또한, 경량의 액정표시장치를 구현할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 LED 어셈블리(도 4의 129)는 다수의 LED(129a-1, 129a-2, 129a-3, 129a-4)를 L1과 L2(L1<L2)의 사이간격을 갖도록 비등간격으로 배열하며, L2을 사이간격으로 갖는 이웃하는 LED(129a-1, 129a-2, 129a-3, 129a-4)가 기준선(NL)을 기준으로 서로를 향하는 일측이 β′<90°를 이루도록 소정각도 기울어지도록 실장함으로써, PCB(도 4의 129b) 상에 실장되는 LED(129a-1, 129a-2, 129a-3, 129a-4)의 개수를 늘리지 않아도 서로 이웃하는 LED(129a-1, 129a-2, 129a-3, 129a-4)의 사이영역에서 암부(도 2의 A)가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이를 통해, 휘도 불균일에 의한 표시품질이 저하되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, LED(129a-1, 129a-2, 129a-3, 129a-4)의 개수를 늘리지 않음으로써, 재료비용을 절감할 수 있으며, 액정표시장치의 소비전력을 낮출 수 있다.

또한, 경량의 액정표시장치를 구현할 수 있다.

그리고, 지금까지 상술한 구조의 백라이트 유닛(도 3의 120)은 통상 사이드라이트(side light) 방식이라 불리는데, 목적에 따라 PCB(도 4의 129b) 상에 LED(129a-1, 129a-2, 129a-3, 129a-4)를 다수 개 복층으로 배열할 수 있다.

또한, 더 나아가 LED 어셈블리(도 4의 129)를 각각 복수 조로 구비하여 커버버툼(150)의 서로 대면하는 양측 가장자리부를 따라 서로 대응되게 개재하는 것 또한 가능하다.

그리고, 지금까지 상술한 LED 어셈블리(도 4의 129)는 LED(129a-1, 129a-2, 129a-3, 129a-4)로부터 출사되는 광이 PCB(도 4의 129b)와 평행한 사이드 뷰(side view) 타입을 일예로 하였으나, LED(129a-1, 129a-2, 129a-3, 129a-4)로부터 출사되는 광이 PCB(도 4의 129b)에 수직한 탑뷰(top view) 타입 또한 가능하다.

본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

123 : 도광판,
129a-1 : 제 1 LED, 129a-2 : 제 2 LED, 129a-3 : 제 3 LED, 129a-4 : 제 4 LED
130 : 서포트메인, 150 : 커버버툼
NL : 기준선, L1, L2 : 사이간격

Claims

반사판과;
상기 반사판 상에 안착되는 도광판과;
상기 도광판 입광면을 따라 L1과 L2(L1<L2)의 사이간격을 갖도록 비등간격으로 순차 배열되는 다수의 LED와, 상기 다수의 LED가 실장되는 PCB를 포함하는 LED 어셈블리와;
상기 도광판 상부로 안착되는 액정패널
을 포함하며, 상기 L2를 사이간격으로 갖는 이웃하는 상기 LED들은 상기 도광판의 입광면에 수직한 방향의 기준선을 기준으로 서로를 향하는 일측이 <90°를 이루도록 기울어져 실장되는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 L1 또는 L2를 사이간격으로 갖는 이웃하는 상기 LED들은 상기 사이간격의 중심부를 기준으로 서로 대칭을 이루는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 L2를 사이간격으로 갖는 이웃하는 상기 LED들은 상기 도광판의 입광면에 수직한 방향의 기준선을 기준으로 외측이 >90°를 이루도록 기울어져 실장되는 액정표시장치.
제 3 항에 있어서,
상기 LED들은 지그재그 형태로 배열되는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 도광판과 상기 액정패널 사이에 광학시트를 포함하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 액정패널의 가장자리를 두르는 서포트메인을 포함하며, 상기 서포트메인의 배면과 밀착되는 커버버툼과, 상기 서포트메인 및 상기 커버버툼에 결합 체결되는 탑커버를 포함하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 LED 어셈블리는 상기 PCB의 상기 LED들이 실장되는 일면이 상기 도광판의 입광면과 서로 마주보도록 위치하는 탑뷰(top view) 타입인 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 LED 어셈블리는 상기 PCB의 상기 LED들이 실장되는 일면이 상기 도광판의 입광면과 수직하게 위치하는 사이드 뷰(side view) 타입인 액정표시장치.