KR20150031694A - 액정표시장치용 에지형 백 라이트 유닛 - Google Patents

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서명원
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Abstract

본 발명은 액정표시장용 에지형 백 라이트 유닛에 관한 것이다. 본 발명에 의한 액정표시장치용 에지형 백 라이트 유닛은, 바닥면과 상기 바닥면에서 수직 방향으로 일정 거리 연장된 수직면을 구비한 커버 버텀; 상기 커버 버텀 내측에 실장되며, 상면, 상기 상면과 대향하는 하면, 그리고 상기 상면과 상기 하면을 연결하는 측면을 구비한 판상 구조를 갖는 도광판; 상기 도광판의 상기 측면 중 적어도 일측면에 부착되는 회로 기판; 그리고 상기 회로 기판의 내측 표면에 실장되어, 상기 도광판의 상기 측면에 대향하는 광원을 포함한다.

Description

액정표시장치용 에지형 백 라이트 유닛 {Edge Type Back Light Unit For Liquid Crystal Display}
본 발명은 액정표시장용 에지형 백 라이트 유닛에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 광원과 도광판 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있는 에지형 백 라이트 유닛에 관한 것이다.
액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이 액정표시장치는 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기, 옥내외 광고 표시장치 등으로 이용되고 있다. 액정표시장치의 대부분을 차지하고 있는 투과형 액정표시장치는 액정층에 인가되는 전계를 제어하여 백라이트 유닛으로부터 입사되는 빛을 변조함으로써 화상을 표시한다.
백 라이트 유닛은 직하형(direct type)과 에지형(edge type)으로 대별된다. 직하형 백라이트 유닛은 액정표시패널의 아래에 다수의 광원들이 배치되는 구조를 갖는다. 에지형 백라이트 유닛은 도광판의 측면에 대향되도록 광원이 배치되고 액정표시패널과 도광판 사이에 다수의 광학시트들이 배치되는 구조를 갖는다. 에지형 백라이트 유닛은 광원이 도광판의 일측에 빛을 조사하고 도광판이 선광원 또는 점광원을 면광원으로 변환한다. 에지형 백 라이트 유닛은 직하형 백 라이트 유닛보다 얇은 두께로 구현될 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 액정표시장치에 사용하는 에지형 백 라이트 유닛의 구조를 나타내는 분해 사시도이다. 도 2는 종래 기술에 의한 액정표시장치에 사용하는 에지형 백 라이트 유닛의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 2는 도 1의 절취선 I-I'로 자른 단면도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 종래 기술에 의한 액정표시장치는 액정 표시패널(LCP), 액정 표시패널(LCP)의 아래에 배치되는 에지형 백라이트 유닛(BLU)을 포함한다. 액정 표시패널(LCP)은 상부 유리기판(SU)과 하부 유리기판(LU) 사이에 액정 층(LC)이 형성되며, 어떠한 액정 모드로도 구현될 수 있다.
에지형 백 라이트 유닛(EBLU)은 광원(LS), 도광판(LG) 및 광학 시트들(OPT)을 포함하여, 광원(LS)으로부터의 빛을 도광판(LG)과 광학 시트들(OPT)을 통해 균일한 면 광원으로 변환하여 액정 표시패널(LCP)에 빛을 조사한다. 또한, 도광판(LG)의 아래에는 도광판(LG)의 하면을 통해 누설된 빛을 도광판(LG)으로 되 돌려주는 반사판(REF)을 더 구비할 수 있다.
반사판(REF) 아래에는 커버 버텀(CB)이 배치된다. 커버 버텀(CB)은 에지형 백 라이트 유닛(BLU)을 내부에 담을 수 있도록 그릇 형상을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 커버 버텀(CB)은 광원(LS)으로부터의 열을 외부로 원할히 방출할 수 있도록 높은 열 전도율과 고강성을 가지는 것이 바람직하다. 일 예로, 커버 버텀(CB)은 알루미늄, 알루미늄 나이트라이드(AlN), 전기아연도금강판(EGI), 스테인레스(SUS), 갈바륨(SGLC), 알루미늄도금강판(일명 ALCOSTA), 주석도금강판(SPTE) 등과 같은 금속판으로 제작될 수 있다. 또한, 이러한 금속판에는 열전달을 촉진하기 위한 고전도율 소재가 더 코팅될 수 있다.
액정 표시패널(LCP)의 가장자리에는 가이드 패널(GP)과 탑 케이스(TC)가 배치된다. 가이드 패널(GP)은 폴리카보네이트(polycabonate) 등의 합성수지 내에 유리섬유가 혼입된 직사각형 몰드 프레임으로써 액정 표시패널(LCP)의 상면 가장자리와 측면을 감싸고 에지형 백 라이트 유닛(BLU)의 측면을 감싼다. 이 가이드 패널(GP)은 액정 표시패널(LCP)을 지지하고 액정 표시패널(LCP)과 광학 시트(OPT)의 간격을 일정하게 유지시킨다. 탑 케이스(TC)는 아연도금강판 등 금속소재로 제작되어 가이드 패널(GP)의 상면 및 측면을 감싸는 구조를 가지며, 가이드 패널(GP) 및 커버 버텀(CB) 중 적어도 어느 하나에 후크나 스크류로 고정된다.
광원(LS)은 LED와 같이 저 전력으로 높은 휘도를 갖는 발광장치를 사용하는 것이 바람직하다. LED를 사용할 경우, 다수 개의 LED들이 일자형으로 배열된 LED 어레이(LEDAR)를 사용한다. LED 어레이(LEDAR)는 길쭉한 판 모양의 회로기판(PB) 위에 LED들이 실장된 구조를 갖는다. LED 어레이(LEDAR)는 커버 버텀(CB)의 네 수직면 중 적어도 어느 한 측면에 부착하는 방식으로 도광판(LG)의 측면으로 빛을 입사할 수 있도록 배치된다. 따라서, 회로기판(PB)은 LED 어레이(LEDAR)이 장착될 커버 버텀(CB)의 수직면 깊이에 대응하는 폭을 갖고, 그 수직면의 길이에 대응하는 길이를 갖는 것이 바람직하다. 회로 기판(PB)은 광원(LS)인 LED를 구동할 수 있는 회로가 형성되며, SMT 방식으로 LED들이 회로 기판(PB)의 표면에 실장된다.
도광판(LG)은 액정 표시패널(LCP)의 면적과 대응하는 면을 갖는 패널형의 직육면체 형상을 갖는다. 도광판(LG)의 상면은 액정 표시패널(LCP)와 대향하고 있다. 도광판(LG)의 측면에 설치된 광원(LS)에서 빛을 받아 내부에서 빛을 확산 분포시켜, 도광판(LG) 내부에서 고르게 분포하도록 확산하고, 액정 표시패널(LCP)이 배치된 상면으로 빛을 유도하는 역할을 한다.
도 1 및 2에 도시한 에지형 백 라이트 유닛(BLU)을 조립하는 과정을 살펴보면 다음과 같다. 먼저 커버 버텀(CB)을 준비한다. 커버 버텀(CB)의 한 수직면에 LED 어레이(LEDAR)를 부착한다. 커버 버텀(CB)의 바닥면에 반사시트(REF)를 배치한다. 반사시트(REF) 위에 도광판(LG)을 설치한다. 도광판(LG) 위에 광학 시트들(OPT)을 차례로 적층한다. 가이드 패널(GP)을 조립하여, 에지형 백 라이트 유닛(BLU)을 완성한다. 에지형 백 라이트 유닛(EBLU) 위에 액정 표시패널(LCP)을 조립한다.
이와 같이 조립한 에지형 백 라이트 유닛의 경우, 열 변형에 따른 손상이 발생할 수 있다. 도 3을 참조하여 열 변형 및 그 영향에 대하여 설명한다. 도 3은 종래 기술에 의한 에지형 백 라이트 유닛에서 열에 의한 도광판의 열 팽창 상황을 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 액정 표시장치를 장시간 사용할 경우, 광원(LS)에서 발생한 열이 도광판(LG)에 가해지면, 도광판(LG)이 열에 의해 팽창한다. 장방형의 판상 구조를 갖는 도광판(LG)은 주로 평면 상에서 가로 및 세로 방향으로 팽창된다. 도광판(LG)이 팽창에 의해 길이가 늘어나는 것을 감안하여, LED 어레이(LEDAR)와 도광판(LG)은 일정 간격(ΔG)을 띄워서 배치한다. 도 3에서 점선은 열에 의해 팽창됨으로써 늘어난 도광판(LG)을 나타낸다.
경우에 따라서는, 도광판(LG)이 지나치게 팽창하여, LED 어레이(LEDAR)와 충돌할 수도 있다. 그 결과, LED 어레이(LEDAR)에 설치된 배선에 손상을 주거나 광원(LS)의 접촉 상태를 파손할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 도광판(LG)이 지나치게 팽창하더라도, 도광판(LG)의 측면이 LED 어레이(LEDAR)의 소자들과 직접 닿지 않도록 하기 위해 스토퍼(ST)를 더 구비할 수 있다. 스토퍼(ST)는 회로 기판(PB)에 직접 실장되며, 그 높이가 광원(LS)과 같은 다른 소자들의 높이보다 큰 것이 바람직하다.
이와 같이, 종래 기술에서는 도광판(LG)과 광원(LS)가 일정 거리 이격되어 배치된다. 이 경우, 광원(LS)에서 출사한 빛이 도광판(LG)에 모두 입사되지 않고, 상부로 누설될 수 있다. 다시 도 2를 참조하면, 종래 기술에서는 가이드 패널(GP)과 탑 케이스(TC)가 배치되며, 이들이 도광판(LG)과 광원(LS) 사이의 간극을 충분히 덮을 수 있는 구조를 가진다. 이 부분은 대개 베젤(Bezel)이라고 부르는 테두리 영역에 충분히 포함될 수 있다.
하지만, 평판 표시장치가 협 베젤(Narrow Bezel) 혹은 무 베젤(Non-Bezel) 구조로 개발되는 추세에 있다. 이에 따라, 도 2에서 도시된 가이드 패널(GP)과 탑 케이스(TC)의 상부면의 폭이 점차 줄어들거나, 아예 없애는 방향으로 구조적 변화가 일어나고 있다. 그러나, 종래 기술과 같이, 도광판(LG)과 광원(LS) 사이에 도광판(LG)의 열 팽창을 고려한 간극이 존재하는 한, 협 베젤(Narrow Bezel) 혹은 무 베젤(Non-Bezel) 구조를 이룩하기 어렵다.
본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점들을 해결하고자 안출 된 발명으로써, 도광판이 열에 의해 팽창하더라도, 광원과의 이격 간격이 항상 유지되는 에지형 백 라이트 유닛을 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적은, 광원과 도광판 사이의 이격 공간으로 빛이 누설되는 것을 방지하는 에지형 백 라이트 유닛을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 액정표시장치용 에지형 백 라이트 유닛은, 바닥면과 상기 바닥면에서 수직 방향으로 일정 거리 연장된 수직면을 구비한 커버 버텀; 상기 커버 버텀 내측에 실장되며, 상면, 상기 상면과 대향하는 하면, 그리고 상기 상면과 상기 하면을 연결하는 측면을 구비한 판상 구조를 갖는 도광판; 상기 도광판의 상기 측면 중 적어도 일측면에 부착되는 회로 기판; 그리고 상기 회로 기판의 내측 표면에 실장되어, 상기 도광판의 상기 측면에 대향하는 광원을 포함한다.
상기 회로 기판은, 상기 광원이 실장되는 제1면; 상기 제1면에서 수직으로 연장되는 제2면; 그리고 상기 제2면의 개방 개방된 끝단에서 내측으로 일정 거리까지의 영역에 도포된 접착부재를 포함하며, 상기 접착부재를 매개로 하여 상기 회로 기판이 상기 도광판의 상기 일측면에 부착되는 것을 특징으로 한다.
상기 접착부재는 상기 개방된 끝단에서 상기 내측으로 도포된 상기 일정 거리는 1mm 내지 10mm 인 것을 특징으로 한다.
상기 회로 기판은, 상기 도광판의 상기 일측면과 만나는 상기 상면의 끝단부에 부착되는 것을 특징으로 한다.
상기 도광판에서 상기 일측면과 대향하는 타측면은 상기 커버 버텀의 상기 수직면의 내측면에 부착되고, 상기 회로 기판의 상기 제1면 외측면과 상기 커버 버텀의 상기 수직면 사이에 배치된 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 회로 기판의 상기 제1면 외측면은 상기 커버 버텀의 상기 수직면의 내측면에 부착되고, 상기 도광판에서 상기 일측면과 대향하는 타측면과 상기 커버 버텀의 상기 수직면 사이에 배치된 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 회로 기판은, 상기 도광판의 상기 일측면과 만나는 상기 하면의 끝단부에 부착되는 것을 특징으로 한다.
상기 회로 기판과 상기 도광판의 상기 상면 사이를 덮는 광 차단 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 액정표시장치용 에지형 백 라이트 유닛은, 도광판과 광원이 서로 결합된 구조를 갖는다 따라서, 도광판이 열 팽창에 의해 변형되더라도, 광원과 도광판 사이의 간격은 항상 일정한 값을 유지할 수 있다. 따라서, 광원과 도광판 사이의 간격을 최소화할 수 있어 협 베젤 및/또는 무 베젤을 구현하는 데 용이하다. 또한, 광원을 구성하는 회로 기판이 수평면과 수직면으로 이루어진 꺾인 구조를 갖고, 수평면으로 도광판 상부면과 광원과의 이격 공간을 막음으로써 광 누설을 원천적으로 차단할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 액정표시장치에 사용하는 에지형 백 라이트 유닛의 구조를 나타내는 분해 사시도.
도 2는 종래 기술에 의한 액정표시장치에 사용하는 에지형 백 라이트 유닛의 구조를 나타내는 단면도.
도 3을 참조하여 열 변형 및 그 영향에 대하여 설명한다. 도 3은 종래 기술에 의한 에지형 백 라이트 유닛에서 열에 의한 도광판의 열 팽창 상황을 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 에지형 백 라이트 유닛의 구조를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 에지형 백 라이트 유닛의 구조를 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 의한 에지형 백 라이트 유닛의 구조를 나타내는 단면도.
도 7은 본 발명의 제4 실시 예에 의한 에지형 백 라이트 유닛의 구조를 나타내는 단면도.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시 예에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 에지형 백 라이트 유닛의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 의한 에지형 백 라이트 유닛은, 그릇 형상의 커버 버텀(CB)의 내측 공간에 배치되는 도광판(LG)과 도광판(LG)의 일측변에 부착된 LED 어레이(LEDAR)를 포함한다. 도광판(LG)은 장방형의 판상 구조를 갖는다. 도광판(LG)의 면적은 액정 표시패널(LCP)의 면적보다 약간 더 큰 크기를 갖는 것이 바람직하다. 도광판(LG)의 네 측변 중 적어도 어느 한 측변에는 LED 어레이(LEDAR)가 고정 배치된다. 그리고 LED 어레이(LEDAR)가 배치된 측변과 대치되는 도광판(LG)의 타측변을 커버 버텀(CB)의 수직 측면에 부착하는 것이 바람직하다.
LED 어레이(LEDAR)는 회로 기판(PB)와 그 일측 표면에 실장된 광원(LS)을 포함한다. 광원(LS)은 다수 개의 LED로 구성할 수 있다. 회로 기판(PB)은 광원(LS)을 구동하기 위한 회로가 구성되어 있다. 특히, 회로 기판(PB)은 L자형으로 직각으로 꺾인 수직판(PV)과 수평판(PH)을 포함한다. 수직판(PV)은 그 폭이 적어도 도광판(LG)의 두께에 상응하는 값을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 커버 버텀(CB)의 내측 공간에 걸림 없이 실장할 수 있도록, 커버 버텀(CB)의 수직 측면의 내측 높이 보다는 작은 것이 바람직하다. 수직판(PV)의 길이는 도광판(LG)에 설치될 측변의 길이에 상응하는 것이 바람직하다.
회로 기판(PB)의 수평판(PH)은 그 폭이 광원(LS)의 두께와 도광판(LG)에 고정 부착되는 접착부(AD)의 길이의 합보다 약간 더 크고, 길이는 수직판(PV)의 길이와 동일한 것이 바람직하다. L자 형의 수직판(PV) 내측면에는 광원(LS)들이 다수 개 실장된다. L자형의 수평판(PH) 끝단의 일정 폭은 도광판(LG)의 끝단과 접착부(AD)에 의해 고정 부착된다. 특히, 광원(LS)과 도광판(LG)의 이격 거리를 최소화하도록, 고정 부착하는 것이 바람직하다.
협 베젤 혹은 무 베젤 구조를 위해, 도광판(LG)의 일측변에 부착되는 회로 기판(PB)의 접착부(AD)는 실제로 액정 표시패널에 백 라이트를 공급하는 유효 영역이 아니므로, 이 면적을 최소화하는 것이 바람직하다. 접착부(AD)의 길이는, 도광판(LG) 및 LED 어레이(LEDAR)의 크기에 따라 충분한 접착 강성을 확보하는 범위에서 최소한의 크기를 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 8인치 이하의 소형 액정 표시장치의 경우, 접착부(AD)의 길이는 1mm 내지 3mm 정도를 가질 수 있다. 또한, 8인치 이상 20인치 이하의 액정 표시장치의 경우, 접착부(AD)의 길이는 3mm 내지 5mm 정도를 가질 수 있다. 그 이상의 대형 액정 표시장치의 경우, 5mm 내지 10mm 정도의 길이를 가질 수 있다.
이와 같이 LED 어레이(LEDAR)와 결합된 도광판(LG)을 커버 버텀(CB)의 내측 공간에 실장한다. 도광판(LG)의 하부에는 반사판(REF)를 더 배치할 수 있다. 혹은 커버 버텀(CB)의 내측 바닥면을 고반사 처리함으로써 반사판(REF)을 생략할 수도 있다.
이와 같이, LED 어레이(LEDAR)가 도광판(LG)과 결합되어 있으므로, 도광판(LG)이 열 팽창될 경우, LED 어레이(LEDAR)도 같이 이동된다. 따라서, LED 어레이(LEDAR)의 광원(LS)과 도광판(LG)의 이격 간격은 항상 동일한 간격을 유지한다. 또한, LED 어레이(LEDAR)와 결합된 도광판(LG)의 전체 길이가 열 팽창에 의해 변화될 수 있으므로, 커버 버텀(CB)의 크기는 열 팽창을 고려하여 충분한 여유 길이(ΔL)를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
하지만, 열 팽창이 일어나지 않는 경우, 이 여유 길이(ΔL)에 의해 LED 어레이(LEDAR)와 도광판(LG)이 제자리에 배치되어 있지 않고 위치 편차가 발생할 수 있다. 따라서, 여유 길이(ΔL)에 의한 공간 내에 용수철 스프링 혹은 핀 형 스프링과 같은 탄성 부재인 스프링(SP)를 장착하는 것이 바람직하다. 즉, 열 팽창이 없는 경우, 스프링(SP)이 최대로 확장된 상태로 커버 버텀(CB)과 LED 어레이(LEDAR) 사이의 빈 공간을 지탱한다. 열 팽창이 발생하면, 스프링(SP)의 탄성으로, 열 팽창 정도에 따른 LED 어레이(LEDAR)와 커버 버텀(CB)사이의 빈 공간을 지탱할 수 있다.
제1 실시 예에서는, LED 어레이(LEDAR)와 결합된 도광판(LG)이 열 팽창에 의해 확장될 때, LED 어레이(LEDAR) 부분으로 확장되는 구조를 갖는다. 따라서, 도광판(LG)에서, LED 어레이(LEDAR)가 배치된 측면과 대향하는 측면을 커버 버텀(CB)과 고정되도록 부착할 수 있다. 이로써, LED 어레이(LEDAR)와 결합된 도광판(LG)이 커버 버텀(CB)에 고정되면서도, 열에 의해 도광판(LG)이 팽창될 수 있는 여유 공간을 확보할 수 있다. 또한, 열 팽창이 발생하더라도, 광원(LS)과 도광판(LG)의 간격은 일정하게 유지되어 광 손실을 최소화할 수 있다.
제1 실시 예에서, 광원(LS)과 도광판(LG)의 이격 간격을 최소화하도록 배치할 수 있지만, 액정 표시패널(LCP)이 배치된 상부 방향에서 빛이 누설될 가능성이 남아 있다. LED 어레이(LEDAR)가 부착된 도광판(LG)의 상부변에서 광원(LS)과 도광판(LG) 사이의 이격 공간을 통해 빛이 누설되는 것을 방지하기 위해, 광 차단 부재(LB)가 더 배치될 수 있다. 예를 들어, Γ자 모양으로 꺾인 금속 부재로 만든 광 차단 부재(LB)로 광원(LS)과 도광판(LG) 사이의 이격 틈새를 가릴 수 있다.
도광판(LG) 위에는 광학 시트들(OPT)이 배치되어, 에지형 백 라이트 유닛(BLU)이 완성된다. 이와 같은 구조를 갖는 백 라이트 유닛(BLU) 위에 액정 표시패널(LCP)이 배치된다. 그리고, 액정 표시패널(LCP) 및 백 라이트 유닛(BLU)을 결합하며, 협 베젤 구조 혹은 무 베젤 구조를 이룩할 수 있는 가이드 패널(GP) 및/또는 탑 케이스(TC)가 설치됨으로써, 액정 표시장치가 완성된다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 제2 실시 예에 대하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 에지형 백 라이트 유닛의 구조를 나타내는 단면도이다. 제1 실시 예에서는, LED 어레이(LEDAR)와 결합된 도광판(LG)을 커버 버텀(CB)에 부착할 때, LED 어레이(LEDAR)가 고정된 반대측 면을 커버 버텀(CB)에 고정하였다. 제2 실시 예에서는, LED 어레이(LEDAR)를 커버 버텀(CB)에 고정하는 구조에 대해서 설명한다.
제2 실시 예에서도, LED 어레이(LEDAR)가 도광판(LG)에 제1 실시 예의 경우와 동일한 방식으로 고정된다. 차이가 있다면, 도광판(LG)과 결합된 LED 어레이(LEDAR)가 커버 버텀(CB)에 고정되는 구조에 있다. 따라서, LED 어레이(LEDAR), 도광판(LG) 및 이들의 결합 구조에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제2 실시 예에서는, LED 어레이(LEDAR)의 배면, 즉 광원(LS)이 배치된 면의 배면이 커버 버텀(CB)의 수직 측면의 내측면에 합착될 수 있다. 예를 들어, 강력 접착제 혹은 접착 테이프를 이용하여, LED 어레이(LEDAR)의 수직판(PV)을 커버 버텀(CB)의 수직 내측면에 고정할 수 있다. 다른 방법으로는, 나사를 이용하여 LED 어레이(LEDAR)를 커버 버텀(CB)과 체결, 고정할 수 있다.
또한, 도면으로 도시하지 않았지만, 강력 접착제 혹은 접착 테이프를 이용하여, LED 어레이(LEDAR)의 수평판(PH)을 커버 버텀(CB)의 바닥 내측면에 고정할 수 있다. 마찬가지로, 나사를 이용하여 LED 어레이(LEDAR)의 수평판(PH)을 커버 버텀(CB)의 바닥면에 체결 고정할 수도 있다.
제2 실시 예에서는, LED 어레이(LEDAR)와 도광판(LG)이 커버 버텀(CB)의 수직 측면의 내측면에 결합된 구조를 갖는다. 따라서, 열에 의해 도광판(LG)이 팽창될 경우, 주로 LED 어레이(LEDAR)가 결합된 측면과 대치하는 측면 방향으로 도광판(LG)이 팽창된다. LED 어레이(LEDAR)와 결합된 도광판(LG)의 전체 길이가 열 팽창에 의해 변화될 수 있으므로, 커버 버텀(CB)의 크기는 열 팽창을 고려하여 충분한 여유 길이(ΔL)를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
특히, LED 어레이(LEDAR)가 커버 버텀(CB)의 일측변과 결합되어 있으므로, 도광판(LG)에서 LED 어레이(LEDAR)가 설치되지 않은 반대쪽 측면이 커버 버텀(CB)의 측면으로부터 여유 길이(ΔL)를 갖도록 구성하는 것이 바람직하다.
하지만, 열 팽창이 일어나지 않는 경우, 이 여유 길이(ΔL)에 의해 LED 어레이(LEDAR)와 도광판(LG)이 제자리에 배치되어 있지 않고 위치 편차가 발생할 수 있다. 따라서, 여유 길이(ΔL)에 의한 공간 내에 용수철 스프링 혹은 핀 형 스프링과 같은 탄성 부재인 스프링(SP)를 장착하는 것이 바람직하다. 즉, 열 팽창이 없는 경우, 스프링(SP)이 최대로 확장된 상태로 커버 버텀(CB)과 도광판(LG) 사이의 빈 공간을 지탱한다. 열 팽창이 발생하면, 스프링(SP)의 탄성으로, 열 팽창 정도에 따른 도광팡(LG)과 커버 버텀(CB)사이의 빈 공간을 지탱할 수 있다.
제2 실시 예에서는, LED 어레이(LEDAR)와 결합된 도광판(LG)이 열 팽창에 의해 확장될 때, LED 어레이(LEDAR)가 설치된 측면과 대향하는 측면 방향으로 도광판(LG)이 확장되는 구조를 갖는다. 따라서, 도광판(LG)에서, LED 어레이(LEDAR)가 배치된 측면과 대향하는 측면과 커버 버텀(CB)의 측면 사이에 탄성 부재인 스프링(SP)을 삽입할 수 있다. 이로써, LED 어레이(LEDAR)와 결합된 도광판(LG)이 커버 버텀(CB)에 고정되면서도, 열에 의해 도광판(LG)이 팽창될 수 있는 여유 공간을 확보할 수 있다. 또한, 열 팽창이 발생하더라도, 광원(LS)과 도광판(LG)의 간격은 일정하게 유지되어 광 손실을 최소화할 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 제3 실시 예에 대하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 의한 에지형 백 라이트 유닛의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 의한 에지형 백 라이트 유닛은, 그릇 형상의 커버 버텀(CB)의 내측 공간에 배치되는 도광판(LG)과 도광판(LG)의 일측변에 부착된 LED 어레이(LEDAR)를 포함한다. 도광판(LG)은 장방형의 판상 구조를 갖는다. 도광판(LG)의 면적은 액정 표시패널(LCP)의 면적보다 약간 더 큰 크기를 갖는 것이 바람직하다. 도광판(LG)의 네 측변 중 적어도 어느 한 측변에는 LED 어레이(LEDAR)가 고정 배치된다. 그리고 LED 어레이(LEDAR)가 배치된 측변과 대치되는 도광판(LG)의 타측변을 커버 버텀(CB)의 수직 측면에 부착하는 것이 바람직하다.
LED 어레이(LEDAR)는 회로 기판(PB)와 그 일측 표면에 실장된 광원(LS)을 포함한다. 광원(LS)은 다수 개의 LED로 구성할 수 있다. 회로 기판(PB)은 광원(LS)을 구동하기 위한 회로가 구성되어 있다. 특히, 회로 기판(PB)은 Γ자형으로 직각으로 꺾인 수직판(PV)과 수평판(PH)을 포함한다. 수직판(PV)은 그 폭이 적어도 도광판(LG)의 두께에 상응하는 값을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 커버 버텀(CB)의 내측 공간에 걸림 없이 실장할 수 있도록, 커버 버텀(CB)의 수직 측면의 내측 높이 보다는 작은 것이 바람직하다. 수직판(PV)의 길이는 도광판(LG)에 설치될 측변의 길이에 상응하는 것이 바람직하다.
회로 기판(PB)의 수평판(PH)은 그 폭이 광원(LS)의 두께와 도광판(LG)에 고정 부착되는 접착부(AD)의 길이의 합보다 약간 더 크고, 길이는 수직판(PV)의 길이와 동일한 것이 바람직하다. Γ자 형의 수직판(PV) 내측면에는 광원(LS)들이 다수 개 실장된다. Γ자형의 수평판(PH) 끝단의 일정 폭은 도광판(LG)의 끝단과 접착부(AD)에 의해 고정 부착된다. 특히, 광원(LS)과 도광판(LG)의 이격 거리를 최소화하도록, 고정 부착하는 것이 바람직하다.
협 베젤 혹은 무 베젤 구조를 위해, 도광판(LG)의 일측변에 부착되는 회로 기판(PB)의 접착부(AD)는 실제로 액정 표시패널에 백 라이트를 공급하는 유효 영역이 아니므로, 이 면적을 최소화하는 것이 바람직하다. 접착부(AD)의 길이는, 도광판(LG) 및 LED 어레이(LEDAR)의 크기에 따라 충분한 접착 강성을 확보하는 범위에서 최소한의 크기를 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 8인치 이하의 소형 액정 표시장치의 경우, 접착부(AD)의 길이는 1mm 내지 3mm 정도를 가질 수 있다. 또한, 8인치 이상 20인치 이하의 액정 표시장치의 경우, 접착부(AD)의 길이는 3mm 내지 5mm 정도를 가질 수 있다. 그 이상의 대형 액정 표시장치의 경우, 5mm 내지 10mm 정도의 길이를 가질 수 있다.
이와 같이 LED 어레이(LEDAR)와 결합된 도광판(LG)을 커버 버텀(CB)의 내측 공간에 실장한다. 도광판(LG)의 하부에는 반사판(REF)를 더 배치할 수 있다. 혹은 커버 버텀(CB)의 내측 바닥면을 고반사 처리함으로써 반사판(REF)을 생략할 수도 있다.
이와 같이, LED 어레이(LEDAR)가 도광판(LG)과 결합되어 있으므로, 도광판(LG)이 열 팽창될 경우, LED 어레이(LEDAR)도 같이 이동된다. 따라서, LED 어레이(LEDAR)의 광원(LS)과 도광판(LG)의 이격 간격은 항상 일정한 간격을 유지한다. 또한, LED 어레이(LEDAR)와 결합된 도광판(LG)의 전체 길이가 열 팽창에 의해 변화될 수 있으므로, 커버 버텀(CB)의 크기는 열 팽창을 고려하여 충분한 여유 길이(ΔL)를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
하지만, 열 팽창이 일어나지 않는 경우, 이 여유 길이(ΔL)에 의해 LED 어레이(LEDAR)와 도광판(LG)이 제자리에 배치되어 있지 않고 위치 편차가 발생할 수 있다. 따라서, 여유 길이(ΔL)에 의한 공간 내에 용수철 스프링 혹은 핀 형 스프링과 같은 탄성 부재인 스프링(SP)를 장착하는 것이 바람직하다. 즉, 열 팽창이 없는 경우, 스프링(SP)이 최대로 확장된 상태로 커버 버텀(CB)과 LED 어레이(LEDAR) 사이의 빈 공간을 지탱한다. 열 팽창이 발생하면, 스프링(SP)의 탄성으로, 열 팽창 정도에 따른 LED 어레이(LEDAR)와 커버 버텀(CB)사이의 빈 공간을 지탱할 수 있다.
제3 실시 예에서도, LED 어레이(LEDAR)와 결합된 도광판(LG)이 열 팽창에 의해 확장될 때, LED 어레이(LEDAR) 부분으로 확장되는 구조를 갖는다. 따라서, 도광판(LG)에서, LED 어레이(LEDAR)가 배치된 측면과 대향하는 측면을 커버 버텀(CB)과 고정되도록 부착할 수 있다. 이로써, LED 어레이(LEDAR)와 결합된 도광판(LG)이 커버 버텀(CB)에 고정되면서도, 열에 의해 도광판(LG)이 팽창될 수 있는 여유 공간을 확보할 수 있다. 또한, 열 팽창이 발생하더라도, 광원(LS)과 도광판(LG)의 간격은 일정하게 유지되어 광 손실을 최소화할 수 있다.
특히, 제3 실시 예에서는 LED 어레이(LEDAR)의 회로 기판(PB)이 Γ자형 모양으로 도광판(LG)과 결합된다. 즉, 액정 표시패널(LCP)이 배치된 상부 방향으로 누설될 수 있는 빛을 차단하는 구조를 갖는다. 즉, LED 어레이(LEDAR)가 부착된 도광판(LG)의 상부변에서 광원(LS)과 도광판(LG) 사이의 이격 공간을 통해 빛이 누설되는 것을 방지할 수 있는 구조를 갖는다. 따라서, 제1 실시 예와 달리, 광 차단 부재(LB)가 필요 없다
LED 어레이(LEDAR)와 결합된 도광판(LG) 위에는 광학 시트들(OPT)이 배치되어, 에지형 백 라이트 유닛(BLU)이 완성된다. 이와 같은 구조를 갖는 백 라이트 유닛(BLU) 위에 액정 표시패널(LCP)이 배치된다. 그리고, 액정 표시패널(LCP) 및 백 라이트 유닛(BLU)을 결합하며, 협 베젤 구조 혹은 무 베젤 구조를 이룩할 수 있는 가이드 패널(GP) 및/또는 탑 케이스(TC)가 설치됨으로써, 액정 표시장치가 완성된다.
본 발명의 제3 실시 예에서는, 제1 실시 예와 많은 부분이 유사하다. 차이가 있다면, LED 어레이(LEDAR)가 도광판에 부착되는 구조에 있다. 즉, 제3 실시 예에서는 LED 어레이(LEDAR)의 회로 기판(PB)이 Γ자형 모양으로 부착되므로 상부로 빛이 누설될 가능성을 원천으로 차단할 수 있다.
이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 제4 실시 예에 대하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 제4 실시 예에 의한 에지형 백 라이트 유닛의 구조를 나타내는 단면도이다. 제3 실시 예에서는, LED 어레이(LEDAR)와 결합된 도광판(LG)을 커버 버텀(CB)에 부착할 때, LED 어레이(LEDAR)가 고정된 반대측 면을 커버 버텀(CB)에 고정하였다. 제4 실시 예에서는, LED 어레이(LEDAR)를 커버 버텀(CB)에 고정하는 구조에 대해서 설명한다.
제4 실시 예에서도, LED 어레이(LEDAR)가 도광판(LG)에 제3 실시 예의 경우와 동일한 방식으로 고정된다. 차이가 있다면, 제2 실시 예와 유사하게, 도광판(LG)과 결합된 LED 어레이(LEDAR)가 커버 버텀(CB)에 고정되는 구조에 있다. 따라서, LED 어레이(LEDAR), 도광판(LG) 및 이들의 결합 구조에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제4 실시 예에서는, LED 어레이(LEDAR)의 배면, 즉 광원(LS)이 배치된 면의 배면이 커버 버텀(CB)의 수직 측면의 내측면에 합착될 수 있다. 예를 들어, 강력 접착제 혹은 접착 테이프를 이용하여, LED 어레이(LEDAR)의 수직판(PV)을 커버 버텀(CB)의 수직 내측면에 고정할 수 있다. 다른 방법으로는, 나사를 이용하여 LED 어레이(LEDAR)를 커버 버텀(CB)과 체결, 고정할 수 있다.
제4 실시 예에서는, LED 어레이(LEDAR)와 도광판(LG)이 커버 버텀(CB)의 수직 측면의 내측면에 결합된 구조를 갖는다. 따라서, 제2 실시 예와 유사하게, 열에 의해 도광판(LG)이 팽창될 경우, 주로 LED 어레이(LEDAR)가 결합된 측면과 대치하는 측면 방향으로 도광판(LG)이 팽창된다. LED 어레이(LEDAR)와 결합된 도광판(LG)의 전체 길이가 열 팽창에 의해 변화될 수 있으므로, 커버 버텀(CB)의 크기는 열 팽창을 고려하여 충분한 여유 길이(ΔL)를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
특히, LED 어레이(LEDAR)가 커버 버텀(CB)의 일측변과 결합되어 있으므로, 도광판(LG)에서 LED 어레이(LEDAR)가 설치되지 않은 반대쪽 측면이 커버 버텀(CB)의 측면으로부터 여유 길이(ΔL)를 갖도록 구성하는 것이 바람직하다. 하지만, 열 팽창이 일어나지 않는 경우, 이 여유 길이(ΔL)에 의해 LED 어레이(LEDAR)와 도광판(LG)이 제자리에 배치되어 있지 않고 위치 편차가 발생할 수 있다.
따라서, 여유 길이(ΔL)에 의한 공간 내에 용수철 스프링 혹은 핀 형 스프링과 같은 탄성 부재인 스프링(SP)를 장착하는 것이 바람직하다. 즉, 열 팽창이 없는 경우, 스프링(SP)이 최대로 확장된 상태로 커버 버텀(CB)과 도광판(LG) 사이의 빈 공간을 지탱한다. 열 팽창이 발생하면, 스프링(SP)의 탄성으로, 열 팽창 정도에 따른 도광팡(LG)과 커버 버텀(CB)사이의 빈 공간을 지탱할 수 있다.
제4 실시 예에서는, LED 어레이(LEDAR)와 결합된 도광판(LG)이 열 팽창에 의해 확장될 때, LED 어레이(LEDAR)가 설치된 측면과 대향하는 측면 방향으로 도광판(LG)이 확장되는 구조를 갖는다. 따라서, 도광판(LG)에서, LED 어레이(LEDAR)가 배치된 측면과 대향하는 측면과 커버 버텀(CB)의 측면 사이에 탄성부재인 스프링(SP)을 삽입할 수 있다. 이로써, LED 어레이(LEDAR)와 결합된 도광판(LG)이 커버 버텀(CB)에 고정되면서도, 열에 의해 도광판(LG)이 팽창될 수 있는 여유 공간을 확보할 수 있다. 또한, 열 팽창이 발생하더라도, 광원(LS)과 도광판(LG)의 간격은 일정하게 유지되어 광 손실을 최소화할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
BLU: 에지형 백 라이트 유닛 LCP: 액정표시패널
LS: 광원: LG: 도광판
CB: 커버 버텀 REF: 반사판
OPT: 광학 필름 SU: 상부 유리기판
SL: 하부 유리기판 LC: 액정층
GP: 가이드 패널 TC: 탑 케이스
PB: 회로 기판 PH: 수평판
PV: 수직판 LEDAR: LED 어레이
LB: 광 차단 부재 SP: 스프링

Claims (10)

  1. 바닥면과 상기 바닥면에서 수직 방향으로 일정 거리 연장된 수직면을 구비한 커버 버텀;
    상기 커버 버텀 내측에 실장되며, 상면, 상기 상면과 대향하는 하면, 그리고 상기 상면과 상기 하면을 연결하는 측면을 구비한 판상 구조를 갖는 도광판;
    상기 도광판의 상기 측면 중 적어도 일측면에 부착되는 회로 기판; 그리고
    상기 회로 기판의 내측 표면에 실장되어, 상기 도광판의 상기 측면에 대향하는 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 에지형 백 라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로 기판은,
    상기 광원이 실장되는 제1면;
    상기 제1면에서 수직으로 연장되는 제2면; 그리고
    상기 제2면의 개방 개방된 끝단에서 내측으로 일정 거리까지의 영역에 도포된 접착부재를 포함하며,
    상기 접착부재를 매개로 하여 상기 회로 기판이 상기 도광판의 상기 일측면에 부착되는 것을 특징으로 하는 에지형 백 라이트 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 접착부재는 상기 개방된 끝단에서 상기 내측으로 도포된 상기 일정 거리는 1mm 내지 10mm 인 것을 특징으로 하는 에지형 백 라이트 유닛.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 회로 기판은,
    상기 도광판의 상기 일측면과 만나는 상기 상면의 끝단부에 부착되는 것을 특징으로 하는 에지형 백 라이트 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 도광판에서 상기 일측면과 대향하는 타측면은 상기 커버 버텀의 상기 수직면의 내측면에 부착되고,
    상기 회로 기판의 상기 제1면 외측면과 상기 커버 버텀의 상기 수직면 사이에 배치된 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에지형 백 라이트 유닛.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 회로 기판의 상기 제1면 외측면은 상기 커버 버텀의 상기 수직면의 내측면에 부착되고,
    상기 도광판에서 상기 일측면과 대향하는 타측면과 상기 커버 버텀의 상기 수직면 사이에 배치된 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에지형 백 라이트 유닛.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 회로 기판은,
    상기 도광판의 상기 일측면과 만나는 상기 하면의 끝단부에 부착되는 것을 특징으로 하는 에지형 백 라이트 유닛.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 도광판에서 상기 일측면과 대향하는 타측면은 상기 커버 버텀의 상기 수직면의 내측면에 부착되고,
    상기 회로 기판의 상기 제1면 외측면과 상기 커버 버텀의 상기 수직면 사이에 배치된 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에지형 백 라이트 유닛.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 회로 기판의 상기 제1면 외측면은 상기 커버 버텀의 상기 수직면의 내측면에 부착되고,
    상기 도광판에서 상기 일측면과 대향하는 타측면과 상기 커버 버텀의 상기 수직면 사이에 배치된 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에지형 백 라이트 유닛.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 회로 기판과 상기 도광판의 상기 상면 사이를 덮는 광 차단 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에지형 백 라이트 유닛.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10317732B2 (en) 2015-12-23 2019-06-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Display apparatus with backlight unit
CN113534531A (zh) * 2020-04-22 2021-10-22 瑞仪(广州)光电子器件有限公司 背光模组及显示装置

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