KR20160068027A

KR20160068027A - 액정표시장치

Info

Publication number: KR20160068027A
Application number: KR1020140172783A
Authority: KR
Inventors: 김자현; 김민규
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-12-04
Filing date: 2014-12-04
Publication date: 2016-06-15
Also published as: KR102289200B1

Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 도광판의 유동이 발생하여도 광손실을 최소화하고, LED의 파손이 발생하는 것을 방지할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명은 LED어셈블리의 PCB를 제 1 및 제 2 절곡부와 LED실장부로 나뉘어 정의하며, 다수의 LED가 실장되는 LED실장부는 도광판의 입광면과 대면하도록 위치하고 제 1 및 제 2 절곡부는 도광판의 입광부측의 상면 및 하면 가장자리 일부를 덮도록 형성하는 것이다.
이를 통해, 도광판과 LED어셈블리가 서로 일체화 됨에 따라 도광판의 유동이 발생하여도 LED어셈블리의 LED와 도광판 입광면 사이로 최적의 광학거리를 유지할 수 있으며, 도광판의 유동에 의해 LED가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 도광판의 황변 및 뒤틀림을 야기되거나, 액정패널의 휘도를 낮추게 되는 문제점이 야기되는 것을 방지할 수 있으며, 휘도 및 화질 저하 등의 액정표시장치의 품질이 떨어지게 되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Description

액정표시장치{Liquid crystal display device}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 도광판의 유동이 발생하여도 광손실을 최소화하고, LED의 파손이 발생하는 것을 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 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.

도 1은 일반적인 LED를 광원으로 사용한 액정표시장치의 단면도이다.

도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치는 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20), 그리고 가이드패널(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.

액정패널(10) 후방으로는 백라이트 유닛(20)이 구비된다.

백라이트 유닛(20)은 가이드패널(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 광학시트(21)를 포함한다.

이때, LED 어셈블리(29)는 도광판(23)의 일측에 구성되며, 백색광을 발하는 다수의 LED(29a)와, 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 가이드패널(30)로 둘려진 상태로 액정패널(10) 상면 가장자리를 두르는 탑커버(40) 그리고 백라이트 유닛(20) 배면을 덮는 커버버툼(50)이 각각 전후방에서 결합되어 가이드패널(30)을 매개로 일체화된다.

그리고 미설명부호 19a, 19b는 각각 액정패널(10)의 전, 후면에 부착되어 빛의 편광방향을 제어하는 편광판을 나타낸다.

한편, 이와 같이 구성된 액정표시장치에서는 액정표시장치를 구동하는 과정에서 도광판(23)이 열변형에 의해 팽창 및 수축됨을 감안하여 도광판(23)과 가이드패널(30) 사이로 갭(gap)이 요구되는데, 이는 도광판(23)의 유동을 야기하게 된다.

특히, 외부의 충격이나 진동에 의해 도광판(23)이 유동할 경우, 다수의 LED(29a)의 파손을 발생시키게 된다.

이로 인하여 휘도 및 화질 저하 등의 액정표시장치의 품질이 떨어지게 되는 문제점을 야기하게 된다.

또한, LED어셈블리(29)의 광효율이 LED(29a)와 도광판(23)의 입광면 사이의 거리에 따라 좌우되므로 최적의 광학거리 유지가 요구되는데, LED(29a)와 도광판(23)의 입광면 사이의 거리가 최적의 광학거리 보다 짧으면 도광판(23)의 황변 및 뒤틀림이 발생할 수 있으며, 반대로 LED(29a)와 도광판(23)의 입광면 사이의 거리가 최적의 광학거리 보다 길면 광효율이 저하되어 액정패널(10)의 휘도가 낮아지게 된다.

따라서, 도광판(23)이 유동될 경우 도광판(23) 입광면과 LED(29a) 사이의 최적의 광학거리 유지가 어려워, 도광판(29)의 황변 및 뒤틀림을 야기하게 되거나, 액정패널(10)의 휘도를 낮추게 되는 문제점을 야기하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 도광판의 유동에 의한 LED의 파손이 발생하는 것을 방지하는 것을 제 1 목적으로 한다.

또한, LED와 도광판 입광면 사이의 최적의 광학거리를 일정하게 유지하는 것을 제 2 목적으로 하며, 또한, 액정표시장치의 휘도 및 화질을 향상시키는 것을 제 3 목적으로 한다.

전술한 바와 같이 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 액정패널과; 상기 액정패널의 하부에 위치하는 도광판과; 상기 도광판의 입광면에 대응하여 위치하는 다수의 LED와, 상기 다수의 LED가 실장되는 LED실장부와 상기 LED실장부의 일 가장자리를 따라 수직하게 절곡되는 제 1 절곡부와 상기 LED실장부의 타 가장자리를 따라 수직하게 절곡되는 제 2 절곡부를 포함하는 PCB를 포함하는 LED어셈블리를 포함하며, 상기 제 1 절곡부는 상기 도광판의 입광부측의 상면 가장자리 일부를 덮으며, 상기 제 2 절곡부는 상기 도광판의 입광부측의 하면 가장자리 일부를 덮는 액정표시장치를 제공한다.

이때, 상기 제 1 절곡부와 상기 도광판의 상면 가장자리 사이로는 제 1 접착패드가 위치하며, 상기 제 2 절곡부와 상기 도광판의 하면 가장자리 사이로는 제 2 접착패드가 위치하며, 상기 도광판의 상면 가장자리에는 상기 제 1 접착패드와 상기 제 1 절곡부의 두께에 대응하는 깊이를 갖는 제 1 단턱이 구비되며, 상기 도광판의 하면 가장자리에는 상기 제 2 접착패드와 상기 제 2 절곡부의 두께에 대응하는 깊이를 갖는 제 2 단턱이 구비된다.

그리고, 상기 도광판의 상면 및 하면 가장자리와 밀착되는 상기 제 1 및 제 2 접착패드의 각 일면에는 화이트잉크층이 구비되며, 상기 LED실장부의 일측에는 가요성케이블이 연장된다.

또한, 상기 LED실장부와 상기 제 1 절곡부 사이와 상기 LED실장부와 상기 제 2 절곡부 사이로는 접힘선이 구비된다.

위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 LED어셈블리의 PCB를 제 1 및 제 2 절곡부와 LED실장부로 나뉘어 정의하며, 다수의 LED가 실장되는 LED실장부는 도광판의 입광면과 대면하도록 위치하고 제 1 및 제 2 절곡부는 도광판의 입광부측의 상면 및 하면 가장자리 일부를 덮도록 형성함으로써, 도광판과 LED어셈블리가 서로 일체화 됨에 따라 도광판의 유동이 발생하여도 LED어셈블리의 LED와 도광판 입광면 사이로 최적의 광학거리를 유지할 수 있는 효과가 있으며, 도광판의 유동에 의해 LED가 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

따라서, 도광판의 황변 및 뒤틀림을 야기되거나, 액정패널의 휘도를 낮추게 되는 문제점을 야기되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 휘도 및 화질 저하 등의 액정표시장치의 품질이 떨어지게 되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 LED를 광원으로 사용한 액정표시장치의 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 LED어셈블리를 개략적으로 도시한 사시도.
도 3b는 도 3a를 개략적으로 도시한 평면도.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리와 도광판의 구조를 개략적으로 도시한 사시도.
도 4b는 도 4a의 LED어셈블리와 도광판이 서로 부착된 모습을 개략적으로 도시한 사시도.
도 5는 모듈화된 도 2를 개략적으로 도시한 단면도.
도 6은 LED와 도광판 입광면 사이의 간격에 따른 입광효율을 측정한 시뮬레이션 결과 그래프

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.

도시한 바와 같이, 액정표시장치는 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120) 그리고 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)을 모듈화하기 위한 가이드패널(130)과 커버버툼(150), 탑커버(140)로 구성된다.

이들 각각에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 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)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 상부기판 또는 컬러필터기판이라 불리는 제 2 기판(114)의 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(119a, 119b, 도 5 참조)이 각각 부착된다.

이 같은 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판이나 테이프케리어패키지(tape carrier package : TCP) 같은 연결부재(116)를 매개로 인쇄회로기판(117)이 연결되어 모듈화 과정에서 가이드패널(130)의 측면 내지는 커버버툼(150) 배면으로 적절하게 젖혀 밀착된다.

이러한 액정패널(110)은 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 액정표시장치에는 액정패널(110)이 나타내는 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 이의 배면에서 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비된다.

백라이트 유닛(120)은 LED 어셈블리(200)와, 백색 또는 은색의 반사판(125)과, 이러한 반사판(125) 상에 안착되는 도광판(300) 그리고 이의 상부로 개재되는 광학시트(121)를 포함한다.

LED 어셈블리(200)는 도광판(123)의 일측에 위치하며, 이러한 LED 어셈블리(200)는 다수개의 LED(210)와, 다수개의 LED(210)가 일정 간격 이격하여 장착되는 PCB(220)를 포함한다.

그리고 도면상에 나타나지는 않았지만 본 발명의 액정표시장치에는 LED 어셈블리(200)의 온/오프(on/off)를 제어하는 LED 구동회로(미도시)가 탑재되며, LED구동회로(미도시)는 통상 커버버툼(150)의 배면으로 밀착되어 액정표시장치의 전체적인 사이즈를 최소화하게 된다.

따라서, 다수의 LED(210)가 커버버툼(150)의 배면으로 밀착된 LED 구동회로(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있도록, PCB(220)의 일측에는 PCB(220)의 일부가 연장되는 가요성케이블(Flexable cable : 230)이 구비되어, 가요성케이블(230)의 휨 특성을 이용하여, 커버버툼(150)의 배면에 밀착된 LED 구동회로(미도시)와 연결된다.

이때, 본 발명의 실시예에 따른 LED어셈블리(200)는 PCB(220)가 제 1 절곡부(220b, 도 3a 참조) 및 제 2 절곡부(220c, 도 3a 참조) 그리고 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c, 도 3a 참조) 사이의 LED실장부(220a, 도 3a 참조)로 나뉘어 정의되며, 다수의 LED(210)가 실장되는 LED실장부(220a, 도 3a 참조)는 도광판(300)의 입광면(301)과 대면하도록 위치한다.

그리고, 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c, 도 3a 참조)는 도광판(300)의 입광부측(310, 도 4a 참조)의 상면 및 하면(303, 302, 도 4a 참조) 가장자리 일부를 덮도록 형성된다. 이때, 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c, 도 3a 참조)와 도광판(300)의 입광부측(310, 도 4a 참조)의 상면 및 하면(303, 302, 도 4a 참조) 가장자리 일부 사이로는 양면테이프와 같은 접착패드(240)가 개재되어, 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c, 도 3a 참조)와 도광판(300)의 입광부측(310, 도 4a 참조)의 상면 및 하면(303, 302, 도 4a 참조) 가장자리 일부는 서로 접착되어 고정된다.

이를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛(120)은 도광판(300)의 유동이 발생하여도, LED어셈블리(200)의 LED(210)와 도광판(300) 입광면(301) 사이로 최적의 광학거리를 유지할 수 있으며, 도광판(300)의 유동에 의해 LED(210)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 도광판(300)의 황변 및 뒤틀림을 야기되거나, 액정패널(110)의 휘도를 낮추게 되는 문제점이 야기되는 것을 방지할 수 있으며, 휘도 및 화질 저하 등의 액정표시장치의 품질이 떨어지게 되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이에 대해 추후 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

다수의 LED(210)로부터 출사되는 빛이 입사되는 도광판(300)은 LED(210)로부터 입사된 빛이 여러번의 전반사에 의해 도광판(300) 내를 진행하면서 도광판(300)의 넓은 영역으로 골고루 퍼져 액정패널(110)에 면광원을 제공한다.

이때, 도광판(300)의 입광부측(310, 도 4a 참조)의 상면 및 하면(303, 302, 도 4a 참조) 가장자리 일부는 PCB(220)의 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c, 도 3a 참조)에 대응하여 제 1 및 제 2 단턱(320, 330)이 형성되어 있다.

반사판(125)은 도광판(300)의 배면에 위치하여, 도광판(300)의 배면을 통과한 빛을 액정패널(110) 쪽으로 반사시킴으로써 빛의 휘도를 향상시킨다.

도광판(300) 상부의 광학시트(121)는 확산시트와 적어도 하나의 집광시트 등을 포함하며, 도광판(300)을 통과한 빛을 확산 또는 집광하여 액정패널(110)로 보다 균일한 면광원이 입사 되도록 한다.

이러한 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 탑커버(140)와 가이드패널(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 액정표시장치 전체 기구물 조립에 기초가 되는 커버버툼(150)은 가장자리가 수직 절곡된 가장자리부를 구비한 사각형의 판 형상으로 이루어진다.

그리고, 이러한 커버버툼(150) 상에 안착되며 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 두르는 사각 테 형상의 가이드패널(130)이 탑커버(140)와 커버버툼(150)과 결합된다.

이때, 탑커버(140)는 케이스탑 또는 탑케이스라 일컬어지기도 하고, 가이드패널(130)은 서포트메인 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 커버버툼(150)은 버텀커버 또는 하부커버라 일컬어지기도 한다.

이때 상술한 구조의 액정표시장치는 최근 요구되어지고 있는 경량 및 박형의 액정표시장치를 구현하기 위하여, 탑커버(140)를 삭제할 수 있다. 탑커버(140) 삭제를 통해 액정표시장치의 경량 및 박형이 가능하며, 공정을 단순화할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 금속재질로 구성되는 탑커버(140)의 삭제로 인하여, 공정비용을 절감할 수도 있다.

전술한 액정표시장치는 LED어셈블리(200)의 PCB(220)를 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c, 도 3a 참조)와 LED실장부(220a, 도 3a 참조)로 나뉘어 정의하며, 다수의 LED(210)가 실장되는 LED실장부(220a, 도 3a 참조)는 도광판(300)의 입광면(301)과 대면하도록 위치하고 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c, 도 3a 참조)는 도광판(300)의 입광부측(310, 도 4a 참조)의 상면 및 하면(303, 302, 도 4a 참조) 가장자리 일부를 덮도록 형성함으로써, 도광판(300)과 LED어셈블리(200)가 서로 일체화 됨에 따라 도광판(300)의 유동이 발생하여도 LED어셈블리(200)의 LED(210)와 도광판(300) 입광면(301) 사이로 최적의 광학거리를 유지할 수 있으며, 도광판(300)의 유동에 의해 LED(210)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 LED어셈블리를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 3b는 도 3a를 개략적으로 도시한 평면도이다.

도시한 바와 같이, LED 어셈블리(200)는 다수개의 LED(210)와, 다수개의 LED(210)가 각각 일정 간격 이격하여 표면실장기술(surface mount technology : SMT)에 의해 장착되는 PCB(220)를 포함한다.

여기서, PCB(220)는 다수의 LED(210)가 실장되는 LED실장부(220a)와, PCB(220)의 길이방향을 따라 LED실장부(220a)의 길이방향의 일 가장자리를 따라 상측부로 형성되는 제 1 절곡부(220b) 그리고 LED실장부(220a)의 길이방향이 타 가장자리를 따라 하측부로 형성되는 제 2 절곡부(220c)를 포함한다.

제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c)는 다수의 LED(210)가 실장되는 내측을 향해 LED실장부(220a)로부터 수직하게 절곡되어, 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c)와 LED실장부(220a)는 단면이 ??형태를 이루게 된다.

따라서, PCB(220)는 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c)와 LED실장부(220a)가 다수의 LED(210)로부터 발광되는 빛을 도광판(도 2의 300)의 입광면(도 2의 301)을 향해 집중시키는 형태로 이루어지게 된다.

이때, 제 1 절곡부(220b)와 LED실장부(220a) 사이와 제 2 절곡부(220c)와 LED실장부(220a) 사이로는 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c)를 LED실장부(220a)에 수직하게 절곡하는 과정에서, 공정의 효율성을 향상시키기 위하여 접힘선(221)이 구비된다.

그리고, 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c)의 내측면에는 각각 제 1 및 제 2 접착패드(240a, 240b)가 각각 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c)의 길이방향을 따라 부착되는데, 제 1 및 제 2 접착패드(240a, 240b)는 양면테이프와 같이 양면으로 접착력을 갖는다.

따라서, LED어셈블리(200)는 PCB(220)의 제 1 접착패드(240a)를 통해 제 1 절곡부(220b)가 도광판(도 2의 300)의 입광부측(310, 도 4a 참조)의 상면(303, 도 4a 참조)에 형성된 제 1 단턱(도 2의 320)에 부착 및 고정되며, PCB(220)의 제 2 절곡부(220c)는 도광판(도 2의 300)의 입광부측(310, 도 4a 참조)의 하면(302, 도 4a 참조)에 형성된 제 2 단턱(도 2의 330)에 제 2 접착패드(240b)를 통해 부착 및 고정된다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 LED어셈블리(200)는 PCB(220)를 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c)와 LED실장부(220a)로 나뉘어 정의하며, 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c)가 LED실장부(220a)의 길이방향에 수직하게 절곡되도록 형성함으로써, 액정표시장치의 두께를 넓히지 않으면서도 전체적인 PCB(220)의 폭을 넓히게 된다.

따라서, 다수의 LED(210)를 연결하기 위한 입출력배선(미도시)을 보다 손쉽게 설계할 수 있으며, PCB(220)를 단일층(1 layer)으로 형성할 수 있어 공정비용 또한 절감할 수 있다.

한편, LED어셈블리(200)의 일측에 구비된 가요성케이블(230)은 LED실장부(220a)로부터 연장된 형태로 이루어지도록 하는 것이 바람직한데, 이를 통해 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c)를 LED실장부(220a)에 수직하게 절곡하는 과정에서 가요성케이블(230)이 영향을 미치지 않도록 할 수 있다.

이때, 제 1 및 제 2 접착패드(240a, 240b)의 다수의 LED(210)를 향하는 일면, 즉 도광판(도 2의 300)의 입광부측(310, 도 4a 참조)의 상면 및 하면(303, 302, 도 4a 참조) 가장자리에 형성된 제 1 및 제 2 단턱(도 2의 320, 330)에 밀착되어 부착되는 일면에 접착력을 갖는 화이트잉크층(미도시)이 더욱 형성될 수 있다.

화이트잉크층(미도시)은 고반사 효율을 가져, LED(210)로부터 발광된 빛 중 PCB(220)의 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c)로 향해 발광된 빛은 화이트잉크층(미도시)에 의해 반사되어 도광판(도 2의 300) 내부로 가이드 되게 된다.

따라서, 도광판(도 2의 300) 내부로 입사되는 광량을 증가시키게 되어, 보다 고휘도의 빛이 면광원으로 가공되어 액정패널(도 2의 110)을 향해 출사되도록 할 수 있다.

도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리와 도광판의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 4b는 도 4a의 LED어셈블리와 도광판이 서로 부착된 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 4a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 LED 어셈블리(200)는 도광판(300)의 일측 가장자리 길이방향을 따라 배열된다.

LED어셈블리(200)는 다수의 LED(210)와 다수의 LED(210)가 실장되는 PCB(220)를 포함하는데, PCB(220)는 다수의 LED(210)가 일정간격 이격하여 실장되는 LED실장부(220a)를 기준으로 상측부로 LED실장부(220a)에 수직하게 절곡된 제 1 절곡부(220b)와, LED실장부(220a)의 하측부로 LED실장부(220a)에 수직하게 절곡된 제 2 절곡부(220c)를 포함한다.

이때, 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c)의 내측면에는 각각 양면테이프와 같은 제 1 및 제 2 접착패드(240a, 240b)가 부착되어 있다.

그리고, 도광판(300)은 빛을 투과시킬 수 있는 투과성 재료중의 하나인 아크릴계 투명수지인 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethylmethacrylate : PMMA)같은 플라스틱(plastic) 물질 또는 폴리카보네이트(polycarbonate : PC)계열에 의해 평면형태(flat type)로 제작된다.

여기서, PMMA는 아크릴수지로써 투명성, 내후성, 착색성이 우수하여 빛이 투과할 때 빛의 확산을 유도한다.

이러한 도광판(300)은 빛이 출사되는 상면(303) 및 반사판(도 2의 125)과 대면된 하면(302) 그리고 LED 어셈블리(200)와 대응되는 입광면(301)과 제 1 내지 제 3 측면(304, 305, 306)으로 이루어진다.

이러한 도광판(300)은 균일한 면광원을 공급하기 위해 하면에 특정 모양의 패턴을 포함할 수 있다.

여기서, 패턴은 도광판(300) 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(300)의 하면에 인쇄방식 또는 사출방식으로 형성한다.

이때, 도광판(300)의 입광면(301)이 형성된 입광부측(310)의 상면(303) 및 하면(302)에는 제 1 및 제 2 단턱(320, 330)이 형성되어 있다.

여기서, 제 1 및 제 2 단턱(320, 330)은 LED어셈블리(200)의 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c)의 각 두께와 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c)의 내측면에 각각 부착된 제 1 및 제 2 접착패드(240a, 240b)의 각 두께에 대응하는 깊이(d)를 갖는다.

그리고, 제 1 및 제 2 단턱(320, 330)은 LED어셈블리(200)의 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c)의 내측면에 각각 부착된 제 1 및 제 2 접착패드(240a, 240b)의 폭에 대응하는 폭(w)을 갖는다.

따라서, 도 4b에 도시한 바와 같이 LED어셈블리(200)의 다수의 LED(210)가 도광판(300)의 입광면(301)과 대면하도록 위치하고, PCB(220)의 제 2 절곡부(220c)는 도광판(300)의 입광부측(310)의 하면(302) 가장자리 일부에 형성된 제 2 단턱(330)으로 제 2 접착패드(240b)를 통해 부착 및 고정되며, PCB(220)의 제 1 절곡부(220b)는 도광판(300)의 입광부측(310)의 상면(303) 가장자리 일부에 형성된 제 1 단턱(320)으로 제 1 접착패드(240a)를 통해 부착 및 고정된다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 LED어셈블리(200)와 도광판(300)은 서로 부착 및 고정되게 된다.

이를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛(도 2의 120)은 도광판(300)의 유동이 발생하여도, LED어셈블리(200)와 도광판(300)이 서로 부착 및 고정되어 있으므로, LED어셈블리(200)의 LED(210)와 도광판(300) 입광면(301) 사이로 최적의 광학거리를 유지할 수 있으며, 도광판(300)의 유동에 의해 LED(210)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 도광판(300)과 LED어셈블리(200) 사이의 최적의 광학거리가 유지되지 못하여 발생되었던 도광판(300)의 황변 및 뒤틀림이 야기되거나, 액정패널(도 2의 110)의 휘도를 낮추게 되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 휘도 및 화질 저하 등의 액정표시장치의 품질이 떨어지게 되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, PCB(220)의 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c)가 도광판(300)의 입광부측(310)의 상면(303) 및 하면(302) 가장자리 일부를 덮더라도, PCB(220)의 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c)를 포함한 도광판(300)의 입광부측(310)의 상면(303) 및 하면(302) 가장자리 일부가 도광판(300)의 전체적인 상면(303) 및 하면(302)과 동일 평면을 이루도록 형성할 수 있다. 따라서, 모듈화된 액정표시장치의 두께가 두꺼워지는 것을 방지할 수 있다.

도 5는 모듈화된 도 2를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 6은 LED와 도광판 입광면 사이의 간격에 따른 입광효율을 측정한 시뮬레이션 결과 그래프이다.

도시한 바와 같이, 반사판(125)과, 도광판(300)과, LED(210)와 LED(210)가 실장되는 PCB(220)로 이루어지는 LED 어셈블리(200)와 도광판(300) 상부에 광학시트(121)들이 적층되어 백라이트 유닛(도 2의 120)을 이루게 된다.

그리고 이러한 백라이트 유닛(도 2의 120)의 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 유닛(도 2의 120)과 액정패널(110)은 가이드패널(130)에 의해 가장자리가 둘러지며, 이의 배면으로 커버버툼(150)이 결합되며, 액정패널(110)의 상면 가장자리 및 측면을 두르는 탑커버(140)가 가이드패널(130) 및 커버버툼(150)에 결합되어 있다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 LED어셈블리(200)의 PCB(220)를 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c)와 LED실장부(220a)로 나뉘어 정의하며, 다수의 LED(210)가 실장되는 LED실장부(220a)는 도광판(300)의 입광면(301)과 대면하도록 위치하고 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c)는 도광판(300)의 입광부측(310)의 상면 및 하면(303, 302) 가장자리 일부를 덮도록 형성한다.

그리고, PCB(220)의 제 2 절곡부(220c)가 도광판(300)의 입광부측(310)의 하면(302) 가장자리 일부에 형성된 제 2 단턱(330)으로 제 2 접착패드(240b)를 통해 부착 및 고정하며, PCB(220)의 제 1 절곡부(220b)는 도광판(300)의 입광부측(310)의 상면(303) 가장자리 일부에 형성된 제 1 단턱(320)으로 제 1 접착패드(240a)를 통해 부착 및 고정한다.

이를 통해서, 도광판(300)과 LED어셈블리(200)가 서로 일체화 되게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛(도 2의 120)은 도광판(300)의 유동이 발생하여도, LED어셈블리(200)의 LED(210)와 도광판(300) 입광면(301) 사이로 최적의 광학거리를 유지할 수 있다.

여기서, 첨부한 도 6의 그래프와 아래 [표 1]을 살펴보면, LED(210)와 도광판(300)의 입광면(301) 사이간격(=광학갭)이 멀어질수록 도광판(300)을 통해 출사되는 면광원의 입광효율이 낮아지는 것을 확인할 수 있다.

이때, LED(210)와 도광판(300) 입광면(301) 사이의 간격이 0.1mm에서 0.7mm까지 증가 시 약 8%가 저하된다.

LED와 도광판입광면 사이간격(mm)	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7
입광효율(%)	100	99.0	97.7	96.8	95.5	94.4	92.4

즉, 도광판(300)의 열변형에 의해 팽창 및 수축됨을 감안하여 도광판(300)과 가이드패널(도 2의 130) 사이로 갭(gap)을 형성하게 되면, 갭(gap)에 의해 도광판(300)의 유동이 발생하게 되고, 도광판(300)의 유동에 의해 도광판(300)의 입광면(301)과 LED(210)의 사이의 거리가 넓어지게 될 경우, 백라이트 유닛(도 2의 120)의 입광효율이 낮아지게 되는 것이다.

그러나, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 도광판(300)의 팽창 및 수축됨을 감안하여, 도광판(300)과 가이드패널(도 2의 130) 사이로 갭(gap)을 형성하여 도광판(300)의 유동이 발생하더라도, 도광판(300)과 LED어셈블리(200)가 서로 일체화 되어, LED어셈블리(200)의 LED(210)와 도광판(300) 입광면(301) 사이로 최적의 광학거리를 유지할 수 있다.

이를 통해, 도광판(300)과 LED(210)의 사이의 거리가 가까워 도광판(300)의 황변 및 뒤틀림이 야기되거나, 도광판과 LED의 사이의 거리가 멀어져 액정패널(110)의 휘도를 낮추게 되는 문제점이 야기되는 것을 방지할 수 있으며, 휘도 및 화질 저하 등의 액정표시장치의 품질이 떨어지게 되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 도광판(300)의 유동에 의해 LED(210)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 도광판(300)의 입광부측(310)의 상, 하면(303, 302) 가장자리 일부에 제 1 및 제 2 단턱(320, 330)을 형성함으로써, PCB(220)의 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c)가 도광판(300)의 입광부측(310)의 상면 및 하면(303, 302) 가장자리 일부를 덮더라도, PCB(220)의 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c)를 포함한 도광판(300)의 입광부측(310)의 상면 및 하면(303, 302) 가장자리 일부가 도광판(300)의 전체적인 상면 및 하면(303, 302)과 동일 평면을 이루도록 형성할 수 있다.

따라서, 모듈화된 액정표시장치의 두께가 두꺼워지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 도광판(300)의 입광부측(310)의 상면 및 하면(303, 302) 가장자리를 덮는 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c)에 의해 도광판(300)의 입광부측(310)에서 빛샘이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, LED어셈블리(200)의 LED(210)로부터 발광된 빛 중 일부 빛은 도광판(300)의 입광면(301)을 통해 도광판(300) 내부로 입사되지 않고, LED어셈블리(200)와 도광판(300)의 입광면(301) 사이로 빛샘을 발생시키게 된다.

LED어셈블리(200)와 도광판(300)의 입광면(301) 사이로 발생된 빛샘 중 일부 빛은 면광원으로 가공되지 않은 상태로 그대로 액정패널(110)로 입사되어, 휘도 및 색균일도 저하 등의 액정표시장치의 품질이 떨어트리게 된다.

그러나, 본 발명의 실시예와 같이 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c)가 도광판(300)의 입광부측(310)의 상면 및 하면(303, 302) 가장자리 일부를 덮도록 형성함으로써, LED어셈블리(200)와 도광판(300)의 입광면(301) 사이로 빛샘이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 이를 통해 액정표시장치의 휘도 및 색균일도 저하등의 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

특히, 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c)와 제 1 및 제 2 단턱(320, 330)을 부착시키는 제 1 및 제 2 접착패드(240a, 240b)의 일면에 화이트잉크층(미도시)을 형성함으로써, 화이트잉크층(미도시)의 고반사 효율을 통해 LED(210)로부터 발광된 빛 중 PCB(220)의 제 1 및 제 2 절곡부(220b, 220c)로 향해 발광된 빛을 반사시켜 도광판(도 2의 300) 내부로 가이드 되도록 할 수 있다.

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

200 : LED어셈블리
210 : LED
220 : PCB(220a : LED실장부, 220b, 220c : 제 1 및 제 2 절곡부)
230 : 가요성케이블
240a, 240b : 제 1 및 제 2 접착패드
300 : 도광판(301 : 입광면, 302 : 하면, 303 : 상면, 304, 305, 306 : 측면)
310 : 입광부측
320, 330 : 제 1 및 제 2 단턱

Claims

액정패널과;
상기 액정패널의 하부에 위치하는 도광판과;
상기 도광판의 입광면에 대응하여 위치하는 다수의 LED와, 상기 다수의 LED가 실장되는 LED실장부와 상기 LED실장부의 일 가장자리를 따라 수직하게 절곡되는 제 1 절곡부와 상기 LED실장부의 타 가장자리를 따라 수직하게 절곡되는 제 2 절곡부를 포함하는 PCB를 포함하는 LED어셈블리
를 포함하며,
상기 제 1 절곡부는 상기 도광판의 입광부측의 상면 가장자리 일부를 덮으며, 상기 제 2 절곡부는 상기 도광판의 입광부측의 하면 가장자리 일부를 덮는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 절곡부와 상기 도광판의 상면 가장자리 사이로는 제 1 접착패드가 위치하며, 상기 제 2 절곡부와 상기 도광판의 하면 가장자리 사이로는 제 2 접착패드가 위치하는 액정표시장치.
제 2 항에 있어서,
상기 도광판의 상면 가장자리에는 상기 제 1 접착패드와 상기 제 1 절곡부의 두께에 대응하는 깊이를 갖는 제 1 단턱이 구비되며, 상기 도광판의 하면 가장자리에는 상기 제 2 접착패드와 상기 제 2 절곡부의 두께에 대응하는 깊이를 갖는 제 2 단턱이 구비되는 액정표시장치.
제 2 항에 있어서,
상기 도광판의 상면 및 하면 가장자리와 밀착되는 상기 제 1 및 제 2 접착패드의 각 일면에는 화이트잉크층이 구비되는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 LED실장부의 일측에는 가요성케이블이 연장되는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 LED실장부와 상기 제 1 절곡부 사이와 상기 LED실장부와 상기 제 2 절곡부 사이로는 접힘선이 구비되는 액정표시장치.