KR20180076453A - 광원 모듈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치 - Google Patents

광원 모듈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화상 품질 및 신뢰성 저하를 방지하는 광원 모듈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치를 제공하는 것으로, 인쇄 회로 기판에 실장된 복수의 광원들, 인쇄 회로 기판에 마련되고 복수의 광원들을 둘러싸는 광학 부재, 복수의 광원들을 덮도록 광학 부재에 지지된 정전기 방지 커버, 및 정전기 방지 커버를 접지시키는 접지 부재를 포함한다.

Description

광원 모듈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치{LIGHT SOURCE MODULE, BACK LIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 광원 모듈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정 표시 장치는 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)를 이용하여 동영상을 표시하고 있다. 이 액정 표시 장치는 음극선관(Cathode Ray Tube, CRT)에 비하여 소형화가 가능하여 휴대용 정보기기, 사무기기, 컴퓨터 등에서 표시기에 응용됨은 물론, 텔레비전에도 응용되어 빠르게 음극선관을 대체하고 있다. 이와 같은 액정 표시 장치는 자체 발광소자가 아니기 때문에 액정 패널의 하부에 백라이트 유닛을 마련하여 백라이트 유닛으로부터 출사된 광을 이용하여 화상을 표시하게 된다.
백라이트 유닛은 광원의 배열구조에 따라 직하형(Direct type) 방식과 에지형(Edge type) 방식으로 구분되는데, 에지형 방식은 광원이 도광판의 일측부에 배치된 구조를 가지며, 직하형 방식은 광원이 액정 패널의 하부에 배치된 구조이다. 여기서, 직하형 방식은 박형화에 한계가 있어, 화면의 두께보다는 밝기가 중요시되는 액정 표시 장치에서 주로 사용하고, 직하형 방식에 비해 경량 및 박형화가 가능한 에지형 방식은 노트북 PC나 모니터용 PC와 같은 두께가 중요시되는 액정 표시 장치에서 주로 사용된다.
이러한, 백라이트 유닛은 광원에서 방출되는 광을 액정 패널로 반사시키기 위해서 광원 상에 도광판을 배치한다. 도광판을 광원 상에 배치하는 과정에서, 도광판에 부착된 보호 필름을 제거하게 되는데, 이때 도광판에 정전기가 발생한다. 도광판에 발생한 정전기는 광원으로 전달되면서, 광원의 일부가 검게 타는 쇼트(short) 불량이 발생할 수 있다. 이에 따라, 종래의 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치는 정전기에 의해 광원에 손상이 발생하면서 화상 품질 및 신뢰성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 종래의 광원은 정전기를 방지하기 위해서 광원을 실장하는 광원 패키지에 제너 다이오드(Zener diode)를 삽입할 수 있다. 그러나, 복수의 광원들 마다 광원 패키지와 제너 다이오드를 삽입하는 경우, 많은 비용이 증가할 수 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 화상 품질 및 신뢰성 저하를 방지하는 광원 모듈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 인쇄 회로 기판에 실장된 복수의 광원들, 인쇄 회로 기판에 마련되고 복수의 광원들을 둘러싸는 광학 부재, 복수의 광원들을 덮도록 광학 부재에 지지된 정전기 방지 커버, 및 정전기 방지 커버를 접지시키는 접지 부재를 포함하는 광원 모듈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 예에 따른 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치는 정전기 방지 커버의 일단과 광원 하우징을 연결하는 접지 부재에 의해서, 정전기가 광원들에 전달되지 않고 광원 하우징으로 빠져 나간다.
본 발명의 일 예에 따른 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치는 접지 부재가 마련된 광원 모듈을 배치함으로써, 정전기에 의해 광원의 쇼트(short) 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 화상 품질 및 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치는 굴절률이 정전기 방지 커버가 도광판과 광원 사이의 공간을 채움으로써, 광원에서 방출되는 광이 도광판에 입사되기까지 굴절률 차를 감소시켜 발광효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 광학 부재는 광원을 둘러쌈으로써 광원에서 방출되는 광이 도광판의 입광면 이외의 영역으로 입사되는 것을 방지하여 광 손실을 최소화 할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 액정 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 액정 표시 장치를 구체적으로 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 예에 따른 광원 모듈의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 예에 따른 광원 모듈에서 정전기 방지 커버가 생략된 광원 모듈의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 예에 따른 광학 부재와 정전기 방지 커버의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 예에 따른 광원 모듈의 단면도이다.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제 1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. "적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다. "상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명에 따른 광원 모듈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치의 바람직한 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 액정 표시 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 예에 따른 액정 표시 장치를 구체적으로 설명하기 위한 분해 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 액정 표시 장치는 액정 패널(110), 패널 구동부(120), 패널 지지부(130), 백라이트 유닛(140), 외관 케이스(150), 및 전면 부분 커버(160)를 포함한다.
상기 액정 패널(110)은 백라이트 유닛(140)으로부터 조사되는 광을 이용하여 소정의 영상을 표시한다. 이러한, 액정 패널(110)은 액정층의 광투과율을 조절하여 영상을 표시하는 것으로, 액정층(미도시)을 사이에 두고 대향 합착된 하부 기판(111)과 상부 기판(112), 하부 기판(111)에 부착된 하부 편광 부재(113), 상부 기판(112)에 부착된 상부 편광 부재(114), 및 상부 기판(112)의 측면에 부착된 측면 실링 부재(115)를 포함한다. 이와 같은, 액정 패널(110)은 각 화소별로 인가되는 데이터 전압과 공통 전압에 의해 각 화소마다 형성되는 전계에 따라 액정층을 구동함으로써 액정층의 광 투과율에 따라 소정의 컬러 영상을 표시하게 된다.
상기 하부 기판(111)은 박막 트랜지스터 어레이 기판으로써, 복수의 게이트 라인(미도시)과 복수의 데이터 라인(미도시)에 의해 교차되는 영역마다 배치된 복수의 화소(미도시)를 포함한다. 각 화소는 게이트 라인과 데이터 라인에 접속된 박막 트랜지스터(미도시) 및 박막 트랜지스터에 접속된 화소 전극, 및 화소 전극에 인접하도록 배치되어 공통 전압이 공급되는 공통 전극을 포함할 수 있다. 이때, 공통 전극은 액정층의 구동 방식에 따라 상부 기판(112)에 배치될 수도 있다. 이러한, 하부 기판(111)은 각 화소에 인가되는 데이터 전압과 공통 전압의 차전압에 대응되는 전계를 형성하여 상부 기판(112)과 액정층을 투과하는 컬러 광의 광 투과율을 조절함으로써 액정 패널(110)에 소정의 컬러 영상이 표시되도록 한다.
이와 같은, 하부 기판(111)의 하측부 또는 상측부에는 각 화소를 구동하기 위한 각종 신호가 공급되는 패드부(미도시)가 마련된다. 이때, 상기 패드부에는 액정 패널(110)을 구동하기 위한 패널 구동부(120)가 접속된다.
상기 상부 기판(112)은 컬러필터 어레이 기판으로써, 하부 기판(111)보다 상대적으로 작은 면적으로 가지도록 형성된다. 이러한 상부 기판(112)은 하부 기판(111)의 패드부를 제외한 나머지 영역에 중첩되도록 액정층을 사이에 두고 하부 기판(111)에 합착된다. 이때, 상기 상부 기판(112)은 하부 기판(111)에 형성된 각 화소에 대응되는 화소 영역을 정의하기 위한 가로 및 세로 차광층(미도시), 상부 기판(112)의 테두리 부분에 형성된 테두리 차광층(미도시), 및 화소 영역마다 형성된 컬러 필터(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 컬러 필터는 백라이트 유닛(140)으로부터 하부 기판(111)을 통해 입사되어 상부 기판(112) 쪽으로 진행하는 광을 소정의 컬러 광으로 필터링한다. 이와 같은, 상부 기판(112)에는 액정층의 구동 방식에 따라 공통 전압이 공급되는 공통 전극(미도시)이 배치될 수 있다.
한편, 하부 기판(111) 및 상부 기판(112)의 구체적인 구성은 액정층의 구동 모드, 예를 들어, TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In plane switching) 모드, 및 FFS(Fringe field switching) 모드 등에 따라, 당업계에 공지된 다양한 형태로 형성될 수 있다.
상기 하부 편광 부재(113)는 하부 기판(111)의 배면에 부착되며, 상기 하부 기판(111)의 끝단을 제외하고 배치된다. 이러한, 하부 편광 부재(113)은 백라이트 유닛(140)으로부터 입사되는 광을 편광시킨다.
상기 상부 편광 부재(114)는 상부 기판(112)의 상면에 부착되어 상부 기판(112)을 투과하여 외부로 방출되는 컬러 광을 편광시킨다.
상기 측면 실링 부재(115)는 하부 기판(111) 및 상부 기판(112)의 빛 샘과 측면 보호를 위해 하부 기판(111)과 상부 기판(112)의 측면을 덮도록 배치된다. 이러한, 측면 실링 부재(115)는 열 경화성 또는 광 경화성 수지로 이루어질 수 있다.
상기 패널 구동부(120)는 하부 기판에 마련된 패드부에 연결되어 액정 패널(110)의 각 화소를 구동함으로써 액정 패널(110)에 소정의 컬러 영상을 표시한다. 일 예에 따른 패널 구동부(120)는 액정 패널(110)의 패드부에 연결된 복수의 회로 필름(122), 복수의 회로 필름(122) 각각에 실장된 데이터 구동 집적회로(126), 복수의 회로 필름(122) 각각에 결합된 디스플레이용 인쇄회로기판(124), 및 디스플레이용 인쇄회로기판(124)에 실장된 타이밍 제어부(128)를 포함하여 구성된다.
상기 회로 필름(122) 각각은 필름 부착 공정에 의해 하부 기판의 패드부와 디스플레이용 인쇄회로기판(124) 사이에 부착되는 것으로, TCP(Tape Carrier Package) 또는 COF(Chip On Flexible Board 또는 Chip On Film)로 이루어질 수 있다. 이러한 복수의 회로 필름(122) 각각은 액정 패널(110)의 일 측면, 즉 하 측면을 따라 벤딩되어 가이드 프레임(132)의 후면에 배치된다.
상기 데이터 구동 집적회로(126)는 복수의 회로 필름(122) 각각에 실장되어 회로 필름(122)를 통해 패드부에 연결된다. 이러한 데이터 구동 집적회로(126)는 타이밍 제어부(128)로부터 공급되는 화소별 화소 데이터와 데이터 제어 신호를 수신하고, 데이터 제어 신호에 따라 화소별 화소 데이터를 아날로그 형태의 데이터 신호로 변환하여 패드부를 통해 해당하는 데이터 라인에 공급한다.
상기 디스플레이용 인쇄회로기판(124)은 복수의 회로 필름(122)에 연결된다. 디스플레이용 인쇄회로기판(124)은 액정 패널(110)의 각 화소에 영상을 표시하기 위해 필요한 신호를 데이터 구동 집적회로(126) 및 게이트 구동 회로에 제공하는 역할을 한다. 이를 위해, 디스플레이용 인쇄회로기판(124)에는 각종 신호 배선, 각종 전원 회로(미도시), 및 메모리 소자(미도시) 등이 실장된다.
상기 타이밍 제어부(128)는 디스플레이용 인쇄회로기판(124)에 실장되어 외부의 구동 시스템(미도시)으로부터 공급되는 타이밍 동기 신호에 응답해 구동 시스템으로부터 입력되는 디지털 영상 데이터를 액정 패널(110)의 화소 배치 구조에 알맞도록 정렬하여 화소별 화소 데이터를 생성하고, 생성된 화소별 화소 데이터를 데이터 구동 집적회로(126)에 제공한다. 또한, 타이밍 제어부(128)는 타이밍 동기 신호에 기초해 데이터 제어 신호와 게이트 제어 신호 각각을 생성하여 데이터 구동 집적회로(126) 및 게이트 구동 회로 각각의 구동 타이밍을 제어한다.
부가적으로, 상기 타이밍 제어부(128)는 에지형 로컬 디밍 기술을 통해 백라이트 유닛(140)을 제어함으로써 액정 패널(110)의 영역별 휘도를 개별적으로 제어할 수도 있다.
상기 패널 지지부(130)는 가이드 프레임(132) 및 광원 하우징(134)을 포함한다.
상기 가이드 프레임(132)은 액정 패널(110)의 하부에서 상기 액정 패널(110)을 지지한다. 가이드 프레임(132)은 패널 결합 부재(136)를 통해 액정 패널(110)에 결합된다. 이때, 상기 패널 결합 부재(136)는 가이드 프레임(132)과 액정 패널(110)의 결합력 및 두께 등을 고려하여 액정 패널(110)의 하부 기판(111)과 결합되는 것이 바람직하지만, 이에 한정되지 않고, 액정 패널(110)의 하부 편광 부재(113)에 결합될 수도 있다. 예를 들어, 상기 패널 결합 부재(136)는 양면 테이프, 열경화성 접착제, 광경화성 접착제, 또는 폼 테이프(foam tape) 등이 될 수 있으나, 충격 흡수를 위해 일정한 탄성력을 갖는 양면 테이프 또는 폼 테이프인 것이 바람직하다. 추가적으로, 패널 결합 부재(136)는 중공부를 포함할 수 있으며, 이 경우, 중공부는 액정 패널(110)에 가해지는 압력을 완충하면서 액정 패널(110)의 유동시 패널 결합 부재(136)와 액정 패널(110)의 박리 현상을 방지한다.
이러한, 상기 가이드 프레임(132)은 패널 결합부(132a) 및 가이드 측벽(132b)을 포함한다.
상기 패널 결합부(132a)는 패널 결합 부재(136)를 통해 액정 패널(110)의 배면 가장자리 부분에 결합된다. 이때, 패널 결합부(132a)는 패널 결합 부재(136)에 의해 하부 기판(111)의 배면 가장자리 부분에 결합되지만, 이에 한정되지 않고 하부 기판(111)의 배면 전체에 부착된 하부 편광 부재(113)의 가장자리 부분에 결합될 수도 있다.
상기 가이드 측벽(132b)은 패널 결합부(132a)로부터 수직하게 벤딩되어 광원 하우징(134)과 결합된다. 이때, 가이드 측벽(132b)은 결합홈이 마련되어 광원 하우징(134)과 결합될 수 있다.
상기 광원 하우징(134)은 백라이트 유닛(140)을 수납함과 아울러 가이드 프레임(132)을 지지한다. 이러한, 광원 하우징(134)은 바닥면(134a) 및 하우징 측벽(134b)을 포함한다.
상기 바닥면(134a)은 도광판(144)을 지지하며, 끝단이 벤딩되어 상기 도광판(144)을 지지할 수 있다.
상기 하우징 측벽(134b)은 바닥면(134a)의 일단으로부터 수직하게 벤딩되어, 가이드 프레임(132)의 가이드 측벽(132b)과 결합된다. 이때, 하우징 측벽(134b)은 결합돌기가 마련되어 가이드 측벽(132b)에 마련된 결합홈과 결합될 수 있으며, 스크류(screw)와 같은 체결 부재에 의해 상호 결합될 수 있다.
상기 백라이트 유닛(140)은 액정 패널(110)의 하부에 배치되어 하면에 광을 조사한다. 따라서, 백라이트 유닛(140)은 액정 패널(110) 하부에 배치된다. 이때, 백라이트 유닛(140)은 광원 하우징(134)에 수납된다. 일 예에 따른 백라이트 유닛(140)은 반사 시트(142), 도광판(144), 광학 시트부(146), 및 광원 모듈(148)을 포함할 수 있다.
상기 반사 시트(142)는 도광판(144)의 하면에 배치되어 도광판(144)으로부터 입사되는 광을 도광판(144) 쪽으로 반사시킴으로써 도광판(144)의 후면으로 진행하는 광의 손실을 최소화한다.
상기 도광판(144)은 제1 측면에 마련된 입광면을 가지도록 평판(또는 쐐기) 형태로 형성되어 광원 모듈(148)로부터 입광면을 통해 입사되는 광을 액정 패널(110) 쪽으로 진행시킨다.
상기 광학 시트부(146)는 도광판(144) 상에 배치되는 것으로, 하부 확산 시트, 프리즘 시트, 및 상부 확산 시트를 포함하여 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 확산 시트, 프리즘 시트, 이중 휘도 강화 필름(dual brightness en-hancement film), 및 렌티큘러 시트 중에서 선택된 2개 이상의 적층 조합으로 이루어질 수 있다.
상기 광원 모듈(148)은 도광판(144)의 제1 측면과 마주하도록 배치되어, 상기 도광판(144)의 일측면에 마련된 입광면에 광을 조사한다. 일 예에 따른 광원 모듈(148)은 광원용 인쇄 회로 기판(PCB)에 실장되어 백라이트 구동부(미도시)로부터 공급된 광원부 구동 신호에 의해 발광하여 광을 방출하는 복수의 광원(LED)들, 복수의 광원(LED)들 상에 배치되는 정전기 방지 커버(EPC), 정전기 방지 커버(EPC)를 수납하는 광학 부재(LM), 및 정전기 방지 커버(EPC)를 접지시키는 접지 부재(EF)를 포함한다.
종래의 백라이트 유닛(140) 및 액정 표시 장치(100)는 도광판(144)에 부착된 보호 필름을 제거하는 과정에서 발생한 정전기가 광원(LED)으로 전달되면서, 광원(LED)의 일부가 검게 타는 쇼트(short) 불량이 발생하였다. 그러나, 본 발명의 일 예에 따른 백라이트 유닛(140) 및 액정 표시 장치(100)는 정전기 방지 커버(EPC)의 일단과 광원 하우징(134)을 연결하는 접지 부재(EF)에 의해서, 정전기가 광원(LED)들에 전달되지 않고 광원 하우징(134)으로 빠져 나간다. 따라서, 본 발명의 일 예에 따른 백라이트 유닛(140) 및 액정 표시 장치(100)는 접지 부재(EF)가 마련된 광원 모듈(148)을 배치함으로써, 정전기에 의해 광원(LED)의 쇼트(short) 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 화상 품질 및 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도 3에는 접지 부재(EF)가 광원 하우징(134)의 하우징 측벽(134b)에 접하는 것으로 도시되었으나, 반드시 그러한 것은 아니고, 광원 하우징(134)의 바닥면(134a)에 접할 수도 있으며, 후술되는 외관 케이스(150)에 접하도록 배치될 수도 있다.
이러한, 광원 모듈(148)에 대한 자세한 설명은 후술되는 도 4 내지 도 7에서 자세히 살펴보기로 한다.
상기 외관 케이스(150)는 광원 하우징(134)을 수납하면서 가이드 프레임(132)의 측면을 감쌈으로써 외관을 형성한다.
상기 전면 부분 커버(160)는 액정 패널(110)의 일측 가장자리 부분을 덮도록 가이드 프레임(132)에 결합된다. 이러한, 전면 부분 커버(160)는 액정 패널(110)의 일측 가장자리 부분에 연결된 패널 구동부(120)를 은폐시킨다.
도 4는 본 발명의 일 예에 따른 광원 모듈의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 예에 따른 광원 모듈에서 정전기 방지 커버가 생략된 광원 모듈의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 예에 따른 광학 부재와 정전기 방지 커버의 분해 사시도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 광원 모듈(148)은 인쇄 회로 기판(PCB), 광원(LED), 정전기 방지 커버(EPC), 광학 부재(LM), 및 접지 부재(EF)를 포함한다.
상기 인쇄 회로 기판(PCB)은 외부로부터 구동 전원이 공급되는 구동 전원라인을 포함한다. 이러한 인쇄 회로 기판(PCB)은 구동 전원 라인을 통해 외부로부터 공급되는 구동 전원을 광원(LED)에 공급함으로써 광원(LED)을 발광시켜 광을 방출하도록 한다. 본 발명의 일 예에 따른 인쇄 회로 기판(PCB)은 상면이 절연 물질로 덮인다. 보다 구체적으로, 인쇄 회로 기판(PCB)의 상면에는 복수의 광원(LED)들이 실장되며, 인쇄 회로 기판(PCB)상에 광원(LED)들이 배치된 곳을 제외하고 노출되는 기판에는 절연 물질이 마련된다. 따라서, 본 발명의 일 예에 따른 인쇄 회로 기판(PCB)은 절연 물질에 의해서 정전기가 전달되지 않으며, 광원(LED)으로 정전기를 전달하는 것을 방지할 수 있다.
상기 광원(LED)은 인쇄 회로 기판(PCB)에 적어도 하나 이상 실장된다. 이러한, 광원(LED)은 인쇄 회로 기판(PCB)에 형성된 구동 전원 라인에 전기적으로 접속되어 구동 전원 라인으로부터 공급되는 구동 전원에 의해 발광한다. 광원(LED)은 구동 전원에 따라 제1 컬러 광을 방출한다. 일 예로, 광원(LED)은 백색 광을 방출하는 백색 발광 다이오드 칩일 수 있다. 또한, 광원(LED)은 래터럴 칩(Lateral Chip) 구조, 플립 칩(Flip Chip), 버티컬 칩(Vertical Chip) 구조, 칩 스케일 패키지(Chip Scale Package) 등의 구조가 적용될 수 있다.
상기 정전기 방지 커버(EPC)는 복수의 광원(LED)들 상에 복수의 광원(LED)들을 덮도록 배치된다. 정전기 방지 커버(EPC)는 광학 부재(LM)에 지지 또는 수납되어, 복수의 광원(LED)들을 사이에 두고 인쇄 회로 기판(PCB)과 마주하도록 배치된다. 정전기 방지 커버(EPC)는 후술되는 광학 부재(LM)의 지지부(70)에 의해서 지지될 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 정전기 방지 커버(EPC)는 1.3~1.5의 굴절률을 가진다. 이러한, 정전기 방지 커버(EPC)의 일측면은 도광판(144)과 마주하고, 타측면은 광원(LED)들과 마주하며, 도광판(144)과 광원(LED)사이의 공간을 채운다. 종래의 백라이트 유닛(140) 및 액정 표시 장치(100)는 도광판(144)과 광원(LED)사이의 공간에 공기로 채워져 있기 때문에, 광원(LED)에서 방출되는 광이 공기를 통과하여 도광판(144)에 입사된다. 이때, 광원(LED)에서 방출되는 광의 굴절률은 약 1.5 정도이고, 공기의 굴절률은 1이고, 도광판(144)의 굴절률은 약 1.4에서 1.5정도이다. 따라서, 종래의 백라이트 유닛(140) 및 액정 표시 장치(100)는 광원(LED)에서 방출되는 광이 도광판(144)에 입사되기까지 굴절률 차가 크기 때문에 광의 전반사가 일어나 발광 효율이 저하된다. 그러나, 본 발명의 일 예에 따른 백라이트 유닛(140) 및 액정 표시 장치(100)는 굴절률이 1.3~1.5인 정전기 방지 커버(EPC)가 도광판(144)과 광원(LED)사이의 공간을 채움으로써, 광원(LED)에서 방출되는 광이 도광판(144)에 입사되기까지 굴절률 차를 감소시켜 발광효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
정전기 방지 커버(EPC)는 인쇄 회로 기판(PCB)과 같이 긴 직사각형 형태를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 일 예에 따른 정전기 방지 커버(EPC)는 광학 부재(LM)에 슬라이딩(sliding) 방식으로 결합되거나, 광학 부재(LM) 상부에 마련된 홈에 끼워지는 형태로 결합될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
이러한, 정전기 방지 커버(EPC)는 투명 전극(TE)을 포함한다. 상기 투명 전극(TE)은 후술되는 접지 부재(EF)와 연결되며, 광원 하우징(134) 또는 외관 케이스(150)와 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 예에 따른 정전기 방지 커버(EPC)는 도광판(144)과 광원(LED)들 사이에 배치되어, 도광판(144)으로부터 광원(LED)으로 정전기가 전달되는 것을 차단한다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 정전기 방지 커버(EPC)는 투명 전극(TE)으로 정전기가 흐르도록 하고, 정전기를 광원 하우징(134) 또는 외관 케이스(150)로 흐르도록 접지 부재(EF)로 연결함으로써, 광원(LED)으로 정전기가 전달되는 경로를 차단한다.
상기 광학 부재(LM)는 인쇄 회로 기판(PCB) 상에 배치되며, 보다 구체적으로, 인쇄 회로 기판(PCB)과 도광판(144)의 입광면 사이에 배치된다. 광학 부재(LM)는 정전기 방지 커버(EPC)의 조립이 용이한 터널(tunnel)형 구조를 갖는다. 광학 부재(LM)는 복수의 광원(LED)을 둘러싸고, 정전기 방지 커버(EPC)를 지지하거나 수납할 수 있는 홈을 가진다. 광학 부재(LM)는 광원(LED)을 둘러쌈으로써 광원(LED)에서 방출되는 광이 도광판(144)의 입광면 이외의 영역으로 입사되는 것을 방지하여 광 손실을 최소화 할 수 있다.
이러한, 광학 부재(LM)는 일 예로 PA6T(Polyphthalamide), PA9T(Polyamide 9, Terephtalic acid), PA10T, PCT(PolyCyclohexylene dimethyl Terephthalate), LCP(Liquid Crystal Polymer), EMC(Epoxy Mold Compound)와 같은 재료로 구성될 수 있으나, 한정되지 않는다. 본 발명의 일 예에 따른 광학 부재(LM)는 제1 측면부(10), 제2 측면부(30), 연결부(50), 및 지지부(70)를 포함한다.
상기 제1 측면부(10)는 광원(LED)의 일측에 배치되며, 인쇄 회로 기판(PCB)과 접한다. 제1 측면부(10)의 X축 방향의 길이는 인쇄 회로 기판(PCB)의 X축 방향의 길이와 같을 수 있다. 이러한, 제1 측면부(10)는 일측에 인쇄 회로 기판(PCB)과 접하는 제1 기판 지지면(10a), 제1 기판 지지면(10a)과 마주하는 제1 도광판 지지면(10b), 및 제1 도광판 지지면(10b)의 일측 가장자리로부터 돌출된 제1 고리부(15)를 포함한다. 상기 제1 도광판 지지면(10b)은 고온에서 팽창할 수 있는 도광판(144)을 지지한다. 상기 제1 고리부(15)는 정전기 방지 커버(EPC)를 지지하며, 상면에 접착 부재가 배치될 수 있다.
상기 제2 측면부(30)는 광원(LED)의 타측에 배치되며, 제1 측면부(10)와 마주하고, 인쇄 회로 기판(PCB)과 접한다. 제2 측면부(30)의 X축 방향의 길이는 인쇄 회로 기판(PCB)의 X축 방향의 길이와 같을 수 있다. 이러한 제2 측면부(30)는 일측에 인쇄 회로 기판(PCB)과 접하는 제2 기판 지지면(30a), 제2 기판 지지면(30a)과 마주하는 제2 도광판 지지면(30b), 및 제2 도광판 지지면(30b)의 일측 가장자리로부터 돌출된 제2 고리부(35)를 포함한다. 상기 제2 도광판 지지면(30b)은 고온에서 팽창할 수 있는 도광판(144)을 지지한다. 상기 제2 고리부(35)는 정전기 방지 커버(EPC)를 지지하며 상면에 접착 부재가 배치될 수 있다.
상기 연결부(50)는 제1 측면부(10)의 끝단과 제2 측면부(30)의 끝단을 연결한다. 연결부(50)는 인쇄 회로 기판(PCB)을 기준으로 제1 측면부(10) 및 제2 측면부(30)의 높이보다 낮게 형성된다. 이러한 연결부(50)는 외곽부분에 높이가 높아지는 단차부(55)를 갖는다. 상기 단차부(55)는 정전기 방지 커버(EPC)가 광학 부재(LM)로부터 X축 방향으로 이탈되는 것을 방지한다. 후술되는 접지 부재(EF)는 연결부(50)를 통해 측면에서 노출되는 정전기 방지 커버(EPC)의 일단과 연결될 수 있다.
상기 지지부(70)는 제1 측면부(10)와 제2 측면부(20) 사이에 배치되어, 제1 측면부(10) 및 제2 측면부(20)를 연결한다. 또한, 지지부(70)는 복수개의 광원(LED)들 사이에 적어도 하나 이상 배치된다. 지지부(70)는 인쇄 회로 기판(PCB)을 기준으로 광원(LED)의 높이보다 높게 형성되어, 정전기 방지 커버(EPC)를 지지한다.
한편, 도 5 및 도 6에는 지지부(70)가 제1 측면부(10) 및 제2 측면부(30)의 높이보다 낮게 형성되어 정전기 방지 커버(EPC)를 지지하도록 도시되어 있지만, 반드시 그러한 것은 아니고, 지지부(70)가 제1 측면부(10) 및 제2 측면부(30)의 높이와 같도록 형성되어 도광판(144)을 지지하고 지지부(70)들 사이에 정전기 방지 커버(EPC)가 배치될 수도 있다.
상기 접지 부재(EF)는 정전기 방지 커버(EPC)를 접지시킨다. 접지 부재(EF)의 일측은 정전기 방지 커버(EPC)의 일단에 연결되고, 타측은 광원 하우징(134) 또는 외관 케이스(150)에 연결된다. 보다 구체적으로, 접지 부재(EF)는 정전기 방지 커버(EPC)의 투명 전극(TE)과 광원 하우징(134) 또는 외관 케이스(150)를 전기적으로 연결한다. 따라서, 본 발명의 일 예에 따른 백라이트 유닛(140) 및 액정 표시 장치(100)는 정전기 방지 커버(EPC)의 일단과 광원 하우징(134)을 연결하는 접지 부재(EF)에 의해서, 정전기가 광원(LED)들에 전달되지 않고 광원 하우징(134)으로 빠져 나간다. 이와 같은, 본 발명의 일 예에 따른 백라이트 유닛(140) 및 액정 표시 장치(100)는 접지 부재(EF)가 마련된 광원 모듈(148)을 배치함으로써, 정전기에 의해 광원(LED)의 쇼트(short) 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 화상 품질 및 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
이러한, 접지 부재(EF)는 알루미늄 호일과 같은 얇은 금속막으로 이루어질 수 있으며, 도전성 테이프 또는 그라운드 스트랩(ground strap)으로 이루어질 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 예에 따른 광원 모듈의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 광원 모듈(148)은 인쇄 회로 기판(PCB)에 실장된 광원(LED), 인쇄 회로 기판(PCB)에 마련되고 광원(LED)을 둘러싸는 광학 부재(LM), 및 광원(LED)을 덮도록 광학 부재(LM)에 지지된 정전기 방지 커버(EPC)를 포함한다.
상기 정전기 방지 커버(EPC)는 베이스 기판(TG) 및 투명 전극(TE)을 포함한다.
상기 베이스 기판(TG)은 광원(LED)으로부터 방출되는 광이 정전기 방지 커버(EPC)를 통하여 도광판(144)에 입사될 수 있도록 투명한 재질로 이루어진다. 또한, 베이스 기판(TG)은 얇고 기다란 형태를 가지며, 휘어지거나 꺾이지 않는 뻣뻣한 재질로 이루어질 수 있다. 일 예로, 베이스 기판(TG)은 실리콘, 유리, PET, PEN 등의 재질로 이루어질 수 있다. 이러한, 베이스 기판(TG)의 두께는 베이스 기판(TG)의 두께를 D, 광학 부재(LM)의 높이를 H1, 광원(LED)의 높이를 H2, 베이스 기판(TG)의 열팽창 계수를 a라 할 때, D = (H1-H2)*(1-a*40)을 만족한다.
상기 투명 전극(TE)은 베이스 기판(TG) 상에 배치된다. 보다 구체적으로, 투명 전극(TE)은 베이스 기판(TG)의 상면 또는 하면에 배치될 수 있으나, 도광판(144)과 마주하는 상면에 배치되는 것이 바람직하다. 일 예로, 투명 전극(TE)은 ITO, ZnO2 등의 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 투명 전극(TE)은 베이스 기판(TG) 상에 메쉬(mesh) 형태로 마련될 수 있다. 도광판(144)으로부터 유입될 수 있는 정전기는 방향과 위치를 예측하기 어렵기 때문에, 투명 전극(TE)이 베이스 기판(TG) 상에 메쉬(mesh) 형태로 마련될 경우, 어느 위치에서 정전기가 유입되더라도 빠르게 투명 전극(TE)이 정전기가 광원(LED)에 도달하지 않도록 차단할 수 있다.
이러한, 본 발명의 일 예에 따른 투명 전극(TE)은 접지 부재(EF)와 연결된다. 접지 부재(EF)는 투명 전극(TE)과 광원 하우징(134) 또는 외관 케이스(150)를 전기적으로 연결한다. 따라서, 본 발명의 일 예에 따른 백라이트 유닛(140) 및 액정 표시 장치(100)는 투명 전극(TE)과 광원 하우징(134)을 연결하는 접지 부재(EF)에 의해서, 정전기가 광원(LED)들에 전달되지 않고 광원 하우징(134)으로 빠져 나간다.
이와 같은, 본 발명의 일 예에 따른 백라이트 유닛(140) 및 액정 표시 장치(100)는 접지 부재(EF)가 마련된 광원 모듈(148)을 배치함으로써, 정전기에 의해 광원(LED)의 쇼트(short) 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 화상 품질 및 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 디스플레이 패널 120: 패널 구동부
130: 패널 지지부 132: 가이드 프레임
134: 광원 하우징 140: 백라이트 유닛
142: 반사 시트 144: 도광판
146: 광학 시트부 148: 광원 모듈
LED: 광원 PCB: 인쇄 회로 기판
EPC: 정전기 방지 커버 EF: 접지 부재
LM: 광학 부재 150: 외관 케이스
160: 전면 부분 커버

Claims (10)

  1. 인쇄 회로 기판;
    상기 인쇄 회로 기판에 실장된 복수의 광원들;
    상기 인쇄 회로 기판에 마련되고 상기 복수의 광원들을 둘러싸는 광학 부재;
    상기 복수의 광원들을 덮도록 상기 광학 부재에 지지된 정전기 방지 커버; 및
    상기 정전기 방지 커버를 접지시키는 접지 부재를 포함하는 광원 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정전기 방지 커버는,
    베이스 기판; 및
    상기 베이스 기판 상에 마련된 투명 전극을 포함하며,
    상기 투명 전극은 상기 접지 부재와 연결되는 광원 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 투명 전극은 상기 베이스 기판 상에 메쉬(mesh) 형태로 마련되는 광원 모듈.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 베이스 기판의 두께가 D, 상기 광학 부재의 높이가 H1, 상기 광원의 높이가 H2, 상기 베이스 기판의 열팽창 계수가 a라 할 때,
    D = (H1-H2)*(1-a*40)을 만족하는 광원 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판은 상면이 절연 물질로 덮인 광원 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 정전기 방지 커버는 굴절률이 1.3~1.5인 광원 모듈.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 부재는 상기 복수의 광원들 사이에서 상기 정전기 방지 커버를 지지하는 적어도 하나 이상의 지지부를 더 포함하는 광원 모듈.
  8. 입광면을 갖는 도광판;
    상기 도광판의 입광면과 마주하도록 배치된 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 광원 모듈; 및
    상기 광원 모듈을 실장하고 상기 도광판을 지지하는 광원 하우징을 포함하는 백라이트 유닛.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 접지 부재는 상기 광원 하우징과 전기적으로 연결되는 백라이트 유닛.
  10. 제 8 항에 기재된 백라이트 유닛; 및
    상기 백라이트 유닛 상에 배치된 액정 패널을 포함하는 액정 표시 장치.
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