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KR20110113283A - 발광 다이오드 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

발광 다이오드 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치 Download PDF

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KR20110113283A
KR20110113283A KR1020100032582A KR20100032582A KR20110113283A KR 20110113283 A KR20110113283 A KR 20110113283A KR 1020100032582 A KR1020100032582 A KR 1020100032582A KR 20100032582 A KR20100032582 A KR 20100032582A KR 20110113283 A KR20110113283 A KR 20110113283A
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KR
South Korea
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led
printed circuit
circuit board
backlight unit
liquid crystal
Prior art date
Application number
KR1020100032582A
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English (en)
Inventor
양신우
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명의 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED) 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치는 직하형 LED 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치에 있어서, 반사판(reflector)의 고정에 확산판 지지부재(Diffuser Plate Supporter; DPS)를 이용함으로써 반사판 고정용 나사(screw)를 제거하는 동시에 나사 구멍을 제거함으로써 반사판의 제조단가를 낮추어 LED 백라이트 유닛의 가격 경쟁력을 확보하기 위한 것으로, 하부 커버 상에 서로 평행하게 배치되며, 체결수단을 통해 상기 하부 커버에 체결되는 복수의 LED 인쇄회로기판; 상기 LED 인쇄회로기판 상에 소정 간격 이격되어 설치되는 복수의 LED; 상기 LED와 LED 인쇄회로기판 사이에 배치되어 상기 LED로부터 발생되는 광을 반사시켜 주는 반사판; 상기 복수의 LED 상부에 배치되어 상기 LED로부터 발생된 광을 확산하고 집광하는 확산판 등의 광학 시트; 및 상기 반사판과 확산판 사이에 구비되어 상기 광학 시트의 처짐을 방지하는 한편, 체결부를 통해 상기 하부 커버에 체결되는 확산판 지지부재를 포함하며, 상기 체결수단은 상기 반사판에 덮여 가려지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본 발명의 LED 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치는 반사판의 나사 구멍의 제거와 함께 LED 인쇄회로기판의 고정용 나사를 수지 재질의 핀(pin)으로 대체함으로써 나사에 의한 무라(mura) 불량을 방지하는 것을 특징으로 한다.

Description

발광 다이오드 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치{LIGHT EMITTING DIODE BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 발광 다이오드 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)를 통해 액정표시패널에 광을 공급하는 LED 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 화소들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여, 그 화소들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 표시할 수 있도록 한 표시장치이다.
따라서, 액정표시장치에는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정표시패널과 상기 화소들을 구동하기 위한 구동부가 구비된다.
상기 액정표시패널은 서로 대향하여 균일한 셀갭이 유지되도록 합착된 박막 트랜지스터 어레이(thin film transistor array) 기판과 컬러필터(color filter) 기판 및 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이의 셀갭 내에 형성된 액정층으로 구성된다.
이때, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판이 합착된 액정표시패널에는 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가한다.
따라서, 상기 공통전극에 전압이 인가된 상태에서 상기 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 제어하게 되면, 상기 액정층의 액정은 상기 공통전극과 화소전극 사이의 전계에 따라 유전 이방성에 의해 회전함으로써 화소별로 빛을 투과시키거나 차단시켜 문자나 화상을 표시하게 된다.
이때, 상기 액정표시장치는 자체적으로 발광하지 못하고 외부에서 들어오는 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표시하는 수광성 소자이기 때문에 액정표시패널에 빛을 조사하기 위한 별도의 장치, 즉 백라이트 유닛(backlight unit)이 요구된다.
상기 백라이트 유닛은 램프(lamp)가 액정표시패널의 일 측면 또는 양 측면에 배치되어 빛이 도광판, 반사판 및 광학시트(sheet)들을 통해 반사, 확산 및 집광 됨으로써 액정표시패널의 전면에 투과되도록 하는 사이드형(side type)과 램프가 액정표시패널의 배면에 배치되어 빛이 상기 액정표시패널의 전면에 직접 투과되도록 하는 직하형으로 구분된다.
도 1은 사이드형 백라이트 유닛을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 사이드형 백라이트 유닛은 액정표시패널(미도시)의 배면에 배치된 도광판(10), 상기 도광판(10)의 측면에 배치된 램프(20)들, 상기 도광판(10)의 배면에 배치된 반사판(30), 상기 램프(20)를 상기 도광판(10)의 측면에 고정시키는 램프 홀더(미도시)와 램프 반사판(25) 및 상기 램프(20)에 전원을 인가하기 위한 배선(26)들로 구성된다.
상기 램프(20)에서 발생된 빛은 투명한 재질의 도광판(10) 측면으로 입사되고, 상기 도광판(10)의 배면에 배치된 반사판(30)은 도광판(10)의 배면으로 투과되는 빛을 도광판(10)의 상면으로 반사시켜 빛의 손실을 줄이고 균일도를 향상시킨다.
따라서, 상기 도광판(10)은 반사판(30)과 함께 램프(20)에서 발생된 빛을 상면으로 투과시킨다.
도 2는 직하형 백라이트 유닛을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2를 참조하면, 직하형 백라이트 유닛은 액정표시패널(미도시)의 배면에 배치되는 반사판(30), 상기 반사판(30) 상부에 배치되어 상기 액정표시패널의 배면 전체로 빛을 입사시키는 복수의 램프(20)들, 상기 램프(20)를 커버(cover)하며, 상기 램프(20)로부터 발생된 빛을 확산시키는 확산판(40) 및 상기 램프(20)에 전원을 인가하기 위한 배선(26)들로 구성된다.
일반적으로 상기의 사이드형 백라이트 유닛이나 직하형 백라이트 유닛에 적용되는 램프(20)는 액정표시패널의 장변간 거리 또는 단변간 거리에 대응되는 길이를 갖는 튜브(tube) 형태의 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescence Lamp; CCFL)가 적용되며, 상기 냉음극 형광램프는 양단의 배선(26)을 통해 공급되는 전원에 의해 백색광을 발생시킨다.
이때, 상기의 CCFL을 백라이트 유닛의 광원으로 적용한 경우, 페닝 효과(penning effect)를 이용하기 위해 아르곤(Ar), 네온(Ne) 등을 첨가한 수은(Hg) 가스를 저압으로 봉입한 형광 방전관을 사용하고 있다. 이때, 상기 형광 방전관의 양단에는 전극이 형성되는데 음극은 판 형태로 넓게 형성되며, 전압이 인가될 경우 스퍼터링 현상에서와 같이 방전관 내의 하전입자가 판 형태의 음극과 충돌하여 이차전자를 발생시키고 이는 주변 원소들을 여기시켜 플라즈마를 형성시킨다. 이 원소들은 강한 자외선을 방출하며 방출된 자외선이 다시 형광체를 여기시켜 형광체가 가시광선을 방출하게 한다.
그러나, 상기의 CCFL을 사용한 백라이트 유닛은 광원자체의 발광특성이 좋지 않기 때문에 색재현율이 좋지 않으며, 또한 형광램프의 크기 및 용량의 제약 때문에 고휘도의 백라이트 유닛을 획득하기 힘든 단점이 있다.
또한, 상기 CCFL에 형광물질로 적용되는 수은은 인체에 유해하기 때문에, 점차 강화되고 있는 환경 규제에 대응할 수 없는 문제점이 있다.
그리고, 최근 들어 액정표시장치의 투과율 및 색재현율을 향상시키기 위하여 화상의 한 프레임을 다수의 서브 프레임들로 시-분할하고, 상기 다수의 서브 프레임들에 따라 적색, 녹색 및 청색의 광을 순차적으로 공급하는 시-분할 방식의 액정표시장치가 활발하게 개발되고 있으나, 상기 CCFL을 적용한 백라이트 유닛은 시-분할 방식의 액정표시장치에 적용할 수 있는 범위가 제약되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, CCFL의 환경 규제에 따른 문제점이 없고, 시-분할 방식의 액정표시장치에 적용할 수 있는 LED 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 직하형 LED 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치에 있어서, 반사판의 나사 구멍을 제거함으로써 반사판의 제조단가를 개선한 LED 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 LED 인쇄회로기판의 고정용 나사에 의한 무라 불량을 방지하도록 한 LED 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 LED 백라이트 유닛은 하부 커버 상에 서로 평행하게 배치되며, 체결수단을 통해 상기 하부 커버에 체결되는 복수의 LED 인쇄회로기판; 상기 LED 인쇄회로기판 상에 소정 간격 이격되어 설치되는 복수의 LED; 상기 LED와 LED 인쇄회로기판 사이에 배치되어 상기 LED로부터 발생되는 광을 반사시켜 주는 반사판; 상기 복수의 LED 상부에 배치되어 상기 LED로부터 발생된 광을 확산하고 집광하는 확산판 등의 광학 시트; 및 상기 반사판과 확산판 사이에 구비되어 상기 광학 시트의 처짐을 방지하는 한편, 체결부를 통해 상기 하부 커버에 체결되는 확산판 지지부재를 포함하며, 상기 체결수단은 상기 반사판에 덮여 가려지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 LED 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정표시패널; 하부 커버 상에 서로 평행하게 배치되며, 체결수단을 통해 상기 하부 커버에 체결되는 복수의 LED 인쇄회로기판; 상기 LED 인쇄회로기판 상에 소정 간격 이격되어 설치되어 상기 액정표시패널에 광을 공급하는 복수의 LED; 상기 LED와 LED 인쇄회로기판 사이에 배치되어 상기 LED로부터 발생되는 광을 반사시켜 주는 반사판; 상기 복수의 LED 상부에 배치되어 상기 LED로부터 발생된 광을 확산하고 집광하는 확산판 등의 광학 시트; 및 상기 반사판과 확산판 사이에 구비되어 상기 광학 시트의 처짐을 방지하는 한편, 체결부를 통해 상기 하부 커버에 체결되는 확산판 지지부재를 포함하며, 상기 체결수단은 상기 반사판에 덮여 가려지는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 LED 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치는 반사판 고정용 나사를 제거하는 동시에 나사 구멍을 제거함으로써 반사판의 제조단가를 낮추어 LED 백라이트 유닛의 가격 경쟁력을 확보하는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 LED 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치는 반사판의 나사 구멍의 제거와 함께 LED 인쇄회로기판의 고정용 나사를 수지 재질의 핀으로 대체함으로써 백라이트의 조립시간을 단축시키는 동시에 나사에 의한 무라 불량을 방지할 수 있게 된다. 그 결과 직하형 LED 백라이트 유닛에 있어 화상 품질을 개선할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 사이드형 백라이트 유닛을 개략적으로 나타내는 사시도.
도 2는 직하형 백라이트 유닛을 개략적으로 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 발광 다이오드 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치의 일부를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 백라이트 유닛의 내부 구조를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 5는 상기 도 4에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 백라이트 유닛의 A-A'선에 따른 단면을 개략적으로 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드 백라이트 유닛의 내부 구조를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 7은 상기 도 6에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드 백라이트 유닛의 B-B'선에 따른 단면을 개략적으로 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드 백라이트 유닛의 내부 구조를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 9a 및 도 9b는 상기 도 8에 도시된 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드 백라이트 유닛의 C-C'선에 따른 단면을 개략적으로 나타내는 도면.
도 10a 및 도 10b는 각각 본 발명에 사용된 확산판 지지부재 및 발광 다이오드 인쇄회로기판의 고정용 핀을 개략적으로 나타내는 도면.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 LED 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
최근 LED가 액정표시장치의 백라이트 유닛의 광원으로 각광을 받고 있는데, LED는 CCFL보다 긴 수명을 갖고 있으며 5V의 DC에서 작동하기 때문에 별도의 인버터를 필요로 하지 않는 이점을 가지고 있다.
즉, 고휘도 LED는 기존 CCFL보다 수명이 길고 전력 소모량도 기존 제품의 20% 수준에 지나지 않으며, 인버터 등 별도의 부가장비가 필요가 없어 제품 박형화 및 내부 면적 효율화에도 유리하다. 또한, 색상 구현능력도 상기 CCFL에 비해 뛰어나다는 평가를 받고 있으며, 2006년부터 전세계적으로 수은 규제가 본격화되고 있는 점도 LED 백라이트 채택에 힘을 실어주고 있다.
현재 평면 디스플레이는 세계적으로 LED 모델에 대한 관심이 높아지면서 LED 백라이트 유닛을 적용한 많은 모델들이 개발되고 있다. 이에 화상 품위는 뛰어나지만 백라이트 유닛의 제조원가가 비싼 직하형 모델의 재료비를 줄일 수 있는 방법을 개발하여 가격 경쟁력을 갖도록 한 LED 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공하고자 한다.
도 3은 본 발명에 따른 발광 다이오드 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치의 일부를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 액정표시장치는 크게 화소들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정표시패널(100)과 상기 액정표시패널(100)의 하부에 설치되어 상기 액정표시패널(100)에 광을 공급하는 백라이트 유닛 및 상기 백라이트 유닛을 구성하는 요소들이 설치되는 하부 커버(bottom cover)(150)로 구성된다.
상기 액정표시패널(100)은 서로 대향하여 균일한 셀갭이 유지되도록 합착된 어레이 기판(110)과 컬러필터 기판(105) 및 상기 어레이 기판(110)과 컬러필터 기판(105) 사이의 셀갭에 형성된 액정층(미도시)으로 이루어져 있다.
이때, 도면에는 자세히 도시하지 않았지만, 상기 어레이 기판(110)과 컬러필터 기판(105)이 합착된 액정표시패널(100)에는 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가하며, 상기 공통전극에 전압이 인가된 상태에서 상기 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 제어하게 되면, 상기 액정층의 액정은 상기 공통전극과 화소전극 사이의 전계에 따라 유전 이방성에 의해 회전함으로써 화소별로 빛을 투과시키거나 차단시켜 문자나 화상을 표시하게 된다.
그리고, 상기 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 화소별로 제어하기 위해서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)와 같은 스위칭소자가 화소들에 개별적으로 구비된다.
이와 같이 구성된 상기 액정표시패널(100)의 하부에는 본 발명에 따른 LED 백라이트 유닛이 설치되게 되는데, 본 발명은 액정표시패널(100) 하부에 어레이 형태로 복수의 LED(미도시)가 배치되어 있는 직하형 LED 백라이트 구조를 예를 들어 나타내고 있다.
즉, 상기 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 하부 커버(150) 상에 서로 평행하게 배치되는 복수의 LED 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)(124), 상기 LED 인쇄회로기판(124) 상에 소정 간격 이격되어 설치되는 복수의 LED(미도시), 상기 LED와 LED 인쇄회로기판(124) 사이에 배치되어 상기 LED로부터 발생되는 광을 반사시켜 주는 반사판(reflector)(130), 상기 복수의 LED 상부에 배치되어 상기 LED로부터 발생된 광을 확산하고 집광하는 확산판 등의 광학 시트(140)를 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 LED 인쇄회로기판(124)은 광원인 상기 LED로부터 발생하는 열을 외부로 방출하기 위해 그 하부면에 알루미늄 층이 적층되는 금속 PCB(Metal Core Printed Circuit Board; MPCB)로 구성될 수 있다.
그리고, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 복수의 LED는 LED 인쇄회로기판(124) 상에 실장되고 이를 구동하는 구동부품들이 실장되는 구동부 인쇄회로기판이 LED 백라이트 유닛 외부에 또 다른 인쇄회로기판 형태로 구성된다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 상기 복수의 LED가 실장된 LED 인쇄회로기판(124)에 상기 LED를 구동시키기 위한 복수의 구동부품들이 함께 실장된 경우에도 적용 가능하다.
또한, 상기 본 발명에 따른 액정표시장치는 상기 하부 커버(150)의 가장자리에 안착되어 액정표시패널(100)을 지지하는 가이드패널(151) 및 상기 액정표시패널(100)의 화면표시부를 제외한 가장자리를 덮으면서 상기 가이드패널(151)과 하부 커버(150)에 결합하여 체결되는 상부 케이스(155)를 포함한다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 백라이트 유닛의 내부 구조를 개략적으로 나타내는 평면도이며, 도 5는 상기 도 4에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 백라이트 유닛의 A-A'선에 따른 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛은 하부 커버(150) 상에 서로 평행하게 배치되는 복수의 LED 인쇄회로기판(124), 상기 LED 인쇄회로기판(124) 상에 소정 간격 이격되어 설치되는 복수의 LED(190), 상기 LED(190)와 LED 인쇄회로기판(124) 사이에 배치되어 상기 LED(190)로부터 발생되는 광을 반사시켜 주는 반사판(130), 상기 복수의 LED(190) 상부에 배치되어 상기 LED(190)로부터 발생된 광을 확산하고 집광하는 확산판 등의 광학 시트(미도시)를 포함하여 이루어진다.
이때, 전술한 바와 같이 상기 LED 인쇄회로기판(124)은 광원인 상기 LED(190)로부터 발생하는 열을 외부로 방출하기 위해 그 하부면에 알루미늄 층이 적층되는 금속 PCB로 구성될 수 있다.
그리고, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 복수의 LED(190)는 LED 인쇄회로기판(124) 상에 실장되고 이를 구동하는 구동부품들이 실장되는 구동부 인쇄회로기판이 LED 백라이트 유닛 외부에 또 다른 인쇄회로기판 형태로 구성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 상기 복수의 LED(190)가 실장된 LED 인쇄회로기판(124)에 상기 LED(190)를 구동시키기 위한 복수의 구동부품들이 함께 실장된 경우에도 적용 가능하다.
이때, 상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED(190)는 LED 램프(또는 칩) 안에 적, 녹 및 청색을 구현하는 하나의 LED(190)가 내장되어 있는 경우를 예를 들 설명하고 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 상기 적, 녹 및 청색을 구현하는 각각의 LED(190)가 모두 내장된 형태의 램프에도 적용 가능하며, 이러한 형태는 적, 녹 및 청의 혼색을 잘 구현할 수 있으며 휘도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 제 1 실시예에서는 적, 녹 및 청색을 구현하는 LED(190)를 예를 들어 설명하고 있으나, 상기 LED(190)는 사용목적에 따라 상기 적, 녹 및 청색 이외의 백색 또는 다양한 색상의 광을 발생시킬 수 있다. 또한, 상기 LED(190)는 사용목적에 따라 서로 다른 색상의 광을 발생시키거나 일정한 개수의 그룹으로 분화되어 각 그룹별로 서로 다른 색상의 광을 발생시킬 수 있다.
이와 같이 구성된 상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 백라이트 유닛은 상기 광학 시트들의 처짐을 방지하기 위해 상기 반사판(130)과 확산판 사이에 소정의 확산판 지지부재(Diffuser Plate Supporter; DPS)(170)를 구비하게 되는데, 상기 확산판 지지부재(170)는 광학 시트들의 처짐을 충분히 방지할 수 있도록 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC) 등의 수지 재질로 제작될 수 있다.
이때, 상기 확산판 지지부재(170)는 소정 높이를 가져 확산판을 지지하는 지지부(171)와 상기 지지부(171)의 단면적이 확장되어 반사판(130)과 하부 커버(150)와의 결합을 강화시키는 기저부(172) 및 상기 반사판(130)과 하부 커버(150) 사이를 체결하는 체결부(173)로 이루어지며, 상기 지지부(171)의 형상은 비쳐지는 부분을 최소화하기 위해 도시된 바와 같이 하부에서 상부로 갈수록 단면적이 감소하는 원추 형상으로 이루어질 수 있다.
추가로, 상기 반사판(130)은 반사판 고정용 나사(180)를 통해 하부 커버(150)에 체결되는 한편, 상기 LED(190)가 실장된 LED 인쇄회로기판(124)은 LED 인쇄회로기판 고정용 나사(185)를 통해 하부 커버(150)에 체결되게 된다.
이에 따라 상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사판(130)에는 상기 확산판 지지부재(170)가 관통하는 관통 홀(160)과 각각의 LED(190)와 일대일 대응되어 LED(190)를 노출시키는 LED 홀(162) 및 상기 LED 인쇄회로기판 고정용 나사(185)와 반사판 고정용 나사(180)의 체결을 위한 제 1 나사 구멍(165)과 제 2 나사 구멍(166)이 다수 형성되어 있어 제조단가가 증가하는 구조로 되어있다. 또한, 복수의 반사판 고정용 나사(180)와 LED 인쇄회로기판 고정용 나사(185) 및 확산판 지지부재(170) 등 부자재가 많이 소요되는 구조이다.
이에 확산판 지지부재를 이용하여 반사판을 고정함으로써 반사판 고정용 나사 및 제 2 나사 구멍을 제거하는 한편, LED 인쇄회로기판 고정용 나사를 반사판으로 덮어 제 1 나사 구멍을 제거함으로써 반사판의 제조단가를 낮추어 LED 백라이트 유닛의 가격 경쟁력을 확보할 수 있게 되는데, 이를 다음의 본 발명의 제 2 실시예를 통해 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드 백라이트 유닛의 내부 구조를 개략적으로 나타내는 평면도이며, 도 7은 상기 도 6에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드 백라이트 유닛의 B-B'선에 따른 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛은 하부 커버(250) 상에 서로 평행하게 배치되는 복수의 LED 인쇄회로기판(224), 상기 LED 인쇄회로기판(224) 상에 소정 간격 이격되어 설치되는 복수의 LED(290), 상기 LED(290)와 LED 인쇄회로기판(224) 사이에 배치되어 상기 LED(290)로부터 발생되는 광을 반사시켜 주는 반사판(230), 상기 복수의 LED(290) 상부에 배치되어 상기 LED(290)로부터 발생된 광을 확산하고 집광하는 확산판 등의 광학 시트(미도시)를 포함하여 이루어진다.
이때, 전술한 바와 같이 상기 LED 인쇄회로기판(224)은 광원인 상기 LED(290)로부터 발생하는 열을 외부로 방출하기 위해 그 하부면에 알루미늄 층이 적층되는 금속 PCB로 구성될 수 있다.
그리고, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 복수의 LED(290)는 LED 인쇄회로기판(224) 상에 실장되고 이를 구동하는 구동부품들이 실장되는 구동부 인쇄회로기판이 LED 백라이트 유닛 외부에 또 다른 인쇄회로기판 형태로 구성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 상기 복수의 LED(290)가 실장된 LED 인쇄회로기판(224)에 상기 LED(290)를 구동시키기 위한 복수의 구동부품들이 함께 실장된 경우에도 적용 가능하다.
이와 같이 구성된 상기 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 백라이트 유닛은 상기 광학 시트들의 처짐을 방지하기 위해 상기 반사판(230)과 확산판 사이에 소정의 확산판 지지부재(270)를 구비하게 되는데, 상기 확산판 지지부재(270)는 광학 시트들의 처짐을 충분히 방지할 수 있도록 폴리카보네이트 등의 수지 재질로 제작될 수 있다.
이때, 상기 확산판 지지부재(270)는 소정 높이를 가져 확산판을 지지하는 지지부(271)와 상기 지지부(271)의 단면적이 확장되어 반사판(230)과 하부 커버(250)와의 결합을 강화시키는 기저부(272) 및 상기 반사판(230)과 하부 커버(250) 사이를 체결하는 체결부(273)로 이루어지며, 상기 지지부(271)의 형상은 비쳐지는 부분을 최소화하기 위해 도시된 바와 같이 하부에서 상부로 갈수록 단면적이 감소하는 원추 형상으로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 반사판(230)은 상기 확산판 지지부재(270)의 체결부(273)를 통해 하부 커버(250)에 체결되는 한편, 상기 LED(290)가 실장된 LED 인쇄회로기판(224)은 LED 인쇄회로기판 고정용 나사(285)를 통해 하부 커버(250)에 체결되게 된다.
다만, 상기 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반사판(230)에는 상기 확산판 지지부재(270)가 관통하는 관통 홀(260)과 각각의 LED(290)와 일대일 대응되어 LED(290)를 노출시키는 LED 홀(262)만이 다수 형성되어 있고, 전술한 본 발명의 제 1 실시예와는 달리 반사판 고정용 나사가 제거되어 있는 한편, 이에 따른 제 2 나사 구멍 및 LED 인쇄회로기판 고정용 나사(285)의 체결을 위한 제 1 나사 구멍이 형성되지 않은 것을 특징으로 한다. 즉, 반사판 고정용 나사를 확산판 지지부재(270)로 구성하여 상기 반사판 고정용 나사 및 이에 따른 제 2 나사 구멍을 제거하고, LED 인쇄회로기판 고정용 나사(285)는 반사판(230)으로 덮어 제 1 나사 구멍을 제거함으로써 부자재를 줄일 수 있게 된다.
이와 같이 반사판 고정용 나사와 확산판 지지부재(270)의 사용을 일체화함으로써 부자재를 줄이는 동시에 제 2 나사 구멍을 제거하는 한편, LED 인쇄회로기판(224)을 고정하는 LED 인쇄회로기판 고정용 나사(285)를 제 1 나사 구멍을 내지 않고 반사판(230)으로 덮음으로써 전체적인 반사판(230)의 홀의 개수를 줄여 반사판(230)의 제조단가를 개선할 수 있게 된다.
참고로, 도면부호 265'은 하부 커버(250)와 체결을 위해 LED 인쇄회로기판(224)에 형성된 나사 구멍을 나타내며, 상기 LED 인쇄회로기판 고정용 나사(285)와 나사 구멍(265')은 반사판(230)에 덮여 감춰지게 된다.
여기서, 상기 본 발명의 제 1 실시예와 제 2 실시예에 따른 LED 백라이트 유닛은 LED 인쇄회로기판의 조립시 작업 능률을 향상시키고 비용을 최소화하기 위해 같은 모양으로 설계되어야 하기 때문에 구조적으로 LED 인쇄회로기판 고정용 나사가 모여지는 부분이 발생한다.
현재는 액정표시패널의 중앙에 LED 인쇄회로기판 고정용 나사가 많이 모여있기 때문에 반사판에서 반사되는 빛이 상대적으로 부족하게 되어 액정표시장치의 구동시 표면에 어두움으로 나타날 수 있다. 즉, 상기 LED 인쇄회로기판 고정용 나사가 많이 분포하는 액정표시패널의 중앙에 나사 무라(mura)가 발생할 수 있다.
이에 본 발명의 제 3 실시예에서는 반사판의 제 1 나사 구멍과 제 2 나사 구멍의 제거와 함께 LED 인쇄회로기판의 고정용 나사를 수지 재질의 핀(pin)으로 대체함으로써 나사에 의한 무라 불량을 방지할 수 있게 되는데, 이를 다음의 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드 백라이트 유닛의 내부 구조를 개략적으로 나타내는 평면도이며, 도 9a 및 도 9b는 상기 도 8에 도시된 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드 백라이트 유닛의 C-C'선에 따른 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
이때, 상기 도 9a는 LED 인쇄회로기판의 고정용 나사의 일부를 수지 재질의 핀으로 대체한 경우를 나타내며, 상기 도 9b는 모든 LED 인쇄회로기판의 고정용 나사를 수지 재질의 핀으로 대체한 경우를 예를 들어 나타내고 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 백라이트 유닛은 하부 커버(350) 상에 서로 평행하게 배치되는 복수의 LED 인쇄회로기판(324), 상기 LED 인쇄회로기판(324) 상에 소정 간격 이격되어 설치되는 복수의 LED(390), 상기 LED(390)와 LED 인쇄회로기판(324) 사이에 배치되어 상기 LED(390)로부터 발생되는 광을 반사시켜 주는 반사판(330), 상기 복수의 LED(390) 상부에 배치되어 상기 LED(390)로부터 발생된 광을 확산하고 집광하는 확산판 등의 광학 시트(미도시)를 포함하여 이루어진다.
이때, 전술한 바와 같이 상기 LED 인쇄회로기판(324)은 광원인 상기 LED(390)로부터 발생하는 열을 외부로 방출하기 위해 그 하부면에 알루미늄 층이 적층되는 금속 PCB로 구성될 수 있다.
그리고, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 복수의 LED(390)는 LED 인쇄회로기판(324) 상에 실장되고 이를 구동하는 구동부품들이 실장되는 구동부 인쇄회로기판이 LED 백라이트 유닛 외부에 또 다른 인쇄회로기판 형태로 구성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 상기 복수의 LED(390)가 실장된 LED 인쇄회로기판(324)에 상기 LED(390)를 구동시키기 위한 복수의 구동부품들이 함께 실장된 경우에도 적용 가능하다.
이와 같이 구성된 상기 본 발명의 제 3 실시예에 따른 LED 백라이트 유닛은 상기 광학 시트들의 처짐을 방지하기 위해 상기 반사판(330)과 확산판 사이에 소정의 확산판 지지부재(370)를 구비하게 되는데, 상기 확산판 지지부재(370)는 광학 시트들의 처짐을 충분히 방지할 수 있도록 폴리카보네이트 등의 수지 재질로 제작될 수 있다.
이때, 도 10a를 참조하면, 상기 확산판 지지부재(370)는 소정 높이를 가져 확산판을 지지하는 지지부(371)와 상기 지지부(371)의 단면적이 확장되어 반사판(330)과 하부 커버(350)와의 결합을 강화시키는 기저부(372) 및 상기 반사판(330)과 하부 커버(350) 사이를 체결하는 체결부(373)로 이루어지며, 상기 지지부(371)의 형상은 비쳐지는 부분을 최소화하기 위해 도시된 바와 같이 하부에서 상부로 갈수록 단면적이 감소하는 원추 형상으로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 반사판(330)은 상기 확산판 지지부재(370)의 체결부(373)를 통해 하부 커버(350)에 체결되는 한편, 상기 LED(390)가 실장된 LED 인쇄회로기판(324)은 LED 인쇄회로기판 고정용 나사(385)와 핀(375, 375a, 375b)을 통해 하부 커버(350)에 체결되게 된다.
이때, 상기 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반사판(330)에는 상기 확산판 지지부재(370)가 관통하는 관통 홀(360)과 각각의 LED(390)와 일대일 대응되어 LED(390)를 노출시키는 LED 홀(362)만이 다수 형성되어 있고, 전술한 본 발명의 제 1 실시예와는 달리 반사판 고정용 나사가 제거되어 있는 한편, 이에 따른 제 2 나사 구멍 및 LED 인쇄회로기판 고정용 나사(385)와 핀(375, 375a, 375b)의 체결을 위한 제 1 나사 구멍이 형성되지 않은 것을 특징으로 한다. 즉, 반사판 고정용 나사를 확산판 지지부재(370)로 구성하여 상기 반사판 고정용 나사 및 이에 따른 제 2 나사 구멍을 제거하고, LED 인쇄회로기판 고정용 나사(385)와 핀(375, 375a, 375b)은 반사판(330)으로 덮어 제 1 나사 구멍을 제거함으로써 부자재를 줄일 수 있게 된다.
이와 같이 반사판 고정용 나사와 확산판 지지부재(370)의 사용을 일체화함으로써 부자재를 줄이는 동시에 제 2 나사 구멍을 제거하는 한편, LED 인쇄회로기판(324)을 고정하는 LED 인쇄회로기판 고정용 나사(385)와 핀(375, 375a, 375b)을 제 1 나사 구멍을 내지 않고 반사판(330)으로 덮음으로써 전체적인 반사판(330)의 홀의 개수를 줄여 반사판(330)의 제조단가를 개선할 수 있게 된다.
참고로, 도면부호 365'은 하부 커버(350)와 체결을 위해 LED 인쇄회로기판(324)에 형성된 나사 구멍을 나타내며, 상기 LED 인쇄회로기판 고정용 나사(385)와 핀(375, 375a, 375b) 및 나사 구멍(365')은 반사판(330)에 덮여 감춰지게 된다.
이때, 도 10b를 참조하면, 상기 LED 인쇄회로기판 고정용 핀(375, 375a, 375b)은 상기 나사 구멍(365')보다 큰 사이즈를 가져 LED 인쇄회로기판(324)의 상부에 고정되는 머리(376) 및 상기 LED 인쇄회로기판(324)과 하부 커버(350) 사이를 체결하는 체결부(377)로 이루어지며, 빛의 반사를 막기 위해 폴리카보네이트 등의 수지 재질로 제작될 수 있다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
124~324 : LED 인쇄회로기판 130~330 : 반사판
150~350 : 하부 커버 160~360 : 관통 홀
162~362 : LED 홀 165 : 제 1 나사 구멍
166 : 제 2 나사 구멍 170~370 : 확산판 지지부재
171~371 : 지지부 172~372 : 기저부
173~373 : 체결부 180 : LED 인쇄회로기판 고정용 나사
265',365' : 나사 구멍
375,375a,375b : LED 인쇄회로기판 고정용 핀

Claims (14)

  1. 하부 커버 상에 서로 평행하게 배치되며, 체결수단을 통해 상기 하부 커버에 체결되는 복수의 LED 인쇄회로기판;
    상기 LED 인쇄회로기판 상에 소정 간격 이격되어 설치되는 복수의 LED;
    상기 LED와 LED 인쇄회로기판 사이에 배치되어 상기 LED로부터 발생되는 광을 반사시켜 주는 반사판;
    상기 복수의 LED 상부에 배치되어 상기 LED로부터 발생된 광을 확산하고 집광하는 확산판 등의 광학 시트; 및
    상기 반사판과 확산판 사이에 구비되어 상기 광학 시트의 처짐을 방지하는 한편, 체결부를 통해 상기 하부 커버에 체결되는 확산판 지지부재를 포함하며, 상기 체결수단은 상기 반사판에 덮여 가려지는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 확산판 지지부재는 폴리카보네이트 등의 수지 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 확산판 지지부재는 소정 높이를 가져 상기 확산판을 지지하는 지지부와 상기 지지부의 단면적이 확장되어 상기 반사판과 하부 커버와의 결합을 강화시키는 기저부 및 상기 반사판과 하부 커버 사이를 체결하는 체결부로 이루어진 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 반사판은 상기 확산판 지지부재가 관통하는 관통 홀 및 각각의 LED와 일대일 대응되어 LED를 노출시키는 LED 홀을 다수 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 체결수단은 나사를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 체결수단은 수지 재질의 핀으로 이루어진 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 체결수단은 일부는 나사로 이루어지고 일부는 수지 재질의 핀으로 이루어진 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛.
  8. 제 6 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 LED 인쇄회로기판은 상기 하부 커버와의 체결을 위해 형성된 나사 구멍을 포함하며, 상기 체결수단과 나사 구멍은 상기 반사판에 덮여 가려지는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 수지 재질의 핀은 상기 나사 구멍보다 큰 사이즈를 가져 LED 인쇄회로기판 상부에 고정되는 머리 및 상기 LED 인쇄회로기판과 하부 커버 사이를 체결하는 체결부로 이루어진 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛.
  10. 화소들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정표시패널;
    하부 커버 상에 서로 평행하게 배치되며, 체결수단을 통해 상기 하부 커버에 체결되는 복수의 LED 인쇄회로기판;
    상기 LED 인쇄회로기판 상에 소정 간격 이격되어 설치되어 상기 액정표시패널에 광을 공급하는 복수의 LED;
    상기 LED와 LED 인쇄회로기판 사이에 배치되어 상기 LED로부터 발생되는 광을 반사시켜 주는 반사판;
    상기 복수의 LED 상부에 배치되어 상기 LED로부터 발생된 광을 확산하고 집광하는 확산판 등의 광학 시트; 및
    상기 반사판과 확산판 사이에 구비되어 상기 광학 시트의 처짐을 방지하는 한편, 체결부를 통해 상기 하부 커버에 체결되는 확산판 지지부재를 포함하며, 상기 체결수단은 상기 반사판에 덮여 가려지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 체결수단은 수지 재질의 핀으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 체결수단은 일부는 나사로 이루어지고 일부는 수지 재질의 핀으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  13. 제 11 항 및 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 LED 인쇄회로기판은 상기 하부 커버와의 체결을 위해 형성된 나사 구멍을 포함하며, 상기 체결수단과 나사 구멍은 상기 반사판에 덮여 가려지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 수지 재질의 핀은 상기 나사 구멍보다 큰 사이즈를 가져 LED 인쇄회로기판 상부에 고정되는 머리 및 상기 LED 인쇄회로기판과 하부 커버 사이를 체결하는 체결부로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
KR1020100032582A 2010-04-09 2010-04-09 발광 다이오드 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치 KR20110113283A (ko)

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