KR101615961B1 - 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LED를 광원으로 사용하는 액정표시장치에 관한 것으로, 특히, LED가 장착되는 PCB의 폭이 줄어든 액정표시장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 특징은 다수의 LED를 PCB 상에서 제 1 및 제 2 분할영역으로 나뉘어 실장하고, 입출력단을 각 분할영역에 형성하는 것이다.

이를 통해, PCB의 폭을 줄일 수 있어, 박형의 액정표시장치를 제공할 수 있다.

또한, 경량 및 재료비 절감을 가져올 수 있으며, 액정표시장치의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

LED, PCB, 백라이트 유닛

Description

백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치{Backlight unit and liquid crystal display device module using the same}

본 발명은 LED를 광원으로 사용하는 액정표시장치에 관한 것으로, 특히, LED가 장착되는 PCB의 폭이 줄어든 액정표시장치를 제공하고자 하는 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 광 원(光源)이 내장된 백라이트(backlight)가 배치된다.

도 1은 일반적인 LED를 광원으로 사용한 액정표시장치모듈의 단면도이며, 도 2는 도 1의 LED 어셈블리의 모습을 개략적으로 도시한 평면도이다.

도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치모듈은 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.

이러한 액정패널(10) 후방으로는 백라이트 유닛(20)이 구비된다.

백라이트 유닛(20)은 서포트메인(30)의 적어도 일측 가장자리 길이방향을 따라 배열되는 광원과, 커버버툼(50) 상에 안착되는 백색 또는 은색의 반사판(25)과, 이러한 반사판(25) 상에 안착되는 도광판(23) 그리고 이의 상부로 개재되는 다수의 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 빛의 편광방향을 제어하는 편광판을 나타낸다.

이때, 백라이트 유닛(20)의 광원으로는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL), 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescentt Lamp), 그리고 발광다이오드(Light Emitting Diode : LED, 이하 LED라 함) 등을 사용한다.

이중에서 특히, LED(29a)는 소형, 저소비 전력, 고신뢰성 등의 특징을 겸비하여 표시용 광원으로서 널리 이용되고 있는 추세이다.

이에 따라, LED(29a)는 LED PCB(printed circuit board : 29b, 이하, PCB라 함)에 장착되어 LED 어셈블리(29)를 이루며, 이러한 LED 어셈블리(29)는 접착 등의 방법으로 위치가 고정되어 복수개의 LED(29a)로부터 출사되는 광이 도광판(23) 입광부와 대면되도록 한다.

따라서, LED(29a) 각각으로부터 출사된 광은 도광판(23)의 입광부로 입사된 후 그 내부에서 액정패널(10)을 향해 굴절되며, 반사판(25)에 의해 반사된 빛과 함께 다수의 광학시트(21)를 통과하는 동안 보다 균일한 고품위의 면광원으로 가공되어 액정패널(10)로 공급된다.

한편, 도 2에 도시한 바와 같이, 다수의 LED(29a)는 PCB(29b) 상에 형성된 입출력배선(27, 28)의 입력단(27a, 28a)과 출력단(27b, 28b) 사이에 위치하는데, 입출력배선(27, 28)의 입력단(27a, 28a)과 출력단(27b, 28b)은 LED 구동회로(미도시)와 전기적으로 연결되어, 입력단(27a, 28a)을 통해 LED(29a)의 구동전압을 인가받게 된다.

한편, 이러한 LED(29a)로 구동전압을 인가하는 등 LED(29a)의 온/오프(on/off)를 제어하는 LED 구동회로(미도시)는 통상 커버버툼(도 1의 50) 배면으로 밀착되어 액정표시장치의 전체적인 사이즈를 최소화하게 된다.

이에, 다수의 LED(29a)가 LED 구동회로(미도시)로부터 전기적으로 연결될 수 있도록, 입출력배선(27, 28)의 입력단(27a, 28a)과 출력단(27b, 28b)은 PCB(29b) 상의 일측으로 구비되어 FPC와 같은 가요성케이블(Flexable cable : 60)을 통해 커버버툼(50) 배면의 LED 구동회로(미도시)와 연결된다.

그러나, 이와 같은 일반적인 LED 백라이트 유닛(20)은 몇 가지 문제점을 갖는다.

우선, 다수의 LED(29a)는 직렬 연결되어 동시에 구동전압을 인가받는데, 이때, 액정표시장치가 대형화되어 감에 따라 구비되는 LED(29a)의 개수가 늘어나게 되는데, 일례로 소비자의 요구가 급증하고 있는 42인치 이상 대형 액정표시장치의 경우에 LED(29a)의 총 사용수량은 수백 개를 넘나들고 있다.

이러한 다수의 LED(29a)를 한번에 직렬연결하여 구동전압을 인가받게 하는 것은 소비전력 등의 이유로 매우 어려운 실정이다.

따라서, 다수의 LED(29a)는 소정조합을 어레이(array)로 단위 지어 PCB(29b) 상에 배열하도록 하여, 어레이 단위의 LED(29a)를 각각 직렬연결하여 구동전압을 인가하게 된다.

이에, PCB(29b) 상에는 어레이 단위의 LED(29a)를 각각 직렬연결하여 구동전압을 인가하기 위한 다수의 입출력단(27a, 27b, 28a, 28b)이 마련되어야 한다.

이로 인하여, PCB(29b) 상에는 다수의 LED(29a)가 실장되는 영역 외에도, 다수의 입력단(27a, 28a)과 출력단(27b, 28b)이 PCB(29b)의 일측으로 구비됨으로써, 다수의 입출력배선(27, 28)이 PCB(29b)의 일측으로 서로 중첩되지 않도록 다수의 LED(29a)의 외곽으로 둘러싸듯 형성되어야 한다.

따라서, 입출력배선(27, 28)이 서로 중첩되지 않도록 형성되어야 할 영역을 더욱 필요로 하게 되고, 이로 인하여 PCB(29b)의 폭(d1)이 넓어지게 된다.

이렇듯 PCB(29b)의 폭(d1)이 넓어지게 되면, PCB(29b)에 의해 박형 및 경량화가 불가능하게 되며, 공정비용을 향상시키게 된다.

또한, 이러한 LED 어셈블리(29)는 커버버툼(50)의 일측단으로 세워짐으로써, 백라이트 유닛(20)의 두께는 PCB(29b)의 폭(d1)과 대응되는 것이 일반적이다. 따라서, 이렇게 PCB(29b)의 폭(d1)이 넓어지게 되면, 액정표시장치의 두께를 증가시키는 원인이 된다.

이에, 최근에는 PCB(29b)의 폭(d1)을 줄이기 위하여 PCB(29b)를 다수의 레이어(layer)층으로 구성하여, 다수의 입출력배선(27, 28)을 비아홀(via hole : 미도시)을 통해 연결하는 방법이 소개되었으나, 이는 PCB(29b)의 폭(d1)은 줄이되 PCB(29b)의 두께를 늘리게 됨으로써, 이 역시 PCB(29b)의 경량화가 불가능하며, 공정비용이 향상되는 단점을 갖는다.

이러한 문제점은 액정표시장치를 고해상도 및 고휘도를 구현함에 따라 더욱 심화된다.

본 발명은 부품영역 및 공간확보를 용이하게 함과 동시에 LED 입출력배선의 축소에 따른 LED의 효율을 향상시키고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다.

또한, 액정표시장치의 신뢰성을 향상시키는 것을 제 2 목적으로 한다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 발광다이오드 인쇄회로기판과; 상기 발광다이오드 인쇄회로기판의 길이방향을 따라 양단으로 정의된 제 1 및 제 2 영역에 각각 형성되는 제 1 및 제 2 입출력배선과, 상기 제 1 및 제 2 입출력배선의 양단에 형성되는 제 1 및 제 2 입출력단과; 상기 제 1 및 제 2 입출력단에 연결되는 다수개의 발광다이오드와; 상기 제 1 및 제 2 입출력단과 전기적으로 연결된 가요성케이블을 통해 상기 다수개의 발광다이오드에 구동전압을 인가하는 발광다이오드 구동회로를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 입출력단은 상기 제 1 및 제 2 영역의 사이영역으로 형성되는 액정표시장치용 백라이트 유닛을 제공한다.

상기 제 1 입출력단에 연결되는 다수개의 발광다이오드는 직렬연결되며, 상기 제 2 입출력단에 연결되는 다수개의 발광다이오드는 직렬연결된다.

또한, 상기 가요성케이블의 일단에는 연결단자가 마련되며, 상기 가요성케이블의 상기 연결단자와 상기 제 1 및 제 2 입출력단은 납땜(soldering)에 의해 연결되며, 상기 가요성케이블의 타단은 LED 구동회로와 연결된다.

또한, 본 발명은 제 1 및 제 2 발광다이오드 인쇄회로기판과; 상기 제 1 및 제 2 발광다이오드 인쇄회로기판의 길이방향을 따라 각각 형성되는 제 1 및 제 2 입출력배선과, 상기 제 1 및 제 2 입출력배선의 양단에 형성되는 제 1 및 제 2 입 출력단과; 상기 제 1 및 제 2 입출력단에 연결되는 다수개의 발광다이오드와; 상기 제 1 및 제 2 입출력단과 전기적으로 연결된 가요성케이블을 통해 상기 다수개의 발광다이오드에 구동전압을 인가하는 발광다이오드 구동회로를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 입출력단은 상기 제 1 및 제 2 발광다이오드 인쇄회로기판의 서로 마주보는 영역으로 형성되는 액정표시장치용 백라이트 유닛을 제공한다.

또한, 본 발명은 사각테 형상의 서포트메인과; 상기 서포트메인의 일 가장자리 길이방향을 따라 배열되는 다수의 LED와, 상기 다수의 LED가 길이방향을 따라 양단으로 제 1 및 제 2 영역으로 나뉘어 실장되며, 각 영역별로 입출력배선 및 상기 입출력배선의 각 양단에 마련되는 입출력단이 각각 구성되는 PCB를 포함하는 LED 어셈블리와; 상기 서포트메인 상에 차례로 안착되는 반사판과, 상기 반사판 상에 안착되는 도광판과, 상기 도광판 상에 안착되는 광학시트를 더욱 포함하는 백라이트 유닛과; 상기 백라이트 유닛 상에 안착되는 액정패널과; 상기 서포트메인 배면과 밀착되어 구성되는 커버버툼과; 상기 액정패널 가장자리를 테두리하며 상기 서포트메인 및 커버버툼에 조립 결합되는 탑커버를 포함하며, 상기 다수개의 LED는 각 영역별로 각각의 입출력단 사이에 위치하며, 각 영역별로 형성된 입출력단은 가요성케이블을 통해 LED 구동회로와 연결되는 액정표시장치를 제공한다.

위에 상술한 바와 같이, 본 발명은 다수의 LED를 PCB 상에서 제 1 및 제 2 분할영역으로 나뉘어 실장하고, 입출력단을 각 분할영역에 형성함으로써, 이를 통 해, PCB의 폭을 줄일 수 있는 효과가 있다.

이에, 박형의 액정표시장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 경량 및 재료비 절감을 가져올 수 있으며, 액정표시장치의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리를 개략적으로 도시한 도면이다.

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

이때, PCB(129b)는 입출력배선(127, 128)이 형성된 전원배선층(미도시), 절연층(미도시) 및 PCB베이스(미도시)로 이루어지는데, PCB베이스(미도시)는 전원배선층(미도시) 및 절연층(미도시)과 다른 구성부들을 그 상층으로 실장시켜 지지하고, 다수의 LED(129a)로부터 발생되는 열을 저면측으로 방출시키는 역할을 한다.

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

또는, PCB베이스(미도시) 배면에는 히트싱크와 같은 방열판(미도시)을 마련하여 각각의 LED(129a)로부터 열을 전달받아 보다 효율적으로 외부로 방출할 수 있 도록 할 수 있다.

PCB베이스(미도시)의 상부에 도전성 물질이 패터닝되어 형성되는 다수의 입출력배선(127, 128)들을 포함하는 전원배선층(미도시)이 형성되어 있으며, PCB베이스(미도시)와 전원배선층(미도시) 사이에는 절연층(미도시)이 위치하여 PCB베이스(미도시)와 입출력배선(127, 128) 사이를 전기적으로 절연시킨다.

특히, 본 발명의 다수의 LED(129a)는 PCB(129b) 상에서 두 개의 분할영역(DA1, DA2)에 나뉘어 실장되는 것을 특징으로 한다.

즉, 제 1 분할영역(DA1)에 위치하는 제 1 LED(129a)는 제 1 입출력 배선(127)에 연결되고, 제 2 분할영역(DA2)에 위치하는 제 2 LED(129a)는 제 2 입출력 배선(128)에 연결되며, 제 1 입출력배선(127)의 끝단인 제 1 입력단(127a) 및 제 1 출력단(127b)과 제 2 입출력배선(128)의 끝단인 제 2 입력단(128a) 및 제 2 출력단(128b)은 제 1 및 제 2 분할영역(DA1, DA2) 사이, 즉 제 1 및 제 2 LED (129a) 사이에 위치한다. 제 1 및 제 2 LED(129a)는 제 1 및 제 2 입출력배선(127, 128)을 통해 전원을 공급받아 빛을 발하게 된다.

여기서, 분할영역(DA1, DA2)은 해당 분할영역(DA1, DA2) 상에 배치되는 다수개의 LED(129a)의 전기적 연결 관계를 구분하기 위한 기준이 된다. 즉, 다수개의 LED(129a)는 각 분할영역(DA1, DA2) 내에 배치되어, 서로 직렬 연결된다.

이때, 각 분할영역(DA1, DA2)에 배치된 다수의 LED(129a)는 각각 별도의 입출력단(127a, 127b, 128a, 128b)을 통해 LED 구동회로(미도시)와 연결되어, 구동전압을 인가받는 등 LED(129a)의 온/오프(on/off)를 제어하게 된다.

즉, 제 1 및 제 2 입력단(127a, 128a)과 제 1 및 제 2 출력단(127b, 128b)은 제 1 분할영역(DA1)의 제 1 LED(129a)와 제 2 분할영역(DA2)의 제 2 LED(129a) 사이에 위치하여, LED 구동회로(미도시)에 의해 온/오프(on/off)가 제어되는데, 이때, 입출력배선(127, 128)의 입출력단(127a, 127b, 128a, 128b)은 각각의 분할영역(DA1, DA2) 별로 형성되는 것이다.

이때, 각 분할영역(DA1, DA2)에 형성된 입출력배선(127, 128)은 서로 중첩되지 않도록 형성되며, 각 분할영역(DA1, DA2)에 형성된 입출력배선(127, 128)의 입출력단(127a, 127b, 128a, 128b)은 LED 구동회로(미도시)와의 전기적 연결을 손쉽게 하기 위하여 두 분할영역(DA1, DA2)의 사이로 모아 구성한다.

여기서, LED(129a)로 구동전압을 인가하는 등 LED(129a)의 온/오프(on/off)를 제어하는 LED 구동회로(미도시)는 통상 커버버툼(미도시) 배면으로 밀착되어 액정표시장치의 전체적인 사이즈를 최소화하게 된다.

따라서, PCB(129b) 상의 입출력단(127a, 127b, 128a, 128b)과 LED 구동회로(미도시) 사이에는 전기적 연결을 위한 가요성케이블(160)이 마련되고, 가요성케이블(160) 일단에는 연결단자(미도시)가 구성되어 입출력단자(127a, 127b, 128a, 128b)와 납땜(soldering)에 의해 직접적으로 연결된다.

즉, 가요성케이블(160)은 PCB(129b)의 분할영역(DA1, DA2)의 사이영역으로부터 커버버툼(미도시) 배면으로 연장되어, 다수의 LED(129a)와 커버버툼(미도시) 배면의 LED 구동회로(미도시)가 서로 전기적으로 연결되도록 한다.

따라서, 기존의 일측으로 입출력단(도 2의 27a, 27b, 28a, 28b)이 구비되는 PCB(도 2의 29b)에 비해 입출력배선(127, 128)이 형성될 영역이 줄어들게 되므로, PCB(129b)의 전체의 폭(d2)이 기존의 폭(도 2의 d1)에 비해 줄어들게 된다.(d1 > d2)

이를 도 4a와 도 4b에 도시한 바와 같이 일예로, PCB 상에 6개의 LED가 실장될 경우를 통해, 기존과 비교하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

도시한 바와 같이, PCB(300a, 300b) 상에 제 1 내지 제 6의 LED(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f)를 일정간격 이격하여 실장할 경우, 제 1 및 제 3 LED(200a, 200c) 및 제 5 LED(200e)는 제 1 입력단(127a)의 입출력배선(127)과 연결되고, 제 5 LED(200e)로부터는 제 1 출력단(127b)이 연결되며, 제 2 및 제 4 LED(200b, 200e) 및 제 6 LED(200f)는 제 2 입력단(128a)의 입출력배선(128)과 연결되고, 제 6 LED(200f)로부터는 제 2 출력단(128b)이 연결된다.

여기서, 제 1 및 제 2 입력단(127a, 128a)과 제 1 및 제 2 출력단(127b, 128b)을 도 4a에 도시한 바와 같이 PCB(300a)의 일측으로 구비할 경우, PCB(300a)는 적어도 제 1 폭(d1)을 가져야만 제 1 및 제 2 입출력단(127a, 127b, 128a, 128b)의 입출력배선(127, 128)이 서로 중첩되지 않도록 형성할 수 있다.

이때, 입출력단(127a, 127b, 128a, 128b)의 입출력배선(127, 128)의 최소선폭 및 배선간 최소간격은 0.2 ~ 0.4 mm 정도이다.

따라서, 가로 × 세로 길이가 3 mm × 2 mm의 LED(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f)를 PCB(300a) 상에 실장할 경우, PCB(300a) 상에는 적어도 4개의 입출력배선(127, 128)이 서로 중첩되지 않도록 LED(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f)의 외곽으로 둘러싸듯 형성되어야 함으로써, PCB(300a)의 폭(d1)은 LED(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f)가 차지하는 영역(2mm) 외에도 입출력단(127a, 127b, 128a, 128b)의 입출력배선(127, 128)의 최소선폭이 형성될 영역과 입출력배선(127, 128) 간 최소간격이 형성될 1.2mm ~ 2.4mm의 영역을 확보해야 한다.

즉, 도 4a의 PCB(300a)의 제 1 폭(d1)은 3.2 ~ 4.4mm이다.

그러나, 도 4b에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따라 다수의 LED(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f)를 제 1 및 제 2 분할영역(DA1, DA2)으로 나뉘어 실장하고, 입출력배선(127, 128)의 입출력단(127a, 127b, 128a, 128b)을 각 분할영역(DA1, DA2) 별로 형성하여 제 1 분할영역(DA1)의 제 1 내지 제 3 LED(200a, 200b, 200c)와 연결되는 제 1 입출력단(127a, 127b) 의 입출력배선(127)과 제 2 분할영역(DA2)의 제 4 내지 제 6 LED(200d, 200e, 200f)와 연결되는 제 2 입출력단(128a, 128b)의 입출력배선(128)을 두 분할영역(DA1, DA2)의 사이로 모아서 구성할 경우, PCB(300b)는 제 1 폭(도 4a의 d1)에 비해 작은 제 2 폭(d2)을 갖도록 구성하여도, 제 1 및 제 2 입출력단(127a, 127b, 128a, 128b)의 입출력배선(127, 128)이 서로 중첩되지 않도록 형성할 수 있다.

즉, 제 1 분할영역(DA1) 내에는 제 1 내지 제 3 LED(200a, 200b, 200c)에 연결된 제 1 입출력단(127a, 127b)의 입출력배선(127)은 2개만을 필요로 하게 되며, 또한, 제 2 분할영역(DA2) 내에도 제 4 내지 제 6 LED(200d, 200e, 200f)에 연결된 제 2 입출력단(128a, 128b)의 입출력배선(128)이 2개만이 필요로 하게 된다.

따라서, 입출력단(127a, 127b, 128a, 128b)의 입출력배선(127, 128)의 최소선폭 및 입출력배선(127, 128) 간 최소간격은 0.2 ~ 0.4 mm 정도이고, 가로 × 세로 길이가 3mm × 2mm의 LED(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f)를 PCB(300b) 상에 실장할 경우, PCB(300b)의 폭(d2)은 LED(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f)가 차지하는 영역(2mm) 외에 입출력단(127a, 127b, 128a, 128b)의 입출력배선(127, 128)의 최소선폭이 형성될 영역과 입출력배선(127, 128) 간 최소간격이 형성될 0.6mm ~ 1.2mm의 영역만을 필요로 하게 된다.

즉, 도 4b의 PCB(300b)의 제 2 폭(d2)은 2.6 ~ 3.2mm이로, 도 4a의 PCB(300a)의 제 1 폭(d1)에 비해 0.6~ 1.2mm 정도 작게 구성할 수 있다.

따라서, 기존의 일측으로 입출력단(127a, 127b, 128a, 128b)이 구비되는 PCB(도 4a의 300a)에 비해 입출력배선(127, 128)이 형성될 영역이 줄어들게 되므로, PCB(300b)의 전체의 폭(d2)이 기존의 폭(도 4a의 d1)에 비해 줄어들게 된다.(d1 > d2)

이는, PCB 베이스가 금속재질로 구성되는 PCB(300b)의 경량 및 재료비 절감을 가져올 수 있다.

또한, 종래와 같이 입출력단(127a, 127b, 128a, 128b)이 PCB(300a)의 일측으로 구비되는 경우, 다수의 LED(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f)를 연결하는 입출력배선(127, 128)이 길어지게 됨으로써, 노이즈 등에 취약하게 되어 LED(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f)의 효율을 떨어뜨리게 되는 문제점이 발생할 수 있으나, 본 발명에서는 입출력배선(127, 128)이 PCB(300b) 상에서 두 분할영역(DA1, DA2)으로 나뉘어 형성됨으로써 이와 같은 문제점을 방지할 수 있다.

또한, 이렇듯 두 개의 분할영역(DA1, DA2)에 나뉘어 실장된 다수의 LED(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f)를 분할영역(DA1, DA2) 별로 각각 제어할 수 있는데, 이를 통해 기존에 비해 구동전압을 낮출 수 있다.

즉, 기존에는 PCB(도 4a의 300a)의 일측에서만 인가되는 전압을 통해 다수개의 LED(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f)를 모두 구동해야 하므로, 이의 구동 전압이 높았으나, 본 발명에서와 같이 다수개의 LED(200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f)를 두 개의 분할영역(DA1, DA2)을 통해 각각 제어함으로써 기존에 비해 입출력배선(127, 128)의 길이가 짧아져, 이에 따른 저항도 낮아지게 됨으로써 구동전압을 낮출 수 있게 된다.

이를 통해, 액정표시장치의 신뢰성이 향상되며, 제품 수율이 향상되는 효과가 있다.

이러한, PCB(300b)는 액정표시장치 커버버툼(미도시)의 일측단으로 세워지는 형태로 구되는데, PCB(300b)의 폭(d2)을 줄임으로써 액정표시장치의 전체적인 두께를 줄일 수 있어 박형의 액정표시장치을 제공할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 PCB를 포함하는 액정표시장치의 분해사시도이다.

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

먼저 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) 내면에는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소(pixel)가 정의되고, 각각의 교차점마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)가 구비되어 각 화소에 형성된 투명 화소 전극과 일대일 대응 연결되어 있다.

그리고 상부기판 또는 컬러필터기판이라 불리는 제 2 기판(114) 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(미도시)이 각각 부착된다.

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

이에 상술한 구조의 액정패널(110)은 스캔 전달되는 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 액정표시장치모듈에는 액정패널(110)이 나타내는 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 이의 배면에서 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비된다.

백라이트 유닛(120)은 LED 어셈블리(129)와, 백색 또는 은색의 반사판(125)과, 이러한 반사판(125) 상에 안착되는 도광판(123) 그리고 이의 상부로 개재되는 다수의 광학시트(121)를 포함한다.

앞서 말한 LED 어셈블리(129)는 도광판(123)의 입광부와 대면하도록 도광판(123)의 일측에 위치하며, 이러한 LED 어셈블리(129)는 다수개의 LED(200)와, 이의 LED(200)가 일정 간격 이격하여 장착되는 PCB(300b)를 포함한다.

그리고, 비록 도면상에 나타나지는 않았지만 일반적인 액정표시장치에는 LED 어셈블리(129)의 온/오프(on/off)를 제어하는 LED 구동회로(미도시)가 탑재되며, 이들은 통상 커버버툼(150) 배면으로 밀착되어 전체적인 사이즈를 최소화한다.

이때, 다수의 LED(200)는 PCB(300b) 상에서 제 1 및 제 2 분할영역(도 4b의 DA1, DA2)으로 나뉘어 실장하고, 입출력단(도 4b의 127a, 127b, 128a, 128b)을 각 분할영역(도 4b의 DA1, DA2)에 형성하는 것을 특징으로 한다.

이때, 각 분할영역(도 4b의 DA1, DA2)에 형성된 입출력단(도 4b의 127a, 127b, 128a, 128b)은 두 분할영역(도 4b의 DA1, DA2) 사이로 모여 구성하며, 가요성케이블(도 3의 160)을 통해 커버버툼(150) 배면의 LED 구동회로(미도시)와 연결한다.

이를 통해, PCB(300b)의 폭을 줄일 수 있다.

도광판(123)은 LED(200)로부터 입사된 빛이 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.

반사판(125)은 도광판(123)의 배면에 위치하여, 도광판(123)의 배면을 통과한 빛을 액정패널(110) 쪽으로 반사시킴으로써 빛의 휘도를 향상시킨다.

도광판(123) 상부의 다수의 광학시트(121)는 확산시트와 적어도 하나의 집광시트 등을 포함하며, 도광판(123)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 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 액정표시장치모듈 전체 기구물 조립에 기초가 되는 커버버툼(150)은 사각모양의 하나의 판 형상으로 이의 네 가장자리를 소정높이 수직 절곡하여 구성한다.

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

여기서, 탑커버(140)는 케이스탑 또는 탑 케이스라 일컬어지기도 하고, 서포트메인(160)은 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 커버버툼(150)은 버텀커버라 일컬어지기도 한다.

전술한 바와 같은 본 발명의 액정표시장치는 기존의 액정표시장치에 비해 박형으로 모듈화되는데, 이는 아래 도 6을 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

도 6은 도 5의 액정표시장치가 모듈화된 모습을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치는 기존의 액정표시장치에 비해 전체 높이가 줄어든 것을 확인 할 수 있는데 이는, 백라이트 유닛(120)이 차지하는 폭이 줄어들었으며, 더욱 구체적으로는 커버버툼(150)의 일측단으로 세워지는 PCB(300b)의 폭(d2)이 줄어들었기 때문이다.

이를 통해 박형의 액정표시장치를 제공할 수 있다.

전술한 바와 같이, 다수의 LED(200)를 PCB(300b) 상에서 제 1 및 제 2 분할영역(도 4b의 DA1, DA2)으로 나뉘어 실장하고, 입출력단(도 4b의 127a, 127b, 128a, 128b)을 각 분할영역(도 4b의 DA1, DA2)에 형성함으로써, 이를 통해, PCB(300b)의 폭을 줄일 수 있다.

이에, 박형의 액정표시장치를 제공할 수 있다.

한편, 도시하지는 않았지만, 하나의 PCB를 두 개의 분할영역으로 구분하여 정의하는 것 외에도, 다수개의 LED가 각각 실장된 두 개의 PCB를 하나의 가요성케이블을 통해 LED 구동회로와 연결되도록 하는 것도 가능하다.

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

도 1은 일반적인 LED를 광원으로 사용한 액정표시장치모듈의 단면도.

도 2는 도 1의 LED 어셈블리의 모습을 개략적으로 도시한 평면도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리를 개략적으로 도시한 평면도.

도 4a와 도 4b는 본 발명과 기존의 PCB의 폭을 비교하기 위한 평면도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 PCB를 포함하는 액정표시장치의 분해사시도.

도 6은 도 5의 액정표시장치가 모듈화된 모습을 개략적으로 도시한 단면도.

Claims (7)

1. 발광다이오드 인쇄회로기판과;

   상기 발광다이오드 인쇄회로기판의 길이방향을 따라 양단으로 정의된 제 1 및 제 2 영역에 각각 형성되는 제 1 및 제 2 입출력배선과, 상기 제 1 및 제 2 입출력배선의 양단에 형성되는 제 1 및 제 2 입출력단과;

   상기 제 1 및 제 2 입출력단에 연결되는 다수개의 발광다이오드와;

   상기 제 1 및 제 2 입출력단과 전기적으로 연결된 가요성케이블을 통해 상기 다수개의 발광다이오드에 구동전압을 인가하는 발광다이오드 구동회로

   를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 입출력단은 상기 제 1 및 제 2 영역의 사이영역으로 형성되는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 입출력단에 연결되는 다수개의 발광다이오드는 직렬연결된 액정표시장치용 백라이트 유닛.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 입출력단에 연결되는 다수개의 발광다이오드는 직렬연결된 액정표 시장치용 백라이트 유닛.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 가요성케이블의 일단에는 연결단자가 마련되며, 상기 가요성케이블의 상기 연결단자와 상기 제 1 및 제 2 입출력단은 납땜(soldering)에 의해 연결되는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 가요성케이블의 타단은 LED 구동회로와 연결되는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
6. 제 1 및 제 2 인쇄회로기판 각각에 배열된 제 1 및 제2 LED와;

   상기 제 1 인쇄회로기판에 위치하며 그 일단이 상기 제 1 LED에 각각 연결된 제 1 입력배선 및 제 1 출력배선과;

   상기 제 2 인쇄회로기판에 위치하며 그 일단이 상기 제 2 LED에 각각 연결된 제 2 입력배선 및 제 2 출력배선과;

   상기 제 1 인쇄회로기판에 위치하며 상기 제 1 입력배선 및 상기 제 1 출력배선의 타단에 각각 연결된 제 1 입력단 및 제 1 출력단과;

   상기 제 2 인쇄회로기판에 위치하며 상기 제 2 입력배선 및 상기 제 2 출력배선의 타단에 각각 연결된 제 2 입력단 및 제 2 출력단과;

   상기 제 1 및 제 2 입력단과 상기 제 1 및 제 2 출력단에 전기적으로 연결된 가요성케이블을 통해 상기 제 1 및 제 2 LED에 구동전압을 인가하는 발광다이오드 구동회로를 포함하고,

   상기 제 1 및 제 2 입력단과 상기 제 1 및 제 2 출력단은 상기 제 1 및 제 2 LED 사이에 위치하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
7. 사각테 형상의 서포트메인과;

   제 1 및 제 2 영역을 포함하는 인쇄회로기판과, 상기 제 1 영역과 제 2 영역 각각에 위치하는 다수의 제 1 LED 및 다수의 제 2 LED와, 상기 다수의 제 1 LED에 연결되는 제 1 입력 배선 및 제 1 출력 배선과, 상기 다수의 제 2 LED에 연결되는 제 2 입력 배선 및 제 2 출력 배선과, 상기 제 1 및 제 2 입력 배선과 상기 제 1 및 제 2 출력 배선 각각의 끝에 위치하는 제 1 및 제 2 입력단 및 제 1 및 제 2 출력단을 포함하는 LED 어셈블리와;

   상기 서포트메인 상에 차례로 안착되는 반사판과, 상기 반사판 상에 안착되는 도광판과, 상기 도광판 상에 안착되는 광학시트를 더욱 포함하는 백라이트 유닛과;

   상기 백라이트 유닛 상에 안착되는 액정패널과;

   상기 서포트메인 배면과 밀착되어 구성되는 커버버툼과;

   상기 액정패널 가장자리를 테두리하며 상기 서포트메인 및 커버버툼에 조립 결합되는 탑커버

   를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 입력단 및 상기 제 1 및 제 2 출력단은 상기 제 1 및 제2 영역 사이에 위치하고 가요성케이블을 통해 LED 구동회로와 연결되는 액정표시장치.

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