KR101281026B1 - 엘이디 어셈블리 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED를 광원으로 사용하는 액정표시장치에 관한 것으로, 특히, PCB 상에 실장되는 LED의 위치를 변경할 수 있어, 박형의 액정표시장치를 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 특징은 LED 어셈블리의 다수의 LED를 어레이단위로 각각 전원(+)과 접지전원(-)을 공급하는 입출력배선을 PCB의 길이방향의 일 가장자리 측으로만 형성하고, 이웃하는 한쌍의 어레이단위의 출력단은 서로 마주보도록 위치하도록 함으로써, 다수의 입출력배선은 서로 중첩되지 않도록 형성되는 동시에 다수의 LED를 PCB의 타 가장자리 측에 인접하게 위치시키는 것이다.
이를 통해, PCB의 폭을 줄일 수 있는 동시에 액정표시장치의 돌출부를 삭제할 수 있어, 따라서, 박형의 액정표시장치를 제공할 수 있으며, 또한 경량 및 재료비 절감을 가져올 수 있다.

Description

엘이디 어셈블리 및 이를 포함하는 액정표시장치{LED assembly and liquid crystal display device using the same}
본 발명은 LED를 광원으로 사용하는 액정표시장치에 관한 것으로, 특히, PCB 상에 실장되는 LED의 위치를 변경할 수 있어, 박형의 액정표시장치를 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.
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.
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 Fluorescent 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)의 사이에 위치하는데, 입출력배선(27a, 27b)은 PCB(29b)의 일단에 구비된 패드(28)를 통해 LED 구동회로(미도시)와 전기적으로 연결되어, LED(29a)의 구동전압을 인가받게 된다.
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) 상에배열하도록 하여, 어레이단위의 LED(29a)를 각각 직렬연결하여 구동전압을 인가하게 된다.
이에, PCB(29b) 상에는 어레이단위의 LED(29a)를 각각 직렬연결하여 구동전압을 인가하기 위한 다수의 입출력패드(28)가 마련되어야 한다.
이로 인하여, PCB(29b) 상에는 다수의 LED(29a)가 실장되는 영역 외에도, 다수의 입출력패드(28)가 PCB(29b)의 일측으로 구비됨으로써, 다수의 입출력배선(27 a, 27b)이 PCB(29b)의 일측으로 서로 중첩되지 않도록 다수의 LED(29a)의 외곽으로 둘러싸듯 형성되어야 한다.
특히, 입력배선(27a)과 출력배선(27b)이 서로 중첩되어 간섭이 발생하는 것을 방지하기 위하여, 입력배선(27a)과 출력배선(27b)은 LED(29a)를 기준으로 PCB(29b)의 길이방향의 양측 가장자리 측으로 나누어 형성된다.
이때, 이러한 LED 어셈블리(29)는 커버버툼(50)의 일측단으로 세워져 다수의 LED(29a)와 도광판(23)의 입광면이 서로 대응되도록 위치하는데, 이렇게 PCB(29b) 상의 입출력배선(27a, 27b)이 LED(29a)의 외곽으로 둘러싸듯 형성되어야 하므로, LED(29a)는 PCB(29b)의 중심부에 위치하게 된다.
이에, LED(29a)와 도광판(23)의 입광면이 서로 대응되도록 하기 위해서는 PCB(29b)의 일 가장자리 즉, LED(29a)를 기준으로 LED(29a)의 하부측의 PCB(29b)가 도광판(23)의 배면으로 노출된다.
따라서, 이러한 LED 백라이트 유닛(20)을 모듈화하기 위해서는 LED 어셈블리(29)가 실장되는 커버버툼(50)의 일 가장자리측의 바닥면에 돌출부(A)가 형성되어야 한다.
이는, 액정표시장치의 두께(d1)를 증가시키는 원인이 된다.
특히, 입출력배선(27a, 27b)이 LED(29a)의 외곽으로 둘러싸듯 형성되어야 하므로, PCB(29b)는 적어도 6.0 ~ 8.0mm의 폭(d'1)을 필요로 하게 된다.
이렇듯, PCB(29b)의 폭(d'1)이 넓어지게 되면, PCB(29b)에 의해 박형 및 경향화가 불가능하게 되며, 공정비용을 향상시키게 된다.
그리고, 이 또한 액정표시장치의 두께(d1)를 증가시키는 원인이 된다.
이에, 최근에는 PCB(29b)를 다수의 레이어(layer)층으로 구성하여, 다수의 입출력배선(27a, 27b)을 비아홀(via hole : 미도시)을 통해 연결하는 방법이 소개되었으나, 이는 PCB(29b)의 폭은 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 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 부품영역 및 공간확보를 용이하게 함과 동시에 LED 입출력배선의 축소에 따른 LED의 효율을 향상시키고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다.
이를 통해, 액정표시장치의 돌출부를 삭제하고자 하는 것을 제 2 목적으로 하며, 또한, 경량 및 박형의 액정표시장치를 제공하고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 PCB와; 상기 PCB 상에 길이방향을 따라 실장되며, 각각은 직렬연결된 다수의 LED를 포함하는 다수의 어레이단위와; 상기 다수의 어레이단위 각각과 연결되어 전원을 공급하며, 상기 LED를 기준으로 상기 PCB의 길이방향의 일 가장자리측에 형성되는 다수의 입력배선 및 출력배선을 포함하며, 상기 다수의 어레이단위 중 한쌍의 어레이단위는 입력단이 서로 마주보며 또는 출력단이 서로 마주보며, 상기 다수의 LED는 상기 PCB의 길이방향의 타 가장자리측에 형성되는 엘이디 어셈블리를 제공한다.
이때, 상기 다수의 어레이단위의 입력단과 출력단은 상기 다수의 어레이단위 각각의 양측으로 구비되며, 제 1 어레이단위와 제 2 어레이단위의 출력단은 서로 마주보도록 위치하며, 제 3 어레이단위와 제 4 어레이단위의 출력단은 서로 마주보도록 위치하며, 상기 제 1 어레이단위의 입력단은 제 1 입력배선과 연결되며, 상기 제 1 및 제 2 어레이단위의 출력단은 제 1 출력배선과 연결되며, 상기 제 2 어레이단위의 입력단은 제 2 입력배선과 연결되며, 제 3 어레이배선의 입력단은 제 3 입력배선과 연결되며, 제 3및 제 4 어레이배선의 출력단은 제 2 출력배선과 연결되며, 제 4 어레이배선의 입력단은 제 4 입력배선과 연결된다.
또한, 상기 제 1 내지 제 4 입력배선은 상기 PCB의 일단에 구비된 제 1 내지 제 4 입력패드와 전기적으로 연결되며, 상기 제 1 및 제 2 출력배선은 상기 PCB의 일단에 구비된 제 1및 제 2 출력패드와 전기적으로 연결되며, 상기 입력패드와 상기 출력패드는 별도의 케이블을 통해 LED 구동회로와 연결된다.
그리고, 상기 PCB의 가장자리와 상기 PCB의 가장자리와 가장 인접한 입력배선 및 출력배선 중 어느 하나의 사이는 1.0 ~ 1.1mm의 간격을 유지한다.
또한 본 발명은 PCB와; 상기 PCB 상에 길이방향을 따라 실장되며, 각각은 직렬연결된 다수의 LED를 포함하는 다수의 어레이단위와; 상기 다수의 어레이단위 각각과 연결되어 전원을 공급하며, 상기 LED를 기준으로 상기 PCB의 길이방향의 일 가장자리측에 형성되는 다수의 입력배선 및 출력배선을 포함하며, 상기 다수의 어레이단위 중 한쌍의 어레이단위는 입력단이 서로 마주보며 또는 출력단이 서로 마주보며, 상기 다수의 LED는 상기 PCB의 길이방향의 타 가장자리측에 형성되는 엘이디 어셈블리와, 상기 LED 어셈블리 상에 안착되는 광학시트를 포함하는 백라이트 유닛과; 상기 백라이트 유닛 상에 안착되는 액정패널과; 상기 백라이트 유닛 및 상기 액정패널의 가장자리를 두르는 서포트메인과; 상기 서포트메인 배면과 밀착되어 구성되는 커버버툼과; 상기 액정패널 가장자리를 테두리하며 상기 서포트메인 및 커버버툼에 조립 결합되는 탑커버를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
여기서, 상기 다수의 어레이단위의 입력단과 출력단은 상기 다수의 어레이단위 각각의 양측으로 구비되며, 제 1 어레이단위와 제 2 어레이단위의 출력단은 서로 마주보도록 위치하며, 제 3 어레이단위와 제 4 어레이단위의 출력단은 서로 마주보도록 위치하며, 상기 제 1 어레이단위의 입력단은 제 1 입력배선과 연결되며, 상기 제 1 및 제 2 어레이단위의 출력단은 제 1 출력배선과 연결되며, 상기 제 2 어레이단위의 입력단은 제 2 입력배선과 연결되며, 제 3 어레이배선의 입력단은 제 3 입력배선과 연결되며, 제 3및 제 4 어레이배선의 출력단은 제 2 출력배선과 연결되며, 제 4 어레이배선의 입력단은 제 4 입력배선과 연결된다.
또한, 상기 광학시트 하부에 도광판이 위치하며, 상기 다수의 LED는 상기 도광판의 입광면과 대응된다.
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위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 전술한 바와 같이, LED 어셈블리의 다수의 LED를 어레이단위로 각각 전원(+)과 접지전원(-)을 공급하는 입출력배선을 PCB의 길이방향의 일 가장자리 측으로만 형성하고, 이웃하는 한쌍의 어레이단위의 출력단은 서로 마주보도록 위치하도록 함으로써, 다수의 입출력배선은 서로 중첩되지 않도록 형성되는 동시에 다수의 LED를 PCB의 타 가장자리 측에 인접하게 위치시킬 수 있어, 이를 통해, PCB의 폭을 줄일 수 있는 동시에 액정표시장치의 돌출부를 삭제할 수 있는 효과가 있다.
따라서, 박형의 액정표시장치를 제공할 수 있는 효과가 있으며, 또한 경량 및 재료비 절감을 가져올 수 있는 효과가 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 액정표시장치의 분해사시도.
도 4는 도 3의 액정표시장치모듈이 모듈화된 모습을 개략적으로 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리를 개략적으로 도시한 도면.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 분해사시도이다.
도시한 바와 같이, 액정표시장치는 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120), 그리고 서포트메인(130), 커버버툼(150), 탑커버(140)로 구성된다.
먼저 액정패널(110)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(112, 114)을 포함한다.
이때, 능동행렬 방식이라는 전제 하에 비록 도면상에 명확하게 나타내지는 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.
이 같은 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판 같은 연결부재(116)를 매개로 게이트 및 데이터 인쇄회로기판(117)이 연결되어 모듈화 과정에서 서포트메인(130) 측면 내지는 커버버툼(150)의 배면으로 젖혀 밀착된다.
아울러 비록 도면상에 명확하게 나타나지는 않았지만 액정패널(110)의 두 기판(112, 114)과 액정층의 경계부분에는 액정의 초기 분자배열 방향을 결정하는 배향막이 개재되고, 그 사이로 충진되는 액정층의 누설을 방지하기 위해 양 기판(112, 114)의 가장자리를 따라 씰패턴(seal pattern)이 형성된다.
이때, 제 1 및 제 2 기판(112, 114)의 외면으로는 각각 편광판(미도시)이 부착된다.
이러한 액정패널(110)이 나타내는 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 이의 배면에는 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비된다.
백라이트 유닛(120)은 서포트메인(130)의 적어도 일 가장자리 길이방향을 따라 배열되는 LED 어셈블리(200)와, 백색 또는 은색의 반사판(125)과, 이러한 반사판(125) 상에 안착되는 도광판(123) 그리고 이의 상부로 개재되는 광학시트(121)를 포함한다.
앞서 말한 LED 어셈블리(200)는 백라이트 유닛(120)의 광원으로서, 도광판(123)의 입광면과 대면하도록 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.
본 발명의 LED 어셈블리(200)는 다수의 LED(210)를 소정조합의 어레이(array)로 단위 지어 PCB(220) 상에배열하며, 어레이단위(미도시) 내의 다수의 LED(210)를 각각 직렬연결하여 전원(+)과 접지전원(-)이 공급하게 되며, 각 어레이단위(미도시)는 병렬로 연결되어, 전원(+)과 접지전원(-)을 공급받게 된다.
이때, 다수의 LED(200)를 어레이단위(미도시)로 각각 전원(+)과 접지전원(-)을 공급하는 입출력배선(미도시)은 PCB(220)의 길이방향의 일 가장자리 측으로만 형성하는 것을 특징으로 한다.
이때, 이웃하는 한쌍의 어레이단위(미도시)의 출력단(미도시)은 서로 마주보도록 위치하여, 하나의 출력배선(미도시)을 통해 접지전원(-)을 동시에 인가받게 된다.
이를 통해, 다수의 입출력배선(미도시)은 서로 중첩되지 않도록 형성되며, 따라서, PCB (220)상에 실장되는 다수의 LED(210)의 위치를 PCB(220)의 타 가장자리 측과 인접하게 위치시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 LED 어셈블리(200)는 PCB(220)의 폭을 줄일 수 있는 동시에 별도의 돌출부(도 1의 A)를 구비하지 않아도 PCB(220)에 실장되는 다수의 LED(210)와 도광판(123)의 입광면이 서로 대응되도록 할 수 있다.
이에, 액정표시장치의 전체적인 두께를 줄일 수 있다.
다수의 LED(210)로부터 출사되는 빛이 입사되는 도광판(123)은 LED(210)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.
여기서, 패턴은 도광판(123) 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(123)의 하부면에 인쇄방식 또는 사출방식으로 형성한다.
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 가장자리 및 측면을 덮도록 구성한다.
여기서, 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 수평면과 이의 가장자리가 수직 절곡된 가장자리부로 이루어진다.
그리고, 이러한 커버버툼(150) 상에 안착되며 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 두르는 일 가장자리가 개구된 사각의 테 형상의 서포트메인(130)이 탑커버(140)와 커버버툼(150)과 결합된다.
이때, 탑커버(140)는 케이스탑 또는 탑케이스라 일컬어지기도 하고, 서포트메인(130)은 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 커버버툼(150)은 버텀커버 또는 하부커버라 일컬어지기도 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치는 LED 어셈블리(200)는 다수의 LED(210)에 전원(+)과 접지전원(-)을 공급하는 입출력배선(미도시)을 PCB(220)의 일 가장자리측에 형성되도록 하여, PCB(220) 상에 실장되는 다수의 LED(210)가 PCB(220)의 타 가장자리 측과 인접하게 위치되도록 함으로써, 기존의 액정표시장치에 비해 박형으로 모듈화하게 되는데, 이는 아래 도 4를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
도 4는 도 3의 액정표시장치가 모듈화된 모습을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치는 기존의 액정표시장치에 비해 전체 두께(d2)가 줄어든 것을 확인 할 수 있는데 이는, 본 발명의 액정표시장치는 커버버툼(150)의 배면이 일부 돌출되는 돌출부(도 1의 A)가 구성되지 않기 때문이다.
이는, PCB(220) 상에 형성된 입출력배선(미도시)을 PCB(220)의 일 가장자리 측으로만 형성되도록 함으로써, PCB(220) 상에 실장되는 다수의 LED(210)가 PCB(220)의 타측 가장자리 측과 인접하게 위치하도록 할 수 있기 때문이다.
즉, 기존에는 입출력배선(도 2의 27)이 LED(도 2의 29a)를 둘러싸듯이 형성되어, 다수의 LED(도 2의 29a)가 PCB(도 2의 29b)의 중심부에 위치함에 따라, 다수의 LED(도 2의 29a)와 도광판(도 1의 23)의 입광면을 대응시키기 위해서는 PCB(도 2의 29b)의 하부측 일 가장자리가 도광판(도 2의 23)의 배면으로 노출되어야 했다.
이에, 커버버툼(도 1의 50)에 돌출부(도 1의 A)가 구비되어야 하며, 이를 통해, 액정표시장치의 두께(도 1의 d1)가 두꺼워지는 문제점이 발생하였었다.
이에 반해, 본 발명의 액정표시장치는 PCB(220) 상에 형성된 입출력배선(미도시)을 PCB(220)의 일 가장자리 측으로만 형성되도록 함으로써, PCB(220) 상에 실장되는 다수의 LED(210)가 PCB(220)의 타측 가장자리 측과 인접하게 위치하도록 할 수 있어, PCB(220)의 하부측의 일 가장자리가 도광판(123)의 배면으로 노출되지 않아도 다수의 LED(210)와 도광판(123)의 입광면이 서로 대응되도록 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 액정표시장치는 커버버툼(150)에 돌출부(도 1의 A)가 구성되지 않아도 됨으로써, 이를 통해 액정표시장치의 두께(d2)를 기존에 비해 줄일 수 있는 것이다. (d1>d2)
이를 통해 박형의 액정표시장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 LED 어셈블리(200)는 PCB(220)의 폭(d'2)이 기존의 PCB(도 1의 29b)의 폭(도 2의 d'1)에 비해 줄어듦으로써, 이를 통해 더욱 박형의 액정표시장치를 제공할 수 있는 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리를 개략적으로 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, LED 어셈블리(200)는 다수개의 LED(210)와, 다수개의 LED(210)가 일정 간격 이격하여 표면실장기술(surface mount technology : SMT)에 의해 실장되는 PCB(220)를 포함한다.
여기서, 다수의 LED(210)는 각각 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 갖는 빛을 발하며, 이러한 다수개의 RGB LED(210)를 한꺼번에 점등시킴으로써 색섞임에 의한 백색광을 구현할 수 있다.
또한, RGB의 색을 모두 발하는 LED칩(미도시)이 구성된 LED(210)를 사용하여, 각각의 LED(210)에서 백색광이 구현되도록 할 수도 있으며, 또는 백색을 발하는 칩을 포함하여 완전한 백색을 발하는 LED(210)를 사용할 수도 있다.
PCB(220)는 입출력배선(221a, 221b, 221c, 221d, 223a, 223b)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(210)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(210)로부터 열을 전달받아 보다 효율적으로 외부로 방출할 수 있도록 할 수 있다.
PCB베이스(미도시)의 상부에 도전성 물질이 패터닝되어 형성되는 다수의 입출력배선(221a, 221b, 221c, 221d, 223a, 223b)들을 포함하는 전원배선층(미도시)이 형성되어 있으며, PCB베이스(미도시)와 전원배선층(미도시) 사이에는 절연층(미도시)이 위치하여 PCB베이스(미도시)와 입출력배선(221a, 221b, 221c, 221d, 223a, 223b) 사이를 전기적으로 절연시킨다.
이러한 PCB(220) 상에 실장된 다수의 LED(210)는 PCB(220) 상에 형성된 입출력배선(221a, 221b, 221c, 221d, 223a, 223b) 사이에 위치하여, 각각 전원(+)과 접지전원(-)이 공급되어, 각각의 LED(210)는 발광하게 된다.
입출력배선(221a, 221b, 221c, 221d, 223a, 223b)의 일끝에는 다수개의 입출력패드(225a, 225b, 225c, 225d, 227a, 227b)가 형성된 패드부(PAD)가 마련되어 별도의 케이블(미도시)을 통해 LED구동회로(미도시)와 연결된다.
따라서, 입출력배선(221a, 221b, 221c, 221d, 223a, 223b)을 통해 외부의 LED 구동회로(미도시)로부터 인가되는 전원(+)과 접지전원(-) 등을 다수의 LED(210)로 전달하게 되고, 이를 통해 다수의 LED(210)는 온/오프(on/off)가 제어되게 된다.
여기서, 다수의 LED(210)는 소정조합을 어레이(array)로 단위 지어 PCB(220) 상에 배열되는데, 어레이단위(230a, 230b, 230c, 230d) 내의 다수의 LED(210)는 각각 직렬연결하여 전원(+)과 접지전원(-)을 인가받게 된다.
이에, 어레이단위(230a, 230b, 230c, 230d)의 다수의 LED(210)는 각각 어레이단위(230a, 230b, 230c, 230d) 별로 입출력단(231a, 231b, 233a, 233b, 235a, 235b, 237a, 237b)이 구비되어, 입출력단(231a, 231b, 233a, 233b, 235a, 235b, 237a, 237b)과PCB(220) 상에 형성된 입출력배선(221a, 221b, 221c, 221d, 223a, 223b)이 연결됨으로써, 어레이단위(230a, 230b, 230c, 230d)의 다수의 LED(210)는 LED 구동회로(미도시)와 연결되어 각각 전원(+)과 접지전원(-)을 인가 받는 등 LED(210)의 온/오프(on/off)를 제어하게 된다.
즉, 어레이단위(230a, 230b, 230c, 230d)의 다수의 LED(210)는 PCB(220) 상에 형성된 입출력배선(221a, 221b, 221c, 221d, 223a, 223b)의 입력단(231a, 233a, 235a, 237a)과 출력단(231b, 233b, 235b, 237b) 사이에 위치하여, LED 구동회로(미도시)에 의해 온/오프(on/off)가 제어되는데, 이때, 입출력배선(221a, 221b, 221c, 221d, 223a, 223b)의 입출력단(231a, 231b, 233a, 233b, 235a, 235b, 237a, 237b)은 각각의 어레이단위(230a, 230b, 230c, 230d) 별로 형성되는 것이다.
여기서, 본 발명의 LED 어셈블리(200)는 입출력배선(221a, 221b, 221c, 221d, 223a, 223b)이 PCB(220)의 길이방향의 일 가장자리 측으로만 형성되며, PCB(220) 상에 실장되는 다수의LED(210)가 PCB(220)의 타 가장자리 측으로 인접하여 위치하는 것을 특징으로 한다.
즉, 다수의 LED(210)는 PCB(220)의 중심부를 기준으로 중심부의 하부측으로 PCB(220)의 타 가장자리 측으로 인접하여 위치하며, 입출력배선(221a, 221b, 221c, 221d, 223a, 223b)은 다수의 LED(210)의 상부측인 PCB(220)의 일 가장자리 측에서 서로 중첩되지 않도록 형성되는 것이다.
이때, 본 발명의 LED 어셈블리(200)는 서로 이웃하는 한쌍의 어레이단위(230a, 230b, 230c, 230d)는 서로 마주보는 일측으로 동일한 입력단(231a, 233a, 235a, 237a) 및 출력단(231b, 233b, 235b, 237b)이 위치하도록 하는 것을 특징으로 한다.
즉, PCB(220) 상의 LED(210)의 실장방향을 따라 제 1 어레이단위(230a)의 입력단(231a)이 제 1 어레이단위(230a)의 좌측에 위치하고 출력단(231b)이 제 1 어레이단위(230a)의 우측에 위치할 경우, 제 1 어레이단위(230a)에 이웃하는 제 2 어레이단위(230b)는 제 1 어레이단위(230a)와 마주보는 일측인 좌측으로 출력단(233b)이 위치하고 우측으로는 입력단(233a)이 위치하도록 하는 것이다.
이를 통해, 서로 이웃하는 한쌍의 어레이단위(230a, 230b, 230c, 230d)는 하나의 출력배선(223a, 223b)을 통해 동시에 접지전원(-)을 인가받을 수 있다.
따라서, 각 어레이단위(230a, 230b, 230c, 230d) 별로 형성된 입출력배선(221a, 221b, 221c, 221d, 223a, 223b)은 서로 중첩되지 않도록 형성된다.
일 예로, 3개의 LED(210)가 하나의 어레이단위(230a, 230b, 230c, 230d)를 이뤄, PCB(220) 상에 제 1 내지 제 4 어레이단위(230a, 230b, 230c, 230d)가 실장되며, PCB(220)의 일단에는 제 1 내지 제 6 패드(225a, 225b, 225c, 225d, 227a, 227b)로 이루어지는 패드부(PAD)가 구비될 경우, 제 1 패드(225a)와 제 1 어레이단위(230a)의 제 1 입력단(231a)은 제 1 입력배선(221a)을 통해 서로 전기적으로 연결되며, 제 1 어레이단위(230a)의 제 1 출력단(231b)은 제 2 패드(225b)와 제 1 출력배선(223a)을 통해 서로 전기적으로 연결된다.
이때, 제 1 입력배선(221a)과 제 1 출력배선(223a)은 서로 간섭되지 않도록 일정간격 이격하여 서로 중첩되지 않도록 형성되며, 특히 LED(210)를 기준으로 PCB(220)의 일 가장자리 측으로 형성된다.
그리고, 제 1 어레이단위(230a)와 이웃하는 제 2 어레이단위(230b)의 제 2 출력단(233b)은 제 1 어레이단위(230a)의 제 1 출력단(231b)과 마주보도록 구비되어, 제 2 어레이단위(230a)의 제 2 출력단(233b) 또한 제 1 출력배선(223a)과 연결된다.
즉, 제 1 출력배선(223a)을 통해 제 1및 제 2 어레이단위(230a, 230b)의 다수의 LED(210)가 접지전원(-)을 인가받게 되는 것이다.
그리고, 제 2 어레이단위(230b)의 제 2 입력단(233a)과 제 3 패드(225b)가 제 2 입력배선(221b)을 통해 서로 전기적으로 연결된다.
그리고, 제 3 어레이단위(230c)는 제 3 입력단(235a)과 제 4 패드(225c)가 제 3 입력배선(221c)을 통해 서로 전기적으로 연결되며, 서로 마주보도록 형성되는 제 3 어레이단위(230c)와 제 4 어레이단위(230d)의 제 3및 제 4 출력단(235b, 237b)은 제 2 출력배선(223b)을 통해 제 5 패드(227b)와 전기적으로 연결된다.
그리고, 제 4 어레이단위(230d)의 제 4 입력단(237a)은 제 6 패드(225d)와 제 4 입력배선(221d)을 통해 서로 전기적으로 연결된다.
이때, 제 2, 제 3, 제 4 입력배선(221b, 221c, 221d)과 제 2 출력배선(223b) 또한 서로 간섭되지 않도록 일정간격 이격하여 서로 중첩되지 않도록 형성되며, 특히 LED(210)를 기준으로 PCB(220)의 일 가장자리 측으로 형성되는 것이다.
이에, 본 발명의 LED 어셈블리(200)는 입출력배선(221a, 221b, 221c, 221d, 223a, 223b)이 PCB(220)의 일 가장자리측에만 형성함에도 서로 중첩되지 않도록 형성됨으로써, LED(210)의 위치를 PCB(220)의 타 가장자리 측에 인접하여 형성할 수 있다.
이를 통해, 입출력배선(221a, 221b, 221c, 221d, 223a, 223b)이 PCB(220)의 길이방향의 양측 가장자리 측에 형성되어, LED(210)와 도광판(23)의 입광면이 서로 대응되도록 하기 위해서 LED(29a)의 하부측의 PCB(29b)가 도광판(23)의 배면으로 노출되어, 돌출부(도 1의 A)가 형성됨에 따라 액정표시장치의 두께(도 1의 d1)가 증가되었던 문제점을 해소할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 LED 어셈블리(200)는 입출력배선(221a, 221b, 221c, 221d, 223a, 223b)이 PCB(220)의 길이방향의 양측 가장자리 측에 형성되었던 기존의 PCB(도 2의 29)에 비해 PCB(220) 전체의 폭(d'2)을 줄일 수 있다.(d'1 > d'2)
즉, 가로 * 세로 길이가 3mm * 2mm의 LED(210)를 PCB(220) 상에 실장할 경우, PCB(220) 상에는 적어도 6개의 입출력배선(221a, 221b, 221c, 221d, 223a, 223b)이 서로 중첩되지 않도록 형성되어야 하므로, PCB(220)의 폭(d2)은 LED(210)가 차지하는 영역 외에도 입출력배선(221a, 221b, 221c, 221d, 223a, 223b)의 최소선폭(s1)이 형성될 영역과 입출력배선(221a, 221b, 221c, 221d, 223a, 223b) 간 최소간격(s2)이 형성될 영역을 확보해야 한다.
이때, 안전설계 규격에 의해 각각의 입출력배선(221a, 221b, 221c, 221d, 223a, 223b)의 최소선폭(s1) 및 배선(221a, 221b, 221c, 221d, 223a, 223b)간 최소간격(s2)은 0.2 ~ 0.4mm 정도를 유지해야 하며, PCB(220)의 가장자리와 PCB(220)의 가장자리와 가장 인접한 입출력배선(221a, 221b, 221c, 221d, 223a, 223b) 사이의 간격(s3)은 1.0 ~ 1.1mm 정도를 유지해야 한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리(200)의 PCB(220)는 LED(210)가 차지하는 영역인 2mm와, 각각의 입출력배선(221a, 221b, 221c, 221d, 223a, 223b)의 최소선폭(s1)이 차지하는 영역인 0.2 ~ 0.4mm * 5(여기서, 제 1 입력배선(221a)은 LED(210)가 차지하는 영역에 포함됨) 인 1.0 ~ 2.0mm, 배선(221a, 221b, 221c, 221d, 223a, 223b)간 최소간격(s2)인 0.2 ~ 0.4mm * 5인 1.0 ~ 2.0mm, 그리고 입출력배선(221a, 221b, 221c, 221d, 223a, 223b)이 LED(210)를 기준으로 PCB(220)의 일 가장자리 측으로 형성됨으로써, PCB(220)의 가장자리와 PCB(220)의 가장자리와 인접한 제 4 입력배선(221d) 사이의 간격(s3)인 1.0 ~ 1.1mm의 영역만을 확보하면 된다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 PCB(220)의 폭(d'2)은 5.0 ~ 7.1mm이면 된다.
따라서, 본 발명의 PCB(220)는 폭(도 2의 d'1)이 6.0 ~ 8.0mm인 기존의 PCB(도 2의 29b)에 비해 약 1.0 ~ 0.9mm의 폭이 줄어드는 것을 확인할 수 있다.
이는, PCB 베이스(미도시)가 금속재질로 구성되는 PCB(220)의 경량 및 재료비 절감을 가져올 수 있다.
또한, PCB(220)는 액정표시장치 커버버툼(미도시)의 일측단으로 세워지는 형태로 구비되므로, PCB(220)의 폭(d'2)을 줄임으로써 액정표시장치의 전체적인 두께(도 4의 d2)를 줄일 수 있어 더욱 박형의 액정표시장치을 제공할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 LED 어셈블리(200)는 다수의 LED(210)를 소정조합의 어레이(array)로 단위 지어 PCB(220) 상에배열하며, 어레이단위(도 3의 30a, 230b, 230c, 230d) 내의 다수의 LED(210)를 각각 직렬연결하여 전원(+)과 접지전원(-)이 공급하게 되며, 각 어레이단위(도 3의 30a, 230b, 230c, 230d)는 병렬로 연결되어, 전원(+)과 접지전원(-)을 공급받게 되는데, 이때, 다수의 LED(210)를 어레이단위(도 3의 30a, 230b, 230c, 230d)로 각각 전원(+)과 접지전원(-)을 공급하는 입출력배선(도 3의 221a, 221b, 221c, 221d, 223a, 223b)은 PCB(220)의 길이방향의 일 가장자리 측으로만 형성하는 것을 특징으로 한다.
따라서, PCB(220) 상에 실장되는 다수의 LED(210)를 PCB(220)의 타 가장자리 측에 인접하게 위치시킬 수 있어, 이를 통해, LED(도 2의 29a)와 도광판(도 1의 23)의 입광면이 서로 대응되도록 하기 위해서 LED(도 2의 29a)의 하부측의 PCB(도 2의 29b)가 도광판(도 1의 23)의 배면으로 노출되어, 돌출부(도 1의 A)가 형성됨에 따라 액정표시장치의 두께(도 1의 d1)가 증가되었던 문제점을 해소할 수 있게 된다.
이에, 박형의 액정표시장치모듈을 제공할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
200 : LED 어셈블리, 210 : LED, 220 : PCB
221a, 221b, 221c, 221d, 223a, 223b : 입출력배선
225a, 225b, 225c, 225d, 227a, 227b : 입출력패드
230a, 230b, 230c, 230d : 제 1 내지 제 4 어레이단위
231a, 231b, 233a, 233b, 235a, 235b, 237a, 237b : 입출력단

Claims (10)

  1. PCB와;
    상기 PCB 상에 길이방향을 따라 실장되며, 각각은 직렬연결된 다수의 LED를 포함하는 다수의 어레이단위와;
    상기 다수의 어레이단위 각각과 연결되어 전원을 공급하며, 상기 LED를 기준으로 상기 PCB의 길이방향의 일 가장자리측에 형성되는 다수의 입력배선 및 출력배선
    을 포함하며, 상기 다수의 어레이단위 중 한쌍의 어레이단위는 입력단이 서로 마주보거나 또는 출력단이 서로 마주보며, 상기 다수의 LED는 상기 PCB의 길이방향의 타 가장자리측에 형성되며, 서로 마주보는 형성되는 상기 한쌍의 어레이단위의 입력단은 하나의 입력배선과 하나의 입력패드에 연결되거나, 서로 마주보녀 형성되는 상기 한쌍의 어레이단위의 출력단은 하나의 출력배선과 하나의 출력패드에 연결되는 엘이디 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 어레이단위의 상기 입력단과 상기 출력단은 상기 다수의 어레이단위 각각의 양측으로 구비되며, 제 1 어레이단위와 제 2 어레이단위의 출력단은 서로 마주보도록 위치하며, 제 3 어레이단위와 제 4 어레이단위의 출력단은 서로 마주보도록 위치하는 엘이디 어셈블리.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 어레이단위의 입력단은 제 1 입력배선과 연결되며, 상기 제 1 및 제 2 어레이단위의 상기 출력단은 제 1 출력배선과 연결되며, 상기 제 2 어레이단위의 입력단은 제 2 입력배선과 연결되며, 제 3 어레이배선의 입력단은 제 3 입력배선과 연결되며, 제 3및 제 4 어레이배선의 상기 출력단은 제 2 출력배선과 연결되며, 제 4 어레이배선의 입력단은 제 4 입력배선과 연결되는 엘이디 어셈블리.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 4 입력배선은 상기 PCB의 일단에 구비된 제 1 내지 제 4 입력패드와 전기적으로 연결되며, 상기 제 1 및 제 2 출력배선은 상기 PCB의 일단에 구비된 제 1 및 제 2 출력패드와 전기적으로 연결되는 엘이디 어셈블리.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력패드와 상기 출력패드는 별도의 케이블을 통해 LED 구동회로와 연결되는 엘이디 어셈블리.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 PCB의 가장자리와 상기 PCB의 가장자리와 가장 인접한 상기 입력배선 및 상기 출력배선 중 어느 하나의 사이는 1.0 ~ 1.1mm의 간격을 유지하는 엘이디 어셈블리.
  7. PCB와; 상기 PCB 상에 길이방향을 따라 실장되며, 각각은 직렬연결된 다수의 LED를 포함하는 다수의 어레이단위와; 상기 다수의 어레이단위 각각과 연결되어 전원을 공급하며, 상기 LED를 기준으로 상기 PCB의 길이방향의 일 가장자리측에 형성되는 다수의 입력배선 및 출력배선을 포함하며, 상기 다수의 어레이단위 중 한쌍의 어레이단위는 입력단이 서로 마주보거나 또는 출력단이 서로 마주보며, 상기 다수의 LED는 상기 PCB의 길이방향의 타 가장자리측에 형성되며, 서로 마주보며 형성되는 상기 한쌍의 어레이단위의 입력단은 하나의 입력배선과 하나의 입력패드에 연결되거나, 서로 마주보며 형성되는 상기 한쌍의 어레이단위의 출력단은 하나의 출력배선과 하나의 출력패드에 연결되는 엘이디 어셈블리와, 상기 LED 어셈블리 상에 안착되는 광학시트를 포함하는 백라이트 유닛과;
    상기 백라이트 유닛 상에 안착되는 액정패널과;
    상기 백라이트 유닛 및 상기 액정패널의 가장자리를 두르는 서포트메인과;
    상기 서포트메인 배면과 밀착되어 구성되는 커버버툼과;
    상기 액정패널 가장자리를 테두리하며 상기 서포트메인 및 커버버툼에 조립 결합되는 탑커버
    를 포함하는 액정표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 다수의 어레이단위의 상기 입력단과 상기 출력단은 상기 다수의 어레이단위 각각의 양측으로 구비되며, 제 1 어레이단위와 제 2 어레이단위의 출력단은 서로 마주보도록 위치하며, 제 3 어레이단위와 제 4 어레이단위의 출력단은 서로 마주보도록 위치하는 액정표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 어레이단위의 입력단은 제 1 입력배선과 연결되며, 상기 제 1 및 제 2 어레이단위의 출력단은 제 1 출력배선과 연결되며, 상기 제 2 어레이단위의 입력단은 제 2 입력배선과 연결되며, 제 3 어레이배선의 입력단은 제 3 입력배선과 연결되며, 제 3및 제 4 어레이배선의 출력단은 제 2 출력배선과 연결되며, 제 4 어레이배선의 입력단은 제 4 입력배선과 연결되는 액정표시장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 광학시트 하부에 도광판이 위치하며, 상기 다수의 LED는 상기 도광판의 입광면과 대응되는 액정표시장치.
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