KR20060088346A - 백 라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

백 라이트 유닛(back light unit) 및 이를 이용한 액정표시장치가 제공된다. 본 발명의 백 라이트 유닛은 램프, 램프로부터 발생/누설되는 광을 반사하는 반사판, 램프 및 반사판으로부터 전달되는 광을 가이드하는 도광판, 도광판으로부터 전달되는 광을 집광/확산하는 다수의 광학 시트(sheets) 및 상부면이 부분 개구된 육면체의 구조를 갖도록 형성되어 내부에 상기 램프, 반사판, 도광판, 광학 시트 등을 수납하는 금속 재질의 샤시 프레임을 포함한다.
또한, 본 발명의 액정표시장치는 액정표시패널, 액정표시패널의 구동/제어 신호를 생성하는 인쇄회로기판(PCB : printed circuit board), 액정표시패널의 하부에 위치되어 상기 액정표시패널에 광(光)을 조사(助射)하는 백 라이트 유닛, 상부면이 부분 개구된 육면체의 구조를 갖도록 형성되어 내부에 백 라이트 유닛을 수납하는 금속 재질의 샤시 프레임 및 액정표시패널의 상부면으로부터 샤시 프레임의 측부면을 커버링하고 샤시 프레임과 대응 결합되는 커버링 부재를 포함한다.
백 라이트 유닛, 액정 표시 장치, 샤시 프레임, 반사판, 접지, 하부 커버

Description

백 라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치{Back light unit and liquid crystal display using the same}
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 백 라이트 유닛에 적용되는 샤시 프레임을 나타낸 설명도이다.
도 2는 도 1의 샤시 프레임이 구비된 백 라이트 유닛 및 액정표시패널을 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1의 샤시 프레임이 구비된 액정표시장치를 나타낸 분리 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 백 라이트 유닛 110 : 샤시 프레임
120 : 광학 시트 130 : 램프 어셈블리
140 : 반사판 200 : 액정표시패널
210 : TFT 기판 220 : 컬러 필터 기판
230 : 게이트 TCP 240 : 데이터 TCP
250 : 인쇄회로기판 300 : 액정표시장치
310 : 전방 커버 320 : 탑 샤시
본 발명은 백 라이트 유닛(back light unit) 및 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 강도(强度)가 향상되고 보다 안정적인 영상의 제공이 가능한 백 라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것이다.
근래들어 액정표시장치가 디스플레이 수단으로 각광받고 있다. 액정 표시 장치는 액정 패널의 내부에 주입된 액정의 전기적, 광학적 성질을 이용하여 디스플레이 기능을 수행하는데, 소형, 경량 및 저소비 전력 등의 장점에 의해 컴퓨터 모니터나 이동 통신 단말기 등의 다양한 분야에 폭넓게 응용되고 있는 추세이다.
이러한 액정표시장치는 구동방식의 차이에 따라, 스위칭 소자 및 TN(Twisted Nematic) 액정을 이용한 액티브 매트릭스(active matrix) 표시방식과 STN(Super-Twisted Nematic) 액정을 이용한 패시브 매트릭스(passive matrix) 표시방식으로 크게 구분할 수 있다.
상기 두 표시 방식의 가장 큰 차이점은, 액티브 매트릭스 표시방식이 박막 트랜지스터(thin film transistor : TFT)를 스위치로 이용하여 액정표시장치를 구동하는 방식인데 반해, 패시브 매트릭스 표시방식은 트랜지스터를 사용하지 않기 때문에 이와 관련한 복잡한 회로를 필요로 하지 않는다는 것이다. 기술적으로 우위에 있는 박막 트랜지스터를 이용한 액티브 매트릭스 표시방식의 액정표시장치가 휴대용 컴퓨터의 보급 등에 따라 널리 사용되고 있다.
액티브 매트릭스 표시방식의 액정표시장치의 구성과 동작에 대해 간략히 설 명하면 다음과 같다.
액티브 매트릭스 표시방식을 사용하는 액정표시장치는 액정표시패널과 액정표시패널에 광을 조사(助射)하는 백 라이트 유닛 및 백 라이트 유닛에 전원을 공급하는 인버터(inverter) 등으로 이루어진다. 그리고 액정표시패널은 컬러 필터를 포함하는 컬러 필터 기판과 박막 트랜지스터를 포함하는 박막 트랜지스터 기판 및 그 사이의 공간에 충진된 액정층을 포함하여 구성된다.
즉, 액티브 매트릭스 표시방식을 사용하는 액정표시장치는 컬러 필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판의 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써, 백 라이트 유닛으로부터 조사된 빛의 투과량을 조절하여 소정의 영상을 디스플레이할 수 있도록 구성된 장치이다.
이러한 액정표시장치에 적용되는 백 라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 크게 직하형(direct type)과 에지형(edge type) 등으로 구분할 수 있다.
직하형은 광원이 액정표시패널의 하부에 위치하여 액정표시패널의 전면을 직접 조광하는 방식으로, 다수의 광원을 구비할 수 있고 광 이용 효율이 높기 때문에 고휘도가 요구되는 대화면 액정표시장치에 주로 사용된다. 한편 에지형은, 광원이 광을 안내하는 도광판의 측면에 설치되는 것으로, 액정표시장치를 대형화할 경우 휘도가 떨어지는 단점이 있지만 박형화에 유리하여 컴퓨터의 모니터와 같이 비교적 작은 크기의 액정표시장치에 많이 이용된다.
이러한 백 라이트 유닛은 광원으로서의 램프, 램프에서 발생된 광을 반사시키기 위한 반사판, 광을 집광/확산하는 광학 시트(sheet) 및 이들을 수납하는 수납 부재 등으로 구성된다.
이때 수납 부재는 통상, 상부면이 개구된 직육면체 형상의 바텀 샤시와 그 상부로부터 후크 결합되어 백 라이트 유닛의 구성요소들을 고정 수납할 수 있도록 하는 몰드 프레임으로 구성된다.
그런데, 합성수지 등의 재질로 형성되는 몰드 프레임은 상대적으로 그 강도가 약할 뿐만 아니라, 제품의 출시를 위한 온습도 테스트 시 발생되는 뒤틀림 등의 형태 변형으로 인해 백라이트 유닛 내부에 불필요한 공간(gap)을 생성시켜, 이곳에 유입된 공기에 의한 빛의 난반사에 따른 디스플레이 영상의 왜곡을 초래하게 된다는 등의 문제점이 있다.
따라서, 수납 부재의 강도를 향상시키며 나아가 보다 안정적인 영상의 디스플레이가 가능한 백 라이트 유닛과 이를 구비한 액정표시장치를 제공할 수 있도록 하기 위한 방안이 요구되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 강도가 향상되고 보다 안정적인 영상의 제공이 가능한 백 라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 백 라이트 유닛은 램프, 램프로부터 발생/누설되는 광을 반사하는 반사판, 램프 및 반사판으로부터 전달되는 광을 가이드하는 도광판, 도광판으로부터 전달되는 광을 집광/확산하는 다수의 광학 시트(sheets) 및 상부면이 부분 개구된 육면체의 구조를 갖도록 형성되어 내부에 상기 램프, 반사판, 도광판, 광학 시트 등을 수납하는 금속 재질의 샤시 프레임을 포함한다.
또한, 본 발명의 액정표시장치는 액정표시패널, 액정표시패널의 구동/제어 신호를 생성하는 인쇄회로기판(PCB : printed circuit board), 액정표시패널의 하부에 위치되어 액정표시패널에 광(光)을 조사(助射)하는 백 라이트 유닛, 상부면이 부분 개구된 육면체의 구조를 갖도록 형성되어 내부에 백 라이트 유닛을 수납하는 금속 재질의 샤시 프레임 및 액정표시패널의 상부면으로부터 샤시 프레임의 측부면을 커버링하고 샤시 프레임과 대응 결합되는 커버링 부재를 포함한다.
여기서, 상기 커버링 부재로는 탑 샤시, 전방 커버 등이 있다.
이때, 샤시 프레임의 상부 바닥면은 백 라이트 유닛의 램프로부터 발생된 광을 반사시키는 반사판의 기능을 수행할 수 있도록 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금 등의 반사도가 높은 물질로 구성되는 것이 바람직하다.
샤시 프레임이 알루미늄 등의 도전성 물질로 형성될 경우, 인쇄회로기판에서 생성된 구동/제어 신호를 상기 액정표시패널로 전달하는 연성회로기판(FPC : flexible printed circuit board)과의 전기적인 접촉을 통해 접지 기능을 수행할 수도 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있을 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 백 라이트 유닛에 적용되는 샤시 프레임을 나타낸 설명도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 백 라이트 유닛에 적용되는 샤시 프레임(110)에는 체결부(111), 회로부품 실장부(112), 개구부(113), 반사판(114) 및 결합부(115) 등이 형성될 수 있다.
체결부(111)는 액정표시장치를 상부로부터 커버링하는 탑 샤시 및/또는 전방 커버(도시되지 않음) 등의 커버링 부재와 샤시 프레임(110)이 대응 체결되도록 한다. 이들의 체결에 의해 액정표시장치의 외형이 구성된다. 체결 방식으로는 후크, 나사 등의 공지된 모든 대응 체결 방식이 적용 가능하다.
회로부품 실장부(112)에는 액정표시패널(도시되지 않음)의 구동/제어 신호를 생성하는 구동 IC 등이 구비된 인쇄회로기판(도시되지 않음)이 실장된다.
회로부품의 실장 등에 사용되지 않는 소정 부분을 절단/개구하여 개구부(113)를 형성함으로써, 상기 절단/제거된 부분의 무게 만큼 샤시 프레임(110)을 경량화 시킬 수 있다.
반사판(114)은 백 라이트 유닛의 램프로부터 조사된 광을 반사시키는 기능을 수행할 수 있도록, 반사도가 높은 물질에 의해 샤시 프레임(110)의 상부 바닥면 상에 형성된다.
이를 위해 샤시 프레임(110) 상부 바닥면의 반사판(114)에 해당되는 부분만을 특별히 반사도가 높은 물질로 구성하거나 샤시 프레임(110) 전체를 반사도 높은 물질로 구성할 수 있다. 반사도가 높은 금속성의 물질로는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등을 들 수 있다.
별도의 반사판이 구비되는 등의 이유로 인해 반사판(114)의 형성이 불필요한 경우라면, 해당 부분을 개구부(113)로 이용할 수 있음은 도면에 도시된 바와 같다.
결합부(115)는 광학 시트, 램프 어셈블리, 반사판(도시되지 않음) 등이 결합/지지될 수 있도록 홈 등의 형태로 형성된다.
즉, 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 샤시 프레임(110)은 금속성의 재질을 사용하여 통상의 백 라이트 유닛에 사용되는 몰드 프레임과 바텀 샤시를 일체형으로 구성함으로써, 강도의 향상, 두께의 감소의 성능 향상은 물론 반사판(140)과 같은 부가적인 기능의 제공이 가능하도록 형성되었음을 알 수 있다.
도 2는 도 1의 샤시 프레임이 구비된 백 라이트 유닛 및 액정표시패널을 나타낸 단면도로써, 에지형의 변형인 쐐기형(wedge type)의 백 라이트 유닛을 도시하였다. 쐐기형 백 라이트 유닛은, 도시된 바와 같이, 램프가 위치한 도광판의 일측이 램프가 위치하지 않은 도광판의 타측 보다 두껍게 형성되며, 노트북 컴퓨터 등에 주로 사용된다.
도 2를 참조하면, 액정표시패널(200)은 박막 트랜지스터 기판(210), 컬러 필터 기판(220) 및 그 사이에 충진된 액정(도시되지 않음) 등을 구비하며, 백 라이트 유닛(100)은 샤시 프레임(110), 광학 시트(120), 램프 어셈블리(130) 및 반사판(140) 등을 구비한다.
여기서, 샤시 프레임(110)은 일체형의 금속재 구조물로써 백 라이트 유닛(100)의 구성요소들을 수납/지지하는 기능을 수행한다. 즉, 샤시 프레임(110)의 하부면에 의해 반사판(140) 또는 도광판(135)이나 램프 어셈블리(130)가 고정 지지되며, 샤시 프레임(110)의 상부 피개구면에 의해 확산판 또는 프리즘 시트와 같은 광학 시트(120)가 고정 지지된다.
샤시 프레임(110)의 상부 바닥면 상에 반사판이 형성될 수 있으며, 이 경우에는 별도의 반사판(140)이 구비될 필요가 없음은 전술한 바 있다.
기타의 구성요소들의 기능 및 동작에 대해서는 다음의 도 3을 이용하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 도 1의 샤시 프레임이 구비된 액정표시장치를 나타낸 분리 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 액정표시장치(300)는 전체적으로 보아 액정표시패널(200), 백라이트 유닛(100), 탑 샤시(320) 및 전방 커버(310)를 포함한다.
액정표시패널(200)은 박막 트랜지스터 기판(210), 컬러 필터 기판(220), 액정(미도시), 게이트 테이프 캐리어 패키지(TCP : Tape Carrier Package, 230), 데이터 TCP(240) 및 인쇄회로기판(250) 등으로 구성된다.
여기서, 박막 트랜지스터 기판(210)은 게이트 라인 및 데이터 라인과 박막 트랜지스터 및 화소전극 등을 포함하고, 박막 트랜지스터 기판(210)의 상부에 위치하여 이에 대향하도록 설치된 컬러 필터 기판(220)은 컬러 필터, 블랙 매트릭스 및 공통 전극 등을 포함하지만 이를 도시하지는 않았다.
이때, 게이트 TCP(230)는 박막 트랜지스터 기판(210)에 형성된 각 게이트 라인에 접속되고, 데이터 TCP(240)는 박막 트랜지스터 기판(210)에 형성된 각 데이터 라인에 접속된다.
한편, 인쇄회로기판(250)에는, 게이트 TCP(23)에 게이트 구동신호, 데이터 TCP(24)에 데이터 구동 신호가 입력 가능하도록, 게이트 구동신호 및 데이터 구동신호를 모두 처리할 수 있는 여러 회로부품이 실장된다.
백 라이트 유닛(100)은 광학 시트(120), 도광판(135), 램프 어셈블리(130), 반사판(140) 및 샤시 프레임(110) 등으로 구성된다.
여기서, 도광판(135)은 램프 어셈블리(130) 및 반사판(140) 등으로부터 전달되는 광을 액정표시패널(200)로 안내하는 역할을 한다. 램프 어셈블리(130)는 도광 판(135)의 측면에 삽입되어 이러한 광을 생성한다.
반사판(140)은 도광판(135)의 하부에 설치되어 도광판(135)의 하부로 방출되는 빛을 상부로 반사한다. 샤시 프레임(110)의 상부 바닥면에 반사판이 일체로 형성될 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
광학 시트(120)는 도광판(135)의 상부에 설치되어 도광판(135)으로부터 전달되는 빛을 확산하고 집광하는 역할을 한다. 광학 시트(120)는 확산판, 프리즘 시트 등의 다수의 시트에 의해 구성될 수 있다.
금속재의 일체형 구조물인 샤시 프레임(110)은 백 라이트 유닛(100)을 구성하는 부품들을 수납하고 고정하는 기능을 수행한다. 즉, 샤시 프레임(110)의 하부면에 의해 반사판(140) 또는 도광판(135)이나 램프 어셈블리(130)가 고정 지지되며, 샤시 프레임(110)의 상부 피개구면에 의해 확산판 또는 프리즘 시트와 같은 광학 시트(120)가 고정 지지된다.
또한, 샤시 프레임(110)은 탑 샤시(320) 및 전방 커버(310)와 대응 결합됨으로써 액정표시패널(200) 등의 구성요소가 모두 수납될 수 있는 액정표시장치(300)의 외형을 구성할 수 있다. 이 경우, 통상의 액정표시장치에 구비되는 후방 커버(도시되지 않음)가 불필요하게 됨으로써, 보다 작고 가벼운 구조의 액정표시장치를 제공할 수 있다.
이때 샤시 프레임(110)은 탑 샤시(320)와만 결합되고, 통상의 액정표시장치와 마찬가지로 액정표시장치(300)의 외형은, 전방 커버(310)가 별도로 구비된 후방 커버(도시되지 않음)와의 결합에 의해 구성하도록 할 수도 있음은 당연하다.
탑 샤시(320) 및/또는 전방 커버(310)와 샤시 프레임(110) 사이의 결합에는 후크 결합, 나사 결합 등의 공지된 모든 대응 결합 방식이 적용될 수 있다.
여기서, 인쇄회로기판(250)에 실장된 구동 소자들의 대부분은 고주파 신호에 의해 동작되므로 전자파(EMI : electro magnetic interference)나 정전 방전(ESD : electrostatic discharge)의 발생 원인이 된다. 그리고 이러한 전자파나 정전 방전은 액정표시패널(200)로 전송되는 전기적 신호와 간섭을 일으킬 뿐만 아니라 액정표시장치(300)의 외부로 방출되어 기타 주변기기의 오작동을 유발하기도 한다.
따라서 인쇄회로기판(250)에서 생성된 구동/제어 신호를 상기 액정표시패널(200)로 전달하는 연성회로기판과 도전성 재질의 샤시 프레임(110)을 전기적으로 접촉시킴으로써 이러한 전자파나 정전 방전을 접지 소멸시킬 수 있다.
이때, 상기 샤시 프레임(110)은 통상의 몰드 프레임과 바텀 샤시가 일체로 결합되어 형성됨으로써 보다 넓은 접지 면적을 구성할 수 있어, 그 만큼 접지 효과의 증가를 가져올 수 있게 된다.
이때, 도 3에는 상기 백 라이트 유닛(100)이 노트북 컴퓨터 등에 주로 사용되는 쐐기형인 것으로 도시되었으나 이는 하나의 예시일 뿐이고, 본 발명의 백 라이트 유닛(100)에 직하형 또는 에지형 등의 어느 방식이 적용되더라도 무방함은 당연하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이 해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 백 라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치에 따르면, 합성 수지 재질의 몰드 프레임 대신 금속 재질의 샤시 프레임을 사용함으로써 강도가 크게 향상되었다는 장점이 있다.
또한, 몰드 프레임의 형태 변형 등으로 인해 발생되는 영상의 왜곡을 방지하여 보다 안정적인 디스플레이 영상을 제공할 수 있게 되었다는 장점도 있다.
그리고, 샤시 프레임에 후방 커버 및 반사판의 기능을 부가할 수 있어 액정표시장치 전체의 두께를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 접지(GND) 면적의 증대로 인해 EMI 특성의 향상을 가져올 수 있게 되었다는 등의 추가적인 장점도 있다.

Claims (9)

  1. 램프;
    상기 램프로부터 발생/누설되는 광(光)을 반사하는 반사판;
    상기 램프 및 반사판으로부터 전달되는 광을 가이드하는 도광판;
    상기 도광판으로부터 전달되는 광을 집광/확산하는 광학 시트(sheets); 및
    상부면이 부분 개구된 육면체의 구조를 갖도록 형성되어, 내부에 상기 램프, 반사판, 도광판, 광학 시트를 수납하는 금속 재질의 샤시 프레임을 포함하는 백 라이트 유닛(back light unit).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사판은 상기 샤시 프레임의 상부 바닥면에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 샤시 프레임은 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금으로 형성되는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 광학 시트는 상기 샤시 프레임의 상부 피개구면에 의해 고정 지지되는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  5. 액정표시패널;
    상기 액정표시패널의 구동/제어 신호를 생성하는 인쇄회로기판(PCB : printed circuit board);
    상기 액정표시패널의 하부에 위치되어 상기 액정표시패널에 광(光)을 조사(助射)하는 백 라이트 유닛;
    상부면이 부분 개구된 육면체의 구조를 갖도록 형성되어, 내부에 상기 백 라이트 유닛을 수납하는 금속 재질의 샤시 프레임; 및
    상기 액정표시패널의 상부면으로부터 상기 샤시 프레임의 측부면을 커버링하고, 상기 샤시 프레임과 대응 결합되는 커버링 부재를 포함하는 액정표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 샤시 프레임의 상부 바닥면은 상기 백 라이트 유닛으로부터 발생된 광을 반사시키는 반사판의 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 샤시 프레임은 상기 인쇄회로기판에서 생성된 구동/제어 신호를 상기 액정표시패널로 전달하는 연성회로기판(FPC : flexible printed circuit board)과의 전기적인 접촉을 통해 접지(GND) 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 액정표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 샤시 프레임은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 샤시 프레임의 상부 피개구면에 의해 상기 백 라이트 유닛의 일부가 고정 지지되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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