KR100462990B1

KR100462990B1 - 표시장치

Info

Publication number: KR100462990B1
Application number: KR1019970004874A
Authority: KR
Inventors: 다카유키 이시하라
Original assignee: 로무 가부시키가이샤
Priority date: 1996-02-19
Filing date: 1997-02-18
Publication date: 2005-06-16
Also published as: KR970063013A; US6249267B1; TW357276B; JPH09223820A; JP3713088B2

Abstract

본 발명의 표시장치는 프린트기판(1)의 한면에 매트릭스상의 발광소자가 설치되고 다른면에는 발광소자의 구동을 제어하기 위한 제어부품이 설치되어 있다.

프린트기판(1)은 금속판과 같은 열전도성부재로 형성되고 각각의 면에는 전기적절연성부재(12),(13)가 형성되어 있다.

프린트기판(1)은 각각의 표면이 전기적으로 절연성이며 우수한 열전도성을 갖는다.

따라서 발광소자와 제어부품에 의해 발생된 열을 고효율로 외부로 발산할수 있도록 프린트기판(1)은 우수한 열전도성을 갖는다.

그러므로 구동전력을 낮출 필요가 없고 부품이나 표시특성의 저하를 우려할 필요가 없다.

Description

표시장치

본 발명은 프린트기판에 발광소자가 매트릭스(matrix)상으로 배열되고 각각의 발광소자의 ON/OFF가 제어되므로서 문자등을 표시하는 표시장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 프린트기판에 실장되는 발광소자등의 전자부품으로부터 발생하는 열을 발산하기 쉽게 한 표시장치에 관한 것이다.

종래에 예를들면 역이나 공공광장에서의 안내표시판, 철도차량이나 버스등의 차량내표시기등에 발광다이오우드(이하 LED라한다)등의 발광소자를 매트릭스상으로 배열하고 각각의 LED의 발광을 제어하므로서 문자나 수자등을 표시하고 전광뉴스나 시각 온도등의 표시를 행하고 있다.

이와같은 표시장치는 예를들면 도4에 나타내는 바와 같은 구조로 되어 있다.

도4에 있어서 1은 유리 에폭시수지등으로 되고 적어도 양면에 배선패턴이 패턴잉(patterning)에 의해 형성된 프린트기판으로서 그 일면측에 LED(2)의 칩이 매트릭스상으로 배열되어 있다.

프린트기판(1)의 다른면측에는 매트릭스상으로 나란히 된 LED(2)의 각각을 선택적으로 ON/OFF시키는 제어부품이나 구동부품등으로 된 IC부품(제어부품) (3)이 설치되고 일면측의 LED(2)를 점멸시킬수 있는 구조로 되어 있다.

4는 금속고정구로서 세트의 하우징등에 표시장치를 부착시키는 때에 IC부품(3)을 피해서 고정시키기 위한 것으로서 부착구멍(4a)에 나사등을 끼워맞추므로서 표시장치가 하우징등에 고정된다.

이와같은 LED(2)나 IC부품(3)등이 실장되는 프린트기판(1)은 종래로부터 유리 에폭시수지등으로 된 전기적절연성의 기판이 사용되고 있고 그 표면에 배선패턴이 형성되어 있다.

이 프린트기판(1)에 LED(2)나 IC부품(3)등을 실장하는 방법으로서는 프린트기판(1)의 각각의 면에 이들 부품을 탑재시켜서 그 리이드선 또는 전극단자를 프린트기판(1)의 표면의 배선패턴에 직접 납땜하는 표면실장의 방법이 채용되고 있다.

또한, LED(2)와 IC부품(3)과의 접속은 프린트기판(1)에 형성된 관통구멍을 거쳐서 또는 프린트기판(1)의 측면을 거쳐서 행해진다.

이와같은 전기적 절연성부재로 된 프린트기판(1)에 전자부품을 실장하므로서 전파부품의 조립체를 형성하는 방법은 각종의 전자기기에 이용되고 있고 조립공정의 용이함 때문에 LED등의 전자부품을 프린트기판(1)의 표면에 직접 납땜하는 전술한 표면실장의 방법이 최근에는 주류로 되어 있다.

전자부품을 전기적절연성의 프린트기판에 실장하는 경우 통상의 소전력의 전자부품을 실장하는 경우에는 문제가 없으나 예를들면 전술한 표시장치의 LED나 대전력의 반도체소자등의 발열하는 전자부품을 다수 실장하는 경우에는 전기적절연성의 프린트기판으로서는 열전도도 나쁘고 LED등에서 발열한 열이 외부로 방출되지않고 축열되어서 전자부품의 동작온도가 상승하고 전기적특성에 악영향이 생긴다.

여기서 발열을 억제하기 위해 동작전력을 낮게하지 않으면 안되어 충분한 휘도가 얻어지지 않는다고 하는 문제가 있다.

본 발명은 이와같은 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서 프린트기판의 표면에 장착되는 전자부품에서 발생한 열을 효율적으로 외부로 발산시키고 전자부품의 동작온도가 지나치게 상승하지 않도록 하고 표시특성을 저하시키지않는 표시장치를 제공하는것을 목적으로 한다.

본 발명의 표시장치는 프린트기판이 열전도성기판의 양면에 전기적절연성부재가 설치되므로서 형성되고 그 프린트기판의 일면에 발광소자가 매트릭스상으로 설치되고 그 프린트기판의 다른면에 발광소자의 점멸을 제어하는 제어부품이 설치되므로서 형성되어 있다.

이 발광소자란 LED와같은 광을 발하는 소자를 말하고 리이드선을 갖는 개별의 소자에 한정되지않고 반도체기판으로부터 절단 분리한채의 페어칩이나 반도체등의 기판상에 어레이상으로 발광부가 형성된것을 포함한다.

상기한 프린트기판의 하우징에의 부착부의 전기적 절연성부재가 제거되어서 열전도성기판이 노출되어 있으면 표시장치를 하우징등에 부착시키는 경우에 상기한 열전도성기판과 하우징과를 금속을 거쳐서 접속할수 있다.

그 때문에 프린트기판의 표면에 장착된 전자부품으로부터 프린트기판의 중심부의 열전도성기판에 전도된 열을 효율적으로 하우징으로 전도시킬수가 있고 열의 발산특성이 향상되기 때문에 바람직하다.

상기한 발광소자가 설치되는측의 전기적 절연성부재가 적어도 제1층 및 제2층의 2층으로 되고, 그 제1층의 표면에 배선패턴이 형성되며, 제2층의 표면에 발광소자가 설치되고 제2층에 설치된 블라인드관통구멍(blind through-hole)을 거쳐서 발광소자와 배선패턴과가 전기적으로 접속되어있는것이 발광면측에 발광소자를 간격없이 배열하고 그 배선을 하측의 제1층에서 행할 수가 있기 때문에 표시특성을 향상시킬수가 있어서 바람직하다.

프린트기판의 하우징에의 부착측의 주위에 금속고정구가 설치되고 그 금속고정구는 하우징에의 부착부가 돌출하도록 높게 형성됨과 동시에 전기적절연성부재가 제거된 부분에 대응하는 부분에 노출된 열전도성기판과 접촉하도륵 단차이가 형성되어 있는것이 금속고정구에 얇은 재료를 사용하면서 프린트기판의 열을 효율적으로 세트의 하우징을 거쳐서 발산시킬수가 있기 때문에 바람직하다.

(실시예)

다음에 도면을 참조하면서 본 발명의 표시장치에 대해 설명한다.

도1(a)는 본 발명의 표시장치의 사시설명도로서 도1(b)는 도1(a)의 B-B선의 일부의 단면설명도[ 부호 (5)및 (6)을 부여한 부재는 도1(a)에는 도시되어 있지 않다]이다.

도1(a)와 도1(b)에 있어서 도4와 동일한 부문에는 동일한 부호가 부여되어 있고 프린트기판(1)의 일면측에는 LED(2)가 매트릭스상으로 설치되어있으며 다른면측에는 제어부품(제어IC)나 구동부품(구동IC)등의 LED(2)의 점멸을 제어하는 IC부품(제어부품) (3) 및 금속고정구(4)가 설치되어 있는 것은 도4의 예와 동일하다.

본 발명은 프린트기판(1)이 금속판(11)등의 열전도성기판의 양면에 각각 유리에폭시수지로 된 기판이나 폴리이미드등의 유기수지피막등으로 된 전기적절연성부재(12), (13)가 설치된 샌드위치구조로 되어 있는 것에 특징이 있다.

열전도성기판으로서는 예를들면 알루미늄, 동, 스테인레스스틸, 실리콘합판등의 열전도가 양호한 금속판이나 알루미나등의 열전도가 양호한 기판을 사용할 수가 있다.

열전도성기판이 전기적절연성부재로 된 경우에는 전술한 전기적절연성부재(12), (13)를 별도의 재료로서 설치하지 않아도 되고 열전도성기판인채로 겸용할 수가 있다.

또한, 도1(b)에 있어서 (6)은 세트의 하우징(5)에 표시장치의 금속고정구(4)를 고정시키는 나사로서 하우징(5), 및 나사(6)는 도1(a)에는 도시되어 있지 않다.

프린트기판(1)을 제조하기 위해서는 예를들면 다음과 같이 한다.

우선, 알루미늄등의 금속판(11)에 LED측과 IC측과의 전기적 접속을 하기 위한 관통구멍을 형성해 두고 그 이면 및 측면의 전면에 폴리이미드등을 도포해서 고체화시켜 양면에 전기적절연성부재(12),(13)를 형성한다.

그후, 통상의 프린트기판의 제조와 마찬가지로 증착 등에 의해 동피막을 표리 양면에 형성하고 각각 에칭에 의해 패턴잉하므로서 배선패턴을 형성한다.

프린트기판의 다른 제조법의 예로서 도2에 프린트기판(1)의 분해도가 도시되어 있는바와 같이 금속판(11)의 양면의 전기적절연성부재(12), (13)로서 예를들면 유리에폭시수지판등의 전기적절연판을 사용하여 금속판(11)의 양면에 부착시키므로 서 형성할수 있다.

도2에 나타내는 예에서는 한쪽면의 전기적절연성부재가 각각 2매의 절연판에 의한 2층으로 되어 있으나 각각 1층이라도 되고 또 3층 이상이라도 된다.

도2에 나타내는 예에서는 예를들면 0.6∼0.7mm정도의 두께의 알루미늄등으로 된 금속판(11)의 일면측에 예를들면 0.2∼0.3mm정도의 유리에폭시수지판으로 된 제1층(12a)와 제2층(12b)이 에폭시수지등의 접착제에 의해 접착되어 있다.

또한, LED(2)의 배선단자와 IC부품(3)과의 접속을 프린트기판의 관통구멍을 거쳐서 행하는 경우에는 금속판(11)에 형성된 관통구멍의 내부원주에 미리 절연피막을 형성해두는 것이 바람직하다.

절연성부재의 제1층(12a)의 표면에는 LED(2)에 전압을 인가하기 위한 배선패턴(17)이 동피복 등에 의해 형성되어 있고 제2층(12b)에 배열되는 LED(2)의 각 전극단자와는 제2층(12b)의 표면에 형성된 배선패턴(15)및 블라인드관통구멍(16) (중첩된 프린트기판 전체를 관통하는 구멍이 아니고 제2층 12b만을 관통하는구멍)을 거쳐서 접속된다.

이와같이 전기적절연성부재(12)를 2층으로 하므로서 LED(2)의 배열이 배선패턴에 의해 제한을 받는일이 없고 LED(2)의 간격을 좁게할 수가 있기 때문에 아름다운 표시를 할 수가 있다.

또, 전술한바와 같이 블라인드관통구멍으로 하므로서 금속판(11)에 많은 관통구멍을 형성할 필요가 없고 양호한 열전도를 유지할 수가 있다.

IC부품을 탑재시키는측의 전기적절연성부재(13)도 같은모양으로 제1층(13a)및 제2층(13b)에 의해 형성되고 제1층(13a)의 제2층(13b)측의 면에 배선패턴(18)을 형성하므로서 같은 효과가 얻어진다.

본 발명에 의하면 프린트기판(1)의 코어부분은 금속판(11)등의 열전도성기판으로 되어 있고 전자부품에서 발생한 열은 금속판(11)으로 전달되고 프린트기판(1)의 전체로부터 방열되고 또 세트등의 하우징(5)과 접속되는 금속고정구(4)를 거쳐서 하우징(5)으로부터 효율적으로 발산되어 전자부품에 열이 축적되는 일이 없다.

즉, 알루미늄등으로 된 금속판(11)은 유리에폭시등으로 된 종래의 전기적절연성기판보다 열전도가 3∼5배 정도 높고 대단히 열전도가 양호하다.

그 때문에 LED(2)나 IC부품(3)등의 전자부품에서 발생한 열은 얇은 전기적절연성부재(12), (13)를 거쳐서 금속판(11)에 전달된후 금속판(11)의 전체에 신속히 전달되어서 방열되고 또는 금속고정구(4)를 거쳐서 하우징(5)으로부터 효율적으로 발산된다.

그 결과, 전자부품의 동작온도가 지나치게 상승하는 일이 없고 LED(2)등의 전자부품에 인가되는 전력이 제한되거나 전자부품의 동작온도가 지나치게 상승해서 동작이 불안정하게 되는 일이 없다.

한편, 프린트기판(1)의 양면은 전기적절연성부재(12), (13)로 덮여있기 때문에 종래의 프린트기판과 같은모양으로 동피복등을 실행하여 에칭에 의해 패턴잉을 하므로서 배선패턴이 형성되고 LED(2)나 IC부품(3)이 회로를 구성하도록 표면실장된다.

또한, LED(2)의 배선단자는 금속판(11)을 관통해서 형성된 관통구멍을 경유해서 또는 프린트기판(1)의 단말부에 도출되어 프린트기판(1)의 측면을 경유해서 다른면측의 IC부품(3)등의 구동회로와 접속된다.

도1에 나타내는 표시장치에서는 프린트기판(1)의 IC부품(3)이 설치된측의 면(다른면)의 외부원주 단말에 있어서, IC부품(3)의 주위의 전기적절연성부재(13)이 주위전체에 있어서 제거되고 노출된 금속판(11)에 접촉함과 동시에 IC부품(3)의 높이보다 높은 금속고정구(4)가 설치되어 있다.

그 결과, 세트의 하우징(5)등에 부착시킨 경우에 도1(b)에 열의 전도방향이 A로 표시되어있는 바와 같이 금속고정구(4)를 거쳐서 하우징(5)에 열이 전달되고 전자부품(LED2 나 IC부품3)에서 발생한 열이 세트측으로부터 효율적으로 발산된다.

이와같이 금속고정구(4)와의 접속부의 전기적절연성부재(13)를 제거하므로서 직접 금속끼리가 접촉하고 열의 전도율이 저하하는 일이 없기 때문에 바람직하다.

그러나, 전기적절연성부재(13)은 대단히 얇아 전기적절연성부재(13)이 제거되어 있지 않아도 금속판(11)에 열이 절도되어 전자부품으로부터 금속고정구(4)에의 열전도는 상당히 개선되고 또 프린트기판(1)의 전체로부터 열발산을 시킬수가 있고 열발산의 효과는 현저하다.

또, 도3에 금속고정구(4)의 다른 예를 나타내고 있는바와 같이 금속고정구(4)는 수mm의 두께를 갖는 IC부품(3)의 높이보다 두꺼운 부재를 사용하지 않아도 1mm이하의 얇은재료(판상체의 가공 또는 알루미늄 다이캐스팅등의 금형성형)로 형성할수도 있고, 또 전기적절연성부재(13)를 제거해서 금속판(11)을 노출시키는 부분을 주위전체가 아니고 부분적으로 할수도 있다.

즉, 도3에 나타내는 예에서는 금속고정구(4)가 얇은 재료로 링상으로 형성되고 하우징과의 부착부에 돌기상부(4c)가 돌출하도록 높게 형성되며 또한 금속판(11)과의 접촉을 위해 단차이(4b)가 형성되어 있다.

즉, IC부품(3)을 피할수 있게 하우징과의 부착부가 높게 형성됨과 동시에 전기적절연성부재(13)이 부분적으로 제거되어서 노출된 금속판(11)의 부분과 접촉시키기 위해 단차이(4b)가 형성되어 있다.

이와같이 하므로서 금속고정구(4)를 얇은판재 혹은 적은 재료에 의해 형성할 수가 있고 또 전기적절연성부재(13)의 제거하는 부분이 부분적이라도 같은 효과가 얻어진다.

이상 설명한바와 같이 본 발명의 표시장치에 의하면 LED등의 전자부품을 탑재시키는 프린트기판의 적어도 코어부에 금속판등의 열전도성기판을 사용하고 있기 때문에 프린트기판에 탑재되는 전자부품이 발열되어도 그 열을 효율적으로 발산시킬수가 있어 전자부품의 동작온도가 필요이상으로 지나치게 상승하는 일이 없고 휘도를 저하시키지 않는 고성능의 표시장치가 얻어진다.

또한, 전자부품의 동작온도가 지나치게 상승하지 않기 때문에 전자부품의 수명이 연장되고, 또 고장율이 내려가서 전자기기의 신뢰성이 대폭적으로 향상된다.

도1은 본 발명의 표시장치의 사시설명도 및 그 부분단면설명도

도2는 본 발명의 표시장치의 프린트기판의 다른 구성예를 나타내는 도면

도3은 본 발명의 표시장치의 금속고정구의 다른 구성예를 나타내는 도면

도4는 종래의 LED를 사용한 표시장치의 사시설명도

* 도면의주요부분에대한부호의설명

1. 프린트기판

2. LED

3. IC부품

4. 금속고정구

4b. 단차이

4c. 돌기상부

5. 하우징

11. 금속판

12, 13. 전기적절연성부재

Claims

열전도성기판의 양면에 전기적절연성부재가 밀착되게 형성된 프린트기판;

상기 프린트기판의 제1면에 매트릭스 형태로 설치되는 발광소자들; 및

상기 프린트기판의 제2면에 설치되어 상기 발광소자들을 제어하는 제어부품들을 구비하며,

상기 프린트기판은,

상기 열전도성기판에 관통구멍을 형성한 후 상기 열전도성기판의 양면에 각각 제1전기적절연성부재 및 제2전기적절연성부재를 도포하는 제 1 단계; 및

상기 제1전기적절연성부재 및 제2전기적절연성부재의 표면에 전기적전도성피막을 증착 및 에칭하여 각각 제1배선패턴 및 제2배선패턴을 형성하는 제 2 단계를 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제 1항에 있어서, 상기 열전도성기판은

금속판인 것을 특징으로 하는 표시장치.
제 1항에 있어서, 상기 프린트기판은

상기 제1전기적절연성부재 표면에 형성되며, 블라인드관통구멍 및 제3배선패턴을 가지는 제3전기적절연성부재를 더 구비하며,

상기 발광소자는 상기 제3전기적절연성부재 표면에 설치되어 상기 블라인드관통구멍 및 상기 제3배선패턴을 통해 상기 제1배선패턴과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제 1항에 있어서, 상기 프린트기판은

상기 제2전기적절연성부재 표면에 형성되며, 블라인드관통구멍 및 제4배선패턴을 가지는 제4전기적절연성부재를 더 구비하며,

상기 제어부품은 상기 제4전기적절연성부재 표면에 설치되어 상기 블라인드관통구멍 및 상기 제2배선패턴을 통해 상기 제4배선패턴과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제 1항에 있어서,

상기 열전도성기판의 일부가 노출되도록 상기 제1전기적절연성부재 또는 제2전기적절연성부재의 적어도 일부가 제거되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제 5항에 있어서,

상기 프린트기판의 제2면의 주위에 제어부품의 높이보다 높은 금속고정구가 설치되고, 상기 금속고정구의 적어도 일부는 노출된 상기 열전도성기판과 직접 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제 6항에 있어서,

상기 금속고정구는 판상부재로 이루어지고, 상기 금속고정구의 하우징의 부착부는 높게 돌출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제 7항에 있어서,

상기 금속고정구와 상기 열전도성기판과의 직접 접촉은 상기 전기적절연성부재의 부분적 제거에 의해 이루어지고, 상기 전기적절연성부재의 부분적 제거에 맞추어 상기 금속고정구에 단차이가 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
알루미나기판의 양면에 전기적절연성부재가 밀착되게 형성된 프린트기판;

상기 프린트기판의 제1면에 매트릭스 형태로 설치되는 발광소자들; 및

상기 프린트기판의 제2면에 설치되어 상기 발광소자들을 제어하는 제어부품들을 구비하며,

상기 프린트기판은,

상기 알루미나기판의 양면에 각각 전기적전도성부재를 증착 및 에칭하여 제1배선패턴 및 제2배선패턴을 형성하는 제 1 단계;

상기 제1배선패턴 및 상기 제2배선패턴을 덮으며, 상기 배선패턴과 상기 발광소자 또는 상기 제어부품을 전기적으로 접속시키기 위한 블라인드관통구멍을 갖는 상기 전기적절연성부재를 상기 알루미나기판의 양면에 각각 도포하는 제 2 단계를 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치.