KR101651292B1 - 방열을 위한 커버 버텀을 구비한 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표시장치의 인쇄회로보드(Printed Circuit Board : 이하 'PCB'라 함)의 방열을 위한 커버 버텀 구조체에 관한 것이다. 본 발명에 의한 표시장치는 표시패널과; 상기 표시패널을 구동하기 위한 IC를 실장 한 PCB와; 상기 표시패널 후면에 배치되어 상기 표시패널을 수납하고 지지하며, 상기 IC에 해당 부위에서 돌출되어 상기 PCB 표면 중 상기 IC가 실장된 부분과 접촉하도록 돌출된 제1 열 전도부를 포함하는 커버 버텀을 포함한다. 본 발명에 의한 화상 표시장치는 고열을 발생하는 파워 IC나 타이밍 컨트롤러에 의한 열 충격을 방지하여 장치의 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

방열을 위한 커버 버텀을 구비한 표시장치{DISPLAY DEVICE HAVING COVER BOTTOM FOR HEAT RADIATING}

본 발명은 표시장치의 방열을 위한 구조체에 관한 것이다. 특히 본 발명은 표시장치의 인쇄회로보드(Printed Circuit Board : 이하 'PCB'라 함)의 방열을 위한 커버 버텀 구조체에 관한 것이다.

최근의 정보화 사회에서 표시소자는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 어느 때보다 강조되고 있다. 한 때 주류를 이루었던 음극선관(Cathode Ray Tube) 또는 브라운관은 무게와 부피가 큰 문제점이 있었다. 이러한 음극선관의 한계를 극복하기 위해, 현재 많은 종류의 평판표시소자(Flat Panel Display)가 개발되고 있다.

평판표시소자에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP) 및 일렉트로-루미네센스(Electro-luminescence : EL) 등이 있고 이들 대부분이 실용화되어 시판되고 있다.

이들 중 특히, 액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, 액정표시장치는 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기, 옥내외 광고 표시장치 등으로 이용되고 있다. 액정표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 광의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다. 이 액정표시장치는 최근의 양산기술 확보와 연구개발의 성과로 대형화 및 고해상도로 급속히 발전하고 있다. 또한, 액정표시장치는 모바일 디스플레이(Mobile Display) 산업의 발전으로 중소형에서도 큰 수요량을 보이고 있다.

이러한 액정표시장치는 두 장의 유리기판 사이에 유전율 이방성을 갖는 액정분자들이 개재된 액정패널과, 액정패널에 광을 조사하기 위한 백라이트 유닛과, 액정패널에 형성된 신호 라인들에 구동 신호를 인가하는 구동 집적회로(Integrated Circuit : 이하 'IC'라 함)들과, 액정패널의 구동에 필요한 구동신호를 발생하는 인쇄회로기판을 포함한다.

구동 IC들의 실장방법으로는 칩 온 보드(Chip On Board : 이하 'COB'라 함), 테이프 오토메이티드 본딩(Tape Automated Bonding : 이하 'TAB'라 함), 칩 온 글라스(Chip On Glass : 이하 'COG'라 함) 등이 있다. COB 방식은 300μm 이상의 화소피치(Pixel pitch)를 가지는 단색 액정표시장치에 주로 이용된다. TAB 방식은 IC들을 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package : 이하 'TCP'라 함) 상에 실장하 고 이 TCP를 PCB와 액정패널의 유리기판 사이에 접속시키게 된다. COG 방식은 액정패널의 유리기판 상에 IC칩들을 직접 실장시키게 된다. 이 COG 방식은 최근의 중소형 디스플레이의 수요량 증가에 따른 실장 면적의 축소와 저코스트화의 추세에 부합하여 중소형 액정표시장치에서 많이 이용되고 있다. COG형 액정표시장치에서는 PCB와 구동 IC들 사이에서 구동신호 전달을 위해 가요성 인쇄회로(Flexible Printed Circuit; 이하 'FPC'라 함)가 사용된다.

PCB는 솔드레지스트층과 기판 사이에 동박층을 개재하고, 솔드레지스트층을 부분적으로 관통하여 동박층에 접속되는 여러가지 회로부품들을 실장하여 박막의 기판으로 제작된다. 회로부품들에는 액정패널에 전원을 공급하는 전원 IC와, 화상구현을 제어하는 타이밍 콘트롤러(T-CON: Timing Controller) 등이 있다.

최근의 중소형 액정표시장치에서는 최근의 소형화 및 고해상도 시장 요구에 부응하기 위해, 종전 보다 많은 회로부품들이 탑재된 좀 더 작은 사이즈의 PCB가 사용되고 있다. 이렇게 많은 회로소자들이 실장 된 PCB가 소형화되면, 부품 실장면적이 축소되어 그만큼 접지를 시킬 수 있는 면적이 줄어들 뿐만 아니라, 부품들 사이의 이격거리가 축소되어 방열시킬 수 있는 공간이 그만큼 줄어들게 된다. 방열 및 접지 면적의 축소는 발열 및 누설전류의 영향을 증대시켜 신호왜곡 등 여러 가지 문제를 야기 시키는 주요인이 되고 있다.

본 발명의 목적은 평판 표시장치에서 사용하는 PCB에서 발생하는 열을 효율적으로 방열하기 위한 구조체를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 표시장치는 표시패널과; 상기 표시패널을 구동하기 위한 IC를 실장 한 PCB와; 상기 표시패널 후면에 배치되어 상기 표시패널을 수납하고 지지하며, 상기 IC에 해당 부위에서 돌출되어 상기 PCB 표면 중 상기 IC가 실장된 부분과 접촉하도록 돌출된 제1 열 전도부를 포함하는 커버 버텀을 포함한다.

상기 제1 열 전도부는 상기 PCB의 배면과 접촉하는 것을 특징으로 한다.

상기 커버 버텀은 EGI 및 알루미늄 중 적어도 선택된 어느 하나를 포함한다.

상기 제1 열 전도부는 상기 커버 버텀의 일부를 프레스 압출하여 돌출된 것을 특징으로 한다.

상기 PCB에 실장된 상기 IC 위에 일정간격을 두고 떨어져, 상기 PCB와 평행하게 배치되며, 상기 IC의 상면과 접촉하는 제2 열 전도부가 형성된 커버 쉴드를 더 포함한다.

상기 커버 쉴드는 EGI 및 알루미늄 중 적어도 선택된 어느 하나를 포함한다.

상기 제2 열 전도부는 상기 커버 쉴드의 일부를 프레스 압출하여 돌출된 것 을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 화상 표시장치는 열 전달율이 높은 커버 버텀의 구조를 변경하여 고열 IC와 접촉하는 돌출부를 제공한다. 따라서, 본 발명에 의한 화상 표시장치는 고열을 발생하는 IC의 발열량을 신속하게 커버 버텀을 통해 배출할 수 있다. 결국, 본 발명에 의한 화상 표시장치는 고열을 발생하는 파워 IC나 타이밍 컨트롤러에 의한 열 충격을 방지하여 장치의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 특별한 방열 수단을 추가로 장착하지 않고도 고성능 방열효과를 얻을 수 있다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예의 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예 1에 따른 표시장치의 일례인 액정표시장치의 단면을 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시 예 1에 의한 방열 구조를 나타내는 것으로 도 1의 원 P부분을 확대한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치는 액정패널(LCDP)과, 액정패널(LCDP)에 광을 조사하기 위한 백라이트 유닛(BLU)과, 백라이트 유닛(BLU)을 수납하여 지지하기 위한 커버 버텀(CB)과, 커버 버텀(CB) 배면에 배치되 어 액정패널(LCDP)의 구동에 필요한 구동신호를 발생하는 PCB(200)와, 상기 PCB(200) 상에 배치 실장 된 타이밍 컨트롤러(TCON) 혹은 파워 IC와 같은 고발열 IC(300)를 포함한다. 여기서, 상기 커버 버텀(CB)은 상기 고발열 IC(300)에 대응하는 부위에 PCB(200) 쪽으로 돌출된 버텀 요철부(500)를 갖는다. 그리고, 이 액정표시장치(100)에는 액정패널(103)의 가장자리와 커버 버텀(CB)의 측면을 감싸기 위한 탑 케이스(130)가 더 구비된다.

액정패널(LCDP)은 하부기판(102) 및 상부기판(104) 사이에 액정(106)이 개재되고 상부기판(104)과 하부기판(102) 사이의 간격을 일정하게 유지시키기 위한 스페이서(미도시)를 구비한다. 이러한, 액정패널(LCDP)의 상부기판(104)에는 도시하지 않은 컬러필터, 블랙 매트릭스 등이 형성된다. 액정패널(LCDP)의 하부기판(102)에는 도시하지 않은 데이터라인과 게이트라인 등의 신호배선이 형성되고, 데이터라인과 게이트라인의 교차부에 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)가 형성된다. TFT는 게이트라인으로부터의 스캔신호에 응답하여 데이터라인으로부터 액정셀 쪽으로 전송될 데이터신호를 절환하게 된다. 데이터라인과 게이트라인 사이의 화소영역에는 화소전극이 형성된다. 화소전극과 대향하는 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서는 상부기판(104) 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서는 화소전극과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다. 하부기판(103)의 일측부에는 데이터라인들과 게이트라인들 각각이 접속되는 패드영역이 형성되고, 이 패드영역에는 TFT에 구동신 호를 인가하기 위한 구동 IC들(400)이 COG 방식에 의해 실장된다. 데이터 구동 IC는 PCB(200)로부터의 데이터 제어신호에 응답하여 데이터신호를 데이터라인들에 공급한다. 게이트 구동 IC는 PCB(200)로부터의 게이트 제어신호를 도시하지 않은 라인 온 글래스(Line On Glass) 방식으로 실장된 구동 배선들을 통해 데이터 구동 IC로부터 공급받은 후, 이 게이트 제어신호에 응답하여 스캔신호를 게이트라인들에 공급한다. 액정패널(LCDP)의 상부기판(104)에는 상부 편광 시트가 부착되고 하부기판(102)의 배면에는 하부 편광 시트가 부착되며, 액정과 접하는 계면에 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.

백 라이트 유닛(BLU)은 액정패널(LCDP)에 광을 조사하는 다수의 광원(LS)들과, 광원(LS) 하부에 위치하는 반사 시트(REF), 그리고 액정패널(LCDP) 상부에 배치되는 다수의 광학시트들(OPT)을 포함한다. 광원(LS)으로는 형광램프 또는 화이트 LED(Light Emitting Diode)가 사용될 수 있다. 도 1에서는 형광램프의 경우만 도시하였다. 반사 시트(REF)는 광원(LS)으로부터 발생 된 광을 액정패널(LCDP) 쪽으로 안내하는 역할을 한다.

커버 버텀(CB)은 바닥면과, 바닥면으로부터 신장되는 4측면을 구비하여 백라이트 유닛(BLU)을 수납하여 지지한다. 이 커버 버텀(CB)의 배면에는 고정부재로 PCB(200)가 취부되어 있다.

FPC(106)는 자신의 하부에 폴리아미드(Polyimide)로 형성된 베이스 필름 층과, 베이스 필름층의 상부에 일정한 폭을 가진 도전체로 형성된 도전층과, 도전층의 상부에 폴리아미드로 형성된 커버 필름층으로 구성되어 있다. FPC(100)는 액정 패널(LCDP)과 커버 버텀(CB)의 체결 후에 ACF를 매개체로 하여 구동 IC들(400)의 패드전극들에 전기적으로 접속된다. 그리고, FPC(100)는 체결된 액정패널(LCDP)과 커버 버텀(CB)의 측면에서 두 번 절곡된 후 커버 버텀(CB)의 배면에 배치되는 PCB(200)와 전기적으로 접속하게 된다.

PCB(200)는 솔드레지스트층과 기판 사이에 동박층을 개재하고, 솔드레지스트층을 부분적으로 관통하여 동박층에 접속되는 여러가지 회로부품들을 실장하여 박막의 기판으로 제작된다. 그리고, PCB(200)는 고정부재에의해 커버 버텀(CB)의 배면에 고정된다. PCB(200)에 실장되는 회로부품들에는 액정패널에 전원을 공급하는 전원부인 파워 IC와, 화상구현을 제어하는 타이밍 콘트롤러(T-CON) 등이 있다. PCB(200)는 컨넥터를 통해 커버 버텀(CB)의 배면쪽으로 절곡된 FPC(106)와 전기적으로 접속되어 액정패널(LCDP)을 구동하기 위한 신호들을 구동 IC(400)로 공급한다.

PCB(200)가 커버 버텀(CB)의 배면에 배치될 때, 버텀 요철부(500)는 PCB(200)의 파워 IC와, 화상구현을 제어하는 타이밍 콘트롤러(T-CON)와 같이 고열 IC(300)이 위치하는 부분관 맞닿는다. 이 요철부(500)은 커버 버텀(CB)를 제조할 때, 프레스 공법 등으로 압출하여 돌출 시켜 형성한다. 따라서, 버텀 요철부(500)는 커버 버텀(CB)와 한 몸체로 형성되며, 동일한 물질로 만들어진다. 커버 버텀(CB)는 EGI 혹은 알루미늄과 같이 열전도성이 우수한 물질로 만드는 것이 바람직하다. 따라서, PCB(200)에 실장된 고열 IC(300)들은 PCB(200)의 배면과 접촉한 커버 버텀(CB)의 버텀 요철부(500)을 통해 방열된다. 버텀 요철부(500)의 열 전도성 이 우수하기 때문에, 다른 특별한 방열 패드를 부착하지 않더라도 충분한 방열 효과를 얻을 수 있다. 도 2에서 화살표는 고열 IC(300)에서 발생한 열이 PCB(200) 배면에 접촉하고 있는 버텀 요철부(500)를 통해 커버 버텀(CB)으로 방열되는 것을 나타낸다.

PCB(200)가 실장된 후, PCB(200) 상에 장착된 각종 IC들을 외부의 이물질이나 충격으로부터 보호하기 위해 커버 쉴드(CS)를 커버 버텀(CB)에 장착하여 PCB(200)를 보호한다.

이하, 도 3 및 4를 참조하여, 방열 효율을 더 높이기 위해, 본 발명에 의한 실시 예 2에 대하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시 예 1에 따른 표시장치의 일례인 액정표시장치의 단면을 나타내는 도면이다. 도 4는 본 발명의 실시 예 1에 의한 방열 구조를 나타내는 것으로 도 1의 원 C부분을 확대한 도면이다.

실시 예 2에서는 상술한 실시 예 1과 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다. 실시 예 2에서는 실시 예 1에 추가적으로, 커버 쉴드(CS)에 쉴드 요철부(700)을 형성하는 것을 특징으로 한다. 커버 쉴드(CS)의 쉴드 요철부(700) 역시, 커버 쉴드(CS)를 제조할 때, 프레스 공법 등으로 압출하여 돌출 시켜 형성한다. 따라서, 요철부(700)는 커버 쉴드(CS)와 한 몸체로 형성되며, 동일한 물질로 만들어진다. 커버 쉴드(CS)도 커버 버텀(CB)과 동일한 물질인 EGI 혹은 알루미늄과 같이 열전도성이 우수한 물질로 만드는 것이 바람직하다. 따라서, PCB(200)에 실장된 고열 IC(300)들은 고열 IC(300) 위에서 커버 쉴드(CS)로부터 돌출된 쉴드 요철부(700)와 접촉하여 이를 통해 추가적으로 방열이 이루어진다. 쉴드 요철부(700)의 열 전도성이 우수하기 때문에, 다른 특별한 방열 패드를 부착하지 않더라도 충분한 방열 효과를 얻을 수 있다. 도 4에서 화살표는 고열 IC(300)에서 발생한 열이 PCB(200) 배면에 접촉하고 있는 버텀 요철부(500)를 통해 커버 버텀(CB)으로, 그리고 동시에 고열 IC(300) 위에 배치된 쉴드 요철부(700)을 통해 커버 쉴드(CS)로 방열되는 것을 나타낸다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에서는 COG 방식의 액정표시장치에 대해서만 설명했지만, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않고 TAB 방식등 다른 실장방식을 사용하는 액정표시장치에도 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 실시 예에서는 액정표시장치를 예로들어 설명하였으나, PDP나 유기전계발광 표시장치와 같은 평판 표시장치는 물론이고, 그 외의 집적도를 높인 IC를 사용하는 전자장비에도 확대 적용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예 1에 따른 표시장치의 일례인 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도.

도 2는 본 발명의 실시 예 1에 의한 방열 구조를 나타내는 것으로 도 1의 원 P부분을 확대한 도면.

도 3은 본 발명의 실시 예 1에 따른 표시장치의 일례인 액정표시장치의 단면을 나타내는 도면.

도 4는 본 발명의 실시 예 1에 의한 방열 구조를 나타내는 것으로 도 1의 원 C부분을 확대한 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

102: 하부 기판 104: 상부 기판

106: 액정 LCDP: 액정표시패널

100: FPC 200: PCB

300: 고발열 IC 400: 구동 IC

500: 버텀 요철부(제1 열 전달부) 700: 쉴드 요철부(제2 열 전달부)

OPT: 광학필름 LS: 광원

REF: 반사필름 BLU: 백 라이트 유닛

CB: 커버 버텀 CS: 커버 쉴드

Claims (12)

1. 표시패널과;

   상기 표시패널을 구동하기 위한 IC를 실장 한 PCB와;

   상기 표시패널 후면에 배치되어 상기 표시패널을 수납하고 지지하며, 상기 IC에 해당 부위에서 돌출되어 상기 PCB 표면 중 상기 IC가 실장된 부분과 접촉하도록 돌출된 제1 열 전도부를 포함하는 커버 버텀과; 그리고

   상기 PCB에 실장된 상기 IC 위에 일정 간격을 두고 떨어져, 상기 PCB와 평행하게 배치되며, 상기 IC의 상면과 접촉하는 제2 열 전도부가 형성된 커버 쉴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 IC는 타이밍 컨트롤러 IC 및 파워 IC 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화상 표시장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제1 열 전도부는 상기 PCB의 상부면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 화상 표시장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 제1 열 전도부는 상기 PCB의 배면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 화상 표시장치.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 커버 버텀은 EGI 및 알루미늄 중 적어도 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 표시장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 열 전도부는 상기 커버 버텀과 일체형인 것을 특징으로 하는 화상 표시장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 열 전도부는 상기 커버 버텀의 일부를 프레스 압출하여 돌출된 것을 특징으로 하는 화상 표시장치.
9. 삭제
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 커버 쉴드는 EGI 및 알루미늄 중 적어도 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 표시장치.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 제2 열 전도부는 상기 커버 쉴드와 일체형인 것을 특징으로 하는 화상 표시장치.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 제2 열 전도부는 상기 커버 쉴드의 일부를 프레스 압출하여 돌출된 것을 특징으로 하는 화상 표시장치.

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