KR20060064826A - 방열 효율을 향상시킨 평판표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방열 효율을 향상시킨 평판표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 평판표시장치는, 화상을 표시하는 평판표시패널, 평판표시패널에 광을 공급하는 광원을 포함하는 백라이트 어셈블리, 및 광원에 구동 전력을 인가하는 인버터부를 포함한다. 여기서, 인버터부는 외부에서 인가된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 MOSFET을 포함하며, MOSFET의 주변에 기공이 형성된 방열 패드를 부착한다.

MOSFET, 인버터부, 방열 패드, 기공

Description

방열 효율을 향상시킨 평판표시장치 {A FLAT DISPLAY DEVICE IMPROVING EFFICIENCY OF DISCHARGING HEAT}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 평판표시장치의 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판표시장치의 배면 사시도이다.

도 3은 도 2의 A 부분의 확대도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판표시장치에서 또다른 방열 패드를 부착한 인버터부(inverter)를 확대하여 나타낸 도면이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판표시장치에서 또다른 방열 패드를 부착한 인버터부를 확대하여 나타낸 도면이다.

본 발명은 방열 효율을 향상시킨 평판표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인버터부(inverter)의 방열 효율을 향상시킨 평판표시장치에 관한 것이다.

근래 들어오면서 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 하여, 소형 및 경량화되면서 성능이 더욱 향상된 액정표시장치의 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다.

근래에 각광받고 있는 액정표시장치(liquid crystal display, LCD)는 소형화, 경량화 및 저전력 소비화 등의 이점을 가지고 있어서 기존의 브라운관(CRT, cathode ray tube)의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로서 점차 주목받아 왔고, 현재는 디스플레이 장치가 필요한 거의 모든 정보처리기기에 장착되어 사용되고 있다.

일반적인 액정표시장치는 액정의 특정한 분자 배열에 전압을 인가하여 다른 분자배열로 변환시키고, 이러한 분자 배열에 의해 발광하는 액정셀의 복굴절성, 선광성, 2색성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하는 것으로서, 액정셀에 의한 광의 변조를 이용하여 정보를 표시하는 수광형 디스플레이 장치이다.

이와 같이 액정표시장치가 외부로부터 광을 공급받아 화상을 표시하기 위해서는 광을 공급하는 백라이트 어셈블리(backlight assembly)가 필요하다. 백라이트 어셈블리는 광원을 포함하는 데, 광원으로부터 출사된 광을 가이드하여 휘도를 향상시켜 액정표시패널에 공급함으로써 화상을 표시한다. 여기서, 광원에 전력을 공급하여 광을 출사시키기 위해서는 외부 입력된 직류를 교류로 변환하여 광원을 구동하는 인버터(inverter)가 필요하다.

점차적으로 TV 등 대형 액정표시장치의 수요가 증가함에 따라 좀더 선명한 화상을 표시할 수 있도록 광원이 다수 필요하게 되므로, 다수의 광원을 제어하기 위하여 인버터의 용량도 점차 대형화되고 있다. 따라서, 인버터 용량의 대형화에 따른 그 발열량 증가로 인하여 주변 부품이 열화되거나 표시 품질이 저하되는 등의 문제점이 발생하고 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 인버터에서 발생하는 열을 효율적으로 방출할 수 있는 구조의 평판표시장치를 제공하고자 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 평판표시장치는, 화상을 표시하는 평판표시패널, 평판표시패널에 광을 공급하는 광원을 포함하는 백라이트 어셈블리(backlight assembly), 및 광원에 구동 전력을 인가하는 인버터부(inverter)를 포함한다. 여기서, 인버터부는 외부에서 인가된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor, 금속산화막 반도체 전계형 트랜지스터)을 포함하며, MOSFET의 주변에 기공이 형성된 방열 패드(pad)를 부착한다.

여기서, 방열 패드는 MOSFET의 드레인 단자 부근에 부착하는 것이 바람직하다.

그리고 방열 패드는 알루미늄으로 이루어지는 것이 바람직하다.

방열 패드는 발포형으로 형성되는 것이 바람직하다.

방열 패드를 다수 부착할 수 있다.

기공은 인버터부 표면에 수직인 방향으로 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 평판표시장치에서, 다수의 광원은 평판표시패널을 향하여 나란히 배열될 수 있다.

여기서, 평판표시패널은 액정표시패널일 수 있다.

이하에서는 도 1 내지 도 4를 통하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 이러한 본 발명의 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 평판표시장치(100)의 분해 사시도로서, 다수의 광원(76)이 평판표시패널인 액정표시패널(50)을 향하여 나란하게 배열된 직하형 평판표시장치를 나타낸다. 직하형 평판표시장치는 주로 TV 등 대형 액정표시장치에 사용된다.

도 1에는 평판표시패널의 한 예로서 액정표시패널(50)을 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 다른 수광형 평판표시패널에도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 도 1에 도시한 평판표시장치(100)의 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 다른 구조의 평판표시장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.

도 1에 도시한 평판표시장치(100)는, 광을 공급하는 백라이트 어셈블리(70)와 광에 대응하여 화상을 표시하는 액정표시패널(50)을 포함한다. 이외에, 액정표시패널(50)을 백라이트 어셈블리(70)상에 고정 지지하기 위한 탑 섀시(top chassis)(60)를 포함하며, 이외에도 기타 필요한 부분을 포함할 수 있다.

백라이트 어셈블리(70)는 액정표시패널(50)에 광을 공급하며 광을 가이드하면서 휘도를 향상시키고, 백라이트 어셈블리(70)상에 위치하는 액정표시패널 어셈 블리(40)는 화상을 표시하는 액정표시패널(50)을 제어한다.

액정표시패널 어셈블리(40)는 액정표시패널(50), 액정표시패널(50)을 구동하기 위하여 액정표시패널(50)에 연결된 COF(chip on film, 칩 온 필름)(43, 44) 및 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)(41, 42) 등을 포함한다. 액정표시패널(50)은 다수의 TFT(thin film transistor, 박막 트랜지스터)로 이루어진 TFT 기판(51)과 TFT 기판(51) 상부에 위치하는 컬러필터기판(53) 및 이들 기판 사이에 주입되는 액정(미도시)으로 이루어진다. 컬러필터기판(53)의 상부와 TFT 기판(51)의 하부에는 편광판(미도시)을 부착하여 광을 편광시킨다.

TFT 기판(51)은 매트릭스상의 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 투명한 유리 기판이며, 소스 단자에는 데이터 라인이 연결되고, 게이트 단자에는 게이트 라인이 연결되어 있다. 그리고 드레인 단자에는 도전성 재질로서 투명한 ITO(indium tin oxide, 인듐 틴 옥사이드)로 이루어진 화소 전극이 형성된다.

전술한 액정표시패널(50)의 데이터 라인 및 게이트 라인에 각각 인쇄회로기판(41, 42)으로부터 전기적인 신호를 입력하면 TFT의 소스 단자와 게이트 단자에 전기적인 신호가 입력되고, 이들 전기적인 신호의 입력에 따라 TFT는 턴 온 또는 턴 오프되어 화소 형성에 필요한 전기적인 신호가 드레인 단자로 출력된다.

한편, TFT 기판(51)에 대향하여 그 위에 컬러필터기판(53)이 배치되어 있다. 컬러필터기판(53)은 광이 통과하면서 소정의 색이 발현되는 색화소인 RGB 화소가 박막 공정에 의해 형성된 기판으로, 전면에 ITO로 이루어진 공통 전극이 도포되어 있다. TFT의 게이트 단자 및 소스 단자에 전원이 인가되어 박막 트랜지스터가 턴 온되면, 화소 전극과 컬러 필터 기판의 공통 전극사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 TFT 기판(51)과 컬러필터기판(53) 사이에 주입된 액정의 배열각이 변화되고 변화된 배열각에 따라서 광투과도가 변경되어 원하는 화소를 얻게 된다.

액정표시패널(50)의 액정의 배열각과 액정이 배열되는 시기를 제어하기 위해서는 TFT의 게이트 라인과 데이터 라인에 구동신호 및 타이밍 신호를 인가하는 데, 게이트 구동신호 및 데이터 구동 신호 각각의 인가 시기를 결정하기 위하여 COF(43, 44)가 부착되어 있다.

액정표시패널(50)의 외부로부터 영상신호를 입력받아 게이트 라인에 구동신호를 인가하기 위한 게이트 PCB(41)는 액정표시패널(50)에 부착된 게이트 COF(43)와 접속한다. 또한, 데이터 라인에 구동신호를 인가하기 위한 데이터 PCB(42)는 액정표시패널(50)에 부착된 데이터 COF(44)와 접속한다. PCB(41, 42)는 평판표시장치(100)를 구동하는 데이터 신호, 게이트 구동 신호, 및 이들 신호들을 적절한 시기에 인가하기 위한 복수의 구동 신호들을 발생시켜서, 게이트 구동 신호와 데이터 구동 신호를 COF(43, 44)를 통하여 각각 액정표시패널(50)의 게이트 라인 및 데이터 라인에 인가한다.

액정표시패널 어셈블리(40)의 하부에는 액정표시패널 어셈블리(40)에 균일한 광을 제공하기 위한 백라이트 어셈블리(70)가 구비되어 있다.

백라이트 어셈블리(70)의 상부에는 몰드 프레임(mold frmae)(71)이 위치하고, 하부에는 바텀 섀시(75)가 위치하여, 그 사이에 광원(76)을 포함한 다수의 부품들을 수납한다. 백라이트 어셈블리(70)는 바텀 섀시(75) 상에 소정 거리로 이격 되어 고정 설치되도록 배열된 다수의 광원(76), 바텀 섀시(75)의 바닥면에 인접하여 수납되어 광원(76)으로부터 출사되는 광을 반사시키는 반사 시트(79), 광원(76)의 양단에서 광원(76)을 고정 지지하는 램프 홀더(78), 그리고 광원(76)으로부터의 광의 휘도 특성을 확보하여 액정표시패널(50)로 광을 제공하기 위한 광학 시트(72) 및 확산판(74)을 포함한다. 도 1에는 광원의 한 예로서 램프를 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 광원으로서 발광 다이오드(light emitting diode, LED)를 사용해도 되고, 선광원 또는 면광원 형태의 광원을 사용할 수도 있다.

바텀 섀시(75)의 배면에는 전원공급용 PCB인 인버터부(10)와 신호변환용 PCB(20)를 설치한다. 인버터부(10)는 외부 전원을 일정한 전압 레벨로 변압하여 구동 전력을 광원(76)에 인가하고, 신호변환용 PCB(20)는 전술한 데이터 PCB(42) 및 이와 연결된 가요성 인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPC board)(22)(도 2에 도시)을 통해 접속하여 아날로그 데이터 신호를 디지털 데이터 신호로 변환한 다음 액정표시패널(50)에 제공한다.

액정표시패널(50) 위에는 COF(43, 44)를 몰드 프레임(71)의 외부로 절곡시키면서 액정표시패널(50)이 바텀 섀시(75)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여 탑 섀시(60)를 구비한다. 도 1에는 도시하지는 않았지만, 탑 섀시(60)의 상부와 바텀 섀시(75)의 하부에는 각각 전면 케이스 및 배면 케이스가 위치하여 이들의 결합으로 평판표시장치(100)를 이룬다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판표시장치(100)의 배면 사시도로서, 도 1에 도시한 평판표시장치(100)의 모든 내부 부품을 결합한 후 X축을 축으로 하여 180°회전하여 나타낸다.

도 2에 도시한 바와 같이, 바텀 섀시(75)의 배면에는 인버터부(10) 및 신호변환용 PCB(20)가 고정 지지된다. 다수의 광원(76)(도 1에 도시)은 그 전극에 연결된 와이어(wire)(761) 및 그 단부에 연결된 소켓(socket)(77)을 통해 인버터부(10)에 연결되어 있다. 도 2에는 도시하지 않았지만, 인버터부(10) 및 신호변환용 PCB(20)를 쉴드 케이스(shield case)로 덮어서 보호한다.

인버터부(10)는 밝기 제어부, 신호 출력부, 인버터 제어부, 스위칭부, 및 변압부 등을 포함하며, 이러한 각 소자들을 통하여 광원에 구동 전력을 인가한다. 인버터부(10)의 각 소자들의 기능은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로, 편의상 그 상세한 설명을 생략하며 이하에서는 스위칭부인 MOSFET을 위주로 하여 설명한다.

MOSFET(103)은 스위칭부로서, 외부에서 인가된 직류 전압(DC)을 해당 주파수의 교류 전압으로 변환하여 인버터(10)의 변압부에 인가한다. MOSFET(103)은 인버터 제어부로부터의 신호에 따라 동작 상태가 정해진다. MOSFET(103)은 그 소스 단자로부터 직류 전압이 입력되면, 인버터 제어부와 연결된 게이트 단자로부터 입력받은 펄스에 따라 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 드레인 단자에 인가한다. 이와 같이 드레인 단자로부터 인가된 교류 전압은 인버터부(10)의 변압부에 의해 승압되어 광원에 공급된다.

이와 같이 작동하는 MOSFET(103)의 발열량이 상당하므로, MOSFET(103)의 주 변에 기공이 형성된 방열 패드를 부착하여 방열이 잘 이루어질 수 있도록 한다. 방열에 따라 인버터부(10)의 열화에 따른 동작 특성 저하를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 바텀 섀시(75)를 통하여 평판표시패널측으로 방출되는 열량을 최소화하여 표시 품질의 저하를 방지할 수 있다. 이하에서는 도 2의 A 부분을 확대한 도 3을 통하여 방열 패드에 대해 좀더 상세하게 설명한다.

도 3은 도 2의 A 부분의 확대도로서, MOSFET(103)이 실장된 인버터부(10)의 일부분을 확대하여 나타낸 도면이다.

도 3에 도시한 바와 같이, MOSFET(103)의 드레인 단자(1031) 부근에 방열 패드(101)를 부착하여, 드레인 단자(1031)에서 발생되는 열이 잘 방출될 수 있도록 한다. 방열 패드(101)는 SMT(surface mount technology, 표면실장기술)를 이용하여 실장할 수 있고, 남땜시에 땜납과 함께 실장할 수 있다.

여기서, 방열 패드(101)를 비도전성에 가까운 알루미늄 등으로 형성하여 방열 기능을 향상시킬 수 있다. 특히, 드레인 단자(1031)가 실장된 인버터부(10)의 표면으로부터 방열이 이루어지는 점을 감안하여, 기공(1011)을 인버터부(10) 표면에 수직인 Z축 방향으로 형성할 수 있다. 이에 따라 방열 패드(101)의 표면적이 확대되어 인버터부(10)의 방열이 더욱 효율적으로 이루어진다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판표시장치에서 또다른 방열 패드(201)를 부착한 인버터부(inverter)(A')를 확대하여 나타낸 도면으로서, 다수의 기공(2011)이 형성된 발포 형태의 방열 패드(201)를 도시한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 발포형의 방열 패드(201)를 사용함으로써 MOSFET(103)에서의 방열 효과를 효율적으로 향상시킬 수 있다. 이에 따라 인버터부(10)의 작동 특성이 향상되어 광원을 인버터부(10)를 통하여 효율적으로 제어할 수 있을 뿐만 아니라 인버터부(10)의 온도를 약 5℃ 내지 6℃ 정도 저감시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판표시장치에서 또다른 방열 패드(301)를 부착한 인버터부(A'')를 확대하여 나타낸 도면으로서, 다수의 방열 패드(301)를 부착한 인버터부(A'')를 나타낸다.

도 5에 도시한 바와 같이, 기공(3011)이 형성된 다수의 방열 패드(301)를 MOSFET(103)의 드레인 단자(1031)에 부착함으로써 열용량을 분산시켜 MOSFET(103)에서 발생되는 열을 더욱 효율적으로 방출할 수 있다. 방열 패드(301)에 형성된 기공(3011)은 인버터부(A'') 표면에 수직인 방향으로 형성되므로, 방열 효과가 더욱 우수한 이점이 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 평판표시장치에서는 인버터부의 MOSFET 주변에 기공이 형성된 방열 패드를 부착하므로, 인버터부에서 가장 고온인 MOSFET에서 발생하는 열을 방열시켜 MOSFET의 온도를 저감함으로써 인버터부의 작동 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 이에 따라 방열로 인한 영향을 최소화하여 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

그리고 방열 패드는 온도가 가장 높은 MOSFET의 드레인 단자 부근에 부착함으로써 방열 효과를 극대화할 수 있다.

또한, 방열 패드는 알루미늄으로 이루어지므로, 열을 효율적으로 방출시킬 수 있다.

방열 패드를 발포 형태로 형성하여 방열 패드의 표면적을 최대화함으로써, 방열 효율을 높일 수 있다.

방열 패드를 다수 부착하여 방열 효율을 향상시킬 수 있다.

기공을 인버터부의 표면에 대해 수직으로 형성하여 열을 최대한 방출시킴으로써 인버터부의 작동 특성을 양호하게 유지할 수 있다.

본 발명은 특히 다수의 광원이 평판표시패널을 향하여 나란히 배열되어 열방출이 심한 대형 평판표시장치에 적용하기에 적합하다.

그리고 평판표시패널은 액정표시패널이므로, 응용 가능성이 뛰어난 이점이 있다.

본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

Claims (8)

1. 화상을 표시하는 평판표시패널,

   상기 평판표시패널에 광을 공급하는 광원을 포함하는 백라이트 어셈블리(backlight assembly), 및

   상기 광원에 구동 전력을 인가하는 인버터부(inverter)

   를 포함하고,

   상기 인버터부는 외부에서 인가된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor, 금속산화막 반도체 전계형 트랜지스터)을 포함하고,

   상기 MOSFET의 주변에 기공이 형성된 방열 패드(pad)를 부착한 평판표시장치.
2. 제1항에서,

   상기 방열 패드는 상기 MOSFET의 드레인 단자 부근에 부착된 평판표시장치.
3. 제1항에서,

   상기 방열 패드는 알루미늄으로 이루어진 평판표시장치.
4. 제3항에서,

   상기 방열 패드는 발포 형태로 형성된 평판표시장치.
5. 제1항에서,

   상기 방열 패드가 다수 부착된 평판표시장치.
6. 제1항에서,

   상기 기공은 상기 인버터부 표면에 수직인 방향으로 형성된 평판표시장치.
7. 제1항에서,

   상기 다수의 광원은 상기 평판표시패널을 향하여 나란히 배열된 평판표시장치.
8. 제1항에서,

   상기 평판표시패널은 액정표시패널인 평판표시장치.

Images