KR20060067332A

KR20060067332A - 인쇄회로기판을 개선한 평판표시장치

Info

Publication number: KR20060067332A
Application number: KR1020040106074A
Authority: KR
Inventors: 박진희; 김영; 신정환; 유재명; 이용희; 박용주; 곽진오
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-12-15
Filing date: 2004-12-15
Publication date: 2006-06-20

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판을 개선한 평판표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 평판표시장치는, 화상을 표시하는 적어도 2개의 평판표시패널, 여기에 광을 공급하는 백라이트 어셈블리, 및 평판표시패널과 연결되어 이를 구동하는 구동 신호를 인가하는 인쇄회로기판을 포함한다. 여기서, 인쇄회로기판은 커넥터 기판과 탈착식으로 외부 연결되고, 인쇄회로기판의 배선 적층수는 커넥터 기판의 배선 적층수보다 작다.

휴대폰, 인쇄회로기판, 가요성 인쇄회로기판, 적층, 배선

Description

인쇄회로기판을 개선한 평판표시장치{A FLAT DISPLAY DEVICE PROVIDED WITH AN IMPROVED PRINTED CIRCUIT BOARD}

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

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

도 3은 도 2의 AA선을 따라 자른 부분 단면도이다.

본 발명은 인쇄회로기판을 개선한 평판표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부품비를 절감할 수 있도록 인쇄회로기판을 개선한 평판표시장치에 관한 것이다.

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

이러한 평판표시장치 중에서 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 수단 으로서 점차 주목받아 왔고, 현재는 평판표시장치를 필요로 하는 소형 제품인 핸드폰 및 PDA(portable digital assistor) 등 뿐만 아니라 중대형 제품인 모니터 및 TV 등에도 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 표시장치이다.

한편, 최근에는 차세대 평판표시장치 중의 하나로서 유기발광다이오드(organic light emitting diode, OLED)가 각광을 받고 있다. 유기발광다이오드는 음극과 양극에서 주입된 전자와 정공이 유기물내에서 결합하여 광을 방출하는 자체발광현상을 이용하여 화상을 표시한다. 유기발광다이오드는 이와 같이 자체적으로 광을 방출하는 능동 소자이므로, 발광 효율이 높아서 전력 소모가 적을 뿐만 아니라 15V 이하에서도 구동이 가능하여 소형 평판표시장치로서 적합할 뿐만 아니라 제조 원가가 저렴한 이점이 있다.

따라서 휴대폰 등에 사용되는 소형 평판표시장치의 대부분에 전술한 액정표시장치 또는 유기발광다이오드가 채택되고 있다. 여기서, 핸드폰은 사용자의 편의에 의해 대부분 폴더형으로 제조되므로, 핸드폰 폴더부의 앞뒤면에 각각 2개의 표시장치를 부착한 듀얼(dual) 평판표시장치가 널리 사용되고 있다.

이와 같은 듀얼 평판표시장치는 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)과 일체로 된 핸드폰 커넥터(handphone connector)를 통하여 핸드폰측 구동 회로와 연결된다. 핸드폰측 구동 회로에도 또다른 커넥터가 실장되어 있으므로, 핸드폰 커넥터와 합체 고정되어 핸드폰측에서 입력받은 신호에 따라 듀얼 평판표시장치의 평판표시패널을 구동한다.

일반적인 폴더형 휴대폰을 사용시 핸드폰 폴더를 계속하여 열고 닫으므로, 핸드폰측 구동 회로와 인쇄회로기판 양자를 연결하는 핸드폰 커넥터에 가요성이 요구된다. 이에 따라 편의상 인쇄회로기판과 핸드폰 커넥터를 일체로 하여 가요성 인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPC board)으로 제조하였다.

그러나 가요성 인쇄회로기판의 경우, 일반적인 인쇄회로기판에 비해 그 가격이 4배 정도 비싸서 제조 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다. 또한, 핸드폰 폴더를 지속??으로 열고 닫음에 따라 핸드폰 커넥터가 단선시에 이와 일체로 연결된 인쇄회로기판도 다시 사용할 수 없게 되어 인쇄회로기판 전체를 교체해야 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 인쇄회로기판을 개선하여 부품비를 절감할 수 있는 구조의 평판표시장치를 제공하고자 한다.

이를 위하여 본 발명에 따른 평판표시장치는, 화상을 표시하는 적어도 2개의 평판표시패널, 여기에 광을 공급하는 백라이트 어셈블리(backlight assembly), 및 평판표시패널과 연결되어 이를 구동하는 구동 신호를 인가하는 인쇄회로기판을 포함한다. 여기서, 인쇄회로기판은 커넥터(connector) 기판과 탈착식으로 외부 연결 되고, 인쇄회로기판의 배선 적층수는 커넥터 기판의 배선 적층수보다 작다.

여기서, 커넥터 기판은 가요성 인쇄회로기판일 수 있다.

그리고 인쇄회로기판은 비가요성 인쇄회로기판일 수 있다.

커넥터 기판에 커넥터가 실장되어 인쇄회로기판과 연결될 수 있다.

평판표시장치는 핸드폰용일 수 있다.

평판표시패널 중 적어도 하나는 액정표시패널일 수 있다.

이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 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, 주 평판표시패널(200)과 부 평판표시패널(300)을 구비한 평판표시장치를 분해하여 나타낸 도면이다. 도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판표시장치의 한 예로서 주 평판표시패널(200)과 부 평판표시패널(300)이 상호 대향하는 듀얼(dual) 평판표시장치를 도시하였지만, 이는 단지 본 발명에 따른 평판표시장치의 구조 및 배치를 예시하기 위한 것이며 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 평판표시장치의 구조 및 배치를 다양하게 변형할 수 있다.

도 1에 도시한 평판표시장치(100)는 크게는 평판표시패널 어셈블리(250)와 평판표시패널(200, 300)에 광을 공급하는 백라이트 어셈블리(backlight assembly)(900)를 포함한다. 이외에 이들을 고정 지지하기 위하여 탑 섀시(top chassis)(361), 몰드 프레임(mold frame)(336) 및 바텀 섀시(362)가 설치되어 있 다.

평판표시패널 어셈블리(250)는 주 평판표시패널(200), 부 평판표시패널(300), 제1 가요성 회로기판(350), 제2 가요성 회로기판(360), 집적회로칩(620) 및 인쇄회로기판(610)을 포함한다. 도 1에는 2개의 평판표시패널을 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 적어도 2개의 평판표시패널을 포함하기만 하면 된다. 또한, 도 1에는 평판표시패널(200, 300)로서 2개의 액정표시패널을 도시하였지만 이는 단지 본 발명에 사용되는 평판표시패널을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 적어도 하나의 액정표시패널을 포함하기만 하면 되며, 유기발광 다이오드를 평판표시패널로 사용해도 무방하다.

주 평판표시패널(200)은 주 평판표시패널(200)에 대향하는 부 평판표시패널(300)보다 크다. 평판표시장치(100)는 특히, 폴더형 핸드폰용에 사용할 수 있는데, 주 평판표시패널(200)은 핸드폰 폴더의 내면에 위치하고 부 평판표시패널(300)은 핸드폰 폴더의 외면에 위치한다. 따라서, 폴더를 닫은 상태에서는 화면 크기가 작은 부 평판표시패널(300)을 통하여 시간 등 비교적 적은 양의 정보를 접할 수 있고, 상대방과 통화를 하는 경우에는 폴더를 열어서 화면 크기가 큰 주 평판표시패널(200)로 비교적 많은 양의 정보를 접할 수 있다.

이하에서는 액정표시패널인 주 평판표시패널(200)의 내부 구조에 대하여 설명한다. 부 평판표시패널(300)의 구조는 주 평판표시패널(200)의 구조와 동일하므로 그 자세한 설명을 생략한다.

주 평판표시패널(200)의 하부에 위치한 TFT(thin film transistor, 박막 트랜지스터) 기판(200b)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.

주 평판표시패널(200)의 데이터 라인 및 게이트 라인에 인쇄회로기판(610)으로부터 전기 신호를 입력하면 TFT의 소스 단자와 게이트 단자에 전기적인 신호가 입력되고, 이들 전기적인 신호의 입력에 따라 TFT는 턴 온(turn on) 또는 턴 오프(turn off)되어 화소 형성에 필요한 전기 신호가 드레인 단자로 출력된다.

한편, TFT 기판(200b)에 대향하여 그 위에 컬러필터기판(200a)이 배치되어 있다. 컬러필터기판(200a)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 전극 사이에 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 TFT 기판(200b)과 컬러필터기판(200a) 사이에 주입된 액정의 배열각이 변화되고 변화된 배열각에 따라서 광투과도가 변경되어 원하는 화소를 얻게 된다. TFT 기판(200b)과 컬러필터기판(200a)의 외부 양면에는 편광판(미도시)이 부착되어 있다.

주 평판표시패널(200)의 액정의 배열각과 액정이 배열되는 시기를 제어하기 위하여 집적회로칩(620)이 TFT의 게이트 라인과 데이터 라인에 구동 신호 및 타이 밍 신호를 인가한다. 집적회로칩(620)은 TFT 기판(200b)상에 부착되어 보호막(621)으로 둘러싸인다. 집적회로칩(620)은 주 평판표시패널(200)을 구동하기 위한 신호인 데이터 신호, 게이트 구동 신호, 그리고 이들 신호들을 적절한 시기에 인가하기 위한 복수의 타이밍 신호들을 발생시켜서, 게이트 구동 신호 및 데이터 신호를 각각 주 평판표시패널(200)의 게이트 라인 및 데이터 라인에 인가한다.

제2 가요성 회로기판(360)은 바텀 섀시(362)의 일측면을 감싸면서 주 평판표시패널(200)과 부 평판표시패널(300)을 상호 연결한다. 도 1에서는 도시상 편의를 위하여 제2 가요성 회로기판(360)을 끊어서 도시하였지만, 실제로는 연결되어 있다. 이와 같이 주 평판표시패널(200)과 부 평판표시패널(300)이 상호 연결되므로, 주 평판표시패널(200)을 통하여 집적회로칩(620)의 구동 신호를 부 평판표시패널(300)에 전송함으로써 집적회로칩(620)으로 부 평판표시패널(300)을 제어한다.

제1 가요성 인쇄회로기판(350)에 신호를 전송하는 인쇄회로기판(610)에는 다수의 저항 소자(6103)가 실장되어 있고, 단부에는 테일(tail) 형태의 커넥터 기판(10)이 탈착식으로 외부 연결되어 있다. 커넥터 기판(10)에는 핸드폰측 구동회로에 부착된 또다른 커넥터와 합체 고정되어 핸드폰측 구동회로로부터 신호를 전달받기 위한 핸드폰 연결용 커넥터(101)가 실장되어 있다.

제1 가요성 인쇄회로기판(350)은 커넥터 기판(10)을 통하여 핸드폰용 폴더창의 개폐 정도에 따른 신호를 인가받는다. 제1 가요성 인쇄회로기판(350)은 주 평판표시패널(200)과 인쇄회로기판(610)을 연결한다. 도 1에서는 도시상 편의를 위하여 제1 가요성 회로기판(350)을 끊어서 도시하였지만, 실제로는 연결되어 있 다.

주 평판표시패널(200)과 부 평판표시패널(300)의 사이에는 양 평판표시패널(200, 300)에 광원(910)으로부터 방출되는 균일한 광을 제공하는 백라이트 어셈블리(900)가 구비되어 있다. 백라이트 어셈블리(900)는 바텀 섀시(362)에 수납되어 고정되는 데, 광을 반사 및 투과하는 반사 시트(343), 광을 가이드하는 도광판(341), 휘도를 향상시키는 한 쌍의 광학 시트(342a, 342b) 및 광원(910)을 포함한다. 반사 시트(343)는 광원으로부터 방출되는 광 중 일부를 하부로 투과함으로써 부 평판표시패널(300)에 광을 공급한다.

도 1에는 광원으로서 기판(950)상에 실장된 발광 다이오드(light emitting diode, LED)(910)를 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 광원으로서 램프 등 다른 광원을 사용할 수 있을 뿐만 아니라 발광 다이오드를 모듈화한 선광원 및 면광원도 사용할 수 있다. 또한, 발광 다이오드의 수를 3개로 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 필요에 따라 발광 다이오드의 수를 다양하게 할 수 있다. 기판(950)은 제3 가요성 인쇄회로기판(370)과 연결되어 인쇄회로기판(610)으로부터 광원제어신호를 인가받아 광원(910)을 구동한다.

몰드 프레임(336)상에는 광원(910)을 실장한 기판(950)이 수납 고정되며, 평판표시패널 어셈블리(250) 및 백라이트 어셈블리(900)가 고정 지지된다. 평판표시패널 어셈블리(250)의 상부 및 하부에는 각각 탑 섀시(361) 및 바텀 섀시(362)가 구비되어 이들의 결합으로 평판표시장치(100)를 이룬다. 바텀 섀시(362)에는 개구부(3621)가 형성되어 부 평판표시패널(300)을 고정한다. 바텀 섀시(362)의 하부는 부 평판표시패널(300)이 외부로 노출되도록 개구부(6105)가 형성된 인쇄회로기판(610)으로 덮인다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판표시장치(100)의 배면 사시도로서, 도 1에 도시한 평판표시장치(100)의 내부 부품을 모두 결합한 후 Y축을 축으로 180°회전하여 나타낸 도면이다.

도 2에 도시한 커넥터 기판(10)은 폴더형 핸드폰에 사용할 수 있도록 가요성 인쇄회로기판으로 형성한다. 가요성 인쇄회로기판을 커넥터 기판(10)으로 사용하므로, 커넥터 기판(10)이 핸드폰 폴더창의 개폐에 따라 지속적으로 구부러지고 펴져도 손상되지 않는다. 한편, 커넥터 기판(10)의 단부에는 커넥터(20a)가 실장되어 있어서 인쇄회로기판(610)상에 실장된 또다른 커넥터(20b)에 체결 고정할 수 있다. 이와 같이 커넥터 기판(10)이 인쇄회로기판(610)에 탈착식으로 연결되므로, 커넥터 기판(10)이 파손되는 경우 다른 커넥터 기판으로 교체하면 되고, 인쇄회로기판(610) 전체를 교체할 필요가 없다.

이와 같이, 커넥터 기판(10)이 인쇄회로기판(610)에 탈착식으로 연결되므로, 인쇄회로기판(610)을 커넥터 기판(10)과 다른 소재로 형성할 수 있다. 특히, 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이 인쇄회로기판(610)은 커넥터 기판(10)에 비해 그 표면적이 훨씬 넓으므로, 인쇄회로기판(610)에 실장된 각종 소자의 연결용 배선을 그 표면으로 많이 인출할 수 있어서 배선을 많이 적층할 필요가 없다. 반면에, 커넥 터 기판(10)의 경우 그 면적이 인쇄회로기판(610)의 면적이 비해서는 훨씬 협소하므로 배선을 여러 층으로 적층하여 형성해야 될 필요가 있다. 이에 대해서는 도 3을 통하여 좀더 상세하게 설명한다.

도 3은 도 2의 AA선을 따라 자른 부분 단면도로서, 인쇄회로기판(610) 내부에 적층된 배선(610a)과 커넥터 기판(10) 내부에 적층된 배선(10a)을 확대하여 나타낸다.

도 3에 도시한 바와 같이, 인쇄회로기판(610)은 배선(610a)을 2층으로 적층하고 있는 반면에, 커넥터 기판(10)의 경우, 배선(10a)을 5층으로 적층한다. 인쇄회로기판(610)에 형성된 배선(610a)은 절연층(610b)으로 상호 격리되며, 커넥터 기판(10)에 형성된 배선(10a)은 절연성 필름(10b)상에 부착되며, 커넥터 기판(10)은 다수개로 나누어지고 그 단부가 합체된다.

인쇄회로기판(610)은 표면적이 넓어서 배선(610a)을 2층으로 적층하여도 무방하지만, 커넥터 기판(10)은 그 표면적이 좁아서 배선(10a)을 5층의 다층으로 적층한다. 따라서 인쇄회로기판(610)의 배선 적층수는 커넥터 기판(10)의 배선 적층수보다 작다. 도 3에 도시한 인쇄회로기판(610)의 배선 적층수 및 커넥터 기판(10)의 배선 적층수는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 그러므로 인쇄회로기판(610)의 배선 적층수가 커넥터 기판(10)의 배선 적층수보다 작기만 하면 된다.

커넥터 기판(10)에 실장된 커넥터(20a)와 인쇄회로기판(610)에 실장된 또다른 커넥터(20b) 각각의 커넥터 핀(21a, 21b)이 상호 체결 고정됨으로써, 커넥터 기 판(10)과 인쇄회로기판(610)을 전기적으로 연결한다. 이에 따라 핸드폰측 구동회로로부터의 구동신호가 커넥터 기판(10)을 따라 인쇄회로기판(610)으로 제공된다. 이와 같이 커넥터(20a, 20b)를 통하여 인쇄회로기판(610)에 커넥터 기판(10)을 탈착식으로 체결 고정할 수 있고, 인쇄회로기판(610)의 배선(610a)을 다층으로 형성할 필요가 없으므로, 인쇄회로기판(610)을 부품비가 비싼 가요성 인쇄회로기판으로 제조할 필요가 없다. 따라서 인쇄회로기판(610)은 비교적 값이 저렴만 비가요성 인쇄회로기판으로 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 인쇄회로기판(610)의 강도가 우수하므로 외부 충격에도 강한 이점이 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 평판표시장치에서, 인쇄회로기판은 커넥터 기판과 탈착식으로 외부 연결되므로, 커넥터 기판의 파손시에도 커넥너 기판만 따로 떼내어 버리면 되므로, 수리가 용이하면서 비용이 절감되는 이점이 있다. 그리고 인쇄회로기판의 배선 적층수는 커넥터 기판의 배선 적층수보다 작으므로, 인쇄회로기판을 좀더 저렴하게 제조할 수 있다.

커넥터 기판은 가요성 인쇄회로기판이므로, 폴더형 핸드폰 사용시에 적합하다.

인쇄회로기판은 비가요성 인쇄회로기판이므로, 인쇄회로기판 제조에 소모되는 비용을 최소화할 수 있다.

커넥터 기판에 커넥터가 실장되어 인쇄회로기판과 착탈식으로 연결될 수 있다.

본 발명에 따른 평판표시장치는 핸드폰용이므로, 실제 응용이 가능한 이점이 있다.

평판표시패널 중 적어도 하나는 액정표시패널이므로, 실제 응용 가능성이 높다.

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

화상을 표시하는 적어도 2개의 평판표시패널,

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

상기 평판표시패널과 연결되어 상기 평판표시패널을 구동하는 구동 신호를 인가하는 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)

을 포함하고,

상기 인쇄회로기판은 커넥터(connector) 기판과 탈착식으로 외부 연결되고, 상기 인쇄회로기판의 배선 적층수는 상기 커넥터 기판의 배선 적층수보다 작은 평판표시장치.
제1항에서,

상기 커넥터 기판은 가요성 인쇄회로기판(FPC board, flexible printed circuit board, FPC)인 평판표시장치.
제2항에서,

상기 인쇄회로기판은 비가요성 인쇄회로기판인 평판표시장치.
제1항에서,

상기 커넥터 기판에 커넥터가 실장되어 상기 인쇄회로기판과 연결되는 평판표시장치.
제1항에서,

상기 평판표시장치는 핸드폰용인 평판표시장치.
제1항에서,

상기 평판표시패널 중 적어도 하나는 액정표시패널인 평판표시장치.