KR20060082138A - 방열 구조를 개선한 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한평판표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방열 구조를 개선한 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 평판표시장치에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명에 따른 백라이트 어셈블리는, 광을 출사하는 다수의 광원을 포함하는 광원 유닛, 광원 유닛을 그 일 표면에 고정 지지하는 바텀 섀시, 그리고 바텀 섀시의 일 표면의 반대 표면에 부착된 방열 부재를 포함한다. 여기서, 광원 유닛은 바텀 섀시의 반대 표면을 따라 흐르는 공기 흐름 방향으로 뻗어 있고, 방열 부재는 광원 유닛과 입체 교차하도록 뻗어 있다.

발광 다이오드, 바텀 섀시, 광원, 방열 부재, 공기 흐름

Description

방열 구조를 개선한 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 평판표시장치 {A BACKLIGHT ASSEMBLY IMPROVING A STRUCTURE FOR DISCHARGING HEAT AND A FLAT DISPLAY DEVICE PROVIDED WITH THE SAME}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 배면 사시도이다.

도 3은 도 2의 AA선을 따라 자른 단면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 구비한 평판표시장치의 분해 사시도이다.

본 발명은 방열 구조를 개선한 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 평판표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광원에서 발생하는 열을 효율적으로 방열할 수 있는 구조의 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 평판표시장치에 관한 것이다.

근래 들어오면서 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 하여, 소형 및 경량화되면서 성능이 더욱 향상된 액정표시장치의 수요가 폭발적으로 늘어나 고 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 같은 액정표시장치는 점차적으로 TV 등의 대형표시장치에도 채용되고 있다. 대형 액정표시장치의 경우, 좀더 선명한 화상을 표시하기 위하여 다수의 램프를 배치하여 휘도가 향상된 광을 공급하고 있다. 이러한 대형 액정표시장치는 선명한 화상을 표시하기 위하여 다수의 램프를 사용하므로, 이로 인한 발열 문제가 상당히 심각하게 대두되고 있다. 즉, 다수의 램프에서 방출된 열로 인하여 액정이 열화되고, 주변 부품에 열변형이 발생하여 액정표시장치의 내구성이 저하되는 등 많은 문제점이 발생하고 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광원으로부터 발생하는 열을 효율적으로 방열할 수 있는 구조를 가진 백라이트 어셈블리를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 전술한 백라이트 어셈블리를 구비한 평판표시장치를 제공하고자 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 어셈블리(backlight assembly)는, 광을 출사하는 다수의 광원을 포함하는 광원 유닛, 광원 유닛을 그 일 표면에 고정 지지하는 바텀 섀시, 그리고 바텀 섀시의 일 표면의 반대 표면에 부착된 방열 부재를 포함한다. 여기서, 광원 유닛은 바텀 섀시의 반대 표면을 따라 흐르는 공기 흐름 방향으로 뻗어 있고, 방열 부재는 광원 유닛과 입체 교차하도록 뻗어 있다.

광원 유닛 및 방열 부재는 중첩 위치할 수 있다.

다수의 광원으로 형성된 열의 수가 4n개인 경우, 방열 부재의 수는 n개일 수 있다.

방열 부재는 광원 유닛의 일단에 중첩 위치할 수 있다.

방열 부재의 방열부는 공기 흐름 방향으로 향해 있는 것이 바람직하다.

방열 부재의 방열부가 바텀 섀시의 가장자리를 향하면서 바텀 섀시의 가장자리와 근접 위치하는 것이 바람직하다.

광원 유닛은 다수의 발광 다이오드(light emitting diode, LED)로 이루어진 선광원일 수 있다.

방열 부재는 히트 싱크(heat sink)일 수 있다.

방열 부재의 외부 표면에 팬(fan)이 부착되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 평판표시장치는, 화상을 표시하는 평판표시패널, 및 평판표시패널에 광을 공급하는 전술한 백라이트 어셈블리를 포함한다.

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 백라이트 어셈블리(70)의 분해 사시도로서, 주로 대형 TV 등에 사용하는 직하형 백라이트 어셈블리를 나타낸다.

도 1에 도시한 백라이트 어셈블리(70)의 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 다른 구조의 백라이트 어셈블리에도 본 발명을 적용할 수 있다.

백라이트 어셈블리(70)는 광학 시트(72), 확산판(73), 광원 유닛(76) 및 반사 시트(79) 등이 결합하여 이루어지는 데, 백라이트 어셈블리(70)는 광원 유닛(76)으로부터 출사되는 광을 확산시켜 균일하게 한 후 Z축 방향으로 방출시킨다. 백라이트 어셈블리(70)의 하부에 위치한 바텀 섀시(75)는 전술한 백라이트 어셈블리(70)의 내부 부품을 수납하며, 그 상부를 몰드 프레임(mold frame)(71)으로 덮어서 고정 결합한다. 광원(761)을 포함하는 광원 유닛(76)은 바텀 섀시(75)의 일 표면, 즉 바텀 섀시(75)의 내면에 고정 지지된다.

광원 유닛(76)은 광을 출사하는 다수의 광원(761)을 포함한다. 도 1에는 광원(761)으로서 발광 다이오드를 도시한다. 광원 유닛(76)은 다수의 발광 다이오드로 이루어진 선광원을 이룬다. 도 1에는 광원(761)으로서 발광 다이오드를 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 발광 다이오드 이외에 램프를 광원으로 사용할 수도 있다.

도 1에 도시한 광원 유닛(76)은 광원(761), 기판(763) 및 지지판(765) 등을 포함한다. 광원(761)은 발광 다이오드로서, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 광원이 순차적으로 배열되어 이들이 균일하게 혼합된 백색광을 Z축 방향으로 츨사한다. 광원(761)은 기판(763)상에 실장되어 구동 전압을 인가받으며, 하부에 위치한 지지판(765)으로 지지 및 접지된다. 이러한 구조의 광원 유닛(76)은 전원공급용 PCB(printed circuit board, 인쇄회로기판)인 인버터(inverter)(미도시)와 연결되어 이로부터 구동 전압을 인가받는다.

광원(761)으로부터 출사된 광의 대부분은 확산판(73)을 향하여 출사되고, 그 일부는 바텀 섀시(75)의 바닥면에 설치된 반사 시트(79)에 의해 확산판(73)측으로 반사된다. 확산판(73)측으로 출사된 광은 확산판(73)에서 고르게 확산된다. 이에 따라 광을 좀더 균일하게 분포시킬 수 있다. 그리고 확산판(73)상에 위치하는 광학 시트(72)를 통하여 광의 휘도를 향상시켜 Z축 방향으로 공급한다. 이에 따라 균일하면서도 휘도가 향상된 광을 공급할 수 있다.

도 1에 도시한 백라이트 어셈블리(70)는 벽면 등에 부착되어 사용하는 데, 벽면에 부착시의 위치 상태를 그대로 나타낸다. 따라서 광원(761)으로부터 광이 출사되는 경우, 발열에 의해 그 주변의 온도가 상승하므로, 이로 인해 가열된 공기는 화살표 방향인 Y축 방향으로 상승하게 된다. 즉, 가열된 공기가 상승하므로, 화살표 방향으로 공기 흐름이 발생한다. 공기 흐름은 바텀 섀시(75)의 일 표면인 내부면의 반대 표면인 외부면을 따라 발생한다.

공기 흐름이 원활한 경우, 백라이트 어셈블리(70)로부터 발생되는 열을 효율적으로 외부로 방출할 수 있으므로, 방열 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 따라서 본 발명에서는 방열 성능 향상을 위하여 다수의 광원(761)을 바텀 섀시(75)의 외부면을 따라 흐르는 공기 흐름 방향으로 뻗어 있도록 배치한다. 이에 따라 다수의 광원(761)으로부터 방출되는 열을 외부로 쉽게 빼낼 수 있다. 이하에서는 백라이트 어셈블리(70)의 방열 구조에 대하여 도 2 및 도 3을 참조하여 좀더 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리(70)의 배면 사시도로서, 도 1에 도시한 백라이트 어셈블리(70)의 모든 내부 부품을 결합한 후, Y축을 축으로 하여 좌측으로 90°회전한 상태를 나타낸다.

도 2에 도시한 바와 같이, 바텀 섀시(75)의 반대 표면, 즉, 바텀 섀시(75)의 외부면에는 방열 부재(80)가 부착되어 있다. 광원 유닛(76)(점선 도시)은 Y축 방향으로 뻗어 있고, 방열 부재(80)는 X축 방향으로 뻗어 있다. 광원 유닛(76)과 방열 부재(80)가 직접적으로 교차하는 것은 아니지만 3차원적으로 교차 상태에 있으므로, 이를 입체 교차하는 것으로 정의한다. 방열 부재(80)는 광원 유닛(76)과 입체 교차하도록 뻗어 있다. 이 구조에 따라 하나의 방열 부재(80)로 다수의 광원 유닛(76)을 커버할 수 있으므로, 방열 부재(80)를 다수 설치하지 않아도 광원 유닛(76)에서 발생하는 열을 효율적으로 방열할 수 있다.

예를 들어 도 2에 도시한 바와 같이, 다수의 광원이 형성하는 열의 수가 8개인 경우, 2개의 방열 부재(80)를 설치하여 광원 유닛(76)으로부터 발생되는 열을 방출할 수 있다. 즉, 광원 유닛(76) 4개당 방열 부재(80)를 하나씩 설치할 수 있다. 따라서 다수의 광원이 형성하는 열의 수가 4n개인 경우, 방열 부재(80)의 수를 n개로 할 수 있다.

또한, 광원 유닛(76)은 방열 부재(80)와 바텀 섀시(75)를 매개로 하여 중첩 위치하므로, 광원 유닛(76)에서 발생된 열이 바텀 섀시(75) 및 방열 부재(80)를 순차적으로 거쳐서 외부로 방출될 수 있다.

화살표로 나타낸 공기 흐름 방향에 따라 효율적으로 방열이 이루어질 수 있도록 광원 유닛(76)의 일단에 방열 부재(80)를 중첩 위치시킨다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 바텀 섀시(75)의 상단에 방열 부재(80)를 부착하는 경우, 공기 흐름 방향을 고려할 때 방열 효율이 상당히 뛰어나다.

그리고 방열 부재(80)의 외부 표면에는 팬(fan)(90)을 배치하여 방열 부재(80)로 전도되는 열이 외부로 좀더 쉽게 방출될 수 있도록 해 준다. 방열 부재(80)는 외부와의 접촉 면적을 최대화하여 방열을 돕는 방열부(801)를 구비하므로 방열이 효율적으로 이루어진다. 도 2에는 방열 부재(80)로서 히트 싱크를 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 히트 싱크 이외의 다른 방열 부재를 사용할 수도 있다.

도 3은 도 2의 AA선을 따라 자른 단면도로서, 백라이트 어셈블리(70)의 내부 구조를 나타낸다.

도 3에 도시한 방열 부재(80)의 방열부(801)는 화살표 방향과 같은 공기 흐름 방향으로 향해 있다. 특히, 방열 부재(80)의 방열부(801)가 바텀 섀시(75)의 가장자리(751)를 향하면서 여기에 근접 위치하므로 방열이 효율적으로 이루어질 수 있다. 즉, 바텀 섀시(75)의 상단에 방열 부재(80)가 광원 유닛(76)과 중첩되어 부착되어 있으므로, 화살표로 나타낸 바와 같이, 광원 유닛(76)으로부터 바텀 섀시(75)로 전도되는 열을 효율적으로 외부로 방출할 수 있다.

이러한 구조에 따라 백라이트 어셈블리(70)는 광원 유닛(76)으로부터 발생되는 열을 외부의 공기 흐름에 따라 효율적으로 방출할 수 있다. 이에 따라 광원 유닛(76)에서 발생되는 열에 의해 주변 부품들이 열화되는 현상을 최소화할 수 있으므로, 백라이트 어셈블리(70)의 내구성을 증대시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리(70)를 구비한 평판표시장치(100)의 분해 사시도로서, 백라이트 어셈블리(70)상에 액정표시패널(50)을 결합한 평판표시장치(100)를 나타낸다.

도 4에는 평판표시패널의 한 예로서 액정표시패널(50)을 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 다른 형태의 수광형 평판표시패널을 사용할 수도 있다. 백라이트 어셈블리(70)상에 위치한 액정표시패널(50)을 탑 섀시(top chassis)(60)로 덮으면서 백라이트 어셈블리(70)와 조립하여 평판표시장치(100)를 제조한다.

액정표시패널 어셈블리(40)는, 액정표시패널(50), 이와 연결되어 구동 신호를 공급하는 구동 IC 패키지(driver integrated circuit package)(43, 44), 및 인쇄회로기판(41, 42) 등을 포함한다. 구동 IC 패키지로는 COF(chip on film, 칩 온 필름) 또는 TCP(taper carrier package, 테이프 캐리어 패키지) 등을 사용할 수 있다. 인쇄회로기판(41, 42)은 탑 섀시(60)의 측면에 수납할 수 있다.

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 편광판을 부착하여 액정표시패널(50)을 통과하는 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 게이트 라인 및 데이터 라인에 각각 인쇄회로기판(41, 42)으로부터 전기적인 신호를 입력하면 TFT의 게이트 단자와 소스 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 턴온되면, 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 외부로부터 영상신호를 입력받아 게이트 라인과 데이터 라인에 각각 구동신호를 인가하기 위한 인쇄회로기판(41, 42)은 액정표시패널(50)에 부착된 각각의 구동 IC 패키지(43, 44)와 접속한다. 평판표시장치(100)를 구동하기 위하여, 게이트측 인쇄회로기판(41)은 게이트 구동 신호를 발생시키고, 데이터측 인쇄회로기판(42)은 데이터 구동 신호를 발생시킨다. 게이트 구동 신호, 데이터 구동 신호, 및 이들 신호들을 적절한 시기에 인가하기 위한 복수의 구동 신호들을 발생시켜서, 게이트 구동 신호와 데이터 구동 신호를 집적회로칩(431, 441)이 실장된 각각의 구동 IC 패키지(43, 44)를 통해 액정표시패널(50)의 게이트 라인 및 데이터 라인에 인가한다. 백라이트 어셈블리(70)의 배면에는 컨트롤 보드(control board)(미도시)를 설치한다. 컨트롤 보드는 데이터측 인쇄회로기판(42)과 접속하여 아날로그 데이터 신호를 디지털 데이터 신호로 변환한 다음 액정표시패널(50)에 공급한다.

액정표시패널 어셈블리(40) 위에는 구동 IC 패키지(43, 44)를 백라이트 어셈블리(70)의 측면으로 절곡시키면서 액정표시패널 어셈블리(40)가 백라이트 어셈블리(70)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 탑 섀시(60)를 구비한다. 도 1에는 도 시하지는 않았지만, 탑 섀시(60)의 전면부와 바텀 섀시(75)의 후면부에는 각각 전면 케이스 및 배면 케이스가 위치하여 이들의 결합으로 평판표시장치(100)를 이룬다.

이와 같이 조립된 평판표시장치(100)의 경우, 백라이트 어셈블리(70)의 방열 기능이 향상되어 그 상부에 위치하는 액정표시패널(50)내의 액정이 열화될 가능성이 없다. 이에 따라 액정표시패널(50)의 오작동을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 선명한 화상을 구현할 수 있다.

본 발명에 따른 백라이트 어셈블리에서, 방열 부재는 광원 유닛과 입체 교차하도록 뻗어 있으므로, 광원 유닛의 방열이 효율적으로 이루어지는 이점이 있다.

또한, 광원 유닛 및 방열 부재가 중첩 위치하므로, 광원 유닛으로부터 발생된 열을 방열 부재를 통하여 쉽게 방열할 수 있다.

다수의 광원으로 형성된 열의 수가 4n개인 경우, 방열 부재의 수는 n개이므로, 다수의 광원에 방열 부재를 효율적으로 배치하여 방열 부재의 설치 개수를 최소화할 수 있다.

방열 부재는 광원 유닛의 일단에 중첩 위치하므로, 광원 유닛에서 발생한 열을 외부로 쉽게 방출할 수 있다.

방열 부재의 방열부는 공기 흐름 방향으로 향해 있으므로 방열에 효율적이다.

방열 부재의 방열부가 바텀 섀시의 가장자리를 향하면서 바텀 섀시의 가장자 리와 근접 위치하므로, 외부의 공기 흐름을 따라 방열 부재를 통하여 쉽게 열을 방출할 수 있다.

광원 유닛은 다수의 발광 다이오드로 이루어진 선광원이므로, 전력 소모를 최소화하면서도 수명이 길고 내구성이 뛰어난 이점이 있다.

방열 부재는 히트 싱크이므로, 공기와의 접촉 면적을 최대화할 수 있어서 방열 성능이 우수하다.

방열 부재의 외부 표면에 팬이 부착되어 방열을 도울 수 있다.

본 발명에 따른 평판표시장치는 전술한 백라이트 어셈블리를 포함하므로, 방열 효율이 향상되어 내부 부품의 고온 열화를 방지할 수 있는 이점이 있다.

평판표시패널로는 액정표시패널을 사용할 수 있으므로, 액정의 열화를 방지할 수 있는 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 (11)

1. 광을 출사하는 다수의 광원을 포함하는 광원 유닛,

   상기 광원 유닛을 그 일 표면에 고정 지지하는 바텀 섀시(bottom chassis), 및

   상기 바텀 섀시의 일 표면의 반대 표면에 부착된 방열 부재

   를 포함하고,

   상기 광원 유닛은 상기 바텀 섀시의 반대 표면을 따라 흐르는 공기 흐름 방향으로 뻗어 있고, 상기 방열 부재는 상기 광원 유닛과 입체 교차하도록 뻗어 있는 백라이트 어셈블리(backlight assembly).
2. 제1항에서,

   상기 광원 유닛 및 상기 방열 부재가 중첩 위치하는 백라이트 어셈블리.
3. 제2항에서,

   상기 다수의 광원으로 형성된 열의 수가 4n개인 경우, 상기 방열 부재의 수는 n개인 백라이트 어셈블리.
4. 제2항에서,

   상기 방열 부재는 상기 광원 유닛의 일단에 중첩 위치하는 백라이트 어셈블 리.
5. 제4항에서,

   상기 방열 부재의 방열부는 상기 공기 흐름 방향으로 향해 있는 백라이트 어셈블리.
6. 제5항에서,

   상기 방열 부재의 방열부가 상기 바텀 섀시의 가장자리를 향하면서 상기 바텀 섀시의 가장자리와 근접 위치하는 백라이트 어셈블리.
7. 제1항에서,

   상기 광원 유닛은 다수의 발광 다이오드(light emitting diode, LED)로 이루어진 선광원인 백라이트 어셈블리.
8. 제1항에서,

   상기 방열 부재는 히트 싱크(heat sink)인 백라이트 어셈블리.
9. 제1항에서,

   상기 방열 부재의 외부 표면에 팬(fan)이 부착된 백라이트 어셈블리.
10. 화상을 표시하는 평판표시패널, 및

    상기 평판표시패널에 광을 공급하는 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 백라이트 어셈블리

    를 포함하는 평판표시장치.
11. 제10항에서,

    상기 평판표시패널은 액정표시패널인 평판표시장치.

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