KR20070081840A - 광 발생 모듈, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 표시장치 - Google Patents

광 발생 모듈, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 표시장치 Download PDF

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KR20070081840A
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Abstract

방열특성이 향상된 광 발생 모듈, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 표시장치가 개시된다. 광 발생 모듈은 방열판, 제1 절연층, 도전패턴 및 복수 개의 점광원들을 포함한다. 제1 절연층은 방열판의 일면에 형성된다. 도전패턴은 제1 절연층 위에 형성되며, 복수 개의 점광원들은 도전패턴에 실장된다. 따라서, 점광원의 주변부의 온도가 점광원의 정상적 작동온도의 범위 내로 유지된다.
발광다이오드, 온도, 발광효율, 방열, 흑연

Description

광 발생 모듈, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 표시장치{LIGHT GENERATING MODULE, BACKLIGHT ASSEMBLY AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 발생 모듈의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 광 발생 모듈을 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 발생 모듈의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 백라이트 어셈블리를 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 제1 영역의 확대도이다.
도 7은 도 4에 도시된 점광원들의 주변부의 온도를 측정한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 백라이트 어셈블리를 III-III' 선을 따라 절단한 부분 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
20 : 광 발생 모듈 30 : 방열판
41 : 제1 절연층 43 : 도전패턴
45 : 제2 절연층 50 : 발광다이오드
51 : 발광체 53 : 단자
147 : 광반사층 300 : 백라이트 어셈블리
310 : 수납용기 320 : 광 발생 모듈
347 : 반사시트 360 : 광학유닛
본 발명은 광 발생 모듈, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 표시장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 방열특성을 향상시켜 점광원의 주변부에 열점이 발생하는 것을 방지한 광 발생 모듈, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 광량이 부족한 곳에서도 영상을 표시하기 위해 표시패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다. 최근에는 상기 액정표시장치의 소비전력 감소 및 표시품질의 향상을 위해 상기 백라이트 어셈블리가 출사하는 광의 휘도 및 휘도 균일성을 향상시키기 위한 노력이 진행되고 있다.
상기 액정표시장치에 채용되는 백라이트 어셈블리는 광원의 배치에 따라 직하형 백라이트 어셈블리(direct downward type back light assembly) 및 에지 (edge)형 백라이트 어셈블리(edge type back light assembly)로 구분된다. 직하형 백라이트 어셈블리에서는 표시패널의 하부에 복수개의 광원이 배치된다. 에지형 백라이트 어셈블리는 도광판의 측면에 광원이 배치되어 표시패널로 광을 제공한다.
백라이트 어셈블리에 사용되는 광원으로는 냉음극선관 형광램프가 대표적이지만, 소비 전력량이 작고, 부피 및 무게가 가벼운 장점을 갖는 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)가 또한 많이 사용된다.
상기 백라이트 어셈블리에 광원으로서 상기 발광다이오드가 채용되는 경우, 상기 백라이트 어셈블리의 출사광의 색 및 휘도 균일성이 우수하며, 백라이트 어셈블리를 경량화 및 슬림화할 수 있는 장점이 있다.
그러나, 상기 발광다이오드가 광을 출사하는 과정에서 상기 발광다이오드로부터 많은 양의 열이 발생한다. 상기 발광다이오드로부터 방출된 열이 충분히 빠르게 외부로 방출되지 못할 경우, 상기 발광다이오드의 주변부의 온도는 약 70도 이상으로 상승된다. 이로 인해, 상기 발광다이오드의 수명이 줄어들며, 상기 발광다이오드가 출사하는 광의 휘도가 감소되고, 색좌표가 변화된다. 그 결과, 표시장치의 화질이 저하된다.
방열을 위하여, 상기 발광다이오드가 실장되는 기판은 열전도율이 우수한 금속층, 예를 들면, 알루미늄층을 포함한다. 그러나, 상기 알루미늄층은 방향에 따라 동등한 약 200 (k/m ℃)의 열전도율을 갖기 때문에 상기 발광다이오드가 열로 인해 성능이 저하되는 것을 방지하기에 부족한 문제점이 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 흑연으로 이루어진 방열판에 절연층 및 점광원이 실장되는 도전패턴을 형성하여 열에 의해 점광원의 성능이 저하되는 것을 방지한 광 발생 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 광 발생 모듈을 포함하여 출사광의 휘도가 향상된 백라이트 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 광 발생 모듈을 포함하는 표시장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 일 실시예에 따른 광 발생 모듈은 방열판, 제1 절연층, 도전패턴 및 복수 개의 점광원들을 포함한다. 상기 제1 절연층은 상기 방열판의 일면에 형성된다. 상기 도전패턴은 상기 제1 절연층 위에 형성되며, 상기 복수 개의 점광원들은 상기 도전패턴에 실장된다.
바람직하게는, 상기 방열판은 상기 방열판의 법선방향으로 제1 열전도율을 갖고, 상기 법선방향에 수직한 방향으로 상기 제1 열전도율보다 큰 제2 열전도율을 갖는다. 상기 광 발생 모듈은 제2 절연층을 더 포함한다. 상기 제2 절연층은 상기 도전패턴을 커버하여 외부로부터 상기 도전패턴을 전기적으로 절연한다. 상기 광 발생 모듈은 광반사층을 더 포함한다. 상기 광반사층은 상기 점광원에 대응하는 영역이 오픈되도록 상기 제2 절연층 위에 형성된다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여, 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리는 수납용기, 광 발생 모듈 및 광학유닛을 포함한다. 상기 광 발생 모듈은 흑연으로 이루어진 방열판, 제1 절연층, 도전패턴, 제2 절연층 및 복수 개의 발광다이오드들을 포함한다. 상기 방열판은 상기 수납용기에 수납되어 상기 수납용기로 방열한다. 상기 제1 절연층은 상기 방열판의 일면에 형성되며, 상기 도전패턴은 상기 제1 절연층 위에 형성된다. 상기 제2 절연층은 상기 도전패턴을 커버한다. 상기 복수 개의 발광다이오드들은 상기 제2 절연층을 통해 일부가 노출된 상기 도전패턴에 실장된다. 상기 광학유닛은 상기 발광다이오드들로부터 출사된 광의 광학특성을 향상시켜 출사한다.
바람직하게는, 상기 백라이트 어셈블리는 접착부재를 더 포함한다. 상기 접착부재는 상기 방열판을 상기 바닥판에 부착시킨다. 상기 백라이트 어셈블리는 반사시트를 더 포함한다. 상기 반사시트에는 상기 발광다이오드들이 각각 삽입되는 개구들이 형성되며, 상기 반사시트는 상기 제2 절연층 위에 배치된다. 상기 광학유닛은 상기 발광다이오드들과 이격되도록 상기 발광다이오드들 위에 배치된다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여, 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리에서, 상기 광 가이드 플레이트는 출광면, 대향면 및 측면을 포함한다. 상기 출광면 및 대향면은 서로 대향하게 배치되며, 상기 측면은 상기 출광면과 대향면을 연결한다. 상기 광 발생 모듈은 방열판, 제1 절연층, 도전패턴, 제2 절연층 및 복수 개의 발광다이오드들을 포함한다. 상기 제1 절연층은 상기 방열판 위에 형성되고, 상기 도전패턴은 상기 제1 절연층 위에 형성되며, 상기 제2 절연층은 상기 도전패턴을 커버한다. 상기 복수 개의 발광다이오드들은 상기 제2 절연층을 통해 일부가 노출된 상기 도전패턴에 실장되어 상기 측면에 광을 출사한다.
바람직하게는, 상기 방열판은 제1 내지 제3 면들을 포함한다. 상기 제1 면에는 상기 발광다이오드들이 배치된다. 상기 제2 면은 상기 제1 면으로부터 연장되어 상기 출광면의 일부를 커버한다. 상기 제3 면은 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면과 대향하도록 연장되어 상기 대향면의 일부를 커버한다. 상기 백라이트 어셈블리는 광반사층을 더 포함하며, 상기 광반사층은 상기 제1 내지 제3 면들에 대응하는 상기 제2 절연층 위에 형성된다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위하여, 일 실시예에 따른 표시장치는 수납용기, 광 발생 모듈, 광학유닛 및 표시패널을 포함한다. 상기 수납용기는 바닥판 및 상기 바닥판의 주변부에 배치되어 수납공간을 형성하는 측벽을 포함한다. 상기 광 발생 모듈은 방열판, 제1 절연층, 도전패턴, 제2 절연층 및 복수 개의 발광다이오드들을 포함한다. 상기 방열판은 흑연으로 이루어지며, 상기 수납용기에 수납되어 상기 수납용기로 방열한다. 상기 제1 절연층은 상기 방열판 위에 형성되고, 상기 도전패턴은 상기 제1 절연층 위에 형성되어 외부로부터 구동전류를 인가 받는다. 상기 제2 절연층은 상기 도전패턴을 커버하며, 상기 복수 개의 발광다이오드들은 상기 제2 절연층을 통해 일부가 노출된 상기 도전패턴에 실장된다. 상기 광학유닛은 상기 발광다이오드들로부터 출사된 광의 광학특성을 향상시켜 출사한다. 상기 표시패널은 상기 광학유닛으로부터 출사된 광을 기초로 영상을 표시한다.
이러한 광 발생 모듈, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 표시장치에 의하면, 높은 온도에 노출됨으로 인한 발광다이오드의 성능의 저하가 방지되어 백라이트 어셈블리가 출사하는 광의 휘도가 향상되고 표시장치의 표시품질이 향상된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
광 발생 모듈
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 발생 모듈의 평면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 광 발생 모듈을 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 광 발생 모듈(20)은 방열판(30), 제1 절연층(41), 도전패턴(43) 및 복수 개의 점광원(50)들을 포함한다.
상기 방열판(30)은 흑연으로 이루어지며, 대략 직사각형 형상을 갖는다. 상기 방열판(30)은 상기 방열판(30)의 법선방향으로 제1 열전도율을 갖고, 상기 법선방향에 수직한 수평방향으로 상기 제1 열전도율보다 큰 제2 열전도율을 갖는다.
상기 흑연으로 이루어진 상기 방열판(30)은 거의 순수한 탄소로 이루어지며, 상기 흑연의 결정은 대부분이 육방정계이고 일부가 삼방정계이다. 상기 탄소는 벤젠고리처럼 육각형으로 연결되어 있고, 이러한 육각형이 판상체를 이루면서 상기 법선방향으로 연속된 층을 형성한다. 탄소원자는 전자가 평면상에서는 3개가 강한 공유결합을 하고, 남는 하나의 전자가 위나 아래층과 결합되어 있다.
육각판상 한 층의 높이는 약 3.40 (Å)이고, 육각형 고리 내에 가장 인접한 탄소간의 거리는 약 1.42 (Å)이다. 상기 판상체의 상하층간의 거리는 탄소원자 두 개의 중심거리 보다 훨씬 크다. 이러한 이유로 상기 육각판상에서 위쪽으로 있는 전자는 다소 자유롭게 움직일 수 있으며, 상기 흑연은 우수한 전기전도율 및 열전도율을 갖는다.
상기 육각판상이 적층된 구조로 인해, 상기 방열판(30)은 방향에 따라 다른 열 및 전기전도율 갖는다. 구체적으로, 상기 육각판상의 법선방향으로의 전기저항은 상기 법선방향에 수직한 수평방향의 전기저항보다 약 100배 크며, 상기 수평방향으로의 열전도율은 상기 법선방향으로의 열전도율보다 약 40 배 크다.
본 실시예에서, 상기 방열판(30)은 상기 법선방향으로 약 10 (k/m℃)의 상기 제1 열전도율을 갖고, 상기 수평방향으로 약 400 (k/m℃) 내지 420 (k/m℃)이하의 상기 제2 열전도율을 갖는다.
상기 제1 절연층(41)은 상기 방열판(30)과 후술될 상기 도전패턴(43)을 전기적으로 절연시킨다. 상기 제1 절연층(41)은, 예를 들어, 수지(resin)로 이루어지며, 상기 제1 절연층(41)은 상기 방열판(30)의 일면에 , 예를 들어, 도포(coating)되거나 압합(壓合)된다.
상기 도전패턴(43)은 상기 제1 절연층(41) 위에 형성된다. 상기 도전패턴(43)은, 예를 들어, 상기 제1 절연층(41) 위에 구리 박막을 형성하고 상기 구리 박막을 패터닝하여 형성된다. 상기 도전패턴(43)은 상기 점광원(50)에 구동전류를 인가하는 도전배선과 외부로부터 상기 구동전류를 인가 받는 패드부를 포함한다.
상기 광 발생 모듈(20)은 제2 절연층(45)을 더 포함한다. 상기 제2 절연층(45)은 상기 점광원(50)의 단자가 배치되는 접속영역을 제외한 상기 제2 절연층(45)을 커버하여 외부로부터 상기 도전패턴(43)을 전기적으로 절연한다.
복수 개의 상기 점광원(50)들은 상기 접속영역을 통해 노출된 상기 도전패턴(43)에 실장된다. 상기 점광원(50)은 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)(50)이며, 상기 발광다이오드(50)는 발광체(51) 및 단자(53)를 포함한다. 상기 단자(53)는 상기 도전패턴(43)에 전기적으로 연결되어 상기 구동전류를 인가 받는다.
상기 발광체(51)는 일종의 반도체로서 상기 구동전류가 인가됨에 따라 광을 출사한다. 상기 발광다이오드(50)가 상기 광을 출사하는 과정에서 상기 발광체(51)로부터 상당량의 열이 발생하며, 상기 열은 복사 및 상기 단자(53)를 통한 전도의 방식으로 상기 방열판(30)에 전달된다.
상기 광 발생 모듈(20)이 표시장치의 백라이트 광원으로 채용되는 경우, 상기 방열판(30)은 수납용기의 바닥판 또는 측벽에 접하도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 방열판(30)으로부터 상기 바닥판 또는 측벽으로의 열전달은 상기 제1 열전도율로 상기 법선방향으로 이루어지지만, 상기 방열판(30)에 전달된 열은 상기 수평방향으로 상기 제1 열전도율보다 약 40배 큰 제2 열전도율로 이루어진다.
따라서, 상기 방열판(30)에 전달된 열은 한곳에 정체되지 않고 상기 방열판(30) 전체로 매우 빠르게 전달된다. 따라서, 상기 방열판(30)은 상기 발광다이오드(50)가 실장되는 부분과 그 이외의 부분에서 온도편차가 극히 작게된다. 그 결과, 상기 발광다이오드(50)로부터 발생된 열이 상기 발광다이오드(50)의 인근에 정체됨에 따라, 상기 발광다이오드(50)의 주변부에 열점이 발생하고 이로 인해 상기 발광다이오드(50)의 온도가 상승하여, 상기 발광다이오드(50)의 발광효율이 감소되는 정도가 감소된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 발생 모듈의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 광 발생 모듈(120)은 방열판(130), 제1 절연층(141), 도전패턴(143), 제2 절연층(145), 복수 개의 점광원(150)들 및 광반사층(147)을 포함한다. 상기 광 발생 모듈(120)은 상기 광반사층(147)을 더 포함하는 것을 제외하고는 도 1 및 도 2에 도시된 광 발생 모듈(20)과 실질적으로 동일하다.
상기 광반사층(147)은 광반사율이 우수한 재질, 예를 들어, 알루미늄으로 이루어지며, 박막형태로 상기 발광다이오드(150)가 배치되는 영역을 제외한 상기 제2 절연층(145)에 형성된다.
상기 광반사층(147)은 상기 발광다이오드(150)의 상기 발광체(151)로부터 출사되어 직접 입사하는 광 및 상기 발광체(151)로부터 출사되어 광학유닛 등으로부터 반사된 광을 상기 광 발생 모듈(120)의 상부로 다시 반사한다. 또한, 상기 광반사층(147)은 상기 발광체(151)의 인근의 상기 제2 절연층(145)에 열점이 발생하는 것을 방지한다.
백라이트 어셈블리
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 분해 사시도이다. 도 5는 도 4에 도시된 백라이트 어셈블리를 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 백라이트 어셈블리(300)는 수납용기(310), 광 발생 모듈(320) 및 광학유닛(360)을 포함한다.
상기 수납용기(310)는 바닥판(311) 및 상기 바닥판의 주변부에 배치된 제1 내지 제4 측벽들(313, 315, 317, 319)을 포함한다. 상기 제1 및 제2 측벽들(313, 315)은 서로 대향하게 배치된다. 상기 제3 및 제4 측벽들(317, 319)은 서로 대향하게 배치되며 상기 제1 및 제2 측벽들(313, 315)을 각각 연결한다. 상기 제1 내지 제4 측벽들(313, 315, 317, 319)의 상부에는 단턱부가 형성된다. 상기 수납용기(310)는 열전도율이 우수한 메탈 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 광 발생 모듈(320)은 상기 바닥판(311)에 배치되어 상기 수납용기(310)의 상부로 광을 출사한다. 상기 광 발생 모듈(320)은 방열판(330), 제1 절연층(341), 도전패턴(343), 제2 절연층(345) 및 복수 개의 발광다이오드(350)들을 포함한다. 상기 광 발생 모듈(320)은 상기 바닥판(311)에 대응하는 사이즈를 갖는 것을 제외하고는 도 1 및 도 2에 도시된 광 발생 모듈(20)과 실질적으로 동일하다.
도 6은 도 5에 도시된 제1 영역의 확대도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 백라이트 어셈블리(300)는 접착부재(312) 및 반사시트(347)를 더 포함한다.
상기 접착부재(312)는 상기 방열판(330)을 상기 바닥판(311)에 부착시킨다. 상기 접착부재(312)는, 예를 들어, 양면접착테이프이며, 열전도율이 우수한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 바닥판(311), 접착부재(312), 방열판(330), 제1 절연층(341), 도전패턴(343) 및 제2 절연층(345)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 그 명칭의 순서대로 적층된다.
상기 발광다이오드(350)가 광을 출사하는 과정에서 발생된 열은 복사 및 전도의 방식으로 상기 방열판(330)에 전달된다. 상기 방열판(330)은 상기 방열판 (330)의 법선방향으로 제1 열전도율을 갖고, 상기 법선방향에 수직한 수평방향으로 제2 열전도율을 갖는다. 이때, 상기 제2 열전도율은 상기 제1 열전도율보다 약 40배 크다. 따라서, 상기 열이 상기 법선방향으로 상기 제1 열전도율로 상기 바닥판(311)으로 전달되어 외부로 방출되지만, 상기 열은 상기 제2 열전도율로 상기 수평방향으로 빠르게 전달되어 상기 방열판(330)은 전체적으로 비교적 균일한 온도를 갖는다.
상기 반사시트(347)는 복수 개의 상기 발광다이오드(350)들로부터 출사된 광 및 리사이클되는 광을 상기 광 발생 모듈(320)의 상부로 반사한다. 상기 반사시트(347)는 상기 광 발생 모듈(320)의 제2 절연층(345) 위에 접촉하도록 배치된다. 상기 반사시트(347)에는 상기 발광다이오드(350)들에 대응하는 복수 개의 개구들이 형성되며, 상기 발광다이오드(350)들은 상기 개구를 통해 노출된다.
상기 광학유닛(360)은 상기 제1 내지 제4 측벽들(313, 315, 317, 319)에 형성된 단턱부에 의해 지지되며, 상기 발광다이오드(350)들로부터 출사된 광의 광학특성을 향상시킨다. 상기 광학유닛(360)은 확산판(361) 및 상기 확산판(361) 위에 적층된 2 매의 집광시트들(363, 365)을 포함한다.
상기 확산판(361)은 상기 발광다이오드(350)들로부터 출사된 광을 확산시켜 출사광의 휘도 균일성을 향상시킨다. 상기 집광시트들(363, 365)은 상기 확산판(361)으로부터 출사된 광의 진행 경로를 상기 광학유닛(360)의 법선방향으로 수렴시킨다. 이와 다른 실시예에서, 상기 확산판(361)과 집광시트들(363, 365)의 사이에 배치되는 확산시트를 더 포함할 수 있다.
도 7은 도 4에 도시된 발광다이오드의 주변부의 온도를 도시한 그래프이다.
구체적으로, 도 7은 상기 발광다이오드(350)들에 구동전류를 인가하고 시간에 따라 온도를 측정한 경우, 본 실시예에 따른 광 발생 모듈(320)의 온도와 방열을 위한 알루미늄판을 갖는 비교예 광 발생 모듈의 온도를 도시한 그래프이다. 도 7은 상기 발광다이오드(350)들에 대응하는 상기 방열판(330) 또는 알루미늄판의 배면의 온도를 측정한 결과를 도시한다.
상기 비교예 광 발생 모듈은 도 4 내지 도 6에 도시된 광 발생 모듈(320)에서 흑연으로 이루어진 상기 방열판(330)이 상기 알루미늄판으로 대체된 점을 제외하고는 도 4 내지 도 6에 도시된 광 발생 모듈(320)과 동일하다.
상기 알루미늄판의 경우, 방향에 따라 동등한 약 200 (k/m℃)의 열전도율을 갖는다. 상기 발광다이오드(350)로부터 발생된 열은 상기 알루미늄판으로 전달되며, 전달된 열은 법선방향 및 수평방향으로 약 200 (k/m℃)의 열전도율로 전달된다. 상기 법선방향으로의 열전달은 상기 알루미늄판으로부터 외부로 열이 방출되는 것을 의미하며, 상기 수평방향으로의 열전달은 상기 알루미늄판 전체로 열이 전달되어 상기 알루미늄판의 온도가 균일하게 됨을 의미한다.
상기 알루미늄판은 상기 법선방향으로 상기 수납용기(310)의 바닥판(311)에 접촉하며, 이에 따라, 상기 법선방향으로의 열전달은 상기 수납용기(310)의 열전달 특성에 영향을 받는다. 따라서, 상기 법선방향으로 충분히 빠르게 열이 전달되지 못하는 경우 상기 발광다이오드(350)의 주변부의 온도가 상승한다. 그 결과, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 비교예 광 발생 모듈의 온도는 측정시간이 경과됨에 따 라 점진적으로 약 65도에서 약 82도까지 상승한다.
한편, 본 실시예에서, 상기 흑연으로 이루어진 방열판(330)은 상기 법선방향으로 약 10 (k/m℃)의 상기 제1 열전도율을 갖고, 상기 수평방향으로 약 420 (k/m℃)의 제2 열전도율을 갖는다. 따라서, 상기 수납용기(310)의 열전달 특성으로 인해 상기 법선방향으로의 열전달이 원활하지 않더라도, 열은 상기 수평방향으로 빠르게 전달된다. 그 결과, 상기 법선방향으로의 열전달은 상기 발광다이오드(350)에 대응하는 영역에 편중되지 않고, 상기 방열판(330) 전체 면적으로부터 이루어진다. 따라서, 상기 광 발생 모듈(320)의 온도의 상승률은 상기 비교예 광 발생 모듈의 온도 상승률보다 작고, 약 38도에서 약 44도(℃)까지 상승한다.
상기 발광다이오드(350)의 온도가 상승할수록 상기 발광다이오드(350)의 출사광의 휘도가 감소하며, 동일한 구동전류로 구동한 경우 상기 비교예 광 발생 모듈의 출사광의 휘도가 상기 광 발생 모듈(320)의 출사광의 휘도보다 저하됨을 확인할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 분해 사시도이다. 도 9는 도 8에 도시된 백라이트 어셈블리를 III-III' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 백라이트 어셈블리(500)는 광학유닛(510), 광 발생 모듈(520) 및 수납용기(560)를 포함한다.
상기 광학유닛(510)은 상기 광 발생 모듈(520)로부터 출사된 광을 가이드하여 출사한다. 상기 광학유닛(510)은 출광면(511), 대향면(512) 및 제1 내지 제4 측 면들(513, 515, 517, 519)을 포함한다.
상기 출광면(511) 및 대향면(512)은 서로 대향하며, 상기 제1 내지 제4 측면들(513, 515, 517, 519)은 상기 출광면(511)과 대향면(512)을 각각 연결한다. 상기 제1 측면(513)과 제2 측면(515)은 서로 대향하게 배치된다. 상기 제3 측면(517) 및 제4 측면(519)은 서로 대향하게 배치되며 상기 제1 및 제2 측면들(513, 515)을 서로 연결한다.
상기 광학유닛(510)은 광 투과성, 내열성, 내화학성 및 기계적 강도 등이 우수한 광산란 도광체로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 광산란 도광체의 예로는 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate), 폴리아미드(polyamide), 폴리이미드(polyimide), 폴리프로필렌(polypropylene) 및 폴리우레탄(polyurethane) 등을 들 수 있다.
상기 광 발생 모듈(520)은 상기 제1 측면(513) 및 제2 측면(515)에 광을 출사한다. 상기 백라이트 어셈블리(500)는 상기 제1 측면(513) 및 제2 측면(515)에 각각 배치되는 2 개의 상기 광 발생 모듈(520)들을 포함한다. 상기 2 개의 광 발생 모듈(520)은 서로 동일하므로 상기 제1 측면(513)에 배치된 광 발생 모듈(520)을 상세히 설명한다. 상기 광 발생 모듈(520)은 방열판(530), 제1 절연층(541), 도전패턴(543), 제2 절연층(545) 및 복수 개의 발광다이오드(550)들을 포함한다.
상기 방열판(530)은 흑연으로 이루어지며, 제1 내지 제3 면들을 포함한다. 상기 제1 면은 상기 제1 측면(513)과 마주보게 배치된다. 상기 제2 면은 상기 제1 면으로부터 연장되어 상기 출광면(511)의 일부를 커버한다. 상기 제3 면은 상기 제 1 면으로부터 상기 제2 면과 대향하도록 연장되어 상기 대향면(512)의 일부를 커버한다. 상기 제3 면은 상기 제2 면보다 길게 연장되며, 상기 광학유닛(510)은 상기 제1 측면(513) 방향의 에지가 상기 방열판(530)에 삽입된다.
상기 방열판(530)은 상기 제1 내지 제3 면들의 법선방향들로는 약 10 (k/m℃) 이하의 제1 열전도율을 갖고, 상기 제1 내지 제3 면들을 따른 수평방향들로는 약 420 (k/m℃)의 제2 열전도율을 갖는다.
상기 제1 절연층(541)은 상기 제1 내지 제3 면에 형성되며, 상기 도전패턴(543)은 상기 제1 면위에 형성된다. 상기 제2 절연층(545)은 접속영역들을 제외한 상기 도전패턴(543) 위를 커버한다.
상기 발광다이오드(550)는 발광체(551) 및 상기 발광체(551)에 구동전류를 인가하는 단자(553)를 포함한다. 상기 단자(553)는 상기 접속영역으로 노출된 상기 도전패턴(543)에 전기적으로 연결된다. 외부의 구동부로부터 상기 도전패턴(543)을 통해 상기 발광체(551)에 구동전류가 인가되면, 상기 발광다이오드(550)들은 상기 제1 측면(513)에 광을 출사한다.
상기 발광다이오드(550)가 상기 광을 출사하는 과정에서 상기 발광체(551)로부터 상당량의 열이 발생하며, 상기 열은 복사 및 상기 단자(553)를 통한 전도의 방식으로 상기 방열판(530)에 전달된다. 상기 열은 제1 열전도율로 상기 제1 내지 제3 면들의 법선방향들을 따라 외부로 방출되고, 상기 제2 열전도율로 상기 제1 내지 제3 면들을 따른 수평방향들로 상기 방열판(530) 전체로 전달된다. 따라서, 상기 방열판(530)에 전달된 열은 한곳에 정체되지 않고 상기 방열판(530) 전체로 매 우 빠르게 전달된다. 따라서, 상기 방열판(530)은 상기 발광다이오드(550)가 실장되는 부분과 그 이외의 부분에서 온도편차가 극히 작게된다.
상기 광 발생 모듈(520)은 광반사층(547)을 더 포함하며, 상기 광반사층(547)은 상기 제1 내지 제3 면들에 대응하는 상기 제2 절연층(545) 위에 형성된다. 상기 광반사층(547)은 광반사율이 우수한 재질, 예를 들어, 알루미늄으로 이루어지며, 박막형태로 상기 발광다이오드(550)가 배치되는 영역을 제외한 상기 제2 절연층(545) 위에 형성된다.
상기 광반사층(547)은 상기 발광체(551)로부터 출사된 광을 상기 제1 측면(513)을 향하여 반사한다. 또한, 상기 광반사층(547)은 상기 발광체(551)의 인근의 상기 제2 절연층(545)에 열점이 발생하는 것을 방지한다.
상기 수납용기(560)는 바닥판(561) 및 제1 내지 제4 측벽들(563, 565, 567, 569)을 포함한다. 상기 바닥판(561)에는 상기 광학유닛(510)이 배치되며, 상기 제1 내지 제4 측벽들(563, 565, 567, 569)은 상기 제1 내지 제4 측면들(513, 515, 517, 519)에 각각 대응하도록 상기 바닥판(561)의 주변부에 배치된다.
상기 백라이트 어셈블리(500)는 반사시트(555) 및 광학시트(570)를 더 포함한다.
상기 반사시트(555)는 상기 바닥판(561)과 대향면(512) 사이에 배치되어 상기 대향면(512)으로 누출되는 광을 반사한다. 상기 광학시트(570)는 상기 출광면(511)에 배치되어 상기 출광면(511)으로부터 출사된 광의 휘도 균일성 및 정면휘도를 향상시킨다. 상기 광학시트(570)는 확산시트(571) 및 2 매의 집광시트들(573, 575)을 포함한다.
표시장치
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다.
도 10을 참조하면, 표시장치(700)는 수납용기(710), 광 발생 모듈(720), 광학유닛(760) 및 표시패널(780)을 포함한다.
상기 수납용기(710), 광 발생 모듈(720), 광학유닛(760)은 도 4 내지 도 6에 도시된 수납용기(310), 광 발생 모듈(320) 및 광학유닛(360)과 실질적으로 동일하다.
상기 표시패널(780)은 상기 발광다이오드(750)들로부터 출사되어 상기 광학유닛(760)을 경유한 광을 기초로 영상을 표시한다. 상기 표시패널(780)은 서로 대향하는 제1 기판(781), 상기 제1 기판(781)과 대향하는 제2 기판(785) 및 상기 제1 및 제2 기판들(781, 785) 사이에 개재된 액정층을 포함한다.
상기 제1 및 제2 기판들(781, 785)에는 서로 대향하는 전극들이 형성되며, 상기 전극들에 의해 형성된 전기장에 의해 상기 액정층의 배열이 변화되어 상기 액정층을 투과하는 광량이 조절된다. 그 결과, 상기 표시장치(700)는 영상을 표시한다.
상기 표시장치(700)는 미들몰드(770) 및 탑샤시(790)를 더 포함한다. 상기 미들몰드(770)는 상기 광학유닛(760)의 가장 자리를 누르며 상기 수납용기(710)와 결합하고, 상기 탑샤시(790)는 상기 표시패널(780)의 유효 표시영역을 노출시키며 상기 미들몰드 또는 상기 수납용기(710)와 결합한다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다.
도 11을 참조하면, 표시장치(900)는 광학유닛(910), 광 발생 모듈(920), 수납용기(960), 광학시트(970) 및 표시패널(980)을 포함한다. 상기 광학유닛(910), 광 발생 모듈(920), 수납용기(960) 및 광학시트(970)는 도 8 및 도 9에 도시된 광학유닛(510), 광 발생 모듈(520), 수납용기(560) 및 광학시트(570)와 동일하다. 상기 표시패널(980)은 도 10에 도시된 표시패널(780)과 실질적으로 동일하다.
상기 표시장치(900)는 미들몰드(977) 및 탑샤시(990)를 더 포함하며, 상기 미들몰드(977) 및 탑샤시(990)는 도 10에 도시된 미들몰드(770) 및 탑샤시(790)와 실질적으로 동일하다.
본 실시예에서, 상기 방열판(930)은 비등방적인 열전도율을 갖기 때문에, 상기 광 발생 모듈(920)의 온도가 발광다이오드(950)들의 성능이 저하되지 않는 온도 범위 내로 유지된다. 그 결과, 상기 광 발생 모듈(920)로부터 전달된 열에 의해 상기 액정이 정상적인 기능을 상실하는 것이 방지된다.
이상에서 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 방열판은 법선방향보다 수평방향으로 매우 큰 열전도율을 갖는다. 이로 인해, 상기 방열판에 전달된 열은 상기 방열판 전체로 매우 빠르게 전달되며, 결과적으로 상기 법선방향을 따라 외부로 방출되는 열량이 증가한다. 따라서, 광 발생 모듈에서 상기 발광다이오드가 실장된 부분과 그 이외의 부분에서 온도편차가 극히 작게된다. 그 결과, 상기 발광다이오드의 주변부에 열점이 발생이 방지되어 상기 발광다이오드의 발광효율이 감 소되는 정도가 감소된다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (16)

  1. 흑연으로 이루어진 방열판;
    상기 방열판의 일면에 형성된 제1 절연층;
    상기 제1 절연층 위에 형성된 도전패턴; 및
    상기 도전패턴에 실장된 복수 개의 점광원들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발생 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방열판은 상기 방열판의 법선방향으로 제1 열전도율을 갖고, 상기 법선방향에 수직한 방향으로 상기 제1 열전도율보다 큰 제2 열전도율을 갖는 것을 특징으로 하는 광 발생 모듈.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 열전도율은 상기 제1 열전도율의 약 40 배 이상인 것을 특징으로 하는 광 발생 모듈.
  4. 제3항에 있어서, 상기 도전패턴을 커버하여 외부로부터 상기 도전패턴을 전기적으로 절연하는 제2 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발생 모듈.
  5. 제4항에 있어서, 상기 점광원에 대응하는 영역이 오픈되도록 상기 제2 절연층 위에 형성된 광반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발생 모듈.
  6. 제5항에 있어서, 상기 점광원은 발광다이오드인 것을 특징으로 하는 광 발생 모듈.
  7. 수납용기;
    상기 수납용기에 수납되어 상기 수납용기로 방열하는 흑연으로 이루어진 방열판, 상기 방열판의 일면에 형성된 제1 절연층, 상기 제1 절연층 위에 형성된 도전패턴, 상기 도전패턴을 커버하는 제2 절연층 및 상기 제2 절연층을 통해 일부가 노출된 상기 도전패턴에 실장된 복수 개의 발광다이오드들을 포함하는 광 발생 모듈; 및
    상기 발광다이오드들로부터 출사된 광의 광학특성을 향상시켜 출사하는 광학유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서, 상기 방열판을 상기 수납용기의 바닥판에 부착시키는 접착부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  9. 제8항에 있어서, 상기 발광다이오드들이 각각 삽입되는 개구들이 형성되며, 상기 제2 절연층 위에 배치되는 반사시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  10. 제9항에 있어서, 상기 광학유닛은 상기 발광다이오드들과 이격되도록 상기 발광다이오드들 위에 배치된 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  11. 제7항에 있어서, 상기 광학 유닛은
    출광면;
    상기 출광면과 마주보며 상기 수납용기의 바닥판에 배치되는 대향면; 및
    상기 출광면과 대향면을 연결하며, 상기 발광다이오드들로부터 출사된 광이 입사되는 측면을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  12. 제11항에 있어서, 상기 방열판은
    상기 발광다이오드들이 배치되는 제1 면;
    상기 제1 면으로부터 연장되어 상기 출광면의 일부를 커버하는 제2 면; 및
    상기 제1 면으로부터 상기 제2 면과 대향하도록 연장되어 상기 대향면의 일부를 커버하는 제3 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  13. 제12항에 있어서, 상기 광 발생 모듈은 상기 제1 내지 제3 면들에 대응하는 상기 제2 절연층 위에 형성된 광반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  14. 바닥판 및 상기 바닥판의 주변부에 배치되어 수납공간을 형성하는 측벽을 포 함하는 수납용기;
    상기 수납용기에 수납되어 상기 수납용기로 방열하는 흑연으로 이루어진 방열판, 상기 방열판 위에 형성된 제1 절연층, 상기 제1 절연층 위에 형성되어 외부로부터 구동전류를 인가 받는 도전패턴, 상기 도전패턴을 커버하는 제2 절연층 및 상기 제2 절연층을 통해 일부가 노출된 상기 도전패턴에 실장된 복수 개의 발광다이오드들을 포함하는 광 발생 모듈;
    상기 발광다이오드들로부터 출사된 광의 광학특성을 향상시켜 출사하는 광학유닛; 및
    상기 광학유닛으로부터 출사된 광을 기초로 영상을 표시하는 표시패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 방열판은 상기 바닥판에 배치되고,
    상기 광학유닛은 상기 발광다이오드들의 상부에 배치된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 방열판은
    상기 발광다이오드들이 배치되며, 상기 광학유닛의 측면과 대향하는 제1 면;
    상기 제1 면으로부터 연장되어 상기 광학유닛의 출광면의 일부를 커버하는 제2 면; 및
    상기 제1 면으로부터 상기 제2 면과 나란하게 연장되어, 상기 출광면과 마주 보는 상기 광학유닛의 대향면의 일부를 커버하는 제3 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
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