KR20080018338A - 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방열을 향상시킬 수 있는 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 액정표시장치가 개시된다. 개시된 본 발명의 백라이트 어셈블리는 상부가 개구된 형상의 바텀커버와, 바텀커버의 내부에 배치되어 적어도 하나 이상의 가이드 홈이 형성된 적어도 하나 이상의 기판과, 가이드 홈에 실장되는 적어도 하나 이상의 발광다이오드 패키지를 포함하여 이루어진다.
바텀케이스, 방열, 홈, 요철, 메탈 PCB

Description

백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 액정표시장치{BACKLIGHT ASSEMBLY AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에지형 액정표시장치를 도시한 분해 사시도.
도 2는 도 1의 A영역을 도시한 메탈 PCB 및 발광다이오드 패키지를 도시한 상세도.
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 절단한 메탈 PCB 및 발광다이오드 패키지를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에지형 액정표시장치를 도시한 분해 사시도.
도 5는 도 4의 B영역을 도시한 메탈 PCB, 발광다이오드 패키지 및 바텀커버를 도시한 상세도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 직하형 액정표시장치를 도시한 분해사시도.
도 7은 도 6의 메탈 PCB 및 발광다이오드 패키지를 도시한 사시도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : 탑케이스 110 : 액정패널
120, 420 : 백라이트 어셈블리 130, 430 : 광학시트류
150 : 도광판 160, 460 : 발광다이오드 패키지
161 : 실리콘 기판 162 : 리드 프레임
163 : 발광칩 164 : 와이어
165 : 격벽 166 : 형광몰드
167 : 에폭시 168 : 지지부
170, 270, 470 : 메탈 PCB 171 : 메탈 베이스층
173 : 절연층 175 : 전기회로층
180, 480 : 반사판 190, 290, 490 : 바텀커버
200, 300, 500 : 가이드 홈 301 : 돌출부
본 발명은 백라이트 어셈블리에 관한 것으로, 특히 방열을 향상시킬 수 있는 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 소형, 경량화 및 저소비전력 등의 장점으로 노트북 PC 및 모니터 시장은 물론 여러 분야에서 다양하게 사용되고 있다.
상기 액정표시장치는 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화상을 표시하는 수광성 장치이기 때문에 액정패널에 광을 조사하기 위한 백라이트 어셈블리(backlight assembly)가 필요하다.
상기 백라이트 어셈블리는 광원이 배치된 형태에 따라 에지형(edge type)과 직하형(direct type)으로 분류된다. 상기 에지형 백라이트 어셈블리는 측면에 구비된 광원과, 상기 광원과 일면을 이루도록 배치되어 광을 전방으로 유도하는 도광판이 구비된다. 상기 직하형 백라이트 어셈블리는 액정패널 배면에 소정의 간격을 두고 다수개로 구비되는 광원이 구비된다.
상기와 같은 백라이트 어셈블리의 광원으로는 EL(Electro Luminescence), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), 발광다이오드(LED) 등이 사용된다.
상기 발광다이오드(LED; luminescent diode)는 상기 EL, CCFL 및 HCFL 등에서 발생하는 환경오염 문제를 개선하고, 저소비전력으로 구동할 수 있는 장점으로 현재 백라이트 어셈블리의 광원으로 많이 이용되고 있다.
상기 발광다이오드는 패키지 형태로 모듈화되어 발광다이오드 패키지라 정의한다. 상기 발광다이오드 패키지는 도전성 패턴이 형성된 기판상에 소정의 간격을 두고 실장되어 외부의 광원 구동부로부터 입력된 구동신호에 응답하여 광을 발광하게 된다.
상기 발광다이오드 패키지는 구동시 열이 발생하게 되는데, 상기 열은 발광다이오드 패키지 배면을 통해 기판으로 전도된다.
그러나, 상기 기판에 실장되는 발광다이오드 패키지는 배면이 접촉되는 형태로 솔더링(soldering)되기 때문에 발광다이오드 패키지의 배면 주변에 열이 집중되어 열에 취약한 발광다이오드 패키지의 수명을 저하시키는 문제가 있었다.
상기 발광다이오드 패키지의 수명 저하는 액정표시장치의 불균일한 휘도의 원인이 되어 수율을 저하시키는 문제가 있었다.
본 발명은 발광다이오드 패키지에서 발생한 열에 의해 발광다이오드 패키지가 배치된 영역과 배치되지 않은 영역 간의 불균일한 휘도를 개선할 수 있는 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 방열을 향상시킬 수 있는 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리는,
상부가 개구된 형상의 바텀커버;
상기 바텀커버의 내부에 배치되어 적어도 하나 이상의 가이드 홈이 형성된 적어도 하나 이상의 기판; 및
상기 가이드 홈에 실장되는 적어도 하나 이상의 발광다이오드 패키지를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치는,
상부가 개구된 형상의 바텀커버;
상기 바텀커버의 내부에 배치되어 적어도 하나 이상의 가이드 홈이 형성된 적어도 하나 이상의 기판;
상기 가이드 홈에 실장되는 적어도 하나 이상의 발광다이오드 패키지; 및
상기 발광다이오드 패키지로부터 발광된 광을 이용하여 소정의 영상을 디스플레이 하는 액정패널을 포함하여 이루어진다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에지형 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 A영역을 도시한 메탈 PCB 및 발광다이오드 패키지를 도시한 상세도이고, 도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 절단한 메탈 PCB 및 발광다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 영상을 디스플레이하는 액정패널(110)과, 상기 액정패널(110)에 광을 제공하는 백라이트 어셈블리(120)와, 상기 액정패널(110)의 테두리를 감싸는 형태로 구비되어 상기 백라이트 어셈블리(120)와 고정되는 탑케이스(100)를 포함한다.
상기 액정패널(110)은 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 컬러필터 기판과, 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 컬러필터 기판 사이에 개재된 액정층으로 구성된다.
상기 백라이트 어셈블리(120)는 상면이 개구된 박스 형상의 바텀커버(190)와, 상기 바텀커버(190)의 일측에 소정의 간격을 두고 배치된 다수의 발광다이오드 패키지(160)와, 상기 다수의 발광다이오드 패키지(160)에 구동신호를 인가하기 위해 도전성 패턴이 형성된 메탈 PCB(170)와, 상기 다수의 발광다이오드 패키지(160)와 일면을 이루도록 배치되어 점광을 면광으로 변환시키는 도광판(150)과, 상기 도광판(150) 상에 배치되어 광을 집광 및 확산시키는 광학시트류(1300와, 상기 도광판(150)의 배면에 배치되어 상기 도광판(150)의 배면으로 진행하는 광을 반사시켜 광 손실을 개선하는 반사판(180)를 포함하여 구성된다.
상기 백라이트 어셈블리(120)는 도면에 상세히 도시되지는 않았지만, 상기 발광다이오드 패키지(160), 메탈 PCB(170), 광학시트류(130), 도광판(150) 및 반사판(180)을 수납하는 서포트 메인(미도시)을 더 포함하고, 상기 서포트 메인은 몰드물로 이루어져 상기 바텀커버(190)와 스크류(screw) 또는 후크구조 등에 의해 조립될 수 있다.
상기 메탈 PCB(170)는 전기회로층(175), 절연층(173) 및 메탈 베이스층(171)를 포함하여 구성된다.
상기 메탈 베이스층(171)은 상기 전기회로층(175) 및 절연층(173)과 같은 구성부들을 지지하고, 상기 발광다이오드 패키지(160)로부터 발생되는 열을 상기 바텀커버(190)로 전도시키는 역할을 한다. 따라서, 상기 메탈 베이스층(171)는 알류미늄(Al) 및 구리(Cu)등의 열 전도를 극대화할 수 있는 고전도성 저저항의 금속물질로 이루어질 수 있다.
상기 메탈 PCB(170)에는 소정의 간격을 두고 함몰된 다수의 가이드 홈(200)이 형성된다.
상기 가이드 홈(200)은 상기 발광다이오드 패키지(160)와 대응되는 영역에 형성된다.
상기 가이드 홈(200)은 상기 발광다이오드 패키지(160)가 삽입될 수 있도록 상기 발광다이오드 패키지(160)와 동일한 형상을 갖는다.
도면에서는 상기 발광다이오드 패키지(160)의 형상이 사각기둥으로 형성됨으로써, 이와 대응되는 상기 가이드 홈(200)은 상기 발광다이오드 패키지(160)의 형상과 대응되도록 사각기둥 형상으로 함몰되도록 형성됨을 알 수 있다.
상기 가이드 홈(200)에 삽입되는 다수의 발광다이오드 패키지(160)는 점광원으로써, 적색(red), 녹색(green), 청색(blue) 및 백색(white) 광을 발광하는 발광다이오드의 조합으로 이루어질 수 있다. 또한, 백색(white) 광을 발광하는 발광다이오드만으로 이루어질 수도 있다.
상기 발광다이오드 패키지(160)는 실리콘 기판(161)과, 상기 실리콘 기판(161)의 둘레를 따라 형성된 백라이트용 리드 프레임(162)과, 상기 리드 프레임(162) 상에 실장된 발광칩(163)과, 상기 발광칩(163)의 P전극과 N전극을 인출하여 상기 리드 프레임(162) 상의 도선용 패턴에 전기적으로 콘택(contact)되는 와이어(164)와, 상기 실리콘 기판(161) 상의 가장자리 둘레에 형성되어 소정의 높이를 갖는 격벽(165)과, 상기 격벽(165) 내부에 형광체가 혼합된 형광몰드(166)와, 상기 형광 몰드(166) 상에 몰딩(molding)된 에폭시(167)를 포함하여 구성된다.
상기 리드 프레임(162)은 상기 발광다이오드 패키지(160)의 양측면으로부터 서로 대응되는 양측이 외각으로 구부러진 지지부(168)를 포함한다. 상기 지지 부(168)는 상기 발광다이오드 패키지(160)의 양측면으로부터 외각방향으로 구부러진 형상을 갖는다.
상기 리드 프레임(162)의 외각면은 이와 대응되는 상기 가이드 홈(200)의 내벽면 및 메탈 PCB(170)의 전면 일부분과 접촉된다.
상기 리드 프레임(162)이 지지부(168)를 갖는 것은 상기 메탈 PCB(170) 상에 발광다이오드 패키지(160)를 실장하는 솔더링(soldering) 공정을 용이하게 하기 위함이다. 또한, 상기 지지부(168)는 상기 메탈 PCB(170)와의 접촉되는 단면적을 넓혀줌으로써, 열 전도를 극대화 하여 방열을 향상시킬 수 있다.
상기와 같이 상기 발광다이오드 패키지(160)의 형상 및 가이드 홈(200)의 형상은 액정표시장치의 종류 및 사이즈에 따라 원기둥 및 반원 형상 등으로 얼마든지 변경될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 메탈 PCB(170)의 다수의 가이드 홈(200)에 상기 발광다이오드 패키지(160)를 실장하여 상기 발광다이오드 패키지(160)와 메탈 PCB(170)의 접촉되는 단면적을 넓혀줌으로써, 화살표(도3의 →)와 같이 발광다이오드 패키지(160)의 배면으로 집중되는 열을 상기 메탈 PCB(170)의 전면으로 전도되도록 유도하여 방열을 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같이 발광다이오드 패키지(160)로부터 발생된 열전도를 극대화하여 열에 의한 발광다이오드 패키지(160)의 수명저하를 개선하여 액정표시장치의 휘도 불균형을 야기하는 문제를 근본적으로 개선할 수 있다.
또한, 본 발명은 액정표시장치의 비표시영역에 배치되는 발광다이오드 패키 지(160)를 메탈 PCB(170)의 가이드 홈(200)에 삽입된 형태로써, 삽입된 폭만큼의 상기 비표시영역을 줄임으로써, 외관품질을 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에지형 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 5는 도 4의 B영역을 도시한 메탈 PCB, 발광다이오드 패키지 및 바텀커버를 도시한 상세도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 에지형 액정표시장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 에지형 액정표시장치의 구성요소중 바텀커버(290) 및 메탈 PCB(270)를 제외한 구성요소는 동일함으로써, 동일한 부호를 병기하고 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 메탈 PCB(270)는 발광다이오드 패키지(160)가 실장되는 영역에 상기 발광다이오드 패키지(160)와 대응되는 형상으로 구부러진 다수의 가이드 홈(300)이 형성된다. 즉, 상기 메탈 PCB(270)는 일정한 간격으로 상기 가이드 홈(300)과 돌출부(301)가 반복된 요철형상으로 이루어진다.
상기 가이드 홈(300) 및 돌출부(301)가 형성된 메탈 PCB(270)의 일면과 대응되는 면은 상기 가이드 홈(300) 및 돌출부(301)와 대응되는 형상으로 이루어짐을 알 수 있다.
상기 가이드 홈(300) 및 돌출부(301)의 형상은 상기 발광다이오드 패키지(160)의 형상과 대응되도록 사각기둥 형상으로 이루어져 있지만, 이에 한정하지 않고, 상기 발광다이오드 패키지(160)의 형상이 원기둥 및 반원 등의 형상으로 변경될 수 있다. 또한, 이에 따른 상기 가이드 홈(300) 및 돌출부(301)의 형상은 상 기 발광다이오드 패키지(160)의 형상과 대응되도록 얼마든지 변경될 수 있다.
이상에서 설명한 상기 가이드 홈(300) 및 돌출부(301)의 수량은 액정표시장치의 크기에 따라 얼마든지 변경될 수 있다.
상기 메탈 PCB(270)는 상기 바텀커버(290)의 일측 내벽면에 배치되어 스크류(screw) 또는 후크구조 등으로 고정될 수 있다.
상기 메탈 PCB(270)가 배치된 상기 바텀커버(290)의 일측면은 상기 가이드 홈(300) 및 돌출부(301)와 대응되도록 요철형상으로 이루어진다.
상기 바텀커버(290)의 일측면에는 요철형상으로 이루어진 것은 요철형상의 상기 메탈 PCB(270)와 면접촉되기 위함이다. 따라서, 상기 메탈 PCB(270)와 상기 바텀커버(290)의 일측 내벽면은 면접촉되어 상기 발광다이오드 패키지(160)로부터 발생한 열의 전도를 극대화할 수 있다.
이상에서 설명한 다른 실시예에 따른 액정표시장치는 메탈 PCB(270)의 가이드 홈(300)에 발광다이오드 패키지(160)가 실장되어 상기 발광다이오드 패키지(160)와 메탈 PCB(270)의 접촉면적을 넓혀줌으로써, 발광다이오드 패키지(160) 주변에 집중되는 열을 분산시킬 수 있다. 따라서, 액정표시장치의 휘도 불균형의 원인되는 발광다이오드 패키지(160)의 수명저하를 개선할 수 있다.
또한, 본 발명은 요철형상의 메탈 PCB(270)가 배치되는 바텀커버(290)의 일측을 상기 메탈 PCB(270)와 동일한 요철형상으로 이루어져 열이 전도되는 면적을 넓혀줌과 동시에 외부의 공기로부터 노출된 바텀커버(290)의 단면적을 넓혀줌으로써, 방열 기능을 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 직하형 액정표시장치를 도시한 분해사시도이고, 도 7은 도 6의 C영역을 도시한 메탈 PCB 및 발광다이오드 패키지를 도시한 사시도이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 직하형 액정표시장치는 20인치 이상의 대형 액정표시장치에 적용되는 것으로 도 1 내지 도 5에 도시된 에지형 액정표시장치와 백라이트 어셈블리(420)의 구성요소가 다른 형태로 백라이트 어셈블리(420)를 제외한 구성요소의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 백라이트 어셈블리(420)는 상면이 개구된 박스형상의 바텀커버(490)와, 상기 바텀커버(490)상에 배치된 반사판(480)과, 상기 반사판(480) 상에 소정의 간격을 두고 배치된 메탈 PCB(470)와, 상기 메탈 PCB(470) 상에 실장되는 다수의 발광다이오드 패키지(460)와, 상기 발광다이오드 패키지(460) 상에 배치된 광학시트류(130)를 포함하여 구성된다.
상기 메탈 PCB(170)들은 다수의 가이드 홈(500)이 형성되고, 상기 가이드 홈(500)에는 상기 발광다이오드 패키지(460)가 삽입된다.
상기 다수의 가이드 홈(500)은 상기 발광다이오드 패키지(460)와의 접촉 면적을 넓혀줌으로써, 상기 발광다이오드 패키지(460) 배면에 집중된 열을 상기 메탈 PCB(470)의 전면으로 분산되도록 유도하는 역할을 한다.
상기 가이드 홈(500)을 통해 메탈 PCB(470) 전면으로 전달된 열은 상기 바텀커버(490)에 전도되어 외부로 방출된다.
상기 바텀커버(490)는 도면에는 도시되지 않았지만, 메탈 PCB(470)의 형상에 따라 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 요철형상의 메탈 PCB(도4의 270)가 적용된 경우에 이와 대응되도록 요철형상으로 이루어질 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 다수의 메탈 PCB(470)에 형성된 다수의 가이드 홈(500)에 상기 발광다이오드 패키지(460)를 실장하여 상기 발광다이오드 패키지(460)와 메탈 PCB(470)의 접촉되는 단면적을 넓혀줌으로써, 발광다이오드 패키지(460) 배면에 집중되는 열을 상기 메탈 PCB(470)의 전면으로 분산되도록 유도하여 발광다이오드 패키지(460)의 수명저하를 방지함과 동시에 방열을 극대화할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 방열을 향상시킬 수 있는 구조의 메탈 PCB를 적용함으로써, 발광다이오드 패키지의 수명저하를 방지하여 액정표시장치의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 발광다이오드 패키지가 실장되는 다수의 가이드 홈이 형성된 메탈 PCB를 배치하여 발광다이오드 패키지와 메탈 PCB가 접촉되는 단면적을 넓혀줌으로써, 방열을 향상시키고 발광다이오드 패키지의 수명저하를 개선하여 액정표시장치의 불균일한 휘도발생을 근본적으로 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 비표시영역에 배치되는 발광다이오드 패키지가 메탈 PCB에 삽입된 구조로써, 삽입된 폭만큼 비표시영역이 줄어들어 액정표시장치의 외관품질 을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상 설명한 내용을 통해 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (12)

  1. 상부가 개구된 형상의 바텀커버;
    상기 바텀커버의 내부에 배치되어 적어도 하나 이상의 가이드 홈이 형성된 적어도 하나 이상의 기판; 및
    상기 가이드 홈에 실장되는 적어도 하나 이상의 발광다이오드 패키지를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 바텀커버의 내측에 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 바텀커버의 내부 전면에 일정한 간격으로 다수개로 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 가이드 홈과 돌출부가 반복된 요철형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 기판과 대응되는 상기 바텀커버의 일측면은 상기 기판과 대응되는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 전기회로층, 절연층 및 메탈 베이스층으로 이루어지는 메탈 PCB 인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광다이오드 패키지의 형상은 사각기둥, 원기둥 및 반원 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 가이트 홈은 상기 발광다이오드 패키지의 형상과 동일한 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광다이오드 패키지는 측면에 배치되어 구동신호가 인가되는 리드 프레임과, 상기 리드 프레임의 끝단에 구비되어 상기 발광다이오드 패키지의 측면으로부터 외각으로 구부러진 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 리드 프레임은 상기 가이드 홈의 내측벽과 접촉되는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 가이드 홈 주변의 상기 기판 전면 일부분과 접촉된 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  12. 상부가 개구된 형상의 바텀커버;
    상기 바텀커버의 내부에 배치되어 적어도 하나 이상의 가이드 홈이 형성된 적어도 하나 이상의 기판;
    상기 가이드 홈에 실장되는 적어도 하나 이상의 발광다이오드 패키지; 및
    상기 발광다이오드 패키지로부터 발광된 광을 이용하여 소정의 영상을 디스플레이 하는 액정패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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