KR20080075301A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20080075301A
KR20080075301A KR1020070014282A KR20070014282A KR20080075301A KR 20080075301 A KR20080075301 A KR 20080075301A KR 1020070014282 A KR1020070014282 A KR 1020070014282A KR 20070014282 A KR20070014282 A KR 20070014282A KR 20080075301 A KR20080075301 A KR 20080075301A
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장문환
김기철
윤주영
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 화상을 표시하기 위한 액정 표시 패널와, 소정의 방열 패턴을 구비하는 기판에 실장된 광원을 포함하며 액정 표시 패널에 광을 조사하기 위한 백라이트 어셈블리와, 액정 표시 패널 및 백라이트 어셈블리의 구동 신호 및 전원을 생성하며, 소정의 방열 패턴을 구비하는 회로 기판을 포함하여 기판 및 회로 기판의 표면적을 늘려 백라이트 어셈블리의 광원부로부터 발생된 열을 넓게 분포시키고, 그에 따른 열적 스트레스를 줄일 수 있도록 한다. 이에 따라 광원으로부터 발생되는 열로 인한 백라이트 어셈블리 내부의 온도 상승을 방지할 수 있어 전자 회로 등의 신뢰성 저하를 방지할 수 있고, 열 응력에 의한 부품 또는 케이스의 변형을 방지할 수 있다.
백라이트, LED, PCB, 방열 패턴, 홀, 그루브

Description

액정 표시 장치{Liquid crystal display}
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도.
도 2는 도 1의 A-A' 라인을 따라 절취한 상태의 결합 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 방열 패턴을 구비하는 기판의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 방열 패턴을 구비하는 기판 배면의 부분 평면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 방열 패턴을 구비하는 기판의 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 방열 패턴을 구비하는 기판 배면의 부분 평면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 액정 표시 패널 300 : 광원부
400 : 도광판 500 : 반사 시트
600 : 광학 시트 700 : 몰드 프레임
800 : 하부 샤시 900 : 회로 기판
920 : 방열 패턴 925 : 홀
930 : 그루브 2000 : 백라이트 어셈블리
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 발광 다이오드를 광원으로 사용하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치(Liquid Crystal Dislpay; LCD)는 경량, 박형, 저전력구동, 풀컬러, 고해상도 구현 등의 특징으로 인해 그 응용 범위가 확대되고 있는 실정이다. 현재 액정 표시 장치는 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 노트북, PDA, 휴대폰 등 다양한 기기의 표시 장치로 이용되고 있다. 이러한 액정 표시 장치는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상 신호에 따라 광의 투과량이 조절되어 액정 표시 패널에 원하는 화상을 표시한다.
이와 같은 액정 표시 장치는 자체적으로 발광하지 못하기 때문에 백라이트와 같은 광원이 필요하게 된다. 이러한 액정 표시 장치용 백라이트는 광원의 위치에 따라 에지형(edge type)과 직하형(direct type)의 두가지가 있다.
에지형은 액정 표시 패널의 측방향 가장자리에 광원을 설치하여 광원으로부터 발생된 광이 액정 표시 패널의 하부에 위치된 투명한 도광판을 통해 액정 표시 패널에 조사되는 방식이다. 이는 광의 균일성이 좋고, 수명이 길며, 액정 표시 장치의 박형화에 유리하여 일반적으로 중형 및 소형의 액정 표시 패널에 광을 조사하는데 사용된다. 한편, 직하형 방식은 액정 표시 패널의 하부에 다수의 광원을 두어 액정 표시 패널의 전면을 직접 조사하는 방식이다. 이는 높은 휘도를 확보할 수 있어 일반적으로 대형 및 중형의 액정 표시 패널에 광을 조사하는데 이용된다.
종래의 액정 표시 장치의 광원으로는 냉음극 형광 램프를 사용하였고, 점차로 고수명, 저전력 소모, 경량 및 박형화의 장점을 갖는 LED 램프를 광원으로 사용하고 있다. 하지만, LED 램프는 기존의 형광 램프에 비하여 발열량이 많은 단점이 있다. 이러한 LED 램프의 열로 인해 백라이트 어셈블리 내부의 온도를 상승시켜 전자 회로 등의 신뢰성을 저하시킬 수 있고, 내부 온도차에 의해 부품이나 케이스에 열 응력이 발생하여 변형을 초래하게 되는 문제가 있다. 또한, LED 램프의 발열에 의한 소자의 신뢰성 저하 및 변형은 액정 표시 패널의 휘도 및 컬러 균일성에 악영향을 미치게 된다.
본 발명의 목적은 LED 램프로부터 발생되는 열에 의한 열적 스트레스를 줄일 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 회로 기판 배면에 방열 패턴을 형성하여 회로 기판의 표면적을 늘려 LED 램프로부터 발생되는 열을 넓게 분포시키고, 그에 따른 열적 스트레스를 줄일 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 액정 표시 장치는 화상을 표시하기 위한 액정 표시 패널; 소정의 방열 패턴을 구비하는 기판에 실장된 광원을 포함하며 상기 액정 표시 패널에 광을 조사하기 위한 백라이트 어셈블리; 및 상기 액정 표시 패널 및 백라이트 어셈블리의 구동 신호 및 전원을 생성하며, 소정의 방열 패턴을 구비한다.
상기 광원은 발광 다이오드를 포함한다.
상기 방열 패턴은 상기 기판의 배면에 형성되며, 소정 크기 및 깊이를 갖는 복수의 홀을 포함하고, 상기 홀은 사각 기둥, 원기둥 및 다각 기둥을 포함하는 형태로 형성된다.
또한, 상기 방열 패턴은 소정의 폭, 길이 및 깊이를 갖는 복수의 그루브를 포함하며, 상기 그루브는 직선 형태, 곡선 형태 및 절곡된 형태를 포함하는 형태로 형성된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A' 라인을 절취한 상태의 결합 단면도이다. 또한, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판의 단면도 및 부분 평면도이다.
도면들을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시 패널(100)과, 액정 표시 패널(100)에 광을 제공하는 백라이트 어셈블리(2000)와, 액정 표시 패널(100) 및 백라이트 어셈블리(2000)를 수납 및 고정하는 하부 샤 시(800)와, 백라이트 어셈블리(2000)로부터 발생된 열의 방출을 용이하게 하기 위한 방열 패턴이 형성된 회로 기판(900)을 포함한다.
액정 표시 패널(100)은 박막 트랜지스터 기판(110)과, 박막 트랜지스터 기판(110)에 대응하는 컬러 필터 기판(120)과, 박막 트랜지스터 기판(110)과 컬러 필터 기판(120) 사이에 주입된 액정층(미도시)을 포함한다. 또한, 컬러 필터 기판(120) 상부와 박막 트랜지스터 기판(110) 하부에 각기 대응되어 형성된 편광판(미도시)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 박막 트랜지스터 기판(110)은 컬러 필터 기판(120)보다 더 크게 형성되며, 박막 트랜지스터 기판(110)과 컬러 필터 기판(120)이 중첩되는 영역이 표시 영역이 되고, 중첩되지 않는 박막 트랜지스터 기판(110)의 나머지 영역이 비표시 영역이 된다.
박막 트랜지스터 기판(110)은 매트릭스 형태로 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 및 화소 전극이 형성되어 있는 투명한 유리 기판이다. 박막 트랜지스터들의 소오스 단자에는 데이터 라인이 연결되며, 게이트 단자에는 게이트 라인이 연결된다. 또한, 드레인 단자에는 투명한 도전성 재질인 투명 전극으로 이루어진 화소 전극(미도시)이 연결된다. 데이터 라인 및 게이트 라인에 전기적 신호를 입력하면 각각의 박막 트랜지스터가 턴-온(turn-on) 또는 턴-오프(turn-off)되어 드레인 단자로 화소 형성에 필요한 전기적 신호가 인가된다.
컬러 필터 기판(120)은 광이 통과하면서 소정의 색이 발현되는 색화소인 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 컬러 필터(미도시)가 형성된 기판이다. 컬러 필터 기판(120)의 전면에는 투명 전도성 박막인 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO) 등의 투명한 도전체로 이루어진 공통 전극(미도시)이 형성되어 있다.
박막 트랜지스터 기판(110)의 게이트 단자 및 소오스 단자에 전원을 인가하여, 박막 트랜지스터를 턴-온시키면 화소 전극과 공통 전극 사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계로 인해 박막 트랜지스터 기판(110)과 컬러 필터 기판(120) 사이에 주입된 액정의 배열이 변화되고, 변화된 배열에 따라 광 투과도가 변경되어 원하는 화상을 얻게 된다.
테이프 캐리어 패키지(130a)는 박막 트랜지스터에 데이터 구동 신호 및 게이트 구동 신호를 인가하기 위해 박막 트랜지스터 기판(110)의 일측에 형성된다. 이때, 테이프 캐리어 패키지(130a) 내에는 구동 집적 회로가 실장될 수 있다. 인쇄 회로 기판(130b)은 외부의 영상 신호 및 게이트 구동 신호를 인가하기 위해 테이프 캐리어 패키지(130a)에 접속된다. 테이프 캐리어 패키지(130a)는 연성 인쇄 회로(Flexible Printed Circuit; FPC)(910a 및 910b)를 통해 회로 기판(900)에 전기적으로 연결되어 소정의 신호를 전달받는다.
백라이트 어셈블리(2000)는 광원부(300)와, 광원부(300)와 결합되는 도광판(400)과, 도광판(400)의 하부에 마련된 반사 시트(500)와, 도광판(400)의 상부에 마련된 광학 시트(600)와, 광원부(300), 도광판(400), 반사 시트(500) 및 광학 시트(600)를 수납하는 몰드 프레임(700)을 포함한다.
광원부(300)는 도광판(400)의 측면에 설치되며, 광원부(300)는 복수의 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)(310)와, 복수의 발광 다이오드(310)가 실장 된 기판(320)을 포함한다. 복수의 발광 다이오드(310) 각각은 사이드뷰형 소자로서, 발광 다이오드(310)는 도광판(400)의 측면을 향해 광을 출사한다. 또한, 기판(320)은 휘어짐이 우수한 연성 인쇄 회로 기판으로서, 내부에 회로(미도시)가 형성되어 있어, 회로를 통해 복수의 발광 다이오드(310)에 외부 전원을 공급한다. 기판(320)은 일 방향으로 연장된 제 1 연장부와, 이와 수직한 방향으로 연장된 제 2 연장부를 포함한다. 제 1 연장부 상에는 복수의 발광 다이오드(310)가 실장되어 있고, 제 2 연장부는 발광 다이오드(310)를 구동시키기 위한 전원 및 신호를 공급하기 위해 예를들어 구동 회로(미도시) 또는 회로 기판(900)과 연결된다. 또한, 기판(320)은 발광 다이오드(310)로부터 발생된 열을 넓게 분산시키기 위해 소정의 방열 패턴(미도시)이 형성된다. 방열 패턴(미도시)은 바람직하게는 기판(320)의 배면에 기판(320)의 단면적을 증가시키기 위해 복수의 홀(미도시) 또는 그루브(미도시) 형태로 형성된다. 그리고, 복수의 발광 다이오드(310)는 적색, 녹색, 청색 발광 다이오드가 반복적으로 설치되며, 이들 발광 다이오드(310)로부터의 광의 조합에 의해 소정의 광, 예를들어 백색광이 도광판(400)으로 입사되게 된다.
도광판(400)은 광원부(300)의 일측 즉, 광이 발생되는 복수의 발광 다이오드(310)의 출광면과 결합되며, 점광원 또는 선광원 형태의 광학 분포를 갖는 광을 면광원 형태의 광학 분포를 갖는 광으로 변경시키는 역할을 한다.
반사 시트(500)는 도광판(400)의 하부에 마련되며, 도광판(400)의 하부로 출사되는 일부 광을 백라이트 어셈블리(2000)의 출광면으로 반사시켜 광 효율을 높여주고, 입사광 전체의 반사량을 조절하여 출광면 전체가 균일한 휘도 분포를 가지도 록 한다.
광학 시트(600)는 확산 시트(610) 및 적어도 하나의 프리즘 시트(620), 그리고 보호 시트(미도시)로 구성되며, 도광판(400)의 상부에 배치되어 도광판(400)에서 출사된 광의 휘도 분포를 균일하게 하는 역할을 한다. 확산 시트(610)는 도광판(400)으로부터 입사되는 광을 분산시킴으로써 광이 부분적으로 밀집되는 것을 방지한다. 프리즘 시트(620)는 상부면에 삼각 기둥 모양의 프리즘이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있으며, 통상 2장의 시트로 구성되어 각각의 프리즘 배열이 서로 소정의 각도로 엇갈리도록 배치되어 확산 시트(610)로부터 확산된 광을 액정 표시 패널(100)에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행한다. 이에 따라서, 프리즘 시트(620)를 통과하는 광은 거의 대부분 수직하게 진행하게 되어 보호 시트(미도시) 상의 휘도 분포는 균일하게 얻어진다. 프리즘 시트(620)위에 형성되는 보호 시트(미도시)는 프리즘 시트(620)의 표면을 보호하는 역할을 수행할 뿐만 아니라, 광의 분포를 균일하게 하기 위하여 광을 확산시키는 역할을 수행한다.
몰드 프레임(700)은 상하부가 개방된 사각 틀 형상으로 형성되고, 백라이트 어셈블리(2000)와 액정 표시 패널(100)을 수납한다. 몰드 프레임(700)의 내측에는 단턱(710)이 형성되어 있어 단턱(710)의 상부에 액정 표시 패널(100)이 안착되고, 단턱(710)의 아래에는 백라이트 어셈블리(2000)의 구성 요소들이 수납된다.
하부 샤시(800)는 상부가 개방된 장방형 박스 형상으로, 몰드 프레임(700)에 수납된 액정 표시 패널(100) 및 백라이트 어셈블리(2000)의 구성 요소들을 고정시킨다. 따라서, 액정 표시 패널(100) 및 백라이트 어셈블리(2000)가 수납된 하부 샤 시(800)는 탑 샤시(미도시)와 결합하여, 액정 표시 장치를 이룬다.
회로 기판(900)은 타이밍 콘트롤 회로, 전압 강하 회로, AD 컨버팅 회로 등이 형성되어 외부로부터 인가된 화상 신호 및 공급 전원을 액정 표시 패널(100) 및 백라이트 어셈블리(2000)의 구동에 적합한 구동 신호 및 동작 전원으로 변환하여 테이프 캐리어 패키지(130a) 및 발광 다이오드(310)를 구동시키기 위한 구동 회로(미도시)에 전송한다. 한편, 기판(900)은 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board; PCB), 금속 심 인쇄 회로 기판(Metal Core Printed Circuit Board; MCPCB), FR4, BT 수지(Bismaleimide Triazine Resin; BT Resin) 등을 포함할 수 있다. 또한, 기판(900)에는 기판(900)의 표면적을 증가시켜 백라이트 어셈블리(2000)의 발광 다이오드(310)로부터 발생된 열을 넓게 분포시키고, 그에 따른 열적 스트레스를 줄일 수 있도록 하기 위한 방열 패턴(920)이 형성된다. 본 실시 예에 따른 기판(900)은 상부면에 회로 패턴이 인쇄되어 있고, 회로 패턴이 인쇄되지 않은 영역, 예를들어 배면에는 방열 패턴(920)이 형성되어 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 회로 기판(900)에 형성된 방열 패턴(920)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 기판(900)의 배면으로부터 소정 깊이로 형성된 복수의 홀(925)이 소정의 간격으로 이격되어 형성된다. 홀(925)은 예를들어 사각 기둥 형상으로 형성한다. 사각 기둥 형상으로 형성된 홀(925)은 가로 및 세로 길이와 깊이에 의해 표면적을 알 수 있는데, 예를들어 가로 및 세로 길이가 각각 5.0㎜이고, 깊이가 2.0㎜일 경우 사각 기둥 형상의 홀(925)은 그 내에 10.0㎟의 면적을 갖는 네개의 면을 갖게 된다. 따라서, 홀(925) 하나당 40.0㎟의 표면적을 갖게 되므로 홀(925)이 형성된 수에 비례하여 기판(900)의 표면적이 증가하게 된다. 기판(900)의 표면적이 증가함에 따라 발광 다이오드(310)로부터 발생된 열을 넓게 분포시킬 수 있게 되어 열적 스트레스를 줄일 수 있다.
한편, 상기 실시 예에서는 홀(925)이 사각 기둥 형상으로 형성되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 홀(925)은 원기둥, 타원 기둥 또는 다각 기둥 등이 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 방열 패턴(920)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같은 복수의 그루브(930)를 포함한다. 그루브(930)는 기판(900)의 일 가장자리의 소정 영역으로부터 타 가장자리의 소정 영역까지 소정의 폭 및 깊이로 형성된다. 또한, 복수의 그루브(930)는 각각 소정 간격 이격되어 형성되며, 직선 형태로 형성된다. 직선 형태로 형성된 그루브(930)는 그 폭 및 길이와 깊이에 의해 표면적을 알 수 있는데, 예를들어 폭이 약 5.0㎜이고, 길이가 200.0㎜이며, 깊이가 2㎜일 경우 직선 형태의 그루브(930)는 그 내에 400㎟이 면적을 갖는 두개의 면과 10㎟이 면적을 갖는 두개의 면을 갖게 된다. 따라서, 그루브(930) 하나당 820㎟의 표면적을 갖게 되므로 그루브(930)이 형성된 수에 비례하여 기판(900)의 표면적이 증가하게 된다. 기판(900)의 표면적이 증가함에 따라 발광 다이오드(310)로부터 발생된 열을 넓게 분포시킬 수 있게 되어 열적 스트레스를 줄일 수 있다.
한편, 그루브(930)은 직선 형태로 일 가장자리의 소정 영역으로부터 타 가장자리의 소정 영역까지 하나의 그루브(930)가 형성될 수 있을 뿐만 아니라 복수의 그루브(930)가 형성될 수 있다. 또한, 그루브(930)은 직선 형태 뿐만 아니라 곡선 형태 또는 소정의 각도를 갖는 절곡된 형태를 가질 수도 있으며, 그 형태는 제한적이지 않다.
상기 실시 예에서는 회로 기판(900)에 형성되는 방열 패턴(920)에 대해 설명하였으나, 상기한 바와 같이 발광 다이오드(310)가 실장되는 기판(320)에도 상기와 같은 방열 패턴(미도시)이 형성되므로 중복 설명은 생략하였다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 백라이트 어셈블리의 발광 다이오드가 실장되는 기판과, 액정 표시 패널 및 백라이트 어셈블리의 구동에 적합한 구동 신호 및 동작 전원을 생성하는 각종 회로가 형성된 회로 기판의 배면에 방열 패턴을 형성함으로써 기판 및 회로 기판의 표면적을 늘려 백라이트 어셈블리의 발광 다이오드로부터 발생된 열을 넓게 분포시키고, 그에 따른 열적 스트레스를 줄일 수 있도록 한다. 이에 따라 발광 다이오드의 열로 인한 백라이트 어셈블리 내부의 온도 상승을 방지할 수 있어 전자 회로 등의 신뢰성 저하를 방지할 수 있고, 열 응력에 의한 부품 또는 케이스의 변형을 방지할 수 있다. 따라서, 액정 표시 패널의 휘도 및 컬러 균일성의 저하를 방지할 수 있다.

Claims (7)

  1. 화상을 표시하기 위한 액정 표시 패널;
    소정의 방열 패턴을 구비하는 기판에 실장된 광원을 포함하며 상기 액정 표시 패널에 광을 조사하기 위한 백라이트 어셈블리; 및
    상기 액정 표시 패널 및 백라이트 어셈블리의 구동 신호 및 전원을 생성하며, 소정의 방열 패턴을 구비하는 회로 기판을 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광원은 발광 다이오드를 포함하는 액정 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 방열 패턴은 상기 기판 및 회로 기판 각각의 배면에 형성된 액정 표시 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 방열 패턴은 소정 크기 및 깊이를 갖는 복수의 홀을 포함하는 액정 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 홀은 사각 기둥, 원기둥 및 다각 기둥을 포함하는 형태로 형성된 액정 표시 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 방열 패턴은 소정의 폭, 길이 및 깊이를 갖는 복수의 그루브를 포함하는 액정 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 그루브는 직선 형태, 곡선 형태 및 절곡된 형태를 포함하는 형태로 형성된 액정 표시 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103900029A (zh) * 2012-12-28 2014-07-02 鑫成科技(成都)有限公司 反射件、具有该反射件的背光模组以及显示装置

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