KR20110076577A - 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

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KR20110076577A
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김란
이상대
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곽용석
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 개시한다. 개시된 본 발명의 백라이트 유닛은, 발광 다이오드가 실장된 복수개의 발광 칩과, 상기 발광 칩이 실장되어 있는 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판이 수납되는 바텀커버와, 상기 인쇄회로기판 상에 실장된 발광 칩들 상부로 배치되어 있는 광학시트 및 확산판과, 상기 인쇄회로기판을 관통하여 상기 각각의 발광 칩과 체결되는 방열수단들을 포함한다.
본 발명의 백라이트 유닛은 발광 칩에 직접 방열수단을 체결하여 각각의 발광 칩에서 발생되는 열을 신속하게 방열할 수 있도록 한 효과가 있다.
액정표시장치, 발광다이오드, 방열, 스크류

Description

백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치{Backlight unit and Liquid Crystal Display Device having the same}
본원 발명은 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 널리 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(cathode ray tube)는 TV(Television)를 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT 자체의 무게와 크기로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화의 대응에 적극적으로 대응할 수 없었다.
따라서, 각종 전자제품의 소형, 경량화되는 추세에서 CRT는 무게나 크기 등에 있어서 일정한 한계가 있으며, 이를 대체할 것으로 예상되는 것으로 전계 광학적인 효과를 이용한 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 가스방전을 이용한 플라즈마 표시소자(PDP: Plasma Display Panel) 및 전계 발광 효과를 이용한 EL 표시소자(ELD: Electro Luminescence Display) 등이 있으며, 그 중에서 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
액정표시장치는 경량화, 박형화, 저소비 전력 구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이에 따라 액정표시장치는 사용자의 요구에 부응하여 대면적화, 박형화, 저소비전력화의 방향으로 진행되고 있다.
액정표시장치는 액정을 투과하는 광의 양을 조절하여 화상을 표시하는 디스플레이 장치로서 박형화 및 저소비 전력 등의 장점으로 많이 사용되고 있다.
상기 액정표시장치는 CRT와는 달리 스스로 빛을 내는 표시장치가 아니므로, 액정표시패널의 배면에는 화상을 시각적으로 표현하기 위해 광을 제공하는 별도의 광원을 포함한 백라이트 유닛(Back Light Unit)이 구비된다.
백라이트 유닛은 광을 발광하는 광원으로 CCFL(cold cathode fluorescent lamp), HCFL(hot cathode fluorescent tube), EEFL(external electrode fluorescent tube) 및 EIFL(external & internal electrode fluorescent tube) 등과 같은 플라즈마 방식의 광원을 이용하거나 백색 발광 다이오드(LED)가 사용된다.
이 중에 발광 다이오드(LED: Lighting Emitting Diode)는 장수명, 저전력, 소형 및 높은 내구성을 가지는 장점으로 많이 사용되고 있다.
하지만, 발광 다이오드를 백라이트 유닛의 광원으로 사용할 경우에는 방열 구조가 문제된다. 종래에는 발광다이오드가 형성되어 있는 발광 칩을 인쇄회로기판 상에 배치한 다음, 인쇄회로기판의 배면에 열전도를 위한 테이프를 전면 부착하였다.
위와 같은 종래 발광 칩의 방열 구조는 발광 다이오드에서 발생되는 열이 바텀커버를 통해 용이하게 방열되지 못하는 문제가 있었다.
본 발명은 발광 칩에 직접 방열수단을 체결하여 각각의 발광 칩에서 발생되는 열을 신속하게 방열할 수 있도록 한 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 발광칩, 발광칩이 실장되는 인쇄회로기판 및 바텀커버를 방열수단으로 고정함으로써, 인쇄회로기판이 바텀커버의 내측면에서 휘는 체결 불량을 방지할 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공함에 다른 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 백라이트 유닛은, 발광 다이오드가 실장된 복수개의 발광 칩과, 상기 발광 칩이 실장되어 있는 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판이 수납되는 바텀커버와, 상기 인쇄회로기판 상에 실장된 발광 칩들 상부로 배치되어 있는 광학시트 및 확산판과, 상기 인쇄회로기판을 관통하여 상기 각각의 발광 칩과 체결되는 방열수단들을 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 액정표시장치는, 액정표시패널과, 상기 액정표시패널에 광을 공급할 수 있도록 발광 다이오드가 실장된 복수개의 발광 칩, 상기 발광 칩이 실장되어 있는 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판이 수납되는 바텀커버, 상기 인쇄회로기판 상에 실장된 발광 칩들 상부로 배치되어 있는 광학시트 및 확산판 및 상기 인쇄회로기판을 관통하여 상기 각각의 발광 칩들과 체결되는 방열수단을 구비한 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 방열수단은 상기 인쇄회로기판의 배면과 동일면을 이루는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 액정표시장치는, 액정표시패널과, 상기 액정표시패널에 광을 공급할 수 있도록 발광 다이오드가 실장된 복수개의 발광 칩, 상기 발광 칩이 실장되어 있는 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판이 수납되는 바텀커버, 상기 인쇄회로기판 상에 실장된 발광 칩들 상부로 배치되어 있는 광학시트 및 확산판 및 상기 바텀커버 및 인쇄회로기판을 관통하여 상기 각각의 발광 칩들과 체결되는 방열수단을 구비한 백라이트 유닛을 포함한다.
본 발명의 백라이트 유닛은 발광 칩에 직접 방열수단을 체결하여 각각의 발광 칩에서 발생되는 열을 신속하게 방열할 수 있도록 한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 발광 칩이 실장되는 인쇄회로기판 및 바텀커버가 방열수단에 의해 고정되므로 인쇄회로기판이 바텀커버의 내측면에서 들뜨거나 휘는 문제를 개선한 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 조립 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치는 영상이 디스플레이되는 액정표시패널(100)과, 상기 액정표시패널(100)의 하부에 배치되어 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함한다.
상기 액정표시패널(100)은 상세히 도시되지는 않았지만, 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 박막 트랜지스터(TFT: thin film transistor) 기판(100b) 및 컬러필터 기판(100a)과, 상기 박막 트랜지스터 기판 및 컬러필터 기판(100b, 100a) 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함한다. 박막 트래지스터 기판(100b)은 다수의 게이트 라인이 형성되고, 상기 다수의 게이트 라인과 교차하는 다수의 데이터 라인이 형성되며, 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차영역에 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다. 컬러필터 기판(100a)에는 각각의 화소에 대응되도록 컬러필터가 형성된다.
또한, 상기 액정표시패널(100)의 상부와 하부에는 상부편광판과 하부편광판(미도시)이 부착될 수 있다.
백라이트 유닛은 상면이 개구된 형태의 바텀커버(150)와, 복수개의 발광 칩(200), 상기 발광 칩(200)이 실장되는 인쇄회로기판(220), 상기 인쇄회로기판(220)과 바텀커버(150)의 내측면에 부착되는 반사판(170), 상기 발광 칩(200)의 상부에 배치되어 있는 확산판(120) 및 복수개의 광학시트(112)를 포함한다.
특히, 상기 반사판(170)은 바텀커버(150)의 내측 바닥면과 가장자리 경사면 전체를 덮을 수 있도록 형성되어, 발광 칩(200)에서 발생되는 광이 바텀커버(150)의 내측 면에서 누설되는 것을 방지한다.
상기 발광 칩(200)은 복수개의 발광 다이오드(LED)를 포함하고, 상기 발광 다이오드들은 적색-녹색-청색 배열로 이루어지거나 적색-녹색-녹색-청색 배열로 이루어질 수 있다. 상기 발광 다이오드는 적색, 녹색, 청색이 적층된 백색 발광다이오드 일 수 있다.
본 발명은 발광 칩(200)에서 발생되는 열을 외부로 방열시키기 위해 직접 방열수단(300)을 상기 발광 칩(200)에 체결하였다. 즉, 방열수단(300)은 상기 바텀커버(150)와 인쇄회로기판(220)을 관통하여 상기 발광 칩(200)에 체결된다. 상기 방열수단(300)은 스크류(Screw) 형태의 나사일 수 있다.
이러한 액정표시패널(100)과 백라이트 유닛은 탑커버(140)와, 가이드패널(130) 그리고 바텀커버(150)를 통해 모듈화되는데 즉, 액정표시패널(100) 및 백라이트 유닛의 가장자리를 사각테 형상의 가이드패널(130)이 두른 상태로 액정표시패널(100) 전면 가장자리를 두르는 탑커버(140) 그리고 백라이트 유닛 배면을 덮는 바텀커버(150)가 각각 전후방에서 결합되어 가이드패널(130)을 매개로 일체화된다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예의 발광칩과 방열수단의 체결 구조를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 발광 칩(200)은 발광 다이오드(260)와, 상기 발광 다이오드(260)가 실장되어 있는 바디부(254)와, 상기 바디부(254)의 양측에는 제 1, 2 리드프레임(265a, 265b)과, 상기 발광 다이오드(260)가 실장된 영역은 광효율 향상을 위한 몰드층(250)을 구비한다. 상기 바디부(254)의 중심은 발광 다이오드(260)가 실장될 수 있도록 단차부가 형성되어 있는데, 발광 다이오드(260)를 중심으로 둘레가 월(wall) 형태로 되어 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 발광 칩(200)은 인쇄회로기판(220) 상에 실장되어 있고, 제 1, 2 리드 프레임(265a, 265b)들은 각각 인쇄회로기판(220) 상의 제 1, 2 전원단자(275a, 275b)에 연결되어 있다.
상기 발광 다이오드(260)는 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 정공)를 만들어내고, 이들의 재결합에 의하여 광을 발광시키는 것으로서, 금속소재로 이루어진 금속 와이어들을 매개로 하여 상기 제1 및 제2 리드 프레임(265a, 265b)과 전기적으로 연결된다.
상기 발광 칩(200)이 실장되어 있는 인쇄회로기판(220)은 바텀커버(150)의 내측면에 배치되어 있는데, 상기 발광 칩(200)에는 상기 바텀커버(150)를 관통하는 방열수단(300)이 체결되어 있다. 상기 방열수단(300)은 상기 발광 칩(200)의 바디부(254)에 형성되어 있는 체결홈을 통해 체결된다.
즉, 상기 방열수단(300)은 바텀커버(150) 및 인쇄회로기판(220)을 관통하여 바디부(254)와 체결되며, 상기 발광 칩(200)에서 발생되는 열은 방열수단(300)을 통해 바텀커버(150)의 외측으로 방열된다.
따라서, 본 발명에서는 백라이트 유닛에 실장된 각각의 발광 칩(200)으로부터 직접 방열시키는 구조이므로 각각의 발광 칩(200)들에 대한 방열 특성이 향상된다.
또한, 본 발명에서는 발광 칩(200)이 실장되어 있는 인쇄회로기판(220)을 방열수단(300)에 의해서 바텀커버(150)와 체결되도록 하기 때문에 인쇄회로기판(220)의 들뜸 현상이 발생되지 않는다.
특히, 본 발명은 방열 특성이 우수하기 때문에 고출력 발광 다이오드가 실장된 발광 칩에도 용이하게 적용할 수 있는 이점이 있다.
또한, 여기서는 직하형 백라이트 유닛을 기준으로 설명하였지만, 엣지형 백라이트 유닛에도 동일하게 적용될 수 있다. 엣지형 백라이트 유닛의 경우에는 바(bar) 형태로 인쇄회로기판이 형성되고, 인쇄회로기판 상에는 발광 칩이 형성된다.
이와 같은, 발광 칩은 도광판의 측면에 배치되는데, 인쇄회로기판은 바텀커버에 부착될 수 있다. 이와 같이 엣지형 백라이트 유닛의 경우에도 방열수단을 바텀커버와 인쇄회로기판을 관통하여 발광 칩에 체결할 수 있다. 그 효과도 직하형 백라이트 유닛과 동일하다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 조립 단면도이다.
본 발명의 제 2 실시예는 상기 도 1의 구조와 유사하므로 구별되는 부분을 위주로 설명하고, 동일한 부분은 개략적으로 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치는 영상이 디스플레이되는 액정표시패널(100)과, 상기 액정표시패널(100)의 하부에 배치되어 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함한다.
백라이트 유닛은 상면이 개구된 형태의 바텀커버(150)와, 복수개의 발광 칩(200), 상기 발광 칩(200)이 실장되는 인쇄회로기판(220), 상기 인쇄회로기판(220)과 바텀커버(150)의 내측면에 부착되는 반사판(170), 상기 발광 칩(200)의 상부에 배치되어 있는 확산판(120) 및 복수개의 광학시트(112)를 포함한다.
본 발명의 제 2 실시 예에서는 발광 칩(200)에서 발생되는 열을 외부로 방열시키기 위해 직접 방열수단(400)을 상기 발광 칩(200)에 체결하였다. 즉, 방열수단(300)은 상기 인쇄회로기판(220)을 관통하여 상기 발광 칩(200)과 체결된다.
또한, 상기 인쇄회로기판(220)과 바텀커버(150)의 용이한 체결성을 확보하기 위해 방열수단(400)의 머리 부분의 두께를 인쇄회로기판(220)의 두께보다 같거나 작게 형성할 수 있다. 따라서, 상기 방열수단(400)은 인쇄회로기판(220) 배면 외측으로 돌출되지 않는다.
본 발명의 제 2 실시예는 상기 본 발명의 제 1 실시예와 같이 각각의 발광 칩(200)들에 방열수단(400)이 체결되어 있어, 각각의 발광 칩(200)들에서 발생되는 열을 신속히 방열할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예의 발광칩과 방열수단의 체결 구조를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 발광 칩(200)은 발광 다이오드(260)와, 상기 발광 다이오드(260)가 실장되어 있는 바디부(254)와, 상기 바디부(254)의 양측에는 제 1, 2 리드프레임(265a, 265b)과, 상기 발광 다이오드(260)가 실장된 영역은 광효율 향상을 위한 몰드층(250)을 구비한다. 상기와 같은 구조를 갖는 발광 칩(200)은 인쇄회로기판(220) 상에 실장되어 있고, 제 1, 2 리드 프레임(265a, 265b)들은 각각 인쇄회로기판(220) 상의 제 1, 2 전원단자(275a, 275b)에 연결되어 있다.
상기 발광 칩(200)이 실장되어 있는 인쇄회로기판(220)에는 다수개의 방열수단(400)들이 관통하고 있는데, 상기 방열수단(400)은 인쇄회로기판(220)을 관통하여 발광 칩(200)의 바디부(254)와 체결되어 있다.
또한, 상기 방열수단(400)의 머리 부분은 상기 인쇄회로기판(220)의 배면과 동일한 평면을 이루도록 형성할 수 있다. 따라서, 상기 발광 칩(200)이 실장되어 있는 인쇄회로기판(220)이 바텀커버(150) 내측에 체결되더라도 상기 인쇄회로기판(220)과 바텀커버(150)의 사이의 갭을 최소화할 수 있다.
본 발명의 제 2 실시예는 상기 제 1 실시예에서 언급한 효과와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 조립 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예의 발광칩과 방열수단의 체결 구조를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 조립 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예의 발광칩과 방열수단의 체결 구조를 도시한 것이다.
(도면의 주요부에 대한 부호의 설명)
100: 액정표시패널 120: 탑커버
130: 가이드 패널 150: 바텀커버
200: 발광 칩 300,400: 방열수단

Claims (6)

  1. 발광 다이오드가 실장된 복수개의 발광 칩과,
    상기 발광 칩이 실장되어 있는 인쇄회로기판과,
    상기 인쇄회로기판이 수납되는 바텀커버와,
    상기 인쇄회로기판 상에 실장된 발광 칩들 상부로 배치되어 있는 광학시트 및 확산판과,
    상기 인쇄회로기판을 관통하여 상기 각각의 발광 칩과 체결되는 방열수단들을 포함하는 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 발광 칩은 상기 발광 다이오드가 실장되는 바디부, 상기 바디부의 양측에 배치된 제 1, 2 리드 프레임 및 상기 발광 다이오드의 실장 영역에 형성된 몰드층을 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 방열수단은 상기 발광 칩의 바디부와 직접 체결되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 방열수단은 상기 바텀커버와 인쇄회로기판을 관통하여 발광 칩과 체결되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 액정표시패널과,
    상기 액정표시패널에 광을 공급할 수 있도록 발광 다이오드가 실장된 복수개의 발광 칩, 상기 발광 칩이 실장되어 있는 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판이 수납되는 바텀커버, 상기 인쇄회로기판 상에 실장된 발광 칩들 상부로 배치되어 있는 광학시트 및 확산판 및 상기 인쇄회로기판을 관통하여 상기 각각의 발광 칩들과 체결되는 방열수단을 구비한 백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 방열수단은 상기 인쇄회로기판의 배면과 동일면을 이루는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 액정표시패널과,
    상기 액정표시패널에 광을 공급할 수 있도록 발광 다이오드가 실장된 복수개의 발광 칩, 상기 발광 칩이 실장되어 있는 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판이 수납되는 바텀커버, 상기 인쇄회로기판 상에 실장된 발광 칩들 상부로 배치되어 있는 광학시트 및 확산판 및 상기 바텀커버 및 인쇄회로기판을 관통하여 상기 각각의 발광 칩들과 체결되는 방열수단을 구비한 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치.
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