KR20120030886A - 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 발광 다이오드가 구비된 발광 다이오드 패키지와, 상기 발광 다이오드 패키지가 실장된 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판이 일측 내부면에 구비된 바텀커버와, 상기 발광 다이오드 패키지와 상기 인쇄회로기판 사이에 위치하여 이들을 부착하는 솔더와, 상기 인쇄회로 기판의 내부에 형성되며 상기 솔더가 매립된 방열홀을 포함한다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치{BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 널리 사용되고 있는 표시장치들 중 하나인 CRT(cathode ray tube)는 TV를 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 한계를 가지고 있으며, 이를 대체할 것으로 예상되는 것으로 전계 광학적인 효과를 이용한 액정표시장치(LCD:liquid crystal display), 가스 방전을 이용한 플라즈마 표시소자(PDP: plasma display panel) 및 전계발광효과를 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(backlight unit)이 구비된다.
백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 에지방식과 직하방식으로 구분된다. 상기 에지형 백라이트 유닛은 측면에 광원이 구비되고, 액정표시패널의 배면에 구비되어 측면에서 발광된 광을 전방으로 유도하는 도광판을 구비한다. 상기 직하형 백라이트 유닛은 12인치 이상의 대형 액정표시장치에 적용되는 것으로 액정패널 배면에 다수의 광원들을 구비되고, 상기 다수의 광원들로부터 발광된 광은 전방의 액정표시패널로 조사된다.
일반적인 에지형 액정표시장치는 광원으로부터 출사되는 광이 상기 도광판의 입사면으로 입사되어 면광원으로 전환된다.
일반적인 에지형 액정표시장치에는 상면이 개구된 형태의 바텀 커버와, 상기 바텀 커버의 내부 측면에 구비되어 광원이 포함된 광원 패키지와, 상기 광원 패키지와 바텀 커버 사이에 위치하여 이들과 결합되는 인쇄회로 기판을 포함한다.
이때, 상기 광원 패키지는 솔더(solder)과 같은 접착제를 통해 인쇄회로기판에 부착되어 있다.
그러나, 인쇄회로기판은 주로 절연층으로 이루어지는 데, 절연층의 열전도도는 1.3w/mk 정도이고, 광원 패키지를 인쇄회로기판에 부착하는 솔더의 열전도도는 57w/mk 정도이므로, 인쇄회로기판과 솔더 사이의 열전도도가 50배 이상의 차이가 발생나게 됨으로써, 광원 패키지에서 발생되는 열이 인쇄회로기판으로 용이하게 전도되지 못하게 되어 방열특성이 떨어지게 되는 문제점이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 방열특성이 우수한 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 발광 다이오드가 구비된 발광 다이오드 패키지와, 상기 발광 다이오드 패키지가 실장된 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판이 일측 내부면에 구비된 바텀커버와, 상기 발광 다이오드 패키지와 상기 인쇄회로기판 사이에 위치하여 이들을 부착하는 솔더와, 상기 인쇄회로 기판의 내부에 형성되며 상기 솔더가 매립된 방열홀을 포함한다.
상기 인쇄회로기판은 기판과, 상기 기판 상부에 증착되는 버퍼층과, 상기 기판 및 버퍼층을 관통하는 상기 방열홀을 구비한다.
상기 인쇄회로기판은 기판과, 상기 기판 상부에 증착되는 버퍼층과, 상기 버퍼층을 관통하는 상기 방열홀을 구비한다.
상기 기판은 절연물질로 이루어지고, 상기 버퍼층은 금속물질로 이루어지거나, 상기 기판은 금속물질로 이루어지고, 상기 버퍼층은 절연물질로 이루어진다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는 액정표시패널과, 상기 액정표시패널에 광을 제공하는 발광다이오드가 구비된 발광 다이오드 패키지와,
상기 발광 다이오드 패키지가 실장된 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판이 일측 내부면에 구비된 바텀커버와, 상기 발광 다이오드 패키지와 상기 인쇄회로기판 사이에 위치하여 이들을 부착하는 솔더와, 상기 인쇄회로 기판의 내부에 형성되며 상기 솔더가 매립된 방열홀을 포함한다.
본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치는 솔더로 채워진 방열홀을 인쇄회로기판에 구비함으로써, 솔더와 인쇄회로 기판 사이에서 높은 열전도도 차이가 발생되더라도 인쇄회로기판 내부에 형성된 방열홀을 통해 인쇄회로기판으로의 방열통로를 형성하게 되어 발광다이오드 패키지에서 발생된 열을 분산시킬 수 있게 되어 방열특성을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시모듈을 도시한 분해 사시도
도 2는 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 백라이트 유닛을 도시한 단면도
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 방열홈을 도시한 도면
이하는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 백라이트 유닛을 포함한 액정표시장치에 대해 보다 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시모듈을 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 백라이트 유닛을 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 영상이 디스플레이되는 액정표시패널(110)과, 상기 액정표시패널(110)의 하부에 배치되어 광을 제공하는 백라이트 유닛(120)을 포함한다.
액정표시패널(110)은 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 컬러필터 기판(111) 및 박막 트랜지스터 기판(113)과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정 층을 포함한다.
도면에는 상세히 도시되지 않았지만, 상기 컬러필터 기판(111) 및 박막 트랜지스터 기판(113)을 상세히 설명하면, 상기 박막 트랜지스터 기판(113)은 복수의 게이트 라인 및 데이터 라인이 교차하여 화소를 정의하고, 각각의 교차영역마다 박막 트랜지스터(TFT : thin flim transistor)가 구비되어 각각의 픽셀에 실장된 화소전극과 일대일 대응되어 연결된다. 상기 컬러필터 기판(111)은 각 픽셀에 대응되는 R, G, B 컬러의 컬러필터, 이들 각각을 테두리 하며 게이트 라인과 데이터 라인 및 박막 트랜지스터 등을 가리는 블랙 매트릭스와, 이들 모두를 덮는 공통전극을 포함한다.
액정표시패널(110)의 가장자리에는 게이트 라인 및 데이터 라인으로 구동신호를 공급하는 구동 PCB(115)가 구비된다.
상기 구동 PCB(115)는 COF(Chip on film, 117)에 의해 액정표시패널(110)과 전기적으로 연결된다. 여기서, 상기 COF(117)는 TCP(Tape Carrier Package)로 변경될 수 있다.
액정표시패널(110)의 하부에 배치된 백라이트 유닛(120)은 상면이 개구된 사각 박스 형상의 바텀커버(170)와, 상기 바텀커버(170)의 일측 내부면에 구비된 인쇄회로기판(151)과, 상기 인쇄회로기판(151) 상에 실장된 복수의 발광 다이오드 패키지(153)를 포함한다.
백라이트 유닛(120)은 발광 다이오드 패키지(153)와 나란하게 배치되어 점광을 면광으로 변환하는 도광판(140)과, 상기 도광판(140) 하부에 배치되어 도광판(140) 하부로 진행하는 광을 액정표시패널(110) 방향으로 반사시키는 반사 시트(160)와, 상기 도광판(140) 상부에 배치되어 도광판(140)으로부터 조사되는 광을 확산 및 집광시키는 광학 시트들(130)을 더 포함한다.
백라이트 유닛(120)은 상기 인쇄회로기판(151), 발광 다이오드 패키지(153), 도광판(140), 광학 시트들(130) 및 반사시트(160)가 수납되며, 상기 바텀커버(170)와 결합되는 사각 테 형상의 몰드물로 이루어진 서포트 메인(미도시)을 더 포함한다.
광학 시트들(130)은 광을 확산시키는 확산 시트와, 확산된 광을 집광시키는 집광 시트와, 상기 집광 시트 상에 형성된 집광패턴을 보호하기 위한 보호 시트를 포함한다.
도광판(140)은 PMMA(poly methly methacrylate)재질로 이루어지고, 도면에서는 상세히 나타나 있지 않지만, 광원 유닛이 배치된 입사면으로부터 멀어질수록 두께가 얇아지는 쐐기 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 도광판(140)의 배면에는 입사된 광을 상기 광학 시트들(130) 방향으로 굴절시키기 위한 프리즘 패턴이 형성될 수 있다.
발광 다이오드 패키지(153)는 인쇄회로기판(151)상에 실장되며, 광원으로 사용되는 발광다이오드가 수납되어 있다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드 패키지(153)에 대해 보다 상세히 설명하면, 광원으로 사용되는 발광다이오드(153a)와, 발광 다이오드(153a)가 지지 부착되는 리드부(153b)와, 발광 다이오드(153a)를 리드부(153b)에 접착하는 페이스트부(153c)와, 발광 다이오드(153a)를 덮어 보호하는 봉지재(153d)를 포함한다.
상기 인쇄회로기판(151)은 바텀 커버의 일측 내부면에 구비되어 복수의 발광 다이오드 패키지(153)가 실장되며, 발광 다이오드 패키지(153)로부터 발생되는 열에 의한 불량을 개선할 수 있다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(151)에 대해 보다 상세히 설명하면, 절연물질 또는 알루미늄과 같은 금속물질로 형성되는 기판(151a)과, 기판(151a) 상부에 증착되며, 절연물질 또는 구리와 같은 금속물질로 형성되는 버퍼층(152b)과, 버퍼층(152b)을 관통하거나 버퍼층(152b) 및 기판(151a)을 동시에 관통하고, 발광 다이오드 패키지(153)으로부터 발생되는 열에 의한 불량을 개선하는 방열홀(155)이 구비된다.
상기 방열홀(155)에는 발광 다이오드 패키지(153)와 인쇄회로기판(151) 사이에 위치하여 이들을 부착하는 솔더(solder, 156)가 내부에 매립되어 있다. 다시 말해, 상기 솔더(156)는 방열홀(155) 내부 뿐만 아니라 발광 다이오드 패키지(153)와 인쇄회로기판(151) 사이에 위치하고 있다.
이때, 솔더(156)은 주로 Ag 페이스트(paste), AuSn 중 어느 하나를 사용한다.
그리고, 방열홀(155)의 깊이는 기판의 재질 또는 버퍼층의 재질에 따라 달라지는 데, 도 3a와 같이, 기판이 절연물질로 이루어지고, 버퍼층이 구리와 같은 금속물질로 이루어질 경우, 기판 및 버퍼층을 관통하도록 방열홈(155)을 형성하고, 도 3b에 도시된 바와 같이, 기판이 알루미늄과 같은 금속물질로 이루어지고, 버퍼층이 절연물질로 이루어질 경우, 버퍼층만을 관통하도록 방열홈(155)를 형성한다.
이와 같이, 솔더로 채워진 방열홀(155)을 인쇄회로기판(151)에 구비함으로써, 솔더와 인쇄회로 기판 사이에서 높은 열전도도 차이가 발생되더라도 인쇄회로기판 내부에 형성된 방열홀을 통해 인쇄회로기판으로의 방열통로를 형성하게 되어 발광다이오드 패키지에서 발생된 열을 분산시킬 수 있게 되어 방열특성을 향상시킬 수 있게 된다.
도 4a는 도 3a에 도시된 발광 다이오드 패키지 및 인쇄회로 기판의 방열특성을 도시한 그래프이고, 도 4b는 도 3a에 도시된 발광 다이오드 패키지 및 인쇄회로 기판의 방열특성을 도시한 그래프이다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 방열홀(155)이 인쇄회로기판으로의 방열통로 역할을 수행하게 되어 발광다이오드 패키지에서 발생된 열을 분산시킬 수 있게 되어 방열특성을 향상시킬 수 있게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (6)

  1. 발광 다이오드가 구비된 발광 다이오드 패키지와,
    상기 발광 다이오드 패키지가 실장된 인쇄회로기판과,
    상기 인쇄회로기판이 일측 내부면에 구비된 바텀커버와,
    상기 발광 다이오드 패키지와 상기 인쇄회로기판 사이에 위치하여 이들을 부착하는 솔더와,
    상기 인쇄회로 기판의 내부에 형성되며 상기 솔더가 매립된 방열홀을 포함하는 백라이트 유닛.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 인쇄회로기판은
    기판과,
    상기 기판 상부에 증착되는 버퍼층과,
    상기 기판 및 버퍼층을 관통하는 상기 방열홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 인쇄회로기판은
    기판과,
    상기 기판 상부에 증착되는 버퍼층과,
    상기 버퍼층을 관통하는 상기 방열홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 기판은 절연물질로 이루어지고, 상기 버퍼층은 금속물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 기판은 금속물질로 이루어지고, 상기 버퍼층은 절연물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 액정표시패널과,
    상기 액정표시패널에 광을 제공하는 발광다이오드가 구비된 발광 다이오드 패키지와,
    상기 발광 다이오드 패키지가 실장된 인쇄회로기판과,
    상기 인쇄회로기판이 일측 내부면에 구비된 바텀커버와,
    상기 발광 다이오드 패키지와 상기 인쇄회로기판 사이에 위치하여 이들을 부착하는 솔더와,
    상기 인쇄회로 기판의 내부에 형성되며 상기 솔더가 매립된 방열홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150062351A (ko) * 2013-11-29 2015-06-08 엘지디스플레이 주식회사 선광원 및 이의 제조 방법

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