KR20140047839A

KR20140047839A - 방열회로기판, 이를 포함하는 백라이트 유닛

Info

Publication number: KR20140047839A
Application number: KR1020120114044A
Authority: KR
Inventors: 홍승권
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2012-10-15
Filing date: 2012-10-15
Publication date: 2014-04-23
Also published as: KR102070639B1

Abstract

본 발명은 백라이트 유닛의 도광 통로를 제공하는 샤시에 장착되는 방열회로기판에 있어서, 발광 소자가 실장되는 실장 영역, 그리고 상기 실장 영역으로부터 연장되어 외부의 구동칩과 연결하는 커넥터부를 포함하며, 상기 커넥터부는 상기 실장 영역의 절연층이 연장되고, 상기 절연층 위에 상기 실장 영역의 버스선 회로패턴이 연장되어 형성되는 방열회로기판을 제공한다. 따라서, 방열회로기판에서 커넥터를 별도로 형성하지 않고, 회로 패턴을 연장하여 커넥터로 활용함으로써 비용이 절감되고, 소형화 및 슬림화가 가능하다.

Description

방열회로기판, 이를 포함하는 백라이트 유닛{The radiant heat circuit board and the backlight unit having the same}

본 발명은 방열회로기판을 포함하는 라이트 유닛에 관한 것이다.

액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD)는 액정이 상하부의 전극이 이루는 전기장의 세기에 따라 기울어지며, 기울어진 정도에 따라 하부의 백라이트로부터 조사되는 빛을 선택적으로 투과함으로써 영상을 표시하는 디스플레이 장치이다.

이러한 액정표시장치는 동작전압이 낮아 소비전력이 작고, 휴대가 편리해 널리 사용되는 평판 디스플레이이다.

이러한 액정표시장치의 백라이트는 액정패널의 후면으로 빛을 조사하기 위한 광원으로서 광원의 구동을 위한 전원 회로 및 균일한 평면광을 이루도록 해주는 일체의 부속물을 이루는 복합체를 백라이트 유닛(Backlight Unit: BLU)이라고 한다. 백라이트 유닛에는 발광 다이오드(Light emitting diode: LED)와 같은 광원 소자가 인쇄회로기판 위에 탑재되어 있다.

이러한 인쇄회로기판은 도 1과 같은 구성을 가진다.

이러한 인쇄회로기판(40)은 발광 소자(10)가 발산하는 열을 견딜 수 있는 금속(Metal) 소재를 사용한다.

상기 인쇄회로기판(40)은 금속재의 기저 기판 위에 회로 패턴이 형성되어 있으며, 상기 회로 패턴과 발광 소자(10)가 전기적으로 통전되도록 부착되어 있다.

상기 인쇄회로기판(40)은 회로 패턴과 연결되어 있는 패드부를 포함하며, 상기 패드부(30)는 도 1과 같이 커넥터 형태로 형성되어 있다.

상기 커넥터 형태의 패드부(30)는 케이블 커넥터(50,51,52)를 통하여 구동칩(60)과 연결되어 상기 구동칩(60)으로부터 신호를 인가받는다.

이러한 커넥터 형태의 패드부(30)는 기판 위에서 커넥터를 위한 공간이 소모되어 발광 모듈의 소형화 및 슬림화가 문제되며, 케이블 커넥터(50, 51, 52)의 비용이 추가적으로 요구된다.

한편, 발광 모듈은 발광소자(10)로부터 발생하는 열을 방출하지 못하면 발광소자(10)가 파괴되거나 수명이 단축되는 문제가 발생한다.

실시예는 새로운 구조를 가지는 블랑켓 일체형 방열회로기판을 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.

실시예는 백라이트 유닛의 도광 통로를 제공하는 샤시에 장착되는 방열회로기판에 있어서, 발광 소자가 실장되는 실장 영역, 그리고 상기 실장 영역으로부터 연장되어 외부의 구동칩과 연결하는 커넥터부를 포함하며, 상기 커넥터부는 상기 실장 영역의 절연층이 연장되고, 상기 절연층 위에 상기 실장 영역의 버스선 회로패턴이 연장되어 형성되는 방열회로기판을 제공한다.

한편, 실시예는 바닥면과 상기 바닥면으로부터 절곡하는 측면을 가지는 바텀 샤시, 상기 바텀 샤시의 바닥면 위에 배치되는 도광판, 그리고 상기 바텀 샤시의 측면 및 바닥면에 부착되며, 상기 도광판의 측면으로 빛을 제공하는 발광 모듈을 포함하며, 상기 발광 모듈은 복수의 발광 소자, 상기 발광 소자가 실장되는 실장 영역, 그리고 상기 실장 영역으로부터 연장되어 외부의 구동칩과 연결하는 커넥터부를 포함하는 방열회로기판을 포함하며, 상기 커넥터부는 상기 실장 영역의 절연층이 연장되고, 상기 절연층 위에 상기 실장 영역의 버스선 회로패턴이 연장되어 형성되는 백라이트 유닛을 제공한다.

본 발명에 따르면, 발광 소자가 부착되는 방열회로기판을 L자 형으로 형성함으로써 블랑켓 없이 샤시와 방열회로기판을 결합할 수 있다. 또한, 방열회로기판에서 커넥터를 별도로 형성하지 않고, 회로 패턴을 연장하여 커넥터로 활용함으로써 비용이 절감되고, 소형화 및 슬림화가 가능하다.

도 1은 종래의 발광 모듈 및 케이블 커넥터를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 블랑켓 일체형 방열회로기판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시되어 있는 블랑켓 일체형 방열회로기판의 사시도이다.
도 4는 도 3의 방열회로기판이 적용된 발광 모듈의 사시도이다.
도 5 및 도 6은 도 4의 방열회로기판을 절단한 단면도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

본 발명은 커넥터 일체형 방열회로기판으로서, 바텀 샤시에 직접 결합 가능한 방열회로기판을 제공한다.

이하에서는 도 2 내지 도 6을 참고하여 본 발명에 따른 방열회로 기판을 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 블랑켓 일체형 방열회로기판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛의 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시되어 있는 블랑켓 일체형 방열회로기판의 사시도이고, 도 4는 도 3의 방열회로기판이 적용된 발광 모듈의 사시도이며, 도 5는 도 4의 방열회로기판을 Ι-Ι'으로 절단한 단면도이고, 도 6은 도 4의 방열회로기판을 Ⅱ-Ⅱ'으로 절단한 단면도이다.

표시 장치는 백라이트 유닛과, 백라이트 유닛으로부터 빛을 제공받아 영상을 디스플레이하는 표시 패널을 포함한다. 따라서, 이하에서는 표시 장치를 설명함으로써 백라이트 유닛도 함께 설명하도록 한다.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 바텀 샤시(110), 바텀 샤시(110) 내에 형성되는 발광 모듈(130, 170), 반사 시트(182) 및 도광판(180)을 포함한다.

이러한 표시 장치는 발광 모듈(130, 170), 반사 시트(182) 및 반사 시트(182) 위에 도광판(180)이 형성되어 발광부를 이루며, 도광판(180) 위에 광학 시트(181), 광학 시트(181) 위에 표시 패널(250)과 표시 패널(250) 위에 탑 샤시(260)가 형성된다.

바텀 샤시(110)은 서로 마주보는 두 개의 장변 및 장변과 수직하며 서로 마주보는 두 개의 단변을 갖는 직사각형 형태의 평면 형상을 가지는 바닥면(110a)과 바닥면(110a)으로부터 수직으로 연장된 4부분의 측면(110b)을 포함한다.

이러한 바텀 샤시(110)는 광학 시트(181) 위에 형성되는 지지 부재(200)와 결합하여 바텀 샤시(110) 내에 발광 모듈(130, 170), 반사 시트(182), 도광판(180) 및 광학 시트(181)를 수납한다.

바텀 샤시(110)는 예를 들어, 금속 재질로 형성될 수도 있으며, 강성을 강화하기 위하여 바닥면에 복수의 볼록부(도시하지 않음)를 형성할 수 있다.

이러한 바텀 샤시(110)의 바닥면 위에는 반사 시트(182)가 형성된다.

한편, 반사 시트(182)는 반사재, 반사 금속판 등으로 구성되어 도광판(180)으로부터 누설되는 광을 재반사한다.

표시 장치는 복수의 발광 모듈(130, 170) 및 복수의 반사 시트(182) 위로 발광 모듈(130, 170)로부터 방출되는 빛을 확산 및 반사하여 면 광원으로 표시 패널(250)에 조사하는 도광판(180)이 형성되어 있다.

도광판(180)은 표시 패널(250)이 정의하는 한 화면에 대응하는 일체(one-body)형으로 형성되어 있다.

이러한 일체형의 도광판(180)은 상면 및 하면을 포함하며, 면 광원이 발생되는 상면은 평평하다.

상기 도광판(180)은 PC 재질 또는 PMMA(Poly methy methacrylate) 재질로 이루어질 수 있으며, 하부에 반사 패턴이 형성될 수 있다. 상기 반사 패턴은 각 코너를 기준으로 동심원 형상 또는 요철 형상의 패턴으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

상기 도광판(180)은 형광체를 혼합하여 제조되거나, 상면에 형광체가 코팅될 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

상기 도광판(180)은 한 화면에 대응하도록 다각형의 형상을 가지며, 화면의 형상에 따라 사각형, 바람직하게는 직사각형의 형상을 가질 수 있다.

상기 도광판(180)의 일 측에 발광 모듈(130, 170)이 배치된다.

상기 발광 모듈(130, 170)은 도광판(180)의 한 측면을 따라 연장되는 바(bar) 타입일 수 있다.

상기 발광 모듈(130, 170)은 블랑켓 일체형 방열회로기판(130)과 상기 방열회로기판(130) 위에 배치되는 발광 소자(170)를 포함한다.

블랑켓 일체형 방열회로기판(130)은 열전도율이 높아 방열성이 뛰어난 구리, 알루미늄 또는 니켈 등을 포함하는 합금의 지지 기판(131)을 포함한다.

상기 지지 기판(131) 위에 에폭시계 수지 또는 폴리 이미드계 수지를 포함하는 절연층(140)이 형성되어 있으며, 상기 절연층(140) 위에 동박층을 패터닝하여 형성되어 있는 패턴(150), 구체적으로 패드(150a, 151) 또는 회로 패턴(150c)이 형성되어 있다.

이때, 상기 패드(150a, 151)는 발광 소자(170)가 부착되는 실장패드(151) 및 발광소자(170)의 전극과 접촉하는 전극 패드(150a)일 수 있다.

상기 패드(150a, 151)는 솔더 레지스트(160)에 의해 노출되어 있을 수 있다.

한편, 도 3과 같이, 방열회로기판은 두 개의 절곡 영역(130a, 130b)으로 구성되어 있는데, 두 절곡 영역(130a, 130b)는 동일한 폭을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 두 개의 절곡 영역(130a, 130b) 중 한 절곡 영역(130b)에 발광 소자(170)가 실장되도록 패드(150a, 151) 및 회로 패턴(150c)이 형성되어 있다.

즉, 한 절곡 영역(130b)에 패드(150a, 151) 및 회로 패턴(150c)이 형성되어 있으며, 패드(150a, 151) 및 회로 패턴(150c)이 형성되어 있는 절곡 영역(150b)에는 금속의 지지 기판(131) 위에 절연층(140)이 형성된다.

이때, 상기 한 절곡 영역(130b)의 전극 패드(150a) 위에는 복수의 발광 소자(170), 예를 들어 발광 다이오드가 장착되는 소자영역(135)이 정의되어 있다.

도 3과 같이, 두 절곡 영역(130a, 130b) 중 한 절곡 영역(130b)에만 절연층(140) 및 패턴(150)이 모두 형성되고, 다른 절곡 영역(130a)은 더미 영역으로 형성할 수 있다.

상기 방열회로기판(130)은 상기 발광 소자(170)가 실장되는 한 절곡 영역(130b)으로부터 연장되는 커넥터부(141)를 포함한다.

상기 커넥터부(141)는 도 5 및 도 6과 같은 적층 구조를 가진다.

즉, 상기 커넥터부(141)는 하부필름(142), 상기 하부필름(142) 위에 회로 패턴(150b) 및 상부필름(162)을 포함한다.

상기 하부필름(142)은 상기 방열회로기판(130)의 지지 기판(131) 위에 형성되는 절연층(140)으로부터 연장되는 절연재로 형성되어 있다.

상기 회로 패턴(150b)은 상기 하부필름(142) 위에 형성되며, 상기 한 절곡 영역(130b)에서 복수의 발광 영역(135)을 가로지르는 버스선의 회로 패턴으로부터 연장되어 있다.

일예로, 도 3 내지 도 5와 같이 세 개의 버스선으로 이루어진 회로 패턴(150b)이 형성될 수 있으며, 상기 세 개의 버스선은 음의 전압을 인가하는 두 개의 버스선과 양의 전압을 인가하는 하나의 버스선으로 형성될 수 있다.

상기 회로 패턴(150b)은 외부로 노출되어 있는 커넥터패턴(153)을 포함하며, 상기 커넥터패턴(153)은 버스선의 일단일 수 있다.

상기 회로 패턴(150b)을 덮으며 상부필름(162)이 형성될 수 있다.

상기 상부필름(162)은 방열회로기판(130)의 솔더 레지스트(160)로부터 연장되어 형성될 수 있다.

상기 상부필름(162)은 하부의 회로 패턴(150b) 중 커넥터패턴(153)을 노출하며 형성된다.

이와 같이, 방열회로기판(130)의 절연재가 외부로 연장되어 커넥터부(141)를 형성하며, 상기 커넥터부(141)는 케이블의 역할을 하는 더미영역(DA) 및 커넥터패턴(153)이 노출되어 있는 컨택 영역(CA)을 포함한다.

상기 컨택 영역(CA)과 외부의 구동칩(300)의 커넥터가 결합함으로써 구동칩(300)으로부터 양의 전압 또는 음의 전압을 받아 발광 소자(170)에 제공할 수 있다.

이와 같이 별도의 케이블 커넥터 없이 방열회로기판(130)의 일부로부터 구동칩(300)과의 연결을 위한 수단을 형성함으로써 비용을 줄일 수 있으며, 방열회로기판(130) 내에 커넥터를 형성하지 않으므로 모듈의 슬림화 및 소형화가 가능해진다.

한편, 상기 절곡 영역(130a, 130b)은 발광 소자(170)를 실장하지 않는 절곡 영역(130a)이 샤시(110)의 바닥면(110a)과 접하며, 발광 소자(170)를 실장하기 위한 소자영역(135)이 정의되어 있는 절곡 영역(130b)이 상기 샤시(110)의 측면(110b)과 접하도록 장착된다.

상기 샤시(110)와 방열회로기판의 고정은 상기 샤시(110)의 바닥면(110a)과 상기 방열회로기판 사이에 접착층(도시하지 않음)을 도포함으로써 형성할 수 있다.

상기 접착층은 열전도성이 높고 접착성이 뛰어난 써멀그리스(thermal grease) 또는 써멀 컴파운드(thermal compound) 등의 열전달물질(Thermal interface material:TIM)을 사용한다.

이와 같이, 별도의 블랑켓 없이 절곡형의 방열회로기판을 형성하면서, 상기 방열회로기판을 L자로 구성하여, 샤시(110)의 측면(110b)과 밀착되도록 부착함으로써 샤시(110)의 측면(110b)과 발광 소자(170) 사이에 공간이 형성되지 않고, 샤시(110)에 방열 면적이 넓어진 배면으로 열을 직접 전달함으로써 방열성이 향상된다.

한편, 도광판(180) 위에는 광학 시트(181)가 배치된다.

이러한 광학 시트(181)는 형성되지 않을 수도 있으며, 하나의 확산 시트만 형성되거나 하나의 프리즘 시트만 형성되는 것도 가능하다. 광학 시트(181)의 수와 종류는 요구되는 휘도 특성에 따라 다양하게 선택될 수 있다.

광학 시트(181) 위에는 지지 부재(200)가 형성되어 있다.

이러한 지지 부재(200)는 바텀 샤시(110)와 결합되어 반사 시트(182), 발광 모듈(130, 170), 도광판(180) 및 광학 시트(181)가 바텀 샤시(110)에 밀착되어 결합될 수 있도록 하고, 상부의 표시 패널(250)을 지지한다.

이러한 지지 부재(200)는 예를 들어 합성 수지 재질 또는 금속 재질로 형성될 수 있다.

지지 부재(200) 위로 표시 패널(250)이 배치되어 있다.

표시 패널(250)은 도광판(180)으로부터 조사된 광에 의해 이미지 정보를 표시하게 되는 것으로, 예를 들면, 액정표시패널(liquid crystal display panel)로 구현될 수 있다. 표시 패널(250)은 상부 기판, 하부 기판, 두 기판들 사이에 개재되는 액정층을 포함하며, 상부 기판의 상부면 및 하부 기판의 하부면에 각각 밀착된 편광시트들을 더 포함할 수 있다.

표시 패널(250) 위로 탑 샤시(260)가 형성되어 있다.

탑 샤시(260)는 표시 장치의 전면에 배치되는 전면부와 전면부에서 수직 방향으로 절곡되어 표시 장치의 측면에 배치되는 측면부를 포함하며, 측면부가 지지 부재(200)와 스크류(도시하지 않음) 등의 결합 부재를 통해 결합될 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

방열회로기판 130
샤시 110
발광 소자 170
도광판 180
커넥터부 141

Claims

백라이트 유닛의 도광 통로를 제공하는 샤시에 장착되는 방열회로기판에 있어서,
발광 소자가 실장되는 실장 영역, 그리고
상기 실장 영역으로부터 연장되어 외부의 구동칩과 연결하는 커넥터부
를 포함하며,
상기 커넥터부는
상기 실장 영역의 절연층이 연장되고, 상기 절연층 위에 상기 실장 영역의 버스선 회로패턴이 연장되어 형성되는 방열회로기판.
제1항에 있어서,
상기 방열회로기판은
지지 기판,
상기 지지 기판 위에 형성되어 있는 절연층,
상기 절연층 위에 형성되어 있는 상기 버스바 회로 패턴 및 패드, 그리고
상기 패드를 노출하는 솔더 레지스트를 포함하는 방열회로기판.
제2항에 있어서,
상기 커넥터부는
상기 절연층이 연장되어 이루는 하부 필름,
상기 하부 필름 위에 상기 버스바 회로 패턴이 연장되어 이루는 회로 패턴, 그리고
상기 솔더 레지스트가 연장되어 이루는 상부 필름
을 포함하는 방열회로기판.
제3항에 있어서,
상기 상부 필름은 하부의 상기 회로 패턴의 일단을 개방하여 커넥터 패드를 형성하는 방열회로기판.
제4항에 있어서,
상기 커넥터 패드가 상기 구동칩과 연결되어 신호를 수신하는 방열회로기판.
제2항에 있어서,
상기 방열회로기판은
상기 실장영역의 길이방향과 수직인 방향으로 절곡하여 형성되는 방열 영역을 더 포함하는 방열회로기판.
제6항에 있어서,
상기 방열 영역은 상기 지지 기판만으로 형성되는 방열회로기판.
제1항에 있어서,
상기 지지 기판은 금속으로 형성되어 있는 방열회로기판.
바닥면과 상기 바닥면으로부터 절곡하는 측면을 가지는 바텀 샤시,
상기 바텀 샤시의 바닥면 위에 배치되는 도광판, 그리고
상기 바텀 샤시의 측면 및 바닥면에 부착되며, 상기 도광판의 측면으로 빛을 제공하는 발광 모듈을 포함하며,
상기 발광 모듈은
복수의 발광 소자,
상기 발광 소자가 실장되는 실장 영역, 그리고 상기 실장 영역으로부터 연장되어 외부의 구동칩과 연결하는 커넥터부를 포함하는 방열회로기판을 포함하며,
상기 커넥터부는
상기 실장 영역의 절연층이 연장되고, 상기 절연층 위에 상기 실장 영역의 버스선 회로패턴이 연장되어 형성되는
백라이트 유닛.
제9항에 있어서,
상기 방열회로기판은
지지 기판,
상기 지지 기판 위에 형성되어 있는 절연층,
상기 절연층 위에 형성되어 있는 상기 버스바 회로 패턴 및 패드, 그리고
상기 패드를 노출하는 솔더 레지스트를 포함하는 백라이트 유닛.
제10항에 있어서,
상기 커넥터부는
상기 절연층이 연장되어 이루는 하부 필름,
상기 하부 필름 위에 상기 버스바 회로 패턴이 연장되어 이루는 회로 패턴, 그리고
상기 솔더 레지스트가 연장되어 이루는 상부 필름
을 포함하는 백라이트 유닛.
제11항에 있어서,
상기 상부 필름은 하부의 상기 회로 패턴의 일단을 개방하여 커넥터 패드를 형성하는 백라이트 유닛.
제12항에 있어서,
상기 커넥터 패드가 상기 구동칩과 연결되어 신호를 수신하는 백라이트 유닛.
제10항에 있어서,
상기 방열회로기판은
상기 실장영역의 길이방향과 수직인 방향으로 절곡하여 형성되는 방열 영역을 더 포함하는 백라이트 유닛.
제9 내지 제14항 중 어느 한 항의 백라이트 유닛, 그리고
상기 백라이트 유닛으로부터 빛을 받아 영상을 표시하는 표시 패널을 포함하는 표시 장치.