KR20220036670A - 디스플레이 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 사상에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이패널과 인쇄회로기판의 실장면에 배치되고 디스플레이패널으로 광을 조사하도록 마련되는 광원을 포함하는 광원 패키지를 포함하고, 광원 패키지는 광원에서 방출되는 광의 파장을 변환시키는 광변환 부재와, 광원에서 방출되는 광이 투과되도록 마련되고 광변환 부재를 지지하는 투명부재와, 광원과 투명부재를 둘러싸도록 마련되는 제 1패키지와, 제 1패키지의 외부를 감싸도록 마련되는 제 2패키지를 포함하는 광원패키지를 포함하고, 제 2패키지의 열전도성은 제 1패키지의 열전도성보다 더 크도록 마련된다.

Description

디스플레이 장치 및 그 제조 방법{DISPLAY APPARTUS AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방열효율을 향상시킨 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 장치는 화면을 표시하는 장치로, 모니터나 텔레비전이 이에 포함된다. 디스플레이 장치는 유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light-Emitting Diode)와 같은 자발광 디스플레이 패널과, 액정 디스플레이(LCD: liquid crystal display) 패널과 같은 수발광 디스플레이 패널이 사용된다.
본 발명은 수발광 디스플레이 패널이 적용되는 디스플레이 모듈 및 디스플레이 장치에 관한 것이다. 수발광 디스플레이 패널을 적용한 디스플레이 장치는 액정패널로 이루어져 화면이 표시되는 디스플레이 패널과, 디스플레이 패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛(Backlight Unit)으로 이루어 지며, 백라이트 유닛은 광원을 갖는 광원모듈과, 광원으로부터 광을 전달받아 디스플레이 패널로 광을 출사하는 도광판과, 도광판을 지난 광이 지나는 복수의 광학 시트를 포함한다. 이때 광학 시트는, 반사시트, 도광판 또는 확산 시트 및 프리즘 시트, 확산 시트, 편광 시트 등으로 이루어 질 수 있다.
백라이트 유닛에는 광변환유닛이 마련되어, 광원으로부터 발생되는 광의 성질을 변환하여 공급할 수 있다. 그러나 광변환유닛과 광원에서는 열이 많이 발생하여 광효율이 떨어지게 되며, 광원모듈이 오작동할 수 있게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 일 측면은 광변환 부재를 포함하는 광원패키지로부터 발생하는 열을 방열하는 구조를 갖는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 일 측면은 광변환 부재의 발열에 의해 광원패키지가 파손되는 것을 방지하도록 마련되는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 사상에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이패널과 인쇄회로기판의 실장면에 배치되고 상기 디스플레이패널으로 광을 조사하도록 마련되는 광원을 포함하는 광원 패키지를 포함하고, 상기 광원 패키지는 상기 광원에서 방출되는 광의 파장을 변환시키는 광변환 부재와, 상기 광원에서 방출되는 광이 투과되도록 마련되고 상기 광변환 부재를 지지하는 투명부재와, 상기 광원과 상기 투명부재를 둘러싸도록 마련되는 제 1패키지와, 상기 제 1패키지의 외부를 감싸도록 마련되는 제 2패키지를 포함하는 광원패키지를 포함하고, 상기 제 2패키지의 열전도성은 상기 제 1패키지의 열전도성보다 더 크도록 마련된다.
또한 상기 제 2패키지는 금속재질로 마련된다.
또한 상기 제 1패키지는 상기 광원에서 방출되는 광의 적어도 일부를 반사하도록 마련되는 제 1소재를 포함한다.
또한 상기 제 1패키지는 상기 제 1소재와 상이한 성분으로 형성되고 상기 제 1소재보다 열전도성이 큰 제 2소재를 포함한다.
또한 상기 제 1패키지에 있어서 상기 제 2소재의 함량비는 상기 제 1패키지 전체의 20프로 이하로 마련된다.
또한 상기 제 2소재는 질화붕소(BN)로 마련된다.
또한 상기 질화붕소(BN)의 입자의 크기는 50um 이상으로 마련된다.
또한 상기 제 1소재는 이산화티타늄(TiO2)로 마련된다.
또한 상기 디스플레이 패널의 후면에 마련되는 도광판을 더 포함하고, 상기 투명부재는 상기 도광판을 향하는 제 1면과 상기 제 1면의 반대 방향에 배치되고 상기 광원을 향하는 제 2면과, 상기 제 1면과 상기 제 2면 사이에 배치되고 상기 광변환 부재가 삽입되는 삽입부를 포함한다.
또한 상기 투명부재는 상기 제 1면이 마련되는 제 1부재와, 상기 제 1부재와 결합 가능하게 마련되고 상기 제 2면 및 상기 삽입부가 마련되는 제 2부재를 포함한다.
또한 상기 광변환 부재는 상기 삽입부가 외부에 개방된 상태에서 삽입되도록 마련되고 소정의 온도로 가열된 후 상기 투명부재 내부에 밀봉되도록 마련된다.
또한 상기 광원 패키지는 상기 광원과 상기 제 2면 사이에 배치되고 상기 광원이 상기 제 2면에 접착되도록 마련되는 접착 레이어를 더 포함하고, 상기 접착 레이어는 상기 광원에서 발산되는 광이 상기 접착 레이어를 통해 상기 투명부재로 투과되도록 투명한 소재로 마련된다.
또한 상기 제 2패키지는 상기 인쇄회로기판과 접촉되도록 마련된다.
또한 상기 인쇄회로기판과 접하게 마련되는 방열부재를 더 포함하고, 상기 제 2패키지는 상기 방열부재와 접하게 마련된다.
또한 상기 광변환 부재에서 발생되는 열은 순차적으로 상기 투명부재와 상기 제 1패키지와 상기 제 2패키지를 통해 상기 광원 패키지 외부로 방출되도록 마련된다.
본 발명의 사상에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널과 상기 디스플레이 패널의 후면에 마련되는 도광판과 인쇄회로기판의 실장면에 배치되고 상기 디스플레이 패널로 광을 조사하도록 마련되는 광원을 포함하는 광원 패키지를 포함하고, 상기 광원 패키지는 상기 광원에서 방출되는 광의 파장을 변환시키는 광변환 부재와, 상기 도광판과 마주하는 제 1면과 상기 광원과 마주하는 제 2면과 상기 제 1면과 상기 제 2면 사이에 배치되고 상기 광변환 부재가 삽입되는 삽입부를 포함하고, 상기 광원에서 방출되는 광이 상기 제 1면을 통해 상기 제 2면으로 투과되도록 마련되는 투명부재와, 상기 제 1면이 향하는 방향과 직교되는 방향으로 상기 투명부재를 둘러싸도록 마련되고, 상기 투명부재로부터 열을 방열시키도록 마련되는 제 1패키지와, 상기 제 1면이 향하는 방향과 직교되는 방향으로 상기 제 1패키지를 둘러싸도록 마련되고, 상기 제 1패키지로부터 열을 방열시키도록 마련되는 제 2패키지를 포함한다.
또한 상기 제 2패키지의 열전도성은 상기 제 1패키지의 열전도성보다 더 크도록 마련된다.
또한 상기 제 2패키지는 금속재질로 마련된다.
또한 상기 제 1패키지는 상기 광원에서 방출되는 광의 적어도 일부를 반사하도록 마련되는 제 1소재와 상기 제 1소재와 상이한 성분으로 형성되고 상기 제 1소재보다 열전도성이 큰 제 2소재를 포함한다.
본 발명의 사상에 따르면 디스플레이 장치의 제조 방법은 제 1부재와 상기 제 1부재와 결합 가능하고 광원에서 방출되는 광의 파장을 변환시키는 광변환 부재가 삽입되는 삽입부를 가지는 제 2부재를 포함하는 투명 부재를 준비하고, 상기 제 2부재의 삽입부에 상기 광변환 부재를 디스펜싱하고, 상기 광변환 부재가 외부에 노출된 상태로 상기 제 2부재 및 상기 광변환부재를 어닐링(annealing)하고, 상기 광변환 부재가 상기 투명 부재 내부에 밀봉되도록 상기 제 1부재와상기 제 2부재를 결합하는 것을 포함한다.
본 발명은 백라이트 유닛에서 입사되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 액정디스플레이 장치에서 색재현성을 향상시키기 위한 것이다.
본 발명은 광변환 부재를 가지는 광원패키지에 있어서 광변환 부재에서 발생되는 열에 의해 광원패키지가 파손되지 않도록 방열 효율을 상승시켜 광원패키지의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 광변환 부재를 가지는 광원패키지에 있어서 광변환 부재에서 휘발되는 기체에 의해 광원패키지가 파손되지 않도록 방열 효율을 상승시켜 광원패키지의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 분해사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 광원패키지의 단면도.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 투명 부재의 제조 방법을 도시한 흐름도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 광원패키기의 제조 방법을 도시한 흐름도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부단면도.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
또한, 본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용한 “제1”, “제2” 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. “및/또는” 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 사시도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 분해사시도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부단면도이다.
본 발명의 설명은 평면 디스플레이 장치(1)를 일례로 설명하나, 곡면 디스플레이 장치나, 벤더블(bendable) 디스플레이 장치에도 적용이 가능하다.
디스플레이 장치(1)는 화상을 표시하는 디스플레이 모듈을 내부에 포함한다.
디스플레이 모듈은 화상이 표시되는 디스플레이패널(20)과, 디스플레이 패널(20)에 광을 공급하는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 포함한다. 백라이트유닛은 광원모듈(30)과, 광학시트(60)를 포함할 수 있다. 즉, 백라이트유닛은, 디스플레이 패널(20)의 후방에 배치된 광원모듈(30)과, 디스플레이 패널(20)과 광원모듈(30) 사이의 공간에 배치되어 후방측에서 전달된 광이 확산되어 전방측에 위치한 디스플레이 패널(20)에 전달되도록 하는 도광판(40)과, 도광판(40)과 디스플레이 패널(20)사이에 배치되어 광학적성질을 변경시키는 광학시트(60)와, 디스플레이 패널(20)과 도광판(40)을 지지하는 미들몰드(70)와, 외관을 형성하는 디스플레이 섀시(80)를 포함할 수 있다. 디스플레이 섀시(80)는 미들몰드(70)의 전방측에 결합되어 디스플레이 패널(20)이 미들몰드(70)에 설치되어 있는 상태를 유지하도록 하는 탑 섀시(82)와, 미들몰드(70)의 후방측에 결합되며 내부 양측에 상술한 광원모듈(30)이 배치되는 바텀섀시(84)를 포함한다.
광원모듈(30)은 바텀섀시(84)의 내부에 배치되어 바텀섀시(84)의 내부 중앙측을 향하여 광을 섀시조사할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 광원(30)이 디스플레이 모듈의 하부에 배치되나, 이에 한정되지 않고 디스플레이 모듈의 하부, 측부 또는 상부 중 적어도 어느 일측에만 적용될 수도 있고, 디스플레이 모듈의 둘레를 따라 모두 적용될 수도 있다. 이러한 에지형(edge) 디스플레이방식으로 광원이 적용될 수도 있으며, 직하형(direct) 디스플레이방식의 광원이 적용될 수도 있다.
미들몰드(70)는 전방측에 도광판(40), 디스플레이 패널(20) 및 탑 섀시(82)가 차례로 설치되며, 후방측에 바텀섀시(84)가 설치되어 각 구성들을 지지할 뿐만 아니라 디스플레이 패널(20)과 바텀섀시(84)가 서로 이격된 상태를 유지하도록 한다.
탑 섀시(82)는 디스플레이 패널(20)의 전면 외곽측을 덮는 베젤부(82a)와, 베젤부(82a)의 단부에서 후방측으로 절곡되어 미들몰드(70)의 측면을 덮는 탑 측면부(82b)를 포함한다.
바텀섀시(84)는 디스플레이 모듈의 후면을 형성하는 후면부(84a)와, 후면부의 둘레에서 전방측으로 연장되어 미들몰드(70) 내에 결합되는 바텀 측면부(84b)를 포함한다.
광원모듈(30)은 광원패키지(100)와 인쇄회로기판(35)을 포함할 수 있다.
광원패키지(100)는 광원(110)과 광변환 부재(130)를 포함할 수 있다. 광원(110)은 발광소자(LED)를 포함한다. 광원패키지(100)는 복수로 마련될 수 있다. 복수의 광원패키지(100)는 인쇄회로기판(35)에 상호간에 이격되도록 배치될 수 있다. 복수의 광원패키지(100)는 모두 동일하게 마련되는 바 이하에서는 복수의 광원패키지(100) 중 하나의 광원패키지(100)에 대하여 설명한다.
광원(110)은 청색의 발광소자인 것을 포함할 수 있다. 광변환 부재(130)에 대해서는 이후 설명한다.
도광판(40)은 바텀섀시(84)와 이격된 상태로 배치되어, 도광판(40)과 바텀섀시(84)의 내면 사이의 공간 양측, 즉, 바텀측면부(84b)측에 광원(30)이 배치된다.
도광판(40)은 그 배면에 반사부재(45)를 포함할 수 있다. 반사부재(45)는 광원(30)으로부터 발생하는 광이 모두 전면을 향할 수 있도록 도광판(40)의 배면에 마련될 수 있다. 반사부재(45)는 반사판으로서, 도광판(40)과 별도로 구성되어 도광판(40)의 배면에 배치될 수도 있고, 도광판(40)과 일체로 형성될 수도 있다. 또한 도광판(40)의 배면을 반사코팅함으로서, 상기 효과와 동일한 효과를 가질 수 있다.
도광판(40)은 광원에서 발생한 빛을 투과할 수 있도록 마련된다. 도광판(40)은 이를 위해 투명한 수지 재질로 형성될 수 있다. 광원에서 발생되는 열에 의한 변형을 최소화 할 수 있도록 광원과 일정간격 이격되어 배치될 수 있다.
광변환 부재(130)는 광원(110)과 도광판(40) 사이에 배치되어, 광원(110)으로부터 도광판(40)으로 조사되는 광의 파장을 변화하도록 마련된다.
광변환 부재(130)는 광원(110)으로부터 생성되어 도광판(40)을 향하는 광의 성질을 변환하도록 마련된다. 자세하게는 광변환 부재(130)는 광의 파장을 변환하도록 구성된다. 광변환 부재(130)는 그 일면이 광원을 향하며, 타면이 도광판(40)을 향하도록 구성될 수 있다.
광변환 부재(130)는 양자점(Quantum Dot, QD)과, 양자점을 포함하는 레진으로 형성될 수 있다.
QD(Quantum dot)에 대해서 설명한다. 보통 전자가 에너지를 받게 되면, 가전자대에 있던 전자가 전도대로 여기가 된다. 그 후에 다시 에너지를 잃게 되어 가전자대로 떨어지는데 이때 에너지를 빛으로 방사하는 성질을 가지고 있다. 양자점은 좁은 파장대에서 강한 형광을 발생한다. 이 양자점의 크기에 따라 가시광선의 모든 색을 발생시킬 수 있다. 또한, 자체로 천연색을 발생시키므로 색채의 손실이 없고 색재현성도 높은 물질이다. 양자점은 입자가 작을수록 짧은 파장의 빛이 발생하고, 입자가 클수록 긴 파장의 빛을 발생시키게 된다. 양자점 카드뮴셀레나이드(Cdse), 카드뮴설파이드(Cds), 카드뮴텔레라이드(Cdte), 징크셀레나이드(ZnSe), 징크텔레나이드(ZnTe), 징크설파이드(ZnS)등의 화합물일 수 있다.
광원모듈(30)은 방열부재(170)를 포함할 수 있다.
방열부재(170)는 복수의 광원패키지(100)에서 발생하는 열이 방열되도록 구성된다. 후술하겠으나 광원(110)과 광변환부재(130)에서 발생하는 열은 제 1패키지(140)와 제 2패키지(150)로 순차적으로 전달되며, 방열부재(140)는 제 2패키기(150)를 통해 광원패키지(100)에서 방출되는 열이 방열되도록 구성된다.
방열부재(170)는 인쇄회로기판(35)의 실장면(38)에 위치할 수 있다. 인쇄회로기판(35)은 도광판(40)의 후면에 배치되는 제 1 인쇄회로기판(36)과, 제 1 인쇄회로기판(36)으로부터 절곡되며, 도광판(40)의 측면과 마주하는 제 2 인쇄회로기판(37)을 포함할 수 있다.
도광판(40)의 측면을 향하는 방향을 제 1방향(A)이라고 하고 제 1방향(A)에 대해 직교되는 방향을 제 2방향(B)이라고 할 때, 제 1인쇄회로기판(36)는 제 1방향(A)을 향하도록 배치되고 제 2인쇄회로기판(37)은 제 2방향(B)을 향하도록 배치될 수 있다.
광원패키지(100)는 제 2 인쇄회로기판(37)에 실장될 수 있으며, 방열부재(140)는 제 1 인쇄회로기판(36)에 위치할 수 있다.
방열부재(170)는 광원패키지(100)와 함께 실장면(38)에 위치함에 따라, 광원패키지(100)에서 발생하는 열이 효율적으로 방열될 수 있도록 구성될 수 있다. 방열부재(170)은 제 1 인쇄회로기판(36)의 실장면(38)의 적어도 일부를 덮도록 구성될 수 있다.
방열부재(170)는 광원패키지(100)로부터의 방열을 위해 광원패키지(100)의 일측과 접하도록 구성될 수 있다. 본 실시예에서 인쇄회로기판(35)에는 복수의 광원패키지(100)가 마련되므로, 방열부재(170)은 복수의 광원패키지(100)의 일측이 모두 접하도록 복수의 광원패키지(100)의 배열방향을 길이방향으로 구성될 수 있다.
방열부재(170)는 광변환 부재(130)을 지나 도광판(40)을 향하는 광의 경로로부터 이격되도록 배치될 수 있다. 방열부재(170)는 광경로로부터 이격되도록 구성됨으로서, 광원패키지(100)로부터 생성되는 광으로 인한 추가적인 복사열이 발생하지 않도록 구성될 수 있다.
이하에서는 광원패키지(100)에 대하여 자세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 광원패키지의 단면도.
광원패키지(100)는 상술한 바와 같이 광원(110)과 광원(110)에서 방출되는 광의 파장을 변화시키도록 마련되는 광변환 부재(130)를 포함할 수 있다.
광원패키지(100)는 외부로부터 광변환 부재(130)를 밀봉 지지하도록 마련되고 광원(110)에서 방출되는 광이 투과되어 도광판(40)으로 조사되도록 마려노디는 투명부재(120)를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 광변환 부재(130)는 양자점 물질을 포함하는데 양자점 물질이 외부의 산소와 습기에 노출될 시 변질되어 광화학적 특성이 변질될 수 있다.
이에 따라 외부의 산소 및 습기로부터 광변환 부재(130)가 밀봉되도록 광변환 부재(130)는 투명부재(120) 내부에 삽입되도록 마련될 수 있다.
투명부재(120)는 광원(110)과 광변환 부재(130)가 직접 접촉되는 것을 방지하도록 광변환 부재(130)과 광원(110) 사이에 소정의 이격 거리가 발생하도록 광변환 부재(130)를 지지할 수 있다.
광변환 부재(130)가 광원(110)에 직접 접하게 배치될 시 광원(110)에서부터 발생되는 열에 의해 광화학적 성질이 변이되는 것을 방지하기 위함이다. 후술하겠으나 광변환 부재(130)가 광원(110)과 이격 배치됨에 따라, 광변환 부재(130)가 광의 파장을 변화시킬 시 자체적으로 열이 발생되는데 외부에서 추가적으로 열이 직접 전달될 시 고열에 의해 광변환 부재(130)의 성질이 전이되는 것을 방지할 수 있다.
투명부재(120)는 제 1방향(A)을 향해 배치되고 도광판(40)과 마주하는 제 1면(121)과 제 1면(121)의 반대 방향에 배치되고 광원(110)과 마주하는 제 2면(122) 및 제 1방향(A)으로 제 1면(121)과 제 2면(122) 사이에 배치되고 광변환 부재(130)가 삽입되는 삽입부(125)를 포함할 수 있다.
제 1면(121)은 광원패키지(100)의 외부로 직접 노출되도록 마련될 수 있다. 제 2면(122) 상에는 광원(110)이 접착 레이어(160)에 의해 접착될 수 있다.
상술한 바와 같이 광변환 부재(130)과 광원(110) 사이에 소정의 이격 거리가 발생하도록 제 2면(122)과 삽입부(125) 사이에는 소정의 이격이 발생되도록 마련될 수 있다.
접착 레이어(160))는 광원(110)에서 발생되는 광이 제 2면(122)으로 조사되도록 투명한 재질로 마련될 수 있다.
광원(110)에서 발생되는 광은 제 2면(122)을 통해 투명부재(120)로 유입된 후 제 1방향(A)으로 관통되면서 광변환 부재(130)와 제 1면(121)을 거쳐 투명부재(120)를 투과하여 도광판(40)으로 조사될 수 있다.
투명부재(120)는 제 1부재(123)와 제 1부재(123)와 결합 가능하게 마련되는 제 2부재(124)로 구성될 수 있다. 광변환 부재(130)를 투명부재(120) 내부에 삽입시키고 외부로부터 밀봉하기 위함이다.
제 1부재(123)에는 제 1면(121)이 형성될 수 있다. 제 2부재(124)에는 제 2면(122) 및 삽입부(125)가 형성될 수 있다.
제 2부재(124) 상에서 삽입부(125)는 제 2면(122)의 반대측에 배치되도록 마련될 수 있다.
삽입부(125)는 제 1부재(123)와 제 2부재(124)가 결합되기 전에 외부로 노출되도록 마련될 수 있다. 이에 따라 제조 공정에서 제 2부재(124)의 삽입부(125)에 광변환 부재(130)가 삽입된 후 제 1부재(123)가 제 2부재(124)와 결합되면서 삽입부(125)가 외부로부터 차단되도록 투명부재(120)가 마련될 수 있다. 투명부재(120)의 제조과정은 이하에서 자세하게 설명한다.
종래의 디스플레이 장치의 경우 광원에서 조사되는 광의 색 재현성을 향상시키기 위해 광원에서 조사되는 광의 파장을 변화시키는 양자점 시트(Quantum Dot Sheet)를 포함하였다.
양자점 시트는 광원에서 발생되는 열에 의에 따른 열 변형을 방지하기 위해 디스플레이 장치 내부에서 광원에서부터 소정의 거리를 가지도록 배치되었으며, 외부로부터의 수분이 침투되는 것을 방지하기 위한 추가 보호 필름과 함께 배치되었다.
이에 따라 디스플레이 장치의 색 재현성이 상승되어 디스플레이 장치의 성능이 향상되나 디스플레이 장치 내부에서의 양자점 시트의 배치에 따라 디스플레이 장치의 두께까 증가하고 양자점 시트의 제작 및 양자점 시트의 보호 필름 등 이에 따른 생산비가 상승되는 문제가 발생되었다.
이를 해결하기 위해 양자점 시트 대신 양자점(Quantum Dot)을 가지는 광변환 부재가 광원 패키지에 직접 설치되도록 마련되는 광원 모듈을 포함하는 디스플레이 장치가 개발되었으나 양자점을 가지는 광변환 부재가 광원패키지에 설치되면서 엘이디 칩에서 발생되는 열과 양자점 자체에서 발생되는 열 및 외부의 수분에 따라 양자점을 가지는 구성의 신뢰성이 저하되는 문제가 추가로 발생되었다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 상술한 문제를 해결하기 위해 양자점 시트를 가지지 않으면서 양자점을 가지는 광변환 부재(130)가 투명 부재(120) 삽입되어 광원(100)에서부터 발생되는 열과 외부의 공기 수분의 침투에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 마련되었다.
다만, 광변환 부재(130)에서 광원(110)에서부터 발생된 광의 파장이 변환되는 과정에서 광손실이 발생되고 이에 대한 광 에너지가 열에너지로 변환되어 광변환 부재(130) 자체에서 열이 발생하게 되는데, 이에 따라 광변환 부재(130)를 밀봉하는 투명 부재(120)가 광변환 부재(130)에서 발생되는 고열에 의해 파손되는 문제가 발생될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 상술한 문제를 해결하기 위해 투명 부재(120)로부터의 열을 효율적으로 방열하도록 마련되는 제 1패키지(140)와 제 2패키지(150)를 포함할 수 있다.
즉, 광원패키지(100)는 광변환 부재(130)에서부터 투명 부재(120)에 전달된 고열을 제 1패키지(140)와 제 2패키지(150)를 통해 투명 부재(120)의 외부로 효율적으로 방열하도록 마련되어 투명 부재(120)가 고열에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다.
제 1패키지(140)는 제 2방향(B)으로 투명 부재(120)를 감싸도록 마련될 수 있다. 자세하게는 제 2방향(B)으로 투명 부재(120)와 광원(110) 및 접착 레이어(160)를 둘러싸도록 마련될 수 있다.
제 2패키지(150)는 제 2방향(B)으로 제 1패키지(150)를 둘러싸도록 마련될 수 있다.
이에 따라 투명부재(120)에 전달된 열은 제 1패키지(140)와 제 2패키지(150)로 순차적으로 전달될 수 있다.
제 2패키기(150)의 열전도성은 제 1패키지(140)의 열전도성보다 더 크도록 마련될 수 있다. 이에 따라 투명부재(120)에서부터 제 1패키지(140)로 열이 전달될 시, 각각의 열전도성 차에 따른 열의 이동에 의해 제 1패키지(140)로 이동된 열이 효율적으로 제 2패키지(150)로 열이 이동될 수 있다.
따라서 투명 부재(120)로부터 전달 받은 고열이 제 1패키지(140)에서 잔존되지 않고 즉시 제 2패키지(150)로 이동됨에 따라 투명부재(120)의 열이 효율적으로 방열될 수 있다.
종래의 경우 투명부재를 패키징하는 하우징이 단일 재질로 마련됨에 따라 하우징에 투명부재로부터 전달받은 고열이 하우징에 잔존되어 투명부재의 열이 비효율적으로 방열되었으나, 본 발명의 일 실시예와 같이 투명부재(120)를 패키징하는 구성이 서로 다른 열전도성을 가지는 복수의 구성으로 형성됨에 따라 효율적으로 투명부재(120)의 방열이 가능하다.
제 2패키지(150)는 열전도성이 높은 금속 재질로 마련될 수 있다. 제 2패키지(150)는 제 2방향(B)으로 제 1패키지(140)의 테두리를 감싸는 금속 부재로 마련될 수 있다.
제 2패키지(150)는 상술한 방열부재(170)와 접하게 마련될 수 있다. 이에 따라 제 2패키지(150)로 전달된 열이 광원패키지(100) 외부로 용이하게 이동되어 효율적인 방열이 가능하다.
제 1패키지(140)는 제 1패키지(140)의 내부에 광원(110)과 광변환 부재(130)를 지지하는 투명부재(!20)가 배치되도록 마련될 수 있다.
제 1패키지(140)는 광원(110)과 투명부재(120)으로부터 발생하는 열을 흡수할 수 있도록 구성될 수 있다. 이를 위해 제 1패키지(140)는 투명부재(120)와 광원(110)과 직접 접하도록 구성될 수 있다. 또한 패키지하우징(130)은 열전달율이 높은 재질로 형성될 수 있다.
또한 제 1패키지(140)는 광원(110)을 감싸도록 배치됨에 따라 광원(110)에서 조사되는 광 중 제 1패키지(140)로 조사되는 광이 투명부재(120)로 반사되도록 마련될 수 있다.
즉, 제 1패키지(140)는 광을 효율적으로 반사시키는 재질로 형성될 수 있다.
이를 위해 제 1패키지(140)는 광원(110)에서 방출되는 광을 효율적으로 반사하도록 마련되는 제 1소재와 제 1소재와 상이한 성분으로 형성되고 제 1소재보다 열전도성이 큰 제 2소재를 포함할 수 있다.
제 1소재는 반사율이 높은 소재로 바람직하게 이산화티타늄(TiO2) 등을 포함할 수 있다.
제 2소재는 열전도성이 큰 소재로 바람직하게 질화붕소(BN) 등을 포함할 수 있다.
제 1패키지(140)는 추가적으로 제 1,2소재 외 제 1,2소재를 혼합하기 용이하고 후술하겠으나 제 1패키지(140)가 레진 상태에서 용이하게 디스펜싱되어 경화되도록 마련되는 제 3소재를 포함할 수 있다. 제 3소재는 바람직하게 실리콘(Si) 등을 포함할 수 있다.
제 2소재를 구성하는 질화붕소의 단위 입자의 크기는 대략 50um 이상으로 마련될 수 있다. 이에 따라 제 1소재 중의 질화붕소의 단위 입자가 서로 연결될 상태로 제 1패키지(140)를 형성할 수 있다.
따라서 투명부재(120)로부터 고열이 제 1패키지(140)로 전달될 시 고열은 서로 연결된 질화붕소의 단위 입자들을 통해 효율적으로 이동되고 이에 따라 제 1패키지(140)를 둘러싸는 제 2패키지(150)로 용이하게 전달될 수 있다.
제 1패키지(140)에 있어서 제 2소재의 함량비는 전체 제 1패키지(140)를 구성하는 소재량의 20프로 이하로 마련될 수 있다.
일 예로 제 1패키지(140)가 질화붕소, 이산화티타늄, 실리콘 등의 입자를 포함하는 레진으로 형성될 시 질화붕소의 함유량은 전체 제 1패키지(140)를 형성하는 레진의 20프로 이하가 되도록 조합될 수 있다.
상술한 바와 같이 제 1패키지(140)는 투명부재(120)로부터 열을 방열함과 동시에 광원(110)에서 조사되는 광을 투명부재(120)로 반사시키도록 마련되는데 제 2소재의 함유량이 증가될 시 광의 반사량이 저하되어 광원패키지(100)의 광 효율이 저하되기 때문이다.
이하에서는 광변환 부재(130)가 삽입된 투명부재(120)의 제조 과정에 대하여 자세하게 설명한다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 투명 부재의 제조 방법을 도시한 흐름도이다.
상술한 바와 같이 광변환 부재(130)에서 광원(110)에서부터 발생된 광의 파장이 변환되는 과정에서 광손실이 발생되고 이에 대한 광 에너지가 열에너지로 변환되어 광변환 부재(130) 자체에서 열이 발생하게 되는데, 이에 따라 광변환 부재(130)를 형성하는 일부 소재가 고열에 의해 휘발되면서 기체를 발생시킬 수 있다.
이 때 발생된 기체는 투명부재(120) 내부에 밀봉되어 있는데 기체가 발생되는 양이 증가함에 따라 투명부재(120) 내부에 높은 압력이 형성되고 이에 따라 투명부재(120)가 파손되는 문제가 발생될 수 있다.
이에 따라 투명부재(120)에 광변환 부재(130)가 밀봉되기 전에 광변환 부재(130)에서 휘발될 수 있는 기체를 우선적으로 제거하는 제조 방법이 요구된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)의 투명부재(120)가 제조되는 방법은 아래와 같다.
먼저 투명부재(10)의 제 1부재(123)와 결합되지 않은 제 2부재(124)를 구비한다. (S110)제 1부재(123)와 제2부재(124)가 결합되지 않았기 때문에 삽입부(125)는 외부로 노출될 수 있다.
이 후, 삽입부(125)에 양자점을 포함하는 레진을 디스펜싱하여 광변환 부재(130)를 형성한다.(S120)
양자점을 포함하는 레진을 디스펜싱할 시 제조 환경은 양자점이 외부 노출에 의해 변질되는 것을 방지하기 위해 진공 또는 질소 분위기의 환경에서 제조가 진행될 수 있다.
이 후 제 1부재(123)를 바로 제 2부재(124)와 결합시키지 않고, 광변환 부재(130)가 외부로 노출된 상태에서 고온의 열을 제공하는 어닐링(annealing) 공정을 진행한다.(S130)
이 공정의 환경은 역시 양자점이 외부 노출에 의해 변질되는 것을 방지하기 위해 진공 또는 질소 분위기의 환경에서 제조가 진행될 수 있다.
바람직하게 대략 150도의 고온의 열을 대략 30분 정도 광변환 부재(130)에 제공할 수 있다.
이에 따라 광변환 부재(130)에서 고온에 의해 휘발될 수 있는 기체가 밀봉되기 전에 우선적으로 모두 휘발될 수 있다.
이 후 제 1부재(123)와 제 2부재(124)를 결합시켜 광변환 부재(130)를 밀봉시킬 수 있다.(S140)
제 1부재(123)와 제 2부재(124)는 바람직하게 웰딩(welding)되어 광변환 부재(130)를 밀봉시킬 수 있다.
이하에서는 광원패키지(100)의 제조 공정에 대하여 자세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 광원패키기의 제조 방법을 도시한 흐름도이다.
상술한 바와 같이 우선적으로 광변환 부재(130)가 삽입된 투명부재(120)를 구비한다.(S210)
이 후 제 2면(122)에 광원(110)을 접착한다.(S220) 자세하게는 제 2면(122)을 상측을 향하도록 배치하고 광원(110)을 제 2면(122) 상에 올려 접착시킨다.
광원(110)과 제 2면(122) 사이에는 접착 레이어(160)가 배치되고 접착 레이어(160)에 의해 광원(110)이 제 2면(122)에 접착될 수 있다.
이 후 제 2면(122)이 상측을 향하도록 배치된 상태(S230)에서 제 2방향(B)으로 투명부재(120)의 외측에 제 2패키지(150)를 배치한다.(S240)
제 2패키지(150)는 금속 플레이트가 절곡되어 중공을 가지는 사각 기둥 형상으로 마련될 수 있다. 투명부재(120)는 제 2패키지(150)의 사각 기둥의 중심에 배치되도록 세팅될 수 있다.
이 때, 제 2패키지(150)와 투명부재(120) 사이에는 제 2방향(B)으로 소정의 이격이 형성될 수 있다. 또한 광원(110)이 투명부재(120)의 제 2면(122) 상에 배치되는 바 제 2방향(B)으로 제 2패키지(150)는 광원(110)의 외측에 배치될 수 있다.
이 후 광원(110) 및 투명부재(120)와, 제 2패키지(150)의 내면 사이에 형성되는 내부 공간에 제 1패키지(140)를 형성하는 레진을 디스펜싱한다.(S250)
이에 따라 광원(110) 및 투명부재(120)와, 제 2패키지(150)의 내면 사이에 제 1패키지(140)가 형성될 수 있다. 이와 같은 공정을 통해 순차적으로 투명부재(120)의 외측에 제 1패키지(140)가 배치되고 제 1패키지(140)의 외측에 제 2패키지(150)가 배치될 수 있다.
제 1패키지(140)가 경화되어 광원패키지(100)가 제조되고 이 후, 제 2면(112)이 실장면(38)을 향하도록 광원패키지(100)를 배치하여 광원 패키지(100)을 실장면(38) 상에 실장할 수 있다.(S260)
이 때, 상술한 바와 같이 광원(110)이 제 2면(112) 상에 배치되는 바 광원(110)을 실장면(38) 상에 직접 전기적으로 결합시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)에 대하여 설명한다. 이하에서 설명하는 광원 모듈(30) 외 구성을 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)와 동일한 바 중복되는 설명은 생략한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부단면도이다.
상술한 본 발명의 일 실시예와 달리 제 2패키지(150)는 방열부재(170)와 접촉되지 않고 외부 공기에 직접 열을 방열하도록 마련될 수 있다.
또한 이에 한정되지 않고 제 2패키지(150)는 바텀섀시(84)와 직접 접하거나 바텀섀시와 제 2패키지(150)를 연결하는 추가적인 연결부재(미도시)와 연결되어 제 2패키지(150)로 전달된 열을 용이하게 방열하도록 마련될 수 있다.
즉, 제 2패키지(150)로 전달된 열은 다양한 방법으로 외부로 이동시킬 수 있다.
이상에서는 특정의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
1 : 디스플레이 장치 20 : 디스플레이 패널
30 : 광원모듈 40 : 도광판
100 : 광원패키지 110 : 광원
120 : 투명부재 130 : 광변환 부재
140 : 제 1패키지 150 : 제 2패키지
160 : 접착 레이어

Claims (20)

  1. 디스플레이패널;
    인쇄회로기판의 실장면에 배치되고 상기 디스플레이패널으로 광을 조사하도록 마련되는 광원을 포함하는 광원 패키지;를 포함하고,
    상기 광원 패키지는
    상기 광원에서 방출되는 광의 파장을 변환시키는 광변환 부재와,
    상기 광원에서 방출되는 광이 투과되도록 마련되고 상기 광변환 부재를 지지하는 투명부재와,
    상기 광원과 상기 투명부재를 둘러싸도록 마련되는 제 1패키지와,
    상기 제 1패키지의 외부를 감싸도록 마련되는 제 2패키지를 포함하는 광원패키지를 포함하고,
    상기 제 2패키지의 열전도성은 상기 제 1패키지의 열전도성보다 더 크도록 마련되는 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2패키지는 금속재질로 마련되는 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1패키지는 상기 광원에서 방출되는 광의 적어도 일부를 반사하도록 마련되는 제 1소재를 포함하는 디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1패키지는 상기 제 1소재와 상이한 성분으로 형성되고 상기 제 1소재보다 열전도성이 큰 제 2소재를 포함하는 디스플레이 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1패키지에 있어서 상기 제 2소재의 함량비는 상기 제 1패키지 전체의 20프로 이하로 마련되는 디스플레이 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2소재는 질화붕소(BN)로 마련되는 디스플레이 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 질화붕소(BN)의 입자의 크기는 50um 이상으로 마련되는 디스플레이 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1소재는 이산화티타늄(TiO2)로 마련되는 디스플레이 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널의 후면에 마련되는 도광판을 더 포함하고,
    상기 투명부재는 상기 도광판을 향하는 제 1면과 상기 제 1면의 반대 방향에 배치되고 상기 광원을 향하는 제 2면과, 상기 제 1면과 상기 제 2면 사이에 배치되고 상기 광변환 부재가 삽입되는 삽입부를 포함하는 디스플레이 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 투명부재는 상기 제 1면이 마련되는 제 1부재와, 상기 제 1부재와 결합 가능하게 마련되고 상기 제 2면 및 상기 삽입부가 마련되는 제 2부재를 포함하는 디스플레이 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 광변환 부재는 상기 삽입부가 외부에 개방된 상태에서 삽입되도록 마련되고 소정의 온도로 가열된 후 상기 투명부재 내부에 밀봉되도록 마련되는 디스플레이 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 광원 패키지는 상기 광원과 상기 제 2면 사이에 배치되고 상기 광원이 상기 제 2면에 접착되도록 마련되는 접착 레이어를 더 포함하고,
    상기 접착 레이어는 상기 광원에서 발산되는 광이 상기 접착 레이어를 통해 상기 투명부재로 투과되도록 투명한 소재로 마련되는 디스플레이 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2패키지는 상기 인쇄회로기판과 접촉되도록 마련되는 디스플레이 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판과 접하게 마련되는 방열부재를 더 포함하고,
    상기 제 2패키지는 상기 방열부재와 접하게 마련되는 디스플레이 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 광변환 부재에서 발생되는 열은 순차적으로 상기 투명부재와 상기 제 1패키지와 상기 제 2패키지를 통해 상기 광원 패키지 외부로 방출되도록 마련되는 디스플레이 장치.
  16. 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널의 후면에 마련되는 도광판;
    인쇄회로기판의 실장면에 배치되고 상기 디스플레이 패널로 광을 조사하도록 마련되는 광원을 포함하는 광원 패키지;를 포함하고,
    상기 광원 패키지는
    상기 광원에서 방출되는 광의 파장을 변환시키는 광변환 부재와,
    상기 도광판과 마주하는 제 1면과 상기 광원과 마주하는 제 2면과 상기 제 1면과 상기 제 2면 사이에 배치되고 상기 광변환 부재가 삽입되는 삽입부를 포함하고, 상기 광원에서 방출되는 광이 상기 제 1면을 통해 상기 제 2면으로 투과되도록 마련되는 투명부재와,
    상기 제 1면이 향하는 방향과 직교되는 방향으로 상기 투명부재를 둘러싸도록 마련되고, 상기 투명부재로부터 열을 방열시키도록 마련되는 제 1패키지와,
    상기 제 1면이 향하는 방향과 직교되는 방향으로 상기 제 1패키지를 둘러싸도록 마련되고, 상기 제 1패키지로부터 열을 방열시키도록 마련되는 제 2패키지를 포함하는 디스플레이 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2패키지의 열전도성은 상기 제 1패키지의 열전도성보다 더 크도록 마련되는 디스플레이 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 2패키지는 금속재질로 마련되는 디스플레이 장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1패키지는 상기 광원에서 방출되는 광의 적어도 일부를 반사하도록 마련되는 제 1소재와 상기 제 1소재와 상이한 성분으로 형성되고 상기 제 1소재보다 열전도성이 큰 제 2소재를 포함하는 디스플레이 장치.
  20. 제 1부재와 상기 제 1부재와 결합 가능하고 광원에서 방출되는 광의 파장을 변환시키는 광변환 부재가 삽입되는 삽입부를 가지는 제 2부재를 포함하는 투명 부재를 준비하고,
    상기 제 2부재의 삽입부에 상기 광변환 부재를 디스펜싱하고,
    상기 광변환 부재가 외부에 노출된 상태로 상기 제 2부재 및 상기 광변환부재를 어닐링(annealing)하고,
    상기 광변환 부재가 상기 투명 부재 내부에 밀봉되도록 상기 제 1부재와상기 제 2부재를 결합하는 것을 포함하는 디스플레이 장치의 제조 방법.
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