WO2022059965A1 - 디스플레이 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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WO2022059965A1
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light
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장혁준
김재우
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삼성전자주식회사
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    • H01L33/64—Heat extraction or cooling elements
    • H01L33/644—Heat extraction or cooling elements in intimate contact or integrated with parts of the device other than the semiconductor body

Definitions

  • the present invention relates to a display device, and more particularly, to a display device having improved heat dissipation efficiency.
  • a display device is a device that displays a screen, and includes a monitor or a television.
  • a self-luminous display panel such as an organic light-emitting diode (OLED) and a water-emission display panel such as a liquid crystal display (LCD) panel are used.
  • OLED organic light-emitting diode
  • LCD liquid crystal display
  • the present invention relates to a display module and a display device to which a light-emitting display panel is applied.
  • a display device to which a light-emitting display panel is applied is composed of a display panel for displaying a screen made of a liquid crystal panel, and a backlight unit for supplying light to the display panel.
  • the backlight unit includes a light source module having a light source and It includes a light guide plate that receives light and emits light to the display panel, and a plurality of optical sheets through which the light passing through the light guide plate passes.
  • the optical sheet may be formed of a reflective sheet, a light guide plate or a diffusion sheet, a prism sheet, a diffusion sheet, a polarizing sheet, and the like.
  • a light conversion unit may be provided in the backlight unit to convert and supply properties of light generated from the light source.
  • a lot of heat is generated from the light conversion unit and the light source, so that the light efficiency is lowered, and the light source module may malfunction.
  • One aspect of the present invention provides a display device having a structure for dissipating heat generated from a light source package including a light conversion member.
  • Another aspect of the present invention provides a display device provided to prevent the light source package from being damaged by the heat of the light conversion member.
  • the display device includes a light source package including a light source disposed on a mounting surface of a display panel and a printed circuit board and provided to irradiate light to the display panel, wherein the light source package is emitted from the light source
  • the second package is made of a metal material.
  • the first package includes a first material provided to reflect at least a portion of the light emitted from the light source.
  • the first package includes a second material formed of a different component from the first material and having a higher thermal conductivity than the first material.
  • the content ratio of the second material is provided to be 20% or less of the total of the first package.
  • the second material is provided with boron nitride (BN).
  • the particle size of the boron nitride (BN) is provided to be 50um or more.
  • the first material is provided with titanium dioxide (TiO2).
  • the display panel further includes a light guide plate provided on the rear surface of the display panel, wherein the transparent member has a first surface facing the light guide plate and a second surface disposed in opposite directions to the first surface and facing the light source, the first surface and an insertion part disposed between the second surface and into which the light conversion member is inserted.
  • the transparent member includes a first member provided with the first surface, and a second member provided to be coupled to the first member and provided with the second surface and the insertion part.
  • the light conversion member is provided to be inserted in a state in which the insertion part is open to the outside, and is provided to be sealed inside the transparent member after being heated to a predetermined temperature.
  • the light source package further includes an adhesive layer disposed between the light source and the second surface and provided so that the light source is adhered to the second surface, wherein the adhesive layer allows the light emitted from the light source to adhere to the adhesive layer. It is provided with a transparent material so as to be transmitted through the transparent member.
  • the second package is provided to be in contact with the printed circuit board.
  • the second package is provided in contact with the heat dissipation member.
  • the heat generated by the light conversion member is sequentially provided to be emitted to the outside of the light source package through the transparent member, the first package, and the second package.
  • the display device includes a light source package including a display panel, a light guide plate provided on a rear surface of the display panel, and a light source disposed on a mounting surface of a printed circuit board and provided to irradiate light to the display panel
  • the light source package includes a light conversion member for converting a wavelength of light emitted from the light source, a first surface facing the light guide plate, a second surface facing the light source, and disposed between the first surface and the second surface and a transparent member including an insertion part into which the light conversion member is inserted, a transparent member provided to transmit light emitted from the light source to the second surface through the first surface, and a direction perpendicular to the direction in which the first surface faces a first package provided to surround the transparent member with and a second package provided to dissipate heat from the first package.
  • the thermal conductivity of the second package is provided to be greater than the thermal conductivity of the first package.
  • the second package is made of a metal material.
  • the first package includes a first material provided to reflect at least a portion of the light emitted from the light source, and a second material formed of a different component from the first material and having higher thermal conductivity than the first material.
  • a method of manufacturing a display device includes a transparent member including a first member and a second member having an insertion part into which a light conversion member that is combinable with the first member and converts a wavelength of light emitted from a light source is inserted. preparing, dispensing the light conversion member into the insertion part of the second member, annealing the second member and the light conversion member in a state in which the light conversion member is exposed to the outside; and coupling the first member and the second member such that the conversion member is sealed inside the transparent member.
  • An object of the present invention is to improve color reproducibility in a liquid crystal display device that displays an image using light incident from a backlight unit.
  • the present invention can improve the reliability of the light source package by increasing the heat dissipation efficiency so that the light source package is not damaged by the heat generated from the light conversion member in the light source package having the light conversion member.
  • the present invention can improve the reliability of the light source package by increasing the heat dissipation efficiency so that the light source package is not damaged by the gas volatilized in the light conversion member in the light source package having the light conversion member.
  • FIG. 1 is a perspective view of a display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a light source package of a display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a transparent member of a display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a light source package of a display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view of a display device according to another embodiment of the present invention.
  • first and second used in this specification may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms, and the terms are It is used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.
  • the term “and/or” includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
  • FIG. 1 is a perspective view of a display device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the display device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the display device according to an embodiment of the present invention .
  • the description of the present invention describes the flat display device 1 as an example, it is also applicable to a curved display device or a bendable display device.
  • the display device 1 includes a display module for displaying an image therein.
  • the display module includes a display panel 20 on which an image is displayed, and a backlight unit for supplying light to the display panel 20 .
  • the backlight unit may include a light source module 30 and an optical sheet 60 . That is, the backlight unit is disposed in the space between the light source module 30 disposed at the rear of the display panel 20 and the display panel 20 and the light source module 30 so that the light transmitted from the rear is diffused to the front.
  • a light guide plate 40 to be transmitted to the display panel 20 located on the side, an optical sheet 60 disposed between the light guide plate 40 and the display panel 20 to change optical properties, and a display panel 20 and It may include a middle mold 70 supporting the light guide plate 40 , and a display chassis 80 forming an exterior.
  • the display chassis 80 is coupled to the front side of the middle mold 70 so as to maintain the display panel 20 installed in the middle mold 70, the top chassis 82, and the middle mold 70. It is coupled to the rear side and includes a bottom chassis 84 in which the above-described light source module 30 is disposed on both sides of the interior.
  • the light source module 30 may be disposed inside the bottom chassis 84 to irradiate the chassis with light toward the inner central side of the bottom chassis 84 .
  • the light source 30 is disposed under the display module, but is not limited thereto, and may be applied only to at least one side of the lower, side, or upper portion of the display module, and may be applied all along the perimeter of the display module. .
  • a light source may be applied in such an edge display method, or a light source in a direct display method may be applied.
  • the light guide plate 40 , the display panel 20 and the top chassis 82 are sequentially installed on the front side, and the bottom chassis 84 is installed on the rear side to support the respective components as well as the display panel. (20) and the bottom chassis 84 are maintained to be spaced apart from each other.
  • the top chassis 82 includes a bezel part 82a that covers the front outer side of the display panel 20, and a top side part 82b that is bent from the end of the bezel part 82a to the rear side to cover the side surface of the middle mold 70.
  • the bottom chassis 84 includes a rear portion 84a forming the rear surface of the display module, and a bottom side portion 84b extending from the periphery of the rear surface to the front side and coupled to the middle mold 70 .
  • the light source module 30 may include a light source package 100 and a printed circuit board 35 .
  • the light source package 100 may include a light source 110 and a light conversion member 130 .
  • the light source 110 includes a light emitting device (LED).
  • the light source package 100 may be provided in plurality.
  • the plurality of light source packages 100 may be disposed to be spaced apart from each other on the printed circuit board 35 .
  • the plurality of light source packages 100 are all provided in the same manner. Hereinafter, one light source package 100 among the plurality of light source packages 100 will be described.
  • the light source 110 may include a blue light emitting device.
  • the light conversion member 130 will be described later.
  • the light guide plate 40 is disposed to be spaced apart from the bottom chassis 84 , and the light source 30 is disposed on both sides of the space between the light guide plate 40 and the inner surface of the bottom chassis 84 , that is, on the bottom side part 84b side. do.
  • the light guide plate 40 may include a reflective member 45 on its rear surface.
  • the reflective member 45 may be provided on the rear surface of the light guide plate 40 so that all of the light generated from the light source 30 may face the front.
  • the reflective member 45 is a reflective plate and may be configured separately from the light guide plate 40 and disposed on the rear surface of the light guide plate 40 , or may be integrally formed with the light guide plate 40 .
  • the same effect as the above effect can be obtained.
  • the light guide plate 40 is provided to transmit light generated from the light source.
  • the light guide plate 40 may be formed of a transparent resin material for this purpose. In order to minimize deformation due to heat generated from the light source, it may be disposed to be spaced apart from the light source by a predetermined distance.
  • the light conversion member 130 is disposed between the light source 110 and the light guide plate 40 to change the wavelength of light emitted from the light source 110 to the light guide plate 40 .
  • the light conversion member 130 is provided to convert the property of light generated from the light source 110 and directed toward the light guide plate 40 .
  • the light conversion member 130 is configured to convert a wavelength of light.
  • the light conversion member 130 may be configured such that one surface thereof faces the light source and the other surface faces the light guide plate 40 .
  • the light conversion member 130 may be formed of a quantum dot (QD) and a resin including the quantum dot.
  • QD quantum dot
  • QD Quantum dot
  • the electron in the valence band is excited in the conduction band. After that, it loses energy again and falls to the valence band. At this time, it has the property of radiating energy as light.
  • Quantum dots generate strong fluorescence in a narrow wavelength band. According to the size of this quantum dot, all colors of visible light can be generated. In addition, since it generates a natural color by itself, there is no loss of color and it is a material with high color reproducibility. The smaller the particle, the shorter the wavelength of light is generated, and the larger the particle, the longer the light is generated.
  • Quantum dots may be a compound such as cadmium selenide (Cdse), cadmium sulfide (Cds), cadmium telleride (Cdte), zinc selenide (ZnSe), zinc thelenide (ZnTe), or zinc sulfide (ZnS).
  • Cdse cadmium selenide
  • Cds cadmium sulfide
  • Cdte cadmium telleride
  • ZnSe zinc selenide
  • ZnTe zinc thelenide
  • ZnS zinc sulfide
  • the light source module 30 may include a heat dissipation member 170 .
  • the heat dissipation member 170 is configured to dissipate heat generated by the plurality of light source packages 100 . As will be described later, heat generated from the light source 110 and the light conversion member 130 is sequentially transferred to the first package 140 and the second package 150 , and the heat dissipation member 140 is the second package 150 . It is configured so that heat emitted from the light source package 100 through the heat dissipation.
  • the heat dissipation member 170 may be positioned on the mounting surface 38 of the printed circuit board 35 .
  • the printed circuit board 35 includes a first printed circuit board 36 disposed on the rear surface of the light guide plate 40 , and a second printed circuit board bent from the first printed circuit board 36 and facing the side surface of the light guide plate 40 .
  • a circuit board 37 may be included.
  • the first printed circuit board 36 is It may be disposed to face the first direction (A) and the second printed circuit board 37 may be disposed to face the second direction (B).
  • the light source package 100 may be mounted on the second printed circuit board 37 , and the heat dissipation member 140 may be positioned on the first printed circuit board 36 .
  • the heat dissipation member 170 As the heat dissipation member 170 is positioned on the mounting surface 38 together with the light source package 100 , heat generated from the light source package 100 may be efficiently dissipated.
  • the heat dissipation member 170 may be configured to cover at least a portion of the mounting surface 38 of the first printed circuit board 36 .
  • the heat dissipation member 170 may be configured to contact one side of the light source package 100 to dissipate heat from the light source package 100 . Since a plurality of light source packages 100 are provided on the printed circuit board 35 in this embodiment, the heat dissipation member 170 is arranged such that one side of the plurality of light source packages 100 is in contact with all of the light source packages 100 .
  • the direction may be configured as a longitudinal direction.
  • the heat dissipation member 170 may be disposed to be spaced apart from the path of the light passing through the light conversion member 130 and toward the light guide plate 40 . As the heat dissipation member 170 is configured to be spaced apart from the optical path, it may be configured so that additional radiant heat due to the light generated from the light source package 100 does not occur.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a light source package of a display device according to an embodiment of the present invention.
  • the light source package 100 may include the light source 110 and the light conversion member 130 provided to change the wavelength of light emitted from the light source 110 as described above.
  • the light source package 100 is provided to seal and support the light conversion member 130 from the outside, and the light emitted from the light source 110 is transmitted and irradiated to the light guide plate 40. there is.
  • the light conversion member 130 includes a quantum dot material, and when the quantum dot material is exposed to external oxygen and moisture, its photochemical properties may be altered.
  • the light conversion member 130 may be provided to be inserted into the transparent member 120 so that the light conversion member 130 is sealed from external oxygen and moisture.
  • the transparent member 120 is a light conversion member 130 to generate a predetermined separation distance between the light conversion member 130 and the light source 110 to prevent direct contact between the light source 110 and the light conversion member 130 . can support
  • the transparent member 120 is disposed in the first direction A, the first surface 121 facing the light guide plate 40, and the first surface 121 opposite the first surface 121 and facing the light source 110 .
  • the second surface 122 and the insertion part 125 disposed between the first surface 121 and the second surface 122 in the first direction A and into which the light conversion member 130 is inserted may be included.
  • the first surface 121 may be provided to be directly exposed to the outside of the light source package 100 .
  • the light source 110 may be adhered to the second surface 122 by the adhesive layer 160 .
  • a predetermined separation may be provided between the second surface 122 and the insertion part 125 to generate a predetermined separation between the light conversion member 130 and the light source 110 .
  • the adhesive layer 160 may be made of a transparent material so that light generated from the light source 110 is irradiated to the second surface 122 .
  • the light generated from the light source 110 flows into the transparent member 120 through the second surface 122 and then passes through the light conversion member 130 and the first surface 121 while penetrating in the first direction A. It may be irradiated to the light guide plate 40 through the transparent member 120 .
  • the transparent member 120 may include a first member 123 and a second member 124 provided to be coupled to the first member 123 . This is to insert the light conversion member 130 into the transparent member 120 and seal it from the outside.
  • a first surface 121 may be formed on the first member 123 .
  • a second surface 122 and an insertion part 125 may be formed on the second member 124 .
  • the insertion part 125 on the second member 124 may be provided to be disposed on the opposite side of the second surface 122 .
  • the insertion part 125 may be provided to be exposed to the outside before the first member 123 and the second member 124 are coupled. Accordingly, after the light conversion member 130 is inserted into the insertion part 125 of the second member 124 in the manufacturing process, the first member 123 is coupled with the second member 124 and the insertion part 125 is formed.
  • the transparent member 120 may be provided to be blocked from the outside. The manufacturing process of the transparent member 120 will be described in detail below.
  • a quantum dot sheet for changing the wavelength of light irradiated from the light source is included in order to improve color reproducibility of the light irradiated from the light source.
  • the quantum dot sheet was disposed to have a predetermined distance from the light source inside the display device to prevent thermal deformation due to heat generated from the light source, and was disposed with an additional protective film to prevent moisture from penetrating from the outside. .
  • the color reproducibility of the display device is increased to improve the performance of the display device, but the thickness of the display device increases depending on the arrangement of the quantum dot sheet inside the display device, and the production cost of the quantum dot sheet and the protective film of the quantum dot sheet are accordingly increased. There was a problem with the rise.
  • a display device including a light source module in which a light conversion member having quantum dots is directly installed in a light source package instead of a quantum dot sheet has been developed, but as the light conversion member having quantum dots is installed in the light source package, the LED chip According to the heat generated from the quantum dot itself, the heat generated from the quantum dot itself, and the external moisture, there was an additional problem that the reliability of the configuration having the quantum dot was lowered.
  • the light conversion member 130 having quantum dots without having a quantum dot sheet is inserted into the transparent member 120 to solve the above-described problem, and generated from the light source 100 . It is designed to improve the reliability of the heat and the penetration of moisture from the outside air.
  • the display apparatus 1 provides a first package 140 and a second package 150 that are provided to efficiently dissipate heat from the transparent member 120 in order to solve the above-described problem.
  • a first package 140 and a second package 150 may include
  • the light source package 100 efficiently transfers the high heat transferred from the light conversion member 130 to the transparent member 120 to the outside of the transparent member 120 through the first package 140 and the second package 150 . It is provided to dissipate heat to prevent the transparent member 120 from being damaged by high heat.
  • the first package 140 may be provided to surround the transparent member 120 in the second direction (B). In detail, it may be provided to surround the transparent member 120 , the light source 110 , and the adhesive layer 160 in the second direction B .
  • the second package 150 may be provided to surround the first package 150 in the second direction (B).
  • the heat transferred to the transparent member 120 may be sequentially transferred to the first package 140 and the second package 150 .
  • the thermal conductivity of the second package 150 may be greater than that of the first package 140 . Accordingly, when heat is transferred from the transparent member 120 to the first package 140 , the heat transferred to the first package 140 is efficiently transferred to the second package 140 by the movement of heat according to the difference in thermal conductivity. ), heat can be transferred.
  • the heat of the transparent member 120 can be efficiently dissipated.
  • the housing for packaging the transparent member is made of a single material, the high heat transmitted from the transparent member to the housing remains in the housing, and the heat of the transparent member is inefficiently dissipated, but as in an embodiment of the present invention, the transparent member ( As the packaging 120 is formed of a plurality of components having different thermal conductivity, the transparent member 120 can be efficiently dissipated.
  • the second package 150 may be made of a metal material having high thermal conductivity.
  • the second package 150 may be provided as a metal member surrounding the edge of the first package 140 in the second direction (B).
  • the second package 150 may be provided in contact with the above-described heat dissipation member 170 . Accordingly, the heat transferred to the second package 150 is easily moved to the outside of the light source package 100, so that efficient heat dissipation is possible.
  • the first package 140 may be provided such that a transparent member !20 supporting the light source 110 and the light conversion member 130 is disposed inside the first package 140 .
  • the first package 140 may be configured to absorb heat generated from the light source 110 and the transparent member 120 . To this end, the first package 140 may be configured to be in direct contact with the transparent member 120 and the light source 110 .
  • the package housing 130 may be formed of a material having a high heat transfer rate.
  • the first package 140 is disposed to surround the light source 110 , the light irradiated to the first package 140 among the light irradiated from the light source 110 may be provided to be reflected by the transparent member 120 . .
  • the first package 140 may be formed of a material that efficiently reflects light.
  • the first package 140 includes a first material provided to efficiently reflect light emitted from the light source 110, and a second material formed of a different component from the first material and having greater thermal conductivity than the first material. can do.
  • the first material is a material having a high reflectance and may preferably include titanium dioxide (TiO2) or the like.
  • the second material is a material with high thermal conductivity and may preferably include boron nitride (BN) or the like.
  • the first package 140 is easy to additionally mix the first and second materials in addition to the first and second materials, and as will be described later, the first package 140 includes a third material that is provided to be easily dispensed and cured in a resin state. can do.
  • the third material may preferably include silicon (Si) or the like.
  • the size of the unit particles of boron nitride constituting the second material may be approximately 50 ⁇ m or more. Accordingly, the first package 140 may be formed in a state in which the unit particles of boron nitride in the first material are connected to each other.
  • the transparent member 120 when high heat is transferred from the transparent member 120 to the first package 140 , the high heat is efficiently moved through the unit particles of boron nitride connected to each other, and accordingly, the second package 150 surrounding the first package 140 . ) can be easily transferred.
  • the content ratio of the second material in the first package 140 may be provided to be 20% or less of the total amount of the material constituting the first package 140 .
  • the first package 140 is formed of a resin containing particles such as boron nitride, titanium dioxide, and silicon
  • the content of boron nitride is 20% or less of the resin forming the entire first package 140.
  • the first package 140 is provided to radiate heat from the transparent member 120 and at the same time reflect the light irradiated from the light source 110 to the transparent member 120, and the content of the second material increases. This is because the amount of reflection of light is lowered when the light is on, and the light efficiency of the light source package 100 is lowered.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a transparent member of a display device according to an embodiment of the present invention.
  • the light conversion member 130 in the process of converting the wavelength of light generated from the light source 110 in the light conversion member 130 , a light loss is generated, and the light energy is converted into thermal energy to generate heat in the light conversion member 130 itself. Accordingly, some materials forming the light conversion member 130 may be volatilized by high heat to generate gas.
  • the gas generated at this time is sealed inside the transparent member 120, and as the amount of gas generated increases, a high pressure is formed inside the transparent member 120, and thus the transparent member 120 is damaged.
  • a method of manufacturing the transparent member 120 of the display device 1 according to an embodiment of the present invention is as follows.
  • a second member 124 that is not coupled to the first member 123 of the transparent member 10 is provided. (S110) Since the first member 123 and the second member 124 are not coupled, the insertion part 125 may be exposed to the outside.
  • the light conversion member 130 is formed by dispensing a resin including quantum dots in the insertion part 125 ( S120 ).
  • the manufacturing environment may be manufactured in a vacuum or nitrogen atmosphere in order to prevent the quantum dots from being altered by external exposure.
  • the environment of this process may also be manufactured in a vacuum or nitrogen atmosphere in order to prevent the quantum dots from being altered by external exposure.
  • the high temperature heat of about 150 degrees can be provided to the light conversion member 130 for about 30 minutes.
  • first member 123 and the second member 124 may be coupled to seal the light conversion member 130 (S140).
  • the first member 123 and the second member 124 may be preferably welded to seal the light conversion member 130 .
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a light source package of a display device according to an embodiment of the present invention.
  • the transparent member 120 into which the light conversion member 130 is inserted is preferentially provided.
  • the light source 110 is adhered to the second surface 122.
  • the second surface 122 is arranged to face upward, and the light source 110 is placed on the second surface 122 for adhesion. make it
  • An adhesive layer 160 may be disposed between the light source 110 and the second surface 122 , and the light source 110 may be adhered to the second surface 122 by the adhesive layer 160 .
  • the second package 150 is disposed on the outside of the transparent member 120 in the second direction B in a state in which the second surface 122 is disposed to face upward (S230). (S240)
  • the second package 150 may be provided in the shape of a square pillar having a hollow by bending a metal plate.
  • the transparent member 120 may be set to be disposed at the center of the square pillar of the second package 150 .
  • a predetermined distance may be formed between the second package 150 and the transparent member 120 in the second direction (B).
  • the light source 110 is disposed on the second surface 122 of the transparent member 120 , the second package 150 in the second direction B may be disposed outside the light source 110 .
  • the resin forming the first package 140 is dispensed in the inner space formed between the light source 110 and the transparent member 120 and the inner surface of the second package 150 (S250).
  • the first package 140 may be formed between the light source 110 and the transparent member 120 and the inner surface of the second package 150 .
  • the first package 140 may be sequentially disposed on the outside of the transparent member 120
  • the second package 150 may be disposed on the outside of the first package 140 .
  • the first package 140 is cured to produce the light source package 100, and then the light source package 100 is mounted by disposing the light source package 100 so that the second surface 112 faces the mounting surface 38. It can be mounted on the scene 38. (S260)
  • the light source 110 is disposed on the second surface 112 , the light source 110 may be directly and electrically coupled to the mounting surface 38 .
  • the display device 1 according to another embodiment of the present invention will be described. Since the configuration other than the light source module 30 described below is the same as that of the display device 1 according to the embodiment of the present invention described above, the overlapping description will be omitted.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view of a display device according to another embodiment of the present invention.
  • the second package 150 may be provided to directly radiate heat to the outside air without contacting the heat dissipation member 170 .
  • the second package 150 is not limited thereto, and the second package 150 is in direct contact with the bottom chassis 84 or is connected to an additional connecting member (not shown) connecting the bottom chassis and the second package 150 to the second package 150 . It may be provided to easily dissipate the transferred heat.
  • the heat transferred to the second package 150 may be moved to the outside in various ways.

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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
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.

Claims (15)

  1. 디스플레이패널;
    인쇄회로기판의 실장면에 배치되고 상기 디스플레이패널로 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 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 2소재는 상기 제 1패키지 전체의 20프로 이하의 함량비로 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.
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