KR101382847B1 - 블랑켓 일체형 방열회로기판을 포함하는 샤시 구조물 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 - Google Patents

블랑켓 일체형 방열회로기판을 포함하는 샤시 구조물 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은 바닥면 및 상기 바닥면으로부터 절곡되는 측면이 수용부를 이루며, 상기 측면에 노출홀이 형성되어 있는 샤시, 상기 수용부에 배치되는 도광판, 그리고 복수의 발광 소자 및 상기 발광 소자를 지지하는 방열회로기판을 포함하며, 상기 도광판의 측면으로 빛을 조사하는 발광 모듈을 포함하며, 상기 복수의 발광 소자는 상기 샤시의 노출홀을 통하여 상기 샤시의 내부에 노출된다. 따라서, 발광 소자가 부착되는 방열회로기판을 샤시의 외부면과 부착하고, 샤시의 측면에 발광 소자를 노출하는 홀을 형성함으로써 블랑켓 없이 샤시와 방열회로기판을 결합할 수 있어 베젤을 없앨 수 있다.

Description

블랑켓 일체형 방열회로기판을 포함하는 샤시 구조물 및 이를 포함하는 백라이트 유닛{The chassis structure having the radiant heat circuit board unified blanket and the backlight unit having the same}
본 발명은 블랑켓 일체형 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 광원소자가 발산하는 열을 견딜 수 있는 금속(Metal) 소재를 사용한다.
그러나 이러한 광원소자로부터 발생하는 열을 방출하지 못하면 광원소자가 파괴되거나 수명이 단축되는 문제가 발생한다.
도 1은 종래의 기술에 따라 제작된 방열회로기판(10)과 블랑켓(40)을 백라이트유닛의 도광 통로인 샤시(50)에 장착한 단면도를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 방열회로기판(10)과 이를 샤시(50)에 고정시키기 위한 블랑켓(40)을 별도로 제작되어 접착층(20)을 이용하여 접합시키고, 이를 도광 통로로 이용되는 샤시(50)에 장착한다.
이때, 블랑켓(40)은 소정의 두께를 가지며, 상기 샤시(50)의 측벽으로부터 수평하게 뻗어 샤시(50)의 측벽와 소정 거리만큼 이격된 뒤 제1 각도(θ1)로 절곡되며, 상기 샤시(50)의 바닥면(110a)과 제2 각도(θ2)로 다시 절곡되어 있다. 상기 블랑켓(40)의 제1 각도(θ1)가 0 내지 90도인 경우, 방열회로기판(10)이 샤시(50)의 베젤(bezel)이 커지며, 제1 각도(θ1)가 90 내지 270도인 경우, 백라이트 유닛의 두께가 증가하고, 제1 각도(θ1)가 270 내지 360인 경우, 발광 다이오드의 광 경로를 방해하는 문제가 발생한다.
또한, 블랑켓(40)의 측면(110b)과 하면이 이루는 제2 각도(θ1)가 90 내지 270도인 경우, 백라이트 유닛의 두께가 증가하고, 제2 각도(θ1)가 270 내지 360도인 경우, 베젤 크기가 커지는 문제가 발생한다.
또한, 상기 블랑켓(40)과 샤시(50) 사이에 에어층이 형성되어 충격에 의해 분리될 수 있으며 방열성이 저하된다.
실시예는 새로운 구조를 가지는 블랑켓 일체형 방열회로기판을 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.
실시예는 바닥면 및 상기 바닥면으로부터 절곡되는 측면이 수용부를 이루며, 상기 측면에 노출홀이 형성되어 있는 샤시, 상기 수용부에 배치되는 도광판, 그리고 복수의 발광 소자 및 상기 발광 소자를 지지하는 방열회로기판을 포함하며, 상기 도광판의 측면으로 빛을 조사하는 발광 모듈을 포함하며, 상기 복수의 발광 소자는 상기 샤시의 노출홀을 통하여 상기 샤시의 내부에 노출된다.
본 발명에 따르면, 발광 소자가 부착되는 방열회로기판을 샤시의 외부면과 부착하고, 샤시의 측면에 발광 소자를 노출하는 홀을 형성함으로써 블랑켓 없이 샤시와 방열회로기판을 결합할 수 있어 베젤을 없앨 수 있다. 또한, 발광 소자가 샤시를 통과하면서 도광판에 빛을 조사하므로 발광 소자로부터 발생하는 열이 샤시 및 방열회로기판을 통해 직접 방출되어 방열성이 높아진다.
도 1은 종래의 블랑켓 일체형 방열회로기판 및 샤시 구조물의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 블랑켓 일체형 방열회로기판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시되어 있는 블랑켓 일체형 방열회로기판의 상면도이다.
도 4는 도 3의 방열회로기판의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 블랑켓 일체형 방열회로기판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛의 단면도이다.
도 6은 도 5의 방열회로기판의 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 블랑켓 일체형 방열회로기판으로서, 바텀 프레임에 직접 결합 가능한 방열회로기판을 제공한다.
이하에서는 도 2 내지 도 4를 참고하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열회로 기판을 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 블랑켓 일체형 방열회로기판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛의 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시되어 있는 블랑켓 일체형 방열회로기판의 상면도이며, 도 4는 도 3의 방열회로기판의 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 백라이트 유닛은 블랑켓 일체형 방열회로기판, 도광판(180), 샤시(110)를 포함한다.
샤시(110)는 액정표시장치 등의 백라이트 유닛을 포함하는 표시 장치의 바텀 샤시(110)일 수 있으며, 내부에 도광판(180) 및 표시 패널 등을 수용할 수 있는 면적을 가지는 바닥면(110a)을 포함한다.
또한, 상기 샤시(110)는 상기 바닥면(110a)으로부터 절곡되어 상기 방열회로기판(130)과 결합되는 측면(110b)을 포함한다.
상기 샤시(110)의 측면(110b)에는 상기 방열회로기판(130)에 실장되는 발광 소자(170)를 노출하는 노출홀(115)을 포함한다.
상기 노출홀(115)은 각각의 상기 발광 소자(170)를 노출하도록 서로 분리되어 있는 복수의 노출홀(115)로 형성될 수 있다.
또한, 상기 노출홀(115)은 이와 달리 복수의 상기 발광 소자(170)를 동시에 노출하는 바 타입(bar type)일 수 있다.
상기 샤시(110)는 열전도율이 높은 금속으로 형성될 수 있으며, 구리 또는 알루미늄 등을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다.
상기 도광판(180)은 상기 발광 소자(170)로부터 제공된 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(180)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 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, 150b) 또는 회로 패턴(150c)가 형성되어 있다.
이때, 상기 패드(150a, 150b)는 상부에 실장되는 발광 소자(170)의 전극 패드(150a) 및 복수의 전극 패드(150a)와 회로 패턴(150c)를 통해 전기적으로 연결되어 외부 전원을 전달하는 커넥터 패드(150b)일 수 있으며, 상기 패드(150a, 150b)는 솔더 레지스트(160)에 의해 노출되어 있을 수 있다.
이때, 상기 전극 패드(150a) 위에는 복수의 발광 소자(170), 예를 들어 발광 다이오드가 장착되는 소자 영역(170x)이 정의되어 있다.
도 2와 같이 상기 발광 소자(170)가 상기 샤시의 노출홀(115)에 의해 돌출되어 상기 샤시(110)의 내부로 돌출되도록 배치된다.
이때, 상기 샤시(110) 측면(110b)의 외부면과 상기 방열회로기판(130)의 상면 사이에 접착재(도시하지 않음)가 형성될 수 있으며, 이와 달리 상기 솔더 레지스트(160)가 접착성을 가지는 것으로 형성될 수 있다.
상기 접착재는 열전도성이 높고 접착성이 뛰어난 써멀그리스(thermal grease) 또는 써멀 컴파운드(thermal compound) 등의 열전달물질(Thermal interface material:TIM)을 사용한다.
상기 접착재는 테이프 형태(tape type)를 가짐으로써 결합을 용이하게 할 수 있다.
따라서, 상기 방열회로기판(130)과 상기 샤시(110) 측면(110b)을 가압 가열함으로써 상기 발광 소자(170)가 상기 샤시(110)의 노출홀(115)에 돌출되며 상기 방열회로기판(130)이 상기 샤시(110)에 고정될 수 있다.
이와 같이, 별도의 블랑켓 없이 방열회로기판(130)을 형성하면서, 상기 방열회로기판(130)을 샤시(110) 측면(110b)의 외부에 배치하고, 샤시(110)의 홀(115)과 발광 소자(170)를 결합하며, 샤시(110)와 방열회로기판(130) 사이 공간에 접착층을 열전달 물질로 형성함으로써 에어갭이 형성되지 않고, 샤시(110)에 열을 직접 전달함으로써 방열성이 향상된다. 또한, 샤시(110)의 외부에서 내부로 발광 소자(170)가 삽입되어 베젤의 두께가 줄어들어 표시 영역이 확장될 수 있다.
또한, 블랑켓이 차지하는 면적이 제거되어 백라이트 유닛의 면광원으로 동작하는 면적이 넓어진다.
도 5 및 도 6은 는 본 발명의 제2 실시예에 따른 블랑켓 일체형 방열회로기판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛의 단면도이다.
도 5에 도시되어 있는 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛은 도 2와 같은 블랑켓 일체형 방열회로기판(130), 도광판(180) 및 샤시(110)를 포함한다.
이때, 도 5의 방열회로기판(130)은 도 6과 같이 지지기판(131), 절연층(140) 및 솔더 레지스트(160)를 포함한다. 상기 지지기판(130)은 상기 발광 소자(170)가 실장되는 영역에 복수의 돌기(132)를 포함한다.
상기 돌기(132)는 각각의 발광 소자(170)에 대응되도록 돌출될 수 있고, 복수의 발광 소자(170)를 동시에 실장하도록 바 타입으로 돌출될 수 있다.
상기 샤시(110)의 측면에 상기 돌기(132)를 노출하는 노출홀(115)이 형성되어 있다.
상기 돌기(132)의 높이(h)는 상기 샤시(110)의 두께, 즉 상기 노출홀(115)의 깊이와 동일하거나 더 클 수 있다.
따라서, 상기 노출홀(115)에 의해 상기 돌기(132)의 상면이 상기 샤시(110)의 측면(110b)의 안쪽면에 노출된다.
상기 샤시(110) 측면(110b)의 안쪽면에 노출된 상기 돌기(132) 위에 상기 복수의 발광 소자(170)가 부착될 수 있다.
이와 같이, 상기 돌기(132)가 포함되는 방열회로기판(130)을 적용하는 경우, 발광 소자(170)로부터의 발생 열을 상기 지지기판의 배면으로 직접 전달할 수 있어 방열성이 향상된다.
또한, 돌기(132)와 노출홀(115)의 결합으로 상기 방열회로기판(130)과 상기 샤시(110)를 결합함으로써 상기 결합에 의한 발광 소자(170)의 충격을 줄임으로 상기 발광 소자(170)의 신뢰성이 향상된다.
이상과 같이 다양한 실시예에 의하여 블랑켓 없이 상기 방열회로기판을 상기 샤시에 직접 접착함으로써 방열성을 확보하면서도 발광 면적을 차지하지 않는 백라이트 유닛이 가능하다.
이러한 백라이트 유닛이 표시 장치에 사용되는 경우, 상기 도광판 위에 표시패널, 예컨대, LCD 패널로서, 서로 대향되는 투명한 재질의 제 1 및 제 2기판, 그리고 제 1 및 제 2기판 사이에 개재된 액정층을 포함할 수 있다. 상기 표시 패널의 적어도 일면에는 편광판이 부착될 수 있으며, 이러한 편광판의 부착 구조로 한정하지는 않는다. 상기 표시 패널은 상기 백라이트 유닛으로부터 제공된 광을 투과 또는 차단시켜 정보를 표시하게 된다.
이러한 표시 장치는 각 종 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, 텔레비전과 같은 영상 표시 장치에 적용될 수 있다.
이때, 광학 시트는 상기 표시 패널과 상기 도광판(180) 사이에 배치되며, 적어도 한 장 이상의 투광성 시트를 포함할 수 있다.
이상에서는 상기 방열회로기판과 상기 샤시가 접착층에 의해 결합하는 것으로 도시하였으나, 이와 달리 별도의 결합 부재에 의해 결합도 가능하며, 상기 결합 방식은 공지의 다양한 방식을 결합할 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.
백라이트 유닛 100
방열회로기판 130
샤시 110
발광 소자 170
도광판 180

Claims (17)

  1. 바닥면 및 상기 바닥면으로부터 절곡되는 측면을 포함하며, 상기 측면에 노출홀이 형성되어 있는 샤시,
    복수의 발광 소자 및 상기 발광 소자를 지지하는 방열회로기판을 포함하는 발광 모듈을 포함하며,
    상기 복수의 발광 소자는 상기 샤시의 노출홀을 통하여 상기 샤시의 내부에 노출되고,
    상기 방열회로기판은
    복수의 상기 발광 소자를 실장하는 돌기를 포함하는 지지 기판,
    상기 지지 기판 위에 형성되어 있는 절연층,
    상기 절연층 위에 형성되어 있는 회로 패턴 또는 패드, 그리고
    상기 패드를 노출하는 솔더 레지스트를 포함하며,
    상기 돌기가 상기 노출홀을 관통하며,
    상기 돌기의 폭이 상기 발광 소자의 폭보다 작은 샤시 구조물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 샤시 측면의 바깥면과 상기 솔더 레지스트가 접착하는 샤시 구조물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 샤시 측면의 바깥면과 상기 솔더 레지스트 사이에 접착층이 형성되며, 상기 접착층은 열전달물질(Thermal interface material:TIM)인 샤시 구조물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 노출홀은 각각의 상기 발광 소자를 개별적으로 노출하도록 서로 분리되어 있는 샤시 구조물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 노출홀은 복수의 상기 발광 소자를 동시에 노출하도록 바 타입으로 형성되는 샤시 구조물.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 노출홀에 상기 돌기가 돌출되도록 결합되는 샤시 구조물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 돌기의 높이는 상기 노출홀의 깊이와 같거나 큰 샤시 구조물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자는 발광 다이오드인 샤시 구조물.
  11. 바닥면 및 상기 바닥면으로부터 절곡되는 측면이 수용부를 이루며, 상기 측면에 노출홀이 형성되어 있는 샤시,
    상기 수용부에 배치되는 도광판, 그리고
    복수의 발광 소자 및 상기 발광 소자를 지지하는 방열회로기판을 포함하며, 상기 도광판의 측면으로 빛을 조사하는 발광 모듈을 포함하며,
    상기 복수의 발광 소자는 상기 샤시의 노출홀을 통하여 상기 샤시의 내부에 노출되고,
    상기 방열회로기판은
    복수의 상기 발광 소자를 실장하는 돌기를 포함하는 지지 기판,
    상기 지지 기판 위에 형성되어 있는 절연층,
    상기 절연층 위에 형성되어 있는 회로 패턴 또는 패드, 그리고
    상기 패드를 노출하는 솔더 레지스트를 포함하며,
    상기 돌기가 상기 노출홀을 관통하며,
    상기 돌기의 폭이 상기 발광 소자의 폭보다 작은 백라이트 유닛.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서,
    상기 샤시 측면의 바깥면과 상기 솔더 레지스트가 접착하는 백라이트 유닛.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 노출홀은 각각의 상기 발광 소자를 개별적으로 노출하도록 서로 분리되어 있는 백라이트 유닛.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 노출홀은 복수의 상기 발광 소자를 동시에 노출하도록 바 타입으로 형성되는 백라이트 유닛.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 노출홀에 상기 돌기가 돌출되도록 결합되는 백라이트 유닛.
  17. 제11항, 제 13항 내지 제16항 중 한 항의 백라이트 유닛, 그리고
    상기 백라이트 유닛으로부터 빛을 받아 영상을 표시하는 표시 패널을 포함하는 표시 장치.
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