KR20060126074A - 방열 구조를 개선한 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한표시 장치 - Google Patents

방열 구조를 개선한 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한표시 장치 Download PDF

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KR20060126074A
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Abstract

본 발명은 방열 구조를 개선한 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 백라이트 어셈블리는, 광을 출사하는 광원 유닛, 및 광원 유닛을 수납하는 고정 부재를 포함한다. 광원 유닛은, 광을 출사하는 광원과, 광원을 실장하는 인쇄회로기판을 포함하며, 열전도 부재가 인쇄회로기판을 관통하여 광원의 하부에 형성된다.
광원 유닛, 방열, 열전도 부재, 열전도 시트

Description

방열 구조를 개선한 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 표시 장치 {BACKLIGHT ASSEMBLY PROVIDED WITH AN IMPROVED STRUCTURE FOR DISCHARGING HEAT AND DISPLAY DEVICE PROVIDED WITH THE SAME}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 백라이트 어셈블리의 결합 사시도이다.
도 3a는 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 자른 단면도이다.
도 3b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 내부 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 구비한 표시 장치의 사시도이다.
도 5는 도 4의 표시 장치에 구비된 패널 유닛의 구동 블록도이다.
도 6은 패널 유닛의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
본 발명은 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방열 구조를 개선한 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 표시 장치에 관한 것이다.
근래 들어오면서 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 하여, 소형 및 경량화되면서 성능이 향상된 표시 장치의 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다.
이러한 표시 장치로는, 액정표시장치(liquid crystal display, LCD), 플라스마 표시장치(plasma display device, PDP), 및 유기발광표시장치(organic light emitting display, OLED) 등을 그 예로 들 수 있다.
이러한 표시 장치의 경우, 부피가 크지 않고 무게도 가벼울 뿐만 아니라 비교적 선명한 표시 화면을 구현하므로, 기존의 음극선관(cathode ray tube, CRT)을 점차적으로 대체하면서, TV, 모니터 및 휴대폰 등의 모든 표시 장치에 사용되고 있다.
액정표시장치는 스스로 발광하지 못하는 수광형 소자로서, 화면을 표시하는 액정표시패널과 여기에 광을 공급하는 백라이트 어셈블리(backlight assembly)로 크게 나누어진다. 백라이트 어셈블리는 광을 출사하는 광원을 포함한다. 광원으로는 CCFL(cold cathode flourescent lamp, 냉음극 형광램프) 또는 EEFL(external electrode flourescent lamp, 외부전극 형광램프) 등이 사용된다. 최근에는 램프 대신에 발광 다이오드(light emitting diode, LED)를 사용한다.
그러나 발광 다이오드는 방열로 인하여 그 동작 특성이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 발광 다이오드로 인한 액정의 열화로 액정표시장치의 표시 품질이 저하될 뿐만 아니라 각종 부품이 오작동된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 발광 다이오드가 고정된 바텀 섀시 (bottom chassis)의 외면에 히트 파이프(heat pipe) 또는 히트 싱크(heat sink) 등을 부착하여 내부에서 발생된 열을 외부로 빼낸다. 그러나 히트 파이프 또는 히트 싱크의 부착에 따라 액정표시장치의 무게가 증가할 뿐만 아니라 제조 비용이 상승하는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 방열 문제를 근본적으로 개선한 백라이트 어셈블리를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 전술한 백라이트 어셈블리를 구비한 표시 장치를 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 백라이트 어셈블리는, 광을 출사하는 광원 유닛, 및 광원 유닛을 수납하는 고정 부재를 포함한다. 광원 유닛은, 광을 출사하는 광원과, 광원을 실장하는 인쇄회로기판을 포함하며, 열전도 부재가 인쇄회로기판을 관통하여 광원의 하부에 형성된다.
인쇄회로기판의 두께 방향에 대한 열전도 부재의 열전도율은 인쇄회로기판의 면 방향에 대한 열전도 부재의 열전도율보다 큰 것이 바람직하다.
인쇄회로기판의 두께 방향에 대한 열전도 부재의 열전도율과 인쇄회로기판의 면 방향에 대한 열전도 부재의 열전도율 차는 100W/mK 이상인 것이 바람직하다.
인쇄회로기판의 두께 방향에 대한 열전도 부재의 열전도율은 150W/mK 이상일 수 있다.
인쇄회로기판의 면 방향에 대한 열전도 부재의 열전도율은 10W/mK 이하일 수 있다.
열전도 부재는 카본 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 백라이트 어셈블리는 광원 유닛과 고정 부재의 사이에 밀착된 열전도 시트를 더 포함할 수 있다.
열전도 부재는 열전도 시트와 연결되고, 인쇄회로기판의 면 방향에 대한 열전도 시트의 열전도율은 인쇄회로기판의 두께 방향에 대한 열전도 시트의 열전도율보다 100W/mK 이상 큰 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 백라이트 어셈블리는 고정 부재를 사이에 두고 광원 유닛의 반대편에 위치하는 열전도 시트를 더 포함하며, 열전도 시트는 고정 부재에 밀착될 수 있다.
광원은 발광 다이오드(light emitting diode, LED)일 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치는, 화상을 표시하는 패널 유닛(panel unit), 패널 유닛에 광을 공급하는 광원 유닛, 및 광원 유닛을 수납하는 고정 부재를 포함한다. 광원 유닛은, 광을 출사하는 광원과, 광원을 실장하는 인쇄회로기판을 포함하며, 열전도 부재가 인쇄회로기판을 관통하여 광원의 직하부에 형성된다.
인쇄회로기판의 두께 방향에 대한 열전도 부재의 열전도율은 인쇄회로기판의 면 방향에 대한 열전도 부재의 열전도율보다 100W/mK 이상 큰 것이 바람직하다.
열전도 부재는 카본 소재로 이루어질 수 있다.
열전도 부재는 열전도 시트와 연결되고, 인쇄회로기판의 면 방향에 대한 열 전도 시트의 열전도율은 인쇄회로기판의 두께 방향에 대한 열전도 시트의 열전도율보다 100W/mK 이상 큰 것이 바람직하다.
패널 유닛은 액정표시패널일 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 이러한 본 발명의 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 어셈블리(60)를 분해하여 나타낸다. 도 1에 도시한 백라이트 어셈블리(60)는 LCD TV 등의 대형 표시 장치에 주로 사용하는 직하형 백라이트 어셈블리를 나타낸다. 도 1에 도시한 백라이트 어셈블리(60)의 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 다른 구조의 백라이트 어셈블리에도 본 발명을 적용할 수 있다.
백라이트 어셈블리(60)는 광학 시트(62), 확산판(64), 다수의 광원 유닛(66), 및 열전도 시트(67) 등이 결합하여 이루어진다. 백라이트 어셈블리(60)는 이들을 고정하기 위하여 프레임 부재(61) 및 고정 부재(66)를 더 포함한다. 프레임 부재(61) 및 고정 부재(66)로 백라이트 어셈블리(60)의 부품들을 고정한다.
광원 유닛(65)은 광을 출사하는 광원(651)과 이를 실장하는 인쇄회로기판(653)을 포함한다. 인쇄회로기판(653)으로는 알루미늄을 사용한 MCPCB(metal core printed circuit board)를 사용할 수 있다. 다수의 광원 유닛(65)이 고정 부재(66)에 수납된다. 다수의 광원 유닛(65)은 X축 방향으로 배열된다. 도 1에는 도 시하지 않았지만, 광원 유닛(65)은 상호 배선으로 연결되어 전력을 공급받는다. 배선 연결에 관한 내용은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로 그 자세한 설명을 생략한다. 광원 유닛(65)으로부터 배선을 인출하여 고정 부재(66)의 하부에 설치된 인버터(inverter)(미도시)와 연결한다. 인버터는 외부 전력을 변환한 구동 전압을 광원 유닛(65)에 인가한다.
도 1에는 광원(651)으로서 발광 다이오드를 실장한 광원 유닛(65)을 도시한다. 발광 다이오드는 적색, 녹색 및 청색의 발광 다이오드를 혼합하여 사용할 수 있다. 이러한 광원의 형태는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 다른 형태의 광원을 사용할 수도 있다.
광원 유닛(65)으로부터 출사된 광은 확산판(64)을 통과하면서 균일하게 확산된다. 광원 유닛(65)에 의한 휘선 발생을 방지하기 위하여 광원 유닛(65)과 확산판(64) 사이를 소정 거리로 이격시킨다. 확산판(64)을 통과하면서 확산된 광은 다수의 광학 시트(62)를 통과하면서 그 휘도가 향상된다. 광학 시트(62)에는 프리즘 시트가 포함되어 있으므로, 광의 직진성을 향상시킬 수 있다. 균일도와 고휘도를 확보한 광이 백라이트 어셈블리(60)의 상부 방향(Z축 방향)으로 공급된다.
도 1의 확대원에는 광원(651)을 확대하여 나타낸다. 도 1의 확대원에 나타낸 바와 같이, 광원(651)에 구비된 리드 프레임(lead frame)(6511)은 인쇄회로기판(653)상에 형성된 배선 패턴(6531)과 연결되어 외부로부터 구동 전력을 공급받는다.
광원(651)의 하부에는 열전도 부재(655)가 형성되어 있다. 열전도 부재 (655)는 인쇄회로기판(653)을 관통하여 형성된다. 광원(651)으로부터 발생된 열은 열전도 부재(655)를 통하여 하부로 직접 전도되므로, 광원(651)에서 발생되는 열을 외부로 쉽게 빼낼 수 있다. 도 1에는 열전도 부재(655)가 원형으로 도시되어 있지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 열전도 부재(655)를 다른 형태로 변형할 수 있다.
한편, 광원 유닛(65)과 고정 부재(66)의 사이에는 열전도 시트(67)가 밀착되어 있다. 따라서 열전도 부재(655)를 통하여 전도된 열을 열전도 시트(67)를 통하여 외부로 좀더 효율적으로 빼낼 수 있다.
도 2는 도 1에 도시한 백라이트 어셈블리(60)를 결합하여 나타낸다. 백라이트 어셈블리(60)의 내부에 수납된 광원 유닛은 열전도 부재(655)(도 1에 도시, 이하 동일)를 통하여 열을 외부로 쉽게 방출한다. 열전도 부재는 카본 소재로 이루어져 있다. 흑연 등의 카본 분말을 프레싱하여 열전도 부재를 제조한다. 열전도 부재는 충진제나 바인더는 포함하지 않을 수 있다. 카본 소재의 열전도 부재는 2차원상에서는 열을 고르게 분포시켜서 방출한다. 또한, 3차원상에서는 접촉 온도를 감소시키면서 열점(hot spot)을 제거한다. 열전도 부재의 구체적인 제조 방법은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로 그 자세한 설명을 생략한다.
도 3a는 도 2에 도시한 A 부분을 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 자른 단면을 확대하여 나타낸다. 도 3a에 도시한 화살표는 열의 흐름 방향을 나타낸다. 도 3a에서 Dw는 인쇄 회로기판(653)의 두께 방향을 의미하고, Dp는 인쇄회로기판(653)의 면 방향을 의미한다. 양 방향은 상호 수직으로 교차한다.
광원(651)의 하부에 위치하는 열전도 부재(655)는 광원(651)으로부터 발생한 열을 주로 인쇄회로기판(653)의 두께 방향(Dw)으로 전도시킨다. 즉, 인쇄회로기판(653)의 두께 방향(Dw)에 대한 열전도 부재(655)의 열전도율은 인쇄회로기판(653)의 면 방향(Dp)에 대한 열전도 부재(655)의 열전도율보다 크다. 따라서 광원(651)에서 발생된 열은 열전도 부재(655)를 통하여 좌우 방향보다는 상하 방향으로 잘 전도된다. 따라서 열을 외부로 쉽게 방출될 수 있다.
여기서, 인쇄회로기판(653)의 두께 방향(Dw)에 대한 열전도 부재(655)의 열전도율과 인쇄회로기판(653)의 면 방향(Dp)에 대한 열전도 부재(655)의 열전도율 차는 100W/mK 이상인 것이 바람직하다. 열전도율 차가 100W/mK 미만이면 좌우 방향 및 상하 방향의 열전도율 차가 크지 않아서 방열이 효율적으로 이루어지지 않는다. 전술한 바와 같은 열전도율 차를 가지는 열전도 부재(655)를 이용하여 외부로 열을 쉽게 방출할 수 있다.
인쇄회로기판(653)의 두께 방향(Dw)에 대한 열전도 부재(655)의 열전도율은 150W/mK 이상인 것이 바람직하다. 열전도율이 150W/mK 이상이 되어야 광원(651)에서 발생되는 열을 빠르게 전도시켜 외부로 방출할 수 있다. 열전도율이 150W/mK 미만이면 광원(651)에서 발생하는 열을 외부로 쉽게 방출할 수 없다. 열전도율이 최대 420W/mK인 열전도 부재(655)를 제조할 수도 있다.
한편, 인쇄회로기판(653)의 면 방향(Dp)에 대한 열전도 부재(655)의 열전도율은 10W/mK 이하인 것이 바람직하다. 인쇄회로기판(653)의 면 방향(Dp)에 대한 열전도율이 10W/mK를 넘으면, 인쇄회로기판(653)의 두께 방향(Dw)에 대한 열전도율과의 차가 줄어들어 열이 넓게 퍼지게 된다. 따라서 상하 방향으로의 효율적인 방열이 어렵다.
열전도 부재(655)의 하부에는 열전도 시트(67)가 위치하여 열전도 부재(655)와 연결된다. 열전도 시트(67)와 열전도 부재(655)는 접착제 등을 이용하여 부착할 수 있다. 열전도 시트(67)는 열전도 부재(655)와 동일한 소재로 형성할 수 있다. 열전도 시트(67)는 카본 소재로 이루어질 수 있다.
한편, 열전도 시트(67)의 열전도 방향은 열전도 부재(655)의 열전도 방향과 다르다. 열전도 시트(67)가 고정 부재(66)와의 접촉 면적이 넓은 점을 감안하여, 열전도 시트(67)를 통해 열을 인쇄회로기판(67)의 면 방향(Dp)으로 분포시키는 것이 바람직하다. 즉, 열을 인쇄회로기판(67)의 면 방향(Dp)으로 분포시키면, 열이 열전도 시트(67)에 고르게 퍼져서 고정 부재(66)를 통하여 외부로 쉽게 방출될 수 있다.
이러한 점을 감안할 때, 인쇄회로기판(653)의 면 방향(Dp)에 대한 열전도 시트(67)의 열전도율은 인쇄회로기판(653)의 두께 방향(Dw)에 대한 열전도 시트(67)의 열전도율보다 100W/mK 이상 큰 것이 바람직하다. 열전도율의 차가 100W/mK 미만이면 편차가 크지 않아 방열이 효율적으로 이루어지지 않는다. 열전도 시트(67)는 화살표로 나타낸 바와 같이, 상하 방향보다는 좌우 방향으로 열을 쉽게 전도시킨다. 이와 같이 전도된 열은 고정 부재(66)를 통하여 외부로 쉽게 방출될 수 있다.
도 3b에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트 어셈블리(70)의 내부 단면을 나타낸다. 도 3b에 도시한 단면 구조는 도 3a에 도시한 단면 구조에 대응하며 이와 유사하다. 따라서 도 3b에 도시한 부품과 동일한 부품에는 동일한 도면 부호를 사용하여 나타내며, 그 자세한 설명을 생략한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트 어셈블리(70)에서는 열전도 시트(67)를 고정 부재(66)의 하부에 부착한다. 즉, 고정 부재(66)를 사이에 두고, 광원 유닛(65)의 반대편에 열전도 시트(67)가 위치한다. 열전도 시트(67)는 고정 부재(66)에 밀착된다. 이와는 달리, 본 발명의 제1 실시예 및 본 발명의 제2 실시예를 혼합하여 고정 부재(66)의 양면에 열전도 시트(67)를 부착할 수도 있다.
화살표로 도시한 바와 같이, 열전도 부재(655)를 통하여 하부 방향으로 전도된 열은 열전도 부재(655)의 하부를 중심으로 고정 부재(66)에 퍼지게 된다. 이와 같이 퍼진 열은 다시 고정 부재(66)의 하부에 위치하는 열전도 시트(67)를 통하여 고르게 퍼지면서 외부로 방출된다. 따라서 광원(651)에서 발생된 열을 외부로 쉽게 방출할 수 있으므로, 열에 의한 광원(651)의 동작 특성 저하를 방지할 수 있다.
본 발명에서는 두께가 얇은 열전도 시트를 이용하므로 효율적인 방열이 가능하다. 방열에 많이 사용되는 히트 싱크 및 히트 파이프를 열전도 시트로 대체하여 백라이트 어셈블리의 부피를 최소화하면서 무게도 크게 줄일 수 있다.
도 4에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 어셈블리(60)를 구비한 표시 장치(100)를 나타낸다. 도 4에는 도 1에 도시한 백라이트 어셈블리(60)를 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 사용할 수도 있다.
패널 유닛(50)으로는 액정표시패널을 사용할 수 있다. 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
표시 장치(100)는 패널 유닛(50)과 백라이트 어셈블리(60)를 포함한다. 또다른 프레임 부재(68)를 이용하여 패널 유닛(50)을 백라이트 어셈블리(60)상에 안정적으로 고정한다. 패널 유닛 어셈블리(40)는 패널 유닛(50), 구동 IC 패키지(driver integrated circuit package, driver IC package)(43, 44) 및 인쇄회로기판(41, 42)을 포함한다. 구동 IC 패키지로는 COF(chip on film, 칩 온 필름) 또는 TCP(tape carrier package, 테이프 캐리어 패키지) 등을 사용할 수 있다. 인쇄회로기판(41, 42)은 또다른 프레임 부재(68)의 측면에 수납할 수 있다.
패널 유닛(50)은 다수의 TFT(thin film transistor, 박막 트랜지스터)로 이루어진 TFT 패널(51)과 TFT 패널(51) 상부에 위치하는 컬러필터패널(53) 및 이들 패널 사이에 주입되는 액정(미도시)을 포함한다. 컬러필터패널(53)의 상부와 TFT 패널(51)의 하부에는 편광판을 부착하여 패널 유닛(50)을 통과하는 광을 편광시킨다.
TFT 패널(51)은 매트릭스상의 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 투명한 유리 기판이며, 소스 단자에는 데이터 라인이 연결되고, 게이트 단자에는 게이트 라인이 연결되어 있다. 그리고 드레인 단자에는 도전성 재질로서 투명한 ITO(indium tin oxide, 인듐 틴 옥사이드)로 이루어진 화소 전극이 형성된다.
전술한 패널 유닛(50)의 게이트 라인 및 데이터 라인에 각각 인쇄회로기판(41, 42)으로부터 전기적인 신호를 입력하면 TFT의 게이트 단자와 소스 단자에 전기적인 신호가 입력되고, 이들 전기적인 신호의 입력에 따라 TFT는 턴 온 또는 턴 오프되어 화소 형성에 필요한 전기적인 신호가 드레인 단자로 출력된다.
한편, TFT 패널(51)에 대향하여 그 위에 컬러필터패널(53)이 배치되어 있다. 컬러필터패널(53)은 광이 통과하면서 소정의 색이 발현되는 색화소인 RGB 화소가 박막 공정에 의해 형성된 패널로서, 전면에 ITO로 이루어진 공통 전극이 도포되어 있다. TFT의 게이트 단자 및 소스 단자에 전원이 인가되어 박막 트랜지스터가 턴온되면, 화소 전극과 컬러필터패널의 공통 전극사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 TFT 패널(51)과 컬러필터패널(53) 사이에 주입된 액정의 배열각이 변화되고 변화된 배열각에 따라서 광투과도가 변경되어 원하는 화소를 얻게 된다.
패널 유닛(50)의 외부로부터 영상 신호를 입력받아 게이트 라인과 데이터 라인에 각각 구동 신호를 인가하는 인쇄회로기판(41, 42)은 패널 유닛(50)에 부착된 각각의 구동 IC 패키지(43, 44)와 접속한다. 표시 장치(100)를 구동하기 위하여, 게이트측 인쇄회로기판(41)은 게이트 구동 신호를 전송하고, 데이터측 인쇄회로기판(42)은 데이터 구동 신호를 전송한다. 즉, 게이트 구동 신호와 데이터 구동 신 호를 각각의 구동 IC 패키지(43, 44)를 통해 패널 유닛(50)의 게이트 라인 및 데이터 라인에 인가한다. 백라이트 어셈블리(60)의 배면에는 컨트롤 보드(control board)(미도시)를 설치한다. 컨트롤 보드는 데이터 인쇄회로기판(42)과 접속하여 아날로그 데이터 신호를 디지털 데이터 신호로 변환한 다음 패널 유닛(50)에 공급한다.
이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여 패널 유닛(50)의 동작 원리에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.
TFT 패널(51)은 다수의 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)을 포함하고, 컬러필터패널(53) 및 TFT 패널(51)은 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)를 포함한다.
표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 다수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게이트선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.
각 화소는 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(CLC) 및 유지 축전기(storage capacitor)(CST)를 포함한다. 유지 축전기(CST)는 필요에 따라 생략할 수 있다.
박막 트랜지스터 등 스위칭 소자(Q)는 TFT 패널(51)에 구비되어 있으며, 3단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 게이트선(G1-Gn) 및 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(CLC) 및 유지 축전기(CST)에 연결되어 있다.
액정 축전기(CLC)는 TFT 패널(51)의 화소 전극(190)과 컬러필터패널(53)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(190, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(190)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(270)은 컬러필터패널(53)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 이와는 달리, 공통 전극(270)이 TFT 패널(51)에 구비되는 경우도 있으며 이 때에는 두 전극(190, 270)중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.
액정 축전기(CLC)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(CST)는 TFT 패널(51)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(190)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(CST)는 화소 전극(190)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(미도시)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공 받는다. 신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 영상 신호(R, G, B)를 패널 유닛(50)(도 4에 도시)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 신호 제어부(600)는 이어 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)는 데이터 구동부(500)로 내보낸다.
게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 전압(Von)의 출력 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV), 게이트 온 전압(Von)의 출력 시기 및 출력 전압을 제어하는 적어도 하나의 클록 신호 등을 포함한다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(DAT)의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD), 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 극성(이하, 공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성을 줄여 데이터 전압의 극성이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다.
신호 제어부(600)는 이들 제어 신호(CONT1, CONT2) 이외에도 백라이트 어셈블리(60)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호나 클럭 신호 등을 백라이트 어셈블리(60)로 내보낼 수 있다.
데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소에 대한 영상 데이터(DAT)를 차례로 입력받아 시프트시키고, 계 조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 데이터(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 영상 데이터(DAT)를 해당 데이터 전압으로 변환한 후, 이를 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시키며, 이에 따라 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압이 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소에 인가된다.
화소에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(CLC)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리한다.
1 수평 주기(또는 1H)[수평 동기 신호(Hsync)의 한 주기]가 지나면 데이터 구동부(500)와 게이트 구동부(400)는 다음 행의 화소에 대하여 동일한 동작을 반복한다. 이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다. 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다(프레임 반전). 이 때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나 (행 반전, 도트 반전), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다(열 반전, 도트 반전).
전술한 구조의 표시 장치에서는 광원의 방열이 쉽게 이루어지므로, 액정의 열화를 방지할 수 있다. 따라서 좀더 선명한 화상을 구현할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 백라이트 어셈블리는 열전도 부재가 광원의 하부에 형성되므로, 광원 주변의 온도를 낮추어 열에 의한 광원의 특성 변화를 방지할 수 있다.
인쇄회로기판의 두께 방향에 대한 열전도 부재의 열전도율은 인쇄회로기판의 면 방향에 대한 열전도 부재의 열전도율보다 크므로, 하부에 위치한 고정 부재로 열을 효율적으로 전도시킬 수 있다.
광원 유닛과 고정 부재의 사이에는 열전도 시트가 밀착되어 있으므로, 열전도 부재로부터 전도된 열을 열전도 시트를 통하여 외부로 쉽게 방출할 수 있다.
인쇄회로기판의 면 방향에 대한 열전도 시트의 열전도율은 인쇄회로기판의 두께 방향에 대한 열전도 시트의 열전도율보다 100W/mK 이상 크므로, 열을 고정 부재를 통하여 넓게 분포시켜 외부로 쉽게 방출시킬 수 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

Claims (15)

  1. 광을 출사하는 광원 유닛, 및
    상기 광원 유닛을 수납하는 고정 부재
    를 포함하는 백라이트 어셈블리(backlight assembly)로서,
    상기 광원 유닛은, 광을 출사하는 광원과, 상기 광원을 실장하는 인쇄회로기판을 포함하며, 열전도 부재가 상기 인쇄회로기판을 관통하여 상기 광원의 하부에 형성된 백라이트 어셈블리.
  2. 제1항에서,
    상기 인쇄회로기판의 두께 방향에 대한 상기 열전도 부재의 열전도율은 상기 인쇄회로기판의 면 방향에 대한 상기 열전도 부재의 열전도율보다 큰 백라이트 어셈블리.
  3. 제2항에서,
    상기 인쇄회로기판의 두께 방향에 대한 상기 열전도 부재의 열전도율과 상기 인쇄회로기판의 면 방향에 대한 상기 열전도 부재의 열전도율 차는 100W/mK 이상인 백라이트 어셈블리.
  4. 제2항에서,
    상기 인쇄회로기판의 두께 방향에 대한 상기 열전도 부재의 열전도율은 150W/mK 이상인 백라이트 어셈블리.
  5. 제2항에서,
    상기 인쇄회로기판의 면 방향에 대한 상기 열전도 부재의 열전도율은 10W/mK 이하인 백라이트 어셈블리.
  6. 제1항에서,
    상기 열전도 부재는 카본 소재로 이루어진 백라이트 어셈블리.
  7. 제1항에서,
    상기 광원 유닛과 상기 고정 부재의 사이에 밀착된 열전도 시트를 더 포함하는 백라이트 어셈블리.
  8. 제7항에서,
    상기 열전도 부재는 상기 열전도 시트와 연결되고, 상기 인쇄회로기판의 면 방향에 대한 상기 열전도 시트의 열전도율은 상기 인쇄회로기판의 두께 방향에 대한 상기 열전도 시트의 열전도율보다 100W/mK 이상 큰 백라이트 어셈블리.
  9. 제1항에서,
    상기 고정 부재를 사이에 두고 상기 광원 유닛의 반대편에 위치하는 열전도 시트를 더 포함하며, 상기 열전도 시트는 상기 고정 부재에 밀착된 백라이트 어셈블리.
  10. 제1항에서,
    상기 광원은 발광 다이오드(light emitting diode, LED)인 백라이트 어셈블리.
  11. 화상을 표시하는 패널 유닛(panel unit),
    상기 패널 유닛에 광을 공급하는 광원 유닛, 및
    상기 광원 유닛을 수납하는 고정 부재
    를 포함하는 표시 장치로서,
    상기 광원 유닛은, 광을 출사하는 광원과, 상기 광원을 실장하는 인쇄회로기판을 포함하며, 열전도 부재가 상기 인쇄회로기판을 관통하여 상기 광원의 직하부에 형성된 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 인쇄회로기판의 두께 방향에 대한 상기 열전도 부재의 열전도율은 상기 인쇄회로기판의 면 방향에 대한 상기 열전도 부재의 열전도율보다 100W/mK 이상 큰 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 열전도 부재는 카본 소재로 이루어진 표시 장치.
  14. 제12항에서,
    상기 열전도 부재는 상기 열전도 시트와 연결되고, 상기 인쇄회로기판의 면 방향에 대한 상기 열전도 시트의 열전도율은 상기 인쇄회로기판의 두께 방향에 대한 상기 열전도 시트의 열전도율보다 100W/mK 이상 큰 표시 장치.
  15. 제12항에서,
    상기 패널 유닛은 액정표시패널인 표시 장치.
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