KR101689649B1 - 백라이트 모듈 - Google Patents

Abstract

여기에서는 LED들이 실장된 PCB와 그 PCB가 접합되는 몰드프레임 사이의 접합 면적을 늘리는 것에 의해, 방열 특성이 향상된 백라이트 모듈이 개시된다. 개시된 백라이트 모듈은, 주면을 갖는 몰드프레임과, LED들이 실장된 채 상기 몰드프레임에 접합되는 PCB를 포함한다. 상기 PCB는, 상기 몰드프레임에 접합될 때, 상기 주면과 마주해 위치하는 대응면을 갖되, 상기 주면과 상기 대응면은 서로에 정합되는 굴곡면들로 형성된다. 상기 주면과 상기 대응면 사이에는 열전달 물질이 개재되며, 상기 주면은 양각과 음각이 교대로 배치되는 톱니 형상을 갖고, 상기 대응면은 상기 양각에 끼워지는 음각과 상기 음각에 끼워지는 양각이 교대로 배치된 톱니 형상을 가질 수 있다.

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Description

백라이트 모듈{BACK LIGHT MODULE}

본 발명은 LED들이 실장된 PCB를 포함하는 백라이트 모듈에 관한 것으로서, 더 상세하게는, PCB와 그 PCB가 접합되는 몰드프레임 사이의 접합 면적을 넓히는 것에 의해, 방열 특성을 개선한 백라이트 모듈에 관한 것이다.

이동통신 단말기, 디지털 카메라, 랩톱 또는 데스크톱 컴퓨터의 모니터, TV 등 여러 가지 전자기기에는 영상을 표시하기 위한 디스플레이 장치가 구비된다. 디스플레이 장치로는 다양한 종류가 사용될 수 있으나, 전자기기의 특성상 평판 형상을 갖는 디스플레이 장치가 주로 사용된다. 특히 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 영상을 표시하는 LCD가 널리 알려져 있다. LCD는 다른 디스플레이 장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 구동전압 및 낮은 소비전력을 갖는 장점을 갖는다.

LCD와 같은 디스플레이 장치는 실질적으로 영상을 표시하는 LCD 패널이 자체적으로 발광할 수 없는 비발광성 소자이므로, LCD 패널에 광을 공급하기 위한 백라이트 모듈(back light unit)을 필요로 한다. 이전에는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL)를 광원으로 하는 백라이트 모듈이 많이 이용되었지만, 최근 들어서는, 친환경적이고, 응답속도가 빠르며, 저전압 특성을 가지며, 콤팩트한 구조를 갖는 LED를 광원으로 하는 백라이트 모듈의 이용이 늘고 있다.

LED는 고출력의 특성을 갖는데 반해 발열량이 높다는 문제점 또한 안고 있다. 근래, 대형 디스플레이 장치에도 LED를 이용하는 백라이트 모듈이 적용됨에 따라, 높은 발열량에 대처해 방열 특성을 향상시키기 위한 연구가 당업계에 있어왔다. 아직까지는 LED의 패키지 구조 내에 히트싱크를 적용하는 등 LED 패키지 구조의 개선에 대한 연구가 많았으며, 이에 있어서는 상당한 기술적 진보 또한 있어 왔다. 그러나, LED의 패키지 구조 자체만의 개선을 통해 방열 특성을 향상시키는 데에는 한계가 있다.

이에 대하여, LED의 패키지 구조 외의 다른 부분, 즉, PCB 또는 몰드프레임의 형상/구조를 변화시켜 백라이트 모듈의 방열 특성을 개선할 필요성이 당해 기술분야에 존재한다.

또한, 종래의 백라이트 모듈은, 도광판 등 광학부품을 지지하는 몰드프레임을 포함한다. 이러한 몰드프레임은 Al 등 금속 재질로 만들어진다. LED들이 실장된 PCB는 몰드프레임에 나사 체결에 의해 고정되는 것이 일반적이다. 그러나, 이러한 고정 방식은 비경제적이고 작업성이 떨어지는 문제점이 있다.

한편, 몰드프레임의 주면(primary surface)에 PCB의 대응면이 면한 채, 몰드프레임과 PCB가 접합되는데, 몰드프레임의 주면과 PCB의 대응면은 모두 평평한 면으로 되어 있다. 따라서, PCB와 몰드프레임 사이의 접촉 영역은 LED들로부터 발생 한 열이 PCB를 거쳐 몰드프레임으로 전해지는 주요 경로임에도 불구하고, 이 영역을 방열 경로로서 넓게 이용하지 못하여 왔다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 하나의 과제는, LED들이 실장된 PCB와 그 PCB가 접합되는 몰드프레임 사이의 접합 면적을 늘리는 것에 의해, 백라이트 모듈의 방열 특성을 향상시키는데에 있다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, LED들이 실장된 PCB와 그 PCB가 접합되는 몰드프레임 사이의 접촉면적을 늘리는 것에 의해, 백라이트 모듈의 방열 특성을 향상시키는 한편, 그 PCB와 몰드프레임을 신뢰성 있게 그리고 경제적으로 접합시키는 기술을 제공하는데에 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 백라이트 모듈은, 주면을 갖는 몰드프레임과, LED들이 실장된 채 상기 몰드프레임에 접합되는 PCB를 포함한다. 상기 PCB는, 상기 몰드프레임에 접합될 때, 상기 주면과 마주해 위치하는 대응면을 갖는다. 상기 주면과 상기 대응면은 서로에 정합되는 굴곡면들로 형성되어, PCB와 몰드프레임 사이의 열전달 면적인, 접합 면적을 증가시키며, 이에 의해, 백라이트 모듈의 방열 특성을 향상시킬 수 있다.

바람직하게는, 상기 주면과 상기 대응면 사이에는 열전달 물질이 개재된다. 상기 열전달 물질은, 열전도성의 접착 시트, 접착 페이스트 또는 그리스(grease)인 것이 바라직하다.

바람직하게는, 상기 주면은 양각과 음각이 교대로 배치되는 톱니 형상을 갖 고, 상기 대응면은 상기 양각에 끼워지는 음각과 상기 음각에 끼워지는 양각이 교대로 배치된 톱니 형상을 갖는다. 이때, 상기 양각과 상기 음각은, 상기 주면과 상기 대응면 각각에서 서로 마주한 채, 서로 맞물려 고정되는 형태를 갖는 것이 바람직하다. 상기 양각과 음각은 상부 폭이 하부 폭보다 크게 정해져서, 양각이 음각에 대해 끼워지는 상하방향으로만 움직임을 허용하고, 나머지 방향으로는 양각이 음각 내에서 움직임이 규제되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 몰드프레임의 주면과 그에 접합되는 PCB의 대응면을 서로 정합되는(matched) 굴곡면으로 형성함으로써, PCB와 몰드프레임이 접하는 면적, 즉 방열 면적을 늘리고, 이에 의해, 백라이트 모듈의 방열 특성을 크게 개선할 수 있다. 또한, 상기 몰드프레임의 주면과 상기 PCB의 대응면을 음각과 양각이 교대로 형성된 구조로 하고, 그 주면과 대응면의 양각과 음각이 서로 맞물려 고정되게 함으로써, 나사 체결을 이용하지 않는 간단한 접착 방식으로도 신뢰성 있는 PCB와 몰드프레임 사이의 접합이 가능하다. 몰드프레임은 전체 또는 PCB와 접하는 일부면을 금속 재질로 할 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 모듈을 전반적으로 설명하기 위한 단면도이고, 도 2의 (a) 및 (b)는 도 1에 도시된 백라이트 모듈의 주요 구성요소들을 설명하기 위한 도면들로서, 도 2의 (a)는 몰드프레임(20)의 주요 부분을 보여주는 평면도이고, 도 2의 (b)는 LED(30)들이 실장된 PCB(40) 일부를 보여주는 평면도이다. 또한, 도 3은 LED들이 실장된 PCB가 몰드프레임에 접합된 상태를 보여주는 평면도이다. 도 2의 (a) 및 (b) 그리고, 도 3에서 중요 부분은 이해의 편의를 위해 해치로 나타내었다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 백라이트 모듈(1)은, 에지형 구조를 갖는 것으로서, 도광판(10), 몰드프레임(20), LED(30) 및 PCB(40) 등을 포함한다. 도광판(10)은 디스플레이 패널(도시하지 않음)의 하측에 배치되며, LED(30)로부터 입사된 광을 디스플레이 패널을 향해 안내한다. 도시하지는 않았지만, 상기 도광판(10)과 디스플레이 패널 사이에는 1종 이상의 광학시트가 배치될 수 있다. 상기 몰드프레임(20)은 하부(201)에서 도광판(10) 및 광학시트(미도시함) 등을 지지하는 한편, 하부로부터 상측으로 수직 돌출된 측부(202)에는 바(bar)형의 PCB(40)가 접합된다. 상기 PCB(40)에는 상기 도광판(10)에 광을 입사하는 복수의 LED(30)들이 실장된다.

도 2의 (a)를 참조하면, PCB가 결합되는 몰드프레임(20)의 주면(21)이 보여 진다. 상기 주면(21)은 양각(22a)과 음각(22b)이 교대로 배치되는 굴곡면으로 형성된다. 또한, 도 2의 (b)를 참조하면, PCB(40)의 일면에는 LED(30)들이 실장되는 한편, 상기 PCB(40) 반대측 면에는 상기 몰드프레임(20)의 주면에 대한 대응면(41)이 제공된다. 상기 대응면(41)은 상기 주면(21)과 동일 형상의 다른 양각(42a)과 다른 음각(42b)이 교대로 배치되는 다른 굴곡면으로 형성된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 PCB(40)는, 상기 대응면(41)이 상기 몰드프레임(20)의 주면(21)에 마주한 채로, 몰드프레임(20)에 접합된다. 이때, 상기 몰드프레임(20)의 굴곡진 주면(21)과 상기 PCB(40)의 굴곡진 대응면(41)은 정합(整合)된다. 상기 주면(21)과 상기 대응면(41)은, 그들 모두가 서로 정합되는 굴곡면이므로, 주면과 대응면이 평면인 종래의 경우와 비교할 때, 더욱 더 넓은 면적으로 PCB(40)와 몰드프레임(20) 사이의 접합이 이루어진다. 따라서, LED(30)들에서 발생된 열은 PCB(40)를 거쳐 몰드프레임(20)으로 더 신속하게 전달될 수 있으며, 이에 의해, 백라이트 모듈의 방열 특성은 향상될 수 있다. 게다가, 백라이트 모듈의 설계시 상기 주면(21)과 대응면(41)의 굴곡 정도를 변화시키는 것에 의해, 백라이트 모듈의 방열 성능을 조절하는 것도 가능하다.

도 3의 타원 "A"에는 몰드프레임(20)의 주면(21)과 PCB(40)의 대응면(41)이 더 확대되어 보여진다. 이를 참조하면, 상기 주면(21)과 상기 대응면(41) 사이에는 열전달 물질(60)이 개재되어 있음 볼 수 있다. 상기 열전달 물질(60)은 열전도성의 접착 시트, 접착 페이스트 또는 열전도성이 좋은 그리스(grease)인 것이 바람직하다.

위에서 간략히 언급한 바와 같이, 상기 주면(21)은 양각(22a)과 음각(22b)이 교대로 배치되는 톱니 형상을 가지며, 상기 대응면(41)은 상기 주면의 양각(22a)에 끼워지는 음각(42b)과 상기 주면의 음각(22b)에 끼워지는 양각(42a)이 교대로 배치된 톱니 형상을 갖는다.

본 실시예에서, 상기 주면(21)의 양각(22a)과 상기 대응면(41)의 상기 음각(42b)은, 상기 주면(21)과 상기 대응면(41) 각각에서 서로 마주한 채, 서로 맞물려 고정되는 형태를 갖는다. 그와 반대로, 상기 주면(21)의 음각(22b)은 상기 대응면(41)의 양각(42a)에 맞물려 고정된다. 이를 위해, 양각(22a 또는 42a)과 음각(22b 또는 42b)은 모두 상부 폭(B; 도 2 참조)이 하부 폭(b)보다 크게 정해져서, 양각이 음각에 대해 끼워지는 상하 방향으로만 움직임을 허용하고, 나머지 방향으로는 양각(22a 또는 42a)이 음각(22b 또는 42b) 내에서 움직임이 규제되도록 한다. 상기 양각 또는 음각에 탄성적인 변형에 의해 맞물리는 후크 구조를 추가적으로 채용하면, 보다 견고하고 신뢰성 있는 고정이 이루어질 수 있다. 또한, 양각과 음각을 스냅 버튼 구조로 형성하는 것도 고려될 수 있다.

상기 양각과 상기 음각이 맞물린 상태에서, 상기 PCB(40)는 몰드프레임(20)의 하부(201)에 의해 받쳐지므로(도 1 참조), 상기 몰드프레임(20)에 대해 상기 PCB(40)의 상하 움직임을 규제할 필요는 없다. 양각(22a 또는 42a)과 음각(22b 또는 42b) 사이의 맞물림 고정이 가능하더라도, 더 신뢰성 있는 접합과, 열전달 특성을 높이기 위해, 양각과 음각 사이에 열전달 물질(특히, 열전도성의 접착물질)을 개재시키는 것이 좋다.

도 4a, 4b 및 도 4c는 본 발명의 변형 가능한 다른 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 백라이트 모듈은, 몰드프레임(20)의 주면(21)과 PCB(40)의 대응면(41) 각각이 서로 정합되는 굴곡면들로 형성되어 열전달 면적을 증가시키는 구조이지만, 주면(21)과 대응면(41) 사이를 맞물림 고정시키는 구조는 생략된 것이다. 반면, 도 4c에 도시된 백라이트 모듈은, 몰드프레임(20)의 주면(21)과 PCB(40)의 대응면(41) 각각이 서로 정합되는 굴곡면들로 형성되어 열전달 면적을 증가시키는 구조이고, 양각과 음각이 도브 테일(dove tail) 형상을 가져, 서로에 대해 맞물림 고정되는 구조이다.

위의 실시예들에 제한되지 않고, 상기 몰드프레임과 상기 PCB가 접하는 면은 다양한 형상의 굴곡진 면들로 변형될 수 있음에 유의한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 모듈을 전반적으로 설명하기 위한 단면도.

도 2의 (a) 및 (b) 각각은 백라이트 모듈의 주요 구성 요소인 몰드프레임과, LED가 실장된 PCB를 도시한 평면도들.

도 3은 LED들이 실장된 PCB가 몰드프레임에 접합된 상태를 보여주는 평면도.

도 4의 (a), (b) 및 (c) 본 발명의 변형 가능한 다른 실시예들을 보여주는 도면들.

Claims (9)

1. 주면을 갖는 몰드프레임;

   상기 몰드프레임에 접합되는 PCB; 및

   상기 PCB 상에 실장되는 LED들을 포함하며,

   상기 PCB는 상기 주면과 마주하는 대응면을 갖되, 상기 대응면은 상기 LED들이 실장된 면의 반대면이고,

   상기 주면과 상기 대응면은 서로에 정합되는 굴곡면들을 포함하되,

   상기 주면의 굴곡면 및 상기 대응면의 굴곡면은 각각 교대로 배치된 양각과 음각을 포함하고,

   상기 주면의 양각은 상기 대응면의 상기 음각에 끼워지고, 상기 대응면의 양각은 상기 주면 음각에 끼워지고,

   상기 주면 및 대응면의 양각은 상부 폭이 하부 폭보다 큰 백라이트 모듈.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 주면과 상기 대응면 사이에는 열전달 물질이 개재되는 백라이트 모듈.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 열전달 물질은 열전도성의 접착 시트, 접착 페이스트 또는 그리스(grease)인 것을 특징으로 하는 백라이트 모듈.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 주면 및 상기 대응면의 상기 양각과 음각 중 적어도 하나는 톱니 형상을 갖는 백라이트 모듈.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 주면의 상기 양각과 상기 음각은 상기 대응면의 상기 음각과 상기 양각 각각에서 서로 마주한 채, 서로 맞물려 고정되는 형태를 갖는 백라이트 모듈.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 주면 및 상기 대응면의 상기 양각과 상기 음각 중 적어도 하나는 탄성적인 변형에 의해 맞물리는 후크 구조를 갖는 백라이트 모듈.
7. 청구항 5에 있어서,

   상기 주면 및 상기 대응면의 상기 양각과 상기 음각은 스냅 버튼 구조로 결합되는 백라이트 모듈.
8. 청구항 5에 있어서,

   상기 주면 및 상기 대응면의 상기 양각과 음각은 상부 폭이 하부 폭보다 크게 정해지는 백라이트 모듈.
9. 청구항 1에 있어서,

   상기 몰드프레임은 상기 PCB와 결합되는 일부면에 금속 재질을 포함하는 백라이트 모듈.

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