多层印刷电路板以及具有该印刷电路板的液晶显示设备 技术领域 本公开涉及印刷电路板 (PCB) 以及具有该印刷电路板的液晶显示 (LCD) 设备, 更 具体地说, 涉及具有良好热辐射特性的 PCB 以及含有该 PCB 的 LCD 设备。
背景技术 本申请要求 2009 年 11 月 23 日提交的韩国专利申请 No.10-2009-0113565 的优先 权, 此处以引证的方式并入其全部内容。
阴极射线管 (CRT) 对应于广泛使用的显示设备之一, 其主要用作电视、 测量装置 或者信息终端的监视器。但是, CRT 的沉重量以及大尺寸是制造小而轻的电子产品的主要 障碍。
为了解决这个问题, LCD 设备由于其优点 ( 诸如轻、 薄且低功耗 ) 而逐渐被用于广 范围的应用。因此, LCD 设备被制造成具有甚至更大的屏幕, 更轻并且功耗更小, 以满足用 户的要求。这种 LCD 设备通过控制透射过液晶的光量来显示图像。
与 CRT 不同, LCD 设备不是自照明的显示设备。因此, LCD 设备包括设置在 LCD 面 板的后表面上的背光单元。背光单元包括提供显示图像所需的光的分立的光源。
背光单元根据光源的设置可以分成侧光型或直下型。 侧光型背光单元包括设置在 其内侧表面处的光源, 并且利用导光板将来自光源的光施加到 LCD 面板的整个表面。另一 方面, 直下型背光单元包括直接设置在 LCD 面板下方的多个光源, 使得光从多个光源被直 接施加到 LCD 面板。
近来, LCD 设备采用发光二极管 (LED) 作为光源。实际上, 目前的 LCD 设备包括其 上设置有多个 LED 的 PCB。搭载有多个 LED 的 PCB 被用于侧光型背光单元和直下型背光单 元两者。
LED 存在严重的发热现象的问题。这是由于在产生光时未被使用的剩余能量被转 换成热的情况所导致。当从 LED 产生的热在 LCD 设备中积累而未被向外辐射时, LCD 设备 受损并且其显示质量降低。此外, 如果发热现象继续, 则 LED 的稳定性和可靠性恶化。
为 了 解 决 这 个 问 题, 相 关 技 术 的 PCB 被 配 置 为 包 括 铜 薄 膜、 预 浸 层 (prepreg layer) 以及金属层。在该情况下, LED 中产生的热可以经过 LED 芯片、 LED 引线框、 PCB 的 铜薄膜、 PCB 的预浸层、 PCB 的金属层、 以及 LCD 设备的底盖而被辐射到外部。
但是, 这种热辐射路径迫使热经过多个步骤。这样, 预浸层必须起关键因素的作 用。因此, LCD 设备的热辐射特性必须取决于预浸层的导热性。更具体而言, LCD 设备的成 本随着预浸层的导热性变高而增加。鉴于此, PCB 和 LCD 设备必须将由 LED 产生的热有效 地向外辐射。
发明内容
因此, 本实施方式涉及一种 PCB 以及具有该 PCB 的 LCD 设备, 所述 PCB 能基本上克 服因相关技术的局限和缺点带来的一个或更多个问题。本实施方式的一个目的在于提供一种 PCB 以及具有该 PCB 的 LCD 设备, 所述 PCB 经过结构改动通过使金属板接触 LED 而适于减少热辐射路径。
本实施方式的一个目的在于提供一种 LCD 设备, 其适于将 LED 中产生的热有效地 辐射到外部。
本实施方式的附加特征和优点将在下面的描述中描述且将从描述中部分地显现, 或者可以通过本实施方式的实践来了解。 通过书面的说明书及其权利要求以及附图中特别 指出的结构可以实现和获得本实施方式的优点。
根据本实施方式的一个通用方面, 一种印刷电路板包括 : 金属板 ; 布线层, 其设置 在所述金属板上, 并且被配置为包括电极图案 ; 预浸层, 其夹在所述金属板与所述布线层之 间, 并且被配置为使所述金属板和所述布线层绝缘 ; 氧化防止层, 其形成在所述布线层上 ; 以及热辐射元件, 其由填充在穿过所述氧化防止层、 所述布线层以及所述预浸层的孔中的 热辐射材料形成。
根据本实施方式的另一个通用方面的一种印刷电路板包括 : 金属板, 其被配置为 包括突起部 ; 布线层, 其形成在所述金属板上, 并且被配置为包括电极图案 ; 预浸层, 其夹 在所述金属板与所述布线层之间, 并且被配置为使所述金属板和所述布线层绝缘 ; 以及氧 化防止层, 其形成在所述布线层上。
根据本实施方式的又一个通用方面的一种 LCD 设备包括 : 金属板 ; 布线层, 其设置 在所述金属板上, 并且被配置为包括电极图案 ; 预浸层, 其夹在所述金属板与所述布线层之 间, 并且被配置为使所述金属板和所述布线层绝缘 ; 氧化防止层, 其形成在所述布线层上 ; 热辐射元件, 其由填充在穿过所述氧化防止层、 所述布线层以及所述预浸层的孔中的热辐 射材料形成 ; LED, 其设置为与所述热辐射元件相对 ; 以及底盖, 其设置在所述金属板下面。
根据本实施方式的再一个通用方面的一种 LCD 设备包括 : 金属板, 其被配置为包 括突起部 ; 布线层, 其形成在所述金属板上, 并且被配置为包括电极图案 ; 预浸层, 其夹在 所述金属板与所述布线层之间, 并且被配置为使所述金属板和所述布线层绝缘 ; 氧化防止 层, 其形成在所述布线层上 ; LED, 其设置为与所述突起部相对 ; 以及底盖, 其设置在所述金 属板下面。
在对下面的附图和详细描述的研究之后, 其它系统、 方法、 特征和优点对于本领域 的技术人员来说将是或将变得明显。 意欲将所有这种附加的系统、 方法、 特征和优点包括在 本描述中, 使其落入在本发明的范围之内, 并且得到下面的权利要求的保护。 本部分中任何 内容不应作为对那些权利要求的限制。结合本实施方式, 下面讨论其它的方面和优点。应 当理解, 本公开的上述一般描述和下述详细描述是示例性和说明性的, 且旨在提供所要求 保护的本公开的进一步解释。 附图说明
附图被包括在本申请中以提供对本实施方式的进一步理解, 并结合到本申请中且 构成本申请的一部分, 附图示出了本发明的实施方式, 且与说明书一起用于解释本公开。 附 图中 :
图 1 是示出了根据本公开的实施方式的 LCD 设备的分解立体图 ;
图 2 是具体示出了搭载有图 1 中的 LED 的 PCB 的立体图 ;图 3 是示出了沿着图 2 的线 1-1’ 截取的、 搭载有 LED 的 PCB 的一个实施方式的截面图 ; 图 4 是示出了沿着图 2 的线 1-1’ 截取的、 搭载有 LED 的 PCB 的另一个实施方式的 截面图 ;
图 5 是例示了包括热辐射路径和 PCB 的 LCD 设备的一部分的截面图, 该 PCB 搭载 有图 3 所示的 LED 且被附接到底盖 ; 以及
图 6 是例示了包括热辐射路径和 PCB 的 LCD 设备的一部分的截面图, 该 PCB 搭载 有图 4 所示的 LED 且被附接到底盖。
具体实施方式
现在将详细描述本公开的实施方式, 在附图中例示了其示例。在下文中介绍的这 些实施方式被提供作为示例, 以向本领域的普通技术人员传达其精神。
因此, 这些实施方式可以以不同的形式来实施, 由此不限于在此所描述的这些实 施方式。此外, 应理解的是, 当在实施方式中将一元件 ( 诸如, 基板、 层、 区域、 膜或电极 ) 称 作形成在另一个元件 “上面” 或 “下面” 时, 其可以直接位于另一个元件的上面或下面, 或者 也可以存在中间元件 ( 非直接 )。将基于附图来确定元件的术语 “上面” 或 “下面” 。在附 图中, 出于清楚的目的, 元件的尺寸可以被夸大地表示, 但这并不意味着元件的实际尺寸。 图 1 是示出了根据本公开的实施方式的 LCD 设备的分解立体图。图 2 是具体示出 了搭载有图 1 中的 LED 的 PCB 的立体图。图 3 是示出了沿着图 2 的线 1-1’ 截取的、 搭载有 LED 的 PCB 的一个实施方式的截面图。图 4 是示出了沿着图 2 的线 1-1’ 截取的、 搭载有 LED 的 PCB 的另一个实施方式的截面图。
参照图 1, 根据本公开的实施方式的 LCD 设备包括被配置为显示图像的 LCD 面板 100、 以及设置在该 LCD 面板 100 下面的背光单元 200。背光单元 200 被配置为将光施加到 LCD 面板 100。
尽管附图中没有具体示出, 但是 LCD 面板 100 包括彼此相对地结合的薄膜晶体管 (TFT) 基板和滤色基板、 以及夹在这两个基板之间的液晶层。 在 TFT 基板与滤色基板之间保 持有均匀的单元间隙。 TFT 基板包括形成为彼此交叉的多条选通线和多条数据线, 以及形成 在选通线与数据线的交叉处的 TFT。这种 LCD 面板 100 利用从背光单元 200 施加的光来显 示图像。
背光单元 200 包括光源 800 和与该光源 800 平行设置的导光板 400。导光板 400 将来自光源 800 的入射光转换成二维光。
背光单元 200 还包括设置在导光板 400 上的光学片 300、 以及设置在导光板 400 下 面的反射片 500。光学片 300 将来自导光板 400 的光进行散射和会聚。反射片 500 将从导 光板 400 向下行进的光朝着 LCD 面板 100 反射, 由此来减少光损失。
背光单元 200 还包括具有开放的上表面的盒状底盖 600。底盖 600 与主支架 ( 未 图示 ) 啮合。
光源 800 设置在导光板 400 的侧表面上。这种光源 800 可以配置为包括冷阴极荧 光灯 (CCFL) 或外部电极荧光灯 (EEFL)。CCFL 被配置为包括设置在灯的两端的电极。EEFL 被配置为包括包围灯的两端的电极。另选的是, 光源 800 可以被配置为包括多个 LED 而不
是灯。本实施方式的光源 800 将被描述为包括 LED 810。
导光板 400 可以由聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 形成。尽管附图中没有具体示出, 但 是导光板 400 可以形成为楔形 ( 即, 距内表面越远则越薄 )。而且, 导光板 400 可包括形成 在其后表面上的棱镜图案, 并且被配置为使入射光朝着光学片 300 折射。这种导光板 400 具有将线光或点光转换成二维光, 并且将来自光源 800 的入射光朝着 LCD 面板 100 进行引 导的功能。
在导光板 400 的向下方向上输出入射到导光板 400 的部分入射光。 在这种情况下, 设置在导光板 400 下面的反射片 500 朝着导光板 400 和光学片 300 反射从导光板 400 向下 输出的光。为此, 反射片 500 可以由诸如 PET 等高反射材料形成。
光学片 300 包括配置为对光进行散射的散射片、 配置为会聚光的聚光片、 以及配 置为保护聚光片的保护片。散射片、 聚光片和保护片依次层叠在导光板 400 上。
具有上表面开放的结构的底盖 600 用于保护背光单元 200( 更具体而言, 保护其组 件 )。而且, 底盖 600 由金属材料形成, 以增强背光单元 200 的强度。此外, 底盖 600 用于最 终将光源 800 的 LED 810 中产生的热经由其本身辐射到外部的功能。
参照图 2 至图 4, 搭载有光源 800 的 PCB 700 包括金属板 710、 预浸层 720、 布线层 730 以及氧化防止层 740。 金属板 710 可以由铝形成, 但是不限于此。 金属板 710 必须具有良好的导热性。 因 此, 金属板 710 可以由导热性能良好到足以通过它有效地朝底盖 600 散热的任何导热材料 形成。
预浸层 720 形成在金属板 710 上。预浸层 720 用于使金属板 710 和布线层 730 绝 缘。而且, 预浸层 720 最重要的功能是排放在光源 800 的 LED 810 中产生的热。换言之, 即 使预浸层 720 被用作绝缘层, 预浸层 720 也必须有效地将光源 800 的 LED 810 中产生的热 传递到金属板 710。
实际上, 相关技术的 PCB 的热辐射特性主要取决于预浸层 720 的导热性。这样, 相 关技术的 PCB 的制造成本随着预浸层 720 的导热性变高而增加。这种预浸层 720 可以由从 基于环氧的材料和陶瓷填充材料的材料组中选择的一种材料形成。
但是, 如下所述, 本实施方式的 PCB 700 被配置为将光源 800( 更具体而言, LED 810) 中产生的热直接传递到金属板 710 而不将热传导到预浸层 720。这样, 本实施方式的 PCB 能有效地将 LED 810 中产生的热排放到外部而与预浸层 720 无关。
布线层 730 形成在预浸层 720 上。布线层 730 还形成为包括电极图案。这样, 布 线层 730 由铜形成。这种布线层 730 将 LED 810 中产生的热传递到预浸层 720, 以将热排放 到外部。
氧化防止层 740 形成在布线层 730 上。氧化防止层 740 用于防止布线层 730 的氧 化。这种氧化防止层 740 可以根据布线层 730 的形状而变化。
根据本公开的实施方式的 PCB 700 还可以包括形成在孔 ( 未示出 ) 中的热辐射元 件 750( 如图 3 所示 )。该孔形成为穿过氧化防止层 740、 布线层 730、 以及预浸层 720 并露 出部分金属板 710。通过在孔中填充热辐射材料来形成热辐射元件 750。
可以通过对与孔 ( 未示出 ) 相对应的氧化防止层 740、 布线层 730、 和预浸层的部 分进行打孔, 然后, 利用热压机将被打孔的层 740、 730 和 720 与金属板 710 组合来形成穿透
氧化防止层 740、 布线层 730、 和预浸层 720 的孔。另选的是, 可以通过对与孔相对的氧化防 止层 740、 布线层 730 以及预浸层 720 的部分 ( 没有金属板 710) 进行蚀刻来形成孔。
热辐射元件 750 直接将 LED 810 中产生的热传递到金属板 710。这样, 形成热辐 射元件 750 的热辐射材料必须具有良好的导热性。这种热辐射材料可以是铅 Pb, 但不限于 此。换言之, 可以将任意一种导热性良好的材料用于形成热辐射元件 750。
光源 800( 具体而言, LED 810) 设置在热辐射元件 750 上。据此, 光源 800 的 LED 810 中产生的热被直接传递到热辐射元件 750。然后, 热辐射元件 750 将传递的热转移到金 属板 710。因此, 来自光源 800 的 LED 810 的所产生的热可以有效地被排放到外部。
根 据 本 公 开 的 另 一 个 实 施 方 式 的 PCB 700 包 括 设 置 有 突 起 部 760 的 金 属 板 710( 如图 4 所示 )。突起部 760 可以与金属板 710 一体形成。除了突起部 760 以外, 预浸 层 720、 布线层 730、 以及氧化防止层 740 依次层叠在金属板 710 上。换言之, 预浸层 720、 布 线层 730、 以及氧化防止层 740 形成为与突起部 760 的全部侧表面接触 ( 如图 4 所示 )。这 样, 金属板 710 由与突起部 760 相同的材料形成。金属板 710 和突起部 760 可以由铝 (AI) 形成, 但是不限于此。
可以通过在金属板 710 中的、 突起部 760 所在的区域上涂敷掩模材料, 然后, 通过 将掩模材料用作蚀刻掩模而将金属板 710 蚀刻了期望的厚度, 由此来形成金属板 710 上的 突起部 760。 具有 LED 810 的光源 800 被设置在突起部 760 上。更具体而言, 首先在突起部 760 上涂抹焊膏 770, 然后将具有 LED 810 的光源 800 附接到涂抹的焊膏 770 上。 这样, 光源 800 的 LED 810 中产生的热被直接传递到突起部 760。 由于突起部 760 具有良好的导热性, 所以 传递的热能够被有效地排放到外部。
随后, PCB 700 的一个实施方式中包括的热辐射元件 750 以及 PCB700 的另一个实 施方式中包括的突起部 760 均由导热性良好的材料形成。因此, 本实施方式的 PCB 700 能 迫使光源 800 的 LED 810 中产生的热更有效地排放到外部。
图 5 是例示了包括热辐射路径和 PCB 的 LCD 设备的一部分的截面图, 该 PCB 搭载 有图 3 所示的 LED 且被附接到底盖。图 6 是例示了包括热辐射路径和 PCB 的 LCD 设备的一 部分的截面图, 该 PCB 搭载有图 4 所示的 LED 且被附接到底盖。
参照图 5 和图 6, 在热辐射垫 900 的中央, 金属板 710 与底盖 600 相对地设置。这 样, LED 810 中产生的热经由热辐射元件 750 和金属板 710 被直接传递到底盖 600, 并被排 放到外部 ( 如图 5 所示 )。另选的是, 在 LED 810 中产生的热经由突起部 760 和金属板 710 被直接传递到底盖 600, 并被排放到外部 ( 如图 6 所示 )。
如上所述, 本实施方式的 PCB 700 使得在 LED 810 中产生的热不会穿过布线层 730 和预浸层 720。与相关技术相比, PCB 700 通过缩短的热辐射路径而更有效地将热排放到外 部。此外, 由于 LED 810 中产生的热不经过预浸层 720, 所以根据本实施方式的 PCB 700 和 LCD 设备能削减预浸层 720 的成本。
此外, 随着热辐射效果的增加, 可以降低 LED 810 的结合部中的温度。因此, 可以 延长 LED 810 的寿命, 并可以去除附加的辐射组件。
尽管参照多个示例性实施方式描述了实施方式, 但是本公开不限于这些实施方 式。换言之, 本公开作为示例来呈现。同时, 应理解的是, 本领域技术人员可设计出落入本
公开的原理的精神和范围内的许多其它修改和实施方式。 更具体地, 在本公开、 附图以及所 附的权利要求的范围内, 在主题组合设置的组成部分和 / 或设置中可以做出各种变型和修 改。因此, 在组成部分和 / 或设置中的变型和修改、 可替换的使用必须视为包含在所附权利 要求内。