KR100628206B1 - Temperature controlling apparatus for display pannel - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스플레이 패널에 관한 것으로 특히 디스플레이 패널의 온도 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a display panel, and more particularly to a temperature control device of the display panel.

본 발명은 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널의 일면에 구비되고 콜드(cold) 면과 핫(hot) 면으로 나뉘어지는 열전소자; 상기 열전소자의 핫 면과 부착되고, 상기 디스플레이 패널로부터 방출된 열을 저장하는 힛싱크(heatsink); 상기 힛싱크의 일 측면에 부착되는 온도 센서; 상기 힛싱크에 열을 공급하는 히터; 및 상기 힛싱크를 냉각시키는 냉각 팬을 포함하여 이루어지는 디스플레이 패널의 온도 제어 장치를 제공한다.The present invention is a display panel; A thermoelectric element provided on one surface of the display panel and divided into a cold surface and a hot surface; A heatsink attached to the hot side of the thermoelectric element and storing heat emitted from the display panel; A temperature sensor attached to one side of the heat sink; A heater for supplying heat to the heat sink; And it provides a temperature control device of the display panel comprising a cooling fan for cooling the heat sink.

열전소자(TEC), 힛싱크(heatsink)Thermoelectric element (TEC), heatsink

Description

디스플레이 패널의 온도 제어 장치{Temperature controlling apparatus for display pannel}Temperature controlling apparatus for display panel {Temperature controlling apparatus for display pannel}

도 1 내지 도 2는 일반적인 디스플레이 패널의 온도제어 시스템의 개략도1 to 2 are schematic views of a temperature control system of a typical display panel

도 3는 도 1 내지 도 2의 온도 제어 시스템의 냉각 장치를 나타낸 도면3 shows a cooling device of the temperature control system of FIGS. 1-2.

도 4은 도 3의 팬을 이용한 냉각 방법을 나타낸 도면4 is a view showing a cooling method using the fan of FIG.

도 5는 일반적인 디스플레이 패널의 온도 제어 장치 중 힛싱크 및 패널의 온도장 분포를 나타낸 도면
도 6는 본 발명에 따른 디스플레이 패널의 온도제어 시스템을 나타낸 도면5 is a view showing the temperature field distribution of the heat sink and panel of the temperature control device of a typical display panel;
6 is a view showing a temperature control system of a display panel according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 디스플레이 패널의 온도 제어 장치의 힛싱크과 패널의 온도장 분포를 나타낸 도면
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명7 is a view showing the temperature field distribution of the heat sink and panel of the temperature control device of the display panel according to the present invention;
* Explanation of symbols for main parts of the drawings

11 : 디스플레이 패널 12 : 힛싱크11 display panel 12 heat sink

13 : 열전소자 14 : 온도센서13: thermoelectric element 14: temperature sensor

본 발명은 디스플레이 패널에 관한 것으로, 특히 디스플레이 패널의 온도 제어 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a display panel, and more particularly to a temperature control system of the display panel.

최근 대화면 디스플레이 디바이스로 LCD 패널을 이용한 디스플레이가 각광받고 있다. 이러한 LCD는 동작온도에 따라 반응시간, 밝기, 콘트라스트 레티오(Contrast Ratio)와 같은 광학성능과 수명이 크게 좌우된다.
종래에는 LCD의 최적 온도를 유지하기 위해서 힛싱크(Heatsink)와 팬만을 이용하여 냉각을 하였으나, 이는 팬의 복잡한 유동특성과 힛싱크의 다양한 형상으로 인해 LCD의 온도를 제어하는데 문제가 있었다.Recently, a display using an LCD panel has been in the spotlight as a large screen display device. These LCDs depend on the operating temperature, optical performance and lifetime, such as response time, brightness and contrast ratio.
Conventionally, cooling was performed using only a heat sink and a fan to maintain an optimum temperature of the LCD. However, this has a problem in controlling the temperature of the LCD due to the complicated flow characteristics of the fan and various shapes of the heat sink.

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또한, LCD에서 발생된 열이 힛싱크로 전도될 때 면적의 축소 및 확대에 따라 열 저항이 발생되고, 이는 발열면의 불균일한 냉각을 유발할 수 있다. In addition, when heat generated in the LCD is conducted to the heat sink, heat resistance is generated as the area is reduced and enlarged, which may cause uneven cooling of the heat generating surface.

온도제어시 팬에 의한 냉각시 온도가 적정온도보다 낮아질 경우 히터를 통해 열량을 공급하게 된다. When the temperature of the cooling by the fan during temperature control is lower than the proper temperature, heat is supplied through the heater.

이러한 최적 온도제어에 일반적으로 PID 제어를 사용하지만, 힛싱크와 LCD 발열면의 온도변화가 매우 심하여 제어기의 동작시 팬과 히터의 무리한 On/Off 동작이 계속될 수 있으며, 이는 각 부품의 고장 및 수명단축을 초래할 수 있다. In general, PID control is used for the optimum temperature control. However, the temperature change of heat sink and LCD heating surface is very severe, which can cause excessive on / off operation of fan and heater during operation of the controller. It may cause a shortened life.

도 1과 도 2는 일반적인 디스플레이 패널의 온도제어 시스템의 개략도이다. 1 and 2 are schematic diagrams of a temperature control system of a general display panel.

도 1는 LCD 바닥면(1)에 힛싱크(2)를 부착시킨 시스템이고, 도 2는 도 1의 기존 방법에 히터 및 온도 센서가 추가된 온도 제어 시스템으로 LCD 바닥면(3)에 힛싱크(4)를 부착하고, 힛싱크(4) 상부면에 가열과 냉각시 열을 공급하기 위한 히터(5)와 측면에 온도 측정용 온도센서(6)가 설치된다. FIG. 1 is a system in which a heat sink 2 is attached to an LCD bottom 1, and FIG. 2 is a temperature control system in which a heater and a temperature sensor are added to the conventional method of FIG. (4) is attached, and a heat sensor (5) for supplying heat during heating and cooling on the upper surface of the heat sink (4) and a temperature sensor (6) for measuring temperature are provided.

도 3은 도 1 내지 도 2의 온도 제어 시스템의 냉각 장치를 나타낸 도면으로 힛싱크(4) 상부에 팬(7)과 고정물(8)을 부착하여 힛싱크(4)을 냉각한다. 3 is a view illustrating a cooling device of the temperature control system of FIGS. 1 and 2, in which a fan 7 and a fixture 8 are attached to an upper portion of the heat sink 4 to cool the heat sink 4.

상기 팬(7)은 일반적으로 축류팬을 사용한다. The fan 7 generally uses an axial fan.

그리고 도 4는 도 3의 팬을 이용한 냉각 방법을 나타낸 도면이다.4 is a view showing a cooling method using the fan of FIG.

팬(7)으로 유입된 공기는 힛싱크(4) 상부면을 냉각시키게 되면, LCD 구동시 제어기에 설정된 최적온도를 맞추기 위해서 히터가 가동된다. 최적온도 이상이 되어 냉각 팬이 구동되면, 히터의 동작은 멈추게 된다.When the air flowing into the fan 7 cools the upper surface of the heat sink 4, the heater is operated to adjust the optimum temperature set in the controller when the LCD is driven. When the cooling fan is driven above the optimum temperature, the operation of the heater is stopped.

도 5는 일반적인 디스플레이 패널의 온도 제어 장치 중 힛싱크 및 패널의 온도장 분포를 나타낸 도면으로 힛싱크 상부면과 패널의 바다면 온도분포가 매우 불균일함을 볼 수 있다. 또한 히터가 부착된 부분의 온도가 국부적으로 높게 나타나 냉각 효율이 낮다고 볼 수 있다.
이와 같이 기존 LCD의 온도 제어는 힛싱크와 팬 그리고, 히터를 이용하여 LCD의 최적온도를 유지하므로 팬의 복잡한 유동과 힛싱크의 다양한 형상을 인한 불균일한 냉각과 LCD 발열면과 힛싱크의 면적 변화에 따른 축소 및 확대 열저항 발생으로 인해 LCD 발열면을 균일한 온도로 만드는데 문제가 있었다.FIG. 5 is a view illustrating temperature field distribution of heat sinks and panels among temperature control devices of a general display panel, and it can be seen that the temperature distribution of the heat sink top surface and the sea surface of the panel is very uneven. In addition, it can be said that the cooling efficiency is low because the temperature of the portion where the heater is attached is locally high.
As the temperature control of the existing LCD maintains the optimum temperature of the LCD by using the heat sink, the fan and the heater, the uneven cooling due to the complicated flow of the fan and the various shapes of the heat sink and the change of the LCD heating surface and heat sink area. There was a problem in making the LCD heating surface uniform temperature due to the reduction and expansion of the thermal resistance.

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그리고, 히터가 힛싱크에 열을 공급시 좁은 발열면적에 큰 면적으로 열을 전달하기 때문에 힛싱크 내부에서도 온도구배가 존재하게 되며 이는 온도센서의 위치 결정에 어려움을 초래하다.
또한, 제어기에서 최적온도를 구현하기 위해서 팬과 히터를 교대로 온/오프시키게 되는데, 이때, 기존 온도 제어 시스템의 히터에 의해 발생되는 온도구배 및 팬에 의한 불균일한 냉각에 따라 팬과 히터의 온/오프가 매우 자주 바뀌게 되며, 이는 LCD 발열면의 온도 균일화뿐만 아니라 히터 및 팬의 고장 및 수명단축을 초래할 수 있다. When the heater supplies heat to the heat sink, heat is transferred to the narrow heat generating area in a large area so that a temperature gradient exists even inside the heat sink, which causes difficulty in positioning the temperature sensor.
In addition, in order to realize the optimum temperature in the controller, the fan and the heater are alternately turned on / off, wherein the fan and the heater are turned on according to the temperature gradient generated by the heater of the existing temperature control system and the nonuniform cooling by the fan. The on / off changes very frequently, which can cause not only the temperature uniformity of the LCD heating surface, but also the failure and life of the heater and fan.

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따라서, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 열전자 소자(TEC)를 이용하여 발열량에 따라 온도를 제어하고 균일한 냉각 성능을 갖는 LCD 패널의 온도 제어 시스템을 제공하기 위한 것이다. Accordingly, an object of the present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, using a thermo-electronic device (TEC) to control the temperature according to the amount of heat generated by the LCD panel temperature control system having a uniform cooling performance It is to provide.

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이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 디스플레이 패널과, 온도를 제어하는 힛싱크와, 상기 디스플레이 패널의 바닥면과 상기 힛싱크(heatsink) 사이에 위치한 열전소자와, 상기 힛싱크 측면에 부착된 온도센서를 포함하여 구성된다.
바람직하게, 상기 열전소자 콜드(cold) 면과 핫(hot) 면으로 나누어지며, 상기 열전소자의 핫면이 힛싱크와 부착된다.
이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
종래와 동일한 구성 요소는 설명의 편의상 동일 명칭 및 동일 부호를 부여하며 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 6은 본 발명에 따른 디스플레이 패널의 온도 제어 시스템을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 디스플레이 패널의 온도 제어 시스템은 디스플레이 패널(LCD)(11)과, 온도를 제어하는 힛싱크(12)와, 상기 디스플레이 패널(11)의 바닥면과 상기 힛싱크(12) 사이에 위치한 열전소자(13)와, 상기 핫싱크(12) 측면에 부착된 온도센서(14)를 포함하여 이루어진다.
상기 열전소자(14)는 콜드(cold)면과 핫(hot)면으로 나누어지고, 제품에 따라 2면의 온도차가 결정된다. According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a display panel, a heat sink for controlling the temperature, a thermoelectric element located between the bottom surface of the display panel and the heat sink, It comprises a temperature sensor attached to the sink side.
Preferably, the thermoelectric element is divided into a cold side and a hot side, and the hot side of the thermoelectric element is attached to the heat sink.
Hereinafter, the configuration and operation according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
The same components as in the prior art are given the same names and the same reference numerals for convenience of description, and detailed description thereof will be omitted.
6 is a view showing a temperature control system of a display panel according to the present invention.
Referring to FIG. 6, a temperature control system of a display panel according to the present invention includes a display panel (LCD) 11, a heat sink 12 for controlling a temperature, a bottom surface of the display panel 11, and a heat sink. It comprises a thermoelectric element 13 located between the sink 12 and the temperature sensor 14 attached to the side of the hot sink 12.
The thermoelectric element 14 is divided into a cold surface and a hot surface, and a temperature difference between two surfaces is determined according to a product.

초기 디스플레이 구동시 열전소자(13)는 가열 상태로 되며, 최적온도에 도달하면 동작 횟수가 점차 감소한다. In the initial display driving, the thermoelectric element 13 is heated, and when the optimum temperature is reached, the number of operations is gradually decreased.

그리고, 최적 온도를 초과하면 냉각 팬이 구동하게 되어 온도를 맞추게 된다. 효과적인 열전소자 선정 시 다음 식-1과 같은 순서로 진행하면 된다. If the optimum temperature is exceeded, the cooling fan is driven to adjust the temperature. When selecting an effective thermoelectric element, proceed as in the following formula-1.

[식 1][Equation 1]

△T / △TMAX→Optimum Q / QMAX △ T / △ T MAX → Optimum Q / Q MAX

상기 [식 1]에 의하면 디스플레이 패널의 최적온도를 설정하면 △T / △TMAX 값을 구할 수 있다.
또한, 디스플레이 패널의 발열량과 열전소자의 최대 제거열량에 의하면 Optimum Q / QMAX 값을 구하게 된다.
상기 값을 이용하여 열전소자를 선정하게 된다. 열전소자에 의해 전달된 열을 효과적으로 제거하기 위해서 힛싱크가 열전소자 핫면에 부착된다.According to Equation 1, when the optimum temperature of the display panel is set, the value of ΔT / ΔT MAX can be obtained.
In addition, the optimum Q / Q MAX value is obtained based on the heat generation amount of the display panel and the maximum heat removal value of the thermoelectric element.
The thermoelectric element is selected using the value. A heat sink is attached to the hot surface of the thermoelectric element to effectively remove heat transferred by the thermoelectric element.

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도 7은 본 발명에 따른 디스플레이 패널의 온도 제어 장치의 힛싱크과 패널의 온도장 분포를 나타낸 도면으로 힛싱크 및 패널의 바닥면의 온도가 매우 균일함을 볼 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능해도 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.FIG. 7 is a diagram illustrating the temperature field distribution of the heat sink and the panel of the temperature control device of the display panel according to the present invention.
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and such modifications are included in the scope of the present invention even if modifications are possible by those skilled in the art to which the present invention pertains.

이상의 설명에서와 같이 본 발명은 최적의 동작온도 상태로 디스플레이 패널을 구동할 수 있으며, 냉각 팬과 힛싱크을 이용하여 냉각효율을 증대할 수 있으며 디스플레이 패널의 발열량에 따라 열전소자(TEC)의 입력전류를 조절하여 발열량에 맞는 효율적인 냉각을 하는 효과가 있다.
또한 열전소자의 특성상 발열면적의 축소 및 확대에 의해 발생되는 열저항을 최소화할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention can drive a display panel at an optimal operating temperature, and can increase cooling efficiency by using a cooling fan and a heat sink, and input current of a thermoelectric element (TEC) according to the amount of heat generated by the display panel. By controlling the effective cooling is effective according to the calorific value.
In addition, there is an effect that can minimize the thermal resistance caused by the reduction and expansion of the heat generating area due to the characteristics of the thermoelectric element.

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이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the examples, but should be defined by the claims.

Claims (3)

디스플레이 패널;Display panel; 상기 디스플레이 패널의 일면에 구비되고 콜드(cold) 면과 핫(hot) 면으로 나뉘어지는 열전소자;A thermoelectric element provided on one surface of the display panel and divided into a cold surface and a hot surface; 상기 열전소자의 핫 면과 부착되고, 상기 디스플레이 패널로부터 방출된 열을 저장하는 힛싱크(heatsink);A heatsink attached to the hot side of the thermoelectric element and storing heat emitted from the display panel; 상기 힛싱크의 일 측면에 부착되는 온도 센서;A temperature sensor attached to one side of the heat sink; 상기 힛싱크에 열을 공급하는 히터; 및A heater for supplying heat to the heat sink; And 상기 힛싱크를 냉각시키는 냉각 팬을 포함하여 이루어지는 디스플레이 패널의 온도 제어 장치.And a cooling fan for cooling the heat sink. 삭제delete 삭제delete
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