KR100675032B1 - 액정표시장치의 백라이트 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

램프 반사판과 바텀샤시에 요철 형상의 삽입부와 고정부를 형성하여 램프 반사판을 바텀샤시에 슬라이딩 방식으로 끼워 맞춤 결합시키므로, 램프 반사판과 바탑샤시의 접촉면적을 증대시키고, 램프 반사판의 하부면 전체가 바텀샤시에 완전히 접촉되도록 하여 램프에서 발생된 열을 효과적으로 방출시킨다.
그러므로, 램프의 열화를 방지할 수 있어 램프의 수명이 증대되며, 램프 반사판에 도포된 은이 열에 의해 녹아 뭉치거나 은이 코팅된 수지 내부로 침투되는 것이 방지되므로 램프 반사판의 수명이 증대된다.
또한, 램프 유닛의 주위 온도가 낮아지기 때문에 램프 홀더 및 몰드 프레임이 변형되는 것을 방지할 수 있어 제품의 신뢰성이 향상된다.
바텀샤시, 가이드 홈, 램프 반사판, 열전달 돌출부, 방열핀, 열방출

Description

액정표시장치의 백라이트 어셈블리{Backlight assembly of LCD}
도 1은 본 발명에 의한 액정표시장치의 구조를 나타낸 분해 사시도.
도 2는 도 1을 Ⅱ-Ⅱ선으로 절단한 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 바텀샤시와 램프 어셈블리가 결합된 상태를 나타낸 부분 단단 사시도.
본 발명은 액정표시장치의 백라이트 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 램프 반사판과 바텀샤시에 요철(凹凸)을 형성하여 바텀샤시와 램프 반사판을 맞춤 결합시킴으로써, 램프 반사판과 바텀샤시의 접촉면적을 증대시켜 램프 유닛에서 발생되는 열을 외부로 효과적으로 방출시킨 액정표시장치의 백라이트 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 음극선관(CRT;Cathode Ray Tube)은 텔레비전을 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, 음극선관의 자체 무게와 크기로 인하여 전자 제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극 대응할 수 없었다.
이러한 음극선관을 대체하기 위해서 소형, 경량화 및 저소비전력 등과 같은 장점을 가지고 있으며, LCD 패널의 내부에 주입된 액정의 전기, 광학적 성질을 이용하여 정보를 표시하는 액정표시장치가 활발하게 개발되어 왔고 최근에는 평판 표시장치로서의 역할을 충분히 수행할 수 있을 정도로 기능이 개선되었다.
이와 같은 액정표시장치는 음극선관과는 달리 TFT 기판과 컬러필터 기판 사이에 주입된 액정이 광을 발생시킬 수 있는 발광물질이 아니라 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화면에 표시하는 수광성 물질이기 때문에 LCD 패널에 광을 조사하기 위한 별도의 광원, 즉 백라이트 어셈블리가 반드시 필요하며, 백라이트 어셈블리의 성능은 액정표시장치의 표시품위에 큰 영향을 미친다.
이러한, 백라이트 어셈블리는 수납공간이 형성된 몰드 프레임과, 몰드 프레임의 하부면에 체결되는 바텀샤시와, 바텀샤시와 몰드 프레임 사이에 형성된 수납공간에 차례대로 적층되어 LCD 패널로 빛을 전달하는 반사시트, 도광판, 광학시트들과 도광판의 측면에 설치되어 빛을 발산하는 램프 유닛 및 몰드 프레임의 상부에 설치된 LCD 패널의 가장자리 소정부분에서부터 프레임의 측면까지를 덮는 탑샤시로 구성된다.
램프 유닛은 도광판의 측면에 적어도 한 개이상 설치되는 것으로, 빛을 발산하는 한개이상의 램프, 램프에서 발산된 빛을 도광판 쪽으로 난반사시켜 빛의 효율을 향상시키며 램프의 외주면을 감싸는 램프 반사판 및 램프에 전원을 공급하는 인버터를 포함한다.
이와 같은 구조에서 램프 반사판의 하부면이 바텀샤시와 접촉되기 때문에 램 프에서 발생된 열은 바텀샤시를 통해 외부로 방출되므로 램프 유닛의 주위 온도가 낮아진다. 여기서, 램프에서 발생된 열이 바텀샤시까지 전달되는 열 전달 경로를 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 램프에서 발생된 열의 대부분은 복사에 의해 램프 반사판에 전달되고 일부는 고무재질의 램프 홀더를 통해 램프 반사판으로 직접 전달되며, 램프 반사판으로 전달된 열은 바텀샤시를 통해 외부로 방출된다.
그러나, 종래에는 램프 반사판과 바텀샤시의 접촉면적이 적고, 램프 반사판의 하부면 전체가 균일하게 바텀샤시에 접촉되는 것이 아니라 어떤 부분은 바텀샤시와 0.3㎜ 정도의 간격이 발생된다. 따라서, 액정표시장치가 점차적으로 대형화되고 램프의 길이가 길어지며, 충분한 휘도를 얻기 위해 하나의 램프 유닛에 2개 이상의 램프를 설치할 경우, 램프에서 발생된 열이 바텀샤시를 통해 외부로 충분히 방출되지 않으므로 램프 유닛의 주위 온도가 상승되어 여러가지 문제점을 야기한다.
즉, 램프의 형광물질이 열화되어 램프의 수명이 짧질 뿐만 아니라 램프 반사판이 열화되어 성능이 저하되며, 램프 유닛과 인접한 몰드프레임과 램프의 양단에 끼워진 램프 홀더가 램프에서 발산된 열에 의해 변형된다.
여기서, 램프 반사판이 열화될 경우 수명이 저하되는 이유는, 수지와 빛 반사막으로 이루어진 램프 반사판에서 빛 반사막(은)이 열에 의해 녹아 뭉치거나 수지에 침투되어 램프 반사판의 반사효율이 저하되기 때문이다.
따라서, 본 발명의 목적은 램프 유닛과 바텀샤시의 접촉면적을 증대시키며, 램프 반사판의 하부면과 바텀샤시를 완전히 접촉시켜 램프에서 발생된 열을 외부로 신속하게 방출시켜 액정표시장치의 내부 온도가 상승되는 것을 방지하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해 질 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 빛을 발산하는 적어도 한개 이상의 램프와, 램프의 양단에 삽입되어 램프를 지지하는 램프 홀더 및 도광판의 단부에서부터 램프를 감싸며 램프에서 발광된 빛을 도광판으로 반사시키는 램프 반사판으로 구성된 램프 유닛과 바텀샤시의 접촉면적을 증대시키기 위해서 램프 반사판과 바텀샤시 중 어느 하나의 부재에는 삽입부를 형성하고 나머지 하나의 부재에는 고정부를 형성하여 램프 반사판과 바텀샤시를 맞춤 결합시킨다.
바람직하게, 삽입부는 열전달 돌출부이고, 고정부는 가이드 홈으로, 바텀샤시와 대향되는 램프 반사판의 하부면에 열전달 돌출부가 램프 반사판의 길이방향을 따라 길게 연장 형성되고, 열전달 돌출부와 대응되는 바텀샤시의 소정부분에 가이드 홈이 형성된다.
바람직하게, 몰드 프레임과 대향되는 램프 반사판의 측면에 램프 반사판의 면적을 증대시키기 위한 방열핀들을 요철형상으로 더 형성한다.
바람직하게는 램프 반사판에 홈을 형성하고, 바텀샤시에 돌출부를 형성하여 램프 반사판과 바텀샤시를 결합시켜도 무방하다.
이하, 본 발명에 의한 액정표시장치의 백라이트 어셈블리를 첨부된 도면 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 액정표시장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 상부면으로부터 하부면까지 관통된 수납공간(111,113)을 구비하는 몰드 프레임(110), 몰드 프레임(110)의 수납공간(113)에 수납되어 빛을 반사하는 반사판(120), 반사판(120)의 상부면에 적층되어 빛을 안내하는 도광판(130), 도광판(130)의 측면에 슬라이딩 방식으로 끼워지며 빛을 발산하는 램프 유닛(140), 도광판(130)의 상부면에 적층되어 도광판(130)으로부터 전달된 빛을 확산하고 집광하는 광학시트들(135), 몰드 프레임(110)의 하부면에 체결되어 반사판(120), 도광판(130), 램프 유닛(140) 및 광학시트들(135)을 지지하는 바텀샤시(160), 광학시트들(135)의 상부에 설치되어 정보를 표시하는 LCD 패널(170) 및 몰드 프레임(110)의 상부면에서 체결되어 LCD 패널(170)을 지지하는 탑샤시(180)로 구성된다.
이들 중 몰드 프레임(110)은 LCD 패널(170)과 대응되는 직사각형 형상으로 상부면과 하부면에 소정깊이의 수납공간(111,113)이 형성되는데, 몰드 프레임(110)의 하부면 쪽에 형성되는 수납공간(111)에는 반사판(120), 도광판(130) 및 광학 시트들(135)이 차례대로 적층되고, 도광판(135)의 측면에 램프 유닛들(140)이 설치된다.
그리고, 몰드 프레임(110)의 상부면에 형성되는 수납공간(113)의 내부에는 LCD 패널(150)이 수용되며, 수납공간(113)의 기저면에는 LCD 패널(150)에서 화면이 표시되는 부분인 화면표시영역보다 큰 오픈 영역이 형성되어 광학시트들(135)에서 출사된 빛이 LCD 패널(150)로 입사된다.
또한, 몰드 프레임(110)의 길이방향 일측면에는 램프 유닛(140)을 액정표시장치(100)의 측면에서 슬라이드 방식으로 분리하고 조립하기 위한 슬라이드 홈(115)이 형성된다.
본 발명에 의한 램프 유닛(140)은 도 3에 도시된 바와 같이 일단에 핫 전극(미도시)과 타단에 콜드 전극(미도시)이 형성되어 빛을 발산하는 적어도 한개 이상의 램프(143; 도 2 참조), 램프(143)의 양단에 끼워져 램프(143)를 보호하는 램프 홀더(145), 램프(143)를 감싸고 도광판(130)과 대향되는 측면이 개구되어 도광판(130)의 폭방향 일단에 끼워지며 램프(143)에서 발산된 빛을 도광판(130) 쪽으로 난반사시켜 빛의 효율을 향상시키는 램프 반사판(150) 및 와이어(147)에 의해 램프들(143)과 전기적으로 연결되어 전원을 인가하는 인버터(도시 안됨)를 포함한다.
여기서, 소형의 액정표시장치의 경우 도광판(130)의 측면에 보통 하나의 램프(143)가 설치되지만, 액정표시장치(100)가 대형화될수록 충분한 휘도를 얻기 위해 하나의 램프 유닛(140)에 적어도 2개 이상의 램프들(143)을 설치한다.
이와 같이 하나의 램프 유닛(140)에 적어도 2 개이상의 램프들(143)이 설치되고 액정표시장치(100)의 대형화됨에 따라 램프(143)의 길이가 길어질 경우, 램프(143)에서 많은 열이 발생되기 때문에 램프들(143)에서 발생된 열을 액정표시장치(100)의 외부로 신속하게 방출시켜 램프 유닛(140)의 주위 온도를 적절하게 유지시켜야 한다.
램프들(143)에서 발생된 열을 외부로 신속하고 효율적으로 방출시켜 램프 유 닛(140)의 주위 온도를 낮추기 위해서는 램프 반사판(150)과 바텀샤시(160)의 접촉면적 및 램프 반사판(150)의 면적이 커야한다.
이러한 조건을 만족시켜 램프 유닛(140)의 주위의 온도를 낮추기 위해서 본 발명은 램프 반사판(150)의 하부면에는 열전달 돌출부(153)를 바텀샤시(160) 쪽으로 소정길이만큼 돌출 형성시켜 램프 반사판(150)의 길이방향을 따라 길게 연장시키고, 몰드 프레임(110)과 접하는 램프 반사판(150)의 측면에는 요철형상의 방열핀들(155)을 형성한다. 여기서, 열전달 돌출부(153)는 더브테일(dove-tail) 형상으로, 램프 반사판(150)의 하부면을 바텀샤시(160)에 완전히 접촉시킴과 아울러 바텀샤시(160)와 램프 반사판(150)의 접촉면적을 증대시켜 램프들(143)에서 발생된 열을 바텀샤시(160) 쪽으로 방열시키며, 램프 유닛(140)을 바텀샤시(160)에 전기적으로 접지시킨다. 그리고, 요철 형상으로 형성된 방열핀들(155)은 램프 반사판(150)의 면적을 증대시켜 램프(143)에서 발생된 열을 램프 반사판(150) 쪽으로 효율적으로 전달시킨다.
한편, 램프 반사판(150)과 접촉되어 램프 반사판(150)에서 전달된 열을 외부로 방출시키는 바텀샤시(140) 중 열전달 돌출부(153)와 대응되는 부분에는 가이드 홈(163)이 바텀샤시(160)의 길이방향을 따라 길게 형성되어 슬라이딩에 의해 열전달 돌출부(153)와 맞춤 결합된다.
바람직하게, 가이드 홈(163)에 그리스 유를 도포하여 유막을 형성한다. 그러면, 열전달 돌출부(153)가 가이드 홈(163)을 따라 액정표시장치(100)의 내부로 원활하게 슬라이딩되고, 유막이 열전달 돌출부(153)와 가이드 홈(163) 사이의 틈을 매꿔 열전달 효율을 향상시키는 역할을 한다.
또한, 몰드 프레임(110)의 슬라이드 홈(115)과 대응되는 부분에는 몰드 프레임(110)과 바텀샤시(160) 및 탑샤시(180)가 결합된 상태에서도 램프 유닛(140)을 액정표시장치(100)의 외부로 빼내거나 조립시킬 수 있도록 슬라이드 홈(165)이 형성된다.
마지막으로, 탑샤시(180)는 LCD 패널(170)의 화면표시영역과 대응되는 부분에는 LCD 패널(170)의 화면을 외부로 노출시키기 위한 오픈 영역(183)이 형성되고, 탑샤시(180)의 측면 중 몰드 프레임(110)과 바텀샤시(160)에 형성된 슬라이드 홈(115,165)과 대응되는 부분에도 슬라이드 홈(185)이 형성된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 액정표시장치의 조립과정과 작용을 첨부된 도면 도 1과 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 몰드 프레임(110)의 하부면 쪽에 형성된 수납공간(111)이 노출되도록 몰드 프레임(110)을 뒤집은 상태에서 광학시트들(135), 도광판(130), 반사판(120)을 차례대로 적층시킨 후에 몰드 프레임(110)의 하부면에 바텀샤시(160)를 체결시켜 수납공간(111)에 수납된 반사판(120), 도광판(130), 광학시트들(135)이 지지될 수 있도록 한다.
이어, 몰드 프레임(110)의 상부면 쪽에 형성된 수납공간(113)이 노출되도록 몰드 프레임(110)을 다시 뒤집은 상태에서 수납공간(113)의 LCD 패널(150)을 설치하며, 수납공간(113)에 수용된 LCD 패널(150)을 지지하기 위해서 LCD 패널(150)의 상부에서 탑샤시(170)를 체결시킨다.
그러면, 몰드 프레임(110), 바텀샤시(160) 및 탑샤시(180)의 단변 일측면에 형성된 슬라이드 홈들(115,165,185)이 정확히 일치하여 액정표시장치(100)의 내부로 램프 유닛(140)이 유입될 수 있도록 통로를 형성한다.
이와 같이 슬라이드 홈들(115,165,185)들로 인해 통로가 형성되면 램프 유닛(140) 중 콜드 전극이 위치하는 램프 유닛(140)의 일단부를 슬라이드 홈(115,165,185)에 인접하게 위치시킨 상태에서 램프 반사판(150)의 하부면에 형성된 열전달 돌출부(153)를 가이드 홈(163)에 끼운 다음에 콜드 전극이 위치한 램프 유닛(140)의 일단부가 슬라이드 홈(115,165,185)에서 멀어지도록 램프 유닛(140)을 액정표시장치(100) 쪽으로 밀어 액정표시장치(100)의 내부에 램프 유닛(140)을 끼워 넣는다. 이때, 가이드 홈(163)에 칠해진 그리스 유로 인해 램프 유닛(140)은 가이드 홈(163)을 따라 액정표시장치(100)의 내부로 원활하게 슬라이딩된다.
이와 같이 램프 유닛(140)이 액정표시장치(100)에 조립되면, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 램프 반사판(150)의 하부면이 바텀샤시(160)에 접촉되고 열전달 돌출부(153)가 가이드 홈(163)에 끼워져 결합되기 때문에 종래에 비해 바텀샤시(160)와 램프 반사판(150)의 접촉면적이 증대된다.
또한, 열전달 돌출부(153)와 가이드 홈(163)의 결합으로 인해 램프 반사판(150)의 하부면이 바텀샤시(160)에서 들뜨지 않고 완전하게 바텀샤시(160)에 접촉되고, 열전달 돌출부(153)의 접촉면과 가이드 홈(163)의 접촉면 사이에 발생되는 틈을 유막이 채우기 때문에 열방출 효율이 좋다.
따라서, 적어도 2개 이상의 램프(143)로부터 많은 열이 방출되어도 램프 유 닛(140)의 주위 온도가 상승되지 않는다.
상술한 바와 같이, 열전달 돌출부(153)는 램프 유닛(140)의 주위 온도를 적절하게 유지시킬 뿐만 아니라, 램프 유닛(140)이 바텀샤시(160)에 전기적으로 접지되므로, 램프 반사판과 바텀샤시를 접지시키기 위해 사용되던 부품, 예를 들어 클립이 불필요하게 되어 액정표시장치의 원가가 절감되는 이점을 제공한다.
또한, 열전달 돌출부(153)가 램프 반사판(150)의 강도를 보강하여 외부에서 가해지는 충격에 의해 램프 반사판(150)이 소정방향으로 휘어지거나 뒤틀리는 것을 방지한다.
그리고, 램프 반사판(150)은 용기 모양의 공구 속에 빌릿(billet)이라 불리는 소재 조각을 삽입하여 램에 의해서 가압하고 다이에 뚫은 구멍에서 재료를 압출하여 다이 구멍의 단면 형상을 가진 긴 제품을 만드는 압출 가공으로 길게 뽑아낸 후에 액정표시장치(100)의 사이즈에 맞게 잘라 램프 반사판(150)을 제작한다.
그러면, 종래에서와 같이 프레스로 램프 반사판을 가공하는 경우에 비해 단면상의 각 부분의 두께를 다양한 치수로 다르게 줄수 있고 복잡한 단면상을 갖는 형태로 성형이 가능하여 치수 관리가 용이하다.
또한, 액정표시장치의 사이즈가 커질 때마다 램프 반사판을 성형하는 금형을 다시 제작하지 않아도 되며, 램프와 도광판의 거리와 위치의 정렬이 일정하게 되어 입력되는 광량의 제어를 보다 용이하게 할 수 있다.
바람직하게는 정밀한 금형을 사용하여 자동 또는 수동으로 주탕하고 탕에 압력을 가해서 주조하는 방법으로 정밀도가 높은 다이캐스팅(die casting) 가공으로 램프 반사판을 제작할 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 램프 반사판과 바텀샤시에 요철 형상의 삽입부와 고정부를 형성하여 램프 반사판을 바텀샤시에 슬라이딩 방식으로 끼워 맞춤 결합시키므로, 램프 반사판과 바텀샤시의 접촉면적을 증대시키고, 램프 반사판의 하부면 전체가 바텀샤시에 완전히 접촉되도록 하여 램프에서 발생된 열을 효과적으로 방출시킨다.
그러므로, 램프의 내부에 봉입된 가스의 열화를 방지할 수 있어 램프의 수명이 증대되며, 램프 반사판에 도포된 은이 열에 의해 녹아 뭉치거나 은이 코팅된 수지 내부로 침투되는 것이 방지되므로 램프 반사판의 수명이 증대된다.
또한, 램프 유닛의 주위 온도가 낮아지기 때문에 램프 홀더 및 몰드 프레임이 변형되는 것을 방지할 수 있어 제품의 신뢰성이 향상된다.

Claims (7)

  1. 상부면에서부터 하부면까지 관통된 수납공간을 구비한 몰드 프레임;
    상기 수납공간에 수납되어 빛을 반사시키는 반사판;
    상기 반사판의 상부면에 적층되어 정보를 표시하는 LCD 패널 쪽으로 빛을 안내하는 도광판;
    상기 도광판의 상부면에 적층되어 빛의 휘도를 향상시켜 상기 LCD 패널로 전달하는 광학시트들;
    슬라이딩 방식에 의해 상기 도광판의 측면에 설치되고, 빛을 발산하는 적어도 한개 이상의 램프와, 상기 도광판의 단부에서부터 상기 램프를 감싸며 상기 램프에서 발광된 빛을 상기 도광판으로 반사시키는 램프 반사판을 포함하는 램프 유닛; 및
    상기 몰드 프레임의 하부면에 체결되어 상기 반사판, 상기 도광판, 상기 광학시트들 및 상기 램프 유닛을 지지하는 바텀샤시를 포함하는 백라이트 어셈블리에 있어서,
    상기 램프 반사판의 하부면에는 더브테일(dove-tail)형상의 열전달 돌출부가 형성되고, 상기 바텀샤시에는 상기 열전달 돌출부가 슬라이딩 방식으로 맞춤 결합되는 가이드 홈이 형성되며,
    상기 몰드 프레임과 마주보는 상기 램프 반사판의 측면에는 방열핀들이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 어셈블리.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 열전달 돌출부 및 상기 가이드 홈은 상기 램프 반사판의 길이방향을 따라 길게 연장되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 어셈블리.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 상부면에서부터 하부면까지 관통된 수납공간을 구비한 몰드 프레임;
    상기 수납공간에 수납되어 빛을 반사시키는 반사판;
    상기 반사판의 상부면에 적층되어 정보를 표시하는 LCD 패널 쪽으로 빛을 안내하는 도광판;
    상기 도광판의 상부면에 적층되어 빛의 휘도를 향상시켜 상기 LCD 패널로 전달하는 광학시트들;
    슬라이딩 방식에 의해 상기 도광판의 측면에 설치되고, 빛을 발산하는 적어도 한개 이상의 램프와, 상기 도광판의 단부에서부터 상기 램프를 감싸며 상기 램프에서 발광된 빛을 상기 도광판으로 반사시키는 램프 반사판을 포함하는 램프 유닛; 및
    상기 몰드 프레임의 하부면에 체결되어 상기 반사판, 상기 도광판, 상기 광학시트들 및 상기 램프 유닛을 지지하는 바텀샤시를 포함하는 백라이트 어셈블리에 있어서,
    상기 몰드 프레임과 마주보는 상기 램프 반사판의 측면에는 상기 램프 반사판의 열방출 면적을 증대시키기 위한 방열핀들이 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 어셈블리.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 방열핀들은 요철형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 어셈블리.
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