KR101398499B1 - 백라이트 유닛 및 표시 기기 - Google Patents

Abstract

투과성의 표시 패널의 배면으로부터 광을 조사하는 백라이트 유닛은 광원 기판, 베이스 부재, 및 히트 파이프를 포함한다. 광원 기판은 광원이 실장되어 상기 표시 패널의 배면과 대향하여 배치되어 있다. 베이스 부재는 금속판으로 이루어지고, 상기 광원 기판이 설치되어 백라이트 유닛의 섀시의 후부에 고정되어 있다. 히트 파이프는 베이스 부재에 장착되고, 이 베이스 부재를 통해 광원으로 발생하는 열이 전달된다. 베이스 부재는, 미리 결정된 간격으로 상기 광원 기판의 길이 방향으로 연장되는 복수 개의 홈부, 및 이 홈부들 사이에서 광원 기판이 표시 패널과 대향하여 설치되는 복수 개의 평면을 포함한다. 히트 파이프는 각각의 평면의 아래 쪽에 광원 기판의 길이 방향으로 설치되어 있다.

Description

백라이트 유닛 및 표시 기기{BACKLIGHT UNIT AND DISPLAY DEVICE}

본 발명은 백라이트 유닛 및 표시 기기에 관한 것이며, 특히, 대형 표시 화면을 가지는 액정 표시 기기 등에 적용하기에 바람직한 백라이트 유닛 및 표시 기기에 관한 것이다.

최근, 액정 표시 기기는 CRT(Cathode-Ray Tube)와 비교하여 대형 표시 화면화, 경량화, 박형화, 저전력 소비화 등이 도모되므로, 예를 들면, 자발광형의 PDP(Plasma Display Panel) 등과 함께 텔레비전 수상기나 각종의 디스플레이용으로 사용하도록 되어 있다.

액정 표시 기기는 각종 사이즈의 2개의 투명 기판 사이에 밀봉된 액정을 포함하고, 전압을 인가함으로써 액정 분자의 방향을 바꾸어 광투과율(optical transmittance)을 변화시켜 소정의 화상 등을 광학적으로 표시한다. 액정 표시 기기는, 액정 자체가 발광체는 아니기 때문에, 예를 들면, 액정 패널의 배면부에 광원으로서 기능하는 백라이트 유닛을 구비한다. 백라이트 유닛은, 예를 들면, 1차 광원(primary light source), 도광판(light guide plate), 반사 필름, 렌즈 시트 또는 확산 필름 등을 구비하고, 액정 패널의 전체면에 걸쳐서 표시광을 공급한다. 백라이트 유닛에는, 종래 1차 광원으로서 수은이나 크세논을 형광관 내에 밀봉한 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp; CCFL)가 사용되고 있다. 그렇지만, 이러한 냉음극 형광 램프는, 발광 휘도가 낮고, 수명이 짧거나, 또는 음극 측에 저휘도 영역이 존재하여 휘도 균일성(luminance uniformity)이 나쁘다는 과제를 안고 있다.

냉음극 형광 램프에 대신하여, 확산 패널(diffusion panel)의 배면측에 다수개의 광의 3원색인 적색과 녹색과 청색의 발광 다이오드(이하, LED(Light Emitting Diode)라고 칭함)를 2차원으로 배열하여 백색광을 얻는 LED 백라이트 유닛이 주목되고 있다. 이러한 LED 백라이트 유닛은, 저전력 소비이며, 대형의 액정 패널에 대해서도 고휘도의 표시가 가능하다.

LED의 온도와 발광 효율 사이에는 네거티브 상관 관계(negative corellation)가 있으므로, LED의 냉각 및 열 균일화(heat uniformity)가 중요하다. 통상, 백라이트 유닛 중앙부는 주변부에 비해 온도가 높게 상승한다. 일반적으로 LED의 발광 효율이 낮고 발열량이 많기 때문에, 효율적인 배열 시스템이 필요해지고 있다. LED의 특징으로서, CCFL와는 달리, 광이 한쪽 방향으로 방출되므로, 광이 방출되는 방향과는 역의 방향으로부터 방열할 수 있다.

따라서, 종래에는 냉각 및 열 균일화를 도모하기 위하여, 어느 정도의 체적을 갖는 열용량이 큰 벌크 재료(bulk material)를 사용하여 방열을 행하고 있었다(예를 들면, 일본국 특개2005-317480 공보를 참조). 이 특허 문헌에 있어서는, 백라이트 유닛 중앙부의 열을 히트 싱크에 전달하기 위해, 벌크 재료(방열 플레이 트(24))에는 열전도가 양호한 알루미늄(Al)을 사용하고, 또한 구리제의 히트 파이프(heat pipe)(25)를 사용하고 있다. 이 히트 파이프(25)는 열 균일화에도 공헌한다.

위의 특허 문헌에 기재된 방열 플레이트(24)와 같은 벌크 재료를 사용한 경우, 액정 표시 기기의 액정 패널 사이즈가 커지면, 방열 플레이트(24)도 크게 할 필요가 있다. 그 결과, 백라이트 유닛이 중량화하는 동시에, 제조 비용이 증대한다는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것이며, 전술한 백라이트 유닛과 같은 광원을 구비한 기기에 있어서, 기기 전체의 열 균일성을 손상시키지 않고, 경량화 및 비용 삭감을 실현하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 투과성의 표시 패널의 배면으로부터 광을 조사하는 백라이트 유닛이 제공되며, 상기 백라이트 유닛은, 광원이 실장되어 표시 패널의 배면과 대향하는 광원 기판; 금속판으로 이루어지고, 광원 기판이 설치되어 백라이트 유닛의 섀시의 후부에 고정되는 베이스 부재; 이 베이스 부재에 장착되고, 베이스 부재를 통해 광원에서 발생되는 열을 수용하는 히트 파이프를 포함한다. 베이스 부재는, 미리 결정된 간격으로 형성되는 광원 기판의 길이 방향으로 연장되는 복수 개의 홈부와, 홈부 사이에서 광원 기판이 표시 패널과 대향하여 설 치되는 복수 개의 평면을 포함한다. 또한, 베이스 부재의 각 평면의 아래 쪽에는, 히트 파이프가 광원 기판의 길이 방향으로 설치되어 있다.

이 구성에 따르면, 광원이 실장되는 광원 기판이 설치되는 베이스 부재는, 미리 결정된 간격으로 형성되는 광원 기판의 길이 방향으로 연장되는 복수 개의 홈부와, 홈부 사이에서 광원 기판이 표시 패널과 대향하여 설치되는 복수 개의 평면이, 금속판을 가공하여 형성되어 있고, 경량화가 도모되어 있다. 그리고, 홈부와의 단차를 이용하여 베이스 부재의 각 평면의 아래 쪽에는, 히트 파이프가 광원 기판의 길이 방향으로 설치되는 구조를 가지고 있으므로, 광원 기판의 광원이 발광함으로써 발생하는 열이 베이스 부재를 통해 히트 파이프에 전달된다. 특히, 온도가 높은 히트 파이프 중앙부로부터 주변부로 열이 전달된다. 이로써, 백라이트 유닛 전체의 열 균일화가 도모된다.

본 발명에 따른 다른 실시예에 따르면, 표시 기기가 제공된다. 이 표시 기기는, 광원이 실장되는 광원 기판; 금속판으로 이루어지고, 광원 기판이 설치되어 표시 기기의 섀시의 후부에 고정되는 베이스 부재; 이 베이스 부재에 장착되고, 베이스 부재를 통해 광원으로 발생하는 열이 전달되는 히트 파이프를 포함한다. 베이스 부재는, 미리 결정된 간격으로 형성되는 광원 기판의 길이 방향으로 연장되는 복수 개의 홈부와, 홈부 사이에서 광원 기판이 표시면과 대향하여 설치되는 복수 개의 평면이 형성되어 있다. 또한, 베이스 부재의 각 평면의 아래 쪽에는, 히트 파이프가 광원 기판의 길이 방향으로 설치되어 있다.

이 구성에 따르면, 광원이 실장되는 광원 기판이 설치되는 베이스 부재는, 미리 결정된 간격으로 광원 기판의 길이 방향으로 연장되는 복수 개의 홈부와, 홈부 사이에서 광원 기판이 표시 패널과 대향하여 설치되는 복수 개의 평면이, 금속판을 가공하여 형성되어 있고, 경량화가 도모되어 있다. 그리고, 홈부와의 단차를 이용하여 베이스 부재의 각 평면의 아래 쪽에는, 히트 파이프가 광원 기판의 길이 방향으로 설치되는 구조를 가지고 있으므로, 광원 기판의 광원이 발광함으로써 발생하는 열이 베이스 부재를 통해 히트 파이프에 전달된다. 특히, 온도가 높은 히트 파이프 중앙부로부터 주변부로 열이 전달된다. 이로써, 표시 기기 전체의 열 균일화가 도모된다.

본 발명에 의하면, 광원을 구비하는 백라이트 유닛 및 표시 기기의 열 균일성을 손상시키지 않고, 경량화가 가능하며, 이로써, 재료비를 절약할 수 있다. 또, 베이스 부재가 판형의 재료로 구성되고, 용이하게 가공할 수 있는 형상으로 되어 있으므로, 조립 및 제조에 소요되는 비용을 삭감할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 형태의 예에 대하여, 첨부 도면을 참조하면서 설명한다. 이하의 예에서는, 본 발명의 실시예에 따른 표시 기기를, 백라이트 유닛을 구비한 투과형의 액정 표시 기기에 적용한 것이다.

도 1은, 본 발명의 일실시예에 따른 표시 기기의 일례인 액정 표시 기기의 분해 사시도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 표시 기기의 일례인 액정 표시 기기(1)는, 액정 패널 유닛(2)과 이 액정 패널 유닛(2)의 배면측에 조합되어 표시광을 조사하는 백라이트 유닛(백라이트 기기)(3)을 구비하고 있다.

액정 패널 유닛(2)은, 프런트 프레임(4)과 액정 패널(5)과 광학 시트의 지지 기구로서 기능하는 프레임형의 미들 섀시(6)로 구성된다. 이 액정 패널 유닛(2)에 있어서, 액정 패널(5)의 외주(outer periphery)가 미들 섀시(6)의 아래 쪽 변부(side portion)에 형성된 홈에 탑재되어 있다. 그리고, 이 상태에서, 액정 패널(5)이 프런트 프레임(4)과 미들 섀시(6) 사이에 도시하지 않은 스페이서나 가이드 부재 등을 통하여 끼워넣어져 유지된다.

여기서는 상세한 설명을 생략하지만, 액정 패널(5)은 일반적으로 스페이서 비즈(spacer beads) 등에 의해 대향 간격을 유지하는 제1 유리 기판과 제2 유리 기판 사이에 밀봉된 액정을 포함한다. 이 액정에 대하여 전압을 인가하여 액정 분자의 방향을 바꾸어 광투과율을 변화시킨다. 액정 패널(5)은, 제1 유리 기판의 내면에, 스트라이프형의 투명 전극과, 절연막과 배향막이 형성된다. 또, 제2 유리 기판의 내면에, 3원색의 컬러 필터와, 오버코트층(overcoat layer)과 스트라이프형의 투명 전극과, 배향막이 형성된다. 또, 제1 유리 기판과 제2 유리 기판의 표면에 편향 필름과 위상차 필름이 접합된다.

또한, 액정 패널(5)에서는, 폴리이미드로 이루어지는 배향막은 액정 분자가 경계면에 수평 방향으로 배열되도록 한다. 편향 필름과 위상차 필름은 파장 특성을 무채색화 및 백색화하여, 컬러 필터에 의한 풀 컬러화를 도모하여 수신된 화상 등을 컬러 표시한다. 그리고, 액정 패널(5)에 대하여는, 이러한 구조로 한정되는 것이 아니고, 종래 제공되어 있는 각종의 구성을 구비하는 액정 패널이라도 되는 것은 물론이다.

백라이트 유닛(3)은 발광 유닛, 베이스 부재(방열 유닛)(17), 및 백 패널(back panel)(후부 섀시)(16)로 구성된다. 발광 유닛은 전술한 액정 패널 유닛(2)의 배면측에 배치되어 표시광을 공급하는 복수 개의 광원 기판(14)으로 구성된다. 베이스 부재(방열 유닛)(17)는 이 발광 유닛이 설치되는 동시에 발광 유닛 내에서 발생한 열의 방열을 행한다. 백 패널(후부 섀시)16)은 베이스 부재(17)를 유지하는 동시에 미들 섀시(6) 및 사이드 프레임(15)과 결합되어 섀시에 대한 지지 기구의 역할을 한다. 백라이트 유닛(3)은, 액정 패널 유닛(2)의 전체 배면에 대응하는 치수를 가지고 있다. 백라이트 유닛(3)과 액정 패널 유닛은, 이 두 유닛 사이의 공간부를 광학적으로 밀폐한 상태로 조합된다. 그리고, 베이스 부재(17)에 대하여는 후에 상세하게 설명한다.

광원 기판(14)에는, 적당한 개수의 적색 LED, 녹색 LED, 청색 LED(이하, LED로 총칭함) 및 다른 구성요소들이 가로로 긴 직사각형의 배선 기판 상에 소정의 순서로 배열되어 실장되어 있다. 3원색의 LED(30)로부터 발광 블록이 구성되며, 이 발광 블록의 기본 단위는, 예를 들면, 1개의 적색 LED와, 2개 또는 1개의 녹색 LED와, 1개의 청색 LED로 형성된다. 그리고, 도 1에 나타낸 예에서는, 광원 기판을 3행으로 하고 있지만, 광원 기판의 수가 이 예에 한정되는 것은 아니다.

광원 기판(14)의 정면에는, 저면부(13)를 구비하는 대략 상자형의 반사 시트(12)가 설치되어 있다. 이 반사 시트(12)의 저면부(13)에는, 광원 기판(14)의 표면에 실장되어 있는 각 LED에 대응하는 위치에 구멍(13a)이 뚤려 있고, 구멍(13a)의 각각에 대응하는 각각의 색의 LED가 관입된다. 따라서, 각각의 LED는 확산판(11)과 반사 시트(12) 사이에 형성되는 공간(도광 공간)에 갇히도록 설치된다. 각 LED로부터 주위에 방사된 광 중 반사 시트(12)의 저면부(13)로 향해 출사된 광은, 저면부(13)의 표면에서 반사되어 액정 패널(5) 측에 출사된다.

반사 시트(12)는, 반사 시트(12)의 상하의 측변부와 저면부(13) 사이에, 각각 저면부(13)에 대하여 소정 각도의 경사부(12a, 12a)가 형성되어 있다. 예를 들면, 소정 각도로서 0°~ 90°의 사이에서 조광면 상의 휘도 분포가 가장 양호해지는 각도가 선택된다. 이 반사 시트(12)는, 예를 들면, 형광제를 함유한 발포성 PET(Polyethylene Terephthalate)재를 사용하여 성형된다. 발포성 PET재는, 약 95% 정도의 고반사율 특성을 가지고 있고, 금속 광택색과 다른 색조로 반사면의 상처가 눈에 띠지 않는 특징을 가지고 있다. 그리고, 반사 시트(12)는, 예를 들면, 경면(mirror finished surface)을 가지는 은, 알루미늄 또는 스테인레스와 같은 재료로 형성해도 된다.

반사 시트(12)의 정면에는, LED들로부터의 출사광을 확산시키는 확산판(11), 광학 시트(7, 8, 9)로 구성되는 광학 시트군(10)이 설치되어 있다. 확산판(11)은, 광학 시트군(10)의 액정 패널(5)에 대향하는 면의 반대면에, 하단을 맞추어 적층하여 배치된다. 이 확산판(11)은, 도광성을 가지는 투명한 합성 수지재, 예를 들면, 아크릴 수지나 폴리카보네이트 수지 등에 의해 성형된 약간 두께가 있는 플레이트로 이루어진다.

광학 시트군(10)은 다양한 광학 기능을 가진 복수의 적층된 광학 시트로 구성된다. 예를 들면, 한 광학 시트는 광원 기판(14)에 실장된 LED로부터 공급되어 액정 패널(5)에 입사되는 표시광을, 입사광과 직교하는 편광 성분으로 분해하는 기능한다. 다른 광학 시트는 광파의 위상차를 보상하여 광각 시야각(wider view angle)화나 착색 방지를 도모하도록 기능한다. 또 다른 광학 시트는 표시광을 확산시키도록 기능한다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 광학 시트군(10)에서, 광학 시트(9)는 확산 시트, 광학 시트(8)은 프리즘 시트, 광학 시트(7)은 편광 변환 시트이며, 입사면의 형상 및 크기는 동일하게 하고 있다. 그리고, 광학 시트군(10)의 구성은, 전술한 광학 시트로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 휘도 향상을 도모하는 광학 필름이나, 위상차 필름과 프리즘 시트를 협지(sandwich)하는 상하 2개의 확산 시트 등을 구비해도 된다.

상기 구성의 백라이트 유닛(3)에서는, 확산판(11)에 대하여, 복수 개의 광원 기판(14)에 실장된 각 LED로부터 공급된 표시광이 배면측으로부터 입사된다. 확산판(11)은, 이 한쪽의 주면 측으로부터 입사된 표시광을, 내부에서 굴절, 반사시킴으로써 확산시키면서 도광하여, 다른 쪽의 주면 측으로부터 광학 시트군(10)으로 입사시킨다. 또, 각 LED로부터 출사되는 표시광의 일부가 확산판(11)에 대하여 임계각을 넘는 각도로 입사되면, 이 표시광은 확산판(11)의 표면에서 반사된다. 확산판(11)의 표면으로부터의 반사광 및 각 LED로부터 주위에 방사되어 반사 시트(12)에 의해 반사된 표시광의 일부는, 이들 확산판(11)과 반사 시트(12) 사이에서 반복적으로 반사되고, 이에 따라 다중 반사 원리(the principle of multiple reflection)에 의한 반사율의 향상이 도모되도록 되어 있다.

이어서, 액정 패널(5)에 백라이트 유닛(3)을 조합하고, 이들 사방(four sides)을 프런트 프레임(4)으로 덮는 것에 의해, 액정 패널(5)을 포함하는 전체가 고정되어 액정 표시 기기(1)가 완성된다. 이와 같이, 액정 표시 기기(1)는 각 구성 부품을 각각 밀착시켜 중첩하도록 조립된다. 그리고, 프런트 프레임(4), 미들 섀시(6), 사이드 프레임(15) 및 백 패널(16)은, 금속이나 수지 등으로 형성되어 있다.

다음에, 광원 기판(14)이 설치되는 베이스 부재에 대하여, 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다. 도 2는 베이스 부재(17)의 설명을 위한 사시도이고, 도 3은 베이스 부재(17)에 설치된 광원 기판(14)의 사시도이며, 도 4는 도 2에 도시된 A－A선에 따른 베이스 부재(17)의 단면도이다. 그리고, 도 2 내지 도 4에 있어서, 설명의 편의상, 반사 시트(12)(도 1 참조)의 기재를 생략하고 있다. 또, 도 2의 베이스 부재(17)에 있어서는, 6개의 배선 기판(14)을 실장 가능한 구조이지만, 배선 기판(14)은 1개만 기재하고 그 외는 생략하고 있다.

도 2에 나타내는 베이스 부재(17)는, 광원 기판(14)이 설치되는 동시에, 히트 파이프(18)가 유지되는 구조를 가지고 있다. 베이스 부재(17)는, 미리 결정된 간격으로 형성되는 액정 패널(5)의 가로 방향(lateral direction)으로 연장되는 복수 개의 홈부(22)를 갖고, 이들 홈부(22) 사이에 광원 기판(14)이 액정 패널(5)의 배면에 각각 대향하여 설치되는 복수 개의 평평한 설치면(21)이 형성되어 있다. 설치면(21)에는, 광원 기판(14)이 가로 방향으로 배치되고, 1개의 설치면(21)의 폭(세로 방향의 치수)은, 광원 기판(14)의 폭과 같거나 약간 크게 한다. 도 2의 베이스 부재(17)에 있어서는, 광원 기판(14)을 설치하기 위한 6면의 설치면(21)이 형성되어 있다.

도 2에 나타낸 베이스 부재(17)의 표시 화면에 대한 좌우 방향의 길이는, 설명의 편의상 짧게 표시되어 있지만, 실제로는 액정 패널(5) 전체면에 조명광을 조사할 수 있는 길이로 형성된다. 예를 들면, 약 70인치의 표시 화면을 가지는 액정 표시 기기의 경우, 광원 블록 1행은 평행하게 배치된 도 2에 나타내는 4개의 광원 기판(14)을 포함하고, 1개의 베이스 부재(17)는 그 광원 블록이 6행 설치 가능하게 구성된다. 또한, 1행에 4개의 광원 기판(14)이 배치된 6행 구성의 2개의 베이스 부재(17)가 상하에 2단 연결되어 70인치 액정 표시 기기의 베이스 부재를 구성하고 있다. 전술한 베이스 부재(17)는, 예를 들면, 알루미늄(Al) 금속판에 압출 가공 등을 행함으로써 제작된다.

홈부(22) 사이의 설치면(21)은, 홈부(22)의 저부(22a)보다 높은 위치에 있고, 이 단차를 이용하여 각 설치면(21)의 아래 쪽에 히트 파이프(18)가 광원 기판(14)의 길이 방향을 따라 유지되는 공간이 형성되어 있다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 설치면(21)의 배면에 탄성을 가지는 유지부(18a, 18b)가 설치되어 있고, 이 유지부(18a, 18b)에 의해 히트 파이프(18)의 외주부가 2방향으로 유지된다. 이러한 구성에 의해, 히트 파이프(18)의 착탈이 용이하게 행해진다. 그리고, 히트 파이프(18)를 유지하기 위한 구성은, 전술한 형태에 한정되지 않고, 예를 들면, 뒤집힌 Ω형의 장착 부재에 히트 파이프(18)를 끼워넣어, 장착 부재를 설치면(21)의 배 면에 나사 고정하여 고정하도록 해도 된다.

베이스 부재(17)의 설치면(21)에는, 광원 기판(14)을 정확하게 위치 결정하기 위하여, 길이 방향으로 미리 결정된 수, 예를 들면, 2개소의 돌기(23, 24)가 설치되어 있고, 이 설치면(21)의 돌기(23, 24)에 대응하여, 광원 기판(14)의 미리 결정된 위치에 각 돌기(23, 24)에 적합한 위치 결정공(31, 32)이 뚫려 있다. 이 위치 결정공(31, 32)은, 각 돌기(23, 24)와 대략 같은 직경 또는 대략 같은 단면 형상을 가져, 요동이 적고 정밀한 위치 결정이 행할 수 있도록 되어 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 광원 기판(14)의 위치 결정공(31, 32)에 설치면(21)의 돌기(23, 24)를 삽입시키도록 하여, 광원 기판(14)을 설치면(21)에 탑재하면, 광원 기판(14)의 배면에 붙어 있는 점착성을 가지는 열전도 시트에 의해, 광원 기판(14)이 설치면(21)의 정확한 위치에 고정된다. 돌기(23, 24)의 높이는, 위치 결정공(31, 32)에 각각 삽입되었을 때 설치면(21)으로부터 뚫고 나오지 않을 정도로 한다. 또, 돌기(23, 24)의 형상은, 반원 구형이나 원통형상 등, 각종의 형상이 채용될 수 있다.

모든 광원 기판(14)은, 모두 동일 사양으로 형성되어 있고, 광원 기판(14)의 주면의 폭 방향의 일측부의 근방에 또한 길이 방향의 양측에, 신호 출력용 커넥터(33A)와 신호 입력용 커넥터(33B)가 실장되어 있다. 광원 기판(14)의 각 LED(30)는, 커넥터(33A, 33B) 및 신호 입출력용 리드선(34)을 통하여 도시하지 않은 LED 제어 유닛과 접속되고, 발광이 제어된다.

베이스 부재(17)의 각 홈부(22)의 저면(22a)에는, 홈을 따라 미리 결정된 수 의 장착 구멍(mounting hole)(25)이 형성되어 있다. 또, 백 패널(16)에는, 상기 베이스 부재(17)의 장착 구멍(25)에 대응하는 위치에 장착 구멍(16a)이 형성되어 있다. 그리고, 도 4에 나타낸 바와 같이, 수나사(41)를 베이스 부재(17)의 장착 구멍(25) 및 백 패널(16)의 장착 구멍(16a)에 삽입하여, 너트(42)에 나사결합함으로써, 베이스 부재(17)가 백 패널(16)에 고정된다.

그런데, 백 패널(16)은, 예를 들면, 비교적 경량이며 기계적 강성을 가지는 알루미늄재에 의해, 액정 패널(5)의 외형과 대략 동등한 크기를 가지는 직사각형의 판형을 이루어 형성되어 있다. 백 패널(16)은 열전도성을 가짐으로써, 도광 공간부(light guide space portion)나 회로 부품 등으로부터 발생하는 열을 방열하는 작용을 가지고 있다. 상세한 설명은 생략하지만, 백 패널(16)에는, 전술한 바와 같이 외주 부위에 미들 섀시(6) 및 사이드 프레임(15)과 결합되는 외주벽부(도시 생략)가 형성된다. 또, 광학 스터드 부재(optical stud material)(도시 대략)를 장착하는 복수 개의 장착부, 베이스 부재(17)를 고정하는 장착 구멍, 및 리드선을 꺼내는 인출 개구(pull-out opening) 등이 백 패널(16)에 형성되어 있다.

광원 기판(14)의 바로 아래에 설치되는 히트 파이프(18)는, 각종의 전자 기기 등에서 전원부와 같은 고온부로부터 방열 기구로 열전도를 행하기 위해 일반적으로 채용되는 부재이다. 히트 파이프(18)는 열전도율이 우수한 구리 등의 금속제 파이프재 내를 배기한 상태(air-exhausted)에서, 미리 결정된 온도에서 기화하는 물 등의 전도 매체를 밀봉하여 구성되며, 고효율의 열전도 능력을 가지고 있다. 히트 파이프(18)의 양 단부는 후술하는 히트 싱크(50A, 50B)와 직접 또는 간접적으 로 접속된다. 히트 파이프(18)에 있어서는, 고온 측의 광원 기판(14)으로부터 전도된 열을 받아, 내부에 밀봉된 전도 매체가 액체로부터 기체로 기화한다. 히트 파이프(18)에 있어서는, 기화한 전도 매체가 파이프 내를 저온 측의 히트 싱크(50A, 50B)와의 접속부로 흘러 냉각됨으로써 액화되어 응축열을 배출한다. 히트 파이프(18)에 있어서는, 액화된 전도 매체가 금속 파이프의 내벽에 형성된 길이 방향의 복수 개의 홈이나 다공질층(porous layer) 내에서 모세관 현상에 의해 설치면(21) 측으로 이동함으로써 파이프 내의 순환이 수행되고, 이에 따라 히트 파이프(18)는 고효율의 열전도 작용을 갖는다.

본 실시예에 따르면, 유지부(18a, 18b)에 의해 히트 파이프(18)를 베이스 부재(17)에 일체적으로 장착함으로써, 히트 파이프(18)를 발열원(a source of heat generation)인 각 LED(30)의 배열 영역의 바로 아래에 근접하여 연재한 구성으로 된다. 각 LED(30)를 실장한 광원 기판(14), 이 광원 기판(14)이 배치되어 있는 베이스 부재(17), 및 히트 파이프(18)는 서로 밀착된 상태로 중첩되어 히트 싱크(50A, 50B)로의 열전도로(heat conductive path)를 구성한다. 광원 기판(14)의 각 LED로부터 발생된 열은, 베이스 부재(17)의 설치면(21)을 통하여 광원 기판(14)의 바로 아래에 설치된 히트 파이프(18)에 전달된다. 이러한 구성에 따르면, 공간이 효율적으로 이용되어 각 LED(30)로부터의 발생열을 극히 효율적으로 히트 싱크(50A, 50B)로 전도해 방열함으로써, 도광 공간부의 고온화를 방지하여 백라이트 유닛(3)이 안정된 동작으로 액정 패널(5)에 대하여 표시광을 공급하도록 한다.

도 5는, 백라이트 유닛 전체 배면을 나타낸 사시도이며, 여기서는 베이스 부 재(60)가 고정되는 백 패널(16)의 기재는 생략되어 있다. 도 5에 도시된 백라이트 유닛은, 대형의 액정 표시 기기, 예를 들면 70인치 이상의 액정 표시 기기에 사용되는 백라이트 유닛이며, 베이스 부재(60)는, 6개의 설치면(21)이 형성된 6단 구성의 2개의 베이스 부재(17)(도 2 참조)를 포함한다. 즉, 히트 파이프(18)는 베이스 부재(17)의 히트 파이프 수의 2배인 12개가 설치된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 히트 싱크(50A, 50B)가 베이스 부재(17)의 설치면(21)의 직사각형 양단 근방, 보다 구체적으로 백 패널(16)의 좌우 양측에 위치하여 각각 장착되어 있다. 이들 히트 싱크(50A, 50B)는, 각종의 전자 기기 등에 있어서 전원부 등의 방열 부재로서 단독으로 또는 히트 파이프(18)와 조합시켜 사용되고 있다. 히트 싱크(50A, 50B)는, 열전도율이 우수한 알루미늄재와 같은 재료를 사용하여 다수의 핀을 일체로 형성함으로써 큰 표면적을 갖는다. 히트 싱크(50A, 50B)는, 고온부 측으로부터 열전도를 받아 각 핀의 표면으로부터 방열함으로써 고온부의 냉각을 행한다.

또, 각 히트 싱크(50A, 50B)에 각각 한쌍의 냉각 팬을 결합함으로써, 방열 효율의 향상을 도모하고 있다. 본 실시예에 따르면, 히트 싱크(50A)에 대하여 냉각 팬(51A, 51B, 51C), 히트 싱크(50B)에 대하여 냉각 팬(51D, 51E, 51F)이 장착되어 있다. 각 히트 싱크(50A, 50B)는, 각 냉각 팬을 사용하여 핀들 사이에 송풍을 행함으로써, 각 핀의 표면으로부터의 방열 촉진을 도모한다. 냉각 팬(51A 내지 51F)은, 각종의 전자 기기 등에 있어서 섀시 등에 장착하여 고온 부위의 냉각 및 방열 기기로서 일반적으로 사용되고 있다. 그리고, 각 히트 싱크(50A, 50B)는, 각 냉각 팬(51A 내지 51F)의 장착부를 제외하여, 예를 들면, 섀시의 백 커버(back cover) 등으로 덮여 냉각풍의 흐름 통로가 유지되도록 하고 있다.

도 6은 베이스 부재(17)의 개략 배면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 베이스 부재(17)의 배면에 설치된 히트 파이프(18)의 양단에는, 대략 직사각형의 방열 블록(방열 부재)(52A, 52B)이 장착되어 있다. 도 6으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 이 방열 블록(52A, 52B)은, 히트 파이프(18)의 길이에 대응하지 않고 좌우 방향이 짧다. 또한 각 방열 블록은 상하 방향이 베이스 부재(17)의 설치면(21) 아래 쪽의 공간 내에 설치 가능한 치수를 갖는다. 이 방열 블록(52A, 52B)은, 히트 싱크(50A, 50B)에 대응한 위치에 장착되고, 광원 기판(14)으로부터 히트 파이프(18)에 전달된 열을 히트 싱크(50A, 50B)를 통하여 효과적으로 방열하는 것이다. 방열 블록(52A, 52B)의 장착에 있어서는, 이 방열 블록(52A, 52B)의 일부, 예를 들면, 저면이 백 패널(16)에 접한 상태로 고정된다.

베이스 부재(17)의 중앙에 있어서, 히트 파이프(18)의 중간부에 방열 블록(52C)이 장착되어 있다. 이 방열 블록(52C)은, 액정 표시 기기의 표시 화면의 대형화에 의해 히트 파이프(18)의 길이가 부족해졌기 때문에, 방열 블록(52A)과 방열 블록(52B)을 1개의 열전도로로 연결하는 것을 목적으로 하여 설치되어 있다. 따라서, 충분한 길이의 히트 파이프(18)가 생산 가능해지고, 그외 조건들을 만족시킬 수 있다면, 방열 블록(52C)은 필요 없게 될 수 있다.

방열 블록(52A, 52B, 52C)은, 열전도율이 우수하고, 가공성이 우수하며, 경량이며 염가인 알루미늄재가 이용된다. 이들 블록들은 압출 가공(extrusion processing) 등에 의해, 전술한 히트 파이프(18)가 설치되는 공간에 수납 가능한 폭과 히트 파이프(18)의 길이 방향으로 미리 결정된 길이를 가지는 직사각형 판형으로 형성된다. 또, 각 방열 블록(52A, 52B, 52C)은, 설치면(21)의 아래 쪽에 배치되므로, 설치면(21)을 상면으로 하는 볼록부(convex portion)의 기계적 강성을 높이는 데 기여하고 있다. 그리고, 방열 블록(52A, 52B, 52C)에 대하여는, 알루미늄재로 한정되지 않고, 열전도율이 양호한, 예를 들면, 알루미늄 합금재, 마그네슘 합금재 또는 은합성재나 구리재 등에 의해 형성하도록 해도 된다.

여기서, 도 7을 참조하여, 방열 블록(52A)(52B)의 고정 방법에 대하여 설명한다.

도 7은, 베이스 부재(60)가 백 패널(16) 및 히트 싱크(50A)에 고정된 상태의 단면도를 나타내고 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 먼저 베이스 부재(60)의 설치면(21)에 장착 구멍을 예를 들면, 2개소 설치하는 동시에, 방열 블록(52A)의 설치면(21)의 장착 구멍에 대응하는 위치에 암나사를 형성한다. 그리고, 히트 파이프(18)가 장착된 방열 블록(52A)을, 베이스 부재(60)의 설치면(21)의 아래 쪽에 배치하고, 그 상태로 평두(flat head)의 수나사(43A 및 43B)를 사용하여, 방열 블록(52A)을 베이스 부재(60)에 나사 형성하고, 고정한다. 그 후, 베이스 부재(60), 백 패널(16) 및 히트 싱크(50A)를, 베이스 부재(60)의 저부에 수나사(41)와 너트(42)를 사용하여 고정한다.

방열 블록(52A)의 단면에 도시된 바와 같이, 블록은 베이스 부재(60)의 설치면(21), 측벽(21a 및 21b) 및 백 패널(16)에 의해 형성되는 공간에 들어가는 대략 직사각형 단면이다. 또, 블록은, 수나사(41)와 너트(42)를 사용하여, 베이스 부재(60), 백 패널(16) 및 히트 싱크(50A)를 고정했을 때, 방열 블록(52A)의 하면이 백 패널(16)에 접한 상태로 되는 높이로 형성되어 있다. 이 접면 면적이 클수록 방열 효과가 커지게 된다.

방열 블록(52A)에 있어서는, 예를 들면, 일면에 개구된, 또는 일면으로부터 반대면으로 관통하는 히트 파이프 결합 구멍(heat pipe fitting hole)(53)을 형성하여 히트 파이프(18)를 내부에 삽입하여 조립하도록 한다. 히트 파이프(18)의 장착 방법은 이러한 구조로 한정되지 않고, 예를 들면, 베이스 부재(17)의 설치면(21)에 대향하는 방열 블록(52A)의 상면(54) 측에 개구된 뒤집힌 Ω형의 히트 파이프 결합 오목부(heat pipe fitting concave portion)를 형성하고, 이어서 히트 파이프(18)를 상면(54) 측으로부터 히트 파이프 결합 오목부에 끼워넣어 장착하도록 해도 된다.

방열 블록(52B)의 베이스 부재(60)로의 고정 방법도 마찬가지이므로, 설명을 생략한다. 그리고, 방열 블록(52C)에 대하여는, 백 패널(16)에 접촉되지 않도록 고정한다. 이것은, 방열 블록(52C)은 히트 싱크(50A 또는 50B)로부터 이격된 위치에 있고, 백 패널(16)에 접촉시키면, 열 균일화 및 방열이 저해되기 때문이다. 방열 블록(52C)이 백 패널(16)에 접촉되지 않는 구조로 하면, 액정 표시 기기의 표시 화면 중앙부의 열이 히트 파이프(18)를 통해 전달되어 양 단부에 위치한 방열 블록(52A 및 52B)으로부터 방열되기 때문에, 열 균일화 및 방열 효과가 향상된다.

다음에, 도 8을 참조하여, 방열 블록(52A)(52B)의 고정 방법의 다른 예에 대 하여 설명한다.

도 8은, 베이스 부재(60)가 백 패널(16) 및 히트 싱크(50A)에 고정된 상태의 단면도를 나타내고 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 먼저 베이스 부재(60)의 설치면(21)에 예를 들면, 2개소의 장착 구멍(44A 및 44B)을 설치한다. 방열 블록(52A)에는, 설치면(21)의 각각의 장착 구멍에 대응하는 위치에 후술하는 수나사(46A 및 46B)의 헤드부가 안 보이게 되는 정도의 깊이의 구멍(45A, 45B)을 뚫고, 이어서 이 구멍(45A 및 45B)의 바닥으로부터 아래 쪽으로 향해 각각 암나사를 관통 형성한다. 또한, 백 패널(16) 및 히트 싱크(50A)에 대하여, 방열 블록(52A)에 설치된 암나사에 대응하는 위치에 동일한 암나사를 형성한다.

이어서, 히트 파이프(18)가 장착된 방열 블록(52A)을, 베이스 부재(60)의 설치면(21)의 아래 쪽에 배치하고, 그 상태로 수나사(46A 및 46B)를 베이스 부재(60)의 장착 구멍(44A, 44B)에 삽입하여, 백 패널(16)과 히트 싱크(50A)가 관통되도록 방열 블록(52A)을 백 패널(16) 및 히트 싱크(50A)에 나사 형성하고, 고정한다. 이어서, 베이스 부재(60), 백 패널(16) 및 히트 싱크(50A)를, 베이스 부재(60)의 저부에 수나사(41)와 너트(42)를 사용하여 고정한다. 백 패널(16) 및 히트 싱크(50A) 모두 암나사가 끊어지지 않는 판 두께인 경우에는, 너트를 사용하여 고정하도록 해도 된다.

도 8에 도시된 바와 같이, 방열 블록(52A)으로의 히트 파이프(18)의 장착 방법은, 전술한 도 7을 사용한 설명에서 언급한 방법을 채용할 수 있으므로, 설명을 생략한다. 또, 도 8을 사용하여 설명한 방열 블록의 고정 방법은, 방열 블록(52B) 의 베이스 부재(60)로의 고정 방법에도 적용할 수 있으므로, 설명을 생략한다.

또한, 방열 블록의 고정 방법은 이러한 구조에 한정되지 않고, 다른 방법을 채용할 수도 있다. 예를 들면, 방열 블록(52A)(52B)의 상하를 베이스 부재(60)와 백 패널(16) 사이에 끼워넣어(또는 압압하고), 방열 블록(52A)(52B)을 베이스 부재(60)와 백 패널(16)에 밀착시킨 상태로 유지함으로써, 도 7의 수나사(43A 및 43B), 도 8의 수나사(46A 및 46B)를 필요로 하지 않는 구조로 해도 된다. 그 경우, 방열 블록(52A)(52B)이 히트 파이프(18)의 길이 방향으로 미끄러지는 것을 방지하기 위해, 히트 파이프(18)와 방열 블록(52A)(52B) 사이에서 소정의 걸림 기구(engaging mechanisms) 또는 미끄러짐 방지 처리(slip prevention processing)를 해두어도 된다. 이로써, 수나사 등의 고정 부품의 삭감 및 조립 공정의 생략이 가능하게 된다.

전술한 각 실시예에 따르면, 베이스 부재(17)(60)는, 종래의 방열 플레이트와 같은 벌크 재료 대신, 금속판에 의해 구성함으로써 경량화가 도모되어 있다. 또한, 가공 대상이 금속판이며 압출 가공과 같은 비교적 간단한 가공을 채용할 수 있으므로, 재료 가공의 간이화 및 제조의 간이화를 실현할 수 있다.

또, 히트 파이프(18)는 백라이트 유닛 중앙부에서 발생한 열을 히트 싱크(50A 및 50B)가 배열되어 있는 표시 화면 좌우로 수송하므로, 효율적인 열수송이 가능해지고, 열 균일화 및 방열이 실현할 수 있다. 히트 파이프(18)에는, 베이스 부재(17)(60)를 통해 열을 전달할 수 있다. 또한, 방열 블록(52A 및 52B)이 설치되어 있는 경우, 베이스 부재(17)(60)를 통하여 히트 파이프(18)에 전달된 광원 기 판(14)의 발생열을, 방열 블록(52A 및 52B)으로부터 히트 싱크(50A, 50B)에 직접 방열할 수 있으므로, 방열성이 향상될 수 있다.

따라서, 전술한 실시예에 있어서는, 열 균일화 및 방열 성능을 유지하면서, 재료면과 가공면의 양쪽의 관점으로부터 액정 표시 기기의 대형화에 따른 비용 증대를 억제할 수 있다. 그리고, 본 실시예들은, 대형의 액정 표시 기기에 한정되지 않고, 소형의 표시 기기에 대해서도 적용될 수 있다. 특히 대형의 액정 표시 기기의 경우에, 비용 삭감 효과가 크다.

그리고, 전술한 실시 형태는, 본 발명의 바람직한 구체예이므로, 기술적으로 바람직한 각종의 한정이 부여되어 있지만, 본 발명의 범위는, 전술한 설명에 있어서 특히 본 발명을 한정하는 취지의 기재가 없는 한, 이들 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 이상의 설명에서 언급된 사용 재료 및 그 양, 처리 시간 및 치수 등의 수치적 조건은 적합한 예에 지나지 않고, 설명에 사용된 각 도면에서의 치수 형상 및 배치 관계도 개략적인 것이다.

또, 본 발명은, 광원 기판을 탑재하는 베이스 부재를 반복된 요철 형상을 가지는 금속판으로 구성하는 것이므로, 전술한 실시예에서 나타낸 투과 액정 패널을 사용하는 액정 표시 기기 이외에, 투과 표시 패널을 이용하지 않는 LED 표시 기기 등, 다른 표시 기기에 대해도 적용할 수 있다.

또한, 상기 표시 기기의 광원으로서, LED에 대신에 CCFL 및 전구를 사용하는 등, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에 있어서, 각종의 변형 및 변경이 가능한 것은 물론이다.

첨부된 청구의 범위 및 그 등가물의 범주 내에 있는 한 당업자에 의해 다양한 변형, 조합, 서브조합 및 변경이 설계 요건 및 그외 요인들에 따라 행해질 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 관한 액정 표시 기기의 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 관한 베이스 부재의 설명을 위한 사시도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 관한 베이스 부재에 설치된 광원 기판의 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 관한 베이스 부재의 A－A선에 따르는 단면도이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 관한 백라이트 유닛 전체 배면의 사시도이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 관한 베이스 부재의 배면도이다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 관한 블록의 고정 방법의 예를 나타내는 설명도이다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 관한 블록의 고정 방법의 다른 예를 나타내는 설명도이다.

Claims (7)

1. 투과성의 표시 패널의 배면으로부터 광을 조사하는 백라이트 유닛에 있어서,

   광원이 실장되고 상기 표시 패널의 배면과 대향하는 복수 개의 광원 기판;

   금속 판(metal sheet)으로 이루어지고, 상기 복수 개의 광원 기판이 설치되고 상기 백라이트 유닛의 섀시의 후부에 고정되는 베이스 부재;

   상기 베이스 부재에 장착되고, 상기 베이스 부재를 통해 상기 광원에서 발생하는 열이 전달되는 히트 파이프

   를 포함하며,

   상기 베이스 부재는,

   미리 결정된 간격으로 형성되는 상기 복수 개의 광원 기판의 길이 방향으로 연장되는 복수 개의 저면과,

   상기 복수 개의 저면 사이에 설치되고, 상기 저면보다 상기 표시 패널 쪽에 위치하는 복수 개의 설치면을 포함하고,

   상기 복수개의 광원 기판은, 상기 복수 개의 설치면 각각에 상기 표시 패널과 대향하여 설치되고,

   상기 히트 파이프는, 상기 설치면에서 상기 광원 기판이 설치된 쪽의 반대쪽에, 그리고, 상기 광원 기판의 길이 방향으로 연장되어 설치되어 있는, 백라이트 유닛.
2. 제1항에 있어서,

   상기 베이스 부재의 상기 복수 개의 설치면 각각의 길이 방향에서의 양단 근방에 위치하고, 상기 설치면에서 상기 광원 기판이 설치된 쪽의 반대쪽에 히트 파이프 결합부가 형성된, 방열 부재를 더 포함하고,

   상기 방열 부재는, 상기 히트 파이프 결합부에 상기 히트 파이프의 양단 근방이 끼워 맞추어진 상태로, 상기 베이스 부재의 상기 설치면에서 상기 광원 기판이 설치된 쪽의 반대쪽에 설치되는, 백라이트 유닛.
3. 제2항에 있어서,

   상기 방열 부재의 일부와 상기 섀시의 후부가 접촉된 상태로 고정되어 있는, 백라이트 유닛.
4. 제3항에 있어서,

   상기 방열 부재는 단면이 직사각형으로 형성되어 이루어지고, 상기 방열 부재의 일면과 상기 섀시의 후부가 면접촉하는, 백라이트 유닛.
5. 제1항에 있어서,

   상기 베이스 부재의 상기 복수 개의 설치면 각각의 위에 2개 이상의 돌기를 형성하고, 상기 복수의 광원 기판의 상기 돌기와 대응하는 위치에 상기 각 돌기에 대한 위치 결정(positioning hole)용의 구멍을 설치하고,

   상기 광원 기판은, 상기 베이스 부재의 각 돌기가 상기 광원 기판의 대응하는 위치 결정용 구멍에 관입된 상태로 상기 베이스 부재의 상기 복수 개의 설치면 각각의 위에 고정되는, 백라이트 유닛.
6. 제1항에 있어서,

   상기 베이스 부재는, 알루미늄 금속판(aluminum sheet metal)으로 이루어지는, 백라이트 유닛.
7. 투과성의 표시 패널;

   상기 표시 패널의 배면으로부터 광을 조사하는 광원;

   상기 광원이 실장되는 복수 개의 광원 기판;

   금속판으로 이루어지고, 상기 복수 개의 광원 기판이 설치되고 표시 기기의 섀시의 후부에 고정되는 베이스 부재;

   상기 베이스 부재에 장착되고, 상기 베이스 부재를 통해 상기 광원에서 발생하는 열이 전달되는 히트 파이프

   를 포함하며,

   상기 베이스 부재는, 미리 결정된 간격으로 형성되는 상기 광원 기판의 길이 방향으로 연장되는 복수 개의 저면과, 상기 저면 사이에 설치된, 상기 저면보다 상기 표시 패널 쪽에 위치하는 복수 개의 설치면을 포함하고,

   상기 복수 개의 광원 기판은, 상기 복수 개의 설치면 각각에 상기 표시 패널과 대향하여 설치되고,

   상기 히트 파이프는, 상기 설치면에서 상기 광원 기판이 설치된 쪽의 반대쪽에, 그리고, 상기 광원 기판의 길이 방향으로 연장되어 설치되어 있는, 표시 기기.

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