KR101431432B1 - 복합 재질의 디스플레이용 백커버 - Google Patents

복합 재질의 디스플레이용 백커버 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스플레이용 백커버에 관한 것으로서, 디스플레이 패널방향(전면)의 금속판과, 상기 금속판과 밀착 결합되어 있는 후면의 유리판으로 이루어지며, 소정의 위치에 압입너트 또는 압입볼트가 후면으로 돌출 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 백커버인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 금속판과 유리판이 적층된 복합재질을 채택함으로써 비교적 저가이면서도 가공이 용이하며 충격에 강한 금속 소재의 장점과, 저가이며 다양한 기법에 의한 디자인이 가능하여 제품의 미적 품질을 증대시킬 수 있고 열적 특성이 우수한 유리 소재의 장점을 두루 갖춘 디스플레이용 백커버를 제공할 수 있게 된다.

Description

복합 재질의 디스플레이용 백커버{Back-Cover for Display with composite materials}
본 발명은 디스플레이용 백커버에 관한 것으로서 보다 상세하게는 금속-유리 복합재질의 디스플레이용 백커버에 관한 것이다.
최근에는 브라운관 텔레비전보다 두께가 얇고 가벼운 평판 또는 곡면 텔레비전이 텔레비전의 주류를 이루고 있다.
평판 텔레비전은 평판 디스플레이(Flat Panel Display)로 구성된 디스플레이 모듈을 이용한 텔레비전을 말하는 것으로서, 평판 디스플레이는 LCD(Liquid Cristal Display), PDP(Plasma Display Panel), LED, OLED(Organic Light Emitting Diode) 등 두께가 얇고 경량화된 표시장치를 말한다. (이하 TV, 모니터 등 영상 표시장치를 단순히 TV 또는 표시장치라 칭함.) 특히 유기발광다이오드(OLED)를 이용한 OLED TV는 다른 표시장치들과 비교하여 발광을 위한 별도의 광원을 필요로 하지 않기 때문에 두께가 1cm 이하로 얇고 가벼우며, 곡면형도 가능하다는 장점이 있어 차세대 표시장치로 각광받고 있다.
한편, TV 등의 뒤쪽 외부를 보호하는 외장재로서 백커버는 지지대 기능과 외장기능을 함께 가지고 있는 것인데 TV가 점차 얇고 가벼워지면서 그 역할이 더욱 중요해 지고 있다. 특히 OLED의 경우 디스플레이 패널의 두께가 수mm에 불과하기 때문에 백커버도 ① 대면적인 패널의 휨을 방지할 수 있을 것 ② 어느 정도의 외부충격으로부터 본체를 보호할 수 있을 것 ③ 좌식형 또는 벽걸이형 지지대와 연결되었을 때 장기간에 걸쳐 TV의 중량을 지지하면서 변형이 없을 것 ④ 유리재질의 디스플레이 패널과 용인될 수 있는 정도의 팽창률을 가지며, 패널에서 발생되는 열에 변형되지 않을 것 ⑤ 디스플레이 패널로부터의 열을 잘 방열할 것 ⑥ TV의 두께 및 무게에 영향이 적을 것 ⑦ 미관을 위해 다양한 색상디자인에 적합할 것 ⑧ 완제품 조립을 위해 소정의 결합수단(예를 들면, 압입너트 또는 압입볼트)과의 결합을 위한 가공 및 결합이 용이할 것 등 여러 가지 조건이 요구되고 있다.
압입너트 또는 압입볼트란 전자부품 조립업계, 판금/프레스업계에서 널리 사용되는 것으로서, 판을 관통하면서 한쪽 면(백커버의 후면)으로만 돌출 고정될 수 있는 볼트 또는 너트를 의미한다(도 1 참조). 통상 펨넛(PEM-nut)이라 불리기도 한다. 예를 들면 OLED TV용 백커버에서는 패널과 접합하는 전면으로는 전혀 돌출되지 않고 후면으로만 돌출되어 추후 좌식형 지지대 또는 벽걸이형 지지대 등과 TV를 결합하는 용도로 사용된다.
현재까지는 금속재료에 비하여 높은 무게비 강도 및 탄성계수, 낮은 열변형률, 높은 피로강도 등을 가지고 있는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP : Carbon Fiber Reinforced Plastic)을 OLED TV용 백커버 소재로 활용하고 있다. CFRP는 PAN(polyacrylonitrile) 또는 석유정제 부산물인 Pitch를 약 1000∼2500℃의 고온에서 탄화 시킨 고순도 고강도 탄소섬유 직조물과 에폭시수지 등의 기지재료를 복합하여 제조된다.
그러나 CFRP 재질의 백커버가 백커버의 요건을 대부분 충족하지만 ① 종래 플라스틱 재질에 비해 매우 고가이고 ② 백커버 전면에 단차를 두기 위한 가공 또는 압입너트 또는 압입볼트를 코킹(후면으로만 돌출되도록 압입하는 것) 가공하기 어렵고 ③ 특히 탄소섬유 고유의 검은 색 때문에, 또한 표면이 고르지 않기 때문에 다양한 색상디자인이 현실적으로 불가능하며 ④ 열전도율(0.24kcal/mh℃)이 유리(0.65kcal/mh℃)의 1/2 이하이기 때문에 장기간 사용시 패널 변성의 요인이 된다는 단점이 있다.
한편 열전도율이 우수하고 색상디자인 적합성이 있는 알루미늄 등과 같은 경금속 재질의 백커버는, 비교적 저렴하고 가공이 용이하며 내충격성이 비교적 우수한 특성이 있으나, 휨 강성이 매우 약하기 때문에 대용적 OLED TV용으로 사용시에 두께(대략 2.5t 이상)가 상당히 두꺼워야 한다. 이는 TV의 두께와 중량을 증가시키는 요인이 되기 때문에 실제 적용이 쉽지 않다.
또한 유리 재질의 백커버는, 비교적 저가이면서도 특히 다양한 기법(예컨대 내면에 다양한 색상으로 인쇄하거나 디자인된 필름을 접합하는 방식 등)에 의한 디자인이 가능하여 제품의 미적 품질을 증대시킬 수 있고, 유리 패널과 동일한 소재이기 때문에 열적 특성이 우수한 장점이 있다. 그러나 취성이 강하고 연성이 없기 때문에 압입너트 또는 압입볼트와의 결합을 위한 가공 및 결합이 용이하지 않은 문제가 있다.
본 발명은 종래 CFRP, 금속, 유리 재질의 디스플레이용 백커버가 가진 문제점을 극복한 새로운 복합재질의 디스플레이용 백커버를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 디스플레이 패널방향(전면)의 금속판과, 상기 금속판과 밀착 결합되어 있는 후면의 유리판으로 이루어지며, 소정의 위치에 압입너트 또는 압입볼트가 후면으로 돌출 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 백커버인 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면 금속판과 유리판이 적층된 복합재질을 채택함으로써 비교적 저가이면서도 가공이 용이하며 충격에 강한 금속 소재의 장점과, 저가이며 다양한 기법에 의한 디자인이 가능하여 제품의 미적 품질을 증대시킬 수 있고 열적 특성이 우수한 유리 소재의 장점을 두루 갖춘 디스플레이용 백커버를 제공할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의하면 종래 OLED TV용 백커버로서 거의 유일한 CFRP 재질 이외의 재질로 OLED TV용 백커버를 제공함으로써 제조자와 소비자의 선택권의 폭을 넓힐 수 있게 된다.
도 1은 압입너트와 압입볼트의 적용예를 보여주는 사진.
도 2a, 2b는 각각 본 발명에 의한 디스플레이용 백커버의 전면도와 후면도.
도 2c, 2d는 각각 본 발명에 의한 디스플레이용 백커버와, 유리패널의 결합관계를 보여주는 분해사시도와 결합사시도.
도 3a-5는 각각 본 발명에 의한 디스플레이용 백커버에서 압입너트 또는 압입볼트가 결합되는 방식을 보여주는 개념적 단면도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 또한 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.
본 발명에 의한 디스플레이용 백커버는 LCD, PDP, LED, OLED TV나 모니터 등 두께가 얇고 경량화된 표시장치에 백커버로 사용할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 현재 가장 얇고 경량인 OLED TV용에 대해서 설명하지만 이는 설명의 편의를 위한 예시적인 것일 뿐 본 발명에 의한 디스플레이용 백커버가 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서는 압입너트 또는 압입볼트를, "백커버에 결합되는 것으로서 백커버에서 패널방향(전면)으로는 전혀 돌출되지 않고 후면으로만 돌출되는 결합수단"의 의미로 사용하며 그 형태와 크기 및 결합방식 등에 제한되지 않는다.
본 발명에서 "전면"과 "후면"이란 디스플레이 패널이 있는 방향의 면 즉, 디스플레이 패널과 접하게 되는 면과 그 반대면을, "결합위치"란 금속판 또는 유리판에서 압입너트 또는 압입볼트가 결합되는 위치를 의미한다. "머리부에 대응되는 관통공 또는 삽입홈"은 "머리부 전체가 수용되는 크기와 형태를 가지는 관통공 또는 삽입홈"을, "몸체부에 대응되는 관통공"은 "몸체부가 통과하고 머리부에 가까운 몸체부 일부가 수용되는 크기와 형태를 가지는 관통공"을 의미한다.
이해를 쉽게 하기 위하여 도면에서는 금속판, 유리판의 두께를 상대적으로 과장하여 표현하였다.
본 발명은 디스플레이 패널방향(전면)의 금속판(11a)과, 상기 금속판(11a)과 밀착 결합되어 있는 후면의 유리판(11b)으로 이루어지며, 소정의 위치(결합위치)에 압입너트 또는 압입볼트(15)가 후면으로 돌출 결합되어 있는 디스플레이용 백커버(10)에 관한 것이다. 본 발명에서는 서로의 단점을 보완함으로써 양자의 강점이 발휘되는, 금속판(11a)과 유리판(11b) 복합 재질의 백커버(10)를 적용함으로써 종래 CFRP 재질 백커버의 단점을 대부분 해소할 수 있다.
본 발명에서 상기 금속판(11a)은 적절한 강도를 가진 것이면 충분하며, 보통 가볍고 가공하기 쉽고 열전도율이 좋은 알루미늄 재질인 것이 좋으며, 유리판(11b)으로는 경량 강화유리 재질인 것이 좋다. 본 발명에서 상기 금속판(11a)과 유리판(11b)의 두께는 적용되는 TV 세트의 크기와 중량에 따라 적절히 선택할 수 있으며, 지지해야 할 강도와 무게 등을 고려하여 각각 대략 0.1~20mm와 0.1~20mm 정도인 것이 바람직하다.
본 발명에서 압입너트 또는 압입볼트(15)의 종류, 수와 위치는 제품의 특성(제품의 크기와 중량, 테이블형인지 벽걸이형인지 등)에 따라 결정된다.
본 발명에 의한 복합 재질의 디스플레이용 백커버(10)의 전면도와 후면도를 각각 도 2a, 2b에 도시하였다. 도면에는 6개의 압입너트 또는 압입볼트(15)가 표현되어 있으나 제품의 특성에 따라 다양한 수와 다양한 위치에 압입너트 또는 압입볼트(15)가 결합될 수 있을 것이다. 도면에서는 편의상 백커버(10) 후면 아래에 보강기능 및 아래에서 설명되는 제어보드 등이 체결되는 역할을 함과 동시에 제어보드와 유리패널 사이의 전자기적 격벽 역할을 하는 금속 재질의 EMI패널(31)을 함께 도시하였으나, 본 발명에 의한 백커버의 일부가 금속 소재이므로 경우에 따라서는 비금속 재질의 단순 보강판을 사용하거나 EMI패널(31)을 사용하지 않을 수도 있을 것이다. 본 발명에 의한 디스플레이용 백커버(10)에서 유리패널(20)과 접착결합하게 되는 금속판(11a)측 전면은 돌출된 곳 없는 평면이고 [도 2a에서는 노출된 압입너트 또는 압입볼트(15) 머리부 전면(표면)이 도시되어 있지만 압입너트 또는 압입볼트(15)의 결합방식에 따라서는 머리부가 전면으로 노출되지 않을 수도 있음] 유리판(11b)측 후면에는 압입너트 또는 압입볼트(15)의 몸체부가 돌출되어 있다.
디스플레이용 백커버(10)의 전면의 네변 말단 또는 좌우상 세변말단에는 추후 유리패널(20)과의 강고한 접착결합을 위한 단차(12)가 필요할 수도 있다. 이 경우 네변 말단 또는 좌우상 세변말단이 유리판(11b)보다 다소 작은 규격의 금속판(11a)을 채택함으로써 자연스럽게 단차(12)를 형성할 수 있다.
도 2c, 2d에 본 발명에 의한 디스플레이용 백커버(10)와, 유리패널(20)의 결합관계를 보여주는 분해사시도와 결합사시도를 도시하였다. 이후, 외부로부터 영상 신호를 받아서 화면에 디스플레이 시켜주는 기능을 하는 제어보드(PBA : Printed Board Assembly, 또는 SCB : Signal Control Board라 칭함)를 EMI패널(31)에 결합한 다음 별도의 커버로 마감한다(도시 생략). 도시된 바와 같이, 결합의 강도를 높이고 미려한 측면 외관을 위해 결합된 유리패널(20)과 백커버(10)의 외주변을 따라 결합바(32)를 추가로 부착시키는 것도 가능하다.
본 발명에서 금속판(11a)과 유리판(11b)이 접합된 판과 압입너트 또는 압입볼트(15)는 ① 압입너트 또는 압입볼트(15)가 유리판(11b)을 관통결합하는 방법과, ② 후면의 유리판(11b)에 결합용홈(14)을 형성하고 압입너트 또는 압입볼트(15)를 삽입결합하는 방법 등 다양한 방식으로 결합될 수 있다.
(1) (관통결합 방법)
① 도 3a에 도시한 바와 같이, 금속판(11a)의 결합위치에 압입너트 또는 압입볼트(15)의 머리부(머리부의 수직두께는 금속판(11a) 두께 이하)에 대응되는 관통공(13)을, 유리판(11b)의 대응되는 결합위치에 압입너트 또는 압입볼트(15)의 몸체부에 대응되는 관통공(13)을 형성한 다음 압입너트 또는 압입볼트(15)를 관통공(13)에 삽입하여 소정의 접착소재 또는 완충사출물(도시 생략)로 고정결합한다.
② 또 다른 방식으로, 도 3b에 도시한 바와 같이, 상기 금속판(11a)의 결합위치에 압입너트 또는 압입볼트(15)의 머리부가 압입고정되어 있고, 대응되는 결합위치의 상기 유리판(11b)에 상기 압입너트 또는 압입볼트(15)의 몸체부에 대응되는 관통공(13)을 형성한 다음 금속판(11a)과 유리판(11b)을 소정의 방식으로 합착결합시킨다. 금속판(11a)에 압입너트 또는 압입볼트(15)의 머리부를 압입고정하는 방법은 도 3c에 도시한 것처럼 통상의 방법을 적용할 수 있다.
한편, 위 ①②와 같은 관통결합 방법에 있어서 금속판(11a)과 유리판(11b), 이들과 압입너트 또는 압입볼트(15) 사이의 결합을 더욱 확실하게 하기 위하여, 상기 압입너트 또는 압입볼트(15)의 몸체부 외면에 조임나사산을 형성하고, 조임나사산에 대응되는 조임너트(18)를 추가로 채택할 수 있다. 이에 의하면 금속판(11a)과 유리판(11b)이 합착된 판 전후면에서 상기 압입너트 또는 압입볼트(15)의 머리부와 상기 조임너트(18)에 의해 이들의 결합이 더욱 강하게 이루어진다(도 5 참조). 이때 조임너트(18)가 유리판(11b)에 직접 맞닿게 되는데 이에 의해 유리판(11b)이 깨지거나 손상될 우려가 있다. 이를 방지하기 위해 얇은 플라스틱 재질이 와셔를 재개하는 것도 좋다(도시 생략).
③ 또 다른 관통결합 방법으로, 도 3d에 도시되었듯이, 상기 금속판(11a)의 결합위치에 상기 압입너트 또는 압입볼트(15)의 머리부가 수용되도록 후면 방향(유리판(11b) 방향)으로 유리판(11b)의 두께만큼 깊이의 눌림공간(16)을 형성한 다음 그 중앙에 상기 압입너트 또는 압입볼트(15)의 몸체부에 대응되는 관통공(13)을 형성한다. 또한 상기 유리판(11b)의 대응위치에 상기 눌림공간(16)이 수용되는 수용공(17)을 형성한다. 상기 압입너트 또는 압입볼트(15)가 전면으로부터 상기 관통공(13)에 삽입되고 소정의 접착소재 또는 완충사출물에 의해 강하게 결합된다.
물론 이 경우 전면으로 돌출되지 않도록, 압입너트 또는 압입볼트(15)의 머리부의 수직두께는 금속판(11a) 두께 이하이어야 한다.
(2) (홈 결합 방법)
도 4에 도시한 바와 같이, 유리판(11b)의 결합위치에 압입너트 또는 압입볼트(15)의 머리부에 대응되는 결합용홈(14)을 형성한 다음 압입너트 또는 압입볼트(15)의 머리부를 결합용홈(14)에 삽입하여 소정의 접착소재 또는 완충사출물로 고정결합한다.
(3) (보조판 이용방법)
보조금속판(19)에 앞에서 설명한 (1)②의 방식으로 압입너트 또는 압입볼트(15)를 압입고정한 다음, 이 보조금속판(19)의 전면을 상기 백커버(10) 후면 유리판(11b)의 결합위치에 소정의 접착소재로 접착결합시키는 방법이다. 도 6에 보조금속판(19)이 적용된 본 발명에 의한 백커버(10)의 부분단면도를 첨부하였다.
본 발명에 의한 백커버(10)에서, 유리판(11b)과 압입너트 또는 압입볼트(15)가 직접 접촉하는 경우 압입너트 또는 압입볼트(15)에 회전력이나 압력이 순간적으로 가해졌을 때 유리판(11b)의 취성으로 인하여 부분적으로 금이 가거나 깨질 우려가 있다. 이를 방지하기 위하여 유리판(11b)의 관통공(13) 또는 결합용홈(14)의 폭을 다소 확장하여 형성하고 삽입되는 압입너트 또는 압입볼트(15)와 유리판(11b)의 접촉면 사이의 공간에 완충사출물을 개재하는 것이 바람직하다(도시 생략).
한편, 백커버(10)에 결합된 압입너트 또는 압입볼트(15)에는 추후 대응되는 볼트 또는 너트가 체결되는데, 이때 압입너트 또는 압입볼트(15)에 상당한 회전력(토크)가 가해진다. 따라서 토크에 대한 저항성을 부여하기 위해 압입너트 또는 압입볼트(15)의 머리부 또는 몸통부를 각이진 통형상처럼 비-원통형(non-cylindrical)이거나(도시 생략), 머리부 또는 몸통부의 외부표면에 톱니형(serration)의 홈을 형성하는 것이 좋다(도시 생략).
10. 백커버
11a. 금속판 11b. 유리판
12. 단차 13. 관통공
14. 결합용홈 15. 압입너트 또는 압입볼트
16. 눌림공간 17. 수용공
18. 조임너트 19. 보조금속판
20. 유리패널
31. EMI패널 32. 결합바

Claims (9)

  1. 디스플레이 패널방향(전면)의 금속판(11a)과, 상기 금속판(11a)과 밀착 결합되어 있는 후면의 유리판(11b)으로 이루어지며, 소정의 위치에 압입너트 또는 압입볼트(15)가 후면으로 돌출 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 백커버(10)에 있어서,
    상기 금속판(11a)의 압입너트 또는 압입볼트(15)가 결합되는 위치에 압입너트 또는 압입볼트(15)의 머리부에 대응되는 관통공(13)이 형성되어 있고, 상기 유리판(11b)의 압입너트 또는 압입볼트(15)가 결합되는 위치에 압입너트 또는 압입볼트(15)의 몸체부에 대응되는 관통공(13)이 형성되어 있어,
    상기 압입너트 또는 압입볼트(15)가 전면으로부터 상기 관통공(13)에 삽입되고 소정의 접착소재 또는 완충사출물에 의해 강하게 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 백커버(10).
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속판(11a)의 압입너트 또는 압입볼트(15)가 결합되는 위치에 압입너트 또는 압입볼트(15)가 압입고정되어 있고, 대응되는 위치의 상기 유리판(11b)에 상기 압입너트 또는 압입볼트(15)의 몸체부에 대응되는 관통공(13)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 백커버(10).
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 압입너트 또는 압입볼트(15)의 몸체부 외면에 조임나사산(15c)이 형성되어 있으며, 조임나사산(15b)에 대응되는 조임너트(18)에 의해 압입너트 또는 압입볼트(15)가 조임 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 백커버(10).
  5. 제1항에 있어서,
    상기 금속판(11a)의 압입너트 또는 압입볼트(15)가 결합되는 위치에는 상기 압입너트 또는 압입볼트(15)의 머리부가 수용되도록 후면 방향으로 눌려져 있으며 그 중앙에 상기 압입너트 또는 압입볼트(15)에 대응되는 관통공(13)을 가진 눌림공간(16)이 형성되어 있고,
    상기 유리판(11b)의 대응위치에는 상기 눌림공간(16)이 수용되는 수용공(17)이 형성되어 있어,
    상기 압입너트 또는 압입볼트(15)가 전면으로부터 상기 관통공(13)에 삽입되고 소정의 접착소재 또는 완충사출물에 의해 강하게 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 백커버(10).
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유리판(11b)의 압입너트 또는 압입볼트(15)가 결합되는 위치에 상기 압입너트 또는 압입볼트(15)의 머리부에 대응되는 결합용홈(14)이 형성되어 있어 상기 압입너트 또는 압입볼트(15)의 머리부가 상기 결합용홈(14)에 삽입되고 소정의 접착소재 또는 완충사출물에 의해 강하게 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 백커버(10).
  7. 제1항, 제3항, 제5항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리판(11b)과 상기 압입너트 또는 압입볼트(15)사이의 공간에는 완충사출물이 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 백커버(10).
  8. 제1항에 있어서,
    압입너트 또는 압입볼트(15)가 압입고정되어 있는 보조금속판(19)이 상기 백커버 후면의 유리판(11b)의 소정의 위치에 소정의 접착소재 또는 완충사출물에 의해 강하게 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 백커버(10).
  9. 제1항, 제3항, 제5항, 제6항, 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    토크에 대한 저항성을 부여하기 위해 상기 압입너트 또는 압입볼트(15)의 머리부 또는 몸통부는 비-원통형(non-cylindrical)이거나, 그의 외부표면이 톱니형(serration)인 것을 특징으로 하는 디스플레이용 백커버(10).
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