KR101444775B1 - 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저가(低價)이면서 램프로부터 발생한 열을 외부로 신속하게 방출시키기 위한 열 전도층이 형성된 하부커버를 구비한 액정표시장치에 관한 것으로서, 액정패널과; 상기 액정패널에 빛을 제공하는 램프; 및 상기 램프가 배치된 냉연강판의 상측 및 하측 면 중 적어도 일면에 열 전도층이 형성되어 상기 램프로부터의 열을 외부로 방출시키는 하부커버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

하부커버, 열 전도층

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 더 자세하게는 저가(低價)이면서 램프로부터 발생한 열을 외부로 신속하게 방출시키기 위한 열 전도층이 형성된 하부커버를 구비한 액정표시장치에 관련된다.

21세기 본격적인 정보화시대에 접어들면서 대량의 정보를 처리하고 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전하여 왔다. 최근 들어서는 특히 박형화, 경량화 및 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 액정표시장치가 개발되어 무려 1세기 동안 디스플레이 분야에 자리매김해 왔던 기존의 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하고 있는 추세에 있다.

일반적으로 액정표시장치는 액정의 분자구조가 가늘고 긴 형태로 배열에 있어 방향성을 갖는 광학적 이방성 및 액정이 전기장 내에 놓일 경우 그 크기에 따라 분자배열 방향이 변화되는 분극 성질을 띠고 있다. 이에 액정표시장치는 액정 층을 사이에 두고 서로 마주보는 면으로 각각 전계생성전극이 형성된 한 쌍의 투명 절연기판으로 이루어진 액정패널을 필수적인 구성요소로 하며, 이들 전계생성전극 사이의 전기장 변화를 통해 액정분자의 배열방향을 조절하고 이때 변화되는 빛의 투과 율을 이용하여 여러 가지 화상을 표시하게 된다.

그러나 액정패널은 자체 발광요소를 갖지 못한 수광형 소자인 이유로 인해 별도의 광원을 요구해야 하는 문제점 또한 제기된다. 그래서 이를 보완하기 위하여 액정패널의 배면으로 형광램프를 구비한 백라이트장치(Back-Light Unit)를 마련하게 되고, 이를 통해 액정패널의 전면을 향해 빛을 조사시킴으로써 비로소 식별 가능한 휘도의 화상을 표시할 수 있게 된다.

그러면 일반적인 액정표시장치에 관하여 보다 구체적으로 살펴보고자 한다.

도 1은 종래기술에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 액정표시장치는 도광판의 양측에 각각 램프(43)를 구비한 플레이트형(Plate Type)으로서, 기본적으로 구조물 전체에 힘의 균형을 유지토록 하기 위한 메인 서포트(main support; 30)를 기준으로 하여 그 상측에는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정패널(10)과, 상기 액정패널(10)의 측면에 각각 접속되어 이를 구동시키기 위한 게이트 구동부(20) 및 데이터 구동부(70), 그리고 이를 보호하기 위한 상부커버(60)가 구비된다. 반면 하측에는 상기 액정패널(10)로 광을 제공하기 위한 백라이트장치(40)와, 이를 보호하기 위한 하부커버(50)로 구성된다.

여기에서, 상기 메인 서포트(30)의 하측에 구비되는 백라이트장치(40)는 상기 하부커버(50)의 양측에 구비되어 액정패널(10)로 빛을 제공하는 램프(43)와, 그 램프(43)를 외부의 충격으로부터 보호하기 위한 램프하우징(45)을 포함하는 램프 장치(43, 45)와 상기 램프장치(43, 45)를 양측에 체결하여 램프(43)로부터 발생한 빛을 안내하는 도광판(41)과, 상기 도광판(41)을 투과하여 나온 빛의 특성을 보완하는 광학시트(49)를 포함한다.

이때 상기 백라이트장치(40)가 구비되는 하부커버(50)는 램프(43)에서 발생한 상당량의 열을 외부로 효율적으로 방출시키기 위하여 고가(高價)의 알루미늄(Al)을 사용하여 형성되는데 이로 인해 하부커버(50)의 제조비용이 증가할 뿐만 아니라, 이에 기인한 액정표시장치의 제조비용 또한 상당히 증가하고 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 기계적 특성을 고려한 냉연강판상에 열 전도층이 별도로 구성된 하부커버를 형성하여 이를 액정표시장치에 적용하려는데 있다.

상기의 목적 달성을 위한 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치는 액정패널; 상기 액정패널에 빛을 제공하는 램프; 및 상기 램프가 배치된 냉연강판의 상면에 제1열 전도층이 형성되어 상기 램프로부터의 열을 외부로 방출시키는 하부커버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치는 액정패널; 상기 액정패널에 빛을 제공하는 램프; 상기 램프가 위치하는 냉연강판의 양측 가장자리영역을 제1영역으로 하고, 상기 제1영역의 적어도 일면에 열 전도층이 형성되어 상기 램프로부터의 열을 외부로 방출시키는 하부커버; 및 상기 냉연강판의 양측 제1영역 사이의 제2영역에 형성된 산화 방지층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기의 구성 결과, 본 발명은 램프로부터의 열 방출 특성을 유지하면서 하부커버의 제조비용을 줄일 수 있을 것이다.

이하, 도면을 참조하여 상기 구성과 관련해 구체적으로 살펴보고자 한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 분해사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 액정표시장치는 구조물 전체의 힘의 균형을 유지하기 위한 메인 서포트(130)가 구비되어 있고, 그 상측에는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정패널(110)과, 상기 액정패널(110)의 측면에 각각 접속되어 이를 구동시키기 위한 게이트 구동부(120) 및 데이터 구동부(170), 그리고 이를 보호하기 위한 상부커버(160)가 구비되어 있다. 또한, 하측에는 상기 액정패널(110)로 광을 제공하기 위한 백라이트장치(140)와, 상기 백라이트 장치(140)로부터 발생하는 열을 외부로 신속하게 방출시키기 위한 열 전도층(150b)이 형성된 하부커버(150)로 구성된다.

여기에서, 상기 메인 서포트(130)의 하측에 구비되는 백라이트장치(140)는 상기 하부커버(150)의 양측에 구비되어 액정패널(110)로 빛을 제공하는 램프(143)와, 그 램프(143)를 외부의 충격으로부터 보호하기 위한 램프하우징(145)을 포함하는 램프 장치(143, 145)와 상기 램프장치(143, 145)를 양측에 체결하여 램프(143)로부터 발생한 빛을 안내하는 도광판(141)과, 상기 도광판(141)을 투과하여 나온 빛의 특성을 보완하는 광학시트(149)를 포함한다.

먼저, 본 발명의 제1실시예에 따른 하부커버(150)는 백라이트장치(140)를 구성하는 램프(143)로부터 발생된 열을 외부로 방출시키기 위하여 인장강도가 뛰어나고 표면 품질이 우수한 냉연 강판(150a)상에 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 아연(Zn) 중 열 전도율이 가장 낮은 아연(열 전도율이 20℃ 기준으로 0.27cal/㎝·sec·℃)이 열 전도층(150b)으로 형성되어 이루어진다. 이 때, 가장 낮은 열 전도성을 갖는 아연(Zn)은 냉연 강판(150a)상에 코팅되어 형성될 수 있고, 또는 별도의 제조과정을 통해 형성된 플레이트(plate) 혹은 시트(sheet)를 냉연 강판(150a)상에 부착함으로써 형성될 수 있다.

이때 상기와 같은 열 전도층(150b)은 냉연강판(150a)의 적어도 일면에 형성되는데, 바람직하게는 그 양면에 형성됨으로써 열 전도성을 배가(倍加)시켜 램프(143)로부터의 열 방출을 용이하게 하고, 더 나아가 냉연 강판(150a)의 산화-내식성(耐蝕性)을 높이거나 외관의 미학성을 고려하게 된다.

또한, 상기의 구성을 갖는 하부커버(150)의 양측에는 액정패널(110)에 광을 제공하기 위한 램프장치(143, 145)가 구비되어 있다. 여기에서 램프장치(143, 145)는 빛을 발산하는 램프(143)와, 상기 램프(143)를 외부의 충격으로부터 보호하기 위한 램프하우징(145)으로 이루어져 있다.

이때, 하부커버(150)상에는 램프하우징(145)을 양측에 체결하여 램프(143)로부터의 빛을 액정패널(110)의 전면(前面)으로 유도하기 위한 도광판(141)이 구비되어 있다. 이러한 도광판(141)은 PMMA(Polymethylmethacrylate)를 재질로 하여 형성되며, 가시광선 영역에서 광에 대한 흡수성이 고분자 재료 중 가장 적어 투명성 및 광택이 매우 크다. 이는 기계적 강도가 높아 깨지거나 변형되지 않으며, 가볍고 내화학성이 강하다. 또한 가시광선의 투과율이 90∼91% 정도로 높고, 내부 손실이 대단히 적으며 인장 강도, 휨 강도, 신장 강도 등의 기계적 성질과 화학적 내성 등에도 강하다.

상기와 같이, 도광판(141)에 의하여 유도된 빛은 도광판(141)의 하측에 구비 된 반사판(147)을 통해 반사되어 액정패널(110)에 제공된다. 이때 반사판(147)은 보통 백색 폴리에스테르 필름이나 금속(Ag, Al) 등이 코팅된 필름을 사용하게 되는데, 반사판(147)에서의 가시광의 광 반사율은 90~97%정도이며 코팅된 필름이 두꺼울수록 반사율이 높게 된다.

또한, 상기 도광판(141)의 상측에는 도광판(141)을 통해 제공된 빛의 광학적 특성을 보완하기 위한 광학 시트(149)가 적재되어 있다. 여기에서, 광학 시트(149)는 예컨대 빛의 불균일성을 완화시키기 위한 확산시트, 빛의 정면 휘도를 높일 목적으로 사용하는 프리즘 시트, 혹은 시야각을 증가시키기 위한 보호시트 중 어느 하나, 또는 둘 이상의 광학 시트(149)가 적재되어 구비될 수 있다.

이와 같이 구성된 백라이트장치(140)상에는 대략 사각 틀 형상을 갖는 메인 서포트(130)가 체결되어 있다. 상기 메인 서포트(130)는 합성수지 또는 서스 스틸의 몰드물로 이루어지며, 하측에 구비된 백라이트장치(140) 및 상측에 구비된 액정패널(110)을 포함하는 액정표시장치의 전체적 힘의 균형을 유지하는 역할을 하고 있다.

여기에서, 상기 메인 서포트(130)의 상측에 적재된 액정패널(110)은 박막트랜지스터 배열기판과 컬러필터기판이 합착된 것으로서, 그 사이에 주입된 액정층을 포함하여 구성되어 있다.

그리고, 상부커버(160)는 액정패널(110)의 4면 가장자리영역을 덮는 동시에 메인 서포트(130) 혹은 하부커버(150)에 조립·체결된다.

그러나, 실질적으로 상기 하부커버(150)는 냉연강판(150a)상에 앞서 언급된 바 있는 재료들 중 열 전도성이 가장 낮은 아연을 열 전도층(150b)으로 형성하게 되면, 하부커버(150)의 양측에 구비되어 램프(143)로부터 전달된 열이 외부로 방출되는데에 많은 시간이 소요되고 있다.

이로 인해 상기 램프(143)로부터 발생된 열은 램프(143)의 상측으로 전달되어 광학 시트(149)를 주름지게 하고, 또 그 주름진 광학 시트(149)를 통해 빛샘이 발생하게 됨으로써 화질의 이상 현상이 초래될 수 있다.

이하에서는 이를 개선하기 위한 다른 방법을 살펴보고자 한다.

도 3은 도 2의 절단선(I-I`)을 따라 바라본 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치의 하부커버(250)를 나타내는 절단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 하부커버(250)는 냉연강판(250a)상에 알루미늄(열 전도율은 20℃ 기준으로 0.53cal/㎝·sec·℃)을 사용한 열 전도층(250b)이 형성되거나 혹은 아연알루미늄 등과 같은 알루미늄합금을 재질로 하는 열 전도층(250b)이 형성되어 이루어진다. 이때 열 전도층(250b)은 냉연강판(250a)의 적어도 일면에 형성될 수 있는데, 예컨대 그 양면에 형성함으로써 열 전도성을 배가시켜 열 방출을 용이하게 하고, 부가적으로는 냉연 강판(250a)의 산화-내식성(耐蝕性)을 높이거나 외관의 미학성을 고려하게 된다.

그러나, 상기의 하부커버(250)를 구성하는 열 전도층(250b)은 반드시 알루미늄 혹은 알루미늄 합금으로 한정하여 형성할 필요는 없다. 예컨대 알루미늄보다 열 전도성이 뛰어난 은, 구리, 금 등을 사용하여 열 전도층(250b)을 형성하거나, 이들의 합금을 사용하여 열 전도층(250b)으로 형성할 수도 있지만 제조비용의 측면을 고려해 볼 때 알루미늄 혹은 알루미늄 합금이 보다 적합할 뿐이다.

또한, 상기 하부커버(250)의 열 전도층(250b)은 플럭스(flux)법과 가스(gas) 환원법 등의 도금법을 적용하여 냉연 강판(250a)상에 알루미늄 혹은 알루미늄 합금을 형성할 수 있고, 혹은 알루미늄 혹은 알루미늄 합금으로 이루어진 별도의 플레이트(plate), 더 나아가서 시트(sheet)의 형태로서 냉연 강판(250a)상에 부착될 수 있다. 여기에서, 위의 도금법은 알루미늄 그 자체가 산소와 강한 친화력이 있어 공기 중에서 표면이 치밀한 산화막으로 피복되는 점을 이용한 것으로서 알루미늄 그 자체는 대단히 안정하여 화학적으로 강한 내식성을 나타내는 특징이 있다.

이와 같이, 상기 냉연 강판(250a)상에 형성되는 열 전도층(250b)은 예컨대 알루미늄의 경우 최소한의 열 전도성(250b)을 띠게 됨과 동시에 제조비용의 측면을 고려해 볼 때 최하 1㎛로 형성되어야 하는 것이 바람직하지만, 물론 그 이상의 범위에서도 얼마든지 형성될 수 있다.

상기 하부커버(250)와 관련된 본 부문을 제외한 기타 램프장치, 도광판, 메인서프트 및 액정패널 등에 대하여는 앞서서의 내용들로 대신하고자 한다.

도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치의 하부커버(350)를 나타내는 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치는 도 3에서와 같이 냉연강판(250a)의 상면 혹은/및 하면의 전체 면에 열 전도층(250b)이 형성되는 것이 아니라, 램프가 위치하는 양측 소정영역을 제1영역으로 하여 냉연강판(350a)의 상면 혹은 하면 중 적어도 하나의 면에 알루미늄 혹은 알루미늄 합금 등과 같이 열 전도성이 아주 뛰어난 재질을 사용한 열 전도층(350b)이 형성되어 있다.

이에 더 나아가서, 상기 열 전도층(350b)이 형성된 냉연강판(350a)의 양측 제1영역 사이의 제2영역에는 외부에 노출된 냉연강판(350a)의 산화를 방지하고 미학성을 고려하여 비교적 저렴한 아연 혹은 아연계 합금 등을 재질로 한 산화방지층(350c)이 추가적으로 형성될 수 있는데, 본 발명에 있어서 본 과정이 반드시 요구되는 것은 아니다.

따라서, 본 발명의 제3실시예에 따른 하부커버(350)는 하부커버(350)의 제조비용을 감소시키고, 아울러 램프가 위치하는 양측 소정영역에 열 전도층(350b)이 형성되어 램프로부터의 열을 외부로 신속하게 방출시키는 것이 특징이다.

도 5는 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따라 냉연강판상에 아연, 알루미늄 및 아연알루미늄을 각각 형성한 하부커버의 열 방출 특성을 비교한 그래프이다.

실험조건상 냉연강판상에 아연, 알루미늄 및 아연알루미늄이 형성된 하부커버의 열 전도층은 냉연강판상의 상측 및 하측 전면에 최소 1㎛ 이상의 동일한 두께로 도금하고, 상기 아연, 알루미늄 및 아연알루미늄이 각각 열 전도층으로 형성된 하부커버를 128℃까지 가열한 후 상온 방치하였다.

상기의 실험 결과, 도 5에 도시된 바와 같이 짧은 시간 내에 비교적 가장 빠르게 열 방출이 발생하는 것은 알루미늄 및 아연알루미늄이 각각 열 전도층으로 형성된 하부커버이고, 반면 아연을 열 전도층으로 형성한 하부커버가 열 방출이 가장 느린 것을 확인할 수 있다.

따라서, 상기의 내용에 근거해 볼 때 액정표시장치의 제조비용의 측면을 함께 고려해 보면 아연알루미늄의 열 전도층이 형성된 하부커버가 가장 효용성이 있을 것으로 보이지만, 그것에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

그리고 이와 관련한 권리범위는 이후 기술되는 청구범위에서 밝혀두고자 한다.

도 1은 종래기술에 따른 액정표시장치의 분해 사시도

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도

도 3은 도 2의 절단선(I-I`)을 따라 본 절단면도로서, 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치의 하부커버를 나타내는 도면

도 4는 도 2의 절단선(I-I`)을 따라 본 절단면도로서, 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치의 하부커버를 나타내는 도면

도 5는 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따라 하부커버의 열 방출 특성을 비교하여 나타낸 그래프

Claims (11)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 액정패널;

   상기 액정패널에 빛을 제공하는 램프;

   상기 램프가 위치하는 냉연강판의 양측 가장자리영역을 제1영역으로 하고, 상기 제1영역의 적어도 일면에 열 전도층이 형성되어 상기 램프로부터의 열을 외부로 방출시키는 하부커버; 및

   상기 냉연강판의 양측 제1영역 사이의 제2영역에 형성된 산화 방지층을 포함하여 구성되는 액정표시장치.
7. 삭제
8. 제6항에 있어서, 상기 산화 방지층은 아연 혹은 아연계 합금 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
9. 제6항에 있어서, 상기 제1영역에 형성된 열 전도층은 알루미늄 혹은 알루미늄계 합금 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 알루미늄 혹은 알루미늄계 합금은 시트(sheet) 타입으로 부착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
11. 삭제

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