KR101687783B1

KR101687783B1 - 액정표시장치

Info

Publication number: KR101687783B1
Application number: KR1020100082017A
Authority: KR
Inventors: 정영철
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2010-08-24
Filing date: 2010-08-24
Publication date: 2016-12-16
Also published as: KR20120018979A

Abstract

본 발명은 LED를 광원으로 사용하는 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 LED의 효율적인 방열설계에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 LED 어셈블리가 위치하는 서포트메인의 일 가장자리의 모서리에 모서리홈을 형성하고, LED 방열판을 PCB가 부착되는 제 1 부분과, 제 1 부분과 평행하게 이격하여 위치하여 서로 마주보는 제 3 부분과, 제 1 및 제 3 부분을 연결하는 제 2 부분으로 형성하는 것이다.
이를 통해, 다수의 LED부터 발생된 고온의 열을 제 1 및 제 3 부분의 이격된 영역에 형성된 공기층에 의해 빠르게 방열함으로써, 고온의 열을 외부로 신속하고 효율적으로 방출시킬 수 있어, LED의 수명이 단축되거나 휘도변화에 의해 화질이 저하되는 문제점을 방지할 수 있다.
또한, 커버버툼을 삭제 함으로써, 박형 및 경량의 액정표시장치를 제공할 수 있다.

Description

액정표시장치{Liquid crystal display device}

본 발명은 LED를 광원으로 사용하는 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 LED의 효율적인 방열설계에 관한 것이다.

동화상 표시에 유리하고 콘트라스트비(contrast ratio)가 큰 특징을 보여 TV, 모니터 등에 활발하게 이용되는 액정표시장치(liquid crystal display device : LCD)는 액정의 광학적이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)에 의한 화상구현원리를 나타낸다.

이러한 액정표시장치는 나란한 두 기판(substrate) 사이로 액정층을 개재하여 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수 구성요소로 하며, 액정패널 내의 전기장으로 액정분자의 배열방향을 변화시켜 투과율 차이를 구현한다.

하지만 액정패널은 자체 발광요소를 갖추지 못한 관계로 투과율 차이를 화상으로 표시하기 위해서 별도의 광원을 요구하고, 이를 위해 액정패널 배면에는 광원(光源)이 내장된 백라이트(backlight)가 배치된다.

여기서, 백라이트 유닛의 광원으로 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL), 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp), 그리고 발광다이오드(Light Emitting Diode : LED, 이하 LED라 함) 등을 사용한다.

이중에서 특히, LED는 소형, 저소비 전력, 고신뢰성 등의 특징을 겸비하여 표시용 광원으로서 널리 이용되고 있는 추세이다.

도 1은 일반적인 LED를 광원으로 사용한 액정표시장치의 단면도이다.

도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치는 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20), 그리고 서포트메인(30)과 커버버툼(50), 탑커버(40)로 구성된다.

액정패널(10)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로써 액정층을 사이에 두고 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(12, 14)으로 구성된다.

액정패널(10) 후방으로는 백라이트 유닛(20)이 구비된다.

백라이트 유닛(20)은 서포트메인(30)의 적어도 일측 가장자리 길이방향을 따라 배열되는 LED 어셈블리(29)와, 커버버툼(50) 상에 안착되는 백색 또는 은색의 반사판(25)과, 이러한 반사판(25) 상에 안착되는 도광판(23) 그리고 이의 상부로 개재되는 다수의 광학시트(21)를 포함한다.

이때, LED 어셈블리(29)는 도광판(23)의 일측에 구성되며, 백색광을 발하는 다수의 LED(29a)와, LED(29a)가 장착되는 LED PCB(printed circuit board : 29b, 이하, PCB라 함)를 포함한다.

이러한 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20)은 가장자리가 사각테 형상의 서포트메인(30)으로 둘려진 상태로 액정패널(10) 상면 가장자리를 두르는 탑커버(40) 그리고 백라이트 유닛(20) 배면을 덮는 커버버툼(50)이 각각 전후방에서 결합되어 서포트메인(30)을 매개로 일체화된다.

그리고 미설명부호 19a, 19b는 각각 액정패널(10)의 전 후면에 부착되어 빛의 편광방향을 제어하는 편광판을 나타낸다.

한편, LED(29a)는 발광소자로서 사용시간에 따라 온도가 급격히 상승되고, 이러한 온도상승은 휘도변화를 수반하는 특징을 갖는다. 따라서, LED(29a)를 백라이트 유닛(20)의 광원으로 사용할 경우에 가장 중요시되어야 할 사항 중 하나가 LED(29a)의 온도상승에 따른 방열(放熱)설계이다.

그러나, 일반적인 액정표시장치는 LED(29a)로부터 발생된 고온의 열을 외부로 신속하게 방출시킬 수 있는 구체적인 방도가 마련되지 못한 관계로 사용중에 LED(29a)의 온도가 점차 상승하게 되며, 이에 따른 휘도변화는 결국 화질을 저하시키는 원인으로 작용하게 된다.

또한, 최근 이러한 액정표시장치는 휴대용 컴퓨터는 물론 데스크톱 컴퓨터 모니터 및 벽걸이형 텔레비전 등 그 사용영역이 점차 넓어지고 있는 추세로, 넓은 디스플레이 면적을 가지면서도 획기적으로 감량된 무게 및 부피를 갖고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다.

그러나, 액정표시장치를 경량 및 박형으로 제작하고자 하는 노력에도 불구하고, 액정표시장치를 구성하고 있는 구성요소가 너무 많아, 액정표시장치의 박형 및 경량을 저해하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, LED로부터 발생되는 고온의 열을 효과적으로 방열할 수 있는 액정표시장치를 제공하고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다.

또한, 박형 및 경량의 액정표시장치를 제공하고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 반사판과; 상기 반사판 상에 안착되는 도광판과; 상기 도광판 입광면을 따라 배열되는 다수의 LED와 상기 다수의 LED가 실장되는 PCB를 포함하는 LED 어셈블리와; 상기 PCB와 접촉하는 제 1 부분과 상기 제 1 부분과 수직한 제 2 부분을 포함하는 LED 방열판과; 상기 도광판 상부로 안착되는 복수장의 광학시트를 포함하는 백라이트 유닛과; 상기 백라이트 유닛 상부에 위치하는 액정패널과; 상기 백라이트 유닛의 가장자리 배면 일부를 감싸는 수평부와, 상기 수평부에 수직하여 상기 액정패널 및 상기 백라이트 유닛의 가장자리를 두르는 서포트메인과; 상기 액정패널의 상면 가장자리를 두르며, 상기 서포트메인과 결합 체결되는 탑커버를 포함하며, 상기 LED 어셈블리의 위치와 대응되는 서포트메인의 일 가장자리에는 홈이 형성되는 액정표시장치를 제공한다.

여기서, 상기 LED 어셈블리의 하부측과 상기 LED 방열판의 제 2 부분은 상기 홈을 통해 상기 서포트메인의 외부로 노출되며, 상기 제 2 부분은 상기 탑커버와 접촉한다.

그리고, 상기 LED 방열판은 상기 제 1 부분과 평행하게 이격하여 위치하여 서로 마주보는 제 3 부분을 포함하며, 상기 제 2 부분은 상기 제 1 및 제 3 부분을 연결하며, 상기 제 1 및 제 3 부분의 이격된 영역은 공기층을 정의한다.

또한, 상기 제 3 부분은 상기 탑커버와 접촉하며, 상기 서포트메인의 상기 홈은 상기 수평부와 상기 수직부의 일부가 제거된 모서리홈이다.

그리고, 상기 모서리홈에 대응하여 접착테이프가 구비되며, 상기 접착테이프는 탑커버로부터 상기 서포트메인의 상기 수평부까지 연장된다.

위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 LED 어셈블리가 위치하는 서포트메인의 일 가장자리의 모서리에 모서리홈을 형성하고, LED 방열판을 PCB가 부착되는 제 1 부분과, 제 1 부분과 평행하게 이격하여 위치하여 서로 마주보는 제 3 부분과, 제 1 및 제 3 부분을 연결하는 제 2 부분으로 형성함으로써, 이를 통해, 다수의 LED부터 발생된 고온의 열을 제 1 및 제 3 부분의 이격된 영역에 형성된 공기층에 의해 빠르게 방열함으로써, 고온의 열을 외부로 신속하고 효율적으로 방출시킬 수 있어, LED의 수명이 단축되거나 휘도변화에 의해 화질이 저하되는 문제점을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 커버버툼을 삭제 함으로써, 박형 및 경량의 액정표시장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 LED를 광원으로 사용한 액정표시장치의 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도.
도 3은 모듈화된 도 2의 일부 단면을 개략적으로 도시한 단면도.
도 4는 도 3의 LED 어셈블리의 방열설계에 따른 LED로부터 발생된 열의 이동경로를 개략적으로 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 단면을 개략적으로 도시한 사시도.
도 6은 모듈화된 도 5의 일부 단면을 개략적으로 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 어셈블리의 방열설계에 따른 LED로부터 발생된 열의 이동경로를 개략적으로 도시한 단면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

- 제 1 실시예 -

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.

도시한 바와 같이, 액정표시장치는 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120) 그리고 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)을 모듈화하기 위한 탑커버(140)와 서포트메인(130)으로 구성된다.

이들 각각에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 액정패널(110)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제 1 기판(112) 및 제 2 기판(114)을 포함한다.

이때, 능동행렬 방식이라는 전제 하에 비록 도면상에 나타나지는 않았지만 통상 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제 1 기판(112)의 내면에는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소(pixel)가 정의되고, 각각의 교차점마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)가 구비되어 각 화소에 형성된 투명 화소전극과 일대일 대응 연결되어 있다.

그리고 상부기판 또는 컬러필터기판이라 불리는 제 2 기판(114)의 내면으로는 각 화소에 대응되는 일례로 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러의 컬러필터(color filter) 및 이들 각각을 두르며 게이트라인과 데이터라인 그리고 박막트랜지스터 등의 비표시요소를 가리는 블랙매트릭스(black matrix)가 구비된다. 또한, 이들을 덮는 투명 공통전극이 마련되어 있다.

그리고 제 1, 제 2 기판(112, 114)의 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 편광판(미도시)이 각각 부착된다.

이 같은 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판 이나 테이프케리어패키지(tape carrier package : TCP) 같은 연결부재(116)를 매개로 인쇄회로기판(117)이 연결되어 모듈화 과정에서 서포트메인(130)의 측면 내지는 배면으로 적절하게 젖혀 밀착된다.

이러한 액정패널(110)은 게이트구동회로의 온/오프 신호에 의해 각 게이트라인 별로 선택된 박막트랜지스터가 온(on) 되면 데이터구동회로의 신호전압이 데이터라인을 통해서 해당 화소전극으로 전달되고, 이에 따른 화소전극과 공통전극 사이의 전기장에 의해 액정분자의 배열방향이 변화되어 투과율 차이를 나타낸다.

아울러 본 발명에 따른 액정표시장치에는 액정패널(110)이 나타내는 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 이의 배면에서 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비된다.

백라이트 유닛(120)은 LED 어셈블리(129)와, 백색 또는 은색의 반사판(125)과, 이러한 반사판(125) 상에 안착되는 도광판(123) 그리고 이의 상부로 개재되는 다수의 광학시트(121)를 포함한다.

LED어셈블리(129)는 도광판(123)의 입광면과 대면하도록 도광판(123)의 일측에 위치하며, 다수개의 LED(129a)와, 다수개의 LED(129a)가 일정 간격 이격하여 장착되는 PCB(129b)를 포함한다.

이때, 다수의 LED(129a)는 RGB의 색을 모두 발하거나 백색을 발하는 LED칩(미도시)을 포함하여, 도광판(123)의 입광면을 향하는 전방으로 백색광을 발한다. 그리고, 다수의 LED(129a)는 각각 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 갖는 빛을 발하며, 이러한 다수개의 RGB LED(129a)를 한꺼번에 점등시킴으로써 색섞임에 의한 백색광을 구현할 수도 있다.

한편, LED(129a)는 발광소자로서 사용시간에 따라 온도가 급격히 상승되고, 이러한 온도상승은 LED(129a)의 수명 및 휘도변화를 수반하는 특징을 갖는다. 따라서, LED(129a)를 백라이트 유닛(120)의 광원으로 사용할 경우에 가장 중요시되어야 할 사항 중 하나가 LED(129a)의 온도상승에 따른 방열(放熱)설계이다.

이에, 본 발명의 백라이트 유닛(120)에는 LED 방열판(200)을 더욱 구비하는데, LED 방열판(200)은 단면이 “ㄴ" 형태로 절곡된 형태로 구성되며, 열전도성이 우수한 금속물질로 이루어진다.

따라서, 다수의 LED(129a)로부터 발생된 고온의 열은 LED 방열판(200)으로 전달되어, 외부로 신속하고 효율적으로 방출시키게 된다. 이로 인하여 본 발명의 액정표시장치는 LED(129a)의 사용에 의한 온도 상승을 최소화하게 된다.

이에 본 발명의 액정표시장치는 LED 방열판(200)에 의한 효율적인 LED 어셈블리(129)의 방열설계를 갖게 된다. 이에 대해 차후 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

다수의 LED(129a)로부터 출사되는 빛이 입사되는 도광판(123)은 LED(129a)로부터 입사된 빛이 여러번의 전반사에 의해 도광판(123) 내를 진행하면서 도광판(123)의 넓은 영역으로 골고루 퍼져 액정패널(110)에 면광원을 제공한다.

이러한 도광판(123)은 균일한 면광원을 공급하기 위해 배면에 특정 모양의 패턴을 포함할 수 있다.

여기서, 패턴은 도광판(123) 내부로 입사된 빛을 가이드하기 위하여, 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern), 홀로그램 패턴(hologram pattern) 등 다양하게 구성할 수 있으며, 이와 같은 패턴은 도광판(123)의 하부면에 인쇄방식 또는 사출방식으로 형성한다.

반사판(125)은 도광판(123)의 배면에 위치하여, 도광판(123)의 배면을 통과한 빛을 액정패널(110) 쪽으로 반사시킴으로써 빛의 휘도를 향상시킨다.

도광판(123) 상부의 다수의 광학시트(121)는 확산시트와 적어도 하나의 집광시트 등을 포함하며, 도광판(123)을 통과한 빛을 확산 또는 집광하여 액정패널(110)로 보다 균일한 면광원이 입사 되도록 한다.

이러한 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 탑커버(140)와 서포트메인(130)을 통해 모듈화 되는데, 탑커버(140)는 액정패널(110)의 상면 및 측면 가장자리를 덮도록 단면이“ㄱ”형태로 절곡된 사각테 형상으로, 탑커버(140)의 전면을 개구하여 액정패널(110)에서 구현되는 화상을 표시하도록 구성한다.

서포트메인(130)은 사각테 형상으로 네 가장자리가 백라이트 유닛(120)의 가장자리 배면 일부를 감싸는 수평부(130a)와 수평부(130a)에 수직하여 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 두르는 수직부(130b)로 이루어진다.

따라서, 서포트메인(130)의 수평부(130a)에 의해 백라이트 유닛(120)의 배면 가장자리가 지지되며, 수직부(130b)에 의해 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 가장자리가 둘러진다.

이러한, 서포트메인(130)은 탑커버(140)와 체결되어, 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)을 일체로 모듈화한다.

즉, 본 발명의 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 탑커버(140)에 의해 액정패널(110)의 네 가장자리의 상면 및 측면을 둘러 액정패널(110)의 탈착을 방지하게 되며, 서포트메인(130)에 의해 가장자리가 둘러지는 동시에 백라이트 유닛(120)의 탈착을 방지할 수 있다.

이는, 서포트메인(130)을 통해 기존의 커버버툼(도 1의 50)의 고유 역할을 모두 대신하도록 함으로써, 커버버툼(도 1의 50) 삭제를 통해 모듈화된 액정표시장치의 박형이 가능하며, 공정의 단순화 및 재조립이 쉬운 효과를 가져오게 된다.

또한, 금속재질로 구성되는 커버버툼(도 1의 50)의 삭제로 인하여, 공정비용을 절감할 수 있다.

이때, LED 어셈블리(129)가 위치하는 서포트메인(130)의 일 가장자리의 수평부(130a)에는 길이방향을 따라 홈(130c)이 형성되며, 홈(130c)을 통해 LED 어셈블리(129)와 LED 방열판(200)이 서포트메인(130)의 수직부(130b) 내측으로 조립 체결된다.

이때, 탑커버(140)는 케이스탑 또는 탑케이스라 일컬어지기도 하고, 서포트메인(130)은 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 한다.

그리고 상술한 구조의 백라이트 유닛(120)은 통상 사이드라이트(side light) 방식이라 불리는데, 목적에 따라 PCB(129b) 상에 LED(129a)를 다수 개 복층으로 배열할 수 있다. 또한, 더 나아가 LED 어셈블리(129)를 각각 복수 개로 구비하여 서포트메인(130)의 서로 대면하는 양측 가장자리부를 따라 서로 대응되게 개재하는 것 또한 가능하다.

도 3은 모듈화된 도 2의 일부 단면을 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 4는 도 3의 LED 어셈블리의 방열설계에 따른 LED로부터 발생된 열의 이동경로를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도시한 바와 같이, 반사판(125)과, 도광판(123)과, 도광판(123)의 일측면에 구비된 LED 어셈블리(129)와 LED 방열판(200), 도광판(123) 상부에 다수의 광학시트(121)들이 적층되어 백라이트 유닛(도 2의 120)을 이루게 된다.

그리고 이러한 백라이트 유닛(도 2의 120)과 이의 상부에 제 1 및 제 2 기판(112, 114)과 이의 사이에 액정층(미도시)이 개재되는 액정패널(110)이 위치하며, 제 1 제 2 기판(112, 114)의 각각 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 편광판(119a, 119b)이 부착된다.

이러한 백라이트 유닛(도 2의 120)과 액정패널(110)은 서포트메인(130)에 의해 가장자리 및 배면이 둘러지며, 액정패널(110)의 상면 가장자리 및 측면을 두르는 탑커버(140)가 서포트메인(130)에 결합되어, 액정패널(110)과 백라이트 유닛(도 2의 120)은 일체로 모듈화되어 있다.

한편, LED 어셈블리(129)의 LED(129a)는 도면상으로는 단 하나 만을 도시하였으나, LED(129a)는 다수개가 PCB(129b) 상에 일정간격 이격하여 장착되며, 외부로부터 구동전력을 인가받게 된다.

여기서 PCB(129b)는 수지 또는 세라믹과 같은 절연층 상에 배선패턴(미도시)을 인쇄하여 각종 전자 소자의 탑재와 전기적 연결을 가능케 하는 전자회로기판으로, PCB(129b)는 에폭시 계열의 FR4 PCB나 FPCB(flexible printed circuit board), MCPCB로 형성할 수 있다.

이러한 LED 어셈블리(129)는 LED 방열판(200)에 부착되어, 다수의 LED(129a)로부터 발생된 고온의 열을 외부로 보다 손쉽게 방출하게 된다.

여기서, LED 방열판(200)은 PCB(129b)가 부착되는 제 1 부분(200a)과 제 1 부분(200a)에 수직하게 형성되는 제 2 부분(200b)으로 이루어져, 단면이 “ㄴ" 형태로 절곡된 형태로 구성된다.

이때, LED 방열판(200)의 제 1 부분(200a)의 도광판(123)을 향하는 일면을 내측이라 정의하면, LED 어셈블리(129)는 제 1 부분(200a)의 내측에 세워져 양면테이프 등의 접착성물질(미도시)을 통해 부착되며, 제 1 부분(200a)의 외측은 서포트메인(130)의 수직부(130b)와 접촉한다.

그리고, 제 2 부분(200b)은 제 1 부분(200a)으로부터 외측으로 수직 절곡되어 구성된다.

이러한 LED 방열판(200)은 열전도성이 우수한 금속물질 일 예로 알루미늄(Al), 더욱이 순도 99.5%의 알루미늄(Al)으로 형성하는 것이 바람직하며, 또한, 애노다이징(anodizing)처리를 통해, 검은색의 산화피막이 표면에 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, LED 방열판(200)은 검은색을 띠게 되므로, 열흡수율이 증가하게 되고, 이에 따라 LED 방열판(200)은 높은 열전도특성을 갖게 된다.

이때, LED 어셈블리(129)가 위치하는 서포트메인(130)의 일 가장자리의 수평부(130b)에는, 수평부(130b)의 길이방향을 따라 홈(130c)이 형성되어 있어, LED 방열판(200)의 제 2 부분(200b)은 서포트메인(130)의 홈(130c)을 통해 외부로 노출되며, 제 2 부분(200b)의 일부는 탑커버(140)와 접촉하게 된다.

따라서, LED 방열판(200)의 제 2 부분(200b)은 서포트메인(130)의 홈(130c)의 일부를 막아, 액정표시장치의 배면 일부를 이루게 된다.

그리고, LED 방열판(200)에 부착된 LED 어셈블리(129) 또한 하부측이 서포트메인(130)의 홈(130c)에 의해 외부로 노출된다.

따라서, LED(129a)로부터 발생하는 고온의 열 중 일부는 PCB(129b)를 통해 LED 방열판(200)으로 전달되어 외부로 방출되며, 특히 본 발명은 LED 어셈블리(129)의 하부측이 서포트메인(130)의 홈(130c)을 통해 외부로 노출됨으로써, LED(129a)가 외부공기와 직접 접촉되어 LED(129a)로부터 발생된 고온의 열 중 일부는 LED(129a)로부터 직접 외부로 방출시키게 된다.

즉, 도 4에 도시한 바와 같이 LED(129a)로부터 고온의 열이 발생하면, 일부 열은 LED(129a)로부터 직접 외부로 방출되고, 일부 열은 PCB(129b)를 통해 LED 방열판(200)의 제 1 부분(200a)으로 전달된다.

LED 방열판(200)의 제 1 부분(200a)으로 전달된 열은 LED 방열판(200)의 제 2 부분(200b)으로 확산되며, 제 2 부분(200b)으로 확산된 고온의 열 중 일부는 외부 공기와 접촉하는 제 2 부분(200b)에 의해 외부로 방출되며, 또한 일부 열은 넓은 면적으로 외부 공기와 접촉하는 탑커버(140)로 전달되어 외부로 방출된다.

따라서, 다수의 LED(129a)로부터 발생된 고온의 열을 외부로 신속하고 효율적으로 방출시키게 된다.

이로 인하여 본 발명의 액정표시장치는 LED(129a)의 사용에 의한 온도 상승을 최소화하게 되어, LED(129a)로부터 발생된 고온의 열을 외부로 신속하게 방출시킬 수 없어, 이에 따른 휘도변화에 의해 화질이 저하되는 문제점을 방지할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치는 LED 어셈블리(129)가 위치하는 서포트메인(130)의 일 가장자리의 수평부(130a)에 홈(130c)을 형성하고, LED 방열판(200)을 LED 어셈블리(129)가 부착되는 제 1 부분(200a)과 제 1 부분(200a)에서 수직하며 액정표시장치의 배면 일부를 이루는 제 2 부분(200b)으로 형성함으로써, 다수의 LED(129a)부터 발생된 고온의 열을 외부로 방출하는 동시에 고온의 열을 LED 어셈블리(129)의 LED(129a)로부터 직접 방출되도록 함으로써, 고온의 열을 외부로 신속하고 효율적으로 방출시키게 된다.

또한, 커버버툼(도 1의 50)을 삭제 함으로써, 박형 및 경량의 액정표시장치를 제공할 수 있다.

- 제 2 실시예 -

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 단면을 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 6은 모듈화된 도 5의 일부 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.

한편, 중복된 설명을 피하기 위해 앞서의 앞서 전술한 제 1 실시예의 설명과 동일한 역할을 하는 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하며, 제 2 실시예에서 전술하고자 하는 특징적인 내용만을 살펴보도록 하겠다.

도시한 바와 같이, 액정표시장치는 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120) 그리고 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)을 모듈화하기 위한 탑커버(140)와 서포트메인(130) 그리고 접착테이프(150)로 구성된다.

여기서, 액정패널(110)은 제 1 및 제 2 기판(112, 114)과 이의 사이에 액정층(미도시)이 개재되어 형성되며, 제 1 제 2 기판(112, 114)의 각각 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 편광판(119a, 119b)이 부착된다.

그리고, 액정패널(110) 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판 같은 연결부재(115)를 매개로 인쇄회로기판(117)이 연결되어 모듈화 과정에서 서포트메인(130)의 측면 또는 백라이트 유닛(120)의 배면으로 젖혀 밀착된다.

백라이트 유닛(120)은 반사판(125)과, 도광판(123)과, 도광판(123)의 일측면에 구비된 LED 어셈블리(129)와 LED 방열판(300), 도광판(123) 상부에 다수의 광학시트(121)들이 적층되어 이루어진다.

이때, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 방열판(300)은 단면이 “U" 형태로 절곡된 형태로 구성되며, 열전도성이 우수한 금속물질로 이루어진다.

따라서, 다수의 LED(129a)로부터 발생된 고온의 열은 LED 방열판(300)으로 전달되어, 외부로 신속하고 효율적으로 방출시키게 된다. 이로 인하여 본 발명의 액정표시장치는 LED(129a)의 사용에 의한 온도 상승을 최소화하게 된다.

이러한 백라이트 유닛(120)과 액정패널(110)은 서포트메인(130)에 의해 가장자리 및 배면이 둘러지며, 액정패널(110)의 상면 가장자리 및 측면을 두르는 탑커버(140)가 서포트메인(130)에 결합되어, 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 일체로 모듈화되어 있다.

여기서, 서포트메인(130)은 네 가장자리가 백라이트 유닛(120)의 가장자리 배면 일부를 감싸는 수평부(130a)와 수평부(130a)에 수직하여 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 두르는 수직부(130b)로 이루어진다.

서포트메인(130)은 탑커버(140)와 체결되어, 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)을 일체로 모듈화한다.

따라서, 서포트메인(130)을 통해 기존의 커버버툼(도 1의 50)의 고유 역할을 모두 대신하도록 함으로써, 커버버툼(도 1의 50) 삭제를 통해 모듈화된 액정표시장치의 박형이 가능하며, 공정의 단순화 및 재조립이 쉬운 효과를 가져오게 된다.

이때, LED 어셈블리(129)가 위치하는 서포트메인(130)은 일 가장자리의 모서리가 제거된 구조로, 즉 일 가장자리의 수직부(130b)와 수평부(130a) 일부가 제거되어 모서리홈(133)이 형성된다.

모서리홈(133)은 서포트메인(130)의 일 가장자리의 길이방향을 따라 형성되며, 모서리홈(133)을 통해 LED 어셈블리(129)와 LED 방열판(300)이 탑커버(140)의 내측으로 조립 체결된다.

이때, LED 방열판(300)은 탑커버(140)의 내측에 양면테이프 등의 접착성물질(미도시)을 통해 접착 등의 방법으로 위치가 고정된다. 그리고, 서포트메인(130)의 모서리홈(133)에 대응해서 접착테이프(150)가 구비되어, LED 어셈블리(129)와 LED 방열판(300)의 탈착을 방지하게 된다.

이렇게, 고정된 LED 방열판(300)을 통해 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치는 효율적인 LED 어셈블리(129)의 방열설계를 갖게 된다. 이에 대해 도 6을 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

도 6에 도시한 바와 같이, LED 어셈블리(129)는 LED 방열판(300)에 부착되어, 다수의 LED(129a)로부터 발생된 고온의 열을 외부로 보다 손쉽게 방출하게 된다.

여기서, LED 방열판(300)은 PCB(129b)가 부착되는 제 1 부분(300a)과, 제 1 부분(300a)과 평행하게 이격하여 위치하여 서로 마주보는 제 3 부분(300c)과, 제 1 및 제 3 부분(300a, 300c)을 연결하는 제 2 부분(300b)으로 이루어진다.

즉, LED 방열판(300)은 단면이 “U" 형태로 절곡된 형태로 구성되며, 제 1 및 제 3 부분(300a, 300c)의 서로 마주보는 이격된 영역은 공기층을 정의하게 된다.

이때 제 1 및 제 3 부분(300a, 300c)의 서로 마주보는 면을 내측이라 정의하면, 제 3 부분(300c)의 외측은 탑커버(140)와 접촉되며, LED 어셈블리(129)는 제 1 부분(300a)의 외측에 세워져 양면테이프 등의 접착성물질(미도시)을 통해 접착 등의 방법으로 부착되어, 다수의 LED(129a)가 도광판(123)의 입광면과 대면하도록 위치된다.

이때 LED 방열판(300)은 탑커버(140)로부터 서포트메인(130)의 수평부(130a)까지 연장된 접착테이프(150)를 통해 그 위치가 고정된다.

이러한 LED 방열판(300)은 열전도성이 우수한 금속물질 일 예로 알루미늄(Al), 더욱이 순도 99.5%의 알루미늄(Al)으로 형성하는 것이 바람직하며, 또한, 애노다이징(anodizing)처리를 통해, 검은색의 산화피막이 표면에 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, LED 방열판(300)은 검은색을 띠게 되므로, 열흡수율이 증가하게 되고, 이에 따라 LED 방열판(300)은 높은 열전도특성을 갖게 된다.

따라서, LED 어셈블리(129)의 다수의 LED(129a)로부터 발생하는 고온의 열은 PCB(129b)를 통해 LED 방열판(300)으로 전달되어 LED(129a)로부터의 고온의 열을 외부로 신속하고 효율적으로 방출시키게 된다.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 어셈블리의 방열설계에 따른 LED로부터 발생된 열의 이동경로를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도시한 바와 같이, 제 1 내지 제 3 부분(300a, 300b, 300c)의 단면이 “U" 형태로 절곡된 형태로 구성되어, 제 1 및 제 3 부분(300a, 300c)의 서로 마주보는 이격된 영역은 공기층을 정의하는 LED 방열판(300)은 다수의 LED(129a)로부터 발생된 고온의 열 중 일부는 PCB(129b)를 통해 LED 방열판(300)의 제 1 부분(300a)으로 전달된다.

그리고, 제 1 부분(300a)으로 전달된 고온의 열 중 일부는 제 1 및 제 3 부분(300a, 300c) 사이의 공기층에 의해 방열되며, 고온의 열 중 일부는 제 2 부분(300b)으로 확산된다.

이때, LED 방열판(300)의 제 1 부분(300a)에서 방열되는 열이 LED(129a)로부터 발생된 고온의 열 중 60 % 정도로, LED(129a)로부터 발생된 열을 보다 신속하게 제거하게 된다.

그리고, 접착테이프(150)에 의한 외부공기의 차단은 미미하여, 제 2 부분(300b)으로 확산된 열은 외부공기와의 접촉에 의해 외부로 방출되며, 또한 일부 열은 제 3 부분(300c)으로 확산되고, 제 3 부분(300c)으로 확산된 열은 제 3 부분(300c)과 밀착되어 있는 탑커버(140)로 전달된다.

탑커버(140)로 전달된 열은 탑커버(140) 전체로 확산되고, 이렇게 탑커버(140) 전체로 확산되는 고온의 열은 외부 공기와 접촉하는 면적이 늘어나게 됨으로써, 이를 통해 LED(129a)로부터 발생되는 고온의 열을 신속하게 외부로 방출시키게 된다.

또한, LED(129a)로부터 발생하는 고온의 열 중 일부는 LED 방열판(300)으로 전달되기 전에, LED 어셈블리(129)의 하부측이 서포트메인(130)의 모서리홈(133)을 통해 외부공기와 접촉됨으로써, LED(129a)로부터 발생된 고온의 열 중 일부는 LED(129a)로부터 직접 외부로 방출시키게 된다.

따라서, 다수의 LED(129a)로부터 발생된 고온의 열을 보다 외부로 신속하고 효율적으로 방출시키게 된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치는 LED 어셈블리(129)가 위치하는 서포트메인(130)의 일 가장자리의 모서리에 모서리홈을 형성하고, LED 방열판(200)을 PCB(129b)가 부착되는 제 1 부분(300a)과, 제 1 부분(300a)과 평행하게 이격하여 위치하여 서로 마주보는 제 3 부분(300c)과, 제 1 및 제 3 부분(300a, 300c)을 연결하는 제 2 부분(300b)으로 형성함으로써, 다수의 LED(129a)부터 발생된 고온의 열을 제 1 및 제 3 부분의 이격된 영역에 형성된 공기층에 의해 빠르게 방열함으로써, 고온의 열을 외부로 신속하고 효율적으로 방출시키게 된다.

본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

110 : 액정패널(112 : 제 1 기판, 114 : 제 2 기판)
119a, 119b : 제 1및 제 2 편광판
121 : 다수의 광학시트, 123 : 도광판, 125 : 반사판, 127 : LED
129 : LED 어셈블리, 130 : 서포트메인, 140 : 탑커버, 150 : 접착테이프
300 : LED 방열판(300a, 300b, 300c : 제 1 내지 제 3 부분)

Claims

반사판과; 상기 반사판 상에 안착되는 도광판과; 상기 도광판 입광면을 따라 배열되는 다수의 LED와 상기 다수의 LED가 실장되는 PCB를 포함하는 LED 어셈블리와; 상기 PCB와 접촉하는 제 1 부분과 상기 제 1 부분과 수직한 제 2 부분을 포함하는 LED 방열판과; 상기 도광판 상부로 안착되는 복수장의 광학시트를 포함하는 백라이트 유닛과;
상기 백라이트 유닛 상부에 위치하는 액정패널과;
상기 백라이트 유닛의 가장자리 배면 일부를 감싸는 수평부와, 상기 수평부에 수직하여 상기 액정패널 및 상기 백라이트 유닛의 가장자리를 두르는 서포트메인과;
상기 액정패널의 상면 가장자리를 두르며, 상기 서포트메인과 결합 체결되는 탑커버
를 포함하며, 상기 LED 어셈블리의 위치와 대응되는 서포트메인의 일 가장자리에는 홈이 형성되는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 LED 어셈블리의 하부측과 상기 LED 방열판의 제 2 부분은 상기 홈을 통해 상기 서포트메인의 외부로 노출되는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 부분은 상기 탑커버와 접촉하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 LED 방열판은 상기 제 1 부분과 평행하게 이격하여 위치하여 서로 마주보는 제 3 부분을 포함하며, 상기 제 2 부분은 상기 제 1 및 제 3 부분을 연결하는 액정표시장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 3 부분의 이격된 영역은 공기층을 정의하는 액정표시장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제 3 부분은 상기 탑커버와 접촉하는 액정표시장치.
제 4 항에 있어서,
상기 서포트메인의 상기 홈은 상기 수평부와 상기 수평부에 수직한 부분의 일부가 제거된 모서리홈인 액정표시장치.
제 7 항에 있어서,
상기 모서리홈에 대응하여 접착테이프가 구비되며, 상기 접착테이프는 탑커버로부터 상기 서포트메인의 상기 수평부까지 연장된 액정표시장치.