KR102644258B1 - 개선된 경량화 및 발열 성능을 제공하는 led 전광판 - Google Patents

Abstract

상업용 디스플레이(전광판)에서 방열이 어려운 구조에 삽입되어 동작되는 개선된 경량화 및 발열 성능을 제공하는 LED 전광판이 개시된다.

Description

개선된 경량화 및 발열 성능을 제공하는 LED 전광판{LED electronic boards provide improved lightweight and heating performance}

본 발명은 LED 전광판에 관한 것으로써, 더욱 경량화되면서 발열 성능이 우수한 구조를 제공하는 LED 전광판에 관한 것이다.

평면 디스플레이로 널리 사용되는 LCD(Liquid Crystal Display)는 스스로 발광하지 못한다. 따라서, LCD 패널의 뒷면에 BLU(Back Light Unit)을 부가하고, BLU가 생성한 빛이 LCD 패널을 통과하여 원하는 색상을 표현한다.

최근에는 LED(Light Emitting Diode) 소자를 이용하여 BLU을 구성한다. 백라이트 모듈은 크기가 작고, 전력 소모가 적어 평면 디스플레이를 좀더 얇게 만들 수 있는 장점이 있다.

그러나, 백라이트 모듈의 경우 발열이 심한 단점이 있다. 발열로 인해 BLU에 포함된 복수의 백라이트 모듈들에 점차 고장이 발생하며, 일정 간격으로 BLU를 교체해야하는 번거로운 점이 있었다.

평면 디스플레이가 TV 등에 사용되는 경우 BLU의 교체가 용이하나, 평면 디스플레이가 디지털 사이니지 등에 사용되거나, 벽면, 파티션 등에 매립되는 경우, BLU의 교체가 쉽지 않은 문제가 있었다. 따라서, 평면 디스플레이 에서 발생하는 열을 신속하게 방출하여 고장의 원인을 제거하는 기술이 요구되고 있다.

KR 20-2006-0023180 KR 10-2008-0135619 KR 10-2007-0034054 KR 10-2021-0031964

상업용 디스플레이(전광판)에서 방열이 어려운 구조에 삽입되어 동작되는 개선된 경량화 및 발열 성능을 제공하고자 한다.

본 발명에 실시예에 따른 개선된 경량화 및 발열 성능을 제공하는 LED 전광판은 패널의 일측면에 위치하는 백라이트 모듈 및 상기 백라이트 모듈의 측면에 설치되고, 상기 백라이트 모듈에서 발생되는 발열을 배출하기 위해 마련되는 방열 파이프를 포함하고, 상기 방열 파이프에는 아래쪽에 위치되되 외부 공기가 유입되는 유입구, 상기 유입구를 통해 유입된 공기가 상기 백라이트 모듈에서 생성되는 열에 의해 온도가 상승하여 위쪽으로 이동되면서 배출되기 위해 마련되는 배출구가 형성되며, 상기 방열 파이프에는 공기가 통과될 수 있는 내부공간이 형성되고, 상기 유입구 및 상기 배출구에는 이물질의 유입을 방지하는 격자 형태의 거름망이 형성되며, 상기 유입구는 하단에, 상기 배출구는 상단에 배치되도록 상기 방열 파이프는 수직으로 설치되는 것을 특징으로 한다.

다음으로, 상기 개선된 경량화 및 발열 성능을 제공하는 LED 전광판에는 사용자를 감지하는 감지 센서, 상기 사용자가 감지된 경우에 상기 패널에 전력을 공급하는 전력 공급 장치 및 상기 유입된 공기를 상기 유입구로부터 상기 배출구로 이동시키는 방열 팬(fan)이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

다음으로, 상기 개선된 경량화 및 발열 성능을 제공하는 LED 전광판에는 상기 방열팬은 상기 사용자가 감지된 경우에, 상기 전력 공급 장치로부터 전력을 공급받아 동작하되, 상기 배출구로 배출되는 공기의 온도를 측정하는 온도 센서, 상기 측정된 온도를 임계값과 비교하는 비교부 및 상기 측정된 온도가 임계값보다 더 높은 경우에, 상기 방열팬의 회전수를 증가시키는 제어부가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

다음으로, 상기 개선된 경량화 및 발열 성능을 제공하는 LED 전광판에는 상기 백라이트 모듈의 일측단 또는 양측단에 설치되는 쿨링자켓, 판상체로써, 상기 백라이트 모듈의 사이에 삽입되어 상기 백라이트 모듈을 칸 구분시키면서 밀착 설치되고, 일측단 또는 양측단이 상기 쿨링자켓에 접촉 설치되며, 내부에 직선으로 평행하게 형성되는 모세관이 개루프 또는 폐루프로 형성되는 히트패널이 더 포함되고, 상기 히트패널에 의해 상기 쿨링자켓을 향해 양쪽 수평방향 열전달시키고, 상기 히트패널은 상기 모세관이 가로 및 세로로 각각 평행 설치되고 좌우 및 상하 단부가 각각 교번 연결되어 개루프 또는 폐루프를 형성시키는 것을 특징으로 한다.

다음으로, 상기 감지 센서는 상기 패널의 양측에 마련되어, 사용자가 상기 패널의 내측으로 진입되었는지 여부 및 진출되었는지 여부가 포함된 사용자 존재 여부 정보를 파악하여 상기 제어부로 전달하고, 상기 제어부는, 첫번째 사용자의 진입 시점 및 마지막 사용자의 진출 시점 사이에 발생된 패널 작동 시간 정보를 파악하여, 마지막 사용자의 진출 시점 이후에 상기 방열팬이 작동되도록 하고, 상기 방열팬이 작동되는 제1 방열팬 작동시간은 상기 패널 작동 시간 정보에서 파악된 시간(T)의 제곱에 해당하는 시간으로 하되, 상기 감지 센서에 의해 마지막 사용자의 진출 시점 이후에 새로운 사용자의 진입이 감지된 경우에 작동이 중단되고, 새로운 사용자에 의해 발생되는 패널 작동 시간과 관련된 제2 방열팬 작동시간은 상기 제1 방열팬 작동시간 중에서 소진되지 않은 시간을 합하여 설정됨으로서, 사용자가 패널 사용시 패널 작동 소음에 의해 방해받는 것을 최소화시키되, 방열은 효율적으로 이루어지도록 되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 개선된 경량화 및 발열 성능을 제공하는 LED 전광판에서는 상업용 디스플레이(전광판)에서 방열이 어려운 구조에 삽입되어 동작됨으로써, 더욱 경량화된 구조 및 안정적인 발열 성능을 제공하여, 유지보수 기간을 늘리고 고장 발생률을 낮출 수 있다.

도 1은 종래의 패널에서 패널의 측면에 백라이트 모듈들이 상하 방향으로 배치된 것을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 개선된 경량화 및 발열 성능을 제공하는 LED 전광판에 따라 백라이트 모듈의 방열을 위한 방열 파이프를 부가한 것을 도시한 도면이다.
도 3은 예시적 실시예에 따라 패널의 전력 공급 또는 방열팬의 동작을 제어하는 것을 도시한 도면이다.
도 4는 개루프형 히트패널이 적용된 본 발명의 정면 구조도
도 5의 (a), (b)는 각각 폐루프형 히트패널이 세로 기본세관, 가로 기본세관으로 대칭 적용된 개념도를 나타낸 것이다.

이하, 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 종래의 패널에서 패널의 측면에 백라이트 모듈들이 상하 방향으로 배치된 것을 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 개선된 경량화 및 발열 성능을 제공하는 LED 전광판에 따라 백라이트 모듈의 방열을 위한 방열 파이프를 부가한 것을 도시한 도면이다.

도 3은 예시적 실시예에 따라 패널의 전력 공급 또는 방열팬의 동작을 제어하는 것을 도시한 도면이다.

도 1에서와 같이 백라이트 모듈들이 평면 디스플레이의 특정 위치에 집중적으로 위치한 경우에는 방열이 효과적으로 이루어지지 못할 수 있다.

즉, 백라이트 모듈(200)들에서 발생하는 열을 배출하지 못하게 되는 경우, 각 백라이트 모듈(200)들의 온도가 지속적으로 상승하게 되며 고장 발생의 가능성이 높아지고, 특히 여름과 같은 무더운 날씨에는 일부 부품들이 녹아내려 영구적인 손상 또는 대형화재가 발생될 위험이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 개선된 경량화 및 발열 성능을 제공하는 LED 전광판(이하 "LED 전광판"이라고 함)은 도 2에 도시된 바와 같이 백라이트 모듈(200) 및 방열 파이프(300)를 포함할 수 있다.

상기 백라이트 모듈(200)은 패널의 일측면에 위치될 수 있다.

상기 방열 파이프는 상기 백라이트 모듈(200)의 측면에 설치되고, 상기 백라이트 모듈(200)에서 발생되는 발열을 배출하기 위해 마련될 수 있다.

상기 백라이트 모듈(200)에서 발생한 열은 먼저 상기 방열 파이프(300)로 전달될 수 있다. 상기 방열 파이프(300)는 열전달율이 높은 재질로 구성될 수 있다.

상기 방열 파이프(300)의 다른 실시예로써, 상기 방열 파이프(300)의 내부는 공기 등의 유체로 채워질 수 있다. 방열 파이프(300) 내부의 유체는 방열 파이프(300)의 일측에 위치한 유입구(310)를 통해 유입될 수 있다.

유입된 유체는 방열 파이프(300) 내부에서 백라이트 모듈(200)에서 발생하는 열에 의해 온도가 상승한다. 일측에 따르면, 온도가 상승한 유체는 방열 파이프(300)의 다른 측면에 위치하는 배출구(320)를 통해 배출될 수 있다.

온도가 상승한 유체가 배출구(320)를 통해 배출되면, 방열 파이프(300) 내부의 압력이 낮아지고, 방열 파이프(300)의 유입구(310)를 통해 새로운 유체가 유입될 수 있다.

새로운 유체는 배출된 유체보다 온도가 낮으므로, 방열 파이프(300)는 효과적으로 냉각되고, 백라이트 모듈(200)에서 배출된 열은 효과적으로 배출될 수 있다.

상기 방열 파이프(300)의 유입구(310)는 하단에 배치되고, 상기 배출구(320)는 상단에 배치되도록 방열 파이프(300)는 수직으로 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 방열 파이프(300)의 내부에서 온도가 상승한 유체는 부피가 증가하여 상승하여 상기 배출구(320)를 통해 배출될 수 있다.

상기 방열 파이프(300)의 유입구(310)와 배출구(320)에는 이물질의 투입을 방지하기 위한 격자 형태의 거름망이 형성될 수 있다.

도 3은 예시적 실시예에 따라 패널의 전력 공급 또는 방열팬(340)의 동작을 제어하는 것을 도시한 도면이다.

일측에 따른 LED 전광판은 감지센서(351), 전력공급장치(352), 온도센서(361), 비교부(362), 제어부(363), 방열 파이프(300), 유입구(310), 배출구(320), 방열팬(340)을 포함할 수 있다.

상기 패널에는 영상 입력 단자(10)가 마련될 수 있다. 이 경우에, 상기 영상 입력 단자(10)를 이용하여 수신된 영상은 상기 패널을 통해 디스플레이 될 수 있고, 상기 패널의 일측면에 위치된 상기 백라이트 모듈(200)에서는 열이 발생할 수 있다.

일측에 따르면, 상기 패널은 디지털 사이니지의 일부로 동작하거나, 또는 벽면, 사무용 파티션, 거울, 문(door) 등 방열이 쉽지 않은 공간에 삽입되어 동작할 수 있다. 이 경우, 상기 백라이트 모듈(200)에서 발생하는 열로 인하여 상기 백라이트 모듈(200)에 고장이 발생할 가능성이 높다.

일측에 따르면, 백라이트 모듈(200)에 인접하여 배치된 방열 파이프(300)는 백라이트 모듈(200)에 발생한 열을 신속하게 방출하여 백라이트 모듈(200)의 고장 발생 빈도를 낮출 수 있다.

일측에 따르면, 상기 LED 전광판은 사용자를 감지하는 감지 센서(351) 및 사용자가 감지된 경우에, 패널에 전력을 공급 하는 전력 공급 장치(352)를 더 포함할 수 있다.

상기 패널이 디지털 사이 니지의 일부로 동작하거나, 벽면, 사무용 파티션, 거울, 문(door) 등에 삽입되어 동작하는 경우, 패널앞에 사용자가 없는 시간이 많을 수 있다.

이 경우에, 상기 LED 전광판은 상기 감지 센서(351)를 이용하여 디스플레이되는 영상을 주시하는 사용자가 있는지 여부를 판단할 수 있고, 사용자가 감지된 경우에만 전력 공급 장치(352)가 패널(320)에 전력을 공급하도록 제어하여 발열을 최소화할 수 있다.

또한, 상기 LED 전광판은 방열 파이프(300) 내부의 유체를 이동시키는 방열팬(340)을 더 포함할 수 있다. 일측에 따르면, 상기 방열팬(340)은 유입구(310)를 통해 유입된 공기를 배출구(320)로 이동시킬 수 있다.

다른 측면에 따르면, 상기 LED 전광판은 감지 센서(351)를 이용하여 패널을 이용하여 디스플레이되는 영상을 주시하는 사용자가 있는지 여부를 판단하고, 사용자가 감지된 경우에만 방열팬(340)을 동작시켜 유입구(310)를 통해 유입된 공기를 배출구(320)로 신속히 이동시킬 수 있다.

또 다른 측면에 따르면, 상기 LED 전광판은 온도센서, 비교부 및 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 온도 센서는 배출구(320)로 배출되는 공기의 온도를 측정하는 온도 센서(361), 측정된 온도를 임계값과 비교하는 비교부(362) 및 측정된 온도에 따라서 방열팬(340)의 회전수를 제어하는 제어부(363)를 더 포함할 수 있다.

상기 온도 센서(361)를 이용하여 측정된 온도가 임계값 보다 높은 경우에, 제어부(363)는 방열팬(340)의 회전수가 증가되도록 제어할 수 있다.

상기 방열팬(340)의 회전수가 증가되면 방열 파이프(300) 내부의 뜨거운 공기가 배출구(320) (341)를 통해 방열 파이프(300)외부로 신속히 배출되고, 차가운 공기가 유입구(310)를 통해 신속시 유입되므로, 냉각 성능이 향상된다.

여기서, 상기 감지 센서는 상기 패널의 양측에 마련되어, 사용자가 상기 패널의 내측으로 진입되었는지 여부 및 진출되었는지 여부가 포함된 사용자 존재 여부 정보를 파악하여 상기 제어부로 전달할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 첫번째 사용자의 진입 시점 및 마지막 사용자의 진출 시점 사이에 발생된 패널 작동 시간 정보를 파악하여, 마지막 사용자의 진출 시점 이후에 상기 방열팬(340)이 작동되도록 할 수 있다.

그리고, 상기 방열팬(340)이 작동되는 제1 방열팬(340) 작동시간은 상기 패널 작동 시간 정보에서 파악된 시간(T)의 제곱에 해당하는 시간으로 하되, 상기 감지 센서에 의해 마지막 사용자의 진출 시점 이후에 새로운 사용자의 진입이 감지된 경우에 작동이 중단되고, 새로운 사용자에 의해 발생되는 패널 작동 시간과 관련된 제2 방열팬(340) 작동시간은 상기 제1 방열팬(340) 작동시간 중에서 소진되지 않은 시간을 합하여 설정될 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 통해 사용자가 패널 사용시 패널 작동 소음에 의해 방해받는 것을 최소화시키되, 방열은 효율적으로 이루어지도록 되는 것을 특징으로 한다.

한편, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 개선된 경량화 및 발열 성능을 제공하는 LED 전광판에는 쿨링자켓(400), 히트패널(500)이 더 포함될 수 있다.

상기 쿨링자켓(400)은 상기 백라이트 모듈(200)의 일측단 또는 양측단에 설치될 수 있고, 단열기능이 있는 소재로 마련될 수 있다.

여기서, 상기 냉각자켓은 열 전도성을 갖는 공냉 장치로 이루어질 수 있다.

상기 히트패널(500)은 판상체로써, 상기 백라이트 모듈(200)의 사이에 삽입되어 상기 백라이트 모듈(200)을 칸 구분시키면서 밀착 설치되고, 일측단 또는 양측단이 상기 쿨링자켓(400)에 접촉 설치되며, 내부에 직선으로 평행하게 형성되는 모세관(510)이 개루프 또는 폐루프로 형성될 수 있다.

상기 히트패널(500)에 의해 상기 쿨링자켓을 향해 양쪽 수평방향 열전달시키고, 상기 히트패널(500)은 상기 모세관(510)이 가로 및 세로로 각각 평행 설치되고 좌우 및 상하 단부가 각각 교번 연결되어 개루프 또는 폐루프를 형성시킬 수 있다.

여기서, 상기 모세관(510)에는 작동유체가 주입되어 열에 의해 기화와 액화를 반복하여 열을 측방향으로 열이송시킬 수 있다.

또한, 상기 모세관(510)을 상기 히트패널(500) 일측단에 단위체로 형성하여 제1루프영역(A)을 이루고 타측에 단위체로 형성되어 제2루프영역(B)을 이루도록 구분 형성할 수 있다.

이와 같이 구분 영역되어 설치됨으로써, 단위체의 시각에서 내부 모세관(510) 일측단은 열원이 배치되고 타측은 상기 냉각자켓이 배치되어 열이송 이동 방향이 일측단 방향으로 형성됨에 따라 열이송 효율이 상승되는 효과가 있다.

즉, 본 발명은 상기 제1루프영역(A)과 제2루프영역(B)으로 이루어지는 구조에 의해서, 상기 히트패널(500)의 측방향으로의 열전달이 효율적으로 이루어질 수 있다.

10:영상 입력 단자
100:패널
200:백라이트 모듈
300:방열 파이프
310:유입구
320:배출구
340:방열팬
351:감지센서
352:전력공급장치
361:온도센서
362:비교부
363:제어부
400:쿨링자켓
500:히트패널
510:모세관
A:제1루프영역
B:제2루프영역

Claims (3)

1. 패널의 일측면에 위치하는 백라이트 모듈; 및
   상기 백라이트 모듈의 측면에 설치되고, 상기 백라이트 모듈에서 발생되는 발열을 배출하기 위해 마련되는 방열 파이프;를 포함하고,
   상기 방열 파이프에는,
   아래쪽에 위치되되 외부 공기가 유입되는 유입구;
   상기 유입구를 통해 유입된 공기가 상기 백라이트 모듈에서 생성되는 열에 의해 온도가 상승하여 위쪽으로 이동되면서 배출되기 위해 마련되는 배출구;가 형성되며,
   상기 방열 파이프에는 공기가 통과될 수 있는 내부공간이 형성되고,
   상기 유입구 및 상기 배출구에는 이물질의 유입을 방지하는 격자 형태의 거름망이 형성되며,
   상기 유입구는 하단에, 상기 배출구는 상단에 배치되도록 상기 방열 파이프는 수직으로 설치되는 것을 특징으로 하고,
   개선된 경량화 및 발열 성능을 제공하는 LED 전광판에는,
   사용자를 감지하는 감지 센서;
   상기 사용자가 감지된 경우에 상기 패널에 전력을 공급하는 전력 공급 장치; 및 상기 유입된 공기를 상기 유입구로부터 상기 배출구로 이동시키는 방열 팬(fan);이 더 포함되는 것을 특징으로 하고,
   상기 개선된 경량화 및 발열 성능을 제공하는 LED 전광판에는,
   상기 방열팬은 상기 사용자가 감지된 경우에, 상기 전력 공급 장치로부터 전력을 공급받아 동작하되, 상기 배출구로 배출되는 공기의 온도를 측정하는 온도 센서;
   상기 측정된 온도를 임계값과 비교하는 비교부; 및
   상기 측정된 온도가 임계값보다 더 높은 경우에, 상기 방열팬의 회전수를 증가시키는 제어부;가 더 포함되는 것을 특징으로 하고,
   상기 개선된 경량화 및 발열 성능을 제공하는 LED 전광판에는,
   상기 백라이트 모듈의 일측단 또는 양측단에 설치되는 쿨링자켓;
   판상체로써, 상기 백라이트 모듈의 사이에 삽입되어 상기 백라이트 모듈을 칸 구분시키면서 밀착 설치되고, 일측단 또는 양측단이 상기 쿨링자켓에 접촉 설치되며, 내부에 직선으로 평행하게 형성되는 모세관이 개루프 또는 폐루프로 형성되는 히트패널;이 더 포함되고,
   상기 히트패널에 의해 상기 쿨링자켓을 향해 양쪽 수평방향 열전달시키고,
   상기 히트패널은 상기 모세관이 가로 및 세로로 각각 평행 설치되고 좌우 및 상하 단부가 각각 교번 연결되어 개루프 또는 폐루프를 형성시키는 것을 특징으로 하는, 개선된 경량화 및 발열 성능을 제공하는 LED 전광판.
   
   
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