KR20110004995A

KR20110004995A - 액정표시장치

Info

Publication number: KR20110004995A
Application number: KR1020090062459A
Authority: KR
Inventors: 김남수; 서충완
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2009-07-09
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2011-01-17
Also published as: KR101255833B1; US20110007236A1; US8164704B2

Abstract

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

본 발명의 특징은 커버버툼을 EGI 재질로 형성하고, LED 어셈블리를 LED 히트싱크에 의해 가이드되도록 함으로써, LED로부터 발생하는 고온의 열을 외부로 신속하고 보다 효율적으로 방출할 수 있게 된다.

이를 통해 LED로부터 발생되는 고온의 열을 외부로 신속하고 보다 효율적으로 방출할 수 있어, LED의 수명이 단축되거나 휘도변화에 의해 화질이 저하되는 문제점을 방지할 수 있다.

LED 어셈블리, LED 히트싱크, 방열(放熱), 액정표시장치

Description

액정표시장치{Liquid crystal display device}

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.

이러한 액정표시장치의 일부로서, 도 1의 A영역을 확대 도시한 단면도인 도 2를 참조하여 해당 부분을 보다 상세하게 살펴보도록 하겠다.

도시한 바와 같이, 모듈화된 액정표시장치의 도광판(23) 일측면을 따라서는 LED(29a)가 배열되며, 이러한 LED(29a)는 PCB(29b) 상에 장착되어 LED 어셈블리(29)를 이루게 된다.

이러한 LED 어셈블리(29)는 접착 등의 방법으로 위치가 고정되어 복수개의 LED(29a)로부터 출사되는 빛이 도광판(23) 입광면과 대면되도록 하는데, 이를 위해 커버버툼(50)은 일 가장자리가 상측으로 절곡되어 측면을 이루고, LED 어셈블리(29)는 커버버툼(50)의 측면에 양면테이프 등의 접착성물질(미도시)을 통해 실장된다.

이러한 구조를 사이드 탑 뷰(side top-view) 타입이라 한다.

따라서, LED(29a) 각각으로부터 출사된 빛은 도광판(23)의 입광면으로 입사된 후 그 내부에서 액정패널(10)을 향해 굴절되며, 반사판(25)에 의해 반사된 빛과 함께 다수의 광학시트(21)를 통과하는 동안 보다 균일한 고품위의 면광원으로 가공되어 액정패널(10)로 공급된다.

한편, LED(29a)는 발광소자로써 사용시간에 따라 온도가 급격히 상승되고, 이러한 온도상승은 LED(29a)의 수명 및 휘도변화를 수반하는 특징을 갖는다. 따라 서, 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 LED(29a)의 수명저하 및 휘도변화는 결국 화질을 저하시키는 원인으로 작용하게 된다.

이에 따라, PCB(29b)를 방열기능을 갖는 메탈코어인쇄회로기판(Metal Core Printed Circuit Board, 이하 MCPCB라 함)으로 구비하고, 커버버툼(50)을 열전도율이 높은 알루미늄(Al)으로 구비하여, 전도(傳導)에 의한 LED(29a)의 방열효과를 갖고자 하나 알루미늄(Al) 재질로 이루어진 커버버툼(50)에 의해 재료비가 상승되는 단점을 갖게 된다.

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, 재료비용 절감을 제 2 목적으로 한다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 사각의 테 형상의 서포트메인과; 상기 서포트메인 내측에 위치하는 반사판과; 상기 반사판 상에 안착되는 도광판과; 상기 도광판 입광면을 따라 배열되는 다수의 LED와, 상기 다수의 LED가 실장되는 PCB를 포함하는 LED 어셈블리와; 상기 LED 어셈블리를 둘러싸며, 상기 PCB가 부착되는 제 1 부분과 상기 제 1 부분에 수직한 제 2 부분으로 구성되는 LED 히트싱크와; 상기 도광판 상부로 안착되는 복수장의 광학시트와; 상기 복수장의 광학시트 상부로 안착되는 액정패널과; 상기 LED 히트싱크의 제 2 부분과 접촉되는 수평면과 이의 가장자리가 수직하게 상향 절곡된 가장자리부로 이루어진 전기아연도금강판(EGI) 재질의 커버버툼과; 상기 액정패널의 상면 가장자리를 두르며, 상기 서포트메인 및 상기 커버버툼에 결합 체결되는 탑커버를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

상기 LED 히트싱크는 알루미늄(Al)등의 금속재질로 이루어지며, 상기 제 2 부분은 상기 제 1 부분에 비해 넓은 폭을 갖는다.

또한, 상기 LED 히트싱크는 상기 제 2 부분과 평행한 제 3 부분을 포함하며, 상기 제 3 부분은 상기 도광판 입광면 가장자리 일부를 덮는다.

여기서, 상기 LED 히트싱크는 상기 LED 어셈블리에 대응되는 길이를 가지며, 상기 LED 히트싱크의 제 1 부분에는 후크가 형성되며, 상기 서포트메인에는 상기 후크가 끼움 삽입되는 후크홀이 구성된다.

이때, 상기 LED 히트싱크의 제 2 부분은 상기 커버버툼의 수평면과 스크류를 통해 고정 체결되며, 상기 LED 히트싱크의 제 2 부분은 상기 커버버툼의 수평면과 양면테이프 등의 접착성물질을 고정 접착된다.

또한, 상기 전기아연도금강판(EGI) 재질의 커버버툼의 일 가장자리부는 상기 LED 히트싱크의 제 1 부분이며, 상기 전기아연도금강판(EGI) 재질의 커버버툼의 수평면은 상기 LED 히트싱크의 제 2 부분과 접촉되지 영역과 상기 제 2 부분이 접촉되지 않는 영역 사이에 단턱이 형성된다.

위에 상술한 바와 같이, 본 발명은 커버버툼을 EGI 재질로 형성하고, LED 어셈블리를 LED 히트싱크에 의해 가이드되도록 함으로써, LED로부터 발생하는 고온의 열을 외부로 신속하고 보다 효율적으로 방출할 수 있는 효과가 있다.

이를 통해 LED로부터 발생되는 고온의 열을 외부로 신속하고 보다 효율적으로 방출할 수 있어, LED의 수명이 단축되거나 휘도변화에 의해 화질이 저하되는 문제점을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도를 도시한 도면이다.

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

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

이때, 다수의 LED(129a)는 도광판(123)의 입광면을 향하는 전방으로 각각 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 갖는 빛을 발하며, 이러한 다수개의 RGB LED(129a)를 한꺼번에 점등시킴으로써 색섞임에 의한 백색광을 구현할 수 있다.

한편, RGB의 색을 모두 발하는 LED칩(미도시)이 구성된 LED(129a)를 사용하여, 각각의 LED(129a)에서 백색광이 구현되도록 할 수도 있으며 또는 백색을 발하는 칩을 포함하여 완전한 백색을 발하는 LED(129a)를 사용할 수도 있다.

그리고, RGB의 빛을 발하는 다수개의 LED(129a)를 하나의 클러스터(cluster) 로 묶어 실장할 수도 있으며, 이러한 PCB(129b) 상에 실장되는 다수의 LED(129a)는 PCB(129b) 상에 일렬로 나란하게 배열하거나, 복수열로 나란하게 배열하는 것도 가능하다.

한편, LED(129a)는 발광소자로써 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 히트싱크(200)를 더욱 구비하는데, 이로 인하여 본 발명의 액정표시장치는 LED(129a)를 오랜 시간 사용함에도 불구하고 온도상승이 발생되지 않게 된다.

여기서, LED 히트싱크(200)는 금속재질로 이루어지며, 도광판(123) 입광면을 향하는 내측이 개구된 상태로 LED 어셈블리(129)의 외측을 두르는 형태로 구성된다.

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

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) 그리고 커버버툼(150)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.

또한, 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)이 안착하여 액정표시장치 전체 기구물 조립에 기초가 되는 커버버툼(150)은 가장자리가 수직 절곡된 가장자리부를 구비한 사각형의 판 형상으로, 백라이트 유닛(120) 배면에 밀착되는 수평면(151) 및 이의 가장자리가 수직하게 상향 절곡된 가장자리부(153)로 이루어진다.

이때, 수평면(151)에는 단턱(155)이 형성되어 있다.

본 발명의 커버버툼(150)은 LED 어셈블리(129)와 LED 히트싱크(200)가 위치하는 일측 가장자리는 LED 히트싱크(200)가 커버버툼(150)의 일측 가장자리부의 역할을 하도록 하는 것을 특징으로 한다.

이를 통해, 액정표시장치는 베젤(bezel)의 폭이 줄어들 수 있어 이른바 좁은 베젤(narrow bezel) 방식을 구현할 수 있다.

특히, 본 발명의 커버버툼(150)은 원재료에 소정의 힘을 가하여 변형시켜 가공하는 프레스(press) 작업을 통해 형성되는데, 가격적인 면에서 경쟁력이 뛰어난 전기아연도금강판(EGI, 이하 EGI라 함)을 원재료로 사용하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 액정표시장치의 제조비용을 최소화할 수 있다.

그리고, 이러한 EGI 재질의 커버버툼(150) 상에 안착되며 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 두르는 일 가장자리가 개구된 사각의 테 형상의 서포트메인(130)이 탑커버(140)와 커버버툼(150)과 결합된다.

이때, 탑커버(140)는 케이스탑 또는 탑케이스라 일컬어지기도 하고, 서포트메인(130)은 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 커버버툼(150)은 버텀커버 또는 하부커버라 일컬어지기도 한다.

이때 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 조로 구비하여 EGI 재질의 커버버툼(150)의 서로 대면하는 양측 가장자리부를 따라 서로 대응되게 개재하는 것 또한 가능하다.

전술한 액정표시장치는 LED 어셈블리(129)의 효율적인 방열설계에 의해 LED(129a)로부터의 고온의 열을 외부로 신속하고 효율적으로 방출시키게 된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 LED 히트싱크의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도시한 바와 같이, LED 히트싱크(200)는 LED 어셈블리(도 3의 129)의 보호와 더불어 LED 어셈블리(도 3의 129)의 방열 효과를 향상시키는 역할을 한다.

이러한 LED 히트싱크(200)는 도광판(도 3의 123)의 일 측면 즉, 입광면을 향하는 방향을 내측이라 하면, 내측이 개구된 상태로 LED 어셈블리(도 3의 129)의 PCB(도 3의 129b)가 부착되는 제 1 부분(201)과 제 1 부분(201)과 수직하여 EGI 재질의 커버버툼(도 3의 150)의 수평면(도 3의 151)과 접촉하는 제 2 부분(203)으로 구성된다.

즉, LED 히트싱크(200)는 LED 어셈블리(도 3의 129)의 외측 및 하측을 덮도록 단면이 "ㄴ"형태로 절곡된 형태로 구성된다.

이때, LED 히트싱크(200)는 LED 어셈블리(도 3의 129)에 대응되는 길이로 이루어지며, LED 히트싱크(200)의 제 2 부분(203)은 EGI 재질의 커버버툼(도 3의 150)의 수평면(도 3의 151)과 접촉되는 면적을 갖도록 LED 어셈블리(도 3의 129)의 하측을 완전히 덮도록 일정한 폭(w1)을 갖는다.

여기서, LED 히트싱크(200)의 제 2 부분(203)이 EGI 재질의 커버버툼(도 3의 150)의 수평면(도 3의 151)과 접촉되는 면적이 넓은 수록 LED(도 3의 129a)로부터의 고온의 열을 외부로 신속하고 효율적으로 방출시킬 수 있다.

LED 히트싱크(200)는 열전도성이 우수한 금속물질 일예로 알루미늄(Al), 더욱이 순도 99.5%의 알루미늄(Al)으로 형성하는 것이 바람직하며, 또한, 이러한 LED 히트싱크(200)는 애노다이징(anodizing)처리를 통해, 검은색의 산화피막이 표면에 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같이 애노다이징 처리된 LED 히트싱크(200)는 검은색을 띠게 되므로, 열흡수율이 증가하게 되고, 이에 따라 LED 히트싱크(200)는 높은 열전도특성을 갖게 된다.

따라서, LED(도 3의 129a)로부터 LED 히트싱크(200)로 전달된 열은 LED 히트싱크(200) 전체로 효과적으로 확산되게 된다.

도 5는 도 3의 일부 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.

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

그리고 이러한 백라이트 유닛(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(120)과 액정패널(110)은 서포트메인(130)에 의해 가장자리가 둘러지며, 이의 배면으로 EGI 재질의 커버버툼(150)이 결합되며 액정패널(110)의 상면 가장자리 및 측면을 두르는 탑커버(140)가 서포트메인(130) 및 EGI 재질의 커버버툼(150)에 결합되어 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.

최근에는 LED(129a)에서 발생하는 열을 빠르게 방열하기 위하여 MCPCB(129b)를 더욱 많이 사용하고 있는 추세이다. 이때, MCPCB(129b)로 형성할 경우 금속재질의 MCPCB(129b)와 배선패턴(미도시)의 전기적 절연을 위한 폴리이미드 수지(polyimide resin) 재질 등의 절연층(미도시)을 더욱 형성하는 것이 바람직하다.

이때, LED(129a)로부터 발생되는 고온의 열은 MCPCB(129b)로 빠르게 전달된다.

이러한 LED 어셈블리(129)는 도광판(123)의 입광면을 향하는 내측이 개구된 상태로 LED 어셈블리(129)의 PCB(129b)가 부착되는 제 1 부분(201)과 제 1 부분(201)과 수직하여 EGI 재질의 커버버툼(150)의 수평면(도 3의 151)과 접촉하는 제 2 부분(203)으로 구성된 LED 히트싱크(200) 내부에 실장된다.

즉, LED 어셈블리(129)는 LED 히트싱크(200)의 제 1 부분(201)에 양면테이프 등의 접착성물질(미도시)을 통해 접착 등의 방법으로 위치가 고정되어, LED 어셈블 리(129)는 LED 히트싱크(200)에 의해 LED 어셈블리(129)의 외측 그리고 하측이 가이드된다.

이때, LED 히트싱크(200)의 제 2 부분(203)은 EGI 재질의 커버버툼(150)과 접촉되도록 일정한 폭(w1)을 갖도록 형성함으로써, LED(129a)로부터 발생하는 고온의 열은 MCPCB(129b)를 통해 LED 히트싱크(200)로 전달되고, LED 히트싱크(200)로 전달된 열은 LED 히트싱크(200)와 접촉되는 EGI 재질의 커버버툼(150)으로 전달되어 외부로 방출된다.

이를 통해 LED(129a)로부터 발생되는 고온의 열을 외부로 신속하고 보다 효율적으로 방출할 수 있게 된다.

따라서, LED(129a)로부터 발생된 고온의 열을 외부로 신속하게 방출시킬 수 없어, LED(129a)의 수명이 단축되거나 휘도변화에 의해 화질이 저하되는 문제점을 방지할 수 있다.

한편, EGI 재질의 커버버툼(150)의 LED 히트싱크(200)가 위치하는 일측은 LED 히트싱크(200)의 제 1 부분(201)이 EGI 재질의 커버버툼(150)의 일측 가장자리부의 역할을 하도록 함으로써, 액정표시장치는 베젤(bezel)의 폭이 줄어들 수 있어 이른바 좁은 베젤(narrow bezel) 방식을 구현할 수 있다.

또한, EGI 재질의 커버버툼(150)의 도광판(123)이 안착되는 수평면(도 3의 151)은 평탄도를 유지하기 위하여, LED 히트싱크(200)의 제 2 부분(203)이 접촉되지 영역과 제 2 부분(203)이 접촉되지 않는 영역 사이에 단턱(155)이 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 LED 히트싱크(200)는 도 6에 도시한 바와 같이, 도광판(도 5의 123)의 일 측면 즉, 입광면을 향하는 방향을 내측이라 하면, 내측이 개구된 상태로 LED 어셈블리(도 5의 129)가 부착되는 제 1 부분(201)과 제 1 부분(201)과 수직하여 LED 어셈블리(도 5의 129)의 하부측을 가이드하는 제 2 부분(203) 그리고 제 2 부분(203)과 평행하며 LED 어셈블리(도 5의 129)의 상부측을 가이드 하는 제 3 부분(205)으로 구성할 수 있다.

즉, LED 히트싱크(200)는 LED 어셈블리(도 5의 129)의 상, 하측 및 외측을 덮도록 단면이 "ㄷ"형태로 절곡된 형태로 구성할 수 있다.

이때, LED 히트싱크(200)는 LED 어셈블리(도 5의 129)에 대응되는 길이로 이루어지며, LED 히트싱크(200)의 제 2 부분(203)은 EGI 재질의 커버버툼(도 5의 150)과 접촉되도록 일정한 폭(w1)을 갖도록 형성함으로써, LED(도 5의 129a)로부터 발생하는 고온의 열은 MCPCB(도 5의 129b)를 통해 LED 히트싱크(200)로 전달되고, LED 히트싱크(200)로 전달된 열은 LED 히트싱크(200)와 접촉되는 EGI 재질의 커버버툼(도 5의 150)으로 전달되어 외부로 방출된다.

또한, LED 히트싱크(200)의 제 3 부분(205)을 LED 어셈블리(도 5의 129)와 대면하는 도광판(도 5의 123)의 가장자리 일부까지 덮을 수 있는 폭(w2)을 갖도록 형성함으로써, LED(도 5의 129a)로부터 출사되는 모든 빛이 도광판(도 5의 123) 입광면을 통해 도광판(도 5의 123) 내부로 입사되도록 가이드하게 된다.

이로 인하여, LED 어셈블리(도 5의 129)와 도광판(도 5의 123) 사이 영역으로 발생되었던 광손실을 방지할 수 있어, 휘도 및 화질 저하 등의 액정표시장치의 품질이 떨어지게 되는 문제점을 방지할 수 있다.

아래 표(1)은 LED 어셈블리(도 5의 129)의 다양한 방열설계에 따른 LED(도 5의 129a)의 수명을 나타낸 시뮬레이션 결과이다.

	커버버툼 온도(℃)	LED 온도(℃)	LED 수명(Mean Time To Failure)(시간)
sample 1	67	81	29000
sample 2	54	67	56000
sample 3	57	70	49000
sample 4	52	65	62000

표(1)

여기서, sample 1은 EGI 재질의 커버버툼만을 사용한 LED 어셈블리의 방열설계를 나타내며, sample 2는 열전도율이 뛰어난 알루미늄(Al) 재질의 커버버툼만을 사용한 LED 어셈블리의 방열설계를 나타낸다.

그리고, sample 3은 LED 히트싱크에 의한 LED 어셈블리의 방열설계를 나타내며, sample 4는 본 발명의 실시예에 따라 EGI 재질의 커버버툼에 LED 히트싱크를 함께 사용한 LED 어셈블리의 방열설계를 나타낸다.

표(1)을 참조할 경우, smaple 1에 비해 sample 2의 LED의 방열효과가 뛰어난 것을 확인할 수 있다. 그러나, 알루미늄(Al) 재질의 커버버툼은 EGI 재질의 커버버툼에 비해 가격이 비싼 단점이 있다.

이에 반해, sample 4의 EGI 재질의 커버버툼에 LED 히트싱크를 함께 적용할 경우 알루미늄 재질의 커버버툼을 사용하는 sample 2와 LED 히트싱크를 사용하는 sample 3에 비해 더욱 LED의 방열 효과가 뛰어난 것을 확인할 수 있다.

이는, LED로부터 발생된 고온의 열이 LED 히트싱크와 EGI 재질의 커버버툼으로 열전도 되는데, 이렇게 열전도 과정에서 많은 열이 외부로 방출되기 때문이다.

또한 smaple 4는 EGI 재질의 커버버툼을 사용함으로써 가격적인 면에서 경쟁력 또한 뛰어나다.

이렇게, LED 어셈블리의 뛰어난 방열설계에 의해 LED의 수명 또한 늘어나는 것을 확인할 수 있다.

또한, 아래 표(2)를 참조할 경우, LED 어셈블리의 다양한 방열설계에 따른 백라이트의 휘도를 알 수 있다.

	백라이트 휘도(100% 기준)(%)	LED 온도(℃)	LED 수명(Mean Time To Failure)(시간)
sample 1	100	81	29000
sample 2	104	67	56000
sample 3	103	70	49000
sample 4	105	65	62000

표(2)

표(2) 역시, sample 1은 EGI 재질의 커버버툼만을 사용한 LED 어셈블리의 방열설계를 나타내며, sample 2는 열전도율이 뛰어난 알루미늄(Al) 재질의 커버버툼만을 사용한 LED 어셈블리의 방열설계를 나타낸다.

표(2)를 참조할 경우, sample 1의 EGI 재질의 커버버툼 만으로 LED 어셈블리 의 방열설계를 구현할 경우의 백라이트의 휘도가 100% 라 정의하면, sample 2의 알루미늄 재질의 커버버툼을 사용할 경우 LED의 온도가 sample 1에 비해 낮아짐으로써 이에 따라 백라이트의 휘도가 104%로 향상되게 된다.

특히, 본 발명의 실시예에 따라 sample 4의 EGI 재질의 커버버툼에 LED 히트싱크를 함께 적용할 경우 알루미늄 재질의 커버버툼을 사용하는 sample 2와 LED 히트싱크를 사용하는 sample 3에 비해 LED의 온도가 더욱 낮아짐으로써, 백라이트의 휘도가 105%로 가장 높아지게 된다.

이는, EGI 재질의 커버버툼에 LED 히트싱크를 함께 적용한 sample 4의 LED 어셈블리(129)의 방열설계가 LED(200)로부터의 고온의 열을 외부로 효율적으로 방출시키는 것을 알 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치는 커버버툼(도 5의 150)을 EGI 재질로 형성하고, LED 어셈블리(도 5의 129)를 LED 히트싱크(200)에 의해 가이드되도록 함으로써, 발광소자인 LED(도 5의 129a)를 사용함에 따라 LED(도 5의 129a)로부터 발생되는 고온의 열은 PCB(도 5의 129b)와 LED 히트싱크(200) 그리고 EGI 재질의 커버버툼(도 5의 150)으로 전도되어 외부로 신속하고 효율적으로 방출된다.

이를 통해 LED(도 5의 129a)로부터 발생되는 고온의 열을 외부로 신속하고 보다 효율적으로 방출할 수 있어, LED(도 5의 129a)의 수명이 단축되거나 휘도변화에 의해 화질이 저하되는 문제점을 방지할 수 있다.

도 7a ~ 도 7c는 LED 히트싱크의 고정구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 7a에 도시한 바와 같이, LED 히트싱크(200)는 수직한 제 1 부분(201)에 돌출된 후크(207)를 포함하고 있으며, 서포트메인(130)의 수직하게 형성된 측면에는 LED 히트싱크(200)의 후크(207)가 삽입되어 체결될 수 있는 후크홀(131)이 마련되어 있다. 이에 따라 후크(207) 및 후크홀(131)의 체결에 의하여 서포트메인(130)과 LED 히트싱크(200)는 서로 고정 체결된다.

여기서, 도면상에 도시하지는 않았지만, 서포트메인(130)은 커버버툼(150) 및 탑커버(140)와 함께 액정표시장치를 모듈화 함으로써, 서포트메인(130)에 고정된 LED 히트싱크(200) 또한 액정표시장치에 모듈화된다.

또는 도 7b에 도시한 바와 같이 LED 히트싱크(200)의 제 2 부분(203)을 관통하는 스크류(209)에 의해 LED 히트싱크(200)는 커버버툼(150)의 수평면에 고정 체결되도록 하거나, 도 7c에 도시한 바와 같이 LED 히트싱크(200)의 제 2 부분(203)과 이에 접촉되는 커버버툼(150)의 수평면을 양면테이프 등의 접착성물질(211)을 통해 접착 방법으로 위치가 고정되도록 할 수 있다.

이 역시, 커버버툼(150)은 서포트메인(130) 및 탑커버(140)와 함께 액정표시장치를 모듈화함으로써, 커버버툼(150)과 고정된 LED 히트싱크(200) 또한 액정표시장치에 모듈화된다.

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

도 1은 일반적인 LED를 광원으로 사용한 액정표시장치의 단면도.

도 2는 도 1의 A영역을 확대 도시한 단면도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 LED 히트싱크의 구조를 개략적으로 도시한 사시도.

도 5는 도 3의 일부 단면을 개략적으로 도시한 단면도.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 히트싱크의 구조를 개략적으로 도시한 사시도.

도 7a ~ 도 7c는 LED 히트싱크의 고정구조를 개략적으로 도시한 단면도.

Claims

사각의 테 형상의 서포트메인과;

상기 서포트메인 내측에 위치하는 반사판과;

상기 반사판 상에 안착되는 도광판과;

상기 도광판 입광면을 따라 배열되는 다수의 LED와, 상기 다수의 LED가 실장되는 PCB를 포함하는 LED 어셈블리와;

상기 LED 어셈블리를 둘러싸며, 상기 PCB가 부착되는 제 1 부분과 상기 제 1 부분에 수직한 제 2 부분으로 구성되는 LED 히트싱크와;

상기 도광판 상부로 안착되는 복수장의 광학시트와;

상기 복수장의 광학시트 상부로 안착되는 액정패널과;

상기 LED 히트싱크의 제 2 부분과 접촉되는 수평면과 이의 가장자리가 수직하게 상향 절곡된 가장자리부로 이루어진 전기아연도금강판(EGI) 재질의 커버버툼과;

상기 액정패널의 상면 가장자리를 두르며, 상기 서포트메인 및 상기 커버버툼에 결합 체결되는 탑커버

를 포함하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 LED 히트싱크는 알루미늄(Al)등의 금속재질로 이루어지는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 부분은 상기 제 1 부분에 비해 넓은 폭을 갖는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 LED 히트싱크는 상기 제 2 부분과 평행한 제 3 부분을 포함하는 액정표시장치.
제 4 항에 있어서,

상기 제 3 부분은 상기 도광판 입광면 가장자리 일부를 덮는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 LED 히트싱크는 상기 LED 어셈블리에 대응되는 길이를 갖는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 LED 히트싱크의 제 1 부분에는 후크가 형성되며, 상기 서포트메인에는 상기 후크가 끼움 삽입되는 후크홀이 구성된 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 LED 히트싱크의 제 2 부분은 상기 커버버툼의 수평면과 스크류를 통해 고정 체결되는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 LED 히트싱크의 제 2 부분은 상기 커버버툼의 수평면과 양면테이프 등의 접착성물질을 고정 접착되는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전기아연도금강판(EGI) 재질의 커버버툼의 일 가장자리부는 상기 LED 히트싱크의 제 1 부분인 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전기아연도금강판(EGI) 재질의 커버버툼의 수평면은 상기 LED 히트싱크의 제 2 부분과 접촉되지 영역과 상기 제 2 부분이 접촉되지 않는 영역 사이에 단턱이 형성된 액정표시장치.