KR20110011416A - 액정표시장치모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED 광원의 고온을 효과적으로 방열시킬 수 있는 액정표시장치모듈에 관한 것으로, 그 구성은 액정패널; 상기 액정패널 배면에 놓이며, 적어도 하나의 LED를 구비한 LED 백라이트; 상기 LED 백라이트 배면을 덮는 커버버텀; 상기 액정패널과 LED 백라이트 가장자리를 둘러 싸는 서포트메인; 상기 서포트메인 하면에 부착된 방열시트; 및 상기 액정패널의 전면 가장자리를 둘러 싸면서 상기 서포트메인을 매개로 상기 커버버텀과 결합되는 탑커버;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
LED 광원, 액정패널, 탑커버, 서포트메인, 광학시트

Description

액정표시장치모듈{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE MODULE}
본 발명은 액정표시장치모듈(liquid crystal display device module)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 LED광원의 온도 상승에 대한 방열 효율이 크게 향상되는 액정표시장치모듈에 관한 것이다.
근래의 본격적인 정보화 시대에 발맞추어 각종 전기적 신호에 의한 화상을 표시하는 디스플레이 분야 역시 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력화의 장점을 지닌 여러가지 평판표시장치(Flat Panel Display device; FPD)가 소개되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 빠르게 대체하고 있다.
이들 평판표시장치의 몇가지 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device; LCD), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel device; PDP), 전기발광표시장치(Electro luminescence Display device; ELD), 전계방출표시장치(Field Emission device; FED) 등을 들 수 있는데, 이중에서 액정표시장치는 현재 노트북, 모니터, TV 등의 분야에서 가장 활발하게 활용되고 있다.
이러한 액정표시장치는 액정 고유물성인 광학적 이방성(optical anisotropy) 을 응용한 화상구현 원리를 나타내는데, 액정은 분자구조가 가늘고 길며 배열에 방향성을 갖는 광학적 이방성을 띤다.
이에 통상적인 액정표시장치는 서로 마주 보는 면에 투명 전계생성전극이 형성된 한 쌍의 기판사이로 액정층을 개재하여 대면 합착시킨 액정패널을 필수적인 구성요소로 한다. 이는 두 전계생성전극 사이의 전기장으로 액정분자의 배열방향을 인위적으로 조절해서 투과율 차이를 구현한다.
하지만, 액정패널은 자체 발광요소를 갖추지 못한 관계로 투과율 차이를 외부로 발현시키기 위한 별도의 조광수단을 요구하며, 이를 위해 액정패널 배면으로는 광원을 갖춘 백라이트가 마련된다.
이때, 일반적인 백라이트는 빛을 발하는 광원의 위치에 따라 측광형(side type)과 직하형(direct type)으로 구분되며, 전자의 측광형은 액정패널에 대해 이의 후방 적어도 일 측면으로부터 출사된 광원의 빛을 별도의 도광판(light guide panel; LGP)으로 굴절시켜 액정패널로 진입시키는 반면, 후자의 직하형은 액정패널 배면으로 복수의 광원을 직접 대면 배치시켜 빛을 공급한다.
한편, 백라이트의 광원으로는 통상 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescencet Lamp; CCFL)나 외부전극형광램프(External Fluorescent Lamp; EEFL)가 사용되지만, 최근 유독성 수은(Ag)을 사용하지 않으면서도 색재현성과 휘도 향상의 효과를 얻고자 LED(Light Emitting Diode)를 활용하는 기술이 소개되었고, 이와 같이 LED를 광원으로 이용하는 백라이트를 특히 LED 광원이라 한다.
이러한 LED 광원을 이용한 측광형 액정표시장치모듈에 대해 도 1 및 2를 참 조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래기술에 따른 LED 광원을 이용한 측광형 액정표시장치모듈의 개략적인 단면도이다.
도 2는 종래기술에 따른 LED 광원을 이용한 측광형 액정표시장치모듈에 있어서, 방열시트가 구비되지 않은 경우에 액정표시장치모듈의 지역별로 측정되는 온도를 나타낸 그래프이다.
종래기술에 따른 액정표시모듈은, 도 1을 참조하면, 상하로 포개어진 액정패널(10)과 LED 백라이트(20)을 포함하고, 사각의 서포트메인(40)이 이들 가장자리를 함께 둘러싼 형태로 LED 백라이트(20)의 배면을 덮는 커버버텀(미도시) 그리고 액정패널 (10)의 전면 가장자리를 둘러 싸는 탑커버(50)가 서포트메인(40)을 매개로 서로 결합되어 일체화된다.
여기서, 상기 액정패널(10)은 액정층을 사이에 두고 합착된 제1 및 제2 기판(12, 14)으로 이루어지고, 상기 LED 백라이트(20)은 커버버텀(미도시)의 내면으로 개재된 반사시트(22)와 이의 상부에 안착된 도광판(24) 그리고 상기 도광판 (24)과 액정패널(10)사이로 삽입된 복수 매의 광학시트(26)를 포함한다. 이중 도광판(24)의 일측면을 따라서는 PCB (Printed Circuit Board; 미도시)상에 탑재된 복수개의 LED광원(30)이 배열된다.
이러한 구성으로 이루어진 액정표시장치모듈의 LED광원(30) 각각으로부터 출사된 빛은 도광판(24)의 일측면으로 입사된후 그 내부에서 액정패널(10)을 향해 굴절되며, 반사시트(22)에 의해 반사된 빛과 함께 광학시트(26)를 통과하는 동안 보 다 균일한 고품위의 면 광원으로 가공되어 액정패널(10)로 공급된다.
이러한 구성으로 이루어지는 종래의 액정표시장치모듈의 경우, LED광원(30)이 사용시간에 따라 내부 온도가 급격히 상승되고, 이러한 온도상승은 휘도변화를 수반하게 된다. 특히, LED광원(30)의 내부 온도가 증가할수록 출력 휘도가 낮아지게 된다.
종래기술에 따른 액정표시장치모듈의 각 지역에 따른 온도 변화를 살펴 보면, 도 1에서와 같이, LED광원에서의 최대 온도는 약 43℃ 정도로 나타나며, 모듈의 중앙부에서는 약 33℃ 정도로 나타나고, PCB부에서는 약 43 ℃ 정도로 나타남을 알 수 있다.
따라서, LED광원을 백라이트의 광원으로 사용할 경우에, 가장 중요시되어야 할 사항중 하나는 LED의 온도상승에 따른 방열 설계로서, 특히, 하나의 PCB상에 다수의 LED가 어레이로 탑재될 경우에 LED 온도상승 및 휘도 저하 현상은 더욱 심각하게 나타난다.
한편, 종래에는 노트북 등의 모바일기기에는 CPU 등의 열원에서 발생하는 열에 의하여 국소적으로 커다란 온도상승(heat spot)이 발생하는데, 충분한 방열공간이 없을 때에는 히트파이프 등을 사용하여 열을 이동시켜야 했다.
그러나, 이와 같은 수단으로는 박형화, 경량화 등의 과제에 대응할 수가 없어서 보다 열전도성이 높고 얇고 가벼운 특징을 지닌 방열재료에 대한 욕구가 강해지고 있다.
이러한 방열대책은 개발초기의 설계 단계에서 충분히 해결 가능하였지만, 예 상치 못하게 개발 최종단계에서 열대책 개선이 시급하게 필요하게 한다면 백라이트의 설계 수정과 같은 대응이 어려운 상황에 부딪히게 된다.
또한, 설계 수정으로 인하여 시간 손실과 금형 수정과 같은 고비용이 발생하게 된다. 비용부분은 모델 설계시에 상당히 민감한 부분이고, 추가비용이 발생하지 않도록 개발진행을 해야 되고, 개발일정에 차질이 발생하지 않도록 시간관리가 필요하다.
이에 본 발명은 상기 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 본 발명의 목적은 LED광원의 고온 상승을 효과적으로 방열시킬 수 있는 액정표시장치모듈을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시장치모듈은, 액정패널; 상기 액정패널 배면에 놓이며, 적어도 하나의 LED를 구비한 LED 백라이트; 상기 LED 백라이트 배면을 덮는 커버버텀; 상기 액정패널과 LED 백라이트 가장자리를 둘러 싸는 서포트메인; 상기 서포트메인 하면에 부착된 방열시트; 및 상기 액정패널의 전면 가장자리를 둘러 싸면서 상기 서포트메인을 매개로 상기 커버버텀과 결합되는 탑커버;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액정표시장치모듈에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따른 액정표시장치모듈은, 방열시트를 서포트메인 하면에 부착하여 조립이 가능하기 때문에 방열 개선에 대해 시급하게 개선이 쉽다.
또한, 본 발명은 방열시트를 서포트메인 하면에 손쉽게 부착하여 사용가능하기 때문에 서포트메인의 금형 수정이 없어 고비용 손실이 전혀 없으며, 조립이 간단하기 때문에 조립시간 손실이 적다.
그리고, 본 발명은 방열시트 조립시에 LED 백라이트가 외부에 노출되어 있는 시간이 줄어 들어 제품 불량 감소가 가능하다.
이하, 본 발명에 따른 액정표시장치모듈에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 LED 광원을 이용한 측광형 액정표시장치모듈의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 LED 광원을 이용한 측광형 액정표시장치모듈에 있어서, 방열시트가 구비된 경우에 액정표시장치 모듈의 각 지역별로 측정되는 온도를 나타낸 그래프이다.
본 발명에 따른 액정표시장치모듈은, 도 3을 참조하면, 상하로 포개어진 액정패널(110)과 LED 백라이트(120)을 포함하고, 사각의 서포트메인(140)이 이들 가장자리를 함께 둘러싼 형태로 LED 백라이트(120)의 배면을 덮는 커버버텀(미도시) 그리고 액정패널(110)의 전면 가장자리를 둘러 싸는 탑커버(150)가 서포트메인 (140)을 매개로 서로 결합되어 일체화된다.
여기서, 상기 서포트메인(140) 하면에는 양면 테이프(144) 또는 기타 접착수단에 의해 알루미늄 재질로 구성된 방열시트(142)가 부착되어 있다. 이때, 상기 방열시트(142)는 상기 서포트메인(140) 하면에 양면테이프(144)에 의해 접착되지 않고, 상기 서포트메인(140) 하면에 안착홈(미도시)을 형성하여 이 안착홈내에 상기 방열시트(142)가 삽입 고정되도록 상시 서포트메인(140) 구조를 변경할 수도 있다.
이렇게 서포트메인(140) 구조를 변경하는 경우에는 별도의 양면테이프(144) 또는 기타 접착수단이 필요하지 않고 손쉽게 방열시트(142)를 서포트메인(140)에서 탈착 또는 조립이 가능해진다.
또한, 상기 액정패널(110)은 액정층(미도시)을 사이에 두고 합착된 제1 및 제2 기판(112, 114)으로 이루어지고, 상기 LED 백라이트(120)는 커버버텀(미도시)의 내면으로 개재된 반사시트(122)와 이의 상부에 안착된 도광판(124) 그리고 상기 도광판 (124)과 액정패널(110)사이로 삽입된 복수 매의 광학시트(126)를 포함한다.
여기서, 상기 LED 백라이트(120)는, 상기 도광판(124)의 일측면을 따라서는 PCB (Printed Circuit Board; 미도시)상에 탑재된 복수개의 LED광원(130)이 구비된다.
이때, 상기 LED광원(130)은 자체 발광하는 복수개의 발광소자(LED; light emitted diode)로 구성되어 있다. 여기서는 복수개의 발광소자를 LED광원(130)으로 사용하였으나, 필요에 따라 CCFL 또는 기타 다른 광원을 사용할 수도 있다.
이어서, 상기 도광판(124)상부에 광학시트(126)를 구성하는 확산시트와 광학시트를 적층한다. 이때, 상기 광학시트는 상기 확산시트를 지난 광의 휘도를 다시 집광(focus)시켜 광휘도를 올리기 위한 다수개의 프리즘시트(미도시)로 구성되어 있다.
여기서, 상기 확산시트(미도시)는 도광판(124)으로 입사되는 광을 확산시켜 빛의 밀집되는 현상을 방지한다.
그다음, 상기 광학시트 상부에 위치하여 상기 서포트메인(140)의 안착부 (미도시)에 차광테이프(미도시)에 의해 접착되어 지지되도록 액정패널(110)을 배치한 다. 이때, 상기 액정패널(110)은, 도면에는 도시하지 않았지만, 박막트랜지스터 어레이기판인 제1기판(112)과 컬러필터기판인 제2기판(114)을 일정한 간격이 유지되게 합착하고, 상기 두 기판사이에 액정을 개재하여 액정층(미도시)을 형성하며, 상기 두 기판들의 외부에 각각 편광판(116, 118)을 부착한다.
여기서, 상기 박막트랜지스터 어레이기판인 제1기판(112)에는, 도면에는 도시하지 않았지만, 복수개의 게이트라인(미도시)과 복수개의 데이터라인(미도시)를 서로 교차되게 배열한다.
또한, 이들 복수개의 게이트라인(미도시)과 복수개의 데이터라인(미도시)이 각각 연결되도록 게이트구동회로부와 데이터구동회로부를 형성하며, 상기 복수개의 게이트라인(미도시)과 데이터라인(미도시)이 교차되는 지역에는 각 단위화소당 하나씩 구비된 박막트랜지스터(미도시)를 형성하고, 상기 복수개의 게이트라인과 복수개의 데이터라인이 서로 교차되어 이루는 영역에 화소영역을 정의한다.
그리고, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 컬러필터기판인 제2기판(118)에는 상기 화소들이 대응하는 위치에 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터층을 형성하며, 상기 컬러필터층사이로 빛이 새는 것을 방지하고, 상기 화소를 통과하는 빛의 색간섭을 방지하기 위해 상기 컬러필터층사이에는 블랙매트릭스(Black Matrix)를 형성한다.
한편, 상기 박막트랜지스터 어레이기판인 제1기판(112)과 컬러필터기판인 제2기판(118)의 대향하는 내측면에는 액정층에 전계를 인가하기 위해 화소전극(미도시)과 공통전극(미도시)을 각각 형성한다. 이때, 상기 화소전극은 박막트랜지스 터 어레이기판상에 화소별로 형성되는 반면에, 공통전극은 컬러필터기판의 전면에 일체화되어 형성된다.
하지만, 상기 공통전극은 반드시 컬러필터기판에 형성되는 것이 아니라, 액정표시장치의 구동모드에 따라 박막트랜지스터 어레이기판상에 형성할 수도 있다.
따라서, 공통전극에 전압을 인가한 상태에서 화소전극에 인가되는 전압을 제어함으로써 액정층의 액정분자들의 배열상태를 변화시켜 화소들의 광투과율을 개별적으로 조절할 수 있게 된다.
이러한 구성으로 이루어진 액정표시장치의 LED광원(130) 각각으로부터 출사된 빛은 도광판(124)의 일측면으로 입사된후 그 내부에서 액정패널(110)을 향해 굴절되며, 반사시트(122)에 의해 반사된 빛과 함께 광학시트(126)를 통과하는 동안 보다 균일한 고품위의 면 광원으로 가공되어 액정패널(110)로 공급된다.
이러한 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 액정표시장치모듈의 경우, LED광원(130)이 사용시간에 따라 내부 온도가 급격히 상승되고, 이러한 온도상승은 휘도변화를 수반하게 된다. 특히, LED광원(130)의 내부 온도가 증가할수록 출력 휘도가 낮아지게 된다.
하지만, 본 발명에 따른 액정표시장치 모듈의 경우에는 서포트메인(140)하면에 방열시트(142)가 부착되어 있어, 상기 LED광원(130)의 내부 온도가 증가하더라도 상기 방열시트(142)를 통해 LED광원(130)의 고온 상승을 효과적으로 방열시킬 수 있다.
따라서, 이렇게 방열시트(142)를 통해 LED광원(130)의 고온 상승을 효과적으 로 방열되므로 인해, 도 4에서와 같이, LED광원(130)과 PCB부(미도시)에서의 최대 온도가 기존에 비해 약 5℃ 이상 감소되는 것을 알 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치모듈은 방열시트를 서포트메인 하면에 부착하여 조립이 가능하기 때문에 방열 개선을 효과적으로 이룰 수 있다.
또한, 본 발명은 방열시트를 서포트메인 하면에 손쉽게 부착하여 사용가능하기 때문에 서포트메인의 금형 수정을 할 필요가 없어 고비용 손실이 전혀 없으며, 조립이 간단하기 때문에 조립시간 손실이 적다.
그리고, 본 발명은 방열시트 조립시에 LED 백라이트가 외부에 노출되어 있는 시간이 줄어 들어 제품 불량 감소가 가능하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 LED 광원을 이용한 측광형 액정표시장치모듈의 개략적인 단면도이다.
도 2는 종래기술에 따른 LED 광원을 이용한 측광형 액정표시장치모듈에 있어서, 방열시트가 구비되지 않은 경우에 액정표시장치모듈의 지역별로 측정되는 온도를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 LED 광원을 이용한 측광형 액정표시장치모듈의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 LED 광원을 이용한 측광형 액정표시장치모듈에 있어서, 방열시트가 구비된 경우에 액정표시장치 모듈의 각 지역별로 측정되는 온도를 나타낸 그래프이다.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 ***
110 : 액정패널 112 : 제1 기판
114 : 제2 기판 116, 118 : 편광판
120 : LED 백라이트 122 : 반사시트
124 : 도광판 126 : 광학시트
130 : LED광원 140 : 서포트메인
142 : 방열시트 144 : 양면 테이프
150 : 탑커버

Claims (4)

  1. 액정패널;
    상기 액정패널 배면에 놓이며, 적어도 하나의 LED를 구비한 LED 백라이트;
    상기 LED 백라이트 배면을 덮는 커버버텀;
    상기 액정패널과 LED 백라이트 가장자리를 둘러 싸는 서포트메인;
    상기 서포트메인 하면에 구비된 방열시트; 및
    상기 액정패널의 전면 가장자리를 둘러 싸면서 상기 서포트메인을 매개로 상기 커버버텀과 결합되는 탑커버;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 LED 백라이트는,
    상기 액정패널 배면에 배치되는 도광판과, 상기 도광판과 인접되게 배치되는 LED 광원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치모듈.
  3. 제2항에 있어서, 상기 도광판 하면에 배치된 광학시트와, 상기 도광판과 액정패널사이에 개재된 광학시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치모듈.
  4. 제1항에 있어서, 상기 서포트메인과 방열시트사이에 양면테이프가 개재된 것 을 특징으로 하는 액정표시장치모듈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20120018979A (ko) * 2010-08-24 2012-03-06 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치

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