KR20110106169A - 광원 모듈 및 이를 가지는 디스플레이장치 - Google Patents

광원 모듈 및 이를 가지는 디스플레이장치 Download PDF

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Abstract

디스플레이장치 및 광원 모듈이 개시되어 있다. 이 디스플레이장치는, 디스플레이부와; 디스플레이부에 영상이 표시되도록 광을 제공하는 광원 모듈을 포함하며, 광원 모듈은, 적어도 하나 이상의 발광소자와; 발광소자가 광을 생성하도록 발광소자가 장착 지지되는 베이스기판과; 베이스기판의 내측에 설치되며 발광소자에 인접한 제1영역 및 이 제1영역보다 발광소자로부터 이격된 제2영역 사이로 연장되는 모세관을 형성하는 모세관형성부와, 모세관 내에서 발광소자의 열에 의해 제1영역 및 제2영역 사이를 상변화하며 이동하여 발광소자의 열을 제1영역에서 제2영역으로 전달하는 냉각액을 가지고, 발광소자에서 발생하는 열을 냉각시키는 냉각유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

광원 모듈 및 이를 가지는 디스플레이장치{LIGHT SOURCE MODULE AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 영상을 표시하기 위한 광을 생성 및 조사하는 광원 모듈 및 이를 가지는 디스플레이장치에 관한 것으로서, 상세하게는 광을 생성하는 광원으로부터 발생하는 열을 냉각시키는 구조의 광원 모듈 및 이를 가지는 디스플레이장치에 관한 것이다.
디스플레이장치는 외부로부터 입력되는 영상신호를 처리하여 영상으로 표시하는 장치로, 영상을 표시하기 위한 디스플레이장치의 구성은 다양한 설계 적용이 가능하다. 예를 들면, 디스플레이장치는 액정 패널 등으로 구현되는 디스플레이 패널을 구비함으로써 화상을 처리하여 이 패널 상에 표시하는 방식과, 또는 디스플레이 패널에 형성된 화상을 다양한 렌즈 구성에 의해 대형 스크린에 투사함으로써 대화면의 화상을 구현하는 프로젝션(projection) 방식 등이 있다.
이러한 디스플레이장치는 영상을 표시하기 위한 광을 생성 및 조사하는 광원을 구비한다. 디스플레이장치의 광원은 소정 레벨의 전압이 인가됨으로써 광을 생성하는데, 인가된 전압은 광 뿐만 아니라 열로도 변환된다. 따라서, 디스플레이장치에는 광원에서 발생하는 열을 냉각시키기 위한 다양한 방열 및 냉각 구조가 제안되어 있다.
이와 같이 제안된 종래의 냉각 구조로는, 광원이 장착된 기판에 히트파이프(heat pipe) 및 히트싱크(heat sink)를 설치하여, 광원에서 발생하는 열을 기판, 히트파이프 및 히트싱크를 통해 방열시키는 구성, 또는 송풍팬에 의하여 광원에 대한 송풍 냉각 구성 등이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치는, 디스플레이부와; 상기 디스플레이부에 영상이 표시되도록 광을 제공하는 광원 모듈을 포함하며, 상기 광원 모듈은, 적어도 하나 이상의 발광소자와; 상기 발광소자가 광을 생성하도록 상기 발광소자가 장착 지지되는 베이스기판과; 상기 베이스기판의 내측에 설치되며 상기 발광소자에 인접한 제1영역 및 상기 제1영역보다 상기 발광소자로부터 이격된 제2영역 사이로 연장되는 모세관을 형성하는 모세관형성부와, 상기 모세관 내에서 상기 발광소자의 열에 의해 상기 제1영역 및 상기 제2영역 사이를 상변화하며 이동하여 상기 발광소자의 열을 상기 제1영역에서 상기 제2영역으로 전달하는 냉각액을 가지고, 상기 발광소자에서 발생하는 열을 냉각시키는 냉각유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 냉각액은 상기 제1영역에서의 열 흡수에 의해 기화되어 상기 제2영역으로 이동하며, 상기 제2영역에서의 열 방출에 의해 액화되어 상기 제1영역으로 이동 가능하다.
또한, 상기 모세관은 상기 제1영역 및 상기 제2영역 사이의 연장 방향인 제1방향에 대해 실질적으로 직교하는 적어도 하나 이상의 제2방향으로 연장될 수 있다.
여기서, 상기 냉각유닛은, 상기 모세관의 내측에 상기 제1방향을 따라서 연장된 적어도 하나 이상의 홈을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉각유닛은, 상기 베이스기판의 외측에 설치되며 상기 제2방향으로 연장된 상기 모세관의 단부 영역에 배치된 적어도 하나 이상의 열배출부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 베이스기판은 금속 재질을 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광소자는 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
또한, 영상신호를 수신하는 영상수신부와; 상기 수신되는 영상신호를 상기 디스플레이부에 표시되게 처리하는 영상처리부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치의 광원 모듈은, 적어도 하나 이상의 발광소자와; 상기 발광소자가 광을 생성하도록 상기 발광소자가 장착 지지되는 베이스기판과; 상기 베이스기판의 내측에 설치되며 상기 발광소자에 인접한 제1영역 및 상기 제1영역보다 상기 발광소자로부터 이격된 제2영역 사이로 연장되는 모세관을 형성하는 모세관형성부와, 상기 모세관 내에서 상기 발광소자의 열에 의해 상기 제1영역 및 상기 제2영역 사이를 상변화하며 이동하여 상기 발광소자의 열을 상기 제1영역에서 상기 제2영역으로 전달하는 냉각액을 가지고, 상기 발광소자에서 발생하는 열을 냉각시키는 냉각유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 냉각액은 상기 제1영역에서의 열 흡수에 의해 기화되어 상기 제2영역으로 이동하며, 상기 제2영역에서의 열 방출에 의해 액화되어 상기 제1영역으로 이동 가능하다.
또한, 상기 모세관은 상기 제1영역 및 상기 제2영역 사이의 연장 방향인 제1방향에 대해 실질적으로 직교하는 적어도 하나 이상의 제2방향으로 연장될 수 있다.
여기서, 상기 냉각유닛은, 상기 모세관의 내측에 상기 제1방향을 따라서 연장된 적어도 하나 이상의 홈을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉각유닛은, 상기 베이스기판의 외측에 설치되며 상기 제2방향으로 연장된 상기 모세관의 단부 영역에 배치된 적어도 하나 이상의 열배출부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 베이스기판은 금속 재질을 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광소자는 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치의 개략적인 예시도,
도 2는 도 1의 디스플레이장치에서 광원 모듈의 요부 사시도,
도 3은 도 2의 광원 모듈의 요부 측단면도,
도 4는 도 2의 광원 모듈의 내부 구조를 나타내는 요부 사시도,
도 5는 도 2의 광원 모듈에 형성된 모세관의 다양한 예시도,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 디스플레이장치의 조립 사시도,
도 7은 도 6의 디스플레이장치의 제어 구성 블록도이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 이하 실시예에서는 본 발명의 사상과 직접적인 관련이 있는 구성들에 관해서만 설명하며, 그 외의 구성에 관해서는 설명을 생략한다. 그러나, 본 발명의 사상이 적용된 디스플레이장치(1)를 구현함에 있어서, 이와 같이 설명이 생략된 구성이 불필요하다는 것을 의미하는 것은 아님을 밝힌다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치(1)의 광학적 배치를 나타낸 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 디스플레이장치(1)는 프로젝션 방식으로 구현되는 바, 소정 컬러의 광을 조명하는 조명광학유닛(10)과, 조명광학유닛(10)으로부터 조명된 광에 기초하여 화상을 형성하는 디스플레이소자(20)와, 디스플레이소자(20)에 형성된 화상을 외부 스크린(미도시)에 확대 투사하는 투사광학유닛(30)을 포함한다.
디스플레이장치(1)는 각 컬러, 예를 들면 RGB 컬러 각각에 대응하는 조명광학유닛(10) 및 디스플레이소자(20)가 설치되며, 각 컬러 별로 형성된 화상이 중첩되어 투사광학유닛(30)에 의해 투사된다. 다만, 본 실시예에서는 어느 하나의 컬러에 대응하는 조명광학유닛(10) 및 디스플레이소자(20)의 경우에 관해서만 설명하며, 다른 컬러에 관해서는 본 실시예를 응용할 수 있으므로 해당 설명을 생략한다.
조명광학유닛(10)은 광을 생성하는 광원 모듈(100)과, 광원 모듈(100)로부터 조사되는 광을 평행광으로 조정하는 평행광유닛(200)과, 평행광유닛(200)으로부터 출사되는 광을 균일화시키는 균일화유닛(300)과, 균일화유닛(300)으로부터 출사되는 광을 기 설정된 편광 특성으로 변환하는 편광변환유닛(400)과, 편광변환유닛(400)으로부터 출사된 광을 집속시켜 디스플레이소자(20)에 출사하는 콘덴싱유닛(500)과, 광의 경로를 소정 방향으로 변경시키는 반사미러(600)를 포함한다.
이상, 입사광의 특성을 변환시켜 출사하는 조명광학유닛(10)의 각 구성요소는, 렌즈(lens)와 같은 구성으로 구현될 수 있으며, 또한 수차를 보정하기 위해 복수 개의 렌즈가 광 경로를 따라서 배치될 수 있다.
디스플레이소자(20)는 조명광학유닛(10)으로부터 조명되는 광을 선택적으로 투과 또는 반사시켜 화상을 형성한다. 디스플레이소자(20)는 입사광을 각 픽셀 단위로 선택적으로 반사시킴으로써 화상을 형성하는 디지털 마이크로미러 디바이스(digital micro-mirror device, DMD) 소자, 반사형 액정표시소자(liquid crystal on silicon, LCOS) 등의 반사형 표시소자와, 입사광을 각 픽셀 단위로 선택적으로 투과시킴으로써 화상을 형성하는 투과형 액정표시소자로 구현될 수 있다.
디스플레이소자(20)가 LCOS 소자 또는 투과형 액정표시소자와 같은 액정 패널로 구현되는 경우, 디스플레이소자(20)에 입사되는 광은 기 설정된 편광 특성으로 조정되어야 한다. 이에 대하여, 편광변환유닛(400)에 의해 편광 특성이 조정된 광이 디스플레이소자(20)에 입사되도록 마련된다.
이상과 같은 구성에서, 광원 모듈(100)은 광의 생성을 위한 전압이 인가됨에 따라서 광과 함께 열이 발생한다. 본 실시예에 따르면 광원 모듈(100)에서 발생하는 열을 발산 및 냉각시키기 위한 구조가 적용되는 바, 이하 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 광원 모듈(100)의 냉각 구조에 관해 설명한다.
도 2는 광원 모듈(100)의 요부 사시도이다.
도 2에 나타난 각 방향에 대해 설명한다. X, Y, Z 방향은 각각 상호 직교하는 방향으로서 가로, 세로 및 수직 방향을 의미하며, 본 실시예에 따르면 광원 모듈(100)에서 생성된 광은 Z 방향을 향해 조사된다. X, Y, Z 방향의 반대방향은 각각 -X, -Y, -Z 방향으로 나타내고, X-Y 평면은 X 방향의 축 및 Y 방향의 축에 의해 형성되는 평면을 의미한다. 이하, 도 2를 포함한 각 도면 및 실시예에서는 이러한 방향 정의를 기초로 하여 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 광원 모듈(100)은 광을 생성하는 발광소자(110)와, 발광소자(110)가 마운팅(mounting) 지지되는 베이스기판(120)과, 발광소자(110)에 전압이 인가되도록 발광소자(110)가 마운팅된 베이스기판(120)의 상판면(121) 상에 프린팅(printing)된 구동회로(130)를 포함한다.
발광소자(110)는 구동회로(130)를 통해 인가되는 전압에 의해 광을 생성하고, 그 종류가 한정되지는 않으며 예를 들면 발광 다이오드 소자(light emitting diode, LED)로 구현된다. 발광소자(110)는 인가되는 전압을 광으로 변환시키고, 그 광변환 효율 특성에 따라서 광과 함께 열을 생성한다. 발광소자(110)에서 발생하는 이러한 열은 발광소자(110) 및 구동회로(130)의 작동을 저해하는 영향을 미칠 수 있다.
이에, 본 실시예에 따른 광원 모듈(100)은 이러한 열을 발광소자(110)로부터 이송 및 발산시켜 발광소자(110)를 냉각시키는 냉각유닛(미도시)이 적용되는 바, 이 냉각유닛(미도시)에 관해 도 3을 참조하여 이하 자세히 설명한다.
도 3은 도 2의 광원 모듈(100)의 요부 측단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 광원 모듈(100)은 발광소자(110)에서 발생하는 열을 냉각시키기 위하여 베이스기판(120)의 내측에 설치된 냉각유닛(140)을 포함한다.
냉각유닛(140)은 베이스기판(120) 내측에서 발광소자(110)에 인접한 제1영역(H) 및 이 제1영역(H)보다 발광소자(110)로부터 이격된 제2영역(C) 사이로 연장된 모세관(142) 구조를 형성하는 모세관형성부(141)와, 발광소자(110)의 열에 의해 모세관(142) 사이를 상변화하며 이동함으로써 발광소자(110)의 열을 제1영역(H)에서 제2영역(C)으로 전달하는 냉각액(146)을 포함한다.
이에 의하여, 본 실시예에 따른 냉각유닛(140)은 종래의 히트파이프, 히트싱크 또는 송풍팬 등의 구성에 비해, 발광소자(110)의 냉각을 위한 소요 공간을 절감할 수 있으며, 냉각을 위한 별도의 동력 구성이 불필요하므로 에너지 절감에 기여할 수 있다.
이하, 냉각유닛(140)의 세부 구성에 관해 자세히 설명한다.
모세관형성부(141)는 베이스기판(120) 내측에서 베이스기판(120)을 지지하며, 베이스기판(120) 내측에 모세관(142)을 형성한다. 모세관형성부(141)는 열전달 효율 및 강성을 고려하여 금속 재질을 포함하며, 베이스기판(120)과 동일 재질로 일체형으로 구성되거나 또는 상이한 재질을 가지고 베이스기판(120)에 접합될 수도 있다.
모세관(142)은 모세관형성부(141)의 블랭크(blank) 영역에 의해 베이스기판(120) 내측에 구현된다. 모세관(142)은 발광소자(110)에 인접함으로써 발광소자(110)의 열에 의해 소정 온도 이상을 나타내는 영역인 제1영역(H)과, 제1영역(H)보다 발광소자(110)로부터 이격된 제2영역(C) 사이로 연장된다.
이러한 제1영역(H) 및 제2영역(C)은 광원 모듈(100)의 설계 시 다양하게 지정될 수 있는 사항이며, 제1영역(H) 및 제2영역(C) 사이의 상호 배치 위치, 이격 거리, 배치 방향 등은 본 발명의 구현 시 다양하게 설계변경 가능한 바, 이러한 내용이 본 발명의 사상을 한정하지 않는다. 본 실시예에 따르면, 제1영역(H)은 발광소자(110)가 마운팅된 베이스기판(120) 상판면(121)에 인접한 베이스기판(120) 내측의 일 영역이며, 제2영역(C)은 베이스기판(120) 하판면(123)에 인접한 베이스기판(120) 내측의 일 영역으로 표현한다.
모세관(142)은 제1영역(H)에서 제2영역(C)을 향해 연장된다. 모세관(142)은 냉각액(146)을 수용하게 제1영역(H)에 배치된 냉각액수용부(145)와 연통하는 공극(143)을 가진다. 모세관(142)은 공극(143)으로부터 -Z 방향으로 연장되며, 모세관(142)의 단부(144)는 제2영역(C)에 위치한다. 본 실시예의 모세관(142)은 -Z 방향을 따라서 수직하게 연장되나 본 발명의 사상이 이에 한정되지 않는 바, Z 방향 축에 대해 소정의 각도를 가지고 경사지게 연장되거나 또는 직선이 아닌 절곡 또는 곡선으로 연장될 수도 있다.
냉각액(146)은 물 또는 기화점이 낮은 액체라면 그 종류가 한정되지 않는다. 냉각액(146)은 냉각액수용부(145)에 수용되며, 공극(143)을 통해 모세관(142)을 따라서 이동할 수 있다. 냉각액(146)은 열의 흡수 및 방출에 대응하여 소정의 비등점을 기준으로 기화 및 액화의 상변화를 일으킨다. 냉각액(146)의 비등점은 광원 모듈(100)의 특성에 따라서 다양하게 지정될 수 있는 값인 바, 특정한 수치를 한정할 수 없다.
이러한 구성에 의해, 냉각유닛(140)이 발광소자(110)의 열을 냉각시키는 구조에 관해 설명한다.
구동회로(130)를 통해 발광소자(110)에 전압이 인가되면 발광소자(110)는 광을 생성하며, 이에 따라서 발광소자(110)로부터 열이 발산된다. 발광소자(110)로부터 발산되는 열은 발광소자(110)가 마운팅된 베이스기판(120) 상판면(121)으로부터 제1영역(H)으로 전달된다.
냉각액수용부(145)에 수용된 냉각액(146)은 제1영역(H)으로 전달되는 열을 흡수한다. 냉각액(146)은 열을 흡수함에 따라서 기화되며 공극(143)을 통해 모세관(142)으로 진입하여, 모세관(142)을 따라서 -Z 방향으로 이동한다.
흡열반응에 의해 기화된 냉각액(146)은 -Z 방향으로 이동하여 제2영역(C)에 도달한다. 제2영역(C)은 제1영역(H)보다 발광소자(110)로부터 간격 D만큼 이격되어 있으므로 상대적으로 온도가 낮다. 이에, 냉각액(146)은 제2영역(C)에서 발열반응을 일으킴으로써 열을 방출하며 액화된다.
이상의 과정에 의해 발광소자(110)의 열은 제1영역(H)에서 제2영역(C)으로 이송되며, 이로써 발광소자(110)의 열이 발산되어 발광소자(110)가 냉각된다.
한편, 액화된 냉각액(146)은 모세관 현상에 의해 제2영역(C)에서 제1영역(H)으로 모세관(142)을 따라서 냉각액수용부(145)로 이동한다. 모세관 현상은 액체 속에 모세관을 넣었을 때에 관 내부의 액체 표면이 외부의 표면보다 높거나 낮아지는 현상, 또는 액체의 응집력과 관과 액체 사이의 부착력에 의한 현상을 의미하며, 이러한 모세관 현상은 공지된 물리 현상인 바, 본 실시예에서는 그 설명을 생략한다.
이상의 과정을 반복하여, 냉각액(146)은 모세관(142)을 따라서 제1영역(H) 및 제2영역(C) 사이를 상변화하며 이동하고, 이에 의하여 발광소자(110)의 열에 의한 냉각이 이루어진다.
종래에 적용되는 발광소자(110)를 냉각시키기 위한 히트 파이프 및 히트 싱크의 구성에 비하여, 본 실시예에 따르면 발광소자(110)의 냉각 구성에 소요되는 공간을 절감할 수 있다. 또한, 종래의 송풍팬 구성에 비하여, 별도의 구동력 없이 냉각이 가능하다.
한편, 본 실시예에서는 제1영역(H)에 냉각액수용부(145)가 배치되어 있는 경우를 예시로 들었으나, 구현 방식에 따라서는 냉각액수용부(145)의 구성 없이 냉각액(146)이 모세관(142) 내에 수용되는 구성도 가능하다. 이 경우, 냉각액(146)은 모세관(142) 내에서 제1영역(H) 및 제2영역(C) 사이를 상변화하며 이동하고, 이에 따라서 발광소자(110)의 열이 제1영역(H)에서 제2영역(C)으로 이송된다.
도 4는 광원 모듈(100)의 내부 구조를 나타내는 요부 사시도이다. 도 4는 도 2의 베이스기판(120)에서 상판면(121)을 제거하고 베이스기판(120)의 내부를 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 모세관(142)은 앞서 설명한 바와 같이 -Z 방향을 따라서 연장됨으로써, 냉각액(146)이 Z 방향 및 -Z 방향을 따라서 이동하며 열을 이송 가능하게 한다.
추가적으로, 모세관(142)은 -Z 방향에 직교하는 X-Y 평면에 평행한 방향, 도 4에 따르면 X 방향으로 연장된다. 발광소자(110)의 열은 Z 방향 및 -Z 방향을 왕복하는 냉각액(146)에 의해 -Z 방향으로 이송되며, 이와 함께 X 방향으로 연통된 모세관(142)을 따라서 X 방향 또는 -X 방향으로 이송된다.
즉, 모세관(142)은 냉각액(146)의 상변화 이동을 위하여 -Z 방향으로 연장됨과 함께, -Z 방향에 대해 실질적으로 직교하는 방향으로 연장됨으로써 열 이송이 보다 다양한 경로로 이루어질 수 있도록 기여한다.
도 4에서는 모세관(142)이 Z 방향에 실질적으로 직교하는 X 방향으로 연장되는 것으로 표현하나, 본 발명의 사상이 이에 한정될 수 없는 바, 모세관(142)은 Z 방향에 대해 소정 각도 경사진 평면에 평행한 방향으로 연장될 수도 있다.
한편, 모세관(142)은 그 내측에 적어도 하나 이상의 홈(147)을 가진다. 이 홈(147)은 제1영역(H)으로부터 제2영역(C)으로 -Z 방향을 따라서 연장되는 바, 즉 홈(147)은 발광소자(110)의 열에 의해 상변화하는 냉각액(146)의 이동방향을 따라서 연장된다. 이 홈(147)에 의하여 모세관(142) 내에서 냉각액(146)에 대한 표면장력 특성이 향상되며, 이로 인하여 냉각액(146)은 제1영역(H) 및 제2영역(C) 사이를 보다 용이하게 이동할 수 있다.
도 4에 도시된 모세관(142)의 연장 방향은 다양하게 구현될 수 있다. 이하, 모세관(142)이 X-Y 평면에 평행한 방향으로 연장된 다양한 예시에 관해 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 모세관(142)의 연장 방향에 대한 네 가지의 예시도이다.
도 5(a)는 베이스기판(120) 내에서, 모세관형성부(141a)에 의해 X 방향 축에 평행하도록 모세관(142a)이 연장 형성된 예시이다. 홈(147a)는 이러한 모세관(142a)의 연장방향에 대해 실질적으로 직교하는 Y 방향 축에 평행한 방향으로 모세관(142a)으로부터 함몰 형성된다. 이러한 모세관(142a) 구성에서, 발광소자(110)의 열은 냉각액(146)을 통해 X 방향 또는 -X 방향으로 이송되며, 열이 이송되는 베이스기판(120)의 X 방향 또는 -X 방향 에지에는 열배출부(148)가 설치됨으로써, 베이스기판(120) 에지로 이송된 열을 방출시킬 수 있다.
열배출부(148)는 열을 베이스기판(120) 외부로 방출 가능한 구성이라면 그 구현 방식이 한정되지 않는 바, 예를 들면 베이스기판(120)에 비해 상대적으로 열전도율이 높은 재질을 포함하는 등의 다양한 구성이 적용될 수 있다.
또는, 별도의 열배출부(148)의 구성이 마련되지 않고, 베이스기판(120) 자체의 열전도 특성에 따라서 열이 방출되게 할 수도 있다.
도 5(b)는 모세관형성부(141b)에 의해 모세관(142b)이 Y 방향 축에 평행한 방향으로 연장 형성된 예시이다. 이 경우, 발광소자(110)의 열은 Y 방향 또는 -Y 방향으로 이송된다.
도 5(c)는 모세관형성부(141c)에 의해 모세관(142c)이 X 방향 및 Y 방향 축 각각에 대해 소정 각도로 경사지도록 연장 형성된 예시이다. 이 경우, 발광소자(110)의 열은 X 방향 및 Y 방향 축 각각에 대해 경사진 방향으로 이송된다.
도 5(d)는 모세관형성부(141d)에 의해 모세관(142d)이 X-Y 평면에 평행하되 사방으로 연장 형성된 예시이다. 이 경우, 발광소자(110)의 열 또한 사방으로 이송되므로, 앞선 예시들에 비해 열전달 효율이 향상된다.
이상의 예시들로 나타난 바와 같이, 열 이송을 위한 모세관(142)의 연장 방향은 냉각유닛(140)의 구현 방식에 따라서 다양하게 설계변경이 가능하다.
한편, 앞선 제1실시예에서는 프로젝션 방식의 디스플레이장치(1)에 관해 설명하였으나, 본 발명의 사상은 이러한 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명의 실시예에 따른 냉각유닛(140)은 다양한 방식의 디스플레이장치(3), 예를 들면 액정 디스플레이장치(3)의 백라이트유닛(70)에도 적용 가능한 바, 이를 제2실시예로 하고 이하 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 디스플레이장치(3)의 조립 사시도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 디스플레이장치(3)는 영상이 표시되는 디스플레이 패널(60)과, 디스플레이 패널(60)에 영상이 표시되도록 디스플레이 패널(60)에 광을 공급하는 백라이트유닛(70)을 포함한다.
디스플레이 패널(60)은 본 실시예에 따르면 액정 패널로 구현된다. 디스플레이 패널(60)은 두 개의 기판(미도시) 사이에 액정층(미도시)이 충진되며, 구동신호가 인가되어 이 액정층(미도시)의 배열을 조정함으로써 영상을 표시한다. 디스플레이 패널(60)은 독자적으로 발광하지 않으며, 디스플레이 영역에 영상을 표시하기 위하여 백라이트유닛(70)으로부터 광을 제공받는다.
디스플레이 패널(60)은 도시되지 않은 구동회로기판을 가지며, 이 구동회로기판으로부터 구동신호가 인가되면 디스플레이 패널(60)의 액정(미도시)이 소정 각도로 회전한다. 이에 의하여 디스플레이 패널(60)의 디스플레이 영역을 구성하는 각 셀(미도시) 단위로 광의 투과 특성이 상이하게 되므로 디스플레이 영역에 영상이 표시될 수 있다.
백라이트유닛(70)은 디스플레이 패널(60)에 광을 공급하도록 디스플레이 패널(60)의 배면 또는 저면에 배치된다. 백라이트유닛(70)은 디스플레이 패널(60)의 디스플레이 영역에 광을 출사하는 도광판(71)과, 디스플레이장치(3)의 에지(edge) 영역에 배치되며 광을 생성하여 도광판(71) 측면에 조사하는 광원 모듈(73)과, 도광판(71)으로부터 출사되는 광의 특성을 조정하는 광학시트류(75)를 포함한다.
도광판(71)은 아크릴 사출물 등으로 구현된 플라스틱 성형 렌즈로서, 광원 모듈(73)로부터 입사되는 광을 디스플레이 패널(60)의 전체 디스플레이 영역에 균일하게 전달한다. 도광판(71)은 하판면 상에 광을 산란시키는 도광판 패턴, 또는 광학 패턴이 형성됨으로써, 도광판(71)으로부터 출사되는 광의 균일성을 향상시키고 출사 광량을 조절할 수 있다.
광원 모듈(73)은 디스플레이 패널(60)에 제공하기 위한 광을 생성한다. 광원 모듈(73)의 구성은 앞서 설명한 제1실시예의 구성과 실질적으로 동일한 바, 그 설명을 생략한다.
광학시트류(75)는 디스플레이 패널(60)에 평행하게 디스플레이 패널(60)의 배면에 적어도 1매 이상이 적층된다. 광학시트류(75)는 프리즘(prism) 시트, 확산 시트, 보호 필름 등을 포함하며, 도광판(71)으로부터 출사되는 광의 특성을 조절하여 디스플레이 패널(60)에 전달한다.
이러한 구성으로, 본 발명의 실시예는 액정 디스플레이장치(3)에도 적용이 가능하다. 제2실시예에서는 광원 모듈(73)이 도광판(71)의 에지에 배치된 에지 방식의 백라이트유닛(70)에 관해 설명하였으나, 본 발명의 사상은 광원 모듈이 도광판의 배면에 배치된 직하 방식이나, 광원 모듈이 분할 도광판 사이에 배치된 방식 등에도 적용될 수 있다.
한편, 상기한 실시예들에 따른 디스플레이장치(1, 3)는 TV, 모니터 등 다양한 구성으로 구현될 수 있는 바, 예를 들어 제2실시예에 따른 디스플레이장치(3)가 TV로 구현된 예시에 관해 도 7을 참조하여 설명한다.
도 7은 제2실시예에 따른 디스플레이장치(3)의 제어 구성 블록도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 디스플레이장치(3)는 영상신호를 수신하는 영상수신부(80)와, 영상수신부(80)에 수신되는 영상신호를 처리하는 영상처리부(90)와, 영상처리부(90)에 의해 처리되는 영상신호에 기초하여 영상을 표시하는 디스플레이 패널(60)과, 디스플레이 패널(60)에 영상이 표시될 수 있도록 광을 공급하는 백라이트유닛(70)을 포함한다.
영상수신부(80)는 다음과 같이 다양한 규격을 가질 수 있다. 예를 들면 디스플레이장치(3)가 TV로 구현되는 경우, 영상수신부(80)는 방송국(미도시)으로부터 송출되는 RF(radio frequency) 신호를 무선으로 수신하거나, 또는 컴포지트(composite) 비디오, 컴포넌트(component) 비디오, 슈퍼 비디오(super video), SCART, HDMI(high definition multimedia interface) 규격 등에 의한 영상신호를 수신할 수 있다. 또는, 영상수신부(80)는 디스플레이장치(3)가 컴퓨터 모니터인 경우에 VGA방식에 따른 RGB신호를 전달 가능한 D-SUB나, DVI(digital video interactive), HDMI 규격 등의 영상신호를 수신하도록 구현될 수 있다.
영상처리부(90)는 영상수신부(80)로부터 전달되는 영상신호에 대해, 기 설정된 다양한 영상처리 프로세스를 수행한다. 영상처리부(90)가 수행하는 영상처리 프로세스의 종류는 한정되지 않는 바, 예를 들면 다양한 영상 포맷에 대응하는 디코딩(decoding) 및 인코딩(encoding), 디인터레이싱(de-interlacing), 프레임 리프레시 레이트(frame refresh rate) 변환, 스케일링(scaling), 영상 화질 개선을 위한 노이즈 감소(noise reduction), 디테일 인핸스먼트(detail enhancement) 등을 포함할 수 있다.
영상처리부(90)는 이러한 각 프로세스를 독자적으로 수행할 수 있는 개별적 구성으로 구현되거나, 또는 여러 기능을 통합시킨 일체형 구성으로 구현될 수 있다.
디스플레이 패널(60) 및 백라이트유닛(70)의 구성은 앞서 도 6의 구성과 실질적으로 동일한 바, 그 설명을 생략한다.
상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1 : 디스플레이장치
10 : 조명광학유닛
20 : 디스플레이소자
30 : 투사광학유닛
100 : 광원 모듈
110 : 발광소자
120 : 베이스기판
130 : 구동회로
140 : 냉각유닛
141 : 모세관형성부
142 : 모세관
143 : 공극
145 : 냉각액수용부
146 : 냉각액
147 : 홈

Claims (15)

  1. 디스플레이장치에 있어서,
    디스플레이부와;
    상기 디스플레이부에 영상이 표시되도록 광을 제공하는 광원 모듈을 포함하며,
    상기 광원 모듈은,
    적어도 하나 이상의 발광소자와;
    상기 발광소자가 광을 생성하도록 상기 발광소자가 장착 지지되는 베이스기판과;
    상기 베이스기판의 내측에 설치되며 상기 발광소자에 인접한 제1영역 및 상기 제1영역보다 상기 발광소자로부터 이격된 제2영역 사이로 연장되는 모세관을 형성하는 모세관형성부와, 상기 모세관 내에서 상기 발광소자의 열에 의해 상기 제1영역 및 상기 제2영역 사이를 상변화하며 이동하여 상기 발광소자의 열을 상기 제1영역에서 상기 제2영역으로 전달하는 냉각액을 가지고, 상기 발광소자에서 발생하는 열을 냉각시키는 냉각유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각액은 상기 제1영역에서의 열 흡수에 의해 기화되어 상기 제2영역으로 이동하며, 상기 제2영역에서의 열 방출에 의해 액화되어 상기 제1영역으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모세관은 상기 제1영역 및 상기 제2영역 사이의 연장 방향인 제1방향에 대해 실질적으로 직교하는 적어도 하나 이상의 제2방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 냉각유닛은, 상기 모세관의 내측에 상기 제1방향을 따라서 연장된 적어도 하나 이상의 홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 냉각유닛은, 상기 베이스기판의 외측에 설치되며 상기 제2방향으로 연장된 상기 모세관의 단부 영역에 배치된 적어도 하나 이상의 열배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 베이스기판은 금속 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자는 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  8. 제1항에 있어서,
    영상신호를 수신하는 영상수신부와;
    상기 수신되는 영상신호를 상기 디스플레이부에 표시되게 처리하는 영상처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  9. 디스플레이장치의 광원 모듈에 있어서,
    적어도 하나 이상의 발광소자와;
    상기 발광소자가 광을 생성하도록 상기 발광소자가 장착 지지되는 베이스기판과;
    상기 베이스기판의 내측에 설치되며 상기 발광소자에 인접한 제1영역 및 상기 제1영역보다 상기 발광소자로부터 이격된 제2영역 사이로 연장되는 모세관을 형성하는 모세관형성부와, 상기 모세관 내에서 상기 발광소자의 열에 의해 상기 제1영역 및 상기 제2영역 사이를 상변화하며 이동하여 상기 발광소자의 열을 상기 제1영역에서 상기 제2영역으로 전달하는 냉각액을 가지고, 상기 발광소자에서 발생하는 열을 냉각시키는 냉각유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 냉각액은 상기 제1영역에서의 열 흡수에 의해 기화되어 상기 제2영역으로 이동하며, 상기 제2영역에서의 열 방출에 의해 액화되어 상기 제1영역으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 모세관은 상기 제1영역 및 상기 제2영역 사이의 연장 방향인 제1방향에 대해 실질적으로 직교하는 적어도 하나 이상의 제2방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 냉각유닛은, 상기 모세관의 내측에 상기 제1방향을 따라서 연장된 적어도 하나 이상의 홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 냉각유닛은, 상기 베이스기판의 외측에 설치되며 상기 제2방향으로 연장된 상기 모세관의 단부 영역에 배치된 적어도 하나 이상의 열배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 베이스기판은 금속 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 발광소자는 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
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