KR20130003935A

KR20130003935A - 액정표시장치

Info

Publication number: KR20130003935A
Application number: KR1020110065590A
Authority: KR
Inventors: 강춘성; 배준호; 김양환
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2013-01-09

Abstract

본 발명은 LED를 광원으로 사용하는 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 LED의 효율적인 방열설계에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 LED 어셈블리와 LED 하우징의 밀착면적 중 일부만이 방열패드를 통해 접착되도록 하며, 나머지는 직접 접촉되도록 하는 것이다.
이를 통해, 다수의 LED로부터 발생되는 고온의 열을 보다 신속하고 효율적으로 외부로 방출시킬 수 있어, LED의 수명이 단축되거나 휘도 변화에 의해 액정표시장치의 화질이 저하되는 것을 방지할 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 높은 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 광원으로는 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 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.

여기서, LED(29a)는 발광소자로써 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 액정표시장치를 사용중에 LED(29a)의 온도가 점차 상승하게 되며, 이에 따른 휘도변화를 초래하게 되고, 이는 결국 화질을 저하시키는 원인으로 작용하게 된다.

또한, LED(29a)의 수명을 단축시키게 되는 문제점을 야기하게 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.

이를 통해, LED의 수명이 단축되거나 휘도 변화에 의해 액정표시장치의 화질이 저하되는 것을 방지하고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 반사판과; 상기 반사판 상에 안착되는 도광판과; 상기 도광판의 입광면을 따라 배열되는 다수의 LED와, 상기 다수의 LED가 실장되는 PCB를 포함하는 LED 어셈블리와; 상기 LED 어셈블리가 방열패드를 통해 접착되며, 상기 LED 어셈블리를 둘러싸도록 수직부와 상기 수직부에 수직한 수평부를 포함하는 LED 하우징과; 상기 도광판 상부로 안착되는 액정패널을 포함하며, 상기 PCB의 제 1 영역은 상기 방열패드와 접촉되며, 상기 PCB의 나머지 제 2 영역은 상기 수직부와 직접 접촉하는 액정표시장치를 제공한다.

이때, 상기 방열패드는 수직부의 내측면 또는 상기 PCB의 외측면에 상기 방열패드의 두께에 대응하여 형성된 단턱에 위치하며, 상기 방열패드의 면적은 상기 PCB와 상기 수직부가 서로 밀착되는 영역의 50%이다.

그리고, 상기 제 2 영역은 돌출부를 포함하며, 상기 수직부에는 상기 돌출부가 끼움되는 홈이 형성되며, 상기 돌출부는 단면형상이 사각형, 원형, 사다리꼴형 중 선택된 하나로 이루어진다.

또한, 상기 돌출부는 상기 PCB의 길이방향을 따라 형성되거나, 또는 상기 PCB의 길이방향을 따라 다수개가 일정간격 이격하여 형성되며, 상기 돌출부는 상기 PCB의 두께에 대응하여 상기 PCB로부터 돌출되어 형성된다.

또한, 상기 방열패드의 면적은 상기 PCB와 상기 수직부가 서로 밀착되는 영역의 20 ~50%이며, 상기 제 2 영역은 방열핀을 포함하며, 상기 수직부에는 상기 방열핀이 끼움되는 홈이 형성된다.

그리고, 상기 방열핀은 단면형상이 사각형, 원형, 사다리꼴형 중 선택된 하나로 이루어지며, 상기 방열핀은 상기 PCB의 두께에 대응하여 상기 PCB로부터 돌출되어 형성된다.

이때, 상기 방열패드의 면적은 상기 PCB와 상기 수직부가 서로 밀착되는 영역의 20 ~ 50%이며, 상기 도광판과 상기 액정패널 사이에 개재되는 광학시트를 포함한다.

또한, 상기 액정패널의 가장자리를 두르는 서포트메인을 포함하며, 상기 액정패널의 상면 가장자리를 두르는 탑커버와, 상기 반사판과 밀착되는 수평면과, 상기 수평면에 수직한 측면으로 이루어지는 커버버툼을 포함한다.

위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 LED 어셈블리와 LED 하우징의 밀착면적 중 일부만이 방열패드를 통해 접착되도록 하며, 나머지는 직접 접촉되도록 함으로써, 다수의 LED로부터 발생되는 고온의 열을 보다 신속하고 효율적으로 외부로 방출시킬 수 있는 효과가 있다.

이를 통해, LED의 수명이 단축되거나 휘도 변화에 의해 액정표시장치의 화질이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 LED를 광원으로 사용한 액정표시장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 분해 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 어셈블리의 방열설계에 따른 LED로부터 발생된 열의 이동경로를 개략적으로 도시한 단면도.
도 4a ~ 4c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 어셈블리의 방열설계에 따른 LED로부터 발생된 열의 이동경로를 개략적으로 도시한 단면도.
도 5a ~ 5c는 본 발명의 제 3 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 단면도이다.

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

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, 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 등을 가리는 블랙매트릭스(black matrix)가 구비된다. 또한, 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러의 컬러필터 및 블랙매트릭스를 덮는 투명 공통전극이 마련되어 있다.

그리고 제 1, 제 2 기판(112, 114)의 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 편광판(119a, 119b)이 각각 부착된다.

이 같은 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판 이나 테이프케리어패키지(tape carrier package : TCP)와 같은 연결부재(미도시)를 매개로 인쇄회로기판(미도시)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)의 배면에 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비되어, 액정패널(110)이 나타내는 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 한다.

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 광학시트(121)를 포함한다.

LED 어셈블리(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.

또한, 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.

그리고 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)의 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 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.

한편, LED 어셈블리(129)의 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.

따라서, 본 발명의 백라이트 유닛(120)에는 LED 어셈블리(129)의 배면에 LED 하우징(200)을 더욱 구비하여, LED(129a)로부터 발생되는 고온의 열이 효과적으로 액정표시장치 외부로 방출되도록 한다.

LED 하우징(200)은 LED 어셈블리(129)의 하측 및 외측을 덮도록 수직부(210)와 수평부(220)로 이루어지는데, 전체적인 단면이 “ㄴ" 형태로 절곡된 형태로 구성되며, 알루미늄(Al)과 같은 열전도성이 우수한 금속물질로 이루어진다.

따라서, LED 어셈블리(129)는 PCB(129b)가 수직부(210)의 내측으로 접착성을 갖는 방열패드(240)를 통해 접착됨으로써 그 위치가 고정되어, 다수의 LED(129a)로부터 발생된 고온의 열은 LED 하우징(200)으로 전달되어, 외부로 신속하고 효율적으로 방출시키게 된다.

이때, 본 발명의 LED 어셈블리(129)의 PCB(129b)는 LED 하우징(200)의 수직부(210)와 일부만이 방열패드(240)를 통해 접착되며, 나머지 일부는 직접 접촉되는 것을 특징으로 한다.

이는 PCB(129b)로부터 LED 하우징(200)으로 고온의 열이 전달되는 과정에서, 고온의 열이 방열패드(240)를 통해 전달되는 경우에 비해, PCB(129b)로부터 LED 하우징(200)으로 직접 전달되는 것이 열전달 효과가 더욱 높기 때문이다.

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

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

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 백라이트 유닛(120)의 배면에 밀착되는 수평면(151) 및 이의 가장자리가 수직하게 상향 절곡된 측면(153)으로 이루어진다.

이러한 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.

여기서 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.

전술한 본 발명의 액정표시장치는 LED 어셈블리(129)와 LED 하우징(200)의 접촉면적 중 일부만이 방열패드(240)를 통해 접착되도록 하며, 나머지는 직접 접촉되도록 함으로써, 보다 효율적인 방열설계에 의해 LED(129a)로부터의 고온의 열을 외부로 효율적으로 방출시키게 된다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 어셈블리의 방열설계에 따른 LED로부터 발생된 열의 이동경로를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도시한 바와 같이, LED 어셈블리(129)는 LED 하우징(200)에 부착되어, 다수의 LED(129a)로부터 발생된 고온의 열을 외부로 보다 손쉽게 방출하게 된다.

여기서, LED 하우징(200)은 PCB(129b)가 부착되는 수직부(210)와 수직부(210)에 수직하게 형성되는 수평부(220)로 이루어지며, LED 하우징(200)의 수직부(210)의 도광판(123)을 향하는 일면을 내측이라 정의하면, LED 어셈블리(129)는 수직부(210)의 내측에 세워져 방열패드(240)를 통해 부착되며, 수직부(210)의 외측은 커버버툼(150)의 측면(153)과 접촉한다.

그리고, 수평부(220)는 수직부(210)의 내측으로 수직하게 절곡되어, LED 어셈블리(129)의 하부측을 가이드하게 된다.

이러한 LED 하우징(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 하우징(200)은 검은색을 띠게 되므로, 열흡수율이 증가하게 되고, 이에 따라 LED 하우징(200)은 높은 열전도특성을 갖게 된다.

특히, 본 발명의 LED 어셈블리(129)는 LED 하우징(200)에 서로 밀착되는 면적의 50%만을 방열패드(240)를 통해 접착된다.

즉, LED 어셈블리(129)는 PCB(129b)의 외측면이 LED 하우징(200)의 수직부(210)의 내측면과 대응되는 길이와 폭을 갖도록 형성되어, PCB(129b)의 외측면과 LED 하우징(200)의 수직부(210)의 내측면 사이로 접착성을 갖는 방열패드(240)를 개재함으로써, LED 어셈블리(129)를 LED 하우징(200)에 부착 및 고정하게 된다.

이때, 본 발명은 LED 어셈블리(129)의 PCB(129b)와 LED 하우징(200)의 수직부(210)가 서로 밀착되는 면적의 50%만이 방열패드(240)를 통해 접착되도록 하고, 나머지는 서로 직접 접촉되도록 하는 것이다.

따라서, 방열패드(240)가 PCB(129b)와 LED 하우징(200)의 수직부(210)의 길이방향과 동일한 길이를 갖도록 형성될 경우, 방열패드(240)의 폭(d2)은 PCB(129b)와 LED 하우징(200)의 수직부(210)의 폭(d1)의 1/2의 폭을 갖도록 형성하는 것이다.

이는 PCB(129b)로부터 LED 하우징(200)으로 고온의 열이 전달되는 과정에서, 고온의 열이 방열패드(240)를 통해 전달되는 경우에 비해, PCB(129b)로부터 LED 하우징(200)으로 직접 전달되도록 하는 것이 열전달 효과가 더욱 높기 때문이다.

즉, LED 어셈블리(129)를 LED 하우징(200)에 부착되도록 함으로써 LED 어셈블리(129)의 위치를 고정하는 방열패드(240)는 접착성을 갖는 TIM(thermal interface material)로 이루어져, 일반적인 양면테이프에 비해 열전도율이 높으나, 그래도 열전도율은 0.5 ~ 0.5W/mk 밖에 되지 않는다.

이에 반해, 알루미늄(Al)으로 이루어지는 LED 하우징(200)의 열전도율은 138 W/mk이며, 애노다이징 처리를 하는 경우 열전도율은 더욱 향상되므로, LED 어셈블리(129)의 LED(129a)로부터 발생된 고온의 열을 PCB(129b)를 통해 LED 하우징(200)으로 전달하는 과정에서, 방열패드(240)를 거쳐 LED 하우징(200)으로 전달하는 경우에 비해 PCB(129b)로부터 열전도율이 높은 LED 하우징(200)으로 직접 열이 전달되도록 하는 것이 열전달 효과가 더욱 높기 때문이다.

이때, LED 어셈블리(129)를 LED 하우징(200)의 수직부(210)에 부착하는 과정에서 서로 밀착되는 면적의 50%를 방열패드(240)를 통해 서로 접착되도록 함으로써, LED 하우징(200)과 LED 어셈블리(129)의 접착력에 신뢰성을 가질 수 있다.

즉, LED 하우징(200)과 LED 어셈블리(129)를 부착 및 고정하기 위한 방열패드(240)의 면적은 작을수록, LED 어셈블리(129)로부터의 고온의 열을 LED 하우징(200)으로 전달하는 열전달 효과를 향상시킬 수 있으나, LED 하우징(200)과 LED 어셈블리(129)의 접착력에 대한 신뢰성을 낮추기 때문에 별도의 고정구조를 더욱 추가해야 하는 문제점을 야기할 수 있다.

따라서, LED 하우징(200)과 LED 어셈블리(129)를 부착 및 고정하기 위한 방열패드(240)의 면적은 서로 밀착되는 면적의 50%를 갖도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 방열패드(240)의 두께가 ㎛단위로 매우 얇게 구성되더라도, 방열패드(240)의 두께에 의해, 서로 직접 접촉되어야 하는 PCB(129b)와 LED 하우징(200)의 수직부(210) 사이에 방열패드(240)의 두께만큼의 갭이 발생하는 것을 방지하기 위하여, 방열패드(240)가 부착되는 PCB(129b)의 외측면 또는 LED 하우징(200)의 수직부(210)의 내측면에 방열패드(240) 두께에 대응하는 단턱(129e)을 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 1 실시예에서는 PCB(129b)의 외측면에 단턱(129e)을 형성한 것을 일예로 도시하였다.

따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치는 LED(129a)로부터 고온의 열이 발생하면, 열은 PCB(129b)를 통해 LED 하우징(200)의 수직부(210)로 전달된다.

이때, PCB(129b)와 LED 하우징(200)의 수직부(210)는 서로 밀착되는 면적의 50%가 서로 직접 접촉되도록 함으로써 열전달 효과가 향상되어, 다수의 LED(129a)로부터 발생된 고온의 열을 LED 하우징(200)의 수직부(210)로 신속하고 효율적으로 전달시키게 된다.

LED 하우징(200)의 수직부(210)로 전달된 고온의 열은 LED 하우징(200)의 수평부(220)로 확산되는 동시에 커버버툼(150)의 전달된다.

커버버툼(150)으로 전달된 열은 커버버툼(150) 전체로 확산되고, 이렇게 커버버툼(150) 전체로 확산되는 고온의 열은 탑커버(140)로 전달되어, 외부공기와 접촉하는 면적이 늘어나게 됨으로써, 이를 통해 LED(129a)로부터 발생되는 고온의 열을 외부로 방출시키게 된다.

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.

또한, LED(129a)의 수명이 단축되는 문제점을 방지할 수 있다.

-제 2 실시예-

도 4a ~ 4c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 어셈블리의 방열설계에 따른 LED로부터 발생된 열의 이동경로를 개략적으로 도시한 단면도이다.

여기서, 본 발명의 제 2 실시예는 전술한 제 1 실시예의 구성에 대해 LED 하우징과 LED 어셈블리의 구조에 특징이 있다.

이에, 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.

이때, 본 발명의 LED 어셈블리(129)는 PCB(129b)와 LED 하우징(200)의 수직부(210)가 서로 밀착되는 면적의 20 ~ 50%만을 방열패드(240)를 통해 접착되도록 하고, 나머지는 서로 직접 접촉되도록 한다.

그리고, PCB(129b)의 외측면에는 방열패드(240)가 부착되는 단턱(129e)을 형성하여, 방열패드(240)의 두께에 의해 서로 직접 접촉되어야 하는 PCB(129b)와 LED 하우징(200)의 수직부(210) 사이에 방열패드(240)의 두께만큼의 갭이 발생하는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 여기서, 단턱(129e)은 LED 하우징(200)의 수직부(210)의 내측면에 형성하는 것도 가능하다.

특히, 본 발명의 LED 어셈블리(129)의 PCB(129b)는 LED 하우징(200)의 수직부(210)와 직접 접촉되는 영역의 두께(D2)가 방열패드(240)와 접촉되는 두께(D1)에 비해 더욱 두껍게 형성되는 것을 특징으로 한다.

즉, PCB(129b)는 외측면으로 일부가 돌출되어 돌출부(129c)를 이뤄, 돌출부(129c)를 통해 LED 하우징(200)의 수직부(210)와 PCB(129b)가 서로 직접 접촉하게 되며, 돌출부(129c)가 형성되지 않은 PCB(129b)의 외측면이 방열패드(240)를 통해 LED 하우징(200)의 수직부(210)와 접착하게 된다.

이를 위해, LED 하우징(200)의 수직부(210)의 내측면에는 PCB(129b)의 돌출부(129c)에 대응하는 제 1 홈(260a)이 형성되어 있으며, LED 어셈블리(129)는 LED 하우징(200)에 부착 및 고정되는 과정에서 PCB(129b)의 돌출부(129c)가 수직부(210)의 제 1 홈(260a)에 끼움 밀착되도록 한다.

이와 같이, PCB(129b)에 돌출부(129c)를 형성하고, LED 하우징(200)의 수직부(210)에 PCB(129b)의 돌출부(129c)에 대응하는 제 1 홈(260a)을 형성하여, PCB(129b)의 돌출부(129c)가 LED 하우징(200)의 수직부(210)의 제 1 홈(260a)에 끼움 되도록 함으로써, LED 어셈블리(129)를 LED 하우징(200)에 보다 단단하게 부착 및 고정시킬 수 있다.

그리고, LED 어셈블리(129)의 PCB(129b)와 LED 하우징(200)의 수직부(210)의 직접적으로 접촉하는 면적을 보다 넓힐 수 있어, LED(129a)로부터 발생된 고온의 열을 보다 신속하고 효율적을 외부로 방출할 수 있다.

이때, 본 발명의 제 2 실시예에서는 LED 어셈블리(129)와 LED 하우징(200)을 부착 및 고정시키기 위한 방열패드(240)의 면적을 제 1 실시예에서의 면적에 비해 줄일 수 있는데, 이는 LED 어셈블리(129)와 LED 하우징(200)이 PCB(129b)의 돌출부(129c)와 수직부(210)의 제 1 홈(260a)에 의해 고정력이 향상되기 때문이다.

즉, LED 하우징(200)과 LED 어셈블리(129)를 부착 및 고정하기 위한 방열패드(240)의 면적은 작을수록, LED 어셈블리(129)로부터의 고온의 열을 LED 하우징(200)으로 전달하는 열전달 효과를 향상시킬 수 있으나, LED 하우징(200)과 LED 어셈블리(129)의 접착력에 대한 신뢰성을 낮추게 되는 문제점을 야기하게 되는데, 본 발명의 제 2 실시예에서는 돌출부(129c)와 제 1 홈(260a)에 의해 LED 어셈블리(129)와 LED 하우징(200)의 고정력을 향상시키기 때문에, 방열패드(240)의 면적을 줄 일 수 있는 것이다.

여기서, PCB(129b)의 돌출부(129c)의 형상은 도 4a ~ 4c에 도시한 바와 같이 단면 형상이 사각형, 원형, 사다리꼴형 등 다양한 형태를 이룰 수 있으며, 돌출부(129c)의 두께는 PCB(129b)의 두께(D1)에 대응되도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 돌출부(129c)를 포함하는 PCB(129b)의 두께(D2)는 PCB(129b) 두께(D1)의 2배인 것이 바람직하다.

이때, 도면상에 도시하지는 않았지만 돌출부(129c)는 PCB(129b)의 길이방향을 따라 형성될 수도 있으며, 또한 다수개의 돌출부(129c)가 PCB(129b)의 길이방향을 따라 일정간격 이격하여 형성될 수도 있다.

따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치는 LED(129a)로부터 고온의 열이 발생하면, 열은 PCB(129b)를 통해 LED 하우징(200)의 수직부(210)로 전달된다.

이때, PCB(129b)와 LED 하우징(200)의 수직부(210)의 일부는 서로 직접 접촉됨에 따라 열전달 효과가 높아, 다수의 LED(129a)로부터 발생된 고온의 열을 LED 하우징(200)의 수직부(210)로 신속하고 효율적으로 전달시키게 된다.

특히, PCB(129b)의 외측면에 돌출부(129c)를 형성함으로써, PCB(129b)의 외측면의 표면적을 넓힘으로써, LED(129a)로부터 발생된 고온의 열을 외부로 보다 신속하고 효율적으로 방출하게 된다.

그리고 LED 하우징(200)의 수직부(210)로 전달된 고온의 열은 LED 하우징(200)의 수평부(220)로 확산되는 동시에 커버버툼(150)의 전달된다.

커버버툼(150)으로 전달된 열은 탑커버(140)와 커버버툼(150) 전체로 확산되고, 이렇게 탑커버(140)와 커버버툼(150) 전체로 확산되는 고온의 열은 외부공기와 접촉하는 면적이 늘어나게 됨으로써, 이를 통해 LED(129a)로부터 발생되는 고온의 열을 외부로 방출시키게 된다.

또한, LED(129a)의 수명이 단축되는 문제점을 방지할 수 있다.

-제 3 실시예-

도 5a ~ 5c는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 LED 어셈블리의 방열설계에 따른 LED로부터 발생된 열의 이동경로를 개략적으로 도시한 단면도이다.

여기서, 본 발명의 제 3 실시예는 전술한 제 1 및 제 2 실시예의 구성에 대해 LED 하우징과 LED 어셈블리의 구조에 특징이 있다.

이에, 중복된 설명을 피하기 위해 앞서의 앞서 전술한 제 1및 제 2 실시예의 설명과 동일한 역할을 하는 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하며, 제 3 실시예에서 전술하고자 하는 특징적인 내용만을 살펴보도록 하겠다.

여기서, LED 하우징(200)은 PCB(129b)가 부착되는 수직부(210)와 수직부(210)에 수직하게 형성되는 수평부(220)로 이루어지며, LED 하우징(200)의 수직부(210)의 도광판(123)을 향하는 일면을 내측이라 정의하면, LED 어셈블리(129)는 수직부(210)의 내측에 세워져 방열패드(240)를 통해 부착되며, 수직부(210)의 외측은 커버버툼(150)의 측면과 접촉한다.

이때, 본 발명의 LED 어셈블리(129)는 PCB(129b)와 LED 하우징(200)의 수직부(210)가 서로 밀착되는 면적의 20 ~ 50%만을 방열패드를 통해 접착되도록 하고, 나머지는 서로 직접 접촉되도록 한다.

특히, 본 발명의 LED 어셈블리(129)의 PCB(129b)는 LED 하우징(200)의 수직부(210)와 직접 접촉되는 영역에 다수의 방열핀(129d)이 구비되는 히트싱크(heat sink) 타입으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

다수의 방열핀(129d)에 의해 PCB(129b)의 외측면 일부는 요철형상을 이루게 된다. 방열핀(129d)은 일정간격 이격한 다수개가 일정 높이 PCB(129b)의 외측면으로부터 돌출되어 구성된다.

방열핀(129d)에 의해 다수의 LED(129a)로부터 발생된 고온의 열은 LED 하우징(200)으로 보다 신속하고 효율적으로 방출시키게 된다. 이로 인하여 본 발명의 액정표시장치는 LED(129a)의 사용에 의한 온도 상승을 최소화하게 된다.

즉, PCB(129b)는 외측면으로 다수의 방열핀(129d)이 형성되어, 방열핀(129d)을 통해 LED 하우징(200)의 수직부(210)와 PCB(129b)가 서로 직접 접촉하게 되며, 방열핀(129d)이 형성되지 않은 PCB(129b)의 외측면이 방열패드(240)를 통해 LED 하우징(200)의 수직부(210)와 접착하게 된다.

이를 위해, LED 하우징(200)의 수직부(210)의 내측면에는 PCB(129b)의 방열핀(129d)에 대응하는 제 2 홈(260b)이 형성되어 있으며, LED 어셈블리(129)는 LED 하우징(200)에 부착 및 고정되는 과정에서 PCB(129b)의 방열핀(129d)이 수직부(210)의 제 2 홈(260b)에 끼움 밀착되도록 한다.

이와 같이, PCB(129b)에 방열핀(129d)을 형성하고, LED 하우징(200)의 수직부(210)에 PCB(129b)의 방열핀(129d)에 대응하는 제 2 홈(260b)을 형성하여, PCB(129b)의 방열핀(129d)이 LED 하우징(200)의 수직부(210)의 제 2 홈(260b)에 끼움 되도록 함으로써, LED 어셈블리(129)를 LED 하우징(200)에 보다 단단하게 부착 및 고정시킬 수 있다.

여기서, PCB(129b)의 방열핀(129d)의 형상은 도 5a ~ 5c에 도시한 바와 같이 단면 형상이 사각형, 원형, 사다리꼴형 등 필요에 따라 자유롭게 형성할 수 있으나, 열이 전달되는 방향을 향하여 다수의 방열핀(129d)이 돌출되도록 형성함으로써, PCB(129b) 외측면의 표면적이 최대가 되도록 하는 것이 바람직하다.

이때, PCB(129b)로부터 돌출되는 방열핀(129d)의 높이는 PCB(129b)의 두께에 대응되도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 방열핀(129d)들이 많이 형성될수록 PCB(129b)로 전달된 열을 방열할 수 있는 표면적을 넓힐 수 있어 높은 방열효과를 가질 수 있다.

따라서, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정표시장치는 LED(129a)로부터 고온의 열이 발생하면, 열은 PCB(129b)를 통해 LED 하우징(200)의 수직부(210)로 전달된다.

이때, PCB(129b)와 LED 하우징(200)의 수직부(210)의 일부는 서로 직접 접촉됨에 따라 열전달 효과가 높아, 다수의 LED(129a)로부터 발생된 고온의 열을 LED 하우징(200)의 수직부(210)로 보다 신속하고 효율적으로 전달시키게 된다.

특히, PCB(129b)의 외측면에 다수의 방열핀(129d)을 형성함으로써, PCB(129b)의 외측면의 표면적을 넓힘으로써, LED(129a)로부터 발생된 고온의 열을 외부로 보다 신속하고 효율적으로 방출하게 된다.

또한, LED(129a)의 수명이 단축되는 문제점을 방지할 수 있다.

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 1 및 제 2 편광판
120 : 백라이트 유닛
121 : 광학시트, 123 : 도광판, 125 : 반사판,
129 : LED 어셈블리(129a : LED, 129b : PCB, 129e : 단턱)
130 : 서포트메인, 140 : 탑커버
150 : 커버버툼(151 : 수평면, 153 : 측면)
200 : LED 하우징(210 : 수직부, 220 : 수평부)
240 : 방열패드

Claims

반사판과;
상기 반사판 상에 안착되는 도광판과;
상기 도광판의 입광면을 따라 배열되는 다수의 LED와, 상기 다수의 LED가 실장되는 PCB를 포함하는 LED 어셈블리와;
상기 LED 어셈블리가 방열패드를 통해 접착되며, 상기 LED 어셈블리를 둘러싸도록 수직부와 상기 수직부에 수직한 수평부를 포함하는 LED 하우징과;
상기 도광판 상부로 안착되는 액정패널
을 포함하며, 상기 PCB의 제 1 영역은 상기 방열패드와 접촉되며, 상기 PCB의 나머지 제 2 영역은 상기 수직부와 직접 접촉하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 방열패드는 수직부의 내측면 또는 상기 PCB의 외측면에 상기 방열패드의 두께에 대응하여 형성된 단턱에 위치하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 방열패드의 면적은 상기 PCB와 상기 수직부가 서로 밀착되는 영역의 50%인 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 영역은 돌출부를 포함하며, 상기 수직부에는 상기 돌출부가 끼움되는 홈이 형성되는 액정표시장치.
제 4 항에 있어서,
상기 돌출부는 단면형상이 사각형, 원형, 사다리꼴형 중 선택된 하나로 이루어지는 액정표시장치.
제 4 항에 있어서,
상기 돌출부는 상기 PCB의 길이방향을 따라 형성되거나, 또는 상기 PCB의 길이방향을 따라 다수개가 일정간격 이격하여 형성되는 액정표시장치.
제 4 항에 있어서,
상기 돌출부는 상기 PCB의 두께에 대응하여 상기 PCB로부터 돌출되어 형성되는 액정표시장치.
제 4 항에 있어서,
상기 방열패드의 면적은 상기 PCB와 상기 수직부가 서로 밀착되는 영역의 20 ~50%인 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 영역은 방열핀을 포함하며, 상기 수직부에는 상기 방열핀이 끼움되는 홈이 형성되는 액정표시장치.
제 9 항에 있어서,
상기 방열핀은 단면형상이 사각형, 원형, 사다리꼴형 중 선택된 하나로 이루어지는 액정표시장치.
제 9 항에 있어서,
상기 방열핀은 상기 PCB의 두께에 대응하여 상기 PCB로부터 돌출되어 형성되는 액정표시장치.
제 9 항에 있어서,
상기 방열패드의 면적은 상기 PCB와 상기 수직부가 서로 밀착되는 영역의 20 ~50%인 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 도광판과 상기 액정패널 사이에 개재되는 광학시트를 포함하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 액정패널의 가장자리를 두르는 서포트메인을 포함하며, 상기 액정패널의 상면 가장자리를 두르는 탑커버와, 상기 반사판과 밀착되는 수평면과, 상기 수평면에 수직한 측면으로 이루어지는 커버버툼을 포함하는 액정표시장치.