KR20180036244A - 디스플레이용 냉각기 및 이를 적용한 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조를 단순화하고 열교환 효율을 높이며, 디스플레이 장치를 슬림화할 수 있는 냉각기 및 이를 적용한 디스플레이 장치에 관한 것으로, 내부를 통해 휘발성 액체인 냉매가 유동하는 히트파이프와, 열전달 단면적을 확장하는 핀 구조를 적용하여, 냉매의 증발을 통해 디스플레이 유닛 주변을 순환하는 폐쇄형 공기순환경로의 공기로부터 열을 신속히 흡수하고, 냉매의 응축을 통해 이를 폐쇄형 공기순환경로 외부의 공간(개방형 공기유동경로)에서 신속히 방열함으로써, 작은 부피를 차지하면서도 열교환이 매우 효과적으로 발생하도록 한 냉각기 구조를 디스플레이 장치에 적용한다. 특히 히트파이프가 발열하는 구간을 디스플레이 유닛의 측방에 배치하면, 그만큼 디스플레이 장치를 슬림하게 구성할 수 있다.

Description

디스플레이용 냉각기 및 이를 적용한 디스플레이 장치{A COOLING APPARATUS FOR DISPLAY AND A DISPLAY DEVICE USING THE SAME}

본 발명은 디스플레이 장치에 사용되는 냉각기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구조를 단순화하고 열교환 효율을 높이며, 디스플레이 장치를 슬림화할 수 있는 냉각기 및 이를 적용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.

디스플레이로 널리 사용되고 있는 LCD(liquid crystal display)나 OLED(organic light emitting diode)는 평판 형상으로 제작이 가능하며, 대면적화 되어가고 있는 추세이다. 디스플레이의 온도가 상승하면 오동작을 일으켜 화면이 표시되지 않는 등의 오류가 발생할 우려가 있기 때문에 디스플레이가 작동하는 동안에는 이에 대한 냉각도 함께 이루어지게 된다.

디스플레이의 온도를 상승시키는 원인은, 주변 환경의 온도, 주변 환경이 밝아 디스플레이를 더 밝게 하면서 생기는 발열 등 다양하다. 특히 디스플레이가 대면적화 되어감에 따라 디스플레이에 대한 효율적인 냉각이 더욱 절실히 요구된다.

이러한 점을 감안하여 종래에는 디스플레이 전면과 후면을 순환하는 공기 순환 경로를 만들고, 공기가 순환하면서 외부에 열을 배출하도록 하는 냉각 구조를 적용하였다. 순환하는 공기는 외부로 열을 배출하는 열교환기를 거치며 열을 외부로 배출하게 된다.

상술한 순환 공기는 디스플레이 전면을 지나기 때문에 냉각을 하는 과정에서 순환 공기가 외부의 공기와 섞이게 되면 디스플레이 전면에 이물질이 들어가버린다는 문제가 있다. 따라서 상술한 순환 공기는 외부의 공기와는 혼합되지 않도록 격리된 상태에서 순환하도록 설계된다. 순환 공기가 외부의 공기와 섞이지 않도록 하기 위해서는 열교환기에서 열전도(heat conduction)를 통해 외부로 열을 배출하게 되며, 열전도율을 높이기 위해서는 열이 전도되는 부분의 단면적이 커야 한다.

이러한 점을 감안하여 종래 디스플레이 장치에 설치되는 열교환기는 디스플레이의 후방 공간에 설치되는 것이 대부분이었다. 디스플레이의 면적에 대응하는 만큼 디스플레이의 후방 공간에는 큰 면적의 열교환기를 설치하는 것이 가능하므로, 열전도율을 높인다는 관점에서만 보면 디스플레이 후방에 열교환기를 설치하는 것은 나쁘지 않은 선택이다.

그러나 이러한 종래의 열교환기는, 디스플레이 후방에 존재하는 다양한 기판이나 관련 부품들의 위치를 회피하여 설치해야 하기 때문에 그 구조가 복잡해지고, 특히 곡면 디스플레이에 대응하여 설계하거나 생산하기는 매우 까다롭다.

특히 열교환기 자체가 어느 정도 두께를 차지하기 때문에, 열교환기를 디스플레이 후방에 배치하면 그만큼 디스플레이 장치의 두께가 두꺼워지기 때문에 슬림한 제품을 설계하기가 어렵다.

또한 이러한 종래의 열교환기는 디스플레이의 전면과 후면을 순환하는 공기가 외부의 공기와 격벽을 사이에 두고 접촉하면서 격벽을 통한 열 전도를 통해 열을 외부로 배출하였다. 이처럼 종래의 열교환기는 고온의 공기와 저온의 공기가 격벽을 사이에 두고 서로 전도를 통해 열교환을 해야 하는 구조이기 때문에, 격벽의 면적이 넓고 격벽의 두께는 얇아야 하며, 격벽은 열전도도가 높은 재질로 이루어져야 했다.

따라서 종래의 열교환기는 구조가 매우 복잡할 수밖에 없으며, 열교환 효율을 높이기 위해서는 그만큼 열교환기의 부피가 커질 수밖에 없었다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 냉매의 증발에 의한 흡열과 냉매의 응축에 의한 발열 효과를 누릴 수 있는 히트파이프를 이용한 열교환기를 적용하여 구조를 단순화하고 적은 공간을 차지하면서도 열교환 효율을 높인 냉각기 및 이를 적용하여 슬림하거나 컴팩트한 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 냉각 구조로 인해 디스플레이 장치의 두께가 더 두꺼워지지 않는 냉각 모듈과 냉각기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 발열이 더 많은 부위를 더욱 집중적으로 냉각할 수 있는 냉각 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 공기 유동을 발생시키는 팬의 유지보수가 간편한 디스플레이 장치용 냉각 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 내부를 통해 휘발성 액체인 냉매가 유동하는 히트파이프와, 열전달 단면적을 확장하는 핀 구조를 적용하여, 냉매의 증발을 통해 디스플레이 유닛 주변을 순환하는 폐쇄형 공기순환경로의 공기로부터 열을 신속히 흡수하고, 냉매의 응축을 통해 이를 폐쇄형 공기순환경로 외부의 공간(개방형 공기유동경로)에서 신속히 방열함으로써, 작은 부피를 차지하면서도 열교환이 매우 효과적으로 발생하도록 한 냉각기 구조를 디스플레이 장치에 적용한다.

특히 히트파이프가 발열하는 구간을 디스플레이 유닛의 측방에 배치하면, 그만큼 디스플레이 장치를 슬림하게 구성할 수 있다.

또한 히트파이프가 발열하는 구간을 폐쇄형 공기순환경로의 후방에 배치하더라도, 핀의 분할과 공기 유로의 적절한 변경을 통해 디스플레이 장치를 슬림하게 구성할 수 있다.

보다 구체적으로 본 발명은, 디스플레이 유닛의 전방과 후방 및 측방을 순환하는 폐쇄형 공기순환경로; 상기 폐쇄형 공기순환경로에 인접하여 유동하는 개방형 공기유동경로; 상기 폐쇄형 공기순환경로와 상기 개방형 공기유동경로를 가로질러 배치되는 히트파이프; 및 상기 폐쇄형 공기순환경로에 마련되어 경로를 순환하는 공기와 접촉하고, 상기 폐쇄형 공기순환경로에 위치하는 히트파이프 부분에 접하는 제1핀;을 포함하는 디스플레이 장치용 냉각기를 제공한다. 또한 상기 개방형 공기유동경로에 마련되는 제2핀;을 더 포함하고, 상기 개방형 공기유동경로에 위치하는 히트파이프 부분에 상기 제2핀이 접할 수 있다.

이에 따르면 디스플레이 유닛의 열을 흡수하여 그 주변을 순환하는 공기를 빠르게 냉각하며 그 열을 흡수하고, 흡수된 열을 히트파이프의 빠른 전도를 통해 개방형 공기유동경로에 신속히 전달하여 방열함으로써, 냉각 효율이 매우 높다. 즉 본 발명은 기체(폐쇄형 공기순환경로의 공기)와 기체(개방형 공기유동경로의 공기) 간 열교환 과정에서 히트파이프 내부 냉매의 액체와 기체의 이상(二相) 간의 상변화가 적용되어, 열교환이 매우 활발하게 이루어져 냉각 효과를 현저히 높일 수 있다.

상기 폐쇄형 공기순환경로 내의 공기 순환을 유도하는 순환팬은 상기 디스플레이 유닛의 측방이나 후방에 배치되어 디스플레이 면을 가리지 않으면서 공기 순환을 유도할 수 있다. 특히 순환팬의 토출부 쪽에 제1핀을 배치하면, 토출부에서 토출되는 난류(turbulence)의 공기가 제1핀과 더욱 활발히 열교환을 하게 된다.

상기 개방형 공기유동경로를 유동하는 공기는 상기 개방형 공기유동경로에 배치되는 히트파이프 부분과 이격된 위치에 마련된 유동팬에 의해 유동할 수 있다. 이에 따르면 유동팬은 열교환기 구조와 별도로 배치되어 있으므로, 팬의 유지보수가 편리하고 열교환기 구조도 더 간단하게 할 수 있다. 특히 유동팬의 토출부 쪽에 제2핀을 배치하면, 토출부에서 토출되는 난류(turbulence)의 공기가 제2핀과 더욱 활발히 열교환을 하게 된다.

상기 개방형 공기유동경로는 상기 디스플레이 유닛의 측방을 따라 유동하는 구간을 포함하도록 함으로써 디스플레이 장치의 전후 방향 깊이를 줄일 수 있어 더욱 슬림한 설계가 가능하다.

상기 디스플레이 유닛의 측방을 따라 유동하는 개방형 공기유동경로는 상기 폐쇄형 공기순환경로에 의해 둘러싸인 영역 내부에 배치될 수도 있고, 상기 폐쇄형 공기순환경로에 의해 둘러싸인 영역 외부에 배치될 수도 있다. 또한 상기 디스플레이 유닛의 측방을 따라 유동하는 개방형 공기유동경로는 상기 폐쇄형 공기순환경로와 교호로 배치되어 자체적인 열교환 영역을 구축하도록 하고 거기에 히트파이프를 이용한 열교환을 적용할 수도 있다. 즉 본 발명은 어떠한 설계도 적용 가능하여 설계자유도가 높다.

상기 디스플레이 유닛의 측방에는 덕트가 마련되고, 상기 개방형 공기유동경로는 상기 덕트에 의해 마련된 유로로 이동하도록 함으로써, 외부로 제2핀과 히트파이프 구조가 노출되지 않도록 하고 개방형 공기유동경로를 유동하는 공기가 상기 제2핀과 히트파이프에 집중적으로 유동하도록 할 수 있다.

상기 개방형 공기유동경로는 상기 디스플레이 유닛의 후방이면서 상기 폐쇄형 공기순환경로의 후방을 유동 하는 경로를 포함할 수 있다. 즉 본 발명의 냉각기 구조에서 제2핀과 히트파이프가 마련되는 위치가 반드시 디스플레이 유닛의 측방에 한정되는 것은 아니며, 그 외에도 다양한 위치에 마련될 수 있다. 디스플레이 유닛의 후방에 개방형 공기유동경로가 마련되더라도 디스플레이 장치의 두께 방향(전후 방향)으로 제1핀과 제2핀의 배치 부위가 겹쳐지지 않도록 배치하면 디스플레이 장치의 두께를 증가시키지 않거나 두께의 증가분을 최소화할 수 있다. 이처럼 히트파이프에서 제1핀이 고정된 위치와 제2핀 고정된 위치가 겹쳐지지 않도록 배치할 수 있는 것은 히트파이프를 사용할 경우 폐쇄형 공기순환경로의 일부분에 히트파이프를 배치할 수 있고, 또한 개방형 공기유동경로의 일부분에 히트파이프를 배치할 수 있기 때문이다. 이는 종래의 열교환기 구조와는 명백히 구별되는 점이다.

상기 제1핀은 상기 폐쇄형 공기순환경로의 공기 유동 방향에 대해 실질적으로 수직한 법선을 가지는 평면 형태로서, 상기 법선 방향으로 복수 개 이격 배치된 구조를 포함할 수 있다. 그리고 상기 제2핀은 상기 개방형 공기유동경로의 공기 유동 방향에 대해 실질적으로 수직한 법선을 가지는 평면 형태로서, 상기 법선 방향으로 복수 개 이격 배치된 구조를 포함할 수 있다. 이로써, 각 경로에서 공기의 유동이 원활하게 이루어지면서 핀과의 열교환을 더욱 원활하게 할 수 있다.

복수 개의 히트파이프에서 상기 폐쇄형 공기순환경로에 배치된 부분 또는 상기 개방형 공기유동경로에 배치된 부분 중 적어도 어느 한 부분은 복수 개의 제1핀 또는 복수 개의 제2핀과 함께 고정될 수 있다. 가령 폐쇄형 공기순환경로에 나란히 소정 간격으로 배치된 복수 개의 히트파이프 부분들이 모두 함께, 복수 개의 이격 적층된 제1핀들을 관통하며 서로 고정되면, 히트파이프들과 핀들이 매우 견고하게 고정되어 전체적인 열교환기의 구조적 강성을 높일 수 있다. 이는 개방형 공기순환경로에서도 마찬가지이다. 또한 양단 모두 이와 같이 고정되면 열교환기의 강성은 더욱 높아진다.

복수 개의 히트파이프에서 상기 폐쇄형 공기순환경로에 배치된 부분 또는 상기 개방형 공기유동경로에 배치된 부분 중 나머지 한 부분은 복수 개의 제1핀 또는 복수 개의 제2핀에 각각 개별적으로 고정될 수 있다.

또한 히트파이프와 핀이 개별적으로 고정된 부분에서 히트파이프의 길이 방향과 핀의 법선 방향은 실질적으로 수직을 이루어 히트파이프와 핀이 서로 그 길이방향을 따라 연속적으로 접할 수 있다.

즉 두 경로 중 어느 한 경로에는 복수 개의 히트파이프와 핀들간의 다단 결합을 통해 강성을 확보하고, 나머지 한 경로에는 히트파이프와 핀들 간의 접촉 면적을 확보하여 열교환 효율도 높이면서 열교환기를 견고하게 제작하는 것이 가능하다. 또한 복수개의 히트파이프와 복수개의 핀이 서로 고정된 구조의 열교환기는 부품을 모듈화하기 용이하고, 이는 제조 공정의 단순화로 이어질 수 있다.

또한 본 발명은, 디스플레이 면을 가지는 디스플레이 유닛; 상기 디스플레이 유닛을 내장하고 개방형 공기유동경로의 외부 연통구가 마련된 하우징; 상기 디스플레이 면과 이격된 전방에 배치되어, 폐쇄형 공기순환경로의 일부를 규정하는 전면판; 상기 디스플레이 면과 전면판 사이의 공간, 상기 디스플레이 유닛의 측방, 및 상기 디스플레이 유닛의 후방 공간을 순환하는 폐쇄형 공기순환경로; 상기 폐쇄형 공기순환경로와 인접하여 배치되며, 상기 하우징의 외부 연통구와 연통하는 개방형 공기유동경로; 및 상기 폐쇄형 공기순환경로에서 순환하는 공기와 접하며 흡열하여 냉매가 증발하고, 상기 개방형 공기유동경로에서 유동하는 공기에 발열하여 냉매가 응축하는 히트파이프를 포함하는 열교환기;를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다. 즉 본 발명의 디스플레이 장치는 히트파이프 내부 유체의 기체의 이상(二相) 간의 상변화가 적용되어, 열교환이 매우 활발하게 이루어진다.

상기 개방형 공기유동경로는 상기 디스플레이 유닛의 측방을 따라 마련된 덕트를 따라 유동하는 경로를 포함하도록 함으로써 개방형 공기유동경로의 유동 집중도를 확보하고 슬림한 장치를 구현할 수 있다.

상기 개방형 공기유동경로는 디스플레이 유닛의 후방이면서 상기 폐쇄형 공기순환경로의 후방을 유동하는 경로를 포함하도록 함으로써, 열교환기의 구조를 단순하게 설계할 수 있으면서도 슬림한 장치를 구현할 수 있다.

또한 상기 디스플레이 유닛을 제어하는 회로 기판은 상기 개방형 공기유동경로에 마련되어 끊임없이 공급되는 신선한 공기에 의해 냉각이 원활히 이루어지게 할 수 있으며, 폐쇄형 공기순환경로에서 순환하는 공기의 냉각 작용이 디스플레이 유닛에 집중되도록 할 수 있다.

상기 폐쇄형 공기순환경로에 위치하는 히트파이프 부분에는 상기 폐쇄형 공기순환경로에 마련된 제1핀이 접하도록 하여 냉매의 흡열과 증발을 촉진할 수 있다.

상기 개방형 공기유동경로에 위치하는 히트파이프 부분에는 상기 개방형 공기유동경로에 마련된 제2핀이 접하도록 하여 냉매의 발열과 응축을 촉진할 수 있다.

본 발명에 의하면, 디스플레이 장치의 냉각 구조를 컴팩트하면서도 단순화할 수 있고, 냉각 효율을 현저히 높일 수 있으며, 디스플레이 장치의 두께를 더욱 줄일 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 발열이 많은 부위를 더 집중적으로 냉각할 수 있어 그만큼 냉각기를 컴팩트하게 설계할 수 있다.

또한 본 발명은 유지 보수가 간편하다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명에 따른 제1실시예로서 냉각 구조가 적용된 디스플레이 장치를 투시한 형태의 사시도,
도 2는 도 1의 측면 단면도,
도 3은 도 1의 평면 단면도,
도 4는 제1실시예의 냉각 구조의 모식도,
도 5는 본 발명에 따른 제2실시예로서 냉각 구조가 적용된 디스플레이 장치를 투시한 형태의 사시도,
도 6은 도 5의 평면 단면도,
도 7은 도 6의 변형예의 평면 단면도,
도 8은 도 6의 또 다른 변형예의 평면 단면도,
도 9는 제2실시예의 냉각 구조의 모식도,
도 10은 본 발명에 따른 제3실시예로서 냉각 구조가 적용된 디스플레이 장치의 평면 단면도,
도 11은 도 10의 변형예의 평면 단면도, 그리고
도 12는 제3실시예의 냉각 구조의 모식도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

[제1실시예]

도 1은 본 발명에 따른 제1실시예로서 냉각 구조가 적용된 디스플레이 장치를 투시한 형태의 사시도, 도 2는 도 1의 측면 단면도, 도 3은 도 1의 평면 단면도, 그리고 도 4는 제1실시예의 냉각 구조의 모식도이다.

LCD나 OLED와 같은 디스플레이를 포함하는 디스플레이 유닛(30)은 모듈화되어 하우징(50)의 내부에 수용된다. 디스플레이 유닛(30)의 전면은 화면이 표시되는 디스플레이 면(31)이 되며, 이러한 디스플레이 면(31)은 하우징의 전면판(51)에 대해 소정 간격 이격되어 배치된다. 즉 투명한 재질로 구성되어 외부에서 디스플레이 면(31)을 볼 수 있도록 한 전면판(51)과, 디스플레이 유닛(30)의 화면(31) 사이에는 공간(gap)이 존재하는데, 이러한 공간은 통해 후술할 폐쇄형 공기순환경로의 일부를 이루며, 이러한 공간을 통해 공기가 순환할 수 있다.

디스플레이 유닛(30)의 후방에는 전원 회로, 화면 제어 회로 등의 관련 부품들이 실장된 회로기판(40)이 설치된다. 또한 회로기판(40)은 디스플레이유닛(30)과 별도로 설치될 수도 있다. 본 발명의 실시예에서는 회로기판(40)이 하우징(50)의 후면판(53)에 고정된 구조를 예시한다. 즉 디스플레이 유닛(30)의 후방에는 상기 기판과 관련 부품들이 설치된 후면판(53; 도 2 이하 참조)이 배치되고, 디스플레이 유닛(30)의 후면과 하우징의 후면판(53) 사이에도 소정의 공간이 주어진다. 이러한 공간 역시 후술할 폐쇄형 공기순환경로의 일부를 이루며, 이를 통해 공기가 순환할 수 있다. 물론 회로기판(40)의 설치 위치는 반드시 후면판(53)에 한정되는 것은 아니며, 가령 디스플레이 유닛(30)의 후면에 직접 또는 브래킷을 통해 설치 설치될 수도 있다.

하우징의 제1측면판(55)은 디스플레이 장치의 네 모서리 부분 중 짧은 변 부분에 마련되며, 상기 전면판과 후면판에 연결되어 디스플레이 장치의 도면 상 상측면과 하측면을 덮는다. 그리고 하우징의 제2측면판(57)은 디스플레이 장치의 네 모서리 부분 중 긴 변 부분에 마련되며, 상기 전면판과 후면판에 연결되어 디스플레이 장치의 도면상 좌측면과 우측면을 덮는다.

이처럼 디스플레이 장치(10)의 하우징(50)은, 내부 구성인 디스플레이 유닛(30)과 관련 부품을 내장하며 이를 외부의 공기와 격리시킨다.

하우징(50)에 의해 외부와 격리된 공간에는 폐쇄형 공기순환경로(CC; Closed Air Circulation Pathway)가 마련된다. 폐쇄형 공기순환경로는 하우징 내에서 디스플레이 유닛(30)의 전방에 마련된 공간, 디스플레이 유닛의 측방에 마련된 공간, 디스플레이 유닛의 후방에 마련된 공간을 순환하는 경로로서, 이러한 경로를 순환하는 공기는 외부의 공기와 섞이지 않도록 격리된다. 제1실시예에서 공기순환경로는, 디스플레이 유닛의 전방에 마련된 공간, 디스플레이 유닛의 짧은 측방, 즉 도면상 상측방과 하측방에 마련된 공간, 그리고 디스플레이 유닛의 후방에 마련된 공간을 순환한다. 즉 폐쇄형 공기순환경로는, 디스플레이 유닛의 긴 방향을 따라 디스플레이 유닛을 감싸며 폐루프 형태로 순환한다.

공기를 순환시키는 순환팬(83)은 도시된 바와 같이 디스플레이 유닛(30)의 측면 쪽 내지 후면 쪽에 설치되어 공기를 유동시킨다. 일 예로서 순환팬(83)은 디스플레이 유닛(30)의 후면 일측 단부에 마련되어 디스플레이 유닛(30)의 짧은 일측 측방의 공기를 흡인하고 이를 디스플레이 유닛(30)의 짧은 타측 측방으로 토출시킨다.

순환팬은 이 외에도 다양한 위치에 배치될 수 있다. 가령 순환팬(83)은 디스플레이 유닛의 측면 쪽에 설치되어 디스플레이 유닛(30) 후방 공간의 공기를 흡인하여 이를 디스플레이 유닛(30) 전방 공간을 향해 토출시킬 수도 있고, 그 반대 방향의 유동을 강제하는 것도 가능하다.

이 외에도 순환팬은 후술할 열교환기의 제1핀 전방이나 후방 등 다양한 위치에, 폐쇄형 공기순환경로를 따라 공기를 순환시키는 순환팬이 설치될 수 있다.

본 발명의 제1실시예에서는 디스플레이 유닛의 전방 공간, 디스플레이 유닛의 짧은 일측 측방 공간, 디스플레이 유닛의 후방 공간, 및 디스플레이 유닛의 짧은 타측 측방 공간을 순환하는 구조를 예시하고 있으나, 후술할 제2실시예나 제3실시예에서와 같이 디스플레이 유닛의 전방 공간, 디스플레이 유닛의 긴 일측 측방 공간, 디스플레이 유닛의 후방 공간, 및 디스플레이 유닛의 긴 타측 측방 공간을 순환하는 구조를 적용할 수 있음은 물론이다.

아울러 디스플레이 유닛의 전방 공간, 디스플레이 유닛의 긴 일측 측방 공간과 짧은 일측 측방 공간, 디스플레이 유닛의 후방 공간, 및 디스플레이 유닛의 긴 타측 측방 공간과 짧은 측방 공간을 모두 순환하는 구조 역시 적용 가능하다. 특히 긴 변과 짧은 변을 모두 순환하도록 하는 구조는, 종래의 격벽을 사이에 둔 공기 대 공기 열교환기 설치 구조에서는 적용하기 어렵거나 부적합한 것이다. 하지만 본 발명과 같이 후술할 히트파이프와 핀 구조를 디스플레이 유닛의 측방에 열교환기를 배치한 구조에서는, 디스플레이의 측면 쪽에서 열교환이 이루어지기 때문에, 긴 변과 짧은 변을 모두 순환하도록 하는 구조를 적용하기에 문제가 없다.

그리고, 디스플레이 유닛(30)의 후방으로서 상기 하우징(50)의 후면판(53)의 후면에는 개방형 공기유동경로가 되는 덕트(70)가 설치된다. 덕트의 개방형 공기유동경로는 덕트의 길이방향을 따라 마련된다. 덕트를 유동하는 공기는 덕트에 설치된 유동팬(74)에 의해 가압 유동한다. 유동팬(74)은 후술할 열교환기인 히트파이프(90) 내지 거기 접하고 있는 제2핀(72)과는 이격되되, 히트파이프(90)나 제2핀(72) 근방에 위치하여 해당 부위에 공기가 집중적으로 토출되도록 함으로써, 열교환 효율을 더 높일 수 있다.

본 발명에 따른 제1실시예의 냉각기 구조의 열교환기는, 폐쇄형 공기순환경로(CC)에 배치된 제1핀(81), 개방형 공기유동경로(OF)에 배치된 제2핀(72), 그리고 상기 제1핀(81)과 제2핀(72)을 연결하며, 내부에 냉매가 수용된 히트파이프(90)를 포함한다.

히트 파이프는 히트파이프 내부 유체의 증발을 통해 일측의 열을 타측으로 빠르게 전달하는 장치이다. 이는 내부를 배기(排氣)하여 감압한 파이프로서 작은 구멍이 많이 뚫려 있는 내부 공간에 휘발성 액체(즉 냉매)를 가득 넣은 것이다. 이 파이프의 한쪽 끝에 열을 가하면 휘발성 액체가 증발하여 열에너지를 가지면서 다른 끝으로 이동한다. 증발된 기체는 파이프의 다른 끝에서 방열하며 액화되고, 액체는 모세관 현상에 의해 다시 본래의 위치로 돌아오는 구조로 되어 있다. 이는 열전도율이 높은 구리나 알루미늄보다도 50배 정도 열전달 속도가 빠르다. 본체의 재료는 구리, 스테인리스강, 세라믹, 텅스텐 등이 사용되고, 안벽은 다공질의 파이버 등이 사용된다. 내부의 휘발성 물질로는 메탄올, 아세톤, 물, 수은 등이 사용된다.

본 발명에 따르면 폐쇄형 공기순환경로에 마련된 제1핀에서 순환하는 공기의 열을 흡수하며 히트파이프 내의 냉매가 증발하고, 증발된 냉매가 개방형 공기유동경로에 마련된 제2핀 쪽에서 유동하는 공기에 열을 방출하며 응축된 후, 응축된 냉매가 다시 폐쇄형 공기순환경로에 마련된 제1핀 쪽으로 이동하는 것이 반복되며 폐쇄형 공기순환경로의 열을 개방형 공기유동경로로 방출하며 열교환한다.

즉 히트파이프에서 냉매가 증발하는 구간은 상기 폐쇄형 공기순환경로에 위치한다. 폐쇄형 공기순환경로를 순환하는 공기와 히트파이프 간의 열전달 효율을 높이기 위해, 폐쇄형 공기순환경로에 위치하는 히트파이프 부분에는 제1핀(81)이 접할 수 있다. 즉 증발구간의 히트파이프 부분의 적어도 일부 구간은 상기 제1핀을 관통하며 제1핀에 접한다. 제1핀은 평판 형태로서 복수 개가 서로 이격되어 적층된 구조일 수 있다.

증발된 기체상의 냉매는 폐쇄형 공기순환경로와 개방형 공기유동경로를 구분하는 구획부를 관통하여 폐쇄형 공기순환경로로부터 개방형 공기유동경로에 이르는 히트파이프 구간을 타고 모세관 현상 등에 의해 이동한다.

히트파이프에세 냉매가 액화 즉, 응축하는 구간은 상기 개방형 공기유동경로에 위치한다. 개방형 공기유동경로를 유동하는 공기와 히트파이프 간의 열전달 효율을 높이기 위해, 개방형 공기유동경로에 위치하는 히트파이프 부분에는 제2핀(72)이 접할 수 있다. 즉 응축구간의 히트파이프 부분의 적어도 일부 구간은 상기 제2핀을 관통하며 제2핀에 접한다. 제2핀은 평판 형태로서 복수 개가 서로 이격되어 적층된 구조일 수 있다.

도 2와 도 3을 참조하면 적층된 상기 제1핀(81)은 상기 폐쇄형 공기순환경로의 공기 유동 방향에 대해 수직한 법선을 가지는 평면의 형태이다. 따라서 이들은 폐쇄형 공기순환경로의 공기 유동의 방해를 최소화하면서 이를 순환하는 공기와의 접촉 면적을 최대한 확보하여 높은 열교환 효율을 가지게 된다.

폐쇄형 공기순환경로는, 전면판(51), 상기 전면판의 후방에 이격 배치된 후면판(53), 상기 전면판과 후면판의 상하측 단변을 서로 연결하는 제1측면판(55), 상기 전면판과 후면판의 좌우측 장변을 서로 연결하는 제2측면판(57)에 의해 규정되는 공간에 마련된다. 구체적으로 폐쇄형 공기순환경로는 폐쇄형 공기순환경로 상에 마련된 순환팬(83)에 의해 유동하며, 전면판(51)과 디스플레이 면(31) 사이의 공간, 디스플레이 유닛(30)의 측면과 상기 측면판(55) 사이의 공간, 상기 디스플레이 유닛(30)의 후면부와 하우징의 후면판(53) 사이의 공간을 순환한다. 상기 공간 내에서 순환하는 공기는 디스플레이 유닛이나 그 전장품에서 발생하는 열을 흡수하며 상기 경로를 순환하게 된다.

상기 폐쇄형 공기순환경로 중 상기 디스플레이 유닛의 후면부와 상기 하우징의 후면판(53) 사이의 공간에는 가늘고 긴 직사각형 형태의 제1핀(81)이 배치된다. 제1핀(81)은 좌우방향으로 연장되는 축을 법선으로 가지는 평판 형태로서, 좌우 방향을 따라 복수 개가 상호 이격되며 적층된 구조를 가진다. 제1핀의 개수와 간격은 공기 순환을 지나치게 방해하지 않으면서 순환 공기와 제1핀 간의 열교환이 원활하게 이루어질 수 있는 범위 내에서 변경 가능하다.

상기 제1핀(81)에는 좌우 방향으로 히트파이프(90)가 관통 고정된다. 즉 제1핀을 관통하는 히트파이프는 관통부위를 통해 서로 접촉하고 있다. 따라서 제1핀의 열은 히트파이프에 매우 신속하게 전달된다. 제1핀을 관통하며 좌우 방향으로 연장된 부분은 히트파이프에서 냉매가 원활하게 증발하는 구간이 된다. 제1실시예에서 히트파이프의 제1핀 관통 위치는 제1핀의 길이방향 중심을 따라 소정의 간격으로 나란히 일렬로 배치된다. 이러한 관통 위치나 배열 역시 열교환에 효율성과 공간 확보 문제, 히트파이프 내의 냉매의 원활한 유동 등을 고려하여 적절히 선정할 수 있다.

개방형 공기유동경로는 상기 디스플레이 유닛(30)의 후방이면서 상기 폐쇄형 공기순환경로(CC)의 후방에 마련되고, 상하방향으로 공기가 유동한다. 즉 개방형 공기유동경로를 이루는 덕트(70)는 상기 하우징(50)의 후면판(53) 후방에 배치된다. 상기 히트파이프는 상기 하우징의 후면판(53)과 덕트의 벽 부분을 관통하여 폐쇄형 공기순환경로와 개방형 공기유동경로를 가로질러 배치되며, 히트파이프의 관통 부분은 밀봉되어 있어 폐쇄형 공기순환경로의 공기가 개방형 공기유동경로의 공기와 섞이거나 서로 누설되지 않도록 한다.

상기 덕트 내의 개방형 공기유동경로에는 가늘고 긴 직사각형 형태의 제2핀(72)이 배치된다. 제2핀(72)은 좌우방향의 축을 법선으로 가지는 평판 형태로서, 좌우 방향을 따라 복수 개가 상호 이격되며 적층된 구조를 가진다. 도 2내지 도 4에는 이를 간락하게 도시하였으나, 이는 이해의 편의를 돕기 위한 것으로, 제2핀의 개수와 간격은 공기 순환을 지나치게 방해하지 않으면서 유동 공기와 제2핀 간의 열교환이 원활하게 이루어질 수 있는 범위 내에서 변경 가능하다.

복수 개의 히트파이프(90)는 두 경로(CC, OF)를 가로지르며 상호 나란히 병렬로 배열되고, 폐쇄형 공기순환 경로 내에서 이격 적층된 상기 복수 개의 제1핀을 관통하며 일체적으로 고정되고, 개방형 공기유동경로 내에서 이격 적층된 복수 개의 제2핀을 관통하며 일체적으로 고정된다. 따라서 복수 개의 히트파이프(90)는 제1핀, 제2핀과 함께 하나의 부품처럼 모듈화될 수 있다.

한편 상기 회로기판(40)은 상기 개방형 공기유동경로 내에 배치되도록 상기 하우징(50)의 후면판(53) 후면에 설치될 수 있다. 즉 폐쇄형 공기순환경로를 순환하는 공기는 디스플레이 유닛(30)에서 발생하는 열을 냉각하는 데에 집중적으로 사용될 수 있으며, 회로기판(40)은 계속 새롭고 신선한 공기가 공급되는 개방형 공기유동경로 내에서 냉각될 수 있다. 개방형 공기유동경로 내에는 지속적으로 새로운 공기가 공급되므로, 회로기판(40)이 이러한 경로 내에 있다 하더라도 제2핀(72)을 통한 히트파이프 열의 방출에는 아무런 지장이 없다.

디스플레이 유닛(30)에 대한 상기 제1실시예의 폐쇄형 공기순환경로와 개방형 공기유동경로의 배치 구조에 따르면, 디스플레이 장치(10)의 전체적인 면적을 줄일 수 있다.

또한 디스플레이 장치의 두께 역시 크게 증가하지 않을 수 있다. 즉 상기 제2핀(72)을 개방형 공기유동경로에서 회로기판(40)이 차지하는 부분 외의 부분에 배치되도록 하는 등의 방식을 통해 디스플레이 장치의 두께가 증가하는 것을 최소화하는 설계 역시 가능하다.

[제2실시예]

도 5는 본 발명에 따른 제2실시예로서 냉각 구조가 적용된 디스플레이 장치를 투시한 형태의 사시도, 도 6은 도 5의 평면 단면도, 도 7은 도 6의 변형예의 평면 단면도, 도 8은 도 6의 또 다른 변형예의 평면 단면도, 그리고 도 9는 제2실시예의 냉각 구조의 모식도이다.

이하에서는 제1실시예와 차이가 나는 부분에 대해서만 주로 설명하며, 차이가 없는 부분에 대해서는 중복되는 설명을 생략한다. 즉 제2실시예를 예시하며 설명하지 아니한 부분은 이 외의 다른 실시예의 내용을 참조하여도 무방하다.

제2실시예에서 공기순환경로는, 디스플레이 유닛의 전방에 마련된 공간, 디스플레이 유닛의 긴 측방, 즉 도면상 좌측방과 우측방에 마련된 공간, 그리고 디스플레이 유닛의 후방에 마련된 공간을 순환한다. 즉 폐쇄형 공기순환경로는, 디스플레이 유닛의 짧은 방향을 따라 디스플레이 유닛을 감싸며 폐루프 형태로 순환한다.

공기를 순환시키는 순환팬(83)은 디스플레이 유닛(30)의 후면 일측 단부에 마련되어 디스플레이 유닛(30)의 긴 일측 측방의 공기를 흡인하고 이를 디스플레이 유닛(30)의 긴 타측 측방으로 토출시킨다. 이 외에도 순환팬(83)은 디스플레이 유닛의 측면 쪽에 설치되어 디스플레이 유닛(30) 후방 공간의 공기를 흡인하여 이를 디스플레이 유닛(30) 전방 공간을 향해 토출시킬 수도 있고, 그 반대 방향의 유동을 강제하는 것도 가능하다.

본 발명의 제2실시예에서는 디스플레이 유닛의 전방 공간, 디스플레이 유닛의 긴 일측 측방 공간, 디스플레이 유닛의 후방 공간, 및 디스플레이 유닛의 긴 타측 측방 공간을 순환하는 구조를 예시하고 있으나, 제1실시예와 같이 디스플레이 유닛의 전방 공간, 디스플레이 유닛의 짧은 일측 측방 공간, 디스플레이 유닛의 후방 공간, 및 디스플레이 유닛의 짧은 타측 측방 공간을 순환하는 구조를 적용할 수 있음은 물론이다.

개방형 공기유동경로는 상기 디스플레이 장치의 좌우 양측면 중 적어도 어느 일측면의 제2측면판(57)을 따라 마련된다. 제2실시예에서는 좌우 양측면에 모두 개방형 공기유동경로가 마련된 형태가 예시된다.

상기 개방형 공기유동경로는 디스플레이 장치의 측면의 길이방향을 따라 나란히 마련된 덕트(70)에 의해 규정된다. 그리고 덕트(70)를 유동하는 공기는 덕트의 단부 부근에 마련된 유동팬(미도시)에 의해 가압되어 유동한다.

도 6을 참조하면, 상기 덕트(70)는 디스플레이 유닛(30)의 측면에 접하여 마련된다. 따라서 디스플레이 유닛의 측면은 디스플레이 장치 외부에서 공급되어 덕트를 유동하는 공기에 의해 직접적으로 냉각될 수 있다. 또한 상기 덕트(70)는 폐쇄형 공기순환경로에 둘러싸인 형태로 그 내측에 배치되어 개방형 공기유동경로와 폐쇄형 공기순환경로가 마주하는 면적을 더 확보할 수 있다.

다른 변형예로서 도 7을 참조하면, 상기 덕트(70)는 디스플레이 유닛(30)의 측면 부근이면서 상기 폐쇄형 공기순환경로의 외측, 즉 하우징의 제2측면판(57) 외측에 마련될 수 있다. 이러한 구조는 폐쇄현 공기순환경로가 디스플레이 유닛을 온전히 감싸게 되어 구조가 간단하며, 디스플레이 유닛의 냉각을 전체적으로 원활하게 할 수 있다.

또 다른 변형예로서 도 8을 참조하면, 상기 덕트(70)는 2 이상의 분할된 구조를 가지고, 상기 분할된 덕트 부분들 사이의 영역들을 통해 폐쇄형 공기순환경로의 공기가 유동하도록 하는 구조를 가질 수 있다. 이러한 구조에 따르면 덕트의 형상으로 인해 폐쇄형 공기순환경로와 개방형 공기유동경로의 접촉 면적을 더욱 확보할 수 있다.

본 발명에 따른 제2실시예의 냉각기 구조의 열교환기는, 폐쇄형 공기순환경로(CC)에 배치된 제1핀(81), 개방형 공기유동경로(OF)에 배치된 제2핀(72), 그리고 상기 제1핀(81)과 제2핀(72)을 연결하며, 내부에 냉매가 수용된 히트파이프(90)를 포함한다. 상기 제1핀은 디스플레이 유닛(30)의 측방에 위치하는 폐쇄형 공기유동경로에 위치한다. 또한 제2핀은 덕트(70)에 위치한다. 그리고 히트파이프는 제1핀과 제2핀을 서로 연결하며 페쇄형 공기순환경로와 개방형 공기유동경로를 관통하여 배치된다.

제1핀과 제2핀들은 평판 형태로서 복수 개가 서로 이격되어 적층된 구조이며, 상기 디스플레이 유닛의 측방에 배치되고, 히트파이프 역시 측방에 배치된다. 또한 유동팬이나 순환팬도 디스플레이 유닛의 측방에 배치한다면, 디스플레이 유닛(30)을 감싸는 하우징(50)의 두께를 굉장히 얇게 구성할 수 있고, 이는 디스플레이 장치의 슬림한 설계를 가능하게 한다.

도 6과 도 7 을 참조하면 적층된 상기 제1핀(81)과 제2핀(72)은 각각 상기 폐쇄형 공기순환경로와 개방형 공기유동경로의 공기 유동 방향에 대해 수직한 법선을 가지는 평면의 형태이다. 따라서 이들은 공기 유동의 방해를 최소화하면서 공기와의 접촉 면적을 최대한 확보하여 높은 열교환 효율을 가지게 된다.

폐쇄형 공기순환경로는 폐쇄형 공기순환경로 상에 마련된 순환팬(83)에 의해 유동하며, 전면판(51)과 디스플레이 면(31) 사이의 공간, 디스플레이 유닛(30)의 측면과 상기 측면판(57) 사이의 공간, 상기 디스플레이 유닛(30)의 후면부와 하우징의 후면판(53) 사이의 공간을 순환한다. 상기 공간 내에서 순환하는 공기는 디스플레이 유닛이나 그 전장품에서 발생하는 열을 흡수하며 상기 경로를 순환하게 된다.

상기 폐쇄형 공기순환경로 중 상기 디스플레이 유닛의 측면부와 상기 하우징의 측면판(57) 사이의 공간에는 가늘고 긴 직사각형 형태의 제1핀(81)이 배치된다. 제1핀(81)은 좌우방향으로 연장되는 축을 법선으로 가지는 평판 형태로서, 좌우 방향을 따라 복수 개가 상호 이격되며 적층된 구조를 가진다. 제1핀의 개수와 간격은 공기 순환을 지나치게 방해하지 않으면서 순환 공기와 제1핀 간의 열교환이 원활하게 이루어질 수 있는 범위 내에서 변경 가능하다.

상기 제1핀(81)에는 좌우 방향으로 히트파이프(90)가 관통 고정된다. 즉 제1핀을 관통하는 히트파이프는 관통부위를 통해 서로 접촉하고 있다. 따라서 제1핀의 열은 히트파이프에 매우 신속하게 전달된다. 제1핀을 관통하며 좌우 방향으로 연장된 부분은 히트파이프에서 냉매가 원활하게 증발하는 구간이 된다. 제1실시예에서 히트파이프의 제1핀 관통 위치는 제1핀의 길이방향 중심을 따라 소정의 간격으로 나란히 일렬로 배치된다. 이러한 관통 위치나 배열 역시 열교환에 효율성과 공간 확보 문제, 히트파이프 내의 냉매의 원활한 유동 등을 고려하여 적절히 선정할 수 있다.

개방형 공기유동경로는 상기 디스플레이 유닛(30)의 측방에 마련되고, 상하방향으로 공기가 유동한다. 상기 히트파이프는 상기 덕트의 벽 부분을 관통하여 폐쇄형 공기순환경로와 개방형 공기유동경로를 가로질러 배치되며, 히트파이프의 관통 부분은 밀봉되어 있어 폐쇄형 공기순환경로의 공기가 개방형 공기유동경로의 공기와 섞이거나 서로 누설되지 않도록 한다. 제2실시예에서 히트파이프는 짧은 직선 형태로 구성될 수 있다.

상기 덕트 내의 개방형 공기유동경로에는 가늘고 긴 직사각형 형태의 제2핀(72)이 배치된다. 제2핀(72)은 좌우방향의 축을 법선으로 가지는 평판 형태로서, 좌우 방향을 따라 복수 개가 상호 이격되며 적층된 구조를 가진다.

복수 개의 히트파이프(90)는 두 경로(CC, OF)를 가로지르며 상호 나란히 병렬로 배열되고, 폐쇄형 공기순환 경로 내에서 이격 적층된 상기 복수 개의 제1핀을 관통하며 일체적으로 고정되고, 개방형 공기유동경로 내에서 이격 적층된 복수 개의 제2핀을 관통하며 일체적으로 고정된다. 따라서 복수 개의 히트파이프(90)는 제1핀, 제2핀과 함께 하나의 부품처럼 모듈화될 수 있다.

한편 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 회로기판(40)은 상기 폐쇄형 공기순환경로 외부에 배치되도록 상기 하우징(50)의 후면판(53) 후면에 설치될 수 있다. 즉 폐쇄형 공기순환경로를 순환하는 공기는 디스플레이 유닛(30)에서 발생하는 열을 냉각하는 데에 집중적으로 사용될 수 있다. 필요에 따라서는 도 8에 도시된 바와 같이 폐쇄형 공기순환경로 내부, 즉 디스플레이 유닛(30) 후면과 하우징의 후면판(53) 사이에 회로기판을 배치하여 디스플레이 장치(10)의 슬림화를 도모할 수도 있다.

디스플레이 유닛(30)에 대한 상기 제2실시예의 폐쇄형 공기순환경로와 개방형 공기유동경로의 배치 구조에 따르면, 디스플레이 장치(10)를 슬림화하기에 매우 유리하며, 히트파이프의 길이를 최소화할 수 있어 열교환기의 제작 비용을 절감할 수 있다.

[제3실시예]

도 10은 본 발명에 따른 제3실시예로서 냉각 구조가 적용된 디스플레이 장치의 평면 단면도, 도 11은 도 10의 변형예의 평면 단면도, 그리고 도 12는 제3실시예의 냉각 구조의 모식도이다.

제3실시예의 폐쇄형 공기순환경로와 개방형 공기순환경로는 제2실시예에 도시한 것과 동일하게 구성할 수 있으므로, 이에 대해서는 도 5 및 이와 관련된 제2실시예의 설명을 참조하여 이해할 수 있을 것이다.

도 10과 도 11을 참조하면, 개방형 공기유동경로는 상기 디스플레이 장치의 좌우 양측면의 제2측면판(57)을 따라 마련된다. 상기 개방형 공기유동경로는 디스플레이 장치의 측면의 길이방향을 따라 나란히 마련된 덕트(70)에 의해 규정된다. 그리고 덕트(70)를 유동하는 공기는 덕트의 단부 부근에 마련된 유동팬(미도시)에 의해 가압되어 유동한다.

도 10을 참조하면, 상기 덕트(70)는 디스플레이 유닛(30)의 측면에 접하여 마련된다. 다른 변형예로서 도 11을 참조하면, 상기 덕트(70)는 디스플레이 유닛(30)의 측면 부근이면서 상기 폐쇄형 공기순환경로의 외측, 즉 하우징의 제2측면판(57) 외측에 마련될 수 있다.

본 발명에 따른 제3실시예의 냉각기 구조의 열교환기는, 폐쇄형 공기순환경로(CC)에 배치된 제1핀(81), 개방형 공기유동경로(OF)에 배치된 제2핀(72), 그리고 상기 제1핀(81)과 제2핀(72)을 연결하며, 내부에 냉매가 수용된 히트파이프(90)를 포함한다. 상기 제1핀은 디스플레이 유닛(30)의 후방에 위치하는 폐쇄형 공기유동경로에 위치한다. 또한 제2핀은 덕트(70)에 위치한다. 그리고 히트파이프는 휘어진 형태로서, 제1핀과 제2핀을 서로 연결하며 페쇄형 공기순환경로와 개방형 공기유동경로를 관통하여 배치된다.

제2실시예와 대비하여 제3실시예에서는, 제1핀(81)이 디스플레이 유닛(30)의 후방에 배치되며, 히트파이프(90)의 길이방향을 따라 핀이 나란히 접하며 연결된 구조가 예시된다. 복수 개의 히트파이프(90)는 개방형 공기유동경로에 있는 복수 개의 이격 적층형 제2핀(72)에 함께 고정되어 일체적으로 모듈화되어 하나의 부품으로서 취급하기에 문제가 없다. 이러한 점을 감안하여, 폐쇄형 공기순환경로에 있는 제1핀(81)들은 히트파이프(90)의 길이방향과 나란히 접하도록 함으로써 히트파이프와의 접촉 면적을 더욱 확장할 수 있도록 하였다. 또한 이는 도 5에 도시된 폐쇄형 공기순환경로의 공기 유동방향과도 나란한 방향이 되어 공기 순환에 지장을 주지 않는다.

한편, 열교환기의 히트 파이프(90)와 핀(81)은 폐쇄형 공기순환 경로의 공간에 전체적으로 배치될 수도 있고, 디스플레이 장치의 다른 구성이 차지하는 부피를 고려하여 부분적으로 마련할 수도 있다. 또한 발열이 심하게 일어나는 내부 구성품에 가깝게 배치하여, 해당 공간의 열을 더 집중적으로 흡수하도록 구성할 수도 있다.

이하 본 발명에 따른 열교환기를 적용한 디스플레이 장치의 냉각 작동에 대해 설명한다.

디스플레이 장치를 작동하면 디스플레이 유닛과 그 후방에 설치된 PCB의 칩 등에서 발열이 일어난다. 순환팬(83)과 유동팬(74)은 각각 폐쇄형 공기순환경로의 공기 순환과 개방형 공기유동경로의 공기 유동을 일으킨다.

폐쇄형 공기순환경로를 순환하는 공기는 상기 디스플레이 유닛과 부속품들에서 발생하는 열을 흡수하며 순환하고, 디스플레이 유닛 후방에 위치하는 제1핀과 접촉하여 그 열을 제1핀에 전달한다. 그러면 제1핀(81)의 열은 히트파이프(90)에 전달되고, 히트파이프에 전달된 열로 인해 히트파이프 내부의 냉매는 증발하여 개방형 공기유동경로 쪽으로 이동한다. 즉 폐쇄형 공기순환경로에 흡수된 열은 히트파이프 자체의 전도와 히트파이프 내부의 기화된 냉매를 통해 개방형 공기유동경로에 있는 제2핀까지 신속하게 전달된다.

개방형 공기유동경로를 유동하는 공기의 온도는 해당 경로에 위치하는 히트파이프 구간과 제2핀(72)의 온도보다 낮기 때문에, 히트파이프 내의 기체상 냉매는 제2핀을 통해 개방형 공기유동경로의 공기에 열을 전달하고, 자신은 응축되어 응축열을 발열함으로써, 더욱 많은 열을 개방형 공기유동경로의 공기에 전달한다.

한편 응축된 냉매는 모세관 현상 등에 의해 다시 빠르게 폐쇄형 공기순환경로 쪽으로 이동한다.

따라서 본 발명의 열교환기 구조를 적용한 디스플레이 장치는, 매우 효율적인 냉각이 가능하다. 그리고 적은 부피를 차지하면서도 효율적인 열교환이 가능하므로, 그만큼 디스플레이 장치를 컴팩트하고 슬림하게 설계할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

CC: 폐쇄형 공기순환경로
OF: 개방형 공기유동경로
10: 디스플레이 장치
30: 디스플레이 유닛
31: 디스플레이 면
40: 회로기판
50: 하우징
51: 전면판
53: 후면판
55: 제1측면판(상하측 단변)
57: 제2측면판(좌우측 장변)
70: 덕트
72: 제2핀(OF)
74: 유동팬(OF)
81: 제1핀(CC)
83: 순환팬(CC)
90: 히트파이프

Claims (20)

1. 디스플레이 유닛의 전방과 후방 및 측방을 순환하는 폐쇄형 공기순환경로;
   상기 폐쇄형 공기순환경로에 인접하여 유동하는 개방형 공기유동경로;
   상기 폐쇄형 공기순환경로와 상기 개방형 공기유동경로를 가로질러 배치되는 히트파이프; 및
   상기 폐쇄형 공기순환경로에 마련되어 경로를 순환하는 공기와 접촉하고, 상기 폐쇄형 공기순환경로에 위치하는 히트파이프 부분에 접하는 제1핀;을 포함하는 디스플레이 장치용 냉각기.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 폐쇄형 공기순환경로 내에서 상기 디스플레이 유닛의 측방이나 후방에는 공기의 순환을 유도하는 순환팬이 마련된 디스플레이 장치용 냉각기.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 개방형 공기유동경로를 유동하는 공기는 상기 개방형 공기유동경로에 배치되는 히트파이프 부분과 이격된 위치에 마련된 유동팬에 의해 유동하는 디스플레이 장치용 냉각기.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 개방형 공기유동경로는 상기 디스플레이 유닛의 측방을 따라 유동하는 경로를 포함하는 디스플레이 장치용 냉각기.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 디스플레이 유닛의 측방을 따라 유동하는 개방형 공기유동경로는 상기 폐쇄형 공기순환경로에 의해 둘러싸인 영역 내부에 배치되는 디스플레이 장치용 냉각기.
   
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 디스플레이 유닛의 측방을 따라 유동하는 개방형 공기유동경로는 상기 폐쇄형 공기순환경로에 의해 둘러싸인 영역 외부에 배치되는 디스플레이 장치용 냉각기.
   
7. 청구항 4에 있어서,
   상기 디스플레이 유닛의 측방을 따라 유동하는 개방형 공기유동경로는 상기 폐쇄형 공기순환경로와 교호로 배치되어 자체적인 열교환 영역을 구축하는 디스플레이 장치용 냉각기.
   
8. 청구항 4에 있어서,
   상기 디스플레이 유닛의 측방에는 덕트가 마련되고, 상기 개방형 공기유동경로는 상기 덕트에 의해 마련된 유로로 이동하는 것을 포함하는 디스플레이 장치용 냉각기.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 개방형 공기유동경로는 상기 디스플레이 유닛의 후방이면서 상기 폐쇄형 공기순환경로의 후방을 유동하는 경로를 포함하는 디스플레이 장치용 냉각기.
   
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1핀은 상기 폐쇄형 공기순환경로의 공기 유동 방향에 대해 실질적으로 수직한 법선을 가지는 평면 형태로서, 상기 법선 방향으로 복수 개 이격 배치된 구조를 포함하는 디스플레이 장치용 냉각기.
    
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 개방형 공기유동경로에 마련되는 제2핀;을 더 포함하고,
    상기 개방형 공기유동경로에 위치하는 히트파이프 부분에 상기 제2핀이 접하는 디스플레이 장치용 냉각기.
    
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제2핀은 상기 개방형 공기유동경로의 공기 유동 방향에 대해 실질적으로 수직한 법선을 가지는 평면 형태로서, 상기 법선 방향으로 복수 개 이격 배치된 구조를 포함하는 디스플레이 장치용 냉각기.
    
13. 청구항 11에 있어서,
    복수 개의 히트파이프에서 상기 폐쇄형 공기순환경로에 배치된 부분 또는 상기 개방형 공기유동경로에 배치된 부분 중 적어도 어느 한 부분은 복수 개의 제1핀 또는 복수 개의 제2핀과 함께 고정되는 디스플레이 장치용 냉각기.
    
14. 청구항 13에 있어서,
    복수 개의 히트파이프에서 상기 폐쇄형 공기순환경로에 배치된 부분 또는 상기 개방형 공기유동경로에 배치된 부분 중 나머지 한 부분은 복수 개의 제1핀 또는 복수 개의 제2핀에 각각 개별적으로 고정되는 디스플레이 장치용 냉각기.
    
15. 청구항 14에 있어서,
    히트파이프와 핀이 개별적으로 고정된 부분에서 히트파이프의 길이 방향과 핀의 법선 방향은 실질적으로 수직을 이루어 히트파이프와 핀이 서로 그 길이방향을 따라 연속적으로 접하는 디스플레이 장치용 냉각기.
    
16. 디스플레이 면을 가지는 디스플레이 유닛;
    상기 디스플레이 유닛을 내장하고 개방형 공기유동경로의 외부 연통구가 마련된 하우징;
    상기 디스플레이 면과 이격된 전방에 배치되어, 폐쇄형 공기순환경로의 일부를 규정하는 전면판;
    상기 디스플레이 면과 전면판 사이의 공간, 상기 디스플레이 유닛의 측방, 및 상기 디스플레이 유닛의 후방 공간을 순환하는 폐쇄형 공기순환경로;
    상기 폐쇄형 공기순환경로와 인접하여 배치되며, 상기 하우징의 외부 연통구와 연통하는 개방형 공기유동경로; 및
    상기 폐쇄형 공기순환경로에서 순환하는 공기와 접하며 흡열하여 냉매가 증발하고, 상기 개방형 공기유동경로에서 유동하는 공기에 발열하여 냉매가 응축하는 히트파이프를 포함하는 열교환기;를 포함하는 디스플레이 장치.
    
17. 청구항 16에 있어서,
    상기 개방형 공기유동경로는 상기 디스플레이 유닛의 측방을 따라 마련된 덕트를 따라 유동하는 경로를 포함하는 디스플레이 장치.
    
18. 청구항 16에 있어서,
    상기 개방형 공기유동경로는 디스플레이 유닛의 후방이면서 상기 폐쇄형 공기순환경로의 후방을 유동하는 경로를 포함하는 디스플레이 장치.
    
19. 청구항 18에 있어서,
    상기 디스플레이 유닛을 제어하는 회로 기판은 상기 개방형 공기유동경로에 마련된 디스플레이 장치.
    
20. 청구항 16에 있어서,
    상기 히트파이프 부분에는 핀이 접하는 디스플레이 장치.
    

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