KR20190104977A

KR20190104977A - 디스플레이 냉각장치

Info

Publication number: KR20190104977A
Application number: KR1020190109359A
Authority: KR
Inventors: 정민우; 김봉준; 김세현; 김재영; 이요한
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2019-09-04
Filing date: 2019-09-04
Publication date: 2019-09-11
Also published as: KR102186603B1

Abstract

본 발명은, 전면(35)에 투과면이 마련된 함체(30); 상기 함체(30) 내부에 수용되며, 함체의 전면(35) 및 후면(36)과 이격 배치되는 디스플레이 모듈(10); 상기 함체(30)의 전면(35)과 디스플레이 모듈(10) 전면(11) 사이의 공간, 상기 함체(30)의 측면과 디스플레이 모듈의 측면 사이의 공간, 및 상기 함체(30)의 후면(36)과 디스플레이 모듈(10)의 후면(12) 사이의 공간을 순환하는 폐순환경로(50); 상기 함체(30)의 외부에 마련된 개방유동경로(70); 및 상기 함체(30)의 측면 또는 후면에 마련되며, 상기 폐순환경로(50)의 공기를 냉각하고, 상기 개방유동경로(70)로 방열하는 열전소자 열교환기(20);를 포함하고, 상기 열전소자 열교환기(20)는: 상기 상기 디스플레이 모듈(10)을 바라보는 방향으로 배치되는 제1면(213)과, 상기 제1면(213)에 대향하는 제2면(224)을 구비하는 열전소자(21); 상기 제1면(213)에 접하며 상기 폐순환경로(50)를 향해 노출되는 제1싱크(23); 상기 제2면(224)에 접하며 상기 개방유동경로(70)를 향해 노출되는 제2싱크(24); 및 상기 제2싱크에 상기 개방유동경로(70)가 형성되도록 외부 공기를 유동시키는 제2팬(25);을 포함하며, 상기 열전소자(21)는 제1면(213)의 열을 제2면(224) 쪽으로 이동시키는 디스플레이 냉각장치를 제공한다.

Description

디스플레이 냉각장치{A Cooler for Display Device}

본 발명은 디스플레이 냉각장치에 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 있다. 따라서 디스플레이가 작동하는 동안에는 이에 대한 냉각도 함께 이루어지게 된다.

디스플레이의 온도를 상승시키는 원인은, 주변 환경의 온도, 직사광선, 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 통해 외부로 열을 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.

이러한 점을 감안하여 열교환기를 디스플레이의 측부에 배치하는 사항을 고려할 수 있다. 그러나 디스플레이의 측부는 디스플레이의 후방과 대비하여 확보할 수 있는 체적이 작아 열교환기에서 공기 대 공기 사이의 열전도 면적을 확보하는 데에 한계가 있다.

앞서 설명한 종래기술은 함체 내부를 순환하는 공기와, 함체 외부의 공기가, 두 공기를 격리하는 면을 사이에 두고 직접 열전도를 통해 열전달하는 방식이기 때문에, 두 공기가 서로 마주하는 표면적의 확보가 매우 중요하다. 따라서 이러한 방식의 종래의 열교환기는 표면적을 증대시키기 위해, 그만큼 큰 체적을 차지할 수밖에 없었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 작은 열교환기를 사용하더라도 디스플레이 주변을 순환하는 함체 내부의 순환 공기의 열기가 디스플레이의 외부로 원활히 배출될 수 있도록 하는 디스플레이 냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 전면(35)에 투과면이 마련된 함체(30); 상기 함체(30) 내부에 수용되며, 함체의 전면(35) 및 후면(36)과 이격 배치되는 디스플레이 모듈(10); 상기 함체(30)의 전면(35)과 디스플레이 모듈(10) 전면(11) 사이의 공간, 상기 함체(30)의 측면과 디스플레이 모듈의 측면 사이의 공간, 및 상기 함체(30)의 후면(36)과 디스플레이 모듈(10)의 후면(12) 사이의 공간을 순환하는 폐순환경로(50); 상기 함체(30)의 외부에 마련된 개방유동경로(70); 및 상기 함체(30)의 측면 또는 후면에 마련되며, 상기 폐순환경로(50)의 공기를 냉각하고, 상기 개방유동경로(70)로 방열하는 열전소자 열교환기(20);를 포함하고, 상기 열전소자 열교환기(20)는: 상기 상기 디스플레이 모듈(10)을 바라보는 방향으로 배치되는 제1면(213)과, 상기 제1면(213)에 대향하는 제2면(224)을 구비하는 열전소자(21); 상기 제1면(213)에 접하며 상기 폐순환경로(50)를 향해 노출되는 제1싱크(23); 상기 제2면(224)에 접하며 상기 개방유동경로(70)를 향해 노출되는 제2싱크(24); 및 상기 제2싱크에 상기 개방유동경로(70)가 형성되도록 외부 공기를 유동시키는 제2팬(25);을 포함하며, 상기 열전소자(21)는 제1면(213)의 열을 제2면(224) 쪽으로 이동시키는 디스플레이 냉각장치를 제공한다.

상기 개방유동경로(70)는 상기 폐순환경로(50)보다 디스플레이 모듈(10)로부터 더 외측에 배치될 수 있다.

상기 열전소자 열교환기(20)는 상기 함체(30)의 후면에 배치되고, 상기 함체(30)의 후면에는 상기 디스플레이 모듈(10)을 제어하는 기판(37)이 설치되며, 상기 기판(37)은 상기 함체(30)의 후면에서 상기 열전소자 열교환기(20)가 설치된 위치와 중첩되지 않는 위치에 마련될 수 있다.

상기 폐순환경로(50)를 순환하는 공기를 가압하는 제1팬(51)이 상기 열전소자 열교환기(20)에 일체로 고정될 수 있다.

상기 제2팬(25)은 상기 제2싱크(24)에 접하여 고정될 수 있다.

상기 제2팬(25)은, 상기 제2싱크(24)를 사이에 두고 상기 제2면(224)과 마주하는 위치에 설치되어 상기 제2싱크(24) 쪽으로 공기를 가압 유동시킬 수 있다.

이에 대한 다른 실시예로서, 상기 제2팬(25)은, 상기 제2싱크(24)의 측면에 설치되어 상기 제2면(224)과 평행하게 상기 제2싱크(24) 쪽으로 공기를 가압 유동시킬 수 있다.

상기 제1팬(51)은 상기 제1면(213)과 평행하게 상기 제1싱크(23) 쪽으로 공기를 가압 유동시킬 수 있다.

상기 제1싱크(23)는 상기 제1싱크를 지나는 폐순환경로(50)의 공기 유동 방향과 나란한 방향으로 연장되는 복수 개의 핀(fin)을 구비할 수 있다.

상기 제2싱크(24)는 상기 제2싱크를 지나는 개방유동경로(70)의 공기 유동 방향과 나란한 방향으로 연장되는 복수 개의 핀을 구비할 수 있다.

상기 제1싱크에 마련된 핀과 상기 제2싱크에 마련된 핀은 서로 나란할 수 있다.

상기 제2싱크(24)는 상기 제2싱크를 지나는 개방유동경로(70)의 공기 유동 방향과 나란한 방향으로 연장되는 복수 개의 핀을 구비하고, 상기 제2싱크(24)에는, 상기 제2싱크의 핀의 선단부를 덮는 가이드(75)가 마련되어, 상기 제2싱크(24)와 가이드(75)가 복수 개의 공기 유동 채널을 구성할 수 있다.

본 발명의 디스플레이 냉각장치에 따르면, 열전소자의 펠티어 효과를 이용하여 디스플레이 모듈에서 발생하는 열을 함체 외부로 강제적으로 배출할 수 있기 때문에, 방열 효과가 매우 높다.

또한 본 발명에 따르면 방열 효과를 높이면서도 냉각장치를 보다 컴팩트하게 설계할 수 있다.

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

도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 냉각장치가 설치된 디스플레이의 측면 단면도이다.
도 2는 도 1의 다른 실시예이다.
도 3은 디스플레이 냉각장치의 사시도이다.
도 4는 디스플레이 냉각장치의 열전소자 열교환기의 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 열전소자 열교환기의 사시도이다.
도 6은 도 4의 열전소자 열교환기의 변형 예이다.
도 7은 도 6의 열전소자 열교환기의 사시도이다.

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.

도면 상 ⊙ 표시는 공기가 도면의 종이를 뚫고 들어가거나 나오는 방향을 표시한 것이다.

[디스플레이 모듈]

본 발명에 따른 디스플레이에 적용된 디스플레이 모듈(10)은, 화면이 마련되는 전면(11), 상기 전면(11)에 대향하는 후면(12), 그리고 상기 전면(11)과 후면(12) 사이에서 상기 전면과 후면을 연결하는 측면을 포함하는 슬림한 직육면체 형상을 가진다.

상기 디스플레이 모듈(10)의 측면은 두 장변과 두 단변을 포함한다. 이하 편의상 두 장변을 제1측면과 제2측면, 그리고 두 단변을 제3측면과 제4측면으로 지칭한다.

[함체]

함체(30)는 디스플레이 모듈(10)을 내장하며, 디스플레이 모듈(10)보다 더 체적인 큰 중공의 직육면체 형상일 수 있다. 함체(30)는, 함체의 내부에서 디스플레이 모듈(10)의 주변을 순환하는 공기를 함체의 외부와 격리시킨다. 따라서 함체의 내부의 공기는 함체의 외부의 공기와 섞이지 않고, 이에 따라 외부의 이물질이 함체 내부로 유입되는 것이 방지된다.

함체(30)의 전면(35)은, 함체의 외부에서 함체 내부에 수용된 디스플레이 모듈의 화면(11)을 볼 수 있는 투과면인 글라스를 포함한다. 상기 함체(30)의 전면(35)과 디스플레이 모듈(10)의 전면(11)은 약간 이격되어 있다. 함체(30)의 후면(36)은 디스플레이 모듈(10)의 후면(12)과 이격 배치되고, 이 공간에 디스플레이 모듈(10)의 제어 및 전원 공급을 위한 PCB 등이 배치된다.

함체(30)의 측면은 제1측면, 상기 제1측면과 마주하는 제2측면, 상기 제1측면과 제2측면 사이에 위치하며 서로 마주하는 제3측면과 제4측면을 포함한다. 제1측면과 제2측면은 장변일 수 있고, 제3측면과 제4측면은 단변일 수 있다.

상기 함체(30)의 장변인 제1측면 및 제2측면은 상기 디스플레이 모듈의 장변인 제1측면 및 제2측면과 대응하여 배치되며, 이격 배치될 수 있다. 그리고 함체의 단변인 제3측면과 제4측면은 상기 디스플레이 모듈의 단변인 제3측면 및 제4측면과 대응하여 배치되며, 이격 배치될 수 있다. 본 발명에 따르면, 함체와 디스플레이 사이의 이격 공간으로 공기가 순환하므로, 함체의 장변과 디스플레이 모듈의 장변이 이격 배치되거나, 함체의 단변과 디스플레이의 단변이 이격 배치될 수 있으며, 함체의 장변 및 단변이 디스플레이 모듈의 장변 및 단변과 모두 이격 배치될 수 있다.

[열교환기]

상기 함체(30) 내부에는 발열체인 디스플레이 모듈(10)이 내장되어 있으므로, 함체 내부의 공간에 적절한 냉각이 이루어지지 않으면 디스플레이 모듈(10)이 고온의 환경 하에 놓이게 된다.

이에 본 발명에서는 함체(30)에 하나 이상의 열교환기를 설치하는 냉각 구조를 제공한다. 상기 열교환기는 함체(30)의 후면(36)에 설치되거나, 함체(30)의 측면에 설치될 수 있다. 본 발명에서는 함체(30) 후면에 열교환기가 설치된 구조가 예시된다.

함체의 측면에 열교환기를 설치할 경우, 디스플레이를 보다 슬림하게 제작하는 것이 가능하다. 또한 함체의 후면에 열교환기를 설치할 경우, 디스플레이의 베젤을 더욱 얇게 제작하는 것이 가능하다.

디스플레이 모듈(10)은 함체(30)의 내부에 설치된다. 디스플레이 모듈(10)의 전면(11), 후면(12), 및 측면은 각각 함체(30)의 전면(35), 후면(36), 및 측면과 이격 설치되어 있다. 그리고 도시된 바와 같이, 함체 내에 설치된 제1팬(51)에 의해, 공기가 함체 내를 순환한다. 후술하겠지만 상기 제1팬(51)은 열교환기(20)와 일체로 설치될 수 있다. 순환 공기는, 도시된 폐순환경로(50)를 따라 이동하며, 디스플레이 모듈(10)의 전면(11)과 후면(12)과 측면으로부터, 디스플레이 모듈(10)에서 발생하는 열을 전달받는다.

함체(30)의 후면에는, 상기 폐순환경로(50)를 따라 유동하는 공기의 열을 냉각시키는 열전소자 열교환기(20)가 설치된다. 열전소자 열교환기(20)는 함체 내부의 공간에 노출되는 제1싱크(23)와, 함체 외부의 공간에 노출되는 제2싱크(24)를 포함한다. 상기 제1싱크와 제2싱크 사이에는 열전소자(21)가 배치된다. 열전소자는 서로 대향하는 제1면(213)과 제2면(224)을 포함한다. 열전소자(21)의 제1면(213)은 상기 제1싱크(23)와 접하고, 열전소자(21)의 제2면(224)은 상기 제2싱크(24)와 접한다.

열전소자(21)는 펠티어 효과를 이용한 소자이다. 펠티어 효과란 서로 다른 두 개의 소자 양단에 직류 전압을 가했을 때 전류의 방향에 따라 한쪽 면에서는 흡열을 하고 반대 면에서는 발열을 일으키는 현상을 말한다. 본 발명에 따르면 열전소자(21)는 함체(30)의 후면(36)에 설치되며, 열전소자(21)의 전방을 이루는 면, 즉 제1면(213)에서 흡열이 일어나고, 열전소자(21)의 후방을 이루는 면, 즉 제2면(224)에서 발열이 일어나도록 구성할 수 있다.

열전소자(21)에 직류 전원을 공급하면 펠티어 효과를 일으키게 되고, 이에 따라 열전소자의 제1면(213)의 열을 제2면(224) 쪽으로 이동시키게 된다. 따라서 열전소자의 제1면(213)은 차가운 면이 되고, 제2면(224)은 열이 나는 부분이 된다. 이는 함체(30) 내부의 열을 함체 외부로 방출시키는 것이라 할 수 있다.

제1면(213)의 차가움이 함체(30) 내부를 순환하는 공기를 냉각하는 효율, 즉 열교환 효율을 높이기 위해, 상기 제1싱크(23)는 열전도율이 높은 재질로 제작될 수 있다. 또한 순환 공기와 접하는 제1싱크(23)의 표면적을 넓히기 위해, 복수 개의 핀(fin)을 공기의 순환 방향과 나란히 배열되도록 설치할 수 있다. 아울러 표면을 거칠게 처리하여 표면적을 더 높일 수도 있다.

제1싱크(23)의 측면에는 상기 폐순환경로(50)의 공기 순환을 일으키는 제1팬(51)이 설치될 수 있다. 제1싱크(23)의 핀은 상기 제1팬에서 토출되는 공기의 유동방향과 나란한 방향으로 정렬된 형태로 연장될 수 있다. 상기 제1팬(51) 역시 상기 제1싱크와 함께 함체(30) 내부에 배치된다. 상기 제1팬(51)에 의해 함체(30) 내부를 유동하는 공기는 디스플레이 모듈(10)에서 발생한 열을 흡수하여 온도가 상승하고, 상기 제1싱크(23)에 접하며 다시 냉각된다.

상기 제1면(213)에서 제2면(224)으로 펠티어 효과에 의해 이동한 열은 함체 외부로 방출되어야 한다. 제1면(213)에서 제2면(224)으로 열이 이동하는 펠티어 효과를 발생시키기 위해 공급된 전기에너지의 일부도 열 에너지로 소산하므로, 제1면(213)이 냉각되는 양보다 제2면(224)이 가열되는 양이 더 많게 된다. 따라서 제2면(224)의 열을 원활히 배출시키기 위해서는, 상기 제1싱크(23)보다 방열 면적이 더 크도록 제2싱크(24)를 설계하는 것이 바람직하다. 가령 제2싱크(24)는 제1싱크보다 더 크게 제작될 수 있다.

상기 제2싱크(24)에서 방열이 원활하게 이루어지도록 하기 위해서는 함체 외부의 공기의 개방유동경로(70)가 상기 제2싱크(24) 주변을 원활하게 유동하도록 하는 것이 바람직하다. 상기 제2싱크(24)가 상기 개방유동경로(70)를 유동하는 공기에 대해 열을 방출하는 효율을 높이기 위해, 상기 제2싱크(24)는 열전도율이 높은 재질로 제작될 수 있다. 또한 순환 공기와 접하는 표면적을 높이기 위해, 상기 제2싱크에는 복수 개의 핀(fin)을 공기의 순환 방향과 나란히 배열되도록 설치할 수 있다. 아울러 제2싱크의 표면을 거칠게 처리하여 표면적을 더 높일 수도 있다.

상기 제2싱크(24)에는 상기 개방유동경로(70)의 공기 유동을 일으키는 제2팬(25)이 설치될 수 있다. 일 예로서, 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제2팬(25)은 제2싱크(24)의 상부에 설치될 수 있다. 즉 제2팬은 제2싱크를 사이에 두고 제2면과 마주하도록 설치된다. 제2팬(25)은 상기 제2싱크(24)의 상부에서 상기 제2면을 향해 외부 공기를 불어 넣게 되고, 이는 제2싱크(24)의 핀 사이의 공간을 흐르며 도 5에 도시된 바와 같이 양측으로 분기되어 제2싱크(24)로부터 빠져나갈 수 있다.

다른 일 예로서, 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제2팬(25)은 제2싱크(24)의 측면에 설치될 수 있다. 제2싱크(24)의 핀은 상기 제2팬(25)에서 토출되는 공기의 유동방향과 나란한 방향으로 정렬된 형태로 연장될 수 있다. 상기 제2팬(25)은 상기 제2싱크(24)와 함께 함체(30) 외부에 배치된다.

한편 상기 제2싱크(24)에 마련된 핀의 선단부에는, 제2싱크를 덮는 가이드(75)가 마련되어, 상기 제2싱크(24)와 가이드(75)가 복수 개의 공기 유동 채널을 구성하도록 할 수 있다.

제2싱크(24)의 측면에 제2팬(25)이 설치되도록 하면, 그만큼 열전소자 열교환기(20)의 전후 방향으로의 두께를 더 슬림하게 할 수 있다.

도 4 내지 도 7을 참조하면, 제1싱크(23)와 제2싱크(24)는 장변과 단변을 가지는 직사각형의 형태이며, 장변 방향으로 핀이 연장되어 있다. 이러한 형태는, 싱크(23, 24)에 팬(25, 51)을 직접 설치한 구조에서, 팬에 의해 유동하는 바람이 싱크와 원활하게 열교환하도록 하는 구조이다. 그 결과, 열전소자 열교환기(20)를 더 컴팩트하게 제작하는 것이 가능하다.

[열교환기 설치 구조]

제1싱크(23)와 제2싱크(24) 사이에 적층되는 열전소자(21)는 상기 함체(30)에 고정될 수 있다. 함체(30)에는 상기 열전소자 열교환기(20)를 수용할 수 있는 수용 홀(미도시)이 마련된다. 그리고 상기 열전소자 열교환기가 상기 수용 홀에 끼워지며 고정된다. 상기 열전소자 열교환기(20)는 상기 제1싱크(23)가 함체 내부로 수용되는 방향으로 상기 함체의 수용 홀에 삽입 고정된다. 상기 함체의 수용 홀에 상기 열전소자 열교환기가 삽입되면 상기 함체 내부와 외부가 공간적으로 격리된다.

상기 열전소자 열교환기(20)는 상기 함체(30)의 후면(36)에 설치될 수 있다. 함체의 후면에서, 상기 열전소자 열교환기(20)는 디스플레이의 후방에 배치되는 기판(37)의 설치 위치를 벗어나는 위치에 설치될 수 있다. 상기 기판(37)은 상기 디스플레이 모듈(10)의 동작과 전원 공급을 제어한다.

상기 기판(37)은 함체(30)의 외부에 설치되거나(도 1 참조), 함체의 내부에 설치될 수 있다(도 2 참조). 열전소자 열교환기(20)는 함체 내부로 노출되는 제1싱크와 함체 외부로 노출되는 제2싱크를 모두 구비하고, 이들이 함체의 전후 방향으로 함께 위치해야 한다. 따라서 기판이 함체의 외부에 설치되든 내부에 설치되든 관계 없이, 상기 기판(37)과 열전소자 열교환기의 설치 위치는, 전후 방향에서 바라보았을 때 서로 중첩되지 않도록 해야 그만큼 디스플레이를 보다 슬림하게 제작할 수 있다.

상기 제2싱크(24) 주위로 덕트(미도시)를 더 설치하여 개방유동경로의 공기가 제2싱크 주변을 집중적으로 유동하도록 할 수도 있다. 이러한 구조에서는 개방유동경로의 공기 유동을 발생시키는 제2팬을 덕트의 입구 또는/및 출구에 설치할 수도 있다. 제2팬은 덕트의 입구에 설치되어 외부 공기를 덕트 내부로 강제로 불어 넣는 방식으로 설치되거나, 덕트의 출구에 설치되어 덕트 내부의 공기를 덕트 외부로 강제 배기하는 방식으로 설치될 수 있다.

[열교환기의 작동]

이하 본 발명에 따른 디스플레이 냉각 장치의 작동에 대해 설명한다. 디스플레이가 작동하면 디스플레이 모듈(10)의 백라이트 유닛이나 전원 회로 등에서 열이 발생한다. 함체(30) 내부에 배치된 제1팬(51)이 작동하면, 함체(30) 내에서 디스플레이 모듈(10) 전면, 후면 및 측면을 순환하는 폐순환경로(50)로 공기가 순환하며 상기 디스플레이 모듈(10)의 열을 흡수하게 된다.

상기 열전소자 열교환기(20)에는 저온부인 제1면에서 고온부인 제2면으로 열이 이동하도록 하는 방향으로 직류 전원을 공급한다. 그러면 제1면과 접하며 함체(30) 내부에 배치된 제1싱크(23)는 차가워지게 된다. 또한 제1팬(51)은 상기 제1싱크(23)의 측면에 인접하여 설치되어 있으므로, 상기 폐순환경로를 순환하며 디스플레이 모듈(10)에 의해 데워진 공기는 상기 제1싱크(23) 주변을 지나며 냉각된다.

상기 열전소자 열교환기(20)의 제2면에 접하여 함체 외부로 노출되도록 설치된 제2싱크(24)는, 상기 제2싱크(24)에 인접하여 설치된 제2팬(25)에 의해 발생하는 상기 함체 외부의 개방유동경로(70)의 공기 유동과 접촉하게 된다. 따라서 외부의 차가운 공기가 제2싱크(24)로부터 열을 전달받고, 이에 따라 제2싱크(24)는 냉각된다.

함체 내부의 폐순환경로의 공기와 함체 외부의 개방유동경로의 공기가 직접 마주하며 열교환하는 종래의 구조와 달리, 본 발명에 따르면 열전소자 열교환기(20)에 의해 강제적으로 저온부에서 고온부로 열의 이동을 일으키는 펠티어 효과를 이용하므로, 열교환기와 공기의 접촉 면적을 크게 확보하지 않아도 함체 내부의 냉각 효과를 충분히 발휘할 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.

10: 디스플레이 모듈
11: 전면(화면)
12: 후면
20: 열전소자 열교환기
21: 열전소자
213: 제1면
224: 제2면
23: 제1싱크(저온부)
24: 제2싱크(고온부)
25: 제2팬
30: 함체
35: 전면(투과면, 글라스)
36: 후면
37: 기판
50: 폐순환경로
51: 제1팬
70: 개방유동경로
75: 가이드

Claims

전면(35)에 투과면이 마련된 함체(30);
상기 함체(30) 내부에 수용되며, 함체의 전면(35) 및 후면(36)과 이격 배치되는 디스플레이 모듈(10);
상기 함체(30)의 전면(35)과 디스플레이 모듈(10) 전면(11) 사이의 공간, 상기 함체(30)의 측면과 디스플레이 모듈의 측면 사이의 공간, 및 상기 함체(30)의 후면(36)과 디스플레이 모듈(10)의 후면(12) 사이의 공간을 순환하는 폐순환경로(50);
상기 함체(30)의 외부에 마련된 개방유동경로(70); 및
상기 함체(30)의 측면 또는 후면에 마련되며, 상기 폐순환경로(50)의 공기를 냉각하고, 상기 개방유동경로(70)로 방열하는 열전소자 열교환기(20);를 포함하고,
상기 열전소자 열교환기(20)는:
상기 상기 디스플레이 모듈(10)을 바라보는 방향으로 배치되는 제1면(213)과, 상기 제1면(213)에 대향하는 제2면(224)을 구비하고, 상기 제1면(213)의 열을 상기 제2면(224) 쪽으로 이동시키는 열전소자(21);
상기 제1면(213)에 접하며 상기 폐순환경로(50)를 향해 노출되는 제1싱크(23);
상기 제2면(224)에 접하며 상기 개방유동경로(70)를 향해 노출되는 제2싱크(24); 및
상기 제2싱크에 상기 개방유동경로(70)가 형성되도록 외부 공기를 유동시키는 제2팬(25);을 포함하며,
상기 폐순환경로(50)를 순환하는 공기를 가압하는 제1팬(51)이 상기 열전소자 열교환기(20)에 일측에 배치되어, 상기 제1면(213) 및 상기 디스플레이 모듈(10)의 후면(12) 사이에서 상기 제1면(213) 및 상기 디스플레이 모듈(10)과 나란한 방향으로 유동하여 상기 제1싱크(23)와 접촉하는 공기 유동을 일으키는
디스플레이 냉각장치.
청구항 1에 있어서,
상기 개방유동경로(70)는 상기 폐순환경로(50)보다 디스플레이 모듈(10)로부터 더 외측에 배치되는
디스플레이 냉각장치.
청구항 1에 있어서,
상기 열전소자 열교환기(20)는 상기 함체(30)의 후면에 배치되고,
상기 함체(30)의 후면에는 상기 디스플레이 모듈(10)을 제어하는 기판(37)이 설치되며,
상기 기판(37)은 상기 함체(30)의 후면에서 상기 열전소자 열교환기(20)가 설치된 위치와 중첩되지 않는 위치에 마련되는
디스플레이 냉각장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1팬(51)은 상기 열전소자 열교환기(20)에 일체로 고정된
디스플레이 냉각장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2팬(25)은 상기 제2싱크(24)에 접하여 고정된
디스플레이 냉각장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제2팬(25)은, 상기 제2싱크(24)를 사이에 두고 상기 제2면(224)과 마주하는 위치에 설치되어 상기 제2싱크(24) 쪽으로 공기를 가압 유동시키는
디스플레이 냉각장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제2팬(25)은, 상기 제2싱크(24)의 측면에 설치되어 상기 제2면(224)과 평행하게 상기 제2싱크(24) 쪽으로 공기를 가압 유동시키는
디스플레이 냉각장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1싱크(23)는 상기 제1싱크를 지나는 폐순환경로(50)의 공기 유동 방향과 나란한 방향으로 연장되는 복수 개의 핀(fin)을 구비하는
디스플레이 냉각장치.
청구항 1 또는 청구항 8에 있어서,
상기 제2싱크(24)는 상기 제2싱크를 지나는 개방유동경로(70)의 공기 유동 방향과 나란한 방향으로 연장되는 복수 개의 핀을 구비하는
디스플레이 냉각장치.
청구항 9에 있어서,
상기 제1싱크에 마련된 핀과 상기 제2싱크에 마련된 핀은 서로 나란한
디스플레이 냉각장치.
청구항 7에 있어서,
상기 제2싱크(24)는 상기 제2싱크를 지나는 개방유동경로(70)의 공기 유동 방향과 나란한 방향으로 연장되는 복수 개의 핀을 구비하고,
상기 제2싱크(24)에는, 상기 제2싱크의 핀의 선단부를 덮는 가이드(75)가 마련되어, 상기 제2싱크(24)와 가이드(75)가 복수 개의 공기 유동 채널을 구성하는
디스플레이 냉각장치.