KR101728351B1

KR101728351B1 - 액정표시장치

Info

Publication number: KR101728351B1
Application number: KR1020100118323A
Authority: KR
Inventors: 김재홍
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2010-11-25
Filing date: 2010-11-25
Publication date: 2017-04-19
Also published as: KR20120056670A

Abstract

광원의 광효율과 수명 연장 및 제조 비용 절감시킬 수 있는 액정표시장치가 제공된다. 액정표시장치는, 액정패널에 광을 조사하는 광원, 상기 액정패널이 적층되는 메인 서포트, 상기 광원이 수납되는 하부 커버 및 상기 메인 서포트의 일측면 및 상면을 감싸는 상부 커버를 포함하며, 상기 광원의 후면에 배치된 상기 하부 커버와 메인 서포트 및 상부 커버에 형성된 방열 홀을 포함한다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광원의 광효율과 수명 연장 및 제조 비용 절감시킬 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 액티브 매트릭스(Active Matrix) 형태로 배열된 화소들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여 화소들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 표시할 수 있는 표시장치이다.

이러한 액정표시장치는 자체적으로 빛을 발하지 못하는 수광형 표시장치이므로, 화상을 표시하는 액정패널의 배면에 설치되어 화면 전체의 밝기를 균일하게 유지하는 백라이트 유니트를 사용하는 것이 일반적이다. 이때, 백라이트 유니트는 광원의 위치에 따라 광원을 도광판에 의하여 면광원으로 변환하는 에지형과 광원을 배면에 배치하는 직하형으로 구분된다.

도 1은 종래 에지형 액정표시장치의 구성을 나타내는 측면 단면도이고, 도 2는 스크류를 사용하여 광원을 고정하는 상태를 나타내는 도면이고, 도 3은 방열 패드를 사용한 종래 에지형 액정표시장치의 구성을 나타내는 측면 단면도이고, 도 4는 방열 패드를 사용하여 광원을 고정하는 상태를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래 액정표시장치는 메인 서포트(main support 2), 메인 서포트(2)의 내부에 적층되는 액정패널(10), 백라이트 유니트가 수납되는 하부 커버(bottom cover, 14), 메인 서포트(2)의 일측면과 하부 커버(14)의 일측면을 감싸는 상부 커버(top cover, 16)를 포함한다.

메인 서포트(2)는 내부의 측벽면이 계단형 단턱면으로 성형되며, 액정패널(10)이 적층된다.

상부 및 하부 기판(10a, 10b)의 표면에는 각각 상부 및 하부 편광판(22, 24)이 각각 부착되어 있으며, 상부 편광판(22)은 액정패널(10)을 경유한 광을 편광시키고, 하부 편광판(24)은 광학시트들(12)을 경유한 광을 편광시킨다. 여기에서, 도면부호 15a, 15b는 절연 테이프이며, 액정패널(10)의 손상을 방지하기 위한 것이다.

액정패널(10)은 컬러필터가 형성되어 있는 상부 기판(10a)과 스위칭소자들이 형성되어 있는 하부 기판(10b) 사이에 개재되어 있는 액정층(미도시)을 포함한다.

백라이트 유니트는 반사판(4), 도광판(6), 광학시트들(12), 광원(18) 및 광원 하우징(23)을 포함한다. 이때, 반사판(4)은 도광판(6) 하부에 부착되어 도광판(6)의 후면으로 방출되는 광을 액정패널(10)로 반사시키며, 도광판(6)은 광원(18)으로부터 입사된 광을 면광원으로 변환한다. 또한, 광학시트들(12)은 도광판(6) 상에 부착되어 액정패널(10)쪽으로 입사되는 광효율을 높이는 역할을 한다. 광원(18)은 연성회로기판(20) 상에 적어도 하나가 일렬로 배치된 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)를 포함한다. 광원 하우징(23)은 광원(18)을 감싸고 있으며, 광원 하우징(23) 끝단의 일부분은 하부 커버(14)와 겹쳐져 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래 에지형 액정표시장치에서는 볼트(bolt, 25) 사용하여 광원(18)을 광원 하우징(23)에 고정시키고 있다. 이를 위해 연성회로기판(20)과 광원 하우징(23) 및 완충 패드(26)에는 다수의 홀(20a, 23a, 26a)이 소정 간격을 두고 형성되어 있다. 이때, 볼트(25)는 연성회로기판(20)과 광원 하우징(23) 및 완충 패드(26)에 형성된 각각의 홀과 결합함으로써 광원(18)이 광원 하우징(23)에 고정된다.

상기와 같이, 볼트(25)를 사용하여 광원(18)을 광원 하우징(23)에 고정하는 경우, 광원(18)으로부터 방출되는 열을 외부로 즉, 메인 서포트(2)와 상부 커버(16) 밖으로 전달하기 위한 중간 매질이 없어 방열 효과가 크지 않다. 또한, 광원(18)에서 방출되는 열을 외부로 방출하지 못해 광원(18)의 수명이 짧아지게 되고, 이로 인해 광원(18)의 광효율이 떨어지게 된다.

상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 도 3에서는 광원(118)으로부터 방출되는 열을 외부로 전달하기 위해 광원 하우징(123)과 하부 커버(114)의 구조를 변경하고, 도 4에서와 같이, 연성회로기판(120)과 완충 패드(126) 사이에 방열 패드(125)를 추가하였다.

여기서, 광원(118)을 광원 하우징(123)에 고정하기 위해 도 2에서와 같이, 볼트(25)를 사용하지 않고 완충 패드(126)의 상면과 하면에 접착층(미도시)을 부착하고, 이를 통해 완충 패드(126)의 상면에 방열 패드(125)의 하면이 부착되고, 완충 패드(126)의 하면에 광원 하우징(123)이 부착된다. 따라서, 광원(118)이 광원 하우징(123)에 고정된다.

상기와 같이, 방열 패드(125)를 사용하는 경우, 광원(118)으로부터 방출되는 열을 중간 매질 즉, 방열 패드(125)를 통해 외부로 전달함으로써 방열 효과는 우수하나, 연성회로기판(120)과 완충 패드(126) 사이에 방열 패드(125)가 추가됨으로써 비용이 상승하게 된다. 또한, 진동 충격시 광원(118)이 광원 하우징(123)에서 분리되어 신뢰성이 저하되는 문제가 발생하게 된다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 광원의 광효율과 수명 연장 및 제조 비용 절감시킬 수 있는 액정표시장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.

상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치는, 액정패널에 광을 조사하는 광원, 상기 액정패널이 적층되는 메인 서포트, 상기 광원이 수납되는 하부 커버 및 상기 메인 서포트의 일측면 및 상면을 감싸는 상부 커버를 포함하며, 상기 광원의 후면에 배치된 상기 하부 커버와 메인 서포트 및 상부 커버에 형성된 방열 홀을 포함한다.

다수의 광원이 배치되는 연성회로기판을 포함하며, 상기 다수의 광원 사이에는 소정 간격을 갖는 다수의 제1 결합 홀이 형성된다.

상기 제1 결합 홀에는 내부에 홀이 형성된 방열 볼트가 결합된다.

상기 방열 볼트의 머리 부분에는 이물질 방지를 위한 망이 형성된다.

상기 방열 볼트는 합금 또는 알루미늄으로 형성된다.

상기 연성회로기판 하부에는 완충 패드 및 광원 하우징이 배치된다.

상기 완충 패드 및 광원 하우징에는 소정 간격을 갖는 다수의 제2 결합 홀이 형성된다.

상기 제2 결합 홀은 상기 방열 볼트와 결합한다.

상기 광원으로부터 방출되는 열은 상기 방열 볼트의 내부 홀 및 상기 하부 커버와 메인 서포트 및 상부 커버에 형성된 방열 홀을 통해 외부 공기층으로 전달된다.

상기 다수의 광원이 배치된 연성회로기판은 상기 방열 볼트에 의해 상기 광원 하우징에 고정된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 광원의 광효율과 수명 연장 및 제조 비용 절감시킬 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 종래 에지형 액정표시장치의 구성을 나타내는 측면 단면도.
도 2는 스크류를 사용하여 광원을 고정하는 상태를 나타내는 도면.
도 3은 방열 패드를 사용한 종래 에지형 액정표시장치의 구성을 나타내는 측면 단면도.
도 4는 방열 패드를 사용하여 광원을 고정하는 상태를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 측면 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성회로기판과 방열 볼트의 결합 상태를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 볼트와 광원 하우의 결합 상태를 나타내는 도면.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 측면 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성회로기판과 방열 볼트의 결합 상태를 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 볼트와 광원 하우의 결합 상태를 나타내는 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 기본적으로 구조물 전체에 작용하는 힘의 균형을 유지시키는 메인 서포트(main support, 202), 메인 서포트(202)의 내부에 적층되는 액정패널(210), 백라이트 유니트(250)가 수납되는 하부 커버(bottom cover, 214), 메인 서포트(202)의 측면과 상면을 감싸는 상부 커버(top cover, 216)를 포함한다.

액정패널(210)은 컬러필터가 형성되어 있는 상부 기판(210a)과 스위칭소자들이 형성되어 있는 하부 기판(210b)과 사이에 개재되어 있는 액정들이 액티브 매트릭스(active matrix) 형태로 배열되며, 액정들 각각의 굴절률이 영상 신호에 따라 변화됨으로써 영상 신호에 해당하는 화상이 표시된다. 이때, 상부 커버(216)의 하면과 액정패널(210)과 대응되는 메인 서포트(202)의 상면에는 액정패널(210)이 손상되는 것을 방지하기 위해 절연 테이프(215a, 215b)가 부착되어 있다.

또한, 액정패널(210)의 전면 및 후면에는 상부 및 하부 편광판(222, 224)이 각각 설치되고, 상부 및 하부 편광판(222, 224)은 액정들에 의해 표시되는 화상의 시야각을 향상시키는 역할을 한다.

메인 서포트(202)는 내부의 측벽면이 계단형 단턱면으로 성형되며, 내부에는 상부 기판(210a)과 하부 기판(210b)을 포함하는 액정패널(210), 상부 및 하부 편광판(222, 224)이 수납된다.

백라이트 유니트(250)는 반사판(204), 도광판(206), 광학시트들(212), 광원(218) 및 광원 하우징(223)를 포함한다.

반사판(204)은 도광판(206) 하부에 부착되며, 광원(218)으로부터 방출되는 광을 도광판(206)쪽으로 안내하는 역할을 하며, 광원(218)으로부터 발생되는 광의 손실을 방지한다.

도광판(206)은 광원(218)으로부터 입사된 광을 면광원으로 변환하여 액정패널(210)로 안내한다.

광학시트들(212)은 도광판(206) 상에 부착되며, 1매 이상의 확산 시트와 1매 이상의 프리즘 시트를 포함하고, 반사판(204)과 도광판(206)의 표면으로부터 입사되는 광이 액정패널(210) 전체에 확산되어 균일하게 조사될 수 있도록 한다.

광원(218)은 외부 전원으로부터 전원을 공급받아 액정패널(210)에 광을 조사하며, 연성회로기판(220) 상에 적어도 하나가 일렬로 배치된 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예서는 광원(218)이 연성회로기판(220) 상에 배치되는 것에 대해 설명하였으나 이에 제한되는 것은 아니며, 광원(218)이 메탈기판 상에 배치되는 것도 가능하다.

광원 하우징(223)은 광원(218)을 감싸고 있으며, 하부 커버(214) 상에 배치되어 반사판(204)과 도광판(206)을 지지하는 역할을 한다.

상부 커버(216)는 직각으로 절곡된 평면부와 측면부를 가지는 사각띠 형태로 제작되며, 메인 서포트(202)의 일측면과 상면을 감싸게 된다.

하부 커버(214)는 메탈 재질로 형성되며, 액정패널(210), 메인 서포트(202) 및 백라이트 유니트(250)를 수납하며, 상부 커버(216)와 체결된다. 또한, 하부 커버(214)와 메인 서포트(202) 사이에는 하부 커버(214)와 메인 서포트(202) 사이에 존재하는 갭(gap)을 보완하기 위해 보강 바(270)가 배치된다.

본 발명의 일 실시예서는 광원(218)에서 방출되는 열을 외부로 전달하여 광원의 수명 연장과 광효율을 개선하기 위해 광원(218)의 후면에 배치된 하부 커버(214)와 메인 서포트(202) 및 상부 커버(216)에 다수의 방열 홀(260)이 형성되어 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 연성회로기판(220) 상에는 다수의 광원(218)이 소정 간격을 갖도록 배치되어 있으며, 다수의 광원(218) 사이에는 소정 간격을 갖는 다수의 제1 결합 홀(220a)이 형성되어 있다.

또한, 연성회로기판(220)에 형성된 다수의 제1 결합 홀(220a)에는 내부에 홀(225a)이 형성된 방열 볼트(225)가 결합된다. 여기서, 방열 볼트(225)의 머리 부분(225a)에는 이물질 방지를 위한 망이 형성될 수 있다. 이때, 방열 볼트(225)는 예를 들면, 합금 또는 알루미늄 등과 같은 물질로 형성될 수 있다. 그리고, 방열 볼트(225)의 내부에는 홀(225a)이 형성되어 있는데, 이는 광원(218)으로부터 방출되는 열을 방열 볼트(225)의 홀(225a)을 통해 외부로 전달하기 위함이다.

연성회로기판(220)의 하부에 배치된 완충 패드(226) 및 광원 하우징(223)에도 소정 간격을 갖는 다수의 제2 결합 홀(226a, 223a)이 형성되어 있다. 이때, 완충 패드(226) 및 광원 하우징(223)의 제2 결합 홀(226a, 223a)에 방열 볼트(225)가 결합된다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 볼트(225)는 연성회로기판(220)과 광원 하우징(223) 및 완충 패드(226)에 형성된 제1 결합 홀(220a)과 제2 결합 홀(223a, 226a)과 결합함으로써 광원(218)이 광원 하우징(223)에 고정된다.

상기와 같이, 방열 볼트(225)를 사용하여 광원(218)을 광원 하우징(223)에 고정하는 경우, 광원(218)으로부터 방출되는 열을 외부로 즉, 하부 커버(214)와 메인 서포트(202) 및 상부 커버(216)에 다수의 방열 홀(260)을 통해 외부로 전달된다.

여기서, 광원(218)으로부터 방출되는 열은 연성회로기판(220)로 전달되며, 초기에는 연성회로기판(220)의 양 끝단에 열이 집중되었다가 시간이 지남에 따라 서서히 방열 볼트(225)에 의해 열적 분포가 평형을 이루게 된다. 또한, 방열 볼트(225)가 방열 홀(260)을 통해 외부 공기층과 연결되어 있으므로, 기체 대류운동이 있는 부분으로 열이 전달되면 방열 볼트(225)와 인접한 부분의 온도가 낮아져 연성회로기판(220)의 양 끝단에 집중된 열이 저온 부위로 전달된다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 도 4에서와 같이, 광원(118)으로부터 방출되는 열을 중간 매질 즉, 방열 패드(125) 없이도 외부로 효과적으로 열을 전달할 수 있게 된다. 그리고, 상기와 같은 과정이 반복되어 낮은 열 안정성에 의해 광원의 광효율이 향상되고, 이로 인해 광원의 수명을 연장 시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 일 실시예서는 방열 볼트(225)를 사용하여 광원(218)을 광원 하우징(223)에 고정함으로써 진동 충격시 광원(218)이 광원 하우징(223)에서 분리되어 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

아울러, 본 발명의 일 실시예서는 열을 전달하는 중간 매질인 방열 패드(125)를 사용하지 않으므로 액정표시장치의 제조 비용을 절감시킬 수 있다.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서, 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.

202: 메인 서포트 204: 반사판
206: 도광판 210: 액정패널
212: 광학시트들 214: 하부 커버
216: 상부 커버 218: 광원
220: 연성회로기판 220a: 제1 결합 홀
223a, 226a: 제2 결합 홀 222: 상부 편광판
223; 광원 하우징 224: 하부 편광판
225: 방열 볼트 226: 완충 패드
250: 백라이트 유니트 260: 방열 홀
270: 보강 바

Claims

액정패널에 광을 조사하는 광원;
상기 광원이 배치되는 연성회로기판;
상기 액정패널이 적층되는 메인 서포트;
상기 광원이 수납되는 하부 커버;
상기 메인 서포트의 일측면 및 상면을 감싸는 상부 커버;
상기 광원의 후면에 배치된 상기 하부 커버와 메인 서포트 및 상부 커버에 형성된 방열 홀;
상기 연성회로기판에 형성된 제1결합홀;
상기 제1결합홀에 체결되어 연성회로기판을 고정시키는 방열볼트로 구성되며,
상기 방열볼트는 내부에 홀이 형성되어 광원의 열을 외부로 방출하는 액정표시장치.
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제1항에 있어서,
상기 방열 볼트의 머리 부분에는 이물질 방지를 위한 망이 형성된 액정표시장치.
제1항에 있어서,
상기 방열 볼트는 합금 또는 알루미늄으로 형성된 액정표시장치.
제1항에 있어서,
상기 연성회로기판 하부에는 완충 패드 및 광원 하우징이 배치된 액정표시장치.
제6항에 있어서,
상기 완충 패드 및 광원 하우징에는 상기 방열볼트가 삽입되어 상기 연성회로기판을 광원 하우징에 결합시키는 제2 결합 홀이 형성된 액정표시장치.
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