KR102186602B1

KR102186602B1 - 디스플레이 냉각장치

Info

Publication number: KR102186602B1
Application number: KR1020190109358A
Authority: KR
Inventors: 정민우; 김봉준; 김세현; 김재영; 이요한
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2019-09-04
Filing date: 2019-09-04
Publication date: 2020-12-03
Also published as: KR20190105547A

Abstract

본 발명은 디스플레이 냉각장치에 관한 것으로, 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 측면에 마련되며, 상기 폐순환경로(50)의 공기와 열교환을 하기 위한 외부 공기가 유입되어 유동하는 제1개방유동경로(70)를 포함하는 측면 열교환기(40); 상기 디스플레이 모듈(10)에 구비된 백라이트 유닛(15); 및 상기 폐순환경로(50)를 순환하는 공기와는 열교환하지 아니하고, 상기 백라이트 유닛(15)에서 발생한 열을 냉각하기 위한 외부 공기가 유입되어 유동하는 제2개방유동경로(80);를 포함하는 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.

한편 디스플레이의 백라이트 유닛은 주변 환경이 밝을 때 그만큼 밝게 점등되므로, 발열량이 일정하지 않고 주변 환경에 따라 변하게 된다. 그런데 디스플레이의 냉각 장치는, 백라이트 유닛의 발열량이 가장 큰 상황을 기준으로 설계되어야 한다. 결과적으로, 디스플레이 냉각장치가 디스플레이에서 차지하는 체적은 더 커질 수밖에 없다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 디스플레이 주변을 순환하는 순환 공기가 디스플레이의 측부에서 외부 공기와 열교환 하면서도, 디스플레이에서 발생하는 열을 효율적으로 배출할 수 있는 디스플레이 냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 상황에 따라 발열량의 차이가 그다지 없는 부품들과, 상황에 따라 발열량의 차이가 큰 부품을 독립적으로 냉각함으로써, 냉각 장치가 차지하는 부피를 최소화하면서도 열을 효율적으로 배출할 수 있는 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 측면에 마련되며, 상기 폐순환경로(50)의 공기와 열교환을 하기 위한 외부 공기가 유입되어 유동하는 제1개방유동경로(70)를 포함하는 측면 열교환기(40); 상기 디스플레이 모듈(10)에 구비된 백라이트 유닛(15); 및 상기 폐순환경로(50)를 순환하는 공기와는 열교환하지 아니하고, 상기 백라이트 유닛(15)에서 발생한 열을 냉각하기 위한 외부 공기가 유입되어 유동하는 제2개방유동경로(80);를 포함하는 디스플레이 냉각장치를 제공한다.

상기 제1개방유동경로(70)는 상기 폐순환경로(50)보다 디스플레이 모듈(10)로부터 더 외측에 배치된다.

상기 디스플레이 모듈(10)은, 상기 백라이트 유닛(15)을 지지하는 하우징(16)을 포함하고, 상기 제2개방유동경로(80)는 상기 하우징(16)에 인접 배치되어, 상기 백라이트 유닛(15)에서 발생한 열을 상기 하우징(16)을 통해 전달받아 냉각한다.

상기 제2개방유동경로(80)는 방열덕트(85) 내부로 유동한다.

제1실시예에서, 상기 하우징(16)은 적어도 디스플레이 모듈(10)의 후면에 배치되고, 상기 방열덕트(85)는 상기 디스플레이 모듈(10)의 후면에서 상기 하우징(16)과 인접할 수 있다.

제2실시예에서, 상기 방열덕트(85)는 상기 함체(30)의 측면에서 상기 폐순환경로(50)보다 외측에 마련되며, 상기 하우징(16)은 디스플레이 모듈(10)의 측면에서 외향 연장되어 상기 방열덕트(85)에 다다를 수 있다.

상기 폐순환경로(50)는, 상기 측면 열교환기(40)에서 상기 디스플레이 모듈(10)의 측면과 함체(30)의 측면 사이의 공간에 배치된 부분을 지나는 유동을 포함하고, 상기 제1개방유동경로(70)는, 상기 측면 열교환기(40)에서 함체(30)의 측면의 길이방향을 따르는 부분을 지나는 유동을 포함한다.

상기 디스플레이 모듈(10)에서 방열덕트(85)에 다다르는 하우징(16)의 연장 부위에는 순환공기 통과공(161)이 마련되고, 상기 측면 열교환기(40)는 상기 함체(30)의 측면에서 상기 방열덕트(85)의 전방 또는 후방에 배치된다.

상기 측면 열교환기(40)를 지나는 폐순환경로(50)와, 상기 측면 열교환기(40)를 지나는 상기 제1개방유동경로(70)는 서로 교차한다.

상기 측면 열교환기(40)는, 상기 함체(30)로부터 외향하며 상기 제1개방유동경로(70)로 노출되는 제1핀(43)과, 상기 함체(30)로 내향하며 상기 폐순환경로(50)로 노출되는 제2핀(44)을 포함하고, 상기 제1핀(43)은 함체 측면의 길이방향을 따라 길게 연장되고, 상기 제2핀(44)은 함체 측면에서 전후방향으로 연장된다.

제3실시예에서, 상기 하우징(16)은 적어도 상기 디스플레이 모듈(10)의 측면에 배치되고, 상기 방열덕트(85)는 상기 함체(30)의 측면에서 상기 디스플레이 모듈(10) 측면의 하우징(16)과 인접하여 배치될 수 있다.

상기 함체(30)는 제1측면(31), 상기 제1측면과 마주하는 제2측면(32), 상기 제1측면 및 제2측면 사이에 배치되는 제3측면(33), 및 상기 제3측면과 마주하는 제4측면(34)을 포함하고, 상기 방열덕트(85)는 상기 제1측면 및 제2측면 중 적어도 어느 한 쪽에 배치되며, 상기 폐순환경로(50)는 상기 함체 내에서 상기 함체의 전면(35), 제3측면(33), 후면(36), 및 제4측면(34)과 상기 디스플레이 모듈(10) 사이의 공간을 순환한다.

상기 함체(30)의 상기 제1측면 및 제2측면 중 적어도 어느 한 쪽에 배치되는 측면 열교환기(40)는, 상기 함체(40)의 측면에서 상기 방열덕트(85)의 전방 또는 후방에 배치되고, 상기 측면 열교환기(40)를 유동하는 제1개방유동경로(70)는, 상기 함체의 전면 및 후면과 상기 디스플레이 모듈(10) 사이의 공간을 유동하는 상기 폐순환경로(50)의 공기의 유동 방향과 나란한 방향으로 유동하는 제1-1개방유동경로(70-1)를 포함한다.

상기 함체(30)의 제3측면 및 제4측면 중 적어도 어느 한 쪽에 배치되는 측면 열교환기(40)를 유동하는 제1개방유동경로(70)는, 상기 함체의 제3측면 및 제4측면과 디스플레이 모듈(10) 사이의 공간을 유동하는 상기 폐순환경로(50)의 공기의 유동 방향과 나란한 방향으로 유동하는 제1-2개방유동경로(70-2)를 포함한다.

상기 측면 열교환기(40)는, 상기 함체(30)로부터 외향하며 상기 제1개방유동경로(70)로 노출되는 제1핀(43)과, 상기 함체(30)로 내향하며 상기 폐순환경로(50)로 노출되는 제2핀(44)을 포함하고, 상기 제1핀(43)과 상기 제2핀(44)은 서로 평행하게 배열된다.

상기 제1핀(43)과 제2핀(44)은 한 장의 판을 절곡한 형태로 제작될 수 있다.

상기 제2핀(44)과 상기 제1핀(43)은 함체(30)에 설치된 핀 베이스(46)를 공유할 수 있다.

상기 방열덕트(85)는 복수의 격벽에 의해 구분되는 복수의 채널을 포함한다.

상기 복수의 격벽은 핀(fin)을 포함할 수 있다.

상기 방열덕트(85)의 내벽에는 돌기 또는 구멍이 마련되어 표면적을 넓히고 난류(turbulence) 발생을 유도할 수 있다.

상기 디스플레이 냉각장치는, 상기 폐순환경로(50)를 순환하는 공기의 유동을 발생시키는 제1팬(51); 상기 제1개방유동경로(70)를 지나는 공기의 유동을 발생시키는 제2팬(72); 및 상기 제2개방유동경로(80)를 지나는 공기의 유동을 발생시키는 제3팬(83);을 더 포함하고, 제2팬(72) 및 제3팬(83)은 각각 독립적으로 제어될 수 있다.

본 발명의 디스플레이 냉각장치에 따르면, 디스플레이에서 가장 발열이 많이 일어나는 부위의 열을 독립적으로 냉각함으로써, 방열 효과를 높일 수 있다. 따라서 디스플레이 모듈 둘레를 순환하는 공기의 열교환기를 측면에 배치하더라도 방열이 원활하게 이루어질 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 발열량이 일정치 않은 부위의 열을 독립적으로 냉각함으로써, 방열 효과를 높이면서도 냉각장치를 보다 컴팩트하게 설계할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 백라이트 유닛을 디스플레이 모듈에 고정하는 하우징을, LED 어레이에서 발생하는 열을 방열하는 열전도 구조(heat spreader)로 활용할 수 있다. 따라서 부품 수의 증가 없이 효율적인 방열 구조를 실현할 수 있다.

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

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각 장치가 적용된 디스플레이의 측 단면도를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 디스플레이 모듈에서 백라이트 유닛을 냉각하기 위한 냉각 구조를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 디스플레이 모듈 둘레를 순환하는 공기를 통해 열이 방출되는 구조를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각 장치가 적용된 디스플레이의 측 단면도를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 변형 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4의 디스플레이 모듈에서 백라이트 유닛을 냉각하기 위한 냉각 구조를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 냉각 장치가 적용된 디스플레이의 평 단면도를 나타낸 도면이다(도 8의 B-B').
도 8은 도 7의 제3실시예의 사시도이다.
도 9는 도 7의 제3실시예의 측 단면도이다(도 8의 A-A').
도 10은 도 7의 제3실시예의 후면도이다.
도 11은 도 7의 제3실시예의 평 단면도이다(도 10의 C-C').
도 12는 도 9의 변형 예를 나타낸 도면이다.

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. 상기 두 장변에는 백라이트 유닛(15)의 일부를 구성하는 LED 어레이가 배치된다. 이하 편의상 두 장변을 제1측면과 제2측면, 그리고 두 단변을 제3측면과 제4측면으로 지칭한다.

백라이트 유닛(15)의 LED 어레이는 하우징(16)에 의해 디스플레이 모듈(10)에 고정 설치된다. 그리고, 상기 하우징(16)은 전체적인 디스플레이 모듈(10)의 강성을 더 확보해 준다.

[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(31), 상기 제1측면과 마주하는 제2측면(32), 상기 제1측면과 제2측면 사이에 위치하며 서로 마주하는 제3측면(33)과 제4측면(34)을 포함한다. 제1측면(31)과 제2측면(32)은 장변일 수 있고, 제3측면(33)과 제4측면(34)은 단변일 수 있다.

상기 함체(30)의 장변인 제1측면(31) 및 제2측면(32)은 상기 디스플레이 모듈의 장변인 제1측면 및 제2측면과 대응하여 배치되며, 이격 배치될 수 있다. 그리고 함체의 단변인 제3측면(33)과 제4측면(34)은 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.

[제1실시예]

이하 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 냉각장치가 적용된 디스플레이의 제1실시예를 설명한다.

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. 순환 공기는 도시된 폐순환경로(50)를 따라 이동하며 디스플레이의 전면(11)과 후면(12)에서 발생하는 열을 전달받는다.

함체(30)의 측면에는, 상기 폐순환경로(50)를 따라 유동하는 공기의 열을 전달받아 함체 외부로 배출하는 측면 열교환기(40)가 설치된다. 측면 열교환기(40)는 함체 내부의 공간을 향해 돌출 형성되는 제2핀(44)과, 함체 외부의 공간을 향해 돌출 형성되는 제1핀(43)을 구비한다. 제1핀(43)과 제2핀(44)은 함체(30)의 내부 공간과 외부 공간을 구분하는 측면(31, 32) 부분에 배치되는 핀 베이스(46)를 공유한다.

상기 제2핀(44)은 함체(30)의 측면에서 디스플레이 모듈(10)의 측면을 향해 돌출되며, 상기 디스플레이 모듈(10)과 접하지는 아니한다. 이는 폐순환경로(50)를 순환하는 공기의 열기가 다시 디스플레이 모듈(10)의 측면으로 전달되는 것을 방지하기 위함이다.

상기 제2핀(44)은 디스플레이의 전후방향으로 연장되어 있어서, 함체의 전방에 있던 공기가 후방으로 이동하거나 그 반대 방향으로 이동하는 것을 원활하게 해준다.

상기 폐순환경로(50)를 유동하는 공기는 제2핀(44)에 열을 전달한다. 제2핀(44)에 전달된 열은 핀 베이스(46)를 거쳐 상기 제1핀(43)으로 전달된다.

제1핀(43)은 함체(30)의 외부로 노출되며, 상기 제1핀(43)이 노출된 부위에는 제1개방유동경로(70)가 마련된다. 제1개방유동경로(70)는 덕트 형태일 수 있다. 덕트의 입구 또는 출구 또는 입구와 출구 모두에는, 외부의 공기가 덕트 내부에서 빠른 유속으로 이동할 수 있도록 공기를 가압하는 제2팬(72)이 설치된다. 제2팬(72)은 덕트의 입구에 설치되어 외부 공기를 덕트 내부로 강제로 불어 넣는 방식으로 설치될 수 있다. 또한 제2팬(72)은 덕트의 출구에 설치되어 덕트 내부의 공기를 덕트 외부로 강제 배기하는 방식으로 설치될 수 있다.

상기 제1개방유동경로(70)는 함체(30)의 측면에서 그 길이방향을 따라 연장되는 형태이다. 제1핀(43) 역시 함체(30)의 측면의 길이방향을 따라 복수 개가 연장되는 형태이다. 도 1을 참조하면, 상기 제1핀(43)은 함체(30)의 측면에서 돌출되는 형상이며, 덕트의 대향면에 도달하지는 않는다. 따라서 제1핀(43)은 덕트 내부의 공간을 복수의 채널로 구분하지 않는다. 이러한 형상은 덕트 내부를 유동하는 공기의 유속을 증가시키고 공기 저항을 낮추며, 난류(turbulence)가 발생하도록 해준다.

상술한 구조에 따르면 제1핀과 제2핀은 서로 교차하는 방향으로 연장된다.

제1실시예에서 상기 제1개방유동경로(70)는 장변 부분에 구비되는 것이 예시된다. 그러나 제1개방유동경로(70)가 반드시 장변 부분에 설치되어야 하는 것은 아니며, 단변 부분에 설치되거나, 장변과 단변 부분 모두에 설치될 수도 있다.

상기 제1팬(51)과 제2팬(72)은, 후술할 특정 발열부위(백라이트 유닛의 LED 어레이 부분)를 제외한 디스플레이 모듈(10)의 전반적인 발열 부위를 냉각하기 위해 폐순환경로(50)로 공기를 순환시키고, 상기 폐순환경로(50)의 공기와 열교환하는 외부 공기를 제1개방유동경로(70)로 유동시키기 위해 작동하므로, 상호 연동되어 제어되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 디스플레이 모듈(10)의 측면에 마련된 백라이트 유닛의 LED 어레이(15)는 집중 발열 부위이고, 최소 발열량과 최대 발열량의 차이가 크다. 따라서, 해당 발열 부위는 상기 폐순환경로(50)를 거치는 냉각 방식과 별도로 냉각된다.

상기 디스플레이 모듈(10)에는 상기 LED 어레이와 접하며 상기 디스플레이 모듈(10)의 외형을 지지하는 하우징(16)이 설치된다. 상기 하우징(16)은 디스플레이 모듈(10)의 강성(stiffness)을 지지하는 구조로서, 금속 재질로 제작되는 것이 바람직하다. 금속 재질의 하우징(16)은 열전도율 역시 뛰어난 재질로 선택할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 상기 하우징(16)이 디스플레이 모듈(10)의 측면과 후면 일부를 감싸도록 하여 디스플레이 모듈(10)의 강성을 확보할 수 있다. 또한 이와 함께, 방열덕트(85)가 상기 디스플레이 모듈(10)의 후면에 배치된 하우징 부분에 접하여 설치됨으로써, 상기 하우징 부분이 LED 어레이의 열이 방열덕트(85)로 빠르게 전달되도록 하는 열전달 경로가 될 수 있다.

방열덕트(85)는 LED 어레이가 배열되어 있는 디스플레이 모듈(10)의 긴 측면의 길이방향을 따르는 방향으로 디스플레이 후면의 하우징 부분에 설치된다.

상기 방열덕트 내부에는 외부의 공기가 유동하게 되며, 상기 방열덕트 내부를 유동하는 공기의 경로는 제2개방유동경로(80)가 된다. 외부 공기는, 상기 방열덕트(85)의 입구에 마련된 제3팬(83)에 의해, 제2개방유동경로(80)를 유동한다.

도시되지는 아니하였으나, 상기 방열덕트(85)는 길이방향으로 연장되는 격벽에 의해 복수 개의 채널로 나뉘어지고, 방열덕트 내부를 흐르는 공기가 상기 복수 개의 채널을 따라 각각 유동할 수 있다. 방열덕트(85)는 하우징(16)과 직접 접하여 LED 어레이(15)의 열을 전달받는다. 방열덕트(85)의 내부 유동 경로가 격벽에 의해 복수 개의 채널로 나뉘어질수록, 제2개방유동경로(80)를 흐르는 공기와 접하게 되는 표면적이 그만큼 증가하므로, 효과적인 방열이 가능하다.

이 외에도 방열덕트(85)를 통한 방열을 보다 효율적으로 하기 위해, 방열덕트 내부에 핀(fin)을 설치하거나, 방열덕트 내면에 돌기나 홈 형상을 두어 전열(heat transfer) 면적을 더 넓히고 난류 유동을 발생시킬 수도 있다.

상기 제3팬(83)은 상기 제1팬(51) 및 제2팬(72)과는 독립적으로 제어되도록 함으로써, 발열량의 차이가 크고 발열량이 많은 LED 어레이 부분을 독립적으로, 그리고 효과적으로 냉각할 수 있다. 또한 폐순환경로(50) 내부에 배치되는 방열덕트(85)가 폐순환경로(50)와 마주하는 면에는 단열재 들을 설치하여 폐순환경로(50)와는 열교환하지 않도록 단열시킴으로써, 폐순환경로(50)를 통하는 디스플레이의 냉각 제어와, 방열덕트(85)를 통하는 디스플레이의 냉각 제어를 독립적으로 설계할 수 있다.

[제2실시예]

이하 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 대해 설명한다. 앞서 설명한 실시예와 중복되는 내용에 대해서는 그 설명은 생략한다.

제1실시예의 도 1과 대비하여 도 4의 가장 큰 차이점은, 제2개방유동경로(80)를 구성하는 방열덕트(85)가 설치된 위치가 다르다는 것이다. 제2실시예와 같이 방열덕트(85)를 디스플레이의 측면에 배치하는 경우, 디스플레이를 더 슬림하게 제작할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 방열덕트(85)는, 공기의 폐순환경로(50)와 별도로, 독립 냉각의 대상인 발열체(15; LED 어레이)로부터 열을 배출하는 별도의 경로를 제공한다. 제2실시예에서는 LED 어레이(15)로부터 방열덕트(85)로 열을 전달하기 위해, 하우징(16)이 디스플레이 모듈의 측면에서 측방으로 외향 연장되어 함체(30)의 측면까지 도달하는 구조를 제공한다.

상기 하우징(16)은 디스플레이 모듈(10)의 강성을 보강함은 물론, 디스플레이 모듈(10)과 함체(30)를 상호 고정할 수 있는 구조를 제공하고, 아울러 디스플레이 모듈(10)의 LED 어레이(15)에서 발생한 열을 함체(30)의 측면에 마련된 제2개방유동경로(80)의 방열덕트(85) 쪽으로 전달해주는 기능을 제공한다. 상기 LED 어레이(16)가 디스플레이 모듈의 장변 부분에 배치되므로, 방열덕트(85) 역시 함체의 장변인 제1측면 및 제2측면의 길이방향을 따라 연장된 형태로 제공된다.

제2실시예에 따르면, 측면 열교환기(40) 역시 함체(30)의 측면에 배치된다. 측면 열교환기(40)가 함체(30)의 장변인 제1측면(31)과 제2측면(32) 부분에 배치될 때에는, 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 함체의 측면에서 측면 열교환기(40)가 방열덕트(85)의 후방에 배치되거나, 방열덕트(85)의 전방에 배치될 수 있다.

일반적으로 디스플레이 모듈(10)을 기준으로, 디스플레이 모듈의 전방보다 후방에 더 많은 공간이 주어진다. 따라서 함체의 측면에서 전방에 설치되는 구성보다 후방에 설치되는 구성을 더 큰 체적으로 제공하는 것이 가능하다. 이러한 점에서, 디스플레이 측면의 LED 어레이의 방열이 더 요구되는 환경이라면, 도 5와 같이 함체의 측면에서 방열덕트(85)를 후방에 둘 수 있다. 이와 달리, 전반적인 디스플레이 모듈(10)의 방열이 더 요구되는 환경이라면, 도 4와 같이 측면 열교환기(40)를 함체의 측면에서 후방에 둘 수 있다.

상기 측면 열교환기(40)와 방열덕트(85)가 동일한 측면(즉, 장변) 쪽에 배치될 때에는 함체의 측면과 디스플레이 모듈의 측면 사이로 폐순환경로의 공기가 유동하여야 한다. 이러한 점을 감안하여, 상기 하우징(16)에는 순환공기 통과공(161)이 마련될 수 있다.

[제3실시예]

이하 도 7 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 제3실시예에 대해 설명한다. 또한 앞서 설명한 실시예들과 중복되는 내용에 대해서는 그 설명을 생략한다.

제2실시예와 대비하여 제3실시예에서는, LED 어레이(16)를 독립적으로 냉각하는 방열덕트(85)가, 디스플레이 모듈(10)의 측면에 밀착 설치된 점에 차이가 있다. 하우징(16)은 LED 어레이(16) 부분을 감싸며 디스플레이 모듈(10)의 후면의 일부 및 측면을 에워싸는 형태로 디스플레이 모듈(10)에 설치된다. 그리고 상기 방열덕트(85)는 디스플레이 모듈(10)의 측면에 위치하는 하우징(16)과 접하며 상기 디스플레이 모듈(10)의 측면에 맞닿아 설치된다.

방열덕트가 함체의 측면에 설치되고, 아울러 디스플레이 모듈의 측면과 접하도록 설치되는 경우, 상기 방열덕트가 설치된 함체의 측면과 디스플레이 모듈의 측면 사이의 공간으로 폐순환경로(50)를 형성하는 것은 매우 번거롭다. 이러한 점에서 제3실시예에서는 함체의 전면(35), 제3측면(33), 후면(36) 및 제4측면(34)을 순환하는 폐순환경로(50)를 예시한다.

아울러, 제3실시예에서는 함체의 4개의 측면 모두, 즉 장변(31, 32)과 단변(33, 34) 모두에 측면 열교환기(40)가 설치되는 것이 예시된다.

먼저 함체의 제3 및 제4 측면(33, 34)에 설치된 측면 열교환기(40)를 살펴보면, 상기 측면 열교환기(40)에는 제1-2개방유동경로(70-2)와 폐순환경로(50)가 지난다. 열교환기 내에서 상기 제1-2개방유동경로(70-2)와 폐순환경로(50) 모두 전후방향으로 정렬된다. 따라서 함체의 제3측면과 제4측면에 배치되는 제1핀(43)과 제2핀(44) 모두 전후방향으로 연장된 형태로 마련된다.

이와 달리, 상기 제1-2개방유동경로(70-2)가 제3 및 제4 측면(33, 34)의 길이방향을 따르도록 하는 것도 가능하다. 다만 이 때에는 상기 제1-2개방유동경로(70-2)가, 후술할 제1 및 제2 측면에 설치되는 방열덕트(85)와 간섭되지 않도록 설계할 필요가 있다. 아울러 상기 제1-2개방유동경로가 후술할 제1-1개방유동경로와 연결되도록 할 수도 있을 것이다.

다음으로, 함체의 제1 및 제2 측면(31, 32)에 설치된 측면 열교환기(40)를 살펴보면, 상기 측면 열교환기(40)에는 제1-1개방유동경로(70-1)와 폐순환경로(50)가 지난다. 다만 제3실시예에서 디스플레이의 전면 또는 후면을 지나는 폐순환경로(50)는 제3측면과 제4측면을 잇는 방향으로 유동하므로, 상기 제1측면과 제2측면에 설치된 측면 열교환기(40)의 제2핀(44) 역시 제1측면과 제2측면의 길이방향과 나란한 방향으로 형성된다. 따라서 함체의 제3측면과 제4측면에 배치되는 제1핀(43)과 제2핀(44)은 모두 측면의 길이방향으로 연장된 형태로 마련된다.

앞서 제1실시예에서 설명한 것과 마찬가지로, 상기 제1-2개방유동경로를 포함하는 측면 열교환기와 상기 제1-1개방유동경로를 포함하는 측면 열교환기 모두 제1핀과 제2핀이 채널을 구성하지는 않는다. 즉 제1핀과 제2핀의 선단부는 이와 마주하는 벽 부분과 연결되지 않고 약간의 간격을 가지게 된다.

상기 제1-1개방유동경로(70-1)를 포함하는 측면 열교환기(40), 즉 함체의 제1측면(31)과 제2측면(32)에 설치된 측면 열교환기(40)는, 상기 방열덕트(85)와 함께 상기 함체의 측면에 설치된다. 따라서 앞서 제2실시예에서 설명했던 것과 마찬가지로, 상기 측면 열교환기(40)가 방열덕트(85)보다 함체의 제1측면과 제2측면에서 더 후방에 배치될 수 있고(도 9 참조), 상기 측면 열교환기(40)가 방열덕트(85)보다 함체의 제1측면과 제2측면에서 더 전방에 배치될 수도 있다(도 12 참조).

이와 같은 구조에 따르면, 함체의 네 측면 모두에서 폐순환경로의 열교환이 가능하면서도, 함체의 후방에 별도의 열교환 구조물을 설치하지 않아도 되므로, 디스플레이를 보다 슬림하게 제작하는 것이 가능하다.

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
15: 백라이트 유닛(LED 어레이)
16: 하우징
161: 순환공기 통과공
30: 함체
31: 제1측면
32: 제2측면
33: 제3측면
34: 제4측면
35: 전면(투과면,글라스)
36: 후면
40: 측면 열교환기
43: 제1핀(fin)
44: 제2핀
45: 관통부
46: 핀베이스
50: 폐순환경로
51: 제1팬
70: 제1개방유동경로
70-1: 제1-1개방유동경로
70-2: 제1-2개방유동경로
72: 제2팬
80: 제2개방유동경로
83: 제3팬
85: 방열덕트

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 내에 설치되어 함체 내의 공기를 순환시키는 제1팬(51);
상기 제1팬(51)에 의해 상기 함체 내의 공기가, 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 측면에 마련되며, 상기 폐순환경로(50)의 공기와 열교환을 하기 위한 외부 공기가 유입되어 유동하는 제1개방유동경로(70)를 포함하는 측면 열교환기(40);
상기 디스플레이 모듈(10)에 구비된 백라이트 유닛(15); 및
상기 제1개방유동경로(70)와 별도로 구비되고, 상기 백라이트 유닛(15)에서 발생한 열을 냉각하기 위한 외부 공기가 유입되어 유동하는 제2개방유동경로(80);를 포함하는
디스플레이 냉각장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1개방유동경로(70)는 상기 폐순환경로(50)보다 디스플레이 모듈(10)로부터 더 외측에 배치되는
디스플레이 냉각장치.
청구항 2에 있어서,
상기 디스플레이 모듈(10)은, 상기 백라이트 유닛(15)을 지지하는 하우징(16)을 포함하고,
상기 제2개방유동경로(80)는 상기 하우징(16)에 인접 배치되어, 상기 백라이트 유닛(15)에서 발생한 열을 상기 하우징(16)을 통해 전달받아 냉각하는
디스플레이 냉각장치.
청구항 3에 있어서,
상기 하우징(16)은 적어도 디스플레이 모듈(10)의 후면에 배치되고,
상기 제2개방유동경로(80)는 방열덕트(85) 내부로 유동하며,
상기 방열덕트(85)는 상기 디스플레이 모듈(10)의 후면에서 상기 하우징(16)과 인접하는
디스플레이 냉각장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제2개방유동경로(80)는 방열덕트(85) 내부로 유동하고,
상기 방열덕트(85)는 상기 함체(30)의 측면에서 상기 폐순환경로(50)보다 외측에 마련되며,
상기 하우징(16)은 디스플레이 모듈(10)의 측면에서 외향 연장되어 상기 방열덕트(85)에 다다르는
디스플레이 냉각장치.
청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
상기 폐순환경로(50)는, 상기 측면 열교환기(40)에서 상기 디스플레이 모듈(10)의 측면과 함체(30)의 측면 사이의 공간에 배치된 부분을 지나는 유동을 포함하고,
상기 제1개방유동경로(70)는, 상기 측면 열교환기(40)에서 함체(30)의 측면의 길이방향을 따르는 부분을 지나는 유동을 포함하는
디스플레이 냉각장치.
청구항 5에 있어서,
상기 폐순환경로(50)는, 상기 측면 열교환기(40)에서 상기 디스플레이 모듈(10)의 측면과 함체(30)의 측면 사이의 공간에 배치된 부분을 지나는 유동을 포함하고,
상기 제1개방유동경로(70)는, 상기 측면 열교환기(40)에서 함체(30)의 측면의 길이방향을 따르는 부분을 지나는 유동을 포함하며,
상기 디스플레이 모듈(10)에서 방열덕트(85)에 다다르는 하우징(16)의 연장 부위에는 순환공기 통과공(161)이 마련되고,
상기 측면 열교환기(40)는 상기 함체(30)의 측면에서 상기 방열덕트(85)의 전방 또는 후방에 배치되는
디스플레이 냉각장치.
청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
상기 측면 열교환기(40)를 지나는 폐순환경로(50)와, 상기 측면 열교환기(40)를 지나는 상기 제1개방유동경로(70)는 서로 교차하는
디스플레이 냉각장치.
청구항 8에 있어서,
상기 측면 열교환기(40)는, 상기 함체(30)로부터 외향하며 상기 제1개방유동경로(70)로 노출되는 제1핀(43)과, 상기 함체(30)로 내향하며 상기 폐순환경로(50)로 노출되는 제2핀(44)을 포함하고,
상기 제1핀(43)은 함체 측면의 길이방향을 따라 길게 연장되고,
상기 제2핀(44)은 함체 측면에서 전후방향으로 연장된
디스플레이 냉각장치.
청구항 3에 있어서,
상기 하우징(16)은 적어도 상기 디스플레이 모듈(10)의 측면에 배치되고,
상기 제2개방유동경로(80)는 방열덕트(85) 내부로 유동하며,
상기 방열덕트(85)는 상기 함체(30)의 측면에서 상기 디스플레이 모듈(10) 측면의 하우징(16)과 인접하여 배치되는
디스플레이 냉각장치.
청구항 10에 있어서,
상기 함체(30)는 제1측면(31), 상기 제1측면과 마주하는 제2측면(32), 상기 제1측면 및 제2측면 사이에 배치되는 제3측면(33), 및 상기 제3측면과 마주하는 제4측면(34)을 포함하고,
상기 방열덕트(85)는 상기 제1측면 및 제2측면 중 적어도 어느 한 쪽에 배치되며,
상기 폐순환경로(50)는 상기 함체 내에서 상기 함체의 전면(35), 제3측면(33), 후면(36), 및 제4측면(34)과 상기 디스플레이 모듈(10) 사이의 공간을 순환하는
디스플레이 냉각장치.
청구항 11에 있어서,
상기 함체(30)의 상기 제1측면 및 제2측면 중 적어도 어느 한 쪽에 배치되는 측면 열교환기(40)는, 상기 함체(30)의 측면에서 상기 방열덕트(85)의 전방 또는 후방에 배치되고,
상기 측면 열교환기(40)를 유동하는 제1개방유동경로(70)는, 상기 함체의 전면 및 후면과 상기 디스플레이 모듈(10) 사이의 공간을 유동하는 상기 폐순환경로(50)의 공기의 유동 방향과 나란한 방향으로 유동하는 제1-1개방유동경로(70-1)를 포함하는
디스플레이 냉각장치.
청구항 11에 있어서,
상기 함체(30)의 제3측면 및 제4측면 중 적어도 어느 한 쪽에 배치되는 측면 열교환기(40)를 유동하는 제1개방유동경로(70)는, 상기 함체의 제3측면 및 제4측면과 디스플레이 모듈(10) 사이의 공간을 유동하는 상기 폐순환경로(50)의 공기의 유동 방향과 나란한 방향으로 유동하는 제1-2개방유동경로(70-2)를 포함하는
디스플레이 냉각장치.
청구항 12 또는 청구항 13에 있어서,
상기 측면 열교환기(40)는, 상기 함체(30)로부터 외향하며 상기 제1개방유동경로(70)로 노출되는 제1핀(43)과, 상기 함체(30)로 내향하며 상기 폐순환경로(50)로 노출되는 제2핀(44)을 포함하고,
상기 제1핀(43)과 상기 제2핀(44)은 서로 평행하게 배열되며,
상기 제2핀(44)과 상기 제1핀(43)은 함체(30)에 설치된 핀 베이스(46)를 공유하는
디스플레이 냉각장치.
청구항 4 또는 청구항 5 또는 청구항 10에 있어서,
상기 방열덕트(85)는 복수의 격벽에 의해 구분되는 복수의 채널을 포함하는
디스플레이 냉각장치.