KR20060106326A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20060106326A
KR20060106326A KR1020050028963A KR20050028963A KR20060106326A KR 20060106326 A KR20060106326 A KR 20060106326A KR 1020050028963 A KR1020050028963 A KR 1020050028963A KR 20050028963 A KR20050028963 A KR 20050028963A KR 20060106326 A KR20060106326 A KR 20060106326A
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김선원
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 커버 바텀 배면 상측에 열확산판을 구비하여 인버터 상측부에 발생되는 열을 확산에 의해 다른 부위로 전달시켜 최대 온도 부위의 발열 온도를 낮출 수 있는 액정 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명의 액정 표시 장치는 램프 어레이 및 상기 램프 어레이의 측부 및 하부를 감싸는 커버 바텀을 포함하여 이루어진 백 라이트 유닛과, 상기 백 라이트 유닛 상에 위치한 액정 패널과, 상기 액정 패널의 가장 자리를 감싸며, 상기 커버 바텀과 체결되는 케이스 탑과, 상기 커버 바텀 배면에 상기 램프 어레이를 구동하는 신호를 발생하는 인버터부와, 상기 인버터를 덮도록 형성된 인버터 커버 및 상기 인버터부와 인버터 커버 사이의 공간에 상기 인버터부의 상부를 덮도록 형성된 열확산판을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
인버터(inverter), 커버 바텀(cover bottom), 인버터 커버(inverter cover), 최대 온도, 램프(lamp)

Description

액정 표시 장치{Liquid Crystal Display Device}
도 1은 종래의 액정 표시 장치를 나타낸 분해 사시도
도 2a 및 도 2b는 종래의 액정 표시 모듈의 상부 및 배면을 나타낸 공정 사시도
도 3a 및 도 3b는 백 라이트 유닛 상에 가이드 패널을 조립한 모습을 상부면 및 배면(背面)에서 관찰한 모습을 나타낸 사시도
도 4는 종래의 다른 형상의 액정 표시 모듈의 배면을 나타낸 사시도
도 5는 본 발명의 액정 표시 장치의 인버터를 나타낸 사시도
도 6은 본 발명의 액정 표시 장치의 인버터 상에 형성된 열확산판을 나타낸 사시도
도 7은 본 발명의 액정 표시 장치의 인버터 커버 형성 후 액정 표시 장치의 배면을 나타낸 사시도
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 인버터 커버 형성 후 액정 표시 장치의 배면을 나타낸 사시도
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 사시도
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
130a : 커버 바텀의 제 1 면 130b : 커버 바텀의 제 2 면
130c : 커버 바텀의 제 3 면 146 : 가이드 패널
147a : 제 1 인버터 147b : 제 2 인버터
150 : 보드 어셈블리 커버 155 : 열확산판
155a : 제 1 열확산판 155b : 제 2 열확산판
160 : 백 라이트 유닛
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로 특히, 커버 바텀 배면 상측부에 열확산판을 구비하여 인버터 상측부에 발생되는 열을 확산에 의해 다른 부위로 전달시켜 최대 온도 부위의 발열 온도를 낮출 수 있는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시 장치로 활용되고 있다.
그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징 및 장점으로 인하여 이동형 화상 표시 장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송 신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비젼 및 컴퓨터의 모니터 등으 로 다양하게 개발되고 있다.
이와 같은 액정 표시 장치가 일반적인 화면 표시 장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비 전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.
일반적인 액정 표시 장치는, 화상을 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널에 구동 신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정 패널은 일정 공간을 갖고 합착된 제 1, 제 2 유리 기판과, 상기 제 1, 제 2 유리 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.
여기서, 상기 제 1 유리 기판(TFT 어레이 기판)에는 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 배선과, 상기 각 게이트 배선과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 배선과, 상기 각 게이트 배선과 데이터 배선이 교차되어 정의된 각 화소 영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 배선의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 배선의 신호를 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성된다.
그리고, 제 2 유리 기판(칼라 필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 차광층과, 칼라 색상을 표현하기 위한 R, G, B 칼라 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성된다.
상기 일반적인 액정 표시 장치의 구동 원리는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한다. 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 갖고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자 배열의 방향을 제어할 수 있다.
이러한 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터와 화소 전극이 배열된 하부의 어레이 기판을 제조하는 공정과 컬러 필터 및 공통 전극을 포함하는 상부의 컬러 필터 기판을 제조하는 공정 및 제조된 두 기판의 배치와 액정 물질의 주입 및 봉지, 편광판 부착으로 이루어진 액정 셀(cell) 공정에 의해 형성된다.
일반적인 액정 표시 장치는 크게 액정 표시 모듈과, 상기 액정 표시 모듈의 구동을 위해 필요한 전원을 인가하고 구동에 필요한 제어 신호를 발생하는 시스템(system) 및 상기 액정 표시 모듈 및 시스템을 내장하여 외부로부터 보호하는 외장 케이스를 포함하여 이루어진다.
상기 외장 케이스는 액정 표시 모듈 및 시스템을 보호하기 위한 소재로, 충격에 대해 완충 작용을 갖는 성분으로, 표시 면적의 효율을 저하시키지 않는 조건으로 상기 액정 표시 모듈 및 시스템을 케이싱(casing)한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래의 액정 표시 장치를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 액정 표시 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 1과 같이, 종래의 액정 표시 장치(10)는 크게, 액정 패널(11), 백 라이트 유닛(Back Light Unit)(15), 상기 액정 패널(11)을 구동하는 보드 어셈블리 유닛(Board Assembly Unit)(40), 케이스 탑(Case top)(20)을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 액정 패널(11)은 TFT 어레이가 형성된 제 1 기판과, 컬러 필터 어레이가 형성된 제 2 기판 및 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 이루어진다.
상기 제 1 기판(TFT 어레이 기판)에는 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 배선과, 상기 각 게이트 배선과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 배선과, 상기 각 게이트 배선과 데이터 배선이 교차되어 정의된 각 화소 영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 배선의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 배선의 신호를 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성된다.
그리고, 제 2 기판(컬러 필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 차광층과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R, G, B 컬러 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성된다.
그리고, 상기 제 2 기판과 제 1 기판의 각각의 배면에는 제 1 편광판(11a) 및 제 2 편광판(11b)이 더 형성되어, 액정의 배향에 따른 광 투과를 조절한다.
상기 일반적인 액정 표시 장치의 구동 원리는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한다. 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 갖고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자 배열의 방향을 제어할 수 있다.
상기 보드 어셈블리 유닛(Board Assembly Unit)(40)은 상기 액정 패널의 게이트 라인 및 데이터 라인 각각의 구동 신호를 인가하는 게이트 드라이브 IC 및 데이터 드라이브 IC와, 상기 각 드라이브 IC를 제어하는 게이트 PCB(41a), 소오스 PCB(41b)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 게이트 드라이브 IC 및 데이터 드라이브 IC는 각각 TCP(Tape Carrier Package) 필름(40a, 40b)에 내장되어 제 1 기판과 게이트 및 소오스 PCB(40a, 40b)에 연결된다. 상기 TCP 필름(40a, 40b)은 제 1 기판과 게이트 및 소오스 PCB(40a, 40b)에 도전성 수지를 이용하여 직접 부착시킨다. 이러한 TCP 필름은 폴리아미드(Polyamid)와 같은 유연성 재질층 사이에 금속성 도전층이 단층 혹은 다층으로 삽입된 구조를 가지고 있다.
한편, 경우에 따라 게이트 또는 데이터 드라이브 IC는 액정 패널에 내장할 수 있으며, 이 경우, PCB는 하나의 통합된 회로를 실장하여 그 구성을 간단히 할 수 있다.
여기서, 상기 게이트 및 소오스 PCB(40a, 40b)는 액정 표시 장치(10)의 외부의 시스템(미도시)과 연결되어, 전원이 공급되며, 구동을 위한 제어 신호를 인가받는다.
상기 백 라이트 유닛(15)은 램프 어레이(미도시)와, 상기 램프 어레이의 하부 및 주변을 감싸는 커버 바텀(cover bottom, 13)과, 상기 램프 어레이로부터 발광되는 빛을 전면에 걸쳐 균일하게 확산시켜 액정 패널(11)측으로 전달하는 플레이트(plate)/쉬트(sheet)(12)로 이루어진다.
여기서, 상기 커버 바텀(13)의 내측에는 반사판(미도시)이 접하여 형성되고, 상기 반사판 상부에 램프 어레이가 위치하고, 그 상부에 차례로 확산 또는 보호시트(12a)와 제 1 프리즘 시트(12b) 및 제 2 프리즘 시트(12c)와 확산 또는 보호시트(12d)로 이루어진 플레이트(plate)/쉬트(sheet)(12)가 포함되어 있다.
그리고, 상기 액정 패널(11) 및 백 라이트 유닛(15)의 상부 가장 자리 및 측부를 감싸는 형상으로 케이스 탑(case top)이 형성된다. 이 때, 상기 보드 어셈블리 유닛(40)은 접혀져 상기 커버 바텀(13) 하부로 위치하게 되고, 이후의 케이싱 작업을 통해 외부로부터 보호된다.
이하, 도면을 참조하여 액정 표시 장치의 조립 공정을 살펴본다.
도 2a 및 도 2b는 종래의 액정 표시 모듈의 상부 및 배면을 나타낸 공정 사시도이며, 도 3a 및 도 3b는 백 라이트 유닛 상에 가이드 패널을 조립한 모습을 상부면 및 배면(背面)에서 관찰한 모습을 나타낸 사시도이다.
도 2a와 같이, 종래의 액정 표시 모듈은 먼저 복수개의 램프로 구성된 램프 어레이(미도시)와, 상기 램프 어레이의 하부면 및 그 측부를 감싸는 커버 바텀의 백 라이트 유닛(45)을 준비한다.
이어, 상기 백 라이트 유닛(45) 상부에 복수개의 광학 쉬트(미도시)를 배치시킨다.
이어, 상기 백 라이트 유닛(45)과 복수개의 광학 쉬트의 가장 자리 상부를 감싸도록 패널 가이드(46)를 형성한다.
이 때, 상기 백 라이트 유닛(45)의 배면을 관찰하면, 도 2b에서 볼 수 있는 바와 같다. 여기서, 상기 커버 바텀은 램프 어레이가 안착되는 하부면(30a)과, 상기 하부면(30a)과 연결되어 램프 어레이가 갖는 두께 이상의 높이로 형성된 상기 하부면(30a) 양측의 측면(30b)과, 상기 양측의 측면(30b)에서 다시 연장되어 하부면(30a)과 평행한 수평면 방향으로 하부면(30a)과 단차를 갖고 형성된 상부면(30c) 을 포함하여 이루어진다.
상기 가이드 패널(46)은 백 라이트 유닛(45) 상부에 액정 패널(미도시)이 대응되는 위치를 정의하는 구조물로 주로 플라스틱 재질의 고형성을 갖는 물질로 이루어져 있다. 이 때, 상기 가이드 패널(46)은 백 라이트 유닛(45)을 측부를 일부 덮으며, 상기 백 라이트 유닛(45)을 지지함을 알 수 있다.
한편, 상기 가이드 패널(46) 상부에는 액정 패널(미도시)을 장착시켜, 상기 액정 패널과 백 라이트 유닛(45)을 일체화한다.
도 3a와 같이, 액정 패널 내에 구동 신호를 발생하기 위해 액정 패널과 연결되어 형성되는 보드 어셈블리 유닛(미도시)은 액정 패널 및 백 라이트 유닛(45) 하부 배면으로 접혀져 상기 커버 바텀(30)의 배면 상측부의 소정 부위에 위치하게 된다. 즉, 상기 보드 어셈블리 유닛이 액정 패널로부터 백 라이트 유닛으로 접히게 되면, 상기 커버 바텀(30)의 상부면(30c)과 하부면(30a)에 걸쳐 상기 보드 어셈블리 유닛이 대응될 것이다.
도시된 도면에서는 보드 어셈블리 유닛이 액정 패널 내에 게이트 드라이브 IC 및 게이트 PCB가 실장된 형태로 하나의 소오스 PCB만이 액정 패널의 상측의 소정 부위에 연결되어 배치되어 있는 상태를 나타낸다. 이러한, 상기 보드 어셈블리 유닛은 상기 액정 패널의 일측에 형성되어, 하측으로 접혀져 상기 커버 바텀(30)의 배면에 접하도록 보드 어셈블리 커버(50)를 형성하여, 상기 보드 어셈블리 유닛을 외부로부터 보호 및 차폐(shielding)한다. 여기서, 상기 보드 어셈블리 커버(50)는 금속성 재질로, 금형을 통해 형성된다.
그리고, 백 라이트 유닛(45)의 배면, 즉, 커버 바텀(30)의 배면의 양측에는 상기 복수개의 램프(32)에 전압 신호를 인가하는 인버터(inverter, 47a, 47b)가 위치한다. 여기서, 상기 인버터(47a, 47b)는 상기 커버 바텀(30)을 이루는 면 중 하부면(30a)의 배면, 좌우 양측에 형성된다. 이 때, 인버터(47a, 47b)는 커버 바텀(30)의 하부면(30a) 상하단부와 소정 간격 이격되어 형성된다.
도 3b와 같이, 상기 인버터(47a, 47b)의 표면에는 보드 어셈블리 유닛과 마찬가지로, 금속성 재질로 금형을 통해 형성된 인버터 커버(48a, 48b)를 형성하여, 외부로부터 상기 인버터(47a, 47b)를 차폐 및 보호한다. 이 때, 상기 인버터 커버(48a, 48b)는 상기 커버 버텀(30)의 하부면(30a) 상에 상기 인버터(47a, 47b)를 덮는 형상으로 형성되어 있다.
이 경우, 상기 인버터 커버(48a, 48b)는 상하부에서는 각각 상기 커버 바텀(30)의 하부면(30a)에 구비된 소정의 홀 및 볼트(미도시)를 통해 연결되어 있다. 그리고, 좌측에 형성된 제 1 인버터(47a)에 대하여는 좌측에 대하여서는 가이드 패널(46)의 소정 두께를 일부 감싸며 형성되며, 우측에 대하여는 상기 커버 바텀(30) 하부면(30a) 배면 상에 제 1 인버터 커버(48a)가 형성된다. 우측에 형성된 인버터(47b)에 대하여는 이와 대칭적으로, 우측에 대하여는 가이드 패널(46)의 소정 두께를 일부 감싸며 형성되며, 좌측에 대하여는 상기 커버 바텀(30)의 하부면(30a) 배면 상에 제 2 인버터 커버(48b)가 형성된다.
여기서, 상기 액정 패널(미도시), 가이드 패널(46), 백 라이트 유닛(45), 인버터(47a, 47b), 보드 어셈블리 유닛(미도시) 등이 인버터 커버(48a, 48b), 보드 어셈블리 커버(50) 및 케이스 탑(미도시) 등에 의해 케이싱되어 액정 표시 장치(60)를 구성한다.
상기 인버터 커버(48a, 48b)는 액정 표시 장치의 조립 공정에서, 조립의 마지막 단계에서 이루어지며, 주요 역할은 상기 인버터(47a, 47b)에 흐르는 고전류를 외부에 대해 안전하게 차단하는 것이다.
상기 인버터 커버(48a, 48b)의 크기 및 개수는 상기 인버터(47a, 47b)의 크기 및 개수에 따라 변경 가능하다.
상기 인버터(47a, 47b)의 위치가 상기 커버 바텀(30)의 배면의 좌우측에 부착되게 되는데, 인버터(47a, 47b)의 특성상 좌상, 우하 또는 좌하, 우상으로 엇갈리게 조립되는 것이 보통의 경우이며, 도면과 같이, 인버터(47a, 47b)의 크기가 좌우에 거의 커버 바텀(48a, 48b)의 세로 길이와 동일하게 형성되었을 경우에는, 좌우 균형을 맞추어 조립되게 된다.
이러한 종래의 액정 표시 모듈은 내부에 위치하여 광을 발생시키는 광원인 램프와 램프에 전압을 인가하는 인버터의 부품들에 의해 열이 발생하게 된다.
도 4는 종래의 다른 형상의 액정 표시 모듈의 배면을 나타낸 사시도이다.
도 4는 종래의 다른 형상의 액정 표시 모듈을 나타낸 것으로, 도 3의 구조에서 상기 제 1 인버터 커버(48a) 및 제 2 인버터 커버(48b)에 복수개의 홀을 구비하여 이를 통해 램프의 열 방출이 이루어지는 구조이다. 이러한 구조에서는 상기 홀들이 램프 및 인버터(47a, 47b)에서 발생된 열의 방출을 하는 기능을 하지만, 그 기능도 어느 정도 한계가 있으며, 상기 액정 표시 모듈이 세워져 있을 때, 대류 현 상에 의해 상측으로 열이 집중되어 최대 온도 영역이 발생함을 피할 수 없다.
이와 같은 액정 표시 모듈의 구동시 백라이트 유닛 내부에 위치하여 램프로부터 발생한 열이 외곽에서 안쪽 방향으로 전달되고 인버터 혹은 하측에 위치한 램프에 의해 발생한 열이 대류에 의해 상측으로 열을 전달됨에 따라 액정 표시 모듈 상측의 온도가 증가하게 된다. 액정 표시 모듈의 배면 위치, 즉, 인버터로 둘러싸인 인버터 커버 바텀의 표면 온도가 증가하게 되는 것이다.
이러한 액정 표시 모듈은 온도가 증가함에 따라 램프의 효율성 및 신뢰성이 저감되거나 패널의 액정이 상전이를 일으켜 화면 이상을 일으킬 수 있다.
상기와 같은 종래의 액정 표시 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
종래의 액정 표시 장치는 커버 바텀 내부에 위치하여 광을 발생시키는 광원인 램프와 램프에 전압을 인가하는 인버터의 부품들에 의해 열이 발생하게 된다.
이와 같은 액정 표시 장치의 구동시 백라이트 유닛 내부에 위치하여 램프로부터 발생한 열이 외곽에서 안쪽 방향으로 전달되고 인버터 혹은 하측에 위치한 램프에 의해 발생한 열이 대류에 의해 상측으로 열을 전달됨에 따라 액정 표시 모듈 상측의 온도가 증가하게 된다. 액정 표시 모듈의 배면 위치, 즉, 인버터로 둘러싸인 인버터 커버 바텀의 표면 온도가 증가하게 되는 것이다.
이러한 액정 표시 모듈은 온도가 증가함에 따라 램프의 효율성 및 신뢰성이 저감되거나 패널의 액정이 상전이를 일으켜 화면 이상을 일으킬 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 커버 바텀 배 면 상측부에 열확산판을 구비하여 인버터 상측부에 발생되는 열을 확산에 의해 다른 부위로 전달시켜 최대 온도 부위의 발열 온도를 낮출 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치는 램프 어레이 및 상기 램프 어레이의 측부 및 하부를 감싸는 커버 바텀을 포함하여 이루어진 백 라이트 유닛과, 상기 백 라이트 유닛 상에 위치한 액정 패널과, 상기 액정 패널의 가장 자리를 감싸며, 상기 커버 바텀과 체결되는 케이스 탑과, 상기 커버 바텀 배면에 상기 램프 어레이를 구동하는 신호를 발생하는 인버터부와, 상기 인버터를 덮도록 형성된 인버터 커버 및 상기 인버터부와 인버터 커버 사이의 공간에 상기 인버터부의 상부를 덮도록 형성된 열확산판을 포함한 인버터를 덮도록 형성된 인버터 커버를 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.
상기 열 확산판은 구리, 구리 합금, 알루미늄 및 알루미늄 합금 중 어느 하나로 이루어진다.
상기 열확산판은 상기 인버터의 상측에 대응하여 형성된다.
상기 인버터 커버에는 열을 방출하는 복수개의 홀이 구비된다.
또한, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치는 램프 어레이 및 상기 램프 어레이의 측부 및 하부를 감싸는 커버 바텀을 포함하여 이루어진 백 라이트 유닛과, 상기 백 라이트 유닛 상에 위치한 액정 패널과, 상기 액정 패널의 가장 자리를 감싸며, 상기 커버 바텀과 체결되는 케이스 탑과, 상기 커버 바텀 배면에 상기 램프 어레이를 구동하는 신호를 발생하는 인버터부와, 상기 커버 바텀 배면과 상기 인버터부 사이의 공간에 형성된 열확산판 및 상기 인버터를 덮도록 형성된 인버터 커버를 포함하여 이루어짐에 또 다른 특징이 있다.
상기 열 확산판은 구리, 구리 합금, 알루미늄 및 알루미늄 합금 중 어느 하나로 이루어진다.
상기 열확산판은 상기 인버터의 상측에 대응하여 형성된다.
상기 인버터 커버에는 열을 방출하는 복수개의 홀이 구비된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정 표시 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 액정 표시 장치의 인버터를 나타낸 사시도이다.
도 5와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치는 크게, 액정 패널(미도시), 백 라이트 유닛(Back Light Unit), 상기 액정 패널을 구동하는 보드 어셈블리 유닛(Board Assembly Unit) 및 상기 액정 패널과, 백 라이트 유닛(160) 및 보드 어셈블리 유닛을 케이싱하는 외장 케이스를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 액정 패널은 TFT 어레이가 형성된 제 1 기판과, 컬러 필터 어레이가 형성된 제 2 기판 및 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 이루어진다.
상기 제 1 기판(TFT 어레이 기판)에는 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 배선과, 상기 각 게이트 배선과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 배선과, 상기 각 게이트 배선과 데이터 배선이 교 차되어 정의된 각 화소 영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 배선의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 배선의 신호를 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성된다.
그리고, 제 2 기판(컬러 필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 차광층과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R, G, B 컬러 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성된다.
그리고, 상기 제 2 기판과 제 1 기판의 각각의 배면에는 제 1 편광판(11a) 및 제 2 편광판(11b)이 더 형성되어, 액정의 배향에 따른 광 투과를 조절한다.
상기 일반적인 액정 표시 장치의 구동 원리는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한다. 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 갖고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자 배열의 방향을 제어할 수 있다.
상기 보드 어셈블리 유닛(Board Assembly Unit)은 상기 액정 패널의 게이트 라인 및 데이터 라인 각각의 구동 신호를 인가하는 게이트 드라이브 IC 및 데이터 드라이브 IC와, 상기 각 드라이브 IC를 제어하는 게이트 PCB, 소오스 PCB를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 게이트 드라이브 IC 및 데이터 드라이브 IC는 각각 TCP(Tape Carrier Package) 필름에 내장되어 제 1 기판과 게이트 및 소오스 PCB에 연결된다. 상기 TCP 필름은 제 1 기판과 게이트 및 소오스 PCB에 도전성 수지를 이용하여 직접 부착시킨다. 이러한 TCP 필름은 폴리아미드(Polyamid)와 같은 유연성 재질층 사이에 금속성 도전층이 단층 혹은 다층으로 삽입된 구조를 가지고 있다.
한편, 경우에 따라 게이트 또는 데이터 드라이브 IC는 액정 패널에 내장할 수 있으며, 이 경우, PCB는 하나의 통합된 회로를 실장하여 그 구성을 간단히 할 수 있다.
여기서, 상기 게이트 및 소오스 PCB는 액정 표시 장치(160)의 외부의 시스템(미도시)과 연결되어, 전원이 공급되며, 구동을 위한 제어 신호를 인가받는다.
상기 백 라이트 유닛은 램프 어레이(미도시)와, 상기 램프 어레이의 하부 및 주변을 감싸는 커버 바텀(cover bottom)(130a, 130b, 130c)과, 상기 램프 어레이로부터 발광되는 빛을 전면에 걸쳐 균일하게 확산시켜 액정 패널측으로 전달하는 플레이트(plate)/쉬트(sheet)로 이루어진다. 여기서, 상기 커버 바텀은 램프 어레이가 안착되는 하부면(130a)과, 상기 하부면(130a)의 양측에 연장되어 램프 어레이의 측부를 가리도록 수직한 방향으로 형성된 측면(130b)과, 상기 측면(130b)에서 연장되어 상기 하부면(130a)과 동일한 수평 방향으로 형성된 상부면(130c)을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 커버 바텀(130a, 130b, 130c)의 내측에는 반사판(미도시)이 접하여 형성되고, 상기 반사판 상부에 램프 어레이가 위치하고, 그 상부에 차례로 확산 또는 보호시트와 제 1 프리즘 시트 및 제 2 프리즘 시트와 확산 또는 보호시트로 이루어진 플레이트(plate)/쉬트(sheet)가 포함되어 있다.
그리고, 상기 액정 패널 및 백 라이트 유닛의 상부 가장 자리 및 측부를 감싸는 형상으로 케이스 탑(case top)이 형성된다. 이 때, 상기 보드 어셈블리 유닛은 접혀져 상기 커버 바텀의 상부면(130c), 측면(130b) 및 하부면(130a)을 거쳐 그 상부에 보드 어셈블리 커버(150)로 케이싱하여 외부로부터 보호한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 액정 표시 장치의 조립 공정을 살펴본다.
도 5와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치의 조립 공정은 먼저 복수개의 램프로 구성된 램프 어레이(미도시)와, 상기 램프 어레이의 하부면 및 그 측부를 감싸는 커버 바텀의 백 라이트 유닛(160)을 준비한다.
이어, 상기 백 라이트 유닛(160) 상부에 복수개의 광학 쉬트(미도시)를 배치시킨다.
이어, 상기 백 라이트 유닛(160)과 복수개의 광학 쉬트의 가장 자리 상부를 감싸도록 패널 가이드(146)를 형성한다.
이 때, 상기 백 라이트 유닛(160)의 배면을 관찰하면, 도 5에서 볼 수 있는 바와 같다. 여기서, 상기 커버 바텀은 램프 어레이가 안착되는 하부면(130a)과, 상기 하부면(130a)과 연결되어 램프 어레이가 갖는 두께 이상의 높이로 형성된 상기 하부면(130a) 양측의 측면(130b)과, 상기 양측의 측면(130b)에서 다시 연장되어 하부면(130a)과 평행한 수평면 방향으로 하부면(130a)과 단차를 갖고 형성된 상부면(130c)을 포함하여 이루어진다.
상기 가이드 패널(146)은 백 라이트 유닛(160) 상부에 액정 패널(미도시)이 대응되는 위치를 정의하는 구조물로 주로 플라스틱 재질의 고형성을 갖는 물질로 이루어져 있다. 이 때, 상기 가이드 패널(146)은 백 라이트 유닛(160)을 측부를 일부 덮으며, 상기 백 라이트 유닛(160)을 지지함을 알 수 있다.
한편, 상기 가이드 패널(146) 상부에는 액정 패널(미도시)을 장착시켜, 상기 액정 패널과 백 라이트 유닛(160)을 일체화한다.
또한, 액정 패널 내에 구동 신호를 발생하기 위해 액정 패널과 연결되어 형성되는 보드 어셈블리 유닛(미도시)은 액정 패널 및 백 라이트 유닛(160) 하부 배면으로 접혀져 상기 커버 바텀의 상부면(130c), 측면(130b) 및 하부면(130a)의 소정 부위에 걸쳐 형성된다.
도시된 도면에서는 보드 어셈블리 유닛이 액정 패널 내에 게이트 드라이브 IC 및 게이트 PCB가 실장된 형태로 하나의 소오스 PCB만이 액정 패널의 상측의 소정 부위에 연결되어 배치되어 있는 상태를 나타낸다. 이러한, 상기 보드 어셈블리 유닛은 상기 액정 패널의 일측에 형성되어, 하측으로 접혀져 상기 커버 바텀(130a, 130b, 130c)의 배면에 접하도록 보드 어셈블리 커버(150)를 형성하여, 상기 보드 어셈블리 유닛을 외부로부터 보호 및 차폐(shielding)한다. 여기서, 상기 보드 어셈블리 커버(150)는 금속성 재질로, 금형을 통해 형성된다.
그리고, 백 라이트 유닛(160)의 배면, 즉, 커버 바텀의 하부면(130a)의 배면의 양측에는 상기 복수개의 램프에 전압 신호를 인가하는 제 1 인버터(inverter, 147a) 및 제 2 인버터(147b)가 위치한다.
도 6은 본 발명의 액정 표시 장치의 인버터 상에 형성된 열확산판을 나타낸 사시도이다.
도 6과 같이, 본 발명의 액정 표시 장치에는 제 1 및 제 2 인버터(147a, 147b)의 상측부를 덮도록 제 1 및 제 2 열확산판(155a, 155b)이 각각 형성된다.
이러한 제 1 및 제 2 열확산판(155a, 155b)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 구리 합금 및 알루미늄 합금 중 어느 하나의 재료를 이용하여 형성한다. 이 경우, 상기 제 1 및 제 2 열확산판(155a, 155b)은 상기 제 1 및 제 2 인버터(147a, 147b)를 상하측 모두를 덮도록 형성할 수도 있으며, 혹은 도시된 바와 같이, 상측만을 덮도록 형성할 수 있다.
상기 커버 바텀(130a, 130b, 130c) 내측면의 램프 어레이에서 발생되는 열은 주로 램프들의 전극부, 즉, 램프의 양단부에 집중하며, 따라서, 상기 램프의 양단부에 대응되는 위치인 제 1 및 제 2 인버터(147a, 147b)측에 집중한다. 또한, 일반적인 표시 장치와 마찬가지로, 액정 표시 장치는 대개 세워진 경우가 많은데, 이 경우, 세워진 액정 표시 장치에 있어서는, 대류 현상에 의해 상기 제 1 및 제 2 인버터(147a, 147b)의 상측부위에 열이 더 집중하여 최대 온도 영역이 발생한다. 이러한 제 1 및 제 2 인버터(147a, 147b)의 상측 부위에 대응하여 열전도율이 좋은 제 1 및 제 2 열확산판(155a, 155b)을 위치시키게 되면, 상기 제 1 및 제 2 열확산판(155a, 155b)의 면을 통해 열이 전달되어, 소정 부분에 열이 집중되는 현상을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 액정 표시 장치의 인버터 커버 형성 후 액정 표시 장치의 배면을 나타낸 사시도이다.
도 7과 같이, 상기 제 1 및 제 2 인버터(147a, 147b)와 상기 제 1 및 제 2 열확산판(155a, 155b)을 덮도록 각각 제 1 인버터 커버(148a)와 제 2 인버터 커버(148b)가 형성된다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 인버터 커버 형성 후 액정 표시 장치의 배면을 나타낸 사시도이다.
도 8은 도 7의 구조에 상기 제 1 및 제 2 인버터 커버(148a, 148b)에 복수개의 홀을 구비한 모습을 나타낸다.
도 8에서 살펴볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제 1 및 제 2 상기 열 확산판(155a, 155b)을 구비함으로써, 열 대류 현상에 의해 상기 제 1 및 제 2 인버터 커버(148a, 148b)의 상측 부위(D)로 몰리는 램프의 열이 열전도도가 높은 상기 제 1 및 제 2 열확산판(155a, 155b)을 통해 그 주변으로 전달되어, 상기 제 1 및 제 2 인버터 커버(148a, 148b)의 상측 부위(D)의 최대 온도가 저감된다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 사시도이다.
도 9와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 표시 장치는 상기 열 확산판(155)을 상기 커버 바텀의 하부면(130a) 배면에 대응하여 형성한 것이다. 즉, 상기 제 1, 제 2인버터(147a, 147b)와 상기 커버 바텀의 하부면(130a) 사이에 영역에 각각 제 1, 제 2 열확산판(155a, 155b)을 위치시킨다. 이 경우, 상기 제 1, 제 2 열확산판(155a, 155b)은 상기 램프 어레이의 전극부에서 발열되는 열과 상기 제 1, 제 2 인버터(147a, 147b)에서 발생하는 열을 그 주변으로 전도시켜 상술한 실시예들과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
제 3 실시예의 경우, 상기 제 2 실시예와 같이, 상기 제 1, 제 2 인버터 커버(148a, 148b) 상에 복수개의 홀을 구비하여 발열 효과를 더 높일 수 있을 것이다.
상기와 같은 본 발명의 액정 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 직하형 백라이트를 구비한 액정 표시 장치에 있어서, 인버터와 인버터 커버 사이에 열전도도가 높은 열확산판을 구비함으로써, 열대류에 의해 상측으로 전달되는 열이 상기 열확산판의 주변으로 퍼지도록 하여 국부 영역에서 나타나는 최대 온도를 저감할 수 있다.
둘째, 상기 열확산판은 열전도도가 높은 재질을 사용하고 일반적으로 구리나 알루미늄 또는 이들의 합금을 사용하여 형성하여 그 재료의 사용의 어려움 없이 이용할 수 있다.
셋째, 액정 패널과 램프의 온도에 대한 신뢰성 및 안정성을 확보할 수 있다.
넷째, 텔레비전과 같은 대형 모델에서는 램프에 의한 국부적인 열 집중이 큰 문제였는데, 상기 열확산판을 통해 주변으로 전달하도록 하여 표시 장치의 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims (8)

  1. 램프 어레이 및 상기 램프 어레이의 측부 및 하부를 감싸는 커버 바텀을 포함하여 이루어진 백 라이트 유닛;
    상기 백 라이트 유닛 상에 위치한 액정 패널;
    상기 액정 패널의 가장 자리를 감싸며, 상기 커버 바텀과 체결되는 케이스 탑;
    상기 커버 바텀 배면에 상기 램프 어레이를 구동하는 신호를 발생하는 인버터부;
    상기 인버터를 덮도록 형성된 인버터 커버; 및
    상기 인버터부와 인버터 커버 사이의 공간에 상기 인버터부의 상부를 덮도록 형성된 열확산판을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 열 확산판은 구리, 구리 합금, 알루미늄 및 알루미늄 합금 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 열확산판은 상기 인버터의 상측에 대응하여 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 인버터 커버에는 열을 방출하는 복수개의 홀이 구비된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 램프 어레이 및 상기 램프 어레이의 측부 및 하부를 감싸는 커버 바텀을 포함하여 이루어진 백 라이트 유닛;
    상기 백 라이트 유닛 상에 위치한 액정 패널;
    상기 액정 패널의 가장 자리를 감싸며, 상기 커버 바텀과 체결되는 케이스 탑;
    상기 커버 바텀 배면에 상기 램프 어레이를 구동하는 신호를 발생하는 인버터부;
    상기 커버 바텀 배면과 상기 인버터부 사이의 공간에 형성된 열확산판; 및
    상기 인버터를 덮도록 형성된 인버터 커버를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 열 확산판은 구리, 구리 합금, 알루미늄 및 알루미늄 합금 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 열확산판은 상기 인버터의 상측에 대응하여 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 인버터 커버에는 열을 방출하는 복수개의 홀이 구비된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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