KR20060131382A - 백라이트 어셈블리 및 이를 이용한 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 램프 유닛으로부터 방출되는 열을 외부로 방출하거나, 효과적으로 분산시킬 수 있는 백라이트 어셈블리 및 액정 표시 장치에 관한 것이다. 램프 유닛과, 상기 램프 유닛을 수납하는 수납부재와, 상기 수납부재 하부에 배치된 제 1 방열 부재 및 상기 수납부재의 측면과 상기 제 1 방열 부재를 감싸는 제 2 방열 부재를 포함한다. 이때, 램프 유닛을 수납부재의 측벽 영역에 배치되고, 제 1 방열 부재로는 평판 형상의 그라파이트를 사용하여 램프 유닛의 수납부재 하부 외측에 배치시키고, 제 2 방열 부재로는 열전도성이 우수한 금속을 사용하여 램프 유닛이 배치된 측벽과, 제 1 방열 부재에 밀착시켜 램프 유닛으로부터 방출되는 열을 수납부재의 전영역으로 균일하게 분산 수 있다. 또한, 램프 유닛이 배치되는 상기 수납부재의 측벽을 제 2 방열 부재로 대신 제작할 수도 있다.
방열 부재, 그라파이트, 램프 유닛, LED, 열 전도도

Description

백라이트 어셈블리 및 이를 이용한 액정표시장치{BACKLIGHT ASSEMBLY AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY USING THE SAME}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 액정 표시 장치를 A-A선에 대해 자른 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 방열 부재의 변형예를 설명하기 위한 단면도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도.
도 5는 도 4의 액정 표시 장치를 B-B선에 대해 자른 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 하부 수납부재의 채결을 설명하기 위한 단면도.
도 7은 본 발명의 변형예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 액정표시패널 110 : 컬러 필터 기판
120 : TFT 기판 210 : 인쇄회로기판
200 : 구동 회로부 230 : 연성 인쇄회로기판
300 : 상부 수납부재 400 : 램프 유닛
800 : 하부 수납부재 910, 920 : 방열 부재
본 발명은 백라이트 어셈블리 및 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 직하형 백라이트 구조에서 발생할 수 있는 가장자리의 암부를 개선할 수 있는 백라이트 어셈블리 및 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 경량, 박형, 저전력구동, 풀-컬러, 고해상도 구현 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 확대되고 있는 실정이다. 현재 액정표시장치는 컴퓨터, 노트북, PDA, 전화기, TV, 오디오/비디오기기 등에서 사용되고 있다. 이러한 액정표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 광의 투과량이 조절되어 액정표시장치의 패널에 원하는 화상을 표시한다.
이와 같은 액정표시장치는 자체적으로 발광을 하지 못하기 때문에 백라이트와 같은 광원이 필요하게 된다. 이러한 액정표시장치용 백라이트는 광원의 위치에 따라 에지형(edge type) 방식과 직하형(direct type) 방식의 두 종류가 있다.
에지형 방식은 액정표시패널의 가장자리에 광원을 설치하여, 광원으로부터 발생된 광이 액정표시패널의 하부에 위치한 투명한 도광판을 통해 액정표시패널에 조사되는 방식이다. 이는 광의 균일성이 좋고, 수명이 길며, 액정표시장치의 박형화에 유리하고, 일반적으로, 중형 및 소형의 액정표시패널에 광을 조사하는데 통상 사용된다. 한편, 직하형 방식은 액정표시패널의 하부에 다수의 광원을 두어 액정표시패널의 전면을 직접 조사하는 방식이다. 이는 높은 휘도를 확보할 수 있고, 일반적으로 대형 및 중형의 액정표시패널에 광을 조사하는데 통상적으로 사용된다.
종래의 액정 표시 패널의 광원으로는 냉음극 형광 램프를 사용하였고, 점차로 고수명, 저전력소모, 경량 및 박형화의 장점을 갖는 LED 램프를 광원으로 사용하고자 하는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 하지만, LED 램프는 기존의 형광램프에 비하여 발열량이 많은 단점이 있다. 이러한 LED 램프의 열로 인해 백라이트 어셈블리 내부의 온도를 상승시켜 전자 회로 등의 신뢰성을 저하시킬 수 있고, 내부온도차에 의해 부품이나 케이스에 열 응력이 발생하여 변형을 초래하게 되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 열전도성이 우수한 열전도성 물질을 이용하여 램프 유닛에서 발생되는 열을 수납부재 및 공기 중으로 방출할 수 있는 백라이트 어셈블리 및 이를 이용한 액정 표시 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 수납부재의 일측벽을 열전도성 물질로 형성하고, 이를 통해 램프 유닛의 열을 외부로 방출할 수 있는 백라이트 어셈 블리 및 이를 이용한 액정 표시 장 치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 램프 유닛과, 상기 램프 유닛을 수납하는 수납부재와, 상기 수납부재 하부에 배치된 제 1 방열 부재 및 상기 수납부재의 측면과 상기 제 1 방열 부재를 감싸는 제 2 방열 부재를 포함하는 백라이트 어셈블리를 제공한다.
여기서, 상기 제 1 방열 부재는 평판 형상으로 형성되어, 상기 램프 유닛이 수납된 영역의 수납부재 하부 외측에 배치되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 제 1 방열 부재는 구리, 구리 합금 또는 그라파이트를 포함하고, 상기 제 2 방열 부재는 구리 또는 구리 합금을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제 2 방열 부재는 절곡된 형상으로 형성하여, 상기 램프 유닛이 수납된 수납부재의 측면 영역과 제 1 방열 부재에 밀착 결합되어 있는 것이 바람직하다.
상기의 제 2 방열 부재와 상기 하부 수납부재 사이와, 상기 제 1 방열 부재와 상기 제 2 방열 부재 사이에 형성된 써멀 패드를 더 포함할 수도 있다.
상술한 수납부재 내측면의 적어도 일부에 상기 램프 유닛이 결합 배치되어 있는 것이 효과적이다.
또한, 본 발명에 따른 램프 유닛 및 상기 램프 유닛을 수납하는 수납 공간을 갖는 수납부재를 포함하고, 상기 수납부재는 몸체부와, 상기 몸체부와 결합하여 수납 공간을 형성하는 측단부 및 상기 몸체부와 상기 측단부의 결합 영역 사이에 위치하는 방열 부재를 포함하는 백라이트 어셈블리를 제공한다.
여기서, 상기 측단부는 열 전도성을 갖는 구리 또는 구리 합금을 포함하고, 상기 방열 부재는 구리, 구리 합금 또는 그라파이트를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 몸체부는 사각 판 형상의 바닥면과, 상기 바닥면에서 돌출 연장된 하나 이상의 측벽을 포함하고, 상기 측단부는 상기 측벽이 형성되지 않은 측단 영역에 결합되어 수납 부재의 측벽을 형성하는 것이 효과적이다.
상기의 측단부는 상기 몸체부의 바닥면과 결합하는 결합면과, 상기 결합면으로부터 절곡 연장된 측벽면을 포함하는 것이 바람직하고, 상기 측벽면에 상기 램프 유닛이 결합 배치되어 있는 것이 효과적이다.
상술한 몸체부는 사각 판 형상으로 형성하고, 상기 측단부는 상기 몸체부의 측단 영역에 결합되어 수납 부재의 측벽을 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 측단부는 상기 몸체부의 바닥면과 결합하는 결합면과, 상기 결합면으로부터 절곡 연장된 측벽면을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 측벽면에 상기 램프 유닛이 결합 배치되어 있는 것이 바람직하다.
앞서 설명한 상기 램프 유닛은 LED 램프를 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 램프 유닛 하부에 배치된 반사판을 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 램프 유닛 상부에 배치된 광학 시트를 더 포함하는 것이 효과적이다.
또한, 본 발명에 따른 광을 생성하는 램프 유닛과, 상기 램프 유닛을 수납하는 수납부재와, 상기 수납부재 하부에 배치된 제 1 방열 부재 및 상기 수납부재의 측면과 상기 제 1 방열 부재를 감싸는 제 2 방열 부재를 포함하는 백라이트 어셈블리 및 상기 백라이트 어셈블리로부터 공급되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 액 정 표시 패널을 포함하는 액정 표시 장치를 제공한다.
상기의 제 1 방열 부재는 평판 형상의 구리, 구리 합금 또는 그라파이트를 포함하고, 상기 램프 유닛이 수납된 영역의 수납부재 하부 외측에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제 2 방열 부재는 절곡된 형상의 구리 또는 구리 합금을 포함하고, 상기 램프 유닛이 수납된 수납부재의 측면 영역과 제 1 방열 부재에 밀착 결합되어 있는 것이 바람직하다. 상기 수납부재의 적어도 어느 하나의 측벽에 LED 램프를 포함하는 상기 램프 유닛이 결합 배치될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 광을 생성하는 램프 유닛 및 상기 램프 유닛을 수납하는 수납 공간을 갖는 수납부재를 포함하고, 상기 수납부재는 몸체부와, 상기 몸체부와 결합하여 수납 공간을 형성하는 측단부 및 상기 몸체부와 상기 측단부의 결합 영역 사이에 위치하는 방열 부재를 포함하는 백라이트 어셈블리 및 상기 백라이트 어셈블리로부터 공급되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 액정 표시 패널을 포함하는 액정 표시 장치를 제공한다.
상기 측단부는 열 전도성을 갖는 구리 또는 구리 합금을 포함하고, 상기 방열 부재는 구리, 구리 합금 또는 그라파이트를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 몸체부는 사각 판 형상의 바닥면과, 상기 바닥면에서 돌출 연장된 하나 이상의 측벽을 포함하고, 상기 측단부는 상기 측벽이 형성되지 않은 측단 영역에 결합되어 상기 램프 유닛이 결합 배치되는 수납부재의 측벽을 형성하는 것이 효과적이다.
그리고, 상기 몸체부는 사각 판 형상으로 형성하고, 상기 측단부는 상기 몸체부의 측단 영역에 결합되어 측벽을 형성하고, 상기 측벽 중 적어도 어느 한 측벽에 상기 램프 유닛이 결합 배치되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
<제 1 실시예>
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다. 도 2a 및 도 2b는 도 1의 액정 표시 장치를 A-A선에 대해 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치는 상부에 배치된 디스플레이 어셈블리(1000)와, 하부에 배치된 백라이트 어셈블리(2000)를 포함한다.
디스플레이 어셈블리(1000)는 액정 표시 패널(100)과, 구동 회로부(200; 200a, 200b)와, 상부 수납부재(300)를 포함한다.
액정 표시 패널(100)은 컬러 필터 기판(110)과 박막 트랜지스터(thin firm transistor; TFT) 기판(120)을 포함한다. 이때, 컬러 필터 기판(110)은 광이 통과 하면서 소정의 색이 발현되는 색화소인 RGB 화소가 박막 공정에 의해 형성된 기판이다. 컬러 필터 기판(110)의 전면에는 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide: ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(indium zinc oxide: IZO) 등의 투명한 도전체로 이루어진 공통전극이 도포되어 있다.
TFT 기판(120)은 매트릭스 형태의 TFT가 형성되어 있는 투명한 유리 기판이다. TFT들의 소스 단자에는 데이터 라인이 연결되며, 게이트 단자에는 게이트 라인이 연결된다. 또한, 드레인 단자에는 투명한 도전성 재질인 투명 전극으로 이루어진 화소 전극이 형성된다. 데이터 라인 및 게이트 라인에 전기적 신호를 입력하면 각각의 TFT가 턴-온(turn-on) 또는 턴-오프(turn-off)되어 드레인 단자의 화소 형성에 필요한 전기적 신호를 인가한다. TFT 기판(120)의 게이트 단자 및 소스 단자에 전원을 인가하여 TFT를 턴-온시키면 화소 전극과, 컬러 필터 기판(110)의 공통 전극 사이에는 전계가 형성되고 이에 인해 TFT 기판(120)과 컬러 필터 기판(110) 사이에 주입된 액정의 배열이 변화되고, 변화된 배열에 따라 광투과도가 변경되어 원하는 화상을 얻게 된다.
액정 표시 패널(100)과 연결되는 구동 회로부(200)는 콘트롤 IC(integrated circuit)를 탑재하고 TFT 기판(120)의 데이터 라인에 소정의 데이터 신호를 인가하기 위한 데이터측 인쇄 회로 기판(210a)과, 콘트롤 IC을 탑재하고 TFT 기판(120)의 게이트 라인에 소정의 게이트 신호를 인가하기 위한 게이트측 인쇄 회로 기판(210b)과, 노출된 접지 패턴을 가지고 TFT 기판(120)과 데이터측 인쇄 회로 기판(210a) 사이를 연결하기 위한 데이터측 연성 인쇄 회로 기판(230a)과, 노출된 접지 패턴을 가지고 TFT 기판(120)과 게이트측 인쇄 회로 기판(210b) 사이를 연결하기 위한 게이트측 연성 인쇄 회로 기판(230a)을 포함한다.
데이터측 및 게이트측 인쇄 회로 기판(210a, 210b)은 외부의 영상신호 및 게이트 구동신호를 인가하기 위해 데이터측 및 게이트측 연성 인쇄 회로 기판(230a, 230b)에 접속된다. 데이터측 및 게이트측 인쇄 회로 기판(210a, 210b)을 통합하여 하나의 인쇄 회로 기판으로 형성하여 액정표시 패널(100)의 일측에 접속시킬 수도 있다. 물론 이를 위해 TFT 기판(120)의 데이터 라인과 게이트 라인이 일측으로 노출될 수 있다.
데이터측 및 게이트측 연성 인쇄 회로 기판(230a, 230b)은 박막 트랜지스터에 데이터 구동신호 및 게이트 구동신호를 인가하기 위해 TFT 기판(120)의 데이터 라인과 게이트 라인에 각기 접속된다. 또한, 연성 인쇄 회로 기판(230)에는 탭(TAB) IC가 탑재되어 있고, 인쇄회로기판(210)으로부터 생성된 RGB(Read, Green, Blue) 신호, SSC(Shift Start Clock) 신호, LP(Latch Pulse) 신호, 감마 아날로그 접지 신호, 디지털 접지 신호, 디지털 전원, 아날로그 전원 공통 전압, 축적 전압 등을 액정표시패널(100)에 전송한다. 물론 TFT 기판(120)상에 IC가 탑재될 수도 있다.
상부 수납부재(300)는 디스플레이 어셈블리(1000)의 구성요소가 이탈되지 않도록 함과 동시에 외부에서 가해진 충격에 의해 깨지기 쉬운 액정표시패널(100) 또는 백라이트 어셈블리(2000)를 보호하기 위해 직각으로 절곡된 평면부와 측벽부를 갖는 사각틀 형태로 제작된다. 이때, 상부 수납부재(300)는 도 2a에 도시된 바와 같이 액정 표시 패널(100)을 포함하는 백라이트 어셈블리(2000) 전체를 덮을 수도 있고, 도 2b에 도시된 바와 같이 백라이트 어셈블리(2000)의 일부만을 덮도록 제작할 수도 있다.
한편, 백라이트 어셈블리(2000)는 램프 유닛(400)과, 램프 유닛(400)에 결합되는 도광판(500)과, 도광판(500)의 하부에 설치된 반사판(600)과, 도광판(500)의 상부에 설치된 다수의 광학 시트(700)와, 상기 반사판(600), 도광판(500) 및 광학 시트(700)를 수납하는 하부 수납부재(800)와, 상기 램프 유닛(400)과 인접항 영역의 하부 수납부재(800) 외측에 배치된 방열 부재(910, 920)를 포함한다.
램프 유닛(400)은 LED 램프(410) 및 LED 램프가 실장되는 열전도성 기판(411)으로 구성된다. LED 램프(410)는 백색광을 발하는 다수의 LED를 사용하는 것이 바람직하다. 상기의 열 전도성 기판(411)은 LED 램프(410)가 발산하는 열을 외부로 방출하는 기능 뿐만 아니라 열 전도성 기판(411) 상에 실장된 LED 램프(410)에 소정의 전압을 인가하는 역할도 한다. 또한, 열 전도성 기판(411)에 소정의 홈을 형성하고, 그 내부에 LED 램프(410)를 실장하여 열 전도성 기판(411)이 LED 램프(410)를 감싸는 형태로 내면에 반사면을 갖도록 하여 광의 이용효율을 극대화 할 수 있다. 열 전도성 기판(411) 상에는 적어도 한 개 이상의 LED 램프(410)가 실장될 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 램프 유닛(400)이 하부 수납부재(800)의 서로 마주보는 내측벽면에 배치되도록 한쌍의 램프 유닛(400)을 사용하는 것이 효과적이다. 또한, 램프 유닛으로 냉음극 형광 램프를 사용할 수도 있다. 또한, 열전도성 기판(411)과 하부 수납부재(800)사이에는 열 전도성 기판(411)의 열을 이와 접해 있는 수납부재(800)의 측벽영역으로 전달할 수 있는 써멀 패드(thermal pad; 401)가 형성될 수도 있다. 써멀 패드(401)를 통해 경계면에서의 열적 저항을 줄일 수 있다.
도광판(500)은 램프 유닛 사이의 하부 수납부재(800) 내에 배치되어, 다수의 램프 유닛(400)에서 발생된 선광원 형태의 광학 분포를 갖는 광을 면광원 형태의 광학 분포를 갖는 광으로 변경한다. 도광판(500)으로 쐐기 타입 플레이트 또는 평행 평판형 플레이트가 사용될 수 있다. 또한, 도광판(500)은 일반적으로 강도가 높아 쉽게 변형되거나 깨지지 않으며 투과율이 좋은 PMMA(Polymethylmethacrylate)로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 도광판(500)은 도 2a에 도시된 바와 같이 램프 유닛(400)으로부터 일정간격 떨어져 배치될 수도 있고, 도 2b에 도시된 바와 같이 램프 유닛(400)에 접속해 있을 수도 있다. 물론 램프 유닛(400)의 일부가 도광판(500)과 중첩되어 있을 수도 있다.
반사판(600)으로는 높은 광반사율을 갖는 플레이트를 사용하여 도광판(500)의 배면을 통해 자신에게 입사되는 광을 도광판(500) 쪽으로 재반사시켜 광손실을 줄이는 역할을 한다. 상기의 반사판(500)은 하부 수납부재(800)의 바닥면과 접촉하도록 설치된다. 도면에서는 반사판(600)이 플랫한 형상을 갖는 것으로 도시되었으나, 기준 반사면과, 상기 기준 반사면으로부터 돌출된 삼각산을 갖는 굴곡 형상으로 제작될 수도 있다. 또한, 하부 수납부재(800)의 바닥면에 반사 효율이 우수한 물질을 형성하면 별도의 반사판(600)을 생략할 수도 있고, 하부 수납부재(800)와 반사판(600)을 일체로 형성할 수도 있다.
다수의 광학 시트(700)는 확산 시트(710), 편광 시트(720) 및 휘도 향상 시트(730)를 포함하고, 이들이 도광판(500) 상부에 배치되어 도광판(500)에서 출사된 광의 휘도 분포를 균일하게 한다. 확산 시트(710)는 하부 도광판으로부터 입사된 광을 액정표시패널(100)의 정면으로 향하게 하고, 넓은 범위에서 균일한 분포를 가지도록 광을 확산시켜 액정표시패널(100)에 조사하게 한다. 이러한 확산 시트(710)로는 양면에 소정의 광 확산용 부재가 코팅된 투명수지로 구성된 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 편광 시트(720)는 편광 시트(720)로 입사되는 광들 중에서 경사지게 입사되는 광을 수직으로 출사되게 변화시키는 역할을 한다. 이는 액정표시패널(100)로 입사되는 광이 액정표시패널(100)과 수직을 이룰 때 광효율이 커지기 때문이다. 따라서, 편광 시트(720)로부터 출사되는 광을 수직으로 변환시키기 위해 적어도 하나의 편광 시트(720)를 액정 표시 패널(100) 하부에 배치시킬 수 있다. 본 실시예에서는 두장의 편광시트를 사용하되 확산 시트의 빛을 일방향으로 편광하는 제 1 편광 시트와, 제 1 편광 시트와 수직한 방향으로 빛을 편광사는 제 2 편광 시트를 포함한다. 휘도 향상 시트(730)는 자신의 투과축과 나란한 광은 투과시키고 투과축에 수직한 광은 반사시킨다. 이러한 휘도 향상 시트(730)의 투과축은 투과 효율을 높이기 위해 편광 시트(720)의 편광축과 방향과 동일한 것이 바람직하다.
하부 수납부재(800)는 상부면이 개방된 직육면체의 박스 형태로 형성되어 내부에는 소정 깊이의 수납공간이 형성된다. 하부 수납부재(800)는 바닥면과, 바닥면으로부터 각 가장자리에서 수직으로 돌출 연장된 측벽을 포함한다. 서로 마주보는 두 측벽의 내측에는 램프 유닛(400)이 배치되어 있고, 램프 유닛(400)이 배치된 영역의 하부 수납부재(800)의 측벽 및 바닥면의 외측에 방열 부재(910, 920)가 배치되어 있다. 이때, 하부 수납부재(800)로는 외부 충격으로부터 램프 유닛(400)을 보호하고, 열을 균일하게 분배하여 냉각효과를 줄 수 있는 재료로서, 본 실시예에서는 알루미늄을 사용하는 것이 바람직하다.
방열 부재(910, 920)는 램프 유닛(400)이 배치된 영역의 하부 수납부재(800) 바닥면에 배치된 제 1 방열 부재(910)와, 소정이 굴절영역을 갖고 상기 램프 유닛(400)이 배치된 하부 수납부재(800)의 측벽과 제 1 방열 부재(910)를 감싸는 제 2 방열 부재(920)를 포함한다. 제 1 방열 부재(910)로는 열 전도성(250 내지 450W/mK)이 우수하여 제 2 방열 부재(920)로부터 인가된 열을 하부 수납부재(800)의 바닥면으로 고르게 분산시킬 수 있는 물질을 사용한다. 바람직하게는 제 1 방열 부재(910)로 그라파이트(Graphite) 물질을 사용한다. 이때, 제 1 방열 부재(910)는 굴절된 영역이 없는 평판 형상으로 형성하는 것이 바람직하다. 이는 그라파이트는, 굴절될 경우, 이를 구성하고 있는 각 층이 얇게 박리되는 현상이 발생하게 되어 가공 및 조립성이 나빠지고, 열 전도성도 떨어지기 때문이다. 제 2 방열 부재(920)로는 열 전도성이 우수하여 램프 유닛(400)이 접속된 하부 수납부재(800)의 측벽에서 전달된 열을 제 1 방열 부재(910)로 전달 시킬 수 있는 물질을 사용한다. 바람직하게는 제 2 방열 부재(920)로 구리 및 구리를 포함하는 금속을 사용한다. 물론 이에 한정되지 않고, 열전도성이 우수한 다양한 금속을 사용할 수 있다. 제 2 방열 부재(920)는 도면에서와 같이 L자 형태로 굴절되어 있고, 수직면은 램프 유닛 (400)이 접속된 하부 수납부재(800)의 측벽에 접속되고, 수평면은 제 1 방열 부재(910)에 접속되어 있다. 이때, 수직면은 램프 유닛(400)이 접속된 하부 수납부재(800)의 측벽 전영역에 접속될 수도 있고, 램프 유닛(400) 영역에만 접속될 수도 있다. 상기의 방열 부재(910, 920)와 하부 수납 부재(800)와의 결합과 방열 부재(910, 920)간의 결합은 열전도성의 우수한 접착제를 이용할 수 있다.
상술한 방열 부재(910, 920)와 하부 수납부재(800) 사이 또는 방열 부재(910, 920) 간의 경계면에서 열 저항을 줄이기 위해 써멀 패드(801, 802)가 마련될 수도 있다. 이때, 써멀 패드(801, 802)는 소정의 접착 특성을 갖는 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 도 2b에 도시된 바와 같이 하부 수납부재(800)와 제 2 방열 부재(920)사이에 제 1 써멀 패드(801)가 마련되고, 제 1 방열 부재(910)와 제 2 방열 부재(920)사이에 제 2 써멀 패드(802)가 마련되는 것이 바람직하다. 또한, 상술한 제 1 및 제 2 방열 부재(910, 920)는 각기 동일한 물질을 사용할 수도 있다. 또한, 제 1 및 제 2 방열 부재(910, 920) 중 어느 하나만을 사용할 수도 있다.
이뿐만 아니라 방열 부재는 분리된 제 1 방열 부재를 하부 수납부재의 측벽과 바닥면에 접속시키고, 이들간을 제 2 방열 부재를 통해 연결할 수도 있다. 이러한 본 발명의 방열 부재의 접속에 관한 변형예는 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 방열 부재의 변형예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 변형예에 따른 방열 부재(910a, 910b, 920)는 제 1 방열 부재(910a, 910b)가 측벽용 제 1 방열 부재(910a)와 바닥용 제 1 방열 부재 (910b)로 분리되어 형성되고, 이들이 제 2 방열 부재(920)에 의해 연결되어 있다. 램프 유닛(400)이 접속된 하부 수납부재(800) 측벽의 외측에 측벽용 제 1 방열 부재(910a)가 접속되어 있고, 램프 유닛(400) 아래의 하부 수납부재(800) 바닥면의 외측에 바닥용 제 1 방열 부재(910b)가 접속된다. 측벽용 제 1 방열 부재(910a)와 바닥용 제 1 방열 부재(910b) 사이에는 제 2 방열 부재(920)가 연결되어 측벽용 제 1 방열 부재(910a)로부터 인가된 열을 바닥용 제 1 방열 부재(910b)로 전달한다. 이는 제 1 방열 부재(910a, 910b)로 사용되는 그라파이트 재질은 굴절될 경우 조립 특성은 물론 열전도도 또한 나빠지기 때문에, 하부 수납부재(800)의 측벽과 바닥면에 각기 평평한 판 형태의 제 1 방열 부재(910a, 910b)를 부착하고 이들간을 연결하는 것이 효과적이다. 물론 이에 한정되지 않고, 제 2 방열 부재(920)를 형성하지 않고, 측벽용 제 1 방열 부재(910a) 또는 바닥용 제 1 방열 부재(910b)를 연장하여 이들간을 중첩되도록한 다음, 이들을 써멀 패드를 이용하여 연결할 수도 있다.
다시 도 1 및 도 2a를 참조하여 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 열 방출에 관해 간략히 설명하면, 램프 유닛(400)으로부터 방출된 열은 이와 접속된 하부 수납부재(800)의 측벽에 전달되고, 하부 수납부재(800)의 측벽과 바닥면에 접속된 방열 부재(910, 920)를 통해 하부 수납부재(800)의 바닥면에 넓게 분포된다. 즉, 램프 유닛(400)의 LED 램프(410)가 발광하면서 방출하는 열은 LED 램프(410)와 접속된 열 전도성 기판(411)에 전달된다. 열전도성 기판(411)에 전달된 열은 하부 수납부재(800)의 측벽을 통해 제 2 방열 부재(920)의 측부로 먼저 전달되고, 이렇게 전달된 열은 제 2 방열 부재(920)의 바닥부를 통하여 하부 수납부재(800)의 하 부에 접속된 제 1 방열 부재(910)에 인가된다. 제 1 방열 부재(910)에 인가된 열은 하부 수납부재(800)의 바닥면에 인가되어 열을 분산시킬 수 있게 된다. 이러한 열 전달 경로는 하부 수납부재(800)의 열전도도가 방열 부재(910, 920)보다 낮기 때문에 하부 수납부재(800)의 측벽을 통해 열을 전달시켜 열 전도도를 향상시킬 수 있고, 수납부재(800)를 통해 열을 전달할 경우에는 국부적으로 백라이트 어셈블리(2000) 내부의 온도차를 발생시킬 수 있는 문제가 발생한다.
상술한 특성과 구성을 갖는 본 발명의 디스플레이 어셈블리(1000)와 백라이트 어셈블리(2000)를 조립하여 액정 표시 장치를 제작한다. 이를 간략히 살펴보면, 하부 수납부재(800)의 내의 수납 공간 하부에 반사판(600)과, 도광판(500)을 포함하는 램프 유닛(400)을 배치한다. 램프 유닛을 하부 수납부재의 대향하는 양측에 밀착되도록 배치한다. 제 1 방열 부재를 램프 유닛이 배치된 하부 수납부재 바닥면의 외측에 배치하고, 수납부재의 측벽과, 제 1 방열 부재를 감싸는 제 2 방열 부재를 배치한다. 이때, 방열 부재와, 램프 유닛은 볼트 결합을 통해 하부 수납부재와 채결되는 것이 바람직하다. 이후, 램프 유닛(400) 상부에 광학 시트(700)와, 액정 표시 패널(100)을 배치한 다음, 상부 수납부재(300)로 이들을 덮음으로써 액정 표시 장치를 제작한다.
이뿐만 아니라 본 발명은 하부 수납부재의 측벽으로 방열 부재를 사용하여 액정 표시 장치를 경량화할 수 있고, 조립성을 개선할 수 있다. 또한, 구동 IC가 액정 표시 패널에 형성된 COG구조에도 적용될 수 있다. 이하, 도면을 참조하여 열전도성이 우수한 방열 부재가 일체화된 하부 수납부재를 갖는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 설명한다. 후술되는 제 2 실시예는 앞서 설명한 제 1 실시예와 중복되는 설명은 생략한다.
<제 2 실시예>
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다. 도 5는 도 3의 액정 표시 장치를 B-B선에 대해 자른 단면도이다. 도 6은 본 발명에 따른 하부 수납부재의 체결을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 디스플레이 어셈블리(1000)와 백라이트 어셈블리(2000)를 포함한다.
상기의 디스플레이 어셈블리(1000)는 액정표시패널(100)과, 구동 회로부(200; 200a, 200b)와, 상부 수납부재(300)를 포함한다. 액정표시패널(100)은 컬러 필터 기판(110)과 TFT 기판(120)을 포함한다.
TFT 기판(120)은 매트릭스 배열로 박막 트랜지스터 및 화소전극으로 이루어진 셀 어레이를 포함하는 외에 박막 트랜지스터의 데이터 라인에 화상 신호를 전달하는 데이터측 구동 IC(111a) 및 박막 트랜지스터의 게이트 라인에 게이트 신호를 전달하는 게이트측 구동 IC(111b)를 구비한다.
구동 회로부(200)는 콘트롤 IC를 탑재하여 TFT 기판(120)의 데이터 라인에 소정의 데이터 신호를 인가하기 위한 데이터측 인쇄회로기판(210a)과, 콘트롤IC를 탑재하여 TFT 기판(120)의 게이트 라인에 소정의 게이트 신호를 인가하기 위한 게이트측 인쇄회로기판(210b)과, TFT 기판(120)과 데이터측 인쇄회로기판(210a) 사이를 연결하기 위한 데이터측 연성 인쇄회로기판(230a)과, TFT 기판(120)과 게이트측 인쇄회로기판(210b) 사이를 연결하기 위한 게이트측 연성 인쇄회로기판(230b)을 포함한다. 이때 상기 제1 실시예와는 달리 연성 인쇄회로기판(230)에는 구동 IC가 탑재되어 있지 않고, 구동IC는 박막 트랜지스터 기판에 설치되어 있다.
한편, 백라이트 어셈블리(2000)는 측단부(820a, 820b), 방열 부재(830a, 830b) 및 수납 몸체부(810)를 포함하는 하부 수납부재(800)와, 상기 측단부(820a, 820b)에 실장된 램프 유닛(400)과, 램프 유닛(400)에 결합되는 도광판(500)과, 도광판(500)의 하부에 설치된 반사판(600)과, 도광판(500)의 상부에 설치된 다수의 광학 시트(700)를 포함한다. 이때, 하부 수납부재 내에 상기 반사판(600), 도광판(500), 광학 시트(700)가 수납되고, 상기 방열 부재(830a, 830b)는 상기 몸체부의 바닥면의 외측에 배치 결합된다.
하부 수납부재는 측단부(820a, 820b), 방열 부재(830a, 830b) 및 몸체부(810)가 결합하여 상부면이 개방된 직육면체의 박스 형태로 형성되어 내부에 소정 깊이의 수납 공간이 형성된다. 즉, 하부 수납부재(800)의 몸체부(810)는 바닥면(811)과, 바닥면(811)의 제 1 방향의 양 대향 측에서 돌출 연장된 제 1 측벽(812) 및 제 2 측벽(813)을 포함한다. 측단부(820a, 820b)는 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향의 양 대향 측에서 몸체부(810)의 바닥면(811)과 결합하는 결합면(821a, 821b)과, 결합면(821a, 821b)에서 절곡되어 돌출 연장된 제 3 및 제 4 측벽(822a, 822b)을 포함한다. 따라서, 몸체부(810)의 제 1 및 제 2 측벽(812, 813)과 측단부(820a, 820b)의 제 3 및 제 4 측벽(822a, 822b)이 하부 수납 부재(800)의 측벽을 이루어 하부 수납 부재(800)는 전체적으로 상부가 개방된 직육면체의 박스 형태를 이룬다.
이때, 측단부(820a, 820b)에 램프 유닛(400)이 배치되고, 몸체부의 바닥면의 외측과 측단부(820a, 820b)사이에 방열 부재(830a, 830b)를 배치시킴으로써 램프 유닛(400)으로부터 방출된 열을 몸체부로 확산시켜 백라이트 어셈블리(2000)의 열적 스트레스를 줄일 수 있다.
이때, 몸체부(810)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 이용하여 제작하는 것이 바람직하다. 측단부(820a, 820b)는 몸체부(810)보다 열 전도도가 우수한 물질을 사용하여 제작한다. 측단부(820a, 820b)는 몸체부(810)보다 열전도성이 우수한 물질인 구리 또는 구리를 포함하는 다양한 합금으로 제작하는 것이 바람직하고, 도면에서와 같이 'ㄴ' 자 형상으로 굴절되어 있는 것이 효과적이다. 이를 통해 램프 유닛(400)으로부터 발생된 열이 측단부(820a, 820b)를 통해 외부로 방출될 수도 있다.
이러한 측단부(820a, 820b)와 몸체부(810)의 사이 영역에는 열전도성이 우수한 방열 부재(830a, 830b)를 두어, 측단부(820a, 820b)로부터 유도된 열이 방열 부재(830a, 830b)에 인가되고, 방열 부재(830a, 830b)는 이러한 열을 몸체부(810) 바닥면(811)으로 넓게 분산시켜 램프 유닛(400)으로 인한 열적 스트레스를 줄일 수 있다. 여기서, 방열 부재(830a, 830b)는 구리, 구리 합금 또는 그라파이트 중 적어도 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 본 실시예에서는 방열 부재(830a, 830b)를 평평한 판 형상으로 형성하여 그라파이트의 조립성을 향상시킬 수 있다.
이를통해, 열 전달을 위해 서로 다른 물질의 계면에 사용하였던 써멀 패드를 사용하지 않을 수 있고, 측단부와 몸체부의 결합시 방열 부재도 함께 결합시킬 수 있어 조립 공정이 단순해질 수 있으며, 방열 특성이 우수하고, 외부 충격에 강한 물질을 하부 수납부재의 측면물질로 사용하여 램프 유닛의 열 방출을 위한 패스를 줄일 수 있다.
본 실시예에서는 하부 수납부재(800)를 측단부(820a, 820b), 방열 부재(830a, 830b) 및 몸체부(810)를 결합시켜 제작하였다. 이들을 결합하기 위한 방법으로는 매우 다양한 방법들이 실시될 수 있다. 즉, 열전도성의 접착 패드를 사용할 수도 있고, 나사결합과 같은 물리적 결합부재를 이용하여 결합시킬 수도 있고, 측단부(820a, 820b), 몸체부(810)의 구조를 변경하여 이들간을 결합시킬 수도 있다.
이하, 소정의 체결 구조를 갖는 하부 수납 부재(800)의 일 단면을 도시한 도 6을 참조하여 몸체부(810), 측단부(820a, 820b), 방열부재(830a, 830b) 간의 결합관계를 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이 측단부(820a, 820b), 방열 부재(830a, 830b) 및 몸체부(810)의 일부에 홈을 형성하고, 이 사이를 볼트와 너트를 이용하여 결합(도 6의 M영역 참조)시켰고 측단부(820a, 820b)와 몸체부(810)의 일부가 중첩되도록 한다. 즉, 측단부(820a, 820b)의 결합면(821a, 821b)의 끝단과, 이에 대응하는 몸체부(810)의 바닥면(811)이 교차되도록 굴절영역(도 6의 N영역 참조)을 형성하였다. 이와 같이 하부 수납부재(800) 중 램프 유닛(400)이 결합되는 영역의 측벽을 열전도성 부재를 이용하여 별도로 제작한 다음 이를 결합하여 하부 수납부재(800)를 제 작함으로써 램프 유닛(400)의 열전도도를 높일 수 있게 된다. 이는 램프 유닛(400)이 발하는 열의 전달 경로를 줄일 수 있고, 직접 외부로 발산시킬 수 있으며, 하부 수납부재의 바닥면으로 열을 넓게 분산시킬 수 있다. 상기의 실시예에서, 램프 유닛이 하부 수납부재의 측단부에 실장된 상태에서 하부 수납부재를 조립할 수도 있고, 측단부에 LED 램프를 실장시킬 수도 있다.
또한, 본 실시예에서는 하부 수납부재(800)의 측단부(820a, 820b, 840a, 840b)를 4개의 단부로 분리하여 제작할 수도 있다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이 하부 수납부재(800)는, 판 형상의 몸체부(810)와, 몸체부(810)의 외측과 결합되어 하부 수납부재(800)의 측벽을 구성하는 측단부(820a, 820b, 840a, 840b)와, 몸체부(810)와 측단부(820a, 820b, 840a, 840b) 사이에 배치된 방열 부재(830a, 830b)를 포함한다.
일 측단부(840a, 840b)는 몸체부(810)의 제 1 방향의 양 대향측단부에 결합되어 하부 수납부재(800)의 측벽이 되고, 타 측단부(820a, 820b)는 몸체부(810)의 제 2 방향의 양 대향측단부에 결합되어 하부 수납부재(800)의 측벽이 된다. 여기서, 측단부(820a, 820b, 840a, 840b) 중 적어도 어느 하나의 측단부에 램프 유닛(400)이 결합 배치된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 열원인 램프 유닛이 실장된 하부 수납부재의 측벽의 외측에 굴절된 방열 부재와, 바닥면의 외측에 평평한 그라파이트 재질의 방 열 부재를 두어 램프 유닛으로부터 방출되는 열을 외부와 하부 수납부재의 바닥면으로 넓게 분포 시켜 열적 스트레스를 줄일 수 있다.
또한, 램프 유닛이 결합 배치되는 하부 수납부재의 측벽을 열전도성이 우수한 물질로 제작하여 열 방출을 위한 열 전달 패스를 줄일 수 있고, 조립성을 향상시킬 수 있다.
또한, 그라파이트 재질의 방열 부재를 굴절 시키지 않고, 열전달 경로를 생성할 수 있다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

Claims (25)

  1. 램프 유닛;
    상기 램프 유닛을 수납하는 수납부재;
    상기 수납부재 하부에 배치된 제 1 방열 부재; 및
    상기 수납부재의 측면과 상기 제 1 방열 부재를 감싸는 제 2 방열 부재를 포함하는 백라이트 어셈블리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 방열 부재는 평판 형상으로 형성되어, 상기 램프 유닛이 수납된 영역의 수납부재 하부 외측에 배치된 백라이트 어셈블리.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 방열 부재는 구리, 구리 합금 또는 그라파이트를 포함하고, 상기 제 2 방열 부재는 구리 또는 구리 합금을 포함하는 백라이트 어셈블리.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 방열 부재는 절곡된 형상으로 형성하여, 상기 램프 유닛이 수납된 수납부재의 측면 영역과 제 1 방열 부재에 밀착 결합된 백라이트 어셈블리.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 방열 부재와 상기 하부 수납부재 사이와, 상기 제 1 방열 부재와 상기 제 2 방열 부재 사이에 형성된 써멀 패드를 더 포함하는 백라이트 어셈블리.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 수납부재 내측면의 적어도 일부에 상기 램프 유닛이 결합 배치된 백라이트 어셈블리.
  7. 램프 유닛; 및
    상기 램프 유닛을 수납하는 수납 공간을 갖는 수납부재를 포함하고,
    상기 수납부재는
    몸체부;
    상기 몸체부와 결합하여 수납 공간을 형성하는 측단부; 및
    상기 몸체부와 상기 측단부의 결합 영역 사이에 위치하는 방열 부재를 포함 하는 백라이트 어셈블리.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 측단부는 열 전도성을 갖는 구리 또는 구리 합금을 포함하고, 상기 방열 부재는 구리, 구리 합금 또는 그라파이트를 포함하는 백라이트 어셈블리.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 몸체부는 사각 판 형상의 바닥면과, 상기 바닥면에서 돌출 연장된 하나 이상의 측벽을 포함하고,
    상기 측단부는 상기 측벽이 형성되지 않은 측단 영역에 결합되어 수납 부재의 측벽을 형성하는 백라이트 어셈블리.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 측단부는 상기 몸체부의 바닥면과 결합하는 결합면과, 상기 결합면으로부터 절곡 연장된 측벽면을 포함하는 백라이트 어셈블리.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 측벽면에 상기 램프 유닛이 결합 배치된 백라이트 어셈블리.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 몸체부는 사각 판 형상으로 형성하고, 상기 측단부는 상기 몸체부의 측단 영역에 결합되어 수납 부재의 측벽을 형성하는 백라이트 어셈블리.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 측단부는 상기 몸체부의 바닥면과 결합하는 결합면과, 상기 결합면으로부터 절곡 연장된 측벽면을 포함하는 백라이트 어셈블리.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 측벽면에 상기 램프 유닛이 결합 배치된 백라이트 어셈블리.
  15. 청구항 1 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 램프 유닛은 LED 램프를 포함하는 백라이트 어셈블리.
  16. 청구항 1 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 램프 유닛 하부에 배치된 반사판을 더 포함하는 백라이트 어셈블리.
  17. 청구항 1 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 램프 유닛 상부에 배치된 광학 시트를 더 포함하는 백라이트 어셈블리.
  18. 광을 생성하는 램프 유닛과, 상기 램프 유닛을 수납하는 수납부재와, 상기 수납부재 하부에 배치된 제 1 방열 부재 및 상기 수납부재의 측면과 상기 제 1 방열 부재를 감싸는 제 2 방열 부재를 포함하는 백라이트 어셈블리; 및
    상기 백라이트 어셈블리로부터 공급되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 액정 표시 패널을 포함하는 액정 표시 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 제 1 방열 부재는 평판 형상의 구리, 구리 합금 또는 그라파이트를 포함하고, 상기 램프 유닛이 수납된 영역의 수납부재 하부 외측에 배치된 액정 표시 장치.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 제 2 방열 부재는 절곡된 형상의 구리 또는 구리 합금을 포함하고, 상기 램프 유닛이 수납된 수납부재의 측면 영역과 제 1 방열 부재에 밀착 결합된 액정 표시 장치.
  21. 청구항 18에 있어서,
    상기 수납부재의 적어도 어느 하나의 측벽에 LED 램프를 포함하는 상기 램프 유닛이 결합 배치된 액정 표시 장치.
  22. 광을 생성하는 램프 유닛 및 상기 램프 유닛을 수납하는 수납 공간을 갖는 수납부재를 포함하고, 상기 수납부재는 몸체부와, 상기 몸체부와 결합하여 수납 공간을 형성하는 측단부 및 상기 몸체부와 상기 측단부의 결합 영역 사이에 위치하는 방열 부재를 포함하는 백라이트 어셈블리; 및
    상기 백라이트 어셈블리로부터 공급되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 액정 표시 패널을 포함하는 액정 표시 장치.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 측단부는 열 전도성을 갖는 구리 또는 구리 합금을 포함하고, 상기 방열 부재는 구리, 구리 합금 또는 그라파이트를 포함하는 액정 표시 장치.
  24. 청구항 22에 있어서,
    상기 몸체부는 사각 판 형상의 바닥면과, 상기 바닥면에서 돌출 연장된 하나 이상의 측벽을 포함하고,
    상기 측단부는 상기 측벽이 형성되지 않은 측단 영역에 결합되어 상기 램프 유닛이 결합 배치되는 수납부재의 측벽을 형성하는 액정 표시 장치.
  25. 청구항 22에 있어서,
    상기 몸체부는 사각 판 형상으로 형성하고, 상기 측단부는 상기 몸체부의 측단 영역에 결합되어 측벽을 형성하고, 상기 측벽 중 적어도 어느 한 측벽에 상기 램프 유닛이 결합 배치되는 액정 표시 장치.
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