KR100754382B1 - Backlight unit - Google Patents
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Abstract
개시된 백라이트 유닛은, 도광판과, 도광판의 가장자리로 광을 조사하는 광원을 구비하는 백라이트유닛에 있어서, 광원이 삽입될 수 있도록 도광판의 가장자리에 몰입되어 형성되며 광이 입사되는 입광면과 양측면을 구비하는 오목부와, 광원을 입광면 쪽으로 미는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 한다. The disclosed backlight unit includes a light guide plate and a light source for irradiating light to an edge of the light guide plate, the backlight unit being immersed at the edge of the light guide plate so that the light source can be inserted, and having a light incident surface and both sides to which light is incident. And a concave portion and an elastic member for pushing the light source toward the light incident surface.
Description
도 6은 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 일 실시예를 도시한 개략적인 측면도.6 is a schematic side view showing one embodiment of a backlight unit according to the present invention;
도 2는 LED의 결합구조의 제1예를 도시한 분해사시도.Figure 2 is an exploded perspective view showing a first example of the coupling structure of the LED.
도 3은 도 2에 도시된 LED의 결합구조의 제1예의 평면도.3 is a plan view of a first example of the coupling structure of the LED shown in FIG.
도 4는 LED의 결합구조의 제2예를 도시한 평면도.4 is a plan view showing a second example of the coupling structure of the LED.
도 5는 LED의 결합구조의 제3예를 도시한 평면도.5 is a plan view showing a third example of the coupling structure of the LED.
도 6은 LED의 결합구조의 제4예를 도시한 분해사시도.6 is an exploded perspective view showing a fourth example of the coupling structure of the LED.
도 7은 도 6에 도시된 LED의 결합구조의 제4예의 평면도.7 is a plan view of a fourth example of the coupling structure of the LED shown in FIG.
도 8은 LED의 결합구조의 제5예를 도시한 분해사시도.8 is an exploded perspective view showing a fifth example of the coupling structure of the LED.
도 9는 도 8에 도시된 LED의 결합구조의 제5예의 평면도.9 is a plan view of a fifth example of a coupling structure of the LED shown in FIG. 8;
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10......도광판 11......광로변환수단10 ...... Light guide plate 11 ...... Optical path converting means
12......가장자리 20......반사판12 ...... Edge 20 ...... Reflector
40......LED 41......발광칩40 ......
42......프레임 43......탄력아암42 ......
44......요철부 50......오목부44.Uneven
51......입광면 52, 53......측벽51
54......지지홈 55......규제부54 ......
56......프리즘 패턴 57......결합부56 ......
60......탄성부재60 ...... Elastic member
본 발명은 백라이트(backlight) 유닛에 관한 것으로서, 특히 도광판(LGP: light guide panel)의 가장자리로 광을 입사시키는 가장자리 발광형 백라이트 유닛에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a backlight unit, and more particularly, to an edge emitting backlight unit for injecting light into an edge of a light guide panel (LGP).
통상적으로 평판 디스플레이(flat display)는 크게 발광형과, 수광형으로 분류한다. 발광형으로는 음극선관, 플라즈마 표시장치, 전자발광소자, 형광표시장치 등이 있다. 수광형으로는 액정표시장치(liquid crystal display)가 있다. 이중에서, 액정표시장치는 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하고, 외부로부터 빛이 입사되어 화상을 형성하는 수광형 디스플레이이므로, 어두운 곳에서는 화상을 관찰할 수 없는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 액정표시장치의 배면에는 백라이트 유닛(back light unit)이 설치되어 빛을 조사한다. 이에 따라, 어두운 곳에서도 화상을 구현할 수 있다. 백라이트 유닛은 액정표시장치와 같은 수광형 디스플레이외에도 조명간판등과 같은 면광원장치에도 사용되고 있다.In general, flat displays are classified into light emitting and light receiving types. The light emitting type includes a cathode ray tube, a plasma display device, an electroluminescent device, a fluorescent display device, and the like. The light-receiving type includes a liquid crystal display. Among them, since the liquid crystal display itself emits light and does not form an image, and light is incident on the outside to form an image, there is a problem in that an image cannot be observed in a dark place. In order to solve this problem, a back light unit is installed on the back of the liquid crystal display to irradiate light. Accordingly, an image can be realized even in a dark place. The backlight unit is used in surface light source devices such as lighting signs as well as light receiving displays such as liquid crystal displays.
백라이트 유닛은 광원의 배치형태에 따라서, 액정표시장치의 바로 아래에 설 치된 다수의 램프가 빛을 액정패널에 직접 조사하는 직하발광형(direct light type)과, 도광판(LGP: light guide panel)의 가장자리에 설치된 램프가 빛을 조사하여 액정패널에 전달하는 가장자리 발광형(edge light type)으로 분류된다.The backlight unit includes a direct light type (LGP) and a light guide panel (LGP) in which a plurality of lamps installed directly below the liquid crystal display directly irradiate light to the liquid crystal panel according to the arrangement of the light source. Lamps installed at the edges are classified as edge light types that irradiate light and transmit it to the liquid crystal panel.
가장자리 발광형은 광원으로서 선광원과 점광원을 사용할 수 있다. 대표적인 선광원으로서는 양 단부의 전극이 관내에 설치되는 냉음극 형광램프(CCFL: cold cathode fluorescent lamp)가 있고, 점광원으로서는 발광다이오드(LED: light emitting diode)가 있다. CCFL은 강한 백색광을 방출할 수 있고 고휘도와 고균일도를 얻을 수 있으며 대면적화 설계가 가능하다는 장점이 있지만, 고주파 교류신호에 의해 작동되고 작동온도범위가 좁다는 단점이 있다. LED는 휘도와 균일도 면에서 CCFL에 비해 성능이 떨어지나, 직류신호 의해 작동되고 수명이 길며 작동온도범위가 넓다. 또, 박형화가 가능하다는 장점을 가지므로 소형 액정표시장치의 조명유닛으로 널리 채용된다. The edge emitting type can use a line light source and a point light source as a light source. Representative line light sources include cold cathode fluorescent lamps (CCFLs) in which electrodes at both ends are installed in a tube, and light emitting diodes (LEDs) as point light sources. CCFLs have the advantage of being able to emit strong white light, achieve high brightness and high uniformity, and allow for large-area designs, but they are operated by high frequency AC signals and have a narrow operating temperature range. LEDs have lower performance than CCFLs in terms of brightness and uniformity, but are driven by direct current signals, have a long lifetime and a wide operating temperature range. In addition, since it has the advantage of being thin, it is widely used as an illumination unit of a small liquid crystal display device.
광원을 도광판의 가장자리에 설치함에 있어서, 광원의 위치는 정밀하게 규제되어야 한다. 광원의 위치가 안정적이지 못하고 흔들릴 경우에는 광손실로 인하여 도광판으로부터 출사되는 광의 휘도가 불균일해진다. In installing the light source at the edge of the light guide plate, the position of the light source must be precisely regulated. If the position of the light source is not stable and shakes, the luminance of light emitted from the light guide plate becomes uneven due to the light loss.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 광원을 효과적으로 도광판에 고정시킬 수 있는 가장자리 발광형 백라이트 유닛을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an edge-emitting backlight unit capable of effectively fixing a light source to a light guide plate.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 백라이트 유닛은, 도광판과, 상기 도광판의 가장자리로 광을 조사하는 광원을 구비하는 백라이트유닛에 있어서, 상기 광원이 삽입될 수 있도록 상기 도광판의 가장자리에 몰입되어 형성되며, 광이 입사되는 입광면과 양측면을 구비하는 오목부; 상기 광원을 상기 입광면 쪽으로 미는 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The backlight unit of the present invention for achieving the above object, in the backlight unit having a light guide plate and a light source for irradiating light to the edge of the light guide plate, is formed immersed in the edge of the light guide plate so that the light source can be inserted A concave portion having a light incident surface on which light is incident and both sides; And an elastic member for pushing the light source toward the light incident surface.
일 실시예로서, 상기 백라이트유닛은, 상기 오목부의 양측면으로부터 몰입된 지지홈;을 더 구비하며, 상기 탄성부재는 상기 지지홈에 지지되어 상기 광원을 민다. In one embodiment, the backlight unit further includes a support groove immersed from both side surfaces of the concave portion, wherein the elastic member is supported by the support groove to push the light source.
일 실시예로서, 상기 광원은 발광칩이 수납된 프레임을 구비하며, 상기 탄성부재는 상기 프레임으로부터 연장되어 그 단부가 상기 지지홈에 지지되는 탄력아암을 포함한다. 이에 의하여, 상기 탄성부재를 상기 LED와 일체로 형성할 수 있다.In one embodiment, the light source includes a frame in which the light emitting chip is accommodated, and the elastic member includes an elastic arm extending from the frame so that an end thereof is supported by the support groove. As a result, the elastic member may be integrally formed with the LED.
일 실시예로서, 상기 입광면에는 상기 광원의 선단부에 접촉되어 상기 광원의 위치를 규제하는 규제부가 마련될 수 있다.In one embodiment, the light incident surface may be provided with a control unit for contacting the front end of the light source to regulate the position of the light source.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 백라이트 유닛은, 도광판과, 상기 도광판의 가장자리로 광을 조사하는 광원을 구비하는 백라이트유닛에 있어서, 상기 광원이 삽입될 수 있도록 상기 도광판의 가장자리에 몰입되어 형성되며, 광이 입사되는 입광면과 양측면을 구비하는 오목부; 상기 양측면에 톱니형상으로 형성되며, 그 정점이 상기 입광부 쪽을 향하는 결합부; 상기 광원의 양측부에 톱니형상으로 형성되며, 상기 결합부와 결합되는 요철부;를 포함한다.The backlight unit of the present invention for achieving the above object, in the backlight unit having a light guide plate and a light source for irradiating light to the edge of the light guide plate, is formed immersed in the edge of the light guide plate so that the light source can be inserted A concave portion having a light incident surface on which light is incident and both sides; A coupling part formed on both side surfaces in a sawtooth shape, and having its vertex facing toward the light incident part; It is formed in the sawtooth shape on both sides of the light source, and the uneven portion coupled to the coupling portion.
이하 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하 기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 일 실시예를 도시한 단면도이다. 도 1을 보면, 도광판(10)의 가장자리(12)에 광원으로서 LED(40)가 설치된다. 도광판(10)의 저면에는 LED(40)에서 방사된 광의 진행경로를 바꾸기 위한 광로변환수단(11)이 마련된다. 광로변환수단으로서 예를 들어 홀로그램패턴, 산란패턴 등이 적용될 수 있다. 홀로그램패턴, 산란패턴의 종류와 원리는 당업자에게 잘 알려져 있으므로 더 이상의 설명은 생략한다. 홀로그램패턴, 산란패턴은 인쇄방식 또는 기계가공방식에 의해 형성된다. 반사판(20)은 도광판(10)의 저면을 통과한 광을 상방으로 반사시킨다. 도광판(10)의 상면에는 광의 휘도균일도를 향상시키기 위한 프라즘쉬트, 확산쉬트 등의 광학부재(30)가 더 설치될 수 있다. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a backlight unit according to the present invention. 1, the
도광판(10)은 광을 투과시킬 수 있는 투광성 재료로 제작되는데, 주로 굴절률이 1.49, 비중이 1.19 정도인 PMMA, PC 등의 아크릴계 투명수지가 사용되며, 경량화를 위해 비중이 1.0인 올레핀계 투명성수지가 사용되기도 한다. 도광판(10)의 크기는 출광면(112)쪽에 설치되는 화상표시장치(미도시), 예를 들면 LCD(liquid crystal display)의 크기에 좌우된다. The
LED(40)는 점광원의 일예로서 발광다이오드를 말한다. LED(40)로부터 조사된 광은 도광판(10)의 가장자리(12)로 입사된다. 도광판(10)으로 입사된 광 중에서 도광판(10)의 상면에 대한 입사각도가 임계각보다 작은 광은 도광판(10)의 상면으로 출사된다. 입사각도가 임계각보다 큰 광은 전반사를 거듭하면서 도광판(10)의 전역으로 퍼진다. 이 때, 광로변환수단은 광을 회절 또는 산란시킴으로써 광의 진행방 향을 바꾸어 도광판(10)의 상면에 대한 입사각도를 변환시킨다. 이와 같은 작용을 거듭하여 도광판(10)의 가장자리(12)를 통하여 입사된 광은 도광판(10)의 상면을 통하여 면광의 형태로 출사된다. LED(40)는 복수개 설치될 수 있으며, 도광판(10)의 좌측 가장자리(12)뿐 아니라 다른 가장자리에도 설치될 수 있다.The
일본공개특허공보 1998-199315호에는 스냅핏을 이용한 광원결합구조가 개시되어 있으나, 상기 문헌의 결합구조는 광원이 이탈되지 않도록 하는 역할을 할 뿐 광원을 도광판에 밀착시키거나 또는 흔들림을 방지하는 역할을 하기는 어렵다. 또한, 스냅핏은 탄성을 가지기 위하여 그 두께가 매우 얇은 리브 형태가 되어야 한다. 이와 같은 스냅핏의 형상이 도광판과 일체로 제조되는 경우에 도광판의 제조가 어렵다. 또한, 소형 디스플레이 장치용 백라이트유닛의 경우에는 도광판의 두께가 예를 들어 1mm 정도로 매우 얇기 때문에 스냅핏이 광원을 견고하게 고정시킬 정도의 강도를 가지기 어려우며 파손의 우려도 크다. LED(40)를 도광판(10)의 가장자리(12)에 설치함에 있어서, 그 설치위치는 정밀하게 규제되어야 한다. LED(40)가 광축 및/또는 광축을 포함하는 평면 내에서 흔들릴 경우에는 광손실로 인하여 도광판(10)으로부터 출사되는 광의 휘도가 불균일해진다. Japanese Patent Application Laid-Open No. 1998-199315 discloses a light source coupling structure using a snap-fit, but the coupling structure of the document serves to prevent the light source from being separated, but to close the light source to the light guide plate or to prevent shaking. It is difficult to do In addition, the snap-fit must have a rib shape that is very thin in order to have elasticity. In the case where the shape of the snap fit is manufactured integrally with the light guide plate, it is difficult to manufacture the light guide plate. In addition, in the case of a backlight unit for a small display device, since the light guide plate is very thin, for example, about 1 mm, it is difficult for the snap fit to have a strength sufficient to firmly fix the light source, and there is a high possibility of damage. In installing the
도 2를 보면, 탄성부재(60)를 이용한 LED(40)의 설치구조의 일 예가 개시되어 있다. 도광판(10)의 가장자리(12)로부터 몰입된 오목부(50)가 도시되어 있다. LED(40)는 오목부(50)에 삽입된다. 정면 쪽의 입광면(51)은 광이 입사되는 면이다. 입광면(51)의 양측면(52)(53)은 LED(40)의 양측부를 가이드하여 LED(40)가 흔들리지 않도록 규제한다. 탄성부재(60)는 LED(40)를 입광면(51)쪽으로 밀어서 흔들리지 않도록 하기 위한 것이다. 도광판(10)에는 오목부(50)의 양측면(52)(53)으로부터 몰입된 지지홈(54)이 마련된다. 탄성부재(60)는 플라스틱, 고무 등의 탄성을 가진 재료를 사출성형하여 제조될 수 있다. 또, 탄성부재(60)는 탄성을 가진 스프링강 등으로 제조될 수도 있다. 탄성부재(60)의 양단부(61)는 지지홈(54)에 지지된다. 상기한 바와 같은 구성에 의하여, 도 3에 도시된 바와 같이 LED(40)를 광축방향으로 밀어 오목부(50)에 삽입한 후에, 탄성부재(60)를 지지홈(54)에 결합한다. 탄성부재(60)는 도 3의 점선으로 도시된 상태로부터 실선으로 도시된 상태로 변형되면서 LED(40)의 후면을 입광면(51) 쪽으로 민다. 따라서, LED(40)를 흔들림없이 견고하게 도광판(10)에 결합시킬 수 있다. 도광판(10)은 투광성 재료를 이용한 사출, 압출 성형방식에 의하여 제조된다. 오목부(50) 등의 결합구조는 도광판(10)의 제조공정에서 직접 형성될 수 있기 때문에 별도의 제조공정을 필요로 하지 않다. LED(40)의 상하방향의 움직임은 반사판(20), 도광판(10)의 상면에 마련되는 광학부재(30), 또는 백라이트유닛을 패키징하기 위한 외부구조물에 의하여 지지될 수 있다. 또, LED(40)는 전원공급을 위한 기판(미도시)에 결합될 수 있기 때문에 본 실시예에서는 LED(40)의 광축방향 및 광축을 포함하는 평면내에서의 흔들림을 방지하기 위한 결합구조를 설명하였다. 2, an example of an installation structure of the
도 4에 도시된 바와 같이, 입광면(51)에는 LED(40)의 위치를 규제하기 위한 규제부(55)가 마련될 수 있다. 탄성부재(60)의 탄성력에 의하여 LED(40)가 입광면(51) 쪽으로 밀리면, LED(40)의 선단부는 규제부(55)에 접촉된다. 이에 의하여, 규제부(55)의 돌출량을 적절히 선정함으로써 LED(40)를 원하는 위치에 위치시킬 수 있다. 규제부(55)는 LED(40)의 선단부에 마련될 수도 있다. 물론, 입광면(51)에 LED(40)가 밀착되는 경우에는 규제부(55)가 불필요할 것이다. As shown in FIG. 4, the
도 5에 도시된 바와 같이, 입광부(51)에는 필요에 따라 광을 확산시키기 위한 프리즘패턴(56)이 마련될 수 있다. 이 경우에, 프리즘 패턴(56)의 정점이 규제부(55)의 역할을 대신할 수 있다. 또, LED(40)가 프리즘 패턴(56)의 정점으로부터 소정간격 이격된 위치에 위치될 필요가 있는 경우에는 프리즘 패턴(56)의 정점보다 돌출된 규제부(55)를 마련할 수 있다. As shown in FIG. 5, the
탄성부재(60)는 LED(40)와 일체로 형성될 수 있다. 도 6을 보면, LED(40)는 프레임(42)에 광을 조사하는 발광칩(41)이 수납된 형태이다. 프레임(42)은 통상적으로 플라스틱으로 제조된다. 이를 감안하여, LED(40)의 프레임(42)에 탄력아암(43)을 형성할 수 있다. LED(40)를 광축방향으로 밀어서 오목부(50)에 삽입하면, 탄력아암(43)의 단부가 오목부(50)의 양측면(52)(53)에 접촉되면서 안쪽으로 변형된다. 탄력아암(43)의 단부가 지지홈(54)에 지지되면, 탄력아암(43)이 복원력에 의하여 원상태로 회복되려는 경향을 가진다. 이 복원력에 의하여 도 7에 도시된 바와 같이 LED(40)는 입광면(51) 쪽으로 탄성바이어스되어 소정의 위치에 견고하게 위치된다. 이와 같은 구성에 의하여, LED(40) 자체의 형상을 이용하여 LED(40)를 도광판(10)에 견고하게 고정시킬 수 있다. 따라서, 부품의 수를 줄일 수 있으며, 백라이트유닛의 조립편의성을 향상시킬 수 있다.The
도 8을 보면, LED를 도광판에 결합시키기 위한 또하나의 실시예가 도시되어 있다. 도 8을 보면, 오목부(50)의 양측면(52)(53)에 톱니형상의 결합부(57)가 마련 된다. 결합부(57)는 톱니형상의 정점이 입광면(51) 쪽을 향하는 것이 바람직하다. LED(40)의 양측부에는 톱니형상의 요철부(44)가 마련된다. 요철부(44)의 톱니형상은 결합부(57)는 톱니형상과 반대방향인 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의하여 LED(40)를 광축방향으로 밀면, 결합부(57)와 요철부(44)가 상호 약간씩 탄성변형되면서 LED(40)가 오목부(50)에 삽입된다. 그러면, 도 9에 도시된 바와 같이, 결합부(57)와 요철부(44)가 상호 쐐기처럼 서로 맞물려서 LED(40)가 견고하게 도광판(10)에 고정된다. 상술한 실시예은 도광판(10)과 LED(40)의 프레임(42)이 일반적으로 사출성형에 의하여 제조되고, 도광판(10)과 프레임(42)의 재료가 통상적으로 다소간의 탄성을 가진다는 점에 착안한 것으로서, 결합부(57)와 요철부(44)를 형성함에 있어서 별도의 제조공정을 요하지 않는다는 장점을 가진다. 또, 일단 LED(40)가 도광판(10)에 결합되면 통상적인 힘에 의하여는 LED(40)가 잘 분리되지 않으며, 다수의 톱니형상이 서로 맞물려있기 때문에 매우 견고하게 LED(40)를 도광판(10)에 고정할 수 있다. Referring to FIG. 8, another embodiment for coupling an LED to a light guide plate is shown. Referring to FIG. 8,
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 백라이트 유닛에 의하면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. As described above, according to the backlight unit according to the present invention, the following effects can be obtained.
첫째, 탄성부재를 이용하여 광원을 도광판에 견고하게 고정시킴으로써 광원의 위치어긋남이나 흔들림에 의한 광손실을 줄일 수 있다.First, by using the elastic member to firmly fix the light source to the light guide plate, it is possible to reduce the light loss due to the displacement or shaking of the light source.
둘째, 탄성부재를 LED와 일체로 형성함으로써 부품의 수를 줄이고 조립공정을 간소화할 수 있다.Second, by forming the elastic member integrally with the LED can reduce the number of parts and simplify the assembly process.
셋째, LED와 도광판을 톱니형상을 이용하여 결합함으로써 별도의 부품을 추가하지 않고 LED와 도광판을 견고하게 결합할 수 있다.Third, by combining the LED and the light guide plate using a sawtooth shape, it is possible to firmly combine the LED and the light guide plate without adding a separate component.
본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.It is to be understood that the invention is not limited to that described above and illustrated in the drawings, and that more modifications and variations are possible within the scope of the following claims.
Claims (5)
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