KR101100215B1 - Light guide plate module and back light unit using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 도광판 모듈 및 이를 이용한 백라이트 유닛에 관한 것으로 특히, 도광판에서 상부로 방출되는 광량을 증가시킬 수 있는 백라이트용 도광판 및 도광판 모듈에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 백라이트용 도광판 모듈에 있어서, 일측 단부에 입광부를 가지고, 타측 단부에 배광부를 가지는 도광판과; 상기 도광판의 하부에 위치하는 반사판과; 상기 도광판의 적어도 한 변을 따라 배열되며, 상기 도광판의 입광부측에 위치하는 광원을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a light guide plate module and a backlight unit using the same, and more particularly, to a light guide plate and a light guide plate module for a backlight which can increase the amount of light emitted from the light guide plate. The present invention relates to a light guide plate module for a backlight, comprising: a light guide plate having a light incident portion at one end and a light distribution portion at the other end; A reflection plate positioned below the light guide plate; It is arranged along at least one side of the light guide plate, characterized in that it comprises a light source located on the light incident portion side of the light guide plate.
도광판, 백라이트, 광원, LED, 모듈. Light guide plate, backlight, light source, LED, module.
Description
본 발명은 도광판 모듈 및 이를 이용한 백라이트 유닛에 관한 것으로 특히, 도광판 또는 백라이트 유닛에서 상부로 방출되는 광량 및 광의 균일성을 향상시킬 수 있는 도광판 모듈 및 이를 이용한 백라이트 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a light guide plate module and a backlight unit using the same, and more particularly, to a light guide plate module and a backlight unit using the same that can improve the amount of light emitted from the light guide plate or the backlight unit and the uniformity of the light.
액정표시장치(liquid crystal display; LCD)는 매트릭스 형태로 배열된 화소들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여 그 화소들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 조절할 수 있는 표시장치로서, 자체적으로 발광하지 못하므로 그 배면에 백라이트 유닛(back-light unit)을 설치하여 화상을 표현할 수 있도록 설계된다.A liquid crystal display (LCD) is a display device that can control a desired image by individually supplying data signals according to image information to pixels arranged in a matrix form and adjusting light transmittance of the pixels. Since it does not emit light, it is designed to display an image by installing a back-light unit on its back side.
이러한 백라이트 유닛 중에서 LED를 이용한 LCD용 백라이트 유닛은 현재까지 직하 방식의 LED 배열이 사용되어 왔다. 이러한 직하 방식의 LED 배열에서는 LED의 렌즈설계를 통해 LED의 출광 분포를 조절함으로써 화면의 균일도를 유지시키고 있다.Among such backlight units, LED backlight units using LEDs have been used in a direct array of LEDs. In the direct LED arrangement, the uniformity of the screen is maintained by controlling the light distribution of the LED through the lens design of the LED.
그러나, 이러한 출광 분포를 크게 하는 렌즈설계를 사용한다 하더라도 점 광 원인 LED의 한계로 인해 LED 간의 간격에 한계가 있으며 이는 광원과 광원으로부터 나온 빛을 확산시키기 위한 확산판까지의 거리를 줄이지 못하는 요인이 되고 있다. 또한, 이는 백라이트 유닛의 슬림화에 제한적인 요인이기도 하다.However, even when using a lens design that enlarges the light distribution, there is a limit in the spacing between the LEDs due to the limitation of the point light source LED. It is becoming. This is also a limiting factor in the slimming of the backlight unit.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 직하형 광원이 아닌 도광판을 사용하여 광학적인 문제를 해결하면서 백라이트의 두께를 얇게 제작할 수 있고, 또한 분할 구동이 가능할 수 있도록 하는 데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to be able to manufacture a thin thickness of the backlight and to enable the divided driving while solving the optical problem using a light guide plate rather than a direct light source.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 제1관점으로서, 본 발명은, 백라이트용 도광판 모듈에 있어서, 일측 단부에 입광부를 가지고, 타측 단부에 배광부를 가지는 도광판과; 상기 도광판의 하부에 위치하는 반사판과; 상기 도광판의 적어도 한 변을 따라 배열되며, 상기 도광판의 입광부측에 위치하는 광원을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.As a first aspect for achieving the above technical problem, the present invention is a light guide plate module for a backlight, comprising: a light guide plate having a light incident portion at one end and a light distribution portion at the other end; A reflection plate positioned below the light guide plate; It is arranged along at least one side of the light guide plate, characterized in that it comprises a light source located on the light incident portion side of the light guide plate.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 제2관점으로서, 본 발명은, 백라이트 유닛에 있어서, 일측 단부에 입광부를 가지고 타측 단부에 배광부를 가지는 도광판과, 상기 도광판의 하부에 위치하는 반사판으로 이루어지고, 서로 인접하여 배열되는 다수의 도광판 모듈과; 상기 각각의 도광판 모듈의 적어도 한 변을 따라 배열되며, 상기 도광판의 입광부 측에 위치하는 광원을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.As a second point of view for achieving the above technical problem, the present invention provides a backlight unit comprising: a light guide plate having a light incidence part at one end and a light distribution part at the other end; and a reflecting plate positioned below the light guide plate and adjacent to each other. A plurality of light guide plate modules arranged to be aligned with each other; It is arranged along at least one side of each light guide plate module, characterized in that it comprises a light source located on the light incident portion side of the light guide plate.
본 발명은 입광부의 상부면 폭을 입광부의 하부면 폭보다 작게 설계하여 구성함으로써, 전반사되는 광 경로를 쉬프트(Shift)시켜 도광판에서 상부로 방출되는 광량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the width of the upper surface of the light incident portion is designed to be smaller than the width of the lower surface of the light incident portion, thereby shifting the totally reflected light path to increase the amount of light emitted from the light guide plate.
또한, 디스플레이 전체 면적을 작은 조각의 모듈 타입으로 이어 붙임으로 LED를 도광판 사이에 배치시킬 수 있고 디스플레이 크기에 관계없이 동일한 도광판을 사용할 수 있다는 것이다.In addition, LEDs can be placed between the light guide plates by sticking the entire display area into a small module type and using the same light guide plate regardless of the display size.
한편, 이와 같이, 도광판을 모듈화하여 타일 방식으로 조각을 이어 붙임으로써 대화면을 만들어 냄으로 다양한 TV 크기에 동일한 부품을 수량만 달리하여 적용할 수 있게 하여 부품을 표준화시킬 수 있다.On the other hand, in this way, by modularizing the light guide plate to form a large screen by gluing the pieces in a tile method, it is possible to standardize the parts by allowing the same parts to be applied in various TV sizes in different quantities.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. However, it is not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise forms disclosed, but rather the invention includes all modifications, equivalents, and alternatives consistent with the spirit of the invention as defined by the claims.
층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. It will be appreciated that when an element such as a layer, region or substrate is referred to as being present on another element "on," it may be directly on the other element or there may be an intermediate element in between .
비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것 이다. Although the terms first, second, etc. may be used to describe various elements, components, regions, layers, and / or regions, such elements, components, regions, layers, and / or regions It will be understood that it should not be limited by these terms.
<제1실시예>First Embodiment
도 1 및 도 2에서 도시하는 바와 같이, 백라이트용 도광판 모듈(300)은, 도광판(310)과, 이 도광판(310) 하측면에 위치하는 반사판(320), 및 광원(330)으로 이루어진다. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the light
이때, 광원(330)은 발광 다이오드(LED)가 이용될 수 있고, 도광판(310)에는 이 LED(330)의 빛이 입사되는 부분에 입광부(311)가 구비되고, 이 입광부(311)의 타측 단부에는 배광부(312)가 위치한다.In this case, a light emitting diode (LED) may be used as the
입광부(311)는 도시하는 바와 같이, 도광판(310)에서 측방향으로 돌출되어 형성될 수 있고, 입광부(311)의 단부에 LED(330)이 위치하게 되며, 이 LED(330)은 회로기판(340)에 배열될 수 있다.As illustrated, the
또한, 도광판(310)의 하측에 위치하는 반사판(320)은 도광판(310)의 하측면과 배광부(312)의 하측에 위치하며, 도광판(310)의 측면을 추가로 감싸도록 위치할 수 있다.In addition, the
LED(330) 및 회로기판(340)은 도광판 모듈(300)의 제1변과, 이 제1변에 수직인 제2변에 위치할 수 있다. 그리하여 두 방향에서 LED(330)의 광이 도광판(310)으로 입사될 수 있다. The
이와 같이, 유효 화면으로부터 입광부(311)를 길게 돌출시킴으로써 LED(330)간의 간격에 의한 암부를 제거할 수 있고, 도광판(310) 간의 이음새에서 LED(330)에 의한 직접적인 빛의 노출을 방지할 수 있다.In this way, by protruding the
또한, 도광판(310)의 배광부(312) 측면은 반사판(312)으로 완전히 막지 않음으로써 입광부(311) 단차에 의한 그늘이 발생함에 따라 발생하는 입광부(311) 암부를 줄일 수 있다. 한편, 이러한 구성에 의하여, 배광부(310)의 측면은 인접하는 입광부(311)의 상측에 위치하는 대향면보다 면적이 실질적으로 좁게 되며, 배광부(310) 측면은 인접하는 입광부(311)의 상측의 대향면과 서로 최적의 상태로 빛이 교환되도록 함으로써, 인접하는 도광판(310) 사이의 경계가 시인되는 현상을 방지할 수 있는 것이다.In addition, since the side of the
이러한 모듈(300)은 도 3 및 도 4와 같이, 평면 상에 다수 개가 배열되어 백라이트 유닛을 구성할 수 있으며, 이때, 도광판(310)의 배광부(312)는 인접하는 모듈(300)의 입광부(311)를 덮는 위치로 결합되게 된다. 이는 인접하는 모듈(300)의 입광부(311)에 위치한 LED(330)가 외부로 비치는 것을 방지하고자 하는 목적이다.3 and 4, a plurality of
이와 같이 인접하는 도광판(310)과 도광판(310)이 입광부(311)와 배광부(312)가 맞물리도록 배치함으로써 도광판(310)의 역할을 수행함과 동시에 LED(330)를 가리는 역할을 할 수 있다. 즉, LED(330) 광은 외부에 직접적으로 노출되지 않는다. As such, the adjacent
이와 같은 구성에 의하여, LED(330)에서 출사되는 광은 도광판(310)의 측면을 따라 진행하여 상측면으로 출사된다. 이때, 반사판(320)에 의하여 출사되는 효율이 향상될 수 있다. 즉, LED(330)에서 출사되는 광은 입광부(311)를 따라 도광판(310)의 측면을 따라 진행하며, 이때, 입광부(311) 상측에 위치하는 인접 모듈(300)의 반사판(320)이 이러한 측면방향의 광의 진행을 도울 수 있다. 이와 같이 측면방향으로 진행하는 광은 도광판(310) 내에서 확산되며 반사판(320)에 반사되어 외부(상측)로 균일하게 출사될 수 있다.By such a configuration, the light emitted from the
이러한 모듈(300)을 타일형식으로 배열하여 설치함으로써 대형 사이즈의 백라이트 유닛을 제작할 수 있으며, 이러한 백라이트 유닛은 TV용, 전광판용, 등으로 다양하게 이용될 수 있다.By arranging and installing the
도 5 내지 도 7에서는 모듈(300)의 보다 구체적인 예를 도시하고 있다. 도 6은 도 5의 A 방향에서 바라본 도이고, 도 7은 도 5의 B 방향에서 바라본 도로서, 각각 일측에 회로기판(340) 상에 위치하는 LED(330)가 도광판(310) 접촉되어 있는 상태를 도시하고 있다.5 to 7 show more specific examples of the
이때, 도광판(310)의 하측면 뿐 아니라 측면에도 반사판(320)이 위치하여, 도 6 및 도 7에서 도시하는 바와 같이, 측면에는 도광판(310)이 일부만 드러나 있고 나머지 부분은 반사판(320)으로 감싼 상태가 된다. 경우에 따라 반사판(320)은 도광판(310)의 측면에서 1회 이상 접힌 상태로 위치할 수 있다.At this time, the reflecting
이와 같은 모듈(300)의 결합은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 이루어진다. 즉, 회로기판(340) 상에 위치하는 LED(330)가 도광판(310)의 입광부(311)와 접촉하여 결합된 상태에서 인접 모듈의 배광부(312)가 입광부(311)측으로 결합된다.The combination of such a
따라서 상술한 바와 같이, LED(330) 상측에는 반사판(320)이 부착된 인접 모듈의 배광부(312)가 위치하게 되어, LED(330) 광은 모듈의 상측으로는 노출되지 않게 되고, 입광부(311)를 통하여 도광판(310)의 측면을 통하여 출사되어 도광판(310) 외부로 출사될 수 있다.Therefore, as described above, the
도 10에서는 상술한 바와 같이, 백라이트용 도광판 모듈(300)이 다수개 배열되어 구비되는 백라이트 유닛을 나타내고 있다.FIG. 10 illustrates a backlight unit in which a plurality of
즉, 각각의 모듈(300)에 대하여 두 변에 구비되는 회로기판(340) 및 LED(330)가 배치되고, 여기에 도광판(310) 및 반사판(320)이 설치되는 모듈(300)이 다수개 구비되어 백라이트 유닛을 구성하게 된다.That is, the
이와 같이 개개의 모듈(300)로 제작되는 백라이트 유닛은 경우에 따라 독립적인 구동이 가능하여, 분할구동에 의하여 전력 소모를 줄일 수도 있다.As such, the backlight unit manufactured by the
상술한 바와 같이, 본 발명은 백라이트 유닛의 두께를 줄이기 위해 측면 방향으로 광을 방출하는 LED와 도광판을 이용한다. TV나 모니터 등의 디스플레이의 크기가 커질수록 전체 화면에 하나의 도광판과 그 주변으로 LED를 배치할 때 LED를 배치할 수 있는 공간적인 한계로 인해 광학적으로나 열적으로나 효율적이지 못한 단점이 있어 도광판을 작은 사이즈로 만들어 그 측면에 LED를 배치하고 이들을 이어 붙임으로써 광량을 확보하고 열은 분산시키며 특히 이때 도광판 측면에 위치한 LED를 광학적으로 숨기는 것을 특징으로 한다. As described above, the present invention utilizes an LED and a light guide plate that emit light in the lateral direction to reduce the thickness of the backlight unit. As the size of a display such as a TV or a monitor increases, a light guide plate may not be optically or thermally efficient due to a space limitation in which the LED can be placed when placing the LED on the entire screen and its surroundings. The size of the LED is placed on the side and the LEDs are connected to secure the amount of light and dissipate the heat. In particular, the LED located on the side of the light guide plate is optically hidden.
또한, 디스플레이 전체 면적을 작은 조각의 모듈 타입으로 이어 붙임으로 LED를 도광판 사이에 배치시킬 수 있고 디스플레이 크기에 관계없이 동일한 도광판을 사용할 수 있다는 것이다.In addition, LEDs can be placed between the light guide plates by sticking the entire display area into a small module type and using the same light guide plate regardless of the display size.
한편, 이와 같이, 도광판을 모듈화하여 타일 방식으로 조각을 이어 붙임으로써 대화면을 만들어 냄으로 다양한 TV 크기에 동일한 부품을 수량만 달리하여 적용할 수 있게 하여 부품을 표준화시킬 수 있다.On the other hand, in this way, by modularizing the light guide plate to form a large screen by gluing the pieces in a tile method, it is possible to standardize the parts by allowing the same parts to be applied in various TV sizes in different quantities.
<제2실시예>Second Embodiment
도 11에서는 도광판의 제2실시예를 도시하고 있다. 11 shows a second embodiment of the light guide plate.
이러한 백라이트용 도광판 모듈(300)은, 도광판(310)과, 이 도광판(310) 하측면에 위치하는 백 패널(350), 및 광원(330)으로 이루어진다.The
도시하는 바와 같이, 모듈(300)은 평면 상에 다수 개가 배열되어 백라이트 유닛을 구성할 수 있으며, 도광판(310)의 배광부(313)는 인접하는 모듈(300)의 입광부를 덮는 위치로 결합되게 된다. 이는 인접하는 모듈(300)의 입광부에 위치한 LED(330)가 외부로 비치는 것을 방지하고자 하는 목적이다.As shown, a plurality of
이때, 도광판(310)과 인접하는 모듈의 도광판(310)을 타일형식으로 이어 붙이기 위해 연결부 하측 부분, 즉, 배광부(313) 하측 부분에 LED(330)가 위치하게 된다. 따라서, LED(330)가 위치하는 부분을 위해 공간이 확보되어야 하는데, 이러한 공간은 도광판(310) 구조에 따라 광학적인 특성에 따라 선택하여 사용할 수 있다.At this time, the
즉, 도 11에서는 제1실시예와 달리, 배광부(313) 측을 삼각형 형상으로 형성한 구조를 나타내고 있고, 이러한 배광부(313) 하측에 인접하는 LED(330)가 위치할 수 있다. 이때 별도의 회로기판 대신에 회로가 형성된 하나의 백 패널(350)에 도광판 모듈(300) 및 LED(330)를 장착할 수 있다.That is, in FIG. 11, unlike the first embodiment, the
이하, 설명되지 않은 부분은 제1실시예와 동일할 수 있다.Hereinafter, parts not described may be the same as in the first embodiment.
<제3실시예>Third Embodiment
도 11에서는 도광판의 제2실시예를 도시하고 있다. 11 shows a second embodiment of the light guide plate.
이러한 백라이트용 도광판 모듈(300)은, 도광판(310)과, 이 도광판(310) 하측면에 위치하는 반사판(320), 광원(330), 및 이 광원(330)이 설치되는 회로기판(340)으로 이루어진다.The
도시하는 바와 같이, 모듈(300)은 평면 상에 다수 개가 배열되어 백라이트 유닛을 구성할 수 있으며, 도광판(310)의 배광부(314)는 인접하는 모듈(300)의 입광부를 덮는 위치로 결합되게 된다. As illustrated, a plurality of
이때, 도광판(310)과 인접하는 모듈의 도광판(310)을 타일형식으로 이어 붙이기 위해 연결부 하측 부분, 즉, 배광부(314) 하측 부분에 LED(330)가 위치하게 된다. 따라서, LED(330)가 위치하는 부분을 위해 공간이 확보되어야 하는데, 이러한 공간은 도광판(310) 구조에 따라 광학적인 특성에 따라 선택하여 사용할 수 있다.In this case, in order to connect the
이러한 구조는, 도 12와 같이, 인접 모듈(300)과 접하는 배광부(314) 측을 경사지게 형성할 수 있다. 이때, LED(330)는 별도의 회로기판에 배치되고, 이러한 도광판 하측에는 반사판(320) 및 백 패널(360)이 위치할 수 있다.12, the
이하, 설명되지 않은 부분은 제1실시예 또는 제2실시예와 동일할 수 있다.Hereinafter, parts not described may be the same as the first embodiment or the second embodiment.
상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 다양한 형태의 변형이 가능하고, 이러한 기술적 사상의 여러 실시 형태는 모두 본 발명의 보호범위에 속함은 당연하다.The above embodiment is an example for explaining the technical idea of the present invention in detail, and the present invention is not limited to the above embodiment, various modifications are possible, and various embodiments of the technical idea are all protected by the present invention. It belongs to the scope.
도 1 내지 도 10은 본 발명의 제1실시예를 나타내는 도로서, 1 to 10 are diagrams showing a first embodiment of the present invention.
도 1은 도광판 모듈의 측면 개략도이다. 1 is a side schematic view of a light guide plate module.
도 2는 도광판 모듈의 분해도이다. 2 is an exploded view of the light guide plate module.
도 3은 도광판 모듈의 측면 조립도이다. 3 is a side assembly view of the light guide plate module.
도 4는 도광판 모듈의 분해된 조립도이다. 4 is an exploded view of the light guide plate module.
도 5는 도광판 모듈의 분해도이다. 5 is an exploded view of the light guide plate module.
도 6은 도 5의 A 방향에서 바라본 도이다. FIG. 6 is a view seen from the direction A of FIG. 5.
도 7은 도 5의 B 방향에서 바라본 도이다. FIG. 7 is a view seen from the direction B of FIG. 5.
도 8 및 도 9는 도광판의 결합을 나타내는 개략도이다. 8 and 9 are schematic views showing the coupling of the light guide plate.
도 10은 각 모듈의 결합을 나타내는 분해사시도이다. 10 is an exploded perspective view showing the coupling of each module.
도 11은 본 발명의 제2실시예를 나타내는 측면도이다.11 is a side view showing a second embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명의 제3실시예를 나타내는 측면도이다.12 is a side view showing a third embodiment of the present invention.
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