KR101394024B1 - 광원 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광 다이오드를 이용하는 광원 장치 및 이를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 광원 장치는 용기 형상의 바텀 커버; 상기 바텀 커버 내부에서 광을 발생하여 패널 방향으로 조사하는 광원부; 상기 바텀 커버 위에 위치한 광학 시트 부재; 상기 바텀 커버 내부에서의 광 반사 및 상기 광학 시트 부재를 지지하는 반사 지지 부재를 포함한다.
발광 다이오드, 백라이트 유닛, 광원, 반사 및 지지

Description

광원 장치{Light source apparatus}
도 1은 종래 액정 표시장치의 백 라이트 유닛을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 측 단면도.
도 3은 도 2의 A 부분 확대도.
도 4는 도 2의 방열 경로를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 다른 예를 나타낸 측 단면도.
도 6은 도 5의 반사 지지 부재의 부분 사시도.
도 7은 본 발명 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 또 다른 예를 나타낸 측 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100,200,300 : 디스플레이 장치 110,210,310: 바텀 커버
115,215,315 : 홀더 구멍 120,220,320 : 광원부
121,221,321 : 기판 122,222,322 : 발광 다이오드
130,230,330 : 반사지지부재 131,231,331 : 반사판
132,232,332 : 가이드 핀 133,233,333 : 홀더
134,334 : 후크 140,240,340 : 광학 시트부
150,250,350 : 표시 패널 234 : 걸림턱
235 : 받침대
본 발명은 광원 장치 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 사용되고 있는 표시장치는 CRT(Cathode Ray Tube), 전계 광학적인 효과를 이용한 액정표시장치(Liquid Crystal Display :LCD), 가스방전을 이용한 플라즈마 표시소자(PDP : Plasma Display Panel) 및 전계 발광 효과를 이용한 EL 표시소자(ELD : Electro Luminescence Display) 등이 있으며, 그 중에서 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이러한 액정표시장치는 최근에는 평판 표시장치로서의 역할을 충분히 수행할 수 있을 정도로 개발되어 랩탑형 컴퓨터의 모니터뿐만 아니라, 데스크탑형 컴퓨터의 모니터 및 대형 정보 표시장치등에 사용되고 있어 액정표시장치의 수요는 계속적으로 증가되고 있는 실정이다.
이와 같은 액정표시장치의 대부분은 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화상을 표시하는 수광성 장치이기 때문에 LCD 패널에 광을 조사하기 위한 별도의 광원 즉, 백라이트 유닛(Back Light Unit)이 반드시 필요하다.
상기 백라이트 유닛은 원통형의 형광 램프를 배치하는 방식으로서, 에지 방식과 직하 방식으로 구분된다. 상기 에지 방식은 빛을 안내하는 도광판의 측면에 램프 유닛이 설치되는 것으로써, 랩탑형 컴퓨터 및 데스크탑형 컴퓨터의 모니터와 같이 비교적 크기가 작은 액정표시장치에 적용되는 것으로, 빛의 균일성이 좋고, 내구 수명이 길며, 액정표시장치의 박형화에 유리하다.
한편, 직하 방식은 액정표시장치의 크기가 20인치 이상으로 대형화되기 시작하면서 중점적으로 개발되기 시작한 것으로, 확산판의 하부면에 복수개의 램프를 일렬로 배열시켜 LCD 패널의 전면으로 빛을 직접 조광하는 것이다. 이러한, 직하 방식은 에지 방식에 비해 광의 이용 효율이 높기 때문에 고휘도를 요구하는 대화면 액정표시장치에 주로 사용된다.
도 1은 종래 CCFL을 사용한 직하 방식의 백라이트 유닛의 나타낸 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, LCD 패널(5)의 직하부에는 복수개의 발광 램프(1)들이 배치되며, 상기 발광 램프(1)들은 외곽 케이스(2)의 내부(7)에 고정된다. 여기서, 상기 발광 램프(1)는 냉음극관 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp :CCFL)로 구성되어 있고, 관(Tube) 내부의 양단에 연결된 전원 인입선(9,9a)을 통해 구동을 위한 전원이 공급된다. 여기서, 상기 발광 램프(1) 및 패널(5) 사이에는 입사 광원을 확산시켜 주기 위한 하나 이상의 광학 시트(3)가 설치될 수 있다.
상기와 같이 원통형의 발광 램프(1)를 사용하여 에지방식과 직하방식으로 배 열하는 백라이트는 발광 램프의 분해와 조립 및 발광 램프 자체의 열 발생으로 광 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
최근 들어 액정표시장치의 백라이트 유닛은 에지 방식의 백라이트 유닛 뿐 아니라 직하 방식의 백라이트 유닛에 대해서도 소형화, 박형화, 경량화의 추세이며, 상기 추세에 따라 종래의 백라이트 유닛에 사용되는 CCFL 등의 발광램프 대신에 소비전력, 무게, 휘도 등에서 유리한 발광 다이오드(LED)가 제안되었다.
이와 같은 발광 다이오드는 종래의 CCFL에 비해 광 효율이 낮기 때문에 패널 전면에서 원하는 밝기를 얻기 위해서는 많은 소비전력이 필요하게 되며, 결과적으로 많은 열이 발생된다. 이로 인해 LED 광 효율의 감소 및 패널에서의 액정 열화 등 디스플레이 핵심 부품의 신뢰성에 심각한 타격을 준다는 단점이 있다.
이러한 발광 다이오드를 적용하는 광원 장치에서의 방열, 광 효율 문제 등을 개선하기 위한 개발이 연구되고 있다.
본 발명은 발광 다이오드를 이용한 광원 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 디스플레이 장치용 광원 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 반사판 및 가이드 핀을 일체형으로 구성하는 반사 지지 부재를 포함하는 광원 장치 및 이를 이용한 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명 실시 예에 따른 광원 장치는, 용기 형상의 바텀 커버; 상기 바텀 커 버 내부에서 광을 발생하여 패널 방향으로 조사하는 광원부; 상기 바텀 커버 위에 위치한 광학 시트 부재; 상기 바텀 커버 내부에서의 광 반사 및 상기 광학 시트 부재를 지지하는 반사 지지 부재를 포함한다.
본 발명 실시 예에 따른 광원 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 측 단면도이며, 도 3은 도 2의 A부분 확대도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 디스플레이 장치(100)는 바텀 커버(110), 광원부(120), 반사 지지 부재(130), 광학 시트부(140), 표시 패널(150)을 포함한다.
상기 바텀 커버(110)는 용기 형상으로 형성되며, 내부 둘레면에 경사진 반사면(112)이 형성되며, 바닥면에는 하나 이상의 홀더 구멍(115)이 형성된다. 여기서, 상기 반사면(112)은 반사 물질(예: Ag)이 코팅되거나 반사 시트가 부착될 수도 있다.
상기 바텀 커버(110)는 금속 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 티타늄(Ti), 탄탈룸(Ta), 하프늄(Hf), 니오븀(Nb) 등으로 이루어질 수 있다.
상기 바텀 커버의 내부(111)에는 광원부(120) 및 반사 지지 부재(130)가 결합된다.
상기 광원부(120)는 기판(121) 및 발광 다이오드(122)를 포함하며, 상기 기 판(121)은 바텀 커버(110)의 내부에 하나 이상이 배열될 수 있으며, 상기 기판(121) 상에는 하나 이상의 발광 다이오드(122)가 전기적으로 연결된다. 여기서 상기 발광 다이오드(122)는 백색 LED, Red/Green/Blue LED, 청색 LED와 형광체를 이용하여 백색 광을 방출하는 발광 소자를 포함한다.
여기서, 본 발명은 광원으로서, 발광 다이오드뿐만 아니라, 형광램프(예: Cold Cathode Fluorescent Lamp) 또는 발광 다이오드와 형광 램프를 혼합하여 적용할 수도 있다.
상기 반사 지지 부재(130)는 광을 반사하고 및 바텀 커버(110) 위에 설치되는 구성 요소를 지지하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 반사 지지 부재(130)는 반사판(131) 및 가이드 핀(132)이 일체로 구성된다.
상기 반사판(131)은 열전도와 반사율이 좋은 금속성 물질(예: Al, Ag, 또는 이들의 혼합 물질)로 구성될 수 있다. 또는 Ag와 같은 물질을 반사판 표면에 도금 또는 코팅하거나 시트로 부착할 수도 있다.
이러한 반사판(131)은 바텀 커버 내부의 기판(121) 상에 하나의 판 형상 또는 일정 크기의 판 형상으로 배치될 수 있으며, 내부에는 발광 다이오드(122)가 돌출될 수 있도록 소자 삽입 구멍(137)이 형성된다.
상기 반사판(131)에는 하나 이상의 가이드 핀(132)이 형성되는데, 상기 가이드 핀(132)은 반사판 표면에 대해 수직하게 기둥 형태(예: 삼각 뿔, 삼각 기둥)로 돌출된다.
그리고 반사 지지 부재(130)는 바텀 커버 내부 또는/및 외부에서 고정될 수 있는데, 상기 반사판(131)이 접착제를 이용하여 기판 상에 접착되거나, 반사판 하부에 홀더(133)를 형성하여 바텀 커버(110)의 하부에 고정할 수도 있다.
상기 홀더(133)는 반사 지지 부재(130)를 바텀 커버(110)에 지지하기 위한 수단으로서, 후크 방식을 이용하거나 별도의 조립 구조를 이용하여 고정할 수도 있다.
여기서, 도 3에 도시된 바와 같이 홀더(133)의 끝단에 후크(134)를 형성하고, 상기 후크(134)를 바텀 커버(110)에 형성된 홀더 구멍(115)으로 관통시킨 후 바텀 커버(110)의 저면에 걸리도록 함으로써, 반사 지지 부재(130)를 고정시켜 줄 수 있다. 이때 홀더(133)가 착탈 구조로 결합됨으로써, 반사 지지 부재(130)의 조립을 편리하게 할 수 있다. 또한 상기 홀더(133)는 바텀 커버 내부에서 외부로 노출되어 있으므로, 방열 기능도 수행할 수 있다.
이와 같이 바텀 커버 내부에 광원부(120) 및 반사 지지 부재(130)를 결합시키고, 바텀 커버(110) 상에 광학 시트부(140)를 적층하게 된다. 이때 상기 광학 시트부(140)는 반사 지지 부재(130)의 가이드 핀(132)이 지지하게 되므로, 하 방향으로 쳐지는 것이 방지된다.
이러한 광학 시트부(140)는 확산시트 및 프리즘 시트를 포함할 수 있으며, 상기 확산시트는 발광 다이오드에서 출사된 광을 확산시켜 주며, 상기 확산된 광은 프리즘 시트에 의해 발광 영역으로 집광된다. 여기서, 프리즘 시트는 수평 또는/및 수직 프리즘 시트, 한 장 이상의 조도 강화 필름 등을 이용하여 선택적으로 구성할 수 있다.
상기 광학 시트부(140) 위에는 표시 패널(예: LCD Panel)(150)이 위치하게 되며, 광학 시트부(140)로 출사된 광을 이용하여 정보를 표시하게 된다.
도 4는 도 2의 디스플레이 장치에서의 방열 경로를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 바텀 커버의 내부(111)에 위치한 발광 다이오드(122)에서 발생되는 열은 기판(121)에서 바텀 커버로 전도되어 방열(P1,P3)되거나, 반사 지지 부재(130)의 가이드 핀 및 반사판, 그리고 홀더를 따라 열이 전도되어 바텀커버 하부로 방열(P2)될 수도 있다.
도 5는 본 발명 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 다른 도면이며, 도 6은 도 5의 반사 지지 부재의 부분 사시도로서, 도 2의 구성 요소와 중복되는 부분은 생략하여 설명하기로 한다.
도 5 및 도 6를 참조하면, 디스플레이 장치(200)는 바텀 커버(210), 기판(221) 및 발광 다이오드(222)를 포함하는 광원부(220), 반사 지지 부재(230), 광학 시트부(240), 표시 패널(250)을 포함한다.
여기서, 반사 지지 부재(230)는 반사판(231), 가이드 핀(232), 홀더(233)가 일체로 형성되는 데, 상기 홀더(233)는 끝단에 걸림턱(234)이 형성되며, 상기 걸림턱(234)이 바텀 커버 내부의 홀더 구멍(215)을 관통하여, 바텀 커버 하부로 노출된다. 이러한 걸림턱(234)으로 받침대(235)가 끼워진다.
이때 상기 받침대(235)의 내부에 형성된 걸림턱 삽입 구멍(236)으로 걸림턱(234)을 삽입한 후 받침대(235)를 일정각도(예: 90도) 회전시켜 줌으로써, 받침 대(235)에 걸림턱(234)이 걸린 상태로 결합된다. 이에 따라 반사 지지 부재(230)가 바텀 커버(210)에 고정될 수 있다.
도 7은 본 발명 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 또 다른 도면으로서, 도 2의 구성 요소와 중복되는 부분은 생략하기로 한다.
도 7을 참조하면, 디스플레이 장치(300)는 바텀 커버(310), 기판(321) 및 발광 다이오드(322)를 포함하는 광원부(320), 반사 지지 부재(330), 광학 시트부(340), 표시 패널(350)을 포함한다.
여기서, 바텀 커버(310)에는 홀더 구멍(315)이 형성되며, 상기 홀더 구멍(315)의 하부에는 후크 삽입 홈(316)이 형성된다.
이러한 바텀 커버(310)의 내부에 반사 지지 부재(330)가 결합되는 데, 상기 반사 지지 부재(330)의 홀더(333)를 상기 홀더 구멍(315)으로 삽입시킨 후, 홀더 삽입 홈(316)에 후크(334)가 걸리도록 함으로써, 후크(334)가 바텀 커버(310)의 하부로 노출되지 않아 외관을 좋게 할 수 있다.
이때, 상기 반사 지지 부재(330)의 홀더(333) 끝단에 형성되는 후크(334)는 후크 삽입 홈(316)의 일측으로 걸리도록 하는 좌 후크와 후크 삽입 홈(316)의 타측 으로 걸리도록 하는 우 후크가 교대로 형성되어, 홀더(333)를 보다 견고하게 고정시켜 줄 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 바텀 커버 내부에서의 광의 반사와 광학 시트부의 지지를 위한 기능을 일체화시킨 반사 지지 부재를 제공함으로써, 조립 공정을 단축시 켜 줄 수 있고, 방열을 보다 효과적으로 수행할 수 있다.
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 전술한 실시 예들은 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 광원 장치 및 디스플레이 장치에 의하면, 바텀 커버 내부에서 광의 반사 및 광학 시트부의 지지를 위한 구성 요소를 반사 지지 부재로 일체로 형성함으로써, 조립 공정을 줄여 줄 수 있으며, 또한 반사 지지 부재를 통해 바텀 커버 내부에서 하부로의 방열 경로를 제공해 줌으로써, 열을 효과적으로 방열할 수 있다.

Claims (12)

  1. 용기 형상의 바텀 커버;
    상기 바텀 커버 내부에서 광을 발생하여 패널 방향으로 조사하는 광원부;
    상기 바텀 커버 위에 위치한 광학 시트 부재;
    상기 바텀 커버 내부에서의 광 반사 및 상기 광학 시트 부재를 지지하는 반사 지지 부재를 포함하며,
    상기 광원부는 상기 바텀 커버 내부에 배치된 기판과, 상기 기판 상에 실장되는 복수의 발광 다이오드를 포함하며,
    상기 반사 지지 부재는 상기 기판 상에 배치되고 광을 반사시켜 주는 반사판과, 상기 반사판으로부터 돌출되어 상기 광학 시트 부재를 지지하는 가이드 핀을 포함하며,
    상기 반사판은 상기 발광 다이오드가 돌출되는 복수의 소자 삽입 구멍을 포함하는 광원 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광학 시트부재는 확산시트 및 프리즘 시트를 포함하는 광원 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 바텀 커버에 형성된 홀더 구멍을 포함하며,
    상기 반사 지지 부재에는 상기 바텀 커버에 형성된 홀더 구멍으로 관통되고, 상기 바텀 커버의 저면에 결합되는 하나 이상의 홀더를 포함하는 광원 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 홀더는 끝단에 형성된 하나 이상의 후크를 포함하는 광원 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 홀더의 끝단에 걸림턱을 형성하며,
    상기 걸림턱을 관통시킨 후 회전시켜 고정시켜 주는 받침대를 포함하는 광원 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 반사 지지 부재는 금속성 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 반사판의 표면에는 반사 물질이 도금 또는 코팅되는 광원 장치.
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 홀더는 상기 반사판 및 가이드 핀으로부터 전도되는 열을 외부로 방열할 수 있도록 방열 경로를 제공하는 광원 장치.
  9. 제 4항에 있어서,
    상기 바텀 커버의 홀더 구멍에는 홀더의 후크가 수납될 수 있도록 후크 수납 홈이 형성되는 광원 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 가이드 핀은 상기 반사판의 표면에 대해 수직하게 돌출된 복수의 가이드 핀을 포함하는 광원 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 반사판은 상기 기판 위에 접착제를 이용하여 부착되는 광원 장치.
  12. 삭제
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