KR101548650B1 - 백라이트 장치의 조립 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도광판의 유동에 따른 부품 손상이나 열팽창에 의한 광 특성의 변화를 방지하고 도광판을 안정적으로 고정시킬 수 있도록 하는 백라이트 장치에서의 도광판 고정 구조에 관한 것으로, 본 발명의 백라이트 장치의 조립 구조는, 내부에 수납공간을 형성하는 커버버텀, 상기 커버버텀의 수납공간에 안착되는 사각 판상의 도광판, 상기 커버버텀의 수납공간 내에서 상기 도광판의 측부에 배치되는 LED 어레이 및, 수평부와 상기 수평부의 외측 가장자리에서 하측으로 절곡되는 수직부로 구분되면서 상기 커버버텀의 가장자리를 따라 체결되는 가이드 패널을 포함하되, 상기 가이드 패널에는, 상기 수직부의 내측으로 돌출 형성되는 한 쌍의 지지편과 한 쌍의 상기 지지편 단부에서 내측으로 절곡되며 양 단부가 일정 간격 이격되도록 연장되는 탄성편으로 구성되는 지지리브가 복수개 형성되고, 상기 도광판에는, 상기 지지리브가 형성된 위치의 반입광면에서, 상기 탄성편의 단부에 지지되도록 상기 탄성편의 이격 간격보다는 큰 폭으로 돌출 형성되는 지지돌기가 복수개 형성되며, 상기 가이드 패널과 상기 도광판은, 상기 지지리브의 탄성편 단부가 상기 지지돌기의 양측 단부를 탄성 가압하도록 조립되는 것을 특징으로 한다.

Description

백라이트 장치의 조립 구조{Assembling Structure of Backlight unit}

본 발명은 액정표시장치용 백라이트 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도광판의 유동에 따른 부품 손상이나 열팽창에 의한 광 특성의 변화를 방지하고 도광판을 안정적으로 고정시킬 수 있도록 하는 백라이트 장치에서의 도광판 고정 구조에 관한 것이다.

평면 디스플레이 장치인 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device, 이하, 'LCD'라 함)는 다른 표시장치와는 달리 그 자체에서 빛을 발하지 못하여, 고품질의 화상을 실현하기 위해서는 반드시 별도의 외부 광원을 필요로 한다. 따라서 LCD는 액정패널 외에 광원으로 백라이트 장치를 더 포함하며, 백라이트 장치가 액정패널로 고휘도의 광원을 균일하게 공급함으로써 화상을 구현하게 된다.

이와 같이 백라이트 장치는 LCD와 같은 디스플레이 장치의 화상을 실현하기 위한 조명장치를 말하며, 광원의 위치에 따라 직하형(Direct Lighting type) 또는 측면형(Edge Lighting type) 백라이트 장치로 구분된다. 직하형 백라이트 장치는 하부의 광원에서 광학 시트를 통하여 액정 패널에 직접 빛을 비추어 조명하는 방식이며, 측면형 백라이트 장치는 도광판의 측부에 광원이 배치되어 도광판과 광학 시트를 통하여 간접적으로 빛을 비추어 조명하는 방식이다. 이러한 백라이트 장치의 광원으로는 소형, 저소비 전력, 고신뢰성 등의 장점을 갖는 발광다이오드(Light Emitting Diode, 이하 'LED'라 함)가 주로 이용되고 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 측면형 백라이트 장치의 일반적인 구조를 나타낸 분해 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 측면형의 백라이트 장치는 사각 형상의 커버버텀(1)에 반사시트(2)와 도광판(3)이 안착되고, 도광판(3)의 적어도 일 측부에는 광원인 LED 어레이(4)가 배치된다. 또한, 도광판(3)의 상측에는 각종 광학시트(5)가 배치되고, 그 상측에서 가이드 패널(6)이 커버버텀(1)에 체결되는 구조를 이룬다.

일반적으로 백라이트 장치 구동시 LED 어레이(4)에서 많은 열이 발생하고, 이러한 열은 도광판(5)으로 전달될 수 있다. 또한, LED 어레이(4)에서 출사되는 빛은 도광판(5) 내부를 전반사하면서 진행하는데, 이 과정에서도 도광판(5) 내부에서 열이 발생하게 된다. 한편, 도광판(5)은 PMMA와 같은 수지물로 이루어지므로, LED 어레이(4)에서 발생하는 열과 도광판(5) 내부를 진행하는 빛에 의하여 발생하는 열은 도광판(5)을 팽창시키게 된다.

이러한 도광판(5)의 열팽창에도 불구하고 LED 어레이(4)와 도광판(3)의 입광면 사이에는 간격이 일정하게 유지되어야 한다. 이를 위하여 측면형 백라이트 장치에서는 도광판(3)의 입광면 영역에서 커버버텀(1)에 LED 어레이(4)와 도광판(3) 사이의 간격을 일정하게 유지시키기 위한 스토퍼(미도시)가 형성되고, 반입광면 영역에서는 도광판(3)의 유동을 방지하기 위한 다양한 수단이 적용된다. 여기서, 도광판의 입광면은 LED 어레이가 배치되어 빛이 입사되는 면을 말하고, 반입광면은 그 나머지 측면을 말한다.

일 예로, 국내공개특허 제10-2013-0003826호(선행문헌1), 국내공개특허 10-2011-0070538호(선행문헌2) 및 일본공개특허 特開2006-013087호(선행문헌3)에 다양한 수단의 도광판 고정 구조가 개시되어 있다.

구체적으로 살펴보면, 상기 선행문헌1에는 가이드 패널에 다수개의 탄성리브가 형성되어 탄성리브가 도광판을 탄성 지지하도록 구성된다. 이러한 선행문헌1에서의 탄성리브는 가이드 패널의 수평부 내벽 면에서 하측으로 돌출 형성되어 도광판을 지지하지만, 백라이트 장치의 조립 과정에서 탄성리브의 단부가 도광판에 간섭 또는 접촉되어 쉽게 파손되는 문제점이 있다.

또한, 상기 선행문헌2에는 프레임에 체결되는 도광판 가이드에 의하여 도광판을 지지하는 기술이 개시되어 있다. 그러나 상기 선행문헌2에서는 도광판 가이드가 체결되기 위한 별도의 프레임이 구비되어야 하므로 구조가 복잡해지는 문제가 있으며, 도광판 가이드를 프레임에 체결하고 다시 프레임을 커버버텀에 체결하여야 하므로 조립 과정이 복잡해지는 단점이 있다.

또한, 선행문헌3에는 도광판의 반입광면에서 코일 스프링 또는 판 스프링 형상의 탄성부재가 커버버텀에 체결되어 도광판을 지지하는 기술이 개시되어 있다. 그러나 상기 선행문헌3에서는 백라이트 장치의 조립 과정에서 탄성부재를 커버버텀에 체결하기 번거로운 문제가 있으며, 탄성부재가 체결된 상태에서 커버버텀 내부에 도광판을 안착시키는 과정상 탄성부재와 도광판이 서로 간섭되어 도광판 조립 과정이 까다로워지는 단점이 여전히 존재한다.

- 선행문헌1 : 국내특허공개 제10-2013-0003826호(2013.01.09.출원공개) - 선행문헌2 : 국내특허공개 제 10-2011-0070538호(2011.06.24.출원공개) - 선행문헌3 : 일본특허공개 特開2006-013087호(2006.01.12.출원공개)

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 도광판이 열팽창되지 않은 상태에서도 도광판이 안정적으로 지지됨과 동시에 도광판의 열팽창이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 백라이트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 백라이트 장치의 조립 구조는, 내부에 수납공간을 형성하는 커버버텀, 상기 커버버텀의 수납공간에 안착되는 사각 판상의 도광판, 상기 커버버텀의 수납공간 내에서 상기 도광판의 측부에 배치되는 LED 어레이 및, 수평부와 상기 수평부의 외측 가장자리에서 하측으로 절곡되는 수직부로 구분되면서 상기 커버버텀의 가장자리를 따라 체결되는 가이드 패널을 포함하되,

상기 가이드 패널에는, 상기 수직부의 내측으로 돌출 형성되는 한 쌍의 지지편과 한 쌍의 상기 지지편 단부에서 서로 마주 보는 방향으로 절곡되며 양 단부가 일정 간격 이격되도록 연장되는 탄성편으로 구성되는 지지리브가 복수개 형성되고,

상기 도광판에는, 상기 지지리브가 형성된 위치의 반입광면에서, 상기 탄성편의 단부에 지지되도록 상기 탄성편의 이격 간격보다는 큰 폭으로 돌출 형성되는 지지돌기가 복수개 형성되며,

상기 가이드 패널과 상기 도광판은, 상기 지지리브의 탄성편 단부가 상기 지지돌기의 양측 단부를 탄성 가압하도록 조립되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 탄성편은 상기 지지편의 단부에서 상기 수직부를 향하여 경사지도록 절곡되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지지돌기는 양 측 단부가 경사면 또는 곡면 형상을 이루는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명은 가이드 패널 내측에 소정의 폭으로 절개부를 갖는 지지리브가 형성되고, 도광판에는 상기 지지리브에 대응되면서 양 측 단부가 경사면 또는 곡면으로 이루어지는 지지돌기가 형성되어, 상기 지지리브와 지지돌기가 맞물리도록 체결됨으로써, 도광판이 안정적으로 지지되면서 열팽창이 원활히 이루어질 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 백라이트 장치를 나타낸 분해 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 장치를 나타낸 사시도,
도 3은 도 2의 백라이트 장치의 반입광부에서의 결합 구조를 나타낸 종단면도,
도 4는 도 2의 백라이트 장치의 반입광부에서의 결합 구조를 나타낸 횡단면도,
도 5는 도 2의 백라이트 장치에서 도광판의 열팽창에 따른 도광판 지지구조를 나타낸 횡단면도,
도 6은 도 4의 백라이트 장치에 대한 가이드 패널의 변형 예를 나타낸 횡단면도, 및
도 7은 도 4의 백라이트 장치에 대한 도광판의 변형 예를 나타낸 횡단면도이다.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 바람직한 실시예들에 의해 명확해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 살펴보기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 장치를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 백라이트 장치의 반입광부에서의 결합 구조를 나타낸 Ⅰ-Ⅰ 방향의 종단면도이며, 도 4는 도 2의 백라이트 장치의 반입광부에서의 결합 구조를 나타낸 Ⅱ-Ⅱ 방향의 횡단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 백라이트 장치는 사각 형상의 커버버텀(100)에 반사시트(200)와 도광판(300)이 안착되고, 도광판(300)의 적어도 일 측부에는 광원인 LED 어레이(도 1의 4 참조)가 배치된다. 또한, 도광판(300)의 상측에는 각종 광학시트(400)가 배치되고, 그 상측에서 가이드 패널(500)이 커버버텀(100)에 체결되어, 내부에 수납되는 부품들을 고정시킨다.

여기서, 커버버텀(100)은 상측이 개방된 육면체 형상의 하우징으로 내부에는 각 부품들이 수납되기 위한 수납공간이 형성된다. 또한, 반사시트(200)는 도광판 하부에 배치되어 도광판(300)의 하측으로 누설되는 빛을 도광판(300) 내부로 재입사시켜 백라이트 장치의 휘도를 향상시키며, 광 반사율이 우수한 시트 또는 필름으로 구성된다. 도광판(300)은 LED 어레이로부터 다수의 점광원의 빛을 입력받아 내부 전반사를 통하여 면광원으로 전환시켜 상측으로 출사시키는 광 전환 소자이다. 이러한 도광판(300)은 소정의 굴절율을 갖는 투명 아크릴 계열의 수지로 구성되며, 일 예로 PMMA(Polymethylmethacrylate), PS(Poly stylene), MS(Meta stylene) 또는 PC(Polycarbonate) 등의 수지로 구성된다. LED 어레이는 기판 상에 다수의 LED 패키지가 일정 간격으로 실장되어, 다수의 점광원의 빛을 도광판 내부로 제공하는 백라이트 장치의 광원이다. 광학시트(400)는 도광판(300)에서 출사되는 면광원의 빛에 대한 지향각, 휘도 및 균일도 등과 같은 광 특성을 개선시킨다. 이러한 광학시트(400)는 프리즘 시트 및 확산 시트를 포함하며, 다양한 기능을 갖는 복수의 시트로 구성될 수 있다. 가이드 패널(500)은 도광판(300)의 가장자리를 감싸면서 커버버텀(100)에 체결되어 커버버텀(100)에 수납되는 반사시트(200), 도광판(300), LED 어레이(도 1의 4 참조) 및 광학시트(400)를 고정시킨다. 이러한 가이드 패널(500)은 중앙이 개방되는 사각의 프레임으로, 수평부(510)와 수직부(520)로 구분된다. 이와 같은 커버버텀, 반사시트, 도광판, LED 어레이, 광학시트 및 가이드 패널의 일반적인 구성은 백라이트 장치를 구성하는 공지의 기술이 적용될 수 있다.

한편, 본 발명에서는 도광판(300)의 열팽창이 원활하게 이루어지도록 하면서, 도광판(300)을 안정적으로 지지하기 위한 도광판 고정수단이 가이드 패널(500)과 도광판(300)에 각각 형성된다.

이를 구체적으로 살펴보면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 가이드 패널(500)은 사각의 프레임으로, 백라이트 장치의 전면을 구성하는 수평부(510)와, 측면을 구성하는 수직부(520)로 구분된다. 수직부(520)는 수평부(510)의 외측 가장자리에서 하측으로 절곡되며, 가이드 패널(500)의 수직부(520)와 커버버텀(100)의 수직 측벽에는 서로 대응하는 형상의 체결 수단이 형성되어, 가이드 패널(500)과 커버버텀(100)의 조립이 이루어진다.

특히, 본 발명에서의 가이드 패널(500)에는 도광판(300)을 지지하기 위한 지지리브(530)가 'ㄱ' 형상으로 절곡되어 형성된다. 즉, 지지리브(530)는 가이드 패널(500)의 수직부(520) 내측으로 돌출되는 한 쌍의 지지편(531)과, 한 쌍의 지지편(531) 단부에서 내측으로 절곡되는 한 쌍의 탄성편(532)으로 구성된다. 이때, 탄성편(532)은 양 측의 지지편(531) 단부에서 서로 마주보는 방향(한 쌍의 지지편에 대한 내측 방향)으로 절곡되며, 한 쌍의 탄성편(532)의 단부 사이에는 소정의 간격(d)이 확보된다. 이러한 지지리브(530)는 가이드 패널(500)의 수직부(520) 일부가 절개된 후, 내측 방향으로 절곡되고 다시 그 단부가 수직부(520)와 나란한 방향으로 절곡되어 형성될 수 있다.

또한, 도시된 바와 같이 도광판(300)은 사각의 판상으로 광원이 배치되는 일 측면 또는 서로 대향하는 양 측면은 입광면을 구성하고, 광원이 배치되지 않는 나머지 측면은 반입광면을 구성한다. 특히, 본 발명에서는 도광판(300)의 반입광면이 가이드 패널(500)에 지지되기 위한 지지돌기(310)가 형성된다. 즉, 도시된 바와 같이, 반입광면의 도광판(300)에는 소정의 폭을 갖는 지지돌기(310)가 외측으로 돌출 형성된다. 이때, 지지돌기(310)의 폭(w)은 가이드 패널(500)의 탄성편(532) 사이에 형성되는 간격(d)보다 큰 폭으로 형성되어, 지지돌기(310)의 양 측부가 각 탄성편(532) 단부에 지지된다.

이와 같은 가이드 패널(500)의 지지리브(530)와 도광판(300)의 지지돌기(310)는 서로 대응하는 위치에 형성되며, 반입광부 영역에서 소정의 간격으로 복수개 형성될 수 있다.

도 5는 도 2의 백라이트 장치에서 도광판의 열팽창에 따른 도광판 지지구조를 나타낸 횡단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 도광판(300)이 열팽창하기 전 상태에서는 가이드 패널 지지리브(530)의 탄성편(532)은 도광판의 반입광면과 나란한 방향(즉, 지지돌기의 단부면과 나란한 방향)을 이루면서 지지돌기(310)에 접촉된다. 이러한 상태에서 도광판(300)이 열팽창하는 경우 도광판(300)의 지지돌기(310)는 지지리브(530)의 탄성편(532)을 가압하면서 밀려나게 된다. 이때, 지지돌기(310)의 양 측부가 각 탄성편(532)의 단부를 가압하게 되므로, 일 측이 지지편(531)에 연결되는 탄성편(532)의 단부는 탄성을 가지면서 지지돌기(310)와 함께 외측으로 밀려나게 된다.

따라서, 본 발명에서는 가이드 패널(500)의 지지리브(530)가 도광판(300)의 지지돌기에 접촉된 상태에서 도광판(300)의 열팽창에 따라 탄성편(532)이 밀려나면서 지지돌기(310)를 탄성 가압하여, 도광판(300)의 열팽창이 원활히 이루어지도록 하면서 도광판을 안정적으로 지지하게 된다.

도 6은 도 4의 백라이트 장치에 대한 가이드 패널의 변형 예를 나타낸 횡단면도이다.

도 6에 도시된 백라이트 장치의 가이드 패널(500)에서는 지지리브(530)의 탄성편(532)이 외측 즉, 가이드 패널(500)의 수직부(520)를 향하여 경사를 이루도록 절곡된다. 탄성편(532)이 외측으로 경사를 이루는 경우 도광판(300)의 지지돌기(310)가 외측으로 쉽게 밀려날 수 있고, 결국 도광판(300)의 열팽창이 더욱 원활히 이루어질 수 있다. 또한, 경사를 이루는 탄성편(532)은 지지돌기(310)의 단부를 인입시켜 도광판(300)의 열팽창이 이루어지지 않은 상태에서 도광판의 횡방향(즉, 팽창하는 방향과의 수직 방향) 유동이 방지된다.

도 7은 도 4의 백라이트 장치에 대한 도광판의 변형 예를 나타낸 횡단면도이다.

도 7에 도시된 백라이트 장치의 도광판(300)에서는 지지돌기(310)의 양 측부가 (a)와 같이 경사면을 이루거나 (b)와 같이 곡면 형상을 이룬다. 지지돌기(310)의 양 측부가 경사면 또는 곡면으로 형성되는 경우 탄성편(532)의 가압력이 지지돌기(310)의 중심부로 집중되어, 탄성편(532)이 쉽게 밀려나면서도 지지돌기(310)를 안정적으로 가압하게 된다.

또한, 도시되지는 않았지만, 본 발명의 백라이트 장치는 가이드 패널의 탄성편(532)이 경사를 이룸과 동시에 도광판 지지돌기의 양 측부가 경사면 또는 곡면 형상으로 형성될 수 있음은 당연하다.

이상에서 본 발명에 있어서 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

100 : 커버버텀
200 : 반사시트
300 : 도광판 310 : 지지돌기
400 : 광학시트
500 : 가이드 패널 530 : 지지리브
531 : 지지편 532 : 탄성편

Claims (3)

1. 내부에 수납공간을 형성하는 커버버텀, 상기 커버버텀의 수납공간에 안착되는 사각 판상의 도광판, 상기 커버버텀의 수납공간 내에서 상기 도광판의 측부에 배치되는 LED 어레이 및, 수평부와 상기 수평부의 외측 가장자리에서 하측으로 절곡되는 수직부로 구분되면서 상기 커버버텀의 가장자리를 따라 체결되는 가이드 패널을 포함하되,
   상기 가이드 패널에는,
   상기 수직부의 내측으로 돌출 형성되는 한 쌍의 지지편과 한 쌍의 상기 지지편 단부에서 서로 마주 보는 방향으로 절곡되며 양 단부가 일정 간격 이격되도록 연장되는 탄성편으로 구성되는 지지리브가 복수개 형성되고,
   상기 도광판에는,
   상기 지지리브가 형성된 위치의 반입광면에서, 상기 탄성편의 단부에 지지되도록 상기 탄성편의 이격 간격보다는 큰 폭으로 돌출 형성되는 지지돌기가 복수개 형성되며,
   상기 가이드 패널과 상기 도광판은, 상기 지지리브의 탄성편 단부가 상기 지지돌기의 양측 단부를 탄성 가압하도록 조립되는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치의 조립 구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 탄성편은,
   상기 지지편의 단부에서 상기 수직부를 향하여 경사지도록 절곡되는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치의 조립 구조.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지돌기는,
   양 측 단부가 경사면 또는 곡면 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치의 조립 구조.

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