KR101592953B1 - 폴더블 백라이트 장치 - Google Patents

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Abstract

종래 디스플레이 화면 대비 2배 이상 확장이 가능하도록 하는 폴더블 백라이트 장치가 개시된다. 본 발명은 일 측면에 형성된 광원, 상기 광원으로부터 출사된 광을 액정표시채널로 안내하는 도광판, 및 상기 도광판 상측에 위치하여 상기 도광판으로부터 입사되는 빛을 확산 또는 집광하는 광학시트를 포함하는 백라이트 장치에 있어서, 상기 백라이트 장치는 분할되어 2세트 이상의 서브 백라이트 장치를 구성하고, 상기 도광판의 분할된 측면을 접합 연결하고 상기 광원에 대한 타 측면까지 연장된 투명액으로 충진된 투명 튜브가 형성된 것을 특징으로 하는 폴더블 백라이트 장치를 제공한다.

Description

폴더블 백라이트 장치{FOLDABLE BACKLIGHT UNIT}
본 발명은 백라이트 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접고 펴는 것이 가능한 폴더블 백라이트 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치의 백라이트 장치는 광원으로 CCFL(cold cathode fluorescent lamp), HCFL(hot cathode fluorescent lamp) 등의 원통형 형광램프나 LED(light emitting diode) 소자, EL(electro luminescence) 소자 등이 주로 사용되고, 광원이 배치되는 방식에 따라 측면 조광형(edge-lighting)과 직하 조광형(direct-lighting) 백라이트 장치로 구분된다. 통상 측면 조광형 백라이트 장치는 비교적 얇은 두께로 인하여 노트북이나 컴퓨터 모니터용 LCD에 주로 사용되고, 직하 조광형 백라이트 장치는 높은 광효율에 의해 TV 등과 같은 대화면을 목적으로 하는 LCD에 주로 이용된다.
종래 측면 조광형 백라이트 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 선광원의 빛을 산란시켜 면광원으로 전환시키는 도광판(20)의 측면에 광원인 LED(10)가 위치하고, LED(10)에서 발하는 빛이 직접 또는 반사체(미도시)에 반사되어 도광판(20)으로 입사되도록 구성된다. 그리고, 도광판(20)의 하측에는 반사판(50)이 위치하고 있고, 도광판(20)의 상측에는 도광판(20)으로부터 나오는 빛을 산란시켜 휘도를 균일화하는 각종 광학시트(30a, 30b, 30c)가 위치하고, 이들을 수납하는 커버 버텀(cover bottom)(70)으로 구성된다.
이러한 구성요소 중 도광판은 휘도 증가를 위한 1차적인 중요 구성요소로서 대부분 평판형 패널(flat panel) 디스플레이가 사용되어 백라이트 장치 구조 또한 평판형이고, 경질의 투명 플라스틱 재질로 이루어져 유연하고 접힘이 가능한 형태의 디스플레이로는 불가능한 평판 디스플레이로서 그 사용이 제한된다. 따라서, 종래 LCD 디스플레이는 단일 화면 구조로, 고정된 크기의 화면으로 확장이 불가능하다.
디스플레이 화면 확장을 위한 대안으로 공개특허공보 제2012-0081502호와 같이, 축을 중심으로 양측 디스플레이 패널의 접힘이 가능한 접이식 디스플레이 장치등이 개시되고 있으나, 개별 디스플레이 패널의 화면을 확장하는 방식이 아닌 디스플레이 패널을 기계적으로 단순 연결시킨 구조에 불과하다.
따라서, 본 발명은 종래 디스플레이 화면 대비 2배 이상 확장이 가능하도록 하는 폴더블 백라이트 장치를 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 일 측면에 형성된 광원, 상기 광원으로부터 출사된 광을 액정표시채널로 안내하는 도광판, 및 상기 도광판 상측에 위치하여 상기 도광판으로부터 입사되는 빛을 확산 또는 집광하는 광학시트를 포함하는 백라이트 장치에 있어서, 상기 백라이트 장치는 분할되어 2세트 이상의 서브 백라이트 장치를 구성하고, 상기 도광판의 분할된 측면을 접합 연결하고 상기 광원에 대한 타 측면까지 연장된 투명액으로 충진된 투명 튜브가 형성된 것을 특징으로 하는 폴더블 백라이트 장치를 제공한다.
또한, 상기 투명 튜브는 굴절율이 1.3~1.8 및 투과율이 90~98%이고, PVC(polyvinyl chloride), 실리콘, 테프론, PMMA(polymethyl methacrylate) 및 PDMS(polydimethylsiloxane)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 폴더블 백라이트 장치를 제공한다.
또한, 상기 투명액은 굴절율이 1.3~1.8 및 투과율이 90~98%이고, 상기 투명 튜브 전체 공간에 80~90% 충진된 것을 특징으로 하는 폴더블 백라이트 장치를 제공한다.
또한, 상기 투명 튜브는 상기 도광판의 분할된 측면의 상부에 광 확산층이 형성되고, 상기 광 확산층은 경면, 프리즘 및 집광렌즈로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 폴더블 백라이트 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 2세트 이상의 서브 백라이트 장치로 분할되고 분할된 도광판을 투명액으로 충진된 투명 튜브로 접합 연결하는 구조로 형성되어 완전한 접힘이 가능하도록 함으로써, 종래 화면 확장을 위해 개별 디스플레이 패널을 기계적으로 연결하지 않고도 기존 화면 대비 2배 이상 확장이 가능하고, 휴대용 디스플레이의 경우 반으로 접어 휴대가 용이하여 모바일, 태블릿 PC 등 멀티플 디스플레이로 활용 가능한 폴더블 백라이트 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 종래 측면 조광형 백라이트 장치를 개략적으로 나타낸 평면도(a) 및 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 폴더블 백라이트 장치를 개략적으로 설명하는 평면도(a) 및 일부 단면도(b)이고,
도 3은 폴더블 백라이트 장치의 접힘 과정을 개략적으로 설명하는 단면도,
도 4는 본 발명에서 백라이트 장치를 접는 과정에서 투명 튜브가 변형되는 모습을 개략적으로 설명하기 위한 단면도,
도 5는 본 발명의 일실시예에서 투명 튜브 표면에 광 확산층이 형성된 백라이트 장치를 개략적으로 나타낸 단면도.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였고, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였으며, 백라이트 장치 구조의 방향은 도면을 기준으로 하여 설명한다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
도 2는 본 발명에 따른 폴더블 백라이트 장치를 개략적으로 설명하는 평면도(a) 및 일부 단면도(b)이고, 도 3은 폴더블 백라이트 장치의 접힘 과정을 개략적으로 설명하는 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 폴더블 백라이트 장치(100)는 일 측면에 형성된 광원(110), 광원(110)으로부터 출사된 광을 액정표시채널로 안내하는 도광판(120), 및 도광판(120) 상측에 위치하여 도광판(120)으로부터 입사되는 빛을 확산 또는 집광하는 광학시트(130)를 포함하되, 백라이트 장치(100)는 분할되어 2세트 이상의 서브 백라이트 장치(100a, 100b)를 구성하고, 도광판(120)의 분할된 측면(121, 122)을 접합 연결하고 광원(110)에 대한 타 측면(123, 124)까지 연장된 투명액으로 충진된 투명 튜브(140)가 형성된 것을 특징으로 한다. 도 2에서는 2세트의 서브 백라이트 장치(100a, 100b)가 연결된 구조를 도시하고 있으나, 투명 튜브를 추가하여 3세트 이상의 서브 백라이트 장치로 구성될 수 있음은 물론이며, 이하에서는 2세트의 서브 백라이트 장치(100a, 100b)가 연결된 구조를 예로 들어 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 폴더블 백라이트 장치(100)는 분할된 구조로서, 제1 광원(110a), 제1 도광판(120a) 및 제1 광학시트(130a)를 포함하는 제1 서브 백라이트 장치(100a)와 제2 광원(110b), 제2 도광판(120b) 및 제2 광학시트(130b)를 포함하는 세트로 이루어진 제2 서브 백라이트 장치(100b)가 투명 튜브(140)에 의해 도광판의 분할된 측면이 접합된 구조로 구성된다.
상기 광원(110)은 발광체인 램프로서, 램프로부터 출사된 광을 도광판(120)으로 집중시키기 위해 램프를 싸고 있는 램프 하우징(미도시)이 형성될 수 있다. 램프(110)는 도광판(120)의 일측변에 도광판(120)의 일측변과 대략 동일한 길이를 가지는 CCFL 등의 선광원이 이용될 수 있으나, 본 발명에서 바람직하게는 LED와 같은 점광원이 이용될 수 있고, 예컨대, 청색 LED가 이용될 수 있다. LED(110)는 복수 개가 일정 간격으로 배열될 수 있으며, LED의 출광면은 도광판(120)을 향하도록 배치되어 소정의 지향각으로 광을 출사시킨다. 본 발명에서는 제1 서브 백라이트 장치(100a)를 구성하는 제1 광원(110a)과 제2 서브 백라이트 장치(100b)를 구성하는 제2 광원(110b)은 서로 다른 세트로 구성되고, 백라이트 장치(100)의 접힘이 가능해야 하므로, 분할된 투명 튜브(140) 부분에는 형성되지 않아야 한다.
상기 도광판(120)은 입사면으로 들어오는 광원(110)의 빛을 산란 및 전반사를 이용하여 면광원으로 전환시켜 상측 액정패널로 출광시키기 위한 것으로, PMMA(poly methylmethacrylate) 등의 재질로 제작될 수 있다. 본 발명에서는 제1 서브 백라이트 장치(100a)를 구성하는 제1 도광판(120a)과 제2 서브 백라이트 장치(100b)를 구성하는 제2 도광판(120b)은 서로 다른 세트로 구성되고, 제1 도광판(120a) 및 제2 도광판(120b)은 투명 튜브(140)에 의해 접합 연결되며, 구체적인 내용은 후술한다.
도광판(120) 하측에는 입사광을 상향 반사시키는 반사판(150)이 형성될 수 있으며, 역시 제1 서브 백라이트 장치(100a) 및 제2 서브 백라이트 장치(100b)에서 제1 반사판(150a) 및 제2 반사판(150b)이 각각 제1 도광판(120a) 및 제2 도광판(120b) 하측에 형성될 수 있다. 반사판(150)은 하측으로 향하는 빛을 도광판(120) 상측으로 반사시켜 광효율을 증가시키도록 한다.
상기 광학시트(130)는 도광판(120)을 통하여 출사되는 빛의 광 특성을 향상시키기 위한 것으로, PET(polyethylene terephthalate), 아크릴과 같은 재질의 시트나 필름으로 형성될 수 있다. 광학시트(130)는 복수의 시트 또는 필름으로 형성될 수 있으며, 확산시트, 프리즘시트, 휘도향상 필름 등의 시트 또는 필름이 적용될 수 있다. 또한, 광학시트(130)의 어느 한 면에는 다양한 형상의 광 패턴이 형성될 수 있다. 본 발명에서는 제1 광학시트(130a) 및 제2 광학시트(130b)가 서로 다른 세트로 구성되어, 제1 서브 백라이트 장치(100a) 및 제2 서브 백라이트 장치(100b)에서 각각 제1 도광판(120a) 및 제2 도광판(120b) 상측에 형성된다.
상기 투명 튜브(140)는 분할된 제1 서브 백라이트 장치(100a) 및 제2 서브 백라이트 장치(100b)를 접합 연결시키고, 백라이트 장치(100)를 0~180° 사이에서 접고 펼 수 있도록, 즉, 편 상태에서는 제1 서브 백라이트 장치(100a) 및 제2 서브 백라이트 장치(100b) 면적을 합한 면적을 구현하고, 접은 상태에서는 절반의 면적을 구현하게 된다.
투명 튜브(140)를 이용한 제1 서브 백라이트 장치(100a) 및 제2 서브 백라이트 장치(100b)의 접합은 제1 도광판(120a) 및 제2 도광판(120b)이 분할된 측면(121, 122) 영역에서 이루어진다. 접합 방식에 특별한 제한은 없으며, 예컨대, 에폭시 계열의 접착수지를 이용하여 접합될 수 있다.
본 발명에서 투명 튜브(140)는 내부에 투명액이 충진된 연질 튜브로서, 도광판(120)의 분할된 측면(121, 122)을 접합 연결하면서 광원(110)에 대한 타 측면, 즉, 도 2(a)를 참고하면 제1 도광판(120a) 및 제2 도광판(120b)의 타 측면(123, 124)까지 연장되어 형성된다. 이때, 물론, 제1 도광판(120a) 및 제2 도광판(120b)의 타 측면(123, 124)에서도 투명 튜브가 접착 형성된다.
도 4는 본 발명에서 백라이트 장치를 접는 과정에서 투명 튜브가 변형되는 모습을 개략적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 4 및 상기 도 2를 참조하면, 백라이트 장치(100)가 접힐 때 투명 튜브(140)는 일 방향으로 눌려져 도광판(120)의 분할된 부위의 투명 튜브(140) 부분은 압력을 받게 되고, 이 압력으로 투명 튜브(140) 내부의 투명액 중 일부는 도광판(120)의 타 측면(123, 124) 부위의 투명 튜브(120)로 이동하게 된다(도 1(a) 화살표 참조). 따라서, 백라이트 장치(100)가 접힐 때 발생되는 튜브(140) 내 압력으로 인한 튜브(140)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 투명액이 밀려 도광판(120)의 분할된 부위의 튜브(140) 부분으로부터 벗어나게 되어 튜브(140)의 수축 또는 이완 시 부피가 늘어나지 않고, 백라이트 장치(100)의 접힘에 있어 전혀 방해가 되지 않도록 할 수 있다.
상기 투명 튜브(140)는 계면에서 광이 굴절되지 않도록 하기 위해 굴절율이 1.3~1.8인 것이 바람직하다. 또한, 출사되는 광의 투명 튜브(140)로 인한 간섭 현상을 최소화하기 위해서는 투과율이 90~98%인 것이 바람직하다.
이러한 투명 튜브(140)는 연질의 투명 재질로 형성된 것이라면 그 재질에 한정되는 것은 아니나, 바람직하게는 PVC(polyvinyl chloride), 실리콘, 테프론, PMMA(polymethyl methacrylate), PDMS(polydimethylsiloxane) 등으로 형성된 것이 사용될 수 있다.
상기 투명액 역시 계면에서 광이 굴절되지 않도록 하기 위해 굴절율이 1.3~1.8인 것이 바람직하며, 출사되는 광의 투명액으로 인한 간섭 현상을 최소화하기 위해서는 투과율이 90~98%인 것이 바람직하다.
이러한 투명액은 굴절율 및 투과율을 갖는 투명한 액상 소재라면 그 종류에 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 물이 사용될 수 있다.
본 발명에서 투명액은 투명 튜브(140) 전체 공간에서 80~90% 부피로 충진된 것이 바람직하다. 상기 투명액이 80% 부피 미만으로 충진될 경우 계면에서 광이 굴절되어 휘도가 감소할 수 있고, 90% 부피를 초과하여 충진될 경우 백라이트 장치(100)가 접힐 때 발생되는 튜브(140) 내 압력으로 인한 튜브(140) 손상의 우려가 있고, 튜브(140)의 수축 또는 이완 시 부피가 늘어나 백라이트 장치(100)의 접힘에 방해가 될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에서 투명 튜브 표면에 광 확산층이 형성된 백라이트 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명은 투명 튜브(140)가 형성된 부분에서의 집광력 향상을 위해 투명 튜브(140)는 도광판(120)의 분할된 측면(121, 122)의 상부에 광 확산층(160)이 형성될 수 있다.
상기 광 확산층(160)은 예컨대, 경면, 프리즘(160a)(도 5(a) 참조), 집광렌즈(160b)(도 5(b) 참조) 등을 이용하여 투명 튜브(140) 상에 일체형으로 형성될 수 있다. 광 확산층(160)은 투명 튜브(140) 상부에 일체형으로 형성됨으로써 광원(110)으로부터 조사되어 도광판(120)을 통과한 출사광이 제1 광학시트(130a) 및 제2 광학시트(130b) 사이의 단절된 부분으로도 균일하게 입사되도록 유도하는 역할을 한다.
상기 집광렌즈(160b)의 경우 마이크로렌즈 어레이로 구성될 수 있으며, 지름 0.01~0.5㎜의 미소한 렌즈가 투명 튜브(140) 표면에서 배열되어 있는 일체형으로 구성될 수 있다. 마이크로렌즈 어레이로는 여러 종류의 형태가 적용될 수 있는데, 예컨대, 복수 개의 원형렌즈들이 매트릭스로 배열되어 있는 원형렌즈 형태가 적용될 수 있고, 복수 개의 타원형 렌즈들이 매트릭스로 배열되어 있는 타원형렌즈 형태가 적용될 수 있으며, 복수 개의 원통형 렌즈들이 일렬로 나란히 배열되어 있는 렌티큘러 렌즈 형태가 적용될 수도 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 폴더블 백라이트 장치 100a: 제1 서브 백라이트 장치
100b: 제2 서브 백라이트 장치 110: 광원
110a: 제1 광원 110b: 제2 광원
120: 도광판 120a: 제1 도광판
120b: 제2 도광판 121, 122: 도광판의 분할된 측면
123, 124: 도광판의 타 측면 130: 광학시트
130a: 제1 광학시트 130b: 제2 광학시트
140: 투명 튜브 150: 반사판
150a: 제1 반사판 150b: 제2 반사판
160: 광 확산층 160a: 프리즘
160b: 집광렌즈

Claims (4)

  1. 일 측면에 형성된 광원, 상기 광원으로부터 출사된 광을 액정표시채널로 안내하는 도광판, 및 상기 도광판 상측에 위치하여 상기 도광판으로부터 입사되는 빛을 확산 또는 집광하는 광학시트를 포함하는 백라이트 장치에 있어서,
    상기 백라이트 장치는 분할되어 2세트 이상의 서브 백라이트 장치를 구성하되, 각각의 서브 백라이트 장치에는 도광판 및 광원이 별도로 구비되고,
    상기 각각의 서브 백라이트 장치에 구비된 도광판의 분할된 측면을 접합 연결하고 각각의 도광판을 기준으로 각각의 광원이 배치된 면의 반대면까지 분리되어 연장 접합되며, 그 내부가 투명액으로 충진된 구조를 갖는 투명 튜브를 더 포함하고,
    상기 투명 튜브는 상기 도광판의 분할된 측면의 상부에 광 확산층이 형성되고, 상기 광확산층은 경면, 프리즘 및 집광렌즈로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 폴더블 백라이트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투명 튜브는 굴절율이 1.3~1.8 및 투과율이 90~98%이고, PVC(polyvinyl chloride), 실리콘, 테프론, PMMA(polymethyl methacrylate) 및 PDMS(polydimethylsiloxane)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 폴더블 백라이트 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 투명액은 굴절율이 1.3~1.8 및 투과율이 90~98%이고, 상기 투명 튜브 전체 공간에 80~90% 충진된 것을 특징으로 하는 폴더블 백라이트 장치.
  4. 삭제
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KR101007487B1 (ko) * 2007-03-30 2011-01-12 히다치 가세고교 가부시끼가이샤 광접속부재 및 표시장치
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