KR101688991B1 - 반사시트 및 이를 구비하는 백라이트 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다수의 광학소자가 적층되어 액정패널로 제공하는 백라이트 장치에 대하여 광학소자의 적층 구조를 개선하여 균일한 면광원을 제공하는 백라이트 장치에 관한 것으로, 본 발명의 백라이트 장치는 내부에 수납공간을 형성하는 커버버텀; 사각의 시트 가장자리 영역이 'U' 형상으로 벤딩되어 하측으로 돌출된 간극 돌기가 형성되어, 상기 커버버텀 바닥면과 간격을 확보하면서 상기 커버버텀에 바닥면에 안착되는 반사시트; 상기 반사시트 상부에 적층되는 도광판; 상기 도광판의 측부에 배치되는 광원; 및 상기 도광판 상부에 적층되는 광학시트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 반사시트의 가장자리를 따라 하측으로 'U'자 형의 돌기가 돌출 형성되어 커버버텀 바닥면과 반사시트 사이에 소정의 간격이 형성됨으로써, 커버버텀과 반사시트의 갈림 현상에 따른 이물질 발생을 최소로 할 수 있다.

Description

반사시트 및 이를 구비하는 백라이트 장치{Reflect Sheet and Backlight Unit having the Same}
본 발명은 백라이트 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 광학소자가 적층되는 백라이트 장치에 대하여 광학소자의 적층 구조를 개선하여 균일한 면광원의 빛을 제공하는 백라이트 장치에 관한 것이다.
평면 디스플레이 장치인 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device, 이하, 'LCD'라 함)는 매트릭스(Matrix) 형태로 배열된 액정 셀들의 광 투과율을 화상 신호 정보에 따라 조절하여 원하는 화상을 표시하는 장치이다. 이러한 LCD는 다른 표시장치와는 달리 그 자체에서 빛을 발하지 못하여, 화상을 실현하기 위해서는 반드시 별도의 외부 광원을 필요로 한다. 따라서 LCD는 액정패널 외에 외부 광원으로 백라이트 장치를 더 포함하며, 백라이트 장치가 액정패널로 면광원의 빛을 균일하게 공급함으로써 고품질의 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 확산판과 광학시트를 통하여 액정패널에 직접 빛을 비추어 조명하는 방식이며, 측면형 백라이트 장치는 측부의 광원에서 도광판과 광학시트를 통하여 액정패널에 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 LCD의 개략적인 구조를 나타낸 결합 단면도이다.
도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 커버버텀(11) 내부에 반사시트(12), 도광판(13) 및 각종 광학시트(15)가 적층되고, 도광판(13) 측부에는 LED 광원(14)이 배치되며, 광학시트(15) 상측에서 가이드 패널(16)이 커버버텀(11)에 체결되어 백라이트 장치를 구성한다. 또한, 광학시트(15) 상부의 가이드 패널(16)에는 액정패널(17)이 안착되고, 프론트 캐비넷(18)이 가이드 패널(16)에 체결되어 LCD를 구성한다. 상기와 같은 구성의 LCD는 백라이트 장치에서 출사되는 면광원이 액정패널(17)로 조사되고, 액정패널(17)에서 액정 셀의 배열에 따라 광 투과율을 제어함으로써, 화상을 구현하게 된다. 이때, LCD에서 표현되는 화상의 화질은 백라이트 장치에서 제공되는 면광원의 특성에 크게 좌우된다.
백라이트 장치는 LED 광원(14)에서 제공되는 다수의 점광원의 빛이 도광판(13) 내부를 진행하는 동안 전반사와 산란을 거치면서 면광원으로 전환되어 도광판 상면으로 출사되는 구조를 이룬다. 이러한 백라이트 장치는 면광원으로 출사되는 빛의 휘도와 균일도를 향상시키기 위하여 도광판(13) 하부와 상부에 배치되는 반사시트(12)와 광학시트(15)를 필수적으로 구비한다. 즉, 도시된 바와 같이 커버버텀(11) 내부 바닥면에는 반사시트(12)가 안착된 후, 도광판(13)이 적층되고, 도광판(13) 상부에는 다수의 광학시트(15)가 추가로 적층되는 구조를 이룬다. 여기서 커버버텀(11), 반사시트(12), 도광판(13) 및 다수의 광학시트(15)는 서로 접촉되면서 상하 방향으로 간격 없이 적층된다(즉, z 방향의 갭이 0mm이다).
한편, 백라이트 장치의 조립 과정에서 미세 이물질이 백라이트 장치 내부, 특히, 커버버텀 바닥면에 유입되는 경우 이러한 이물질은 반사시트를 들뜨게 하여 반사시트와 도광판의 밀착 구조를 변형시키고, 이러한 변형은 백라이트 장치 전면에서 백점 현상으로 나타나 외관 불량을 초래하게 된다.
또한, 종래의 백라이트 장치와 같이 커버버텀과 반사시트가 밀착되는 구조에서는 백라이트 장치의 구동 과정에서 발생되는 진동으로 커버버텀 바닥면과 반사시트 하면 사이에 갈림 현상이 나타나며, 이러한 갈림 현상으로 발생되는 이물질이 상기와 같은 백점 현상을 초래하여 백라이트 장치의 2차 불량을 발생시키는 문제점이 있다. 이러한 갈림 현상에 의한 이물질 발생은 제어 패널, 라벨 등이 부착되기 위하여 다양한 표시가 표면에 적용되는 커버버텀과 커버버텀에 직접 접촉되는 반사시트 사이에서 두드러지게 나타난다.
국내공개특허 10-2013-0104671호(2013.09.25.출원공개, 액정표시장치)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 커버버텀과 반사시트의 접착면 사이에 이물질이 개입되더라도 백점 현상이 나타나지 않아 우수한 광 특성을 유지할 수 있는 구조의 반사시트 및 이를 구비하는 백라이트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 커버버텀과 도광판 사이에 개입되어 도광판에서 누설되는 빛을 도광판 내부로 반사시키는 백라이트 장치의 반사시트에 있어서, 사각의 시트 가장자리 영역이 하측으로 돌출된 간극 돌기;를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 반시시트에 있어서, 상기 간극 돌기는 사각의 시트 가장자리 영역이 'U' 형상으로 벤딩되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 간극 돌기는 시트의 가장자리 전체 면에 대하여 연속적으로 형성되고, 0.1mm 내지 0.2mm의 돌출 길이로 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 백라이트 장치는 내부에 수납공간을 형성하는 커버버텀; 사각의 시트 가장자리 영역이 'U' 형상으로 벤딩되어 하측으로 돌출된 간극 돌기가 형성되어, 상기 커버버텀 바닥면과 간격을 확보하면서 상기 커버버텀에 바닥면에 안착되는 반사시트; 상기 반사시트 상부에 적층되는 도광판; 상기 도광판의 측부에 배치되는 광원; 및 상기 도광판 상부에 적층되는 광학시트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 반사시트의 가장자리를 따라 하측으로 'U'자 형의 돌기가 돌출 형성되어 커버버텀 바닥면과 반사시트 사이에 소정의 간격이 형성됨으로써, 커버버텀과 반사시트의 갈림 현상에 따른 이물질 발생을 최소로 할 수 있다.
또한, 본 발명은 커버버텀 바닥면과 반사시트 사이에 소정의 간격이 형성됨으로써, 조립 공정이나 구동 과정에서 발생되는 미세 이물질이 커버버텀 바닥면과 반사시트 사이에 개입되더라도 반사시트와 도광판의 밀착 구조가 변형되지 않아 외관 불량을 초래하지 않는다.
도 1은 종래의 기술에 따른 LCD의 개략적인 구조를 나타낸 결합 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LCD의 개략적인 구조를 나타낸 결합 단면도,
도 3은 도 2의 주요부인 반사시트를 나타낸 평면도, 및
도 4는 도 3의 반사시트의 주요부를 상세히 나타낸 확대 단면도이다.
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 LCD의 개략적인 구조를 나타낸 결합 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 LCD는 커버버텀(110, Cover Bottom), 커버버텀 내부에 안착되는 반사시트(120), 반사시트 상에 안착되는 도광판(130), 도광판 측부의 광원부에 배치되는 광원모듈(140), 도광판 상측에 적층되는 광학시트(150), 광학시트 상측에서 커버버텀에 체결되면서 각 부품을 고정시키는 가이드 패널(160, Guide Panel), 가이드 패널에 지지되면서 광학시트 상부에 배치되는 액정패널(170) 및 액정패널 상측에서 가이드 패널에 체결되면서 액정패널을 고정시키는 프론트 캐비넷(180, Front Cabinet)을 포함한다. 여기서, 커버버텀(110), 반사시트(120), 도광판(130), 광원모듈(140), 광학시트(150) 및 가이드 패널(160)은 면광원의 빛을 제공하는 백라이트 장치를 구성하고, 액정패널(170)과 프론트 캐비넷(180)은 백라이트 광원을 이용하여 영상을 제공하는 영상표시 유닛을 구성한다.
먼저, 영상표시 유닛을 살펴보면, 액정패널(170)은 제1 기판(171)과 제2 기판(172)이 합착되며, 그 사이에는 액정층(미도시)이 개재된다. 제1 기판(171)은 컬러필터 어레이 기판으로 이루어지고, 제2 기판(172)은 TFT 어레이 기판으로 이루어질 수 있다. 또한, 액정패널(170)은 액정패널(170)을 투과하는 빛이 교차 편광되도록 제1 기판(171)의 전면과 제2 기판(172)의 배면에 편광판(미도시)이 각각 부착될 수 있다. 이러한 액정패널(170)은 화소 단위를 이루는 다수의 액정 셀들이 매트릭스 형태로 배열되어 있으며, 드라이버 구동회로에서 전달되는 화상 신호 정보에 따라 액정 셀들의 배열을 제어하여 광 투과율을 조절함으로써 화상을 형성하게 된다. 이를 위하여 액정패널(170)의 일측에는 액정패널에 형성된 단위 화소를 구동하기 위한 구동 드라이버(미도시)가 가요성 인쇄회로기판에 연결되어 구비된다.
프론트 캐비넷(180)은 LCD의 테두리를 형성하면서 액정패널(170)을 고정시키는 구성이다. 이러한 프론트 캐비넷(180)은 LCD의 가장자리 형상에 대응하는 사각의 프레임으로 구성되며, 단면은 가이드 패널(160)에 체결되기 위한 수직부와 액정패널(170)을 가압하여 고정시키기 위한 수직부로 구분되는 'ㄱ' 형상을 이룬다. 또한, 프론트 캐비넷(180)은 압출 가공으로 제조되는 알루미늄 재질의 금속 프레임으로 구성되거나 사출 성형으로 제조되는 수지 재질의 플라스틱 프레임으로 구성될 수 있다.
그리고 백라이트 장치를 살펴보면, 커버버텀(110)은 상부가 개방된 사각의 함체 형상을 이루어 내부에 반사시트(120), 도광판(130), 광원모듈(140) 및 광학시트(150)가 배치되는 수납공간을 형성한다. 이러한 커버버텀(110)은 금속 재질의 플레이트를 압출 가공하여 제조될 수 있으며, 백라이트 장치의 배면 하우징을 구성한다.
반사시트(120)는 광 반사율이 우수한 재질의 시트 또는 필름 형태로 구성되며, 도광판(130)의 하면으로 누설되는 빛을 도광판 내부로 반사시켜 백라이트 장치의 휘도를 향상시킨다. 이러한 반사시트(120)는 커버버텀(110)과 도광판(130) 사이에 개입되며, 상면은 도광판(130) 하면과 밀착되되, 하면은 커버버텀(110) 바닥면과는 소정의 간격(g)을 확보하도록 커버버텀 내에 안착된다. 이를 위하여 반사시트(120)의 하면에는 커버버텀(110)과 간격(g)을 확보하기 위한 간극 돌기(121)가 형성된다.
도광판(130)은 광원모듈(140)로부터 입사되는 다수의 점광원의 빛을 내부 전반사를 통하여 면광원으로 전환시켜 상측으로 출사시킨다. 이를 위한 도광판(130)은 광원모듈(140)이 배치되는 적어도 어느 일 측면이 입광면을 구성하고, 면광원의 빛이 출사되는 상면이 출광면을 구성한다. 즉, 광원모듈(140)에서 출사되는 빛은 도광판(130)의 입광면을 통하여 내부로 입사되고, 입사된 빛은 전반사를 통하여 판 상의 도광판 내부 전체 공간으로 산란 및 분산되면서 출광면을 통하여 면광원으로 출사된다. 이러한 도광판(130)은 소정의 굴절율을 갖는 투명 아크릴 계열의 수지로 구성되며, 일 예로 PMMA(Polymethylmethacrylate), PS(Poly styrene), MS(Meta styrene) 또는 PC(Polycarbonate) 등의 수지가 이용될 수 있다
광원모듈(140)은 기판(141) 상에 다수의 LED 패키지(142)가 일정한 간격으로 실장되는 어레이 형태를 이루며, 도광판(130)의 입광면 측부에 배치되어 다수의 점광원의 빛을 도광판(130) 내부로 제공한다. 기판(141)은 소정의 길이를 가지며, LED 패키지(142)를 구동시키기 위한 회로 패턴이 인쇄되고, LED 패키지(142)는 백라이트 장치의 광원으로 일면의 윈도우 영역으로 빛을 출사시켜 도광판(130) 내부로 입사되도록 한다.
광학시트(150)는 도광판 상면에 적층되어 도광판(130)에서 출사되는 면광원의 빛에 대한 지향각, 휘도 및 균일도 등과 같은 광 특성을 개선시킨다. 이러한 광학시트(150)는 확산 시트 및 프리즘 시트를 포함할 수 있으며, 다양한 광 제어 기능을 갖는 복수의 시트로 구성될 수 있다.
가이드 패널(160)은 도광판(130)과 광학시트(150)의 가장자리를 감싸면서 커버버텀(110)에 체결되어 커버버텀(110)에 수납되는 반사시트(120), 도광판(130), 광원모듈(140) 및 광학시트(150)를 포함하는 광학소자들을 고정시킨다. 이러한 가이드 패널(160)은 중앙이 개방되는 사각의 프레임 형상을 이룬다. 가이드 패널(160)은 프론트 캐비넷(180)과 별도로 구성될 수 있으나, 가이드 패널(160)과 프론트 캐비넷(180)은 하나의 일체형으로 구성될 수도 있다.
상기와 같은 구성의 백라이트 장치는 커버버텀의 바닥면과 반사시트 사이에 간격이 형성되어 있어, 커버버텀과 반사시트 사이에 갈림 현상이 발생되지 않고, 백라이트 장치 내부에서 발생되는 이물질이 커버버텀과 반사시트 사이에 유입되더라도 반사시트가 들뜨지 않아 이물질에 의한 광 특성 변화가 발생되지 않는다. 이하에서는 커버버텀과 반사시트 사이에 간격이 형성되기 위한 반사시트의 구성에 대하여 상세히 살펴본다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반사시트를 나타낸 평면도이며, 도 4는 도 3의 반사시트의 주요부를 상세히 나타낸 Ⅰ-Ⅰ방향의 확대 단면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 반사시트(120)는 광 반사율이 우수한 수지 재질의 시트가 사각 형상을 이루며, 반사시트(120)의 가장자리에는 하측으로 돌출되는 간극 돌기(121)가 형성된다. 간극 돌기(121)는 반사시트(120)의 가장자리가 'U' 형상으로 벤딩되어 형성되며, 간극 돌기(121)에 자체에 의하여 백라이트 장치의 광 특성이 변화되지 않도록 액티브 영역이 아닌 최 외곽 영역에 형성되어야 한다. 또한, 간극 돌기(121)는 상부에 적층되는 도광판(130)과 다수의 광학시트(150)를 충분히 지지할 수 있도록 4변의 가장자리를 따라 형성된다. 또한, 간극 돌기(121)는 상부에 적층되는 도광판(130)과 광학시트(150)를 지지할 수 있는 한도 내에서 불연속적으로 형성될 수 있으나, 도광판(130)과 광학시트(150)들의 하중을 고려하여 연속적으로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 반사시트(120)는 통상 0.3mm의 두께(t)를 가지며, U 벤딩으로 돌출되는 간극 돌기(121)의 돌출 길이(d)는 0.1mm 내지 0.3mm로 형성될 수 있다. 이러한 간극 돌기의 돌출 길이(d)는 커버버텀(110)과 반사시트(120) 사이의 간격(g)을 결정한다. 간극 돌기(121)의 돌출 길이가 0.1mm 미만으로 형성되는 경우 이물질에 의한 백점 현상이 관찰될 수 있으며, 0.3mm를 초과하는 경우 U 벤딩 형상의 가공이 어려워지고, 액티브 영역의 반사시트(120) 자체가 하측으로 쳐지거나 도광판(130) 및 광학시트(150)의 하중을 견디지 못하여 또 다른 외관 불량 문제가 발생한다. 따라서, 간극 돌기(121)의 돌출 길이(d)는 0.16mm 내지 0.24mm로 형성되는 것이 바람직하며, 대략 0.2mm 내외로 형성된다.
또한, U 벤딩으로 형성되는 간극 돌기(121)는 반사시트(120)를 재단하는 커팅 공정과 동시에 형성될 수 있다. 즉, 롤러로부터 인출되는 원단 시트로부터 소정의 크기로 재단하는 과정에서 'U' 형상의 패턴이 형성된 압착기로 재단되는 시트의 가장자리를 따라 압착함으로써, 'U' 형상의 간극 돌기(121)가 쉽게 형성될 수 있다.
이상에서 본 발명에 있어서 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
110 : 커버버텀 120 : 반사시트
121 : 간극 돌기 130 : 도광판
140 : 광원모듈 150 : 광학시트
160 : 가이드 패널 170 : 액정패널
180 : 프론트 캐비넷

Claims (5)

  1. 커버버텀과 도광판 사이에 개입되어 도광판에서 누설되는 빛을 도광판 내부로 반사시키는 백라이트 장치의 반사시트에 있어서,
    상면은 상기 도광판의 하면에 밀착되고, 하면은 상기 커버버텀의 바닥면과 간격을 확보하기 위하여 사각의 시트 가장자리 영역이 'U' 형상으로 벤딩되어 하측으로 돌출된 간극 돌기;를 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치의 반사시트.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 간극 돌기는,
    시트의 가장자리 전체 면에 대하여 연속적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치의 반사시트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 간극 돌기는,
    0.1mm 내지 0.2mm의 돌출 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치의 반사시트.
  5. 내부에 수납공간을 형성하는 커버버텀;
    사각의 시트 가장자리 영역이 'U' 형상으로 벤딩되어 하측으로 돌출된 간극 돌기가 형성되어, 하면은 상기 커버버텀 바닥면과 간격을 확보하면서 상기 커버버텀에 바닥면에 안착되는 반사시트;
    상기 반사시트 상면에 밀착되면서 적층되는 도광판;
    상기 도광판의 측부에 배치되는 광원; 및
    상기 도광판 상부에 적층되는 광학시트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
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