KR101732571B1 - 면광원 장치 - Google Patents

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KR101732571B1
KR101732571B1 KR1020150175588A KR20150175588A KR101732571B1 KR 101732571 B1 KR101732571 B1 KR 101732571B1 KR 1020150175588 A KR1020150175588 A KR 1020150175588A KR 20150175588 A KR20150175588 A KR 20150175588A KR 101732571 B1 KR101732571 B1 KR 101732571B1
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석재욱
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희성전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 평판 형상의 반사부재에 대하여 반사면의 경사와 위치를 임의로 조절하여 반사면을 선택적으로 형성할 수 있는 구조의 면광원 장치에 관한 것으로, 바닥면을 형성하는 플레이트와 상기 플레이트의 가장자리가 상측으로 연장되는 수직 측벽 내부에 수납공간이 형성되는 커버버텀; 상기 커버버텀의 수납공간 측부에 배치되는 광원; 상기 커버버텀의 플레이트 상면에 안착되는 반사시트; 및 상기 반사시트와 간격을 형성하면서 상부에 적층되는 광학부재;를 포함하되, 상기 플레이트는 소정의 폭을 가지면서 상기 광원의 배열 방향과 나란한 길이 방향으로 분리되는 다수의 단위 플레이트를 포함하고, 상기 단위 플레이트는 길이 방향을 축으로 회전하면서 폭 방향 단부가 상기 반사시트를 돌출시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

면광원 장치{Planar light device}
본 발명은 면광원 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 평판 형상의 반사부재에 대하여 반사면의 경사와 위치를 임의로 조절하여 반사면을 선택적으로 형성할 수 있는 구조의 면광원 장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 TV, 스마트폰, 노트북, 태블릿 등의 기기에 널리 사용되고 있으며, 액정표시장치(LCD:Liquid Crystal Display), 유기발광표시장치(OLED:Organic Light-Emitting Display), 플라즈마표시장치(PDP; Plasma Display Panel) 등과 같은 다양한 종류가 사용되고 있다.
여기서, 액정표시장치(이하, 'LCD'라 함)는 다른 표시장치와 달리 그 자체에서 빛을 발하지 못하여, 화상을 실현하기 위해서는 반드시 별도의 외부 광원을 필요로 한다. 따라서 LCD는 액정패널 외에 광원으로 면광원 장치를 더 포함하며, 면광원 장치가 액정패널로 고휘도의 광원을 균일하게 공급함으로써 고품질의 화상을 구현하게 된다.
이와 같이 면광원 장치는 LCD와 같은 디스플레이 장치의 화상을 실현하기 위하여 액정패널의 배면에 설치되는 백라이트 유닛을 말한다. 면광원 장치의 광원으로는 발광다이오드(Light Emitting Diode, 이하 'LED'라 함)가 주로 이용되며, LED 광원이 배치되는 위치에 따라 직하 방식(Direct Lighting type) 또는 측면 방식(Edge Lighting type)의 면광원 장치로 구분된다. 직하 방식은 확산판 하부에 LED 광원이 배치되어 확산판을 통하여 직접 빛을 비추어 조명하는 방식이며, 측면 방식은 도광판 측부에 LED 광원이 배치되어 도광판과 광학시트를 통하여 간접적으로 빛을 비추어 조명하는 방식이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 측면 방식의 면광원 장치의 주요 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도시된 바와 같이, 면광원 장치(10)는 커버버텀(11), 커버버텀 내부에 안착되는 반사시트(12), 커버버텀 내부 공간에서 일 측 또는 양 측부에 배치되는 광원모듈(13), 하부에 소정의 공간을 확보하도록 반사시트와 이격된 위치에 배치되는 광학부재(15)를 포함한다.
상기와 같은 구성의 면광원 장치(10)는 광원모듈(13)에서 출사되는 빛이 반사시트(12)와 광학부재(15) 사이의 광 확산공간(14)에 고르게 분포되면서 광학부재(15)를 통하여 상측으로 출사된다. 반사시트(12)는 통상의 평면 형상을 이루면서, 상면에는 광 확산공간(14)에 분포된 빛이 높은 휘도로 출사될 수 있도록 볼록한 반사면(12')이 형성된다. 상기 반사면(12')은 광원모듈(13)의 배치 방향과 나란한 방향(즉, 빛이 진행하는 방향과 수직인 방향)으로 소정의 경사를 갖도록 형성되어, 광 확산공간(14) 내부에 분포되는 빛의 진행 경로를 상측으로 변경시키게 된다. 광 확산공간(14)에 분포되는 빛은 광원모듈(13)로부터 멀수록 분포 밀도가 낮아지므로, 상측으로 균일한 빛이 출사될 수 있도록 반사면(12')은 광원모듈(13)로부터 멀수록 상단부가 높아지면서 큰 경사를 이루도록 형성된다.
이와 같이 종래의 면광원 장치(10)에 형성되는 반사면(12')은 형상이 고정되는 구조를 이룬다. 즉, 반사면(12')은 면광원 장치의 제작시에 소정의 높이와 경사를 갖도록 제작되고, 그 위치도 중앙 부분에 특정되어 형성된다.
한편, 면광원 장치는 빛의 출사방향과 위치에 따라 출사량이 조절될 필요가 있다. 즉, 면광원 장치는 면광원 장치가 적용되는 디스플레이 장치의 종류나 구동 방식에 따라 빛의 출사방향과 위치, 출사량 등이 가변적으로 조절되어야 할 필요가 있으나, 종래의 면광원 장치는 반사면의 위치와 형상이 고정되어 있으므로 빛의 출사 방향과 위치, 출사량 등이 적절히 조절되지 못하는 단점이 있다.
국내공개특허 10-2013-0069242호(2013.06.26.출원공개, 백라이트 유닛)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 측면의 광원으로부터 제공되는 빛을 상측으로 반사시키기 위하여 구비되는 반사부재에 있어서, 반사면의 위치, 높이 및 경사를 임의로 조절하여 빛의 출사방향, 출사위치 및 출사량을 선택적으로 제어할 수 있는 구조의 면광원 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 면광원 장치는, 바닥면을 형성하는 플레이트와 상기 플레이트의 가장자리가 상측으로 연장되는 수직 측벽 내부에 수납공간이 형성되는 커버버텀; 상기 커버버텀의 수납공간 측부에 배치되는 광원; 상기 커버버텀의 플레이트 상면에 안착되는 반사시트; 및 상기 반사시트와 간격을 형성하면서 상부에 적층되는 광학부재;를 포함하되, 상기 플레이트는 소정의 폭을 가지면서 상기 광원의 배열 방향과 나란한 길이 방향으로 분리되는 다수의 단위 플레이트를 포함하고, 상기 단위 플레이트는 길이 방향을 축으로 회전하면서 폭 방향 단부가 상기 반사시트를 돌출시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 단위 플레이트는 서로 다른 폭으로 형성될 수 있으며, 상기 광원으로부터 멀어질수록 점차 큰 폭으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단위 플레이트는 폭 방향의 일 측으로 편향된 위치에서 회전의 중심축이 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 면광원 장치는 상기 반사시트와 상기 광학부재 사이에 개입되는 도광판을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 면광원 장치는 커버버텀의 바닥면이 다수의 플레이트로 구분되어 각 플레이트가 소정의 각도로 회전하도록 구성됨으로써, 상면에 적층되는 반사시트에 대하여 특정 위치, 높이 및 경사를 갖는 반사면을 임의로 형성할 수 있으며, 이로 인하여 빛의 출사방향, 출사위치 및 출사량을 선택적으로 제어할 수 있는 효과를 나타낸다.
도 1은 종래의 기술에 따른 면광원 장치를 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 면광원 장치를 나타낸 단면도,
도 3은 도 2의 면광원 장치의 주요 구성을 나타낸 분해 사시도,
도 4는 도 2의 면광원 장치를 이용한 반사돌기 형성의 다양한 예를 나타낸 단면도,
도 5는 도 2의 면광원 장치의 주요부인 플레이트를 나타낸 정면도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 면광원 장치를 나타낸 단면도, 및
도 7은 도 6의 면광원 장치를 이용한 반사돌기 형성의 예를 나타낸 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 일 실시예에 따른 면광원 장치를 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 2의 면광원 장치의 주요 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 면광원 장치(100)는 내부에 수납공간을 형성하는 커버버텀(110), 커버버텀 내부에 안착되는 반사시트(120), 커버버텀 내부 공간에서 일 측부 또는 양 측부에 배치되는 광원모듈(130), 반사시트와 이격된 위치에 배치되는 광학부재(140)를 포함한다. 또한, 도시되지는 않았지만 광학부재를 고정시키기 위하여 가이드 패널이 커버버텀의 가장자리를 따라 체결될 수 있다. 반사시트(120)와 광학부재(140)는 소정의 간격으로 이격되며 그 사이에는 광원모듈(130)에서 출사되는 빛이 산란 및 분사되는 광 확산공간(L)이 형성된다. 상기와 같은 구성의 면광원 장치(100)는 디스플레이 장치의 일부 구성인 백라이트 유닛으로 기능하거나, 단독으로 면 조명을 위한 조명 장치로도 기능할 수 있다.
여기서, 커버버텀(110, cover bottom)은 내부에 반사시트(120), 광원모듈(130) 및 광학부재(140)를 수납 및 고정하면서 면광원 장치(100)의 배면 하우징을 형성하는 구성이다. 이러한 커버버텀(110)은 판 상의 사각 플레이트 가장자리가 상측으로 연장되는 수직 측벽(112)이 형성되면서 그 내부에는 상부가 개방된 수납공간이 형성된다. 상기 커버버텀(110)은 방열성이 우수한 알루미늄과 같은 금속을 이용한 사출 성형으로 제작될 수 있다. 특히, 본 발명의 커버버텀(110)은 바닥면을 구성하는 플레이트가 소정의 폭을 갖는 다수의 개별 플레이트(111)로 분리되어 형성되며, 각 플레이트(111)는 수직 측벽에 지지되면서 회전 가능하도록 구성된다. 이러한 플레이트의 구체적인 구성과 동작에 대해서는 후술한다.
반사시트(120)는 광원모듈(130)에서 출사되어 광 확산공간(L)에 분포되는 빛을 상측으로 반사시키기 위한 구성으로, 광 반사율이 우수한 금속 시트로 이루어지거나 표면에 Ag와 같은 광 반사물질이 도포된 시트로 이루어질 수 있다. 이러한 반사시트(120)는 평면의 판 형상을 이루면서, 특히, 양 측부의 광원모듈(130)로부터 광 확산공간(L) 내부로 진행하는 빛의 경로를 상측으로 변경시키기 위하여 소정 위치에는 경사면을 갖는 반사돌기(도 4의 121)가 돌출될 수 있다.
광원모듈(130)은 반사시트(120)와 광학부재(140) 사이의 광 확산공간(L)으로 빛을 제공하는 면광원 장치의 발광원으로, 기판 상에 다수의 LED가 실장되는 LED 어레이로 구성될 수 있다. 이러한 광원모듈(130)은 커버버텀(110) 수납공간의 일측 또는 서로 대향하는 양측에 배치될 수 있으며, LED의 출광면이 광 확산공간(L)을 향하도록 배치된다. 또한, 광원모듈(130)은 다수의 점광원의 빛을 확산시키기 위하여 LED의 전방에 체결되는 렌즈 바(lens bar)를 더 포함할 수 있다. 광원모듈(130)에서 출사되는 다수의 점광원의 빛은 광 확산공간(L)에서 산란 및 분산되면서 반사시트(120)에 반사되고, 광학부재(140)를 통과하면서 면광원 형태로 출사된다.
광학부재(140)는 광 확산공간(L)에서 상측으로 출사되는 빛을 확산시켜 균일한 휘도의 빛이 출사되도록 하는 광 제어 부재로서, 확산판, 확산시트 또는 프리즘시트로 구성될 수 있으며, 이들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 도시되지는 않았지만 면광원 장치(100)는 반사시트(120) 상부에 배치되는 도광판을 더 포함할 수 있다. 즉, 도광판은 광 확산공간(L)을 대체하며, 광원모듈(130)에서 출사되는 다수의 점광원의 빛은 도광판을 통과하면서 면광원으로 전환된다.
한편, 본 발명의 면광원 장치(100)는 커버버텀(110)의 바닥면을 구성하는 다수의 플레이트(111)에 의하여 반사시트(120)에 반사돌기(121)가 형성된다. 이를 위하여 도 4에 도시된 바와 같이 커버버텀(110)의 바닥면을 형성하는 플레이트(111)는 소정의 폭(w)을 갖는 다수개로 분할되어 구성되며, 각 플레이트(111)는 광원모듈(130)이 배치되는 방향으로 길게 분할되어 형성된다. 또한, 커버버텀(110)은 각 플레이트(111)의 일 측 단부가 연결되는 수직 측벽(112)에는 플레이트(111)를 회전시키기 위한 회전수단(113)이 구비되고, 상기 회전수단(113)은 사용자 조작이 가능한 레버로 구성될 수 있으며, 래칫(ratchet) 구조에 의하여 소정 단위 각도로 회전하도록 구성될 수 있다. 따라서, 각 플레이트(111)는 양 단부가 수직 측벽(112)에 지지되면서 회전수단(113)을 중심축으로 소정의 경사각으로 회전될 수 있다. 이때, 회전수단(113)은 각 플레이트(111)에 개별적으로 구비될 수 있으나, 동력 전달 수단을 매개로 각 플레이트(111)에 연결되는 하나의 모듈을 이루면서 커버버텀(110) 일 측에 구비될 수 있다.
도 4는 도 2의 면광원 장치를 이용한 반사돌기 형성의 다양한 예를 나타낸 단면도이고, 도 5는 도 2의 면광원 장치의 주요부인 플레이트를 나타낸 정면도이다.
도 4를 참조하면, 다수개로 분할되는 단위 플레이트(111)는 커버버텀(110)의 바닥면을 형성하고, 각 플레이트(111)는 회전수단(113)을 축으로 회전하면서 다양한 위치에서 반사돌기를 형성하게 된다.
먼저, (a)와 같이 중앙 부분의 플레이트(111)는 큰 경사각으로 회전되고 양 측의 광원모듈(130)에 가까운 위치의 플레이트(111)는 광원모듈(130)에 가까울수록 점차 작은 경사각으로 회전될 수 있다. 이와 같은 플레이트(111)의 회전 조작으로 플레이트들의 상면에 안착된 반사시트(120)는 각 플레이트 단부에 의하여 상측으로 밀려나면서 돌출되어 광 확산공간(L)의 중앙부에서 반사돌기(121)를 형성한다. 이때, 반사돌기(121)는 중앙부분이 가장 높은 높이로 돌출되면서 중앙을 중심으로 양측으로 대칭을 이루는 반사면(122)을 형성하게 된다.
그리고, (b) 및 (c)와 같이 일 측의 광원모듈(130) 근처에 위치하는 플레이트(111)는 큰 경사각으로 회전되고 타 측의 광원모듈(130)로 향하는 위치의 플레이트(111)는 점차 작은 경사각으로 회전될 수 있다. 이와 같은 각 플레이트(111)의 회전 조작으로 반사시트(120)는 일 측 또는 타 측으로 편향된 위치의 광 확산공간(L) 내에서 반사돌기(121)를 형성하게 된다.
또한, (d)와 같이 특정 위치에서 한 쌍의 플레이트(111)가 서로 마주보도록 소정의 경사각으로 회전되어 해당 위치에서 반사돌기(121)를 형성할 수 있으며, 이때, 반사시트(120)는 소정의 위치에 따라 다수의 반사돌기(121)를 형성할 수도 있게 된다.
한편, 반사시트(120)는 서로 이웃하는 각 플레이트(111) 사이에서 경사각의 변화량이 조절됨으로써, 반사돌기(121)의 경사각도 조절될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 면광원 장치는 커버버텀 바닥면이 회전 가능한 다수의 플레이프로 구분되어 개별적으로 회전이 조절됨으로써, 반사시트에 형성되는 반사돌기의 위치, 수, 경사각 등을 조절할 수 있으며, 결국 빛의 출사방향, 출사위치 및 출사량 등을 선택적으로 제어할 수 있는 효과를 나타낸다.
한편, 도 5를 참조하면, 플레이트(111)의 단부에서 수직 측벽(112)에 형성되는 회전수단(113)은 (a)와 같이 플레이트(111)의 폭 방향에 대하여 중심에 형성될 수 있다. 이러한 실시예에서 플레이트(111)는 회전수단(113)을 중심축으로 대칭되면서 회전되고, 플레이트(111)의 단부는 회전 방향에 무관하게 양 방향에서 동일한 높이에 위치하게 된다. 또한, (b)와 같이 회전수단(113)이 플레이트(111)의 폭 방향에 대하여 일 측으로 편향된 위치에 형성될 수 있다. 이러한 실시예에서 회전수단(113)을 중심축으로 회전하는 플레이트(111)는 회전 방향에 따라 양 측 단부가 서로 다른 높이에 위치하게 되며, 필요에 따라 플레이트(111)의 타 측 단부가 더 높은 곳에 위치하도록 회전시킴으로써, 동일한 회전각에 대하여 반사시트(120)의 반사돌기(121)를 상대적으로 더 높게 돌출시킬 수 있는 장점이 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 면광원 장치를 나타낸 단면도이고, 도 7은 도 6의 면광원 장치를 이용한 반사돌기 형성의 예를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 면광원 장치(100)는 커버버텀(110)의 바닥면을 형성하는 각 플레이트(111)가 서로 다른 폭(w1>w2)으로 형성된다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이 커버버텀(110)의 중앙부에 위치하는 플레이트(111)는 큰 폭(w1)으로 형성되고, 양 측의 광원모듈(130) 방향으로 갈수록 점차 작은 폭(w2)으로 형성된다. 이러한 실시예는 도 7에 도시된 바와 같이 각 플레이트(111)가 모두 동일한 경사각으로 회전하더라도 큰 폭을 갖는 중앙부의 플레이트(111) 단부가 상대적으로 더 높은 곳에 위치할 수 있도록 하며, 결국 반사시트(120)는 중앙부가 돌출되는 반사돌기(121)를 형성하게 된다. 또한, 상기 실시예는 각 플레이트(111)가 하나의 회전수단에 의하여 모두 동일한 경사각으로 회전이 제어되더라도 중앙 부분이 더 돌출되는 반사돌기(121)를 형성할 수 있게 된다.
한편, 상기 커버버텀(110)은 중앙에 위치하는 플레이트(111)가 작은 폭으로 형성되고, 양 측의 광원모듈(130) 방향으로 갈수록 점차 큰 폭으로 형성되는 구성도 가능하다 할 것이다.
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 111 : 플레이트
112 : 수직 측벽 113 : 회전수단
120 : 반사시트
121 : 반사돌기 122 : 반사면
130 : 광원모듈
140 : 광학부재

Claims (5)

  1. 바닥면을 형성하는 플레이트와 상기 플레이트의 가장자리가 상측으로 연장되는 수직 측벽 내부에 수납공간이 형성되는 커버버텀; 상기 커버버텀의 수납공간 측부에 배치되는 광원; 상기 커버버텀의 플레이트 상면에 안착되는 반사시트; 및 상기 반사시트와 간격을 형성하면서 상부에 적층되는 광학부재;를 포함하는 면광원 장치에 있어서,
    상기 플레이트는 소정의 폭을 가지면서 상기 광원의 배열 방향과 나란한 길이 방향으로 분리되면서 회전 가능한 다수의 단위 플레이트로 이루어지되,
    다수의 상기 단위 플레이트에 선택되는 하나 이상의 각 단위 플레이트는 길이 방향을 축으로 회전하면서 폭 방향 단부가 상기 반사시트를 돌출시켜 하나 이상의 반사돌기를 형성하고,
    상기 광원에서 출사되는 빛은 상기 반사돌기의 반사면에 반사되어 출사되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단위 플레이트는,
    서로 다른 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 단위 플레이트는,
    상기 광원으로부터 멀어질수록 점차 큰 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 단위 플레이트는,
    폭 방향의 일 측으로 편향된 위치에서 회전의 중심축이 형성되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 반사시트와 상기 광학부재 사이에 개입되는 도광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.


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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20070188896A1 (en) * 2006-02-10 2007-08-16 Kun-Ta Lee Adjustable Rear View Mirror Structure
KR101132217B1 (ko) 2009-02-13 2012-04-02 주식회사 태평양기술 비대칭 반사 ｌｅｄ 조명기구
JP2013143191A (ja) * 2012-01-06 2013-07-22 Sharp Corp 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置

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