KR101919599B1 - 디스플레이 장치용 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광원부 영역의 빛샘을 방지하여 광 효율을 향상시킴과 동시에 광학시트를 안정적으로 고정시킬 수 있는 백라이트 유닛 조립 구조에 관한 것으로, 본 발명은 커버버텀 내부에 도광판, 광원모듈, 및 광학시트가 수용되고 가이드 패널이 상기 커버버텀에 체결되면서 광학부재들을 고정시키는 백라이트 유닛에 있어서, 상기 광학시트는 광원부 영역의 가장자리가 광원모듈로 연장되어 상측으로 진행하는 빛을 차단하는 차단부와, 상기 차단부의 단부에서 하측으로 연장되며 LED가 삽입되는 다수의 광원 홀을 갖는 지지부로 구성되고, 상기 광원 홀 내부로 LED가 삽입되도록 상기 광원모듈에 조립되는 것을 특징으로 한다.

Description

디스플레이 장치용 백라이트 유닛{Backlight unit for display device}
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광원부 영역의 빛샘을 방지하여 광 효율을 향상시킴과 동시에 광학시트를 안정적으로 고정시킬 수 있는 디스플레이 장치의 백라이트 유닛 조립 구조에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 TV, 스마트폰, 노트북, 태블릿 등의 기기에 널리 사용되고 있으며, 영상 구현 방식에 따라 액정표시장치(LCD : Liquid Crystal Display), 유기발광표시장치(OLED : Organic Light-Emitting Display), 플라즈마표시장치(PDP : Plasma Display Panel) 등과 같이 다양한 종류로 구분된다.
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 백라이트 유닛을 더 포함하며, 백라이트 유닛이 액정패널로 고휘도의 면광원을 균일하게 공급함으로써 고품질의 화상을 구현하게 된다. 이와 같은 LCD는 백라이트 유닛의 구조에 따라 화상 특성뿐만 아니라 장치의 두께, 화면 크기 등의 전체적인 물리적 특성이 크게 좌우된다.
도 1은 종래의 기술에 따른 백라이트 유닛의 광원부 조립 구조를 나타낸 단면도이고, 도 2는 종래의 기술에 따른 백라이트 유닛의 비광원부에서 광학시트 고정 구조를 나타낸 단면도이다.
도 1은 참조하면, 백라이트 유닛은 커버버텀(11) 내부에 반사시트(12)와 도광판(13)이 안착되고, 도광판(13)의 일 측부에는 LED 광원(14)이 배치되며, 도광판(13) 상부에 각종 광학시트(15)가 적층된 후, 최종적으로 가이드 패널(16)이 광학시트(15)의 상측에서 커버버텀(11)에 체결된다. 상기 백라이트 유닛의 가이드 패널(16)에는 액정패널(미도시)이 안착되어 백라이트 유닛에서 제공되는 면광원에 의하여 영상이 구현된다.
백라이트 유닛의 광원부에서는 LED 광원(14)에서 출사되는 다수의 점광원의 빛이 도광판(13) 내부로 입사되는데, 이때, 대부분의 빛은 도광판(13) 내부로 입사되어 면광원으로 전환되지만, 일부의 빛은 커버버텀(11) 광원부 영역의 공간에 분산되어 소멸되거나 광학시트(15)와 가이드 패널(16) 사이의 미세한 틈을 통하여 외부로 직접 출사되어 빛샘 현상으로 나타난다. 광원부에서의 빛샘 현상은 광 이용 효율의 저하를 초래하고, 특히, 외부에서 핫 스팟(hot spot)으로 나타나 백라이트 장치의 광 특성을 저하시킨다.
또한, 도 2를 참조하면, 비광원부에서는 커버버텀(11)에 광학시트(15)를 고정시키기 위한 끼움 돌기(11a)가 돌출 형성되고, 광학시트(15)에는 외측으로 돌출되는 날개부(15a)에 상기 끼움 돌기에 대응하는 끼움 홀(15b)이 형성된다. 끼움돌기(11a)는 커버버텀(11)의 외부 격벽이 절개된 후 다시 상측으로 절곡되면서 형성된다. 광학시트(15)는 끼움 돌기(11a)가 끼움 홀(15b)에 끼워지면서 커버버텀(11)에 고정된다.
상기와 같은 광학시트 고정 구조는 광학시트(15)에 날개부(15a)와 끼움 홀(15b)에 대한 형상을 가공하여야 하고, 커버버텀(11)에 끼움 돌기(11a)를 형상 가공하여야 하므로, 제조 과정과 조립 과정이 까다로운 단점이 있다. 또한, 상기 광학시트 고정 구조는 도광판(13)에서 방출되는 일부의 빛이 커버버텀(11)의 끼움 돌기(11a)와 가이드 패널(16)의 홈부(16a) 사이의 미세함 틈을 통하여 외부로 누설될 수 있어 광 효율이 저하되는 문제점이 발생한다.
국내등록특허 10-1562360호(2015.10.15.등록, 백라이트 장치 및 그 조립 방법)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 광원부에서의 빛샘 현상을 최소로 하여 핫 스팟에 의한 외관 불량을 해소함과 동시에 광 누설을 방지하여 광 효율을 향상시킬 수 있는 구조의 백라이트 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 간단한 구조로 광학시트를 안정적으로 고정시킴과 동시에 비광원부에서의 광 누설을 방지하는 백라이트 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 커버버텀 내부에 도광판, 광원모듈, 및 광학시트가 수용되고 가이드 패널이 상기 커버버텀에 체결되면서 광학부재들을 고정시키는 백라이트 유닛에 있어서,
상기 광학시트는 광원부 영역의 가장자리가 광원모듈로 연장되어 상측으로 진행하는 빛을 차단하는 차단부와, 상기 차단부의 단부에서 하측으로 연장되며 LED가 삽입되는 다수의 광원 홀을 갖는 지지부로 구성되고, 상기 광원 홀 내부로 LED가 삽입되도록 상기 광원모듈에 조립되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 도광판은 비광원부 영역의 상면 가장자리에 하나 이상의 고정 돌기가 형성되고, 상기 가이드 패널은 수평부 하면에 상기 고정 돌기에 대응하는 고정 홈이 형성되며, 상기 도광판은 상기 고정 돌기가 상기 고정 홈에 삽입되도록 상기 가이드 패널에 조립되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광학시트는 비광원부 영역의 가장자리가 상기 고정 돌기 내측에 위치하도록 상기 도광판 상부에 적층되어 횡방향 유동이 방지되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 광학시트의 가장자리가 광원부의 상부를 밀폐하여 광원부에서의 광 누설을 최소로 함으로써, 핫 스팟을 방지하고 광 효율을 향상시키는 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명은 광학시트가 광원모듈에 조립되어 1차 고정되고, 도광판의 고정 돌기에 의하여 2차 고정되어, 광학시트가 더욱 안정적으로 고정되는 효과를 나타낸다.
도 1은 종래의 기술에 따른 백라이트 유닛의 광원부 조립 구조를 나타낸 단면도,
도 2는 종래의 기술에 따른 백라이트 유닛의 비광원부에서 광학시트 고정 구조를 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원부 조립 구조를 나타낸 단면도,
도 4는 도 3의 주요 구성인 광원모듈과 광학시트를 나타낸 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 비광원부 조립 구조를 나타낸 단면도,
도 6은 도 5의 주요 구성인 도광판과 광학시트를 나타낸 사시도이다.
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 3은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원부 조립 구조를 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3의 주요 구성인 광원모듈과 광학시트를 나타낸 사시도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 백라이트 유닛은 수납공간을 형성하는 커버버텀(110), 커버버텀 내부에 안착되는 반사시트(120)와 도광판(130), 도광판 일 측부의 커버버텀 내부에 배치되는 광원모듈(140), 도광판 상부에 적층되는 광학시트(150) 및 커버버텀의 가장자리를 따라 체결되는 가이드 패널(160)로 구성된다. 광학시트 상부에는 액정패널(210)이 배치되어 디스플레이 장치를 구성하며, 백라이트 유닛은 면광원의 빛을 액정패널(210)에 제공하여 디스플레이 장치의 영상이 표시되도록 한다.
구체적으로 살펴보면, 커버버텀(110, cover bottom)은 내부에 반사시트(120), 도광판(130), 광원모듈(140) 및 광학시트(150)와 같은 광학부재들을 수납하면서 디스플레이 장치의 배면 하우징을 형성하는 구성이다. 커버버텀(110)은 판 상의 사각 플레이트 가장자리가 상측으로 연장된 측벽(110a)이 형성되며, 상부가 개방되면서 그 내부에는 수납공간이 형성된다. 이러한 커버버텀(110)은 각종 광학부재들과 액정패널을 안정적으로 지지할 수 있도록 충분한 강성을 갖는 플레이트로 구성된다. 일 예로 커버버텀(110)은 단독의 알루미늄 패널로 구성되거나, 알루미늄 수지 복합 패널로 구성될 수 있다.
반사시트(120)는 도광판(130)에서 하측으로 출사되는 빛을 도광판(130) 내부로 반사시켜 백라이트 유닛의 휘도를 향상시키는 구성이다. 반사시트(120)는 광 반사율이 우수한 금속 시트로 이루어지거나 표면에 Ag와 같은 광 반사물질이 도포된 시트로 이루어질 수 있다.
도광판(130)은 반사시트(120) 상면에 안착되며, 광원모듈(140)로부터 입사되는 다수의 점광원의 빛을 내부 전반사를 통하여 면광원으로 전환시켜 액정패널(210)로 제공하는 광 전환 소자이다. 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 수지로 구성될 수 있다.
광원모듈(140)은 도광판(130) 내부에 빛을 제공하는 백라이트 유닛의 발광원으로, 기판(141) 상에 다수의 LED(142)가 실장되는 LED 어레이로 구성된다. 이러한 광원모듈(140)은 커버버텀(110) 수납공간의 일측 또는 서로 대향하는 양측에 배치되며, LED(142)의 출광면이 도광판(130)의 입광면과 마주하도록 배치된다. 본 발명의 실시예에서 광원모듈(140)은 도광판(130)의 일 측부에 배치되면서 광원부를 형성하고, 나머지 세 측부는 비광원부를 형성한다.
광학시트(150)는 도광판(130)에서 출사되는 빛을 집광 및 확산시켜 백라이트 유닛의 휘도와 균일도를 개선한다. 이러한 광학시트(150)는 프리즘시트, 확산시트를 포함하는 다수의 광 제어 시트로 구성될 수 있으며, 도광판(130) 상측에 적층된다.
본 발명의 광학시트(150)는 도광판(130)에 대응하는 사각 형상을 이루며, 도 4에 도시된 바와 같이 광원부 측의 단부는 도광판 외측으로 연장되는 차단부(151)와, 지지부(152)를 구비한다. 즉, 광학시트(150)는 일 측 단부가 수평 및 수직 방향으로 연장되는 'ㄱ' 형상을 이룬다. 수평의 차단부(151)는 광원모듈(140)의 상부 공간을 밀폐하여 LED(142)에서 출사되는 빛이 가이드 패널 사이로 누설되는 것을 차단하고, 수직의 지지부(152)는 광학시트(150)를 광원모듈(140)에 체결시켜 광학시트(150)를 고정시킨다. 이를 위하여 지지부(152)에는 LED(142)가 삽입되는 광원 홀(153)이 일정 간격으로 다수개 형성된다.
광원모듈(140)은 기판(141) 상에 다수의 LED(142)가 일정 간격으로 실장되며, 지지부(152)는 상기 LED(142)에 대응하는 위치를 따라 일정 간격으로 광원 홀(153)이 형성된다. 이러한 광학시트(150)는 LED(142)가 광원 홀(153)에 삽입되도록 광원모듈(140)에 체결되며, 광학시트(150)의 유동이 방지되도록 광원 홀(153)의 내경은 LED(142)의 외경과 동일하게 형성되는 것이 바람직하다. 광학시트(150)가 다수의 광 제어 시트로 이루어지는 경우 가장 상측의 광학시트(150)에 차단부(151)와 지지부(152)가 형성된다.
가이드 패널(160)은 커버버텀(110)의 가장자리를 따라 체결되어 커버버텀(110)에 수납된 각종 광학부재들을 안정적으로 고정시킴과 동시에 액정패널(210)을 안착시키는 구성이다. 이러한 가이드 패널(160)은 중앙부가 개방되어 윈도우를 형성하는 사각의 프레임으로 이루어지며, 단면은 수평부(160a)와 수직부(160b)가 연결되는 'ㄱ' 형상을 이룬다. 가이드 패널(160)은 수직부(160b)가 커버버텀(110)의 측벽(110a)과 체결되면서 수평부(160a)가 광학시트(150)를 가압하여 광학부재들을 고정시키게 된다.
상기와 같은 구성의 백라이트 장치는 도광판(130) 상부의 광학시트(150)가 광원부 상부 공간을 밀폐한 상태에서 LED(142)가 광학시트(150)의 지지부(152) 내부에서 도광판(130) 내부로 빛을 제공하므로, 광 누설을 방지할 수 있다. 또한, 광학시트(150)는 광원모듈(140)에 체결되므로 별도의 고정 수단이 없이도 안정적으로 고정될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 비광원부 조립 구조를 나타낸 단면도이고, 도 6은 도 5의 주요 구성인 도광판과 광학시트를 나타낸 사시도이다. 본 발명의 백라이트 유닛 조립 구조는 도광판(130)이 가이드 패널(160)에 의하여 고정되고, 광학시트(150)가 도광판(130)에 의하여 다시 고정되는 구조를 이룬다.
구체적으로 살펴보면, 비광원부 영역에서 도광판(130)은 상면 가장자리에 적어도 하나 이상의 고정 돌기(131)가 형성되고, 가이드 패널(160)의 수평부(160a) 하면에는 상기 고정 돌기(131)에 대응하는 고정 홈(161)이 형성된다. 상기와 같은 구성에서 커버버텀(110) 내부에 도광판(130)이 안착되고, 고정 돌기(131)가 고정 홈(161)에 삽입되도록 가이드 패널(160)이 커버버텀(110)에 조립되어 도광판(130)의 횡방향 유동이 저지된다.
상기 고정 돌기(131)는 도광판(130)을 가이드 패널(160)에 고정시킴과 동시에 광학시트(150)의 횡방향 유동을 저지하여 광학시트(150)를 고정시키는 기능을 한다. 광학시트(150)는 가장자리가 고정 돌기(131) 내측에 위치하도록 도광판(130) 상부에 적측되며, 광학시트(150)는 고정 돌기(131)에 의하여 비광원부 방향으로의 유동이 저지된다. 이때, 고정 돌기(131)는 광학시트(150)의 두께보다 큰 높이로 형성되어야 하며, 광학시트(150)가 다수의 광 제어 시트로 구성되는 경우 광학시트(150)의 전체 두께보다 높아야 한다. 광학시트(150)는 광원부에서 광원모듈(140)에 의하여 1차 고정되고, 비광원부에서 도광판(130)에 의하여 2차 고정됨으로써, 더욱 안정적으로 고정될 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
130 : 도광판 131 : 고정 돌기
140 : 광원모듈
150 : 광학시트 151 : 차단부
152 : 지지부 153 : 광원 홀
160 : 가이드 패널 161 : 고정 홈

Claims (3)

  1. 커버버텀 내부에 도광판, 광원모듈, 및 광학시트가 수용되고 가이드 패널이 상기 커버버텀에 체결되면서 광학부재들을 고정시키는 백라이트 유닛에 있어서,
    상기 광학시트는,
    광원부 영역의 가장자리가 광원모듈로 연장되어 상측으로 진행하는 빛을 차단하는 차단부와, 상기 차단부의 단부에서 하측으로 연장되며 LED가 삽입되는 다수의 광원 홀을 갖는 지지부로 구성되어, 상기 광원 홀 내부로 LED가 삽입되도록 상기 광원모듈에 조립되고,
    상기 도광판은 비광원부 영역의 상면 가장자리에 하나 이상의 고정 돌기가 형성되고, 상기 가이드 패널은 수평부 하면에 상기 고정 돌기에 대응하는 고정 홈이 형성되어, 상기 도광판은 상기 고정 돌기가 상기 고정 홈에 삽입되도록 상기 가이드 패널에 조립되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 광학시트는,
    비광원부 영역의 가장자리가 상기 고정 돌기 내측에 위치하도록 상기 도광판 상부에 적층되어 횡방향 유동이 방지되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
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