KR102329028B1 - 광 지향 각 조절 장치 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판에 실장된 광원, 상기 인쇄회로기판을 수납하는 바텀 커버, 상기 바텀 커버의 배면에 배치되는 브라켓, 상기 인쇄회로기판의 홀 및 상기 바텀 커버의 홀을 관통하여 상기 브라켓에 배치되고 상기 광원을 둘러싼 렌즈부 및 상기 브라켓과 상기 바텀 커버 사이의 거리를 조절하는 조절 장치를 포함한다.

Description

광 지향 각 조절 장치 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 {LIGHT ORIENTATION ANGLE CONTROLER AND BACKLIGHT UNIT HAVING THE SAME}

본 발명은 광 지향 각 조절 장치로써 구체적으로는 광 지향 각 조절 장치와 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 매트릭스(Matrix) 형태로 배열된 액정 셀들의 광 투과율을 화상신호 정보에 따라 조절하여 원하는 화상을 표시하는 장치로서, 백라이트 유닛에 조사되는 빛을 이용하여 액정패널에 화상을 형성한다. 이러한 원리를 이용한 액정표시장치는 경량, 박형, 저 소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 그리고 이러한 추세에 따라, 액정표시장치는 사무자동화기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다. 이러한 액정표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 신호에 따라 광의 투과량이 조정되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다. 최근에는 액정표시장치가 컴퓨터용 모니터, 텔레비전뿐만 아니라 차량용 네비게이션 시스템의 표시장치와, 노트북, 핸드폰 등의 휴대용 표시장치 등에 광범위하게 적용되고 있다. 일반적인 액정표시장치는 액정의 특정한 분자 배열에 전압을 인가하여 다른 분자배열로 변환시키고, 이러한 분자 배열에 의해 발광하는 액정셀의 복굴절성, 선광성, 2 색성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각적으로 변환하는 것으로서, 액정셀에 의한 광의 변조를 이용하여 정보를 표시하는 수광형 디스플레이장치이다. 이와 같은 액정표시장치는 수광형 소자이기 때문에 영상을 표현하기 위해 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하고, 백라이트 유닛은 광원의 배치에 따라 직하형(direct type) 및 에지형(edge type)으로 구분된다.

직하형 백라이트 유닛은 복수의 광원이 액정표시패널의 직하에 일정한 간격을 두고 배치되어 액정표시패널의 직하에서 직접 조사하는 방식이고, 에지형 백라이트 유닛은 광원으로부터 발광된 광을 면광으로 변환하는 도광판에 의해 액정표시패널로 광을 조사하는 방식이다.

최근 백라이트 유닛에 이용되는 광원으로 LED(Light Emitting Diode)가 각광받고 있다. LED는 광 변환 효율이 높으므로 소비전력이 상대적으로 매우 낮으며, 응답 속도가 빠르고, 점등회로가 간단하며, 안전성이 우수한 장점 때문에 최근 실내외 조명용으로 널리 사용되고 있다. 일반적으로 LED 조명은 크게 도광판을 이용하는 측면형과 LED에서 방출된 광이 바로 출사되는 직하형으로 구분 될 수 있다. 이 때 복수 개의 LED 패키지를 인쇄회로기판에 실장하고 그 위에 확산판 등을 구비하여 제작되고 있다.

종래의 백라이트 유닛은 LED 광원 개수 저감 및 기구구조 슬림(Slim)화를 구현하기 위하여, 광 지향 각이 넓은 LED 패키지를 적용한다. 하지만 패키지의 지향각을 넓히는 대에는 한계가 있기 때문에 그 위에 렌즈를 설치하여 충분한 광 분포를 갖도록 설계한다. 즉 LED 패키지의 광 지향 각 만으로 충분히 균일한 화상을 얻기 힘들기 때문에, 발광면 상부에 광학 시트를 개발하고 변경하여 겹겹이 쌓아올리고 있다. 또한 백라이트 유닛은 광 지향 각을 넓히거나 줄일 때 LED에 사용되는 렌즈를 광 분포에 맞게 성형하거나 광학시트를 변경하였다. 그러나 렌즈의 성형이나 광학시트의 변경만으로는 광지향각의 미세한 조절이 어려워 화상이 불 균일한 문제가 있었다. 그리고 렌즈의 형상 변경에 따른 제조 공정이 복잡해지는 문제점과 추가적인 광학시트에 따른 추가 비용 상승의 문제가 있었다.

본 발명에 따른 실시예는 광 지향 각을 조절함으로써 균일한 화상을 구현할 수 있는 광 지향각 조절 장치 및 이를 포함하는 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판에 실장된 광원, 상기 인쇄회로기판을 수납하는 바텀 커버, 상기 바텀 커버의 배면에 배치되는 브라켓, 상기 인쇄회로기판의 홀 및 상기 바텀 커버의 홀을 관통하여 상기 브라켓에 배치되고 상기 광원을 둘러싼 렌즈부 및 상기 브라켓과 상기 바텀 커버 사이의 거리를 조절하는 조절 장치를 포함한다.

또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 브라켓과 상기 바텀 커버 사이의 거리의 조절량만큼 상기 광원과 상기 렌즈부 사이의 거리가 조절된다. 이를 통해 브라켓과 바텀 커버 사이의 간격 조절을 통해 LED의 광 지향 각을 조절할 수 있어 미세한 광 분포를 조절함으로써 균일한 화상을 구현할 수 있다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 인쇄회로기판과 상기 바텀 커버 사이에 배치되는 열전도양면테이프;를 더 포함한다. 상기 열전도양면테이프는 상기 인쇄회로기판으로부터 발생한 열을 상기 바텀 커버로 전도시키는 동시에 상기 인쇄회로기판을 상기 바텀 커버에 고정되도록 할 수 있다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 조절 장치는 상기 브라켓에 배치된 베어링, 상기 바텀 커버에 배치된 볼트 삽입부 및 상기 베어링과 연결되어 상기 볼트 삽입부에 삽입되는 볼트를 포함한다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 바텀 커버는 상기 볼트 삽입부가 삽입되어 결합하는 볼트 삽입부 홀을 구비하고, 상기 인쇄회로기판은 상기 바텀 커버에 서로 이격되어 배치되는 복수개의 인쇄회로기판을 구비하고, 상기 브라켓은 상기 복수개의 인쇄회로기판들 각각에 대응하는 복수개의 브라켓을 구비하며, 상기조절 장치는 상기 복수개의 브라켓 각각과 상기 바텀커버와 거리를 개별적으로 조절하기 위한 복수개의 조절 장치를 구비한다. 이와 같이 인쇄회로기판이 복수개로 구비되는 경우 복수개의 인쇄회로기판 각각에 대응하는 복수개의 브라켓들 각각이 바텀 커버와의 간격이 조절될 수 있고, 그에 따라 복수개의 인쇄회로기판 상의 LED와 렌즈 간의 간격이 인쇄회로기판 별로 조절될 수 있다. 이와 같이 복수개의 인쇄회로기판 각각에 실장된 LED의 광 지향 각을 조절함으로써 화상의 모든 영역의 출사 광의 분포를 미세하게 조절할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 광 지향 각 조절 장치는 기판, 상기 기판을 수납하는 케이스, 상기 기판상에 배치되는 광원, 상기 케이스 배면에 배치된 브라켓, 상기 광원을 둘러싸고 상기 기판 및 상기 케이스를 관통하여 상기 브라켓에 배치되는 렌즈부 및 상기 케이스와 상기 브라켓 사이의 거리를 조절하는 조절 장치를 포함한다. 이를 통해 조명 장치로부터 출사하는 광의 균일성을 확보할 수 있다.

본 발명에 따른 실시예에는 광원과 렌즈 사이의 거리를 조절할 수 있는 광 지향각 조절 장치 및 이를 포함하는 백라이트 유닛을 제공하여 균일한 화상을 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈부의 정면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판의 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 바텀 커버의 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 브라켓의 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 사시도.
도 7a 및 도 7b는 도 6의 백라이트 유닛의 단면도.
도 8a는 볼트 삽입부의 사시도.
도 8b는 도 7b의 점선 부분을 확대한 도면.
도 9는 브라켓의 베어링을 확대한 도면.
도 10은 브라켓과 바텀 커버의 사이의 거리가 제1 거리만큼 이격된 경우를 나타낸 도면.
도 11은 도 10에 따른 LED의 광 분포를 나타낸 화상.
도 12는 브라켓과 바텀 커버의 사이의 거리가 제2 거리만큼 이격된 경우를 나타낸 도면.
도 13은 도 12에 따른 LED의 광 분포를 나타낸 화상.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 광 지향각 조절 장치 및 이를 포함하는 백라이트 유닛의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.

소자(element) 또는 층이 다른 소자 또는 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않는 것을 나타낸다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부 (lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해 되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함 할 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/ 또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 액정표시장치(100)는 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120), 그리고 서포트메인(130), 바텀 커버(150), 탑커버(140)로 구성된다.

상기 액정패널(110)은 컬러필터 어레이 기판(112)과 TFT 어레이 기판 (114) 및 이들 사이에 개재된 액정층(미도시)으로 구성되며, 상기 컬러필터 어레이기판(112)과 TFT 어레이 기판(114)의 외측면에는 편광판(미도시)이 각각 부착된다

이러한 액정패널(110)은 화소 단위를 이루는 액정 셀들이 매트릭스 형태로 배열되어 있으며, 드라이버 구동회로에서 전달되는 화상 신호 정보에 따라 액정 셀들이 광 투과율을 조절함으로써 화상을 형성하게 된다.

구체적으로 상기 TFT 어레이 기판(114)의 내면에는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소(pixel)가 정의되고, 각각의 교차점마다 박막트랜지스터(thin film transistor: TFT)가 구비되어 각 화소에 형성된 투명 화소전극과 일대일 대응 연결되어 있다.

또한 상기 컬러필터 어레이기판(112)의 내면으로는 각 화소에 대응되는 일례로 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러의 컬러필터(color filter) 및 이들 각각을 두르며 게이트라인과 데이터라인 그리고 박막트랜지스터 등의 비 표시요소를 가리는 블랙매트릭스(black matrix)가 구비된다. 또한, 이들을 덮는 투명 공통전극이 마련되어 있다.

이 같은 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판 같은 연결부재(116)를 매개로 게이트 및 데이터 인쇄회로기판(117)이 연결되어 모듈화 과정에서 서포트메인(130) 측면 내지는 바텀커버(150)의 배면으로 젖혀 밀착된다.

액정패널(110)의 일 측의 상기 게이트 및 데이터 인쇄회로기판(117)으로부터 제공되는 상기 액정패널(110)의 구동 신호는 상기 액정패널(110)의 다수의 게이트 배선 및 다수의 데이터 배선에 공급되어 상기 액정패널(110)이 구동된다. 상기 액정패널(110)은 공통전극에 전압이 인가된 상태에서 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 제어하게 되면, 액정층은 공통전극과 화소전극 사이의 전계에 따라 유전 이방성에 의해 회전함으로써, 화소 영역 별로 빛을 투과시키거나 차단시켜 화상을 표시하게 된다.

아울러 비록 도면상에 명확하게 나타나지는 않았지만 액정패널(110)의 컬러필터 어레이 기판(112)과 TFT 어레이 기판 (114)과 액정층의 경계부분에는 액정의 초기 분자배열 방향을 결정하는 배향막이 개재되고, 그 사이로 충진되는 액정층의 누설을 방지하기 위해 상기 컬러필터 어레이 기판(112)과 TFT 어레이 기판 (114)의 가장자리를 따라 씰 패턴(seal pattern)이 형성된다.

이러한 액정패널(110)이 나타내는 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 이의 배면에는 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비된다.

백라이트 유닛(120)은 서포트메인(130)의 적어도 일 가장자리 길이방향을 따라 배열되는 렌즈부(400)를 포함하는 LED 어레이(200)와, 백색 또는 은색의 반사판(125)과, 이러한 반사판(125) 상에 안착되는 도광판(123) 그리고 이의 상부로 개재되는 광학시트(300), 상기 렌즈부(400)와 상기 LED 어레이(200)에 실장된 LED(210)와의 이격 거리를 조절하기 위한 브라켓(500) 및 상기 브라켓(500)를 바텀 커버(150)에 체결하고 상기 브라켓(500)과 상기 바텀 커버(150) 사이의 이격 거리를 조절하기 위한 볼트(520) 및 볼트 삽입부(153)를 포함할 수 있다.

상기 LED 어레이(200)는 백라이트 유닛(120)의 광원으로서, 도광판(123)의 입광면과 대면하도록 도광판(123)의 일측에 위치하며, 이러한 LED 어레이(200)는 다수개의 LED(210)와, 다수개의 LED(210)가 일정 간격 이격하여 장착되는 PCB(220)를 포함한다.　

상기 복수의 LED(210)로부터 출사되는 빛은 도광판(123)을 경유하여 액정패널(110)로 제공된다.

상기 도광판(123)의 재질로는 강도가 높아 쉽게 변형되거나 깨지지 않으며 투과율이 좋은 PMMA(Polymethy- methacrylate)가 사용될 수 있다. 여기서, 상기 도광판(123)은 하부면이 경사지고 상부면이 평평한 쇄기형(wedge)이거나, 하부면과 상부면이 모두 평행한 판형(plate type)으로 마련될 수 있다. 또한 상기 도광판(123)은 입광부측의 두께가 상대적으로 더 크게 형성될 수 있다.

상기 도광판(123)은 상부면에 집광패턴(미도시)을 포함할 수 있다.

상기 집광패턴의 밀도에 따라서 상기 도광판(123) 상부면으로 출사하는 광의 출사각을 조절할 수 있다.

상기 광학시트(300)는 하나의 광학시트로 구성되거나 다수의 광학시트로 구성될 수 있다. 또한 상기 광학시트(300)는 복수개의 광학시트가 일체형이 되도록 접합되어 형성될 수 있다. 상기 광학시트(300)는 확산시트와 프리즘시트 그리고 보호시트로 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 두 개의 확산시트와 두 개의 프리즘 시트로 구비될 수도 있다. 이때, 상기 확산시트는 베이스 판과 이 베이스 판에 형성된 구슬 모양의 코팅층으로 이루질 수 있다.

상기 확산시트는 도광판(123)으로부터의 빛을 확산시켜 액정패널(110)로 공급하는 역할을 한다. 상기 확산시트는 2장 또는 3장을 겹쳐서 사용할 수도 있다. 또한, 상기 프리즘 시트는 상부면에 삼각기둥 모양의 프리즘이 일정한 배열을 갖고 형성될 수 있다. 상기 프리즘 시트는 확산시트에서 확산된 빛을 상부의 액정패널(110)의 평면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행할 수 있다. 상기 프리즘 시트는 2장이 사용될 수 있으며, 각 프리즘 시트에 형성된 마이크로 프리즘은 소정의 각도를 이루고 있다. 따라서, 상기 프리즘 시트를 통과한 빛은 거의 대부분 수직하게 진행되어 균일한 휘도 분포를 제공하게 된다. 가장 상부에 위치하는 보호시트는 스크래치에 약한 프리즘 시트를 보호한다.

반사판(125)은 도광판(123)의 배면에 위치하여, 도광판(123)의 배면을 통과한 빛을 액정패널(110) 쪽으로 반사 시킴으로써 빛의 휘도를 향상시킨다.

이러한 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 탑커버(140)와 서포트메인(130) 그리고 바텀커버(150)를 통해 모듈화 되는데, 탑커버(140)는 액정패널(110)의 상면 가장자리 및 측면을 덮도록 구성한다.　

여기서, 탑커버(140)는 액정패널(110)의 상면 및 측면 가장자리를 덮도록 단면이 ㄱ자 형태로 절곡된 사각테 형상으로, 탑커버(140)의 전면을 개구하여 액정패널(110)에서 구현되는 화상을 표시하도록 구성한다.　

또한, 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)이 안착하여 액정표시장치 전체 기구물 조립에 기초가 되는 바텀커버(150)는 바닥부와 이의 가장자리가 수직 절곡된 측벽으로 이루어진다. 그리고, 이러한 바텀커버(150) 상에 안착되며 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 두르는 일 가장자리가 개구된 사각의 테 형상의 서포트메인(130)이 탑커버(140)와 바텀커버(150)와 결합된다.

이때, 탑커버(140)는 케이스탑 또는 탑케이스라 일컬어지기도 하고, 서포트메인(130)은 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 바텀커버(150)는 하부커버라 일컬어지기도 한다.

이하 본 발명의 실시예에 따른 광 지향 각 조절 장치와 이를 포함하는 백라이트 유닛을 설명한다.

상기 광 지향 각 조절 장치는 광원(210)과 렌즈(400) 그리고 이들을 수납하는 케이스(150) 그리고 상기 광원(210)과 렌즈(400)의 간격을 조절하기 위한 브라켓(500) 그리고 상기 브라켓(500)의 이동을 통해 상기 렌즈(400)를 이동시키는 볼트 삽입부(153) 및 볼트(520)를 구비한 조절 장치를 포함할 수 있다. 그리고 상기 케이스에는 추가적인 구성품이 부가되어 전체로써 조명 장치, 구체적으로 백라이트 유닛(120)이 될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈부의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 바텀 커버의 사시도이다. 그리고 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 브라켓의 사시도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈부(400)는 LED(210)의 개수에 대응하도록 복수개로 구비될 수 있고, 복수개의 LED(210) 각각에 배치될 수 있다. 그리고 상기 렌즈부(400)는 렌즈(410)와 상기 렌즈(410)를 지지하는 지지부(420)를 포함할 수 있다.

상기 렌즈(410)는 LED(210)로부터 출사되는 광의 지향각을 조절하는 기능을 할 수 있고, 상기 렌즈(410)는 반 원구 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고 상기 지지부(420)는 상기 렌즈(410)에 적어도 하나 이상 배치되어 상기 렌즈(410)를 지지하는 역할을 할 수 있다. 그리고 상기 지지부(420)는 상기 렌즈(410)와 일체로 형성될 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 LED 어레이(200)는 PCB(printed circuit board)인 적어도 하나 이상의 인쇄회로기판(220) 및 하나 이상의 LED(210)를 포함하고, 상기 인쇄회로기판(220)에는 제1 홀(230)이 적어도 하나 이상 형성될 수 있다. 그리고 상기 인쇄회로기판(220)은 추가적으로 적어도 하나의 제1 볼트 삽입부홀(240)을 포함할 수 있다.

상기 LED(210)는 복수개로 구비되어 이들 각각이 서로 이격되어 상기 인쇄회로기판(220) 상에 실장될 수 있다.

상기 제1 홀(230)은 도 2의 렌즈부(400)의 지지부(420)가 삽입되는 홀이 될 수 있다. 그리고 상기 제1 홀(230)은 상기 LED(210)의 양측에 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니고, 도 2의 렌즈부(400)의 지지부(420)의 위치와 개수에 맞게 형성될 수 있다.

상기 제1 볼트 삽입부홀(240)은 볼트 삽입부(153)가 삽입되는 홀로써, 상기 볼트 삽입부(153)의 외부 형상은 원통형이 아닌 다각형 형상을 가질 수 있고, 상기 제1 볼트 삽입부홀(240)의 내부 형상은 상기 볼트 삽입부(153)의 외형 형상에 대응하는 형상을 가져, 상기 볼트 삽입부(153)가 상기 제1 볼트 삽입부홀(240) 내에서 회전하는 것을 방지할 수 있다. 따라서 상기 볼트 삽입부(153)가 상기 인쇄회로기판(220) 상에 끼워져 고정될 수 있다.

상기 렌즈부(400)는 상기 LED(210)의 상부에 배치될 수 있다. 구체적으로 상기 렌즈(410)는 상기 LED(210)의 상부에 배치되고, 상기 지지부(420)는 상기 LED(210)의 양측에 형성된 제1 홀(230)에 삽입될 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 바텀 커버(150)는 적어도 하나 이상의 제2 볼트 삽입홀 (151) 및 적어도 하나 이상의 제2 홀(152)을 포함할 수 있다.

상기 제2 볼트 삽입부홀(151)은 볼트 삽입부(153)가 삽입되는 홀로써, 상기 제2 볼트 삽입홀(151)에는 볼트 삽입부(153)이 끼워질 수 있고, 상기 볼트 삽입부(153)의 외형 형상은 원통형이 아닌 다각형 형상을 가질 수 있고, 상기 제2 볼트 삽입부홀(151)의 내부 형상은 상기 볼트 삽입부(153)의 외형 형상에 대응하는 형상을 가져, 상기 볼트 삽입부(153)가 상기 제2 볼트 삽입부홀(151) 내에서 회전하는 것을 방지할 수 있다. 따라서 상기 볼트 삽입부(153)가 상기 바텀 커버(150) 상에 고정될 수 있다. 한편 상기 볼트 삽입부(153)를 상기 제2 볼트 삽입부홀(151)에 삽입하여 고정 시킬 때 접착재를 이용하여 상기 볼트 삽입부(153)와 상기 제2 볼트 삽입부홀(151)이 서로 고정되도록 할 수 있다.

상기 제2 홀(152)은 상기 인쇄회로기판(220)의 제1 홀(230)과 대응하는 바텀 커버(150)의 바닥부(154)의 일 영역에 형성될 수 있고, 상기 인쇄회로기판(220)이 상기 바텀 커버(150)에 배치되는 경우, 상기 제1 홀(230)과 상기 제2 홀(152)은 서로 마주하여 하나의 홀을 이룰 수 있다. 그리하여 상기 렌즈부(400)의 지지부(420)는 상기 제1 및 제2 홀(230, 152)을 동시에 관통할 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 브라켓(Bracket)은 적어도 하나 이상의 볼트(520)를 포함하고, 적어도 하나 이상의 지지부배치영역(510)을 포함할 수 있다.

상기 지지부배치영역(510)에는 렌즈부(400)의 지지부(420)가 배치되는 영역으로 정의할 수 있다. 즉, 상기 렌즈부(400)의 지지부(420)는 상기 제1 및 제2 홀(230, 152)을 동시에 관통하고, 최종적으로 상기 지지부배치영역(510)에 부착될 수 있다. 그리하여 상기 렌즈부(400)의 지지부(420)를 통해 인쇄회로기판(220)과 바텀 커버(150)를 사이에 두고 상기 렌즈부(400)의 렌즈(410)와 브라켓(500)이 서로 연결될 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 사시도이고, 도 7a 및 도 7b는 도 6의 백라이트 유닛의 단면도이다. 그리고 도 8a는 볼트 삽입부의 사시도이고, 도 8b는 도 7b의 점선 부분을 확대한 도면이다. 또한 도 9는 브라켓의 베어링을 확대한 도면이다.

도 6 내지 도 8b를 참조하면, 백라이트 유닛(120)은 바텀 커버(150), 렌즈부(400), 인쇄회로기판(220), 브라켓(500) 그리고 볼트 삽입부(153)를 포함할 수 있다.

상기 바텀 커버(150)의 바닥부(154)에는 인쇄회로기판(220)이 배치될 수 있다. 상기 인쇄회로기판(220)은 복수개가 될 수 있고, 서로 이격되어 배치될 수 있다.

상기 인쇄회로기판(220)은 열전도양면테이프(600)에 의하여 상기 바텀 커버(150)의 바닥부(154)에 부착될 수 있다. 상기 열전도양면테이프(600)는 상기 인쇄회로기판(220)으로부터 발생한 열을 상기 바텀 커버(150)로 전도시키는 동시에 상기 인쇄회로기판(220)을 상기 바텀 커버(150)에 고정되도록 할 수 있다.

상기 인쇄회로기판(220) 상에는 복수개의 렌즈부(400)가 배치될 수 있고, 상기 렌즈부(400)의 지지부(420)는 인쇄회로기판(220)의 제1 홀(230) 및 바텀 커버(150)의 제2 홀(152)를 통해 바텀 커버(150)의 배면에 배치된 브라켓(500)의 지지부배치영역(510)에 부착될 수 있다. 상기 브라켓(500)은 상기 인쇄회로기판(220)의 개수에 대응되는 개수로 바텀 커버(150)의 배면에 배치될 수 있다.

도 8a를 참조하면, 에서 상기 볼트 삽입부(153)는 내부면(153b)에는 볼트(520)가 체결되어 이동할 수 있도록 상기 볼트(520)에 대응하는 나사선이 형성될 수 있고, 외부면(153a)은 다각형 형상을 가질 수 있다. 그리하여 상기 볼트 삽입부(153)가 상기 볼트 삽입부(153)의 외형 형상과 대응하는 내부 형상을 가진 제1 및 제2 볼트 삽입부홀(240, 151) 중 적어도 하나에 결합하여 부착되는 경우, 상기 제1 및 제2 볼트 삽입부홀(240, 151) 내에서 안정적으로 고정될 수 있다.

상기 볼트 삽입부(153)는 바텀 커버(150)의 제2 볼트 삽입부홀(151)에 끼워질 수 있고, 동시에 인쇄회로기판(220)의 제1 볼트 삽입부홀(240)에 끼워질 수 있다. 구체적으로 도 7a에서와 같이 상기 바텀 커버(150)에만 상기 볼트 삽입부(153)가 삽입될 수 있는 제2 볼트 삽입부홀(151)이 형성되고, 상기 인쇄회로기판(220)에는 형성되지 않을 수 있다. 이 경우, 상기 바텀 커버(150)의 바닥부(154)에서 상기 인쇄회로기판(220)이 배치되는 제1 영역을 제외한 제2 영역에 상기 제2 볼트 삽입부홀(151)이 형성될 수 있다. 뿐만 아니라 도 7b에서와 같이 상기 바텀 커버(150)의 사이즈에 따라서 상기 인쇄회로기판(220) 상에도 제1 볼트 삽입부홀(240)이 형성될 수 있고, 이 경우 상기 제2 볼트 삽입부홀(151)은 상기 제2 영역뿐만 아니라 상기 제1 영역에도 형성될 수 있고, 상기 제1 영역에 형성된 제2 볼트 삽입부홀(151)은 상기 인쇄회로기판(220)에 형성된 제1 볼트 삽입부홀(240)과 대응하는 위치에 형성될 수 있다.

상기 브라켓(500)에는 적어도 하나 이상의 볼트(520)가 배치될 수 있고, 상기 볼트(520)는 상기 볼트 삽입부(153)에 결합될 수 있다. 그리고 상기 볼트(520)가 회전하여 바텀 커버(150)에만 고정되거나 또는 바텀 커버(150)와 인쇄회로기판(220)에 동시에 고정된 상기 볼트 삽입부(153)의 내부에서 이동하는 경우, 상기 브라켓(500)과 상기 바텀 커버(150) 사이의 거리, 즉 이들 간의 수직 거리(화살표 방향)가 조절될 수 있다. 이 때 드라이버와 같은 조절용부재(700)를 이용하여 볼트(520)를 회전시킬 수 있다. 그리고 상기 상기 브라켓(500)과 상기 바텀 커버(150) 사이의 거리(L)가 조절될 때 상기 브라켓(500)에 부착된 렌즈(410)와 LED(210)와의 이격 거리도 조절되면서, 상기 LED(210)로부터의 출사광의 지향각이 조절될 수 있다.

또한 도 9를 참조하면, 상기 브라켓(500)에는 베어링(530)이 설치되어 상기 볼트(520)가 상기 베어링(530)에 고정된 상태로 회전을 할 수 있다. 이와 같이 베어링(530)을 통해 바텀 커버(150)에 브라켓(500)을 고정하면서도 상기 브라켓(500)과 바텀 커버(150) 사이의 간격을 조절할 수 있다.

도 10은 브라켓과 바텀 커버의 사이의 거리가 제1 거리만큼 이격된 경우를 나타낸 도면이고, 도 11은 도 10에 따른 LED의 광 분포를 나타낸 화상이고, 도 12는 브라켓과 바텀 커버의 사이의 거리가 제2 거리만큼 이격된 경우를 나타낸 도면이고, 도 13은 도 12에 따른 LED의 광 분포를 나타낸 화상이다.

도 10 내지 도 13을 참조하여, 브라켓(500)과 바텀 커버(150)의 사이의 거리가 제1 거리만큼 이격된 경우와 브라켓(500)과 바텀 커버(150)의 사이의 거리가 제2 거리만큼 이격된 경우를 비교한다. 이 때 상기 제1 거리는 상기 제2 거리보다 짧다.

도 11과 도 13에 나타난 바와 같이 브라켓(500)과 바텀 커버(150) 사이의 거리가 가까워질수록 렌즈(410)와 LED(210) 사이의 거리는 멀어지고, 그에 따라 광 지향 각이 조절됨을 알 수 있다.

정리하면 렌즈부(400)를 포함하는 백라이트 유닛(120)은, LED(210)와 렌즈(410)간의 거리를 조절함으로써 광지향각을 넓히거나 좁힐 수 있다. 렌즈부(400)의 지지부(420)는 바텀 커버(150)의 배면에 브라켓(500)을 설치하여 부착하고, 상기 지지부(420)가 브라켓(500)에 닿을 수 있도록 인쇄회로기판(220), 열전도양면테이프(600) 및 바텀 커버(150)에 홀(Hole)을 뚫는다. 그리고 바텀 커버(150)와 브라켓(500)의 간격을 조절하면, 그 차이만큼 렌즈(410)와 LED(210) 간의 간격이 조절되며 이는 광 지향 각을 변화시키는 것을 알 수 있다. 그리고 브라켓(500)에 체결된 볼트(520)를 조여주거나 풀어주면 브라켓(500)과 바텀 커버(150) 사이의 간격을 조절할 수 있다.

이와 같은 브라켓(500)과 바텀 커버(150) 사이의 간격 조절을 통해 LED(210)의 광 지향 각을 조절할 수 있어 미세한 광 분포를 조절함으로써 균일한 화상을 구현할 수 있다. 또한, 백라이트 유닛(120)의 슬림화가 설계의 가장 중요한 요소가 되는 경우 브라켓(500)과 바텀 커버(150)의 간격을 최소한으로하여 광 분산을 위하여 광학 시트(300)를 추가하거나 변경할 수 있고, 백라이트 유닛(120)의 원가 절감이 설계의 가장 중요한 요소가 되는 경우 바텀 커버(150)와 브라켓(500)의 간격을 조절함으로써 광 분포를 확보하고 추가적인 광학 시트를 제거하여 비용을 절감할 수 있다. 이와 같이 브라켓(500)과 바텀 커버(150)의 간격 조절을 통해 백라이트 유닛(120)의 설계의 중요 요소를 모두 고려하여 설계할 수 있다는 점에서 백라이트 유닛(120)의 설계의 자유도를 높이는 효과가 있다. 또한 렌즈(410)의 형상에 따라 LED(210)의 광 지향 각이 달라질 수 있으나, 광 지향각 조절 장치를 통해 렌즈(410)의 형상에 관계 없이 광 지향 각을 조절할 수 있으므로 렌즈(410)의 디자인 변경 등에 따른 시간적 비용적 로스(loss)를 감소할 수 있다. 또한 인쇄회로기판(220)이 복수개로 구비되는 경우 복수개의 인쇄회로기판(220) 각각에 대응하는 복수개의 브라켓(500)들 각각이 바텀 커버(150)와의 간격이 조절될 수 있고, 그에 따라 복수개의 인쇄회로기판(220) 상의 LED(210)와 렌즈(410) 간의 간격이 인쇄회로기판(220) 별로 조절될 수 있다. 이와 같이 복수개의 인쇄회로기판(220) 각각에 실장된 LED(210)의 광 지향 각을 조절함으로써 화상의 모든 영역의 출사 광의 분포를 미세하게 조절할 수 있다.

이상에서 백라이트 유닛(120)을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 광원을 이용하는 어떤 조명 장치에도 본 발명의 실시예에 따른 광 지향 각 조절 장치를 적용할 수 있다. 즉, 광원을 이용하는 조명 장치의 케이스에 LED(210)가 실장된 인쇄회로기판(220)을 수납하고 상기 케이스의 배면에 브라켓(500)을 설치하고 상기 인쇄회로기판(220)과 상기 케이스의 홀을 통해 상기 브라켓(500)과 연결되면서 상기 LED(210) 상부에 배치되어 상기 LED(210)로부터의 광의 지향각을 조절할 수 있는 렌즈부(400)를 설치함으로써 광 지향 각을 조절할 수 있는 조명 장치를 구현할 수 있다. 이 때 상기 케이스는 전술한 백라이트 유닛(120)의 바텀 커버(150)에 대응하는 구성으로서 조명 장치의 케이스가 될 수 있다. 이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 광 지향 각 조절 장치를 조명 장치로부터 출사하는 광의 균일성을 확보할 수 있다.

또한 이상에서 광원으로써 LED(210)를 예로 들었으나 이에 한정되는 것은 아니고 빛을 출사할 수 있는 어떠한 광원이라도 가능하다.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

110 액정패널
112 컬러필터 어레이 기판
114 TFT 어레이 기판
116 연결부재
117 인쇄회로기판
120 백라이트 유닛
123 도광판
125 반사판
126 입광부
127 반입광부
128 집광패턴
130 서포트메인
140 탑커버
150 바텀 커버
151 제2 볼트 삽입홀
152 제2 홀
153 볼트 삽입부
153a 외부면
153b 내부면
154 바닥부
200 LED 어레이
210 LED, 광원
220 PCB, 인쇄회로기판
230 제1 홀
240 제1 볼트 삽입부홀
300 광학시트
400 렌즈부
410 렌즈
420 지지부
500 브라켓
510 지지부배치영역
520 볼트
530 베어링
600 열전도양면테이프
700 조절용부재

Claims (7)

1. 인쇄회로기판;
   상기 인쇄회로기판에 실장된 광원;
   상기 인쇄회로기판을 수납하는 바텀 커버;
   상기 바텀 커버의 배면에 배치되는 브라켓;
   상기 인쇄회로기판의 홀 및 상기 바텀 커버의 홀을 관통하여 상기 브라켓에 배치되고 상기 광원을 둘러싼 렌즈부; 및
   상기 브라켓의 이동을 통해 상기 브라켓과 상기 바텀 커버 사이의 거리를 조절하는 조절 장치;를 포함하고,
   상기 렌즈부는 렌즈 및 상기 렌즈를 지지하며 상기 인쇄회로기판의 홀 및 상기 바텀 커버의 홀을 관통하는 지지부를 포함하고, 상기 지지부는 상기 렌즈와 일체로 형성되고,
   상기 조절 장치는,
   상기 브라켓에 배치된 베어링;
   상기 바텀 커버에 배치된 볼트 삽입부; 및
   상기 베어링과 연결되어 상기 볼트 삽입부에 삽입되는 볼트;를 포함하고,
   상기 바텀 커버는 상기 볼트 삽입부가 삽입되어 결합하는 볼트 삽입부 홀을 구비하는 백라이트 유닛.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 브라켓과 상기 바텀 커버 사이의 거리의 조절량만큼 상기 광원과 상기 렌즈부 사이의 거리가 조절되는 백라이트 유닛.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 인쇄회로기판과 상기 바텀 커버 사이에 배치되는 열전도양면테이프;를 더 포함하는 백라이트 유닛.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1 항에 있어서,
   상기 인쇄회로기판은 상기 바텀 커버에 서로 이격되어 배치되는 복수개의 인쇄회로기판을 구비하고,
   상기 브라켓은 상기 복수개의 인쇄회로기판들 각각에 대응하는 복수개의 브라켓을 구비하며,
   상기 조절 장치는 상기 복수개의 브라켓 각각과 상기 바텀 커버와 거리를 개별적으로 조절하기 위한 복수개의 조절 장치를 구비한 백라이트 유닛.
7. 기판;
   상기 기판을 수납하는 케이스;
   상기 기판 상에 배치되는 광원;
   상기 케이스 배면에 배치된 브라켓;
   상기 광원을 둘러싸고 상기 기판 및 상기 케이스를 관통하여 상기 브라켓에 배치되는 렌즈부; 및
   상기 브라켓의 이동을 통해 상기 케이스와 상기 브라켓 사이의 거리를 조절하는 조절 장치;를 포함하고,
   상기 렌즈부는 렌즈 및 상기 렌즈를 지지하며 상기 기판의 홀 및 상기 케이스의 홀을 관통하는 지지부를 포함하고, 상기 지지부는 상기 렌즈와 일체로 형성되고,
   상기 조절 장치는,
   상기 브라켓에 배치된 베어링;
   상기 케이스에 배치된 볼트 삽입부; 및
   상기 베어링과 연결되어 상기 볼트 삽입부에 삽입되는 볼트;를 포함하고,
   상기 케이스는 상기 볼트 삽입부가 삽입되어 결합하는 볼트 삽입부 홀을 구비하는 광 지향 각 조절 장치.

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