KR20030097475A - 광섬유를 이용한 백라이트유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광섬유와 발광다이오드를 이용하여 태양광에 가깝도록 휘도를 증대시킨 백라이트유닛에 관한 것으로, 이것은 빛을 전송하기 위한 광섬유봉과; 상기 광섬유봉의 측면의 미리 설계된 위치에 형성되어 상기 빛의 측면 방사를 유도하기 위한 스크랫치패턴과; 상기 광섬유봉의 양단에 결합되고, 소정 굵기의 내경을 가진 튜브와; 상기 튜브의 내경에 위치하여 빛을 발산하기 위한 다수개의 LED모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

광섬유를 이용한 백라이트유닛{Back Light Unit using Optical Fiber}

본 발명은 백라이트유닛에 관한 것으로, 더 상세하게는 광섬유와 발광다이오드를 이용하여 태양광에 가깝도록 휘도를 증대시킨 광섬유를 이용한 백라이트유닛에 관한 것이다.

일반적으로, 백라이트유닛(Back Light Unit; BLU)은 TFT-LCD 패널 전체에 고르게 빛을 전달하는 평면광원장치로 사용되며, LCD 패널에서는 투과되는 빛의 양을 TV화상에 따라 조절되는 화상을 면표시한다. 백라이트유닛은 LCD가 자체 발광을 못하기 때문에 반드시 필요한 핵심부품이다. CRT, PDP, FED와는 달리 LCD에 의한 표시는 그 자체가 비발광성이기 때문에 후부광(Back Light) 사용이 불가능하다. 이러한 단점을 보완하여 어떤 곳에서도 사용이 가능하게 할 목적으로 정보표시면을 균일하게 면조사하는 장치가 백라이트유닛이다.

이러한 백라이트유닛은 노트북, 모니터용 TFT-LCD의 광원이기 때문에 최소의 전력으로 최대한 밝은 빛을 내도록 설계되는 것이 바람직하고, 백라이트유닛은 선과 같이 가는 형광등 빛을 LCD표면 구석구석까지 동일한 밝기로 유지시켜 면광으로 바꾸어 주는 역할을 한다. 백라이트 유닛의 구성은 형광램프, 램프에서 발광된 빛을 반사시켜주는 반사판, 도광판, 프리즘 등의 시트류와 이 부품을 하나의 유닛으로 묶어주는 몰드프레임(Mold Frame) 으로 구성되어 있다.

그러나, 상술한 종래의 백라이트유닛은 다음과 같은 단점을 가진다.

첫째, 액정표시소자의 대형화에 따라서 백라이트모듈도 대형화되어야 하는데, 기존의 백라이트모듈로는 30인치의 HDTV 이상 대형화시키기에 무리가 있고, 형광 필라멘트부의 발열로 인해 전력손실이 심각하다. 이는 액정표시소자의 대형화를 가로막는 걸림돌로 작용하고 있어 문제가 아닐 수가 없는 것이다.

둘째, 액정표시소자를 이용한 텔레비전은 광을 전달하는 과정에서 손실이 발생하기 때문에 한낮의 직사광선이 비칠 때에는 전혀 디스플레이내용을 알 수가 없는 단점을 가지고 있다.

셋째, 형광등을 이용한 광원은 30인치 이상의 TV에서 고휘도를 필요로 하는 디스플레이소자에는 사용할 수가 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 어떠한 주변환경에서도 고휘도의 빛을 발생시키고, 발생된 빛을 전달하는 과정에서 열손실이 거의 없는 백라이트유닛을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 백라이트유닛의 광원공급경로를 개념적으로 나타낸 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 백라이트유닛의 선광원을 공급하는 단면구성을 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명에 따라 볼록렌즈가 장착된 LED모듈의 단면을 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 백라이트유닛의 면광원을 공급하는 평면구성을 나타낸 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 광섬유봉12 : 스크래치패턴

14 : 튜브16 : LED

18 : 소켓커넥터

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 빛을 전송하기 위한 광섬유봉과; 상기 광섬유봉의 측면의 미리 설계된 위치에 형성되어 상기 빛의 측면 방사를 유도하기 위한 스크래치패턴과; 상기 광섬유봉의 양단에 결합되고, 소정 크기의 내경을 가진 튜브와; 상기 튜브의 내경에 위치하여 빛을 발산하기 위한 다수개의 LED를 포함하는 것이다.

바람직한 실시예로서, 상기 LED는 상기 광섬유봉으로 전송시키기 위한 빛의 직진성을 증대시키기 위한 볼록렌즈를 더 포함하는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 백라이트유닛의 광원공급경로를 개념적으로 나타낸 블록도로서, 양단에 위치하여 소정량의 빛을 발생하는 다수개의 제 1 및 제 2LED(1a)(1b)와, 상기 LED(1a)(1b)에 인접한 내측에 위치하여 상기 발생된 빛의 직진성을 증대시키는 제 1 및 제 2 볼록렌즈(2a)(2b)와, 상기 제 1 및 제 2 볼록렌즈(2a)(2b) 사이에 위치하여 빛을 전송하는 광섬유봉(3)을 포함하여 구성된다.

즉, 광섬유봉(3)을 통해 전달되는 빛의 진행방향은 수평축방향인데 비해서 디스플레이를 위해 전달되는 빛의 진행방향은 수직축방향인데, 상기 광섬유봉의 측면에 스크래치패턴을 형성시켜 본 발명의 백라이트유닛은 상기 수직축방향의 빛을 이용하게 된다. 이때, 상기 광섬유봉은 소정 두께를 가진 플라스틱 광섬유를 이용하는 것이 바람직하다.

이러한 개념을 백라이트유닛에 적용해서 좀더 자세히 살펴보면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 백라이트유닛의 선광원을 공급하는 단면구성을 나타낸 단면도로서, 전달된 빛의 전송경로로 기능하는 광섬유(Optical Fiber)봉(10)과, 상기 광섬유(10)의 측면부위를 등간격으로 스크래치하여 측면방향으로 산란하면서 방출되도록 한 스크래치패턴(12)과, 상기 광섬유의 양단에 씌워져 빛의 손실을 방지하는 튜브(14)와, 상기 광섬유(10)와 튜브(14) 사이에 위치하여 빛을 발생시키는 LED모듈(16)와, 상기 LED모듈(16)로 소정의 전원을 전달하고, 상기 LED모듈(16)을 장착시키는 소켓커넥터(18)를 포함하여 구성된다.

그런데, 상기 LED모듈은 도 3에 나타낸 바와 같이, 튜브(14) 내부에 장착되어 상기 빛의 직진성을 증대시키기 위한 볼록렌즈(16)와 인접한 위치에 다수개의 LED 예컨대, 12개의 LED(19)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 스크래치패턴은 문자 그대로 상기 광섬유봉의 외경에 스크래치를 형성하여 광섬유봉 내의 빛이 측면으로 발산되도록 하기 위한 것이다. 스크래치패턴의 형태는 제조업체의 설계룰과 디스플레이소자에 따라 변동가능하고, 상기 광섬유봉의 중간으로 갈수록 좁은 간격으로 형성하고, 광섬유봉의 양단으로 갈수록 더 넓은 간격으로 형성하는 것이 빛의 균일한 발산을 위해 바람직하다. 왜냐하면, 상기 스크래치패턴의 개수나 크기에 비례해서 발산되는 빛의 량이 커지기 때문이다.

한편, 상술한 내용은 백라이트유닛의 선광원을 발생시키는 구성을 설명하였는데, 면광원을 발생시키는 구성 또한 다수개의 선광원 발생소자가 모여서 구현된다. 즉, 도 2의 구성이 복수개가 모여서 면광원 구성을 이루게 된다.

그런데, 상술한 바와 같이, 디스플레이소자의 크기와 종류에 따라서 선광원과 면광원을 발생시키는 것으로 광원강도가 약할 수 있다. 이런 경우에는 램프를 부가하여 구성할 수도 있다.

도 4는 본 발명에 따른 백라이트유닛에서 광원강도를 증대시킨 울트라면광을 발생시키는 구성을 나타낸 평면도로서, 백라이트유닛은 광섬유봉과 LED모듈에 의해 광원을 발생시키는 LED광원모듈(17)과, 상기 LED광원모듈(17)에 추가적인 램프광원을 제공하는 램프광원모듈(18)을 포함하여 구성한다.

여기서, 상기 LED광원모듈(17)의 각 광섬유봉(10)으로 빛을 추가하여 전달하는 다수개의 램프(20)로 구성되어 있다.

위에 기술한 바와 같이, LED 또는 메탈하라이트의 초강력 광원소자로 하고,광섬유를 광전도소자로 이용할 경우에 디스플레이소자의 대형화에 탄력적으로 적용시킬 수가 있고, 발열량을 획기적으로 감소시킬 수 있다. 특히, 액정표시소자의 용도가 매우 다양하게 응용되고 있어서 적용분야나 적용제품 또한 급속히 확장되고 있다.

전술한 바와 같이 개시된 본 실시예의 바람직한 양태에 따르면 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 광전손실이 거의 제로에 가까운 광섬유를 이용함으로써 디스플레이 효율을 더욱더 증대시킬 수 있는 장점이 있다.

둘째, 광섬유는 거의 열을 발생시키지 않기 때문에 디스플레이소자의 발열량을 낮추고, 소비전력을 절감시킬 수 있는 장점이 있다.

셋째, 광섬유를 이용함으로써 디스플레이면적에 관계없이 균일한 품질을 가진 백라이트유닛을 제공할 수 있는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 백라이트유닛에 있어서,

   빛을 전송하기 위한 광섬유봉과,

   상기 광섬유봉의 측면의 미리 설계된 위치에 형성되어 상기 빛의 측면 방출을 유도하기 위해 형성되고, 전체적으로 균일한 광량을 제공하기 위하여, 중간으로 갈수록 간격이 좁고, 양단으로 갈수록 간격이 넓게 형성된 스크래치패턴과,

   상기 광섬유봉의 양단에 결합되고, 소정 두께의 내경을 가진 튜브와,

   상기 튜브의 내경에 위치하여 빛을 발산하기 위한 다수개의 LED모듈을 포함하는 광섬유를 이용한 백라이트유닛.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 LED는 상기 광섬유봉으로 전송시키기 위한 빛의 직진성을 증대시키기 위한 볼록렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 백라이트유닛.