KR200432327Y1

KR200432327Y1 - 개선된 엘시디용 조명 구조체

Info

Publication number: KR200432327Y1
Application number: KR20060025306U
Authority: KR
Inventors: 찬 트성-왠
Original assignee: 탑슨 옵토일렉트로닉스 세미컨덕터 코포레이션 엘티디
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2006-12-04

Abstract

개선된 LCD용 조명 구조체가 개시된다. 본 고안의 개선된 조명 구조체는 LCD와, LED 모듈, 그리고 반사 프리즘 모듈을 포함한다. 상기 LED 모듈은 LCD의 후방에 배치되며, 평면 패널 위에 장착된 다수의 LED 유닛들을 포함한다. 상기 LED 유닛 각각은 광 생성점(light-generating point)과, 광 투과 홀(light-transmissive hole), 그리고 광 유도 렌즈(light-guiding lens)를 포함한다. 상기 반사 프리즘 모듈은 LED 모듈의 후방에서 베이스 패널 위에 배치된 다수의 프리즘들을 포함한다. LED 유닛이 작동되면 빛이 광 생성점에 의해 생성되고 프리즘을 향해 후방으로 전달된다. 그러면 빛은 프리즘의 반사면에 의해 앞으로 반사된다. 그 후 빛은 광 투과 홀을 관통하여 지나가고, 그러고 나서 고르게 분포된 형태로 LCD에 도달한다.

LCD, 조명, LED, 반사 프리즘, 광 생성점, 광 투과 홀, 광 유도 렌즈.

Description

개선된 엘시디용 조명 구조체{Improved Lighting Design for LCDs}

도 1은 본 고안의 LED 모듈과 반사 프리즘 모듈의 사시도이다.

도 2는 본 고안의 LED 모듈의 평면도이며, 광 생성점과 광 투과 홀을 나타낸다.

도 3은 본 고안의 개선된 조명 구조체의 단면도이며, 개선된 조명 구조체의 작동방법을 나타낸다.

도 4는 복수 개의 본 고안 여러 개의 LED 모듈 및 반사 프리즘 모듈로 만들어질 수 있는 대형 LCD의 사시도이다.

도 5는 정렬된 형태로 장착된 LED 유닛들을 가지는 본 고안의 LED 모듈의 평면도이다.

도 6은 정렬된 형태로 장착된 LED 유닛들 및 연결 모서리를 가지는 본 고안의 LED 모듈의 또 다른 실시예의 평면도이다.

도 7은 비정렬 형태로 장착된 LED 유닛들을 가지는 본 고안의 LED 모듈의 평면도이다.

도 8은 비정렬 형태로 장착된 LED 유닛들 및 연결 모서리를 가지는 본 고안의 LED 모듈의 또 다른 실시예의 평면도이다.

도 9는 둘 이상의 평면 패널이 연결 모서리를 통해 결합되는 방법을 나타내 는 평면도이다.

본 고안은 개선된 LCD용 조명 구조체에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 고안은 LED에서 방출된 빛이 LCD에 균일하게 분포되게 하여 LCD에 나타나는 빛과 영상이 더욱 밝고 더 높은 채도 레벨(color saturation level)을 가지게 하며 모듈화된 부품들을 통하여 제조 공정과 유지 관리가 단순화될 수 있도록 한, 개선된 조명 구조체에 관한 것이다.

지금 현재, LCD의 주 조명원으로는 백색광 CCFL(cold cathode fluorescent lamps)(냉음극 형광 램프)이 사용되고 있다. CCFL은 CCFL로부터 방출된 빛이 LCD에 도달할 수 있도록 LCD의 후방에 배치된다. LCD의 크기가 더 커짐에 따라 더 많은 CCFL과 전기 회로가 필요하게 된다. 그러나, CCFL은 이하의 네 가지 단점을 가지고 있다.

첫째, CCFL은 균일하게 분포된 빛을 공급할 수 없다. LCD에 다수의 CCFL이 사용되는 경우 CCFL은 여전히 균일하게 분포된 빛을 공급할 수 없고, 이는 보다 대형화된 LCD에 더욱 많은 CCFL들이 사용될 경우 특히 더 그러하다.

둘째, CCFL은 비교적 더 짧은 수명을 가진다. CCFL은 4000 내지 600 시간의 사용 후에는 밝기가 감소하기 시작하고, 교체도 쉽지 않다. 이로 인해 LCD의 수명이 실질적으로 줄어든다.

셋째, CCFL은 비교적 더 낮은 채도 레벨을 가지며, 그 색온도(color temperature)는 약 4800 K이다. 따라서, CCFL은 NTSC에 의해 규정된 색 범위의 80%에만 이를 수 있을 뿐이다. 또한, CCFL은 적색 성능이 특히 약하고, 이는 CCFL을 매우 불리하게 만든다(예컨대, 실험실 기기와 특별한 용도에 사용될 경우에 그러하다).

넷째, CCFL은 더욱 많은 전기를 소비한다. 또한, CCFL 튜브는 소량의 수은을 함유하며, 이로 인해 우리의 환경을 오염시킬 수 있다.

그러므로, 다른 형태의 조명원들이 LCD에 사용되어 왔다. 지금 현재는 LED가 이러한 용도로 사용되고 있다. LED는 한때 소형 LCD(예컨대 핸드폰과 PDA)에 사용되었다. 지난 몇 년간 LCD의 밝기가 크게 향상되었다. 더구나, LCD 는 경량이고, 튼튼하며, 응답이 빠르고, 비교적 수명이 더 길기 때문에 대형 LCD를 위해 바람직한 선택이 되었다.

LED가 LCD의 조명원으로 사용되는 경우에 LED는 통상 LCD의 한쪽 면이나 양쪽 면에 배치된다. LED가 작동되면 LED로부터 방출된 빛이 LCD에 도달할 수 있다. 그러나, LED로부터 방출된 빛은 LCD에 균일하게 분포되지 못하고 흔히 특정 영역에 집중된다.

또한, LCD의 일부가 제대로 작동하지 않으면 전체 LCD가 교체되어야 하고, 이는 더 많은 비용이 들도록 할 뿐만 아니라, 우리의 환경에도 추가적인 부담을 가져온다.

종래 기술에 따른 조명원의 단점을 제거하기 위해 본 고안자는 본 과제에 많 은 노력을 기울인 결과, 본 고안의 개선된 LCD용 조명 구조체(다수의 LED를 사용하며, 빛이 LCD에 균일하게 분포될 수 있도록 하는)를 성공적으로 도출해 냈다.

본 고안의 주목적은 LED로부터 방출된 빛이 LCD에 균일하게 분포되도록 하고 LCD에 나타나는 빛과 영상이 더욱 밝고 더 높은 채도 레벨을 가지도록 하는 개선된 LCD용 조명 구조체를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 여러 개의 LED 모듈과 반사 프리즘 모듈이 결합되어 대형 LCD에 사용될 수 있도록 LED 모듈과 반사 프리즘 모듈을 표준 크기로 만들 수 있게 하는 개선된 LCD용 조명 구조체를 제공함으로써 제조 공정을 단순화하고 균일도(conforming rate)을 향상시키는 데 있다.

본 고안의 세 번째 목적은 대형 LCD의 조명 부분이 제대로 작동하지 않을 때 일부분만 교체하면 되도록 여러 개의 LED 모듈과 반사 프리즘 모듈을 포함하는 개선된 LCD용 조명 구조체를 제공함으로써 유지 관리를 단순화하는 데 있다.

본 고안의 개선된 조명 구조체는 LCD와, LED 모듈, 그리고 반사 프리즘 모듈을 포함한다. 상기 LED 모듈은 LCD의 후방에 배치되며, 평면 패널에 장착된 다수의 LED 유닛들을 포함한다. 각각의 LED 유닛들은 광 생성점(light-generating point)과, 광 투과 홀(light-transmissive hole), 그리고 광 유도 렌즈(light-guiding lens)를 포함한다. 광 생성점 및 광 투과 홀들은 LED 모듈의 내면에 배치되고, 광 유도 렌즈들은 LED 모듈의 외면에 배치된다. 반사 프리즘 모듈은 LED 모듈의 후방에서 베이스 패널(base panel) 위에 배치된 다수의 프리즘들을 포함한다. LED 유닛이 작동되면 광 생성점에 의해 빛이 생성되어 프리즘을 향해 후방으로 전달된다. 그러면 빛은 프리즘의 반사면에 의해 전방으로 반사된다. 그 후 빛은 광 투과 홀을 관통하여 지나가고, 그러고 난 후 균일하게 분포된 형태로 LCD에 도달한다.

본 고안의 다양한 이점과 목적들을 예시하는데 도움을 주기위해 도면들과 함께 본 고안의 예시적인 실시예들이 기재되었다.

도 1 내지 3에 보이는 바와 같이, 본 고안의 개선된 LCD용 조명 구조체는 LCD(1), LED 모듈(2), 및 반사 프리즘 모듈(3)을 포함한다. LED 모듈(2)은 LCD(1)의 후방에 배치되며, 반사 프리즘 모듈(3)은 LED 모듈(2)의 후방에 배치된다. LED 모듈(2)에 의해 생성된 빛은 반사 프리즘 모듈(3)을 향해 후방으로 전달되고, 그러고 나서 LCD(1)를 향해 전방으로 반사됨으로써 LCD(1)에 나타나는 빛과 영상이 더욱 밝고 더욱 고르게 분포될 수 있도록 한다.

상기 LED 모듈(2)은 다수의 LED 유닛(21)들을 포함한다. LED 유닛(21)들은 평면 패널(22)에 장착되며, 그 각각은 광 생성점(211)과, 광 투과 홀(212), 그리고 광 유도 렌즈(213)를 포함한다. 상기 평면 패널(22)은 외판(outer board)(221)과 회로기판(circuit board)(222)을 포함한다. 광 생성점(211)은 빛이 후방으로 전달될 수 있도록 회로기판(222)의 내면에 배치된다. 또한, LED 유닛(21)에 전기를 공급하기위해 회로기판(222) 위에 전선(214)이 배치된다. 회로기판(222)의 내벽에 광 투과 홀(212)들이 마련되고, 외판(221)의 외면에 광 유도 렌즈(213)들이 마련되며, 이러한 렌즈(213)들 각각은 대응하는 광 투과 홀(212)에 정렬된다. 광 유도 렌즈(213)들 각각은 두 개의 요면(concave surface)을 가지며, 광 유도 렌즈(213)들 각각의 내부 부분은 대응하는 광 투과 홀(212)에 끼워 넣어진다. 상기 반사 프리즘 모듈(3)은 베이스 패널에 배치된 다수의 프리즘(31)들을 포함하며, 이러한 프리즘(31)들 각각은 대응하는 LED 유닛(21)과 마주하여 정렬되어 질 수 있다.

LED 유닛(21)이 작동되면 빛이 광 생성점(211)에 의해 생성되어 프리즘(31)을 향해 후방으로 전달된다. 그러면 빛은 프리즘(31)의 반사면(32)에 의해 전방으로 반사된다. 그 후 빛은 광 투과 홀(212)을 관통하여 지나가고, 그러고 나서 고르게 분포된 형태로 LCD(1)에 도달한다. 또한, 광 유도 렌즈(213)들 각각이 두 개의 요면을 가지기 때문에, 빛은 더 넓은 면적에 더욱 고르게 분포된 형태로 퍼져 나갈 수 있다. 휘도(luminance)를 최대화하기 위해, 각 프리즘(31)의 반사면(32)들은 대응하는 광 투과 홀(212)에 정렬된다. 또한, 각 프리즘(31)의 반사면(32)들은 고반사 물질로 만들어질 수 있으며, 광 유도 렌즈(213)들 각각은 광 투과율이 높은 물질로 만들어질 수 있다. 그러나, 이러한 물질들은 본 고안의 범위에는 포함되지 않는다.

도 4에 보이는 바와 같이, LCD의 제조와 유지 관리를 용이하게 하기 위해 LED 모듈(2)과 반사 프리즘 모듈(3)은 어느 것이든 표준 크기로 만들어질 수 있다. 대형 LCD가 필요하다면 여러 개의 LED 모듈(2) 및 반사 프리즘 모듈(3)들이 결합되어 질 수 있다.

도 5 및 도 7에 예시된 바와 같이, LED 유닛(21)들은 평면 패널(22) 위에 정렬된 형태(aligned manner), 또는 비정렬 형태(non-aligned manner)로 장착될 수 있다. 비정렬 형태가 채택된 경우에는 더 많은 LED 유닛(21)들이 평면 패널(22) 위에 장착될 수 있어 LCD에 나타나는 빛과 영상이 더욱 밝고 더 높은 채도 레벨을 가지게 된다 .

둘 이상의 평면 패널(22)이 결합되면 광 분포(light distribution)의 균일성(evenness)은 악영향을 받을 수도 있다. 도 6, 도 7 및 도 9에 나타낸 것처럼, 각 평면 패널(22)에는 연결 모서리(connective edge)(223)들이 채택되어 둘 이상의 평면 패널(22)이 튼튼하게 결합되고, 전술한 광 분포의 불균일성이 제거되어 질 수 있다.

또한, 각각의 광 생성점(211)들은 고휘도 백색광 유닛(unit)이나, 적색광, 녹색광 및 청색광을 방출하는 유닛, 또는 여러 가지 색을 방출하는 유닛일 수 있다.

이상에서 본 고안의 바람직한 실시예들을 상세히 살펴보았지만, 이러한 바람직한 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 예시적인 관점에서 고려되어야 하며, 여기서 설명된 기본 고안 개념의 모든 수정 및 변형과 균등물들도 본 고안의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 한다.

물론 본 고안의 범위를 벗어나지 않고 전술한 본 고안의 실시예에 대한 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 과학과 실용 기술의 발전을 촉진하기 위해 본 고안은 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 개시되며, 그에 의해서만 고안의 보호범위가 한정된다.

본 고안에 따른 LCD용 조명 구조체는 LED로부터 방출된 빛이 LCD에 균일하게 분포되도록 하고 LCD에 나타나는 빛과 영상이 더욱 밝고 더 높은 채도 레벨을 가지도록 하는 효과가 있다..

본 고안에 따른 LCD용 조명 구조체는 여러 개의 LED 모듈과 반사 프리즘 모듈이 결합되어 대형 LCD에 사용될 수 있도록 LED 모듈과 반사 프리즘 모듈을 표준 크기로 만들 수 있게 함으로써 제조 공정을 단순화하고 균일도(conforming rate)을 향상시키는 효과가 있다.

본 고안에 따른 LCD용 조명 구조체는 대형 LCD의 조명 부분이 제대로 작동하지 않을 때 일부분만 교체하면 되도록 여러 개의 LED 모듈과 반사 프리즘 모듈을 포함하는 개선된 LCD용 조명 구조체를 제공함으로써 유지 관리를 단순화하는 효과가 있다.

Claims

LCD의 후방에 배치되는 LED 모듈; 및

반사 프리즘 모듈을 포함하되,

상기 LED 모듈은 평면 패널 위에 장착된 다수의 LED 유닛을 포함하고, 상기 LED 유닛들 각각은 광 생성점과, 광 투과 홀, 그리고 광 유도 렌즈를 포함하며, 상기 광 생성점들과 상기 광 투과 홀들은 상기 LED 모듈의 내면에 배치되고, 상기 광 유도 렌즈들은 두 개의 요면을 가지며, 상기 광 유도 렌즈들 각각의 내부 부분은 대응하는 광 투과 홀에 끼워 넣어지고,

상기 반사 프리즘 모듈은 LED 모듈의 후방에서 베이스 패널 위에 배치된 다수의 프리즘들을 포함하며, 이러한 프리즘들 각각은 대응하는 LED 유닛과 마주하여 정렬되며, 상기 프리즘들은 두 개의 반사면을 가지고, 상기 반사면에 의해 반사된 빛은 대응하는 광 투과 홀에 수직이 되는 것을 특징으로 하는 개선된 LCD용 조명 구조체.
제1항에 있어서,

상기 LED 유닛들은 평면 패널 위에 정렬된 형태로 장착될 수 있는 것을 특징으로 하는 개선된 LCD용 조명 구조체.
제1항에 있어서,

상기 LED 유닛들은 평면 패널 위에 비정렬 형태로 장착될 수 있는 것을 특징으로 하는 개선된 LCD용 조명 구조체.