KR20090025811A - 백라이트 유닛 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제조공정을 효율화할 수 있는 백라이트 유닛 및 그 제조방법에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 광원과, 상기 광원이 발생시키는 광빔을 균일하게 투과시키는 도광판과, 외관을 형성하며 상기 도광판을 고정하는 커버부를 포함하고, 상기 도광판과 상기 커버부 사이에는 상기 도광판과 상기 커버부를 결합하는 수지재가 충진된다.

Description

백라이트 유닛 및 그 제조방법{Back light unit and manufacturing method of the same}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛의 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일실시에 따른 백라이트 유닛의 도광 및 반사모듈의 분해사시도이다.

도 3은 도2의 도광 및 반사모듈의 결합을 나타내는 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10 : 도광 및 반사모듈 20 : 광원

30 : 확산시트 40,50 : 프리즘시트

60 : 보호시트 100 : 도광판

110 : 패턴형성부 130 : 광원결합부

200 : 커버부 210 : 반사부

300 : 수지재.

본 발명은 백라이트 유닛 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구성 부품수를 줄이고, 제조공정을 효율화할 수 있는 백라이트 유닛 및 그 제조방법에 관한 것이다.

근래 퍼스널 컴퓨터나 텔레비젼 등의 경량, 박형화에 따라, 디스플레이 장치도 경량화, 박형화가 요구되고 있으며, 이러한 요구에 따라 음극선관(cathode ray tube: CRT)대신 액정표시장치와 같은 플랫 패널형 디스플레이가 개발되고 있다.

액정표시장치는 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전계(electric field)를 인가하고 이 전계의 세기를 조절하여 외부의 광원(백라이트)으로부터 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상 신호를 얻는 표시장치이다.

이러한 액정표시장치는 휴대가 간편한 플랫 패널형 디스플레이 중에서 대표적인것으로서, 이 중에서도 박막 트랜지스터(thin film transistor:TFT)를 스위칭 소자로 이용한 TFT-LCD가 주로 이용되고 있다.

상기 액정표시장치는 영상을 디스플레이하기 위한 액정표시패널, 상기 액정표시패널에 주사 신호를 공급하기 위한 게이트 드라이버 구동부, 상기 주사 신호에 위해 선택된 화소에 데이터 신호를 공급하기 위한 소스 드라이버, 상기 액정표시패널에 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 광을 조사하기 위한 백라이트유닛, 상기 백라이트유닛을 제어하기 위한 백라이트 제어기 및 상기 액정표시패널, 상기 게이트 드라이버, 상기 소스 드라이버, 상기 백라이트 제어기를 제어하는 제어 신호를 공급하기 위한 타이밍 컨트롤러를 구비한다.

상기 백라이트 유닛과 관련하여, 상기 액정표시장치는 각종 정보의 표시 소자이지만 스스로 발광하지 못하는 비발광체이므로 액정표시패널 후면에 광원을 두어 상기 액정표시패널을 밝혀주는 별도의 장치가 필요하게 되는데, 상기의 기능을 수행하는 것이 백라이트 유닛이다.

그러나 종래의 백라이트 유닛은 반사판, 몰드 프레임및 베젤이 모두 분리형으로 되어 있으므로, 공정 및 조립의 과정이 복잡하여 비용이 많이 들고, 백라이트 유닛의 두께가 두껍다는 점이다. 또한 몰드 프레임의 재질이 플라스틱이기 때문에 백라이트 유닛의 테두리 부분에서 발생되는 빛의 손실은 휘도의 저하를 가져온 다는 점이다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 대한민국공개특허 공개번호 제10-2006-93956호에는 액정표시패널의 배면에 위치하여 광빔을 균일하게 투과시키는 도광판, 상기 도광판 가장자리에서 상기 광빔을 발생하는 램프, 상기 도광판을 경유한 상기 광빔을 확산시키는 확산시트, 상기 확산 시트를 경유한 광빔의 진행 방향을 조절하는 프리즘시트 및 상기 광빔을 상기 도광판에 반사시키고, 상기 도광판, 상기 램프, 상기 확산시트 상기 프리즘 시트를 지지하기 위한 일체형 반사용 부재를 포함하는 액정표시장치의 백라이트 유닛을 개시한다.

상기 공보에 개시된 백라이트 유닛은 베젤, 반사판 및 몰드 프레임의 기능을 대신하는 일체형 반사용 부재를 반사율이 우수한 금속으로 제조함으로써 조립공정을 간단하게 하여 비용절감효과를 볼 수 있다.

그러나 일체형 반사용 부재는 별도의 반사판을 구비하여 이를 베젤에 결합하 여야 하고, 도광판을 결합하기 위한 작업이 진행되어야 하기 때문에 조립공정이 여전히 복잡한 문제점이 있으며, 도광판과 일체형 반사용 부재의 재질이 다르기 때문에 이를 일체화하기 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 제조공정을 효율화할 수 있는 액정표시장치의 백라이트 유닛 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 부품을 모듈화하여 부품의 수를 줄일 수 있는 액정표시장치의 백라이트 유닛 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 광원과, 상기 광원이 발생시키는 광빔을 균일하게 투과시키는 도광판과, 외관을 형성하며 상기 도광판을 고정하는 커버부를 포함하고, 상기 도광판과 상기 커버부 사이에는 상기 도광판과 상기 커버부를 결합하는 수지재가 충진되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 도광판과 상기 수지재는 동일한 재질로 이루어진다.

또한, 상기 도광판과 상기 커버부는 인서트사출에 의해 결합될 수 있다.

또한, 상기 도광판은 광학패턴이 형성된 패턴형성부와, 상기 광원을 결합하기 위한 광원결합부를 포함한다.

또한, 상기 커버부는 상기 광빔을 상기 도광판에 반사시키기 위한 반사부가 마련될 수 있다.

또한, 상기 커버부는 금속재질로 마련되고, 상기 반사부는 상기 커버부의 소정영역을 폴리싱처리하여 형성될 수 있다.

그리고 다른 측면에서 바라본 발명에 따른 백라이트 유닛은 광원과; 상기 광원이 발생시키는 광빔을 균일하게 투과시키는 도광판과, 상기 광빔을 도광판측으로 반사시키는 반사부를 구비하며 상기 도광판을 지지하기 위한 커버부가 일체로 형성된 도광 및 반사모듈;을 포함한다.

또한, 상기 도광 및 반사모듈은 상기 도광판과 상기 커버부를 인서트사출하여 형성할 수 있다.

또한, 상기 인서트사출은 상기 도광판과 동일한 재질의 수지재를 충진할 수 있다.

또한, 상기 도광판을 경유한 상기 광빔을 확산시키는 확산시트와, 상기 확산 시트를 경유한 광빔의 진행 방향을 조절하는 프리즘시트를 더 포함한다.

그리고 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 제조방법은 도광판을 성형하는 제1공정과, 상기 도광판을 고정하기 위한 커버부를 성형하는 제2공정과, 상기 도광판과 상기 커버부사이에 수지재를 충진하여 상기 도광판과 상기 커버부를 일체화하는 제3공정을 포함한다.

또한, 상기 제1공정은 상기 도광판을 상기 수지재와 동일한 재질로 사출성형하고, 상기 제2공정은 상기 커버부를 프레스성형할 수 있다.

또한, 상기 제3공정은 상기 도광판과 상기 커버부를 인서트사출 성형하여 일체화할 수 있다.

또한, 상기 제2공정은 상기 커버부의 소정영역을 폴리싱처리하여 반사부를 형성하는 공정을 더 포함한다.

또한, 상기 제1공정은 광원을 고정하기 위한 광원결합부를 형성할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛의 분해 사시도이며, 도2는 본 발명의 일실시에 따른 백라이트 유닛의 도광 및 반사모듈의 분해사시도이고, 도 3은 도2의 도광 및 반사모듈의 결합을 나타내는 단면도이다.

본 발명에 따른 백라이트 유닛은 도 1,2에 도시된 바와 같이, 광빔을 발생시키는 광원(20)과, 광학시트들(30,40,50,60)과, 광학시트들(30,40,50,60)을 고정하며 반사부(210)가 마련된 커버부(200)와 도광판(100)이 일체로 형성된 도광 및 반사모듈(10)을 포함하여 이루어진다.

광원(20)은 최초로 빛을 발산하는 역할을 하는 부분으로, 다양한 램프가 있지만, 일반적으로 액정표시장치에서 사용되는 광원으로는 냉 음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescence Lamp, CCFL)이 사용된다. 냉 음극 형광 램프는 형광등과 유사하지만 열을 발산하지 않고, 전력소모가 적고, 매우 밝은 백색광을 제공한다. 정보통신기기 및 소형 휴대단말기의 경우, 소형의 광원으로 발광 다이오드(light emitting diode, LED)가 사용된다.

또한 광원(20)에는 비록 도시하지 아니하였지만 이를 점등하기 위한 제어회로가 접속되어 있다.

광학시트들(30,40,50,60)은 확산시트(30)와, 프리즘시트(40,50)와, 보호시트(60)를 포함하여 이루어진다.

확산시트(30)는 도광판(100)으로부터 나온 광빔을 액정표시 패널(미도시)에 균일하게 확산하여 시야각을 넓히고 도광판(100)에 형성된 광학패턴을 은폐한다.

프리즘시트(40,50)는 확산시트(30)에서 나오는 광빔을 굴절, 집광시켜 광휘도를 상승시킨다. 광빔이 확산시트(30)를 지나면, 면에 수직한 수평,수직 양 방향으로 확산이 일어나면서 광휘도는 급격히 떨어진다.

프리즘시트(40,50)는 거의 수평, 수직 두 장을 한 세트(Set)로 사용하여 빛을 다시 포커스(Focus)시켜 광 휘도를 높여주는 역할을 한다.

보호시트(60)는 백라이트 유닛에 인가되는 이물 유입으로 인한 오염 등을 방지하기 위한 보호막으로서, 프리즘시트(40,50)위에 위치한다. 또한 프리즘시트(40,50)위에 위치하여 프리즘시트(40,50)의 흠집을 방지하고, 프리즘시트(40,50)가 수직, 수평 한 세트로 사용될때 발생되는 모아레(Moire) 현상을 방지한다. 모아레는 비슷한 주기를 갖는 두 개이상의 주기적인 패턴(periodic pattern)이 겹쳐질 때 맥놀이(beating) 현상에 의해 발생되는 저주파의 고유한 무늬이다.

또한 보호시트(60)는 프리즘시트(40,50)에 의해 좁아진 시야각을 넓혀주는 기능도 한다. 하지만 최근에는 프리즘시트(40,50)의 기능이 향상되어 별도의 보호시트를 구비하지 아니하는 구성도 가능하다.

본 발명에 따른 백라이트 유닛은 도광 및 반사모듈(10)을 포함하는데, 도광 및 반사모듈(10)은 도2에 도시된 바와 같이, 광원(20)의 광빔을 균일하게 투과시키 는 도광판(100)과, 광학시트들(30,40,50,60)을 고정하며 광빔을 도광판(100)측으로 반사시키는 반사부(210)가 마련된 커버부(200)가 일체로 형성된다.

도광판(100)은 광원(20)에서 나온 빛을 내부로 입사시켜 윗면으로 균일한 면 광원이 출사되도록 하는 일종의 광 렌즈 역할을 한다. 일반적으로 광원(20)으로 사용되는 발광 다이오드(Light emitting diode)는 액정표시 패널의 가장자리에 위치한다. 이로 인해 광빔이 전면적에 걸쳐 균일하게 투과하지 않고 가장자리가 더 밝은 경향을 띄게 된다.

따라서, 광원(20)의 광빔을 전면적으로 균일하게 투과시키기 위해 도광판(100)이 사용된다.

도광판(100)은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA수지)나 폴리카보네이트(PC수지) 등과 같은 투명수지로 사출성형되는데, 도광판(100)의 중앙측에는 광학패턴이 형성된 패턴형성부(110)가 마련되고, 테두리측에는 패턴비형성부(120)가 형성된다. 또한, 패턴비형성부(120)의 어느 일측에는 광원(20)을 삽입 결합시키기 위한 광원결합부(130)가 홀형상으로 마련된다. 따라서 광원(20)을 도광판(100)에 직접 결합할 수 있도록 하여 종래기술에서와 같이 광원을 고정하기 위한 몰드 프레임의 구성을 생략할 수 있게 된다.

이때 도광판(100)을 사출하는 금형에는 도광판에 패턴형성부(110), 패턴비형성부(120) 및 광원결합부(130)가 형성되도록 가공되어야 함은 물론이다.

커버부(200)는 스테인레스 스틸 재질을 프레스 성형하여 마련하는데, 도광판(100)의 패턴형성부(110)에 대응하는 위치에 폴리싱 처리하여 미러기능을 하는 반사부(210)를 형성한다. 이때 별도의 반사판을 커버부의 내면에 고정시킬수도 있으나 부품수를 저감하기 위해 커버부를 폴리싱 처리하여 반사부를 형성하는 것이 바람직하다.

이와 같은 도광판(100)과 커버부(200)는 인서트 사출성형을 통해 일체화하여 도광 및 반사모듈(10)을 형성한다.

인서트사출성형은 금속 부품 또는 그 밖의 재질의 부품을 금형내에 매입한 후 수지재를 충진하여 사출하는 성형방법으로, 금형내에 부품을 장전하고 수지를 주입하여 장전된 부품을 용융 수지로 감싸도록 한 후 고체화시킴으로써 일체화되는 복합 부품의 형성을 가능하게 한다.

따라서 도3에 도시된 바와 같이 금형(미도시)의 어느 하나의 캐비티에 프레스 성형된 커버부(200)를 인서트하고, 타측 캐비티에 도광판(100)을 인서트한다.(도3의(a)) 이후 수지재(300)를 주입하여 도광판(100)과 커버부(200)사이에 충진된 수지재(300)를 고체화시킴으로써 도광판(100)과 커버부(200)가 일체화된 도광 및 반사모듈(10)을 형성한다.(도3의(b))

이때 수지재(300)는 바람직하게는 도광판의 사출성형시 이용되는 수지재와 동일하게 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA수지)나 폴리카보네이트(PC수지) 등과 같은 투명수지를 이용하는데, 이는 노즐이 하나인 일반사출기(미도시)를 이용하여 도광판(100)의 성형과 도광 및 반사모듈(10)의 성형을 모두 수행할 수 있도록 하기 위함이다.

이와 같이 일체화된 도광 및 반사모듈(10)을 형성함으로써 종래기술에서와 같이 각각 별도의 도광판과 반사판과 몰드프레임 및 베젤을 마련하여 조립단계에서 이를 조립시킴으로 인하여 발생하는 작업공수의 증가를 방지할 수 있는 효과가 있다.

다음은 본 발명에 따른 백라이트유닛의 제조방법에 대해 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

먼저 도광판(100)을 사출성형하고(제1공정), 별도의 공정으로 커버부(200)를 프레스성형한다.(제2공정)

이때 제 1공정을 통해 성형된 도광판(100)에는 패턴형성부(110)가 형성되며 일측 테두리에는 광원(20)을 삽입고정하기 위한 광원결합부(130)가 형성된다.

또한 제 2공정을 통해 프레스성형된 커버부(200)에는 도광판(100)의 패턴형성부(110)와 대응하는 부위에 폴리싱 처리된 반사부(210)가 형성된다.

이와 같이 마련된 도광판(100)과 커버부(200)를 인서트 사출성형함으로써 일체로 성형된 도광 및 반사모듈(10)을 완성된다.(제3공정)

제1,3공정의 사출성형시 동일한 수지재를 이용하여 사출함으로써 노즐이 하나인 일반사출기를 이용하여 공정을 수행할 수 있으므로 별도의 시설투자없이 도광 및 반사모듈을 제조할 수 있다.

이와 같이 형성된 도광 및 반사모듈은 종래의 도광판, 반사판, 몰드프레임, 베젤을 일체화시킨것으로 이들의 별도 조립공정없이 사출 및 프레스 공정을 통해 도광 및 반사모듈을 제조함으로써 복잡한 조립공정을 생략할 수 있는 효과가 있다.

이후 도광판(100)의 광원결합부(130)에 광원(20)을 결합하고 도광 및 반사모 듈(10)의 상부에 복수의 광학시트들(30,40,50,60)을 고정함으로써 백라이트유닛의 조립을 완성한다.

따라서 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 조립공정이 간단하여 제조비용을 절감할 수 있으며, 또한 도광판, 반사판, 몰드프레임, 베젤을 일체화시켜 모듈화함으로써 백라이트 유닛의 슬림화를 가능하게 할 수 있다.

상기의 설명에서와 같이, 본 발명에 의한 백라이트유닛 및 그 제조방법은 도광판, 반사판, 몰드프레임, 베젤을 일체화시켜 모듈화함으로써 복잡한 조립공정을 생략할 수 있으며 백라이트 유닛을 슬림화 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 제1,3공정의 사출성형시 동일한 수지재를 이용하여 사출함으로써 노즐이 하나인 일반사출기를 이용하여 공정을 수행할 수 있으므로 별도의 시설투자없이 도광 및 반사모듈을 제조할 수 있는 효과가 있다.

상기에서 설명한 것은 본 발명에 의한 백라이트유닛을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (15)

1. 광원과,

   상기 광원이 발생시키는 광빔을 균일하게 투과시키는 도광판과,

   외관을 형성하며 상기 도광판을 고정하는 커버부를 포함하고,

   상기 도광판과 상기 커버부 사이에는 상기 도광판과 상기 커버부를 결합하는 수지재가 충진되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
2. 제 1항에 있어서, 상기 도광판과 상기 수지재는 동일한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
3. 제 1항에 있어서, 상기 도광판과 상기 커버부는 인서트사출에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
4. 제 1항에 있어서, 상기 도광판은 광학패턴이 형성된 패턴형성부와, 상기 광원을 결합하기 위한 광원결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
5. 제 1항에 있어서, 상기 커버부는 상기 광빔을 상기 도광판에 반사시키기 위한 반사부가 마련된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
6. 제 1항에 있어서, 상기 커버부는 금속재질로 마련되고, 상기 반사부는 상기 커버부의 소정영역을 폴리싱처리하여 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
7. 광원과;

   상기 광원이 발생시키는 광빔을 균일하게 투과시키는 도광판과, 상기 광빔을 도광판측으로 반사시키는 반사부를 구비하며 상기 도광판을 지지하기 위한 커버부가 일체로 형성된 도광 및 반사모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
8. 제 7항에 있어서, 상기 도광 및 반사모듈은 상기 도광판과 상기 커버부를 인서트사출하여 형성하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
9. 제 8항에 있어서, 상기 인서트사출은 상기 도광판과 동일한 재질의 수지재를 충진하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
10. 제 7항에 있어서, 상기 도광판을 경유한 상기 광빔을 확산시키는 확산시트와, 상기 확산 시트를 경유한 광빔의 진행 방향을 조절하는 프리즘시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
11. 도광판을 성형하는 제1공정과, 상기 도광판을 고정하기 위한 커버부를 성형 하는 제2공정과, 상기 도광판과 상기 커버부사이에 수지재를 충진하여 상기 도광판과 상기 커버부를 일체화하는 제3공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 제조방법.
12. 제 11항에 있어서, 상기 제1공정은 상기 도광판을 상기 수지재와 동일한 재질로 사출성형하고, 상기 제2공정은 상기 커버부를 프레스성형하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 제조방법.
13. 제 11항에 있어서, 상기 제3공정은 상기 도광판과 상기 커버부를 인서트사출 성형하여 일체화하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 제조방법.
14. 제 11항에 있어서, 상기 제2공정은 상기 커버부의 소정영역을 폴리싱처리하여 반사부를 형성하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 제조방법.
15. 제 11항에 있어서, 상기 제1공정은 광원을 고정하기 위한 광원결합부를 형성하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 제조방법.

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