KR20130003826A - 백라이트 장치의 조립 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 백라이트 장치를 구성하는 발광다이오드 광원과 도광판 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 하여, 도광판의 유동이나 열팽창에 의한 광 특성의 변화와 광 손실을 방지할 수 있는 측면 조광형 백라이트 장치의 조립 구조에 관한 것으로, 판 상의 도광판; 기판 상에 다수의 LED가 실장되어 상기 도광판의 어느 일 측부에 배치되는 LED 어레이; 상기 도광판과 LED 어레이를 수납하며, 상기 도광판을 지지하기 위한 스토퍼가 상기 LED 어레이가 배치된 입광부 측에 마련되는 커버버텀; 및 상기 커버버텀에 체결되며, 상기 도광판을 입광부 측으로 밀착시키기 위한 가압부재가 반입광부 측에 마련되는 가이드 패널;을 포함한다.

Description

백라이트 장치의 조립 구조{Assembling Structure of Backlight unit}
본 발명은 백라이트 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 백라이트 장치를 구성하는 발광다이오드 광원과 도광판 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 하여, 도광판의 유동이나 열팽창에 의한 광 특성의 변화와 광 손실을 방지할 수 있는 측면 조광형 백라이트 장치의 조립 구조에 관한 것이다.
백라이트 장치는 광원의 위치에 따라 측면형(edgy type)과 직하형(direct type)의 백라이트 장치로 구분된다. 측면형 백라이트 장치는 광원에서 나오는 빛을 도광판의 측면에서 입사시켜 다시 상부로 방향을 전환해 액정 패널을 조명하는 방식으로 백라이트 장치의 슬림화에 유리하다.
도 1은 측면형 백라이트 장치의 일반적인 구조를 나타낸 사시도이고, 도 2는 종래의 기술에 따른 입광부 구조를 상세히 나타낸 종단면도이다(도 1의 A-A 참조). 백라이트 장치는 도 1 및 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 사각 형상의 커버버텀(1)과 가이드 패널(2)이 체결되면서, 그 내부에 LED 어레이(3,4), 도광판(5) 및 각종 광학시트(6)를 포함하는 구성들이 수납된다. 여기서 LED 어레이(3,4)는 백라이트 장치의 일 측 또는 대향하는 양 측에 배치되어 편측형 또는 양측형의 입광부를 구성한다.
도 2를 참조하여 입광부의 구조를 구체적으로 살펴보면, 입광부는 커버버텀(1)의 내벽 면에 기판(3)에 다수의 LED(4)가 배치된 LED 어레이가 설치되고, LED(4)의 전방에는 도광판(5)이 안착되는 구조를 이룬다. 또한, 도광판(5)의 상측에는 광학시트(6)가 적층되며, 그 상측에서 가이드 패널(2)이 커버버텀(1)에 체결되어 LED 어레이(3,4), 도광판(5) 및 광학시트(6)를 고정시킨다.
일반적으로 백라이트 장치의 구동시 LED(4)에서 많은 열이 발생하고, 이러한 열은 도광판(5)으로 전달될 수 있다. 또한, LED(4)에서 출사되는 빛은 도광판(5) 내부를 전반사하면서 진행하는데, 이 과정에서도 도광판(5) 내부에서 열이 발생하게 된다. 한편, 도광판(5)은 PMMA와 같은 수지물로 이루어지므로, LED(4)에서 발생하는 열 또는 도광판(5) 내부를 진행하는 빛에 의하여 발생하는 열은 도광판(5)을 팽창시키게 된다. 이러한 도광판(5)의 열팽창을 고려하여 백라이트 장치의 입광부에서는, 도시된 바와 같이 LED의 출광면(4a)과 도광판의 입광면(5a) 사이에 충분한 간격(d)이 확보되어야 한다.
종래의 기술에 따른 백라이트 장치에서는, 통상 1mm 이상의 간격이 확보되는데, LED(4)에서 출사되는 빛의 일부는 도광판(5)과의 간격(d)에 의하여 외부로 누설되는 문제점이 발생한다. 또한, 백라이트 장치의 구동시 도광판(5)의 열팽창에 의하여 LED(4)와 도광판(5) 사이의 간격(d)이 변하게 된다. LED 출광면(4a)과 도광판 입광면(5a) 사이의 간격(d) 변화는 도광판(5)으로 입사되는 빛의 양의 변화를 초래하고, 이는 결국 도광판(5)의 광 특성을 변화시키게 된다. 또한, 도광판(5)의 열팽창으로 도광판 입광면(5a)이 LED 출광면(4a)에 접촉되어 LED(4)가 파손되는 경우도 발생한다. 이러한 제반 문제점들은 높은 휘도와 균일도로 조명되어야 백라이트 장치로서는 치명적인 결함으로 작용하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, LED의 출광면과 도광판의 입광면 사이의 간격을 최소로 함으로써, LED와 도광판 사이에서 발생하는 빛의 누설을 최소로 할 수 있는 백라이트 장치의 조립구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 도광판이 열팽창 하더라도, LED의 출광면과 도광판의 입광면 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 함으로써, 광 특성의 변화를 방지하고 균일한 휘도를 나타낼 수 있는 백라이트 장치의 조립구조를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 장치는, 판 상의 도광판; 기판 상에 다수의 LED가 실장되어 상기 도광판의 어느 일 측부에 배치되는 LED 어레이; 상기 도광판과 LED 어레이를 수납하며, 상기 도광판을 지지하기 위한 스토퍼가 상기 LED 어레이가 배치된 입광부 측에 마련되는 커버버텀; 및 상기 커버버텀에 체결되며, 상기 도광판을 입광부 측으로 밀착시키기 위한 가압부재가 반입광부 측에 마련되는 가이드 패널;을 포함한다.
여기서, 상기 가압부재는 탄성 리브 또는 탄성 범퍼로 구성될 수 있으며, 상기 반입광부에는, 상기 가이드 패널은 상기 커버버텀에 고정시키기 위한 고정편이 더 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 장치는, 판 상의 도광판; 기판 상에 다수의 LED가 실장되어 상기 도광판의 양 측부에 배치되는 LED 어레이; 상기 LED가 삽입되는 다수의 개구부가 형성되어 상기 도광판과 상기 기판 사이에 개입되는 완충부재; 상기 도광판, LED 어레이 및 완충 부재를 수납하는 커버버텀; 및 상기 커버버텀에 체결되는 가이드 패널;을 포함한다.
상기와 같은 구성의 본 발명은 LED 출광면과 도광판 입광면 사이의 간격을 최소로 할 수 있어, LED와 도광판 사이에서 발생하는 빛의 누설을 최소로 한다.
또한, 도광판이 열팽창 하더라도, LED의 출광면과 도광판의 입광면 사이의 간격이 일정하게 유지되어 균일한 광 특성을 확보할 수 있다.
도 1은 측면형 백라이트 장치의 일반적인 구조를 나타낸 사시도,
도 2는 종래의 기술에 따른 백라이트 장치의 입광부를 나타낸 종단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 장치의 입광부를 나타낸 종단면도,
도 4는 도 3의 입광부를 나타낸 평면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 장치의 반입광부를 나타낸 종단면도,
도 6은 도 5의 반입광부를 나타낸 저면도,
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 장치의 반입광부를 나타낸 저면도,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 장치의 입광부를 나타낸 종단면도, 및
도 10은 도 9의 입광부를 나타낸 분리 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 3 내지 도 8에 도시된 백라이트 장치는, 도광판의 일 측부에 광원이 배치된 편측형 백라이트 장치로서, 이들 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 커버버텀(10) 내부에 도광판(40) 및 광학시트(50)가 순차적으로 안착되고, 도광판(40)의 일 측에는 LED 어레이(30)가 배치되어 입광부를 형성하고, 반대측인 타 측은 반입광부를 형성한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 장치의 입광부를 나타낸 종단면도(도 1의 A-A 참조)이고, 도 4는 도 3의 입광부 내부 구조를 나타낸 평면도이다. 본 발명의 백라이트 장치에 있어서, 입광부에는 외부의 충격이나 열팽창에 의하여 도광판(40)이 LED(32)에 접촉되는 것을 방지하기 위한 스토퍼(11)가 형성된다.
도 3 및 도 4를 참조하여 입광부의 구조를 살펴보면, 커버버텀(10)의 수직부 내측에는 LED 어레이(30)가 배치되고, LED 어레이(30)의 전방에는 도광판(40)이 배치된다. 여기서, LED 어레이(30)는 기판(31) 상에 다수의 LED(32)가 일정 간격으로 실장되어 백라이트 장치의 광원부를 구성하며, 도광판(40)은 PMMA 등을 이용한 판상의 수지물로 일 측의 입광면(40a)이 LED의 출광면(32a)을 향하도록 배치된다.
또한, 커버버텀(10)의 수직부 내벽 면에는 도광판의 입광면(40a)이 LED의 출광면(32a)에 접촉되는 것을 방지하기 위한 스토퍼(11)가 형성된다. 도광판(40)은 커버버텀(10) 내부에서 외부의 충격으로 유동하거나 열 팽창에 따른 위치 변형이 일어난다. 도광판(40)의 위치 변형은 LED(32)와의 충돌로 LED(32)를 파손시킬 우려가 있으며, 특히 LED(32)와의 간격 변동으로 광 특성의 변화를 초래한다. 스토퍼(11)는 이를 방지하기 위한 구성으로, 도광판(40)을 지지하여 도광판(40)의 입광면(40a)이 LED의 출광면(32a)에 접촉되는 것을 방지한다. 이러한 스토퍼(11)는 커버버텀(10)의 수직부 양 단부가 내측으로 절곡되어 형성될 수 있으며, 입광부의 양 측에서 도광판(40)을 지지하게 된다.
또한, 대화면용 백라이트 장치에서는 보조 스토퍼(12)가 추가로 형성된다. 보조 스토퍼(12)는 원기둥 형상의 핀(pin)을 커버버텀(10)의 수평부 바닥면에 압입하여 형성할 수 있으며, 입광부의 중앙부에서 도광판(40)을 지지하게 된다. 이러한 보조 스토퍼(12)는 LED(32) 사이의 소정의 위치에서 형성되며, 도광판(40)의 크기에 따라 다수개 형성될 수 있다.
한편, 접촉을 방지하기 위하여 LED의 출광면(32a)과 도광판 입광면(40a) 사이에는 소정의 간격(d1)이 확보되는데, 간격(d1)을 통하여 LED(32)에서 출사되는 빛이 누설될 수 있다. 따라서, 입광 효율을 고려하여 스토퍼(11)는 도광판 입광면(40a)과 LED 출광면(32a)의 간격(d1)이 최소가 되도록 하는 위치에서 도광판(40)을 지지하게 된다. 통상, 도광판 입광면(40a)과 LED 출광면(32a)의 사이에 0.5mm 이하의 간격(d1)이 유지되는 경우 우수한 입광 효율을 나타내며, 본 발명에서는 0.25mm 내지 0.3mm의 간격(d1)이 유지되도록 하는 위치에서 형성된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 장치의 반입광부를 나타낸 종단면도(도 1의 B-B 참조)이고, 도 6은 도 5의 반입광부 내부 구조를 나타낸 저면도이다. 본 발명의 백라이트 장치에 있어서, 반입광부에는 도광판(40)을 입광부 측으로 밀착시키기 위한 탄성 리브(21)가 형성된다.
도 5 및 도 6을 참조하여 반입광부의 구조를 살펴보면, 가이드 패널(20)의 수평부 내벽 면에는 도광판(40)을 입광부 측으로 밀착시키기 위한 가압부재로서 다수개의 탄성 리브(21)가 형성된다. 탄성 리브(21)는 얇은 조각 형상으로 가이드 패널(20)의 수평부 내벽 면에서 하측으로 돌출 형성된다. 이러한 탄성 리브(21)는 도광판(40)의 반입광면(40a)에 접촉되는 위치에 형성되어 도광판(40)을 탄성 지지한다.
이러한 구조에 의하여 도광판(40)은 입광면(40a)이 스토퍼(11)에 접하고 반입광면이 탄성 리브(21)에 접하도록 설치되어, 외부 충격 등에 의해서도 도광판(40)의 유동이 방지되어 LED의 출광면(32a)과 도광판의 입광면(40a)의 간격(d1)이 일정하게 유지될 수 있다. 즉, 도광판(40)은 입광부에서는 스토퍼(11)에 지지되고, 반입광부에서는 탄성 리브(21)에 지지되어 유동 없이 안정적으로 고정될 수 있다.
또한, 백라이트의 구동으로 도광판(40)이 열팽창하는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 반입광부에서는 도광판(40)이 소정 간격(d2)으로 수평으로 팽창하게 되고, 이때, 탄성 리브(21)는 도광판(40)이 외측으로 밀려남과 동시에 원 위치로 복귀하려는 탄성이 발생하여 도광판의 반입광면(40a)을 가압하게 된다. 즉, 본 발명의 백라이트 장치는 입광부에서는 LED의 출광면(32a)과 도광판의 입광면(40a)이 일정한 간격을 유지하면서도, 반입광부에서는 도광판(40)이 반입광부 방향으로 열팽창 가능하게 한다.
한편, 반입광부 측에는 가이드 패널(20)이 외측으로 밀려나는 것을 방지하기 위한 가이드 패널 고정편(23)이 더 형성될 수 있다. 일반적으로 가이드 패널(20)은 커버버텀(10)에 체결되어 고정되지만, 대면적의 백라이트 장치에서는 도광판(40)의 두께와 면적은 점차 증가하는데 반하여 가이드 패널(20)은 상대적으로 슬림화되고 있다. 이 경우 도광판(40)의 열팽창은 가이드 패널(20)을 큰 힘으로 가압하므로, 가이드 패널(20)이 외측으로 밀려날 우려가 있다. 고정편(23)은 이를 방지하기 위하여 가이드 패널(20)이 커버버텀(10)에 지지되도록 한다. 이러한 고정편(23)은 도시된 바와 같이 다수개의 리브로 형성되거나, 각 리브가 일체를 이루는 패널 형상으로 형성되는 것도 가능하다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 장치의 반입광부 구조를 나타낸 저면도이다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 반입광부 구조에서는 도광판을 가압하는 가압부재가 범퍼 형상으로 형성된다. 즉, 도면에서 알 수 있는 바와 같이 가이드 패널(20)에는 도 7과 같이 단면이 타원 형상인 탄성 범퍼(22) 혹은 도 8과 같이 양 단부가 외측으로 향하는 탄성 범퍼(22)가 형성된다. 이러한 탄성 범퍼(22)는 고정편(23)의 내측에 형성되거나, 커버버텀 또는 가이드 패널에 형성되는 별도의 연장 돌기(미도시)를 매개로 형성될 수 있다.
먼저, 도 7에 도시된 바와 같이, 타원 형상의 탄성 범퍼(22)의 중앙 단부는 도광판의 반입광면(40b)에 접촉하도록 조립되며, 도광판(40)의 열팽창에 따라 탄성 범퍼(22) 중앙부는 동일한 간격(d2)으로 함몰됨과 동시에 원 상태로의 탄성이 발생하여 도광판의 반입광면(40b)을 가압하게 된다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 단부가 외향인 탄성 범퍼(22)의 양 단부가 도광판의 반입광면(40b)에 접촉하도록 조립되며, 도광판(40)의 열팽창에 따라 탄성 범퍼(22)의 양 단부는 동일한 간격(d2)으로 벌어짐과 동시에 원 상태로의 탄성이 발생하여 도광판의 반입광면(40b)을 가압하게 된다. 이러한 탄성 범퍼(22)는 단면이 타원 형상뿐만 아니라 마름모 형상 등 탄성을 발생시킬 수 있는 다양한 형상의 범퍼로 형성될 수 있다.
도 9 및 도 10은 도광판의 양 측부에 광원이 배치된 양측형 백라이트 장치로서, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 장치의 입광부 구조를 나타낸 종단면도이고, 도 10은 도 9의 입광부 구조를 나타낸 분리 사시도이다. 이들 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 커버버텀(10) 내부에 도광판(40) 및 광학시트(50)가 순차적으로 안착되고, 서로 대향되는 도광판(40)의 양 측에 LED 어레이(30)가 배치되어 입광부를 형성한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 입광부 구조는, LED 어레이(30)와 도광판(40) 사이에 완충부재(60)가 개입된다. 완충부재(60)는 도 10에 도시된 바와 같이, 기판(31)과 동일한 길이 방향을 가지는 패널에 LED(32)의 위치에 대응하는 다수의 개구부(61)가 형성된다. 또한, 완충부재(60)는 도광판(40)의 열팽창을 고려하여 LED(32)보다는 두꺼운 두께를 가지는 탄성재로 구성되는 것이 바람직하며, 일 예로 LED(32)보다 약 1mm 정도 두꺼운 실리콘으로 구성된다.
이러한 완충부재(60)는 도 9에 도시된 바와 같이 개구부(61)로 LED(32)가 노출되도록 LED 어레이(30)의 기판(31)과 도광판(40) 사이에 개입되어 도광판(40)의 유격을 방지함과 동시에 탄성에 의하여 도광판(40)의 열팽창이 가능하도록 한다. 또한, 완충부재(60)는 LED 출광면(32a)과 도광판의 입광면(40a) 사이의 간격(d3) 밀봉하여, LED의 빛이 누설되는 것을 차단한다. 특히, 화이트 실리콘을 이용한 완충부재(60)는 사선 방향으로 진행하는 LED의 빛을 반사시켜 도광판(40) 내부로 입사되도록 가이드 하므로 휘도 향상에도 기여할 수 있다.
한편, 이러한 완충부재(60)를 이용한 입광부 구조는 도 9에 도시된 바와 같이, 도광판(40)의 양 측부에 LED 어레이(30)가 배치되는 양측 형 백라이트 장치의 조립구조에 적용되는 것이 바람직하다.
이상에서 본 발명에 있어서 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
10 : 커버버텀 11 : 스토퍼
20 : 가이드 패널 21 : 탄성 리브
22 : 탄성 범퍼 23 : 고정편
30 : LED 어레이 31 : 기판
32 : LED 40 : 도광판
50 : 광학시트 60 : 완충부재

Claims (4)

  1. 판 상의 도광판;
    기판 상에 다수의 LED가 실장되어 상기 도광판의 어느 일 측부에 배치되는 LED 어레이;
    상기 도광판과 LED 어레이를 수납하며, 상기 도광판을 지지하기 위한 스토퍼가 상기 LED 어레이가 배치된 입광부 측에 마련되는 커버버텀; 및
    상기 커버버텀에 체결되며, 상기 도광판을 입광부 측으로 밀착시키기 위한 가압부재가 반입광부 측에 마련되는 가이드 패널;을 포함하는 백라이트 장치의 조립구조.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가압부재는,
    탄성 리브 또는 탄성 범퍼로 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치의 조립구조.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반입광부에는,
    상기 가이드 패널은 상기 커버버텀에 고정시키기 위한 고정편이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치의 조립구조.
  4. 판 상의 도광판;
    기판 상에 다수의 LED가 실장되어 상기 도광판의 양 측부에 배치되는 LED 어레이;
    상기 LED가 삽입되는 다수의 개구부가 형성되어 상기 도광판과 상기 기판 사이에 개입되는 완충부재;
    상기 도광판, LED 어레이 및 완충 부재를 수납하는 커버버텀; 및
    상기 커버버텀에 체결되는 가이드 패널;을 포함하는 백라이트 장치의 조립구조.
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