KR20130142298A - 직하형 백라이트 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 개별 렌즈 타입의 LED 광원 구조의 백라이트에서 LED 광원의 설치 각도를 변경하여 입사각을 넓게 함으로써 LED 광원의 수를 줄일 수 있는 직하형 백라이트 장치에 관한 것으로, 내부에 수납 공간이 형성되는 판상의 커버버텀; 상기 커버버텀의 판 면에 대해 소정의 경사각을 갖도록 형성된 복수의 LED 장착부; 및 상기 LED 장착부에 설치되는 LED 광원들;을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 LED 장착부의 경사각은 랜덤하게 형성될 수 있다.

Description

직하형 백라이트 장치{ DIRECT TYPE BACK LIGHT UNIT }
본 발명은 백라이트 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 개별 렌즈 타입의 LED 광원 구조의 백라이트에서 LED 광원의 설치 각도를 변경하여 입사각을 넓게 함으로써 LED 광원의 수를 줄일 수 있는 직하형 백라이트 장치에 관한 것이다.
액정표시장치에 사용되는 백라이트 장치(Back Light Unit)는 발광다이오드(Light Emitting Diode, 이하, 'LED' 라함)광원을 배치하는 방식에 따라 직하형 또는 측면형 백라이트 장치로 구분된다. 직하형(Direct-lighting) 방식은 평판의 확산판 하측에 LED 광원을 배치하는 것으로, 광원의 형상이 액정패널에 나타나므로 광원과 액정 사이의 공간을 충분히 확보하여 유지시켜 주어야 하고, 전체적으로 균일한 광량 분포를 위해 광산란 수단을 별도로 설치해야 하므로 박형화에 한계가 있다. 측면형(Edge-lighting) 방식은 평판의 도광판(Light Guide Pannel) 측면에 광원을 설치한 후 도광판을 이용하여 전체 면으로 빛을 분산시키는 것으로, 휘도가 낮은 문제점이 있으며 도광판에 대한 고도의 광학적 가공기술이 요구된다.
도 1은 종래의 직하형 백라이트 장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 주요부인 LED 광원의 배치 구조를 나타낸 종단면도이며, 도 3은 도 2의 LED 광원 배치 구조에 따른 광 출사 특성을 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이 종래의 직하형 백라이트 장치는, PCB 기판에 다수의 LED 광원(3)들이 일정 간격으로 실장되어 커버버텀(1) 내부에 안착되고, LED 광원(3)들은 반사판(2) 위에 돌출되어 상측으로 빛을 출사한다. 또한, 다수의 LED 광원(3) 상측에는 출사되는 빛의 균일도를 향상시키기 위하여 확산판(4)과, 빛의 진행 방향을 전면으로 유도하여 휘도를 향상시키기 위한 프리즘 시트와 휘도향상필름과 같은 각종 광학 시트(5)들이 적층된다. 또한, 패키지 타입의 LED 광원에는 핫 스팟(hot spot) 등에 의한 외관을 개선시키기 위한 렌즈(미도시)가 더 장착될 수 있다.
한편, 종래의 직하형 백라이트 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, LED 광원(3)이 모두 수직 상측의 동일한 방향으로 빛이 출사되도록 배치된다. 이러한 구조에서는 도 3에 도시된 바와 같이 광 출사 범위(A2)가 A2 영역으로 각 LED 광원(3)에 대하여 서로 일정하므로, 이에 따라 LED 광원(3) 사이의 간격(A1) 도 고정 피치(Pitch) 구조로 되어 있다. 즉, 종래의 기술에 따른 직하형 백라이트 구조에서는 LED 광원이 수직 상측으로 빛을 출사하도록 배치됨으로써, LED 광원이 일정 간격으로 배치되어야 하고 이에 따라 동일 크기의 직하형 백라이트 장치에 대하여 상대적으로 많은 수량의 LED 광원이 배치되어야 하므로, 직하형 백라이트 장치의 제조 비용 상승을 초래하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 LED 광원의 배치 각도를 변경하여 광 출사 범위를 증가시켜 종래에 비해 동일 크기의 백라이트 장치에서 요구되는 LED 광원의 수량을 줄여 비용을 절감할 수 있는 저가 방식의 직하형 백라이트 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 상대적으로 적은 수량의 LED 광원의 배치 각도 및 방향을 랜덤하게 변경하여 배치함으로써, 외관 특성을 개선할 수 있는 직하형 백라이트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 본 발명의 직하형 백라이트 장치는 내부에 수납 공간이 형성되는 판상의 커버버텀; 상기 커버버텀의 판 면에 대해 소정의 경사각을 갖도록 형성된 복수의 LED 장착부; 및 상기 LED 장착부에 설치되는 LED 광원들;을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 LED 장착부의 경사각은 랜덤하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 직하형 백라이트 장치는 상기 커버버텀에 배치되는 반사판 또는 상기 LED 광원 상부에 배치되는 광학 부재를 더 포함한다.
본 발명에 따른 직하형 LED 백라이트 장치는 커버버텀 내부에 배치되는 LED 광원을 경사지게 설치함에 따라 경사각도(θ)에 따라 광 출사 범위가 가변되어 다수의 LED 광원이 대한 가변 피치(Pitch) 구조를 구현할 수 있고, 피치 증가로 인해 동일 크기의 백라이트에 대해 종래보다 LED 광원의 수를 줄일 수 있어 비용(Cost)을 절감할 수 있다. 또한 본 발명에 따르면, LED 광원의 설치 위치에 따라 경사각 또는 경사 방향을 차등되게 설치함으로써 피치를 가변시켜 전체적으로 균일한 휘도가 구현되게 할 수 있다.
도 1은 종래의 직하형 백라이트 장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도,
도 2는 도 1의 주요부인 LED 광원의 배치 구조를 나타낸 종단면도,
도 3은 종래의 LED 광원 배치 구조에 따른 광 출사 특성을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 직하형 백라이트 장치를 개략적으로 나타내 분해 사시도,
도 5는 도 4의 주요부인 LED 광원의 배치 구조를 나타낸 종단면도, 및
도 6은 본 발명의 LED 광원 배치 구조에 따른 광 출사 특성을 나타낸 도면이다.
본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
도 4는 본 발명에 따른 직하형 백라이트 장치를 개략적으로 나타내 분해 사시도이고, 도 5는 도 4의 주요부인 LED 광원의 배치 구조를 나타낸 종단면도이며, 도 6은 본 발명의 LED 광원 배치 구조에 따른 광 출사 특성을 나타낸 도면이다.
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 커버버텀(10) 내부에는 다수의 LED 광원(30)들이 일정 간격으로 배치되고, LED 광원(30)의 상측에는 광학부재로서, LED 광원(30)에서의 빛을 확산시키기 위한 확산판(40), 확산판(40)에서 출사되는 빛의 특성을 제어하기 위한 프리즘 시트 및 휘도향상필름과 같은 각종 광학시트(50)들이 적층된다. 또한, 커버버텀(10)의 내면에는 휘도 향상을 위한 반사판(20)이 더 배치될 수 있다. 특히, 본 발명에서는 도 5에 도시된 바와 같이, LED 광원(30)이 배치되는 커버버텀(10)의 내면에는 소정의 경사각을 갖는 LED 장착부(11)가 마련된다. LED 광원 및 광학부재들에 대한 구성은 종래의 공지의 기술과 동일하므로 상세한 설명은 생략하고, 커버버텀(10)의 LED 장착부(11)와 LED 장착부(11)에 배치된 LED 광원(30)의 광 특성에 대하여 살펴본다.
본 발명에 따른 커버버텀(10)의 내부 판 면에 형성되는 LED 장착부(11)는 소정의 방향과 각도로 경사를 이룬다. 다수의 LED 장착부(11)는 도 4에 도시된 바와 같이, 소정의 간격을 이루면서 행 및 열 단위 또는 대각선 방향으로 형성되는데, LED 광원이 다양한 방향과 각도로 빛을 출사할 수 있도록 행 단위 또는 열 단위로 경사 방향과 각도를 달리하도록 형성된다. 또한, 다수의 LED 장착부(11)는 서로 이웃하는 LED 장착부 단위로 경사 방향과 각도를 달리할 수도 있다. 이때, 가장자리 영역에서의 LED 장착부(11)는 커버버텀(10)의 외 측 방향으로 경사를 이루도록 형성되는 것이 바람직하다. 가장자리 영역의 LED 장착부(11)가 외 측 방향의 경사를 갖는 경우 LED 광원(30)의 빛이 커버버텀(10)의 외 측으로 출사되므로, 백라이트 장치의 가장자리 영역에서의 휘도 저하를 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 경사면의 LED 장착부(11)를 갖는 커버버텀에 배치된 LED 광원(30)에 의한 광 출사 특성을 도 5를 참조하여 살펴보면, 제1LED 광원(30)은 커버버텀(10) 상에 경사각도 θ1을 갖도록 배치되고, 제2LED 광원(30)은 커버버텀(10) 상에 경사각도 θ2을 갖도록 배치되며, 제3LED 광원(30)은 커버버텀(10) 상에 경사각도 θ3을 갖도록 배치된다. 이러한 배치구조에 의하여 각 LED 광원(30)의 광 출사 범위는 B2로서 종래의 정면 배치형보다 광 출사 범위가 넓어진다. 이때, 각 LED 광원(30)이 배치되는 경사각(θ1 내지 θ3)은 서로 다르게 형성될 수 있으며, 경사 방향도 서로 다르게 형성될 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 LED 광원(30)의 배치는 LED 광원(30)을 경사지게 설치함에 따라 경사각도(θ)에 따라 광 출사 범위가 가변되어, LED 광원(30)의 간격이 가변 피치(Pitch) 구조를 구현할 수 있고, 피치 증가로 인해 동일 크기의 백라이트에 대해 종래보다 LED 광원의 수량을 줄일 수 있어 비용(Cost)을 절감할 수 있다.
도 3 및 도 6을 참조하여 종래의 LED 광원 배치 구조에서의 광 출사 범위 및 피치와 본 발명에 따른 LED 광원 배치 구조에서의 광 출사 범위 및 피치를 비교하면 다음 표 1과 같다.
구 분 종 래 본 발명 대 비
출사각 A2 B2 A2 < B2
피치 A1 B1 A1 < B1
상기 표 1을 참조하면, 종래 LED 광원의 배치 구조에서 광 출사 범위는 A2로 일정하고, 이에 따라 LED 광원(3) 사이의 피치(A1)가 일정한 고정 피치(Pitch) 구조를 이루어야 한다. 그러나 본 발명에 따른 LED 광원의 배치 구조에서는 LED 광원(30)을 경사지게 설치함에 따라 경사각도(θ)에 따라 출사각 B2와 피치 B1가 가변되어 가변 피치(Pitch) 구조를 구현할 수 있고, 출사각 및 피치의 증가로 인해 동일 크기의 백라이트에 대해 종래보다 LED 광원의 수량을 줄일 수 있어 비용(Cost)을 절감할 수 있다.
한편, 백라이트 장치의 LED 장착부 경사각도(θ)는 LED 광원의 설치위치에 따라 경사각을 차등되게 함으로써 피치를 가변시켜 전체적으로 균일한 휘도가 구현되게 할 수 있다. 예컨대, LED 광원을 외주면을 향상 경사지게 배치하여 외곽에서 휘도가 저하되는 것을 보강할 수 있고, 중앙에서 외곽으로 피치를 가변하여 적은 수의 LED 광원을 사용하면서도 균일한 휘도 특성을 얻을 수도 있다.
이와 같이 본 발명에서는 LED 광원의 설치각도를 경사지게 하여 광 출사 범위를 증가시킴으로써 LED 광원의 피치를 증가시켜 LED 광원의 수량을 상대적으로 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, LED 광원의 배치 각도 변경을 적용하여 외관 및 휘도 취약지점을 보강할 수 있고, 종래보다 요구되는 LED 광원의 수량을 감소시켜 비용을 절감할 수 있다.
이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
10 : 커버버텀 11 : LED 장착부
20 : 반사판 30 : LED 광원
40 : 확산판 50 : 광학시트

Claims (3)

  1. 내부에 수납 공간이 형성되는 판상의 커버버텀;
    상기 커버버텀의 판 면에 대해 소정의 경사각을 갖도록 형성된 복수의 LED 장착부;
    상기 LED 장착부에 설치되는 LED 광원들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 LED 장착부의 경사각은 랜덤한 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 커버버텀에 배치되는 반사판 또는 상기 LED 광원 상부에 배치되는 광학부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 장치.
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