KR20190049976A - 이중 구조의 커버버텀을 갖는 직하형 백라이트 장치 - Google Patents

이중 구조의 커버버텀을 갖는 직하형 백라이트 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 백라이트 장치의 커버버텀이 디스플레이 장치의 배면 커버를 구성하여 백 커버가 제거될 수 있는 백라이트 장치에 관한 것으로, 본 발명의 직하형 백라이트 장치는, 금속 플레이트의 가장자리가 일측 방향으로 벤딩된 테두리부를 형성하고, 그 내부에 수용 공간을 형성하는 외부 커버버텀; 금속 플레이트가 요철 형상을 이루도록 가공되고, 오목한 요부는 외부 커버버텀에 결합되는 결합부와 광원 모듈을 안착시키는 안착부를 반복적으로 형성하면서, 상기 외부 커버버텀 내면에 결합되는 내부 커버버텀; 상기 내부 커버버텀의 안착부에 결합되어 상부로 빛을 출사시키는 광원 모듈; 상기 광원 모듈의 상부에 배치되면서 상기 내부 커버버텀에 결합되는 확산판; 및 상기 확산판 상부에 적층되는 광학시트;를 포함한다.

Description

이중 구조의 커버버텀을 갖는 직하형 백라이트 장치{Backlight unit}
본 발명은 디스플레이의 백라이트 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 백라이트 장치의 커버버텀이 디스플레이 장치의 배면 커버를 구성하여 백 커버가 제거될 수 있는 백라이트 장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 TV, 스마트폰, 노트북, 태블릿 등의 기기에 널리 사용되고 있으며, 액정표시장치(LCD:Liquid Crystal Display), 유기발광표시장치(OLED:Organic Light-Emitting Display), 플라즈마표시장치(PDP; Plasma Display Panel) 등과 같은 다양한 종류가 사용되고 있다.
여기서, 액정표시장치(이하, 'LCD'라 함)는 다른 표시장치와 달리 그 자체에서 빛을 발하지 못하여, 화상을 실현하기 위해서는 반드시 별도의 외부 광원을 필요로 한다. 따라서 LCD는 액정패널 외에 광원으로 백라이트 장치를 더 포함하며, 백라이트 장치가 액정패널로 고휘도의 면광원을 균일하게 공급함으로써 고품질의 화상을 구현하게 된다. LCD는 백라이트 장치의 구조에 따라 화상 특성뿐만 아니라 장치의 두께, 화면 크기 등의 전체적인 물리적 특성이 크게 좌우된다.
이러한 백라이트 장치는 광원이 배치되는 위치에 따라 측면형(Edge Lighting type) 또는 직하형(Direct Lighting type) 백라이트 장치로 구분된다. 또한, 백라이트 장치의 광원으로는 소형, 저소비 전력, 고신뢰성 등의 장점을 갖는 발광다이오드(Light Emitting Diode, 이하 'LED'라 함)가 주로 이용되고 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 일반적인 LCD의 주요 구성을 나타낸 결합 단면도이다. 도시된 바와 같이, LCD는 커버버텀(11) 내면에 LED 모듈(12)이 안착되고, LED 모듈(12)의 상부에서 커버버텀(11)의 안착면(11a)을 따라 확산판(13)이 배치되며, 확산판(13) 상면에 광학시트(14)가 안착된다. 여기서, 상기 커버버텀(11), LED 모듈(12), 확산판(13) 및 광학시트(14)는 백라이트 장치(10)를 구성하고, 커버버텀(11)의 내면에는 반사시트(15)가 더 구비될 수 있다.
또한, LCD는 백라이트 장치(10) 전면에 탑 커버(21)를 매개로 액정패널(22)이 결합되고, 백라이트 장치(10)의 커버버텀(11) 배면에서 백 커버(23)가 결합된다.
상기 커버버텀(11)은 내부에 광학부재를 수용하고 백라이트 장치를 지지하는 배면 커버로 기능한다. 이러한 커버버텀(11)은 얇은 금속 소재의 플레이트가 프레스 가공되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 백 커버(23)는 디스플레이 장치를 지지하는 배면 커버로서 PC, ABS 등과 같은 플라스틱 소재가 사출 성형되어 형성될 수 있다. 상기 백 커버(23)는 디스플레이 장치를 안정적으로 지지하기 위하여 소정의 두께로 성형되어야 하며, 커버버텀(11)과 소정 간격을 이루면서 결합된다.
따라서 종래의 디스플레이 장치는 사출 구조의 백 커버가 별도로 조립되어야 하므로 디스플레이 장치의 두께가 두꺼워지고 무게가 증가하는 단점이 있다. 또한, 종래의 디스플레이 장치는 백 커버가 스크류 또는 후크 구조로 커버버텀에 결합되므로 조립 공정이 까다로운 단점이 있다.
한국등록특허 10-1134302호(2012.04.02.등록, 액정표시장치용 커버버툼 및 이를 이용한 발광다이오드 백라이트 어셈블리와 액정표시장치 모듈)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 백 커버를 제거하도록 하여 슬림화 및 경량화에 유리한 백라이트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 백 커버를 제거하도록 하여 조립 공정을 단순화할 수 있는 백라이트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 직하형 백라이트 장치는, 금속 플레이트의 가장자리가 일측 방향으로 벤딩된 테두리부를 형성하고, 그 내부에 수용 공간을 형성하는 외부 커버버텀; 금속 플레이트가 요철 형상을 이루도록 가공되고, 오목한 요부는 외부 커버버텀에 결합되는 결합부와 광원 모듈을 안착시키는 안착부를 반복적으로 형성하면서, 상기 외부 커버버텀 내면에 결합되는 내부 커버버텀; 상기 내부 커버버텀의 안착부에 결합되어 상부로 빛을 출사시키는 광원 모듈; 상기 광원 모듈의 상부에 배치되면서 상기 내부 커버버텀에 결합되는 확산판; 및 상기 확산판 상부에 적층되는 광학시트;를 포함한다.
여기서, 상기 내부 커버버텀은 상기 결합부가 상기 외부 커버버텀의 내면에 접착되어 결합되고, 상기 안착부는 상기 외부 커버버텀으로부터 이격된다.
또한, 상기 결합부는 상기 내부 커버버텀을 구성하는 플레이트의 전체 면적 대비 40% 이상의 면적을 갖는다.
또한, 상기 테두리부는 내측 방향으로 단접기가 적용된 중첩 구조를 이룬다.
본 발명의 백라이트 장치 및 LCD는 백 커버가 제거되어 슬림화 및 경량화에 유리하고, 조립 공정을 단순화하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 일반적인 LCD의 주요 구성을 나타낸 결합 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LCD의 주요 구성에 대한 가장자리 영역을 나타낸 결합 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LCD의 주요 구성에 대한 중앙 영역을 나타낸 결합 단면도.
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 2는 본 발명의 실시예에 따른 LCD의 주요 구성에 대한 가장자리 영역을 나타낸 결합 단면도이고, 도 3은 중앙 영역을 나타낸 결합 단면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 LCD는 내부에 수용 공간을 형성하는 이중 구조의 커버버텀(110)과, 상기 커버버텀(110)에 안착되는 LED 모듈(140)과, 상기 커버버텀(110) 내면에 결합되는 반사부재(150)와, 상기 LED 모듈(140) 상부에서 상기 커버버텀(110)에 결합되는 확산판(160)과, 상기 확산판(160) 상면에 적층되는 광학시트(170)와, 상기 광학시트(170) 상부에 배치되는 영상패널(210)을 포함한다. 여기서 상기 커버버텀(110), LED 모듈(140), 반사부재(150), 확산판(160) 및 광학시트(170)는 고휘도의 면광원의 빛을 상기 영상패널(210)에 제공하는 백라이트 장치를 구성한다.
구체적으로 살펴보면, 상기 커버버텀(110)은 내부에 LED 모듈(140)과 반사부재(150)를 수용하는 공간을 제공하고, 전면에 확산판(160), 광학시트(170) 및 영상패널(210)을 결합시키며, LCD의 배면 커버로 기능한다. 이를 위한 커버버텀(110)은 외부 커버버텀(120)과 내부 커버버텀(130)이 결합된 이중 구조를 이룬다.
상기 외부 커버버텀(120)은 금속 소재의 플레이트가 프레스 가공되어 형성될 수 있으며, 내부 중앙에는 수용부를 형성하고, 판 상의 가장자리는 전면으로 절곡(bending, B)되면서 테두리부(121)를 형성한다. 특히, 상기 테두리부(121)는 내측 방향으로 단접기(hemming, H)가 더 적용되어 LCD의 전면에 대하여 부드러운 곡선 형상의 외관을 제공한다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 LCD는 상기 외부 커버버텀(120)의 테두리부(121)가 가장자리 영역에서 전면부 및 측면부 외관을 장식하므로, 탑 커버나 미들 프레임 등과 같은 별도의 장식 부재가 요구되지 않는다. 또한, 상기 외부 커버버텀(120)은 테두리부(121)에 절곡(B) 및 단접기(H)가 동시에 적용된 중첩 구조를 이루므로 휨 변형 등에 대하여 더욱 강한 내성을 나타낼 수 있다.
상기 내부 커버버텀(130)은 금속 소재의 플레이트가 프레스 가공되어 형성될 수 있으며, 외부 커버버텀(120)의 내면에 결합된다. 이와 같이 외부 커버버텀(120)과 내부 커버버텀(130)의 결합된 커버버텀(110)은 금속 소재의 플레이트가 이중 구조를 이루는 것으로, 두께가 얇고 무게가 가벼우면서 충분한 강성을 나타낼 수 있다.
또한, 상기 내부 커버버텀(130)은, 도 3에 도시된 바와 같이 요철 형상으로 프레스 가공된다. 오목한 형상의 요부는 스트라이프 또는 사각 피라미드 형상을 이룰 수 있으며, 외부 커버버텀(120)에 결합되기 위한 결합부(131)와 LED 모듈(140)을 안착시키는 안착부(132)를 형성한다. 상기 결합부(131)는 배면으로 돌출되면서 그 표면에 비드(bead) 처리될 수 있고, 양면 테이프 또는 접착제 등에 의하여 외부 커버버텀 내면에 접착되면서 결합된다. 또한, 상기 안착부(132)는 상기 결합부(131)와 단차를 이루면서 외부 커버버텀(120)의 내면과 소정 간격(h2) 이격되면서 오목한 형상의 내면에 LED 모듈(140)이 안착된다.
상기 결합부(131)와 안착부(132)는 볼록한 형상의 철부를 매개로 반복적으로 연결되며, 상기 안착부(132)는 외부 커버버텀(120)로부터 이격되어 위치한다. 안착부(132)는 LED 모듈(140)에서 발생되는 열을 직접 흡수하지만, 외부 커버버텀(120)과 이격됨으로써 흡수된 열이 외부 커버버텀(120)으로 직접 전달되는 것을 방지한다. 따라서, 본 발명의 LCD는 외부 커버버텀(120)의 배면 방향 즉, LCD의 배면 방향에 대한 발열 현상이나 온도 상승 현상을 최소로 할 수 있다.
또한, 상기 결합부(131)는 플레이트의 전체 면적 대비 적어도 40% 이상의 면적을 갖는다. 즉, 내부 커버버텀(130)과 외부 커버버텀(120)은 내부 커버버텀(130)을 형성하는 플레이트의 40% 이상의 면적에서 서로 접착이 이루어진다. 상기 접착 면적이 좁을수록 외부 커버버텀(120)과 내부 커버버텀(130)의 결합력이 감소되고, 전체 커버버텀(110)의 강성이 줄어든다. 따라서 외부 커버버텀(120)과 내부 커버버텀(130)이 안정적으로 결합되면서 충분한 강성을 나타내기 위하여, 상기 내부 커버버텀(130)의 결합부(131)는 플레이트 전체 면적에 대하여 적어도 40% 이상의 면적을 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 안착부(132)는 철부를 매개로 하면서 결합부(131)를 통하여 간접적으로 외부 커버버텀(120)에 결합되고, 상면에는 LED 모듈(140)을 안착시킴으로써, 자체 하중에 의하여 하측으로 처질 수 있다. 이때, 상기 결합부(131)의 면적이 좁을수록 안착부(132)의 처짐 현상이 심각하게 발생되므로, 결합부(131)가 적어도 40% 이상의 면적 비율로 외부 커버버텀(120)에 결합될 때 안착부(132)의 처짐 현상을 방지하고 백라이트 장치의 광 특성 불량도 방지할 수 있다.
표 1은 금속 플레이트의 커버버텀과 플라스틱 소재의 백 커버가 결합된 종래의 LCD에서 커버버텀에 대한 자중 처짐량(비교예)과 한 쌍의 금속 플레이트가 접착된 이중 구조의 커버버텀을 갖는 본 발명의 LCD에서 내부 커버버텀에 대한 자중 처짐량에 대한 특성을 나타내었다. 본 발명에서는 내부 커버버텀의 결합부 면적이 40%인 경우(실험예1)와 50%인 경우(실험예2)를 대상으로 하였다.
구분 비교예 실험예1 실험예2

이미지
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
자중
처짐량		 0.71mm 0.60mm 0.33mm
표 1에서 알 수 있는 바와 같이 종래의 기술에 따라 가장자리 영역에서 백 커버와 결합이 이루어진 단일 구조의 커버버텀은 0.71mm의 자중 처짐량을 나타내지만, 본 발명의 실시예에 따른 접착 구조로 외부 커버버텀과 결합이 이루어지는 내부 커버버텀은 결합부의 면적이 40% 일 때 0.60mm의 하중 처짐량을 나타내고 결합부의 면적이 50% 일 때 0.33mm의 하중 처짐량을 나타내어 종래에 비하여 자중 처짐량 특성이 현저히 개선됨을 확인할 수 있다.
또한, 상기 결합부(131)는 철부를 기준으로 적어도 3mm 이상의 높이(h1)로 형성되는 것이 바람직하다. 결합부(131)가 3mm 미만의 높이(h1)로 형성될 때 휨 변형에 대하여 충분한 강성을 나타내지 못할 수 있다.
상기 LED 모듈(140)은 백라이트 장치의 광원으로, 기판 상에 다수의 LED가 실장된 어레이를 이룰 수 있으며, LED의 출광면이 상부의 확산판으로 빛을 출사하도록 안착되어 직하 방식의 백라이트를 형성한다.
상기 반사부재(150)는 LED 모듈(140)에서 출사되어 내부 커버버텀(130)의 내부 공간에 분산되는 빛을 상부로 반사시켜 백라이트 장치의 휘도를 향상시킨다. 반사부재(150)는 광 반사율이 우수한 시트 또는 필름으로 구성될 수 있으며, 내부 커버버텀 표면에 코팅되는 광 반사층으로 구성될 수도 있다.
상기 확산판(160)은 LED 모듈(140)에서 출사되는 다수의 점광원의 빛을 확산시켜 면광원으로 전환시키며, 상기 광학시트(170)는 외부로 출사되는 빛의 출사각과 휘도 특성을 제어한다.
상기 LED 모듈(140), 반사부재(150), 확산판(160) 및 광학시트(170)는 백라이트 장치를 구성하는 공기의 기술이 적용될 수 있다.
상기 영상패널(210)은 액정 셀의 배열을 제어하여 영상을 구현하는 액정패널로 구성될 수 있으며, 백라이트 장치에서 제공되는 면광원의 빛과 셀의 배열에 따라 컬러필터를 통과하면서 고화질의 다양한 영상을 구현한다.
상기와 같은 구성의 LCD는 외부 커버버텀에 내부 커버버텀이 결합되고, 내부 커버버텀에 LED 광원, 반사부재, 확산판 및 광학시트가 조립되어 백라이트 장치를 구성한다. 또한, 광학시트 상부에서 액정패널이 내부 커버버텀에 결합되어 LCD를 구성한다. 이때, 외부 커버버텀과 내부 커버버텀은 금속 소재의 플레이트가 결합되는 이중 구조를 이루어 LCD를 견고하게 지지할 수 있다.
이상에서 본 발명에 있어서, 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
110 : 커버버텀
12 : 외부 커버버텀 121 : 테두리부
130 : 내부 커버버텀 131 : 결합부
132 : 안착부
140 : LED 모듈
150 : 반사시트
160 : 확산판
170 : 광학시트
210 : 영상패널

Claims (4)

  1. 금속 플레이트의 가장자리가 일측 방향으로 벤딩된 테두리부를 형성하고, 그 내부에 수용 공간을 형성하는 외부 커버버텀;
    금속 플레이트가 요철 형상을 이루도록 가공되고, 오목한 요부는 외부 커버버텀에 결합되는 결합부와 광원을 안착시키는 안착부를 반복적으로 형성하면서, 상기 외부 커버버텀 내면에 결합되는 내부 커버버텀;
    상기 내부 커버버텀의 안착부에 결합되어 상부로 빛을 출사시키는 광원 모듈;
    상기 광원 모듈의 상부에 배치되면서 상기 내부 커버버텀에 결합되는 확산판; 및
    상기 확산판 상부에 적층되는 광학시트;를 포함하는, 직하형 백라이트 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 내부 커버버텀은,
    상기 결합부가 상기 외부 커버버텀의 내면에 접착되어 결합되고, 상기 안착부는 상기 외부 커버버텀으로부터 이격되는, 직하형 백라이트 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 결합부는,
    상기 내부 커버버텀을 구성하는 플레이트의 전체 면적 대비 40% 이상의 면적을 갖는, 직하형 백라이트 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 테두리부는,
    내측 방향으로 단접기가 적용된 중첩 구조를 이루는, 직하형 백라이트 장치.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101134302B1 (ko) 2005-06-30 2012-04-13 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치용 커버버툼 및 이를 이용한 발광다이오드백라이트어셈블리와 액정표시장치모듈

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