KR20230037905A

KR20230037905A - 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR20230037905A
Application number: KR1020210121029A
Authority: KR
Inventors: 정영필; 오재원; 윤준호; 공준희; 도홍해; 황성호; 유병천
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2021-09-10
Filing date: 2021-09-10
Publication date: 2023-03-17
Also published as: WO2023038199A1

Abstract

본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 다수의 광원이 배열되어 장착되는 광원기판; 상기 광원기판 상에 위치하는 광학 시트; 및 상기 광원기판에 표면 실장되고 상기 광학 시트를 지지하는 복수개의 확산판 지지부를 포함하고, 상기 확산판 지지부는 원뿔형상을 가지고 탄성부를 포함하는 몸체; 및 상기 몸체의 하부에 위치하며 상기 광원기판에 결합하는 금속재질의 체결판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

백라이트 유닛 및 디스플레이 장치{BACKLIGHT UNIT AND DISPLAY DEVICE}

본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 낙하에 의한 패널크랙을 방지할 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치(liquid crystal display; LCD)는 매트릭스 형태로 배열된 화소들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여 그 화소들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 조절할 수 있는 표시장치이다.

화소영역 각각을 온(on)/오프(off) 제어하기 위한 스위칭 소자인 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판과, 컬러필터 및/또는 블랙매트릭스 등을 구비한 상부기판과, 그 사이에 형성되는 액정물질층을 포함하는 표시패널과, 박막 트랜지스터를 제어하기 위한 구동부와, 표시패널로 광을 제공하는 백라이트 유닛(Back Light Unit; BLU) 등을 포함하여 구성된다.

화소 영역에 구비된 화소(Pixel; PXL) 전극 및 공통 전압(Vcom) 전극 사이에 인가되는 전계에 따라 액정층의 배열 상태가 조절되고 그에 따라 광의 투과도가 조절되어 화상이 표시되는 장치이다.

액정표시장치는 자체적으로 발광하지 못하므로 그 배면에 백라이트 유닛(back-light unit)을 설치하여 화상을 표현할 수 있도록 설계된다. 백라이트 유닛 중에서 광원이 표시패널의 직하부에 배치되어 광을 직접 표시패널로 인가하는 직하형(Direct Type) 백라이트 유닛이 사용될 수 있으며, 이러한 직하형 백라이트 유닛은 표시장치의 하부 지지구조인 커버 버텀(Cover Bottom) 등의 상부에 배치되는 광원 모듈과, 광원 모듈 상부에 배치되는 확산판(Duffuser Plate; DP)과, 확산판 상부에 배치되는 하나 이상의 광학시트 등을 포함하여 구성될 수 있다.

이러한 백라이트 유닛에는 상부의 광학 시트를 지지하면서, 광학 시트의 평탄도를 유지할 수 있도록 함으로써 백라이트 유닛의 광학갭(Optical Gap; OG) 의 공간을 일정 높이로 유지하여, 광의 균일성을 유지하기 위한 확산판 지지부(Diffuser Plate Support)가 구성된다.

따라서, 백라이트 유닛의 크기가 크고 확산판 지지부의 수량이 적을 경우에는 광학 시트의 평탄도가 확보되지 않아 휨이 발생하며, 이로 인해 백라이트 유닛 내부의 공기 간극의 높이가 변경됨에 따라 광의 균일성에 나쁜 영향을 줄 수 있다.

백라이트 유닛의 공기 간극이 높을 경우, 광학 시트의 약간의 휨은 광의 균일성에 큰 영향을 주지 않을 수 있지만, 공기 간극이 낮을 경우에는 광학 시트의 약간의 휨에도 광의 균일성에 큰 영향을 주게 된다.

최근 표시장치의 슬림화 필요성에 따라서, 백라이트 유닛의 두께를 감소시키기 위하여 광원 모듈을 구성하는 반사판 또는 광원 인쇄회로기판(PCB)과 상부의 확산판 사이의 간극인 광학갭(Optical Gap; OG)을 감소시켜야 하는 필요성이 대두되고 있다.

광원 모듈과 확산판 사이의 간극을 감소시킬수록 확산판 처짐이 백라이트 유닛의 광 균일도에 미치는 영향이 커지게 되고, 그에 따라 전술한 확산판 서포트가 더 많이 사용되어야 하는 문제가 발생되고 있다.

또한, 확산판 서포터의 길이가 짧아지게 되어 탄성이 저하되고, 낙하충격 등이 디스플레이 장치에 가해지는 경우 확산판 서포터의 단부에 응력이 집중되어 파손이 발생하는 문제가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 백라이트 유닛의 광원과 확산판 사이의 간극 광학갭(OG)을 감소시키고도 파손위험을 감소시킬 수 있는 확산판 서포터를 구비한 백라이트 유닛을 제공하고자 한다.

다수의 광원이 배열되어 장착되는 광원기판; 상기 광원기판 상에 위치하는 광학 시트; 및상기 광원기판에 표면 실장되고 상기 광학 시트를 지지하는 복수개의 확산판 지지부를 포함하고, 상기 확산판 지지부는 원뿔형상을 가지고 탄성부를 포함하는 몸체; 및 상기 몸체의 하부에 위치하며 상기 광원기판에 결합하는 금속재질의 체결판을 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.

상기 몸체의 탄성부는 shore경도 70 이상의 실리콘을 포함할 수 있다.

상기 몸체는 상부로 갈수록 단면적이 작아지는 위치하는 베이스와 상기 베이스의 상부에 위치하며 상기 베이스보다 경도가 작은 탑부를 포함할 수 있다.

상기 탑부는 실리콘을 포함하고, 상기 탑부의 경도는 shore 경도 30 이상 50 이하로 구성할 수 있다.

상기 탑부는 상기 베이스의 상면에 실리콘 탄성코팅하여 형성할 수 있다.

상기 베이스는 상부에 결합돌기가 형성되고, 상기 탑부는 상기 베이스의 상부에 실리콘 이중사출로 성형할 수 있다.

상기 베이스와 상기 탑부 사이에 에어쿠션이 형성할 수 있다.

상기 탑부는 실리콘 성형 후 상기 베이스의 상면에 상기 에어쿠션에 대응하는 갭을 형성하며 부착할 수 있다.

상기 몸체는 상부로 갈수록 단면적이 작아지는 베이스와 상기 베이스의 상면보다 작은 단면적을 가지고, 상기 베이스의 상면에서 단차를 형성하는 탑부를 포함할 수 있다.

상기 탑부의 너비는 상기 베이스의 상면보다 작고 0.8mm 이상이며, 상기 탑부의 길이는 1mm이상 3.4mm 이하를 가질 수 있다.

상기 체결판은 상기 몸체 내측으로 돌출된 결합돌기; 및 상기 몸체를 성형하기 위한 사출노즐이 삽입되는 사출홀을 포함할 수 있다.

상기 몸체는 상부가 뭉툭한 원뿔형상을 가질 수 있다.

디스플레이 패널; 및 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 디스플레이 패널의 배면에 위치하며 상기 디스플레이 패널에 빛을 공급하는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 백라이트 유닛은, 다수의 광원이 배열되어 장착되는 광원기판; 상기 광원기판 상에 위치하는 광학 시트; 및 상기 광원기판에 표면 실장되고 상기 광학 시트를 지지하는 복수개의 확산판 지지부를 포함하고, 상기 확산판 지지부는 원뿔형상을 가지고 탄성부를 포함하는 몸체; 및 상기 몸체의 하부에 위치하며 상기 광원기판에 결합하는 금속재질의 체결판을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.

본 발명은 백라이트 유닛의 확산판 지지부는 실리콘(Silicone) 수지와 같은 유연한 탄성부를 포함하여, 충격에 의해 디스플레이 패널이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 표면 실장 기술이 가능한 지지부를 적용함으로써, 자동화된 공정에 의하여 설치가 가능하여 작업성 및 생산성에 큰 개선 효과가 있다.

얇은 백라이트 유닛과 같이, 광학 시트의 높이의 평탄도가 매우 중요한 백라이트 유닛에 있어서, 지지부의 수량이 많다 하더라도, 자동화된 공정으로 설치되기 때문에 무리 없이 제작이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명과 관련된 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 디스플레이 장치 액정표시패널의 단면 개략도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 확산판 지지부의 분해도이다.
도 4는 낙하충격에 의한 파손된 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도 5a 내지 도 6은 확산판 지지부의 다양한 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 3 및 도 5a 내지 6의 확산판 지지부의 실시예에 따른 성능을 나타낸 표이다.
도 8은 도 7의 확산판 지지부의 내하중 테스트한 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(110)는 제1 장변(First Long Side, LS1), 제1 장변(LS1)에 대향하는 제2 장변(Second Long Side, LS2), 제1 장변(LS1) 및 제2 장변(LS2)에 인접하는 제1 단변(First Short Side, SS1) 및 제1 단변(SS1)에 대향하는 제2 단변(Second Short Side, SS2)을 포함할 수 있다.

여기서, 제1 단변 영역(SS1)을 제1 측면영역(First side area)이라 하고, 제2 단변 영역(SS2)을 제1 측면영역에 대향하는 제2 측면영역(Second side area)이라 하고, 제1 장변 영역(LS1)을 제1 측면영역 및 제2 측면영역에 인 접하고 제1 측면영역과 제2 측면영역의 사이에 위치하는 제3 측면영역(Third side area)이라 하고, 제2 장변 영 역(LS2)을 제1 측면영역 및 제2 측면영역에 인접하고 제1 측면영역과 제2 측면영역의 사이에 위치하며 제3 측면 영역에 대향하는 제4 측면영역(Fourth side area)이라 하는 것이 가능하다.

아울러, 설명의 편의에 따라 제1, 2 장변(LS1, LS2)의 길이가 제1, 2 단변(SS1, SS2)의 길이보다 더 긴 것으로 도시하고 설명하고 있으나, 제1, 2 장변(LS1, LS2)의 길이가 제1, 2 단변(SS1, SS2)의 길이와 대략 동일한 경우 도 가능할 수 있다.

아울러, 이하에서 제1 방향(First Direction, DR1)은 디스플레이 장치(110)의 장변(Long Side, LS1, LS2)과 나 란한 방향이고, 제2 방향(Second Direction, DR2)은 디스플레이 장치(110)의 단변(Short Side, SS1, SS2)과 나란한 방향일 수 있다. 제3 방향(Third Direction, DR3)은 제1 방향(DR1) 및/또는 제2 방향(DR2)에 수직하는 방향일 수 있다.

다른 관점에서, 디스플레이 장치(110)가 화상을 표시하는 쪽을 전방 또는 전면이라 할 수 있다. 디스플레이 장치(110)가 화상을 표시할 때, 화상을 관측할 수 없는 쪽을 후방 또는 후면이라 할 수 있다. 전방 또는 전면에서 디스플레이 장치(110)를 바라 볼 때, 제1 장변(LS1) 쪽을 상측 또는 상 면이라 할 수 있다. 동일하게, 제2 장변(LS2) 쪽을 하측 또는 하면이라 할 수 있다. 동일하게, 제1 단변(SS1) 쪽을 우측 또는 우면이라 할 수 있고, 제2 단변(SS2)쪽을 좌측 또는 좌면이라 할 수 있다.

아울러, 제1 장변(LS1), 제2 장변(LS2), 제1 단변(SS1), 그리고 제2 단변(SS2)은 디스플레이 장치(110)의 엣지(edge)라 칭할 수 있다. 또한, 제1 장변(LS1), 제2 장변(LS2), 제1 단변(SS1), 그리고 제2 단변 (SS2)이 서로 만나는 지점을 코너라 칭할 수 있다. 예를 들어, 제1 장변(LS1)과 제1 단변(SS1)이 만나는 지점은 제1 코너(C1), 제1 장변(LS1)과 제2 단변(SS2)이 만나는 지점은 제2 코너(C2), 제2 단변(SS2)과 제2 장변(LS 2)이 만나는 지점은 제3 코너(C3), 그리고 제2 장변(LS2)과 제1 단변(SS1)이 만나는 지점은 제4 코너(C4)가 될 수 있다.

여기서, 제1 단변(SS1)에서 제2 단변(SS2)을 향하는 방향 또는 제2 단변(SS2)에서 제1 단변(SS1)을 향하는 방향 은 좌우방향(LR)이라 할 수 있다. 제1 장변(LS1)에서 제2 장변(LS2)을 향하는 방향 또는 제2 장변(LS2)에서 제1 장변(LS1)을 향하는 방향은 상하방향(UD)이라 할 수 있다.

도 2는 디스플레이 장치의 단면 개략도로서, 도 2에서 도시하는 바와 같이, 본 발명의 디스플레이 장치는 표시패널 (60)과 표시패널(60)에 빛을 공급하는 백라이트 유닛을 포함할 수 있다. 백라이트 유닛은 후면 섀시(10) 상에 광원(30)이 배열되는 광원기판(20)이 위치하고, 이 광원기판(20) 상에 광학 시트(40)가 위치하게 된다.

광원(30)은 발광 소자 패키지 또는 방전램프(CCFL)가 이용될 수 있고, 광원기판(20) 상에 균일광이 형성될 수 있도록 일정 간격을 두고 배치된다.

이러한 광원(30) 상에는 광원(30)의 광이 균일하게 확산될 수 있도록 광학 시트(40)가 위치하게 되는데, 이러한 광학 시트(40)는 확산판(Diffuser Plate), 확산 시트(Diffuser Sheet), 프리즘 시트(Prism Sheet), 및 복합 프리즘 시트(Prism Sheet) 중 적어도 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다.

이때, 광원기판(20)과 광학 시트(40) 사이에는 일정 간격으로 확산판 지지부(50)가 위치하게 되는데, 이러한 확산판 지지부(50)는 백라이트 유닛 상의 광학 시트(40)를 지지하면서, 이러한 광학 시트(40)의 평탄도를 유지할 수 있도록 하는 역할을 한다.

이런 역할을 통하여, 확산판 지지부(50)는 백라이트 유닛 상의 광학갭(Optical Gap: OG)을 일정 높이로 유지하여, 백라이트 유닛의 광의 균일성(Uniformity)을 유지할 수 있도록 한다.

백라이트 유닛의 크기가 클 경우에는 충분한 수의 지지부(50)가 필요하다. 만일 지지부(50)의 수량이 적을 경우에는 광학 시트(40)를 평탄하게 지지하지 못하게 되어 광학 시트(40)의 휨이 발생할 수 있으며, 이로 인해 백라이트 유닛의 광학갭(Optical Gap: OG)의 높이가 변경될 수 있어, 백라이트 유닛의 광의 균일성에 나쁜 영향을 줄 수 있다.

백라이트 유닛의 공기 간극이 높을 경우에는 광학 시트(40)의 약간의 휨은 광의 균일성에 영향을 주지 않을 수 있지만, 공기 간극이 낮을 경우에는 광학 시트(40)의 약간의 휨에도 광의 균일성에 큰 영향을 주게 된다.

따라서, 공기 간극이 낮은 경우, 광학 시트(40)의 평탄도를 최대한 유지함으로써 광의 균일성을 유지하기 위하여, 지지부(50)의 수량을 매우 많이 적용할 수밖에 없다.

도 3은 확산판 지지부(50)의 측면도이다. 확산판 지지부(50)는 광원기판에 실장하기 위해 하부에 소정의 면적을 가져야 하므로, 상부로 갈수록 면적이 작아지도록 원뿔 형상을 가질 수 있다.

원뿔의 상부는 뭉툭한 원뿔형상을 가지고, 높이는 디스플레이 패널(60)의 크기 및 설계에 따라 달라질 수 있지만 최근 얇아지는 추세에 따라 5mm이하로 성형할 수 있다.

본 실시예의 확산판 지지부(50)의 높이는 약 4.2mm를 가질 수 있다. 확산판 지지부(50)이 바닥면의 지름은 약 Ψ3를 가질 수 있다. 확산판 지지부(50)의 상단부는 1mm이하의 크기를 가질 수 있으며, 본 실시예는 0.75mm~0.8mm로 설계할 수 있다.

도 3에서 도시하는 바와 같이, 확산판 지지부(50)는 광학 시트(40)를 지지하기 위하여 원뿔형상으로 형성된 몸체(51)와, 이 몸체(51)를 광원기판(20)에 부착하기 위한 체결판(55, SMD terminal: Surface Mount Device Terminal)을 포함한다. 체결판(55)은 광원기판(20) 상에 솔더링 과 같은 SMT(surface Mount Technology)방법으로 광원기판에 확산판 지지부(50)를 실장하기 위해 필요한 부재로서, 열에 녹을 수 있는 금속재질을 포함할 수 있다.

몸체(51)가 고정될 수 있도록 체결판(55)은 요철(551)이 형성되며 체결판(55)을 사출몰드에 고정하고 인서트 사출(메탈 인서트 사출)하여 확산판 지지부(50)를 형성할 수 있다. 체결판(55)에 형성된 홀(552)을 통해 사출성형시 사출부가 삽입되어 확산판 지지부(50)를 형성할 수 있다. 도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같이 홀(522)에 상응하는 몸체(51) 부분에 사출부가 삽입된 사출홈(52)이 위치한다.

사출성형시 체결판(55)이 몸체(51)의 하부에 노출되도록 구성하여 광원기판에 확산판 지지부(50)를 실장 시 솔더링 할 수 있다.

몸체(51)는 폴리아마이드 계열을 수지를 이용하여 사출성형할 수 있다. 폴리아마이드 계열의 수지는 강도가 우수하여 내마모성이 뛰어나 톱니바퀴나 캠 등의 기계부품에 이용될 수 있으며 산업용 밸브등과 같이 금속으로 만들어진 부품을 플라스틱으로 대체하는데 이용되는 소재이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 일반적으로 확산판 지지부(50)와 광학 시트(40)는 접촉하지 아니하며, 이들 사이에 약 0.5 mm 정도 간격을 두게 된다. 이러한 이유는 확산판 지지부(50)의 끝 부분과 광학 시트(40)가 서로 닿아있을 경우, 백라이트의 이동 시 광학 시트(40)에 긁힘과 같은 현상에 의한 마모가 생길 수 있어 광학 시트(40)에 파손을 가져올 수 있다.

확산판 지지부(50)와 광학시트(40)를 이격하여 배치하더라도 디스플레이 장치가 낙하 등의 충격을 받으면 광학시트(40) 및 디스플레이 패널(60)이 두께 방향으로 진동하게 되고 확산판 지지부(50)와 닿을 수 있다.

도 4는 낙하 충격에 의한 디스플레이 패널(60)의 파손 태양을 도시한 도면으로, 소정 간격으로 이격하여 배치된 확산판 지지부(50)에 의해 점충격을 받아 크랙이 발생한 것을 확인할 수 있다.

이와 같은 디스플레이 패널(60)의 크랙을 방지하기 위해 몸체(51)는 원뿔의 상부 단부를 뾰족하지 않고 뭉툭하게 형성하여 점충격을 줄일 수 있다. 다만 확산판 지지부(50)의 두께가 커지면 탄성이 떨어져 충격을 흡수할 수 없어 이 또한 파손의 원인이 될 수 있다. 몸체(51)의 상부의 탄성을 높일 수 있도록 확산판 지지부(50)는 탄성부(511)를 포함할 수 있다.

도 5a 내지 5d 및 도 6은 몸체(51)가 탄성부(511)를 포함하는 확산판 지지부(50)의 다양한 실시예를 도시한 도면이다. 도 7은 도 2, 4 내지 6의 확산판 지지부(50)의 실시예에 따른 성능을 나타낸 표이고, 도 8은 도 7의 확산판 지지부(50)의 내하중 테스트한 그래프이다.

도 5a는 몸체(51) 전체가 탄성재질인 실리콘으로 된 확산판 지지부(50)를 도시하고 있다. 본 실시예의 확산판 지지부(50)는 전술한 폴리아마이드 계열의 수지 대신에 실리콘을 이용하여 사출 성형할 수 있다.

몸체(51) 전체가 실리콘으로 이루어지기 때문에 소정의 강성이 있어야 광학시트 및 디스플레이 패널(60)을 지지할 수 있다. 쇼어 경도로 약 A70이상의 실리콘을 이용하며 너무 단단한 소재를 이용하는 경우 폴리아마이드 계열과 유사해지므로 A80이하의 실리콘을 이용할 수 있다.

쇼어경도란 실리콘이나 일반 고무 등의 경도를 측정할 때 일반적으로 이용하는 경도이다. 경도가 높고 둥근 끝을 가진 해머를 유리관 속에서 일정한 높이로부터 낙하시켜 측정편 표면에서 튀어 오르는 높이에 의하여 경도를 측정하는 경도를 말한다.

쇼어00, 쇼어A, 쇼어D로 크게 구분되고 각각은 0~100까지 경도를 나눌 수 있다. 쇼어00이 가장 말랑말랑한 경도(쇼어00 경도의 0~50은 젤리같이 말랑말랑한 소재)이고, 쇼어A는 그보다 단단하나 일반적으로 고무공과 같이 부드러운 집단의 경도를 상대적으로 나타낸 경도이다. 쇼어D는 딱딱한 집단의 경도를 상대적으로 나타낸 경도이다.

실리콘은 부드러우나 비교적 그 형태를 유지하고 있어 쇼어A경도를 이용하여 상대 경도를 나타낼 수 있으며, 쇼어A 경도 70 이면 타이어나 구두굽 수준의 고무정도의 경도이다.

즉, 본 실시예의 확산판 지지부(50)는 일정수준 이상의 지지력을 가지면서도 충격이 가해지는 경우 변형되어 충격을 흡수할 수 있는 경도의 실리콘을 이용하여 몸체(51)를 구성할 수 있다.

도 5b는 베이스(512)와 베이스(512)의 상부에 위치하며 탄성부인 탑부(511)를 포함하는 확산판 지지부(50)를 도시하고 있다. 본 실시예의 베이스(512)는 폴리아마이드 계열의 수지를 이용하여 일정수준 경도가 있고, 상부에 실리콘과 같은 탄성소재로 코팅하여 탑부(511)를 형성할 수 있다.

탑부(511)의 상면이 부드러운 곡면을 가지도록, 즉 상단이 뭉툭한 원뿔 형상의 몸체(51)를 구성하기 위해 실리콘 코팅은 디스펜싱 코팅 방식을 이용할 수 있다. 디스펜싱 코팅은 액상의 실리콘을 떨어뜨리면 표면장력에 의해 동그란 곡면을 이루며 베이스(512)의 상면에 코팅될 수 있다.

본 실시예의 탄성부(511)는 상부에만 위치하므로 전술한 도 4(a)의 실시예보다 부드러운 경도를 가지는 소재를 이용할 수 있다. 예를 들면 쇼어A경도 30 이상 50이하로 고무지우개 수준의 경도를 가지는 실리콘을 이용할 수 있다.

탑부(511)의 크기가 작아질수록 더 부드러운 실리콘을 이용할 수 있으며 탑부(511)의 크기가 커지면 더 경도가 큰 소재를 이용할 수 있다. 다만, 디스펜싱 코팅 방식으로 형성한 탑부(511)는 표면장력에 의해 베이스부의 상면에 성형할 수 있는 사이즈로 제한된다.

코팅방식이 아닌 이중사출이나 별도 부착방식으로 도 5c 및 도 5d와 같이 베이스(512)의 크기를 더 작게 형성하고 탄성의 탑부(511)의 크기를 더 크게 형성할 수 있다.

도 5c의 실시예는 코팅방식이 아닌 메탈 인서트 이중사출 방식으로 폴리아마이드 계열의 수지로 1차적으로 베이스(512)를 형성하고 그 상면에 실리콘으로 탑부(511)를 사출할 수 있다. 이중사출시 두 소재의 결합력을 높이기 위해 도 5c에 도시된 바와 같이 베이스(512)의 상면에 결합돌기를 형성할 수 있다.

또는 도 5d와 같이 베이스(512)와 탑부(511) 사이에 에어쿠션(515)을 형성하여 충격흡수가 더 잘 될 수 있도록 구성할 수 있다. 다만, 이중사출 방식으로 에어쿠션(515)을 형성하기 어려운 바, 본 실시예는 메탈 인서트 사출로 베이스(512)를 먼저 형성하고 실리콘으로 탑부(511)를 따로 성형하여 두 부재를 부착하여 제조할 수 있다.

두 부재의 결합력을 높이기 위해 베이스(512)에 결합돌기를 형성할 수 있으며 결합돌기 위에 에어쿠션이 위치하도록 구성할 수 있다.

결합돌기는 베이스(512)의 사출성형시 몰드에 결합돌기에 상응하는 홈을 형성하여 성형할 수 있다. 다만 크기가 너무 작은 경우 사출액이 주입되지 않고, 쉽게 부러질 수 있어, 지름은 0.4mm이상을 가지며 본 실시예에서는 0.6mm너비를 가지도록 성형할 수 있으며 높이는 약 0.8mm로 성형할 수 있다.

도 5e는 다른 소재로 이루어진 탑부(511)가 아니라 확산판 지지부(50) 상부의 형태를 변형하여 구성한 탑부(511)를 포함하는 실시예이다. 도 5e에 도시된 바와 같이 베이스(512)는 상면이 넓은 원뿔대 형상을 가지고 탑부(511)는 원뿔대의 상면보다 너비가 좁은 형태로 연장될 수 있다.

본 실시예는 전술한 실시예들과 달리 1회의 메탈 인서트 사출로 베이스(512)와 탑부(511)를 동시에 성형할 수 있어, 공정이 단순한 장점이 있다.

탑부의 두께가 얇아져서 폴리아마이드 계열의 경도가 큰 소재로 성형하더라도 탄성을 가지는 탄성부를 구현할 수 있다. 다만, 너무 얇게 성형하면 지지력이 약해 부러질 수 있고 사출성형이 어렵다.

탑부(511)의 길이(h)는 1mm이상 3.4mm이하로 구성할 수 있다. 탑부(511)가 1mm이하이면 탄성이 떨어져 충격흡수 성능이 저하되고, 너무 길게 형성하면 부러질 수 있다. 또한, 너무 길게 성형하면 상대적으로 베이스(512)의 길이가 짧아지고, 베이스(512)가 0.8mm이하가 되면 확산판 지지부(50)의 지지력이 약한 문제가 있다.

탑부(511)의 너비(d)는 0.8mm로 구성할 수 있으며 이보다 얇으면 사출성형이 어렵다. 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 탑부(511)의 가로세로 길이가 상이할 수 있다. 원뿔형태에서 양측은 깎아 얇게 성형하고 수직방향은 그대로 두어 부러지는 것을 방지할 수 있다.

도 7 및 도 8을 참고하여 각 실시예의 특징에 대해 살펴본다. 도 7을 참고하면, 폴리아마이드계의 수지로 메탈 인서트사출하여 단부가 뭉툭한 원뿔형 몸체(51)를 성형한 실시예보다 탄성을 가지는 몸통을 구성하여 내하중을 개선할 수 있다. 제1 실시예(①)는 도 4의 (a)에 도시된 실시예로 몸체(51) 전체가 실리콘으로 구성되고 메탈 인서트 실리콘 사출로 몸체(51)를 구성할 수 있다. 지지력과 탄성을 확보하기 위해 쇼어경도 72 수준의 실리콘을 이용할 수 있다.

본 실시예는 기존의 공정에서 소재를 달리하여 진행하는 것으로 기존공정의 대체인 바, 공정의 추가가 크지 않아 제조가 비교적 간단하다.

폴리아마이드로 형성한 원뿔대 형상의 베이스(512)의 상부에 실리콘 탑부(511)를 부가한 실시예들은 베이스(512)는 지지력을 제공하고, 탑부(511)는 디스플레이 장치에 충격이 가해지는 경우 충격을 흡수하는 내하중이 개선되어 파손위험이 줄어든다.

제2 내지 제4 실시예(②, ③, ④)는 탄성의 탑부(511)의 크기에 따라 내하중의 개선도가 차이가 있으며, 제1 실시예보다 공정이 추가되어 제조비용이 증가한다.

제5 실시예(⑤)와 같이 폴리아마이드로 구성된 몸체(51)의 일부 형상을 변형하여 탄성을 향상한 탑부(511)는 기존의 원뿔형 수지로 구성된 실시예보다 내하중이 개선되나, 실리콘으로 탄성부를 구성한 실시예들에 비해 내하중의 개선도는 미흡하다. 다만, 공정이 기존공정과 동일한 공정으로 진행하는 바, 비용의 증가를 최소화 할 수 있다.

도 8을 참고하면, 각 확산판 지지부(50)에 하중을 가하는 경우 변형도를 도시한 도면으로, 수평방향은 압축된 길이이고, 수직방향은 인가된 하중의 크기이다. 기존의 확산판 지지부(50)를 이용한 디스플레이 장치는 81N의 크기에서 크랙이 발생하였다.

개선된 확산판 지지부(50)들은 81N부근에서 형상이 변화하며 충격을 흡수할 수 있어, 디스플레이 패널(60)에 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

그래프 상으로 형상변경한 제5 실시예(그 중 탄성부(511)의 두께가 얇은(0.8T) 실시예가 더 개선된 성능을 나타낸다.), 탄성코팅한 제2 실시예, 실리콘 이중사출이나 제3 실시예, 실리콘 캡을 성형하여 부착하는 제4 실시예 그리고 몸체(51) 전체가 실리콘으로 이루어져 몸체(51) 전체가 탄성부(511)를 구성하는 제1 실시예 순서로 순차적으로 성능이 개선된 것을 확인할 수 있다(후자의 성능이 가장 좋다).

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 백라이트 유닛의 확산판 지지부는 실리콘(Silicone) 수지와 같은 유연한 탄성부를 포함하여, 충격에 의해 디스플레이 패널이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 다양한 형태의 변형이 가능하고, 이러한 기술적 사상의 여러 실시 형태는 모두 본 발명의 보호범위에 속함은 당연하다.

10: 새시
20: 광원기판
30: 광원
40: 광학시트
50: 확산판 지지부
60: 디스플레이 패널
70: 패널가이드

Claims

다수의 광원이 배열되어 장착되는 광원기판;
상기 광원기판 상에 위치하는 광학 시트; 및상기 광원기판에 표면 실장되고 상기 광학 시트를 지지하는 복수개의 확산판 지지부를 포함하고,
상기 확산판 지지부는
원뿔형상을 가지고 탄성부를 포함하는 몸체; 및
상기 몸체의 하부에 위치하며 상기 광원기판에 결합하는 금속재질의 체결판을 포함하는 백라이트 유닛.
제 1항에 있어서,
상기 몸체의 탄성부는
shore경도 70 이상의 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 1항에 있어서,
상기 몸체는
상부로 갈수록 단면적이 작아지는 위치하는 베이스와
상기 베이스의 상부에 위치하며 상기 베이스보다 경도가 작은 탑부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 3항에 있어서,
상기 탑부는 실리콘을 포함하고,
상기 탑부의 경도는 shore 경도 30 이상 50 이하인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 3항에 있어서,
상기 탑부는
상기 베이스의 상면에 실리콘 탄성코팅하여 형성하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 3항에 있어서,
상기 베이스는 상부에 결합돌기가 형성되고,
상기 탑부는 상기 베이스의 상부에 실리콘 이중사출로 성형되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 3항에 있어서,
상기 베이스와 상기 탑부 사이에 에어쿠션이 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 7항에 있어서,
상기 탑부는 실리콘 성형 후 상기 베이스의 상면에 상기 에어쿠션에 대응하는 갭을 형성하며 부착하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 1항에 있어서,
상기 몸체는
상부로 갈수록 단면적이 작아지는 베이스와
상기 베이스의 상면보다 작은 단면적을 가지고, 상기 베이스의 상면에서 단차를 형성하는 탑부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 9항에 있어서,
상기 탑부의 너비는 상기 베이스의 상면보다 작고 0.8mm 이상이며,
상기 탑부의 길이는 1mm이상 3.4mm 이하인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 1항에 있어서,
상기 체결판은
상기 몸체 내측으로 돌출된 결합돌기; 및
상기 몸체를 성형하기 위한 사출노즐이 삽입되는 사출홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 1항에 있어서,
상기 몸체는 상부가 뭉툭한 원뿔형상을 가지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
디스플레이 패널; 및
상기 디스플레이 패널의 배면에 위치하며 상기 디스플레이 패널에 빛을 공급하는 백라이트 유닛을 포함하고,
상기 백라이트 유닛은,
다수의 광원이 배열되어 장착되는 광원기판;
상기 광원기판 상에 위치하는 광학 시트; 및
상기 광원기판에 표면 실장되고 상기 광학 시트를 지지하는 복수개의 확산판 지지부를 포함하고,
상기 확산판 지지부는
원뿔형상을 가지고 탄성부를 포함하는 몸체; 및
상기 몸체의 하부에 위치하며 상기 광원기판에 결합하는 금속재질의 체결판을 포함하는 디스플레이 장치.