KR980010514A - 액정 디스플레이용 백라이트 장치 - Google Patents

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KR980010514A
KR980010514A KR1019970034186A KR19970034186A KR980010514A KR 980010514 A KR980010514 A KR 980010514A KR 1019970034186 A KR1019970034186 A KR 1019970034186A KR 19970034186 A KR19970034186 A KR 19970034186A KR 980010514 A KR980010514 A KR 980010514A
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미끼오 구리하라
후미히사 한자와
요지 오끼
가즈시게 오오다
다까시 노마
히디아끼 사사야
다츠오 후꾸이
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시노다 아리히로
스탠리 일렉트릭 컴패티 리미티드
제프리 엘. 포먼
인터내셔날 비지네스 머신즈 코포레이션
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Abstract

본 발명은 액정 디스플레이용 백라이트 장치(1)에 관한 것으로서 이 장치(1)는 도광판(2)과 프레임(3)이 변형완화수단을 갖도록 제공되어 일체로 성형되기 때문에 도광판(2)을 프레임(3)에 부착하기 위한 부착다리 및 나사와 같은 부착유니트와 부품을 필요없게 하고 이에의해 이들 부품의 치수에 의해 제약을 받던 액정 디스플레이용 백라이트장치(1)의 두께와 치수를 소형화, 경량화 하는 것을 가능하게 한다.

Description

액정 디스플레이용 백라이트 장치
본 발명은 예를들면, 휴대용 컴퓨터, 휴대용 또는 차량용 TV수상기등의 표시부에 액정디스플레이 장치를 사용했을 때 자기 발광기능을 갖지 않는 액정디스플레이 장치를 배면으로부터 조명할 목적으로 채용된 백라이트 장치에 관한 것이다.
이러한 종류의 선행 백라이트 장치(90)의 예가 도 5 및 도 6에 도시되어 있다. 도광판(91)은 본체 부분(91a)이 아크릴 수지와 같은 무색 투명한 수지로 거의 장방향으로 형성되어 본체부분(91a) 주연의 다수, 예를들면 2부분에 혀형태의 부착다리(91b)가 설치되도록 형성된다.
프레임(92)은 적절한 백색 투명한 수지부재로 형성되어 도광판(91)을 세방향으로 둘러싸도록 거의 U자형태로 되어있다. 부착다리(91b)가 끼워지는 홈과 같은 형태의 다리 수용부(92a)는 부착다리(91b)에 대응하는 위치에서 프레임(92)에 형성된다.
상기와 같이 구성된 도광판(91)과 프레임(92)은 나사(93)에 의해 연결되어 단일 유니트로 일체화된다. 일체화가 행해진 상태에서는 도 6에 도시된 바와같이 도광판(91)의 단면(91c)과 프레임(92)의 내측단면(92b) 사이에 간격(D)이 각각 형성되어 그들이 그들 사이에 공기층을 가지면서 서로 대치하게 한다.
도 7은 도광판(91)과 프레임(92)이 서로 밀착된 상태를 도시한 것이다. 이 상태에서는 도광판(91)을 지나 진행하는 광(L1)이 단면(91c)에 도달했을 때 그 단면(91c)와 밀착하는 프레임(92)의 내측단면(92b)에서 난반사가 발생한다. 난반사된 반사광(L2)이 방사되면 도광판(91)의 단면(91c) 근처의 부분이 다른 부분보다 더 밝은 불균일한 조명이 발생되고 따라서, 백라이트 장치(90)의 성능저하를 초래한다.
도광판(91)과 프레임(92)의 조립체, 프레임(92) 또는 도광판(91)에 폴리에스터 필름으로 이루어진 확산 시이트(94)를 전체 외주 또는 대치하는 2변에 양면 접착테이프(95)로 점착시켜서 도광판(91)의 조사면을 덮도록 하므로서 목적하는 백라이트 장치가 얻어진다.
그러나, 상기한 종래의 백라이트 장치(90)는 하기의 문제점을 갖는다. 첫째, 도광판(91)과 프레임(92)을 나사(93)로 체결하여 단일체로 서로 연결시키기 때문에 도광판(91)이 나사(93)의 전장보다 큰 두께를 가져 야 하고 따라서 백라이트 장치(90)가 대형화되며 이에의해 휴대용 컴퓨터와 같이 이러한 백라이트 장치(90)를 채용하는 기기를 대형화시키는 문제점이 생긴다.
둘째, 도광판(91)이 부착다리(91b)에 의해 프레임(92)에 부분적으로 부착되기 때문에 부착강도가 불충분한데 이것은 기기의 낙하 또는 기기의 이송시 충격 또는 진동에 의해 발생되는 응력 때문에 부착다리(91b)가 파손되어 프레임(92)에서 도광판(91)이 이탈하는 등 강도면에서 문제점을 야기시킨다.
또한, 프레임(92)에 확산 시이트가 전주연에 점착되어 있기 때문에 예를들면, 계절의 변화로 인한 주위온도가 변할 때 프레임(92)과 확산시이트(94) 사이에 열 팽창계수의 차이로 인하여 치수차이가 생겨서 도6에 도시된 바와같이 강도가 약한 확산시이트(94)가 휘게되고 이에의해 불균일한 조명의 원인이 되는 문제점이 있다. 따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 과제들이 남아있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 투명부재로 형성되어 거의 장방형인 도광판, 이 도광판을 세방향에서 둘러싸도록 거의 U자형인 프레임 및 상기 도광판의 조사면을 덮는 확산 시트를 포함하며, 도광판과 프레임이 변형완화수단을 설치한 단일 유니트로서 일체성형되고, 확산시이트는 그 일변에서 도광판 또는 프레임에 부착되는 액정 디스플레이용 백라이트 장치를 제공한다.
제1도는 본 발명의 실시예에 따른 액정디스플레이용 백라이트 장치의 사시도이다.
제2도는 도1의 A-A선에 따른 단면도이다.
제3도는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 액정 디스플레이용 백라이트 장치의사시도이다.
제4도는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 액정 디스플레이용 백라이트 장치의 사시도이다.
제5도는 선행기술예의 부분 분해사시도이다.
제6도는 도5의 B-B선에 따른 단면도이다.
제7도는 도광판(導光板)과 프레임을 서로 밀착시켰을때의 작 설명하는 설명도이다.
이하, 본 발명은 도면에 도시된 실시형태에 기초하여 상세히 설명한다. 도1 및 도2에 있는 참고번호 1은 본 발명의 액정 디스플레이용 백라이트 장치이다. 이러한 액정디스플레이용 백라이트장치(1)는 도광판(2), 프레임(3) 및 확산시이트(4)로 이루어진 종래기술과 동일하다. 도면을 단순화하고 이해를 용이하게 하기 위하여 도1에는 확산시이트(4)와 시이트(4) 부착부분을 도시하지 않았다.
본 발명은 도광판(2)이 거의 장방형이며 아크릴 수지와 같은 무색 투명한 수지로 구성된 조사면(21)을 가지며, 프레임(3)이 거의 U자형으로서 백색의 투명한 수지로 이루어지고, 확산시이트(4)가 프레임(3)에 연결되어 조사면(21)을 덮도록 된 선행기술과 동일하다.
본 발명에서는 도광판(2)과 프레임(3)을 2색 성형과 같은 수단으로 일체화되게 함께 성형하므로서 부착다리 및 나사와 같은, 도광판(2)과 프레임(3)을 부착하기 위한 구성 및 부품이 필요없게 하고 이에의해 두께를 얇게하는 것이 가능함과 동시에 도광판(2)과 프레임(3)의 2색 성형에 의해 강도도 개선시킨다.
도광판(2)과 프레임(3)을 단순히 접합시키면 도광판(3)과 프레임(3) 사이의 접합면 상에 난반사가 발생하여 도광판(2)의 조사면(21)에 휘도의 불균일을 발생시킨다 (종래예의 도7 참조). 따라서, 본 발명에서는 도광판(2)의 뒷면(22) 측상의 측면으로부터 도광판(2)의 두께(t)의 거의 반만큼의 두께를 갖는 플랜지부(23)를 돌출시킨다.
프레임(3)에는 도광판(2)의 플랜지부(23)에 대응하는 플랜지 수용부(31)가 설치되고 도광판(24)의 단면(24)과 프레임(3)의 내측단면(24) 사이 및 도광판(2)의 플랜지 단면(25)과 프레임(3)의 수용부 단면(32) 사이에 간격(D)이 설치되어 도광판(2)과 프레임(3)이 플랜지면(26,34)에서 함께 접합되므로서 단일 유니트로 일체화되도록 한다.
이 방법에서, 도광판(2)과 프레임(3) 사이의 접합면은 도광판(2)을 통하여 투과하는 광의 진행방향으로 거의 평행하고 그 접합면에 당접하는 광의 양은 적다. 동시에, 접합면에 당접하는 광이 난반사되더라도 그 반사광의 진행방향은 도광판(2)의 뒷면을 향하게 된다. 따라서, 조사면(21) 대한 영향이 거의 관찰되지 않는다.
상기한 바와같이 플랜지면(26, 34)의 거의 모든 부분에 도광판(2)과 프레임(3)을 단일 유니트로 일체화시키므로서 액정 디스플레이용 백라이트 장치(1)의 강도가 향상된다. 그러나, 도광판(2)을 구성하는 부재와 프레임(3)을 구성하는 부재사이에 열팽창계수의 차 또는 성형시의 수축율의 차와같은 치수 변화특성의 차가 있을 경우 주위온도의 변화 또는 성형직후의 수축으로 인하여 일체화된 도광판(2)과 프레임(3)에 왜곡과 같은 변형이 생길 가능성이 있다.
본 발명은 또한 상기와 같은 변형의 발생에 대처하기 위한 수단을 제공한다. 제1 변형완화수단은 도광판(2)을 구성하는 부재와 프레임(3)을 구성하는 부재의 선팽창계수와 흡수율(吸水率)이 서로 ±50% 이내의 범위에 있도록 하여 치수변화의 차이에 의해 야기되는 변형의 발생을 방지하는 것이다.
여기에서, 액정 디스플레이용 백라이트장치(1)의 도광판(2)과 프레임(3)은 모두 수지부재로 형성되기 때문에 금속부재에서와 같이 단지 선 팽창계수에 대한 것만의 제한은 변형의 발생을 방지하기에는 만족스럽지 않다. 따라서, 본 발명에서는 수지부재의 치수가 변화하는 요소인 선팽창계수와 흡수율 모두를 제한하여 어떤 환경에서도 변형이 없도록 하였다.
도광판(2)과 프레임(3)에 채용된 부재들을 설명하면, 먼저 도광판(2)에 채용가능한 부재로서는 투명도라는 광학적 특성의 관점에서 아크릴 수지가 가장 적절하다. 따라서, 프레임(3)에도 백색으로 착색된 아크릴 수지를 채용했을 때는 주위온도 및 습도의 변화에 의해 야기된 도광판(2)와 프레임(3)의 치수변화가 완전히 같고 따라서 변형이 발생하지 않게 할 수 있다.
그러나, 아크릴 수지는 내충격성과 같은 기계적 강도의 면에서 열악하다. 예를들면, 차량용 기기와 같이 외부로부터 강한 진동을 받는 기기에 사용되었을 때 강도가 부족할 수 있다. 이 경우에는 프레임(3)에 아크릴 수지와 폴리카보네이트 수지의 합성재 또는 폴리카보네이트 수지와 비닐 수지의 합성재를 채용하여 도광판(2)의 열팽창계수에 의한 치수변화량과 거의 동일하게 하면서 강도의 증가를 가능하게 한다.
또한, 본 발명에 채용된 제 2변형 완화 수단은 프레임(3)에 가요성의 수지부재를 사용하는 것이다. 강도를 보다 향상시키고 비용을 감소시키기 위하여 프레임(3)은 ABS수지 또는 PP수지를 채용하는 것이 바람직하다.
이 경우에는 당연히 도광판(2)을 구성하는 아크릴 수지와 프레임(3)을 구성하는 수지 사이에 열팽창 계수의 차가 발생하기 때문에 PP수지와 같은, 프레임(3)을 구성하는 수지부재에 20-40%의 유리섬유를 혼합하여 7×10-5℃인 아크릴 수지의 열팽창 계수 보다 훨씬 큰 11×10-5℃의 열팽창계수를 감소시키므로서 변형발생을 없앤다.
이상은 도광판(2)과 프레임(3) 사이에 발생하는 변형의 방지하는 것에 대하여 설명하였지만 확산 시이트(4)가 프레임(3)에 부착될 때 프레임(3)과 확산 시이트(4) 사이에도 유사한 변형이 발생한다 (종래예의 도6 참조). 본 발명에서는 이에 대처하기 위하여 상기 확산 시이트(4)의 1변만을 프레임(3)에 양면 접착 테이프(5)로 부착시키고 다른 3변은 모두 자유단으로 하여 변형의 발생을 방지하도록 하였다.
도2에 도시된 바와같이 확산시이트(4)의 자유단측이 위치하는 프레임(3) 부분에는 예를들면 굴대받이부(35)와 가교부(36)를 형성시켜 확산시이트(4)의 자유단측이 굴대받이부(35)와 가교부(36)의 사이에 슬라이드 가능한 상태로 협지되어 확산시이트(4)가 소정의 위치에서 유지되도록 하는 것이 바람직하다.
도3은 본 발명의 또다른 실시예를 도시한 것이다. 이 실시예는 상기 실시예와 같이 도광판(2)과 프레임(6) 사이의 온도 또는 습도 변화에 의한 치수차이의 완화 즉, 제3의 변형완화 수단에 관한 것이다. 상기 실시예 모두에서는 도광판(2)과 프레임(6)을 구성하는 부재의 물리적 특성을 동일화하거나 근사하게하여 변형을 방지하였지만 본 실시예에서는 기계적 또는 구조적으로 변형을 방지한다.
즉, 이 실시예에서, 거의 U자형인 프레임(6)의 3변 각각에는 도광판(2)과 접합하는 프레임(6)의 변에 거의 직교하는 슬릿트(61)가 최소한 1개소에 형성된다. 도면에 도시된 바와같이 이 슬릿트(61)는 접합선(P)측으로부터 외주연(62)을 향하여 또는 외주면(62)로부터 접합선(P)을 향하여 형성될 수 있다.
따라서, 온도 변화로 인하여 도광판(2)과 프레임(6) 사이에 치수차이가 발생하면 슬릿트(61)가 좁아지거나 넓어져서 치수차를 흡수하도록 하므로서 변형을 방지하는 것이다. 따라서, 도광판(2)과 프레임(6) 각각에 대하여 최적의 부재를 선택하는 것이 가능하다.
도4는 본 발명의 또다른 실시예를 도시한 것이다. 이 실시예도 도광판(2)과 프레임(7)사이의 치수차 완화, 즉, 제4 변형완화수단에 관한 것이다. 이 실시예에서는 상기 실시예의 슬릿트(61) 대신에 프레임(7)에 프레임(7)의 두께방향으로 관통하는 통공을 형성하는 다수의 감량창(71)을 형성하여 벌집구조 부(72)를 형성시킨다. 따라서, 도광판(2)과 프레임(7) 사이에 치수차가 발생하면 벌집구조부(72),즉, 감량창(71)은 각각 약간 변형되어 치수차를 흡수한다.
상기에서 설명한 바와같이 본 발명은 첫째로, 도광판과 프레임이 변형완화수단에 의해 일체로 성형되도록 하여 액정 디스플레이용 백라이트장치를 구성하기 때문에 도광판과 프레임을 일체로 하기 위한, 부착다리와 같은 기구가 필요없게되고 부착부품인 나사도 필요없게 하여 부착다리와 나사의 치수에 의해 제약을 받는 액정 디스플레이용 백라이트 장치를 종래기술보다 얇게 하는 것이 가능하게 하므로서 이러한 종류의 액정 디스플레이용 백라이트 장치를 채용하는 기기의 보다 소형화 및 경량화를 가능하게 하는 극히 우수한 효과를 제공한다.
둘째로, 종래에는 부착다리와 나사로 도광판과 프레임을 부분적으로 접합하여 기기의 낙하 또는 충격에 의해 야기되는 접합 부분으로의 응력집중 때문에 쉽게 파손되는 일이 발생하였지만 본 발명은 일체 성형에 의해 거의 모든면을 접합하여 강도를 향상 시키므로서 신뢰성을 향상시킨 우수한 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 도광판과 프레임을 일체로 성형하기 위하여 양자의 열팽창계수 차이 때문에 주위온도의 변화로 인한 치수변화에 의해 야기되는 변형을 방지하기 위한 수단을 제공한다. 따라서, 본 발명은 도광판과 프레임이 일체로 성형되는 액정 디스플레이용 백라이트장치의 실현을 보다 확실히 보장하는 효과를 제공한다.

Claims (10)

  1. 거의 장방형으로서 투명부재로 형성된 도광판 ; 도광판의 최소한 2변을 둘러싸도록 형성된 프레임 ;도광판의 조사면측을 덮는 확산판을 포함하는 액정 디스플레이용 백라이트 장치에 있어서, 도광판과 프레임이 변형 완화수단을 설치하여 일체로 성형되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이용 백라이트 장치.
  2. 제1항에 있어서, 도광판이 적어도 하나의 측면에서 돌출하는 도광판 중앙부의 두께보다 작은 두께를 갖는 플랜지부를 가지며, 플랜지부를 프레임에 접속시키므로서 일체성형을 행하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이용 백라이트 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 변형완화수단이 적어도 도광판과 프레임을 위한 재질을 선택함에 있어서, 그들의 선팽창계수의 차가 ±50%범위내인 재질을 선택하는 것임을 특징으로 하는 액정 디스플레이용 백라이트 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 변형완화수단이 적어도 도광판과 프레임을 위한 재질을 선택함에 있어서, 그들의 흡수율이 ±50% 범위내인 재질을 선택하는 것임을 특징으로 하는 액정 디스플레이용 백라이트 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 재질이 도광판과 프레임 모두에 대해서 아크릴 수지인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이용 백라이트 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 재질이 도광판에 대해서는 아크릴 수지이고 프레임에 대해서는 아크릴 수지와 폴리카보네이트 수지의 합성재 또는 폴리카보네이트 수지와 비닐 수지의 합성재인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이용 백라이트 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 변형완화수단이 도광판에 대해서는 아크릴 수지를 사용하고 프레임에 대해서는 20-40%의 유리 함유율을 갖는 수지부재를 사용하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이용 백라이트 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 변형완화수단이 프레임의 최소한 1변에 슬릿트를 형성하는 것임을 특징으로 하는 액정 디스플레이용 백라이트 장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 변형완화수단이 프레임의 두께방향으로 관통하는 다수의 통공을 프레임에 형성하는 것임을 특징으로 하는 액정 디스플레이용 백라이트 장치.
  10. 제1, 2, 3, 6 ,7 또는8항에 있어서, 확산시이트가 그 1변에서 도광판 또는 프레임에 부착되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이용 백라이트 장치.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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