KR101575909B1 - Back Light Module with Solar Sell and Mobile Terminal comprising it - Google Patents

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Abstract

본 발명의 태양 전지를 구비한 백라이트 모듈은, 표시 영역을 밝히기 위한 빛을 생성하는 광원; 상기 광원에서 생성된 빛을 상기 표시 영역으로 전달하기 위한 도광판; 및 상기 도광판에서 누출되는 빛을 흡수하여 전기 에너지를 생산하는 태양 전지를 포함한다.A backlight module having a solar cell of the present invention includes: a light source that generates light for illuminating a display area; A light guide plate for transmitting the light generated from the light source to the display area; And a solar cell that absorbs light leaking from the light guide plate to produce electrical energy.

백라이트 모듈, 태양 전지, 이동 단말기, LCD, 도광판 Backlight module, solar cell, mobile terminal, LCD, light guide plate

Description

태양 전지를 구비한 백라이트 모듈 및 이를 포함하는 이동 단말기{Back Light Module with Solar Sell and Mobile Terminal comprising it}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a backlight module having a solar cell and a mobile terminal including the backlight module.

본 발명은 LCD의 광원으로 사용될 수 있는 백라이트 모듈로서 태양 전지를 구비하여 그 효율을 높인 백라이트 모듈에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a backlight module which can be used as a light source of an LCD,

LCD는 그 가격 대비 화질이 우수하고 두께가 얇아 다양한 전자 장치의 디스플레이 용도로 널리 사용된다.LCDs are widely used for display of various electronic devices because of their excellent image quality and thin thickness.

LCD를 구성하는 LCD 소자는 자체적으로 발광을 이루어지지 않고, 다만 외부에서 유입되는 광의 투과율을 조절하는 방식으로 영상을 디스플레이한다. 그래서, LCD는 투과할 광을 생성하기 위한 백라이트 모듈을 구비함이 일반적이다.An LCD device constituting an LCD does not emit light itself, but displays an image in such a manner that the transmittance of light incident from the outside is controlled. Therefore, the LCD generally has a backlight module for generating light to be transmitted.

현재 널리 보급된 백라이트 모듈은 빛을 생성하는 광원과 상기 광원에서 생성되는 빛을 2차원 화면에 고루 분산시키기 위한 반사-확산 층을 구비한다. 상기 광원으로서, LED 광원이나 일종의 형광등인 CCFL 광원이 적용될 수 있다. Currently widely deployed backlight modules include a light source for generating light and a reflection-diffusion layer for uniformly dispersing the light generated from the light source on a two-dimensional screen. As the light source, an LED light source or a CCFL light source that is a kind of fluorescent light may be applied.

또한, 상기 백라이트 모듈의 상기 광원은, 상기 광원을 상기 화면의 가장자 리에 배치시킨 에지형 방식 또는 상기 광원을 LCD 소자들로 이루어진 평면의 하부에 평면을 이루도록 배치되는 직하형 방식으로 적용될 수 있다.In addition, the light source of the backlight module may be applied in an edge-type method in which the light source is disposed at the edge of the screen, or in a direct-type method in which the light source is disposed in a plane under the plane made of LCD elements.

그런데, 현재의 백라이트 모듈은 상기 반사-확산 층에서의 광 손실이 발생할 수 밖에 없고, 이에 따라 에너지 효율이 낮아지는 문제점이 있었다.However, the current backlight module has a problem in that the light loss in the reflection-diffusion layer is inevitable and energy efficiency is low.

본 발명은 에너지 소비 효율이 높은 백라이트 모듈 및 이를 포함하는 이동 단말기를 제공하고자 한다.The present invention provides a backlight module having high energy consumption efficiency and a mobile terminal including the backlight module.

본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지를 구비한 백라이트 모듈은, 표시 영역을 밝히기 위한 빛을 생성하는 광원; 상기 광원에서 생성된 빛을 상기 표시 영역으로 전달하기 위한 도광판; 및 상기 도광판에서 누출되는 빛을 흡수하여 전기 에너지를 생산하는 태양 전지를 포함한다. A backlight module having a solar cell according to an embodiment of the present invention includes: a light source that generates light for illuminating a display area; A light guide plate for transmitting the light generated from the light source to the display area; And a solar cell that absorbs light leaking from the light guide plate to produce electrical energy.

본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 단말기는, 영상을 출력하는 표시 패널; 상기 표시 패널을 밝히기 위한 백라이트; 상기 백라이트 아래에 위치하며, 상기 도광판에서 누출되는 빛을 흡수하여 전기 에너지를 생산하는 태양 전지; 및 상기 태양 전지 하면에 위치하는 투명 재질의 케이스를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a mobile terminal including: a display panel for outputting an image; A backlight for illuminating the display panel; A solar cell positioned below the backlight and absorbing light leaking from the light guide plate to produce electrical energy; And a case made of a transparent material positioned on the bottom surface of the solar cell.

상기 구성에 따른 태양 전지를 구비한 백라이트 유닛을 실시함에 의해, 백라이트 유닛의 에너지 소비 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.By implementing the backlight unit having the solar cell according to the above configuration, there is an advantage that the energy consumption efficiency of the backlight unit can be increased.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하겠다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 적층 구조를 도시한 단면도이다.1A is a cross-sectional view illustrating a laminated structure of a backlight unit according to an embodiment of the present invention.

도시한 백라이트 유닛(200)은, LCD 패널(100)을 밝히기 위한 빛을 생성하는 광원(210); 상기 광원(210)에서 생성된 빛을 상기 LCD 패널(100)로 전달하기 위한 도광판(210); 및 상기 도광판(210)에서 누출되는 빛을 흡수하여 전기 에너지를 생산하는 태양 전지(240)를 포함한다.The illustrated backlight unit 200 includes a light source 210 that generates light for illuminating the LCD panel 100; A light guide plate 210 for transmitting the light generated by the light source 210 to the LCD panel 100; And a solar cell 240 that absorbs light leaking from the light guide plate 210 to produce electrical energy.

도시한 백라이트 유닛(200)은, 상기 도광판(210)과 상기 LCD 패널(100) 사이에, 상기 도광판에서 방출되는 빛을 분산시키기 위한 분산 구조(250)로서, 상기 도광판(210)에서 상기 LCD 패널(100)로 방출되는 빛으로 인한 패턴 발생을 억제하는 제1 분산판(252); 및 상기 표시 영역으로 방출되는 빛의 방출 각도를 조절하기 위한 제2 분산판(254, 256)을 포함할 수 있다.The illustrated backlight unit 200 is a dispersion structure 250 for dispersing light emitted from the light guide plate between the light guide plate 210 and the LCD panel 100. In the light guide plate 210, A first dispersing plate 252 for suppressing the generation of a pattern due to light emitted to the light emitting device 100; And a second diffuser plate (254, 256) for adjusting an emission angle of light emitted to the display area.

도 1b에 도시한 바와 같이, 상기 제2 분산판(254, 256)은, 상기 LCD 패널(100)의 가로 방향의 프리즘들로 이루어진 제1 프리즘 시트(254) 및 상기 LCD 패널(100)의 세로 방향의 프리즘들로 이루어진 제2 프리즘 시트(256)로 구성된 BEF(bright enhancement film)를 포함할 수 있다.1B, the second dispersion plates 254 and 256 may include a first prism sheet 254 made of prisms in the horizontal direction of the LCD panel 100 and a plurality of second prism sheets 254, And a second prism sheet 256 made of prisms oriented in the direction of the optical axis.

도시한 상기 광원(210)은 상기 LCD 패널(100)의 테두리 영역에 배치되고, 오목한 형태의 반사 커버(219)에 의해 상기 광원(210)에서 방출되는 빛은 상기 도광판(220)으로 입력된다. 즉, 도시한 상기 광원(210) 및 도광판(210)은 에지형 백라이트 구조를 형성한다.The light source 210 shown in the figure is disposed in an edge region of the LCD panel 100 and the light emitted from the light source 210 is input to the light guide plate 220 by a reflective cover 219 having a concave shape. That is, the illustrated light source 210 and the light guide plate 210 form an edge type backlight structure.

상기 도광판(210)은 도파 재질(예: 공기, 진공, 유리 등)로 이루어지며, 상기 광원(210)에서 방출되어 상기 도파 재질을 통과하는 빛이 양 경계면들(222, 224)로 진입하는 방향에 따라 전반사 또는 투과하는 특성을 이용하여, 상기 LCD 패널(100)의 테두리 영역에서 방출되는 빛이 LCD 패널(100)의 하부 전면에서 방출되도록 한다.The light guide plate 210 is made of a waveguide material (for example, air, vacuum, glass or the like), and the light emitted from the light source 210 and passing through the waveguide material enters the boundary surfaces 222 and 224 The light emitted from the edge region of the LCD panel 100 is emitted from the entire lower surface of the LCD panel 100 using the total reflection or transmission characteristics.

상기 도광판(210)의 양 경계면들 중 상기 LCD 패널(100)의 반대쪽 경계면에는 빛을 반사시키는 재질로 이루어진 도트 패턴(226)을 구비할 수 있다. 상기 도트 패턴(226)은 빛의 입사각에 관계없이 전반사시키는 재질로 구현할 수 있다. 상기 도트 패턴(226)의 하부로는 빛이 전혀 전달되지 않으므로, 이 위치에 태양 전지를 배치하는 것은 불필요한 자원의 낭비가 될 수 있다.A dot pattern 226 made of a material reflecting light may be provided on a boundary surface of the LGP 210 opposite to the LCD panel 100. The dot pattern 226 may be formed of a material that allows total reflection regardless of the incident angle of light. Since no light is transmitted to the lower portion of the dot pattern 226, disposing the solar cell at this position can be a waste of unnecessary resources.

도 2는 상기 도광판(210)의 도트 패턴(226)에 맞게 형성된 태양 전지를 도시한다. 도시한 태양 전지(240)는, 상기 도광판(210)의 도트 패턴(226)에 대응하는 영역들(244)은 비워둔 형태를 가진다.FIG. 2 shows a solar cell formed in accordance with the dot pattern 226 of the light guide plate 210. The illustrated solar cell 240 has a shape in which the regions 244 corresponding to the dot pattern 226 of the light guide plate 210 are left empty.

도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 동작을 설명하기 위한 것이다.3A and 3B are views for explaining the operation of the backlight unit according to an embodiment of the present invention.

도 3a에 도시한 바와 같이, 광원(210)에서 생성된 빛은 도광판(220)의 양 경계면들 및 도트 패턴(224)에 의해 LCD 패널(100) 방향으로 방출된다. 한편, 광원(210)에서 생성된 빛 중 도트 패턴(224) 사이의 경계면으로 통과한 빛은, 태양 전지(240)에 흡수되어, 전기 에너지로 전환된다.3A, the light generated by the light source 210 is emitted toward the LCD panel 100 by both the boundary surfaces of the light guide plate 220 and the dot pattern 224. On the other hand, light passing through the interface between the dot patterns 224 of the light generated by the light source 210 is absorbed by the solar cell 240 and converted into electric energy.

한편, 도 3b에 도시한 동작은, 상기 태양 전지(240)의 아래에 상기 백라이트 유닛을 포함하는 이동 단말기의 내부 구성요소들을 보호하기 위한 케이스(300)가 위치하는데, 상기 케이스(300)의 재질이 투명 재질인 경우에 수행될 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 태양 전지(240)는 상기 케이스(300)을 통과한 외부 빛에 의해서도 전기를 생산할 수 있다. 도 3b는 LCD 패널이 동작하지 않는 경우, 광원(210)도 동작하지 않아 태양 전지(240)의 상부면으로는 발전이 이루어지지 않지만, 하부면으로 입사되는 빛에 의해 발전이 이루어지는 것을 도시한다.3B, a case 300 for protecting internal components of the mobile terminal including the backlight unit is located under the solar cell 240, and the material of the case 300 Can be performed in the case of a transparent material. In this case, the solar cell 240 can generate electricity by the external light passing through the case 300. FIG. 3B illustrates that when the LCD panel is not operated, the light source 210 is not operated, so that power is not generated on the upper surface of the solar cell 240, but is generated by light incident on the lower surface.

도 3a 및 3b의 발전 동작을 모두 수행하는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 구비한 이동 단말기에 대하여, 도 4a 및 4b를 참조하여 설명하겠다.4A and 4B, a mobile terminal having a backlight unit according to an embodiment of the present invention for performing all the power generation operations of FIGS. 3A and 3B will be described.

본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기는, 영상을 출력하는 표시 패널(100); 상기 표시 패널(100)을 밝히기 위한 백라이트; 상기 백라이트 아래에 위치하며, 상기 도광판에서 누출되는 빛을 흡수하여 전기 에너지를 생산하는 태양 전지(240); 및 상기 태양 전지(240) 아래에 위치하는 투명 재질의 케이스(300)를 포함한다. A mobile terminal according to an embodiment of the present invention includes a display panel 100 for outputting an image; A backlight for illuminating the display panel 100; A solar cell 240 located below the backlight and absorbing light leaking from the light guide plate to produce electric energy; And a transparent case 300 positioned under the solar cell 240.

여기서, 상기 백라이트는 도 1 내지 도 3b에 따른 백라이트 유닛(200) 중 태양 전지(240) 상부 구조들만을 뜻하는 것임을 밝혀둔다. 즉, 상기 백라이트는, 빛을 생성하는 광원(210); 상기 LCD 패널(100) 아래에 위치하며, 상기 광원(210)에서 생성된 빛을 상기 LCD 패널(100)로 전달하기 위한 도광판(220); 상기 도광판(220)에서 상기 LCD 패널(100)로 방출되는 빛으로 인한 패턴 발생을 억제하 는 제1 분산판(254); 및 상기 LCD 패널(100)로 방출되는 빛의 방출 각도를 조절하기 위한 제2 분산판(256)을 포함할 수 있다. 상기 백라이트의 구성요소들에 대해서는 이미 설명하였으므로 중복 설명을 생략하겠다.Here, it is noted that the backlight means only the superstructure of the solar cell 240 among the backlight unit 200 according to FIGS. 1 to 3B. That is, the backlight includes a light source 210 generating light; A light guide plate 220 disposed below the LCD panel 100 and adapted to transmit the light generated by the light source 210 to the LCD panel 100; A first dispersion plate 254 for suppressing a pattern generation due to light emitted from the light guide plate 220 to the LCD panel 100; And a second dispersion plate 256 for adjusting the emission angle of the light emitted to the LCD panel 100. [ Since the components of the backlight have already been described, redundant description will be omitted.

상기 이동 단말기는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 동작을 지원하기 위한 구성요소들로서, 2차 전지; 상기 2차 전지에서 공급되는 전원으로 상기 광원(210)을 구동시키는 광원 구동부; 및 상기 태양 전지(240)에서 생산된 전원을 상기 2차 전지에 축전하는 축전부를 더 포함할 수 있다.The mobile terminal is a component for supporting the operation of the backlight unit according to an embodiment of the present invention, and includes a secondary battery; A light source driving unit for driving the light source 210 with a power supplied from the secondary battery; And a power storage unit for storing power generated by the solar cell 240 in the secondary battery.

도 5에는 상기 2차 전지를 중심으로 한 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기의 구성요소들을 도시하고 있다.FIG. 5 illustrates components of a mobile terminal according to an embodiment of the present invention.

도시한 이동 단말기는, 본 발명의 사상에 따른 태양 전지를 구비한 백라이트 유닛(200); LCD 패널(100); 2차 전지(500); 상기 2차 전지(500)에서 공급되는 전원으로 백라이트 유닛(200)의 광원 및 상기 LCD 패널을 구동시키는 구동부(460); 상기 태양 전지에서 생산된 전원을 상기 2차 전지에 축전하는 축전 회로(410); 외부 전력으로 상기 2차 전지(500)를 축전하기 위한 어댑터(440)와 AC 축전 회로(430); 상기 2차 전지(500)를 축적하는 전원을 선택하는 스위치(420); 및 상기 구동부(460), 스위치(420), 축전 회로(410) 및 AC 축전 회로(430)의 동작을 제어하는 제어부(600)를 포함할 수 있다.The illustrated mobile terminal includes a backlight unit 200 having a solar cell according to an embodiment of the present invention; An LCD panel 100; A secondary battery 500; A driving unit 460 for driving the light source of the backlight unit 200 and the LCD panel by the power supplied from the secondary battery 500; A power storage circuit (410) for storing power generated by the solar cell in the secondary battery; An adapter 440 and an AC power storage circuit 430 for storing the secondary battery 500 with external power; A switch 420 for selecting a power source for storing the secondary battery 500; And a control unit 600 for controlling operations of the driving unit 460, the switch 420, the power storage circuit 410, and the AC power storage circuit 430.

본 발명의 실시를 위한 태양 전지로서 다양한 종류의 태양 전지가 적용될 수 있다.Various types of solar cells can be applied as the solar cell for carrying out the present invention.

예컨대, 본 실시예의 태양 전지는 염료 감응형(Dye-Sensitized) 태양 전지로 구현할 수 있다. 염료 감응형 태양 전지는 저비용으로 가시 광선 영역에 대한 발전 효율이 높으므로, 본 발명의 사상과 같이 가시광 발광 소자에서 방출된 빛을 전기 에너지로 변환하는데 유용하다.For example, the solar cell of this embodiment can be implemented as a dye-sensitized solar cell. The dye-sensitized solar cell is useful for converting light emitted from a visible light emitting device into electric energy, as in the case of the present invention, because it has a high power generation efficiency in a visible light region at low cost.

또한, 전지의 양면에서 빛을 흡수하는 효율적인 구조를 가진 도 6에 도시한 바와 같은 DSBC(Double Sided Buried Contact) 태양 전지도 본 실시예의 태양 전지로 적용하기에 유리하다. Also, a DSBC (Double Sided Buried Contact) solar cell having an efficient structure for absorbing light on both sides of the battery is also advantageous for application to the solar cell of this embodiment.

본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.It is to be noted that the technical idea of the present invention has been specifically described in accordance with the above preferred embodiment, but the above-mentioned embodiments are intended to be illustrative and not restrictive. In addition, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

도 1a 및 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 적층 구조를 도시한 단면도 및 사시도.1A and 1B are a cross-sectional view and a perspective view illustrating a laminated structure of a backlight unit according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1a의 도광판의 도트 패턴에 맞게 형성된 태양 전지를 도시한 평면도. 2 is a plan view showing a solar cell formed in accordance with the dot pattern of the light guide plate of FIG.

도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 동작을 설명하는 개념도.3A and 3B are conceptual diagrams illustrating the operation of a backlight unit according to an embodiment of the present invention.

도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 구비한 이동 단말기의 구조를 도시한 개념도.4A and 4B are conceptual diagrams showing a structure of a mobile terminal having a backlight unit according to an embodiment of the present invention.

도 5는 2차 전지를 중심으로 한 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기의 구성요소들을 도시한 블록도.5 is a block diagram illustrating components of a mobile terminal according to one embodiment of the present invention, centering on a secondary battery.

도 6은 DSBC(Double Sided Buried Contact) 태양 전지의 구조를 도시한 사시도.6 is a perspective view showing the structure of a DSBC (Double Sided Buried Contact) solar cell.

Claims (5)

표시 영역을 밝히기 위한 빛을 생성하는 광원;A light source for generating light for illuminating the display area; 일측면에 빛을 반사시키는 재질로 도트패턴을 형성하고, 상기 광원의 빛을 상기 도트패턴으로 반사시켜서 상기 표시 영역으로 전달하는 도광판; 및A light guide plate for forming a dot pattern on a side surface of a material reflecting light and reflecting light of the light source by the dot pattern and transmitting the light to the display area; And 상기 도트 패턴의 대응위치는 비운 형태로 형성되고, 빛을 흡수하여 전기 에너지를 생산하는 태양 전지를 포함하는 백라이트 유닛.Wherein the corresponding position of the dot pattern is formed in a vacant shape and includes a solar cell that absorbs light to produce electrical energy. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 태양 전지는,In the solar cell, 외부에서 입사되는 빛 또는 상기 광원에서 방출되는 빛으로부터 전기 에너지를 생산하는 백라이트 유닛.A backlight unit for producing electrical energy from light incident from the outside or light emitted from the light source. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 태양 전지는,In the solar cell, 연료 감응형 태양 전지인 백라이트 유닛.A backlight unit which is a fuel sensitive solar cell. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 태양 전지는,In the solar cell, DSBC 태양 전지인 백라이트 유닛.DSBC solar battery backlight unit. 영상을 출력하는 표시 패널;A display panel for outputting an image; 상기 표시 패널을 밝히기 위한 빛을 생성하는 광원과, 일측면에 빛을 반사시키는 재질로 도트패턴을 형성하고, 상기 광원의 빛을 상기 도트패턴으로 반사시켜서 상기 표시 패널로 전달하는 도광판으로 구성되는 백라이트;A backlight unit including a light source for generating light for illuminating the display panel, a light guide plate for forming a dot pattern on a side surface of the light reflecting material, reflecting the light from the light source to the display panel, ; 상기 도트 패턴의 대응위치는 비운 형태로 형성되고, 빛을 흡수하여 전기 에너지를 생산하는 태양 전지; 및A corresponding position of the dot pattern is formed in a vacant shape, and the solar cell absorbs light to produce electric energy; And 상기 태양 전지 아래에 위치하는 투명 재질의 케이스를 포함하는 이동 단말기.And a case made of a transparent material located below the solar cell.
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