KR101723539B1 - 도광판 카트리지, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 표시 장치 - Google Patents

도광판 카트리지, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 표시 장치 Download PDF

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Abstract

도광판 카트리지는 광원이 회로 기판에 배치되는 발광 모듈, 상기 광원으로부터 빛이 입사되는 입사부 및 입사된 빛을 출사하는 출사부를 갖는 도광판, 상기 도광판의 아래에 배치되는 반사 시트, 상기 발광 모듈, 상기 도광판의 입사부, 및 상기 반사 시트를 둘러싸도록 배치되는 고정 커버, 및 상기 광원과 대향하는 상기 고정 커버 내면에 배치되어 상기 광원으로부터 조사되는 광을 상기 도광판으로 반사하는 반사 부재를 포함한다.

Description

도광판 카트리지, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 표시 장치{A light guide plate cartridge, backlight unit, and display device}
실시예는 발광 소자가 구비된 도광판 카트리지와 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)에 비해 시인성이 우수하고 평균소비전력도 같은 화면크기의 음극선관에 비해 작을 뿐만 아니라 발열량도 작기 때문에 플라즈마 표시 장치나 전계 방출 표시장치와 함께 휴대폰이나 컴퓨터의 모니터, 텔레비전의 표시장치로서 널리 사용된다.
액정표시장치의 구동 원리는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용하는 것이다. 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 지니고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자 배열의 방향을 제어할 수 있다.
따라서, 액정의 분자 배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자 배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의해 액정의 분자 배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.
그러나, 액정표시장치는 스스로 빛을 발하지 못하는 수광성 소자이기 때문에 별도의 광원이 필요하며, 이러한 광원으로 백라이트 유닛이 사용된다. 즉 액정 패널 하부에 배치된 백라이트 유닛으로부터 출사된 빛을 액정 패널에 입사시켜 액정의 배열에 따라 투과되는 빛의 양을 조절하여 화상을 표시할 수 있다.
실시예는 도광판 카트리지에서 출사되는 빛의 광효율을 향상시키고자 하는 것이다.
실시예에 따른 도광판 카트리지는 광원이 회로 기판에 배치되는 발광 모듈, 상기 광원으로부터 빛이 입사되는 입사부 및 입사된 빛을 출사하는 출사부를 갖는 도광판, 상기 도광판의 아래에 배치되는 반사 시트, 상기 발광 모듈, 상기 도광판의 입사부, 및 상기 반사 시트를 둘러싸도록 배치되는 고정 커버, 및 상기 광원과 대향하는 상기 고정 커버 내면에 배치되어 상기 광원으로부터 조사되는 광을 상기 도광판으로 반사하는 반사 부재를 포함한다.
상기 고정 커버는 상기 회로 기판이 끼워지는 홈을 가지고 있는 제2 고정 커버, 및 일측 종단은 상기 도광판의 위에 배치되고, 상기 광원의 위에 배치되는 제1 지지부와 상기 제1 지지부와 절곡되어 단차를 갖는 제2 지지부와 상기 제2 지지부로부터 타단이 절곡되어 상기 제2 고정 커버 일부와 접촉되는 제1 고정 커버로 구성될 수 있다. 상기 제2 고정 커버의 홈의 깊이가 상기 회로 기판의 두께보다 더 클 수 있다. 상기 회로 기판의 종단에서 발광 소자까지의 거리가 상기 제1 고정 커버의 제2 지지부의 폭보다 더 클 수 있다.
실시예에 따른 백라이트 유닛은 바텀 커버, 상기 바텀 커버 안에 배치되는 실시 예에 따른 도광판 카트리지, 및 상기 바텀 커버 안에 배치되고 상기 도광판 카트리지 위에 배치되는 반사 시트를 포함한다.
실시예에 따른 표시 장치는 액정 표시 패널, 및 상기 액정 표시 패널로 빛을 조사하는 실시예에 따른 백라이트 유닛을 포함한다.
실시예는 도광판 카트리지에서 출사되는 빛의 광효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 장치의 측단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 도광판 카트리지들이 배치된 사시도를 나타낸다.
도 4는 도 3의 복수 개의 도광판 카트리지가 배치된 것을 도시한 평면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 도광판 카트리지의 전면 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 C부분의 확대 단면도이다.
도 7은 도 2에 도시된 발광 모듈의 전면 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 발광 모듈의 후면 사시도이다.
도 9는 실시예에 따른 도광판 카트리지의 제1 고정 커버 및 반사 부재의 결합을 나타내는 전면 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 제1 고정 커버의 후면 사시도를 나타낸다.
도 11은 다른 실시예에 따른 도광판 카트리지의 제1 고정 커버의 후면 사시도이다.
도 12는 도 6에 도시된 제1 고정 커버, 반사 부재, 및 발광 모듈에 대한 단면도를 나타낸다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
상기의 실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 실시예에 따른 표시 장치(100)의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(100)는 백라이트 유닛(backlight unit, 110), 표시 패널(panel, 40), 지지 부재(50), 및 탑 커버(top cover, 60)를 포함한다.
백라이트 유닛(110)은 표시 패널(40)에 광을 조사하며, 바텀 커버(10), 도광판 카트리지들(20), 및 광학 시트(30)를 포함한다.
바텀 커버(10) 전면에는 도광판 카트리지들(20)이 구비되고, 도광판 카트리지들(20) 전면에는 광학 시트(30)가 구비된다. 여기서, 도광판 카트리지들(20)은 바텀 커버(10)의 내면에 복수 개가 상호 인접하도록 배치된다.
지지 부재(50)는 바텀 커버(10), 도광판 카트리지들(20), 광학 시트(30) 및 표시 패널(40)의 테두리를 커버하도록 표시 패널(40)의 전면에 배치되고, 이들을 지지하여 고정시킨다. 탑 커버(60)는 지지 부재(50) 전면에 배치된다.
바텀 커버(10)의 후면에는 종방향 또는 횡방향으로 배치되는 적어도 하나의 빔(beam) 부재(70)가 마련되는데, 빔 부재(70)는 바텀 커버(10)의 열 변형 또는 물리적 변형을 방지한다. 빔 부재(70)는 일방향으로 길게 연장된 형태를 가질 수 있고, 바텀 커버(10)보다 열팽창 계수가 작고 강성이 높은 금속 재질로 형성될 수 있다.
바텀 커버(10)의 후면에는 백라이트 유닛(110) 및 표시 패널(40)에 전력을 공급할 수 있는 전력 공급 장치(미도시) 및 기타 구동 회로를 위한 기판(미도시)이 마련될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 장치(100)의 측단면도이다.
도 2를 참조하면, 바텀 커버(10)의 상부에는 복수 개의 도광판 카트리지들(예컨대, 20_#1 내지 20_#3)이 상호 인접하여 구비될 수 있다.
도광판 카트리지들(20_#1 내지 20_#3) 각각은 발광 모듈(13), 도광판(15), 반사 시트(17), 및 고정 커버(205)를 포함한다.
도광판(15)은 발광 모듈(13)과 인접하게 배치되며, 반사 시트(17)는 도광판(15)의 배면에 배치된다. 고정 커버(205)는 발광 모듈(13), 도광판(15), 및 반사 시트(17)를 한꺼번에 고정시킨다. 여기서, 도광판(15)으로부터 빛이 진행하는 표시 패널(40) 방향을 전면으로 가정하고, 상기 전면과 반대 방향을 배면으로 가정한다.
발광 모듈(13)은 광원(11)과, 광원(11)이 배열되는 회로 기판(12)을 포함할 수 있다. 그리고, 광원(11)은 도광판(15) 방향, 구체적으로 도광판(15)의 입광부(208)을 향하여 빛을 방출할 수 있게 구비된다.
발광 모듈(13)이 배치되는 부분을 발광 영역(A)으로 정의하고, 발광 모듈(13)에 의하여 조사된 빛이 입광부(208)로 입사되어 도광판(15)으로부터 출사되는 영역은 출사 영역(B)으로 정의한다.
도광판 카트리지들(20_#1 내지 20_#3) 각각은 바텀 커버(10)의 내면을 따라서 상호 이웃하도록 배치되며, 어느 하나의 도광판 카트리지(예컨대, 20_#1)의 도광판(15)의 일부는 이웃하는 다른 도광판 카트리지(예컨대, 20_#2)의 일부를 덮을 수 있도록 마련된다. 상술한 구조는, 도광판(15)의 하면이 경사지게 형성되기 때문에 가능한 구조인데, 도광판 카트리지(예컨대, 20_#1)의 출사 영역(B)의 일부가 이웃하는 도광판 카트리지(예컨대, 20_#2)의 발광 영역(A)을 덮을 수 있다.
도광판(15)의 상부 또는 전면에 배치되는 광학 시트(30)는 확산 시트(Diffusion Sheet, 30a) 및/또는 프리즘 시트(Prism Sheet, 30b) 등으로 구성될 수 있다. 확산 시트(30a)는 도광판(15)으로부터 출사된 광을 고르게 확산시킨다. 확산 시트(30a)에 의하여 확산된 광은 프리즘 시트(30b)에 의하여 표시 패널(40)로 집광될 수 있다.
프리즘 시트(30b)는 수평 또는 수직 프리즘 시트로 구성될 수 있으며, 한 장 이상의 조도 강화 필름 등을 이용하여 구성될 수 있다. 광학 시트(30)는 확산 시트(30a)와 프리즘 시트(30b) 외에 마이크로 렌즈 어레이(Micro Len Array) 등을 포함할 수도 있다.
그리고, 도시되지는 않았으나, 광학 시트(30)가 백라이트 유닛(110)에 배치되었을 때 흔들리지 않고 고정된 상태를 유지하도록 바텀 커버(10) 내에는 광학 시트(30)를 지지하는 가이드 핀(Guide Pin)이 마련될 수 있다. 가이드 핀과의 결합을 위하여 광학 시트(30)에는 소정의 홀이나 홈이 형성될 수 있으며, 이러한 홀이나 홈에 가이드 핀이 결합됨으로써 광학 시트(30)는 바텀 커버(10)에 고정될 수 있다.
광학 시트(30)의 전면 또는 상부에는 표시 패널(40)이 마련된다. 표시 패널(40)은 하부 기판(41) 및 상부 기판(42)으로 이루어진다. 하부 기판(41) 및 상부 기판(42)은 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된다. 또한 표시 패널(40)은 두 기판들(41,42) 사이에 개재된 액정층(미도시)을 더 포함할 수 있다.
하부 기판(41)에는 복수의 게이트 라인 및 이와 교차하는 복수의 데이터 라인이 형성된다. 게이트 라인과 데이터 라인의 교차 영역에는 박막 트랜지스터(TFT: Thin film transistor)가 형성될 수 있다.
상부 기판(42)은 RGB의 컬러 필터들이 마련될 수 있다. 다만 컬러 필터들은 상부 기판(212)에만 설치되는 것이 아니다. 하부 기판(41)은 박막 트랜지스터 이외에도 컬러 필터를 포함할 수도 있다. 하부 기판(41) 및 상부 기판(42)으로 구성되는 표시 패널(40)은 상술한 구성에만 국한되는 것이 아니며, 액정층을 구동하는 방식에 따라서 다양한 구조일 수 있다.
표시 패널(40)의 가장자리에는 게이트 라인에 스캔 신호를 공급하는 게이트 구동 PCB(Gate Driving Printed Circuit Board, 미도시)가 구비될 수 있다. 또한, 표시 패널(40)의 상면(또는 전면) 또는 하면(후면) 중 적어도 한 곳에는 편광 필름(미도시)이 배치되는 것이 바람직하다.
그리고, 표시 패널(40), 광학 시트(30), 백라이트 유닛(110)의 테두리는 지지 부재(50)에 의하려 둘러싸여서 고정되고, 지지 부재(50)는 탑 커버(60)에 의하여 둘러싸여 고정된다.
도 3은 도 1에 도시된 도광판 카트리지들이 배치된 사시도를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 도광판 카트리지들(20)은 x축과 y축 방향으로 각각 복수 개의 행렬 형태로 배치될 수 있다. 예를 들어, 27 개의 도광판 카트리지들(#1 내지 #27)은 3 × 9 행렬 형태로 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이 도광판 카트리지들(#1 내지 #27) 각각은 빛을 발광하는 발광 영역(A)과, 빛을 출사하는 출사 영역(B)으로 구분될 수 있는데, 최하단의 도광판 카트리지들(#9,#18,#27)을 제외한 나머지 도광판 카트리지들 각각의 발광 영역(A)은 그 아래 측의 도광판 카트리지의 출사 영역(B)에 의하여 가려질 수 있다.
이러한 구조에 의하여 최하단부의 도광판 카트리지들(#9,#18,#27)을 제외한 나머지 도광판 카트리지들의 발광 영역(A)은 외부에 노출되지 않는 형태가 된다. 여기서, 외부에 노출되지 않는다 함은 표시 패널(40) 방향에 대하여 노출되지 않음을 의미한다.
도 4는 도 3의 복수 개의 도광판 카트리지가 배치된 것을 도시한 평면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 도광판 카트리지의 일부분이 중첩되어 배치되는 경우, 각 도광판 카트리지의 도광판(15)은 상하 좌우로 각각 이격되는 상태로 배치될 수 있다.
여기서 X방향은 좌우 방향으로서 이웃하는 도광판 카트리지들(예컨대, #1 및 #10)끼리 중첩되지 않고 일정 거리(t1)만큼 이격되는 방향이고, y방향은 상하 방향으로서 이웃하는 도광판 카트리지들(예컨대, #1 및 #2)끼리 어느 정도 중첩되는 방향이다. 여기서, 도광판 카트리지(예컨대, #1, #10, #19)의 상하 영역을 L1이라 하고, 이와 일정부분 중첩되는 다른 도광판 카트리지(예컨대, #2, #11, #20)의 상하 영역을 L2라고 정의한다.
L1의 상하 영역을 가진 도광판 카트리지(예컨대, #1, #10, #19)의 도광판(15)의 단부(151)는 L2의 상하 영역을 가진 도광판 카트리지(예컨대, #2, #11, #20)의 도광판(15)의 단차부(152)와 일정거리(t2) 이격될 수 있다.
상술한 바와 같이 t1, t2와 같은 일정 거리를 설정하면, 도광판(15)이 수지물이기 때문에 발광 모듈에 의하여 발생하는 열에 의하여 열팽창이 발생하여도 인접한 도광판(15) 간의 접촉에 의한 변형이나 파손을 방지할 수 있다.
특히, 광원(11)이 발광 다이오드(LED)를 포함하고, 도광판(15)이 열팽창 계수가 큰 수지재질로 구성되는 경우, 발광 다이오드에서 방출되는 열에 의하여 도광판(15)이 열팽창할 수 있다. 이러한 특성상, 도광판들 끼리 열팽창 전에 맞닿아 있다면 열팽창 과정을 거치면서 도광판들끼리 상호 간에 압력을 가하여 도광판 전체적으로 파손이나 열변형이 발생할 수 있다. 또한, 도광판(15)을 포함하는 도광판 카트리지들(20) 간의 배치가 어긋나게 될 위험성도 있다. 그러나, 상술한 바와 같이 각 도광판(15)이 인접한 도광판과 접촉하지 않고 일정 간격을 두고 이격됨에 따라서 열팽창에 의한 변형, 배치 불량의 문제점을 해소할 수 있다.
도 2에서 설명한 바와 같이, 광원(11)은 도광판(15)의 하측면에 배치되기 때문에, 에지(edge)형 백라이트 방식으로 빛을 발산한다.
그리고, 각각의 도광판 카트리지들(20)은 상호 인접하게 배치되고, 각각이 하나의 광원처럼 기능하기 때문에, 이러한 측면에서는 직하(direct) 방식의 특성도 띤다. 다만, 이 경우, 일반적인 직하 방식에서의 광원이 점 광원의 특성을 갖는 것과 비교하여, 실시예에 의한 도광판 카트리지들(20) 각각은 면 광원의 특성을 가질 수 있다. 따라서, 광원(11)이 표시 패널(40) 상에 핫 스팟(hot spot)이 나타나는 문제를 해결할 수 있으며, 일반적인 직하형 타입보다 두께도 줄어들 수 있는 것이다.
도 5는 도 2에 도시된 도광판 카트리지(#1)의 전면 사시도이며, 도 6은 도 5에 도시된 C부분의 확대 단면도이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 도광판 카트리지(#1)는 발광 영역(A)과 출사 영역(B)로 나뉜다.
발광 영역(A)은 광원(11) 및 회로 기판(12)으로 구성되는 발광 모듈(13)과, 도광판(15)의 일부와, 광원(11)에 인접하게 배치되어 광원(11)의 빛이 입사되는 도광판(15)의 입사부(15a)를 포함한다.
발광 모듈(13)과 도광판(15)의 입사부(15a)는 고정 커버(205)에 의하여 둘러싸여 결합된다. 고정 커버(205)는 금속 재질로 이루어지며, 발광 영역(A)의 전방과 후방을 커버하는 역할을 한다. 고정 커버(205)는 발광 영역(A)의 전방 측을 둘러싸는 제1 고정 커버(201) 및 발광 영역(A)의 후방 측은 둘러싸는 제2 고정 커버(202)로 이루어진다. 여기서, 후방 측이라 함은 광원(11)으로부터 회로 기판(12)을 향하는 방향이고, 전방 층이라 함은 후방 측의 반대 방향을 의미한다.
고정 커버(205)의 내면에는 반사 부재(610)가 배치된다. 반사 부재(610)는 광원(11)에 의하여 발생하는 광 중에서 광원(11)의 상부 방향으로 나가는 광을 도광판(15)의 입광부(15a)로 반사시켜 광 손실을 방지한다. 이때 반사 부재(610)는 광원(11)의 상부 면과 대응하는 고정 커버(205)의 내면에 광원(11)의 상부 면 전부와 중첩되도록 배치될 수 있다.
반사 부재(610)는 빛을 반사시킬 수 있는 물질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 반사 부재(610)는 반사용 도료 및 잉크 등의 반사 물질로 형성될 수 있으며, 잉크는 TiO2-티탄화이트가 주성분인 UV 경화형 백색 잉크가 사용될 수 있다.
고정 커버(205)의 내면에 반사용 도료를 도포되어 막을 형성하거나, 실크 스크린 인쇄(silk-screen printing), 스탬핑 인쇄(stamping printing) 등의 방법으로 고정 커버(205)의 내면에 반사용 잉크를 인쇄함으로써 반사 부재(610)를 형성할 수 있다. 또한 고정 커버(205) 내부에 은, 금, 또는 알루미늄 등의 금속 물질을 증착하여 반사 부재(610)를 형성할 수도 있다.
출사 영역(B)은 도광판(15)의 일부를 구성하는 출사부(15b) 및 출사부(15b)의 후면에 배치되는 반사 시트(17)를 포함한다. 그리고, 출사부(15b)는 입사부(15a)와 연결되어 일측으로 연장되는 형태가 된다.
출사부(15b)와 입사부(15a)의 경계상에는 단차부(152)가 마련될 수 있다. 출사부(15b)의 끝에는 단부(151)가 마련되는데, 단부(151)의 두께는 도광판(15) 부분 중 가장 얇게 형성될 수 있다.
도광판(15)의 입사부(15a)의 측면은 광원(13)과 마주보게 마련되고, 광원(13)으로부터 발광되는 빛의 대부분은 F 방향으로 진행하여 입사부(15a)로 입사된다. 광원(13)으로부터 발광되는 빛 중에서 도광판(15) 하부 방향으로 향하는 빛은 G 방향으로 진행하여 반사 시트(17)에 의하여 반사되어 도광판(15) 내부로 입사된다. 광원(13)으로부터 발광되는 빛 중에서 도광판(15) 상부 방향으로 향하는 빛은 E 방향으로 진행하여 고정 커버(610)에 의하여 반사되어 도광판 내부(15)로 입사된다.
출사부(15b)는 입사부(15a)와 일체로 연결되고, 입사부(15a)를 통하여 들어온 빛, 및 반사 시트(17)와 반사 부재(610)에 의하여 반사되어 도광판(15) 내로 들어온 빛은 도광판(15) 내부에서 전반사 또는 난반사를 거친 후 출사부(15b)를 통하여 도광판(15)의 외부로 출사된다.
이때, 빛의 성질은 출사부(15b) 전체로 출사되나, 도광판(15)의 후방(또는 하방)으로 향하는 빛은 도광판(15)의 후방(또는 하방)에 마련되는 반사 시트(17)에 의하여 도광판(15) 내부로 재입사하고, D 방향으로 출사된다.
반사 시트(17)는 도광판(15)의 후방(또는 하방)에 걸쳐서 배치되며, 그 일부는 발광 모듈(13)을 구성하는 회로 기판(12)과 도광판(15) 사이에 끼워져서 고정된다.
발광 모듈(13), 도광판(15), 반사 시트(17) 간의 결합 관계는 고정 커버(205)에 의하여 유지된다. 고정 커버(205)는 제1 고정 커버(201) 및 제2 고정 커버(202)로 이루어지는데, 제1 고정 커버(201)는 단차를 구비한 상태로 도광판 카트리지(20)의 전방(또는 상방)에 배치된다. 제1 고정 커버(205)는 발광 모듈(13)의 상면, 도광판(150)의 입사부(208)에 인접하는 도광판(150)의 에지 부분의 상면, 및 발광 모듈(13)의 일 측면을 감싸도록 배치된다.
광원(11)의 상부 면과 대향하는 제1 고정 커버(201)의 내면에는 반사 부재(610)가 배치된다. 반사 부재(610)는 광원(11)에 의하여 발생하는 광 중에서 도광판(15)의 입광부(15a)가 아닌 광원(11)의 상부 방향으로 출사하는 광을 도광판(15) 내부로 반사시키거나, 또는 도광판(15)의 입광부(15a)로 반사시켜 광 손실을 방지한다.
제2 고정 커버(202)는 도광판 카트리지(20)의 후방(또는 하방)에 배치된다., 즉 제2 고정 커버(202)는 발광 모듈(13)의 후면과 일 측면, 및 반사 시트(17)의 후면을 감싸도록 배치된다. 제1 고정 커버(201) 및 제2 고정 커버(202)는 발광 영역(A)의 일 측면에서 서로 접한다.
결합 부재(24)는 제1 고정 커버(201), 제2 고정 커버(202), 및 회로 기판(12)을 체결한다. 예컨대, 결합 부재(24)는 제1 고정 커버(201), 제2 고정 커버(202), 및 회로 기판(12)을 관통하는 나사 또는 핀 등일 수 있다.
제2 고정 커버(202)는 회로 기판(12)과 바텀 커버(10) 사이에 배치되며, 회로 기판(12)의 하부와 바텀 커버(10)의 내면과 접하도록 배치된다. 이때 회로 기판(12)과 제2 고정 커버(202) 사이에는 회로 기판(12)에서 발생하는 열을 제2 고정 커버(202)로 전달하는 방열 부재(18)가 마련될 수 있다.
발광 모듈(13)에서 발생한 열이 회로 기판(13) 상에 잔류하게 되면 광원(11)의 발광 작용시에 이상을 초래하기 때문에, 이를 신속히 외부로 전달할 필요가 있어서 방열 부재(18)가 설치되는 것이다. 방열 부재(18)는 높은 열전도율을 갖는 재질, 예컨대, 금속, 흑연 등의 재질로 이루어질 수 있다.
도광판(15)의 출사부(15b)는 그 하면이 소정의 경사 각도(θ)를 갖도록 형성되며, 단부(151)로 갈수록 그 두께가 얇아지는 형태가 된다. 단부(151)는 인접한 도광판 카트리지의 발광 영역(A)과 오버랩된다.
도광판(15)의 하면에 형성된 경사면을 따라서 배치되는 반사 시트(17)의 단부는 도광판(15)의 단차부(152)에 맞춰져서 될 수도 있고, 또는 도시된 바와 같이 단차부(152)를 넘어서서 인접한 도광판에 접촉하게 배치될 수도 있다.
이는 열팽창으로 인하여 하나의 도광판(15)이 인접한 도광판과 소정 간격 이격되어 배치될 수 있는데, 그 이격 공간을 반사 시트(17)가 커버함으로써 도광판(15)에서 출사되는 빛을 도광판(15)의 전방(또는 상방)으로 반사시킬 수 있도록 하기 위하여서이다. 따라서, 화면상에서 암선이 나타나는 것을 방지할 수 있으며, 광손실도 최소화 할 수 있다.
도 7은 도 2에 도시된 발광 모듈(13)의 전면 사시도이며, 도 8은 도 7에 도시된 발광 모듈(13)의 후면 사시도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 발광 모듈(13)은 좌우로 길게 형성되는 회로 기판(12)과, 이 회로 기판(12)의 표면에 서로 이격되어 배치되는 광원(11)을 포함한다.
회로 기판(12)은 일반 PCB(Printed Circuit Board), 또는 메탈 코어 PCB, 플렉시블(flexible) PCB 중 어느 하나로 마련될 수 있으나, 이에만 한정되지는 않는다. 광원(11)은 다수의 발광 다이오드들로 구성될 수 있으며, 3~4개가 하나의 유닛으로 전원을 공급받아서 다른 유닛들과 독립적으로 구동될 수 있다.
실시예에서는 광원(11)이 32개의 LED들로 구성되되, 4개가 하나의 유닛으로 구성됨으로서, 8개의 유닛이 하나의 광원 모듈(13)을 구성하도록 하였는데, 수량은 이에만 한정되지는 않으며, 다양한 수량이 적용될 수 있다. 회로 기판(13)의 후면에는 커넥터(14)가 마련되며, 커넥터(14)는 바텀 커버(10)에 마련되는 전원 공급 장치에 연결된다.
도 9는 실시예에 따른 도광판 카트리지의 제1 고정 커버 및 반사 부재의 결합을 나타내는 전면 사시도이며, 도 10은 도 9에 도시된 제1 고정 커버의 후면 사시도를 나타내며, 도 12는 도 6에 도시된 제1 고정 커버, 반사 부재, 및 발광 모듈에 대한 단면도를 나타낸다. 도 9, 도 10, 및 도 12를 참조하면, 제1 고정 커버(201)는 제1 지지부(211) 및 제2 지지부(212)로 이루어진다.
제1 지지부(211)는 일측 종단이 도광판(15)과 접촉하여 도광판(15)를 지지하며, 광원(11) 상부에 배치된다. 그리고 광원(11)의 상부면과 마주보는 제1 지지부(211)의 내면에는 반사 부재(610)가 배치되어 상부 방향으로 출사되는 광을 도광판(15) 내부로 반사시킨다.
제2 지지부(212)는 제1 지지부(211)의 다른 종단과 연결되고, 제1 지지부(211)와 연결되는 부분이 절곡됨으로써 제1 지지부(211)와 단차가 생긴다. 제2 지지부(212)는 제1 지지부(211)와 평행할 수 있다.
제1 지지부(211)와 제2 지지부(212) 사이에는 고정 홀들(21a, 21b, 21c)이 상호 이격되어 형성되는데, 고정 홀들(21a, 21b, 21c)에 도광판(15)에 마련되는 돌기부(미도시)가 삽입되어 고정될 수 있다.
도 11은 다른 실시예에 따른 도광판 카트리지의 제1 고정 커버의 후면 사시도이다. 도 11을 참조하면, 반사 부재(610, 620)는 제1 지지부(211)의 내면에 형성됨은 물론 제2 지지부(212)의 내면에도 형성된다. 이로써 반사 효율을 더 높일 수 있다.
상술한 바와 같이 실시예는 광원(11), 예컨대, 발광 다이오드들의 상부 면과 대향하도록 배치되는 고정 커버의 내면에 반사 부재를 마련하고, 발광 다이오드들로부터 도광판의 입광면의 상부 방향으로 조사되어 손실되는 빛을 반사 부재에 의하여 도광판 내부로 반사시킴으로써 광량 손실을 줄일 수 있다.
고정 커버가 비록 금속 물질로 이루어지기 때문에 빛을 반사한다고 할지라도 양호한 반사율을 얻기에는 한계가 있다. 그러나 실시예는 반사 부재(610)를 고정 커버(201) 내측 면에 형성함으로써 고정 커버에 의한 반사보다 반사율을 5~10% 정도 증가시켜 광 손실을 감소시킬 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 바텀 커버 11: 광원
12: 회로 기판 13: 발광 모듈
15: 도광판 15a: 입사부
15b: 출사부 17: 반사시트
20: 도광판 카트리지 30: 광학 시트
40: 표시 패널 50: 고정 부재
60: 상부 커버 205: 고정 커버
610: 반사 부재.

Claims (10)

  1. 광원이 회로 기판에 배치되는 발광 모듈;
    상기 광원으로부터 빛이 입사되는 입사부 및 입사된 빛을 출사하는 출사부를 갖는 도광판;
    상기 도광판의 아래에 배치되는 반사 시트;
    상기 발광 모듈의 상면, 상기 도광판의 에지 부분의 상면, 및 상기 발광 모듈의 일 측면을 감싸도록 배치되는 제1 고정 커버;
    상기 발광 모듈의 후면과 일 측면, 및 상기 반사 시트의 후면을 감싸도록 배치되는 제2 고정 커버; 및
    상기 광원과 대향하는 상기 제1 고정 커버 내면에 배치되는 반사 부재를 포함하며,
    상기 제1 고정 커버는,
    일단이 상기 도광판과 접촉하고 상기 광원 상부에 배치되는 제1 지지부; 및
    상기 제1 지지부의 타단과 연결되고, 상기 제1 지지부의 타단에서 절곡되고 상기 제1 지지부와 단차를 가지며, 상기 제2 고정 커버의 일부와 접촉되는 제2 지지부를 포함하며,
    상기 회로 기판의 종단에서 상기 광원까지의 거리가 상기 제2 지지부의 폭보다 더 큰 도광판 카트리지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사 부재는 상기 제1 지지부의 내면에 배치되는 도광판 카트리지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반사 부재는 상기 제1 지지부의 내면 및 상기 제2 지지부의 내면에 배치되는 도광판 카트리지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 출사부와 상기 입사부 사이에는 단차부가 마련되는 도광판 카트리지.
  5. 제1항에 있어서, 상기 반사 부재는,
    반사용 도료 및 잉크 등의 반사 물질인 것을 특징으로 하는 도광판 카트리지.
  6. 제5항에 있어서, 상기 잉크는,
    TiO2를 포함하는 도광판 카트리지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 고정 부재는 상기 회로 기판의 하부와 접촉하는 도광판 카트리지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 지지부는 상기 제2 지지부와 평행한 도광판 카트리지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 지지부에는 고정 홀들이 마련되고, 상기 도광판에는 상기 고정 홀들에 삽입되어 고정되는 돌기부가 마련되는 도광판 카트리지.
  10. 바텀 커버;
    상기 바텀 커버 안에 배치되고, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 도광판 카트리지;
    상기 바텀 커버 안에 배치되고 상기 도광판 카트리지 위에 배치되는 광학 시트; 및
    상기 광학 시트 상에 배치되는 표시 패널을 포함하는 표시 장치.
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