KR20120006647A - 도광판 카트리지 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

실시예는 광원 어레이가 회로기판에 고정된 광원모듈; 상기 광원모듈로부터 입사된 빛을 입사 방향과 다른 방향으로 출사하는 도광판; 및 상기 광원모듈과 도광판을 결합시키는 제 1 고정커버와 제 2 고정커버를 포함하고, 상기 제 1 고정커버 상에는 상기 도광판을 상기 광원 어레이로부터 기설정된 간격만큼 이격시키는 적어도 하나의 스토퍼가 구비된 도광판 카트리지를 제공한다.

Description

도광판 카트리지 및 이를 포함하는 백라이트 유닛{Light guide plate catridge and backlight unit including the same}
실시예는 발광 소자가 구비된 도광판 카트리지와 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 표시 장치에 관한 것이다.
반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Ligit Emitting Diode)나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.
실시예는 도광판 카트리지 내에서 도광판과 고정 커버를 안정적으로 체결하고자 하는 것이다.
실시예는 광원 어레이가 회로기판에 고정된 광원모듈; 상기 광원모듈로부터 입사된 빛을 입사 방향과 다른 방향으로 출사하는 도광판; 및 상기 광원모듈과 도광판을 결합시키는 제 1 고정커버와 제 2 고정커버를 포함하고, 상기 제 1 고정커버 상에는 상기 도광판을 상기 광원 어레이로부터 기설정된 간격만큼 이격시키는 적어도 하나의 스토퍼가 구비된 도광판 카트리지를 제공한다.
다른 실시예는 광원 어레이가 회로기판에 고정된 광원모듈과, 상기 광원모듈로부터 입사된 빛을 입사 방향과 다른 방향으로 출사하는 도광판, 및 상기 광원모듈과 도광판을 결합시키는 제 1 고정커버와 제 2 고정커버를 포함하고, 상기 제 1 고정커버 상에는 상기 도광판을 상기 광원 어레이로부터 기설정된 간격만큼 이격시키는 적어도 하나의 스토퍼가 구비된 도광판 카트리지; 상기 도광판 카트리지에서 투사된 빛을 확산시키는 광학시트; 및 상기 도광판 카트리지와 광학시트를 수용하는 바텀 커버를 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.
또 다른 실시예는 광원 어레이가 회로기판에 고정된 광원모듈과, 상기 광원모듈로부터 입사된 빛을 입사 방향과 다른 방향으로 출사하는 도광판, 및 상기 광원모듈과 도광판을 결합시키는 제 1 고정커버와 제 2 고정커버를 포함하고, 상기 제 1 고정커버 상에는 상기 도광판을 상기 광원 어레이로부터 기설정된 간격만큼 이격시키는 적어도 하나의 스토퍼가 구비된 도광판 카트리지; 상기 도광판 카트리지에서 투사된 빛을 확산시키는 광학시트; 상기 광학 시트 상에 구비되고 투사된 빛에 의하여 화상을 구현하는 패널; 및 상기 도광판 카트리지와 광학시트를 수용하는 바텀 커버를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
여기서, 상기 스토퍼는 상기 도광판을 상기 광원 어레이로부터 적어도 1 밀리미터 이격시킬 수 있다.
그리고, 상기 제 1 고정커버와 대향하는 상기 도광판의 끝단에는 적어도 하나의 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부는 상기 스토퍼와 대향할 수 있다.
그리고, 상기 도광판은 발광 영역에 대응하는 입사부와 출사영역에 대응하는 출사부를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 입사부 상에 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제 1 고정 커버 상에는 적어도 1개의 홈이 형성되고, 상기 스토퍼는 상기 홈 내에 구비될 수 있다.
그리고, 상기 돌출부는 상기 홈에 삽입되어 상기 도광판을 고정할 수 있다.
그리고, 상기 도광판 카트리지/백라이트 유닛/표시 장치는 상기 도광판과 대향하여 구비되고, 상기 도광판으로부터 입사된 빛을 상기 도광판으로 반사하는 반사판을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 스토퍼와 상기 돌출부가 컨택할 때 상기 도광판과 상기 광원 어레이는 1 밀리 미터 이격되고, 상기 돌출부가 상기 홈 내에서 상기 스토퍼와 가장 멀리 이격될 때 상기 도광판과 상기 광원 어레이는 2 밀리미터 이격될 수 있다.
실시예에 따르면, 도광판 카트리지 내에서 도광판과 고정 커버를 안정적으로 체결할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 표시 장치의 분해사시도이고,
도 2는 실시예에 따른 표시 장치의 측단면도이고,
도 3은 복수 개의 도광판 카트리지가 배치된 사시도이고,
도 4는 도 3의 복수 개의 도광판 카트리지가 배치된 것을 도시한 평면도이고,
도 5와 도 6은 실시예에 따른 도광판 카트리지의 전면 사시도이고,
도 7은 실시예에 따른 도광판 카트리지의 후면 사시도이고,
도 8은 실시예에 따른 도광판 카트리지의 측단면도이고,
도 9a는 실시예에 따른 도광판의 사시도이고,
도 9b는 도 9a의 'E'의 확대도이고,
도 10은 실시예에 따른 광원 모듈의 전면 사시도이고,
도 11은 실시예에 따른 광원 모듈의 후면 사시도이고,
도 12a와 12b는 실시예에 따른 제1 고정커버의 사시도이고,
도 13은 실시예에 따른 제1 고정커버에 마련되는 홈을 도시한 사시도이고,
도 14a 내지 도 14c는 실시예에 따른 제1 고정커버에 마련된 홈에 도광판의 스토퍼가 삽입된 상태를 도시한 사시도이다.
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 장치의 분해사시도이다.
도시된 바와 같이, 실시예에 따른 표시 장치는 바텀 커버(110) 상에 구비된 도광판 카트리지(10)과, 상기 도광판 카트리지(10) 상의 광학시트(200)와, 상기 광학시트(200) 상의 패널(210)을 포함하여 이루어진다.
그리고, 바텀 커버(110)와 도광판 카트리지(10)와 광학시트(200) 및 패널(210)의 테두리에는 이들을 지지하여 고정시키는 지지부재(240)가 마련되며, 상기 지지부재(240)에는 탑 커버(300)가 구비된다.
여기서, 바텀 커버(110)와 도광판 카트리지(10)와 광학시트(200)가 백라이트를 이루는데, 상기 도광판 카트리지(10)는 상기 바텀 커버(110)의 내면에 복수 개가 상호 인접하도록 배치된다.
그리고, 상기 바텀 커버(110)의 후방에는 종방향 또는 횡방향으로 배치되는 적어도 하나의 빔부재(250)가 마련되는데, 상기 빔부재(250)는 상기 바텀 커버(110)의 열변형 또는 물리적 변형을 방지한다.
상기 빔부재(250)는 일방향으로 길게 연장된 형태를 가질 수 있고, 상기 바텀 커버(110)보다 열팽창 계수가 작고 강성이 높은 금속재질로 형성될 수 있다.
한편, 상기 바텀 커버(110)의 배면에는 상기 백라이트 유닛 및 상기 패널(210)에 전력을 공급할 수 있는 전력공급장치(미도시) 및 기타 구동회로를 위한 기판(미도시)가 마련될 수 있다.
도 2는 실시예에 따른 표시 장치의 측단면도이다.
도시된 바와 같이, 상기 백라이트 유닛을 이루는 상기 바텀 커버(110)의 상부에는 복수 개의 도광판 카트리지(10)가 상호 인접하여 구비될 수 있다.
하나의 도광판 카트리지(10)는 광원모듈(13)과, 상기 광원모듈(13)과 인접하게 배치되는 도광판(15)과, 상기 도광판(15)의 배면에 배치되는 반사시트(17)와, 상기 광원모듈(13) 및 상기 도광판(15), 그리고 상기 반사시트(17)를 한꺼번에 고정시키는 고정커버(20)를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 도광판(15)으로부터 빛이 진행하는 패널(210) 방향을 전면으로 가정하고, 상기 전면과 반대 방향을 배면으로 가정하였다.
상기 광원모듈(13)은 광원(11)과, 상기 광원(11)이 배열되는 회로기판(12)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 광원(11)은 상기 도광판(15) 방향으로 빛을 방출할 수 있게 구비된다. 여기서, 상기 광원(11)은 광원이 복수 개 배치된 광원 어레이의 형태로 구비될 수 있다.
상기 광원모듈(13)이 배치되는 부분은 발광영역(A)으로 정의할 수 있고, 상기 광원모듈(13)에 의하여 발광된 빛이 입사되어 상기 도광판(15)에서 출사되는 영역은 출사영역(B)으로 정의할 수 있다.
상기 도광판 카트리지(10)들은 상기 버텀커버(110)의 내면을 따라서 상호 이웃하도록 배치되며, 하나의 도광판 카트리지(10)의 도광판(15)의 일부는 그 도광판 카트리지(10)에 이웃한 다른 도광판 카트리지의 일부를 덮을 수 있도록 마련된다. 상술한 구조는, 상기 도광판(15)의 하면이 경사지게 형성되기 때문에 가능한 구조인데, 특정한 도광판 카트리지(10)의 출사영역(B)의 일부가 다른 도광판 카트리지(10)의 발광영역(B)을 덮을 수 있다.
상기 도광판(15)의 상부 또는 전면에 배치되는 광학시트부(200)는 확산시트(200a) 및/또는 프리즘 시트(200b) 등으로 구성될 수 있다.
상기 확산시트(200a)는 상기 도광판(15)에서 출사된 광을 고르게 확산시켜주며, 상기 확산시트(200a)에 의하여 확산된 광은 상기 프리즘시트(200b)에 의하여 상기 패널(210)로 집광될 수 있다.
상기 프리즘시트(200b)는 수평 또는 수직 프리즘 시트로 구성될 수 있으며, 한 장 이상의 조도강화 필름 등을 이용하여 구성될 수 있다. 그리고, 상기 광학시트부(200)는 상기 확산시트(200a)와 프리즘시트(200b) 외에 마이크로 렌즈 어레이 등을 포함할 수도 있다.
그리고, 도시되지는 않았으나, 상기 광학시트부(200)가 상기 백라이트 유닛에 배치되었을 때 흔들리지 않고 고정된 상태를 유지하도록 상기 바텀커버(110) 내에는 상기 광학시트부(200)를 지지하는 가이드핀(미도시)가 마련될 수 있다.
상기 가이드핀(미도시)과의 결합을 위하여 상기 광학시트부(200)에는 소정의 홀이나 홈이 형성될 수 있으며, 이러한 홀이나 홈에 상기 가이드핀(미도시)가 결합됨으로써 상기 광학시트부(200)가 상기 바텀커버(110)에 고정될 수 있다.
상기 광학시트부(200)의 전면 또는 상부에는 상기 표시 패널(210)이 마련된다. 상기 패널(210)은 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 하부기판(211) 및 상부기판(212)으로 이루어지며, 상기 두 기판(211,222)의 사이에 개재된 액정층을 더 포함할 수 있다.
상기 하부기판(211)에는 복수의 게이트 라인 및 이와 교차하는 복수의 데이터 라인이 형성된다. 상기 게이트라인과 상기 데이터 라인의 교차영역에 박막 트랜지스터(TFT: Thin film transistor)가 형성될 수 있다.
한편, 상기 상부기판(212)은 RGB의 컬러필터들이 마련될 수 있다. 다만 컬리필터는 상기 상부기판(212)에만 설치되는 것이 아니다. 상기 하부기판(211)은 박막 트랜지스터 이외에도 컬러필터를 포함할 수 있다.
상기 하부기판(211) 및 상기 상부기판(212)으로 구성되는 패널(210)의 구성은 상술한 구성에만 국한되는 것이 아니며, 상기 액정층을 구동하는 방식에 따라서 다양한 구조로 형성될 수 있다.
상기 패널(210)의 가장자리에는 게이트 라인에 스캔신호를 공급하는 게이트 구동PCB(Gate Driving Printed Circuit Board)가 구비될 수 있다. 또한, 상기 패널(210)의 상면(또는 전면) 또는 하면(후면) 중 적어도 한 곳에는 편광필름(미도시)가 배치되는 것이 바람직하다.
그리고, 상술한 패널(210), 광학시트부(200), 백라이트유닛(100)의 테두리는 지지부재(240)에 의하려 둘러싸여서 고정되고, 상기 지지부재(240)는 상기 탑커버(300)에 의하여 둘러싸여 고정된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 도광판 카트리지(10)는 복수 개로 마련되고, 이들은 x축과 y축 방향으로 각각 복수개의 행렬 형태로 배치될 수 있다. 예를 들어, 27개의 도광판 카트리지는 3×9 행렬형태로 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 도광판 카트리지(10)는 각각 빛을 발광하는 발광영역(A)과, 빛을 출사하는 출사 영역(B)으로 구분될 수 있는데, 최하단의 도광판 카트리지(10)를 제외하고, 나머지 도광판 카트리지(10)의 발광영역(A)은 그 아래측의 도광판 카트리지의 출사영역(B)에 의하여 가려질 수 있다.
이러한 구조에 의하여 최하단부의 도광판 카트리지(10)를 제외한 나머지 도광판 카트리지(10)의 발광영역(A)은 외부에 노출되지 않는 형태가 된다. 여기서, 외부에 노출되지 않는다 함은 패널(210) 방향에 대하여 노출되지 않음을 의미한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 도광판 카트리지(10)의 일부분이 중첩되어 배치되는 경우, 각 도광판 카트리지(10)의 도광판(15)은 상하 좌우로 각각 어느정도 이격되는 상태로 배치될 수 있다.
여기서 x방향은 좌우방향으로서 상기 도광판 카트리지(10) 끼리 중첩되지 않고 일정거리(t1)만큼 이격되는 방향이고, y방향은 상하 방향으로서 상기 도광판 카트리지(10)끼리 어느정도 중첩되는 방향이다. 여기서, 특정한 하나의 도광판 카트리지(10)의 상하영역을 L1이라하고, 이와 일정부분 중첩되는 다른 도광판 카트리지(10)의 상하영역을 L2라고 정의하였다.
L1의 상하영역을 가진 도광판 카트리지(10)의 도광판(15)의 단부(151)는 L2의 상하영역을 가진 도광판 카트리지(10)의 도광판(15)의 단차부(152)와 일정거리(t2) 이격될 수 있다.
상술한 바와 같이 t1, t2와 같은 일정거리를 설정하면, 상기 도광판(15)이 수지물이기 때문에 상기 광원모듈에 의하여 발생하는 열에 의하여 열팽창이 발생하여도 인접한 도광판(15) 간의 접촉에 의한 변형이나 파손을 방지할 수 있다.
특히, 광원이 발광다이오드(LED)를 포함하고, 상기 도광판(15)이 열팽창 계수가 큰 수지재질로 구성되는 경우, 상기 발광다이오드에서 방출되는 열에 의하여 상기 도광판(15)이 열팽창을 거칠 수 있다.
이러한 특성상, 만약에 도광판 끼리 열팽창 전에 맞닿아 있다면 열팽창 과정을 거치면서 도광판끼리 상호 간에 압력을 가하여 도광판 전체적으로 파손이나 열변형이 발생할 수 있다.
또한, 상기 도광판(15)을 포함하는 도광판 카트리지(10)간의 배치가 어긋나게 될 위험성도 있다.
그러나, 상술한 바와 같이 각 도광판(15)이 인접한 도광판과 접촉하지 않고 일정간격을 두고 이격됨에 따라서 열팽창에 의한 변형, 배치 불량의 문제점을 해소할 수 있다.
도 2에 대한 설명에서와 같이, 본 발명의 도광판 카트리지(10)에서 광원(11)들은 도광판(15)의 하측면에 배치되기 때문에, 에지(edge)형 백라이트 방식으로 빛을 발산한다.
그리고, 각각의 도광판 카트리지(10)들은 상호 인접하게 배치되고, 그 하나하나가 하나의 광원처럼 기능하기 때문에, 이러한 측면에서는 직하(direct)방식의 특성도 띤다.
다만, 이 경우, 일반적인 직하방식에서의 광원이 점광원의 특성을 갖는 것과 비교하여, 본 발명에 의한 도광판 카트리지(10)들은 면광원의 특성을 가질 수 있다. 따라서, 광원이 화면 상에 핫 스팟(hot spot)처럼 나타나는 문제를 해결할 수 있으며, 종전의 직하형 타입보다 두께도 줄어들 수 있는 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 도광판 카트리지(10)는 발광영역(A)과 출사영역(B)로 나뉜다.
상기 발광영역(A)의 경우, 광원(11) 및 회로기판(12)으로 구성되는 광원모듈(13)과, 상기 도광판(15)의 일부를 구성하며 상기 광원(11)에 인접하게 배치되어 상기 광원의 빛이 입사되는 입사부(15b, 도 8 참조)를 포함한다.
그리고, 상기 광원모듈(13)과 상기 도광판(15)의 입사부(15b)는 고정커버(20)에 의하여 둘러싸여 결합되어 결합된다.
상기 고정커버(20)는 상기 발광영역(A)의 전방과 후방을 커버하는 역할을 하는데, 전방측은 제1 고정커버(21)에 의하여 둘러싸이게 되고, 후방측은 제2 고정커버(22)에 의하여 둘러싸이게 된다. 여기서, 후방층이라 함은 상기 광원(11)로부터 상기 회로기판(12)을 향하는 방향이고, 전방층이라 함은 상기 후방층의 반대 방향을 의미한다.
상기 출사영역(B)의 경우, 상기 도광판(15)의 일부를 구성하는 출사부(B) 및 상기 출사부(B)의 후면에 배치되는 반사시트(17)를 포함한다. 그리고, 상기 출사부(15a)는 상기 입사부(15b)와 연결되어 일측으로 연장되는 형태가 된다.
한편, 상기 출사부(15b)와 상기 입사부(15b)의 경계상에는 단차부(152)가 마련될 수 있다. 상기 출사부(15b)의 끝에는 단부(151)가 마련되는데, 상기 단부(151)의 두께는 상기 도광판(15) 부분 중 제일 얇게 형성될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 고정커버(21)에는 상기 도광판(15)의 일부가 삽입되어 고정되는 홈이 마련되는데, 이하에서는 고정홀(21a,21b)이라 한다.
상기 고정홀(21a, 21b)과 상기 도광판(15)의 일부분이 결합됨에 따라서 상기 도광판(15)와 제1 고정커버(21)간의 위치 지정이 가능해진다.
한편, 상기 고정홀(21a,21b)의 옆에는 소정의 삽입홀(23; 23a, 23b)이 마련되고, 상기 삽입홀(23a, 23b)에는 나사 형태의 체결부재(24;24a,24b)가 삽입된다.
여기서, 상기 제1 고정커버(21)에 마련되는 삽입홀(23; 23a,23b) 중 중앙부분과 양단 부분에 있는 삽입홀(23b)은 상기 도광판 카트리지(10)가 체결부재(24b)에 의하여 바텀커버(도 1 참조, 110)에 고정될 수 있도록 마련된 것이다.
그리고, 상기 중앙에 있는 고정홀(23b)의 양 옆에 있는 작은 고정홀(23a)은 상기 도광판(15)과 광원모듈(13)이 상기 체결부재(24a)에 의하여 체결될 수 있도록 마련된 것이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 도광판 카트리지(10)의 후면을 보면, 상기 도광판(15)의 후면을 덮는 반사시트(17)가 나타나고, 그 하부에는 상기 반사시트(17) 및 상기 도광판(15)을 커버하여 이들을 고정시키는 제2 고정커버(22)가 나타난다.
상기 제2 고정커버(22)에는 상기 제1 고정커버(21)에 형성된 삽입홀(23a,23b)에 대응되는 체결홀(22a,22b)이 형성되어 있다.
상기 체결부재(24;24a,24b)는 상기 삽입홀(23a, 23b)과 상기 체결홀(22a, 22b)을 관통하여 체결되고, 상대적으로 큰 체결부재(24b)의 단부는 그 돌출정도가 커서 그 돌출된 부분이 상기 바텀커버(도 1 참조, 110)와 결합한다.
또한, 제2 고정커버(22)에는 커넥터 홀(47)이 마련되는데, 상기 커넥터 홀(47)에는 상기 광원모듈(13)부에 연결되는 커넥터(14)가 끼워져서 상기 바텀커버(도 1 참조, 110)에 결합될 수 있다.
상기 제2 고정커버(22)에 상기 커넥터 홀(47)을 여러 개 둘 수 있는데, 이는 상기 도광판 카트리지가 바텀 커버(110)의 어느 위치에 결합되는가에 따라서 상기 커넥터(14)의 위치가 달라질 수 있기 때문에, 이러한 위치 변화를 고려한 것이다.
이와 같이 커넥터(14)가 상기 바텀 커버(110)에 마련되는 전력공급장치(미도시)에 결합되고, 이러한 결합에 의하여 상기 광원모듈(13)에 전원이 공급될 수 있다.
도 8은 도광판 카트리지의 일실시예의 측단면도이다. 도시된 바와 같이, 상기 도광판 카트리지(10)는 발광영역(A)과, 출사영역(B)으로 구분되고, 상기 발광영역(A)은 통상적으로 상기 LED 형태의 광원(11)과, 회로기판(12)으로 구성되는 광원모듈(13)을 포함한다.
상기 도광판(15)의 입사부(15b)의 측면은 상기 광원(13)과 마주보게 마련되고, 상기 광원(13)이 발광하는 경우, C방향으로 빛이 이동하여 상기 입사부(15b)에 입사된다.
상기 출사부(15a)는 상기 입사부(15b)와 일체로 연결되고, 상기 입사부(15b)를 통하여 들어온 빛은 상기 도광판(15) 내부에서 전반사 또는 난반사를 거친 후 상기 도광판(15)의 외부로 출사된다.
이때, 상기 광원(11)에서 출사되는 빛은 상기 출사부(15a) 전체로 출사된 후, 상기 도광판(15)의 후방(또는 하방)에 마련되는 반사시트(17) 때문에, 상기 도광판(15)의 후방(또는 하방)으로 향하는 빛은 상기 반사시트(17)에 의하여 반사되어 상기 도광판(15) 내부로 재입사되고, 주로 D방향으로 출사된다.
상기 반사시트(17)는 상기 도광판(15)의 후방(또는 하방)에 걸쳐서 배치되며, 그 일부는 상기 광원모듈(13)을 구성하는 회로기판(12)과 상기 도광판(15) 사이에 끼워져서 고정된다.
상술한 바와 같이 광원(11)로부터 도광판(15)으로 입사된 빛은 전반사 및/또는 난반사를 통하여 도광판(15)의 상부, 즉 패널 방향으로 진행된다.
상기 광원모듈(13), 상기 도광판(15), 상기 반사시트(17) 간의 결합관계는 상기 고정커버(20)에 의하여 유지되는데, 상기 제1 고정커버(21)는 단차를 구비한 상태로 상기 도광판 카트리지(10)의 전방(또는 상방)에 배치되고, 제2 고정커버(22)는 상기 도광판 카트리지(10)의 후방(또는 하방)에 배치된다.
그리고, 상기 결합부재(24)에 의하여 상기 제1,2고정커버(21,22) 및 상기 회로기판(12)이 체결된다.
상기 광원(11)의 발광방향은 상기 도광판(15)의 입사부(15b)가 되고, 그에 따라서 상기 광원(11)에서 발산되는 빛의 대부분은 상기 도광판(15)의 입사부(15b)로 향한다.
상기 제2 고정커버(22)는 상기 회로기판(12)과 인접하게 배치되는데, 상기 회로기판(12)과 상기 제2 고정커버(22) 사이에는 상기 회로기판(12)에서 발생하는 열을 상기 제2 고정커버(22)로 전달하는 방열부재(18)가 마련된다.
상기 광원모듈(13)에서 발생한 열이 상기 회로기판(13)상에 잔류하게 되면 상기 광원(11)의 발광시에 이상을 초래하기 때문에, 이를 신속히 외부로 전달할 필요가 있어서 상기 방열부재(18)가 설치되는 것이다. 상기 방열부재(18)는 높은 열전도율을 갖는 재질, 즉, 금속, 흑연 등의 재질로 이루어질 수 있다.
상기 도광판(15)의 출사부(15a)는 그 하면이 소정의 경사각도(θ)를 갖도록 형성되며, 단부(151)로 갈수록 그 두께가 얇아지는 형태가 된다.
그리고, 상기 단부(151)는 인접한 도광판 카트리지의 발광영역(A)을 덮도록 놓인다. 여기서, 상기 경사각도는 상황에 따라 달라질 수 있으나, 상기 입사부(15b)로 입사된 빛이 상기 출사부(15a)의 하면에 의하여 산란되고 반사되어 상면으로 최대한 효율적으로 출사될 수 있는 최적화 된 각도가 될 수 있다.
상기 도광판(15)의 하면에 형성된 경사면을 따라서 배치되는 상기 반사시트(17)의 단부는 상기 도광판(15)의 단차부(152)에 맞춰져서 될 수도 있고, 또는 도시된 바와 같이 상기 단차부(152)를 넘어서서 인접한 도광판에 접촉하게 배치될 수도 있다.
즉, 열팽창으로 인하여 하나의 도광판(15)이 인접한 도광판과 소정간격 이격되어 배치될 수 있는데, 그 이격공간을 상기 반사시트(17)가 커버함으로써 도광판(15)에서 출사되는 빛을 상기 도광판(15)의 전방(또는 상방)으로 반사시킬 수 있도록 하기 위하여서이다.
따라서, 화면상에서 암선이 나타나는 것을 방지할 수 있으며, 광손실도 최소화할 수 있다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 상기 도광판(15)의 하부에는 돌출부(15c, stopper)가 마련되는데, 구체적으로 보면, 상기 돌출부(15c)는 상기 입사부(15b)의 표면에 형성되고 후술하는 바와 같이 상기 도광판(15)을 상기 광원 어레이로부터 기설정된 간격만큼 이격시킬 수 있다.
이렇게 형성된 돌출부(15c)는 상기 제1 고정커버(도 6 참조, 21)에 형성된 고정홀(도6참조, 21a, 21b)에 끼워져서 상기 도광판(15)이 상기 제1 고정커버(21)에 흔들림 없이 고정되도록 하는 역할을 한다.
상기 돌출부(15c)의 형상은 다양한 형상(정육면체, 원통, 사각 기둥 등)으로 형성될 수 있다.
도 9b는 도 9a의 'E' 부분의 확대도이다.
도시된 바와 같이, 출사부(15b)는 입사부(15a)와 단차를 이루며 구비되고, 상기 출사부(15b)의 끝단에 돌출부(15c)가 구비되는데, 본 실시예에서 돌출부(15c)는 육면체의 형상이다. 여기서, 상기 돌출부(15c)가 상기 도광판(15)을 상기 광원 어레이와 직접 접촉하지 않게 하는 것이라면, 상기 돌출부(15c)는 반드시 상기 출사부(15b)의 끝단에 구비되지 않을 수도 있다.
도 10은 실시예에 따른 광원 모듈의 전면 사시도이다.
도시된 바와 같이, 상기 광원모듈(13)은 좌우로 길게 형성되는 회로기판(12)과, 이 회로기판(12)의 표면에 소정간격 이격되어 배치되는 복수의 광원(11)을 포함한다.
상기 회로기판(12)은 일반 PCB, 또는 메탈코어 PCB, 플렉시블 PCB 중 어느 하나로 마련될 수 있으나, 이에만 한정되지는 않는다.
상기 광원(11)은 상술한 바와 같이 LED로 구성될 수 있으며, 특히 3~4개가 하나의 유닛으로 전원을 인입받아서 다른 유닛들과 독립적으로 구동될 수 있다. 이로 인하여, 로컬 디밍과 같은 작동을 수행함으로써 디스플레이 장치 작동시 보다 효율적인 명암 구현이 가능해 질 수 있다.
본 실시예에서는 상기 LED가 32개로 구성되되, 4개가 하나의 유닛으로 구성됨으로서, 8개의 유닛이 하나의 광원모듈(13)을 구성하도록 하였는데, 수량은 이에만 한정되지는 않으며, 다양한 수량이 적용될 수 있다.
도 11은 실시예에 따른 광원 모듈의 후면 사시도이다.
도시된 바와 같이, 상기 회로기판(13)의 후면에는 상기 커넥터(14)가 마련됨으로써 상기 바텀커버(도 1 참조, 110)에 마련되는 전원공급장치에 연결가능하게 된다.
도 12a와 도 12b는 도광판 카트리지의 제 1 고정커버의 사시도이다.
도시된 바와 같이, 상기 제1 고정커버(21)는 상기 도광판(도 8 참조, 15)과 접촉하여 도광판(15)를 지지하는 제1지지부(211)와, 상기 제1지지부(211)와 연결되되, 상기 제1지지부(211)로부터 절곡되어 단차지게 형성되는 제2지지부(212)를 포함한다.
상기 제1지지부(211)와 상기 제2지지부(212) 사이에는 고정홀(21a, 21b) 들이 소정 간격 이격되어 형성되는데, 상기 고정홀(21a, 21b)에 상기 도광판(15)에 마련되는 돌출부(15c)가 삽입되어 고정된다.
상기 광원(도 8 참조, 11)은 상기 제1 고정커버(21)에 인접하게 배치되되, 그 설치 높이는 상기 고정홀(21a, 21b)과 비슷한 높이가 된다. 이는 상기 고정홀(21a, 21b)의 내측 상면에 상기 도광판(도9참조, 15)의 돌출부(도 9 참조, 15c)가 배치가 되고, 상기 도광판(15)의 바로 아래에 상기 광원모듈(도 10 참조, 13)이 배치되어서, 상기 광원(도 10 참조, 11)이 상기 고정홀(21a, 21b)의 좌우에 배치되기 때문이다.
도 13은 실시예에 따른 제1 고정커버에 마련되는 홈을 도시한 사시도이다.
도시된 바와 같이, 고정홀(21a)은 상기 도광판(도 9 참조, 15)의 돌출부(도 9 참조, 15c)의 일측면에 접촉하는 스토퍼(124)를 포함할 수 있다. 상기 스토퍼(124)는 아래의 도 14에 도시된 바와 같이, 도광판(15) 상의 돌출부(15c)에 컨택하며 도광판(15)이 광원(11)과 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 복수의 고정 홀(21a, 21b)에 인접한 영역에는 상기 제1 고정 커버(21), 상기 제2 고정 커버(22) 및 상기 광원모듈(13)을 나사(미도시) 등의 결합 부재에 의해 결합할 수 있도록 삽입홀(23a, 23b)가 형성될 수 있다. 다만, 상기 삽입홀(23a, 23b)의 위치에 대해 한정하지는 않는다.
도 14a 내지 도 14c는 실시예에 따른 제1 고정커버에 마련된 홈에 도광판의 스토퍼가 삽입된 상태를 도시한 사시도이다.
도시된 바와 같이, 제1 고정 커버(21)는 제1 지지부(211)와, 상기 제1 지지부(211)와 연결되되 상기 제1 지지부(211)로부터 절곡되어 단차지게 형성되는 제2 지지부(212)를 포함한다. 그리고, 상기 고정홀(21a)은 상기 제1 고정커버(21)의 제1 지지부(211) 상에 구비되며, 상기 고정홀(21a)에는 상기 도광판(15)의 돌출부(15c)가 삽입된다.
이때, 상기 도광판(15)의 돌출부(15c)는 상기 고정홀(21a)의 끝단에 형성된 스토퍼(124)와 면접할 수 있으며, 상기 고정 홀(21a)에 인접에 인접한 상기 제2 지지부(212) 상에는 삽입홀(23a)이 형성되어, 상기 광원모듈(13)을 나사(미도시) 등의 결합 부재에 의해 결합할 수 있다.
도 14a에서 제 고정커버(21) 상의 스토퍼(124)는 도광판(15) 상의 돌출부(15c)와 소정 간격(t)를 두고 이격되어 있다. 그리고, 도 14b에서는 상기 돌출부(15c)가 상기 스토퍼(124)와 면접하고 있으며, 반대로 도 14c에서는 상기 돌출부(15c)가 상기 제1 고정커버(21)의 제1 지지부(211)와 면접하고 있다. 어느 경우이건, 상기 돌출부(15c)는 상기 스토퍼(124)와 대향하고 있는데, 돌출부(15c) 또는 스토퍼(124)의 형상이 육면체가 아닌 경우에는 대향하는 형상이 아닐 수 있다.
즉, 상기 돌출부(15c)는 상기 고정 홀(21a) 내에서 완전히 고정되지 않고 이동할 수 있게 구비될 수 있으며, 도 14b에 도시된 바와 같이 상기 돌출부(15c)가 상기 스토퍼(124)와 면접할 때 상기 도광판(15)은 광원 어레이에 가장 근접하게 된다. 이때, 상기 도광판(15)이 상기 광원 어레이 내의 광원(11)과 1 밀리미터(mm) 이상 이격되게 구비될 수 있다.
또한, 도 14c에서는 상기 돌출부(15c)가 상기 제1 고정커버(21)의 제1 지지부(211)와 면접할때, 상기 도광판(15)은 광원 어레이로부터 가장 멀어지게 되는데, 광효율을 고려하면 상기 도광판(15)이 상기 광원 어레이 내의 광원(11)과 2 밀리미터(mm) 이상 이격되지 않게 배치할 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: 도광판 카트리지 11: 광원
12: 회로기판 13: 광원모듈
15: 도광판 15a: 출사부
15b: 입사부 15c : 돌출부
17: 반사시트 18: 방열판
20: 고정커버 21: 제 1 고정커버
21a, 21b : 고정홀 23a, 23b : 삽입홀
22: 제 2 고정커버 124 : 스토퍼
211 : 제1 지지부 212 : 제2 지지부

Claims (13)

  1. 광원 어레이가 회로기판에 고정된 광원모듈;
    상기 광원모듈로부터 입사된 빛을 입사 방향과 다른 방향으로 출사하는 도광판; 및
    상기 광원모듈과 도광판을 결합시키는 제 1 고정커버와 제 2 고정커버를 포함하고,
    상기 제 1 고정커버 상에는 상기 도광판을 상기 광원 어레이로부터 기설정된 간격만큼 이격시키는 적어도 하나의 스토퍼가 구비된 도광판 카트리지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스토퍼는 상기 도광판을 상기 광원 어레이로부터 적어도 1 밀리미터 이격시키는 도광판 카트리지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 고정커버와 대향하는 상기 도광판의 끝단에는 적어도 하나의 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부는 상기 스토퍼와 대향하는 도광판 카트리지.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 도광판은 발광 영역에 대응하는 입사부와 출사영역에 대응하는 출사부를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 입사부 상에 형성된 도광판 카트리지.
  5. 제 3 항 또는 4 항에 있어서,
    상기 제 1 고정 커버 상에는 적어도 1개의 홈이 형성되고, 상기 스토퍼는 상기 홈 내에 구비된 도광판 카트리지.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 홈에 삽입되어 상기 도광판을 고정하는 도광판 카트리지.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판과 대향하여 구비되고, 상기 도광판으로부터 입사된 빛을 상기 도광판으로 반사하는 반사판을 더 포함하는 도광판 카트리지.
  8. 광원 어레이가 회로기판에 고정된 광원모듈과, 상기 광원모듈로부터 입사된 빛을 입사 방향과 다른 방향으로 출사하는 도광판, 및 상기 광원모듈과 도광판을 결합시키는 제 1 고정커버와 제 2 고정커버를 포함하고, 상기 제 1 고정커버 상에는 상기 도광판을 상기 광원 어레이로부터 기설정된 간격만큼 이격시키는 적어도 하나의 스토퍼가 구비된 도광판 카트리지;
    상기 도광판 카트리지에서 투사된 빛을 확산시키는 광학시트; 및
    상기 도광판 카트리지와 광학시트를 수용하는 바텀 커버를 포함하는 백라이트 유닛.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 도광판은 발광 영역에 대응하는 입사부와 출사영역에 대응하는 출사부를 포함하고, 상기 제 1 고정커버와 대향하는 상기 도광판의 입사부의 끝단에는 적어도 하나의 돌출부가 형성되며, 상기 돌출부는 상기 스토퍼와 대향하는 백라이트 유닛.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 고정 커버 상에는 적어도 1개의 홈이 형성되고, 상기 스토퍼는 상기 홈 내에 구비된 백라이트 유닛.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 홈에 삽입되어 상기 도광판을 고정하는 백라이트 유닛.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 스토퍼와 상기 돌출부가 컨택할 때 상기 도광판과 상기 광원 어레이는 1 밀리 미터 이격되고, 상기 돌출부가 상기 홈 내에서 상기 스토퍼와 가장 멀리 이격될 때 상기 도광판과 상기 광원 어레이는 2 밀리미터 이격되는 백라이트 유닛.
  13. 광원 어레이가 회로기판에 고정된 광원모듈과, 상기 광원모듈로부터 입사된 빛을 입사 방향과 다른 방향으로 출사하는 도광판, 및 상기 광원모듈과 도광판을 결합시키는 제 1 고정커버와 제 2 고정커버를 포함하고, 상기 제 1 고정커버 상에는 상기 도광판을 상기 광원 어레이로부터 기설정된 간격만큼 이격시키는 적어도 하나의 스토퍼가 구비된 도광판 카트리지;
    상기 도광판 카트리지에서 투사된 빛을 확산시키는 광학시트;
    상기 광학 시트 상에 구비되고 투사된 빛에 의하여 화상을 구현하는 패널; 및
    상기 도광판 카트리지와 광학시트를 수용하는 바텀 커버를 포함하는 표시 장치.
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