(57)【要約】【課題】光効率を向上することができるバックライトユニットを提供すること。【解決手段】実施例によるバックライトユニットは、ボトムシャーシ；前記ボトムシャーシに収納される導光板；前記導光板から光を照射する発光素子が実装された基板；前記基板を固定させる固定部材；前記固定部材を前記ボトムシャーシに対して移動可能に固定させるスライディング移動部を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボトムシャーシ；
前記ボトムシャーシに収納される導光板；
前記導光板から光を照射する発光素子が実装された基板；
前記基板を固定させる固定部材；および
前記固定部材を前記ボトムシャーシに対して移動可能に固定させるスライディング移動部を含むバックライトユニット。
【請求項２】
前記導光板は、
ポリメチルメタクリルレート(ＰＭＭＡ)、ポリエチレンテラプレート(ＰＥＴ)、ポリカーボネート(ＰＣ)、シクロオレフインコポリマー(ＣＯＣ)及びポリエチレンナプタルレート(ＰＥＮ)のうちいずれか一つを特徴とする請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項３】
前記固定部材は、
ヒートパイプ(heat pipe)を含むことを特徴とする請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項４】
前記固定部材は、
前記ボトムシャーシの底面に位置して前記導光板を固定する固定面と；
前記固定面から上方に延長されて前記基板を前記導光板の側面領域で支持する支持面を含むことを特徴とする請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項５】
前記固定面と前記導光板の重畳領域に介在される接着部材を含むことを特徴とする請求項４記載のバックライトユニット。
【請求項６】
前記接着部材は、
両面テープ、接着物質、機構的な固定装置のうちいずれか一つを含むことを特徴とする請求項５記載のバックライトユニット。
【請求項７】
前記支持面と前記導光板との間に介在された前記固定面には反射領域が形成されることを特徴とする請求項４記載のバックライトユニット。
【請求項８】
前記固定部材は、
前記基板を支持する支持面と；
前記支持面の上端面で折曲されて前記導光板の上面の一部の領域を固定する上部固定面と；
前記支持面の下端面で折曲されて前記導光板の下面の一部の領域を固定する下部固定面を含むことを特徴とする請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項９】
前記固定部材は、
前記上部固定面と前記支持面及び前記下部固定面は前記導光板を収納できる開口部を一つの側面に持つ四角形の断面を含むことを特徴とする請求項８記載のバックライトユニット。
【請求項１０】
前記支持面と前記導光板との間の離隔空間に介在された前記上部固定面及び前記下部固定面には反射領域が形成されることを特徴とする請求項８記載のバックライトユニット。
【請求項１１】
前記発光素子と前記導光板との間の距離は１〜１.５mmに設定されることを特徴とする請求項４又は８に記載のバックライトユニット。
【請求項１２】
前記スライディング移動部は、
前記ボトムシャーシと前記固定部材との間に注入された潤滑油を含むことを特徴とする請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項１３】
前記スライディング移動部は、
前記ボトムシャーシと前記固定部材にそれぞれ形成されるスライディングバーのスライディングガイドを含むことを特徴とする請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項１４】
前記スライディング移動部は、
前記ボトムシャーシ及び前記固定部材を貫くねじと；
前記ボトムシャーシに形成されて前記ねじのスライディング移動領域を制限する溝と；
前記ボトムシャーシから突き出された前記ねじの端部に締結されるストッパを含むことを特徴とする請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項１５】
前記発光素子と前記導光板との間の距離は、温度変化が変化しても一定に維持されることを特徴とする請求項１記載のバックライトユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置のうちには、映像を表示するために、光を発生させることができるバックライトユニットを要する装置がある。バックライトユニットは液晶等を含む表示パネルに光を供給する装置であり、発光装置と発光装置から出力された光を液晶側に効果的に伝達するための手段を含む。
【０００３】
バックライトユニットの光効率は表示装置の性能と密接な関係があるため、バックライトユニットから発光される光を効果的に活用して高品質の映像を提供するために多くの研究が進行されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施例は発光素子と導光板との間の隔離距離を最適化された状態で維持することで光効率を向上することができるバックライトユニットを提供する。
【０００５】
実施例は導光板の変形を防止することができるバックライトユニットを提供する。
【０００６】
実施例は薄型設計が可能なバックライトユニットを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施例によるバックライトユニットは、ボトムシャーシ；前記ボトムシャーシに収納される導光板；前記導光板から光を照射する発光素子が実装された基板；前記基板を固定させる固定部材；前記固定部材を前記ボトムシャーシに対して移動可能に固定させるスライディング移動部を含む。
【発明の効果】
【０００８】
実施例は発光素子と導光板との間の隔離距離を最適化された状態で維持することで光効率を向上することができるバックライトユニットを提供することができる。
【０００９】
実施例は導光板の変形を防止することができるバックライトユニットを提供することができる。
【００１０】
実施例は薄型設計が可能なバックライトユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施例によるバックライトユニットの凹部拡大端面図である。
【図２】第１実施例による固定部材の凹部拡大斜視図である。
【図３】第１実施例による固定部材の端面図である。
【図４】第２実施例による固定部材の凹部拡大斜視図である。
【図５】第２実施例による固定部材の端面図である。
【図６】第２実施例によるバックライトユニットの凹部拡大端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下では、添付した図面を参照して実施例によるバックライトユニットについて詳細に説明する。実施例の説明において、各層(膜)、領域、パターンまたは構造物が基板、各層(膜)、領域、パッドまたはパターンの「上」にまたは「下」に形成されることで記載する場合において、「上」と「下」は「直接(directly)」または「他の層を介在して(indirectly)」形成されることを全て含む。また各層の上/上または下に対する基準は、図面を基準に説明する。図面において各層の厚さや大きさは、説明の便宜及び明確性のために誇張されるか、省略されるかまたは概略的に図示された。また各構成要素の大きさは実際の大きさを全面的に反映することではない。
【００１３】
図１は、第１実施例によるバックライトユニットの凹部拡大端面図である。
【００１４】
第１実施例によるバックライトユニットは、ボトムシャーシ１１０と、ボトムシャーシ１１０に収納される導光板１２０と、導光板１２０の側面に配置されて光を発生させる発光素子１３０及び発光素子１３０が実装された基板１３２と、ボトムシャーシ１１０内に配置されて基板１３２及び導光板１２０を固定させる固定部材１４０と、基板１３２と導光板１２０が固定された固定部材１４０をボトムシャーシ１１０上に移動可能に固定させるスライディング移動部１６０を含むことができる。すなわち、スライディング移動部１６０は固定部材１４０がボトムシャーシ１１０上で導光板１２０が膨脹または収縮される方向に一直線な方向に移動されることができるように固定させることができる。
【００１５】
ここで、導光板１２０の上面部には光学シートが位置し、導光板１２０の下面部には反射シートが位置することができる。
【００１６】
ボトムシャーシ１１０は固定部材１４０と導光板１２０等が収納されることができるように上面が開口されたボックス(box)形状に形成されることができるが、設計方法によって多様な形態で構成が可能であり例示した形状に限定にならない。このようなボトムシャーシ１１０は金属材質または樹脂材質で形成されることができる。本実施例はボトムシャーシ１１０をＡｌ金属で形成した場合を例示することにする。
【００１７】
基板１３２は印刷回路基板(ＰＣＢ：Printed Circuit Board)、メタルコア印刷回路基板(ＭＣＰＣＢ：Metal Core PCB)、軟性印刷回路基板(ＦＰＣＢ：Flexible PCB)またはセラミックス基板等を含むことができる。
【００１８】
発光素子１３０は基板１３２の一面に少なくとも一つ以上の発光素子１３０が搭載され、複数個の発光素子１３０はアレイ(array)形態で配置されることができる。発光素子１３０では発光ダイオード(ＬＥＤ：Light Emitting Diode)を含むことができ、発光ダイオード(ＬＥＤ)は赤色、緑色、青色または白色の光を発光する白色発光ダイオードのうち少なくともいずれか一つである。ここで、発光素子１３０が実装された基板１３２の厚さは３mm前後で構成されることができるが、これに限定されない。
【００１９】
導光板１２０は入射面を通じて発光素子１３０から光を供給されて平面光に変換させる。導光板１２０は、ＰＭＭＡ(polymethyl metaacrylate)のようなアクリル樹脂系列、ＰＥＴ(polyethylene terephthlate)、ＰＣ(poly carbonate)、ＣＯＣ(cycloolefincopolymer)及びＰＥＮ(polyethylene naphthalate)樹脂等を利用して形成することができる。このような導光板１２０は使用温度によって熱膨脹現象が発生しうる。例えば、発光素子１３０で熱が発生するか、その他の周辺の回路、あるいは外部環境等によって温度が変化する場合、導光板１２０が膨脹あるいは収縮する。
【００２０】
例えば、発光素子１３０の温度が常温対比４５℃増加する場合、導光板１２０の熱膨脹度は２.７mm/m.程度の特性を有する。これに対し、４７inchの大きさの導光板１２０の場合、０.５mm程度が膨脹する。導光板１２０が収納されたシャーシ部も、Ａｌ材質で形成された場合、１.１mm/m.の熱膨脹度を有する。
【００２１】
固定部材１４０は基板１３２と導光板１２０を一定の位置に固定させる。固定部材１４０はヒートパイプ(heat pipe)の機能を行い基板１３２及び発光素子１３０等で発生した熱を放出させることができる。
【００２２】
固定部材１４０はボトムシャーシ１１０の底面に位置して導光板１２０を固定する固定面１４４と、固定面１４４から上方に延長されて発光素子１３０が実装された基板１３２を支持する支持面１４２を含む。
【００２３】
固定面１４４は導光板１２０と一部の領域が重畳されるようにボトムシャーシ１１０内に安着され、導光板１２０と固定面１４４の重畳領域には接着部材１５０が介在される。これに対し、導光板１２０の外側の一領域は接着部材１５０によって固定面１４４に固定される。接着部材１５０では両面テープ、接着物質等を使うか、機構的な固定装置を利用する等の多様な構成を適用することができる。
【００２４】
支持面１４２は固定面１４４に固定された導光板１２０と所定隔離距離を有して上方に延長される。支持面１４２には発光素子１３０アレイが実装された基板１３２が固定されて導光板１２０に発光素子１３０の光が供給されるようにする。
【００２５】
ここで、支持面１４２に固定された基板１３２と固定面１４４に固定された導光板１２０は、発光素子１３０の出光角度を考慮して光損失を最小化することができる最適距離Ｄを有するようにそれぞれ固定されることができる。基板１３２及び発光素子１３０の厚さが２〜４mmで導光板１２０の厚さが２〜４mmに設計された場合、発光素子１３０と導光板１２０の最適距離Ｄは１mm〜２mmに設定されることができる。例えば、基板１３２及び発光素子１３０の厚さが３mmであり導光板１２０の厚さが３mmに設計された場合、発光素子１３０と導光板１２０の最適距離Ｄは１mmに設定されることができる。
【００２６】
ここで、最適距離Ｄは固定部材１４０に基板１３２及び導光板１２０を固定設置するのに適用された間隔であり、それ以上の熱膨脹を考慮した間隔を追加して設定する必要がない。
【００２７】
これによって、発光素子１３０と導光板１２０が相互固定されていない従来のバックライトユニットの発光素子１３０及び導光板１２０の間距離が最小１.６mmに維持されたのに対し、本実施例のバックライトユニットは発光素子１３０と導光板１２０の最適距離Ｄは１mm〜２mm、さらに好ましくは１mm〜１.５mmの間で決まることで、バックライトユニットの薄型化設計が可能であり、併せて、表示装置の薄型化設計ができるようにできる。
【００２８】
一方、支持面１４２と導光板１２０の離隔空間に介在された固定面１４４には反射シート、反射コーティング等の反射領域を形成することで、光損失を防止することも可能である。
【００２９】
スライディング移動部１６０は基板１３２及び導光板１２０が固定された固定部材１４０がボトムシャーシ１１０上でスライディング移動可能になるように固定部材１４０をボトムシャーシ１１０に固定させる。スライディング移動部１６０は固定部材１４０がボトムシャーシ１１０から離脱することを防止するのに対し、導光板１２０が膨脹あるいは収縮する場合、固定部材１４０が導光板１２０の収縮/膨脹方向によってスライディング移動可能になるように、固定部材１４０をボトムシャーシ１１０上に固定させる。ここで、スライディング移動部１６０は固定部材１４０とボトムシャーシ１１０との間に潤滑油(grease)を注入する形態で構成が可能であり、または、別途の機構的な構成を追加してスライディング移動部１６０を構成することも可能である。
【００３０】
以上、説明したように、実施例によるバックライトユニットは基板１３２と導光板１２０を固定部材１４０に固定させ、固定部材１４０をボトムシャーシ１１０上にスライディング移動可能に固定している。これに対し、温度変化によって導光板１２０が収縮/膨脹する場合、固定部材１４０がスライディング移動して固定部材１４０に固定された発光素子１３０と導光板１２０との間の隔離距離が最適距離Ｄで一定に維持されることができる。従って、基板１３２と導光板１２０を配列させる時、導光板１２０の熱膨脹を考慮した余裕空間を割り当てずに配列構成させることができるため、バックライトユニット自体のサイズを薄型化し、窮極的にディスプレイ装置のサイズも薄型化設計が可能である。
【００３１】
また、導光板１２０が固定部材１４０に固定された状態で自由に収縮/膨脹されることができるようにすることで、導光板１２０が曲がるか、拗じれる等の変形を防止することができる。
【００３２】
図２ないし図５は実施例によるバックライトユニットの固定部材１４０とボトムシャーシ１１０をスライディング移動可能に固定するスライディング移動部１６０の構造を例示したものである。
【００３３】
図２は第１実施例による固定部材１４０の凹部拡大斜視図であり、図３は第１実施例による固定部材１４０の端面図であり、スライディングバー１６２とスライディングガイド１６４を利用した固定部材１４０を例示したものである。
【００３４】
ボトムシャーシ１１０には一対のスライディングガイド１６４が形成され、固定部材１４０の固定面１４４にはスライダーが形成されることができる。
【００３５】
ボトムシャーシ１１０に形成されたスライディングガイド１６４は両側上端部が内側に折曲されてスライディングバー１６２の収納領域を形成する。
【００３６】
固定部材１４０に形成されたスライディングバー１６２はスライディングガイド１６４内に締結され、固定部材１４０がボトムシャーシ１１０から離脱せずスライディングガイド１６４内でだけ移動することができる。
【００３７】
ここで、ボトムシャーシ１１にスライディングバーを形成し、固定部材１４０側にスライディングガイドを形成することも可能である。
【００３８】
図４は第２実施例による固定部材１４０の凹部拡大斜視図であり、図５は第２実施例による固定部材１４０の端面図であり、溝１６７とねじ１６５及びストッパ１６９を利用した固定部材１４０を例示したものである。
【００３９】
ボトムシャーシ１１０には導光板１２０の膨脹方向と一直線な方向に所定長さを有する溝１６７が形成される。
【００４０】
固定部材１４０には溝１６７に対応するねじ１６５が締結され、ボトムシャーシ１１０の溝１６７を貫通した後、ストッパ１６９が固定される。すなわち、ねじ１６５は固定部材１４０及びボトムシャーシ１１０を貫通して、ボトムシャーシ１１０の外側に突き出されたねじ１６５の端部にストッパ１６９が介在される。
【００４１】
これに対し、固定部材１４０はねじ１６５及びストッパ１６９によって固定されてボトムシャーシ１１０から離脱されない。一方、導光板１２０が膨脹する場合、ねじ１６５が溝１６７に沿って移動して固定部材１４０が移動することができる。
【００４２】
図６は第２実施例によるバックライトユニットの凹部拡大端面図であり、第１実施例の固定部材１４０の形状を変更した場合を例示したものである。図６の第２実施例によるバックライトユニットを説明するにおいて、第１実施例において説明した構成と同一の構成に対する重複された説明は省略することにする。
【００４３】
第２実施例によるバックライトユニットは、ボトムシャーシ１１０と、ボトムシャーシ１１０内に安着される導光板１２０と、導光板１２０の一側に配置される発光素子１３０及び発光素子１３０が実装された基板１３２と、開口部を有して基板１３２の収納空間を形成し、開口部を通じて導光板１２０の少なくとも一領域が固定される固定部材２４０と、固定部材２４０をボトムシャーシ１１０上に移動可能に固定させるスライディング移動部１６０を含むことができる。ここで、導光板１２０の上面部には光学シートが位置し、導光板１２０の下面部には反射シートが位置することができる。
【００４４】
固定部材２４０は基板１３２と導光板１２０を一定の位置に固定させる。固定部材２４０はヒートパイプ(heat pipe)の機能を行い基板１３２及び発光素子１３０等で発生した熱を放出させることができる。
【００４５】
固定部材２４０は開口部を有して基板１３２の収納空間を形成し、開口部を通じて導光板１２０の一側端が挿入されて固定される。
【００４６】
固定部材２４０は発光素子１３０が実装された基板１３２を支持する支持面２４２と、支持面２４２の上端面と下端面からそれぞれ折曲されて導光板１２０の上端面と下端面の端を固定する上部固定面２４６及び下部固定面２４４を含む。上部固定面２４６と支持面２４２及び下部固定面２４４はその端面が逆コの字状で連結される形態で構成されて収納空間を形成することができる。
【００４７】
固定部材２４０の支持面２４２には発光素子１３０が実装された基板１３２が収納され、上部固定面２４６及び下部固定面２４４の間には導光板１２０が挿入されて固定される。上部固定面２４６と下部固定面２４４の固定強さが保障される場合、導光板１２０を固定するための両面テープ、接着物質、あるいは、機構的な固定装置等の構成は省略されることができる。
【００４８】
一方、固定部材２４０に挿入される導光板１２０は支持面２４２に実装された発光素子１３０アレイと所定隔離距離を有するように配することができ、発光素子１３０の出光角度を考慮して光損失を最小化することができる最適距離Ｄを有するように配して固定することが好ましい。基板１３２及び発光素子１３０の厚さが３mmで導光板１２０の厚さも３mmに設計された場合、発光素子１３０と導光板１２０の最適距離Ｄは１mm〜２mmに設定されることができる。ここで、最適距離Ｄは固定部材２４０に基板１３２及び導光板１２０を固定設置するのに適用された間隔であり、それ以上の熱膨脹を考慮した間隔を追加して設定する必要がない。
【００４９】
これによって、発光素子１３０と導光板１２０が相互固定されていない従来のバックライトユニットの発光素子１３０及び導光板１２０の間距離が最小１.６mmに維持されたのに対し、本実施例のバックライトユニットは発光素子１３０と導光板１２０の最適距離Ｄは１mm〜２mm、もっと好ましくは１mm〜１.５mm間と決まる。従って、バックライトユニットの薄型化設計が可能であり、併せて、表示装置の薄型化設計まで可能にできる。
【００５０】
また、支持面２４２と導光板１２０の離隔空間に介在された上部固定面２４６及び下部固定面２４４には反射シート、反射コーティング等の反射領域を形成することで、光効率を向上することも可能である。
【００５１】
スライディング移動部１６０は、基板１３２及び導光板１２０が固定された固定部材２４０がボトムシャーシ１１０上でスライディング移動可能になるように固定部材２４０をボトムシャーシ１１０に固定させる。スライディング移動部１６０は固定部材２４０がボトムシャーシ１１０から離脱することを防止する一方、導光板１２０が膨脹あるいは収縮する場合固定部材２４０が導光板１２０の収縮/膨脹方向によってスライディング移動可能になるように、固定部材２４０をボトムシャーシ１１０上に固定させる。ここで、スライディング移動部１６０は固定部材２４０とボトムシャーシ１１０の間に潤滑油(grease)を注入する形態で構成が可能であり、または、別途の機構的な構成を追加してスライディング移動部１６０を構成することも可能である。
【００５２】
以上、説明したように、実施例によるバックライトユニットは基板１３２と導光板１２０を固定部材２４０に固定させ、固定部材２４０をボトムシャーシ１１０上にスライディング移動可能に固定している。
【００５３】
これに対し、温度変化に従って導光板１２０が収縮/膨脹する場合固定部材２４０加えることにスライディング移動して固定部材２４０に固定された発光素子１３０と導光板１２０との間の隔離距離を１〜２mm程度の最適距離Ｄで一定に維持されることができる。
【００５４】
従って、発光素子１３０と導光板１２０との間の隔離距離変化による光流出現象を防止することで光効率を向上することができる。
【００５５】
また、基板１３２と導光板１２０を配列する時、導光板１２０の熱膨脹を考慮した余裕空間を割り当てず、構成ができることでバックライトユニット自体のサイズを薄型化し、窮極的にディスプレイ装置のサイズも薄型化設計が可能である。
【００５６】
そして、導光板１２０が固定部材２４０に固定された状態で自由に収縮/膨脹されることができるようにすることで、導光板１２０が曲がるか、拗じれる等の変形を防止することができる。
【００５７】
以上から実施例に説明された特徴、構造、効果等は、本発明の少なくとも一つの実施例に含まれ、必ず一つの実施例にだけ限定されるのではない。併せて、各実施例で例示された特徴、構造、効果等は、実施例の属する分野の通常の知識を有する者によって他の実施例についても組み合わせまたは変形されて実施可能である。従って、このような組み合わせと変形に係る内容は本発明の範囲に含まれることに解釈されなければならない。
【００５８】
また、以上から実施例を中心に説明したが、これは単に例示であるだけで、本発明を限定するのではなく、本発明の属する分野の通常の知識を有する者であれば、本実施例の本質的な特性を脱しない範囲で、以上に例示されないさまざまの変形と応用が可能であることが分かる。例えば、実施例に具体的に示された各構成要素は変形して実施することができる。そして、このような変形と応用に係る差は添付された請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれることに解釈されなければならない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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