KR100465619B1 - 고효율 초박형 백라이트 - Google Patents

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KR100465619B1
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Abstract

본 발명은, 하나의 광원을 이용하여 2면의 출사면으로 광을 출사시킬 수 있도록 된 고효율 초박형 백라이트에 관한 것이다.
본 발명은, 제1도광판에서 제2도광판으로 광을 전달해서 내부 액정표시패널과 외부 액정표시패널을 발광시키도록 양면으로 광을 출사시키기 위한 반사부를 갖는 고효율 초박형 백라이트에 있어서, 광을 각 도광판에 공급하기 위해 배치된 다수의 광원(12)과; 이 광원(12)으로부터 방사된 광을 입사받는 제1도광판(11); 이 제1도광판(11)의 배면(19)을 따라 배치된 제1반사시트(13); 상기 광원(12)으로부터 방사된 광을 상기 제1도광판(11)을 통해 입사받음과 더불어 일단부에 반사부(30)가 형성된 제2도광판(15); 이 제2도광판(15)의 배면(22)을 따라 배치된 제2반사시트(14); 상기 제2도광판(15)의 반사부(30)를 외부를 에워싸도록 배치된 제3반사시트(16) 및; 상기 제1도광판(11), 상기 제1 및 제2반사시트(13,14), 상기 제2도광판(15)이 체결되는 프레임(17)을 구비하여 구성되고; 상기 반사부(30)가, 광원(12)으로부터 방사된 광이 상기 제1도광판(11)을 통해 상기 제2도광판(15)으로 입사될 수 있는 소정의 각도(θ1,θ2,θ3)를 갖춘 프리즘 형태를 취하고 있는 것을 특징으로 한다.

Description

고효율 초박형 백라이트{A HIGH EFFICIENT SUPERTHIN BACKLIGHT}
본 발명은 액정표시패널에 이용되는 고효율 백라이트에 관한 것으로, 특히 내부 액정표시패널과 외부 액정표시패널이 각각 존재하는 경우, 각각의 액정표시패널을 발광시키기 위해 프리즘 반사 효과를 갖춘 도광판을 사용하면서 하나의 광원을 이용하여 2면의 출사면으로 광을 출사시킬 수 있도록 된 고효율 초박형 백라이트에 관한 것이다.
도 1은 종래의 2장소에서 2가지의 광원을 사용한 면광원장치에 이용되는 백라이트의 구성을 나타낸 사시도로서, 내부 액정표시패널과 외부 액정표시패널이 각각 존재하는 경우, 2장소에서 2가지의 광원을 사용하여 각각의 출사면으로 광을 출사시키도록 되어 있었다.
이러한 종래의 백라이트는 광을 발생시키는 다수의 제1광원(2)이 설치된 제1도광판(1)과, 이 제1도광판(1) 내부에서 배면쪽으로 출사되는 광을 다시제1도광판(1)으로 보내는 제1반사시트(3), 광을 발생시키는 다수의 제2광원(4)이 설치된 제2도광판(5), 이 제2도광판(5) 내부에서 배면쪽으로 출사되는 광을 다시 제2도광판(5)으로 보내는 제2반사시트(6) 및, 상기 제1도광판(1), 제1반사시트(3), 제2도광판(5), 제2반사시트(6)가 체결되는 프레임(7)을 구비하여 구성된다.
이와 같이 구성된 종래의 백라이트는 제1광원(2)으로부터 방사된 광이 제1도광판(1)을 거쳐 한쪽의 출사면으로 출사되고, 제2광원(4)으로부터 방사된 광이 제2도광판(5)을 거쳐 다른쪽의 출사면으로 출사되어 각각의 액정표시패널을 발광시킬 수 있도록 된다.
따라서, 이러한 종래의 면광원장치용 백라이트에 의하면, 2장소에서 2가지의 광원을 사용함으로써, 전력소모가 많고, 두께가 두꺼우며, 중량이 증가되고, 기구 설계의 난해함 등 여러가지 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, 내부 액정표시패널과 외부 액정표시패널을 각각 발광시키기 위해 프리즘 반사 효과를 갖춘 도광판을 사용하면서 하나의 광원을 이용하여 2면의 출사면으로 광을 출사시킬 수 있도록 된 고효율 초박형 백라이트를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 2장소에서 2개의 광원을 사용한 면광원장치에 이용되는 백라이트의 구성을 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 하나의 광원을 사용한 면광원장치에 이용되는 백라이트의 구성을 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 제1도광판과, 제1,제2반사시트 및, 제2도광판이 결합된 상태에서 그 길이방향 단면도,
도 4는 도 3의 A부분의 확대도,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 제2도광판에서의 임계각(??_c)에 따른 광의 반사를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 도광판의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 도 6a는 제2도광판(15)의 반사부(30)가 반구면 형태를 취하고 있는 도면이고, 도 6b는 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부를 이루는 일단부가 각각 반구면 형태를 취하고 있는 도면,
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 도광판의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로, 도 7a는 제2도광판(15)의 반사부(30)가 일부구면 형태를 취하고 있는 도면이고, 도 7b는 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부를 이루는 일단부가 각각 일부구면 형태를 취하고 있는 도면,
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 도광판의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로, 도 8a는 제2도광판(15)의 반사부(30)가 비구면 형태를 취하고 있는 도면이고, 도 8b는 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부를 이루는 일단부가 각각 비구면 형태를 취하고 있는 도면,
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 도광판의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로, 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부를 이루는 일단부가 각각 사면 형태를 취하고 있는 도면,
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 도광판의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로, 도 10a는 제2도광판(15)의 반사부(30)가 사다리꼴 형태를 취하고 있는 도면이고, 도 10b는 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부를 이루는 일단부가 각각 사다리꼴 형태를 취하고 있는 도면,
도 11a,b는 본 발명의 제1실시예에 따른 제1도광판 및 제2도광판이 광투명 접착제에 의해 접착되어 있는 상태를 나타낸 도면,
도 12는 제1 및 제2도광판과 반사부를 광투명 접착제에 의해 고정시킨 상태를 나타낸 도면,
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 하나의 광원을 사용한 면광원장치에 이용되는 백라이트의 구성을 나타낸 사시도,
도 14는 본 발명의 제2실시예에 따른 제1도광판(11)과, 제1 및 제2반사시트(13,14) 및, 제2도광판(15)이 결합된 상태에서 그 길이방향 단면도,
도 15는 도 14의 A부분의 확대도,
도 16은 본 발명의 제2실시예에 따른 도광판의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 제1도광판(11)의 반사부(130)가 반구면 형태를 취하고 있는 도면,
도 17은 본 발명의 제2실시예에 따른 도광판의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로, 제1도광판(11)의 반사부(130)가 일부구면 형태를 취하고 있는 도면,
도 18은 본 발명의 제2실시예에 따른 도광판의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로, 제1도광판(11)의 반사부(130)가 비구면 형태를 취하고 있는 도면,
도 19는 본 발명의 제2실시예에 따른 도광판의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로, 제1도광판(11)의 반사부(130)가 사다리꼴 형태를 취하고 있는 도면이다.
1, 11 ---제1도광판
5, 15 --- 제2도광판
2, 4, 12 --- 광원
3, 13 --- 제1반사시트
6, 14 --- 제2반사시트
7, 17 --- 프레임
18, 23 --- 출사면
19, 22 --- 배면
21 --- 입사단면
121 --- 출사단면
16, 116 --- 제3반사시트
24, 25 --- 미세 패턴부
26 --- 제1프리즘면
27 --- 제2프리즘면
30,130 --- 반사부
31 --- 입사단면
40 --- 광투명 접착제
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시예에 따른 고효율 초박형 백라이트는, 제1도광판에서 제2도광판, 또는 제2도광판에서 제1도광판으로 광을 전달해서 내부 액정표시패널과 외부 액정표시패널을 발광시키도록 양면으로 광을 출사시키기 위한 반사부를 갖는 고효율 초박형 백라이트에 있어서, 광을 각 도광판에 공급하기 위해 배치된 다수의 광원(12)과; 이 광원(12)으로부터 방사된 광을 입사받는 제1도광판(11); 이 제1도광판(11)의 배면(19)을 따라 배치된 제1반사시트(13); 상기 광원(12)으로부터 방사된 광을 상기 제1도광판(11)을 통해 입사받음과 더불어 일단부에 반사부(30)가 형성된 제2도광판(15); 이 제2도광판(15)의 배면(22)을 따라 배치된 제2반사시트(14); 상기 제2도광판(15)의 반사부(30)를 외부를 에워싸도록 배치된 제3반사시트(16) 및; 상기 제1도광판(11), 상기 제1 및 제2반사시트(13,14), 상기 제2도광판(15)이 체결되는 프레임(17)을 구비하여 구성되고; 상기 반사부(30)가, 광원(12)으로부터 방사된 광이 상기 제1도광판(11)을 통해 상기 제2도광판(15)으로 입사될 수 있는 소정의 각도(θ1,θ2,θ3)를 갖춘 프리즘 형태를 취하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 고효율 초박형 백라이트는, 제1도광판에서 제2도광판으로 광을 전달해서 내부 액정표시패널과 외부 액정표시패널을 발광시키도록 양면으로 광을 출사시키기 위한 반사부를 갖는 고효율 초박형 백라이트에 있어서, 광을 각 도광판에 공급하기 위해 배치된 다수의 광원(12)과; 이 광원(12)으로부터 방사된 광을 입사받음과 더불어 일단부에 반사부(130)가 형성된 제1도광판(11); 이 제1도광판(11)의 배면(19)을 따라 배치된 제1반사시트(13); 상기 광원(12)으로부터 방사된 광을 상기 제1도광판(11)을 통해 입사받는 제2도광판(15); 이 제2도광판(15)의 배면(22)을 따라 배치된 제2반사시트(14); 상기 제1도광판(11)의 반사부(30)를 외부를 에워싸도록 배치된 제3반사시트(116) 및; 상기제1도광판(11), 상기 제1 및 제2반사시트(13,14), 상기 제2도광판(15)이 체결되는 프레임(17)을 구비하여 구성되고; 상기 반사부(130)가, 광원(12)으로부터 방사된 광이 상기 제1도광판(11)을 통해 상기 제2도광판(15)으로 입사될 수 있는 소정의 각도(θ1, θ2, θ3)를 갖춘 프리즘 형태를 취하고 있는 것을 특징으로 한다,
또한 본 발명은, 프리즘 형태를 취하고 있는 상기 반사부(30,130)의 입사각도가 각각 θ1 = 45°, θ2 = 90°, θ3 = 45°인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 상기 반사부(30,130)가 반구면 형태를 갖추고 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부를 이루는 일단부가 반구면 형태를 취하고 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 상기 반사부(30,130)가 일부구면 형태를 갖추고 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부를 이루는 일단부가 일부구면 형태를 취하고 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 상기 반사부(30,130)가 비구면 형태를 갖추고 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부를 이루는 일단부가 비구면 형태를 취하고 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부를 이루는 일단부가 사면형태를 취하고 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 상기 반사부(30,130)가 사다리꼴 형태를 갖추고 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부를 이루는 일단부가 사다리꼴형태를 취하고 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 제1도광판(11)의 단부와 제2도광판(15)의 입사단면 사이에 광투명 접착제(40)를 도포하여 제1도광판(11)과 제2도광판(15)을 고정시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 제2도광판(15)의 단부와 제1도광판(11)의 출사단면 사이에 광투명 접착제(40)를 도포하여 제2도광판(15)과 제1도광판(11)을 고정시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 제1도광판(11)의 단부 부근 배면의 일단부와 제2도광판(15)의 단부 부근 배면의 일단부 사이에 광투명 접착제(40)를 도포하여 제1도광판(11)과 제2도광판(15)을 고정시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 각각의 단부에 광투명 접착제(40)를 도포하여 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 단부에 소정 형상의 반사부를 접착시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.
(실시예)
이하, 예시도면을 참조하면서 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 하나의 광원을 사용한 면광원장치에 이용되는 백라이트의 구성을 나타낸 사시도로서, 광을 각 도광판에 공급하기 위해 배치된 다수의 광원(12)과, 이 광원(12)으로부터 방사된 광을 입사받는 제1도광판(11), 이 제1도광판(11)의 배면(19)을 따라 배치된 제1반사시트(13), 상기 광원(12)으로부터 방사된 광을 상기 제1도광판(11)을 통해 입사받음과 더불어 일단부에 반사부(30)가 형성된 제2도광판(15), 이 제2도광판(15)의 배면(22)을 따라 배치된 제2반사시트(14), 상기 제2도광판(15)의 반사부(30)의 외부를 에워싸도록 배치된 제3반사시트(16) 및, 상기 제1도광판(11), 상기 제1 및 제2반사시트(13,14), 상기 제2도광판(15)이 체결되는 프레임(17)으로 구성되어 있다.
이와 같은 구성에 있어서, 상기 제1반사시트(13)의 양면이 제1 및 제2도광판으로부터 출사되는 광을 반사시킬 수 있는 반사기능을 수행하도록 구성되면 상기 제2반사시트(14)는 사용하지 않아도 된다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 제1도광판(11)과, 제1 및 제2반사시트(13,14) 및, 제2도광판(15)이 결합된 상태에서 그 길이방향 단면도를 나타낸 것으로, 제1도광판(11)과 제2도광판(15)에는 광원(12)으로부터 입사되는 광을 보다 효과적으로 반사와 산란 및 굴절 시키기 위하여 각각의 배면(19,22)에 미세 패턴부(24,25)가 각각 다수 형성되어 있다.
상기 미세 패턴부(24,25)의 형상은 원형, 타원형, 직사각형 또는 그루브형이 될 수 있으며, 필요에 따라 각 출사면상에 해당 미세 패턴형상이 형성되는 경우도 있다.
이하, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 백라이트의동작에 대해 상세히 설명한다.
광원(12)으로부터 상기 제1도광판(11)의 입사단면(31)으로 다양한 각도로 도입되는 광(a1,a2; 도 3에서는 설명 및 도면의 간단화를 위해 a1,a2만을 도시함)은 상기 제1도광판(11)의 출사면(18)과 배면(19)에서 반사 및 굴절을 반복하면서 상기 제1도광판(11)의 단부(20)로 전파된다. 이 때, 상기 제1도광판(11)내에서 전파되는 광 중 상기 미세 패턴부(24)와 만나는 광은 반사와 산란 및 굴절되어 출사면(18)으로 향하게 된다. 그리고, 배면(19)으로 진행하는 광 중 미세 패턴부(24)에 의해 반사되지 않은 광은 상기 제1반사시트(13)에서 반사되어 출사면(18)쪽으로 향하게 된다.
상기 제1도광판(11)의 단부(20)에 도달한 광중 상기 제1도광판(11)의 구성 물질의 굴절율에 따라 결정된 임계각(전반사 조건을 만족시키는 각도)에 의해 상기 제2도광판(15)으로의 입사가 결정된다. 즉, 상기 제1도광판(11)내를 전파하여 단부(20)에 도달하는 광의 입사각이 임계각(θc) 이상이면 단부(20)에서 전반사가 일어나 상기 제1도광판(11)의 입사단면(31)을 향하여 다시 전파되고, 임계각(θc) 미만이면 상기 제2도광판(15)의 입사단면(21)으로 입사된다.
도 3 및 도 3의 A부분의 확대도인 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제2도광판(15)의 일단부에는 반사부(30)가 형성되어 있고, 상기 반사부(30)는 그 입사각도가 θ1 = 45°, θ2 = 90°, θ3 = 45°인 프리즘 형태를 취하고 있다. 따라서, 상기 제2도광판(15)의 입사단면(21)에 수직으로 입사되는 광은 완전히 상기 제2도광판(15)의 내부로 반사된다. 상기 제2도광판(15)의 입사단면(21)으로도입된 광이 제1프리즘면(26)에 입사될때도 상기와 마찬가지로 입사각이 임계각 이상이면 전반사되어 제2프리즘면(27)를 향하고, 임계각 미만이면 공기중으로 출사되었다가 제3반사시트(16)에서 반사되어 다시 제2도광판(15)으로 입사된다.
또한, 제1프리즘면(26) 또는 상기 제3반사시트(16)에서 반사되어 제2프리즘면(27)에 도달되는 광은 상기와 마찬가지로 입사각이 임계각 이상이면 전반사되어 제2도광판(15) 내부를 향하고, 임계각 미만이면 공기중으로 투과되었다가 상기 제3반사시트(16)에서 반사되어 제2도광판(15) 내부를 향한다.
상기 제2도광판(15) 내부에 도입된 광은 상기 제2도광판(15)의 출사면(23)과 배면(22)에서 반사 및 굴절을 반복하면서 상기 제2도광판(15)의 미세 패턴부(25)에 의해 반사와 산란 및 굴절되어 상기 제2도광판(15)의 출사면(23)으로 향하게 된다.
여기서, 상기 제1도광판(11)의 출사면(18)으로 출사되는 광의 양과, 상기 제1도광판(11)의 단부(20)에 도달되어 상기 제2도광판(15)의 입사단면(21)에 도달되는 광의 양 및, 상기 제2도광판(15)의 출사면(23)으로 출사되는 광의 양은 미세 패턴부(24,25)의 형상으로 조절된다.
한편, 상기 반사부(30)는 그 입사각도가 θ1 = 45°, θ2 = 90°, θ3 = 45°인 것으로 설명되어 있지만, 광원(12)으로부터 방사된 광이 제1도광판(11)을 통해 제2도광판(15)으로 입사될 수 있는 각도이면, 그에 해당되는 어떠한 각도의 프리즘 형태이어도 된다.
그리고, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 제2도광판(15)에서의 임계각(θc)에 따른 광의 반사를 설명하기 위한 도면으로, 도광판 내부 또는 외부에서 입사되는 광의 투과, 반사를 결정하는 임계각은 다음의 식,
θc = sin-1(n1/n2)
으로 결정된다. 여기서, n2는 도광판 구성 물질의 굴절율이며, n1은 공기의 굴절율이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 도광판의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 도 6a는 제2도광판(15)의 반사부(30)가 반구면 형태를 취하고 있는 도면이고, 도 6b는 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부를 이루는 일단부가 각각 반구면 형태를 취하고 있는 도면이다.
이와 같이, 제2도광판(15)의 반사부(30)가 반구면 형태, 또는 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부의 일단부가 각각 반구면 형태를 취하고 있는 경우에도 상기한 실시예의 경우와 마찬가지로 광원(12)으로부터 방사된 광이 제1도광판(11)을 통해 제2도광판(15)으로 입사될 수 있게 된다.
그리고, 상기 실시예와 마찬가지로, 반구면 형태의 반사부의 외부에는 반구면 형태에 일치되는 반사시트가 반구면의 반사부를 에워싸도록 배치되어 있다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 도광판의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로, 도 7a는 제2도광판(15)의 반사부(30)가 일부구면 형태를 취하고 있는 도면이고, 도 7b는 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부를 이루는 일단부가 각각 일부구면 형태를 취하고 있는 도면이다.
이와 같이, 제2도광판(15)의 반사부(30)가 일부구면 형태, 또는제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부의 일단부가 각각 일부구면 형태를 취하고 있는 경우에도 상기한 실시예의 경우와 마찬가지로 광원(12)으로부터 방사된 광이 제1도광판(11)을 통해 제2도광판(15)으로 입사될 수 있게 된다.
그리고, 상기 실시예와 마찬가지로, 일부구면 형태의 반사부의 외부에는 일부구면 형태에 일치되는 반사시트가 일부구면 형태의 반사부를 에워싸도록 배치되어 있다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 도광판의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로, 도 8a는 제2도광판(15)의 반사부(30)가 비구면 형태를 취하고 있는 도면이고, 도 8b는 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부를 이루는 일단부가 각각 비구면 형태를 취하고 있는 도면이다.
이와 같이, 제2도광판(15)의 반사부(30)가 비구면 형태, 또는 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부의 일단부가 각각 비구면 형태를 취하고 있는 경우에도 상기한 실시예의 경우와 마찬가지로 광원(12)으로부터 방사된 광이 제1도광판(11)을 통해 제2도광판(15)으로 입사될 수 있게 된다.
그리고, 상기 실시예와 마찬가지로, 비구면 형태의 반사부의 외부에는 비구면 형태에 일치되는 반사시트가 비구면 형태의 반사부를 에워싸도록 배치되어 있다.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 도광판의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로, 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부를 이루는 일단부가 각각 사면 형태를 취하고 있는 도면이다.
이와 같이, 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부의 일단부가 각각 사면 형태를 취하고 있는 경우에도 상기한 실시예의 경우와 마찬가지로 광원(12)으로부터 방사된 광이 제1도광판(11)을 통해 제2도광판(15)으로 입사될 수 있게 된다.
그리고, 상기 실시예와 마찬가지로, 사면 형태의 반사부의 외부에는 사면 형태에 일치되는 반사시트가 사면 형태의 반사부를 에워싸도록 배치되어 있다.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 도광판의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로, 도 10a는 제2도광판(15)의 반사부(30)가 사다리꼴 형태를 취하고 있는 도면이고, 도 10b는 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부를 이루는 일단부가 각각 사다리꼴 형태를 취하고 있는 도면이다.
이와 같이, 제2도광판(15)의 반사부(30)가 사다리꼴 형태, 또는 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부의 일단부가 각각 사다리꼴 형태를 취하고 있는 경우에도 상기한 실시예의 경우와 마찬가지로 광원(12)으로부터 방사된 광이 제1도광판(11)을 통해 제2도광판(15)으로 입사될 수 있게 된다.
그리고, 상기 실시예와 마찬가지로, 사다리꼴 형태의 반사부의 외부에는 사다리꼴 형태에 일치되는 반사시트가 사다리꼴 형태의 반사부를 에워싸도록 배치되어 있다.
도 11a,b는 본 발명의 제1실시예에 따른 제1도광판 및 제2도광판이 광투명 접착제에 의해 접착되어 있는 상태를 나타낸 도면이다.
즉, 도 11a에 도시된 바와 같이, 광투명 접착제(40)를 제1도광판(11)의 단부와 제2도광판(15)의 입사단면 사이에 도포함으로써 제1도광판(11)과 제2도광판(15)이 고정될 수 있도록 된다.
또한, 도 11b에 도시된 바와 같이, 광투명 접착제(40)를 제1도광판(11)의 단부 부근 배면의 일단부와 제2도광판(15)의 단부 부근 배면의 일단부 사이에 도포함으로써 제1도광판(11)과 제2도광판(15)이 고정될 수 있도록 된다.
한편, 본 발명은 도 11a,b에 도시된 형태뿐만 아니라 상기한 다른 형태, 즉 반구면 형태, 일부구면 형태, 비구면 형태, 사다리꼴 형태등의 다른 형태의 도광판에 대해서도 광투명 접착제(40)를 이용하여 서로 접착시킬 수 있음은 물론이다.
도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 제1 및 제2도광판과 반사부를 광투명 접착제에 의해 고정시킨 상태를 나타낸 도면이다.
즉, 상기한 실시예에서는 제2도광판(15)에 반사부(30)가 일체로 형성된 형태에 대해서만 설명하였지만, 도 12에 도시된 바와 같이 제1도광판과 제2도광판의 단부에 광투명 접착제(40)를 도포하여 제1도광판과 제2도광판의 단부에 소정 형상의 반사부를 접착하여도 상기한 실시예와 마찬가지로 광원(12)으로부터 방사된 광이 제1도광판(11)을 통해 제2도광판(15)으로 입사될 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 실시예에서는 제2도광판에 반사부가 일체적으로 형성되어 있는 형태를 갖춤으로써, 제1도광판으로부터 제2도광판으로 광이 입사되는 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 제1도광판에 반사부가 일체적으로 형성되어 있는 형태를 갖춤으로써, 제1도광판으로부터 제2도광판으로 광이 입사되는 경우에도 본 발명은 동일한 효과를 발휘할 수 있는 바, 이하 이에 대해 상세히 설명한다.
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 하나의 광원을 사용한 면광원장치에 이용되는 백라이트의 구성을 나타낸 사시도로서, 제1실시예와는 달리 제1도광판(11)의 일단부에 반사부(130)가 설치된 구성을 나타내고 있다.
본 제2실시예에서는 상기한 제1실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 제2실시예에 따른 구성은, 광을 각 도광판에 공급하기 위해 배치된 다수의 광원(12)과, 이 광원(12)으로부터 방사된 광을 입사받음과 더불어 일단부에 반사부(130)가 형성된 제1도광판(11), 이 제1도광판(11)의 배면(19)을 따라 배치된 제1반사시트(13), 상기 광원(12)으로부터 방사된 광을 상기 제1도광판(11)을 통해 입사받는 제2도광판(15), 이 제2도광판(15)의 배면(22)을 따라 배치된 제2반사시트(14), 상기 제1도광판(11)의 반사부(130)를 외부를 에워싸도록 배치된 제3반사시트(116) 및, 상기 제1도광판(11), 상기 제1 및 제2반사시트(13,14), 상기 제2도광판(15)이 체결되는 프레임(17)으로 구성되어 있다.
이와 같은 구성에 있어서, 상기 제1반사시트(13)의 양면이 제1 및 제2도광판으로부터 출사되는 광을 반사시킬 수 있는 반사기능을 수행하도록 구성되면 상기 제2반사시트(14)는 사용하지 않아도 된다.
도 14는 본 발명의 제2실시예에 따른 제1도광판(11)과, 제1 및 제2반사시트(13,14) 및, 제2도광판(15)이 결합된 상태에서 그 길이방향 단면도를 나타낸 것으로, 도 3과 마찬가지로 제1도광판(11)과 제2도광판(15)에는 광원(12)으로부터 입사되는 광을 보다 효과적으로 반사와 산란 및 굴절 시키기 위하여 각각의배면(19,22)에 미세 패턴부(24,25)가 각각 다수 형성되어 있다.
상기 미세 패턴부(24,25)의 형상은 상기 제1실시예와 마찬가지로, 원형, 타원형, 직사각형 또는 그루브형이 될 수 있으며, 필요에 따라 각 출사면상에 해당 미세 패턴형상이 형성되는 경우도 있다.
이하, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 구성된 본 발명의 제2실시예에 따른 백라이트의 동작에 대해 상세히 설명한다.
광원(12)으로부터 상기 제1도광판(11)의 입사단면(31)으로 다양한 각도로 도입되는 광(a1,a2; 도 14에서는 설명 및 도면의 간단화를 위해 a1,a2만을 도시함)은 상기 제1도광판(11)의 출사면(18)과 배면(19)에서 반사 및 굴절을 반복하면서 상기 제1도광판(11)의 단부에 형성된 반사부(130)로 전파된다. 이 때, 상기 제1도광판(11)내에서 전파되는 광 중 상기 미세 패턴부(24)와 만나는 광은 반사와 산란 및 굴절되어 출사면(18)으로 향하게 된다. 그리고, 배면(19)으로 진행하는 광 중 미세 패턴부(24)에 의해 반사되지 않은 광은 상기 제1반사시트(13)에서 반사되어 출사면(18)쪽으로 향하게 된다.
도 14 및 도 14의 A부분의 확대도인 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 제1도광판(11)의 일단부에는 반사부(130)가 형성되어 있고, 상기 반사부(130)는 그 입사각도가 θ1 = 45°, θ2 = 90°, θ3 = 45°인 프리즘 형태를 취하고 있다. 따라서, 상기 제1도광판(11)으로부터 상기 반사부(130)로 도입된 광이 제2프리즘면(27)에 입사될 경우, 입사각이 임계각 이상이면 전반사되어 제1프리즘면(26)을 향하고, 임계각 미만이면 공기중으로 출사되었다가 제3반사시트(116)에서 반사되어 제1프리즘면(26)으로 입사된다.
또한, 제2프리즘면(27) 또는 상기 제3반사시트(116)에서 반사되어 제1프리즘면(26)에 도달되는 광은 상기와 마찬가지로 입사각이 임계각 이상이면 전반사되어 출사단면(121)을 향하고, 임계각 미만이면 공기중으로 투과되었다가 상기 제3반사시트(116)에서 반사되어 출사단면(121)을 향한다.
이와 같이 상기 제1도광판(11)의 출사단면(121)에 도달한 광중 상기 반사부(130)의 구성 물질의 굴절율에 따라 결정된 임계각(전반사 조건을 만족시키는 각도)에 의해 상기 제2도광판(15)으로의 입사가 결정된다. 즉, 출사단면(121)에 도달하는 광의 입사각이 임계각(θc) 이상이면 출사단면(121)에서 전반사가 일어나 상기 반사부(130)를 향하여 다시 전파되고, 임계각(θc) 미만이면 상기 제2도광판(15)의 단부(120)로 입사된다.
상기 제2도광판(15) 내부에 도입된 광은 상기 제2도광판(15)의 출사면(23)과 배면(22)에서 반사 및 굴절을 반복하게 되고, 또한 상기 제2도광판(15)의 미세 패턴부(25)에 의해 반사와 산란 및 굴절되어 상기 제2도광판(15)의 출사면(23)으로 향하게 된다.
여기서, 상기 제1도광판(11)의 출사면(18)으로 출사되는 광의 양과, 상기 제1도광판(11)의 출사단면(121)에 도달되어 상기 제2도광판(15)의 단부(120)에 도달되는 광의 양 및, 상기 제2도광판(15)의 출사면(23)으로 출사되는 광의 양은 미세 패턴부(24,25)의 형상으로 조절된다.
한편, 상기 반사부(130)는 그 입사각도가 θ1 = 45°, θ2 = 90°, θ3 =45°인 것으로 설명되어 있지만, 광원(12)으로부터 방사된 광이 제1도광판(11)을 통해 제2도광판(15)으로 입사될 수 있는 각도이면, 그에 해당되는 어떠한 각도의 프리즘 형태이어도 된다.
도 16은 본 발명의 제2실시예에 따른 도광판의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 제1도광판(11)의 반사부(130)가 반구면 형태를 취하고 있는 도면이다. 한편, 도 6b에 나타낸 바와 같이 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부를 이루는 일단부가 반구면 형태를 취하고 있는 경우에도 본 제2실시예에 적용될 수 있음은 물론이다.
이와 같이, 제1도광판(11)의 반사부(130)가 반구면 형태, 또는 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부의 일단부가 각각 반구면 형태를 취하고 있는 경우에도 상기한 실시예의 경우와 마찬가지로 광원(12)으로부터 방사된 광이 제1도광판(11)을 통해 제2도광판(15)으로 입사될 수 있게 된다.
그리고, 상기 실시예와 마찬가지로, 반구면 형태의 반사부의 외부에는 반구면 형태에 일치되는 반사시트가 반구면의 반사부를 에워싸도록 배치되어 있다.
도 17은 본 발명의 제2실시예에 따른 도광판의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로, 제1도광판(11)의 반사부(130)가 일부구면 형태를 취하고 있는 도면이다.
한편, 도 7b에 도시된 바와 같이 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부를 이루는 일단부가 각각 일부구면 형태를 취하고 있는 경우에도 본 제2실시예에 적용될 수 있음은 물론이다.
이와 같이, 제1도광판(11)의 반사부(130)가 일부구면 형태, 또는제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부의 일단부가 각각 일부구면 형태를 취하고 있는 경우에도 상기한 실시예의 경우와 마찬가지로 광원(12)으로부터 방사된 광이 제1도광판(11)을 통해 제2도광판(15)으로 입사될 수 있게 된다.
그리고, 상기 실시예와 마찬가지로, 일부구면 형태의 반사부의 외부에는 일부구면 형태에 일치되는 반사시트가 일부구면 형태의 반사부를 에워싸도록 배치되어 있다.
도 18은 본 발명의 제2실시예에 따른 도광판의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로, 제1도광판(11)의 반사부(130)가 비구면 형태를 취하고 있는 도면이다.
한편, 도 8b에 도시된 바와 같이 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부를 이루는 일단부가 각각 비구면 형태를 취하고 있는 경우에도 본 제2실시예에 적용될 수 있음은 물론이다.
이와 같이, 제1도광판(11)의 반사부(130)가 비구면 형태, 또는 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부의 일단부가 각각 비구면 형태를 취하고 있는 경우에도 상기한 실시예의 경우와 마찬가지로 광원(12)으로부터 방사된 광이 제1도광판(11)을 통해 제2도광판(15)으로 입사될 수 있게 된다.
그리고, 상기 실시예와 마찬가지로, 비구면 형태의 반사부의 외부에는 비구면 형태에 일치되는 반사시트가 비구면 형태의 반사부를 에워싸도록 배치되어 있다.
도 19는 본 발명의 제2실시예에 따른 도광판의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로, 제1도광판(11)의 반사부(130)가 사다리꼴 형태를 취하고 있는 도면이다.
한편, 도 10b에 도시된 바와 같이 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부를 이루는 일단부가 각각 사다리꼴 형태를 취하고 있는 경우에도 본 제2실시예에 적용될 수 있음은 물론이다.
이와 같이, 제1도광판(11)의 반사부(130)가 사다리꼴 형태, 또는 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부의 일단부가 각각 사다리꼴 형태를 취하고 있는 경우에도 상기한 실시예의 경우와 마찬가지로 광원(12)으로부터 방사된 광이 제1도광판(11)을 통해 제2도광판(15)으로 입사될 수 있게 된다.
그리고, 상기 실시예와 마찬가지로, 사다리꼴 형태의 반사부의 외부에는 사다리꼴 형태에 일치되는 반사시트가 사다리꼴 형태의 반사부를 에워싸도록 배치되어 있다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부의 일단부가 사면 형태를 취하고 있는 경우에도 상기한 실시예의 경우와 마찬가지로 광원(12)으로부터 방사된 광이 제1도광판(11)을 통해 제2도광판(15)으로 입사될 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 제1도광판과 제2도광판에 대해서도 도 11a,b와 마찬가지로 광투명 접착제(40)에 의해 접착시킬 수 있음은 물론이다.
한편, 본 발명은 상기한 형태의 제1 및 제2도광판의 형태로 한정되는 것은 아니고, 광원으로부터 방사된 광이 제1도광판을 통해 제2도광판으로 입사될 수 있는 어떠한 형태의 것이어도 본 발명의 범위에 속할 수 있음은 물론이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 하나의 광원을 이용하여 2면의 출사면으로 광을 출사시킬 수 있도록 된 프리즘 반사를 이용한 고효율 초박형 백라이트를 제공할 수 있게 된다.

Claims (16)

  1. 제1도광판에서 제2도광판으로 광을 전달해서 내부 액정표시패널과 외부 액정표시패널을 발광시키도록 양면으로 광을 출사시키기 위한 반사부를 갖는 고효율 초박형 백라이트에 있어서,
    광을 각 도광판에 공급하기 위해 배치된 다수의 광원(12)과;
    이 광원(12)으로부터 방사된 광을 입사받는 제1도광판(11);
    상기 제1도광판(11)의 배면(19)을 따라 배치된 제1반사시트(13);
    상기 광원(12)으로부터 방사된 광을 상기 제1도광판(11)을 통해 입사받음과 더불어 일단부에 반사부(30)가 형성된 제2도광판(15);
    이 제2도광판(15)의 배면(22)을 따라 배치된 제2반사시트(14);
    상기 제2도광판(15)의 반사부(30)를 외부를 에워싸도록 배치된 제3반사시트(16) 및;
    상기 제1도광판(11), 상기 제1 및 제2반사시트(13,14), 상기 제2도광판(15)이 체결되는 프레임(17)을 구비하여 구성되고;
    상기 반사부(30)가, 광원(12)으로부터 방사된 광이 상기 제1도광판(11)을 통해 상기 제2도광판(15)으로 입사될 수 있는 소정의 각도(θ1, θ2, θ3)를 갖춘 프리즘 형태를 취하고 있는 것을 특징으로 하는 고효율 초박형 백라이트.
  2. 제1도광판에서 제2도광판으로 광을 전달해서 내부 액정표시패널과 외부 액정표시패널을 발광시키도록 양면으로 광을 출사시키기 위한 반사부를 갖는 고효율 초박형 백라이트에 있어서,
    광을 각 도광판에 공급하기 위해 배치된 다수의 광원(12)과;
    이 광원(12)으로부터 방사된 광을 입사받음과 더불어 일단부에 반사부(130)가 형성된 제1도광판(11);
    이 제1도광판(11)의 배면(19)을 따라 배치된 제1반사시트(13);
    상기 광원(12)으로부터 방사된 광을 상기 제1도광판(11)을 통해 입사받는 제2도광판(15);
    이 제2도광판(15)의 배면(22)을 따라 배치된 제2반사시트(14);
    상기 제1도광판(11)의 반사부(30)를 외부를 에워싸도록 배치된 제3반사시트(116) 및;
    상기 제1도광판(11), 상기 제1 및 제2반사시트(13,14), 상기 제2도광판(15)이 체결되는 프레임(17)을 구비하여 구성되고;
    상기 반사부(130)가, 광원(12)으로부터 방사된 광이 상기 제1도광판(11)을 통해 상기 제2도광판(15)으로 입사될 수 있는 소정의 각도(θ1, θ2, θ3)를 갖춘 프리즘 형태를 취하고 있는 것을 특징으로 하는 고효율 초박형 백라이트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 프리즘 형태를 취하고 있는 상기 반사부(30,130)의 입사각도가 각각 θ1 = 45°, θ2 = 90°, θ3 = 45°인 것을 특징으로 하는 고효율 초박형 백라이트.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반사부(30,130)가 반구면 형태를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 고효율 초박형 백라이트.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부를 이루는 일단부가 반구면 형태를 취하고 있는 것을 특징으로 하는 고효율 초박형 백라이트.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반사부(30,130)가 일부구면 형태를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 고효율 초박형 백라이트.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부를 이루는 일단부가 일부구면 형태를 취하고 있는 것을 특징으로 하는 고효율 초박형 백라이트.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반사부(30,130)가 비구면 형태를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 고효율 초박형 백라이트.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부를 이루는 일단부가 비구면 형태를 취하고 있는 것을 특징으로 하는 고효율 초박형 백라이트.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부를 이루는 일단부가 사면형태를 취하고 있는 것을 특징으로 하는 고효율 초박형 백라이트.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반사부(30,130)가 사다리꼴 형태를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 고효율 초박형 백라이트.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 반사부를 이루는 일단부가 사다리꼴형태를 취하고 있는 것을 특징으로 하는 고효율 초박형 백라이트.
  13. 제1항에 있어서, 제1도광판(11)의 단부와 제2도광판(15)의 입사단면 사이에 광투명 접착제(40)를 도포하여 제1도광판(11)과 제2도광판(15)을 고정시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 고효율 초박형 백라이트.
  14. 제2항에 있어서, 제2도광판(15)의 단부와 제1도광판(11)의 출사단면 사이에 광투명 접착제(40)를 도포하여 제2도광판(15)과 제1도광판(11)을 고정시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 고효율 초박형 백라이트.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1도광판(11)의 단부 부근 배면의 일단부와 제2도광판(15)의 단부 부근 배면의 일단부 사이에 광투명 접착제(40)를 도포하여 제1도광판(11)과 제2도광판(15)을 고정시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 고효율 초박형 백라이트.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 각각의 단부에 광투명 접착제(40)를 도포하여 제1도광판(11)과 제2도광판(15)의 단부에 소정 형상의 반사부를 접착시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 고효율 초박형 백라이트.
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