KR100484536B1

KR100484536B1 - 도광판

Info

Publication number: KR100484536B1
Application number: KR1020040030099A
Authority: KR
Inventors: 서진
Original assignee: 한성엘컴텍 주식회사
Priority date: 2004-04-29
Filing date: 2004-04-29
Publication date: 2005-04-20

Abstract

본 발명은 입광부의 형상변경을 통해 궁극적으로 휘도 및 균일도를 향상시킬 수 있도록 한 도광판을 제공한다.

이러한 본 발명은 액정표시장치의 백 라이트 유닛에 적용되는 도광판에 있어서, 상기 도광판은 백 라이트 유닛의 광원으로부터 빛이 입사되는 입광부에 상기 광원으로부터의 입사광의 프레넬 반사 손실(Fresnel Reflection Loss)을 감소시켜 입사율을 높이고, 도광판에 입사된 광의 방사각을 넓히는 구조이며, 그 형상은 오목렌즈 형상의 오목부와 이 오목부로부터 측면으로 직선연장 형성되는 평탄부로 이루어진 것으로, 이러한 본 발명은 LED에서 출사된 빛의 도광판으로의 입사율을 높이고 도광판에 입사된 빛의 방사각을 넓혀 암부 보상은 물론 휘도 개선 효과를 얻게 된다.

Description

도광판{A LIGHT GUIDE PANEL}

본 발명은 도광판에 관한 것으로, 특히 입광부의 형상변경을 통해 휘도를 향상시킬 수 있도록 한 도광판에 관한 것이다.

현재 여러 종류의 박형 표시장치들이 사용되고 있으며, 이러한 박형 표시장치의 주류를 이루고 있는 것은 액정표시장치(LCD)라 할 수 있다.

LCD는 박형의 벽걸이형 텔레비젼, 노트북 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터용 모니터, 항법 장치, PDA, 휴대형 전화기, 게임기에 이르기까지 다양한 장치에 응용이 이루어지고 있다. 이와 같은 액정표시장치의 표시소자를 구성하는 액정은 스스로 발광하지 못하고, 인가되는 전기신호에 따라 단순히 빛을 투과시키거나 차단하는 기능을 수행할 뿐이다.

따라서, 액정패널에 정보를 표시하기 위해서는 액정패널을 후방에서 조명하기 위한 면발광장치 소위 백 라이트(Back Light)가 액정표시장치 내에 별도로 마련되어야 한다.

이와 같은 백 라이트는 빛의 휘도를 높이고 고른 면광원을 형성하여 액정패널을 균일하게 조사하여야 하며, 이는 제품의 품질면에서 매우 중요하다고 할 수 있다.

종래의 일반적인 백 라이트는 광원, 도광판, 확산시트, 2장의 프리즘 및 보호시트를 포함한다. 광원으로는 통상 수은 냉음극 형광램프(CCFL : Cold Cathode Florescent Lamp)와 같은 형광램프나 LED(비교적 소형의 액정표시장치에는 경량이고 소형화가 가능한 LED가 많이 이용됨) 등이 사용된다. 도광판은 광원으로부터의 빛을 상방으로 고르게 유도하는 역할을 한다. 확산시트는 빛을 산란시켜 광휘도를 균일화하는 역할을 하며, 프리즘은 상하좌우로 빛을 굴절시켜 집광하여 휘도를 향상시킨다. 보호시트는 프리즘의 산과 산 사이의 홈에 먼지 등 이물질이 묻지 않도록 보호하고 스크래치가 생기는 것을 방지하게 된다.

한편, 상기 도광판의 하방에는 도광판에서 하방으로 출사되는 빛을 반사시켜 광효율을 향상시키는 반사 시트가 설치되며, 상기와 같은 각 부재는 프레임에 수용되어 LCD기판에 고정되도록 되어 있다.

도 1은 상기와 같은 일반적인 백 라이트에 이용되고 있는 도광판을 나타낸 것으로, 이러한 종래의 도광판은 LED와 같은 점광원을 그 광원으로 이용할 경우, LED의 방사각에 따른 출사광의 세기(Intensity)가 도 2a와 같이 분포하며, 이 LED의 출사광은 프레넬 반사 손실(Fresnel Reflection Loss)에 의해 도광판에 입사된 후, 도 2b와 같이 입사광의 분포가 도광판 입사부의 수직방향(Normal)에 비해, 좌우 90도 방향의 세기(Intensity)가 급격히 감소함에 따라 LED 사이에 암부가 발생하게 되며, 백라이트의 중요한 품질 중의 하나인 균일도(Uniformity)를 감소시키게 된다.

본 발명은 이러한 점을 감안한 것으로, 본 발명은 LED의 방사각에 따른 출사광의 세기 감소로 인한 암부 발생을 보완하기 위해 도광판 입광부의 형상을 오목렌즈 형상의 오목부와, 이 오목부로부터 직선으로 연장된 평탄부로 이루어지는 형상으로 함으로써 암부 보상은 물론 휘도 개선이 가능토록 한 도광판을 제공함에 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도광판은, 액정표시장치의 백 라이트 유닛에 적용되는 도광판에 있어서, 상기 도광판은 백 라이트 유닛의 광원으로부터 빛이 입사되는 입광부에 상기 광원으로부터의 프레넬 반사 손실을 감소시켜 입사율을 높이기 위한 광확산수단이 형성됨을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조로 하여 보다 상세히 설명한다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 도광판의 일 실시 예를 나타낸 것으로, 백 라이트 유닛의 광원으로부터 빛이 입사되는 입광부(110)에 광원으로부터의 빛이 입사된 후, 입사광의 수직방향에 비해 좌우 90도 방향의 광 분포 세기 감소로 인한 암부 발생을 보상하기 위한 오목부와 평탄부를 갖는 형상을 보여주고 있다.

상기 입광부(110)에 형성되는 모양은 오목렌즈 형상의 오목부(111)와 상기 오목부(111)에서 측면으로 직선 연장형성되는 평탄부(112)로 이루어지며, 상기 오목렌즈 형상의 오목부(111)의 R형상의 호의 범위는 0 ∼ 180도, 래디어스(Radius) 범위는 1㎛ ∼ 2mm이다.

이와 같이 도광판(100)의 입광부(110)에 오목렌즈 형상의 오목부(111)와 이 오목부(111)에서 측면으로 직선 연장 형성되는 평탄부(112) 형태로 된 모양을 형성하면 백 라이트 유닛에 LED와 같은 점광원 이용시, LED의 수직방향 입사광 세기 분포에 비해 좌우 90도 방향의 광세기 분포 감소에 따른 암부를 보상할 수 있게 됨은 물론, 휘도를 개선할 수 있게 된다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 도광판의 다른 실시 예를 나타낸 것으로, 상기 도 3의 실시 예와 마찬가지로, 백 라이트 유닛의 광원으로부터 빛이 입사되는 입광부(110)에 광원으로부터의 입사광의 입사효율을 높이기 위해 오목부(111)와 평탄부(112)의 모양을 형성하되, 그 상측과 하측으로의 광의 손실을 방지하기 위해 그 상측과 하측에는 광손실 방지벽(113),(114)이 형성됨을 보여주고 있다.

즉, 상기 입광부(110)에 형성되는 모양은 상기 실시 예와 마찬가지로 오목렌즈 형상의 오목부(111)와 상기 오목부(111)에서 측면으로 직선연장 형성되는 평탄부(112)로 이루어지되, 입광부(110)의 상측과 하측으로 광이 손실되는 것을 방지하기 위한 광손실 방지벽(113),(114)이 입광부(110)의 상하측에 형성된다.

이와 같이 도광판(100)의 입광부(110)에 오목렌즈 형상의 오목부(111)와 이 오목부(111)에서 연장형성되는 평탄부(112) 형태로 된 모양을 형성하고, 입광부(110)의 상하측으로의 광손실을 방지하기 위해 광손실 방지벽(113),(114)을 두면 백 라이트 유닛에 LED와 같은 점광원 이용시 상기 도 2b와 같은 방사각이 도 5와 같이 변경되며, 입광부(110)의 상하측으로의 입사광의 손실이 방지되어 종래 LED의 방사각의 제한에 따라 발생하게 되던 암부를 보상할 수 있으며, 휘도를 개선할 수 있다. 또한, 상기 실시 예에 비해 LED광원으로부터의 휘도 개선과 균일도를 증대시킬 수 있다.

이러한 본 발명의 실험 예를 살펴본다.

먼저, 도 6은 도광판(100)의 재료가 폴리카보네이트(Polycarbonate)일 경우의 시뮬레이션 결과를 나타낸 것으로, 도 6a는 도 3과 같은 본 발명의 일 실시 예에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이고, 도 6b는 도 4와 같은 본 발명의 다른 실시 예에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다.

도 6의 시뮬레이션 결과, 도 6a의 경우 휘도는 1620(cd/m²), 균일도 (Uniformity)는 75％이며, 도 6b의 경우 휘도는 1798.2(cd/m²), 균일도(Uniformity)는 79.2％로, 휘도의 경우 도 3의 실시 예에 비해 도 4의 실시 예가 11％ 정도 향상되고, 균일도는 4.2％ 정도 향상됨을 알 수 있다.

도 7은 도광판(100)의 재료가 폴리메틸메타크릴레이트 (Polymetylmetacrylate)일 경우의 시뮬레이션 결과를 나타낸 것으로, 도 7a는 도 3과 같은 본 발명의 일 실시 예에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이고, 도 7b는 도 4와 같은 본 발명의 다른 실시 예에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다.

도 7의 시뮬레이션 결과, 도 7a의 경우 휘도는 1944(cd/m²), 균일도 (Uniformity)는 81.2％이고, 도 7b의 경우 휘도는 2099.5(cd/m²), 균일도 (Uniformity)는 83.5％로, 휘도의 경우 도 3의 실시 예에 비해 도 4의 실시 예가 8％ 정도 향상되고, 균일도는 2.3％ 정도 향상됨을 알 수 있다.

본 발명은 상기에 기술된 실시 예에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 도광판의 입광부의 형상을 오목렌즈 형상의 오목부와 평탄부로 이루어진 형상으로 함으로써 입사효율을 높임으로써 암부보상은 물론 휘도 개선 효과를 얻게 되며, 이에 따라 제품의 경쟁력을 증대시킬 수 있게 된다.

도 1은 일반적인 도광판을 나타낸 도.

도 2a는 도 1의 도광판에서의 LED의 방사각에 따른 출사광의 세기 분포를 나타낸 도.

도 2b는 LED의 출사광이 도 1의 도광판에 입사된 후의 입사광의 분포도.

도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도광판의 사시도.

도 3b는 도 3a의 단면도.

도 4a는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 도광판의 사시도.

도 4b는 도 4a의 단면도.

도 5는 LED의 출사광이 도 4의 도광판에 입사된 후의 입사광의 분포도.

도 6a 및 도 6b는 폴리카보네이트에 대한 본 발명의 휘도 및 균일도의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도.

도 7a 및 도 7b는 폴리메틸메타크릴레이트에 대한 본 발명의 휘도 및 균일도의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 도광판 110 : 입광부

111 : 오목부 112 : 평탄부

113,114 : 광손실 방지벽

Claims

액정표시장치의 백 라이트 유닛에 적용되는 도광판에 있어서,

백라이트 유닛의 광원으로부터 빛이 도광판의 입광부로 입사될때 상기 광원으로부터의 프레넬 반사 손실(Fresnel Reflection Loss)을 감소시켜 입사율을 높이는 구조를 갖도록, 상기 도광판의 입광부는 오목 렌즈 형상의 오목부와, 이 오목부로부터 측면으로 직선 연장 형성되는 평탄부로 이루어지고, 상기 오목부의 R형상의 호의 범위는 0 ∼ 180도, 래디어스(Radius)의 범위는 1㎛ ∼ 2mm이며, 상기 입광부의 상측과 하측에는 입광부의 상측과 하측으로 광이 손실되는 것을 방지하기 위한 광손실 방지벽이 형성된 것을 특징으로 하는 도광판.
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