KR100505189B1 - 백라이트용 도광판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 곡선 광반사 구조체를 이용하여 전체적으로 균일한 휘도 특성을 가지면서, 직선 광반사 구조체를 이용하여 반사효율을 극대화시킨 백라이트용 도광판에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 측면에 위치한 광원으로부터 입사된 광을 전면으로 반사시키는 광반사 구조체를 도광판의 뒷면에 형성하되, 광이 입사되는 면에 수평으로 직선 광반사 구조체를 형성하고, 직선 광반사 구조체의 길이중심을 향하여 방사형의 곡선 광반사 구조체를 형성한 백라이트용 도광판을 제공한다. 이 때, 광반사 구조체로는 V형 또는 U형 홈을 형성한다.
따라서, 본 발명은 곡선 광반사 구조체를 이용하여 도광판의 모서리 부근에서 휘도 불균일 현상이 발생하지 않고 전체적으로 균일한 휘도 특성을 가지며, 직선 광반사 구조체를 이용하여 반사효율을 극대화시킨 백라이트용 도광판을 제작할 수 있다.

Description

백라이트용 도광판{LIGHT GUIDE PLATE FOR BACK LIGHT}
본 발명은 곡선 광반사 구조체를 이용하여 전체적으로 균일한 휘도 특성을 가지면서, 직선 광반사 구조체를 이용하여 반사효율을 극대화시킨 백라이트용 도광판에 관한 것이다.
도 1은 종래의 백라이트용 도광판을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 직선형태의 V형 홈을 x축과 y축 방향으로 패턴을 형성한 도광판의 경우, 선광원{예를 들면, 냉음극 형광램프(CCFL) 등}(10)의 길이가 도광판(20)의 y축 폭 길이 이내인 것을 통상적으로 사용하였다. 이 경우, 광원(10)의 양 끝단은 전극부에 해당되어 실제로 유효 발광영역이 도광판(20)의 y축 폭 길이보다도 작게 된다.
따라서, 도광판(20)의 광입사면 양쪽 가장자리 쪽으로는 광입사량이 적게 된다.
도광판(20)의 양쪽 가장자리 중간부분(B 영역)은 램프의 유효 발광영역에서 방사되는 광이 도광판(20) 후면에 형성한 광반사 구조체에 의해서 반사되므로, A 영역에 비하여 높은 휘도를 얻을 수 있다.
B 영역의 휘도는 C 영역에서 도출되는 광의 휘도와 같은 값을 얻을 수 있으나, A 영역은 광반사 구조체의 광반사율이 B 영역보다 낮게 형성될 수 밖에 없다.
그리고, y축과 나란하게 형성한 V홈의 설치형태는 A 영역의 광반사율이 B 영역보다 낮도록 제작되어지고, x축과 나란하게 형성되는 V홈의 구조는 A 영역이나 B 영역이 동일하다. 따라서, A 영역의 광반사율이 B 영역보다는 낮을 수 밖에 없다.
그런데, A 영역에 입사되는 광량은 B 영역보다 결코 많을 수가 없어서 필연적으로 A 영역의 휘도가 낮게 되고, 전체적으로 도광판 귀퉁이 부분의 휘도가 낮아지는 현상이 발생하는 문제점이 있었다.
또, 점광원을 이용하여 백라이트용 도광판을 제조할 경우, 입사되는 광이 CCFL과 같이 광입사면 전체에 걸쳐서 고르지 못하고, 선광원에 비해 국부적으로 많은 광이 입사되므로 광입사면 전체에 대해 고르지 못한 분포를 갖는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명은 선광원을 사용하는 도광판에 곡선 광반사 구조체를 이용하여 도광판의 모서리 부근에서 휘도 불균일 현상이 발생하지 않고 전체적으로 균일한 휘도 특성을 가지며, 직선 광반사 구조체를 이용하여 반사효율을 극대화시키는 백라이트용 도광판을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 선광원과 평행한 축의 광성분에 대한 반사효율을 향상시켜 전체적으로 균일한 휘도 특성을 가지는 백라이트용 도광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 점광원을 사용할 때 곡선 광반사 구조체를 이용하여 휘도 불균일 현상이 발생하지 않고 전체적으로 균일한 휘도 특성을 가지며, 직선 광반사 구조체를 이용하여 반사효율을 극대화시키는 백라이트용 도광판을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에서는 측면에 위치한 광원으로부터 입사된 광을 전면으로 반사시키는 광반사 구조체를 도광판의 뒷면에 형성하되, 광이 입사되는 면에 수평으로 직선 광반사 구조체를 형성하고, 상기 직선 광반사 구조체의 길이중심을 향하여 방사형의 곡선 광반사 구조체를 형성한 백라이트용 도광판을 제공한다.
또, 본 발명은, 상기 광반사 구조체가 V 형 또는 U형 홈인 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판으로서 상술한 과제를 해결한다.
또, 본 발명은, 상기 곡선 광반사 구조체가 상기 직선 광반사 구조체의 길이 중심 부근으로 갈수록 직선 모양인 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판으로서 상술한 과제를 해결한다.
또, 본 발명은, 상기 광반사 구조체의 간격이 일정한 경우, 상기 직선 광반사 구조체가 상기 광원으로부터 멀어질수록 깊이가 깊어지고, 상기 곡선 광반사 구조체가 상기 직선 광반사 구조체의 길이 중심으로부터 멀어질수록 깊어지도록 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판으로서 상술한 과제를 해결한다.
또, 본 발명은, 상기 광반사 구조체의 깊이가 일정한 경우, 상기 직선 광반사 구조체가 상기 광원으로부터 멀어질수록 간격이 좁아지고, 상기 곡선 광반사 구조체가 상기 직선 광반사 구조체의 길이 중심으로부터 멀어질수록 간격이 좁아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판으로서 상술한 과제를 해결한다.
또, 본 발명은, 상기 직선 광반사 구조체가 상기 광원으로부터 멀어질수록 간격이 좁아지고 깊이가 깊어지도록 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판으로서 상술한 과제를 해결한다.
또, 본 발명은, 상기 곡선 광반사 구조체가 상기 직선 광반사 구조체의 길이 중심으로부터 멀어질수록 간격이 좁아지고 깊어지도록 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판으로서 상술한 과제를 해결한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에서는 측면에 위치한 광원으로부터 입사된 광을 전면으로 반사시키는 곡선 광반사 구조체를 도광판의 뒷면에 형성하고, 상기 곡선 광반사 구조체는 상기 광원을 중심으로 방사형이며 상기 광원으로부터 멀어질수록 직선을 형성하는 백라이트용 도광판을 제공한다.
또, 본 발명은, 상기 곡선 광반사 구조체가 V 형 또는 U형 홈인 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판으로서 상술한 과제를 해결한다.
또, 본 발명은, 상기 곡선 광반사 구조체가 간격이 일정한 경우 상기 광원으로부터 멀어질수록 깊이가 깊어지도록 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판으로서 상술한 과제를 해결한다.
또, 본 발명은, 상기 곡선 광반사 구조체가 깊이가 일정한 경우 상기 광원으로부터 멀어질수록 간격이 좁아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판으로서 상술한 과제를 해결한다.
또, 본 발명은, 상기 곡선 광반사 구조체가 상기 광원으로부터 멀어질수록 간격이 좁아지고 깊이가 깊어지도록 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판으로서 상술한 과제를 해결한다.
또, 본 발명은, 광이 입사되는 단면에 수직으로 직선 광반사 구조체를 형성한 백라이트용 도광판으로서 상술한 과제를 해결한다.
또, 본 발명은, 상기 직선 광반사 구조체가 V 형 또는 U형 홈인 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판으로서 상술한 과제를 해결한다.
또, 본 발명은, 상기 직선 광반사 구조체가 간격이 일정한 경우 상기 광원으로부터 멀어질수록 깊이가 깊어지도록 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판으로서 상술한 과제를 해결한다.
또, 본 발명은, 상기 직선 광반사 구조체가 깊이가 일정한 경우 상기 광원으로부터 멀어질수록 간격이 좁아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판으로서 상술한 과제를 해결한다.
또, 본 발명은, 상기 직선 광반사 구조체가 상기 광원으로부터 멀어질수록 간격이 좁아지고 깊이가 깊어지도록 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판으로서 상술한 과제를 해결한다.
본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부 도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 곡선 광반사 구조체를 이용하여 전체적으로 균일한 휘도 특성을 가지면서, 직선 광반사 구조체를 이용하여 반사효율을 극대화시키도록 구현된 백라이트용 도광판을 바람직한 실시예로 제안한다.
곡선 광반사 구조체와 직선 광반사 구조체를 형성하여 전체적으로 균일한 휘도를 가지는 백라이트용 도광판을 제작하는 과정을 도 2 내지 도 3을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도광판 내부로 입사된 광은 도광판 후면에 형성된 광반사 구조체에서 반사되어 도광판 표면으로 방출된다. 도광판 표면으로 방출되는 광량은 도광판 후면에 형성된 광반사체의 구조에 의해 크게 영향을 받으므로, 광반사체의 구조설계는 도광판의 광특성을 결정짓는 가장 중요한 요소가 된다.
도 2는 본 발명에 따른 백라이트용 도광판의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 2a는 광반사 구조체의 간격을 일정하게 형성한 경우의 백라이트용 도광판이다. 도 2a를 참조하면, 도광판(20)의 뒷면에는 측면에 위치한 선광원(10)으로부터 입사된 광을 전면으로 반사시키는 광반사 구조체(22,24)가 형성되어 있으며, 광반사 구조체(22,24)는 V 형 홈으로 형성되는 것이 바람직하다.
광반사 구조체로는 광이 입사되는 면에 수평인 y축 방향으로 형성되어 있는 직선 광반사 구조체(24)와, 직선 광반사 구조체(24)의 길이중심을 향하여 방사형으로 x축에 형성되어 있는 곡선 광반사 구조체(22)가 있다.
곡선 광반사 구조체(22)는 직선 광반사 구조체(24)의 길이 중심 부근으로 갈수록 직선 모양으로 형성되어 있다.
직선 광반사 구조체(24)는 선광원(10)으로부터 멀어질수록 깊이가 깊어지고, 곡선 광반사 구조체(22)는 직선 광반사 구조체(24)의 길이 중심으로부터 멀어질수록 깊어지도록 형성되어 있다.
입사광은 x축 성분과 y축 성분으로 분해될 수 있는데, y축에 나란한 V 홈은 입사광의 x축 성분을 주로 반사시키게 된다. 그리고, x축과 나란하게 형성한 V 홈은 입사광의 y축 성분을 주로 반사시킨다.
실제로 y축과 나란하게 형성한 V 홈만으로 된 도광판의 광반사율이 x축과 y축 방향으로 모두 V 홈이 형성된 도광판에 비해 낮게 나타난다.
표 1은 15인치 도광판의 경우, y축과 나란하게 형성한 V 홈만으로 된 도광판과 x, y축 방향으로 모두 V 홈이 형성된 도광판의 광반사율을 비교한 것이다.
도 광 판 휘 도 비 고
y축에 나란한 V 홈만 갖는 도광판 2090 cd/m2 100
x축과 y축으로 가공한 V 홈을 갖는 도광판 2190 cd/m2 104.8
표 1에서 x축과 y축 방향으로 모두 V 홈을 형성한 도광판의 휘도가 y축과 나란하게 형성한 V 홈만으로 형성된 도광판 보다 4.8% 높게 나타나는 것은 이러한 사실을 증명해 주는 것이다.
특히, 도 2a와 같이 곡선형태의 V 홈이 설치되면, 입사광의 x축 성분에 대해 추가로 V 홈이 더 설치되어 있는 효과가 나타나서 반사율이 더 높은 효과가 나타난다.
입사되는 광은 y축 성분보다 x축 성분의 크기가 더 큰 성질을 갖게 되므로, 똑같은 깊이라 할지라도 x축과 나란하게 설치되는 것보다는 y축에 나란한 방향으로 설치되는 것이 보다 높은 광반사를 일으키게 된다.
따라서, 도광판(20)의 4군데 귀퉁이 부분은 y축과 나란하게 설치되는 V 홈이 더 많아지는 효과가 나타나므로, 모퉁이 부분의 휘도 저하문제도 해결되고 전체적으로 휘도 균일도 특성이 우수한 도광판을 제공하게 된다.
도 2b는 광반사 구조체의 깊이를 일정하게 형성한 경우의 백라이트용 도광판이다. 도 2b를 참조하면, 곡선 광반사 구조체(22)는 직선 광반사 구조체(24)의 길이 중심으로부터 멀어질수록 간격이 좁아지고, 직선 광반사 구조체(24)는 선광원(10)으로부터 멀어질수록 간격이 좁아지도록 형성하였다.
한편, 도면에 도시하지 않았지만, 도2a와 도 2b에서 설명한 방식을 혼합하여 도광판에 광반사 구조체를 형성할 수 있다. 즉, 직선 광반사 구조체(24)의 길이 중심으로부터 멀어질수록 곡선 광반사 구조체(22)의 간격이 좁아지고 깊이가 깊어지도록 형성한다. 그리고, 선광원으로부터 멀어질수록 직선 광반사 구조체(24)의 간격이 좁아지고 깊이가 깊어지도록 형성한다.
또, 곡선 광반사 구조체(22)의 깊이를 일정(직선 광반사 구조체의 길이 중심으로부터 멀어질수록 간격이 좁아짐)하게 하고, 직선 광반사 구조체(24)의 간격을 일정(선광원으로부터 멀어질수록 깊이가 깊어짐)하게 할 수도 있다.
또, 곡선 광반사 구조체(22)의 간격을 일정(직선 광반사 구조체의 길이 중심으로부터 멀어질수록 깊이가 깊어짐)하게 하고, 직선 광반사 구조체(24)의 깊이를 일정(선광원으로부터 멀어질수록 간격이 좁아짐)하게 할 수도 있다.
도 3은 본 발명에 따른 백라이트용 도광판의 다른 실시예를 도시한 도면이다. 점광원(10)을 이용하여 백라이트용 도광판을 제조할 경우, 도 2와 같이 선광원(예를 들면, CCFL)을 갖는 경우와는 패턴의 구조가 다르게 된다.
우선, 입사되는 광이 CCFL과 같이 광입사면 전체에 걸쳐서 고르지 못하고, 선광원에 비해 국부적으로 많은 광이 입사되므로, 광입사면 전체에 대해 고르지 못한 분포를 갖게 된다. 특히, 입사되는 광이 일정한 입사각 범위에서 방사형으로 입사되는 특징을 갖는다.
따라서, 도 3a와 같은 패턴으로 백라이트용 도광판을 구성해야 한다.
도 3a는 곡선 광반사 구조체의 간격을 일정하게 형성한 경우의 백라이트용 도광판이다. 도 3a를 참조하면, 도광판(20)의 뒷면에는 측면에 위치한 점광원(10)으로부터 입사된 광을 전면으로 반사시키는 곡선 광반사 구조체(22)가 형성되어 있으며, 본 실시예에서 곡선 광반사 구조체는 V 형 홈으로 형성되는 것이 바람직하다.
곡선 광반사 구조체(22)는 점광원(10)을 중심으로 방사형이며, 점광원(10)으로부터 멀어질수록 직선으로 형성되어 있다. 도 3a와 같이 곡선 광반사 구조체(22)의 간격이 일정한 경우, 광입사단 근방에서는 V 홈의 깊이가 얕은 방사형 패턴을 형성하고, 점광원(10)으로부터 멀어질수록 깊이가 깊어지도록 한다.
도 3b는 곡선 광반사 구조체의 깊이를 일정하게 형성한 경우의 백라이트용 도광판이다. 도 3b를 참조하면, 곡선 광반사 구조체(22)의 깊이가 일정한 경우 점광원(10)으로부터 멀어질수록 곡선 광반사 구조체(22)의 간격이 좁아지도록 형성되어 있다.
이 방식은 도광판에 V 홈을 형성하는 기계의 특성상 연속적으로 V 홈의 깊이를 변화시킬 수 없는 경우에 적합한 방식이 될 것이다.
또, 도면에 도시하지는 않았지만, 도3a와 도 3b에서 설명한 방식을 혼합하여 도광판에 광반사 구조체를 형성할 수 있다. 즉, 점광원으로부터 멀어질수록 곡선 광반사 구조체의 간격을 좁게하고 깊이가 깊어지도록 형성할 수 있다.
한편, 점광원(10)에서 방출되는 광이 x축 성분과 y축 성분이 공존한다고 볼 수 있다. 따라서, 보다 높은 휘도특성을 갖는 도광판을 제공하기 위해서는 곡선 광반사 구조체가 형성되어 있는 도광판에 광이 입사되는 단면과 수직으로 직선 광반사 구조체를 형성한다. 이와 같은 직선 광반사 구조체를 형성하는 방법으로는 다음과 같이 3가지 방법이 가능하다.
첫 번째로, 도 3c 또는 도 3d와 같이 직선 광반사 구조체의 간격을 일정하게 형성한 경우의 백라이트용 도광판이다. 직선 광반사 구조체(24)는 점광원(10)으로부터 멀어질수록 깊이가 깊어지도록 형성되어 있다.
도 3c는 도 3a에 직선 광반사 구조체를 형성한 경우이고, 도 3d는 도 3b에 직선 광반사 구조체를 형성한 경우이다.
두 번째로, 도 3e 또는 도 3f와 같이 직선 광반사 구조체의 깊이를 일정하게 형성한 경우의 백라이트용 도광판이다. 직선 광반사 구조체(24)는 점광원(10)으로부터 멀어질수록 간격이 좁아지도록 형성되어 있다.
즉, 직선 광반사 구조체(24)는 점광원(10)이 위치한 중심으로부터 양 끝으로 갈수록 V 홈간의 거리를 좁혀주는 방식이다.
세 번째로, 도면에 도시하지는 않았지만, 도 3a,b의 방식을 도 3c,d의 방식과 혼합하여 도광판에 광반사 구조체를 형성할 수 있다. 즉, 점광원(10)으로부터 멀어질수록 곡선 광반사 구조체(22)와 직선 광반사 구조체(24)의 간격을 좁게하고 깊이가 깊어지도록 형성하는 것이다.
위의 실시예에서는 광반사 구조체로 V형 홈을 사용한 경우를 예로 들었지만, U형 홈이나 경사면의 길이가 서로 다른 V형 홈으로도 구현이 가능하다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 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, 곡선 광반사 구조체를 이용하여 도광판의 모서리 부근에서 휘도 불균일 현상이 발생하지 않고 전체적으로 균일한 휘도 특성을 가지는 백라이트용 도광판을 제작할 수 있다.
그리고, 직선 광반사 구조체를 이용하여 반사효율을 극대화시킬 수 있다.
특히, 광반사 구조체의 깊이와 간격을 조절함으로써 전체적으로 균일한 휘도 특성을 가지는 백라이트용 도광판을 제작할 수 있다.
또, 곡선 광반사 구조체가 선광원과 평행한 축의 광성분에 대한 반사효율을 향상시킨다.
또, 점광원을 사용할 때에도 곡선 광반사 구조체를 이용하여 균일한 휘도 특성을 가지는 백라이트용 도광판을 제작할 수 있는 이점 등이 있다.
도 1은 종래의 백라이트용 도광판을 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 백라이트용 도광판의 일실시예를 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 백라이트용 도광판의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 광원 20 : 도광판
22 : 곡선 광반사 구조체 24 : 직선 광반사 구조체

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  5. 측면에 위치한 광원으로부터 입사된 광을 전면으로 반사시키는 광반사 구조체를 도광판의 뒷면에 형성한 백라이트용 도광판에 있어서,
    상기 광반사 구조체는 광이 입사되는 면에 수평으로 직선 광반사 구조체를 V 형 또는 U형 홈으로 형성하고, 상기 직선 광반사 구조체의 길이중심을 향하여 방사형의 곡선 광반사 구조체를 V 형 또는 U형 홈으로 형성하되 상기 직선 광반사 구조체의 길이 중심 부근으로 갈수록 직선 모양으로 형성하는데,
    상기 광반사 구조체의 간격이 일정한 경우에는 상기 직선 광반사 구조체가 상기 광원으로부터 멀어질수록 깊이가 깊어지고, 상기 곡선 광반사 구조체는 상기 직선 광반사 구조체의 길이 중심으로부터 멀어질수록 깊어지도록 형성되며,
    상기 광반사 구조체의 깊이가 일정한 경우에는 상기 직선 광반사 구조체가 상기 광원으로부터 멀어질수록 간격이 좁아지고, 상기 곡선 광반사 구조체는 상기 직선 광반사 구조체의 길이 중심으로부터 멀어질수록 간격이 좁아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 직선 광반사 구조체는
    상기 광원으로부터 멀어질수록 간격이 좁아지고 깊이가 깊어지도록 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 곡선 광반사 구조체는
    상기 직선 광반사 구조체의 길이 중심으로부터 멀어질수록 간격이 좁아지고 깊어지도록 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판.
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  11. 측면에 위치한 광원으로부터 입사된 광을 전면으로 반사시키는 광반사 구조체를 도광판의 뒷면에 형성한 백라이트용 도광판에 있어서,
    상기 광반사 구조체는 상기 광원을 중심으로 방사형이며 상기 광원으로부터 멀어질수록 직선을 형성하는 곡선 광반사 구조체를 V 형 또는 U형 홈으로 형성하고, 광이 입사되는 단면에 수직으로 직선 광반사 구조체를 V 형 또는 U형 홈으로 형성하는데,
    상기 광반사 구조체의 간격이 일정한 경우에는 상기 곡선 광반사 구조체 및 상기 직선 광반사 구조체가 상기 광원으로부터 멀어질수록 깊이가 깊어지도록 형성되고,
    상기 광반사 구조체의 깊이가 일정한 경우에는 상기 곡선 광반사 구조체 및 상기 직선 광반사 구조체가 상기 광원으로부터 멀어질수록 간격이 좁아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 곡선 광반사 구조체는
    상기 광원으로부터 멀어질수록 간격이 좁아지고 깊이가 깊어지도록 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판.
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  17. 제 9항에 있어서, 상기 직선 광반사 구조체는
    상기 광원으로부터 멀어질수록 간격이 좁아지고 깊이가 깊어지도록 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판.
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