KR100672912B1 - Direct-light illuminating unit of lcd module having diffuser plate designated by surface function - Google Patents
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Abstract
본 발명은 표면 함수를 이용하여 제어하는 직하식(直下式) 백-라이트 모듈에 관한 것으로서, 프레임, 상기 프레임에 설치된 적어도 하나의 형광 램프, 상기 프레임에 설치되며 상기 형광 램프의 하방에 위치한 반사판, 및 상기 프레임에 설치되며 상기 형광 램프의 상방에 위치한 확산판을 포함하며, 상기 확산판은 적어도 하나의 투광판을 구비하며, 상기 투광판의 일측면에 표면 윤곽(surface profile)이 직접 형성되어 있으며, 상기 표면 윤곽은 복수개의 광학 변환 유닛으로 구성되어 소정의 패턴을 형성하며, 상기 패턴은 상기 확산판과 상기 형광 램프와 상기 반사판의 상대적인 공간 위치에 근거하여 하나의 적절한 표면 함수를 이용하여 변환하여 얻은 것이다.The present invention relates to a direct type back-light module for controlling by using a surface function, comprising: a frame, at least one fluorescent lamp installed on the frame, a reflecting plate installed on the frame and positioned below the fluorescent lamp, And a diffuser plate installed on the frame and positioned above the fluorescent lamp, wherein the diffuser plate has at least one floodlight plate, and a surface profile is directly formed on one side of the floodlight plate. The surface contour is composed of a plurality of optical conversion units to form a predetermined pattern, and the pattern is converted using a suitable surface function based on the relative spatial position of the diffuser plate, the fluorescent lamp, and the reflector plate. Obtained.
프레임, 받침대, 상부 프레임, 형광 램프, 반사판, 확산판, 측판, 투광판, 표면 윤곽, 광학 변환 유닛.Frame, pedestal, top frame, fluorescent lamp, reflector, diffuser, side plate, floodlight, surface contour, optical conversion unit.
Description
도1은 본 발명에 따른 바람직한 제1 실시예의 분해도이다.1 is an exploded view of a first preferred embodiment according to the present invention.
도2는 본 발명에 따른 바람직한 제1 실시예의 측면 단면도이다.Figure 2 is a side sectional view of the first preferred embodiment according to the present invention.
도3은 본 발명에 따른 바람직한 제1 실시예의 확산판의 확대 측면도이다.Figure 3 is an enlarged side view of the diffuser plate of the first preferred embodiment according to the present invention.
도4는 본 발명에 따른 바람직한 제1 실시예의 확산판의 확대 사시도이다.4 is an enlarged perspective view of the diffusion plate of the first preferred embodiment according to the present invention.
도5는 본 발명에 따른 바람직한 제1 실시예의 시야각과 광 강도의 곡선도이다.Fig. 5 is a curve diagram of the viewing angle and light intensity of the first preferred embodiment according to the present invention.
도6은 본 발명에 따른 바람직한 제2 실시예의 확산판의 확대 측면도이다.Figure 6 is an enlarged side view of the diffuser plate of the second preferred embodiment according to the present invention.
도7은 본 발명에 따른 바람직한 제2 실시예의 시야각과 광 강도의 곡선도이다.Fig. 7 is a curve diagram of the viewing angle and light intensity of the second preferred embodiment according to the present invention.
도8은 본 발명에 따른 바람직한 제3 실시예의 확산판의 확대 측면도이다.Figure 8 is an enlarged side view of the diffuser plate of the third preferred embodiment according to the present invention.
도9는 본 발명에 따른 바람직한 제4 실시예의 확산판의 확대 측면도이다.9 is an enlarged side view of the diffuser plate of the fourth preferred embodiment according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명** Brief description of symbols for the main parts of the drawings *
10: 프레임 12: 받침대10: frame 12: pedestal
14: 상부 프레임 18: 형광 램프14: upper frame 18: fluorescent lamp
22: 반사판 24, 32, 40, 46: 확산판22:
26: 측판 28, 34, 42, 44: 투광판26:
30, 43, 45, 48, 49, 50, 51: 표면 윤곽 30, 43, 45, 48, 49, 50, 51: surface contour
31: 광학 변환 유닛31: optical conversion unit
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 표면 함수를 이용하여 제어하는 직하식 백-라이트(back-light) 모듈에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
종래의 액정표시장치는 주로 하나의 액정 패널 및 하나의 백-라이트 모듈로 구성되었으며, 액정 패널 자체는 발광하지 않으며, 패널의 광원은 백-라이트 모듈이 제공하는 것이다. 종래의 백-라이트 모듈은 직하식과 측입식 2가지로 분류된다.Conventional liquid crystal display device is mainly composed of one liquid crystal panel and one back-light module, the liquid crystal panel itself does not emit light, the light source of the panel is provided by the back-light module. Conventional back-light modules fall into two categories, direct and side-by-side.
직하식 백-라이트 모듈은 대체로 하나의 프레임을 포함하며, 하나 또는 복수 개의 냉 음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamps, CCFLs)를 상기 프레임 내에 설치하며, 하나의 확산판을 상기 프래임에 고정하되 형광 램프의 상방에 위치시키며, 하나의 반사판을 상기 프레임에 설치하되 상기 형광 램프의 하방에 설치하고 있다. 상기 확산판은 형광 램프가 발생한 광을 확산시켜 균일한 면 광원을 형성하는 작용을 한다.The direct back light module generally includes one frame, and installs one or a plurality of Cold Cathode Fluorescent Lamps (CCFLs) in the frame, and fixes one diffuser plate to the frame, It is located above, and one reflector is installed in the frame but below the fluorescent lamp. The diffusion plate serves to diffuse a light generated by the fluorescent lamp to form a uniform surface light source.
상기 확산판을 설치하는 목적은 상기 형광 램프가 발생하는 광을 확산시켜 균일한 면 광원을 형성하여 액정 패널에 투사하는데 있다. 그러나 종래의 확산판은 하나의 투광판 내에 비투광 또는 반투광 물질{예를 들면 유기 충전물(organic fillers)}을 설치하여 소정의 위치의 광을 반사 또는 흡수하는 것이다.The purpose of providing the diffusion plate is to diffuse the light generated by the fluorescent lamp to form a uniform surface light source and project it onto the liquid crystal panel. However, the conventional diffusion plate is to install a non-translucent or semi-transmissive material (for example organic fillers) in one light transmitting plate to reflect or absorb light at a predetermined position.
상술한 확산 원리는 상기 형광 램프가 발생한 광 중 휘도가 비교적 큰 구역의 부분적 광의 구역을 가리우는 것이다. 이러한 기법은 확산판을 통과하는 광의 휘도를 떨어뜨린다. 이는 현재의 백-라이트 모듈이 고휘도를 요구하는 설계원리와 어긋나는 것이다.The above-described diffusion principle covers a region of partial light of a region having a relatively high luminance among light generated by the fluorescent lamp. This technique degrades the brightness of light passing through the diffuser plate. This is contrary to the design principle of current back-light modules requiring high brightness.
본 발명의 주요 목적은 표면 함수를 이용하여 제어하는 직하식 백-라이트 모듈을 제공하는 것으로, 이는 비교적 큰 휘도와 시야각을 제공할 수 있다.It is a primary object of the present invention to provide a direct type back-light module that controls using surface functions, which can provide a relatively large brightness and viewing angle.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 표면 함수를 이용하여 제어하는 직하식 백-라이트 모듈을 제공하는데, 상기 직하식 백-라이트 모듈은 프레임, 상기 프레임에 설치된 적어도 하나의 형광 램프, 상기 프레임에 설치되며 상기 형광 램프의 하방에 위치한 반사판, 및 상기 프레임에 설치되며 상기 형광 램프의 상방에 위치한 확산판을 포함하며, 상기 확산판은 적어도 하나의 투광판을 구비하며, 상기 투광판의 한 측면에 표면 윤곽(surface profile)이 직접 설치되어 있고, 상기 표면 윤곽은 복수개의 광학 변환 유닛으로 구성되어 소정의 패턴을 형성하며, 상기 패턴은 상기 확산판과 상기 형광 램프 및 상기 반사판의 상대적인 공간 위치에 근거하여 하나의 적절한 표면 함수를 이용하여 변환하여 얻은 것이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a direct back light module for controlling using a surface function, wherein the direct back light module includes a frame, at least one fluorescent lamp installed on the frame, and the frame. And a diffuser plate installed at a lower side of the fluorescent lamp, and a diffuser plate installed at the frame and positioned above the fluorescent lamp, wherein the diffuser plate has at least one floodlight plate and has a side surface of the floodlight plate. A surface profile is directly installed on the surface profile, and the surface profile is composed of a plurality of optical conversion units to form a predetermined pattern, the pattern being located at a relative spatial position of the diffusion plate, the fluorescent lamp, and the reflecting plate. On the basis of one appropriate surface function.
본 발명의 목적과 특징 및 기능에 대해 보다 상세히 설명하기 위하여 아래에 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to describe the objects, features, and functions of the present invention in more detail.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에서 제공하는 표면 함수를 이용하여 제어하는 직하식 백-라이트 모듈은 하나의 프레임(10), 3개의 형광 램프(18), 하나의 반사판(22), 하나의 확산판(24), 2개의 측판(26)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the direct type back-light module controlled by the surface function provided in the first preferred embodiment of the present invention includes one
하나의 프레임(10)은 하나의 받침대(12) 및 하나의 상부 프레임(14)으로 구성되었으며, 상부 프레임은 하나의 윈도우(16)를 갖는다.One
3개의 형광 램프(18)는 본 발명의 실시예에서 U자형 냉 음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamps, CCFLs)로 표시되며, 이는 관의 직경이 작으며, 수명이 길고 광 효과가 높은 등 이점을 갖는다. 상기 형광 램프(18)는 상기 받침대(12)에 고정되며 또한 하나의 변압기(도면에 도시하지 않았음)와 연결되어, 상기 형광 램프(18)가 광을 발생할 경우에 필요한 전력을 제공한다. 실제로 상기 형광 램프(18)와 변압기의 수량과 형태는 백-라이트 모듈의 규격에 근거하여 결정되는 것이다.The three
반사판(22)은 상기 받침대(12)에 고정되며, 상기 형광 램프(18)의 하방에 위치한다.The
확산판(24)은 상기 받침대(12)에 고정되며, 상기 형광 램프(18)의 상방에 위치한다.The
2개의 측판(26)은 상기 형광 램프(18)의 양쪽 측면에 설치되어 상기 형광 램프(18)를 고정한다.Two
도 3을 참조하면, 상기 확산판(24)은 하나의 투광판(28)을 갖고 있으며, 상기 투광판(28)의 일측에 하나의 미리 정해진 표면 윤곽(surface profile)(30)이 직접 형성되어 있다.Referring to FIG. 3, the
상기 표면 윤곽(30)은 하나의 미리 정해진 패턴을 가지며, 이는 상기 백-라이트 모듈에서 상기 확산판(24)과 기타 부품{예를 들면: 상기 형광 램프(18), 상기 반사판(22)}의 상대적 공간 위치에 근거하여, 설계자가 자체적으로 설정한 필수 제한 조건(예를 들면, 백-라이트 모듈이 요구한 휘도 범위와 시야각 범위 등)에 근거하여, 수치 분석 상의 컨벡스 세트 상의 투영(Project on Convex Set)(POCS) 방식으로 부품 변환 함수 사이의 가중치(weight)를 조정하여 순환 구조 방식으로 설계 결과의 수집과 최적화를 실현하고 있다.The
본 발명의 확산판(24)은 표면 윤곽(30)의 변화로 광 경로의 변화를 조정하며, 즉 표면 윤곽(30)의 구조 변화는 상기 투광판(28)의 표면에 서로 다른 표면 깊이를 형성하는데, 이를 광학 변환 유닛{optical transform units(31)}이라 부르며, 상기 확산판(24)이 변경할 수 있는 광 경로의 변화량은 광학 부품 구조의 광학 변환 유닛(31)의 크기(제조 과정에서 유닛의 크기)에 따라 다르다. 광 경로의 변화량을 크게 하여 상기 확산판(24)의 광 균일화와 높은 투광성 요구를 달성하기 위해, 더 정밀한 제조 방법{화소(pixel)를 작게 함}을 채용할 수 있다. The
그러나 표면 윤곽(30)의 화소가 축소됨에 따라, 광 경로는 기하 광학 방식으로 시뮬레이션하지 않고, 회절의 방식으로 시뮬레이션해야만 충족되며, 광학 원리에서 회절은 퓨리에 변환(Fourier Transfer)의 방식으로 근사하게 할 수 있다.However, as the pixels of the
백-라이트 모듈의 각 부품은 시간에 따라 변하는 것이 아니므로, 모든 부품을 하나로 설계, 합병하여 제조한 것이다. 이러므로써 설치 공간과 설치 난이도를 감소시키며, 광 에너지의 감쇠를 감소시켜 전체 백-라이트 시스템의 회절 효율을 제고할 수 있다.Each part of the back-light module does not change over time, so all parts are designed, merged and manufactured. This reduces installation space, installation difficulty, and reduces the attenuation of light energy, improving the diffraction efficiency of the entire back-light system.
본 발명자의 실제 경험에 따르면, Y-G 알고리즘을 이용하여 실제 위상에 비교적 가까운 표면 윤곽(30)을 얻을 수 있다. 상기 표면 윤곽(30)은 식각, 인쇄 또는 전기 주조 등의 방식으로 실현할 수 있다.In our practical experience, the Y-G algorithm can be used to obtain
본 발명의 다른 한가지 특징은, 확산판(24)의 표면 윤곽(30)의 각각 위상(phase)의 높이와 폭은 서로 같지 않을 수 있다. 종래의 방식은 위상 평균 분배법을 이용하여 실제 위상을 얻는다. 그러나 본 발명은 종래의 평균 분배법으로 식각 깊이를 결정하는 것이 아니다. 본 발명에서는 각 단계의 식각 깊이와 폭이 모두 다를 수 있다고 가정하면, 모든 높이와 폭의 조합하에 긍정적으로 어느 한 조합이 비교적 좋은 원시야(遠視野)(Far-Field) 회절 결과를 얻는다. 위상을 계산하는 공식은 다음과 같다:
Another feature of the invention is that the height and width of each phase of the
상기 도 4에서는 현미경 하에서의 확산판(24)의 표면 윤곽(30)을 표시하며, 상기 투광판(28)의 재질은 고분자 공중합체{예를 들면: 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate)}이며 그 두께는 약 2mm이다. 상기 표면 윤곽(30)은 복수개의 광학 변환 유닛으로 이루어지며, 각각의 광학 변환 유닛은 하나의 미리 정해진 높이와 폭을 갖고 있다. 각각의 광학 변환 유닛의 폭은 약 0.5μm∼10μm이며, 깊이는 파장(λ)의 1~20 배이다.In FIG. 4, the
도 5는 상기 확산판(24)을 이용하는 경우에 시야각에 따라 표시 패널 전면에 서 측정된 RGB 3원색의 광학 분포 상황을 표시하며, 상기 결과로 알 수 있듯이 RGB 3원색이 좌 우 60o에서 모두 균일화되고 높은 투광성(60%보다 크다)을 얻으며, 그 중에서 R 원색의 표현 특성은 PMMA 재료일 경우 그 투광성이 비교적 낮다.Figure 5 is the
본 발명의 비교적 바람직한 제2 실시예에서 제공하는 확산판(32)은 도 6에 도시된 바를 참조하며, 이는 투광판(34)의 양측에 모두 하나의 표면 윤곽(36, 38)을 가지며, 상기 2개의 표면 윤곽(36, 38)은 각각 하나의 미리 정해진 패턴을 갖는다. 상기 2개의 표면 윤곽(36, 38)의 형성 방법은 바람직한 제1 실시예와 마찬가지이다.The
도 7에서는 확산판(32)을 이용하는 경우에 시야각에 따라 표시 패널 전면에서 측정된 RGB 3원색의 광학 분포 상황을 나타내며, 여기에서 알 수 있듯이 RGB 3원색은 상기 2개 표면 윤곽(36)을 경과한 후, 그 투광성이 높아져 70%를 초과한다.FIG. 7 illustrates the optical distribution state of the RGB three primary colors measured at the front of the display panel according to the viewing angle when the
도 8은 본 발명의 바람직한 제3 실시예의 확산판(40)을 나타내며, 이는 2개의 투광판(42, 44)을 가지며, 각 투광판(42, 44)의 일측에는 각각 하나의 표면 윤곽(43, 45)이 설치되어 있다. 그 중에서 상기 표면 윤곽(43)은 상기 형광 램프(도면에 도시하지 않았음)와 대면하는 일측에 위치되며, 다른 하나의 표면 윤곽(45)은 상기 형광 램프와 반대되는 일측에 위치된다.8 shows a
도 9는 본 발명의 바람직한 제4 실시예의 확산판(46)을 나타내며, 이는 2개의 투광판(48, 50)을 가지며, 각 투광판(48, 50)의 일측에는 각각 하나의 표면 윤곽(49, 41)을 갖고 있다. 상기 2개의 표면 윤곽(49, 41)은 모두 형광 램프에 대면하는(또는 반대되는) 일측에 위치한다.9 shows a
본 발명에 따른 표면 함수를 이용하여 제어하는 직하식 백-라이트 모듈은 설치 공간과 설치 난이도를 감소시키며, 광 에너지의 감쇠를 감소시켜 전체 백-라이트 시스템의 회절 효율을 제고할 수 있는 등 이점을 갖고 있다.The direct type back-light module controlled by using the surface function according to the present invention reduces the installation space and installation difficulty, reduces the attenuation of the light energy, and improves the diffraction efficiency of the entire back-light system. Have
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
J201 | Request for trial against refusal decision | ||
B701 | Decision to grant | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |