KR100736075B1 - 백라이트 유닛의 도광판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상하 표면에 미세 구조물이 형성되어 빛의 밝기 및 균일도가 향상되는 백라이트 유닛의 도광판에 관한 것이다. 액정표시장치의 후면에 장착되어 광원으로부터 입사된 광을 액정표시장치 방향으로 안내하는 백라이트 유닛의 도광판은 투광성 재질의 판재 형상으로 이루어지고, 도광판 하부면에 형성되는 다수의 홈으로 이루어져 일측면에서 입사되는 광을 산란시키고 소정 방향으로 모아주는 렌티큘러부와, 다면체의 입체 형상을 이루도록 도광판 상부면에 돌출 형성되는 다수의 입체 돌기부 또는 다각형의 홈부로 이루어져 렌티큘러부에 의해 산란된 광을 상측 방향으로 집광하는 집광부를 포함한다.
도광판, 액정표시장치, LCD, 렌티큘러, 프리즘

Description

백라이트 유닛의 도광판{Light Guide Panel For LCD Back Light Unit}
도 1은 종래 기술에 따른 도광판이 사용되는 액정표시장치 백라이트 유닛의 구성을 나타내는 개략도,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도광판의 측면도,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도광판의 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 도광판의 저면에서 바라본 사시도,
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도광판을 구비하는 백라이트 유닛의 분해상태도,
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도광판의 사시도,
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 도광판의 측면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 광원 14 : 입사면 32a : 홈부
3 : 반사시트 15 : 출광면 32b : 내벽면
7 : 반사갓 19 : 액정표시장치 11,31 : 렌티큘러부
11a : 홈 31a : 돌기 12,32 : 집광부
12a,22a : 입체 돌기부 13 : 미세 산란홈 10,20,30 : 도광판
본 발명은 액정표시장치의 도광판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정표시장치의 백라이트 유닛에 포함되는 도광판의 상하부 표면에 구조물을 형성하여 별도의 프리즘시트를 부착하지 아니하고도 빛의 밝기 및 균일도가 향상되는 백라이트 유닛의 도광판에 관한 것이다.
액정표시장치(LCD)는 자체적으로 발광을 하지 못하는 특성을 가지고 있어 면광원 공급장치인 백라이트 유닛이 필요하다. 백라이트 유닛에 사용되는 도광판은 광원으로 방출되는 빛이 액정표시장치에 균일한 휘도 분포를 가지고 고르게 도달하게 하는 기능을 한다. 즉 도광판은 측면의 또는 배면의 점광원 또는 선광원을 면광원 형태로 전환시켜주는 역할을 하는 부품이다.
도광판은 아크릴 수지와 같은 투명 광학용 수지에 의해 제작되며, 빛의 산란 및 반사를 위해 표면에 형성되는 여러 가지 패턴에 의해 도광판 내부로 입사된 광선이 외부로 출사된다. 도광판 표면의 패턴은 광산란 잉크를 이용하여 스크린 인쇄법에 의해 패턴을 형성하는 방법에 의해 형성되며, 최근에는 금형에 패턴을 직접 가공하여 사출하는 방법에 의해 형성되기도 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 도광판이 사용되는 액정표시장치 백라이트 유닛의 구성을 나타내는 개략도이다.
종래 기술에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛은 광원(2)과, 반사시트(3), 도광판(9), 확산시트(4), 프리즘시트(5a,5b), 보호시트(6) 등을 포함하여 이루어진다.
광원(2)은 도광판(9)의 측면에 부착되며, 광원(2)의 후면에는 반사갓(7)이 배치된다. 광원(2)의 광은 도광판(9)의 측면으로 직접 입사되거나, 반사갓(7)에 의해 반사되어 입사된다.
도광판(9)의 하부에 형성되는 패턴(미도시)에 의해 산란된 광선은 일정한 방향성을 갖지 못하고 여러 각도로 난반사되어 도광판(9)의 외부로 출사된다. 따라서 패턴 부위에서 산란된 빛을 면 전체에 고르게 확산시키기 위하여 확산시트(4)를 도광판(9) 위에 장착해야 하며, 또한 여러 각도로 분산되어 나오는 광선을 면에 수직한 정면방향으로 모아 정면에서 바라볼 때 면휘도를 증가시키기 위해 프리즘시트(5a,5b)를 도광판(9) 위에 장착한다. 그러나 이러한 시트들은 가격이 고가이므로 원가를 상승시키고 제작공정을 복잡하게 하는 문제점이 있었다.
최근에는 도광판 상측 면에 프리즘을 일체로 형성함으로써 필요한 프리즘 시트의 수를 줄이기 위한 시도가 이루어지기도 하고 있으나, 별도의 프리즘 시트를 도광판 위에 부착해야 하는 구조적인 제한이 여전히 존재하고 있으며, 이로 인한 원가 상승 등의 문제점도 개선되지 못하고 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 상하 표면에 미세 구조물이 형성되어 별도의 프리즘시트를 부착하지 아니하고도 빛의 밝기 및 균일도가 향상되는 백라이트 유닛의 도광판을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 광의 확산 및 집광을 수행하도록 부착되던 프리즘시트와 확산시트를 대치할 수 있는 미세 구조물이 표면에 형성되는 백라이트 유닛의 도광판을 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 투광성 재질로 이루어지며 하부면에는 구조물의 하나로서 렌티큘러부가 형성되고, 상부면에는 또 다른 구조물에 해당하는 집광부가 형성되는 백라이트 유닛의 도광판을 제공한다.
액정표시장치의 후면에 장착되어 광원으로부터 입사된 광을 액정표시장치 방향으로 안내하는 백라이트 유닛의 도광판은, 투광성 재질의 판재 형상으로 이루어지고, 도광판 하부면에 형성되는 다수의 홈으로 이루어져 일측면에서 입사되는 광을 산란시키고 소정 방향으로 모아주는 렌티큘러부와, 다면체의 입체 형상을 이루도록 도광판 상부면에 돌출 형성되는 다수의 입체 돌기부로 이루어져 렌티큘러부에 의해 산란된 광을 상측 방향으로 집광하는 집광부를 포함한다.
렌티큘러부는 단면이 반원 모양을 갖는 다수의 홈이 도광판 하부면에 광이 입사되는 면에 대하여 대략 평행한 방향으로 길게 형성되어 이루어진다.
렌티큘러부의 표면에는 광을 산란시키기 위한 다수의 미세 산란홈이 형성된다.
입체 돌기부는 상측 모서리가 평평하게 절단된 사각뿔 형상이다.
도광판은 광이 입사되는 방향의 단면이 쐐기 형상으로 이루어진다.
바람직하게는, 액정표시장치의 후면에 장착되어 광원으로부터 입사된 광을 액정표시장치 방향으로 안내하는 백라이트 유닛의 도광판은, 투광성 재질의 판재 형상으로 이루어지고, 도광판 하부면에 단면이 반원 모양을 갖는 다수의 돌기가 광이 입사되는 면에 대하여 대략 평행한 방향으로 길게 연장 형성되어 일측면에서 입사되는 광을 산란시키고 소정 방향으로 모아주는 렌티큘러부와, 도광판 상부면에 오목하게 형성되며 내벽면이 깊이 방향으로 경사를 이루는 다각형의 홈부로 이루어져 렌티큘러부에 의해 산란된 광을 상측 방향으로 집광하는 집광부를 포함하여 이루어진다.
또한 바람직하게는 액정표시장치의 후면에 장착되어 측면에 위치하는 광원으로부터 입사된 광을 액정표시장치 방향으로 안내하는 백라이트 유닛의 도광판은, 투광성 재질의 판재 형상으로 이루어지고, 도광판 하부면에 광이 입사되는 면에 대하여 대략 평행한 방향으로 길게 연장되는 다수의 홈 내지는 돌기로 이루어져 입사되는 광을 산란시키고 소정 방향으로 모아주는 렌티큘러부와, 다면체의 입체 형상을 이루도록 도광판 상부면에 돌출 형성되는 다수의 입체 돌기부로 이루어져 렌티큘러부에 의해 산란된 광을 상측 방향으로 집광하는 집광부를 포함한다.
이하, 첨부 도면의 바람직한 실시예 들을 통하여, 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 도광판의 구성과 작용을 보다 구체적으로 살펴본다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도광판의 측면도, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도광판의 사시도, 도 4는 도 2에 도시된 도광판의 저면에서 바라본 사시도를 각각 도시한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판(10)은 액정표시장치의 후면에 장착되어 광원으로부터 입사된 광을 액정표시장치 방향으로 안내하는 기능을 한다.
도광판(10)은 아크릴 수지와 같은 투명 광학용 수지 재질의 판재 형상으로 이루어진다. 도시된 바와 같이 도광판(10)의 측단면 형상은 광원의 입사방향을 따라 그 두께가 점점 줄어드는 쐐기 형상으로 이루어짐이 바람직하나, 두께가 일정한 평판 형상으로 제작될 수도 있다.
도광판(10)의 상부면에는 입체 돌기부(12a)에 의한 집광부(12)가 형성되며, 하부면에는 렌티큘러부(11)가 형성된다. 렌티큘러부(11)는 도광판(10) 측면에 위치하는 광원으로부터 입사되는 광을 산란시키고 소정 방향으로 모아주는 기능을 하며, 집광부(12)는 렌티큘러부(11)에 의해 산란된 광을 상측 방향으로 집광(集光)하는 기능을 수행한다.
렌티큘러부(11)는 도광판(10) 하부면에 형성되는 다수의 홈(11a)으로 이루어진다. 렌티큘러부(11)를 이루는 홈(11a)은 그 단면이 반원 모양을 가지며 광이 입사되는 면에 대하여 대략 평행한 방향으로 길게 형성되어 이루어진다. 또한 렌티큘러부(11)는 소정의 거칠기를 갖도록 가공되어 그 표면에 광을 산란하는 다수의 미세 산란홈(13)이 형성된다.
입체 돌기부(12a)는 상측 모서리가 평평하게 절단된 사각뿔 형태의 입체적 형상으로 도광판(10)의 상부면에 돌출되어 형성된다.
상술한 구성으로 이루어지는 도광판(10)을 포함하는 백라이트 유닛의 작동을 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도광판을 구비하는 백라이트 유닛의 분해상태도이다. 이하에서는 도광판(10) 각각의 면을 설명함에 있어서, 광원(2)과 접하는 측면부를 입사면(14)이라 하고, 상부면을 출광면(15), 하부면을 바닥면이라고 칭하기로 한다.
도광판(10)의 측면에는 열음극 형광램프나 냉음극 형광램프와 같은 광원(2)과 반사갓(7)이 설치되어, 광원(2)의 광이 직접 또는 반사갓(7)에 의해 반사되어 도광판(10) 측면의 입사면(14)으로 입사된다. 도광판(10)의 하부면에는 반사시트(3)가 설치되어, 하측으로 향하는 빛을 상측으로 반사시킨다.
도광판(10) 측면의 입사면(14)을 통해 입사된 광은 도광판(10)의 렌티큘러부(11)에 의해 산란된다. 상술한 바와 같이 렌티큘러부(11)의 표면에는 미세 산란홈(13)이 형성되어 있어, 광의 산란이 보다 효과적으로 이루어진다. 렌티큘러부(11)에 의해 산란된 광은 상측의 출광면(15)에서 일부가 하측으로 다시 반사되고 일부는 출광면(15)을 통해 상측의 액정표시장치(19) 방향으로 출사된다. 하측으로 반사된 광은 출광면(15)과 렌티큘러부(11) 사이에서 반사되는 과정이 반복적으로 이루어지며 진행한다.
도광판(10)의 출광면(15)으로 출사되는 광은 입체 돌기부(12a)에 의해 수직 방향으로 굴절되어 집광된다. 즉 종래에는 도광판 상측에 확산시트와, 2개의 프리즘시트를 교차하여 부착함으로써 출광면으로 출사되는 광을 확산, 집광시킬 수 있었지만, 본 발명의 도광판(10) 상측의 입체 돌기부(12a)가 이와 같은 각종 시트를 대체하여 동일한 기능을 수행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도광판의 사시도를 나타낸다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 도광판의 각 구성 요소는 제1 실시예와 동일하나, 집광부(22)를 이루는 입체 돌기부(22a)의 형상이 상이하게 이루어진다. 제2 실시예에 따른 도광판(20) 상부면에 형성되는 입체 돌기부(22a)는 상측 모서리가 평평하게 절단된 육각뿔 형상으로 이루어진다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 도광판의 측면도를 나타낸다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 도광판(30) 하부면의 렌티큘러부(31)는 단면이 반원 형상을 갖는 다수의 돌기(31a)가 광이 입사되는 면에 대하여 대략 평행한 방향으로 길게 형성되어 이루어진다. 또한 렌티큘러부(31)는 상술한 제1 실시예와 같이 소정의 거칠기를 갖도록 가공되어 광을 산란하는 다수의 미세 산란홈(미도시)이 표면에 형성된다.
또한 도광판(30) 상부면에는 렌티큘러부(31)에 의해 산란되는 광을 상측방향으로 집광하는 기능을 하는 집광부(32)가 형성된다. 집광부(32)는 도광판(30) 상부면에 오목하게 형성되며 내벽면(32b)이 깊이 방향으로 경사를 이루는 다각형의 홈부(32a)로 이루어짐이 바람직하다.
상술한 제2 실시예와 제3 실시예에 의한 도광판(20,30)을 구비하는 액정표시장치의 백라이트 유닛의 작동 상태는 제1 실시예와 유사하므로 그 설명을 생략한다.
본 발명은 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고도 당해 의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 본 발명의 기술보호범위는 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 않는다.
상술한 바와 같은 본 발명의 백라이트 유닛의 도광판에 따르면, 도광판의 상하 표면에 형성되는 구조물로 인해 별도의 프리즘시트를 부착하지 아니하고도 빛의 밝기 및 균일도가 향상되는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 도광판에 형성되는 렌티큘러부와 집광부와 같은 미세 구조물이 종래 기술에 의해 도광판에 부착되던 프리즘시트와 확산시트를 대치할 수 있어, 제조공정이 단순화되며 원가가 절감되는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 액정표시장치의 후면에 장착되어 광원으로부터 입사된 광을 상기 액정표시장치 방향으로 안내하는 백라이트 유닛의 도광판에 있어서,
    상기 도광판은 투광성 재질의 판재 형상으로 이루어지고,
    상기 도광판 하부면에 단면이 반원 모양을 갖는 다수의 홈이 형성되어 일측면에서 입사되는 광을 산란시키고 소정 방향으로 모아주되, 다수의 홈은 상기 도광판 하부면에 광이 입사되는 면에 대하여 대략 평행한 방향으로 길게 형성되며, 그 표면에는 광을 산란시키기 위한 다수의 미세 산란홈이 형성되는 렌티큘러부; 및
    다면체의 입체 형상을 이루도록 상기 도광판 상부면에 돌출 형성되는 다수의 입체 돌기부로 이루어져, 상기 렌티큘러부에 의해 산란된 광을 상측 방향으로 집광하는 집광부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 도광판.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 입체 돌기부는 상측 모서리가 평평하게 절단된 사각뿔 형상인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 도광판.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 도광판은 광이 입사되는 방향의 단면이 쐐기 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 도광판.
  6. 액정표시장치의 후면에 장착되어 광원으로부터 입사된 광을 상기 액정표시장치 방향으로 안내하는 백라이트 유닛의 도광판에 있어서,
    상기 도광판은 투광성 재질의 판재 형상으로 이루어지고,
    상기 도광판 하부면에 단면이 반원 모양을 갖는 다수의 돌기가 광이 입사되는 면에 대하여 대략 평행한 방향으로 길게 연장 형성되어 일측면에서 입사되는 광을 산란시키고 소정 방향으로 모아주며, 그 표면에는 광을 산란시키기 위한 다수의 미세 산란홈이 형성되는 렌티큘러부; 및
    상기 도광판 상부면에 오목하게 형성되며 내벽면이 깊이 방향으로 경사를 이루는 다각형의 홈부로 이루어져, 상기 렌티큘러부에 의해 산란된 광을 상측 방향으로 집광하는 집광부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 도광판.
  7. 액정표시장치의 후면에 장착되어 측면에 위치하는 광원으로부터 입사된 광을 상기 액정표시장치 방향으로 안내하는 백라이트 유닛의 도광판에 있어서,
    상기 도광판은 투광성 재질의 판재 형상으로 이루어지고,
    상기 도광판 하부면에 광이 입사되는 면에 대하여 대략 평행한 방향으로 길게 연장되는 단면이 반원형의 다수의 홈 내지는 돌기로 이루어져 입사되는 광을 산란시키고 소정 방향으로 모아주며, 상기 홈 또는 돌기의 표면에는 광을 산란시키기 위한 다수의 미세 산란홈이 형성되는 렌티큘러부; 및
    다면체의 입체 형상을 이루도록 상기 도광판 상부면에 돌출 형성되는 다수의 입체 돌기부로 이루어져, 상기 렌티큘러부에 의해 산란된 광을 상측 방향으로 집광하는 집광부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 도광판.
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