KR100737733B1 - 백라이트 유닛용 역프리즘 시트 및 이를 이용한 백라이트유닛 - Google Patents

백라이트 유닛용 역프리즘 시트 및 이를 이용한 백라이트유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도트 패턴을 갖는 도광판에 최적화된 역프리즘 시트 및 상기 역프리즘 시트를 이용하는 백라이트 유닛에 관한 것이다. 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 하부면에 도트 패턴이 형성된 도광판의 상부에 최적화된 역프리즘 시트를 배치함으로써, 그 외의 별도의 광학 시트를 사용하지 않더라도, 디스플레이 패널의 정면에 대한 수직 방향으로 광이 출사될 수 있게 되어 휘도를 향상시킬 수 있게 된다. 본 발명에 따른 역프리즘 시트는 하부면에 프리즘 패턴이 형성되며, 상기 프리즘 패턴을 구성하는 입광부측 모서리와 대광부측 모서리의 경사도가 서로 상이하며, 상기 프리즘 패턴의 프리즘 각도는 30°~ 50°의 범위내로 이루어진다.
본 발명에 따른 백라이트 유닛은 도트 패턴을 갖는 도광판의 상부에 최적화된 1장의 역프리즘 시트만을 배치시킴으로써, 디스플레이 장치의 휘도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 다른 광학 시트를 사용하지 않아도 되므로 제조 원가를 감소시킬 수 있게 된다.
백라이트 유닛, 역프리즘 시트, 휘도

Description

백라이트 유닛용 역프리즘 시트 및 이를 이용한 백라이트 유닛{Inverse prism sheet for backlight unit and the backlight unit using the inverse prism sheet}
도 1은 일반적인 백라이트 유닛의 구조를 도시한 분해 사시도이다.
도 2의 (a)는 종래의 기술에 따라 도트 패턴을 갖는 도광판과 수직 및 수평 프리즘을 갖는 백라이트 유닛의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 2의 (b)는 전술한 백라이트 유닛에서의 빛의 경로를 시각적으로 도시한 도면이다.
도 3은 종래의 기술에 따라 프리즘 패턴이 형성된 도광판과 프리즘 시트를 구비하는 백라이트 유닛에서의 빛의 경로를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도트 패턴을 갖는 도광판에 최적화된 역프리즘 시트를 갖는 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백라이트 유닛에 사용되는 도트 패턴을 갖는 도광판에서의 입사각 및 출사각을 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백라이트 유닛에 사용되는 역프리즘 시트에 있어서, 역프리즘 시트의 프리즘 각도의 변화에 따른 입사각 및 출사각의 변화를 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 도트 패턴 도광판에 최적화된 역 프리즘 시트의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백라이트 유닛의 표면에서의 시야각을 시뮬레이션한 결과를 도시한 도표이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
230 : 확산시트
240 : 수직 프리즘 시트
250 : 수평 프리즘 시트
40 : 백라이트 유닛
402 : 광원
410 : 반사판
320, 220, 420 : 도광판
340, 440 : 역프리즘 시트
본 발명은 백라이트 유닛용 역프리즘 시트 및 상기 역프리즘 시트를 이용한 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 도트 패턴을 갖는 도광판에 최적화된 역프리즘 시트 및 상기 역프리즘 시트와 도트 패턴을 갖는 도광판을 사용하는 백라이트 유닛에 관한 것이다.
일반적으로 사용되고 있는 표시장치들로는 CRT(Cathode Ray Tube), 액정표 시장치(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 등이 있으며, 이들 중 액정표시장치는 소형 및 경량화의 장점을 갖고 있으므로 평판 표시 장치로서 널리 사용되고 있다.
전술한 액정표시장치는 액정이 직접 광을 발생시키는 발광 소자가 아니라 외부에서 입사되는 광의 양을 조절하여 화면에 표시하는 수광소자이다. 따라서, 액정 표시 장치는 LCD 패널에 광을 넣어주기 위한 백라이트 유닛(Back Light Unit)이 사용되어야 된다. 그 결과 LCD의 디스플레이 화질이나 시야각 등을 향상시키기 위하여는, LCD의 전체 성능은 패널 그 자체의 성능뿐만 아니라 백라이트 유닛의 성능의 개선에도 많이 의존하게 된다.
일반적으로 백라이트 유닛은 램프로부터 발산된 광이 광홀더에 수집 및 반사되어 도광판을 통해서 전달되거나 램프로부터 발산된 광이 도광판 하부에 설치된 반사판에 의해서 반사된 후 도광판을 통해 전달된다. 그러나, 이와 같은 광의 전달 경로는 구조적으로 램프에 인접한 도광판 상면에 광을 집중시키는 현상을 가져오게 되므로, LCD 패널에 전체적으로 불균일한 밝기를 초래하게 된다.
도 1은 일반적인 백라이트 유닛의 구조를 설명하기 위하여 도시한 백라이트 유닛의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 광을 발산하는 광원의 역할을 하는 램프(1)의 전면에 광의 전달 경로를 제공하는 도광판(2)이 놓여 있고, 램프 뒤에는 입사된 광을 반사시켜 도광판(2)에 전달시킬 수 있도록 내면이 은도금 처리된 홀더(12)가 위치한다. 또한 도광판(2)의 하부에는 광을 반사시킬 수 있는 반사판(6)이 놓여져 있고, 도광판(2) 의 상부에는 확산 시트(3)가 위치하며, 그 위에는 프리즘 시트(4)가 배치된다. 상기 프리즘 시트(4)는 확산시트의 상부로 투과되어 방사되는 광의 정면 휘도를 높이기 위한 것으로서, 특정 각도로 입사되는 빛만 투과되도록 하며 나머지 각도로 입사되는 빛은 내부 전반사가 일어나 프리즘 시트의 하부로 다시 되돌아가도록 하며, 전술한 바와 같이 되돌아 가는 빛은 도광판의 하부에 부착된 반사판에 의해 반사된다.
프리즘 시트(4)는 일반적으로 스크래치(scratch) 등에 민감하기 때문에 휘도가 줄어드는 단점에도 불구하고 프리즘 시트(4) 위에 보호막(5)을 부착한다. 다음, 보호막 상부에 LCD 패널(7)이 놓여진다.
상기 도광판(2)은 램프에서 방출되는 빛을 내부로 입사시켜 상부로 면광이 출사되도록 하는 웨이브 가이드(Wave Guide) 로서의 역할을 담당하고 있다.
이하, 전술한 구조를 갖는 백라이트 장치의 동작을 개략적으로 설명한다.
먼저 램프(1)에서 발산된 광은 실크처리된 도광판(2)에 직접 전달되거나 홀더(12)에 반사되어 도광판(2)에 전달된다. 도광판(2)에 입사된 광의 일부는 도광판을 통해 그대로 진행하기도 하지만, 다른 일부는 반사판(6)에 의하여 반사된 후 도광판(2) 내부를 진행하게 된다. 도광판(2)을 통해 나온 광은 확산 시트(3)를 통과하면서 균일하게 확산되고 다시 프리즘 시트(4)에 의해 광이 모아져서 휘도가 상승된다. 다음, 프리즘 시트를 통과한 광은 LCD 패널(7)의 각 화소로 입사되어 화면을 표시한다.
도 2의 (a)는 종래의 기술에 따른 휘도를 향상시키기 위한 백라이트 유닛의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)에서의 도광판, 확산층, 수직 프리즘 시트 및 수평 프리즘 시트로부터 출사되는 빛의 경로를 시각적으로 도시한 그림이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 백라이트 유닛은 도광판의 하부면에 도트 패턴을 형성하여 휘도 향상을 도모하였으며, 수직 프리즘 시트(240)와 수평 프리즘 시트(250)를 도광판(220)과 확산 시트(230)의 상부에 배치시켜 최종적으로 백라이트 유닛의 정면에 대한 수직방향으로 빛이 출사되도록 하였다.
그런데, 이러한 종래 기술에 따른 백라이트 유닛은 수직/수평 프리즘 시트와 확산 시트 등을 포함하는 여러 장의 광학 시트들을 도광판의 상부에 배치하여야 되므로 제조 원가가 상승되는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 최종적으로 출사되는 각을 조정하기 위하여 모든 광학 시트들에 대한 광특성을 조정하여야 되는 번거로움이 발생한다. 특히, 최근 백라이트 유닛의 제조 단가를 하락시키기 위하여 생산 업체들이 노력하고 있는 실정에 비추어 볼때, 백라이트 유닛의 제조 원가의 상승은 중요한 이슈로 부각되고 있다.
한편, 도 3은 종래의 기술에 따라 프리즘 패턴을 갖는 도광판(320)과 프리즘 시트(340)를 이용한 백라이트 유닛에서의 빛의 경로를 설명하는 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 백라이트 유닛은 도광판의 하부에 프리즘 패턴을 형성하고 상부에 역프리즘 시트를 배치함으로써, 도광판으로부터 출사되는 빛에 대한 출사각을 높이고 백라이트 유닛의 휘도 향상을 도모한다.
그런데, 전술한 종래의 기술은 도광판의 프리즘 패턴을 이용하여 도광판에서 출사되는 각을 높게 하여 2배 이상의 높은 휘도값을 가지게 된다. 하지만 프리즘 패턴 설계는 상/하 편차의 피치 조정만 가능하므로 프리즘 형상에 따른 휘선을 보정하기가 불가능하다는 문제점을 갖고 있다. 따라서, 프리즘 패턴은 광원의 시작점으로부터 거리적으로 상당히 멀어져야 한다. 이는 백라이트에서 가장 중요한 부분의 하나인 기구설계에 거리제약이라는 단점을 갖게 된다. 또한, 90도 내외의 좁은 시야각을 갖을 수밖에 없기 때문에 시약각에 대한 단점도 가지고 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 도트 패턴을 갖는 도광판에 최적화된 백라이트 유닛용 역프리즘 시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 도트 패턴의 장점과 역프리즘 시트의 독창적인 각도배열 및 형상 장점을 살려 각각의 단점을 커버하고 광학적 효율을 증대시켜, 기존 도트 패턴을 유지하면서 ‘자동화 패턴 설계기법’을 이용하여 좋은 시감의 백라이트 설계와 기구제약이 없는 설계가 가능하게 하며, 역프리즘 각도를 도트 패턴 출사각에 맞추어 형상 및 각도를 결정함으로서 역프리즘이 갖는 고휘도가 가능한 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 도트 패턴을 갖는 도광판에 최적화된 역프리즘 시트와 도트 패턴을 갖는 도광판을 이용하여 정면에 대한 수직 방향으로 광이 출사될 수 있도록 하여 휘도 향상을 도모하는 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 도트 패턴을 갖는 도광판위에 한장의 광학 시트만을 이용하여 고휘도를 도모하고 제조 원가를 감소시킬 수 있는 백라이트 유닛을 제 공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 백라이트 유닛용 역프리즘 시트는, 하부면에 길이 방향을 따라 스트라이프 형상의 프리즘 패턴들이 형성되어 있으며, 상기 프리즘 패턴의 프리즘 각도는 상기 백라이트 유닛의 도광판으로부터 입사되는 광이 상기 역프리즘 시트의 정면에 대한 수직 방향으로 출사되도록 하는 각도로 이루어지며,
상기 프리즘 패턴들의 좌측 모서리의 경사도와 우측 모서리의 경사도가 서로 상이하며, 백라이트 유닛의 광원으로부터 빛이 입사되는 입광부측의 모서리의 경사도는 대광부측의 모서리의 경사도보다 더 큰 것이 바람직하다.
전술한 특징을 갖는 역프리즘 시트의 프리즘 패턴의 프리즘 각도는 30°~ 50°범위내인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게로는 상기 역프리즘 시트의 프리즘 패턴의 프리즘 각도는 38.9°로 구성함으로써, 상기 역프리즘 시트는 도트 패턴을 갖는 도광판에 최적화된다.
본 발명의 다른 특징에 따른 백라이트 유닛은
적어도 하나 이상의 광원과,
하부면에 도트 패턴이 형성되어 있으며, 상기 광원으로부터 제공되는 빛을 디스플레이 패널로 인도하는 도광판과,
상기 도광판의 하부에 배치되어, 상기 도광판의 배면으로부터 누출되는 빛을 상기 도광판으로 반사시키는 반사시트와,
상기 도광판의 상부에 직접 배치되며, 하부면에 길이 방향을 따라 프리즘 패턴이 형성되어 있으며, 상기 프리즘 패턴을 구성하는 프리즘 산의 좌측 모서리와 우측 모서리의 경사도가 서로 상이한 역프리즘 시트를 구비하며,
상기 역프리즘 시트의 프리즘 패턴은, 상기 광원으로부터 빛이 입사되는 입광부측의 모서리의 경사도가 대광부측의 모서리의 경사도보다 더 크며,
상기 역프리즘 시트의 프리즘 패턴의 프리즘 각도는 30°~ 50°범위내가 되도록 하여, 상기 도광판으로부터 입사되는 광들이 상기 역프리즘 시트의 정면에 대한 수직 방향으로 출사되도록 한다.
본 발명의 특징에 의하여 도트 패턴을 갖는 도광판에 최적화된 역프리즘 시트를 제공할 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 역프리즘 시트를 갖는 백라이트 유닛의 구조 및 동작을 구체적으로 설명한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백라이트 유닛은 도광판의 하부면에 도트 패턴(Dot Pattern)을 형성하고, 상기 도광판의 상부에 최적화된 역프리즘 시트를 배치함으로써, 도광판으로 입사된 광(光)이 한장의 최적화된 역프리즘 시트에 의해 백라이트 유닛의 정면에 대한 수직 방향으로 출사되도록 한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도트 패턴을 갖는 도광판에 최적화된 역프리즘 시트를 갖는 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 백라이트 유닛(40)은 광원(402), 반사판(410), 도광판(420), 역프리즘 시트(440)을 구비한다.
상기 도광판(420)은 그 하부면에 도트 패턴이 형성되어 있으며, 상기 램프(402)로부터 나온 광이 도광판으로 입사되어 상부로 출사되거나, 하부의 반사판(410)에 의해 반사된다. 이때, 도트 패턴이 형성된 상기 도광판(420)의 상부면으로부터 출사되는 광(光)의 굴절각은 수학식 1에 의하여 결정된다. 수학식 1은 Snell's Law을 사용하여 도광판에서 나오는 굴절각을 계산하는 식이다.
Figure 112006059601179-pat00001
여기서,
Figure 112006059601179-pat00002
은 도광판의 굴절률이며,
Figure 112006059601179-pat00003
은 공기의 굴절률이며,
Figure 112006059601179-pat00004
는 도광판 밖으로 출사되는 굴절각이며,
Figure 112006059601179-pat00005
는 입사각이다.
도 5는 도광판 안에서 입사한 빛이 도광판 밖으로 출사될 때의 굴절각을 나타내는 그래프로서, x축은 도광판으로의 입사각을 나타내며, y 축은 도광판으로부터의 출사각을 나타낸다. 도 5를 통해, 입사각이 약 42도 이상인 경우에는 외부로 굴절되는 빛이 없으므로, 이 각도 이상에서는 도광판내의 빛들이 도광판내로 전반사됨을 알 수 있다.
본 발명에 따른 백라이트 유닛의 도광판에 있어서, 하부면에 도트 패턴이 형성된 상기 도광판의 상부로 출사되는 광(光)은 15°~ 42 °의 범위의 출사각을 가지는데, 가장 많은 광량이 분포되는 범위는 15°~ 30°영역이며, 특히 25°에서 가 장 많은 광량이 분포된다.
한편, 프리즘 공식을 이용하여 본 발명에 따른 역프리즘 시트로부터 나오는 빛의 굴절각은 아래의 수학식 2에 의해 구할 수 있다.
Figure 112006059601179-pat00006
여기서,
Figure 112006059601179-pat00007
은 공기의 굴절률을,
Figure 112006059601179-pat00008
는 프리즘의 굴절률을,
Figure 112006059601179-pat00009
는 도광판 밖으로 출사되는 굴절각(즉, 역프리즘 시트로의 입사각)을,
Figure 112006059601179-pat00010
는 역프리즘 시트를 통과한 굴절각을,
Figure 112006059601179-pat00011
는 역프리즘 시트의 프리즘 각도를 각각 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 백라이트 유닛에 있어서, 수학식 2에 근거한, 역프리즘 시트의 프리즘 각도에 따라 변화되는 역프리즘 시트로부터의 출사각과 도광판으로부터의 출사각의 관계를 비교하여 도시한 그래프이다. 도 6의 X 축은 역프리즘 시트로의 입사각을 나타내며, Y 축은 역프리즘 시트를 통과한 굴절각을 나타내며, Y축의 f(θ,α)에서 α는 프리즘 각도를 나타낸다.
수학식 2 및 도 6을 통해, 도광판으로부터 출사되는 광 중 대부분의 광량이 분포되는 범위인 15°~ 30°영역에 있어서, 역프리즘 시트의 출사각이 0°가 되는 프리즘 각들의 범위는 30°~ 50°임을 알 수 있다. 또한, 수학식 2 및 도 6을 통 해, 도광판으로부터 출사되는 광 중 가장 많은 광량이 분포되는 각도인 25°에서 역프리즘 시트로부터의 출사각이 0°가 되는 프리즘 각도는 38.9°임을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백라이트 유닛에 있어서, 도트 패턴을 갖는 도광판의 상부에 배치되는 역프리즘 시트의 프리즘 패턴의 프리즘 각도는 30°~ 50°의 범위내인 것이 바람직하며, 이 경우 역프리즘 시트의 상부로 출사되는 각은 -10°~ +10°의 범위를 갖게 된다. 따라서 본 발명에 따른 역프리즘 시트의 프리즘 각도는 30°~ 50°로 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
특히, 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 역프리즘 시트의 프리즘 패턴의 프리즘 각도는, 도트 패턴을 갖는 도광판으로부터 출사되는 광 중 가장 많은 광량이 분포되는 각도인 25°에서, 역프리즘 시트의 출사각이 0°가 되는 38.9°가 가장 바람직하다.
도 7은 도 4의 A-A' 방향을 따라 절개하여 도시한 단면도로서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도트 패턴을 갖는 도광판에 최적화된 역프리즘 시트를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 역프리즘 시트에 형성된 프리즘 패턴의 프리즘 각도(apex angle;'α')는 30°~ 50°이며, 광원(402)인 램프로부터 빛이 입사되는 입광부측(A)의 모서리(710)의 경사각과 대광부측(B)의 모서리(720)의 경사각은 서로 상이하다.
특히, 본 발명에 따른 역프리즘 시트의 프리즘 패턴의 입광부측 모서리(710)는 급경사로 이루어지며, 상기 대광부측 모서리(720)는 입광부측 모서리에 비해 완 만한 경사로 이루어지는 것이 바람직하다. 이와 같이, 입광부쪽과 대광부쪽의 경사를 다르게 함으로써, 최종 투과된 빛의 경로를 원하는 수직 방향으로 조정할 수 있게 된다. 프리즘 패턴의 입광부쪽으로 입사되는 빛은 도광판 기준으로 완만한 각으로 입사되고 대광부쪽으로 입사되는 빛은 도광판 기준으로 급한 각으로 입사되므로 최종 투과된 빛을 원하는 수직 방향으로 세우기 위해서 입광부쪽은 급경사로 주게 되며 대광부쪽은 완만한 경사로 주게 된다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 의하여 도트 패턴을 갖는 도광판에 최적화된 역프리즘 시트를 제공함으로써, 백라이트 유닛은 1장의 프리즘 시트만을 이용하여 상기 도광판으로부터 출사되는 광을 상기 역프리즘 시트의 정면에 대한 수직방향으로 출사되도록 할 수 있게 된다. 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 역프리즘 시트를 통과한 후 나오는 시야각을 측정한 시뮬레이션 결과를 도시한 도표이다. 도 8을 통해, 디스플레이 패널의 화면에 대하여 수직 방향인 Z축 방향으로 대부분의 광량이 분포되어 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 도트 패턴을 갖는 도광판에 최적화된 역프리즘 시트를 제공하게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 수직 및 수평 프리즘 시트, 확산 시트 등을 사용하지 아니하고, 1장의 최적화된 역프리즘 시트만으로 모든 광학 시트의 역할을 할 수 있게 되어, 백라이트 유닛의 제조 원가를 감소시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 의하여 도트 패턴을 갖는 도광판에 최적화된 역프리즘 시트를 제공함으로써, 휘도가 향상되고 시야각이 향상된다. 또한, 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 도트 패턴을 갖는 도광판은 도트 패턴의 밀도 및 크기를 조정함으로써 시야각을 개선하고, 광학 시감을 양호하게 할 수 있으며, 휘도를 향상시킬 수 있게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은, 종래의 프리즘 패턴을 갖는 도광판을 사용하는 백라이트 유닛에 비하여, 피치 조정에 따른 기구적인 한계가 없을 뿐만 아니라 휘선이 발생하는 것도 방지할 수 있게 된다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 적어도 하나 이상의 광원;
    하부면에 도트 패턴이 형성되어 있으며, 상기 광원으로부터 제공되는 빛을 디스플레이 패널로 인도하는 도광판;
    상기 도광판의 하부에 배치되어, 상기 도광판의 배면으로부터 누출되는 빛을 상기 도광판으로 반사시키는 반사시트;
    상기 도광판의 상부에 직접 배치되며, 하부면에 길이 방향을 따라 프리즘 패턴이 형성되어 있으며, 상기 프리즘 패턴을 구성하는 프리즘 산의 좌측 모서리와 우측 모서리의 경사도가 서로 상이한 역프리즘 시트
    를 구비하며, 상기 역프리즘 시트의 프리즘 패턴은, 프리즘 패턴의 양측 모서리의 경사도가 서로 다르게 형성하되, 상기 광원으로부터 빛이 입사되는 입광부측의 모서리의 경사도가 대광부측의 모서리의 경사도보다 더 크게 형성하며, 상기 역프리즘 시트의 프리즘 패턴의 프리즘 각도는 30°~ 50°범위내가 되도록 형성하여, 상기 역프리즘 시트는 상기 도광판으로부터 입사되는 빛을 상기 역프리즘 시트의 정면에 대한 수직방향으로 출사시키는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서, 상기 역프리즘 시트의 프리즘 각도는 38.9°인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4027190A4 (en) * 2019-09-04 2022-08-10 BOE Technology Group Co., Ltd. LINE RECOGNITION DEVICE AND DISPLAY DEVICE

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1184379A (ja) * 1997-09-08 1999-03-26 Bridgestone Corp バックライト
KR19990082141A (ko) * 1996-02-05 1999-11-15 스프레이그 로버트 월터 소프트 컷오프를 갖는 휘도 증대 필름
KR20050068671A (ko) * 2003-12-30 2005-07-05 엘지.필립스 엘시디 주식회사 백라이트 어셈블리
KR20060017858A (ko) * 2003-06-12 2006-02-27 오므론 가부시키가이샤 면광원 장치 및 화상 표시 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990082141A (ko) * 1996-02-05 1999-11-15 스프레이그 로버트 월터 소프트 컷오프를 갖는 휘도 증대 필름
JPH1184379A (ja) * 1997-09-08 1999-03-26 Bridgestone Corp バックライト
KR20060017858A (ko) * 2003-06-12 2006-02-27 오므론 가부시키가이샤 면광원 장치 및 화상 표시 장치
KR20050068671A (ko) * 2003-12-30 2005-07-05 엘지.필립스 엘시디 주식회사 백라이트 어셈블리

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4027190A4 (en) * 2019-09-04 2022-08-10 BOE Technology Group Co., Ltd. LINE RECOGNITION DEVICE AND DISPLAY DEVICE
US11908226B2 (en) 2019-09-04 2024-02-20 Beijing Boe Sensor Technology Co., Ltd. Texture recognition device and manufacturing method thereof

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