KR100740329B1

KR100740329B1 - 평판디스플레이의 백라이트 유니트를 위한 교차형도광판

Info

Publication number: KR100740329B1
Application number: KR1020060050790A
Authority: KR
Inventors: 최인상; 이목성
Original assignee: 대영정공(주)
Priority date: 2006-06-07
Filing date: 2006-06-07
Publication date: 2007-07-19

Abstract

본 발명은 평판디스플레이의 백라이트 유니트에 설치되는 도광판의 구조에 관한 것으로, 상기한 도광판의 표면에 "X" 형태의 연속된 패턴(22)을 형성하여 산 형상의 프리즘돌기(24)가 형성되게 하고, 그 프리즘돌기(24)의 사이에는 도트(21)를 형성한 것을 특징으로 하며, 상기한 프리즘돌기(24)의 교차하는 패턴(22) 각도가 1-45도 범위 내에 형성되며, "X" 자형 패턴(22)의 형성 피치는 0.5mm 이하인 것을 특징으로 하며, 상기한 프리즘돌기(24)의 산의 각도가 60-140도 범위 내에 있는 것을 특징으로 하며, 상기한 도트(21)는 폭 0.03-0.15mm 이고, 높이 0.003-0.02mm 크기인 것을 특징으로 하며, 상기한 교차형도광판(20)의 저면엔 반사용의 도트(26)를 형성한 것을 특징으로 하며, 상기한 도트(26)는 가로 0.04-0.15 mm, 높이 0.008-0.025mm 인 것을 특징으로 하며, 상기한 교차형도광판(20)의 저면엔 음각프리즘(27)을 형성한 것을 특징으로 하며, 상기한 음각프리즘(27)은 폭 0.07mm 이하, 깊이 0.01-0.035 mm 인 것을 특징으로 한다

평판디스플레이, 도광판, 백라이트 유니트

Description

평판디스플레이의 백라이트 유니트를 위한 교차형도광판{crossing-type light guide panel for back light unit of flat panel display}

도 1 은 종래 백라이트 유니트의 주요 부분에 대한 구성을 설명하기 위한 도면

도 2 는 본 발명에 따른 구성을 설명하기 위한 도면

도 3 은 본 발명에 따른 교차형도광판에 대한 상면도

도 4 는 본 발명의 주요 구성에 대한 상세 설명을 위한 도면

도 5 는 본 발명에 따른 교차형도광판의 배면에 대한 다른 구성예

도 6 은 도 5 의 배면을 평면상으로 도시한 도면

본 발명은 평판디스플레이에서 배면 광원으로 사용하고 있는 백라이트 유니트에 관한 것으로, 특히, 그 유니트의 부품수를 줄일 수 있는 구조로 만든 백라이트 유니트의 도광판 구조에 관한 것이다

종래의 평판디스플레이 경우, 도 1 에서 보듯이, 반사시트(1) 위에 도광판(2), 확산시트(3), 수직 및 수평프리즘시트인 제 1,2프리즘시트(4,5), 그리고 제 일 상층에 보호시트 역할을 하는 제 2 확산시트(6)가 형성된다

종래의 경우, 측면 광소스인 LED 또는 CCFL에서 발광되어 도광판(2) 내부로 입광된 광은 도광판 하면에서 반사하여 도광판 위에 있는 확산시트를 경유하여 출사하며, 이때 확산판을 지난 빛은 작은 각도로 출사되어 조도는 높지만 휘도가 낮다. 작은 각도로 출사된 광을 높은 휘도 특성을 갖는 수직에 가까운 광으로 출사시키기 위하여는 일반적으로 수직과 수평의 프리즘 시트를 사용한다. 다시말해, 작은 각도로 출사된 광을 높은 휘도로 변환시키기 위하여는 수직과 수평의 2 장의 프리즘시트 즉, 제 1,2프리즘시트(4,5) 또는 역프리즘시트를 사용하여 수직에 가까운 광으로 바꿈으로서 높은 휘도로 변환하게 된다

도 1 에서는 제1,2 프리즘(4,5)으로 도시하였다

그리고 2 장의 프리즘 시트 위에는 균일도를 향상시키기 위해 확산시트(6)를 사용한다. 이와 같이 2 장의 프리즘 시트와 2 장의 확산시트를 사용하는 경우, 두께가 두꺼워지고 가격이 비싸게 된다. 또한 공정이 복잡하여 지고 부품수가 많아지고 생산성이 떨어지며 불량률 발생이 그에 따라 더 높게 되는 등 여러가지 단점이 있다.

이를 해결하기 위한 한 방편으로, 예를들어 단가를 낮추기 위하여 프리즘 시트를 1 매를 제거할 경우, 백라이트 유니트의 휘도가 절반 이하로 낮아져 광원으로서의 제 역할을 못하며, 무아레(MOIRE) 무뉘가 발생하고 색얼룩이 발생한다

마찬가지로 확산시트를 1 매를 제거할 경우에도 외관 품질이 나빠지고 무아레 무늬가 발생하며 색얼룩이 발생하며 휘도도 낮아 진다

본 발명의 목적은, 액정 디스플레이의 배면에 광원을 공급하는 백라이트 유니트의 종래의 구성 요소에서 고가인 프리즘 시트 및 확산시트를 각각 하나씩 제거하면서도 광효율을 높여, 동등 이상의 휘도 특성을 발휘할 수 있는 도광판을 제공하여 원가 절감 및 생산성 향상을 기할 수 있도록 함에 본 발명의 목적이 있다

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주요 구성은, 도광판의 표면에 "X" 형태의 연속된 패턴(22)을 형성하여 산 형상의 프리즘돌기(24)가 형성되게 하고, 그 프리즘돌기(24)의 사이에는 도트(21)를 형성한 것을 특징으로 하며, 상기한 프리즘돌기(24)의 교차하는 패턴(22) 각도가 1-45도 범위 내에 형성되며, "X" 자형 패턴(22)의 형성 피치는 0.5mm 이하인 것을 특징으로 하며, 상기한 프리즘돌기(24)의 산의 각도가 60-140도 범위 내에 있는 것을 특징으로 하며, 상기한 도트(21)는 폭 0.03-0.15mm 이고, 높이 0.003-0.02mm 크기인 것을 특징으로 하며, 상기한 교차형도광판(20)의 저면엔 반사용의 도트(26)를 형성한 것을 특징으로 하며, 상기한 도트(26)는 가로 0.03-0.15 mm, 높이 0.008-0.025mm 인 것을 특징으로 하며, 상기한 교차형도광판(20)의 저면엔 음각프리즘(27)을 형성한 것을 특징으로 하며, 상기한 음각프리즘(27)은 폭 0.07mm 이하, 깊이 0.01-0.035mm 인 것을 특징으로 한다

이하, 본 발명의 다른 특징 및 구성에 대하여 추가로 상술한다

본 발명의 주요 특징은, 도광판에 프리즘 시트와 동일한 기능 역할을 하는 교차형 프리즘 패턴을 적용하여, 프리즘 시트 1 매를 제거할 수 있었으며, 또한 도광판의 출광면에 산란패턴(산란도트)을 적용하여 확산시트 1 매도 제거할 수 있도록 하였다

이하, 본 발명을 첨부 도면에 의거 더욱 상세히 설명한다

도 2 는 본 발명에 따른 구성을 나타내는 도면이다.

도시한 바와 같이, 본 발명에서는 반사시트(1) 위에 교차형도광판(20)이 형성되고 그 위에 프리즘시트(40)와 확산시트(6)가 구성된다. 프리즘시트(40)는 예를들어 수직 또는 수평형프리즘 시트 1 장을 사용한다

미설명부호 23 은 백라이트유니트의 광원인 CCFL(냉음극관) 또는 LED 이다

도 3 은 본 발명에 따른 교차형 도광판(20)의 구성을 설명하기 위한 평면도이다

도시한 바와 같이, 본 발명에 다른 교차형도광판(20)은 그 표면에 돌출 형상의 도트(21)가 여러개 형성된다. 이 도트(21)의 역할은 빛의 산란을 위한 것이다

또한 그 교차형도광판(20)의 표면은 교차된 형상, 즉 "X" 자 형태로 교차되는 패턴(22)이 형성된다. 이런 패턴을 형성시키는 이유는 예를들어 도 3 에 도시한 것과 달리, 세로 축으로 나란히 평행선으로 패턴이 형성되면, 교차형도광판(20) 내의 광들이 투과하지 않고 그 나란한 패턴에 따라 흐르는 현상이 발생하여 전체적인 휘도 저하가 발생되기 때문이다. 반대로 가로로 나란히 패턴을 만들면, 교차형도광판(20) 내의 광이 그 가로 패턴의 구조에 의해 광이 빠른 속도로 감쇠되어 그 측 단부에 도달하는 광이 크게 감소하므로 전체적이 휘도 불균일이 발생되기 때문이다

도 4 는 도 2 의 주요 구성 요소를 이해가 쉽게 확대하여 본 도면으로 특히 교차형도광판(20)을 더욱 상세히 설명하기 위한 도면이다

도시한 바와 같이, 하면에는 예를들어 도트(26) 형태의 패턴이 형성되고 상면에는 프리즘돌기(24)가 도 3 의 패턴(22)의 구성에 따라 형성된다. 프리즘돌기(24) 사이 사이에는 돌출형의 도트(21)가 형성된다. 도트(21)의 목적은 빛의 산란을 위한 것이다

이와 같은 구성에 의하면 교차형도광판(20)으로 도입되는 광의 투과와 집광에 유리하다. 프리즘시트(40) 역시 광의 투과와 집광을 위한 것이다. 그 위에 형성되는 확산시트(6)는 광의 산란과 투과를 위한 것으로 휘도 분포를 평탄화시키는 역할을 한다.

상기한 교차형도광판(20)의 프리즘돌기(24)의 뾰죽한 산 형상의 형성 각도는 약 60-140 도 정도로 하는 것이 적당하다. 프리즘돌기(24)의 높이는 0.003-0.03 mm 로 하는 것이 바람직하다

도트(21)의 직경 크기는 0.03-0.15mm 정도로 하고 높이는 0.003-0.02mm로 하는 것이 바람직하다. 저면에 형성되는 도트(26)는 직경 0.03mm-0.15mm 로 하고, 높이는 0.008-0.025mm 로 하는 것이 바람직하다.

상기한 프리즘돌기(24) 및 도트(26) 등의 수치 한정 이유는 그 범위에서 최적의 광효율이 나타나기 때문이다. 만약 그 범위를 벗어나면 휘도가 낮아진다

저면에 형성되는 도트(26)는 원형, 타원형, 사각형, 다각형 등 여러 형태로 만들어 낼 수 있다. 저면에 도트(26)를 형성시키는 이유는 교차형도광판(20)의 저 면으로 도입되는 광이 방향성을 나타내지 않게함과 동시에 교차형도광판(20)의 상면에서 굴절과 동시에 배면까지 광이 전달되어 높은 광효율과 높은 균일도를 만들어 주기 때문이다.

도 5 는 본 발명에 따른 교차형 도광판(20)에 대한 다른 구성예이다

도시한 바와 같이, 배면에 음각프리즘(27)이 구성된다

음각프리즘(27)은 그 폭을 0.07mm 이하로 하고, 깊이는 0.01-0.035mm 로 하는 것이 바람직하다. 상기한 범위가 최적의 광효율이 나타나며 그 범위를 벗어나면 휘도가 떨어지는 단점이 발생한다

도 6 은 교차형 도광판의 배면을 평면상으로 나타낸 것이다

도시한 바와 같이, 일자형으로 나란히 음각프리즘(27)이 형성되어 있다

상기한 구성에 의하면, 도 3 에서 보듯이 교차형도광판(20)의 상면이, 즉 출광면이 서로 교차하며, 동일피치 또는 불균일 피치로 구성되어, 반사시트(1)의 반사면으로 부터 반사된 광을 집광시키는 프리즘상의 특징을 가진 출광면(상면)을 구성하며, 그리고 교차형도광판(20)의 하면은 반사 및 확산하는 다점의 도트(26) 패턴 또는 양각 프리즘(도 4), 음각프리즘(27)(도 5)의 패턴 구성에 의하여 산란 - 반사 및 전반사의 특징을 갖는다

다시 한번 설명하면, 액정디스플레이의 배면에 광원을 공급하는 백라이트 유니트의 일종으로 측광원인 LED 또는 CCFL(냉음극관)에서 발광된 광은, 본 발명에 따른 교차형도광판(20)의 입광면으로 입사하고, 교차형도광판(20) 내에서 반사면의 패턴에 반사하여 출사하는 형태이며, 출광면은 임의 각도로 교차하는 각도를 가진 격자 프리즘에 의해 출광되는 광축이 굴절을 통하여 수직에 가까운 출사각을 갖는다. 프리즘시트(40)에 의하여 반사된 광은 반사 패턴에 의하여 재반사를 함으로써 높은 광 효율을 얻게 하였으며, 또한 출광면에 산란 패턴을 구성하여 종래의 확산시트(3)를 제거하여도 백색 발광이 가능하게 하였다

상기한 본 발명에 따른 구성에 의한 동작을 이하, 이해가 쉽게 설명하면 아래와 같다

교차형도광판(20)으로 입사한 광은 그 패턴 구조에 의해 반사하고, 교차형도광판(20) 하면으로 빠져나간 광은 반사시트(1)에서 반사-재입사하여 상면의 출광면에 도달한 후에 굴절을 출광하게 된다.

더욱 상세히 설명하면, 교차형도광판(20)으로 입사된 빛 중에 상,하면에 있는 패턴에 닿지 않은 빛은 교차형도광판(20)의 배면부 쪽으로 진행한다. 반면 하면의 도트(26) 패턴에 도달한 빛은 굴절, 또는 반사시트(1)를 거쳐 반사와 굴절을 거쳐 상면에 도달한다. 상면에 도달한 빛은 프리즘 패턴에 의해 굴절된 후, 프리즘시트(40)와 확산시트(6)를 거쳐 출광된다

교차형도광판(20) 상면의 X 패턴과 도트(21)의 구성에 의해 일부 광은 굴절되어 확산시트(6) 쪽으로 출광되고, 일부 광은 배면부로 전달되어 전체적으로 높은 조도를 만들어 내며, 또한 일부는 반사하여 하면의 도트(26) 패턴을 거쳐 다시 반사되어 휘도 상승을 유도한다. 배면부로 전달되는 광은 교차형도광판(20)의 X 패턴과 도트(21)의 구성에 의해 반사와 굴절을 거쳐 상면부로 출광되어 전체적으로 균일하고 높은 휘도 특성을 나타낸다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 측면 광 소스인 LED 또는 CCFL 에서 발광된 광이 교차형도광판(20)으로 입사하여 반사-출광하게 되며, 교차형도광판(20)의 출광면에 프리즘시트 역할을 하도록 굴절형 패턴을 적용하여, 출사광이 교차형도광판(20)으로 부터 수직방향으로 출광이 되도록 함으로써, 종래의 수직, 수평의 2 장의 프리즘시트를 사용하여 도광판에서 출광된 광을 수직방향으로 광로를 바꾸던 것을 1 장의 프리즘시트만을 사용할 수 있게 하였고, 교차형도광판(20)의 상부 표면인 출광면에 산란 패턴을 적용하여 광확산성을 더욱 높여 무아레(MOIRE) 무늬를 없앨 수 있었다

이와 같이 광확산성의 증대에 따라 백색 정도를 높임으로 인해 종래 2 장의 확산시트를 사용하였던 것을 1 장의 확산시트만으로도 그 이상의 광효율을 높일 수 있고 재료비 및 원가 절감을 기대할 수 있다

또한 본 발명에 의하면, 백라이트 유니트의 두께를 얇게 할 수 있고 부품수를 줄임으로 인해 조립 공정이 단순화되고 생산성 향상에 크게 기여할 수 있다

또한 프리즘 시트 1 매를 제거하는 것에 의해 원자재 절감 뿐만 아니라 불량률 50% 감소하는 효과도 있다.

Claims

평판디스플레이의 백라이트 유니트에 설치되는 도광판의 구조에 있어서,

상기한 도광판의 표면에 "X" 형태의 연속된 패턴(22)을 형성하여 산 형상의 프리즘돌기(24)가 형성되게 하고, 그 프리즘돌기(24)의 사이에는 도트(21)를 형성한 것을 특징으로 하는 평판디스플레이의 백라이트 유니트를 위한 교차형도광판
제 1 항에 있어서,

상기한 프리즘돌기(24)의 교차하는 패턴(22) 각도가 1-45도 범위 내에 형성되며, "X" 자형 패턴(22)의 형성 피치는 0.5mm 이하인 것을 특징으로 하는 평판디스플레이의 백라이트 유니트를 위한 교차형도광판
제 1 항에 있어서,

상기한 프리즘돌기(24)의 산의 각도가 60-140도 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 평판디스플레이의 백라이트 유니트를 위한 교차형도광판
제 1 항에 있어서,

상기한 도트(21)는 폭 0.03-0.15mm 이고, 높이 0.003-0.02mm 크기인 것을 특징으로 하는 평판디스플레이의 백라이트 유니트를 위한 교차형도광판
제 1 항에 있어서,

상기한 교차형도광판(20)의 저면엔 반사용의 도트(26)를 형성한 것을 특징으로 하는 평판디스플레이의 백라이트 유니트를 위한 교차형도광판
제 5 항에 있어서,

상기한 도트(26)는 가로 0.03-0.15 mm, 높이 0.008-0.025mm 인 것을 특징으로 하는 평판디스플레이의 백라이트 유니트를 위한 교차형도광판
제 1 항에 있어서,

상기한 교차형도광판(20)의 저면엔 음각프리즘(27)을 형성한 것을 특징으로 하는 평판디스플레이의 백라이트 유니트를 위한 교차형도광판
제 7 항에 있어서,

상기한 음각프리즘(27)은 폭 0.07mm 이하, 깊이 0.01-0.035mm 인 것을 특징으로 하는 평판디스플레이의 백라이트 유니트를 위한 교차형도광판