KR100800519B1 - 백라이트 장치용 도광판 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 백라이트 장치용 도광판에 있어서, 도광판의 반입광부와 좌우측부의 가장자리에 프리즘 패턴이 형성되지 않은 영역을 적용함으로써 도광판 가장자리 프리즘 형상의 파손에 의한 불규칙한 난반사를 제거하여 백라이트 장치의 광특성을 개선시키는 도광판의 구조에 관한 것으로, 백라이트 장치용 도광판에 있어서, 상기 도광판의 상하측면의 중앙면에 빛의 난반사를 위한 프리즘 패턴이 형성된 영역이 적용되고, 상기 도광판의 상하측면의 반입광부와 좌우측부의 가장자리에는 상기 프리즘 패턴이 비형성된 영역이 적용되는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의하여 백라이트의 조립시 외부 프레임과 접촉하는 도광판 가장자리에서의 프리즘 패턴의 파손에 의한 불규칙한 난반사를 제거하여 휘도 특성이 향상된 백라이트 장치를 제공한다.

백라이트, 형광램프, 도광판, 프리즘, 휘도

Description

백라이트 장치용 도광판 구조{Light Guiding Plate of Backlight unit}

도 1은 에지형 백라이트 어셈블리의 일반적인 구조를 나타낸 단면도,

도 2는 프리즘 패턴이 형성된 종래의 도광판 구조를 나타낸 사시도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프리즘 패턴이 형성된 도광판 구조를 나타낸 사시도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프리즘 패턴이 형성된 도광판 구조를 나타낸 평면도,

도 5a,b는 본 발명의 실시예에 따라 도광판의 상측면에 프리즘 패턴이 형성된 도 4에 대한 A-A' 및 B-B'의 구조를 나타낸 단면도,

도 6a,b는 본 발명의 실시예에 따라 도광판의 상하측면에 모두 프리즘 패턴이 형성된 도 4에 대한 A-A' 및 B-B'의 구조를 나타낸 단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 도광판 11 : 반입광부

12 : 좌우측부 20 : 프리즘 패턴

30 : 광원 31 : 램프반사체

40 : 반사판 50 : 시트류

본 발명은 프리즘 패턴이 형성된 백라이트 장치용 도광판의 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도광판의 반입광부와 좌우측부의 가장자리에 프리즘 패턴이 비형성된 영역을 적용함으로써 프리즘 형상의 파손에 의한 불규칙한 난반사를 제거하여 백라이트 장치의 광특성을 개선시키는 도광판의 구조에 관한 것이다.

최근 정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 증가되고 있으며, 이에 따라 액정표시장치(Liquid Crystal Display, 이하 'LCD'라 함)나 PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등의 여러 가지 평판형 표시 장치가 연구 개발되어 활용되고 있다. 여기서 LCD는 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 장점으로 인해 이동형 평판 표시 장치로 많이 사용되고 있으며, 특히 노트북이나 컴퓨터 모니터, 각종 영상기기의 모니터 등으로 다양하게 사용되고 있다.

그러나 이와 같은 LCD는 그 자체에서 빛을 발하지 못하여 고품질의 화상을 실현하기 위해서는 별도의 외부 광원을 필요로 한다. 따라서 이러한 LCD의 구조는 액정표시패널 외에 상기 액정표시패널의 광원으로 백라이트 유닛을 더 포함하여 구성되어, 백라이트 유닛이 LCD 전면에 고휘도의 광원을 균일하게 공급함으로써 고품질의 화상을 구현하게 된다. 이러한 LCD 등의 평판 표시 장치에 대한 백라이트나 조명용 광원으로는 수명이 길고 소비전력이 작으며 얇게 형성할 수 있는 CCFL 방식 의 형광램프가 대화면 LCD의 백라이트로 많이 사용되고 있다.

상기 CCFL 형광램프는 아르곤(Ar)이나 헬륨(He), 네온(Ne), 크세논(Xe) 등의 혼합가스나 수은(Hg) 등을 방전관 내에 채워지고 방전관의 양단에는 전극이 형성되어 있어, 전극을 통해 전압이 인가되는 경우 방전관 내의 방전가스는 플라즈마 현상에 의해 자외선을 방출하고, 이 자외선이 반응관 내면에 형성된 형광체를 여기시켜 가시광선을 방출하여 백라이트로의 광원으로서 기능을 한다.

이러한 CCFL 형광램프를 이용하는 백라이트는 형광램프를 LCD 패널의 아래쪽에 수개가 설치되어 직접 화면을 비추는 직하형(Direct-lighting)으로 구성되는 방식과, LCD 패널의 양단 하측에 설치되어 도광판, 반사판 및 각종 광시트에 의해 화면을 비추는 에지(Edge-lighting)형으로 구성되는 방식으로 구분되며, 백라이트의 슬림화를 위해서는 에지 방식이 많이 사용되고 있다.

도 1은 에지형 백라이트 어셈블리의 일반적인 구조에 대한 단면도를 나타낸 것으로, 도 1을 참조하여 형광램프를 광원으로 하는 에지형 백라이트 장치를 설명하면 다음과 같다.

백라이트의 광원인 형광램프(30)의 측면에는 빛을 산란시켜 균일화시키는 도광판(10)이 위치하고, 형광램프(30)는 램프반사체(31)로 싸여 있어 형광램프(30)에서 발하는 빛은 직접 또는 램프반사체(31)에 반사되어 도광판(10)으로 입사된다. 도광판(10)의 하측에는 반사판(40)이 위치하고, 상측에는 확산시트(51)와 프리즘시트(52), 보호시트(53) 등의 각종 시트류(50)가 위치한다.

도광판(Light Guide Plate,10)은 광원(30)에서 발광된 빛을 유도하는 역할을 하는 것으로, 선광원인 형광램프를 면광원으로 바꿔주는 백라이트 유닛에서의 핵심 부품이며, 투명 아크릴수지인 PMMA(Polymethylmethacrylate)가 가장 많이 사용된다. 반사판(40)은 형광램프(30)에서 방사되는 빛이 도광판(10)의 하부로 누출되는 것을 방지하고, 확산시트(51)는 도광판 표면으로부터 나오는 빛을 산란시켜 광 휘도를 균일화 하며, 프리즘시트(52)는 요철의 방향이 각각 가로, 세로로 형성되어 확산시트(51)로부터 확산된 빛을 굴절, 집광하여 휘도를 향상시키는 역할을 한다.

그러나 최근에는 백라이트 장치를 더욱 슬림화 하기 위해 도광판(10) 상부에 별도로 프리즘시트(52)를 구비하지 않고, 도 2와 같이 도광판(10)의 상측면이나 하측면에 프리즘패턴(20)이 형성된 구조의 백라이트 장치가 개발되고 있다.

도 2를 참조하면, 도광판(10)의 상측면에는 빛의 진행경로를 전환시키고 휘도와 휘도의 균일도를 개선하기 위해 프리즘 패턴(20)이 형성되어 있으며, 이러한 프리즘 패턴(20)은 도광판(10)의 하측면에도 형성될 수 있다. 도 2와 같이 도광판(10)에 프리즘 패턴(20)을 직접 형성함으로써, 도광판(10)의 상측에 배치되는 프리즘시트(52)를 제거하여 백라이트 장치의 두께를 더욱 감소시킬 수 있으며, 프리즘시트(52)의 변형으로 인한 백라이트의 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있음은 물론, 프리즘시트(52)의 사용에 의한 조립공정이 복잡해지고 불량이 발생하는 문제점들을 해결할 수 있다.

한편 백라이트의 조립과정에서 도광판의 가장자리는 외부 프레임에 밀착되어 고정되어야 한다. 이 경우 프리즘 패턴이 형성된 도광판의 가장자리는 프레임과의 접촉에 의해 프리즘 패턴이 파손되는 등의 흠집이 발생할 수 있으며, 또한 도광판 을 프레임에 일치시키기 위해 도광판의 가장자리 면을 재단여야 할 경우에도 재단으로 인하여 도광판 가장자리의 프리즘 패턴에 흠집이 발생할 수 있다.

이렇게 발생되는 흠집은 아무리 미세한 경우라 하더라도 도광판 내에 입사하는 빛을 난반사시키거나 굴절 특성을 변화시키게 된다. 이로 인하여 면광원으로 변화된 빛은 도광판의 상측면 특정 부분에서 지나치게 밝거나 어둡게 나타나는 등의 디펙트(Defect)로 관찰되어 백라이트의 광특성에 치명적인 영향을 초래하는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 백라이트 장치용 도광판 구조는 도광판의 상측면이나 하측면에 프리즘 패턴을 형성하는 경우 도광판의 반입광면과 좌우측면의 3면에는 비가공부 프리즘 영역을 적용함으로써, 백라이트의 조립시 프리즘 패턴의 흠집에 의한 난반사를 제거하여 백라이트 장치의 광특성을 개선시키는 도광판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명의 백라이트 장치용 도광판 구조는 패턴이 형성되는 백라이트 장치용 도광판에 있어서, 상기 도광판의 상하측면의 중앙면에 빛의 난반사를 위한 패턴이 형성된 영역이 적용되고, 상기 도광판의 상하측면의 반입광부와 좌우측부의 가장자리에는 상기 패턴이 형성되지 않은 영역 이 적용된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도광판 구조를 나타낸 사시도이다.

백라이트 장치에 있어서 도광판에 관하여 살펴보면, 도광판은 CCFL 램프, EEFL 램프 등의 선광원이나 LED 등의 점광원에서 방사되는 빛을 산란시켜 면광원으로 전환시키는 역할을 하는 것이다. 이와 같은 백라이트용 도광판은 광투과성이 좋은 아크릴 수지의 상하측면에 광산란 잉크를 스크린 인쇄하여 도트 패턴을 형성시키는 방식과 금형면에 프리즘 패턴을 직접 가공하여 형성하는 방식이 이용되고 있다. 이러한 방식중에서 스크린 인쇄를 이용하는 방식은 공정이 복잡하고 인쇄 불량이 많이 발생하여 생산의 효율성 저하와 생산 원가 상승 등의 문제가 발생한다. 최근에는 상기와 같은 문제점을 해결하고 휘도를 높이고 휘도의 균일도를 유지하기 위해 도광판의 상하측면에 프리즘 패턴을 직접 형성시키는 방식이 주로 이용되고 있다.

또한 도광판은 일반적인 평판형(Flat type)과 광원으로부터 멀어질수록 두께가 얇아지는 쐐기형(Wedge type)의 도광판이 있으며, 쐐기형 도광판은 광원에서 멀어질수록 빛이 점점 약해지게 되므로, 도광판의 모든 면에서 방출되는 빛의 양이 일정하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 도광판 구조는 상기와 같은 평판형 혹은 쐐기형의 도광판에 모두 적용될 수 있는 것으로, 이하에서는 쐐기형의 도광판을 예로 들어 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 도광판(10)의 상측 중앙부와 형광램프가 위치하는 입광부에 프리즘 패턴(20)이 형성되고, 도광판의 반입광부(11)와 좌우측부(12)의 가장자 리에는 프리즘 패턴(20)이 형성되지 않은 구조를 이루고 있다.

여기서 프리즘 패턴(20)이 비형성된 반입광부(11)와 좌우측부(12)의 가장자리는 백라이트 조립시 도광판(10)을 지지하여 고정시키기 위한 외부 프레임(미도시)이 접촉되는 부분이다. 프리즘 패턴(20)이 도광판(10) 면에 전체적으로 형성되는 경우 가장자리 부분의 프리즘 패턴(20)은 프레임과의 접촉에 의해 파손되기가 쉬우며, 프리즘 패턴(20)의 미세한 파손은 도광판(10) 내에서의 빛의 난반사 특성에 영향을 미쳐 외부에서 관찰할 때 크랙(crack)이 발생한 것과 같은 디펙트(Defect)로 작용하게 된다. 또한 프리즘 패턴(20)이 형성된 도광판(10)의 측면을 가공하는 경우에도 가장자리 부분이 파손되기 쉬우므로, 이러한 현상은 백라이트로서의 휘도 특성에 치명적인 영향을 가져오게 된다.

본 발명은 도 3과 같이 외부 프레임 등에 의해 프리즘 패턴(20)이 파손되기 쉬운 가장자리 부분에는 패턴이 형성되지 않더라도, 가장자리는 백라이트 장치의 조립시 외부 프레임에 의해 고정되어 가려지게 되므로 면광원으로서의 휘도 특성에는 영향을 미치지 않게 된다.

도 4와 는 본 발명의 실시예에 따른 도광판의 평면도를 나타내었다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 백라이트용 도광판(10)은 중앙부 상측면에 프리즘 패턴(20)이 형성된 영역이 적용되고, 프레임에 접촉되는 반입광부(11)와 좌우측부(12)의 가장자리 상측면에는 상기 패턴(20)이 비형성된 영역이 적용되어 있다. 이러한 구조의 도광판910)이 백라이트 장치로 조립될 경우 프리즈 패턴(20)이 형성된 부분만이 백라이트의 면광원 역할을 하게 된다. 따라서 도광판(10)의 전면(全 面)에 프리즘 패턴(20)이 형성되지 않더라도 광원으로서의 휘도나 휘도의 균일도에는 영향을 미치지 않게 되며, 조립 과정에서 발생할 수 있는 가장자리에 형성된 프리즘 패턴(20)의 미약한 파손에 따른 디펙트를 방지할 수 있다.

도 5a,b는 본 발명의 실시예에 따라 도광판의 상측면에 프리즘 패턴이 형성된 도 4에 대한 A-A' 및 B-B'의 단면도를 나타내었고, 도 6a,b는 본 발명의 실시예에 따라 도광판의 상하측면에 모두 프리즘 패턴이 형성된 도 4에 대한 A-A' 및 B-B'의 단면도를 나타내었다.

도 5a,b를 참조하면, 도광판(10)의 상측면에는 반입광부(11)와 좌우측부(12)의 가장자리를 제외한 입광부로부터 반입광부 방향으로 프리즘 패턴(20)이 형성되며, 이러한 프리즘 패턴(20)은 도 5b와 같이 형광램프가 위치하는 광원(30)에서 멀어질수록 깊이(d)가 깊어지도록 구성된다. 형광램프 광원(30)은 도광판(10)의 일측에 위치하여 광원(30)에서 멀어질수록 빛이 점점 약해지게 되므로, 프리즘 패턴(20)을 상기와 같이 형성함으로써 광원(30)에서 멀어질수록 프리즘 패턴(20)의 면적이 점차적으로 증가하게 되어 도광판(10)에서 방출되는 빛의 양을 일정하게 조절하여 휘도의 균일도를 향상시킬 수 있다.

도 6a,b를 참조하면, 도광판(10)의 상하측면에 모두 프리즘 패턴(20)이 형성되어 있다. 일반적으로 도광판에 형성되는 프리즘 패턴은 휘도와 휘도의 균일도를 더욱 향상시키기 위해 도광판의 상측면뿐만 아니라 하측면에도 형성될 수 있으며, 하측면의 프리즘 패턴(20)은 상측면에 형성되는 패턴(20)과 수직으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한 도 6b와 같이 도광판(10)의 하측면에 형성되는 프리즘 패턴(20)도 상측면에 형성된 패턴과 마찬가지로 광원(30)으로부터 멀어질수록 깊이(d)가 깊어지도록 구성된다.

본 발명의 실시에 있어서, 도광판에 형성되는 패턴은 도 3과 같이 프리즘 패턴뿐만 아니라, 도트 패턴이나 다양한 형상의 요철이 형성되는 경우에도 도광판의 가장자리에는 패턴이 형성되지 않는 영역을 두어 조립시 외부 프레임 등에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하였으나, 상술한 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상이 허용되는 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 변경되어 실시될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 백라이트 장치용 도광판은 도광판의 상하측면에 빛을 난반사시키기 위한 패턴을 형성함에 있어서, 외부 프레임에 접촉되는 도광판의 반입광면과 좌우측면의 3면에는 패턴이 비형성된 영역을 적용함으로써, 백라이트의 조립시 프리즘 패턴의 파손에 의한 불규칙한 난반사를 제거하여 휘도 특성이 향상된 백라이트 장치를 제공할 수 있다.

Claims (6)

1. 에지형 백라이트 장치의 도광판에 있어서,

   상기 도광판의 상면 중앙에는 입사면으로부터 입사되는 빛을 상측으로 효율적을 출사시키기 위한 프리즘 패턴이 광원과 수직하게 입광부에서 반입광부 방향으로 갈수록 깊이가 깊어지도록 형성된 영역이 적용되고,

   상기 도광판의 상면 좌우측부 및 반입광부의 가장자리에는 상기 프리즘 패턴이 비형성된 영역이 적용되어,

   상기 도광판의 가공 공정이나 백라이트 장치의 조립 공정에서 도광판의 에지 혹은 프리즘 패턴이 파손되어 특정 부위에 난반사광이 집중되는 것을 방지하기 위한 백라이트 장치용 도광판.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 패턴은 상기 도광판의 상하측면에 모두 적용되거나 어느 하나의 측면에 적용되는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판.
4. 제3항에 있어서, 상기 프리즘 패턴은 상측과 하측의 프리즘 패턴이 서로 수직을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 도광판은 쐐기형(Wedge type) 혹은 평판형(Flat type)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판.

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