KR100806710B1 - 액정 디스플레이 장치용 도광판 그리고 이를 이용한백라이트 유닛 및 액정 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display Device)용 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛(Back Light Unit)그리고 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다. 도광판이 입광렌즈부와 디스플레이면부로 이루어지되, 상기 입광렌즈부는 광선의 확산 및 산란을 위한 톱니 모양의 프레넬부와 광선에 대해 내부의 전반사를 위한 공간부가 형성되고, 상기 디스플레이면부는 공간부의 일부에 삽입되어 안착될 수 있는 돌기단이 형성되도록한 것이다.
따라서, 광선이 입광렌즈부를 통해 디스플레이면부로 입사되는 과정에서 발생하는 휘선을 최소화시키도록 하고, 휘선의 감소에 의해 디스플레이면부로 직진하던 광선을 평면으로 퍼지게 하여 수직으로 용이하게 출사시키도록 한다. 또한, 도광판에 입사된 광선을 다양하게 산란, 확산, 반사 및 굴절시켜 평면으로 퍼지도록 하여 액정패널에서의 집광 효율을 증대시키는 동시에 휘도를 향상시키고, 액정패널쪽으로 최대한 균일하게 진행하는 광균일도를 향상시켜 광선의 손실을 최소화시키도록 한다.

Description

액정 디스플레이 장치용 도광판 그리고 이를 이용한 백라이트 유닛 및 액정 디스플레이 장치{LCD LIGHT GUIDING PLATE AND BACK LIGHT UNIT AND LCD USING A THEREOF}
본 발명은 도광판에 입사된 광선을 다양하게 산란, 확산, 반사 및 굴절시켜 평면으로 퍼지도록 하여 액정패널에서의 집광 효율을 증대시키는 동시에 휘도를 향상시키고, 액정패널쪽으로 최대한 균일하게 진행하는 광균일도를 향상시켜 광선의 손실을 최소화시키도록 하는 액정 디스플레이 장치용 도광판 그리고 이를 이용한 백라이트 유닛 및 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 평판형 표시 장치의 하나인 액정 디스플레이 장치(LCD)는 음극선관(CRT)에 비해 시인성이 우수하고 평균 소비 전력도 같은 화면 크기의 CRT에 비해 적을 뿐만 아니라 발열량도 적기 때문에 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Pannel:PDP)나 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display)와 함께 최근에 휴대폰이나 컴퓨터 모니터, 텔레비전의 차세대 표시 장치로 각광받고 있다.
액정 디스플레이 장치는 매트릭스 형태로 배열된 액정 셀들의 광투과율을 그에 공급되는 비디오신호를 조절함으로써 비디오신호에 해당하는 화상을 디스플레이하는 것이다.
이에 따른, 액정 디스플레이 장치는 하부에서 투사되는 광의 투과량을 조절하는 액정 셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix)형태로 배열된 액정패널과, 상기 액정패널의 하부에서 광을 투사하는 백라이트 유닛(Back-Light Unit)과, 상기 액정패널의 상면에 각 액정 셀들 별로 분리되어 형성된 적, 녹, 청색의 컬러필터 및 화소를 구분하기 위한 블랙 매트릭스층 등으로 이루어진다.
이에, 램프가 액정패널의 측면에 설치되어 액정층에 광을 제공하는 측면형 백라이트 유닛은 액정패널의 측면에 설치되어 반사판과 도광판을 통해 액정층에 광선을 공급할 수 있기 때문에 전체적인 두께를 얇게 할 수 있다.
따라서, 핸드폰, PDA, 차량 네비게이션 및 노트북등에 주로 사용된다.
그러나 광선을 발광하는 LED 램프가 액정패널의 측면에 위치하므로 광선의 효율이 낮아서 효율적으로 대면적의 액정패널에 적용하기 어렵다.
또한, 도광판을 통해 광이 공급되므로 고휘도를 얻기 위해서는 다량의 LED 광원을 사용해야 하기 때문에 대면적의 액정패널에는 적합하지 못하는 문제가 있다.
이와 같이, 상기 측면형 백라이트 유닛은 고휘도를 얻기 위한 휘도를 증가시키기 위해서 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 종래에는 도광판의 저면을 여러 형태로 이루도록 제시하였다.
그러나, 도 1에 도시된 도광판(11)의 저면에는 원형 및 타원형의 반사패턴(11a) 형태로 배열되어 형성되고, 도 2에 도시된 도광판(12)의 저면에는 피라미드(사각뿔) 형태의 반사패턴(12a)로 배열되어 형성되어 있으나, 이들은 고휘도를 얻는 데 어느 정도 한계가 있을 뿐만 아니라 형태의 구성이 복잡하여 제조 및 생산이 어려워 전체적인 경제성이 저하되는 문제가 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 도광판(13)의 저면에는 일렬로 배열된 형태의 프리즘 어레이부(13a)가 형성되어 있는 것으로, 이는 고휘도를 얻을 수 있는 장점이 있으나 전체적인 광균일도를 이루지 못하여 휘선이 발생되는 문제가 있고, 상기 휘선이 발생되는 문제로 인해 도광판에 대한 면광원의 품질이 저하되는 문제가 발생하게 되는 것이다.
이에 따른, 종래의 도광판을 적용시켜 이루어지는 백라이트 유닛의 구성은 광선을 발광하는 발광 램프와, 상기 발광 램프에서 발생한 광선을 산란시키어 면광원으로 출사하는 도광판과, 상기 도광판의 하부에서 광선을 액정패널이 위치한 상부 방향으로 반사시키는 반사판과, 상기 도광판을 경유한 광선의 확산 및 진행 방향을 조절하기 위한 확산판과 프리즘 시트를 포함하여 구성되는 것이다.
여기서, 상기 도광판을 경유한 광선은 확산판에 의해 전방향으로 확산되고, 상기 확산판을 경유한 광선은 프리즘 시트에서 그 진행 방향이 액정패널과 수직을 이루도록 조절되며, 상기 프리즘 시트를 경유한 광선은 액정패널에 입사하게 되는 것이다.
그러나, 종래의 고휘도용 백라이트 유닛의 도광판은 발광램프의 광선이 입사되는 과정에서 대부분 직진성을 가지는 광선이어서 휘선이 발생되는 문제가 있고, 상기의 휘선이 발생되는 문제로 인해 광선이 폭넓게 퍼지지 못하여 액정패널에 있어 빛의 손실이 많아져 휘도가 떨어질 뿐만 아니라 광균일도도 저하되는 문제가 있 다.
상기 휘선의 발생은 광선이 균일하게 분포되지 못하기 때문에 발생되는 것으로, 이는 액정패널 상에서 광선이 강하게 된 부분에 굵은 줄이 생성되어 화면에 표출되는 것이다.
특히, 상기에서 설명한 바와 같이 액정패널에 불균일한 광선이 입사되기 때문에 고균일도를 얻기 어려워 대면적의 액정패널에는 적합하지 못하는 문제가 있는 것이다.
따라서, 상기와 같은 문제들로 인해 종래에 실시하고 있는 고휘도용 도광판 및 이를 적용하여 제조 조립된 백라이트 유닛은 휘도 및 광균일도가 좋지 못한 등의 그 효율성에 한계가 있기 때문에 액정패널과 같은 제품에는 전혀 신뢰성을 갖지 못하는 문제점이 내포되어 있는 것이다.
기술적 과제
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술이 갖는 여러 문제점들을 해결하고자 창출된 것으로, 다음과 같은 목적을 갖는다.
본 발명은 도광판을 입광렌즈부와 디스플레이면부로 형성하고 입광렌즈부는 톱니 모양의 프레넬부와 전반사를 위한 공간부를 형성함으로써, 광선이 입광렌즈부에서 디스플레이면부로 입사되는 과정에서 발생하는 휘선을 최소화시키는 동시에 휘선의 감소에 의해 디스플레이면부로 직진하던 광선을 평면으로 퍼지게 하여 수직으로 용이하게 출사시키는 액정 디스플레이 장치용 도광판 그리고 이를 이용한 백라이트 유닛 및 액정 디스플레이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치용 도광판은 하부에서 투사되는 광의 투과량을 조절하는 액정 셀들이 액티브 매트릭스형태로 배열된 액정 디스플레이 장치의 액정패널에 있어서, 상기 액정패널쪽으로 면광원인 광선을 출사시키기 위한 도광판에는 광선의 확산, 반사를 위한 톱니 모양의 프레넬부를 갖는 입광렌즈부가 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치용 도광판은 하부에서 투사되는 광의 투과량을 조절하는 액정 셀들이 액티브 매트릭스형태로 배열된 액정 디스플레이 장치의 액정패널에 있어서, 상기 액정패널쪽으로 면광원인 광선을 출사시키기 위한 도광판에는 광선의 확산 및 반사를 위한 톱니 모양의 프레넬부와 삼각형을 포함하는 다각형의 공간부로 형성되어 다각형을 구성하는 반사면들에 의해 광선에 대해 전반사가 일어나도록 하는 입광렌즈부;상기 입광렌즈부의 공간부 일부에 삽입되어 안착될 수 있는 돌기단이 형성된 디스플레이면부;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치용 도광판은 하부에서 투사되는 광의 투과량을 조절하는 액정 셀들이 액티브 매트릭스형태로 배열된 액정 디스플레이 장치의 액정패널에 있어서, 상기 액정패널쪽으로 면광원인 광선을 출사시키기 위한 도광판에는 광선의 확산 및 반사를 위한 톱니 모양의 프레넬부와 삼각형을 포함하는 다각형의 공간부로 형성되어 다각형을 구성하는 반사면들에 의해 광선에 대해 전반사가 일어나도록 하는 입광렌즈부;상기 입광렌즈부의 공간부 일부에 삽입되어 안착될 수 있는 돌기단이 형성된 디스플레이면부;를 포함하고, 상기 디스플레이면부에 접하는 입광렌즈부의 결합 영역이 광선의 확산 및 반사를 위하여 굴곡진 형태를 갖는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 입광렌즈부의 프레넬부는 입광된 광선의 반사, 확산 및 굴절률을 높이기 위해 다수의 톱니형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치용 도광판은 하부에서 투사되는 광의 투과량을 조절하는 액정 셀들이 액티브 매트릭스형태로 배열된 액정 디스플레이 장치의 액정패널에 있어서, 상기 액정패널쪽으로 면광원인 광선을 출사시키기 위한 도광판에는 광선의 확산 및 산란을 위한 톱니 모양의 프레넬부와 광선에 대해 내부의 전반사를 위한 삼각형을 포함하는 다각형의 공간부로 형성된 입광렌즈부;상기 입광렌즈부의 공간부 일부에 삽입되어 안착될 수 있는 돌기단이 형성된 디스플레이면부;를 포함하고, 상기 디스플레이면부에 접하는 입광렌즈부의 결합 영역이 광선의 확산 및 산란을 위하여 굴곡진 형태를 갖는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 입광렌즈부의 프레넬부는 입광된 광선의 산란, 확산 및 굴절률을 높이기 위해 다수의 톱니형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고 상기 입광렌즈부에는 발광다이오드(LED)와 같은 발광램프의 광선이 직접 입사되는 광선입사부위가 오목렌즈 형태 또는 볼록렌즈 형태 또는 평면 형태 또는 양측에 라운드 형상을 갖는 평면 형태 중에 어느 하나의 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고 상기 입광렌즈부에 형성된 공간부에는 다각형의 꼭지점을 중심으로 대칭적으로 2개면의 프레넬 형태의 반사면을 가지는 이등변의 형태인 것이 바람직하다.
그리고 상기 입광렌즈부에 형성된 톱니 모양의 프레넬부에는 반사면에 존재하는 프리즘 형상의 각도가 각각 5˚≤α≤60˚, 55˚≤β≤95˚, 5˚≤ω≤60˚의 범위를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 디스플레이용 백라이트 유닛은 액정패널의 후면에서 백색광을 고르게 투사시키도록 액정 디스플레이 장치에 적용되어 사용하는 백라이트 유닛에 있어서, 상기 백라이트 유닛은 광원인 광선을 생성하여 발광시키는 발광다이오드(LED)와 같은 발광램프;광원의 확산 및 반사를 위한 톱니 모양의 프레넬부 및 다각형의 공간부로 형성되어 다각형을 구성하는 반사면들에 의해 광선에 대해 전반사가 일어나도록 하는 입광렌즈부와 상기 입광렌즈부의 공간부 일부에 삽입되어 안착될 수 있는 돌기단이 형성된 디스플레이면부로 구성되는 도광판;상기 도광판을 경유한 광선의 확산 및 진행 방향을 조절하기 위한 확산판 및 프리즘 시트;상기 발광램프에서 발생시키는 광선이나 도광판에서 직하된 광선을 반사시키기 위한 반사판;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 디스플레이면부에 접하는 입광렌즈부의 결합 영역이 광원의 확산 및 반사를 위하여 굴곡진 형태를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 디스플레이용 백라이트 유닛은 액정패널의 후면에서 백색광을 고르게 투사시키도록 액정 디스플레이 장치에 적용되어 사용하는 백라이트 유닛에 있어서, 상기 백라이트 유닛은 광원인 광선을 생성하여 발광시키는 발광다이오드(LED)와 같은 발광램프;광원의 확산 및 산란을 위한 톱니 모양의 프레넬부 및 광원에 대해 내부의 전반사를 위한 공간부로 형성된 입광렌즈부와 상기 입광렌즈부의 공간부 일부에 삽입되어 안착될 수 있는 돌기단이 형성된 디스플레이면부로 구성되는 도광판;상기 도광판을 경유한 광선의 확산 및 진행 방향을 조절하기 위한 확산판 및 프리즘 시트;상기 발광램프에서 발생시키는 광선이나 도광판에서 직하된 광선을 반사시키기 위한 반사판;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 디스플레이면부에 접하는 입광렌즈부의 결합 영역이 광원의 확산 및 산란을 위하여 굴곡진 형태를 갖는 것이 바람직하다.
그리고 상기 입광렌즈부에는 발광다이오드(LED)와 같은 발광램프의 광선이 직접 입사되는 광선입사부위가 오목렌즈 형태 또는 볼록렌즈 형태 또는 평면 형태 또는 양측에 라운드 형상을 갖는 평면 형태 중에 어느 하나의 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 액정 디스플레이 장치는 광원의 확산 및 반사를 위한 톱니 모양의 프레넬부 및 다각형의 공간부로 형성되어 다각형을 구성하는 반사면들에 의해 광선에 대해 전반사가 일어나도록 하는 입광렌즈부와 상기 입광렌즈부의 공간부 일부에 삽입되어 안착될 수 있는 돌기단이 형성된 디스플레이면부로 구성되는 도광판과,상기 도광판을 경유한 광선의 확산 및 진행 방향을 조절하기 위한 확산판 및 프리즘 시트 그리고 상기 발광램프에서 발생시키는 광선이나 도광판에서 직하된 광선을 반사시키기 위한 반사판을 포함하는 백라이트 유닛;상기 백라이트 유닛과 결합되고 투사되는 광의 투과량을 조절하는 액정 셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix)형태로 배열되어 백라이트 유닛에 의해 투사되는 광에 의해 영상을 표시하는 액정 패널; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 디스플레이면부의 일측 또는 양측에는 돌기단이 다수개 형성되되, 상기 돌기단 각각이 삽입되어 안착될 수 있도록 대응되는 입광렌즈부가 다수개 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 액정 디스플레이 장치는 광원의 확산 및 산란을 위한 톱니 모양의 프레넬부 및 광원에 대해 내부의 전반사를 위한 공간부로 형성된 입광렌즈부와 상기 입광렌즈부의 공간부 일부에 삽입되어 안착될 수 있는 돌기단이 형성된 디스플레이면부로 구성되는 도광판과,상기 도광판을 경유한 광선의 확산 및 진행 방향을 조절하기 위한 확산판 및 프리즘 시트 그리고 상기 발광램프에서 발생시키는 광선이나 도광판에서 직하된 광선을 반사시키기 위한 반사판을 포함하는 백라이트 유닛;상기 백라이트 유닛과 결합되고 투사되는 광의 투과량을 조절하는 액정 셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix)형태로 배열되어 백라이트 유닛에 의해 투사되는 광에 의해 영상을 표시하는 액정 패널; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 디스플레이면부의 일측 또는 양측에는 돌기단이 다수개 형성되되, 상기 돌기단 각각이 삽입되어 안착될 수 있도록 대응되는 입광렌즈부가 다수개 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
유리한 효과
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 광선이 입광렌즈부에서 디스플레이면부로 입사되는 과정에서 발생하는 휘선이 최소화되는 효과와 휘선의 감소에 의해 디스플레이면부로 직진하던 광선이 평면으로 퍼지게 되어 수직으로 용이하게 출사되는 효과가 있다.
또한, 도광판에 입사된 광선이 다양하게 굴절되어 평면으로 퍼지도록 하여 액정패널에서의 집광 효율의 증대와 휘도가 향상되는 효과와 액정패널쪽으로 최대한 균일하게 진행되도록 광균일도가 향상되어 광선의 손실이 최소화되는 효과가 있다.
휘도 및 광균일도가 우수한 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛을 적용하는 것에 의해 대형 LCD 디스플레이용 액정패널과 같은 제품의 만족도가 극대화되는 여러 효과를 동시에 거둘 수 있다.
도 1 내지 도 3은 종래에 실시하고 있는 도광판의 저면에 대한 반사 형태를 보여주기 위한 단면 예시도,
도 4는 본 발명을 설명하기 위해 도광판의 입광렌즈부에 대한 실시 상태를 개략적으로 보여주는 예시도,
도 5는 본 발명에 따른 입광렌즈부의 공간부에 대한 꼭지점 형태를 보여주는 예시도,
도 6은 본 발명에 의한 입광렌즈부의 광선 입사 부위가 볼록렌즈 형태인 것 을 보여주는 실시예시도,
도 7은 본 발명에 의한 입광렌즈부의 광선 입사 부위가 오목렌즈 형태인 것을 보여주는 다른 실시예시도,
도 8은 본 발명에 의한 입광렌즈부의 광선 입사 부위가 평면 형태인 것을 보여주는 다른 실시예시도,
도 9내지 도 13은 도 8의 구조에서 광선 입사 부위에 굴곡을 갖는 형태를 나타낸 실시예시도
도 14는 본 발명에 의한 입광렌즈부의 광선 입사 부위가 양측에 라운드 형상을 갖는 평면 형태인 것을 보여주는 다른 실시예시도,
도 15 내지 도 19는 본 발명에 따른 도광판의 입광렌즈부의 여러 실시 형태를 나타낸 예시도,
도 20은 본 발명에 따른 도광판의 입광렌즈부와 디스플레이면부에 대한 결합 실시를 보여주는 예시도,
도 21은 본 발명에 따른 입광렌즈부와 디스플레이면부에 대한 결합 상태를 보여주는 측면도,
도 22는 본 발명에 따라 실시되고 있는 도광판을 백라이트 유닛에 적용된 상태를 설명하기 위한 실시 예시도,
도 23은 본 발명에 의해 실시되고 있는 도광판의 입광부렌즈부에 대한 산란 및 굴절 상태를 보여주는 예시도,
도 24는 본 발명에 따른 백라이트 유닛을 적용한 액정 디스플레이 장치의 구 성을 나타낸 실시 예시도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
20, 200 : 도광판 21 : 입광렌즈부
21a : 프레넬부 21b : 공간부
21-1 : 입구단 22 : 디스플레이면부
22a : 돌기단 23 : 결합 영역
100 : 발광램프 300 : 확산판
본 발명은 하부에서 투사되는 광의 투과량을 조절하는 액정 셀들이 액티브 매트릭스형태로 배열된 액정 디스플레이 장치의 액정패널에 있어서, 상기 액정패널(미도시)쪽으로 면광원인 광선을 출사시키기 위한 도광판(20)에는 광선의 확산 및 반사를 위한 톱니 모양(saw-like)의 프레넬부(21a)를 갖는 입광렌즈부(21)가 구비되어 이루어진다.
상기 입광렌즈부(21)의 프레넬부(21a)는 입광된 광선의 반사, 확산 및 굴절률을 높이기 위해 다수의 톱니형상으로 이루어진다.
그리고 상기 입광렌즈부(21)에는 발광다이오드(LED)와 같은 발광램프의 광선이 직접 입사되는 광선입사부위가 도 6의 볼록 렌즈 형태, 도 7의 오목 렌즈 형태, 도 8 내지 도 13의 평면 형태, 도 14의 양측에 라운드 형상을 갖는 평면 형태를 포함하는 다양한 형태중에 어느 하나의 형태로 이루어지며, 상기 입광렌즈부(21)에는 광선에 대해 내부에서의 전반사를 위한 공간부(21b)가 더 구비되어 이루어진다.
공간부(21b)는 삼각형을 포함하는 다각형으로 형성되어 다각형을 구성하는 반사면들에 의해 광선에 대해 전반사가 일어나도록 한다.
이하, 상기한 본 발명을 이루기 위한 바람직한 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 사용자, 작업자 및 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라 질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
상기 입광렌즈부(21)에 형성된 공간부(21b)에는 다각형의 꼭지점을 중심으로 대칭적으로 2개면의 반사면을 가지는 이등변의 형태이고, 상기 입광렌즈부(21)에 형성된 프레넬부(21a)에는 반사면에 존재하는 프리즘 형상의 각도가 각각 5˚≤α≤60˚, 55˚≤β≤95˚, 5˚≤ω≤60˚의 범위를 갖는 것이다.
그리고 도 6 내지 도 14는 본 발명에 의한 입광렌즈부의 광선 입사 부위의 형상을 나타낸 실시 예시도이다.
본 발명은 하부에서 투사되는 광의 투과량을 조절하는 액정 셀들이 액티브 매트릭스형태로 배열된 액정 디스플레이 장치의 액정패널에 있어서, 상기 액정패널(미도시)쪽으로 면광원인 광선을 출사시키기 위한 도광판(20)에는 광선의 확산 및 산란을 위한 톱니 모양(saw-like)의 프레넬부(21a)를 갖는 입광렌즈부(21)가 구비되어 이루어진다.
상기 입광렌즈부(21)의 프레넬부(21a)는 입광된 광선의 산란, 확산 및 굴절률을 높이기 위해 다수의 톱니형상으로 이루어진다.
그리고 상기 입광렌즈부(21)에는 발광다이오드(LED)와 같은 발광램프의 광선이 직접 입사되는 광선입사부위가 도 6의 볼록 렌즈 형태, 도 7의 오목 렌즈 형태, 도 8 내지 도 13의 평면 형태, 도 14의 양측에 라운드 형상을 갖는 평면 형태를 포함하는 다양한 형태중에 어느 하나의 형태로 이루어지며, 상기 입광렌즈부(21)에는 광선에 대해 내부에서의 전반사를 위한 공간부(21b)가 더 구비되어 이루어진다.
그리고 광선입사부위가 평면 형태인 도 8의 구조에서는 도 9 내지 도 13과 같이 입사부위에 다양한 형태의 굴곡이 형성된다.
도 15는 도광판의 입광렌즈부(21)와 디스플레이면부(22)가 접하는 결합 영역(23)에 라운드 형태의 굴곡을 형성한 것으로, 광선의 확산 및 반사를 위한 프레넬부(21a)와 광원에 대해 내부의 전반사를 위한 공간부(21b)에 의해 진행되어 온 광선을 보다 균일하게 진행되도록 한다.
도 16은 도광판의 입광렌즈부(21)와 디스플레이면부(22)가 접하는 결합 영역(23)에 프리즘 형태의 굴곡을 형성한 것으로, 광선의 확산 및 반사를 위한 프레넬부(21a)와 광원에 대해 내부의 전반사를 위한 공간부(21b)에 의해 진행되어 온 광선을 보다 균일하게 진행되도록 한다.
도 17는 도광판의 입광렌즈부(21)와 디스플레이면부(22)가 접하는 결합 영역(23)에 원형의 음각 부분을 갖는 형태의 굴곡을 형성한 것으로, 광선의 확산 및 반사를 위한 프레넬부(21a)와 광원에 대해 내부의 전반사를 위한 공간부(21b)에 의해 진행되어 온 광선을 보다 균일하게 진행되도록 한다.
도 18은 도광판의 입광렌즈부(21)와 디스플레이면부(22)가 접하는 결합 영역(23)에 원형의 양각 부분을 갖는 형태의 굴곡을 형성한 것으로, 광선의 확산 및 반사를 위한 프레넬부(21a)와 광원에 대해 내부의 전반사를 위한 공간부(21b)에 의해 진행되어 온 광선을 보다 균일하게 진행되도록 한다.
도 19는 도광판의 입광렌즈부(21)와 디스플레이면부(22)가 접하는 결합 영역(23)에 물결 무늬 형태의 굴곡을 형성한 것으로, 광선의 확산 및 반사를 위한 프레넬부(21a)와 광선에 대해 내부의 전반사를 위한 공간부(21b)에 의해 진행되어 온 광선을 보다 균일하게 진행되도록 한다.
도 15 내지 도 19는 본 발명에 따른 도광판의 입광렌즈부의 여러 실시 형태를 나타낸 것으로, 다른 형상으로 형성될 수 있음은 당연하다.
즉, 도 15 내지 도 19에서는 오른쪽에 광선입사부위가 볼록 렌즈 형태, 왼쪽에는 광선입사부위가 오목 렌즈 형태인 구조에서의 결합 영역의 굴곡 형태를 나타내었으나, 도 8 내지 도 14에서와 같이 다른 형태인 구조일 수 있음은 당연하다.
도 15는 도광판의 입광렌즈부(21)와 디스플레이면부(22)가 접하는 결합 영역(23)에 라운드 형태의 굴곡을 형성한 것으로, 광선의 확산 및 산란을 위한 프레넬부(21a)와 광원에 대해 내부의 전반사를 위한 공간부(21b)에 의해 진행되어 온 광선을 보다 균일하게 진행되도록 한다.
도 16은 도광판의 입광렌즈부(21)와 디스플레이면부(22)가 접하는 결합 영역 (23)에 프리즘 형태의 굴곡을 형성한 것으로, 광선의 확산 및 산란을 위한 프레넬부(21a)와 광원에 대해 내부의 전반사를 위한 공간부(21b)에 의해 진행되어 온 광선을 보다 균일하게 진행되도록 한다.
도광판의 전체 구조는 하부에서 투사되는 광의 투과량을 조절하는 액정 셀들이 액티브 매트릭스형태로 배열된 액정 디스플레이 장치의 액정패널에 있어서, 상기 액정패널(미도시)쪽으로 면광원인 광선을 출사시키기 위한 도광판(20)에는 광선의 확산 및 반사를 위한 톱니 모양의 프레넬부(21a)와 광선에 대해 내부의 전반사를 위한 공간부(21b)로 형성된 입광렌즈부(21)와, 상기 입광렌즈부(21)의 공간부(21b) 일부에 삽입되어 안착될 수 있는 돌기단(22a)이 형성된 디스플레이면부(22)로 이루어지는 것이다.
도 18은 도광판의 입광렌즈부(21)와 디스플레이면부(22)가 접하는 결합 영역(23)에 원형의 양각 부분을 갖는 형태의 굴곡을 형성한 것으로, 광선의 확산 및 산란을 위한 프레넬부(21a)와 광원에 대해 내부의 전반사를 위한 공간부(21b)에 의해 진행되어 온 광선을 보다 균일하게 진행되도록 한다.
도 19는 도광판의 입광렌즈부(21)와 디스플레이면부(22)가 접하는 결합 영역(23)에 물결 무늬 형태의 굴곡을 형성한 것으로, 광선의 확산 및 산란을 위한 프레넬부(21a)와 광선에 대해 내부의 전반사를 위한 공간부(21b)에 의해 진행되어 온 광선을 보다 균일하게 진행되도록 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 도광판의 입광렌즈부(21)와 디스플레이면부(22)의 결합 구조는 다음과 같다.
도 20은 본 발명에 따른 도광판의 입광렌즈부와 디스플레이면부에 대한 결합 실시를 보여주는 예시도이고, 도 21은 본 발명에 따른 입광렌즈부와 디스플레이면부에 대한 결합 상태를 보여주는 측면도이다.
도 20에서는 입광렌즈부(21)와 디스플레이면부(22)가 접하는 결합 영역(23)에 굴곡을 형성하지 않은 것을 예시하였으나, 입광렌즈부(21)의 결합 영역(23)에 굴곡을 형성한 것이 결합될 수 있음은 당연하다.
그리고 디스플레이면부(22)의 저면에는 다양한 형태의 반사 패턴이 형성된다.
도광판의 전체 구조는 하부에서 투사되는 광의 투과량을 조절하는 액정 셀들이 액티브 매트릭스 형태로 배열된 액정 디스플레이 장치의 액정패널에 있어서, 상기 액정패널(미도시)쪽으로 면광원인 광선을 출사시키기 위한 도광판(20)에는 광선의 확산 및 산란을 위한 톱니 모양의 프레넬부(21a)와 광선에 대해 내부의 전반사를 위한 공간부(21b)로 형성된 입광렌즈부(21)와, 상기 입광렌즈부(21)의 공간부(21b) 일부에 삽입되어 안착될 수 있는 돌기단(22a)이 형성된 디스플레이면부(22)로 이루어지는 것이다.
상기 입광렌즈부(21)와 디스플레이면부(22)는 분리되지 않고 일체화된 상태로 이루어지고, 상기 디스플레이면부(22)의 일측에는 돌기단(22a)이 다수개 형성되되, 상기 돌기단(22a) 각각이 삽입되어 안착될 수 있도록 대응되는 입광렌즈부(21)가 다수개 구비되어 이루어진다.
상기 백라이트 유닛은 광선을 생성하여 발광시키는 발광다이오드(LED)와 같은 발광램프(도시하지 않음)와, 상기 발광램프에서 발생시키는 광선을 용이하게 수직으로 출사시키기 위해 입광렌즈부(21)와 디스플레이면부(22)로 구성되는 도광판(200)과, 상기 도광판(200)을 경유한 광선의 확산 및 진행 방향을 조절하기 위한 확산판(300) 및 프리즘 시트(400)와, 상기 발광램프에서 발생시키는 광선이나 도광판(200)에서 직하된 광선을 반사시키기 위한 반사판(500)을 포함하여 구성되는 것이다.
상기 도광판(200)에는 광선의 확산 및 반사를 위한 톱니 모양의 프레넬부(21a) 및 광선에 대해 내부의 전반사를 위한 공간부(21b)로 형성된 입광렌즈부(21)와, 상기 입광렌즈부(21)의 공간부(21b) 일부에 삽입되어 안착될 수 있는 돌기단(22a)이 형성된 디스플레이면부(22)로 이루어지고, 상기 디스플레이면부(22)의 일측에는 돌기단(22a)이 다수개 형성되되, 상기 돌기단(22a) 각각이 삽입되어 안착될 수 있도록 대응되는 입광렌즈부(21)가 다수개 구비되어 이루어진다.
중앙측에는 입광렌즈부(21)를 통한 입사된 광선이 입사측보다 더 조밀하게 입사되되, 상기 광선이 입사측에서 중앙측으로 이동될 수록 더 조밀하게 입사되는 것이다.
이상에서 설명한바와 같은 본 발명에 따른 도광판이 적용된 백라이트 유닛의 구조 및 본 발명에 따른 백라이트 유닛을 적용한 액정 디스플레이 장치의 구조는 다음과 같다.
이를 위해, 상기에서 설명한 바와 같이, 도광판(20)에는 입광렌즈부(21)가 구비되게 되는데, 이는 프레넬(fresnel)부(21a)가 다수의 톱니형상으로 입광렌즈부(21)의 측면에 형성되어 있기 때문에 발광다이오드(LED)와 같은 발광램프가 입사될 경우 프레넬부(21a)의 다수의 톱니형상에 의해 광선의 확산 및 반사를 일으키게 되고, 이때 광선은 도 23에서와 같이 용이하게 평면으로 퍼지게 되는 것이다.
도 23은 본 발명에 의해 실시되고 있는 도광판의 입광렌즈부에 대한 확산,반사 및 굴절 상태를 보여주는 예시도로서, 이는 시뮬레이션(Simulation)에 의해 나타낸 것으로, 백라이트 유닛의 도광판(200)에 구비된 입광렌즈부(21)가 광선을 다양하게 반사 및 확산시키고 굴절시킬 수 있어 전체적으로 볼 때 액정패널에서는 휘도의 향상과 광균일도의 향상이 명백하여 휘선이 방지될 수가 있는 것이다.
또한, 상기 입광렌즈부(21)에는 공간부(21b)가 구비되어 있는데, 이는 프리즘 패턴으로 광선에 대해 내부에서의 전반사를 발생시켜 광선의 확산, 굴절 및 반사를 일으키게 되어 더욱 더 평면으로 퍼지게 되는 것이다.
그리고, 상기 입광렌즈부(21)에는 발광다이오드(LED)와 같은 발광램프의 광선이 직접 입사되는 광선입사부위가 오목렌즈 형태 또는 볼록렌즈 형태를 포함하는 어느 하나의 형태로 이루어져 있기 때문에 이 또한 광선의 확산, 굴절, 반사에 의해 용이하게 평면으로 퍼지게 되어 광선의 직진성을 더욱 갖게 되는 것이다.
물론, 본 발명에 따른 백라이트 유닛에 광선의 확산 및 반사를 위한 톱니 모양의 프레넬부(21a)와 광선에 대해 내부의 전반사를 위한 공간부(21b)에 의해 진행되어 온 광선을 보다 균일하게 진행되도록 하기 위하여 도광판의 입광렌즈부(21)와 디스플레이면부(22)가 접하는 결합 영역(23)에 다양한 형태의 굴곡을 형성한 구조가 적용될 수 있음은 당연하다.
그리고 다른 형태로 상기 디스플레이면부(22)의 일측 및 타측에는 돌기단(22a)이 다수개 각각 형성되되, 상기 돌기단(22a) 각각이 삽입되어 안착될 수 있도록 대응되는 입광렌즈부(21)가 다수개 구비되어 이루어진다.
상기 입광렌즈부(21)에 형성된 공간부(21b)는 다각형의 꼭지점을 중심으로 대칭적으로 2개면의 반사면을 가지는 이등변의 형태이다.
이를 위해, 상기에서 설명한 바와 같이, 도광판(20)에는 입광렌즈부(21)가 구비되게 되는데, 이는 프레넬(fresnal)부(21a)가 다수의 톱니형상으로 입광렌즈부(21)의 측면에 형성되어 있기 때문에 발광다이오드(LED)와 같은 발광램프가 입사될 경우 프레넬부(21a)의 다수의 톱니형상에 의해 광선의 확산 및 산란을 일으키게 되 고, 이때 광선은 도 16에서와 같이 용이하게 평면으로 퍼지게 되는 것이다.
도 23은 본 발명에 의해 실시되고 있는 도광판의 입광렌즈부에 대한 산란 및 굴절 상태를 보여주는 예시도로서, 이는 시뮬레이션(Simulation)에 의해 나타낸 것으로, 백라이트 유닛의 도광판(200)에 구비된 입광렌즈부(21)가 광선을 다양하게 산란 및 확산시키고 굴절시킬 수 있어 전체적으로 볼 때 액정패널에서는 휘도의 향상과 광균일도의 향상이 명백하여 휘선이 방지될 수가 있는 것이다.
또한, 상기 입광렌즈부(21)에는 공간부(21b)가 구비되어 있는데, 이는 프리즘 패턴으로 광선에 대해 내부에서의 전반사를 발생시켜 광선의 확산, 굴절 및 산란을 일으키게 되어 더욱 더 평면으로 퍼지게 되는 것이다.
그리고, 상기 입광렌즈부(21)에는 발광다이오드(LED)와 같은 발광램프의 광선이 직접 입사되는 광선입사부위가 오목렌즈 형태 또는 볼록렌즈 형태를 포함하는 어느 하나의 형태로 이루어져 있기 때문에 이 또한 광선의 확산, 굴절, 반사 및 산란에 의해 용이하게 평면으로 퍼지게 되어 광선의 직진성을 더욱 갖게 되는 것이다.
또한, 상기 도광판(20)의 입광렌즈부(21)와 디스플레이면부(22)가 분리되지 않고 일체화된 상태로 이루어지게 하고, 상기 디스플레이면부(22)의 일측에는 돌기단(22a)이 다수개 형성된 상태에서 상기 돌기단(22a) 각각이 입광렌즈부(21)에 형성된 공간부(21b)의 입구단(21-1)에 각각 삽입되어 안착될 수 있으며, 상기 디스플레이면부(22)의 일측 및 타측에 돌기단(22a)을 다수개 각각 형성하였을 경우에도 상기 돌기단(22a) 각각이 입광렌즈부(21)에 형성된 공간부(21b)의 입구단(21-1)에 각각 삽입되어 안착될 수 있기 때문에 광선의 확산, 반사 및 굴절률을 더욱 높일 수 있고, 광선이 대부분 평면으로 퍼져서 직진한 다음 용이하게 수직으로 출사될 수 있어 전체적인 휘도 및 광균일도를 향상시킬 수가 있는 것이다.
그리고 상기 입광렌즈부(21)에는 프리즘 패턴을 갖는 공간부(21b)가 마련되 어 있는데, 이 공간부(21b)에는 터진 상태의 입구단(21-1)이 형성되어 있어 상기 입광렌즈부(21)가 다른 별도 부재와의 결합을 실시할 경우 용이하게 삽입 안착시킬 수가 있는 것이다.
한편, 액정패널의 후면에서 백색광을 고르게 투사시키도록 액정 디스플레이 장치에 적용되어 사용하는 백라이트 유닛에는 하단부에 반사판(500)이 위치되어 액정패널이 위치한 상부 방향으로 광선을 반사시키게 되고, 상기 반사판(500)의 상부에는 도광판(200)이 위치되어 발광다이오드(LED)와 같은 발광램프에서 발생한 광선을 용이하게 산란시키어 면광원으로 출사시키게 된다.
또한, 상기 입광렌즈부(21)에 형성된 내부전반사를 위한 공간부(21b)에는 각 꼭지점 부분이 직각을 이루는 것이 가장 바람직하다.
그리고 도 6과 같이 입광렌즈부의 광선 입사 부위가 볼록 렌즈 형태인 경우에는 라운드진 부분의 곡률 반경(r)의 값은 0.01 ~ 10mm이다.
그리고, 상기 디스플레이면부(22)의 일측에는 돌기단(22a)이 다수개 형성된 상태에서 상기 돌기단(22a) 각각이 입광렌즈부(21)에 형성된 공간부(21b)의 입구단(21-1)에 각각 삽입되어 안착될 수 있고, 또한 상기 디스플레이면부(22)의 일측 및 타측에 돌기단(22a)을 다수개 각각 형성하였을 경우에도 상기 돌기단(22a) 각각이 입광렌즈부(21)에 형성된 공간부(21b)의 입구단(21-1)에 각각 삽입되어 안착될 수 있기 때문에 상기 발광램프에서 발생시키는 광선을 용이하게 수직으로 출사시킬 수 있을 뿐만 아니라 휘선이 방지되어 패턴에 의해 광선을 수직으로 출사시킬 수가 있는 것이어서, 이는 광선이 더욱 넓게 평면으로 퍼져서 직진한 다음 대부분 수직으로 출사될 수 있어 전체적인 휘도 및 광균일도를 향상시킬 수가 있는 것이고, 상기 디스플레이면부(22)로 입사되는 광선이 직진성을 갖는 현상인 휘선의 발생을 미연에 방지할 수가 있는 것이다.
상기 디스플레이면부(22)의 돌기단(22a)이 입광렌즈부(21)에 형성된 공간부(21b)의 입구단(21-1)에 삽입되어 결합되게 되면, 상기 입광렌즈부(21)의 톱니 모양의 프레넬부(21a)와 공간부(21b)로 광선이 입사될 경우에 용이하게 평면으로 퍼진 다음 상기 광선은 디스플레이면부(22) 상에서 용이하게 수직으로 출사되는 것으로서, 이는 입광렌즈부(21)에서 디스플레이면부(22)로 입사되는 광선이 직진성을 갖는 현상인 휘선의 발생을 방지할 수 있어 광선을 수직으로 용이하게 출사시킬 수가 있는 것이다.
또한, 상기 도광판(20)의 입광렌즈부(21)와 디스플레이면부(22)가 분리되지 않고 일체화된 상태로 이루어지게 하고, 상기 디스플레이면부(22)의 일측에는 돌기단(22a)이 다수개 형성된 상태에서 상기 돌기단(22a) 각각이 입광렌즈부(21)에 형성된 공간부(21b)의 입구단(21-1)에 각각 삽입되어 안착될 수 있으며, 상기 디스플레이면부(22)의 일측 및 타측에 돌기단(22a)을 다수개 각각 형성하였을 경우에도 상기 돌기단(22a) 각각이 입광렌즈부(21)에 형성된 공간부(21b)의 입구단(21-1)에 각각 삽입되어 안착될 수 있기 때문에 광선의 확산, 산란 및 굴절률을 더욱 높일 수 있고, 광선이 대부분 평면으로 퍼져서 직진한 다음 용이하게 수직으로 출사될 수 있어 전체적인 휘도 및 광균일도를 향상시킬 수가 있는 것이다.
상기와 같이, 상기 입광렌즈부(21)가 디스플레이면부(22)의 양측에 결합된 상태로 이루어질 경우에 발광다이오드(LED)와 같은 발광램프의 광선이 입광렌즈부(21)를 거쳐 입사되게 되면, 상기 광선은 입광렌즈부(21)와 인접되어 있는 디스플레이면부(22)의 끝단에서부터 중앙부분쪽으로 이동되어 입사될수록 중앙부분쪽에 도달하는 광선은 더 조밀하게 입사되게 된다.
한편, 액정패널의 후면에서 백색광을 고르게 투사시키도록 액정 디스플레이 장치에 적용되어 사용하는 백라이트 유닛에는 하단부에 반사판(500)이 위치되어 액정패널이 위치한 상부 방향으로 광선을 반사시키게 되고, 상기 반사판(500)의 상부에는 도광판(200)이 위치되어 발광다이오드(LED)와 같은 발광램프(100)에서 발생한 광선을 용이하게 산란시키어 면광원으로 출사시키게 된다.
그리고, 상기 도광판(200)의 상부에는 확산판(300)과 프리즘 시트(400)가 각각 구비되어 있는데, 이는 상기 도광판(200)을 경유한 광선의 확산 및 진행 방향을 조절하게 되는 것이다.
먼저, 광선을 생성하여 발광시키는 발광다이오드(LED)와 같은 발광램프(도시하지 않음)와, 상기 발광램프에서 발생시키는 광선을 용이하게 수직으로 출사시키기 위해 입광렌즈부(21)와 디스플레이면부(22)로 구성되는 도광판(200)과, 상기 도광판(200)을 경유한 광선의 확산 및 진행 방향을 조절하기 위한 확산판(300) 및 프리즘 시트(400)와, 상기 발광램프에서 발생시키는 광선이나 도광판(200)에서 직하된 광선을 반사시키기 위한 반사판(500)을 포함하고 백라이트 유닛이 구성된다.
그리고, 상기 디스플레이면부(22)의 일측에는 돌기단(22a)이 다수개 형성된 상태에서 상기 돌기단(22a) 각각이 입광렌즈부(21)에 형성된 공간부(21b)의 입구단(21-1)에 각각 삽입되어 안착될 수 있고, 또한 상기 디스플레이면부(22)의 일측 및 타측에 돌기단(22a)을 다수개 각각 형성하였을 경우에도 상기 돌기단(22a) 각각이 입광렌즈부(21)에 형성된 공간부(21b)의 입구단(21-1)에 각각 삽입되어 안착될 수 있기 때문에 상기 발광램프(100)에서 발생시키는 광선을 용이하게 수직으로 출사시킬 수 있을 뿐만 아니라 휘선이 방지되어 패턴에 의해 광선을 수직으로 출사시킬 수가 있는 것이어서, 이는 광선이 더욱 넓게 평면으로 퍼져서 직진한 다음 대부분 수직으로 출사될 수 있어 전체적인 휘도 및 광균일도를 향상시킬 수가 있는 것이고, 상기 디스플레이면부(22)로 입사되는 광선이 직진성을 갖는 현상인 휘선의 발생을 미연에 방지할 수가 있는 것이다.
상기에서 설명한 도광판(20) 및 백라이트 유닛(1)의 도광판(200)은 대형 LCD 디스플레이와 같은 제품에 있어 액정패널의 크기(size)에 따라 그 구조가 다양하게 변형될 수가 있는 것이다.
즉, 상기 도광판의 입광렌즈부(21)와 디스플레이면부(22)를 다수개 연결하여 결합할 수 있기 때문에 다양한 크기의 구현이 가능하게 되는 것으로, 이는 하나의 디스플레이면부(22)의 양측에 입광렌즈부(21)를 배치하여 구비할 수도 있는 것과 같이 다양하게 변형하여 연결 배치시킬 수 있는 것이어서, 상기에서 설명한 본 발명에서는 도광판에 대한 입광렌즈부(21)와 디스플레이면부(22)의 다양한 결합으로 인한 배치 상태는 한정된 구조가 아니고, 다양한 구조의 배치 및 변형은 본 발명의 기술적 범주에 속함을 밝혀둔다.
상기의 도광판(20)과 백라이트 유닛(1)의 도광판(200)은 PC(Polycarbonate), PMMA(polymethylmethacrylate)같은 플라스틱(plastic)이나 수지(resin)와 같은 투명한 재질로 이루어져 있기 때문에 광선이 용이하게 산란되거나 굴절될 수가 있는 것이다.
본 발명을 실시하고 있는 액정 디스플레이 장치용 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛 그리고 이와 같은 백라이트 유닛을 적용한 액정 디스플레이 장치의 구성은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다. 하지만 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 도광판이 입광렌즈부와 디스플레이면부로 이루어지되, 상기 입광렌즈부는 광선의 확산 및 반사를 위한 톱니 모양의 프레넬부와 광원에 대해 내부의 전반사를 위한 공간부가 형성되고, 상기 디스플레이면부는 공간부의 일부에 삽입되어 안착될 수 있는 돌기단이 형성되어 이루어지는 것이다.
따라서, 도광판에 입사된 광선을 다양하게 확산, 반사 및 굴절시켜 평면으로 퍼지도록 하여 액정패널에서의 집광 효율을 증대시키는 동시에 휘도를 향상시킬 수 있다.
그리고 상기 백라이트 유닛과 결합되고 투사되는 광의 투과량을 조절하는 액 정 셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix)형태로 배열되어 백라이트 유닛에 의해 투사되는 광에 의해 영상을 표시하는 액정 패널(600)을 포함하고 구성된다.
본 발명을 실시하고 있는 액정 디스플레이 장치용 도광판(20) 및 이를 이용한 백라이트 유닛 그리고 이와 같은 백라이트 유닛을 적용한 액정 디스플레이 장치의 구성은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다. 하지만 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 도광판이 입광렌즈부와 디스플레이면부로 이루어지되, 상기 입광렌즈부는 광선의 확산 및 산란을 위한 톱니 모양의 프레넬부와 광원에 대해 내부의 전반사를 위한 공간부가 형성되고, 상기 디스플레이면부는 공간부의 일부에 삽입되어 안착될 수 있는 돌기단이 형성되어 이루어지는 것이다.
따라서, 도광판에 입사된 광선을 다양하게 산란, 확산, 반사 및 굴절시켜 평면으로 퍼지도록 하여 액정패널에서의 집광 효율을 증대시키는 동시에 휘도를 향상시킬 수 있다.
또한, 액정패널쪽으로 최대한 균일하게 진행하는 광균일도를 향상시켜 광선의 손실을 최소화시키도록 하는 액정 디스플레이 장치용 도광판 그리고 이를 이용한 백라이트 유닛 및 액정 디스플레이 장치를 제공한다.

Claims (17)

  1. 삭제
  2. 하부에서 투사되는 광의 투과량을 조절하는 액정 셀들이 액티브 매트릭스형태로 배열된 액정 디스플레이 장치의 액정패널에 있어서,
    상기 액정패널쪽으로 면광원인 광선을 출사시키기 위한 도광판에는 광선의 확산,반사를 위한 톱니 모양의 프레넬부와 삼각형을 포함하는 다각형의 공간부로 형성되어 다각형을 구성하는 반사면들에 의해 광선에 대해 전반사가 일어나도록 하는 입광렌즈부;
    상기 입광렌즈부의 공간부 일부에 삽입되어 안착될 수 있는 돌기단이 형성된 디스플레이면부; 를 포함하고 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치용 도광판.
  3. 하부에서 투사되는 광의 투과량을 조절하는 액정 셀들이 액티브 매트릭스형태로 배열된 액정 디스플레이 장치의 액정패널에 있어서,
    상기 액정패널쪽으로 면광원인 광선을 출사시키기 위한 도광판에는 광선의 확산 및 반사를 위한 톱니 모양의 프레넬부와 삼각형을 포함하는 다각형의 공간부로 형성되어 다각형을 구성하는 반사면들에 의해 광선에 대해 전반사가 일어나도록 하는 입광렌즈부;
    상기 입광렌즈부의 공간부 일부에 삽입되어 안착될 수 있는 돌기단이 형성된 디스플레이면부;를 포함하고,
    상기 디스플레이면부에 접하는 입광렌즈부의 결합 영역이 광선의 확산 및 반사를 위하여 굴곡진 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치용 도광판.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 입광렌즈부에는 발광다이오드(LED)와 같은 발광램프의 광선이 직접 입사되는 광선입사부위가 오목렌즈 형태 또는 볼록렌즈 형태 또는 평면 형태 또는 양측에 라운드 형상을 갖는 평면 형태를 포함하는 형태들 중에 어느 하나의 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치용 도광판.
  5. 제 4 항에 있어서, 입광렌즈부의 광선입사부위가 평면 형태를 갖는 경우에는 광선 입사 부위에 굴곡을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치용 도광판.
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 입광렌즈부에 형성된 공간부는 다각형의 꼭지점을 중심으로 대칭적으로 2개면의 반사면을 가지는 이등변의 형태인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치용 도광판.
  7. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 입광렌즈부에 형성된 톱니 모양의 프레넬부에는 반사면에 존재하는 프리즘 형상의 각도가 각각 5˚≤α≤60˚, 55˚≤β≤95˚, 5˚≤ω≤60˚의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치용 도광판.
  8. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 입광렌즈부의 광 입사 부위는 라운드 형태로 이루어지고, 상기 라운드 형태에 따른 곡률 반경(r)의 값은 0.01 ~ 10mm으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치용 도광판.
  9. 제3항에 있어서,
    입광렌즈부의 결합 영역의 굴곡 형태는 프리즘 형상, 라운드 형상, 웨이브 형상을 포함하는 형태들 중에서 어느 하나가 선택되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치용 도광판.
  10. 액정패널의 후면에서 백색광을 고르게 투사시키도록 액정 디스플레이 장치에 적용되어 사용하는 백라이트 유닛에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 광선을 생성하여 발광시키는 발광다이오드(LED)와 같은 발광램프;
    광선의 확산 및 반사를 위한 톱니 모양의 프레넬부 및 다각형의 공간부로 형성되어 다각형을 구성하는 반사면들에 의해 광선에 대해 전반사가 일어나도록 하는 입광렌즈부와 상기 입광렌즈부의 공간부 일부에 삽입되어 안착될 수 있는 돌기단이 형성된 디스플레이면부로 구성되는 도광판;
    상기 도광판을 경유한 광선의 확산 및 진행 방향을 조절하기 위한 확산판 및 프리즘 시트;
    상기 발광램프에서 발생시키는 광선이나 도광판에서 직하된 광선을 반사시키기 위한 반사판;
    을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치용 백라이트 유닛.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 디스플레이면부에 접하는 입광렌즈부의 결합 영역이 광선의 확산 및 반사를 위하여 굴곡진 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치용 백라이트 유닛.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 입광렌즈부에는 발광다이오드(LED)와 같은 발광램프의 광선이 직접 입사되는 광선입사부위가 오목렌즈 형태 또는 볼록렌즈 형태 또는 평면 형태 또는 양 측에 라운드 형상을 갖는 평면 형태를 포함하는 형태들 중에 어느 하나의 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치용 백라이트 유닛.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 입광렌즈부에 형성된 공간부에는 다각형의 꼭지점을 중심으로 대칭적으로 2개면의 반사면을 가지는 이등변의 형태인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치용 백라이트 유닛.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 디스플레이면부의 일측 또는 양측에는 돌기단이 다수개 형성되되,
    상기 돌기단 각각이 삽입되어 안착될 수 있도록 대응되는 입광렌즈부가 다수개 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치용 백라이트 유닛.
  15. 광선의 확산 및 반사를 위한 톱니 모양의 프레넬부 및 다각형의 공간부로 형성되어 다각형을 구성하는 반사면들에 의해 광선에 대해 전반사가 일어나도록 하는 입광렌즈부와 상기 입광렌즈부의 공간부 일부에 삽입되어 안착될 수 있는 돌기단이 형성된 디스플레이면부로 구성되는 도광판과,상기 도광판을 경유한 광선의 확산 및 진행 방향을 조절하기 위한 확산판 및 프리즘 시트 그리고 상기 발광램프에서 발생시키는 광선이나 도광판에서 직하된 광선을 반사시키기 위한 반사판을 포함하는 백라이트 유닛;
    상기 백라이트 유닛과 결합되고 투사되는 광의 투과량을 조절하는 액정 셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix)형태로 배열되어 백라이트 유닛에 의해 투사되는 광에 의해 영상을 표시하는 액정 패널; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 디스플레이면부에 접하는 입광렌즈부의 결합 영역이 광선의 확산 및 반사를 위하여 굴곡진 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 입광렌즈부에는 발광다이오드(LED)와 같은 발광램프의 광선이 직접 입사되는 광선입사부위가 오목렌즈 형태 또는 볼록렌즈 형태 또는 평면 형태 또는 양측에 라운드 형상을 갖는 평면 형태를 포함하는 형태들 중에 어느 하나의 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
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