KR101051088B1 - 백라이트용 도광판 - Google Patents

백라이트용 도광판 Download PDF

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Abstract

도광판의 측면에서 입광되는 빛의 방향에 평행한 방향으로 도광판의 일면에 형성된 V형상인 음각홈; 도광판의 타면에 형성된 반구모양의 음각패턴을 포함하는 백라이트용 도광판은 입광 영역에 발생하는 핫스팟을 억제함과 동시에 광 균일도를 향상시킬 수 있고, 별도의 확산시트나 반사시트 등이 필요 없고 패턴 형성도 도광판 사출시 동시에 할 수 있어 경제적이다.

Description

백라이트용 도광판{Light guide plate for back light unit}
본 발명은 백라이트에 이용되는 도광판에 관한 것으로 더욱 상세하게는 광원에 의한 핫스팟(hot-spot)의 발생을 방지하기 위한 도광판 발광면의 패턴구조에 관한 것이다.
최근 정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구는 다양해졌으며, 경량, 박형, 저소비전력, 고해상도의 조건을 만족할 수 있는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display)는 대표적인 평판형 디스플레이 장치로 사용되고 있다.
액정표시장치는 두 기판 사이에 주입된 이방성 유전율을 갖는 액정물질에 전계(電界)를 인가하고 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상 신호를 얻는 디스플레이장치이다.
액정표시장치는 자체 발광이 불가능하기 때문에 뒤에서 비쳐주는 광원이 필요하게 된다. 이러한 광원의 역할을 하는 것이 백라이트라 한다.
종래 기술의 백라이트의 주요 구조는 빛을 발산하는 광원, 광원으로부터 제공되는 빛의 분포를 변경시켜 액정 표시패널로 제공하는 도광판, 도광판으로부터 제공된 빛의 휘도 분포를 균일하게 하고 수직 입사성을 향상시키는 광학 시트 및 도광판의 후방으로 방출되는 빛을 도광판으로 반사시키는 반사시트로 구성된다.
광원은 도광판의 측면에 배치되는 램프와, 램프로부터 발산된 빛을 도광판으로 반사시키는 반사판으로 구성되고, 광학 시트는 도광판으로부터 입사되는 빛을 액정 표시 패널 방향으로 확산시키는 확산 시트와, 확산된 빛을 집광하여 수직 입사성을 향상시키는 프리즘 시트로 구성된다.
전술한 바와 같이 종래의 액정 표시 장치에서 광학 시트는 통상 1매의 확산 시트와 2매의 프리즘 시트로 구성되어, 백라이트 유니트의 두께가 두꺼워지는 문제가 있다.
또한, 광원으로서 LED를 많이 사용하는데 LED는 빛의 직진성이 커 도광판에서 적절하게 반사가 이루어 지지 못하는 경우 디스플레이의 가장자리의 광원과 광원 사이 부분이 어둡게 나타나는 핫스팟(hot-spot) 현상이 발생하게 되며, 이러한 핫스팟의 발생을 방지하기 위한 연구가 필요하다.
본 발명은 백라이트에 이용되는 도광판에 관한 것으로 더욱 상세하게는 광원에 의한 핫스팟(hot-spot)의 발생을 방지하기 위한 도광판 발광면의 패턴구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 측면 조광형 백라이트에 이용되는 도광판은 도광판의 측면에서 입광되는 빛의 방향에 평행한 방향으로 도광판의 일면에 형성된 V형상인 음각홈; 도광판의 타면에 형성된 반구모양의 음각패턴을 포함한다.
또한, 음각패턴간의 간격은 일정하도록 형성할 수 있다.
또한, 음각패턴은 음각홈과 마주보는 위치에 형성할 수 있다.
또한, 음각홈은 도광판에 입광되는 빛의 위치에 상응하는 위치에 형성할 수 있다.
또한, 음각홈은 V자 형상의 일단부 혹은 양단부가 도광판의 표면보다 돌출된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 음각홈 및 상기 음각패턴은 그에 상응하는 돌기가 형성된 롤을 이용하여 롤스탬핑 방식으로 전사될 수 있다.
또한, 음각홈은 깊이(D)는 1~30㎛, 간격(P)은 10~150㎛, 폭(W)은 3~100㎛, 내각(θ)은 50~150°의 범위로 할 수 있다.
본 발명의 도광판은 입광 영역에 발생하는 핫스팟을 억제함과 동시에 광 균일도를 향상시킬 수 있고, 별도의 확산시트나 반사시트 등이 필요 없고 패턴 형성도 도광판 사출시 동시에 할 수 있어 경제적이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판을 나타낸 상방향 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판을 나타낸 하방향 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판을 나타낸 측면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판에서 사출되는 빛을 현미경으로 촬형한 사진
도 5는 종래의 도광판에서 사출되는 빛을 현미경으로 촬영한 사진
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광판의 음각홈을 나타낸 측면도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도광판의 음각홈을 나타낸 측면도.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 백라이트용 도광판의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판(10)을 나타낸 상방향 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판(10)을 나타낸 하방향 사시도로서, 도광판(10), 음각홈(11), 음각패턴(15) 및 광원설치위치(17)가 도시되어 있다.
도광판(Light Guide Panel: 10)은 백라이트 유닛에서 형광등이나 데코램프, 엘이디 등의 선광원이나 점광원을 면광원화 시켜주는 소재로서, 백라이트의 슬림화를 가능하게 하며 빛의 균일도를 극대화 시켜주는 플라스틱 평판부재이다. 액정 표시 장치(LCD) 내에서 빛을 액정에 인도하는 백라이트 유닛 안에 조립되어 있는 아크릴 사출물을 말하며 광원에서 발산되는 빛을 LCD 전체 면에 균일하게 전달하는 역할을 하는 플라스틱 성형 렌즈의 하나이다.
이러한 도광판(10)은 주로 폴리카보네이트(PC:PolyCarbnate), 아크릴수지(PMMA:Polymethly Methaerylate) 등의 투명화에 적합한 수지를 선택하여 제작되며, 빛의 굴절률이 높은 PC수지를 이용하는 경우 빛의 확산에 더 유리하다.
광원설치위치(17)는 도광판(10)의 측면에 광원이 설치되는 위치, 즉 광원이 입사되는 위치를 의미하며, 광원의 종류 및 도광판(10)의 성질 등에 따라 그 간격과 개수는 달라질 수 있다.
상술한 핫스팟의 발생을 감소시키기 위해서는 광원간의 간격을 좁게하는 것이 바람직하나, 단순히 핫스팟 방지를 위해서 광원의 개수가 늘어나게 되는 경우 비용이 증가하는 문제가 있다.
따라서 본 발명은 광원의 증가 없이 핫스팟의 발생을 감소시키기 위해 광원이 효과적으로 확산될 수 있도록 음각홈(11)과 음각패턴(15)이 형성된 도광판(10)의 표면구조를 제안한다.
음각홈(11)은 도광판(10)의 빛이 확산되는 면(발광면)에 형성되며, V자형상의 홈이 광원에 의해 입사되는 빛의 사출방향과 나란하게 형성된다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이 광원설치위치(17) 즉, 도광판에 빛이 입사되는 위치에 각각 상응하도록 형성할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판(10)을 나타낸 측면도로서, 상면(발광면)에는 V자형의 음각홈(11)이 하면(반사면)에는 반구형상의 음각패턴(15)이 도시되어 있다.
음각홈(11)의 깊이(D), 음각홈(11)간의 간격(P), 음각홈의 폭(W) 및 음각홈(11)의 내각(θ)은 광원의 종류, 도광판(10)의 재질, 반사면에 형성된 음각패턴(15)등에 의해 결정된다.
광원을 LED로 하는 경우 효율적인 빛의 산란을 위해서 실험적으로 깊이(D)는 1~30㎛, 간격(P)은 10~150㎛, 폭(W)은 3~100㎛, 내각(θ)은 50~150°의 범위의 도광판을 사용할 수 있다. 이러한 수치범위 내의 도광판을 이용하여 입사한 빛의 산란 정도를 현미경 사진으로 촬영한 도 4에 나타나 있듯이 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판의 빛의 퍼짐현상은 종래에 비해 매우 효과적이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광판(10)의 음각홈을 나타낸 측면도이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도광판(10)의 음각홈(11(a),11(b))을 나타낸 측면도로서, 음각패턴의 V자 형상의 일단 또는 양단이 도광판(10)의 표면보다 위로 돌출되어 있다.
이러한 돌출부를 포함하는 음각홈(11(a),11(b))의 형상은 광투과율을 유지하면서, 이물질에 의한 오염을 방지할 수 있다
음각패턴(15)은 도광판(10)의 빛이 반사되는 면(반사면)에 형성되며, 반구형상으로 형성되어 입사된 빛을 효과적으로 반사시킬 수 있다. 반사면의 다수의 행과 다수의 열로 배치되어 패턴을 형성할 수 있으며, 광원과의 거리 또는 광원의 종류에 따라 일정한 간격으로 규칙적으로 배열 되거나 불규칙적으로 배열될 수 있다.
또한, 음각패턴(15)은 음각홈(11)과 마주보는 위치에 형성할 수 있다. 즉, 음각패턴(15)이 음각홈(11)을 따라 그 대응되는 반사면에 배열을 이루어 형성될 수 있다. 이러한, 음각패턴(15)과 음각홈(11)에 의해 도광판(10)의 측면에서 입사되는 빛은 더 효과적으로 반사되며 산란된다.
이와 같이 음각패턴(15)과 음각홈(11)을 구비한 도광판은 레이저 가공방법 뿐만 아니라, 상기 음각패턴과 양각패턴에 상응하는 돌기가 형성된 롤을 이용하여 롤스탬핑 방식으로 전사할 수 있다. 롤스템핑 방식은 반복적인 패턴을 간단하게 형성할 수 있어 생산성 측면에서 유리하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판(10)에서 사출되는 빛을 현미경으로 촬영한 사진이고 도 5는 종래의 도광판(10)에서 사출되는 빛을 현미경으로 촬영한 사진이다.
도 4는 상부의 음각홈(11)에 의해 빛이 확산되어 점광원이 확산되어 면 전체에 균일하게 빛이 분포하게 되나, 도 5의 종래의 도광판(10)에서 사출되는 빛은 확산되지 않고 점광원 형태로 나타나서, 광원이 위치하는 도광판(10)의 측면부분에 핫스팟이 문제가 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 권리는 상기 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형을 할 수 있다.
10: 도광판 11,11(a),11(b): 음각홈
15: 음각패턴 17: 광원설치위치

Claims (7)

  1. 측면 조광형 백라이트에 이용되는 도광판에 있어서,
    상기 도광판의 일면에 형성되고, 상기 도광판의 측면에서 입사되는 빛의 방향에 평행하게 길이 방향으로 연장된 V형상의 복수의 음각홈을 포함하고,
    상기 음각홈은 깊이(D) 1~30㎛, 간격(P) 10~150㎛, 폭(W) 3~100㎛, 내각(θ) 50~150°의 범위의 값을 갖고,
    상기 도광판의 타면에 형성된 반구모양의 음각패턴을 포함하며,
    상기 음각홈은 상기 V자 형상의 일단부 혹은 양단부가 상기 도광판의 표면보다 돌출된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도광판의 타면에 형성된 반구형상의 음각패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 음각패턴은
    상기 음각홈과 마주보는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 음각홈은
    상기 도광판에 빛이 입사되는 위치에 각각 대응되도록 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 음각홈 및 상기 음각패턴은
    상기 음각홈 및 상기 음각패턴에 상응하는 돌기가 형성된 롤을 이용하여 롤스탬핑 방식으로 전사된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판.
  7. 삭제
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