KR101060679B1 - 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛에 관한 것으로, 디스플레이 장치에 확산된 빛을 공급하도록 백라이트 유닛에 있어서, 상기 백라이트 유닛이 설치되는 위치에 배치되어 있으며, 상기 디스플레이 장치에 확산되는 빛이 공급되는 위치에 설치된 케이스, 상기 케이스의 측면에 적어도 하나 이상으로 배치되어 있으며, 상기 케이스 내부로 빛을 방사시키는 광원체, 상기 케이스의 안쪽에 배치되어 있으며, 상기 광원체에서 발광된 빛을 일차적으로 굴절시키도록 서로 떨어진 복수의 V홈이 구비되고, V홈은 가공면의 안쪽 방향으로 경사진 홈이 서로 마주보는 V형 내각도(α)는 75~100˚인 V형 내홈을 가지며, V형 내홈의 가공면 방향에 각도가 넓어지면서 V형 내홈 가공 시에 재료의 변형으로 돌출되는 부분이 제거되도록 이차로 가공되어 경사진 홈이 서로 마주보는 V형 외각도(β)는 110~140˚인 V형 외홈을 가지고, 서로 떨어진 V홈 사이의 간격인 피치(P)가 상기 광원체가 설치된 측면에서 원거리 위치로 간격이 축소되도록 구비되어 있는 도광판, 상기 케이스의 일측에 배치되어 있으며, 상기 도광판의 굴절된 광이 반사되는 위치에 설치되어 상기 광원체에서 발광되어 상기 도광판의 상기 V홈에서 굴절된 광을 반사시키는 반사체, 그리고 상기 케이스의 타측에 배치되어 있으며, 상기 반사 부재로 반사된 광이 확산되도록 배치되어 있는 확산부를 포함한다.

Description

고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛 {back light unit with high-luminance intaglio light guiding plate}

본 발명은 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛에 관한 것이다.

디스플레이장치는 영상신호에 기초하여 영상을 출력한다. 디스플레이장치 중에서 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display) 등과 같은 디스플레이장치는 RGB 색상을 출력하는 컬러패널을 가지며, 컬러패널 자체가 비 발광성이기 때문에 컬러패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛을 구비하여 영상을 출력한다.

종래의 백라이트 유닛은 디스플레이 장치에 광을 조사하기 위해 광을 발생시키는 광원체와 발생된 광을 굴절에 의해 평판 상으로 균일하게 공급시키는 광 굴절 수단을 포함한다. 광 굴절 수단은 광원체의 광을 굴절시키기 위해서 굴절되는 패턴이 가지는 도광판과 도광판에 의해 굴절된 광을 확산 및 휘도를 광 조절 수단이 더 설치된다.

상술된 도광판의 패턴은 스크린 인쇄방식, 금형 가공방식, 폴리싱 롤(Polishing Roll) 전사방식, 레이저 가공 방식 등에 의해 가공된다.

여기서, 스크린 인쇄방식은 잉크를 분사시킨 도트로 패턴을 형성하는 방식으로서, 안정적인 가공방법이지만 인쇄 후 UV공정이 필요하며 개별적인 생산에 의하기 때문에 신뢰도가 떨어지고 불량률이 높은 문제가 있다. 또한, 스크린 인쇄방식에 의하면 V형 홈이 형성되지 않아 후술하는 금형 가공방식에 비해 수율이 다소 떨어지는 문제가 있다.

그리고, 금형 가공방식은 금형에 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, PolyMethylMethAcrylate) 등의 성형수지를 주입하여 경화시킨 후 광 산란기능을 가진 형상을 제작하여 도광판을 직접 사출하는 방법으로서, 대량생산에 적합하지만 도광판의 열변형에 의한 불량이 많고, 금형제작에 소요되는 비용 및 기간이 증가하는 문제가 있다.

한편, 폴리싱 롤 전사방식은 한쪽면에 패턴을 형성하고 반대쪽면에 기능성수지 등의 확산재를 투입하여 확산판재를 제작하는 방식으로서, 평탄도와 균일도를 향상시킬 수 있지만, 롤의 표면에 이물질이 부착된 경우에도 압출기를 정지할 수 없으며 일정한 두께를 구현하기 어려워 불량률을 감소시킬 수 없고 생산성이 저하되는 문제가 있다.

또한, 레이저 가공 방식은 도광판이 형성되는 소재에 레이저를 조사하여 홈을 형성하는 것으로, 통상의 방법과 비교하면 가공 속도와 품질이 뛰어나다. 그러나, 레이저 가공은 레이저를 조사하는 장치가 고가이고, 가공에 따른 많은 에너지가 사용됨에 따라 가공 비용도 증대되는 문제점이 있었다.

이에 최근에는 평판 형태의 도광판에 투스(tooth)를 가지는 스크레이퍼를 이용하여 도광판으로 사용되는 판상의 재료에 기 설정된 피치 간격에 따라 투스를 이동하면서 V홈을 스크래치 가공하여 가공 비용을 절약하면서 불량율을 줄일 수 있어 많이 사용되고 있다.

이런, 종래 기술의 스크레이퍼 가공 방식에 도광판은 V홈 가공 시 스크레이퍼에 의해 V홈을 가공하게 되면 가공되는 면에 발생되는 압력으로 V홈 주변이 돌출되어 입사되는 광의 휘도가 산란되고, 균일도가 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 종래 기술의 도광판은 V홈 가공 시에 돌출된 돌출면이 반사 시트와 접촉되면서 손상됨으로써, 반사 효율이 저하되고, 흠집이 발생하여 화상에 백점 또는 흑점 등의 불량이 발생되는 문제점이 있었다.

그리고, 종래 기술의 도광판은 먼지 유입으로 인한 불량율을 줄이기 위해서 크린룸 내부에서 조립되는 디스플레이에 장착되는 것으로 V홈 가공 시에 발생된 돌출 부분이 디스플레이 장착 시 외부로 이탈되어 다른 부품을 오염시켜 디스플레이의 불량율이 증대되는 문제점이 있었다.

아울러, 종래 기술의 도광판은 디스플레이에 장착된 후에 텔레비전, 모니터 등의 영상 장치에 설치된 후에도 V홈 가공 시에 발생된 돌출 부분이 떨어져 나가 내부 장치를 손상시키거나, 굴절 부분에 잔존되어 백점 또는 흑점이 발생되어 디스플레이 불량이 원인이 되는 문제점이 있었다.

즉, 종래 기술의 도광판은 V홈 가공 시에 가공 변형에 의한 돌출 부분이 발생됨에 따라 이동이나 장착 시에 쉽게 불순물 형태로 떨어져 나갈 수 있고, 장착 후에도 불순물 형태로 쉽게 이탈될 수 있어 디스플레이 장착 시나 디스플레이 설치 시 또는 설치 후에 내부에서 불순물이 유입됨에 따라 불량율을 크게 증대되는 문제점이 있었다.

더불어, 종래 기술의 도광판은 투스가 각각의 V홈을 피치에 따라 이동되면서 스크래치 가공함에 따라 각각의 V홈의 깊이가 일정하지 않아 산란 효율이 저하됨에 따라 광의 휘도가 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명이 해결하려는 과제는 디스플레이트 장치에 광을 조사하는 광원체에서 발생된 광의 휘도와 균일도를 향상시키는 V홈이 구비되어 있고, V홈이 서로 각도가 다른 이중의 홈 구조를 가지고 있어 스크래치 가공 시에 재료의 변형으로 돌출되는 부분을 제거하여 평활도가 향상되는 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛은 디스플레이 장치에 확산된 빛을 공급하도록 설치되어 있는 백라이트 유닛에 있어서, 상기 백라이트 유닛이 설치되는 위치에 배치되어 있으며, 상기 디스플레이 장치에 확산되는 빛이 공급되는 위치에 설치된 케이스, 상기 케이스의 측면에 적어도 하나 이상으로 배치되어 있으며, 상기 케이스 내부로 빛을 방사시키는 광원체, 상기 케이스의 안쪽에 배치되어 있으며, 상기 광원체에서 발광된 빛을 일차적으로 굴절시키도록 서로 떨어진 복수의 V홈이 구비되고, V홈은 가공면의 안쪽 방향으로 경사진 홈이 서로 마주보는 V형 내각도(α)가 75~100˚인 V형 내홈을 가지며, V형 내홈의 가공면 방향에 각도가 넓어지면서 V형 내홈 가공 시에 재료의 변형으로 돌출되는 돌출부(A)가 제거되도록 이차로 가공되어 경사진 홈이 서로 마주보는 V형 외각도(β)가 110~140˚인 V형 외홈을 가지고, 서로 떨어진 V홈 사이의 간격인 피치(P)가 상기 광원체가 설치된 측면에서 원거리 위치로 간격이 축소되도록 구비되어 있는 도광판, 상기 케이스의 일측에 배치되어 있으며, 상기 도광판의 굴절된 광이 반사되는 위치에 설치되어 상기 광원체에서 발광되어 상기 도광판의 상기 V홈에서 굴절된 광을 반사시키는 반사체, 그리고 상기 케이스의 타측에 배치되어 있으며, 상기 반사 부재로 반사된 광이 확산되도록 배치되어 있는 확산부를 포함하며, 상기 V홈은 상기 도광판 가공 시에 일차로 상기 V형 내홈을 피치 간격에 맞게 성형하고, 성형 시에 재료 변형으로 경사진 면의 가공면 방향으로 돌출되는 돌출부(A)를 제거하도록 상기 V형 내홈 보다 각도가 크면서 가공면 방향으로 이차로 가공되는 상기 V형 외홈을 형성함에 따라 V홈 성형에 따른 돌출부(A)를 90% 이상으로 제거시킬 수 있다.

또한, 상기 V홈은 상기 광원체가 위치한 측면의 피치가 1.0~1.6mm 이고, 원거리 위치의 피치가 0.1~0.6mm로 V홈의 수량에 따른 비율로 측면에서 원거리 방향으로 간격이 축소되도록 형성될 수 있으며, V홈의 깊이는 0.01~0.20mm로 이루어질 수 있음에 따라, 상기 광원체가 설치되어 있어 광과 근접된 위치인 측면에서 상기 도광판의 상기 V홈 간격이 넓고, 상기 광원체와 멀어질 수록 상기 V홈의 간격을 좁게 형성함으로써, 광의 산란율을 달리하여 광의 거리에 따라 광의 휘도를 유지하면서 전면에 균일도가 향상될 수 있다.

그리고, 상기 V홈은 복수의 상기 V홈이 한번에 가공되는 복수의 투스를 가지는 스크레이퍼로 가공됨에 따라 가공된 상기 V홈의 깊이가 기 설정된 깊이에서 오차 범위가 ±15 % 내로 가공된 깊이가 90% 이상일 수 있다.

아울러, 상기 케이스는 중앙에 관통된 직육면체 형상으로 구비되어 있고, 중앙에 관통된 위치에 설치된 상기 도광판에 형성되는 상기 V홈이 일측면의 긴 변 방향과 평행되는 방향으로 가로 질러 배열되어 있고, 상기 광원체는 상기 V홈과 직교되는 위치인 일측면의 짧은 변 방향과 평행되는 위치에 양측부 중 일측 또는 양측에 선택적으로 배치될 수 있다.

더불어, 상기 케이스는 중앙에 관통된 직육면체 형상으로 구비되어 있고, 중앙에 관통된 위치에 설치된 상기 도광판에 형성되는 상기 V홈이 일측면의 짧은 변 방향과 평행되는 방향으로 가로 질러 배열되어 있고, 상기 광원체는 상기 V홈과 직교되는 위치인 일측면의 긴 변 방향과 평행되는 위치에 양측부 중 일측 또는 양측에 선택적으로 배치될 수 있다.

또한, 상기 광원체의 상기 도광판에 광이 방사되는 방향과 대응되는 위치에 배치되어 있으며, 상기 광원체에서 방사되는 광이 상기 도광판 방향으로 반사되도록 설치된 리플렉터를 더 구비할 수 있다.

그리고, 상기 확산부는 상기 케이스의 타측에 배치되어 있으며, 상기 도광판에서 굴절되어 상기 반사체에 반사된 광을 확산시키는 확산체, 상기 케이스의 타측에 배치되어 있으며, 상기 확산체의 타측에 위치하여 상기 확산체에서 확산된 광을 평면 상에 구현되도록 굴절시키는 프리즘체, 그리고 상기 케이스의 타측에 배치되어 있으며, 상기 프리즘체의 타측에 위치하여 상기 프리즘체를 통과하여 굴절된 광의 손실이 최소화하는 편광체를 포함할 수 있으며, 상기 도광판을 통과한 광이 상기 확산체로 확산되어 상기 프리즘체로 평면 휘도를 높이도록 굴절시킨 상태로 상기 편광체에서 광의 손실을 최소화 하면서 편광시켜 상기 도광판을 통과한 광이 휘도의 손실 없이 평면 상에서 구현될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 평판 형태의 도광판에 스크레이퍼로 가공되는 V홈의 가공과 동시에 V홈의 가공으로 발생된 돌출부를 제거하면서 평활도를 높임에 따라 광의 휘도와 균일도가 향상시켜 광전도 기능이 우수하고 안정성이 확보되는 효과를 제공한다.

또한, 도광판의 V홈의 가공함에 있어 V홈의 가공과 동시에 가공면 방향으로 돌출부분이 제거되는 가공을 실시하여 가공면과 근접 거리에서 광원에서 발생된 빛을 반사시키는 반사 부재와의 접촉에 의해 파손되는 것을 방지시키고, 광의 휘도가 향상되는 효과를 제공한다.

그리고, 도광판의 V홈이 가공 시에 스크래치 가공 변형으로 발생되는 돌출 부분을 서로 다른 각도로 이차로 가공하면서 제거함에 따라 도광판의 산란 효율을 향상시켜 광의 휘도를 향상할 뿐만 아니라, 도광판의 디스플레이 장착 시와 디스플레이가 설치되는 화상 장치에서 돌출 부분이 이탈되어 불량이 발생되는 것을 방지함에 따라 불량율을 획기적으로 줄일 수 있는 효과를 제공한다.

아울러, 도광판의 V홈을 가공함에 있어 V홈이 서로 각도가 다른 이중으로 구비되어 있어 홈의 깊이 같을 경우 하나의 각도로 이루어진 V홈과 비교하여 이중 구조에 홈에서 반사됨에 따라 빛 반사 효율이 증대되어 광의 휘도가 향상되는 효과를 제공한다.

더불어, 도광판에 성형되는 V홈은 광원에 근접된 측면에서 간격이 넓고 광원과 먼 거리인 중앙 위치에서 간격을 좁게 형성하여 광원이 근접된 위치에서 먼 거리 방향으로 산란되는 효율이 향상되어 균일도가 향상되는 효과를 제공한다.

또한, 도광판에 성형되는 V홈은 광원에서 발현되는 광이 조사되는 위치에 따라 광의 휘도와 평활도를 향상시키도록 상호 다른 형상으로 구비되어 있고, 광원을 일측부 또는 양측부에 적어도 하나 이상으로 설치된 발광 다이오드(LED)를 이용함에 따라 광의 발생 부분의 크기를 축소할 수 있으며, 상호 다른 형상의 V홈으로 광의 휘도와 균일한 광 분포도가 향상되어 2차원 영상 뿐만 아니라 3차원 입체 영상으로 구현이 가능하여 범용성이 증대되는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛이 백라이트 유닛에 설치된 상태를 나타내는 단면도.
도 2는 도 1의 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛의 피치를 나타내는 설명도.
도 3은 도 2의 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛의 일부 확대된 상태를 나타내는 설명도.
도 4는 도 1의 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛의 일측부에 발광체가 설치된 상태를 나타내는 사시도.
도 5는 도 4의 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛이 설치된 백라이트 유닉에 발광체의 다른 실시예인 양측부에 설치된 상태를 나타내는 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예인 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛을 나타내는 사시도.
도 7은 도 6의 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛의 다른 실시예인 양측부에 설치된 상태를 나타내는 사시도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛의 V홈을 가공시키는 스크레이퍼의 투스를 나타내는 정면도.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

그러면 본 발명의 일 실시예에 따른 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛의 구성은 도 1 내지 도 7을 참고하여 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛이 백라이트 유닛에 설치된 상태를 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1의 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛의 피치를 나타내는 설명도이며, 도 3은 도 2의 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛의 일부 확대된 상태를 나타내는 설명도이고, 도 4는 도 1의 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛의 일측부에 발광체가 설치된 상태를 나타내는 사시도이며, 도 5는 도 4의 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛이 설치된 백라이트 유닉에 발광체의 다른 실시예인 양측부에 설치된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예인 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛을 나타내는 사시도이며, 도 7은 도 6의 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛의 다른 실시예인 양측부에 설치된 상태를 나타내는 사시도이다.

도 1 내지 도 7을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛(100)은 디스플레이 장치(미도시됨)의 광이 공급되는 위치에 배치되어 있는 몸체부(110), 도광부(120), 그리고 확산부(130)를 포함한다. 몸체부(110)는 디스플레이 장치에 광이 공급되는 위치에 배치된 케이스(111), 광원체(112), 그리고 리플렉터(113)를 포함한다. 케이스(111)는 디스플레이 장치의 광이 공급되는 위치에 배치되어 있으며, 광원체(112)에서 방사되는 광이 반사 및 굴절되도록 중앙이 관통되어 있다. 케이스(111)의 관통된 중앙으로 도광부(120)와 확산부(130)가 설치되어 광원체(112)에서 발광되는 빛을 굴절하여 디스플레이 장치에 조사되도록 설치되어 있다.

광원체(112)는 케이스(111)의 일측부에 배치되어 있으며, 도광부(120)와 확산부(130)로 굴절되는 광원을 방사하도록 설치되어 있다. 광원체(112)는 케이스(111) 일측부에서 도광부(120)와 확산부(130)에서 디스플레이 장치에 평판 상에 광원을 공급하도록 광을 방사시킨다. 바람직하기로 광원체(112)는 발광 다이오드(LED)가 사용된다. 발광 다이오드는 통상적인 백라이트 유닛(100)에 사용되는 음극선 램프와 비교하여 발광 효율을 유지하면서도 크기가 작아서 백라이트 유닛(100)의 두께를 축소시킬 수 있다.

또한, 도 5는 광원체(112)의 다른 실시예에 따른 것으로, 케이스(111)의 양측부에 배치되어 있는 것으로 양측면에서 도광부(120)와 확산부(130) 방향으로 광이 방사되도록 설치되어 있다. 즉, 광원체(112)가 케이스(111)의 양측부에 설치되어 양측 방향에서 광이 방사됨에 따라 일측부에서 광이 공급되는 것보다 양측의 광량의 편중을 최소화하면서 광량이 증대될 수 있다.

리플렉터(113)는 케이스(111)의 안쪽 측면에 배치되어 있으며, 광원체(112)의 광이 방사되는 방향과 대응되는 케이스(111)의 바깥 면 방향으로 설치되어 광원체(112)에서 발광되는 광을 반사하여 광 분포 효율을 향상시킬 수 있다.

도광부(120)는 케이스(111)의 안쪽에 광을 굴절시키는 도광판(121), 및 반사체(123)를 포함한다. 도광판(121)은 케이스(111)의 안쪽에 배치되어 있으며, 관통된 중앙에 위치하여 광원체(112)에서 방사되는 광을 일차적으로 굴절시키도록 스크래치 가공된 홈 형태의 V홈(122)을 가지고, 광원체(112)에서 발광되는 광이 굴절되도록 투명 소재로 구비되어 있다. V홈(122)은 도광판(121)의 관통된 일측면에서 가로지른 직선 형태로 측면 방향으로 복수로 배열되어 있으며, 배열되는 간격인 V홈(122)이 형성된 피치(P)는 광원체(112)에서 근접되면 넓고, 멀어질수록 점진적으로 좁아지게 구비되어 있다. 즉, 일측부에 광원체(112)가 설치된 경우에는 도광판(121)의 일측부의 간격이 넓고 타측부 방향으로 점진적으로 간격이 좁아지도록 V홈(122)이 형성된다. 또한, 양측부에 광원체(112)가 설치된 경우에는 도광판(121)의 양측부에 간격이 넓고, 중앙 방향으로 점진적으로 간격이 좁아지도록 V홈(122)이 형성된다.

상술된 도광판(121)은 대략 직육면체 형태로 구비되어 굴절되는 면에 길이가 긴 방향으로 가로 지른 V홈(122)이 구비되어 있고, 그 직교되는 일측 또는 양측부 중에 선택적으로 광원체(112)를 설치하여 발광된 빛을 굴절시키도록 설치되어 있다. 이런, 길이가 긴 방향에 구비된 V홈(122)은 통상의 2차원 영상 신호를 구현하도록 사용된다.

또한, 도 6 및 도 7은 도광판(121)의 다른 실시예에 관한 것으로, 대략 직육면체 형태의 도광판(121)의 굴절되는 면에 길이가 짧은 방향으로 가로 지른 V홈(122)이 구비되어 있고, 그 직교되는 일측 또는 양측부 중에 선택적으로 광원체(112)를 설치하여 발광된 빛을 굴절시키도록 설치되어 있다. 이런, 길이가 짧은 방향에 구비된 V홈(122)은 통상의 2차원 영상을 구현하는 길이가 짧은 방향에 V홈(122)과 비교하여 광이 출력되는 방향이 다름에 따라 3차원 영상과 같은 특수한 영상의 출력에 사용될 수 있다.

도 2에 도시된 도광판(121)의 V홈(122)은 광원체(112)의 근거리에 가장 넓은 피치인 최대 피치(P0)로 시작되어 각 피치 마다 P1, P2… 를 거쳐서 원거리에 피치(P)가 최소 피치(Pn)로 나타내고 있고, 광원체(112)의 근거리에 최대 피치(P0)가 1.0~1.6mm의 범위이며, 광원체(112)와 원거리 방향으로 점차적으로 축소된 최소 피치(Pn)가 0.1~0.6mm 범위이다. 광원체(112)의 근거리 최대 피치가 1.0 미만이면 광의 산란율이 높아짐에 따라 광원체(112)의 근거리에서 조도가 높아지면서 소진됨에 따라 원거리에서 광량이 부족하여 평면으로 균등하게 광을 공급시킬 수 없고, 최대 피치(P0)가 1.6mm를 초과하면 근거리에서 광의 산란율이 낮아 지면서 근거리 방향에서 외부로 방사되는 광의 조도가 낮아져 균일도가 저하됨에 따라 최대 피치(P0)가 1.0~1.6mm이 되도록 형성한다.

또한, V홈(122)은 광원체(112)의 원거리에 최소 피치(Pn)가 0.1mm 미만이면 광의 산란율이 너무 낮아 외부로 광의 방사되는 효율이 저하되고, 간격이 좁아 스크래치 가공 시 V홈(122)의 크기를 확보할 수 없으며, 최소 피치(Pn)가 0.6mm를 초과하면 원거리 방향으로 방사되는 광의 조도가 낮아져 근거리를 통과하면서 원거리 방향으로 방사되는 작은 광의 조도가 떨어짐에 따라 광의 균일도가 저하됨에 따라 최소 피치(Pn)가 0.1~0.6mm이 되도록 형성한다.

아울러, 도 3을 참고하면, V홈(122)은 가공면의 안쪽으로 광원체(112)에서 방사되는 광을 굴절하도록 일차로 가공되는 V형 내홈(122a)을 상호 경사진 V형 내각도(α)로 형성되고, V형 내홈(122a)의 경사면 방향으로 이차적으로 V형 내홈(122a)보다 큰 V형 외각도(β)의 V형 외홈(122b)을 형성하여 이중의 V홈(122)으로 구비된다. V홈(122)은 통상의 스크레이퍼(미도시됨)로 스크래치 가공하게 되는데 일차로 광원체(112)에서 발광되는 광이 도광판(121)의 크기와 2차원 영상 및 3차원 영상 등의 영상의 종류에 따라 굴절되는 굴절율을 고려한 V형 내각도(α)로 굴절되는 V형 내홈(122a)을 형성하고, V형 내홈(122a) 가공 시에 재료 변형으로 인해 V형 내홈(122a)의 가공면 방향으로 돌출되는 돌출부(A)를 이차적으로 V형 내홈(122a)보다 V형 외각도(β)가 큰 V형 외홈(122b)의 가공으로 돌출부를 90% 이상 제거하여 평탄도를 향상시킴에 따라 광이 방사되는 효율을 향상시킨다.

즉, 도 3에서 도시한 바와 같이, 도광판(121)에 V형 내홈(122a)을 스크레이퍼의 투스가 스크래치 가공을 통해서 성형하게 되면 투스가 가압되는 압력에 의해서 V형 내홈(122a)의 양측면으로 돌출부(A)가 형성된다. 다시 말해서, 투스가 가압되는 압력으로 V형 내홈(122a)을 성형시키면 서로 마주보는 V형 내각도(α)가 형성되면서 양측면의 재료의 변형에 의한 돌출부(A)가 필연적으로 발생된다. 이렇게 발생된 돌출부(A)는 V형 내홈(122a)의 가공면 방향으로 이차로 V형 외홈(122b)을 가공하면서 돌출 부(A)를 90% 이상 제거하여 V홈(122)을 이중으로 가공하면서 돌출부(A)를 제거할 수 있다.

또한, V형 내홈(122a)의 V형 내각도(α)는 광원체(112)로부터 방사되어 경사면에 도달한 광을 굴절시키는 각도로 형성되는 것으로, 그 각도는 75~100˚범위로 이루어져 있다. 즉, V형 내홈(122a)의 V형 내각도(α)가 75˚미만이면 광원체(112)에서 공급된 광이 굴절되는 굴절율이 적음에 따라 굴절광 사이에 간격이 발생되어 평판 상에 잔상이 발생되고, V형 내각도(α)가 100˚를 초과하면 광원체(112)에서 공급된 광이 굴절되는 굴절율이 큼에 따라 굴절광이 상호 겹쳐서 평면상에 화면이 겹쳐 보임에 따라 광이 평면상에 정확하게 구현하기 위해서는 75~100˚범위로 이루어져야 한다.

V홈(122)의 깊이(H)가 0.01mm 미만이면 반사량이 작고 V형 내홈(122a)과 V형 외홈(122b)을 성형할 수 없으며, V홈(122) 깊이(H)가 0.20mm를 초과하게 되면 가공이 어렵고, V형 내홈(122a)과 V형 외홈(122b)의 각도를 유지하기 위해서 V홈(122)의 폭이 증대되어 피치 간격을 유지할 수 없음에 따라 V홈(122)의 깊이(H)는 0.01~0.20mm로 형성되는 것이 바람직하다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛의 V홈을 가공시키는 스크레이퍼의 투스를 나타내는 정면도이다.

도 8을 참고하면, 도광판의 V홈을 가공하는 하나의 실시예에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 디스플레이용 백라이트 유닛에 관한 것으로, 제조되는 방법이 한정되지 않는 것은 당업자에게 자명하다. 다시 말해서, 본 명세서에서 도시한 백라이트 유닛의 동일한 결과가 도출될 수 있다면 다른 형태의 가공 장치가 사용되어도 본 발명에서 구현되고 있는 도광판

V홈(122)을 스크래치 가공하는 스크레이퍼(10)는 복수의 투스(11)를 V홈(122)이 가공되는 피치(P) 간격에 따라 일체로 구비되어 있고, 투스(11)는 각도가 서로 다른 V형 내홈(122a)과 V형 외홈(122b)을 동시에 가공되도록 두 개의 날이 각각 형성되어 있다. 즉, 두 개의 날을 가진 투스(11)가 도광판(121)을 가공하게 되면 V형 내홈(122a)과 V형 외홈(122b)이 동시에 성형되어 각각 2차로 가공하는 것과 비교하여 가공 속도를 향상시킬 수 있다.

또한, 복수의 투스(11)는 일체로 구비되어 있어 한번의 작동으로 복수의 V홈(122)이 동시에 가공됨에 따라 가공 속도를 향상시킬 수 있고, 기 설정된 피치(P) 간격을 유지할 수 있어 가공 효율이 향상된다.

그리고, 복수의 투스(11)가 일체로 가공되는 V홈(122)의 깊이는 0.01~0.20mm로 형성되는 것으로, 복수로 가공되는 V홈(122)은 복수의 투스(11)를 가지는 스크레이퍼(10)로 일체로 스크래치 가공함에 따라 복수의 V홈(122)의 깊이(H)가 가공되는 오차 범위 내에서 가공된다. 즉, 복수의 투스(11)가 일체로 설치된 스크레이퍼(10)로 도광판(121)의 V홈(122)을 가공시키면 기 설정된 가공 깊이(H)에서 오차 범위가 ±15 % 내로 가공된 깊이(H)가 90% 이상이 된다.

예를 들어, 가공되는 깊이(H)를 0.1mm로 설정한 후에 복수의 투스(11)를 가지는 스크레이퍼(10)로 도광판(121)을 스크래치 가공하게 되면 가공 오차인 ±15 % 내인 0.085 ~ 0.115mm 로 복수의 V홈(122)이 90% 이상으로 가공된다. 즉, 하나의 스크레이퍼(10)로 복수의 V홈(122)을 가공하는 것으로 허용되는 오차 범위 내에서 가공이 가능함에 따라 가공 효율이 향상될 수 있다.

반사체(123)는 케이스(111)의 일측에 배치되어 있으며, 도광판(121)의 V홈(122)이 구비되는 일측면에 위치하여 도광판(121)에 입사되어 굴절되는 광을 반사시키도록 설치되어 있다. 반사체(123)는 도광판(121)의 V홈(122)이 가공된 일측면에 굴절된 광이 반사되도록 근접되도록 배치되어 있음에 따라 도광판(121)의 가공 시에 돌출부분이 있으면 접촉에 의해 반사율이 저하되거나 파손됨으로써, V홈(122)을 V형 내홈(122a)과 V형 외홈(122b)으로 제작하여 돌출 부분을 제거함에 따라 반사율을 유지하면서 파손되는 것이 방지되어 수명을 증대시킬 수 있다.

확산부(130)는 케이스(111)의 타측에 배치되어 광을 확산시키는 확산체(131), 프리즘체(132), 그리고 편광체(133)를 포함한다. 확산체(131)는 케이스(111)의 타측에 배치되어 있으며, 도광판(121)에서 굴절되어 반사체(123)에 반사된 광을 확산시키도록 설치되어 있다. 도광판(121)의 광원체(112)와 근접된 거리에 원거리 방향으로 피치(P)가 축소되도록 설치되고, 가공 시 재료 변형에 의한 돌출 부분을 제거한 V홈(122)을 통해서 굴절된 광을 확산시키도록 설치되어 있다.

프리즘체(132)는 케이스(111)의 타측에 배치되어 있으며, 확산체(131)의 타측에 위치하여 확산체(131)에서 확산된 광을 굴절시켜 평면상에 구현되도록 설치되어 있다.

편광체(133)는 케이스(111)의 타측에 배치되어 있으며, 프리즘체(132)의 타측에 위치하여 프리즘체(132)를 통과하여 굴절된 광의 손실을 최소화하도록 설치되어 있다.

즉, 광원체(112)에서 방사되는 광은 도광판(121)으로 입사되어 광원체(112)와 근거리에서 원거리 방향으로 간격이 축소되는 V홈(122)을 통해서 굴절되어 반사체(123)로 반사된다. 반사체(123)로 반사된 굴절광은 도광판(121)을 통과하여 확산체(131)로 확산된 상태로 프리즘체(132)로 굴절되면서 편광체(133)에서 휘도의 손실없이 평면상에 구현됨에 따라 적은 광량으로도 광의 균일도 및 휘도를 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100 : 백라이트 유닛 110 : 몸체부
111 : 케이스 112 : 광원체
113 : 리플렉터 120 : 도광부
121 : 도광판 122 : V홈
122a : V형 내홈 122b : V형 외홈
α : V형 내각도 β : V형 외각도
123 : 반사체 130 : 확산부
131 : 확산체 132 : 프리즘체
133 : 편광체

Claims (7)

1. 디스플레이 장치에 확산된 빛을 공급하도록 설치되어 있는 백라이트 유닛에 있어서,
   상기 백라이트 유닛이 설치되는 위치에 배치되어 있으며, 상기 디스플레이 장치에 확산되는 빛이 공급되는 위치에 설치된 케이스,
   상기 케이스의 측면에 적어도 하나 이상으로 배치되어 있으며, 상기 케이스 내부로 빛을 방사시키는 광원체,
   상기 케이스의 안쪽에 배치되어 있으며, 상기 광원체에서 발광된 빛을 일차적으로 굴절시키도록 서로 떨어진 복수의 V홈이 구비되고, V홈은 가공면의 안쪽 방향으로 경사진 홈이 서로 마주보는 V형 내각도(α)가 75~100˚인 V형 내홈을 가지며, V형 내홈의 가공면 방향에 각도가 넓어지면서 V형 내홈 가공 시에 재료의 변형으로 돌출되는 돌출부(A)가 제거되도록 이차로 가공되어 경사진 홈이 서로 마주보는 V형 외각도(β)가 110~140˚인 V형 외홈을 가지고, 서로 떨어진 V홈 사이의 간격인 피치(P)가 상기 광원체가 설치된 측면에서 원거리 위치로 간격이 축소되도록 구비되어 있는 도광판,
   상기 케이스의 일측에 배치되어 있으며, 상기 도광판의 굴절된 광이 반사되는 위치에 설치되어 상기 광원체에서 발광되어 상기 도광판의 상기 V홈에서 굴절된 광을 반사시키는 반사체, 그리고
   상기 케이스의 타측에 배치되어 있으며, 상기 반사체로 반사된 광이 확산되도록 배치되어 있는 확산부
   를 포함하며,
   상기 V홈은 상기 도광판 가공 시에 일차로 상기 V형 내홈을 피치 간격에 맞게 성형하고, 성형 시에 재료 변형으로 경사진 면의 가공면 방향으로 돌출되는 돌출부(A)를 제거하도록 상기 V형 내홈 보다 각도가 크면서 가공면 방향으로 이차로 가공되는 상기 V형 외홈을 형성함에 따라 V홈 성형에 따른 돌출부(A)를 90% 이상으로 제거시킬 수 있는
   고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛.
2. 제1항에 있어서,
   상기 V홈은 상기 광원체가 위치한 측면의 피치가 1.0~1.6mm 이고, 원거리 위치의 피치가 0.1~0.6mm로 V홈의 수량에 따른 비율로 측면에서 원거리 방향으로 간격이 축소되도록 형성되어 있으며, V홈의 깊이는 0.01~0.20mm로 이루어져 있음에 따라,
   상기 광원체와 근접된 위치인 측면에서 상기 도광판의 상기 V홈 간격이 넓고, 상기 광원체와 멀어질 수록 상기 V홈의 간격을 좁게 형성함으로써, 광의 산란율을 달리하여 광의 거리에 따라 광의 휘도를 유지하면서 전면에 균일도가 향상될 수 있는
   고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛.
3. 제1항에 있어서,
   상기 V홈은 복수의 상기 V홈이 한번에 가공되는 복수의 투스를 가지는 스크레이퍼로 가공됨에 따라 가공된 상기 V홈의 깊이가 기 설정된 깊이에서 오차 범위가 ±15 % 내로 가공된 깊이가 90% 이상인 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛.
4. 제1항에 있어서,
   상기 케이스는 중앙에 관통된 직육면체 형상으로 구비되어 있고, 중앙에 관통된 위치에 설치된 상기 도광판에 형성되는 상기 V홈이 일측면의 긴 변 방향과 평행되는 방향으로 가로 질러 배열되어 있고, 상기 광원체는 상기 V홈과 직교되는 위치인 일측면의 짧은 변 방향과 평행되는 위치에 양측부 중 일측 또는 양측에 선택적으로 배치되어 있는 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛.
5. 제1항에 있어서,
   상기 케이스는 중앙에 관통된 직육면체 형상으로 구비되어 있고, 중앙에 관통된 위치에 설치된 상기 도광판에 형성되는 상기 V홈이 일측면의 짧은 변 방향과 평행되는 방향으로 가로 질러 배열되어 있고, 상기 광원체는 상기 V홈과 직교되는 위치인 일측면의 긴 변 방향과 평행되는 위치에 양측부 중 일측 또는 양측에 선택적으로 배치되어 있는 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛.
6. 제1항에 있어서,
   상기 광원체의 상기 도광판에 광이 방사되는 방향과 대응되는 상기 케이스의 바깥 면 방향으로 배치되어 있으며, 상기 광원체에서 방사되는 광이 상기 도광판 방향으로 반사되도록 설치된 리플렉터를 더 구비하는 고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛.
7. 제1항에 있어서,
   상기 확산부는
   상기 케이스의 타측에 배치되어 있으며, 상기 도광판에서 굴절되어 상기 반사체에 반사된 광을 확산시키는 확산체,
   상기 케이스의 타측에 배치되어 있으며, 상기 확산체의 타측에 위치하여 상기 확산체에서 확산된 광을 평면 상에 구현되도록 굴절시키는 프리즘체, 그리고
   상기 케이스의 타측에 배치되어 있으며, 상기 프리즘체의 타측에 위치하여 상기 프리즘체를 통과하여 굴절된 광의 손실이 최소화하는 편광체
   를 포함하며,
   상기 도광판을 통과한 광이 상기 확산체로 확산되어 상기 프리즘체로 평면 휘도를 높이도록 굴절시킨 상태로 상기 편광체에서 광의 손실을 최소화 하면서 편광시켜 상기 도광판을 통과한 광이 휘도의 손실 없이 평면 상에서 구현될 수 있는
   고휘도 음각 도광판이 설치된 백라이트 유닛.

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