KR101091883B1 - 광원 반사판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광원 반사판에 관한 것이다. 본 발명의 광원 반사판은 백라이트 장치에 사용되는 광원 반사판에 있어서, 매끄러운 내면의 표면에 다수의 돌출부가 형성되어 램프로부터 발생된 광을 반사시키는 것을 특징으로 한다. 상기 광원 반사판은 일면에 다수의 돌출부를 형성하여 광원에서 발생되는 빛의 반사효율을 향상시킬 수 있다.
백라이트 장치, 광원 반사판, 돌출부

Description

광원 반사판{A REFLECTOR FOR LIGHT SOURCE}
도 1은 종래의 액정 표시 소자의 백라이트 장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 백라이트 장치를 사용하는 액정 표시 소자를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 백라이트 장치를 도시한 단면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 백라이트 장치에 사용되는 광원 반사판의 구조를 도시한 단면도들이다.
본 발명은 광원 반사판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정 표시 소자의 휘도를 향상시킬 수 있는 광원 반사판에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 소자(Liquid Crystal Display device, 이하 "LCD 소자"라 함)는, 인가 전압에 따른 액정 투과도의 변화를 이용하여 각종 장치에서 발생되는 여러가지 전기적인 정보를 시각정보로 변화시켜 전달하는 전자 소자이다.
상기 LCD 소자는 이와 같이 각종 정보의 표시 소자이면서도 자체 발광원이 없기 때문에, 그 후면에 광원을 두어 상기 LCD 소자의 화면 전체를 균일하게 밝혀주는 별도의 장치가 필요한데, 이 때 빛을 제공해 주는 장치가 백라이트 장치(Back Light Unit, 이하 "BLU"라 함)이다.
BLU는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp,이하 "CCFL"이라 함)의 설치 방법에 따라 램프가 액정패널의 아래에 위치하는 직하방식과 램프가 도광판의 측면에 위치하는 에지-라이트 방식(edge-light method)이 있다.
도 1은 종래의 액정 표시 소자의 백라이트 장치를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, BLU(100)는 에지-라이트 방식(edge-light method)으로 구동되며, 광원부(110), 도광판(120), 반사 시트(130) 및 광학필름(140)을 포함한다.
광원부(110)는 하나 이상의 CCFL(112) 및 광원 반사판(114)을 포함한다.
CCFL(112)은 소정 파장을 가지는 빛을 발생시킨다.
광원 반사판(114)은 CCFL(112)로부터 발생된 광을 도광판(120) 측으로 반사시켜 도광판(120)으로 입사되는 빛의 양을 증가시킨다.
CCFL(112)에 의해 발생된 빛은 광원 반사판(114) 및 반사 시트(130)에 의해 반사되며, 그런 후 반사된 빛은 도광판(120) 전체에 걸쳐서 균일하게 확산된다.
광학필름(140)은 확산판(142), 프리즘 시트(144) 및 보호 시트(146)를 포함한다.
도광판(120) 내에 균일하게 확산된 빛은 확산판(142)을 통과한다. 확산판(142)은 도광판(120)을 통과한 빛을 확산 또는 집광시켜 휘도를 균일하게 하 고, 시야각을 넓혀준다.
확산판(142)을 통과한 빛은 휘도가 급격히 떨어지게 되는데, 이를 방지하기 위해 프리즘 시트(144)가 사용된다. 프리즘 시트(144)는 확산판(142)에서 출사된 빛을 굴절시켜 낮은 각도로 입사되는 빛이 정면 쪽으로 집중되어 유효 시야각 범위에서 휘도가 높아진다.
보호 시트(146)는 프리즘 시트(144) 위에 위치하여 프리즘 시트(144)의 흠집을 방지하고, 또한 프리즘 시트(144)에 의해 좁아진 시야각을 넓혀주는 기능을 한다.
한편, 광원 반사판(114)은 그 단면에 굴곡이 없이 매끄럽게 처리되어 있다.
그러나, 이러한 구조의 광원 반사판(114)은 CCFL(112)에서 발생된 빛의 반사율이 낮고, CCFL(112)에서 발생된 빛의 상당량이 도광판(120)으로 입사되지 않는다.
이에 따라, BLU(100)에서 LCD 소자에 공급하는 빛의 휘도가 낮고, LCD 소자의 휘도도 향상되기 어려웠다.
그러므로, 광원 반사판에서의 반사효율을 향상시키는 것이 요구된다.
본 발명의 목적은 광원 반사판의 구조를 개선하여 액정 표시 소자의 휘도를 향상시키기 위한 광원 반사판을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 광원 반사판의 일면에 다수의 돌출부를 형성하여 광원에서 발생되는 빛의 반사효율을 향상시키기 위한 광원 반사판을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광원 반사판은 백라이트 장치에 사용되는 광원 반사판에 있어서, 매끄러운 내면의 표면에 다수의 돌출부가 형성되어 램프로부터 발생된 광을 반사시키는 것을 특징으로 한다.
상기 광원 반사판은 일면에 다수의 돌출부를 형성하여 광원에서 발생되는 빛의 반사효율을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 광원 반사판의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 백라이트 장치를 사용하는 액정 표시 소자를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 백라이트 장치를 도시한 단면도이다.
도 2을 참조하면, 액정 표시 소자(Liquid Crystal Display Device, 이하 "LCD 소자"라 함)는 액정 표시 패널(LCD 패널, 200) 및 백라이트 장치(202)를 포함한다.
LCD 패널(200)은 하부 편광필름(204), 상부 편광필름(206), 하부 유리기판(208), 상부 유리기판(210), 칼라필터(212), 블랙매트릭스(214), 화소전극(216), 공통전극(218), 액정층(220) 및 TFT 어레이(222)를 포함한다.
칼라필터(212)는 레드, 그린 및 블루에 해당하는 칼라필터들을 포함하며, 빛이 인가되는 경우 레드, 그린 또는 블루에 해당하는 이미지를 발생시킨다.
TFT 어레이(222)는 스위칭 소자로서 화소전극(216)을 스위칭한다.
공통전극(218) 및 화소전극(216)은 외부에서 인가되는 소정 전압에 따라 액정층(220)의 분자들을 배열한다.
액정층(220)은 소정 분자들로 이루어져 있고, 상기 분자들이 화소전극(216)과 공통전극(218) 사이의 전압차에 상응하여 배열된다.
그 결과, 이하의 백라이트 장치(202)로부터 제공되는 빛이 액정층(220)의 분자 배열에 상응하여 칼라필터(212)에 입사된다.
백라이트 장치(Back Light Unit, 이하 "BLU"라 함, 202)는 LCD 패널(200)의 하부에 위치하며, LCD 패널(200)에 빛, 예를 들어 백색광을 제공한다.
도 3을 참조하면, BLU(202)는 광원부(300), 도광판(310), 반사 시트(320) 및 광학필름(Optical film, 330)을 포함한다.
광원부(300)는 BLU(202)의 측면에 위치하며, 하나 이상의 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, 이하 "CCFL"이라 함, 302) 및 광원 반사판(304)을 포함한다.
CCFL(302)은 매우 밝은 백색광을 제공하며 열을 발산하지 않는 램프이다.
광원 반사판(304)은 CCFL(302)을 감싸며, CCFL(302)에서 나온 빛이 도광판(310)의 측면으로 입사되도록 하여 광 효율을 향상시키기 위한 것이다. 이를 위해 광원 반사판(304)은 반사성이 높은 물질로 구성되며, 그 표면에 은(Ag)을 코팅하기 도 한다.
또한 광원 반사판(304)은 매끄러운 밑면에 다수의 돌출부가 형성된다. 이는 CCFL(302)에서 나온 빛의 반사율을 향상시켜 도광판(310)의 측면으로 입사되는 빛의 양을 증가시키기 위함이다. 광원 반사판(304)의 구조에 대해서는 후술하겠다.
반사 시트(320)는 도광판(310)의 하부에 위치하여 CCFL(302)로부터 오는 빛을 도광판(310)의 전면으로 반사시키는 역할을 한다. 반사율을 높이기 위해 알루미늄 등으로 구성된 기본 재질 위에 은(Ag)을 코팅하고, 열 발생시 변형되는 것을 방지하기 위해 티타늄 코팅을 하기도 한다.
도광판(310)은 측면으로 빛이 입사된 후 임계각 이상에서 연속적인 전반사가 일어나도록 설계된다. CCFL(302)은 BLU(202)의 측면에 위치하기 때문에, CCFL(302)에서 발생된 빛이 BLU(202) 전면에 걸쳐 균일하게 투과되지 않고 가장자리에 집중된다. 따라서, 빛을 전면으로 균일하게 투과시키기 위해 도광판(310)이 필요하다. 도광판(310)은 일반적으로 폴리메틸메타아크릴레이트(Poly Methyl Meta Acrylate, 이하 "PMMA"라 함)와 같은 투명 아크릴 수지로 구성된다. 상기 PMMA는 강도가 높아 깨지거나 변형이 적으며, 가볍고, 가시광선 투과율이 높은 것이 특징이다.
또한 도광판(310)은 빛을 LCD 패널(200) 방향으로 진행시킨다.
광학필름(330)은 확산판(332), 프리즘 시트(334) 및 보호 시트(336)를 포함한다.
확산판(332)은 도광판(310)으로부터 진행되는 빛을 확산 또는 집광시킨다.
상세하게는, 확산판(332)은 도광판(310)으로부터 진행되는 빛과 도광판(310) 의 법선이 이루는 각에 따라 도광판(310)으로부터 진행되는 빛을 확산 또는 집광시킨다.
프리즘 시트(334)는 확산판(332)에 의해 확산 또는 집광된 빛 중 일부를 보호 시트(336) 방향으로 집광시키고, 나머지 빛을 반사 액정들을 이용하여 도광판(310) 방향으로 반사시킨다. 이에 따라, 프리즘 시트(334)를 통과하는 빛은 대부분 LCD 패널(200)의 평면에 대하여 수직으로 진행되어 균일한 휘도 분포를 갖는다.
보호 시트(336)는 프리즘 시트(334) 위에 위치하여 프리즘 시트(334)의 흠집을 방지하고, 또한 프리즘 시트(334)에 의해 좁아진 시야각을 넓혀주는 기능을 한다.
이하, LCD 소자의 발광 동작을 상술하겠다.
도 2를 다시 참조하면, BLU(202)는 백색광인 평면광을 LCD 패널(200)에 제공한다.
이어서, TFT 어레이(222)가 화소전극(216)을 스위칭한다.
계속하여, 화소전극(216)과 공통전극(218) 사이에 소정 전압차가 인가되고, 그 결과 액정층(220)이 레드 칼라필터, 그린 칼라필터 및 블루 칼라필터에 각기 상응하여 배열된다.
이 경우, BLU(202)로부터 제공된 평면광은 액정층(220)을 통과하면서 광량이 조절되고, 광량이 조절된 평면광이 칼라필터(212)에 제공된다.
그 결과, 칼라필터(212)는 소정 계조를 가지고 이미지를 구현한다.
상세하게는, 레드 칼라필터, 그린 칼라필터 및 블루 칼라필터가 한 개의 픽 셀을 형성하며, 상기 픽셀은 상기 레드 칼라필터, 그린 칼라필터 및 블루 칼라필터를 통과한 빛의 조합에 의해 소정 이미지를 구현한다.
이하, BLU(202)에 사용되는 광원 반사판(304)의 구조를 상술한다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 백라이트 장치에 사용되는 광원 반사판의 구조를 도시한 단면도들이다.
도 4a 내지 도 4d는 도 3의 광원 반사판의 A 영역을 평평하게 펼친것을 확대하여 도시한 단면도들이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 광원 반사판(304a)은 이등변 삼각 기둥 모양의 돌출부(410)로 구성된다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 매끄러운 밑면(400) 위에 이등변 삼각 기둥 모양의 돌출부(410)가 반복적으로 형성되어 있다. 돌출부(410)에 있어서 양 밑각(a, b)의 크기는 동일하다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 광원 반사판(304b)은 부등변 삼각 기둥 모양의 돌출부(420)로 구성된다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 매끄러운 밑면(400) 위에 부등변 삼각 기둥 모양의 돌출부(420)가 반복적으로 형성되어 있다. 부등변 삼각 기둥 모양의 돌출부(420)는 양 밑각(c, d)이 서로 다른 각을 갖도록 하는 구조의 패턴을 의미한다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 광원 반사판(304c)은 볼록한 반원형 모양의 돌출부(430)로 구성된다.
도 4c에 도시된 바와 같이, 매끄러운 밑면(400) 위에 반원형 모양의 돌출부 (430)가 반복적으로 형성되어 있다. 돌출부(430)는 위로 볼록한 구조의 반원형을 이룬다.
본 발명의 제 4 실시예에 따른 광원 반사판(304d)은 오목한 반원형 모양의 돌출부(440)로 구성된다.
도 4d에 도시된 바와 같이, 매끄러운 밑면(400) 위에 반원형 모양의 돌출부(440)가 반복적으로 형성되어 있다. 돌출부(440)는 아래로 오목한 구조의 반원형을 이룬다.
이와 같이, CCFL(302)에서 나온 빛이 광원 반사판(304)에 입사하면 상기 빛은 돌출부(410, 420, 430 또는 440)에 부딪히면서 다양한 각도로 반사되어 도광판(310)의 측면으로 입사한다.
이에 따라, CCFL(302)에서 나온 빛이 대부분 돌출부(410, 420, 430 및 440)에 부딪히면서 반사되어 CCFL(302)의 반사효율이 향상된다. 즉, 도광판(310)으로 입사하는 빛의 양이 증가하여 LCD 소자의 휘도가 향상된다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 광원 반사판은 일면에 다수의 돌출부를 형성하여 광원에서 발생되는 빛의 반사효율을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따른 광원 반사판은 광원 반사판의 구조를 개선하여 액정 표시 소자의 휘도를 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

Claims (5)

  1. 백라이트 장치에 사용되는 광원 반사판에 있어서,
    매끄러운 내면의 표면에 다수의 돌출부가 형성되어 램프로부터 발생된 광을 반사시키도록 상기 램프를 감싸며,
    상기 돌출부는, 양 밑각의 크기가 같은 이등변 삼각 기둥형인 것을 특징으로 하는 광원 반사판.
  2. 삭제
  3. 백라이트 장치에 사용되는 광원 반사판에 있어서,
    매끄러운 내면의 표면에 다수의 돌출부가 형성되어 램프로부터 발생된 광을 반사시키도록 상기 램프를 감싸며,
    상기 돌출부는, 양 밑각의 크기가 서로 다른 부등변 삼각 기둥형인 것을 특징으로 하는 광원 반사판.
  4. 백라이트 장치에 사용되는 광원 반사판에 있어서,
    매끄러운 내면의 표면에 다수의 돌출부가 형성되어 램프로부터 발생된 광을 반사시키도록 상기 램프를 감싸며,
    상기 돌출부는, 볼록한 반원형인 것을 특징으로 하는 광원 반사판.
  5. 백라이트 장치에 사용되는 광원 반사판에 있어서,
    매끄러운 내면의 표면에 다수의 돌출부가 형성되어 램프로부터 발생된 광을 반사시키도록 상기 램프를 감싸며,
    상기 돌출부는, 오목한 반원형인 것을 특징으로 하는 광원 반사판.
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