KR101100923B1 - 도광판 구조 및 이를 이용한 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도광판의 구조 및 이를 이용한 백라이트 유닛에 관한 것으로, 본 발명은 다수의 LED를 광원으로 하는 직하-에지(edge)형 백라이트 유닛에 사용되는 도광판에 있어서, 발광원인 제1광원과 인접광원인 제2광원까지의 도광판이 경사각(θ)을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 백라이트 유닛에 적용되는 도광판의 구조를 일정한 경사를 구비하도록 열압착방식으로 쐐기형으로 제작하여 광효율을 증가시킴과 동시에 추후 백라이트 유닛의 슬림화를 구현할 수 있으며, 특히 도광판의 경사진 내부표면에 렌즈의 분포 및 밀도, 형상을 다르게 배치하여 광분포를 균일화 할 수 있으며, 이를 이용하여 백라이트 유닛을 제작하는 경우 쐐기형상의 도광판을 엇갈리게 배치하여 핫스팟을 없애고 백라이트 유닛의 슬림화를 구현하며, 대면적 제품의 생산을 가능하도록 구현할 수 있어 생산성이 향상될 수 있는 장점도 구현된다.

Description

도광판 구조 및 이를 이용한 백라이트 유닛{light guided panel and back light unit of liquidcrystal display device having the same}
본 발명은 광효율을 극대화할 수 있는 도광판의 구조 및 이를 이용한 백라이트 유닛에 관한 것이다.
액정표시장치(liquid crystal display; LCD)는 매트릭스 형태로 배열된 화소들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여 그 화소들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 조절할 수 있는 표시장치로서, 자체적으로 발광하지 못하므로 그 배면에 백라이트 유닛(back-light unit)을 설치하여 화상을 표현할 수 있도록 설계된다. 특히, 최근 디스플레이의 슬림화와 저전력 에너지 효율의 증대의 트랜드에 부합하여 LED를 채용한 백라이트 유닛이 채용되고 있으며, 빠르게 CCFL을 대체해 나가고 있다.
도 1a를 참조하면, 이러한 백라이트 장치(1)는 기판(20) 상에 평탄한 도광판(30)이 배치되고 이 도광판(30)의 측면에는 복수의 측면형 LED(10)(하나만 도시)가 어레이 형태로 배치된다.
LED(10)에서 도광판(30)으로 입사된 빛(L)은 도광판(30)의 밑면에 제공된 미세한 반사 패턴 또는 반사 시트(40)에 의해 상부로 반사되어 도광판(30)에서 출사된 다음 도광판(30) 상부의 LCD 패널(50)에 백라이트를 제공하게 된다. 이러한 백라이트 유닛에는 도 1b에 도시된 개념도와 같이, 상기 도광판(30)과 LCD 패널(50) 사이에 확산시트(31)나 프리즘 시트(32, 33), 보호시트(34) 등의 복수의 광학시트를 더 부가하는 구조로 형성될 수 있다.
이러한 백라이트 유닛은 자체적으로 빛을 내지 못하는 LCD 뒷면에 디스플레이 영상이 보일 수 있도록 고르게 빛을 비춰주는 역할을 하며, 상기 도광판은 백라이트 유닛의 휘도와 균일한 조명 기능을 수행하는 부품으로 광원(LED)에서 발산되는 빛을 LCD 전체 면에 균일하게 전달하는 플라스틱 성형렌즈의 하나이다. 따라서 이러한 도광판은 기본적으로 이러한 백라이트 유닛의 필수적인 부품으로 사용되지만, 이로 인해 도광판 자체의 두께로 인해 전체적인 제품의 두께를 박형화할 수 있는데 한계를 나타내고 있으며, 대면적 백라이트 유닛의 경우, 화질이 저하되는 문제를 야기하고 있다.
LED를 적용하는 BLU는 다시 직하형과 에지형으로 나누어진다. 최근에는 상술한 구조처럼 슬림화에 유리한 에지형이 현재 주류를 이루고 있다, 저전력 로컬 디밍과 컨트라스트등 화질에 유리한 직하형은 개발 중에 있으며, LED의 장점인 슬림화의 어려움으로 에찌형에 비해서 개발이 지연되는 경향이 있다. 직하형 LED BLU는 화질 및 저 전력의 우수한 장점을 가짐에도 불구하고, 슬림화와 핫 스팟 (Hot Spot)의 문제로 대중화되질 못하였다. 이러한 문제를 해결하고자 아래의 도 1c와 같이 작은 에찌형 LED BLU를 모자이크(Mosaic)등의 방법으로 적용을 하고 있으나, 이러한 방식은 생산성 및 제조 단가의 문제로 적용에 매우 어려운 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 백라이트 유닛에 적용되는 도광판의 구조를 일정한 경사를 구비하도록 열압착방식으로 쐐기형으로 제작하여 광효율을 증가시킴과 동시에 추후 백라이트 유닛의 슬림화를 구현할 수 있는 도광판을 제공하는 데 있다.
특히, 본 발명의 또 다른 목적은 도광판의 경사진 내부표면에 렌즈의 분포 및 밀도, 형상을 다르게 배치하여 광분포를 균일화할 수 있으며, 이를 이용하여 백라이트 유닛을 제작하는 경우 쐐기형상의 도광판을 엇갈리게 배치하여 핫스팟을 없애고 백라이트 유닛의 슬림화를 구현하며, 대면적 제품의 생산을 가능하도록 구현할 수 있어 생산성이 향상될 수 있는 도광판의 구조 및 이를 적용한 백라이트 유닛을 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은 다수의 LED를 광원으로 하는 직하-에지(edge)형 백라이트 유닛에 사용되는 도광판에 있어서, 발광원인 제1광원과 인접광원인 제2광원까지의 도광판이 경사각(θ)을 가지는 것을 특징으로 하는 도광판 구조를 제공할 수 있도록 한다.
이 경우 상기 경사각은 0도 이상 90도 이하로 형성할 수 있다.
또한, 상술한 상기 도광판의 상부면 또는 하면에는 규칙 또는 랜덤한 형태의 광학패턴이 형성될 수 있으며, 이러한 상기 광학패턴은, 마이크로렌즈, 렌티큐러렌즈, 프리즘렌즈, 피라미드 형상의 렌즈 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 구현될 수 있다.
특히, 상기 광학패턴은 광원으로부터 멀어질수록 밀집도가 높아지도록 배치되거나, 광원에서 멀어질수록 SAG 값(렌즈높이:렌즈지름)이 커지도록 배치할 수 있다. 이 경우 상기 SAG의 값은 0.2 이상 1.0 이하로 형성할 수 있다.
또한, 상기 도광판은, PMMA, PC, 아크릴수지, 시클로 올리피겐 수지(COP)PVA, PVC 중 어느 하나의 재료로 형성될 수 있다. 아울러 상기 광학패턴은 볼록구조 또는 오목구조이거나 오목 및 볼록구조의 조합된 패턴으로 구현될 수 있다.
아울러, 상기 광학패턴은 경사각(θ)가 작아질수록 상기 광원에서 멀리 있는 패턴의 크기가 커지도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 광학패턴이 형성된 도광판의 내부 표면에 반사층을 더 형성할 수 있으며, 이 경우 상기 반사층은, Al, Ag, Cr 중 선택되는 어느 하나의 물질 또는 둘 이상을 포함하는 화합물로 코팅층을 형성하거나, 이들로 이루어지는 페이스트 또는 필름을 이용하여 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 도광판의 구조는 입체구조를 구비하되, 상기 도광판의 수평 단면은 부채꼴 형상으로 구현할 수 있으며, 이 경우 이러한 상기 부채꼴의 중심각은 0~90로 구현할 수 있다.
본 발명에서의 상기 도광판의 최대 두께는 0.1~2mm 로 핫프레싱방식으로 형성될 수 있다.
다수의 LED 광원을 구비하는 인쇄회로기판과 상기 LED 광원의 출사광을 전면으로 유도하는 인접광원까지 일정한 경사각을 구비하는 상술한 본 발명에 따른 도광판을 적어도 1 이상 구비하여 백라이트 유닛을 제작할 수 있다.
이 경우 상기 도광판은, 임의의 한 광원으로부터 인접한 다른 두 곳의 광원까지의 기준선을 그었을 때, 그 수평 단면의 형상이 부채꼴 형상으로 구현할 수 있으며, 특히 상기 도광판이 적어도 2 이상 배치되는 경우, 상기 각각의 도광판은 경사각을 구비하는 부분이 서로 엇갈리도록 배치할 수 있다.
본 발명에 따르면, 백라이트 유닛에 적용되는 도광판의 구조를 일정한 경사를 구비하도록 열 압착방식으로 쐐기형으로 제작하여 광효율을 증가시킴과 동시에 추후 백라이트 유닛의 슬림화를 구현할 수 있도록 하는 효과가 있다.
특히, 도광판의 경사진 내부표면에 렌즈의 분포 및 밀도, 형상을 다르게 배치하여 광분포를 균일화할 수 있으며, 이를 이용하여 백라이트 유닛을 제작하는 경우 쐐기형상의 도광판을 엇갈리게 배치하여 핫스팟을 없애고 백라이트 유닛의 슬림화를 구현하며, 대면적 제품의 생산을 가능하도록 구현할 수 있어 생산성이 향상될 수 있는 장점도 구현된다.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 백라이트 유닛의 구조를 도시한 개념도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 도광판을 적용한 백라이트 유닛의 구조를 도시한 요부 개념도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 다른 실시예의 도광판을 적용한 백라이트 유닛의 구조를 도시한 요부 개념도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 도광판 및 이를 적용한 백라이트 유닛을 도시한 개념도이다.
도시된 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명에 따른 도광판(120A, 120B)은 다수의 LED(110A, 110B)를 광원으로 하는 직하-에지(edge)형 백라이트 유닛에 사용되며, 특히 발광원인 제1광원((110A)과 인접광원인 제2광원(110B)까지의 도광판(120A)이 경사각(θ)을 가지는 것을 특징으로 한다. 이 경우 상기 경사각은 0도에서 90에서 형성될 수 있다.
즉, 상기 도광판(120A, 120B)은 도시된 도면에서는 2개가 평면상에 나란히 배치된 것을 측면에서 바라본 것을 도시한 것이며, 실제 제품에서는 다수의 광원과 이 광원들 사이에의 도광판 역시 다수 구비되는 구조로 구현될 수 있다. 도시된 도면을 참조하여 우선 제1광원((110A)과 인접광원인 제2광원(110B)의 관계를 가지고 본 발명에 따른 도광판의 구조를 설명하면 다음과 같다.
즉 기준이 되는 어느 하나의 광원, (여기에서는 제1광원(110A)을 기준으로 하는 실시예를 제시한다.)에서 인접하는 다른 광원까지에 배치되는 도광판(120A)를 고려할 때, 상기 도광판(120A)은 제1광원(110A)에서 제2광원(110B) 쪽으로 갈수록 두께가 줄어들어 일정한 각도를 가지는 경사각(θ)를 구비하게 되며, 이러한 경사각을 가지는 형상을 입체구조를 가지는 도광판을 측단면에서 보았을 때 쐐기모양으로 정의한다.
물론, 상술한 도광판(120A)에 인접하는 도광판(120B)은 위 상기 도광판(120A)과 나란하게 배치되되, 서로 엇갈리게 배치되며, 다음에 오는 도광판 역시 엇갈리게 배치되게 된다. 물론 각 도광판은 상술한 것과 같이 쐐기 형상의 경사각을 갖는 구조를 가지게 된다. 이러한 도광판은 열압착 방식을 이용하여 쐐기형으로 엇갈리게 제작할 수 있으며, 이로 인해 추후 백라이트 유닛의 슬림화를 구현할 수 있으며, 핫 스팟을 없앨 수 있게 된다. 상기 도광판의 재료로는 PMMA, PC(폴리카보네이트), 아크릴 수지 등을 사용할 수 있다. 상기 도광판의 최대 두께는 0.1~2mm 로 핫프레싱방식으로 형성될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 도광판은 도시된 것처럼, 도광판의 상부면 또는 하면에는 규칙 또는 랜덤한 형태의 광학패턴이 형성할 수 있다. 도 2a에 도시된 구조에서는 광학패턴(130)이 도광판의 하부면에 형성되어 있으며, 도 2b에 도시된 구조에서는 도광판의 하부면에 형성된 광학패턴(130)과 상부면에 형성된 광학패턴(131)이 형성된 예를 도시한 것이다.
특히, 이러한 광학패턴은 마이크로 렌즈 (Micro-Lens), 프리즘 (Prism), 렌티큘러 렌즈 (Lenticular-Lens), 피라미드 (Pyramid) 형 렌즈 등 다양한 형상을 가지도록 형성될 수 있으며, 특히 그 배치를 도광판을 따라서 광원(110A)에서 거리가 멀수록 조밀한 배열을 가진다. 또한, 이러한 광학패턴은 경사각(θ)가 작아질수록 상기 광원에서 멀리 있는 패턴의 크기가 커지도록 형성되는 것이 광분포를 균일화할 수 있게 된다. 상기 광학패턴은 볼록구조 또는 오목구조이거나 오목 및 볼록구조의 조합된 패턴으로 구현될 수 있다.
또한, 도광판의 하부면에는 반사율을 높여주는 반사층(140)을 형성할 수 있다. 구체적으로는 상기 광학패턴이 형성된 면에 반사필름을 형성할 수 있다. 일례로, 알루미늄이 코팅된 필름과 진공 증착 등을 통한 반사층을 코팅할 수 있다. 상기 반사층으로 사용되는 재료로는 반사율이 높은 Al, Ag, Cr 및 이러한 금속 화합물 계열의 재료가 사용된다.
도 2c는 상기 도 2a 및 도 2b의 LED 광원과 도광판의 배치구도를 개념적으로 도시한 평면도이다.
(a)에 도시된 것처럼, 다수의 LED(1a, 1b, 1c, 2a, 2b, 3a)가 배열된 기판상에 도광판을 배치함에 있어서, 기준이 되는 광원을 1a라고 하였을 때, 인접하는 다른 광원 1b, 1c에 가상의 사선을 그었을 때, 부채꼴 형상(중심각 a)을 구현할 수 있으며, 이 위치에 본 발명에 따른 도광판이 배치되게 된다. 이 경우 중심각 a는 0도 이상 90도 이하로 형성될 수 있다.
이러한 방식으로 기준이 되는 광원을 1c라고 하는 경우에도 중심각이 b인 가상의 부채꼴 영역을 구현할 수 있으며, 이 위치에 상술한 중심각이 a인 부채꼴 영역과 엇갈리는 형상의 도광판을 배치할 수 있게 된다.
물론, 배치되는 도광판은 입체 구조로 'P' 방향에서 바라보았을 경우에는 도시된 (b)의 도면처럼 일정한 경사각(θ)를 가지는 도 2a 및 도 2b에서 상술한 도광판이 엇갈리는 구조로 구현될 수 있게 된다. 즉 상부는 평평하되, 하부는 경사를 가지는 쐐기구조로 구현을 할 수 있게 된다.
도 3a 및 도 3b는 도 2a에서 상술한 경사각(θ)가 0도일 경우, 즉 도광판의 하부가 평평한 구조의 경우의 일례를 도시한 것이다. 경사각이 0도보다 커지게 되는 경우에는 반사효율이 더욱 커지게 되나, 본 실시예에서 평평한 구조로 도광판을 제작하는 경우에도 반사패턴의 밀도 및 형상을 달리하여 필요한 광효율을 확보할 수 있다.
즉, 도광판이 상부에서 바라보았을 때, 부채꼴 형상의 입체구조를 구비하는 경우에도 그 하부가 경사가 이루는 다른 실시예와는 달리, 하부가 평평한 구조로 구현하는 경우에도 도 3a에 도시된 것처럼, 광원에서 멀어질 수록 패턴의 크기를 크게 하는 배치를 형성할 수 있다. 구체적으로는 도광판의 중심부(X2)의 광학패턴의 크기를 각 광원의 인접영역(X1, X3)보다 크도록 형성하는 경우에는 동일한 광분포를 얻을 수 있게 된다. 즉 광원에서 멀어질수록 SAG 값(렌즈높이:렌즈지름=x:y)이 커지도록 형성할 수 있다. 특히 상기 SAG의 값은 0.2 이상 1.0 이하로 구현함이 바람직하다. 상기 SAG의 값이 0.2 이하의 경우 광학패턴이 없는 것과 동일하고, 상기 SAG의 값이 1 이상일 경우 빛이 상부로 반사되지 않고 다시 LED 쪽으로 돌아오는 빛이 많아져서 광효율이 떨어지게 된다. 아울러 본 실시예에서도 상기 광학패턴이 형성된 도광판의 내부 표면에 반사층을 더 형성할 수 있음은 물론이다.
또는, 도 3b에 도시된 구조처럼, 도광판 하부의 광학패턴의 밀도는 광원에서 멀어질수록 높은 밀집도를 가지도록 배치할 수 있다. 즉 제1광원(110A)과 제1광원(B)에서 멀어지는 경우, 도광판의 중심부(Y2)의 광학패턴의 밀도가 각 광원의 인접영역(Y1, Y3)보다 높도록 형성하는 경우에는 동일한 광분포를 얻을 수 있게 된다.
아울러 광학패턴의 배치 및 패턴의 크기의 조절은 도 2a 및 도 2b에서 기술한 실시예에도 적용이 가능함은 물론이다.
이상과 같이, 열 압착 (Hot Pressing) 방식을 이용하여 얇은 도광판을 쇄기형으로 엇갈리게 배치하도록 하여 백라이트 유닛에 도광판을 구현하게 되는 경우, 백라이트 유닛의 슬림화를 구현할 수 있으며, 핫스팟을 없앨 수 있다. 또한, 플레이트 형 도광판에 렌즈의 높이를 다르게 하여 광 분포를 균일하게 할 수 있으며, 양방향 패턴을 통해 광 분산 효과의 효율성을 극대화할 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 도광판의 구조는 백라이트 유닛으로 구현할 수 있음은 위 실시예에서 상술한 바와 같으며, 본 도광판의 구조가 적용된 백라이트 유닛을 이용하여 액정표시장치를 제조할 수 있다. 액정표시장치에 본 발명에 따른 열압착 (Hot Pressing) 방식과 이를 이용한 패턴 제작을 통해 구현되는 도광판을 적용한 직하형 LED BLU을 구비하게 되는 경우, LED BLU의 슬림화로 인하여 장비 전체의 경박화 및 광 효율 증가를 구현할 수 있으며, 또한 대면적 생산이 가능함으로 인해, 생산성이 향상되게 된다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110A: 제1광원
110B: 제2광원
120A, 120B: 도광판
130, 131: 광학패턴
X1: 광원에서 멀어진 중심영역
X2, X3: 광원인접영역
Y1: 광원에서 멀어진 중심영역
Y2, Y3: 광원인접영역

Claims (18)

  1. 다수의 LED를 광원으로 하는 직하-에지(edge)형 백라이트 유닛에 사용되는 도광판에 있어서,
    발광원인 제1광원과 인접광원인 제2광원까지의 도광판이 경사각(θ)을 갖도록 형성되고,
    상기 도광판의 상부면 또는 하면에는 규칙 또는 랜덤한 형태의 광학패턴이 형성되되,
    상기 광학패턴은 광원으로부터 멀어질수록 밀집도가 높아지도록 배치된 도광판 구조.
  2. 다수의 LED를 광원으로 하는 직하-에지(edge)형 백라이트 유닛에 사용되는 도광판에 있어서,
    발광원인 제1광원과 인접광원인 제2광원까지의 도광판이 경사각(θ)을 갖도록 형성되고,
    상기 도광판의 상부면 또는 하면에는 규칙 또는 랜덤한 형태의 광학패턴이 형성되되,
    상기 광학패턴은 렌즈로 구현되고, 광원에서 멀어질수록 SAG 값(렌즈높이:렌즈지름)이 커지는 도광판 구조.
  3. 다수의 LED를 광원으로 하는 직하-에지(edge)형 백라이트 유닛에 사용되는 도광판에 있어서,
    발광원인 제1광원과 인접광원인 제2광원까지의 도광판이 경사각(θ)을 갖도록 형성되고,
    상기 도광판의 상부면 또는 하면에는 규칙 또는 랜덤한 형태의 광학패턴이 형성되되,
    상기 광학패턴은 렌즈로 구현되고, 경사각(θ)가 작아질수록 상기 광원에서 멀리 있는 패턴의 크기가 커지도록 형성되는 도광판 구조.
  4. 청구항 2 또는 3에 있어서,
    상기 광학패턴은, 마이크로렌즈, 렌티큐러렌즈, 프리즘렌즈, 피라미드 형상의 렌즈 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 구현되는 도광판 구조.
  5. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경사각은 0도 이상 90도 이하인 도광판 구조.
  6. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도광판은,
    PMMA, PC, 아크릴수지, 시클로 올리피겐 수지(COP)PVA, PVC 중 어느 하나의 재료로 형성되는 도광판 구조.
  7. 삭제
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 광학패턴은 볼록구조 또는 오목구조이거나 오목 및 볼록구조의 조합된 패턴으로 구현되는 도광판 구조.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 SAG의 값은 0.2 이상 1.0 이하인 도광판 구조.
  10. 삭제
  11. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학패턴이 형성된 도광판의 내부 표면에 반사층을 더 형성한 도광판 구조.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 반사층은,
    Al, Ag, Cr 중 선택되는 어느 하나의 물질 또는 둘 이상을 포함하는 화합물로 코팅층을 형성하거나,
    이들로 이루어지는 페이스트 또는 필름을 이용하여 형성되는 도광판 구조.
  13. 청구항 1 내지 3 및 8 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도광판의 수평 단면은 부채꼴 형상인 도광판 구조.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 부채꼴의 중심각은 0~90도인 도광판 구조.
  15. 청구항 1 내지 3 및 8 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도광판의 최대 두께는 0.1~2mm 로 핫프레싱방식으로 형성되는 도광판 구조.
  16. 다수의 LED 광원을 구비하는 인쇄회로기판과;
    상기 LED 광원의 출사광을 전면으로 유도하는 인접광원까지 일정한 경사각을 구비하는 청구항 1 내지 3 및 8 내지 9 중 어느 한 항의 도광판을 적어도 1 이상 구비하는 백라이트 유닛.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 도광판은,
    임의의 한 광원으로부터 인접한 다른 두 곳의 광원까지의 기준선을 그었을 때, 그 수평 단면의 형상이 부채꼴 형상인 백라이트 유닛.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 도광판이 적어도 2 이상 배치되는 경우,
    상기 각각의 도광판은 경사각을 구비하는 부분이 서로 엇갈리도록 배치되는 백라이트 유닛.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990078225A (ko) * 1998-03-25 1999-10-25 요코다 마코도 사이드 라이트형 면광원장치 및 액정표시장치
JP2006108045A (ja) * 2004-10-08 2006-04-20 Sharp Corp 照明装置
KR20070001657A (ko) * 2005-06-29 2007-01-04 엘지.필립스 엘시디 주식회사 필드 시퀀셜 액정 표시 장치용 백라이트 유닛
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990078225A (ko) * 1998-03-25 1999-10-25 요코다 마코도 사이드 라이트형 면광원장치 및 액정표시장치
JP2006108045A (ja) * 2004-10-08 2006-04-20 Sharp Corp 照明装置
KR20070001657A (ko) * 2005-06-29 2007-01-04 엘지.필립스 엘시디 주식회사 필드 시퀀셜 액정 표시 장치용 백라이트 유닛
KR20070040011A (ko) * 2005-10-11 2007-04-16 희성전자 주식회사 직하형 백라이트 장치

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