KR101178722B1 - 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판 및 이를 이용한 액정표시장치 백라이트 유닛 - Google Patents

액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판 및 이를 이용한 액정표시장치 백라이트 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은 빛이 입사되는 측면, 상기 측면에 연결되어 상기 빛을 출사시키는 전면(前面) 및 빛을 반사하는 배면(背面)을 포함하는 액정표시 장치용 도광판에 있어서, 상기 배면에는 서로 직각 방향으로 교차하는 2종 이상의 스트라이프 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판에 관한 것이다. 상기 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판은 양면이 아닌 단면의 패턴 성형 만으로 LED의 Hot Spot을 효과적으로 제거하고 동시에 인쇄도광판 대비 휘도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제조 비용을 절감시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 상기 도광판을 포함하는 액정표시장치용 백라이트 유닛도 제공한다.
액정표시장치, 도광판, 스트라이프, 교차, 배면프리즘

Description

액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판 및 이를 이용한 액정표시장치 백라이트 유닛{LIGHT GUIDE PANEL AND LCD BACK LIGHT UNIT USING THE SAME}
본 발명은 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판의 배면에 서로 직각 방향으로 교차하는 2종 이상의 스트라이프 패턴이 형성시켜 LED의 Hot Spot을 효과적으로 제거하고 동시에 인쇄도광판 대비 휘도를 향상시킬 수 있는 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치(Liquid crystal display device)는 액체와 고체 중간상태의 물질인 액정이 전극으로 형성된 두장의 유리기판 사이에 주입되어 전계를 가하여 숫자나 영상을 표시하는 기기를 말한다. 액정표시장치는 무게가 가볍고, 전력소비가 적으며, 제품의 두께가 얇은 장점을 가지고 있다. 이러한 특징으로 인하여, 박형 TV, 모니터, Portable Display 등 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세이다. 특히, 대형화 되고 있는 TV 시장에서는 저전력 소비와 고휘도를 달성하는 것이 중요한 문제가 되고 있다.
상기와 같은 전력 소비 및 고휘도와 밀접하게 관련되는 부분은 특히 백라이트 유닛이다. 백라이트 유닛은 액정 패널의 하면에 램프를 배열하여 빛을 조사하는 직하형 방식과, 액정 패널의 하부에 도광판을 설치하고 도광판의 한 쪽 끝의 램프에서 빛을 조사하는 에지형 방식이 있다. 에지형 방식의 백라이트 유닛은 빛이 출광되는 광원, 출광된 빛을 도광시켜 백라이트 전면에 빛을 균일하게 퍼뜨리는 도광판, 도광판으로부터 출광된 빛을 정면방향으로 집광시키기 위한 확산 시트, 프리즘 시트 등으로 구성된다. 통상적으로 광원으로부터 나온 빛을 백라이트 전면으로 퍼뜨리기 위해 도광판 하면에 원형의 반사층을 인쇄한다. 광원으로부터 나온 빛은 도광판 내에서 전반사 되어 진행하다가 인쇄된 반사층에 의해 산란된다. 산란된 빛의 일부는 도광판으로부터 저각도로 출광되며, 저각도로 출광된 빛은 확산시트, 프리즘 시트에 의해 정면방향으로 집광된다.
종래의 도광판 하면 인쇄 방법의 경우, 백라이트의 측면부에 위치한 광원으로부터 나온 빛의 일부는 도광판 내에서 전반사 되며, 일부는 도광판 하면의 반사층에 의해 산란되어 도광판으로부터 출광된다. 도광판의 위치에 따라 도광판 하면의 반사층의 크기 및 밀도를 조절하여 광원으로부터 출광된 빛이 도광판 전면으로부터 균일하게 출광되도록 한다. 이렇게 도광판으로부터 저각도로 출광된 빛은 확산시트에 의해 중앙방향으로 집광되고, 프리즘 시트에 의해 최종적으로 집광된다. 그런데 기존의 인쇄 도광판, 확산시트, 프리즘 시트의 구조에서 출광되는 빛의 시야각을 조절하여 중앙휘도를 향상시키는 것은 불가능하다는 단점이 있다.
출광되는 빛의 시야각을 좁혀서 중앙 휘도를 높이기 위해 인쇄 도광판 대신 도광판의 상, 하면에 기하학적인 패턴을 형성하고 렌티큘러 필름을 조합하여 휘도를 향상시키는 방법이 있다. 그러나, 이러한 방법은 LED를 광원으로 사용할 경우, LED의 Hot Spot이 발생하는 문제점이 있다. 이러한 Hot spot을 제거하기 위해 도광판의 입광부에 인쇄를 하거나 패턴을 형성하는 등의 방법이 사용되었으나 이러한 방법은 휘도가 저하되어지는 문제가 있다. 또한 도광판의 상, 하면 패턴 성형의 기술이 개발되어 있지 않아 실제 제품으로 양산하는 것은 어려운 실정이다.
따라서, 도광판의 패턴 성형이 용이할 뿐만 아니라, 상, 하면 패턴이 아닌 단면의 패턴 성형만으로도 LED의 Hot Spot을 효과적으로 제거하고 동시에 인쇄 도광판 대비 휘도를 향상시킬 수 있는 도광판에 대한 개발이 필요하다.
본 발명의 목적은 LED의 Hot Spot을 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 휘도가 우수한 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 패턴 성형이 용이할 뿐만 아니라, 상, 하면 패턴이 아닌 단면의 패턴 성형만으로도 우수한 휘도를 가질 뿐만 아니라, 제조가 용이하며 제작비용도 절감할 수 있는 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무아레 현상 및 외관을 개선할 수 있는 액정표시 장치 백라이트 유닛용 도광판을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 빛의 균일도 및 시인성이 우수한 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 도광판을 이용한 액정표시장치의 백라이트 유닛을 제공하는 데에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판에 관한 것이다. 상기 도광판은 빛이 입사되는 측면, 상기 측면에 연결되어 상기 빛을 출사시키는 전면(前面) 및 빛을 반사하는 배면(背面)을 포함하며, 상기 배면에는 서로 직각 방향으로 교차하는 2종 이상의 스트라이프 패턴이 형성된 것을 특징으로 한다.
구체예에서는 상기 배면에는 광원과 수직방향의 제1 스트라이프 패턴과 광원과 평행한 방향의 제2 스트라이프 패턴이 형성되어 있으며, 상기 제1 스트라이프 패턴과 상기 제2 스트라이프 패턴은 동일 평면상에서 서로 직각으로 교차하는 것을 특징으로 한다.
구체예에서 상기 제1 스트라이프 패턴은 단면형상이 원형, 타원, R-프리즘 또는 이들의 조합을 포함하는 곡면형태일 수 있다.
구체예에서, 상기 제1 스트라이프 패턴은 피치 : 높이 비율이 0.7 이하일 수 있다.
구체예에서, 상기 제1 스트라이프 패턴은 패턴사이에 갭(GAP)이 형성될 수 있다. 상기 제1 스트라이프 패턴은 패턴사이의 갭(GAP)이 200 ㎛ 이하일 수 있다.
구체예에서, 상기 제2 스트라이프 패턴은 단면형상이 프리즘, 사다리꼴, 역그루브형, 타원, 렌티큘러 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 제2 스트라이프 패턴의 단면이 프리즘인 경우, 빗변각도가 5 내지 30 °일 수 있다.
한 구체예에서 상기 제2 스트라이프 패턴은 광원과 멀어질수록 패턴의 간격이 좁아지는 가변피치 구조를 가질 수 있다.
다른 구체예에서 상기 제2 스트라이프 패턴은 광원과 멀어질수록 빗변각도가 증가하는 구조를 가질 수 있다.
또 다른 구체예에서 상기 제2 스트라이프 패턴은 광원과 멀어질수록 패턴의 간격이 좁아지며, 빗변각도가 증가하는 구조를 가질 수 있다.
상기 도광판은 내부에 복수의 비드가 분산되어 있을 수 있다. 상기 비드는 도광판 전체 중량중 0~0.1 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 도광판을 포함하는 액정표시장치 백라이트 유닛에 관한 것이다. 구체예에서는 상기 액정표시장치 백라이트 유닛은 상기 도광판; 및 상기 도광판의 일측 또는 양측에 배치되는 광원을 포함한다.
구체예에서 상기 도광판 전면에 집광시트가 구비될 수 있다.
상기 집광시트는 스트라이프 패턴을 가지며, 도광판의 상기 제2 스트라이프 패턴과 수직 또는 수평 방향일 수 있다. 또한 상기 집광시트는 단면이 프리즘, 타원, 원형, 사다리꼴, 역그루브형, 렌티큘러, R-프리즘 또는 이들의 조합의 형태를 가질 수 있다.
상기 집광시트는 단면이 프리즘일 수 있다. 이때 빗변각도는 25 내지 50 °일 수 있다.
본 발명은 도광판의 배면에 서로 직각 방향으로 교차하는 2종 이상의 스트라이프 패턴이 형성시켜 LED의 Hot Spot을 효과적으로 제거하고 동시에 인쇄도광판 대비 휘도를 향상시킬 수 있으며, 패턴 성형이 용이할 뿐만 아니라, 단면의 패턴 성형으로 제조가 용이하며 제작비용도 절감할 수 있고, 무아레 현상 및 외관을 개선할 수 있으며, 빛의 균일도 및 시인성이 우수하다. 따라서, 기존의 백라이트 유닛에 사용하고 있는 확산필름, 프리즘필름의 전부 또는 어느 하나를 생략하고 백라이트 유닛을 구성하는 것이 가능하다.
본 발명의 구성은 첨부되는 도면을 참조하면 명확해질 것이다. 도면에서 발명을 구성하는 구성요소들의 크기는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어 기술된 것일 뿐, 그에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판을 나타내는 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판(100)은 빛이 입사되는 측면(10c), 상기 측면에 연결되어 상기 빛을 출사시키는 전면(10b) 및 빛을 반사하는 배면(10a)을 포함하며, 상기 배면에는 서로 직각 방향으로 교차하는 2종 이상의 스트라이프 패턴(1, 2)이 형성되어 있다.
본 발명의 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판(100)은 강도가 높고 깨지거나 변형이 적으며, 가볍고 가시광선 투과율이 높은 투명아크릴 재질로 제조되는 것이 일반적다.
구체예에서는 상기 도광판(100)은 도광판 본체(10), 제1 스트라이프 패턴(1) 및 제2 스트라이프 패턴(2)을 포함한다.
상기 도광판 본체(10)는 빛(light)이 입사되는 측면(10c)과, 측면(10c)에 연결되며 액정표시장치의 패널(미도시)과 대면하는 전면(前面; 10b)과, 측면(10c)에 연결되고 전면(10b)에 대면하는 배면(背面; 10a)을 포함한다. 측면(10c)의 본래 사전적 의미는 물체의 옆면을 의미하나, 본 발명에서는 광원(20)으로부터 빛이 입사되는 면으로 정의한다.
상기 배면(10a)에는 광원과 수직방향의 제1 스트라이프 패턴(1)과 광원과 평행한 방향의 제2 스트라이프 패턴(2)이 형성되어 있으며, 상기 제1 스트라이프 패턴과 상기 제2 스트라이프 패턴은 동일 평면상에서 서로 직각으로 교차하고 있다. 여기서 '광원과 수직방향'이라 함은 광원이 배열된 방향과 수직인 방향을 의미하 며, '광원과 평행한 방향'이라 함은 광원이 배열된 방향과 평행인 방향을 의미한다.
광원이 배열된 방향과 수직한 방향의 제1 스트라이프 패턴(1)은 광원으로부터 나온 빛이 균일하게 퍼지도록 하여 LED Hot Spot을 제거하는 역할을 한다. 구체예에서는 광원으로부터 나온 빛이 균일하게 퍼지도록 하기 위하여 상기 제1 스트라이프 패턴(1)은 단면형상이 원형, 타원, R-프리즘 또는 이들의 조합을 포함하는 곡면형태를 갖는다. 도 2는 본 발명의 도광판의 광원방향에서는 단면을 나타낸 하나의 구체예이다. 도시된 바와 같이 제1 스트라이프 패턴(1)은 단면형상이 곡면이며, 패턴사이에 갭(GAP)이 형성될 수 있다.
구체예에서, 상기 제1 스트라이프 패턴은 피치 : 높이 비율이 높을수록 좋으며, 바람직하게는 0.2 내지 0.7 일 수 있다. 상기 범위 내에서 휘도를 향상시키며 LED Hot Spot 또한 제거되는 장점이 있다.
또한, 상기 제1 스트라이프 패턴은 패턴사이의 갭(GAP)이 200 ㎛ 이하, 바람직하게는 5 내지 150 ㎛일 수 있다. 상기 범위 내에서 LED Hot Spot을 제거하면서 빛을 도광판으로부터 출광시킬 수 있다.
상기 제1 스트라이프 패턴(1)의 높이가 높아질수록 광원으로부터 나온 빛이 균일하게 퍼지기 때문에, LED Hot Spot이 효과적으로 제거될 수 있다. 그러나, 원형 패턴의 높이가 높아지면 패턴을 성형하기 어려워 도광판의 양산에 제약이 생기며, 휘도가 저하되는 문제가 있기 때문에 휘도 저하가 없는 상태에서 LED Hot Spot이 제거되어지도록 해야 한다. 하나의 구체예에서는 상기 제1 스트라이프 패턴(1) 의 높이는 1 내지 100 ㎛, 바람직하게는 10 내지 85 ㎛, 더욱 바람직하게는 30 내지 75 ㎛이다. 상기 범위 내에서 LED Hot Spot이 효과적으로 제거될 수 있으며, 패턴 성형면에서도 용이한 장점이 있다.
상기 제2 스트라이프 패턴은 광원이 배열된 방향과 평행한 방향이며, 광원으로부터 출광된 빛이 도광판 상면으로 출광되도록 하는 역할을 한다.
즉, 광원으로 출광된 빛은 본 발명의 도광판으로 입사 한 후, 전반사 되다가 광원이 배열된 방향과 평행한 방향의 제2 스트라이프 패턴에 의해 굴절되어 도광판 외부로 출광된다.
구체예에서, 상기 제2 스트라이프 패턴은 단면형상이 프리즘, 사다리꼴, 역그루브형, 타원, 렌티큘러 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 도 3은 제2 스트라이프 패턴의 단면형상들에 대한 다양한 예를 나타낸 것이다. 도 3(a)는 제2 스트라이프 패턴의 단면이 프리즘 형상을 나타낸것이고, 도 3(b)는 제2 스트라이프 패턴의 단면이 타원인 형상을 나타낸 것이다.
구체예에서, 상기 제2 스트라이프 패턴의 단면이 프리즘인 경우, 프리즘 패턴의 빗변각도가 작아질수록 출광되는 빛이 집광되므로 중앙휘도가 향상될 수 있다. 그러나 빗변각도가 너무 작아지면 출광되지 못하는 빛들이 많아서 광량이 저하되어지므로 광량 손실을 최소한으로 하면서 최대한으로 집광되지도록 빗변각도를 최적화할 필요가 있다. 본 발명의 바람직한 구체에에서는 빗변각도가 5 내지 30 °, 바람직하게는 10 내지 30 °일 수 있다. 상기 범위 내에서 우수한 중앙휘도를 가지며, 광량 손실을 최소화할 수 있다.
구체예에서는 빛이 백라이트 전면에 균일하게 출광 되도록 하기 위하여 제2 스트라이프 패턴은 광원으로부터의 위치에 따라 패턴의 간격이 변하는 가변피치 구조를 가질 수 있다. 도 3(c)~(e)는 제2 스트라이프 패턴의 가변피치 구조에 대한 다양한 구체예이다.
하나의 구체예에서 도 3(c)에 도시된 바와 같이, 상기 제2 스트라이프 패턴은 광원과 멀어질수록 패턴의 간격이 좁아지는 구조를 가질 수 있다. 이와 같은 구조를 가질 경우 빛이 백라이트 전면에 보다 균일하게 출광될 수 있다.
다른 구체예에서 도 3(d)에 도시된 바와 같이, 상기 제2 스트라이프 패턴은 광원과 멀어질수록 빗변각도(α)가 증가하는 구조를 가질 수 있다. 이와 같은 구조를 가질 경우 스트라이프 패턴의 피치가 일정한 상태에서 빛이 백라이트 전면에 균일하게 출광되어지도록 할 수 있다.
또 다른 구체예에서 도 3(e)에 도시된 바와 같이, 상기 제2 스트라이프 패턴은 광원과 멀어질수록 패턴의 간격이 좁아지며, 빗변각도(α)가 증가하는 구조를 가질 수 있다. 이와 같은 구조를 가질 경우 스트라이프 패턴의 피치 및 빗변각도(α)를 조절하여 빛이 백라이트 전면에 균일하게 출광되어지도록 하면서 빛을 집광시켜 휘도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또 다른 구체예에서는 도 3(f)에 도시된 바와 같이, 제2 스트라이프 패턴의 단면은 옆면이 소정의 곡률반경을 갖는 역그루브형을 가질 수 있다. 구체예에서는 도 3(f)의 좌측과 같이 옆면이 양의 곡률반경을 가질 수 있고, 도 3(f)의 우측과 같이 옆면이 음의 곡률반경을 가질 수 있다. 또는 도시되지는 않았지만 한쪽은 양 의 곡률반경을, 다른 한쪽은 음의 곡류 반경을 가질 수 있다.
구체예에서 상기 제1 스트라이프 패턴(1)의 높이는 제2 스트라이프 패턴(2)의 높이보다 클 수 있다. 다른 구체예에서는 상기 제1 스트라이프 패턴(1)의 높이는 제2 스트라이프 패턴(2)의 높이보다 작을 수 있다. 또 다른 구체예에서는 상기 제1 스트라이프 패턴(1)의 높이와 제2 스트라이프 패턴(2)의 높이는 같을 수 있다.
한 구체예에서 상기 도광판은 내부에 복수의 비드가 분산되어 있을 수 있다. 도 4는 비드(11)가 첨가된 도광판의 단면도이다. 이와 같이 비드를 첨가할 경우, 무아레 현상과 외관이 개선될 수 있다. 비드의 양은 사용자의 목적에 따라 정해질 수 있다. 비드의 첨가량을 조절하여 도광판 전면의 휘도 및 광량 균일도를 조절할 수 있다. 본 발명의 한 구체예에서 상기 비드는 도광판 전체 중량중 0~0.1 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위내에서 도광판의 LED Hot Spot을 제거하는데 효과적이며 도광판의 외간 개선 및 무아레 제거에도 유리하다. 또한 도광판 전면의 휘도 및 광량 균일도를 향상시킨다.
본 발명의 다른 관점은 상기 도광판을 포함하는 액정표시장치 백라이트 유닛에 관한 것이다. 구체예에서는 상기 액정표시장치 백라이트 유닛은 상기 도광판; 및 상기 도광판의 일측 또는 양측에 배치되는 광원을 포함한다.
구체예에서 상기 도광판 전면에 집광시트가 구비될 수 있다. 도 5는 도광판 (100)전면에 집광시트(200)가 구비된 액정표시장치 백라이트 유닛의 분해 사시도이다.
상기 집광시트(200)는 스트라이프 패턴을 가질 수 있다. 구체예에서, 상기 집광시트(200)의 스트라이프 패턴은 도광판의 상기 제2 스트라이프 패턴과 수직 또는 수평 방향을 가질 수 있다. 또한 상기 집광시트는 단면이 프리즘, 타원, 원형, 사다리꼴, 옆면이 소정의 곡률반경을 가지는 역그루브형, 렌티큘러, R-프리즘 또는 이들의 조합의 형태를 가질 수 있다.
구체예에서 상기 집광시트는 단면이 프리즘일 수 있다. 이때 빗변각도는 15 내지 50 °, 바람직하게는 25 내지 45 °일 수 있다. 상기 범위 내에서 도광판으로부 터 출광된 빛을 수직방향으로 집광시킬 수 있으며 또한 상부의 DBEF 시트로부터 반사되어져 반사시트에서 재 반사되어진 빛을 집광시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 집광시트는 PET 필름 위에 UV 수지 패턴 성형 구조로 제작되어질 수 있으며, PS, PC 수지에 의한 압출방법으로 제작되어질 수 있다. 두께는 100 ~500 ㎛, 바람직하게는 200 ~ 500 ㎛이다.
다른 구체예에서 본 발명의 액정표시장치 백라이트 유닛은 상기 집광시트(200) 상부에 휘도 향상 필름(300)을 더 구비할 수 있다. 도 6(a)은 본 발명의 일 구체예에 따른 휘도 향상 필름(300)이 구비된 액정표시장치 백라이트 유닛의 분해 사시도이다. 상기 휘도 향상 필름(300)은 광을 집광 및 편광하여 출사하는 다층 구조의 반사형 편광 프리즘 시트이로서, 듀얼 휘도 강화 필름(Dual Brightness Enhancement Film, DBEF™, 제조사 3M)이 바람직하게 적용될 수 있다.
다른 구체예에서 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치 백라이트 유닛은 집광시트(200) 상부에 프리즘 시트(210) 및 휘도 향상 필름(300)을 더 구비할 수 있다. 상기 프리즘 시트는 광을 집광하여 출사하기 위한 삼각기둥 모양 의 프리즘 패턴(도시되지 않음)이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있다. 상기 프리즘 패턴의 빗변각도는 40 내지 50 ° 일 수 있다. 구체예에서는 상기 프리즘 시트로는 휘도 강화 필름(Brightness Enhancement Film-Ⅲ, BEF-Ⅲ™, 제조사 3M)을 사용할 수 있다.
또 다른 구체예에서는 도 6(c)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치 백라이트 유닛은 본 발명의 도광판(100) 상부에 프리즘 시트(210) 및 휘도 향상 필름(300)이 적층된 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
실시예 1
패턴 도광판의 제1 스트라이프 패턴의 단면은 원형(피치 200um, 높이 50um, 렌즈 사이의 갭(Gap) 100um)으로 하고, 제2 스트라이프 패턴은 프리즘 패턴으로 하였으며 빗변 각도를 11 °가 되도록 하였으며, 도광판의 재질은 PMMA, 두께 4mm로 하였다. 상기 패턴 도광판에 빗변각도가 30도인 프리즘 패턴이 형성된 집광 시트를 상부에 위치시켰으며, 집광시트의 패턴이 제2 스트라이프 패턴과 수평이 되도록 하였다. 상기 집광시트 상부에 프리즘 필름(MAS, 제일모직)과 DBEF 필름(3M)을 상부에 부착하여 백라이트 유닛을 제작하였다.
실시예 2
집광시트의 프리즘 패턴의 빗변각도를 32 도로 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예 3
집광시트의 프리즘 패턴의 빗변각도를 34 도로 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
비교실시예 1
인쇄도광판(재질 PMMA, 두께 4mm)), 확산필름(PTD737, 신화), 프리즘 필름(MAS, 제일모직) 및 DBEF 필름(3M)을 차례로 적층하여 비교하였다.
비교실시예 2
제1 스트라이프 패턴을 형성하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일하게 수행하였다.
시트구조
패턴 도광판 하면 패턴 집광시트
제2스트라이프 패턴 제1 스트라이프 패턴 Prism의 빗변각도
실시예1 빗변각도 :11도 피치 200um, 높이 50um, 렌즈 사이의 Gap 100um 30도
실시예2 빗변각도 :11도 피치 200um, 높이 50um, 렌즈 사이의 Gap 100um 32도
실시예3 빗변각도 :11도 피치 200um, 높이 50um, 렌즈 사이의 Gap 100um 34도
비교예1 인쇄도광판+확산필름+프리즘 필름
비교예2 빗변각도 :11도 - 34도
실시예 1~3 및 비교예 1~2에 대한 상대 휘도 및 시야각 분포 사진(시뮬레이션 데이터, LightTools) 은 도 7에 나타내었다. 도 7에 나타난 바와 같이, 실시예 1~3의 경우, 비교예 1 대비 휘도가 30% 이상 향상되는 것을 알 수 있다. 또한 집광시트의 프리즘 패턴의 빗변각도가 커질수록 집광이 많이 되기 때문에 중앙휘도가 증가하고 상하 시야각 및 좌우 시야각은 감소되는 것을 알 수 있다. 따라서 패턴 도광판의 패턴 및 집광시트의 패턴을 조절하여 시야각 및 휘도를 조절 할 수 있으며 사용자의 목적에 따라 시야각을 만족하면서 중앙 휘도가 증가되도록 최적화 할 수 있음을 확인할 수 있다.
실시예 3 및 비교예 2에 대해서 LightTools를 이용하여 시뮬레이션 하였으며 LED Hot Spot 측정 결과를 도 8 에 나타내었다. 도 8에 나타난 바와 같이, 비교예2는 제1 스트라이프 패턴이 존재하지 않아 LED로부터 출광된 빛이 균일하게 퍼지지 않기 때문에 LED 위치에서 휘도가 높아진 것을 알 수 있으며, 이는 LED Hot Spot이 큰 것을 의미한다(LED Hot Spot이 눈에 시인됨). 실시예3의 경우, LED로부터 출광된 빛이 균일하게 퍼져 LED Hot Spot이 제거된 것을 확인 할 수 있다.
이상 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 스트라이프 패턴의 단면을 나타낸 하나의 구체예이다.
도 3(a)~(b)는 본 발명의 제2 스트라이프 다양한 단면 형상을 나타낸 것이고 도 3(c)~(e)는 제2 스트라이프 패턴의 가변피치 구조에 대한 다양한 구체예이며, 도 3(f)는 패턴 단면의 옆면이 소정의 곡률반경을 갖는 역그루브형을 갖는 형상을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 비드가 첨가된 도광판의 단면도이다.
도 5는 도광판 전면에 집광시트가 구비된 액정표시장치 백라이트 유닛의 분해 사시도이다.
도 6(a)~(c)는 본 발명의 액정표시장치 백라이트 유닛의 다른 구체예이다.
도 7은 실시예 1~3 및 비교예 1~2에 대한 상대 휘도 및 시야각 분포 사진이다.
도 8은 실시예 3 및 비교예 2에 대한 LED Hot Spot 정도를 나타낸 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 제1 스트라이프 패턴 2: 제2 스트라이프 패턴
10: 도광판 본체 20: 광원
100: 패턴 도광판 200: 집광시트
300: 휘도 향상 필름

Claims (19)

  1. 빛이 입사되는 측면, 상기 측면에 연결되어 상기 빛을 출사시키는 전면(前面) 및 빛을 반사하는 배면(背面)을 포함하는 액정표시 장치용 도광판에 있어서, 상기 배면에는 서로 직각 방향으로 교차하는 2종 이상의 스트라이프 패턴이 형성되어 있으며,
    상기 스트라이프 패턴은 광원과 수직방향의 제1 스트라이프 패턴과 광원과 평행한 방향의 제2 스트라이프 패턴을 포함하며,
    상기 제1 스트라이프 패턴은 단면형상이 원형, 타원, 렌티큘러 또는 이들의 조합을 포함하는 곡면형태인 것을 특징으로 하는 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 배면에는 광원과 수직방향의 제1 스트라이프 패턴과 광원과 평행한 방향의 제2 스트라이프 패턴이 형성되어 있으며, 상기 제1 스트라이프 패턴과 상기 제2 스트라이프 패턴은 동일 평면상에서 서로 직각으로 교차하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 스트라이프 패턴의 높이는 1 내지 100 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 스트라이프 패턴은 피치 : 높이 비율이 0.7 이하 인 것을 특징으로 하는 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 스트라이프 패턴은 패턴사이에 갭(GAP)이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 스트라이프 패턴은 패턴사이의 갭(GAP)이 200 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제2 스트라이프 패턴은 단면형상이 프리즘, 사다리꼴, 역그루브형, 타원, 렌티큘러 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 스트라이프 패턴의 단면이 프리즘인 경우, 빗변각도가 5 내지 30 °인 것을 특징으로 하는 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제2 스트라이프 패턴은 광원과 멀어질수록 패턴의 간격이 좁아지는 가변피치 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판.
  10. 제7항에 있어서, 상기 제2 스트라이프 패턴은 광원과 멀어질수록 빗변각도가 증가하는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판.
  11. 제7항에 있어서, 상기 제2 스트라이프 패턴은 광원과 멀어질수록 패턴의 간격이 좁아지며, 빗변각도가 증가하는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 스트라이프 패턴의 높이는 제2 스트라이프 패턴의 높이보다 큰 것을 특징으로 하는 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판.
  13. 제12항에 있어서, 상기 도광판은 내부에 복수의 비드가 분산된 것을 특징으 로 하는 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판.
  14. 제13항에 있어서, 상기 비드는 도광판 전체 중량중 0~0.1 중량%로포함된 것을 특징으로 하는 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 도광판; 및
    상기 도광판의 일측 또는 양측에 배치되는 광원;
    을 포함하는 액정표시장치 백라이트 유닛.
  16. 제15항에 있어서, 상기 도광판 전면에 집광시트가 구비된 것을 특징으로 하는 액정표시장치 백라이트 유닛.
  17. 제16항에 있어서, 상기 집광시트는 스트라이프 패턴을 가지며, 도광판의 제2 스트라이프 패턴과 수직한 것을 특징으로 하는 액정표시장치 백라이트 유닛.
  18. 제17항에 있어서, 상기 집광시트는 단면이 프리즘, 타원, 원형, 사다리꼴, 역그루브형, 렌티큘러, R-프리즘 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 백라이트 유닛.
  19. 제18항에 있어서, 상기 집광시트는 단면이 프리즘이며, 빗변각도가 25 내지 50 °인 것을 특징으로 하는 액정표시장치 백라이트 유닛.
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