KR101474497B1 - 디스플레이장치 - Google Patents

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Abstract

디스플레이장치가 개시된다. 본 발명의 디스플레이장치는, 복수개가 상호 이격되어 배치된 광원; 상기 광원 전면에 판상(板狀)으로 형성된 굴절판; 및 상기 광원에서 발산된 빛이 상기 굴절판을 통과하며 복수회 산광(散光)되도록 상기 굴절판의 일면과 타면에 상호 상이한 형상으로 마련된 제 1,2굴절면을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 광원에서 발산된 빛이 고르게 산광되어 광원에서부터의 거리가 상대적으로 가까운 곳에서도 높은 휘도균일도를 달성할 수 있어 디스플레이장치의 두께를 감소시킬 수 있다.

Description

디스플레이장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 디스플레이장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광원에서 발산된 빛이 고르게 산광되어 광원에서부터의 거리가 상대적으로 가까운 곳에서도 높은 휘도균일도를 달성할 수 있어 디스플레이장치의 두께를 감소시킬 수 있는 디스플레이장치에 관한 것이다.
일반적으로 널리 사용되고 있는 디스플레이장치는 발광형과 수광형으로 분류될 수 있다. 발광형은 스스로 발광할 수 있는 디스플레이장치를 의미하며 음극선관(CRT, Cathode Ray Tube), 플라즈마 표시패널(PDP, Plasma Display Panel) 등이 있고, 수광형은 스스로 발광할 수 없는 디스플레이장치를 의미하며 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display)가 대표적이다.
수광형 디스플레이장치는 자체적으로 발광할 수 없기 때문에 영상이 표시되는 표시패널 이외에 표시패널에 빛을 비추어 주는 광원이 필요하다.
광원은 그 설치 위치에 따라 직하형(Direct Light Type)과 에지형(Edge Light Type)으로 분류된다. 직하형은 광원이 표시패널의 후면에 설치되어 표시패널을 향해 직접적으로 빛을 조사하고, 에지형은 광원이 도광판(Light Guide Panel)의 측면에 설치되어 광원에서 발생한 빛이 도광판을 따라 굴절되어 확산되며 표시패널 측으로 발산된다. 에지형은 광원이 표시패널의 측면에만 배치되므로 표시패널의 크기가 커지면 표시패널의 중앙에서는 휘도균일도가 떨어지는 특성이 있다. 따라서 중대형 이상의 디스플레이장치는 광원을 직하형으로 설치함이 일반적이다.
광원을 직하형으로 설치한 경우에도 휘도균일도가 높아야 함은 디스플레이장치의 성능을 높이기 위하여 필수적인 요소이다. 휘도(Brightness, 煇度)란 물체의 겉보기 단위 면적당 광도(光度)를 말하는 양이며, 휘도균일도란 광원에서 발산된 빛이 표시패널에 조사됨에 있어서 표시패널 전반에 걸쳐 휘도의 분포가 얼마나 고르게 나타나는가를 수치로 나타낸 값이다. 휘도균일도는 0(Zero)%에서 100% 사이의 값으로 표현되며, 값이 클수록 휘도의 분포가 균일한 상태를 의미한다.
휘도균일도는 디스플레이장치의 전체적인 두께와 밀접한 관련이 있다. 이하에서는 종래의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 특성을 도시한 도 1을 참조하여 휘도균일도와 디스플레이장치의 두께와의 관련성을 설명하도록 한다.
광원(L1, L2)은 일정한 간격으로 이격되어 설치된다. 원통형의 광원(L1, L2)은 나란하게 다수개가 마련되나, 설명의 편의를 위하여 제 1광원(L1)과 제 2광원(L2)만을 표시하기로 한다. 제 1광원(L1)과 제 2광원(L2)은 각각 발광하여 빛을 발산시킨다.
제 1,2휘도곡선(R1, R2)은 각각 제 1,2광원(L1, L2)에서 발산되어 표시패널(P) 측으로 조사된 빛의 휘도를 나타낸다. 중앙부분(C)이 볼록하게 표현된 제 1휘도곡선(R1)을 통하여 직관적으로 인식 가능한 바와 마찬가지로, 제 1광원(L1)에 서 조사된 빛의 휘도는 상단 중앙부분(C)에서 가장 크게 나타나고 중앙부분(C)에서 멀어질수록 점차 감소한다. 이와 같은 특성은 제 2광원(L2)의 경우에도 유사하게 반복됨은 제 1휘도곡선(R1)과 유사한 패턴을 보인 제 2휘도곡선(R2)을 통하여 알 수 있다.
제 1,2광원(L1, L2)에서 발산된 빛에 의한 제 1,2휘도곡선(R1, R2)은 상호간 겹쳐지는 부분이 발생하며, 겹쳐진 부분에서 빛의 합성이 발생한다. 빛의 합성은 가산혼합(Additive Color Mixture)의 특성을 나타낸다. 가산혼합은 빛이 겹쳐지면서 본래의 빛보다 밝은 색이 됨을 의미하며, 이와 같은 현상은 시각을 통하여 인식되는 빛의 양이 혼합에 의하여 증가되기 때문에 발생한다. 가산혼합에 의하여 제 1,2휘도곡선(R1, R2)이 겹쳐지는 구간에서 휘도는 증가되며, 이와 같은 점을 고려할 때 최종적으로 조합휘도곡선(R3)과 같은 휘도분포가 이루어진다.
조합휘도곡선(R3)에 의하면 상단 중앙부분(C)의 휘도와 유사한 정도의 밝기인 평탄부(F)가 제 1,2광원(L1, L2) 사이에 발생함을 알 수 있으며, 상술한 바와 같이 제 1,2광원(L1, L2) 외에 수개의 광원들이 적절한 거리를 가지고 배치된다면 평탄부(F)는 계속하여 연장되어 1개의 면광원과 같은 효과가 발생한다. 따라서 바닥면(B)에서 제 1이격거리(D1)만큼 떨어진 위치에 표시패널(P)을 위치시키는 경우에, 표시패널(P) 전반에 걸쳐 휘도가 균일하게 된다.
그런데 종래의 디스플레이장치는 휘도가 균일한 평탄부(F)에 표시패널(P)을 위치시켜야 하는 관계로 바닥면(B)에서 최소한 제 1이격거리(D1) 만큼 떨어진 내부공간이 필요하여 디스플레이장치가 전반적으로 두꺼워지게 되는 문제점이 되었다.
이와 같은 문제점은, 디스플레이장치의 두께를 얇게 하기 위하여 표시패널(P)을 바닥면(B)에 좀더 가까운 제 2이격거리(D2) 위치에 마련할 경우에 휘도가 불균일하게 된다는 점에서 보다 명확해진다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 광원에서 발산된 빛이 고르게 산광되어 광원에서부터의 거리가 상대적으로 가까운 곳에서도 높은 휘도균일도를 달성할 수 있어 디스플레이장치의 두께를 감소시키는 것이다.
그런데 종래의 디스플레이장치는 휘도가 균일한 평탄부(F)에 표시패널(P)을 위치시켜야 하는 관계로 바닥면(B)에서 최소한 제 1이격거리(D1) 만큼 떨어진 내부공간이 필요하여 디스플레이장치가 전반적으로 두꺼워지게 되는 문제점이 되었다.
이와 같은 문제점은, 디스플레이장치의 두께를 얇게 하기 위하여 표시패널(P)을 바닥면(B)에 좀더 가까운 제 2이격거리(D2) 위치에 마련할 경우에 휘도가 불균일하게 된다는 점에서 보다 명확해진다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 광 원에서 발산된 빛이 고르게 산광되어 광원에서부터의 거리가 상대적으로 가까운 곳에서도 높은 휘도균일도를 달성할 수 있어 디스플레이장치의 두께를 감소시키는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디스플레이장치는 복수개가 상호 이격되어 배치된 광원; 상기 광원 전면에 판상(板狀)으로 형성된 굴절판; 및 상기 광원에서 발산된 빛이 상기 굴절판을 통과하며 복수회 산광(散光)되도록 상기 굴절판의 일면과 타면에 상호 상이한 형상으로 마련된 제 1,2굴절면에 의하여 달성된다.
상기 제 1굴절면은, 상기 일면의 전면(全面)에 걸쳐 반복적으로 마련된 삼각파형이되, 상기 삼각파형의 일 꼭지점은 상기 광원의 방향으로 마련된 것이 가능하다.
상기 광원의 방향으로 마련된 상기 일 꼭지점이 이루는 각도는 76도 내지 80 도인 것이 바람직하다.
상기 제 2굴절면은, 상기 타면의 전면(全面)에 걸쳐 골과 마루가 반복된 사인(Sine)파형이되, 상기 마루에는 상기 광원을 향하여 함몰된 함몰부가 마련된 것이 가능하다.
상기 함몰부는, 상호 이격 배치된 상기 광원의 상부에 위치되도록 마련된 것이 바람직하다.
상기 제 1,2굴절면은, 상기 광원에서 발산된 상기 빛이 상기 제 1굴절면을 통과한 후 상기 제 2굴절면을 통과하도록 배치된 것이 가능하다.
상기 굴절판은, 투명한 플라스틱 수지(Plastic Resin)를 압출성형(Extrusion Molding)한 것이 바람직하다.
상기 광원은, 냉음극형형광램프(CCFL, Cold Cathod Fluorescent Lamp) 또는 발광다이오드(LED, Light Emitting Diode) 중 어느 하나인 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 목적은, 복수개가 상호 이격되어 배치된 광원과, 상기 광원의 전면에 판상으로 형성되되, 상기 광원에서 발산된 빛이 굴절하며 복수회 산광되도록 상기 판상의 일면에는 반복적으로 마련된 삼각파형 형상이 마련되고, 상기 판상의 타면에는 상기 광원의 상부에 대응되는 위치에 상기 광원을 향하여 함몰된 함몰부가 마련된 사인(sine)파형 형상이 마련된 굴절판을 포함하는 디스플레이장치에 의하여서도 달성된다.
또한, 본 발명의 목적은, 복수개가 상호 이격되어 배치된 광원; 상기 광원의 전면(前面)에 판상으로 형성되되, 상기 광원에서 발산된 빛이 복수회 굴절하며 산 광되도록 하는 굴절면을 포함하는 굴절판; 및 상기 굴절판을 통과한 상기 빛에 의하여 화상이 표현되는 표시패널을 포함하는 디스플레이장치에 의하여서도 달성된다.
상기 굴절면은, 상기 일면에 반복적으로 마련된 삼각파형 형상으로 마련된 제 1굴절면과, 상기 타면에 상기 광원을 향하여 함몰된 함몰부가 마련된 사인파형 형상으로 마련된 제 2굴절면인 것이 바람직하다.
상기 함몰부는, 상기 사인파형의 마루에 반복하여 마련되되, 상기 광원의 상부에 위치되는 것이 가능하다.
상기 제 1,2굴절면은, 상기 광원에서 발산된 빛이 상기 제 1굴절면을 통과한 후 상기 제 2굴절면을 통과하도록 상기 굴절판에 마련된 것이 바람직하다.
상기 굴절판과 상기 표시패널의 사이에는, 상기 굴절판을 통과한 상기 빛의 확산을 촉진하는 확산판이 더 마련된 것이 가능하다.
상기 광원의 후면에는, 상기 광원에서 발산된 빛을 상기 광원의 전면으로 반사시키는 반사판이 더 마련된 것이 바람직하다.
상기 굴절판은, 투명한 플라스틱 수지(Plastic Resin)를 압출성형(Extrusion Molding)한 것이 가능하다.
상기 광원은, 냉음극형형광램프(CCFL, Cold Cathod Fluorescent Lamp) 또는 발광다이오드(LED, Light Emitting Diode) 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 목적은, 복수개가 상호 이격되어 배치된 광원; 상기 광원의 전면에 판상으로 형성되되, 상기 광원에서 발산된 빛이 굴절되며 복수회 산광되도 록 상기 판상의 일면에는 반복적으로 마련된 삼각파형 형상이 마련되고, 상기 판상의 타면에는 상기 광원의 상부에 대응되는 위치에 상기 광원을 향하여 함몰된 함몰부가 마련된 사인(sine)파형 형상이 마련된 굴절판; 및 상기 굴절판을 통과한 상기 빛에 의하여 화상이 표현되는 표시패널을 포함한 디스플레이장치에 의하여서도 달성된다.
본 발명에 따른 디스플레이장치는 광원에서 발산된 빛이 고르게 산광되어 광원에서부터의 거리가 상대적으로 가까운 곳에서도 높은 휘도균일도를 달성할 수 있어 디스플레이장치의 두께를 감소시킬 수 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 분해사시도이다.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치(10)에는, 외관을 형성하는 전,후면커버(20, 30)와, 각종 부품이 수용된 디스플레이모듈(40)이 마련된다.
전, 후면커버(20, 30)는 디스플레이장치(10)의 외관을 형성하되 사용자의 심미감이 발생되도록 일정한 장식이 부가되며, 상호 결합하여 내부의 디스플레이모듈(40)을 보호한다.
디스플레이모듈(40)에는 액정을 이용하여 화상을 나타내는 표시패널(50)과, 표시패널(50)에 빛을 조사하는 백라이트어셈블리(60)와, 백라이트어셈블리(60)에서 조사된 빛을 균일하게 하는 광학판(70)이 마련된다.
표시패널(50)은 TFT(Thin Film Transistor)기판(52)과, TFT기판(52)에 대응되도록 마련된 컬러필터기판(54)과, TFT기판(52)과 컬러필터기판(54)의 사이에 주입된 액정층(미도시)을 포함한다. 표시패널(50)은 전기신호에 따라 배열되는 액정의 특성을 이용하여 화상을 표현한다. 한편, 자체적으로 발광하지 못하는 수광형 표시패널(50)은 영상이 외부로 표시되기 위해서 표시패널(50)로 빛을 조사하는 백라이트어셈블리(60)가 필요하다.
백라이트어셈블리(60)에는 바텀샤시(62)와, 바텀샤시(62)의 내측에 마련된 반사판(64)과, 반사판(64)의 상단에 마련된 광원(L)이 마련된다.
바텀샤시(62)는 백라이트어셈블리(60)의 전체적인 외형을 형성한다. 바텀샤시(62)는 플라스틱 재질이 사출되어 일체로 마련된다. 바텀샤시(62)의 내측에는 반사판(64)이 마련된다.
반사판(64)은 광원(L)에서 하측으로 발산된 빛을 표시패널(50) 측으로 반사시켜 광원(L)의 효율을 향상시킨다. 반사판(64)은 나란하게 배치된 광원(L) 사이에서 삼각형 형상으로 솟아올라 표시패널(50) 측으로 빛의 반사를 촉진시킨다.(도 4 참조)
광원(L)은 바텀샤시(62)의 반사판(64) 위에 마련된다. 광원(L)은 빛을 발산하여 수광형 표시패널(50)에 표현된 화상을 사용자가 인식가능 하도록 한다. 광원(L)은 복수개가 일정한 간격으로 나란하게 마련된다. 광원(L)은 냉음극형형광램프(CCFL, Cold Cathod Fluorescent Lamp) 또는 발광다이오드(LED, Light Emitting Diode)를 사용하는 것이 가능하다. 냉음극형형광램프인 경우에는 통상의 형광등과 유사하게 길이방향으로 긴 형상이므로 바텀샤시(62) 내부에 복수개가 나란하게 설치된다. 발광다이오드인 경우에는 복수개의 발광다이오드가 길이방향으로 설치되어 하나의 냉음극형형광램프의 역할을 하며, 그와 동일한 방식으로 바텀샤시(62) 전면에 걸쳐 발광다이오드가 배치되어 빛을 표시패널(50) 측으로 조사한다.
광학판(70)은 백라이트어셈블리(60)와 표시패널(50) 사이에 마련되어 광원(L)에서 발산된 빛이 균일하게 표시패널(50)로 조사되도록 한다. 광학판(70)은 중간베젤(42, Middle Bezel)에 의하여 바텀샤시(62) 측에 고정된다. 광학판(70)에는 집광시트(80)와, 확산판(90)과, 굴절판(100)이 마련된다.
집광시트(80)는 표시패널(50)의 하측에 마련된다. 백라이트어셈블리(60)의 광원(L)에서 발산된 빛은 집광시트(80)를 통과하며 표시패널(50)과 수직하도록 광로(光路)가 변형된다. 집광시트(80)의 하측에는 확산판(90)이 마련된다.
확산판(90)은 광원(L)에서 발산된 빛을 확산시켜 밝기의 차이를 저감시킨다. 확산판(90)은 간유리(Frosted Glass)와 같이 반투명하게 처리된 판이며, 확산판(90)이 존재함으로 인하여 광원(L)에서 발산된 빛이 확산되는 효과가 발생한다. 그러나 빛이 확산되는 정도가 크지 않기 때문에 간유리 형태의 확산판(90) 만으로는 표시패널(50)을 바텀샤시(62)에 가깝게 설치하여 디스플레이장치(10)의 두께를 얇게 함에 한계가 있다. 따라서 확산판(90)과 광원(L)의 사이에는 굴절판(100)을 마련하여 빛의 확산을 촉진시킨다.
굴절판(100)은 집광판(80) 내지는 확산판(90)과 비슷한 크기의 판상(板狀)으 로 마련된다. 굴절판(100)은 광원(L)에서 발산된 빛이 굴절판(100)의 제 1,2굴절면(도 3의 110, 120)을 통과하며 굴절되어 산광(散光)되도록 한다. 즉, 굴절판(100)을 통과하는 빛이 광원(L)의 상방에서 광원(L)의 좌우측으로 산광되도록 하는 역할을 굴절판(100)이 한다. 굴절판(100)은 투명한 플라스틱 수지(Plastic Resin) 재질이며, 플리스틱 수지를 압출성형하여 마련된다. 굴절판(100)이 압출성형되어 마련되므로 사출성형한 경우에 발생하는 잔류응력이 존재하지 않는다. 따라서 굴절판(100)을 성형한 후 시간이 흘러도 잔류응력으로 인한 굴절판(100)의 뒤틀림이 방지됨은 물론, 성형비용도 절감된다. 이하에서는 도 3을 참조하여 굴절판(100)의 구체적인 형상에 대하여 설명하도록 한다.
도 3은 도 2 굴절판의 I-I 방향 단면도이다.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 굴절판(100)에는, 반복된 삼각파형(112)이 마련된 제 1굴절면(110)과, 사인(Sine)파형이되 함몰부(126)가 마련된 제 2굴절면(120)이 마련된다.
제 1굴절면(110)은 판형인 굴절판(100)의 양면 중 광원(도 2의 L)이 마련된 하측 방향의 면이다. 제 1굴절면(110)은 전체적으로는 평면이지만, 제 1굴절면(110)에는 전면(全面)에 걸쳐 수십에서 수백 미크론(micron, μ) 크기의 삼각파형(112)이 반복적으로 마련된다.
삼각파형(112)은 입사되는 빛이 임의적으로 굴절되도록 유도하여 휘도가 균일하게 되게 한다. 즉, 상술한 바와 같이 삼각파형(112)은 수십에서 수백 미크론으로 작게 마련됨은 물론, 삼각형 형상의 삼각파형(112)의 면에 대하여 빛이 비스듬 하게 입사되므로 입사된 빛이 다양한 방향으로 굴절되며 진행된다. 빛이 다양한 방향으로 굴절되며 진행되므로, 발산된 빛이 광원(도 2의 L)에서 가까운 특정 지점만을 밝게 비추는 현상을 방지하여 결과적으로 휘도의 균일성을 촉진시키는 효과가 발생한다. 삼각파형(112) 꼭지점 중 광원(도 2의 L)을 향하도록 배치된 꼭지점이 이루는 각도(M)는 76도 내지 80도이며, 가장 바람직하게는 78도이다. 삼각파형(112)의 꼭지점이 이루는 각도(M)가 78도를 중심으로 2도의 범위 이내이어야 하는 이유에 대하여서는 후술하도록 한다.
제 2굴절면(120)은 판형인 굴절판(100)의 양면 중 광원(도 2의 L)의 반대 방향인 상측 방향의 면이다. 광원(도 2의 L)에서 발산된 빛은 제 1굴절면(110)을 통과하여 1차로 굴절되며 산광된 후, 제 2굴절면(120)을 통과하여 2차로 굴절되며 다시 한번 산광된다. 제 1,2굴절면(120)을 거치며 제 1,2차로 굴절되므로 빛의 산광이 촉진된다. 제 2굴절면(120)은 굴절판(100)의 전면(全面)에 걸쳐 사인파형이 반복된다. 사인파형은 골(122)과 마루(124)가 반복되나, 마루(124)가 있어야 할 부분에는 함몰부(126)가 마련된다.
함몰부(126)는 사인파형의 마루(124)가 존재하여야 할 부분이 광원(도 2의 L) 방향으로 함몰되어 마련된다. 함몰부(126)는 광원(도 2의 L)의 상부에 마련된다. 즉, 제 2굴절면(120)에 함몰부(126)가 마련되는 간격이 광원(도 2의 L)이 마련된 간격과 동일함을 의미한다.
이러한 구성에 의한 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 작용을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 4는 도 2 굴절판에서 빛의 진행경로를 도시한 도면이다.
이에 도시된 바와 같이, 빛은 광원(L)을 중심으로 사방으로 발산된다. 광원(L)에서 하방이나 좌우측으로 발산된 빛은 반사판(64)에 의하여 상측으로 유도된다.
상측으로 유도된 빛은 제 1굴절면(110)과 만나게 된다. 광원(L)에서 제 1굴절면(110)에 이르기까지는 발산된 빛이 공기층을 통과하지만, 제 1굴절면(110)을 경계로 굴절판(100)을 통과하게 되는 순간 빛은 스넬의 법칙(snell's law)에 따라 굴절하여 진행방향이 변경된다.
스넬의 법칙이란 빛이 서로 다른 매질의 경계면을 통과할 때 입사각과 굴절각 사이의 관계를 표현한 법칙이다. 스넬의 법칙에 의하면, 소(疎)한 매질에서 밀(密)한 매질로 빛이 입사하는 경우에 입사각에 비하여 굴절각이 작게 됨을 알 수 있다. 입사각과 굴절각은, 입사되는 면의 법선(法線)과 입사 및 출사되는 빛이 이루는 각도이다.
제 1입사광(e1)의 경우에 소한 매질인 공기층에서 밀한 매질인 굴절판(100)으로 입사될 때, 입사되는 면인 삼각파형(112)의 일면에 수직한 법선에 대한 입사각(a1)에 비하여 출사되는 제 1출사광(e2)의 굴절각(a2)이 작아짐은 스넬의 법칙에 따를 때 자명하다. 이와 같이, 입사각(a1)에 비하여 굴절각(a2)이 작아지며 제 1입사광(e1)은 입사된 방향과 상이한 방향으로 산광되며 진행한다.
제 1굴절면(110)을 통과하는 과정에서 1차로 굴절되며 산광된 빛은 제 2굴절면(120)에 도달한다.
제 2굴절면(120)의 경우에 제 2입사광(e3)은 밀한 매질인 굴절판(100)에서 소한 매질인 공기층으로 출사된다. 제 2굴절면(120)에서는 제 1굴절면(110)과 반대로 굴절이 이루어진다. 즉, 입사각(a3)에 비하여 굴절각(a4)이 더 크다. 따라서 제 2입사광(e3)은 함몰부(126)를 중심으로 부채꼴 형상으로 좌우로 크게 벌어지며 제 2출사광(e4)이 되어 흩어진다.
함몰부(126)는 광원(L)의 상부에 위치되므로, 함몰부(126) 근처에는 가장 많은 빛이 입사된다. 그러나 함몰부(126) 근처로 입사된 다량의 빛은 함몰부(126)의 형상으로 인하여 제 2출사광(e4)과 같은 특성을 지니며 좌우로 크게 벌어져 출사된다. 따라서 광원(L) 상부의 휘도가 다른 부분에 비하여 높지 않게 되어, 광원(L)에서 상대적으로 짧은 거리임에도 휘도가 균일하게 분포될 수 있다.
광원(L)에서 가까운 거리에서 휘도가 균일하게 분포되면, 표시패널(도 2의 50)의 위치를 종래에 비하여 광원(L)에 가깝게 위치시킬 수 있으며, 결과적으로 디스플레이장치(도 2의 10)의 두께를 얇게 설계하는 것이 가능해진다.
제 1굴절면(110)에 마련된 삼각파형(112) 꼭지점 중 광원(L)을 향하도록 배치된 꼭지점이 이루는 각도(M)는, 상술한 바와 같이 76도 내지 80도이며, 가장 바람직하게는 78도이다. 이하에서는 도 5를 참조하여 꼭지점이 이루는 각도(M)에 대하여 설명하도록 한다.
도 5는 도 2의 제 1굴절면의 꼭지점 각도에 따른 휘도균일도를 나타낸 그래프이다.
그래프의 세로축은 가로축 지점에서의 휘도를 나타내며, 가로축의 25, 80 지 점에 광원이 위치한 상태이다.
이에 도시된 바와 같이, 꼭지점의 각도가 제 1각도(일점쇄선), 제 2각도(점선), 제 3각도(실선)인 경우에 각각 휘도균일도가 상이한 사실을 실험적으로 알 수 있다.
제 1각도(일점쇄선)는 꼭지점의 각도가 81도인 경우를 나타낸다. 꼭지점의 각도가 81도인 경우에는 그래프에 도시된 바와 같이, 광원이 위치한 25, 80 지점에서 휘도가 100에 가깝게 나타나지만 그 외의 지점에서는 90 정도의 수치를 나타냄을 알 수 있으며, 이를 기초로 계산된 휘도균일도는 93%이다.
제 2각도(점선)은 꼭지점의 각도가 75도인 경우를 나타낸다. 꼭지점의 각도가 75도인 경우에는 그래프에 도시된 바와 같이, 광원이 위치한 25, 80 지점에서 휘도가 90 정도의 수치를 나타내는 반면에 그 외의 지점에서 휘도의 불균일성이 크게 나타남을 알 수 있으며, 이를 기초로 계산된 휘도균일도는 92%이다.
제 3각도(실선)은 꼭지점의 각도가 78도인 경우를 나타낸다. 꼭지점의 각도가 78도인 경우에는 그래프에 도시된 바와 같이, 광원이 위치한 25, 80 지점에서 휘도가 90정도의 수치를 나타냄은 물론 그 외의 지점에서도 안정적으로 90 정도의 수치를 나타냄을 알 수 있으며, 이를 기초로 계산된 휘도균일도는 98%이다.
이상과 같은 실험값에 기초할 때, 꼭지점의 각도가 76도 내지 80도인 경우에 그 외의 수치인 경우에 비하여 현저히 휘도균일도가 상승됨을 알 수 있으며, 78도인 경우에 휘도균일도가 최대 정점에 도달한다는 사실을 알 수 있다.
도 6 및 도 7은 밝기분포와 광경로추적의 결과를 나타낸 도면이며, 좀더 구 체적으로는 도 6은 본 발명의 굴절판이 적용되지 않은 경우이며, 도 7은 본 발명의 굴절판이 적용된 경우이다, 한편, 각 도면의 (a)는 밝기분포이며, (b)는 광경로추적의 결과이다.
밝기분포와 광경로추적(Ray Tracing)은 컴퓨터시뮬레이션을 이용하여 광원에서 발산된 빛의 경로 및 도달점을 시각적으로 알 수 있게 하는 방법으로서, 밝기분포는 균일하게 나타날수록, 광경로추적의 결과에 도시된 광경로는 복잡하게 나타날수록 우수한 결과이다.
굴절판이 적용되지 않은 경우의 광경로(T1)는 광원(L)에서 발산된 빛이 단조로운 경로를 따라 상측으로 발산됨을 알 수 있다. 한편, 굴절판이 적용되지 않은 경우의 광경로(T1)에 의하면 광원(L) 상단의 밝은 명부(明部, B)와 광원(L)에서 거리가 있는 부분의 어두운 암부(暗部, D)가 뚜렷이 구분되며 번갈아 나타남을 알 수 있어, 휘도균일도가 매우 낮음을 알 수 있다.
반면에, 굴절판이 적용된 경우의 광경로(T2)는 광원(L)에서 발산된 빛이 복잡한 반사와 굴절을 거치며 상측으로 발산됨을 알 수 있으며, 그 결과로서 광원(L)의 상부 전반에 걸쳐서 휘도가 균일하게 나타남을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 휘도균일도가 일정하게 나타나면 광원에서 표시패널까지의 거리를 짧게 설계할 수 있게 되며, 광원에서 표시패널까지의 거리를 짧게 설계할 수 있음은 디스플레이장치의 두께를 얇게 설계할 수 있음을 의미한다. 본 발명의 굴절판을 적용하는 경우 종래에 비하여 3분의 1 이하의 두께를 가지는 디스플레이장치 설계가 가능하다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
도 1은 종래의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 특성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 분해사시도이다.
도 3은 도 2 굴절판의 I-I 방향 단면도이다.
도 4는 도 2 굴절판에서 빛의 진행경로를 도시한 도면이다.
도 5는 도 2의 제 1굴절면의 꼭지점 각도에 따른 휘도균일도를 나타낸 그래프이다.
도 6 및 도 7은 밝기분포와 광경로추적의 결과를 나타낸 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
10 : 디스플레이장치 20, 30 : 전,후면커버
40 : 디스플레이모듈 50 : 표시패널
60 : 백라이트어셈블리 70 : 광학판
80 : 집광시트 90 : 확산판
100 : 굴절판 110, 120 : 제 1,2굴절면

Claims (18)

  1. 복수개가 상호 이격되어 배치된 광원;
    상기 광원 전면에 판상(板狀)으로 형성된 굴절판; 및
    상기 광원에서 발산된 빛이 상기 굴절판을 통과하며 복수회 산광(散光)되도록 상기 굴절판의 일면과 타면에 상호 상이한 형상으로 마련된 제 1,2굴절면을 포함하고,
    상기 제 2 굴절면은,
    상기 일면과 반대되는 방향의 상기 타면은 전면(全面)에 걸쳐 골과 마루가 반복된 사인(Sine)파형이되,
    상기 마루에는 상기 광원과 대응되며 상기 광원을 향하여 함몰되도록 마련되는 함몰부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1굴절면은,
    상기 일면의 전면(全面)에 걸쳐 반복적으로 마련된 삼각파형이되,
    상기 삼각파형의 일 꼭지점은 상기 광원의 방향으로 마련된 디스플레이장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 광원의 방향으로 마련된 상기 일 꼭지점이 이루는 각도는 76도 내지 80도인 디스플레이장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 함몰부는 상기 복수의 광원이 이격되는 간격과 동일하게 이격배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 함몰부는,
    상호 이격 배치된 상기 광원의 상부에 위치되도록 마련된 디스플레이장치.
  6. 제 3항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 제 1,2굴절면은,
    상기 광원에서 발산된 상기 빛이 상기 제 1굴절면을 통과한 후 상기 제 2굴절면을 통과하도록 배치된 디스플레이장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 굴절판은,
    투명한 플라스틱 수지(Plastic Resin)를 압출성형(Extrusion Molding)한 디스플레이장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 광원은,
    냉음극형형광램프(CCFL, Cold Cathod Fluorescent Lamp) 또는 발광다이오드(LED, Light Emitting Diode) 중 어느 하나인 디스플레이장치.
  9. 복수개가 상호 이격되어 배치된 광원과,
    상기 광원의 전면에 판상으로 형성되되, 상기 광원에서 발산된 빛이 굴절하며 복수회 산광되도록 상기 판상의 일면에는 반복적으로 마련된 삼각파형 형상이 마련되고, 상기 판상의 타면에는 상기 광원의 상부에 대응되는 위치에 상기 광원을 향하여 함몰된 함몰부가 마련된 사인(sine)파형 형상이 마련된 굴절판을 포함하는 디스플레이장치.
  10. 복수개가 상호 이격되어 배치된 광원;
    상기 광원의 전면(前面)에 판상으로 형성되되, 상기 광원에서 발산된 빛이 복수회 굴절하며 산광되도록 하는 굴절면을 포함하는 굴절판; 및
    상기 굴절판을 통과한 상기 빛에 의하여 화상이 표현되는 표시패널을 포함하고,
    상기 굴절면은,
    상기 굴절판의 일면에 반복적으로 마련된 삼각파형 형상으로 마련된 제 1 굴절면과,
    상기 굴절판의 타면에 상기 복수의 광원을 향하여 함몰되고, 상기 복수의 광원이 이격되는 간격과 동일하게 이격배치되는 함몰부를 갖고, 사인파형 형상으로 마련되는 제 2 굴절면;인 디스플레이장치.
  11. 삭제
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 함몰부는,
    상기 사인파형의 마루에 반복하여 마련되되, 상기 광원의 상부에 위치되는 디스플레이장치.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 제 1,2굴절면은,
    상기 광원에서 발산된 빛이 상기 제 1굴절면을 통과한 후 상기 제 2굴절면을 통과하도록 상기 굴절판에 마련된 디스플레이장치.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 굴절판과 상기 표시패널의 사이에는,
    상기 굴절판을 통과한 상기 빛의 확산을 촉진하는 확산판이 더 마련된 디스플레이장치.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 광원의 후면에는,
    상기 광원에서 발산된 빛을 상기 광원의 전면으로 반사시키는 반사판이 더 마련된 디스플레이장치.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기 굴절판은,
    투명한 플라스틱 수지(Plastic Resin)를 압출성형(Extrusion Molding)한 디스플레이장치.
  17. 제 10항에 있어서,
    상기 광원은,
    냉음극형형광램프(CCFL, Cold Cathod Fluorescent Lamp) 또는 발광다이오드(LED, Light Emitting Diode) 중 어느 하나인 디스플레이장치.
  18. 복수개가 상호 이격되어 배치된 광원;
    상기 광원의 전면에 판상으로 형성되되, 상기 광원에서 발산된 빛이 굴절되며 복수회 산광되도록 상기 판상의 일면에는 반복적으로 마련된 삼각파형 형상이 마련되고, 상기 판상의 타면에는 상기 광원의 상부에 대응되는 위치에 상기 광원을 향하여 함몰된 함몰부가 마련된 사인(sine)파형 형상이 마련된 굴절판; 및
    상기 굴절판을 통과한 상기 빛에 의하여 화상이 표현되는 표시패널을 포함한 디스플레이장치.
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