KR101692888B1 - 도광판과 이를 이용한 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도광판과 이를 이용한 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 광의 휘도, 균일도, 집광성 및 시인성을 향상시킴과 아울러, 액정표시장치의 제조비용을 줄일 수 있는 액정표시장치의 도광판과 이를 이용한 백라이트 유닛에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 도광판은 광이 입사되는 측면을 가지는 몸체와, 광이 입사되는 방향과 평행한 방향으로 연장되고, 단면이 소정 형상을 가지도록 몸체의 상측부에 형성되는 제 1 프리즘 패턴들과, 광이 입사되는 일측으로부터 타측까지 도트 형태로 몸체의 하측부에 형성되는 제 2 프리즘 패턴들을 포함하고, 제 2 프리즘 패턴들 각각은 단면이 소정 형상을 가지는 서브 프리즘들을 포함한다.
도광판, 백라이트 유닛, 액정표시장치, 프리즘 패턴

Description

도광판과 이를 이용한 백라이트 유닛{Light guiding panel and back light unit using the same}
본 발명은 도광판과 이를 이용한 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 광의 휘도, 균일도, 집광성 및 시인성을 향상시킴과 아울러, 액정표시장치의 제조비용을 줄일 수 있는 액정표시장치의 도광판과 이를 이용한 백라이트 유닛에 관한 것이다.
최근에 들어 여러 종류의 평판 디스플레이 소자가 개발되어 휴대용 정보기기 및 IT 제품에 적용되고 있으며, 평판 디스플레이 소자 중 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display device)는 경량, 박형, 저 소비 전력구동 등의 장점으로 인해 그 응용범위가 넓어지고 있다.
액정표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 제어용 스위치(TFT: Thin Film Transistor)들에 인가되는 영상신호에 따라 액정셀의 광 투과량을 조절하여 액정패널의 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다. 여기서, 화상을 표시하는 액정패널은 자체 발광하지 못함으로 인해 백라이트 유닛을 통해 광을 공급받게 되는데, 백라이트 유닛은 광원(light source)의 배치에 따라서 액정패널의 측면 방향에 광원이 위치하는 에지형(edge light type)과 액정패널의 배면에 광원이 위치하는 직하 형(direct light type)으로 나뉠 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 에지형 백라이트 유닛을 나타내는 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 에지형 백라이트 유닛의 단면도서, 도 1의 A-A' 라인의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 에지형의 백라이트 유닛은 광원(10), 도광판(20), 상부 및 하부 확산 시트(30, 60), 상부 및 하부 프리즘 시트(40, 50)를 포함한다.
광원(10)은 액정패널(미도시)에 조사되는 광을 발생시키는 것으로, 일반적으로 전력소모가 작으면서 백색광을 발생시키는 CCFL(Cold Cathode Fluorescence Lamp: 냉음극 형광램프) 또는 발광다이오드(LED: Light Emitting Diode)가 사용된다.
도광판(Light Guiding Plate; 20)은 광원(10)의 측면에 형성되며, 광원(10)에서 발생되어 측면을 통해 입사된 선광 또는 점광을 면광으로 변환시켜 액정패널의 전면으로 출사시키는 역할을 한다. 즉, 도광판(20)의 측면으로 입사된 광은 도광판(20)의 내부에서 진행 각도가 변화되어 액정패널 방향으로 출사되게 된다.
하부 확산 시트(Diffuser sheet; 30)는 도광판(20)의 상면에 형성되며 도광판(20)을 통해 나온 광을 균일(uniform)하게 해주는 역할을 한다. 상부 및 하부 프리즘 시트(prism sheet; 40, 50)는 하부 확산 시트(30)를 지나면서 확산이 일어나 휘도(brightness)가 떨어진 광을 굴절, 집광시켜 광의 휘도를 높인다. 상부 확산 시트(60)는 상부 프리즘 시트(50) 상면에 위치하며 상부 프리즘 시트(50)의 흠집을 방지하고, 수직 및 수평 방향의 두 층으로 형성된 프리즘 시트(40, 50)로부터 출사되는 광을 균일하게 출사시켜 상부 및 하부 프리즘 시트(40, 50)를 적용할 때 발생하는 모아레 현상(moire effect)을 방지한다.
백라이트 유닛 상부에는 액정패널이 위치하게 되며, 액정패널은 백라이트 유닛에서 조사되는 광의 투과율을 제어하여 화상을 구현하게 된다. 액정패널에서 표시되는 화상을 품질을 높이기 위해서는 고려하여야 할 사항이 많이 있으나, 대표적인 것이 액정패널에 공급되는 광의 균일도 및 휘도이다. 즉, 백라이트 유닛을 통해 높은 휘도 및 균일한 광이 액정패널에 공급되어야 높은 품질의 화상을 표현할 수 있게 된다.
상술한 구성을 가지는 종래 기술에 따른 에지형 백라이트 유닛은 도광판(20)을 통해 선광 또는 점광을 면광으로 변환하여 출사시키지만, 도 3에 도시된 바와 같이, 수평(H) 방향으로 출사되는 광의 휘도를 충분히 확보할 수 없다. 특히, 수직(V) 방향에서 출사되는 광의 휘도가 일측에 치우치게 되어 균일도를 낮은 단점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 도광판(20) 상부에 확산시트(30, 60)들 및 프리즘 시트(40, 50)들을 배치하여, 도광판(20)에서 출사되는 광을 확산 및 집광시켜 균일한 광을 액정패널에 조사하게 된다. 그러나, 도광판(20)에서 출사된 광이 복수의 확산시트(30, 60)와 복수의 프리즘 시트(40, 50)를 경유하게 되어 액정패널에 조사되는 광의 휘도가 감소되는 단점이 있다.
또한, 도광판(20) 상에 복수의 확산시트(30, 60)와 복수의 프리즘 시트(40, 50)를 배치함으로 인해 백라이트 유닛의 두께가 증가되는 단점이 있다. 특히 프리즘 시트 및 확산 시트는 액정표시장치를 구성하는 백라이트 유닛의 제조 단가에서 약 30%를 차지한다. 따라서, 종래 기술과 같이, 복수의 확산시트(30, 60)와 복수의 프리즘 시트(40, 50)를 포함하여 백라이트 유닛을 구성할 경우 액정표시장치의 제조 시 고 비용이 발생되는 단점이 있다.
본 발명은 액정패널에 공급되는 광의 휘도, 균일도, 집광성 및 시인성을 향상시킬 수 있는 액정표시장치의 도광판과 이를 이용하는 백라이트 유닛을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 도광판 상에 프리즘 시트 및 확산 시트를 배치하지 않고도 광의 휘도, 균일도, 집광성 및 시인성을 향상시킬 수 있는 액정표시장치의 도광판과 이를 이용하는 백라이트 유닛을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 에지 타입의 액정표지장치의 제조비용을 줄일 수 있는 도광판과 이를 이용하는 백라이트 유닛을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 도광판은 광이 입사되는 측면을 가지는 몸체와, 광이 입사되는 방향과 평행한 방향으로 연장되고, 단면이 소정 형상을 가지도록 몸체의 상측부에 형성되는 제 1 프리즘 패턴들과, 광이 입사되는 일측으로부터 타측까지 도트 형태로 몸체의 하측부에 형성되는 제 2 프리즘 패턴들을 포함하고, 제 2 프리즘 패턴들 각각은 단면이 소정 형상을 가지는 서브 프리즘들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 도광판의 제 2 프리즘 패턴들은 밀도가 상이한 서브 프리즘들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 도광판의 제 2 프리즘 패턴들은 광이 입사되는 일측에서 멀어질수록 내부의 서브 프리즘의 밀도가 증가되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 도광판의 제 2 프리즘 패턴들은 중앙부에서 가장자리로 갈수록 내부의 서브 프리즘의 밀도가 증가되도록 형성되는 것을 특징으로 하다.
본 발명의 실시 예에 따른 도광판의 제 2 프리즘 패턴들의 서브 프리즘들은 단면이 이등변 삼각형, 꼭지점이 곡면인 삼각형, 비등변 삼각형, 사다리꼴, 다각형, 타원형, 직선과 곡선이 혼합된 형상, 및 곡선만을 포함한 형상 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 도광판에서 제 2 프리즘 패턴들의 서브 프리즘들은 삼각형 형상의 단면을 가지고, 인접한 서브 프리즘들의 꼭지각은 서로 다른 각도를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
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실시 예에 따른 본 발명은 도광판 상에 프리즘 시트 및 확산 시트를 적용하지 않고도 액정패널에 공급되는 광의 균일도, 휘도 및 시인성을 향상시킬 수 있다.
실시 예에 따른 본 발명은 액정패널에 공급되는 광의 균일도 및 휘도를 향상시켜 액정표시장치의 표시품질을 향상시킬 수 있다.
실시 예에 따른 본 발명은 도광판 상에 프리즘 시트 및 확산 시트를 적용하지 않고 백라이트 유닛을 구성하여 액정표시장치의 제조 비용을 줄일 수 있다.
실시 예에 따른 본 발명은 도광판 상에 프리즘 시트 및 확산 시트를 적용하 지 않고 백라이트 유닛을 구성하여 백라이트 유닛의 두께를 줄일 수 있다.
이하, 본 발명의 기술적 과제 및 특징들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 본 발명을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도면을 참조한 설명에 앞서, 액정패널에 공급되는 광의 품질을 높이기 위해서는 도광판에서 출사되는 광의 출사각을 변화시켜 액정패널의 전면에서 광의 균일도, 집광성 및 휘도를 향상시켜야 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 도광판을 나타내는 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 도광판의 단면도로서, 도 4의 B-B' 라인의 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 도광판(100)은 광원으로부터 광이 입사되는 입사면을 가지는 몸체; 도광판(100)에 입사된 광을 도광판(100)의 상측으로 반사시키기 위하여 몸체(100)의 하부에 도트 형태로 형성되는 복수의 하부 프리즘 패턴(110); 및 몸체(100)로부터 출사되는 광을 집광하여 외부로 출사시키기 위하여 몸체(100)의 상부에 형성된 복수의 상부 프리즘 패턴(120)을 포함한다.
도광판(100)은 PC(polycarbonate), PMMA(PolyMethly MethAcrylate), COP(ZEONOR), 노보넨 수지(ARTON) 등의 재질로 형성된다.
복수의 하부 프리즘 패턴(110)과 복수의 상부 프리즘 패턴(120)은 서로 직교하는 방향으로 형성되거나 또는 서로 다른 방향을 가지도록 형성될 수 있다. 이러 한, 복수의 하부 프리즘 패턴(110)과 복수의 상부 프리즘 패턴(120)에 대한 설명은 후술되는 도 8 내지 16을 참조하여 상술하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 도광판과 이를 이용한 백라이트 유닛을 나타내는 사시도이고, 도 7은 도 6의 C-C' 라인의 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 도광판(100); 도광판(100)의 측면에 배치되어 도광판(100)에 광을 조사하는 광원(140); 및 도광판(100)의 상부에 배치되어 도광판(100)에서 출사되는 광을 확산시켜 액정패널에 조사하는 확산 시트(130)를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 도광판(100)에 배면에 배치되어 도광판(100)의 배면으로 진행되는 광을 반사시켜 광의 손실을 감소시키기 위한 반사 시트(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도 6에서는 광원(140)이 도광판(100)의 일측에만 형성되는 것으로 도시하였으나, 광원(140)은 서로 마주보도록 도광판(100)의 양측면에 배치되거나, 광판(140)의 각 측면에 배치될 수 있다.
광원(140)은 저 전력 소모 및 고 수명의 장점을 가지는 발광다이오드(LED: Light Emitting Diode)가 사용되며, 다른 실시 예로서 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL), 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp: EEFL) 등이 사용될 수 있다.
이하, 도 8 내지 도 16을 결부하여, 본 발명의 실시 예에 따른 도광판(100)에 형성되는 복수의 하부 프리즘 패턴(110)과 복수의 상부 프리즘 패턴(120)에 대 하여 상술하기로 한다.
일 실시 예에 따른 복수의 상부 프리즘 패턴(120) 각각은, 도 8에 도시된 바와 같이, 광원(140)에서 출사되는 광과 수평한 방향과 나란하도록 직선의 형태로 형성될 수 있다.
다른 실시 예에 따른 복수의 상부 프리즘 패턴(120) 각각은, 도 9에 도시된 바와 같이, 광원(140)에서 출사되는 광과 나란한 방향에 대응되도록 광원(140)으로부터 광이 입사되는 일측으로부터 타측까지 소정 곡률을 가지도록 일 예로서, 위에서 바라보았을 때 'S'의 형상을 가지도록 배열될 수 있다.
또 다른 실시 예에 따른 복수의 상부 프리즘 패턴(120) 각각은 도면에 도시되지 않았지만, 직선과 곡선이 혼합된 형태로 형성될 수 있다.
여기서, 복수의 상부 프리즘 패턴(120) 각각의 단면은 소정 형상을 가지며, 인접한 상부 프리즘 패턴(120)들은 이격 거리 없이 형성되거나 일정 간격으로 이격되어 형성될 수 있다.
복수의 상부 프리즘 패턴(120) 각각은, 도 10의 (a) 내지 (g)에 도시된 바와 같이, 음각 형태로 형성되며, 그 단면은 이등변 삼각형, 꼭지점이 곡면인 삼각형, 비등변 삼각형, 사다리꼴, 다각형, 또는 원형으로 형성되거나, 직선 형태의 제 1 경사면과 곡선 형태의 제 2 경사면을 포함하는 음각 형태로 형성될 수 있다.
한편, 상부 프리즘 패턴(120)이 삼각형의 단면을 가지는 경우, 상부 프리즘 패턴(120)의 꼭지각은 30~140°범위로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 인접한 상부 프리즘 패턴(120)들 간의 간격(d)는 0~1000㎛의 범위를 가지도록 형성되고, 상부 프리즘 패턴(120)의 높이(h)는 0~500㎛ 범위를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 인접한 상부 프리즘 패턴(120)들 간의 간격(d) 및/또는 상부 프리즘 패턴(120)의 높이(h)는 도광판(100)의 전면에 걸쳐 균일하도록 형성될 수 있다. 한편, 상부 프리즘 패턴(120)의 표면에는 광을 산란시키는 산란제(SiO2, TiO2)가 형성될 수 있다.
상부 프리즘 패턴(120)이 형성되지 않으면, 하부 프리즘 패턴(110)의 형상이 그대로 액정패널에 조사되어 모레아 현상이 발생될 수 있다. 본 발명에서는 상부 프리즘 패턴(120)을 통해 도광판(100)의 하측에 형성되는 하부 프리즘 패턴(110)의 형상을 분리하여 모레아 현상을 방지하고, 시인성을 향상시키는 역할을 한다. 또한, 도광판(100)에서 출사되는 광의 균일도, 집광도 및 휘도를 향상시킬 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 도광판(100)의 하측에 형성되는 하부 프리즘 패턴(110)은 광이 입사되는 일측으로부터 타측까지 도광판(100)의 하측 전체에 걸쳐 도트 형태로 형성될 수 있다.
광원(140)에서 출사된 광은 도광판(100)의 입사면을 통해 도광판 내부로 입사된 후, 도광판(100) 내부에서 랜덤(random)한 경로로 진행하게 되며, 샤넬의 법칙에 의해 출사 조건이 만족되면 도광판(100)의 상면 도는 배면으로 출사하게 된다.
하부 프리즘 패턴(110)은 도광판(100) 내부에 입사된 광의 진행 각도를 변화시켜 액정패널 방향 즉, 도광판(100)에 입사된 광을 수직으로 출사시키는 역할을 하게 된다. 또한, 도광판(100)의 배면으로 출사되는 광은 도광판(100)의 하측에 도 트 형태로 형성된 하부 프리즘 패턴(110)에 의해 도광판(100)의 상측으로 반사되어 출사되는 광의 휘도 및 균일 도가 향상된다.
여기서, 하부 프리즘 패턴(110) 각각은 서브 프리즘(112)들을 포함하도록 형성되며, 서브 프리즘(112)들은 광원에서 출사되는 광과 수직한 방향(상부 프리즘 패턴과 직교하는 방향)으로 형성된다. 이때, 서브 프리즘(112)들은 도 11에 도시된 바와 같이, 직선 또는 도 12에 도시된 바와 같이, 곡선 형태로 배열될 수 있다.
도면에 도시되지 않았지만, 본 발명의 다른 실시 예에서, 하부 프리즘 패턴(110)은 직선과 곡선 배열이 혼합한 형태로 형성될 수 있다.
이러한, 하부 프리즘 패턴(110)은 도광판(100)에서 출사되는 광을 균일도, 집광성 및 휘도를 향상시키기 위하여 광원에서 멀어질수록 내부에 포함되는 서브 프리즘(112)의 크기 및 밀도를 달리하여 형성할 수 있다.
일 예로서, 도 13에 도시된 바와 같이, 하부 프리즘 패턴(110)은 광원에서 멀어질수록 내부에 포함되는 서브 프리즘(112)의 밀도가 증가되는 형태로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에서, 하부 프리즘 패턴(110)은 중앙부에서 가장자리로 갈수록 크기 및 밀도가 증가되는 형태로 형성될 수 있다.
이러한, 하부 프리즘 패턴(110)은 위에서 바라보았을 때, 도 14에 도시된 바와 같이, 원형, 타원형, 사각형, 마름모, 사다리꼴 등의 형태로 형성될 수 있다. 여기서, 하부 프리즘 패턴(110) 내부의 서브 프리즘(112)은 음각뿐만 아니라 양각으로도 형성될 수 있다. 또한, 하부 프리즘 패턴(110)은 광을 산란시키는 산란 제(SiO2, TiO2)를 포함할 수 있다.
도면에 도시되지 않았지만, 본 발명의 다른 실시 예에서는 프리즘 패턴(110)의 크기는 동일하고, 광원에서 멀어질수록 프리즘 패턴(110)에 포함되는 서브 프리즘(112)의 개수가 증가될 수 있다.
도 15a 내지 도 15h를 참조하면, 하부 프리즘 패턴(110) 내부의 서브 프리즘(112)들은 그 단면이 이등변 삼각형, 꼭지점이 곡면인 삼각형, 비등변 삼각형, 사다리꼴, 다각형, 타원형, 직선과 곡선이 혼합된 형상, 및 곡선만을 포함한 형상중 어느 하나로 형성될 수 있다. 여기서, 하부 프리즘 패턴(110) 내부의 서브 프리즘이 삼각형의 형상을 가지는 경우 꼭지각은 30~140°로 형성될 수 있다.
도 16을 참조하면, 하부 프리즘 패턴(110)은 단면이 서로 다른 형상을 가지는 복수의 서브 프리즘(112)들을 포함하도록 형성될 수 있다. 일 예로서, 하부 프리즘 패턴(110)은 그 단면이 이등변 삼각형, 꼭지점이 곡면인 삼각형, 사다리꼴의 형상을 가지는 복수의 서브 프리즘(112)들을 포함하도록 형성될 수 있다.
여기서, 하부 프리즘 패턴(110) 내부의 서브 프리즘(112)의 단면이 삼각형의 형상을 가지는 경우, 서브 프리즘(112)들의 꼭지각은 30~140°의 범위에서 형성될 수 있으며, 인접한 서브 프리즘(112)들의 꼭지각은 각도가 서로 상이하도록 형성될 수 있다. 즉, 하부 프리즘 패턴(110) 내부의 인접한 서브 프리즘(112)들의 꼭지각이 θ1, θ2, θ3의 서로 다른 각도를 가지도록 형성될 수 있다.
또한, 서브 프리즘(112)들이 꼭지점이 곡면인 삼각형의 형상을 가지는 경우, 인접한 서브 프리즘들의 꼭지점들의 곡률은 상이하게 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 하부 프리즘 패턴(110) 내부의 인접한 서브 프리즘(112)들의 꼭지각 또는 꼭지점의 곡률이 서로 다르게 형성되면, 서로 다른 각도 또는 곡률을 가지는 서브 프리즘(112)을 통해 도광판(100)에서 출사되는 광의 각도가 조절되어, 출사되는 광이 일측으로 집중되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 도광판(100)은 하부 프리즘 패턴(110) 내부의 인접한 서브 프리즘(112)들의 꼭지각 또는 꼭지점의 곡률을 서로 다르게 형성함으로써, 도광판(100)에서 출사되는 광의 균일도를 향상시킬 수 있다.
상술한, 본 발명의 실시 예에 따른 도광판(100)의 상부 프리즘 패턴(120) 및 하부 프리즘 패턴(110)은 음각 또는 양각의 형태로 단면이 이등변 삼각형, 꼭지점이 곡면인 삼각형, 비등변 삼각형, 사다리꼴, 다각형, 타원형, 직선과 곡선이 혼합된 형상, 및 곡선만을 포함한 형상 중 어느 하나의 패턴이 형성된 롤러를 이용한 롤링 방법으로 형성될 수 있다. 또한, 음각 또는 양각의 형태로 단면이 이등변 삼각형, 꼭지점이 곡면인 삼각형, 비등변 삼각형, 사다리꼴, 다각형, 타원형, 직선과 곡선이 혼합된 형상, 및 곡선만을 포함한 형상 중 어느 하나가 형성된 프레스를 이용한 프레스 가압 방법으로도 형성될 수 있다.
도 16을 참조한 설명에서는 상기 서브 프리즘(112)들이 일정 거리를 두고 형성되는 것으로 도시하고 설명하였으나, 이는 일 예를 나타낸 것이고 본 발명의 다른 실시 예에서는 서브 프리즘(112)들이 서로 이격되지 않고 인접하게 형성될 수 있다.
도 17 및 도 18은 상술한 하부 프리즘 패턴(110) 및 상부 프리즘 패턴(120) 을 포함하는 본 발명의 실시 예에 따른 도광판(100)에서 출사되는 광의 프로파일을 나타내고 있다.
도 17 및 도 18을 종래 기술에 따른 도광판의 광 프로파일인 도 3과 대비하면, 종래 기술에 따른 도광판은 도 3에 도시된 바와 같이, 수평 방향의 출사광의 휘도가 낮고, 수직 방향에서 출사되는 광이 일측으로 치우치게 된다. 따라서, 수평 및 수직 방향에서 불균형하게 광이 출사되고, 충분한 휘도를 얻을 수 없음을 알 수 있다.
이러한, 단점으로 인해, 종래 기술에서는 도광판에서 출사되는 광을 곧바로 액정패널의 백라이트로 사용할 수 없어, 도광판 상에 복수의 프리즘 시트 및 복수의 확산 시트를 배치하여 광의 출사각, 균일도를 향상시키고 있지만 다수의 광학 시트를 경유하여 광이 출사됨으로 인해 도광판의 중심부에서의 출사되는 광의 휘도가 낮은 단점이 있다.
반면, 본 발명의 실시 예에 따른 도광판(100)은 상술한 상부 프리즘 패턴(120) 및 하부 프리즘 패턴(110)을 통해 도 17에 도시된 바와 같이, 전면에 걸쳐 균일하게 광을 출사시키고, 도광판(100) 수평으로 입사된 광이 수직 방향으로 출사되도록 함으로써 집광성 및 휘도를 향상시킬 수 있다.
특히, 특히 액정패널의 중심부에 광을 집광시킴과 아울러, 수평(H) 및 수직(V) 방향에서 종래 기술 대비 시인성 및 광의 균일도를 높이고, 높은 휘도의 광을 출사시켜 액정패널에 공급되는 광의 품질을 향상시킬 수 있다.
따라서, 종래 기술에서와 같이 도광판 상에 복수의 프리즘 시트 및 광학 시 트를 적용하지 않고도 액정패널에 공급되는 광의 균일도, 집광성 및 휘도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 도광판(100) 상에 1매의 확산 시트를 적용하여 백라이트 유닛을 구성하는 경우, 도 18에 도시된 바와 같이, 수평 및 수직 방향서의 광의 균일도를 더 향상시켜 액정패널에 공급되는 광의 품질을 향상시킬 수 있다.
따라서, 종래 기술에서와 같이 도광판 상에 복수의 프리즘 시트 및 광학 시트를 적용하지 않고도 액정패널에 공급되는 광의 균일도, 집광성 및 휘도를 향상시키고, 액정표시장치의 표시품질을 향상시키고, 액정표시장치의 제조 비용을 절감 시킬 수 있다.
상술한 설명에서는 도광판(100)이 상부 프리즘 패턴(120) 및 하부 프리즘 패턴(110)을 포함하는 것으로 설명하였으나, 이는 일 예를 나타낸 것이고, 본 발명의 다른 실시 예에서는 도광판(100)이 상부 프리즘 패턴(120) 또는 하부 프리즘 패턴(110) 만을 포함하여 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 본 발명에서 기술한 실시 예들은 한정적인 것이 아니며, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 따라서, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 에지형 백라이트 유닛을 나타내는 사시도.
도 2는 종래 기술에 따른 에지형 백라이트 유닛의 단면도서, 도 1의 A-A' 라인의 단면도.
도 3은 종래 기술에 따른 에지형 백라이트 유닛의 도광판에서 출사되는 광의 프로파일을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 도광판을 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 도광판의 단면도로서, 도 4의 B-B' 라인의 단면도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 도광판과 이를 이용한 백라이트 유닛을 나타내는 사시도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 도광판과 이를 이용한 백라이트 유닛의 단면도로서, 도 6의 C-C' 라인의 단면도.
도 8 및 도 9는 도광판 상부에 형성되는 상부 프리즘 패턴의 평면도.
도 10a 내지 도 10g는 도 6의 C-C' 라인의 단면도로서, 도광판 상부에 형성되는 상부 프리즘 패턴을 나타내는 단면도.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 도광판의 배면도.
도 13은 도광판의 하부에 형성되는 하부 프리즘 패턴에 포함되는 서브 프리즘의 밀도 변화를 나타내는 도면.
도 14는 도광판 하부에 형성되는 하부 프리즘 패턴의 형상을 나타내는 평면 도.
도 15 및 도 16은 도광판 하부에 형성되는 하부 프리즘 패턴의 단면도.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 도광판에서 출사되는 광의 프로파일을 나타내는 도면.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛에서 출사되는 광의 프로파일을 나타내는 도면.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 도광판 110: 하부 프리즘 패턴
120: 상부 프리즘 패턴 130: 확산 시트
140: 광원

Claims (20)

  1. 광이 입사되는 측면을 가지는 몸체와;
    상기 광이 입사되는 방향과 평행한 방향으로 연장되고, 단면이 소정 형상을 가지도록 상기 몸체의 상측부에 형성되는 제 1 프리즘 패턴들과;
    상기 광이 입사되는 일측으로부터 타측까지 도트 형태로 상기 몸체의 하측부에 형성되는 제 2 프리즘 패턴들을 포함하고,
    상기 제 2 프리즘 패턴들 각각은 단면이 소정 형상을 가지며, 상기 광이 입사되는 일측으로부터의 거리에 따라 밀도가 상이하며, 단면이 서로 다른 형상을 가지는 서브 프리즘들을 포함하며,
    상기 서브 프리즘들 중 인접한 서브 프리즘들의 꼭지각 또는 꼭지점의 곡률은 서로 다른 도광판.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광이 입사되는 일측에서 멀어질수록 상기 서브 프리즘의 밀도가 증가하는 도광판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체의 중앙부에서 가장자리로 갈수록 상기 서브 프리즘의 밀도가 증가하는 도광판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브 프리즘들은 단면이 이등변 삼각형, 꼭지점이 곡면인 삼각형, 비등변 삼각형, 사다리꼴, 다각형, 타원형, 직선과 곡선이 혼합된 형상, 및 곡선만을 포함한 형상 중 어느 하나의 형태인 도광판.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브 프리즘들의 꼭지각은 30~140°인 도광판.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프리즘 패턴은 상기 광이 입사되는 일측으로부터 타측까지 길이를 가지도록 직선 형태, 소정 곡률을 가지는 형태 또는 상기 직선과 소정 곡률이 혼합된 형태로 배열되는 도광판.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프리즘 패턴과 상기 제 2 프리즘 패턴은 서로 직교하는 도광판.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프리즘 패턴 및 제 2 프리즘 패턴은 음각 또는 양각의 형태로 마련되는 도광판.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 프리즘 패턴들은 원형, 타원형, 사각형, 마름모, 및 사다리꼴 중 어느 하나의 형상을 가지도록 배열되는 도광판.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 상기 제 1 항, 제 3 항 내지 제 5 항, 및 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항의 도광판과;
    상기 도광판의 측면에 배치되어 상기 도광판으로 광을 조사하는 광원을 포함하는 백라이트 유닛.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 도광판의 상부에 배치되어 상기 도광판에서 출사되는 광을 확산시키는 확산 시트를 더 포함하는 백라이트 유닛.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 광원은 상기 도광판의 일측 또는 복수의 측면에 형성되는 백라이트 유닛.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 도광판의 하측에 배치되어 상기 도광판의 배면으로 출사되는 광을 상기 도광판의 상면으로 반사하는 반사 시트를 더 포함하는 백라이트 유닛.
  20. 상기 제 1 항, 제 3 항 내지 제 5 항, 및 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항의 도광판과;
    상기 도광판의 측면에 배치되어 상기 도광판으로 광을 조사하는 광원과;
    상기 도광판의 상부에서 상기 도광판으로부터 출사되는 광의 투과량을 조절하여 화상을 표시하는 액정패널을 포함하는 액정표시장치.
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