KR102157420B1 - 마이크로 led 로컬 디밍을 이용한 도광판 및 백라이트 유닛트 - Google Patents

마이크로 led 로컬 디밍을 이용한 도광판 및 백라이트 유닛트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 도광판 및 백라이트 유닛에 관한 것으로, 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 백라이트 유닛은, 광원이 상부로 퍼질수 있도록 마이크로 LED가 소정간격으로 평면 배치되는 보드; 상기 보드 상면에 위치하며, 상기 마이크로 LED에 대응되는 구간은 홀이 타공되어 광원이 통과되고, 상기 마이크로 LED에 대응되는 구간을 제외한 나머지 부분은 광원이 차단되도록 형성된 반사 시트; 상기 반사 시트 상부에 위치하며, 상기 홀에 인접한 부분에 제1 형태의 요철을 가공하여 광원을 굴절시키고, 맞은편의 표면도 제2 형태의 요철을 가공하여 상기 굴절된 광원이 추가로 확산되도록 하는 도광판을 포함한다. 이러한 본 발명은 광원의 밝기가 밝은 수록 열이 발생하는데 이를 반대로 역이용 하여 광원의 크기를 줄이고, 광원의 영역을 최소화 하여 측면 광원을 바닥판 전체 광원으로 적용하되, 광원의 영역을 줄이면서 밝기의 손실을 최소화하면서 음영차이를 일부 영역으로 극대화할 수 있다.

Description

마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 도광판 및 백라이트 유닛트{Light guide plate and backlight unit using micro LED local dimming}
본 발명은 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 도광판 및 백라이트 유닛에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 광원의 밝기가 밝은 수록 열이 발생하는데 이를 반대로 역이용 하여 광원의 크기를 줄이고, 광원의 영역을 최소화 하여 측면 광원을 바닥판 전체 광원으로 적용하되, 광원의 영역을 줄이면서 밝기의 손실을 최소화하는 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 도광판 및 백라이트 유닛에 관한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 발명과 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
백라이트 장치는 액정표시장치와 같은 디스플레이 장치의 화상을 실현하기 위한 조명장치를 말하며, 백라이트 장치의 광원으로는 최근 발광다이오드(Light Emitting Diode, 이하 'LED'라 함)가 각광을 받고 있다.
디스플레이 장치는 LED 또는 조명기구를 이용해 도광판 즉 아크릴과 같은 플라스틱 고투명 물체의 표면에 미세한 요철을 만들어 측면면에서 직진하는 빛을 굴절시킴으로 요철부분의 밝기가 증가하도록 하였다.
거리가 가까운 제품의 경우에는 도 1과 같이 한쪽 사이드 광원(적색)을 이용하여 전체를 밝게 하였으며, 좀더 큰 경우는 도 2 또는 도 3과 같이 광원(적색)이 양쪽에서 혹은 바닥면 전체에서 발광을 유도하였다.
또한 광원으로 부터 멀어지는 경우 요철의 개수를 증가시켜 반사되는 빛을 증가시키는 경우가 일반적이다.
그런데 종래에는 광원으로 부터 멀어지는 부분의 밝기와 광원에서 가까운 부분과의 밝기 차이에 따라 화면 밝기의 차이가 발생한다.
또한 종래에는 밝기를 균일하게 하기 위하여 도광판 제작을 위해 별도의 프로그램을 이용하여 그 패턴을 균일화 하여야 한다.
그리고 종래에는 균일화 작업 이후에 제조를 위하여 가공기를 이용하여 직접 가공하거나 화학적인 식각 및 압력을 가하여 표면을 변형시키는 등 정해진 패턴이 가공될수 있는 다양한 방법을 사용하여야 하기 때문에 제조 비용이 많이들 뿐만 아니라 소요 시간이 길어지는 문제가 있다.
또한 측면의 밝기가 높은 광원의 제조를 위해서는 별도로 광원의 열을 식히기 위한 방열을 고려해야만 했다.
국내특허등록 10-0750245(2007.08.10) 국내공개특허 2011-0073087(2011.06.29)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 광원의 밝기가 밝은 수록 열이 발생하는데 이를 반대로 역이용 하여 광원의 크기를 줄이고, 광원의 영역을 최소화 하여 측면 광원을 바닥판 전체 광원으로 적용하되, 광원의 영역을 줄이면서 밝기의 손실을 최소화하는 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 도광판 및 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 도광판의 평면 구간에 촘촘한 광원을 전 영역으로 배치하여 빛의 밝기를 끌어 올림과 동시에, 전체적인 면밝기를 조절하던 종래의 방식에서 필요한 영역만을 밝히는 로컬디밍 방식으로 화면의 음영차를 극대화 할수 있고, 이로서 광원의 바로 인접부에 요철을 가공함으로 광원의 효과를 극대화 시키는 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 도광판 및 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 광원의 밝기를 조절하는 디밍 방법을 이용하여 LED광원의 밝기를 조정함으로 음영의 구분을 보다 지역화 하고 명확하게 하여 음영차를 극대화 하여 화면의 밝기를 극대화 함으로써 외부 환경 즉, 태양광 상태의 가시 효과를 상승시키는 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 도광판 및 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 백라이트 유닛은,
광원이 상부로 퍼질수 있도록 마이크로 LED가 소정간격으로 평면 배치되는 보드;
상기 보드 상면에 위치하며, 상기 마이크로 LED에 대응되는 구간은 홀이 타공되어 광원이 통과되고, 상기 마이크로 LED에 대응되는 구간을 제외한 나머지 부분은 광원이 차단되도록 형성된 반사 시트;
상기 반사 시트 상부에 위치하며, 상기 홀에 인접한 부분에 제1 형태의 요철을 가공하여 광원을 굴절시키고, 맞은편의 표면도 제2 형태의 요철을 가공하여 상기 굴절된 광원이 추가로 확산되도록 하는 도광판을 포함한다.
상기 보드에는 상기 마이크로 LED가 가로 및 세로로 2mm 간격으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 형태는 원뿔, 원형, 다각뿔 형태중 하나의 형태인 것을 특징으로 한다.
상기 제2 형태는 원뿔, 원형, 다각뿔 형태중 하나의 형태인 것을 특징으로 한다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 도광판은,
보드의 광원이 반사시트를 통해 수신되는 도광판으로서,
상기 도광판은 상기 반사 시트 상부에 위치하며,
상기 반사시트의 복수개의 홀에 각각 인접한 부분에 제1 형태의 요철을 가공하여 광원을 굴절시키는 제1 확산 패턴부가 형성되고,
맞은편의 표면도 제2 형태의 요철을 가공하여 제2 확산 패턴부를 형성하여 상기 굴절된 광원이 추가로 확산되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 보드는 광원이 상부로 퍼질수 있도록 마이크로 LED가 소정간격으로 평면 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 반사 시트는 상기 보드 상면에 위치하며, 상기 마이크로 LED에 대응되는 구간은 홀이 타공되어 광원이 통과되고, 상기 마이크로 LED에 대응되는 구간을 제외한 나머지 부분은 광원이 차단되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 광원의 밝기가 밝은 수록 열이 발생하는데 이를 반대로 역이용 하여 광원의 크기를 줄이고, 광원의 영역을 최소화 하여 측면 광원을 바닥판 전체 광원으로 적용하되, 광원의 영역을 줄이면서 밝기의 손실을 최소로 하고, 로컬 디밍의 장점인 음영차를 미세한 영역까지 조정할 수 있도록 광원의 효과를 극대화 할 수 있고, 필요한 곳은 더 어둡게 또 필요로 하는 구간은 더 밝게 조절함으로 화면의 가시 효과를 더하는 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 도광판 및 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는, 도광판의 평면 구간에 촘촘한 광원을 전 영역으로 배치하여 빛의 밝기를 끌어 올림과 동시에, 광원의 바로 인접부에 요철을 가공함으로 광원의 효과를 극대화 시키는 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 도광판 및 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는, 광원의 밝기를 조절하는 디밍 방법을 이용하여 LED광원의 밝기를 조정함으로 화면의 밝기를 극대화함으로써 외부 환경 즉, 태양광 상태의 가시 효과를 상승시키는 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 도광판 및 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 디스플레이 장치에서 측면 광원의 적용예를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 디스플레이 장치에서 양측면 광원의 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 종래의 디스플레이 장치에서 바닥면 광원의 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 백라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 백라이트 유닛의 단면을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 백라이트 유닛에서 광원의 진행을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 백라이트 유닛에서 음영차를 나타낸 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 도광판 및 백라이트 유닛 및 이의 제조방법에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
도 4는 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 백라이트 유닛을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 백라이트 유닛의 단면을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 백라이트 유닛에서 광원의 진행을 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 백라이트 유닛에서 음영차를 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 백라이트 유닛은,
광원이 상부로 퍼질수 있도록 마이크로 LED(310)가 소정간격으로 평면 배치되는 보드(300);
상기 보드(300) 상면에 위치하며, 상기 마이크로 LED(310)에 대응되는 구간은 홀(210)이 타공되어 광원이 통과되고, 상기 마이크로 LED(310)에 대응되는 구간을 제외한 나머지 부분은 광원이 차단되도록 형성된 반사 시트(200);
상기 반사 시트(200) 상부에 위치하며, 상기 홀(210)에 인접한 부분에 제1 형태의 요철을 가공하여 광원을 굴절시키고, 맞은편의 표면도 제2 형태의 요철을 가공하여 상기 굴절된 광원이 추가로 확산되도록 하는 도광판(100)을 포함한다.
상기 보드(300)에는 상기 마이크로 LED(310)가 가로 및 세로로 2mm 간격으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 형태는 원뿔, 원형, 다각뿔 형태중 하나의 형태인 것을 특징으로 한다.
상기 제2 형태는 원뿔, 원형, 다각뿔 형태중 하나의 형태인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 도광판(100)의 평면 구간에 광원이 골고루 퍼질수 있도록 광원이 되는 마이크로 LED(310)를 2~4mm 배열로 배치시킨다.
그리고 마이크로 LED(310)의 구간과 동일하게 반사되는 빛의 손실을 막기 위해 광원과 접촉되는 직접 구간만 남기고 차단한다.
반사시트에 마이크로 LED(310) 간격에 따라 홀(210)을 타공하여 화면이 되는 방향으로 빛의 방향을 유도한다.
또한, 광원의 바로 인접한 도광판(100)에는 원뿔, 원형, 다각뿔 형태의 요철을 가공하여 광원의 직진성을 굴절시키도록 유도할 수 있다.
마이크로 LED(310) 맞은편은 화면 방향으로 도광판(100) 표면 역시 원형, 원뿔, 다각뿔 형태의 요철을 가공화여 마이크로 LED(310)에서 유도돤 굴절된 빛이 추가로 확산 될수 있도록 가공할 수 있다.
도광판(100)의 형태는 다양하게 변형이 가능하며, 예를 들어 도광판(100)의 형태는 평행한 판재가 아니라 기울어진 행태의 판재를 이용하여 빛의 밝기를 추가로 조절할 수 있다.
상기 도광판(100), 반사시트(200) 및 LED보드(300)는 서로 밀착 및 부착되며, 액체인 실리콘계, 아크릴계, 우레탄계의 고투명 액상기재가 간극을 메워줄 수 있다.
이러한 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 장치의 동작을 설명하기로 한다.
먼저 전원이 인가되면 도 6과 같이 도광판(100)의 평면 구간에 광원이 골고루 퍼질수 있도록 2~4mm 배열로 배치된 다수의 마이크로 LED(310)에서 광이 출력된다.
그러면, 마이크로 LED(310)에서 출력된 광은 해당 마이크로 LED(310)에 대응하여 형성된 반사시트에 형성된 홀(210)을 통해 출력된다. 이때, 마이크로 LED(310)의 구간과 동일하게 반사되는 빛의 손실을 막기 위해 마이크로 LED(310)과 접촉되는 직접 구간만 남기고 나머지 부분은 차단된다.
다음, 반사시트의 홀(210)을 통과한 광은 바로 인접한 도광판(100)의 원뿔, 원형, 다각뿔 형태 등의 요철인 제1 확산 패턴부(110)로 입사하여 굴절되도록 유도된다.
그리고, 1차 확산된 광은 맞은편의 제2 확산 패턴부(120)로 출력되어 화면 방향으로 추가 확산되면서 출력된다.
이때, 2차 확산 패턴부는 도광판(100)의 외부 표면에 원형, 원뿔, 다각뿔 형태의 요철로 가공되어 형성된다.
도 7을 참조하면, 로컬 디밍의 장점인 음영차를 미세한 영역까지 조정할수 있도록 광원의 효과를 극대화 할 수 있는데, 필요한 곳은 더 어둡게 또 필요로 하는 구간은 더 밝게 조절함으로 화면의 가시 효과를 더할 수 있다.
도 7을 참조하면, Million local, Micro local, general의 세 경우를 나타내었으며, Million local이 더 지역화되어 있고, 지역화가 음영의 구분을 보다 명확하게 하여 음영차를 극대화 한다.
본 발명에 따르면, 광원의 밝기가 밝은 수록 열이 발생하는데 이를 반대로 역이용 하여 광원의 크기를 줄이고, 광원의 영역을 최소화 하여 측면 광원을 바닥판 전체 광원으로 적용하되, 광원의 영역을 줄이면서 밝기의 손실을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 도광판(100)의 평면 구간에 촘촘한 광원을 전 영역으로 배치하여 빛의 밝기를 끌어 올림과 동시에, 광원의 바로 인접부에 요철을 가공함으로 광원의 효과를 극대화 시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 광원의 밝기를 조절하는 디밍 방법을 이용하여 LED광원의 밝기를 조정함으로 화면의 밝기 일부 영역으로 음영차를 극대화 함으로써 외부 환경 즉, 태양광 상태의 가시 효과를 상승시킬 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (6)

  1. 광원이 상부로 퍼질수 있도록 마이크로 LED가 소정간격으로 평면 배치되는 보드;
    상기 보드 상면에 위치하며, 상기 마이크로 LED에 대응되는 구간은 홀이 타공되어 광원이 통과되고, 상기 마이크로 LED에 대응되는 구간을 제외한 나머지 부분은 광원이 차단되도록 형성된 반사 시트;
    상기 반사 시트 상부에 위치하며, 상기 홀에 인접한 부분에 제1 형태의 요철을 가공하여 광원을 굴절시키고, 맞은편의 표면도 제2 형태의 요철을 가공하여 상기 굴절된 광원이 추가로 확산되도록 하는 도광판을 포함하고,
    상기 반사시트의 복수개의 홀에 각각 인접한 부분에 제1 형태의 요철을 가공하여 광원을 굴절시키는 제1 확산 패턴부가 형성되고,
    맞은편의 표면도 제2 형태의 요철을 가공하여 제2 확산 패턴부를 형성하여 상기 굴절된 광원이 추가로 확산되도록 하는 것을 특징으로 하고,
    상기 제1 형태는 원뿔, 원형, 다각뿔 형태중 하나의 형태인 것을 특징으로 하고,
    상기 제2 형태는 원뿔, 원형, 다각뿔 형태중 하나의 형태인 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 백라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보드에는 상기 마이크로 LED가 가로 및 세로로 2mm 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 백라이트 유닛.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 보드의 광원이 반사시트를 통해 수신되는 도광판으로서,
    상기 도광판은 상기 반사 시트 상부에 위치하며,
    상기 반사시트의 복수개의 홀에 각각 인접한 부분에 제1 형태의 요철을 가공하여 광원을 굴절시키는 제1 확산 패턴부가 형성되고,
    맞은편의 표면도 제2 형태의 요철을 가공하여 제2 확산 패턴부를 형성하여 상기 굴절된 광원이 추가로 확산되도록 하는 것을 특징으로 하고,
    상기 보드는 광원이 상부로 퍼질수 있도록 마이크로 LED가 소정간격으로 평면 배치되는 것을 특징으로 하며,
    상기 반사 시트는 상기 보드 상면에 위치하며, 상기 마이크로 LED에 대응되는 구간은 홀이 타공되어 광원이 통과되고, 상기 마이크로 LED에 대응되는 구간을 제외한 나머지 부분은 광원이 차단되도록 형성된 것을 특징으로 하고,
    상기 제1 형태는 원뿔, 원형, 다각뿔 형태중 하나의 형태인 것을 특징으로 하고,
    상기 제2 형태는 원뿔, 원형, 다각뿔 형태중 하나의 형태인 것을 특징으로 하는 도광판.
  6. 삭제
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