KR20020041668A - 오목렌즈를 이용한 백라이트 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휘도의 균일성을 향상시키기 위한 백라이트 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 백라이트 장치는 광을 발생하는 광원들과, 광을 확산시키는 확산판과, 광원 각각을 둘러싸는 형태로 만들어져 광을 반사시키는 반사판과, 광원과 확산판 사이에 설치되어 광원으로부터의 광을 확산하고 확산광을 상기 확산판 방향으로 진행하도록 하는 오목렌즈를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 백라이트 장치는 휘도의 균일성을 향상시킨다.

Description

오목렌즈를 이용한 백라이트 장치{Backlight Apparatus Using The Concave Lens}

본 발명은 표시장치용 백라이트 장치에 관한 것으로, 특히 휘도의 균일성을 향상시키는 것이다.

액티브 매트릭스(Active Matrix) 구동방식의 액정표시장치는 스위칭 소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)를 이용하여 동화상을 표시하고 있다. 이러한 액정표시장치는 브라운관에 비하여 소형화가 가능하여 퍼스널 컴퓨터(Personal Computer)와 노트북 컴퓨터(Note Book Computer)는 물론,복사기 등의 사무자동화기기, 휴대전화기나 호출기 등의 휴대기까지 광범위하게 이용되고 있다.

이와 같은 액정표시장치에서는 광원으로 이용되는 백라이트 장치와 광학시트들이 필요하다.

통상의 백라이트 장치는 빛을 발생하는 램프(6)와, 램프(6) 아래에 위치한 반사판(5)과, 램프(6) 상측에 위치한 확산판(3)과, 확산판(3)과 패널(1) 사이에 위치한 확산 시이트(2)와, 전체 구조를 지지해 주는 지지대(4)를 구비한다.

램프(6)로는 주로 냉음극관이 사용되고 있으며, 램프(6)에서 발생한 빛이 광원이 된다. 반사판(5)은 광을 반사시키는 역할을 한다. 반사판(5)은 램프(6)에서 발생한 빛을 상측으로 반사시키고, 반사판(5)에서 반사된 빛은 확산판(3)에 입사한다. 확산판(3)은 램프(6)에서 발생한 빛과 반사판(5)에서 반사된 빛을 1차 산란시킨다. 확산 시이트(2)는 확산판(3)에서 산란된 빛을 2차 산란시키는 역할을 한다. 확산 시이트(2)에서 산란된 빛은 면광원이 된다.

램프(6)에서 발생하는 빛은 구면파이기 때문에 램프(6)에서 발생된 빛이 확산판(3)에 도달하는 거리가 달라지게 된다. 따라서, 램프(6)에서 확산판(3)에 대하여 수직으로 입사되는 지점에서 광량이 가장 많으며, 수직으로 입사되는 광량을 중심으로 좌, 우로 갈수록 광량이 줄어든다. 이 때문에, 확산판(3)을 투과한 광분포가 불균일하게 된다. 이러한 불균일한 광분포를 보정하기 위하여, 종래의 백라이트 장치는 램프(6)와 패널(1) 사이에 확산판(3) 및 확산 시이트(2)를 설치하여 광분포의 불균일성을 보정한다. 이를 위하여 확산 시이트(2) 상면에 광이 집중적으로 입사되는 부분은 산란패턴의 밀도를 높게 하고, 상대적으로 광이 적게 입사되는 부분은 산란패턴의 밀도를 낮게 하여 확산판(3)을 투과한 광분포의 편차를 보정한다.

이와 같이 균일한 휘도를 얻기 위해서는 확산판(3)과 확산 시이트(2)를 설치해야 하는데, 확산판(3)에서 생기는 불균일한 휘도의 문제점이 대두된다.

따라서, 본 발명의 목적은 휘도의 균일성을 높이도록 한 백라이트 장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 직하형 백라이트 장치의 단면도.

도 2는 도 1에 도시된 광원의 진행경로와 휘도 분포도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 오목렌즈를 이용한 직하형 백라이트 장치의 단면도.

도 4는 도 3에 도시된 광원의 진행경로와 휘도 분포도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1,7 : 패널 2 : 확산 시이트

3,9 : 확산판 4,10 : 지지대

5,11 : 반사판 6,12 : 램프

8 : 오목렌즈

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 백라이트 장치는 광을 발생하는 광원들과, 광을 확산시키는 확산판과, 광원 각각을 둘러싸는 형태로 만들어져광을 집광시키는 반사판과, 광원과 확산판 사이에 설치되어 광원으로부터의 광을 확산하고 확산광을 상기 확산판 방향으로 진행하도록 하는 오목렌즈를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 도 3 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 빛을 발생하는 램프(12)와, 램프(12) 각각을 감싸는 형태로 오목렌즈(8)를 고정시키고 있는 반사판(11)과, 램프(12) 상면에 위치한 오목렌즈(8)와, 빛을 산란시켜주는 확산판(9)과 패널(7)을 구비한다.

램프(12) 각각에서 발생하는 빛은 반사판(11)을 경유하여 오목렌즈(8) 방향으로 집광된다. 오목렌즈(8)는 굴절률을 가지고 있으며, 광의 입사면과 출사면이 오목하다. 이 오목렌즈(8)는 램프(12) 및 반사판(11)으로부터 입사되는 광을 확산시켜 확산판(9) 쪽으로 투과시킨다. 이렇게 오목렌즈들(8)을 투과한 광은 확산판(9)의 입사면 전체에서 균일한 광분포 특성을 갖게 된다. 확산판(9)은 오목렌즈들(8)로부터 입사되는 광을 산란시키게 된다.

한편, 확산판(9)을 투과한 광분포의 미세한 편차는 오목렌즈(8)와 반사판(11)의 설계에 따라 보정 가능하며, 오목렌즈(8) 출사면을 약하게 부식하면 출사면 상에 미세한 산란패턴을 형성하여 오목렌즈(8)를 투과한 광의 균일도가 더욱 향상된다. 예를 들어, 오목렌즈(8)에 있어서 램프(12)로부터의 광이 집중적으로 입사되는 표면에는 높은 밀도로 산란패턴을 형성하고 상대적으로 작은 광량이 입사되는 표면에 낮은 밀도로 산란패턴을 형성하면 오목렌즈(8)에 의해 확산된 광의 분포를 더욱 균일하게 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 오목렌즈를 이용한 백라이트 장치는 오목렌즈를 사용하여 확산판 쪽으로 진행하는 빛을 미리 확산시킴으로써 확산판에 입사되는 광의 균일도를 향상시킬 수 있음은 물론, 확산판을 투과한 빛의 균일도가 향상되므로 액정 패널 상에 표시되는 화상의 휘도를 표시면 전체에서 균일하게 할 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 오목렌즈를 이용한 백라이트 장치는 종래의 백라이트 장치에 대비하여 확산판에 입사되는 빛의 광분포가 균일하게 되므로 별도의 확산 시이트가 생략될 수 있음은 물론, 오목렌즈에 의해 램프 각각에서 조사되는 빛이 넓게 확산되므로 램프의 수를 줄일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 오목렌즈를 이용한 백라이트 장치는 광확산 효율이 우수한 오목렌즈를 램프와 확산판 사이에 설치함으로써 종래의 백라이트 장치의 반사판과 확산판 사이의 높이(h1)에 비해 반사판과 확산판 사이의 높이(h2)를 그 만큼 좁힐 수 있게 된다. 그 결과, 본 발명에 따른 백라이트 장치를 채용한 액정표시장치는 두께가 얇아질 수 있다. 본 발명에 따른 백라이트 장치는 텔레비젼용 수상기나 컴퓨터 모니터 등의 표시면적이 비교적 큰 표시장치에 적용될 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (3)

1. 광을 발생하는 광원들과,

   광을 확산시키는 확산판과,

   상기 광원 각각을 둘러싸는 형태로 만들어져 광을 반사시키는 반사판과,

   상기 광원과 확산판 사이에 설치되어 광원으로부터의 광을 확산하고 확산광을 상기 확산판 방향으로 진행하도록 하는 오목렌즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 오목렌즈의 표면에는 산란패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 오목렌즈의 산란패턴은 상기 광원으로부터의 광이 집중적으로 입사되는 부분에서 높은 밀도를 가지며, 상기 광원으로부터의 광이 상대적으로 적게 입사되는 부분에서 상대적으로 낮은 밀도를 가지는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.