KR200316086Y1

KR200316086Y1 - 반사각을 갖는 도광판

Info

Publication number: KR200316086Y1
Application number: KR20-2003-0003531U
Authority: KR
Inventors: 정한수; 이인용; 이선우; 이종만
Original assignee: 주식회사 솔빛텔레콤; (주)테놉스
Priority date: 2003-02-06
Filing date: 2003-02-06
Publication date: 2003-06-12

Abstract

본 고안은 LCD를 포함한 평판 디스플레이 장치(Flat Panel Display)의 프론트라이트유닛(FLU, Front Light Unit)/백라이트유닛(BLU, Back Light Unit)에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 FLU/BLU에 사용되는 도광판의 입광부 반대쪽 면을 도트패턴면과 임의의 각을 갖는 반사면으로 구성하여 광원으로부터 오는 직진광이 도광판 외부로 손실되지 않고 도광판 내부로 굴절 내지 반사되어 원하는 방향으로 빛을 보낼 수 있도록 한 고휘도 도광판을 제공한다.

Description

반사각을 갖는 도광판{Light Guide Plate with Reflection Angle}

본 고안은 LCD를 포함한 평판 디스플레이 장치(Flat Panel Display)의 프론트라이트유닛(FLU, Front Light Unit)/백라이트유닛(BLU, Back Light Unit)에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 FLU/BLU에 사용되는 도광판의 입광부 반대쪽 면을 도트패턴면과 임의의 각을 갖는 반사면으로 구성하여 광원으로부터 오는 직진광이 도광판 외부로 빠져나가지 않고 도광판내부로 굴절 내지 반사되어 원하는 방향으로 빛을 보낼 수 있도록 한 고휘도 도광판을 제공한다.

먼저, 액정표시장치(LCD)는 평판 디스플레이 소자의 한 종류로 휴대화가 가능하며, 평판, 박형, 저소비전력, 고화질 등의 장점을 가지고 있어 많은 정보표시 분야에 이용되고 있다. 특히, 박막 트랜지스터 기술과 TN보드를 사용한 TFT-LCD가 대화면, 고해상도, 풀 컬러라는 고기능을 갖는 디스플레이에 적용되어 사용되고 있다. 그러나, 액정표시장치는 기존의 디스플레이 소자와는 달리 자체발광소자가 아닌 수광소자(수동 디스플레이 소자)의 일종이어서 화면을 구성하기 위해서는 배경광원을 반드시 필요로 하게 된다.

이러한 배경광원 역할을 하는 부분을 백 라이트 유닛이라고 하며, 최근 연구가 진행되어지고 있는 또 하나의 배경광원인 프론트 라이트 유닛이라 하여 태양광을 이용하여 전력소모율을 향상시킨 배경광원도 있다.

이러한 배경광원의 종류로는 일반적으로 반사형, 투과형과 이들 반사형 및투과형을 조합한 혼합형의 3종류가 있으며, 투과형 방식에서 사용되는 광원장치를 백 라이트 유닛이라 하고, 반사형 방식에서 사용되는 광원장치를 프론트 라이트 유닛이라 한다. 이중 백 라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 다시 직하방식(Top-Down Method)과 측면 조명 방식(Edge Illumination System)으로 구분된다.

이러한 배경광원의 역할을 하는 백 라이트 유닛은 초기에는 직하방식으로 구성되었으나, 현재에는 박형화의 요구에 따라서 도 1에 나타낸 측면조명방식을 대부분 사용하고 있다.

먼저, 도 1을 참조하여 일반적인 액정표시장치의 구조에 대하여 간단히 설명하면, 일반적인 LCD는 광원(1), 도광판(2), 도트패턴(3), 반사판(4), 확산판(5), 프리즘시트(6) 및 액정표시패널(7)로 구성되며, 구동 IC 등이 구비된 액정표시패널(7)과, 상기 액정표시패널(7)의 하면에 위치하는 백 라이트 유닛(1∼6)으로 구분할 수 있으며, 이때, 상기 백 라이트 유닛은 광원(1)로부터 입사되는 선광을 면광으로 바꾸고, 상기 면광이 액정표시패널(7)에 입사되도록 하는 장치이다.

백라이트 유닛의 한 구성요소인 도광판(2)은 광원(1)에서 방출된 빛을 내부로 입사시켜 도트패턴 반대쪽면인 상부로 전면에 고른 면광이 출사되도록 하는 웨이브 가이드(Wave Guide)로서의 역할을 담당하고 있다.

따라서, 액정표시패널에서 가장 중요한 기술적인 사항 중의 하나가 측면에서 선형으로 입사된 선광을 전면에 고르게 면광으로 출사시키기 위한 도광판의 설계 및 제조 기술이다.

상기와 같이 구성되는 액정디스플레이의 프론트라이트 및 백라이트 장치에 있어서, 도 2와 같이 상기의 광원(1)으로부터 나온 직진광(201)은 도광판(2) 내로 입사된 후 도광판의 입광부 반대쪽 면에 닿으면 대부분 손실되고 만다. 그 이유는 도광판의 입광부 반대쪽 면이 광원으로부터 입사된 직진 광(201)과 수직으로 만나기 때문에 직진광(201)을 만나면 다시 도광판(2) 안쪽으로 굴절 내지 반사하지 못하고 도광판 외부로 통과시켜 버리기 때문이다. 이처럼 손실되는 직진광(201)의 광량은 광원(1)에서 나오는 다른 빛의 광량보다 훨씬 크기 때문에 도광판 외부로 통과되면 FLU/BLU의 휘도에 그만큼 큰 효율저하를 가져오게 된다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 본 고안은, 도광판의 입광부 반대쪽 면을 도트패턴면과 예각 또는 둔각이 되도록 구성한다. 상기와 같이 도광판을 구성하면 광원으로부터 입사된 직진광이 경사면에 의해 도광판 안쪽으로 굴절 내지 반사되어, 도트패턴면과 입광부 반대쪽 면이 직각으로 되어 있을 때 손실되는 광을 최소로 하기 위함이 목적이다.

도 1은 일반적인 측면조명방식 액정표시장치(LCD)의 구성도

도 2는 일반적인 도광판을 설명하기 위한 예시도

도 3a는 본 고안에 의한 도광판으로 입광부의 반대쪽 면이 도트패턴면에 대해 둔각을 갖는 도광판을 설명하기 위한 단면 예시도

도 3b는 본 고안에 의한 도광판으로 입광부의 반대쪽 면이 도트패턴면에 대해 예각을 갖는 도광판을 설명하기 위한 단면 예시도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 광원 2 : 도광판

3 : 도트패턴 4 : 반사판

5 : 확산판 6 : 프리즘시트

7 : 액정표시패널

201: 광원으로부터 도광판 내로 입사된 직진광

301: 도광판의 입광부 반대쪽 면에 주어진 둔각에 의하여 도트패턴면 반대면으로 반사된 직진광

302: 도광판의 입광부 반대쪽 면에 주어진 예각에 의하여 도트패턴면으로 반사된 직진광

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 도 3a와 같이 도광판(2)의 입광부 반대쪽 면을 도트패턴면에 대하여 91∼139도의 둔각으로 생성한다. 이와 같이 하면 광원(1)에서 도광판(2) 내로 입사된 직진광(201)이 진행도중 도광판(2)의 경사진 입광부 반대쪽 면을 만남으로 그대로 손실되지 아니하고, 다시 도광판(2) 안쪽 상부로 반사(301)되어진다.

또 다른 방법으로 도 3b와 같이 도광판(2)의 입광부 반대쪽 면을 도트패턴면에 대하여 41∼89도의 예각으로 생성한다. 이와 같이 하면 광원(1)에서 도광판(2) 안쪽으로 입사된 직진광(201)이 진행도중 도광판(2)의 경사진 입광부 반대쪽 면을 만남으로 그대로 손실되지 아니하고, 다시 도광판(2) 안쪽 밑면의 도트패턴(302) 쪽으로 반사되어진다.

상기와 같이 도광판의 입광부 반대쪽 면을 예각 또는 둔각의 반사면 으로 구성하면 기존의 도광판(2)으로는 손실될 수밖에 없었던 직진광(201)을 이용하여 보다 좋은 효율을 얻을 수 있다.

상기에 주어진 41∼89도의 예각과, 91∼139도의 둔각은 도광판 두께와 패턴설계의 변화에 따라 설계자가 임의로 선택이 가능하며 다소 변경도 가능하다.

본 고안에 따른 액정 디스플레이의 프론트라이트 및 백라이트 장치의 도광판은, 종래의 도광판에서 사용하지 못한 손실광을 도광판의 안쪽으로 굴절 내지 반사시켜 별도의 추가장치 없이 빛의 효율 및 휘도를 극대화 할 수 있는 방법이다.

Claims

액정표시장치의 프론트라이트 및 백라이트 장치에 있어서,

상기 액정표시장치에 사용되는 도광판의 입광부 반대쪽 면을 도트패턴면에 대하여 41∼89도의 예각을 갖도록 제작하는 것을 특징으로 하는 도광판.
액정표시장치의 프론트라이트 및 백라이트 장치에 있어서,

상기 액정표시장치에 사용되는 도광판의 입광부 반대쪽 면을 도트패턴면에 대하여 91∼139도의 둔각을 갖도록 제작하는 것을 특징으로 하는 도광판.