KR20040045892A - 감압에 의해 고정된 호일을 가진 광 소자, 그 제조 방법및 그러한 광 소자를 가진 디스플레이 유닛 - Google Patents

Abstract

디스플레이 유닛용 광 소자는 제 1 단단한 투명 판(9b)과 적어도 하나의 유연성 광 호일(5)을 포함하고, 상기 광 호일(5)은 예를 들어 흡입 디바이스(17)에 의해 생성된 감압에 의해 상기 판(9b)에 고정된다. 본 발명에 따른 광 소자는 상기 광 호일(5)을 상기 단단한 판(9b)에 대해 누르는 감압을 하고 호일이 주름지는 것을 방지함으로써 호일에 주름이 지는 문제를 극복한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광 소자는 제 2 단단한 투명 판(9a)을 더 포함하고, 상기 광 호일은 상기 제 1 판과 제 2 판 사이에 배치되며, 상기 판(9a, 9b)은 감압에 의해 함께 고정된다.

Description

감압에 의해 고정된 호일을 가진 광 소자, 그 제조 방법 및 그러한 광 소자를 가진 디스플레이 유닛{OPTICAL ELEMENT WITH FOIL HELD BY UNDERPRESSURE, METHOD OF MANUFACTURE, AND DISPLAY UNIT WITH SUCH ELEMENT}

특정 유형의 디스플레이 유닛, 특히 LCD 유닛은 스크린을 밝게 비추기 위해 백 라이팅 소스(back lighting source)를 필요로 한다. 이 백 라이트는 스크린 뒤에 배치된 백 라이팅 디바이스에 의해 발생된다. 이러한 경우들에서는, 회절과 반사를 최소화하기 위해 백 라이트를 스크린 상으로 향하게 할 필요가 있는데, 이러한 목적으로 광로에 영향을 주도록 백 라이팅 디바이스의 전면에 적어도 하나의 광 호일을 배치하는 것이 알려져 있다. 그러한 호일들은 흔히 얇은 플라스틱 시트(sheet)로 제작되며, 이 시트 상에는 호일을 통과하는 임의의 광에 영향을 주도록 수직 라인들의 패턴이 형성되어 있다.

하지만 이러한 호일들은, 특히 호일의 면적이 크다면 백 라이팅 디바이스로부터의 가열로 인해, 주름이 지는 경향이 있다. 그 결과, 호일들은 너무 많이 가열되면 얼마간의 동작 후에 백 라이트를 왜곡시킬 수도 있다.

예를 들어, 소위 일광(daylight) 디바이스 분야에서 동일한 문제가 존재한다. 그러한 디바이스는 LCD의 백 라이트 디바이스와 비슷하게 디자인되고 실내에서의 쾌적한 조명 조건들을 생성하기 위해 방의 천장에 배치된다. 그러한 조명 디바이스는, 모니터의 LCD와 같이 큰 유효 표면을 가진다.

전술한 호일 주름 문제를 해결하기 위해, 2개의 유리판들 사이에 호일들을 놓아 광 스택으로도 알려진 광 소자를 형성하는 것이 알려져 있다. 그럼에도 불구하고, 주름 문제는 만족스럽게 극복되지 않았다. 그 이유는 중량, 비용 및 반사와 광 흡수와 같은 광 특성들에 대한 요구사항으로 인해, 유리판들이 너무 두껍게 제작될 수 없기 때문이다(이러한 판들의 표준 두께는 1㎜이다). 그러므로, 특히 광 소자의 면적이 클 때, 판이 호일 위에 충분히 큰 힘을 가하는 것이 어렵다.

호일을 유리판에 고착시키려는 시도도 행해졌다. 하지만, 전술한 광 패턴들을 가지고 형성된 호일의 표면들은, 접착제가 원하는 광 효과를 왜곡시킬 수도 있으므로 접착되어서는 안 된다. 그 결과, 이러한 해결책은 판을 향하는 호일 표면이 패턴화되거나 여러 개의 호일들이 스택으로 배치되는 경우에는 사용될 수 없다.

본 발명은 제 1 단단한 투명판과 적어도 하나의 유연성 광 호일을 포함하는 광 소자에 관한 것이다. 그러한 광 소자는 일반적으로 광원으로부터, 특히 LCD의 백 라이팅 디바이스의 전면에서 광을 분배하는데 사용될 수 있다.

본 발명은 또한 그러한 광 소자의 제조 방법과, 그러한 광 소자를 가진 LCD와 같은 디스플레이 유닛에 관한 것이다.

도 1은 LCD의 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 광 소자의 제 1 실시예의 분해도.

도 3은 도 1의 광 소자의 측면도.

도 4는 본 발명에 따른 광 소자의 제 2 실시예의 분해도.

본 발명의 목적은 전술한 문제를 해결하고 종래 소자들보다 주름지는 것(wrinkling)에 덜 민감한 광 소자를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 1 양태에 따르면, 이들 및 기타 목적들은 제 1 단단한 투명판과 적어도 하나의 유연성 광 호일을 포함하는 광 소자들의 제조 방법으로 달성되고, 상기 방법은 상기 판과 상기 호일 사이의 공기를 제거하는 것을 포함한다.

본 발명의 제 2 양태에 따르면, 이들 및 기타 목적들은 도입부에서 언급된 종류의 광 소자로 달성되고, 상기 광 호일은 감압에 의해 상기 판에 고정된다.

LCD와 같은 디스플레이 유닛에는 본 발명에 따른 광 소자가 유리하게 제공될 수 있거나 본 발명에 따른 방법으로 유리하게 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 광 소자는 단단한 판에 대해서 호일을 누르는 감압을 생성하여 이를 통해 호일이 주름지는 것을 방지함으로써 호일이 주름지는 문제를 극복한다.

이러한 기술로 인해, 상기 판은 호일이 주름지는 것이 회피되도록 충분한 힘으로, 호일에 대해서 눌러질 수 있다.

본 실시예에 따르면, 광 소자는 상기 판에 연결되고 상기 판과 상기 호일 사이의 공기를 제거하도록 배치된 흡입 디바이스를 포함한다. 이 흡입 디바이스는 상기 판과 호일 사이의 연결이 완전히 밀폐되게 되지 않을지라도 원하는 감압이 유지될 수 있게 한다.

흡입 디바이스의 필요성을 없애거나 상기 흡입 디바이스의 효과를 개선하기 위해서는, 상기 판의 가장자리를 따라 상기 판을 광 호일에 대해 밀봉시키는 밀봉제(seal)가 제공된다. 비교적 간단한 밀봉이더라도 예견된 효과를 크게 증대시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 광 소자는 제 2 단단한 투명판을 추가로 포함하고, 상기 광 호일은 상기 제 1 판과 제 2 판 사이에 배치되며, 상기 판들은 감압에 의해 함께 고정된다.

이러한 구성에서, 광 호일은 2개의 판들 사이에 있게 되고, 이들 판들은 감압에 의해 함께 눌려진다. 여러 개의 호일들이 상기 판들 사이에 배치될 수 있다. 재차, 흡입 디바이스에 의해 감압이 유지될 수 있다.

전술한 바와 같이, 상기 판들의 가장자리를 따라 있는 밀봉제는 흡입 디바이스를 필요치 않게 하거나 흡입 디바이스의 효과를 증대시킨다. 2개의 판들을 가진 상기 실시예에서, 상기 밀봉제는 유리하게는 2개의 판들 사이에 배치되고, 이를 통해 상기 2개의 판들 사이에 형성되고 호일(들)이 배치되는 공간을 밀봉시킨다(seal off).

상기 광 소자는 이러한 개념을 장점을 희석시키지 않고, 임의의 적절한 수의 호일들을 가질 수 있다. 상기 광 소자는 또한, 백 라이팅 디바이스로부터의 직선 광로를 확보하기 위해 복수의 홀(hole)들이 형성된, 예컨대 알루미늄 소자인 소위, 벌집(honeycomb)을 포함할 수 있다. 때때로 광 스택(optical stack)이라고도 하는 이러한 소자들의 조합은 일반적으로 광 디바이스, 특히 LCD의 백 라이팅 디바이스의 품질을 향상시킬 수 있다. 본 발명을 구현함으로써, 이들 품질이 더 향상되고 열 변화에 무관하게 만든다.

오직 하나의 판만을 가진 실시예에서, 공기가 용이하게 통과하게 하는 구조를 가진 벌집이 상기 제 1 판과 호일 사이에 배치되는 것이 바람직하다. 스택의 끝판(end plate)을 형성하는 2개의 판들을 가진 실시예에서, 벌집 소자와 호일들이 유리하게 되도록, 임의의 순서로 배치될 수 있다.

본 발명의 이들 및 다른 양상은 첨부 도면을 참조하여 하기에 좀더 상세히 기술된 바람직한 실시예를 통해 자명해질 것이다.

다음 설명은 LCD에서 본 발명에 따른 광 소자의 구현에 기초하고 있다. 이것은 단지 하나의 가능한 구현이며, 본 발명에 따른 광 소자는 광원으로부터 나오는 광이 분배되는 다른 응용에서도 사용될 수 있다는 점이 강조된다.

도 1은 LCD 디스플레이의 부품들의 일부, 즉 백 라이팅 디바이스(1), LCD 스크린(2) 및 상기 백 라이팅 디바이스(1)와 LCD 스크린(2) 사이에 배치되는 광 소자(3)를 도시한다. 스크린의 크기는 응용에 따라 다르지만, 일예로 광 스택은 대략 90㎝ ×50㎝ 일 수 있다.

이제, 도 2를 참조하면, 도 1의 광 소자는 2개의 광 호일(5)을 가진 스택과, 2개의 투명한 판(9a, 9b) 사이에 끼워진 1개의 벌집 소자(7)를 포함한다. 이 벌집 소자에 구조적인 강도를 부여하기 위해서, 적어도 하나의 판은 단단하다. 광 호일은 플라스틱으로 제작되는 것이 바람직하고, 상기 판들은 유리로 제작되는 것이 바람직하다. 이들은 저렴한 비용과 내구성 있는 제품을 허용하도록 선택된 종래의 물질들이다.

도 2에서의 각각의 광 호일(5)은 적어도 하나의 표면에 홈들이 평행하게 형성되는 패턴을 가진다. 이들의 목적은 백 라이팅 디바이스(1)로부터의 백 라이트에서의 반사를 제거하기 위한 것이다. 2개의 호일들을 순차적으로, 그리고 그것들의 패턴은 다르게 정렬되도록, 예를 들어 수직적으로 배치함으로써, 보다 나은 효과가 얻어진다.

벌집 소자(7)는 알루미늄으로 제작될 수 있고, 확대된 부분(A)에 도시된 바와 같이, 벌집 패턴을 형성하는 복수의 6각형 셀들을 가진다. 이 셀들은 백 라이팅 디바이스로부터의 광이 일직선이 되도록 하기 위한 것이다. 그것들의 광 특성을 향상시키기 위해, 셀들은 광흡수 코팅으로 코팅될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 벌집은 대략 6㎜의 두께를 가지고, 셀들은 직경이 3㎜가 된다.

너무 많은 백 라이트를 흡수하거나 많이 회절시키지 않도록 하기 위해, 유리 판(9a, 9b)은, 예를 들어 약 1㎜의 두께로 비교적 얇다. 호일과 벌집 소자보다 약간 더 큰 유리판에는 그것들의 가장자리를 따라, 예를 들어 금속제인 밀봉제(11)가 제공된다. 이 봉함은 접착 테이프로 유리에 붙여질 수 있다. 필요하다면, 상기 봉함은 고무 또는 에폭시 또는 탄성 중합체와 같은 유연성 있는 퍼티(putty) 물질로 향상될 수 있다. 상기 봉함(11)은 광 소자가 조립될 때 양 유리 판(9a, 9b)과 접촉하도록 적응되어 판 사이의 밀봉된 공간(13)을 본질적으로 생성하게 된다.

예를 들어 벌집 소자(7)와 같은 다른 성분들의 허용 오차의 관점에서, 상기 판 사이의 특정의 공기 간극을 제공하는 것이 유리할 수 있다. 이 경우, 스택의 추가적인 감압을 허용하는 유연성 층을 상기 봉함에 추가하는 것이 바람직하다. 유연성 층은 단단하게 될 수 있고, 스택은 기계적으로 또는 달리 함께 눌려진다.

개략적으로만 도시된 도 3을 참조하면, 튜브(15)가 봉함에 끼워져 광 호일(5)과 벌집(7)이 배치되는, 판 사이의 공간(13)으로 채널(16)을 제공한다. 예시된 실시예에서 송풍기(blower) 또는 팬인, 흡입 디바이스(17)(도 2에 도시된)는 플라스틱 튜브(18) 등으로 튜브(15)에 연결되어 있다. 흡입 디바이스(17)는 공간(13)으로부터의 공기를 제거하여 판(9a, 9b)을 함께 누르도록 적응되어 있다.

현재 구현된 응용예에서, 송풍기(17)는 판 사이의 압력을 적절한 압력으로 알려진 약 120㎩까지 떨어뜨릴 수 있다. 송풍기의 공기 흐름 용량을 압력 자체보다 우선시하는 것이 유리하다는 것이 발견되었다. 따라서, 금속제 봉함(11)가 완전히 밀봉되지 않더라도, 원하는 감압을 유지시키기 위해 작은(저압) 송풍기가 충분히 빠른 속도로 공기를 제거할 수 있다.

시험 적용에 있어서는, 델타 전자사의 모델 번호가 BFB0412HHA인 송풍기가 만족스러운 것으로 발견되었다. 그러한 송풍기에 의해 발생된 추가적인 잡음을 감소시키기 위해, 송풍기는 하우징 내에 놓여지고 댐퍼(미도시)가 제공된다.

LCD가 사용되지 않을 때는, 그 다음에 호일들이 백 라이팅 디바이스에 의해 가열되지 않기 때문에 판 사이의 감압을 반드시 유지할 필요는 없다는 점을 주목하라. 그러므로, 송풍기를 디스플레이가 턴온될 때 송풍기를 작동시키는, LCD의 정상전원에 연결하는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이, 매우 조밀한 봉함이 배치될 수 있다면, 흡입 디바이스 없이 본 발명을 구현하는 것도 가능하다. 그렇게 되면, 판 사이의 공기는 한번만 제거되기만 하면 되어 봉함에 의해 유지될 판 사이의 진공 부분을 생성하게 된다.

도 4에 도시된 본 발명의 제 2의 바람직한 실시예에 따르면, 광 소자는 봉함(111)을 가진 1개의 유리판(109)만을 포함한다. 광 소자는 또한 2개의 광 호일(105a, 105b)을 가진 스택과, 내부 호일(105b)보다 약간 큰 외부 호일(105a)을 포함하고, 이를 통해 봉함(111)과 접촉하게 되고 판(109)과 외부 호일(105a) 사이의 밀봉된 공간을 형성하게 된다. 도 2의 광 소자처럼, 도 4의 소자는 이 경우, 내부 호일(105b)과 유리판(109) 사이에 놓여지는 벌집 소자(107)를 재차 포함할 수 있다. 벌집(107)은 내부 호일(105b)과 그 크기가 비슷하다.

흡입 디바이스(17)는 봉함(111)에 연결되고, 도 2에서의 판(9a, 9b) 사이로부터 공기가 제거되듯이, 공간으로부터 공기가 제거되도록 배치된다. 그 결과 공간에서의 감압은 판 쪽으로 외부 호일(105a)을 눌러서, 내부 호일(105b)과 벌집(107)을 샌드위치 모양으로 양자 사이에 끼운다.

전술한 바와 같이, 흡입 디바이스는 기밀(airtight) 봉함이 판과 호일 사이에 배치될 수 있고 모든 공기가 판과 호일 사이에서 제거된다면, 생략될 수 있다.

전술한 광 스택들은 단지 예시적인 것으로, 다른 개수의 호일들을 가진 스택, 벌집 소자가 없는 스택 또는 감압 공간(13)에서 다른 유형의 성분을 포함하는, 많은 대안적인 구성이 가능하다는 점을 주목해야 한다.

본 발명의 광 소자는, 그것의 종래 소자들보다 주름지는 것에 덜 민감한 특성으로 인해 일반적으로 광원, 특히 LCD의 백 라이팅 디바이스의 전면으로부터의 광의 분배에 사용될 수 있고 그러한 광 소자를 가진 LCD와 같은 디스플레이 유닛에 적용할 수 있다.

Claims (12)

1. 제 1 단단한 투명 판(9b, 109)과 적어도 하나의 유연성 광 호일(5)을 포함하는 광 소자(3)로서, 상기 광 호일(5)은 감압에 의해 상기 판(9b, 109)에 고정되는 것을 특징으로 하는, 광 소자.
2. 제 1항에 있어서, 흡입 디바이스(17)가 상기 판(9b, 109)에 연결되고, 상기 판과 상기 광 호일(5) 사이의 공기를 제거하기 위해 배치되는, 광 소자.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제 1 판(109)과 상기 광 호일(5) 사이의 봉함(111)를 더 포함하고, 상기 봉함은 상기 제 1 판의 가장자리를 따라 배치되는, 광 소자.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 제 2 투명 판(9a)을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 광 호일(5)은 상기 제 1 판과 상기 제 2 판(9a, 9b) 사이에 배치되며, 상기 판들은 감압에 의해 함께 고정되는, 광 소자.
5. 제 4항에 있어서, 상기 제 1 판과 상기 제 2 판 사이에 봉함(11)을 더 포함하고, 상기 봉함은 상기 판들의 가장자리를 따라 배치되는, 광 소자.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 벌집 소자(7)를 더 포함하는, 광 소자.
7. 제 6항에 있어서, 상기 벌집 소자(7)는 상기 제 1 판(9b, 109)과 상기 광 호일(5) 사이에 배치되는, 광 소자.
8. 백 라이팅 디바이스(1)와 스크린부(2)를 포함하는 디스플레이 유닛으로서, 상기 백 라이팅 디바이스(1)의 전면에 배치된, 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 기재된 광 소자(3)를 더 포함하는, 디스플레이 유닛.
9. 제 1 단단한 투명 판(9b, 109)과 적어도 하나의 유연성 광 호일(5)을 포함하는 광 소자를 제조하는 방법으로서, 상기 판(9b, 109)과 상기 광 호일(5) 사이의 공기를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광 소자 제조 방법.
10. 제 9항에 있어서, 상기 제 1 판의 가장자리는 상기 광 호일에 대해 밀봉되는, 광 소자 제조 방법.
11. 제 9항에 있어서, 상기 광 소자는 상기 적어도 하나의 광 호일 외부에 제 2 투명 판(9a)을 더 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 판은 상기 공기가 제거될 때 함께 눌려지는, 광 소자 제조 방법.
12. 제 9항에 있어서, 상기 제 1 판(9b)의 가장자리는 상기 제 2 판(9a)에 대해 밀봉되는, 광 소자 제조 방법.