KR20040083891A - 얇은 두께를 가진 직하형 백라이트용 모듈 및 이를 적용한시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직하형 백라이트용 모듈의 장점을 구비하면서 동시에 시스템의 두께가 훨씬 얇아질 수 있는 새로운 디스플레이 시스템의 구조를 제공하고자 하는 것으로서, 광원과, 상기 광원을 사이에 두고 배치되는 적어도 2개 이상의 도광판과,상기 광원의 직상부에 배치되며, 상기 광원에서 발광한 빛 중 일부분은 투과하고 나머지는 반사하는 부분투과 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈에 관한 것이다.

Description

얇은 두께를 가진 직하형 백라이트용 모듈 및 이를 적용한 시스템{DIRECT TYPE BACKLIGHT MODULE WITH VERY THIN THICKNESS AND THE SYSTEMS THEREOF}

본 발명은 백라이트 모듈에 사용되는 도광판 및 이를 채용한 디스플레이 시스템에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 종래보다 얇은 직하형 도광판의 도광판 구조 및 이를 채용한 디스플레이 시스템에 관한 것이다.

최근 TFT-LCD나 PDP등은 기존의 CRT형 브라운관을 대체하는 새로운 모니터 형태로 각광받고 있다. 특히 LCD는 핸드폰이나 PDA 처럼 브라운관으로는 도저히 구현하기 힘든 박막형 디스플레이를 요구하는 디바이스에 응용될 수 있으며, 또한 TV 및 컴퓨터 모니터 등도 대화면 LCD나 PDP로 대체되고 있는 상황이다.

이러한 박막형 디스플레이는 CRT와는 달리 시스템이 스스로 빛을 내지는 못하므로 반드시 광원 모듈이 수반되어야 하며, 또한 이 광원에서 발광한 빛이 모니터 전면에 균일하게 분포되도록 하기 위해서는 도광판 및 반사판 등을 포함하는 백라이트 유닛이 필요하다.

현재 사용되는 백라이트 유닛(back-light unit)은 그 광원인 원통형의 형광 램프를 도광판의 측면에 배치하는 측면형 방식과 도광판의 하부에 배치하는 직하형방식으로 대별될 수 있다. 도 1은 광원이 도광판의 측면에 배치되는 백라이트 유닛 의 구조를 모식적으로 나타낸 형태로서, 측면 광원(11)에서 발광한 빛은 도광판(13) 내부를 거쳐 LCD 패널(12) 전면으로 향하도록 되어 있다. 이러한 측면형은 핸드폰이나 기타 두께가 비교적 얇아야 하는 장치에 사용하기 위해 광원을 의도적으로 도광판의 측면에 배치한 것인데, 광원에 가까운 부분이 먼 부분에 비해 상대적으로 밝아서 빛 분포의 균일성을 달성하기가 어려운 구조이다.

또한 이 구조에서는 양 측면에만 광원을 배치할 수 밖에 없으므로, 광원의 개수에 제한이 따르고, 결과적으로 최대 휘도에 한계가 있어 고휘도가 요구되는 시스템에서는 사용하기 어려운 구조이다.

이에 반해 직하형은 비록 두께는 측면형에 비해 더 두껍지만 전반적으로 측면형에 비해 좀 더 균일하면서도 고휘도를 요구하는 모니터 등에 사용되는 구조이다. 또한 직하형은 광원을 원하는 갯수만큼 배치할 수 있기 때문에 전술한 측면형보다 보다 밝게 만들 수 있다는 장점이 있다.)

도 2에는 종래의 직하형 도광판이 모식적으로 도시되어 있는데, 도광판(23)의 하부에 규칙적으로 배치된 다수 개의 광원(21)에서 발광한 빛들은 일정 거리(d)를 지나면서 골고루 퍼진 다음, 도광판(23) 및 상부 패널(22)의 전면으로 향하게 된다. 후방으로 빛이 새어나가는 것을 막고 이를 전면으로 반사시키도록 반사판(24)이 광원의 하부에 배치되어 있다. 만약, 이러한 종래의 직하형 구조에서, 거리(d)가 더 짧아지도록 광원들을 배치하면 전체적인 두께는 더 얇아지지만 빛은 광원의 직 상부면에 국부적으로 집중될 것이다. 그렇게 되면 이 부분이그 주변보다 밝게 보일 것이므로 LCD 패널의 전면에서는 마치 규칙적인 줄이 나 있는 것처럼 영상이 나타날 것이며, 이는 모니터로서는 절대 피해야 할 성질이다.

따라서 종래 직하형 도광판을 채용한 LCD 모니터 등은 필연적으로 일정 두께 이상이 될 수 밖에 없었다. 즉, 일정 이상의 거리(d)를 확보하지 않으면 전술한 바와 같이 화면에 빛의 불균일성이 나타나므로 이를 피하기 위해서는 상대적으로 두꺼울 수 밖에 없고, 이는 LCD 모니터의 가장 중요한 장점 중 하나인 경박 단소를 일정 이상은 달성할 수 없도록 하는 제한 요인이 되어 왔다.

또한 이러한 종래 구조는 빛에 수반되는 열분포 또한 불균일하여 자칫 도광판의 열적 비틀림을 가져올 수 있고 두꺼운 확산판을 사용해야 하므로 상대적으로 제조 가격이 높다는 단점도 안고 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 직하형 백라이트용 모듈의 장점을 구비하면서 동시에 시스템의 두께가 훨씬 얇아질 수 있는 새로운 디스플레이 시스템의 구조를 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 기존에는 두껍기 때문에 직하형 디스플레이를 사용할 수 없었던 전자기기의 모니터 시스템에, 얇은 두께를 가진 새로운 구조의 직하형 디스플레이 시스템을 적용할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

도 1은 측면형 도광판의 빛 움직임을 모식적으로 도시한 도면.

도 2는 종래의 직하형 도광판의 빛 움직임을 모식적으로 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 기본적인 실시예를 나타낸 구조도.

도 4는 도 3의 실시예에서 빛의 움직임을 모식적으로 도시한 도면.

도 5는 부분투과판의 한 실시예를 나타낸 도면.

도 6은 부분투과판의 또 다른 실시예를 나타낸 도면.

도 7은 부분투과판의 또 다른 실시예를 나타낸 도면.

도 8은 부분투과판의 또 다른 실시예를 나타낸 도면.

도 9는 부분투과판이 도광판에 일체형으로 구현된 실시예를 나타낸 도면.

도 10은 부분투과판이 도광판에 일체형으로 구현된 또 다른 실시예를 나타낸 도면.

도 11은 도광판 하부에 침상형 홈이 구성된 것을 보여주는 도면.

도 12 및 도 13은 1개의 판으로 형성된 부분투과판을 보여주는 도면.

도 14는 도광판 모듈의 양측부에 광원이 추가로 배치된 실시예를 보여주는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 설명>

310: 형광램프 320: 도광판

330: LCD 패널 340: 부분투과판

350: 반사판

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 백라이트용 도광판 모듈은, 광원과,상기 광원을 사이에 두고 배치되는 적어도 2개 이상의 도광판과, 상기 광원의 직상부에 배치되며, 상기 광원에서 발광한 빛 중 일부분은 투과하고 나머지는 반사하는 부분투과 수단을 포함한다. 또한, 상기 모듈의 하부에 배치되면서 상기 광원 및 도광판에서 나온 빛을 상부로 반사하는 역할을 수행하는 반사 수단을 추가로 포함할 수 있고, 상기 광원은 적어도 2개 이상의 광원을 포함하는 것인데 기존의 CCFL 등의 형상을 가진 광원외에도 백색LED 등의 점광원도 사용될 수 있다. 상기 부분투과판에는 광원에서 발광한 빛을 투과하는 투과부와 이를 반사하는 반사부가 혼재되어 배치될 수 있으며, 여기서 상기 반사부는 금속재료를 이용한 박막층 및 돌출 형상 중 적어도 하나 이상의 형상으로 형성되거나 확산잉크를 이용한 박막층 및 돌출 형상 중 적어도 하나 이상의 형상으로 형성될 수 있다.

상기 부분투과판은 투명 플라스틱 시트, 프리즘 시트 및 확산판 시트 재료를 사용할 수 있으며, 상기 반사부 및 투과부의 배치에 있어서는 상기 광원에서 가까운 부분투과판 부분에는 반사부의 비율이 높고 광원에서 점점 멀어질수록 반사부의 비율이 줄어들도록 반사부와 투과부를 배치할 수 있다.

또한 부분투과판이 상기 도광판의 상부면에 배치되고, 상기 부분투과판의 직하부인 상기 도광판 내부에는 실린더 형의 동공이 구성되어 상기 광원이 이 동공 내부에 배치됨으로써, 상기 광원에서 발광한 빛 중 직상부로 향하는 빛은 상기 상부면의 부분투과판에 의해 일부는 통과하고 일부는 도광판 내부로 굴절되도록 할 수 있다. 여기서 상기 직상부로 향한 광원의 빛을 기하학적으로 도광판 내부로 반사되도록 하기 위해서 상기 부분투과판이 배치된 도광판 상부면을 비스듬하게 구성할 수도 있다.

본 발명에서는 광원과, 상기 광원을 사이에 두고 배치되는 적어도 2개 이상의 도광판과, 상기 광원의 직상부에 배치되며, 상기 광원에서 발광한 빛 중 일부분은 투과하고 나머지는 반사하는 부분투과 수단과, 상기 광원의 상부에 배치되는 디스플레이 패널과, 상기 디스플레이 패널 및 상기 광원들을 구동하는 구동회로를

포함하는 디스플레이 시스템의 구조를 제공하며, 상기 디스플레이 시스템은 LCD 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한 모니터를 포함하여 처리된 데이터를 모니터에 디스플레이 할 수 있는 가전기기 시스템에 있어서, 상기 디스플레이 시스템은, 광원과, 상기 광원을 사이에 두고 배치되는 적어도 2개 이상의 도광판과, 상기 광원의 직상부에 배치되며, 상기 광원에서 발광한 빛 중 일부분은 투과하고 나머지는 반사하는 부분투과 수단과, 상기 광원의 상부에 배치되는 디스플레이 패널과, 상기 디스플레이 패널 및 상기 광원들을 구동하는 구동회로를 포함하는 것을 전자기기 시스템도 본 발명에서 제공되는데, 이러한 전자기기로서는 노트북을 포함한 컴퓨터, TV, 휴대폰, PDA, 냉장고일 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 참고로 이 실시예들은 예시적인 목적일 뿐이며 본 발명이 이 실시예들에만 국한되는 것은 아니다.

도 3은 본 발명의 기본적인 실시예를 나타낸 것으로서, LCD 패널(330) 아래에 다수 개의 광원, 가령 냉음극 형광램프(310, 이하 "CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)"이라 한다)들이 이격되어 배치되어 있으며, 각 광원(310)의 상부에는 빛의 일부분만 투과되는 부분투과판(340)이 배치되어 있다. 또한, 각 광원들(310) 사이에는 슬라브(slab) 형태의 도광판(320)들이 광원과 나란히 배치되어 있고, 하부에는 반사판(350)이 광원에서 나온 빛을 반사하도록 배치된다. 반사판은 도광판과 접촉하거나 약간 이격시켜 배치할 수 있다.

이러한 구성의 가장 큰 특징은 도광판이 종래처럼 한 개가 아니라 다수 개의 형태로 광원 사이사이에 배치된 점이며 광원의 직상부에 부분투과판이 존재한다는 것이다.

도 3에 도시된 실시예의 광원 부분을 부분확대한 도 4를 참조하여 본 발명의 작동 방식을 상세히 설명하면 다음과 같다.

각 광원에서는 종래 기술과 마찬가지로 LCD 패널의 백라이트로 작용하는 빛(410, 420, 430, 440)이 발광한다. 이 때 빛은 CCFL의 특성상 특정 방향을 향하지 않고 단면이 원형인 형태로 발광하게 되는데, 발광한 빛 중에서 광원의 측부로 향한 빛(420)은 반사판(350)에서 반사된 빛(440)과 함께 도광판 내부로 입사하여 도광판 내부에서 다양한 굴절 및 반사 운동을 거치면서 종래에는 상부의 LCD 패널로 향하게 된다.

한편, 광원에서 직상부로 향하는 빛들(410, 430)은 모든 광량이 LCD 패널로 직접 향하는 것이 아니라, 부분투과판에 의해 일부(410)만 통과하여 LCD 패널로 향하고 나머지(430)는 부분투과판에서 반사 및/또는 굴절되어 좌우측면에 배치된 도광판으로 입사하게 된다. 이렇게 좌우 측면에 배치된 도광판으로 입사된 빛(430)은 전술한 측부 방향의 빛과 마찬가지로 도광판 내부에서 굴절 및 반사를 거쳐 상부의LCD 패널(330)으로 향하게 된다.

이를 좀 더 거시적으로 살펴보면, 도광판이 실질적인 광원 역할을 수행함을 알 수 있다. 즉, 도 3 및 도 4의 실시예에서는 각 광원들의 빛이 직접 상부 LCD 패널로 향하는 것이 아니라 좌우측면의 도광판에 입사된 후에 이를 거쳐서 LCD의 광원으로 기능하게 되는데, 이를 전체적으로 보면 마치 각 도광판들이 빛을 발광하는 면광원처럼 작용하게 된다.

따라서, 광원에서 나온 빛이 국소적으로 집중되지 않고 넓은 면광원 형태를 띈 도광판을 통해 LCD의 배면 광원이 됨으로써, 빛의 균일도가 향상되고 국소적 집중 현상을 피할 수 있게 된다. 즉, 이러한 효과에 의해 더 이상 종래 기술처럼 광원과 LCD 패널간을 상당 거리간 이격시킬 필요없이, 양자를 밀착시켜 구성할 수 있으므로 디스플레이 시스템의 두께를 지금보다 훨씬 얇게 구성할 수 있게 되는 것이다.

또한 도 3의 실시예는 종래처럼 양측부에 광원이 배치될 필요가 없으므로 그 넓이가 줄어들게 되고 이에 따라 동일한 화면 크기에 더 밝은 휘도를 가지면서도 전체적으로 면적을 더 작게한 디스플레이부를 형성할 수 있다는 또 다른 장점을 가진다.

부분투과판은 광원에서 나온 빛의 일부만을 상부로 향하게 하고 나머지는 양옆으로 굴절시키거나 반사하는 역할을 수행하는데, 투과되는 빛의 양은 좌우측 도광판의 평균 휘도와 동일하도록 조절할 수 있다. 도 5는 본 발명에서 사용하는 부분투과판에 대한 한 실시예로서, 부분투과판 하부면에 반사부(520)와 투과부(530)가 모자이크처럼 교대로 배치된 형태를 나타낸 것이다.

부분투과판은 투명한 플라스틱 재료로 만들어진 판상이나 이보다 얇은 시트 형태의 것을 사용할 수도 있고 프리즘 시트나 확산 시트도 가능하다. 투과 부분은 투명한 투과판 자체의 성질을 이용하면 되고, 반사부는 알루미늄이나 금 등의 반사력이 우수한 금속막이나 TiO2를 포함하는 확산 잉크를 부분투과판 표면에 코팅해서 형성하거나 또는 별도로 만들어진 반사 필름을 부착해서 형성할 수 있다.

상기 부분투과판의 배치 모양은 반드시 전술한 모자이크 형태일 필요는 없으며, 국소적으로 빛이 집중되지 않도록 적당한 비율로 반사부와 투과부를 배치한 것이라면 어떠한 형태도 가능하다. 이 때, 광원과의 거리에 따라 광원의 직상부나 그에 가까운 쪽은 반사부의 면적 비율이 높고 광원에서 멀어질수록 단계적으로 투과부의 면적 비율이 늘어나도록 구성하여 투과량을 광원에서의 거리에 따라 조절할 수도 있는데, 결국 부분투과판의 모양에 대한 설계는 전체적인 휘도가 평균화되도록 구성되는 것에 초점이 맞추어진다.

상기 부분투과판을 제작하는 방법의 실시예를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선, 상기 부분투과판의 반사부가 형성되어야 할 부분에 대응되도록 구멍이 뚫린 마스크를 상기 부분투과판 위에 배치한 다음, 금이나 알루미늄 등을 열증착법, 스퍼터링, 또는 플라즈마를 이용한 PECVD 방법등으로 증착하면, 구멍이 뚫려 있는 부분은 상기 금속이 증착되어 반사부로 형성되고 나머지 부분은 증착이 되지 않는 상태로 남아 투과부로 사용할 수 있게 된다. 본 발명에서는 이러한 쉐도우 마스크를 이용한 방법으로 부분투과판을 만들 수 있다.

또 다른 방법으로는, 먼저 코팅되지 않은 부분투과판에 전체적으로 금속 코팅을 한 다음, 후가공으로 투과부의 금속을 벗겨 내는 방법이 있다. 이에 대한 간단한 방법으로는 코팅된 금속층을 V-Cutting 등이 가능한 칼날로서 미세하게 벗겨내는 기계적 방식으로서, 이 때 플라스틱 재료에 홈도 같이 형성할 수 있는데 이 홈은 광의 투과 및 산란에 도움을 줄 수 있다. 이 방법은 제작이 용이하고 단가가 적게 드는 장점을 가진다.

또 다른 방법으로는 화학적으로 금속 코팅층을 제거하는 방법인데, 즉 금속박막이 코팅된 부분투과판에 포토레지스트를 도포한 다음, 투과부와 반사부 모양을 가진 포토마스크로 노광하여 노출된 금속층을 에칭함으로써 부분투과판을 만드는 것이다. 이 방법은 미세하게 광 투과부를 조절하여 만들 수 있다는 장점을 가진다.

부분투과판을 플라스틱판이나 확산판과 일체형으로 하지 않고 금속판에 부분적으로 구멍을 뚫어서 제작할 수도 있다. 금속판에 구멍을 뚫는 방법은 프레스 가공등을 통한 기계적인 방법이나, 산등의 부식성 용액을 사용하여 부식을 통하여 부분적으로 녹여내는 방법등이 있다. 부식법을 사용할 경우, 금속 판의 표면에 포토레지스트 물질을 붙이고, 구멍을 뚫어야 할 부분에 빛이 통과 할 수 있는 마스크를 통하여, 노광작업을 거친 후 포토레지스트와 금속을 선택적으로 필요한 부분만 녹여 내는 방법이다. 뚫린 구멍의 형상은 원형이나 사각 또는 라인 형태등으로 빛의 분포가 나오도록 자유롭게 선택할 수 있다.

또한 부분투과판의 확산성을 보강하여 광 균일도 향상을 꾀할 수도 있다. 즉,부분 투과판의 LCD 패널 대향면에 광확산 물질을 인쇄하면 부분투과판을 통과한빛이 광 확산 물질에서 다시 확산되므로서, 광 균일도를 향상시킬 수 있다.

부분투과판의 확산성을 보강하기 위한 또 다른 방법으로는 플라스틱재의 부분투과판을 사출할 때 추가적으로 광확산 재료를 플라스틱 모재에 섞어서 사출하거나 발포사출 공정을 이용하는 것이다.

광 확산 재료를 섞는 경우는 모재가 되는 플라스틱과 다른 굴절율을 가진 파우더를 섞는 것인데, 보통의 플라스틱이 1.4~1.5의 굴절율을 가지면 이와는 다른 굴절율을 가진 입자를 섞거나, 편광성이 있는 입자를 섞어서 광확산을 유도한다.

또한 발포사출 방법은 질소등의 불활성 가스를 플라스틱 사출과정 중에 주입하여 사출시 플라스틱 판에 미세 기포를 생성시켜 내부에 분산상으로 존재토록 함으로써 난반사를 유도하는 방법이다.

이 때 부분투과판 자체는 광확산 판의 역할을 동시에 수행하므로 추가 비용을 절감할 수 있으며, 부분투과판의 두께 또는 광 확산 재료의 밀도조절 등을 통하여, 광 확산도를 조절할 수도 있다.

또 다른 방법으로는 부분투과판을 플라스틱으로 사출 할 때에 LCD 대향면 쪽으로, 부분투과판의 표면에 V-Groove 나 렌즈 형태, 삼각뿔 형태, 금속 부식 형상 등으로 굴곡을 주어서 빛의 난 반사나 전반사, 굴절 등의 효과를 낼 수 있다. 이 경우는 추가의 물질 소요 없이 광 확산이나, 분산 효과를 낼 수 있는 장점이 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 부분투과판의 하부면에 부피를 가진 돌출형 광반사부를 형성한 것이다. 이 돌출형 광반사부는 전술한 확산 잉크를 부피를 가질 정도의 액적(droplet) 형태로 인쇄하거나 또는 알루미늄을 과량 코팅하여 형성할 수 있다.

이처럼 돌출 형태를 띄도록 하는 이유는 전술한 2차원적인 반사판보다는 3차원적인 부피를 가진 돌출부에서 광반사율이 더 커지는 효과를 이용하기 위함인데, 돌출부 형태로는 도시된 반구형 외에도 피라미드 형이나 기타 동일한 기능을 수행하는 다양한 돌출 형태가 가능하다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 부분투과판(710)의 하부면이 경사지도록 구성한 것이다. 이러한 구성 역시 광반사율을 더 크게 하기 위한 구조로서, 전술한 돌출형 광반사부를 이에 결합하여 사용할 수도 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 부분투과판이(810) 광원의 상부에 배치되고 또 다른 반사판(810')이 광원의 하부에 배치된 형태이다. 아래쪽으로 발광된 빛을 좀 더 확실하게 도광판으로 입사시키기 위해서 하부에 추사반사판을 배치한 것으로서 이를 통해 빛을 더욱 균일하게 분배할 수 있게 된다. 이 때 추가 반사판의 형상도 광원 쪽으로 경사를 주어 빛이 용이하게 측면의 도광판으로 입사가 되게 할 수 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 광원(310) 좌우측의 도광판(910)이 광원(310)을 둘러싸고, 광원 상부의 도광판 모서리(940)는 경사지게 구성되면서 그 표면에 투과부(930)와 반사부(920)가 배치된 경우를 도시한 것이다.

이 경우에, 광원에서 발광한 빛 중에서 상하부로 향하는 빛들은 도광판 모서리(940)에서 일부는 투과되고 나머지는 반사되어 도광판 내부로 향하게 된다.

이 실시예는 부분투과판이 도광판이 별개로 만들어져 조립된 것이 아니라 도광판에 부분투과판의 기능이 구현된 일체형이라 할 수 있으며, 따로이 부분투과판을 제작할 필요가 없으므로 제작 비용이 절감되는 효과를 가져온다.

양측 도광판(910)은 도시된 것처럼 반드시 서로 이격될 필요는 없고 광원을 둘러싼 채 서로 붙어 있어도 된다. 상부의 모서리 또한, 도시된 것처럼 반드시 비스듬하게 구성될 필요는 없으며 평면형도 가능하다. 비스듬하게 구성된 것은 단지 반사율을 높이기 위한 한 실시예일 뿐이다.

도 9의 실시예에서는 상하부의 형태가 대칭인 도광판을 도시하고 있지만 이 또한 반드시 대칭일 필요는 없으며, 가령 상부에만 이 형태를 가진 도광판을 배치할 수도 있다. 도 10은 그러한 경우를 보여주는 또 다른 실시예를 나타낸 것이다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 본 발명의 도광판(1100) 하부에 광반사 기능을 갖는 침상홈(1110)을 배치한 것으로서 도광판의 빛 균일도를 더욱 향상시킬 수 있는 구조이다. 여기서 침상홈의 배치 밀도는 각 도광판 중간에서 제일 높고 양단으로 갈수록 적어지는 구조를 사용할 수도 있는데, 침상홈에 대해서는 도광판 분야에서 일반적인 지식을 가진 사람들에게 잘 알려진 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.

도 12 및 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 종전의 실시예와는 달리 부분투과판(1200)이 전체면에 걸쳐 1개의 일체형으로 형성된 경우를 도시한 것이다. 이 경우 역시 광원의 바로 상부 부분(1220)은 부분투과판 형상으로 모자이크 모양 등이 구성되어야 하지만 도광판의 상부 부분(1230)는 상대적으로 투명해야 한다. 또한 반사율을 높이기 위해서 광원 상부 부분(1320)에 전술한 돌출형광반사부(1210)를 추가하거나 도 13에 도시된 것처럼 경사부분(1310)을 추가하여 구성할 수도 있다.

이와는 달리 부분 투과 판을 별도로 제작 할 경우 부분 투과판 과 도광판 사이에 체결을 강화하기 위하여, 요철 구조 등으로 체결 부를 형성 할 수 있다. 이 경우, 충격이나 외부의 진동, 열 변형에 의해서도 부분 투과판과, 도광판 사이의 위치 변동이 일어나지 않는다.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 것으로서, 본 발명 도 3의 도광판 모듈 구조의 양 단부에 다시 광원(1400)들을 각각 배치하고 반사갓(1410)을 추가로 구성하여 빛의 밝기를 밝게 함과 아울러, 중앙 집중 효율 또한 향상시킨 구조이다.

도 15는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로서 광원을 LED(150)로 사용한 경우를 도시한 것이다. LED 중 특히 백색LED는 차세대 광원으로 주목받고 있는 존재인데, 본 발명은 이러한 LED를 광원으로 사용한 시스템에도 적용가능하다.

도 16은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 반사판(1610)의 상부에 CCFL 광원(1620)과 도광판(1630)이 위치하고, 광원의 상부에는 부분투과판(1640)이 배치되며 그 상부에는 제2 도광판(1650)이 위치하는 구조이다. 그 상부에는 통상적으로 확산시트(1660) 와 프리즘시트(1670) 와 보호시트(1680)가 구성되기도 한다. 시트류의 구성은 전체적인 구성에 따라 달라질 수도 있다.

도 16에서, 상부층에 다시 LCD 전체 넓이에 맞게 하나의 판으로 된 도광판을 별도로 장착하면 빛이 패널 전면에 걸쳐 좀 더 고르게 분산되어 광 균일도를 더욱향상시킬 수 있다. 또한, 이러한 이중층 구조의 도광판 구조는 확산판으로서 기존의 두꺼운 판 대신에 필름형태의 확산 시트를 사용할 수 있으므로 광 효율 향상 및 생산 단가면에도 유리한 장점을 가진다.

본 발명의 이러한 구성들은 다양한 디스플레이 시스템에 사용될 수 있는데, 가령 기존에는 휘도가 낮아 LCD로는 구성할 수 없었던 가로등이나 신호등 및 광고판 등에도 본 발명을 이용한 LCD 패널을 사용할 수 있다. 또한 본 발명의 디스플레이 시스템은 기존의 직하형 시스템에 비해서 월등히 얇은 두께를 가짐으로 인해서, TV, 노트북을 포함하는 컴퓨터, 디스플레이 시스템을 구비한 냉장고 등의 고전적인 직하형 디스플레이 시스템을 채용한 가전기기 외에도, 광원이 측면에 배치되었던 휴대폰이나 PDA 등에도 직하형으로서 사용될 수 있다.

본 발명은 디스플레이 시스템에 사용되는 백라이트 모듈에 관한 것으로, 직하형 백라이트 모듈에서 다수 개의 광원을 구비하고 각 광원 사이사이에는 도광판이 나란히 배치되면서 한편으로는 광원 상부에 부분투과판을 배치한 신규한 구조에 관한 것이다.

이러한 본 발명에서는, 광원에서 발광한 빛이 곧바로 직상부의 LCD 패널로 향하는 것이 아니라 부분투과판에 의해 상당 광량이 반사되어 측면 도광판에 흡수된 후, 이 도광판에서 배경 광원으로 LCD 패널에 작용하게 된다. 따라서 빛이 국부적으로 집중되지 않고 넓게 퍼지는 효과를 수반하므로, LCD 패널과 광원과의 거리를 극히 가깝게 배치할 수 있어서 디스플레이 시스템의 두께가 종래 기술에 비해월등히 얇아지는 효과를 가져온다.

본 발명에서 하부의 반사판은 반드시 필요한 필수적인 구성요소는 아니며 본 발명의 기술적 특징은 반사판 없이도 구현될 수 있음은 물론이다. 또한 부분투과판의 반사부 및 투과부는 반드시 광원에 접한 부분투과판 면에만 구성될 필요는 없으며, 그 반대쪽 면, 즉 LCD 패널 쪽의 면이나 또는 부분투과판 내부에도 구성될 수 있다.

본 발명의 이러한 구성은 얇은 면광원이 필요한 모든 다양한 시스템에 사용될 수 있으며, 광원은 기존의 CCFL외에 LED도 사용가능하다.

기타 본 발명의 다양한 실시예들은 전술한 바와 같이 서로 결합되어 사용될 수 있으므로 본 발명은 이 실시예들에만 국한되는 것이 아니다.

Claims (38)

1. 백라이트용 도광판 모듈에 있어서,

   광원과,

   상기 광원을 사이에 두고 배치되는 적어도 2개 이상의 도광판과,

   상기 광원의 직상부에 배치되며, 상기 광원에서 발광한 빛 중 일부분은 투과하고 나머지는 반사하는 부분투과 수단

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
2. 제1항에 있어서, 상기 모듈의 하부에 배치되면서 상기 광원 및 도광판에서 나온 빛을 상부로 반사하는 역할을 수행하는 반사 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
3. 제1항에 있어서, 상기 광원은 적어도 2개 이상의 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
4. 제1항에 있어서, 상기 부분투과판에는 광원에서 발광한 빛을 투과하는 투과부와 이를 반사하는 반사부가 혼재되어 배치된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
5. 제4항에 있어서, 상기 반사부는 금속재료를 이용한 박막층 및 돌출 형상 중 적어도 하나 이상의 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
6. 제4항에 있어서, 상기 반사부는 확산잉크를 이용한 박막층 및 돌출 형상 중 적어도 하나 이상의 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
7. 제4항에 있어서, 상기 부분투과판은 투명 플라스틱 판, 플라스틱 시트, 프리즘 시트 및 확산판 시트, 금속판 중 적어도 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
8. 제4항에 있어서, 상기 반사부 및 투과부의 배치에 있어서, 상기 광원에서 가까운 부분투과판 부분에는 반사부의 비율이 높고 광원에서 점점 멀어질수록 반사부의 비율이 줄어들도록 반사부와 투과부를 배치한 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
9. 제4항에 있어서, 상기 반사부 및 투과부는 모자이크식으로 교대 배치된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
10. 제4항에 있어서, 상기 부분투과판은 광원의 직상부 부분에 프리즘 형상으로 돌출된 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
11. 제1항에 있어서, 상기 광원의 직하부에 배치된 경사가 있는 반사판을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
12. 제1항에 있어서 상기 부분투과판의 상부에 배치된 제2의 도광판을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈
13. 제1항에 있어서, 상기 도광판 하부에는 침상형 홈을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
14. 제13항에 있어서, 상기 침상형 홈의 배치 밀도는 상기 도광판의 중간에서 가장 높고 도광판 양측면으로 갈수록 적어지는 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
15. 제1항에 있어서, 상기 부분투과판은 상기 광원이나 도광판의 수에 상관없이 전체를 덮을 수 있는 1개의 판상으로 구성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
16. 제1항에 있어서, 상기 부분투과판은 상기 도광판의 상부면에 배치되고, 상기 부분투과판의 직하부인 상기 도광판 내부에는 실린더 형의 동공이 구성되어 상기광원이 이 동공 내부에 배치됨으로써, 상기 광원에서 발광한 빛 중 직상부로 향하는 빛은 상기 상부면의 부분투과판에 의해 일부는 통과하고 일부는 도광판 내부로 굴절되는 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
17. 제16항에 있어서, 상기 직상부로 향한 광원의 빛을 기하학적으로 도광판 내부로 반사되도록 하기 위해서 상기 부분투과판이 배치된 도광판 상부면은 비스듬하게 구성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
18. 제1항에 있어서, 상기 모듈의 양 측부단에는 각각 광원이 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
19. 제18항에 있어서, 상기 양 측부단의 광원 바깥쪽에는 빛을 안쪽으로 반사하는 반사 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
20. 광원과,

    상기 광원을 사이에 두고 배치되는 적어도 2개 이상의 도광판과,

    상기 광원의 직상부에 배치되며, 상기 광원에서 발광한 빛 중 일부분은 투과하고 나머지는 반사하는 부분투과 수단을 포함하는 백라이트용 모듈과,

    상기 광원의 상부에 배치되는 디스플레이 패널과,

    상기 디스플레이 패널 및 상기 백라이트용 모듈들을 구동하는 구동회로를

    포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
21. 제20항에 있어서, 상기 디스플레이 시스템은 LCD 시스템인 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
22. 모니터를 포함하여 처리된 데이터를 모니터에 디스플레이 할 수 있는 전자기기 시스템에 있어서,

    상기 디스플레이 시스템은,

    광원과,

    상기 광원을 사이에 두고 배치되는 적어도 2개 이상의 도광판과,

    상기 광원의 직상부에 배치되며, 상기 광원에서 발광한 빛 중 일부분은 투과하고 나머지는 반사하는 부분투과 수단을 포함하는 백라이트용 모듈과,

    상기 광원의 상부에 배치되는 디스플레이 패널과,

    상기 디스플레이 패널 및 상기 백라이트용 모듈을 구동하는 구동회로를

    포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기 시스템.
23. 제22항에 있어서, 상기 전자기기 시스템은 컴퓨터, TV, 휴대폰, PDA, 냉장고, 가로등, 신호등 및 전자광고판 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전자기기 시스템.
24. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원은 CCFL 및 LED 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
25. 제20항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원은 CCFL 및 LED 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
26. 제22항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원은 CCFL 및 LED 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전자기기 시스템.
27. 제5항에 있어서, 상기 부분투과판을 제작하는 방법은 상기 부분투과판의 반사부가 형성되어야 할 부분에 대응되도록 구멍이 형성된 마스크를 부분투과판을 제작할 원판에 밀착한 후, 상기 금속 재료를 이 구멍으로 투과시켜 반사부에만 상기 금속 박막층이 코팅되도록 한 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
28. 제5항에 있어서, 상기 부분투과판을 제작하는 방법은 부분투과판을 제작할 원판의 어느 한 면 전체에 걸쳐 반사막을 형성할 금속박막을 증착한 후, 투과부에 해당하는 부분을 기계적으로 벗겨내는 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
29. 제5항에 있어서, 상기 부분투과판을 제작하는 방법은 부분투과판을 제작할원판의 어느 한 면 전체에 걸쳐 금속박막을 증착하고 그 위에 포토레지스트를 도포한 후, 상기 부분투과판의 반사부 및 투과부 모양으로 형성된 포토마스크를 밀착하여 노광하고 이를 용매로 녹여낸 다음, 노출된 금속막을 에칭하여 투과부를 형성하는 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
30. 제7항에 있어서, 상기 부분투과판의 확산성을 강화 하기 위하여, 부분 투과판의 LCD 대향면 쪽으로 광확산 물질 인쇄를 추가한 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
31. 제7항에 있어서, 상기 부분투과판의 확산성을 강화하기 위하여, 부분투과판내부에 광확산 수단이 분산되어 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
32. 제31항에 있어서, 상기 광확산 수단은 상기 부분투과판의 모재와 굴절율이 다른 물질이 분말상으로 분산되어 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
33. 제31항에 있어서, 상기 광확산 수단은 편광성을 가진 물질이 분말상으로 분산되어 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
34. 제31항에 있어서, 상기 광확산 수단은 미세한 기포가 분산되어 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
35. 제31항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부분투과판이 광확산판 기능까지 동시에 수행하는 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
36. 제7항에 있어서, 상기 부분투과판의 확산성을 강화 하기 위하여, 부분 투과판을 플라스틱으로 사출 할 때에 LCD 대향면 쪽으로, 부분 투과판의 표면에 V-Groove 나 렌즈 형태, 삼각뿔 형태, 금속 부식 형상 등으로 굴곡을 준 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
37. 제7항에 있어서, 상기 부분투과판과 도광판 사이에 체결부를 추가한 것을 특징으로 하는 백라이트용 도광판 모듈.
38. 제20항에 있어서, 상기 광원은 상기 디스플레이 패널의 직하부에만 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.