KR20060042951A - 백라이트 - Google Patents

Abstract

입광면과 상면과 하면을 가지는 도광판과, 입광면에 대향해서 배치된 광원과, 도광판의 하면에 대향해서 배치된 반사 시트와, 도광판의 상면에 대향해서 배치된 프리즘 시트와, 프리즘 시트의 하면에 설치된 마이크로 프리즘 기구를 구비하고, 마이크로 프리즘 기구는, 도광판의 입광면을 따라 뻗고 또한 입광면과 대략 수직방향으로 간격을 두고 배치된 복수의 돌기형상의 프리즘부로 이루어지고, 각 프리즘부는 한 쌍의 프리즘면을 가지고, 한 쌍의 프리즘면 중, 적어도 광원에서 보다 먼 측에 있는 프리즘면이 곡면으로 형성되어 있는 백라이트.

도광판, 반사 시트, 프리즘, 광원, 백라이트

Description

백라이트{Backlight}

도 1a는, 본 발명에 관한 백라이트의 평면도이다.

도 1b는, 그 백라이트의 측면도이다.

도 2는, 본 발명의 백라이트의 프리즘 시트에 있어서의 광선추적도이다.

도 3은, 본 발명의 백라이트에 있어서의 도광판의 지향성을 도시한 길이방향 단면의 휘도분포도이다.

도 4는, 본 발명의 백라이트에 있어서의 도광판의 지향성을 도시한 폭방향 단면의 휘도분포도이다.

도 5는, 본 발명의 백라이트의 도광판에 있어서의 광선추적도이다.

도 6은, 종래의 백라이트의 프리즘 시트에 있어서의 광선추적도이다.

도 7은, 종래의 도광판의 지향성을 도시한 길이방향 단면의 휘도분포도이다.

도 8은, 종래의 도광판의 지향성을 도시한 폭방향 단면의 휘도분포도이다.

도 9는, 종래의 백라이트의 지향성을 도시한 길이방향 단면의 휘도분포도이다.

도 10은, 종래의 백라이트의 지향성을 도시한 폭방향 단면의 휘도분포도이다.

일본국 특개 2003-59321호.

본 발명은, 휴대전화나 PDA 등에 이용되고 있는 소형액정 디스플레이를 배면에서 조사하기 위한 백라이트에 관한 것이다.

최근, 휴대전화나 PDA 등의 소형액정 디스플레이(이하, LCD로 약칭) 조명하는 백라이트에는, 코스트 다운과 함께 고휘도, 고시야각, 박형, 경량화, 저소비전력화 등의 요구가 더 엄격해지고 있다. 이러한 백라이트의 광원에는 소비전력이 작고, 발열도 적은 발광다이오드(이하, LED로 약칭)가 이용되고 있다. LED로부터 출사한 빛은, 우선, 도광판의 측면에서 입사하고, 도광판내에서 반사를 되풀이해서 전파된다. 이어서, 도광판의 하면으로부터 외측에 나온 빛은 반사 시트에 의해 반사해서 도광판내에 되돌려진다. 도광판의 하면에 설치된 볼록형상이나 톱형상에 의해 반사된 빛이 도광판의 상면으로부터 출사된다. 도광판에서 출사한 빛은 프리즘 시트에 의해 진행 방향이 변하고, LCD를 배면에서 조사한다(예를 들면, 일본국 특개2003-59321호, 도 1, 단락 0012∼0016 참조).

이러한 종래의 백라이트에서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 도광판(1)과, 이 도광판(1)의 측면에 형성된 입광면(1a)에 근접해서 배치된 광원(2)과, 도광판(1)의 상면(1b)에 근접해서 배치된 프리즘 시트(3)를 가진다. 이 프리즘 시트(3)는, 도광판(1)의 상면(1b)에 대향하는 면에 설치된 프리즘부를 가진다. 이 프리즘부는, 복수의 단면 삼각 형상의 돌기(4)로 이루어지고, 각 돌기(4)는, 한 쌍의 프리즘면(5a, 5b)을 가진다. 이들 프리즘면(5a, 5b)은, 평탄한 면으로 형성되어서 도광판(1)의 입광면(1a)을 따르는 방향(Y)(백라이트의 폭방향)으로 뻗고, 복수의 돌기(4)는, Y방향에 대하여 수직인 Z방향(백라이트의 길이방향)으로 간격을 두고 배치되어 있다.

그러나, 이러한 종래의 백라이트로 있어서, 2개의 평탄면으로 이루어지는 프리즘면(5a, 5b)을 구비한 프리즘 시트(3)를 이용했을 경우, 그 프리즘 시트(3)는, 단지 빛의 진행 방향을 변화시키는 기능밖에 가지지 않기 때문에, 백라이트의 빛의 지향성은 도광판(1)만의 출사광의 지향성 바로 그것에 크게 의존하고 있다. 따라서, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 백라이트의 빛의 지향성은 Z방향으로 좁고, X방향으로 넓어진다. 도광판(1)의 상면(1b)으로부터의 출사광은, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 길이방향으로 기울어져 있고, 빛의 강도의 퍼짐은 폭방향으로는 넓고, 길이방향으로는 좁아, 언발란스로 되어 있다. 이러한 백라이트의 길이방향과, 백라이트의 폭방향의 빛의 지향성의 차이를 가지는 백라이트를 이용한 LCD에서는, 휘도의 차이로 위화감이 생긴다는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기 문제를 해결하기 위해서 이루어지고, 그 목적은, 길이방향과, 폭방향의 빛의 지향성을 동일하게 할 수 있는 백라이트를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 특징에 있어서의 백라이트 는, 입광면과 상면과 하면을 가지는 도광판과, 상기 입광면에 대향해서 배치된 광원과, 상기 도광판의 하면에 대향해서 배치된 반사 시트와, 상기 도광판의 상면에 대향해서 배치된 프리즘 시트와, 상기 프리즘 시트의 하면에 설치된 마이크로 프리즘 기구를 구비하고, 상기 마이크로 프리즘 기구는, 상기 도광판의 입광면을 따라 뻗고 또한 상기 입광면과 대략 수직방향으로 간격을 두고 배치된 복수의 돌기형상의 프리즘부로 이루어지고, 각 프리즘부는 한 쌍의 프리즘면을 가지고, 상기 한 쌍의 프리즘면에 있어서, 적어도 상기 광원에서 보다 먼 측에 있는 프리즘면이 곡면으로 형성되어 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를, 첨부 도면을 참조해서 상세하게 설명한다. 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 있어서의 백라이트(10)가 도시되어 있다. 이 백라이트(10)는, 도광판(11)과, 이 도광판(11)에 빛을 조사하는 광원(12)을 구비하고 있다. 이 광원(12)은, 도시된 실시예에서는, 복수의 발광 다이오드(LED)(13)로 이루어지고, 이들 LED(13)는, 도광판(11)의 1개의 측면에 형성된 입광면(11a)에 근접하고, 이 입광면(11a)을 따라 간격을 두고 배치되어 있다.

또, 프리즘 시트(14)가, 도광판(11)의 상면(11b)에 대향하도록 또한 이 상면(11b)에 근접해서 배치되고, 또한, 반사 시트(15)가 도광판(11)의 하면(11c)에 대향하도록 또한 이 하면(11c)에 근접해서 배치되어 있다.

또한, 도 1a에 있어서, X는, LED(13)의 배열 방향인 백라이트(10)의 폭방향, 바꾸어 말하면, 도광판(11)의 입광면(11a)을 따르는 방향을 나타내고, Y는, 백라이트(10)의 조사 방향, 바꾸어 말하면, 도광판(11)의 상면(11b)에 수직인 방향을 나 타내고, Z는, X방향에 대하여 직각인 백라이트(10)의 길이방향을 나타내고 있다.

도광판(11)의 하면(11c)에는 프리즘(16)이 설치되고, 이 프리즘(16)은 백라이트(10)의 길이방향, 즉, Z방향으로 간격을 두고 배치된 복수의 단부(17)로 이루어져 있다. 이들 복수의 단부(17)의 각각은, 백라이트(10)의 폭방향, 즉, X방향으로 뻗어 있다. 더욱 상세하게 말하면, 도 5에 도시한 바와 같이, 각 단부(17)는, 각도(α)의 사면(17a)을 가진다. 각도(α)는 광원(12)로부터의 빛을 효율적으로 도광판(11)의 상면(11b)을 향하게하기 위해서 설정되어 있다.

프리즘 시트(14)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 도광판(11)의 상면(11b)에 대향하는 면에 설치된 마이크로 프리즘 기구(20)를 포함한다. 이 마이크로 프리즘 기구(20)는, 도시의 실시예에서는, 백라이트(10)의 길이방향, 즉, Z방향으로 간격을 두고 배치된 복수의 돌기형상의 프리즘부(21)로 이루어져 있다. 이들 복수의 돌기형상의 프리즘부(21)의 각각은, 백라이트(10)의 폭방향, 즉, X방향으로 뻗어 있다. 이들 복수의 돌기형상의 프리즘부(21)의 각각은, 대략 삼각형이며, 각 프리즘부(21)는, 입광면(11a)을 따르는 방향, 즉, X방향으로 서로 평행한 한 쌍의 프리즘면(22, 23)을 가진다.

한 쌍의 프리즘면(22, 23) 중 광원(12)에 가까운 측의 프리즘면(22)은 평탄면으로 형성되고, 광원(12)에서 먼 측의 프리즘면(23)은 곡면을 가지고 있다. 예를 들면, 이 프리즘면(23)의 곡면은, 광원(12)을 향해서 돌출하고 있는 오목형상을 가지고 있다.

다음으로, 상기 백라이트(10)의 작용에 관하여 설명한다. 도 5에 도시한 바 와 같이, LED(13)를 Z방향의 조금 하방으로 각도(θ)을 가지고 출사한 빛은, 도광판(11)의 입광면(11a)에서 내부로 입사하고, 입사각이 임계각을 넘어 하면(11c)에 입사하면 전반사해서 상면(11b)을 향한다. 입사각이 임계각를 넘어 상면(11b)에 입사하면 전반사해서 다시 하면(11c)을 향한다. 하면(11c), 상면(11b)에 있어서 반사를 되풀이하지만, 단부(17)의 사면(17a)의 효과에 의해 입사각이 임계각을 밑돈 빛은, 상면(11b)에서 출사각(φ)을 가지고 상방으로 출광한다. 하면(11c)에서 외측으로 나온 빛은 반사 시트(15)에 의해 도광판(11)내에 되돌려진다.

도 2에 도시한 바와 같이, 도광판(11)에서 Z방향으로 출사한 빛은 프리즘 시트(14)의 프리즘면(22)을 투과하고, 프리즘면(23)에서 반사되어 진행 방향을 상방으로 변경해서 프리즘 시트(14)의 상면으로부터 도시하지 않은 LCD의 배면을 향해서 출사한다.

이 경우, 도광판(11)으로부터의 출사광은, 프리즘 시트(14)의 프리즘면(22)이 평면이기 때문에 빛의 대부분이 반사하지 않고 입사하고, 또, 프리즘면(23)이 오목면이기 때문에 반사할 때에 Z방향의 퍼짐이 보다 넓어지고, 빛의 진행 방향의 범위가 넓어진다. 따라서, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 백라이트(10)의 출사광의 길이방향-폭방향의 지향성을 동일하게 할 수 있고, 관측자에 있어서 위화감 없는 고품위의 조명 장치로 할 수 있었다.

도광판(11)으로부터의 출사광을 추적해 보면, 도 2에 도시한 바와 같이, 프리즘 시트(14)의 프리즘면(22)으로부터 입사하고, 오목면인 프리즘면(23)에서 반사될 때에 Z방향의 퍼짐이 보다 넓어지고, 조사 방향인 Y방향을 향한다.

본 발명에 의하면, 프리즘 시트의 하면에 한 쌍의 프리즘면을 가지는 마이크로 프리즘 기구를 설치하고, 프리즘 시트의 한 쌍의 프리즘면 중 광원에서 보다 먼 측에 있는 프리즘면이 곡면으로 되어 있으므로, 이 프리즘 시트에 의해 빛의 진행 방향의 범위가 넓어지기 때문에, 백라이트의 길이방향의 지향성을 넓힐 수 있다. 이 때문에, 백라이트의 지향성을 백라이트의 길이방향-폭방향에서 동일하게 할 수 있도록 되므로, LCD를 보는 사람에게 위화감 없는 조명 품위가 높은 백라이트를 만들 수 있다.

한편, 본 발명의 백라이트는 휴대전화를 비롯한, PDA 등의 소형 전자기기의 LCD의 조명으로서 널리 적용할 수 있다.

Claims (3)

1. 입광면과 상면과 하면을 가지는 도광판과, 상기 입광면에 대향해서 배치된 광원과, 상기 도광판의 하면에 대향해서 배치된 반사시트와, 상기 도광판의 상면에 대향해서 배치된 프리즘 시트와, 상기 프리즘 시트의 하면에 설치된 마이크로 프리즘 기구를 구비하고, 상기 마이크로 프리즘 기구는, 상기 도광판의 입광면을 따라 뻗고 또한 상기 입광면과 대략 수직방향으로 간격을 두고 배치된 복수의 돌기형상의 프리즘부로 이루어지고, 각 프리즘부는 한 쌍의 프리즘면을 갖는, 상기 한 쌍의 프리즘면중, 적어도 상기 광원에서 보다 먼 측에 있는 프리즘면이 곡면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 곡면으로 형성된 프리즘면은, 상기 광원을 향하는 볼록형상으로 만곡하고 있는 것을 특징으로 하는 백라이트.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 프리즘부의 한 쌍의 프리즘면 중, 상기 광원에서 보다 가까운 측에 있는 프리즘면은 평탄면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트.

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