KR20060126029A - 프리즘 도광판 및 이를 채용한 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

개시된 프리즘 도광판은, 입사된 빛을 가이드하는 도광판과, 도광판 일면에 형성되어 도광판 내부로 입사된 빛을 타측으로 반사하는 하부 프리즘 및 도광판 타면에 형성되며, 하부 프리즘에 의하여 반사된 빛을 집광 및 투과하는 다단계 상부 프리즘을 포함하므로서, 백라이트 유닛의 전체적인 두께와 조립 공정을 줄이면서, 그 본래의 특성은 유지할 수 있게 하는 효과를 제공한다.

도광판, 프리즘

Description

프리즘 도광판 및 이를 채용한 액정표시장치{Prism ligtht guide plate and LCD}

도 1은 종래의 액정표시장치를 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리즘 도광판을 나타낸 사시도,

도 3은 도 2의 하부 프리즘을 나타낸 도면,

도 4는 도 3의 하부 프리즘에 의한 반사광의 휘도를 나타낸 도면,

도 5는 도 2의 상부 프리즘 중 타원형 엠보싱 프리즘을 나타낸 도면,

도 6은 도 2의 상부 프리즘 중 라운드 형상의 톱니 프리즘을 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100... 프리즘 도광판 110... 도광판

120... 하부 프리즘 130... 상부 프리즘

131,133... 엠보싱 프리즘 132,134... 톱니 프리즘

본 발명은 프리즘 도광판 및 이를 채용한 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 액정표시장치의 백라이트 유닛에 사용되며, 확산시트 및 프리즘 시트의 기능을 포함한 프리즘 도광판에 관한 것이다.

액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 화상표시기구의 하나로서, 다른 화상표시기구인 브라운관(CRT)에 비해 경박단소하고 저전압구동 및 저전력소모가 가능하다는 잇점을 바탕으로 개발되어져 왔다. 특히, 박막트랜지스터 액정표시장치는 CRT에 필적할 만한 고화질화, 대형화 및 컬러화 등을 실현하였기 때문에 최근 들어 노트북 PC 및 모니터 시장은 물론 여러 분야에서 다양하게 적용되고 있다.

한편, 액정표시장치는 CRT와는 달리 스스로 빛을 내는 표시장치가 아니므로, 별도의 광원을 필요로 한다. 따라서, 통상의 액정표시장치는 화상을 시각적으로 표현하기 위해 액정패널의 배면에 형광램프(CCFL)를 구비한 백라이트 유닛(Back light unit)를 배치시키고 있다.

도 1은 전형적인 액정표시장치의 단면도로서, 이를 참조하여 백라이트 유닛를 설명하면 다음과 같다.

광원인 형광램프(1)의 측면에 빛을 산란시켜 균일화시키는 도광판(2)이 배치되어 있다. 형광 램프(1)는 램프 반사체(3)로 둘러싸여 있으며, 형광 램프(1)에서 발해진 빛은 직접 또는 램프 반사체(3)에 반사되어 도광판(2)으로 입사된다.

도광판(2)의 상면에는 확산 시트(5)가 배치되어 있으며, 그 하면에는 반사판(4)이 배치되어 있다.

확산 시트(5)는 액정패널(10)로 입사되는 빛의 균일도를 높여 주기 위한 것이고, 반사판(4)은 형광 램프(1)에서 발생된 빛의 외부 누출, 즉 도광판(2)의 하부로 빛이 누출되는 것을 방지하기 위한 것이다.

확산 시트(5)의 상면에는 빛의 진행 경로를 전환시키고 그 휘도를 도출하기 위한 한 쌍의 프리즘 시트(6, 7)가 배치되어 있다. 프리즘 시트(6, 7)의 상면에는 프리즘시트(6, 7)의 형상 보호를 위해 보호 시트(8)가 배치되어 있다.

액정패널(10)은 보호 시트(8)의 상부에 이격 배치되어 있으며, 상기한 각 구성요소들은 몰드 프레임(9) 내에 안치되고, 베젤(11)에 의해 지지되어 있다.

이와 같이 구성된 액정표시장치는, 형광 램프(1)로부터 방사된 빛이 직접 또는 램프 반사체(3)에 의해 반사되어 도광판(2)으로 입사되고, 이어서, 확산 시트(5)와 프리즘 시트(6,7)을 통해 액정패널(10)로 입사되어 소정의 화상이 형성되도록 한다. 이때, 형광램프(1)에서 나온 빛은 반사판(4)에 의해 외부로의 누출이 방지된 채 도광판(2)으로 입사되어 고르게 산란되고, 이와 같이 산란된 빛은 확산시트(5)에 의해 더욱 균일화된 후, 프리즘 시트(6, 7)을 통과하면서 일정 각으로 진행 경로가 전환된 후, 액정패널(10)로 입사된다.

그런데, 전술한 종래의 백라이트 유닛는 균일도 개선을 위해 확산 시트(5)를 사용해야만 하고, 아울러, 고휘도를 위하여 프리즘 시트(6,7)를 사용해야만 하는데, 이러한 확산 시트(5) 및 프리즘 시트(6,7)의 사용은 백라이트 유닛의 두께 감소에 제한을 가져오는 문제점이 있다.

또한, 확산 시트(5) 및 프리즘 시트(6,7)는 고온에서 열팽창계수가 높아 연신되므로써 표면에서 주름이 발생되는 바, 확산 시트(5) 및 프리즘 시트(6,7)의 사용은 백라이트 유닛의 특성 저하를 야기할 수 있는 문제점이 있다.

또한, 확산 시트(5) 및 프리즘 시트(6,7)의 사용은 백라이트 유닛의 조립 공 정을 복잡하게 할 뿐만 아니라 절단 및 조립 시 불량을 유발할 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 백라이트 유닛의 두께를 줄일 수 있고, 그 특성 저하를 방지할 수 있는 개선된 백라이트 유닛의 프리즘 도광판을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 백라이트 유닛의 조립 공정 및 불량률을 줄일 수 있는 개선된 백라이트 유닛의 프리즘 도광판을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프리즘 도광판은, 입사된 빛을 가이드하는 도광판; 상기 도광판 일면에 형성되어 상기 도광판 내부로 입사된 빛을 타측으로 반사하는 하부 프리즘; 및 상기 도광판 타면에 형성되며, 상기 하부 프리즘에 의하여 반사된 빛을 집광 및 투과하는 다단계 상부 프리즘을 포함한다.

여기서, 상기 다단계 상부 프리즘은 엠보싱 프리즘 상에 톱니 프리즘이 마련된 것이 바람직하다.

또한, 상기 엠보싱 프리즘은 다수의 반원 및 타원 중 어느 한 형상이 연속적으로 형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 톱니 프리즘은 이등변 삼각형 및 밑면 각도가 서로 다른 삼각형 중 어느 하나의 형상인 것이 바람직하다.

또한, 상기 톱니 프리즘의 꼭지각은 80~100°이내인 것이 바람직하다.

또한, 상기 톱니 프리즘의 상부는 라운드 형상인 것이 바람직하다.

또한, 상기 라운드의 곡률 반지름은 1~25㎛ 이내인 것이 바람직하다.

또한, 상기 하부 프리즘과 상기 상부 프리즘은 서로 직교하는 방향으로 형성된 것이 바라람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리즘 도광판을 나타낸 사시도이다.

도면을 참조하면, 프리즘 도광판(100)은 도광판(110)과, 하부 프리즘(120) 및 상부 프리즘(130)을 포함한다.

도광판(110)은 도광판(110) 측부에 마련된 램프(미도시)로부터 입사된 빛을 난반사하여 액정 패널(미도시)을 향해 전면적으로 투과시키기 위한 것이다.

하부 프리즘(120)은 도광판(110) 일면에 형성되며, 램프로부터 입사된 빛이 액정 패널로 진행하도록 빛의 진행 방향을 전환시킨다. 즉, 램프로부터 입사된 빛이 하부 프리즘(120)에 도달하면, 하부 프리즘(120)은 이 빛을 반사시켜 액정 패널로 향하게 한다. 이와 같이 빛의 진행 방향을 전환시키는 이유는 빛의 균일도를 향상시키기 위한 것이다. 이 하부 프리즘(120)은 연속된 삼각형 형상의 패턴을 가지며, 램프로부터 입사된 빛이 균일하게 도광판(110)으로 반사되도록 램프에 인접한 부분의 하부 프리즘(120) 패턴은 도 3과 같이 중앙부보다 그 피치(pitch)가 짧아 빛의 반사가 더 많이 이루어지게 한다. 즉, 빛이 상대적으로 많이 존재하는 중앙부보다 양측부로 빛을 많이 보내기 위하여 하부 프리즘(120) 양측단부 패턴의 피치를 짧게 형성한다. 이와 같이 하부 프리즘(120)의 양측단부 패턴의 피치를 짧게 형성하면 도 4와 같이 종래의 휘도(m)보다 균일해진 휘도(n)를 얻을 수 있다.

상부 프리즘(130)은 도광판(110) 타면에 형성되며, 입사된 빛을 집광 및 굴절 투과시켜 빛의 휘도를 증가시키기 위한 것이다. 본 발명의 상부 프리즘(130)은 휘도를 더욱 증가시키기 위하여 다단계로 형성된다.

다단계로 형성된 상부 프리즘(130)의 일 실시예로서, 본 발명에서는 도광판(110) 타면에 엠보싱 프리즘(embossing prism;131,133)이 형성되고, 그 위에 톱니 프리즘(132,134)이 형성된 것을 예시하고 있다.

엠보싱 프리즘(131,133)은 다수의 반원 또는 도 5와 같이 타원 형상이 연속적으로 형성된 형상이며, 도광판(110)으로부터 보내어진 빛을 확산시켜 휘도의 균일성 확보와 시야각을 넓히며, 도광판(110)의 패턴을 숨기는 역할을 한다.

톱니 프리즘(132,134)은 엠보싱 프리즘(131,133)을 통해 확산된 빛을 집광 및 굴절시켜 휘도를 높이기 위한 것이다. 즉, 엠보싱 프리즘(131,133)을 통과하면서 수평, 수직 양 방향으로 확산이 일어나 휘도가 떨어지는 빛을 톱니 프리즘(132,134)에 의하여 굴절 및 집광시켜 휘도를 향상시키는 것이다.

이 톱니 프리즘(132,134)은 삼각형 또는 이와 유사한 형태를 가진다. 여기서, 삼각형 또는 이와 유사한 형태를 "산" 형상으로도 표현할 수 있다.

여기서, 삼각형 형상의 톱니 프리즘(132)은 이등변 삼각형이나 밑면 각도가 서로 다른 삼각형의 형상을 가질 수 있다. 이때, 이 삼각형 형상을 가진 톱니 프리즘(132)의 꼭지각은 80~100°이내인 것이 바람직하다. 이는 빛의 균일한 굴절을 위 한 적정한 각도를 나타낸다.

그리고 삼각형과 유사한 형태의 형상을 가진 톱니 프리즘(134)은 도 6과 같이 꼭지각 부분이 라운드(round) 처리된 형상을 말하는 것으로서, 라운드 처리된 부분의 곡률 반지름은 1~25㎛ 이내로 할 수 있다. 이와 같이 꼭지각 부분을 라운드 처리하는 이유는 시야각 개선 및 톱니 프리즘(134)의 눌림 현상을 방지하기 위한 것이다.

한편, 하부 프리즘(120)과 상부 프리즘(130)은 서로 직교하는 방향으로 형성된다. 이와 같이 하부 프리즘(120)과 상부 프리즘(130)을 서로 직교하도록 마련하는 이유는 하부 프리즘(120)에 의하여 반사된 빛을 상부 프리즘(130)이 균일하게 집광하여 굴절시키기 위함이다.

이와 같은 구조의 프리즘 도광판(100)에 의하면, 램프로부터 입사된 빛을 하부 프리즘(120)에 의하여 도광판(110)으로 균일하게 반사하고, 도광판(110)에 입사된 빛은 상부 프리즘(130)으로 보내어져 상부 프리즘(130)의 엠보싱 프리즘(131,133)과 톱니 프리즘(132,134)에 의하여 확산, 굴절을 통해 높은 휘도를 보유한 상태로 액정 패널로 균일하게 보내진다.

이와 같이 본 발명의 프리즘 도광판은 종래 프리즘 시트와 확산 시트의 역할을 하도록 다단계로 형성된 상부 프리즘을 도광판 상부에 마련하고, 종래 반사 시트의 역할을 하도록 하부 프리즘을 도광판 하부에 마련하여 그 특성은 유지하면서 백라이트 유닛의 전체적인 두께와 조립 공정을 줄일 수 있게 된다.

그리고 이와 같은 프리즘 도광판을 채용한 액정표시장치는 액정패널과, 액정 패널의 배면에 설치되는 백라이트부와, 액정 패널에 구동 신호를 인가하는 구동회로부 및 액정 패널과 백라이트부를 조립하는 새시부를 포함한다.

백라이트부는 빛을 발광하는 램프 및 램프 측부에 마련된 프리즘 도광판을 포함한다.

상기 프리즘 도광판은 램프로부터 입사된 빛을 가이드하는 도광판과, 도광판 일면에 형성되어 도광판 내부로 입사된 빛을 타측으로 반사하는 하부 프리즘 및 상기 도광판 타면에 형성되며, 상기 하부 프리즘에 의하여 반사된 빛을 집광 및 투과하는 상부 프리즘을 구비한 프리즘 도광판을 포함한다.

여기서, 상부 프리즘은 엠보싱 형상 위에 톱니 형상이 다단계로 마련된 형상을 가진다.

상술한 프리즘 도광판을 채용한 액정표시장치에 대하여 액정 패널과, 백라이트부와, 구동회로부 및 새시부는 종래의 일반적인 기술이고, 백라이트부 중 프리즘 도광판의 경우 도 2에 도시되어 있기 때문에, 이를 조립한 전체 구성의 도면은 생략하기로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 프리즘 도광판에 의하면, 백라이트 유닛을 구성하는 도광판에 다단계로 형성된 상부 프리즘과 하부 프리즘을 마련하여 백라이트 유닛의 전체적인 두께와 조립 공정을 줄이며, 그 본래의 특성은 유지할 수 있게 하는 효과를 제공한다.

본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims (9)

1. 입사된 빛을 가이드하는 도광판;

   상기 도광판 일면에 형성되어 상기 도광판 내부로 입사된 빛을 타측으로 반사하는 하부 프리즘; 및

   상기 도광판 타면에 형성되며, 상기 하부 프리즘에 의하여 반사된 빛을 집광 및 투과하는 다단계 상부 프리즘을 포함한 것을 특징으로 하는 프리즘 도광판.
2. 제1항에 있어서,

   상기 다단계 상부 프리즘은 것을 특징으로 하는 프리즘 도광판.
3. 제2항에 있어서,

   상기 엠보싱 프리즘은 다수의 반원 및 타원 중 어느 한 형상이 연속적으로 형성된 것을 특징으로 하는 프리즘 도광판.
4. 제2항에 있어서,

   상기 톱니 프리즘은 이등변 삼각형 및 밑면 각도가 서로 다른 삼각형 중 어느 하나의 형상인 것을 특징으로 하는 프리즘 도광판.
5. 제4항에 있어서,

   상기 톱니 프리즘의 꼭지각은 80~100°이내인 것을 특징으로 하는 프리즘 도광판.
6. 제2항에 있어서,

   상기 톱니 프리즘의 상부는 라운드 형상인 것을 특징으로 하는 프리즘 도광판.
7. 제6항에 있어서,

   상기 라운드의 곡률 반지름은 1~25㎛ 이내인 것을 특징으로 하는 프리즘 도광판.
8. 제1항에 있어서,

   상기 하부 프리즘과 상기 상부 프리즘은 서로 직교하는 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 프리즘 도광판.
9. 액정패널과, 상기 액정 패널의 배면에 설치되는 백라이트부와, 상기 액정 패널에 구동 신호를 인가하는 구동회로부 및 상기 액정 패널과 상기 백라이트부를 조립하는 새시부를 포함한 액정표시장치에 있어서,

   상기 백라이트부는,

   빛을 발광하는 램프; 및

   상기 램프 측부에 마련되며, 상기 램프로부터 입사된 빛을 가이드하는 도광판과, 상기 도광판 일면에 형성되어 상기 도광판 내부로 입사된 빛을 타측으로 반사하는 하부 프리즘 및 상기 도광판 타면에 형성되며, 상기 하부 프리즘에 의하여 반사된 빛을 집광 및 투과하도록 엠보싱 형상 위에 톱니 형상이 다단계로 마련된 상부 프리즘을 구비한 프리즘 도광판을 포함한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.

Images