KR20070060693A - 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치 - Google Patents

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Abstract

백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치에서, 도광판은 광원과 인접하고 광을 입력받는 입사면, 입사면의 제1 단부로부터 연장되고 광을 출사하는 출사면 및 출사면과 평행하도록 입사면의 제2 단부로부터 연장되고 입사면을 통해 입사된 광을 출사면 측으로 반사하는 반사면으로 이루어진다. 도광판에는 입사면으로부터 돌출되고, 입사면의 제1 단부로부터 제2 단부 측으로 연장된 다수의 돌출부가 구비된다. 돌출부 각각은 광원의 중심에 대응하는 입사면의 중심지점을 향하여 기울어진 제1 경사면 및 제1 경사면과 접하고 제1 경사면보다 작은 폭을 갖는 제2 경사면으로 이루어진다. 따라서, 백라이트 어셈블리의 휘도 균일성을 향상시킬 수 있다.
도광판, LED, 돌출부

Description

백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치{BACKLIGHT ASSEMBLY AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 백라이트 어셈블리의 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 돌출부를 확대하여 나타낸 확대도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 돌출부를 나타낸 도면이다.
도 5는 도광판에 형성된 돌출부의 형태에 따른 액티브 영역에서의 휘도 분포를 나타낸 그래프이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : 액정표시패널 110 : 어레이 기판
120 : 컬러필터기판 150 : 구동칩
200 : 백라이트 어셈블리 210 : 광원
220 : 도광판 221 : 입사면
222 : 출사면 223 : 반사면
225 : 제1 돌출부 225a : 제1 경사면
225b : 제2 경사면 226 : 제2 돌출부
230 : 광학 시트류 240 : 반사판
300 : 액정표시장치
본 발명은 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중소형 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 액정표시패널의 후면에 배치되고, 광을 발생하여 액정표시패널로 제공하는 백라이트 어셈블리를 구비한다. 그러나, 백라이트 어셈블리는 액정표시소자의 무게와 부피를 증가시킬 뿐만 아니라, 높은 소비 전력을 갖는다. 특히, 백라이트 어셈블리의 이러한 문제는 경박 단소 및 저소비 전력을 요구하는 중소형 액정표시장치에서 더 크게 제기된다.
상기한 문제점들을 극복하기 위하여, 최근 액정표시장치는 점상 광원인 발광 다이오드(Light Emitting Diode; 이하, LED)로 이루어진 백라이트 어셈블리를 채용한다. LED는 소비 전력을 감소시킬 뿐만 아니라, 경박 단소를 구현하기에 적합하기 때문에 LED를 채용하는 백라이트 어셈블리가 늘어나는 것이다. 특히, LED를 채용하는 백라이트 어셈블리는 디스플레이 면적이 작은 중소형 액정표시장치에 이용된다.
LED를 채용하는 백라이트 어셈블리는 LED로부터 발생된 광을 액정표시패널 측으로 가이드하기 위한 도광판을 더 포함한다. 도광판은 LED와 인접하는 입사면을 통해 광을 입력받고, 입사면의 일 단부로부터 연장된 출사면을 통해 광을 출사한다. 도광판은 입사면의 다른 일단부로부터 연장되어 출사면과 마주하고, 입사면을 통해 입력된 광을 출사면 측으로 반사하는 반사면을 더 포함한다.
최근에는 LED의 광도가 증가함에 따라서, 원가 절감을 위에 백라이트 어셈블리에 채용되는 LED의 개수가 감소된다. 그러나, LED의 개수를 감소하면 LED 사이의 이격 거리가 증가하고, 그 결과 도광판의 입광부 주변에 상대적으로 휘도가 높은 명부와 상대적으로 휘도가 낮은 암부가 발생한다. 따라서, 백라이트 어셈블리의 휘도 균일성이 저하되고, 그 결과 상기한 백라이트 어셈블리를 채용하는 액정표시장치의 표시품질이 저하된다.
따라서, 본 발명의 목적은 휘도 균일성을 향상시키기 위한 백라이트 어셈블리를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기한 백라이트 어셈블리를 갖는 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 백라이트 어셈블리는 광을 발생하는 광원 및 상기 광을 가이드하는 도광판을 포함한다.
상기 도광판은 상기 광원과 인접하고 상기 광이 입사되는 입사면, 상기 입사면으로부터 연장되고 상기 광을 출사하는 출사면, 상기 출사면과 평행하도록 상기 입사면으로부터 연장되고 상기 입사면을 통해 입사된 광을 상기 출사면 측으로 반사하는 반사면 및 상기 입사면으로부터 돌출된 다수의 돌출부를 구비한다.
상기 돌출부 각각은 상기 광원의 중심에 대응하는 상기 입사면의 중심지점을 향하여 기울어진 제1 경사면 및 상기 제1 경사면과 접하고 상기 제1 경사면보다 작은 폭을 갖는 제2 경사면으로 이루어진다.
본 발명에 따른 백라이트 어셈블리는 광을 발생하는 광원 및 상기 광을 가이드하는 도광판을 포함한다.
상기 도광판은 상기 광원과 인접하고 상기 광이 입사되는 입사면, 상기 입사면으로부터 연장되고 상기 광을 출사하는 출사면, 상기 출사면과 평행하도록 상기 입사면으로부터 연장되고 상기 입사면을 통해 입사된 광을 상기 출사면 측으로 반사하는 반사면 및 상기 입사면으로부터 돌출된 다수의 돌출부를 구비한다.
상기 돌출부 각각은 상기 광원의 중심에 대응하는 상기 입사면의 중심지점을 향하여 기울어진 경사면 및 상기 경사면과 접하고 소정의 곡률을 갖는 곡면으로 이루어진다.
본 발명에 따른 표시장치는 백라이트 어셈블리 및 디스플레이 유닛으로 이루어진다. 상기 백라이트 어셈블리는 광을 발생하는 광원 및 상기 광을 가이드하는 도광판을 포함한다.
상기 도광판은 상기 광원과 인접하고 상기 광이 입사되는 입사면, 상기 입사면으로부터 연장되고 상기 광을 출사하는 출사면, 상기 출사면과 평행하도록 상기 입사면으로부터 연장되고 상기 입사면을 통해 입사된 광을 상기 출사면 측으로 반사하는 반사면 및 상기 입사면으로부터 돌출된 다수의 돌출부를 구비한다.
상기 돌출부 각각은 상기 광원의 중심에 대응하는 상기 입사면의 중심지점을 향하여 기울어진 제1 경사면 및 상기 제1 경사면과 접하고 상기 제1 경사면보다 작 은 폭을 갖는 제2 경사면으로 이루어진다.
상기 디스플레이 유닛은 외부로부터의 신호에 응답하여 구동신호를 발생하는 드라이버 및 상기 백라이트 어셈블리로부터 출력된 광을 입력받고, 상기 구동신호에 응답하여 영상을 표시하는 표시패널을 포함한다.
이러한 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치에 따르면, 도광판의 입사면으로부터 돌출된 다수의 돌출부 각각은 광원의 중심에 대응하는 입사면의 중심지점을 향하여 기울어진 제1 경사면 및 제1 경사면과 접하고 제1 경사면보다 작은 폭을 갖는 제2 경사면으로 이루어져, 백라이트 어셈블리의 휘도 균일성을 향상시킨다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 백라이트 어셈블리의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 액정표시장치(300)는 영상을 표시하는 디스플레이 유닛(100) 및 상기 디스플레이 유닛(100)의 후면에 배치되고 광을 발생하여 상기 디스플레이 유닛(100)으로 제공하는 백라이트 어셈블리(200)를 포함한다.
상기 디스플레이 유닛(100)은 영상을 표시하는 액정표시패널(130) 및 상기 액정표시패널(130) 상에 실장되는 구동칩(150)으로 이루어진다. 상기 구동칩(150)은 외부 신호에 응답하여 상기 액정표시패널(130)을 구동하기 위한 구동신호를 발생하고, 상기 액정표시패널(130)은 상기 구동신호에 응답하여 상기 영상을 표시한 다.
상기 액정표시패널(130)은 어레이 기판(110), 상기 어레이 기판(110)과 마주하는 컬러필터기판(120) 및 상기 어레이 기판(110)과 상기 컬러필터기판(120)과의 사이에 개재된 액정층(미도시)으로 이루어진다. 여기서, 상기 어레이 기판(110)의 일단부는 상기 컬러필터기판(120)의 일단부보다 길게 연장된다. 따라서, 상기 구동칩(150)은 상기 어레이 기판(110)의 일단부에 실장된다.
상기 백라이트 어셈블리(200)는 상기 광을 발생하는 광원(210) 및 상기 광을 가이드하여 상기 액정표시패널(130) 방향으로 출사하는 도광판(220)을 포함한다.
상기 광원(210)은 점상광원인 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)로 이루어진다. 따라서, 상기 광원(210)은 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수 캐리어(전자 또는 정공)를 만들어내고, 이들의 재결합에 의하여 발광한다. 여기서, 상기 광원(210)은 4개의 LED로 이루어지나, LED의 개수는 여기에 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다.
상기 도광판(220)은 상기 액정표시패널(130)에 대응하는 크기로 이루어진 사각 플레이트 형상을 가진다. 상기 도광판(220)은 입사면(221), 출사면(222) 및 반사면(223)을 포함한다.
상기 입사면(221)은 상기 광원(210)에 인접하여 구비되어 상기 광원(210)으로부터 발생된 상기 광을 입력받는다. 상기 출사면(222)은 상기 입사면(221)의 제1 단부로부터 연장되어 입사된 상기 광을 출사한다. 상기 반사면(223)은 상기 입사면(221)의 제2 단부로부터 연장되어 상기 출사면(222)과 마주하고, 상기 입사면(221) 을 통해 입사된 상기 광을 상기 출사면(222) 방향으로 반사한다.
상기 도광판(220)은 상기 입사면(221)으로부터 돌출되고, 상기 입사면(221)의 제1 단부로부터 제2 단부 측으로 연장된 다수의 제1 돌출부(225)를 포함한다. 상기 제1 돌출부(225) 각각은 상기 광원(210)의 중심에 대응하는 상기 입사면(221)의 중심지점을 향하여 기울어진 제1 경사면(225a) 및 상기 제1 경사면(225a)과 접하고 상기 제1 경사면(225a)보다 작은 폭을 갖는 제2 경사면(225b)으로 이루어진다. 따라서, 상기 다수의 제1 돌출부(225)는 삼각 기둥 형상을 갖는다.
한편, 상기 출사면(222)은 영상이 표시되는 상기 액정표시패널(130)의 유효 표시영역에 대응하는 액티브 영역(AA)을 포함한다. 상기 다수의 제1 돌출부(225)는 상기 광원(210)으로부터 입사된 광을 확산시켜 상기 액티브 영역(AA)이 시작되는 지점에서 상대적으로 휘도가 높은 명부와 상대적으로 휘도가 낮은 암부가 발생하는 것을 방지한다. 따라서, 상기 다수의 제1 돌출부(225)는 상기 도광판(220)의 액티브 영역(AA)에서의 휘도 균일성을 향상시킬 수 있다.
도 1에서 상기 도광판(220)은 상기 출사면(222)과 상기 반사면(223)과의 이격 거리가 전체적으로 일정한 평판형으로 이루어진다. 그러나, 도광판(220)은 상기 출사면(222)과 상기 반사면(223)과의 이격 거리가 상기 광원(210)로부터 멀어질수록 좁아지는 쇄기형으로 이루어질 수 있다.
상기 출사면(222) 상에는 상기 출사면(222)으로부터 출사된 광의 광학 특성을 향상시키기 위한 광학 시트류(230)가 배치된다. 상기 광학 시트류(230)는 상기 출사면(222)에 대응하는 크기로 형성되어 상기 출사면(222) 상에 배치된다.
한편, 상기 반사면(223)의 하부에는 상기 반사면(223)에 대응하는 크기로 형성된 반사판(240)이 배치된다. 상기 반사판(240)은 상기 반사면(222)으로부터 누설되는 광을 상기 도광판(220) 측으로 반사하여 상기 백라이트 어셈블리(200)의 광 효율을 향상시킨다.
도면에 도시하지는 않았지만, 상기 액정표시장치(600)는 상기 백라이트 어셈블리(200) 및 상기 디스플레이 유닛(100)을 수납하는 수납부재를 더 포함할 수 있다. 상기 수납부재는 몰드 프레임(미도시) 및 바텀 샤시(미도시)로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 액정표시장치(600)는 상기 수납부재와 대향하여 결합하여 상기 액티브 영역을 제외하고 상기 액정표시패널의 에지부를 감싸는 탑 샤시를 더 포함할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 제1 돌출부를 확대하여 나타낸 확대도이다.
도 3을 참조하면, 제1 돌출부(225)는 상기 입사면(221)으로부터 돌출된 제1 및 제2 경사면(225a, 225b)을 포함한다. 상기 제1 경사면(225a)은 광원(210, 도 2에 도시됨)의 중심으로부터 연장된 상기 입사면(221)의 제1 중심선(L1)을 향하여 소정의 각도로 기울어진다. 상기 제2 경사면(225b)은 상기 제1 경사면(225a)과 접하고 상기 제1 경사면(225a)보다 작은 폭을 갖는다. 따라서, 상기 가상선(L1)에 대해서 상기 제1 돌출부들(225)은 서로 대칭된다.
여기서, 상기 제1 및 제2 경사면(225a, 225b)이 이루는 제1 각(θ1)은 90° 보다 크고 180° 보다 작다. 또한, 상기 제1 돌출부(225)의 폭(P)에 대한 높이(h)의 비율은 대략 0.5이다.
상기 제1 돌출부(225)의 정점과 상기 제2 경사면(225b)에 인접한 골 사이의 제1 직선 거리(a)는 상기 제1 돌출부(225)의 정점과 상기 제1 경사면(225a)에 인접한 골 사이의 제2 직선 거리(b)보다 작다. 본 발명의 일 예로, 상기 제1 돌출부(225)의 전체 폭(P)에 대한 상기 제1 직선 거리(a)의 비율은 대략 0.4보다 작다. 바람직하게, 상기 상기 제1 돌출부(225)의 전체 폭(P)에 대한 상기 제1 직선 거리(a)의 비율은 대략 0.3 내지 0.4 이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 돌출부를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 돌출부(226)는 상기 입사면(221)으로부터 돌출된 경사면(226a) 및 곡면(226b)을 포함한다. 상기 경사면(226a)은 광원(210, 도 2에 도시됨)의 중심으로부터 연장된 상기 입사면(221)의 제2 중심선(L1)을 향하여 소정의 각도록 기울어지고, 상기 곡면(226b)은 상기 경사면(226a)과 접하고 소정의 곡률을 갖도록 형성된다.
여기서, 상기 경사면(226a)과 상기 입사면(221)이 이루는 제2 각(θ2)은 30° 내지 60°로 이루어지고, 상기 제2 돌출부(225)의 폭(P)에 대한 높이(h)의 비율은 대략 0.5이다. 또한, 상기 제1 돌출부(225)의 전체 폭(P)에 대한 상기 곡면(226b)의 곡률반경(R)의 비율은 대략 0.5이다.
도 5는 도광판에 형성된 돌출부의 형태에 따른 액티브 영역에서의 휘도 분포를 나타낸 그래프이다.
도 5를 참조하면, 제1 그래프(G1)는 종래의 도광판의 액티브 영역에서의 휘도 분포를 나타내고, 제2 그래프(G2)는 도 3에 도시된 제1 돌출부(225)를 구비하는 도광판(120)의 액티브 영역(AA)에서의 휘도 분포를 나타내며, 제3 그래프(G3)는 도 4에 도시된 제2 돌출부(226)를 구비하는 도광판(120)의 액티브 영역(AA)에서의 휘도 분포를 나타낸다.
상기 제1 그래프(G1)에 도시된 바와 같이, 종래의 도광판의 액티브 영역에서는 상대적으로 휘도가 높은 두 개의 명부가 나타났고, 명부 사이에는 상대적으로 휘도가 낮은 암부가 나타났다. 여기서, 상기 명부는 상기 광원들(210, 도 2에 도시됨)의 중심에 대응하고, 상기 암부는 상기 광원(210)들 사이의 중심 지점에 대응한다. 상기 제1 그래프(G1)에서 명부와 암부의 휘도 차이는 10000 cd/m2 정도로 나타났다.
한편 상기 제2 그래프(G2)를 참조하면, 상기 제1 돌출부(225)를 갖는 도광판(220)의 액티브 영역(AA)에서는 명부와 암부의 휘도 차이가 2000 cd/m2 로 종래보다 작게 나타났다. 또한, 상기 제3 그래프(G3)에 도시된 바와 같이, 상기 제2 돌출부(226)를 갖는 도광판(220)의 액티브 영역(AA)에서는 명부와 암부의 휘도 차이가 4000 cd/m2 로 종래보다 작게 나타났다.
이와 같은 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치에 따르면, 도광판의 입사면으로부터 돌출된 다수의 돌출부는 서로 다른 폭을 갖는 제1 및 제2 경사면으로 이루어지거나, 어느 하나의 경사면이 소정의 곡률을 갖는 곡면으로 형성된 구조로 형성된다.
따라서, 도광판의 액티브 영역에서 상대적으로 휘도가 높은 명부와 상대적으로 휘도가 낮은 암부 사이의 휘도 차이를 감소시킬 수 있다. 그 결과, 백라이트 어셈블리의 휘도 균일성을 향상시킬 수 있고, 이로써 표시장치의 표시품질을 개선할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (14)

  1. 광을 발생하는 광원; 및
    상기 광원과 인접하고 상기 광이 입사되는 입사면, 상기 입사면의 제1 단부로부터 연장되고 상기 광을 출사하는 출사면, 상기 출사면과 평행하도록 상기 입사면의 제2 단부로부터 연장되고 상기 입사면을 통해 입사된 광을 상기 출사면 측으로 반사하는 반사면 및 상기 입사면으로부터 돌출된 다수의 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부 각각은 상기 광원의 중심에 대응하는 상기 입사면의 중심지점을 향하여 기울어진 제1 경사면 및 상기 제1 경사면과 접하고 상기 제1 경사면보다 작은 폭을 갖는 제2 경사면으로 이루어진 도광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 경사면이 이루는 각은 90° 보다 크고 180° 보다 작은 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서, 상기 돌출부의 폭에 대한 높이의 비율은 0.5 인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서, 상기 돌출부의 정점과 상기 제2 경사면에 인접한 골 사이의 제1 직선 거리는 상기 돌출부의 정점과 상기 제1 경사면에 인접한 골 사이의 제2 직선 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서, 상기 돌출부의 폭에 대한 상기 제1 직선 거리의 비율은 0.4보다 작은 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서, 상기 다수의 돌출부는 상기 입사면의 제1 단부로부터 상기 제2 단부 측으로 연장된 삼각 기둥 형상을 갖고,
    상기 다수의 돌출부는 상기 입사면의 중심지점에 대해서 대칭 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  7. 광을 발생하는 광원; 및
    상기 광원과 인접하고 상기 광이 입사되는 입사면, 상기 입사면의 제1 단부로부터 연장되고 상기 광을 출사하는 출사면, 상기 출사면과 평행하도록 상기 입사면의 제2 단부로부터 연장되고 상기 입사면을 통해 입사된 광을 상기 출사면 측으로 반사하는 반사면 및 상기 입사면으로부터 돌출된 다수의 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부 각각은 상기 광원의 중심에 대응하는 상기 입사면의 중심지점을 향하여 기울어진 경사면 및 상기 경사면과 접하고 소정의 곡률을 갖는 곡면으로 이루어진 도광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서, 상기 돌출부 폭에 대한 높이의 비율은 0.5 인 것을 특징으 로 하는 백라이트 어셈블리.
  9. 제7항에 있어서, 상기 경사면과 상기 입사면이 이루는 각은 30° 내지 60°인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  10. 제7항에 있어서, 상기 돌출부의 폭에 대한 상기 곡면의 곡률반경의 비율은 0.5 인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  11. 광을 발생하는 광원, 및
    상기 광원과 인접하고 상기 광이 입사되는 입사면, 상기 입사면의 제1 단부로부터 연장되고 상기 광을 출사하는 출사면, 상기 출사면과 평행하도록 상기 입사면의 제2 단부로부터 연장되고 상기 입사면을 통해 입사된 광을 상기 출사면 측으로 반사하는 반사면 및 상기 입사면으로부터 돌출된 다수의 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부 각각은 상기 광원의 중심에 대응하는 상기 입사면의 중심지점을 향하여 기울어진 제1 경사면 및 상기 제1 경사면과 접하고 상기 제1 경사면보다 작은 폭을 갖는 제2 경사면으로 이루어진 도광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리; 및
    외부로부터의 신호에 응답하여 구동신호를 발생하는 드라이버 및 상기 백라이트 어셈블리로부터 출력된 광을 입력받고, 상기 구동신호에 응답하여 영상을 표시하는 표시패널로 이루어진 디스플레이 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 및 제2 경사면이 이루는 각은 90° 보다 크고 180° 보다 작은 것을 특징으로 하는 표시장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 돌출부 폭에 대한 높이의 비율은 0.5 인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 돌출부의 정점과 상기 제2 경사면에 인접한 골 사이의 제1 직선 거리는 상기 돌출부의 정점과 상기 제1 경사면에 인접한 골 사이의 제2 직선 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 표시장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2009072697A1 (en) * 2007-12-05 2009-06-11 Sunmoon University Industry Cooperation Foundation Optical panel having light diffusing waveguides for backlight
CN104345378A (zh) * 2013-08-02 2015-02-11 扬升照明股份有限公司 导光板及使用此导光板的背光模块

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