KR20070083084A - 백라이트 도광판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 빛의 입사특성에 의해 발생되는 도광판 내의 여러 구간에 대해, 각 구간에서 빛이 방출되는 휘도를 균일하게 유지하기 위한 구성이 적용되어 백라이트에 의해 육안으로 확인되는 화상의 품질이 우수하도록 한 백라이트 도광판에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 빛을 반사시키기 위한 반사면과 빛이 출사되는 출사면이 각각 형성되고, 광원에서 입사된 빛을 면광원의 형태로 방출하는 백라이트 도광판에 있어서, 상기 반사면에는 광원에서 입사된 빛이 출사면의 전체면에서 균일한 휘도로 방출되도록 하기 위해 구간별로 상이한 빛의 반사량을 갖는 반사패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 도광판을 제공한다.

액정표시장치, 백라이트 유닛, 도광판

Description

백라이트 도광판{Light guiding plate for Back Light}

도 1은 일반적인 백라이트 유닛의 분해사시도.

도 2는 도 1의 백라이트 유닛 도광판에 빛이 입사되는 상태 예시도.

도 3은 본 발명에 의한 백라이트 도광판의 사시도.

도 4는 본 발명에 의한 백라이트 도광판의 배면도.

도 5는 본 발명에 의한 도광판이 적용된 백라이트 유닛의 단면도.

도 6은 본 발명에 의한 백라이트 도광판의 주요부 확대 단면도.

도 7은 도 6의 도광판 주요부에 대한 다른 실시상태 예시도.

도 8은 본 발명의 추가실시예1 확대 단면도.

도 9는 본 발명의 추가실시예2 정면도.

도 10은 도 8의 추가실시예2 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 도광판 11: 빛 출사면

20: 광원 30: 반사패턴

31: 돌기 32: 홈

33: 테두리홈 34: 테두리돌기

40: 스크래치

본 발명은 백라이트 도광판에 관한 것으로서, 상세하게는 빛의 입사특성에 의해 발생되는 도광판 내의 여러 구간에 대해, 각 구간에서 빛이 방출되는 휘도를 균일하게 유지하기 위한 구성이 적용되어 백라이트에 의해 육안으로 확인되는 화상의 품질이 우수하도록 한 것이다.

백라이트 도광판이 적용되는 가장 대표적인 장치로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 컴퓨터의 모니터, 휴대폰의 디스플레이 패널 등으로 적용되며, 적은 소비전력 및 박형, 소형화가 가능한 장점으로 인해 활발히 적용되고 있는 실정이다.

이와 같은 액정표시장치는 내부에 액정물질이 주입된 액정패널을 구비하고, 액정패널의 후방에서 빛을 방출하여 액정패널에 형성된 화상을 외부에서 확인할 수 있도록 구성된다.

이 때, 상기 액정패널의 화상은 내부의 액정물질이 배열됨에 따라 형성되는 것이며, 액정패널의 후방에서 빛을 방출하기 위한 구성으로 백라이트 유닛(Back Light Unit; BLU)이 설치되며, 이 백라이트 유닛에서 면광원을 형성하기 위한 구성으로 도광판이 적용된다.

도 1은 상기 백라이트 유닛의 구성을 나타낸 분해사시도이다.

도면을 참조하면, 상기 백라이트 유닛(1)은 면광원을 구현하기 위한 도광판(2)과, 도광판(2)의 일측에 결합된 광원(3)과, 도광판(2)의 후면(도면상 하면)에 결합된 반사시트(4)와, 도광판(2)의 전면에 차례로 적층결합된 확산시트(5), 프리즘시트(6)와, 프리즘시트(6)의 전면에 결합되어 선택적으로 사용되는 확산시트(7)으로 구성된다.

상기 광원(3)은 도광판(2)의 일측면에는 휘도 특성에 따라 다수 개의 발광다이오드(Light-Emitting Diode; LED)가 FPCB(Flexible Printed Circuits Board)에 의해서 회로적으로 결합된 형태로 배치되고, 상기 반사시트(4)는 도광판(2)으로 입사된 빛을 반사시켜 전방으로 방출시키기 위한 구성이다.

또한, 상기 확산시트(5)는 방출되는 빛을 난반사하여 확산시키도록 하며, 프리즘시트(6)는 확산 방출되는 빛을 집광하여 최대한의 휘도레벨을 얻도록 구성하게 됨은 주지된 것과 같다.

도 2는 상기 구성의 백라이트 유닛 중 광원에서 도광판으로 빛이 입사되는 상태의 예시도이다.

도면을 참조하면, 종래 백라이트 유닛(1) 중 광원(3)은 일정한 각도 빛이 확 산되며 방출되어 도광판(2)에는 최초로 방출된 빛이 조사되지 못하는 구간과, 최초로 방출된 빛이 조사되는 구간, 조사되는 빛이 상호 중첩되는 구간으로 구분된다.

이 때, 상기 최초로 방출된 빛이 조사되지 못하는 구간은 일명 암부(dark zone, 도면의 해칭 표시된 구간)라 지칭되며, 광원(3)에서 방출된 빛이 도광판(2)의 외주내면에 반사된 이 후에 입사되어 그 밝기가 대단히 낮게 된다.

또한, 상기 조사된 빛은 조사되는 각도에 의해 상호 중첩되는 구간에서 가장 밝게 됨은 당연하며, 암부와 중첩구간을 제외한 구간은 그 중간정도의 밝기로 형성된다.

상기와 같은 종래의 도광판은 암부, 빛의 중첩구간, 중간 밝기의 구간이 동시 존재하기 때문에 백라이트 유닛으로 구현될 때, 화상이 표시된 액정패널의 구간에 빛의 입사상태가 불균일해져 결국, 백라이트에 의해 육안으로 확인되는 액정표시장치의 화상품질이 저하된다.

이를 보정하기 위해 도광판의 전면에 확산렌즈 및 프리즘시트가 결합되어, 도광판에서 출사된 빛을 확산시킨 후 집광하여 빛의 균일도를 유지하도록 구성되고 있기는 하지만, 이러한 보정과정은 빛이 도광판에서 출사된 후 출사된 빛을 강제보정하는 것이기 때문에 도광판 자체에 존재하는 문제점은 여전히 해소되지 못하고 있는 실정이다.

따라서, 상기 문제점을 해소하기 위해서는 도광판 상에서 출사되는 빛이 출 사면의 전 구간에서 균일한 휘도로 방출되도록 한 수단이 요구된다.

본 발명은 상기 요구에 부응하기 위해 발명한 것으로서, 출사면의 전 구간에서 방출되는 빛의 휘도가 균일한 상태를 유지하도록 하여 백라이트에 의해 육안으로 확인되는 화상의 밝기 및 선명도 등이 우수하도록 한 백라이트 도광판을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아래의 구성을 갖는다.

본 발명은, 빛을 반사시키기 위한 반사면과 빛이 출사되는 출사면이 각각 형성되고, 광원에서 입사된 빛을 면광원의 형태로 방출하는 백라이트 도광판에 있어서, 상기 반사면에는 광원에서 입사된 빛이 출사면의 전체면에서 균일한 휘도로 방출되도록 하기 위해 구간별로 상이한 빛의 반사량을 갖는 반사패턴이 형성된다.

여기서, 상기 반사면은 광원에서 입사된 빛이 조사되는 상태에 의해 암부구간, 정상휘도구간, 고휘도구간으로 구분되고, 암부구간에는 정상휘도구간 보다 높은 밀도를 갖는 반사패턴이 배열 형성되고, 고휘도구간에는 정상휘도구간 보다 낮은 밀도를 갖는 반사패턴이 배열 형성되어 이루어진다.

이와 같은 구성에 의해 본 발명은, 광원에서 입사된 빛이 정상휘도구간에서 반사되는 량을 기준으로 하면, 암부구간에서 최대량으로 반사되고, 고휘도구간에서 최소량으로 반사되어 출사면을 통해 방출된 빛의 휘도가 출사면의 전체구간에서 균 일한 상태를 유지할 수 있게 된다.

이하, 상기 구성이 적용된 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 백라이트 도광판의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 백라이트 도광판의 정면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 의한 백라이트 도광판(10)은 일측에 광원(20)이 설치되어 도광판(10)의 내측으로 빛을 입사하게 되며, 도면에서는 칩 형태로 제작된 발광다이오드가 다수개 결합된 것을 나타낸다.

이와 같은 도광판(10)은 광원(20)에서 입사된 빛을 일측으로 출사하여 면광원으로 구현되기 위해 일면에는 출사면(11)이 그 이면에는 반사면(12)이 형성된다.

상기 출사면(11)은 빛이 방출되는 면이며, 반사면(12)은 출사면(11) 측으로 진행되지 못하는 빛을 반사시켜 출사면(11)을 통해 방출시키는 면으로, 이들 각 면은 도광판(10)을 제작할 때의 재질이나 부분적인 물성을 변화시켜 구성될 수 있다.

상기 도광판(10)의 광원(20)에서는 빛이 일정한 각도로 확산되며 방출되고, 이 때, 도광판(10)에는 방출된 빛이 조사되는 구간에 의해 암부구간(S1), 정상휘도구간(S2), 고휘도구간(S3)이 구분되어 형성된다.

이 때, 상기 암부구간(S1)은 전술된 것과 같이 광원(20)에서 방출된 초기의 빛이 입사되지 않아 도광판(10) 상에서 입사된 빛이 저휘도로 방출되는 구간이고, 정상휘도구간(S2)은 광원(20)에서 입사된 초기의 빛이 조사되는 구간이다.

또한, 고휘도구간(S3)은 다수의 광원(20)에서 방출되어 조사되는 구간이 상호 중첩되어 도광판(10)의 빛 출사면(11)에서 고휘도의 빛이 방출되는 구간이다.

이와 같은 구성에서 상기 도광판(10)의 반사면(12)에는 광원에서 입사된 빛이 암부구간(S1), 정상휘도구간(S2), 고휘도구간(S3)을 통해 출사면(11)으로 방출되는 빛의 각 휘도가 균일하도록 하기 위해 반사패턴(30)이 형성된다.

상기 반사패턴(30)은 빛의 입사량이 상이한 각 구간(S1, S2, S3)과 대응하는 반사면(12)에 반사패턴(30)을 형성하는 각 요소의 단위면적당 밀도를 상이하게 하여 반사량을 설정하게 되는데, 이와 같이 상이한 빛 반사량에 의해 각 구간(S1, S2, S3)을 통해 출사면(11)으로 방출되는 빛의 휘도를 균일하게 유지할 수 있게 된다.

즉, 상기 정상휘도구간(S2)을 기준으로 암부구간(S1)에 형성된 반사패턴(30)의 요소는 보다 높은 밀도를 유지하여 빛 반사량이 증가되고, 고휘도구간(S3)은 반사패턴(30)의 요소가 보다 낮은 밀도를 유지하도록 하여 빛 반사량을 감소시키므로서 각 구간(S1, S2, S3)의 휘도를 균일하게 유지하게 된다.

도 5는 본 발명에 의한 도광판이 백라이트 유닛에 적용되는 상태의 단면도, 도 6은 상기 반사패턴을 형성하는 요소의 구성을 나타낸 확대 단면도, 도 7은 상기 반사패턴의 다른 실시형태의 정면도와 확대사시도이다.

도면을 참조하면, 상기 백라이트 도광판(10)은 반사면(12) 측에 반사시트(4)가 결합되고, 출사면(11) 측에 확산시트(5), 프리즘시트(6)가 결합되며, 프리즘시 트(6)의 전면에 결합되어 선택적으로 사용되는 확산시트(7)가 설치되어 백라이트 유닛(100)이 구현됨은 주지된 것과 같다.

도면 중 부호 21는 광원(20)의 빛이 도광판(10)으로 입사될 때의 확산효율을 향상시키기 위한 렌즈이다.

상기 도광판(10)의 반사면(12)에는 반사패턴(30)이 형성됨은 전술된 것과 같으며, 상기 반사패턴(30)은 도 6a에서와 같이 반사면(12)에서 돌출된 돌기(31) 또는 도 6b에서와 같이 반사면(12)에서 함몰된 홈(32)의 형태로 형성된다.

이 때, 상기 반사패턴(30)의 밀도는 돌기(31) 또는 홈(32)을 다수개 형성할 때, 도 4에서와 같이 단위면적당 동일한 크기의 요소간 간격을 좁게 또는 넓게 형성하여 변화시키거나, 도 7a와 같이 돌기(31) 또는 홈(32) 자체의 크기를 다르게 형성하여 변화시킬 수 있다.

즉, 상기 밀도가 높다는 의미는 요소간의 간격이 좁아 단위면적당 돌기(31) 또는 홈(32)의 개수가 증가되어 빛 반사량을 증가시킬 수 있고, 돌기(31) 또는 홈(32)의 크기가 대형화될수록 빛이 집중 반사되는 구간이 확장되어 빛 반사량을 증가시킬 수 있게 되는 것이다.

동시에, 상기 돌기(31)와 홈(32)의 형태는 그 둘레가 원형이나 도 7c에서와 같은 타원형 또는 도 7b와 같이 다각형태를 유지하도록 구성될 수 있는데, 이 때, 타원형의 돌기(31) 또는 홈(32)은 원형의 것에 비해 일측방향으로 길이가 증가되어 빛의 반사구간이 확장된 구성이며, 다각형태의 돌기(31)와 홈(32)은 빛의 난반사를 유도하여 빛의 휘도를 향상시키게 된다.

또한, 도면상 상기 도광판(10)의 일측에 결합된 광원(20)은 양측면 또는 외주측의 여러면에 결합되는 등 여러 실시상태로 구성될 수 있는데, 이러한 구성은 2방향 이상에서 빛이 입사되어 암부구간(S1)에 비해 고휘도구간(S3)이 확장되는 형태이기 때문에 전체적인 휘도가 상승되기는 하지만, 여전히 암부구간(S1) 및 휘도가 불균일한 구간이 존재하기 때문에 고, 중, 저휘도구간으로 구분하여 반사패턴(30)을 적용할 수 있다.

<추가실시예1>

도 8은 본 발명의 추가실시예1를 나타낸 확대 단면도이다.

도면을 참조하면, 추가실시예1의 백라이트 도광판(10)은 반사패턴(12)의 요소로 제시된 돌기(31)와 홈(32)의 테두리부분에 테두리홈(33)과 테두리돌기(34)가 형성되어 구성된다.

상기 테두리홈(33)은 돌기(31)와 반사면(12)의 경계지점에서 함몰되도록 형성되며, 상기 테두리돌기(34)는 홈(32)과 반사면(12)의 경계지점에서 돌출되도록 형성되어 홈과 돌기의 복합구성에 의해 입사된 빛이 난반사되도록 하여 반사효율을 상승시키도록 한 것이다.

따라서, 상기 난반사된 빛은 출사면(11) 측으로 진행될 때 보다 상승된 휘도로 진행되어 출사면(11)을 통해 방출된다.

<추가실시예2>

도 9는 본 발명의 추가실시예2를 나타낸 정면도이고, 도 10은 추가실시예2의 단면도이다.

도면을 참조하면, 추가실시예2의 백라이트 도광판(10)은 빛 출사면(11)으로 방출되는 빛이 산란(scattering)되도록 하기 위해 스크래치(40)가 형성된 구성을 제시한다.

이와 같은 스크래치(40)에 의해 빛 출사면(11)의 표면에는 다수의 요철구조가 형성되며, 이로인해 빛의 방출면적이 확장됨과 동시에 요철사이에서 방출되는 빛 간의 간섭에 의해 산란현상이 발생되어, 상기 도광판(10)은 보다 높은 휘도의 면광원 기능을 수행할 수 있게 된다.

여기서, 상기 스크래치(40)는 광원(20)에 의해 빛이 입사되는 면과 수직된 방향으로 길이방향을 갖도록 형성되는데, 이는 빛이 출사면의 전체면에 대해 균일하게 출사되기 위한 구성이다.

이와 같은 구성은, 스크래치(40)가 빛이 입사되는 면과 수평방향으로 길이방향이 형성될 경우 광원(20)과 가까운 지점에서 고휘도의 빛이 출사되어 일측이 과도하게 밝아지는 현상을 방지하게 된다.

이상에서 설명한 것과 같이 본 발명은, 백라이트 도광판의 빛이 출사되는 전구간에 걸쳐 동일한 휘도레벨을 가지며 액정패널로 입사되어 액정패널에 표시된 화상이 보다 밝고 선명하게 확인될 수 있도록 하므로서, 액정표시장치가 보다 우수한 제품으로 구현되도록 하는 효과를 얻게 된다.

Claims (16)

1. 빛을 반사시키기 위한 반사면과 빛이 출사되는 출사면이 각각 형성되고, 광원에서 입사된 빛을 면광원의 형태로 방출하는 백라이트 도광판에 있어서,

   상기 반사면에는 광원에서 입사된 빛이 출사면의 전체면에서 균일한 휘도로 방출되도록 하기 위해 구간별로 상이한 빛의 반사량을 갖도록 서로 다른 밀도로 반사패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 도광판.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 반사면은

   광원에서 입사된 빛이 조사되는 상태에 의해 암부구간, 정상휘도구간, 고휘도구간으로 구분되고, 암부구간에는 정상휘도구간 보다 높은 밀도를 갖는 반사패턴이 배열 형성되고, 고휘도구간에는 정상휘도구간 보다 낮은 밀도를 갖는 반사패턴이 배열 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트 도광판.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 반사패턴은

   패턴을 형성하는 요소가 동일한 크기를 유지하며 상호간의 간격변화에 의해 밀도가 결정되어 구간별로 반사량이 상이하도록 구성된 것을 특징으로 하는 백라이트 도광판.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 반사패턴은

   패턴을 형성하는 각 요소의 크기변화에 의해 밀도가 결정되어 구간별로 반사량이 상이하도록 구성된 것을 특징으로 하는 백라이트 도광판.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반사패턴은

   반사면에서 돌출된 다수의 돌기인 것을 특징으로 하는 백라이트 도광판.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 반사패턴은

   돌기의 둘레가 원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 도광판.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 반사패턴은

   돌기의 둘레가 타원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 도광판.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 반사패턴은

   돌기의 둘레가 다각형태로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 도광판.
9. 제 5 항에 있어서, 상기 돌기와 반사면의 경계지점에는

   반사면에서 함몰된 테두리홈이 형성되어 빛을 난반사시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 백라이트 도광판.
10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반사패턴은

    반사면에서 함몰된 다수의 홈으로 구성된 것을 특징으로 하는 백라이트 도광판.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 반사패턴은

    홈의 내면이 원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 도광판.
12. 제 10 항에 있어서, 상기 반사패턴은

    홈의 내면이 타원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 도광판.
13. 제 10 항에 있어서, 상기 반사패턴은

    홈의 내면이 다각형태로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 도광판.
14. 제 10 항에 있어서, 상기 홈과 반사면의 경계지점에는

    반사면에서 돌출된 테두리돌기가 형성되어 빛을 난반사시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 백라이트 도광판.
15. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출사면에는

    출사되는 빛을 산란(scattering)시키기 위해 스크래치가 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 도광판.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 스크래치는

    광원에 의해 빛이 입사되는 면과 수직된 방향으로 길이방향을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 도광판.

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