KR20090045977A - 색 보정 물질이 첨가된 백라이트 장치 - Google Patents

Abstract

백라이트 장치가 개시된다. 백라이트 장치는 도광 패턴부가 형성된 도광판과, 도광판의 측면에 위치하여 도광판으로 빛을 조사하는 하나 이상의 발광부와, 도광판의 하부에 위치하는 반사시트를 구비하며, 도광판은 투명 수지로 이루어지며, 도광판의 투명 수지에 색 보정 물질이 첨가되는 것을 특징으로 한다. 이를 통해 백라이트 장치는 쉽게 구부러질 수 있으며, 최적의 광투과 기능을 가지는 한편, 전체 발광영역에서 최소의 색 편차를 가진다.

Description

색 보정 물질이 첨가된 백라이트 장치{A BACK LIGHT UNIT HAVING COLOR CORRECTION MATERIAL}

본 발명은 액정표시장치, 조명간판, 핸드폰, 전화기, 개인휴대용정보단말기(PDA), 키보드, 계산기 등과 같은 장치의 백라이트 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 쉽게 휘어질 수 있고, 최적의 광 투과 기능을 가지는 한편, 색 보정 물질을 첨가함으로써 전체 발광영역에서 최소의 색 편차를 가지는 백라이트 장치에 관한 것이다.

통상적으로, LCD와 같은 수광형 평판표시장치 또는 전화기, 휴대폰의 키패드 백라이트, 조명간판 등에 사용되는 백라이트 장치는 국내 특허출원번호 제1997-0058018호, 제2000-0063111호, 제2005-0053771호, 제2005-62790호 등에 개시되어 있다.

상술한 발명 및 고안들에 개시된 입력장치의 백라이트 장치는 도광판의 측면 각 필요부에 냉음극 형광램프 또는 다수 개의 LED(Light Emitting Diode)를 배치하고 아크릴 재질의 경도가 매우 높은 도광판을 사용하여 면광원을 구현하거나, 유기 이엘(Organic Light Emitting Diodes, OLED)과 같은 발광 판을 설치하거나 또는 유 연성을 갖는 얇은 실리콘 판을 도광판으로 사용하여 실리콘의 얇은 측면에 LED 광원을 배치하여 필요키 부위를 조광하는 에지라이트 방식 등으로 이루어진다.

이러한 방식들 중에서 종래 LCD 패널의 백라이트 장치에 있어서 빛을 투과시킬 수 있는 투명 재질의 도광판과, 상기 도광판의 측면에 배치되는 발광부로 이루어져 고효율 저가격의 장점으로 널리 사용되는 측면 발광방식(edge light)이 있다. 그러나 이러한 방식의 경우에는 종래의 도광판이 거의 구부러지지 않는 아크릴 수지 재질이어서 플렉서블 액정디스플레이용이나, 전화, 핸드폰 등의 굴곡성이 요구되는 조광용 백라이트 장치로는 사용이 불가능하다. 즉, 쉽게 구부러져야 하는 플렉서블 디스플레이용이나 전화, 핸드폰 등에 사용되는 키패드의 기능상 바닥의 재료가 유연하여 키를 누르면 바닥으로 눌려 접점 스위치를 작동하여야 하기 때문에 종래의 일반적인 도광판 방식으로는 사용이 불가능하다.

따라서, 상기 측면 발광방식을 입력장치의 백라이트에 채용하기 위해서 기존의 견고한 도광판 재료를 대체하여 상대적으로 유연한 투명 수지 재료의 도광판을 사용하는 대체법이 사용되고 있다. 그러나 이 경우에는 다음과 같은 문제가 발생한다. 즉, 백라이트 장치에 있어서 도광판의 재료로 사용되는 투명 수지 재료의 특성상 우수한 광 투과 특성이 있더라도 투명 수지에서 광 파장별로 광 투과율 차이가 나타난다. 특히 청색계의 광 파장이 투과율이 떨어지는 문제가 발생하여 전체적인 영역 특히, 광 입사 부분과 광 입사 부분의 반대편에서 색 온도 차이로 인하여 색감이 다르게 보이는 문제가 발생한다.

또한, 1mm 이하의 박막 도광판을 사용하는 초박형 백라이트의 경우 두께 특 성상 전달되는 광의 량이 제한적이기 때문에 색감의 차이가 더욱 크게 느껴지는 문제가 있고 이것으로 인하여 제품이 매우 지저분하게 보여지는 문제를 가진다. 즉 고품질의 디자인이 어려운 기술적인 문제가 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 백라이트 장치의 도광판에 있어서 광 투과 시 파장에 따라 다른 투과율을 보이는 문제를 개선하기 위해 소정량의 농도를 갖는 색 보정 물질을 추가한 박형 투명 수지를 사용함으로써, 전체 발광 영역에서 최소의 색 편차를 달성하면서 요구되는 휘도를 얻기 위한, 그리고 최소의 두께 및 박형 설계에 의한 디자인의 혁신에 의한 제품 품위 향상을 동시에 달성할 수 있는 백라이트 장치를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 백라이트 장치는 도광 패턴부가 형성된 도광판; 상기 도광판의 측면에 위치하여 상기 도광판으로 빛을 조사하는 하나 이상의 발광부를 구비하며, 상기 도광판은 투명 수지로 이루어지며, 상기 도광판의 투명 수지에 색 보정 물질이 첨가되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 도광판의 하부에 광반사 효율을 높이기 위해 반사시트나 반사재료를 구비하며, 상기 발광부에서의 광의 외부 유실을 최소화하기 위해 추가의 광 차단 수단을 구비할 수 있으며, 상기 도광판의 재료는 굴곡성을 갖는 투명 수지재료를 사용하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 색 보정 물질은 청색계열의 색상을 띤 물질 또는 청색 형광체이며, 상기 청색계열의 색상을 띤 색 보정 물질은 청색안료이며, 상기 첨가되는 색 보정 물질의 양은 1 ~ 100 ppm인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 투명 수지 재료로는 열가소성 폴리우레탄 (Thermoplastic polyurethane, TPU) 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리프로필렌 테레프탈레이트(PET)인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 백라이트 장치는 도광 패턴부가 형성된 도광판; 상기 도광판 상부에 위치하며, 상기 도광판과 일체형으로 구성된 키패드 층; 상기 도광판의 측면에 위치하여 상기 도광판으로 빛을 조사하는 하나 이상의 발광부; 및 상기 도광판의 하부에 위치하는 스위치를 포함한 인쇄회로기판;을 구비하며, 상기 도광판은 투명 수지로 이루어지며, 상기 도광판의 투명 수지에 색 보정 물질이 첨가되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 색 보정 물질을 첨가한 투명 수지 도광판을 사용한 백라이트 장치는 유연성이 요구되는 디스플레이에 적용 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 백라이트 장치는 도광판이 갖는 광 파장별 투과율 차이 문제를 해결하는 한편, 도광판 전체 발광영역에서 특히, 1mm 이하 초박형의 도광판을 사용하는 경우 심각하게 발생하는 광 입사 부분과 광 입사 부분의 반대편에서의 색 온도의 차이를 보정함으로써, 전체적인 발광의 색감이 동등하게 보일 수 있는 효과를 가져 제품의 품위를 동시에 높일 수 있다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 백라이트 장치에 대하여 가장 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개 시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 장치의 단면도이며, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 장치의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 백라이트 장치는 필요한 발광부위에서 균일한 조도로 광을 확산 및 산란시킬 수 있도록 하부에 도광 패턴부(105a)가 형성된 도광판(105)과, 도광판(105)의 측벽에 적어도 한 개 이상 설치되어 도광판(105)에 빛을 조사하는 발광부(100)와, 도광판(105)의 하부에 위치하는 반사시트(110)로 구성된다.

바람직하게는, 발광부(100)는 한 개 이상의 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp], CCFL)나, 한 개 이상의 발광다이오드(LED)로 이루어진다. 또한, 도광판(105)의 하부에 광반사 효율을 높이기 위해 반사시트(110)와 같은 반사재료를 구비하며, 발광부(100)에서의 광의 외부 유실을 최소화하기 위해서 광 차단 수단(100a)을 추가로 구비할 수 있다.

한편, 도광판(105)의 제작은 초박형으로 제작하면 사출 공법, 스크래치 공법의 적용이 매우 어렵다. 그리고 인쇄 공법의 경우 가공은 쉽지만 높은 휘도를 얻을 수 없어서 적용이 어렵다. 따라서, 레이저가공 공법이 대안으로 적용될 수 있다. 도광판(105)의 재료로는 광의 전반사 및 재료 내의 흡수 손실을 최소화하기 위해 광 굴절률 및 광 투과율이 높으며, 가공성이 좋고, 저가의 손쉽게 조달할 수 있는 재료를 이용한다. 이러한 재료로서 고투명 실리콘 고무 수지, 폴리카보네이트 수지(PolyCarbonate, PC), 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic PolyUrethanes, TPU) 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate, PET) 수지 등이 있다. 이들 중 열가소성 폴리우레탄 수지와 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지의 박형 도광판 가공성이 좋아 유리하다.

또한, 도광판(105)의 재료는 가능한 높은 광 투과율을 가지는 재료이어야 하고, 전체 발광 영역에서 색 편차가 생기지 않도록 소정 량의 색 보정 물질이 첨가된다. 색 보정 물질은 청색 계열의 물질을 사용하는데, 청색 안료나 청색 형광체 등이 있다. 이들 중 청색 안료는 직접적으로 붉은 파장영역의 광과 녹색파장 영역의 광을 제어함으로써 청색 계열의 광의 투과성이 떨어지는 문제를 보정하는 역할을 한다. 반면에, 청색 형광체는 발광부에서 발생한 자외선을 이용하는 방법으로서 자외선에 의해 여기된 형광체가 청색계열의 광을 냄으로써 부족한 청색을 보완함으로써, 색감을 맞추는 역할을 한다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 키패드 일체형 백라이트 장치의 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 키패드 층(203, 204)은 도 2와 같이 인쇄 등의 공법으로 색상층(204)과 표시층(203)을 형성할 수 있다. 키의 설계 요구에 따라 색상층(204)은 키 위치에 따라 다양한 색상이 설치될 수 있으며, 전체적으로 백색의 재료를 필요 부위에 형성할 수도 있다. 이러한 색상층(204)은 스크린 인쇄나 스프레이, 잉크젯, 임프린팅 등 다양한 공법으로 제작이 가능하다. 한편, 표시층(203)은 개구부(opening)(201)를 갖는 문자나 기호 모양으로 사용자가 시각적으로 보는 부분으로, 인쇄, 스프레이, 잉크젯, 임프린팅, 코팅 등 다양한 공법으로 제작이 가능하다. 키패드층(203, 204) 아래에는 도광판(205)이 위치하고 도광판(205)의 하면에는 도광 패턴이 형성된다. 도광판(205)의 일 측면에는 발광부(200)가 배치된다.

도광판(205)은 차후 메탈 스위치(207, 209)와의 접촉 동작을 손쉽게 하도록 하면에 하나 이상의 돌출부(208)를 구비하며, 이러한 돌출부(208)는 도광판(205)의 성형시에 함께 성형될 수 있다. 또한, 도광판(205)의 하면에는 광 반사기능을 가진 반사시트(210), 메탈돔 스위치(207, 209) 및 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)(206)이 배치된다. 또한, 한편, 도면부호 202는 투명 보호층으로, 상기 투명 보호층 재질은 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리프로필렌 테레프탈레이트(PET)를 사용할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따라 색 보정 물질 첨가량에 따른 상대적인 광 투과율을 나타내는 실험결과를 도시한 그래프로, 색 보정 물질 중 청색 안료를 사용하여 색 보정 물질의 첨가량에 따른 상대적인 광 투과율의 변화를 보여주고 있다.

도 3을 참조하면, 색 보정 물질을 100ppm 정도 첨가한 경우, 상대적인 광 투과율은 아무것도 첨가하지 않았을 때와 비교했을 때 95% 수준이다. 그러나 그 이상의 색 보정 물질을 첨가할 경우 광 투과율이 지나치게 낮아져, 전체 휘도를 낮추게 된다. 따라서, 도 3의 실험결과로부터 색 보정 물질을 100ppm 이상 지나치게 많이 사용하지 않는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.

한편, 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 도광판의 색 보정 물질 첨가량에 따른 상대적인 색 온도를 나타내는 실험결과를 도시한 그래프이다.

도 4b의 실험결과는, 색 보정 물질의 첨가량 가변시에, 도 4a에 도시된 바와 같이 도광판(405) 중심에 그은 가상선 A-A'를 따라 도광판(405) 내의 A로부터 A'위치에 따른 상대적인 색 온도를 보여주고 있다. 한편, 도면부호 400은 발광부이다. 즉, 색 보정 물질을 1ppm 부터 50ppm 까지 첨가하였을 때 색 보정물질이 증가함에 따라 도광판 내 위치에 따른 상대적인 색 온도가 감소하는 것을 보여준다. 그리고 100 ppm을 첨가하였을 때는 오히려 색 온도가 더 상승하는 것을 볼 수 있다. 100 ppm을 넘는 경우에는 상대적인 색 온도가 급격히 상승하여 제품 자체가 푸르게 보이는 현상이 발생하여 백색의 색감이 나타나지 않는 문제를 보였다. 따라서, 도 4b의 실험 결과로부터 색 보정 물질의 첨가는 1ppm 이상 100ppm 이내인 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.

이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 장치의 단면도,

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 키패드 일체형 백라이트 장치의 단면도,

도 3은 본 발명에 따라 색 보정 물질 첨가량에 따른 상대적인 광 투과율을 나타내는 실험결과를 도시한 그래프,

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 도광판의 색 보정 물질 첨가량에 따른 상대적인 색온도를 나타내는 실험결과를 도시한 그래프이다.

Claims (12)

1. 백라이트 장치에 있어서,

   도광 패턴부가 형성된 도광판;

   상기 도광판의 측면에 위치하여 상기 도광판으로 빛을 조사하는 하나 이상의 발광부; 및

   상기 도광판의 하부에 위치하는 반사시트;를 구비하며,

   상기 도광판은 투명 수지로 이루어지며, 상기 도광판의 투명 수지에 색 보정 물질이 첨가되는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 투명 수지는 열가소성 폴리 우레탄(TPU) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)인 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 색 보정 물질은 청색계열의 색상을 띤 물질인 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 색 보정 물질은 청색 형광체인 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 청색계열의 색상을 띤 색 보정 물질은 청색안료인 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 첨가되는 색 보정 물질의 양은 1 ~ 100 ppm인 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
7. 백라이트 장치에 있어서,

   도광 패턴부가 형성된 도광판;

   상기 도광판 상부에 위치하며, 상기 도광판과 일체형으로 구성된 키패드 층;

   상기 도광판의 측면에 위치하여 상기 도광판으로 빛을 조사하는 하나 이상의 발광부; 및

   상기 도광판의 하부에 위치하는 스위치를 포함한 인쇄회로기판;을 구비하며,

   상기 도광판은 투명 수지로 이루어지며, 상기 도광판의 투명 수지에 색 보정 물질이 첨가되는 것을 특징으로 하는 키패드 일체형 백라이트 장치.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 투명 수지는 열가소성 폴리우레탄(TPU) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이 트 (PET)인 것을 특징으로 하는 키패드 일체형 백라이트 장치.
9. 제 7항에 있어서,

   상기 색 보정 물질은 청색계열의 색상을 띤 물질인 것을 특징으로 하는 키패드 일체형 백라이트 장치.
10. 제 7항에 있어서,

    상기 색 보정 물질은 청색 형광체인 것을 특징으로 하는 키패드 일체형 백라이트 장치.
11. 제 9항에 있어서,

    상기 청색계열의 색상을 띤 색 보정 물질은 청색안료인 것을 특징으로 하는 키패드 일체형 백라이트 장치.
12. 제 7항에 있어서,

    상기 첨가되는 색 보정 물질의 양은 1 ~ 100 ppm인 것을 특징으로 하는 키패드 일체형 백라이트 장치.

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