KR20090068735A - 정면 조광형 백라이트 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 램프에 인접하게 램프를 감싸는 확산부재를 부가하여 광효율을 증대시키고 광균일도를 향상시킨 정면 조광형 백라이트 장치에 관한 것이다. 본 발명의 백라이트 장치는, CCFL과 같은 램프를 선 광원으로 사용한 정면 조광형 백라이트에 있어서, 기구적인 구성인 커버 버텀;과 상기 커버 버텀 위에 실장되는 반사판; 상기 반사판 위에 평면으로 배열되는 다수의 램프들; 상기 램프의 측면광을 유효광으로 변환하기 위해 상기 램프들을 감싸는 확산부재; 상기 확산부재 위에 위치하는 확산판; 및 상기 확산판 위에 위치하는 광학 시트류를 구비한 것이다. 본 발명의 정면 조광형 백라이트 장치는 램프를 감싸는 확산부재에 의해 램프의 측면에서 방출되는 빛을 상면으로 향하게 함으로써 상면 출사광 분포를 균일하게 하여 상면 출사광량의 증대를 가져올 수 있다. 특히, 본 발명에 따라 부가된 확산부재는 램프와 램프 사이에 하향 프리즘 패턴이 위치하여 램프와 램프 사이의 외관을 개선함과 아울러 광효율을 증대시킬 수 있다.

백라이트, 정면 조광, 램프, 광효율, 확산부재, 패턴

Description

정면 조광형 백라이트 장치{DIRECT TYPE BACKLIGHT UNIT}

본 발명은 액정표시장치(LCD)용 백라이트 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 램프에 인접하게 램프를 감싸는 확산부재를 부가하여 광효율을 증대시키고 광균일도를 향상시킨 정면 조광형 백라이트 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치(LCD)의 백라이트(Back light)는 광원으로 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp) 등의 원통형 형광램프나 LED(Light Emitting Diode)소자, EL(Electro Luminescence)소자 등을 주로 사용하고, 광원이 배치되는 방식에 따라 측면 조광형(Edge-lighting)과 정면 조광형(Direct-lighting) 백라이트로 구분된다. 통상, 측면 조광형 백라이트 장치는 비교적 얇은 두께로 인하여 노트북이나 컴퓨터 모니터용 LCD에 주로 사용되고, 정면 조광형 백라이트 장치는 높은 광효율에 의해 TV 등과 같은 대화면을 목적으로 하는 LCD에 주로 이용된다.

종래의 정면 조광형 백라이트(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 램프(13)로부터의 빛을 확산시켜 균일도를 향상시키기 위하여 확산제가 첨가된 확산판(14) 위에 확산시트(15), 프리즘시트(16), DBEF(Dual Brightness Enhancement Film; 17 ) 등의 각종 보호 시트류가 적층되어 있고, 확산판(14)의 하측에는 일정 간격을 확보하여 다수의 램프들(13)이 평면으로 배열되어 있으며, 램프들(13)의 아래에 반사판(12)이 백라이트 장치의 커버버텀(11)에 부착되어 있다.

이러한 종래의 정면 조광형 백라이트는 도 2에 도시된 바와 같이, 램프의 측면에서 발산되는 빛이 대부분 유실되어 광효율이 낮았다.

종래의 정면 조광형 백라이트 장치는 확산판의 하측에 평면으로 램프들이 배치되어, 램프들에 의해 빛이 직접 방사되어 측면 조광형 백라이트 장치에 비해 광효율이 향상되어 대화면에 용이하게 적용할 수 있으나 램프의 측면으로부터 방출되는 빛의 손실이 큰 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 램프를 감싸는 확산부재를 부가하여 램프의 측면에서 출사되는 광도 유효광이 되도록 하여 광효율를 개선한 정면 조광형 백라이트 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 백라이트 장치는, CCFL과 같은 램프를 선 광원으로 사용한 정면 조광형 백라이트에 있어서, 기구적인 구성인 커버 버텀;과 상기 커버 버텀 위에 실장되는 반사판; 상기 반사판 위에 평면으로 배열되는 다수의 램프들; 상기 램프의 측면광을 유효광으로 변환하기 위해 상기 램프들을 감싸는 확산부재; 상기 확산부재 위에 위치하는 확산판; 및 상기 확산판 위에 위치하는 광학 시트류를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 확산부재는 상향 프리즘 형태나 렌즈 형태 혹은 다면체 형상을 가지며, 헤이즈 80% 이상, 투과율 80% 이상의 광학특성을 갖고 두께는 0.1t 내지 2t 인 것 이고,상기 램프 상측에 인쇄타입의 패턴이 형성되어 외관 무라를 개선한 것이다.

본 발명의 정면 조광형 백라이트 장치는 램프를 감싸는 확산부재에 의해 램프의 측면에서 방출되는 빛을 상면으로 향하게 함으로써 상면 출사광 분포를 균일하게 하여 상면 출사광량의 증대를 가져올 수 있다.

특히, 본 발명에 따라 부가된 확산부재는 램프와 램프 사이에 하향 프리즘 패턴이 위치하여 램프와 램프 사이의 외관을 개선함과 아울러 광효율을 증대시킬 수 있다.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

도 3은 본 발명에 따른 정면 조광형 백라이트 장치의 제1 실시예를 도시한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 확산부재의 특성을 설명하기 위한 일부 확대도이며, 도 5는 도 3에 도시된 확산부재의 다양한 형태를 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 제1 실시예의 백라이트 장치(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 기구적인 구성인 커버 버텀(111)과, 반사판(112), 다수의 램프들(113), 본 발명에 따라 램프의 유효 출사광을 증대시키기 위해 각 램프(113)를 감싸는 확산 부재(120), 확산판(114), 확산시트(115), 프리즘시트(116), DBEF와 같은 보호시트(117)가 적층된 구조로 되어 있다.

도 3을 참조하면, 커버 버텀(111)은 백라이트를 지지하는 기구적인 구성이고, 반사판(112)은 램프(113)의 후방에 위치하여 후방으로 방사되는 빛을 다시 전방으로 반사시켜 광효율을 증가시키기 위한 것이다.

확산부재(120)는 각 램프(113)에서 출사되는 측면광을 상향으로 유도하여 유효 출사광을 증대시키기 위한 것으로 각 램프를 감싸고 있다. 즉, 본 발명은 램프(113) 상면에 램프(113)와 동등한 피치(Pitch)로 램프(113)를 감싸는 확산부재(120)가 형성되어 램프(113)와 이웃하는 램프의 수평방향 기준 ±15° 이내의 유실광을 정면 지향성의 광들로 변환시키고, 그 상측에는 확산판(114)과 광학 시트류가 순차적으로 적층된 구조이다. 따라서 종래에는 각 램프의 수직방향에서 좌우로 대략 40°의 출사광이 유효하였으나 본 발명에서는 확산부재(120)를 사용함으로써 65°까지 증대되어 확산판(114)의 높이를 낮출 수 있어 슬림화가 가능하고 광효율을 높일 수 있다.

이러한 램프(113)를 감싸는 확산부재(120)의 특징은 도 4에 도시된 바와 같이, 확산부재(120)의 높이(h₂)가 확산판(114)까지의 거리(h₁)에 비해 작고, 램프(113)와 램프(113) 사이의 간격(d_L,d_S)은 일정하며, 확산부재(120)의 골의 폭(s_G)은 0에서부터 램프(113)와 램프(113) 사이의 간격(d_S)까지 가능하다.

또한 램프(113)를 감싸는 확산부재(120)는 도 5에 도시된 바와 같이, θ₁의 각도를 형성하는 상향 프리즘 형태나 렌즈 형태나 다면체 형상을 가지며 헤이즈(Haze) 80% 이상, 투과율 80% 이상의 광학 특성을 가지고, 두께는 0.1t ~ 2t 사이의 값을 가지며, 연속으로 배열되어 있다. 그리고 상측 표면에는 엠보 형상의 확산 비즈나 렌즈 형상이 랜덤하게 배열되어 광균일도와 효율을 증가시키도록 되어 있다. 도 5를 참조하면, (가)는 각 램프(113)를 감싸는 확산부재(120-1)의 형상이 사다리꼴 단면을 갖는 예이고, (나)는 각 램프(113)를 감싸는 확산부재(120-2)의 형상이 정상에 오목홈을 갖는 반구형 단면을 갖는 예이며, (다)는 각 램프(113)를 감싸는 확산부재(120-3)의 형상이 삼각형의 단면을 갖는 예이다.

그리고 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트의 확산판(114)은 종래의 확산판(114)과 동일하고, 확산판(114) 위에 확산시트(115)와 프리즘시트(116), 보호시트(117)가 순차적으로 적층되어 있다. 이러한 확산시트(115)과, 프리즘시트(116), 보호시트(117)의 구조 및 동작은 이미 잘 알려져 있으므로 더 이상의 설명은 생략한다.

도 6은 본 발명에 따른 정면 조광형 백라이트 장치의 제2 실시예를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 구조를 설명하기 위해 도시한 도면이며, 도 8은 본 발명의 제2 실시예의 변형예이다.

본 발명에 따른 정면 조광형 백라이트 장치의 제2 실시예(200)는 도 6에 도시된 바와 같이, 기구적인 구성인 커버 버텀(111)과, 반사판(112), 다수의 램프들(113), 본 발명에 따라 램프(113)의 측방향으로 방사되는 광을 유효광으로 출사시키기 위해 각 램프를 감싸고 있는 확산부재(120), 본 발명에 따라 상면에 연속된 볼록 패턴이 형성된 확산판(130), 확산시트(115), 프리즘시트(116), DBEF와 같은 보호시트(117)가 적층된 구조로 되어 있다.

도 6을 참조하면, 커버 버텀(111)은 백라이트를 지지하는 기구적인 구성이고, 반사판(112)은 램프(113)의 후방에 위치하여 후방으로 방사되는 빛을 다시 전방으로 반사시켜 광효율을 증가시키기 위한 것이다.

또한 확산부재(120)는 각 램프(113)에서 출사되는 측면광을 상향으로 유도하여 유효 출사광을 증대시키기 위한 것으로 각 램프(113)를 감싸고 있다. 즉, 본 발명은 램프 상면에 램프와 동등한 피치(Pitch)로 램프(113)를 감싸는 확산부재(120)가 형성되어 램프(113)와 이웃하는 램프(113)의 수평방향 기준 ±15° 이내의 유실광을 정면 지향성의 광들로 변환시키고, 그 상측에는 확산판(130)과 광학 시트류가 순차적으로 적층된 구조이다. 따라서 종래에는 각 램프(113)의 수직방향에서 좌우로 대략 40°의 출사광이 유효하였으나 본 발명에서는 확산부재(120)를 사용함으로써 65°까지 증대되어 확산판의 높이(h1)를 낮출 수 있어 슬림화가 가능하고 광효율을 높일 수 있다.

이러한 램프(113)를 감싸는 확산부재(120)의 특징은 도 7에 도시된 바와 같이 확산판(130)의 높이는 h1이고, 램프와 램프 사이의 간격은 d_L이며, 각도는 θ1이다. 그리고 본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트의 확산판(130)은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상면에 볼록 패턴이 연속적으로 형성되어 있다.

이와 같이 확산판의 상면에 볼록 패턴이 형성된 제2 실시예에서 각 요소들 의 특성은 다음 수학식1과 같다.

또한 제2 실시예에서 확산판(130) 위에 확산시트(115)와 프리즘시트(116) 등 광학 시트류가 순차적으로 적층되어 있다. 이러한 광학 시트류의 구조 및 동작은 이미 잘 알려져 있으므로 더 이상의 설명은 생략한다.

또한 제2 실시예의 변형에는 도 8에 도시된 바와 같이, 확산부재(130)의 상면 정상부위에 인쇄패턴(122)이 형성되어 무라를 개선한 예이다. 즉, 도 8은 램프(113)를 감싸는 확산부재(120)의 램프 상측에 인쇄타입의 패턴(122)이 각인됨으로써 외관 무라를 개선시킨 것이다.

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

도 1은 종래의 정면 조광형 백라이트 장치의 개략적인 구조를 나타낸 단면도,

도 2는 종래의 정면 조광형 백라이트에서 유실광을 설명하기 위한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 정면 조광형 백라이트 장치의 제1 실시예를 도시한 도면,

도 4는 도 3에 도시된 확산부재의 특성을 설명하기 위한 일부 확대도,

도 5는 도 3에 도시된 제1 실시예에서 확산부재의 다양한 형태를 도시한 도면,

도 6은 본 발명에 따른 정면 조광형 백라이트 장치의 제2 실시예를 도시한 도면,

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 구조의 특성을 설명하기 위해 도시한 도면,

도 8은 본 발명의 제2 실시예의 변형 예이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100,200: 백라이트장치 111: 커버 버텀

112: 반사판 113: 램프

114,130: 확산판 115,116,117: 광학 시트류

120,120-1,120-2,120-3: 확산부재 122: 패턴

Claims (3)

1. CCFL과 같은 램프를 선 광원으로 사용한 정면 조광형 백라이트에 있어서,

   기구적인 구성인 커버 버텀;과

   상기 커버 버텀 위에 실장되는 반사판;

   상기 반사판 위에 평면으로 배열되는 다수의 램프들;

   상기 램프의 측면광을 유효광으로 변환하기 위해 상기 램프들을 감싸는 확산부재;

   상기 확산부재 위에 위치하는 확산판; 및

   상기 확산판 위에 위치하는 광학 시트류를 구비한 것을 특징으로 하는 정면 조광형 백라이트 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 확산부재는

   상향 프리즘 형태나 렌즈 형태 혹은 다면체 형상을 가지며, 헤이즈 80% 이상, 투과율 80% 이상의 광학특성을 갖고 두께는 0.1t 내지 2t 인 것을 특징으로 하는 정면 조광형 백라이트 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 램프를 감싸는 확산부재는

   상기 램프 상측에 인쇄타입의 패턴이 형성되어 외관 무라를 개선한 것을 특징으로 하는 정면 조광형 백라이트 장치.

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