KR20090106702A - 백라이트 장치 - Google Patents

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KR20090106702A
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Abstract

백라이트 장치가 개시된다. 이 장치는 도광판(light guide panel)과, 상기 도광판의 제 1 측면에 인접하여 제 1 면이 상기 도광판의 제 1 측면과 마주보는 제 1 광도파관(optical waveguide)과, 상기 제 1 광도파관의 제 2 면에 배치되어 상기 제 1 광도파관을 통해 상기 도광판에 빛을 보내는 복수개의 발광다이오드를 포함한다. 발광다이오드에서 발산되는 빛은 광도파관 내에서 반사 및 산란되어 균일하게 확산된 후 도광판으로 보내진다. 따라서, 광원에 가까운 도광판의 가장자리에 빛 얼룩이 생기지 않는다.

Description

백라이트 장치{Back Light Unit}
본 발명은 백라이트 장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 발광다이오드를 사용한 백라이트 장치에 관한 것이다.
액정표시장치의 구성부분인 백라이트 장치는 램프와 상기 램프로부터 발산되는 빛을 액정표시패널에 고르게 전달하기 위한 광학계를 포함한다.
종래에는 백라이트 장치에 냉음극형광램프(CCFL; old Cathod Fluorecent Lamp)가 주로 사용되었으나, 최근에는 발광다이오드가 냉음극형광램프를 대체하고 있는 추세이다.
발광다이오드는 냉음극형광램프에 비해 휘도가 높고 전력소모가 적어 휴대폰 및 PDA(Personal Digital Assistant) 등의 모바일 기기의 액정표시장치에 사용되고 있고, LCD 모니터, 노트북의 표시장치 및 LCD TV 등 대형 액정표시장치에도 발광다이오드가 사용되고 있다.
도 1은 종래의 발광다이오드를 사용한 백라이트 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 백라이트 장치는 도광판(10)의 한쪽 측면에 배치된 복수개의 발광다이오드(12)를 포함한다. 도광판(10)은 발광다이오드(12)에서 발산 되는 빛(Li)을 가이드한다.
상기 도광판(10)의 배면에 반사막이 형성되고, 상기 도광판(10)의 전면에는 확산시트 및 프리즘 시트와 같은 광학시트가 배치된다. 상기 도광판(10)으로 입사된 빛은 상기 반사막에서 상기 도광판(10)의 전면을 향하여 반사된다.
상기 발광다이오드(12)들은 일정한 간격으로 이격되어 배치된다. 상기 발광다이오드(12)에서 발산되는 빛(Li)은 일정한 지향각(θ)을 가진다. 상기 도광판(10) 내부에서는 빛이 확산되기 때문에 상기 도광판(10)은 균일한 밝기를 가질 수 있다. 그러나, 상기 발광다이오드들(12)의 지향각(θ)을 벗어난 영역에서 휘도가 감소하여 상기 도광판(10)의 가장자리에는 빛 얼룩이 생길 수 있다.
상기 도광판(10) 가장자리에 생긴 빛 얼룩은 액정표시장치에도 투영되어 화면 가장자리에서도 얼룩이 관찰될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 표시장치에 균일한 밝기의 빛을 발산하는 백라이트 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 도광판(10)의 가장자리에 빛 얼룩이 생기지 않는 백라이트 장치를 제공하는데 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 발광다이오드들의 빛이 확산되는 광도파관을 갖는 백라이트 장치를 제공한다.
이 장치는 도광판(light guide panel)과, 상기 도광판의 제 1 측면에 인접하여 제 1 면이 상기 도광판의 제 1 측면과 마주보는 제 1 광도파관(optical waveguide)과, 상기 제 1 광도파관의 제 2 면에 배치되어 상기 제 1 광도파관을 통해 상기 도광판에 빛을 보내는 복수개의 발광다이오드를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 도광판의 제 2 측면에 인접하여 제 1 면이 상기 제 2 측면과 마주보는 제 2 광도파관을 더 포함할 수 있다. 상기 제 2 광도파관의 제 2 면에도 복수개의 발광다이오드가 배치된다.
상기 제 1 및 제 2 광도파관은 빛이 통과할 수 있는 투명한 재료로 만들어진다. 빛이 통과하는 제 1 면 및 제 2 면을 제외한 상기 제 1 및 제 2 광도파관의 다른 면에는 반사막이 형성되어 있다. 따라서, 발광다이오드에서 발산된 빛은 상기 광도파관의 반사막에서 반사되어 도광판으로 보내질 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 광도파관에서 빛이 입사되는 면과 빛이 출사되는 면은 수직일 수 있다. 즉, 제 1 면과 제 2 면은 수직일 수 있다. 제 2 면으로 입사된 빛은 광도파관의 반사막에서 반사되어 제 1 면을 통해 출사된다.
본 발명에 따르면, 복수개의 발광다이오드에서 발산되는 빛이 광도파관 내에서 반사 및 산란되어 균일하게 확산될 수 있다. 이격된 발광다이오드들에서 발산되는 빛은 광도파관 내에서 1차 확산되어 도광판으로 보내진다. 따라서, 광원에 가까운 도광판의 가장자리에 빛 얼룩이 생기지 않는다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 본 발명에 대한 전반적인 이해를 제공하기 위한 것으로, 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이고, 본 발명은 여기서 소개되는 실시예에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 도면에서, 구성요소가 다른 구성 요소 "상"에 있다고 기재된 경우 이들 사이에 제3의 구성요소가 개재될 수도 있다. 또한, 구성요소와 다른 구성요소가 연결된다고 기재된 경우, 이들 구성요소 사이에 제3의 구성요소가 연결될 수도 있다.
도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 장치의 평면도이고, 도 2b는 도 2a의 I-I'를 따라 취해진 단면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 장치는 도광판(20)과 상기 도광판(20)에 인접하여 배치된 광도파관(24) 및 상기 광도파관(24)의 한쪽 면에 배치된 복수개의 발광다이오드(22)을 포함한다.
상기 도광판(20)은 폴리카보네이트, PMMA(polymethylmethacrylate) 및 유리 등으로 제작될 수 있다. 상기 도광판(20)은 배면에 도트, 사각, 타원 등의 여러 형상으로 난반사 패턴이 형성될 수 있다. 상기 도광판(20)의 배면에는 반사시트(26)가 부착 또는 형성되어 빛을 반사한다.
상기 도광판(20)의 전면에는 상기 도광판(20)에서 출사되는 빛을 균일하게 확산하는 확산시트(28)이 있다. 상기 확산시트(28) 상에 확산시트를 통과한 빛의 휘도를 높여주는 프리즘 시트가 더 있을 수 있다. 상기 확산시트를 통과한 빛은 상기 프리즘 시트를 통과하면서 상기 확산시트(28)의 표면에 대하여 수직인 방향으로 진행방향이 변경될 수 있다. 따라서, 확산시트(28)를 통과하여 여러방향으로 분산된 빛이 상기 확산시트(28)의 표면에 대해 수직방향으로 진행방향이 변경됨으로써, 상기 프리즘 시트를 통과한 빛의 휘도가 높아질 수 있다.
상기 도광판(20)의 측면은 상기 발광다이오드(22)에서 발산된 빛이 입사되는 입광면이 된다. 본 발명의 제 1 실시예에서, 상기 도광판(20)의 일측면이 입광면(25)이 되고, 상기 입광면(25)에 인접하여 상기 광도파관(24)이 위치한다. 상기 광도파관(24)은 상기 도광판(20)의 입광면(25)에 접하여 형성될 수 있다.
상기 입광면(25)에 대향하는 상기 도광판(20)의 측면에는 반사막(27)이 형성될 수 있다. 상기 반사막(27)은 상기 도광판(20)의 전면으로 출사되지 않고 상기 도광판(20)의 측면을 향한 빛을 상기 도광판(20) 내부로 반사함으로써 빛의 손실을 막는다.
상기 반사막(27)은 상기 입광면(25)에 대향하는 측면 뿐만 아니라 상기 입광면(25)을 제외한 나머지 상기 광도파관(20)의 측면에도 형성될 수 있다.
도 3은 광도파관을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 발광다이오드(22)로부터 발산되는 빛은 상기 광도파관(24)을 통과하면서 확산된 후 상기 도광판(20)으로 전해진다.
상기 광도파관(24)은 빛이 들어오는 면과 빛이 나가는 면을 가진다. 즉, 빛이 나가는 제 1 면(36)은 상기 도광판(20)의 입광면(25)에 대향하는 면이고, 빛이 들어오는 제 2 면(38)은 발광다이오드(22)가 배치되는 면이다.
상기 발광다이오드(22)에서 발산된 빛은 상기 광도파관(24)을 지나 상기 도광판(20)으로 전달되고, 이 과정에서 상기 제 2 면(38)으로 입사된 빛은 상기 광도파관(24)의 계면에서 반사되면서 제 1 면(36)을 향하여 진행한다.
상기 광도파관(24)의 계면, 즉, 상기 광도파관(24)의 측벽에는 반사막(34)이 더 형성될 수 있다. 상기 반사막(34)은 은, 알루미늄, 니켈 및 티타늄 등의 반사도가 높은 물질로 형성될 수 있다.
상기 반사막(34)이 형성된 상기 광도파관(24)의 측면에 다수의 패턴들이 형성될 수 있다. 상기 패턴들을 통과하는 빛은 굴절되어 상기 광도파관(24) 내부로 입사된 빛은 상기 광도파관(24)의 측면에서 난 반사되어 더욱 확산될 수 있다.
상기 광도파관(24)에서 상기 제 1 면(36)과 상기 제 2 면(38)은 동일 직선 상에 위치할 수 있다. 즉, 상기 제 2 면(38)에서 입사된 빛 중 적어도 일부는 반사되지 않고 직진하여 상기 제 1 면(36)을 통과할 수 있다.
이와는 달리, 상기 광도파관(24)은 굴절된 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 제 2 면(38)으로 입사된 빛은 상기 광도파관(24) 내부에서 반사되어 상기 제 1 면(36)을 향한다. 따라서, 상기 광도파관(24) 내에서 빛의 파속이 수차례 반사되어 확산될 수 있다. 또한, 상기 광도파관(24)이 평행한 구조일 때에 비해 상기 도광판(20)과 상기 광도파관(24)이 차지하는 면적이 작아 백라이트 장치의 면적을 줄일 수 있다.
도 4a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 장치의 평면도이고, 도 4b는 도 4a의 II-II'를 따라 취해진 단면도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 장치는 도광판(120)과 상기 도광판(120)에 인접하여 배치된 제 1 광도파관(124a) 및 제 2 광도파관(124b)를 포함하고, 상기 제 1 광도파관(124a) 및 상기 제 2 광도파관(124b)의 각각의 한쪽 면에 배치된 복수개의 제 1 발광다이오드(122a) 및 제 2 발광다이오드(122b)를 포함한다.
상기 제 1 광도파관(124a) 및 상기 제 2 광도파관(124b)는 상기 도광판(120)에서 서로 마주보는 측면에 인접하여 배치될 수 있다.
상기 도광판(120)은 폴리카보네이트, PMMA(polymethylmethacrylate) 및 유리 등으로 제작될 수 있다. 상기 도광판(120)은 배면에 도트, 사각, 타원 등의 여러 형상으로 난반사 패턴이 형성될 수 있다. 상기 도광판(120)의 배면에는 반사시트(126)가 부착 또는 형성되어 빛을 반사한다.
상기 도광판(120)의 전면에는 상기 도광판(120)에서 출사되는 빛을 균일하게 확산하는 확산시트(128)이 있다. 상기 확산시트(128) 상에 확산시트를 통과한 빛의 휘도를 높여주는 프리즘 시트가 더 있을 수 있다. 상기 확산시트를 통과한 빛은 상기 프리즘 시트를 통과하면서 상기 확산시트(128)의 표면에 대하여 수직인 방향으로 진행방향이 변경될 수 있다. 따라서, 확산시트(128)를 통과하여 여러방향으로 분산된 빛이 상기 확산시트(128)의 표면에 대해 수직방향으로 진행방향이 변경됨으로써, 상기 프리즘 시트를 통과한 빛의 휘도가 높아질 수 있다.
상기 도광판(120)의 측면은 상기 제 1 및 제 2 발광다이오드(122a, 122b)에서 발산된 빛이 입사되는 입광면이 된다. 본 발명의 제 2 실시예에서, 상기 도광판(120)의 일측면이 제 1 입광면(125a)이 되고 상기 제 1 입광면(125a)에 마주보는 상기 도광판(120)의 다른 측면이 제 2 입광면(125b)가 될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 광도파관(124a, 124b)은 각각 상기 도광판(120)의 제 1 및 제 2 입광면(125a, 125b)에 접하여 형성될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 입광면(125a, 125b)을 제외한 상기 도광판의 다른 측면에는 반사막이 형성될 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 백라이트 장치를 나타낸 평면도
도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 장치의 평면도
도 2b는 도 2a의 I-I'를 따라 취해진 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광도파관을 설명하기 위한 단면도
도 4a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 장치의 평면도
도 4b는 도 4a의 II-II'를 따라 취해진 단면도.

Claims (8)

  1. 도광판(light guide panel);
    상기 도광판의 제 1 측면에 인접하여 제 1 면이 상기 도광판의 제 1 측면과 마주보는 제 1 광도파관(optical waveguide);
    상기 제 1 광도파관의 제 2 면에 배치되어 상기 제 1 광도파관을 통해 상기 도광판에 빛을 보내는 복수개의 발광다이오드를 포함하는 백라이트 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 도광판 전면의 확산시트; 및
    상기 도광판 배면의 반사시트를 더 포함하는 백라이트 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 도광판의 제 1 측면에 대향하는 제 2 측면에 형성된 반사판을 더 포함하는 백라이트 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 광도파관의 제 2 면은 상기 도광판의 전면 또는 배면과 평행한 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제 1 광도파관의 표면에 반사막이 형성되어 있고, 상기 발광다이오드에서 발산되어 상기 제 1 광도파관의 제 2 면으로 입사된 빛은 상기 반사막에 반사되어 상기 제 1 광도파관의 제 1면을 통해 상기 도광판 내에 입사되는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 도광판의 제 1 측면에 대향하는 제 2 측면에 인접하여 제 1 면이 상기 제 2 측면과 마주보는 제 2 광도파관; 및
    상기 제 2 광도파관의 제 2 면에 배치되어 상기 제 2 광도파관을 통해 상기 도광판에 빛을 보내는 복수개의 발광다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 광도파관의 제 2 면은 상기 도광판의 전면 또는 배면과 평행한 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 광도파관의 표면에 반사막이 형성되어 있고, 상기 발광다이오드에서 발산되어 제 2 면으로 입사된 빛은 상기 반사막에 반사되어 제 1면을 통해 상기 도광판 내에 입사되는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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