KR20090119678A - 디스플레이장치용 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스플레이 장치용 백라이트 유닛에 관한 것으로, 백라이트 유닛이 빛을 방사하는 광원과, 상기 광원으로부터 방사되는 광을 전면(前面)으로 반사시키도록 일측 방향으로만 다수의 V홈이 형성되며, 상기 V 홈의 양측 경사면이 이루는 꼭지각(A)은 60 ~ 130°이고 V홈들 사이의 간격인 피치(P)는 0.2 ~ 1.6mm 이며, V 홈의 깊이(H)는 0.01 ~0.20 mm인 도광판과, 상기 도광판을 통해 전달된 상기 광원으로부터의 빛을 상기 도광판의 전면을 향해 반사하는 리플렉터로 이루어지며, 상기 광원은 상기 도광판의 양측부 또는 일측부 중 한 곳에 선택적으로 배치되어서 도광판의 전면으로 균일하게 빛을 분산시킬 수 있으며, 제품의 제조를 용이하고 간단하게 할 수 있다.
도광판, 광원, V홈, 패턴, 반사, 경사각, 디스플레이, 스크레이퍼, LED, 스크래치, 피치

Description

디스플레이장치용 백라이트 유닛 {BACKLIGHT UNIT FOR DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 디스플레이장치용 V홈 패턴 도광판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광원으로부터 조사된 빛을 V자 형상의 V홈을 통해 도광판의 전면으로 반사시키는 디스플레이장치용 백라이트 유닛에 관한 것이다.
디스플레이장치는 영상신호에 기초하여 영상을 출력한다. 디스플레이장치 중에서 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display) 등과 같은 디스플레이장치는 RGB 색상을 출력하는 컬러패널을 가지며, 컬러패널 자체가 비발광성이기 때문에 컬러패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛을 구비하여 영상을 출력한다.
도 1은 종래의 백라이트 유닛의 구성을 도시한 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 백라이트 유닛(10)은 램프 등과 같이 광을 발산하는 광원(11)과, 광원(11)으로부터 입사되는 광을 면광원으로 변환시키기 위해 표면에 패턴(12a)이 형성되는 도광판(LGP, Light Guide Panel; 12)과, 도광판(12)의 일측에 마련되어 광원(11)으로부터 입사되는 광을 반사시키는 반사시트(13)와, 도광판(12)을 통해 입사되는 광을 확산 및 산란시켜 전체 화면에서의 휘도를 균일하게 하는 확산시트(14)와, 확산시트(14)를 통과하는 광을 프리즘 형상의 피치와 각도로 일정 한 방향으로 바꾸어 정면 휘도를 높여주는 프리즘시트(15)와, 프리즘시트(15)를 통과한 광의 손실을 줄이는 편광 시트(DBEF, Dual Brightness Enhancement Film; 16)를 포함하며, 광원(11)의 광을 도광판(12) 측으로 반사시키기 위한 리플렉터(reflector; 17)가 광원(11) 외측에 설치된다.
종래의 백라이트 유닛(10)은 광원(11)으로부터 조사되어 도광판(12)의 측면으로 입사되는 광이 전반사를 통하여 도광판(12) 내부로 전달되면, 도광판(12)의 표면에 형성된 패턴(12a)에 의하여 도광판(12)의 매질을 통하는 가시광이 전반사를 일으키게 되어 면광원으로 변화된다.
한편, 도광판(12)에 형성되는 패턴(12a)은 스크린 인쇄방식, 금형 가공방식, 폴리싱 롤(Polishing Roll) 전사방식 등에 의해 가공된다.
여기서, 스크린 인쇄방식은 잉크를 분사시킨 도트로 패턴을 형성하는 방식으로서, 안정적인 가공방법이지만 인쇄 후 UV공정이 필요하며 개별적인 생산에 의하기 때문에 신뢰도가 떨어지고 불량률이 높은 문제가 있다. 또한, 스크린 인쇄방식에 의하면 V형 홈이 형성되지 않아 후술하는 금형 가공방식에 비해 수율이 다소 떨어지는 문제가 있다.
그리고, 금형 가공방식은 금형에 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, PolyMethylMethAcrylate) 등의 성형수지를 주입하여 경화시킨 후 광산란기능을 가진 형상을 제작하여 도광판을 직접 사출하는 방법으로서, 대량생산에 적합하지만 도광판의 열변형에 의한 불량이 많고, 금형제작에 소요되는 비용 및 기간이 증가하는 문제가 있다.
즉, 종래의 금형 가공방식은 휘도 및 균일도가 좋은 V형 홈의 형성이 가능하지만, 하나의 투스(Tooth) 또는 50여개의 투스를 이용하여 스크레이퍼를 구성하기 때문에 스크레이퍼의 유지보수가 어렵고, 수백개의 V형 홈을 형성해야 하므로 시간이 많이 소요된다. 또한, 패턴을 형성한 후 디스플레이장치의 모델별 크기에 따라 절단하는 가공방식에 의하므로 패턴이 파손될 우려가 있다.
한편, 폴리싱 롤 전사방식은 한쪽면에 패턴을 형성하고 반대쪽면에 기능성수지 등의 확산재를 투입하여 확산판재를 제작하는 방식으로서, 평탄도와 균일도를 향상시킬 수 있지만, 롤의 표면에 이물질이 부착된 경우에도 압출기를 정지할 수 없으며 일정한 두께를 구현하기 어려워 불량률을 감소시킬 수 없고 생산성이 저하되는 문제가 있다.
또한, 종래의 도광판(12)은 모서리 부분까지 경사패턴이 형성되어 있기 때문에, 도광판(12)의 모서리 부분으로 입사되는 광이 도광판(12)의 외부로 산란되어 컬러패널을 효율적으로 비출 수 없는 문제 역시 가지고 있다.
따라서, 본 발명은 광원으로부터 입사되는 광의 휘도와, 균일도를 향상시켜 광전도기능이 우수하고 안정성이 확보되며, 광원이 도광판의 양측부에 배치되는 경우 광을 더욱 효율적으로 확산시킬 수 있고, 일측 방향의 패턴을 한 번에 형성하여 생산성이 우수하며, 압출성형 제품과 달리 가공면의 파손 우려가 없는 디스플레이장치용 백라이트 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 분진, 소음, 악취 등이 발생하지 않는 친환경적 제조공정에
적합하며, 재료비 및 제조원가의 절감이 가능하고, 기존의 생산공정보다 적은 인력에 의해 제품의 생산이 가능하고, 발광다이오드(LED, Light Emitting Diode)를 적용하고 냉음극 형광 램프(CCFL, Cold Cathode Fluorescent Lamp)를 제거하여 디스플레이장치의 슬림(Slim)화가 가능하며, LED광원을 적용한 TV용 대형 디스플레이장치 및 모니터, 노트북에도 사용 가능한 을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 다수개의 홈에 대응하는 스크레이퍼에 의해 도광판을 단계적으로 스크래치하여 투스를 형성함으로써 열에 의한 마모를 작게 하여 제품의 대량 생산이 가능한 디스플레이장치용 백라이트 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 빛을 방사하는 광원과, 상기 광원으로부터 방사되는 광을 전면(前面)으로 반사시키도록 일측 방향으로만 다수의 V홈이 형성되며, 상기 광원으로부터 전달된 광을 상기 다수의 V 홈의 위치에서 균일하게 분산시키도록 상기 V홈의 형상이 V홈의 위치에 따라 60 ~ 130의 같은 형상을 이루기도 하고, 상이하게 할 수도 있으며, 상기 V 홈의 양측 경사면이 이루는 꼭지각(A)은 60 ~ 130°이고 V홈들 사이의 간격인 피치(P)는 0.2 ~ 1.6mm 인 도광판과, 상기 도광판을 통해 전달된 상기 광원으로부터의 빛을 상기 도광판의 전면을 향해 반사하는 리플렉터로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 V홈은 도광판 가장자리의 에지부분이 깨어짐으로써 발생하는 빛이 누설되는 것을 방지하도록 각각 도광판의 가장자리로부터 기설정된 거리만큼 이격되어 형성된다.
상기 광원은 상기 도광판의 양측부 또는 일측부에 배치되는 에지형(Edge Type)인 것이 바람직하다.
상기 V홈은 상기 제1스크레이퍼의 스크래핑에 의해 일부 패턴이 형성된 후, 상기 제1스크레이퍼와 수평위치가 상이하고 상기 도광판에 접하여 스크래핑을 수행하는 제2스크레이퍼에 의해 전체 패턴이 완성될 수 있다.
상기 V홈의 각도(A, θ)와, 깊이(H)와, 폭(W) 및 피치(P) 중 적어도 어느 하나가 변경 가능하다.
상기 광원은 기설정된 간격에 따라 상기 도광판을 관통하는 복수의 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 본 발명에 따른 디스플레이장치용 백라이트 유닛에 의하면 도광판을 통해 입사되는 광의 휘도와, 균일도를 향상시켜 광전도기능이 우수하고 안정성이 확보된다.
그리고, 본 발명에 따른 디스플레이장치용 도광판에 의하면 광원이 도광판의 양측부 또는 일측부에 배치되는 에지형(Edge Type)인 경우 광을 더욱 효율적으로 확산시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 디스플레이장치용 백라이트 유닛에 의하면 복수의 방향의 패턴을 한 번에 형성하여 생산성이 우수하다.
그리고, 본 발명에 따른 디스플레이장치용 도광판에 의하면 압출성형 제품과 달리 가공면의 파손 우려가 없다.
또한, 본 발명에 따른 디스플레이장치용 백라이트 유닛에 의하면 분진, 소음, 악취 등이 발생하지 않는 친환경적 제조공정을 실행할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 디스플레이장치용 백라이트 유닛에 의하면 재료비 및 제조원가의 절감이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 디스플레이장치용 백라이트 유닛에 의하면 기존의 생산공정보다 적은 인력에 의해 제품의 생산이 가능하다.
그리고, 본 발명에 따른 디스플레이장치용 백라이트 유닛에 의하면 양면가공이 가능하여 프리즘 시트의 제거가 가능하고, 확산부재를 대체할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 디스플레이장치용 백라이트 유닛에 의하면 발광다이오드(LED)를 적용함으로써 광원이 도광판의 일측부 또는 양측부 에지(Edge)에 장착되 어 디스플레이장치의 슬림(Slim)화가 가능하다.
그리고, 본 발명에 따른 디스플레이장치용 백라이트 유닛은 소형의 노트북 디스플레이장치뿐만 아니라 대형 디스플레이장치에도 사용 가능하다.
또한, 본 발명은 다수개의 홈에 대응하는 스크레이퍼에 의해 도광판을 반복하여 긁어서 V홈 패턴을 형성하여 제품을 대량 생산할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 디스플레이장치용 백라이트 유닛에 대하여 상세히 설명한다.
본 출원인 및 발명자가 2007년 4월 9일 출원하고 2008년 10월 30일 공개되었으며, 2008년 10월 29일에 등록된 특허등록 10-0866828호와 연관하여 본 발명에 따른 도광판의 제조장치를 설명하면, 도 12는 본 발명에 따른 도광판 제조 장치를 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 도광판 제조 장치(102)는 도광판(100)에 패턴(100a), 구체적으로는 도광판(1)의 이송방향인 Y축 방향으로 패턴(100a)을 형성시키는 장치로서, 도광판(100)이 고정되는 스테이지(104)와, 스테이지(104)를 직선 운동시키는 도광판이송수단(120)과, 도광판(100)의 이동 경로를 따라 배열됨과 아울러 도광판(100)에 접하여 패턴(100a) 각각을 스크랩핑하는 투스(400a, 400b)를 나누어 가짐으로써 일부 패턴(100a)을 각각 형성시키는 다수의 제1 스크레이퍼(400) 및 제2 스크레이퍼(500)를 포함한다.
스테이지(104)는 상면에 마련되는 클램핑수단에 의해 도광판(100)을 고정시킬 수 있으며, 바람직하게는 도광판(100)의 고정시 손상을 최소화하기 위하여 도광 판(100)을 진공으로 척킹(chucking)하도록, 외부의 진공공급부로부터 진공이 공급되는 진공홀(미도시)을 상면에 다수로 형성하고 있다.
도광판이송수단(120)은 테이블(510) 상에 설치되어 스테이지(104)를 직선 운동시킴으로써 도광판(100)을 이송시키는데, 이를 위해 유압 또는 공압 실린더를 사용할 수 있으며, 본 실시예에서는 모터의 구동력을 이용하여 스테이지(104)를 이송시킨다.
도광판이송수단(120)은 회전력을 발생시키는 이송모터(121)와, 이송모터(121)의 회전력을 전달받아 회전하는 리드스크루(122)와, 리드스크루(122)에 나사결합되어 스테이지(104)에 설치되는 볼스크루(123)를 포함한다.
이송모터(121)는 서보 모터 또는 스텝 모터 등과 같이 이송량을 제어할 수 있는 모터가 사용되며, 벨트(124) 등에 의해 회전력을 리드스크루(122)로 전달한다.
리드스크루(122)는 외주면에 나사가 형성되며, 길이방향이 도광판(100)의 이송방향과 평행하도록 설치된다.
볼스크루(123)는 스테이지(104)에 고정되어 리드스크루(122)에 나사 결합됨으로써 리드스크루(122)의 회전에 의해 직선 운동함으로써 스테이지(104)를 이송시킨다.
도광판이송수단(120)은 스테이지(104)를 이송시 가이드함과 아울러 평행을 유지하도록 하기 위하여 리드스크루(122)와 평행하게 설치되는 한 쌍의 가이드부재(125)가 스테이지(104) 양측을 가이드한다.
제 1 스크레이퍼(130)와 제2 스크레이퍼(140)는 도광판(100)의 이동 경로에 직교하도록 설치되됨과 동시에, 이동 경로를 따라 나란하게 다수로 배열되어 있다.
각각은 도광판이송수단(120)에 의해 이송되는 도광판(1)에 선접촉되어 패턴(100a) 각각을 스크랩핑하는 투스(400a, 400b)를 나누어 가짐으로써 도광판(100)에 전체 패턴(100a)을 형성시키는 것을 분담한다. 따라서, 이동하는 도광판(100)이 제 1 스크레이퍼(130,140) 각각에 순차적으로 선접촉하여 통과함으로써 일부 패턴(100a)을 단계적으로 형성하여 전체 패턴(100a)을 형성한다.
본 실시예에서 스크레이퍼는 한 쌍의 제1 스크레이퍼(130)와 제2 스크레이퍼(140)로 이루어지는데, 이에 한하지 않고 3 개 이상으로 이루어질 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이장치용 V홈 패턴 도광판(100)을 도시한 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디스플레이장치용 백라이트 유닛(100)은 적어도 하나의 광원(110)을 포함하고, 광원(110)으로부터 입사되는 광을 면광원으로 변환시키기 위한 V홈(100a)가 도광판(100)의 표면에 형성되어진다.
본 발명에 따른 디스플레이장치용 V홈 패턴 도광판(100)은 아크릴이나 폴리카보네이트 등과 같이 투명한 수지의 얇은 판(직육면체) 형태로 제조되며, 아크릴이나 폴리카보네이트의 광 투과를 더욱 좋게 하기 위하여 LED 램프가 배치된 양측부를 경면(鏡面)가공(매끄럽게 평탄한 면으로 가공)한다. 본 발명에 따른 도광판(100)은 LCD TV, 모니터 및 노트북의 백라이트 유닛에 사용될 수 있다.
여기서, 광원(110)은 발광다이오드(LED, Light Emitting Diode)로 구현될 수 있고, 기설정된 간격에 따라 도광판(100)을 관통하는 복수 개가 마련될 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 선광원뿐만 아니라 일정한 간격에 의해 배열된 점광원으로 구현되는 것도 가능하다.
광원(110)으로부터 방사되는 광은 도광판(100)의 상측면으로 출사되며, 입사된 광의 다른 일부는 도광판(100)을 투과하여 하부면을 통해 출사되는데, 출사된 광은 반사시트(미도시)에 반사된 후 다시 도광판(100)으로 입사되고, 상기와 같은 과정을 통해 균일한 분포를 이루며 상부면으로 출사된다. 이와 같이 일정한 방향으로 균일하게 분포된 광은 V홈에 의해 디스플레이장치의 액정표시패널의 전체 표면에 대해 수직한 방향으로 균일하게 방사된다.
도 3은 본 발명에 따른 디스플레이장치용 V홈 패턴 도광판(100)이 보호시트와 결합하여 백라이트 유닛을 구성하는 형상을 도시한 사시도이다. 본 발명에 따른 디스플레이장치용 V홈 패턴 도광판(100)에 형성된 V홈(100a)에 의해 광원으로부터 입사되는 광을 면광원으로 변환되어 방사된다.
한편, 본 발명에 따른 도광판(100)은 수십개의 LED램프가 도광판의 일측부 또는 도광판의 양측부 각각에 배치된 구조를 가지는 에지형(Edge Type)으로 구현되는 경우 측면에서 입사되는 광이 산란되는 것을 방지하여 더욱 효율적으로 광을 확산시킬 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 디스플레이용 도광판(100)에 형성된 V홈(100a)을 도시한 단면도이다. 도 4에서, V홈(100a)의 꼭지각 각도 A는 60°~ 130°의 범위이며, 좀더 바람직한 범위로는 85°~115°이다. 이 꼭지각(A)는 광원(110)으로부터 방사되어 경사면에 도달한 빛을 굴절시키는 각도를 결정한다. 이 꼭지각(A)는 V 홈(100a)의 후술하는 경사면들의 경사각(θ11~θ45)과 연동되어 설정된다. 상기 꼭지각(A)이 크게 되면 빛의 투과율이 증가하게 되고, 상기 꼭지각(A)이 작게 되면 빛의 반사율이 크게 된다.
V홈(100a) 사이의 피치(P)는 0.2 ~ 1.6mm의 범위이며, 좀더 바람직하기로는 0.3mm~1.4mm이다. 피치가 크면 반사되는 빛의 개수가 작아서 조도가 낮게 되고, 피치(P)가 작으면 반사되는 빛의 개수가 증가하므로 조도가 증가한다. 반면에 피치(P)가 크면 V홈(100a) 성형시 V홈(100a) 사이의 열 전달이 작으므로 성형이 용이하고, 피치(P)가 작으면 스크레이퍼(400)에 의한 V홈(100a) 성형시 V홈(100a) 사이의 열 전달이 크므로 도광판(100) 바디의 손상 확률이 크므로 제품 성형의 어려움이 증가한다.
V홈(100a)의 깊이(H)는 0.01 ~0.20 mm이며, 좀더 바람직하기로는 0.02 ~ 0.09 mm이다. V홈(100a)의 깊이(H)가 작으면 반사량이 작게 되고, V홈(100a)의 깊이(H)가 크면 홈의 가공이 어렵다.
도 5는 본 발명에 따른 디스플레이장치용 V홈 패턴 도광판(100)의 모서리 부분을 확대한 부분확대도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디스플레이장치용 도광판(100)의 표면에는 V홈(100a)으로부터 반사된 빛이 외부로 누설되는 것을 방지하도록 그 가장자리로부터 기설정된 거리만큼 이격되어 V홈(100a)이 형성된다. 화살표 Y는 스크레이퍼(400) 혹은 도광판(100)의 진행방향을 나타내고, 화살표 X는 스크레이퍼(400)에 대하여 도광판(100)의 V홈(100a)을 교대로 배치하기 위한 스크레이퍼(400) 혹은 도광판(100)의 이동 방향을 의미한다.
한편, 본 발명에 따른 도광판은 V홈(100a) 및 제2 V홈(100b)이 단계적으로 형성되어 전체가 완성된다. 도 6은 도광판(100)의 V홈 패턴(100a)이 형성되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 도광판(100)의 V홈(100a)은 도광판(100)의 이송방향과 수평하는 방향으로 이동하며 패턴을 형성시키는 제1스크레이퍼(400)에 의해 전체 패턴이 단계적으로 형성된다. 물론, 제1스크레이퍼(400)가 고정된 상태에서 본 발명에 따른 도광판(100)이 제1스크레이퍼(400)의 이동방향과 수평하는 방향으로 이동하여 패턴이 단계적으로 형성되는 것도 가능하다.
V홈(100a)은 1차 가공단계에서 기설정값 이상의 피치를 가지는 제1스크레이퍼(400)의 투스에 의해 형성되고, 2차 가공단계에서 상기 제1 스크레이퍼(400)가 도광판(100)의 이송방향과 직교하는 방향으로 기설정된 거리만큼 이동함으로써 패턴이 형성되지 않은 표면에 V홈(100a)의 나머지가 형성되어 전체가 완성될 수 있다. 1차 가공단계에서 홀수 번째의 V홈(100a)이 제1스크레이퍼(400)에 의해 먼저 형성되고, 다음으로 2차 가공단계에서 짝수 번째의 V홈(100b)이 형성된다.
여기서, 스크레이퍼(400) 및 V홈(100a)가 가지는 피치(P)는 0.2 ~ 1.6mm범위 내에서 설정되며, 좀더 구체적으로는 0.3mm 이상인 것이 바람직하다. 만일, 스크레이퍼(400)의 피치가 기설정값 미만인 경우 도광판은 열로 인해 V형 홈이 형성될 수 없고 녹아내릴 우려가 있지만, 본 발명에 따른 디스플레이장치용 V홈 도광판(100)에서는 V홈(100a)을 분리하여 형성하기 때문에 정밀한 패턴을 신속하게 형성할 수 있다. 그리고, 동일한 방법에 의해 제2패턴(100b) 역시 단계적으로 형성되기 때문 에 높은 정밀도를 가진다.
그리고, 여기서는 본 발명의 실시예를 2단계에 걸쳐 패턴이 형성되는 것으로 설명하고 있지만, 3단계 또는 4단계 등으로 단계의 수를 조절할 수 있다. 이렇게 패턴이 단계적으로 형성됨으로써, 불량을 방지할 수 있으며, 수십 번 반복하는 기존의 금형가공 방식에 비해 패턴형성의 단계 수를 줄일 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 도광판(100)의 V홈(100a, 100b)를 형성하기 위한 스크레이퍼의 구성에 대한 또다른 실시예를 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제1스크레이퍼(400) 뿐만 아니라 제2스크레이퍼(500)가 마련되어 순차적으로 패턴형성과정이 진행되는 것도 가능하다. 이 때, 제1스크레이퍼(400)와 제2스크레이퍼(500)는 수평방향으로 V형 홈의 간격만큼 위상차를 가지며, 제1스크레이퍼(400)와 홀수 번째의 V홈(100a)을 형성하면, 제2스크레이퍼(500)는 짝수 번째의 V홈(100b)을 형성한다.
또한, 제1스크레이퍼(400) 또는 제2스크레이퍼(500)에는 열을 공급하는 히터(미도시)가 설치되고, 설치된 히터에서 공급되는 열을 도광판(100)으로 전달함으로써, 열 전달 없이 강제로 도광판(100) 바디의 표면을 스크래치하는 것에 비해 소프트하게 정확하고 정밀도 있는 패턴의 형성이 가능하다.
여기서, 본 발명에 따른 디스플레이장치용 V홈 도광판(100)은 V홈(100a) 또는 제2패턴(100b)을 한 번에 형성하는 것이 아니라 여러 단계에 걸쳐 순차적으로 형성되기 때문에, 형성과정에서 제1스크레이퍼(400) 또는 제2스크레이퍼(500)로부터 전달되는 열을 분산시키고 열적 변형을 억제할 수 있으므로 도광판의 품질을 향 상시킬 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 디스플레이장치용 V홈 패턴 도광판(100)을 제조하는 제조장치에서는 도광판(100)의 양쪽 수평도 및 두께를 측정하는 센서가 마련될 수 있다. 그리하여, 1차 가공 후 본 발명에 따른 도광판(100)의 수평도 및 두께를 측정하고, 측정된 수평도 및 두께에 따라 2차 가공시 제1스크레이퍼(400)의 기울기를 조절하여 도광판(100)과 제1스크레이퍼(400)의 수평도 및 두께를 일치시킨다. 도광판 제조장치는 수평도 및 두께 등의 정보를 저장하는 저장부와, 마이컴 등의 제어부가 구비되어 정밀하게 패턴을 형성할 수 있다.
다음에는 도 8을 참조하여 본 발명의 제 3 실시예에 따른 도광판에 대해 설명한다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 도광판(100)의 단면도이다. 광원(110)은 렌즈 기능을 하는 도광판에 빛을 조사하도록 도광판(100)의 일측에 배치되어 있다. 도광판(100)에는 상기 광원(110)으로부터 조사된 빛을 상기 도광판(100)의 전면으로 반사시키도록 V자 형상의 단면을 가진 홈인 V홈(100a1, 100a2, 100a3, 100a4, 100a5)이 다수개 형성되어 있다.
상기 V홈(100a1, 100a2, 100a3, 100a4, 100a5)은 빛을 먼저 수광하는 내측 경사면(AA)과 빛을 나중에 수광하는 외측 경사면(BB)으로 이루어지며, 상기 내측 경사면(AA)은 도광판(2)의 저면에 대해 내측 경사각(θ11, θ12, θ13, θ14, θ15)을 가지고, 상기 외측 경사면(BB)은 상기 도광판(100)의 저면에 대해 외측 경사각(θ21, θ22, θ23, θ24, θ25)을 가지고 있다.
상기 광원(110)의 빛을 도광판(100)의 전면으로 균일하게 반사시키기 위해 상기 V홈(100a1, 100a2, 100a3, 100a4, 100a5)의 내측 경사각(θ11, θ12, θ13, θ14, θ15)이, V홈(100a1, 100a2, 100a3, 100a4, 100a5)이 광원이 배치된 도광판의 가장자리에 가까울수록 수직각에 가깝고, V홈(100a1, 100a2, 100a3, 100a4, 100a5)이 광원이 배치된 도광판의 가장자리로부터 멀어질수록 180°에 가깝게 설정되어 있다.
상기 내측 경사각(θ11, θ12, θ13, θ14, θ15)과 외측 경사각(θ21, θ22, θ23, θ24, θ25)은 90 ~160°내에서 설정되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 내측 경사각(θ11, θ12, θ13, θ14, θ15)은 상기 도광판(100)의 가장자리(edge)에 가까울수록 빛의 투과량을 증가시키고 상기 도광판(100)의 가장자리에서 멀어질수록 빛의 투과량을 감소시키기 위해 상기 V홈(100a1, 100a2, 100a3, 100a4, 100a5)이 도광판의 가장자리에 가까울수록 수직각(90°)에 가깝게 형성되어 있다.
상기 외측 경사각(θ21, θ22, θ23, θ24, θ25)은 상기 도광판(100)의 가장자리에 가까울수록 상기 리플렉터(17)로의 빛의 반사량을 증가시키고 리플렉터(17)로의 빛의 반사량을 감소시키기 위해 상기 V홈(100a1, 100a2, 100a3, 100a4, 100a5)이 도광판의 가장자리에서 멀어질수록 수직각(90°)에 가깝게 형성되어 있다.
각 V홈(100a1, 100a2, 100a3, 100a4, 100a5) 사이의 간격인 피치(P)는 도광판의 전면으로 균일하게 빛을 반사시키기 위해, 각 V홈(100a1, 100a2, 100a3, 100a4, 100a5) 사이마다 균일하게 형성되어 있다.
각 V홈(100a1, 100a2, 100a3, 100a4, 100a5)의 깊이(H)는 도광판의 전면으로 균일하게 빛을 반사시키도록 각 V홈(100a1, 100a2, 100a3, 100a4, 100a5) 마다 균일하게 형성되어 있다. 상기 V홈(100a1, 100a2, 100a3, 100a4, 100a5)의 깊이(H)는 0.01 ~ 0.12 mm 사이에서 설정되며, 바람직하기로는 0.02 ~ 0.09 mm 이다.
각 V홈(100a1, 100a2, 100a3, 100a4, 100a5)의 폭(W)은, 도광판(100)의 전면으로 균일하게 빛을 반사시키기 위해, 도광판(100)의 가장자리로부터의 거리에 따라 다르게 형성될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 스크레이퍼(400)에는 상기 도광판(100)에 V홈(100a1, 100a2, 100a3, 100a4, 100a5)을 형성시키도록 상기 V홈(100a1, 100a2, 100a3, 100a4, 100a5)과 대응하는 형상으로 형성된 스크레이퍼의 투스(Tooths, 400a1, 400a2, 400a3, 400a4, 400a5)가 형성되어 있다. 즉, 이 스크레이퍼의 투스(400a1, 400a2, 400a3, 400a4, 400a5)도 스크레이퍼의 가장자리로부터 거리에 따라 순차적으로 변화하여 설정된 내측 경사각(θ11, θ12, θ13, θ14, θ15)과 외측 경사각(θ21, θ22, θ23, θ24, θ25)이 형성되어 있다.
즉, 개개의 수동 공정이 아닌 기계 장치에 의한 일괄 공정으로 다수의 다양한 형상의 V홈(100a)을 형성시키도록 스크레이퍼(400)에 도광판(100)의 V홈(100a)에 대응하는 다수의 투스가 형성되어 있다.
한편, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따라. 광원(110, 19)이 도광판(100)의 양측 가장자리에 각각 배치될 수 있으며, 이 경우 도광판의 V 홈의 변화의 형상은 도광판(100)의 중심부를 기준으로 내측 경사면(AA)의 내측 경사각(θ11, θ12, θ13, θ14, θ15, θ31, θ32, θ33, θ34, θ35)과 외측 경사면(BB)의 외측 경사각(θ21, θ22, θ23, θ24, θ25, θ41, θ42, θ43, θ44, θ45)이 변화되도록 형성되어 있다. 즉, 도광판(100)의 전면으로 빛를 균일하게 반사시키기 위해 도광판(100)의 가장자리부터 도광판(100)의 중심부까지 내측 경사각(θ11, θ12, θ13, θ14, θ15, θ31, θ32, θ33, θ34, θ35)과 외측 경사각(θ21, θ22, θ23, θ24, θ25, θ41, θ42, θ43, θ44, θ45)이 순차적으로 변화되도록 V홈(100a)이 형성되어 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 5 실시예로서, 상기 광원(110, 19)의 빛을 도광판의 전면 중앙을 향하여 반사시키도록 상기 도광판(100)의 바디와 상기 스크레이퍼(400, 500)는 전체적인 단면이 곡면 형상 혹은 아크(arc) 형상으로 형성될 수도 있다. 빛을 도광판의 전면을 향하여 반사시키도록 곡면 형상은 반사되는 면을 기준으로 오목한 형상과 볼록한 형상 중 하나이다.
즉, 곡면 형상의 단면을 가진 도광판(100)의 V홈(100a)에 대응하도록 곡면 형상의 단면을 가진 스크레이퍼(400)에 다수의 투스(400a1, 400a2, 400a3, 400a4, 400a5)가 형성됨으로써 개개의 수동 공정이 아닌 기계 장치에 의한 일괄 공정으로 다수의 다양한 형상의 V홈(100a)을 형성시킬 수 있다.
도 13은 본 발명의 제6 실시예에 의한 도광판의 단면도이다. 도면에서는 본 발명의 개념을 설명하기 위하여 홈을 확대하여 도시함으로써 V홈(100a)의 개수가 10개 내외로 도시되지만, 실제로는 10개보다 더 많은 수의 V홈(100a)이 형성된다.
도광판(100)의 일측에만 설치된 광원(110)으로부터 멀어지는 방향일수록 상기 다수의 V홈(100a) 사이의 간격인 피치(P1, P2, P3, P4, P6, P7)가 점차로 작아지도록 상기 V홈(100a)이 상기 도광판(100)에 형성되어 있다. 이 경우 광원(110)에서 가까운 V홈(100a)들의 피치(P1, P2, P3)가 크므로 도광판(100)의 일측 가장자리 부분에서는 투과하는 빛에 대해 빛의 반사량이 작게 되며, 광원(110)에서 먼 V홈(100a)들의 피치(P4, P6, P7)가 작으므로 도광판(100)의 타측 가장자리에서는 투과하는 빛에 대해 빛의 반사량이 크다. 따라서 도광판(100)의 표면 전체로 볼 경우 반사량이 균일하게 된다.
한편, 이 경우, V홈(100a)의 깊이(H)와 꼭지각(A)은 홈의 가공성을 양호하게 함과 동시에 도광판(100)의 표면 전체에서 반사율을 균일하게 하도록, 피치(P1, P2, P3, P4, P6, P7)와 관계없이 항상 일정하다. V홈(100a)의 깊이(H)와 꼭지각(A)이 일정함에 따라 V홈(100a)의 내측 경사각(θ11)과 외측 경사각(θ21)도 V홈(100a)들 사이에서 균일하다.
도 14는 본 발명의 제7 실시예에 의한 도광판의 단면도이다. 도 14에 도시된 바와 같이, 도광판(100)의 양측부에 모두 광원(110)이 설치되어 있을 경우, 도광판()의 내측으로 갈수록 V홈(100a) 사이의 간격인 피치(P11, P12, P13, P14, P15, P16)가 감소한다. "양측부"는 도 14와 같이 도광판(100)의 양측에 모두 광원이 설치된 경우 광원의 위치를 의미한다.
이 경우 광원(110)에서 가까운 V홈(100a)들의 피치(P11, P12, P13)가 크므로 도광판(100)의 가장자리에서는 투과하는 빛에 대해 빛의 반사량이 작게 되며, 광 원(110)에서 먼 V홈(100a)들의 피치(P14, P16, P17)가 작으므로 도광판(100)의 중앙부위에서는 투과하는 빛에 대해 빛의 반사량이 크다. 따라서 도광판(100)의 표면 전체로 볼 경우 반사량이 균일하게 된다.
한편, 이 경우에서도 홈의 가공성을 양호하게 함과 동시에 도광판(100)의 표면 전체에서 반사율을 균일하게 하도록, 각 V홈(100a)의 깊이(H)와 꼭지각(A)은 균일하다.
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.
도 1은 종래의 디스플레이장치에 사용되는 백라이트 유닛의 구성을 도시한 단면도이며,
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이장치용 V홈 패턴 도광판을 도시한 사시도이며,
도 3은 본 발명에 따른 디스플레이장치용 V홈 패턴 도광판을 포함하는 백라이트 유닛을 도시한 사시도이며,
도 4는 본 발명에 따른 디스플레이장치용 V홈 패턴 도광판의 단면도이며,
도 5는 본 발명에 따른 디스플레이장치용 V홈 패턴 도광판의 가장자리를 확대하여 도시한 부분확대도이며,
도 6은 본 발명에 따른 디스플레이장치용 V홈 패턴 도광판의 V홈 패턴 및 제2패턴을 형성하는 과정의 일실시예를 도시한 도면이며,
도 7은 본 발명에 따른 디스플레이장치용 V홈 패턴 도광판의 V홈 패턴 및 제2패턴을 형성하는 과정의 제2 실시예를 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 도광판의 단면도,
도 9는 도 8에 도시된 도광판과 대응하는 스크레이퍼를 나타낸 도광판과 스크레이퍼의 단면도,
도 10은 광원이 도광판의 양측에 설치된 경우 본 발명의 제4 실시예에 의한 도광판의 단면도,
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 의한 전체적으로 곡면 형상의 단면을 가진 도광판과 스크레이퍼의 단면도,
도 12는 본 발명에 따른 도광판 제조 장치의 외관 사시도,
도 13은 본 발명의 제6 실시예에 의한 도광판의 단면도,
도 14는 본 발명의 제7 실시예에 의한 도광판의 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 백라이트 유닛 11, 19, 110 : 광원
12, 100 : 도광판 13 : 반사시트
14 : 확산부재 15 : 프리즘시트
16 : DBEF 17 : 리플렉터
100a, 100a1, 100a2, 100a3, 100a4, 100a5: V홈 패턴
100b : 제2패턴 200 : 커버
300 : 보호시트 400 : 제1스크레이퍼
400a1, 400a2, 400a3, 400a4, 400a5: 투스
500 : 제2스크레이퍼
A: 꼭지각 P, P11, P12, P13, P14, P15, P16: 피치
H: 깊이
θ11, θ12, θ13, θ14, θ15, θ31, θ32, θ33, θ34, θ35: 내측 경사각
θ21, θ22, θ23, θ24, θ25, θ41, θ42, θ43, θ44, θ45: 외측 경사각

Claims (11)

  1. 빛을 방사하는 광원과,
    상기 광원으로부터 방사되는 광을 전면(前面)으로 반사시키도록 일측 방향으로만 다수의 V홈이 형성되며, 상기 V홈의 양측 경사면이 이루는 꼭지각(A)은 60 ~ 130°이고 V홈들 사이의 간격인 피치(P)는 0.2 ~ 1.6mm 이며, V홈의 깊이(H)는 0.01 ~0.20 mm인 도광판과,
    상기 도광판을 통해 전달된 상기 광원으로부터의 빛을 상기 도광판의 전면을 향해 반사하는 리플렉터로 이루어지며,
    상기 광원은 상기 도광판의 양측부 또는 일측부 중 한 곳에 선택적으로 배치된 디스플레이 장치용 백라이트 유닛.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 광원으로부터 전달된 광을 상기 도광판의 전면에 균일하게 분산시키도록 상기 V홈의 형상이 상기 V홈의 위치에 따라 상이한 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제1 항에 있어서, 빛의 반사량을 균일하게 하기 위해, 광원에서 멀어지는 방향일수록 상기 다수의 V홈 사이의 간격인 피치(P)가 작아지도록 상기 V홈이 상기 도광판에 형성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 백라이트 유닛.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 도광판은 다수의 V홈이 형성된 도광판 바디로 이루어지고, 상기 도광판 바디는 상기 광원으로부터 전달된 빛을 도광판의 전면의 중앙 방향으로 굴절시키기 위해 전체적으로 곡면 형상인 단면을 가진 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 백라이트 유닛.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 광원은 도광판의 양측으로부터 도광판 내부로 빛을 전달하도록 상기 도광판의 양측에 설치된 하나 이상의 발광 다이오드(LED)로 이루어진 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 백라이트 유닛.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 광원은 상기 도광판의 일측으로부터 도광판 내부로 빛을 전달하도록상기 도광판의 일측에만 설치된 하나 이상의 발광 다이오드(LED)인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 백라이트 유닛.
  7. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다수의 V홈은 상기 V홈과 대응하는 형상으로 형성된 다수의 투스를 구비한 스크레이퍼에 의해 다수의 V홈이 동시에 형성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 백라이트 유닛.
  8. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 V홈은 V홈에서 반사된 빛이 외부로 누설되는 것을 방지하도록 상기 도광판의 가장자리로부터 기설정된 거리만큼 이격되어 형성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 백라이트 유닛.
  9. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 V홈은 V홈에 가해지는 열을 분산하도록 제1스크레이퍼의 스크래핑에 의해 일부 V홈이 형성된 후, 상기 제1스크레이퍼와 수평위치가 상이하고 상기 도광판에 접하여 스크래핑을 수행하는 제2스크레이퍼에 의해 다른 V홈이 형성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 백라이트 유닛.
  10. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 V홈은 V자 형상의 단면을 가진 홈이며, 상기 광원의 빛을 도광판의 전면으로 균일하게 반사시키도록 상기 홈 패턴의 내측 경사각은 도광판의 가장자리로부터의 거리에 따라 순차적으로 증가하고, 외측 경사각은 도광판의 가장자리로부터의 거리에 따라 순차적으로 감소하도록 설정된 것을 특징으로 디스플레이 장치용 백라이트 유닛.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 내측 경사각은 상기 도광판의 가장자리에 가까울수록 빛의 투과량을 증가시키고 상기 도광판의 가장자리에서 멀어질수록 빛의 투과량을 감소시키기 위해 상기 V홈이 도광판의 가장자리에 가까울수록 180°로부터 수직각(90°)에 가까우며,
    상기 외측 경사각은 상기 도광판의 가장자리에 가까울수록 리플렉터로의 빛의 반사량을 증가시키고 상기 도광판의 가장자리로부터 멀어질수록 리플렉터로의 빛의 반사량을 감소시키기 위해 상기 V홈이 도광판의 가장자리에서 멀어질수록 180 °로부터 수직각에 가까운 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 백라이트 유닛.
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