KR20150015426A - 에어리어 제어 가능한 백라이트 - Google Patents

Abstract

백라이트로서, 적어도 하나의 광섬유 발광 유닛을 가진 광섬유 발광 패널과 적어도 하나의 조명등을 가지고, 각 상기 광섬유 발광 유닛이, 접속되어 있는 발광부와 도광부를 가지고, 상기 발광부가 면형상의 발광 영역을 형성하고, 상기 도광부가 상기 광섬유 발광 패널의 일측 연부까지 연장되고, 상기 조명등이 상기 도광부의 단면에 설치된다.

Description

에어리어 제어 가능한 백라이트{Area-controllable backlight}

본 발명은, 백라이트 및 액정 디스플레이에 관한 것이다.

백라이트는, 액정 패널에서 조명광을 제공하는 부재이다. 에어리어 제어 가능한 백라이트는 일부 발광 영역이 표시의 요구에 따라 단독으로 점멸할 수 있는 백라이트이다. 종래의 에어리어 제어 가능한 백라이트는 주로 엣지 라이트형과 직하형으로 실현된다.

엣지 라이트형의 에어리어 제어 가능한 백라이트 기술은 종래의 도광판 구조를 사용하여 측면에서 입사된 발광 다이오드(LED)로부터의 광을 각 발광 영역으로 안내하고 에어리어 면광원을 형성하여 발광한다. 도광판은 부피가 무거워 조립하기 어렵기 때문에 노트북 등의 소형 백라이트 모듈에 적합하지 않다.

직하형(直下型)의 에어리어 제어 가능한 백라이트에서는, 각 발광 영역에 LED 면광원을 각각 배치하여 직하형의 조명을 한다. 혼광(混光) 거리를 유지할 필요가 있기 때문에 부피도 비교적 커 노트북 등의 소형 백라이트 모듈에 여전히 적합하지 않다.

또 상술한 2종류의 에어리어 제어 가능한 백라이트에는 모두 이하의 문제가 존재한다. 즉, 각 발광 영역이 각각 액정 패널상의 다른 위치에 위치함과 동시에 상응하는 LED등도 각 발광 영역에 각각 배치된다. 에어리어 제어를 실현하기 위해 상응하는 LED등의 점멸을 제어하도록 각 발광 영역에 구동 회로를 각각 배치할 필요가 있다. 공간 위치로 보아 이들 발광 영역이 비교적 단독으로 이격되어 있으며, 배치된 구동 회로도 상응하는 발광 영역의 위치에 따를 필요가 있다. 따라서 이들 구동 회로를 집중적으로 배치할 수 없게 되어 회로 설계도 어려워진다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 개선된 백라이트 및 액정 디스플레이를 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 구성은 백라이트로서, 적어도 하나의 광섬유 발광 유닛을 가진 광섬유 발광 패널과, 적어도 하나의 조명등을 구비하고, 각각의 상기 광섬유 발광 유닛은 접속되어 있는 발광부와 도광부를 가지고, 상기 발광부는 평면상의 발광 영역을 형성하고, 상기 도광부는 상기 광섬유 발광 패널의 일측 연부(緣部)까지 연장되고, 상기 조명등은 상기 도광부의 단면에 설치된다.

본 발명의 제2 구성은 액정 디스플레이로서, 액정 패널과 백라이트를 구비하고, 상기 백라이트는 적어도 하나의 광섬유 발광 유닛을 가진 광섬유 발광 패널과 적어도 하나의 조명등을 가지고, 각각의 상기 광섬유 발광 유닛은 접속되어 있는 발광부와 도광부를 가지고, 상기 발광부는 면형상의 발광 영역을 형성하고, 상기 도광부는 상기 광섬유 발광 패널의 일측 연부까지 연장되고, 상기 조명등은 상기 도광부의 단면에 설치된다.

본 발명에 의하면, 개선된 백라이트 및 액정 디스플레이를 얻을 수 있다.

본 발명의 실시형태나 종래 기술의 기술안을 보다 명확하게 설명하기 위해 이하 실시형태나 종래 기술에 필요한 도면을 하나씩 간단히 설명하기로 한다. 당연히 이하의 도면은 본 발명의 실시형태의 일부일 뿐이며 당업자라면 창조적인 활동을 하지 않는 전제로 이들 도면에 의해 다른 도면을 얻을 수 있다.
도 1은, 본 발명에 관한 에어리어 제어 가능한 백라이트의 제1 실시형태의 구조의 개략도이다.
도 2는, 도 1에 도시한 도광부의 작동 원리의 개략도이다.
도 3은, 도 1에 도시한 발광부의 작동 원리의 개략도이다.
도 4는, 본 발명에 관한 에어리어 제어 가능한 백라이트의 제2 실시형태의 구조의 개략도이다.
도 5는, 본 발명에 관한 에어리어 제어 가능한 백라이트의 제3 실시형태의 구조의 개략도이다.

본 발명의 실시형태의 목적, 기술안 및 장점을 보다 명확하게 하기 위해 이하 본 발명의 실시형태를 나타내는 도면에 기초하여 본 발명의 실시형태를 명확하고도 완전하게 설명한다. 당연히 여기에 기재된 실시형태는 단순히 본 발명의 실시형태의 일부일 뿐 본 발명의 모든 실시형태는 아니다. 본 발명의 실시형태에 기초하여 당업자가 창조적인 활동을 하지 않는 전제로 얻어지는 다른 실시형태는 전부 본 발명의 기술 범위에 포함된다.

도 1은, 본 발명에 관한 에어리어 제어 가능한 백라이트의 제1 실시형태의 구조의 개략도이다. 도 1에 도시한 바와 같이 해당 에어리러 제어 가능한 백라이트(100)는 적어도 하나의 광섬유 발광 유닛(1)으로 이루어진 광섬유 발광 패널(10)과 적어도 하나의 조명등(20)을 구비한다. 각 상기 광섬유 발광 유닛(1)은 접속되어 있는 발광부(11)와 도광부(12)를 구비하고, 상기 발광부(11)는 면 형상의 발광 영역을 형성하고, 상기 도광부(12)는 상기 광섬유 발광 패널(10)의 일측 연부(緣剖)까지 연장된다. 적어도 하나의 상기 조명등(20)은 각 발광 유닛(1)에 사용되는 도광부(12)의 단면에 대응하여 설치된다. 백라이트(100)는 이들 발광 유닛(1)을 고정시키는 프레임 등의 고정 장치를 더 구비해도 좋다. 또 전체적으로 판 형상이 되는 발광 패널(10)을 얻도록 이들 발광 유닛(1) 사이는 투명한 접착제 등으로 서로 고정되어도 좋다.

그 중에 상기 조명등(20)은, 예를 들면 스트랩 형상을 이루는 스트립 부재(21)에 설치되어도 좋다. 해당 스트립 부재(21)가 상기 광섬유 발광 패널(10)의 일측 연부에 설치된다. 조명등(20)을 스트립 부재(21)에 설치하는 것은 조명등(20)을 편리하게 부착하거나 제어하기에 유리하다.

이하, 본 실시형태에 관한 에어리어 제어 가능한 백라이트의 작동 원리를 상세히 설명하기로 한다.

도 2에 도시한 것처럼, 조명등(20)은 상기 도광부(12)의 단면에 설치되어 있다. 해당 조명등(20)은 조명광을 도광부(12)안에 입사하기 위한 것으로서, 발광 다이오드나 형광등이어도 좋다. 상기 조명등(20)으로부터의 광을 상기 도광부(12)에 커플링하기 위해 상기 도광부(12)의 단면에 광추(光錐)(13)를 더 접속해도 좋다. 도 2에 도시한 것처럼, 광추(13)는 외벽(132)과 이 외벽(132)을 둘러싸는 코어(131)를 구비한다. 광추(13)에서는 외벽(132)을 이루는 재료의 굴절율이 내부의 코어(131)를 이루는 재료의 굴절율보다 작기 때문에 조명등(20)으로부터의 광이 광추(13)에 들어간 후 전반사 원리에 의해 도광부(12)에 들어가 광커플링을 실현한다. 구체적으로는, 해당 도광부(12)는 외벽(122)과 외벽(122)을 둘러싸는 코어(121)를 구비한 도광 광섬유여도 좋다. 외벽(122) 재료의 굴절율도 내부 코어(121) 재료의 굴절율보다 작기 때문에 전반사 원리에 의해 도광부(12)에 입사된 광을 발광부(11)에 전송할 수 있다.

도 3에 도시한 것처럼, 발광부(11)와 도광부(12)는 서로의 단부에 의해 접속되고, 예를 들면 그것들은 투명 테잎(14) 등의 재료로 접착되어도 좋다. 전술한 것처럼 도광부(12)는 조명등(20)으로부터의 광을 발광부(11)에 전송하고, 그리고 광선이 발광부(11)안에 전송된다. 발광 영역에서의 이상(異常) 브라이트 스폿을 피하도록 상기 발광부(11)는 구체적으로 측면 발광 광섬유(또는 전신 발광 광섬유)여도 좋다. 발광부(11)는, 예를 들면 외벽(111)과 외벽을 둘러싸는 코어(112)를 구비한다.

전술한 것처럼 전반사를 실현하기 위해 광섬유의 외벽 재료의 굴절율은 일반적으로 내부 재료의 굴절율 보다 작다. 본 실시형태에서는 광선을 발광부(11)에서 사출하여 광원의 기능을 실현하기 위해 해당 측면 발광 광섬유의 내부 재료에는 확산 입자(15)가 더 산포되어 있다. 이들 확산 입자(15)는, 예를 들면 유리구슬, 기포 등이어도 좋고, 그 굴절율은 측면 발광 광섬유의 내부 재료의 굴절율과 다르다. 발광부(11) 내부에 전송되는 광선이 확산 입자(15)에 조사될 때 측면 발광 광섬유의 원래 전반사 조건을 충족시킬 수 없게 되어 광선을 발광부(11)의 측면에서 발광부(11)의 외부로 사출시켜 조명을 실현한다. 또 다른 방식으로 측면 발광 광섬유를 실현해도 좋다.

본 실시형태에서 사용되는 광섬유는 유리 광섬유, 플라스틱 광섬유 등이어도 좋다. 또한 코어-외벽의 굴절율 분포에 따라 그레이드(graded) 인덱스형 광섬유(GI-POF)와 스텝 인덱스형 광섬유(SI-POF)로 나뉜다.

도 1에 도시한 바와 같이 상기 발광부(11)는 나선형으로 감겨 면형상의 발광 영역을 구비한 발광 유닛(1)에 형성된다. 적어도 하나의 광섬유 발광 유닛(1)은 모두 상기와 유사한 구조를 가진다. 각 광섬유 발광 유닛(1)에 대응하는 조명등(20)의 점멸을 제어함으로써 발광부(11)의 점멸을 제어하여 에이리어 제어 가능한 백라이트를 실현할 수 있다.

또 하나 이상의 스트립 부재(21)를 설치하여 각 발광 유닛(1)의 도광부에 사용해도 좋다. 이들 스트립 부재는 발광 패널의 동일측에 설치되어도 되고, 다른 측, 예를 들면 대응하는 양측에 설치되어도 좋다.

본 실시형태에 관한 에이리어 제어 가능한 백라이트는 광섬유 발광 패널에서 발광하기 때문에 부피가 작고 가볍고 얇아져 노트북 등의 소형 백라이트 모듈에 적용할 수 있다.

또 본 실시형태에 관한 에이리어 제어 가능한 백라이트에서는, 도광부가 상기 광섬유 발광 패널의 일측 연부까지 연장되도록 설치됨과 동시에 대응하는 조명등은 해당 연부에 설치되기 때문에 이들 조명등을 제어하는 구동 회로도 해당 연부의 주변에 집중적으로 설치할 수 있게 되어 회로 설계의 간결화에 기여한다.

상술한 실시형태에서는 각 발광 유닛(1)에는 1개의 나선형으로 감겨있는 광섬유를 가지는데, 각 발광 유닛(1)에는 2개 이상의 광섬유를 가져도 좋다. 예를 들면, 각 발광 유닛(1)에 2개의 광섬유를 가진 경우에 2개의 광섬유를 교대로 감거나 또는 수미(首尾)를 대향시킴으로써 각 발광 유닛(1)의 밝기의 균일성을 향상시킨다.

도 4는 본 발명에 관한 에이리어 제어 가능한 백라이트의 제2 실시형태의 구조의 개략도이다. 본 실시형태는 상기 실시형태에 기초하여 더욱 개선된 것이다. 도 4에 도시한 것처럼, 본 실시형태에서는 각 광섬유 발광 유닛(1)의 도광부(12)의 단면에 적어도 하나의 조명등(20)이 설치된다.

본 실시형태에 관한 에이리어 제어 가능한 백라이트에서는, 각 광섬유 발광 유닛에서의 도광부에 적어도 하나의 조명등을 설치함으로써 에이리어 제어를 할 때 일부 조명등을 점멸함으로써 하나의 광섬유 발광 유닛에서의 발광부의 휘도를 변화시켜 에이리어 백라이트의 구분이 보다 정밀해져 소비전력을 더욱 줄일 수 있다.

도 5는 본 발명에 관한 에이리어 제어 가능한 백라이트의 제3 실시형태의 구조의 개략도이다. 본 실시형태는 상기 실시형태에 기초하여 더욱 개선된 것이다. 동 도면에 도시한 것처럼 해당 광섬유 발광 패널(10)의 저면에는 광섬유 발광 패널(10)에서 저면으로 사출되는 광을 상면에 반사하여 광선의 이용율을 향상시키기 위한 반사막(50)을 더 설치할 수 있다.

또 상기 광섬유 발광 패널(10)의 상면에는, 광섬유 발광 패널(10)로부터의 광을 확산하기 위한 확산막(30)을 더 설치할 수 있다. 이로써 확산막(30)으로부터의 광이 더욱 균일해져 화면의 품질이 개선된다. 또 상기 확산막(30)의 상면에는 확산막(30)으로부터의 광을 가시 범위 내에 집적하기 위한 프리즘막(40)을 더 설치할 수 있다. 이로써 광섬유 발광 유닛의 가시 범위 내 휘도가 향상된다.

본 발명의 다른 실시형태에서는 액정 패널과 백라이트를 구비한 액정 디스플레이가 설계된다. 해당 백라이트는 상술한 바와 같은 에이리어 제어 가능한 백라이트의 실시형태 중 하나이다. 이와 같은 액정 디스플레이는, 예를 들면 노트북 등의 장치에 사용할 수 있다.

이상의 실시형태는 본 발명의 기술안을 설명하는 것에 불과하며 그것을 한정하는 것은 아니다. 상술한 바와 같이 실시형태를 참조하여 본 발명을 상세히 설명하였으나, 상술한 각 실시형태에 기재된 기술안을 수정하거나 또는 일부 기술적 특징을 균등하게 변경할 수 있다. 이 수정이나 변경에 의해 기술안의 취지가 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지는 않는다.

Claims (11)

1. 서로 나란히 배치된 다수의 광섬유 발광 유닛을 가진 광섬유 발광 패널과;
   다수의 조명등;을 구비하고,
   각각의 상기 광섬유 발광 유닛은 접속되어 있는 발광부와 도광부를 가지고, 상기 발광부는 나선형으로 감겨 있는 적어도 1개의 광섬유를 구비하여 면형상의 발광 영역을 형성하고, 상기 면형상의 발광 영역은 상기 광섬유 발광 패널의 하나의 면형상의 구역을 점하고, 상기 도광부가 상기 광섬유 발광 패널의 일측 연부까지 연장되고, 상기 다수의 광섬유 발광 유닛의 발광부가 형성한 다수의 면형상의 발광 영역이 서로 나란히 배치되고, 상기 다수의 조명등들은 상기 다수의 광섬유 발광 유닛에 대응하여 각각 상기 다수의 광섬유 발광 유닛의 상기 도광부의 단면에 설치되고, 또한 독립적으로 제어되며, 이로 인해 상기 다수의 광섬유 발광 유닛의 발광부가 형성한 다수의 면형상의 발광 영역이 독립적으로 제어될 수 있으며,
   상기 발광부는 수미를 대향시키면서 감겨 있는 2개의 광섬유를 구비하고, 상기 각 광섬유가 서로 다른 조명등에 대응되는 것을 특징으로 하는 백라이트.
2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 조명등은 스트립 부재에 설치되고, 상기 스트립 부재는 상기 광섬유 발광 패널의 상기 일측 연부에 설치되는 것을 특징으로 하는 백라이트.
3. 제1항에 있어서, 상기 발광부는 측면 발광 광섬유임을 특징으로 하는 백라이트.
4. 제3항에 있어서, 상기 측면 발광 광섬유의 내부 재료에 확산 입자가 산포되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트.
5. 제1항에 있어서, 상기 도광부의 단면에서 상기 조명등으로부터의 광을 상기 도광부까지 커플링하는 광추(光錐, light cone)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트.
6. 제1항에 있어서, 각 상기 광섬유 발광 유닛의 도광부의 단면에 복수의 상기 조명등이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트.
7. 제1항에 있어서, 상기 광섬유 발광 패널의 저면에 설치된 반사막을 더 구비한 것을 특징으로 하는 백라이트.
8. 제1항에 있어서, 상기 광섬유 발광 패널의 상면에 설치된 확산막을 더 구비한 것을 특징으로 하는 백라이트.
9. 제8항에 있어서, 상기 확산막의 상면에 설치된 프리즘막을 더 구비한 것을 특징으로 하는 백라이트.
10. 제1항에 있어서, 상기 조명등은 발광 다이오드 또는 형광등임을 특징으로 하는 백라이트.
11. 액정 패널과;
    백라이트;를 구비하고,
    상기 백라이트는,
    서로 나란히 배치된 다수의 광섬유 발광 유닛을 가진 광섬유 발광 패널과, 다수의 조명등을 가지고,
    각각의 상기 광섬유 발광 유닛이, 접속되어 있는 발광부와 도광부를 가지고, 상기 발광부는 나선형으로 감겨 있는 적어도 1개의 광섬유를 구비하여 면형상의 발광 영역을 형성하고, 상기 면형상의 발광 영역은 상기 광섬유 발광 패널의 하나의 면형상의 구역을 점하고, 상기 도광부가 상기 광섬유 발광 패널의 일측 연부까지 연장되고, 상기 다수의 광섬유 발광 유닛의 발광부가 형성한 다수의 면형상의 발광 영역이 서로 나란히 배치되고, 상기 다수의 조명등들은 상기 다수의 광섬유 발광 유닛에 대응하여 각각 상기 다수의 광섬유 발광 유닛의 상기 도광부의 단면에 설치되고, 또한 독립적으로 제어되며, 이로 인해 상기 다수의 광섬유 발광 유닛의 발광부가 형성한 다수의 면형상의 발광 영역이 독립적으로 제어될 수 있으며,
    상기 발광부는 수미를 대향시키면서 감겨 있는 2개의 광섬유를 구비하고, 상기 각 광섬유가 서로 다른 조명등에 대응되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이.

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