KR20210043909A - 도광판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휘도 불균일이 발생하는 것을 방지하는 도광판에 관한 것이다. 상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 사각 판 형상의 투명 글라스 기판, 투명 글라스 기판의 측면으로 빛을 조사하는 하나 이상의 광원 및 투명 글라스 기판의 상면에 구비되고, 광원측 면에 요철 형상을 구비하는 수지층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 수지층의 광원측 면은 투명 글라스 기판의 측면 가장자리로부터 소정 간격 이격되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 광원의 중심발광범위에서 발생하는 핫스팟 현상 및 빛번짐 현상을 방지할 수 있으며, 이로 인해 전면적에서 균일한 휘도를 제공할 수 있다.

Description

도광판{LIGHT GUIDE PLATE}

본 발명은 도광판에 관한 것이다. 보다 자세하게는 광원의 중심발광범위에 의해 휘도 불균일이 발생하는 것을 방지하는 도광판에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치는 자체적으로 발광을 하지 못하기 때문에 주로 액정표시장치의 후면에 별도의 면광원 유닛을 설치하게 된다. 이러한 면광원 유닛은 일반적으로 광원, 도광판, 반사판, 확산판 등의 복합체로 구성된다. 도광판(Light Guide Plate: LGP)은 액정표시장치의 휘도를 향상시키기 위한 구성요소이며, 액정표시장치가 스스로 빛을 낼 수 없어 광원을 사용하는 경우, 광을 도광판을 통해 액정표시장치 전체 면적으로 분포시키고, 이를 이용하여 보다 균일한 밝기의 면광원으로 변형시킬 수 있다.

액정표시장치 패널에는 면광원 장치를 사용하여야 하므로 광을 조사하는 광원의 밝기(휘도,

)와 균일한 정도(균일도, %)에 의해서 투과되는 빛의 양과 전체 화면의 균일함이 결정된다. 이러한 면광원 유닛은 얇고 가벼우면서도, 고휘도와 저전력, 균일도를 실현하기 위해 고도의 기술을 필요로 한다.

그러나, 일반적으로 초기 광원으로부터 출사된 광은 광원으로부터 거리가 가까운 중심발광범위에서 휘도가 높으며, 중심발광범위를 벗어난 범위에서는 도광판의 패턴에 의해 균일하게 정면으로 분포된다. 따라서, 균일한 휘도를 위해서는 중심발광범위를 제외한 범위에서 빛이 투과될 수 있는 도광판이 필요하다.

선행문헌 1인 대한민국 공개특허 10-2016-0073332(2016.06.13)은 유리 도광판에 관한 것이다. 선행문헌 1은 PMMA등의 고분자 소재로 형성되는 도광판의 고온에서 형태가 변형되는 문제 등을 해결하기 위해 유리(Glass, 글래스)를 적용한 도광판을 제공한다. 그러나, 유리 도광판은 쉽게 깨지거나 금이 생겨 패턴을 형성하거나, 측면에 요철을 형성하는 것이 어렵다는 문제점이 있다.

선행문헌 2인 대한민국 공개특허 10-2017-0051639(2017.05.12)는 글래스 도광판에 관한 것이다. 선행문헌2 또한 기존의 플라스틱 도광판의 두꺼운 두께 및 열팽창성 등을 해결하기 위해 글래스(Glass, 유리)를 적용한 도광판을 제공하나, 기존의 플라스틱 도광판의 패턴 형성 방식을 동일하게 적용할 수 없다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명에서는 글라스를 이용한 도광판을 제공하되 별도의 수지층을 구비하여, 패턴을 형성하고 광원의 중심발광범위를 벗어나도록 하여 균일한 휘도의 도광판을 제공하고자 한다.

대한민국 공개특허 10-2016-0073332(2016.06.13 공개) 대한민국 공개특허 10-2017-0051639(2017.05.12 공개)

본 발명의 기술적 과제는 휘도 불균일을 방지하여 전면적에서 균일한 휘도를 갖는 도광판을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 상기한 균일한 휘도를 방출하는 도광판을 글라스 도광판으로 제공하는 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 사각 판 형상의 투명 글라스 기판, 투명 글라스 기판의 측면으로 빛을 조사하는 하나 이상의 광원 및 투명 글라스 기판의 상면에 구비되고, 광원측 면에 요철 형상을 구비하는 수지층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 수지층의 광원측 면은 투명 글라스 기판의 측면 가장자리로부터 소정 간격 이격되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 수지층은 광원측 면에 요철 형상을 구비하며, 투명 글라스 기판의 측면 가장자리로부터 소정 간격 이격되어 광원의 중심발광범위를 벗어날 수 있다. 따라서, 광원의 중심발광범위에서 발생하는 핫스팟 현상 및 빛번짐 현상을 방지할 수 있으며, 이로 인해 전면적에서 균일한 휘도를 제공할 수 있다.

또한, 광원이 투명 글라스 기판의 측면에 위치하여 발열에 의한 도광판 패턴의 형상 변형을 방지할 수 있다.

또한, 수지층을 중심발광범위에서 벗어나도록 구비함으로써, 수지층의 패턴의 높이를 줄일 수 있으며, 이로 인해 수지층의 두께를 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 도광판을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 도광판을 나타낸 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 도광판을 상면에서 바라본 도면이다.
도 4는 본 발명의 광원의 중심발광범위를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예의 도광판을 나타낸 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있어, 이하에서 기재되거나 도면에 도시되는 실시예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 도광판을 나타낸 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예의 도광판을 나타낸 측면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판(100)은 투명 글라스 기판(110) 및 투명 글라스 기판(110)의 상면에 구비되는 수지층(120)을 포함하고, 투명 글라스 기판(110)의 측면에는 하나 이상의 광원(10)이 구비될 수 있다. 투명 글라스 기판(110)은 사각 판 형상으로 구비될 수 있다. 여기서, 투명 글라스 기판(110)의 소재는 특별한 제한이 없으며 광이 투과될 수 있는 아크릴, 플라스틱 등의 투명한 기판이면 가능하나, 글라스(Glass, 유리)재질로 구비되는 것이 가장 바람직하다. 투명 글라스 기판(110)은 액정표시장치(LCD 등, 도면에 도시되지 않음)와 대향되도록 배치될 수 있다.

도 2를 참조하면, 투명 글라스 기판(110)의 하나 이상의 측면에는 광원(10)이 구비될 수 있다. 이 때 광원(10)은 투명 글라스 기판(110)과 소정의 거리가 이격되어 구비될 수 있으며, 필요에 따라 선광원 또는 점광원 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 선광원은 CCFL 램프, 라이트 가이드 바(Light guide bar), 레이저, LED와 렌즈의 조합, LED와 라이트 가이드 바의 조합, 실내등 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 점광원은 LED를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 도 1과 같이 광원(10)이 점광원인 경우를 예를 들어 설명한다. 투명 글라스 기판(110)은 상기한 바와 같이 직사각 형상으로 구비될 수 있으며, 광원(10)은 도 1 및 도 2에서와 같이 투명 글라스 기판(110)의 일 측면에 배치될 수 있지만, 양 측면 또는 모든 측면에 배치될 수도 있다. 투명 글라스 기판(110)의 측면에 위치한 적어도 하나의 광원(10)으로부터 출사되는 빛은 글라스 기판(110)을 통과하다가 이하 후술될 수지층(120)을 만나면 굴절되어 전면으로 방출될 수 있다.

수지층(120)은 투명 글라스 기판(110)의 상면에 구비된다. 수지층(120)은 투명 글라스 기판(110)과 같이 투명한 소재로 이루어질 수 있으나, 투명 글라스 기판(110)과 굴절률이 다른 소재로 구비되는 것이 바람직하다. 상세하게, 아크릴, 플라스틱 등의 소재로 구비될 수 있으며, 내열성이 우수한 폴리카보네이트(Poly Carbonate: PC) 또는 굴절률이 우수한 폴리메틸메타크릴레이트(Poly Methyl MethAcrylate: PMMA) 등으로 구비될 수도 있다. 또한, 패턴형성 및 이하 후술할 요철 형성 등에 유리하도록 열 경화성 또는 UV 경화성 수지로 구비될 수도 있다. 수지층(120)은 투명 글라스 기판(110)의 상면에 판 형상으로 구비될 수 있으며, 보다 바람직하게는 투명 글라스 기판(110)의 두께보다 얇은 두께도 구비될 수 있다. 수지층(120)은 도 1에 도시된 바와 같이 광원(10)이 위치한 방향의 측면에 요철 형상을 구비한다. 또한, 광원(10)이 위치한 방향의 측면은 투명 글라스 기판(10)의 측면 가장자리로부터 소정 간격 이격되어 구비되는 것이 바람직하다. 수지층(120)은 투명 글라스 기판(110)과 굴절률이 다른 소재로 구비되어 투명 글라스 기판(110)의 측면에 위치한 하나 이상의 광원(10)이 투명 글라스 기판(110)을 통과하다가 수지층(120)에 의해 빛이 상면으로 굴절되어 방출될 수 있다. 이때, 수지층(120)의 상면에 패턴(122)이 형성된 경우 투명 글라스 기판(110)에 출사된 측광이 정면광으로 굴절되어 방출되는 광을 집광시켜 휘도를 높일 수 있다.

이하, 도 3을 참조하여, 본 발명의 도광판(100) 및 광원(10)의 발광 범위를 더욱 상세히 설명하도록 한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예의 도광판을 상면에서 바라본 도면이다.

도 3을 참조하면, 투명 글라스 기판(110)의 상면에 수지층(120)이 구비될 수있으며, 수지층(120)은 광원(10)이 위치한 방향의 측면에 요철 형상이 구비될 수 있다. 상세하게, 수지층(120)은 광원(10)측 면에 요철 형상을 구비하며, 요철 형상이 구비된 수지층(120)의 측면은 투명 글라스 기판(110)의 측면 가장자리로부터 소정 간격 이격되는 것이 바람직하다. 즉, 광원(10)이 위치한 측면의 수지층(120)은 투명 글라스 기판(110)의 가장자리로부터 소정 간격 이격된 위치에 요철 형상을 구비하여 배치될 수 있다. 이 때, 요철 형상은 도 3과 같이 상면에서 바라보았을 때 삼각 형상의 오목부(121)가 반복되는 형상으로 구비될 수 있다. 보다 상세하게, 수지층(120)의 요철 형상은 삼각 형상의 오목부(121)를 구비할 수 있으나, 반타원, 반원, 다각형 등의 형상으로 구비될 수도 있다.

오목부(121)는 측면에 위치하는 점광원(10)의 수만큼 구비되는 것이 바람직하다. 일반적으로 광원(10)은 광원(10)으로부터 소정 간격의 거리까지의 밝기가 그 이외의 거리에 미치는 밝기보다 밝다. 즉, 광원(10)으로부터 미치는 빛의 밝기가 밝은 중심발광범위를 갖는다. 중심발광범위의 빛은 다른 범위에 미치는 빛의 밝기보다 밝기 때문에 중심발광범위에서 도광판(100)을 통과하여 전면으로 굴절된 빛은 빛 번짐 현상이 일어나게 된다. 따라서, 빛 번짐 현상에 의해 도광판(100)의 가장자리 광원(10)으로부터 가까운 부분과 먼 부분의 명암비가 심하여 휘도가 불균일하게 나타나는 문제가 생긴다.

상기와 같은 중심발광범위에 의해 도광판(100)을 통과한 빛의 휘도가 불균일 한 것을 방지하기 위해 광원(10)의 중심발광범위을 벗어난 위치에 수지층(120)을 구비하여 균일한 휘도로 빛이 정면으로 방출되도록 한다. 이를 위해 수지층(120)의 측면에 구비된 요철 형상은 광원(10)의 중심발광범위를 벗어난 위치에 수지층(120)이 구비될 수 있도록 광원(10)의 수만큼 오목부(121)가 반복될 수 있다.

이하, 도 4를 참조하여 광원(10)의 중심발광범위를 상세히 설명하도록 한다. 도 4는 본 발명의 광원의 중심발광범위를 확대하여 나타낸 도면이다.

광원(10)의 빛은 직진성이 높아 광원(10)과 광원(10) 사이 밝기의 명암차이와 경계가 극명하게 나타난다. 이 명암차이는 광원(10)으로부터 가까운 소정 거리의 밝은 부분과 어두운 부분이 존재하기 때문이다. 광원(10)의 빛이 밝게 미치는 영역을 본 발명에서는 '중심발광범위'라 한다. 도 4를 참조하면, 중심발광범위는 광원(10)의 중심으로부터 직진방향의 거리가 가장 멀고, 광원(10)의 중심에서 멀어질수록 짧은 거리까지로 밝은 빛이 미치는 영역이다. 일반적으로, 중심발광범위는 광원(10)에서 조사되는 빛의 세기, 광원(10)의 크기 등에 따라 지정된다.

본 발명은 상기한 바와 같이 중심발광범위에서 굴절되는 빛으로 인해 정면으로 출사되는 빛의 불균일한 휘도를 방지하기 위해 수지층(120)의 광원(10)측 면이 투명 글라스 기판(110)의 측면 가장자리로부터 소정 간격 이격되도록 구비되며, 상기 광원(10)측 면에 요철 형상을 구비한다. 상세하게, 투명 글라스 기판(110)의 측면에 하나 이상의 광원(10)이 구비되며, 투명 글라스 기판(110)의 상면에 수지층(120)이 구비되되 수지층(120)의 광원(10)측 면에 광원(10)의 수만큼 광원(10)의 간격과 동일하도록 삼각 형상의 오목부(121)가 구비된다. 즉, 수지층(120)은 광원(10)의 중심발광범위를 벗어난 범위에 구비된다. 보다 상세하게, 중심발광범위를 벗어난 범위에 수지층(120)이 구비되어 투명 글라스 기판(110)의 측면으로 조사된 빛이 중심발광범위를 벗어난 범위에서 수지층(120)에 의해 굴절되어 정면으로 출사될 수 있다. 이로 인해 본 발명의 도광판(100)의 정면으로 출사되는 빛은 중심발광범위의 밝은 빛을 제외한 빛이 정면으로 굴절되므로 빛 번짐 현상을 방지할 수 있으며, 전면에서 휘도가 균일하게 나타날 수 있다.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명하도록 한다. 후술되는 다른 실시예는 상술한 일 실시예에 따른 도광판(100)을 기준으로 구성이 추가되는 실시예이기 때문에 동일한 명칭의 경우 전술과 같다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예의 도광판을 나타낸 사시도이다.

도 5를 참조하면, 수지층(120)은 상면에 패턴(122)을 더 구비할 수 있다. 패턴(122)은 음각형상 또는 양각형상의 도트패턴 또는 라인패턴이 구비될 수 있으며, 도 5에서는 양각 형상으로 길이방향으로 일정 간격에 따라 돌출되는 라인패턴(122)을 도시하고 있다. 그러나, 패턴(122)의 형상은 도 2에 도시된 패턴(122)에 한정되지 않으며 다양한 실시예의 패턴(122) 형상은 모두 적용 가능하다. 도 5와 같이 수지층(120)에 패턴(122)이 형성된 경우에도 수지층(120)의 광원(10)이 위치한 방향의 측면에는 요철 형상을 구비하는 것이 바람직하다. 도 5와 같이 라인형상의 양각 패턴(122)에 한 개의 오목부(121)가 구비되어 요철 형상이 형성될 수도 있으나, 이는 실시예 일 뿐이며 패턴(122)의 형상 및 개수와 무관하게 광원(10)의 수에 따라 오목부(121)가 형성되는 것이 바람직하다. 패턴(122)이 형성된 종래의 도광판(100)은 패턴(122)이 형성된 층의 도광판(100) 측면에 광원(10)이 배치되어 광원(10)의 발열에 의해 패턴(122)의 형상이 변형되어 도광판(100)의 성능을 낮추는 문제점이 있다. 그러나 본 발명은 투명 글라스 기판(110)의 측면에 광원(10)이 위치하며, 투명 글라스 기판(110)의 상면에 별도의 수지층(120)을 구비하여 수지층(120)에 패턴 및 요철 형상이 형성된다. 따라서, 광원(10)이 수지층(120)으로 직접 조사되지 않기 때문에 광원(10)의 발열에 의한 도광판(100)의 패턴 및 요철 형상의 변형을 방지할 수 있다. 또한, 요철 형상을 구비함으로써 광원(10)의 중심발광범위에서 벗어나는 영역에서 빛이 굴절될 수 있으므로 균일한 휘도 및 밝기의 개선을 위한 패턴의 높이를 줄일 수 있는 효과가 있다.

상기한 본 발명은 바람직한 실시 예를 참고하여 설명되었으나 이는 실시 예에 불과하며, 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예도 가능할 수 있다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.

10: 광원 100: 도광판
110: 투명 글라스 기판 120: 수지층
121: 오목부 122: 패턴

Claims (4)

1. 사각 판 형상의 투명 글라스 기판;
   상기 투명 글라스 기판의 측면으로 빛을 조사하는 하나 이상의 광원; 및
   상기 투명 글라스 기판의 상면에 구비되는 수지층;을 포함하고,
   상기 수지층은 상기 광원측 면에 요철 형상을 구비하는 것을 특징으로 하는 도광판.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 수지층의 광원측 면은 상기 투명 글라스 기판의 측면 가장자리로부터 소정 간격 이격되는 것을 특징으로 하는 도광판.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 요철 형상은 삼각 형상의 오목부가 반복되는 형상인 것을 특징으로 하는 도광판.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 오목부는 수직 방향으로 광원의 중심발광범위와 겹치지 않는 것을 특징으로 하는 도광판.
   

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