KR100770382B1

KR100770382B1 - 백라이트 장치의 도광판

Info

Publication number: KR100770382B1
Application number: KR1020060010032A
Authority: KR
Inventors: 조현석; 박희원
Original assignee: 희성전자 주식회사
Priority date: 2006-02-02
Filing date: 2006-02-02
Publication date: 2007-10-26
Also published as: KR20070079399A

Abstract

본 발명은 하향 프리즘 시트가 적용된 도광판의 입광면과 평행한 방향으로 프리즘 돌기를 형성하여 입광면 부근의 휘선을 제거함으로써, 빛의 균일도를 향상시킬 수 있는 도광판에 관한 것으로, 본 발명은 일측면은 빛이 입사되는 입광면을 이루고 상부는 빛이 방출되는 출광면을 이루는 백라이트 장치의 도광판에 있어서, 상기 도광판의 하면은 상기 입광면으로부터 입사된 빛을 도광판 상면으로 일정한 각으로 균일하게 출광시키기 위하여 입광면에서 반입광면 측으로 마루와 골이 형성된 프리즘 패턴이 형성되고, 상기 프리즘 패턴의 입광면측 골에는 입광면으로 집중되는 빛을 분산시키기 위하여 입광면에 평행하면서 반입광면 측으로 경사지도록 프리즘 돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 도광판은 입광면측 프리즘 패턴의 마루에 입광면과 평행하고 반입광면을 향하여 경사지는 형태의 프리즘 돌기가 형성되어 입사되는 빛을 분산시킴으로써, 빛의 집중에 의하여 입광면 주위의 출광면 상에 휘선이 발생하는 것을 방지하여 빛의 균일도를 향상시킬 수 있다.

백라이트, LCD, 도광판, 프리즘, 휘선

Description

백라이트 장치의 도광판{Light Guide Plate of Backlight unit}

도 1은 종래의 기술에 따른 일반적인 백라이트의 구조를 나타낸 도면,

도 2는 종래의 기술에 따라 프리즘 패턴이 적용된 백라이트의 도광판 구조를 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 프리즘 돌기가 형성된 백라이트 도광판의 하부와 측면 구조를 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 프리즘 돌기가 형성된 도광판의 광경로를 나타낸 도면,

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 프리즘 돌기가 형성된 도광판의 상세 구조를 나타낸 도면,

도 6a 내지 6c는 본 발명의 실시예에 따라 다양한 형상의 프리즘 돌기가 형성된 도광판의 상세 구조를 나타낸 도면.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 도광판

11a : 입광면 11b : 반입광면

12 : 출광면 13 : 프리즘 패턴

14 : 프리즘 돌기

본 발명은 하향 프리즘 시트가 적용된 백라이트의 도광판 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하부에 프리즘 패턴이 적용된 도광판의 입사면과 평행한 방향으로 프리즘 돌기를 형성하여 입사면 부근의 휘선을 제거함으로써, 빛의 균일도를 향상시킬 수 있는 도광판 구조에 관한 것이다.

최근 정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 증가되고 있으며, 이에 따라 LCD(Liquid Crystal Display)나 PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등의 여러 가지 평판형 표시 장치가 연구 개발되어 활용되고 있다. 여기서 LCD는 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 장점으로 인해 이동형 평판 표시 장치로 많이 사용되고 있으며, 특히 노트북이나 컴퓨터 모니터, 텔레비젼 모니터 등으로 다양하게 사용되고 있다. 그러나 LCD는 그 자체에서 빛을 발하지 못하여 고품질의 화상을 실현하기 위해서는 별도의 외부 광원을 필요로 한다. 따라서 이러한 LCD의 구조는 액정표시패널 외에 상기 액정표시패널의 광원으로 백라이트 유닛을 더 포함하여 구성되어, 백라이트 유닛이 액정표시패널로 고휘도의 광원을 균일하게 공급함으로써 고품질의 화상을 구현하게 된다.

일반적으로, 액정표시장치의 백라이트(Back light)는 광원이 배치되는 방식에 따라 측면형(Edge-lighting)과 직하형(Direct-lighting) 백라이트로 구분되며, 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 등이 사용된다.

측면형 백라이트는 비교적 얇은 두께로 인하여 휴대용 통신 기기 등의 박형화를 목적으로 하는 LCD에 주로 사용되며, 직하형 백라이트는 높은 광효율에 의해 노트북이나 TV 모니터 등의 대화면을 목적으로 하는 LCD에 주로 이용된다.

종래의 측면형 백라이트에 대한 일반적인 구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 도광판과(10)와 형광램프(20), 램프반사체(30), 반사판(40), 제1,2 프리즘 시트(50,60) 및 보호시트(70)를 포함하여 구성된다.

이러한 구조의 백라이트는 형광램프(20)에서 발하는 빛이 도광판(10)으로 입사되고, 도광판(10)에서는 선광원으로 입사된 형광램프의 빛을 내부 전반사 및 산란, 굴절시켜 균일한 면광원으로 전환시키며, 하측의 반사판(40)에 의해 도광판(10)의 상측으로 반사시키게 된다.

또한 도광판(10)의 상측에 위치하는 제1,2프리즘 시트(50,60)는 휘도와 균일도 등의 광특성을 향상시키기 위해 빛을 다시 집광, 확산시켜 상측에 위치하는 액정표시패널(미도시)로 방출함으로써, 백라이트로서 작용을 하게 된다.

그러나 최근에는 경량화 빛 박형화 되어 가고 있는 디스플레이 장치에 적용되기 위하여 백라이트의 도광판 하면에 직접 프리즘 시트를 적용하여, 전체적인 백라이트 장치를 더욱 경량화 및 박형화 하고 있다.

이러한 프리즘 시트가 적용된 도광판의 배면 구조는 도 2에 도시된 바와 같 이, 도광판(10)은 형광램프(20)가 위치하는 입광면(11a)에서 반입광면(11b)으로 갈수록 두께가 얇아지는 쐐기 형상을 이루면서, 배면에는 입광면에서 반입광면 방향으로 프리즘 패턴(13)이 형성된다.

또한 도광판(10)의 입광면 측에는 형광램프(20)와 램프 반사체(30)가 위치하며, 상부에는 도 1의 제1 프리즘 시트(50)에 대응하는 프리즘 시트(50)와 보호 시트(70)가 적층된 구조를 이룬다.

이러한 구조에 의하여 백라이트는 입광면(11a)으로부터 입사되는 형광램프(20)의 빛이 도광판(10)의 하면에 형성된 프리즘 패턴(13)에 의해 굴절 및 반사되어 도광판 상부의 출광면(12)으로 방사되고, 프리즘 시트(50)에 의해 빛은 출광면의 수직 방향으로 다시 방출된다.

그러나 이와 같은 구조의 백라이트의 장치에 있어서, 도광판(10)의 입광면(11a)으로 입사되는 형광램프(20)의 빛은 도시된 바와 같이, 입광면(11a)의 에지 부분에서 굴절되고 하부의 프리즘 패턴에 의해 다시 반사되면서, 출광면(12) 상의 입광면(11a) 부근에 집중되어 상대적으로 강한 빛이 방출된다.

이로 인하여 램프 반사체와 경계를 이루는 출광면 상의 입광면 부근에는 주위 보다 밝은 빛이 방출되는 휘선이 발생하게 되고, 이러한 휘선은 도광판의 상부에 적층되는 액정표시패널에서도 그대로 나타나게 되어, 결과적으로 디스플레이 장치의 품질 저하를 초래하는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 백라이트 장치의 도광판 구조에 있어서, 프리즘 패턴이 형성된 도광판의 하면에 광경로를 변경시키기 위한 프리즘 돌기를 형성하여 입사되는 빛이 입광면에 집중되는 것을 분산시킴으로써 휘선을 제거하여, 도광판으로부터 출광되는 빛의 균일도를 향상시킬 수 있는 백라이트 장치의 도광판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 일측면은 빛이 입사되는 입광면을 이루고 상부는 빛이 방출되는 출광면을 이루는 백라이트 장치의 도광판에 있어서, 상기 도광판의 하면에는 상기 입광면으로부터 입사된 빛을 도광판 상면으로 일정한 각으로 균일하게 출광시키기 위하여 입광면에서 반입광면 측으로 마루와 골이 형성된 프리즘 패턴이 형성되고, 상기 프리즘 패턴의 입광면측 골에는 입광면으로 집중되는 빛을 분산시키기 위하여 입광면에 평행하면서 반입광면 측으로 경사지도록 프리즘 돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에 있어서, 상기 프리즘 돌기는 돌기가 형성되는 열의 길이(w)는 상기 입광면의 두께(t)를 기준으로 하여 t≤w≤10t 이며, 상기 프리즘 돌기의 높이(h)는 0.05㎛≤h≤10㎛ 이고, 상기 프리즘 돌기의 간격(p)은 5㎛≤p≤30㎛로 형성되는 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에 있어서, 상기 프리즘 돌기는 삼각형상 혹은 라운드 형상, 삼각형상에 마루가 라운드를 이루는 형상 중 어느 하나의 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에 있어서, 상기 삼각형상의 프리즘 돌기는 골이 이루는 내각(α₁)이 80° 내지 120°의 범위로 형성되고, 상기 라운드 형상의 프리즘 돌기는 곡률 반경(R₁)이 5 ㎛ 내지 30 ㎛의 범위로 형성되며, 상기 삼각형상에 마루가 라운드를 이루는 형상의 프리즘 돌기는 골이 이루는 내각(α₂)이 80° 내지 120°의 범위이고, 마루의 곡률 반경(R₂)이 5 ㎛ 내지 20 ㎛의 범위로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 장치의 도광판 하면 구조와 측면 구조를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 도광판(10)은 일반적으로 일측이 두껍고 타측으로 갈수록 얇아지는 형상으로 구성되고, 두꺼운 일측면에 광원이 위치하여 빛이 입사되는 입광면(11a)이 되고, 타측면은 반입광면(11b)이 된다. 도광판(10)의 하면에는 마루(13a)와 골(13b) 형상을 가지는 프리즘 패턴(13)이 형성되며, 입광면(11a) 측의 각 프리즘 패턴(13)의 골(13b)에는 입광면(11a)과 평행한 프리즘 돌기(14)가 형성된 구조를 이루고 있다.

이를 더욱 상세히 살펴보면, 전술한 프리즘 패턴(13)은 (가)에 도시된 바와 같이 도광판(10)의 입광면(11a)으로부터 반입광면(11b)으로 연장되어 형성되며, 마루(13a)와 골(13b)로 이루어지는 삼각형상으로 형성된다. 이 경우 프리즘 패턴(13)의 마루(13a)는 빛을 더욱 효율적으로 굴절 및 반사시키기 위하여 라운드 형상으로 형성될 수도 있다.

전술한 프리즘 돌기(14)는 도광판의 하면에 형성된 프리즘 패턴(13)의 골(13b)에 형성되는 것으로, 입광면(11a)과 평행하게 양각 또는 음각의 요철 형상으로 형성된다. 또한, 입광면(11a)에서 반입광면(11b) 측으로 소정의 거리(w)까지 프리즘 패턴의 마루(13a) 높이에서 골(13b)을 향하여 (나)에 도시된 바와 같이 하향 경사를 이루면서 형성된다. 이러한 프리즘 돌기(14)의 구체적인 형상이나 구성에 대해서는 후술하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도광판에 의한 빛의 경로를 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 도광판(10)의 입광면(11a)에 형성된 프리즘 돌기(14)는 입광면(11a)의 에지부분에서 굴절되는 빛을 분산시켜 도광판의 출광면(12)으로 다시 굴절 및 반사시킴으로써, 종래의 도광판에서와 같이 입광면 부근의 특정 부위에 빛이 집중되어 휘선이 발생하던 현상을 제거할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 도광판 하면의 프리즘 패턴에 형성된 프리즘 돌기를 상세히 나타낸 단면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 프리즘 돌기(14)는 프리즘 패턴(13)이 형성된 도광판의 입광면 측 골(13b)에서 소정의 거리(w)와 높이(h), 간격(p)으로 경사를 이루 면서 형성된다. 프리즘 돌기(14)에 의해 입사된 빛이 분산되어 굴절되는 방향은 프리즘 돌기(14)가 형성되는 거리(w)와 높이(h), 간격(p) 등에 의하여 조절될 수 있다.

이러한 프리즘 돌기(14)의 형상을 본 발명의 실시예에 따른 도 5를 참조하여 구체적으로 살펴보면, 프리즘 패턴의 골(도3의 13b)을 따라 프리즘 돌기(14)가 형성되는 거리(w)는 입광면(11a)의 두께(t)를 기준으로 하여 t 내지 10t 의 거리로 형성되고(t≤w≤10t), 프리즘 돌기(14)의 높이(h)는 0.05 ㎛ 내지 10 ㎛ 로 형성되며(0.05㎛≤h≤10㎛), 프리즘 돌기(14)의 간격(p)은 5 ㎛ 내지 30 ㎛ 로 형성된다(5㎛≤p≤30㎛).

이러한 구조로 형성된 프리즘 돌기(14)에 의하여 도 4에 도시된 바와 같이 입광면(11a)으로 입사된 빛이 분산되어 휘선을 나타내지 않으면서 출광면(12)으로 굴절될 수 있다.

한편, 프리즘 돌기의 형상은 삼각형상 혹은 라운드 형상 등 다양한 형상으로 이루어 질 수 있다.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 다양한 프리즘 돌기의 형상을 나타낸 도면이다.

도 6a는 프리즘의 일반적인 형상으로 프리즘 돌기(14)는 삼각형상으로 형성된 구조이다. 여기서 프리즘 돌기(14)의 마루(14a)가 이루는 내각(α₁)은 80° 내지 120°로 형성되는 것이 바람직하다.

또한 도 6b와 같이 프리즘 돌기(14)는 라운드 형상으로 구성될 수 있으며, 이 경우 라운드의 곡률 반경(R₁)은 5 ㎛ 내지 30 ㎛의 범위로 형성되는 것이 바람직하다.

또한 도 6c와 같이 프리즘 돌기(14)는 삼각형상의 마루(14a)가 라운드 형상을 가지도록 형성된 구조이다. 이 경우 프리즘 돌기의 마루(14a)가 이루는 내각(α₂)은 80° 내지 120°를 이루도록 형성되고, 라운드의 곡률 반경(R₂)은 5 ㎛ 내지 20 ㎛의 범위로 형성되는 것이 바람직하다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 기술적 사상이 허용되는 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 변경되어 실시될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 백라이트 장치용 도광판은 프리즘 패턴이 형성된 백라이트 장치의 도광판에 있어서, 입광면측 프리즘 패턴의 마루에 입광면과 평행하고 반입광면을 향하여 경사지는 형태의 프리즘 돌기가 형성되어 빛을 분산 및 굴절 시킴으로써, 입사되는 빛이 집중되어 입광면 주위의 출광면 상에 휘선이 발생하는 것을 방지하여 빛의 균일도를 향상시킬 수 있다.

Claims

일측면은 빛이 입사되는 입광면을 이루고, 상면은 빛이 방출되는 출광면을 이루는 백라이트 장치의 도광판에 있어서,

상기 도광판의 하면에는

상기 입광면으로부터 입사된 빛을 도광판 상면으로 일정한 각으로 균일하게 출광시키기 위하여 입광면에서 반입광면 측으로 입사되는 빛의 방향에 평행하게 마루와 골이 반복하여 형성된 프리즘 패턴이 형성되어 있고,

상기 프리즘 패턴의 입광면측 골에는 입광면으로 집중되는 빛을 분산시키기 위하여 입사되는 빛의 방향에 수직방향으로 입광면측으로부터 반입광면 측으로 경사지도록 프리즘 돌기가 형성되어 있으며,

상기 프리즘 돌기가 형성되는 열의 길이(w)는 상기 입광면의 두께(t)를 기준으로 하여 t≤w≤10t 이며,

상기 프리즘 돌기의 높이(h)는 0.05㎛≤h≤10㎛ 이고,

상기 프리즘 돌기의 간격(p)은 5㎛≤p≤30㎛로 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치의 도광판.
삭제
제1항에 있어서, 프리즘 돌기는 삼각형상 혹은 라운드 형상, 삼각형상에 마루가 라운드를 이루는 형상 중 어느 하나의 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하 는 백라이트 장치의 도광판.
제3항에 있어서, 상기 삼각형상의 프리즘 돌기는 골이 이루는 내각(α₁)이 80° 내지 120°의 범위로 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치의 도광판.
제3항에 있어서, 상기 라운드 형상의 프리즘 돌기는 곡률 반경(R₁)이 5 ㎛ 내지 30 ㎛의 범위로 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치의 도광판.
제3항에 있어서, 상기 삼각형상에 마루가 라운드를 이루는 형상의 프리즘 돌기는 골이 이루는 내각(α₂)이 80° 내지 120°의 범위이고, 마루의 곡률 반경(R₂)이 5 ㎛ 내지 20 ㎛의 범위로 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치의 도광판.