KR100785575B1 - 점광원으로부터의 빛의 균일한 산란을 위한 도광판 - Google Patents

점광원으로부터의 빛의 균일한 산란을 위한 도광판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 점광원으로부터의 빛의 균일한 산란을 위한 도광판에 관한 것으로, 점광원으로부터 방출된 빛을 균일하게 산란시킬 수 있는 도광판을 제고한다. 도광판은 투과면(light exiting side), 투과면의 맞은편에 형성된 반사면(reflection side) 및 입사면(light entering side)을 포함한다. 입사면에는 다수의 소형 확산체(diffusing entity)가 형성된다. 각각의 확산체는 하나의 곡면과 곡면의 양단으로부터 연장되어 형성되는 두개의 경사면을 갖는다. 곡면은 광원으로부터의 빛을 다양한 크기의 각도로 굴절시킨다. 이처럼, 광원으로부터 방출된 빛은 더 넓은 입사각을 갖을 수 있고, 도광판 내부로 균일하게 산란될 수 있다.
도광판, 투과면, 반사면, 입사면, 확산체, 확산홈

Description

점광원으로부터의 빛의 균일한 산란을 위한 도광판{LIGHT GUIDE PLATE FOR UNIFORMLY SCATTERING LIGHTS FROM POINT LIGHT SOURCE}
도 1은 종래의 평면광원의 사시 분해도이다.
도 2는 빛의 경로를 나타내는 종래 도광판의 측면 구성도이다.
도 3은 점광원으로부터의 빛의 경로를 나타내는 종래 도광판의 평면 구성도이다.
도 4는 점광원으로부터의 빛의 경로를 나타내는 다른 종래 도광판의 평면 구성도이다.
도 5는 도 4에 도시된 도광판의 다른 평면 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도광판의 사시도이다.
도 7은 빛의 경로를 나타내는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도광판의 확대된 평면 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 도광판의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 도광판의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 도광판의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 도광판의 사시도이다.
도 12는 빛의 경로를 나타내는 도 11에 도시된 도광판의 평면 구성도이다.
도 13은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 도광판의 평면 구성도이다.
도 14는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 도광판의 평면 구성도이다.
도 15는 본 발명의 제 8 실시예에 따른 도광판의 사시도이다.
도 16은 도 15에 도시된 A-A선의 단면을 나타낸 단면도이다.
본 발명은 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(TFT-LCD)의 도광판에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 빛의 입사각을 넓힘으로써 점광원으로부터의 빛의 균일한 산란을 위한 도광판에 관한 것이다.
도 1을 참조하면, 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(TFT-LCD)에 설치된 전형적인 평면광원은 도광판(11), 반사판(12), 다수의 확산막(diffusion film)(13) 그리고 프리즘 시트(prism sheet)(14) 및 램프(lamp)(15)를 포함한다. 평면광원(1)의 주요 성분 중의 하나로써, 도광판(11)은 램프(15)로부터 방출된 빛을 수송하고, 방향 전환시킨다.
도 2를 참조하면, 도광판(11)은 일반적으로 직사각형이고, 투과면(light exiting side)(111), 투과면(111)의 맞은편에 형성된 반사면(reflection side)(112) 및 측부에 형성된 적어도 하나의 입사면(light entering side)(113)을 포함한다. 램프(lamp)(15)로부터 방출된 빛은 입사면(113)을 통해 도광판(11) 내부로 입사되고, 빛의 일부는 투과면(111)을 통해 곧바로 도광판(11)에서 투과되며, 나머지는 반사면(112)에 도달한다. 따라서, 반사면(112)은 표면위에 수많은 도트(dot)들(1121)을 배열하고, 투과면(111)으로 가능한 한 많은 빛을 반사시키기 위해서, 도트(1121)들이 램프(15)로부터 먼거리에 위치할수록 도트(1121)들은 점차 더 높은 분포 밀도 도는 더 넓은 표면적을 갖는다.
일반적으로, 냉음극형광램프(CCFL) 또는 발광다이오드(LED)가 평면광원(1)의 램프(15)로써 사용된다. CCFL의 평면광원에의 적용은 선형광원에의 적용과 비슷하다. 반면에, LED의 평면광원에의 적용은 점광원에의 적용보다 더 복잡하다. 도 3을 참조하면, LED(16)로부터 방출된 빛은 입사면(113)을 통해 도광판(11)으로 입사될 때, 하나의 입사각을 갖는다. 따라서, 도광판(11) 내부에는 입사광선 도달범위인지의 여부에 따라 밝은 부분(114)과 어두운 부분(115)이 형성된다. LED(16)를 더 추가하여 어두운 부분(115)을 제거할 수 있다하더라도, 이는 추가된 LED(16)가 재료비용, 소비전력, 조립 복잡성 및 미래의 기능장애 가능성을 증가시키기 때문에, 만족할만한 접근이 아니다.
도 4를 참조하면, 어두운 부분을 제거하는 다른 방법이 제공된다. 도 4에서, 도광판(2)은 투과면(21), 투과면(21)의 맞은편에 형성된 반사면(22) 및 측부에 형성된 적어도 하나의 입사면(23)을 포함한다. 입사면(23)에는 다수의 톱니 형태 확산체(231)가 배열되어 있다. LED(25)로부터 방출된 빛은 확산체(231)의 경사면(2311)들을 통해 통과될 때, 더 넓은 입사각을 가지고 산란된다. 이로써, 도광판(2) 내부의 어두운 부분(234)이 축소된다. 그러나 이러한 접근에도 문제가 발생한다. 도 5를 참조하면, LED(25)로부터 방출된 빛이 확산체(231)를 통해 통과될 때, 그 빛은 확산체(231) 각각의 두개의 경사면(2311)에 의해 굴절되고, 굴절된 빛 중에는 진행방향이 일정한 방향으로 정렬되는 것도 있다. 이러한 정렬된 굴절광은 더 밝은 빛(26)을 형성하도록 서로를 보강하며, 그 결과 도광판(2)의 균일하지 않은 명암을 초래한다. 이러한 현상은 도광판(2)의 다음 적용을 제한하고, 도광판(2)의 균일한 명암 필요조건을 충족시키지 못한다.
따라서, 본 발명의 목적은 점광원으로부터의 빛을 균일하게 산란시킬 수 있는 도광판을 제공하는 데에 있다.
도 6을 참조하면, 도광판(3)은 투명한 기판이다. 도광판(3)은 투과면(31), 투과면(31)의 맞은편에 형성된 반사면(32) 및 적어도 하나의 입사면(33)을 포함한다.
투과면(31)은 광원(도시되지 않음)으로부터의 빛이 전달되는 곳이다. 반사면(32)에는 광원으로부터 방출된 빛이 투과면(31)을 통과하도록 반사시키는 다양한 도트들(도시되지 않음)이 배열된다. 광원으로부터 방출된 빛은 입사면(33)을 통해 도광판(3)의 내부로 입사되고 진행된다. 입사면(33)은 다양한 소형 확산체(331)를 포함하도록 배열된다. 각각의 확산체(331)는 하나의 곡면(3311)과 곡면(3311)의 양단으로부터 연장되어 형성되는 두개의 경사면(3312)을 갖는다.
도 7을 참조하면, 광원(LED)(34)으로부터 방출된 빛이 확산체(331)의 곡면(3311)을 통해 통과될 때, 광원(LED)(34)으로부터 방출된 빛은 다양한 크기의 각으 로 굴절된다. 그러나, 두개의 경사면(3312)은 입사각의 좌우측으로 고정된 크기의 굴절각을 제공한다. 따라서, 이 고정된 크기의 각도로 굴절된 빛은 다양한 크기의 각으로 굴절된 빛들과 융합되어 종래 기술에서 형성되는 균일하지 않은 명암의 발생을 방지하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 확산체(331)는 점광원으로부터의 빛의 입사각을 확대시킬 뿐 아니라 고정된 크기의 굴절각으로 인한 균일하지 않은 명암의 발생을 방지할 수 있게 한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 입사면(33)에서, 인접한 확산체(331)들 사이에는 작은 틈이 형성되어 있다. 도 8을 참조하면, 산란 효과를 더욱 증가시키기 위해, 확산체(331)는 확산체(331)들 사이에 틈이 형성되지 않도록 계속하여 배열될 수 있다.
도 9를 참조하면, 확산체(331)가 입사면(33)으로부터 돌출되도록 형성되는 것에 더하여, 확산체(331)는 도광판(3)의 내부로 오목하게 들어가 배열될 수 있다. 오목한 곡면(3311)과 경사면(3312)은 LED(34)로부터의 빛의 입사각을 더 넓게하고, 도광판(3) 내부로 빛을 균일하게 산란시킨다. 이는 본 발명의 선행 실시예들과 동일하다.
도 9를 참조하면, 인접한 오목한 확산체(331)들 사이에는 작은 틈이 있다. 도 10을 참조하면, 도 8에서 도시된 바와 같이 확산체(331)는 산란 효과를 더욱 증가시키기 위해, 확산체(331)들 사이에 틈이 형성되지 않도록 연속적으로 배열될 수 있다.
도 11을 참조하면, 확산체(331)의 표면에 다양한 오목 V-형 확산홈(332)을 형성함으로써, 선행 실시예들의 산란 효과는 증대될 수 있다. 이 확산홈(332)은 반사면(32)으로부터 투과면(31)까지 평행하게 정렬되어 형성된다. 도 12를 참조하면, LED(34)로부터 방출된 빛이 입사면(33)을 통해 통과할 때, 그 빛은 확산체(331)에 의해 산란될 뿐 아니라 확산홈(332) 내부의 경사면(3321)에 의해 더 산란된다.
도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 다른 실시예에서, 확산홈(332)은 규칙적인 V-형태를 갖는 대신에, 일정한 산란효과를 지속적으로 획득할 수 있는 불규칙적인 V-형태를 갖을 수 있다.
입사면(33)의 인접한 확산체(331)들 사이에 틈이 형성된 실시예들에서, 틈 역시 표면에 확산홈(332)을 포함하도록 배열될 수 있다. 이로써, LED(34)로부터 방출된 빛은 확산홈(332)의 산란 효과를 이룰 수 있다.
입사면(33)에 확산홈(332)을 포함하는 것 외에도, 확산홈(332)은 투과면(31)의 외면에도 형성될 수 있다. 이로써, LED(34)로부터의 빛은 도광판(3)의 내부로 산란될 뿐 아니라 빛이 투과면(31)을 통해 도광판(3)에서 투과될 때, 더욱 산란될 수 있다. 도 15를 참조하면, 투과면(31)의 확산홈(332)은 도광판(3) 내부의 빛의 진행방향과 평행하게 배열된다. 도 16은 도 15에 도시된 A-A선의 단면을 나타낸 단면도이다. 도 15 및 도 16을 참조하면, 투과면(31)의 확산홈(332)은 확산홈(332)들 사이에 틈이 형성되지 않도록 배열된다. 다른 실시예들에서, 투과면(31)의 인접한 확산홈(332)들 사이에도 틈이 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 점광원으로부터의 빛의 균일한 산란을 위한 도광판은 도광판 의 입사면에 확산체를 형성하여, 광원으로부터 방출된 빛이 더 넓은 입사각을 갖고, 도광판의 내부로 균일한 산란을 할 수 있다.

Claims (8)

  1. 도광판의 외부로 빛을 전달하는 투과면(light exiting side);
    상기 투과면의 맞은편에 형성되고, 상기 도광판의 내부로 진행되는 상기 빛의 방향이 변하도록 상기 빛을 반사시키는 반사면(reflection side); 및
    상기 도광판의 측부에 형성되고, 광원으로부터 상기 빛을 입사시키는 입사면(light entering side);을 포함하는 상기 광원으로부터의 빛의 균일한 산란을 위한 기판 형태를 갖는 도광판에 있어서,
    상기 입사면은 상기 입사면의 표면에 형성된 다수의 소형 확산체(diffusing entity)를 포함하고, 상기 확산체는 하나의 곡면과 상기 곡면의 양단으로부터 각각 연장되어 형성되는 두개의 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 도광판.
  2. 제 1항에 있어서, 각각의 상기 확산체는 연속적으로 배열되어 상기 확산체들 사이에는 틈이 없는 것을 특징으로 하는 도광판.
  3. 제 1항에 있어서, 각각의 상기 확산체는 상기 확산체의 표면에 상기 도광판 내부로 오목하게 들어가 형성된 다수의 V-형 확산홈(diffusing groove)을 포함하며, 상기 확산홈은 평행하게 정렬되고, 상기 반사면으로부터 상기 투과면까지 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 도광판.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 확산체는 상기 도광판의 내부로 오목하게 들어간 것을 특징으로 하는 도광판.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 확산홈은 확산체들 사이의 상기 입사면의 표면에 더 형성되는 것을 특징으로 하는 도광판.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 확산홈은 상기 투과면의 외면에 더 형성되고, 상기 도광판 내부의 빛의 진행 방향과 평행하게 정렬되는 것을 특징으로 하는 도광판.
  7. 제 3항에 있어서, 상기 확산홈은 하나의 규칙적인 단면 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 도광판.
  8. 제 3항에 있어서, 상기 확산홈은 불규칙한 단면 형태들을 갖는 것을 특징으로 하는 도광판.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4325650B2 (ja) 2006-08-17 2009-09-02 エプソンイメージングデバイス株式会社 照明装置、液晶装置及び電子機器
TWI363900B (en) * 2007-10-04 2012-05-11 Ind Tech Res Inst Light guiding film
KR101296729B1 (ko) * 2011-11-21 2013-08-20 최대규 광확산판
KR102018266B1 (ko) * 2013-02-04 2019-09-04 엘지이노텍 주식회사 백라이트 유닛

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10199318A (ja) 1997-01-17 1998-07-31 Omron Corp 面光源装置
JP2001166151A (ja) 1999-12-13 2001-06-22 Rohm Co Ltd 導光板、照明装置およびこの照明装置を備えた液晶表示装置
KR20010103552A (ko) * 2000-05-09 2001-11-23 오가와 에지 면 발광장치
KR20030097333A (ko) * 2002-06-20 2003-12-31 삼성전자주식회사 평판표시소자용 조명장치
JP2004171966A (ja) 2002-11-21 2004-06-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 面照明装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10199318A (ja) 1997-01-17 1998-07-31 Omron Corp 面光源装置
JP2001166151A (ja) 1999-12-13 2001-06-22 Rohm Co Ltd 導光板、照明装置およびこの照明装置を備えた液晶表示装置
KR20010103552A (ko) * 2000-05-09 2001-11-23 오가와 에지 면 발광장치
KR20030097333A (ko) * 2002-06-20 2003-12-31 삼성전자주식회사 평판표시소자용 조명장치
JP2004171966A (ja) 2002-11-21 2004-06-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 面照明装置

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