KR20030013105A - 직하형 평면 광원 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직하형 평면 광원 구조에서 형광 램프와, 반사판 또는 확산판의 기하학적 구조를 변경시킴으로써 휘도 균일성을 얻고자 하는 것이다. 본 발명의 한 실시예에 따르면, 형광 램프(11)위에 배치되는 확산판(12)에 등휘도 패턴에 따라 광 차단 및 반사 패턴이 형성된다. 이와같은 광 차단 및 반사 패턴에 의해서 형광 램프에서 확산판(12)으로 향하는 광들중 일부는 투과되고 다른 광들은 반사되게 되어 스크린 전체면에서 휘도 분포가 균일하게 된다.

Description

직하형 평면 광원 구조{ DIRECT-LIGHT-TYPE PLANE LIGHT SOURCE STRUCTURE}

본 발명은 평면 광원 구조에 관한 것으로, 보다 특별하게는 직하형 평면 과원 구조에 관한 것이다.

평면 광원은 비 발광성 표시소자, 예컨대 액정 표시장치(LCD), 옥 내.외 광고 표시장치, X-레이 필름 투시기 등 각종 표시 장치 분야에서 일반적으로 사용된다. 액정 표시장치를 예를 들면, 이 액정표시장치는 비발광성 소자(수광소자)이므로 빛이 없는 곳에서는 화상 표시가 불가능하다. 이러한 문제를 보완하기위해 어두운곳에서도 사용이 가능하게 할 목적으로 화상 표시면을 균일하게 면조사하기위해 백라이트(Backlight)를 사용하고 있다. 일반적으로 LCD용 백라이트는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp)를 관 형태로 만들어 필요에 따라 직선형, L자형, U자형, W자형으로 벤딩하여 발광원으로서 사용되고 있다.

이러한 LCD용 백라이트는 설치형태에 따라 직하형(Direct Light)과 에지라이트(Edge Light)형으로 구분된다.

직하형 백라이트는 여러 형태의 냉음극 형광 램프를 LCD 셀 하부에 장착하고 그 아래에 반사판과 그리고 형광 램프 상부에 확산판을 배치하여 구성된다. 그러나, 이러한 직하형 백라이트는 TFT-LCD 용 백라이트용으로는 잘 사용되지 않았는데, 그 이유들중 하나는 스크린 주변부에서의 휘도가 불균일 하기 때문이었다.

이러한 직하형 백라이트의 휘도 균일도의 문제로 인해 일반적으로 에지 라이트형 백라이트가 사용되고 있는데, 이 에지 라이트형 백라이트는 LCD 셀로 균일한 빛을 보내기위해 도광판과, 광 확산판 및 프리즘판등으로 구성되어 있으며, 이러한 구성으로 광원의 빛이 도광판으로 전달되고 전달된 빛은 광확산판을 통해 확산되어 및 프리즘판을 통과하게된다. 그러나, 이러한 에지 라이트형 백라이트는 그 구성이 매우 복잡하여 생산비가 높아지고, 빛의 반사 및 투과로 인해 소비전력에 대한 효율이 낮은 문제가 있다.

도 1은 LCD 분야에서 광원으로서 사용되는 종래의 직하형 평면 광원 구조의 개략 단면도이다. 도시된 바와같이 직하형 광원은 LCD 셀의 하측에 위치하여 빛을 발생하는 복수의 서로 균일하게 배열된 형광 램프(11)와, 상기 형광 램프(11)의 상부에 배치되어 형광 램프(11)로 부터의 빛을 반사 확산 및 반사시키는 확산판(12)과 그리고 형광램프(11)의 하부에 위치되어 빛을 반사시키는 반사판(10)으로 구성되어 있다.

도 2a는 상기 도 1의 종래의 직하형 평면 광원의 형광 램프 배열에서 램프의 길이방향에 따른 휘도 분포도를 보인 것이고, 도 2b는 형광 램프의 배열방향에 따른 휘도 분포도를 보인것이며, 도 2c는 종래의 형광 램프 배열에 의해 나타나는 휘도 분포를 평면도로 보인 것이다. 도시된 바와같이, 형광 램프의 길이방향에 따른 휘도분포는 중앙부에서 가장높고 주변으로 갈수록 포물선 형태로 급격하게 낮아진다. 또한, 형광 램프의 배열방향에서 보면 중앙에서 주변으로 갈수록 휘도가 완만하게 낮아지고 있다. 결과적으로, 도 2c 에서와같이 휘도는 중앙부에서 높고 양 측부에서 코너부로 갈수록 낮아져, 스크린 전체에서 휘도의 균일도가 매우 저조하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와같은 종래의 휘도 불균일성 문제를 해결하고자 하는것으로써, 본 발명의 목적은 직하형 평면 광원 구조에 있어서 형광 램프와, 반사판 및 확산판들의 기하학적 구조를 변경시킴으로써 휘도 균일성을 얻고자 하는것이다.

본 발명의 제 1양상에 따르면, 반사율이 균일한 밑면 반사판으로부터 상향 방향으로 소정거리 이격된채 동일 평면상에 복수개 배치된 형광 램프에 있어서, 중앙의 형광램프를 중심으로하여 주변으로 갈수록 형광램프들의 간격이 조밀하게 배치된다.

본 발명의 제 2양상에 따르면, 반사율이 균일한 밑면 반사판으로 부터 상향 방향으로 소정거리 이격된채 동일 평면상에 복수개 배치된 형광 램프에 있어서, 중앙의 형광 램프를 중심으로하여 주변으로 갈수록 형광 램프의 광량이 높게 된다.

본 발명의 제 3 양상에 따르면, 반사율이 균일한 반사판으로 부터 상향 방향으로 소정거리 이격된채 동일 평면상에 복수개 배치된 형광 램프에 있어서, 확산판과 형광 램프간의 간격이 중앙의 형광램프를 중심으로 하여 주변으로 갈수록 갈수록 크게 된다.

본 발명의 제 4양상에 따르면, 평면에서 볼때 복수의 형광 램프들중 최상부 및 최하부에 위치하는 형광 램프에 마주하는 측면 반사판에 있어서, 측면 반사판의 중앙 영역의 반사율 보다 양측 영역의 반사율이 크게 된다.

본 발명의 제 5양상에 따르면, 평면에서 볼때 복수의 형광 램프들중 최상부 및 최하부에 위치하는 형광 램프와 마주하는 측면 반사판에 있어서 측면반사판의 양측 영역에 측면 반사판의 양측 영역으로 향하는 형광 램프의 광이 스크린 코너부로 집중 반사되도록 하는 구조가 형성된다.

본 발명의 제 6양상에 따르면, 반사판의 중심부, 가장자리부 또는 코너부의 반사율이 서로 다르도록 반사판에 패턴이 형성된다.

본 발명의 제 7양상에 따르면, 확산판에 휘도 분포 패턴을 따라 광 차단 및 반사 패턴이 형성된다.

도 1은 종래의 직하형 평면 광원 구조의 개략 단면도

도 2a는 도 1의 종래의 직하형 평면 광원 구조의 형광 램프 배열에서 램프의 길이 방향에 따른 휘도 분포도.

도 2b는 형광 램프의 배열 방향에 따른 휘도 분포도.

도 2c는 도 1의 형광 램프 배열에 의해 나타나는 휘도 분포도.

도 3a내지 도 3c는 본 발명에 따른 평면 광원 구조에서 형광 램프의 간격, 광량 및 형광 램프와 확산판간의 높이 조정 관계를 보인 도면.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 밑면 및 측면 반사판을 갖는 평면 광원 구조에 관한 실시예를 보인 도면.

도 5는 본 발명에 따른 밑면 반사판의 반사패턴 분포도.

도 6는 본 발명에 따른 확산판의 확산패턴 분포도.

도 7은 도 4a의 반사판 구조와 도 6의 확산판 구조를 조합한 직하형 평면 광원 구성도.

도 8은 본 발명의 여러가지 실시예 구조를 통해 나타나는 휘도 분포도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 밑면 반사판 10' : 측면 반사판

11: 형광 램프 12 : 확산판

13: 광 차단 및 반사 패턴

이하, 본 발명의 실시예들에 대해 첨부 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3a 내지 도 3c는 형광 램프들의 배치 관계를 도시한 것으로써, 도 3a는 반사율이 균일한 반사판 (10)으로부터 상향 방향으로 소정거리 이격된채 동일 평면상에 복수개의 형광 램프(11)을 배치하는데 있어 중앙의 형광 램프를 중심으로하여 주변으로 갈수록 형광 램프의 간격을 조밀하게 배치한 것이다. 도 3b는 역시 반사율이 균일한 반사판(10)으로 부터 상향 방향으로 소정거리 이격된채 동일 평면상에복수개 형광 램프(11)를 배치하는데 있어 중앙의 형광 램프를 중심으로하여 주변으로 갈수록 갈수록 광량이 높게 배치한다. 또한, 도 3c는 반사율이 균일한 반사판(10)으로부터 상향 방향으로 소정거리 이격된채 동일 평면상에 복수개의 형광램프(11)를 배치하는데 있어 확산판(12)과 형광 램프(11)간의 간격이 중앙의 형광 램프로부터 주변 형광 램프로 갈수록 크게한다.

도 4a 및 도 4c는 본 발명의 다른 실시예를 보인 것이다. 도 4a는 형광 램프 아래에 위치하는 밑면 반사판(10)에 있어서 평면에서 볼때 복수의 형광 램프들(11)중 최상부 및 최하부에 위치하는 형광 램프와 마주하게 밑면 반사판(10)으로 부터 절곡 연장된 측면 반사판(10')을 보인 것으로써, 측면 반사판(10')의 양측 영역(A)은 중앙 영역(B)보다 높은 반사율을 갖는다. 따라서, 측면 반사판(10')의 양측 영역(A)에서의 높은 광 반사로 인해 스크린 코너부에서 휘도가 높아지게 된다. 비록 도시하지는 않았지만은 형광 램프로부터의 광이 스크린 코너부로 더욱 밀집될 수 있도록 측면 반사판(10')의 양측 영역(A)에 미러 시트를 부착할 수 있다.

도 4b는 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 것으로써, 평면에서 볼때 복수의 형광 램프들(11)중 최상부 및 최하부에 위치하는 형광 램프(11)와 마주하는 측면 반사판(10')에 있어서 측면 반사판(10')의 양측 영역(A)에 측면 반사판(10')의 양측 영역(A)으로 향하는 형광 램프(11)의 광이 스크린 코너부로 집중 반사되도록 하는 구조가 형성된 것을 보인 것이다. 도시된 바와같이, 측면 반사판(10')의 양측 영역(A)이 이에 마주하는 형광 램프(11)에 대하여 스크린 코너부 방향으로 소정각도 경사진 구조로 되어있다. 이와같은 구조에 의해, 도 4c에 보인 바와같이 양측영역(A)에서 이 영역에 마주하는 형광 램프(11)로부터의 광이 반사되어 스크린 코너부로 밀집됨으로써 이 부분에서 광의 휘도가 높아지게 된다. 비록 도시하지는 않았지만은 상기 측면 반사판(10')의 양측 영역(A)은 상기 경사 구조 이외에 스크린 코너부를 향해 광이 반사되도록 할 수 있는 굴곡 구조, 예컨대 톱니 구조로 형성할 수 도 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예도로써, 형광 램프(11) 아래에 놓이는 밑면 반사판(10)에 있어서 반사판(10)의 중심부와 가장자리부 또는 코너부의 반사율이 서로 다르도록 반사판(10)에 패턴을 형성한 구조를 보인 것이다. 즉, 이 패턴에 의해 반사판(10)의 중심부의 반사율을 낮게하고 가장자리부 또는 코너부의 반사율을 높게 함으로써 스크린 전체면에서 휘도가 균일하게 되도록 한다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예도로써, 확산판(12)에 등 휘도 패턴을 따라 광 차단 및 반사 패턴을 형성한 구조를 보인 것이다. 즉, 이와같은 광 차단 및 반사 패턴에 의해서 형광 램프에서 확산판(12)으로 향하는 광들의 일부는 투과되고 다른 광들은 반사되게 된다. 따라서, 스크린 중앙부에서 투과율이 낮아지는데 반해 가장자리부 또는 코너부로 갈수록 투과율이 높아지게 된다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예로써, 도 4a와 도 6의 구조를 조합하여 구성한 직하형 평면 광원 구조를 보인 것이다. 도시된 바와같이, 복수의 형광 램프(11) 아래에는 밑면 반사판(10)과 이 반사판(10)으로부터 절곡 연장된 측면 반사판(10')이 배치되고, 형광 램프(11)위에는 내면에 광 차단 및 반사 패턴이 인쇄된 확산판(12)이 배치되어 있다.

도 8은 상기와 같은 본 발명의 실시예들의 구성을 통해 얻어지는 휘도 분포를 보인 것이다. 도 8에서 볼 수 있는 바와같이 본 발명의 구성에 의해 스크린의 전체 영역에서 휘도 분포가 균일해진다.

상기 실시예에서 설명한 바와같이 직하형 평면 광원을 구성하는 형광 램프, 반사판 및 확산판의 기하학적 구조를 변경함으로써 스크린 전체면에서 휘도 균일도를 확보할 수가 있다. 첨부도면을 참조로 하여 전술한 실시예들은 단지 본 발명의 예시 목적에서 제시된 것으로써, 당업자이면 본 발명의 범주내에서 여러가지 다른 응용 가능한 실시예를 쉽게 생각할 수 있을 것이다. 예컨대, 상기 각 실시예들에 따른 각각의 구성을 서로 조합한 구성으로 평면 광원을 제작함으로써 보다 균일한 휘도 개선을 꾀할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 단지 이들 실시예들에 기재한 기술적인 설명으로만 한정되게 해석되지 말아야 할 것이다.

Claims (15)

1. 복수의 형광램프와, 소정거리 이격된채 상기 형광 램프 아래에 배치되는 밑면 반사판과 그리고 상기 복수의 형광 램프 위에 소정거리 이격된채 배치되는 확산판으로 구성된 직하형 평면 광원 구조로써,

   중앙의 형광 램프를 중심으로하여 주변으로 갈수록 형광 램프의 간격이 조밀하게 배치된 것을 특징으로 하는 직하형 평면 광원 구조.
2. 복수의 형광램프와, 소정거리 이격된채 상기 형광 램프 아래에 배치되는 밑면 반사판과 그리고 상기 복수의 형광 램프 위에 소정거리 이격된채 배치되는 확산판으로 구성된 직하형 평면 광원 구조로써,

   중앙의 형광 램프를 중심으로하여 주변으로 갈수록 형광 램프의 광량을 크게 한 것을 특징으로 하는 직하형 평면 광원 구조.
3. 복수의 형광램프와, 소정거리 이격된채 상기 형광 램프 아래에 배치되는 밑면 반사판과 그리고 상기 복수의 형광 램프 위에 소정거리 이격된채 배치되는 확산판으로 구성된 직하형 평면 광원 구조로써,

   확산판과 형광 램프간의 간격이 중앙 형광램프로 부터 주변 형광 램프로 갈수록 좁은 것을 특징으로 하는 직하형 평면 광원 구조.
4. 복수의 형광 램프와, 소정거리 이격된채 상기 형광 램프 아래에 배치되는 밑면 반사판과 그리고 상기 복수의 형광 램프 위에 소정거리 이격된채 배치되는 확산판으로 구성된 직하형 평면 광원 구조로써,

   평면에서 볼때 복수의 형광 램프들중 최상부 및 최하부에 위치하는 형광 램프와 마주하게 밑면 반사판으로부터 절곡 연장된 측면 반사판을 구비하며, 상기 측면 반사판의 반사율이 상기 측면 반사판의 중앙 영역보다 양측 영역에서 큰 것을 특징으로 하는 직하형 평면 광원 구조.
5. 복수의 형광 램프와, 소정거리 이격된채 상기 형광 램프 아래에 배치되는 밑면 반사판과 그리고 상기 복수의 형광 램프 위에 소정거리 이격된채 배치되는 확산판으로 구성된 직하형 평면 광원 구조로써,

   평면에서 볼때 복수의 형광 램프들중 최상부 및 최하부에 위치하는 형광 램프와 마주하게 밑면 반사판으로부터 절곡 연장된 측면 반사판을 구비하며, 상기 측면반사판의 양측 영역은 상기 측면 반사판의 양측 영역으로 향하는 형광 램프의 광이 스크린 코너부로 집중 반사되도록 하는 형상으로 것을 특징으로 하는 직하형 평면 광원 구조.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 반사판의 양측 영역의 반사면에 미러 시트가 부착된 것을 특징으로 하는 직하형 평면 광원 구조.
7. 제 5항에 있어서,

   상기 형상은 굴곡 형상인 것을 특징으로 하는 직하형 평면 광원 구조.
8. 복수의 형광 램프와, 소정거리 이격된채 상기 형광 램프 아래에 배치되는 밑면 반사판과 그리고 상기 복수의 형광 램프 위에 소정거리 이격된채 배치되는 확산판으로 구성된 직하형 평면 광원 구조로써,

   상기 확산판에 등 휘도 분포를 따라 광을 차단 및 반사 할 수 있는 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 직하형 평면 광원 구조.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 복수의 형광램프들이 중앙의 형광 램프를 중심으로하여 주변으로 갈수록 조밀하게 배치된 것을 특징으로 하는 액정 표시소자용 백라이트 구조.
10. 제 8항에 있어서,

    상기 복수의 형광 램프들의 광량을 중앙의 형광 램프를 중심으로하여 주변 형광 램프로 갈수록 크게 한 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 직하형 백라이트 구조.
11. 제 8항에 있어서,

    상기 확산판과 상기 형광 램프간의 간격이 중앙 형광램프로부터 주변 형광 램프로 갈수록 좁은 것을 특징으로 하는 직하형 평면 광원 구조.
12. 제 8항에 있어서,

    평면에서 볼때 상기 복수의 형광 램프들중 최상부 및 최하부에 위치하는 형광 램프와 마주하게 상기 밑면 반사판으로부터 절곡 연장된 측면 반사판을 구비하며, 상기 측면 반사판의 반사율이 상기 측면 반사판의 중앙 영역보다 양측 영역에서 보다 큰 것을 특징으로 하는 직하형 평면 광원 구조.
13. 제 8항에 있어서,

    평면에서 볼때 복수의 형광 램프들중 최상부 및 최하부에 위치하는 형광 램프와 마주하게 상기 밑면 반사판으로부터 절곡 연장된 측면 반사판을 구비하며, 상기 측면반사판의 양측 영역은 상기 측면 반사판의 양측 영역으로 향하는 형광 램프의 광이 스크린 코너부로 집중 반사되도록 하는 형상으로 된 것을 특징으로 하는 직하형 평면 광원 구조.
14. 제 12항에 있어서,

    상기 반사판의 양측 영역의 반사면에 미러 시트가 부착된 것을 특징으로 하는 직하형 평면 광원 구조.
15. 제 13항에 있어서,

    상기 형상은 굴곡 형상인 것을 특징으로 하는 직하형 평면 광원 구조.