KR20010046582A - 표시 장치용 백라이트 장치 - Google Patents

Abstract

이 발명은 표시 장치용 백라이트 장치에 관한 것이다. 광원으로부터 조사된 빛을 도광판이 안내하여 표시 장치의 표시면상으로 조사하며, 이 때 도광판으로 입사된 빛은 도광판의 하면에 형성되어 있는 제1 패턴에 의하여 산란 및 확산되면서 이동한다. 그리고 제1 패턴에 의하여 산란 및 확산된 빛은 도광판의 상면에 형성되어 있는 제2 패턴에 의하여 집광되어 표시 장치의 표시면상에 수직으로 조사된다. 이와 같이, 별도의 확산판이나 프리즘 시트 없이도 광원으로부터 입사되는 빛이 도광판 자체내에서 확산되면서 직진성을 가지고 출사됨에 따라, 백라이트 장치의 구성 요소가 감소되어 두께가 현저하게 줄어든다. 또한 도광판으로 입사된 빛이 별도의 다른 매질을 통과하지 않고 도광판에 의하여 표시 장치로 균일하게 조사됨에 따라, 서로 다른 굴절율을 가지는 매질을 통과하면서 발생되는 광손실이 감소하게 되어 광효율이 향상된다.

Description

표시 장치용 백라이트 장치{BACKLIGHT DEVICE FOR DISPLAY}

이 발명은 백라이트 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면 표시 장치 등에 사용되는 백라이트 장치에 관한 것이다.

노트북, 휴대용 단말기 등에 사용되는 액정 표시 장치는 그 자체가 비발광성이기 때문에 어두운 곳에서의 사용이 불편하며, 이 때문에 액정 패널상의 표시면에 균일하게 빛을 조사하는 백라이트 장치가 개발되어 사용되고 있다.

일반적으로 액정 표시 장치의 백라이트 장치는 액정의 투과율에 알맞는 밝기는 가지면서, 경량이고, 액정의 얇음에 영향을 주지 않도록 박형이어야 하며, 휘도의 균일성이 높아야 한다. 이러한 특징을 가지도록 형성되어야 하는 백라이트 장치는 광원이 액정 패널의 밑면에 설치되는 직하 방식과 광원이 액정 패널의 일측면이나 양측면에 설치되는 에지(edge) 방식으로 나뉘어지며, 현재는 주로 에지 방식의 백라이트 장치가 사용되고 있다.

도 1에 종래의 에지 방식이 백라이트 장치의 분해 사시도가 도시되어 있다.

첨부한 도 1에 도시되어 있듯이, 종래의 백라이트 장치는 반사판(1)과, 반사판(1)의 위에 설치되는 투명성의 도광판(2)과, 도광판(2)의 일측에 설치되는 광원(3)과, 도광판(2)의 위에 설치되는 확산판(4)과, 확산판(4) 위에 설치되는 프리즘 시트(prism sheet)(5)로 이루어진다.

도광판(2)의 하면에는 입사되는 빛을 산란시키기 위한 패턴이 형성되어 있으며, 프리즘 시트(5)는 광학용 폴리에스테르 필름 표면에 자외선 경화수지로 삼각형의 프리즘을 형성한 것으로, 확산판(4)으로부터 나오는 광의 방사 특성을 변경하여 직진성을 가지도록 한다. 빛의 직진성을 향상시키기 위하여 삼각형의 프리즘이 서로 직교하도록 두 개의 프리즘 시트를 설치하여 사용할 수도 있다.

광원(3)으로부터 나온 빛은 도광판(2)으로 입사되며, 도광판(2)을 이동하면서 도광판(2)의 하면에 형성되어 있는 패턴에 의하여 산란되어 균일하게 분포되며, 도광판(2)의 하면을 통과한 빛은 도광판(2)의 아래에 설치되어 있는 반사판(1)에 의하여 다시 반사되어 도광판(2)으로 입사된다.

도광판(2) 전체에 분포된 빛은 확산판(4)을 통하여 보다 균일하게 전체에 걸쳐 확산되고, 확산판(4)을 통하여 균일하게 확산된 빛은 프리즘 시트(5)를 통과하면서 직진성을 가지게 되고, 이 빛은 도시하지 않은 액정 패널로 입사된다.

그러나 이러한 구조를 이루는 종래의 백라이트 장치는 직진성을 가지는 빛을 액정 패널의 전체에 걸쳐 균일하게 조사하기 위하여 도광판, 반사판, 확산판, 프리즘 시트가 반드시 필요함에 따라, 전체 두께를 감소시키는데에는 한계가 있다.

따라서 점차 백라이트 장치의 박형화 및 저전력화가 요구되는 추세에 부응하지 못하는 단점이 있다.

또한 빛이 도광판, 확산판, 프리즘 시트 등 서로 다른 굴절율을 가지는 매질을 순차적으로 통과함에 따라 광손실이 증가하게 되는 단점이 있다.

그러므로, 이 발명의 목적은 표시 장치용 백라이트 장치의 두께를 보다 감소시키기 위한 것이다.

또한, 이 발명의 다른 목적은 백라이트 장치의 광효율을 향상시키기 위한 것이다.

도 1은 종래의 표시 장치용 백라이트 장치의 분해 사시도이다.

도 2는 이 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치용 백라이트 장치의 단면도이다.

도 3은 도2에 도시된 백라이트 장치의 사시도이다.

도 4는 이 발명의 제1 실시예에 따른 도광판의 다른 구조를 나타낸 사시도이다.

도 5는 이 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치용 백라이트 장치의 단면도이다.

도 6은 이 발명의 제3 실시예에 따른 표시 장치용 백라이트 장치의 단면도이다.

도 7은 도 5에 도시된 백라이트 장치의 평면도이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 이 발명에서는 별도의 확산판 및 프리즘 시트를 사용하지 않고, 광원으로부터 조사된 빛이 도광판 자체내에서 확산되면서 직진성을 가지고 출사되도록, 도광판 상면 및 하면에 균일하게 집광 패턴 및 산란 패턴을 형성하였다.

이 발명의 특징에 따른 표시 장치용 백라이트 장치는 일정량의 빛을 조사하는 광원; 상기 광원으로부터의 빛을 안내하여 표시 장치로 공급하며, 하면에 입사되는 빛을 산란시키는 제1 패턴이 형성되어 있으며, 상면에 상기 제1 패턴에 의하여 산란 및 확산되는 빛을 집광하여 표시 장치로 출사하는 제2 패턴이 형성되어 있는 도광판; 및 상기 도광판의 아래에 설치되어 있으며, 상기 도광판을 통과하여 입사되는 빛을 상기 도광판으로 다시 반사시키는 반사판을 포함한다.

제1 패턴은 돌출면과 삽입면이 요철 형상으로 연속적으로 형성되어 있는 패턴으로 이루어지며, 상기 돌출면 상에 다수의 홈이 형성되어 있어서 입사되는 빛의 산란성을 보다 향사시킨다. 이외에도 제1 패턴의 삽입면 상에 다수의 홈을 형성하여 입사되는 빛이 보다 산란되도록 할 수도 있다.

상기 제2 패턴은 볼록 렌즈와 오목 렌즈가 연속적으로 형성되어 있는 물결 형상으로 이루어지며, 빛의 직진성을 보다 향상시키기 위하여 상기 제1 패턴에 의하여 산란 및 확산된 빛을 집광하는 볼록 렌즈가 연속적으로 형성되어 있는 형상으로 상기 제2 패턴을 구성하는 것도 가능하다.

상기 제1 패턴 및 제2 패턴은 도광판의 하면 및 상면 전체에 걸져서 일정 간격을 두고 연속적으로 형성되어 있다.

이에 따라, 별도의 확산판 및 프리즘 시트가 사용되지 않아도 표시 장치의 표시면으로 균일하고 직진성을 가지는 빛을 조사할 수 있다.

이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 2에 이 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치용 백라이트 장치의 단면도가 도시되어 있으며, 도 3에 도2에 도시된 도광판의 사시도가 도시되어 있다.

첨부한 도 2에 도시되어 있듯이, 이 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치용 백라이트 장치는 광원(10)과, 도광판(20)과, 반사판(30)으로 이루어진다.

광원(10)은 소비 전력이 낮으면서 휘도가 높은 냉음극선관, 열음극선관 등의 형광등 및 LED 등이 사용될 수 있으며, 도광판(20)의 일측이나 또는 양측에 설치될 수 있다.

도광판(20)은 광원(10)으로부터 조사된 빛을 면광원으로 균일하게 분포시킴과 동시에 직진성을 부가하여 상면으로 출사시킨다. 도광판(20)은 입사되는 빛이 산란되어 균일하게 분포되도록 하면에 제1 패턴(21)이 형성되어 있으며, 출사되는 빛이 직진성을 가지도록 상면에 제2 패턴(22)이 형성되어 있다. 제1 및 제2 패턴(21,22)은 도광판(20)의 하면과 상면 전체에 걸쳐서 균일하게 형성되어 있으며, 도광판(20)은 PMMA나 PCOQ 등으로 이루어질 수 있다.

제1 패턴(21)은 도 2에 도시되어 있듯이, 돌출면(A)과 삽입면(B)이 요철 형상으로 연속적으로 형성되어 있는 패턴으로 이루어지며, 돌출면(A) 상에 균일하게 다수의 홈이 형성되어 있다. 이러한 제1 패턴(21)은 에칭 공정에 의하여 형성될 수 있다.

제2 패턴(22)은 종래의 프리즘 시트의 기능을 수행하도록 도광판(20)의 제1 패턴(21)에 의하여 산란된 빛을 집광하도록 볼록 렌즈와 오목 렌즈가 연속적으로 형성되어 있는 물결 형상으로 형성되어 있다.

위에 기술된 바와 같은 형상을 가지는 제1 및 제2 패턴(21,22)은 도 3에 도시된 바와 같이 도광판(20)의 하면 및 상면 전체에 걸쳐서 일정 간격을 두고 균일하게 연속적으로 형성되어 있다.

이러한 구조로 이루어지는 이 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치용 백라이트 장치의 작용에 대하여 설명한다.

외부의 도시하지 않은 구동 회로로부터 광원(10)으로 전원이 인가되면, 광원(10)은 일정량의 빛을 조사한다. 광원(10)으로부터 조사된 빛은 도광판(20)으로 입사된다.

도광판(20)으로 입사된 빛은 산란 및 확산되면서 도광판(20)에 전체에 걸쳐서 균일하게 퍼지게 되며, 확산된 빛은 도광판(20)의 상면을 통하여 출사된다.

보다 상세하게 말하자면, 도광판(20)으로 입사된 빛은 도광판(20)의 하면에 형성된 제1 패턴(21)의 삽입면(B)에 의하여 산란되면서 확산되며, 제1 패턴(21)의 돌출면(A)으로 입사된 빛도 미세하게 형성된 다수의 홈에 의하여 산란됨에 따라, 도광판(20) 내부의 빛의 산란성이 보다 향상된다. 따라서, 도광판(20)으로 입사되는 빛이 보다 균일하게 전체에 걸쳐서 확산되게 된다.

이 때, 도광판(20)의 하면을 통과한 빛은 반사판(30)에 의하여 다시 반사되어 도광판(20) 내부로 입사됨에 따라, 도광판(20)으로 입사되는 빛의 광손실이 방지된다.

한편, 제1 패턴(21)에 의하여 산란 및 확산된 빛은 도광판(20)의 상면에 형성된 제2 패턴(22)에 의하여 집광되어 도광판(20)의 전면으로 출사되며, 이 때 도광판(20)으로부터 출사되는 빛은 제2 패턴(22)의 볼록 렌즈 형상에 의하여 집광되어 출사됨에 따라 직진성을 띄게 된다.

따라서 도광판(20) 전체에 균일하게 확산된 빛이 표시 장치의 표시면상에 수직으로 조사된다. 그러므로 별도의 확산판 및 프리즘 시트가 없어도 표시 장치의 표시면상에 대하여 균일한 휘도를 얻을 수 있다.

한편, 도광판(20)의 제2 패턴(22)을 도 3에 도시된 바와 다르게 형성할 수도 있다. 도 4에 이 발명의 제1 실시예에 따른 도광판의 다른 구조가 도시되어 있다.

첨부한 도 4에 도시된 바와 같이, 도광판(20)이 제2 패턴(22)을 볼록 렌즈와 오목 렌즈가 연속적으로 형성되어 있는 물결 형상으로 구성하여 도광판(20)의 상면 전체에 걸쳐서 일정 간격을 두고 연속적으로 형성하면서, 인접한 물결 형상의 볼록 렌즈와 오목 렌즈가 서로 교차되도록 형성할 수 있다.

위에 기술된 실시예와는 달리, 도광판(20)에 의하여 확산되는 빛의 확산성을 보다 향상시키기 위하여 제1 패턴을 변화시킬 수가 있다.

도 5에 이 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치용 백라이트 장치의 단면도가 도시되어 있다.

첨부한 도 5에 도시되어 있듯이, 이 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치용 백라이트 장치는 위에 기술된 실시예와 동일하게 광원(10), 도광판(20) 및 반사판(30)으로 이루어지며, 단지 도광판(20)에 형성된 제1 패턴(21)만이 다르게 형성되어 있다.

도광판(20)의 제1 패턴(21)으로 입사되는 빛의 산란성 및 확산성을 보다 향상되도록, 제1 패턴(21)의 삽입면(B) 상에도 균일하게 다수의 홈이 형성되어 있다.

따라서, 제1 패턴(21)의 도광판(20)으로 입사된 빛이 삽입면(B)에 의하여 산란되면서 다수의 홈에 의하여 다시 산란됨에 따라, 빛의 산란성이 보다 증가하게 된다.

그러므로 도광판(20)으로 입사되는 빛이 보다 균일하게 확산됨으로써, 표시 장치의 표시면상에 대하여 균일한 휘도를 얻을 수가 있다.

또한, 도광판(20)에 의하여 전면으로 출사되는 빛의 직진성을 보다 향상시키기 위하여, 제2 패턴을 변화시킬 수가 있다.

도 6에 이 발명의 제3 실시예에 따른 표시 장치용 백라이트 장치의 단면도가 도시되어 있으며, 도 7에 도 6에 도시된 백라이트 장치의 평면도가 도시되어 있다.

첨부한 도 6에 도시되어 있듯이, 이 발명의 제3 실시예에 따른 표시 장치용 백라이트 장치는 위에 기술된 실시예와 동일하게 광원(10), 도광판(20) 및 반사판(30)으로 이루어지며, 단지 도광판(20)에 형성된 제2 패턴(22)만이 다르게 형성되어 있다.

도광판(20)으로부터 출사되는 빛의 직진성을 보다 향상시키기 위하여 제2 패턴(22)은 볼록 렌즈만이 연속적으로 균일하게 형성되어 있는 패턴으로 이루어진다. 일반적으로 오목 렌즈보다 볼록 렌즈가 빛을 집광하여 출사하는 기능이 현저하므로, 제2 패턴(22)을 다수의 볼록 렌즈가 연속적으로 연결되어 있는 형상으로 구성하여 도 6에 도시되어 있듯이, 도광판(20) 전체에 걸쳐 균일하게 형성하였다.

따라서, 도광판(20)으로 입사되어 하면의 제1 패턴(21)에 의하여 산란 및 확산된 빛은 제2 패턴(22)의 볼록 렌즈에 의하여 집광되어 출사됨에 따라, 도광판(20)으로부터 출사되는 빛의 직진성이 보다 향상된다.

이 때, 제1 패턴(22)을 위의 제1 및 제2 실시예와 같이 형성하여 빛의 산란성 및 확산성이 보다 향상되도록 할 수 있다.

그러므로, 도광판(20)으로부터 출사된 빛이 표시 장치의 표시면상에 수직적으로 보다 균일하게 조사될 수 있다.

이외에도 이 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 실시가 가능하다.

이상에서와 같이, 이 발명에서는 별도의 확산판 및 프리즘 시트를 사용하지 않고도 빛이 도광판 자체내에서 확산되면서 직진성을 가지고 출사됨에 따라, 백라이트 장치의 구성 요소가 감소되어 두께가 현저하게 줄어든다. 따라서 백라이트 장치의 박형화에 보다 용이하게 대응할 수 있으며, 표시 장치의 휴대성이 향상될 수 있다.

또한 도광판으로 입사된 빛이 별도의 다른 매질을 통과하지 않고 도광판에 의하여 표시 장치로 균일하게 조사됨에 따라, 서로 다른 굴절율을 가지는 매질을 통과하면서 발생되는 광손실이 감소하게 된다.

따라서, 백라이트 장치의 광효율이 향상되며, 표시 장치의 표시면이 휘도가 증가하게 된다.

또한, 백라이트 장치의 구성 요소 감소에 따라 생산 원가가 절감될 수 있다.

Claims (6)

1. 일정량의 빛을 조사하는 광원;

   상기 광원으로부터의 빛을 안내하여 표시 장치로 공급하며, 하면에 입사되는 빛을 산란시키는 제1 패턴이 형성되어 있으며, 상면에 상기 제1 패턴에 의하여 산란 및 확산되는 빛을 집광하여 표시 장치로 출사하는 제2 패턴이 형성되어 있는 도광판; 및

   상기 도광판의 아래에 설치되어 있으며, 상기 도광판을 통과하여 입사되는 빛을 상기 도광판으로 다시 반사시키는 반사판

   을 포함하는 표시 장치용 백라이트 장치.
2. 제1항에서,

   제1 패턴은 돌출면과 삽입면이 요철 형상으로 연속적으로 형성되어 있는 패턴으로 이루어지며, 상기 돌출면 상에 다수의 홈이 형성되어 있는 표시 장치용 백라이트 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제1 패턴의 삽입면 상에 다수의 홈이 형성되어 있는 표시 장치용 백라이트 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제2 패턴은 볼록 렌즈와 오목 렌즈가 연속적으로 형성되어 있는 물결 형상으로 이루어지는 표시 장치용 백라이트 장치.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제2 패턴은 볼록 렌즈가 연속적으로 형성되어 있는 형상으로 이루어지는 표시 장치용 백라이트 장치.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제1 패턴 및 제2 패턴은 도광판의 하면 및 상면 전체에 걸져서 일정 간격을 두고 연속적으로 형성되어 있는 표시 장치용 백라이트 장치.