KR20030080764A - 직하형 백라이트 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 빛을 방출할 수 있는 형광램프를 구비하는 광원; 광원으로부터 나오는 빛을 반사시키기 위한 반사부재; 및 광원 및 반사부재로부터 공급되는 빛을 확산시키기 위해, 역피라미드 형 2차원 프리즘부를 포함하는 확산부재를 구비한다.

Description

직하형 백라이트 장치 {A Direct-lighting Backlight Unit}

본 발명은 LCD-TV용 백라이트 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도광판이 사용되지 않고 형광램프와 라이트 커튼(light curtain)을 사용하는 직하형 백라이트 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 노트북, 데스크탑 컴퓨터, LCD-TV, 이동통신단말기 등에 사용되는 화상표시장치는 일종의 수광소자이므로 액정화면 이외에 백라이트 장치가 필요하다. 백라이트 장치는 통상적으로 형광램프(CCFL 또는 HCFL)의 설치 위치에 따라 측하(에지라이트)형 방식과 직하형 방식으로 대별된다. 측하형(Edge-lighting) 백라이트 장치는 형광램프가 도광판 측면에 배치되고 도광판을 통해 화상표시시스템의 화면의 휘도를 균일하게 유지시키기 위해 형광램프의 빛을 도광판을 통해 액정패널에 입사시키는 구조를 가지며, 주로 노트북이나 모니터 등에 사용되고 있다. 직하형(Direct-lighting) 백라이트 장치는 도광판을 사용하지 않고, 다수 개의 형광램프 위에 라이트 커튼(Light Curtain)이라고 불리는 일종의 확산판(Diffusing plate)을 배열시킴으로써 화상표시 시스템의 휘도를 균일하게 유지하는 것으로서, 측하형에 비해 휘도가 상대적으로 높으므로 주로 높은 휘도를 필요로 하는 LCD-TV 등에 사용된다.

도 1은 일반적인 직하형 백라이트 장치의 구조를 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 직하형 백라이트 장치(10)는 유백색의 아크릴판으로 제조되는 확산판(11)을 구비한다. 이 확산판(11)은 통상적으로 압출 또는 압연에 의해 제조되며, 1mm 내지 5mm 정도의 비교적 두꺼운 두께를 가지며, 화상표시시스템(미도시)의 크기에 맞게 잘라 사용한다.

그런데, 백라이트 장치(10)의 두께를 작게 할수록 형광램프(13)의 발광부가 확산판(11)을 통해서 외부에서 선명히 드러나 보이는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 지금까지는 확산판(11)의 표면에 스크린 인쇄 등의 방법으로 소정의 처리를 함으로써 형광램프 부분의 휘도를 감쇄시켜 상대적으로 화면의 균일도를 유지하고 있는 실정이다.

위와 같은 방법에 의해서도 형광램프(13) 부분이 상대적으로 밝아 일정한 균일도를 얻지 못하는 경우에는, 확산판(11) 위에 다수의 확산시트(Diffusing sheet) (15) 및/또는 프리즘 시트(Prism sheet)(17)를 배치시켜 균일도를 유지한다. 여기서, 상기 시트들(15)(17)는 모두 압연에 의해 제조되며, 그 두께는 0.5mm 이하로 비교적 얇다. 상기 프리즘 시트(17)는 집광 기능 뿐만 아니라 형광램프의 발광부를 감추는 확산 기능을 함으로써 화상표시시스템의 화상의 균일도를 일정하게 유지시키게 된다. 참조부호 19는 반사판을 나타낸다. 그런데, 상기 유백색의 확산판(11)은 광투과도가 비교적 낮아서 휘도를 저하시키는 문제점이 있다.

도 2는 또 다른 직하형 백라이트 장치의 구조를 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 백라이트 장치(20)는 렌즈형 또는 프리즘형의 확산판(21)을 구비한다. 여기서, 렌즈형 또는 프리즘형 확산판(21)은 압연을 통해 제조되는 제품을 크기에 맞게 잘라 사용하거나 소정 크기가 되도록 사출하여 사용한다. 또한, 렌즈형 또는 프리즘형 확산판(21)은 형광램프(23)와 대면되도록 배치되기 때문에 집광 기능보다는 확산 기능을 이용하여 형광램프(23)의 발광부를 은폐시켜 일정한 균일도를 유지시키게 된다. 참조부호 25는 확산시트를, 참조부호 27은 반사판을 나타낸다. 그런데, 렌즈형 또는 프리즘형 확산판(21)은 일방향 특성 때문에, 형광램프(23)가 U자나 W자로 배열되는 경우에는 형광램프(23)가 2 방향으로 걸쳐 있기 때문에 두 방향 중 어느 한 방향으로는 확산이 되지 않는 단점이 있다.

본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 2차원 프리즘 형태의 확산판을 사용하여 다수 개의 형광램프를 동시 발광시켜 두께가 작으면서도 균일하고 높은 휘도를 구현할 수 있어서 LCD-TV용에 적합한 고휘도 구현이 가능한 직하형 백라이트 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 직하형 백라이트 장치의 구조를 개략적으로 도시한 구성도.

도 2는 또 다른 직하형 백라이트 장치의 구조를 개략적으로 도시한 구성도.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직하형 백라이트 장치의 구조를 개략적으로 도시한 구성도.

도 4는 도 3의 확산부재의 역피라미드 형 2차원 프리즘부의 일부 평면도.

도 5는 도 4의 사시도.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 직하형 백라이트 장치를 개략적으로 도시한 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

102...형광램프 110...광원 120...반사부재

130...확산부재 132...역피라미드 형 2차원 프리즘부

134...산란패턴부 140...확산시트

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 빛을 방출할 수 있는 형광램프를 구비하는 광원; 상기 광원으로부터 나오는 빛을 반사시키기 위한 반사부재; 및 상기 광원 및 상기 반사부재로부터 공급되는 빛을 확산시키기 위해, 역피라미드 형 2차원 프리즘부를 포함하는 확산부재를 구비한다.

상기 확산부재는 상기 역피라미드 형 2차원 프리즘부와 대향되는 면에 형성된 소정의 산란패턴부를 구비한다.

상기 산란패턴부는 상기 광원과 상기 반사부재로부터 나오는 빛을 1차적으로 균일하게 하기 위해 상기 광원과 대면되도록 배치되고, 부식방식이나 샌드블래스트법(분사법:sandblast)에 의해 소정의 산란패턴이 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 직하형 백라이트장치는 상기 확산부재로부터 나오는 빛을 추가적으로 확산시키기 위해 상기 확산부재에 접촉되도록 배치되는 확산시트를 더 구비한다.

상기 확산부재는 상기 산란패턴부가 상기 광원에 대면되도록 배치되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직하형 백라이트 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직하형 백라이트 장치의 구조를 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 백라이트 장치(100)는 화상표시 시스템(미도시)의 하부에 설치되어 빛을 방출할 수 있는 형광램프(102)를 구비하는 광원(110)과, 광원(110)으로부터 나오는 빛을 상기 화상표시 시스템 쪽으로 반사시키기 위해 광원(110)의 하부 및 양측부에 설치된 반사부재(120)와, 광원(110) 및 반사부재 (120)로부터 공급되는 빛을 확산시켜 균일한 면발을 유지시키기 위한 역피라미드 형 2차원 프리즘부(132) 및 이와 대향되는 면에 형성된 소정의 산란패턴부 (134)를 포함하는 확산부재(130), 및 추가적인 균일도 향상을 위해 확산부재(130)에 접촉되도록 설치된 확산시트(140)를 구비한다.

상기 확산부재(130)는 광원(110) 쪽에 형성되는 산란패턴부(134)와 화상표시 시스템 쪽에 형성되는 역피라미드 형 2차원 프리즘부(132)로 이루어진다. 상기 확산부재(130)는 통상의 확산판 재질 즉, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘 수지, 폴리카보네이트 등과 같은 투명 수지와 안료 또는 산란입자가 포함된 수지를 이용하여 금형에 의한 사출 또는 롤러가공에 의해 제조된다.

상기 산란패턴부(132)는 금형을 부식이나 샌드블래스트(Sandblast)법에 의해 제작하여 이를 통해 사출하여 확산부재(130)의 한면에 연속적으로 산란(확산)패턴이 형성된 부분이다.

도 4는 확산부재(130)의 역피라미드 형 2차원 프리즘부(132)의 일부 평면도이고, 도 5는 도 4의 사시도이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 확산부재(130)의 출사면 쪽에 형성되는 상기 역피라미드 형 2차원 프리즘부(132)는, 내부의 파여진 정점("A" 부분)과, 능선("B"부분)이 2차원 방향으로 연속적으로 배열된 패턴을 가진다. 따라서, 이러한 2차원 프리즘부(132)의 구조는 역피라미드 형태 즉, 확산부재(130)의 산란패턴부 (134) 쪽으로 움푹 파여진 형상을 가진다.

상기 확산부재(130)의 입사면 쪽에 형성되는 산란패턴부(134)는 투명기재와 같이 빛의 투과성을 저해하지 않는 범위의 투명 수지 또는 반투명 수지에 안료 산란입자를 분산시켜 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 확산부재(130)는 볼록한 형태의 2차원 프리즘을 가정해 볼 수 있지만, 이는 사출용 금형가공 또는 압연에 의한 롤러가공 등이 복잡하고 어려울 뿐만 아니라 피라미드 돌출부에 의한 확산시트의 손상 및 빛의 유출 현상 등의 우려가 높고, 본 실시예와 같은 역피라미드 형 2차원 프리즘부를 가진 확산부재(130)에비해 제작비가 비싸고 비효율적이다. 따라서, 역피라미드 형 2차원 프리즘부(132)를 가지는 확산부재(130)는 가장 효율적이며 경제적인 방법이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 확산시트(140)는 역피라미드 형 2차원 프리즘부(132)의 표면을 보호하기 위한 기능과 부가적인 확산에 의한 빛의 균일화 증가 기능을 위한 통상의 확산시트가 사용된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직하형 백라이트 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 3에 도시된 바와 같이, 형광램프(102)에서 나온 빛은 반사부재(120)에서 반사된 빛과 함께 확산부재(130) 쪽으로 입사된다. 입사되는 빛은 형광램프(102) 쪽에 형성된 산란패턴부(134)에 의해 1차적으로 확산되며, 역피라미드 형 2차원 프리즘부(132)를 통과하면서 X, Y축으로 굴절되면서 결과적으로 그 확산이 증가되어 한층 균일한 휘도를 얻게 된다. 이러한 과정에서 확산부재(130)를 통과한 빛은 확산시트(140)를 통과하면서 더욱더 균일하게 된 후에 화상표시 시스템으로 들어가게 된다.

여기서, 상기 역피라미드 형 2차원 프리즘부(132)는 광투과도가 상대적으로 높고 확산 기능뿐만 아니라 집광 기능을 가지고 있으므로 휘도의 저하 문제는 거의 없다. 또한, 상기 역피라미드 형 2차원 프리즘부(132)는 형광램프(102)가 여러 방향으로 걸쳐 있더라도 그 방향에 구애되지 않고 작은 두께에서도 높은 휘도와 균일도를 확보 할 수 있다. 그리고, 산란패턴부(134)는 확산시트(140)의 추가적인 사용 수를 억제할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 직하형 백라이트 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다. 도 3 내지 도 5에서 설명된 참조부호와 동일한 구성요소는 동일한 기능을 가진 동일부재이다.

본 실시예에 따른 직하형 백라이트 장치(200)는 전기 실시예와 달리, 확산부재(230)의 배치를 변형시킨 것으로서, 즉 역피라미드 형 2차원 프리즘부(232)를 광원(110)에 대면되도록 입사면에 배치시키고, 산란패턴부(234)를 출사면에 배치시킨 것이다. 이러한 경우에는 전기 실시예의 확산시트(140)를 사용하지 않아도 되는 장점이 있지만 균일도가 저하될 지도 모른다.

상기와 같이 본 발명에 따른 직하형 백라이트 장치는 역피라미드 형태의 2차원 프리즘부가 형성된 확산부재를 이용함으로써 두께가 얇게 유지하면서 균일하고도 높은 휘도 특성을 얻을 수 있는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 빛을 방출할 수 있는 형광램프를 구비하는 광원;

   상기 광원으로부터 나오는 빛을 반사시키기 위한 반사부재; 및

   상기 광원 및 상기 반사부재로부터 공급되는 빛을 확산시키기 위해, 역피라미드 형 2차원 프리즘부를 포함하는 확산부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 확산부재는 상기 역피라미드 형 2차원 프리즘부와 대향되는 면에 형성된 소정의 산란패턴부를 구비하는 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트장치.