KR20070001429A - 백라이트 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도광판 내부에 비즈를 산포하여 확산기능과 집광기능을 동시에 수행하도록 함으로써 별도의 확산시트 및 프리즘 시트를 사용하지 않는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 광원을 제공하는 적어도 하나 이상의 발광램프와, 상기 발광램프의 일측면에 구비되고 다수개의 확산형 비즈 및 집광형 비즈를 포함하는 도광판과, 상기 도광판 배면에 형성된 반사패턴과, 상기 구성요소들을 수납하는 케이스를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

확산형 비즈, 집광형 비즈, 도광판

Description

백라이트 유닛{BACK-LIGHT UNIT}

도 1은 종래 기술에 의한 백라이트 유닛의 단면도.

도 2는 종래 기술에 의한 도광판의 배면도.

도 3은 본 발명에 의한 백라이트 유닛의 단면도.

도 4는 본 발명에 의한 도광판에서의 광경로를 나타낸 도면.

도 5는 본 발명에 의한 확산형 비즈 및 집광형 비즈의 여러 가지 단면도.

도 6은 본 발명에 의한 반사패턴을 도시한 백라이트 배면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

111 : 발광램프 113 : 도광판

115 : 확산형 비즈 116 : 집광형 비즈

120 : 반사패턴

본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 확산기능과 집광기능을 동시에 수행하는 도광판을 구성요소로 하는 백라이트 유닛에 관한 것이다.

최근 들어, 평판표시장치에 대한 연구가 활발한데, 그 중에서 각광받고 있는 것으로 액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display Device), FED(Field Emission Display Device), ELD(Electro-luminescence Display Device), PDP(Plasma Display Panels) 등이 있다.

이 중, 액정표시장치는 콘트라스트 비(contrast ratio)가 크고, 계조 표시나 동화상 표시에 적합하며 전력소비가 적다는 특징 때문에 노트북 PC, 데스크탑 모니터, 및 액정TV로 그 영역이 확대되고 있는 추세이다.

하지만, 상기 액정표시장치는 그 자체가 비발광성이므로 빛을 조사하기 위한 별도의 외부광원이 필요하다. 특히, 투과형 액정표시장치의 경우 LCD 패널의 배면에 광을 발산하고 안내하는 별도의 조광장치, 즉 백라이트 유닛이 반드시 필요하다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 종래의 백라이트 유닛을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 의한 백라이트 유닛의 단면도이고, 도 2는 종래 기술에 의한 도광판의 배면도이다.

통상, 디스플레이 장치(예, 액정패널)에 광을 제공하는 백라이트 유닛은, 도 1에 도시된 바와 같이, 일측 모서리 부분에 내설되어 빛을 방출하는 발광램프(11)와, 상기 발광램프(11)에서 조사된 선광원을 균일한 면광원으로 전환시켜주는 도광판(13)과, 도광판(13) 하부에 위치하여 하부로 새어나오는 광을 상부로 반사시켜주는 반사판(12)과, 상기 도광판(13) 상부에 위치하여 도광판(13)에서 나온 빛을 균일하게 확산시켜 주는 확산시트(Diffusion Sheet, 15)와, 상기 확산시트(15) 상부 에 위치하여 상기 확산부에서 확산시킨 빛을 집광시켜 액정패널로 전달하는 상,하부 프리즘 시트(Prism Sheet, 16a,16b)와, 상기 프리즘 시트(16a,16b) 상부에서 프리즘 시트를 보호하는 보호시트(17)로 구성된다. 도시하지는 않았으나, 상기 백라이트의 구성요소들은 이들을 고정시켜주는 메인 지지대에 의해 수납된다.

이러한 백라이트는 발광램프(11)로부터 발하게 된 빛이 도광판(13) 입광부에 집광되고, 도광판을 거친 후, 확산시트(15), 프리즘 시트(16a,16b), 보호시트(17)를 차례로 거쳐 정보표시면에 전달된다.

이때, 도광판(13) 배면에는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 원형, 사각형 또는 육각형 등의 일정한 모양의 도트패턴(20)이 주기적으로 배열되어, 램프에 근접한 영역에서의 휘도집중현상을 방지한다.

상기 도트패턴은 일반적으로, 스크린 인쇄로서 광산란 잉크 패턴을 형성시키는 방법이 가장 널리 사용되며 상기 도광판을 구성하기 위한 플라스틱 또는 수지 사출시 전사필름을 사용하거나 금형에 직접 요철면을 가공하여 사출하는 방법, 사출된 아크릴 판에 도트패턴을 직접 가공하는 방법 등에 의해서 형성된다.

여기서, 도트패턴의 크기는 램프에 접근할수록 크게 형성되고 램프로부터 멀어짐에 따라 작게 형성되어, 도광판에서 반사되는 광의 세기를 감소시켜 휘도집중현상을 해결함으로써 액정패널 상에서 균일한 휘도를 얻을 수 있도록 하여 품질의 향상을 도모한다.

그러나, 도트패턴만으로 휘도 균일도의 문제를 해결하기 어렵기 때문에, 전술한 바와 같이, 도광판 상면에 확산시트, 상,하부 프리즘 시트, 보호시트 등 다수 개의 광학시트류를 더 구비하는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 백라이트 유닛은 다음과 같은 문제점이 있었다.

종래의 백라이트 유닛에 의하면, 확산시트 및 프리즘 시트와 별도로 구비되어 조립됨으로써 그 부품수가 증가하여 백라이트 유닛의 경박단소화가 어려울 뿐만 아니라, 그 부품 수의 증가로 인하여 조립 공정수도 증가하고 그에따른 불량률도 증가하여 그 생산 비용이 전체적으로 상승하게 되는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 도광판 내부에 비즈를 산포하여 확산기능과 집광기능을 동시에 수행하도록 함으로써 별도의 확산시트 및 프리즘 시트를 사용하지 않는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛을 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 광원을 제공하는 적어도 하나 이상의 발광램프와, 상기 발광램프의 일측면에 구비되고 다수개의 확산형 비즈 및 집광형 비즈를 포함하는 도광판과, 상기 도광판 배면에 형성된 반사패턴과, 상기 구성요소들을 수납하는 케이스를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명에 의한 도광판은 열경화성 수지인 투명 수지 기재 중에 상기 확산형 비즈 및 집광형 비즈를 분산 혼입한 후, 경화하여 제작한다.

이하, 도면을 참조로 하여 본 발명에 의한 백라이트 유닛을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 백라이트 유닛의 단면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 도광판에서의 광경로를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명에 의한 확산형 비즈 및 집광형 비즈의 여러 가지 단면도이다. 그리고, 도 6은 본 발명에 의한 반사패턴을 도시한 백라이트 배면도이다.

본 발명에 의한 백라이트 유닛은 확산형 비즈 및 집광형 비즈를 포함하는 도광판을 구비하는 것을 특징으로 하는바, 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛의 모서리 부분에 내설되어 빛을 방출하는 적어도 하나 이상의 발광램프(111)와, 상기 발광램프(111)에서 조사된 선광원을 균일한 면광원으로 전환시켜주는 도광판(113)과, 도광판(113) 하부에 위치하여 하부로 새어나오는 광을 상부로 반사시켜주는 반사패턴(120)과, 상기 도광판(113) 내부에 혼재되어 발광램프에서 출사한 광을 산란시켜 광의 불균일성을 완화시키는 확산형 비즈(115)와, 상기 도광판 내부의 확산형 비즈(115) 상부에 위치하여 상,하,좌,우 방향으로 빛을 모아 휘도를 높여 액정패널로 전달하는 집광형 비즈(116)로 구성된다. 이때, 도시하지는 않았으나, 상기 도광판 상부에 비즈가 혼재된 도광판을 보호하고, 시야각을 증가시키기 위해서 보호시트를 더 구비할 수도 있다.

결국, 상기 확산형 비즈(115)가 종래의 확산시트 기능을 수행하고, 상기 집광형 비즈(116)가 종래의 프리즘 시트 기능을 수행하여 도광판 자체가 확산 기능 및 집광 기능을 동시에 수행함으로써, 도광판 상부에 별도의 확산시트 및 프리즘 시트를 구비할 필요가 없게 된다. 그리고, 도광판의 두께에 따라 혼재되는 확산형 비즈의 개수가 달라지므로, 원하는 빛의 산란상태가 될 수 있도록 도광판의 두께 또는 확산형 비즈의 개수를 변화시켜준다.

이때, 상기 집광형 비즈(116)는 상기 도광판 내부의 상부지점에 위치하도록 혼재되고, 상기 확산형 비즈(115)는 도광판 내부 중에서도 발광램프(111)가 위치한 높이보다 상부에 위치하도록 하되, 상기 집광형 비즈가 형성되지 않은 부분에서 균일하게 혼재될 수 있도록 한다.

그리고, 빛이 액정패널 측으로 빠져나가는 상기 도광판(113)의 상면은 오목렌즈 모양으로 형성하여 광이 사이드로 빠져나가지 않도록 함으로써 광효율을 높인다.

한편, 상기 발광램프(111)는 백색광을 발광하는 것으로, 도광판의 일측 가장자리에 위치할 수도 있고, 도광판의 양측 가장자리에 각각 위치할수도 있으며, 통상 발열량이 적은 냉음극관(Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 사용하고 있다. 발광램프가 도광판의 양측 가장자리에 위치할때에는 도광판의 상면이 오목렌즈 모양을 가지는 것이 바람직할 것이나, 발광램프가 도광판의 일측 가장자리에만 위치할때에는 발광램프에 의한 광분포가 달라지므로 도광판 상면이 경사진 형태를 가지는 것이 보다 바람직할 것이다.

그리고, 상기 반사패턴(120)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 램프에 접근할수록 그 크기가 커지고 그 간격이 좁아지는데, 도광판에서 반사되는 광의 세기를 감소시켜 휘도집중현상을 해결함으로써 액정패널 상에서 균일한 휘도를 얻을 수 있도록 한다.

전술한 구성의 백라이트 유닛의 광경로는 도 4와 같은데, 상기 도광판(111)의 측면에 위치하는 발광램프(11)에서 조사된 선광원이 상기 도광판의 측면을 통해 상기 도광판의 내부로 진행하게 된다.

이때, 선광원은 상기 도광판의 내부에서 도광판의 내벽에 굴절되어 진행하면서, 상기 도광판 내부의 확산형 비즈(115) 표면에서 수직산란된다(도 4의 Ⅱ영역). 이때, 도광판 내부를 진행하는 빛 중 일부는 상기 이격된 확산형 비즈 사이로 누설되어, 상기 도광판 저면의 반사패턴(120)에 의해 반사되어 다시 도광판 내부로 진행하게 된다(도 4의 Ⅰ영역).

그리고, 상기 확산형 비즈(115)로부터 수직으로 산란된 빛은 상기 집광형비즈(116)를 통과하여 집광형 비즈와 도광판의 굴절율 차에 의해 집광된 후, 액정패널 측으로 출사되어 사용자의 육안에 의하여 감지된다. 여기서, 집광형 비즈를 통과하지 않고 나가는 빛은 오목렌즈 모양의 도광판 상면을 통과하면서 시야각을 더욱 넓히게 된다(도 4의 Ⅲ영역).

여기서, 상기 확산형 비즈(115) 및 집광형 비즈(116)는 원하는 출사광의 특성에 따라 여러 가지 형태 중에서 선택하여 사용할 수 있는데, 그 단면도가, 도 5에 도시된 바와 같이, 구형, 타원형, 삼각형으로 형성된 것을 사용할 수 있다. 즉, 비즈의 형태에 따라 빛의 산란각도나 굴절각도가 달라지므로 원하는 형태의 비즈를 선택하여 사용한다. 도 5의 화살표는 집광형 비즈의 모양에 따른 출사광의 방향을 나타낸 것이다.

그리고, 상기 확산형 비즈는 작은 유리구술과 같은 작은 알갱이로 형성하여 빛을 산란시키고, 상기 집광형 비즈는 빛을 통과시켜야 하므로 유리재질의 투명한 것으로 형성하며, 상기 확산형 비즈의 크기는 상기 집광형 비즈보다 작은 것을 선택하여 도광판 내부에 혼재시키며, 그 개수는 집광형 비즈보다 많도록 한다.

상기 도광판은 PMMA(polymethyl methacrylate)와 같은 플라스틱이나 수지를 평면형태(flat type)나 쐐기형태(wedge type)로 제작하여 형성하는데, 상기의 열경화성 수지인 투명 수지 기재 중에 상기 확산형 비즈 및 집광형 비즈를 분산 혼입한후, 상기 열경화성 수지를 가열하여 솔벤트를 제거하고 가교화시켜 도광판을 형성한다. 이때, 경화되지 않은 열경화성 수지를 도광판 제작용 금형에 붓고 가경화하는 과정 중에 확산형 비즈 및 집광형 비즈를 선택적으로 분산 혼입하여 각각 위치를 정한 뒤, 완전경화하면 확산 기능 및 집광 기능을 모두 갖춘 도광판이 완성된다.

따라서, 본 발명에 의한 도광판에 의해 광학시트류 없이도 균일하고 밝은 휘도를 구현할 수 있다.

한편, 상기한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 적용 범위는 이와 같은 것에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 동일 사상의 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. 예를 들어 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있는 것이다.

상기와 같은 본 발명에 의한 백라이트 유닛은 다음과 같은 효과가 있다.

즉, 도광판 내부에 비즈를 산포하여 확산기능과 집광기능을 동시에 수행하도 록 함으로써 별도의 확산시트 및 프리즘 시트를 사용하지 않고도 고휘도를 구현할 수 있다.

따라서, 확산시트 및 프리즘 시트 등의 부품수를 줄일 수 있어 그에따른 조립 공정수, 불량률 및 공정비용을 낮출 수 있고, 또한 백라이트 유닛의 경박단소화가 이루어진다.

Claims (8)

1. 광원을 제공하는 적어도 하나 이상의 발광램프와,

   상기 발광램프의 일측면에 구비되고 다수개의 확산형 비즈 및 집광형 비즈를 포함하는 도광판과,

   상기 도광판 배면에 형성된 반사패턴과,

   상기 구성요소들을 수납하는 케이스를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 도광판에서 광이 출사되는 표면은 오목렌즈의 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 도광판 상부에 보호시트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 발광램프는 선광원을 출사하는 램프인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 발광램프는 상기 도광판의 일측 가장자리에 배치되거나 또는 도광판의 양측 가장자리에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 확산형 비즈는 상기 발광램프가 위치한 높이 이상에서 균일하게 혼재되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 확산형 비즈 또는 집광형 비즈는 그 단면이 구형, 타원형, 삼각형인 것 중에서 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 도광판은 열경화성 수지인 투명 수지 기재 중에 상기 확산형 비즈 및 집광형 비즈가 분산 혼입되어 제작된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.

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