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KR100480795B1 - 정면 광원 또는 후면 광원을 사용하는 전반사 패턴의 광-안내 패널 - Google Patents

정면 광원 또는 후면 광원을 사용하는 전반사 패턴의 광-안내 패널 Download PDF

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Abstract

본 발명의 정면 광원 또는 후면 광원을 적당하게 사용하는 전반사 패턴의 광-안내 패널(light-guiding panel)에서는, 광 반사면에 빛의 이용률을 높이도록 앙각(elevation angle)을 가지고 있는 단면 플랫폼(platform)을 구비하고 있는 패턴(pattern)이 형성되며, 상기 패턴의 바닥부 및 측면의 측벽은 광출력 효율을 강화시키도록 빛을 전반사하는 거울이 되는 특징이 있어서, 상기 광-안내 패널을 정면 광원과 후면 광원에 모두 적당하게 사용할 수 있다.

Description

정면 광원 또는 후면 광원을 사용하는 전반사 패턴의 광-안내 패널{A Total Reflective Pattern Light-guiding Panel using a Front Light Source or a Back Light Source}
본 발명은 전반사 패턴의 광-안내 패널(light-guiding panel)에 관한 것으로, 특히, 정면 광원 또는 후면 광원을 적당하게 사용하여 빛의 이용률을 높이는 광-안내 패널에 관한 것이다.
후면 광원 장치(back light source device) 1에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 광-안내 패널 11의 하부에 반사 패널 12가 형성되어 있고, 패널 11의 상부와 LCD 13과의 사이에 확산기(diffuser) 14가 형성되어 있다. 확산기 14는 사방형 렌즈 141의 상층과 하층에 각각 실장되어 있는 확산판 142, 143의 단일층으로 이루어져 있다. 광-안내 패널 11의 하부에서의 반사면 111에는 패턴(pattern) 112가 형성되어 있다. 따라서, 광-안내 패널 11에 광원이 입사될 때에, 광원의 일부는 위쪽으로 반사될 것이지만, 광원의 주요 부분은 패널 11의 하부에서 반사 패널 12에 굴절될 것이다. 그러므로, 반사 패널 12를 통해서, 광원은 확산기 14에 의해 확산될 것이고, 필요한 광원을 제공하도록 LCD 13에 광원이 일정하게 복사된다.
종래에는, 반사면 111 상에 광-안내 패널의 광출력 에너지(light output energy)를 강화시키도록 인쇄함으로써, 패턴 112가 형성되어 있다. 이 패턴의 크기는 광-안내 패널의 영역의 크기에 따라서 변화한다. 이 패턴의 크기는 패턴 112의 간격을 토대로하여 광 벌브(light bulb) (도시되지 않음)까지 변화한다. 패널 11의 두께가 점점 얇아짐에 따라서, 광 출력면 113에서의 패턴은 보다 명확해지지만, 얼룩이 발생할 것이다. 이 결점을 방지하기 위해서, 확산기 14가 배치되어 있다. 그러나, 이로 인해 제작 비용이 상승한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 광-안내 패널 11의 반사면 111 상에 패턴 112를 형성하는데에 에칭(etching) (비인쇄: non-printing) 방법을 이용함으로써, 패턴 112의 하부에는 패턴 112에 복사된 빛을 확산시키도록 마트면(matte surface) 1121이 형성되고, 반사 패널 12에서의 반사광은 보다 균일하게 반사된다. 그러나, 패턴 112의 수직 측면의 측벽 1122에 의해, 패턴 112에 대한 광원의 입사각이 줄어들며, 출력 광효율도 또한 줄어든다. 따라서, 이것도 또한 효과적인 방법은 아니고, 이 결점을 극복해야 한다.
정면 광원 장치(front light source device) 2에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 광-안내 패널 21의 하부에 LCD 22가 형성되어 있고, 광-안내 패널 21의 양측면에 광원 23이 형성되어 있다. 도 4를 참조하면, 광-안내 패널 21의 상부에는 복수개의 돌출 소자 211이 실장되어 있고, 이 돌출 소자 211은 중앙이 가장 낮으며, 돌출 소자 211의 양 측면으로 갈수록 높이는 점차적으로 높아진다. 돌출 소자 211의 외부에는 긴 경사면 2111이 형성되어 있어서, 광원 23이 LCD 22에 굴절되도록 광원 23이 광-안내 패널 21에 복사될 수 있으며, 이에 의해 LCD 22에 필요한 광원을 제공한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 광-안내 패널 11의 하측에는 LCD 13에서 빛을 반사하도록 반사 패널 12가 필요하다(이것은 후면 광원의 경우이다). 이 광-안내 패널 11을 정면 광원에 사용하면, LCD 13의 하부에서의 반사 패널 12가 LCD 13에 빛을 반사할 것이다. 이로 인해, LCD 13에 필요한 광원을 제공하지 못할 것이다. 도 3의 정면 광원 패널을 후면 광원에 사용하면, 정면 광원과 후면 광원의 광출력 효율의 이용률의 요건이 다르다. 유사한 조건하에서, 이 비는 1:10 대 1:100 이다. 다시 말해, 정면 광원은 보다 낮은 빛에너지를 필요로 하고, 후면 광원은 보다 높은 빛에너지를 필요로 하는 조건하에서, 정면 광원 패널에 사용되는 광-안내 패널을 후면 광원 패널에 사용하면, LCD에 광원이 불충분하게 제공된다. 다시 말해, 상기 패널들을 양쪽 상황에 모두 사용할 수 없고, 제작 공정과 제작 라인을 재설계해야 한다. 그 결과, 제작 비용이 상승한다.
따라서, 본 발명의 주 목적은 상술한 결점들을 극복하며, 제작 비용은 절감하면서 빛의 효율을 향상시켜 빛의 이용률을 높인 정면 광원 또는 후면 광원을 적당하게 사용하는 광-안내 패널을 제공하는 것이다.
도 5를 참조하면, 광-안내 패널 3의 광원 반사면 31에는 패턴 32가 비인쇄 방법(즉, 에칭 방법)에 의해 형성되어 있다. 패턴 32는 앙각(elevation angle)을 가지고 있는 단면 플랫폼(platform)이다. 이 앙각은 광-안내 패널 3 상의 빛의 임계각(임계각은 포함됨)과 90。(90。는 포함되지 않음) 사이의 각이다. 매개 물질의 경계에서 빛의 굴절과 반사를 이용함으로써, 광출력에 필요한 효율을 얻도록 빛의 경로를 변경할 수 있다. 패턴의 측면의 측벽이 앙각으로 경사짐에 따라서, 입사 광원의 범위의 제한은 축소되지만, 광원의 입사각은 증가한다. 패턴 32의 바닥부 33과 측면의 측벽 34는 거울면이 되고, 플랫폼의 바닥부 33에 들어가는 반사면 35를 통해서 광원이 측면의 측벽 34에 반사될 것이고, 그 다음에 떨어져서 재반사될 것이다. 즉, 단면 플랫폼으로서 패턴 32를 이용하고 거울면과 조합시킴으로써, LCD의 작동에 필요한 광원을 제공하도록, 광원이 전반사될 것이다.
도 6은 광원을 가지고 있는 광-안내 패널 3의 바람직한 한 구현예를 도시한다. 광-안내 패널 3은 LCD의 후면부에 실장되어 있고, 빛 5는 광-안내 패널 3의 2개의 평행한 측면에 배치되어 있다. 도 7을 참조하면, 빛 5의 광원이 광-안내 패널 3의 반사면 35와 접촉한 후에, 이 광원은 패턴 32의 바닥부 33에 굴절될 것이고, 그 다음에 LCD 4에 필요한 광원을 제공할 수 있도록 측면의 측벽 34를 통해 LCD 4에 굴절될 것이다. 본 명세서에서, 광-안내 패널 3의 바닥부의 모서리에는 광 반사 패널이 실장되어 있다. 광원이 매우 흐릿해짐에 따라서 광원이 광-안내 패널 3을 통해 굴절될 것이며, 광-안내 패널 3의 하부의 광 반사 패널의 실장으로 광출력의 효율이 높아질 것이다.
도 8은 본 발명을 정면 광원에 사용한 경우를 도시하는 한 바람직한 구현예를 설명한다. 광-안내 패널 3은 LCD 4의 정면부에 위치되어 있으며, 빛 5는 광-안내 패널 3과 평행한 2개의 측면에 유사하게 실장되어 있다. 즉, 정면 광원과 후면 광원의 변동은 광-안내 패널 3과 LCD 4의 정면 및 후면 위치의 변화에 따른 것이다. 도 9를 참조하면, 빛 5의 광원이 광-안내 패널 3의 반사면 35와 접촉한 후에는, 플랫폼 32의 바닥부에 굴절되고, 측면의 측벽 34를 통해서 LCD 4에 굴절될 것이며, 그 다음에는 필요한 광원을 제공하도록 반사에 의해 패턴 32를 통해서 복사될 것이다.
정면 광원의 광-안내 패널 3에는 낮은 에너지가 필요함에 따라서, 패턴 32는 입사각이 보다 커지고, 각개의 벽면에 반사 광원의 개수를 이용함으로써, 정면 광원의 작동에 필요한 빛에너지를 제공한다.
또한, LCD 4에 의한 빛에너지의 다른 요구를 달성하기 위해서, 광-안내 패널 3과 광 5 사이의 거리, 패턴 32의 바닥부 33의 길이, 및 2개의 패턴 32 사이의 거리는, 광-안내 패널 3의 광출력 효율을 조절하거나 광-안내 패널 3의 각기 다른 영역에서의 광출력 효율을 조절하도록, 조정될 수 있다.
본 발명에 따르면, 단면 플랫폼을 형성함으로써, 광-안내 패널 3 상에서 앙각을 가지고 있는 패턴 32는 광출력 효율의 이용을 높이도록 광원의 입사각을 증가시킬 것이다. 패턴 32의 바닥부 33과 측면의 측벽 34는 거울면이 되고, LCD 4에 필요한 광원을 제공하도록 광원은 전반사될 수 있다. 즉, 광-안내 패널 3은 정면 광원 및 후면 광원에 사용될 수 있다. 그 결과, 광-안내 패널 3은 정면 광원과 후면 광원 모두에 사용될 수 있다.
이제까지 상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 광-안내 패널의 제작 비용은 절감하면서 빛의 효율을 향상시켜 빛의 이용률을 높여서, 상기 광-안내 패널을 정면 광원과 후면 광원 모두에 사용될 수 있다.
도 1은 종래의 후면 광원 장치를 개략적으로 도시한다.
도 2는 종래의 에칭 방법에 의해 형성된 패턴의 단면도이다.
도 3은 종래의 정면 광원을 사용하는 광-안내 패널의 개략도이다.
도 4는 종래의 정면 광원의 광-안내 패널의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 한 구현예에 따른 개략도이다.
도 6은 본 발명을 후면광 모듈에 사용하는 경우를 개략적으로 도시한다.
도 7은 본 발명을 후면 광원에 사용할 때의 빛의 경로를 도시한다.
도 8은 본 발명을 정면광 모듈에 사용하는 경우를 개략적으로 도시한다.
도 9는 본 발명을 정면 광원에 사용할 때의 빛의 경로를 도시한다.
<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명>
3 ... 광-안내 패널 4 ... LCD
5 ... 빛 31 ... 광원 반사면
32 ... 패턴 33 ... 바닥부
34 ... 측면의 측벽 35 ... 반사면

Claims (1)

  1. 광원 반사면(31)의 빛의 이용률을 높이도록 앙각(elevation angle)을 갖는 단면 플랫폼(platform)을 구비한 패턴(32)이 형성된 광-안내 패널(3)에 있어서,
    상기 패턴(32)의 바닥부(33) 및 측면의 측벽(34)은 광출력 효율을 강화시키도록 빛을 전반사시키는 거울로 형성되고,
    상기 광-안내 패널(3)이 정면 광원 또는 후면 광원에 사용되는 것을 특징으로 하는 정면 광원 또는 후면 광원을 사용하는 전반사 패턴의 광-안내 패널.
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