KR100584807B1 - 면광원장치 - Google Patents

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KR100584807B1
KR100584807B1 KR1020050038657A KR20050038657A KR100584807B1 KR 100584807 B1 KR100584807 B1 KR 100584807B1 KR 1020050038657 A KR1020050038657 A KR 1020050038657A KR 20050038657 A KR20050038657 A KR 20050038657A KR 100584807 B1 KR100584807 B1 KR 100584807B1
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light
light source
light guide
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KR1020050038657A
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심용식
안준원
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주식회사 엘지에스
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Abstract

본 발명은, 면광원장치에 관한 것으로서, 박막의 광투과성 도광체와, 상기 도광체의 둘레방향 적어도 일 영역 하부 또는 상부에 마련되는 광원과, 상기 도광체와 상기 광원 사이에 마련되어 상기 광원으로부터의 빛을 상기 도광체의 내측으로 편향시키는 광편향소자와, 상기 광원과 상기 광편향소자의 위치에 대향하는 상기 도광체의 일측 반대영역에 마련되는 제1반사시트와, 상기 광원과 상기 광편향소자의 위치를 제외한 상기 도광체의 하부면에 마련되는 제2반사시트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 장치를 현격하게 슬림화할 수 있고, 제작비를 절감할 수 있으며, 고가의 사출공정 없이 도광체 제작이 가능한 면광원장치가 제공된다.
면광원, 박막, 도광체, 광원, 회절, 반사

Description

면광원장치{Surface light source}
도 1은 종래 면광원장치의 간략한 측단면도,
도 2는 도 1의 면광원장치를 갖는 백라이트유닛의 간략한 구성도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 면광원장치의 사시도,
도 4는 도 3의 면광원장치를 갖는 백라이트유닛의 간략한 구성도,
도 5는 도 4의 요부 확대도,
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 형태에 따른 면광원장치의 단면도,
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 면광원장치의 사시도,
도 9는 도 8의 면광원장치를 갖는 백라이트유닛의 간략한 구성도,
도 10은 도 9의 요부 확대도,
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 면광원장치를 갖는 백라이트유닛의 간략한 구성도,
도 12은 도 11의 요부 확대도,
도 13은 본 발명의 제4실시예에 따른 면광원장치의 사시도,
도 14는 도 13의 면광원장치 사용상태 사시도,
도 15는 도 13의 면광원장치의 다른 형태를 나타낸 사시도,
도 16은 본 발명의 제5실시예에 따른 면광원장치의 단면도.
도 17 내지 도 19는 본 발명의 제6 내지 제8실시예에 따른 면광원장치의 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 광원 20 : 도광체
30 : 광편향소자 40 : 제1반사시트
50 : 제2반사시트 55 : 산란시트
61 : 백라이트유닛
본 발명은, 면광원장치에 관한 것이다.
액정모니터 등의 디스플레이 기기는 백라이트유닛으로부터 패널소자로 전달되는 빛을 이용하여 패널소자에 소정의 영상을 표시하는 것으로서, 근래 기술의 발달에 의해 디스플레이 기기의 슬림화가 빠르게 이루어지고 있다.
이러한 디스플레이 기기의 슬림화에 크게 일조한 기술 중의 하나로서 측면 조광 방식의 면광원장치를 이용하는 백라이트유닛의 개발을 꼽을 수 있다.
종래 측면 조광 방식 면광원장치(101)를 이용한 백라이트유닛(201)의 기본적인 구성은 도 2에 도시된 바와 같이, 광원(110)으로서의 면광원장치(101)와, 면광원장치(101)로부터 전달되는 빛을 패널소자(230)로 집광 굴절시키는 적어도 하나의 광학필름(220)과, 면광원장치(101)로부터 광학필름(220)을 거쳐 전달되는 빛을 이용하여 영상을 표시하는 패널소자(230)를 구비하고 있다.
일반적인 측면 조광 방식의 면광원장치(101)는 도 1에 도시된 바와 같이, 빛의 도파경로를 형성하는 도광판(120)과, 도광판(120)의 적어도 일 측면에 설치된 광원(110)과, 도광판(120)의 하부면에 마련되는 반사시트(140)로 구성된다.
이러한 종래 면광원장치(101)는 광원(110)으로부터 발산된 빛이 도광판(120)의 일 측면으로 입사된 다음 도광판(120)의 대광부(125) 측으로 이동하면서 광학필름(220)을 향해 상향 출사된다. 이때, 도광판(120)으로 입사된 빛은 비지향성으로 입사되어 일부의 빛은 상향 출사되고 일부의 빛의 다른 방향 예컨대 하향으로 출사되지만 반사시트(140)에 의해 다시 반사되어 결국에는 대부분의 빛이 상향 출사된다.
그러나, 이러한 종래 면광원장치(101)에 있어서는 광원(110)이 도광판(120)의 일측에 배치되어 있기 때문에, 광원(110)으로부터의 빛이 손실 없이 도광판(120)으로 입사되기 위해서는 불가피하게 광원(110)과 대향하는 도광판(120) 일측면의 입사면(121)이 비교적 큰 입사면적을 가져야 한다. 일반적으로 측면 조광 방식의 면광원장치(101)에서 도광판(120)의 두께는 광원(110)의 크기에 대응하거나 그 이상의 두께를 가지고 있다.
이에 의해, 도광판(120)의 두께가 두껍게 형성될 수밖에 없으므로, 면광원장치(101)의 슬림화에 한계가 따르게 되며, 면광원장치(101)의 제작비 상승을 조래하 는 문제점이 발생한다.
이는 곧 면광원장치(101)가 사용되는 백라이트유닛(201)과 디스플레이 기기 등의 슬림화에 악영향을 끼치면서 제작비를 상승시키는 문제점으로 대두된다.
또한, 종래 면광원장치에 있어서는 도광판을 제작하기 위해서는 비교적 고가의 금형을 이용하는 사출성형에 의존해야만 하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 장치를 현격하게 슬림화할 수 있고, 제작비를 절감할 수 있으며, 고가의 사출공정 없이 도광체 제작이 가능한 면광원장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 면광원장치에 있어서, 박막의 광투과성 도광체과, 상기 도광체의 둘레방향 적어도 일 영역 하부 또는 상부에 마련되는 광원과, 상기 도광체와 상기 광원 사이에 마련되어 상기 광원으로부터의 빛을 상기 도광체의 내측으로 회절 편향시키는 광편향소자와, 상기 광원과 상기 광편향소자의 위치에 대향하는 상기 도광체의 일측 반대영역에 마련되는 제1반사시트와, 상기 광원과 상기 광편향소자의 위치를 제외한 상기 도광체의 하부면에 마련되는 제2반사시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원장치에 의해서 달성된다.
여기서, 상기 광원과 상기 광편향소자는 상기 도광체의 일측 하부에 설치되며, 상기 제1반사시트는 상기 광원과 광편향소자의 위치에 대응하는 상기 도광체의 일측 상부면에 마련되는 것이 바람직하다.
또는, 상기 광원과 상기 광편향소자는 상기 도광체의 일측 상부에 설치되며, 상기 제1반사시트는 상기 광원과 광편향소자의 위치에 대응하는 상기 도광체의 일측 하부면에 마련되는 것이 효과적이다.
혹은, 상기 광원 및 상기 광편향소자는 상기 도광체의 양측 상부 또는 양측 하부에 설치되며, 상기 제1반사시트는 상기 광원 및 상기 광편향소자의 위치에 대응하는 상기 도광체의 양측 하부 또는 양측 상부에 마련되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제1반사시트와 상기 도광체 사이에 광편향소자가 더 포함되는 것이 보다 효과적이다.
한편, 상기 목적은 본 발명의 다른 형태에 따라, 면광원장치에 있어서, 박막의 광투과성 도광체와, 상기 도광체의 적어도 하부 일 영역에 마련되는 광원과, 상기 도광체와 상기 광원 사이에 마련되어 상기 광원으로부터의 빛을 상기 도광체의 내측 둘레영역으로 회절 편향시키는 광편향소자와, 상기 광원과 상기 광편향소자의 위치를 제외한 상기 도광체의 하부면에 마련되는 반사시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원장치에 의해서도 달성된다.
여기서, 상기 광원과 상기 광편향소자는 상기 도광체의 중앙영역에 마련되는 것이 바람직하다. ,
그리고, 상기 도광체 하부면과 상기 반사시트 사이에 산란시트가 더 포함되는 것이 효과적이다.
또한, 상기 광원과 상기 회절격자 사이에는 상기 광원으로부터의 빛을 상기 도광체의 내측으로 집광 굴절시키는 집광필름이 더 포함되는 것이 보다 바람직하다.
이때, 상기 광편향소자는 박막의 광투과성 기판과, 상기 기판 상에 회절격자 또는 굴절패턴으로 형성된 광편향패턴을 갖는 것이 바람직하다.
한편, 상기 도광체에는 상호 소정의 간격을 두고 복수의 산란영역이 형성될 수 있다.
이때, 상기 산란영역은 상기 광원으로부터 멀어질수록 전진적으로 크게 형성되는 것이 효과적이다.
한편, 상기 광편향소자는 상기 도광체의 판면에 일체로 형성되는 광편향패턴으로 마련될 수 있다.
그리고, 상기 광원은 LED인 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 면광원장치의 사시도이고, 도 4는 도 3의 면광원장치를 갖는 백라이트유닛의 간략한 구성도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 면광원장치(1)는 빛의 도파경로를 형성하는 도광체(20)와, 적어도 도광체(20)의 하부 일측에서 비지향성 빛을 생성하는 광원(10)과, 광원(10)으로부터의 빛을 도광체(20) 내측으로 회절 시키는 광편향소자(30)와, 광원(10)의 위치에 대응하는 도광체(20) 상부 일측에 마련되는 제1반사시트(40)와, 도광체(20)의 하부면에 마련되는 제2반사시트(50)를 포함한다.
도광체(20)는 광투과성 재료로서 폴리카보네이트, PVC, PP, PE, PET, 아크릴계 폴리머 중 어느 하나를 이용하여 박막의 필름 형태로 제작된다. 그리고, 이 도광체(20)에는 빛의 상향 굴절 및 집광을 위한 소정형상의 굴절패턴이 형성될 수 있으며, 빛의 확산 또는 산란을 위한 확산구조나 확산제가 포함될 수 있을 뿐만 아니라 산란구조나 산란제 등이 포함될 수 있다.
광원은 디스플레이 기기의 종류에 따라 램프나 엘이디(LED) 등의 다양한 부품 중 하나로 마련되어 도광체(20)의 적어도 일측 길이방향에 대응하는 영역에 설치된다. 이때, 광원(10)은 장치의 전력절감과 소형화를 위해서 엘이디(LED)를 이용하는 것이 바람직하다.
여기서, 광원(10)은 단일의 부품으로 마련되어 도광체(20)의 일측 하부에 별도의 설치공간을 형성하여 설치될 수도 있으나, 바람직하게는 면광원장치(1)의 동작을 제어하기 위한 제어회로기판(미도시) 상의 적절한 위치에 설치되는 것이 장치의 구조를 간단하게 할 수 있다. 물론, 광원(10)의 설치위치는 도 7과 같이, 도광체(20)의 일측 상부에 설치될 수도 있다.
광편향소자(30)는 박막의 광투과성 기판(31)과, 기판(31) 상에 요철형상의 회절격자로 형성된 광편향패턴(33)을 가지고 있다.
이 광편향소자(30)는 광원(10)과 도광체(20) 사이에 설치되어 광원(10)으로 부터 생성된 비지향성 빛이 광편향패턴(33)에서 도광체(20)의 내측으로 편향되도록 한다. 이때, 광편향소자(30)는 도광체(20)의 일측 길이방향에 대응하는 길이를 가지며, 광편향패턴(33)의 간격과 구조는 원하는 빛의 회절각에 대응할 수 있는 간격과 구조로 변형될 수 있다. 이러한 광편향소자(30)는 도광체(20) 내부에서 전반사가 가능하도록 하는 임계각 이상으로 입사광을 회절시킬 수 있는 회절각을 제공한다.
여기서, 광편향패턴(33)의 형상은 광원(10)으로부터 빛을 도광체(20)의 내측으로 편향시킬 수 있는 조건 하에서 도시하지는 않았지만 다양한 패턴형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 삼각단면 형상의 프리즘패턴이나, 원호 단면 형상의 렌즈패턴 등을 꼽을 수 있다.
제1반사시트(40)는 광원(10)의 위치에 대응하는 도광체(20)의 상부면 일측 길이방향을 따라 마련된다. 이 제1반사시트(40)는 광편향소자(30)에서 도광체(20) 내측을 향해 상방향으로 편향된 빛에 대해 상향 손실광이 발생하지 않도록 도광체(20) 내측으로 다시 반사시키는 역할을 한다. 이 제1반사시트(40)는 반사효율이 우수한 박막의 알루미늄판재 등의 금속판재를 이용할 수도 있으며, 반사도료를 도포한 시트 등의 형태로도 마련될 수 있다.
여기서, 제1반사시트(40)는 도광체(20)의 일측 상부면뿐만 아니라 도광체(20)의 일측 단부까지 차단하는 구조(미도시)의 형태를 가질 수 있음은 물론이다. 또한, 도 7과 같이, 광원(10)과 광편향소자(30)가 도광체(20)의 일측 상부에 설치 될 경우, 제1반사시트(40)는 이에 대응하는 도광체(20)의 일측 하부면에 설치된다.
그리고, 광원(10)과 광편향소자(30) 및 제1반사시트(40)는 도 6에 도시된 바와 같이, 도광체(20)의 양측에 한 쌍으로 마련될 수도 있다. 물론, 광원(10)과 광편향소자(30) 및 제1반사시트(40)는 적어도 도광체(20)의 둘레방향을 따라 마련될 수도 있다.
제2반사시트(50)는 광원(10) 및 광편향소자(30) 설치영역을 제외한 도광체(20)의 하부면 전 영역에 걸쳐 마련되어 있다. 이 제2반사시트(50)는 도광체(20) 내부로 도파되는 빛에 대해 하향 손실광이 발생하지 않도록 빛을 도광체(20) 상부로 반사시킨다. 이 제2반사시트(50)는 제1반사시트(40)와 동일한 재료를 사용할 수 있다.
한편, 도광체(20)의 하부면과 제2반사시트(50) 사이에는 산란시트(55)가 더 포함될 수 있다. 이 산란시트(55)는 광원(10)에서 도광체(20)로 입사된 빛이 도광체(20)의 입사측으로부터 반대측 대광부로 향할 때 발생되는 빛의 손실을 고려한 것으로서, 도파되는 빛을 산란시켜서 휘도저하를 방지하고 휘도균일성을 확보하는 등의 광학적 성능을 향상시키기 위한 것이다.
이러한 구성에 의해서, 본 발명의 제1실시예에 따른 면광원장치(1)의 빛의 진행과정을 도 4에 도시된 바와 같이 디스플레이장치의 백라이트유닛(61)을 예로 하여 설명한다.
광원에서 출사된 비지향성 빛은 도 5에 도시된 바와 같이, 광편향소자(30)에서 도광체(20)의 내측을 향하도록 상방향으로 회절되어 도광체(20)로 입사된다.
도광체(20)로 입사된 빛은 도광체(20)의 반대편 대광부를 향해 전반사 되면서 도파되는데, 이때, 광원(10) 위치에 대응하는 도광체(20)의 일측 상부면을 향하는 빛은 제1반사시트(40)에서 반사됨으로써 빛의 손실이 최소화되어 도광체(20)의 대광부를 향하게 된다.
그리고, 도광체(20)의 대광부를 향하는 빛은 도광체(20)의 상부 출사면을 통해 상향 출사되고 도광체(20)의 하부를 향하는 빛은 제2반사시트(50)에서 상향 반사됨과 동시에 산란시트(55)에서 산란되어 도광체(20)의 상부 출사면을 통해 도 4와 같이, 백라이트유닛(61)의 광학필름(70)을 향해 상향 출사된다.
여기서, 백라이트유닛(61)의 광학필름(70)들은 도광체(20) 상부에 마련되어 빛을 확산시키는 확산필름(71)과 확산필름(71) 상부에 마련되어 빛을 패널소자(80)로 집광 굴절시키는 적어도 하나의 프리즘필름(73)으로 구성된다. 이들 광학필름(70)들은 일반적인 백라이트유닛(61)에 적용되는 광학필름(70)과 거의 동일하므로 그 설명을 생략한다.
이렇게 광원(10)으로부터 출사된 빛은 도광체(20)와 광학필름(70)들을 거쳐 패널소자(80)로 집광 굴절되어 입사됨으로써, 패널소자(80)에 영상이 표현되도록 한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 면광원장치(1)는 박막의 도광체(20) 일측 하부에 마련된 광원(10)으로부터의 빛이 광편향소자(30)에서 필름의 내측으로 회절 되어 도광체(20) 내부에서 전반사가 가능하도록 입사되도록 함으로써, 박막의 도광체(20) 사용에 따른 면광원장치(1)의 두께를 최소화 할 수 있다.
이에 의해, 면광원장치(1)가 적용되는 백라이트유닛(61)은 물론 디스플레이 기기의 두께를 현격하게 줄일 수 있다.
한편, 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 면광원장치의 사시도이고, 도 9는 도 8의 면광원장치를 갖는 백라이트유닛의 간략한 구성도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 면광원장치(1')는 광원(10)과 도광체(20) 및 제1반사시트(40)와 제2반사시트(50)의 구성이 전술한 제1실시예와 거의 동일한 구성을 가지고 있으며, 광원(10)과 도광체(20) 일측 하부면 사이에 개재되는 제1광편향소자(30)와, 도광체(20) 일측 상부면과 제1반사시트(40) 사이에 개재되는 제2광편향소자(30')를 포함하고 있다.
여기서, 제1광편향소자(30)와 제2광편향소자(30')의 구조는 전술한 제1실시예의 광편향소자(30)와 거의 동일한 구조를 가지고 있으므로 그 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 면광원장치(1')는 도 10에 도시된 바와 같이, 광원(10)에서 출사된 비지향성 빛이 제1광편향소자(30)에서 도광체(20)의 내측을 향하도록 일차적으로 상향 회절되어 도광체(20)로 입사된다.
그리고, 도광체(20)로 입사된 빛은 도광체(20)의 반대편 대광부를 향해 도파되는데, 이때, 광원(10) 위치에 대응하는 도광체(20)의 일측 상부면을 향하는 빛은 제2광편향소자(30')에서 도광체(20)의 내측으로 이차적으로 회절 되며, 회절 되지 못한 빛은 제1반사시트(40)에서 하향 반사되어 도광체(20)의 대광부 측을 향하게 된다.
본 실시예에 따른 면광원장치(1')는 광원(10)의 위치에 대응하는 도광체(20)의 일측 상부면의 제1반사시트(40) 사이에 제2광편향소자(30')를 더 배치함으로써, 빛의 손실을 최소화함과 동시에 빛의 이용효율을 극대화 할 수 있다. 제2광편향소자에 의해 회절되는 빛은 제1 광편향소자와 마찬가지로 도광 필름 내부에서 전반사가 가능하도록 하는 임계각 이상으로 회절된다.
한편, 제1광편향소자(30)와 제2광편향소자(30')에서 회절 되어 도광체(20)의 대광부를 향하는 빛은 도광체(20)의 상부 출사면을 통해 상향 출사되고 도광체(20)의 하부를 향하는 빛은 도 9와 같이, 제2반사시트(50)에서 상향 반사됨과 동시에 산란시트(55)에서 산란되어 도광체(20)의 상부 출사면을 통해 백라이트유닛(61)의 광학필름(70)을 향해 상향 출사된다.
그리고, 도광체(20)에서 출사된 빛은 전술한 제1실시예와 마찬가지로 백라이트유닛(61)의 광학필름(70)들을 거쳐 패널소자(80)로 입사된다.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 면광원장치를 갖는 백라이트유닛의 간략한 구성도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 면광원장치(1") 는 전술한 제1실시예와 거의 동일한 구성을 가지고 있으며, 광원(10)과 광편향소자(30) 사이에 마련되는 적어도 하나의 집광필름(35)을 더 포함하고 있다.
여기서, 집광필름(35)의 출사면에 소정의 삼각단면 형상 또는 부분원호 형상 등의 굴절패턴이 형성된다. 그리고, 집광필름(35)은 광원(10)과 도광체(20) 사이에 단일의 부품으로 마련될 수도 있으며, 도시하지는 않았지만 굴절패턴이 상호 교차하는 적어도 한 쌍의 부품으로 마련될 수도 있다.
또한, 이러한 집광필름(35)의 구성은 전술한 제1실시예뿐만 아니라 제2실시예의 면광원장치(1)에서 광원(10)과 제1광편향소자(30) 사이에 마련될 수도 있음은 물론이다.
이러한 구성의 본 실시예에 따른 면광원장치(1")는 광원(10)에서 출사된 비지향성 빛이 집광필름(35)에서 일차적으로 집광 굴절되어 도광체(20)의 내측으로 편향되고, 광편향소자(30)에서 이차적으로 도광체(20)의 내측을 향하도록 편향되어 도광체(20)로 입사된다.
이때, 본 실시예에 따른 면광원장치(1")는 광원(10)으로부터의 빛이 집광필름(35)에 의해 우선적으로 편향됨으로써, 광편향소자(30)에서 빛을 회절 편향시킬 때 요구되는 회절각의 범위가 줄어들게 된다.
이에 의해, 광편향소자(30)의 광편향패턴(33)의 최소간격에 대한 범위를 완화시킴으로써, 광편향소자(30)에서 발생될 수 있는 광효율 저하를 최소화할 수 있고, 광편향소자(30)의 제작 공정에서 비교적 까다로운 광편향패턴(33)의 형성에 대 한 부담을 줄일 수 있다. 따라서, 면광원장치(1")의 광학적 성능 향상과 제작공정의 효율을 높일 수 있다.
한편, 도 13은 본 발명의 제4실시예에 따른 면광원장치의 사시도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 면광원장치(1a)는 도광체(20a)를 제외한 타 구성요소가 전술한 제1 내지 제3실시예의 면광원장치 중 어느 하나와 거의 동일할 수 있다.
본 실시예에 따른 면광원장치(1a)의 도광체(20a)는 적어도 출사면에 소정의 간격을 두고 복수의 산란영역(90)이 형성되어 있다. 이 산란영역(90)은 도광체(20a)로 입사되어 도파되는 빛을 외부에서 산란광으로 관찰 할 수 있도록 하는 역할을 한다. 물론, 산란영역(90)은 도광체(20a)의 상부 출사면과 도광체(20a)의 하부면 중 적어도 어느 일측 또는 양측 모두에 마련될 수도 있다.
여기서, 산란영역(90)은 소정의 패턴형태로서 도광체(20a)의 판면에 스크래치 형태로 형성될 수도 있으며, 부분구형상의 렌즈형태 등 산란구조의 범위안에서 다양한 형태로 형성될 수도 있다. 혹은, 산란영역(90)은 패턴형태 외에 도광체(20a) 판면의 특정영역에 산란제를 소정의 간격으로 도포하는 형태로도 마련될 수 있다.
또한, 산란영역(90)은 도 15에 도시한 바와 같이, 광원(10)으로부터 빛이 입사되는 입사측과 입사측의 반대측 대광부를 향할수록 그 크기가 점진적으로 커지는 형태로 형성될 수도 있다. 이는 도광체(20a)의 입사측으로부터 대광부를 향할수록 광량이 저하되는 것을 고려한 것으로서, 대광부측으로 갈수록 산란영역(90)이 커지므로 외부에서 확인할 때, 빛의 휘도 균일성이 확보된다.
이러한 구성을 갖는 본 실시예에 따른 면광원장치(1a)는 디스플레이기기의 백라이트유닛(61)에 이용될 수 있을 뿐만 아니라, 도 14에 도시된 바와 같이, 복수의 특정 영역에서 고휘도를 요구하는 휴대폰의 키패드(95) 등의 조명으로 이용될 수도 있다.
한편, 도 16은 본 발명의 제5실시예에 따른 면광원장치의 단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 면광원장치(1b)는 광원(10)과 광편향소자(30)가 도광체(20)의 하부 중앙영역에 설치되어 있으며, 광원(10)과 광편향소자(30) 설치영역을 제외한 도광체(20)의 나머지 하부면에 반사시트가 설치되어 있다. 이때, 광편향소자(30)의 광편향패턴(33)은 광원(10)으로부터 전달된 빛을 도광체(20)의 내부 양측 방향으로 회절시킬 수 있는 구조로 형성된다.
이러한 구성의 본 실시예에 따른 면광원장치(1b) 역시 광원(10)으로부터의 빛이 도광체(20)의 양측으로 도파됨으로써, 외부에서 확인할 때 빛의 휘도 균일성이 확보된다.
한편, 도 17 내지 도 19는 본 발명의 제6 내지 제8실시예에 따른 면광원장치의 단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예들에 따른 면광원장치 (1)는 광편향소자(30)가 도광체(20)의 일 영역 판면에 소정의 광편향패턴 형상을 가지고 일체로 형성되어 광원(10)으로부터 전달된 빛을 도광체(20)의 내측 방향으로 편향시킨다.
이러한 구성의 본 실시예들에 따른 면광원장치(1)는 도광체(20)와 광편향소자를 일체화 시킴으로써, 도광체의 제조공정을 간략화하면서 부품의 절감을 도모한다.
여기서, 광편향소자(30)와 도광체(20)가 일체로 형성되는 구조는 도 17 내지 도 19의 면광원 장치외에도 전술한 실시예 다양한 실시예들에 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 광편향패턴의 형상은 광원(10)으로부터 빛을 도광체(20)의 내측으로 편향시킬 수 있는 조건 하에서 도시하지는 않았지만 전술한 바와 같은, 삼각단면 형상의 프리즘패턴이나, 원호 단면 형상의 렌즈패턴 등의 다양한 형상을 가질 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 면광원장치는 박막의 도광체 하부 일 영역 또는 일측 상부에 마련된 광원으로부터의 빛이 광편향소자를 거치면서 회절작용에 의해 도광체의 내측으로 편향되어 입사되도록 함으로써, 도광체의 두께가 박막이어도 입사면이 크게 확보되어 빛이 도광체로 원활하게 입사되며, 박막의 도광체 사용에 따라 면광원장치의 두께가 최소화 된다.
이에 의해, 면광원장치의 슬림화 뿐만 아니라 본 발명에 따른 면광원장치가 적용되는 백라이트유닛 및 디스플레이 기기 등을 현격하게 슬림화 된다.
또한, 박막의 필름재료로 도광체를 제작하기 때문에, 고가의 금형을 이용해 제작되는 종래 도광판에 비해 그 제작비가 현격하게 절감된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 장치를 현격하게 슬림화할 수 있고, 제작비를 절감할 수 있으며, 고가의 사출공정 없이 도광체 제작이 가능할 뿐 아니라, 다양한 표면처리가 쉬운 면광원장치가 제공된다.

Claims (14)

  1. 면광원장치에 있어서,
    박막의 광투과성 도광체와,
    상기 도광체의 둘레방향 적어도 일 영역 하부 또는 상부에 마련되는 광원과,
    상기 도광체와 상기 광원 사이에 마련되어 상기 광원으로부터의 빛을 상기 도광체의 내측으로 편향시키는 광편향소자와,
    상기 광원과 상기 광편향소자의 위치에 대향하는 상기 도광체의 일측 반대영역에 마련되는 제1반사시트와,
    상기 광원과 상기 광편향소자의 위치를 제외한 상기 도광체의 하부면에 마련되는 제2반사시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광원과 상기 광편향소자는 상기 도광체의 일측 하부에 설치되며, 상기 제1반사시트는 상기 광원과 광편향소자의 위치에 대응하는 상기 도광체의 일측 상부면에 마련되는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광원과 상기 광편향소자는 상기 도광체의 일측 상부에 설치되며, 상기 제1반사시트는 상기 광원과 광편향소자의 위치에 대응하는 상기 도광체의 일측 하 부면에 마련되는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광원 및 상기 광편향소자는 상기 도광체의 양측 상부 또는 양측 하부에 설치되며, 상기 제1반사시트는 상기 광원 및 상기 광편향소자의 위치에 대응하는 상기 도광체의 양측 하부 또는 양측 상부에 마련되는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1반사시트와 상기 도광체 사이에 광편향소자가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
  6. 면광원장치에 있어서,
    박막의 광투과성 도광체와,
    상기 도광체의 적어도 하부 일 영역에 마련되는 광원과,
    상기 도광체와 상기 광원 사이에 마련되어 상기 광원으로부터의 빛을 상기 도광체의 내측 둘레영역으로 편향시키는 광편향소자와,
    상기 광원과 상기 광편향소자의 위치를 제외한 상기 도광체의 하부면에 마련되는 반사시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 광원과 상기 광편향소자는 상기 도광체의 중앙영역에 마련되는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도광체 하부면과 상기 반사시트 사이에 산란시트가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원과 상기 광편향소자 사이에는 상기 광원으로부터의 빛을 상기 도광체의 내측으로 집광 굴절시키는 집광필름이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광편향소자는 박막의 광투과성 기판과, 상기 기판 상에 회절격자 또는 굴절패턴으로 형성된 광편향패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
  11. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도광체에는 상호 소정의 간격을 두고 복수의 산란영역이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 산란영역은 상기 광원으로부터 멀어질수록 전진적으로 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
  13. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 광편향소자는 상기 도광체의 판면에 일체로 형성되는 광편향패턴으로 마련되는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
  14. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 광원은 LED인 것을 특징으로 하는 면광원장치.
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