KR100640116B1 - 도광판 및 평면 조명 장치 - Google Patents

도광판 및 평면 조명 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100640116B1
KR100640116B1 KR1020000053706A KR20000053706A KR100640116B1 KR 100640116 B1 KR100640116 B1 KR 100640116B1 KR 1020000053706 A KR1020000053706 A KR 1020000053706A KR 20000053706 A KR20000053706 A KR 20000053706A KR 100640116 B1 KR100640116 B1 KR 100640116B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
guide plate
light guide
cross
surface portion
Prior art date
Application number
KR1020000053706A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010030360A (ko
Inventor
가란타가릴
나까네다다아끼
Original Assignee
니폰 라이츠 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 니폰 라이츠 가부시키가이샤 filed Critical 니폰 라이츠 가부시키가이샤
Publication of KR20010030360A publication Critical patent/KR20010030360A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100640116B1 publication Critical patent/KR100640116B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0036—2-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0058—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide
    • G02B6/0061—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide to provide homogeneous light output intensity

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 도광판은 광원으로부터의 광이 도입되는 적어도 한 세트의 대향하는 입사단면부, 입사단면부의 세트로부터 도입되는 광이 출사되는 표면부; 표면부의 대향편에 위치된 이면부, 및 상기 표면부와 이면부 사이의 적어도 하나 상에 형성된 다수의 광편향부를 포함한다. 한 입사단면부로부터 다른 입사단면부를 따라 위치된 단위 면적 당 상기 광편향부의 비율은 두 개의 가우스 분포가 되도록 설정되고, 상기 제1 가우스 분포의 피크는 하나의 제1 입사단면부 측으로 편향되고, 상기 제2 가우스 분포의 피크는 다른 입사단면부 측으로 편향된다. 그럼으로써, 도광판의 중심으로부터 출사하는 광량은 상대적으로 증가하게 되고, 도광판의 모든 표면부로부터 출사하는 광량의 분포는 균일하게 될 수 있다.
도광판, 광원, 광편향부, 가우스 분포

Description

도광판 및 평면 조명 장치{LIGHT GUIDE PANEL AND PLANE ILLUMINATOR APPARATUS}
도 1은 본 발명의 실시에에서의 평면 조명 장치의 분해사시도.
도 2는 도 1에 설명된 실시예에서의 광편향부의 외관을 나타낸 사시도.
도 3은 도 1에 설명된 실시예에서의 광편향부의 분포 상태를 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 광편향부의 다른 실시예를 나타낸 도광판의 단면도.
도 5는 본 발명의 도광판에서 광편향부의 분포 상태의 다른 예를 설명한 그래프.
도 6은 종래의 도광판에서 광편향부의 분포 상태의 일례를 설명한 그래프.
도 7은 종래의 기술에 따른 도광판에서 광편향부의 분포 상태의 다른 예를 나타낸 그래프.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11 : 도광판
12, 13 : 입사단면부
14, 15 : 광원
16, 17 : 반사기
18 : 표면부
19 : 광반사 시트
20 : 광편향부
21, 22 : 수직 원뿔형 표면
23 : 경사추면의 저변
24 : 경사추면
25 : 이면부
A, B, C, D : 가우스 분포
PA, PB, PC, PD : 가우스 분포의 피크
LA, LB : 피크로부터 입사단면부까지의 거리
LAO, LBO : 피크로부터 도광판의 중심까지의 거리
본 발명은 측단면으로부터 도입된 광을 표면으로부터 균일하게 출사시키기 위한 도광판 및 도광판을 이용한 평면 조명 장치에 관한 것으로, 조명 장치는 대형의 투과형 액정 디스플레이(transmission type liquid crystal display)의 백라이트 광원으로서 적합한 것이다.
투과형 액정 디스플레이에 대한 백라이트(backlight) 광원에서 사용하기 위한 평면 조명 장치는 CFL(cathod-ray fluorescent luminescent tube), LED 어레이 및 이와 유사한 것 및 투과성의 도광판과 같은 광원을 포함한다. 광원으로부터 출사되는 광은 도광판의 일 측단면으로부터 가이드된다. 도광판으로의 입사광은 광의 전반사를 이용하여 도광판의 표면부로부터 또는 이면부의 전역으로부터 결국 균일하게 출사한다. 상기 평면 조명 장치는 일반적으로 투과형 액정 디스플레이의 크기에 대응하는 약 356mm(14 inches) 또는 그 이하의 대각선 길이를 가진다.
종래의 도광판 및 평면 조명 장치에서는 도광판의 측단면으로부터 광이 도입되기 때문에, 광이 한 측단면으로부터 멀어짐에 따라 도광판의 표면부 또는 이면부로부터 출사되는 광량은 감소되는 경향이 있다. 도광판의 표면부의 전체 영역으로부터 균일하게 광을 출사하기 위해, 도광판(light guide panel)에서 전파하는 광을 도광판의 외측으로 편향시키도록 미세한 고르지 않은 광편향부를 도광판의 표면부 및/또는 도광판의 이면부 상에 형성한다. 광편향부의 분포율은 광원으로부터 출사되는 광이 도입되어, 도광판의 한 단부로부터 나오면서 증가되도록 설정된다.
도 6 및 도 7은 도광판의 광 입사 단면으로부터의 측단면의 위치와 단위 면적당 점유하는 광편향부의 면적 즉, 점유율과의 사이의 관계를 설명한다. 도 7은 입사단면의 대향편에 위치된 도광판의 다른 단면으로부터 반사된 광 때문에 다른 단면의 인접부로부터 출사되는 광량이 증가되는 경향을 가지고 있기 때문에, 다른 단면 근처의 광편향부의 점유율을 감소시킴으로써 도 6에 설명된 것보다 더욱 균일한 광의 출사가 보장되는 경우를 도시한다.
최근에, 381mm(15 inch)를 초과하는 대각선 길이를 가지는 대형의 투과형 액정 디스플레이의 제조가 가능한 상황에서, 균일한 분포의 광량이 디스플레이의 표면부로부터 출사되고 동시에 충분한 조명 광량이 보장되도록 서로 대향편에서 도광판의 대향단 상에 광원의 세트가 배치된다. 여기에서, 도광판 상에 형성된 광편향부의 분포는, 도 6 및 도 7에서 도시된 광편향부의 분포가 도광판의 대향측들 상에서 대칭이 되도록, 더욱 상세하게는 도광판의 중심에 대해 광원들의 한 세트에 더 가깝게 배치됨에 따라 광 편향부의 점유율이 증가되도록 기본적으로 설계된다.
이러한 도광판에서, 도광판의 대향단측의 인접부로부터 출사된 광량은 상대적으로 증가할 뿐만 아니라 도광판의 표면부의 전역으로부터 출사된 광량의 분포가 균일하지 않게 된다. 특히, 광편향부의 점유율이 중심에 대하여 광원측의 한 세트 쪽으로 감에 따라 더욱 증가되도록 설정된 도광판에서, 대향단측의 근처에서 도광판의 표면부로부터 출사된 광량은 급격하게 증가된다. 결과적으로, 액정 디스플레이의 밝기 분포를 균일화할 수 없다. 게다가, 균일하지 않은 밝기로 인해 가시성이 저하된다.
점유율이 도광판의 대향측상 및 도 7의 분포 상태에 기초된 광원의 한 세트의 근처에 위치되는 광편향부로 감소되는 도광판에서, 그러한 불편함을 줄어들지만, 실질적으로 액정 디스플레이의 균일한 밝기 분포를 보장하지 못하게 되고 그러므로 양호한 가시성을 보장하기는 어렵다.
따라서 본 발명의 목적은 적어도 하나의 광원의 세트가 도광판의 양 측단면으로부터 광을 입사시키도록 채용되는 평면 조명 장치에서, 도광판의 표면부로부터 출사된 광량의 분포를 균일하게 할 수 있는 도광판 및 상기 도광판을 채용한 평면 조명 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 양상에서, 광원으로부터의 광이 도입되는 적어도 하나의 대향하는 입사단면부의 세트, 상기 입사단면부의 세트로부터 도입되는 광이 출사되는 표면부, 상기 표면부의 대향측에 위치된 이면부; 및 상기 표면부와 상기 이면부 사이의 적어도 하나에 형성된 다수의 광편향부를 포함한다. 다른 입사단면부로부터 한 입사단면부를 따라 위치된 단위 면적당 상기 광편향부의 비율은 두 개의 가우스 분포가 되도록 설정되고, 상기 제1 가우스 분포의 피크는 상기 하나의 제1 입사단면부 측으로 시프트되고, 상기 제2 가우스 분포는 상기 다른 쪽의 입사단면부 측으로 시프트된다.
본 발명에 따르면, 상기 한 입사단면부로부터 다른 입사단면부로 연장하는 단위 면적당 상기 광편향부의 비율은 두 개의 가우스 분포가 되도록 설정되고, 상기 제1 가우스 분포의 피크는 한 입사단면부 측으로 배치되고, 상기 제2 가우스 분포의 피크는 다른 입사단면부측으로 편향되어서, 실질적으로 광편향부는 각 입사단면부의 근처에 존재하지 않게 된다. 도광판의 표면부로부터 출사되는 광량은 실질적으로 입사단면부로부터의 거리 및 광편향부의 가우스 분포에 의존한다. 이것으로 광이 도광판의 크기에 영향을 받지 않고 도광판의 표면부로부터 균일하게 출사될 수 있다. 또한, 광원의 밝기에 대응하는 균일한 밝기 분포가 보장된다.
본 발명의 제 양상에 따른 도광판에서는, 제1 가우스 분포의 피크는 한 입사단면부 측보다 한 입사단면부로부터 다른 입사단면부로 연장하는 도광판의 중심으로 더 편향될 수 있고, 반면 제2 가우스 분포의 피크는 다른 입사단면부측보다 한 입사단면부로부터 다른 입사단면부로 연장하는 상기 도광판의 중심으로 더 편향될 수 있다. 두 가우스 분포들의 피크들은 도광판의 중심에서 가까운 근처에 위치되므로, 한 입사단면부로부터 다른 입사단면부로의 긴 거리를 갖는 대형의 도광판이 채용될 경우에도, 광은 표면부로부터 성공적으로 균일하게 출사된다. 더욱이, 광원의 밝기에 대응하는 균일한 밝기 분포가 보장된다.
여기에서, 제1 가우스 분포를 갖는 다른 입사단면부 및 제2 가우스 분포를 갖는 한 입사단면부는 평균화되는 것을 막도록 설정되고, 방향성(directivity)을 가진 광편향부가 사용됨으로써 광편향부의 크기가 매우 클 경우에도 광은 표면부로부터 균일하게 출사될 수 있다. 부가적으로, 광원의 밝기에 대응하는 균일한 밝기 분포가 보장된다.
광편향부는 상기 표면부에 대해 수직으로 투영된 경우 이등변 삼각형으로 구성되고, 상기 표면부로부터 실질적으로 수직으로 상승하는 한 쌍의 수직추면(vertical conical surfaces), 및 저변이 상기 입사단면부와 평행하도록 상기 표면부에 대해 경사진 경사추면(inclined conical surface)을 가진다. 다른 경우, 광편향부는 이면부에서 소정의 곡률 반경을 가진 구형 표면의 일부로서 구성되는 만입부일 수 있다.
상기 도광판이 직사각형 판형인 경우, 서로 대향되는 2 세트의 입사단면부가 제공될 수 있다. 여기에서 상기 2세트의 입사단면부는 밝은 조명 광을 보장하도록 서로 대향되는 방향으로 교차한다.
본 발명의 제2 양상에 따르면, 평면 조명 장치는 광을 출사시키는 표면부, 표면부의 대향측에 위치된 이면부, 및 이러한 표면부 및 이면부를 두어 적어도 한 세트의 대향하는 입사단면부를 포함하는 도광판, 도광판의 입사단면부 세트쪽으로 각각 투영하기 위한 한 세트의 광원, 및 도광판의 상기 표면부 및 입사단면부 세트 이외의 부분을 덮기 위한 광반사 시트(light reflection sheet)를 포함한다. 다른 입사단면부로부터 한 입사단면부를 따라 연장하는 단위 면적당 광편향부의 비율은 두 개의 가우스 분포가 되도록 설정되고, 상기 제1 가우스 분포의 피크는 한 입사단면부 측으로 편향되고, 상기 제2 가우스 분포의 피크는 다른 입사단면부 측으로 편향된다.
본 발명의 제2 양상에 따른 평면 조명 장치에서, 상기 제1 가우스 분포의 피크는 한 입사단면부 측보다 한 입사단면부로부터 다른 입사단면부로 연장하는 상기 도광판의 중심으로 더 편향될 수 있고 반면에 제2 가우스 분포의 피크는 다른 입사단면부측보다 한 입사단면부로부터 다른 입사단면부로 연장하는 도광판의 중심으로 더 편향될 수 있다. 두 가우스 분포의 피크들은 도광판의 중심에 더 가깝게 위치될 수 있어서, 한 입사단면부로부터 다른 입사단면부로 긴 거리를 가진 대형의 도광판이 사용될 경우에도, 광은 표면부로부터 성공적으로 균일하게 출사된다. 더욱이, 광원의 밝기에 대응하는 균일한 밝기 분포가 보장된다.
여기에서, 제1 가우스 분포를 갖는 다른 입사단면부측과 제2 가우스 분포를 갖는 한 입사단면부 측은 평균화되는 것을 막도록 설정되고, 방향성을 가진 광편향부가 사용됨으로써, 도광판의 크기가 매우 클 경우에도 광은 표면부로부터 균일하게 출사될 수 있다. 부가적으로, 광원의 밝기에 대응하는 균일한 밝기 분포가 보장된다.
광편향부는 상기 표면부에 대해 수직으로 투영되는 경우 이등변 삼각형으로서 구성되고 상기 표면부로부터 실질적으로 수직으로 상승하는 한 쌍의 수직추면; 및 저변이 상기 입사단면부와 평행이 되도록 상기 표면부에 대해 경사진 경사추면을 가진다. 다른 경우, 광편향부는 이면부의 소정의 곡률 반경을 가진 구형 표면의 일부로서 구성되는 만입부가 될 수 있다.
도광판이 직사각형 판형인 경우, 서로 대향하는 2 세트의 입사단면부가 제공될 수 있다. 여기에서, 상기 2 세트의 입사단면부는 대향방향으로 서로 교차하여 밝은 조명 광을 보장한다.
본 발명의 위와 다른 목적, 효과, 특징 및 이점이 다음의 도면과 함께 사용된 다음의 실시예의 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1 내지 도 5를 참조해서 본 발명이 투과형 타입 액정 디스플레이의 백라이트에 적용되는 실시예가 후술될 것이다. 본 발명은 그러한 실시예에 제한되지 않고, 이러한 실시예들과 청구범위에 정의된 본 발명의 사상에 포함되는 다른 기술에도 응용해서 적용될 수 있다.
본 실시예의 평면 조명 장치를 분해하여 도 1에서 설명한다. 더욱 상세하게는, 본 실시예의 평면 조명 장치는 직사각형 판형의 도광판(11), 도광판(11)의 대향하는 한 세트의 입사단면부(12, 13)로부터 조명용 광을 도입하기 위한 한 세트의 선형 광원(14, 15), 이러한 광원(14, 15)를 각각 둘러싸는 한 세트의 반사기(16, 17) 및 도광판(11)의 입사단면부(12, 13)와 도광판의 표면부(18) 이외의 도광판(11)의 부분들을 덮기 위한 광반사 시트(19)를 포함한다.
본 실시예에서 도광판(11)은 모두 약 1.4 내지 1.7의 굴절률을 갖는 투명한 아크릴 수지(PMMA) 및 폴리 카보네이트(PC) 모두로 형성된다. 셀 수 없이 많은 광편향부(20)는 표면부(18)로부터 도광판(11)에서 전파하는 광을 출사시키기 위해서 표면부(18)상에 제공되고 돌출되어 제공된다.
본 실시예의 광원(14, 15)은 CCFL(냉 음극 형광 럼프(Cold Cathod Fluorescent Lump) 등으로 이루어지고, 전원(도시되지 않음)과 접속되어 있다. 광원(14, 15)을 둘러싼 반사기(16, 17)는 흰색의 절연 재료, 즉, 알루미늄과 같은 금속이 진공 증착된 시트 또는 금속 판 등으로 형성되고, 광원(14, 15)으로부터 광을 반사하고 반사된 광이 도광판(11)의 입사단면부(12, 13)상에 입사시키는 기능을 가진다.
본 실시예의 광 반사 시트(19)는 티타늄 산화물과 같은 백색 재료가 열가소성 수지에 혼합된 혼합물, 알루미늄과 같은 금속이 열가소성 수지 시트 상에서 진공 증착된 것, 금속 박(foil)이 적층된 것 및 추가의 시트 금속으로 형성된다. 시트(19)는 입사단면부(12, 13) 및 표면부(18)을 이외의 도광판(11)의 일부로부터 출사된 광을 반사하거나 난반사하고, 다시 출사된 광을 도광판(11)으로 입사시키고, 마지막으로 광원(14, 15)으로부터의 모든 광을 표면부(18)로부터 외측으로 출사시킨다.
광편향부(20)의 외관은 도 2에 확대되어 설명된다. 본 실시예의 광편향부(20)는 표면부(18)에 대해 수직으로 투영된 이등변 삼각형의 외관 구성을 제시하고 표면부(18)로부터 실질적으로 수직적으로 상승하는 한 쌍의 수직추면(21, 22) 및 저변(23)이 입사단면부(12, 13)와 평행하도록 표면부(18)에 대해 경사진 경사추면(24)을 포함한다. 경사추면(24)에는 두 가지 타입, 즉 입사단면부(12) 측으로 향하는 것과 다른 입사단면부(13) 측으로 향하는 것이 있다.
입사단면부(12, 13)로부터 도광판(11)으로 입사되는 광은 굴절각 γ가 0≤γ≤sin-1(1/n)를 만족하는 (예컨데, 0°~ ±42°)로 도광판(11)으로 전파한다. 특히, 일단 광이 실질적으로 임계각에서 광편향부(20)에 들어오면, 그것의 일부는 굴절하여 수직추면(21, 22)으로부터 도광판(11)의 외측으로 출사한다. 더욱 상세하게는, 광편향부(20)는 도광판(11)내로 전파하는 광의 일부분을 표면부(18)의 외측으로 출사시키는 기능을 가진다. 따라서, 표면부(18)로부터의 광의 출사는 광편향부(20)의 분포를 조정함으로써 변경될 수 있다.
도 3은 한 입사단면부(12)로부터 연장하는 도광판(11)의 표면부(18)의 위치와, 단위 면적당 광편향부(20)의 면적(표면부(18)로부터 수직으로 투영되는 투영 면적)의 합의 비율(이하, 광편향부(20)의 점유율) 사이의 관계를 설명한다. 더욱 상세하게는, 본 실시예에서 경사추면(24)이 한 입사단면부(12) 측으로 향하게 되는 광편향부(12)는 가우스 분포(A)로 설정되고, 반면 경사추면(24)이 입사단면부(13) 측으로 향하게 되는 광편향부(20)는 가우스 분포(B)로 설정된다. 두 가우스 분포의 피크(peak)(PA, PB)는 2% 내지 10%의 점유율이 되도록 설정되고 따라서 이러한 두 가우스 분포는 겹쳐지지 않으면서 도광판(11)의 중심에서 서로 연결된다.
본 실시예에서, 한 입사단면부(12)로부터 입사단면부(12)의 근처에 위치된 한 가우스 분포(A)의 피크(PA)까지의 거리(LA) 및 다른 입사단면부(13)로부터 입사단면부(13)의 근처에 위치한 다른 가우스 분포(B)의 피크(PB)까지의 거리(LB)는 이러한 피크들(PA, PB)로부터 도광판(11)의 중심까지의 거리(LAO, LBO)보다 길게 설정된다. 두 가우스 분포(A, B)의 피크(PA, PB)는 도광판(11)의 중심 측으로 편향된다. 본 실시예에서, LA = LB 이고 LAO = LBO이다.
본 실시예에서, 도광판(11)의 중심에서의 광편향부(20)의 점유율은 0%이다. 그러나, 도 2에 설명된 바와 같이, 광편향부(20)의 구성은 두 종류의 삼각뿔로 설정되므로, 위에서 설명한 바와 같이 광편향부(20)로부터의 광의 출사 방향으로 방향성을 갖게 하는 것이 가능하다. 구체적으로, 광의 출사는 도광판(11)의 중심측으로 향하게 되어, 표면부(18)로부터의 출사 광량은 도광판(11)의 표면부(18)의 전역에 걸쳐 실질적으로 균일하게 만들어지는데 성공한다.
광편향부(20)의 구성 즉, 광의 편향 특성에 응답하여, 두 개의 가우스 분포(A, B)의 피크(PA, PB)의 위치는 조정되고, 표면부(18)로부터의 출사 광량은 도광판(11)의 표면부(18)의 전역에 걸쳐 실질적으로 균일화된다. 가우스 분포의 이러한 관점으로부터 정규 분포가 되는 것이 필요하지 않게 된다. 더 나아가 두 가우스 분포의 부분이 서로 겹쳐지는 것이 가능하다. 더욱이, 앞서 언급한 바와 같이 광편향부(20)는 표면부(18)측 상에만 형성되지만, 광편향부(20)는 광편향부의 대향쪽으로 제공된 이면부(25)측 상에만 형성될 수도 있다. 대안적으로, 광편향부(20)는 표면부(18) 및 이면부(25) 상에 형성될 수 있다. 더욱이, 삼각뿔 형태의 광편향부(20) 대신에 다른 임의의 구성의 광편향부(20)가 사용 가능하다.
도 4는 이면부(25)측의, 본 발명에 따른 도광판(11)의 다른 실시예의 단면구조를 설명한다. 도 4에서, 앞서 언급한 바와 같은 동등한 기능을 가진 부분으로 동일한 부호가 적용될 것이고, 공통된 설명은 하지 않을 것이다. 더욱 상세하게는, 본 실시예의 광편향부(20)는 소정의 곡률 반경 R의 구형 표면의 부분으로 인한 만입부(identation)로서 구성되고, 이면부(25)에 대한 그 점유율은 도 5에서 설명된 바와 같은 두 가우스 분포(C, D)가 되도록 설정된다. 본 실시예에서, 두 가우스 분포(C, D)는 정규 분포가 아니라, 도 5의 굵은 선으로 설명된 것과 같은 두 개의 피크(PC, PD)를 가지는 도광판(11)의 중심에서 부분적으로 겹쳐지는 합성 상태의 분포이다. 이전의 실시예와 유사하게, 본 실시예에서도, 표면부(18)로부터 출사되는 광의 밝기 분포를 균일하게 만드는 것도 가능하다.
앞서 언급한 실시예에서, 조명용 광은 광원(14, 15)의 세트으로부터 도광판(11)의 입사단면부(12, 13)의 세트을 통해 들어가게 하지만, 직사각형 판형의 도광판(11)의 크기가 더 큰 경우에는, 이러한 입사단면부(12, 13)의 대향 방향을 교차하는 방향으로 대향하는 대향측단면의 세트가 입사단면부로서 사용되고, 광원의 세트는 입사단면부를 따라 더 배치되고, 그럼으로써 보다 밝은 조명 광이 보장된다. 이 경우에 또한, 광편향부의 비율을 입사단면부의 각 세트의 대향 방향에 따른 두 개의 가우스 분포로서 설정하는 것이 필요하다. 이 경우에, 네 개의 가우스 분포의 피크는 도광판의 중심에 나타난다.
본 발명은 바람직한 실시예에 대해 상술되었지만, 앞서 말한 것으로부터 당업자에게 변화 및 변형이 본 발명을 벗어나지 않으면서 더 넓은 양상으로 이루어질 수 있다는 것이 명백할 것이고, 그러므로 명백한 청구범위의 개념은 본 발명의 진정한 본질내에 있는 그러한 변화 및 변형을 포함한다.
본 발명에 따르면, 한 입사단면부로부터 다른 입사단면부에 따른 단위면적당의 광편향부의 비율을 2개의 가우스 분포로 설정하여, 제1 가우스 분포의 피크를 한 입사단면부 측에 편향시키고 제2 가우스 분포의 피크를 다른 입사단면부로 편향시키도록 하기 때문에, 도광판의 크기에 좌우되지 않게 그 표면부로부터 광을 균일하게 출사시키는 것이 가능하고, 광원의 밝기에 대응한 균일한 휘도 분포를 얻을 수 있다.
제1 가우스 분포의 피크를 한 입사단면부 측보다 한 입사단면부로부터 다른 입사단면부에 이르는 도광판의 중심에 편향시키고, 제2 가우스 분포의 피크를 다른 입사단면부측보다 한 입사단면부로부터 다른 입사단면부에 이르는 도광판의 중심에 편향시키도록 한 경우에는, 큰 도광판에서도 그것의 표면부로부터 광을 보다 균일하게 출사하는 것이 가능하고, 광원의 밝기에 대응한 균일한 밝기 분포를 얻을 수 있다.
제1 가우스 분포의 다른 입사단면부 측과, 제2 가우스 분포의 한 입사단면부 측이 겹쳐지도록 한 경우에는, 방향성을 가진 광편향부를 사용하는 것보다, 도광판의 크기가 매우 큰 것이라도 그것의 표면부로부터 광을 보다 균일하게 출사하는 것이 가능하고, 광원의 밝기에 대응한 균일한 밝기 분포를 얻을 수 있다.

Claims (14)

  1. 광원으로부터의 광이 각각 도입되는 적어도 한 세트의 대향하는 입사단면부들;
    상기 세트의 입사단면부들로부터 도입되는 광이 출사되는 표면부;
    상기 표면부의 대향측에 위치된 이면부; 및
    상기 표면부와 상기 이면부 사이의 적어도 하나에 형성된 다수의 광편향부
    를 포함하며,
    한 입사단면부를 따라 다른 입사단면부로부터 위치된 단위 면적당 상기 광편향부의 비율은 2개의 가우스 분포가 되도록 설정되고, 제1 가우스 분포의 피크는 상기 한 입사단면부 측으로 시프트되고, 제2 가우스 분포의 피크는 상기 다른 입사단면부 측으로 시프트되는 것을 특징으로 하는 도광판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가우스 분포의 상기 피크는 상기 다른 입사단면부 측보다 상기 한 입사단면부로부터 상기 다른 입사단면부로 연장하는 상기 도광판의 중심으로 더 시프트되는 것을 특징으로 하는 도광판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 가우스 분포의 상기 다른 입사단면부 측과 상기 제2 가우스 분포의 상기 한 입사단면부 측이 겹쳐지지 않는 것을 특징으로 하는 도광판.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광편향부는 상기 표면부에 대해 수직으로 투영된 이등변 삼각형의 외관구성을 가지고 상기 표면부로부터 실질적으로 수직으로 상승하는 수직 피라미드 추면들(vertical pyramids conical surfaces)의 쌍; 및
    저변이 상기 입사단면부와 평행하도록 상기 표면부에 대해 경사진 경사추면(inclined conical surface)
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광편향부는 상기 이면부에서 소정의 곡률 반경을 가진 구형 표면의 일부로서 형성되는 만입부(indention)인 것을 특징으로 하는 도광판.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 도광판은 직사각형 판형이고, 상호 대향하는 입사단면부들의 2세트가 제공되는 것을 특징으로 하는 도광판.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 입사단면부들의 세트들은 대향하는 방향으로 서로 교차하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  8. 광을 출사시키는 표면부, 상기 표면부의 대향측에 위치된 이면부, 상기 표면부 및 이면부를 사이에 둔 적어도 한 세트의 대향 입사단면부들을 포함하는 도광판;
    상기 도광판의 상기 입사단면부 세트쪽으로 각각 투영하기 위한 광원들의 세트; 및
    상기 도광판의 상기 표면부 및 상기 입사단면부 세트 이외의 부분들을 덮기 위한 광반사 시트
    를 포함하며,
    한 입사단면부를 따라 다른 입사단면부로부터 연장하는 단위 면적당 상기 광편향부들의 비율은 두 개의 가우스 분포가 되도록 설정되고, 제1 가우스 분포의 피크는 상기 한 입사단면부 측으로 시프트되고, 제2 가우스 분포의 피크는 상기 다른 입사단면부 측으로 시프트되는 것을 특징으로 하는 평면 조명 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 가우스 분포의 상기 피크는 상기 다른 입사단면부 측보다 상기 한 입사단면부로부터 상기 다른 입사단면부로 연장하는 상기 도광판의 중심으로 더 시프트되는 것을 특징으로 하는 평면 조명 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 제1 가우스 분포의 상기 다른 입사단면부 측과 상기 제2 가우스 분포의 상기 한 입사단면부 측이 겹쳐지지 않은 것을 특징으로 하는 평면 조명 장치.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 광편향부는 상기 표면부에 대해 수직으로 투영된 이등변 삼각형의 외관 구성을 가지고 상기 표면부로부터 실질적으로 수직으로 상승하는 수직 피라미드 추면들의 쌍; 및
    저변이 상기 입사단면부와 평행이 되도록 상기 표면부에 대해 경사진 경사추면
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 조명 장치.
  12. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 광편향부는 상기 이면부에서 소정의 곡률 반경을 가지는 구형 표면의 일부로서 형성되는 만입부인 것을 특징으로 하는 평면 조명 장치.
  13. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 도광판은 직사각형 판형이고, 상호 대향하는 입사단면부들의 2세트가 제공되는 것을 특징으로 하는 평면 조명 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 입사단면부 세트들은 대향하는 방향으로 서로 교차하는 것을 특징으로 하는 평면 조명 장치.
KR1020000053706A 1999-09-13 2000-09-09 도광판 및 평면 조명 장치 KR100640116B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1999-259233 1999-09-13
JP25923399A JP4198281B2 (ja) 1999-09-13 1999-09-13 導光板および平面照明装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010030360A KR20010030360A (ko) 2001-04-16
KR100640116B1 true KR100640116B1 (ko) 2006-10-31

Family

ID=17331266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000053706A KR100640116B1 (ko) 1999-09-13 2000-09-09 도광판 및 평면 조명 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6402335B1 (ko)
JP (1) JP4198281B2 (ko)
KR (1) KR100640116B1 (ko)
TW (1) TW518403B (ko)

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4225448B2 (ja) * 2000-08-01 2009-02-18 株式会社エンプラス 導光板、面光源装置及び表示装置
GB2369332A (en) * 2000-11-22 2002-05-29 Trw Lucasvarity Electric Steer Compensation for motor inertia in electric power-assisted steering systems
JP4907016B2 (ja) * 2001-08-09 2012-03-28 株式会社 日立ディスプレイズ 液晶表示装置
US6846098B2 (en) * 2002-05-16 2005-01-25 Eastman Kodak Company Light diffuser with variable diffusion
KR100840715B1 (ko) * 2002-05-28 2008-06-23 삼성전자주식회사 백 라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정 표시 장치
AU2003266667A1 (en) * 2002-09-30 2004-04-23 Sharp Kabushiki Kaisha Backlight unit and liquid crystal display unit using backlight unit
US20040105247A1 (en) * 2002-12-03 2004-06-03 Calvin Nate Howard Diffusing backlight assembly
JP4216577B2 (ja) * 2002-12-20 2009-01-28 シチズン電子株式会社 導光板
US7417782B2 (en) 2005-02-23 2008-08-26 Pixtronix, Incorporated Methods and apparatus for spatial light modulation
KR100926102B1 (ko) * 2003-02-28 2009-11-11 엘지디스플레이 주식회사 액정표시모듈
DE10318723A1 (de) * 2003-04-25 2004-11-11 Müller, Gerhard Beleuchtbarer Handlauf
US6929391B2 (en) * 2003-07-17 2005-08-16 Apple Computer, Inc. Light guide panel and method of use
US9261694B2 (en) 2005-02-23 2016-02-16 Pixtronix, Inc. Display apparatus and methods for manufacture thereof
US8482496B2 (en) 2006-01-06 2013-07-09 Pixtronix, Inc. Circuits for controlling MEMS display apparatus on a transparent substrate
US7999994B2 (en) 2005-02-23 2011-08-16 Pixtronix, Inc. Display apparatus and methods for manufacture thereof
US8519945B2 (en) 2006-01-06 2013-08-27 Pixtronix, Inc. Circuits for controlling display apparatus
US20070205969A1 (en) 2005-02-23 2007-09-06 Pixtronix, Incorporated Direct-view MEMS display devices and methods for generating images thereon
US8159428B2 (en) 2005-02-23 2012-04-17 Pixtronix, Inc. Display methods and apparatus
US7502159B2 (en) 2005-02-23 2009-03-10 Pixtronix, Inc. Methods and apparatus for actuating displays
US7746529B2 (en) 2005-02-23 2010-06-29 Pixtronix, Inc. MEMS display apparatus
US7304785B2 (en) 2005-02-23 2007-12-04 Pixtronix, Inc. Display methods and apparatus
US8310442B2 (en) 2005-02-23 2012-11-13 Pixtronix, Inc. Circuits for controlling display apparatus
US7755582B2 (en) 2005-02-23 2010-07-13 Pixtronix, Incorporated Display methods and apparatus
US7271945B2 (en) 2005-02-23 2007-09-18 Pixtronix, Inc. Methods and apparatus for actuating displays
US9229222B2 (en) 2005-02-23 2016-01-05 Pixtronix, Inc. Alignment methods in fluid-filled MEMS displays
US9082353B2 (en) 2010-01-05 2015-07-14 Pixtronix, Inc. Circuits for controlling display apparatus
US7675665B2 (en) 2005-02-23 2010-03-09 Pixtronix, Incorporated Methods and apparatus for actuating displays
US7742016B2 (en) 2005-02-23 2010-06-22 Pixtronix, Incorporated Display methods and apparatus
US9158106B2 (en) 2005-02-23 2015-10-13 Pixtronix, Inc. Display methods and apparatus
US7304786B2 (en) 2005-02-23 2007-12-04 Pixtronix, Inc. Methods and apparatus for bi-stable actuation of displays
US20060291241A1 (en) * 2005-06-22 2006-12-28 Carmanah Technologies Corp. Light emitting diode illuminated display panel assembly
US20070002552A1 (en) * 2005-07-01 2007-01-04 K-Bridge Electronics Co., Ltd. Light guide polygonal cones in direct type backlight module
US20070097710A1 (en) * 2005-10-31 2007-05-03 Jee-Gong Chang Light guide plate having micro-reflectors
TW200727031A (en) * 2006-01-03 2007-07-16 Daxon Technology Inc Light-emitting device and back light unit radiates with LEDs
US8526096B2 (en) 2006-02-23 2013-09-03 Pixtronix, Inc. Mechanical light modulators with stressed beams
US7494256B1 (en) 2006-04-05 2009-02-24 Yazaki North America, Inc. Illuminated instrument cluster with perceived 3-D display segments
US7876489B2 (en) 2006-06-05 2011-01-25 Pixtronix, Inc. Display apparatus with optical cavities
EP2080045A1 (en) 2006-10-20 2009-07-22 Pixtronix Inc. Light guides and backlight systems incorporating light redirectors at varying densities
US7852546B2 (en) 2007-10-19 2010-12-14 Pixtronix, Inc. Spacers for maintaining display apparatus alignment
US9176318B2 (en) 2007-05-18 2015-11-03 Pixtronix, Inc. Methods for manufacturing fluid-filled MEMS displays
TWI384183B (zh) * 2007-03-19 2013-02-01 Chi Mei Comm Systems Inc 導光機構
US20080298084A1 (en) * 2007-05-30 2008-12-04 Motorola, Inc. Lighting system for thin reflective display devices
US8248560B2 (en) 2008-04-18 2012-08-21 Pixtronix, Inc. Light guides and backlight systems incorporating prismatic structures and light redirectors
JP2008268982A (ja) * 2008-07-30 2008-11-06 Nippon Leiz Co Ltd 導光板および平面照明装置
US8169679B2 (en) 2008-10-27 2012-05-01 Pixtronix, Inc. MEMS anchors
CN102834763B (zh) 2010-02-02 2015-07-22 皮克斯特罗尼克斯公司 用于制造填充冷密封流体的显示装置的方法
CN103000141B (zh) 2010-02-02 2016-01-13 皮克斯特罗尼克斯公司 用于控制显示装置的电路
CN202253209U (zh) * 2011-10-14 2012-05-30 深圳市华星光电技术有限公司 背光模组及含有该背光模组的液晶显示器
US9134552B2 (en) 2013-03-13 2015-09-15 Pixtronix, Inc. Display apparatus with narrow gap electrostatic actuators
WO2015011834A1 (ja) * 2013-07-26 2015-01-29 堺ディスプレイプロダクト株式会社 光学ユニット及び表示装置
US10830941B2 (en) * 2016-08-29 2020-11-10 Signify Holding B.V. Luminaire with light guide

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5816677A (en) * 1905-03-01 1998-10-06 Canon Kabushiki Kaisha Backlight device for display apparatus
US3043947A (en) 1960-04-08 1962-07-10 Gen Electric Light distributing lens system
US5349503A (en) 1991-12-31 1994-09-20 At&T Bell Laboratories Illuminated transparent display with microtextured back reflector
US5914759A (en) * 1996-02-07 1999-06-22 Nitto Jushi Kogyo Kabushiki Kaisha Surface light source device, liquid crystal display and asymmetric prism sheet
JPH106525A (ja) 1996-06-26 1998-01-13 Ricoh Co Ltd インクカートリッジ梱包体及びインクジェット記録装置
JP3875362B2 (ja) 1996-08-27 2007-01-31 日本ライツ株式会社 導光板および平面照明装置
JP4053626B2 (ja) 1997-03-11 2008-02-27 株式会社エンプラス 面光源装置並びに非対称プリズムシート

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001083330A (ja) 2001-03-30
KR20010030360A (ko) 2001-04-16
US6402335B1 (en) 2002-06-11
TW518403B (en) 2003-01-21
JP4198281B2 (ja) 2008-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100640116B1 (ko) 도광판 및 평면 조명 장치
US5735590A (en) Backlighting device with a transparent sheet having straight ridges
EP1331495B1 (en) Surface light source device, diffusion plate and liquid crystal display device
US7008099B2 (en) Light source device
CN100362409C (zh) 面光源装置及其制造方法以及使用该装置的设备
KR100309850B1 (ko) 배면조명장치
US20020015300A1 (en) Plane light source apparatus, light guide plate and display
US20020030984A1 (en) Light guide plate, surface light source and display
WO2004019082A1 (ja) 光源装置および光偏向素子
KR20030025817A (ko) 면 광원장치
JP4172008B2 (ja) 面光源装置
KR100806710B1 (ko) 액정 디스플레이 장치용 도광판 그리고 이를 이용한백라이트 유닛 및 액정 디스플레이 장치
JPH09292531A (ja) 導光板および光偏向板ならびに平面照明装置
JP3932544B2 (ja) 面光源装置
JPH1073820A (ja) 非光拡散性導光板、レンズフィルム、および面光源装置
US8421954B1 (en) Reflective liquid crystal display device having an auxiliary light source device with a uniform light distribution
JP4252223B2 (ja) 導光板および平面照明装置
JP4363758B2 (ja) 導光板、面光源装置及び表示装置
JP4360701B2 (ja) 平面照明装置
JPH10123517A (ja) 導光板および平面照明装置
JPH11102609A (ja) 導光板および平面照明装置
JPH10197723A (ja) 平面発光装置及び平面発光装置の導光板
KR20070073114A (ko) 백라이트 어셈블리 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
JPH07105710A (ja) 面光源装置
JP2001083511A (ja) 導光板および平面照明装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120827

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130822

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141007

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150918

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160921

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170919

Year of fee payment: 12