KR100702266B1 - 역광조명 시스템용 도광관 - Google Patents

역광조명 시스템용 도광관 Download PDF

Info

Publication number
KR100702266B1
KR100702266B1 KR1020017002098A KR20017002098A KR100702266B1 KR 100702266 B1 KR100702266 B1 KR 100702266B1 KR 1020017002098 A KR1020017002098 A KR 1020017002098A KR 20017002098 A KR20017002098 A KR 20017002098A KR 100702266 B1 KR100702266 B1 KR 100702266B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
backlighting system
input
light source
face
Prior art date
Application number
KR1020017002098A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010072771A (ko
Inventor
토마스피. 잰슨
스티븐에이. 쿠피엑
제프리에이. 레인
마이클 루드
아나톨리 바실리에프
Original Assignee
피지컬 옵틱스 코포레이션
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 피지컬 옵틱스 코포레이션 filed Critical 피지컬 옵틱스 코포레이션
Publication of KR20010072771A publication Critical patent/KR20010072771A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100702266B1 publication Critical patent/KR100702266B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light 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
    • G02B6/0013Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0018Redirecting means on the surface of the light guide
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light 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
    • G02B6/0065Manufacturing aspects; Material aspects
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4298Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with non-coherent light sources and/or radiation detectors, e.g. lamps, incandescent bulbs, scintillation chambers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S385/00Optical waveguides
    • Y10S385/901Illuminating or display apparatus

Abstract

비산란 도광관(10)은 제 1 측벽(14) 및 입력면(12) 사이의 또한 제 2 측벽(16) 및 입력면(12) 사이의 전이면(28,30)을 포함한다. 제 1 측벽 및 제 2 측벽과 입력면 사이의 모서리 인터페이스를 눈에 띄지 않게 차단시키도록 전이면이 구성되어, 모서리 구성의 어떠한 결함도 출력으로 상이 형성되지 않는다. 특히, 전이면은 균일 광도 분포를 제공하도록 최적으로 구성된다. 본 발명의 선호되는 실시예에 따른 도광관은 냉음극 형광(CCFL)과 같은 선형 광원(306)에 결합되도록 구성된다. 딤영역(337',338'), 즉 불균일 강도를 가지는 광원 영역이 입력면에 인접하여 구성되지 않도록, 광원이 구성된다.

Description

역광조명 시스템용 도광관{LIGHT PIPE FOR A BACKLIGHTING SYSTEM}
본 발명은 평패널(flat panel) 액정 표시장치(LCD)의 역광조명(backlighting)에 사용되는 역광조명 시스템용 도광관(light pipe)에 관한 것이고, 특히 LCD에 균일한 배광을 제공하도록 구성된 광학 입력부를 가지는 비산란 역광조명 시스템에 관한 것이다.
랩탑 컴퓨터(laptop computer)에 사용되는 LCD와 같은 평패널 표시장치는 액정 표시 패널을 조명하도록 역광조명 시스템을 사용한다. 역광조명 시스템은 균일 배광을 제공하고, 표시 패널의 전 평면에 대해 충분한 강도를 가진 배광을 제공한다. 상기 요구를 만족시키도록, 역광조명 시스템은 광에너지를 광원을 통해 LCD 패널로 전달시키도록 도광관을 사용한다.
산란 역광조명 시스템에서, 입사되는 광선을 출력면을 향해 산란시키도록, 확산 요소의 배열은 도광관의 한 면을 따라 구성된다. 출력면은 LCD 패널에 결합되고, 광선을 LCD 패널로 전달하며, LCD 패널을 통해 전달한다. 산란 역광조명 시스템이 산란면의 산란 매체의 분포를 제어함으로써 배광을 제어하지만, 배광의 각도를 제어하지 못한다. 역광조명에 의해 발생된 광에너지의 대부분은 폐기되고, 이유는 상기 광에너지의 대부분이 LCD 표시장치 사용자에게 유용하지 않은 방향으 로 산란되기 때문이다. 대부분의 광에너지가 사용자에게 향하지 않고 폐기되기 때문에, 산란 역광조명 시스템은 원하는 광에너지 강도 또는 밝기를 제공하지 못한다.
비산란 역광조명 시스템은 배광 및 배광 각도가 제어될 수 있는 장점을 가진다. 따라서, 광에너지는 더 효율적으로 사용되고, 즉 전 광에너지가 사용자를 향하도록 한다. 비산란 역광조명 시스템에 자주 사용되는 용어는 "결정적"이고, 이유는 광선의 출력점은 입력 위치를 기초로 하여 파악되기 때문이다. 따라서, 비산란 역광조명 시스템은 입력 광에너지의 광선 및 출력 광에너지의 광선을 상호관련시킨다.
상기 상호관계는 대부분의 광에너지가 사용자를 향하도록 역광조명 시스템의 설계에 유리하게 사용된다. 비산란 역광조명 시스템에서 출력 광선에 대한 입력 광선의 상호관계는 광출력에서 나타나는 광입력의 상으로부터 발생되는 잠재적인 단점을 초래할 수 있다. 입력에서 광에너지의 변형이 발생된다면, 상기 변형은 출력에서도 나타날 것이다. 변형은 광원 또는 입력 광학장치의 조도(roughness) 또는 불연속으로부터 발생될 수 있다. 상기 변형으로 인해, 불균일 광도 영역 또는 출력의 섀도우(shadow)가 형성된다. 변형의 다른 원인은 광원에 수직인 도광관의 벽이다. 벽은 매우 평활하고 또한 평평하게 제작되어야 하고, 그렇지 않을 경우 변형 또는 출력의 섀도우를 발생시킨다.
비산란 역광조명 시스템에서 관찰되는 변형은 역광장치의 출력면을 가로지르는 대각선의 형성이다. 도광관의 입력면에 대한 측벽의 모서리 인터페이스(interface)에 대한 변형은, 도광관 구성의 제작 제한으로 인해, 대각 암선(dark line)으로서 출력부에 상이 형성된다. 변형의 형성을 감소시키기 위해, 면을 연마하고 또한 매끄럽게 하는 것이 가능하나, 상기 작업은 노동 집약적이고 따라서 도광관의 대량 생산에 실용적이지 못하다.
또한, 냉음극 형광(CCFL) 광원 출력의 불균일성은 변형 및 출력의 섀도우를 발생시킨다. 특히, CCFL은 CCFL 관의 각 단부에서 전극에 인접한 딤영역(dim region)을 가진다. 상기 딤영역은 CCFL로부터의 광출력이 균일하지 않은 영역이고, 광출력은 관의 중앙 영역에 비해 감소된다. 상기 딤영역은 출력면에 상을 형성하고, 또한 대각선 형성의 원인이 되며, 대각선 형성을 더 심화시킨다.
따라서, 개선된 도광관 및 역광조명 시스템이 요구된다.
본 발명은 역광조명 시스템용 도광관을 제공한다. 도광관은 입력면, 평면 배면, 평면 상단면, 제 1 측벽 및 제 2 측벽을 포함한다. 상단면은 배면에 평행하게 또는 배면에 대해 각을 이루며 구성되고, 상기 배면에 대해 이격되어 구성되며, 입력면, 제 1 측벽 및 제 2 측벽은 상단면 및 하단면 사이에 구성되고, 상기 하단면은 배면 및 상단면 사이의 공동(cavity)을 형성한다. 각 상기 측벽면은 전이면에서 입력면과 상호연결된다. 전이면은 배광 밀도를 최적화하도록 또한 입력의 변형을 감소시키도록 곡선형으로 구성된다.
본 발명의 다른 선호되는 실시예에 따라, 전이면은 전 표면에 대해 전 내부 반사를 유지하도록 구성된다. 상기 방법으로, 전이면은 측면으로부터 입력면으로 연장구성된 복합 쌍곡선으로서 구성되는 것이 선호된다.
본 발명의 또 다른 선호되는 실시예에 따라, 각 제 1 측벽 및 제 2 측벽과 입력면 사이의 인터페이스를 출력으로부터 광학적으로 차단시키도록, 전이면이 구성된다.
또한, 본 발명에 따라, 역 광선 추적 기술을 포함하는 광선 추적 기술을 이용하여 본 발명의 원리 특성을 수득하도록 전이면이 최적으로 구성된다.
본 발명의 실시예에 있어서, 도광관은 LCD 장치에 결합되도록 구성될 수 있고, 도광관은 역광조명 장치로서 작동된다.
본 발명의 다른 특징에 있어서, 역광장치 시스템은 본 발명의 원리에 따라 구성된 도광관을 포함한다. 선형 광원이 입력면에 인접하여 결합된다. 선형 광원은 불균일 배광을 가진 하나 이상의 영역을 포함한다. 불균일 배광을 가진 영역이 도광관의 입력에 인접하여 구성되지 않도록, 도광관 및 광원이 구성된다.
본 발명의 한 선호되는 실시예에 따라, 광원은 냉음극 형광이다. 불균일 배광의 영역은 전극에 인접한 2개의 딤영역이다. 본 발명에 따라, 광원은 입력면의 길이보다 길게 제작되어, 딤영역이 각각 입력면의 제 1 단부 및 제 단부 이상에 구성된다.
본 기술분야의 숙련자라면 하기의 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 본 발명의 다른 특징 및 장점을 명확하게 파악할 수 있을 것이다. 상세한 설명 및 본 발명의 선호되는 특정 실시예는 예로서 제시된 것이고 상기 실시예에 한정되지 않는다. 다양한 변화 및 수정이 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않고 본 발명의 범위 내에서 이루어질 수 있고, 본 발명은 상기 모든 변형을 포함한다.
본 발명의 선호되는 실시예는 첨부 도면을 참고로 기술되고, 동일 인용부호는 동일 부품을 나타낸다.
도 1 은 본 발명의 선호되는 실시예에 따른 도광관의 사시도.
도 2 는 도 1 에 도시된 도광관의 일부에 대한 개략적인 사시도.
도 3 은 전이면이 더 양호하게 도시되어 있는 도 1 의 도광관 일부에 대한 정면도.
도 4 는 본 발명의 선호되는 실시예에 따른 도광관을 최적구성하기 위한 장치와 또한 본 발명의 선호되는 실시예에 따른 도광관의 일부에 대한 개략적인 사시도.
도 5 는 광선 추적의 결과와 또한 도 4 에 도시된 최적구성 장치 및 도광관의 개략적인 정면도.
도 6 은 도 4 에 도시된 도광관의 광선 추적 강도 분포에 대한 그래프.
도 7 은 공지 기술에 따른 도광관의 일부에 대한 개략적인 사시도.
도 8 은 도 7 에 도시된 공지 기술 도광관의 광선 추적 강도 분포에 대한 그래프.
도 9 는 본 발명의 선호되는 실시예에 따른 도광관과 결합된 역광장치의 사시도.
도 10 은 선호되는 도광관 및 선호되는 광원 장치와 또한 도 2 에 도시된 역 광장치의 부분 확대 사시도.
*부호 설명
10...도광관 12...입력면
14...제 1 측벽 16...제 2 측벽
18...출력면 20...하단면
22...광원 조준기 24...개구부
28...제 1 전이면 30...제 2 전이면
32,34...볼록면 36,38...인터페이스(interface)
1. 요약
비산란 도광관은 제 1 측벽과 입력면 사이의 또한 제 2 측벽과 입력면 사이의 전이면을 포함한다. 제 1 측벽 및 제 2 측벽과 입력면 사이의 모서리 인터페이스에 전이면이 구성되어, 모서리 구성의 어떠한 결함도 출력으로 상(image)이 형성되지 않도록 한다. 특히, 상기 전이면은 균일 광도 분포를 제공하도록 최적으로 구성된다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따른 도광관은 냉음극 형광(CCFL)과 같은 선형 광원에 결합되도록 구성된다. 딤영역(dim area), 즉 불균일 강도를 가지는 광원 영역이 입력면에 인접하여 구성되지 않도록, 광원이 구성된다. 전형적인 CCFL 광원은 전극에 인접한 단부에 구성된 2개의 딤영역을 가지며, 전극 및 결합 딤영역이 입력면의 단부를 지나 구성되도록 광원이 형성된다. 특히 전이면을 수용하도록 형성된 입력면의 연장부를 지나 전극 및 딤영역이 구성되는 것이 선호된다.
삭제
2. 도광관
도 1 및 도 2 에서, 본 발명의 선호되는 실시예에 따른 도광관(10)은 입력면(12), 제 1 측벽(14), 제 2 측벽(16), 출력면(18) 및 하단면(20)을 포함한다. 도광관(10)은 개구부(24)를 가지는 광원 조준기(22)에 결합되고, 상기 개구부(24)는 예를 들어 냉음극 형광 장치와 같은 선형 광원을 수용하기 위해 상기 광원 조준기(22) 내에 형성된다. 도 2 에서, 균일 광원이 평면(26)으로 도시되어 있다. 전술된 미국 특허 출원 08/900,890에 기술된 바와 같이, 광에너지는 광원으로부터 입력면(12)을 통해 도광관(10)으로 전달된다. 하단면(20)은 패싯(facet)의 배열 또는 광 재방향설정용 구조물로 형성되고, 상기 광 재방향설정용 구조물은 미국 특허 출원 08/601,133에 기술된 바와 같이 광에너지를 출력면(18)을 통해 제어된 균일 분포로 반사시키며, 상기 미국 특허 출원 08/601,133은 참고로 인용된다. 전 내부 반사의 원리에 따라, 광에너지는 도광관(10) 내에서 전달된다.
도광관(10)은 결정적으로 간주될 수 있다. 즉, 출력면(18)을 이탈하는 모든 광선은 입력면(12)의 입력 광선으로 추적될 수 있다. 결과적으로, 특히 입력면(12)에서의 도광관(10)의 결함에 대한 상(image)이 형성되고, 즉 출력면(18)에서 불균일 광도의 불리한 영역으로 나타난다. 공지 기술의 도광관에 대한 결함은 입력면과 측벽의 인터페이스이다.
본 발명의 선호되는 실시예를 따라 도 1 및 도 2 에서, 도광관(10)은 제 1 전이면(28) 및 제 2 전이면(30)을 포함하도록 형성되고, 상기 제 1 전이면(28)은 제 1 측벽(14)과 입력면(12)을 연결시키며, 상기 제 2 전이면(30)은 제 2 측벽(16)과 입력면(12)을 연결시킨다. 제 1 전이면(28) 및 제 2 전이면(30)은 각각 볼록면(32,34)을 가지고, 인터페이스(36,38)를 눈에 띄지 않도록 차단시키는 기능을 수행하며, 상기 인터페이스(36,38)는 각각 전이면(28) 및 입력면(12) 사이에 또한 전이면(30) 및 입력면(12) 사이에 형성된다.
도 3 에 제 2 전이면(30)이 도시되어 있고, 하기에서 논의된다. 제 1 전이면(28)은 형상에 있어서 대칭인 것이 선호된다. 제 2 전이면(30)은 단조증가 접선(40)을 포함하도록 형성된다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 접선(40)은 입력면(12)의 모서리(44)로부터 제 2 측벽(16)으로 연장구성되고, 제 2측벽에서 상기 접선(40)이 제 2 측벽(16)의 내측부에 형성되는 측면(42)에 평행하게 구성된다. 또한, 측벽(16)을 지나 연장구성된 제 2 전이면(30)에 의해 영역(46)이 형성되고, 입력면(12)은 인터페이스(38)에서 전이면(30)을 연결시키는 연장부(48)를 포함한다.
전술된 바와 같이, 측벽 및 입력면의 인터페이스 결함에 대해 상을 형성하기 위한 한 해결방법에 따르면, 인터페이스는 어떠한 변형없이 완전한 모서리로서 형성된다. 상기 인터페이스를 형성하기 위해, 매우 정밀한 제작 방법 및 노동 집약적인 수동 연마 작업이 요구된다. 본 발명에 따라, 인터페이스는 눈에 띄지 않도록 형성된다. 도면에 도시된 바와 같이, 전이면 및 입력면 사이의 인터페이스가 출력 조망 영역으로부터 눈에 띄지 않게 차단되도록 각 전이면이 구성된다. 즉, 다시 도 3 을 참고로, 전이면(30)은 출력 조망 영역으로부터 이격되어 외측으로 인터페이스(38)를 연장시킨다. 상기 방법으로 전이면(30)이 구성됨으로써, 인터페이스(38)의 어떠한 변형도 발생되지 않는다.
전이면(30)은 균일한 배광을 제공하도록 구성된다. 본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 전이면은 다음식에 따른 복합 쌍곡선으로서 형성된다.
Figure 112001003481360-pct00001
(a)
여기에서, "x" 및 "y"는 도 3 에 도시되어 있고, "a" 및 "b"는 배광 강도의 균일성을 위해 선택된 상수이다. a=1인 것이 선호되고, b는 약 0.9 내지 1.5의 범위에서 선택된다. 다양한 도광관의 상대 좌표에는 식(a)에 대한 추가 편차 상수를 필요로 한다. 식(b)는 x방향으로 "2a"의 편차를 포함한 식(a)의 형태를 나타낸다.
Figure 112001003481360-pct00002
(b)
식(a) 또는 식(b)에 따라 형성된 전이면(30)은 균일한 배광을 제공하고, 전 표면에 대해 전 내부 반사(TIR) 조건을 유지시킨다. 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 다른 전이면 형상이 사용될 수 있다. 예를 들어, 측벽면 및 입력면 사이의 인터페이스를 보이지 않게 차단시킴으로써 균일성을 향상시키는 단순 반경방향 테이퍼(taper)가 사용될 수 있다. 그러나, 단순 반경방향 테이퍼는 전 표면에 대한 TIR 조건을 유지시키지 못하고, 불균일성의 원인을 제공한다. 또한, 표면 곡률이 불균일성을 유도할 수 있다.
본 발명에 따라, 전이면(30)은 광선 추적 기술을 이용하여 최적으로 구성된다. 도 4 및 도 5 에, 광선 추적을 이용하여 전이면(30)을 최적으로 구성하기 위 한 장치(100)가 도시되어 있다. 조준 광원(102)이 성형되고, 영역(50)에서 입력면(12)에 대향되어 구성된다. 람베르트 디퓨저(lambertian diffuser)(104)가 성형되고, 광원(102) 및 입력면(12) 사이에 구성된다. 마지막으로, 가상 출력면(106)이 측면(42) 및 전이면(30)의 교차선(52)에 대해 성형된다. 광선 추적 결과가 도 5 에 도시되어 있다. 100,000 광선을 추적하는 31×11 배열이 사용되었다. 도 5 에 도시된 바와 같이, TIR 조건은 전 전이면(30)에 대해 유지된다.
도 6 에 광선 추적 결과가 그래프로 도시되어 있다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 전이면(30)에 의해 균일한 강도가 발생된다. 도 7 및 도 8(공지 기술)을 참고로 공지 기술과 비교시, 도광관(200)은 입력면(212), 출력면(214), 하단면(216) 및 측벽(218)을 포함하고, 상기 측벽(218)은 측면(242)을 가진다. 반경방향 모서리(254)가 측벽(218) 및 입력면(212) 사이에 구성된다. 따라서, 모서리(254)는 도광관의 측벽 및 입력면 사이에 형성된 모서리를 나타낸다. 모서리(254)의 반경은 1mm로서 성형되었다. 도 8 에 강도 분포가 차트(chart) 형태로 도시되어 있다. 모서리에 근접함에 따라 강도가 증가되고, 모서리의 바로 인접한 위치에서 감소된다. 상기 장치의 출력은 곡선의 형태로 파악할 수 있는 바와 같이 매우 불균일하다. 도 7 및 도 8 에 또한 공지 기술의 다른 단점 및 본 발명의 장점이 도시되어 있다. 즉, 본 발명의 장점은, 공지 기술과 달리 전이면(30)이 측벽(16)의 외측으로 연장구성되어, 전이면(30)과 입력면(12)의 실제 인터페이스가 보이지 않게 차단된다는 점이다. 상기와 같지 않을 경우, 전이면의 곡률은 TIR 조건을 유지하지 못하고, 인터페이스의 결함은 불균일 강도 분포를 초래한다.
3. 도광관을 포함한 역광장치
도 9 및 도 10 에서, 본 발명의 선호되는 실시예에 따른 역광장치(300)는 도광관(302), 조준 조립체(304) 및 광원(306)을 포함한다. 사용시 도광관(302)은 프레임(frame)(도시되지 않음) 내에서 LCD(도시되지 않음)와 함께 LCD의 후방에 장착된다. 광원(306)은 하나의(또는 2개 이상의) CCFL 장치이다. 조준 조립체(304)는 광원(306)으로부터 광을 조준시키고, 광이 도광관(302)으로 방향설정되도록 한다. 도광관(302)은 예를 들어 역광장치 또는 액정 표시장치를 조명하도록 균일하게 분포된 광에너지원을 제공한다.
도광관(302)은 전술된 도광관(10)에 따라 형성되고, 입력면(312), 출력면(314), 하단면(316), 제 1 측벽(318), 제 2 측벽(320), 제 1 전이면(328) 및 제 2 전이면(330)을 포함한다. 본 기술분야에 공지되어 있는 바와 같이, 광원(306)은 제 1 전극(332) 및 제 2 전극(334)을 포함하고, 상기 전극(332,334)은 광원의 대향 단부에 구성된다. 광원(306)은 CCFL 장치이고, 인접 제 1 전극(332) 및 제 2 전극(334)이 각각 암영역(dark region)(337,338) 및 딤영역(dim region)(337',338')이므로, 광원(306) 또한 차단된다.
도 9 및 도 10 에 도시된 바와 같이, 광원(306)은 조준 조립체(304) 내에, 딤영역(337',338')이 입력면(312)과 인접되지 않도록 구성된다. 특히, 딤영역(dim region)(337')이 입력면(312)의 연장부(340)를 지나 위치하도록 구성되고, 마찬가지로 제 1 전이면(328)과 입력면(312)사이의 인터페이스(342)를 지나 위치하도록 구성된다. 따라서, 딤영역(337',338')은 출력면(314)에 상이 형성되지 않고, 불균일 조명 영역을 발생시키지 않는다.
도 10 에 도시된 바와 같이, 배면(340)은 반사 산란면을 포함하는 반사면일 수 있거나, 불균일성을 감소시키기 위한 부분 흡수면일 수 있다.
본 발명의 범위 및 기술적 사상으로부터 벗어나지 않고 다양한 변화 및 수정이 이루어질 수 있다. 일부 변화의 범위는 전술되었다. 다른 변화의 범위는 첨부 청구항으로부터 명백하게 파악될 것이다.

Claims (41)

  1. 역광조명 시스템용 도광관에 있어서,
    상기 도광관은 입력면, 평면 배면, 평면 상단면, 제 1 측벽 및 제 2 측벽으로 구성되고, 상기 상단면은 상기 배면에 평행하게 구성되며, 상기 배면에 대해 이격되어 구성되고, 상기 입력면, 상기 제 1 측벽 및 상기 제 2 측벽은 상기 상단면 및 상기 배면 사이에 구성되며,
    각 상기 측벽은 전이면에서 상기 입력면과 상호연결되고, 각 상기 전이면은 배광 밀도(distribution density)를 최적화하도록 그리고 상기 입력면과 제 1 측벽 및 제 2 측벽 각각과의 사이에서 인터페이스가 광학적으로 눈에 띄지 않도록 곡선형으로 구성됨을 특징으로 하는 역광조명 시스템용 도광관.
  2. 제 1 항에 있어서, 각 상기 전이면은 각각 상기 제 1 측벽 및 상기 제 2 측벽과 상기 입력면 사이의 볼록면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 역광조명 시스템용 도광관.
  3. 제 1 항에 있어서, 각 상기 전이면은 단조 증가 접선을 가진 볼록면으로 구성되고, 상기 접선은 상기 입력면으로부터 연장구성되며, 각각 상기 제 1 측벽 및 상기 제 2 측벽을 연결시키는 것을 특징으로 하는 역광조명 시스템용 도광관.
  4. 제 1 항에 있어서, 각 상기 전이면은 쌍곡선면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 역광조명 시스템용 도광관.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 전이면은 다음식에 따른 쌍곡선면으로 구성되고,
    Figure 112006055195746-pct00015
    "b"는 0.9 와 1.5 사이에서 선택되는 것을 특징으로 하는 역광조명 시스템용 도광관.
  6. 제 5 항에 있어서, a=1인 것을 특징으로 하는 역광조명 시스템용 도광관.
  7. 제 5 항에 있어서, a=b=1인 것을 특징으로 하는 역광조명 시스템용 도광관.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 전이면은 다음식에 따른 쌍곡선면으로 구성되고,
    Figure 112006055195746-pct00016
    "c" 및 "d"는 편차 상수인 것을 특징으로 하는 역광조명 시스템용 도광관.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 배면 및 상기 상단면은 공통의 폭을 가지고, 상기 입력면은 상기 폭보다 더 큰 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 역광조명 시스템용 도광관.
  10. 제 1 항에 있어서, 각 상기 전이면은 상기 상단면에 수직으로 구성되는 것을 특징으로 하는 역광조명 시스템용 도광관.
  11. 제 1 항에 있어서, 각 상기 전이면은 평활면 마감을 가지는 것을 특징으로 하는 역광조명 시스템용 도광관.
  12. 제 11 항에 있어서, 각 상기 전이면은 연마면 마감을 가지는 것을 특징으로 하는 역광조명 시스템용 도광관.
  13. 삭제
  14. 제 1 항에 있어서, 각 상기 전이면은 광선 추적을 이용하여 균일 배광을 위해 최적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 역광조명 시스템용 도광관.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 광선 추적은 역 광선 추적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 역광조명 시스템용 도광관.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 입력면에 평행하게 구성된 관찰면에서 출력 강도 분포에 기초하여 각 상기 전이면이 최적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 역광조명 시스템용 도광관.
  17. 제 16 항에 있어서, 각 상기 전이면은 상기 관찰면에서 RMS 강도 불균일성을 최소화하도록 최적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 역광조명 시스템용 도광관.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 도광관은 상기 입력면에서 광원에 결합되고, 상기 상단면에서 액정 표시장치에 결합되는 것을 특징으로 하는 역광조명 시스템용 도광관.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 광원은 불균일 배광 강도를 가진 하나 이상의 영역으로 구성되고, 상기 하나 이상의 영역은 상기 전이면 각각을 지나 구성되는 것을 특징으로 하는 역광조명 시스템용 도광관.
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 광원은 제 1 단부 및 제 2 단부를 가지는 선형 광원으로 구성되고, 균일 배광 강도를 가진 영역은 상기 제 1 단부 및 제 2 단부 사이에 구성되며, 상기 영역은 상기 입력면에 인접하여 구성되고, 상기 제 1 단부 및 상기 제 2 단부는 각 상기 전이면을 지나 구성되는 것을 특징으로 하는 역광조명 시스템용 도광관.
  21. 역광 조명 시스템에 있어서,
    상기 역광 조명 시스템은 도광관, 선형 광원 그리고 제 1 측벽 및 제 2 측벽으로 구성되고,
    상기 도광관은 하단면, 상단면, 배면 및 입력면을 가지며,
    상기 선형 광원은 상기 입력면에 인접하여 결합되고, 상기 입력면은 입력면 길이를 가지며, 상기 광원은 상기 입력면 길이보다 큰 광원 길이를 가지며, 그리고
    상기 제 1 측벽 및 상기 제 2 측벽은 상기 상단면 및 상기 배면 사이에 대향된 관계로 구성되며,
    각 상기 측벽은 전이면에서 측벽 각각을 상기 입력면과 상호연결시키고, 각 상기 전이면은 상기 입력면과 제 1 측벽 및 제 2 측벽 각각과의 사이에서 인터페이스가 광학적으로 눈에 띄지 않도록 구성됨을 특징으로 하는 역광 조명 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 광원 길이가 균일 조명을 가지는 상기 광원의 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 역광 조명 시스템.
  23. 제 21 항에 있어서, 상기 광원은 냉음극 형광 장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 역광 조명 시스템.
  24. 제 21 항에 있어서, 상기 광원은 대향 전극으로 구성되고, 상기 전극은 각각 상기 광원의 제 1 단부 및 제 2 단부에 부착되며, 각각 상기 광원의 제 1 단부 및 제 2 단부 지나 배치됨을 특징으로 하는 역광 조명 시스템.
  25. 제 24 항에 있어서, 불균일 조명 영역이 각 상기 대향 전극에 결합되고, 각 상기 불균일 조명 영역은 각각 상기 입력면을 지나 배치됨을 특징으로 하는 역광 조명 시스템.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 불균일 조명 영역은 동일하지 않은 길이인 것을 특징으로 하는 역광 조명 시스템.
  27. 제 25 항에 있어서, 상기 불균일 조명 영역은 상기 광원의 잔여부에 비해 약광인 것을 특징으로 하는 역광 조명 시스템.
  28. 제 21 항에 있어서, 상기 역광 조명 시스템은 상기 상단부에서 액정 표시장치에 결합되는 것을 특징으로 하는 역광 조명 시스템.
  29. 삭제
  30. 제 21 항에 있어서, 각 상기 전이면은 상기 상단면에 수직으로 구성되는 것을 특징으로 하는 역광 조명 시스템.
  31. 제 21 항에 있어서, 각 상기 전이면은 평활면 마감을 가지는 것을 특징으로 하는 역광 조명 시스템.
  32. 제 31 항에 있어서, 각 상기 전이면은 연마면 마감을 가지는 것을 특징으로 하는 역광 조명 시스템.
  33. 삭제
  34. 제 21 항에 있어서, 각 상기 전이면은 광선 추적을 이용하여 균일 배광을 위해 최적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 역광 조명 시스템.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 광선 추적은 역 광선 추적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 역광 조명 시스템.
  36. 제 34 항에 있어서, 상기 입력면에 평행하게 구성된 관찰면에서 출력 강도 분포에 기초하여 각 상기 전이면이 최적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 역광 조명 시스템.
  37. 제 36 항에 있어서, 각 상기 전이면은 상기 관찰면에서 RMS 강도 불균일성을 최소화하도록 최적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 역광 조명 시스템.
  38. 제 21 항에 있어서, 각 상기 전이면은 각각 상기 제 1 측벽 및 상기 제 2 측벽과 상기 입력면 사이의 볼록면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 역광 조명 시스템.
  39. 제 21 항에 있어서, 각 상기 전이면은 단조 증가 접선을 가진 볼록면으로 구성되고, 상기 접선은 상기 입력면으로부터 연장구성되며, 각각 상기 제 1 측벽 및 상기 제 2 측벽을 연결시키는 것을 특징으로 하는 역광 조명 시스템.
  40. 제 21 항에 있어서, 각 상기 전이면은 쌍곡선면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 역광 조명 시스템.
  41. 제 21 항에 있어서, 상기 배면은 반사 산란식인 것을 특징으로 하는 역광 조명 시스템.
KR1020017002098A 1998-08-20 1999-08-20 역광조명 시스템용 도광관 KR100702266B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/137,549 1998-08-20
US09/137,549 US6295405B1 (en) 1997-07-25 1998-08-20 Light pipe for a backlighting system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010072771A KR20010072771A (ko) 2001-07-31
KR100702266B1 true KR100702266B1 (ko) 2007-03-30

Family

ID=22477929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020017002098A KR100702266B1 (ko) 1998-08-20 1999-08-20 역광조명 시스템용 도광관

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6295405B1 (ko)
EP (1) EP1105755A4 (ko)
JP (1) JP4458449B2 (ko)
KR (1) KR100702266B1 (ko)
CN (1) CN1152269C (ko)
CA (1) CA2341190C (ko)
TW (1) TW440717B (ko)
WO (1) WO2000011507A1 (ko)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3662788B2 (ja) * 1999-10-06 2005-06-22 Nec液晶テクノロジー株式会社 液晶表示装置および携帯用情報端末機器
JP4251592B2 (ja) * 1999-10-25 2009-04-08 日東電工株式会社 面光源装置及び反射型液晶表示装置
KR20010051391A (ko) * 1999-11-02 2001-06-25 가마이 고로 도광판, 면광원 장치 및 액정 표시 장치
JP2001166150A (ja) 1999-12-13 2001-06-22 Nitto Denko Corp 導光板、面光源装置及び液晶表示装置
JP2001291416A (ja) * 2000-04-06 2001-10-19 Advanced Display Inc 面状光源装置
KR100701014B1 (ko) * 2000-11-22 2007-03-29 삼성전자주식회사 광 가이드 장치, 이를 갖는 액정 표시 모듈 및 액정 표시장치
KR20030008790A (ko) * 2001-07-20 2003-01-29 삼성전자 주식회사 액정표시장치
US6739738B1 (en) 2003-01-28 2004-05-25 Whelen Engineering Company, Inc. Method and apparatus for light redistribution by internal reflection
CN2745289Y (zh) * 2004-11-04 2005-12-07 深圳富泰宏精密工业有限公司 手机按键导光板
US7766483B2 (en) * 2005-04-06 2010-08-03 Suresh Balu Optical projection system and methods for configuring the same
EP1897146A2 (en) * 2005-06-27 2008-03-12 Lamina Lighting, Inc. Light emitting diode package and method for making same
WO2010050978A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Color measurement device
KR20140094914A (ko) * 2013-01-23 2014-07-31 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 어셈블리를 갖는 표시 장치
USD748321S1 (en) * 2014-05-27 2016-01-26 Illinois Tool Works Inc. Reflector housing

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0855507A (ja) * 1994-08-12 1996-02-27 Dainippon Printing Co Ltd 面光源、それを用いた表示装置、及びそれらに用いる光拡散シート
KR19980014148A (ko) * 1996-08-08 1998-05-15 김광호 액정 디스플레이의 백라이트 장치

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4043636A (en) * 1974-12-23 1977-08-23 Intel Corporation Illumination-panel for liquid crystal display of similar device
US4870484A (en) * 1983-05-13 1989-09-26 Seiko Epson Corporation Color display device using light shutter and color filters
GB2198867A (en) * 1986-12-17 1988-06-22 Philips Electronic Associated A liquid crystal display illumination system
JPH01183626A (ja) * 1988-01-18 1989-07-21 Hitachi Ltd 液晶用バックライト
JP2573365B2 (ja) * 1989-08-30 1997-01-22 株式会社東芝 液晶表示装置
US5233679A (en) * 1990-04-10 1993-08-03 Nobuo Oyama Striated light diffuser and method of forming the same
EP0506116B1 (en) * 1991-03-29 1996-01-31 Nissha Printing Co., Ltd. Surface light source device
US5303322A (en) * 1992-03-23 1994-04-12 Nioptics Corporation Tapered multilayer luminaire devices
JPH0756166A (ja) * 1993-08-18 1995-03-03 Noritake Co Ltd バックライトシステム
TW454922U (en) * 1994-03-23 2001-09-11 Tosoh Corp Rear side irradiation light
US5506929A (en) * 1994-10-19 1996-04-09 Clio Technologies, Inc. Light expanding system for producing a linear or planar light beam from a point-like light source
JP2853969B2 (ja) * 1994-12-26 1999-02-03 スタンレー電気株式会社 面光源装置
JP3429387B2 (ja) * 1995-03-31 2003-07-22 株式会社エンプラス サイドライト型面光源装置
US5613751A (en) * 1995-06-27 1997-03-25 Lumitex, Inc. Light emitting panel assemblies
US5645337A (en) * 1995-11-13 1997-07-08 Interstate Electronics Corporation Apertured fluorescent illumination device for backlighting an image plane
JP3267847B2 (ja) * 1995-12-28 2002-03-25 オーツタイヤ株式会社 導光板装置
US5854872A (en) * 1996-10-08 1998-12-29 Clio Technologies, Inc. Divergent angle rotator system and method for collimating light beams
JP3036464B2 (ja) * 1997-05-20 2000-04-24 日本電気株式会社 バックライト
DE19851432A1 (de) * 1998-11-09 2000-05-11 Bosch Gmbh Robert Hinterleuchtungsvorrichtung mit Erweiterungen

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0855507A (ja) * 1994-08-12 1996-02-27 Dainippon Printing Co Ltd 面光源、それを用いた表示装置、及びそれらに用いる光拡散シート
KR19980014148A (ko) * 1996-08-08 1998-05-15 김광호 액정 디스플레이의 백라이트 장치

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000011507A1 (en) 2000-03-02
CA2341190A1 (en) 2000-03-02
TW440717B (en) 2001-06-16
CN1320220A (zh) 2001-10-31
KR20010072771A (ko) 2001-07-31
CN1152269C (zh) 2004-06-02
JP4458449B2 (ja) 2010-04-28
US6295405B1 (en) 2001-09-25
EP1105755A1 (en) 2001-06-13
EP1105755A4 (en) 2003-03-12
CA2341190C (en) 2007-10-23
JP2003526113A (ja) 2003-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6256447B1 (en) Backlight for correcting diagonal line distortion
KR100702266B1 (ko) 역광조명 시스템용 도광관
US6669349B2 (en) Beam light source having a beam-shaped light guide
US6095656A (en) Backlighting apparatus and display apparatus using the same
US5253089A (en) Backlighted liquid crystal display unit
JP2000011723A (ja) 面状照明装置
WO2000032981A1 (fr) Illuminateur, dispositif eclairant, feu avant et afficheur a cristaux liquides
US7794100B2 (en) Planar light source apparatus, display apparatus and planar illumination method
JP2003100128A (ja) 面状照明装置
JP2000048618A (ja) 照明パネルおよびそれを用いた表示装置
JP2001014921A (ja) 面状照明装置
JP2006134661A (ja) 面状光源及びこれを用いた液晶表示装置
KR20050057420A (ko) 광 발생 장치 및 디스플레이 장치
Käläntär et al. 67.1: A Monolithic Block‐Wise Functional Light Guide for 2‐D Dimming LCD Backlight
KR100781350B1 (ko) 고휘도 백라이트장치
KR100301666B1 (ko) 반사형 액정표시장치용 보조광원
KR20040050342A (ko) 광원의 위치가 개선된 백라이트 유니트
US20060146572A1 (en) Light guide plate with V-shaped grooves
CA2568185C (en) Light pipe for a backlighting system
JP2002109925A (ja) 照明装置およびそれを備える液晶表示装置
KR100737733B1 (ko) 백라이트 유닛용 역프리즘 시트 및 이를 이용한 백라이트유닛
KR100867727B1 (ko) 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 화상 표시 장치
JP3034715B2 (ja) 液晶表示装置
JPH08201809A (ja) 照明装置
KR101239076B1 (ko) 측면발광형 백라이트 유닛의 도광판을 채용한 액정표시소자

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130320

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140312

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee