KR100746171B1 - 광 혼합 플레이트 및 다이렉트 백라이트 모듈 - Google Patents

광 혼합 플레이트 및 다이렉트 백라이트 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR100746171B1
KR100746171B1 KR1020050105932A KR20050105932A KR100746171B1 KR 100746171 B1 KR100746171 B1 KR 100746171B1 KR 1020050105932 A KR1020050105932 A KR 1020050105932A KR 20050105932 A KR20050105932 A KR 20050105932A KR 100746171 B1 KR100746171 B1 KR 100746171B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
backlight module
mixing plate
direct backlight
light guide
Prior art date
Application number
KR1020050105932A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070048888A (ko
Inventor
웨이 흐수안 첸
이 팡 린
Original Assignee
레디언트 옵토-일렉트로닉스 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 레디언트 옵토-일렉트로닉스 코포레이션 filed Critical 레디언트 옵토-일렉트로닉스 코포레이션
Priority to KR1020050105932A priority Critical patent/KR100746171B1/ko
Publication of KR20070048888A publication Critical patent/KR20070048888A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100746171B1 publication Critical patent/KR100746171B1/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
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133603—Direct backlight with LEDs
    • 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
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • 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
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133611—Direct backlight including means for improving the brightness uniformity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • 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
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G02F1/133607—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

신규한 광 혼합 플레이트 및 그러한 광 혼합 플레이트를 이용하는 다이렉트 백라이트 모듈이 제공된다. 광 혼합 플레이트는 제 1 표면 및 제 2 표면을 구비하며, 다수의 오목한 홈들이 상기 제 1 표면을 따라 형성되어 LED 광원을 수용한다. LED로부터의 빛들은 홈의 측벽들을 통해 광 혼합 플레이트로 유입되고 광 혼합 플레이트의 내부로 긴 거리에 걸쳐 전파됨으로써, 제 2 표면을 통해 광 혼합 플레이트를 이탈할 때 그 빛들은 균일한 평면형 백색광으로 서로 완전히 혼합된다.

Description

광 혼합 플레이트 및 다이렉트 백라이트 모듈{LIGHT MIXING PLATE AND DIRECT BACKLIGHT MODULE}
도 1 은 종래의 다이렉트 백라이트 모듈을 도시한 측면도이다.
도 2 는 또 다른 종래의 다이렉트 백라이트 모듈의 측면도이다.
도 3 은 도 2 의 빛의 궤적을 도시한 개략도이다.
도 4 는 또 다른 종래의 다이렉트 백라이트 모듈을 도시한 측면도이다.
도 5 는 도 4 의 빛의 궤적을 도시한 개략도이다.
도 6 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광 혼합 플레이트를 도시한 사시도이다.
도 7 은 도 6 의 빛의 궤적을 도시한 개략도이다.
도 8 은 측면-발광 LED를 사용할 때 도 6 의 빛의 궤적을 도시한 개략도이다.
도 9 및 도 10 은 측방향에 배열된 LED를 사용할 때 도 6 의 빛의 궤적을 도시한 개략도이다.
도 11 내지 도 13 은 본 발명에 따른 광 안내 패턴의 여러 실시예들을 도시한 측면도이다.
도 14 는 매트 표면을 가지는 광 혼합 플레이트 실시예의 측면도이다.
도 15 내지 도 18 은 V-형상 광 안내돌출부가 구현된 본 발명의 여러 실시예들의 개략도이다.
도 19 및 도 20 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광 혼합 플레이트의 사시도이다.
도 21 은 본 발명에 따른 광 혼합 플레이트를 이용하는 다이렉트 백라이트 모듈을 도시한 측면도이다.
본 발명은 대체적으로 백라이트 모듈에 관한 것으로서, 특히 광 혼합 플레이트 및 그러한 광 혼합 플레이트를 이용하는 백라이트 모듈에 관한 것이다.
최근에 LCD 모니터, LCD TV 등과 같은 대부분의 대형 액정 디스플레이(LCD)는 백라이트 모듈을 채용한다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 통상적인 다이렉트 백라이트 모듈은 케이싱(11)내에 위치된 다수의 광원 유닛(light source unit)(12), 확산 플레이트(13), 및 하나 이상의 광학 시이트(optical sheet)(14)를 주로 포함한다.
케이싱(11)의 내측 표면은 반사 필름(111)으로 피복되거나, 광원 유닛(12)으로부터의 빛을 반사시키도록 처리된다.
일반적으로, 냉음극선관 램프(cold cathode fluorescent lamps; CCFLs)는 광원 유닛(12)으로서 사용되며, 케이싱(11)의 내부에 균일하게 정렬된다.
확산 플레이트(13)는 광원 유닛(12)으로부터의 빛의 경로를 따라 광원 유닛(12)의 전방에 위치되고, 케이싱(11)의 개구부를 덮는다. 이어서, 광학 시이트(14)가 확산 플레이트(13) 뒤쪽에 위치된다.
광학 시이트(14)는 하나 이상의 확산 시이트(141) 및 프리즘(prism) 시이트(142)를 포함할 수 있다. 확산 시이트(141) 및 프리즘 시이트(142)의 개체수 및 그들의 상대적인 위치는 용도에 따른 요건에 맞춰 조정될 수 있을 것이다.
광원 유닛(12)으로부터의 빛의 일부는 확산 플레이트(13)로 직접 전파되고, 나머지 빛은 케이싱(11)에 의해 반사되어 확산 플레이트(13)를 향하게 된다. 일반적으로, LCD 패널(A)에 균일한 빛을 제공할 수 있도록, 광원 유닛(12)으로부터의 빛을 여러 방향으로 산란시키기 위해 확산 플레이트(13)에는 확산 비드(bead)가 매립된다. 만약, 확산 플레이트(13)로부터의 빛의 균일성이 충분하지 못하다면, 추가적인 확산 및 산란이 확산 시이트(141)에 의해 제공되며, 빛을 포커싱(focus)하고 그에 따라 백라이트 모듈의 휘도(輝度)를 높이기 위해 프리즘 시이트(142)가 사용된다.
전술한 다이렉트 백라이트 모듈에 관한 기술은 최근에 충분히 발전되었다. 그러나, CCFL에 포함된 수은은 환경보호에 해로운 것으로 간주되며 많은 선진국들에서 제품에의 사용이 법적으로 금지되고 있다. 그에 따라, CCFL-계 다이렉트 백라이트 모듈은 광원 유닛으로서 발광 다이오드(LED)를 이용하는 다이렉트 백라이트 모듈로 점차 대체되고 있다.
도 2 에 도시된 바와 같이, LED-계 다이렉트 백라이트 모듈은 케이싱(21) 내 부에 위치된 다수의 LED(즉, 광원 유닛)(22), 광 혼합 플레이트(23), 확산 플레이트(24), 및 하나 이상의 광학 시이트(25)를 주로 포함한다. 케이싱(21)의 내측 표면은 반사 필름(211)으로 피복되거나, 또는 LED(22)로부터의 빛을 반사하도록 가공된다.
일반적으로, LED(22)는 적색광(R) LED(221), 녹색광(G) LED(222) 및 청색광(B) LED(223)를 포함하고, 이러한 LED들은 케이싱(21) 내부에 어레이(array) 형태로 연속적으로 정렬된다.
광 혼합 플레이트(23)는 LED(22)로부터의 빛의 경로를 따라 LED(22)의 전방에 위치되며, 케이싱(21)의 개구부를 덮는다. 광 혼합 플레이트(23)는 높은 투명도의 물질(예를 들어, PMMA)로 제조된다. 광 혼합 플레이트(23)는 후방 표면(231) 및 전방 표면(232)을 구비하며, 후방 표면(231) 또는 전방 표면(232) 상에서, 다수의 광 차단 도트(dot)(233)가 LED(22)에 대응하는 위치에 피복된다. 광 차단 도트(233)는 LED(22)로부터의 빛을 상당량 차단할 수 있는 피복 재료로 제조된다.
이어서, 확산 플레이트(24) 및 광학 시이트(25)가 광 혼합 플레이트(23) 뒤쪽에 위치된다. 광학 시이트(25)는 하나 이상의 확산 시이트(251) 및 프리즘 시이트(252)를 포함할 수 있다. 확산 시이트(251) 및 프리즘 시이트(252)의 개체수 및 상대적인 위치들은 용도에 따른 요건에 맞춰 조정될 수 있다.
LED(22)로부터의 빛은 광 차단 도트(233)에 의해 바로 앞에서 차단되며, 그에 따라 빛의 대부분은 광 혼합 플레이트(23)의 내부를 따라 전파된다. 그와 같이, 적색광 LED(221), 녹색광 LED(222), 및 청색광 LED(223)로부터의 빛들이 광 혼 합 플레이트 내부에서 혼합되어 백색광을 생성한다. 이어서, 생성된 백색광은 확산 플레이트(24) 및 확산 시이트(251)에 의해 보다 더 산란되고 균일화된다. 이어서, 휘도 향상을 위해 백색광은 프리즘 시이트(252)에 의해 포커싱된다.
도 3 에 도시된 바와 같이, LED(22)가 전방 표면(232)의 외측에 위치됨에 따라, LED(22)로부터의 빛은 소정 각도를 이루어 전방 표면(232)으로 입사된다. 비록 빛의 일부가 광 혼합 플레이트(23)를 따라 실질적으로 전파되고 혼합되지만, 여전히 대부분의 혼합되지 않은 적색광, 녹색광 및 청색광은 후방 표면(231)으로의 입사각이 문턱(threshold) 각도 보다 작은 경우에 후방 표면(231)의 외측으로 직접 굴절된다. 이러한 불완전한 혼합 현상은 광 혼합 플레이트(23)와 확산 플레이트(24) 사이의 거리를 늘림으로써 해결되며, 그에 따라 이러한 비-혼합 광들은 확산 플레이트(24)를 향해 전파됨에 따라 서로 혼합될 두번째 기회를 가지게 된다. 이러한 불가피한 사항으로 인해 백라이트 모듈의 두께가 상당히 두꺼워지며, 이는 얇은 LCD에 요구되는 시장 요건을 충족시키지 못하게 된다.
LED-계 다이렉트 백라이트 모듈의 전술한 문제점을 극복하기 위해, 도 4 에 도시된 기술이 개발되었다. 도시된 바와 같이, 백라이트 모듈은 상기와 유사하게 케이싱(31) 내부에 위치된 다수의 LED(32), 광 혼합 플레이트(33), 확산 플레이트(34), 및 하나 이상의 광학 시이트(35)를 주로 포함한다. 차이점은, LED(32)들이 측면-발광(side-emitting) LED들로 구성된다는 것이다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 각각의 LED(32)는 전방에 위치된 뒤집힌 원뿔 형상의 반사 본체(321)를 가지며, 상기 반사 본체는 LED(32)로부터의 빛을 반사시키고 그에 따라 광 혼합 플레이 트(33)의 전방 표면(332)으로의 광 입사각을 크게 한다. 이러한 기술은 단지 제한된 범위에서만 효과적이다. 여전히 LED(32)로부터의 비-혼합 광의 대부분은 후방 표면(331)의 바깥쪽으로 굴절되고, 그에 따라 광 혼합 플레이트(33)와 확산 플레이트(34) 사이의 특정 거리는 여전히 유지되어야 한다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 LED-계 다이렉트 백라이트 모듈의 두께를 어떻게 친환경적으로 줄이는가에 관한 것이다.
본 발명의 주요 목적은, LED로부터의 빛이 광 혼합 플레이트를 따라 보다 멀리 전파되고 그에 따라 보다 양호한 혼합 효과를 달성하여 균일한 평면형(planar) 광원을 목표 용도에 제공할 수 있도록, 신규한 광 혼합 플레이트 및 그러한 광 혼합 플레이트를 이용하는 다이렉트 백라이트 모듈을 제공하는 것이다.
상기 목적의 달성을 위해, 광 혼합 플레이트는 제 1 표면 및 제 2 표면을 구비하며, LED의 수용을 위해 다수의 오목한 홈들이 상기 제 1 표면을 따라 형성된다. LED로부터의 빛들은 홈의 측벽을 통해 광 혼합 플레이트내로 입사되고, 그에 따라 그 빛들은 보다 긴 거리에 걸쳐 전파될 수 있고 보다 양호한 혼합 효과를 달성할 수 있게 된다.
본 발명의 다른 특징은 제 2 표면을 향해 빛을 반사시키도록 다수의 빛 안내 도트가 제 1 표면을 따라 형성된다는 것이다. 이러한 반사에 의해 빛의 추가적인 확산 효과뿐만 아니라 균일화 효과도 얻어진다.
본 발명의 추가적인 특징은 광 혼합 플레이트의 제 2 표면을 조질화처리 (roughened)하여 매트(mat) 표면이 되게 함으로써, 제 2 표면으로부터 빛이 방출될 때, 그 빛들이 보다 더 산란되고 균일화되게 한다는 것이다.
본 발명의 또 다른 특징은 다수의 세장형 V-형상 광 안내돌출부가 광 혼합 플레이트의 제 1 표면을 따라 구성되어 제 2 표면을 향해 빛을 반사한다는 것이다. 세장형 V-형상 광 안내돌출부의 배열 및 밀도는 백라이트 모듈의 빛의 에너지 분포를 제어하도록 조정된다.
본 발명의 또 다른 특징은, 광 혼합 플레이트로부터 방출되는 빛들이 제 2 표면을 통과할 때 포커싱되어 휘도를 높이도록, 다수의 세장형 V-형상 광 안내돌출부가 광 혼합 플레이트의 제 2 표면을 따라 구성된다는 것이다.
또한, V-형상 광 안내돌출부는 제 1 표면 및 제 2 표면 모두를 따라 구성될 수 있으며, 다-방향(multi-directional) 포커싱 및 그에 따른 보다 양호한 휘도의 달성을 위해 이러한 두 표면들상의 V-형상 광 안내돌출부의 방향은 서로 직교된다.
도 6 에 도시된 바와 같이, 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)와 같은 높은 투명도 물질로 제조된 본 발명의 실시예에 따른 광 혼합 플레이트(4)는 제 1 표면(41) 및 제 2 표면(42)을 구비한다. 제 1 표면(41)을 따라, 제 1 표면(41)내로 오목하게 형성되나 상기 제 2 표면까지는 침투하지 않는 다수의 세장형 홈(43)들이 배치된다. 홈(43)의 단면은 사각형 또는 기타 적절한 형상이다.
도 7 에 도시된 바와 같이, 각각의 홈(43)은 다수의 LED(5)를 수용하고 둘러싸며, 그에 따라 LED(5)로부터의 빛은 홈(43)의 측벽(431) 및 내측 상부벽(432)을 통해 광 혼합 플레이트(4)로 들어간다. 빛이 내측 상부벽(432)을 직접적으로 통과하는 것을 방지하기 위해, LED(5)의 위치에 대응하여 광 차단 물질이 광 차단 층(433)으로서 내측 상부벽(432)상에 피복될 수 있다. 그러한 경우에, LED(5)로부터의 빛의 대부분은 홈(43)의 측벽(431)을 통해 광 혼합 플레이트(4)내로 입사되고 상기 광 혼합 플레이트(4)를 따라 전파된다. LED(5)가 광 혼합 플레이트(4)의 본체 내부에 매립되기 때문에, LED가 광 혼합 플레이트의 외부에 위치하는 종래의 방식에 비해, LED(5)로부터의 빛은 광 혼합 플레이트(4) 내부로 보다 멀리 전파될 수 있을 것이다. 그러한 경우에, 만약 LED(5)가 모두 백색광 LED라면, 보다 균일한 평면형 빛이 얻어질 수 있을 것이다. 만약 LED(5)가 여러 색채의 LED(5)라면, 종래 방식의 불완전한 혼합과 달리, 보다 양호하게 혼합된 백색광이 얻어질 수 있을 것이다.
도 8 에 도시된 바와 같이, 만약 LED(5)가 측면-발광 LED라면, LED(5)로부터의 빛은 측벽(431)으로 직각으로 직접 방출된다. 따라서, 빛들은 광 혼합 플레이트(4) 내부로 보다 더 진행할 수 있고, 그에 따라 광 혼합 효과가 보다 강화된다.
유사하게, 도 9 및 도 10 에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 LED(5)가 홈(43) 내부에 측방향으로 배치되어 측면-발광 LED를 이용하는 상기 실시예와 동일한 결과를 나타낼 수도 있다.
도 11 에 도시된 바와 같이, 광 혼합 플레이트(4)의 제 1 표면(41)은 프린팅(printing)에 의해 형성된 다수의 광 안내 도트를 포함하는 광 안내 패턴(44)을 구비할 수 있다. 또는, 광 안내 패턴(44)은, 광 혼합 플레이트(4)가 몰딩될 때, 도 12 에 도시된 바와 같이 오목한 형태로 형성되거나 도 13 에 도시된 바와 같이 볼록한 형태로 형성될 수 있다. 빛이 광 안내 패턴(44)에 도달하였을 때, 그 빛들은 제 2 표면(42)을 향해 반사되고 확산되며, 그에 따라 빛들은 상기의 과정을 통해서 균일화된다.
또한, 빛이 제 2 표면(42)을 통해 광 혼합 플레이트(4)를 빠져 나올 때 그 빛들이 보다 더 산란되도록, 광 혼합 플레이트(4)의 제 2 표면(42)을 거칠거칠한(roughened) 표면으로 형성할 수 있다.
빛들이 제 1 표면(41)에 도달하였을 때 제 2 표면(42)을 향해 포커싱되고 재배향(redirected)되도록, 도 15 에 도시된 바와 같이, 광 혼합 플레이트(4)의 제 1 표면(41)은 홈(43)에 평행한 다수의 세장형 V-형상 광 안내돌출부(45)를 구비할 수 있다. 광 안내돌출부(45)의 포커싱 효과는 광 혼합 플레이트(4)로부터의 빛의 휘도를 개선하는데 도움이 된다. 광 안내돌출부(45)들은 홈(43)들로부터 멀어질수록 보다 조밀해지도록 배치될 수도 있다. 거리가 멀수록 LED(5)로부터의 빛의 강도가 약해지기 때문에, 보다 조밀한 광 안내돌출부(45)는 감소된 강도를 보완하는데 도움이 되며, 그에 따라 광 혼합 플레이트(4)로부터의 빛의 에너지 분포가 제어될 수 있다.
도 16 에 도시된 바와 같이, 세장형 V-형상 광 안내돌출부(45)는 또한 광 혼합 플레이트(4)의 제 2 표면(42)상에 형성될 수도 있다. 그러한 경우에, 광 혼합 플레이트(4)내에서 빛들이 완전히 혼합된 후에, 제 2 표면(42)을 통해 빛들이 광 혼합 플레이트(4)를 빠져나올 때, V-형상 광 안내돌출부(45)의 포커싱 효과에 의해 휘도가 높아진다.
도 17 에 도시된 바와 같이, V-형상 광 안내돌출부(45)는 제 1 표면(41) 및 제 2 표면(42) 모두에 형성될 수도 있다. 두 표면상의 V-형상 광 안내돌출부(45)들은 서로 직교하도록 배치된다. 그러한 경우에, 빛이 제 1 표면(41)에 도달하였을 때, 그 빛들은 제 1 방향으로 반사되고, 빛이 제 2 표면에 도달하였을 때, 그 빛들은 포커싱되고 제 2 방향으로 굴절된다. 이러한 다-방향 포커싱의 경우에, 광 혼합 플레이트(4)로부터의 빛의 휘도가 보다 강화된다.
광 혼합 플레이트(4)내의 빛 혼합을 보다 개선하기 위해, 도 18 에 도시된 바와 같이, V-형상 광 안내돌출부(45)가 홈(43)의 측벽(431)을 따라 형성될 수도 있다. 그러한 경우에, LED(5)로부터의 빛은 광 혼합 플레이트(4) 내부로 보다 더 진행하며, 그에 따라 다른 빛과 보다 더 혼합된다.
도 19 는 본 발명의 광 혼합 플레이트의 다른 실시예를 도시한 사시도이다. 이러한 실시예에서, 도 20 에 도시된 바와 같이, 세장형 홈들은 제 1 표면(41)을 따라 균일하게 분포된 또는 어레이(array)로 정렬된 오목한 원형홈(43)들로 대체된다. 각각의 원형홈(43)들은 하나 이상의 LED(5)를 수용한다. LED(5)로부터의 빛의 대부분이 측벽(431)을 통해 광 혼합 플레이트(4)로 입사되도록, 원형홈(43)의 내측 상부벽(432) 역시 광 차단 층(433)으로 피복된다.
도 21 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광 혼합 플레이트(4)를 구비하는 LED-계 다이렉트 백라이트 모듈은 개구부를 가지는 중공(hollow) 케이싱(61)을 주로 포함하며, 상기 케이싱의 내측 표면은 반사 필름(611)으로 피복되거나 반사 표면으로 가공처리된다. 다수의 LED(5)가 케이싱(61) 내부에 위치되고 광 혼합 플레이트(4)의 홈(43)에 의해 수용된다. 확산 플레이트(7) 및 하나 이상의 광학 시 이트(8)가 LED(5)로부터의 빛의 경로를 따라 광 혼합 플레이트(4)의 전방에 연속적으로 위치된다. 광학 시이트(8)는 하나 이상의 확산 시이트(81) 및 프리즘 시이트(82)를 포함할 수 있다. 확산 시이트(81) 및 프리즘 시이트(82)의 개체수 및 상대적인 위치는 용도에 따른 요건에 맞춰 조정될 수 있다.
그러한 경우에, LED(5)로부터의 빛은 홈(43)의 측벽(431)을 통해 광 혼합 플레이트(4)로 입사된다. 만약, LED(5)가 백색 LED라면, 점(point) 광원(즉, LED(5))으로부터의 빛은 광 혼합 플레이트(4) 내부에서 보다 긴 거리를 진행할 수 있고, 그에 따라 보다 균일하게 서로 혼합되어, 광 혼합 플레이트(4)의 제 2 표면(42)을 빠져나올 때 우수한 평면형 빛을 달성할 수 있게 된다. 만약, LED(5)가 여러 색채의 LED라면, 후속 용도에 적합한 균일한 평면형 백색광으로 완전히 혼합된다.
본 발명의 광 혼합 플레이트(4)가 완전한 빛 혼합 효과를 제공함에 따라, 광 혼합 플레이트(4)와 확산 플레이트(7) 사이의 거리가 상당히 좁아질 수 있다. 광 혼합 플레이트(4)의 제 1 표면(41)을 케이싱(61)의 내측 표면과 결합시키고 내부 LED(5)를 밀봉함으로써, 초박형 백라이트 모듈이 얻어지게 된다.

Claims (34)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. LED 다이렉트 백라이트 모듈용 광 혼합 플레이트로서:
    제 1 표면 및 제 2 표면을 포함하고,
    상기 제 1 표면은 상기 제 1 표면 내로 연장하되 상기 제 2 표면까지는 관통하지 않는 다수의 오목부를 구비하고,
    상기 각각의 오목부는 세장형(細長型) 홈이며,
    상기 각 세장형 홈의 내측 상부벽은 광 차단 층으로 피복되는 것을 특징으로 하는 광 혼합 플레이트.
  5. LED 다이렉트 백라이트 모듈용 광 혼합 플레이트로서:
    제 1 표면 및 제 2 표면을 포함하고,
    상기 제 1 표면은 상기 제 1 표면 내로 연장하되 상기 제 2 표면까지는 관통하지 않는 다수의 오목부를 구비하고,
    상기 각각의 오목부는 원형홈이고, 상기 원형홈들은 어레이(array) 형태로 정렬되거나 균일하게 분포되며,
    상기 각 원형홈의 내측 상부벽은 광 차단 층으로 피복되는 것을 특징으로 하는 광 혼합 플레이트.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 제 1 표면은 그 표면 상에 광 안내 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 광 혼합 플레이트.
  7. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 제 2 표면은 거칠거칠한(roughened) 표면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광 혼합 플레이트.
  8. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 다수의 세장형 V-형상 광 안내돌출부가 상기 제 1 표면상에 형성되는 것을 특징으로 하는 광 혼합 플레이트.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 V-형상 광 안내돌출부들은 상기 오목부들과 평행한 것을 특징으로 하는 광 혼합 플레이트.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 V-형상 광 안내돌출부들은 상기 오목부들로부터 멀어질수록 보다 조밀한 것을 특징으로 하는 광 혼합 플레이트.
  11. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 다수의 세장형 V-형상 광 안내돌출부가 상기 제 2 표면상에 형성되는 것을 특징으로 하는 광 혼합 플레이트.
  12. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 다수의 세장형 V-형상 광 안내돌출부가 상기 제 1 표면 및 상기 제 2 표면상에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 광 혼합 플레이트.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 표면상의 V-형상 광 안내돌출부의 방향과 상기 제 2 표면상의 V-형상 광 안내돌출부의 방향이 서로 직교하는 것을 특징으로 하는 광 혼합 플레이트.
  14. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 다수의 V-형상 광 안내돌출부는 상기 오목부의 측벽 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 광 혼합 플레이트.
  15. LED 다이렉트 백라이트 모듈용 광 혼합 플레이트를 포함하는 다이렉트 백라이트 모듈로서:
    상부가 개구된 개구부와, 내측 표면에 반사필름이 설치된 반사 내측부를 가지는 중공 케이싱;
    상기 중공 케이싱의 내부에 장착되며 제 1 표면 및 제 2 표면을 구비하는 광 혼합 플레이트로서, 상기 제 1 표면은 상기 제 1 표면 내로 연장하되 상기 제 2 표면까지는 관통하지 않는 다수의 오목부를 구비하는, 광 혼합 플레이트;
    상기 중공 케이싱 내에 위치되면서, 상기 광 혼합 플레이트의 각각의 오목부내에 수용되는 다수의 LED;
    상기 중공 케이싱의 상기 개구부에 위치되는 확산 플레이트;
    상기 LED로부터 광 경로를 따라 상기 확산 플레이트 뒤쪽에 위치하는 다수의 광학 시이트를 포함하며;
    상기 LED로부터의 빛이 상기 오목부의 측벽들을 통해 상기 광 혼합 플레이트로 들어가고, 상기 광 혼합 플레이트 내부에서 긴 거리에 걸쳐 전파됨에 따라 빛들이 서로 혼합되어, 상기 백라이트 모듈을 위한 균일한 평면형 빛을 생성하는 것을 특징으로 하는 다이렉트 백라이트 모듈.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 각각의 오목부는 세장형 홈인 것을 특징으로 하는 다이렉트 백라이트 모듈.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 각각의 오목부는 원형홈이며, 상기 원형홈들은 어레이(array) 형태로 정렬되거나 균일하게 분포되는 것을 특징으로 하는 다이렉트 백라이트 모듈.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 각 세장형 홈의 내측 상부벽은 광 차단 층으로 피복되는 것을 특징으로 하는 다이렉트 백라이트 모듈.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 각 원형홈의 내측 상부벽은 광 차단 층으로 피복되는 것을 특징으로 하는 다이렉트 백라이트 모듈.
  20. 제 15 항에 있어서, 상기 제 1 표면은 그 표면 상에 광 안내 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 다이렉트 백라이트 모듈.
  21. 제 15 항에 있어서, 상기 제 2 표면은 거칠거칠한(roughened) 표면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이렉트 백라이트 모듈.
  22. 제 15 항에 있어서, 다수의 세장형 V-형상 광 안내돌출부가 상기 제 1 표면상에 형성되는 것을 특징으로 하는 다이렉트 백라이트 모듈.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 V-형상 광 안내돌출부들은 상기 오목부들과 평행한 것을 특징으로 하는 다이렉트 백라이트 모듈.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 V-형상 광 안내돌출부들은 상기 오목부들로부터 멀어질수록 보다 조밀한 것을 특징으로 하는 다이렉트 백라이트 모듈.
  25. 제 15 항에 있어서, 다수의 세장형 V-형상 광 안내돌출부가 상기 제 2 표면상에 형성되는 것을 특징으로 하는 다이렉트 백라이트 모듈.
  26. 제 15 항에 있어서, 다수의 세장형 V-형상 광 안내돌출부가 상기 제 1 표면 및 상기 제 2 표면상에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 다이렉트 백라이트 모듈.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 제 1 표면상의 V-형상 광 안내돌출부의 방향과 상기 제 2 표면상의 V-형상 광 안내돌출부의 방향이 서로 직교하는 다이렉트 백라이트 모듈.
  28. 제 15 항에 있어서, 다수의 V-형상 광 안내돌출부가 상기 오목부의 측벽상에 형성되는 것을 특징으로 하는 다이렉트 백라이트 모듈.
  29. 제 15 항에 있어서, 상기 LED들은 백색광 LED들이거나, 적색광, 녹색광 및 청색광 LED들을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이렉트 백라이트 모듈.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 LED들이 상기 오목부들의 측벽들을 향하도록 상기 LED들이 상기 오목부들 내부에서 측방향으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 다이렉트 백라이트 모듈.
  31. 제 29 항에 있어서, 상기 LED들은 측면-발광(side-emitting) LED들인 것을 특징으로 하는 다이렉트 백라이트 모듈.
  32. 제 15 항에 있어서, 상기 중공 케이싱의 내측 표면은 반사 필름으로 피복되는 것을 특징으로 하는 다이렉트 백라이트 모듈.
  33. 제 15 항에 있어서, 상기 광 혼합 플레이트의 상기 제 1 표면은 상기 중공 케이싱의 내측 표면과 결합되는 것을 특징으로 하는 다이렉트 백라이트 모듈.
  34. 제 15 항에 있어서, 상기 광학 시이트는 확산 시이트와 프리즘 시이트 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이렉트 백라이트 모듈.
KR1020050105932A 2005-11-07 2005-11-07 광 혼합 플레이트 및 다이렉트 백라이트 모듈 KR100746171B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050105932A KR100746171B1 (ko) 2005-11-07 2005-11-07 광 혼합 플레이트 및 다이렉트 백라이트 모듈

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050105932A KR100746171B1 (ko) 2005-11-07 2005-11-07 광 혼합 플레이트 및 다이렉트 백라이트 모듈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070048888A KR20070048888A (ko) 2007-05-10
KR100746171B1 true KR100746171B1 (ko) 2007-08-03

Family

ID=38273097

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050105932A KR100746171B1 (ko) 2005-11-07 2005-11-07 광 혼합 플레이트 및 다이렉트 백라이트 모듈

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100746171B1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2470947B1 (en) 2009-08-27 2016-03-30 LG Electronics Inc. Optical assembly, backlight unit and display apparatus thereof
USRE47656E1 (en) 2009-08-27 2019-10-22 Lg Electronics Inc. Optical assembly, backlight unit and display apparatus thereof
KR101636883B1 (ko) 2009-12-01 2016-07-07 삼성디스플레이 주식회사 확산형 도광판을 이용한 표시장치
WO2012064007A1 (en) * 2010-11-10 2012-05-18 Lg Innotek Co., Ltd. Back-light unit
KR101211716B1 (ko) 2010-11-10 2012-12-12 엘지이노텍 주식회사 백라이트 유닛
KR101225605B1 (ko) * 2010-11-10 2013-01-24 엘지이노텍 주식회사 백라이트 유닛

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050045446A (ko) * 2003-11-11 2005-05-17 엘지.필립스 엘시디 주식회사 백라이트 및 그 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050045446A (ko) * 2003-11-11 2005-05-17 엘지.필립스 엘시디 주식회사 백라이트 및 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070048888A (ko) 2007-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20070086179A1 (en) Light mixing plate and direct backlight module
US7507011B2 (en) Surface light source equipment and apparatus using the same
JP5134202B2 (ja) Ｌｅｄ光源
JP5579381B2 (ja) 液晶ディスプレイのためのバックライトシステム
US7597467B2 (en) Lighting unit and liquid crystal display device using the lighting unit
JP5281082B2 (ja) 照明装置、表示装置、並びに導光板
US7868970B2 (en) Light guide plate, as well as a planar lighting device and liquid crystal display apparatus using the same
US7195364B2 (en) Backlight apparatus reduced in thickness
US7039286B2 (en) Light guide module having uniform light diffusion arrangement and method for making the same
KR101165460B1 (ko) 액정표시장치의 백라이트 유닛
KR100746171B1 (ko) 광 혼합 플레이트 및 다이렉트 백라이트 모듈
JP3955505B2 (ja) 導光板
WO2008010593A1 (fr) Plaque de guidage de lumière unitaire, unité de plaque de guidage de lumière, dispositif d'éclairage plan et dispositif d'affichage à cristaux liquides
JP2007141546A (ja) 光混合板、及び該光混合板を利用した直下式バックライト
US7794100B2 (en) Planar light source apparatus, display apparatus and planar illumination method
JP2007184286A (ja) 平面照明装置
US20040184257A1 (en) Surface light source unit with scatter enhancing regions
KR100806708B1 (ko) 액정표시장치의 백라이트 유닛
JP2007157520A (ja) 側面入射光源混合式バックライト
JP2004171870A (ja) 照明装置及び液晶表示装置
KR20010046581A (ko) 표시 장치용 백라이트 장치
KR20120139525A (ko) 로컬 디밍 기능을 가지는 백라이트 장치
TWI360696B (en) Optical plate and backlight module using the same
JP2009110860A (ja) 面光源装置
KR20090110217A (ko) 컬러필터 없는 액정표시장치

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
G170 Publication of correction
LAPS Lapse due to unpaid annual fee