KR100790875B1

KR100790875B1 - 평판표시장치용 조명장치 및 양면 평판표시장치용 조명장치

Info

Publication number: KR100790875B1
Application number: KR1020060049298A
Authority: KR
Inventors: 황성모; 이문규; 김영찬; 위동호; 남승호; 김경엽
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-09-02
Filing date: 2006-06-01
Publication date: 2008-01-03
Also published as: KR20070025955A

Abstract

평판표시장치용 조명장치가 개시된다. 본 발명에 따른 평판표시장치용 조명장치는, 광원; 광학적 등방성 물질로 이루어진 도광판; 상기 광원에서 방출된 빛이 소정 범위의 입사각으로 상기 도광판에 입사하도록 하는 콜리메이터; 상기 도광판 상면에 마련된 것으로, 두 가지 굴절률을 갖는 광학적 이방성 물질로 이루어져 도광판과의 경계면에서 제1 편광성분은 투과하고 제2 편광성분은 전반사 되도록 하는 편광분리층; 및 상기 편광분리층 상면에 마련된 것으로, 상기 편광분리층으로부터 입사된 빛을 출사시키는 출광 구조를 갖는 출광층; 을 포함한다.

조명장치, 평판표시장치, 백라이트, 편광 분리

Description

평판표시장치용 조명장치 및 양면 평판표시장치용 조명장치{Illuminator for flat panel display device and illuminator for double-sided flat panel display device}

도 1은 본 발명에 따른 평판표시장치용 조명장치의 제1실시예를 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 평판표시장치용 조명장치의 편광분리 원리를 도시한 개념도이다.

도 3은 도광판 측단에 1/4 파장판을 구비한 평판표시장치용 조명장치의 제2 실시예를 도시한다.

도 4는 도광판 저면에 편광변환층을 구비한 평판표시장치용 조명장치의 제3실시예를 도시한다.

도 5는 상기 제3실시예의 편광변환층 저면에 반사경을 더 구비한 평판표시장치용 조명장치의 제4실시예를 도시한다.

도 6은 상기 도 1의 실시예에서 편광분리층의 굴절률 축이 90도 회전된 실시예를 도시한 단면도이다.

도 7a는 본 발명에 따른 평판표시장치용 조명장치의 콜리메이터의 제1 실시예를 보인다.

도 7b는 상기 도 7a에 도시된 콜리메이터에 의한 시준작용(collimation)을 시뮬레이션한 이미지이다.

도 7c는 상기 도 7a에 도시된 콜리메이터를 통해 도광판에 입사된 빔 분포를 보이는 이미지이다.

도 8a 및 도 8b는 콜리메이터의 제2 실시예 및 그에 따른 빔 분포를 보인다.

도 9a 및 도 9b는 콜리메이터의 제3 실시예 및 그에 따른 빔 분포를 보인다.

도 10a 및 도 10b는 상기 콜리메이터의 제3 실시예에 따른 제1변형예 및 그에 따른 빔 분포를 보인다.

도 11a 및 도 11b는 상기 콜리메이터의 제3 실시예에 따른 제2변형예 및 그에 따른 빔 분포를 보인다.

도 12a 및 도 12b는 상기 콜리메이터의 제3 실시예에 따른 제3변형예 및 그에 따른 빔 분포를 보인다.

도 13a 및 도 13b는 콜리메이터의 제4 실시예 및 그에 따른 빔 분포를 보인다.

도 14은 콜리메이터의 제5 실시예를 보인다.

도 15는 콜리메이터의 제6 실시예를 보인다.

도 16은 본 발명에 따른 양면 평판표시장치용 조명장치의 실시예를 도시한 단면도이다.

도 17은 상기 도 16의 실시예에서 제1 및 제2 편광분리층의 굴절률 축이 각각 90도 회전된 실시예를 도시한 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10,101,102,103,104,105,106,107,108: 콜리메이터(collimator)

11,110: 광원 12: 반사경

13: 삼각 프리즘 20: 도광판

21,22: 경계면 23,25: 반사경

30,50: 편광분리층 33: 편광변환부

35: 편광변환층 40,60: 출광층

41,61: 출광 구조 100: 광 검출기

130,131,133,134,135: 도광판 연장부 136: 도광판 확장부

137,138: 투명 블럭 147,1481,1482: 프리즘 패턴

140: 제1 표층 146: 편향 톱니형 입체구조

150: 제2 표층 201,202: LCD 패널

본 발명은 평판표시장치용 조명장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 측면에 배치된 광원으로부터 도광판으로 입사된 빛이 편광 분리되어 평판표시장치 측으로 방출되도록 하는 평판표시장치용 조명장치에 관한 것이다.

평판표시장치에는 발광형 장치와 수광형 장치가 있다. 액정표시장치는 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하고 외부로부터 빛을 받아 화상을 형성하는 수광형 장치이므로, 별도의 광원, 예를 들면 이른바 백라이트를 설치하여 빛을 계속 공급하고 액정의 온-오프(On-Off) 동작에 의해 화상을 관찰할 수 있도록 하고 있다. 액정표시장치용 백라이트는 광원의 설치 위치에 따라 직하방식과 에지(edge)방식으로 구분되는데, 이들 중 에지방식의 백라이트에서는 선형 광원이 측단부에 배치되므로, 광원에서 발생한 빛을 액정 패널 하부로 균일하게 유도하기 위한 도광판이 마련된다.

그런데, 종래의 백라이트에서 도광판을 통해 출사된 빛은 비편광이므로, 액정표시장치에 그대로 이용될 수 없고, 다시 한 번 편광수단을 거쳐야한다. 이 과정에서 빛 에너지의 대략 절반이 소실되어 에너지 효율성이 떨어지고, 특히 소실된 빛 에너지가 열 에너지의 형태로 변환되어 발열 등의 문제를 야기하기도 한다. 따라서 본 발명이 속한 기술분야에서 전통적인 과제는 편광된 빛을 제공하기 위한 조명장치의 효율성 제고이다.

근래에는 미국특허번호 제5,845,035호 및 제5,808,709호 등과 같이 도광 구조 내에서 어느 한 편광을 분리하여 출사하고, 다른 편광을 리사이클링(recycling)하여 출사함으로써 효율을 높이는 조명장치들이 제안되고 있다.

상기 미국특허 제5,845,035호에 개시된 조명장치는 광학적 등방성인 한 층과 광학적 이방성인 다른 한 층의 계면에서 굴절률 차에 의해 발생하는 어느 한 편광성분의 전반사를 이용하여 편광을 분리한다. 그런데, 현실적으로는 계면 양측의 굴 절률 차가 충분히 크지 않으므로, 미국특허 제5,808,709호에서 언급하고 있는 바와 같이 빛이 상기 계면에서의 전반사 조건을 만족하는 각도로 상기 도광 구조에 입사하도록 하는 콜리메이터(collimator)가 요구된다. 만약 이러한 콜리메이션이 미흡할 경우에는 편광분리가 제대로 이루어지지 않게 된다.

그런데, 이러한 콜리메이터의 크기는 평판표시장치의 화면 바깥쪽 부분의 크기를 좌우하는 중요한 설계요소이다. 따라서 표시장치 전체 크기에 비해 유효 표시면적이 넓은 표시장치를 제공하기 위해서는 광원으로부터 짧은 구간을 이용하여 원하는 각도 범위 내로 도광 구조에 입사하도록 콜리메이션 할 수 있는 콜리메이터가 요구된다. 이에 비해 종래의 콜리메이터는 광원으로부터 상대적으로 긴 구간을 필요로 하는 문제가 있다.

아울러, 광학적 이방성 층과 광학적 등방성 층의 계면에서 어느 한 편광에 대한 굴절률 차를 이용하여 편광을 분리하는 평판표시장치용 조명장치의 도광 구조는 분리된 편광을 그 표면으로부터 액정 패널 쪽으로 출사시키는 출광 구조를 필요로 한다. 이러한 출광 구조는 프리즘 시트(prism sheet) 등과 같이 도광 구조의 표면에 미세한 입체구조의 형태로 마련되는 것이 바람직하다.

그런데, 광학적 이방성 층의 표면에 미세 입체구조를 형성하는 것은 기술적으로 어렵고 가공성도 떨어진다. 또한, 광학적 이방성 층을 도광판으로 활용하는 경우 에는 충분한 두께를 확보하는 데에 재료상의 제약이 따른다. 따라서, 상기 도광판 및 출광층에 광학적 등방성 재료가 채용될 수 있도록 하는 도광 구조가 요구된다.

또한, 본 발명의 일면은 양면 평판표시장치용 조명장치에 관한 것이다. 종래의 양면 평판표시장치용 조명장치로서는 일본공개특허 제2005-070201호 및 국제공개특허 제2003-029884호를 들 수 있다. 그러나, 전자는 양면 프리즘 가공된 비편광 도광판을 이용한 것으로서 양면에 각각 흡수 편광판을 필요로 하므로 에너지 효율성이 떨어지는 문제가 있고, 후자는 도광판 일면에 프리즘 형상을 가공하고 상기 프리즘에 의해 광이 출사하는 쪽에 반사 편광판을 마련한 것으로서 반사된 편광성분이 다시 도광판을 통과하는 과정에서 부분적인 광 손실이나 편광의 소멸이 일어나기 쉬운 문제가 있다.

본 발명은 전술한 문제점들을 개선하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명에 따른 평판표시장치용 조명장치는 광을 분배하는 도광 구조 내에서 어느 한 편광성분을 분리하여 출사하고, 나머지 직교 편광성분은 편광을 전환시켜 출사하거나 편광을 변환시킨 후 재분리하여 출사함으로써 광 효율성을 극대화하는 데 그 목적이 있다.

한편, 분리된 편광성분을 출사시키는 구조에 관하여는, 출사 과정에서의 광 손실을 최소화하고, 출광 구조의 가공이 용이하도록 한 구성을 제공하는 데 그 목적이 있다. 또한, 광원으로부터 발생된 빛이 일정한 범위의 입사각으로 상기 도광 구조에 입사하도록 하는 콜리메이터(collimator)에 관하여는, 더욱 짧은 구간 내에서 충분한 콜리메이션이 이루어지도록 하는 구성을 제공하는 데 그 목적이 있다.

아울러, 본 발명의 일면에 따른 양면 평판표시장치용 조명장치는 도광 구조 내에서 직교 편광을 분리하여 각각의 편광성분을 양면을 통해 출사시킴으로써 광 효율성을 제고하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 평판표시장치용 조명장치는, 광원; 상기 광원으로부터 방출된 빛을 전달 및 분배하는 것으로, 광학적 등방성 물질로 이루어진 도광판; 광원과 인접한 상기 도광판의 측단에 인접하게 마련되어 빛이 소정 범위의 입사각으로 상기 도광판에 입사하도록 하는 콜리메이터; 두 가지 굴절률을 가지는 광학적 이방성 물질로 이루어져 상기 도광판 상면에 마련된 것으로, 상기 두 가지 굴절률에 의해 도광판과의 경계면에서 상기 도광판으로부터 입사한 빛 중에서 제1 편광성분은 투과하고 제2 편광성분은 전반사 되도록 하는 편광분리층; 및 상기 편광분리층 상면에 마련된 것으로, 그 상면에 상기 편광분리층으로부터 입사된 빛을 출사시키는 출광 구조를 갖는 출광층; 을 포함한다.

상기 조명장치는 상기 도광판과 편광분리층의 경계면에서 제1 편광성분을 분리하여 상기 출광층을 통해 출사시키고, 제2 편광성분은 다시 도광판 내로 전반사시켜서 리사이클링(recycling)하는 과정에서 편광이 변환되거나 소멸된 상태로 상기 경계면에 재입사하게 하여 반복적으로 편광을 분리해낸다.

이러한 편광분리는 상기 편광분리층의 광학적 이방성으로 인해 가능한 것이다. 상기 편광분리층의 제1 방향 굴절률이 n_e이고, 그와 수직을 이루는 제2 방향 굴절률이 n_o이라 하고, 상기 도광판의 굴절률이 n_i라 할 때, 이들은 n_o<n_i≤n_e인 관 계를 만족한다.

이해를 돕기 위해 상기 제1 방향의 편광성분을 제1 편광성분이라 하고, 제2 방향의 편광성분을 제2 편광성분이라 한다. 상기 광원으로부터 콜리메이터(collimator)를 통해 상기 도광판에 소정 범위의 입사각으로 입사된 빛이 도광판과 상기 편광분리층의 경계면에 도달하면, 제1 편광성분은 상기 제1 굴절률(n_e)이 도광판의 굴절률(n_i)보다 크거나 같으므로 상기 편광분리층으로 진행하고, 제2 편광성분은 상기 제2 굴절률(n_o)이 도광판의 굴절률(n_i)보다 낮으므로 전반사 된다. 여기서 상기 소정 범위의 입사각이란 상기 제2 편광성분이 상기 편광분리층과의 경계면에서 전반사 될 수 있는 범위를 의미한다.

위에서 편광분리층으로 진행된 제1 편광성분은 상기 편광분리층 상면에 마련된 출광층(beam out-coupling layer)을 통해 외부의 디스플레이 패널 쪽으로 출사(out-coupling)된다. 상기 출광층은 프리즘 시트(prism sheet) 등과 같이 입체패턴에 의해 하면에서 입사된 빛을 상면으로 출사시키는 것으로, 상기 편광분리층의 표층으로서 필름 형태로 마련될 수 있다. 상기 출광층의 출광 구조는 상기 편광분리층을 투사한 빛을 출사시킬 수 있는 입체패턴이면 족하고, 주기적 또는 비주기적 패턴일 수 있으며, 종래에 알려진 구조를 채용할 수도 있다.

다만, 상기 출광층은 광학적 등방성 재료로 이루어진 것이 바람직하다. 광학적 이방성 재료로 이루어진 경우는 현실적으로 그 표면에 미세한 입체패턴을 형성하기 어렵기 때문이다. 이와 같이, 상기 출광층으로 광학적 등방성 필름을 채용함 으로써 제조에 소요되는 노력과 비용을 크게 줄일 수 있다.

상기 출광층의 굴절률은 상기 제1 방향에 대한 편광분리층의 굴절률(n_e)보다 크거나 같은 것이 바람직하다. 그렇게 함으로써 편광분리층을 투사한 빛이 상기 출광층과의 계면에서 전반사되는 것을 방지할 수 있다.

상기 콜리메이터(collimator)는 광원에서 다양한 각도로 방출된 빛을 전술한 소정 각도 범위 내로 시준(collimation)하여 상기 도광판의 측면으로 입사시킨다. 상기 콜리메이터로는 웨지(wedge)형 반사경과 같이 종래에 알려진 것을 채용할 수도 있고, 길이 단축을 위한 새로운 구조의 것을 채용할 수도 있다. 새로운 구조의 콜리메이터에 관하여는 아래의 실시예에서 상세히 설명한다.

본 발명의 일 측면에 따른 양면 평판표시장치용 조명장치는, 광원; 상기 광원으로부터 방출된 빛을 전달 및 분배하는 도광판; 광원과 인접한 상기 도광판의 측단에 인접하게 마련되어 빛이 소정 범위의 입사각으로 상기 도광판에 입사하도록 하는 콜리메이터; 상기 도광판의 상면에 마련된 것으로, 상기 도광판과의 경계면에서 상기 도광판으로부터 입사한 빛 중에서 제1 편광성분은 투과하고 제2 편광성분은 전반사 되도록 하는 제1 편광분리층; 상기 도광판의 하면에 마련된 것으로, 상기 도광판과의 경계면에서 상기 도광판으로부터 입사한 빛 중에서 제2 편광성분은 투과하고 제1 편광성분은 전반사 되도록 하는 제2 편광분리층; 및 상기 제1 및 제2 편광분리층 외면에 각각 마련된 것으로, 상기 각 편광분리층으로부터 입사된 빛을 출사시키는 출광 구조를 가지는 출광층; 을 포함한다.

상기 양면 평판표시장치용 조명장치는 도광판과 상기 도광판 양면에 각각 마련된 제1 및 제2 편광분리층을 이용하여 서로 수직한 편광성분들을 각각 분리하여 하나의 광원에서 분리된 직교 편광이 양면에서 동시에 활용될 수 있도록 한다. 그렇게 함으로써 흡수 편광에 의한 빛 에너지 손실을 없애고, 반사나 투과 시에 불가피하게 발생하는 산란 등에 의한 손실을 최소화할 수 있다.

본 발명에 따른 양면 평판표시장치용 조명장치 역시 광학적 등방성 재료로 이루어진 층과 광학적 이방성 재료로 이루어진 층의 경계면에서 일어나는 일 편광성분에 대한 전반사 현상을 이용한 것이므로, 광원으로부터 발생된 빛을 시준하는 콜리메이터를 필요로 하며, 전술한 바와 같은 출광 구조를 필요로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 여러 실시예들을 통해 본 발명에 따른 평판표시장치용 조명장치 및 양면 평판표시장치용 조명장치의 특징 및 장점을 상세히 설명한다. 첨부된 도면들에서 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 나타내며, 이러한 도면 부호에 대하여는 반복 설명을 피하기 위해 설명을 생략할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 평판표시장치용 조명장치의 제1 실시예를 도시한 단면도이다. 상기 제1 실시예는 광원(11)과 상기 광원(11)에서 발생된 빛을 시준(collimation)하는 콜리메이터(10), 및 상기 콜리메이터(10)를 거쳐 입사된 빛을 평판표시장치의 전체에 고르게 방출시키는 도광 구조를 갖는다. 상기 도광 구조는 입사된 빛을 편광 분리하여 우선 제1 편광성분(P)을 출광시키고, 제2 편광성분(S)은 리사이클링하여 편광을 변환시킨 후 제1 편광성분을 재분리하여 출광시킨다.

여기서 상기 콜리메이터(10)는 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 광원(11) 쪽 이 좁고 도광판 쪽이 넓은 사다리꼴 형태로 마주보게 배치된 반사경들(12)과 상기 마주보는 반사경들(12) 사이에 배치된 것으로, 밑면이 광원(11)을 향하고 상기 밑면과 마주보는 꼭지부가 도광판(20)을 향하는 삼각프리즘(13)으로 이루어질 수 있다. 다만, 이러한 형태에 한정되는 것이 아니라, 다양한 형태로 마련될 수 있으며, 그에 관하여는 아래에서 다양한 예들을 통해 상세히 설명할 것이다.

상기 도광 구조는 도광판(20)과 편광분리층(30) 및 출광층(40)으로 이루어진다. 도광 구조는 광학적 등방성 물질로 이루어진 도광판(20)과, 광학적 이방성 물질로 이루어진 것으로 상기 도광판(20) 상면에 마련된 편광분리층(30), 및 상기 편광분리층(30) 상면에 마련된 것으로, 출광 구조(41)를 갖는 출광층(40)을 포함한다. 또한 상기 도광판(20)에서 광원(11)으로부터 먼 쪽 측면에는 반사경(23)이 마련될 수 있다.

상기 도광판(20)은 상기 광원으로부터 방출된 빛을 전달 및 분배하고, 상기 편광분리층(30)은 상기 도광판과의 경계면(21)에서 두 가지 굴절률에 의해 제1 편광성분(P)은 투과되고 제2 편광성분(S)은 전반사 되도록 한다. 또한, 상기 출광층(40)은 상기 편광분리층을 통해 입사된 빛을 디스플레이 패널(미도시) 측으로 출사시킨다.

상기 출광층(40)은 광학적 등방성 물질로 이루어지고, 프리즘 시트(prism sheet)와 같이 상면에 입체 패턴이 형성된 필름 형태로 마련되는 것이 바람직하다. 광학적 등방성 필름을 채용함으로써, 표면 가공이 용이하고 경제적일 뿐만 아니라, 그 표면 또는 타 층과의 접합면에서 산란에 의해 빛이 소실되는 것을 줄일 수 있 다.

광학적 등방성의 도광판(20)과 광학적 이방성의 편광분리층(30) 사이의 경계면(21)에서 편광이 분리되는 원리는 다음과 같다. 편광분리층(30)의 제1 방향 굴절률이 n_e, 제2 방향 굴절률이 n_o이고, 상기 도광판(20)의 굴절률이 n_i라 할 때, n_o<n_i≤n_e인 관계에 있으므로, 상기 콜리메이터(10)를 거쳐 도광판(20)에 입사한 비 편광의 광선(P+S)이 상기 경계면(21)에 입사하면, 제1 편광성분(P)은 더 크거나 같은 굴절률(n_e)을 느껴서 상기 편광분리층(30)으로 진행하고, 제2 편광성분(S)은 더 작은 굴절률(n_o)을 느껴서 전반사된다.

전반사된 제2 편광성분(S)은 도광판(20) 내부를 계속 진행하게 되는데, 상기 도광판(20)은 광학적 등방성이지만 실질적으로는 약간의 광학적 이방성을 띠고 있다. 따라서, 상기 도광판(20) 내부를 진행하는 과정에서 편광이 변환(P'+S')되고, 이후 상기 경계면(21)에서 다시 편광 분리되어 제1 편광성분(P')이 출광된다.

도 2는 본 발명에 따른 평판표시장치용 조명장치의 편광분리 원리를 도시한 개념도이다. 상기 제1 실시예를 통해 설명한 편광 분리는 상기 도광판(20)에 소정 범위 내의 입사각(θ_in)으로 콜리메이트 된 광선만이 진입함을 전제로 한 것이다. 예를 들어, 도광판(20)의 굴절률이 n_i=1.58이고, 편광분리층(30)의 굴절률이 n_o=1.49, n_e=1.88 일 때, 상기 경계면(21)에서 제2 편광성분(S)에 대하여 전반사가 일어나기 위해서는 입사각 θ_iso가 임계각(critical angle: asin(n_o/n_i)=70.6°)보다 커야 한다. 상기 도 2에서 θ_wg=90°-θ_iso이므로, 상기 콜리메이터는(10) 도광판(20) 내에서 광선의 진행 각 θ_wg가 19.4°보다 작다는 조건을 만족시키면 된다.

도 3은 도광판 측단에 편광변환부를 구비한 평판표시장치용 조명장치의 제2 실시예를 도시한다. 상기 제2 실시예는 전술한 제1 실시예와 구성의 면에서 거의 동일하다. 다만, 광원(11)으로부터 먼 쪽의 도광판(20) 측단에 마련된 반사경(23) 내측에 편광변환부(33)를 더 구비할 수 있다. 편광변환부(33)의 예로는 1/4 파장판(λ/4 plate) 등을 들 수 있으며, 상기 도광판(20) 또는 반사경(23)과 별개의 소재로 이루어진 층이나 판의 형태뿐만 아니라 상기 도광판(20) 또는 반사경(23)에 형성된 소정의 구조로서 마련될 수도 있다. 상기 반사경(23)에 의해 반사되는 빛은 반사 직전과 직후에 상기 편광변환부(33)를 거침으로써 적어도 일부 광선의 광축이 90°만큼 변환된다. 즉, 제2 방향 편광(S)이 상기 도광판 측단에 도달하면 반사되면서 제1 방향 편광(P)으로 변환된다. 편광변환된 광선은 다시 상기 편광분리층(30) 및 출광층(40)을 통해 출광된다.

도 4는 도광판 저면에 편광변환층을 구비한 평판표시장치용 조명장치의 제3실시예를 도시한다. 상기 제3 실시예는 전술한 제1 실시예와 구성의 면에서 거의 동일하다. 다만, 도광판(20) 저면에 광학적 이방성 물질로 이루어진 편광변환층(35)을 더 구비할 수 있다. 상기 편광변환층(35)은 상기 제2 실시예에서 언급된 편광변환부(33)와 유사한 기능을 수행하며, 반드시 층의 형태를 이룬 것에 한정되는 것도 아니다.

도광판(20)과 편광분리층(30)의 경계면(21)에서 전반사된 제2 편광성분(S)이 도광 구조의 저면에 도달하면 외부 대기와의 굴절률 차에 의해 다시 전반사를 일으킨다. 이때, 상기 광학적 이방성 층인 편광변환층(35)을 거치도록 함으로써 편광을 변환시키고 다시 비 편광 광선(P'+S')으로 변환하여 상기 경계면(21)에서 재분리되도록 할 수 있다.

도 5는 상기 제3실시예의 편광변환층 저면에 반사경을 더 구비한 평판표시장치용 조명장치의 제4실시예를 도시한다. 제4 실시예는 전술한 제3 실시예와 구성의 면에서 거의 동일하다. 다만, 편광변환층(35) 저면에 반사경(35)을 더 구비할 수 있다. 상기 도광판(20)에 진입하여 진행하는 광선은 상기 콜리메이터(10)에 의해 시준된 것이므로, 이상적으로는 도광판(20) 저면에 반사경이 불필요하나, 현실적으로는 빛의 산란이나 상기 출광 구조(41)에서의 반사 등에 의해 임계각보다 작은 입사각으로 상기 도광 구조의 저면에 도달하는 광선이 존재할 수 있다. 상기 반사경(25)은 이러한 광선을 상면으로 반사시키는 역할을 한다.

도 6은 상기 도 1의 실시예에서 편광분리층의 굴절률 축이 90도 회전된 실시예를 도시한 단면도이다. 본 실시예에서 편광분리층(30')은 상기 도 1의 실시예에서의 편광분리층(30)과 달리, 도면에 표시된 단면의 깊이 방향의 굴절률이 n_e이고, 상기 깊이 방향에 대해 수직한 방향의 굴절률이 n_o일 수 있다. 다시 말해, 광원(11)의 길이 방향과 평행한 방향의 굴절률이 n_e이고, 그와 수직한 방향의 굴절률이 n_o일 수 있다. 상기 도광판(20)의 굴절률이 n_i이고, n_o<n_i≤n_e인 관계에 있는 경우, 상기 콜리메이터(10)를 거쳐 도광판(20)에 입사한 비 편광의 광선(P+S)이 상기 경계면(21)에 입사하면, 제2 편광성분(S)은 더 크거나 같은 굴절률(n_e)을 느껴서 상기 편광분리층(30')으로 진행하고, 제1 편광성분(P)은 더 작은 굴절률(n_o)을 느껴서 전반사된다.

전반사된 제1 편광성분(P)은 도광판(20) 내부를 계속 진행하게 되는데, 상기 도광판(20)은 광학적 등방성이지만 실질적으로는 약간의 광학적 이방성을 띠고 있다. 따라서, 상기 도광판(20) 내부를 진행하는 과정에서 편광이 변환(P'+S')되고, 이후 상기 경계면(21)에서 다시 편광 분리되어 제2 편광성분(S')이 출광된다.

도 7a는 본 발명에 따른 평판표시장치용 조명장치의 콜리메이터의 제1 실시예를 보인다. 콜리메이터의 제1 구조는, 광원(11) 쪽이 좁고 도광판(20) 쪽이 넓은 사다리꼴 형태로 마주보게 배치된 반사경들(12)과 상기 마주보는 반사경들(12) 사이에 배치된 것으로, 밑면이 광원(11)을 향하고 상기 밑면과 마주보는 꼭지부가 도광판(20)을 향하는 삼각프리즘(13)을 포함한다.

도 7a 내지 및 도 12a의 도면에 표시된 치수 및 굴절률은 본 발명에 따른 조명장치가 이동통신 단말기의 표시장치에 채용될 경우의 예를 든 것으로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 광원(11)은 도광판(20)의 측면을 따라 길게 배치된 선광원이거나, 좁고 긴 형태의 면광원 또는 좁고 길게 배열된 다수의 점광원일 수 있다. 상기 삼각프리즘(13)은 그 단면 형상이 밑변보다 높이가 큰 이등변 삼각형인 것이 바람직하다. 소재로는 도광판(20)과 같이 광 투과성이 우수하고 광학적으로 등방성인 것이 바람직하고, 굴절률은 도광판(20)과 비슷하거나 그보다 낮은 것일 수 있다. 상기 반사경들(12) 사이에서 삼각프리즘(13) 이외의 공간은 공기로 채워질 수 있다. 아울러, 상기 도 7a에서 광검출기(100)는 상기 콜리메이터(10)에 의한 광 분포를 조사하는 실험을 위한 것으로서, 본 발명에 의한 조명장치의 구성요소는 아니다.

도 7b는 상기 도 7a에 도시된 콜리메이터에 의한 시준작용(collimation)을 시뮬레이션한 이미지이다. 도 7b는 상기 도 7a에 도시된 삼각프리즘(13)의 꼭지각(θ)이 10°인 경우를 보이며, 광원(11)과 도광판(20) 사이의 거리를 좁혀, 상기 꼭지각이 10°보다 커지더라도 만족스러운 결과를 얻을 수 있다.

도 7c는 상기 도 7a에 도시된 콜리메이터를 통해 도광판에 입사된 빔 분포를 보이는 이미지이다. 대부분의 광선이 도광판이 놓여진 평면에 대하여 임계각 범위 내로 입사되고 있음을 볼 수 있다.

도 8a 및 도 8b는 콜리메이터의 제2 실시예 및 그에 따른 빔 분포를 보인다. 콜리메이터의 제2 실시예(101)는 상기 도광판(20)의 광원측 측단으로부터 광원(110)까지 그 두께가 점점 얇아지도록 연장되어 그 단면이 사다리꼴 형태를 이룸으로써 마련된다. 도광판 연장부(130)의 사다리꼴의 빗변에 해당하는 두 면(120)에서는 외부와의 굴절률 차에 의한 전반사가 일어나며 광선이 상기 도광판(20) 쪽으로 진행된다. 그에 따른 광선의 분포를 보면, 소정의 임계각 범위 내에 분포된 모습을 보이고 있다.

도 9a 및 도 9b는 콜리메이터의 제3 실시예 및 그에 따른 빔 분포를 보인다. 콜리메이터의 제3 실시예(102)는 상기 제2 실시예와 같이, 상기 도광판(20)의 광원측 측단으로부터 광원(110)까지 그 두께가 점점 얇아지도록 연장되어 그 단면이 사다리꼴 형태를 이루는 도광판 연장부(131)를 갖는다. 다만, 상기 광원(110)과 인접한 면에 다수의 프리즘 패턴(141)이 마련된다. 상기 프리즘 패턴(141)은 삼각형의 골이 패인 형상을 갖는다. 상기 삼각형 골의 꼭지각은 대략 15°내지 150°정도의 범위에서 다양하게 선택될 수 있다.

상기 프리즘 패턴(141)의 형상 및 크기 등에 따라 도광판(20)으로 입사하는 광선의 각도 분포가 달라지며, 도 9b는 상기 도 8b에 비해 입사각이 0°에 가까운 광량의 분포가 상대적으로 적다. 이것은 상기 도광판(20)에 입사한 광선이 출광될 때까지의 광 경로를 단축할 수 있음을 의미한다.

이하에서는 상기 콜리메이터 제3 실시예를 기본으로 하여 치수가 다른 세 가지 변형예 및 그에 따른 빔 분포를 살펴본다. 먼저, 도 10a 및 도 10b는 상기 콜리메이터의 제3 실시예에 따른 제1변형예 및 그에 따른 빔 분포를 보이고, 도 11a 및 도 11b는 상기 콜리메이터의 제3 실시예에 따른 제2변형예 및 그에 따른 빔 분포를 보이며, 도 12a 및 도 12b는 상기 콜리메이터의 제3 실시예에 따른 제3변형예 및 그에 따른 빔 분포를 보인다.

콜리메이션 결과를 나타내는 도 10b, 도 11b, 및 도 12b를 통해서, 광원의 폭을 도광판(20) 두께의 1/2 이내로 하고, 콜리메이션이 일어나는 구간 즉, 광원으로부터 도광판까지의 거리를 도광판 두께의 대략 1 내지 4배 정도로 하였을 때, 도광판이 속한 평면에 대해 대략 0°보다 크면서 20°이내의 기울기를 가지는 광선을 얻을 수 있음을 알 수 있다.

도 13a 및 도 13b는 콜리메이터의 제4 실시예 및 그에 따른 빔 분포를 보인다. 콜리메이터의 제4 실시예(106)는 상기 도광판의 광원측 측단이 상기 광원쪽으로 연장된 것으로, 그 표면에 상기 광원을 향해 빗면을 이루도록 패인 다수의 편향 톱니형 입체패턴(146)이 형성된 도광판 확장부(136); 상기 도광판 확장부(136) 외면에 배치되어 상기 편향 톱니형 입체패턴(146)을 메우는 것으로 상기 도광판 확장부(136)보다 큰 굴절률을 가지는 제1 표층(140); 및 상기 제1 표층(140)의 외면에 배치되고, 상기 제1 표층(140)보다 작고 외부보다 큰 굴절률을 가지는 제2 표층(150); 을 포함한다.

상기 제1 표층(140) 및 제2 표층(150)은 각각 굴절률이 다른 광학적 등방성 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 도광판 확장부(136)의 굴절률이 1.5이면, 상기 제1 표층이 1.88, 제2 표층이 1.66 정도의 굴절률을 가질 수 있다.

도광판 확장부(136)으로부터 상기 편향 톱니형 입체패턴(146)을 통해 제1 표층(140)으로 입사한 광선은 제1 표층(140)과 제2 표층(150)의 경계면 또는 제2 표층(150)과 외부 대기의 경계면에서 전반사되고, 상기 편향 톱니형 입체패턴(146)의 빗면을 통해 다시 도광판 확장부(136)로 입사된다. 이때, 다시 입사된 광선은 도광판이 속한 평면에 대해 좀 더 작은 기울기를 가지고 도광판 쪽으로 진행하게 된다.

도 13b는 상기 콜리메이터의 제4 실시예를 거쳐 도광판에 입사된 광선들의 기울기 분포를 나타내며, 광량의 대부분이 임계각 범위 내에 분포되어 있음을 볼 수 있다. 다만, 기울기 0°부근의 광 밀도를 줄이는 것이 더 바람직하다. 광선 분포의 개선을 위해 상기 도 13a에서 A, B, C, D 영역에 도시된 바와 같이, 상기 편향 톱니형 입체패턴(146)의 빗면에 추가적인 프리즘 패턴을 더 마련할 수도 있다.

도 14은 콜리메이터의 제5 실시예를 보인다. 콜리메이터의 제5 실시예(107)는 도광판(20)과 대략 동일한 폭과 두께를 가지는 투명 블럭(137)으로서, 광원(10)에 인접한 쪽은 평면으로 형성되고, 도광판(20)에 인접한 쪽에는 다수의 삼각 프리즘 패턴(147)이 형성된 것을 특징으로 한다.

도 15는 콜리메이터의 제6 실시예를 보인다. 상기 콜리메이터의 제5 실시예(107)와 마찬가지로 제6 실시예(108)는 도광판(20)과 대략 동일한 폭과 두께를 가지는 투명 블럭(138)으로서, 광원(10) 및 도광판(20)과 인접한 면에 각각 다수의 삼각 프리즘 패턴(1481, 1482)이 형성된 것을 특징으로 한다. 광원(10) 쪽 패턴(1481)과 도광판(20) 쪽 패턴(1482)은 그 수와 크기 등을 서로 달리할 수 있다.

도 16는 본 발명에 따른 양면 평판표시장치용 조명장치의 실시예를 도시한 단면도이다. 본 발명에 일면에 따른 양면 평판표시장치용 조명장치는, 전술한 도광 구조 및 출광 구조가 대칭적으로 마련되어, 상기 도광 구조의 양면으로부터 제1 및 제2 LCD 패널(201,202)을 향해 직교 편광성분(P,S)을 각각 방출한다.

양면 평판표시장치용 조명장치의 실시예를 살펴보면, 광원(11)과 상기 광원(11)에서 발생된 빛을 시준(collimation)하는 콜리메이터(10), 및 상기 콜리메이터(10)를 거쳐 입사된 빛을 평판표시장치의 전체에 고르게 방출시키는 도광 구조를 갖는다. 상기 도광 구조는 입사된 빛을 편광 분리하여 제1 편광성분(P)을 제1 LCD 패널(201) 측으로 출광시키고, 제2 편광성분(S)은 제2 LCD 패널(202) 측으로 출광시킨다.

상기 도광 구조는 도광판(20)과 편광분리층(30,50) 및 출광층(40,60)으로 이루어진다. 도광 구조는 광학적 등방성 물질로 이루어진 도광판(20)과, 광학적 이방성 물질로 이루어진 것으로 상기 도광판(20)의 상,하 외면에 각각 마련된 제1 및 제2 편광분리층(30,50), 및 상기 제1 및 제2 편광분리층(30,50) 바깥쪽 면에 각각 마련된 것으로 출광 구조(41,61)를 갖는 제1 및 제2 출광층(40,60)을 포함한다. 또한 상기 도광판(20)에서 광원(11)으로부터 먼 쪽 측면에는 반사경(23)이 마련될 수 있다.

상기 도광판(20)과 제1 및 제2 편광분리층(30,50)의 경계면(21,22)에서 편광을 분리하는 원리는 앞서 설명한 것과 동일하다. 다만, 상기 제1 편광분리층(30)과 제2 편광분리층(50)은 그 굴절률 축의 방향이 서로 수직을 이루도록 배치된다. 따라서, 제1 편광분리층(30)에서는 제1 편광성분(P)을 출광시키고, 제2 편광성분(S)을 반대편으로 전반사시키며, 제2 편광분리층(50)에서는 제2 편광성분(S)을 출광시키고, 제1 편광성분(P)을 반대편으로 전반사시킨다.

이외에 콜리메이터(10), 광원(11)에 관한 사항이나, 도광판(20), 편광분리층(30,50) 및 출광층(40,60)에 관한 세부 사항은 앞에서 설명한 것과 동일하다.

도 17은 상기 도 16의 실시예에서 제1 및 제2 편광분리층의 굴절률 축이 각각 90도 회전된 실시예를 도시한 단면도이다. 본 실시예에서 제1편광분리층(30')은 상기 도 16의 실시예에서의 제1편광분리층(30)과 달리, 도면에 표시된 단면의 깊이 방향의 굴절률이 n_e이고, 상기 깊이 방향에 대해 수직한 방향의 굴절률이 n_o일 수 있다. 다시 말해, 광원(11)의 길이 방향과 평행한 방향의 굴절률이 n_e이고, 그와 수직한 방향의 굴절률이 n_o일 수 있다. 제2편광분리층(50')은 상기 제1편광분리층(30')과 그 굴절률 축이 서로 직교하도록 배치된다.

상기 도광판(20)의 굴절률이 n_i이고, n_o<n_i≤n_e인 관계에 있는 경우, 상기 콜리메이터(10)를 거쳐 도광판(20)에 입사한 비 편광의 광선(P+S)이 상기 제1 및 제2 편광분리층(30', 50')과의 경계면(21, 22)에 입사하면, 제1 편광분리층(30')에서는 제2 편광성분(S)을 출광시키고, 제1 편광성분(P)을 반대편으로 전반사시키며, 제2 편광분리층(50')에서는 제1 편광성분(P)을 출광시키고, 제2 편광성분(S)을 반대편으로 전반사시킨다.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

본 발명에 따른 평판표시장치용 조명장치는 광을 분배하는 도광 구조 내에서 어느 한 편광성분을 분리하여 출사하고, 나머지 직교 편광성분은 편광을 전환시켜 출사하거나 편광을 변환시킨 후 재분리하여 출사함으로써 광 효율성을 극대화하는 효과가 있다.

한편, 본 발명에 있어서 분리된 편광성분을 출사시키는 출광 구조를 포함한 구성은, 출사 과정에서의 광 손실을 최소화하고, 출광 구조의 가공이 용이하도록 하는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 콜리메이터(collimator)를 포함한 구성은, 짧은 구간 내에서 충분한 콜리메이션이 이루어지도록 함으로써 평판표시장치에서 화면이 차지하는 유효 표시면적을 더욱 증대시키는 효과가 있다.

아울러, 본 발명의 일면에 따른 양면 평판표시장치용 조명장치는 도광 구조 내에서 직교 편광을 분리하여 각각의 편광성분을 양면을 통해 출사시킴으로써 광 효율성을 제고하는 효과가 있다.

Claims

광원;

상기 광원으로부터 방출된 빛을 전달 및 분배하는 것으로, 광학적 등방성 물질로 이루어진 도광판;

광원과 인접한 상기 도광판의 측단에 인접하게 마련되어 빛이 소정 범위의 입사각으로 상기 도광판에 입사하도록 하는 콜리메이터;

두 가지 굴절률을 가지는 광학적 이방성 물질로 이루어져 상기 도광판 상면에 마련된 것으로, 상기 두 가지 굴절률에 의해 도광판과의 경계면에서 상기 도광판으로부터 입사한 빛 중에서 제1 편광성분은 투과하고 제2 편광성분은 전반사 되도록 하는 편광분리층; 및

상기 편광분리층 상면에 마련된 것으로, 상기 편광분리층으로부터 입사된 빛을 출사시키는 출광 구조를 갖는 출광층; 을 포함하는 평판표시장치용 조명장치.
제1항에 있어서,

상기 편광분리층은 제1 방향 굴절률이 n_e, 제2 방향 굴절률이 n_o이고, 상기 도광판의 굴절률이 n_i라 할 때, n_o<n_i≤n_e인 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 조명장치.
제1항에 있어서,

상기 출광층은 광학적으로 등방성인 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 조명장치.
제1항에 있어서,

상기 출광층은 상기 편광분리층의 표층으로서 표면에 입체 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 조명장치.
제1항에 있어서,

상기 출광층은 광학적으로 등방성이고, 그 굴절률이 상기 편광분리층의 두 가지 굴절률 중 상대적으로 큰 굴절률보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 조명장치.
제1항에 있어서,

상기 콜리메이터는,

광원 쪽이 좁고 도광판 쪽이 넓은 사다리꼴 형태로 마주보게 배치된 반사경들; 및

상기 마주보는 반사경들 사이에 배치된 것으로, 밑면이 광원을 향하고 꼭지부가 도광판을 향하는 삼각프리즘; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 조명장치.
제1항에 있어서,

상기 콜리메이터는,

상기 도광판의 광원측 측단으로부터 광원까지 그 두께가 점점 얇아지도록 연장된 것으로 그 단면이 사다리꼴 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 조명장치.
제7항에 있어서,

상기 콜리메이터의 길이는 상기 도광판 두께의 1~4배인 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 조명장치.
제7항에 있어서,

상기 콜리메이터는,

광원과 인접한 면에 상기 광원의 길이방향과 나란하게 다수의 프리즘 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 조명장치.
제9항에 있어서,

상기 콜리메이터의 길이는 상기 도광판 두께의 1~4배인 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 조명장치.
제1항에 있어서,

상기 콜리메이터는,

상기 도광판의 광원측 측단이 상기 광원쪽으로 연장된 것으로, 그 표면에 다수의 편향 톱니형 입체패턴이 형성된 도광판 확장부;

상기 도광판 확장부 외면에 배치되어 상기 편향 톱니형 입체패턴을 메우는 것으로 상기 도광판 확장부보다 큰 굴절률을 가지는 제1 표층; 및

상기 제1 표층의 외면에 배치되고, 상기 제1 표층보다 작고 외부보다 큰 굴절률을 가지는 제2 표층; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 조명장치.
제11항에 있어서,

상기 다수의 편향 톱니형 입체패턴은,

그 빗면이 광원을 향하도록 배치된 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 조명장치.
제12항에 있어서,

상기 빗면은 프리즘 패턴을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 조명장치.
제1항에 있어서,

상기 콜리메이터는 상기 도광판과 동일한 폭과 두께를 가지는 투명 블럭으로서, 상기 광원에 인접한 쪽은 평면으로 형성되고, 상기 도광판에 인접한 쪽에는 다수의 삼각 프리즘 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 조명장치.
제1항에 있어서,

상기 콜리메이터는 상기 도광판과 동일한 폭과 두께를 가지는 투명 블럭으로서, 상기 광원 및 상기 도광판과 인접한 면에 각각 다수의 삼각 프리즘 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 조명장치.
제15항에 있어서,

상기 다수의 삼각 프리즘 패턴은 상기 광원에 인접한 면에 형성된 패턴과 상기 도광판에 인접한 면에 형성된 패턴의 수와 크기가 서로 다른 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 조명장치.
광원;

상기 광원으로부터 방출된 빛을 전달 및 분배하는 도광판;

광원과 인접한 상기 도광판의 측단에 인접하게 마련되어 빛이 소정 범위의 입사각으로 상기 도광판에 입사하도록 하는 콜리메이터;

상기 도광판의 상면에 마련된 것으로, 상기 도광판과의 경계면에서 상기 도광판으로부터 입사한 빛 중에서 제1 편광성분은 투과하고 제2 편광성분은 전반사 되도록 하는 제1 편광분리층;

상기 도광판의 하면에 마련된 것으로, 상기 도광판과의 경계면에서 상기 도광판으로부터 입사한 빛 중에서 제2 편광성분은 투과하고 제1 편광성분은 전반사 되도록 하는 제2 편광분리층; 및

상기 제1 및 제2 편광분리층 외면에 각각 마련된 것으로, 상기 각 편광분리층으로부터 입사된 빛을 출사시키는 출광 구조를 가지는 출광층; 을 포함하는 양면 평판표시장치용 조명장치.
제17항에 있어서,

상기 도광판은 광학적 등방성 물질로 이루어지고,

상기 제1 및 제2 편광분리층은 두 가지 굴절률을 갖는 광학적 이방성 물질로 이루어진 것으로, 상기 제1 편광분리층과 제2 편광분리층은 그 굴절률 축이 서로 직교하도록 배치된 것을 특징으로 하는 양면 평판표시장치용 조명장치.
제17항에 있어서,

상기 도광판은 굴절률이 n_i인 광학적 등방성 물질로 이루어지고,

상기 제1 및 제2 편광분리층은 광학적 이방성 물질로 이루어진 것으로서, 제1 방향 굴절률이 n_e, 제2 방향 굴절률이 n_o이라 할 때 n_o<n_i≤n_e인 관계를 만족하며,

상기 제1 편광분리층과 제2 편광분리층은 그 굴절률 축이 서로 직교하도록 배치된 것을 특징으로 하는 양면 평판표시장치용 조명장치.
제17항에 있어서,

상기 출광층은 상기 편광분리층의 표층으로서 표면에 입체 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 양면 평판표시장치용 조명장치.
제17항에 있어서,

상기 출광층은 상면에 주기적인 입체패턴이 형성된 광학적 등방성 필름인 것을 특징으로 하는 양면 평판표시장치용 조명장치.
제17항에 있어서,

상기 출광층은 광학적으로 등방성이고, 그 굴절률이 상기 편광분리층의 두 가지 굴절률 중 상대적으로 큰 굴절률보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 양면 평판표시장치용 조명장치.
제17항에 있어서,

상기 콜리메이터는,

광원 쪽이 좁고 도광판 쪽이 넓은 사다리꼴 형태로 마주보게 배치된 반사경들; 및

상기 마주보는 반사경들 사이에 배치된 것으로, 밑면이 광원을 향하고 꼭지 부가 도광판을 향하는 삼각프리즘; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 평판표시장치용 조명장치.
제17항에 있어서,

상기 콜리메이터는,

상기 도광판의 광원측 측단으로부터 광원까지 그 두께가 점점 얇아지도록 연장된 것으로 그 단면이 사다리꼴 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 양면 평판표시장치용 조명장치.
제17항에 있어서,

상기 콜리메이터의 길이는 상기 도광판 두께의 1~4배인 것을 특징으로 하는 양면 평판표시장치용 조명장치.
제25항에 있어서,

상기 콜리메이터는,

광원과 인접한 면에 상기 광원의 길이방향과 나란하게 다수의 프리즘 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 양면 평판표시장치용 조명장치.
제26항에 있어서,

상기 콜리메이터의 길이는 상기 도광판 두께의 1~4배인 것을 특징으로 하는 양면 평판표시장치용 조명장치.
제17항에 있어서,

상기 콜리메이터는,

상기 도광판의 광원측 측단이 상기 광원쪽으로 연장된 것으로, 그 표면에 다수의 편향 톱니형 입체패턴이 형성된 도광판 확장부;

상기 도광판 확장부 외면에 배치되어 상기 편향 톱니형 입체패턴을 메우는 것으로 상기 도광판 확장부보다 큰 굴절률을 가지는 제1 표층; 및

상기 제1 표층의 외면에 배치되고, 상기 제1 표층보다 작고 외부보다 큰 굴절률을 가지는 제2 표층; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 평판표시장치용 조명장치.
제28항에 있어서,

상기 다수의 편향 톱니형 입체패턴은,

그 빗면이 상기 광원을 향하도록 배치된 것을 특징으로 하는 양면 평판표시장치용 조명장치.
제29항에 있어서,

상기 빗면은 프리즘 패턴을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 양면 평판표시장치용 조명장치.
제17항에 있어서,

상기 콜리메이터는 상기 도광판과 동일한 폭과 두께를 가지는 투명 블럭으로서, 상기 광원에 인접한 쪽은 평면으로 형성되고, 상기 도광판에 인접한 쪽에는 다수의 삼각 프리즘 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 양면 평판표시장치용 조명장치.
제17항에 있어서,

상기 콜리메이터는 상기 도광판과 동일한 폭과 두께를 가지는 투명 블럭으로서, 상기 광원 및 상기 도광판과 인접한 면에 각각 다수의 삼각 프리즘 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 양면 평판표시장치용 조명장치.
제32항에 있어서,

상기 다수의 삼각 프리즘 패턴은 상기 광원에 인접한 면에 형성된 패턴과 상기 도광판에 인접한 면에 형성된 패턴의 수와 크기가 서로 다른 것을 특징으로 하는 양면 평판표시장치용 조명장치.