KR101921180B1 - 평면 조명 장치 및 이를 이용한 디스플레이 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 평면 조명 장치에 관한 것으로서, 특히, 발광 소자를 이용하여 구성할 수 있는 평면 조명 장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 회로 기판의 제 1면 상에 배열되어 장착되는 다수의 광원; 상기 제 1면의 가장자리 측에 위치하여, 상기 가장자리로부터 광원 사이의 거리 차이에 의한 휘도 편차를 조절하는 광 조절부; 및 상기 광원 상에 위치하는 광학 시트를 포함하여 구성될 수 있다.
Description
본 발명은 평면 조명 장치에 관한 것으로서, 특히, 발광 소자를 이용하여 구성할 수 있는 평면 조명 장치 및 이를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 디스플레이 중에서 액정 표시 장치(LCD; liquid crystal display)는 텔레비젼, 노트북 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터용 모니터, 휴대 전화기에 이르기까지 다양한 장치에 사용되고 있다.
이러한, LCD는 자체적으로 발광하지 못하기 때문에, 영상 정보를 디스플레이하기 위해서는 액정 패널을 조명할 수 있는 발광 장치가 필요하다.
LCD의 발광장치는 액정 패널의 배면에 결합되므로 백라이트 유닛(backlight unit)으로 불리는데, 이 백라이트 유닛은 균일한 면광원을 형성하여 액정 패널에 광원을 제공하는 장치라 할 수 있다.
발광 다이오드(LED)는 기판 상에 n-형 반도체층, 발광층, p-형 반도체층들이 적층되어 있고, p-형 반도체와 n-형 반도체층 위에 전극을 형성한 구조를 가진다. 이러한 발광 다이오드의 빛이 발생하는 원리는 각각의 반도체층으로부터 주입되는 정공과 전자의 재결합에 의해 발광층에서 빛이 발생되어 외부로 추출된다.
이러한 발광 다이오드는 발광 다이오드 패키지를 이루어 백라이트 유닛(back-lihgt unit; BLU)의 광원으로 사용할 수 있다.
이와 같은 백라이트 유닛은 액정 패널 측으로 평면 광원을 제공하므로 평면 조명 장치의 일례로 볼 수 있다. 이러한 평면 조명 장치는 평평한 표면을 통하여 균일하게 빛을 조사할 수 있고, 두께가 상대적으로 얇은 광원을 의미하는 것으로 인식되고 있다.
이러한 평면 조명 장치를 이용함으로써 디스플레이 장치의 광 효율을 높일 수 있고, 또한 디스플레이 장치의 구조적인 박형화를 달성할 수 있다.
발광 다이오드를 평면 조명 장치의 광원으로 이용하는 경우에는, 빛이 측방향으로 확산되는 측면형과 빛이 전방으로 방출되는 직하형의 형태를 이룰 수 있다. 이때, 발광 다이오드로부터 방출되는 빛이 균일하게 확산될 수 있도록 하는 방안이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 조명 장치의 가장자리 휘도 균일도를 개선할 수 있는 평면 조명 장치 및 이를 이용한 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은, 회로 기판의 제 1면 상에 배열되어 장착되는 다수의 광원; 상기 제 1면의 가장자리 측에 위치하여, 상기 가장자리로부터 광원 사이의 거리 차이에 의한 휘도 편차를 조절하는 광 조절부; 및 상기 광원 상에 위치하는 광학 시트를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 광 조절부는, 상기 광원으로부터 방출되는 빛을 상기 제 1면으로 정의되는 면적의 내측 또는 상측으로 반사시키는 반사부를 포함할 수 있다.
이때, 반사부는, 상기 가장자리에서 상기 광원이 상대적으로 먼 위치에 불연속적으로 위치할 수 있다.
또한, 반사부는, 상기 가장자리에 근접하는 광원들 사이의 위치에 불연속적으로 위치할 수 있다.
이러한 반사부는, 상기 가장자리에 접하여 위치하는 반사판 또는 반사구조물을 포함할 수 있다.
이때, 반사판 또는 반사구조물은, 단면 형상이 반원, 타원, 원호를 포함하는 굴곡 형상, 또는 삼각형, 사다리꼴을 포함하는 다각형 형상일 수 있다.
여기서, 반사부는, 상기 가장자리를 따라 위치하는 반사층; 및 상기 반사층에 구비되는 다수의 관통홀을 포함할 수 있다.
이러한 다수의 관통홀은, 상기 광원과의 상대적 위치에 따라 크기가 변화하여 구성될 수 있다.
여기서, 광 조절부는, 상기 광원으로부터 방출되는 빛을 흡수하는 흡수부를 포함할 수 있다.
이때, 흡수부는, 상기 가장자리에 근접하는 광원에 대응되는 위치에 불연속적으로 위치할 수 있다.
여기서, 광 조절부는, 상기 광원으로부터 방출되는 빛을 상기 제 1면으로 정의되는 면적의 내측 또는 상측으로 반사하는 반사부; 및 상기 반사부 사이에 위치하는 흡수부를 포함할 수 있다.
한편, 제 1면 상에는 제 1반사층이 위치할 수 있다.
이때, 광 조절부는, 상기 제 1반사층이 절곡되어 구성될 수 있다.
여기서, 제 1반사층 상에는, 홀 패턴이 형성된 제 2반사층이 위치할 수 있다.
한편, 광 조절부는, 상기 제 1면에 위치하는 네 가장자리 중 적어도 어느 일측에 구비될 수 있다.
본 발명은 다음과 같은 효과가 있는 것이다.
먼저, 광원으로부터 방출되는 빛이 더욱 균일하게 조절될 수 있으며, 이는 제 1반사층과, 광원 상에 위치하는 제 2반사층 및 광학 시트의 작용에 의하여 더욱 균일한 조명을 구현할 수 있다.
이를 위한 광 조절부는 광원으로부터 가장자리까지의 거리가 상대적으로 먼 부분의 가장자리에 반사부를 위치시켜, 이 가장자리를 향하는 빛을 반사시킴으로써 상대적으로 어두운 곳으로 주변의 빛을 집속시키는 방식으로 휘도 균일도를 조절할 수 있다.
또한, 광원에서 방출되는 빛이 흡수부에서 흡수되도록 함으로써 광원으로부터 거리가 가까워 상대적으로 밝을 수 있는 곳의 밝기를 약화시킬 수 있다.
이와 같이, 광원으로부터의 거리에 따라 가장자리에 반사부 또는 흡수부를 불연속적으로 또는 연속적으로 구성함으로써, 조명 장치의 가장자리의 휘도 균일도를 향상시킬 수 있는 것이다.
도 1은 평면 조명 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2 및 도 3은 광원의 위치에 따른 반사면 가장자리에서의 휘도 분포를 나타내는 개략도이다.
도 4는 광 조절부를 구비한 평면 조명 장치의 제 1예를 나타내는 개략 사시도이다.
도 5는 도 4의 A - A 선 단면에서 빛의 진행을 나타내는 개략도이다.
도 6은 도 4의 B - B 선에서 빛의 진행을 나타내는 개략도이다.
도 7은 광 조절부에 의한 휘도 조절의 예를 도식화하여 나타내는 개략도이다.
도 8은 광 조절부를 구비한 평면 조명 장치의 제 2예를 나타내는 개략 사시도이다.
도 9는 도 8의 C - C 선 단면에서 빛의 진행을 나타내는 개략도이다.
도 10은 도 8의 D - D 선에서 빛의 진행을 나타내는 개략도이다.
도 11은 광 조절부에 의한 휘도 조절의 예를 도식화하여 나타내는 개략도이다.
도 12는 광 조절부를 구비한 평면 조명 장치의 제 3예를 나타내는 개략 사시도이다.
도 13은 도 12의 E - E 선 단면에서 빛의 진행을 나타내는 개략도이다.
도 14는 도 12의 F - F 선에서 빛의 진행을 나타내는 개략도이다.
도 15는 광 조절부에 의한 휘도 조절의 예를 도식화하여 나타내는 개략도이다.
도 16은 광 조절부를 구비한 평면 조명 장치의 제 4예를 나타내는 개략 사시도이다.
도 17은 도 16의 G - G 선 단면에서 빛의 진행을 나타내는 개략도이다.
도 18은 도 16의 H - H 선에서 빛의 진행을 나타내는 개략도이다.
도 19는 광 조절부에 의한 휘도 조절의 예를 도식화하여 나타내는 개략도이다.
도 20 내지 도 23은 반사판의 예를 나타내는 단면도이다.
도 24 및 도 25는 반사구조물의 예를 나타내는 개략도이다.
도 26 및 도 27은 광 조절부의 구성 예를 나타내는 개략 사시도이다.
도 2 및 도 3은 광원의 위치에 따른 반사면 가장자리에서의 휘도 분포를 나타내는 개략도이다.
도 4는 광 조절부를 구비한 평면 조명 장치의 제 1예를 나타내는 개략 사시도이다.
도 5는 도 4의 A - A 선 단면에서 빛의 진행을 나타내는 개략도이다.
도 6은 도 4의 B - B 선에서 빛의 진행을 나타내는 개략도이다.
도 7은 광 조절부에 의한 휘도 조절의 예를 도식화하여 나타내는 개략도이다.
도 8은 광 조절부를 구비한 평면 조명 장치의 제 2예를 나타내는 개략 사시도이다.
도 9는 도 8의 C - C 선 단면에서 빛의 진행을 나타내는 개략도이다.
도 10은 도 8의 D - D 선에서 빛의 진행을 나타내는 개략도이다.
도 11은 광 조절부에 의한 휘도 조절의 예를 도식화하여 나타내는 개략도이다.
도 12는 광 조절부를 구비한 평면 조명 장치의 제 3예를 나타내는 개략 사시도이다.
도 13은 도 12의 E - E 선 단면에서 빛의 진행을 나타내는 개략도이다.
도 14는 도 12의 F - F 선에서 빛의 진행을 나타내는 개략도이다.
도 15는 광 조절부에 의한 휘도 조절의 예를 도식화하여 나타내는 개략도이다.
도 16은 광 조절부를 구비한 평면 조명 장치의 제 4예를 나타내는 개략 사시도이다.
도 17은 도 16의 G - G 선 단면에서 빛의 진행을 나타내는 개략도이다.
도 18은 도 16의 H - H 선에서 빛의 진행을 나타내는 개략도이다.
도 19는 광 조절부에 의한 휘도 조절의 예를 도식화하여 나타내는 개략도이다.
도 20 내지 도 23은 반사판의 예를 나타내는 단면도이다.
도 24 및 도 25는 반사구조물의 예를 나타내는 개략도이다.
도 26 및 도 27은 광 조절부의 구성 예를 나타내는 개략 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다.
층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.
도 1은 평면 조명 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
이러한 평면 조명 장치(20)는 하부 커버(16) 상에 위치할 수 있고, 이 평면 조명 장치(20) 상에는 액정 패널(도시되지 않음)이 위치할 수 있다.
평면 조명 장치(20)는, 하부 커버(16)의 상측에 위치하는 회로 기판(21) 상에 장착되는 다수의 광원(22)을 포함한다. 이러한 광원(22)은 발광 다이오드(LED; light emitting diode) 패키지가 회로 기판(21) 상에 표면 실장(Surface Mount) 되어 장착될 수 있다.
이러한 발광 소자 패키지를 포함하는 광원(22)은, 서브 마운트 기판(221)에 한 쌍의 전극(222)이 관통하고, 이러한 전극(222)에 LED(223)가 연결되어 장착되며, LED(223)의 외측에는 실리콘 수지가 혼합된 형광층(224)이 위치할 수 있다.
그리고, 형광층(224)의 상면은 평평하게 성형될 수 있고, 형광층(224)의 상면에는 반사 또는 투과 등의 광학적 성질을 가지는 광학층(225)이 위치할 수 있다.
이러한 광학층(225)은, PPA(Phenyl Propanol Amine), EMC(Epoxy Molding Compound), MCPET(Micro Cell PolyEthylene Terephthalate), 은(Ag) 및 반사도가 우수한 알루미늄(Al) 등과 Ti, Al, Ag, SiO2와 같은 반사, 투과 또는 굴절 성질을 가지는 비드(bead)를 수지와 혼합하여 제조된 물질을 이용할 수 있다.
광학층(225)에 의하여 LED(223)로부터 상측으로 방출되는 빛은 형광층(224)의 측방으로 반사될 수 있다. 여기서, LED(223)는 청색 LED이고, 형광층(224)을 구성하는 형광 물질은 황색 형광체로 이루어져, 광원(22)으로부터 백색광을 방출하도록 할 수 있다.
광원(22)이 설치되는 회로 기판(21)은 하부 커버(16)의 상면에 위치하는 안착홈(161)에 위치할 수 있다. 또한, 안착홈(161)은 일정 간격을 두고 형성되어, 이 안착홈(161)에 위치하는 회로 기판(21) 또한 일정 간격을 두고 위치할 수 있다. 따라서, 광원(22)은 하부 커버(16) 상에서 일정 간격을 두고 배열될 수 있다.
이러한 광원(22)은 동일 선상에 배열될 수 있고, 지그재그 형태로 배열될 수도 있다.
이때, 회로 기판(21) 상의 광원(22) 사이의 공간에는 제 1반사층(23)이 위치할 수 있다. 따라서, 광원(22)은 제 1반사층(23) 위로 돌출될 수 있다.
또한, 제 1반사층(23) 상에는 이 제 1반사층(23)과 일정 간격을 두고 광을 투과할 수 있는 홀(151) 패턴이 구비된 제 2반사층(15)이 위치할 수 있다.
제 2반사층(15)은 광원(22)으로부터 방출되는 빛의 일부만 투과시키고 나머지는 재반사시키는 기능을 하는 반사 시트(reflective sheet)를 이용할 수 있다.
이러한 제 2반사층(15)은 홀(151) 패턴 반사 시트(Hole Patterned Reflective Sheet)로서, 시트 상에 다수 개의 홀(151)이 형성된다. 즉, 홀(151)을 통하여 광원(22)으로부터 방출되거나 제 1반사층(23)으로부터 반사되는 빛이 통과하고, 그 이외의 영역에 부딪히는 빛들은 제 1반사층(23)으로 재반사되거나 스페이서(30)에 의하여 굴절 또는 반사될 수 있다.
그리고, 홀(151)들은 광원(22)의 중심으로부터 멀어질수록 반경이 커지도록 하여, 광원(22)으로부터 멀리 이격될수록 빛의 투과량이 반사량보다 많도록 할 수 있다.
이는, 광원(22)에 가까울수록 빛의 강도가 세고 광원(22)으로부터 멀어질수록 빛의 강도가 약하기 때문이며, 이러한 평면 조명 장치를 이용하는 디스플레이 패널 전체에 걸쳐서 빛의 휘도가 균일하게 유지되도록 하기 위해서는, 광원(22)으로부터 멀어질수록 투과량이 많아지고 광원(22)에 가까울수록 투과량이 적어지도록 하는 것이 유리하다.
이와 같이, 제 1반사층(23)과 제 2반사층(15) 사이의 공간을 통하여 광원(22)에서 출사된 광이 측방향으로 확산 된다. 이와 같이 확산 된 광은 홀(151) 패턴을 통하여 상측으로 출사된다. 이와 같이, 광이 확산되는 제 1반사층(23)과 제 2반사층(15) 사이의 공간을 도광층(24)이라 정의할 수 있다.
이와 같은 도광층(24)은 제 1반사층(23)과 제 2반사층(15) 사이에서 일정한 간격을 유지하도록 하는 스페이서(25)에 의하여 형성될 수 있다.
즉, 스페이서(25)는 제 2반사층(15)과 광원(22) 간의 거리를 일정하게 유지하는 역할을 할 수 있으며, 도시된 바와 같이, 도광층(24)의 설계 높이에 해당하는 높이와 제 1반사층(23)의 길이에 대응하는 길이로 연장된다.
이와 같은 스페이서(25)는 PC(Poly Carbonate), PMMA(Poly Methyl Methacrylate), 유리, 레진(Resin), PPA(Phenyl Propanol Amine), 알루미늄(Al) 등으로 이루어져서, 빛이 투과, 굴절 또는 반사되는 성질을 가질 수 있다.
그리고, 스페이서(25)를 장착하는 방법으로서, 스페이서(25)의 상면과 바닥면에 접착제를 도포하고 자외선 열처리(UV curing) 또는 열경화 하는 것이 가능하다.
또한, 제 2반사층(15)의 상부에는 확산층(11), 하부 편광판(12), 컬러필터 기판(13) 및 상부 편광판(14)과 같은 광학 시트가 위치할 수 있다.
한편, 회로 기판(21)의 저면과 제 1반사층(23)의 저면에는 각각 접착제(17)가 도포되어, 회로 기판(21)이 하부 커버(16)의 안착홈(161)에 고정될 수 있으며, 또한, 제 1반사층(23)이 회로 기판(21)에 고정될 수 있다.
도 2 및 도 3은 광원의 위치에 따른 반사면 가장자리에서의 휘도 분포를 나타내는 개략도이다.
도시하는 바와 같이, 직하형 평면 조명 장치에서, 광원(22)이 분포하는 면의 중앙 부분은 여러 광원(22)들로부터 방출된 빛들이 조합되어 출사되므로, 위에서 설명한 바와 같은 광학 시트(11, 12, 13, 14)를 이용하면 평면 조명 장치의 휘도를 균일하게 조절할 수 있다.
여기서, 광원(22)이 분포하는 면은 회로 기판(21)일 수 있고, 이 회로 기판(21) 상에 위치하는 제 1반사층(23)의 상면일 수 있다. 이하, 광원(22)이 분포하는 면은 제 1반사층(23)의 상면(반사면)인 것을 예로 설명한다.
한편, 광원(22)들의 배치가 끝나는 가장자리(26)에는 광원(22)과 근접하는 부분과 먼 부분의 휘도 편차가 발생할 수 있다.
예를 들면, 도 2 및 도 3에서 볼 수 있듯이, 광원(22)의 배열이 변화함에 따라, 광원(22)의 가장자리(26) 측에는 광원(22)과의 거리에 따라 휘도의 편차가 발생할 수 있다.
즉, 직하형 조명 장치의 경우에 제 1반사층(23) 상면의 가장자리(26) 측에서 광원(22)과 근접한 위치에서는 휘도가 높고, 광원(22)으로부터 상대적으로 먼 곳은 휘도가 낮다.
따라서, 도 4에서 도시하는 바와 같이, 이와 같은 광원(22)과 가장자리(26) 사이의 거리 차이에 의한 휘도 편차를 조절할 수 있는 광 조절부(300)를 구비하는 것이 유리하다.
이러한 광 조절부(300)에 의하여, 제 1반사층(23)의 가장자리(26)에 발생할 수 있는 휘도 편차를 조절할 수 있다. 즉, 가장자리(26)에서의 휘도의 균일도를 향상시킬 수 있다.
따라서, 이러한 광 조절부(300)가 구비되는 경우, 광원(22)으로부터 방출되는 빛은 더욱 균일하게 조절될 수 있으며, 이는 제 1반사층(23)과 광원(22) 상에 위치하는 홀(151) 패턴을 구비한 제 2반사층(15) 및 광학 시트(11, 12, 13, 14)의 작용에 의하여 더욱 균일한 조명을 구현할 수 있는 것이다.
이와 같은 광 조절부(300)의 일례는 제 1반사층(23)의 가장자리(26) 중 광원(22)으로부터 방출되는 빛을 제 1반사층(23)이 이루는 면적 상의 내측으로 반사되도록 하는 반사부(30)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 광원(22)으로부터 가장자리(26)까지의 거리가 상대적으로 먼 부분의 가장자리(26)에 반사부(30)를 위치시켜, 이 가장자리(26)를 향하는 빛을 반사시킴으로써 상대적으로 어두운 곳으로 주변의 빛을 집속시키는 방식으로 휘도 균일도를 조절할 수 있다.
도 4에서 도시하는 바와 같이, 이러한 반사부(30)는, 가장자리(26)에서 광원(22)이 상대적으로 먼 위치에 불연속적으로 위치할 수 있다. 즉, 반사부(30)는 가장자리(26)를 따라 불연속적으로 위치하며, 광원(22)에서 상대적으로 먼 위치에 일정 폭을 가지고 위치할 수 있다.
또한, 관점에 따라, 반사부(30)는 가장자리(26)에 근접하는 광원(22)들 사이의 위치에 불연속적으로 위치한다고 볼 수 있다. 즉, 가장자리(26)에 근접하는 두 광원(22) 사이의 위치에 일정 폭을 가지고 위치할 수 있다.
도 5는 도 4의 A - A 선 단면에서 빛의 진행을 나타내고 있고, 도 6은 도 4의 B - B 선에서 빛의 진행을 나타내고 있다. 또한, 도 7에서는 반사부(30)에 의한 휘도 조절의 예를 도식화하여 나타내고 있다.
도 5에서 도시하는 바와 같이, 광원(22)이 가장자리(26)로부터 상대적으로 먼 곳에는 가장자리(26)에 반사부(30)가 위치하여, 광원(22)에서 방출되는 빛이 이 반사부(30)를 통하여 반사되도록 함으로써 광원(22)으로부터 거리가 멀어서 상대적으로 어두울 수 있는 곳의 밝기를 보강할 수 있다.
광원(22)과 상대적으로 근접한 위치의 가장자리(26)에서는, 도 6에서와 같이, 빛이 가장자리(26)에서 반사되지 않고 진행하도록 하여 상대적으로 밝아지지 않도록 휘도를 조절할 수 있다.
또한, 도 7에서와 같이, 가장자리(26)에 근접한 광원(22)에서 방출되는 빛도 반사부(30)에서 반사되어, 광원(22)으로부터 거리가 먼 부분의 공간으로 향할 수 있다. 따라서, 이러한 반사부(30)에 의하여, 가장자리(26)에 근접한 광원(22) 및 가장자리(26)에서 먼 부분에 위치하는 광원(22) 모두 휘도 균일화에 기여할 수 있다.
도 8에서는, 광 조절부(300)의 다른 예로서, 광원(22)으로부터 방출되는 빛을 흡수하는 흡수부(31)를 포함할 수 있다. 이때, 흡수부(31)는, 가장자리(26)에 근접하는 광원(22)에 대응되는 위치의 가장자리(26) 상에 위치할 수 있다.
이와 같은 흡수부(31)는 광원(22)에 근접하여 상대적으로 밝은 위치의 빛을 흡수시킴으로써 주변보다 상대적으로 밝은 곳을 어둡게 함으로써 휘도 균일도를 조절할 수 있다.
도 8에서 도시하는 바와 같이, 이러한 흡수부(30)는, 가장자리(26)에서 광원(22)이 상대적으로 근접한 위치에 불연속적으로 위치할 수 있다. 즉, 흡수부(30)는 가장자리(26)를 따라 불연속적으로 위치하며, 광원(22)에서 상대적으로 가까운 위치에 일정 폭을 가지고 위치할 수 있다.
도 9는 도 8의 C - C 선 단면에서 빛의 진행을 나타내고 있고, 도 10은 도 8의 D - D 선에서 빛의 진행을 나타내고 있다. 또한, 도 11에서는 흡수부(31)에 의한 휘도 조절의 예를 도식화하여 나타내고 있다.
도 9에서와 같이, 광원(22)과 상대적으로 먼 위치의 가장자리(26)에서는 빛이 가장자리(26)에서 흡수되지 않고 진행하도록 하여 휘도를 조절할 수 있다.
도 10에서 도시하는 바와 같이, 광원(22)이 가장자리(26)로부터 근접한 위치에 가장자리(26)를 따라 흡수부(31)가 위치하여, 광원(22)에서 방출되는 빛이 이 흡수부(31)에서 반사되거나 통과하지 않고 흡수되도록 함으로써 광원(22)으로부터 거리가 가까워 상대적으로 밝을 수 있는 곳의 밝기를 약화시킬 수 있다.
또한, 도 11에서와 같이, 위에서 설명한 대로, 가장자리(26)에 근접한 광원(22)에서 방출되는 빛은 흡수부(31)에서 흡수되고, 가장자리(26)로부터 거리가 먼 위치에 있는 광원(22)에서 방출되는 빛은 흡수되지 않고 통과할 수 있다. 따라서, 이러한 흡수부(31)에 의하여, 가장자리(26)에 근접한 광원(22) 및 가장자리(26)에서 먼 부분에 위치하는 광원(22) 모두 휘도 균일화에 기여할 수 있다.
도 12에서는, 광 조절부(300)의 또 다른 예로서, 반사부(30)와 흡수부(31)가 번갈이 위치하는 예를 도시하고 있다.
즉, 이러한 광 조절부(300)는, 광원(22)으로부터 방출되는 빛을 제 1반사층(23)의 내측으로 반사하는 반사부(30)와, 이 반사부(30)들 사이에 위치하여 광원(22)으로부터 방출되는 빛을 흡수하는 흡수부(31)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 반사부(30)와 흡수부(31)는 서로 번갈아 위치하여, 광 조절부(300)는 제 1반사층(23)의 적어도 일 변의 가장자리(26)를 따라 연속적으로 위치할 수 있다.
도 12에서, 편의상, 반사부(30)와 흡수부(31)는 제 2반사층(23)의 상측과 하측의 가장자리(26)에 구비되는 예를 도시하고 있으나, 좌우측의 가장자리에도 구비될 수 있음은 물론이다.
도시하는 바와 같이, 반사부(30)는 가장자리(26)로부터 광원(22)의 거리가 상대적으로 먼 위치에 가장자리(26)를 따라 일정 폭을 가지고 위치할 수 있고, 흡수부(31)는 가장자리(26)로부터 광원(22)의 거리가 상대적으로 근접한 위치에 가장자리(26)를 따라 일정 폭을 가지고 위치할 수 있다.
이때, 반사부(30)와 흡수부(31)의 폭은 동일할 수 있으나, 경우에 따라 반사부(30)의 폭이 더 넓을 수 있고, 그 반대의 경우도 가능하다.
도 13은 도 12의 E - E 선 단면에서 빛의 진행을 나타내고 있고, 도 14는 도 12의 F - F 선에서 빛의 진행을 나타내고 있다. 또한, 도 15에서는 반사부(30) 및 흡수부(31)에 의한 휘도 조절의 예를 도식화하여 나타내고 있다.
도 13에서 도시하는 바와 같이, 광원(22)이 가장자리(26)로부터 상대적으로 먼 곳에는 반사부(30)가 위치하여, 광원(22)에서 방출되는 빛이 이 반사부(30)를 통하여 반사되도록 함으로써 광원(22)으로부터 거리가 멀어서 상대적으로 어두울 수 있는 곳의 밝기를 보강할 수 있다.
광원(22)과 상대적으로 근접한 위치의 가장자리(26)에서는 도 14에서와 같이, 흡수부(31)가 위치하여, 근접한 광원(22)에서 방출되는 빛이 이 흡수부(31)에서 흡수되도록 함으로써 상대적으로 밝을 수 있는 위치의 휘도를 조절할 수 있다.
또한, 도 15에서와 같이, 가장자리(26)에 근접한 광원(22)에서 방출되는 빛은 흡수부(31)에서 흡수되고, 가장자리(26)에서 먼 부분에 위치하는 광원(22)에서 방출되는 빛은 반사부(30)에서 반사될 수 있다. 또한, 가장자리(26)에서 근접한 광원(22)에서 방출되는 빛이 반사부(30)에서 반사되어 상대적으로 어두울 수 있는 위치의 휘도를 조절할 수 있다.
즉, 이러한 반사부(30)와 흡수부(31)를 통하여 가장자리(26)에 근접한 광원(22)으로부터 방출되는 빛과 가장자리(26)에서 먼 광원(22)에서 방출되는 빛을 조절함으로써 휘도 균일화에 기여할 수 있다.
도 16에서는, 광 조절부(300)의 또 다른 예로서, 가장자리(26)를 따라 반사층(32)이 위치하고, 이 반사층(32)에는 다수의 관통홀(33)이 구비되는 예를 도시하고 있다.
도 16에서, 편의상, 반사층(32)이 제 2반사층(23)의 상측과 하측의 가장자리(26)에 구비되는 예를 도시하고 있으나, 좌우측의 가장자리에도 구비될 수 있음은 물론이다.
도시하는 바와 같이, 이러한 다수의 관통홀(33)은, 광원(22)과의 상대적 위치에 따라 크기가 변화하여 구성될 수 있다.
즉, 광원(22)과 상대적 위치가 가까운 곳에서는 크기가 큰 관통홀(33)이 위치하고, 광원(22)과 상대적 위치가 먼 곳에서는 크기가 작은 관통홀(33)이 위치할 수 있다.
또한, 이러한 관통홀(33)의 크기는 점차적으로 변화할 수 있다. 즉, 광원(22)과 상대적 위치가 가까운 곳에서 가장 큰 크기의 관통홀(33)이 위치하고, 이러한 관통홀(33)의 크기는 주변으로 갈수록 점차 작아져서 광원(22)과 상대적 위치가 먼 곳에서는 가장 작아질 수 있다.
도 17은 도 16의 G - G 선 단면에서 빛의 진행을 나타내고 있고, 도 18은 도 12의 H - H 선에서 빛의 진행을 나타내고 있다. 또한, 도 19에서는 반사층(32)에 의한 휘도 조절의 예를 도식화하여 나타내고 있다.
도 17에서 도시하는 바와 같이, 광원(22)이 가장자리(26)로부터 상대적으로 먼 곳에는 관통홀(33)의 크기가 작은 반사층(32)이 위치하여, 광원(22)에서 방출되는 빛이 이 관통홀(33)를 통하여 작은 양만이 통과하고 대부분 반사되도록 함으로써 광원(22)으로부터 거리가 멀어서 상대적으로 어두울 수 있는 곳의 밝기를 보강할 수 있다.
또한, 광원(22)과 상대적으로 근접한 위치의 가장자리(26)에서는 도 18에서와 같이, 관통홀(33)의 크기가 큰 반사층(32)이 위치하여, 근접한 광원(22)에서 방출되는 빛의 많은 부분이 이 관통홀(33)을 통하여 통과하도록 함으로써 상대적으로 밝을 수 있는 위치의 휘도를 조절할 수 있다.
도 19에서는 이러한 크기가 변하는 관통홀(33)을 가지는 반사층(32)에 의한 빛의 진행을 도식화하고 있다.
즉, 가장자리(26)에 근접한 광원(22)에서 방출되는 빛의 일부는 크기가 큰 관통홀(33)을 통과하고, 그 일부는 크기가 작은 관통홀(33)이 위치하는 부분의 반사층(32)에서 반사되어 상대적으로 어두울 수 있는 위치의 휘도를 조절할 수 있다.
또한, 가장자리(26)에서 먼 위치에 위치한 광원(22)에서 방출되는 빛은 대부분 반사층(32)에서 반사되어 상대적으로 어두울 수 있는 위치의 휘도를 조절함으로써 휘도 균일화에 기여할 수 있다.
한편, 위에서 설명한 반사부(30) 또는 반사층(32)은 얇은 벽과 같은 형태로 표현되었으나, 도 20에서 도시하는 바와 같이, 그 단면이 다각형으로 형성되는 경사면을 가지는 반사판(34)으로 구비될 수도 있다.
즉, 도 20에서와 같이, 단면이 직각 삼각형 형상의 경사면을 가지는 반사판(34)을 형성하여, 광원(22)에서 방출되는 빛이 상측으로 향할 수 있도록 조절할 수 있다.
또한, 이러한 반사를 위한 형상은, 도 21에서와 같이, 단면이 반구형 또는 원호 형의 굴곡을 가지는 도형 형상의 경사면을 가지는 반사판(35)을 가지도록 할 수 있다. 경우에 따라, 타원형의 굴곡을 가질 수 있음은 물론이다.
그리고, 도 22에서와 같이, 단면이 삼각형 형상의 경사면을 가지는 반사판(36)을 가질 수 있고, 도 23에서와 같이, 사다리꼴 형태의 경사면을 가지는 반사판(37)을 가질 수도 있다.
이와 같은 반사판(37)은 광원(22)에서 방출되는 빛의 적어도 일부는 제 1반사층(23)의 상면의 상측으로 반사되도록 할 수 있고, 나머지 일부는 제 1반사층(23)이 이루는 면적의 내측으로 반사되도록 할 수 있다.
이상과 같은 다양한 형상의 반사판(34, 35, 36, 37)은 위에서 설명한 반사부(30) 또는 반사층(32)의 형상에 적용될 수 있다.
한편, 위에서 설명한 흡수층(31) 또한 반사판(34, 35, 36, 37)이 가지는 다양한 형상으로 형성될 수도 있다.
도 24에서 도시하는 바와 같이, 광원(22)으로부터 상대적으로 거리가 먼 위치의 가장자리(26)에는 광원(22)과의 거리를 줄여줄 수 있는 반사구조물(38)이 구비될 수 있다.
즉, 가장자리(26)에서 광원(22)과 먼 쪽에 반사구조물(38)을 이용하여 광원(22)으로부터의 거리를 줄여주고 주변 빛을 어두운 부분으로 전달하여 휘도 균일도를 조절할 수 있다.
이때, 반사구조물(38)의 재질은 반사율이 높은 재질을 사용할 수 있다. 도 24에서, 반사구조물(38)의 형상은 타원형의 일부인 형상을 도시하고 있으나, 원형, 원호형 등의 굴곡을 가진 형상, 또는 삼각형, 사다리꼴 등의 다양한 형상을 가질 수 있다.
이상과 같이 설명한 반사부(30), 흡수부(31) 및 반사판(32)을 포함하는 광 조절부(300)는, 도 26에서 도시하는 바와 같이, 새로운 구조물로서 광 조절부(300)를 제작하여 가장자리(26)에 부착하는 방식으로 구성할 수 있다.
일례로, 도시하는 바와 같이, 서로 번갈아 연속적으로 위치하는 반사부(30) 및 흡수부(31)를 별도의 개체로 제작하여 가장자리(26)에 부착하는 방법으로 구성할 수 있다.
또한, 도 27에서 도시하는 바와 같이, 제 1반사층(23)의 면을 내측 방향으로 절곡하여 반사부(30)를 구성할 수도 있다.
즉, 제 1반사층(23)을 제작시, 반사부(30)로 이용될 수 있는 부분을 가지도록 제작하여, 이 부분을 절곡시킴으로써 반사부(30)를 구성할 수 있는 것이다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
11, 12, 13, 14: 광학 시트 15: 제 2반사층
20: 평면 조명 장치 21: 회로 기판
22: 광원 23: 제 1반사층
24: 도광층 25: 스페이서
25: 가장자리 30: 반사부
31: 흡수부 32, 34, 35, 36, 37: 반사판
33: 관통홀 38: 반사구조물
300: 광 조절부
20: 평면 조명 장치 21: 회로 기판
22: 광원 23: 제 1반사층
24: 도광층 25: 스페이서
25: 가장자리 30: 반사부
31: 흡수부 32, 34, 35, 36, 37: 반사판
33: 관통홀 38: 반사구조물
300: 광 조절부
Claims (20)
- 회로 기판;
상기 회로 기판의 제 1면 상에 배열되어 장착되는 다수의 광원;
상기 제 1면 상에 위치하고, 상기 광원과 대응되는 위치에 개구부가 형성된 반사층;
상기 반사층의 가장자리 측을 따라 위치하는 광 조절부; 및
상기 광원 상에 위치하는 광학 시트를 포함하여 구성되고,
상기 광 조절부는, 상기 광 조절부의 길이방향을 따라 서로 번갈아 위치하는 다수의 흡수부 영역 및 반사부 영역을 포함하고,
상기 흡수부 영역은 상기 반사층의 가장자리에 근접하는 광원의 위치에 대응되는 영역에 위치하고, 상기 반사부 영역은 서로 인접하는 두 광원 사이의 위치에 대응되는 영역에 위치하며,
상기 반사부 영역의 반사율은 상기 흡수부 영역의 반사율보다 높은 것을 특징으로 하는 평면 조명 장치. - 제 1항에 있어서, 상기 광 조절부는, 상기 반사층이 절곡되어 구성되는 것을 특징으로 하는 평면 조명 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 흡수부 영역은, 상기 가장자리에 근접하는 광원에 대응되는 위치에 불연속적으로 위치하는 것을 특징으로 하는 평면 조명 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 흡수부 영역에는 상기 광원에서 방출되는 빛을 흡수하기 위한 흡수부가 구비되는 것을 특징으로 하는 평면 조명 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 흡수부 영역은 상기 반사부 영역보다 빛을 더 많이 흡수하는 것을 특징으로 하는 평면 조명 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 흡수부 영역 및 상기 반사부 영역은 동일 각도로 절곡된 것을 특징으로 하는 평면 조명 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 흡수부 영역은 상기 광 조절부의 길이방향에 수직인 높이방향에 있어서 상기 반사부 영역과 폭이 동일한 것을 특징으로 하는 평면 조명 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 흡수부 영역은 이웃하는 반사부 영역의 일측과 접촉하고, 상기 반사부 영역의 타측은 다른 흡수부 영역과 접촉하는 것을 특징으로 하는 평면 조명 장치.
- 제 8항에 있어서, 상기 흡수부 영역은 상기 광 조절부의 길이방향에 있어서 상기 반사부 영역과 폭이 동일한 것을 특징으로 하는 평면 조명 장치.
- 삭제
- 회로 기판;
상기 회로 기판 상에 배열되어 장착되는 다수의 광원;
상기 회로 기판 상에 위치하고, 상기 광원과 대응되는 위치에 개구부가 형성되는 제 1면 및 상기 제 1면의 가장자리에 연결되고 상기 제 1면에 대하여 경사진 제 2면을 포함하는 반사층; 및
상기 광원 상에 위치하는 광학 시트를 포함하여 구성되고,
상기 반사층의 제 2면에는 반사부가 위치하는 제 1영역들 및 흡수부가 위치하는 제 2영역들을 포함하고, 상기 제 1영역 및 제 2영역은 상기 제 2면의 길이방향을 따라 번갈아 위치하며,
상기 흡수부는 상기 제 2면을 따라, 근접하는 광원에 대응되는 위치에 위치하고, 상기 흡수부가 위치하는 제 2영역은 상기 반사부가 위치하는 제 1영역 사이에 위치하며,
상기 제 1영역의 반사율은 상기 제 2영역의 반사율보다 높은 것을 특징으로 하는 평면 조명 장치를 이용한 디스플레이 장치. - 제 11항에 있어서, 상기 제 2영역은 상기 제 1영역보다 빛을 더 많이 흡수하는 것을 특징으로 하는 평면 조명 장치를 이용한 디스플레이 장치.
- 제 11항에 있어서, 상기 제 1영역 및 상기 제 2영역은 동일 각도로 절곡된 것을 특징으로 하는 평면 조명 장치를 이용한 디스플레이 장치.
- 제 11항에 있어서, 상기 제 2영역은 상기 길이방향에 수직인 높이방향에 있어서 상기 제 1영역과 폭이 동일한 것을 특징으로 하는 평면 조명 장치를 이용한 디스플레이 장치.
- 제 11항에 있어서, 상기 제 2영역은 이웃하는 제 1영역의 일측과 접촉하고, 상기 제 1영역의 타측은 다른 제 2영역과 접촉하는 것을 특징으로 하는 평면 조명 장치를 이용한 디스플레이 장치.
- 제 15항에 있어서, 상기 제 2영역은 상기 길이방향에 있어서 상기 제 1영역과 폭이 동일한 것을 특징으로 하는 평면 조명 장치를 이용한 디스플레이 장치.
- 삭제
- 제 11항에 있어서, 하부 커버를 더 포함하고, 적어도 두 개의 회로 기판이 상기 하부 커버 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 평면 조명 장치를 이용한 디스플레이 장치.
- 제 18항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 회로 기판은 일정 간격으로 이격된 것을 특징으로 하는 평면 조명 장치를 이용한 디스플레이 장치.
- 제 11항에 있어서, 상기 반사층의 개구부의 크기는 상기 광원의 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 평면 조명 장치를 이용한 디스플레이 장치.
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