KR20000011594A - 면상조명장치 - Google Patents

면상조명장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20000011594A
KR20000011594A KR1019990027646A KR19990027646A KR20000011594A KR 20000011594 A KR20000011594 A KR 20000011594A KR 1019990027646 A KR1019990027646 A KR 1019990027646A KR 19990027646 A KR19990027646 A KR 19990027646A KR 20000011594 A KR20000011594 A KR 20000011594A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light source
disposed
linear light
prism sheet
lighting device
Prior art date
Application number
KR1019990027646A
Other languages
English (en)
Inventor
야마모또고우이찌
Original Assignee
이데이 노부유끼
소니 가부시끼 가이샤
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 이데이 노부유끼, 소니 가부시끼 가이샤 filed Critical 이데이 노부유끼
Publication of KR20000011594A publication Critical patent/KR20000011594A/ko

Links

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
    • G02F1/133611—Direct backlight including means for improving the brightness uniformity
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • 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
    • G02F1/133374—Constructional arrangements; Manufacturing methods for displaying permanent signs or marks
    • 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
    • G02F1/133604—Direct backlight with lamps
    • 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
    • G02F1/133606—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)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

휘도의 불균일성을 제거하면서도 높은 정면 휘도를 구현할 수 있는 면상 조명 장치가 개시되어 있다. 면상 조명 장치는 특정 평면을 따라 서로 평행하게 배치된 형광관들; 형광관들의 배면에 배치되며 단면이 파형 형상으로 형성된 반사판; 형광관들의 전방에 배치된 확산판; 및 프리즘들이 형광관들의 축선들에 평행하게 연장하도록 확산판의 전방측에 배치된 프리즘 시트를 포함한다.

Description

면상 조명 장치{SURFACE LIGHT SOURCE DEVICE}
본 발명은 면상(面狀) 조명 장치에 관한 것으로, 특히 투과형 패널 디스플레이의 조명 수단에 적합한 면상 조명 장치에 관한 것이다.
투과형 액정 디스플레이에 있어서, 예를 들면 일본 특허 공개 공보 평8-304607에 개시된 바와 같이, 액정 패널의 배면측 상에 면상 조명 장치를 배치하고 이 면상 조명 장치를 배경 조명으로 사용하여 패널을 조명하는 것이 필요하다.
도 1은 면상 조명 장치의 일례를 나타낸다. 이 면상 조명 장치는 사이드 에지(side edge)형이다.
이 면상 조명 장치에서, 형광관(3)은 U자형 반사판(2) 내부에 배치하여 아크릴 수지로 이루어진 도광판(1)의 상부 에지 상에 광이 입사되도록 한다.
형광관(3)으로부터 방사된 광은 도광판(1)으로 전송되어 도광판(1)의 배면측의 경사면과 배면측 반사판(4)로부터 반사되고, 도광판(1)의 전(前)면으로부터 방사된다.
확산 시트(5)는 도광판(1)의 전면측 상에 배치되는 데, 이는 도광판(1)과 반사판(4)으로 인한 휘도의 불균일성을 제거하기 위한 것이다.
프리즘 시트들(7, 8)은 확산 시트(5) 상에 배치되어 돌출된 베리어 리브(barrier rib), 즉 프리즘 시트(7)의 프리즘들의 연장 방향은 나머지 프리즘(8)의 방향에 직교된다.
하나의 프리즘 시트(8)는 한 방향으로 연장된 광 성분만을 전(前)면에 수렴시키기 때문에, 제2 프리즘 시트(7)는 다른 방향, 즉 도 1의 우측 및 좌측으로 확산되며 제1 프리즘 시트(8)에 의해 수렴되지 않았던 광 성분을 전(前)면에 수렴시키기 위하여 부가적으로 배치된다.
프리즘 시트들(7, 8)의 그러한 배치로 인해, 모든 방향으로 확산된 광 성분을 전(前)면에 수렴시키기 때문에 높은 표면 휘도를 얻을 수 있다.
전면측 상에 배치된 프리즘 시트들(7, 8)의 결합을 포함한 면상 조명 장치는 훨씬 적은 전력으로 높은 정면 휘도를 구할 수 있지만, 그러한 장치는 상이한 방향으로 확산되는 광 성분들을 전면에 수렴시키기 때문에 시야각이 매우 좁게 되는 단점이 있다.
그러나, 전술된 문제점을 가진 면상 조명 장치는 크기가 작은 액정 디스플레이용 배경 조명으로서 사용되어 왔다.
그 이유는 노트북형 개인용 컴퓨터 등에 사용된 작은 크기의 액정 디스플레이용 배경 조명은 좀 더 높은 정면 휘도와 좀 더 낮은 전력 소비를 기질 필요가 있었기 때문이다.
즉, 노트(note)형 개인용 컴퓨터와 같은 전술된 애플리케이션에 있어서, 면상 조명 장치의 시야각은 어떠한 문제도 발생시키지 않는다.
한편, 대형 스크린을 구현할 수 있는 플라즈마 어드레스 액정 패널을 이용한 디스플레이가 개발되어 왔다.
이러한 디스플레이는 컬러 TV 세트용도로 사용되었고, 공공 시설의 정보 디스플레이로서 사용되어 왔다.
대형 스크린을 가진 그러한 패널 디스플레이용으로는, 시야각이 중요하게 된다.
따라서, 특히 대형 액정 디스플레이로서 사용된 면상 조명 장치는 높은 시야각 뿐만 아니라 높은 휘도를 가질 필요가 있게 되었다.
본 발명의 목적은 높은 시야각 뿐만 아니라 높은 휘도를 보장할 수 있는 면상 조명 장치를 제공하는 것이다.
전술된 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 특징에 따르면, 면상 조명 장치는 특정 평면을 따라 서로 평행하게 배치된 복수 개의 선(line)상 광원; 특정 평면에 실질적으로 평행하게 되도록 선상 광원의 전방에 배치된 확산판; 및 확산판의 전방 상에서 홈들과 돌출 리브(projecting rib)가 선상 광원의 축선 방향에 실질적으로 평행하게 연장되도록 특정 평면에 실질적으로 평행하게 배치된 프리즘 시트를 포함한다.
반사판은 선상 광원의 배면에 배치될 수도 있다.
반사판은 교대로 형성되며 선상 광원의 길이 방향으로 연장되는 요(凹)부 및 돌출부를 가질 수도 있고, 선상 광원은 반사판의 요부의 전방에 배치될 수도 있다.
전술된 확산판의 광 투과율은 50 내지 75％, 바람직하기로는 55 내지 60％의 범위 이내일 수도 있다.
특정 평면을 따라 배치된 선상 광원의 축선에 수직한 방향에서, 확산판을 관통하는 광의 휘도의 불균일성은 5 내지 40％, 바람직하기로는 10 내지 30％의 범위 이내일 수도 있다.
프리즘 시트를 구성하는 프리즘들의 배치 피치(pitch)는 선상 광원 지름의 1/10 내지 1/200, 바람직하기로는 1/20 내지 1/100의 범위 이내일 수도 있다.
본 발명의 제2 특징에 따르면, 면상 조명 장치는 특정 평면을 따라 서로 평행하게 배치된 복수 개의 선상 광원; 선상 광원의 배면에 배치된 반사판; 및 선상 광원의 전방에 배치된 확산판을 포함하되, 반사판은 요부와 돌출부를 구비하고 선상 광원은 반사판의 요부의 전방에 배치되고; 확산판은 불투명성이 낮고; 프리즘 시트는 확산판의 전방측 상에서 프리즘 시트를 구성하는 프리즘의 연장 방향이 선상 광원의 길이 방향에 실질적으로 대응하도록 배치된다.
반사판은 단면이 파형 형상으로 형성될 수도 있다. 더욱이, 이 장치는 투과형 패널 디스플레이의 배면측 상에 배치될 수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 면상 광원 장치는 광원으로서 사용되는 복수 개의 원통형 형광관들은 특정 평면을 따라 서로 평행하게 배치되고; 단면이 파형 형상으로 형성된 반사판은 형광관의 배면에 배치되고, 확산광용 확산판은 형광관의 전(前)면측에 배치되고; 프리즘 시트는 확산판의 전면측에 배치되는 것을 특징으로 한다.
특히, 형광관의 전면측에 배치된 확산판으로서, 5 내지 40％, 바람직하기로는 10 내지 30％의 범위에서 휘도의 불균일성을 나타내도록 특정화된 높은 광 투과율 및 낮은 불투명도를 가진 확산판이 사용될 수도 있다.
프리즘 시트를 구성하는 프리즘의 연장 방향이 형광관의 길이 방향에 평행하게 되도록 확산판의 전면측에 배치된 프리즘 시트을 구성함으로써, 불균일한 휘도는 프리즘 시트에 의해 감소된다.
이러한 면상 조명 장치는 높은 정면 휘도를 구할 수 있으며, 특히 대형 플라즈마 어드레스 액정 디스플레이 패널용 배경 조명으로서 적합하게 사용될수 있다.
또한, 면상 조명 장치는 표시 보드의 배면측에 직접적으로 배치된 높은 표면 광원을 필요로 하는 형태의 표시 보드용 표면 광원으로서 사용될 수 있거나, 높은 휘도는 물론 수평 시야각을 필요로 하는 형태의 공공 시설의 대형 안내판용 광원으로서 적합하게 사용될 수 있다.
도 1은 종래 기술의 면상 조명 장치의 주요부를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 면상 조명 장치를 배경 조명으로서 이용한 플라즈마 어드레스 액정 디스플레이의 수직 단면도.
도 3은 플라즈마 어드레스 액정 디스플레이에 사용된 플라즈마 어드레스 액정 패널의 확대된 수직 단면도.
도 4는 본 발명의 면상 조명 장치에 사용된 프리즘 시트의 사시도.
도 5는 본 발명의 면상 조명 장치에 사용된 프리즘 시트의 원리를 나타낸 주요부의 확대된 단면도.
도 6은 본 발명의 면상 조명 장치에 사용된 프리즘 시트에 의해 광이 굴절되는 상태를 나타낸 확대된 수직 단면도.
도 7은 프리즘 시트를 사용하는 본 발명의 면상 조명 장치의 시야각에 따라 횡축 방향의 휘도 특성을 나타낸 그래프.
도 8은 프리즘 시트를 사용하는 본 발명의 면상 조명 장치의 시야각에 따라 수직 방향의 휘도 특성을 나타낸 그래프.
도 9는 형광관의 배치와 면상 조명 장치용 정면 휘도 간의 상대적인 관계를 나타낸 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 도광판
2 : 반사판
3 : 형광관
4 : 반사판
5 : 확산 시트
7, 8 : 프리즘 시트
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 면상 조명 장치가 배경 조명으로서 사용되는 플라즈마 어드레스 액정 디스플레이를 나타낸다.
이 디스플레이는 케이스(11)의 배면측 내부 벽에 반사판(12)이 배치된 사각 평판 케이스(11)를 포함한다. 반사판(12)은 단면이 파형 형상으로 형성된다.
복수 개의 형광관(15)은 반사판(12)의 주름진 형상의 요부에 실질적으로 배치되도록 반사판(12)의 전면에 배치된다.
확산판(17)은 케이스(11)의 정면측 개구(16)에 근접하도록 케이스(11)의 정면 표면부에 장착된다. 프리즘 시트(18)는 확산판(17)의 전면 표면에 배치된다.
단면이 이등변 삼각형으로 형성된 프리즘들은 프리즘 시트(18)의 전면에 제공된다.
프리즘들은 형광관(15)의 축선 방향, 즉 횡축 방향으로 연장되도록 배치된다.
프리즘 시트(18)는 프레서 프레임(presser frame)에 의해 유지된다.
액정 패널(22)는 프리즘 시트(18)의 전면측에 배치된다.
액정 패널(22)은 예를 들면, 플라즈마 어드레스 액정 패널로 구성된다.
패널(22)은 패널(22)의 주변 에지가 지지 프레임(23)에 의해 지지되는 상태에서 케이스(11)에 장착된다.
도 3은 확대된 스케일의 액정 패널(22)을 나타낸다. 액정 패널(22)은 전극들(28)의 쌍이 특정 위치에 형성되는 표면 상의 글래스 기판(17)을 포함한다.
전면측 상에 돌출된 베리어 리브(29)는 전극들(18)의 쌍들 사이에 놓여지도록 글래스 기판(27) 상에 제공된다. 절연체(30), 액정(31) 및 컬러 필터 글래스(32)의 3층 구조를 가진 패널은 베리어 리브(29)에 의해 글래스 기판(27)에 장착된다.
플라즈마 액정 패널(22)에서, 전극(28)의 전기 저항을 작게 하는 통상적인 니켈로 이루어진 전극들(28)이 글래스 기판(27) 상에 형성되기 때문에, 이들은 배경 조명을 형성하는 조명으로부터 발생된 광을 차단한다.
따라서, 패널(22)의 광 투과율은 TFT(Thin Film Transistor)형 액정 패널보다 낮다.
전술된 바와 같이, 플라즈마 어드레스 액정 패널(22)은 플라즈마 채널을 분할하는 베리어 리브들(29)을 포함한다.
각 리브(29)는 횡축 방향의 선으로 연장되는 벽 표면에 형성된다. 따라서, 패널(22)이 전면측으로부터 보여질 때, 베리어 리브들(29)은 창에 장착된 블라인드와 같은 기능을 한다.
그 결과, 액정 패널(22)의 배면측으로부터의 조사 광선들(35, 36) 중에서, 광선(35)는 직진하지만; 광선(36)은 베리어 리브들(29)에 의해 차광되기 때문에 직진하지 못한다. 이 때문에, 광의 이용도는 감소된다.
플라즈마 어드레스 액정 패널의 높은 정면 휘도를 보장하면서 광의 이용도를 증가시킴으로써 전력 소모를 줄이기 위하여, 배경 조명으로부터 방사된 광을 한곳에 집중시키는 것이 중요하게 된다.
이러한 액정 패널(22)은 면상 조명 장치와 결합되어 도 2에 나타난 액정 디스플레이를 형성한다.
대형 액정 디스플레이는 그 이용에 따라 높은 휘도를 가질 필요가 있다. 특히, 전술된 바와 같이, 플라즈마 어드레스 액정 패널은 TFT형 액정 디스플레이 패널 이외의 배경 조명으로부터의 광의 투과율보다 낮다.
따라서, 플라즈마 어드레스 액정 패널(22)용 면상 조명 장치는 광원으로서의 형광관들(15)의 개수를 증가시킴으로써 다량의 광을 방사할 필요가 있다.
이 때문에, 도 2에 나타난 다이렉트형 면상 조명 장치는 단지 몇 개의 형광관들(15)이 패널(22) 옆에 배치될 수 있는 도 1에 나타난 사이드 에지형 대신에 패널(22)를 사용하는 것이 바람직하다.
다이렉트형 면상 조명 장치에서, 형광관(15)으로부터의 광선들은 형광관들(15)의 배면에 배치된 반사판(12)로부터 반사되어, 형광관(15)으로부터 직접 방사된 광선들과 반사판(12)로부터 반사된 광선들은 확산판(17)에 유입되고 이 확산판(17)에 의해 확산된다.
따라서, 확산판(17)으로부터 전면에 방사된 광선은 프리즘 시트(18)에 의해 전면에 수렴되어 광의 이용도를 향상시킨다.
프리즘 시트(18)는 도 4에 나타난 바와 같이, 단면이 이등변 삼각형으로 형성된 미세한 프리즘들이 특정 피치로 이격되어 형성되어 있는 표면 상에 폴리카보네이트 수지 또는 아크릴 수지로 이루어진 시트 재료이다.
도 5에 나타난 바와 같이, 홈이 형성되어 있지 않은 프리즘 시트(18)의 배면 상에 광선이 입사할 때, 임의의 각 범위 내에서 비스듬히 입사된 광들은 프리즘 시트(18)의 프리즘 부분들에 의해 굴절하여 프리즘 시트(18)의 평면에 대해 우측 각에 실질적으로 근접한 각으로 홈 부분의 표면으로부터 방사된다.
따라서, 프리즘 시트(18)의 사용은 도 5에 나타난 바와 같이, 프리즘 시트(18)의 홈 부분들에 수직한 방향으로 확산된 광선들을 전면에 집중시킴으로써 정면 휘도를 증가시킨다.
도 6은 프리즘 시트(18)의 기능을 설명하기 위한 모델을 나타낸다. 형광관(15)은 확산판(17)의 배면에 직접적으로 배치되는 면상 조명 장치에 관련하여, 형광관(15)의 전면 부분들은 매우 밝게 되고 인접한 형광관들(15) 사이의 갭의 전면 부분은 상대적으로 어둡게 되어 휘도의 불균일성을 초래한다.
광을 확산시킴으로써 휘도의 불균일성을 제거하기 위하여, 광 확산 재료가 혼합된 시트 또는 아크릴 플레이트로 형성된 확산판(17)은 형광관(15)의 전면에 배치된다.
여기서, 플라즈마 어드레스 액정 패널(22)의 면상 조명 장치에 관련하여, 광을 한 방향으로만, 예를 들면 수직한 방향으로 전면에 집중시키기 위하여, 하나의 프리즘 시트(18)는 형광관(15)의 길이 방향에 평행한 방향으로 프리즘 시트(18)의 프리즘들이 연장되도록 배치된다.
확산판(17)이 불투명도가 작고 광 투과율이 높다면, 형광관(15)으로부터 방사된 대부분의 광선들이 확산판(17)을 전면으로 수직 관통한다고 가정할 수도 있다. 이 경우, 형광관(15)으로부터 전면으로 수직 방사된 광선들은 확산판(17)을 전면으로 수직 관통하고, 다음으로 어떠한 굴절도 없이 프리즘 시트(18)를 전면으로 수직 관통하여, 프리즘 시트(18)로부터 전면으로 방사된다.
실제적으로, 프리즘 시트(18)의 프리즘들의 배치 피치는 형광관(15)의 지름보다 훨씬 작고 형광관(15)의 지름의 1/20 내지 1/100의 범위 이내에서 설정되는 것이 일반적이다.
형광관(15)으로부터 제로에 비교적 근접한 각으로 방사된 광선들은 프리즘 시트(18)의 프리즘들의 최고점쪽으로 실질적으로 똑바로 직진하기 때문에, 이 경우 도 6에 나타난 모델에 의해 근사될 수 있다.
각 형광관(15)으로부터 방사되며, 튜브(15)와 인접한 튜브(15) 사이의 갭에 대응하는 위치쪽으로 비스듬히 직진하는 광선들은 프리즘 시트(18) 상에 비스듬히 입사됨과 동시에, 프리즘 시트(18) 내에서 비스듬히 굴절되어, 프리즘 시트(18)로부터 전면으로 방사된다.
이러한 방식으로, 인접한 튜브들(15) 간의 각 갭에 해당하는 부분의 정면 휘도는 증가될 수 있다. 이는 프리즘 시트(18)가 형광관(15)의 전면 부분들과 인접한 형광관(15) 사이의 갭의 전면 부분들 사이의 휘도의 불균일성을 감소시킬 수 있는 기능을 가지고 있다는 것을 의미한다.
도 7은 프리즘 시트(18)를 사용한 면상 조명 장치의 시야각에 따라 횡축 방향의 휘도 특성을 나타낸다.
도 7로부터 명백한 바와 같이, 프리즘 시트(18)를 통한 횡축 방향의 평면 휘도 특성을 구할 수 있다.
도 8은 프리즘 시트(18)를 이용한 면상 조명 장치의 시야각에 따라 수직 방향의 휘도 특성을 나타낸다. 도 8로부터 명백한 바와 같이, 프리즘 시트(18)의 영향에 의해 수직 방향으로 전면에 수렴된 휘도 특성을 구할 수 있다. 이러한 방식으로, 횡축 방향으로 연장하는 프리즘들을 가진 프리즘 시트(18)의 사용은 수직 방향으로 정면 휘도를 효과적으로 증가시킬 수 있으며 패널(22)의 베리어 리브들(29)의 차단 효과가 나타나지 않았던 횡축 방향으로 시야각을 확대할 수 있는 표면 광원을 구할 수 있게 한다.
특히, 본 실시예에 따른 도 2에 나타난 다이렉트형 표면 광원은 형광관들(15)의 배치 방향과 프리즘 시트(18)의 프리즘들의 연장 방향 둘다를 한정하여 높은 정면 휘도를 구하기 위한 것이다.
도 2에 나타난 구성을 가진 표면 광원에 관련하여, 확산판(17)이 낮은 불투명도와 높은 광 투과율을 가짐으로써 확산판(17) 상의 정면 휘도가 형광관들(15)의 전면 부분과 도 9의 데이타 "C"에 나타난 인접한 형광관들(15) 간의 휘도의 불균일성의 수 ％를 가진다고 할지라도, 프리즘 시트(18)을 관통하는 광의 휘도의 불균일성은 도 9의 데이타 "D"로서 나타난 바와 같이 사라진다.
2 내지 5％의 범위 이내에서 프리즘 시트(18)를 관통하는 광 휘도의 불균일성을 억제하기 위하여서는, 휘도의 불균일성이 프리즘 시트(18)의 프리즘의 배치 피치와 프리즘들의 최고점 둘다에 따라 좌우된다고 할지라도, 확산판(17)에 대한 휘도의 불균일성이 5 내지 40％, 바람직하기로는 10 내지 30％의 범위 내에서 설정되도록 선택되는 광 투과율과 불투명성을 가진 확산판(17)을 사용하는 것이 바람직하다.
비교를 위해, 축선들이 페이퍼(paper) 평면에 수직한 방향이 아니라 수직 방향, 즉 높이 방향으로 연장하도록 형광관들(15)을 배치하는 것을 제외하고 도 2에 나타난 것과 같은 구성을 가진 광원에 대해 설명될 것이다.
이 경우, 형광관들(15)로부터 방사된 광선들은 횡축 방향, 즉 형광관(15)의 축선에 직교하는 방향으로 확산되고 수직 방향으로는 거의 확산되지 않는다.
프리즘들이 페이퍼 평면에 수직한 방향으로 연장하도록 배치된 프리즘 시트(18)는 횡축 방향의 휘도의 불균일성을 감소시킬 수 있는 기능을 가지고 있지 않다.
그 결과, 이 경우, 프리즘 시트(18)를 관통하는 광 휘도의 최종 불균일성을 제거하기 위하여, 확산판(17)을 관통하는 광 휘도의 불균일성은 제거되어야만 한다. 바꾸어 말하자면, 이 경우, 불투명도를 크게 하고 광 투과율을 저하시키는 확산판(17)을 사용하는 것이 필수적이다.
본 발명자에 의해 수행된 실험 결과로서, 형광관(15)의 지름이 8mm이고 형광관들(15) 사이의 중심 거리, 즉 형광관들(15)의 배치 피치가 35mm가 되도록 특정화된 형광관(15)을 사용하고, 프리즘들의 최고점의 배치 피치가 0.15mm가 되도록 특정화된 프리즘 시트(18)을 사용하는, 40mm의 세로 두께를 가지는 표면 광원으로 구성된 유닛에서, 55 내지 60％의 광 투과율을 가진 확산판(17)이 프리즘 시트(18)를 관통하는 광의 불균일성을 제거하는 데 사용되어야 한다.
이와는 대조적으로, 형광관(15)은 횡축 방향, 즉 페이퍼 평면에 수직한 방향으로 배치된, 도 2에 나타난 표면 광원에서, 프리즘 시트(18)가 수직 방향으로의 휘도의 불균일성을 감소시킬 수 있는 기능을 가지기 때문에, 프리즘 시트(18)을 관통하는 광의 휘도의 불균일성은 65 내지 70％의 광 투과율을 가진 확산판(17)을 사용함으로써 제거될 수 있다.
광 투과율의 변화는 도 9에 나타난다. 형광관들(15)이 수직 방향으로 배치되어 있는 조명 장치에 관련하여, 휘도의 불균일성은 데이타 A로서 나타난 바와 같이 확산판(17)에서 완전히 제거되었음에 틀림없고, 형광관들(15)이 횡축 방향으로 배치되어 있는 조명 장치에 관련하여, 데이타 C로서 나타난, 확산판(17)에 대한 휘도는 휘도의 불균일성이 확산판(17)에서 발생된다고 할지라도 데이타 A로 나타난 것 보다 높게 된다.
여기에서, 동일한 프리즘 시트(18)는 수직 방향으로 배치된 형광관(15)을 구비한 상기 조명 장치와 횡축 방향으로 배치된 형광관(15)를 구비한 상기 조명 장치의 양쪽상에 배치된다. 이 경우에, 전자의 장치에 대해서는, 프리즘 시트(18)를 관통하는 빛의 휘도는 데이타 B로 표시되는 것과 같고, 후자의 장치에 대해서는 프리즘 시트(18)를 통과하는 빛의 휘도는 데이타 D로 표시되는 것과 같다. 다시 말하면, 형광관(15)이 횡축 방향으로, 즉 프리즘 시트(18)의 프리즘의 확장 방향에 평행하게 배치되는 조명 장치에 대해서, 데이타 D로 표시되는 것과 같이, 프리즘 시트(18)를 통과하는 빛의 휘도는, 형광관(15)이 수직으로 배치된 조명 장치에 대해서 얻어지는 데이타 B로 표시되는 휘도보다는 약 10% 더 높다.
이러한 방식으로, 본 실시예에 따른 면상 조명 장치는, 프리즘이 형광관(15)의 축선 방향으로 확장하여 프리즘 시트(18)을 통과하는 빛의 휘도의 불균일성을 감소시킬 수 있는 기능을 이용할 수 있도록 확산판(17)의 전면상에 프리즘 시트(17)을 배치함으로써, 높은 광 투과율을 가져 휘도의 불균일성을 어느 정도까지는 허용하는 확산판(17)을 이용하여 높은 정면 휘도를 얻을 수 있다.
상기 기술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 특정 평면을 따라 서로 평행하게 배치된 복수의 선상 광원; 상기 특정 평면에 거의 평행하도록 선상 광원의 전방에 배치되는 확산판; 및 상기 확산판의 전방에 상기 특정 평면에 거의 평행이 되도록 배치되어 프리즘 시트의 홈과 돌출 리브가 선상 광원의 축선에 거의 평행하게 확장하는 프리즘 시트를 포함하는 면상 조명 장치가 제공된다.
이러한 구성으로 인해, 선상 광원의 길이 방향에 수직인 방향으로의 휘도의 불균일성은 선상 광원의 홈과 돌출 리브가 선상 광원의 축선에 평행하게 확장되도록 배치된 프리즘 시트에 의해 억제될 수 있다.
반사판은 선상 광원의 배면측에 배치될 수 있다. 이러한 구성으로 인해, 선상 광원에서 배면측으로 방출된 빛이 반사판으로부터 반사되므로, 빛의 이용률을 향상시킬 수 있다.
반사판은 교대로 형성되고, 선상 광원의 길이 방향으로 확장하는 요부와 돌출부를 구비할 수 있고, 선상 광원은 반사판의 요부의 전면에 배치될 수 있다. 이러한 구성으로 인해, 선상 광원으로부터 배면 방향으로 방출된 빛은 특히 반사판의 요부로부터 반사된다.
확산판의 광 투과율은 50 내지 75%의 범위일 수 있다. 이러한 구성으로 인해, 높은 정면 휘도를 얻을 수 있다.
확산판을 통과한 빛의, 특정 평면을 따라 배치된 선상 광원의 축선에 수직인 방향으로의 휘도의 불균일성은 5 내지 40%의 범위일 수 있다. 이러한 구성으로 인해, 프리즘 시트에 의해 그러한 범위내의 휘도의 불균일성을 흡수할 수 있다.
프리즘 시트를 구성하는 프리즘의 배치 피치는 선상 광원의 직경의 1/10 내지 1/200의 범위일 수 있다. 이러한 구성으로 인해, 프리즘 시트에 의해 선상 광원으로부터 비스듬히 방출된 빛을 거의 전방으로 굴절시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 특정 평면을 따라 서로 평행하게 배치된 복수의 선상 광원; 선상 광원의 배면에 배치된 반사판; 및 광원의 정면측상에 배치된 확산판을 포함하고, 반사판은 요부와 돌출부를 갖고 선상 광원은 반사판의 요부의 전방에 배치되며, 확산판은 낮은 불투명도(haze)를 갖는 확산판이고, 프리즘 시트는 프리즘 시트를 구성하는 프리즘의 확장 방향이 선상 광원의 길이 방향과 거의 대응하도록 확산판의 정면측상에 배치된다.
이러한 구성으로 인해, 낮은 불투명도를 갖는 확산기에 의해 높은 정면 휘도를 얻을 수 있고, 프리즘 시트에 의해 선상 광원의 배치 방향에 수직인 방향으로의 불균일한 휘도를 흡수할 수 있으므로, 균일한 빛을 정면으로 방출할 수 있는 면상 조명 장치를 제공할 수 있다.
반사판은 단면이 주름진 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 구성으로 인해, 선상 광원으로부터 배면으로 방출되는 빛은 파형 반사판으로부터 반사된다.
장치는 투과형 패널 디스플레이의 배면측상에 배치될 수 있다. 이러한 구성으로 인해, 이러한 투과형 패널 표시 장치를 배면으로부터 고 휘도로 조사하는 것이 가능하다.

Claims (9)

  1. 면상 조명 장치에 있어서,
    특정 평면을 따라 서로 평행하게 배치된 복수 개의 선(line)상 광원;
    상기 특정 평면에 실질적으로 평행하게 되도록 상기 선상 광원의 전방에 배치된 확산판; 및
    상기 확산판의 전방측에서 홈들과 돌출 리브들(projecting ribs)이 상기 선상 광원의 축선 방향에 실질적으로 평행하게 연장되도록 상기 특정 평면에 실질적으로 평행하게 배치된 프리즘 시트를 포함하는
    것을 특징으로 하는 면상 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 선상 광원의 배면에 배치된 반사판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면상 조명 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 반사판은 교대로 형성되며 상기 선상 광원의 길이 방향으로 연장되는 요(凹)부 및 돌출부를 가지고;
    상기 선상 광원은 상기 반사판의 상기 요부의 전방에 배치되는
    는 것을 특징으로 하는 면상 조명 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 확산판의 광 투과율은 50 내지 75％의 범위 이내인 것을 특징으로 하는 면상 조명 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 특정 평면을 따라 배치된 상기 선상 광원의 축선에 수직 방향으로 상기 확산판을 관통하는 광 휘도의 불균일성은 5 내지 40％의 범위 이내인 것을 특징으로 하는 면상 조명 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 프리즘 시트를 구성하는 프리즘들의 배치 피치(pitch)는 상기 선상 광원 지름의 1/10 내지 1/200의 범위 이내인 것을 특징으로 하는 면상 조명 장치.
  7. 면상 조명 장치에 있어서,
    특정 평면을 따라 서로 평행하게 배치된 복수 개의 선상 광원들;
    상기 선상 광원의 배면에 배치된 반사판; 및
    상기 선상 광원의 전방측에 배치된 확산판을 포함하되;
    상기 반사판은 요부와 돌출부를 구비하고 상기 선상 광원들은 상기 반사판의 상기 요부의 전방에 배치되고;
    상기 확산판은 불투명도가 낮으며;
    상기 확산판의 전방측에 프리즘 시트가 배치되어지되, 상기 프리즘 시트를 구성하는 프리즘들의 연장 방향이 상기 선상 광원의 길이 방향에 실질적으로 대응하도록 한
    것을 특징으로 하는 면상 조명 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 반사판은 단면이 파형 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 면상 조명 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 장치는 투과형 패널 디스플레이의 배면측 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 면상 조명 장치.
KR1019990027646A 1998-07-09 1999-07-09 면상조명장치 KR20000011594A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10194089A JP2000030515A (ja) 1998-07-09 1998-07-09 面状照明装置
JP1998-194089 1998-07-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20000011594A true KR20000011594A (ko) 2000-02-25

Family

ID=16318777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990027646A KR20000011594A (ko) 1998-07-09 1999-07-09 면상조명장치

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0971258A3 (ko)
JP (1) JP2000030515A (ko)
KR (1) KR20000011594A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100897745B1 (ko) * 2002-06-26 2009-05-15 삼성전자주식회사 백 라이트 어셈블리 및 이를 갖는 직하형 액정 표시 장치

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000071927A1 (de) * 1999-05-20 2000-11-30 Zumtobel Staff Gmbh Leuchte
CN1294445C (zh) * 2001-11-30 2007-01-10 奇美电子股份有限公司 用于直下式背光模块的多角度反射板
JP4045097B2 (ja) 2001-12-28 2008-02-13 シャープ株式会社 バックライト装置及びこれを用いた液晶表示装置
KR20040021472A (ko) 2002-09-04 2004-03-10 삼성전자주식회사 조명 광학계 및 이를 채용한 화상 표시장치
TW200523503A (en) 2003-09-29 2005-07-16 Sony Corp Backlight, light guiding plate, method for manufacturing diffusion plate and light guiding plate, and liquid crystal display device
JP4135092B2 (ja) * 2003-09-29 2008-08-20 ソニー株式会社 バックライトおよび拡散板の製造方法、並びに、液晶表示装置
TW200613855A (en) 2004-08-24 2006-05-01 Zeon Corp Direct-under backlight device
JP4552563B2 (ja) * 2004-08-24 2010-09-29 日本ゼオン株式会社 直下型バックライト装置
KR101186868B1 (ko) 2005-06-30 2012-10-02 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 및 이를 구비한 액정표시소자
KR100761631B1 (ko) 2005-08-23 2007-09-27 오므론 가부시키가이샤 백라이트 장치 및 액정 표시 장치
JP2006259750A (ja) * 2006-04-10 2006-09-28 Hitachi Ltd 液晶表示装置
JP2007316403A (ja) * 2006-05-26 2007-12-06 Goyo Paper Working Co Ltd 液晶テレビ用レンズ状拡散シート

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5161041A (en) * 1990-04-26 1992-11-03 Ois Optical Imaging Systems, Inc. Lighting assembly for a backlit electronic display including an integral image splitting and collimating means
JPH05224614A (ja) * 1992-02-14 1993-09-03 Mitsubishi Rayon Co Ltd 平面光源装置
JPH0627463A (ja) * 1991-02-12 1994-02-04 Sharp Corp 液晶表示装置
JPH09259625A (ja) * 1996-03-19 1997-10-03 Sharp Corp 面光源装置及びこれを備えた表示装置
KR100215998B1 (ko) * 1994-05-27 1999-08-16 미따라이 하지메 디스플레이장치용백라이트디바이스

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0352818B1 (en) * 1988-07-29 1997-03-05 Canon Kabushiki Kaisha Color display apparatus
US5280371A (en) * 1992-07-09 1994-01-18 Honeywell Inc. Directional diffuser for a liquid crystal display
JPH08304607A (ja) * 1995-05-09 1996-11-22 Toshiba Corp バックライト

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5161041A (en) * 1990-04-26 1992-11-03 Ois Optical Imaging Systems, Inc. Lighting assembly for a backlit electronic display including an integral image splitting and collimating means
JPH0627463A (ja) * 1991-02-12 1994-02-04 Sharp Corp 液晶表示装置
JPH05224614A (ja) * 1992-02-14 1993-09-03 Mitsubishi Rayon Co Ltd 平面光源装置
KR100215998B1 (ko) * 1994-05-27 1999-08-16 미따라이 하지메 디스플레이장치용백라이트디바이스
JPH09259625A (ja) * 1996-03-19 1997-10-03 Sharp Corp 面光源装置及びこれを備えた表示装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100897745B1 (ko) * 2002-06-26 2009-05-15 삼성전자주식회사 백 라이트 어셈블리 및 이를 갖는 직하형 액정 표시 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000030515A (ja) 2000-01-28
EP0971258A2 (en) 2000-01-12
EP0971258A3 (en) 2001-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI567434B (zh) 使用指向性背光的無邊框顯示裝置
US8866991B2 (en) Tiled display device having uniform brightness
US8045092B2 (en) Multifunctional optical sheet and liquid crystal display device including the same
TWI238910B (en) Liquid crystal display device with a light collecting device
KR20160022224A (ko) 도광판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
KR20030035220A (ko) 액정 표시 장치용 백라이트
KR101028926B1 (ko) 백 라이트 유닛
WO2006107138A1 (en) Multi-reflecting device and backlight unit and display device having the multi-reflecting architecture
US20080094831A1 (en) Plane light-source device
JP2001133779A (ja) 液晶表示装置
JPH1196822A (ja) 面照明装置およびこれを用いた表示装置
KR100685086B1 (ko) 액정 디스플레이 장치의 백라이트 유닛
KR20000011594A (ko) 면상조명장치
US8004631B2 (en) Backlight unit and liquid crystal display device having the same
KR20010046582A (ko) 표시 장치용 백라이트 장치
KR101571344B1 (ko) 바텀 케이스 및 이를 포함하는 백라이트 어셈블리
JPH10208529A (ja) 面状光源装置
KR20080022717A (ko) 백라이트 유닛
KR100610617B1 (ko) 광학 시이트 및 그를 이용한 백 라이트 유닛
JP3034715B2 (ja) 液晶表示装置
JPH09184920A (ja) バックライトユニット
JP3437969B2 (ja) エッジライト面光源パネルの乱反射パターン
CN116931321A (zh) 一种显示装置
CN117406493A (zh) 光学部件、灯珠组件、背光模组和显示装置
KR20070055131A (ko) 백라이트 유닛

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application