KR20030064628A - 면광원장치 - Google Patents

면광원장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20030064628A
KR20030064628A KR10-2003-0004704A KR20030004704A KR20030064628A KR 20030064628 A KR20030064628 A KR 20030064628A KR 20030004704 A KR20030004704 A KR 20030004704A KR 20030064628 A KR20030064628 A KR 20030064628A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
light source
light guide
linear
light emitting
Prior art date
Application number
KR10-2003-0004704A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100511422B1 (ko
Inventor
스기야마겐
Original Assignee
가부시끼가이샤 도시바
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 가부시끼가이샤 도시바 filed Critical 가부시끼가이샤 도시바
Publication of KR20030064628A publication Critical patent/KR20030064628A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100511422B1 publication Critical patent/KR100511422B1/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
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0018—Redirecting means on the surface of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0023—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
    • G02B6/0028—Light guide, e.g. taper
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0038—Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0086—Positioning aspects

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 면광원 장치에 관한 것으로, 발광 다이오드에 대향하여 설치된 오목형상 렌즈부(21)가 발광 다이오드로부터의 점형상의 광을 확산하고, 오목형상 렌즈부(21)에서 확산된 광을 라이트 가이드 파이프(18)가 선형상 광원으로 변환하며, 라이트 가이드 파이프(18)에서 선형상 광원으로 변환된 광을 도광판이 면형상 광원으로 변환하고, 오목형상 렌즈부(21)에 의한 광의 확산에 의해 발광 다이오드로부터의 광을 효율 좋게 램프 가이드 파이프(18)에서 선형상 광원으로 변환할 수 있고, 도광판에서 변환한 면형상 광원의 휘도를 향상시키는 것으로, 도광판의 휘도가 향상되는 프론트 라이트를 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

면광원장치{PLANAR LIGHT SOURCE APPARATUS}
본 발명은 광원으로부터의 점형상의 광을 면형상 광원으로 하는 면광원 장치에 관한 것이다.
종래, 이 종류의 면광원 장치로서는 예를 들어 도 10 내지 도 12에 조사한 구성이 알려져 있다.
상기 도 10 내지 도 12에 도시한 면 광원장치는 도시하지 않는 반사형 및 투과형 액정표시장치에 사용되는 프론트 라이트 또는 백라이트인 광원장치(1)이고, 상기 광원장치(1)는 점형상의 광(L)을 조사하는 광원으로서의 쌍을 이루는 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)(2)를 구비하고 있다. 이들 발광 다이오드(2)는 각각에 전기 에너지를 공급시키는 플렉시블한 프린트 배선 기판인 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)(3)에 각각 부착되어 있다.
이들 발광 다이오드(2) 각각은 점형상의 광(L1)을 조사하는 점광원이므로, 이들 쌍을 이루는 발광 다이오드(2) 사이에는 이들 발광 다이오드(2)로부터의 점형상의 광(L1)을 선형상 광원(L2)으로 변환하는 선형상 광원 변환체로서의 도광체인 단면 직사각형 기둥형상의 수지 성형품으로 성형된 라이트 가이드 파이프(light guide pipe)(4)가 설치되어 있다. 여기에서 각 발광 다이오드(2)는 라이트 가이드 파이프(4)의 긴쪽 방향에서의 양 단부에 대향하는 위치에 각각 설치되어 있다.
또한, 상기 라이트 가이드 파이프(4)의 긴쪽 방향에서의 한측면에는 도 11에 도시한 바와 같이 각 발광 다이오드(2)로부터의 점형상의 광(L1)을 선형상으로 변환하는 프리즘(5)이 설치되어 있다. 그리고, 상기 라이트 가이드 파이프(4)의 프리즘(5)의 반대측 측면에 대향하여 상기 프리즘(5)에서 선형상으로 변환한 광(L2)을 면형상 광원(L3)으로 변환하는 평판형상의 면형상 광원 변환체로서의 도광판(6)의 면방향에서의 한측면이 대향하여 설치되어 있다. 상기 도광판(6)의 상면측에는 도 12에 도시한 바와 같이 특수한 프리즘(7)이 가공되어 있고, 상기 도광판(6)의 하면측에는 도시하지 않은 반사방지재가 증착 또는 도포되어 있다.
또한, 라이트 가이드 파이프(4)에서의 프리즘(5)이 설치되어 있지 않은 긴쪽방향에서의 각 측면은 도 10에 도시한 바와 같이 고반사율의 금속판인 리플렉터(8)로 덮여져 있다. 상기 리플렉터(8)는 발광 다이오드(2)로부터의 광(L1)이 반사되어 도광판(6)측 이외의 방향을 향하여 확산된 광(L1)을 고반사율로 라이트 가이드 파이프(4)의 내부로 반사한다.
그리고, 각 발광 다이오드(2)로부터 라이트 가이드 파이프(4)로 입사한 광(L1)은 도 11에 도시한 바와 같이 상기 라이트 가이드 파이프(4)의 프리즘(5)에 의해 도광판(6)측을 향하여 선형상 광(L2)으로 변환된다. 이 원리는 도광판(6)에 접하는 면의 반대측의 측면에 쐐기형상의 프리즘(5)이 형성되어 있는 것에 기인한다.
또한, 라이트 가이드 파이프(4)로부터 도광판(6)의 내부면으로 입사한 광(L2)은 도 12에 도시한 바와 같이 상기 도광판(6)의 상면측에 설치된 프리즘(7)에 의해, 상기 도광판(6)의 하면측에 설치된 도시하지 않은 반사형 또는 투과형 액정패널로 면형상으로 조사된다.
또한, 반사형 액정 패널로 조사된 면형상 광(L3)은 상기 액정패널의 내면에 형성되어 있는 도시하지 않은 반사전극에서 반사되고, 도광판(6)의 내부를 통과하여 사용자의 눈에 들어와 시인된다. 그리고, 투과형 액정패널로 조사된 광(L3)은 프리즘(7)이 설치되지 않은 면에서 투과광으로서 이용된다. 이 때, 발광 다이오드(2)로부터의 광이, 점형상(L1), 선형상(L2) 및 면형상(L3)으로 차례로 변환되어 사용자에 의해 밝기로서 시인되고, 또한 액정패널의 화면 전체의 휘도의 균일성으로서 인식된다.
또한, 점광원(L1)으로서 발광 다이오드(2)를 사용한 경우에는 점광원(L1)을 선형 광원(L2)으로 변환하는 라이트 가이드 파이프(4), 선형 광원을 면형상 광원(L3)으로 변환하는 도광판(6), 및 액정패널 등에 의한 광의 흡수나 산란을 거친 후, 발광 다이오드(2)에서 발광된 광(L1)이 사용자에게 인식된다.
이 때문에, 사용자의 눈에 보이는 광(L3)은 FPC(3)로부터 발광 다이오드(2)로 공급되는 전기 에너지의 대부분을 손실한 상태이므로 저휘도 제품으로서 제품가치를 손상시킨다.
또한, 액정패널의 중앙영역에 위치하는 표시영역 내의 밝기는 이 표시영역에 대해서 치우친 위치에 국부적으로 존재하는 발광 다이오드(2)의 영향에 의해 이들 발광 다이오드(2)로부터의 거리에 비례하여 낮아지는 것이 알려져 있다. 이와 같은 표시영역의 장소에 의존하는 밝기의 차이는 사용자에게 휘도의 균일성 불량, 소위 휘도 얼룩 등으로서 인식되므로 제품가치를 손상시킨다.
여기에서, 이 휘도 불균일을 개선하는 방법으로서 여러 가지 수법이 알려져 있다. 그리고, 이 종류의 개선방법으로서는 예를 들어 도광판(6)의 상면측에 설치된 프리즘(7)의 형상을 라이트 가이드 파이프(4)로부터 멀어지짐에 따라서 서서히 가변시킴으로써 반사형 액정패널의 전체에 공급되는 광량, 소위 표시화면영역의 휘도분포를 균일화시키는 방법이 있다.
여기에서, 애초 휘도 불균일의 원인은 점광원으로서의 발광 다이오드(2)에 의해 가까운 부분에서의 광(L1)의 공급량이 많고 상기 발광 다이오드(2)로부터 떨어질수록 광(L1)의 공급이 적어지는 데에 기인한다. 이 때문에, 도광판(6)의 프리즘(7)의 형상을 연구하거나 라이트 가이드 파이프(4)로부터 멀어짐에 따라서 형상을 변화시키는 등의 방법에 의해, 상기 라이트 가이드 파이프(4)로부터 도광판(6)의 프리즘(7)으로 입사하는 광량을 변화시키는 것, 즉 표시화면영역의 밝기의 차이를 경감시키는 것이 가능해진다.
그러나, 상술한 도광판(6)의 프리즘(7)의 형상을 서서히 변화시켜 표시화면 영역의 휘도분포를 균일화시키는 방법을 사용해도, 라이트 가이드 파이프(4)로부터 떨어진 위치와 상기 라이트 가이드 파이프(4)에 근접하는 위치에서의 표시화면내의 휘도균일화를 도모하는 데에는 불충분할 뿐만 아니라 라이트 가이드 파이프(4)로부터 공급되는 광량이 개선되지 않는 한 도광판(6)의 휘도의 상승을 기대할 수 없다는 문제를 갖고 있다.
본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로 휘도가 향상되는 면 광원 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 면광원 장치의 한 실시형태의 일부를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 면광원 장치를 구비한 액정표시장치의 분해사시도,
도 3은 본 발명의 면광원 장치의 선형상 광원 변환체를 도시한 수평단면도,
도 4는 본 발명의 면광원 장치의 선형상 광원 변환체를 도시한 측면도,
도 5는 본 발명의 면광원 장치의 선형상 광원 변환체를 도시한 수직 단면도,
도 6은 본 발명의 면광원 장치의 선형상 광원 변환체로부터 면형상 광원 변환체로의 광로를 도시한 설명도,
도 7은 본 발명의 면광원 장치의 광원을 원점으로 하여 XYZ축을 정의한 설명도,
도 8은 본 발명의 다른 실시형태의 면광원 장치의 광원으로부터 선형상 광원 변환체로의 광로를 도시한 설명도,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시형태의 면광원 장치의 광원으로부터 선형상 광원 변환체로의 광로를 도시한 설명도,
도 10은 종래의 면광원 장치를 도시한 사시도,
도 11은 종래의 면광원 장치의 광원으로부터 선형상 광원 변환체로의 광로를 도시한 설명도,
도 12는 종래의 면광원 장치의 선형상 광원 변환체로부터 면형상 광원 변환체로의 광로를 도시한 설명도, 및
도 13은 도광체(23)의 유효 표시면의 휘도의 측정점을 도시한 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
15: 면 광원장치로서의 프론트 라이트 16: 광원으로서의 발광 다이오드
18: 선형상 광원 변환체로서의 라이트 가이드 파이프
21: 오목부로서의 오목형상 렌즈부
22: 중심
23: 면형상 광원 변환체로서의 도광판
B: 광
본 발명은 점형상 광을 조사하는 광원과, 상기 광원에 대향하여 설치되고 상기 광원으로부터의 광을 배향시키는 오목부를 구비하고, 상기 광원으로부터의 광을 선형상 광원으로 변환하는 선형상 광원 변환체와, 상기 선형상 광원 변환체에서 선형상 광원으로 변환된 광을 면형상 광원으로 변환하는 판형상의 면형상 광원 변환체를 구비하고 있는 것이다.
그리고, 광원으로부터의 점형상 광은 상기 광원에 대향하여 설치된 오목부에 의해 배향되고, 선형상 광원 변환체에 의해 선형상 광원으로 변환된다. 또한, 상기 선형상 광원 변환체에서 선형상 광원으로 변환된 광은 판형상의 면형상 광원 변환체에 의해 면형상 광원으로 변환된다. 여기에서, 광원으로부터의 점형상의 광을 선형상 광원 변환체의 오목부에서 확산시키므로, 광원으로부터의 점형상의 광을 효율 좋게 면형상 광원 변환체에서 면형상 광원으로 변환시킬 수 있는 점 때문에, 상기 면형상 광원 변환체에서 면형상 광원으로 변환된 광의 휘도가 향상된다.
이하, 본 발명의 면광원 장치를 구비한 액정표시장치의 한 실시형태의 구성을 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
도 1 내지 도 7에서 "11"은 반사형 액정표시장치로서, 상기 액정표시장치(11)는 휴대전화 등에 사용되는 반사형 액정패널(12)을 구비하고 있다. 상기 액정패널(12)은 예를 들어 한변이 5㎝정도인 액정유리가 2장 중첩되어 구성된 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor:TFT)형으로, 표면에 편광판(13)이 일체적으로 부착되어 있다.
또한, 상기 액정패널(12)에는 플렉시블한 프린트 배선기판으로서의 액정용 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)(14)가 접속되어 있고, 상기 액정용FPCB(14)는 액정패널(12)에 대해서 상기 액정패널(12)을 구동시키는 전기신호나 전기에너지를 공급한다. 또한 액정패널(12)은 액정용 FPCB(14)로부터 공급되는 전기신호 또는 전기에너지에 의해 원하는 화상을 표면부에 표시한다.
한편, 액정패널(12)의 표면측에는 상기 액정패널(12)에 표시되는 화상으로 광(L3)을 조사시키는 보조광원으로서의 면광원 장치인 프론트 라이트(15)가 대향하여 설치되어 있다. 상기 프론트 라이트(15)는 점형상의 광(L1)을 발하는 점광원으로서의 쌍을 이루는 백색발광의 발광 다이오드(Light Emitting Diode:LED)(16)를 구비하고 있다. 이들 발광 다이오드(16)는 각각 전기 에너지를 공급시켜 발광시키는 플렉시블한 프린트 배선기판으로서의 발광용 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)(17)에 각각 부착되어 있다.
그리고, 이들 쌍을 이루는 발광 다이오드(16) 사이에는 이들 발광 다이오드(16)로부터의 점형상의 광(L1)을 선형상 광원(L2)으로 변환하는 선형상 광원 변환체로서의 도광체인 라이트 가이드 파이프(18)가 설치되어 있다. 상기 라이트 가이드 파이프는 수지를 단면 직사각형 기둥형상의 직방체로 형성한 수지 성형품이다. 여기에서 각 발광 다이오드(16)는 선 광원이 되는 라이트 가이드 파이프(18)의 긴쪽 방향에서의 양단부에 대향하는 위치에 각각 설치되어 있고, 상기 라이트 가이드 파이프(18)의 내부에 원추형 광을 입사시킨다.
또한, 상기 라이트 가이드 파이프(18)는 아크릴재로 성형되어 있고, 상기 라이트 가이드 파이프(18)의 긴쪽 방향에서의 한쪽면에는 도 7에 도시한 바와 같이각 발광 다이오드(16)로부터의 점형상의 광(L1)을 선형상으로 하는 프리즘(19)이 설치되어 있다.
또한, 상기 라이트 가이드 파이프(18)의 긴쪽 방향에서의 양단면임과 동시에 각 발광 다이오드(16)와 대향하는 면에는 오목부로서의 오목형상 렌즈부(21)가 각각 움푹 들어가 형성되어 있다. 이들 오목형상 렌즈부(21)의 중심(22)은 발광 다이오드(16)의 발광부의 중심위치(C)로부터 예를 들어 0.3㎜정도의 시프트량(d)으로 도광판(23)측, 즉 프리즘(19)과 대향하는 측을 향하여 시프트, 즉 편이된 위치에 있다. 즉, 상기 오목형상 렌즈부(21)의 중심(22)을 발광 다이오드(16)의 발광부의 중심위치(C)로부터 편이시킴으로써 상기 발광 다이오드(16)로부터의 광(L1)의 광축이 오목형상 렌즈부(21)의 중심(22)으로부터 어긋나므로, 상기 발광 다이오드(16)로부터의 점형상 광(L1)을 편광 또는 배향시킬 수 있다.
또는, 이들 오목형상 렌즈부(21)는 발광 다이오드(16)의 발광부에 거의 서로 유사한 형상으로 형성되어 있다. 즉, 이들 오목형상 렌즈부(21)는 예를 들어 장직경 길이(a)가 2.5㎜정도이고, 단직경 길이(b)가 1.0㎜정도이고, 안 길이(e)가 2.5㎜정도인 반타원 구형상으로 형성되어 있다. 또한, 이들 오목형상 렌즈부(21)는 발광 다이오드(16)의 발광부의 장직경 길이보다 큰 장직경 길이(a)를 갖고, 상기 발광부의 단직경 길이 보다 큰 단직경 길이(b)를 갖는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 라이트 가이드 파이프(18)에서의 프리즘(19)의 반사측의 측면에 대향하고 상기 프리즘(19)에서 선형상 광원으로 변환된 광(L2)을 면형상광원(L3)으로 변환하는 직사각형 평판형상의 면형상 광원 변환체로서의 도광판(23)의 면방향에서의 한쪽면이 대향하여 설치되어 있다.
상기 도광판(23)의 상면측에는 도 6에 도시한 바와 같이 특수한 프리즘(24)이 성형되어 있고, 상기 프리즘(24)은 라이트 가이드 파이프(18)로부터 멀어짐에 따라서 서서히 가변된 계단 형상으로 형성되어 있다. 또한, 상기 도광판(23)의 하면측에는 도시하지 않는 반사방지재가 증착되어 있다. 또한, 상기 도광판(23)은 폴리카보네이트, 아크릴, 또는 시클로올레핀폴리머(cycloolefine polymer) 소위 제오노어(ZEONOR)(상품명) 등의 투광성 수지재로 성형된 수지성형재이다.
또한, 라이트 가이드 파이프(18)에서의 프리즘(19)이 설치되어 있지 않은 긴쪽 방향에서의 각 측면은 도 2에 도시한 바와 같이 고반사율의 금속판인 리플렉터(25)로 덮여 있다. 상기 리플렉터(25)는 발광 다이오드(16)로부터의 광(L1)이 반사되어 도광판(23)측 이외의 방향을 향하여 확산된 광(L1)을 고반사율로 라이트 가이드 파이프(18)의 내부로 반사한다.
한편, 액정패널(12)의 편광판(13)의 주변부에는 1장 내지 4장의 프론트측의 양면 테입(27)이 설치되고 이들 양면 테입(27)은 프론트 라이트(15)의 도광판(23)을 액정패널(12)의 표면부에 접착 고정한다.
그리고, 상기 프론트 라이트(15)가 일체적으로 부착된 액정패널(12)은 셀 케이스(28)에 수납되고, 상기 셀 케이스(28) 내에는 하측에 1장 내지 4장 배치된 셀용 양면 테입(29)에 의해 일체적으로 접착 고정되어 모듈화된다. 또한, 상기 셀케이스(28)의 하부에는 걸이(31)가 형성되어 있어서, 휴대전화나 휴대정보단말의 고정에 사용된다.
다음에, 상기 한 실시형태의 작용을 설명한다.
우선, 발광용 FPCB(17)로부터 각 발광 다이오드(16)로 전기 에너지를 공급하여, 이들 각 발광 다이오드(16)를 각각 발광시킨다.
그러면, 이들 각 발광 다이오드(16)로부터 발광된 광(L1)은 라이트 가이드 파이프(18)의 긴쪽 방향에서의 양단면으로 각각 입사된다.
이 때, 상기 라이트 가이드 파이프(18)의 양단면에 설치한 오목형상 렌즈부(21) 각각에 의해 각 발광 다이오드(16)로부터의 광(L1) 중 도 7에 도시한 X방향을 따른 방향으로 조사하는 광(L1)의 성분이 도 7에 도시한 -Y방향, 즉 도광판(23)에 대향하는 방향으로 변환되고 라이트 가이드 파이프(18)내로 입사된다.
또한, 상기 라이트 가이드 파이프(18)로 입사된 광(L1)은 도 7에 도시한 바와 같이 상기 라이트 가이드 파이프(18)의 프리즘(19)에 의해 도광판(23)측을 향하여 선형상 광(L2)으로 변환된다.
또한, 상기 도광판(23)의 내부로 입사한 광(L2)은 도 6에 도시한 바와 같이 상기 도광판(23)의 프리즘(24)에서 면형상 광(L3)으로 변환되어 액정패널(12)의 표면측으로 조사된다.
또한, 상기 액정패널(12)로 조사된 광(L3)은 상기 액정패널(12)의 내부에 형성되어 있는 도시하지 않는 반사전극에서 반사되고, 도광판(23)의 내부를 통과하여 사용자의 눈에 들어가서, 상기 액정패널(12)에서 표시하고 있는 화상이 사용자에게 시인된다.
상술한 바와 같이 상기 한 실시형태에 의하면 라이트 가이드 파이프(18)로부터 도광판(23)으로 입사되는 광(L2)의 양을 증가시키기 위해서는 상기 라이트 가이드 파이프(18)로 광(L1)을 입사시키는 점광원으로서의 각 발광 다이오드(16)로부터 상기 라이트 가이드 파이프(18)로의 광(L1)의 변환효율을 가능한 한 높이면 좋다.
그러나, 이들 각 발광 다이오드(16)로부터 발광되는 광(L1)은 원추형상으로 출사된다. 여기에서, 도 7에 도시한 바와 같이 이들 발광 다이오드(16)를 중심으로 하여, 이들 발광 다이오드(16)로부터 라이트 가이드 파이프(18)로 향하는 방향을 X방향, 상기 라이트 가이드 파이프(18)로부터 도광판(23)으로 향하는 방향을 Y방향, 및 상기 도광판(23)으로부터 액정패널(12)로 향하는 방향을 Z방향으로 각각 정의한다.
그러면, 이들 발광 다이오드(16)로부터 ±Z방향을 향하는 광(L1)은 리플렉터(25)에서 전반사되어 라이트 가이드 파이프(18)로 반사되고, 이들 광(L1) 중 Y방향 성분을 갖는 광만이 상기 라이트 가이드 파이프(18)의 프리즘(19)을 통하여 도광판(23)으로 입사된다.
또한, 각 발광 다이오드(16)로부터 +Y방향으로 직접 향하는 광(L1)은 라이트 가이드 파이프(18)와 도광판(23)의 굴절면에서 굴절광과 반사광으로 분광되고, 이들 중 굴절광은 직접 도광판(23)으로 입사된다. 또한, 반사광은 라이트 가이드 파이프(18)의 프리즘(19)을 통하여 도광판(23)으로 입사된다.
이 때, 이들 각 발광 다이오드(16)로부터의 출사광(L1) 중에서 이들 각 발광 다이오드(16)로부터 직접 라이트 가이드 파이프(18)의 내부로 향하는 X방향을 따른 광(L1)의 에너지가 가장 큰 것임에도 불구하고, 상기 라이트 가이드 파이프의 양단부로부터 외부로 조사하므로 이용되지 않고 손실되고 있다.
그래서, 각 발광 다이오드(16)에 대향하는 라이트 가이드 파이프(18)의 긴쪽 방향에서의 양단면에 오목형상 렌즈부(21)를 각각 설치하고, 이들 오목형상 렌즈부(21)에서 종래의 구조에서 손실되고 있던 발광 다이오드(16)로부터의 X방향을 따른 광의 성분을 Y방향 성분으로 변환시켜서, 라이트 가이드 파이프(18)의 프리즘(19)에 의한 Y방향으로의 광(L2)의 공급효율을 높임으로써 프론트 라이트(15)의 도광판(23)으로부터 출사되는 광(L3)량을 증가시킬 수 있다. 이 때문에, 상기 도광판(23)의 휘도가 향상되므로 액정패널(12)의 표시영역내의 휘도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 프론트 라이트(15)의 각 발광 다이오드(16)에 18㎃의 인가전류를 공급하여 액정패널(12)의 표시부를 백색 표시한 경우로, 상기 프론트 라이트(15)의도광판(23)에 대해서 도 13에 도시한 바와 같이, 그 유효 표시면의 정점으로부터 X축방향으로 9.58㎜, Y축방향으로 7.28㎜에 있는 유효 표시면 내의 4개소의 측정점 A, B, C 및 D, 측정점 A 및 B의 중간점 E, 측정점 C 및 D의 중간점 F, 측정점 A 및 C의 중간점 G, 측정점 B 및 D의 중간점 H, 측정점 A, B 및 C, D의 대각선의 교점(I)의 9개소의 휘도를 측정했다. 표 1은 그 측정결과의 데이터이다.
A: 30.0 E: 33.0 B: 29.0
G: 33.0 I: 35.0 H: 31.0
C: 39.0 F: 40.0 D: 38.0
LED LED
단위: cd/㎡
또한, 상기 프론트 라이트(15)와 동일한 조건에서 비교예로서 종래의 프론트 라이트(1)의 측정 포인트에서의 휘도를 측정했다.
A: 12.0 E: 14.0 B: 12.0
G: 23.0 I: 27.0 H: 21.0
C: 36.0 F: 38.0 D: 32.0
LED LED
단위: cd/㎡
이 결과, 상기 한 실시형태의 프론트 라이트(15)의 각 측정 포인트의 휘도는 표 1에 도시한 바와 같이 종래의 프론트 라이트(1)에서의 표 2에 도시한 각 측정 포인트에서의 측정결과에 비해, 각 측정포인트에서의 휘도가 각각 상승하고 있고,또한 각 측정 포인트에서의 휘도의 균일화를 용이하게 도모할 수 있었다.
또한, 상기 한 실시형태에서는 액정패널(12)을 프론트 라이트(15)에서 조사했지만, 발광 다이오드(16)로부터의 점형상의 광(L1)을 면형상 광원(L2)으로 변경할 수 있으면 백 라이트 등의 다른 면광원 장치에서도 대응시키켜 이용할 수 있다.
또한, 프론트 라이트(15)의 라이트 가이드 파이프(18)의 양단면에 설치한 오목형상 렌즈부(21)를, 발광 다이오드(16)의 발광부의 장직경 길이와 거의 동등한 장직경 길이(a)를 갖고, 상기 발광부의 단직경 길이와 거의 동등한 단직경 길이(b)를 갖는 반타원 구형상으로 형성했지만, 상기 발광 다이오드(16)의 발광부의 단직경 길이(a) 이상의 직경길이를 갖는 반구형상으로 형성해도 상기 한 실시형태와 동일한 작용효과를 얻을 수 있다.
또한, 라이트 가이드 파이프(18)의 긴쪽 방향에서의 양단부에 발광 다이오드(16)를 하나씩 배치했지만, 복수의 발광 다이오드(16)를 설치해도 좋다. 또한, 라이트 가이드 파이프(18)를 복수 설치해도 좋다.
또한, 도 8에 도시한 바와 같이 발광 다이오드(16)는 라이트 가이드 파이프(18)에 매설되어 있어도 좋고, 이 경우 발광 다이오드(16)의 배치 스페이스가 종래에 비해 절약된다. 그리고, 도 9에 도시한 바와 같이 발광 다이오드(16)의 광축을 라이트 가이드 파이프(18)의 단면에 대해서 떨어지도록 소정 각도(θ), 예를 들어 2° 이상 30° 이하, 즉 2°∼30° 정도 회전시켜도 좋고, 이 경우 발광 다이오드(16)로부터의 광이 프리즘(19)에 직접 조사되므로 광도가 종래에 비해 향상된다.
본 발명에 의하면 광원으로부터의 점형상의 광을 선형상 광원 변환체의 오목부에서 확산되므로 광원으로부터의 점형상의 광을 효율 좋게 면형상 광원 변환체에서 면형상 광원으로 변환할 수 있으므로, 상기 면형상 광원 변환체에서 면형상 광원으로 변환된 광의 휘도를 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 점형상의 광을 조사하는 광원,
    상기 광원에 대향하여 설치되고 상기 광원으로부터의 광을 배향하는 렌즈부를 구비하고, 상기 광원으로부터의 광을 선형상 광원으로 변환하는 선형상 광원 변환체, 및
    상기 선형상 광원 변환체에서 선형상 광원으로 변환된 광을 면형상 광원으로 변환하는 판형상의 면형상 광원 변환체를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈부는 광원의 중심위치로부터 면형상 광원 변환체측으로 치우친 위치에 중심을 갖는 반구형 오목부인 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    광원은 타원형상의 발광부를 구비하고,
    상기 렌즈부는 상기 광원의 중심위치로부터 면형상 광원 변환체측에 치우친 위치에 중심을 갖고, 상기 발광부의 장직경 길이보다 장직경 길이, 및 상기 발광부의 단직경 길이보다 큰 단직경 길이를 갖는 반타원구 형상 오목부인 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 상기 선형상 광원 변환체에 매설되어 있는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 선형상 광원 변환체에 대해서 떨어지도록 2° 이상 30°이하로 회전되어 있는 것을 특징으로 하는 면 광원장치.
KR10-2003-0004704A 2002-01-28 2003-01-24 면광원장치 KR100511422B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2002-00019204 2002-01-28
JP2002019204A JP2003217327A (ja) 2002-01-28 2002-01-28 面光源装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030064628A true KR20030064628A (ko) 2003-08-02
KR100511422B1 KR100511422B1 (ko) 2005-08-30

Family

ID=27606233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-0004704A KR100511422B1 (ko) 2002-01-28 2003-01-24 면광원장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6824286B2 (ko)
JP (1) JP2003217327A (ko)
KR (1) KR100511422B1 (ko)
TW (1) TW587179B (ko)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040207595A1 (en) * 2003-04-17 2004-10-21 Toppoly Optoelectronics Corp. Light module and flat panel display including the light module
US7681347B1 (en) 2006-06-07 2010-03-23 Imageworks Display And Marketing Group Edge lit sign with illuminated image
KR101284048B1 (ko) * 2006-07-26 2013-07-17 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치
KR101266490B1 (ko) * 2006-09-08 2013-05-23 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 어셈블리 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
KR20080031573A (ko) * 2006-10-04 2008-04-10 삼성전자주식회사 점광원을 사용한 선광원
KR100818278B1 (ko) * 2006-10-16 2008-04-01 삼성전자주식회사 액정 표시장치용 조명장치
US8088066B2 (en) 2007-10-24 2012-01-03 Invuity, Inc. Blade insert illuminator
US11382711B2 (en) 2008-08-13 2022-07-12 Invuity, Inc. Cyclo olefin polymer and copolymer medical devices
US8317693B2 (en) 2008-08-13 2012-11-27 Invuity, Inc. Cyclo olefin polymer and copolymer medical devices
US9282878B2 (en) 2008-08-13 2016-03-15 Invuity, Inc. Cyclo olefin polymer and copolymer medical devices
US7857487B2 (en) * 2008-11-14 2010-12-28 Pixon Technologies Corp. Miniaturized linear light source sub-module for various format main modules
US8749478B1 (en) 2009-08-21 2014-06-10 Amazon Technologies, Inc. Light sensor to adjust contrast or size of objects rendered by a display
US9678653B1 (en) 2010-12-20 2017-06-13 Amazon Technologies, Inc. Portable electronic light intensity controlling device and method having an accessory housing removably coupled to at least a portion of an exterior profile of a device housing
US9495915B1 (en) * 2010-12-20 2016-11-15 Amazon Technologies, Inc. Display adjustments using a light sensor
CN104879706A (zh) * 2015-06-01 2015-09-02 上海向隆电子科技有限公司 导光板灯具

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5506929A (en) * 1994-10-19 1996-04-09 Clio Technologies, Inc. Light expanding system for producing a linear or planar light beam from a point-like light source
WO1996017207A1 (en) * 1994-11-29 1996-06-06 Precision Lamp, Inc. Edge light for panel display
US6481130B1 (en) * 2000-08-11 2002-11-19 Leotek Electronics Corporation Light emitting diode linear array with lens stripe for illuminated signs

Also Published As

Publication number Publication date
TW200305035A (en) 2003-10-16
US20030142507A1 (en) 2003-07-31
KR100511422B1 (ko) 2005-08-30
US6824286B2 (en) 2004-11-30
TW587179B (en) 2004-05-11
JP2003217327A (ja) 2003-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101329413B1 (ko) 광학 렌즈, 이를 구비하는 광학 모듈 및 이를 구비하는백라이트 유닛
US7385653B2 (en) LED package and backlight assembly for LCD comprising the same
KR100511422B1 (ko) 면광원장치
KR100657284B1 (ko) 백라이트 유닛 및 이를 채용한 액정표시장치
US8113705B2 (en) Optical plate, backlight assembly and display device including the same
US20060092663A1 (en) Side light-emitting device, backlight unit having the side light-emitting device, and liquid crystal display apparatus employing the backlight unit
KR20150060650A (ko) 측면 방출형 엘이디 렌즈
US20070127268A1 (en) Edge-type backlight module
US7121711B2 (en) Surface emitting device and liquid crystal display apparatus
KR20140001239A (ko) 면광원 장치 및 에지형 백라이트 모듈
CN101225940A (zh) 面状光源装置以及液晶显示装置
KR20130046042A (ko) 백라이트유닛 및 이를 가지는 디스플레이장치
KR20160051292A (ko) 렌즈, 렌즈를 포함하는 발광 장치, 및 발광 장치를 포함하는 백 라이트 유닛
JP2007048489A (ja) バックライト装置
US20070133228A1 (en) Back light module
US20050140847A1 (en) Liquid crystal display device
US20070041215A1 (en) Backlight module and light guide plate therein and method for diminishing corner shadow area
US7766533B2 (en) Illumination module, and a display and general lighting apparatus using the same
US7295261B2 (en) Light guide plate with W-shaped structures and backlight module using the same
KR20150066847A (ko) 광속 제어 부재, 발광 장치 및 표시장치
JP2005228718A (ja) 導光板
JP2005234402A (ja) バックライト
KR20100122656A (ko) 도광판 및 이를 구비하는 백라이트 유닛
JP2004253308A (ja) 面状光源及びそれを用いた液晶表示装置
KR100303240B1 (ko) 전반사층과 패턴에 의한 엘씨디 백라이트용 도광판

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
LAPS Lapse due to unpaid annual fee