KR20060051571A - 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 조명 장치가 개시된다. 상기 조명 장치는 광확산면을 가지는 공동부, 광원, 광확산장치, 및 파형 배열이 형성된 적어도 하나의 광조절면을 포함한다. 광확산장치와 광조절면은 광원에서 생성된 광을 확산시킨다. 광확산장치는 날개 모양의 돌출부, 광입사면, 상기 광입사면으로부터 떨어져 있는 리세스부, 및 파면 방향으로 파형 배열을 가지는 광조절면을 포함한다.
조명 장치, 광확산장치

Description

조명 장치 {Illumination apparatus}
본 발명의 효과와 이점은 다음과 같이 첨부된 도면을 통해서 더욱 잘 이해될 수 있을 것이다.
도 1a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조명 장치를 도시한 도면이다.
도 1b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조명 장치에 있는 광확산장치의 개략적인 확대도이다.
도 2a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 개략적인 도면이다.
도 2b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 광학 필름에 대한 개략적인 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치를 각각 도시한 개략적 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시예에 따라 파형 배열과 광원을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명은 조명 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광확산장치를 구비한 평판 조명 장치에 관한 것이다.
액정표시소자(LCD)는 능동 발광 소자가 아니므로, 광원으로 작용하는 능동 발광 소자를 필요로 한다. 일반적으로 그러한 광원은 백라이트 모듈이라고 불린다. 통상적으로 두 가지 타입의 백라이트 모듈이 있는데, 직광(direct-light) 타입과 측광(edge-light) 타입이 그것이다.
종래의 직광 타입 백라이트 모듈은 광원으로 기능하는 냉음극관, 디퓨져, 프리즘 시트 등과 같은 구성요소를 포함한다. 상기 광원으로부터 방출되는 광을 균일하게 분포시키고 LCD에 적합한 조명영역을 얻기 위해, 광원 사이의 간격/피치, 광원과 디퓨져 사이의 거리, 및 광원과 프리즘 시트 사이의 거리 등에 대한 세심한 제어가 필요하다. 그러나, 백라이트 모듈의 광학적 복잡성 때문에, LCD에 있어서 종종 균일 조명을 구현하는 것이 매우 어렵다.
상기와 같은 직광 타입 백라이트 모듈의 구성요소에 덧붙여, 측광 타입 백라이트 모듈은 광원으로부터 방출되는 광을 유도하고 및/또는 확산시키는 광 가이드 플레이트를 더 포함한다. 그럼에도 불구하고, 측광 타입 백라이트 모듈에서도 균일한 조명을 구현하는데 대한 어려움은 여전히 존재한다. 게다가, 전술한 두 가지 타입의 백라이트 모듈을 구성하는 부품들이 너무 복잡해서 제조 비용을 절감시키는데 장애가 된다.
상기와 같은 문제점을 극복하기 위해, 미국특허 6,598,998은, 발광 다이오드 (LED)와 상기 LED로부터 나온 광을 측면으로, 즉 LED로부터 나온 광에 직각인 방향으로 유도하는 렌즈를 포함하는 측면 발광다이오드(LED)를 포함한다. 상기 렌즈는 광의 방향을 바꾸기 위해 톱니부와 깔때기부를 포함한다. 그러나, 상기 두 부분은 크기가 너무 커서 렌즈의 총 두께를 증가시킨다. 더욱이, 그러한 렌즈는 각각의 LED에 설치되어야만 한다. 따라서, LED 제조 공정이 복잡하고 비용이 상승하며, 그러한 측면 LED의 광추출 효율이 통상 10% 이상 감소한다.
미국특허 6,582,103은 반사면과 광방출영역을 가지는 공동부를 포함하는 광원 장치를 개시한다. 상기 공동부 내에는 적어도 하나의 광원이 구비되며, 상기 광원은 점광원과 광학적 변환기를 포함한다. 상기 광학적 변환기는 점광원으로부터 나온 광을, 반사면이 형성된 상기 공동부의 측방향 또는 하방을 향해 방향을 변환시키는데 사용된다. 그에 따라, 밝기와 광혼합 성능이 개선된다. 상기 광방출영역 내 또는 위에는 디퓨져가 설치된다. 상기 6,582,103 특허가 백라이트 모듈에서 발생하는 불균일 조명을 막을 수 있다고 하더라도, 광학적 변환기가 각각의 광원마다 장착되어야 하므로, 전체 조립 공정이 복잡하고 비용도 고가이다. 더욱이, 각각의 점광원은 독립적으로 대응하는 광학적 변환기와 연동되므로 광 스폿(spot)이 형성되기 쉽다. 따라서, 광혼합 성능을 개선하기 위해서는 백라이트 모듈의 두께가 증가되어야만 한다. 그러나, 광원 사이의 거리가 증가함에 따라 밝기는 감소되므로, 백라이트 모듈의 균일한 조명을 유지하기 위해서는 광원의 공간적인 배치가 신중하게 제어되어야만 한다.
전술한 특허기술들은 공통적으로 각각의 점광원에 렌즈 또는 광 가이드 장치 를 채용하는데 이것은 다음과 같은 다섯가지 문제, 즉 (1)복잡한 공정 (2)조립 비용 증가 (3)백라이트 모듈의 두께 증가 (4)전체적인 백라이트 모듈의 불균일 조명을 제어하는 것에 대한 어려움 (5)낮은 광추출 효율 등을 초래한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 광확산면과 광방출영역을 가지는 공동부; 광을 방출하는 광원; 상기 공동부 내에 구비되며, 날개 모양의 돌출부와, 광입사면과, 상기 광입사면으로부터 떨어져 있는 리세스부를 가지고, 광을 상기 날개 모양의 돌출부로 유도하는 광확산장치; 및 상기 광 경로 상에 위치하며, 제1 파형 배열을 가지는 제1 광조절면;을 포함한다.
상기 광확산면은 균등확산면(Lambertian surface)이고, 상기 광원은 점광원 또는 반도체 발광다이오드이고, 상기 광원은 두 개 이상의 발광장치를 포함하는데, 적어도 두 개의 발광장치는 서로 다른 유색광을 방출한다. 단일 광원에 의해 또는 여러개의 발광장치의 조합에 의해 백색광이 생성된다. 상기 리세스부는 실질적으로 V자 형태 또는 U자 형태이다.
본 발명의 조명 장치는 제1 표면과, 상기 제1 표면 반대쪽의 제2 표면을 가지며, 상기 제1 표면 상에 상기 제1 광조절면이 형성된 광학필름을 더 포함한다.
상기 광학필름은, 상기 제2 표면 상에 형성되는 제2 광조절면을 더 포함하고, 상기 제2 광조절면은 상기 제1 파형 배열과는 서로 다른 배열 방향으로 연장된 제2 파형 배열을 가진다. 바람직하게, 상기 광학필름은 상기 광방출영역 상에 놓인다. 바람직하게, 상기 제1 광조절면은 상기 광입사면 또는 광확산장치에 형성된다.
본 발명에 따른 조명 장치는, 광을 집속하기 위해 상기 광원과 광확산장치 사이에 위치하는 광집속부재를 더 포함하고, 상기 제1 광조절면은 상기 광집속부재에 형성되며, 상기 제1 광조절면은 광원과 대향하거나 상기 광확산장치와 대향한다. 상기 광집속부재는 광원에 상응하는 홈을 가진다.
나아가, 본 발명의 조명 장치는 광을 상기 광확산장치로 전송하기 위한 광전송부재를 더 포함하고, 상기 광전송부재는 광섬유소자, 광파이프 및 그 균등물을 포함하는 그룹 중에서 선택된 어느 하나이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
제1 실시예
도 1a 및 도 1b를 참조한다. 여기서 도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치를 도시한 도면이다.
조명 장치(1)는 공동부(10), 광원(11), 광확산장치(12) 및 제1 광조절면(13)을 포함하고, 상기 공동부(10)는 광확산면(101)과 광방출영역(102)을 포함한다. 상기 광확산면(101)은 공동부(10)의 내측면에 있으며, 광원(11)은 조명 장치(1)를 위한 광을 방출한다. 상기 광확산장치(12)는 광원(11)으로부터 나온 광을 분산시켜 균일한 조명이 이루어지도록 한다.
상기 광원(11)으로부터 방출된 광이 상기 광확산면(101)에 닿으면, 광은 표면(101)에 의해 산란되어 가능한 균일하게 분산된다. 바람직하게, 광확산면(101)은 실질적으로 균등확산면(Lambertian surface)과 유사하다. 어떤 각도에 있는 관 찰자도 상기 균등확산면에 의해 분산된 동일한 광강도를 감지할 것이므로, 관찰자는 광원(11)으로부터 방출된 원래 광을 구별하지 못한다. 즉, 광은 균일하게 주위로 방출된다. 대안으로서, 상기 광확산면(101)은 반사면으로 대체될 수 있다.
상기 공동부(10)는 조명 장치(1)를 구성하는 하우징 또는 조명 장치(1)를 수용하기 위한 백라이트 모듈의 테두리 및/또는 프레임과 같은 또 다른 구조에 의해 정의되는 공간이다.
광원(11)은 하나 또는 그 이상의 발광장치를 포함하고, 상기 발광장치는 하나 또는 그 이상의 유색광을 방출한다. 서로 다른 색상을 가진 광의 혼합되어, 각 유색광의 혼합 비율에 따라 원색과는 다른 여러가지 색상의 광을 생성할 수 있다. 바람직하게, 광원(11)은 세 가지 주요 유색광을 방출할 수 있는데, 적색, 청색 및 녹색광이 그것이다. 조율된 비율로 세 가지 광이 혼합되어 백색광을 포함하는 대부분의 유색광을 구현할 수 있다. 상기 광원(11)은, LED, 레이저 다이오드(LD), 냉음극형광램프(CCFL), 할로겐 전구 및 유기LED(OLED)와 같은 점광원, 선광원 또는 면광원이 될 수 있다. 따라서, 광확산장치(12) 아래에 광원(11)을 적절히 배열함으로써, 그리고 광원(11)과 광확산장치(12) 사이의 거리와 각 광원(11) 사이의 거리를 조정함으로써 광스폿이나 패턴이 거의 구별되지 않는 균일한 유색광을 생성할 수 있다.
도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치의 광확산장치(12)에 대한 도면이다. 상기 광확산장치(12)는 날개 모양의 돌출부(121), 함몰된 리세스부(122) 및 광입사면(123)을 가지며, 상기 광확산장치(12)는 바람직하게 길이 방향(124)으로 연장된다. 상기 리세스부(122)는 광입사면(123)으로부터 떨어져서 위치하고, 바람직하게, 상기 리세스부(122)는 광입사면(123)의 반대측에 위치한다.
상기 제1 광조절면(13)은 제1 파형 배열(131)을 가지는데, 이것은 유색광이 더욱 균일하게 분산되도록 함으로써 관찰자로 하여금 조명 장치(1)에서 광 스폿 또는 미혼합된 유색광이 인식되지 않도록 한다. 광은 입사면(123)에 도달하여 광확산장치(12)로 전도되어 들어가고, 광의 일부분이 부분적으로 또는 전체적으로 상기 리세스부(122)와 공기 매질 사이의 경계면에서 전반사를 통해 반사되어, 리세스부(122)의 양측 즉, 날개 모양의 돌출부(121)를 향해 전반사를 통해 진행한다.
그러나, 상기 광의 또 다른 일부는 상기 리세스부(122)를 직접적으로 통과하게 된다. 상기 광확산장치(12)와 공기 매질 사이의 굴절률 차이로 인해, 광확산장치(12)의 바깥 표면을 벗어나는 광은 스넬의 법칙(Snell's law)에 따라 굴절될 것이다. 상기 리세스부(122)에서 전적으로 반사된 광의 일부는 상기 날개 모양의 돌출부(121)로 진행하고, 따라서 상기 리세스부(122)를 직접적으로 벗어나는 광속(flux of the light)은 줄어든다. 이것은 결과적으로 광원(11)으로부터 방출된 광의 대부분이 상기 리세스부(122)에서 대량으로 이탈되는 것을 방지하여 국부적인 광 스폿의 발생을 막는다. 바람직하게, 상기 리세스부(122)는 도 1b에 도시된 바와 같이 V자형 또는 U자형과 유사하다. 만약, 리세스부(122)가 V자형이면, 그 정점이 바람직하게 입사면(123)을 향하고 있다.
상기 리세스부(122)에 의해 반사되어 날개 모양의 돌출부(121)로 유도되는 광, 및/또는 리세스부(122)에서 반사되지 않고 유도되지 않은 채로 상기 날개 모양 의 돌출부(121)로 투과하여 진행하는 광은, 날개 모양의 돌출부(121) 내에서 직접 투과, 굴절 및/또는 반사를 비롯한 여러가지 방식에 의해 상기 광확산장치(12)로부터 방출될 수 있고, 따라서 광확산 효과를 달성할 수 있다.
예를 들어, 특정 각도로 상기 광확산장치(12)에 입사되는 광은 상기 날개 모양의 돌출부(121) 내에서 여러차례 전반사될 수 있고, 그에 따라 점차로 균일한 유색광으로 혼합되고, 광확산장치(12)를 벗어날 때에는 양호하게 혼합된 유색광이 된다. 더욱이, 상기 입사면(123)은 특정모양에 한정되지 않고 평면을 비롯하여 오목형 평면 또는 광을 수광할 수 있는 임의의 다른 곡면이 될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 광확산장치(12)에 덧붙여, 제1 광조절면(13)이 광을 확산시키기 위해 선택적으로 사용된다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 제1 광조절면(13)은 제1 파형 배열(131)을 가진다. 본 실시예에 있어서, 상기 제1 광조절면(13)과 제1 파형 배열(131)은 광확산장치(12)의 광입사면(123)에 형성된다.
상기 제1 파형 배열(131)은 제1 광조절면(13) 상에 형성된 파형 표면이고, 상기 파형 표면은 소정의 물결 방향으로, 즉 제1 파형 배열(131)의 배열 방향으로 형성된다. 상기 제1 파형 배열(131)은 복수의 마이크로 렌즈로 구성될 수 있다. 광이 상기 제1 광조절면(13)을 투과하는 동시에, 제1 파형 배열(131)의 마이크로 렌즈에 의해 방향전환되어 퍼지게 될 것이다.
상기 마이크로 렌즈의 직경은 대략 50㎛~60㎛ 사이이다. 제1 파형 배열(131)의 파형이 연속적으로 형성되면, 연속적인 두 개의 파형의 피크 또는 골 사이의 거리는 대략 100㎛ ~ 120㎛ 사이이다.
나아가, 상기 제1 광조절면(13)은 또한 서로 다른 굴절률을 가진 두 가지 물질의 접합 경계 상에 파형 배열을 형성시킴으로써 광확산장치(12) 내에 형성될 수도 있다. 상기 제1 파형 배열(131)은 한정되지는 않지만 광입사면(123) 상에 형성될 수도 있고, 날개 모양의 돌출부(121) 또는/및 리세스부(122)에도 형성될 수 있다. 즉 제1 파형 배열(131)은 광이 통과할 수 있는 어떠한 경로 상에도 형성될 수 있다.
상기 광확산장치(12)의 재질은 한정되지는 않지만 아크릴 수지, COC, PMMA, PC, PC/PMMA, 폴리에테르이미드(Polyetherimide), 플루로카본폴리머(Fluorocarbon polymer), 실리콘 및 그 균등물, 그 조합 및 또 다른 임의의 투명소재가 될 수 있다.
제2 실시예
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 여기서 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 부재를 가리킨다.
조명 장치(1)는 선택적으로 광학필름(15)을 포함하는데, 광학필름은 제1 표면(151)과 상기 제1 표면(151) 반대쪽의 제2 표면(152)을 가진다. 본 실시예의 광조절면(13)은 제1 표면(151) 상에 형성된다. 상기 광학필름(15)은 조명 장치(1)의 광방출영역(102) 상에 놓이거나, 광확산장치(12)와 광원(11) 사이에 놓일 수 있다.
제1 실시예에서 설명한 바와 같이, 광학필름(15)은 광을 확산시킬 수 있다. 선택적으로, 제2 광조절면(14)이 상기 광학필름(15)의 제1 표면(152) 상에 형성될 수 있다. 또한, 제1 파형 배열(141)이 상기 제1 광조절면(14) 상에 형성될 수 있다. 상기 제1 파형 배열(131)의 배열 방향은 제2 파형 배열(141)의 그것과는 다르다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 제1 파형 배열(131)과 제2 파형 배열(141)을 서로 다른 배열 방향으로 적층함으로써 모아레(Moire) 패턴이 형성된다.
상기 제1 파형 배열(131)과 제2 파형 배열(141)을 적절히 조정함으로써, 모아레 패턴을 통과하는 광의 방향이 변환될 수 있다. 상기 광학필름(15)은 대만의 S-라이트 옵트 일렉트로닉스사(S-Light Opt Electronics Inc.)로부터 입수가능하다. 광확산성능을 더욱 향상시키기 위해 하나 또는 그 이상의 디퓨져가 광학필름(15) 위에 구비될 수 있다.
상기 제1 광조절면(13)은 광확산장치(12)와 광학필름(15)의 어느 하나에 형성되거나 또는 둘 다에 형성될 수 있다. 상기 제1 파형 배열(131)과 제2 파형 배열(141)은 동일한 또는 서로 다른 파형 크기(마이크로 렌즈 크기), 파형 모양 및 파형 주파수를 가질 수 있고, 이것은 광원의 타입과 조명 장치(1)에 요구되는 조명의 종류에 따라서 달라진다.
제3 실시예
도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치를 나타낸 개략적인 도면이다. 본 실시예에서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 부재를 가리킨다.
광원(11)으로부터 방출된 광은 통상적으로 일방향으로 진행하지 않고 주위로 방사된다. 따라서, 광의 일부는 광확산장치(12)를 통과하지 않고 공동부(10)로 직접 입사된다. 광확산장치(12)로 입사되지 않는 광을 모으기 위해, 본 실시예의 조명 장치는 광원(11)으로부터 방출된 광을 집속하기 위한 광집속부재(16)를 포함한다.
상기 광집속부재(16)는 광원(11)과 광확산장치(12) 사이에 위치한다. 또한, 제1 광조절면(13)이 상기 광집속부재(16) 상에 형성될 수 있다. 제1 광조절면(13)이 광원(11)과 대향되는 광집속부재(16)의 일측면에 형성될 경우에, 광집속부재(16)의 타측면은 광확산장치(12)에 직접적으로 부착될 수 있다. 또는, 상기 광집속부재(16)와 광확산장치(12)는 전체적으로 일체로 형성될 수도 있다. 대안으로서, 상기 제1 광조절면(13)은, 광확산장치(12)와 대향되는 광집속부재(16)의 일측면에 형성될 수도 있다.
상기 광집속부재(16)는 광원(11)에 상응하도록 홈(161)을 구비할 수 있다. 따라서, 광원(11)으로부터 방출된 대부분의 광은 광집속부재(16)로 입사될 수 있다.
조명 장치(1)의 광원(11)은 한정되지는 않지만 공동부(10) 내에 배치될 수 있고, 공동부(10) 바깥에 배치될 수도 있다. 광원(11)이 공동부(10) 바깥에 배치되는 경우에는, 광원(11)으로부터 광확산장치(12)까지 광을 전송하기 위해 광전송부재(17)가 사용될 수 있다. 상기 광전송부재(17)는 광섬유, 광파이프 및 그 균등물이 될 수 있다. 상기 광전송부재(17)의 일단은 광집속부재(16)에 결합될 수 있 다. 상기 광전송부재(17)와 광원(11) 모두는 공동부 내에 설치될 수 있다. 만약 광전송부재(17)가 유연한 경우에는 광원(11)이 광전송부재(17)가 도달하는 임의의 장소에 배치될 수 있다.
제4 실시예
광원(11)의 배열 방향이 제1 파형 배열(131)의 배열 방향(즉, 파형 배열의 파면 방향)과 평행하다면, 광이 제1 파형 배열(131)을 통과한 후에 제1 파형 배열(131)과 실질적으로 평행인 광패턴(18)이 형성될 것이다. 따라서, 광원(11)의 배열 방향과 제1 파형 배열(131)의 파면 방향이 선형 패턴으로 배열되면, 광은 선형 패턴으로 분산될 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이 광원(11)의 배열 방향과 제1 파형 배열(131)의 파면 방향이 곡률 패턴으로 배열되거나 또는 방사상 패턴으로 배열되면, 광은 곡률 패턴 또는 방사상 패턴으로 분산될 것이다.
이론적으로, 광원(11)의 배열 방향이 제1 파형 배열(131)의 파면 방향과 평행하거나 대체적으로 평행하면, 광원(11)으로부터 나온 광이 파면 방향을 따라 연장되는 광패턴(18)으로 분산될 것이다. 도 4a에서, 제1 파형 배열(131)에 대한 광원(11)의 크기는 과장되어 표현되었으며 실제와는 다를 수 있다는 점을 밝혀둔다.
나아가 도 2b에서 처럼, 제2 파형 배열(141)이 상기 제1 파형 배열(131)의 상부에 형성될 수 있다. 만약 제2 파형 배열(141)의 파면 방향이 제1 파형 배열(131)의 그것과 다르면, 광은 다른 방향으로 분산될 수 있다. 예를 들어, 제1 파형 배열(131)의 파면 방향이 제2 파형 배열(141)의 그것에 대해 직각이고 광원(11) 은 선형으로 배열되어 있다면, 광은 우선 제1 파형 배열(131)을 통과한 뒤에 선형 패턴으로 분산되고, 다음으로 제2 파형 배열(141)을 통과한 뒤에 평면 패턴으로 분산된다.
도 5를 참조하면, 광원(11)과 제1 파형 배열(131)의 사용하면, 점광원도 CCFL 또는 형광등과 같이 선광원과 같은 기능을 할 수 있다. 예를 들어, 광원(11)이 되는 복수의 점광원이 함몰된 공동부(19) 내에 놓이고, 제1 파형 배열(131)이 광원(11) 상부에 놓인다. 만약 광원(11)의 배열 방향과 제1 파형 배열(131)의 파면 방향이 선형 패턴으로 배열되고 각각 평행하다면, 광원(11)으로부터 나온 광은 선형 패턴으로 분산될 것이다. 필요한 회로와 기구적 부품을 설계함으로써 조명 장치는 CCFL 또는 형광등과 유사하게 구성될 수 있다. 나아가, 공동부(19) 내에는 광원(11)으로부터 방출된 광을 반사하기 위해 반사면(191)이 형성될 수 있다.
상기 제1 파형 배열(131)은 공동부(19) 내에 채워진 수지와 같은 재료 위에 형성될 수 있다. 상기 제1 파형 배열(131)은 또한 광원(11)을 커버하는 광학필름(13) 상에 형성될 수도 있다. 광원(11)에서 발생하는 열에 의해 유도되는 열적 응력을 경감시키기 위해 상기 광학필름(13)과 광원(11) 사이에는 충진재(192)가 충진될 수 있으며, 상기 충진재(19)의 열팽창계수는 광학필름(13)의 그것과는 다르다.
위에서 설명한 다양한 실시예의 조명 장치(1)가 LCD 백라이트 모듈에 사용될 수 있다. 백라이트 모듈이 직광 타입일 때에는, 백라이트 모듈이 적어도 광원(11)과 제1 파형 배열(13)을 포함한다. 또한 바람직하게, 광원(11)의 배열 방향은 실질적으로 제1 파형 배열(131)의 파면 방향과 평행하다.
선택적으로, 광확산장치(12)는 광확산을 위해 광원(11)과 LCD의 액정층 사이에 놓일 수 있다. 백라이트 모듈이 측광 타입인 경우에는, LCD의 디스플레이 표면으로 광을 유도하기 위해 광 가이드 플레이트가 사용되어야만 한다. 이러한 경우에, 광원(11)은 광 가이드 플레이트의 측부에 배치된다. CCFL에서 방출되는 것처럼 선형 광 패턴을 형성하기 위해서, 제1 파형 배열(13)의 파면 방향은 광원(11)의 배열 방향과 평행으로 배열된다. 상기 제1 파형 배열(131)은 도 5에 도시된 바와 같이 광원(11)과 함께 모듈화되어 조립될 수 있다. 상기 제1 파형 배열(131)은 광 가이드 플레이트의 광입사영역(미도시)처럼 광 가이드 플레이트 위에 직접 형성될 수도 있다. 광원(11)으로부터 방출된 광은 광확산장치(12)를 경유하여 광 가이드 플레이트로 방향 전환될 수 있다. 이때 광확산장치(12)의 날개 모양의 돌출부(121)는 광 가이드 플레이트와 대향한다.
본 발명에 따르면, 점광원에 의해서도 선광원과 같은 기능을 발휘할 수 있으며, LCD 디스플레이를 위해서 균일한 조명을 구현할 수 있다.
본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면으로 설명되었으나, 이들에 의해 한정되는 것은 아니며 청구범위에 기재된 바와 같이 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형물과 균등물이 있을 수 있다고 해석되어야 한다.

Claims (60)

  1. 광확산면과 광방출영역을 가지는 공동부;
    광을 방출하는 광원;
    상기 공동부 내에 구비되며, 날개 모양의 돌출부와, 광입사면과, 상기 광입사면으로부터 떨어져 있는 리세스부를 가지고, 광을 상기 날개 모양의 돌출부로 유도하는 광확산장치; 및
    상기 광 경로 상에 위치하며, 제1 파형 배열을 가지는 제1 광조절면;을 포함하는 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광확산면은 균등확산면(Lambertian surface)이고,
    상기 광확산장치는 길이 방향으로 연장 형성된 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    제1 표면과, 상기 제1 표면 반대쪽의 제2 표면을 가지며, 상기 제1 표면 상에 상기 제1 광조절면이 형성된 광학필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 광학필름은, 상기 제2 표면 상에 형성되는 제2 광조절면을 더 포함하고,
    상기 제2 광조절면은 상기 제1 파형 배열과는 서로 다른 배열 방향으로 연장된 제2 파형 배열을 가지는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 광학필름은 상기 광방출영역 상에 놓인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 광학필름은 상기 광확산장치와 광원 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광조절면은 상기 광입사면에 형성된 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광조절면은 상기 광확산장치에 형성된 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 광확산장치는 서로 다른 굴절률을 가진 두 가지 종류의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    광을 집속하기 위해 상기 광원과 광확산장치 사이에 위치하는 광집속부재를 더 포함하고,
    상기 제1 광조절면은 상기 광집속부재에 형성된 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 광조절면은 광원과 대향하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 광조절면은 상기 광확산장치와 대향하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 광확산장치와 광집속부재는 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 광집속부재는 광원에 상응하는 홈을 가지는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    광을 상기 광확산장치로 전송하기 위한 광전송부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 광전송부재는 광섬유소자, 광파이프 및 그 균등물을 포함하는 그룹 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 리세스부는 V자 형상인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 리세스부는 U자 형상인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 점광원인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 반도체 발광소자인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 복수의 발광소자를 포함하고,
    적어도 두 개의 발광소자는 서로 다른 색상의 광을 방출하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 백색광을 방출하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 광확산장치의 재료는 아크릴 수지, COC, PMMA, PC, PC/PMMA, 폴리에테르이미드(Polyetherimide), 플루로카본폴리머(Fluorocarbon polymer), 실리콘, 그 균등물 또는/및 그 조합을 포함하는 그룹 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으 로 하는 조명 장치.
  24. 날개 모양의 돌출부;
    광입사면;
    상기 광입사면으로부터 떨어져서 위치하는 리세스부; 및
    파면 방향으로 형성된 파형 배열을 가지는 광조절면;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 광조절면은 상기 광입사면 상에 형성된 것을 특징으로 하는 광확산장치.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 광조절면은 상기 리세스부에 형성되는 것을 특징으로 하는 광확산장치.
  27. 제24항에 있어서,
    상기 광조절면은 상기 날개 모양의 돌출부에 형성되는 것을 특징으로 하는 광확산장치.
  28. 제24항에 있어서,
    상기 날개 모양의 돌출부는 반사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산장치.
  29. 제24항에 있어서,
    상기 날개 모양의 돌출부는 굴절면을 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산장치.
  30. 제24항에 있어서,
    상기 리세스부는 상기 광입사면을 향하는 정점을 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산장치.
  31. 제24항에 있어서,
    상기 리세스부는 광을 반사하는 것을 특징으로 하는 광확산장치.
  32. 제24항에 있어서,
    상기 날개 모양의 돌출부는 길이 방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 광확산장치.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 파면 방향은 상기 길이 방향과 평행한 것을 특징으로 하는 광확산장치.
  34. 제24항에 있어서,
    상기 광조절면은 서로 다른 굴절율을 가진 두 가지 종류의 물질 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 광확산장치.
  35. 바닥과 측벽을 가지는 공동부;
    상기 공동부 내에 놓이는 복수개의 광원;
    상기 광원 상부에 놓이는 광확산장치; 및
    상기 광원 상부에 위치하는 광조절면;을 포함하고,
    상기 광조절면은 상기 바닥과 평행하며, 파형 배열을 가지는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 바닥과 측벽 중에서 적어도 하나에 형성된 반사면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  37. 제35항에 있어서,
    상기 바닥에 평행한 디퓨져를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  38. 제35항에 있어서,
    상기 광확산장치는,
    날개 모양의 돌출부, 광입사면, 및 상기 광입사면 반대쪽의 리세스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 날개 모양의 돌출부는 길이 방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  40. 제35항에 있어서,
    상기 파형 배열은 50㎛~60㎛ 사이의 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  41. 제35항에 있어서,
    상기 광원은, 적색 발광다이오드, 청색 발광다이오드 및 녹색 발광다이오드 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  42. 제35항에 있어서,
    상기 광원은 주기적으로 배열된 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  43. 제35항에 있어서,
    상기 광원은 열 형태로 배열된 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  44. 제35항에 있어서,
    상기 광원은 곡률 패턴으로 배열된 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  45. 제35항에 있어서,
    상기 광원은 밀집 형태로 배열된 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  46. 배열 방향을 가지는 복수의 광원; 및
    상기 광원의 배열 방향과 평행한 제1 파면 방향으로 형성된 제1 파형 배열을 가진 제1 광조절면;을 포함하는 조명 장치.
  47. 제46항에 있어서,
    상기 광원은 적색 발광다이오드, 청색 발광다이오드 및 녹색 발광다이오드 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  48. 제46항에 있어서,
    상기 제1 파면 방향은 곡선을 따라서 곡률 연장된 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  49. 제46항에 있어서,
    상기 제1 파면 방향은 직선으로 연장된 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  50. 제46항에 있어서,
    제2 파면 방향으로 제2 파형 배열을 가지는 제2 광조절면을 더 포함하고,
    상기 제2 파면 방향은 상기 제1 파면 방향과 서로 다른 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  51. 제50항에 있어서,
    상기 제2 파면 방향은 상기 제1 파면 방향에 대해 직각인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  52. 제50항에 있어서,
    상기 제2 광조절면과 상기 광원은 상기 제1 광조절면의 반대측에 위치하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  53. 제46항에 있어서,
    상기 제1 파형 배열 또는 제2 파형 배열은 50㎛~60㎛ 사이의 직경을 가지는 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  54. 제46항에 있어서,
    상기 제1 파형 배열 또는 제2 파형 배열의 연속하는 두 개의 파형의 피크 또는 골 사이의 거리는 100㎛~120㎛ 사이인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  55. 제46항에 있어서,
    광원이 놓이는 바닥을 가지는 함몰된 공동부; 및
    상기 바닥에 구비된 반사면;을 더 포함하고,
    상기 제1 광조절면은 상기 광원 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  56. 제46항에 있어서,
    제1 광조절면을 가지는 광학필름; 및
    상기 광원과 광학필름 사이에 개재되는 충진재;를 더 포함하고,
    상기 충진재는 상기 광학필름과 서로 다른 열팽창계수를 가지는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  57. 제46항에 있어서,
    액정층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  58. 제57항에 있어서,
    상기 광원으로부터 방출된 광을 확산시키기 위해 반사부와 굴절부를 가지는 광확산장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  59. 제58항에 있어서,
    상부면과, 상기 상부면에 직각인 측벽을 가지는 광 가이드 부재를 더 포함하고,
    상기 액정층은 상기 상부면과 대향하고, 상기 광확산장치는 상기 측벽에 위치하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  60. 제57항에 있어서,
    상부면과, 상기 상부면에 직각인 측벽을 가지는 광 가이드 부재를 더 포함하고,
    상기 액정층은 상기 상부면과 대향하고, 상기 광원은 상기 측벽에 위치하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
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