KR20070008415A - 조명 장치 및 조명 장치를 이용하는 ｌｃｄ 디바이스 - Google Patents

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히데키 이타야
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엔이씨 엘씨디 테크놀로지스, 엘티디.
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Abstract

광원으로서 복수의 색상을 방사하는 LED를 사용하는 LCD 디바이스에서, 도광판 내에 확산 재료가 분산된다. 도광판은 서로 복수의 색상을 안내하고 혼합하기 위해 사용된다. 확산 재료(diffusion material)는, 도광판의 기재의 광학적 특성과 상이한 광학적 특성, 예컨대 굴절 지수를 갖는 재료로 이루어진다.
LED, 광원, LCD 디바이스, 조명 장치, 도광판

Description

조명 장치 및 조명 장치를 이용하는 ＬＣＤ 디바이스{LIGHTING UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE LIGHTING UNIT}
도 1 은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 조명 장치를 이용하는 LCD 디바이스의 구성을 개략적으로 도시하는 사시도.
도 2 는 본 발명에 제 1 실시 형태에 따른 LCD 디바이스의 구성을 도시하는 수직 단면도.
도 3 은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 LCD 디바이스의 다른 구성을 도시하는 수직 단면도.
도 4 는 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 LCD 디바이스의 또 다른 구성을 도시하는 수직 단면도.
도 5 는 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 조명 장치를 이용하는 LCD 디바이스의 구성을 개략적으로 도시하는 사시도.
도 6 은 본 발명의 제 3 실시 형태에 따른 조명 장치를 이용하는 LCD 디바이스의 구성을 개략적으로 도시하는 사시도.
도 7 은 본 발명의 제 4 실시 형태에 따른 조명 장치를 이용하는 LCD 디바이스의 구성을 개략적으로 도시하는 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : LED 광원 2 : LCD 패널
4 : 도광판 5 : 반사판
6 : 광학 시트 (optical sheet)
본 발명은 조명 장치 및 그 조명 장치를 이용하는 LCD (liquid crystal display device) 에 관한 것이고, 보다 구체적으로 조명 장치에서 사용되는 도광판 (light guide plate) 의 구조에 관한 것이다.
LCD 디바이스는 얇은 두께, 경량 및 저전력 소모와 같은 여러가지 특징들을 가지고 있다. 이러한 특징들로 인해, LCD 디바이스는 사무 자동화 머신 (Office Automation machines), AV 기기 (Audio and Visual appliances) 및 셀룰러 전화 단말기 디바이스 등의 분야에서 널리 사용되고 있다. 투과형 LCD 디바이스의 경우에, 디스플레이는 LCD 패널의 배면을 조사하기 위한 백라이트를 포함한다. LCD 디바이스는 백라이트 광원으로부터 방사되어 전달되는 광선량을 제어함으로써 정보를 나타낸다. 백라이트 광원으로서 형광 램프가 사용되어 왔다. 그러나, 최근에는, 형광 램프를 대신하여 LED (light-emitting diodes) 가 사용된다. 이는, 형광 램프가 램프를 켜기 위해서 인버터 회로와 같은 주변 회로를 필요로 하고, 이러한 형광 램프용 인버터 회로가 소음을 내기 때문이다. 특히, 3 색을 혼합하여 백라이트용 백색을 얻기 위해 각각 적색 (R), 녹색 (G) 및 청색 (B)을 방사하는 LED가 함께 사용된다.
광원으로서 R, G 및 B 색상용 LED를 이용하는 종래의 LCD 디바이스는 LED 광원, LCD 디바이스, 하나 이상의 도광판, 반사판 및 광학 시트 (optical sheet) 로 이루어진다. LED 광원은 R, G 및 B 색상의 광선을 방사한다. 도광판은 LED 광원으로부터 방사된 광을 LCD 패널로 안내한다. 반사판은 LCD 패널에 투과되는 광의 손실을 감소시킨다. 광학 시트는 LCD 패널에 제공되는 광을 균일하게 분산시킨다.
각각의 LED는 점광원 (point light source) 의 역할을 한다. 통상, 각각의 LED에는, 외부광의 방사 각도에 관하여 광 세기의 지향성을 제공하기 위해 렌즈가 제공된다. 광 세기의 지향성에 의해, LED 칩은 그 각도에 해당하는 밝기를 갖는 광선을 방사하게 된다. 이러한 이유 때문에, 각각의 LED의 근방에서 광선은 LED의 지향성에 영향을 미치는 경향이 있다. 그 결과, LED의 배치에 의해서, 광선 세기의 높낮음이 야기된다. 특히, R, G 및 B 색상용으로 각각의 LED를 사용하여 백색을 구현하는 경우에, 높은 세기의 광선 및 낮은 세기의 광선들이 색상 불균일의 형태로 LCD 패널 상에 표시되는 문제를 야기한다.
이를 고려하여, 서로 다른 색상의 광을 혼합한 색에 의해 유발된 색상 불균일을 감소시키기 위해 LED 광원으로부터 LCD 패널까지의 도광판의 치수를 연장시킨다. 점광원의 그룹은, 인접하는 LED들의 간격과, LED의 그룹과 도광판의 에지 사이의 거리가 소정의 관계를 만족할 수 있도록 도광판의 에지로부터 떨어져 배치 된다. 이러한 방법은 일본 특허 공보 공개 제 2000-36209 호에 제안되어 있다.
서로 다른 색상을 발광하는 복수 유형의 LED가 광원으로서 사용되도록 의도된 경우에, 균일한 혼합 색상을 얻기 위해, 각각 서로 다른 색상의 광선을 나타내는 광선들이 전술한 방식으로 서로 고르게 혼합되는 것이 중요하다. 이러한 이유 때문에, LED 광원으로부터 LCD 패널까지의 도광판의 치수가 연장되도록 설계된다. 그러나, 이러한 방법은 색상 혼합을 위해, LED 광원으로부터 디스플레이 영역까지의 거리가 길어져야 하기 때문에 구조 설계 상 제한이 따른다. 그 결과, 도광판의 치수가 확장될 필요가 있고, 이에 따라 LCD 디바이스의 전체 크기가 확장된다. 또한, LCD 디바이스의 중량도 증가된다.
따라서, 본 발명의 예시적인 특징은 그 크기 및 중량이 감소될 수 있고, 각각 간단한 구조를 사용함으로써 색상 불균일이 보다 감소된 광선을 발생시킬 수 있는 조명 장치 및 이러한 조명 장치를 이용하는 LCD 디바이스를 제공하는 것이다.
특히, 본 발명의 조명 장치는 복수의 서로 다른 색상을 방사하는 LED 광원과, 복수의 서로 다른 색상을 수신하고 이들을 혼합하고 혼합된 광을 디스플레이 패널을 향해 방사하는 도광판을 포함하되, 도광판 내에는 확산 재료 (diffusion material) 가 분산되어 있으며, 이 확산 재료는 도광판의 기재 (base material) 의 광학적 특성과는 상이한 광학적 특성을 갖는다.
일 실시 형태에서, 확산 재료는 도광판의 기재 내에서 균일하게 분산된다.
다른 실시 형태에서, 확산 재료는 기재 내에서 불균일하게 분산된다.
확산 재료가 불균일하게 분산되는 경우, 확산 재료는 LED 광원에 인접한 도광판의 영역에서의 농도가 높게 존재할 수 있다.
확산 재료가 불균일하게 분산되는 경우, 상기 실시 형태와 다르게 또는 이에 더하여, 확산 재료는 2개의 주 표면부들 사이에서, 보다 중앙 영역의 농도보다 도광판의 2개의 주 표면부 각각에 인접하는 영역에서의 농도가 높게 존재할 수 있다.
조명 장치는 도광판의 표면 상에 형성되는, 높은 반사도를 갖는 시트를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조명 장치의 다른 실시 형태는 복수의 서로 다른 색을 방사하는 LED 광원과, 복수의 서로 다른 색을 수신하고 이들을 혼합하고 혼합된 광을 방사하는 제 1 도광판과, 제 1 도광판으로부터 혼합된 광을 수신하고 혼합된 광을 디스플레이 패널을 향해 방사하는 제 2 도광판을 포함하되, 제 1 도광판 내에는 확산 재료가 분산되며, 이 확산 재료는 제 1 도광판의 기재의 광학적 특성과는 상이한 광학적 특성을 갖는다.
제 2 도광판 내에도 확산 재료가 분산될 수 있는데, 이러한 경우, 이러한 확산 재료는 제 2 도광판의 기재의 광학적 특성과는 상이한 광학적 특성을 갖는다.
조명 장치는 제 1 도광판으로부터 제 2 도광판으로 혼합된 광을 안내하는 리플렉터 (reflector) 를 더 포함할 수 있다.
조명 장치는 제 1 도광판으로부터 제 2 도광판으로 혼합된 광을 안내하는 도광 부재를 더 포함할 수 있다.
도광 부재 내에서 확산 재료가 분산될 수 있는데, 이러한 확산 재료는 도광 부재의 기재의 광학적 특성과는 상이한 광학적 특성을 가져야 한다.
본 발명에 따른 LCD 디바이스는 LCD 패널과, 위에서 설명한 실시 형태들 중 임의의 실시 형태에 따른 조명 장치를 포함한다.
본 발명에 따른 조명 장치 및 이러한 조명 장치를 이용하는 LCD 디바이스를 이용하면, 각각 간단한 구조를 사용함으로써 그 크기 및 중량을 감소시킬 수 있고, 색상의 불균일도가 낮은 광선을 발생시킬 수 있다.
도광판 내에서 분산되는 확산 재료는 LED 광원으로부터 방사되는 광선에 의해 표현되는 색상을 혼합하는 데 있어서 도움이 된다. 확산 재료는 도광판의 기재의 광학적 특성과 상이한 광학적 특성, 예컨대 굴절 지수를 갖는 재료로 이루어진다. 이러한 확산 재료의 사용에 의해, 입사하는 광선이 확산된다. 이에 따라, LED 광원으로부터 도광판까지의 거리, 즉, 색상 혼합을 위해 필요한 거리를 줄일 수 있고, 이에 따라, 도광판의 크기를 감소시키는 동시에 디스플레이 영역에서의 색상 불균일성을 감소시킬 수 있다. 본 발명은 LCD 디스플레이의 크기 및 중량이 감소될 수 있는 구조를 제공하지만, 첨부하는 청구의 범위는 이러한 디스플레이의 설계자가 이러한 크기 및 중량 감소 특성을 이용하는 것과 무관하게 이러한 구조를 포함하도록 의도된다.
당업자에게는, 첨부 도면과 연결하여 이해할 수 있는 각종 바람직한 실시 형태의 다음 상세한 설명을 참조함으로써, 본 발명의 이러한 목적 및 유리한 점과 다른 목적 및 유리한 점들, 그리고 다른 설명이 자명할 것이다.
이하, 도 1 내지 7을 참조하여 LCD 디바이스의 세부적인 구성에 대해 설명한 다.
도 1 내지 4를 참조하여 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 조명 장치 및 이 조명 장치를 이용하는 LCD 디바이스에 대하여 설명한다. 도 1 및 2에 도시하는 바와 같이, 실시 형태에 따른 LCD 디바이스는 주로, 적색 (R), 녹색 (G) 및 청색 (B) 용 LED 광원 (1), 제어 수단 (7), LCD 패널 (2), 도광판 (4), 반사판 (5), 광학 시트 (6) 및 리플렉터 (10) 로 구성된다. 제어 수단 (7) 은 각각의 LED 광원 (1) 의 밝기를 제어한다. 리플렉터 (10) 는 각각의 LED 광원 (1) 으로부터 방사되는 광이 도광판 (4) 으로 입사하게 한다. 도광판 (4) 은 LED 광원 (1) 으로부터 방사되는 3 가지 색상을 혼합하고 혼합된 광을 LCD 패널 (2) 로 안내한다. 반사 패턴 (9) 은 도광판 (4) 의 표면 상에 배치되며, 이 표면은 반사판 (5) 에 더 가까이 있다. 반사판 (5) 은 광 손실을 감소시키고 LCD 패널 (2) 에 투과되는 광을 증가시킨다. 반사판 (5) 은 금속판 등으로 이루어진다. LCD 패널 (2) 은 영상이 디스플레이되는 패널이다. 도광판 (4) 과 LCD 패널 (2) 사이에 위치하는 광학 시트 (6) 는 LCD 패널 (2) 로의 광 투과를 균일하게 한다. 광학 시트 (6) 는 확산 시트로 이루어진다. 또한, 이러한 실시 형태에서, 확산 재료 (8) 는 도광판 (4) 내부에 분산된다. 확산 재료 (8) 의 광학적 특성은 도광판 (4) 의 기재의 광학적 특성과 상이하다.
확산 재료 (8) 는, 그 광학적 특성이 도광판 (4) 의 기재의 광학적 특성과 상이한 재료로 이루어지도록 한다. 각각이 기재의 굴절 지수와 다른 굴절 지수를 갖는, 2 종류 이상의 확산 재료 (8) 가 기재 내에서 분산되는 것이 가능하다. 또한, 각각이 기재의 반사율보다 큰 반사율을 갖는 2 종류 이상의 금속 입자가 기재 내에서 분산되는 것이 가능하다. 또한, 금속 입자로 이루어지는 시간적으로 먼저 사용되는 확산 재료 (former diffusion material) (8) 및 시간적으로 나중에 사용되는 확산 재료 (latter diffusion material) (8) 가 도광판 (4) 내에 혼합물 내로 분산되는 것이 가능하다.
또한, 도광판 (4) 을 제조하는 방법에는 특정한 제한이 없다. 도광판 (4) 은 예를 들어, 다음의 방법을 이용하여 제조될 수 있다. 반투명의 수지로 이루어지는 기재를 용융시키고, 용융된 기재와 함께 확산 재료 (8) 를 혼합하고, 그 후 교반한다. 그 후에, 결과로 생기는 기재가 경화되어 도광판 (4) 을 형성한다.
또한, 확산 재료 (8) 가 도광판 (4) 내에서, R, G 및 B 색상용 LED 광원 (1) 각각으로부터 방사되는 광을 굴절시키거나 반사시키기에 충분히 크도록 한다. 확산 재료 (8) 의 크기에는 특정한 제한이 없다. 확산 재료 (8) 는 모두 동일할 수 있고, 또는 서로 크기가 다른 복수의 유형일 수도 있다. 도 2에서, 확산 재료 (8) 는 도광판 (4) 의 기재 내에서 균일하게 분산된다. 그러나, 도 3 및 4의 실시 형태에서와 같이, 확산 재료 (8) 를 임의로 또는 소정의 불균일한 방식으로 분산시키는 것도 가능하다. 도 3에 도시하는 예에서, 확산 재료 (8) 는 LCD 패널 (2) 하부에 놓이는 영역에 비해, 도광판 (4) 의 영역에서 LED 광원 (1) 에 인접한 영역으로부터 LCD 패널 (2) 의 근방까지 연장되는 영역에서의 농도가 보다 높게 분산된다. 따라서, LED 광원 (1) 근처의 단부와 LCD 패널 (2) 의 에 지 사이의 거리는 보다 짧게 될 수 있다. 도 4에 도시하는 예에서, 확산 재료 (8) 의 도광판 (4) 의 깊이 방향으로 분산 농도가 변화한다. 특히, 확산 재료 (8) 는 2개의 주 표면들 사이의 중심 영역에 비해, 도광판 (4) 의 2개의 주 표면 근처에서 보다 높은 농도로 분산된다.
이제, 전술한 조명 장치를 포함하는 LCD 디바이스의 동작에 대하여 설명한다. 이러한 예에 따른 LCD 디바이스의 경우에, 제어 수단 (7) 은 R, G 및 B 용 LED 광원 (1) 이 각각, 각각의 색상에 대해 설정된 소정의 밝기로 발광하게 한다. 각각의 LED 광원 (1) 으로부터 방사되는 광은 직접적으로 또는 반사판 (10) 으로부터 반사된 후에 도광판 (4) 으로 안내된다.
이러한 실시 형태의 조명 장치에서, 도광판 (4) 에 입사하는 광은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 도광판 (4) 내에 포함되어 있는 기재의 광학적 특성과는 상이한 광학적 특성을 갖는 확산 재료 (8) 의 확산 효과로 인해 굴절되어 확산된다. 예를 들어, 확산 재료 (8) 의 굴절 지수는 도광판 (4) 내에 포함되어 있는 기재의 굴절 지수와 다르다. 이러한 굴절 효과에 의해, 도광판 (4) 내에서 직진하는 광의 세기가 분산된다. 이로써, LED의 지향성에 의해 야기되는 광 세기들간의 차가 감소된다. 따라서, 이로써, 3 색 혼합을 균일하게 하기 위한 LED 광원 (1) 으로부터의 거리가 각각 감소될 수 있다. 이러한 실시 형태에 따라, 도광판 (4) 내에서 LED 광원 (1) 으로부터 LCD 패널 (2) 까지의 광 경로가 짧아지더라도, LED 광원 (1) 으로부터의 입사광은 도광판 (4) 내에서 균일하게 혼합된다. 그러므로, 도광판 (4) 의 폭은 보다 좁게 설계될 수 있다. 결과적으로, 이로 써, 그 크기 및 중량이 감소될 수 있으며 이와 동시에 색상이 보다 균일한 광선을 발생시킬 수 있는 조명 장치 및 이를 포함하는 LCD 디바이스를 제조하는 것이 가능하게 된다.
이제, 도 5를 참조하여 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 조명 장치 및 이를 이용하는 LCD 디바이스에 대하여 설명한다. 제 1 실시 형태의 경우에, 단일의 도광판 (4) 이 사용되고, 따라서, 이러한 도광판 (4) 의 사용에 의해 각각 R, G 및 B 색상용 LED 광원 (1) 으로부터 방사되는 광선이 서로 혼합된다. 그러나, 제 2 실시 형태에서 도광판은 LCD 디바이스의 크기를 보다 감소시키기 위해 두 부분으로 나뉜다.
구체적으로, 도 5에 도시하는 바와 같이, 그 안에 확산 재료가 분산되어 있는 혼합 도광판 (23; mixing light guide plate) 뿐만 아니라 R, G 및 B 색상을 방사하는 LED 광원 (21) 이, 즉, 즉, 광이 입사하는 표면인 LCD 패널 (22) 의 배면에 배치된다. 혼합 도광판 (23) 은, 혼합 도광판 (23) 내에서 분산되어 있는 확산 재료와 함께 LED 광원 (21) 으로부터 방사되는 3 색을 혼합한다. 혼합 도광판 (23) 내에서 혼합되는 광은 금속판 등을 처리함으로써 형성되는 리플렉터 (reflector) (28) 에 의해 주 도광판 (24; main light guide plate) 으로 안내되도록 설계된다. 주 도광판 (24) 은 혼합된 광을 LCD 패널 (22) 로 안내한다. 제어 수단 (27) 은 각 광원 (21) 의 밝기를 제어한다. 반사판 (25) 은 광 손실을 감소시키고 LCD 패널 (22) 로 투과되는 광을 증가시킨다. LCD 패널 (22) 은 그 위에 이미지가 디스플레이되는 패널이다. 주 도광판 (24) 과 LCD 패널 (22) 사이에 위치하는 광학 시트 (optical sheet) (26) 는 LCD 패널 (22) 로의 광투과를 균일하게 만든다.
주 도광판 (24) 및 혼합 도광판 (23) 은 동일한 재료 또는 각각 서로 다른 재료로 형성될 수 있다. 또한, 2 개의 도광판의 각각의 두께는 동일하거나 상이할 수 있다. 주 도광판 (24) 은 혼합 도광판 (23) 보다 두껍게 제조될 수 있으며, 다른 변형예도 가능하다. 또한, 제 1 실시 형태의 경우에서와 같이, 확산 재료의 재료는 도광판의 기재와는 광학적 특성이 상이하게 할 수도 있다. 확산 재료의 재료, 크기 및 분산은 제 1 실시 형태와 관련하여 위에서 논한 바와 같이 변할 수 있다.
제 2 실시 형태에서, 배면에 배치되어 있는 LED 광원 (21) 으로부터 방사된 광선은 전술한 방식으로 주 도광판 (24) 및 혼합 도광판 (23) 에 의해 확산된다. 그러나, 도광판 (23) 뿐만 아니라 도광판 (24) 에도 광 확산 재료를 제공하는 것이 가능하다. 이러한 구성에 의해 제 1 실시 형태에 비해 그 치수가 더 감소되고, 서로 다른 색상의 혼합에 의해 야기되는 색상 세기에서의 분귤일성을 감소시키는 LCD 디바이스의 구현이 또한 가능하게 된다.
이제, 도 6을 참조하여 제 3 실시 형태를 설명한다. 이 실시 형태는 본 발명의 제 2 실시 형태에 대한 변형예이다. 이전 실시 형태들에서 공통인 구성요소들은 동일한 참조 번호로 표시하며 그 설명은 생략한다. 제 2 실시 형태의 경우에, 리플렉터 (28) 는 혼합 도광판 (23) 내에서 혼합되는 광을 주 도광판 (24) 으로 안내하기 위해 사용된다. 그러나, 제 3 실시 형태에서는, R, G 및 B 색상 을 방사하는 LED 광원으로부터 각각 방사되는 광선을 보다 효율적으로 혼합하기 위해, 혼합 도광판 (23) 으로부터 주 도광판 (24) 으로 광선을 안내하는 부분에서도 광선이 혼합될 수 있도록 설계된다.
구체적으로, 도 6 에 도시하는 바와 같이, 그 안에 확산 재료가 분산되어 있는 혼합 도광판 (23) 뿐만 아니라, R, G 및 B 색상을 방사하는 LED 광원 (21) 이 LCD 패널 (22) 의 배면에 배치된다. 또한, 확산 재료를 포함하는 도광 부재 (29; light guiding member) 가 혼합 도광판 (23) 으로부터 주 도광판 (24) 으로 광선을 안내하는 부분에도 배치된다. 주 도광판 (24), 혼합 도광판 (23) 및 도광 부재 (29) 는 동일한 재료이거나 각각 서로 다른 재료로 형성될 수 있다. 또한, 제 1 실시 형태에서와 마찬가지로, 확산 재료의 재료는 기재의 재료와 광학적 특성이 상이하게 한다. 확산 재료의 재료, 크기 및 분산은 이전의 실시 형태들과 관련하여 상술한 바와 같이 변할 수 있다.
이러한 방식으로 주 도광판 (24), 혼합 도광판 (23) 및 도광 부재 (29) 내에서의 확산 재료의 분산에 의해, 그 치수가 감소되고, 색상 혼합에 의해 야기되는 색상 불균일성을 보다 감소시키는 LCD 디바이스를 구현하는 것이 가능하게 된다. 이러한 실시 형태에서는 도광판 (23, 24) 중 하나 또는 둘 다에서 확산 재료를 빼는 것도 가능하다.
이제, 도 7을 참조하여 제 4 실시 형태를 설명한다. 제 3 실시 형태에서는 광선이바람직하게 혼합 도광판 (23), 주 도광판 (24) 및 도광 부재 (29) 각각에서 혼합된다. 그러나, 제 4 실시 형태에서는, 혼합 도광판 (23), 주 도광판 (24) 및 도광 부재 (29) 의 각각의 내부 및 외부로 나아가는 광선의 손실을 감소시키기 위해 제 3 실시 형태의 혼합 도광판 (23), 주 도광판 (24) 및 도광 부재 (29) 가 일체형으로 형성된다.
구체적으로, 도 7에 도시하는 바와 같이, R, G 및 B 색상을 방사하는 LED 광원 (21) 은 LCD 패널 (22) 의 배면에 배치되고, 광원의 근방에 도광판 (30) 이 사용된다. 도광판 (30) 은 혼합 도광판, 주 도광판 및 도광 부재를 일체형으로 형성함으로써 얻어진다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 도광판 (30) 은 문자 U 형태의 비대칭형 단면을 갖는다. 또한, 혼합 도광판 및 주 도광판은 광 안내를 통해 서로 연결된다. 제 1 실시 형태에서와 마찬가지로, 확산 재료의 재료는 도광판 (30) 의 기재와는 광학적 특성이 상이하게 한다. 이전의 실시 형태들과 연결하여 위에서 설명한 바와 같이 확산 재료의 재료, 크기 및 분산은 변할 수 있다. 또한, 도광판 (30) 의 제조 방법에는 제한이 없다. 예를 들어, 기재에 확산 재료를 분산시킴으로써 획득되는 재료를 몰드에 부어서 도광판 (30) 을 형성할 수 있다. 또한, 기재에 확산 재료를 분산시켜 판형 부재를 형성하고, 그 다음에 그 부재에 열을 가하는 동안 이 부재를 접음으로써 도광판 (30) 을 형성할 수 있다.
주 도광판, 혼합 도광판 및 도광 부재를 일체형으로 형성함으로써 이루어지는 광 안내판을 제공함으로써, 광 손실이 적고, 밝기 효율성이 향상되고, 크기가 감소된 LCD 디바이스를 구현하는 것이 가능하게 된다. 또한, 색상 혼합에 의해 야기되는 색상 분균일성이 감소된다.
이제, 제 5 실시 형태를 설명한다. 상기한 4 가지 실시 형태에서, LED 광원으로부터 방사되는 광선은, 이들 실시 형태에서 다양하게 구성되는 확산 재료 및 구조에 의해 다양한 방향으로 확산된다. 그 결과, 각각의 도광 부재의 전면 및 배면으로부터 광선이 새어 나올 수 있다.
제 5 실시 형태에서, 높은 반사율을 갖는 시트가 도 1 내지 5에 도시하는 도광판의 표면들 전체 또는 이들 중 어느 하나에 부착될 수 있다. 예를 들어, 높은 반사율을 갖는 금속 필름이 도 1 내지 5에 도시하는 하나 이상의 도광판의 표면 상에 증착 등에 의해서 형성될 수 있다.
이러한 구성에 의해, 다음 특징을 갖는 LCD 디바이스를 구현하는 것이 가능하게 된다. 높은 반사율을 갖는 시트에 의해, LCD 패널로부터의 광선이 서로 다른 방향을 향해 반사될 수 있게 하고, 광선 손실이 감소될 수 있게 한다. 밝기 효율성이 향상된다. 또한, 색상 혼합에 의해 야기되는 색상 불균일성도 감소된다.
위에서 각종 바람직한 실시 형태에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시 형태들에 제한되지 않고, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 예를 들어, 전술한 각각의 실시 형태에서, 확산 재료 (8) 는 도광판, 예컨대, 도광판 (4), 혼합 도광판 (23), 주 도광판 (24) 및 도광판 (30) 및 도광 부재 (29) 내에서 전체적으로 분산된다. 그러나, 본 발명은 전술한 실시 형태들에 제한되지 않음을 유념해야 한다. 확산 재료는 이러한 도광판 또는 도광 부재의 적어도 일부 내에 분산되도록 한다.
또한, 각각의 전술한 실시 형태들에서, 각각의 3 색상용 LED가 사용된다. 조명 장치를 위한 LED는, 후에 혼합되면 백색 광으로 변하는 광선들을 각각 방사하는 복수 유형의 LED를 구성하여 사용하면 충분하다. 예를 들어, 2 가지 색상의 혼합에 의해 백색 광이 생성되는 경우, 이 조명 장치를 위한 LED는 2개의 서로 다른 색상의 LED에 의해 구성되어 사용될 수 있다. 4 가지 이상의 색상의 혼합에 의해 백색 광이 생성되는 경우, 이 조명 장치를 위한 LED는 4개 이상의 서로 다른 색상의 LED에 의해 구성되어 사용될 수 있다.
또한, 각각의 전술한 실시 형태에서, 백색 광은 서로 다른 색상을 혼합함으로써 생성된다. 그러나, 본 발명은 백색이 아닌 다른 색상의 광이 생성되기를 원하는 경우에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
본 발명은 서로 다른 색상을 생성하는 복수 유형의 LED를 포함하는 임의의 조명 장치, 및 이러한 조명 장치를 사용함으로써 디스플레이 패널을 조명하는 임의의 디스플레이 디바이스에 적용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 형태들을 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 진정한 범주로부터 이탈하지 않는 각종 변경 또는 변형예들이 당업자에게 자명할 것이다.
본 발명에 따른 조명 장치 및 이러한 조명 장치를 이용하는 LCD 디바이스를 이용하면, 각각 간단한 구조를 사용함으로써 그 크기 및 중량을 감소시킬 수 있고, 색상의 불균일도가 낮은 광선을 발생시킬 수 있다.

Claims (21)

  1. 복수의 색을 방사하는 LED 광원; 및
    상기 복수의 색을 수신하고, 상기 복수의 색을 혼합하고, 혼합된 광을 디스플레이 패널로 방사하는 도광판을 포함하며,
    상기 도광판에는 확산 재료가 분산되고,
    상기 확산 재료는 상기 도광판의 기재의 광학적 특성과 상이한 광학적 특성을 갖는, 조명 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 확산 재료는 상기 도광판의 기재 내에서 균일하게 분산되는, 조명 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 확산 재료는, 상기 도광판의 기재 내에서 불균일하게 분산되는, 조명 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 확산 재료는, 상기 도광판의 다른 부분의 농도보다, 상기 LED 광원에 인접한 상기 도광판의 영역에서의 농도가 높게 분산되는, 조명 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 확산 재료는, 상기 2개의 주 표면들 사이에서 보다 중앙의 내부 영역의 농도보다, 상기 도광판의 2개의 주 표면에 인접하는 영역에서의 농도가 높게 분산되는, 조명 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판의 표면 상에 반사 시트를 더 포함하는, 조명 장치.
  7. 복수의 서로 다른 색상을 방사하는 LED 광원;
    상기 복수의 색광을 수신하고, 상기 복수의 색광을 혼합하고, 혼합된 광을 방사하는 제 1 도광판; 및
    상기 혼합광을 상기 제 1 도광판으로부터 수신하고, 상기 혼합광을 디스플레이 패널을 향해 방사하는 제 2 도광판을 포함하고,
    상기 제 1 도광판에는 확산 재료가 분산되고,
    상기 확산 재료는 상기 제 1 도광판의 기재의 광학적 특성과 상이한 광학적 특성을 갖는, 조명 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 도광판 내에 확산 재료가 분산되고,
    상기 확산 재료는 상기 제 2 도광판의 기재의 광학적 특성과 상이한 광학적 특성을 갖는, 조명 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 혼합광을 상기 제 1 도광판으로부터 상기 제 2 도광판으로 안내하는 리플렉터 (reflector) 를 더 포함하는, 조명 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 혼합광을 상기 제 1 도광판으로부터 상기 제 2 도광판으로 안내하는 도광 부재 (light guiding member) 를 더 포함하는, 조명 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 도광 부재 내에서 확산 재료가 분산되고,
    상기 확산 재료는 상기 도광 부재의 기재의 광학적 특성과 상이한 광학적 특성을 갖는, 조명 장치.
  12. LCD 패널; 및
    복수의 색을 방사하는 LED 광원, 및 상기 복수의 색을 수신하고 상기 복수의 색을 혼합하며 혼합된 광을 상기 LCD 패널을 향해 방사하는 도광판을 구비하고,
    상기 도광판 내에는 확산 재료가 분산되고,
    상기 분산 재료는 상기 도광판의 기재의 광학적 특성과 상이한 광학적 특성을 갖는, 조명 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 확산 재료는 상기 도광판의 기재 내에서 균일하게 분산되는, 조명 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 확산 재료는, 상기 도광판의 기재 내에서 불균일하게 분산되는, 조명 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 확산 재료는, 상기 LCD 패널 하부 영역의 농도보다, 상기 LED 광원에 인접한 도광판 영역에서의 농도가 높게 분산되는 조명 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 확산 재료는, 상기 2개의 주 표면 사이에서, 보다 중앙의 내부 영역의 농도보다, 상기 도광판의 2개의 주 표면에 인접한 영역에서의 농도가 높게 분산되는, 조명 장치.
  17. LCD 패널; 및
    복수의 색을 방사하는 LED 광원, 상기 복수의 색을 수신하고 상기 복수의 색을 혼합하고 혼합된 광을 방사하는 제 1 도광판, 및 상기 혼합광을 상기 제 1 도광판으로부터 수신하고 상기 혼합광을 상기 LCD 패널을 향해 방사하는 제 2 도광판을 구비하고,
    상기 제 1 도광판에는 확산 재료가 분산되고,
    상기 확산 재료는 상기 제 1 도광판의 기재의 광학적 특성과 상이한 광학적 특성을 갖는, LCD 디바이스.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 2 도광판에는 확산 재료가 분산되고,
    상기 확산 재료는 상기 제 2 도광판의 기재의 광학적 특성과 상이한 광학적 특성을 갖는, LCD 디바이스.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 조명 장치는 상기 혼합광을 상기 제 1 도광판으로부터 상기 제 2 도광판으로 안내하는 리플렉터를 더 포함하는, LCD 디바이스.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 조명 장치는 상기 혼합광을 상기 제 1 도광판으로부터 상기 제 2 도광 판으로 안내하는 도광 부재를 더 포함하는, LCD 디바이스.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 도광 부재에는 확산 재료가 분산되고,
    상기 확산 재료는 상기 도광 부재의 기재의 광학적 특성과 상이한 광학적 특성을 갖는, LCD 디바이스.
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