KR20080004527A - 백라이팅용 섬유 조명 장치 - Google Patents

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KR20080004527A
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주 가오
제임스 엘. 스콜렌버그
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어드밴스트 라이팅 테크놀러지즈 인코포레이티드
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Abstract

광섬유를 사용하는 패널 디스플레이용 백라이팅을 제공하는 장치 및 방법.
백라이팅, 백라이팅원, 광원, 패널 디스플레이, 광섬유, 광출사면, 조명 영역

Description

백라이팅용 섬유 조명 장치{FIBER ILLUMINATION SYSTEM FOR BACK LIGHTING}
본 출원은 여기에 그 전체 내용이 병합된 미국 임시 특허 출원 제 60/668,069호(2005년 4월 5일 출원)의 우선권을 청구한다.
본 출원은 미국 임시 특허 출원 제 60/505,429호의 우선권의 이익을 주장하며, "반사 커플러가 없는 광도파로를 사용하는 일체화된 광확산 장치"란 제목으로 2004년 9월 27일 출원되어, 동시계속출원중인 미국 특허 출원 제 10/949,196호와 관련되며, 그 전체 내용은 참조를 위해 여기에 병합되어 있다.
본 발명은 액정표시장치와 같은 패널 디스플레이용 백라이팅을 제공하는 장치에 관한 것이다.
백라이팅(backlighting)은 텔레비젼, 방사선학, 광고판, 컴퓨터 시스템, 멀티미디어 장치 및 기타 전자 기기를 포함하여, 디스플레이 유닛 자체가 발광하지 않고 백라이팅 광원으로부터 출사된 빛을 변조하는 다양한 용도로서 사용된다. 이러한 용도의 일례가 액정표시장치(LCD)이다. LCD는, 빛을 생성하지 않고 통과하는 빛의 편광 특성을 변경함으로써 백라이팅 광원으로부터의 광출력 강도를 변조하여 제 1 상태의 광투과 및 제 2 상태의 광투과를 가능하게 하기 때문에, 작동을 위한 광원을 필요로 한다. LCD 패널의 각 픽셀에 대한 광도 변조의 결과로서 정보가 표 시된다. 이러한 디스플레이에서는 컨트라스트 비율과 밝기의 개선이 가능하기 때문에, 백라이팅된 LCD 패널이 사용되는 장치는 점점 인기있는 패널 디스플레이의 용도가 되고 있다.
반도체 기술의 급격한 발전 및 개인용 컴퓨터, 휴대폰, PDA 등의 수요 증가로, LCD는 이러한 장치의 디스플레이 패널을 위한 선호되는 장치 중 하나가 되고 있다. 음극선관(CRT)이 경제적이며 여러 관점에서 이점을 갖기는 하지만, 유해파의 발생가능성, 대형의 크기 및 상대적으로 높은 전력 소비는 개인용 컴퓨터와 같은 디스플레이용으로 CRT를 기피하는 주요 이유가 된다. 해상도, 공간 활용 및 전력 소비가 더 우수하기 때문에, LCD 패널은 디스플레이용으로 인기를 얻고 있다. 백라이팅 LCD용 장치에 있어서의 기술적 요구는 LCD 패널에서 요구되는 경량, 저발열 및 평판 구조에 부합해야 한다.
현재, LCD용 백라이팅 광원은 하나의 수은 방전 램프 형태에 의해 주로 제공된다. 선형 형광 램프 및 전구형 형광 램프와 유사하게, 이러한 백라이팅 램프는 주요 방사가 수은 자외선(UV) 스펙트럼에 있는 저압 수은 방전 램프이다. UV 방사를 원하는 (흰)색으로 변환하기 위하여, 램프 밀봉체에 인광체가 코팅될 수 있다. 이러한 램프는 박형으로 상대적으로 낮은 온도에서 작동한다. 이러한 램프의 예로, 냉음극 형광 램프(CCFL)가 있다. 개별적인 기하학적 구조(geometry), 저발열, 루멘 효율성 및 생산시 완성도 때문에, CCFL은 LCD 기술의 표준화된 백라이팅 광원이 되고 있다.
개인용 컴퓨터용으로, 전형적인 스크린 크기는 대각선상의 수치로 14 인치 및 17인치이다. 이러한 범위에서는 적은 수의 CCFL으로도 요구되는 루멘에 충분히 부합된다. 각각의 디스플레이로부터 균일화된 빛을 출력하기 위하여, 광도파로 및 산광기가 사용될 수 있다. 이러한 발명의 예는 메이(Mai)의 미국 특허 제 7,018,086호, 클레인(Klein)의 미국 특허 제 6,992,733호 및 헤더웨어(Hathaway)의 미국 특허 제 5,050,946호에 기술되어 있다.
원칙적으로, LCD 기술은 상술된 14 인치 및 17 인치의 개인용 컴퓨터에 국한되지 않는다. 대개, 무결함 LCD 패널의 제조에 있어서의 공정 및 비용의 문제로 인해 LCD 디스플레이의 치수적 제한이 있었다. 그러나, 이러한 문제는 최근에 해결되고 있으며, 플라즈마 디스플레이 패널과 같은 다른 형식의 평면 스크린 기술과 경쟁하며 대형 스크린의 LCD 디스플레이가 만들어지고 있다. 그러나, 대형 스크린 LCD 패널은 더 크고 더 밝은 백라이팅 광원을 필요로 한다. 현재의 해결 방식은 백라이팅에 사용되는 CCFL의 수를 늘리는 것이다. 그러나, 이러한 해결 방식에는 몇 가지 문제가 존재한다. 예를 들면, 증가된 CCFL의 수는 각각의 안정기의 수를 증가시키고 그 취급을 어렵게 하며, 따라서 상응하는 생산 비용을 증가시킨다. 또 다른 문제는 CCFL이 길이방향으로 연장된 면적을 가질 수 없기 때문에, 디스플레이 패널의 전체 면적에 대한 적절한 백라이팅을 제공하기 위하여, 몇 개의 CCFL이 패턴 내에 사용되어야만 한다는 것이며, 이는 CCFL 사이의 갭으로 인해 어두운 영역을 발생시킬 수 있다. 마지막으로, CCFL 내부의 수은은 환경적인 문제를 지속적으로 갖게 된다.
따라서, LCD 기술, 특히 대형 스크린 LCD 패널에 대한 대안적인 백라이팅이 요구된다. 이러한 대안의 하나는 백라이팅용 발광 다이오드(LED)를 사용하는 것이다. 그러나, 백라이팅용 LED에는 몇 가지 문제가 발견된다. 예를 들면, 개별적인 LED는 백라이팅 요구조건에 맞는 충분한 루멘을 제공하지 않기 때문에, 커다란 LED 어레이가 반드시 사용되어야 한다. 또한, 이러한 대형의 LED 어레이는 상대적으로 고비용이며 상당한 양의 열을 생성한다. 따라서, LCD 패널 디스플레이 장치를 위한 대안적인 백라이팅 장치가 여전히 요구된다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 결함을 방지하는 패널 디스플레이용의 신규한 백라이팅 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 광섬유를 사용한 패널 디스플레이용의 신규한 백라이팅 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 광원, 일측 패널은 타측 패널과 대향하는 광반사면을 갖고 타측 패널은 광투과성이며 장치의 광출사면을 형성하는 한 쌍의 이격된 평행 패널을 포함하는 패널 디스플레이용의 신규한 백라이팅 장치 및 방법을 제공하는 것이다. 이러한 장치는, 패널들 사이에 위치하며 조명 영역의 외연 주변부를 형성하고 광원으로부터 출사된 빛을 수용하여 광섬유의 주변부로부터 조명 영역으로 균일하게 출사하는 광섬유를 또한 포함한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 광원을 제공하는 광 엔진, 일측 주표면은 광반사 패널을 포함하고 타측 주표면은 산광기를 포함하는 평행한 주표면을 갖으며 조명 공동을 형성하는 모듈, 및 조명 공동의 외연 주변부에 위치하는 측면-출사 광섬유를 포함하는 신규한 패널 조명 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 균일하게 확산된 빛을 패널 디스플레이로 제공하기 위한 신규한 백라이팅 모듈을 제공하는 것이다. 이러한 모듈은, 모듈의 광출사면을 형성하는 평면의 산광기에 평행하게 이격된 평면의 반사기, 및 반사기와 산광기 사이에서 위치하며 외연 주변부로부터 빛을 균일하게 출사하도록 구비된 광섬유를 포함한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 평면 반사기에 의해 형성된 일측 주경계와 평면 산광기에 의해 형성된 광출사면을 갖는 조명 공동, 및 광원으로부터 공동으로 빛을 전송하기 위해 공동 내에 위치하는 광섬유를 포함하는 균일하게 확산된 빛을 패널 디스플레이로 제공하는 신규한 백라이팅 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 광원 및 광출사면을 갖는 조명 공동을 형성하는 모듈을 포함하는 신규한 패널 디스플레이 조명 장치를 제공하는 것이다. 이러한 장치는 광원으로부터 출사된 빛을 수용하여 공동으로 출사하는 광섬유 및 공동에서 섬유에 의해 출사된 빛을 광출사면을 향하도록 하는 광 반사 구조를 포함한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 평면 반사기에 의해 형성된 일측 주경계와 평면 산광기에 의해 형성된 광출사면을 갖는 조명 공동, 및 광원으로부터 공동으로 빛을 전송하기 위해 공동 내에 위치하는 광섬유를 형성하는 균일하게 확산된 빛을 패널 디스플레이로 제공하는 신규한 백라이팅 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 일측면 상에 반사 코팅을 갖고 광출사면을 형성하는 타측면 상에 광확산 구조를 갖는 광 투과성 시트, 및 광원으로부터 시트로 빛을 전송하기 위해 시트의 주변부에 연결된 광섬유를 포함하는 균일하게 확산된 빛을 패널 디스플레이에 제공하는 신규한 백라이팅 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 패널로 전송된 빛으로부터 선택된 파장에서 빛을 필터링하는 필터를 더 포함하는 패널 디스플레이 백라이팅 장치 방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적과 본 발명의 다른 목적 및 이점은 청구항, 첨부된 도면 및 이하의 바람직한 실시예의 상세한 설명을 숙지함으로써 당업자에게 더욱 분명히 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 백라이팅 장치의 실시예의 단면도이고;
도 2(a) 내지 2(d)는 본 발명에 따른 백라이팅 장치의 실시예를 도시하는 도면이며;
도 3(a)는 본 발명에 따른 광섬유의 실시예의 단면도이고;
도 3(b)는 본 발명에 따른 광섬유의 또 다른 실시예의 단면도이며;
도 4(a) 내지 4(c)는 본 발명에 따른 백라이팅 장치의 대안적인 실시예의 단면도이고;
도 5(a) 내지 도 5(d)는 본 발명에 따른 백라이팅 장치의 대안적인 실시예의 단면도이며;
도 6은 본 발명에 따른 광 엔진의 실시예를 도시하는 도면이다.
본 발명은 대개 LCD 표시 장치와 같은 패널 디스플레이용 백라이팅 장치에서의 사용을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 백라이팅 장치(100)의 실시예의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 백라이팅 장치(100)는 한 쌍의 이격된 평행 패널(10, 20)을 포함한다. 패널 중 하나는 다른 패널, 즉 산광기(20)에 대향하는 반사면을 갖는 반사기(10)를 포함한다. 산광기(20)는 광투과성이며, 백라이팅 장치(100)의 광출사면을 형성한다. 반사기(10)와 산광기(20) 사이에 광섬유(30)가 배치될 수 있다. 본 실시예에서는, 광섬유(30)가 조명 영역(35)(도 1에는 미도시)의 외연 주변부를 형성하며, 광 엔진(40)(도 1에서는 미도시)으로부터 빛을 수용하기 위해 구비된다. 광섬유(30)는 광 엔진(40)으로부터 빛을 수용하여, 도 2a에 도시된 바와 같이, 그 주변부로부터 조명 영역(35)으로 균일하게 출사한다. 반사기(10)는 조명 영역(35)으로부터의 출사광을 산광기(20)를 향해 반사하고, 산광기(20)는 LCD 패널(50)에 의해 변조시키기 위해 조명 영역(35)으로부터 빛을 투과시킨다.
광섬유(30)에 의해 출사된 빛이 반사되도록 하거나 반사를 증대시키도록, 반사기(10)는 균일하게 평평하거나 또는 다면을 이루고 있어, 백라이팅 장치(100)의 어두운 영역을 최소화하고 밝기를 증가시킨다. 반사기(10)는 백라이팅 장치(100)의 저면에 위치하여 출사광을 위로 반사시키도록 하는 것이 바람직하며, 산광기(20)는 LCD 패널(50)과 반사기(10) 사이에 위치하여 빛을 균일하게 한다.
도 1에 도시되지는 않았지만, 원하는 광출력을 위해 다중의 산광기가 사용될 수 있다. 최대의 균일화를 달성할 수 있도록, 산광기(20)는 빛의 공간적 분배에 따 라 선택된다.
도 2(a) 내지 2(c)는 본 발명에 따른 백라이팅 장치의 실시예를 도시한다. 도 2(a) 내지 2(c)를 참조하면, 광 엔진(40)이 광섬유(30)에 연결되어 있는 것이 도시되어 있다. 광섬유(30)는, 2004년 9월 27일에 "반사 커플러가 없는 광도파로를 사용하는 일체화된 광확산 장치"란 제목으로 출원되며, 여기에 그 내용이 참조되어 병합된, 미국 특허 출원 제 10/949,196호에 개시된 방법 및 장치에 의해, 그 양단부에서 광 엔진(40)에 효율적으로 연결된다. 광 엔진(40)은 LED, LED 어레이, CCFL, HID 램프, 무전극 램프(electrodeless lamp) 등의 광원 또는 산업 분야에서 일반적으로 사용되는 종래의 광원을 포함한다. 도 2(a)에 도시된 실시예에서, 섬유(30)는 상응하는 표시 영역보다 약간 넓게 덮도록 배치된다. 섬유(30)의 특성으로 인해 빛은 섬유(30)로부터 섬유(30)로 둘러싸인 조명 영역(35)으로 출사된다. 이후, 출사광은 반사기(10)(미도시)에 의해 산광기(20)(미도시)를 향해 반사된다. 백라이팅 장치(100)의 광출사 특성은 광섬유(30)의 길이를 변경함으로써 변경된다.
본 발명에 따른 백라이팅 장치의 대안적인 실시예가 도 2(b) 및 2(c)에 의해 도시된다. 도 2(b) 및 2(c)를 참조하면, 광섬유(30)는 그 양단부에서 광 엔진(40)에 작동가능하게 연결되고, 표시 영역에 상응하는 영역을 덮도록 위치한다. 광섬유(30)의 배치 및 특성으로 인해, 디스플레이의 어두운 영역이 최소화되며, 백라이팅 장치(100)의 밝기와 효율성이 증가된다. 도 2(d)를 참조하면, 복수의 광섬유(31, 32)가 조명 영역으로 빛을 출사하기 위하여 사용된다. 도(2a) 내지 도(2d)에 도시된 광섬유 패턴은 오직 도시를 위한 것일 뿐, 종래 기술에서 발생할 수 있 는 다양한 변경과 개량으로부터 본 발명의 영역을 국한하려는 것은 아니다.
백라이팅 장치는 광원의 다수 유닛 대신에 단일의 광원을 사용할 수 있거나, 복수의 안정기 또는 CCFL 기술에 의해 사용되는 컨버터들 대신 단일의 안정기가 사용될 수 있다. 또한, 광원이 백라이팅 패널 외부에 위치하여, 광원의 장착 및 대체를 용이하게 할 수 있다.
광원은 가열되고, 빛이 섬유에 진입하기 전에 필터를 사용하여 자외선이 없는 상태가 될 수 있다. 도 6을 참조하면, 광 엔진은 원하는 스펙트럼에서 발광하는 HID 램프(42)를 포함할 수 있다. 램프로부터의 출사광은 반사 커플러(44)를 사용하여 섬유(30)에 연결된다. 필터(46)는 오직 원하는 스펙트럼만을 섬유로 투과한다. 그에 따라 UV 또는 IR 등의 원하지 않는 범위의 빛은 섬유(30)에 의해 전송되는 빛으로부터 필터링된다. 따라서, 예를 들면 패널 디스플레이와 같은 장치의 하부 구성요소는 UV 또는 IR에 노출되지 않는다.
본 발명의 대안적인 실시예의 광원은 50W 이하의 램프가 2000 스크린 루멘을 생산할 수 있는 효율적인 HID를 사용한다. 이러한 효율성은 대형 스크린의 LCD 패널을 백라이팅할 정도이다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 마이크로파 구동형 무전극 램프가 마이크로파 도파로 내부에서 사용될 수 있다. 그에 따라, 조도 조정이 가능하며 수명이 긴 무전극 램프의 특성을 백라이팅 장치(100)에서 활용할 수 있다. 또한, 백라이팅 장치(100)에서 사용되는 광원은 수은 없이 제조되기 때문에, 무수은 및 환경 친화적 제품을 생산할 수 있다. 한편, 메탈 헬라이드 광원을 사용함에 따라, 백라이팅 광원의 스펙트럼 출력은 램프 충진재의 구성요소를 선택함으 로써 결정될 수 있다. LED 및 LED 어레이 등의 다른 광원이 섬유 출사 백라이팅용으로 사용될 수 있다.
도 3(a)은 본 발명에 따른 광섬유의 실시예의 단면도이다. 도 3(a)를 참조하면, 광섬유(30)의 방사 특성은 고굴절율재로 섬유를 코팅함으로써 제어된다. 광섬유(30)의 바람직한 실시예는, 고굴절율재(38)로 섬유(30) 측을 코팅함으로써, 섬유(30)에 갇혀있던 빛을 조명 영역으로 유도하는 수단을 도시한다. 고굴절율재(38)는 섬유(30)의 내부적 반사 조건을 변경하여, 섬유로부터 빛을 유도하도록 한다. 이후, 변경된 경계 조건으로 인하여, 빛은 섬유(30)로부터 출사된다. 본 실시예에서는 섬유 다발 대신 단일의 코어 섬유인 것이 바람직하다. 고굴절율재(38)를 포함하는 섬유(30)의 측은 조명 영역을 향해 대향하도록 위치된다. 빛의 균일한 확산을 위해 집속형 코팅(graded index coating)이 필요하다.
도 3(b)은 본 발명에 따른 광섬유의 또 다른 실시예의 단면도이다. 도 3(b)를 참조하면, 섬유로부터의 빛을 조명 영역으로 유도하도록 섬유(30)의 내부적 반사 조건을 변경하기 위해, 광섬유(30)의 기하학적 구조가 붕괴될 수 있다. 예를 들면, 기하학적 구조를 붕괴하기 위해 섬유(30)의 일부분이 잘려 노치(39)가 형성될 수 있다. 노치(39)는 섬유(30)의 길이로 연장되거나 또는 다양한 길이 및 위치에서 섬유(30)에 복수의 노치가 형성될 수 있다. 도 3(b)에 도시된 노치(39)의 특정 형태는 오직 도시를 위한 것일 뿐, 종래 기술에서 발생할 수 있는 다양한 변경과 개량으로부터 본 발명의 영역을 국한하려는 것은 아니다.
도 4(a) 내지 4(c)는 본 발명에 따른 백라이팅 장치(100)의 대안적인 실시예 의 단면도이다. 도 4(a) 내지 4(c)를 참조하면, LCD 패널(5), 산광기(20), 광섬유(30) 및 반사기(10)의 기하학적 구조 및 형태는 장치의 필요성에 따라 다른 구성요소에 관하여 변경될 수 있다. 예를 들면, 도 4(a)는 패널(50), 산광기(20), 광섬유(30) 및 반사기(10)에 대하여 오목한 기하학적 구조를 도시한다. 한편, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 반사기(10)와 섬유(30)는 실제적으로 평면이며, 패널(50)과 산광기(20)는 오목할 수 있다. 또한, 도 4(c)에 도시된 바와 같이, 반사기(10)와 섬유(30)는 볼록하며, 패널(50)과 산광기(20)는 실제적으로 평면일 수 있다. 도 4(a) 내지 4(c)에 도시된 기하학적 구조는 오직 도시를 위한 것일 뿐, 종래 기술에서 발생할 수 있는 다양한 변경과 개량으로부터 본 발명의 영역을 국한하려는 것은 아니다.
도 5(a) 내지 5(d)는 본 발명에 따른 백라이팅 장치(100)의 대안적인 실시예의 단면도이다. 도 5(a) 내지 5(d)를 참조하면, 백라이팅 장치(100)는 시트(60)의 일면 상에 반사기(62)(반사 코팅 등)를 갖고, 타면 상에 광확산 구조(64)(평면 산광기 등)를 갖는 광투과성 시트(60)를 포함한다. 확산 구조(64)는 백라이팅 장치(100)의 광출사면을 형성한다.
측면-출사 광섬유(30)는, 광원(미도시)로부터의 빛을 시트(60)로 전송하기 위해, 시트(60)의 측면 가장자리 상에 위치한다. 도 5(a)에 도시된 실시예에서는, 시트(60)는 광섬유(30)에 형성된 노치(65)에 의해 광섬유(30)에 연결된다. 시트(60)를 광섬유(30)에 연결시키는 동안, 노치(65)가 광섬유의 기하학적 구조를 붕괴함에 따라, 섬유로부터 "누출"된 빛이 시트(60)로 유도되도록 섬유(30)의 내부적 반사 조건을 변경한다. 시트는 적당한 탄성과 강한 광투과성을 갖는 어떤 재료로부터 형성될 수 있다. 도 5(a)에 도시된 노치(65)의 특정 형태는 오직 도시를 위한 것일 뿐, 종래 기술에서 발생할 수 있는 다양한 변경과 개량으로부터 본 발명의 영역을 국한하려는 것은 아니다.
도 5(a) 내지 5(d)에 도시된 바와 같이, 광섬유(30)는 광 엔진(40)(미도시)으로부터 받은 빛을 그 주변부로부터 시트(60)로 실제적으로 균일하게 출사한다. 반사기(62)는, 시트(60)에 출사된 빛을, LCD 패널과 같은 패널 디스플레이(미도시)에 의해 변조하기 위해 시트(60)로부터의 빛을 투과시키는 확산 구조(64)를 향해 출사한다. 반사기(62)는 균일하게 평평하거나, 시트(60)의 일측 상의 코팅재이거나, 또는 광섬유(30)에 의해 출사된 빛의 반사를 증가시키거나 빛의 반사로 향하게 하기 위한 다면을 포함할 수 있으며, 그에 따라 광출사면에서 원하는 광분포를 획득하게 한다.
도 5(a) 내지 5(d)를 참조하면, 투과성 시트(60)는 투명 또는 광투과성 글루(66)에 의해 광섬유(30)에 부착된다. 또 다른 실시예에서는, 글루(66)가 고굴절율을 갖으며, 그에 따라 광섬유의 출사 특성을 제어하여 섬유(30)에 갇혀있던 빛을 시트(60)로 유도한다. 물론 글루(66)는 완전히 투명이며, 고굴절율 소재(68)로 광섬유(30)를 코팅함으로써, 광섬유(30)의 출사 특성이 제어될 수 있다.
따라서, 고굴절율 소재(68)는 섬유로부터 빛을 유도하도록, 광섬유(30)의 내부적 반사 조건을 변경한다. 변경된 경계 조건으로 인해, 빛이 광섬유(30)로부터 출사된다. 섬유 코어의 출사광을 균일하게 확산하기 위하여 집속형 코팅이 사용될 수 있다.
도 5(a) 내지 5(d)에 도시된 바와 같이, 백라이팅 장치의 필요성에 따라, 시트(60), 반사기(62), 확산 구조(64) 및 광섬유(30)의 단면적인 기하학적 구조가 변경될 수 있다. 도 5(a) 내지 5(d)에 도시된 실시예는 백라이팅 장치의 모듈로서 사용되고, 이러한 복수의 모듈은 백라이팅 장치의 밝기 및 효율성을 증가시키기 위해 적용되거나, 또는 비-전통적 차원(non-traditional dimension)을 갖는 디스플레이 내에 적용될 수 있다. 예를 들면, 전통적인 직사각형 및 정사각형 구조로부터 원형, 타원, 다이아몬드 및 마름모의 구조에 이르는 기하학적 구조를 갖는 디스플레이용 백라이팅을 제공하기 위하여, 도 5(a) 내지 5(d)에 도시된 대안적인 실시예가 사용될 수 있다.
디스플레이의 기하학적 구조에 대한 이러한 다양성은 상술한 텔레비젼, 방사선학, 광고판, 컴퓨터, 멀티미디어, 휴대폰, PDA 산업 및 기타 전기 산업뿐 아니라 광고, 자동차 및 우주 항공 등의 산업의 용도를 제공한다.
도 5(a) 내지 5(d)에 도시되고 상술되었던 기하하적 구조는 오직 도시를 위한 것일 뿐, 종래 기술에서 발생할 수 있는 다양한 변경과 개량으로부터 본 발명의 영역을 국한하려는 것은 아니다.
상기 실시예는 볼 발명을 제시하려는 것일 뿐 본 발명이 이러한 실시예에만 국한되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 실시예보다는 첨부된 청구에 의해 제시되며, 청구의 범위 및 그와 동일한 의미 내에서 만들어진 다양한 변형은 모두 본 발 명의 영역에 속하는 것으로 간주한다.

Claims (30)

  1. 백라이팅 장치로서,
    광원;
    한 쌍의 이격된 평행 패널로서, 상기 패널의 일측은 상기 패널의 타측과 대향하는 광반사면을 갖고, 상기 패널의 타측은 광투과성이며 상기 장치의 광출사면을 형성하는 한 쌍의 이격된 평행 패널; 및
    상기 패널들 사이에 위치하며 조명 영역의 외연 주변부를 형성하는 광섬유로서, 상기 광원으로부터 출사된 빛을 수용하여 상기 광섬유의 주변부로부터 상기 조명 영역으로 균일하게 출사하는 광섬유를 포함하고,
    상기 광반사면을 갖는 패널은, 상기 조명 영역으로부터 출사된 빛을, 상기 조명 영역으로부터 빛을 투과시키는 상기 광투과성 패널을 향해 반사시키는 것을 특징으로 하는 백라이팅 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 고휘도 방전(HID) 램프인 것을 특징으로 하는 백라이팅 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 광원은 메탈 할라이드(metal halide) 램프인 것을 특징으로 하는 백라이팅 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 무전극 램프인 것을 특징으로 하는 백라이팅 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 LED 어레이인 것을 특징으로 하는 백라이팅 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 냉음극 형광 램프인 것을 특징으로 하는 백라이팅 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 상기 조명 영역에 대해 외부에 있는 것을 특징으로 하는 백라이팅 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광섬유는 측면-출사(side-emitting) 광섬유인 것을 특징으로 하는 백라이팅 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 광반사면을 갖는 패널은 복수의 반사면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이팅 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 상기 광섬유에 직접적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 백라이팅 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 광원은 상기 광섬유 내에 포함되는 것을 특징으로 하는 백라이팅 장치.
  12. 광원을 제공하는 광 엔진;
    평행한 주표면을 갖으며 조명 공동(illustration cavity)을 형성하는 모듈로서, 일측 주표면은 광반사 패널을 포함하고 타측 주표면은 산광기를 포함하는 모듈; 및
    상기 조명 공동의 외연 주변부에 위치하는 측면-출사 광섬유로서, 상기 광원으로부터 출사된 빛을 수용하여 상기 광섬유의 주변부로부터 상기 조명 공동으로 균일하게 출사하는 광섬유를 포함하고,
    상기 광반사 패널은 상기 공동으로부터 출사된 빛을, 상기 모듈의 광출사면을 형성하는 상기 산광기를 향해 반사시키는 것을 특징으로 하는 패널 조명 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 광 엔진은 상기 모듈에 대해 외부에 있는 것을 특징으로 하는 패널 조명 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 광반사 패널은 복수의 반사면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 조명 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 광 엔진은 광원, 및 상기 광원에서 출사된 빛을 상기 광섬유에 연결하는 반사 커플러를 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 조명 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 광 엔진은, 상기 광섬유에 진입하기 전에 UV 범위에 있는 상기 광원으로부터의 출사광을 필터링하는 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 조명 장치.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 광 엔진은 상기 광섬유 내부의 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 조명 장치.
  18. 균일하게 확산된 빛을 패널 디스플레이로 제공하는 백라이팅 모듈로서, 상기 모듈은 평면 반사기에 의해 형성된 일측 주경계(main boundary) 및 평면 산광기에 의해 형성된 광출사면을 포함하는 조명 공동, 그리고 광원으로부터 상기 조명 공동으로 빛을 전송하기 위해 상기 조명 공동 내에 배치되는 광섬유를 형성하는 것을 특징으로 하는 균일하게 확산된 빛을 패널 디스플레이로 제공하는 백라이팅 모듈.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 광섬유는 상기 조명 공동의 외연 주변부에 위치하며, 상기 외연 주변부로부터 상기 조명 공동으로 빛을 균일하게 출사하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 백라이팅 모듈.
  20. 광원;
    광출사면을 갖는 조명 공동을 형성하는 모듈;
    상기 광원으로부터 빛을 수용하여 상기 조명 공동으로 출사하도록 구비되는 광섬유; 및
    상기 조명 공동에서, 상기 광섬유에 의해 출사된 빛을 상기 광출사면으로 향하게 하는 광반사 구조를 포함하는 것을 특징으로하는 패널 디스플레이 조명 장치.
  21. 균일하게 확산된 빛을 패널 디스플레이로 제공하는 백라이팅 모듈로서, 상기 모듈은 광반사성인 일측 주경계, 및 광확산 구조를 갖으며 광출사면을 형성하는 타 측 주경계를 포함하는 조명 영역, 그리고 광원으로부터 상기 조명 영역으로 빛을 전송하는 광섬유를 형성하는 것을 특징으로 하는 균일하게 확산된 빛을 패널 디스플레이로 제공하는 백라이팅 모듈.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 주경계 중 적어도 하나는 평면인 것을 특징으로 하는 백라이팅 모듈.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 주경계 중 적어도 하나는 곡면인 것을 특징으로 하는 백라이팅 모듈.
  24. 균일하게 확산된 빛을 패널 디스플레이로 제공하는 백라이팅 장치로서, 상기 장치는 광반사성인 일측 주경계, 및 광출사면을 형성하는 광확산 구조를 갖는 타측 주경계를 포함하는 광투과성 본체, 그리고, 광원으로부터 상기 광투과성 본체로 빛을 전송하기 위해 상기 광투과성 본체의 주변부에 연결되는 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 균일하게 확산된 빛을 패널 디스플레이로 제공하는 백라이팅 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 광섬유는, 시트의 측면 가장자리를 상기 광섬유를 따라 형성된 노치에 위치시킴으로써, 상기 시트에 연결되는 것을 특징으로 하는 백라이팅 장치.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 광섬유는 광투과성 글루에 의해 상기 시트에 연결되는 것을 특징으로 하는 백라이팅 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 글루는 섬유 코어의 굴절률에 비해 고굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 백라이팅 장치.
  28. 광원, 소정의 영역에 걸쳐 균일하게 확산된 빛을 투과시키는 광확산 구조, 및 상기 광원으로부터 출사된 빛을 상기 광확산 구조로 안내하는 광안내 부재를 포함하며, 상기 광안내 부재는 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 디스플레이용 백라이팅 장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 광확산 구조로 안내된 빛을 선택된 파장에서 필터링하는 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이팅 장치.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 필터는 UV 범위 파장의 빛을 필터링하는 것을 특징으로 하는 백라이팅 장치.
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