KR20090055186A - Light guide plate with compensated emission light field - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광 가이드 플레이트에 관한 것으로서, 특히 광 방출의 균일성을 보강하기 위해 내부에서 생성되는 광계(light field)를 보상(compensate)하고 교정(correct)하는 광 가이드 플레이트에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light guide plate, and more particularly to a light guide plate that compensates and corrects a light field generated therein to enhance the uniformity of light emission.
첨부 도면의 도 1에 도시된 바와 같이, 종래에는, 광 가이드 플레이트(1)가 광 입사 표면(11), 광 반사 표면(12), 및 광 방출 표면(13)을 포함한다. 광 입사 표면(11)은 짝을 이루는(mated) 광원(A)의 입사 광을 수용하고, 상기 광원은 주로 광 가이드 플레이트(1)의 광 입사 표면(11)과 동일한 범위에 걸쳐지는(coextensive) 선형 광원이 될 것이다. 광은 광 입사 표면(11)을 통해 광 가이드 플레이트(1) 내로 들어가고 광 가이드 플레이트(1)의 내부로 깊숙이 전달된다. 광 가이드 플레이트(1) 내로 전달된 광의 일부는 광 반사 표면(12)에 도달하며, 그러한 광 반사 표면에서 광의 일부가 광 방출 표면(13)으로 반사된다. 광의 수렴(convergence)을 강화하기 위해, 광 방출 표면(13) 및 광 반사 표면(12)에는 평행하고 긴 광-가이드 구조물(131, 121)이 제공되며, 그러한 광-가이드 구조물은 V- 자형 단면의 상승된 리브(ribs)를 구비한다. 광 방출 표면(13)의 광-가이드 구조물(131)은 선형 광원(A)에 실질적으로 수직인 방향으로 연장하는 한편, 광 반사 표면(12)의 광-가이드 구조물(121)은 광원(A)에 대해 실질적으로 평행하다. 이러한 구성에서, 리브-형 광-가이드 구조물(121, 131)의 측면을 통해 전달되거나 또는 그러한 측면에 의해 반사되거나 또는 그러한 측면과 다른 상호작용을 하여 광 가이드 플레이트(1)로부터 벗어나게 될 때, 다중-방향(multi-directional) 광 수렴이 구현될 수 있을 것이다. As shown in FIG. 1 of the accompanying drawings, conventionally, the light guide plate 1 comprises a
그러한 광 가이드 플레이트의 종래 구조는, 다중-방향 광 수렴을 구현하는데 있어서 효과적일 수 있으나, 여전히 단점을 가지고 있다. 이는, 광원(A)이 광을 방출할 때, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 광원(A)의 양 단부들에서 광의 발산(divergence) 각도가 발생되고, 그에 따라 광이 광 가이드 플레이트(1)로 들어갈 때 광원(A)의 단부들에 대응하는 광 가이드 플레이트(1)의 양 단부들에 인접한 광 계의 분포가 단부들을 향해서 천이(shift)되기 때문이다. 이는, 광 반사 표면(12)의 V-자형 광-가이드 구조물(121)이 천이된 광계에 걸쳐 최적의 성능을 제공하는 것을 방해하며, 결과적으로 우수한 광 방출을 보장하기 위한 광 반사 표면(12)과 광 방출 표면(13) 사이의 정합(coordination)이 달성될 수 없게 되며, 그에 따라 광 가이드 플레이트(1)의 전체적인 광 방출이 우수하지 못하게 된다. The conventional structure of such a light guide plate may be effective in implementing multi-directional light convergence, but still has disadvantages. This means that when the light source A emits light, the divergence angle of the light is generated at both ends of the light source A, as shown in Figs. This is because the distribution of the light system adjacent to both ends of the light guide plate 1 corresponding to the ends of the light source A shifts toward the ends when entering (1). This prevents the V-shaped light-
본 발명의 주요 목적은, 광 가이드 플레이트로 광을 제공하고 광 가이드 플레이트내에서 광계의 단부 부분을 단부쪽으로 천이시켜 광 가이드 플레이트로부터 방출되는 빛의 기능을 저하시키는, 광원의 길이방향 단부들에서 유도되는 발산 각도의 문제를 극복하는 광 가이드 플레이트를 제공하는 것이다. The main object of the present invention is to induce at the longitudinal ends of the light source, providing light to the light guide plate and transitioning the end portion of the light system towards the end in the light guide plate, thereby reducing the function of light emitted from the light guide plate. It is to provide a light guide plate to overcome the problem of the divergent angle.
본 발명에 따른 광 가이드 플레이트는 그 내부에서 생성되는 광계를 보상하고 교정한다. The light guide plate according to the present invention compensates and corrects the light system generated therein.
본 발명에 따른 광 가이드 플레이트에서는 광 방출의 균일성이 강화된다. In the light guide plate according to the present invention, the uniformity of light emission is enhanced.
첨부 도면, 특히 도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따라 구성된 광 가이드 플레이트가 전체적으로 도면부호 '2'로 도시되어 있으며, 그러한 광 가이드 플레이트는 광 입사 표면(21), 광 반사 표면(22), 그리고 광 방출 표면(23)을 포함한다. With reference to the accompanying drawings, in particular FIGS. 4 to 6, a light guide plate constructed in accordance with the present invention is generally shown at 2 and such a light guide plate comprises a
광 입사 표면(21)은 광원(A)으로부터 방출되는 광을 수용하도록 정렬되고, 도시된 실시예에서 그러한 광원은 길이방향으로 연장되는 긴 램프 튜브이다. 광원(A)으로부터의 광이 광 입사 표면(21)을 통해 광 가이드 플레이트(2)로 입사되고 광 가이드 플레이트(2) 내부로 깊이 전달된다. The
광 반사 표면(22)은 광 가이드 플레이트(2)의 주요 표면들 중 하나를 구성하고, 광 입사 표면(21)에 인접하여 위치된다. 광 반사 표면(22) 상에는 다수의 광-가이드 구조물(221)이 형성되며, 그러한 광-가이드 구조물은 실질적으로 V-자형인 단면을 가지는 길고 상승된 돌출부 또는 리브이고, 서로 반대로 경사진 측면들을 가지며, 광원(A)의 길이 방향에 실질적으로 평행한 방향을 따라 연장하며, 바람직하게는 서로 평행하게 배치된다. The
광 방출 표면(23)은 광 가이드 플레이트(2)의 주요 표면들 중 하나를 구성하며, 그 광 방출 표면은 광 반사 표면(22)에 대향되며 광 입사 표면(21)에 인접하여 배치된다. 광 방출 표면(23) 상에는 다수의 광-가이드 구조물(231)이 형성된다. 상기 광-가이드 구조물은, 각 단면이 실질적으로 V-자형이고 대향하는 경사 측면들을 구비하고 광원(A)의 길이방향에 실질적으로 수직인 방향으로 연장되며 바람직하게는 서로 평행한 길고 상승된 돌출부들 또는 리브들이다. 그에 따라, 광 방출 표면(23)의 광-가이드 구조물들 또는 리브들(231)이 광원(A)의 길이방향에 평행한 방향을 따라 중앙 리브(231)가 위치된 중간 위치로부터 가장 끝쪽 단부 리브(231)가 위치된 길이방향 대향 단부들을 향해서 분포된다. V-자 형상의 광-가이드 구조물들 또는 리브들(231) 사이에서, 중앙 리브(231)는 규칙적인 V-자 형상의 단면을 가지며, 다시 말해 이등변 측면을 가지며, 중앙 리브(231)로부터 편향된 단부 쪽의 기타 리브들(단부방향 리브들)(231)은 불규칙적인 V-자 형상의 단면을 가지며, 그러한 불규칙적인 V-자 형상은 긴 경사 측면(231a) 및 짧은 경사 측면(231b)을 포함하며(이하에서는, 각각 긴 측면 및 짧은 측면이라 한다), 이때 짧은 측면(231b)은 중앙 리브(231)를 향하고 긴 측면(231a)은 광 방출 표면(23)의 길이방향 단부를 향한다. 각 리브(231)의 긴 측면(231a) 및 짧은 측면(231b)은 광 가이드 플레이트(2)의 광 방출 표면(23)에 대해 경사 각도(θ1 및 θ2)를 각각 형성하며, 광-가이드 구조물들 또는 리브들(231)은 상기 경사 각도(θ1)가 상기 경사 각도(θ2) 보다 작아 지도록 그리고 중앙 리브에 대한 거리가 증대될수록 경사 각도(θ1)가 작아지도록 정렬된다. 다시 말해, 리브(231)가 중앙 리브로부터 멀리 위치되고 광 방출 표면(23)의 길이방향 단부에 접근할수록 경사 각도(θ1)는 작아진다. The
실제 적용에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 광이 광원(A)으로부터 방출되고 광 입사 표면(21)을 통해 광 가이드 플레이트(2) 내로 들어간다. 광 가이드 플레이트(2)로 들어가는 광의 일부가 광 반사 표면(22)을 향해 전파되고 광 방출 표면(23)을 향해 반사된다. 광 방출 표면(23)의 광-가이드 구조물들 또는 리브들(231)이 광원(A)의 길이방향에 실질적으로 수직이고 광 반사 표면(22)의 광-가이드 구조물들 또는 리브들(221)이 광원(A)의 길이방향에 실질적으로 평행함으로써, 광이 V-자형 광-가이드 구조물들 또는 리브들(231, 221)의 경사진 측면을 통해 전달되거나 또는 그러한 측면에 의해 반사되거나 또는 그러한 측면과 다른 상호작용을 하여 광 가이드 플레이트(2)로부터 벗어나게 될 때, 광의 다중-방향(multi-directional) 수렴이 구현될 수 있을 것이다. In practical application, as shown in FIG. 5, light is emitted from the light source A and enters into the
또한, 광이 광 가이드 플레이트(2) 내로 들어갈 때, 광 가이드 플레이트(2) 내부의 광계가 광 가이드 플레이트(2)의 길이방향 단부들을 향해서 천이된다. 광 방출 표면(23)의 길이방향 단부를 향하는 긴 측면(231a)과 짧은 측면(231b)으로 이 루어진 불규칙적인 V-자 형상을 가지는 광 방출 표면(23)의 대향 단부 영역들 상의 광-가이드 구조물(231)들의 정렬로 인해, 광이 통과하여 전달되고 각각의 불규칙적인 V-자 형상 광-가이드 구조물(231)의 긴 측면(231a)에 의해 굴절되어 광 가이드 플레이트로부터 벗어날 때, 광은 긴 측면(231a)의 법선(L)으로 부터 멀어지는 방향으로 지향되며, 그에 따라 광 방출 표면(23)으로부터 광의 방출은 원하는 광 방출 방향으로 전달된다. 또한, 광-가이드 구조물(231)의 긴 측면(231a)의 경사 각도(θ1)가 광 방출 표면(23)의 길이방향 단부로 접근할수록 작아지는 즉, 긴 측면(231a)을 구성하는 표면의 보다 작은 경사에 대응하는 그러한 구성에서, 길이방향 단부를 향하는 방향을 따라 점차적으로 감소되는 경사도를 가지는 긴 측면(231a)에 의해서 서로 상이한 정도의 굴절이 구현될 수 있으며, 이는 도 6에 도시된 바와 같이 광 가이드 플레이트(2)로부터의 광 방출의 균일성을 개선한다. In addition, when light enters the
본 발명의 효과는, 광 가이드 플레이트(2)의 광 방출 표면(23)이 중앙 리브와, 불규칙적인 V-자 형상의 단면을 각각 가지고 상기 중앙 리브의 대향 측면들 상에 위치되는 다수의 단부방향 리브 또는 다수의 광-가이드 구조물들을 구비하며, 상기 V-자 형상의 단면은 긴 측면(231a) 및 짧은 측면(231b)을 구비하며, 상기 긴 측면(231a)은 광 방출 표면(23)에 대해 경사 각도(θ1)를 형성하며, 상기 경사 각도(θ1)는 광 방출 표면(23)의 길이방향 단부에 접근할수록 작아지며, 그에 따라 단부방향 리브들(231)의 긴 측면(231a)이 서로 상이한 각도로 셋팅되며, 이는 광을 여러 방향으로 굴절시켜 광계의 천이를 보상하고 광 방출 방향을 교정하며, 그에 따라 광 방출의 균일성이 개선된다. The effect of the invention is that a plurality of end directions in which the
도 1은 광 가이드 플레이트로 광을 제공하는 광원과 함께 종래의 광 가이드 플레이트를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view of a conventional light guide plate with a light source providing light to the light guide plate.
도 2는 종래의 광 가이드 플레이트 내에서 광의 전달을 개략적으로 도시한 평면도이다.2 is a plan view schematically showing the transmission of light in a conventional light guide plate.
도 3은 종래의 광 가이드 플레이트에 의해 생성되는 방출 광계를 도시한 사시도이다. 3 is a perspective view showing an emission light system generated by a conventional light guide plate.
도 4는 광 가이드 플레이트로 광을 제공하는 광원과 함께 본 발명에 따라 구성된 광 가이드 플레이트를 도시한 사시도이다.4 is a perspective view of a light guide plate constructed in accordance with the present invention with a light source providing light to the light guide plate.
도 5는 본 발명에 따른 광 가이드 플레이트의 측면도로서, 광 가이드 플레이트를 통한 광의 전달을 개별적으로 확대하여 일부를 도시한 측면도이다. FIG. 5 is a side view of the light guide plate according to the present invention, in which part of the light guide plate is separately enlarged.
도 6은 본 발명의 광 가이드 플레이트에 의해 생성된 방출 광계를 도시한 사시도이다. 6 is a perspective view showing an emission light system generated by the light guide plate of the present invention.
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