KR20130139194A - 혼합 영역에서 일차원 마이크로 패턴을 갖는 도광판 - Google Patents

혼합 영역에서 일차원 마이크로 패턴을 갖는 도광판 Download PDF

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KR20130139194A
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Abstract

본 발명은 복수 개의 이산 광원들로부터 광을 수용하기 위한 입사 표면, 광을 방사하기 위한 출사 표면, 출사 표면 반대편의 바닥 표면 및 입사 표면 반대편의 종단 표면을 포함하는 감소된 핫 스팟을 갖는 도광판을 제공한다. 입사 표면부터 종단 표면까지의 방향은 Y축으로 정의되고, 이산 광원들에 평행하고 Y축에 수직인 방향은 X축으로 정의되며, 출사 표면은 Y=0에 대응하는 입사 표면부터 종단 표면까지 연장되고 Y축에 평행하게 이어지는 복수 개의 가늘고 긴 그루브들을 갖고, 바닥 표면은 Y=Y1에 대응하는 소정의 라인부터 종단 표면까지 연장되는 코어 영역 및 Y=0부터 Y=Y1까지 연장되는 혼합 영역을 갖는다. 본 발명은 코어 영역에 분포되는 렌즈들의 세트 및 혼합 영역에 분포되는 마이크로 렌즈들의 세트를 더 제공하되, 마이크로 렌즈들의 세트의 밀도는 X축에서 동일하게 유지되고, 마이크로 렌즈들의 선택된 크기 및 밀도는 광을 이산 광원들로부터 Y축을 향하여 재배향하며, 비율(L1/L0)은 어느 Y≥Y1에 대하여 0.9와 1.1 사이이다.

Description

혼합 영역에서 일차원 마이크로 패턴을 갖는 도광판{A LIGHT GUIDE PLATE HAVING A ONE-DIMENSIONAL MICRO-PATTERN IN ITS MIXING ZONE}
본 발명은 일반적으로 도광판에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 이산 광원들에 의해 야기된 원치않는 핫 스팟 결함을 감소시키도록 혼합 영역에서 일정한 마이크로 패턴 또는 일차원 마이크로 패턴을 갖는 도광판에 관한 것이다.
액정 디스플레이들(LCDs)은 다수의 컴퓨터, 장비 및 엔터테인먼트 어플리케이션을 위한 바람직한 디스플레이 형태가 되면서, 비용 및 성능에 있어 계속 향상된다. 일반적인 LCD 기반 모바일폰, 노트북 및 모니터는 광원으로부터 광을 수용하고 LGP의 광 출사 표면을 가로질러 균일하게 광을 재분포시키기 위한 도광판(LGP)을 포함한다. 종래에 긴, 선형 냉음극 형광 램프인, 광원은 복수 개의 이산(discrete) 광원들 예컨대 발광 다이오드들(LEDs)로 발달하여 왔다. 주어진 크기 LCD를 위하여, LED들의 개수는 비용을 감소시키도록 꾸준히 감소되어 왔다. 이어서, LED들의 피치가 더 크게 되어 왔으며, 이는 보다 현저한 핫 스팟(hot spot) 문제를 초래하고, 즉 더 많은 광이 LCD의 시야 영역의 첫번째 수 밀리미터의 LED들 사이에서보다 각 LED 근처에 분포된다. 핫 스팟 문제는 이산 LED들로부터의 광이 불균일하게 LGP에 들어가기 때문에 핫 스팟 문제가 발생하고, 즉, 더 많은 광이 LED들 사이보다 LED들 근처에 분포된다.
다수의 LGP들은 핫 스팟 문제를 억제하도록 제안되어 왔다. 몇몇 LGP들은 미국 특허 번호 제7,097,341호(Tsai)에 개시된 바와 같이 엣지 근처에 연속적인 그루브(groove)들을 갖는다. 몇몇 LGP들은 광 출사 표면 상에 상이한 피치들의 선형 그루브들의 두 개의 세트들을 갖고, 몇몇 LGP들은 상이한 크기의 도트(dot)들의 둘 이상의 세트들을 가지며, 나머지들은 상이한 크기의 도트들 및 그루브들 모두를 가질 수 있다.
종래 기술의 LGP들은 어느 정도까지 핫 스팟 문제를 억제할 수 있는 반면에, 이런 LGP들의 대량 생산에 있어 복잡성으로 인해 여전히 만족스럽지 않다. 따라서, 손쉽게 제작될 수 있고 핫 스팟 문제를 억제할 수 있는 도광판에 대한 필요가 남아 있다.
본 발명은 복수 개의 이산 광원들로부터 광을 수용하기 위한 입사 표면, 광을 방사하기 위한 출사 표면, 출사 표면 반대편의 바닥 표면 및 입사 표면 반대편의 종단 표면을 포함하하는 감소된 핫 스팟을 갖는 도광판을 제공하되, 입사 표면부터 종단 표면까지의 방향은 Y축으로 정의되고, 이산 광원들에 평행하고 Y축에 수직인 방향은 X축으로 정의되며, 출사 표면은 Y=0에 대응하는 입사 표면부터 종단 표면까지 연장되고 Y축에 평행하게 이어지는 복수 개의 가늘고 긴 그루브들을 갖고, 바닥 표면은 Y=Y1에 대응하는 소정의 라인부터 종단 표면까지 연장되는 코어 영역 및 Y=0부터 Y=Y1까지 연장되는 혼합 영역을 가지며; 렌즈들의 세트가 코어 영역에 분포되고 마이크로 렌즈들의 세트가 혼합 영역에 분포되되, 마이크로 렌즈들의 세트의 밀도는 X축에서 동일하게 유지되고, 마이크로 렌즈들의 선택된 크기 및 밀도는 광을 이산 광원들로부터 Y축을 향하여 재배향하며, 비율(L1/L0)은 어느 Y≥Y1에 대하여 0.9와 1.1 사이이다.
도 1a는 종래의 도광판을 포함하는 복수 개의 광학 요소들을 포함하는 LCD의 측면도를 도시한다.
도 1b는 종래의 도광판의 평면도를 도시한다.
도 1c는 종래의 도광판이 광 출사 표면 상에 프리즘형 그루브들을 갖는 것을 도시한다.
도 1d는 종래의 도광판이 광 출사 표면 상에 사다리꼴 그루브들을 갖는 것을 도시한다.
도 1e는 종래의 도광판이 광 출사 표면 상에 렌티큘라 렌즈들을 갖는 것을 도시한다.
도 1f는 종래의 도광판으로부터 야기된 리버스 핫 스팟 문제의 이미지를 도시한다.
도 1g는 다른 종래의 도광판으로부터 야기된 노멀 핫 스팟 문제의 이미지를 도시한다.
도 1ha 내지 도 1hc는 리버스 핫 스팟 문제와 노멀 핫 스팟 문제 사이의 핫 스팟 콘트라스트를 비교한다.
도 2a는 본 발명의 도광판을 포함하는 복수 개의 광학 요소들을 포함하는 LCD의 측면도를 도시한다.
도 2b는 본 발명의 도광판의 저면도를 도시하고; 마이크로 렌즈들이 전체 혼합 영역에 분포된다.
도 2c는 본 발명의 도광판의 저면도를 도시하고; 마이크로 렌즈들이 혼합 영역의 일부에 분포된다.
도 3a는 전체 혼합 영역에 분포되고 혼합 영역에서 마이크로 렌즈들의 크기가 40㎛일 때 다양한 밀도 수준에서 핫 스팟 비율을 도시한다.
도 3b는 전체 혼합 영역에 분포되고 혼합 영역에서 마이크로 렌즈들의 크기가 66㎛일 때 다양한 밀도 수준에서 핫 스팟 비율을 도시한다.
도 3c는 혼합 영역의 일부에 분포되고 혼합 영역에서 마이크로 렌즈들의 크기가 40㎛일 때 다양한 밀도 수준에서 핫 스팟 비율을 도시한다.
도 3d는 혼합 영역의 부분에 분포되고 혼합 영역에서 마이크로 렌즈들의 크기가 66㎛일 때 다양한 밀도 수준에서 핫 스팟 비율을 도시한다.
도 1a는 백라이트 유닛(28) 및 LCD 패널(25)을 포함하는 LCD 디스플레이 장치(30)의 측면도를 개략적으로 도시한다. 백라이트 유닛(28)은 하나 또는 둘의 프리즘형 필름(20, 20a), 하나 또는 둘의 확산 필름(24, 24a), 바닥 반사 필름(22), 상면 반사 요소(26) 및 도광판(LGP)(10)을 포함하는 복수 개의 광학 요소들을 포함한다. LGP(10)는 하나 이상의 광원(12)으로부터 방사된 광을 입사 표면(18)을 통해 수용하고 바닥 표면(17), 종단 표면(14), 출사 표면(16), 측 표면(15a, 15b)(미도시 됨) 및 반사 필름(22)을 통해 방사된 광을 재배향하며, 결국 광을 비교적 균일하게 다른 광학 요소들에 제공한다는 점에서 다른 광학 요소들과 상이하다. 출사 표면(16)은 복수 개의 가늘고 긴 그루브(groove)(36)들을 갖는다. 목표 루미넌스 균일성이 바닥 표면(17) 상의 렌즈(100)들(때때로 이산 요소들 또는 광 익스트랙터(extractor)라 불림)의 밀도, 크기 및/또는 배향을 제어함으로써 달성된다. 상면 반사 요소(26)는 일반적으로 광 입사 표면으로부터 약 2 내지 5 밀리미터가 향상된 광의 혼합을 허용하도록 LGP(10)를 가린다. 상면 반사 요소(26)는 고도의 반사 내측 표면(26a)을 갖는다. 상면 반사 요소(26)는 흑색 외측 표면(26b)을 갖고, 이에 따라 "블랙 테이프(black tape)"라 불린다. 또한 상면 반사 요소(26)는 블랙 테이프보다 어떤 알려진 리플렉터(reflector)일 수 있다. 일반적으로 백라이트의 루미넌스는 지점(A)으로부터 평가되고, 이는 상면 반사 요소(26)의 종단에 존재하며, 시야 영역을 통해 LGP의 반대편 종단으로 나아간다. LGP(10)는 길이 방향에 평행한 제 1 방향(Y), 및 폭 방향에 평행한 제 2 방향(X)(도 1b에 도시됨)을 갖는다. 출사 표면(16) 및 바닥 표면(17) 모두에서, (지점(A)을 통과하는) 라인(Y=Y1)과 LGP(10)의 입사 표면(Y=0) 사이의 영역은 보통 상면 혼합 영역(38a) 및 바닥 혼합 영역(38b)이라 불린다. Y=0과 Y=Y1 사이의 길이는 혼합 영역의 길이라 불린다. 종단 표면(14)과 라인(Y=Y1) 사이의 시야 영역은 코어(core) 영역이라 불린다. 바닥 표면(17) 상의 혼합 영역(38b)에서, 종래의 LGP들은 일반적으로 어떤 마이크로-렌즈들을 갖지 않는다. 종래의 LGP들이 핫 스팟(hot spot) 문제를 감소시키도록 (범프(bump)들) 또는 (홀(hole)들) 바닥 혼합 영역(38b)에 마이크로 렌즈들을 갖지 않을 때, 마이크로-렌즈들은 일반적으로 이차원 밀도 분포를 갖고 이차원 마이크로 렌즈들의 밀도는 각 광원의 중심보다 두 개의 인접한 광원들 사이의 중심 거리에서 높다.
도 1b는 출사 표면(16) 상의 가늘고 긴 그루브(36)들의 평면도를 도시한다. 가늘고 긴 그루브(36)들은 LGP(10)의 시작(Y=0)부터 LGP(10)의 종단(Y=L)까지 연장되고, 여기서 L은 LGP(10)의 길이이다. 이러한 바와 같이, 가늘고 긴 그루브(36)들은 상면 또는 출사 표면 상에 존재하는 혼합 영역(38a)를 통해 연장된다. 가늘고 긴 그루브(36)들은 피치(P)를 갖고 LGP(10)의 길이 방향에 ±5°이내로 평행하다. 하지만, 가늘고 긴 그루브(36)들은 규칙적인 피치를 가질 필요가 없다. 도 1a에 도시된 광원(12)에 대응하는 세 개의 예시적인 광원들(12a, 12b, 12c)이 또한 도 1b에 도시된다. 광원들(12a, 12b, 12c)은 P0의 피치를 갖는다.
가늘고 긴 피치(36)들은 도 1c에 도시된 바와 같이 프리즘형 그루브(36a)들, 도 1d에 도시된 바와 같이 사다리꼴 그루브(36b)들, 또는 도 1e에 도시된 바와 같이 렌티큘라 렌즈(lenticular lens)(36c)들일 수 있다. 구조체들의 각각은 높이(H), 폭(D), 피치(P) 및 갭(G)을 갖고, 여기서 피치는 P = D+G이다. 갭(G)은 0부터 2D까지 변한다. 갭이 G=0일 때, 가늘고 긴 그루브들은 꽉 패킹된다(packed). 가늘고 긴 그루브들은 둥근 프리즘들, 길이를 따라 높이가 변하는 프리즘들 등과 같이 다른 알려진 형상들을 취할 수 있다.
종래 기술의 LGP(10)는 출사 표면(16) 상에 가늘고 긴 그루브(36)들을 갖는 점에서 몇몇 장점들을 갖는다. 예를 들어, 가늘고 긴 그루브(36)들은 바닥 표면(17) 상의 렌즈(100)들로부터 외관 결함(cosmetic defect)을 숨길 수 있다. 하지만, 종래 기술의 LGP(10)는 핫 스팟 문제를 겪는다. 예를 들어, 광원(12)의 피치(P)가 6.6밀리미터(㎜)일 때, 혼합 영역 길이는 4밀리미터이고, 연장된 그루브(36)들은 높이가 H=11마이크론이고, 폭이 D=50마이크론이며 갭이 G=0인 렌티큘라 렌즈(36c)들이며, 핫 스팟은 시야 영역으로 꽤 연장된다. 핫 스팟은 Y=7밀리미터에서 여전히 가시적이다. 따라서 출사 표면 상에 가늘고 긴 그루브들을 갖는 종래 기술의 LGP(10)는 만족스럽지 않다.
도 1f는 출사 표면(16) 상에 가늘고 긴 그루브(36)들을 갖는 종래 기술의 도광판(10)으로부터 기인된 리버스 핫 스팟(reverse hot spot) 문제의 이미지를 도시한다. 도 1g는 출사 표면(16) 상에 가늘고 긴 그루브(36)들이 없는 도광판(10)과 동일한 다른 종래 기술의 도광판으로부터 기인된 노멀 핫 스팟(normal hot spot) 문제의 이미지를 도시한다.
도 1f와 도 1g 사이의 비교는 핫 스팟 문제가 출사 표면 상에 가늘고 긴 그루브들을 갖는 도광판(도 1f를 참조) 및 갖지 않는 도광판(도 1g를 참조)에 대하여 분명히 상이하다는 것을 드러낸다. 도광판이 출사 표면 상에 가늘고 긴 그루브들을 갖지 않을 때, LINE 0과 같은 Y축을 따라 연장되고 광원의 중심을 통과하는 라인을 따르는 광속(L0)은 항상 LINE 1과 같은 Y축을 따라 연장되고 두 개의 인접한 광원들의 중심 사이 중간을 지나는 라인을 따르는 광속(L1)보다 높다. 핫 스팟의 제 1 형태는 이하에서 "노멀(normal)" 핫 스팟이라 불릴 것이다. 노멀 핫 스팟은 종래의 핫 스팟 감소 방법의 목표였다.
비교해 보면, 도광판이 출사 표면 상에 가늘고 긴 그루브들을 가질 때, LINE 0을 따르는 광속(L0)은 적어도 라인(Y=Y0)과 라인(Y=Y1) 사이에 정의된 영역에서 LINE 1을 따르는 광속(L1)보다 낮다. 핫 스팟의 이런 제 2 형태는 이하에서 "리버스(reverse)" 핫 스팟이라 불릴 것이다.
도 1ha는 렌티큘라 렌즈들이 도광판의 출사 표면에 추가될 때 리버스 핫 스팟 문제가 발생하는 이유를 더 설명한다. 이런 연구에서, 도광판들 모두는 4㎜의 혼합 영역을 갖고; 직경에 있어 66 마이크로미터(㎛)의 동일한 크기 마이크로 렌즈들은 코어 영역에 분포된다. 코어 영역은 Y=4㎜인, 혼합 영역의 종단부터 종단 표면까지 연장된다. 도광판들은 이산 광원들로부터 광을 수용하고, 이산 광원들은 7.5㎜의 피치 및 약 2.5㎜의 방사 폭을 갖는다. 전혀 마이크로 렌즈들이 혼합 영역에 위치되지 않는다. 출사 표면(16) 상의 상면 혼합 영역(38a)에서 렌티큘라 렌즈(36c)들 모두는 R=43.0625㎛인 동일한 변경 및 G=0인 갭을 갖는다(정의를 위하여 도 1e를 참조). 도광판들은 출사 표면(16) 상의 렌티큘라 렌즈(36c)들의 높이(H) 만큼 상이하다.
도 1ha는 다양한 H/R에 대한 핫 스팟 비율(L1/L0)의 그래프들을 도시하되, 여기서 H 및 R은 렌티큘라 렌즈(36c)들의 높이 및 반경이다. L0 및 L1은 각각, 이산 광원(12)의 중심선(LINE 0) 및 각 광원(12) 사이의 중심선(LINE 1)을 따라 출사 표면(16)에서 측정된 방사된 광속이다. 비율이 L1/L0 < 1일 때 노멀 핫 스팟이 분명하다. 비율이 L1/L0 > 1인 것은 리버스 핫 스팟을 나타내고, 비율이 L1/L0 = 1인 것은 LINE 0과 LINE 1을 따른 동일한 플럭스(flux)를 나타낸다. 실제로, 비율(L1/L0)이 대략 0.9와 1.1 사이일 때, 핫 스팟은 확산 필름들(24, 24a)들의 헤이즈(haze)에 따라 허용가능할 수 있다. 다시 말해서, 비율이 L1/L0 < 0.9일 때 노멀 핫 스팟이 현저한 반면에, 비율이 L1/L0 > 1.1일 때 리버스 핫 스팟이 현저하다. 다음으로, 적어도 Y0과 2Y1 사이의 몇몇 Y에 대하여 비율이 L1/L0 > 1.1일 때 리버스 핫 스팟이 존재하도록 고려되는 반면에, 적어도 Y0과 2Y1 사이의 몇몇 Y에 대하여 L1/L0 < 0.9일 때 노멀 핫 스팟이 존재하도록 고려된다.
도 1ha는 렌티큘라 렌즈의 반경에 대한 렌티큘라 렌즈의 높이의 비율이 0과 동일한, H/R=0일 때, 즉 렌티큘라 렌즈가 전혀 존재하지 않을 때, 노멀 핫 스팟이 도광판 안으로 약 Y=7.5㎜까지 연장되는 것을 더 도시한다. H/R 비율이 0.0012까지 증가할 때(또는 H=0.05㎛, H/D=0.0120), L1/L0의 일부는 적어도 Y0과 2Y1 사이의 몇몇 Y에 대하여 1을 초과하도록 개시된다.
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이고, D는 도 1c 내지 도 1e에 도시된 바와 같은 렌티큘라 렌즈의 크기인 것으로 언급된다. H/R 비율이 0.1858까지 증가할 때(또는 H=8㎛, H/D=0.1600), L1/L0는 적어도 Y0과 Y1 사이의 Y에 대하여 1을 초과하고, 여기서 Y0은 L1/L0=1인 것으로부터 결정된다. H/R 비율이 더 증가함에 따라, 비율(L1/L0)은 더 작아진다. H/R 비율이 0.5806까지 증가할 때(또는 H=25㎛, H/D=0.3298), L1/L0의 최대만이 적어도 Y0과 2Y1 사이의 몇몇 Y에 대하여 1을 초과한다. H/R 비율이 0.8128까지 더 증가할 때(또는 H=35㎛, H/D=0.4137), L1/L0는 0과 4㎜ 사이 및 이를 넘는 Y에 대하여 0.6보다 작다. H/R=0에 대한 곡선 및 H/R=0.8128에 대한 곡선은 모두 노멀 핫 스팟의 실시예들이며, 여기서 Y1과 2Y1 사이의 몇몇 Y에 대하여 L1/L0 < 0.9이고 0과 2Y1 사이의 어느 Y에 대하여 L1/L0 < 1.1이다. H/R=0.0012에 대한 곡선 및 H/R=0.1858에 대한 곡선은 또한 노멀 핫 스팟의 실시예들이며, Y1과 2Y1 사이의 몇몇 Y에 대하여 L1/L0 < 0.9이고 0과 2Y1 사이의 어느 Y에 대하여 L1/L0 < 1.1이다. 0과 2Y1 사이의 몇몇 Y에 대하여 L1/L0 > 1.1이기 때문에, H/R=0.1858에 대한 곡선은 리버스 핫 스팟의 실시예이다. 더욱 상세하게는, H/R=0.1858에 대한 곡선은 0과 Y0 사이의 Y, 및 약 5㎜와 약 8㎜ 사이의 Y에 대한 노멀 핫 스팟을 도시하고, 적어도 Y0과 Y1 사이의 Y에 대한 리버스 핫 스팟을 도시한다.
도 1hb와 도 1hc는 이산 광원들의 피치(P0)가 (도 1ha에서) 7.5㎜부터 (도 1hb에서) 6.6㎜ 및 (도 1hc에서) 5.5㎜까지 변한다는 점을 제외하고는 도 1ha와 동일하다. 도 1hb와 도 1hc에 대한 일반적인 결론은 도 1ha와 동일하다. 도 1ha 내지 도 1hc의 비교는 H/R 비율이 이산 광원의 피치(P0)를 따라 변한다는 것을 도시한다. 예를 들어, 동일한 H/R=0.1858에 대하여, Y0가 도 1ha에서 약 2.2㎜부터 도 1hb에서 약 2.8㎜ 및 도 1hc에서 약 1.6㎜까지 변한다. 도 1ha 내지 도 1hc는 도광판이 입사 표면부터 종단 표면까지 연장되는 출사 표면 상에 특정한 가늘고 긴 그루브들을 가질 때 리버스 핫 스팟이 존재하는 것을 도시한다. 비록 리버스 핫 스팟의 실시예들이 약 0.0012와 0.5806 사이의 H/R 비율을 갖는 렌티큘라 렌즈들에 대하여 주어지더라도, H/R 또는 H/D와 같은 비율에 의해 정의된 바와 같이, 기하학적 구조가 어느 범위에 존재할 때 도 1c 내지 도 1d에 도시된 바와 같이, 가늘고 긴 그루브들의 다른 형태들이 또한 리버스 핫 스팟을 야기할 것으로 예상된다.
도 2a는 백라이트 유닛(28a) 및 LCD 패널(25)을 포함하는 LCD 디스플레이 장치(30a)의 측면도를 개략적으로 도시한다. 백라이트 유닛(28a)은 백라이트 유닛(28)이 바닥 표면(17) 상의 혼합 영역(38)에 전혀 마이크로 렌즈들을 갖는 않는 도광판(10)을 포함하는 반면에, 백라이트 유닛(28a)이 바닥 표면(17) 상의 혼합 영역(38b)에서 일차원(일정한) 마이크로 렌즈(110)들을 갖는 도광판(10a)을 포함하는 점을 제외하고는 도 1a에 도시된 백라이트 유닛(28)과 동일하다.
도 2b를 참조하여, 렌즈(100)들은 Y1과 L 사이의 Y에 대하여 코어 영역에 분포된다. 설명을 위하여, Y1과 2Y1 사이의 Y에 대하여 코어 영역에 분포된 렌즈(100)들만이 도시된다. 렌즈(100)들은 Y1 근처에서 영역 밀도(D1) 및 크기(S1)를 갖는다. 비교해 보면, 0과 Y1 사이의 Y에 대하여 바닥 혼합 영역(38b)에 분포된 마이크로 렌즈(110)들은 크기(S2) 및 영역 밀도(D2)를 갖는다. 영역 밀도(D2)는 일정하거나 X가 아닌 Y를 따라 변하는 일차원 밀도 중 어느 하나이어서; 주어진 Y에서, 밀도(D2)는 LINE 0과 동일한 LINE 1에 존재한다. 이에 반해서, 마이크로 렌즈들이 종래 기술의 도광판에서와 같이 바닥 혼합 영역에 위치될 때, 마이크로 렌즈들의 밀도는 이차원이고 X방향 및 Y방향 모두에서 변하며, 여기서 이차원 밀도는 주어진 Y에 대하여 LINE 1에서 최소값 및 LINE 0에서 최대값을 갖는다. 도 2b에서, 마이크로 렌즈(110)들은 0과 Y1 사이의 Y에 대하여 전체 바닥 혼합 영역에서 일정한 밀도를 갖는다. 도 2c는 마이크로 렌즈(110)들이 Y0과 Y1 사이의 Y에 대하여 바닥 혼합 영역(38b)의 일부에만 분포된 다른 구체예를 도시한다. Y=0과 Y0 사이의 영역은 마이크로 렌즈들의 보이드(void)이다. Y0이 도 1ha를 참조하여 설명된 바와 같이, 혼합 영역에 마이크로 렌즈들을 갖는 도광판에 대하여 핫 스팟 비율이 L1/L0=1인 것으로부터 결정되는 것으로 언급된다.
도 3a와 도 3b는 마이크로 렌즈(110)들이 도 2b에 도시된 바와 같이 전체 바닥 혼합 영역(38b)에 분포될 때 모의실험 결과들에서 핫 스팟 비율(L1/L0) 대 Y에 대한 바닥 혼합 영역의 마이크로 렌즈 크기(S2) 및 밀도(D2)의 영향을 도시한다. 광원들의 피치(P0)는 6.6㎜이다. 출사 표면 상의 렌티큘라 렌즈는 높이가 H=11㎛이고 반경이 R=39.9㎛이다. 코어 영역에서 렌즈(100)들은 66㎛의 크기(S1)를 갖고 밀도는 D1=4%이다. 혼합 영역 길이는 Y1=4㎜이다. 도 3a에서, 렌즈 크기는 S2=40㎛이고 D2는 변한다. D2=0%일 때, 즉, 혼합 영역에 전혀 마이크로 렌즈들이 존재하지 않을 때, 노멀 핫 스팟을 나타내면서, Y < 2㎜에 대하여 비율이 L1/L0 < 0.9이다. 리버스 핫 스팟을 나타내면서, 약 2㎜와 4㎜의 범위의 Y에 대하여 비율이 L1/L0 > 1.1이다. 4.2㎜와 6.5㎜ 사이의 Y에 대하여, L1/L0 < 0.9이고, 노멀 핫 스팟을 나타낸다.
D2 = 10%, 15% 또는 20%일 때와 같이, D2가 크기가 S2=40㎛인 것에 대하여 적절하게 선택될 때, 핫 스팟 비율(L1/L0) 곡선이 1에 근접하게 이동한다. 더욱 상세하게는, 모든 Y > Y1에 대하여 0.9 < L1/L0 < 1.1이다. 밀도가 D2=15%일 때, 핫 스팟 비율(L1/L0)은 심지어 2.5㎜와 4㎜ 사이의 Y에 대하여 0.9와 1.1 사이이다.
도 3b는 렌즈 크기가 S2=66㎛인 것을 제외하고는 도 3a와 동일하다. 밀도(D2)가 도 3a와 유사한, 적절한 범위에 존재하도록 선택될 때, 핫 스팟은 억제되고, 핫 스팟 비율(L1/L0) 곡선은 1에 근접하게 이동한다. D2 = 4%, 7% 또는 10%일 때, 핫 스팟 비율(L1/L0)은 4㎜를 넘는 Y에 대하여 0.9와 1.1 사이이다.
도 3c와 도 3d는 마이크로 렌즈(110)들이 도 2c에 도시된 바와 같이 Y0=2㎜와 Y1=4㎜ 사이의 바닥 혼합 영역의 일부에만 분포될 때 모의실험에서 핫 스팟 비율(L1/L0) 대 Y에 대한 크기(S2) 및 밀도(D2)의 영향을 도시한다. 도 3c에서, S2=40㎛이다. D2=10%, 15% 또는 30%일 때, 핫 스팟 비율(L1/L0) 곡선은 D2=0%에 비해서, 1에 근접하게 이동한다. 도 3d에서, S2=66㎛이다. D2=4%, 7% 또는 10%일 때, 핫 스팟 비율(L1/L0) 곡선은 D2=0%에 비해서, 1에 근접하게 이동한다.
요약하면, 마이크로 렌즈들의 실제 밀도 및 크기가 가늘고 긴 그루브들의 기하학적 구조 및 광원들의 피치(P0)에 따라 변할 수 있더라도, 바닥 혼합 영역에서 마이크로 렌즈(110)들의 크기 및 밀도는 리버스 핫 스팟 및 노멀 핫 스팟을 억제하도록 선택될 수 있다.

Claims (10)

  1. 감소된 핫 스팟을 갖는 도광판에 있어서,
    복수 개의 이산 광원들로부터 광을 수용하기 위한 입사 표면, 광을 방사하기 위한 출사 표면, 출사 표면 반대편의 바닥 표면 및 입사 표면 반대편의 종단 표면을 포함하되,
    입사 표면부터 종단 표면까지의 방향은 Y축으로 정의되고, 이산 광원들에 평행하고 Y축에 수직인 방향은 X축으로 정의되며, 출사 표면은 Y=0에 대응하는 입사 표면부터 종단 표면까지 연장되고 Y축에 평행하게 이어지는 복수 개의 가늘고 긴 그루브들을 갖고, 바닥 표면은 Y=Y1에 대응하는 소정의 라인부터 종단 표면까지 연장되는 코어 영역 및 Y=0부터 Y=Y1까지 연장되는 혼합 영역을 가지며,
    렌즈들의 세트가 코어 영역에 분포되고 마이크로 렌즈들의 세트가 혼합 영역에 분포되되, 마이크로 렌즈들의 세트의 밀도는 X축에서 동일하게 유지되고, 마이크로 렌즈들의 선택된 크기 및 밀도는 광을 이산 광원들로부터 Y축을 향하여 재배향하며, 비율(L1/L0)은 어느 Y≥Y1에 대하여 0.9와 1.1 사이인 것을 특징으로 하는 도광판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    마이크로 렌즈들의 세트의 크기는 렌즈들의 세트의 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 도광판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    마이크로 렌즈들의 세트의 밀도는 Y=Y1과 Y=2Y1 사이에 분포된 렌즈들의 세트의 밀도보다 큰 것을 특징으로 하는 도광판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    마이크로 렌즈들의 세트는 Y=2㎜과 Y=Y1 사이에 분포되지만, Y=0과 Y=2㎜ 사이에 분포되지 않는 것을 특징으로 하는 도광판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    마이크로 렌즈들의 세트의 밀도는 Y축을 따라 변하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  6. 제 1 항에 있어서,
    마이크로 렌즈들의 세트의 밀도는 Y축을 따라 동일한 것을 특징으로 하는 도광판.
  7. 제 1 항에 있어서,
    가늘고 긴 그루브들은 선형 프리즘들, 선형 사다리꼴들, 또는 렌티큘라 렌즈들인 것을 특징으로 하는 도광판.
  8. 제 1 항에 있어서,
    가늘고 긴 그루브들의 크기에 대한 높이의 비율은 0.012와 0.3298 사이인 것을 특징으로 하는 도광판.
  9. 제 1 항에 있어서,
    마이크로 렌즈들의 크기는 30㎛와 60㎛ 사이이고, 마이크로 렌즈들의 밀도는 10%와 20% 사이인 것을 특징으로 하는 도광판.
  10. 제 1 항에 있어서,
    비율(L1/L0)은 Y0과 Y1 사이의 어느 Y에 대하여도 0.9와 1.1 사이인 것을 특징으로 하는 도광판.
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