KR20140135188A - 백라이트 디바이스 - Google Patents

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KR20140135188A
KR20140135188A KR1020147025180A KR20147025180A KR20140135188A KR 20140135188 A KR20140135188 A KR 20140135188A KR 1020147025180 A KR1020147025180 A KR 1020147025180A KR 20147025180 A KR20147025180 A KR 20147025180A KR 20140135188 A KR20140135188 A KR 20140135188A
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light guide
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sources
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KR1020147025180A
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써오도러스 프란시시스쿠스 에밀리우스 마리아 오베레스
휴고 요한 코넬리센
가브리엘-유겐 오낙
에르노 헤르마누스 안토니우스 란켄딕
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티피 비전 홀딩 비.브이.
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Abstract

본 발명은 예컨대 LCD 텔레비전들의 LC 디스플레이들(198)을 조명하기 위한 백라이트(100)에 관한 것이다. 백라이트(100)의 박막 설계와 백라이트(100)에 의해 방출된 광의 높은 균일성을 가능케 하기 위하여, 본 발명은 투명 및 확산 마스킹 요소들(120,121,122)이 개별적인 광원들(110,111,112)을 마스킹하고 광을 다시 광 가이드(101)로 확산시키는 설계를 제안한다. 흡수 요소들(130,131,132) 또는 역-반사 요소들은, 광원들(110,111,112) 주위에 밝은 점들 또는 고리들의 생성을 회피하기 위하여 광원들(110,111,112)을 둘러싸도록 배열된다.

Description

백라이트 디바이스{BACKLIGHT DEVICE}
본 발명은 조명 디바이스, 특히 액정 디스플레이들과 같은 픽셀화된 디스플레이들을 위한 광원들에 관한 것이다.
매우 얇은 LCD 텔레비전들은 소비자들 사이에서 관심을 끌고 있다. 따라서, 텔레비전들을 가능한 한 얇게 제작할 필요가 있다. 일반적으로, LCD 텔레비전은 백라이트에 의해 조명되는 LC 디스플레이를 포함한다. 따라서, 두께는 백라이트의 두께를 줄임으로써 감소될 수 있다. 그러나, LCD 백라이트의 두께를 줄이는 것은 LC 디스플레이를 균일한 광 강도로 조명하는 백라이트의 성능에 부정적으로 영향을 미칠 수 있다.
디스플레이된 화상의 콘트라스트를 개선하고, 디스플레이의 전력 소모를 줄이기 위하여, 개별적으로 제어될 수 있는 세그먼트들을 갖는 백라이트들이 선호된다. 백라이트의 세그먼트의 밝기를 어둡게 함으로써, 디스플레이된 화상의 이러한 부분의 블랙 레벨은 개선될 수 있고, 전력 소모가 줄어들 것이다. 세그먼트들을 독립적으로 제어할 수 있는 백라이트들은 일반적으로 이러한 성능을 갖지 않는 백라이트들보다 더 두껍다.
두께의 증가를 제한하기 위하여, 이러한 백라이트들은 일반적으로 많은 수의 작은 LED들을 사용하여, 높은 비용을 초래한다. 두께를 더 줄이기 위하여, 값비싼 재료들을 사용하고, 제작하기 힘든 광 가이드 개념들이 적용될 수 있다.
따라서, LCD 텔레비전들 및 다른 픽셀에 기반한 디스플레이들을 위한 이러한 백라이트들을 개선하기 위한 필요성이 존재한다.
미국특허출원 US2010/265694호는 광 방출 디바이스를 개시한다. 이러한 광 방출 디바이스는 반사 층, 반사 층 상에 배치된 복수의 광 방출 구성요소들, 및 복수의 광 방출 구성요소들과 반사 층 상에 형성된 수지 층을 포함한다.
본 발명의 발명자는 디스플레이 디바이스들을 위한 개선된 백라이트가 유익함을 인식하였고, 결과적으로 본 발명을 안출하였다.
디스플레이들을 위한 백라이트에 대한 개선들을 달성하는 것이 유리할 것이다. 일반적으로, 본 발명은 바람직하게, 예컨대 오로지 두께에 관해 또는 임의의 조합으로 상술된 단점들 중 하나 이상을 경감, 완화 또는 제거하는 것을 추구한다. 특히, 종래 기술의 상술한 문제점들 또는 다른 문제점들을 해결하는 조명 디바이스를 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 볼 수 있다.
이들 관심사들 중 하나 이상을 양호하게 해결하기 위하여, 본 발명의 제 1 양상에서 조명 디바이스가 제공되고, 이러한 조명 디바이스는,
- 광을 수용하기 위한 후면과 광을 방출하기 위한 전면을 갖는 평면 광 가이드,
- 광을 광 가이드의 후면으로 투과시키도록 배열된 광원,
- 반투명 마스킹 요소로서, 광을 다시 광 가이드로 부분적으로 확산시키고 광을 마스킹 요소를 통해 부분적으로 투과시켜 광원을 마스킹하도록 배열된 광 확산 표면을 구비하는, 반투명 마스킹 요소, 및
- 마스킹 요소의 확산 표면으로부터 확산된 광의 적어도 일부를 흡수하기 위하여 광원에 인접하여 배열된 광 흡수기, 또는 마스킹 요소의 확산 표면으로부터 확산된 광의 적어도 일부를 다시 인접한 마스킹 요소로 반사시키기 위하여 광원에 인접하여 배열된 역-반사기를 포함한다.
반투명 확산 표면에 의해 광 가이드로 다시 부분적으로 확산된 광의 일부는 광원을 둘러싸는 영역에 입사하고 이러한 영역을 통해 전파된다. 반사 또는 확산 표면(예, 광을 재사용하기 위한 관련된 프린트 회로 기판 또는 확산 반사기)이 후면 뒤에 배열될 때, 이러한 영역을 통해 투과된 광은 반사 또는 확산 표면을 조명할 것이다. 이러한 조명은 광원을 둘러싸는 밝은 고리와 같은 밝게 조명된 영역으로서 전면으로부터 눈에 보일 수 있다. 한정된, 광 흡수기, 대안적으로는 역-반사기를 배열함으로써, 바람직하지 않은 밝은 고리의 밝기는 제어 또는 제거될 수 있다. 따라서, 광원, 반투명 마스킹 요소, 및 광 흡수기들의 조합은 유리하게 광원 주위의 밝은 고리가 회피되도록 광을 방출할 수 있는 조명 디바이스를 제공한다.
그러나, 조명 디바이스는, 오로지 하나의 광원 또는 가능하게는 2 내지 20 개의 광원들과 같이 수 개의 광원들을 갖는 구성으로 디스플레이들을 위한 백라이트로서 사용될 수 있고, 이러한 조명 디바이스는 일반 조명원으로서 특히 유리할 수 있다.
제 2 양상에서, 본 발명은 조명 디바이스에 관한 것이고, 이러한 조명 디바이스는,
- 광을 수용하기 위한 후면과 광을 방출하기 위한 전면을 갖는 평면 광 가이드,
- 광을 광 가이드의 후면에 전달하도록 배열된 제 1 및 제 2 광원들,
- 제 1 및 제 2 반투명 마스킹 요소들로서, 광을 다시 광 가이드로 부분적으로 확산시키고 광을 마스킹 요소들을 통해 부분적으로 투과시켜 각 제 1 및 제 2 광원들을 마스킹하도록 배열된 광 확산 표면들을 갖는, 제 1 및 제 2 반투명 마스킹 요소들, 및
- 각 제 1 및 제 2 마스킹 요소들의 확산 표면들로부터 확산된 광의 적어도 일부를 흡수하기 위하여 각 제 1 및 제 2 광원들에 인접하여 배열된 제 1 및 제 2 흡수기들, 또는 각 제 1 및 제 2 마스킹 요소들의 확산 표면들로부터 확산된 광의 적어도 일부를 다시 각 제 1 및 제 2 마스킹 요소들로 반사시키기 위하여 각 제 1 및 제 2 광원들에 인접하여 배열된 제 1 및 제 2 역-반사기들을 포함한다.
더 큰 수의 광원들, 예컨대 20개 이상의 광원들, 또는 200개 또는 2000개 이상의 광원들을 갖는 조명 디바이스가 디스플레이, 예컨대 텔레비전 또는 컴퓨터 디스플레이들을 위한 백라이트로서 사용될 수 있다. 이러한 조명 디바이스는 또한 조명원으로도 사용될 수 있다. 특히, 이러한 조명 디바이스는 패턴들이 도시될 수 있는 광 방출 모듈을 제공하도록 개별적으로 제어 가능한 광원들과 함께 구성될 수 있다. 따라서, 개별적인 광원들의 강도를 조정함으로써 또는 개별적인 광원들을 스위칭 온 또는 오프함으로써, 다양한 광 패턴들이 광 가이드의 전면 상에 또는 그 전면을 통해 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제 2 양상에 따른 조명 디바이스는 디스플레이들에서 사용하기 위한 것이다.
이러한 조명 디바이스는 특히 디스플레이들을 위한 백라이트로서 적합한데, 그 이유는 이러한 조명 디바이스의 구성이 광 가이드의 영역을 통해 균일한 강도 분포를 여전히 생성할 수 있으면서, 상대적으로 얇은 조명 디바이스들의 사용을 가능케 하기 때문이다. 이러한 조명 디바이스의 광원들은 디스플레이의 콘트라스트를 개선하고 에너지 소비를 줄이기 위하여 개별적으로 어두워질 수 있다.
제 1 및 제 2 양상들의 일 실시예에서, 광원(대안적으로는 제 1 또는 제 2 광원들)은 광학적으로 후면에 연결된다. 광 연결은 투명 접착제의 계면 층과 같은 광원(들)과 후면 사이의 계면층에 의해 달성될 수 있다. 광 연결은 또한, 광원들이 연성 실리콘 표면과 같은 연성 상부 표면을 가질 때, 광원들의 연성 상부 표면을 후면에 밀착시킴으로써 달성될 수 있다. 계면층의 사용은 계면의 굴절률이 특별한 기준에 따라 선택될 때 광의 입력 결합(in-coupling)을 유리하게 개선할 수 있다.
제 1 또는 제 2 양상들의 실시예에서, 조명 디바이스는, 마스킹 요소가 존재하지 않는 비-마스킹된 위치들에서 전면을 통해 광을 출력 결합하기 위해, 전면의 표면, 또는 광 가이드의 후면의 표면 또는 광 가이드의 내부에 배열된 출력 결합(out coupling) 특징부들을 더 포함한다.
이러한 출력 결합 특징부들은 평면 광 가이드의 영역을 통해 균일한 강도 분포를 갖는 광을 방출할 수 있는 조명 디바이스를 제공하기 위하여 광 가이드 내에서 광의 분포를 추가로 개선시킬 수 있다.
제 1 양상에 따른 일 실시예에 있어서, 광원은 광 흡수기(대안적으로는 역-반사기)에 기계적으로 연결되고, 흡수기(대안적으로는 역-반사기) 및/또는 광원은 후면에 고정된다.
제 2 양상에 따른 등가의 실시예에 있어서, 제 1 및 제 2 광원들은 각 제 1 및 제 2 광 흡수기들(대안적으로는 역-반사기들)에 기계적으로 연결되고, 흡수기들(대안적으로는 역-반사기들) 및/또는 광원들은 후면에 고정된다.
이들 실시예들에 있어서, 광 흡수기들은 광원들을 광 가이드의 후면에 고정하기 위한 편리한 방식을 제공한다. 광원의 고정은, 광원들이 또한 투명 접착제에 의해 후면에 고정되는 실시예에서 추가로 개선될 수 있다.
흡수기(대안적으로는 역-반사기) 및 광원 각각이 투명 접착제에 의해 후면에 고정되는 제 1 양상의 일 실시예에서, 광원을 위한 접착제의 굴절률은 흡수기를 위한 접착제의 굴절률보다 크다.
흡수기들(대안적으로는 역-반사기들) 및 광원들이 투명 접착제에 의해 후면에 고정되는 제 2 양상의 등가 실시예에서, 광원들을 위한 접착제의 굴절률은 흡수기들을 위한 접착제의 굴절률보다 크다.
이들 실시예들에 있어서, 투명 접착제는 접착제의 굴절률이 특별한 기준에 따라 선택될 때 광원들로부터 광의 입력 결합을 추가적으로 개선할 수 있다.
제 1 또는 제 2 양상들의 실시예에 있어서, 조명 디바이스는 후면을 통해 투과된 광을 다시 광 가이드로 확산 또는 반사시키기 위하여 광 흡수기(대안적으로는 역-반사기) 옆에 배열되는 광 가이드의 후면에 대향하는 광 확산 또는 반사 표면을 더 포함한다. 광 확산 또는 반사 표면은, 광이 다시 광 가이드로 반사되기 때문에 에너지 효율을 유리하게 개선할 수 있다.
제 1 또는 제 2 양상에 따른 실시예에 있어서, 마스킹 요소(들)의 출력 결합 특징부들과 투명도의 광 출력 결합 성능은 출력 결합 특징부들에 의해 출력 결합되는 광의 강도와 마스킹 요소에 의해 투과된 광을 등화시키도록 구성된다.
본 발명의 제 3 양상은 이미지들을 나타내기 위한 디스플레이에 관한 것으로, 이러한 디스플레이는,
- 투명 픽셀들을 형성하는 이미지의 행렬,
- 조명 디바이스의 전면이 투명 픽셀들을 형성하는 이미지의 행렬의 면에 대향하도록 배열된, 제 2 양상에 따른 조명 디바이스를 포함한다.
본 발명의 제 4 양상은 디스플레이의 투명 픽셀들을 형성하는 이미지의 행렬을 조명하는 방법에 관한 것으로, 이 방법은 조명 디바이스를 제공하는 단계를 포함하고, 이 조명 디바이스는,
- 광을 수용하기 위한 후면과 광을 방출하기 위한 전면을 갖는 평면 광 가이드,
- 광을 광 가이드의 후면에 투과시키도록 배열된 제 1 및 제 2 광원들,
- 제 1 및 제 2 반투명 마스킹 요소들로서, 광을 부분적으로 다시 광 가이드로 확산시키고, 광을 부분적으로 마스킹 요소들을 통해 투과시켜, 각 제 1 및 제 2 광원들을 마스킹하도록 배열되는 광 확산 표면들을 갖는, 제 1 및 제 2 반투명 마스킹 요소들, 및
- 각 제 1 및 제 2 마스킹 요소들의 확산 표면들로부터 확산된 광의 적어도 일부를 흡수하기 위하여 각 제 1 및 제 2 광원들에 인접하여 배열된 제 1 및 제 2 흡수기들, 또는 각 제 1 및 제 2 마스킹 요소들의 확산 표면들로부터 확산된 광의 적어도 일부를 다시 각 제 1 및 제 2 마스킹 요소들로 반사시키기 위하여 각 제 1 및 제 2 광원들에 인접하여 배열된 제 1 및 제 2 역-반사기들을 포함하고,
상기 방법은
- 투명 픽셀들을 형성하는 이미지의 행렬을 플레이트 모양의 광 가이드의 전면에 배열하는 단계를 더 포함한다.
요약하면, 본 발명은 광원으로서 사용하기 위한, 또는 예컨대 LCD 텔레비전들의 LC 디스플레이들을 조명하는 백라이트를 위한 조명 디바이스에 관한 것이다. 백라이트의 박막 설계 및 백라이트에 의해 방출된 광의 높은 균일도를 가능케 하기 위하여, 본 발명은 투명 및 확산 마스킹 요소들이 개별적인 광원들을 마스킹하고 광을 다시 광 가이드로 확산하는 설계를 제안한다. 흡수 요소들 또는 역-반사 요소들은, 광원들 주위의 밝은 스폿들 또는 고리들의 생성을 회피하기 위하여 광원들을 둘러싸도록, 배열된다.
일반적으로, 본 발명의 다양한 양상들은 본 발명의 범주 내에서 가능한 임의의 방식으로 조합 및 결합될 수 있다. 본 발명의 이들 및 다른 양상들, 특징들 및/또는 장점들은 이후로 기술될 실시예들로부터 자명해질 것이고, 이들을 참조하여 설명될 것이다.
본 발명의 실시예들은 오로지 예시를 통해 도면들을 참조하여 기술될 것이다.
도 1은 디스플레이(199)를 위한 백라이트(100)를 도시하는 도면.
도 2는 계면층(210)의 사용을 통해 광원을 광 가이드(101)에 연결함으로써 달성되는 LED 광원(110)의 입력 결합 성능들의 개선을 도시하는 도면.
도 1은 이미지들을 나타내기 위한 텔레비전 또는 컴퓨터 모니터와 같은 디스플레이(199)를 도시한다. 디스플레이(199)는 액정 디스플레이와 같은 투명 픽셀들을 형성하는 이미지의 행렬(198)을 포함한다. 픽셀 행렬(198)은 조명 디바이스(100)에 의해 조명되도록 구성되고, 조명 디바이스(100)는 조명 디바이스(100)의 전면이 픽셀 행렬(198)의 한 면에 대향하도록 배열된다. 광원(100)은 백라이트로서 언급될 수 있다. 확산기 플레이트(197)는 광원(100)에 의해 방출된 광의 추가 확산을 위해 픽셀 행렬(198)과 조명 디바이스(100) 사이에 삽입될 수 있다. 일반적으로, 확산기 플레이트는 밝기 강화 포일들과 같은 다른 광 포일들과 결합될 수 있다. 이들 포일들과 확산기 포일 또는 플레이트는 광 스택을 구성하고, 광 스택은 광의 균일성을 개선하기 위한 조명 디바이스(100)의 일부를 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예는 조명 디바이스(100)에 관한 것이다. 조명 디바이스(100)는 평면 광 가이드(101), 예컨대 광을 수용하기 위한 후면(102)과 광을 방출하기 위한 전면(103)을 갖는 플레이트 형상의 광 가이드(101)를 포함한다. 플레이트 형상의 광 가이드는 편평하다, 즉 플레이트 전반에 걸쳐 동일한 두께를 갖는다. 광 가이드(101)는 유리 또는 PMMA와 같은 플라스틱 물질로 만들어질 수 있다.
광은, 광을 광 가이드(101)의 후면(102)으로 투과시키도록 배열된 제 1 및 제 2 광원들(111,112)과 같은 광원들(110)에 의해 광 가이드(101)로 주입된다.
광원들은 발광 다이오드(LED)가 될 수 있고, 광이 투과되는 평면 광 방출 표면을 가질 수 있다.
내부 전반사를 형성할만큼 충분히 크지 않은 각도들(수직에 대해)을 갖는 광선(182)과 같은 광선들은 전면을 통해 거의 투과된다.
광선들이 광 가이드(101)를 통해 굴절되는 전면(103) 상의 출력 결합 영역의 크기는 광이 후면(102)으로 입사되는 영역, 즉 입력 결합 영역의 경계와, 출력 결합 영역의 경계(광원이 후면(102)에 근접하여 배치되는 경우, 광이 후면으로 입사하는 영역의 경계는 광원(110)의 에지에 대응한다) 사이의 옵셋(d)을 결정함으로써 결정될 수 있다.
d = t x tan(ca),
여기에서, t는 광 가이드(101)의 두께이고, ca는 내부 전반사를 달성하기 위한 임계각도 = arcsin(n0/n1)이고, 여기에서 n0은 후면(102)에 대향하는 물질 또는 공기의 굴절률이고, n1은 광 가이드 물질의 굴절률이다.
예컨대, 공기(n0=1) 중에 놓인 1mm 두께의 PMMA(n1=1.5)의 광 가이드(101)에 대해, d는 0.9mm일 것이다. 따라서 1mm의 직경을 갖는 원형 입력 결합 영역(광원(110)의 광 방출 표면의 영역)은 직경(1 + 2*0.9 = 2.8mm)을 갖는 원형 출력 결합 영역을 초래할 것이다.
광 스택 또는 확산기 플레이트(197)를 향한 광선들의 투과가 금지 또는 감소되도록, 예컨대 광 스택 또는 확산기 플레이트(197)를 향해 밖으로 투과되는 광의 강도가 감소되도록, 출력 결합 영역 내에서 광선들(182)을 차단 또는 적어도 부분적으로 차단할 수 있는 것이 바람직하다. 이것은 제 1 및 제 2 마스킹 요소들(121,122)과 같은 마스킹 요소들(120)을 전면(103)에 위치시킴으로써 달성될 수 있다. 따라서, 광 가이드와 광학적으로 접촉하는 마스킹 요소들은 광 또는 광선들을 부분적으로 투과시키도록 구성될 수 있다.
광선들(182)의 광 강도의 적어도 일부를 다시 광 가이드(101)로 재지향시키기 위하여 마스킹 요소(122)는 입사 광선들을 상이한 방향들로 확산시키도록 반사성 및 확산 표면을 갖고 구성될 수 있다. 따라서, 광선(182)의 광 강도, 즉 광 출력의 적어도 일부는 마스킹 요소(122)의 확산 특성에 의해 광 가이드(101)로 확산되고, 광 가이드(101)에서 확산된 광선들의 적어도 일부는 광선(184)과 같이 내부적으로 전반사된다. 확산 표면은 전면(103)에 대향하여 전면과 광 접촉할 수 있고, 확산 표면은 마스킹 요소의 가능한 대향 표면에 위치할 수 있거나, 또는 확산 표면은 마스킹 요소에 삽입된 확산 특징부들에 의해 구현될 수 있다.
따라서, 광선들(182)을 차단하거나 또는 부분적으로 투과시키고 비투과 광선들을 확산시킴으로써 광원들(110)을 마스킹하는 성능은, 제 1 및 제 2 마스킹 요소들(121,122)이 광 가이드(101)의 전면(103)에 대향하고 각 제 1 및 제 2 광원들(111,112)을 마스킹하도록 제 1 및 제 2 마스킹 요소들(121,122)의 확산 표면들을 배열함으로써 달성될 수 있다. 이를 통해, 광선들(182)은 부분적으로 다시 광 가이드로 확산되고 부분적으로 마스킹 요소들을 통해 투과될 수 있다.
확산 요소의 영역은 옵셋(d)에 따른 광원의 광 방출 표면의 영역보다 클 수 있다.
제 1 및 제 2 광원들(111,112)과 제 1 및 제 2 마스킹 요소들(121,122)에 대한 참조는, 일반적으로 광원(110)이 이러한 관련 광원의 광을 마스킹하기 위하여 관련된 마스킹 요소(120)를 가질 수 있음을 명확하게 하기 위하여 오로지 사용된다는 것이 이해될 수 있다. 따라서, 복수의 마스킹 요소들의 적어도 일부의 선택으로 이루어진 개별적인 마스킹 요소들(120)은 복수의 광원들(110)의 적어도 일부의 선택으로 이루어진 각 개별적인 광원들(110)에 대향하여 배열된다. 즉, 마스킹 요소들(120)은 후면(102)에 배열된 광원들(110)에 대향하여 전면(103)에 배열된다.
광선(183)과 같은 마스킹 요소들(120)의 확산 표면들로부터 확산된 광선들의 일부는 광원(110)의 위치 주위의 영역에서 광 가이드를 떠날 것이다. 광선(184)과 같이, 마스킹 요소들(120)의 확산 표면들로부터 확산된 다른 광선들은 광선들이 내부적으로 전반사되도록 충분히 큰 각도를 갖고 후면(102)에 입사할 것이다. 후면(102)을 통해 투과된 광선들(183)은 후면(102)에 대향하여 위치한 표면을 조명할 수 있다. 이러한 조명된 표면은 전면(103)으로부터 밝은 고리로 보일 것이다. 후면(102)에서의 표면은 광원들(110)이 연결되는 인쇄회로 기판의 표면 또는 다른 표면이 될 수 있다. 특히, 그렇지 않을 경우 후면을 통해 광 가이드(101)를 떠날 광을 재사용하기 위하여 후면(102)에 대향하여 위치된 백색 확산 반사기의 표면은 광원들(110) 주위에서 눈에 띄는 바라지 않은 밝은 고리 또는 영역을 생성할 것이다.
광원들 주위의 이러한 바라지 않은 밝은 영역들은 후면(102)에 대향하는 광 흡수 표면들을 갖는 광 흡수기들(130)을 후면에 배치함으로써 제거 또는 감소될 수 있다. 광 흡수 표면들은, 어떠한 밝은 고리들 또는 영역들도 광원들(110) 주위에 생성되지 않도록 마스킹 요소들(120)로부터 확산된 광을 완벽하게 또는 거의 완벽하게 흡수할 수 있다. 광 흡수 표면들은 입사하는 확산 광의 90% 이상, 95% 이상, 또는 심지어 99% 이상을 흡수할 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 예컨대 광 흡수 표면들은 입사 광의 10% 이상이 광 가이드(101)로 다시 확산되도록, 및 입사 광의 90% 미만이 흡수되도록, 입사 광의 일부를 반사 또는 확산시키도록 구성될 수 있다.
흡수기들(130)은, 흡수기들이 광선(183)과 같은 광선들이 후면을 통해 투과되는 점까지만 확장하고, 광선들(184)과 같은 광선들이 내부적으로 반사되는 점까지 확장하지 않도록 마스킹 요소들(120)에 상대적인 크기를 갖는다. 이러한 확장은 위에서 설명한 바와 같이, 그리고 도 1에 도시된 바와 같이, d = t x tan(ca)로부터 옵셋(d)을 결정함으로써 결정될 수 있다. 따라서, 흡수 요소(110)의 영역은 옵셋(d)에 따라 마스킹 요소(120)의 영역보다 더 클 수 있다.
따라서, 확산된 광을 복수의 마스킹 요소들(120)로부터 흡수하기 위하여, 제 1 및 제 2 흡수기들(131,132)을 포함하는 복수의 광 흡수기들(130)은 각각의 인접한 제 1 및 제 2 마스킹 요소들(121,122)의 확산 표면들로부터 확산된 광의 적어도 일부를 흡수하기 위하여 각 제 1 및 제 2 광원들(111,112)에 인접하여 배열된다. 예컨대, 제 1 및 제 2 광 흡수기들(131,132)은 각 제 1 및 제 2 광원들(111,112)을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 배열될 수 있다, 예컨대 흡수기들은 광원들을 둘러싸는 평면 고리들이 될 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 광 흡수기들(131,132)은 광 가이드의 전면에 배열된 각 제 1 및 제 2 마스킹 요소들(121,122)에 대향하여 광 가이드의 후면에 배열된다. 예컨대, 광 흡수기들은 블랙 매트 플라스틱 포일, 또는 이 영역 내에 존재하는 일부 상에 블랙 매트 인쇄와 같은 양호한 광 흡수 특성들을 갖는 물질의 고리로서 형성될 수 있다.
광 에너지의 손실을 줄이기 위하여, 흡수기들(130) 대신에 역-반사기들이 사용될 수 있다. 역-반사기들은 광이 수용되는 동일한 경로(또는 실질적으로 동일한 경로)를 따라 광을 다시 반사시킨다. 따라서 광이 예컨대 다른 방향들로 확산되고 가능하게는 후면(102)에서 내부적으로 전반사되거나 또는 다른 수단들에 의해 흡수될 때까지, 광은 광선들(185)로 도시된 바와 같이 앞뒤로 전파될 수 있다. 마스킹 요소들(120)로부터 수용되어, 역-반사기들로부터 반사되는 광선들이 일반적으로 전면(103)을 통해 직접 투과하지 않을 것이므로, 어떠한 밝은 영역들 또는 고리들도 전면(103)을 통해 눈에 띄지 않을 것이다. 따라서, 역-반사기들은 흡수기들(130)과 동일한 문제를 해결하지만, 조명 디바이스(100)의 더 높은 에너지 효율을 가능케 한다. 역-반사기들은 도 1에 도시되지 않지만, 옵셋(d)에 따라 흡수기들(130)과 동일한 크기를 가져야 한다. 따라서, 흡수기들(130)을 사용하는 것에 대안적으로 또는 추가적으로, 제 1 및 제 2 역-반사기들이 적어도 부분적으로 각 제 1 및 제 2 광원들(131,132)을 둘러싸, 각 대향하는 제 1 및 제 2 마스킹 요소들(121,122)의 확산 표면들로부터 확산된 광의 적어도 일부를 다시 각 대향하는 제 1 및 제 2 마스킹 요소들(121,122)로 반사시키도록, 제 1 및 제 2 역-반사기들을 포함하는 복수의 역-반사기들이 사용될 수 있다.
조명 디바이스(100)의 에너지 효율을 추가로 개선하기 위하여, 후면(102)에 대향하는 광 확산 또는 반사 표면들(140)은 투과된 광을 후면을 통해 다시 광 가이드로 확산 또는 반사시키기 위하여 광 역-반사기들 또는 흡수기들(130) 옆에 배열될 수 있다. 따라서, 후면(102)을 통해 투과되는 광선(186)과 같은 광선들은 다시 광 가이드(101)로 반사 또는 확산될 수 있다.
임의의 적용된 흡수기들(130), 역-반사기들 및 확산 또는 반사 표면들(140)(완전히 거울 반사성인 반사 표면들(140)을 제외하고)은, 임계 각도(ca)보다 큰 각도로 내부 표면들에 입사하는 광선들의 내부 전반사를 제공하는 광 가이드(101)의 성능에 영향을 미치지 않도록, 광학적으로 후면(102)에 연결되지 않아야 한다. 따라서, 임의의 적용된 흡수기들(130), 역-반사기들 및 확산 또는 비-거울 반사성 표면들(140)은, 1.35보다 낮은, 바람직하게는 1.1보다 낮은 굴절률을 갖는 물질들과 같은 낮은 굴절률을 갖는 공기 또는 다른 투명 물질에 의해 후면(102)으로부터 분리되어야 한다.
광 가이드로부터 밖으로 광을 결합하기 위하여, 출력 결합 특징부들(150)이 마스킹 요소들(120)이 존재하지 않는 비-마스킹 위치들에서 전면(103)을 통해 광을 밖으로 결합하기 위하여 전면(103)의 표면에, 및/또는 후면(102)의 표면에, 또는 광 가이드(101) 내부에 배열된다. 출력 결합 특징부들은, 전면 및/또는 후면들 상의 인덴트들(indents) 또는 인쇄된 점들과 같은 이산 특징부들, 및/또는 광 가이드 물질 내에 삽입되고 광 가이드 물질과 상이한 굴절률을 갖는 투명 물질로 이루어진 입자들로 이루어질 수 있다. 출력 결합 특징부들은 광의 임의의 상당한 양을 흡수하지 않고 광을 산란 또는 확산시켜야 한다.
광원들의 광 방출 면들은 광원과 후면 사이에 광 계면 물질의 계면 층(210)을 배열함으로써(도 2 참조) 광학적으로 후면에 연결될 수 있다. 광 계면 층은 공기가 아니지만, 공기의 굴절률보다 큰, 즉 1보다 큰, 바람직하게는 1.35보다 큰 굴절률을 갖는 접착제가 될 수 있다. 예컨대, 광원들과 후면(102) 사이의 계면의 굴절률은 대략 1.5가 될 수 있거나, 또는 광 가이드 물질의 굴절률에 근접할 수 있거나, 또는 광원(110)의 캡슐화 물질의 굴절률에 근접할 수 있다. 대안적으로, 광 연결은 광원들(110)의 캡슐화 연성 실리콘을 광 가이드(101)에 대해 압착함으로써 달성될 수 있다. 광 연결은 광의 일부가 마스킹 요소들에 의한 반사 없이 내부 전반사를 구축하기에 충분히 큰 각도들(수직에 대해)로 광 가이드로 들어갈 수 있게 하고, 따라서 광 가이드 내로 결합되는 광원들로부터의 광 양의 백분율을 개선한다. 도 2는 광 연결이 광의 입력 결합을 개선하는 이유를 도시한다. 도 2의 상부 도면에서, 광선들(201 및 202)은 내부 전반사 없이 광 가이드를 통해 투과되고, 마스킹 요소들의 확산 표면들을 통해 오로지 다시 광 가이드로 들어갈 수 있다. 광선(203)은 광원의 캡슐화 내에서 내부 전반사되고, 따라서 광 가이드(101)로 투과될 수 없다. 아래 도면에서, 투명 접착제와 같은 고체 물질의 계면 층(210)이 광원(110)의 광 방출 표면과 광 가이드의 후면 사이에 제공된다. 광선들(201a-203a)은 광원 캡슐화 내에서 초기 전파 방향에 대해 광선들(201-203)과 등가이다. 계면 층(210)의 굴절률이 광원의 캡슐화와 광 가이드의 굴절률과 유사하기 때문에, 광선(203a)은 광원 내에서 내부적으로 반사되지 않을 수 있지만, 광 가이드(101)로 들어갈 수 있어서, 광 가이드 내에서 내부적으로 반사될 수 있거나, 광 가이드를 통해 투과될 수 있다. 따라서, 계면 층(210)은 광원들(110)로부터의 광의 입력 결합을 개선할 수 있다.
마스킹 요소들은 다양한 방식들로 만들어질 수 있다. 예컨대, 마스킹 요소들은, 투명 포일들(전면(102)에 도포될 수 있는)의 전면 및/또는 후면들 상에, 또는 직접 광 가이드의 전면(103) 상에 잉크의 점들을 인쇄하고, 금속 필름의 특정 투명성을 구축하기 위한 구멍 패턴을 갖는 금속 시트로 인쇄된 점들을 덮음으로써, 만들어질 수 있다. 마스크는 전면(103)에 연결되고 상부에 금속 층을 갖는 백색 반사성 플라스틱 포일로 만들어질 수 있다. 바람직하게는 금속 층 내의 구멍들은 백색 반사성 플라스틱 포일을 관통하지 않아야 한다.
마스킹 요소들(120)은 단일 층 내에 확산 및 투과 성능을 제공하기 위하여 확산 반사성 및 투명 물질을 사용하여 하나의 층 내에서 점/구멍 패턴으로 인쇄될 수 있다. 마스킹 요소들(120)은 또한 필요한 반투명성과 부합되는 두께 기울기가 형성되도록, 하나의 인쇄 층 또는 다중 층들로 구현될 수 있다.
마스크의 반사는, 더 적은 광이 흡수기로 반사되고, 내부적으로 반사되도록 더 많은 광이 광 가이드에 결합되는 방식으로 적응될 수 있다. 이것은 백색 확산 층을 프레넬 구조, 나노구조들 및/또는 홀로그래픽 구조들을 갖는 거울로 대체함으로써 달성될 수 있다.
조명 디바이스(101)로부터 투명 픽셀들을 형성하는 이미지의 행렬(198)을 향해 방출되는 광의 균일한 강도를 얻기 위하여, 출력 결합 특징부들(150)의 광 출력 결합 성능과 마스킹 요소들(120)의 투명도는 출력 결합 특징부들에 의해 출력 결합된 광의 광 강도와 마스킹 요소들에 의해 투과된 광을 등화시키도록 조절되어야 한다. 이러한 조절은 출력 결합 특징부들(150)의 수, 크기 또는 밀도와 마스킹 요소들(120)의 투명도를 결정함으로써 달성될 수 있다. 이러한 조절을 통해, 광 스택의 효과가 고려되어야 한다.
제 1 및 제 2 광원들(111,112)은 각 제 1 및 제 2 광 흡수기들(131,132)과 (예, 접착을 통해) 기계적으로 연결될 수 있고, 흡수기들의 면들은 투명 접착제에 의해 후면(102)에 고정될 수 있다. 흡수기들에 대한 광원들의 고정은 흡수기들을 광 가이드에 접착시킴으로써 광 가이드에 대한 광원들을 고정시키는 유리한 방식을 제공할 수 있다. 광 가이드(101)의 내부 전반사 성능들에 심하게 영향을 미치지 않기 위하여, 흡수기들은 낮은 굴절률, 바람직하게는 1.35보다 낮은 굴절률을 갖는 접착제의 사용을 통해 후면(102)에 접착되어야 한다.
광원들 및 흡수기들의 조립체의 더 강한 고정을 제공하기 위하여, 광원들이 또한 투명 접착제를 통해 후면에 고정될 수 있다. 계면 층(210)의 기능을 갖고 광을 투과시켜야 하는 광원의 고정 부분은, 광원들(110)로부터의 광의 양호한 입력 결합을 제공하기 위하여 상대적으로 높은 굴절률, 바람직하게는 1.35보다 높은 굴절률을 가져야 한다. 따라서, 계면 층(210)의 기능을 갖는 접착제의 굴절률은 바람직하게는 흡수기들의 고정을 위한 접착제의 굴절률보다 커야 한다.
본 명세서에서 기술된 조명 디바이스의 설계에 따라, 광 가이드(101)는 균일한 두께와 평탄한 표면들을 갖는 플레이트로서 형성될 수 있다. 삽입될 광원들(110)을 위해 어떠한 구멍들도 요구되지 않는다. 가능하게는, 작은 인덴트들과 같은 작은 요철들이 출력 결합 성능들을 제공하기 위하여 하나 이상의 표면들에 만들어질 수 있다.
본 발명이 디스플레이들(199)에서 사용하기 위한 조명 디바이스(100)로서 기술되었지만, 조명 디바이스(100)는 일반 조명 애플리케이션들을 포함하는 다른 애플리케이션들에도 사용될 수 있다. 따라서, 복수의 광원들(110)과 대응하는 복수의 마스킹 요소들(120)을 포함한 광원(100)과 흡수기들(130)은 조명 애플리케이션들을 위해 사용될 수 있다. 그러나, 조명 애플리케이션들을 위해 조명 디바이스(100)는, 또한 오로지 하나의 광원(110), 광원에 대향하여 배열된 오로지 하나의 마스킹 요소(120), 및 광원(110)을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 배열된 오로지 하나의 흡수기(130) 또는 역-반사기를 통해 구성될 수 있다. 조명 디바이스가 복수의 광원들(110) 또는 단일 광원(110)으로 구성되는 지에 관계없이, 조명 디바이스의 기능은 동일하다.
본 발명이 도면들과 이전의 설명에서 상세하게 도시되고 기술되었지만, 이러한 도시 및 설명은 제한적이 아닌 설명적이거나 예시적인 것으로 고려되어야 하고, 본 발명은 개시된 실시예들에 국한되지 않는다. 개시된 실시예들에 대한 다른 변형들은, 도면들, 개시사항 및 첨부된 청구항들의 연구로부터 청구된 본 발명을 실시할 때, 당업자들에 의해 이해되고 시행될 수 있다. 청구항들에서, 단어 "포함한다"는 다른 요소들 또는 단계들을 배제하지 않고, 단수로 기재된 요소들은 복수의 요소들을 배제하지 않는다. 하나의 유닛이 청구항들에서 인용한 수 개의 항목들의 기능을 충족할 수 있다. 특정 수단들이 상호 다른 청구항들에서 인용되었다는 단순한 사실이 이들 수단들의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 의미하지는 않는다. 청구항들에서 임의의 참조 기호들은 범주를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다.

Claims (14)

  1. 조명 디바이스(100)로서,
    - 광을 수용하기 위한 후면(102)과 광을 방출하기 위한 전면(103)을 갖는 평면 광 가이드(101),
    - 광을 상기 광 가이드의 상기 후면으로 투과시키도록 배열된 광원(110),
    - 반-투명 마스킹 요소(120)로서, 부분적으로 광을 다시 상기 광 가이드로 확산시키고 부분적으로 광을 상기 마스킹 요소를 통해 투과시켜 상기 광원을 마스킹하도록 배열된 광 확산 표면을 갖는, 반-투명 마스킹 요소(120), 및
    - 상기 마스킹 요소의 상기 확산 표면으로부터 확산된 광의 적어도 일부를 흡수하기 위하여 상기 광원에 인접하여 배열된 광 흡수기(130), 또는 상기 마스킹 요소의 상기 확산 표면으로부터 확산된 광의 적어도 일부를 다시 인접한 마스킹 요소로 반사시키기 위하여 상기 광원에 인접하여 배열된 역-반사기를 포함하는, 조명 디바이스.
  2. 조명 디바이스(100)로서,
    - 광을 수용하기 위한 후면(102)과 광을 방출하기 위한 전면(103)을 갖는 평면 광 가이드(101),
    - 광을 상기 광 가이드의 상기 후면으로 투과시키도록 배열된 제 1 및 제 2 광원들(111,112),
    - 제 1 및 제 2 반투명 마스킹 요소들(121,122)로서, 광을 다시 광 가이드로 부분적으로 확산시키고 광을 상기 마스킹 요소들을 통해 부분적으로 투과시켜 상기 각 제 1 및 제 2 광원들을 마스킹하도록 배열된 광 확산 표면들을 갖는, 제 1 및 제 2 반투명 마스킹 요소들(121,122), 및
    - 상기 각 제 1 및 제 2 마스킹 요소들의 상기 확산 표면들로부터 확산된 광의 적어도 일부를 흡수하기 위하여 상기 각 제 1 및 제 2 광원들에 인접하여 배열된 제 1 및 제 2 흡수기들(131,132), 또는 상기 각 제 1 및 제 2 마스킹 요소들의 상기 확산 표면들로부터 확산된 광의 적어도 일부를 다시 상기 각 제 1 및 제 2 마스킹 요소들로 반사시키기 위하여 상기 각 제 1 및 제 2 광원들에 인접하여 배열된 제 1 및 제 2 역-반사기들을 포함하는, 조명 디바이스.
  3. 제 2항에 있어서,
    디스플레이들(199)에서 사용하기 위한 것인, 조명 디바이스.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광원은 광학적으로 상기 후면에 연결되는, 조명 디바이스.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 광원들은 광학적으로 상기 후면에 연결되는, 조명 디바이스.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 마스킹 요소가 존재하지 않는 비마스킹 위치들에서 광을 상기 전면을 통해 밖으로 결합하기 위하여, 상기 광 가이드의 상기 전면의 표면에, 또는 상기 후면의 표면에, 또는 상기 광 가이드의 내부에 배열된 출력 결합 특징부들(150)을 더 포함하는, 조명 디바이스.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 광원은 상기 광 흡수기에, 대안적으로는 상기 역-반사기에 기계적으로 연결되고, 상기 흡수기, 대안적으로 상기 역-반사기, 및/또는 상기 광원은 상기 후면에 고정되는, 조명 디바이스.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 광원들은 상기 각 제 1 및 제 2 광 흡수기들에, 대안적으로는 상기 역-반사기들에 기계적으로 연결되고, 상기 흡수기들, 대안적으로 상기 역-반사기들, 및/또는 상기 광원들은 상기 후면에 고정되는, 조명 디바이스.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 흡수기, 대안적으로는 상기 역-반사기, 및 상기 광원 각각은 투명 접착제를 통해 상기 후면에 고정되고, 상기 광원을 위한 상기 접착제의 굴절률은 상기 흡수기를 위한 상기 접착제의 굴절률보다 큰, 조명 디바이스.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 흡수기들, 대안적으로는 상기 역-반사기들, 및 상기 광원들은 투명 접착제를 통해 상기 후면에 고정되고, 상기 광원들을 위한 상기 접착제의 굴절률은 상기 흡수기들을 위한 상기 접착제의 굴절률보다 큰, 조명 디바이스.
  11. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 후면을 통해 투과된 광을 다시 상기 광 가이드로 확산 또는 반사시키기 위하여, 상기 광 가이드의 상기 후면에 대향하고 상기 광 흡수기, 대안적으로는 상기 역-반사기 옆에 배열된 광 확산 또는 반사 표면(140)을 더 포함하는, 조명 디바이스.
  12. 제 6항에 있어서,
    상기 출력 결합 특징부들의 광 출력 결합 성능과 상기 마스킹 요소의 투명도는 상기 출력 결합 특징부들에 의해 출력 결합된 광의 광 강도와 상기 마스킹 요소에 의해 투과된 광을 등화시키도록 구성되는, 조명 디바이스.
  13. 이미지들을 나타내기 위한 디스플레이로서,
    - 투명 픽셀들을 형성하는 이미지의 행렬(198),
    - 조명 디바이스의 전면이 투명 픽셀들을 형성하는 상기 이미지의 행렬의 면에 대향하도록 배열된, 제 2항에 따른 조명 디바이스를 포함하는, 디스플레이.
  14. 디스플레이(199)의 투명 픽셀들을 형성하는 이미지의 행렬(198)을 조명하는 방법으로서,
    - 광을 수용하기 위한 후면(102)과 광을 방출하기 위한 전면(103)을 갖는 평면 광 가이드(101),
    - 광을 상기 광 가이드의 상기 후면으로 투과시키도록 배열된 제 1 및 제 2 광원들(111,112),
    - 제 1 및 제 2 반투명 마스킹 요소들(121,122)로서, 광을 다시 광 가이드로 부분적으로 확산시키고 광을 상기 마스킹 요소들을 통해 부분적으로 투과시켜 상기 각 제 1 및 제 2 광원들을 마스킹하도록 배열된 광 확산 표면들을 갖는, 제 1 및 제 2 반투명 마스킹 요소들(121,122), 및
    - 상기 각 제 1 및 제 2 마스킹 요소들의 상기 확산 표면들로부터 확산된 광의 적어도 일부를 흡수하기 위하여 상기 각 제 1 및 제 2 광원들에 인접하여 배열된 제 1 및 제 2 흡수기들(131,132), 또는 상기 각 제 1 및 제 2 마스킹 요소들의 상기 확산 표면들로부터 확산된 광의 적어도 일부를 다시 상기 각 제 1 및 제 2 마스킹 요소들로 반사시키기 위하여 상기 각 제 1 및 제 2 광원들에 인접하여 배열된 제 1 및 제 2 역-반사기들을 포함하는 조명 디바이스(100)를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 방법은,
    - 투명 픽셀들을 형성하는 상기 이미지의 행렬(198)을 상기 플레이트 모양의 광 가이드(100)의 전면에 배열하는 단계를 더 포함하는, 이미지의 행렬을 조명하는 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200041992A (ko) * 2017-08-29 2020-04-22 코닝 인코포레이티드 2d 로컬 디밍을 갖는 직접 조명 백라이트 유닛

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102305599B1 (ko) 2014-10-22 2021-09-28 엘지이노텍 주식회사 조명장치 및 이를 포함하는 차량용 램프
US9360696B1 (en) * 2014-12-11 2016-06-07 Amazon Technologies, Inc. Electronic device stack assembly
FR3033199B1 (fr) * 2015-02-26 2018-02-02 Valeo Iluminacion Dispositif lumineux de vehicule automobile
US20160313493A1 (en) * 2015-04-27 2016-10-27 Chi Lin Optoelectronics Co., Ltd. Light guide plate and transparent display apparatus having the same
DE102016103070A1 (de) * 2016-02-22 2017-08-24 Texmag Gmbh Vertriebsgesellschaft Inspektions- und/oder Bahnbeobachtungsvorrichtung, Verwendung einer Anordnung als Hintergrundblende oder Durchlichtsender in der Inspektions- und/oder der Bahnbeobachtungsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben der Inspektions- und/oder Bahnbeobachtungsvorrichtung
KR20180005786A (ko) * 2016-07-06 2018-01-17 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 유닛, 그것을 포함하는 표시 장치, 및 그것의 제조 방법
CN107505769B (zh) 2017-08-15 2021-02-26 京东方科技集团股份有限公司 背光结构和显示装置
US11035997B2 (en) * 2017-09-28 2021-06-15 Ncr Corporation Light-emitting indicator
WO2020214047A1 (en) * 2019-04-15 2020-10-22 Corning Incorporated Backlight including patterned reflectors and method for fabricating the backlight
WO2020101517A1 (en) * 2018-11-12 2020-05-22 Corning Incorporated Backlight including patterned reflectors and method for fabricating the backlight
TW202036060A (zh) 2018-11-12 2020-10-01 美商康寧公司 包括圖案化反射器之背光、擴散板及製造背光之方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10319860A (ja) * 1997-05-23 1998-12-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置
US20050088399A1 (en) * 2003-10-27 2005-04-28 Pan John C. Direct-light illuminating backlight unit with shielding mask for a liquid crystal display
JP2008016408A (ja) * 2006-07-10 2008-01-24 Citizen Electronics Co Ltd 面状光源
EP2422237A4 (en) 2009-04-21 2012-10-17 Lg Electronics Inc LIGHT EMITTING DEVICE
CN101936483A (zh) * 2009-07-01 2011-01-05 绎立锐光科技开发(深圳)有限公司 背光源及其减薄方法、带背光源的液晶显示装置
KR20110117458A (ko) * 2010-04-21 2011-10-27 엘지전자 주식회사 디스플레이 장치
KR101692509B1 (ko) * 2010-11-02 2017-01-03 엘지이노텍 주식회사 디스플레이 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200041992A (ko) * 2017-08-29 2020-04-22 코닝 인코포레이티드 2d 로컬 디밍을 갖는 직접 조명 백라이트 유닛

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