KR20150080899A - 광 가이드 플레이트 - Google Patents

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KR20150080899A
KR20150080899A KR1020140109847A KR20140109847A KR20150080899A KR 20150080899 A KR20150080899 A KR 20150080899A KR 1020140109847 A KR1020140109847 A KR 1020140109847A KR 20140109847 A KR20140109847 A KR 20140109847A KR 20150080899 A KR20150080899 A KR 20150080899A
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치아-인 창
친-팅 웽
신-보 린
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레디언트 옵토-일렉트로닉스 코포레이션
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Abstract

광 가이드 플레이트는 메인 본체와 사다리꼴 구조물들을 포함한다. 상기 메인 본체는 광 입사면, 제1 메인 표면 및 상기 제1 메인 표면에 대향하는 제2 메인 표면을 포함한다. 상기 사다리꼴 구조물들은 상기 제1 메인 표면과 제2 메인 표면들 중 하나 이상에 배치된다. 상기 사다리꼴 구조물들은 상기 광 입사면 부근에 상기 메인 본체의 일 측으로부터 상기 광 입사면으로부터 먼 상기 메인 본체의 다른 측 방향을 따라서 연장된다. 상기 사다리꼴 구조물들 각각은 상기 광 입사면 부근의 상기 사다리꼴 구조물의 일 단부로부터 상기 광 입사면으로부터 먼 상기 사다리꼴 구조물의 다른 단부로 점차 증가하는 폭을 갖는다. 상기 사다리꼴 구조물들 각각은 평면과 2개의 측면들을 포함하고, 상기 측면들은 상기 평면의 2개의 옆면에 각각 연결된다.

Description

광 가이드 플레이트{LIGHT GUIDE PLATE}
본 발명은 광 가이드 부품에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 광 가이드 플레이트에 관한 것이다.
백라이트 모듈에 사용되는 종래의 광 가이드 플레이트는 광 입사면, 발광면 및 반사면을 갖는다. 광원으로부터 제공된 빛은 광 입사면으로부터 광 가이드 플레이트로 입사되고, 광 가이드 플레이트의 발광면으로부터 방출되어 나온다. 램프에 사용되는 또 다른 종래의 광 가이드 플레이트는 서로 대향하는 2개의 발광면들을 갖는다. 광 가이드 플레이트에 입사된 후에, 광원에 의해 제공된 빛은 각각의 발광면으로부터 방출되어 나온다. 광 가이드 플레이트를 통과하는 빛을 균일하게 혼합하기 위하여, V-형 또는 R-형 미세 구조물들이 광 가이드 플레이트의 발광면들에 주로 배치된다. 그러나 이러한 V-형 미세 구조물 또는 R-형 미세 구조물들은 광 가이드 플레이트에 지나치게 많은 광 집중도와 지나치게 강한 광 지향성을 초래한다. 결과적으로, 관찰 각도로부터 보이는 광 가이드 플레이트는 뚜렷한 밝은 곳과 어두운 곳을 가질 것이며, 밝고 어두운 띠, 줄무늬 또는 핫스팟(hotspot)들이 형성될 것이다. 그에 따라, 광 가이드 플레이트의 광학적 외관에 영향을 미칠 것이다.
게다가, V-형 미세 구조물을 갖는 종래의 광 가이드 플레이트는 마찰로 인하여 V-형 미세 구조물의 표면에 하얀 점 또는 얼룩을 형성하는 경향이 있고, V-형 미세 구조물의 끝 부분은 충돌에 의하여 긁힌 자국이 생기거나 부서지는 경향이 있다. 그에 따라 광 가이드 플레이트의 기능에 심각한 영향을 미친다.
따라서, 상술한 문제점들을 극복하기 위하여 광 가이드 플레이트를 개선할 필요가 있다.
본 발명의 일 측면은 광 가이드 플레이트를 제공하는 것이며, 상기 광 가이드 플레이트의 광학적 경향 및 광 집중도는 사다리꼴 구조물들의 형상, 각도, 높이, 깊이 또는 배치를 바꿈으로써 변경될 수 있으며, 그에 따라 광 가이드 플레이트의 휘도 값과 휘도 균일성을 증대시킨다. 또한, 각각의 사다리꼴 구조물 상에 평면을 설계함으로써, 광 가이드 플레이트는 이동 중의 마찰에 의한 손상을 방지할 수 있고, 따라서 광 가이드 플레이트의 수율을 증대시킨다.
상술한 목적에 따르면, 본 발명은 광 가이드 플레이트를 제공한다. 광 가이드 플레이트는 메인 본체와 사다리꼴 구조물을 포함한다. 메인 본체는 광 입사면, 제1 메인 표면 및 제2 메인 표면을 포함한다. 제2 메인 표면은 제1 메인 표면에 대향하고, 상기 제1 메인 표면과 제2 메인 표면은 각각 광 입사면에 연결된다. 사다리꼴 구조물은 상기 제1 메인 표면 및 제2 메인 표면 중 하나 이상에 배치된다. 상기 사다리꼴 구조물은 광 입사면 부근에서 상기 메인 본체의 일 측으로부터 상기 광 입사면으로부터 먼 상기 메인 본체의 다른 면 방향을 따라서 연장된다. 각각의 사다리꼴 구조물들은 상기 광 입사면 부근의 사다리꼴 구조물의 일 단부로부터 상기 광 입사면으로부터 먼 사다리꼴 구조물의 다른 단부로 점차 증가되는 폭을 갖는다. 각각의 사다리꼴 구조물은 평면과 2개의 측면들을 포함하고, 상기 측면들은 상기 평면의 2개의 옆면에 각각 연결된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 메인 표면은 발광면이고, 제2 메인 표면은 반사면이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 메인 표면과 제2 메인 표면 모두 발광면이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 사다리꼴 구조물들은 제1 메인 표면 및 제2 메인 표면에 각각 배치된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광 입사면 부근의 사다리꼴 구조물의 단부들은 불연속적으로 나열된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광 입사면으로부터 먼 사다리꼴 구조물의 단부는 연속적으로 또는 불연속적으로 나열된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 각각의 사다리꼴 구조물들은 볼록한 부분이고, 상기 볼록한 부분의 높이는 광 입사면 부근의 상기 사다리꼴 구조물의 단부로부터 상기 상기 광 입사면으로부터 먼 상기 사다리꼴 구조물의 다른 단부 쪽으로 점차 증가한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 각각의 사다리꼴 구조물들은 오목한 부분이고, 상기 오목한 부분의 깊이는 상기 광 입사면 부근의 사다리꼴 구조물의 단부로부터 상기 광 입사면으로부터 먼 사다리꼴 구조물의 다른 단부 쪽으로 점차 증가한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 측면은 각각 평면의 옆면에 직접 연결되고, 각각의 측면들은 아크형 표면이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 측면들은 2개의 아크형 표면들에 의해 평면의 옆면에 각각 연결되고, 상기 평면의 옆면들 사이의 폭은 다음의 부등식에 의해 정의된다.
Figure pat00001
여기서, W는 상기 폭을 나타내고, R은 아크형 표면의 곡률 반경을 나타내며, φ는 각도를 나타낸다.
상술한 일반적인 설명과 다음의 상세한 설명 모두는 예로서 이해되어야 하며, 청구된 발명의 구체적인 설명을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명을 읽음으로써 더욱 잘 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 가이드 플레이트의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 일 유형의 사다리꼴 구조물의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 또 다른 유형의 사다리꼴 구조물의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 또 다른 유형의 사다리꼴 구조물의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 가이드 플레이트의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 가이드 플레이트의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 일 유형의 사다리꼴 구조물를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광 가이드 플레이트의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 광 가이드 플레이트의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 광 가이드 플레이트의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 제1 실시예의 광 가이드 플레이트와 종래의 광 가이드 플레이트 사이의 휘도 성능을 비교하여 나타낸 도면이다.
첨부된 도면에 도시된 예시들인, 본 발명의 상세한 실시예들이 이제 참고될 것이다. 어느 부분에서든지, 도면과 상세한 설명에서 사용된 동일한 도면부호는 동일하거나 유사한 부분을 지칭한다.
도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 가이드 플레이트(100)의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 광 가이드 플레이트(100)는 백라이트 모듈 또는 램프에 적용 가능하다. 광 가이드 플레이트(100)는 메인 본체(120)와 다양한 사다리꼴 구조물(140)들을 포함한다. 사다리꼴 구조물들은 광 가이드 플레이트(100)의 광 집중도를 변화시키기 위해서 그리고 광 가이드 플레이트(100)로부터 방출되거나 입사되는 빛의 광학적 경향을 조절하기 위하여 메인 본체(120)에 배치된다.
광 가이드 플레이트(100), 메인 본체(120)는 투명한 플레이트 또는 다른 등가의 투명한 부품일 수 있다. 상기 메인 본체(120)는 주로 광 입사면(122), 제1 메인 표면(124) 및 제2 메인 표면(126)을 포함한다. 제1 메인 표면(124) 및 제2 메인 표면(126)은 각각 상기 메인 본체(120)의 2개의 대향하는 옆면에 위치해 있다. 또한, 광 입사면(122)은 상기 제1 메인 표면(124)과 제2 메인 표면(126)을 연결한다. 광원(160)은 광 입사면(122)에 의해 배치되며, 상기 광원(160)에 의해 방출된 광은 광 입사면(122)으로부터 광 가이드 플레이트(100)로 들어갈 것이다. 일부 실시예에서, 광 가이드 플레이트(100)가 백라이트 모듈에 적용되는 경우, 제1 메인 표면(124)은 발광면이고 제2 메인 표면(126)은 반사면이다. 다른 실시예에서, 광 가이드 플레이트(100)가 램프에 적용되는 경우, 제1 메인 표면(124)과 제2 메인 표면(126)은 모두 발광면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 사다리꼴 구조물(140)들은 제1 메인 표면(124)에 배치된다. 한편, 각각의 사다리꼴 구조물(140)은 연장 방향(D1)을 따라서 연장되고, 여기서 "연장 방향(D1)"은 광 입사면(122) 부근의 제1 메인 표면(124)의 일 측으로부터 상기 광 입사면(122)으로부터 먼 제1 메인 표면(124)의 다른 측을 향하는 방향을 나타낸다. 또한, 각각의 사다리꼴 구조물(140)은 상기 광 입사면(122) 부근의 상기 제1 메인 표면(124)의 일 단부로부터 상기 광 입사면(122)으로부터 먼 상기 제1 메인 표면(124)의 다른 단부 쪽으로 점차 증가하는 폭을 갖는다.
도 1과 도 2를 함께 참조하면, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 일 유형의 사다리꼴 구조물(140)들을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 제시된 실시예에서, 각각의 사다리꼴 구조물(140)들은 제1 메인 표면(124)으로부터 돌출되는 볼록한 부분이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 사다리꼴 구조물(140)들은 평면(140a)과 2개의 측면(140b, 140c)들을 갖는다. 한편, 상기 사다리꼴 구조물(140)의 측면(140b, 140c)들은 상기 평면(140a)의 2개의 옆면에 각각 연결된다. 상기 평면(140a)은 이동 또는 제조 중에 광 가이드 플레이트(100)가 손상되는 것을 방지하는 데에 사용된다.
각도(φ)는 측면(140b)과 측면(140c) 사이에 포함된다. 일부 실시예에서, 각도(φ)는 약 10도 내지 약 160도의 범위에 있다. 각도(φ)가 10도보다 작은 경우, 측면(140b)과 측면(140c)의 경사각이 커지게 되고, 그에 따라 상기 광 가이드 플레이트(100) 상에 밝은 띠를 형성하게 되는 지나치게 강한 광 집중도를 광 가이드 플레이트(100)가 갖게 된다. 한편, 각도(φ)가 160도보다 큰 경우, 측면(140b)과 측면(140c)은 수평면에 가깝게 배치되며, 그에 따라 광 가이드 플레이트(100)의 광 수집 가능성이 줄어들게 될 것이다. 도 2의 실시예에서, 사다리꼴 구조물(140)의 측면(140b, 140c)들은 각각 평면(140a)의 옆면들에 직접 연결된다. 다시 말해, 제시된 실시예에서, 각각의 사다리꼴 구조물들의 단면 윤곽은 사다리꼴이 되고, 측면(140b)과 측면(140c) 사이의 각도(φ)는 약 30도 내지 약 160도의 범위에 있게 된다.
도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다른 유형의 사다리꼴 구조물(140)들을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 제시된 실시예에서, 사다리꼴 구조물(140)의 측면(140b, 140c)들은 또한 각각 평면(140a)의 옆면들에 직접 연결된다. 그러나 측면(140b)과 측면(140c)은 모두 아크형(arc) 표면이다. 다시 말해, 각각의 사다리꼴 구조물(140)들은 평면(140a)과 2개의 아크 형상의 측면(140b, 140c)들에 의해 구성된다.
도 4를 참조하면, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다른 유형의 사다리꼴 구조물들을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 제시된 실시예에서, 사다리꼴 구조물(140)의 측면(140b, 140c)은 각각 2개의 아크형 표면(140d, 140e)에 의해 평면(140a)의 옆면들에 각각 연결되고, 여기서 측면(140b, 140c)들은 경사진 평면이 된다. 다시 말해, 각각의 사다리꼴 구조물들의 단면 윤곽은 둥근 코너들을 갖는 사다리꼴이 되고, 각각의 아크형 표면(140d, 140e)은 곡률 반경(R)을 갖고, 각도(φ)는 측면(140b, 140c)들 사이에 포함된다. 한편, 각각의 사다리꼴 구조물(140)들은 각각 아크형 표면(140d)과 아크형 표면(140e)에 연결된 평면(140a)의 옆면들 사이의 간격을 따라서 정의된 폭(W)을 갖는다. 따라서, 폭(W), 각도(φ) 및 곡률 반경(R)의 상관관계는 다음의 [수학식 1]과 같다.
Figure pat00002
제시된 실시예에서, 각도(φ)는 약 10도 내지 약 160도의 범위에 있고, 곡률 반경(R)은 약 5 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 범위에 있다. 유사하게, 제시된 실시예에서, 각도(φ)가 10도보다 작거나 160도보다 큰 경우, 광 가이드 플레이트(100)는 밝은 띠가 형성되거나 광 가이드 플레이트(100)의 광 수집 가능성이 따라서 저하될 여지가 있다.
한편, 사다리꼴 구조물(140)들에 의해 형성된 광학적 경향은 곡률 반경(R)을 다른 값으로 정의함으로써 변경될 수 있다. 곡률 반경(R)이 5 ㎛보다 작은 경우, 사다리꼴 구조물(140)들의 각각의 둥근 코너들은 그 크기가 너무 작기 때문에 기능을 하지 못한다. 곡률 반경(R)이 200 ㎛보다 큰 경우, 각각의 측면(140b, 140c)들은 경사진 평면 대신에 아크형 표면을 형성하게 될 여지가 있고, 따라서 전체적인 광학적 경향의 조절에 영향을 미치게 된다.
도 2와 도 4를 함께 참조하면, 각각의 사다리꼴 구조물(140)들은 평면(140a)의 옆면들 사이의 폭(W)을 갖는다. 한편, 모든 2개의 인접한 사다리꼴 구조물(140)들은 동일하거나 다른 간격(P)을 가질 수 있다. 따라서, 사다리꼴 구조물(140)들의 배치 밀도는 모든 2개의 인접한 사다리꼴 구조물(140)들 사이의 간격(P)을 조절함으로써 바뀔 수 있다. 더욱이, 간격(P)에 대한 폭(W)의 비는 약 5 % 내지 약 50 % 범위에 있다. 폭(W)은 다양한 광학적 요구사항들에 따라서 설계되며, 사다리꼴 구조물(140)들은 연속적인 방식, 불연속적인 방식 또는 부분적으로 연속적이고 부분적으로 불연속적인 방식으로 제1 메인 표면(124)에 배치될 수 있고, 그에 따라 광 가이드 플레이트(100)의 광 수집 가능성이 변화하고, 더 나아가 광 가이드 플레이트(100)의 휘도 값 및 휘도 균일성이 증가한다.
다시 도 2 내지 도 4를 참조하면, 간격(P)에 대한 폭(W)의 비가 5 % 미만인 경우, 사다리꼴 구조물(140)들은 서로 멀어지게 되고, 평면(140a)의 폭(W)은 작아지게 되므로, 메인 본체(10) 상의 평면의 비가 너무 커지게 된다. 그에 따라, 사다리꼴 구조물(140)들의 오작동을 초래하고, 더 나아가 광 가이드 플레이트(100)의 광 수집 가능성을 저하시킨다. 간격(P)에 대한 폭(W)의 비가 50 %보다 커지는 경우, 인접한 사다리꼴 구조물(140)들은 서로 가까워지게 되고, 평면(140a)의 폭(W)은 커지게 되므로, 메인 본체(120)에서 평면의 비율이 너무 커지게 된다. 그에 따라, 광 가이드 플레이트(100)의 광 수집 가능성을 저하시킨다.
도 1에 도시된 실시예에서 광 입사면(1220) 부근의 사다리꼴 구조물(140)들의 단부는 불연속적으로 배치되고, 광 입사면(122)으로부터 먼 사다리꼴 구조물(140)들의 단부는 연속적으로 배치된다. 또 다른 실시예에서, 광 입사면(122)으로부터 먼 각각의 사다리꼴 구조물(140)들은 불연속적으로 배치될 수 있다. 도 5를 참조하면, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 가이드 플레이트의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 6의 실시예에서, 광 입사면(122) 부근의 사다리꼴 구조물(140)들의 단부는 불연속적으로 배치되고, 광 입사면(122)으로부터 먼 사다리꼴 구조물(140)들의 단부는 또한 불연속적으로 배치된다.
도 1과 도 5를 동시에 참조하면, 일 실시예에서, 사다리꼴 구조물(140)들의 분포 영역은 제1 메인 표면(124)의 전체 영역의 20 % 내지 80 %를 차지할 수 있다. 사다리꼴 구조물(140)들의 분포 영역이 제1 메인 표면(124)의 전체 영역의 20 % 미만인 경우, 이것은 사다리꼴 구조물(140)들이 적게 분포되어 있다는 것과, 메인 본체(120)의 평면의 비가 지나치게 크다는 것을 의미하므로, 사다리꼴 구조물(140)들의 광 수집 가능성을 저하시킨다. 게다가, 사다리꼴 구조물(140)들의 분포 영역이 제1 메인 표면(124)의 전체 영역의 80 %를 초과하는 경우, 광 가이드 플레이트(100)에 밝은 띠를 형성할 여지가 있고, 그에 따라 전체적인 광학적 경향에 영향을 미치게 된다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 게다가 각각의 사다리꼴 구조물(140)들의 폭은 연장 방향(D1)을 따라서 점차 증가하고, 사다리꼴 구조물(140)들의 높이(H)는 또한 연장 방향(D1)을 따라서 점차 증가한다. 일 실시예에서, 메인 본체(120)의 두께(T)에 대한 사다리꼴 구조물(140)들의 높이(H)의 비는 약 1 % 내지 약 10 % 범위에 있다. 따라서, 광 가이드 플레이트(100)의 광학적 경향은 사다리꼴 구조물(140)들의 높이(H)와 폭을 조절함으로써 바뀔 수 있다. 메인 본체(120)의 두께(T)에 대한 사다리꼴 구조물(140)들의 높이(H)의 비가 1 % 보다 작은 경우, 이것은 사다리꼴 구조물(140)들의 평면(140a)이 제1 메인 표면(124)에 가깝게 배치된다는 것을 의미하며, 메인 본체(120)의 평면의 비가 지나치게 커지게 되고, 사다리꼴 구조물(140)들의 광학적 경향이 조절될 수 없다. 메인 본체(120)의 두께(T)에 대한 상기 높이(H)의 비가 10 % 보다 큰 경우, 측면(140b)과 측면(140c)의 경사각이 커지게 되고, 광 가이드 플레이트(100)에 밝은 띠를 형성할 여지가 있다. 또한, 일 실시예에서, 볼록한 부분은 몰드를 사용하여 사출 성형에 의해 형성된다. 사다리꼴 구조물(140)들을 제조하기 위한 몰드의 부분들은 사다리꼴 구조물(140)들의 다양한 단면 윤곽을 형성하도록, R-컷 나이프, V-컷 나이프, 또는 다결정질(polycrystalline) 나이프로 얕은 곳에서 깊은 곳까지 나이프-리프팅(knife-lifting) 기술에 의해 형성된다. 다양한 절단 윤곽을 갖는 사다리꼴 구조물(140)들은 다양한 광 집중 효과를 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 메인 표면(126)은, V-형 구조물, 도트형 구조물 또는 유사한 기능을 갖는 다른 미세 구조물(microstructure)들인, 다른 사다리꼴 구조물들을 갖도록 구현될 수 있다.
도 6을 참조하면, 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 가이드 플레이트(200)의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 제시된 실시예에서, 광 가이드 플레이트(200)는 메인 본체(220)와 사다리꼴 구조물(240)들을 포함한다. 메인 본체(220)는 주로 광 입사면(222), 제1 메인 표면(224) 및 제2 메인 표면(226)을 포함한다. 광원(260)은 광 입사면(222)의 옆에 배치되며, 광원(260)에 의해 제공된 빛은 광 입사면(222)으로부터 광 가이드 플레이트(200)로 들어갈 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 사다리꼴 구조물(240)들은 제1 메인 표면(224)에 배치된다. 한편, 각각의 사다리꼴 구조물(240)들은 연장 방향(D1)을 따라서 연장되며, 여기서 "연장 방향(D1)"은 광 입사면(222) 부근의 제1 메인 표면(225)의 일 측으로부터 광 입사면(222)으로부터 먼 제1 메인 표면(224)의 다른 측을 향하는 방향을 나타낸다. 유사하게, 각각의 사다리꼴 구조물(240)들은 광 입사면(222) 부근의 상기 제1 메인 표면의 일 단부로부터 광 입사면(222)으로부터 먼 상기 제1 메인 표면의 다른 단부 쪽으로 점차 증가하는 폭을 갖는다.
도 6과 도 7을 함께 참조하면, 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 일 유형의 사다리꼴 구조물을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 제시된 실시예에서, 각각의 사다리꼴 구조물(240)은 제1 메인 표면(224)으로 움푹 파인 오목한 부분이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 각각의 사다리꼴 구조물(240)들은 평면(240a)과 2개의 측면(240b, 240c)을 구비한다. 상기 사다리꼴 구조물(240)들의 측면(240b, 240c)들은 평면(240a)의 2개의 옆면에 각각 연결된다. 도 7의 실시예에서, 사다리꼴 구조물(240)의 측면(240b, 240c)들은 평면(240a)의 옆면들에 직접 연결되고, 각도(φ)는 측면(240b)와 측면(240c)의 사이에 포함되고 약 30 도 내지 약 160 도 범위에 있다.
일 실시예에서, 사다리꼴 구조물(240)들은 도 3에 도시된 사다리꼴 구조물(140)들과 유사하다. 사다리꼴 구조물(240)의 측면(240b, 240c)들은 평면(240a)의 옆면에 직접 연결되는 아크형 표면들이다. 다른 실시예에서, 사다리꼴 구조물(240)들은 도 4에 도시된 바와 같이 사다리꼴 구조물(140)들과 유사하고, 사다리꼴 구조물(240)의 측면(240b, 240c)들은 평면(240a)의 옆면에 직접 연결된 아크형 표면들이다. 유사하게, 각각의 사다리꼴 구조물(240)들의 옆면들 사이의 간격은 상술한 상관관계의 [수학식 1]에 의해 정의될 수 있고, 따라서 여기서 다시 설명하지 않는다.
도 6과 도 7을 다시 참조하면, 각각의 사다리꼴 구조물(240)들은 평면(240a)의 옆면들 사이의 폭(W)을 갖는다. 한편, 모든 2개의 인접한 사다리꼴 구조물(240)들은 같거나 다른 간격(P')을 가질 수 있다. 따라서, 사다리꼴 구조물(240)들의 배치 밀도는 모든 2개의 인접한 사다리꼴 구조물(240)들의 간격(P')을 조절함으로써 바뀔 수 있다. 더욱이, 간격(P')에 대한 폭(W)의 비는 약 5 % 내지 약 50 %의 범위에 있다. 폭(W)은 다양한 광학적 요구 사항들에 따라서 설계될 수 있고, 사다리꼴 구조물(240)들은 제1 메인 표면(224)에 연속적인 방식, 불연속적인 방식, 또는 부분적으로 연속적이고 부분적으로 불연속적인 방식으로 배치될 수 있고, 그에 따라 광 가이드 플레이트(200)의 광 수집 가능성을 바꾸며, 더 나아가 광 가이드 플레이트(200)의 휘도 값 및 휘도 균일성을 증대시킨다. 한편, 간격(P')에 대한 폭(W)의 비가 5 % 미만이거나 50 % 초과인 경우, 사다리꼴 구조물(240)들의 광 수집 가능성들은 따라서 감소한다.
도 6에 도시된 실시예에서, 광 입사면(222) 부근의 사다리꼴 구조물(240)들의 단부들은 불연속적으로 배치되고, 광 입사면(222)으로부터 먼 사다리꼴 구조물(240)들의 단부들은 연속적으로 배치된다는 것을 주목해야 한다. 다른 실시예에서, 광 입사면(222)으로부터 먼 사다리꼴 구조물(240)들의 단부들은 불연속적으로 배치될 수 있다. 도 8을 참조하면, 도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광 가이드 플레이트의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 8의 실시예에서, 광 입사면(222) 부근의 사다리꼴 구조물(240)들의 단부들은 불연속적으로 배치되고, 광 입사면(222)으로부터 먼 사다리꼴 구조물(240)들의 단부들은 또한 불연속적으로 배치된다.
도 6과 도 8을 함께 참조하면, 일 실시예에서, 사다리꼴 구조물(240)들의 분포 영역은 제1 메인 표면(224)의 전체 영역의 20 % 내지 80 %를 차지할 수 있다. 사다리꼴 구조물(240)들의 분포 영역이 제1 메인 표면(224)의 전체 영역의 20 % 미만이거나 80 % 초과인 경우, 사다리꼴 구조물(240)들의 광 수집 가능성은 저하되거나 광 가이드 플레이트(200)의 밝은 띠를 형성할 여지가 있고, 그에 따라 전체적인 광학적 경향에 영향을 미치게 된다.
다시 6 및 도 8을 참조하면, 또한 각각의 사다리꼴 구조물(240)들의 폭은 연장 방향(D1)을 따라서 점차 증가하고, 사다리꼴 구조물(240)들의 깊이(D)는 또한 연장 방향(D1)을 따라서 점차 증가한다. 일 실시예에서, 메인 본체(220)의 두께(T)에 대한 사다리꼴 구조물(240)들의 깊이(D)의 비는 약 1 % 내지 약 10 %의 범위에 있다. 따라서, 광 가이드 플레이트(200)의 광학적 경향과 각각의 사다리꼴 구조물(240)들의 단면 윤곽은 사다리꼴 구조물(240)들의 폭과 깊이(D)를 조절함으로써 바뀔 수 있고, 그에 따라 다양한 광 집중 효과를 형성할 수 있다. 메인 본체(220)의 두께(T)에 대한 사다리꼴 구조물(240)들의 깊이(D)의 비가 1 % 미만인 경우, 이것은 사다리꼴 구조물(240)들의 평면(240a)이 제1 메인 표면(224)에 가까이 위치한다는 것을 의미하고, 메인 본체(220)의 평면의 비가 지나치게 커지게 된다. 그에 따라, 사다리꼴 구조물(240)들의 광학적 경향이 조절될 수 없다. 그러나 메인 본체(220)의 두께(T)에 대한 상기 깊이(D)의 비가 10 % 초과인 경우, 측면(240b)과 측면(240c)의 경사 각도가 커지게 되고, 이것으로 광 가이드 플레이트(200)에 밝은 띠를 형성할 여지가 생긴다.
도 9와 도 10을 참조하면, 도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 광 가이드 플레이트의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 광 가이드 플레이트의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 일부 실시예에서, 제1 메인 표면(224)은 사다리꼴 구조물(240)들을 갖도록 구현되고, 또한 제2 메인 표면(226)은 V-형 구조물, 도트(cotted)형 구조물 또는 유사한 기능을 갖는 미세 구조물들인, 다른 사다리꼴 구조물들을 갖도록 구현될 수 있다. 도 9에 도시된 광 가이드 플레이트(200)는 양면 발광 유형의 광 가이드 플레이트이다. 다시 말해, 제시된 실시예에서 광 가이드 플레이트(200)의 제1 메인 표면(224)과 제2 메인 표면(226) 모두가 사다리꼴 구조물들을 갖고 구현된 발광면이다. 따라서, 광 입사면(222)으로부터 광 가이드 플레이트(200)로 입사된 뒤에, 광원에 의해 제공된 빛은 각각 제1 메인 표면(224)과 제2 메인 표면(226)으로부터 방출되어 나올 수 있다. 도 10의 일 실시예에서, 광 가이드 플레이트(200)는 일면 발광 유형의 광 가이드 플레이트(200)이다. 다시 말해, 광 가이드 플레이트(200)의 제1 메인 표면(224)은 사다리꼴 구조물(240)들을 갖고 구현된 발광면이고, 제2 메인 표면(226)은 도트형 구조물들을 갖고 구현된 반사면이다. 따라서, 광 입사면(222)으로부터 광 가이드 플레이트(200)에 입사된 후에, 광원에 의해 제공된 빛은 제1 메인 표면(224)으로부터 방출되어 나온다.
도 1과 도 11을 함께 참조하면, 도 11은 제1 실시예의 광 가이드 플레이트와 종래의 광 가이드 플레이트 사이의 휘도 성능을 비교하여 나타내는 도면이다. 도 11의 곡선(703)은 제1 실시예의 광 가이드 플레이트(100)에 기초한 측정 데이터로부터 얻어진 것이고, 여기서 광 가이드 플레이트(100)의 각각의 사다리꼴 구조물(140)의 각도(φ)는 140도이다. 곡선(701)은 R-형 구조물을 갖는 종래의 광 가이드 플레이트에 기초한 측정 데이터로부터 얻어진 것이다. 도 11에서, 가로 축은 광 입사면(122) 부근의 일 단부로부터 광 입사면(122)으로부터 먼 다른 단부의 연결선 상의 각각의 지점들의 위치를 나타내고, 가로축 상의 "0"은 광 입사면(122)으로부터 가장 가까운 위치를 나타내며, 가로축 상의 "1"은 광 입사면(122)으로부터 가장 면 위치를 나타낸다. 도 11에 도시된 것과 같이, 곡선(701)은 상대적으로 큰 변동을 갖고, 이것은 종래의 광 가이드 플레이트 상의 각각의 지점들의 휘도비는 변동이 크고 종래의 광 가이드 플레이트로부터 방출된 빛은 일정하지 않다는 것을 의미한다. 대조적으로, 곡선(703)은 상대적으로 작은 변동을 갖고, 가로 선에 가깝다. 이것은 제시된 실시예의 광 가이드 플레이트 상의 각각의 지점들의 휘도비가 거의 동일하고, 제시된 실시예의 광 가이드 플레이트로부터 방출된 빛은 일정하다는 것을 의미한다. 따라서, 제시된 실시예의 광 가이드 플레이트는 종래의 광 가이드 플레이트보다 우수한 휘도 성능을 갖는다.
또한, 제시된 실시예의 광 가이드 플레이트와 종래의 광 가이드 플레이트는 제시된 실시예의 광 가이드 플레이트와 종래의 광 가이드 플레이트 사이의 차이를 비교하기 위하여 미끄럼 실험에서 테스트 된 물체로서 사용된다. 미끄럼 실험에서, 종래의 광 가이드 플레이트의 R-형 구조물들은 쉽게 긁힌 자국이 남고, 그에 따라 종래의 광 가이드 플레이트의 외관에 영향을 미친다. 그러나 제시된 실시예의 광 가이드 플레이트에서, 각각의 사다리꼴 구조물들의 평면은 광 가이드 플레이트가 긁히는 것을 방지할 수 있고, 그에 따라 광 가이드 플레이트의 수율을 증대시키고 제조 비용을 낮춘다.
본 발명에서 상술한 실시예들에 따르면, 광 가이드 플레이트의 광학적 경향들과 광 집중도가 사다리꼴 구조물들의 형상, 각도, 높이, 깊이 또는 배치를 바꿈으로써 바뀔 수 있고, 그에 따라 광 가이드 플레이트의 휘도 값과 휘도 균일성을 증대시킨다. 더 나아가, 각각의 사다리꼴 구조물에 평면을 형성함으로써, 광 가이드 플레이트는 이동 중의 마찰에 의한 손상을 방지할 수 있고, 따라서 광 가이드 플레이트의 수율을 개선한다.
비록 본 발명이 특정 실시예들을 참조하여 상당히 상세하게 설명되었으나, 다른 실시예들도 가능하다. 따라서, 첨부된 청구항의 원리 및 범위는 여기에 포함된 실시예들의 설명에 제한되지 않는다.
당업자에게는 본 발명의 범위 또는 원리를 넘지 않고 본 발명의 구조에 대한 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있다는 것이 명백할 것이다. 앞선 기재를 고려하면, 본 발명은 다음의 청구항의 범위 내에 포함되는 본 발명의 변형 및 수정들을 포괄하고자 한 것이다.

Claims (10)

  1. 광 입사면, 제1 메인 표면, 및 상기 제1 메인 표면에 대향하는 제2 메인 표면을 구비하며, 상기 제1 메인 표면과 제2 메인 표면은 각각 상기 광 입사면에 연결되는 메인 본체; 및
    상기 제1 메인 표면 및 제2 메인 표면 중 하나 이상에 배치된 복수의 사다리꼴 구조물들을 포함하고,
    상기 사다리꼴 구조물들은 상기 광 입사면 부근에 상기 메인 본체의 일 측으로부터 상기 광 입사면으로부터 먼 상기 메인 본체의 다른 측을 향하는 방향을 따라서 연장되고,
    상기 사다리꼴 구조물들 각각은 상기 광 입사면 부근의 상기 사다리꼴 구조물의 일 단부로부터 상기 광 입사면으로부터 먼 상기 사다리꼴 구조물의 다른 단부까지 점차 증가하는 폭을 갖고,
    상기 사다리꼴 구조물들 각각은 평면과 2개의 측면을 포함하고, 상기 측면들은 각각 상기 평면의 2개의 옆면에 연결되는 것을 특징으로 하는 광 가이드 플레이트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 메인 표면은 발광면이고, 상기 제2 메인 표면은 반사면인 것을 특징으로 하는 광 가이드 플레이트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 메인 표면과 제2 메인 표면은 모두 발광면인 것을 특징으로 하는 광 가이드 플레이트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 사다리꼴 구조물들은 각각 상기 제1 메인 표면과 제2 메인 표면에 배치된 것을 특징으로 하는 광 가이드 플레이트.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 입사면 부근의 상기 사다리꼴 구조물들의 단부는 불연속적으로 배치된 것을 특징으로 하는 광 가이드 플레이트.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 입사면으로부터 먼 상기 사다리꼴 구조물들의 단부는 연속적 또는 불연속적으로 배치된 것을 특징으로 하는 광 가이드 플레이트.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사다리꼴 구조물들 각각은 볼록한 부분이고, 상기 볼록한 부분의 높이는 상기 광 입사면 부근의 상기 사다리꼴 구조물의 단부로부터 상기 광 입사면으로부터 먼 상기 사다리꼴 구조물의 다른 단부까지 점차 증가하는 것을 특징으로 하는 광 가이드 플레이트.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사다리꼴 구조물들 각각은 오목한 부분이고, 상기 오목한 부분의 깊이는 상기 광 입사면의 부근의 상기 사다리꼴 구조물의 단부로부터 상기 광 입사면으로부터 먼 상기 사다리꼴 구조물의 다른 단부까지 점차 증가하는 것을 특징으로 하는 광 가이드 플레이트.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측면들은 각각 평면의 옆면에 직접 연결되고, 상기 측면들 각각은 아크형 표면인 것을 특징으로 하는 광 가이드 플레이트.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측면들은 각각 2개의 아크형 표면에 의하여 상기 평면의 옆면들에 연결되고, 상기 평면들의 옆면들 사이의 폭은 다음 부등식에 의해 정해지며,

    Figure pat00003

    여기서, W는 상기 폭을 나타내고, R은 상기 아크형 표면의 곡률 반경을 나타내며, φ는 각도를 나타내는 것을 특징으로 하는 광 가이드 플레이트.
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