KR930005432B1 - 배면광장치(back light) - Google Patents

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KR930005432B1
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후지쓰 가부시끼가이샤
야마모도 다꾸마
후지쓰 가세이 가부시끼가이샤
고마쓰 사다오
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Abstract

내용 없음.

Description

배면광장치(BACK LIGHT)
제1도는 본 발명의 한 태양에 의한 배면광장치의 개략횡단면도.
제2도는 제1도에 나타난 투명한 도광판의 사시도.
제3도는 다른 투명 도광판의 사시도.
제4도는 본 발명의 변형 실시예에 의한 배면광장치의 개략횡단면도.
제5도는 본 발명의 다른 태양에 의한 배면광장치의 개략횡단면도.
제6도는 제1도의 배면광장치의 휘도분포를 종래기술과 비교한 도면.
제7도는 제5도의 배면광장치의 휘도분포를 종래기술과 비교해서 나타낸 도면.
제8도는 종래기술에 의한 기존 매면광장치의 개략횡단면도.
본 발명은 표시판넬등의 배면에서 평면적 조명을 부여하는 배면광장치에 관한 것이다.
본 발명의 배면광장치는 컬러 액정 TV 또는 각종 사무자동화(OA)기기등과 같이 높은 휘도가 요구되는 장치에 유용하나, 이런 용도에만 한정되지는 않는다.
평면조명을 제공할 수 있는 배면광장치는 자동차 또는 항공기등이 계기판넬에 사용되며, 최근에 상기와 같은 배면광장치는 액정 TV 또는 액정 디스플레이(display)등을 포함하여 널리 이용되고 있다.
제8도를 참조하여 보면, 종래의 배면광장치는 통상 아크릴 수지등으로 된 투명한 도광판(12)을 두개의 냉음극관(11)사이에 구비하고 있으며, 이 냉음극관들(11)에서 출사된 광이 투명 도광판(12)을 투과하여, 거친 표면을 갖는 반사면(13)에서 전반사된다. 결과적으로, 상기 반사광은 도광판(12)에서 출사되어 상기 도광판(12)정면에 위치된 확산판(15)을 통과해서 액정판넬과 같은 디스플레이용 표시판넬(14)상에 입사된다.
제8도에 나타난 바와같은 종래의 배면광장치는 하기의 단점들을 갖고 있다.
① 도광판(12)이 고체평판이라 무겁다.
② 냉음극관들(11)에서 상이한 방향으로 산란된 출사광이 도광판(12)에 효과적으로 입사되지 못하므로 충분한 휘도를 얻을 수 없다.
③ 반사면(13)의 거칠음이 불규칙적이어서, 배면광장치의 디스플레이 면의 휘도가 불규칙적으로 되는 경향이 있다.
본 발명의 주요목적은 높은 휘도와 균일한 휘도분포를 갖는 경량, 박형의 배면광장치를 제공하는데 있다.
상기 목적의 달성을 위하여, 본 발명의 한 태양에 의하면 반사판, 확산판, 상기 반사판과 확산판 사이에 고정되어 있고 상기 반사판에 인접한 반사 및 확산면과 상기 확산판에 인접한 오목형 출사면을 구비함으로써 상기 오목형 출사면과 이 면에 인접한 확사판의 밑면 사이에 공간을 형성하고 있는 투명한 도광판과 상기 확산판에 연결되어 상기 투명 도광판의 양단부들과 함께 폐쇄수용부를 형성하는 고정부재 및 상기 폐쇄수용부내에 배치된 선광원(line light source)으로 구성된 배면광장치가 제공된다.
본 발명의 다른 태양에 의하면, 반사판과, 확산판과, 상기 반사판과 확산판 사이에 고정돼 있으며, 또한 상기 반사판에 인접한 반사 및 확산면과 상기 확산판에 인접한 오목형 광출사면을 구비함으로써 상기 오목형 광출사면과 이 면에 인접한 확사판의 밑면 사이에 공간을 형성하고 있는 투명한 도광판과, 상기 확산판에 연결되어 상기 투명 도광판의 관련된 한 단부와 함께 수용공간을 형성하는 고정부재와, 그리고 상기 수용공간내에 배치된 선광원으로 구성된 배면광장치가 제공된다.
통상 V형의 상기 오목형 광출사면과 상기 확산면 사이에 형성된 공간은 밝은 배면광과 균일한 휘도분포를 얻는데 기여한다. 상기 투명 도광판의 단부(들)에 제공된 곡면은 광 도입면(들)으로 작용하며, 이 표면을 통해서, 상기 선광원에서 출사된 입사광이 상기 투명 도광판으로 효과적으로 도입된다.
상기 선광원들이 상기 투명 도광판의 양단부측에 배치된 경우, 상기 V형 오목형 광출사면은 투명 도광판의 중심에 횡치되어, 반대 방향들의 선광원들로부터의 입사광이 확산판을 통해 효과적이고 균일하게 출사될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
하나의 선광원이 투명 도광판의 한 단부에만 배치된 경우, 상기 투명 도광판의 V형 오목형 광 출사면의 꼭지부분(apex)은 상기 중심을 벗어나서 상기 선광원으로부터 멀리 떨어진 투명 도광판의 단부에 가깝게 배치됨으써, 상기 투명 도광판의 한 단부로부터의 입사광이 다른 대향단부 또는 그 근방에 효과적으로 도달될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 결과적으로, 상기 투명 도광판으로부터 상기 확산판을 통해서 광이 실질적으로 균일하게 출사될 수 있다.
본 발명을 첨부도면을 참조하여 하기에 상세히 설명한다.
제1도는 투명 도광판(21)의 양단부에 2선광원을 구비한 배면광장치를 나타낸다. 이 실시예에서, 선 광원(24)은 냉음극관들 또는 열음극관들(텅스텐 램프 또는 할로겐 램프등)이다.
상기 도광판(21)은, 예를들면 아크릴 수지 판등으로 된 것이다. 유기 형광색소(페닐렌계 색소, 나프탈이미드계 색소등)를 함유하는 중합체(아크릴계 중합체 또는 폴리카보네이트를 주체로 한 수지)로 된 도광판(21)을 사용하여, 상기 색소들의 종류 또는 농도등을 적절히 조정하여 원하는 색조의 조명광을 출사케 할 수도 있다.
도광판(21)은 그의 양면이 확산판(26)(상측) 및 반사판(22)(하측)에 의해 이들 사이에 고정되어 있다. 반사판(22)은 금속 또는 플라스틱으로 된 것이며, 상기 확산판(26)에 대향하는 도광판(21) 표면상에 형성된 확산막(23)을 통해 광을 반사한다. 상기 확산막(23)은, 예를들면 알루미늄 증착 또는 백색잉크를 이용한 실크인쇄에 의해 도광판(21)의 표면상에 형성돼 있다. 이 확산판(26)은 도광판(21)으로부터의 출사광을 균일분포시켜 매면광장치 외부에 산란광으로서 발산시킨다.
상기 선 광원들(24)은 확산판(26)의 양단부에 고정된 고정부재(25) 내측에 형성된 폐쇄수용부(30)내에 둘러 싸여 있다. 즉, 상기 폐쇄 수용부(30)는 고정부재(25)와 도광판(21) 사이에 형성돼 있다.
상기 고정부재(25)는 사반원 모양의 단면을 갖는 한쌍의 동일한 고정판(25′)을 갖고 있으며, 이들은 각각 확산판(26)의 단부들과 반사판(22)의 단부들에 연결돼 있다. 상기 각각의 고정판들(25′)은 내주곡면 반사면(25a)을 갖고 있다. 또는 고정판(25′) 자체를 반사재료로 만들 수도 있다. 고정판(25′)은 광원(24)의 출사광을 도광판(21)과 반대방향으로 반사시키며, 또는 고정판(25′)을 통과해서 출사될 수 있으며, 그럼으로써, 반사광이 도광판(21)상에 효과적으로 입사될 수 있다. 또한, 상기 고정부재(25)는 폐쇄수용부(30)내에 광원(24)을 고정하고 있다.
제2도에서 알 수 있는 바와같이, 도광판(21)은 그 양단부가 고정판(25′)와 유사한 사반원 형태의 곡면 채광부(light receiving surface)(21a)를 갖추도록 함으로써, 광원(24)이 상호 반대곡면들, 즉, 고정판(25′)의 곡면 반사면(25a)과 도광판(21)의 곡면 채광부(21a)에 의해 둘러싸이도록 배치하는 것이 바람직하다. 도면에서 보면, 선광원(24)의 횡단면은 일반적으로 원형이며, 따라서 상기 곡면 반사면(25a)과 곡면 채광부(21a)가, 결합되는 광원(24)의 원형 단면과 대응하고 있다. 따라서, 한편으로는, 광원(24)으로부터의 광이 도광판(21)의 곡면 채광부(21a)를 통해 실질적으로 균일하게, 그리고 직접적으로 도광판(21)으로 도입되며, 다른 한편으로는, 도광판(21)의 반대방향으로 산란된 광이 고정판(25′)의 반사면(25a)에 의해 반사되어, 도광판의 곡면채광부(21a)를 통해 실질적으로 균일하게 도광판(21)으로 도입된다. 즉, 도광판(21)의 곡면 채광부(21a)는, 광원(24)으로부터 도광판(21)으로 산란된 광을 효과적으로 집광기로서 작용한다.
도광판(21)의 상표면은 오목형 광출사면(21b)을 형성하고 있으며, 이 출사면은, 확산판(26)과 대향되어, 도광판(21)과 확산판(26) 사이에 통상 삼각형 공간(33)을 형성하고 있다. 광출사면(21b)의 횡단면은 일반적으로 V-형이다. 이 V형 광출사면(21b)은, 서로 접근하여 뾰족한 끝을 형성하는 두개의 테이퍼(tapered) 표면에 의해 형성되며, 이 표면은, 도광판(21)을 통해 확산판(26)으로 투사되는 광을 실질적으로 균일하게 출사한다. 종래 기술에서는, 상기 설명한 바와같이, 도광판(21)의 상표면이 본 발명과는 다르게 평탄면이다. 상기 V형 광출사면(21b)의 테이퍼 표면들의 광출사면이 종래기술에 비해 넓다. 그 결과, 도광판(21)의 출사면에서 출사될 수 있는 광량이 고도로 증가된다.
상기 공간(33)은, 광출사면(21b)으로부터 상기 공간으로 광이 출사될때, 공간내 광의 전파에 의한 보다 균일한 휘도분포를 기대할 수 있으므로, 상기 공간(33)을 유리등의 고체 광학재료로 채울 수도 있으나, 공간 상태로 하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 V-형 꼭지부위(21c)는 도광판(21)의 중심에 위치하는 것이 바람직하다. 즉, 도광판(21)은, V-형의 꼭지부위(21c)를 통과하는 수직선에 대해 그 횡단면이 대칭된다.
이러한 구성에 의해, 노출된 광출사면(21b) 전면으로부터 균일하게 광이 출사될 수 있다. 또한, 이 노출된 광출사면(21b)의 대칭형태에 의해, 광원(24)중 하나가 파손되거나, 또는 오프(OFF)되는 경우에도 상기 광출사면(21b) 전면으로부터 출사되는 광의 휘도분포가 심하게 훼손되는 것이 방지된다. 즉, 제1도에 나타난 바와 같이, 우측 광원(24)이 파손 또는 오프된 것으로 가정하면, 좌측 광원(24)으로부터의 광이 도광판(21)을 통해 투사되어 확산막(23)에 의해 반복적으로 확산되고 반사판(22)에 의해 반사됨으로써, 가상선으로 도시된 것처럼, 광출사면(21b)의 좌측 테이퍼 표면으로부터 뿐만 아니라, 우측 테이퍼 표면으로부터도 출사됨으로써, 그 결과, 우측이 어두워지지 않는다.
일실시예에서, V형 오목부를 갖는 220mm×220mm의 직각 아크릴 판으로 된 도광판(12)의 두께(t)는 10mm로 했고, 두개의 냉음극관 램프를 광원(24)으로 사용했으며, 5.0V, 0.5A의 입력전력, 284Vac, 3.8mA의 제2전력의 조건하에 인버터(inverter)로 검출한, 확산판(26)의 표면의 평균휘도는 제6도에 나타난 바와같이, 5202cd/㎡였다. 제6도에 나타난 바와같이, 평탄한 광출사면을 갖는 평판으로 도광판을 구성한 종래기술(가상선으로 도시함)에 비해, 본 발명에 의하면, 실질적으로 균일한 휘도분포(실선)를 얻을 수 있다.
제3도는 변형한 도광판(21′)을 나타낸다.
제2도의 실시예에서는, 도광판(21)은 균일한 횡단면형태를 갖고 있으나, 제3도의 실시예에서는, 도면 지면상의 수직하는 방향에서 대향 측들에 테이퍼 표면들을 갖고 있다. 즉, 제3도의 도광판(21′)은 4개의 테이퍼 표면(21e)으로 구성된 광출사면을 갖고 있다. 제3도의 도광판(21′)의 광출사면의 표면적은 제2도의 도광판(21)의 것보다 더 넓다.
제4도는 본 발명의 변형예를 나타낸 것이며 도광판(21)(또는 21′)이 거친 표면을 갖는 밑표면(21f)을 갖고 있으며, 제8도에 나타낸 종래기술과 유사하게 전체 반사효과가 증가된다.
제5도는 매면광장치의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 단 하나의 선광원(24)을 구비하고 있다. 즉, 제5도에서는, 도광판의 일측, 즉, 제5도에서, 도광판의 우측에만 형성된 폐쇄수용부(30)에 광원(24)이 배치되어 있다. 고정부재(25)는 도광판(21A)의 우측에 배치된 하나의 고정판(25′)으로 구성되어 있다. 고정판(25′)은 실질적으로 제1도의 고정판(25′)과 동일하다. 제5도에서, 제1도의 것들과 대응하는 부분들은 제1도와 동일한 참조번호로 나타냈다. 도광판(21A)의 이면은 반사판(22)으로 둘러싸여 있다. 제5도에서, 일반적으로는 V형 오목부(21b)는 제1도에서와는 다르게, 대칭형이 아니고 비대칭적인 V형이다. 즉, V의 꼭지부위(21c)가 중심으로부터 벗어나서 광원(24)으로부터 멀리 떨어져서 도광판의 단부에 가깝게 치우쳐 있어서, 도광판(21A)과 확산판(26) 사이에 삼각형 공간(33)을 형성하고 있다. 이와같이 중심으로부터 치우친 구성에 의해서, 도광판(21A)의 일측으로부터 도광판(21A)으로 입사된 광이 도광판(21A)의 반대측 단부에 효율적으로 도달할 수 있다. 광원(24)으로부터 멀리 떨어진 도광판(21A)의 반대측 단부에 인접한 반대측 테이퍼표면(21b′)으로부터 광이 출사될 수 있다. 꼭지부위(21c)의 위치(X)(제7도 참조)는, 도광판(21A)의 길이, 광원(24)의 강도 및 상기 테이퍼 표면(21b)와 (21b′)등의 경사각등에 따라 다르다.
제7도는 본 발명의 실시 실험결과를 종래 기술과 비교해서 제6도와 유사하게 나타낸 도면이다. 즉, 제7도에서, 제6도의 경우와 동일한 조건하에서 실험을 실시하였다. 도광판(21A)의 길이를 34mm로 했음을 주목해야 한다. 제7도에서 알 수 있는 바와같이, 본 발명에 의하면 실질적으로 균일한 휘도 분포가 얻어졌다.

Claims (17)

  1. 반사판과, 확산판과, 상기 반사판과 확산판 사이에 고정되어 있으며, 또한 상기 반사판에 인접한 반사 및 확산면과 상기 확산판에 인접한 오목형 광출사면을 구비함으로써 상기 오목형 광출사면과 이면에 인접한 확산판의 밑면 사이에 공간을 형성하고 있는 투명 도광판과, 상기 확산판에 연결되어 상기 투명 도광판의 양단부들과 함께 폐쇄수용부를 형성하는 고정부재와, 상기 폐쇄수용부내에 배치된 선광원들로 구성된 배면광장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고정부재가, 선광원들에 대향하고 폐쇄수용부를 형성하는 내주 반사면 부위들을 갖는 것이 특징인 배면광장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 오목형 광출사면의 횡단면이 일반적인 V형인 것이 특징인 배면광장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 일반직 V형 광출사면의 중심부에, 상기 광출사면의 V형 횡단면의 꼭지부위가 위치된 것이 특징인 배면광장치.
  5. 제4항에서, 상기 고정부재의 내주 반사면 부위들이 매끈한 곡면들인 것이 특징인 배면광장치.
  6. 제4항에서, 상기 투명 도광판이, 그 양단부에 폐쇄수용부를 형성하는 곡면 채광부들을 구비하도록 배치됨으로써, 상기 광원들이 상기 고정부재의 곡면형 반사면들과 상기 투명 도광판의 곡면 채광부들에 의해 둘러싸여 있는 것이 특징인 배면광장치.
  7. 제1항에서, 상기 선광원들이 냉음극관들인 것이 특징인 배면광장치.
  8. 제1항에서, 상기 선광원들이 열음극관들인 것이 특징인 배면광장치.
  9. 제1항에서, 상기 반사판에 인접한 상기 투명 도광판의 반사 및 확산면의 표면이 거칠게 마무리 처리된 것이 특징인 배면광장치.
  10. 제1항에서, 상기 확산판과, 상기 투명 도광판의 오목형 광출사면 사이의 공간이 빈공간인 것이 특징인 배면광장치.
  11. 반사판과, 확산판과, 상기 반사판과, 확산판 사이에 고정되어 있으며 또한 상기 반사판에 인접한 반사 및 확산면과 상기 확산판에 인접한 오목형 광출사면을 구비함으로써 상기 오목형 출사면과 이면에 인접한 확산판의 밑면 사이에 공간을 형성하고 있는 투명 도광판과, 상기 확산판에 연결되어 상기 투명 도광판의 관련된 한 단부와 함께 폐쇄수용부를 형성하는 고정부재와, 상기 폐쇄수용부내에 배치된 선광원으로 구성된 배면광장치.
  12. 제11항에서, 상기 고정부재가, 상기 선광원에 대향하고 폐쇄수용부를 형성하는 내주 반사면 부위를 갖는 것이 특징인 배면광장치.
  13. 제11항에서, 상기 고정부재의 상기 내주 반사면 부위가 매끈한 곡면인 것이 특징인 배면광장치.
  14. 제4항에서, 상기 투명 도광판이, 그 한 단부에, 폐쇄수용부를 형성하는 곡면채광부를 구비하도록 배치됨으로써, 상기 광원이 상기 고정부재의 곡면형 반사면과 상기 투명 도광판의 곡면 채광부에 의해 둘러싸여 있는 것이 특징인 배면광장치.
  15. 제14항에서, 상기 오목형 광출사면의 횡단면이 비대칭의 V형인 것이 특징인 배면광장치.
  16. 제3항에서, 상기 비대칭의 V형 광출사면의 V형 꼭지점이, 상기 폐쇄 수용부로부터 멀리 떨어진 상기 광출사면의 단부에 가깝게 배치된 것이 특징인 배면광장치.
  17. 제16항에서, 상기 확산판과 상기 투명 도광판의 오목형 광출사면 사이의 공간이 빈공간인 것이 특징인 배면광장치.
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