図1aは、本発明の一実施形態に係るバックライトユニットを説明するための斜視図である。
図1を参照すると、バックライトユニットは、LCDディスプレイパネルの背面に結合されるフレームを含むことができる。前記フレームに複数の光源20が配置された基板10が配置されている。前記基板10上に前記光源20に対応された光束制御部材100が配置されている。前記光束制御部材100は、前記光源20上に一つずつ配置され、光源から発散される光は、前記光束制御部材を通過しつつ、バックライトユニットの前面に均一に発散するようになる。
前記基板10は、複数のドメイン70に区分されており、各ドメインに光源20が配置されている。前記基板10上には隔壁80が配置されて前記ドメイン70を限定する。前記隔壁80により限定されたそれぞれのドメイン70に前記光束制御部材100が配置される。前記隔壁80は、前記光束制御部材100の側面に発散される光が別のドメインに伝達されることを防止する。すなわち、前記光束制御部材100の側面を通じて発散される光の少なくとも一部は、前記隔壁80で反射されて他のドメインに伝達されない。すなわち、前記隔壁80は、各ドメインで発散される光が別のドメインに伝達されることを遮断するか、または減らす遮光膜の役割を果たす。したがって、選択されたドメインに配置された光源を点灯する場合、選択されたドメインの光束制御部材100を通じてバックライトの前面に光が発散され、選択されないドメインの光束制御部材100を通じては光が発散されないか、または限定的に発散されてドメイン間のコントラスト比を高めることができる。
図1bは、本発明の他の実施形態に係るバックライトユニットを説明するための斜視図である。
図1bを参照すると、バックライトユニットは、LCDディスプレイパネルの背面に結合されるフレームを含むことができる。前記フレームに複数の光源20が配置された基板10が配置されている。前記基板10上に前記光源20に対応された光束制御部材200が配置されている。前記光束制御部材200は、複数の光源20上に一つずつ配置されて光源から発散される光を前記光束制御部材を通過しつつ、バックライトユニットの前面に均一に発散するようになる。例えば、前記基板10上に縦横に配置された4つの光源20上に一つの前記光束制御部材200を配置することができる。ここに限定されず、2個、4個、6個、8個などの様々な個数の配列構造を有する光源上に一つの前記光束制御部材200を配置してもよい。
前記基板10は、複数のドメイン70に区分され、各ドメインに複数の光源20が配置されている。前記基板10上に隔壁80が配置されて前記ドメイン70を限定する。前記隔壁80により限定されたそれぞれのドメイン70に前記光束制御部材200が配置されている。前記隔壁80は、前記光束制御部材200の側面に発散される光が他のドメインに伝達されることを遮断する。すなわち、前記光束制御部材200の側面を通じて発散される光の少なくとも一部は、前記隔壁80で反射されて他のドメインに伝達されない。すなわち、前記隔壁80は、各ドメインから発散される光が他のドメインに伝達されることを遮断するか、または減らす遮光膜の役割を果たす。したがって、選択されたドメインに配置された光源を点灯する場合に、選択されたドメインの光束制御部材200を通じてバックライトの前面に光が発散され、選択されないドメインの光束制御部材200を通じては光が発散されないか、または限定的に発散されて、ドメイン間のコントラスト比を高めることができる。この実施形態によれば、一つのドメインに複数の光源10が配置されているので、ドメイン内の各光源の光量を調節して、細密なディミング効果を提供することができる。
図2a〜図2cは、それぞれ図1aおよび図1bに記載された隔壁を説明するための図である。
バックライトユニットにドメインを限定する隔壁80は、ドメインの内部から発散される光を反射する反射領域80aと、隣接したドメインに光が通過する透過領域80bと、を含むことができる。
図2aを参照すると、前記反射領域80aは、前記隔壁80をなす部分であり、光を反射するか、または透過率が50%よりも低い素材からなることができる。前記透過領域80bは、光が通過できる領域として、透過率が50%よりも高い素材からなるか、または前記隔壁80を穿孔して形成することができる。
示されたように、前記透過領域80bは、前記隔壁80に所定の間隔をおいて形成されている。すなわち、反射材質からなった隔壁80を円形として穿孔するか、または透過材質からなった隔壁に透過領域80bを除いた部分を反射材料でコーティングして形成するか、または透過率が異なる物質を二重射出して形成してもよい。
図2bを参照すると、前記反射領域80aと透過領域80bは、前記隔壁80に交互して位置している。前記透過領域80bは、前記隔壁80にスリットの形として穿孔されるか、または透過材質からなった隔壁に透過領域80bを除いた部分を反射材質でコーティングして形成するか、または透過率が異なる物質を二重射出して形成してもよい。図2aに示したように、前記反射領域80aは、前記隔壁80をなす部分であり、光を反射するか、または透過率が50%よりも低い素材からなることができる。前記透過領域80bは、光が通過できる領域として、透過率が50%よりも高い素材からなることができる。
図2cを参照すると、前記反射領域80aと透過領域80bは、前記隔壁80に碁盤形に配置されている。前記透過領域80bは、前記隔壁80にスリット形で穿孔してもよいし、透過材質からなった隔壁に透過領域80bを除いた部分を反射材質でコーティングして形成してもよいし、透過率が異なる物質を二重射出して形成してもよい。図2aに示されるように、前記反射領域80aは、前記隔壁80をなす部分であり、光を反射するか、または透過率が50%よりも低い素材からなることができる。前記透過領域80bは、光が通過できる領域として、透過率が50%よりも高い素材からなることができる。
図3aは、本発明に係るローカルディミングに使用できる光束制御部材の平面図であり、図3bおよび図3cは、図3aのA-A'に沿って切断した断面図である。
ローカルディミングのためにドメインを区分し、ドメインから発散される光が、他のドメインに伝達されることを遮断するか、または減らすための遮光膜は、上述のように、基板上に配置された隔壁により実現できる。しかし、ここに限らず、本発明は、各ドメインに配置されている光束制御部材を利用して、ドメイン間の光の伝達を遮断、または減らすことができる構造を提供する。
図3aおよび図3bを参照すると、本発明に係る光束制御部材100は、側面に光を反射する遮光膜90を含む。前記光束制御部材100は、図1aおよび図1bに示されたように、前記基板10上に配置された一つまたは複数の光源上に配置されてドメインを区分し、前記光束制御部材100の側面に形成された遮光膜90は、前記隔壁80の役割を果たし、ドメイン内部の光が他のドメインに伝達されることを防止、または減らすことができる。
前記遮光膜90は、図2a〜図2cに示した隔壁と類似の構造を持つことができる。すなわち、前記遮光膜90は、反射領域と透過領域とを含み、前記透過領域は、一定の間隔で形成された窓であるか、または反射領域と透過領域が交互して位置するか、または碁盤状の配置を有することができる。
前記遮光膜90は、前記光束制御部材100を構成する光ガイド部材の側面に顔料や塗料などでコーティングしてもよいし、粘着性を有するフィルムを接着してもよいし、前記光ガイド部材の外郭を囲む構造物が前記光ガイド部材の外郭に挟まれたプラスチック材質であってもよい。
図3cは、本発明に係る光束制御部材の他の実施形態を示す断面図である。
図3cを参照すると、光束制御部材100の側面は、逆バイアスされた傾斜を持ち、その側に遮光膜90が形成される。前記遮光膜90は、光ガイド部材と前面に向かって傾くように接触するので、光ガイド部材を通じて前記遮光膜90に到達した光は、反射領域で前面に発散することができる。その他の構成は、図3aの説明と同様である。
図4aは、本発明の一実施形態に係る光束制御部材を説明するための平面図であり、図4bは、図4aのA-A'に沿って切断した断面図である。
図4aおよび図4bを参照すると、本発明に係る直下方式のバックライトユニット用の光束制御部材100は、発光素子20の基準光軸上に凹んだ光入射面32sを有する第1主面32と、前記第1主面32の裏面の前記基準光軸上に凹部36bを有する第2主面34とを含む光ガイド部材30と、少なくとも前記凹部36bの周辺の前記第2主面34上に形成された光量調整シート50と、を含む。
前記第1主面32の前記基準光軸およびその周辺には、発光素子と、前記第1主面32との間に所定の入射孔36aが形成されている。
前記基準光軸に沿って切断した光入射面32sの断面は、放物線または半球形状を有することができる。また、前記基準光軸の周辺では、前記基準光軸から離れるにつれて、勾配がマイナス方向に徐々に増加する形状を有するか、または前記基準光軸の周辺で勾配がプラス方向に徐々に増加して、再び減少して前記入射孔36aの中心に凸形状を有することもできる。
前記第1主面32には、複数の光束制御パターン38が形成されている。前記光束制御パターン38は、前記基準光軸を中心に同心円状で形成されている。前記光束制御パターン38の断面は三角形溝、正方形溝、円弧、アーチ、放物線などの様々な形状を有することができる。また、前記光束制御パターン38は、同心円状に配置されてもよいが、円形ドット、正方形ドット、格子、網、螺旋、テクスチャなどの様々な形状を有してもよい。
前記光ガイド部材30は、ポリメタクリル酸メチル(PMMA:Poly Methyl Methacrylate)またはポリカーボネート(PC:Poly Carbonat)で製作することができる。
例えば、前記光ガイド部材30は、JIS K7361-1測定法で測定した全光線透過率(Tt)90%以上、JIS K7136測定法で測定したヘイズ(haze)0.5%未満のPMMA(Poly Methyl Methacrylate)またはPC(Poly Carbonat)で製作することができる。
前記光量調整シート50は、前記凹部36bの周辺の前記第2主面34上に形成されている。前記光量調整シート50は、前記第2主面34上に接着されるか、または塗料や樹脂などで塗布される。前記光量調整シート50は、少なくとも前記凹部36bの一部露出される開口を持ちつつ、前記第2主面34上に形成され、そのエッジは、曲線または直線からなる波状または鋸歯状のパターンを有することができる。前記光量調整シート50は、光の一部分だけを透過することができる半透明の材質として、透明基材の内部に拡散粒子が分散されるか、または白色の透過性シートである。
前記凹部36bは、前記基準光軸を通る断面で0の勾配を有する中心と、前記中心から離れるにつれて、勾配が増加する曲面の光反射面34sからなり、前記光反射面34sの少なくとも一部上に反射コーティング層60をさらに含むことができる。例えば、前記反射コーティング層60は、前記基準光軸の付近の前記凹部36b上に形成されている。前記反射コーティング層60に到達した光は、一部は透過し、一部は反射コーティング層60と前記反射面34sの界面で反射されて前記光ガイド部材30の内部に戻る。
本発明に係る光束制御部材100は、基板10の上部に配置されており、前記光ガイド部材30と前記基板10基板との間に粘着層または接着シートが介在されて前記光ガイド部材30と前記基板10が結合することができる。
前記基板上に発光素子が実装され、前記発光素子の基準光軸上に前記入射孔36aが位置するように、前記光束制御部材100が前記基板10上に配置されている。
しかし、前記光束制御部材100は、前記基板10上に接着、または付着されるのに限定されず、他の締結手段によって前記基板10と結合してもよい。
前記光ガイド部材30は、長方形の平面形状を有することができ、それぞれの角の部分が一部除去された形状、例えば、正方形、三角形、または円弧に除去された形状を有してもよい。
図5は、本発明の一実施形態に係る光束制御部材における光拡散を説明するための図である。
図5を参照すると、発光素子から放出される光は、基準光軸の付近で最大光量を持つため、前記発光素子の基準光軸の中心でホワイトスポットが発生するしかない。しかし、本発明によれば、基準光軸の周辺の前記第1主面に凹んだ光反射面34sを形成することによって、基準光軸の周辺の強い光を周囲に分散させてホワイトスポットの発生を抑制することができる。
図示されたように、発光素子から放出された光r1は、前記光入射面32s通じて前記光ガイド部材30の内部に入射され、一部は、前記光反射面34sで反射されて前記第2主面34を通って外部に放出される。もちろん、前記発光素子から放出された光が、前記光反射面34sで全反射されるためには、前記光反射面34sの法線と入射光との間の角度が臨界角以上にならなければならない。すなわち、前記発光素子20から放出される光が所定の角度θ以上の場合に、前記光反射面34sに到達する光の入射角は臨界角以上になることができるので、前記角度θ以上で放出されて前記光反射面34sに到達した光は、反射されて前記第2主面34を通じて外部に放出される。このとき、前記第2主面34に到達した光のうち、第2主面34で臨界角以上の光r11は、前記光ガイド部材30の内部に戻り、前記第1主面32で反射されて外部に放出される。前記第1主面32には、複数の光束制御パターン38があるので、前記第1主面32に到達した光のうち一部r12は、前記光束制御パターン38で屈折、または反射されて前記光ガイド部材30の内部に戻ることができる。
前記光調整シート50は、光を拡散して透過する材質として、前記光量調整シート50を通過する光は、均一に拡散されてホワイトスポットを抑制することができる。
前記発光素子20において、前記角度θより小さい角度で放出された光は、前記光反射面34sで屈折されて外部に放出され、一部は前記光ガイド部材30の内部に戻ることができる。前記反射コーティング層60は、前記光反射面34sを透過して外部に放出される光の光量の過度化を抑制するために、選択的に形成することができる。
前記光反射面34sで反射された光r2は前記光ガイド部材30の内部に戻って前記第1主面32で反射されて、再び光ガイド部材30の内部を通って前記第2主面34を通して外部に放出される。前記第2主面34を通じて放出される光のうち、前記光量調整シート50を通過する光は、均一に拡散することができる。また、前記第2主面34で反射された一部の光r21は再び第1主面32で反射されて前記光ガイド部材30を通って外部に放出される。
前記光ガイド部材30の内部を通る一部の光は、前記光束制御パターン38で屈折、または反射されて、様々な方向に前記第2主面32を通って外部に放出される。
上述のように、本発明によれば、前記基準光軸の付近の最大光量を有する発光素子の光の進行方向を、前記光束制御部材100を用いて分散させることによって、前記基準光軸の付近のホワイトスポットを抑制し、均一に外部に放出することができる。
図6〜図8は、本発明の他の実施形態に係る光束制御部材100を説明するための断面図である。
図6を参照すると、本発明に係る光束制御部材100の凹部36bは、0の勾配を有する中心と、前記中心から離れるにつれて、勾配が増加する曲面34sbを有する第1凹部と、第1凹部の周辺の水平面及び前記水平面のエッジの段差面34stと、前記段差面から離れるにつれて、勾配が増加する曲面34saを有する第2凹部と、を有することができる。
前記凹部36bの周辺の前記第2主面34上に光量調整シート50が形成されている。前記光量調整シート50は、前記凹部36bの上部に延長されて前記凹部36bの一部を覆うことができる。
前記凹部36bの前記第1凹部の曲面34sb上に反射コーティング層60をさらに形成することができる。前記光量調整シート50は、前記第2凹部の曲面34saの上部まで延長することができる。
本実施形態によれば、基準光軸の付近に前記第2主面34に向かう光は法線基準入射角が大きいため、全反射の確率が高く、その外側の第2主面34に入射する光は、法線基準入射角が小さくて、前記第2凹部の曲面34saで屈折されて外部に放出される。すなわち、光量が多い基準光軸の付近の光は、主に前記光ガイド部材30の内部に戻して分散して、光量が少ない周辺光は、主に前記光ガイド部材30を透過して外部に放出されて、発光素子の光を均一に分散することができる。前記第2凹部の曲面34saを通った光は、前記凹部の上部に延長された前記光量調整シート50を通過しつつ、2次的に均一に分散される。
図7を参照すると、本発明に係る光束制御部材100の凹部36bは、端から中心に行くにつれて、勾配が増加し、中心が光源に向かって収束する曲面34sを有することができる。
前記曲面34sは、基準光源の付近で勾配が大きく、周辺に行くにつれて、勾配が緩やかになっている。したがって、光量の多い基準光軸の付近の光は、前記曲面34sの法線基準入射角が大きいため、全反射の確率が高く、周辺に行くにつれて、入射角が小さくなり、全反射の確率が低くなる。したがって、基準光軸の付近の光量を分散させてホワイトスポットを抑制することができる。また、前記凹部34bを通過する光を周囲に均一に分散するために、前記曲面34s上に反射コーティング層60を含むことができる。
図8を参照すると、本発明に係る光束制御部材100の凹部36bは、前記基準光軸を通る断面において、前記凹部は、両側の側壁および前記側壁の間の水平面を含む光反射面34sを有する。前記光反射面34s上に反射コーティング層60を含んで光量が多い基準光軸の付近の光を前記光ガイド部材30の内部に戻して分散させることができる。
図9は、本発明の他の実施形態に係る光束制御部材を説明するための平面図である。
本発明に係る光束制御部材100は、図4aおよび図4bに示されたように、一つの基準光軸を中心に対称構造を有する。すなわち、1つの発光素子上に1つの光束制御部材100が配置されて光を均一に分散させる。
図9を参照すると、本発明に係る光束制御部材200は、複数の発光素子上に一つだけ配置される構造を有することができる。例えば、図4aおよび図4bでの構造の光束制御部材100が4つ結合された形状を有することができる。しかし、これに限定されず、本発明に係る光束制御部材200は、2個、3個、6個、8個など、様々な個数の図4aおよび図4bの構造が結合された形態でもよいし、これらは図9に示したように、縦横に配列されるか、または線形に配列される構造であってもよい。
図10aおよび図10bは、それぞれ、本発明の実施形態に係るバックライトユニットに配置された光束制御部材を説明するための平面図である。
図10aおよび図10bを参照すると、本発明に係るバックライトユニット300、400は、基板上に行列に複数の光束制御部材100、200が配列され、前記基板上に実装された発光素子の光を均一に分散することができる。光量が高い基準光軸の周辺の光は、本発明に係る光束制御部材100、200によって均一に周囲に分散されて上部に放出されるので、本発明に係るバックライトユニットを使用する場合に、バックライトユニットと光学フィルム、またはディスプレイの間の間隔を最小化することができる。
図11aは、本発明の一実施形態に係る光束制御部材を説明するための平面図であり、図11bは、図11aのA-A'に沿って切断した断面図である。
図11aおよび図11bを参照すると、本発明に係る直下方式のバックライトユニット用光束制御部材600は、発光素子620の基準光軸上に凹んだ光入射面632sを有する第1主面632と前記第1主面632の裏面の前記基準光軸上に凹部636bを有する第2主面634とを含む光ガイド部材630と、少なくとも前記凹部636bの周辺の前記第2主面634上に形成された光量調整シート650と、を含む。
前記第1主面632の前記基準光軸及びその周辺には、発光素子と、前記第1主面632との間に所定の入射孔636aが形成されている。
前記基準光軸に沿って切断した光入射面632sの断面は、放物線または半球形状を有することができる。また、前記基準光軸の周辺では、前記基準光軸から離れるにつれて、勾配がマイナス方向に徐々に増加する形状を有することができ、前記基準光軸の周辺で勾配がプラス方向に徐々に増加して、再び減少して前記入射孔636aの中心に凸形状を有する。
前記第1主面には、複数の光速制御パターン638が形成されている。前記光束制御パターン638は、前記基準光軸を中心に同心円状で形成されている。前記光束制御パターン638の断面は三角形溝、正方形溝、円弧、アーチ、放物線などの様々な形状を有することができる。また、前記光束制御パターン638は、同心円状に配置されるのに限定されず、円形ドット、正方形ドット、格子、網、螺旋、テクスチャなど、様々な形状を有することができる。
前記光ガイド部材630は、PMMA(Poly Methyl Methacrylate)またはPC(Poly Carbonat)で製作することができる。
例えば、前記光ガイド部材630は、JIS K7361−1測定法で測定した全光線透過率Tt90%以上、JIS K7136測定法で測定したヘイズ(haze)0.5%未満のPMMA(Poly Methyl Methacrylate)またはPC(Poly Carbonat)で製作することができる。
本実施形態では、前記光量調整シート650は、前記凹部636bおよび前記凹部636bの周辺の前記第1主面634上に形成されている。前記光量調整シート650は、前記第1主面634上に接着、または塗料や樹脂などにより塗布されて前記光ガイド部材630に密着することができる。前記光量調整シート650の端は曲線または直線からなる波状または鋸歯状のパターンを有することができる。前記光量調整シート650は、光の一部分だけを透過することができる半透明の材質として、透明基材の内部に拡散粒子が分散されるか、または白色の透過性シートである。
上述の実施形態では、前記光ガイド部材の角は斜めに削られた形状を有することができる。例えば、図11aおよび図11bに示されたように、前記光ガイド部材630の角は斜めに削られた面取り面634eを持つことができる。また、前記光ガイド部材の端部から所定の間隔を置いて枠溝634nを形成することができる。前記枠溝634nと、前記面取り面634eは、光源から遠い領域から上部に発散される光の量を増加させる役割を果たす。すなわち、光源に近い光ガイド部材の中央部では、入射角が小さくて、前記第1主面634を通過して外部に発散される光量が多い一方、光源から遠い部分に到達した光は、入射角が大きくて、前記第1主面634を通過して外部に発散される光量が少ない。したがって、前記光源から距離の遠い部分の前記第1主面634に枠溝634nを形成するか、または角に面取り面634eを形成して、外部に発散される光の量を増加させることができる。
図12は、本発明の他の実施形態に係る光束制御部材を説明するための図である。
図12を参照すると、図6のように、本発明に係る光束制御部材700は、複数の発光素子上に一つだけ配置される構造を有することができる。例えば、図8aおよび図8bに示したような構造の光束制御部材6004が四つ結合された形状を有することができる。しかし、これに限定されず、本発明に係る光束制御部材700は、2個、3個、6個、8個など、様々な個数の図8aおよび図8bの構造が結合された形態であってもよいし、これらは図12のように、縦横に配列されるか、または線形に配列される構造でもよい。
また、上述のように、前記光束制御部材700はまた、その端から所定の間隔離隔された位置に枠溝734nを形成することができ、角に面取り面734eを形成することができる。
図13は、本発明の他の実施形態に係る光束制御部材を説明するための図である。
図13を参照すると、本発明に係る光束制御部材800の凹部836bは、端から中心に行くにつれて、勾配が増加して、中心が光源に向かって収束する曲面834sを持つことができる。
前記曲面834sは、基準光源の付近で勾配が大きく、周辺に行くにつれて、傾きが緩やかになる。したがって、光量が多い基準光軸の付近の光は、前記曲面834sの法線基準入射角が大きくて、全反射の確率が高く、周辺に行くにつれて、入射角が小さくなって、全反射の確率が低くなる。したがって、基準光軸の付近の光量を分散させてホワイトスポットを抑制することができる。また、前記凹部834bを通過する光を周囲に均一に分散するために、前記曲面834s上に光量調整シート850を含むことができる。前記光量調整シート850は、前記第1主面834上に接着、または塗料や樹脂などで塗布して前記光ガイド部材830に密着することができる。
この実施形態においても、上述のように、前記光束制御部材800はまた、その端から所定の間隔離隔された位置に枠溝834nを形成することができ、角に面取り面834eを形成することができる。
図14aは、本発明の一実施形態に係る光束制御部材を説明するための平面図であり、図14bは、図14aのA-A'に沿って切断した本発明の一実施形態に係る光束制御部材を説明するための断面図ある。
図14aおよび図14bを参照すると、本発明の一実施形態に係るバックライトユニットは、基板10上に配置された光源20と、前記光源20上に配置された本発明の一実施形態に係る光束制御部材100と、を含む。前記光源20は、LED光源を有することができ、前記LED光源は白色光または青色光を発光することができる。前記光束制御部材100は、第1主面110と、前記第1主面110の反対側に第2主面120とを含む導光板を含む。前記第1主面110には、前記光源20の光軸に対応される凹んだ受光部112が形成されている。前記受光部112は、前記第1面に形成されている。前記受光部112の周辺には、前記第1主面110より突出した光ガイドリング114が形成されている。前記光ガイドリング114は、前記光源20の周辺を囲む光源から発散される光を導光板105の内部に誘導することができる。前記第1主面110には、複数の突起116が形成されている。前記突起116は、前記基板10上に前記光束制御部材100が配置されるとき、前記基板10から所定の間隔離隔させる役割を果たすか、または前記基板10に形成された安着部(図示しない)に挟まれて、前記光束制御部材100が所望する位置に正確に安着するようにできる。前記光ガイドリング114は、突出した厚さが前記突起116と同一であるか、またはより小さい。
前記第2主面120には、光量調節のための凹部122が形成されている。前記凹部122は、光源20の光軸に対応される位置に形成され、前記受光部112と同一、または異なる直径を有することができる。前記凹部122は、光軸の付近の前記第2主面120に向かう光が全反射、またはより大きい角度で屈折されるようにして、光軸の周辺で前記導光板105を通過する光の光量を低める。
本発明に係る光束制御部材100は、前記第2主面120上の光量調整シート130をさらに含む。前記光量調整シート130は、前記導光板105の中央に位置することができ、前記光源20の光軸上に位置し、前記凹部122に対応して形成することができる。前記凹部122によって光軸の付近の光量が低くなるが、その程度が十分ではなくて、前記第2主面120を通じて発散される光が前記導光105の中央に集中し、光軸から離れるにつれて、光量が急速に減少する。前記光量調整シート130は、前記光軸の周辺の第2主面120を通じて発散される光を拡散させるか、または前記第1主面110に反射させて光軸の周辺の光量を低める。前記第1主面110に向かって反射された光は、前記第1主面110で再反射されるか、または前記第1主面110を通過して前記基板10で反射される。これらの屈折と拡散、反射と再反射の過程を繰り返すことによって、前記光源20から発光された光は、均一に拡散される。
前記光量調整シート130は、厚い部分と薄い部分とを含むことができる。図面では、厚さの差を明確に区別するために段差を示したが、実際には、前記光量調整シート130は、明確な段差を持たず、連続した厚さの勾配を持つことができる。前記光量調整シート130は、前記第2主面120を通じて発散される光量が多い部分は厚く、光量が少ない部分は薄くなるように設計することができる。さらに詳細には、前記第2主面を通じて発散される平均光量を算出して、前記平均光量を中心に中心上限光量と中心下限光量とを設定し、前記中心上限光量より光量が高い第2主面120上には、前記光量調整シート130を厚く形成し、前記中心下限光量と前記中心上限光量との間の光量を発光する前記第2主面120上には前記光量調整シート130を薄く形成することができる。このとき、前記光量調整シート130の厚さは、前記中心下限光量以上の光量を測定し、光量に比例して調節することも可能である。通常、前記光軸の付近で光量が高くて、前記光量調整シート130は、前記光軸の付近が厚く、光軸に離れるほど厚さが薄くなるように設計することができる。
前記光量調整シート130は、空気より屈折率の高い物質からなることができるので、前記光量調整シート130と前記第2主面120の界面は、空気と接する第2主面120より前記導光板の内部から入射される光の臨界角がさらに大きい。したがって、空気と接した第2主面120では、出射されない光も、前記光量調整シート130と接する第2主面120では出射することができる。したがって、この部分において、前記光量調整シート130の厚さをより薄くして、前記第2主面120から出射された光が、前記光量調整シート130によって反射されずに外部に出るようにできる。
すなわち、前記第2主面120を通じて発散される光が、前記中心下限光量より低い第2主面120上には、前記光量調整シート130の薄い領域よりさらに薄い光抽出促進領域134を配置して、前記第2主面120を通じて出射される光の光量を高めることができる。前記光抽出促進領域134は、0.1um〜10umの厚さで形成することにより、光抽出効率を向上させることができる。例えば、前記光抽出促進領域134は、約5um程度の厚さを持つことができる。
前記光抽出促進領域134は、前記導光板より屈折率が高い分散粒子を含むことができる。この場合には、前記導光板の内部で前記光抽出促進領域134と前記第2主面120の界面に到達した光が、前記分散粒子の内部に屈折されて拡散されることにより、外部に出射される確率を高めることができる。
前記光量調整シート130は、白色のインク、顔料、塗料、または樹脂を用いて形成することができる。このとき、前記光抽出促進領域134は、前記光量調整シート130の他の領域と同じ材質で形成することができるが、白色のインク、顔料、塗料や樹脂に透明インク、顔料、塗料、または樹脂を混合して形成してもよい。また、前記光量調整シート130の厚い領域には、黒または有彩色のインク、顔料、塗料または樹脂を添加するか、またはAgペーストなどを添加してもよい。このような構成を通じて、前記光量調整シート130の厚い領域が過度に厚くならなくても、光量調節機能を実行することができ、且つ前記光抽出促進領域134の厚さを工程限界以下に低めなくても、光抽出効率を高めることができる。
本発明の実施形態では、前記光量調整シート130の厚さを薄く形成して前記光抽出促進領域134を形成したが、前記光抽出促進領域134には、前記光量調整シート130を形成せず、前記光抽出促進領域が形成される前記第2主面120の表面を粗くするか、または微細パターンを形成して光抽出効果を実現することも可能である。
前記光量調整シート130は、光を拡散、または反射して光量を低めるため、前記光量調整シート130により過度に光量が低くなる領域を有することができる。この領域の光量を高めるため、前記光量調整シート130は、前記第2主面120を露出させる溝132を有することができる。例えば、前記凹部122の境界部分は、曲がった形状によって出射される光量が少ない。したがって、前記光量調整シート120は、前記凹部122の境界部分が一部露出された溝132を有することができる。図示したように、前記溝132は、複数のホール、またはスロットを有することができ、その他の形状であってもよい。
図15は、本発明の一実施形態に係る光束制御部材の光量調整シートを説明するための断面図である。
図15を参照すると、前記光量調整シート130は、離型フィルム140上に形成された後、前記離型フィルム140から分離して前記導光板105上に付着するか、または前記離型フィルム140と共に前記導光板105上に付着することができる。
前記光量調整シート130の厚い領域、薄い領域、および光抽出促進領域を形成するために、前記光量調整シート130は、複数層で形成することができる。前記複数層は、複数のフィルムを積層することができ、所定の厚さを有する塗料を複数回塗布して形成することができる。
示されたように、光抽出促進領域を形成する第1シート層130を形成する。このとき、前記第1シート層130aは、前記離型フィルム140が露出された溝部を含むことができる。
前記第1シート層130a上に第2シート層130bを形成する。前記第2シート層130bは、前記光量調整シート130の薄い領域を形成するための部分に形成することができる。
前記第2シート層130b上の所定の領域に第3シート層130cを形成し、必要に応じて、第3シート層130c上の所定の領域に第4シート層130dおよびそれ以上の層も形成することができる。
前記第1シート層130aは、前記光抽出促進領域134を形成するための層として、前記導光板105より屈折率が高い分散粒子をさらに含むこともできる。
図16〜図18は、それぞれ、本発明の他の実施形態に係る光束制御部材を説明するための断面図である。
図16を参照すると、図14aおよび図14bに示された光束制御部材100は、光量調整シート130の上部面の高さが異なることによって厚い領域と薄い領域との厚さの差を有することに比べて、本発明の他の実施形態に係る光束制御部材100は、光量調整シート130の下部面の突出が異なることによって、厚い領域と薄い領域との厚さの差を有する。
前記導光板105を通過して発散される光の光量が高い領域、例えば、光軸とその付近の領域上の前記光量調整シート130は、下部にさらに突出され、光量が低い領域は、光軸の付近に比べて、より小さく突出されたのが特徴である。
ただし、光抽出促進領域134は、前記第2主面120上に位置するのが一般的であるので、前記光抽出促進領域134は、図2に示された一実施形態と同様である。
図17を参照すると、図14a、図14b、図16に示された光量調整シート130は、前記凹部122の上部から離隔されて前記第2主面120に接触したものに比べて、この実施形態では、前記光量調整シート130は前記凹部122でリセスされて前記第2主面120上に形成される。前記凹部122上でリセスされているが、前記実施形態のように、前記導光板105を通過して発散される光が中心上限光量以上の領域は、厚く形成され、中心上限光量より小さく、中心下限光量より大きい領域では、薄く形成され、前記中心下限光量より小さい領域には、前記薄い領域よりさらに薄い光抽出促進領域134が形成される。
図面では、厚さの差を明確に区別するために段差を示したが、実際には図18に示されたように、前記光量調整シート130は、明確な段差を持たず、連続した厚さの勾配を持つことができる。
図19および図20は、図17および図18の光束制御部材の製造方法を説明するための図である。
図19を参照すると、前記光量調整シート130は、図3に示されたように、離型フィルム上に形成された光量調整シート130を前記導光板105上に接着して形成することも可能であるが、前記光量調整シートが前記凹部122の内部にリセスされるように形成するため、パッド印刷、スタンプ転写またはインプリント方式を使用することができる。
具体的には、図19の(a)に示されるように、ベース基板140上に光量調整シート130を形成する。前記光量調整シート130は、塗料や樹脂を数回塗布するか、またはフィルムを数回積層して形成することができる。
図19の(b)を参照すると、弾力のあるスタンプ150を、前記光量調整シート130上に位置させる。このとき、前記スタンプ150は、端部が曲面を持つことができる。このとき、前記光量調整シート130の中心軸OZとずれるように、前記スタンプ150の中心軸OZ’を位置させることができる。
図19の(c)を参照すると、前記スタンプ150を、前記光量調整シート130に圧着した後、前記ベース基板140から離れて、前記光量調整シート130が付着した前記スタンプ150を前記導光板105の前記第2主面に圧着して、前記光量調整シート130を前記導光板105の上部に付着する。このとき、前記スタンプ150は弾力を有するので、前記導光板105の凹部122の内部まで前記光量調整シート130を入れ込むことができる。このとき、前記スタンプの中心軸OZ’は、前記凹部122の中心から外れた部分にあわせることによって、前記光量調整シート130を付着した後、前記光量調整シート130から前記スタンプを容易に分離することができる。場合に応じて、前記光量調整シート130の下部の凹部122にエアギャップを形成することができる。
図20は、図19と異なる実施形態を示す図である。
図20の(a)を参照すると、図19とは異なり、エッチング基板140に光量調整シート130を印刷することもできる。前記エッチング基板140は、前記光量調整シート130に対応される陰刻パターンが形成されている。前記エッチング基板140上に光量調整シート物質を塗布して、前記陰刻パターン以外の前記光量調整シート物質を除去して、前記陰刻パターン内にのみ前記光量調整シート130を残す。
以降、図19のように、スタンプを用いて前記光量調整シート130を、前記エッチング基板140から分離した後、前記導光板150上に前記光量調整シート130を形成する。
図21は、本発明の実施形態に係る光束制御部材の光束制御を説明するための図である。
図21を参照すると、光源20から照射された光は、導光板105の内部を通って光量調整シート130に到達する。光軸の付近の光は、前記光量調整シート130の厚い領域と薄い領域に照射された光は、前記光量調整シート130の内部で拡散され、大きな角度で拡散される(S1)か、または前記導光板105の内部に反射される(S2)。前記光源20から照射された光が反射されて(S3)出射される光量が低い部分では、光抽出促進領域134を形成することによって、前記光抽出促進領域134が形成された前記第2主面120に到達した光は、反射されず、前記光抽出促進領域134によって外部に出射される(S4)。
図22は、本発明の他の実施形態に係る光束制御パターンを説明するための図である。
図22を参照すると、本発明に係る光束制御パターン738は、中央から端に行くほどサイズが変化ことができる。例えば、前記光束制御パターン738の幅は一定して、端に行くほど高さが増加したり、高さは一定して幅が増加したり、高さと幅が増加したり、大きさは同じであり、間隔が狭くなったり、広くなったりすることができる。これは、前記光束制御パターン738の断面が四角の形状であることに限定されず、円弧、三角形、波模様など、その形状が多様になっても同一に適用することができる。
本発明の図面において、光束制御部材の縦横の長さが同一であると示したが、前記光束制御部材の横と縦の長さを異なるように構成してもよい。例えば、アスペクト比が16:9の場合、前記光束制御部材の横と縦の長さ比も16:9になることができる。しかし、アスペクト比と前記光束制御部材の縦横比が一致するわけではなく、その割合は自由に選択できる。
図23aおよび図23bは、本発明の実施形態に係る光束制御部材の第2主面の凹部の変形例を示す図である。
図23aを参照すると、上述の実施形態において、前記第2主面の凹部を様々な形態に提示したが、また別の変形例として、前記第2主面834の光反射面834sは、円錐形の凹部836を形成することができる。すなわち、前記凹部836の断面形状は、三角形として、前記光反射面834sが光軸を基準に軸対称構造を有することができる。
図23bを参照すると、前記凹部836bは、円錐形の凹部の中心に円錐形の凹部を有する2段構造を有することができる。すなわち、前記第2主面834を基準に所定の角度を有する第1光反射面834s1と、前記第1光反射面834s1と接続されて前記第2主面834を基準に前記第1光反射面834s1より大きい角度を有する第2光反射面834s2によって形成された凹部836bを含む。前記第1光反射面834s1と前記第2光反射面834s2は、光軸を基準に軸対称な構造を持つことができる。
図24aおよび図24bは、本発明の実施形態に係る光束制御部材の第1主面の入射孔の変形例を示す図である。
図24aを参照すると、前記第1主面832は、光入射面832sと光源との間に入射孔836aを形成する。上述の実施形態では、前記光入射面832sは、断面が曲面であったが、この変形例では、直線の断面を有する。すなわち、前記入射孔836aは、光軸を基準に軸対称の円錐形の溝形状を有する。
図24bを参照すると、第1主面832の光入射面832sで形成される入射孔836aの断面は台形を有することができる。すなわち、この変形例では、前記入射孔836aは、光軸を基準に軸対称の角錐台の溝形状を有することができる。
図25a〜図25cは、本発明の実施形態に係る光束制御部材の端の変形例を示す図である。
図11a、図11b、図12、図13を参照して説明したように、本発明に係る光束制御部材は、角に面取り面を持つことができる。
図25aを参照すると、前記面取り面834eは、上述の実施形態を変形してより緩やかに形成して、第2主面834の中央まで延長することができる。
図25bを参照すると、前記面取り面834eは、断面を曲面として加工して、前記光束制御部材の中央に行くほど傾斜が緩やかになることができる。
図25cを参照すると、前記面取り面834eは階段状に加工することができる。
図26は、本発明のまた他の実施形態に係る光束制御部材の第2主面を示す図である。
図26を参照すると、前記第2主面には、複数の上部光束制御パターン838tが形成されている。前記上部光束制御パターン838tは、前記基準光軸を中心に同心円状に形成することができる。前記光束制御パターン838tの断面は三角形溝、正方形溝、円弧、アーチ、放物線などの様々な形状を有することができる。また、前記上部光束制御パターン838tは同心円状の配置に限定されず、円形ドット、正方形ドット、格子、網、螺旋、テクスチャなど、様々な形状でもよい。前記上部光束制御パターン838tは、前記第1主面の光束制御パターンと向き合う位置に形成するか、または互いにずれるように配置することができる。