KR100225864B1 - 면광원장치 - Google Patents

Abstract

종래의 광원, 도광체, 확산판, 반사판으로 구성된 면광원장치는 광원으로부터 멀어질수록 확산판에 있어서의 휘도가 떨어지고, 이 결점을 보완하는 것에 있어서도 휘도 균일화의 효과가 불충분하기도 하고, 선형상의 광원의 양 끝에 가까운 부분의 휘도가 떨어지는 등 결점이 여전히 남아 있었다.

본 발명은 기본적으로는 종래의 장치와 구성이 거의 같으나, 도광체의 이면의 반사면측에 광의 확산작용을 하는 패턴을 형성시킨 것으로서, 이 패턴의 요소의 크기, 형상, 표면의 형태, 배열, 배치 등을 성긴 부분과 조밀한 부분으로 그 배합을 적절하게 변화시켜줌으로써 면광원장치의 확산판 표면의 휘도를 이상적으로 균일하게 한 장치이다.

Description

면광원장치

제1도는 종래의 면광원장치의 단면도.

제2도∼제4도는 종래의 면광원장치에 있어서, 사용한 패턴을 나타내는 도면.

제5도, 제6도는 다른 종래의 면광원장치를 나타내는 도면.

제7도는 제5도, 제6도에 나타나 있는 종래에의 휘도 분포를 나타내는 도면.

제8도는 본 발명의 면광원장치의 제1의 실시예의 단면도.

제9도는 상기 실시예의 일부 확대 단면도.

제10도는 상기 실시예의 패턴을 나타내는 도면.

제11도∼제16도는 각각 본 발명의 제2의 실시예 내지 제7의 실시예의 패턴을 나타내는 도면.

제17도∼제18도는 각각 본 발명에 있어서, 확산작용을 가지는 부분의 형상이 타원형상인 예를 나타내는 도면.

제19도∼제20도는 확산작용을 가지는 부분의 형상이 장방형상인 예를 나타내는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 광원 2 : 도광체(導光體)

2a : 입사끝면(入射端面) 2b : 반대측의 끝면

3 : 확산판 4 : 반사판

5 : 제2의 반사면 6, 7, 8 : 패턴

본 발명은 액정표시장치의 백 라이트(Back light)등에 이용되는 면광원(面光源)장치이고, 도광체를 사용한 면광원장치에 관한 것이다.

종래의 도광체를 사용한 면광원장치는 제1도에 나타나 있는 바와 같이, 광원(1)에 그 끝면(2a)를 근접 배치한 도광체(2)를 배치하고, 이 도광체(2)의 표면에서 확산판(3)을 또, 도광체(2)의 배면에는 반사판(4)을 형성한 것이다.

이 종래의 면광원장치는 광원(1)으로부터 오는 광이 끝면(2a)으로부터 도광체(2)내로 입사되고, 표면 및 배면(반사판)에서 순차 반사되면서 끝면(2a)의 반대측의 끝면(2b)으로 순차 전달되어 간다.

여기서, 이 광의 일부는 확산면(3)에서 산란되어 확산광으로서 도광체(2)의 밖으로 사출되어 나간다.

이와 같이 확산판(3)에 의해 확산되는 광에 의해. 확산면은 거의 균일한 휘도(輝度)의 확산광을 발하게 되고 면광원으로서 사용하게 되는 것이다.

이와 같은 도광체를 사용한 면광원장치는 도광체 내를 전달하여 가는 광이 점차 감소하기 때문에 광원에서 떨어져 감에 따라 광량의 감소를 수반한다.

이 때문에, 도광체의 표면(확산판)상의 휘도는 광원에 가까울수록 높고, 광원에서 멀어질수록 낮아지게 된다.

이 결점을 해소시킨 종래의 면광원장치로서, 도광체의 반사면측에 제2도 또는 제3도에 나타나 있는 바와 같은 유백색의 잉크 또는 도료등에 의한 반점의 패턴을 설치한 것들이 알려져 있다.

예를 들면, 제2도는 망상(網狀)의 패턴이고, 제3도는 평행선형상의 패턴으로, 어느 것이나 광원에 가까운 쪽이 선과 선의 간격이 넓고, 광원에서 멀어지는데 따라 점차 간격이 좁아져 가도록 되어 있다.

이와 같이 하여 확산면 축의 밝기가 균일하게 되도록 하고 있다.

상기 제2도 또는 제3도와 같은 패턴을 도광체의 반사면측 또는 반사면에 설치한 종래의 면광원장치는 선형상의 패턴을 설치한 것이기 때문에 확산작용이 충분치 않고, 이 때문에 균일화의 효과가 불충분하게 나타났다.

상기 결점을 제거시킨 다른 종래의 면광원장치로서, 제4도에 나타나 있는 바와 같은 입사끝면(2a)부근이 면적에 있어서, 작게 되도록 성기게 배열하고 입사끝면(2a)으로부터 멀어지는데 따라 조밀하게 배열한 패턴를 도광체(2)에 유백색으로 인쇄를 하는 등의 방법에 의해, 확산판(3)으로부터의 확산광의 휘도가 균일하게 되도록 한 면광원장치가 알려져 있다.

이와 같은 종래의 면광원장치는 스페이스의 제약상 확산발광면의 치소(입사끝면(2a)의 길이)와, 광원(1)의 전체길이를 동일하게 하지 않으면 안되는 경우가 있다.

이와 같은 경우, 광원(1)의 양끝의 전극부근(1a)의 영향에 의해, 입사끝면(2a)의 양단에 가까운 곳(제4도중 부호 A로 표시하는 부근)의 휘도가 저하하는 결점이 있었다.

또, 다른 종래의 면광원장치로서 제5도, 제6도에 나타나 있는 바와 같이, 도광체(2)의 입사끝면(2a)에 대해 반대쪽의 면(2b)에 제2의 반사면(5)을 형성하고, 도광체(2)내를 통과하여 타단에 도달한 광이 이 제2의 반사면(5)에서 반사하여 되돌아오도록 하여 광량의 증대를 도모한 것이 알려져 있다.

이와 같은 종류의 종래예에 있어서는, 제6도에 나타나 있는 바와 같은 입사끝면(2a)쪽에서 면적 밀도가 작고, 타단의 제2의 반사면쪽에서 면적 밀도가 큰 확산작용을 갖는 패턴(6)을 유백색의 인쇄 기타의 수단에 의해 형성하여, 확산과 균일하게 되도록 하고 있다.

그러나, 상기 제5도, 제6도에 나타나 있는 바와 같은 종래의 면광원장치는 그 휘도 분포가 제7도에 나타나 있는 바와 같고, 입사끝면(길이 0)으로부터 타단면(길이 ℓ)에 걸쳐서 균일한 휘도분포를 나타내나, 타단면(제2의 반사면(5))에 가까워짐에 따라 휘도가 증대하고, 확산면상에서의 휘도가 모든 개소에서 균일하다고 말할 수 없는 결점이 있다.

본 발명의 목적은 광원과 입사끝면을 광원에 근접 배치한 도광체와, 도광체의 표면에 설치한 확산면과, 도광체의 이면에 설치한 반사면과, 도광체의 반사면측에 설치된 일정 간격으로 배치된 확산작용을 하는 띠형상의 패턴으로 되고, 이 패턴이 도광체의 광원축에서 폭이 좁고, 광원으로부터 멀어질수록 폭이 넓어지는 균일한 휘도 분포를 갖는 면광원장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 도광체에 설치한 패턴이 입사끝면측이 면적에 있어서, 작게 되도록 성기게 배열되고, 입사끝면(2a)에서 반대축으로 갈수록 그 면적에 있어서, 크게 되도록 조밀하게 배열되는 동시에 입사끝면의 양쪽 끝부분은 면적이 조밀한 면광원장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 도광체 또는 반사면에 형성한 패턴은 입사끝면의 중앙부 부근이 면적에 있어서 작게 되도록 성기게 배열되고 상기 중앙부 부근으로부터 멀어질수록 조밀하게 배열된 면광원장치를 제공하는데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 도광체의 입사끝면과 반대측의 끝면에 반사면이 설치되고, 상기 도광체 또는 그 이면에 설치된 반사면에 설치된 패턴이 입사끝면측이 면적에 있어서, 작게 되도록 성기게 배열되며 입사끝면으로부터 반대축 끝면으로 향하여 점차 크게 되도록 조밀하게 배열되고, 다시 성기게 배열되는 면광원장치를 제공하는 데에 있다.

다음에는 본 발명의 면광원장치의 한 실시예를 도면에 따라 설명한다.

제8도는 본 발명의 제1실시예의 단면도이고, 도면에 있어서 1은 냉음극관등의 선형상의 광원, 2는 도광체, 3은 확산판, 4는 반사판이고, 이들은 종래의 것과 실질적으로 같은 것들이다.

제9도는 이 실시예의 도광체의 일부 확대단면도이고, 도광체(2)와 반사판(4)간에 제10도에 나타나 있는 바와 같은 요철(凹凸)상의 거친면 또는 유백색층(5)이 형성되어 있다.

이 거친면 유백색층(5)은 제 10도에 나타나 있는 바와 같이 거친면 또는 유백색층부분(6)이 예를 들어, 어느 정도의 폭을 가진 선형상 부분으로 되고, 이들이 일정한 간격으로 배치되면, 이들의 폭이 광원(1)으로부터 멀어짐에 따라 넓어진 패턴을 형성하고 있다.

이와 같은 요철(凹凸)의 거친면 또는유백색층의 부분이, 광원으로부터 멀리 떨어질수록 그 폭, 즉 면적이 커지게 되어 있으므로, 확산의 정도가 광원으로부터 멀어질수록 크게 되고, 확산면(3)에서의 밝기가 균일하게 된다.

더욱이 거친면 또는 유백색층의 부분은 미소하지만, 각각 일정한 면적을 갖고 있기 때문에 확산작용은 확실하게 얻어진다.

상기 패턴의 제작방법으로서는 무광택 도료에 의한 인쇄, 유리비드(bead)가 들어 있는 도료에 의한 인쇄, 백색도료에 의한 인쇄등 외에 샌드블라스트에 의해 주름살가공을 한 금형을 사용해서 사출성형·압축성형에 의해 형성할 수 있다.

또. 패턴의 형상은 미소한 폭을 갖는 것이므로, 그 면적이 광원으로부터 멀리 있는 것이라면 어떠한 형태라도 무방하다.

제11도는 본 발명의 제2의 실시예의 도광체의 패턴을 나타내는 도면이다.

이 제2의 실시예의 인쇄패턴은 중앙부에서 광원보다 먼 측으로 향하여, 각 패턴이 점차 크게 되고, 또는 성긴 상태에서 조밀한 상태로 된 제4도의 종래예과 같은 것이다.

그러나, 입사끝면에 가까운 부분은 상기와 같이 광원의 전극에 가까운 부분에 있어서 패턴(6)이 조밀하게 되어 있다.

이와 같이 하여 종래예와 같이 전체적으로 균일한 휘도가 얻어짐과 동시에 광량이 부족한 양 끝부분에 있어서도 광량의 증가를 도모함으로써, 장치를 크게 하지 않고 확산판면 전체에 걸쳐서 균일한 휘도 분포의 조명장치로 만들 수 있다.

제12도는 본 발명의 제3의 실시예의 패턴을 나타내는 것이다.

이 실시예에 있어서는 입사끝면(2a)에 가까운 쪽이 좁고, 먼쪽으로 갈수록 넓게된 3각형의 패턴(7)을 설치함과 동시에 입사끝면 가까이의 양쪽에는 다시 3각형의 유백색 인쇄패턴(8)을 설치한 것이다.

이와 같이 하여 패턴의 면적은 입사끝면쪽에 밀도가 작고, 멀리 갈수록 밀도가 크게 되어 있다.

또, 선형상의 광원의 전극부에 가까운 부분에도 3각형상의 패턴(8)이 형성되어 있고, 이와 같이 하여 종래예에 있어서는 휘도가 낮은 이 부분도 휘도가 증대되고, 확산판 전체에 걸쳐서 균일한 휘도가 나타날 수 있도록 할 수 있다.

제13도는 본 발명의 제4의 실시예의 도광체에 설치된 패턴을 나타내고 있다.

즉, 도광체(2)의 입사끝면쪽의 중앙부분인 제13도에서 부호 A로 표시하는 부분의 반점모양의 확산부분(5)의 면적이 가장 작고, 이로부터 양쪽의 부호B로 표시하는 부분으로 향하여 면적이 점차 크게 되어 있다.

또, A의 부분으로부터 부호C의 부분으로 가는 방향으로도 면적이 점차 크게 되어 있다.

또, C의 부분으로부터 부호D로 표시하는 양쪽으로 향하여도 점차 면적이 크게 되어 있다.

즉, 입사끝면 중앙부분인 A의 부분은 반점의 면적이 가장 작고, 이로부터 떨어질수록 어느 쪽으로 향하든 간에 점차로 면적이 크게 되며, D의 부분이 가장 크게 되어 있다.

상기 설명한 바와 같이, 이 실시예에서 사용되는 패턴은 입사끝면(2a)쪽에서, 그 중앙부분인 A의 부분에서는 패턴이 면적으로 봐서 성기고, 이로부터 떨어짐에 따라 조밀하게 되도록한 구성이다.

그리고 A로부터 가장 멀리 떨어져 있는 D의 부분이 가장 조밀하게 되어 있다.

이와 같은 패턴를 갖는 실시예 1에 있어서는,입사광량이 큰 A의 부분에 있어서는 패턴에 의한 확산광의 양이 적기 때문에 반대로 전반사에 의한 광의 전달이 크게 되고, 광의 사출이 억제됨과 동시에, 이로부터 떨어짐에 따라 패턴에 의한 확산작용이 증대하고 사출하는 광의 양이 증대하며, 이와 같이 되어 확산판(3)을 통과하는 광량이 전면적으로 균일화되어 균일한 휘도분포를 얻을 수 있다.

제14도는, 본 발명의 제5의 실시예의 도광체(2)의 이면에 형성된 패턴을 나타내는 도면이다.

이 제5의 실시예는, 동일한 면적의 반점상의 확산작용을 갖는 부분을 형성한 것으로서, 각 반점 상호간의 간격이 A의 부분에서 크고, B의 방향으로 향할수록 또, A로부터 C의 방향으로 향할수록 작게 되도록 되어 있다.

이상과 같이 하여, A의 부분이 면적에 있어서 성기고 이로부터 떨어질수록 점차 조밀하게 되도록 패턴을 형성한 것이다.

이 제5의 실시예도 도광체(2)에 형성하는 패턴을 제14도에 나타나 있는 바와 같은 구성으로 하고, 제1의 실시예와 같은 작용을 갖는 것이므로, 이에 의해 균일한 휘도분포가 얻어질 수 있는 조명장치이다.

제15도는 본 발명의 제6의 실시예의 패턴을 나타내는 도면이다.

즉 본 발명의 제6의 실시예는 제5도, 제6도에 나타나 있는 바와 같은 제2의 반사면을 갖춘 면광원장치에 적용되는 것으로서, 패턴(6)이 제15도에 나타나 있는 바와 같이, 입사끝면(2a)쪽의 작은 점이 직경이며 입사끝면(2a)으로부터 멀리 떨어질수록 작은 점의 직경이 점차 크게 되며 타단(제2의 반사면)에 가까운 곳에서 다시 작은 점의 직경이 작게 되어 있다.

즉, 패턴(6)이 입사끝면으로부터 점차 면적에 있어서 성기게 된 상태에서 조밀한 상태로 변화하고, 또 제2의 반사면 부근에서 다시 조밀한 상태에서 성긴 상태로 되는 배치로 되어 있다.

이에 의해 확산면으로부터 나오는 확산광은 입사끝면으로부터 제2의 반사면까지의 전체적인 범위에 있어서 거의 균일한 휘도분포를 이루게 된다.

상기 제6의 실시예에 있어서도 광원의 전극에 가까운 부분의 휘도가 저하하게되므로, 이것을 개선시키기 위해 제2실시예과 같이 도광체끝면부근의 전극부에 가까운 부분의 패턴의 밀도를 크게 하는 것이 바람직스럽다.

제16도는 본 발명의 제7의 실시예의 패턴을 나타내는 도면이다.

이 실시예의 패턴(7)은 장방형상의 것으로 입사끝면쪽이 폭이 좁은 선에 가깝고 그로부터 멀어지는데 따라 점차 폭이 커지며 제2의 반사면근방에서 재차 폭이 작게 되어 있다.

이것으로서 제6의 실시예와 같이, 면적에 있어서 성긴 상태에서 점차 조밀하게 되고 다시 성기게 되는 패턴으로 되어 있다.

이것으로서 출사면으로부터 나오는 출사광은 입사끝면으로부터 제2의 반사면까지의 전반에 걸쳐 대략 균일한 휘도 분포로 된다.

제17도 및 제18도는 도광체의 이면에 형성되는 패턴을 상술한 각 실시예에 나타낸 바와 같은 원형에 대신한 타원형상으로 한 것의 예를 나타낸 것이며, 제18도의 것은, 제17도에 나타낸 타원형상의 패턴을 90°회전시킨 상태로 배치한 것이다.

또, 제19도 및 제20도는, 마찬가지로, 도광체의 이면에 형성되는 패턴을 원형 대신에 장방형상으로 한 것의 예를 나타낸 것이며, 제20도의 것은 제19도에 나타낸 장방형상의 패턴을 90°회전시킨 상태로 배치한 것이다.

또한, 이 장방형상 대신에 패턴을 정방형상으로 하여도 된다는 것은 말할 필요도 없다.

Claims (7)

1. 직선형상의 광원과, 입사끝면을 상기 광원에 근접배치한 도광체와, 상기 도광체의 이면측에 갖춘 반사부재와, 상기 도광체의 이면에 확산작용을 하는 부분으로 형성된 패턴을 갖고, 상기 패턴이 일정한 간격으로 늘어서 있는, 임의의 폭이며 상기 광원의 길이 방향으로 평행한 다수의 선형상의 부분으로 되고, 상기 선형상의 부분이 입사끝면측에서 폭이 좁고, 입사끝면에 대해 반대쪽 끝면으로 갈수록 점차 넓게 형성된 면광원장치.
2. 직선형상의 광원과, 입사끝면을 상기 광원에 근접 배치한 도광체와, 상기 도광체의 이면측에 설치한 반사부재와, 상기 도광체의 이면에 확산작용을 하는 부분으로 형성된 패턴을 갖고, 상기 패턴이 다수의 미소면적의 확산작용을 하는 부분으로 형성되고, 상기 확산작용을 하는 부분이 그 면적으로 뵈서 입사끝면측이 성기고, 입사끝면에 대해 반대쪽 끝면으로 갈수록 점차 조밀하게 되며, 또 입사끝면 근방에 있어서 양 측부가 중앙부보다 조밀하게 된 면광원장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 확산작용을 하는 부분이 면적으로 봐서 입사끝면의 중심부근방이 가장 성기고, 그곳으로부터 멀리 떨어질수록 점차 조밀하게 된 면광원장치.
4. 적선형상의 광원과, 입사끝면을 상기 광원에 근접배치한 도광체와, 상기 도광체의 이면측에 설치한 반사부재와, 상기 도광체의 입사끝면에 대해 반대쪽의 끝면에 형성한 반사면으로 구성되고, 상기 도광체의 이면에 확산작용을 하는 부분으로 형성된 패턴을 가지며, 상기 패턴이 다수의 미소면적의 확산작용을 하는 부분으로 형성되고, 상기 확산작용을 하는 부분의 면적에 있어서, 입사끝면측이 가장 성기고, 입사끝면에서 반사면으로 갈수록 점차 조밀하게 되며, 다시 성기게 되어 가는 면광원장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 패턴의 확산작용을 하는 부분의 각각이 원형으로 된 면광원장치.
6. 제2항에 있어서, 상기 패턴의 확산작용을 하는 부분의 각각이 타원형으로 된 면광원장치.
7. 제2항에 있어서, 상기 패턴의 확산작용을 하는 부분의 각각이 장방형으로 된 면광원장치.

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