KR20120072378A

KR20120072378A - 도광체, 조명 시스템, 백라이팅 시스템 및 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR20120072378A
Application number: KR1020127010308A
Authority: KR
Inventors: 페츠 피즐만; 마르틴 마리누스 요하네스 빌헬무스 반 헤르펜; 멘노 반 바아드위즈크
Original assignee: 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2009-09-23
Filing date: 2010-09-09
Publication date: 2012-07-03
Also published as: CN102576117A; WO2011036596A1; EP2480919A1; US20120155110A1; JP2013505551A

Abstract

본 발명은 조명 시스템(100)의 광 출력 윈도우(120)를 조명하기 위한 도광체(10), 조명 시스템, 백라이팅 시스템(100) 및 디스플레이 장치(200)에 관한 것이다. 도광체는 제1 도광체 부분(10A) - 제1 도광체 부분(10A)은 제1 도광체 부분(10A)의 제1 에지 벽(40A)으로부터 연장하는 제1 도광체 연장부(70A)를 포함함 - 을 포함하고, 제2 도광체 부분(10B) - 제2 도광체 부분(10B)은 제2 도광체 부분(10B)의 제2 에지 벽(40B)으로부터 연장하는 제2 도광체 연장부(70B)를 포함함 - 을 포함하며, 제1 도광체 연장부(70A)는 제1 광 입력 윈도우(80A)를 제2 도광체 부분(10B)의 후위 벽(30B)을 향하는 제2 도광체 부분(10B) 측에 위치시키도록 구성되고, 제2 도광체 연장부(70B)는 제2 광 입력 윈도우(80B)를 제1 도광체 부분의 후위 벽(30A)을 향하는 제1 도광체 부분(10A) 측에 위치시키도록 구성된다. 본 발명에 따른 도광체의 효과는 제1 도광체 연장부 및 제2 도광체 연장부의 구성으로 인해, 제1 도광체 부분의 제1 광 입력 윈도우가 제2 도광체 부분 후방에 배치되고, 제2 도광체 부분의 제2 광 입력 윈도우가 제1 도광체 부분 후방에 배치되는 것이다.

Description

도광체, 조명 시스템, 백라이팅 시스템 및 디스플레이 장치{LIGHT GUIDE, ILLUMINATION SYSTEM, BACKLIGHTING SYSTEM AND DISPLAY DEVICE}

본 발명은 조명 시스템의 광 출력 윈도우를 조명하기 위한 도광체에 관한 것이다.

본 발명은 또한 조명 시스템, 백라이팅 시스템 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.

조명 시스템의 광 출력 윈도우를 조명하기 위한 도광체는 그 자체로서 공지되어 있다. 그것들은 특히 일반 조명 시스템에 그리고 (화상) 디스플레이 장치용, 예를 들어 TV 세트 및 모니터용 백라이팅 시스템에 사용된다. 이러한 도광체는 예를 들어 (휴대용) 컴퓨터 또는 예를 들어 (휴대) 전화에 사용되는, LCD 패널로도 지칭되는 액정 디스플레이 장치 같은 비-발광형(non-emissive) 디스플레이 장치를 위한 백라이팅 시스템으로서 사용하기에 특히 적합하다.

상기 비-발광형 디스플레이 장치는 보통 각각 적어도 하나의 전극에 의해 제어되는 픽셀들의 규칙적 패턴을 갖는 기판을 포함한다. 이 디스플레이 장치는 (화상) 디스플레이 장치의 (화상) 스크린의 관련 필드에서 화상 또는 데이터 그래픽 디스플레이를 달성하기 위해 제어 회로를 활용한다. LCD 장치 내의 조명 시스템으로부터 발생한 광은 예를 들어 다양한 유형의 액정 효과가 사용될 수 있는 스위치 또는 변조기에 의해 변조된다. 또한, 이 디스플레이는 전기영동 또는 전기기계 효과에 기반할 수 있다.

현재, 비-발광형 디스플레이 장치용 조명 시스템에 대해 2가지 일반적으로 사용되는 구성, 즉 직하형(direct-lit) 구성 및 에지형(edge-lit) 구성이 있다. 직하형 구성에서, 광원은 조명 시스템의 광 출력 윈도우에 실질적으로 평행한 배열로 배치되고, 조명 시스템의 전체 출력 윈도우를 실질적으로 직접 조명하도록 배치된다. 에지형 구성에서, 조명 시스템은 일반적으로 광 출력 윈도우에 평행하게 배치되는 그리고 광원(의 배열)이 광을 그것을 통해 도광체 내로 방출하는 에지 벽을 구비하는 도광체를 포함한다. 광은 광 출력 윈도우에 실질적으로 평행하게 인도되고, 도광체 전반에 걸쳐 분배된다. 인도된 광의 일부를 방향전환시킴으로써 광 출력 윈도우를 통해 광이 방출된다. 특히 비교적 큰 디스플레이 장치에 대한 이 에지형 구성의 단점은 도광체의 중량이 상당하다는 것과, 특히 광이 도광체 내에 결합되는 큰 광 출력 윈도우의 영역에서 우수한 균일성을 생성하는 것이 비교적 어렵다는 것이다. 이 균일성을 개선하기 위해, US 2007/0086184에서와 같은 웨지형 도광체가 사용된다. 그러나, 이들 웨지형 도광체는 중량을 더욱 증가시키고, 큰 광 출력 윈도우의 경우 제조하기에 비교적 어려워 고가이다. 또한, 광원을 도광체의 에지 벽에 배열하는 것은 일반적으로 디스플레이 장치 주위에 비교적 넓고 두꺼운 림(rim)을 생성하며, 이는 미학적으로 열등한 디스플레이의 외양에 이어, 예를 들어 디스플레이 장치를 다른 응용 또는 하우징 내에 통합할 때 부가적인 공간을 또한 필요로 한다.

따라서, 이 공지된 조명 시스템의 단점은 조명 시스템이 특히 조명 시스템의 에지 영역에서 비교적 두껍다는 것이다.

본 발명의 목적은 도광체가 조명 시스템의 에지 영역에서의 감소된 두께를 가능하게 하는, 조명 시스템의 출력 윈도우를 조명하기 위한 도광체를 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 태양에 따르면, 이 목적은 조명 시스템의 광 출력 윈도우를 조명하기 위한 도광체로 달성된다. 도광체는 각각 전위 벽, 전위 벽에 대향하여 배치되는 후위 벽 및 전위 벽과 후위 벽 사이의 에지 벽을 구비하는 제1 도광체 부분 및 제2 도광체 부분을 포함한다. 제1 도광체 부분 및 제2 도광체 부분은 각각 광을 전위 벽에 실질적으로 평행한 방향으로 인도하도록 배치되고, 각각 인도된 광의 적어도 일부를 전위 벽을 통해 추출하기 위한 광-추출 수단을 또한 포함한다.

제1 도광체 부분은 제1 도광체 부분의 제1 에지 벽으로부터 연장하는 제1 도광체 연장부 - 제1 도광체 연장부는 광을 제1 도광체 연장부를 통해 제1 도광체 부분 내로 투과시키기 위한 제1 광 입력 윈도우를 포함함 - 를 포함한다. 제1 에지 벽에서 제1 도광체 연장부의 폭은 제1 에지 벽의 폭보다 작다.

제2 도광체 부분은 제2 도광체 부분의 제2 에지 벽으로부터 연장하는 제2 도광체 연장부 - 제2 도광체 연장부는 광을 제2 도광체 연장부를 통해 제2 도광체 부분 내로 투과시키기 위한 제2 광 입력 윈도우를 포함함 - 를 포함한다. 제2 에지 벽에서 제2 도광체 연장부의 폭은 제2 에지 벽의 폭보다 작다.

제1 도광체 연장부는 제1 광 입력 윈도우를 제2 도광체 부분의 후위 벽을 향하는 제2 도광체 부분 측에 위치시키도록 구성된다. 제2 도광체 연장부는 제2 광 입력 윈도우를 제1 도광체 부분의 후위 벽을 향하는 제1 도광체 부분 측에 위치시키도록 구성된다.

제1 도광체 부분 및 제2 도광체 부분의 폭은 제1 도광체 부분 및 제2 도광체 부분의 전위 벽에 평행한 치수이고, 제1 도광체 부분의 제1 에지 벽에 실질적으로 평행하게 및/또는 제2 도광체 부분의 제2 에지 벽에 실질적으로 평행하게 한정된다. 제1 도광체 연장부 및 제2 도광체 연장부는 각각 제1 도광체 및 제2 도광체에 연결된다. 제1 도광체 연장부 및 제2 도광체 연장부는 각각 제1 도광체의 제1 에지 벽 및 제2 도광체의 제2 에지 벽으로부터의 돌출부일 수 있다. 대안적으로, 제1 및 제2 도광체 연장부는 예를 들어 광을 광원으로부터 각각 제1 도광체 부분 및 제2 도광체 부분 내로 전도하기 위한 비교적 좁은 광 전도체일 수 있다.

본 발명에 따른 도광체의 효과는 제1 도광체 연장부 및 제2 도광체 연장부의 구성으로 인해, 제1 도광체 부분의 제1 광 입력 윈도우가 제2 도광체 부분 후방에 배치되고, 제2 도광체 부분의 제2 광 입력 윈도우가 제1 도광체 부분 후방에 배치되는 것이다. 여기서 용어 "후방에"는 광이 도광체 부분에 의해 방출되는 측에 대향하는 도광체 부분 측에 위치하는 도광체 부분에 대한 위치를 지시한다. 도광체의 발광측은 도광체 부분의 "전위"로 지칭된다. 본 발명에 따른 도광체를 조명 시스템 내에 사용할 때, 광원은 시야로부터 가려질 수 있고, 조명 시스템의 에지로부터 떨어져 배치될 수 있다. 제1 및 제2 도광체 연장부의 사용으로 인해, 광을 제1 도광체 부분 내로 방출하는 광원은 제2 도광체 부분 후방에서 시야로부터 가려질 수 있고, 광을 제2 도광체 부분 내로 방출하는 광원은 제1 도광체 부분 후방에서 시야로부터 가려질 수 있다. 이 모두는 어떠한 광원도 조명 시스템의 에지에 배치되지 않도록 하면서 달성될 수 있으며, 결과적으로 조명 시스템은 조명 시스템의 에지 영역에서 감소된 두께를 갖고서 생성될 수 있다. 도광체가 예를 들어 2개 초과의 도광체 부분을 포함하는 실시예에서, 이러한 도광체는 광 입력 윈도우가 이웃한 광 입력 윈도우 후방에 배치되는 복수의 도광체 부분을 구비할 수 있다. 그러나, 어떠한 광원도 조명 시스템의 에지에 배치될 필요가 없는 것을 보장하기 위해, 따라서 조명 시스템의 에지 영역의 두께가 얇게 유지되는 것을 보장하기 위해, 각각 본 발명에 따른 제1 도광체 연장부 및 제2 도광체 연장부를 구비하는 적어도 2개의 도광체 부분이 필요하다.

도광체의 일 실시예에서, 제1 광 입력 윈도우는 제2 도광체 부분의 전위 벽의 수직축 상에 배치되고, 제2 광 입력 윈도우는 제1 도광체 부분의 전위 벽의 수직축 상에 배치된다. 수직축은 전형적으로 표면에 수직으로, 이 경우에는 제1 도광체 부분 또는 제2 도광체 부분의 전위 벽에 수직으로 배치되는 가상축이다. 이러한 배열에서, 제1 광 입력 윈도우는 실제로 제2 도광체 부분 후방에 배치되고, 제2 광 입력 윈도우는 실제로 제1 도광체 부분 후방에 배치된다. 이 도광체는 이것이 비교적 소형의 조명 시스템을 가능하게 하는 이점을 갖는다. 이 소형의 조명 시스템은 특히 이웃한 도광체 부분 후방에서 도광체 부분의 광 입력 윈도우에 위치할 수 있는 발광 다이오드 같은 비교적 작은 고출력 광원의 유용성으로 인해 가능해진다.

도광체의 일 실시예에서, 제1 도광체 부분은 광 출력 윈도우의 제1 에지 쪽으로 제1 도광체 부분과 광 출력 윈도우 사이의 거리를 감소시키도록 구성되고, 제2 도광체 부분은 제1 에지와는 상이한 광 출력 윈도우의 제2 에지 쪽으로 제2 도광체 부분과 광 출력 윈도우 사이의 거리를 감소시키도록 구성된다. 이러한 도광체를 조명 시스템 내에 사용할 때, 이 조명 시스템의 두께는 조명 시스템의 에지를 향해 감소된다. 조명 시스템의 두께는 광 출력 윈도우에 수직인 방향으로 측정되는 치수이다. 이러한 배열에서, 도광체는 심지어 조명 시스템의 에지에서 광 출력 윈도우와 접촉하여, 광 출력 윈도우의 에지에서 조명 시스템의 실질적으로 최소의 두께를 생성할 수 있다. 본 발명에 따른 배열에서, 광 입력 윈도우는 광 출력 윈도우로부터 떨어진 최대 거리인 조명 시스템의 최대 두께에 배치된다. 이 배열은 광원 부근의 제1 도광체 부분과 광 출력 윈도우 사이의 부가적인 거리가 광원 부근의 제1 도광체 부분으로부터 방출된 광이 조명 시스템에 의해 방출되기 전에 혼합되도록 허용하는 이점을 갖는다. 일반적으로, 라이트(light) 광-추출 수단의 밀도는 광원 부근에서 상대적으로 낮고, 광원까지의 거리가 증가할 때 증가한다. 라이트 광-추출 수단에서의 이러한 구배(gradient)의 이유는 도광체로부터 방출되는 광의 전체 세기가 바람직하게는 전위 벽에 걸쳐 실질적으로 일정하기 때문이다. 광원 부근의 광의 세기가 광원으로부터 더욱 멀리 떨어진 곳보다 더욱 높기 때문에, 도광체의 광 입력 윈도우 부근에는 단지 소수의 라이트 광-추출 수단만이 필요하다. 그러나, 조명 시스템의 광 출력 윈도우에 걸쳐 비교적 높은 균일성을 유지하기 위해, 상대적으로 소수의 광-추출 수단을 구비하는 도광체의 영역이 바람직하게는 광 출력 윈도우로부터 더욱 멀리 떨어져 위치하는데, 왜냐하면 그렇지 않을 경우 확산기가 광 출력 윈도우에 배치될 때에도 소수의 광-추출 수단이 광 출력 윈도우에서 개별적으로 보일 수 있기 때문이다. 이는 상대적으로 좋지 못한 균일성을 초래할 것이다. 본 발명에 따른 배열에서, 도광체의 광 입력 윈도우는 조명 시스템의 광 출력 윈도우의 에지로부터 떨어져 배치된다. 따라서, 조명 시스템의 광 입력 윈도우와 광 출력 윈도우 사이의 거리는 비교적 커서, 소수의 광-추출 수단으로부터의 산란된 광이 광 출력 윈도우에 입사하기 전에 혼합되도록 허용한다. 조명 시스템의 광 출력 윈도우의 에지 부근에서, 본 발명에 따른 배열에서의 라이트 광-추출 수단의 밀도는 충분한 광 아웃-커플링(out-coupling)을 얻기 위해 증가되어야 하며, 이는 아웃-커플링된 광이 더욱 균일하도록 한다. 따라서, 라이트 광-추출 수단의 밀도가 상대적으로 높은 광 출력 윈도우의 에지 부근에서 도광체와 광 출력 윈도우 사이의 거리를 감소시키는 것은 균일성을 감소시키지 않을 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 도광체는 조명 시스템의 광 출력 윈도우에 걸쳐 비교적 우수한 균일성을 가능하게 한다.

도광체의 일 실시예에서, 제1 도광체 부분 및 제2 도광체 부분 각각은 전위 벽과 후위 벽 사이의 최소 치수인 실질적으로 일정한 두께를 포함한다. 이 실시예는 본 발명에 따른 도광체의 중량이 비교적 낮고, 도광체를 포함하는 조명 시스템의 중량이 비교적 낮은 이점을 갖는다. 도광체는 비교적 얇을 수 있으며, 이는 예를 들어 공지된 조명 시스템 내의 웨지형 도광체와 비교할 때 중량을 제한한다. 도광체와 광 출력 윈도우 사이의 공간은 유체, 예를 들어 공기로 채워질 수 있다. 바람직하게는, 도광체와 광 출력 윈도우 사이의 유체는 도광체 내에서 인도되는 광이 도광체를 통한 전반사를 통해 전파되도록 허용하는데, 왜냐하면 이는 광의 실질적으로 무손실 인도를 허용하기 때문이다. 도광체와 광 출력 윈도우 사이에 공기를 사용하는 것은 본 발명에 따른 조명 시스템의 중량을 더욱 감소시킨다.

도광체의 일 실시예에서, 도광체는 제2 입력 윈도우를 통해 제2 도광체 부분으로 들어가는 광과 비교하여 실질적으로 반대 방향으로 제1 광 입력 윈도우를 통해 제1 도광체 부분으로 들어가는 광을 인도하도록 구성된다. 실질적으로 반대란 광 출력 윈도우에 평행한 광의 인도의 성분이 제2 도광체 부분과 비교하여 제1 도광체 부분에 대해 반대 방향이지만, 제1 도광체 부분 및 제2 도광체 부분 내에서의 광의 인도의 다른 성분은 임의의 다른 방향일 수 있음을 의미한다. 광원은 예를 들어 실질적으로 광을 방출하는 광 출력 윈도우의 중심에 위치할 수 있다. 제1 도광체 부분 및 제2 도광체 부분은 광원의 광을 광 출력 윈도우에 평행한 대체적인 방향으로 중심으로부터 에지로 인도한다. 따라서, 제1 도광체 부분 및 제2 도광체 부분을 통해 광원으로부터 멀어지게 이동하는 광은 실질적으로 반대 방향으로 이동한다.

도광체의 일 실시예에서, 제1 도광체 부분은 제1 에지 벽으로부터 연장하는 그리고 제1 에지 벽에서 제1 도광체 연장부의 제1 패턴을 형성하는 하나 이상의 제1 도광체 연장부를 포함하고, 제2 도광체 부분은 제2 에지 벽으로부터 연장하는 그리고 제2 에지 벽에서 제2 도광체 연장부의 제2 패턴을 형성하는 하나 이상의 제2 도광체 연장부를 포함하며, 제1 도광체 연장부의 제1 패턴 및 제2 도광체 연장부의 제2 패턴은 상관 패턴(interrelated pattern)이다. 제1 패턴은 예를 들어 손의 손가락 같이 제1 도광체 부분으로부터 내밀어진 연속적인 제1 도광체 연장부(a sequence of first light guide extensions)를 포함할 수 있다. 제2 패턴은 예를 들어 제1 도광체 부분의 제1 패턴과 인터위빙될(interwoven) 수 있는 유사한 손가락 패턴을 형성할 수 있다. 연장부의 패턴에서 연장부의 단부에 - 말하자면 패턴의 손가락의 손가락 끝에 - 광 입력 윈도우가 위치할 수 있다. 이들 광 입력 윈도우 각각에서, 광을 연속적인 연장부를 통해 연결된 도광체 부분 내로 방출하는 하나의 또는 복수의 광원이 도광체 연장부의 단부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 도광체 연장부의 제1 패턴은 광을 제1 도광체 연장부에 있는 제1 광 입력 윈도우를 통해 제1 도광체 연장부를 통해서 제1 도광체 부분 내로 방출하는 광원을 포함할 수 있다.

도광체의 일 실시예에서, 제1 도광체 연장부의 폭은 제1 에지 벽으로부터 멀어지며 증가하고/증가하거나, 제2 도광체 연장부의 폭은 제2 에지 벽으로부터 멀어지며 증가한다. 광 입력 윈도우는 도광체 연장부의 최대 폭에 배치된다. 이 실시예는 도광체 연장부를 통해 도광체 부분으로 진행하는 광이 도광체 연장부의 벽 사이에서 수회 반사되어, 도광체 연장부로부터 도광체 부분으로 들어가는 광이 비교적 넓게 퍼지게 하는 이점을 갖는다. 광을 도광체 부분 내로 인도하기 위해 도광체 연장부를 사용할 때, 도광체 연장부가 도광체 부분에 연결되는 영역에서 도광체 부분 내부의 광 세기는 비교적 높다. 그러나, 도광체 연장부가 도광체에 연결되는 위치 사이의 영역에서, 세기는 전형적으로 비교적 낮다. 이는 도광체 부분 내부의 불균일한 광 분포를 초래한다. 현재 실시예에서 청구되는 바와 같이 제1 도광체 연장부 및 제2 도광체 연장부를 사용함으로써, 광이 도광체 부분으로 들어갈 때 그것의 확산이 증가된다. 제1 도광체 부분에서, 폭이 제1 에지 벽으로부터 증가하는 제1 도광체 연장부의 사용은 제1 에지 벽 부근에서 제1 도광체 부분 내의 광의 균일성을 개선한다. 제2 도광체 부분에서, 폭이 제2 에지 벽으로부터 증가하는 제2 도광체 연장부의 사용은 제2 에지 벽 부근에서 제2 도광체 부분 내의 광의 균일성을 개선한다.

도광체의 일 실시예에서, 제1 도광체 연장부 및 제2 도광체 연장부는 제1 광 입력 윈도우 및 제2 광 입력 윈도우를 동일 가상 평면과 일치하도록 위치시키기 위해 구성된다. 이러한 배열을 달성하기 위해, 제1 도광체 연장부는 예를 들어 광 출력 윈도우로부터 멀어지게 만곡될 수 있고, 제2 도광체 연장부도 또한 예를 들어 광 출력 윈도우로부터 멀어지게 만곡될 수 있다. 이러한 배열에서, 가상 평면은 예를 들어 광 출력 윈도우에 평행할 수 있다. 이 실시예는 단일 광원이 제1 광 입력 윈도우 및 제2 광 입력 윈도우를 조명하기 위해 사용될 수 있는 이점을 갖는다. 대안적으로, 복수의 광원이 제1 광 입력 윈도우 및 제2 광 입력 윈도우를 조명하기 위해 사용될 수 있을 때, 복수의 광원 각각은 단일 인쇄 회로 기판(또한 PCB로도 지칭됨) 상에 배치될 수 있다. 단일 PCB를 사용하는 것은 보다 적은 구성요소가 필요하기 때문에, 도광체를 포함하는 조명 시스템의 비용을 감소시킨다. 또한, 광원은 전형적으로 냉각되어야 하고, 단일 PCB를 사용하는 것은 또한 복수의 광원을 냉각시키기 위한 단일 냉각 장치를 제공할 수 있게 하여, 조명 시스템의 비용을 더욱 감소시킨다.

도광체의 일 실시예에서, 제1 에지 벽에 대향하여 배치되는 제1 도광체 부분의 제1 대향 에지 벽은 제1 도광체 부분 내의 광을 제1 도광체 연장부 사이의 영역의 제1 에지 벽을 향해 방향전환시키기 위한 반사 수단 및/또는 확산 수단을 포함하고, 제2 에지 벽에 대향하여 배치되는 제2 도광체 부분의 제2 대향 에지 벽은 제2 도광체 부분 내의 광을 제2 도광체 연장부 사이의 영역의 제2 에지 벽을 향해 방향전환시키기 위한 반사 수단 및/또는 확산 수단을 포함한다. 이전에 지시된 바와 같이, 제1 도광체 연장부 사이의 제1 에지 벽의 영역은 감소된 광 세기를 포함할 수 있다. 제2 도광체 연장부 사이의 제2 에지 벽의 영역도 또한 감소된 광 세기를 포함할 수 있다. 반사 및/또는 확산 수단을 사용하는 것은 광을 제1 에지 벽에서 제1 도광체 연장부 사이의 그리고 제2 에지 벽에서 제2 도광체 연장부 사이의 영역을 향해 의도적으로 반사함으로써 균일성을 향상시킬 수 있다.

도광체의 일 실시예에서, 제1 도광체 연장부는 제1 에지 벽 부근의 제1 추출-영역에서 광-추출 수단을 포함하고/포함하거나, 제2 도광체 연장부는 제2 에지 벽 부근의 제2 추출-영역에서 광-추출 수단을 포함한다. 제1 도광체 부분은 제1 에지 벽을 통해 제2 도광체 부분의 제2 에지 벽에 연결될 수 있다. 결과적으로, 도광체는 실질적으로 광을 조명 시스템의 광 출력 윈도우를 향하는 도광체의 전체 영역에 걸쳐 방출한다. 그러나, 제1 도광체 부분 및 제2 도광체 부분을 포함하는 전체 도광체에 걸쳐 방출된 광이 실질적으로 균질한 것을 보장하기 위해, 제1 도광체 연장부 및 제2 도광체 연장부는 이미 라이트 광-추출 수단 같은 광-추출 수단을 포함한다. 라이트 광-추출 수단은 전형적으로 광 출력 윈도우에 걸쳐 실질적으로 균일한 광 분포를 생성하도록 배치된다. 일반적으로, 도광체에 걸친 라이트 광-추출 수단의 분포는 상대적으로 낮은 밀도의 광-추출 수단이 광원 부근에 배치되도록 하고 광-추출 수단의 밀도가 광원으로부터의 거리가 증가함에 따라 증가하도록 하는 것이다. 라이트 광-추출 수단의 분포는 점진적으로 또는 단계적으로 변화할 수 있다. 대안적으로, 라이트 광-추출 수단의 분포는 예를 들어 광 출력 윈도우에 걸쳐 균일하지 않을 수 있는 사전결정된 광 분포를 생성할 정도일 수 있다. 예를 들어 라이트 광-추출 수단은 예를 들어 전위 벽에 또는 후위 벽에 배치되는 대칭 홈, 비대칭 홈, 피라미드형 만입부, 리지, 마이크로도트, 경사 슬릿, 멀론(merlon) 구조체 및 원추형 만입부일 수 있다. 대안적으로, 라이트 광-추출 수단은 도광체 내에 분포되는 산란 재료일 수 있다. 예를 들어, 도광체가 폴리메틸메타크릴레이트(또한 PMMA로도 지시됨)로 구성될 때, 산란 재료는 PMMA가 고화되기 전에 PMMA와 혼합될 수 있다.

도광체의 일 실시예에서, 제1 에지 벽에 실질적으로 수직인 방향으로의 제1 추출-영역의 치수는 제1 에지 벽에서의 제1 도광체 연장부의 폭 이상이고/이상이거나, 제2 에지 벽에 실질적으로 수직인 방향으로의 제2 추출-영역의 치수는 제2 에지 벽에서의 제2 도광체 연장부의 폭 이상이다. 시뮬레이션은 제1 추출-영역 및 제2 추출-영역의 이 치수가 제2 에지 벽에 연결되는 제1 에지 벽을 구비함과 동시에 제1 도광체 부분 및 제2 도광체 부분에 의해 광 출력 윈도우의 실질적으로 균질한 조명을 보장하는 데 바람직한 것을 보여주었다.

본 발명은 또한 적어도 하나의 광원, 광 출력 윈도우 및 본 발명에 따른 도광체를 포함하는 조명 시스템으로서, 광을 조명 시스템의 적어도 하나의 광원으로부터 도광체를 통해 광 출력 윈도우로 방출하도록 구성되는 조명 시스템에 관한 것이다.

조명 시스템의 일 실시예에서, 조명 시스템은 또한 광원에 의해 방출된 광의 적어도 일부를 더욱 긴 파장을 갖는 광으로 변환시키기 위해 발광 재료를 포함하거나 발광 재료의 혼합물을 포함한다. 발광 재료는 예를 들어 도광체의 전위 벽 상에 및/또는 후위 벽 상에 배치될 수 있거나, 광원과 광 출력 윈도우 사이에 배치되는 별개의 기판상에 배치될 수 있다. 대안적으로, 발광 재료는 광 출력 윈도우 상에 배치될 수 있다. 발광 재료의 이러한 배열은 또한 원격 인광체 배열로 알려져 있다. 광원으로부터 멀리 떨어진 발광 재료를 구비할 때의 이익은 발광 재료의 효율이 개선되고, 선택할 발광 재료의 범위가 원격 인광체 배열에서의 발광 재료의 보다 낮은 온도 요건으로 인해 개선되며, 멀리 떨어진 발광 재료가 또한 광원에 의해 방출된 광을 확산시키는 확산기 층으로서의 역할을 하여 별도의 확산기의 사용을 회피하는 것이다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 도광체를 포함하는, 또는 본 발명에 따른 조명 시스템을 포함하는 백라이팅 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 도광체를 포함하는, 또는 본 발명에 따른 조명 시스템을 포함하는, 또는 본 발명에 따른 백라이팅 시스템을 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.

본 발명의 이들 및 다른 태양은 이하에 기술되는 실시예로부터 명백하며, 그것을 참조하여 설명될 것이다.
도 1a는 본 발명에 따른 도광체를 포함하는 조명 시스템의 제1 실시예의 간략화된 단면도이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 제1 실시예의 간략화된 평면도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 도광체를 포함하는 조명 시스템의 제2 실시예의 간략화된 단면도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 제2 실시예의 간략화된 평면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 도광체를 포함하는 조명 시스템의 제3 내지 제6 실시예의 간략화된 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 도광체를 포함하는 조명 시스템의 제7 및 제8 실시예의 간략화된 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 백라이팅 시스템을 포함하는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 간략화된 단면도이다.
도면은 완전히 개략적이며, 축척대로 도시되지 않는다. 특히 명확함을 위해, 몇몇 치수는 크게 과장된다. 도면의 유사한 구성요소는 최대한 동일 도면 부호에 의해 표기된다.

도 1a는 본 발명에 따른 도광체(10)를 포함하는 조명 시스템(100)의 제1 실시예의 간략화된 단면도이다. 도광체(10)는 각각 전위 벽(20A, 20B), 전위 벽(20A, 20B)에 대향하여 배치되는 후위 벽(30A, 30B) 및 전위 벽(20A, 20B)과 후위 벽(30A, 30B) 사이의 에지 벽(40A, 40B)(도 1b 참조)을 구비하는 제1 도광체 부부분(10A) 및 제2 도광체 부분(10B)을 포함한다. 제1 도광체 부분(10A) 및 제2 도광체 부분(10B)은 각각 광을 전위 벽(20A, 20B)에 실질적으로 평행한 방향으로 인도하도록 배치되고[도면에 이점쇄선(dash-dot-dot-line)으로 또는 이점쇄선 화살표로 지시됨], 각각 또한 인도된 광의 적어도 일부를 전위 벽(20A, 20B)을 통해 추출하기 위한 광-추출 수단(50)을 포함한다. 제1 도광체 부분(10A)은 제1 도광체 부분(10A)의 제1 에지 벽(40A)(도 1b 참조)으로부터 연장하는 제1 도광체 연장부(70A)를 포함한다. 제1 도광체 연장부(70A)는 광을 제1 도광체 연장부(70A)를 통해 제1 도광체 부분(10A) 내로 투과시키기 위한 제1 광 입력 윈도우(80A)를 포함하며, 이러한 투과 후 광은 제1 도광체 부분(10A) 내부로 분배된다. 제1 에지 벽(40A)에서 제1 도광체 연장부(70A)의 폭 Wea(도 1b 참조)는 제1 에지 벽(40A)의 폭 Wa(도 1b 참조)보다 작다. 제2 도광체 부분(10B)은 제2 도광체 부분(10B)의 제2 에지 벽(40B)(도 1b 참조)으로부터 연장하는 제2 도광체 연장부(70B)를 포함한다. 제2 도광체 연장부(70B)는 광을 제2 도광체 연장부(70B)를 통해 제2 도광체 부분(10B) 내로 투과시키기 위한 제2 광 입력 윈도우(80B)를 포함하며, 이러한 투과 후 광은 제2 도광체 부분(10B) 내부로 분배된다. 제2 에지 벽(40B)에서 제2 도광체 연장부(70B)의 폭 Web(도 1b 참조)는 제2 에지 벽(40B)의 폭 Wb(도 1b 참조)보다 작다.

제1 도광체 연장부(70A)는 제1 광 입력 윈도우(80A)를 제2 도광체 부분(10B)의 후위 벽(30B)을 향하는 제2 도광체 부분(10B) 측에 위치시키도록 구성되고, 제2 도광체 연장부(70B)는 제2 광 입력 윈도우(80B)를 제1 도광체 부분(10A)의 후위 벽(30A)을 향하는 제1 도광체 부분(10A) 측에 위치시키도록 구성된다. 제1 도광체 연장부(70A) 및 제2 도광체 연장부(70B)의 구성으로 인해, 제1 도광체 부분(10A)의 제1 광 입력 윈도우(80A)는 제2 도광체 부분(10B) 후방에 위치하고, 제2 도광체 부분(70B)의 제2 광 입력 윈도우(80B)는 제1 도광체 부분(10A) 후방에 위치한다. 여기서 용어 "후방에"는 광이 도광체 부분(10A, 10B)에 의해 방출되는 측에 대향하는 도광체 부분(10A, 10B) 측에 위치하는 도광체 부분(10A, 10B)에 대한 위치를 지시한다. 결과적으로, 광원(110)은 완전히 도광체(10) 후방에서 시야로부터 가려질 수 있음과 동시에, 여전히 광원(110)은 조명 시스템(100)의 광 출력 윈도우(120)의 에지(140A, 140B)로부터 떨어져 배치될 수 있다. 결과적으로, 조명 시스템(100)은 조명 시스템(100)의 에지 영역에서 감소된 두께를 갖고서 생성될 수 있다.

도광체(10)는 바람직하게는 광을 전반사를 이용하여 인도하여 도광체(10)를 통한 광의 인도가 실질적으로 무손실이게 하도록 배치된다. 도광체(10)의 라이트 광-추출 수단(50)은 광-추출 수단(50)의 밀도가 광원(110) 부근에서 상대적으로 낮고 광원(110)까지의 거리가 증가할 때 증가하도록 분포될 수 있다. 라이트 광-추출 수단(50)의 분포는 점진적으로 또는 단계적으로 변화할 수 있다. 대안적으로, 라이트 광-추출 수단(50)의 분포는 예를 들어 광 출력 윈도우(120)에 걸쳐 균일하지 않을 수 있는 사전결정된 광 분포를 광 출력 윈도우(120)에 걸쳐 생성할 정도일 수 있다. 예를 들어 라이트 광-추출 수단(50)은 예를 들어 전위 벽(20A, 20B)에 또는 후위 벽(30A, 30B)에 배치되는 대칭 홈, 비대칭 홈, 피라미드형 만입부, 리지, 마이크로도트, 경사 슬릿, 멀론(merlon) 구조체 및 원추형 만입부일 수 있다. 대안적으로, 라이트 광-추출 수단(50)은 도광체(10) 내에 분포되는 산란 재료(미도시)일 수 있다.

도 1a에 도시된 바와 같은 조명 시스템(100) 및 도광체(10)의 실시예에서, 제1 도광체 부분(10A) 및 제2 도광체 부분(10B)은 각각 광 출력 윈도우(120)의 제1 에지(140A) 및 제2 에지(140B) 쪽으로 도광체 부분(10A, 10B)과 광 출력 윈도우(120) 사이의 거리(Da, Db)를 감소시키도록 구성된다. 이러한 도광체(10)를 조명 시스템(100) 내에 사용할 때, 이 조명 시스템(100)의 두께는 조명 시스템(100)의 에지(140A, 140B) 쪽으로 감소한다. 또한, 조명 시스템(100)의 중심에서 도광체 부분(10A, 10B)과 광 출력 윈도우(120) 사이의 거리는 광원(110) 부근에서 도광체 부분(10A, 10B)에 의해 방출된 광이 이것이 광 출력 윈도우(120)에 도달하기 전에 혼합되는 것을 보장한다. 도 1a에 도시된 실시예에서, 제1 도광체 부분(10A) 및 제2 도광체 부분(10B) 둘 모두는 광 출력 윈도우(120)에 대해 각도 α로 경사진다.

제1 도광체 부분(10A) 및 제2 도광체 부분(10B) 각각은 전위 벽(20A, 20B)과 후위 벽(20A, 20B) 사이의 최소 치수인 실질적으로 일정한 두께 T_L을 포함한다. 이 실시예는 본 발명에 따른 도광체(10)의 중량이 비교적 낮아, 도광체(10)를 포함하는 조명 시스템(100)의 중량이 비교적 낮은 이점을 갖는다. 조명 시스템(100)의 도광체(10)와 광 출력 윈도우(120) 사이에 공기를 사용하는 것은 본 발명에 따른 조명 시스템(100)의 중량을 더욱 감소시킨다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 광을 제2 도광체 부분(10B) 내로 방출하는 광원(110)은 제1 도광체 부분(10A)의 전위 벽(20A)의 수직축 Na 상에 배치된다. 광을 제1 도광체 부분(10A) 내로 방출하는 광원(110)은 제2 도광체 부분(10B)의 전위 벽(20B)의 수직축 Nb 상에 배치된다. 따라서, 광원(110)은 도광체(10) 후방에서 시야로부터 가려짐과 동시에, 여전히 조명 시스템(100)의 에지(140A, 140B)는 얇을 수 있다.

광원(110)은 광을 광 입력 윈도우(80A, 80B)를 통해 방출하는 임의의 광원일 수 있다. 광원(110)은 예를 들어 발광 다이오드(110), 레이저 다이오드(110), 유기 발광 다이오드(110) 또는 임의의 다른 광원(110), 예를 들어 냉음극 형광 광원(미도시) 같은 저압 가스 방전 램프(미도시)일 수 있다. 광원(110)은 예를 들어 실질적으로 백색 광을 방출할 수 있고/있거나, 광원은 혼합시 사전정의된 색의 광을 제공하는 복수의 사전정의된 색의 광을 방출하는 복수의 발광기(미도시)를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 사전정의된 색의 광은 전형적으로 사전정의된 스펙트럼을 갖는 광을 포함한다. 사전정의된 스펙트럼은 예를 들어 사전정의된 파장 주위에 특정 대역폭을 갖는 원색을 포함할 수 있거나, 예를 들어 복수의 원색을 포함할 수 있다. 사전정의된 파장은 방사 전력 스펙트럼 분포의 평균 파장이다. 이와 관련하여, 사전정의된 색의 광은 또한 자외선 광 같은 비-가시 광을 포함한다. 자외선 광이 광원(110)에 의해 방출될 때, 전형적으로 발광 재료(90)(도 2a 참조) 같은 광 변환 매체가 사용된다. 발광 재료(90)는 예를 들어 자외선 광을 가시 광으로 변환시킨다. 변환 매체는 광원(110) 상에 직접 적용될 수 있거나(미도시), 광원(110)으로부터 멀리 떨어져 적용될 수 있다(도 2a 참조). 원색의 광은 예를 들어 적색, 녹색, 청색, 황색, 호박색 및 자홍색 광을 포함한다. 사전정의된 색의 광은 또한 청색 및 호박색, 또는 청색, 황색 및 적색 같은 원색의 혼합색을 포함할 수 있다. 예를 들어 적색, 녹색 및 청색 광의 특정 조합을 선택함으로써, 백색을 비롯한 실질적으로 모든 색이 조명 시스템에 의해 생성될 수 있다. 또한, 실질적으로 모든 색, 예를 들어 적색, 녹색, 청색, 청록색 및 황색의 생성을 가능하게 하는 광 투사 시스템에 원색의 다른 조합이 사용될 수 있다. 색-가변 조명 시스템에 사용되는 원색의 수는 변화할 수 있다.

도 1a에 도시된 실시예에서, 반사 표면(130)이 도광체 부분(10A, 10B)의 후위 벽(30A, 30B)에 평행하게 그리고 그것으로부터 대향하여 배치된다. 이 반사 표면(130)은 조명 시스템(10)의 효율을 증가시키기 위해 광 출력 윈도우(120)로부터 멀어지게 진행하는 광을 다시 광 출력 윈도우(120)로 방향전환시킨다.

도 1b는 도 1a에 도시된 제1 실시예의 간략화된 평면도이다. 도 1b의 평면도는 또한 도 3b 및 도 3d에 도시된 실시예의 평면도에 대응한다. 도 3b 및 도 3d에 도시된 실시예에 속하는 대응하는 도면 부호가 완전함을 위해 도 1b에 괄호로 추가되었다.

제1 도광체 부분(10A)은 제1 도광체 연장부(70A)의 제1 패턴을 형성하는 복수의 제1 도광체 연장부(70A)를 포함한다. 제2 도광체 부분(10B)은 제2 도광체 연장부(70B)의 제2 패턴을 형성하는 복수의 제2 도광체 연장부(70B)를 포함한다. 제1 도광체 연장부(70A)의 제1 패턴 및 제2 도광체 연장부(70B)의 제2 패턴은 상관 패턴이며, 이는 패턴이 예를 들어 제1 도광체 연장부(70A)의 제1 패턴이 제2 도광체 연장부(70B)의 제2 패턴과 인터위빙되도록 맞추어질 수 있음을 의미한다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 제1 패턴은 손의 손가락 같이 제1 도광체 부분(10A)으로부터 내밀어진 연속적인 제1 도광체 연장부(70A)를 포함한다. 제2 패턴은 제1 도광체 부분(10A)의 제1 패턴과 인터위빙되도록 구성되는 유사한 손가락 패턴을 형성한다. 연장부의 패턴에서 도광체 연장부(70A, 70B)의 단부에 - 말하자면 패턴의 손가락의 손가락 끝에 - 광 입력 윈도우(80A, 80B)가 위치한다. 이들 광 입력 윈도우(80A, 80B) 각각에 광을 연속적인 도광체 연장부(70A, 70B)를 통해 대응하는 도광체 부분(10A, 10B) 내로 방출하는 하나의 또는 복수의 광원(110)이 배치될 수 있다.

도 1b에, 광원(110), 제2 도광체 부분(10B)의 제2 에지 벽(40B)에 연결된 제2 도광체 연장부(70B)를 도시한 원형 상세도가 확대되어 도시된다. 이 상세도에, 광 추출 수단(50)이 지시된다. 도 1b의 이 상세 부분으로부터 볼 수 있는 바와 같이, 광 추출 수단(50)은 도광체 연장부(70B) 내로 연장하여, 도광체 연장부(70B) 내에 광 추출 영역을 형성한다. 이는 제1 도광체 부분(10A) 및 제2 도광체 부분(10B)이 도 1b에 도시된 바와 같이 연결된 때 광 출력 윈도우(120)의 균질한 조명을 보장하기 위해 필요하다. 도광체 연장부(70B) 내로의 추출 영역의 치수 De는 바람직하게는 도광체 연장부(70B)의 폭 Web와 같거나 그보다 크다.

도 2a는 본 발명에 따른 도광체(11)를 포함하는 조명 시스템(101)의 제2 실시예의 간략화된 단면도이다. 도 2에 도시된 실시예에서, 도광체(11)의 도광체 연장부(71A, 71B)는 광 출력 윈도우(120)로부터 멀어지게 만곡된다. 도광체 연장부(71A, 71B)의 이 만곡된 부분은 제1 도광체 부분(11A) 및 제2 도광체 부분(11B)의 광 입력 윈도우(81A, 81B)가 광 출력 윈도우(120)에 실질적으로 평행하게 배치되게 한다. 도시된 실시예에서, 단일 광원(110)이 광을 제1 도광체 부분(11A) 및 제2 도광체 부분(11B) 내로 제공하기에 충분할 수 있다. 도 2a에 도시된 개략적인 단면도에서, 도광체 연장부(71A, 71B)의 만곡은 제1 광 입력 윈도우(81A) 및 제2 광 입력 윈도우(81B)를 동일 가상 평면(95)과 일치하도록 위치시킨다. 이러한 배열에서, 가상 평면(95)은 예를 들어 광 출력 윈도우(120)에 평행할 수 있다. 복수의 광원(110)이 제1 광 입력 윈도우(81A) 및 제2 광 입력 윈도우(81B)를 조명하도록 사용될 수 있을 때(도 2a에 지시된 바와 같이), 복수의 광원(110) 각각은 단일 인쇄 회로 기판(160)(또한 PCB로도 지칭됨) 상에 배치될 수 있다. 단일 PCB(160)를 사용하는 것은 보다 적은 구성요소가 필요하기 때문에, 도광체(11)를 포함하는 조명 시스템(101)의 비용을 감소시킨다. 또한, 광원(110)은 전형적으로 냉각되어야 하고, 단일 PCB(160)를 사용하는 것은 또한 복수의 광원(110)을 냉각시키기 위한 단일 냉각 장치(미도시)를 제공할 수 있게 하여, 조명 시스템(101)의 비용을 더욱 감소시킨다.

바람직하게는, 도광체 연장부(71A, 71B)의 곡률은 여전히 광의 대부분이 전반사를 통해 제1 도광체 부분(11A) 및 제2 도광체 부분(11B)에 의해 인도되도록 선택된다.

도 2a에 도시된 바와 같은 조명 시스템(101)은 또한 광 출력 윈도우(120) 상에 부가적인 층(150)을 포함한다. 이 부가적인 층(150)은 확산기(150) 및/또는 휘도 향상 포일(150) 및/또는 방향전환 포일(150)일 수 있다. 조명 시스템(101)은 또한 광원(110)에 의해 방출된 광의 적어도 일부를 더욱 긴 파장을 갖는 광으로 변환시키기 위해 발광 재료(90)를 포함할 수 있거나, 발광 재료(90)의 혼합물을 포함한다. 도 2a에 도시된 실시예에서, 발광 재료(90)는 제1 도광체 부분(11A) 및 제2 도광체 부분(11B)의 전위 벽(21A, 21B) 상에 배치된다. 대안적으로, 발광 재료(90)는 후위 벽(31A, 31B) 상에 배치될 수 있거나, 도광체(11) 내부에서 혼합될 수 있거나, 조명 시스템(101)의 광 출력 윈도우(120) 상에 배치될 수 있다.

도 2b는 도 2a에 도시된 제1 실시예의 간략화된 평면도이다. 도 2b의 평면도는 또한 도 3a 및 도 3c에 도시된 실시예의 평면도에 대응한다. 도 3a 및 도 3c에 도시된 실시예에 속하는 대응하는 도면 부호가 완전함을 위해 도 2b에 괄호로 추가되었다.

제1 도광체 부분(11A)은 이번에도 제1 도광체 연장부(71A)의 제1 패턴을 형성하는 복수의 제1 도광체 연장부(71A)를 포함한다. 제2 도광체 부분(11B)은 제2 도광체 연장부(71B)의 제2 패턴을 형성하는 복수의 제2 도광체 연장부(71B)를 포함한다. 제1 도광체 연장부(71A)의 제1 패턴 및 제2 도광체 연장부(71B)의 제2 패턴은 이번에도 상관 패턴이며, 이는 패턴이 예를 들어 제1 도광체 연장부(71A)의 제1 패턴이 도 2b에 도시된 바와 같이 제2 도광체 연장부(71B)의 제2 패턴과 인터위빙되도록 맞추어질 수 있음을 의미한다. 도광체 연장부(71A)에서의 제1 도광체 부분(11A)의 만곡으로 인해 그리고 도광체 연장부(71B)에서의 제2 도광체 부분(11B)의 만곡으로 인해, 제1 광 입력 윈도우(81A) 및 제2 광 입력 윈도우(81B)는 광 출력 윈도우(120)에 실질적으로 평행하게 배치되어, 복수의 광원(110)이 단일 PCB(160) 상에 배치될 수 있게 한다.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 도광체(12, 13, 14, 15)를 포함하는 조명 시스템(102, 103, 104, 105)의 제3 내지 제6 실시예의 간략화된 단면도이다. 각각의 도광체(12, 13, 14, 15, 16)는 전위 벽(22A, 23A, 24A, 25A) 및 후위 벽(32A, 33A, 34A, 35A)을 포함하는 제1 도광체 부분(12A, 13A, 14A, 15A)과, 전위 벽(22B, 23B, 24B, 25B) 및 후위 벽(32B, 33B, 34B, 35B)을 포함하는 제2 도광체 부분(12B, 13B, 14B, 15B)에 의해 구성된다. 도 3a 내지 도 3d에 도시된 연속적인 실시예에서, 도광체 부분(12A, 13A, 14A, 15A, 12B, 13B, 14B, 15B)의 전위 벽(22A, 23A, 24A, 25A, 22B, 23B, 24B, 25B) 모두는 조명 시스템(102, 103, 104, 105)의 광 출력 윈도우(120)에 실질적으로 평행하다. 이는 조명 시스템(102, 103, 104, 105)이 광 출력 윈도우(120)의 에지에서 비교적 얇게 유지되는 것을 가능하게 하고, 실제로 전체 조명 시스템(102, 103, 104, 105)이 비교적 얇게 유지되는 것을 가능하게 한다.

도 3a 및 도 3c 둘 모두는 제1 도광체 연장부(72A, 74A)가 광 출력 윈도우(120)로부터 멀어지게 만곡되는 제1 도광체 부분(12A, 14A)과 제2 도광체 연장부(72B, 74B)가 광 출력 윈도우(120)로부터 멀어지게 만곡되는 제2 도광체 부분(12B, 14B)을 구비한다. 이 만곡된 부분은 제1 광 입력 윈도우(82A, 84A) 및 제2 광 입력 윈도우(82B, 84B)를 동일 가상 평면(95)과 일치하도록 위치시키며, 이는 광원(110)이 단일 PCT(160) 상에 배치될 수 있게 한다.

도 3b 및 도 3d 둘 모두는 제1 광 입력 윈도우(83A, 85A)가 광 출력 윈도우(120)에 실질적으로 수직으로 배치되도록 제1 도광체 연장부(73A, 75A)가 만곡되는 제1 도광체 부분(13A, 15A)과, 제2 광 입력 윈도우(83B, 85B)가 광 출력 윈도우(120)에 실질적으로 수직으로 배치되도록 제2 도광체 연장부(73B, 75B)가 만곡되는 제2 도광체 부분(13B, 15B)을 구비한다. 도광체 연장부(73A, 73B, 75A, 75B)의 이 형상은 광원(110)이 도광체 부분(13A, 13B, 15A, 15B)의 후위 벽(33A, 33B, 35A, 35B) 바로 후방에 배치되는 것을 가능하게 하며, 이는 조명 시스템(103, 105)의 전체 높이를 더욱 감소시킨다.

도 3c 및 도 3d에 도시된 바와 같은 도광체 부분(14A, 14B, 15A, 15B)은 도광체(14, 15)로부터의 광의 추출을 용이하게 하도록 이롭게 사용될 수 있는 웨지형을 갖는다. 추출은 아마도 부가적인 추출 수단 및/또는 잘 알려진 광 방향전환 포일과 함께, 도광체(14, 15)의 웨지 형상을 통해 달성될 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 도광체(16, 17)를 포함하는 조명 시스템(106, 107)의 제7 및 제8 실시예의 간략화된 평면도이다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 조명 시스템(106, 107) 각각은 각각 전위 벽(26A, 26B, 27A, 27B)(도면 부호가 도면에 지시되지 않음), 후위 벽(36A, 36B, 37A, 37B)(도면 부호가 도면에 지시되지 않음) 및 에지 벽(46A, 46B, 47A, 47B)을 구비하는 제1 도광체 부분(16A, 17A) 및 제2 도광체 부분(16B, 17B)을 포함한다. 각각의 제1 도광체 부분(16A, 17A)은 제1 광 입력 윈도우(86A, 87A)를 구비하는 제1 도광체 연장부(76A, 77A)를 포함한다. 각각의 제2 도광체 부분(16B, 17B)은 제2 광 입력 윈도우(86B, 87B)를 구비하는 제2 도광체 연장부(76B, 77B)를 포함한다.

도 4a에 도시된 바와 같은 도광체(16)의 실시예에서, 제1 도광체 연장부(76A)의 폭 Wea는 제1 에지 벽(46A)으로부터 멀어지며 증가하고, 제2 도광체 연장부(76B)의 폭 Web(도 4a에 지시되지 않음)는 제2 에지 벽(46B)으로부터 멀어지며 증가한다. 광 입력 윈도우(86A, 86B)는 도광체 연장부(76A, 76B)의 최대 폭에 배치된다. 이 구성은 광이 도광체 연장부(76A, 76B)로부터 도광체 부분(16A, 16B)으로 들어갈 때 광의 비교적 넓은 확산을 보장한다. 이는 제1 에지 벽(46A) 부근에서 제1 도광체 부분(76A) 내의 광의 균일성을 개선하고, 제2 에지 벽(46B) 부근에서 제2 도광체 부분(76B) 내의 광의 균일성을 개선한다.

도 4b에 도시된 바와 같은 도광체(17)의 실시예에서, 제1 도광체 부분(17A) 및 제2 도광체 부분(17B) 각각은 각각 제1 에지 벽(47A)에 대향하여 배치된 제1 대향 에지 벽(47C)에 배치되는, 그리고 제2 에지 벽(47B)에 대향하여 배치된 제2 대향 에지 벽(47D)에 배치되는 반사 수단(92A, 92B)을 포함한다.

이들 반사 수단(92A, 92B) 및/또는 확산 수단(92A, 92B)은 광을 제1 에지 벽(47A)에서 제1 도광체 연장부(77A) 사이의 그리고 제2 에지 벽(47B)에서 제2 도광체 연장부(77B) 사이의 영역을 향해 의도적으로 반사함으로써 제1 에지 벽(47A) 및 제2 에지 벽(47B) 부근에서 균일성을 향상시켜, 제1 도광체 부분(17A) 및 제2 도광체 부분(17B) 내에서의 광 확산의 전체 균일성을 개선할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 백라이팅 시스템(100)을 포함하는 본 발명에 따른 디스플레이 장치(200)의 간략화된 단면도이다. 디스플레이 장치(200)는 예를 들어 전기적으로 연결된(미도시) 액정 셀(212)의 층, 편광 층(210) 및 분광 층(analyzing layer)(214)을 포함하는 액정 디스플레이 장치(200)일 수 있다. 대안적으로, 디스플레이 장치(200)는 임의의 다른 비-발광형 디스플레이 장치(200)일 수 있다. 디스플레이 장치(200)는 도 1a에 도시된 바와 같은 조명 시스템(100)을 포함하는 백라이팅 시스템(100)을 포함한다. 백라이팅 시스템(100)은 또한 확산기 층(150)을 포함할 수 있다. 확산기 층(150)은 조명 시스템(100)의 광 출력 윈도우(120)(도 1 참조)를 구성할 수 있다.

전술된 실시예는 본 발명을 제한하기보다는 본 발명을 예시하고 당업자는 첨부 특허청구범위의 범위로부터 벗어나지 않고서 많은 대안적인 실시예를 설계할 수 있을 것에 주목하여야 한다.

특허청구범위에서, 괄호 사이에 놓인 임의의 도면 부호는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 동사 "포함하다" 및 그 활용형의 사용은 특허청구범위에 기술된 것과는 다른 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않는다. 요소에 선행하는 관사 "어떤 하나의(a 또는 an)"는 복수의 그러한 요소의 존재를 배제하지 않는다. 본 발명은 몇몇 별개의 요소를 포함하는 하드웨어에 의해 구현될 수 있다. 몇몇 수단을 열거하는 장치 특허청구범위에서, 이들 수단의 몇몇은 하나의 동일한 하드웨어 물품에 의해 구현될 수 있다. 몇몇 방안이 서로 상이한 특허청구범위 종속항에 열거된다는 단순한 사실이 이들 방안의 조합이 유리하게 사용될 수 없음을 지시하지 않는다.

Claims

조명 시스템(100...107)의 광 출력 윈도우(120)를 조명하기 위한 도광체(10...17)로서,
상기 도광체(10...17)는 각각 전위 벽(20A...27A, 20B...27B), 상기 전위 벽(20A...27A, 20B...27B)에 대향하여 배치되는 후위 벽(30A...37A, 30B...37B) 및 상기 전위 벽(20A...27A, 20B...27B)과 상기 후위 벽(30A...37A, 30B...37B) 사이의 에지 벽(40A...47A, 40B...47B)을 구비하는 제1 도광체 부분(10A...17A) 및 제2 도광체 부분(10B...17B)을 포함하고, 상기 제1 도광체 부분(10A...17A) 및 상기 제2 도광체 부분(10B...17B)은 각각 광을 상기 전위 벽(20A...27A, 20B...27B)에 실질적으로 평행한 방향으로 인도하도록 배치되고, 각각 인도된 광의 적어도 일부를 상기 전위 벽(20A...27A, 20B...27B)을 통해 추출하기 위한 광-추출 수단(50)을 더 포함하며,
상기 제1 도광체 부분(10A...17A)은 상기 제1 도광체 부분(10A...17A)의 제1 에지 벽(40A...47A)으로부터 연장하는 제1 도광체 연장부(70A...77A) - 상기 제1 도광체 연장부(70A...77A)는 광을 상기 제1 도광체 연장부(70A...77A)를 통해 상기 제1 도광체 부분(10A...17A) 내로 투과시키기 위한 제1 광 입력 윈도우(80A...87A)를 포함함 - 를 포함하고, 상기 제1 에지 벽(40A...47A)에서 상기 제1 도광체 연장부(70A...77A)의 폭(Wea)은 상기 제1 에지 벽(40A...47A)의 폭(Wa)보다 작으며,
상기 제2 도광체 부분(10B...17B)은 상기 제2 도광체 부분(10B...17B)의 제2 에지 벽(40B...47B)으로부터 연장하는 제2 도광체 연장부(70B...77B) - 상기 제2 도광체 연장부(70B...77B)는 광을 상기 제2 도광체 연장부(70B...77B)를 통해 상기 제2 도광체 부분(10B...17B) 내로 투과시키기 위한 제2 광 입력 윈도우(80B...87B)를 포함함 - 를 포함하고, 상기 제2 에지 벽(40B...47B)에서 상기 제2 도광체 연장부(70B...77B)의 폭(Web)은 상기 제2 에지 벽(40B...47B)의 폭(Wb)보다 작으며,
상기 제1 도광체 연장부(70A...77A)는 상기 제1 광 입력 윈도우(80A...87A)를 상기 제2 도광체 부분(10B...17B)의 상기 후위 벽(30B...37B)을 향하는 상기 제2 도광체 부분(10B...17B) 측에 위치시키도록 구성되고, 상기 제2 도광체 연장부(70B...77B)는 상기 제2 광 입력 윈도우(80B...87B)를 상기 제1 도광체 부분(10A...17A)의 상기 후위 벽(30A...37A)을 향하는 상기 제1 도광체 부분(10A...17A) 측에 위치시키도록 구성되는 도광체(10...17).
제1항에 있어서, 상기 제1 광 입력 윈도우(80A...87A)는 상기 제2 도광체 부분(10B...17B)의 상기 전위 벽(20B...27B)의 수직축(Nb) 상에 배치되고, 상기 제2 광 입력 윈도우(80B...87B)는 상기 제1 도광체 부분(10A...17A)의 상기 전위 벽(20A...27A)의 수직축(Na) 상에 배치되는 도광체(10...17).
제1항에 있어서, 상기 제1 도광체 부분(10A, 11A)은 상기 광 출력 윈도우(120)의 제1 에지(140A) 쪽으로 상기 제1 도광체 부분(10A, 11A)과 상기 광 출력 윈도우(120) 사이의 거리(Da)를 감소시키도록 구성되고, 상기 제2 도광체 부분(10B, 11B)은 상기 제1 에지(140A)와는 상이한 상기 광 출력 윈도우(120)의 제2 에지(140B) 쪽으로 상기 제2 도광체 부분(10B, 11B)과 상기 광 출력 윈도우(120) 사이의 거리(Db)를 감소시키도록 구성되는 도광체(10, 11).
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1 도광체 부분(10A...13A) 및 상기 제2 도광체 부분(10B...13B) 각각은 상기 전위 벽(20A...27A, 20B...27B)과 상기 후위 벽(30A...37A, 30B...37B) 사이의 최소 치수인 실질적으로 일정한 두께(T_L)를 포함하는 도광체(10...13).
제1항에 있어서, 상기 도광체(10...17)는 상기 제2 입력 윈도우(80B...87B)를 통해 상기 제2 도광체 부분(10B...17B)으로 들어가는 광과 비교하여 실질적으로 반대 방향으로 상기 제1 광 입력 윈도우(80A...87A)를 통해 상기 제1 도광체 부분(10A...17A)으로 들어가는 광을 인도하도록 구성되는 도광체(10...17).
제1항에 있어서, 상기 제1 도광체 부분(10A...17A)은 상기 제1 에지 벽(40A...47A)으로부터 연장하는 그리고 상기 제1 에지 벽(40A...47A)에서 제1 도광체 연장부(70A...77A)의 제1 패턴을 형성하는 하나 이상의 제1 도광체 연장부(70A...77A)를 포함하고, 상기 제2 도광체 부분(10B...17B)은 상기 제2 에지 벽(40B...47B)으로부터 연장하는 그리고 상기 제2 에지 벽(40B...47B)에서 제2 도광체 연장부(70B...77B)의 제2 패턴을 형성하는 하나 이상의 제2 도광체 연장부(70B...77B)를 포함하며, 상기 제1 도광체 연장부(70A...77A)의 제1 패턴 및 제2 도광체 연장부(70B...77B)의 제2 패턴은 상관 패턴인 도광체(10...17).
제1항에 있어서, 상기 제1 도광체 연장부(76A)의 폭(Wea)은 상기 제1 에지 벽(46A)으로부터 멀어지며 증가하고/증가하거나, 상기 제2 도광체 연장부(76B)의 폭(Web)은 상기 제2 에지 벽(46B)으로부터 멀어지며 증가하는 도광체(16).
제1항에 있어서, 상기 제1 도광체 연장부(71A...73A) 및 상기 제2 도광체 연장부(71B...73B)는 상기 제1 광 입력 윈도우(81A...83A) 및 상기 제2 광 입력 윈도우(81B...83B)를 동일 가상 평면(95)과 일치하도록 위치시키기 위해 구성되는 도광체(11...13).
제1항에 있어서, 상기 제1 에지 벽(47A)에 대향하여 배치되는 상기 제1 도광체 부분(17A)의 제1 대향 에지 벽(47C)은 상기 제1 도광체 부분(17A) 내의 광을 상기 제1 도광체 연장부(77A) 사이의 영역의 상기 제1 에지 벽(47A)을 향해 방향전환시키기 위한 반사 수단(92C) 및/또는 확산 수단(92C)을 포함하고, 상기 제2 에지 벽(47B)에 대향하여 배치되는 상기 제2 도광체 부분(17B)의 제2 대향 에지 벽(47D)은 상기 제2 도광체 부분(17B) 내의 광을 상기 제2 도광체 연장부(77B) 사이의 영역의 상기 제2 에지 벽(47B)을 향해 방향전환시키기 위한 반사 수단(92D) 및/또는 확산 수단(92D)을 포함하는 도광체(17).
제1항에 있어서, 상기 제1 도광체 연장부(70A...77A)는 상기 제1 에지 벽(40A...47A) 부근의 제1 추출-영역에서 광-추출 수단(50)을 포함하고/포함하거나, 상기 제2 도광체 연장부(70B...77B)는 상기 제2 에지 벽(40B...47B) 부근의 제2 추출-영역에서 광-추출 수단(50)을 포함하는 도광체(10...17).
제10항에 있어서, 상기 제1 에지 벽(40A...47A)에 실질적으로 수직인 방향으로의 상기 제1 추출-영역의 치수(De)는 상기 제1 에지 벽(40A...47A)에서의 상기 제1 도광체 연장부(70A...77A)의 폭(Wea) 이상이고/이상이거나, 상기 제2 에지 벽(40B...47B)에 실질적으로 수직인 방향으로의 상기 제2 추출-영역의 치수(De)는 상기 제2 에지 벽(40B...47B)에서의 상기 제2 도광체 연장부(70B...77B)의 폭(Web) 이상인 도광체(10...17).
적어도 하나의 광원(110), 광 출력 윈도우(120) 및 제1항 내지 제3항 또는 제5항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 상기 도광체(10...17)를 포함하는 조명 시스템(100...107)으로서, 광을 상기 조명 시스템(100...107)의 상기 적어도 하나의 광원(110)으로부터 상기 도광체(10...17)를 통해 상기 광 출력 윈도우(120)로 방출하도록 구성되는 조명 시스템(100...107).
제12항에 있어서, 상기 조명 시스템(100...107)은 또한 상기 광원(110)에 의해 방출된 광의 적어도 일부를 더 긴 파장을 갖는 광으로 변환시키기 위해 발광 재료(90)를 포함하거나 발광 재료(90)의 혼합물을 포함하는 조명 시스템(100...107).
제1항 내지 제3항 또는 제5항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 상기 도광체(10...17)를 포함하는 백라이팅 시스템(100...107).
제1항 내지 제3항 또는 제5항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 상기 도광체(10...17)를 포함하는 디스플레이 장치(200).