Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

KR20070041622A - Lighting device for evenly retroilluminating flat-panel monitors, comprising a fiber optic light guide having diffractive surface elements - Google Patents

Lighting device for evenly retroilluminating flat-panel monitors, comprising a fiber optic light guide having diffractive surface elements Download PDF

Info

Publication number
KR20070041622A
KR20070041622A KR1020077005518A KR20077005518A KR20070041622A KR 20070041622 A KR20070041622 A KR 20070041622A KR 1020077005518 A KR1020077005518 A KR 1020077005518A KR 20077005518 A KR20077005518 A KR 20077005518A KR 20070041622 A KR20070041622 A KR 20070041622A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
surface elements
light guide
guide member
light source
Prior art date
Application number
KR1020077005518A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100918243B1 (en
Inventor
마틴 클렌케
Original Assignee
나노가테 어드밴스트 마테리알스 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 나노가테 어드밴스트 마테리알스 게엠베하 filed Critical 나노가테 어드밴스트 마테리알스 게엠베하
Publication of KR20070041622A publication Critical patent/KR20070041622A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100918243B1 publication Critical patent/KR100918243B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/00362-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133602Direct backlight
    • G02F1/133606Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/002Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces
    • G02B6/0021Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces for housing at least a part of the light source, e.g. by forming holes or recesses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0068Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133504Diffusing, scattering, diffracting elements
    • G02F1/133507Films for enhancing the luminance
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133602Direct backlight
    • G02F1/133606Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G02F1/133607Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)

Abstract

본 발명은 모바일 애플리케이션용 디스플레이와 같은 평면 패널 모니터를 백라이팅 하기 위한 조명 장치에 관한 것이다. 조명 장치는 광원(14)과 광섬유 광 가이드(10)를 포함한다. 광원으로부터 방출되는 광은 광섬유 광 가이드(10) 내에 입사된다. 광은 광섬유 광 가이드(10)의 출사면(28)에서 방출된다. 본 발명에 따르면, 일정한 진폭의 회절성 표면 소자(30)를 구비한 표면 구조체는 광섬유 광 가이드(10)의 출사면(28)에 광전파의 목적으로 제공된다.The present invention relates to lighting devices for backlighting flat panel monitors such as displays for mobile applications. The lighting device includes a light source 14 and an optical fiber light guide 10. Light emitted from the light source is incident into the optical fiber light guide 10. Light is emitted from the exit face 28 of the optical fiber light guide 10. According to the present invention, a surface structure having diffractive surface elements 30 of constant amplitude is provided on the exit face 28 of the optical fiber light guide 10 for the purpose of light propagation.

조명 장치, 평면 디스플레이, 백라이팅 평면 디스플레이, 광 가이드 부재 Lighting device, flat panel display, backlighting flat panel display, light guide member

Description

회절성 표면 소자를 갖는 광 섬유 광 가이드를 포함하는 평면 패널 모니터를 균일하게 백라이팅하는 조명 장치{LIGHTING DEVICE FOR EVENLY RETROILLUMINATING FLAT-PANEL MONITORS, COMPRISING A FIBER OPTIC LIGHT GUIDE HAVING DIFFRACTIVE SURFACE ELEMENTS}LIGHTING DEVICE FOR EVENLY RETROILLUMINATING FLAT-PANEL MONITORS, COMPRISING A FIBER OPTIC LIGHT GUIDE HAVING DIFFRACTIVE SURFACE ELEMENTS}

본 발명은 평면 디스플레이, 특히 모바일 애플리케이션 디스플레이 백라이트용 조명 장치에 관한 것이다.The present invention relates to lighting devices for flat panel displays, in particular mobile application display backlights.

모바일 애플리케이션용 디스플레이를 위한 공지된 조명 장치는 예를 들어, 관형 광원(tubular light source)(CCFL)이 될 수 있는 광원을 포함한다. 광원으로부터 방출되는 광은 그 단부면에서 웨지(wedge) 형상의 단면의 광 가이드 부재 내로 커플링된다. 특히, 광 가이드 부재의 웨지 형상의 구성 때문에, 광 빔(light beam)의 전반사는 상(phase)의 경계에서 발생하고, 광 빔은 대응하는 산란(scattering) 중심체를 통해 웨지 형상의 광 가이드 부재의 표면에 나타난다. 웨지 형상의 광 가이드 부재의 표면은 디스플레이의 반대 측에 배열되어 투과된다. 광 가이드 부재의 표면은 광이 굴절에 의해 광 가이드에서 나타나도록 구성되어 있다. 따라서, 굴절되는 광은 백색 광이 디스플레이에 실질적으로 도달하도록 광 가이드 부재와 디스플레이 사이에 배열된 복수의 필름(film)에 의해 시준 및 유도된 다. 그러한 조명 장치의 구조가 복잡해 질수록, 예를 들어 복수의 필름이 프레임 등에 위치되어야 하기 때문에, 필름의 미끄러짐 등에 대한 예방을 확보해야 한다. 복잡해진 구조에 의해, 제조 단가가 높다. 또한, 동작 실패의 위험이 있다.Known lighting devices for displays for mobile applications include light sources that can be, for example, tubular light sources (CCFLs). Light emitted from the light source is coupled into the light guide member of a wedge shaped cross section at its end face. In particular, because of the wedge-shaped configuration of the light guide member, total reflection of the light beam occurs at the boundary of the phase, and the light beam passes through the corresponding scattering center of the wedge-shaped light guide member. Appear on the surface. The surface of the wedge-shaped light guide member is arranged on the opposite side of the display and transmitted. The surface of the light guide member is configured such that light appears in the light guide by refraction. Thus, the refracted light is collimated and directed by a plurality of films arranged between the light guide member and the display such that white light substantially reaches the display. As the structure of such a lighting device becomes more complicated, for example, since a plurality of films must be placed in a frame or the like, it is necessary to secure prevention against slippage of the film or the like. Due to the complicated structure, the manufacturing cost is high. In addition, there is a risk of operation failure.

유럽 특허 1 194 915호로부터 모바일 폰 디스플레이용 광 가이드 부재가 공지되어 있다. LED와 같은 광원에서의 광은 광원 내로 커플링된다. 광을 커플링 아웃(coupling out)하도록, 광 가이드 부재는 표면에 회절성 구조를 갖는다. 여기서, 전체 표면은 서로 인접하는 다른 격자로 설치된다. 격자는 다른 회절 효율을 가짐으로 광 결합의 균일함을 획득하도록 구성된다. 격자의 다른 회절 효율은 개개의 격자의 진폭 또는 격자 구조의 변화하는 높이에 의해 달성된다. 다른 격자 진폭을 갖는 표면 구조체를 제작하는 것은 매우 어렵다. 또한, 개개의 격자의 직접 접촉에 의해, 예를 들어 기술적으로 획득하기 어려운 정밀도 때문에 원치않는 간섭 등의 예측하기가 어려운 회절 효과가 있을 수 있다. Light guide members for mobile phone displays are known from EP 1 194 915. Light from a light source, such as an LED, is coupled into the light source. To couple out light, the light guide member has a diffractive structure on the surface. Here, the entire surface is provided with different gratings adjacent to each other. The grating is configured to obtain uniformity of light coupling by having different diffraction efficiencies. Different diffraction efficiencies of the gratings are achieved by varying the amplitude of the grating structure or the amplitude of the individual gratings. It is very difficult to fabricate surface structures with different grating amplitudes. In addition, direct contact of individual gratings may result in diffracted effects that are difficult to predict, such as unwanted interference due to, for example, technically difficult to obtain.

본 발명의 목적은 높은 효율성과 낮은 단가를 갖고, 향상된 동작 신뢰도를 보증하는 평면 디스플레이 백라이트용 조명 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a lighting device for a flat panel display backlight having high efficiency and low cost and guaranteeing improved operational reliability.

상기 목적은 청구 범위 제 1 항의 특징을 갖는 본 발명에 따라 해결된다.This object is solved according to the invention having the features of claim 1.

본 조명 장치는 평면 디스플레이, 예를 들어, 모바일 폰의 디스플레이, PDA 디스플레이, 카메라 등에 특히 적당하다. 또한, 조명 장치는 광고판, 디스플레이 패널 등을 백라이팅하는데 또한 적당하다. 조명 장치는 하나 이상의 LED 또는 CCFL을 포함할 수도 있는 광원을 구비한다. 광원에서 방출되는 광은 광 가이드 부재 내로 커플링 된다. 광 가이드 수단은 PPMA, PC, PET, PT 등과 같은 투명 플라스틱 재료 및/또는 미네랄 글라스(mineral glass)로 제작되는 것이 바람직하다. 광 가이드 부재 내로 커플링된 광은 광 가이드 부재의 출사면에서 커플링 아웃된다. 조명 장치가 모바일 폰 용으로 사용되는 경우, 출사면은 광이 디스플레이를 향하는 광 가이드로부터 방출되도록 디스플레이 반대측에 배열된다. 본 발명에 따르면, 출사면은 광 전파를 위해 회절성 표면 소자를 갖는 표면 구조체를 구비한다. 바람직하게는 그러한 복수의 표면 소자를 설치함으로써, 충분히 양호한 조명이 본 발명의 회절성 표면 소자에 의해 달성될 수 있기 때문에, 종래 기술에서 설치된 광 가이드 부재와 디스플레이 사이의 필름이 생략될 수 있다.The lighting device is particularly suitable for flat panel displays, for example displays of mobile phones, PDA displays, cameras and the like. In addition, the lighting device is also suitable for backlighting billboards, display panels and the like. The lighting device has a light source that may include one or more LEDs or CCFLs. Light emitted from the light source is coupled into the light guide member. The light guide means is preferably made of transparent plastic material such as PPMA, PC, PET, PT and the like and / or mineral glass. Light coupled into the light guide member is coupled out at the exit face of the light guide member. If the lighting device is used for a mobile phone, the exit face is arranged on the opposite side of the display such that light is emitted from the light guide towards the display. According to the invention, the exit face comprises a surface structure having diffractive surface elements for light propagation. Preferably, by providing such a plurality of surface elements, since a sufficiently good illumination can be achieved by the diffractive surface element of the present invention, the film between the light guide member and the display installed in the prior art can be omitted.

광 가이드 부재의 하나 이상의 측면은 리플렉터가 설치되어 출사면에서 나타나는 광량을 향상시키는 것이 가능하다. 마찬가지로, 광원은 리플렉터에 의해 일부가 둘러싸일 수 있어서 광 가이드 부재 내로 결합되는 광량을 향상시킨다.At least one side of the light guide member may be provided with a reflector to improve the amount of light appearing at the exit surface. Similarly, the light source may be partially surrounded by the reflector to improve the amount of light coupled into the light guide member.

본 조명 장치를 사용함에 있어, 광 가이드 부재의 출사면과 디스플레이 사이에 필름과 같은 임의의 광 가이드 구성 요소를 더 생략하는 것이 가능하다. 따라서, 상술한 반사 소자 외에도, 본 발명은 임의의 광 가이드 구성 요소가 더 생략된 반 투과형 또는 투과형 백그라운드 조명(background illumination)용으로 제공한다. 광 가이드 부재의 출사면에 회절성 표면 소자를 설비함으로써, 조명 장치의 구조는 단순화될 수 있다. 이것은 품질(quality)과, 특히 조명 장치의 사용 수명(service life)을 향상시킨다.In using the present illumination device, it is possible to further omit any light guide component, such as a film, between the exit face of the light guide member and the display. Thus, in addition to the reflective elements described above, the present invention provides for semi-transmissive or transmissive background illumination in which any light guide component is further omitted. By equipping the exit surface of the light guide member with the diffractive surface element, the structure of the illumination device can be simplified. This improves the quality and in particular the service life of the lighting device.

바람직하게는, 개개의 표면 소자는 스펙트럼 광 분할(spectral light splitting)을 갖는 시준된 광 번들(bundle)을 생성하는 회절성 소자로 작용하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 개개의 표면 소자는 파상 단면의 표면 구조를 포함하는 것이 바람직하고, 파동 사이의 피치(pitch)는 편향(偏向)되는 파장에 의해 선택된다. 바람직하게는, 개개의 표면 소자는 다른 회절성 격자를 포함한다. 특히, 표면 소자는 적어도 두 개의 인접하는 광 번들, 주로 단색 광 및/또는 백색 광을 중첩시켜 생성하도록 배열되는 것이 바람직하다. 여기서, 단색 광은 ±100 ㎚, 특히 ±50 ㎚의 파장 범위이다. 따라서, 본 발명에 따라 이와 같은 표면 소자를 설치함으로써, 주로 단색, 특히 고광속밀도(high light flux density)로 시준된 광을 발생시키는 것이 가능하다.Preferably, each surface element is preferably configured to act as a diffractive element that produces a collimated light bundle with spectral light splitting. For this purpose, each surface element preferably comprises a surface structure of a wavy cross section, and the pitch between waves is selected by the wavelength to be deflected. Preferably, the individual surface elements comprise different diffractive gratings. In particular, the surface element is preferably arranged to produce at least two adjacent light bundles, mainly monochromatic light and / or white light. The monochromatic light here is in the wavelength range of ± 100 nm, in particular ± 50 nm. Thus, by providing such a surface element according to the present invention, it is possible to generate light collimated mainly at a single color, in particular at a high light flux density.

표면 소자의 표면 구성은 또한 출사면에서 광의 방사 방향을 조정하는 것이 가능하다. 이를 위해, 표면 소자에 설치된 회절 격자는 프라운호퍼 회절 법칙(Fraunhofer diffraction rule)에 따라 변경되어야 한다. 출사면에 대해 0 - 90°의 범위 내에서 조정하는 것이 바람직하다.The surface configuration of the surface element can also adjust the radiation direction of light at the exit surface. For this purpose, the diffraction grating installed in the surface element must be changed in accordance with the Fraunhofer diffraction rule. It is preferable to adjust in the range of 0-90 degrees with respect to an exit surface.

마찬가지로, 표면 소자의 구조 선택 또는 표면 소자의 구조 구성에 의해 방사된 광의 색 온도(color temperature)를 조정하는 것이 가능하다. 바람직하게는, 3000 K에서 10000 K의 범위 내에서 색 온도의 조정이 가능하다.Likewise, it is possible to adjust the color temperature of the emitted light by the selection of the structure of the surface element or the construction of the surface element. Preferably, the color temperature can be adjusted within the range of 3000K to 10000K.

회절성 표면 소자를 갖는 출사면의 본 구성에 의해, 특히 스펙트럼 분할을 피하거나 또는 현저하게 감소시킨다. 또한, 광의 충분한 증폭 및 낮은 에너지 소모가 동시에 달성된다. 또한, 회절성 표면 소자의 제공에 의해, 그리고 특히 표면 소자의 배열에 의해, 양호한 광의 시준이 달성된다. 여기서, 이들 이점은 회절성 또는 반사성 작용 필름과 같은 광 가이드 시스템을 더 설치하지 않고 광증폭 또는 시준이 획득될 수 있다는 점이 특히 유리하다.The present configuration of the exit face with diffractive surface elements avoids or significantly reduces spectral segmentation in particular. In addition, sufficient amplification of light and low energy consumption are achieved simultaneously. In addition, by providing the diffractive surface elements, and in particular by the arrangement of the surface elements, good collimation of light is achieved. Here, these advantages are particularly advantageous that optical amplification or collimation can be obtained without further installing a light guide system such as a diffractive or reflective action film.

본 회절성 표면 소자는 0.04 ㎛2 내지 10000 ㎛2, 특히 0.04 ㎛2 내지 500㎛2의 크기를 갖는 것이 바람직하다. 그러한 작은 표면의 설비에 의해, 심지어 모바일 애플리케이션 용 디스플레이와 같은 매우 작은 평면 디스플레이에도 복수의 표면 소자를 설치하는 것이 가능하다. 여기서, 개개의 표면 소자 사이의 상호 간격은 0 - 100 ㎛, 특히 0 - 50 ㎛, 특히 바람직하게는 0 - 15 ㎛의 범위인 것이 바람직하다. 표면 소자는 0보다 큰 상호 거리를 갖는 것이 특히 바람직하다. 거리는 적어도 1 ㎛, 특히 적어도 3 ㎛인 것이 바람직하다. 이것은 더 많은 양의 광이 커플링 아웃되는 광 가이드 부재의 영역에서, 표면 소자 사이의 거리가 감소될 수 있지만, 작은 양(quantity)의 광이 커플링 아웃되는 영역에서는, 더 상당한 거리가 제공될 수 있다는 점에서 유리하다. 그것에 의해, 휘도(luminance) 분포의 양호한 균일성을 획득할 수 있다. 또한, 항상 동일한 간격을 갖는 개개의 표면 소자를 배열하도록 제조하기가 용이하다. 예를 들어, 표면 소자가 형성(forming) 소자 또는 음극(negative)과 결합하여 경화 라커(lacquer)에서 생산될 경우, 표면 소자의 간격은 예를 들어, 라커 웹(web)의 형성에 의해 표면 소자의 경계에서 커럽션(corruption)을 피하게 한다. 또한, 개개의 표면 소자의 간격은 표면 구조를 인접시킴에 의해 야기되는 회절의 굴절 또는 커럽션을 피하게 한다.The diffractive surface element preferably has a size of 0.04 to 2 ㎛ 10000 ㎛ 2, in particular 0.04 to 2 ㎛ 500㎛ 2. With such small surface installations it is possible to install a plurality of surface elements even in very small flat displays such as displays for mobile applications. Here, the mutual spacing between the individual surface elements is preferably in the range of 0-100 μm, in particular 0-50 μm, particularly preferably 0-15 μm. It is particularly preferable that the surface element has a mutual distance of greater than zero. The distance is preferably at least 1 μm, in particular at least 3 μm. This means that in the area of the light guide member where a greater amount of light is coupled out, the distance between the surface elements can be reduced, but in a region where a small amount of light is coupled out, a greater distance may be provided. It is advantageous in that it can. Thereby, good uniformity of the luminance distribution can be obtained. In addition, it is easy to manufacture so as to arrange individual surface elements with always equal intervals. For example, when a surface element is produced in a hardened lacquer in combination with a forming element or a negative electrode, the spacing of the surface element is for example the surface element by the formation of a lacquer web. Avoid corruption at the boundary of In addition, the spacing of individual surface elements avoids the refraction or curvature of diffraction caused by adjoining the surface structure.

다른 표면 구조를 갖는 복수의 표면 소자는 표면 소자의 그룹에 포함되는 것이 바람직하다. 그와 같이 하도록, 다른 표면 구조는 표면 소자의 그룹이 실질적으로 단색 및/또는 백색 광을 방출하도록 선택된다. 표면 구조의 형태, 특히 표면 구조에 의해 야기된 광의 파장에서의 변화는 광원에 의해 방출된 파장 범위에 의해 결정된다.It is preferable that a plurality of surface elements having different surface structures be included in a group of surface elements. To do so, another surface structure is selected such that the group of surface elements emit substantially monochromatic and / or white light. The shape of the surface structure, in particular the change in wavelength of light caused by the surface structure, is determined by the wavelength range emitted by the light source.

표면 소자의 그룹은 다른 표면 구조를 갖는 적어도 두 개의 표면 소자를 포함하는 것이 바람직하다. 표면 소자의 그룹은 적어도 네 개, 특히 적어도 여섯 개의 표면 소자를 포함하는 것이 바람직하고, 각각은 다른 표면 구조를 갖는다.The group of surface elements preferably comprises at least two surface elements having different surface structures. The group of surface elements preferably comprises at least four, in particular at least six surface elements, each having a different surface structure.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 개개의 표면 소자는 높이 또는 진폭에 대하여 동일한 표면 구조를 갖기 때문에, 개개의 표면 소자의 회절 효율은 동일하다. 회절 효율에 약간의 영향만을 주는 단지 소수 퍼센트의 생산 관련 변화가 발생할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, since each surface element has the same surface structure with respect to height or amplitude, the diffraction efficiency of each surface element is the same. Only a few percent production related changes can occur that only slightly affect the diffraction efficiency.

다른 표면 구조의 진폭이 일정하고 단지 주파수만 변화되도록 개개의 표면 소자를 구성하는 것이 특히 바람직하다. 사인 모양의 표면 구조가 되어야 할 필요가 없는 표면 구조의 유형에 의해, 모든 양각 부분은 일반적으로 동일한 높이를 갖지만 다른 상호 거리를 갖는다. 이는 광원으로부터 방출되는 광이 개개의 표면 소자에 의해 다르게 회절된다는 점에 기인한다. 이에 관련해서, 거리를 변경하는 것이 높이를 변경하는 것보다 생성하기에 단순하다는 점이 특히 유리하다.It is particularly desirable to configure the individual surface elements such that the amplitudes of the other surface structures are constant and only the frequency changes. By the type of surface structure that does not have to be a sinusoidal surface structure, all the relief portions generally have the same height but different mutual distances. This is due to the fact that the light emitted from the light source is diffracted differently by the individual surface elements. In this regard, it is particularly advantageous that changing the distance is simpler to produce than changing the height.

여섯 개의 다른 표면 구조의 표면 소자가 될 수 있는 표면 소자의 그룹에 바람직하게 배열되는 표면 소자는 예를 들어 550 ㎚의 동일한 진폭을 갖는 것이 바람직하다. 표면 소자의 그룹의 개개의 표면 소자는 예를 들어 490 ㎚, 503 ㎚, 517 ㎚, 530 ㎚, 575 ㎚, 및 620 ㎚의 주파수를 각각 갖는다. 특히, 회절성 표면 소자는 사인 모양의 표면 구조를 갖는다. 개개의 표면 소자 사이의 거리는 1 내지 100 ㎛, 특히 1 내지 50 ㎛, 및 가장 바람직하게는 1 내지 15 ㎛의 범위인 것이 바람직하다.Surface elements preferably arranged in groups of surface elements, which can be surface elements of six different surface structures, preferably have the same amplitude, for example of 550 nm. Individual surface elements of the group of surface elements have, for example, frequencies of 490 nm, 503 nm, 517 nm, 530 nm, 575 nm, and 620 nm, respectively. In particular, the diffractive surface element has a sinusoidal surface structure. The distance between the individual surface elements is preferably in the range of 1 to 100 μm, in particular 1 to 50 μm, and most preferably 1 to 15 μm.

그러한 작은 표면 구조 및 표면 소자의 제조는 예를 들어, 유럽 특허 05 003 358호에 기술되어 있고, 그 개시가 본 명세서에 참조 문헌에 의해 포함되어 있다. 표면 소자를 만들기 위한 적당한 재료는 이하의 구성을 갖는 것이 바람직하다.The production of such small surface structures and surface elements is described, for example, in European Patent 05 003 358, the disclosure of which is hereby incorporated by reference. It is preferable that the suitable material for making a surface element has the following structures.

11g의 1H,1H,2H,2H-퍼플루오로 옥틸 아크릴산(perfluoro octyle acrylate)이 8g의 디프로필렌 글리콜 디아크릴산(dipropylene glycol diacrylate)과 Ciba Spezialitaetenchemie Lampersheim GmbH에 의해 판매되는 0.1g의 Irgacure® 819 및 0.2g의 Irgacure® 184와 혼합되었다. 이 혼합물의 60 ㎕가 산란 중심체(scattering center)를 갖는 몰드체(mold body)의 네가티브 형(negative form)으로 패턴화된 2 × 2 ㎝의 니켈판 상에 도포되었다. 이어서, 1 ㎜ 두께 및 1 × 1 크기인 PMMA의 작은판이 니켈판 상의 혼합물의 표면에 적용되었다. 그 후, 니켈판과 PPMA의 작은판 사이에 샌드위치된 니켈판 상에서 획득되는 혼합물은 통상적인 수은 램프(quicksilver lamp)로부터 2초간의 자외선 복사(UV radiation)를 받는다. 다음, 그에 결합되는 경화 형성 합성물을 갖는 기판은 네가티브 몰드로부터 제거된다.11g of 1H, 1H, 2H, 2H-perfluoro octyle acrylate is 0.1g of Irgacure® 819 and 0.2 sold by 8g of dipropylene glycol diacrylate and Ciba Spezialitaetenchemie Lampersheim GmbH It was mixed with gram of Irgacure® 184. 60 μl of this mixture was applied onto a 2 × 2 cm nickel plate patterned in the negative form of a mold body with scattering centers. Subsequently, a plate of PMMA, 1 mm thick and 1 × 1 size, was applied to the surface of the mixture on the nickel plate. The mixture obtained on the nickel plate sandwiched between the nickel plate and the small plate of PPMA is then subjected to 2 seconds of UV radiation from a conventional quicksilver lamp. Next, the substrate with the cured forming composite bonded thereto is removed from the negative mold.

광 가이드 부재는 단면이 웨지 형상일 수 있다. 그러나, 평행육면체 광 가이드 부재가 설치되고, 광 입구 표면(light entry surface)은 평행육면체의 측면인 것이 바람직하다. 평행육면체 광 가이드 부재는 입방형인 것이 바람직하다. 평행육면체 광 가이드 부재의 설치는 본 발명에 따라 설치된 회절성 표면 소자 때문에 획득되는 양호한 광 효율에 의해 가능하다. 따라서, 생산의 실질적인 단순화가 달성된다. 평행육면체 광 가이드 부재의 두께는 0.1 - 3 ㎜의 범위인 것이 바람직하다.The light guide member may have a wedge shape in cross section. However, it is preferable that a parallelepiped light guide member is provided, and the light entry surface is the side of the parallelepiped. It is preferable that the parallelepiped light guide member is cubic. The installation of the parallelepiped light guide member is possible by the good light efficiency obtained due to the diffractive surface element installed according to the present invention. Thus, substantial simplification of production is achieved. It is preferable that the thickness of the parallelepiped light guide member is in the range of 0.1-3 mm.

바람직하게는, 하나 또는 복수의 LED 또는 CCFL인 광원은 광 가이드 부재의 내부 및/또는 외부에 배열된다. 표면 소자는 광원 또는 광원들의 위치에 의해 배열된다. 표면 소자를 대응하도록 배열함에 의해, 출사면의 다른 위치에 존재하는 다른 광의 세기 등은 균일한, 즉, 특히 시준된 단색 및/또는 백색 광이 표면 소자에 의해 출사면에서 방출되도록 보상될 수 있다.Preferably, the light source, which is one or a plurality of LEDs or CCFLs, is arranged inside and / or outside of the light guide member. The surface element is arranged by the light source or the position of the light sources. By arranging the surface elements correspondingly, the intensity of other light, etc., present at different locations on the exit surface, can be compensated such that uniform, ie, collimated monochromatic and / or white light is emitted at the exit surface by the surface element. .

출사면을 향해 유도된 광량을 향상시키도록, 리플렉터가 설치될 수 있다. 이 리플렉터는 예를 들어, 광원을 부분적으로 둘러싼다. 예를 들어, 로드(rod) 형상의 광원은 포물선 리플렉터의 초점에 배열되는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 복수의 평면상의 리플렉터는 포물선의 리플렉터에 부가하여 또는 대신하여 설치될 수 있다. 또한, 광 가이드 부재의 출사면이 아닌 광 가이드 부재의 외부 표면은 광의 부주의한 손실을 피하도록 설치될 수 있다. 대응하는 광 가이드는 광 가이드 부재의 측면에서 예를 들어, 본 발명에 따른 표면 소자를 설치함에 의해 또한 획득될 수 있다. 광 및/또는 시준 및/또는 스펙트럼 영향의 목적이 있는 가이드가 광원의 표면 상에 본 표면 소자를 설치함에 의해 또한 더 달성될 수 있다.The reflector may be installed to improve the amount of light directed toward the exit surface. This reflector partially surrounds the light source, for example. For example, a rod-shaped light source is preferably arranged at the focal point of the parabolic reflector. Similarly, a plurality of planar reflectors may be installed in addition to or in place of the parabolic reflectors. Also, the outer surface of the light guide member, which is not the exit surface of the light guide member, can be installed to avoid inadvertent loss of light. The corresponding light guide can also be obtained from the side of the light guide member, for example by installing a surface element according to the invention. Guides for the purpose of light and / or collimation and / or spectral influence can also be further achieved by installing the present surface element on the surface of the light source.

광 가이드 부재의 출사면에 표면 소자를 설치함에 부가하여 또는 표면 소자를 설치하는 대신에, 그러한 표면 소자가 광 가이드 부재의 반대 측, 즉 바닥 측에 또한 설치될 수 있다. 따라서, 표면 소자에 의해 회절된 광은 디스플레이를 향하는 광 가이드 부재를 통해 유도된다.In addition to installing the surface element on the exit surface of the light guide member or instead of installing the surface element, such a surface element may also be provided on the opposite side of the light guide member, that is, on the bottom side. Thus, the light diffracted by the surface element is guided through the light guide member facing the display.

특히, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 출사면 또는 반대측 표면에 특히 설치되는 인접하는 표면 소자 사이의 거리는 광원에 대한 거리가 증가함에 따라 감소한다. 이것은 광의 세기가 광원의 부근에서 높고, 광원에 대한 거리가 증가함에 따라 감소한다는 사실을 허용한다. 예를 들어, 광 가이드 부재 내에 배열된 광원은 표면 소자의 동심원에 의해 둘러싸일 수 있고, 원들의 상호 거리는 광원에 대한 거리가 증가함에 따라 감소한다. 광원, 특히 광원의 방사 특성의 유형에 따라, 그 유형에 적합한 표면 소자를 달리 배열하는 것이 이득이 될 수 있다.In particular, in a preferred embodiment of the present invention, the distance between adjacent surface elements which are particularly installed on the exit surface or the opposite surface decreases with increasing distance to the light source. This allows the fact that the light intensity is high in the vicinity of the light source and decreases with increasing distance to the light source. For example, the light source arranged in the light guide member may be surrounded by concentric circles of the surface element, and the mutual distance of the circles decreases as the distance to the light source increases. Depending on the type of light source, in particular the radiation characteristics of the light source, it may be advantageous to arrange the surface elements differently for that type.

따라서, 표면 소자의 주기적인 배열뿐만 아니라 비주기적인 배열이 가능하다. 표면 소자는 광원 또는 광원들의 유형 및 위치에 의해 배열되는 것이 바람직하다.Thus, aperiodic as well as periodic arrangement of the surface elements is possible. The surface element is preferably arranged by the type and position of the light source or light sources.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 평면 디스플레이는 LCD 소자와 같은 액정 소자를 구비한다. 본 발명에 따르면, 액정 소자는 상술한 명세서에 대응하도록 구성된 조명 장치에 의해 백라이팅된다.According to a preferred embodiment of the present invention, the flat panel display has a liquid crystal element such as an LCD element. According to the invention, the liquid crystal element is backlit by an illumination device configured to correspond to the above specification.

종래 기술에 따른 공지된 디스플레이 또는 액정 소자는 라이트 박스와 같은 광 소자를 포함한다. 복수의 형광성 튜브, 특히 CCFL는 광 소자에서 광원으로서 배열된다. 형광성 튜브에 의해 방출되는 광을 더욱 균일하게 만들어 액정 소자의 조명을 더욱 균일하게 만들기 위해, 포일은 형광성 광 튜브와 액정 소자 사이에 배열된다. 이 포일은 소위 BEF 및 DBEF 포일로 각각 불린다. BEF 포일은 광도(luminosity)를 강화시킨다. 이것은 포일에 복수의 프리즘(prism)을 설치함에 의해 달성된다. DBEF 포일은 액정 소자의 후면으로부터 반사된 광의 극성을 변화시키고, 광을 액정 소자를 향하여 되돌리는데 사용된다. 또한, PRF 포일은 극성을 변화시키도록 사용된다. 그러나, 그러한 포일의 설치는 포일이 광의 일부를 흡수하는 결점을 갖는다.Known displays or liquid crystal elements according to the prior art include optical elements such as light boxes. A plurality of fluorescent tubes, in particular CCFLs, are arranged as light sources in the optical device. In order to make the light emitted by the fluorescent tube more uniform and to make the illumination of the liquid crystal element more uniform, the foil is arranged between the fluorescent light tube and the liquid crystal element. These foils are called so-called BEF and DBEF foils respectively. BEF foils enhance luminosity. This is accomplished by installing a plurality of prisms on the foil. The DBEF foil is used to change the polarity of the light reflected from the back side of the liquid crystal element and to return the light toward the liquid crystal element. Also, PRF foils are used to change the polarity. However, the installation of such foils has the drawback that the foil absorbs some of the light.

본 평면 디스플레이에서, BEF 포일 및 바람직하게는 또한 DBEF 포일과 PDF 포일은 본 발명에 따라 구성된 광 가이드 부재로 대체된다. CCFL와 같은 복수의 광튜브가 설치되는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 광 튜브의 전면에 배열되는 본 발명에 따른 광 가이드 부재는 복수의 표면 소자 또는 표면 소자의 그룹을 포함한다. 광 가이드 부재는 광 튜브당 하나의 구역(zone)을 갖고, 그 구역은 바람직하게는 광 튜브와 평행하게 배열되고 복수의 표면 소자 또는 표면 소자의 그룹을 갖는 것이 바람직하다. 여기서, 개개의 구역은 구성에 있어서 동일할 수 있다. 따라서, 생산 단가가 감소될 수 있다.In the present flat panel display, the BEF foil and preferably also the DBEF foil and the PDF foil are replaced with a light guide member constructed in accordance with the present invention. Preferably, a plurality of optical tubes such as CCFLs are provided. As described above, the light guide member according to the present invention arranged on the front surface of the light tube includes a plurality of surface elements or groups of surface elements. The light guide member has one zone per light tube, which zone is preferably arranged parallel to the light tube and has a plurality of surface elements or groups of surface elements. Here, the individual zones may be identical in configuration. Therefore, the production cost can be reduced.

개개의 구역에 개개의 표면 소자 또는 표면 소자의 그룹이 라인(line)과 열(column)로 배열되는 것이 바람직하다. 여기서, 단일 라인 사이의 거리는 광 튜브로부터 거리가 증가함에 따라 감소하는 것이 특히 바람직하다. 따라서, 광 가이드 부재의 출사면으로부터 출사하는 광은 균일하게, 즉, 특히 광도 분포 및/또는 파장 분포가 더욱 균일하게 될 수 있다. 결과적으로, BEF 포일 및 가능하게는 또한 DBEF 포일과 PRF 포일이 생략될 수 있다.It is preferable that individual surface elements or groups of surface elements are arranged in lines and columns in individual zones. It is particularly preferable here that the distance between single lines decreases with increasing distance from the light tube. Therefore, the light exiting from the exit surface of the light guide member can be made uniform, that is, in particular the brightness distribution and / or the wavelength distribution can be more uniform. As a result, BEF foils and possibly also DBEF foils and PRF foils can be omitted.

구역은 개개의 하부 구역으로 분할되는 것이 가능하다. 하부 구역은 직사각형의 구역인 것이 바람직하고, 광 가이드 부재의 측면 모서리에 위치되는 하부 구역에서의 표면 소자 또는 표면 소자 그룹의 수는 더 내부에 위치된 하부 구역보다 큰 것이 바람직하다. 또한, 구역 및 하부 구역의 제공 대신에 표면 소자 또는 표면 소자의 그룹의 비주기적 배열을 제공하는 것이 가능하다.It is possible for the zone to be divided into individual subzones. The lower zone is preferably a rectangular zone, and the number of surface elements or surface element groups in the lower zone located at the side edges of the light guide member is preferably larger than the lower zone located further. It is also possible to provide an aperiodic arrangement of surface elements or groups of surface elements instead of the provision of zones and subzones.

여기서, 개개의 표면 소자 또는 표면 소자의 그룹은 광 튜브의 광도 특성에 의해 배열된다. 표면 소자 또는 표면 소자의 그룹의 밀도는 코너 및 모서리에서 높은 것이 바람직하다.Here, individual surface elements or groups of surface elements are arranged by the light intensity characteristic of the light tube. The density of the surface element or group of surface elements is preferably high at the corners and corners.

당업자에 대해 최상의 모드(mode)를 포함하는 본 발명의 충분히 가능한 개시가 첨부한 도면의 참조를 포함하는 명세서의 나머지 부분에서 더욱 특히 설명될 것이다.The fullest possible disclosure of the present invention, including the best mode for those skilled in the art, will be more particularly described in the remainder of the specification, which includes references to the accompanying drawings.

도 1은 조명 장치의 개략적인 사시도.1 is a schematic perspective view of a lighting device.

도 2는 표면 소자의 표면 구조의 일례를 도시한 도면.2 shows an example of a surface structure of a surface element.

도 3은 표면 소자의 가능한 배열의 일례를 도시한 도면.3 shows an example of a possible arrangement of surface elements.

도 4는 다른 구역에서 광 가이드 부재의 출사면을 분할하는 일례를 도시한 도면.4 shows an example of dividing the exit face of the light guide member in another zone;

도 5는 도 4에 도시된 구역을 기술 또는 규정하는 제 1 표를 나타낸 도면.FIG. 5 shows a first table describing or defining the zone shown in FIG. 4; FIG.

도 6은 도 4에 도시된 구역을 기술 또는 규정하는 제 2 표를 나타낸 도면.FIG. 6 shows a second table describing or defining the zone shown in FIG. 4; FIG.

도 7은 도 4에 도시된 구역을 기술 또는 규정하는 제 3 표를 나타낸 도면.FIG. 7 shows a third table describing or defining the zone shown in FIG. 4; FIG.

도 8 및 도 9는 조명 장치의 추가 실시예의 개략적인 상면도.8 and 9 are schematic top views of further embodiments of the lighting device.

도 10은 분해도를 나타낸 평면 디스플레이의 개략적인 도면.10 is a schematic representation of a flat panel display in exploded view;

도 11은 평면 디스플레이에서 사용되는 본 발명에 따른 적합한 광 가이드 부재의 개략적인 상면도.11 is a schematic top view of a suitable light guide member according to the invention for use in a flat panel display.

도 12는 광 가이드 부재의 부분 확대도.12 is a partially enlarged view of the light guide member.

본 발명의 조명 장치는 도시된 실시예에서 입방형이고, 예를 들어 PPMA 등과 같은 투명 수지 또는 플라스틱 재료로 이루어질 수 있는 광 가이드 부재(light guiding member)(10)를 포함한다. 나타낸 실시예에서, 로드(rod) 형상의 광원은 광 가이드 부재(10)의 일 측면(12)을 따라 배열되고, 광원(14)의 세로축(longitudinal axis)은 측면(12)과 평행하게 배열된다. 광원(14)은 포물선의 리플렉터(reflector)(16)에 의해 둘러싸이고, 포물선의 리플렉터의 개방 측은 측면(12)을 향해 유도된다. 따라서, 측면(12) 내로 커플링되는 광량은 증가한다. 나타낸 광 튜브 대신에 복수의 LED인 광원(14)은 20,000 ~ 50,000 ㏅/㎡의 범위 내의 광 밀도(light density)를 갖는 것이 바람직하다. 관형 광원(tubular light source)(14)을 설치하는 경우, 포물선의 리플렉터(16)의 초점 축(focal axis)에 동일하게 배열되는 것이 바람직하다.The lighting device of the present invention is in the illustrated embodiment and includes a light guiding member 10 which is cubic in shape and can be made of a transparent resin or plastic material, for example PPMA or the like. In the embodiment shown, a rod-shaped light source is arranged along one side 12 of the light guide member 10, and the longitudinal axis of the light source 14 is arranged parallel to the side 12. . The light source 14 is surrounded by a parabolic reflector 16, with the open side of the parabolic reflector being directed towards the side 12. Thus, the amount of light coupled into the side 12 is increased. It is preferable that the light source 14 which is a plurality of LEDs instead of the light tube shown has a light density in the range of 20,000 to 50,000 mW / m 2. In the case of providing a tubular light source 14, it is preferable that the tubular light source 14 be arranged equally in the focal axis of the parabolic reflector 16.

광 가이드 부재(10)의 밑면(18)은 리플렉터 필름 등의 리플렉터(20)가 설치된다. 또한, 리플렉터는 측면(22 및/또는 24 및/또는 26)에 배열되는 것이 가능하다. 리플렉터를 설치하는 대신에 그 대응하는 표면이 또한 연마될 수도 있다. 혹 은, 리플렉션층을 증착(vapor depositing)하는 것이 유리할 수도 있다.The bottom 18 of the light guide member 10 is provided with a reflector 20 such as a reflector film. It is also possible for the reflectors to be arranged on the sides 22 and / or 24 and / or 26. Instead of installing the reflector, its corresponding surface may also be polished. Alternatively, it may be advantageous to vapor depositing the reflection layer.

복수의 회절성 표면 소자(30)는 본 발명에 따른 표면 구조가 형성되도록 광 가이드 부재(10)의 출사면(exit surface)(28)에 위치된다.A plurality of diffractive surface elements 30 are located on an exit surface 28 of the light guide member 10 such that the surface structure according to the invention is formed.

개개의 표면 소자(30)는 회절 격자로 작용한다. 여기서, 다른 표면 소자는 다른 격자 상수를 갖는 선형의 회절 격자로 설계되어 설치된다. 개개의 표면 소자(30)의 표면(32)(도 2)은 예를 들어, 사인(sine) 격자 상(phase)으로 설계된다. 여기서, 각 표면 소자(30)는 2개의 사인 모양의 반파장(sinusoidal half wave)을 포함하는 것이 바람직하다.Each surface element 30 acts as a diffraction grating. Here, different surface elements are designed and installed as linear diffraction gratings having different grating constants. The surface 32 (FIG. 2) of the individual surface elements 30 is designed, for example, in a sine lattice phase. Here, each surface element 30 preferably comprises two sinusoidal half waves.

개개의 표면 소자(30)의 제조, 및 특히 표면 소자(30)의 표면 구조(32)의 제조는 본 발명에 따른 포토리소그래픽(photolithographic) 처리에 의해 이루어진다. 또한, 특히 바람직한 실시예에서, 표면 소자(30)는 유럽 특허 05 003 358호에 기술된 바와 같이 제조될 수 있다.The production of the individual surface elements 30, and in particular the surface structure 32 of the surface element 30, is made by a photolithographic process according to the invention. In addition, in a particularly preferred embodiment, the surface element 30 can be manufactured as described in EP 05 003 358.

특히, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 개개의 표면 소자(30)는 표면 소자의 그룹(33)(도 3)에 포함된다. 도시된 실시예에서, 표면 소자의 그룹(33)은 그룹 사이의 간격 및 일정한 상호 거리로 배열된 여섯 개의 표면 소자(30)를 포함하는 것이 바람직하다. 각 개개의 표면 소자(30)는 표면 소자의 그룹(33)이 단색 또는 백색 광을 실질적으로 방출하도록 다른 표면 구조를 갖는다.In particular, in a preferred embodiment of the present invention, individual surface elements 30 are included in a group 33 of surface elements (FIG. 3). In the illustrated embodiment, the group 33 of surface elements preferably comprises six surface elements 30 arranged at a constant mutual distance and the spacing between the groups. Each individual surface element 30 has a different surface structure such that the group of surface elements 33 emits substantially monochromatic or white light.

다른 파장의 광을 커플링 아웃(coupling out)하도록, 다른 표면 소자(30), 즉 다른 표면 구조체의 표면 소자(30)를 설치하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 3의 실시예에 도시된 바와 같이, 이들 소자는 도 3에서 1 내지 6으로 표시된 여 섯 개의 다른 표면 소자(30)가 될 수 있다. 도 3에서 명백한 바와 같이, 특정 파장을 커플링 아웃하도록 사용되는 도시된 실시예의 다른 표면 소자(1 내지 6)는 각각 반복 구조로 배열된다.It is preferable to provide another surface element 30, that is, a surface element 30 of another surface structure, so as to couple out light of different wavelengths. For example, as shown in the embodiment of FIG. 3, these elements may be six different surface elements 30, labeled 1 through 6 in FIG. 3. As is apparent from FIG. 3, the other surface elements 1 to 6 of the illustrated embodiment used to couple out specific wavelengths are each arranged in a repeating structure.

도시된 실시예에서, 표면 소자(30)는 정사각형이고 약 15 ㎛의 모서리의 길이를 갖는다.In the embodiment shown, the surface element 30 is square and has a length of an edge of about 15 μm.

특히, 바람직한 실시예(도 4)에서, 개개의 표면 소자(30)는 구역(zone)으로 배열된다. 도 4에서, 구역은 1 내지 10 및 1_1 내지 1_4로 디자인된다. 구역의 치수와 구역 내 표면 소자의 거리는 도 5에 도시된 표로부터 명백해진다.In particular, in a preferred embodiment (FIG. 4), the individual surface elements 30 are arranged in zones. In FIG. 4, the zones are designed from 1 to 10 and 1_1 to 1_4. The dimensions of the zone and the distance of the surface elements in the zone are evident from the table shown in FIG. 5.

도 4 및 도 5에 도시된 실시예에서, 광원은 좌측, 즉, 도 4에서 1로 표시된 구역 곁에 위치된다. 광원으로부터 시작하여, 개개의 표면 소자(30)의 상호 거리는 광원에 대한 거리가 증가함에 따라 점차 감소한다. 개개의 구역 또는 영역 내에서, 표면 소자는 일정한 거리를 갖는다. 하지만, 표면 소자는 하나의 구역 내에 다른 거리를 갖는 것이 또한 가능하다. 특히, 세로 방향으로, 즉 도 4에서 왼쪽으로부터 오른쪽까지의 거리는 세로 방향에 수직인 거리로부터 변경할 수 있다.In the embodiment shown in FIGS. 4 and 5, the light source is located on the left side, ie next to the zone indicated by 1 in FIG. 4. Starting from the light source, the mutual distance of the individual surface elements 30 gradually decreases as the distance to the light source increases. Within individual zones or regions, the surface elements have a constant distance. However, it is also possible for the surface element to have different distances in one zone. In particular, the distance from the longitudinal direction, ie from left to right in FIG. 4, can be changed from the distance perpendicular to the longitudinal direction.

ORA의 시뮬레이션 소프트웨어 "광 툴(Light Tool)"을 사용하여, 도 1 내지 도 5를 참조하여 기술된 바와 같은 조명 장치는 도 4 및 도 5에 규정된 구역으로 구성되고, 동질성, 색, 광밀도, 조광력(illuminating power) 뿐만 아니라 시준이 측정되었다. 대응 측정값은 코너와, 모서리로부터 약 2 ㎜인 모서리의 중심과, 광 가이드의 중심에 위치된 아홉 지점에서 측정되었다.Using ORA's simulation software “Light Tool”, an illumination device as described with reference to FIGS. 1 to 5 consists of the zones defined in FIGS. 4 and 5 and is homogeneous, color, and light density. , Collimation as well as illuminating power was measured. Corresponding measurements were taken at the corner, at the center of the corner about 2 mm from the corner, and at nine points located at the center of the light guide.

도 4 및 도 5에 규정된 바와 같은 표면 소자의 배열에서, 실행된 시뮬레이션 은 다음 결과를 나타냈다.In the arrangement of the surface elements as defined in FIGS. 4 and 5, the simulations performed showed the following results.

동질성: 91%Homogeneity: 91%

색: 백색Color: white

평균 조광력: 1600 luxAverage dimming power: 1600 lux

평균 광밀도: 2950 nitAverage Light Density: 2950 nit

시준 방향: 17°Collimation direction: 17 °

다른 시뮬레이션에서, 개개의 구역(도 4)에서 표면 소자(30) 사이의 거리는 도 6으로부터 명백히 규정되었다.In another simulation, the distance between the surface elements 30 in the individual zones (FIG. 4) was clearly defined from FIG. 6.

여기서, 다음 결과가 획득된다.Here, the following results are obtained.

동질성: 86%Homogeneity: 86%

색: 회색(약간 청색)Color: gray (slightly blue)

평균 조광력: 1000 luxAverage dimming power: 1000 lux

평균 광밀도: 1900 nitAverage light density: 1900 nit

시준 방향: 17°Collimation direction: 17 °

또다른 시뮬레이션에서, 개개의 구역(도 6)에서 표면 소자(30) 사이의 거리는 도 7로부터 명백히 규정되었다.In another simulation, the distance between the surface elements 30 in the individual zones (FIG. 6) was clearly defined from FIG. 7.

여기서, 다음 결과가 획득된다.Here, the following results are obtained.

동질성: 대략 78%Homogeneity: about 78%

색: 백색Color: white

평균 조광력: 1050 luxAverage dimming power: 1050 lux

평균 광밀도: 1850 nitAverage light density: 1850 nit

시준 방향: 17°Collimation direction: 17 °

다른 테스트에서, 구역(8, 9 및 10)은 생략되어, 더 짧은 광 가이드 부재(10)를 도 4에 도시된 광 부재에 대응하는 왼쪽으로부터 어떤 광이 또한 커플링되었는지 검사(examine)하였다. 따라서, 테스트된 광 가이드 부재는 약 36 ㎜(길이) 및 44 ㎜(너비)의 치수를 갖고, 길이를 구역의 방향, 즉, 도 4에서 왼쪽으로부터 오른쪽까지 측정하였다. 구역 내의 개개의 표면 소자 사이의 거리는 구역(1 내지 6)과 구역(1_1, 1_2, 1_3 및 1_4)에 대해 도 5에 규정된 거리에 대응한다. 여기서, 다음 결과가 측정되었다.In other tests, zones 8, 9 and 10 were omitted to examine the shorter light guide member 10 which light was also coupled from the left side corresponding to the light member shown in FIG. Thus, the light guide member tested had dimensions of about 36 mm (length) and 44 mm (width) and the length was measured from the left to the right in the direction of the zone, ie in FIG. 4. The distance between the individual surface elements in the zone corresponds to the distance defined in FIG. 5 for zones 1 to 6 and zones 1_1, 1_2, 1_3 and 1_4. Here, the following results were measured.

동질성: 대략 88%Homogeneity: about 88%

색: 백색Color: white

평균 조광력: 1100 luxAverage dimming power: 1100 lux

평균 광밀도: 2150 nitAverage light density: 2150 nit

시준 방향: 17°Collimation direction: 17 °

추가 테스트에서, 광 가이드 부재(10)의 표면은 구역으로 분할되지 않고, 개개의 표면 소자 사이의 일정한 거리가 선택되었다. 여기서, 다음 결과가 획득되었다.In a further test, the surface of the light guide member 10 was not divided into zones, and a constant distance between the individual surface elements was selected. Here, the following results were obtained.

거리: 4 ㎛Distance: 4 μm

동질성: 대략 75%Homogeneity: about 75%

색: 백색Color: white

평균 조광력: 1850 luxAverage dimming power: 1850 lux

평균 광밀도: 3350 nitAverage light density: 3350 nit

시준 방향: 17°Collimation direction: 17 °

거리: 6 ㎛Distance: 6 ㎛

동질성: 대략 78%Homogeneity: about 78%

색: 백색Color: white

평균 조광력: 1600 luxAverage dimming power: 1600 lux

평균 광밀도: 2400 nitAverage light density: 2400 nit

시준 방향: 17°Collimation direction: 17 °

거리: 8 ㎛Distance: 8 ㎛

동질성: 대략 82%Homogeneity: about 82%

색: 백색Color: white

평균 조광력: 1400 luxAverage dimming power: 1400 lux

평균 광밀도: 2500 nitAverage light density: 2500 nit

시준 방향: 17°Collimation direction: 17 °

거리: 10 ㎛Distance: 10 ㎛

동질성: 대략 84%Homogeneity: about 84%

색: 백색Color: white

평균 조광력: 1200 luxAverage dimming power: 1200 lux

평균 광밀도: 2200 nitAverage light density: 2200 nit

시준 방향: 17°Collimation direction: 17 °

거리: 11 ㎛Distance: 11 μm

동질성: 대략 87%Homogeneity: about 87%

색: 백색Color: white

평균 조광력: 1200 luxAverage dimming power: 1200 lux

평균 광밀도: 2150 nitAverage light density: 2150 nit

시준 방향: 17°Collimation direction: 17 °

상기 테스트 결과로부터, 다음 결론이 도출된다.From the test results, the following conclusion is drawn.

1. 회절성 표면 소자의 배열 및 분포는 광 분포에 관해 큰 동질성을 갖는다.1. The arrangement and distribution of diffractive surface elements have great homogeneity with respect to light distribution.

2. 거의 동질성이 없는 비교적 덜 우수한 표면 배열이라도, 색을 혼합하면 항상 백색이 된다.2. Even a relatively less excellent surface arrangement with almost no homogeneity, the color is always white when mixed.

3. 시준 방향은 표면 소자의 분포에 관계없이 설정될 수 있다.3. The collimation direction can be set regardless of the distribution of surface elements.

4. 광의 세기는 점들 사이의 거리의 함수이다.4. The intensity of light is a function of the distance between the points.

특히, 본 조명 장치를 75% 이상의 동질성이 받아들여지는 모바일 폰용 백라이트로 사용하는 경우, 유저(user)에게 적합한 높은 품질의 디스플레이의 조명이 달성된다. 특히, 시준의 목표 방향은 광 가이드 포일(foil)의 도움없이 소정의 색 온도와 결합하여 달성될 수 있다. 따라서, 구성 요소의 수가 감소되고, 설계가 훨씬 융통성 있게 되는 동시에 전체 시스템의 소형화가 더욱 가능하다.In particular, when the present lighting device is used as a backlight for a mobile phone where at least 75% homogeneity is accepted, illumination of a high quality display suitable for the user is achieved. In particular, the target direction of collimation can be achieved in combination with a predetermined color temperature without the aid of a light guide foil. Thus, the number of components is reduced, the design is much more flexible, and the whole system can be further miniaturized.

도 8 및 도 9는 모바일 폰 용 백라이트로서 특히 적당한 조명 장치의 두개의 다른 실시예를 도시한다.8 and 9 show two different embodiments of lighting devices which are particularly suitable as backlights for mobile phones.

광 가이드 부재(10)는 이전의 도면에 대해 기술한 바와 같이 기본적으로 구성된다. 광원은 LED이다. 도 8의 실시예에서, 단일 LED(34)는 광 가이드 부재(10)의 코너에 배열된다. 대응하는 코너(36)는 LED(34)의 출사측이 코너 내에 또는 직사각형의 광 가이드 부재(18) 내에 배열되도록 모서리를 깍아내는 것이 바람직하다. 이 결과, 광은 모서리를 깍아낸 표면(48)을 통해 광 가이드 부재(10) 내로 커플링된다. 광 가이드 부재(10)는 정사각형이 아니라 통상적으로 직사각형이기 때문에, 깎아낸 모서리는 45°의 각으로 만들어지지 않고 짧은 변(40)과 경사진 표면(38) 사이의 각(α)이 45°보다 작도록 만들어지는 것이 바람직하다.The light guide member 10 is basically configured as described with respect to the previous figures. The light source is LED. In the embodiment of FIG. 8, a single LED 34 is arranged at the corner of the light guide member 10. The corresponding corner 36 preferably shaves off the corners such that the exit side of the LED 34 is arranged in the corner or in the rectangular light guide member 18. As a result, the light is coupled into the light guide member 10 through the chamfered surface 48. Since the light guide member 10 is typically rectangular rather than square, the cutout edge is not made at an angle of 45 ° and the angle α between the short side 40 and the inclined surface 38 is greater than 45 °. It is desirable to be made small.

도시된 실시예에서, 개개의 표면 소자나 표면 소자의 개개의 그룹의 배열은 광이 균일하게 커플링 아웃되는 것이 가능하다. 여기서, 쇄선(dash line)(42)의 방향으로 개개의 표면 소자나 표면 소자의 그룹 사이의 거리는 개개의 소자 또는 그룹 사이의 거리가 LED로부터 거리가 증가함에 따라 감소하도록 변화한다.In the illustrated embodiment, the individual surface elements or the arrangement of individual groups of surface elements allow the light to be evenly coupled out. Here, the distance between individual surface elements or groups of surface elements in the direction of dash line 42 changes so that the distance between individual elements or groups decreases as the distance from the LED increases.

도 9에 도시된 조명 장치의 실시예는 광원으로서 LED(44)를 또한 포함하고, 도시된 실시예에서, 세 개의 LED(44)는 광 가이드 부재(10)의 짧은 변(40)에 배열된다. 여기서, 광 가이드 부재(10)는 짧은 변(40)에서 오목부(46)를 포함하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 오목부(46)는 반원 형상이다. 도시된 실시예에서, 오목부(46)는 광 가이드 부재(10)의 전체 두께에 걸쳐 연장된다. 반구의 오목부를 설치하는 것이 또한 가능하고, 구의 직경은 광 가이드 부재(10)의 두께보다 작다.The embodiment of the lighting device shown in FIG. 9 also includes an LED 44 as a light source, in which the three LEDs 44 are arranged on the short side 40 of the light guide member 10. . Here, it is preferable that the light guide member 10 includes the recessed part 46 in the short side 40. Preferably, the recess 46 is semicircular. In the embodiment shown, the recess 46 extends over the entire thickness of the light guide member 10. It is also possible to provide a recess of the hemisphere, and the diameter of the sphere is smaller than the thickness of the light guide member 10.

본 실시예에서, 표면 소자 또는 표면 소자의 그룹은 출사면(20)에서 광도(luminosity) 분포의 균일화를 획득하도록 재배열된다.In this embodiment, the surface elements or groups of surface elements are rearranged to obtain uniformity of the luminance distribution at the exit surface 20.

물론, 기술된 다른 실시예가 결합될 수 있다. 예를 들어, LED가 각기 다른 변에 설치될 수 있다. 특히, 복수의 LED가 광 가이드 부재(10)의 전체 주변 둘레에 배열된다. 유사하게는, 도 8 및 도 9에 도시된 실시예의 결합이 가능하다. 특히, LED가 하나 또는 몇개의 CCFL 튜브와 결합하는 것이 적당할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 조명 장치는 도 8에 특히 도시된 바와 같이, 각각의 LED가 CCFL 튜브(14)의 반대 측 두 개의 코너에 설치되도록 변경될 수 있다. 따라서, CCFL 튜브(14)로부터 상당한 거리에 있는 이들 두 개의 코너의 양호한 조명이 단순한 방식으로 보증될 수 있다.Of course, other embodiments described may be combined. For example, LEDs can be installed on different sides. In particular, a plurality of LEDs are arranged around the entire periphery of the light guide member 10. Similarly, a combination of the embodiments shown in FIGS. 8 and 9 is possible. In particular, it may be appropriate for the LED to couple with one or several CCFL tubes. For example, the lighting device shown in FIG. 1 can be modified such that each LED is installed at two corners opposite the CCFL tube 14, as shown in particular in FIG. 8. Thus, good illumination of these two corners at a considerable distance from the CCFL tube 14 can be ensured in a simple manner.

본 조명 장치의 바람직한 실시예에서, 평면 디스플레이에 동일하게 제공된다. 평면 디스플레이의 본질적인 소자는 액정(liquid crystal)(50)(도 10)이다. 액정 소자는 통상적으로 LCD 소자이다. 또한, 라이트 박스(light box) 등은 복수의 상호 평행한 광 튜브(54)를 포함하는 광원(52)으로 설치된다. 광 튜브(54)는 CCFL인 것이 바람직하다.In a preferred embodiment of the present lighting device, the same is provided for a flat panel display. An essential element of a flat panel display is liquid crystal 50 (FIG. 10). The liquid crystal element is usually an LCD element. In addition, a light box or the like is provided as a light source 52 including a plurality of mutually parallel light tubes 54. The light tube 54 is preferably CCFL.

종래 기술에 따르면, 몇몇의 포일이 라이트 박스(52)와 액정 소자(50) 사이에 설치된다. 이들은 소위 BEF, DBEF 및 PRF 포일로 불린다.According to the prior art, several foils are provided between the light box 52 and the liquid crystal element 50. These are called BEF, DBEF and PRF foils.

본 발명에 따르면, 적어도 BEF 포일은 광 가이드 부재(56)로 대체된다. 광 가이드 부재(56)는 도 1 내지 도 3에 대해 상술한 바와 같이 기본적으로 구성된다.According to the invention, at least the BEF foil is replaced with a light guide member 56. The light guide member 56 is basically configured as described above with respect to FIGS.

광 가이드 부재(56)는 광 튜브(54)와 수평 또는 평행 지향의 복수의 구역(58)을 포함한다. 각각의 구역(58)은 광 튜브(54)와 관련되고, 광 튜브(54)는 구역(58) 뒤의 중심에 위치되는 것이 바람직하다. 구역(58)은 동일하게 구조되고, 즉, 각각의 구역은 동일한 배열의 표면 소자 또는 표면 소자의 그룹을 갖는 것이 바람직하다.The light guide member 56 includes a plurality of zones 58 in horizontal or parallel orientation with the light tube 54. Each zone 58 is associated with a light tube 54, with the light tube 54 preferably located at the center behind the zone 58. Zones 58 are identically structured, ie each zone preferably has the same arrangement of surface elements or groups of surface elements.

표면 소자의 그룹(33)의 바람직한 배열이 도 12에 도시되어 있다. 여기서, 표면 소자의 개개의 그룹(33)은 중심선(60)에 대해 대칭적으로 배열된다. 중심선(60)으로부터 시작하여, 표면 소자의 개개의 그룹(33) 사이의 거리는 화살표(62)의 방향으로, 즉, 외측으로 감소한다.A preferred arrangement of the group of surface elements 33 is shown in FIG. Here, the individual groups 33 of surface elements are arranged symmetrically with respect to the centerline 60. Starting from the centerline 60, the distance between the individual groups 33 of surface elements decreases in the direction of the arrow 62, ie outwardly.

도시된 실시예에서, 표면 소자의 그룹(33)은 라인(line)과 열(column)로 배열되고, 열 사이의 거리는 일정하다. 본 발명의 전개에서, 구역(58)은 직사각형의 하부 구역으로 분할되는 것이 바람직하다. 도 2에서, 이 하부 구역은 나란히 배열된다. 여기서, 개개의 하부 구역 내에 다른 간격 거리를 설치하는 것이 가능하고, 모서리에서 하부 구역, 즉 도 12에서 좌측 또는 우측에서, 더 작은 간격 거리를 갖는 것이 바람직하다.In the embodiment shown, the groups of surface elements 33 are arranged in lines and columns and the distance between the columns is constant. In the development of the present invention, the zone 58 is preferably divided into rectangular lower zones. In Fig. 2 these lower zones are arranged side by side. Here, it is possible to install different spacing distances within the individual lower zones, and it is desirable to have smaller spacing distances in the lower zone at the corners, ie left or right in FIG. 12.

라이트 박스(52) 대신에 또는 라이트 박스(52)에 부가하여(도 10), 네 개 이상의 광 튜브(54)는 예를 들어, 광이 광 가이드 부재(56)에 측면으로 조사되도록 광 가이드 부재(56)의 주변을 따라 배열되어 설치될 수 있다. 또한, 표면 소자 또는 표면 소자의 그룹은 광도가 LCD 소자를 향하는 광 가이드 부재로부터 가능한 균일하게 분포되도록 배열된다. 개개의 표면 소자 또는 표면 소자의 그룹 사이에 거리는 광 가이드 부재의 중심을 향해 감소하는 것이 바람직하다. 광 가이드 부재의 표면을 네 개의 구역 또는 세그먼트(segment), 바람직하게는 광 가이드 부재의 중심에 대해 대칭적인 각각의 점으로 바람직하게 구성되는 네 개의 동일한 직사각형 의 세그먼트로 분할되는 것이 또한 가능하다.Instead of or in addition to the light box 52 (FIG. 10), the four or more light tubes 54 may, for example, allow the light guide member to be irradiated laterally to the light guide member 56. It may be arranged along the periphery of 56. Further, the surface elements or groups of surface elements are arranged such that the luminous intensity is distributed as uniformly as possible from the light guide member facing the LCD element. The distance between individual surface elements or groups of surface elements is preferably reduced toward the center of the light guide member. It is also possible to divide the surface of the light guide member into four zones or segments, preferably four identical rectangular segments which are preferably composed of respective points symmetrical about the center of the light guide member.

본 발명이 상세한 예시적인 실시예를 참조하여 기술되고 설명되었지만, 본 발명이 이러한 예시적인 실시예에 제한되는 것은 아니다. 당업자들은 이하의 청구항에 의해 규정된 바와 같이 본 발명의 본질적인 범위로부터 벗어나지 않고 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 인정할 것이다. 따라서, 첨부된 청구 범위와 그 등가물의 범위 내에 속하는 그러한 변경 및 수정 모두는 본 발명 내에 포함된 것이다.Although the present invention has been described and described with reference to detailed exemplary embodiments, the present invention is not limited to these exemplary embodiments. Those skilled in the art will recognize that changes and modifications can be made without departing from the essential scope of the invention as defined by the following claims. Accordingly, all such changes and modifications that fall within the scope of the appended claims and their equivalents are included within the invention.

Claims (23)

평면 디스플레이, 특히 모바일 애플리케이션 디스플레이 백라이트용 조명 장치로서,Lighting devices for flat panel displays, in particular mobile application display backlights 광원과,Light source, 상기 광원으로부터 방출되는 광이 커플링 인(coupling in) 되고, 출사면(exit surface)에서 커플링 아웃(coupling out) 되는 광 가이드 부재를 포함하고,A light guide member coupled to the light emitted from the light source and coupled out at an exit surface, 상기 출사면은 광 전파를 위한 회절성 표면 소자를 포함하는 표면 구조를 구비하고,The exit surface has a surface structure comprising a diffractive surface element for light propagation, 모든 표면 소자는 일정한 진폭을 갖는 표면 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.And wherein all surface elements have a surface structure with a constant amplitude. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 개개의 표면 소자는 스펙트럼 광 분할(spectral light splitting)로 광의 시준된 번들(bundle)을 발생하는 회절 소자로 작용하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.Said individual surface elements acting as diffractive elements generating a collimated bundle of light with spectral light splitting. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 표면 소자는 둘 이상의 인접하는 광의 번들의 중첩에 의해 단색 및/또 는 백색 광이 발생되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.And the surface element is arranged such that monochromatic and / or white light is generated by superposition of bundles of two or more adjacent lights. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 표면 소자는 0.04 ~ 10000 ㎛2, 특히 0.04 ~ 500 ㎛2의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 조명 장치.Said surface element having a size of 0.04 to 10000 μm 2 , in particular 0.04 to 500 μm 2 . 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 개개의 표면 소자는 0 ~ 100 ㎛, 특히, 0 ~ 50 ㎛, 특히 바람직하게는 0 ~ 15 ㎛의 상호 거리를 갖는 것을 특징으로 하는 조명 장치.The individual surface elements have a mutual distance of 0 to 100 μm, in particular 0 to 50 μm, particularly preferably 0 to 15 μm. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 인접하는 표면 소자의 거리는 광원으로부터 거리가 증가함에 따라 감소하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.And the distance of the adjacent surface element decreases as the distance from the light source increases. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 인접하는 표면 소자 사이의 거리는 단계적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.And the distance between the adjacent surface elements decreases step by step. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 표면 소자는 비 주기적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.And the surface elements are arranged aperiodically. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 출사면은 상기 표면 소자가 동일한 거리를 갖는 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.And the exit surface comprises an area in which the surface elements have the same distance. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광원은 상기 광 가이드 부재 내에 및/또는 상기 광 가이드 부재 없이 배열되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.And the light source is arranged in and / or without the light guide member. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광의 커플링 인(coupling in)을 강화시키기 위해, 상기 광원은 리플렉터(reflector)에 의해 부분적으로 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 조명 장치.And the light source is partially enclosed by a reflector to enhance the coupling in of the light. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 포물선의 리플렉터가 설치되고, 형광성 튜브로서 설계된 상기 광원이 초점에 배열되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.A parabolic reflector is provided and the light source designed as a fluorescent tube is arranged at a focal point. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 출사면이 아닌 상기 광 가이드 부재의 적어도 하나의 측면은 리플렉터 로 설치되며 및/또는 반사면을 갖는 것을 특징으로 하는 조명 장치.At least one side of the light guide member other than the exit surface is provided with a reflector and / or has a reflecting surface. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광원은 하나 또는 복수의 LED를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.And the light source comprises one or a plurality of LEDs. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광 가이드 부재는 평행한 파이프 형상인 것을 특징으로 하는 조명 장치.And the light guide member has a parallel pipe shape. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광 가이드 부재는 웨지 형상(wedge-shape)이고, 상기 광원은 상기 웨지의 작은 측에 배열되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.And the light guide member is wedge-shape and the light source is arranged on the small side of the wedge. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 복수의, 바람직하게는 적어도 2개, 특히 적어도 4개, 가장 바람직하게는 적어도 6개의 표면 소자가 표면 소자의 그룹에 포함되고, 표면 소자의 그룹은 단색 및/또는 백색 광을 방출하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.A plurality, preferably at least two, in particular at least four, most preferably at least six surface elements are included in the group of surface elements, the group of surface elements emitting monochromatic and / or white light Lighting device. 액정 소자 및 상기 액정 소자를 백라이팅하는 상기 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 기재된 조명 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.A flat panel display comprising the liquid crystal element and the illuminating device according to any one of claims 1 to 17 for backlighting the liquid crystal element. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 광원으로서 특히 복수의 상호 평행한 광 튜브가 설치되고, 상기 광 가이드 부재는 광 튜브당 하나의 구역(zone)을 포함하며, 상기 구역은 바람직하게는 상기 광 튜브에 평행하게 배열되고 표면 소자 및/또는 표면 소자의 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.As said light source there are in particular provided a plurality of mutually parallel light tubes, said light guide member comprising one zone per light tube, said zone being preferably arranged parallel to said light tube and having surface elements and And / or group of surface elements. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 상기 표면 소자 및/또는 상기 표면 소자의 그룹은 구역에 라인(line) 및 열(column)로 배열되고, 바람직하게는 상기 라인 사이의 거리는 상기 광 튜브로부터의 거리가 증가함에 따라 감소하는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.The surface elements and / or groups of surface elements are arranged in lines and columns in the zone, preferably the distance between the lines decreases as the distance from the light tube increases. Flat display. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,The method of claim 19 or 20, 상기 표면 소자 또는 상기 표면 소자의 그룹의 배열은 각 구역에서 중심선에 대칭적이고, 상기 중심선은 바람직하게는 상기 광 튜브로부터 가장 짧은 거리에 설치되는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.And the arrangement of the surface elements or groups of surface elements is symmetrical to the center line in each zone and the center line is preferably installed at the shortest distance from the light tube. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 상기 구역은 하부 구역으로 분할되고, 상기 하부 구역은 바람직하게는 직사각형의 형상인 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.Wherein said zone is divided into a lower zone, said lower zone being preferably rectangular in shape. 제 22 항에 있어서,The method of claim 22, 모서리에 측방으로 설치되는 하부 구역은 다른 상기 하부 구역보다 표면 소자 또는 표면 소자의 그룹을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.And the lower section laterally installed at the corner further comprises a surface element or a group of surface elements than the other lower region.
KR1020077005518A 2004-09-09 2005-08-10 Lighting device for evenly retroilluminating flat-panel monitors, comprising a fiber optic light guide having diffractive surface elements KR100918243B1 (en)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04021429 2004-09-09
EP04021429.8 2004-09-09
EP05100313.5 2005-01-19
EP05100313 2005-01-19
EP05005303.2 2005-03-10
EP05005303 2005-03-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070041622A true KR20070041622A (en) 2007-04-18
KR100918243B1 KR100918243B1 (en) 2009-09-21

Family

ID=35057053

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077005518A KR100918243B1 (en) 2004-09-09 2005-08-10 Lighting device for evenly retroilluminating flat-panel monitors, comprising a fiber optic light guide having diffractive surface elements

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP4791474B2 (en)
KR (1) KR100918243B1 (en)
TW (1) TW200609623A (en)
WO (1) WO2006027304A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014028155A1 (en) * 2012-08-13 2014-02-20 3M Innovative Properties Company Colorful diffractive luminaires providing white light illumination
KR20180051184A (en) * 2016-11-08 2018-05-16 삼성전자주식회사 Directional backlight unit, image display apparatus having the same

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008279597A (en) 2006-05-10 2008-11-20 Oji Paper Co Ltd Concavo-convex pattern forming sheet and its manufacturing method, reflection preventing body, phase difference plate, process sheet original plate, and method for manufacturing optical element
JP5135539B2 (en) * 2007-06-07 2013-02-06 王子ホールディングス株式会社 Diffuse light guide and backlight unit
ATE512172T1 (en) 2009-04-07 2011-06-15 Nanogate Ind Solutions Gmbh IMPRESSION COMPOSITION
JP2014072019A (en) * 2012-09-28 2014-04-21 Dainippon Printing Co Ltd Light guide board and surface illuminant device
US20150098243A1 (en) * 2013-10-09 2015-04-09 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Illumination device with spaced-apart diffractive media

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09178949A (en) * 1995-12-25 1997-07-11 Sharp Corp Plane illumination device
JPH10269824A (en) * 1997-03-26 1998-10-09 Omron Corp Diffraction grating and reflection type image display device using it
FI106323B (en) * 1998-12-30 2001-01-15 Nokia Mobile Phones Ltd Backlight light guide for flat screen
JP2001155520A (en) * 1999-11-22 2001-06-08 Sharp Corp Flat light source, and back light optical system and display using it
US6598987B1 (en) * 2000-06-15 2003-07-29 Nokia Mobile Phones Limited Method and apparatus for distributing light to the user interface of an electronic device
JP3394025B2 (en) * 2000-09-13 2003-04-07 嶋田プレシジョン株式会社 Front light light guide plate
JP4470388B2 (en) * 2003-04-16 2010-06-02 凸版印刷株式会社 Light guide plate, illumination device using the same, and display device
JP4470387B2 (en) * 2003-04-16 2010-06-02 凸版印刷株式会社 Illumination device and display device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014028155A1 (en) * 2012-08-13 2014-02-20 3M Innovative Properties Company Colorful diffractive luminaires providing white light illumination
KR20180051184A (en) * 2016-11-08 2018-05-16 삼성전자주식회사 Directional backlight unit, image display apparatus having the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008512834A (en) 2008-04-24
KR100918243B1 (en) 2009-09-21
TW200609623A (en) 2006-03-16
WO2006027304A1 (en) 2006-03-16
JP4791474B2 (en) 2011-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7682062B2 (en) Illuminating device
KR100506092B1 (en) Light guide panel of edge light type backlight apparatus and edge light type backlight apparatus using the same
US7044628B2 (en) Backlight unit
EP2080044B1 (en) Light outcoupling structure for a lighting device
US7217025B2 (en) Backlight unit
US20050002174A1 (en) Light guide panel with optical deflector and edge-light type backlight system
KR100918243B1 (en) Lighting device for evenly retroilluminating flat-panel monitors, comprising a fiber optic light guide having diffractive surface elements
CN108885309B (en) Grating-based backlight using reflective grating islands
US7581850B2 (en) Light guide plate and backlight module using the same
JP2006350343A (en) Lighting device for surface display element, and surface display device provided with the same
US7623197B2 (en) Flat screen
US20060104089A1 (en) Light guide plate and a backlight module using the same
RU2306587C1 (en) Lighting system
KR100843289B1 (en) Light guide plate provided with diffraction grating and surface lighting device using the same
KR100781383B1 (en) Light guide plate with enhanced color reproducibility, lighting unit and display device using the same
US7242838B2 (en) Backlight module with reflection member
KR101414605B1 (en) Back light unit and display device comprising the same
CN100501465C (en) Illumination device for uniform backlighting of flat panel displays
JP4645150B2 (en) Backlight unit
US20120275189A1 (en) Patterned Light Distribution Device
KR20050029768A (en) Surface light illumination apparatus
KR100861118B1 (en) Optic film and backlight module using same
Nesterenko et al. 40.4: Design and Analysis of Tapered Waveguides as Collimators for LED Backlighting
JP2006120483A (en) Backlight unit

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
E902 Notification of reason for refusal
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee