KR20040094853A

KR20040094853A - 조명 시스템 및 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR20040094853A
Application number: KR10-2004-7015073A
Authority: KR
Inventors: 홀렌크리스토프지에이; 하르베르스제랄드; 피페퍼니콜라비
Original assignee: 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.; 루미리즈 라이팅 네덜란즈 비.브이.
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2003-03-21
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2023-03-21
Also published as: CN1306295C; KR100951377B1; WO2003083530A1; TWI283781B; US7572045B2; US20050180167A1; AU2003212589A1; TW200305042A; JP2005524194A; JP4273002B2; ATE527562T1; EP1493050B1; EP1493050A1; CN1643409A

Abstract

소형 백라이트 시스템(backlight system)은 전면 벽(front wall)(2)과, 이 전면 벽(2)에 대향하여 위치된 후면 벽(rear wall)(3)과, 전면 벽(2)과 후면 벽(3) 사이의 제 1 에지면(edge surface)(4)과, 그에 대향하는 제 2 에지면을 포함하는 발광 패널(light-emitting panel)(1)을 구비한다. 제 1 광원(6)은 광투과성인 제 1 에지면(4)과 연결되어 있다. 본 발명에 따르면, 발광 패널(1)은 제 1 에지면(4)으로부터 제 2 에지면(5)을 향하는 방향으로 확장 구역(widening section)(100)을 거쳐 넓어지고, 후면 벽(3)은 다수의 스텝(step)(13, 13', ...)-이러한 스텝에서 전면 벽(2)에 대향하는 표면(17)은 전면 벽(2)에 대해 실질적으로 평행함-을 갖는 확장 구역(100)에 걸쳐 제공되어 있다. 제 1 에지면의 표면적인 S₁과 제 2 에지면(5)의 표면적인 S₂의 비가 1.5<S₁/S₂<3의 범위를 갖는 것이 바람직하다.

Description

조명 시스템 및 디스플레이 장치{COMPACT LIGHTING SYSTEM AND DISPLAY DEVICE}

종래의 조명 시스템은 그 자체로도 잘 알려져 있고, 에지 조명 시스템(edge lighting systems)이라고도 한다. 이 시스템은 특히 예를 들면, TV 세트 및 모니터 등에 이용되는 (화상) 디스플레이 장치에서 백라이트 시스템(backlightingsystems)으로 사용된다. 이러한 조명 시스템은 (휴대형) 컴퓨터 또는 (휴대) 전화기에서 사용되는 액정 디스플레이 장치-LCD 패널로도 지칭됨- 등과 같은 수광성 디스플레이(non-emissive displays)를 위한 백라이트로서 사용되기에 특히 적합하다.

상기 디스플레이 장치는 일반적으로 적어도 하나의 전극에 의해서 각각 제어되는 화소(pixels)의 규칙적인 패턴을 구비하는 기판을 포함한다. 이러한 디스플레이 장치는 (화상) 디스플레이 장치의 (화상) 스크린의 해당 필드 내에 화상 또는 데이터 그래픽 디스플레이를 형성하기 위해 제어 회로를 활용한다. LCD 장치 내의 백라이트로부터 생성되는 광은 스위치 또는 변조기(modulator)를 이용하여 변조되고, 여러 타입의 액정 효과가 사용된다. 추가하여, 디스플레이는 전기 영동(electrophoretic) 효과 또는 전자 기계적(electromechanical) 효과에 기반할 수 있다.

이러한 조명 시스템은 또한 일반적인 조명 용도 또는 상업용 조명 용도(예를 들면, 숍 윈도우(shop window) 조명 또는 보석 등과 같은 아이템이 디스플레이되는 유리 또는 합성 수지로 이루어진 (투명 또는 반투명) 플레이트의 조명 등)를 위한 조명기(luminaires)로서 이용될 수 있다. 또한, 이러한 조명 시스템은 예를 들면, 유리벽(glass wall)이 특정한 조건 하에서 광을 방출하게 하거나, 광을 이용하여 윈도우를 통과하는 시야를 감소시키거나 차단하게 하는 창유리(window panes)로서 사용된다. 또 다른 애플리케이션으로는 광고 조명판용으로 이러한 조명 시스템을 사용하는 것이 있다.

서문 단락에서 언급된 조명 시스템에 있어서, 일반적으로 사용된 광원은 예를 들면, 단일 또는 복수의 CCFL(cold-cathode fluorescent lamps) 등과 같은 관형 저압 수은 증기 방전 램프(tubular low-pressure mercury vapor discharge lamp)이고, 작동 중에 광원에 의해 방출되는 광은 도광관(optical waveguide)으로서 작동하는 발광 패널에 결합된다. 이 도광관은 일반적으로 예를 들면 합성 수지 또는 유리를 사용하여 제조된 비교적 얇고 평평한 패널로 구성되고, 광은 내부 (전)반사((total) internal reflection)의 영향 하에서 도광관을 통해 전송된다.

이와 다른 광원으로서, 이러한 조명 시스템은 예를 들면 발광 다이오드(LED) 등의 전계 발광 소자(electroluminescent elements) 등과 같은 복수의 광전 소자(optoelectronic elements)-전자 광학 소자(electro-optical elements)로도 지칭됨-를 또한 구비할 수 있다. 이러한 광원은 일반적으로 발광 패널의 광 투과성 에지면의 부근 또는 인접한 위치에 제공되는데, 이 경우에 해당 광원으로부터 생성되는 광은 작동 중에 광 투과 에지면 위에 입사되고, 패널 내에서 자체적으로 분산된다.

조명 시스템은 미국 특허 출원 제 5,575,549 호에 공지되어 있다. 균일한 밝기(brightness)로 선형 광원(linear light source)에서 생성되는 광은 광 입사 에지면을 통해 발광 패널(광 파이프(light pipe)로도 지칭됨)에 결합된다. 상기 광 입사 에지면을 통과하여 전송되는 광의 일부분은, 원추형 또는 다각형 피라미드 형상의 소위 오목부(concave portions)의 경사진 표면 위에 입사되게 된다. 광이 광 전도부(light conducting member) 내의 오목부에서 굴절된 후에, 광은 발광 패널로부터 방출된다.

알려진 조명 시스템의 단점은 발광 패널로부터 방출되는 광의 균일한 분포가아직도 비교적 불충분하다는 것이다.

본 발명은 발광 패널(light-emitting panel)을 구비하는 조명 시스템(lighting system)에 관한 것으로, 이 조명 시스템은 전면 벽(front wall)과, 전면 벽에 대향하여 위치된 후면 벽(rear wall)과, 전면 벽과 후면 벽 사이에 있는 제 1 에지면(edge surface)-제 1 에지면은 광 투과성임-과, 제 1 에지면에 대향하는 제 2 에지면을 포함하되, 적어도 하나의 제 1 광원은 제 1 에지면과 연결되어 있고, 작동 중에, 제 1 광원으로부터 생성되는 광은 제 1 에지면 위에 입사되고, 패널 내에서 분산된다.

또한, 본 발명은 상기 조명 시스템을 구비하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 조명 시스템의 일실시예를 포함하는 디스플레이 장치의 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 조명 시스템의 다른 실시예를 포함하는 디스플레이 장치의 단면도,

도 3a는 도 1 또는 도 2에 도시된 조명 시스템의 후면 벽 위의 스텝에 대한 일실시예를 도시하는 단면도,

도 3b는 도 1 또는 도 2에 도시된 조명 시스템의 후면 벽 위의 스텝에 대한 다른 실시예를 도시하는 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 조명 시스템의 다른 실시예를 포함하는 디스플레이 장치의 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 조명 시스템의 또 다른 실시예를 포함하는 디스플레이 장치의 단면도.

본 발명의 목적은 상술된 단점의 전부 또는 일부를 해결하는 것이다. 본 발명에 따르면, 도입 단락에서 언급된 종류의 조명 시스템은 이러한 목적을 위해서, 발광 패널이 제 1 에지면으로부터 제 2 에지면을 향하는 방향으로 확장 구역(widening section)을 거쳐 확장된다는 것과, 전면 벽을 대향하는 표면이 실질적으로 그 전면 벽에 대해 평행하게 되어 있는 다수의 스텝(steps)을 구비하는 확장 구역 위에 후면 벽이 마련된다는 것을 특징으로 한다.

발광 패널은 제 1 에지면에서부터 확장되는 확장 구역을 구비하기 때문에, 발광 패널이 확장되어 있는 한, 광이 제 1 에지면으로부터 제 2 표면을 향해서 발광 패널을 통과하여 처음으로 이동하는 동안에, 제 1 에지면의 영역에서 발광 패널에 결합된 광이 발광 패널에서 방출되지 않는다. 추가하여, 전면 벽에 대향하는 스텝의 표면이 실질적으로 전면 벽에 대해 평행하기 때문에, 광이 발광 패널을 통해서 제 1 에지면으로부터 제 2 에지면을 향해 처음으로 이동하는 동안에 광은 발광 패널의 확장 구역의 후면 벽 위에 있는 스텝에서 굴절될 수 없다. 광이 실질적으로 평행한 표면 위에서 내부 전반사(total internal reflection : TIR)에 의해 반사되기 때문에, 도광관(light guide)의 확장 구역을 통과하여 제 1 에지면으로부터 이동하는 광의 각도 분포는 실질적으로 동일하게 유지된다. 그러나, 상술된 도광관의 확장 구역의 방향과는 반대 방향으로 이동되는 광은 점차 좁아지는 패널을따라 이동하게 되고, 스텝들에 의해서 반사 또는 굴절될 가능성이 있으며, 그 결과로 전방 표면(front surface)을 통과하여 발광 패널로부터 방출될 수 있다. 전방 표면을 통과하여 도광관으로부터 광을 방출시키기 위해서는, 광이 제 1 에지면으로부터 제 2 에지면으로 이동된 이후에 광이 반사되게 하여 반사된 이후에 광이 비확장 패널(예를 들면 좁아지는 패널 등)을 통해 이동되게 하거나, 패널이 적어도 하나의 확장 구역만큼의 적어도 하나의 비확장 구역(예를 들면 좁아지는 구역 등)으로 이루어지게 하는 것이 필요하다. 이와 다르게, 패널은 양방향 광 추출(bidirectional light extraction)을 제공하는 도광관을 따라서 넓어지는 확장 구역을 포함한다. 발광 패널의 확장 구역을 통해 처음 이동하는 동안에, 제 1 에지면에 결합된 광은 이러한 발광 패널로부터 방출될 수 없기 때문에, 이러한 이동 도중에 광이 패널 내에서 분산되는 것과, 2개 이상의 서로 다른 색을 가질 수 있는 광원으로부터 생성되는 광이 충분히 혼합되는 것을 증진시킨다. 광의 양호한 분산 및/또는 혼합은 발광 패널에서 방출되는 광의 균일성을 증진시킨다. 발광 패널은 확장 발광 패널을 통과하는 광의 제 1 경로에서 광을 위한 광-혼합 챔버(light-mixing chamber)로서 기능한다. 알려진 조명 시스템에서, 이러한 광-혼합 챔버는 일반적으로 발광 패널 외부에 제공되는데, 이는 이러한 광-혼합 패널이 불필요하게 넓은 공간을 차지하기 때문이다. 본 발명에 따른 방법은 광-혼합 챔버를 발광 패널 내에 집적시키는 것이기 때문에, 이는 상당히 공간을 절약할 수 있게 한다.

웨지형 발광 패널(wedge-shaped light-emitting panels)은 그 자체로도 잘 알려져 있으나(예를 들면, 미국 특허 출원 제 5,575,549 호에 공지된 조명 시스템참조), 이러한 공지된 웨지형 발광 패널은, 광이 발광 패널 내에 결합되는 에지면 영역에서 가장 넓고, 제 2 에지면 영역에서 가장 좁은 형태를 갖는다는 것을 유의해야 한다.

본 발명에 따르면, 조명 시스템에 의해 방출되는 광을 매우 균일하게 분산시키면서, 특히 소형의 조명 시스템을 획득할 수 있다. 이것에 의해 특히 (화상) 디스플레이 장치의 경우에 디스플레이 장치의 조명을 더 균일하게 구현할 수 있다.

본 발명에 따른 조명 시스템의 바람직한 실시예는, 제 1 에지면의 표면적인 S₁과 제 1 에지면(4)에 실질적으로 평행한 발광 패널 내의 최대 단면적인 S_lcs의 비가 다음의 관계식을 만족시키는 것을 특징으로 한다.

광원에서 생성되고 발광 패널에 결합되는 광은 대략 +42° 내지 -42° 사이에서 변동되는 각도 분포를 갖는다. 제 1 에지면의 표면적(S₁)과 발광 패널의 최대 두께 부분에서의 단면적(S_lcs)의 비에 대한 하한(lower limit)(즉, S_lcs/S₁>1)은, 제 1 에지면에 근접한 적어도 하나의 확장 구역 내에서 적어도 웨지 형상을 갖는다는 사실에 의해서 획득된 것이다. S_lcs/S₁비에 대한 상한(upper limit)(즉, S_lcs/S₁<10)은 발광 패널이 너무 두껍지 않아야 한다는 요청에 의해 결정된 것이다. 원칙적으로, 예를 들면, 디스플레이 장치의 크기(스크린 지름)는 발광 패널의 크기(지름)를 결정한다. 제 1 에지면이 2㎜의 두께를 갖는다면, S_lcs/S₁=10이라는 공식은, 제 2에지면 또는 발광 패널의 최대 두께 부분에서 제 1 에지면에 평행한 발광 패널의 단면적이 20㎜의 두께를 갖는다는 것을 의미한다. 또한, 이와 같이 높은 비의 경우에 발광 패널의 제조 용이성도 감소된다.

S_lcs/S₁비는 1.5<S_lcs/S₁<3의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다. S_lcs/S₁비가 바람직한 범위 내에 있는 발광 패널은 (사출(injection)) 성형 프로세스에 의해 용이하게 제조될 수 있다. S_lcs/S₁비의 특히 적합한 비율은 S_lcs/S₁≒2이다. 예를 들어, 제 1 에지면의 적합한 두께는 3㎜이고, 이는 S_lcs/S₁=2인 경우에 발광 패널의 최대 두께는 6㎜가 된다는 것을 의미한다. 제 1 에지면을 위한 이와 다른 적합한 두께는 1㎜이고, 이는 S_lcs/S₁=2인 경우에 발광 패널의 최대 두께가 2㎜라는 것을 의미한다.

본 발명에 따른 조명 시스템의 바람직한 실시예는 제 2 에지면이 발광 패널 내부의 광을 반사시킨다는 것을 특징으로 한다. 광원에서 생성된 광이 발광 패널의 확장 구역을 통해 처음으로 이동하는 것은 광의 균일한 분산 및 혼합에 주로 기여하고, 이 구역에서 광은 발광 패널을 통과하여 복귀 이동(return travel)을 시작할 때까지는 발광 패널로부터 방출될 수 없기 때문에, 광이 제 2 에지면에서 반사되는 것이 중요하다.

본 발명에 따른 조명 시스템의 바람직한 실시예에서, 제 2 에지면의 표면은 거울 반사형 또는 확산 반사형이거나 거울 반사 물질 또는 확산 반사 물질을 구비한다. 확산 반사는 광 각도 분포의 무작위화(randomization) 또는 평활화(smoothing)를 촉진한다. 이러한 방식으로, 조명 시스템은 광원의 방사 패턴에 대해 민감하지 않게 될 수 있다. 거울 반사 표면에서의 반사는 발광 패널 내에서 광을 유지하는 매우 효과적인 방법을 제공한다. 반사 물질은 예를 들면, 해당 에지면 위에 마련된 박막(foil)일 수 있다.

본 발명에 따른 조명 시스템의 또 다른 실시예에서, 제 2 에지면은 다면화(faceted)되어 있다. 해당 에지면을 다면화하면, 반사 도중에 광을 여러 방향으로 향하게 할 수 있다. 그에 따라서 광의 각도 분포도 유리한 영향을 받을 수 있다. 조명 시스템의 또 다른 실시예에서, 제 2 에지면은 발광 패널의 후면 벽에 의해 90°이상의 각도로 둘러싸여 있다.

본 발명에 따른 확장형 발광 패널의 더 두꺼운 부분에 거울 반사가 사용될 수 있기 때문에, 유사한 2개의 상술된 발광 패널의 두꺼운 단(ends)이 서로 부착되어 있는 구성에서 소위 "2중 확장(double widening)" 발광 패널을 또한 이용할 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 조명 시스템의 특히 바람직한 실시예는 제 2 에지면이 광투과성을 갖고, 제 2 광원이 제 2 에지면과 연결되어 있으며, 작동 중에, 제 2 광원에서 생성되는 광은 제 2 에지면 위에 입사되고 패널 내에서 자체적으로 분산된다는 것과, 발광 패널은 제 2 에지면에서부터 제 1 에지면을 향하는 방향을 따라서 확장된다는 것을 특징으로 한다. 제 1 에지면에서부터 확장될 뿐만 아니라 제 2 에지면에서부터 확장되는 발광 패널은 발광 패널의 중심 부근의 어느 위치에서 최대 치수에 도달할 것임이 명백할 것이다.

이와 다르게, 본 발명에 따른 조명 시스템의 바람직한 실시예는 발광 패널이확장 구역과 제 2 에지면 사이에 양방향 광 추출을 제공하는 도광부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이는 비교적 큰 크기의 발광 패널을 갖는 조명 시스템에서 특히 유리하다. 이러한 방식으로, 양호한 광 혼합 특성을 제공하면서 발광 패널 두께가 제한되도록 유지하여, 발광 패널로부터 방출되는 광이 높은 수준의 균일성을 갖게 한다.

발광 패널에서 양방향 광 추출을 수행하는 도광부의 후면 벽은 내부 전반사를 국부적으로 중단시킴으로서 광을 추출하는 구조물을 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 조명 시스템의 더 바람직한 실시예에서, 발광 패널에서 양방향 광 추출을 수행하는 도광부의 후면 벽 위의 구조물은 전면 벽에 대향하는 표면이 실질적으로 전면 벽에 대해 평행하게 되어 있는 다수의 스텝에 의해서 형성된다.

본 발명에 따른 조명 시스템의 바람직한 실시예는 발광 패널의 후면 벽 위에 있는 스텝의 다른 표면이 전면 벽의 수직 방향에 대해 각도(β)만큼의 각을 이루는 것을 특징으로 한다(-48°<β<48°). 각도(β)의 경계값은 발광 패널을 이루는 물질 및 발광 패널을 둘러싸는 물질의 굴절율에 의해 결정된다. 특히, β는 β=arcsin(n_sm/n_lep)라는 관계식을 만족시키는데, 여기에서 n_lep는 발광 채널의 굴절률이고, n_sm은 주변 물질(surrounding material)의 굴절률이다. 예로서, 발광 패널은 굴절률(n_gl)이 1.45인 유리로 제조되고, 주변 물질은 굴절률(n_air)이 1.45인 공기라면, β=arcsin(1/1.45)≒44°가 된다. 각도(β)가 내부 전반사를 위한 한계 각도를 초과하는 것을 방지함으로써, 광은 자신이 발광 패널을 통과하여 처음으로 이동하는 동안에 실질적으로 시준(collimate)될 수 없고, 이는 제 2 에지면에 있는 거울 반사형 미러의 경우에 바람직하다. 각도(β)는 0≤β≤48°의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 광이 일단 반사되고 나면, 바람직한 범위 내에 있는 각도(β)를 가지고 해당 광은 발광 패널로부터 용이하게 방출될 수 있다. 스텝의 다른 표면 위에 입사되는 광은 후면 벽을 통해 발광 패널로부터 방출되어 그 이후에 발광 패널 내부로 재반사되거나, 전면 벽의 표면을 통해서 뒤에 방출될 수 있는 가능성을 가지고 전면 벽을 향해서 직접적으로 반사될 수 있다. 이러한 양쪽의 가능성을 함께 이용하여, 각도(β)를 조정하는 것에 의해 전방 표면을 통해 방출되는 광의 균일한 분포를 획득할 수 있다. 이와 다르게, 각도(β)는 직접 반사 성분의 영향을 최소화하기 위해 조정될 수 있다. 이러한 경우에, 각도(β)의 선택은 0°이다. 스텝의 상부 또는 스텝의 바로 뒤에 거울 반사기가 있는 경우에, 발광 패널로부터 전면 벽의 표면을 통과하는 광을 추출하는 효과를 최대화하고, 추출된 광의 균일성을 최대화하기 위한 각도(β)의 바람직한 선택은 대략 45°이다.

사용된 광원은 예를 들면, 백색 LED 또는 다른 타입의 LED 및/또는 서로 결합되어 있는 서로 다른 색상의 LED 등과 같은 LED에 의해 형성될 수 있다. 색상은 LED를 적절히 이용함으로써 원하는 방식으로, 예를 들면 원하는 색온도(color temperature)를 갖는 백색광을 형성하기 위해서 혼합될 수 있다. 이를 위하여, 본 발명에 따른 조명 시스템의 실시예는, 광원이 하나의 백색 LED 또는 서로 다른 발광 파장을 갖는 적어도 2개의 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다. 광원은 3개의 발광 다이오드를 포함하는 것이 바람직하다. 발광 패널의 확장 구역은 발광 패널 내의 광 분포를 균질화(homogenization)하기 위해 사용되기 때문에, 단일 백색 LED를 사용하는 것이 유리하다. LED는 그 자체로도 알려진 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED의 조합 또는 예를 들면, 적색 LED, 녹색 LED, 청색 LED 및 호박색(amber) LED의 조합을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 3개의 발광 파장을 갖는 LED는 서로 다른 발광 파장을 갖는 2개의 LED에 의해 구현될 수 있는데, 여기에서 이러한 타입 중 하나의 타입을 갖는 LED는 (부분적으로) 형광체(phosphor)를 구비하여, LED의 광 방출은 형광체에 의해서 제 3의 원하는 발광 파장을 갖는 형광체에 의해 변환될 수 있다. 그 자체로도 알려진 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED의 조합은 디스플레이 장치의 상태와 무관하게 색 변경을 구현할 수 있게 한다. LED를 사용하는 것은 동적 조명(dynamic lighting) 가능성이 획득되기 때문에 더욱 유리하다. 이를 위하여, 센서를 에지면들 중 하나에 위치시켜서 작동 중에 광원에 의해 방출되는 광의 광학 특성을 측정한다.

발광 다이오드의 광선속(luminous fluxes)을 변경시킬 수 있으므로, LED에 의해 방출되는 광의 양을 조정할 수 있다. 일반적으로 이러한 광선속의 제어는 에너지 효율 방식으로 실행된다. 그러므로, LED는 그다지 효과를 손실하지 않으면서 희미해질(dimmed) 수 있다. 발광 다이오드에 의해서 방출되는 광의 세기는, 디스플레이 장치에 의해서 디스플레이되는 화상의 조명 정도에 응답하거나 주변 광(ambient light)의 조명 레벨에 응답하여 변동 가능한 것이 바람직하다. 디스플레이 장치에 의해서 디스플레이되는 화상의 컬러 포인트(color point)는 조명 시스템에 의해 결정되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 디스플레이 장치에 의해 디스플레이되는 화상의 (개선된) 다이내믹 레인지(dynamic range)(예를 들면 콘트라스트 등)가 달성된다.

각각의 발광 다이오드는 적어도 5 lm의 광선속을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 비교적 높은 출력을 갖는 LED는 LED 파워 패키지(LED power packages)로 지칭된다. 이러한 고효율, 고출력 LED를 사용하면, 원하는 비교적 높은 광 출력을 위해 필요한 LED의 개수가 상대적으로 적어질 수 있다는 특정한 이점을 갖는다. 이는 조밀한 구성 및 효율성을 갖는 조명 시스템을 제조할 수 있게 하는 이점을 갖는다. LED를 사용하는 것의 추가적인 이점은 가용 수명(useful life)이 상대적으로 매우 길고, 에너지 소모가 상대적으로 낮으며, LED를 갖는 조명 시스템의 유지 비용이 낮다는 것이다.

제 1 에지면에서부터 확장되고, 발광 패널의 확장 구역을 통과하여 처음으로 이동되는 동안에 광이 방출될 수 없게 하는 웨지형 발광 패널을 구비하는 조명 시스템 내에서, 예를 들면 사전 결정된 색 온도를 갖는 백색 광 등과 같이 원하는 색상 혼합물에 도달할 때까지 여러 광 색상을 혼합하기 위해 상당한 시간이 걸릴 수 있다. 광원이 전체적으로 예를 들면, 서로 다른 발광 파장을 갖는 6개 또는 최대 3개의 (고출력) 발광 다이오드만을 포함하게 하는 방식으로, 비교적 큰 치수를 갖는 발광 패널을 구현할 수 있다. 이와 다른 실시예에서는, 단일 LED로도 충분하다. 알려진 조명 시스템에서는, 일반적으로, 이러한 제한된 개수의 LED의 경우에 광이 충분히 분산되게 하고, 다수의 LED인 경우에 광이 (화상) 디스플레이 장치의방향을 향해서 발광 패널로부터 균일하고 균질하게 방출되도록 발광 패널 내에서 균일하게 혼합되게 하기 위해서 상당한 크기를 갖는 광-혼합 챔버를 필요로 한다.

다른 바람직한 실시예에서, 조명 시스템은 광원의 광선속을 변경시키는 제어 전자 장치를 포함한다. 원하는 조명 효과는 적절한 제어 전자 장치에 의해서 달성되고, 방출된 광의 균일성도 개선된다. 또한, LED를 적절히 조합함으로써 백색 광을 획득할 수 있는데, 이를 위하여 제어 전자 장치는 원하는 색 온도를 조정하는 가능성을 제공한다.

본 발명에 따른 방법을 이용하여 조명 시스템에 의해 방출되는 광의 분포를 매우 균일하게 하는 특히 소형의 조명 시스템을 획득할 수 있다. 그에 따라서, 특히 (화상) 디스플레이 장치의 경우에 디스플레이 장치의 보다 균일한 조명을 구현할 수 있다.

이하에서, 본 발명은 다수의 실시예 및 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다.

이러한 도면은 단순히 개략적인 것이고, 실제 축적대로 도시된 것이 아니다. 몇몇 치수는 명료성을 위해 특히 강하게 과장되었다. 도면들 내에서 동일한 요소에는 가능한 한 동일한 참조 부호를 부여하였다.

도 1은 본 발명에 따른 조명 시스템의 일실시예를 포함하는 디스플레이 장치의 개략적인 단면도이다. 조명 시스템은 광 투과 물질로 이루어진 발광 패널(1)을 포함한다. 발광 패널(1)은 예를 들면, 합성 수지, 아크릴(acryl), 폴리카보네이트(polycarbonate), PMMA(예를 들면 perspex 등) 또는 유리를 가지고 제조된다. 작동 중에, 광은 내부 전반사(TIR)를 이용하여 발광 패널(1)을 통해 전송된다. 발광 패널(1)은 전면 벽(2)과, 이 전면 벽(2)에 대향하는 후면 벽(3)을 구비한다. 추가하여, 발광 패널(1)의 전면 벽(2)과 후면 벽(3) 사이에는 제 1 에지면(4) 및 제 2 에지면(5)이 존재하는데, 도 1의 예에서, 제 1 에지면(4)은 광투과성을 갖는다.조명 시스템은 예를 들면 다수의 발광 다이오드(LED) 등과 같은 광원(6)을 포함한다. 도 1에 도시된 상황에서, 광원(6)에서 생성되는 광은 작동 중에, 발광 패널(1)의 제 1 에지면(4)에 입사되고, 이 광은 발광 패널(1) 내에서 자체적으로 분산된다. 반사기 수단(16)은 LED의 광을 발광 패널(1) 내부로 도광(guide)시키도록 제공된다. 이와 다른 실시예에서, LED는 발광 패널 내부에 제공되어 있다. 이를 위하여, 발광 패널에는 광원의 형상에 대해 실질적으로 상보적인 형상을 갖는 톱니 모양(indentation)이 형성되어 있다. 이 경우에, 톱니 모양은 제 1 에지면으로서 기능한다.

발광 패널(1)의 후면 벽(3)에는 다수의 스텝(13, 13', ...)(도 3a 및 도 3b 참조)이 마련되어 있다. 본 발명의 방법에 따르면, 발광 패널(1)은 제 1 에지면(4)으로부터 제 2 에지면(5)을 향하는 방향으로 확장 구역(100)을 거치면서 넓어지고, 확장되며, 전면 벽(2)에 대향하는 스텝(13, 13', ...)의 표면(17)은 전면 벽(2)에 대해 실질적으로 평행하다.

광은 발광 패널(1)의 얇은 단(제 1 에지면(4))에서 발광 패널(1)에 결합되고, 발광 패널(1)의 두꺼운 단(제 2 에지면(5))을 향해 전파된다. 도 1의 예에서, 제 2 에지면(5)은 발광 패널(1)이 그의 최대 단면적(S_lcs)에 도달하는 부분이다. 이러한 이동 중에, 발광 패널(1)은 그 두께가 위치에 따라 다르기는 하지만, 평판 도광관(planar light guide)과 동일하게 작용한다. 이는 발광 패널(1) 내의 방사 패턴(radiation pattern)이 발광 패널(1)의 두꺼운 단(제 2 에지면(5))을 향해 진행하는 과정에서 변경되지 않은 채로 유지된다는 것을 의미한다. 제 2 에지면(5)에서, 광은 반사되고, 다시 발광 패널(1)의 얇은 단(제 1 에지면(4))을 향해 전파되기 시작한다. 그러나, 여기에서 발광 패널(1)의 후면 벽 위에 마련된 스텝(13, 13', ...)의 다른 표면 중 하나에 부딪치는 각각의 광선은 발광 패널(1)로부터 (거의 완전히) 방출될 것이다. 이러한 방식으로 발광 패널(1)에서 추출된 광의 균질한 광속 밀도(flux density)를 획득하기 위해서, 간극(pitch)의 감소 및/또는 스텝(13, 13', ...) 높이의 증가를 사용할 수 있다.

바람직하게는, 발광 패널(1)의 후면 벽(3)에 인접하게 확산 반사기(9)를 마련한다. 이러한 반사기(9)는, 광이 발광 패널(1)을 통과하여 전면 벽(2)(발광 패널(1)에서 광을 방출시키는 부분임)을 향하도록 이러한 광을 리디렉트하기 위해 사용된다(도 1에 도시된 예시적인 광선 참조). 추가하여, 전면 벽(2)은 반투명 확산기(translucent diffuser)(8)를 구비한다. 제 2 에지면(5)이 거울 반사형 또는 확산 반사형이거나, 거울 반사 물질 또는 확산 반사 물질을 구비하는 것이 바람직하다. 이와 다른 실시예에서, 제 2 에지면은 다면화되어 있다.

발광 패널(1)은 작동 중에, 예를 들면 액정 디스플레이(LCD) 장치(20) 등과 같은 디스플레이 장치의 방향으로 광을 방출한다. 하우징 내에 수용되어 있는지 여부에 관계없이, 광원(6), 발광 패널(1) 및 LCD 장치(20)의 조립체는(도 1에 도시되지 않음), 예를 들면, (비디오) 이미지 등을 디스플레이하는 디스플레이 장치를 형성한다. 발광 패널(1)은 추가적으로 광의 광학적 특성을 측정하기 위한 센서(도 1에 도시되지 않음)를 구비할 수 있다. 이러한 센서는 광원(6)의 광선속을 적절하게 조정하기 위해서 제어 전자 장치(도 1에 도시되지 않음)에 접속되어 있다. 발광 패널(1)로부터 방출되는 광의 품질 및 양에 영향을 주는 센서 및 제어 저자 장치를 이용하여 피드백 메커니즘을 구현할 수 있다.

광원(6)은 청색 발광 파장, 녹색 발광 파장 및 적색 발광 파장을 갖는 3개의 발광 다이오드(LED)를 포함하는 것이 바람직하다. LED의 광원으로서의 밝기는 일반적으로 형광등(fluorescent tube)에 비해서 몇 배나 높다. 또한, LED를 이용하여 광을 패널 내에 결합시키는 효율은 형광등을 이용하는 것보다 더 크다. 광원으로서 LED를 이용하는 것은, LED를 합성 수지로 이루어진 패널에 위치시킬 수 있다는 것이다. LED는 발광 패널(1)의 방향으로 어떠한 열도 거의 전달시키지 않을 뿐만 아니라, 해로운 (UV) 방사선도 발생시키지 않는다. 추가하여, LED를 사용하면, LED에서 생성되는 광을 패널에 결합시키기 위한 수단을 적용할 필요가 없다는 것이다. 조명 시스템 내의 LED는 청색 LED, 녹색 LED 및 적색 LED, 단일 색상 LED 또는 2중 색상 LED의 적절한 서로 다른 조합이나 높은 광선속을 갖는 복수의 백색 LED 중에서 적절하게 선택된 클러스터(clusters)를 포함할 수 있다.

조명 시스템에서 사용되는 LED는 각각 적어도 50㎽의 광출력(optical power)을 갖는 LED인 것이 바람직하다. 또한, 이러한 높은 출력을 갖는 LED는 LED 파워 패키지로 지칭된다. 파워 LED의 예로는 "Luxeon^TM" 타입(루미리즈 사 제품)의 LED가 있는데, 이 예에서의 LED마다의 광선속은 적색 LED에서 35 lm이고, 녹색 LED에서 30 lm이며, 청색 LED에서 8 lm이고, 호박색 LED에서 40 lm이다. 다른 실시예에서는, 황색, 호박색, 청록색(cyan), 자주색(magenta), 및/또는 보라색 LED를 사용하는데, 이들은 (2개의 스펙트럼 발광 파장을 이용하는지 여부에 관계없이) 비교적 높은 광 출력을 갖는다. 또한, 높은 광선속을 갖는 복수의 백색 LED를 사용할 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 형광체를 구비하는 청색 LED와 함께 적색 LED를 사용하여 청색 LED가 2개의 스펙트럼 대역, 즉, 청색 대역 및 녹색 대역을 방출하게 한다.

LED는 (금속-코어) 인쇄 회로 기판 위에 실장(mount)되는 것이 바람직하다. 파워 LED가 이러한 (금속-코어) 인쇄 회로 기판(PCB) 위에 실장될 때, LED에 의해 생성되는 열은 PCB에 의해서 열전도를 통해 용이하게 제거될 수 있다. 또한, 관심 대상이 되는 조명 시스템의 실시예는 (금속-코어) 인쇄 회로 기판이 열 전도성 접속부를 통해 디스플레이 장치의 하우징과 접속되어 있는 형태이다.

제 1 에지면(4)의 표면적(S₁)과 제 1 에지면(4)에 실질적으로 평행한 발광 패널 내의 최대 단면적(S_lcs)의 비는 1<S_lcs/S₁<10의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.

도 1은 광원(6)으로부터의 방사 경로를 개략적으로 도시한다. 광원(6)에서 생성되고, 발광 패널(1) 내에 결합된 광은 대략 +45°와 -45°사이에서 변동되는 각도 분포를 갖는다(이러한 각도 분포는 공기 중에서부터 유리 또는 투명한 합성 수지로, 또는 LED 주위의 합성 수지로부터 발광 패널로의 광 굴절률에 의존함(이러한 물질들이 광학적으로 접속되어 있는 경우에 해당됨)). 내부 전반사에 기인하여, 광원(6)에서 생성된 광은 발광 패널(1)의 전면 벽(2)과 후면 벽(3)에서 반사될 수 있지만, 발광 패널(1)이 자신의 확장 구역(100)에 걸쳐 넓어지기 때문에, 즉 (전면 벽(2)의 수직 방향 또는 후면 벽(3)에 대한) 입사각이 내부 전반사의 소위 제한 각도보다 더 크기 때문에 광은 방출될 수 없다. 또한, 발광 패널(1)은 제 1 에지면(4)에서부터 자신의 확장 구역(100)에 걸쳐 넓어지고, 스텝(13, 13', ...)의 표면(17)은 발광 패널(1)의 전면 벽(2)에 대해 실질적으로 평행하기 때문에, 연속적인 입사각은 실질적으로 동일하게 유지된다. 후속하여, 광은 제 2 에지면(5)에서 반사된다. 발광 패널(1)을 통과하여 되돌아오는 복귀 경로에서, 광은 좁아지는 발광 패널(1)에 직면하게 된다. 광은 스텝(13, 13', ...)의 다른 표면(18) 중 하나에 부딪칠 수 있고, 광은 후면 벽(3)에 인접하게 마련된 확산 반사기(9)에서 반사되고 발광 패널(1)로부터 방출된다. 이러한 상황은 도 1에서 화살표를 가지고 개략적으로 도시되어 있다.

본 발명에 따르면, 발광 패널은 제 1 에지면(4)으로부터 자신의 확장 구역(100)을 거쳐 확장되고, 스텝(13, 13', ...)의 표면(17)은 전면 벽(2)에 대해 실질적으로 평행하기 때문에, 광은 제 1 에지면(4)으로부터 발광 패널(1)의 확장 구역(100)을 통해 처음으로 이동하는 동안에 발광 패널(1)로부터 방출될 수 없다. 이것으로 인해, 발광 패널(1)을 통과하여 처음으로 이동되고 있는 광이 발광 패널(1) 내에서 자체적으로 분산되고 혼합되는 것이 활성화된다. 광의 양호한 분산 및/또는 혼합은 발광 패널(1)로부터 방출되는 광의 균일성 및 균질성을 증진시킨다. 광이 확장 발광 패널을 통과하여 처음으로 이동하는 동안에, 도 1에 도시된 바와 같은 발광 패널(1)은 광을 위한 광-혼합 챔버로서 기능한다. 본 발명의 방법에 따르면, 광-혼합 챔버는 발광 패널 내에 집적되어 있으므로, 공간을 상당히 절약할 수 있게 한다. 본 발명에 따른 방법을 이용하여 특히 소형의 조명 시스템을 얻을 수 있는데, 이 조명 시스템에 의해 방출되는 광은 매우 균일하게 분산된다. 이것으로 (화상) 디스플레이 장치의 보다 균일한 조명을 구현할 수 있다. S_lcs/S₁비는 1.5<S_lcs/S₁<3의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다. S_lcs/S₁비가 바람직한 범위 내에 있는 발광 패널은 (사출) 성형 프로세스에 의해 용이하게 제조될 수 있다. 특히 적합한 S_lcs/S₁비는 S_lcs/S₁≒2이다.

도 2는 본 발명에 따른 조명 시스템의 다른 실시예를 포함하는 디스플레이 장치의 단면도를 개략적으로 도시한다. 조명 시스템은 광투과 물질로 이루어진 발광 패널(11)을 포함한다. 작동 중에, 광은 내부 전반사(TIR)를 활용하여 발광 패널(11)을 통해 전송된다. 발광 패널(11)은 전면 벽(2)과, 그에 대향하는 후면 벽(3)을 구비한다. 추가하여, 발광 패널(1)의 전면 벽(2)과 후면 벽(3) 사이에는 제 1 에지면(14)과 제 2 에지면(15)이 존재하는데, 이 실시예에서 이러한 2개의 에지면(14, 15)은 광투과성을 갖는다. 조명 시스템은 광원(6, 7), 예를 들면 다수의 발광 다이오드(LED)를 포함한다. 도 2에 도시된 상황에서, 광원(6, 7)에서 생성되는 광은 제각기 발광 패널(11)의 제 1 에지면(4)과 제 2 에지면(5)에 입사되고, 작동 중에, 광은 발광 패널(11) 내에서 자체적으로 분산된다. 반사기 수단(16, 27)은 LED의 광을 발광 패널(11) 내에 도광시키도록 마련되어 있다. 발광 패널(11)의후면 벽(3)은 다수의 스텝(13, 13', ...)을 구비한다(도 3a 및 도 3b 참조). 본 발명의 이러한 실시예에 따르면, 발광 패널(11)은 제 1 에지면(14)으로부터 제 2 에지면(15)을 향하는 방향을 따라서 제 1 확장 구역(110)을 거쳐 확장될 뿐만 아니라, 제 2 에지면(5)으로부터 제 1 에지면(4)을 향하는 방향을 따라 제 2 확장 구역(111)을 거쳐 확장된다. 추가하여, 전면 벽(2)에 대향하는 스텝(13, 13', ...)의 표면(17)은 전면 벽(2)에 대해 실질적으로 평행하다. 광은 (제 1 및 제 2 에지면(4, 5)의) 양쪽의 얇은 단에서 발광 패널(11) 내에 결합되고, 제 1 및 제 2 에지면(14, 15)보다 두께가 더 두꺼운 발광 패널(11)의 중심 부분을 향해 전파된다. 도 2의 예에서, 이러한 중심 부분은 제 1 및 제 2 확장 구역(110, 111)이 서로에 대해 일치되는 부분이고, 발광 패널(11)이 그의 최대 단면적(S_lcs)에 도달하는 부분이다. 확산 반사기(9, 9')는 발광 패널(1)의 후면 벽(3)에 인접하게 마련되는 것이 바람직하다. 추가하여, 전면 벽(2)에는 반투명 확산기(8)가 마련된다.

발광 패널(11)은 작동 중에, 예를 들면 액정 디스플레이(LCD) 장치(20) 등과 같은 디스플레이 장치의 방향으로 광을 방출한다. 하우징(도 2에 도시되지 않음) 내에 수용되는지 여부에 관계없이, 광원(6), 발광 패널(11) 및 LCD 장치(20)의 조립체는 예를 들면, (비디오) 이미지를 디스플레이하는 디스플레이 장치를 형성한다. 광원(6, 7)은 청색 발광 파장, 녹색 발광 파장 및 적색 발광 파장을 갖는 3개의 발광 다이오드(LED)를 포함하는 것이 바람직하다.

도 2에 도시된 발광 패널의 다른 실시예에서, 제 2 에지면에 제 2 광원이 생략되어 있고, 제 2 에지면은 반사형이다.

도 3a는 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같은 조명 시스템의 후면 벽 위에 있는 스텝에 대한 실시예의 상세 단면도를 나타낸다. 스텝(13, 13', ...)의 표면(17)은 전면 벽(2)에 대해 실질적으로 평행하다. 도 3a의 예에서, 스텝(13, 13', ...)의 다른 표면(18)은 스텝(13, 13', ...)의 표면(17)에 대해 실질적으로 직각을 이룬다.

도 3b는 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같은 조명 시스템의 후면 벽 위의 스텝에 대한 다른 실시예의 상세 단면도를 나타낸다. 스텝(13, 13', ...)의 표면(17)은 전면 벽(2)에 대해 실질적으로 평행하다. 도 3b의 예에서, 스텝(13, 13', ...)의 다른 표면(18)은 표면(17) of the 스텝(13, 13', ...)의 표면(17)에 대해 임의의 각도를 갖는다. 도 3b에서 이 각도는 전면 벽의 수직 방향에 대한 각도(β)로 표시되어 있다. 각도(β)의 값으로는 여러 값이 존재할 수 있다. 이 각도는 -48°≤β≤48°의 범위인 것이 바람직하다. 0≤β≤48°일 경우에 발광 패널을 보다 용이하게 제조할 수 있다. 도 3a에 도시된 상황에서, β≒0°이고, 이는 특히 바람직한 실시예이다. 다른 실시예에서, 스텝의 형상은 오목하거나 볼록하다. 이러한 오목하거나 볼록한 형태는 발광 패널의 제조를 용이하게 한다.

도 4는 본 발명에 따른 조명 시스템 다른 실시예를 포함하는 디스플레이 장치의 개략적인 단면도이다. 조명 시스템은 광투과 물질의 발광 패널(1)을 포함한다. 발광 패널은 확장 구역(110)을 구비하고, 확장 구역(110)과 제 2 에지면(5) 사이에 있고 양방향 광 추출을 제공하는 도광부(120)를 포함한다. 발광 패널(1)의후면 벽(3)은 양방향 광 추출을 수행하는 도광부(120)에 내부 전반사를 국부적으로 중단시킴으로써 광을 추출하기 위한 구조물(30)을 구비한다. 도 4에 도시된 실시예에서, 후면 벽 위의 양방향 광 추출을 수행하는 도광부에 있는 구조물(30)은 전면 벽에 대향하는 스텝의 표면(170)이 전면 벽에 대해 실질적으로 평행한 다수의 스텝에 의해 형성된다.

이와 다르게 광 추출 구조물을 위한 가능한 기법으로는 예를 들면, 스크린 인쇄형 도트(screen printed dots) 및 그루브(grooves) 등과 같은 미세 구조가 있다.

도시된 실시예에서, 발광 패널의 전면 벽(2) 및 후면 벽(3)은 양방향 광 추출 도광부에 걸쳐 실질적으로 평행하다.

도 5는 본 발명에 따른 조명 시스템의 또 다른 실시예를 포함하는 디스플레이 장치의 개략적인 단면도이다. 도시된 실시예에서, 양방향 광 추출 도광부에서 발광 패널의 전면 벽(2)과 후면 벽(3)은 제 2 에지면의 방향에서 서로에 대해 약간의 경사를 갖는다(tapered).

또 다른 실시예(도시되지 않음)에서, 발광 패널은 제 1 에지면으로부터 확장되는 제 1 확장 구역과, 양방향 광 추출 도광부와, 제 2 에지면으로부터 확장되는 제 2 확장 구역을 포함한다.

당업자라면 본 발명의 범주 내에서 여러 수정이 이루어질 수 있다는 것이 명백할 것이다. 본 발명에 따른 발광 패널은 직선형의 평행한 스텝(각도(β)≒0°)을 이용하였으나, 발광 패널에서 방출되는 광의 광속 밀도 분포는 광원에 수직한라인을 따르는 위치의 함수로서 용이하게 제어될 수 있다. 추가하여, 비교적 단순한 반투명 확산기는 발광 패널의 전면 벽의 상부에서 이용될 수 있다. 간단한 백색 확산기를 후면 벽에 인접하게 하여 사용할 수 있게 하는 것이 바람직하다. 확산 반사기는 "스텝"의 후방에서 사용될 수 있기 때문에, 패널에서 방출되는 광은 자체적으로 이미 넓은 각도 분포를 갖고 있고, 이는 넓은 시야각 패널(wide viewing angle panel)에 있어서 유리하다. 추가하여, 발광 패널은 사출 성형될 수 있는데, 이는 비교적 작은 LED 또는 적어도 일차원적으로라도 작은 LED 또는 LED 패키지를 사용하는 경우에 특히 유용하다.

본 발명의 보호 범주는 이와 같이 제시된 실시예로 한정되지 않는다. 본 발명은 각각의 새로운 특성 및 특성들의 각 조합에 속한다. 청구항 내의 참조 부호들은 본 발명의 보호 범주를 제한하지 않는다. "포함한다"라는 표현 및 그에 대한 일탈은 청구항 내에 지정된 요소들 이외의 요소가 존재한다는 사실을 배제하지 않는다. 단수로 표현된 요소는 이러한 요소가 복수 개 존재할 수 있다는 것을 배제하지 않는다.

Claims

발광 패널(a light-emitting panel)을 구비하는 조명 시스템(lighting system)으로서,

전면 벽(front wall)과,

상기 전면 벽에 대향하여 위치된 후면 벽(rear wall)과,

상기 전면 벽과 상기 후면 벽 사이에 있는 광투과성 제 1 에지면(edge surface)과,

상기 제 1 에지면에 대향하여 위치된 제 2 에지면을 포함하되,

적어도 하나의 제 1 광원은 상기 제 1 에지면과 연결되고,

작동 중에, 상기 제 1 광원으로부터 생성되는 광은 상기 제 1 에지면에 입사되어 상기 패널 내에서 자체적으로 분산되며,

상기 발광 패널은 상기 제 1 에지면으로부터 상기 제 2 에지면을 향하는 방향으로 확장 구역(widening section)을 따라 넓어지고,

상기 후면 벽은 다수의 스텝(step)-상기 전면 벽에 대향하는 상기 스텝의 표면은 상기 전면 벽에 대해 실질적으로 평행함-을 갖는 상기 확장 구역 위에 마련되는

조명 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 에지면의 표면적(S₁)과, 상기 제 1 에지면에 대해 실질적으로 평행한 상기 발광 패널의 최대 단면적(S_lcs)의 비(ratio)는,

의 관계식을 만족시키는 조명 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 S_lcs/S₁비는,

의 관계식을 만족시키는 조명 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제 2 에지면은 상기 발광 패널 내에서 광을 반사시키는 조명 시스템.
제 4 항에 있어서,

상기 제 2 에지면의 표면은 거울 반사형(specularly reflecting) 또는 확산 반사형(diffusely reflecting)이거나, 거울 반사 물질 또는 확산 반사 물질을 구비하는 조명 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 에지면은 광투과성이고, 제 2 광원은 상기 제 2 에지면과 연결되어 있으며,

작동 중에, 상기 제 2 광원으로부터 생성된 광은 상기 제 2 에지면에 입사되고 상기 발광 패널 내에서 자체적으로 분산되며,

상기 발광 패널은 상기 제 2 에지면으로부터 상기 제 1 에지면을 향하는 방향으로 넓어지는 조명 시스템.
제 1 항, 제 2 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 스텝의 다른 표면은 상기 전면 벽의 수직 방향에 대해 각도(β)를 유지하고, 이 각도는 -48°≤β≤48°의 범위를 갖는 조명 시스템.
제 7 항에 있어서,

상기 각도(β)는 0°≤β≤48°의 범위를 갖는 조명 시스템.
제 1 항, 제 2 항 또는 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전면 벽은 반투명 확산기(translucent diffuser)를 구비하는 조명 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 발광 패널은 상기 확장 구역과 상기 제 2 에지면 사이에 양방향 광 추출(bi-directional light extraction)을 제공하는 도광부(light guide part)를 포함하는 조명 시스템.
제 10 항에 있어서,

상기 양방향 광 추출형 도광부에 있는 상기 발광 패널의 상기 후면 벽은 내부 전반사(total internal reflection)를 국부적으로 중단시킴으로써 광을 추출하는 구조물을 구비하는 조명 시스템.
제 10 항에 있어서,

상기 양방향 광 추출형 도광부에 있는 상기 후면 벽 위의 상기 구조물은 다수의 스텝-상기 전면 벽에 대향하는 상기 스텝의 표면은 상기 전면 벽에 대해 실질적으로 평행함-에 의해 형성되는 조명 시스템.
제 1 항, 제 2 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 광원은 하나의 백색 LED(white LED) 또는 서로 다른 발광 파장을 갖는 적어도 2개의 발광 다이오드(light-emitting diodes)를 포함하는 조명 시스템.
제 13 항에 있어서,

상기 발광 다이오드는 각각 적어도 5 lm의 광선속(luminous flux)을 갖는 조명 시스템.
청구항 1, 청구항 2 및 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 조명 시스템을 구비하는 디스플레이 장치.
제 13 항에 있어서,

액정 디스플레이(liquid crystal display)를 포함하는 디스플레이 장치.