KR100393924B1 - 도광판, 사이드라이트형 면광원장치 및 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

액정표시패널 (P) 을 조명하는 면광원장치 (1) 는, 도광판 (2), 1차 광원 (3), 반사시트 (4), 프리즘시트 (5) 를 구비한다. 도광판 (2) 의 주표면이 출사촉진면을 제공하도록, 제 1 및 제 2 출사촉진영역 (P1, P2) 이 혼재하여 분포하도록 형성된다. 영역 (P2) 은 영역 (P1) 에 비하여 작은 출사촉진능력을 갖는다. 영역 (P1) 의 피복밀도와 영역 (P2) 의 피복밀도와의 비는, 출사촉진면상의 위치에 따라 변화하도록 설정된다. 영역 (P1) 은, 돔형상의 돌기형상을 갖고, 그 표면이 조면화되어 있다. 영역 (P2) 은, 돔형상의 볼록형상 또는 오목형상으로 형성됨과 동시에, 그 표면은 영역 (P1) 의 표면에 비하여 평활성이 높은 면으로 된다. 영역 (P2) 은, 입사면 (2A) 의 근방에서 영역 (P1) 의 사이를 간극없이 피복하도록 형성되고, 에지의 반사현상을 방지한다. 영역 (P1) 의 분포는, 출사면 (2C) 전체의 휘도분포를 평탄화하도록 정해진다.

Description

도광판, 사이드라이트형 면광원장치 및 액정표시장치 {LIGHT GUIDE PLATE, SURFACE LIGHT SOURCE DEVICE OF SIDE LIGHT TYPE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은, 도광판, 사이드라이트형 면광원장치 및 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 나타내면, 마이너면에 의해 제공되는 측단면으로부터 입력된 광을 주표면 (主表面) 으로부터 출력하는 형태의 도광판과, 이를 사용한 사이드라이트형 면광원장치 및 액정표시장치에 관한 것이다.

사이드라이트형 면광원장치는, 종래부터, 예를 들면 액정표시장치에 적용되고, 액정패널을 배면으로부터 조명한다. 이와 같은 배치는 장치의 전체형상을 박형화하는데 적합하다.

사이드라이트형 면광원장치에는, 통상, 1차 광원으로서 냉음극관 등의 봉상광원이 채용되고, 예컨대 투명한 판형상의 도광체로 이루어지는 도관판의 측방에 배치된다. 1차 광원으로부터 출사된 조명광은 도광판의 마이너면에 의해 제공되는 측단면 (입사면) 을 통하여 도광판내에 도입된다. 도입된 조명광은 도광판내를 전파하고, 그 과정에서 도광판의 일방의 주표면 (출사면) 으로부터 출사된다. 출사광은, 필요에 따라 부가배치되는 프리즘시트, 광확산시트 등을 거쳐, 액정패널 등의 피조명대상물에 공급된다.

채용가능한 도광판으로서, 대략 균일한 판두께를 갖는 형의 것과, 1차 광원으로부터 멀어짐에 따라 판두께가 감소하는 경향을 갖는 형의 것이 알려져 있다. 일반적으로, 후자는 전자에 비하여 효율적으로 조명광을 출사한다.

도광판의 출사면, 경우에 따라서는 배면을, 출사면으로부터의 출사를 촉진하기 위한 「출사촉진면」 으로 하는 것은 공지되어 있는 기술이다. 이 공지기술의 적용에 의해, 출사면으로부터의 출사강도를 상승시킬 수 있다. 출사촉진면을 얻기 위한 수법으로서, 하기의 것이 알려져 있다.

(1) 소위 광산란패턴을 사용하는 방법 ;

이 방법은, 도광판의 주표면에 대하여, (a) 매트면처리, (b) 도광판의 성형시 사용되는 금형의 내면에의 에칭, (c) 방전가공 등을 적용하여, 국소적으로 조면화된 다수의 미소영역 (광산란 요소) 을 형성하는 것이다. 이들 미소영역의 분포가, 「광산란패턴」을 형성한다. 개개의 미소영역은, 예컨대 원형 도트형상을 갖고 있다. 개개의 광산란 요소의 크기, 배치의 피치 등을 변경함으로써, 단위면적당 차지하는 광산란패턴의 면적 (피복밀도) 을 조정할 수 있다.

그리고, 피복밀도를 주표면 (출사촉진면) 상의 위치에 따라 변화시킴으로써, 출사강도 (출사면의 휘도) 를 균일화하는 것도 알려져 있다.

(2) 주표면 전체를 조면화하는 방법 ;

이 방법에 의하면, 조면화된 미소영역을 다수 형성하는 광산란패턴 대신에, 주표면 (출사촉진면) 이 전체적으로 조면화된다. 이 경우, 조면화의 정도를 출사촉진면상의 위치에 따라 변화시킴으로써, 출사강도 (출사면의 휘도) 를 균일화할 수 있다. 이 수법도 공지되어 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 수법에는 하나의 문제가 있었다. 즉, 소위 「에지의 반사현상」을 충분히 억제할 수 없었다. 주지되어 있는 바와 같이, 「에지의 반사현상」은, 입사면과 주표면 (출사면 또는 배면) 이 만나는 에지를 경유한 광이, 출사면으로부터 국소적으로 출사하는 현상이다. 이 국소적인 출사는, 입사면의 근방에, 선형상의 과잉휘도영역 (휘선) 을 초래한다.

말할 필요도 없이, 이 현상은 바람직하지 않고, 조명출력광의 품위를 현저하게 저하시킨다. 또, 액정표시패널의 조명에 적용하면, 표시의 품위를 저하시킨다.

상기 (1), (2) 의 수법에 의하면, 이 반사현상에 의한 휘도불균일 (휘선) 을 어느 정도는 해결할 수 있으나, 다음과 같은 문제가 남는다.

먼저, 상기 (1) 의 수법 (광산란패턴) 을 적용한 경우에는, 광산란패턴을 구성하는 미소산란 요소간에는 산란능력이 없는 경면(鏡面)(평활면) 이 남아, 그 부분을 통하여 휘선이 관찰된다.

또, 상기 (2) 의 수법 (전체적인 조면화) 을 적용한 경우에는, 반사현상의 방지는 가능하지만, 출사촉진능력의 조정범위를 크게 하는 것은 곤란해진다. 예컨대, 입사면의 양단부근에서는, 형광램프의 양단 (전극부) 에 가깝기 때문에, 출사면의 휘도가 극단적으로 저하되기 쉬워, 이와 같은 휘도저하를 보상하기 위해서는 다른 영역보다도 훨씬 큰 출사촉진능력이 필요해진다. 그러나, 상기 (2) 의 방법에서는, 출사촉진능력에 그와 같은 큰 차이를 두는 것은 실제적으로는 곤란하다.

본 발명의 하나의 목적은, 상술의 문제를 해결할 수 있도록 개량된 도광판을 제공하는 것에 있다. 본 발명의 또 다른 하나의 목적은, 그와 같이 개량된 도광판을 사용하여, 휘도불균일이 없는 사이드라이트형 면광원장치를 제공하는 것에 있다. 본 발명의 또 다른 하나의 목적은, 상기의 사이드라이트형 면광원장치를 사용하여 표시품질의 저하를 방지한 액정표시장치를 제공하는 것에 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 액정표시장치에 적용되는 사이드라이트형 면광원장치를 나타내는 단면도이다.

도 2 는 도 1 에 나타낸 사이드라이트형 면광원장치를 나타낸 분해사시도이다.

도 3 은 출사강도특성 (휘도추이) 을 설명하는 그래프이다.

도 4 는 제 1 및 제 2 의 출사촉진영역의 분포 (피복율변화) 에 대하여 설명하기 위한 그래프이다.

도 5 는 입사면에서의 도광판의 두께가 큰 경우에 대하여, 출사강도특성 (휘도추이) 을 설명하는 그래프이다.

*도면의 주요부호에 대한 설명

1 : 사이드라이트형 면광원장치

2 : 도광판

2A : 입사면

2B : 배면

2C : 출사면

2E, 2F : 프리즘면의 (도광판의 배면) 의 사면

3 : 1차 광원

5 : 프리즘시트

5A, 5B : 프리즘면 (프리즘시트의 내측면) 의 사면

7 : 형광램프

8 : 리플렉터

P1 : 제 1 출사촉진영역

P2 : 제 2 출사촉진영역

본 발명에 따르면, 2 종류의 광산란패턴을 주표면상에 형성한 도광판을 채용함으로써 상기 문제가 해결된다.

본 발명은, 먼저, 마이너면에 의해 제공되는 입사면과, 주표면에 의해 제공되는 출사면 및 배면을 구비하고, 상기 입사면으로부터 광입력을 실시하여, 상기 출사면으로부터 광출력을 취출하도록 한 도광판에 적용된다.

본 발명의 특징에 따르면, 상기 주표면은 출사촉진면을 포함하며, 상기 출사촉진면상에는, 상기 출사면으로부터의 출사를 촉진하는 제 1 출사촉진영역 및 제 2 출사촉진영역이 혼재하여 분포하도록 형성된다.

상기 제 2 출사촉진영역이 갖는 단위면적당의 출사촉진능력은, 상기 제 1 출사촉진영역이 갖는 단위면적당의 출사촉진능력에 비하여 작다. 그리고, 상기 제 1 출사촉진영역의 피복밀도 및 상기 제 2 출사촉진영역의 피복밀도가 상기 출사촉진면상의 위치에 따라 변화하도록, 상기 분포가 설정된다.

이 구성에 의해, 반사현상을 방지하면서, 넓은 범위에 걸친 출사촉진능력의 조정이 가능해진다.

여기에서, 상기 제 2 출사촉진영역은, 상기 제 1 출사촉진영역 사이에 간극없이 배치되어 있는 것이 바람직하다. 또, 전형적인 형태에 있어서, 상기 제 2 출사촉진영역의 피복밀도는, 상기 입사면으로부터의 거리의 증대에 따라 감소하는 경향을 갖고 있다.

본 발명은, 상기와 같은 도광판과, 1차 광원을 포함하는 사이드라이트형 면광원장치에도 적용될 수 있다. 여기에서, 상기 도광판은, 마이너면에 의해 제공되는 입사면과, 주표면에 의해 제공되는 출사면 및 배면을 구비함과 동시에, 상기 입사면으로부터 상기 1차 광원으로부터의 광공급을 받아, 상기 출사면으로부터 조명광을 출력하도록 배치되어 있다.

본 발명의 특징에 따르면, 상기 주표면은 출사촉진면을 포함하고, 상기 출사촉진면상에는, 상기 출사면으로부터의 출사를 촉진하는 제 1 출사촉진영역 및 제 2 출사촉진영역이 혼재하여 분포하도록 형성된다.

상기 제 2 출사촉진영역이 갖는 단위면적당의 출사촉진능력은, 상기 제 1 출사촉진영역이 갖는 단위면적당의 출사촉진능력에 비하여 작다. 그리고, 상기 제 1 출사촉진영역의 피복밀도와 상기 제 2 출사촉진영역의 피복밀도와의 비가 상기 출사촉진면상의 위치에 따라 변화하도록, 상기 분포가 설정된다.

이 구성에 의해, 반사현상을 방지하면서, 넓은 범위에 걸친 출사촉진능력의 조정이 가능한 사이드라이트형 면광원장치가 제공된다.

또한, 본 발명은 사이드라이트형 면광원장치와 동 장치로부터 조명광이 공급되는 액정표시패널을 포함하는 액정표시장치에도 적용될 수 있다. 본 발명의 특징에 따르면, 상기와 같이 개량된 면광원장치가 조명광의 공급을 위해 배치된다. 그 경우, 본 발명이 적용된 면광원장치의 이점은, 액정표시장치에 반영되어, 표시화상의 밝기의 균일성의 개선을 초래하는 것은 말할 필요도 없다.

본 발명의 상술의 특징 및 기타 특징은, 첨부된 도면을 참조하여 이루어지는 이하의 상세한 설명에 의해, 용이하게 이해될 것이다. 또한, 각 도면에서 모든 요소의 크기는, 이해를 용이하게 하기 위해 필요에 따라 부분적으로 과장되어 있으므로 주의해야 한다.

(1) 실시형태

도 2 에는, 본 발명의 전형적인 실시형태에 관련되는 액정표시장치가 분해사시도로 나타나 있다. 액정표시장치는, 액정표시패널 (LP) 과 이것을 조명하기 위해 배치된 사이드라이트형 면광원장치 (1) 를 포함한다. 또, 도 1 에는, 도 2 중의 라인 A-A 를 따른 사이드라이트형 면광원장치 (1) 의 단면이 그려져 있다.

양 도면을 참조하면, 면광원장치 (1) 는, 도광판 (2), 1차 광원 (3), 반사시트 (4), 프리즘시트 (5) 를 구비하고 있다. 반사시트 (4), 도광판 (2), 프리즘시트 (5) 는, 순차적으로 적층된다. 1차 광원 (3) 은, 도광판 (2) 의 마이너면에 의해 제공되는 입사면 (2A) 을 따라 배치된다. 이들 모든 요소는, 주지되어 있는 태양으로 프레임에 장착되어 지지된다.

1차 광원 (3) 은, 냉음극관 (형광램프 ; 7) 의 주위를 리플렉터 (8) 로 둘러싸 형성되고, 리플렉터 (8) 의 개구로부터 도광판 (2) 의 입사면 (2A) 에 조명광 (L) 이 입사된다. 리플렉터 (8) 는, 형광램프 (7) 로부터의 조명광을 정반사 또는 난반사하는 예컨대 시트재에 의해 형성된다.

도광판 (2) 은, 예컨대 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA수지) 등의 투명수지의 사출성형체로, 쐐기형상의 단면을 갖고 있다. 입사면 (2A) 은, 쐐기형상의 가장 두꺼운 부분이 제공하는 측단면이다. 주표면에 의해 제공되는 출사면 (2C) 상에는 후술하는 태양으로 광산란패턴이 형성된다.

반사시트 (4) 는, 도광판 (2) 의 배면 (2B) 으로부터 누출된 조명광을 반사하여 도광판 (2) 내로 복귀시킨다. 이로써, 광의 손실을 방지한다. 반사시트 (4) 에는, 예컨대 조명광을 효율적으로 난반사하는 백색 PET 필름이 채용된다.

프리즘시트 (5) 는, 출사면 (2C) 으로 프리즘면이 향하고, 또한, 그 돌기열이 입사면 (2A) 과 대략 평행하게 연속 배치되도록 배향된다. 각 돌기열은, 도 2 중에 부분 확대묘사한 바와 같이 (화살표 F), 1 쌍의 사면 (5A, 5B) 을 연결함으로서 형성되어 있다.

프리즘시트 (5) 는, 주지의 기능에 따라, 도광판 (2) 으로부터의 출사광의경사진 지향성을 보정한다. 이 보정에 의해, 출사된 조명광의 주된 진행방향이 출사면 (2C) 의 대략 정면방향으로 수정된다. 또한, 프리즘시트 (5) 의 돌기열의 형성피치는 50 ㎛ 정도인 것이 바람직하다. 또, 각 돌기열의 정각은, 통상, 30 ∼ 70 도의 범위에 있다. 프리즘시트 (5) 의 프리즘면형상 등에는 변형예가 여러가지 있으나, 주지되어 있으므로 상세한 것은 생략한다.

또한, 프리즘시트 (5) 와 액정표시패널 (LP) 사이에, 보호시트가 배치될 수도 있다. 보호시트는 약한 광산란성을 갖는 시트재로 구성되어, 프리즘시트 (5) 의 손상을 방지한다. 또, 에지의 반사현상 등을 보다 더욱 눈에 띠지않게 하는 기능도 있다.

도광판 (2) 의 배면 (2B) 은, 프리즘면을 제공하고 있다. 이 프리즘면은, 도 2 중에 부분확대묘사한 바와 같이 (화살표 B), 입사면 (2A) 에 대략 수직으로 연속 배치되는 다수의 미소돌기열에 의해 형성되어 있다. 각 돌기열은, 1 쌍의 사면 (2E, 2F) 을 갖고, 이들 사면 (2E, 2F) 이 연결되어 산과 골의 반복형상이 형성되어 있다.

사면 (2E, 2F) 이 이루는 각도, 즉, 정각은, 50 ∼ 130 도의 범위에 있는 것이 바람직하고, 특히 100 도 정도인 것이 바람직하다.

돌기열은 공지의 기능에 따라, 입사면 (2A) 과 평행인 면내에 관하여 출사광의 지향성을 보정한다. 이 보정에 의해, 출사광은 출사면 (2C) 의 대략 정면방향의 주변에 가까워진다. 돌기열의 형성피치는, 예컨대 대략 50 ㎛ 이다. 이 정도의 피치 (사이즈) 이면, 돌기열을 출사면상방으로부터 눈으로 보는 것은 곤란하다.

면광원장치 (1) 의 동작 (광의 거동) 은 다음과 같이 된다. 형광램프 (7) 로부터 조명광이 방사되어, 직접, 또는 리플렉터 (8) 를 거쳐 입사면 (2A) 을 통하여 도광판 (2) 내로 도입된다.

도입된 조명광은, 배면 (2B) 과 출사면 (2C) 의 사이에서 반복반사되면서, 도광판 (2) 의 말단으로 가까워지도록 전달된다. 그 과정에서, 배면 (2B) 및 출사면 (2C) 으로의 내부입사시에, 임계각조건에 따라 도광판 (2) 밖으로의 출사가 일어난다. 출사면 (2C) 으로부터의 출사가 도광판 (2) 의 출력광으로 된다. 배면 (2B) 으로부터 출사된 광은 소위 「누출광」 이다. 이 누출광의 대부분은, 광의 손실을 회피하기 위해 반사시트 (4) 에서 반사되어, 도광판 (2) 내로 복귀된다.

출사면 (2C) 으로부터의 출력조명광의 주된 전파방향은, 주지되어 있는 바와 같이, 비스듬하게 전방으로 경사져 있다. 이 경사는, 프리즘시트 (5) 의 주지되어 있는 기능에 의해 수정되어, 액정표시패널 (LP) 로 대략 수직으로 공급된다. 단, 본 실시형태에서는, 이하에 설명하는 바와 같이, 출사면에 제 1 및 제 2 출사촉진영역이 형성되기 때문에, 출사면 (2C) 으로부터의 출사는 이들 출사촉진영역에 의해 촉진된다.

본 발명의 특징에 따라, 도광판 (2) 의 주표면이 출사촉진면을 제공하도록, 제 1 출사촉진영역 (P1) 및 제 2 출사촉진영역 (P2) 이 형성된다. 본 실시형태에서는, 영역 (P1 및 P2) 은, 출사면 (2C) 상에 형성되어 있다. 동일한 태양의 출사촉진영역 (P1, P2) 은 배면 (2B) 상에 형성될 수도 있다.

양 영역 (P1, P2) 은, 출사면 (2C) 상에서 혼재하여 분포하도록 형성된다. 또, 제 2 출사촉진영역 (P2) 이 갖는 단위면적당의 출사촉진능력은, 제 1 출사촉진영역 (P2) 이 갖는 단위면적당의 출사촉진능력에 비하여 작다. 그리고, 영역 (P1) 의 피복밀도와 영역 (P2) 의 피복밀도의 비는, 출사면 (2C) 상의 위치에 따라 변화하도록 설정되어 있다. 또한, 「영역 (P1) 의 피복밀도」 는, 출사촉진면의 단위면적당 영역 (P1) 이 피복되어 있는 면적으로 정의된다. 마찬가지로, 「영역 (P2) 의 피복밀도」는, 출사촉진면의 단위면적당 영역 (P2) 이 피복되어 있는 면적으로 정의된다.

개개의 영역 (P1, P2) 은 미소한 광산란 요소를 제공하고 있다. 각 영역 (P1) 은, 도트형상의 돌기형상을 갖고 있음과 동시에, 그 표면이 조면화되어 있다, 이에 의해, 도광판 (2) 내의 전반광이 산란되어, 출사면 (2C) 으로부터의 출사가 촉진된다.

한편, 각 영역 (P2) 은, 돔형상의 볼록형상 또는 오목형상으로 형성됨과 동시에, 그 표면은 영역 (P1) 의 표면에 비하여 평활성이 높은 면으로 되어 있다. 이로써, 제 2 출사촉진영역 (P2) 은, 도광판 (2) 의 내부를 전반하는 조명광을 어느 정도 산란시킨다. 따라서, 영역 (P2) 은 출사면 (2C) 으로부터의 출사를 어느 정도 촉진시키지만, 영역 (P1) 에 비하여 그 촉진능력은 작다.

이와 같이 제 1 및 제 2 출사촉진영역 (P1 및 P2) 은 모두 조명광의 출사를 촉진시키는 기능을 갖지만, 그 구조, 형상의 차이에 의해, 출사촉진능력에 명확한차이가 있다. 영역 (P2) 의 단위면적당의 출사촉진능력은, 영역 (P1) 의 단위면적당의 출사촉진능력의 예컨대 1/10 정도로 된다.

제 2 출사촉진영역 (P2) 은, 제 1 출사촉진영역 (P1) 의 사이를 간극없이 피복하도록 형성되어도 된다. 또, 영역 (P1, P2) 모두 피복된 평탄영역이 남아도 된다.

본 실시형태에서는, 도 1 중의 부분확대묘사된 C, D 에 나타낸 바와 같이, 입사면 (2A) 의 근처에서는 영역 (P2) 은 영역 (P1) 의 사이를 간극없이 피복하도록 형성되는 한편, 입사면 (2A) 으로부터 먼 위치에서는, 영역 (P1, P2) 의 어느것에나 피복되지 않은 간극이 남겨져 있다. 즉, 영역 (P2) 의 피복밀도는, 입사면 (2A) 으로부터의 거리의 증대에 따라 감소하는 경향을 갖도록 설계되어 있다.

이와 같은 분포에 의하면, 입사면 (2A) 의 근방에서 반사현상에 의한 휘선이 눈에 띠는 것이 회피된다. 이것은 입사면 (2A) 의 근방에서는, 영역 (P1, P2) 모두가 존재하지 않는 영역 (평활면 내지 경면) 이 남겨져 있지 않기 때문이다.

영역 (P2) 을 빽빽하게 배치하여 반사현상에 의한 휘선을 방지하는 경우, 출사면 (2C) 의 표면조도를 산술평균조도 (Ra) 로, Ra = 0.02 ㎛ ∼ 3.0 ㎛ 정도로 하는 것이 실제적이다. 또한, 산술평균조도 (Ra) 는, JIS-B06011994 에 규정된 단위이다.

상기와 같은 제 2 출사촉진영역 (P2) 의 분포에 의해, 출사면 (2C) 에는 위치에 따라 변화하는 출사촉진능력이 부여되게 된다. 또한, 제 1 출사촉진영역 (P1) 의 분포에 의해서도, 그에 따른 출사촉진능력이 가산적으로 출사면 (2C) 에부여된다.

최종적인 출사촉진능력의 분포는, 출사면 (2C) 으로부터의 출사강도가 전체에 걸쳐 균일해지도록 정해지는 것이 바람직하다. 하나의 설계수법에 따르면, 영역 (P2) 의 분포가 결정된 후에, 출사면 (2C) 으로부터의 출사강도가 전체에 걸쳐 균일해지도록 영역 (P1) 의 분포가 결정된다.

만약, 투명한 도광판 (2) 의 입사면 (2A) 의 두께가 얇은 경우, 출사촉진영역 (P1, P2) 어느 것도 작성하지 않은 조건에서는, 도 3 에 곡선 (E1) 으로 나타낸 바와 같은 휘도변화가, 입사면 (2A) 으로부터의 거리에 따라 발생한다. 즉, 휘선에 의한 흐트러짐을 무시하면, 입사면으로부터의 거리의 증대에 따라 휘도는 증대한다.

여기에서, 영역 (P2) 의 피복밀도는, 예컨대, 도 4 중에 부호 (P2) 로 지시한 곡선과 같이 정해진다. 즉, 영역 (P2) 의 피복밀도는, 입사면측의 가장자리부에서 100% 로, 입사면측의 근방에서 급감한 후, 완만하게 저하된다. 이와 같은 추이 (P2) 에 의해, 영역 (P1) 없이, 도 3 에 곡선 (EP2) 으로 나타낸 바와 같은 휘도변화를 얻을 수 있다. 여기에서, 곡선 (EP2) 는 곡선 (E1) 에 비하여 완만한 균배로 되어 있는 것에 주의해야 한다.

여기에 추가로, 예컨대 도 4 중에 부호 (P1) 로 지시한 곡선과 같이 영역 (P1) 의 피복밀도를 정한다. 곡선 (P1) 은, 중앙부에서 완만하게 솟아오르는 비대칭인 언덕과 같은 추이를 나타내고 있다. 이와 같은 추이 (P1) 에 의해, 도 3 에 곡선 (EP2) 으로 나타낸 바와 같은 휘도변화가 곡선 (EP12) 으로 나타낸 바와 같은 휘도변화로 수정된다. 여기에서, 곡선 (EP12) 은 곡선 (E1) 에 비하여 더욱 평탄하게 되어 있다. 이와 같은 방법으로, 출사면 (2C) 의 휘도 (출사강도) 가 전체적으로 균일화된다.

또한, 상세하게 말하면, 곡선 (EP12) 은 중앙부에서 약간 솟아올라 있다. 이와 같은 특성은, 관찰자에게 자연스러운 느낌을 주어, 완전히 평탄한 특성보다 오히려 바람직하다.

다음으로, 만약 투명한 도광판 (2) 의 입사면 (2A) 의 두께가 두꺼운 경우에는, 출사촉진영역 (P1, P2) 의 어느 것도 작성하지 않는 조건에서는, 도 5 에 곡선 (E1) 으로 나타낸 바와 같은 휘도변화가, 입사면 (2A) 으로부터의 거리에 따라 발생한다. 즉, 휘선에 의한 흐트러짐을 무시하면, 입사면으로부터의 거리의 증대에 따라 휘도는 급속하게 증대한 후, 서서히 증대한다. 즉, 도 3 에 도시된곡선 (E1) 보다 입사면의 근처에서 큰 상승이 일어난다.

이와 같은 조건하에서, 상술의 추이 (P2 ; 도 4 참조) 로 영역 (P2) 을 형성하면, 도 5 중에 곡선 (EP2) 으로 나타낸 바와 같은 휘도변화를 얻을 수 있다. 곡선 (EP2) 은 곡선 (E1) 에 비하여 완만한 균배로 되어 있다. 특히, 중앙부부터 쐐기선단에 걸쳐 높은 평탄도를 나타내고 있다.

여기에 추가로, 도 4 중에 부호 (P1) 로 지시한 곡선과 같이 영역 (P1) 의 피복밀도를 정한다. 그러면, 도 5 의 곡선 (EP2) 으로 나타낸 휘도변화가, 곡선 (EP12) 으로 나타낸 바와 같은 휘도변화로 수정된다. 여기에서, 곡선 (EP12) 은 곡선 (E1) 에 비하여 더욱 평탄하게 되어 있다. 이와 같이 하여, 출사면 (2C) 의 휘도 (출사강도) 가 전체적으로 균일화된다. 이 경우에서도, 상세하게 나타내면, 곡선 (EP12) 은 중앙부에서 약간 솟아올라 있다. 이와 같은 특성은, 관찰자에게 자연스런 느낌을 주어, 완전히 평탄한 특성보다 오히려 바람직하다.

또한, 본 실시형태에서는, 제 1 출사촉진영역 (P1) 의 크기는, 직경 25 ㎛ 로 설계되어 있다. 또, 제 2 출사촉진영역 (P2) 의 크기는, 직경 20 ㎛ 로 설계되어 있다.

또, 양영역 (P1 및 P2) 은, 도광판 (2) 의 출사면 (2C) 에 불규칙적으로 배치되어 있다. 이로 인해, 액정표시장치패널 (PL) 이 갖는 미세한 주기적 구조와의 중첩에 의해 모아레무늬 (Moire fringe) 가 발생하는 것이 방지된다.

출사촉진영역 (P1, P2) 은 예컨대 다음과 같이 하여 형성할 수 있다. 거친 표면을 갖는 영역 (P1) 은, 예컨대 도광판의 성형에 사용하는 금형의 가공, 광확산성의 잉크의 부착 등에 의해 작성할 수 있다. 제 2 출사촉진영역 (P2) 은, 예컨대 도광판의 성형에 사용하는 금형 또는 도광판에, 미소한 유리 비드를 충돌시켜 작성된다. 유리 비드는 공기류에 의해 가공대상에 분사되고, 그로써 영역 (P2) 에 불규칙한 배치가 부여된다.

제 1 출사촉진영역 (P1) 의 배치에 불규칙성을 부여하기 위해, 상술한 추이에 따른 피복율에 대응한 피치로 임시 배치위치가 설정된 후, 임시배치위치보다 난수를 사용한 연산처리에 의해 개개의 배치위치가 무작위로 미소량 이동된다. 그리고, 이동후의 배치에 따라 금형의 가공이 실시된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서는, 출사촉진능력이 상대적으로 다른 출사촉진영역 (P1, P2) 을 혼재분포하고, 단, 영역 (P1, P2) 의 분포를 각각 조정하여, 반사현상 방지와 휘도의 전체적인 균일화의 양자를 달성하는 것이 용이해진다.

입사면의 근방에서 영역 (P2) 의 피복밀도를 높여, 영역 (P1) 의 사이를 간극없이 메움으로서 반사현상을 유효하게 방지할 수 있다. 또, 상대적으로 큰 출사촉진능력을 갖는 영역 (P1) 의 분포를 조정함으로써, 넓은 범위로 출사촉진능력의 크기를 제어할 수 있다. 이와 같은 이점은, 본 발명 특유의 것이다.

(2) 다른 실시형태 (변형예)

이상 설명한 실시형태는, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 예컨대, 다음과 같은 변형이 허용된다.

(a) 상기 실시형태에서는, 입사면 근방에서의 반사현상에 의한 휘선을 방지하는 경우에 대하여 서술하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 필요에 따라 「복면(腹面)」 의 에지의 반사현상에 의한 휘선을 방지하는 경우에도 적용가능하다. 여기에서 「복면」이란 입사면 (2A) 에 인접하는 좌우의 측단면이다.

복면의 에지의 반사현상을 유효하게 방지하기 위해서는, 입사면 (2A) 의 근방만이 아니라 복면 근방 (출사면 (2C) 또는 배면 (2B) 의 양사이드 에지의 근방) 에 있어서, 제 1 출사촉진영역 사이에 제 2 출사촉진영역을 간극없이 배치하는 것이 바람직하다.

(b) 상기 실시형태에서는, 2 종류의 출사촉진영역을 조합하고 있다. 그러나, 출사촉진기능이 다른 3 종류 이상의 출사촉진영역을 혼재시켜도 되는 것은 물론이다.

(c) 상술의 실시형태에서는, 도광판의 출사면이 출사촉진면을 제공하고 있다. 그러나, 이것은 본 발명을 한정하지 않는다. 즉, 도광판의 배면이 출사촉진면을 제공하여도 된다. 이 경우, 출사촉진영역 (P1, P2) 의 분포는, 상술의 실시형태와 동일하여도 된다. 단, 출사촉진영역 (P1, P2) 에서의 광산란은, 출사면 (2C) 을 향하는 산란광을 생성하도록 작용한다. 이와 같은 산란광은, 용이하게 출사면 (2C) 으로부터 탈출하여, 프리즘시트 (5) 를 거쳐 조명출력광으로 된다.

(d) 상술의 실시형태에서는, 도광판의 배면은 프리즘면을 제공하고 있다. 그러나, 이것은 본 발명을 한정하지 않는다. 도광판의 출사면이 프리즘면을 제공하여도 된다. 또, 배면, 출사면의 어느 것도 프리즘면을 제공하지 않은 경우에도 본 발명은 적용될 수 있다.

(e) 프리즘시트 (5) 의 채용은 부가시트의 예시이고, 본 발명을 제한하는 것은 아니다. 다른 부가시트를 배치한 경우, 부가시트를 배치하지 않은 경우에도 본 발명은 적용될 수 있다.

(f) 도광판의 재료는 투명수지가 아니어도 좋다. 예컨대, 내부에 산란능을 갖는 소위 광산란 도광체가 채용되어도 된다. 광산란 도광체의 성질, 제법 등은 이미 알려져 있다.

(g) 도광판의 단면형상은, 쐐기형상이 아니어도 된다. 예컨대, 균일한두께의 도광판을 채용하여도 된다.

(h) 도광판의 입사면은, 2 개 이상의 단면에 설정하여도 된다. 이에 따라 복수의 1차 광원이 형성되어도 된다.

(i) 1차 광원은, 형광램프와 같은 봉형상광원 이외의 광원소자를 구비하고 있어도 된다. 예컨대, 발광다이오드 등의 점광원을 복수 배치하여 1차 광원을 형성하여도 된다.

(j) 본 발명의 면광원장치는, 액정표시장치의 후방조사 이외의 용도에 적용되어도 된다. 예컨대, 액정표시장치의 전방조사에 적용되어도 되고, 또한, 여러가지의 조명기기, 디스플레이에 넓게 적용할 수 있다.

본 발명에서는 개량된 도광판을 사용함으로서 반사현상을 방지하는 동시에, 넓은 범위에 걸친 출사촉진능력의 조정이 가능해진다. 또한 이와 같은 개량된 도광판을 사용하여, 휘도불균일이 없는 사이드라이트형 면광원장치를 제공할 수 있다. 본 발명의 또 다른 효과는, 이러한 사이드라이트형 면광원장치를 사용하여 액정표시장치에 있어 표시품질의 저하를 방지할 수 있는데에 있다.

Claims (9)

1. 마이너면에 의해 제공되는 입사면과, 주표면에 의해 제공되는 출사면 및 배면을 구비하고, 상기 입사면으로부터 광입력을 실시하여, 상기 출사면으로부터 광출력을 취출하도록 한 도광판에 있어서,

   상기 주표면은 출사촉진면을 포함하고,

   상기 출사촉진면상에는, 상기 출사면으로부터의 출사를 촉진하는 제 1 출사촉진영역 및 제 2 출사촉진영역이 혼재하여 분포하고 있고,

   상기 제 2 출사촉진영역이 갖는 단위면적당의 출사촉진능력은, 상기 제 1 출사촉진영역이 갖는 단위면적당의 출사촉진능력에 비하여 작고,

   상기 제 1 출사촉진영역의 피복밀도 및 상기 제 2 출사촉진영역의 피복밀도가 상기 출사촉진면상의 위치에 따라 변화하도록, 상기 분포가 설정되어 있는 도광판.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 출사촉진영역은, 상기 제 1 출사촉진영역 사이에 간극없이 배치되어 있는 도광판.
3. 제 1 항에 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 출사촉진영역의 피복밀도는, 상기 입사면으로부터의 거리의 증대에 따라 감소하는 경향을 갖고 있는 도광판.
4. 1차 광원과 도광판을 포함하는 사이드라이트형 면광원장치에 있어서,

   상기 도광판은, 마이너면에 의해 제공되는 입사면과, 주표면에 의해 제공되는 출사면 및 배면을 구비함과 동시에, 상기 입사면으로부터 상기 1차 광원으로부터의 광공급을 받아, 상기 출사면으로부터 조명광을 출력하도록 배치되어 있고,

   상기 주표면은 출사촉진면을 포함하고,

   상기 출사촉진면상에는, 상기 출사면으로부터의 출사를 촉진하는 제 1 출사촉진영역 및 제 2 출사촉진영역이 혼재하여 분포하고 있고,

   상기 제 2 출사촉진영역이 갖는 단위면적당의 출사촉진능력은, 상기 제 1 출사촉진영역이 갖는 단위면적당의 출사촉진능력에 비하여 작고,

   상기 제 1 출사촉진영역의 피복밀도 및 상기 제 2 출사촉진영역의 피복밀도가 상기 출사촉진면상의 위치에 따라 변화하도록, 상기 분포가 설정되어 있는 사이드라이트형 면광원장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 출사촉진영역은, 상기 제 1 출사촉진영역 사이에 간극없이 배치되어 있는 사이드라이트형 면광원장치.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 제 2 출사촉진영역의 피복밀도는, 상기 입사면으로부터의 거리의 증대에 따라 감소하는 경향을 갖고 있는 사이드라이트형 면광원장치.
7. 액정표시패널과, 상기 액정표시패널을 조명하기 위한 사이드라이트형 면광원장치를 포함하는 액정표시장치에 있어서,

   상기 면광원장치는 1차 광원과 도광판을 포함하고,

   상기 도광판은, 마이너면에 의해 제공되는 입사면과, 주표면에 의해 제공되는 출사면 및 배면을 구비함과 동시에, 상기 입사면으로부터 상기 1차 광원으로부터의 광공급을 받아, 상기 출사면으로부터 조명광을 출력하도록 배치되어 있고,

   상기 주표면은 출사촉진면을 포함하고,

   상기 출사촉진면상에는, 상기 출사면으로부터의 출사를 촉진하는 제 1 출사촉진영역 및 제 2 출사촉진영역이 혼재하여 분포하고 있고,

   상기 제 2 출사촉진영역이 갖는 단위면적당의 출사촉진능력은, 상기 제 1 출사촉진영역이 갖는 단위면적당의 출사촉진능력에 비하여 작고,

   상기 제 1 출사촉진영역의 피복밀도 및 상기 제 2 출사촉진영역의 피복밀도가 상기 출사촉진면상의 위치에 따라 변화하도록, 상기 분포가 설정되어 있는 액정표시장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 출사촉진영역은, 상기 제 1 출사촉진영역 사이에 간극없이 배치되어 있는 액정표시장치.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 출사촉진영역의 피복밀도는, 상기 입사면으로부터의 거리의 증대에 따라 감소하는 경향을 갖고 있는 액정표시장치.