KR100454517B1 - 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 장치 - Google Patents

조명 장치 및 그것을 이용한 액정 장치 Download PDF

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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 고휘도의 평면 발광을 형성할 수 있는 조명 장치를 제공하는 것으로, 광원(7)으로부터의 광을 광취입면(6a)에서 수광하여 광출사면(6b)으로부터 출사하는 도광체(6)를 갖는 조명 장치(4)이다. 도광체(6)의 광취입면(6a)의 반대면(6c)을 경사면으로 한다. 경사면(6c)에 도달한 광은 그 경사면(6c)에서 각도를 갖고 반사하기 때문에, 도광체(6) 내부에서의 광의 반사 회수가 증대하고, 이 때문에 확산되는 빈도가 증가하며, 그 결과, 광출사면(6b)으로부터의 출사광의 휘도가 향상된다. 또한, 확산 시트(9)의 확산 패턴(12)의 형상을 경사면(6c)으로부터의 거리에 따라 변화시킴으로써, 평면광의 강도를 균일화할 수 있다.

Description

조명 장치 및 그것을 이용한 액정 장치{ILLUMINATION DEVICE AND LIQUID CRYSTAL APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은 광원으로부터 출사된 광을 도광체의 광취입면으로부터 취입하여 해당 도광체의 광출사면으로 유도해서 외부로 출사하는 조명 장치에 관한 것이다. 또, 본 발명은 해당 조명 장치를 이용하여 구성되는 액정 장치에 관한 것이다.
전기 광학적인 표시 장치로서 액정 장치가 널리 알려져 있다. 이 액정 장치는 일반적으로 전극을 구비한 한 쌍의 기판 사이에 액정을 유지하고, 전극 사이에 전압을 인가하여 액정의 배향을 제어하며, 이에 따라, 액정을 통과하는 광을 변조하여 이미지를 표시한다.
액정 장치를 액정으로의 광 공급 방법에 근거하여 구별하면, 한 쪽 기판의 외면 또는 내면에 마련된 반사판에 의해 외광을 반사하는 구조의 반사형 액정 장치나, 한 쪽 기판의 외면에 마련한 조명 장치에 의해 액정에 광을 평면적으로 공급하는 구조의 투과형 액정 장치나, 외광이 있는 경우에는 반사형으로서 기능하고, 또한 외광이 불충분한 경우에는 투과형으로서 기능하는 반투과 반사형 액정 장치 등과 같은 각종 액정 장치가 알려져 있다.
투과형 액정 장치나 반투과 반사형 액정 장치 등에서 이용되는 조명 장치는 기본적으로는, 도 8에 도시하는 바와 같이, LED(Light Emitting Diode), 냉음극관(cold cathode tube) 등과 같은 발광원(71)을 도광체(74)의 광취입면(74a)에 대향시켜 배치하고, 발광원(71)으로부터의 광을 도광체(74)의 광취입면(74a)에서 취입하여 반사판(78)으로 반사시키면서 광출사면(74b)으로 유도하고, 해당 광출사면(74b)으로부터 외부로 출사한다. 광출사면(74b)에는 광을 평면적으로 이용하는 기기, 예컨대, 액정 패널(도시하지 않음)이 배치되어, 광출사면(74b)으로부터 평면적으로 출사되는 광이 그 기기에 공급된다. 또, 부호 R은 광의 진행 경로를 개념적으로 나타내는 것이지만, 이것은 실제 광의 진행 경로를 나타내는 것이 아님에 주의해야 한다.
그런데, 최근에는, 액정 장치 등에 의해 컬러 표시가 행해지는 것이 많아지고 있고, 이 컬러 표시에서 보기 좋게 표시하기 위해서는, 액정 패널을 조명하기 위한 광이 고휘도인 것이 필요하다. 구체적으로는, 흑백 표시에서는 2nt 정도가필요한 데 비해, 컬러 표시에서는 10nt 이상의 고휘도가 필요하다. 또한, 컬러 표시 패널은 광 투과율이 낮은, 예컨대, 약 2% 정도이기 때문에, 이 면으로부터도 조명 장치에 고휘도가 필요하다.
이상과 같이, 최근의 조명 장치에는 고휘도의 출사광이 요구되고 있음에도 불구하고, 도 8에 나타낸 종래의 기본적인 조명 장치는 도광체(74)로 도입한 광을 광출사면(74b)으로부터 외부로 출사하는 것에 대한 효율이 나쁘고, 그 때문에, 고휘도의 출사광이 얻어지지 않는다는 문제가 있었다.
또한, 종래, 일본 특허 공개 평성 제6-082631호 공보에 개시된 바와 같이, 도광체의 단면에 확산 부재나 광흡수 부재를 마련함으로써, 조명 장치의 단면 근방에 불균일한 광이이 발생하는 것을 방지하도록 한 조명 장치가 알려져 있다. 또한, 일본 특허 공개 평성 제8-320486호 공보에 개시된 바와 같이, 발광원에 대향하는 도광체의 단면을 경사면으로 함으로써, 도광체로 도입되는 광을 많게 하도록 한 조명 장치도 알려져 있다. 또한, 일본 특허 공개 평성 제8-335048호 공보에 개시된 바와 같이, 도광체의 광취입면의 반대면에 반사 시트를 장착한다는 조명 장치도 알려져 있다.
이상과 같이, 도광체의 구조를 연구함으로써, 불균일한 광의 발생의 해소를 도모하거나, 광강도의 증대를 도모하거나 한 조명 장치는 여러 가지 제안되어 있지만, 종래의 조명 장치에서는 고휘도의 평면 발광을 얻는 것이 어렵다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 문제점에 감안하여 이루어진 것으로서, 고휘도의 평면 발광을 형성할 수 있는 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 매우 균일하고 밝은 표시를 할 수 있는 액정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 조명 장치 및 액정 장치의 일 실시예의 측단면 구조를 나타내는 단면도,
도 2는 도 1에 나타낸 조명 장치에서 이용되는 확산 패턴을 도시하는 도면,
도 3은 도 1에 나타내는 액정 장치를 구성하는 액정 패널의 전기적 구성을 모식적으로 도시하는 도면,
도 4는 도 3의 액정 패널에서의 1 화소 분량의 구조를 도시하는 도면으로서, a는 평면도, b는 a의 A-A선 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 조명 장치의 다른 실시예를 나타내는 측단면도,
도 6은 본 발명에 따른 조명 장치의 또 다른 실시예를 나타내는 측단면도,
도 7은 조명 장치에 관련되는 시뮬레이션 결과를 나타내는 데이터 및 그래프,
도 8은 종래의 조명 장치의 일례를 나타내는 측단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 액정 장치 2 : 액정 패널
4 : 조명 장치 6 : 도광체
6a : 광취입면 6b : 광출사면
6c : 경사면 6d : 비발광면
7 : LED(광원) 8 : 반사 시트(반사 부재)
9 : 확산 시트 11 : 프리즘 시트
12 : 확산 패턴 17a, 17b : 기판
L0 : 액정층 L : 액정
Pn : 법선면
(1) 상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 제 1 조명 장치는 광원과, 해당 광원로부터의 광을 광취입면에서 수광하여 광출사면으로부터 출사하는 도광체를 갖는 조명 장치에 있어서, 상기 도광체의 광취입면의 반대면을 경사면으로 한 것을 특징으로 한다.
이 구성의 조명 장치에 따르면, 도광체의 광취입면으로부터 해당 도광체의 내부에 도입된 광으로서 해당 도광체의 광출사면으로부터 외부로 출사되지 않아, 광취입면에 대향하는 반대측의 경사면에 도달한 광이 똑바로 반사되는 것이 아니라, 각도를 갖고 반사된다. 그 결과, 도광체 내를 전파하는 광의 반사 회수가 증가하게 되어, 확산되는 빈도가 증가하고, 결과로서 광의 출사 효율이 높아져 출사광의 휘도가 높아진다. 또한, 도광체 내를 전파하는 광의 반사 회수를 증가시킴으로써, 출사광의 휘도 불균일을 감소시킬 수도 있다.
다음에, 상기 제 1 조명 장치에 대해서 상기 경사면의 경사 각도에 대하여 검토한다.
지금, 도 2a에 도시하는 바와 같이, 도광체(6)의 광출사면(6b)의 법선면 Pn(지면 수직 방향에 연장되는 면)에 대한 경사면(6c)의 각도를 θ로 하여,
출광 효율(%) = (출사광량/입사광량)× 100
단, 출사 광량 = 광출사면(6b)에서 출사되는 광량
입사 광량 = 광취입면(6a)에 입사되는 광량
을 시뮬레이션에 의해 구한 결과, 도 7a에 나타내는 결과를 얻었다. 또, 도 2a에서, 경사 각도 θ는 도면의 시계 방향이 +(플러스)이고, 반시계 방향이 -(마이너스)이다.
또한, 도 7a에 나타내는 결과 데이터를 그래프로 나타내면, 도 7b에 나타내는 그래프가 얻어졌다. 이 그래프로부터 알 수 있는 것은 도 2a의 도광체(6)의 광입사 반대측 단면(6c)의 경사 각도 θ가 0°일 때에 출광 효율이 낮은 것은 종래의 조명 장치와 같으며, 단면 각도를 서서히 경사지게 하면, 약 ±10°까지는 출광 효율이 서서히 커지지만, 단면 경사 각도가 약 ±10°를 넘으면 출광 효율이 서서히 작아진다는 것이다.
즉, 도광체(6)의 광취입면(6a)의 반대면(6c)을 경사면으로 하는 경우, 그 경사면(6c)의 경사 각도 θ가 적절한 범위이면, 높은 출사 효율을 얻을 수 있지만, 경사 각도 θ가 지나치게 크면 출사 효율이 크게 향상되지 않는다는 것이며, 그 적절한 각도 범위는 약 ±10°정도라는 것이다.
이와 같이 경사 각도 θ가 지나치게 커지면 도광체(6)에서 광출사 효율이 크게 향상되지 않는 이유는 여러 가지가 있을지도 모르지만, 그 하나에는, 입사 반대측 단면(6c)의 경사 각도 θ가 지나치게 커지면, 해당 단면에서 반사된 광은 그 단면 근방에서 발 도광체(6)의 외측으로 나가서, 도광체(6) 내부에서의 광의 반사 회수를 증가시킬 수 없기 때문이라는 것이 생각된다. 이상의 검토 결과를 고려하면, 상기 제 1 조명 장치에서, 상기 도광체(6)의 광출사면(6b)의 법선면 Pn에 대한 상기 경사면(6c)의 경사 각도는 약 ±10°인 것이 바람직하다.
다음에, 상기 제 1 조명 장치에서, 상기 도광체의 광출사면의 반대면에는 반사 부재를 마련하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 도광체에 입사된 광을 효율적으로 광출사면으로부터 외부로 출사할 수 있다. 또, 반사 부재로는 도광체와는 별개인 예컨대, 백색의 반사 밀봉재를 부착하는 것이나, 예컨대, 백색의 반사층을 도광체의 표면에 형성하는 것이나, 그 밖의 임의의 방법을 채용할 수 있다.
다음에, 상기 제 1 조명 장치에서, 상기 도광체의 광입사 반대측의 경사면에도 반사 부재를 마련하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 일단 도광체로 입사된 광이 반대측의 경사면을 통해서 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있고, 그 때문에, 출사 효율을 한층 더 향상시킬 수 있다. 또, 반사 부재로는, 도광체와는 별개인 예컨대, 백색의 반사 밀봉재를 부착하는 것이나, 예컨대, 백색의 반사층을 도광체의 표면에 형성하는 것이나, 그 밖의 임의의 방법을 채용할 수 있다.
(2) 다음에, 본 발명에 따른 제 2 조명 장치는 광원과, 해당 광원로부터의 광을 광취입면에서 수광하여 광출사면으로부터 출사하는 도광체와, 해당 도광체의 광출사면 또는 그 반대면에 마련된 확산 패턴을 갖는 조명 장치에 있어서, 상기 도광체의 광취입면의 반대면을 경사면으로 하고, 또한 상기 확산 패턴은 상기 경사면으로부터 상기 도광체의 중앙부를 향하여 패턴 점유율이 증가하는 것을 특징으로한다.
또, 패턴 점유율이라는 것은 도광체에서의 단위 면적당 확산 패턴이 차지하는 면적의 비율이다. 예컨대, 패턴 점유율을 높이기 위해서는 확산 패턴의 형상을 크게 하거나, 패턴 형상은 변화시키지 않지만 패턴의 존재 밀도를 증가시키는 것이 고려된다.
이 제 2 조명 장치가 상기 제 1 조명 장치와 다른 점은 도광체의 광취입면의 반대면을 경사면으로 하는 것에 부가하여, 광출사면 또는 그 반대면에 확산 패턴을 마련하고, 또한 그 확산 패턴의 모양을 상기 경사면에 관련시켜 결정한 것이다.
도광체의 광취입면의 반대면, 즉 광입사 반대면을 경사면이라고 하면, 해당 경사면에 도달한 광은 해당 경사면에서 각도를 갖고 반사하기 때문에, 도광체의 광출사면으로부터 외부로 출사하는 광의 휘도는 상기 경사면, 즉 도광체의 입사 반대측의 단부가 강해지는 경향이 있어, 평면광의 균일성이 손상되는 경우가 있을 지도 모른다. 이에 대하여, 본 제 2 조명 장치와 같이, 확산 패턴의 패턴 점유율을 경사면 즉 도광체 단면에서 도광체 중앙부를 향하여 증가하도록 설정하면, 도광체 단면측의 출사광 휘도를 감소시키는 한편, 도광체 중앙부 측의 출사광 휘도를 높일 수 있기 때문에, 출사광이 평면적인 휘도를 균일화할 수 있다.
지금, 조명 장치의 평면적 모식도인 도 2b를 참조하여, 상기 제 2 조명 장치에서, 상기 광원(7) 근방의 확산 패턴(12a)의 패턴 점유율을 S0,입사 반대측의 경사면(6c) 근방의 확산 패턴(12c)의 패턴 점유율을 S1, 그리고 도광체(6)의 중간 부분의 확산 패턴(12b)의 패턴 점유율을 S2라고 할 때, 그들 패턴 점유율의 관계는,
S0 < S1 < S2
로 하는 것이 바람직하다.
확산 패턴의 패턴 점유율을 상기한 바와 같이 설정하면, 광원(7)에 가까운 부분의 광출사 효율이 가장 약하게 되고, 의사 광원이라고 생각되는 경사면(6c)에 가까운 부분의 광출사 효율이 다음으로 약하게 되며, 중간 부분의 광출사 효율이 가장 크게 유지되게 되고, 그 결과, 도광체(6)로부터의 출사광의 휘도가 평면적으로 균일하게 된다.
다음에, 도광체의 광출사면 또는 그 반대면에 대하여 마련하는 확산 패턴을 경사 단면과 관련하여 상기한 바와 같이 구성한 조명 장치에서는, 도 2b에 있어서, 패턴 점유율이 가장 작은 S0인 확산 패턴(12a)으로서 광원(7)에 가장 가까운 것으로부터 패턴 점유율이 S2인 중간부 확산 패턴(12b)까지의 거리를 L1로 하고, 패턴 점유율이 중간값 S1인 확산 패턴(12c)으로서 경사면(6c)에 가장 가까운 것으로부터 패턴 점유율이 S2인 중간부 확산 패턴(12b)까지의 거리를 L2이라고 할 때,
L1 > L2
인 것이 바람직하다.
이 구성에 따르면, 휘도가 가장 높아지는 경향이 있는 광원측 단부의 휘도를 가장 작게 하고, 그 다음으로 휘도가 높아지는 경향이 있는 의사 광원측 즉 경사면(6c) 측 단부의 휘도를 중간 정도로 작게 하고, 휘도가 가장 낮아지는 경향이 있는 중간부의 휘도를 될 수 있는 한 감쇠하지 않도록 조절할 수 있다. 이에 따라, 도광체(6)로부터 나오는 광의 휘도를 평면적으로 균일하게 할 수 있다.
다음에, 상기 제 1 및 제 2 조명 장치에서, 상기 광원은 LED(Light Emitting Diode)인 것이 바람직하다. 일반적으로, 광원으로서는 형광등 등과 같은 냉음극선관이나, LED 등과 같은 각종 발광원을 이용할 수 있다. 이들 발광원 중 LED는 지향성이 강하기 때문에, 이것을 광원으로 이용하는 경우에는 LED로부터 발광하여 도광체의 광취입면에 취입된 광 중 도광체의 외부로 출사되지 않고 반대측 단면에 도달하는 성분이 많아진다.
이 경우, 종래의 조명 장치와 같이 광취입면의 반대면에 특별한 처리를 실시하고 있지 않을 때에는, 상기한 바와 같이 광취입면의 반대면에 도달한 광성분은 똑바로 반사하여 다시 광취입면으로 향하게 되어, 도광체의 외측으로 좀처럼 출사되지 않게 된다. 이것에서는, 휘도가 높은 출사광을 도광체의 외부로 취출하는 것이 어렵게 된다.
이에 대하여, 본 발명과 같이, 광취입면의 반대면을 경사지게 해 두면, 해당 반대면에 도달한 광에 각도를 부가하여 반사할 수 있고, 따라서, 도광체의 내부에서 여러 번 반사시킬 수 있기 때문에, 특히 지향성이 강한 LED에 대해서 휘도가 높은 출사광을 얻을 수 있다.
(3) 다음에, 본 발명에 따른 제 1 액정 장치는 한 쌍의 기판 사이에 액정을 유지하여 이루어지는 액정 패널과, 해당 액정 패널에 광을 공급하는 조명 장치를 갖는 액정 장치에 있어서, 상기 조명 장치는 광원과, 해당 광원로부터의 광을 광취입면에서 수광하여 광출사면으로부터 출사하는 도광체를 갖고, 또한 상기 도광체의 광취입면의 반대면을 경사면으로 한 것을 특징으로 한다.
이 구성의 액정 장치에 따르면, 조명 장치에서, 도광체의 광취입면으로부터 해당 도광체의 내부로 도입된 광으로서 해당 도광체의 광출사면으로부터 외부로 출사되지 않아, 광취입면에 대향하는 반대측의 경사면에 도달한 광이 똑바로 반사되는 것이 아니라, 각도를 갖고 반사된다. 그 결과, 도광체 내를 전파하는 광의 반사 회수가 증가하게 되어, 확산되는 빈도가 증가하고, 결과로서 광의 출사 효율이 높아져 출사광의 휘도가 높아진다. 또한, 도광체 내를 전파하는 광의 반사 회수를 증가시킴으로써, 출사광의 불균일한 휘도를 감소시킬 수도 있다. 이와 같이, 조명 장치로부터의 광을 고휘도로 하여 불균일한 휘도를 감소시킬 수 있기 때문에, 표시 영역의 전체에 밝고 균일한 이미지를 표시할 수 있다.
(4) 다음에, 본 발명에 따른 제 2 액정 장치는 한 쌍의 기판 사이에 액정을 유지하여 이루어지는 액정 패널과, 해당 액정 패널에 광을 공급하는 조명 장치를 갖는 액정 장치에 있어서, 상기 조명 장치는 광원과, 해당 광원로부터의 광을 광취입면에서 수광하여 광출사면으로부터 출사하는 도광체와, 해당 도광체의 광출사면 또는 그 반대면에 대해 마련된 확산 패턴을 갖고, 상기 도광체의 광취입면의 반대면을 경사면으로 하고, 또한 상기 확산 패턴은 상기 경사면으로부터 상기 도광체의 중앙부를 향하여 패턴 점유율이 서서히 증가하는 것을 특징으로 한다.
이 제 2 액정 장치가 상기 제 1 액정 장치와 다른 점은 그것에 포함되는 조명 장치에 대해서 변형을 가한 것이며, 구체적으로는, 도광체의 광취입면의 반대면을 경사면으로 하는 것에 부가하여, 광출사면 또는 그 반대면에 확산 패턴을 마련하고, 또한 그 확산 패턴의 모양을 상기 경사면에 관련시켜 결정한 것이다.
도광체의 광취입면의 반대면을 경사면이라고 하면, 해당 경사면에 도달한 광은 해당 경사면에서 각도를 갖고 반사하기 때문에, 도광체의 광출사면으로부터 외부로 출사하는 광의 휘도는 상기 경사면, 즉 도광체의 입사 반대측의 단부가 강해지는 경향이 있어, 평면광의 균일성이 손상될 우려가 있다. 이에 비하여, 본 제 2 액정 장치에서 이용되는 조명 장치와 같이, 확산 패턴의 패턴 점유율을 경사면 즉 도광체 단면으로부터 도광체 중앙부를 향하여 증가하도록 설정하면, 도광체 단면 측의 출사광 휘도를 감소시키는 한편, 도광체 중앙부 측의 출사광 휘도를 높일 수 있기 때문에, 출사광이 평면적인 휘도를 균일화할 수 있다. 이에 따라, 액정 장치의 표시 영역 전체에 밝고 균일한 이미지를 표시할 수 있다.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적, 특징, 국면 및 이익 등은 첨부 도면을 참조로 하여 설명하는 이하의 상세한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다.
액정 장치를 액정의 구동 방식에 의해서 구별하면, 화소 전극을 스위칭 소자(즉, 비선형 소자)에 의해서 구동하는 방식인 능동 매트릭스 방식의 액정 장치와, 스위칭 소자를 이용하지 않는 단순 매트릭스 배열에 의해서 구성되는 수동 매트릭스 방식의 액정 장치가 고려된다.
또한, 능동 매트릭스 방식의 액정 장치로는, 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터(TFT:Thin Film Transistor) 등과 같은 3 단자형 소자를 이용하는 방식과, 박막 다이오드(TFD:Thin Film Diode) 등과 같은 2 단자형 소자를 이용하는 방식이 알려져 있다. 이들 중 TFD 등을 이용한 액정 장치는 배선의 교차 부분이 없기 때문에 배선 사이의 단락 불량이 원리적으로 발생하지 않는 것, 성막 공정 및 포토 리소그래피 공정을 단축할 수 있는 것 등과 같은 이점을 갖고 있다.
이하, 본 발명을 TFD를 스위칭 소자로서 이용하는 구조의 능동 매트릭스 방식의 액정 장치에 적용하는 경우를 예로 들어 설명한다. 또한, 본 실시예의 액정 장치는 외광이 있는 경우에는 반사형으로서 기능하고, 또한 외광이 불충분한 경우에는 투과형으로서 기능하는 반투과반사형의 액정 장치인 것으로 한다.
도 1은 그 액정 장치(1)의 측단면 구조를 나타내고 있다. 이 액정 장치(1)는 액정 패널(2)의 비표시면 측(도 1의 하면 측)에 조명 장치(4)를 배치하고, 그 조명 장치(4)의 비발광면 측(도 1의 하면 측)에 제어 기판(5)을 배치하고, 또한 액정 패널(2)과 제어 기판(5)을 FPC(Flexible Printed Circuit : 가요성 프린트 기판)(3)에 의해서 전기적으로 접속함으로써 형성된다. 참조 부호 14는 액정 패널(2)과 조명 장치(4) 사이에 배치되는 완충 부재를 나타내고 있다.
조명 장치(4)는 도광체(6)와 광원으로서의 LED(7)를 갖는다. LED(7)는 LED 기판(13)에 실장되어 도광체(6)의 광취입면(6a)에 대향한다. LED 기판(13)은, 예컨대, 도광체(6)를 수지 성형할 때에 동시에 성형된 기판 지지부에 장착되어 도광체(6)에 지지된다.
도광체(6)는, 예컨대, 아크릴계 수지, 폴리카바이드계 수지, 유리 등에 의해서 형성되고, 그 비발광면 측, 즉 액정 패널(2)과 반대측의 면에는 반사 부재로서의 반사 시트(8)가 접착 등에 의해 장착되어 있다. 또한, 도광체(6)의 광출사면(6b)에는 확산 시트(9) 및 프리즘 시트(11)가 각각 접착 등에 의해서 장착되어 있다.
또한, 본 실시예에 따른 도광체(6)의 광취입면(6a)의 반대면은, 도 2a에 도시하는 바와 같이, 광출사면(6b)의 법선면 Pn에 대하여 각도 θ만큼 경사하는 경사면(6c)으로 되어 있다. 반사 시트(8)는 이 경사면(6c)을 피복하는 곳까지 연장되어 있다.
반사 시트(8)는 LED(7)로부터 출사되어 도광체(6)의 광취입면(6a)으로부터 취입된 광을 반사하는 작용을 하고, 예컨대, 백색의 발포 폴리에틸렌 텔레프탈레이트 수지(polyethylene terephthalate form) 등에 의해서 형성된다. 또한, 확산 시트(9)에는, 도 2b에 도시하는 바와 같이, 발광면 측(도 1의 액정 패널(2)을 향하는 측)에 다수의 확산 패턴(12)이 형성되어 있다.
이들 확산 패턴(12)은 광의 굴절율을 다르게 함으로써, 도광체(6)의 내부를 전파하는 광을 그 도광체(6)의 외부로 도출시키는 것이며, 예컨대, 시트 상에 백색 도료를 인쇄함으로써 형성된다. 또, 도광체(6)를 수지 성형할 때에 볼록 형상 또는 오목 형상의 확산 패턴(12)을 도광체(6)와 동시 성형, 즉 일체 성형할 수도 있다. 또한, 프리즘 시트(11)는 시트 표면에 볼록부 또는 오목부의 프리즘 패턴을 갖는 광학 요소이며, 확산 시트(9)로부터 출사된 광을 중앙부로 향하게 하는 작용을 한다.
도 1에서, 액정 패널(2)은 화살표 A 방향에서 보아 고리 형상의 밀봉재(16)에 의해서 서로 접합된 한 쌍의 기판(17a, 17b)을 갖는다. 그리고, 제 1 기판(17a), 제 2 기판(17b) 및 밀봉재(16)에 의해서 둘러싸이는 간극, 소위 셀 갭 내에 액정 L이 봉입된다. 밀봉재(16) 중에 분산된 구 형상 또는 원통 형상의갭재(gap材)(10)와, 적어도 한 쪽 기판(17a, 17b)의 내측 표면에 분산되어 셀 갭 내에 존재하는 다수의 스페이서(15)는 셀 갭의 간격을 일정하게 유지하도록 기능한다.
제 1 기판(17a) 중 제 2 기판(17b)으로부터 연장되는 기판 연장부의 표면에는 ACF(Anisotropic Conductive Film : 이방성 도전막)(18)에 의해서 액정 구동용 IC(19)가 실장된다. 또한, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 제 2 기판(17b)도 제 1 기판(17a)으로부터 연장되는 기판 연장부를 갖고 있고, 그 기판 연장부에도 액정 구동용 IC가 실장된다.
본 실시예의 액정 장치는 스위칭 소자로서 TFD를 이용한 능동 매트릭스 방식의 액정 장치이고, 제 1 기판(17a) 및 제 2 기판(17b) 중 어느 한 쪽은 소자 기판이며, 다른 쪽은 대향 기판이다. 본 실시예에서는 제 1 기판(17a)을 소자 기판이라고 생각하고, 제 2 기판(17b)을 대향 기판이라고 생각한다.
소자 기판으로서의 제 1 기판(17a)은 유리, 플라스틱 등에 의해서 형성된 기재(24a)의 내측 표면에 화살표 A 방향에서 보아 도트 매트릭스 형상으로 화소 전극(21)을 형성하고, 그 위에 배향막(26a)을 성막하며, 또한 기재(24a)의 외측 표면에 편광판(22a)을, 예컨대, 접착에 의해 장착함으로써 형성된다. 단순한 반사형인 경우에는 표시면 측이 아닌 기재(24a)는 투명한 것이 필수적인 요건은 아니지만, 본 실시예와 같이 반사형 및 투과형의 양쪽으로 이용되는 경우에는 기재(24a)는 투명한 것이 필요하다.
또한, 대향 기판으로서의 제 2 기판(17b)은 유리, 플라스틱 등에 의해 형성된 기재(24b)의 내측 표면에 컬러 필터(27)를 형성하고, 그 위에 화살표 A에서 보아 스트라이프 형상의 대향 전극(23)을 형성하며, 그 위에 배향막(26b)을 성막하고, 또한 기재(24b)의 외측 표면에 편광판(22b)을, 예컨대, 접착에 의해 장착함으로써 형성된다.
배향막(26a, 26b)은, 예컨대, 폴리이미드(polyimide) 용액을 도포한 후에 소성함으로써 형성된다. 이 폴리이미드의 폴리머 주쇄가 러빙 처리(rubbing process)에 의해 소정의 방향으로 연장되어, 셀갭 내에 봉입된 액정 L 내의 액정 분자가 배향막의 연장 방향에 따라 배치되는 것으로 되어 있다.
컬러 필터(27)에 대해서는, 제 1 기판(17a)에 형성된 화소 전극(21)에 대향하는 부분의 대향 기판에, R(적색), G(녹색), B(청색)의 각 원색의 색 요소가 소정의 배열로 형성되어, 화소 전극(21)에 대향하지 않는 영역에는 BK(검정색)의 블랙 매트릭스가 형성된다.
도 3은 액정 패널(2)의 전기적 구성을 모식적으로 나타내고 있다. 도시한 바와 같이, 액정 패널(2)에는 복수의 배선(28)이 행 방향(X 방향)으로 형성되고, 또한, 복수 개의 대향 전극(23)이 열 방향(Y 방향)으로 형성되어, 배선(28)과 대향 전극(23)의 각 교차점에 화소(29)가 형성된다. 각 화소(29)는 액정층 L0과 TFD(Thin Film Diode)(31)의 직렬 접속에 의해 형성된다. 도 1의 화소 전극(21)은 도 3에서 TFD(31)를 거쳐서 배선(28)에 접속되고, 대향 전극(23)과 함께 액정 L을 사이에 유지함으로써, 액정층 L0을 형성한다. 도 1에서, 제 1 기판(17a)과 제 2 기판(17b)은 1열분의 화소 전극(21)과 1개의 대향 전극(23)이 서로 대향하는 위치관계로 되도록 서로 접합될 수 있다.
도 3에서, 각 배선(28)은 주사선 구동 회로(32)에 의해서 구동되어 주사선으로서 작용한다. 또한, 각 대향 전극(23)은 데이터선 구동 회로(33)에 의해서 구동되어 데이터선으로서 작용한다. 이들 주사선 구동 회로(32) 및 데이터선 구동 회로(33)는 도 1에 나타낸 액정 구동용 IC(19)나 도시하지 않는 다른 한 쪽의 액정 구동용 IC에 회로 구성 요소로서 포함된다.
대향 전극(23)은, 예컨대, ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 도전재에 의해 형성된다. 또한, 화소 전극(21)은 Al(알루미늄) 등과 같은 반사성 재료에 의해 형성된다. 여기서 화소 전극(21)을 반사성 재료에 의해 형성하는 것은 화소 전극(21) 그 자체를 반사 요소로서 이용하여 반사형의 표시를 하기 때문이다.
또, 도 3에서는 TFD(31)가 배선(28), 즉 주사선 측에 접속되고, 액정층 L0이 대향 전극(23), 즉 데이터선의 측에 접속되어 있지만, 이와는 반대로, TFD(31)를 데이터선 측에 접속시켜, 액정층 L0을 주사선 측에 접속시킬 수도 있다.
TFD(31)는, 예컨대, 도 4a 및 도 4b에 도시하는 바와 같이, 제 1 기판(17a)의 표면에 성막된 절연막(34) 상에 형성된 제 1 TFD(36a) 및 제 2 TFD(36b)라는 2개의 TFD 부분에 의해 구성되어 있다. 절연막(34)은, 예컨대, 산화 탄탈(Ta2O5)에 의해 50∼200mm 정도의 두께로 형성된다.
이 산화막(34)을 마련하는 것은 첫째, 제 2 금속막(39a, 39b)의 퇴적 후에서의 열 처리에 의해, 제 1 금속막(37)이 하지로부터 박리되지 않도록 하기 위해서이다. 또한, 둘째, 제 1 금속막(37)에 불순물이 확산되지 않도록 하기 위해서이다. 따라서, 이들이 문제가 되지 않으면, 절연막(34)은 생략할 수 있다.
TFD(36a, 36b)는 각각 제 1 금속막(37)과, 이 제 1 금속막(37)의 표면에 형성되어 절연체로서 작용하는 산화막(38)과, 그리고 산화막(38)의 표면에 서로 간격을 두고 형성된 제 2 금속막(39a, 39b)에 의해 구성된다. 산화막(38)은, 예컨대, 화성액(chemical conversion solution)으로서 0.01∼0.1 중량%의 구연산 수용액을 이용하여 행하여지는 양극 산화법에 의해서 제 1 금속막(37)의 표면을 산화함으로써 형성된, 예컨대, 10∼35nm 정도 두께의 산화 탄탈(Ta2O5)에 의해 구성된다. 또, 제 1 금속막(37)을 양극 산화시켰을 때에는 배선(28)의 기초가 되는 부분의 표면도 동시에 산화되어, 마찬가지로 산화 탄탈로 이루어지는 산화막이 형성된다.
제 2 금속막(39a, 39b)은, 예컨대, Al 등과 같은 반사성 재료를 스퍼터링 법 등과 같은 성막 기술을 이용하여 성막한 후에, 포토리소그래피 및 에칭 기술에 의해 패터닝하여, 최종적으로 50∼300nm 정도의 두께로 형성된다. 한 쪽의 제 2 금속막(39a)은 그대로 배선(28)이 되고, 다른 쪽의 제 2 금속막(39b)은 화소 전극(21)에 접속된다.
여기서, 제 1 TFD(36a)는 배선(28) 측에서 보면, 순서대로 제 2 금속막(39a)/산화막(38)/제 1 금속막(37)의 적층 구조, 즉 금속/절연체/금속의 샌드위치 구조를 채용하기 때문에, 그 전류-전압 특성은 정부(正負) 양 방향에 걸쳐 비선형으로 된다. 한편, 제 2 TFD(36b)는 배선(28) 측에서 보면, 순서대로 제 1금속막(37)/ 산화막(38)/제 2 금속막(39b)으로 되어, 제 1 TFD(36a)와는 반대의 전류-전압 특성을 갖게 된다. 따라서, TFD(31)는 두 개의 소자를 서로 반대 방향으로 직렬 접속시킨 형태가 되고, 이 때문에, 하나의 소자를 이용하는 경우에 비해, 전류-전압의 비선형 특성이 정부 양 방향에 걸쳐 대칭화되게 된다.
제 1 금속막(37)은, 예컨대, 탄탈 단체, 탄탈 합금 등에 의해서 형성된다. 또한, 그 제 1 금속막(37)의 막두께는 TFD(31)의 용도에 따라 적합한 값이 선택되지만, 보통은 100∼500nm 정도이다.
또, TFD(31)는 2 단자형 비선형 소자의 일례이며, 그 외에 MSI(Metal Semi-Insulator)등과 같은 다이오드 소자 구조를 이용한 소자나, 이들 소자를 역방향으로 직렬 접속 또는 병렬 접속한 것 등을 이용할 수도 있다. 또한, 전류-전압 특성을 정부 양 방향으로 엄밀히 대상화할 필요가 없는 경우에는, 하나의 소자 분량에 의해 TFD를 구성할 수 있다.
화소 전극(21)에는, 도 4a에 도시하는 바와 같이, 경사 방향으로 개구하는 슬릿(slit) 형상의 개구(41)가 마련된다. 본 액정 장치가 반사형으로서 기능할 때에는 화소 전극(21) 그 자체가 반사 요소로서 작용하고, 한편, 투과형으로서 기능할 때에는 이들의 개구(41)를 통과하는 광이 액정층 L0으로 진입한다. 또, 화소 전극(21)이 반사 요소로서 기능하는 경우에는 그 반사광은 산란하는 것이 바람직하고, 그 때문에, 화소 전극(21)의 표면에는 미묘한 기복을 마련하여 두는 것이 바람직하다.
지금, 제 1 기판(17a)의 배향막(26a)(도 1참조)에 실시되는 러빙 방향이 왼쪽으로 기울어 하방(下方) 45°의 Ra방향이며, 그에 대향하는 제 2 기판(17b)의 배향막(26b)(도 1참조)이 왼쪽으로 기울어 상방(上方) 45°의 Rb방향이라고 하면, 상기 개구(41)의 연장 방향은 러빙 방향 Ra에 일치하여 형성된다.
또, 상기 설명에서는 제 2 금속(39a, 39b)과 화소 전극(21)의 조성을 동일하게 했지만, 제 2 금속막(39a, 39b)으로서 크롬 등과 같은 비반사성 금속을 패터닝에 의해 형성하고, 그 이후, 화소 전극(21)으로서 Al 등과 같은 반사성 금속을 패터닝에 의해 형성해도 무방하다.
이상으로부터 형성된 액정 장치(1)에 대해서는, 도 1에서, 주위가 밝은 경우에는, 액정 장치(1) 주변의 외광이 편광판(22b)을 통해 액정 패널(2) 내로 들어가서, 액정 L을 통과한 후에 화소 전극(21)으로 반사되고, 이 반사광이 다시 액정 L을 통과한 후, 편광판(22b)을 통해 외부로 나간다. 이러한 경로로 진행하는 광이 액정 L을 통과할 때, 액정 L은 주사 신호와 데이터 신호에 따라 화소마다 전압 제어되고, 이에 따라, 액정 L을 통과하는 광이 화소마다 변조되어, 편광판(22b)을 선택적으로 통과하는 광에 의해 외부로 문자나 그 밖의 이미지가 표시된다. 이리 하여, 반사형의 표시가 행하여진다.
한편, 액정 장치(1)의 주변이 어두운 경우에는, LED(7)가 발광하여, 그 발광이 도광체(6)의 광취입면(6a)으로부터 도광체(6)의 내부로 취입된다. 취입된 광은 도광체(6)의 비발광면(6d) 측에서 반사 시트(8)로 반사되고, 또한 광취입면(6a)의 반대측의 경사면(6c)에서 반사되면서, 특히 본 실시예의 경우는, 경사면(6c)에서 반사 시트(8)에 의해 반사를 조장하면서, 광출사면(6b)으로부터 외부로 출사되어,확산 시트(9)에 의해 확산되며, 또한 프리즘 시트(11)에 의해 중앙부로 모아지면서, 액정 패널(2)로 공급된다. 이 공급광에 대하여 상기의 반사형 표시와 마찬가지의 처리가 행해짐으로써, 액정 패널(2)의 외부에 문자나 그 밖의 이미지가 표시된다. 이에 따라, 투과형의 표시가 행하여진다.
본 실시예의 액정 장치(1)에서는 도광체(6)의 광취입면(6a)의 반대측 단면이 경사면(6c)으로 되어 있다. 지금, 도 2a에 도시하는 바와 같이, 도광체(6)의 광출사면(6b)의 법선면 Pn에 대한 경사면(6c)의 각도 θ를
θ ≒+ 10°
로 설정한다. 이에 따라, 종래와 같이 θ= 0°로 설정되었을 때와 비교하여, 도광체(6)의 광출사면(6b)으로부터의 광출사 효율을 높이는 것, 즉 휘도를 높일 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 도 2에서, 확산 시트(9)에 마련하는 확산 패턴(12)에 대해서, 도광체(6)의 광취입면(6a)의 반대측 경사면(6c)으로부터 도광체(6)의 중앙부를 향하여 확산 패턴(12)의 패턴 점유율이 증가하도록 패턴을 형성하고 있다. 구체적으로는, 경사면(6c) 측의 확산 패턴(12c)에 비해 도광체(6)의 중간부(반드시 중앙점은 아님)의 확산 패턴(12b)의 직경을 크게 형성한다. 또, 패턴 점유율을 증가시키는 방법으로는, 상기한 바와 같이, 확산 패턴의 크기를 키우는 것 이외에, 확산 패턴 자체의 크기는 동일하고 배치 밀도를 높이는 것도 고려된다.
도광체(6)의 광취입면(6a)의 반대면(6c)을 경사면이라고 하면, 해당 경사면(6c)에 도달한 광은 해당 경사면(6c)에서 각도를 갖고 반사하기 때문에, 도광체(6)의 광출사면(6b)으로부터 외부로 출사하는 광의 휘도는 경사면(6c), 즉 도광체(6)의 광입사 반대측의 단부가 강해지는 경향이 있어, 평면광의 균일성이 손상될 우려가 있다. 이에 대하여, 상기한 바와 같이, 확산 패턴(12)의 패턴 점유율을 광입사 반대측의 경사면(6c)으로부터 도광체(6)의 중앙부를 향하여 증가하도록 설정하면, 도광체 단면(6c) 측의 출사광 휘도를 감소시키는 한편, 도광체 중앙부 측의 출사광 휘도를 높일 수 있기 때문에, 출사광의 평면적인 휘도를 균일화할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, LED(7)의 근방의 확산 패턴(12a)의 패턴 점유율을 S0, 도광체(6)의 광입사 대향면인 경사면(6c) 근방의 확산 패턴(12c)의 패턴 점유율을 S1, 그리고 도광체(6)의 중간 부분의 확산 패턴(12b)의 패턴 점유율을 S2라고 할 때, 그들 패턴 점유율의 관계를
S0 < S1 < S2
로 한다. 구체적으로는, 각 확산 패턴(12a, 12b, 12c)의 외경을 변경시킴으로써, 상기한 바와 같은 패턴 점유율의 관계를 실현하고 있다.
또, 도 2에서는, 각 확산 패턴(12a, 12b, 12c) 크기의 관계를 알기 쉽게 나타내기 위해서, 각 확산 패턴(12a, 12b, 12c)를 실제보다도 크게 모식화하여 나타내고, 그들의 수도 실제보다도 적게 도시되어 있는 것에 유의할 필요가 있다.
확산 패턴(12a, 12b, 12c)의 패턴 점유율의 관계를 상기한 바와 같이 설정하면, LED(7)에 가까운 부분의 도광체(6)의 광출사 효율이 가장 약하게 되고, 의사 광원이라고 생각되는 광입사 대향측의 경사 단면(6c)에 가까운 부분의 광출사 효율이 다음으로 약하게 되며, 도광체(6)의 중간 부분의 광출사 효율이 가장 크게 유지되게 된다. 그 결과, 도광체(6)로부터의 출사광의 휘도가 평면적으로 균일하게 된다.
또한, 본 실시예에서는, 패턴 점유율이 S0이고 LED(7)에 가장 가까운 확산 패턴(12a)으로부터 패턴 점유율이 S2인 중간부 확산 패턴(12b)까지의 거리를 L1로 하여, 패턴 점유율이 S1이고 경사 단면(6c)에 가장 가까운 확산 패턴(12c)으로부터 패턴 점유율이 S2인 중간부 확산 패턴(12b)까지의 거리를 L2이라고 할 때,
L1 > L2
로 설정되어 있다.
이렇게 하면, 휘도가 가장 높아지는 경향이 있는 LED(7)측 단부의 휘도를 가장 작게 하고, 그 다음에 휘도가 높아지는 경향이 있는 의사 광원측, 즉 경사면(6c) 측 단부의 휘도를 중간 정도로 작게 하고, 그리고 휘도가 가장 작아지는 경향이 있는 중간부의 휘도를 될 수 있는 한 감쇠되지 않도록 조절할 수 있다. 이에 따라, 도광체(6)로부터 출사되는 광의 휘도를 평면적으로 균일하게 할 수 있다.
또, 조명 장치(4)에 이용하는 광원으로는, LED(7) 이외에 형광등 등과 같은 냉음극선관이나, 그 밖의 발광원을 이용할 수 있다. 이들 발광원 중 LED(7)는 지향성이 강하기 때문에, 이것을 광원으로서 이용하는 경우에는, LED(7)로부터 발광하여 도광체(6)의 광취입면(6a)에 취입된 광 중 도광체(6)의 외부로 출사되지 않고 광입사 반대측의 단면(6c)에 도달하는 성분이 많아진다.
이 경우, 종래의 조명 장치와 같이 광취입면(6a) 반대면의 각도에 특별한 처리를 실시하지 않을 때에는, 광취입면의 반대면에 도달한 광성분은 똑바로 반사되어 다시 광취입면으로 향하게 되므로, 도광체의 외측으로 좀처럼 출사되지 않게 된다. 이것에서는, 휘도가 높은 출사광을 도광체의 외부로 출력하는 것이 어려워진다.
이에 대하여, 본 실시예와 같이, 광취입면(6a)의 반대면(6c)을 경사지게 해 놓으면, 해당 경사면(6c)에 도달한 광에 각도를 부여해서 반사시킬 수 있고, 따라서, 도광체(6) 내부에서 여러 번 반사시킬 수 있기 때문에, 특히 지향성이 강한 LED(7)에 관해서 휘도가 높은 출사광을 얻을 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 조명 장치의 다른 실시예를 나타내고 있다. 이 실시예에서, 도 2a에 나타낸 실시예와 동일 부재는 동일 부호를 이용하여 나타내는 것으로 하고 그 부재에 대한 설명은 생략한다. 도 5에 나타내는 본 실시예가 도 2a에 나타낸 앞의 실시예와 다른 점은, 도광체(6)의 광입사 반대측의 경사면(6c)에는 반사 시트(8)을 마련하지 않도록 한 것이다. 이와 같이 경사면(6c)에 반사 부재를 마련하지 않는 경우에도, 경사면(6c)에 도달한 광은 그 경사면(6c)에서 각도를 갖고 반사하고, 이에 따라, 도광체(6) 내부에서의 광의 반사 회수가 증가하여, 광출사면(6b)에서의 광출사 효율을 높일 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 조명 장치의 또 다른 실시예를 나타내고 있다. 이 실시예에서도, 도 2a에 나타낸 실시예와 동일 부재는 동일 부호를 이용하여 나타내는 것으로 하고 그 부재에 대한 설명은 생략한다. 도 6에 나타내는 본 실시예가도 5에 나타낸 앞의 실시예와 다른 점은, 도 5에 나타내는 실시예에서는 경사면(6c)을 광출사면(6b)의 법선면 Pn에 대하여 +측, 즉 시계 방향으로 경사지게 했지만, 도 6에 나타내는 본 실시예에서는 -측, 즉 반시계 방향으로 경사, 바람직하게는 θ≒-10°만큼 경사지게 한 것이다. 이와 같이, 경사면(6c)을 정부 반대 방향으로 경사지게 했어도, 마찬가지로 해서, 광출사면(6b)으로부터의 광출사 효율을 높일 수 있다.
(그 밖의 실시예)
이상, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 그 실시예에 한정되는 것이 아니고, 특허 청구 범위에 기재된 발명의 범위 내에서 다양하게 변형할 수 있다.
예컨대, 도 1의 실시예에서는 본 발명에 따른 조명 장치를 능동 매트릭스 방식의 액정 장치에 적용했지만, 본 발명의 조명 장치는 그 밖의 방식의 액정 장치, 예컨대, 단순 매트릭스 방식의 액정 장치에도 적용할 수 있다. 또한, 도 1에서는, 반투과 반사 방식의 액정 장치를 예시했지만, 본 발명의 조명 장치는 반사형 또는 투과형의 액정 장치에도 적용할 수 있다.
도 1에서, 확산 시트(9)는 도광체(6)의 광출사면(6b)에 한정되지 않고, 그 반대측의 면, 즉 비발광면(6d)에 마련할 수도 있다. 또한, 도 2b의 확산 패턴(12)은 확산 시트(9)의 접착에 의해서 도광체(6)에 마련하는 것에 한정되지 않고, 도광체(6)를 성형할 때에 그 도광체(6)와 일체로 성형에 의해 형성할 수도 있다.
본 발명에 따른 조명 장치 및 액정 장치에 의하면, 도광체의 광취입면으로부터 해당 도광체의 내부로 도입된 광으로서 해당 도광체의 광출사면으로부터 외부로 출사되지 않아 광취입면에 대향하는 반대측의 경사면에 도달한 광이 똑바로 반사되는 것이 아니라 각도를 갖고 반사된다. 그 결과, 도광체의 내부를 전파하는 광의 반사 회수가 증가하게 되어, 확산되는 빈도가 증가하고, 결과로서 광의 출사 효율이 높아져 출사광의 휘도가 높아진다. 또한, 도광체 내를 전파하는 광의 반사 회수를 증가시킴으로써, 출사광의 불균일한 휘도를 감소시킬 수도 있다.

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 광원과, 해당 광원으로부터의 광을 광 취입면에서 수광하여 광 출사면으로부터 출사하는 도광체를 갖는 조명 장치에 있어서,
    상기 도광체의 광 취입면의 반대면은, 상기 도광체의 광 출사면에 대향하는 면이 상기 광 출사면보다 확장되어 이루어지는 경사면이며,
    상기 도광체의 광 출사면의 법선면에 대한 상기 경사면의 경사 각도는 약 -10°인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 도광체의 광 출사면의 반대면에 반사 부재를 마련하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 도광체의 경사면에 반사 부재를 마련하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 도광체의 광 출사면 또는 그 반사면에 마련된 확산 패턴을 갖고,
    상기 확산 패턴의 패턴 점유율은 상기 경사면으로부터 상기 도광체의 중앙부로 향하여 증가되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 광원 근방의 상기 확산 패턴의 패턴 점유율을 S0, 상기 경사면 근방의 상기 확산 패턴의 패턴 점유율을 S1, 그리고 상기 도광체 중간 부분의 상기 확산 패턴의 패턴 점유율을 S2라고 할 때,
    S0 < S1 < S2
    인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    패턴 점유율이 S0인 확산 패턴으로서 상기 광원에 가장 가까운 것으로부터 패턴 점유율이 S2인 중간부 확산 패턴까지의 거리를 L1이라 하고,
    패턴 점유율이 S1인 확산 패턴으로서 상기 경사면에 가장 가까운 것으로부터 패턴 점유율이 S2인 중간부 확산 패턴까지의 거리를 L2라고 할 때,
    L1 > L2
    인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  8. 제 2 항, 제 6 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원은 LED(Light Emitting Diode)인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  9. 삭제
  10. 한 쌍의 기판 사이에 액정을 유지하여 이루어지는 액정 패널과, 해당 액정 패널에 광을 공급하는 조명 장치를 갖는 액정 장치에 있어서,
    상기 조명 장치는 광원과, 해당 광원으로부터의 광을 광 취입면에서 수광하여 광 출사면으로부터 출사하는 도광체와, 해당 도광체의 광 출사면 또는 그 반대면에 마련된 확산 패턴을 가지며,
    상기 도광체의 광 취입면의 반대면은 상기 도광체의 광 출사면에 대향하는 면이 상기 광출사면보다 확장되어 이루어지는 경사면이고, 또한,
    상기 확산 패턴의 패턴 점유율은 상기 경사면으로부터 상기 도광체의 중앙부를 향하여 증가되는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  11. 한 쌍의 기판에 액정을 유지하여 이루어지는 액정 패널과, 해당 액정 패널에 광을 공급하는 조명 장치를 갖는 액정 장치에 있어서,
    상기 조명 장치는 광원과, 해당 광원으로부터의 광을 광 취입면에서 수광하여 광 출사면으로부터 출사하는 도광체를 갖고,
    상기 도광체의 광 취입면의 반대면은 상기 도광체의 광 출사면에 대향하는 면이 상기 광 출사면보다 확장되어 이루어지는 경사면이며,
    상기 도광체의 광 출사면의 법선면에 대한 상기 경사면의 경사 각도는 약 -10°인 것을 특징으로 하는 액정 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101730329B1 (ko) 2010-10-08 2017-04-28 엘지디스플레이 주식회사 액정 표시 장치, 그의 로컬 디밍 구동 장치 및 구동 방법

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002268061A (ja) * 2001-03-09 2002-09-18 Nitto Denko Corp 反射型液晶表示装置
US7477424B2 (en) * 2001-12-17 2009-01-13 Transpacific Optics Llc Apparatus having a light source for a transparent sheet of a scanner
JP3719436B2 (ja) 2002-03-06 2005-11-24 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置、および電子機器
JP3864862B2 (ja) * 2002-04-04 2007-01-10 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置及び電子機器
JP3923867B2 (ja) * 2002-07-26 2007-06-06 株式会社アドバンスト・ディスプレイ 面状光源装置及びそれを用いた液晶表示装置
US20060146573A1 (en) * 2002-12-18 2006-07-06 Kenichi Iwauchi Light guide plate, lighting illuminating device using same, area light source and display
KR20040062797A (ko) * 2003-01-03 2004-07-09 삼성전자주식회사 광가이드 방법 및 그 장치와, 이를 갖는 백라이트어셈블리 및 액정 표시 장치
TW577549U (en) * 2003-01-30 2004-02-21 Toppoly Optoelectronics Corp Back light module for flat display device
US7141931B2 (en) * 2003-11-29 2006-11-28 Park Deuk-Il Flat fluorescent lamp and backlight unit using the same
KR100661147B1 (ko) 2004-10-09 2006-12-26 제일모직주식회사 액정표시장치 백라이트 유닛용 도광판 및 이를 이용한액정표시장치용 백라이트 유닛
KR100718136B1 (ko) * 2005-08-30 2007-05-14 삼성전자주식회사 와이어 그리드 편광자를 이용한 백라이트 유닛 및 이를채용한 액정표시장치
KR100813255B1 (ko) * 2006-06-02 2008-03-13 삼성전자주식회사 고출력 도광판 및 이를 채용한 백라이트 유닛
US8031292B2 (en) * 2006-11-21 2011-10-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Liquid crystal display comprising first and second point light source assemblies wherein a first support substrate is larger than the second support substrate, and a first groove of a lower container is deeper than a second groove
KR101313792B1 (ko) 2006-12-07 2013-10-01 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
US8260100B2 (en) 2006-11-28 2012-09-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light guiding layer with integrated mixing and light extracting region
JP4780788B2 (ja) * 2007-01-31 2011-09-28 スタンレー電気株式会社 Led灯具ユニット
JP4878335B2 (ja) * 2007-06-14 2012-02-15 シチズン電子株式会社 導光板の製造方法、導光板及びバックライトユニット並びに表示装置
JP4849053B2 (ja) * 2007-10-26 2011-12-28 パナソニック電工株式会社 発光装置
JP4902516B2 (ja) * 2007-12-17 2012-03-21 日東電工株式会社 視角制御システムならびに画像表示装置
CN101604097B (zh) * 2008-06-13 2011-06-22 群康科技(深圳)有限公司 背光模组及液晶显示装置
JP4565030B2 (ja) * 2008-09-10 2010-10-20 シャープ株式会社 光源モジュールおよびそれを備えた照明装置
KR101539956B1 (ko) * 2008-12-16 2015-07-29 삼성디스플레이 주식회사 표시장치
KR101585244B1 (ko) * 2009-06-08 2016-01-13 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치
JP5420320B2 (ja) * 2009-06-19 2014-02-19 オリンパス株式会社 反射構造体、光散乱部材、導光板、及び照明装置
WO2011021738A1 (ko) * 2009-08-21 2011-02-24 단비기술 유한회사 백라이트 장치
JP4528888B1 (ja) * 2010-01-20 2010-08-25 株式会社エス・ケー・ジー 導光板の製造方法、導光板、バックライト装置、及び照明装置
KR101192275B1 (ko) * 2010-03-16 2012-10-17 엘지이노텍 주식회사 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
JP5422473B2 (ja) * 2010-04-09 2014-02-19 日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 映像表示装置及びこれに用いられるバックライト装置
JP5948025B2 (ja) 2010-08-06 2016-07-06 株式会社半導体エネルギー研究所 液晶表示装置
US8628230B2 (en) 2010-12-03 2014-01-14 Olympus Corporation Reflecting structure, light-scattering member, light-guiding plate and lighting device
JP5619683B2 (ja) * 2011-06-15 2014-11-05 シャープ株式会社 表示装置及び画像形成装置
JP2013012422A (ja) * 2011-06-30 2013-01-17 Hitachi Consumer Electronics Co Ltd バックライト装置及びこれを用いた液晶表示装置
TWI438665B (zh) * 2011-07-01 2014-05-21 Primax Electronics Ltd 具有多層發光圖案之輸入裝置
KR102001666B1 (ko) 2012-08-20 2019-07-19 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
JP6137859B2 (ja) * 2013-02-18 2017-05-31 三菱電機株式会社 冷蔵庫及び照明装置
EP2984404A1 (en) * 2013-04-10 2016-02-17 3M Innovative Properties Company Remote illumination light duct
BR112016007409A2 (pt) * 2013-10-03 2017-08-01 3M Innovative Properties Co sistema de iluminação remoto
US20160223742A1 (en) * 2013-10-03 2016-08-04 3M Innovative Properties Company Remote illumination light duct
CN104989994B (zh) 2015-06-09 2018-04-13 深圳市华星光电技术有限公司 背光模组以及液晶显示装置
CN105588042A (zh) * 2016-02-18 2016-05-18 南京神彩光电科技有限公司 一种高亮度视差照明装置
US11256018B2 (en) 2019-07-03 2022-02-22 Varroc Lighting Systems, s.r.o Light assembly including an illuminating utility segment and a visual stimulant segment
JP2021174711A (ja) * 2020-04-27 2021-11-01 船井電機株式会社 画像表示装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0550431U (ja) * 1991-12-11 1993-07-02 シャープ株式会社 液晶用照明装置
JPH0616943U (ja) * 1992-08-10 1994-03-04 シャープ株式会社 液晶用照明装置
KR19980076384A (ko) * 1997-04-09 1998-11-16 구자홍 액정표시장치의 백라이트
KR19990037537A (ko) * 1997-10-31 1999-05-25 다카노 야스아키 도광판, 그 도광판을 이용한 면광원 및 액정 표시 장치
KR19990037940U (ko) * 1998-03-16 1999-10-15 손욱 반사형 액정표시소자
KR20000016446U (ko) * 1999-02-01 2000-09-25 김순택 액정표시장치

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH1206174A4 (fr) * 1973-09-07 1977-05-31 Seiko Instr & Electronics Montre-bracelet électronique
US4105293A (en) * 1976-08-25 1978-08-08 Aizenberg Julian Borisovich Lighting installation based on light guide
US4487481A (en) * 1980-03-24 1984-12-11 Epson Corporation Backlighted liquid crystal display
US4775222A (en) * 1984-08-27 1988-10-04 Mitsubishi Rayon Company Ltd. Light diffusing device
JPS6155684A (ja) 1984-08-27 1986-03-20 三菱レイヨン株式会社 光拡散装置
JPH0670882B2 (ja) * 1988-08-23 1994-09-07 株式会社明拓システム 単板使用エッジライトパネル
US5134549A (en) * 1990-06-19 1992-07-28 Enplas Corporation Surface light source device
US5128842A (en) * 1991-06-03 1992-07-07 Sunarrow Co., Inc. Uniform illumination plate
US5292320A (en) 1992-07-06 1994-03-08 Ceramoptec, Inc. Radial medical laser delivery device
EP0869043B1 (de) * 1997-04-04 2004-12-29 Robert Bosch Gmbh Sensoreinrichtung zur Erfassung des Benetzungs- und/oder Verschmutzungsgrades von Scheiben
US6273577B1 (en) * 1997-10-31 2001-08-14 Sanyo Electric Co., Ltd. Light guide plate, surface light source using the light guide plate, and liquid crystal display using the surface light source

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0550431U (ja) * 1991-12-11 1993-07-02 シャープ株式会社 液晶用照明装置
JPH0616943U (ja) * 1992-08-10 1994-03-04 シャープ株式会社 液晶用照明装置
KR19980076384A (ko) * 1997-04-09 1998-11-16 구자홍 액정표시장치의 백라이트
KR19990037537A (ko) * 1997-10-31 1999-05-25 다카노 야스아키 도광판, 그 도광판을 이용한 면광원 및 액정 표시 장치
KR19990037940U (ko) * 1998-03-16 1999-10-15 손욱 반사형 액정표시소자
KR20000016446U (ko) * 1999-02-01 2000-09-25 김순택 액정표시장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101730329B1 (ko) 2010-10-08 2017-04-28 엘지디스플레이 주식회사 액정 표시 장치, 그의 로컬 디밍 구동 장치 및 구동 방법

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Publication number Publication date
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