KR100580416B1 - 조명 장치, 상기 조명 장치를 이용한 액정 표시 장치 및램프 소켓 - Google Patents

조명 장치, 상기 조명 장치를 이용한 액정 표시 장치 및램프 소켓 Download PDF

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인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
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Abstract

본 발명의 과제는 암부, 소위 구석 불균일을 개선한 조명 장치 및 액정 표시 장치 램프 소켓을 제공하는 것이다.
본 발명의 조명 장치는, 광선이 입사되는 입사면(46)과 상기 입사면으로부터의 광선을 방사시키기 위한 발광면(46)을 포함하는 도광판(28)과, 도광판(28)에 광선을 조사하기 위해 도광판(28)에 인접하여 배치되고, 발광부와 비발광부를 포함하는 광원(30)과, 광원(30)의 적어도 일단부를 수용하는 램프 소켓(34)과, 광원(30)에 따라 연장되어, 광원(30)으로부터의 광선을 반사시키는 반사재(32)를 포함한다. 조명 장치의 램프 소켓(34)은 300 ㎚ 내지 900 ㎚의 파장의 빛을 산란하고, 투과율이 20 ％ 내지 90 ％로 되어 있다. 또한, 본 발명은 상술한 사이드 라이트 장치를 사용하는 표시 장치에도 관한 것이다.
입사면, 발광면, 도광판, 광원, 램프 소켓, 반사재

Description

조명 장치, 상기 조명 장치를 이용한 액정 표시 장치 및 램프 소켓 {ILLUMINATOR, LIQUID CRYSTAL DISPLAY COMPRISING IT AND LAMP SOCKET}
본 발명은 조명 장치, 상기 조명 장치를 사용하는 액정 표시 장치 및 램프 소켓에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조명 장치의 광원을 보유 지지하기 위한 램프 소켓에 의해 형성되는 암부, 소위 구석 불균일을 개선한 조명 장치, 액정 표시 장치 및 그로 인해 사용되는 램프 소켓에 관한 것이다.
액정 표시 장치에 있어서는, 배면으로부터 광선을 조사하기 위한 여러 가지 조명 장치가, 소위 백라이트로서 사용되고 있다. 특히 소형 경량의 액정 표시 장치에 있어서는, 공간 절약을 달성하는 등의 소형 형광관 등의 광원을 가로 방향으로 배치하고, 광원으로부터의 광선을 입사 방향과는 대략 직교하는 방향으로 산란시키는 도광판을 사용하는 사이드 라이트 장치가 많이 이용되고 있다. 도16에는, 투과형 액정 표시 장치의 백라이트로서 사용되는 종래의 사이드 라이트 장치를 도시한다. 도16에 도시된 바와 같이, 종래의 사이드 라이트 장치(70)는 소형 등의 광원(72)으로부터 조사되는 광선이 입사되고, 입사된 광선을 표시 패널부(74)를 향하여 반사시키는 도광판(76)과, 광원(72)으로부터의 광선을 유효하게 이용하기 위한 반사재(78)를 포함하여 구성되어 있다. 반사재(78)는, 도광판(76)의 하측에까 지 연장되어 있지만, 도16에 있어서는 설명의 편의상 도시하지는 않는다.
광원(72)은, 사용되는 상태에서는 반사재(78) 내에 수용되고, 도광판(76)의 도시하지 않은 입사면으로부터 도광판(76)으로 광선을 입사시키고 있다. 도16에 있어서는 광원(72)은 설명을 위해, 반사재의 외부로 인출된 상태로 되어 있다. 광원(72)은 그 단부가 램프 소켓(80)에 수용되어 있어, 램프 소켓(80)을 거쳐서 반사재(78) 내부로 보유 지지된다.
표시 패널부(74)는 확산 시트(74a), 프리즘 시트(74b), 액정 표시 패널(74c) 등을 포함하여 구성되어 있다. 도광판(76)은, 통상에서는 백색의 돗트 및 패턴 인쇄가 실시되어 있고, 가능한 한 균일하게 액정 표시 패널(74c)로, 입사된 광선을 대략 수직 방향으로 반사 및 산란시켜 표시 패널(74c)을 향해 광선을 조사하는 구성으로 되어 있다. 램프 소켓(80)의 단부로부터는 리드선(82)이 도출되어 있어, 광원(72)에 대해 외부로부터의 전력 공급을 가능하게 하고 있다.
도17은 광원(72)으로서 사용되는 소형 형광관의 상세한 구성을 도시한 도면이다. 도17에 도시된 바와 같이, 광원(72)은 대개 중공의 유리관으로 형성되어 있고, 백색의 발광을 행하게 하기 위한 희토류를 포함한 형광체가 도포된 발광부(72a)와, 발광부(72a)에 인접한 광원(72)의 단부에 형성되는 흑화부(72b)를 포함하여 형성되어 있다. 이 흑화부(72b)는, 형광체로부터의 발광이 충분히 투과되지 않으므로, 광원(72)으로부터 방출되는 광선을 불균일하게 해 버리게 된다. 또한, 광원(72)의 단부로부터는 광원(72)에 대해 전력을 공급하기 위한 리드선(82)이 납땜부(72c)에 접속되어 있다. 광원(72) 중, 상술한 흑화부(72b)와, 납땜부(72b)가 비발광부(72d)를 형성하고 있다.
도18은 상술한 구성의 광원(72)을 사용하는 종래의 사이드 라이트 장치를, 도16의 화살표 선 A에 따른 단면으로 하여 도시한 도면이다. 도18에 도시된 바와 같이, 광원(72)은 램프 소켓(80)으로 보유 지지되어 도광판(76)으로 광선을 조사하고 있다. 도광판(76)의 외주부에는 도광판(76)의 외주 부분으로부터의 불균일한 발광을 방지하기 위해 비표시 영역(84)이 형성되어 있다. 이 비표시 영역(84)의 내측이 액정 표시 패널의 표시 영역(86)을 형성한다.
도16 내지 도18에 도시한 램프 소켓(80)은 종래에서는 여러 가지 재료를 이용하여 V - 0, V - 1, V - 2 등의 난연성 규격에 적합하도록 구성되어 있다. 대부분의 경우에는, 상술한 난연성의 규격에 적합하게 하기 위해서는, 산화안티몬, 인산에스테르, 함질소 화합물, 할로겐 화합물, 폴리올 화합물, 징크ㆍ보레이트(ZnOㆍ2B2O3ㆍ3.5H2O) 등의 난연제와, 마이카, 타르크, 실리카, 알루미나 등의 필러가 혼합 또는 충전되게 된다. 통상에서는 필요한 난연성을 얻기 위해 램프 소켓 재료 및 난연제가 첨가되어 광선의 투과성을 잃게 되고, 상술한 비발광부와의 관련에 의해 도광판(76)의 각부 부근에 있어서 충분한 조사가 행해지지 않아 그림자, 즉 구석 불균일(88)이 발생하게 된다.
도19는 도광판(76)의 각부 근방에 있어서의 구석 불균일(88)을 상세하게 도시한 도면이다. 표시 장치, 특히 투과형 액정 표시 장치 등의 액정 표시 장치에 있어서는, 최근 또한 표시 품질의 향상 및 박형화 및 협프레임화가 검토되고 있다. 이로 인해, 상술한 비발광부(72d)를 도광판(76) 부분에 수용할 필요가 생긴다. 그 결과, 표시 영역의 내측에까지 램프 소켓(80)이 연장되게 된다(a ≥ b). 여기서, a는 램프 소켓(80)의 길이이며, b는 프레임(92)으로부터 표시 영역(86)의 단부까지의 거리이다.
또한, 광원(72) 및 주변 부재의 설계상, 광원(72)의 전극 부근의 비발광 부분(72d)이, 마찬가지로 도광판(76)의 표시 영역(86)에까지 연장되는 구성을 채용해야만 하는 경우도 있어, 이 경우에는 또한 큰 그림자를 도광판(76)에 생기게 해 버리게 된다(a + c ≥ b). 여기서 c는, 비발광 부분(72d)의 램프 소켓(80)을 넘어서 연장된 길이를 나타낸다. 이로 인해 표시 영역(86)에까지 비발광 부분(72d)이 연장되는 경우에는, 상술한 구석 불균일(88)이 발생해 버리게 된다.
이러한 구석 불균일(88)은, 투과형 액정 표시 장치 등의 표시 장치에 있어서 박형화 및 협프레임화를 달성하고자 하는 경우에는, 표시에 있어서의 휘도 균일성에 큰 영향을 끼치고, 표시 부분의 특히 광원(72)에 인접하는 각부가 어두워져 버리는 문제점을 발생시키므로, 액정 표시 장치의 소형 및 대화면화를 방해하는 요인으로서 인식되어 있다.
상술한 구석 불균일의 발생 원인에 대해 또한 도19를 이용하여 고찰하면, 광원으로부터 방출된 확산 광선은 도광판(76)으로 입사될 때에, 하기 식에서 나타내는 스넬 법칙에 따라서 굴절하여 입사되게 된다.
(수학식 1)
n1sinθ1 = n2sinθ2
상기 식 중, ni는 매질 i의 굴절율이며, θi는 매질 i에서의 굴절각이다. 여기서, n1 = 1.0(공기), n2 = 1.49(아크릴 수지)의 경우에 대해 θ2를 산출하면, θ2 = 42.15°가 된다. 이로 인해, 도광판(76)에 대해서는 불투명한 램프 소켓(80)을 사용한 경우, 램프 소켓(80)을 포함하는 실효적인 비발광 부분의 단부로부터 약 48°의 구석 불균일이 발생하게 된다. 또한, 본 발명에 있어서는 램프 소켓(80)은, 적어도 표시 영역(86)에 그림자를 형성하지 않는 것이 필요해지므로, 상술한 구석 불균일을 실질적으로 방지하기 위해서는, 도19에 있어서 사선으로 나타낸 d(1 + tan 42°)로 나타내는 영역(90)보다도 내측까지 그림자를 후퇴시키는 것이 필요해진다.
이로 인해 투명한 램프 소켓을 사용하는 것도 검토되고 있다. 그러나, 투명한 램프 소켓을 사용하였다고 해도, 광원(72)의 비발광 부분(72d)이 표시 영역(86)에까지 연장되는 경우에는, 구석 불균일을 저감시키는 것으로는 되지 않는다. 즉 구석 불균일을 유효하게 저감시키기 위해서는, 비발광 부분(72d)에 의해 형성되는 그림자를 효과적으로 제거하는 것이 필요해지므로, 간단히 투명한 램프 소켓을 사용하는 것은 아니며, 비발광 부분(72c)의 그림자가 되는 부분으로 광원으로부터의 광선을 돌아 들아가게 하는 것이 필요 불가결하였다.
따라서, 지금까지 상술한 구석 불균일을 효과적으로 감소시키는 것이 가능한 조명 장치, 상기 조명 장치를 포함하는 액정 표시 장치 및 그로 인한 램프 소켓이 필요해지고 있다.
본 발명자들은, 예의 검토를 더한 결과, 램프 소켓 전체에 광선을 산란시킴으로써, 광원의 비발광 부분이 도광판의 표시 영역에까지 연장되는 경우라도, 비발광 부분의 길이와 상술한 스넬 법칙에 의해 예측되는 그림자를 유효하게 감소시킬 수 있는 것을 발견하여, 본 발명에 이른 것이다. 즉, 본 발명의 사이드 라이트 장치에 사용되는 램프 소켓은 광선을 산란시킨 후에 투과시킴으로써, 스넬 법칙에 의해 발생하는 것이 예측되는 영역의 외측에까지 광원으로부터의 광선을 조사함으로써, 구석 불균일을 유효하게 저감하는 것이다.
즉, 본 발명에 따르면, 광선이 입사되는 입사면과 상기 입사면으로부터의 광선을 방사시키기 위한 발광면을 포함하는 투광성 부재와,
상기 투광성 부재에 광선을 조사하기 위해 상기 투광성 부재에 인접하여 배치되고, 발광부와 비발광부를 포함하는 광원과,
상기 광원의 적어도 일단부를 수용하는 램프 소켓과,
상기 광원에 따라서 연장되어, 상기 광원으로부터의 광선을 반사하는 반사재를 포함하는 조명 장치이며,
상기 램프 소켓은 300 ㎚ 내지 900 ㎚의 파장의 빛을 산란하고, 상기 파장 범위에 있어서 투과율이 20 ％ 내지 90 ％인 조명 장치가 제공된다.
본 발명에 있어서는, 상기 램프 소켓은 상기 광원의 비발광 부분을 완전히 수용하고, 상기 광원 직경의 3 내지 10배의 길이로 되는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서는 상기 램프 소켓은, 열경화성 수지 또는 열가소성 수지로 형성 되는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서는 상기 램프 소켓은, 또한 상기 열경화성 수지 또는 열가소성 수지와는 굴절율이 다른 분체 또는 수지 도메인을 포함하여 입사 광선을 산란시킬 수 있다. 본 발명에 있어서는, 상기 램프 소켓은 상기 광원의 단부에 있어서의 색조를 조절하기 위한 색조 조절제를 함유할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는 상기 도광판은, 상기 램프 소켓에 대향하는 위치에 있어서, 상기 램프를 향해 경사지는 테이퍼부를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서는, 상기 광원은 상기 비발광부를 피복하는 백색 형광체층을 포함하고 있어도 좋다.
또한, 본 발명에 따르면 표시 영역과 상기 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역을 포함하여 형성되는 액정 표시 패널과,
상기 액정 표시 패널에 인접하여 배치되어, 상기 액정 표시 패널에 광선을 조사하기 위한 백라이트 유닛을 포함하는 액정 표시 장치이며,
상기 백라이트 유닛은,
광선이 입사되는 입사면과 상기 입사면으로부터의 광선을 방사시키기 위한 발광면을 포함하는 도광판과,
상기 도광판에 광선을 조사하기 위해 상기 도광판에 인접하여 배치되고, 발광부와 비발광부를 포함하는 광원과,
상기 광원의 적어도 일단부를 수용하는 램프 소켓과,
상기 광원에 따라 연장되어, 상기 광원으로부터의 광선을 반사하는 반사재를 포함하고,
상기 램프 소켓은 300 ㎚ 내지 900 ㎚의 파장의 빛을 산란하고, 상기 파장 범위에 있어서 투과율이 20 ％ 내지 90 ％인 액정 표시 장치가 제공된다.
본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는, 상기 램프 소켓은 상기 광원의 비발광 부분을 완전히 수용하고, 상기 광원 직경의 3 내지 10배의 길이로 되는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서는, 상기 램프 소켓은 열경화성 수지 또는 열가소성 수지로 형성할 수 있다. 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는, 상기 램프 소켓은, 또한 상기 열경화성 수지 또는 열가소성 수지와는 굴절율이 다른 분체 또는 수지 도메인을 포함하여 입사 광선을 산란시키는 것이 바람직하다. 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는, 상기 램프 소켓은 상기 광원의 단부에 있어서의 색조를 조절하기 위한 색조 조절제를 함유할 수 있다. 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는, 상기 도광판은 상기 램프 소켓에 대향하는 위치에 있어서, 상기 램프를 향해 경사지는 테이퍼부를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는, 상기 광원은 상기 비발광부를 피복하는 백색 형광체층을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 광선이 입사되는 입사면과 상기 입사면으로부터의 광선을 방사시키기 위한 발광면을 포함하는 투광성 부재에 인접하여 배치되고, 발광부와 비발광부를 포함하는 광원을 보유 지지하기 위한 램프 소켓이며, 상기 램프 소켓은 상기 광원의 적어도 일단부를 수용하고, 또한 300 ㎚ 내지 900 ㎚의 파장의 빛을 산란하여, 상기 파장 범위에서의 투과율이 20 ％ 내지 90 ％인 램프 소켓이 제공된다.
도1은 본 발명의 표시 장치의 실시 형태인 투과형 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
도2는 본 발명의 조명 장치를 사용한 사이드 라이트 장치를 포함하는 백라이트 유닛을 도시한 도면이다.
도3은 본 발명의 램프 소켓의 실시 형태의 사시도이다.
도4는 본 발명에 있어서 사용되는 램프 소켓의 투과율을 도시한 도면이다.
도5는 본 발명의 작용 효과를 도시한 개략도이다.
도6은 본 발명에 있어서 램프 소켓이 광원을 수용한 배치를 도시한 도면이다.
도7은 본 발명의 조명 장치의 제2 실시 형태를 도시한 도면이다.
도8은 본 발명의 조명 장치의 제3 실시 형태를 도시한 도면이다.
도9는 도8에 도시한 조명 장치의 화살표 선 C로부터 본 측면 단면도이다.
도10은 램프 소켓의 흡수 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도11은 본 발명의 조명 장치의 제5 실시 형태에 사용하는 램프 소켓을 도시한 도면이다.
도12는 본 발명의 조명 장치의 제6 실시 형태를 도시한 도면이다.
도13은 본 발명의 조명 장치의 램프 소켓 부근에 있어서의 휘도 분포를 도시한 도면이다.
도14는 본 발명의 조명 장치에 있어서의 구석 불균일을 나타낸 사진이다.
도15는 본 발명의 조명 장치에 있어서의 구석 불균일을 나타낸 사진이다.
도16은 종래의 조명 장치의 개략적인 구성을 도시한 사시도이다.
도17은 광원의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도18은 도16에 도시한 조명 장치의 라인 A - A에 따른 단면도이다.
도19는 도광판의 구석 불균일 발생을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 조명 장치, 상기 조명 장치를 포함하는 액정 표시 장치 및 그로 인해 사용되는 램프 소켓을, 특정한 실시 형태로서 사이드 라이트 장치로서 사용하고, 백라이트 유닛을 형성시키는 것으로 하여 설명한다. 도1은, 본 발명의 조명 장치를 사용하는 사이드 라이트 장치를 포함하는 액정 표시 장치의 분해 사시도를 도시한다. 도1에 도시한 실시 형태에 있어서는, 표시 장치로서 투과형 액정 표시 장치(10)를 예시하고 있다. 도1에 도시하는 본 발명의 실시 형태의 투과형 액정 표시 장치(10)는, 투과형 액정 표시 장치(10)의 유효 화면을 구획하기 위한 표시용 윈도우(12)를 획성하는 상부 프레임(14)과, 본 발명의 사이드 라이트 장치를 사용한 백라이트 유닛(16)과, 상부 프레임(14)과 백라이트 유닛(16) 사이에 배치된 액정 표시 패널(18)과, 스페이서(20)와, 확산 시트(22)와, 프리즘 시트(24)를 포함하여 구성되어 있다. 백라이트 유닛(16)은 하측 케이스(26) 상에 적재되어 있어, 상부 프레임(14)과 일체가 되어 보유 지지됨으로써, 투과형 액정 표시 장치(10)를 구성하고 있다.
도2는, 본 발명에 의한 사이드 라이트 장치를 이용하여 구성되고, 도1에 도시한 본 발명의 투과형 액정 표시 장치(10)의 실시 형태에 사용되는 백라이트 유닛을 상세하게 도시한 도면이다. 도2에 도시되는 백라이트 유닛은 도광판(28)과, 도광판(28)에 인접하여 배치된 광원(30)과, 광원(30)을 덮어 광원(30)으로부터의 광선을 반사시켜 도광판(28)으로 효율적으로 도입하기 위한 반사재(32)와, 반사재(32) 내에 수용되고, 광원(30)을 보유 지지하기 위한 램프 소켓(34)을 포함하여 구성되어 있다. 도광판(28)은 광원(30)으로부터의 광선을 입사시켜 투과시키는, 예를 들어 아크릴 수지, 유리 등의 투광성 부재로서 형성되어 있다. 반사재(32)는 도광판(28)의 하측에 있어서, 도광판(28)에 따라서 연장되어 있지만, 도2에 있어서는 도광판의 하측으로 연장되는 부분에 대해서는 도시하지 않는다. 도광판(28)에 인접하여 복수의 확산 시트(22)와, 프리즘 시트(24) 등의 광학적 요소가 배치되어 있다. 화살표 B의 방향으로 광원(30)으로부터 방출된 광선을 방출하여 투과형 액정 표시 장치(10)의 백라이트로서 이용된다.
도3은 본 발명의 램프 소켓(34)의 사시도이다. 본 발명에 있어서 사용하는 램프 소켓(34)은 소형 형광관 등의 방전에 의해 발광을 부여하는 광원(30)의 일단부 또는 양단부에 배치되고, 광원(30)의 단부를 수용하여 광원(30)을 보유 지지하는 구성으로 되어 있다. 램프 소켓(34)의 도시하지 않은 일단부(34 - 1)는, 램프를 보유 지지할 수 있도록 폐색되고, 반대측의 단부(34 - 2)는 광원(30)을 수용하기 위한 광원 수용부(34a)와, 광원(30)의 단부에 접속된 리드선을 램프 소켓(34)의 외부로 인출하기 위한 리드선 수용부(34b)가 형성되어 있다. 이 광원 수용부(34a)와, 리드선 수용부(34b)가 광원(30)에 대해 왜곡을 부여하는 일 없이, 광원(30)을 보유 지지시키고 있다.
본 발명의 램프 소켓(34)은 광원(30)으로부터 방출되는 광선을 산란시킬 수 있고, 또한 광원(30)에 대해 큰 왜곡을 부여하는 일이 없는 재료이면 어떠한 재료로도 형성할 수 있다. 이러한 재료로서는, 구체적으로는 예를 들어 폴리스틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 1, 1 - 디히드로퍼플루오로알킬아크릴레이트 중합체 등의 불화아크릴레이트, 아디핀산크로리드와, 헥사플루오로펜탄디올과의 공중합체 등의 불화에스테르계 중합체, 트리플루오로클로로에틸렌과 비닐리덴플로리드와의 공중합체 등의 3불화계 중합체, 불화비닐리덴 - 6불화프로필렌 공중합체 등의 6불화계 중합체, 불화 - 실리콘계 중합체 불소고무, 폴리아미드 수지, 폴리카보네이트 수지, 아이오노마 수지, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리술폰 등의 열가소성 수지 외에, 실리콘 수지, 페놀 수지, 요소 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 알키드 수지, 멜라민 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리이미드 수지 등의 열경화성 수지를 단독으로, 또는 적절하게 혼합하여 사용할 수 있다.
상술한 각종 수지 재료 중에서도, 특히 적절한 광학적 특성을 부여하면서 램프 소켓(34)에 대해 유연성을 부여한다는 점에서는 고무로 된 재료가 바람직하고, 특히 실리콘 고무를 사용하는 것이 광학적 특성, 유연성, 내열성을 균형을 이루게 하는 데 있어서 바람직하다.
상술한 램프 소켓(34)은, 특히 광원(30)으로부터의 광선을 산란시키면서 투과시키는 것이 본 발명에 있어서 효과적으로 구석 불균일을 방지하는 점에서 바람 직하다. 본 발명에 있어서 사용되는 램프 소켓(34)의 광선의 산란성은, 여러 가지의 방법에 의해 정식화할 수 있지만, 본 발명에 있어서는, 예를 들어 파장 900 ㎚에 있어서의 투과율이 90 ％ 이하이며, 파장 300 ㎚에 있어서의 투과율이 20 ％ 이상, 특히 양호한 산란 효과를 부여하는 것을 고려하면, 800 ㎚에 있어서의 투과율이 85 ％ 이하이며, 파장 300 ㎚에 있어서의 투과율이 20 ％ 이상의 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 또한 특정한 실시 형태에 있어서는, 파장 400 ㎚에 있어서 투과율이 약 45 ％이며, 파장 500 ㎚에서 투과율이 약 60 ％이며, 파장 800 ㎚에 있어서 투과율이 약 83 ％인 재료로 램프 소켓(34)을 제조할 수 있다. 또, 본 발명에 있어서의 상술한 투과율은 램프 소켓(34)을 형성하는 재료를 0.5 ㎜ 두께의 시료로 하고, 시판되고 있는 UV - VIS 분광 광도계에 의해 측정되는 투과율을 말하는 것으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서는 램프 소켓(34) 내를 충분히 산란시키기 위해서는, 램프 소켓(34)을 형성하는 재료는 램프 소켓의 두께가 1 ㎜인 경우에, 파장 300 ㎚ 내지 파장 900 ㎚까지의 파장에 있어서, 30 ％ 이상의 투과율을 갖고 있는 것이 보다 바람직하다. 즉 본 발명은, 입사하는 광선의 일부를 반사 또는 흡수하고, 다른 일부를 산란시키면서 투과시키는 소위「반투과」의 램프 소켓을 사용함으로써, 구석 불균일을 개선하는 것이다.
도4는 본 발명의 램프 소켓(34)을 구성하는 재료의 전형적인 투과율을 도시한 도면이다. 도4에는, 참고하기 위해, 종래의 램프 소켓을 형성하는 재료의 투과율을 나타낸다. 도4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 있어서 사용하는 램프 소켓(34)의 투과율은, 300 ㎚ 내지 900 ㎚까지 대략 단조롭게 증가하고 있는 것을 나타내고 있다. 이것은, 램프 소켓(34)이 실질적으로 가시광 영역에 있어서 착색되지 않은 것을 나타내는 것이다. 또한, 파장 300 ㎚에 있어서 투과율이 지나치게 작으면, 특히 가시광 단부 및 바램이 발생하는 경향이 있으며, 파장 900 ㎚에 있어서 투과율이 지나치게 높으면, 광선에 대해 충분한 산란 효과를 부여할 수 없게 되므로 바람직하지 못하다.
도5는 본 발명의 램프 소켓(34)에 있어서의 구석 불균일 개선의 작용 효과를 개략적으로 도시한 도면이다. 도5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 사용하는 램프 소켓(34)은 광원(30)으로부터의 광선을 산란시킨 후에, 도광판(28)으로 조사시킴으로써, 종래에는 램프의 비발광부에 의해 형성되는 그림자가 되는 부분에까지도 광선을 돌아 들어가게 하는 것을 가능하게 한다. 이로 인해, 완전히 광선을 투과시키는 구성으로 된 램프 소켓에 비해서도, 효과적으로 구석 불균일을 방지하는 것이 가능해진다.
도6은 본 발명의 도3에 도시한 램프 소켓(34)이 광원(30)을 수용하고, 도광판(28)에 인접하여 배치된 곳을 도시한 도면이다. 도6에 있어서는, 램프 소켓(34)은 프레임(35)을 넘어서 도광판(28)의 표시 영역(38)에까지 연장되어 있다. 표시 영역(38)의 주위에는 비표시 영역(40)이 형성되어 있어, 광원(30)의 비발광 영역(42)이 비표시 영역(40)을 넘어서 내측까지 연장되어 있다. 또한, 도6에 도시한 바와 같이 램프 소켓(34)은 광원 단부(30a)를 수용하고, 광원 단부(30a)로부터 연장된 리드선(36)이 램프 소켓(34)의 외부에 접속할 수 있도록 구성되어 있다.
도6에 도시한 램프 소켓(34)은 광원(30)의 단부 부근에 있어서 방출된 광선을 효율적으로 산란시킴으로써 램프 소켓(34) 전체로부터 광선이 방출되도록 하게 해, 광원 단부(30a, 30b) 등에 있어서의 비발광부(42)의 존재에 관계없이, 도광판(28)으로 광원(30)으로부터의 광선을 도광판(28)의 모서리의 그림자가 형성되는 부분으로 효과적으로 돌아 들어가게 하는 구성으로 되어 있다.
도6에 있어서는, 램프 소켓(34)은 양단부에 배치되어 있는 것이 도시되어 있지만, 본 발명에 있어서 가능한 경우에는 일단부에만 램프 소켓(34)을 배치하는 구성을 채용할 수도 있다. 또한, 도6에 있어서는 램프 소켓(34)은, 도광판에 대해 90°서로 어긋난 배치로 되어 있다. 그러나 본 발명에 있어서는, 사이드 라이트 장치의 배치상 가능한 경우에는, 어떠한 배치로 램프 소켓(34)을 도광판(28)에 인접하여 배치해도 좋다.
도7은 램프 소켓(34)의 길이를 연장시킨 본 발명을 사용한 사이드 라이트 장치의 제2 실시 형태를 도시한 도면이다. 도7에 도시한 본 발명의 사이드 라이트 장치에 있어서는, 램프 소켓(34)은 도6에 도시한 바와 같이, 광원(30)의 양단부에 배치되어 있어, 도광(28)의 양단부에 있어서의 구석 불균일을 저감하는 구성으로 되어 있다. 또한, 도7에 도시한 제2 실시 형태에 있어서는, 양단부에 배치된 램프 소켓(34)은 광원(30)의 비발광부(42)를 충분히 피복하여 산란 및 확산 효과를 증가시킬 목적으로, 도6에 도시한 실시 형태의 대략 1.5배의 길이로 되어 있다.
본 발명에 있어서는, 램프 소켓의 길이로서는 충분히 비발광부를 피복할 수 있으면, 어떠한 길이로도 할 수 있다. 그러나, 비발광부의 통상의 길이 등을 고려 하여 충분히 광선을 도광판(28)의 각부로 돌아 들어가게 하는 것을 고려하면, 본 발명에 있어서 사용하는 램프 소켓(34)의 길이를 광원 직경의 대략 3배 내지 10배로 하는 것이 비발광부(42)의 영향을 충분히 커버할 수 있기 때문에 바람직하다.
도8에는 본 발명을 사용한 사이드 라이트 장치의 제3 실시 형태를 도시한다. 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서는, 램프 소켓(34)에 대응하는 위치의 도광판(28)에는 램프 소켓(34)을 향하여 얇아지도록 형성된 테이퍼부(44)가 형성되어 있다. 상술한 테이퍼부(44)는 램프 소켓(34)으로부터 산란되는 광원으로부터의 광선이 입사되는 입사면(46)을 넓히는 효과를 갖고 있고, 발광면(48)으로부터 도시하지 않은 액정 표시 패널로 입사한 광선을 균일하게 조사하는 구성으로 되어 있다. 테이퍼부(44)에는, 또한 빛의 산란성을 향상시키기 위해, 미세한 요철 등의 구조를 형성해 두는 것도 가능하다.
도8에 도시한 바와 같이 테이퍼부(44)와 본 발명에 사용하는 램프 소켓(34)을 병용함으로써, 램프 소켓(44)의 산란 효과에다가, 입사면을 도광판(28)의 각부에 있어서 확대할 수 있어 보다 구석 불균일을 효율적으로 저감하는 것이 가능해진다.
도9는 도8의 화살표 C 방향으로부터 본 경우의, 본 발명의 제3 실시 형태의 사이드 라이트 장치의 측면 단면도이다. 도9에 도시된 바와 같이, 도광판(28)의 램프 소켓(34)에 인접하는 쪽에는 테이퍼부(44)가 형성되어 있어, 램프 소켓(34)에 보유 지지된 광원(30) 및 반사재(32)로부터의 광선에 대해, 입사면(46)을 확대하는 구성으로 되어 있는 것이 도시되어 있다.
또한, 본 발명을 사용한 사이드 라이트 장치의 제4 실시 형태에 있어서는, 광원(30)의 발광 스펙트럼을 조절하기 위한 색조 조절제를 램프 소켓(34)의 재료에 첨가한다. 광원(30)은, 대부분의 경우에 소형 형광관 등의 부재에 의해 형성되고, 내부에는 수은 증기, 네온, 아르곤 등의 기체가 충전되어 있다. 이들의 기체는 방전에 의해 전기 분리되어 형광체를 발광시키게 되지만, 특히 단부에 있어서의 발광 특성이 다른 경우도 생긴다. 이러한 경우에는, 백색의 스펙트럼 특성을 부여하기 위해, 본 발명에 있어서 사용하는 램프 소켓(34)에 미리 염료, 안료 등의 흡수제, 또는 형광 증백제 등의 색조 조절제를 첨가하는 것이 효과적이다.
상술한 흡수제로서는, 지금까지 알려진 어떠한 색소 및 염료라도, 흡수 스펙트럼에 따라서 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 상술한 형광 증백제로서는, 지금까지 알려진 어떠한 재료라도 이용할 수 있다. 이 때, 형광 증백제의 발광은 램프 소켓(34)에 있어서의 분산의 경우에도 영향을 받지만, 균일하게 분산되어 있는 경우에는 광원의 중심에 대해 대략 중심 대칭적으로 형광을 발생시키기 때문에, 후술한 필러를 첨가한 실시 형태와 같은 산란 효과를 얻을 수 있다.
도10에는, 본 발명의 제4 실시 형태에 있어서 램프 소켓(34)에 염료를 혼합한 경우의 흡수 스펙트럼을 도시한다. 도10에 도시되는 흡수 스펙트럼은, 광원(30)이 대개 오렌지색으로 발광하는 경우에 대응하고, 광원(30)의 발광 피크에 있어서 흡수를 발생시켜, 램프 소켓(34)을 통과한 광선의 색조를 조절하여 발광 스펙트럼을 백색에 근접시키기 위해 사용된다.
도11에는, 필러를 첨가함으로써 제조된 본 발명의 램프 소켓을 포함하는 본 발명의 사이드 라이트 장치의 제5 실시 형태의 단면도를 도시한다. 본 발명의 사이드 라이트 장치의 제5 실시 형태에 있어서는, 램프 소켓(34)을 제조하는 경우에, 예를 들어 실리콘 고무 등의 재료에 대해 마이카, 타르크, 실리카, 알루미나, 실리콘 입자, 폴리메틸메타크릴레이트 수지 입자, 폴리스틸렌 입자 등의 유기 또는 무기계의 필러(50)가 첨가된다. 상술한 유기 또는 무기 필러(50)의 입경으로서는, 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛ 정도로 하는 것이 효율적으로 광선을 산란시키기 위해서는 필요해지고, 또는 상술한 유기 또는 무기 입자의 굴절율은 램프 소켓(34)을 형성하는 재료와는 다르게 되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서는 유기 또는 무기계의 필러를 첨가하는 것은 아니며, 굴절율이 다른 예를 들어 상술한 열가소성 또는 열경화성 수지를 블렌드하여 램프 소켓(34)에 해도 구조에 의한 수지 도메인을 형성시켜, 광선의 산란성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상술한 폴리머 블렌드에 대해 상술한 유기 또는 무기 필러를 첨가할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는 상술한 유기 또는 무기계 필러는, 적절한 산란성을 부여하기 위해 적절하게 혼합하여 이용할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는 종래와 마찬가지로 난연성을 향상시키기 위해, 산화안티몬, 인산에스테르, 함질소 화합물, 할로겐 화합물, 폴리올 화합물, 백금계, 징크ㆍ보레이트(ZnOㆍ2B2O3ㆍ3.5H2O) 등의 난연제를 적어도 1 종류, 또는 적절하게 복수 종류를 혼합하여 첨가할 수도 있다.
도12에는, 본 발명을 사용한 제6 실시 형태의 사이드 라이트 장치를 도시한 다. 도12에 도시한 제6 실시 형태에 있어서는, 본 발명의 사이드 라이트 장치에 사용되는 광원(30)의 단부에, 비발광부(42)에 대응하는 영역에 있어서 광원(30)의 외측으로부터 백색 형광체(52)가 도포되어 있다. 백색 형광체(52)를 도포함으로써, 또한 램프 소켓(34)을 통해서 방출되는 광선의 양을 증가시켜, 구석 불균일을 더욱 저감하는 것이 가능해진다.
도13은, 램프 소켓(34) 부근에 있어서의 도광판(28)의 휘도를, 종래의 램프 소켓을 사용한 경우의 종래의 사이드 라이트 장치와, 본 발명에 의해 제공되는 사이드 라이트 장치를 사용한 경우에 대해 측정한 휘도 등고선을 나타낸 도면이다. 도13의 (a)가 종래의 램프 소켓을 사용한 경우의 도광판(28)의 단부 부근의 구석 불균일을, 휘도 등고선을 사용하여 나타낸 도면이고, 도13의 (b)가 본 발명의 램프 소켓(34)을 사용한 경우의 도광판(28)의 단부 부근의 구석 불균일을 나타낸 도면이다. 도13에서는, 농도가 낮은 쪽일수록 휘도가 높은 것을 나타낸다. 또한, 도13의 (a) 및 도13의 (b) 각각에 대해, 250 cd/㎡의 휘도 등고선을 화살표로 나타낸다.
도13의 (a)에 도시한 바와 같이, 종래의 비투과성 램프 소켓을 사용한 경우에는, 표시 영역에까지 명확하게 연장되는 그림자가 형성되어 있는 것이 도시되어 있다. 그러나, 본 발명의 투과성 램프 소켓을 사용한 실시 형태에 있어서는, 도13의 (b)에 도시한 바와 같이 종래에는 그림자가 형성되는 도광판(28)의 각부의 외측에까지 광선을 산란시키는 것이 가능해지므로, 영역이 감소한 것을 나타내는 250 cd/㎡의 휘도 부분이 확장되어 있는 것을 명료하게 도시되어 있다. 또, 도13의 (a) 및 도13의 (b)의 좌단부 영역은, 50 cd/㎡의 휘도 영역이며 프레임(35)의 위치에 대응한다.
도14에는, 또한 본 발명을 사용한 사이드 라이트 장치에 있어서의 구석 불균일의 상황을 나타낸 사진을 도시한다. 도14의 (a)가 종래의 램프 소켓을 사용한 사이드 라이트 장치에 있어서의 구석 불균일이며, 도14의 (b)가 제1 실시 형태에 있어서의 구석 불균일이며, 도14의 (c)가 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 구석 불균일을 나타낸다.
도14의 (a)에 나타낸 종래의 램프 소켓을 사용한 사이드 라이트 장치에 있어서는, 큰 구석 불균일이 발생하고 있는 것을 나타내고 있다. 그러나, 본 발명에 의해 제공되는 사이드 라이트 장치에 따르면, 구석 불균일은 도14의 (b)의 제1 실시 형태에 있어서는, 현저히 개선되어 있는 것을 나타낸다. 또한, 도14의 (c)에 나타내는 램프 소켓을 연장한 실시 형태에 있어서는, 구석 불균일은 프레임 영역 근방에까지 후퇴하여, 구석 불균일이 실질적으로 소멸되어 있는 것을 나타낸다.
도15는 본 발명의 제3 실시 형태로서 설명한 사이드 라이트 장치에 있어서의 구석 불균일을 나타낸 도면이다. 도15의 (a)에는, 테이퍼부(44)를 형성한 도광판에 대해 종래의 램프 소켓을 적용한 경우의 구석 불균일을 나타내고, 도15의 (b) 및 도15의 (c)는 본 발명의 램프 소켓(34)과, 테이퍼가 형성된 도광판을 조합한 경우의 실시 형태에 있어서의 구석 불균일을 나타낸 도면이다. 도15에 있어서는, 각각 도15의 (b)가 통상 길이의 램프 소켓을 사용한 경우, 도15의 (c)가 램프 소켓(34)의 길이를 약 1.5배로 한 경우의 구석 불균일을 나타낸다.
도15의 (b) 및 도15의 (c)에 나타낸 바와 같이, 도15의 (a)에 있어서 관측되는 구석 불균일은 도15의 (b) 및 도15의 (c)에 있어서는 대부분 소실되어 있고, 본 발명의 램프 소켓(34)과, 테이퍼부(44)가 형성된 도광판(28)을 사용함으로써, 실질적으로 구석 불균일을 소실시킬 수 있는 것을 나타낸다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 구석 불균일을 유효하게 저감하는 것이 가능하고, 표시 영역을 유효하게 사용하는 것을 가능하게 하는 조명 장치, 상기 조명 장치를 이용하는 액정 표시 장치 및 램프 소켓을 제공할 수 있다.
지금까지, 본 발명을 도면에 도시한 특정한 실시 형태를 기초로 하여 설명해 왔지만, 본 발명은 도면에 도시한 특정한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 소형 및 공간 절약을 위해 사용되는 사이드 라이트 장치 외에도, 액정 표시 패널의 직접 배면에 광원을 배치하고, 투광성 부재를 통해서 조명을 행하게 되는 배면으로부터의 조사가 필요해지는 소위 배면 조명용의 조명 장치 및 상기 조명 장치를 포함하는 표시 장치 등 동일한 효과를 기대할 수 있는 어떠한 용도에도 적용할 수 있다.

Claims (15)

  1. 광선이 입사되는 입사면과 상기 입사면으로부터의 광선을 방사시키기 위한 발광면을 포함하는 투광성 부재와,
    상기 투광성 부재에 광선을 조사하기 위해 상기 투광성 부재에 인접하여 배치되고, 발광부와 비발광부를 포함하는 광원과,
    상기 광원 중 적어도 일단부를 수용하는 램프 소켓과,
    상기 광원에 따라 연장되어, 상기 광원으로부터의 광선을 반사하는 반사재를 포함하는 조명 장치이며,
    상기 램프 소켓은 300 ㎚ 내지 900 ㎚의 파장의 빛을 산란하고, 상기 파장 범위에서의 투과율이 20 ％ 내지 90 ％인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 램프 소켓은 상기 광원의 비발광 부분을 완전히 수용하여, 상기 광원 직경의 3 내지 10배의 길이로 되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 램프 소켓은 열경화성 수지, 또는 열가소성 수지로 형성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 램프 소켓은, 또한 상기 열경화성 수지 또는 열가소성 수지와는 굴절율이 다른 분체 또는 수지 도메인을 포함하여 입사 광선을 산란시키는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 램프 소켓은 상기 광원의 단부에 있어서의 색조를 조절하기 위한 색조 조절제를 함유하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 투광성 부재는 상기 램프 소켓에 대향하는 위치에 있어서, 상기 램프를 향해 경사지는 테이퍼부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광원은 상기 비발광부를 피복하는 백색 형광체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  8. 표시 영역과 상기 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역을 포함하여 형성되는 액정 표시 패널과,
    상기 액정 표시 패널에 인접하여 배치되고, 상기 액정 표시 패널에 광선을 조사하기 위한 백라이트 유닛을 포함하는 액정 표시 장치이며,
    상기 백라이트 유닛은,
    광선이 입사되는 입사면과 상기 입사면으로부터의 광선을 방사시키기 위한 발광면을 포함하는 도광판과,
    상기 도광판에 광선을 조사하기 위해 상기 도광판에 인접하여 배치되고, 발광부와 비발광부를 포함하는 광원과,
    상기 광원 중 적어도 일단부를 수용하는 램프 소켓과,
    상기 광원에 따라 연장되어, 상기 광원으로부터의 광선을 반사하는 반사재를 포함하고,
    상기 램프 소켓은 300 ㎚ 내지 900 ㎚의 파장의 빛을 산란하고, 상기 파장 범위에 있어서 투과율이 20 ％ 내지 90 ％인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 램프 소켓은 상기 광원의 비발광 부분을 완전히 수용하여, 상기 광원 직경의 3 내지 10배의 길이로 되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 램프 소켓은 열경화성 수지, 또는 열가소성 수지로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 램프 소켓은, 또한 상기 열경화성 수지 또는 열가소성 수지와는 굴절율이 다른 분체 또는 수지 도메인을 포함하여 입사 광선을 산란시키는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  12. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 램프 소켓은 상기 광원의 단부에 있어서의 색조를 조절하기 위한 색조 조절제를 함유하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  13. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 도광판은 상기 램프 소켓에 대향하는 위치에 있어서, 상기 램프를 향해 경사지는 테이퍼부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  14. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 광원은 상기 비발광부를 피복하는 백색 형광체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  15. 광선이 입사되는 입사면과 상기 입사면으로부터의 광선을 방사시키기 위한 발광면을 포함하는 투광성 부재에 인접하여 배치되고, 발광부와 비발광부를 포함하는 광원을 유지하기 위한 램프 소켓이며,
    상기 램프 소켓은 상기 광원 중 적어도 일단부를 수용하고, 또한 300 ㎚ 내지 900 ㎚의 파장의 빛을 산란하여, 상기 파장 범위에서의 투과율이 20 ％ 내지 90 ％인 것을 특징으로 하는 램프 소켓.
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