KR100606971B1

KR100606971B1 - 액정표시장치의 백라이트 장치 및 이에 사용되는 반사수단

Info

Publication number: KR100606971B1
Application number: KR1020040030624A
Authority: KR
Inventors: 구보다요지; 마츠이토시오
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2004-04-30
Publication date: 2006-08-01
Also published as: US7195366B2; JP3939684B2; US20050041173A1; KR20050013065A; JP2005043832A

Abstract

본 발명은 광의 이용 효율을 개선시키도록 한 액정표시장치의 백라이트 장치 및 그것에 사용되는 반사수단에 관한 것으로서, 광원과, 상기 광원으로부터의 광선을 액정표시장치의 액정패널로 향해 반사하는 반사수단 등을 구비한 액정표시장치의 백라이트 장치에 있어서, 상기 반사수단은 상기 광원으로부터의 광선을 액정패널의 광선 조사면에 대응하는 직교선에 대해서, 30도 이내의 입사각으로 입사하는 입사광선이 주체가 되도록 반사하는 경사 반사면을 복수 구비한 것을 특징으로 한다.

반사수단, 경사 반사면, 편광판, 프리즘, 액정표시장치

Description

액정표시장치의 백라이트 장치 및 이에 사용되는 반사수단{backlight unit of liquid crystal display device and using reflection means}

도 1은 본 발명에 의한 일 실시예를 나타낸 백라이트 장치의 개략 단면 구성도이다.

도 2는 도 1의 요부의 확대 단면 구성도이다.

도 3은 또 하나의 다른 실시예의 LCD(5)나 확산 필름(6) 등을 생략한 백라이트 장치의 기본 개략 단면 구성도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 광원 2 : 반사수단

3 : 기능향상 필름 4 : 하부 반사형 편광판

5 : LCD 6 : 상부 반사형 편광판

7 : 반사면 8 : 경사 반사면

9 : LCD광선 조사면 10 : 중간선

11 : 직교광선 12 : 사교광선

13 : 반사부분 14 : 중간광선

15 : 정점을 연결하는 선 16 : 직하광선

17 : 좌우측 광선 18 : 입사면

19 : 출사면 20 : 프리즘 반사경

21 : 반사면

본 발명은, 액정표시장치의 광원장치로서 사용되는 백라이트 장치 및 이것에 사용되는 반사수단에 관한 것이다.

배경기술

액정표시장치의 액정패널(LCD)에 조사되는 광선을 공급하는 백라이트 장치에는, 광원으로부터의 광선을 도광판 등을 통해 LCD에 조사하는 사이드 라이트 방식과, 광원으로부터의 광선을, 직접 LCD에 조사시키는 직하 방식이 있다.

그러나, 최근 액정표시장치의 대형화에 의해, 고휘도화가 용이한 직하 방식이 채용되고 있다.

상기 직하 방식의 백라이트 장치는 LCD를 배후로부터 조명하는 광원과, 광원에 대해서 LCD와는 반대측에 배치되는 반사판을 구비하고 있다.

그리고 광원으로는 주로 장척(長尺) 모양의 형광관이 이용되고 있고, 대형의 액정표시장치인 경우, 복수의 형광관을 등(等)간격으로 병렬 배치시키고 있으며, 상기 복수 광원의 광을 광(廣)범위로 균일하게 LCD에 도입하기 위해 반사판이 이용되고, 상기 반사판은 광원의 수 및 광원 상호의 간격에 대응하여, 반복 굴절하도록 형성되어 있다(예를 들면 특허문헌 1 및 2).

그렇지만, 광원 조도의 효율화와 액정표시장치의 고(高)휘도화의 요망(要望)은, 꼭 만족하지 않는 실정이다. 액정표시장치의 조명에 사용되는 광은, 직선 편광광의 P파, S파 내 일측의 편광파 밖에 사용되지 않기 때문에 대변(大變) 효율이 나쁘다. 특히, P파가 사용되어지는 경우, 사(斜)광속에서는, 그 경사각이 크게 됨에 따라 P파가 감소해 버려, 광의 이용 효율이 저해된다.

특허문헌 특개평 5-100223호 공보

특허문헌 특개평 5-159609호 공보

해결하고자 하는 문제점은, 액정표시장치에 사용되는 백라이트 장치에 있어서, LCD에 조사되는 광원의 광선이 충분하게 이용되지 않고, 광원 조도의 효율화가 충분하게 되지 않는 점이다.

본 발명은 제 1 발명으로서, 광원과, 상기 광원으로부터의 광선을 액정표시장치의 액정패널로 향해 반사하는 반사수단 등을 구비한 액정표시장치의 백라이트 장치에 있어서, 상기 반사수단은 상기 광원으로부터의 광선을 액정패널의 광선 조사면에 대응하는 직교선에 대해서, 30도 이내의 입사각으로 입사하는 입사광선이 주체가 되도록 반사하는 경사 반사면을 복수 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 장치로 하는 것에 의해서, 광원으로부터 출사되는 사(斜)광속을 액정패널의 광선 조사면에 대해서 직교하는 광선으로 방향을 변경시켜 광의 이용효율을 개선한 것이다.

본 발명에 의한 제 2 발명은, 상기 반사수단의 경사 반사면은, 단면 삼각 형상의 적어도 일 사면(斜面)을 구성하는 것을 특징으로 한 제 1 발명 기재의 액정표시장치의 백라이트 장치로 하는 것에 의해서, 간단한 구조로, 확실하게 광원으로부터 출사되는 사(斜)광속을 액정패널의 광선 조사면에 대해서 직교하는 광선으로 방향을 변경시켜 광의 이용효율을 개선한 것이다.

본 발명에 의한 제 3 발명은, 상기 반사수단은, 경사 반사면의 경사 각도가 다른 경사 반사면을 복수 구비한 것을 특징으로 하는 제 1 또는 제 2 발명 기재의 액정표시장치의 백라이트 장치로 하는 것에 의해서, 보다 효과적으로 광원으로부터 출사되는 사(斜)광속을 액정패널의 광선 조사면에 대해서 직교하는 광선으로 방향을 변경시켜 광의 이용효율을 개선한 것이다.

본 발명에 의한 제 4 발명은, 상기 반사수단은, 평판 모양의 반사면을 갖고, 상기 반사면에, 복수의 경사 반사면을 구비한 제 1 발명 내지 제 3 발명의 어느 발명에 기재된 액정표시장치의 백라이트 장치로 하는 것에 의해서, 박형이고, 광의 이용효율을 개선하는 것이다.

본 발명에 의한 제 5 발명은, 상기 반사수단은, 단면 원호(圓弧) 모양의 반사 요면(凹面)을 갖고, 상기 반사 요면에 복수의 경사 반사면을 구비한 제 1 내지 제 3 발명의 어느 발명에 기재된 액정표시장치의 백라이트 장치로 하는 것에 의해서, 광원으로부터 떨어진 부분의 경사 반사면에서 광원으로부터 출사되는 사(斜)광속을 액정패널의 광선 조사면에 대해서 직교하는 광선으로 방향을 변경시켜, 광량을 증대시켜서 광의 이용효율을 개선한 것이다.

본 발명에 의한 제 6 발명은, 상기 반사수단은, 상기 광원에 대향하는 부분에, 광원의 출사광을, 실질적으로 상기 광원에 반사되지 않은 각도로 반사하는 반사부분을 구비한 제 1 발명 내지 제 5 발명의 어느 발명에 기재된 액정표시장치의 백라이트 장치로 하는 것에 의해서, 광원에 의해서 차폐되어 액정패널에 조사되기 어려운 반사광선을 가급적으로 이용 가능하도록 하는 것에 의해, 광의 이용 효율을 개선한 것이다.

본 발명에 의한 제 7 발명은, 상기 광원의 액정패널과 평행 방향으로 조사되는 광선을, 상기 액정패널로 향해 반사하는 제 2 반사수단을 구비한 제 1 발명 내지 제 6 발명의 어느 발명에 기재된 액정표시장치의 백라이트 장치로 하는 것에 의해서, 종래 이용되지 않는 광원의 액정패널과 평행 방향으로 조사되는 광선을 액정패널로 향해서 반사시키어 광의 이용 효율을 개선한 것이다.

본 발명에 의한 제 8 발명은, 광원으로부터의 광선을 액정패널의 광선 조사면에 대응하는 직교선에 대해, 30도 이내의 입사각으로 입사하는 입사광선을 주체가 되도록 반사하는 경사 반사면을 복수 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 장치용 반사수단으로 하는 것에 의해서, 광원으로부터 출사되는 사(斜)광속을 액정패널의 광선 조사면에 대해 직교하는 광선으로 방향을 변경시켜 광의 이용 효율을 개선할 수 있는 반사수단을 제공하도록 한 것이다.

본 발명의 제 9 발명은, 상기 반사수단의 경사 반사면을, 단면 삼각 형상의 적어도 일 사면(斜面)에 구성하는 것을 특징으로 한 청구항 8에 기재된 액정표시장치의 백라이트 장치용 반사수단으로 하는 것에 의해서, 간단한 구조로, 확실하게 광원으로부터 출사되는 사(斜)광속을 액정패널의 광선 조사면에 대해 직교하는 광선으로 방향을 변경시켜 광의 이용 효율을 개선할 수 있는 반사수단을 제공하도록 한 것이다.

본 발명에 의한 제 10 발명으로서는, 상기 반사수단은, 경사 반사면의 경사 각도가 다른 경사 반사면을 복수 구비한 것을 특징으로 하는 제 8 발명 또는 제 9 발명 기재의 액정표시장치의 백라이트 장치용 반사수단으로 하는 것에 의해서, 보다 효과적으로 광원으로부터 출사되는 사(斜)광속을 액정패널의 광선 조사면에 대해 직교하는 광원으로 방향을 변경시켜 광의 이용 효율을 개선할 수 있는 반사수단을 제공하도록 한 것이다.

본 발명에 의한 제 11 발명으로서는, 상기 반사수단은, 평판 모양의 반사면을 갖고, 상기 반사면에 복수의 경사 반사면을 구비한 제 8 발명 내지 제 10 발명의 어느 발명에 기재된 액정표시장치의 백라이트 장치용 반사수단으로 하는 것에 의해서, 박형이고, 광의 이용 효율을 개선할 수 있는 반사수단을 제공하도록 한 것이다.

본 발명에 의한 제 12 발명으로서는, 상기 반사수단은 단면 원호 모양의 반사 요면(凹面)을 갖고, 상기 반사 요면에 복수의 경사 반사면을 구비한 제 8 발명 내지 제 10 발명의 어느 발명에 기재된 액정표시장치의 백라이트 장치용 반사수단으로 하는 것에 의해서, 광원으로부터 떨어진 부분의 경사 반사면에서 광원으로부터 출사되는 사(斜)광속을 액정패널의 광선 조사면에 대해 직교하는 광선으로 방향을 변경시키는 광량을 증대시키어 광의 이용 효율을 개선 가능한 반사수단을 제공 하도록 한 것이다.

본 발명에 의한 제 13 발명으로서는, 상기 반사수단은, 상기 광원에 대향하는 부분에, 광원의 출사광을, 실질적으로 상기 광원으로 반사되지 않는 각도로 반사하는 반사부분을 구비한 제 8 발명 내지 제 12 발명의 어느 발명에 기재된 액정표시장치의 백라이트 장치용 반사수단으로 하는 것에 의해, 광원에 의해서 차폐되어 액정패널에 조사되기 어려운 반사광선을 가급적으로 이용 가능하도록 하는 것에 의해, 광의 이용 효율을 개선 가능한 반사수단을 제공하도록 한 것이다.

본 발명에서는, LCD를 작동시키는 광선이 가급적으로 LCD의 광선 조사면에 대해서, 작동 효율이 좋은 직교 광선으로 LCD에 입사하든지, 또는 종래 LCD를 작동시키는 광선으로서 사용되지 않은 광원의 직하광선을 그 직하에 있는 반사수단에 의해서 광원으로 차폐되지 않는 방향으로 반사하는 것에 의해, 혹은 광원의 LCD와 평행 방향으로 출사되는 광선을, 제 2 반사수단을 이용하는 것에 의해서, LCD로 향해서 반사하는 것에 의해서, 광의 이용 효율이 개선되는 것에 착안하여 광의 이용 효율을 개선하는 것으로 휘도의 향상을 이룬 액정표시장치의 백라이트 장치 및 이것에 사용되는 반사수단을 제공하는 것을 가능하도록 한 것이다.

본 발명에서 사용되는 광원으로서는, LCD와 평행으로 배열되는 장척(長尺)관 형상의 냉음극 형광등 등을 사용할 수 있고, 광원은 LCD의 크기에 따라, 복수개를 병렬로 등(等)간격으로 배치하여 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 반사수단으로서는, 광원으로부터 LCD에 대해 하측으로 향해 광선을 LCD의 광선 조사면에 대응하는 직교선에 대해, 30도 이내의 입사각으 로 입사하는 입사 광선을 주체로 한다. 즉, 입사광선의 내, 50%를 초과하는 광선이 상기 범위의 광선이 되도록 반사하는 경사 반사면을 복수 구비한 것이면, 충분하지만, 보다 구체적으로는 단면 삼각 형상의 적어도 일 사면(四面)을 경사 반사면으로 하고, 이것을 연속된 복수의 미세한 단면 형상으로 하는 것에 의해서, 목적을 효과적으로 달성할 수 있다.

이 경우, 광원으로부터의 광선을 액정패널의 광선 조사면에 대해 완전히 직교(90도)하도록 입사시키는 것이 바람직하고, 상기 직교 광선이 되도록 경사 반사면의 경사 각도를 설정할 수 있지만, 경사 반사면에 의해서 반사된 광선이 LCD의 광선 조사면에 대응하는 직교선으로부터의 각도 즉 입사각도가 30도 이하와 같은 사교(斜交) 광선을 형성하도록 경사 각도를 설정한 경사 반사면을, 직교(直交) 반사 광선을 형성하는 경사 반사면과의 사이에 개재시키면, 편광 효율이 개선되고, 휘도 무라의 발생을 저감하는 것이 가능하기 때문에 바람직하다.

이와 같은 경사 반사면의 폭(단면의 길이)은, 10 ~ 1000㎛의 것을 적당하게 사용할 수 있고, 이 폭이 작을 수록, 상기 직교 반사 광선이나 사교 반사 광선의 량을 적절하게 제어하는 것이 가능하게 되는데, 그 제작이 어렵게 되고, 한편 그 폭이 클 수록 제작이 용이하게 되지만, 상기 제어가 어렵기 때문에 20 ~ 500㎛의 것을 추천한다.

또한, 경사 반사면의 경사각도는, 광원으로부터 이격(離隔)함에 따라, 크게 하는 쪽이 직교 반사 광선을 효과적으로 형성하는 것이 가능하여 바람직하지만, 연속적으로 각도를 바꿀 필요는 없고, 동일 경사 각도의 것을 수 개마다에 연접(連接)하고, 이어 경사각이 큰 것을 더 수 개 배치하도록, 단계적으로, 경사 각도를 변화시켜도 좋다.

이와 같은 반사수단의 반사면을 복수의 경사 반사면으로서 이용할 때는, 반사면을 평탄 모양로 형성하는 것이 가능하게 되고, 반사수단을 얇게 형성할 수 있어 박형의 백라이트 장치로 하는 것이 가능하다.

광원으로서 장척(長尺)관 형상의 광원이 사용되는 경우에는, 광원의 길이 방향에 따라, 복수의 경사 반사면이 평행으로 늘어진 형상, 즉 삼각 기둥이 광원의 폭 방향으로 연접하여 배치됨과 같은 요철(凹凸) 경사 반사면으로 할 수 있다.

상기 경사 반사면으로서 단면 삼각 형상으로 일 사면(斜面)을 사용해도 좋지만, 광원을 복수 병렬로 배치하여 사용하는 경우에는, 단면 이등변 삼각 형상으로 하고, 2개의 사면(斜面)을 경사 반사면으로서 사용하고, 이들의 경사 반사면의 양측에 배치되는 광원으로부터 양측의 광선을, 직교 반사 광선이나 사교 반사 광선으로서 이용 가능하게 된다.

이 경우 2개의 광원 사이에 형성되는 반사면의 형상을 단면 원호 모양의 반사 요면(凹面)으로 하고, 상기 반사 요면의 표면에, 단면 이등변 삼각형상의 경사 반사면으로 하면 광원으로부터 멀리 떨어진 위치에 있는 경사 반사면에 의해서도, 효과적으로, 직교 반사 광선을 형성하는 것이 가능하게 되어 바람직하다.

더구나, 종래, 광원의 광선 중(中), 광원의 직하 방향으로 발광되는 광선은, 광원에 차폐되어 LCD를 작동하는 유효 광선으로서 이용되지 않았지만, 이와 같은 광선을, 반사수단의 광원의 직하 방향에서 광원과 대향하는 부분에, 광원의 출사광 을 실질적으로 상기 광원에 반사시키지 않는 각도로 반사하는 부분을 만드는 것에 의해 유효하게 이용할 수 있다.

여기서, 실질적으로는, 평탄한 반사면을 사용한 경우, 광원에 의해서 차폐되는 반사 광선 중, 50%이상의 반사 광선이 광원에 의해서 차폐되지 않는 것을 말한다.

이와 같이, 광원의 출사광을 실질적으로 광원에 반사되지 않는 각도를 갖는 반사부분은, 예를 들면, 광원의 폭과 거의 같은 폭의 돌출 단면 원호(圓弧)면이나, 돌출 단면 삼각면이나 중심부가 파여진 단면 삼각 요면(凹面)으로 하는 것에 의해, 효과적으로 형성할 수 있다.

이와 같은 경사 반사면이나 반사 부분을 갖는 반사수단은, 광원의 광축(光軸)을 중심으로 하여 좌우 대칭으로 형성하지만, 복수의 광원이 사용되는 경우에는 상기 경사 반사면이나 반사부분이, 광원의 수에 대응하여 반복 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 반사수단은, 상기 경사 반사면이나 반사부분에 대응하는 소정 형상의 면을 갖는 기체를 플라스틱(plastic) 등으로 사출(射出) 형성하고, 이 표면에 알루미늄 등의 금속을 증착, 도금 등에 의해 형성하든지 백색 도료를 도포하는 등에 의해서 반사피막을 피착한 반사면으로 하는 것에 의해 용이하게 형성할 수 있다.

또한, 광원의 LCD와 평행 방향으로 출사되는 광선을 유효하게 이용하기 위해, 이 방향으로 출사되는 광선을 LCD로 향해서 반사하는 제 2 반사수단을 사용하 는 것에 의해 목적을 달성할 수 있다.

구체적으로는, 광원의 LCD와 평행 방향으로 출사되는 광선을, LCD로 향해 반사하는 프리즘이나 미러를 광원의 좌우측 면에 접착 등에 의해 붙이는 등의 제 2 반사수단을 사용하는 것에 의해서, 용이하게 형성할 수 있다.

이하에, 본 발명의 액정표시장치의 백라이트 장치 및 이것에 사용되는 반사수단에 관해서 도면을 이용하여 설명한다.

실시예 1

도 1은 본 발명에 의한 일 실시예를 나타낸 백라이트 장치의 개략 단면 구성도이고, 도 2는 도 1의 주요부의 확대 단면 구성도이다.

도면에서 1은 장척(長尺)관 형상의 냉음극 형광등으로 이루어진 광원이고, 2는 반사수단, 3은 확산 필름 및/또는 휘도 상승 필름 등의 기능 향상 필름, 4는 P성분의 직선 편광광을 투과하여, S성분의 직선 편광광을 반사하는 하부 반사형 편광판, 5는 LCD, 6은 P성분의 직선 편광광을 투과하여, S성분의 직선 편광광을 반사하는 상부 반사형 편광판이다.

반사수단(2)은, 평탄 모양의 반사면(7)을 갖고, 상기 반사면(7)에는, 폭이 약 500㎛의 경사 반사면(8)을 갖는 단면 삼각 모양의 프레넬형 프리즘 모양의 반사면이 광원(1)의 폭 방향에 따라 다수 연접되어 있다.

상기 경사 반사면(8)의 경사각도(θ1)는, 광원(1)으로부터 반사면(7)으로 향해 출사된 광선이, LCD(5)의 광선 조사면(9)에 대해서 직교하도록 반사하든지 또는 이 직교선에 대해, 사교(斜交)하는 각도(θ2)가 30도 이하가 되도록 형성되어 있 고, 이들의 경사 반사면(8)의 경사각도(θ1)는, 광원(1)으로부터 멀어질수록 크게 되고, 잠시(暫時), 삼각 모양의 경사 반사면의 정점(頂点)을 연결하는 선(15)은, 상측으로 돌출하는데, 복수의 광원, 예를 들면, 도 1에 나타낸 바와 같이, 2개 사용될 때는, 그 중간선(10)에서 대조적으로 형성되어 상기 삼각 모양의 경사 반사면(8)의 정점을 연결하는 선(15)은 지붕 형상으로 형성되어 있다.

이와 같이 미소 폭의 경사 반사면(8)이 다수 연접되어 있기 때문에, LCD의 광원 조사면(9)에 대해서 직교하는 광선(11)이 광원(1)의 폭 방향으로 평행한 광선속이 되어 LCD(5)의 광선 조사면을 조사하기 때문에, LCD(5)를 작동시키는 P성분의 직선 편광광의 투과율이 향상하여, 광원(1)의 이용 효율이 향상한다.

이와 같은 복수의 경사 반사면(8)의 경사각도(θ1)는, 예를 들면, 광원(1)을 중심으로 하여 직교 반사 광선(11)이 되도록 단면 방물선(放物線 : parabolic curve)을 묘사했을 때, 방물선을 경사 반사면의 수만큼 분할하고, 그 분할선의 중간에서, 접선을 뽑았을 때의 접선과 수평선과의 교차 각으로서 구할 수 있다. 상기 방물선은 광원(1)의 간격 등에 의해, 유사한 쌍곡선이든지, 유사한 타원이어도 좋다.

더구나 경사 반사면(8)에 의해서, 상기 30도 이하로 사교하는 사교 반사 광선(12)을 형성하도록 했기 때문에, 비교적 광량이 적은 2개의 광원(1)의 중간 부분에도 많은 광선을 공급 가능하게 되어, 휘도 얼룩(mura)의 발생을 제어할 수 있다.

또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 직교 반사 광선(11)과 사교하는 반사광선(12)이 번갈아 되도록 배치되어 있기 때문에, 편광 효율이 개선되고, 휘도 얼룩의 발생도 제어된다.

이 경우, 2개를 초과하는 수의 광원(1)을 동일 간격(예를 들면, 50㎜ 간격)으로 사용할 때는, 동일의 반사면(7)을 광원(1)에 대응하여 반복 형성하는 것에 의해, 보다 휘도가 큰 대형의 LCD에 대응시킬 수 있다.

그리고, 본 실시예에서는, 경사 반사면(8)의 사용에 추가하여, 광원(1)의 직하 부분의 반사면에, 광원(1)으로부터 직하 방향으로 출사되는 광선(16)을 LCD(5)로 유효하게 이용시키도록, 광원(1)으로부터 직하 방향으로 출사된 광선(16)을, 실질적으로 광원(1)에 반사되지 않는 각도로 반사하는 반사부분(13)이 형성되어 있다.

상기 반사부분(13)은 광원(1)의 직경(8㎜)과 거의 동일한 폭이고, 광원(1)의 광축(14)상에, 광원(1)의 원과 같은 지름의 단면 반원 모양으로 형성되어 있다.

이와 같은 반사부분(13)으로 하는 것에 의해서, 광원(1)으로부터 하측으로 출사되는 광선(16)은, 실질적으로 광원(1)에 반사되어서 광원(1)에 차폐되는 것 없이, 유효하게 LCD를 작동하는 광선으로서 이용 가능하게 된다.

이 경우 이 반사부분(13)의 형상은, 이 반사광선(22)이 2개의 광원(1)간에 조사되도록 설정되는 것이 바람직하고, 전술의 단면 반원 모양으로 한정하지 않고 광원의 직경과 거의 동일 폭의 단면 삼각 철면(凸面) 또는 단면 삼각 요면(凹面)으로도 할 수 있다.

이와 같은 경사 반사면(8)과 반사부분(13)은, 장척(長尺)관 모양의 광원(1)의 길이 방향에 따라, 각각 평행으로 나열된 다수의 삼각 기둥을 연접한 형상 및 중앙이 볼록한 반원 기둥 형상이 되고 있다.

따라서 경사 반사면(8)으로 반사된 직교 반사 광선 및 사교 반사 광선은, 광원(1) 길이 방향에 따라 평행한 광속이 되어 반사되고, 동일하게 반사부분(13)에서 반사된 광선도 광원(1)의 길이 방향에 평행한 광속이 되어, 유효하게 LCD(5)를 작동시킬 수 있다.

이 반사수단(2)은 상기 경사 반사면(8)이나 반사부분(13)에 대응하는 형상의 기체를 폴리스티롤 등의 플라스틱 재료로 사출(射出) 성형하고, 그 표면에 알루미늄 등의 금속을 증착하여 경사 반사면(8)이나 반사부분(13)을 형성시키고 있다.

이와 같은 미소 폭의 다수 연속한 경사 반사면(8)이나 반사부분(13)을 형성한 반사수단으로 하는 것에 의해서, LCD(5)에 조사되는 광선으로서, LCD(5)에 대한 작동효율이 좋은 직교 광선(11)이나 사교광선의 광선량을 증량 시킴과 함께, 종래 LCD(5)의 작동광선으로서 이용되기 어려운 광원(1)의 직하 광선을 작동광선(22)으로서 이용하는 것이 가능하게 되어 광원(1)의 이용 효율이 대폭으로 개선되었다.

또한, 이 실시예에서는 종래 LCD(5)의 작동광선으로서, 이용되기 어려웠던 광원(1)의 좌우측 광선(17)을 이용가능하기 위해, 출사면(19) 및 입사면(18)이 약 1㎜의 단면 직각 삼각 형상(광원(1)의 길이 방향으로 나열된 직각 삼각 기둥 모양)의 프리즘 반사경(20)의 반사면이 하측이 되도록, 접착제 등으로 광원(1)의 양측면에 고착시키고 있다.

그 결과, 광원(1)으로부터 출사된 좌우측 광선(17)이 상기 프리즘 반사경(20)에 의해 상측으로 직교광선(11)이나 사교광선(12)으로서 반사되어, LCD(5)를 작동하는 작동광선으로서 이용하는 것이 가능하게 되어, 광원(1)의 이용 효율이 더 한층 향상되었다. 이 반사수단으로서는, 프리즘 반사경(20)에 한정하지 않고, 반사면(21)만 갖는 미러로 이루어진 제 2 반사수단으로 해도 좋다.

그리고 이 실시예 1을 나타낸 도 1 및 도 2에는, 기능을 설명하는 한편, 프리즘 반사경(20)은 좌측의 광원(1)의 양측(도 1) 및 광원(1)의 좌측(도 2)에만 기재하고 있지만, 도 1에서는, 우측의 광원(1)의 양측 및 도 2의 광원(1)의 양측에 만들어지고 있다.

그러나 광원(1)의 모든 또는 광원(1)의 양측에 만들 필요는 없고, 필요에 따라 생략한다든지, 광원(1)의 일부, 예를 들면, 양단의 광원(1)에만 만들든지, 광원(1)의 좌우측의 일측에만 있어도 좋다.

실시예 2

도 3은 본 발명에 의한 다른 실시예의 LCD(5)나 확산 필름(6) 등을 생략한 백라이트 장치의 기본 개략 구성도를 나타낸다.

기본적으로는 실시예 1의 백라이트 장치와 동일하지만, 반사수단(2)의 반사면(7) 단면 형상을 변경하고 있고, 2개의 광원(1)에 끼워진 반사면(7)의 기본 형상을 단면 원호 모양으로 하고, 이 반사면(7)에는 프레넬형 프리즘 모양 단면 이등변 삼각 형상의 경사 반사면(8)을 원호면에 따라 같은 간격으로 다수 연접하여 형성시키고 있다.

원호면의 반경(R)은, 2개의 광원(1)간 거리(l), 2개의 광원(1)의 중간선(10)으로부터 상기 경사 반사면(8)이 형성되는 단부까지의 거리(h), 광원(1)으로부터 반사면(7)으로 반사되는 최(最)원격지점(A)에서 광원(1)으로부터의 광선의 입사각( α), 상기 원호와 광축(14)의 교점(B)과 광원(1)으로부터의 거리(t), 상기 경사 반사면(8)의 최양단을 연결한 선(23)과 상기 중간선(10)과의 교점(0)으로부터 원호 형상면(7)까지의 깊이(d)에 의해 구해질 수 있다.

즉, 상기 입사각(α)을 구하는 것으로 COSEC α≒ l/t로부터 t를 구하고, d = 1.3(1/t)으로부터 d를 구해, d와 h와

으로부터 R을 구해, 상기 중간선(10)상에서, 반경(R)의 원을 그리는 것에 의해서, 상기 원호 형상면(7)을 형성할 수 있다.

예를 들면, α= 8도, l = 50㎜, h = 21㎜로 하면, COSEC 8 = 7.185, t = 6.959㎜, d = 9.341㎜, R = 28.28㎜가 된다.

따라서, R = 28.28㎜로, 중간선(10)상에 중심을 구해 원을 그리면, 기본 원호면을 형성할 수 있다. 이 원호 상면을 따라 폭 500㎛의 경사 반사면(8)을 갖는 단면 이등변 삼각 모양의 프리즘 모양 반사면을 연속 형성시키고 있다.

이와 같은 형상의 반사면(7)으로 하는 것에 의해, 실시예 1과 같은 평탄모양의 반사면(7)을 갖는 것에 비해, 광원(1)으로부터 멀리 떨어진 부분의 광선이 프리즘 모양 경사 반사면(8)의 정점(頂点)부분에서 차폐되는 것이 없이, 효과적으로 반사되어, 직교 반사 광선(11)의 광량이 많게 되고, 광원의 광선 이용 효율이 한층 더 개선된다. 그리고 도 3에서, 13은 직경 8㎜의 광원(1)과 같은 폭이고, 동율(同率)의 원호면이다.

산업상의 이용 가능성

반사수단의 반사면으로서, 복수의 경사 반사면을 사용하는 것에 의해, 광원의 광선을, 광원의 광축과 평행하게 되도록 반사하는 것이 가능하게 되어 평행광을 필요로 하는 분야에서도 이용할 수 있다.

본 발명에서는 광원과, 상기 광원으로부터의 광선을 액정표시장치의 액정패널로 향해 반사하는 반사수단 등을 구비한 액정표시장치의 백라이트 장치에 있어서, 상기 반사수단은 상기 광원으로부터의 광선을 액정패널의 광선 조사면에 대해 직교하도록 반사하는 경사 반사면을 복수 구비한 액정표시장치의 백라이트 장치로 하는 것에 의해서, 광원으로부터 반사수단으로 향해 출사되는 사(斜)광속을 액정패널의 광선 조사면에 대해 직교하는 방향으로 광선을 반사 변경시켜서 광의 이용효율을 개선할 수 있다.

Claims

광원과, 상기 광원으로부터의 광선을 액정표시장치의 액정패널로 향해 반사하는 반사수단을 구비한 액정표시장치의 백라이트 장치에 있어서,

상기 반사수단은 단면 원호 모양의 반사 요면을 갖고, 상기 반사 요면에 상기 광원으로부터의 광선을 액정패널의 광선 조사면에 대응하는 직교선에 대해서, 30도 이내의 입사각으로 입사하는 입사광선이 주체가 되도록 반사하는 경사 반사면을 복수 구비한 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 반사수단의 경사 반사면은, 단면 삼각 형상의 적어도 일 사면을 구성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 반사수단은 경사 반사면의 경사 각도가 다른 경사 반사면을 복수 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 장치.
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제 1 항에 있어서, 상기 제 1 반사수단은 상기 광원에 대향하는 부분에, 광원의 출사광을 실질적으로 상기 광원으로 반사되지 않는 각도로 반사하는 반사부분을 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 광원의 액정패널과 평행방향으로 조사되는 광선을 상기 액정패널로 향해서 반사하는 제 2 반사수단을 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 장치.
광원으로부터의 광선을 액정패널의 광선 조사면에 대응하는 직교선에 대해, 30도 이내의 입사각으로 입사되는 입사광선을 주체가 되도록 반사하기 위해 단면 원호 모양의 반사 요면을 갖고, 상기 반사 요면에 복수의 경사 반사면을 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 장치용 반사수단.
제 8 항에 있어서, 상기 반사수단의 경사 반사면을, 단면 삼각 형상의 적어도 일 사면에 구성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 장치용 반사수단.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 반사수단은 경사 반사면의 경사 각도가 다른 경사 반사면을 복수 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 장치용 반사수단.
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제 8 항에 있어서, 상기 반사수단은 상기 광원에 대향하는 부분에, 광원의 출사광을 실질적으로 상기 광원으로 반사되지 않는 각도로 반사하는 반사부분을 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 장치용 반사수단.