KR100685548B1 - 광원 장치 - Google Patents

Abstract

일차 광원(1)과, 일차 광원으로부터 발생하는 광을 도광하고 또 광입사면(31) 및 광출사면(33)을 갖는 도광체(3)와, 도광체 광출사면에 인접 배치되며 또 입광면(41) 및 출광면(42)을 갖는 광편향 소자(4)와, 광편향 소자 출광면에 인접 배치되며 또 입사면(61) 및 출사면(62)을 갖는 광확산 소자(6)를 적어도 구비한 광원 장치로서, 광편향 소자 입광면에는 서로 병렬로 배열된 복수의 프리즘열이 형성되어 있으며, 광확산 소자는 평행광이 입사했을 때의 출사광 광도 분포의 반치전폭이 1~13이고, 일차 광원의 광 이용 효율이 우수하고 고휘도 특성을 손상하는 일 없이 시야각 특성 및 화상 형성용 조명으로서 품위가 우수한 광원 장치.

Description

광원 장치{LIGHT SOURCE DEVICE}

본 발명은 노트북, 액정 텔레비전, 휴대 전화기, 휴대 정보 단말 등에서 표시부로서 사용되는 액정 표시 장치 등을 구성하는 에지 라이트(edge light) 방식의 광원 장치에 관한 것이다.

최근, 칼라 액정 표시 장치는 휴대용 노트북이나 퍼스널 컴퓨터 등의 모니터로서, 또는 액정 텔레비전이나 비디오 일체형 액정 텔레비전, 휴대 전화기, 휴대 정보 단말 등의 표시부로서 여러 가지의 분야에서 널리 사용되어 오고 있다. 또한, 정보 처리량의 증대화, 수요의 다양화, 멀티미디어 대응 등에 따라서, 액정 표시 장치의 대화면화, 고선명화가 한창 진행되고 있다.

액정 표시 장치는 기본적으로 백 라이트부와 액정 표시 소자로 구성되어 있다. 백 라이트부로서는 액정 표시 소자부의 바로 아래에 광원을 배치한 직하 방식의 것이나 도광체의 측단면에 대향하도록 광원을 배치한 에지 라이트 방식의 것이 있으며, 액정 표시 장치의 컴팩트화의 관점에서 에지 라이트 방식이 널리 이용되고 있다.

그런데, 최근, 비교적 작은 화면 치수의 표시 장치로서 관찰 방향 범위가 비교적 좁은, 예를 들면 휴대 전화기의 표시부로서 사용되는 액정 표시 장치 등에서는 소비 전력의 저감의 관점에서 에지 라이트 방식의 백 라이트부로서, 일차 광원으로부터 발생하는 광량을 유효하게 이용하기 위해서 화면으로부터 출사하는 광속(光束)의 확대 각도를 가능한 한 작게 하여 소요(所要)의 각도 범위로 집중해서 광을 출사시키는 것이 이용되어 오고 있다.

이러한 관찰 방향 범위가 한정되는 표시 장치로서, 일차 광원의 광량의 이용 효율을 높여 소비 전력을 저감하기 위해서 비교적 좁은 범위에 집중하여 광출사를 실행하는 광원 장치로서, 본 출원인은 일본 특허 공개 제2001-143515호 공보에서, 도광체의 광출사면에 인접하고 양면에 프리즘 형성면을 갖는 프리즘 시트를 사용하는 것을 제안하고 있다. 이 양면 프리즘 시트에서는, 한쪽의 면인 입광면 및 다른 쪽의 면인 출광면의 각각에 서로 평행한 복수의 프리즘열이 형성되어 있으며, 입광면과 출광면에서 프리즘열 방향을 합치시키고 또 프리즘열끼리를 대응 위치에 배치하고 있다. 이에 의해, 도광체의 광출사면으로부터 해당 광출사면에 대하여 경사진 방향으로 출사광의 피크를 갖는 적당한 각도 범위로 분포하여 출사하는 광을, 프리즘 시트의 입광면의 한쪽의 프리즘면으로부터 입사시켜 다른 쪽의 프리즘면에서 내면 반사시키고, 또한, 출광면의 프리즘에서의 굴절 작용을 받아 비교적 좁은 소요 방향으로 광을 더욱 집중 출사시킨다.

이 광원 장치에 따르면, 좁은 각도 범위의 집중 출사가 가능하지만, 광편향 소자로서 사용되는 프리즘 시트로서 양면에 서로 평행한 복수의 프리즘열을, 입광 면과 출광면에서 프리즘열 방향을 합치시키고 또 프리즘열끼리를 대응 위치에 배치하는 것이 필요하여, 그 성형이 복잡해진다.

또한, 이러한 좁은 각도 범위로 집중해서 출사된 광이 강한 번쩍임을 일으키기 때문에, 백 라이트로서의 품위가 뒤떨어진다고 하는 문제도 갖고 있었다. 또한, 이러한 시야각이 좁은 광원 장치는 소형의 백 라이트에서는 문제가 없지만, 4인치 이상의 액정 표시 장치용의 백 라이트, 특히 12~15인치 정도의 노트북용 액정 표시 장치에 사용되는 백 라이트로서는 시야각(視野角)이 좁고, 시인성(視認性)이 뒤떨어진다고 하는 문제도 갖고 있었다.

그래서, 본 발명의 목적은 일차 광원의 광 이용 효율이 우수하고 고휘도 특성을 손상하는 일 없이, 시야각 특성 및 화상 형성용 조명으로서의 품위가 우수한 광원 장치를 제공하는 것에 있다.

발명의 개시

즉, 본 발명의 광원 장치는 일차 광원과, 해당 일차 광원으로부터 발생하는 광을 도광하고 또 상기 일차 광원으로부터 발생하는 광이 입사하는 광입사면 및 도광되는 광이 출사하는 광출사면을 갖는 도광체와, 해당 도광체의 광출사면에 인접 배치되며 또 상기 광출사면에 대향하여 위치하는 입광면 및 그 반대측에 출광면을 갖는 광편향 소자와, 상기 광편향 소자의 출광면에 인접 배치되며 또 상기 광편향 소자의 출광면에 대향하여 위치하는 입사면 및 그 반대측에 출사면을 갖는 광확산 소자를 적어도 구비한 광원 장치로서, 상기 광편향 소자의 입광면에는 서로 병렬로 배열된 복수의 프리즘열이 형성되어 있으며, 해당 프리즘열의 각각은 2개의 프리즘면을 갖고 있고, 적어도 한쪽의 상기 프리즘면이, 상기 도광체의 광출사면으로부터의 출사광의 분포에서의 피크광이 한쪽의 가상 프리즘면으로부터 입광해 다른 쪽의 가상 프리즘면에서 내면 전반사되어 상기 출광면에서 소망하는 방향으로 출사하고 또 상기 광편향 소자의 프리즘열의 배열 피치와 동일한 피치로 배열되어 단면이 삼각 형상의 복수의 가상 프리즘열을 상정했을 때에, 상기 가상 프리즘열의 형상을 기준으로 하여 볼록 곡면 형상을 이루고 있으며, 상기 광확산 소자는 평행광이 입사했을 때의 출사광 광도 분포의 반치전폭(半値全幅)이 1~13도인 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 광원 장치는 일차 광원과, 해당 일차 광원으로부터 발생하는 광을 도광하고 또 상기 일차 광원으로부터 발생하는 광이 입사하는 광입사면 및 도광되는 광이 출사하는 광출사면을 갖는 도광체와, 해당 도광체의 광출사면에 인접 배치되며 또 상기 광출사면에 대향하여 위치하는 입광면 및 그 반대측에 출광면을 갖는 광편향 소자와, 상기 광편향 소자의 출광면에 인접 배치되며 또 상기 광편향 소자의 출광면에 대향하여 위치하는 입사면 및 그 반대측에 출사면을 갖는 광확산 소자를 적어도 구비한 광원 장치로서, 상기 광편향 소자의 입광면에는 서로 병렬로 배열된 복수의 프리즘열이 형성되어 있으며, 해당 프리즘열의 각각은 2개의 프리즘면을 갖고 있고, 적어도 한쪽의 상기 프리즘면이, 상기 도광체의 광출사면으로부터의 출사광 분포에서의 피크광이 한쪽의 가상 프리즘면으로부터 입광해 다른 쪽의 가상 프리즘면에서 내면 전반사되어 상기 출광면에서 소망하는 방향으로 출사하고 또 상기 광편향 소자의 프리즘열의 배열 피치와 동일한 피치로 배열되어 단면이 삼각 형상의 복수의 가상 프리즘열을 상정했을 때에, 상기 가상 프리즘열의 형상을 기준으로 하여 볼록 곡면 형상을 이루고 있으며, 상기 광편향 소자의 출광면으로부터 출사광의 휘도 분포의 반치전폭이 19~26도이고, 상기 광확산 소자는 평행광이 입사했을 때의 출사광 광도 분포의 반치전폭이 1~8도인 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 광원 장치는 2개의 일차 광원과, 해당 일차 광원으로부터 발생하는 광을 도광하고 또 상기 2개의 일차 광원으로부터 발생하는 광이 각각 입사하여 서로 반대측에 배치된 2개의 광입사면 및 도광되는 광이 출사하는 광출사면을 갖고, 전개 길이가 8㎝을 초과하고 28cm 이하인 도광체와, 해당 도광체의 광출사면에 인접 배치되며 또 상기 광출사면에 대향하여 위치하는 입광면 및 그 반대측에 출광면을 갖는 광편향 소자와, 상기 광편향 소자의 출광면에 인접 배치되며 또 상기 광편향 소자의 출광면에 대향하여 위치하는 입사면 및 그 반대측에 출사면을 갖는 광확산 소자를 적어도 구비한 광원 장치로서, 상기 광편향 소자의 입광면에는 서로 병렬로 배열된 복수의 프리즘열이 형성되어 있으며, 해당 프리즘열의 각각은 2개의 프리즘면을 갖고 있고, 적어도 한쪽의 상기 프리즘면이, 상기 도광체의 광출사면으로부터의 출사광 분포에서의 피크광이 한쪽의 가상 프리즘면으로부터 입광해 다른 쪽의 가상 프리즘면에서 내면 전반사되어 상기 출광면에서 소망하는 방향으로 출사하고 또 상기 광편향 소자의 프리즘열의 배열 피치와 동일한 피치로 배열되어 단면이 삼각 형상의 복수의 가상 프리즘열을 상정했을 때에, 상기 가상 프리즘열의 형상을 기준으로 하여 볼록 곡면 형상을 이루고 있으며, 상기 광확산 소자는 평행광이 입사했을 때의 출사광 광도 분포의 반치전폭이 0.7~13도인 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 광원 장치는 일차 광원과, 해당 일차 광원으로부터 발생하는 광을 도광하고 또 상기 일차 광원으로부터 발생하는 광이 입사하는 광입사면 및 도광되는 광이 출사하는 광출사면을 갖는 도광체와, 해당 도광체의 광출사면에 인접 배치되며 또 상기 광출사면에 대향하여 위치하는 입광면 및 그 반대측에 출광면을 갖는 광편향 소자와, 상기 광편향 소자의 출광면에 인접 배치되며 또 상기 광편향 소자의 출광면에 대향하여 위치하는 입사면 및 그 반대측에 출사면을 갖는 광확산 소자를 적어도 구비한 광원 장치로서, 상기 광확산 소자는 평행광이 입사했을 때의 출사광 광도 분포의 반치전폭이 이방성을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 광원 장치를 나타내는 모식적 사시도,

도 2는 광편향 소자의 입광면의 프리즘열 형상의 설명도,

도 3은 광확산 소자의 출사광 광도 분포의 반치전폭의 설명도,

도 4는 광원 장치의 전개 길이의 설명도,

도 5는 광원 장치의 전개 길이의 설명도,

도 6은 본 발명의 광원 장치의 광편향 소자로부터의 출사광의 휘도 분포(XZ 면내)를 나타내는 설명도,

도 7은 본 발명의 광원 장치의 광편향 소자로부터의 출사광의 휘도 분포(XZ면내)를 나타내는 그래프,

도 8은 본 발명의 이방 확산성을 갖는 광확산 소자의 출사광 광도 분포를 나타내는 설명도,

도 9는 본 발명의 광확산 소자의 이방 확산성의 설명도,

도 10은 본 발명의 이방 확산성을 갖는 광확산 소자의 요철 구조를 나타내는 개략도,

도 11은 본 발명의 이방 확산성을 갖는 광확산 소자의 요철 구조를 나타내는 개략도,

도 12는 본 발명의 이방 확산성을 갖는 광확산 소자의 요철 구조를 나타내는 개략도이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 면 형상의 광원 장치(면광원 장치)의 일실시예를 나타내는 모식적 사시도이다. 도 1에 나타내고 있는 바와 같이, 본 발명의 광원 장치는 적어도 하나의 측단면을 광입사면(31)으로 하고, 이것과 대략 직교하는 하나의 표면을 광출사면(33)으로 하는 도광체(3)와, 이 도광체(3)의 광입사면(31)에 대향하여 배치되고 광원 리플렉터(2)로 덮힌 일차 광원(1)과, 도광체(3)의 광출사면 상에 배치된 광편향 소자(4)와, 광편향 소자(4)의 출광면(42)상에 이것과 대향하여 배치된 광확산 소자(6)와, 도광체(3)의 광출사면(33)과는 반대측의 이면(裏面)(34)에 대향하여 배치된 광반사 소자(5)로 구성된다.

도광체(3)는 XY면과 평행으로 배치되고 있으며, 전체로서 직사각형판 형상을 하고 있다. 도광체(3)는 4개의 측단면을 갖고 있으며, 그 중 YZ면과 평행한 1쌍의 측단면 중 적어도 하나의 측단면을 광입사면(31)으로 한다. 광입사면(31)은 일차 광원(1)과 대향하여 배치되어 있으며, 일차 광원(1)으로부터 발생한 광은 광입사면(31)으로부터 도광체(3)내로 입사한다. 본 발명에서는, 예를 들면, 광입사면(31)과는 반대측의 측단면(32) 등의 다른 측단면에도 광원을 대향 배치해도 무방하다.

도광체(3)의 광입사면(31)에 대략 직교한 2개의 주면은 각각 XY면과 대략 평행하게 위치하고 있으며, 어느 한쪽의 면(도면에서는 상면)이 광출사면(33)으로 된다. 이 광출사면(33) 또는 그 이면(34) 중 적어도 한쪽의 면에 조면(粗面)으로 이루어지는 지향성 광출사 기능부나, 프리즘열, 렌치큐라 렌즈열, V자 형태 홈 등의 다수의 렌즈열을 광입사면(31)과 대략 평행하게 병렬 형성한 렌즈면으로 이루어지는 지향성 광출사 기능부 등을 부가하는 것에 의해, 광입사면(31)으로부터 입사한 광을 도광체(3)내를 도광시키면서 광출사면(33)으로부터 광입사면(31) 및 광출사면(33)에 직교하는 면(XZ면)내에서 지향성 있는 광을 출사시킨다. 이 XZ면내 분포에서 출사광 광도 분포의 피크의 방향이 광출사면(33)과 이루는 각도를 α로 한다. 해당 각도 α는, 예를 들면 10~40도이며, 출사광 광도 분포의 반치전폭은, 예를 들면 10~40도이다.

도광체(3)의 표면에 형성하는 조면이나 렌즈열은 ISO 4287/1-1984에 의한 평균 경사각 θa가 0.5~15도의 범위인 것으로 하는 것이, 광출사면(33)내에서의 휘도의 균제도(均齊度)를 도모하는 점에서 바람직하다. 평균 경사각 θa는 더 바람직하게는 1~12도의 범위이고, 보다 바람직하게는 1.5~11도의 범위이다. 이 평균 경사각 θa는 도광체(3)의 두께(t)와 입사광이 전파하는 방향의 길이(L)와의 비(L/t)에 의해 최적 범위가 설정되는 것이 바람직하다. 즉, 도광체(3)로서 L/t가 20~200정도인 것을 사용할 경우는, 평균 경사각 θa를 0.5~7.5도로 하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 1~5도의 범위이며, 보다 바람직하게는 1.5~4도의 범위이다. 또한, 도광체(3)로서 L/t가 20이하 정도인 것을 사용할 경우는, 평균 경사각 θa를 7~12도로 하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 8~11도의 범위이다.

도광체(3)에 형성되는 조면의 평균 경사각 θa는 ISO 4287/1-1984에 따라, 촉침식(觸針式) 표면 거칠기 계측기를 이용하여 조면 형상을 측정하고, 측정 방향의 좌표를 x로 해서 얻어진 경사 함수 f(x)로부터 다음 수학식 1 및 수학식 2를 이용하여 구할 수 있다. 여기서, L은 측정 길이이고, Δa는 평균 경사각 θa의 탄젠트(tangent)이다.

또한, 도광체(3)로서는 그 광출사율이 0.5~5%의 범위에 있는 것이 바람직하 고, 보다 바람직하게는 1~3%의 범위이다. 이것은 광출사율이 0.5%보다 작아지면 도광체(3)로부터 출사하는 광량이 작아져 충분한 휘도가 얻어지지 못하게 되는 경향이 있으며, 광출사율이 5%보다 커지면 일차 광원(1)의 근방에서 다량의 광이 출사하여 광출사면(33)내에서 X방향에서의 출사광의 감쇠가 현저해져, 광출사면(33)에서의 휘도의 균제도가 저하하는 경향이 있기 때문이다. 이러한 도광체(3)의 광출사율을 0.5~5%로 하는 것에 의해, 광출사면으로부터 출사하는 광의 출사광 광도 분포(XZ면내)에서의 피크광의 각도가 광출사면의 법선에 대하여 50~80도의 범위에 있으며, 광입사면과 광출사면의 양쪽에 수직한 XZ면에서의 출사광 광도 분포(XZ면내)의 반치전폭이 10~40도인 지향성이 높은 출사 특성의 광을 도광체(3)로부터 출사시킬 수 있고, 그 출사 방향을 광편향 소자(4)에서 효율적으로 편향시킬 수 있어, 높은 휘도를 갖는 광원 장치를 제공할 수 있다.

본 발명에서, 도광체(3)로부터의 광출사율은 다음과 같이 정의된다. 광출사면(33)의 광입사면(31)측 가장자리에서의 출사광의 광강도(I₀)와 광입사면(31)측의 가장자리로부터 거리 L의 위치에서의 출사광 강도(I)의 관계는, 도광체(3)의 두께(Z방향 치수)를 t라고 하면, 다음의 수학식 3과 같은 관계를 만족한다.

여기서, 정수 α가 광출사율이고, 광출사면(33)에서의 광입사면(31)과 직교하는 X방향으로의 단위 길이(도광체 두께 t에 상당하는 길이)당 도광체(3)로부터 광이 출사하는 비율(%)이다. 이 광출사율 α는, 세로축에 광출사면(23)으로부터의 출사광의 광강도의 대수(對數)를 취해, 가로축에 (L/t)를 취하고, 이것들의 관계를 플롯(plot)함으로써 그 기울기로부터 구할 수 있다.

또한, 지향성 광출사 기능부가 부여되고 있지 않은 다른 주면에는, 도광체(3)로부터의 출사광의 일차 광원(1)과 평행한 면(YZ면)에서의 지향성을 제어하기 위해서, 광입사면(31)에 대하여 대략 수직의 방향(X방향)으로 연장되는 다수의 렌즈열을 배열한 렌즈면을 형성하는 것이 바람직하다. 도 1에 나타낸 실시예에서는, 광출사면(33)에 조면을 형성하고, 이면(34)에 광입사면(31)에 대하여 대략 수직 방향(X방향)으로 연장되는 다수의 렌즈열의 배열로 이루어지는 렌즈면을 형성하고 있다. 본 발명에서는, 도 1에 나타낸 형태와는 반대로, 광출사면(33)에 렌즈면을 형성하고, 이면(34)을 조면으로 하는 것이어도 무방하다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 도광체(3)의 이면(34) 또는 광출사면(33)에 렌즈열을 형성하는 경우, 그 렌즈열로서는 대략 X방향으로 연장된 프리즘열, 렌치큐라 렌즈열, V자 형태 홈 등을 들 수 있지만, YZ단면의 형상이 대략 삼각 형상의 프리즘열로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 도광체(3)에 렌즈열로서 프리즘열을 형성하는 경우에는, 그 꼭지각을 70~150도의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이것은, 꼭지각을 이 범위로 하는 것에 의해 도광체(3)로부터의 출사광을 충분히 집광시킬 수 있어, 광원 장치로서의 휘도의 충분한 향상을 도모할 수 있기 때문이다. 즉, 프리즘 꼭지각을 이 범위내로 하는 것에 의해, 출사광 광도 분포에서의 피크광을 포함하는 XZ면에 수직한 면에서의 출사광 광도 분포의 반치전폭이 35~65도인 집광된 출사광을 출사시킬 수 있어, 광원 장치로서의 휘도를 향상시킬 수 있다. 또한, 프리즘열을 광출사면(33)에 형성하는 경우에는, 꼭지각은 80~100°의 범위로 하는 것이 바람직하고, 프리즘열을 이면(34)에 형성하는 경우에는, 꼭지각은 70~80° 또는 100~150°의 범위로 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서는, 상기와 같은 광출사면(33) 또는 그 이면(34)에 광출사 기능부를 형성하는 대신에 또는 이와 병용해서, 도광체 내부에 광확산성 미립자를 혼입 분산함으로써 지향성 광출사 기능을 부여해도 무방하다. 또한, 도광체(3)로서는 도 1에 나타낸 형상에 한정되는 것은 아니라, 쐐기 형상, 선형 형상 등의 여러 가지 형상의 것을 사용할 수 있다.

광편향 소자(4)는 도광체(3)의 광출사면(33)상에 배치되어 있다. 광편향 소자(4)의 2개의 주면(41, 42)은 전체로서 서로 평행하게 배열되어 있으며, 각각 전체로서 XY면과 평행하게 위치한다. 주면(41, 42) 중 한쪽(도광체(3)의 광출사면(33)측에 위치하는 주면)은 입광면(41)으로 되어 있고, 다른 쪽이 출광면(42)으로 되어 있다. 출광면(42)은 도광체(3)의 광출사면(33)과 평행한 평탄면으로 되어 있다. 입광면(41)은 다수의 Y방향으로 연장되는 프리즘열이 서로 평행하게 배열된 프리즘 형성면으로 되어 있다. 프리즘 형성면은 인접하는 프리즘열 사이에 비교적 폭이 좁은 평탄부(예를 들면, 프리즘열의 X방향 치수와 동일한 정도 또는 그보다 작은 폭의 평탄부)를 마련해도 무방하지만, 광의 이용 효율을 높이는 점에서는 평탄부를 마련하는 일 없이 프리즘열을 X방향으로 연속해서 배열하는 것이 바람직하다.

도 2는 광편향 소자(4)의 입광면(41)의 프리즘열 형상의 설명도이다. 입광면(41)의 프리즘열 형상은 다음과 같이 하여 설정되어 있다.

즉, 프리즘열 배열의 피치를 P로 하고, 먼저, 단면 삼각 형상의 가상 프리즘열 I를 설정한다. 이 가상 프리즘열 I의 2개의 프리즘면(즉, 가상 프리즘면) I-1, I-2가 이루는 각도(즉, 가상 프리즘 꼭지각)를 θ라고 한다. 이 가상 프리즘 꼭지각 θ는 도광체(3)의 광출사면(33)으로부터 도래하는 광의 XZ면내의 출사광 광도 분포의 피크광(경사각 α)이 가상 프리즘열 I에 입사하여 가상 프리즘면 I-2에 의해 내면 전반사되고, 예를 들면 출광면(42)의 법선 방향으로 진행하도록 설정되어 있다. 가상 프리즘 꼭지각 θ는, 예를 들면 광편향 소자(4)의 출광면(42)으로부터 출사되는 광의 피크광을 출광면(42)의 법선 방향 근방(예를 들면, 법선 방향으로부터 ±10도 범위내)으로 향하는 경우에는, 50~80도로 하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 55~75도의 범위이며, 보다 바람직하게는 60~70도의 범위이다. 또한, 가상 프리즘열 한쪽의 가상 프리즘면의 경사각(출광면(42)에 대해서 이루는 각도)은 도광체(3)로부터의 출사광을 광편향 소자(4)에서 효율적으로 소망하는 방향으로 편향시키므로 45도 이상으로 하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 47도 이상, 보다 바람직하게는 50도 이상이다.

다음에, 이상과 같이 해서 형상이 설정된 가상 프리즘열 I의 형상을 기준으로 하고, 그 적어도 한쪽의 프리즘면이 볼록 곡면 형상으로 되도록 실제의 프리즘열의 형상을 정한다. 구체적으로는, 다음과 같이 해서 실제의 프리즘열의 형상을 정하는 것이 바람직하다. 도광체(3)의 광출사면(33)으로부터 출사하는 광의 출사광 광도 분포(XZ면내)의 피크광(경사각 α)이 일차 광원(1)측의 인접 가상 프리즘열의 정부(頂部)를 지나서 판상 프리즘 I에 입사하는 가상광을 설정하고, 이 가상광이 가상 프리즘면 I-1을 통과하는 위치를 K1이라고 하고, 가상 프리즘면 I-2에 도달하는 위치를 K2라고 한다.

통상은, 위치 K2보다도 출광면(42)에 가까운 전면을 볼록 곡면 형상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 가상 프리즘열 I에서 프리즘면 I-2의 내면 전반사 위치 K2보다도 입광면(41)에 가까운 위치(즉, 출광면(42)으로부터 먼 위치)에서는, 평면 형상으로 해도 무방하고 볼록 곡면 형상으로 해도 무방하다. 어느 경우도, 위치 K2의 출광면(42)측 근방의 프리즘면 형상을 연장하는 형상으로 하는 것이 바람직하고, 프리즘열의 정부는 가상 프리즘열의 정부와 일치하지 않아도 무방하다.

프리즘열의 형상은, 가상 프리즘열 I에서 가상 프리즘면 I-2의 내면 전반사 위치 K2보다도 출광면(42)에 가까운 위치에서는, 그 적어도 일부 또는 전부에 프리즘면의 경사각이 가상 프리즘열 I의 가상 프리즘면 I-2의 경사각보다도 큰 경사각을 갖는 볼록 곡면 형상으로 하는 것이 바람직하다.

이것은 도 2에 나타내고 있는 치수 z(프리즘열의 꼭지점과 가상 프리즘면 I-2의 내면 반사 위치 K2 사이의 Z 방향 거리)가 이하의 수학식 4:

에서 나타내는 값 이상의 Z 방향 위치에서는, 실제의 프리즘면이 이하의 수학식 5:

에서 나타내는 가상 프리즘열 I의 프리즘면 I-2의 경사각보다 큰 경사각을 갖도록 하는 것이다(또한, 식 중 n은 프리즘열의 굴절율이다).

입광면(41)의 프리즘열의 형상을 이와 같이 설정함으로써, 광편향 소자(4)로부터 출사하는 광의 휘도 분포 각도(반치전폭)를 작게 할 수 있다. 그 이유는 다음과 같다. 즉, 가상 프리즘열 I에서 가상 프리즘면 I-2의 내면 전반사 위치 K2보다도 출광면(42)에 가까운 위치에 도달하는 광은, 일차 광원측의 인접 가상 프리즘열의 정부보다도 아래쪽으로부터 α보다 큰 경사각으로 입사하는 광선의 집합이다. 따라서, 그 피크광의 방향은 α보다 큰 경사의 방향이고, 그 내면 전반사광의 피크광의 방향은 출광면(42)의 법선 방향으로부터 내면 전반사의 가상 프리즘면에 따른 방향 쪽으로 경사진 방향으로 된다. 이러한 광은 출광면(42)으로부터의 출사광의 휘도 분포를 확대하는 작용을 한다. 그래서, 특정 방향으로 광량을 집중해서 출사시키기 위하여, 가상 프리즘열 I에서 가상 프리즘면 I-2의 내면 전반사 위치 K2보다도 출광면(42)에 가까운 위치에서, 그 적어도 일부에 있어서 실제의 프리즘열의 프리즘면의 경사각을 대응하는 가상 프리즘면의 경사각보다 크게 함으로써, 이 영역에서 실제로 내면 전반사된 광의 진행 방향을 가상 프리즘면에서의 반사광보다도 출광면(42)의 법선 방향 쪽으로 이동시키도록 수정할 수 있어, 고휘도화, 협시야화 를 도모할 수 있다.

이상과 같은 볼록 곡면 형상은 가상 프리즘열 I에서 가상 프리즘면 I-2의 내면 전반사 위치 K2보다도 출광면(42)에 가까운 위치 전체에 형성하고, 내면 전반사 위치 K2보다도 출광면(42)으로부터 먼 위치에서는 가상 프리즘열의 가상 프리즘면 I-2 그대로의 형상으로 할 수도 있으며, 내면 전반사 위치 K2보다도 출광면(42)으로부터 먼 위치도 포함시켜 프리즘면 전체를 볼록 곡면 형상으로 할 수도 있다. 이러한 볼록 곡면 형상으로서는, 가상 프리즘열과 적어도 바닥부를 공통으로 한 곡율반경 r의 볼록한 원주면 형상을 예시할 수 있다.

여기서, 피치 P로 규격화한 곡율반경 r의 값(r/P)으로서는, 2~80의 범위로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 7~30의 범위이며, 더 바람직하게는 8~20의 범위이다. 이것은, r/P를 이 범위로 하는 것에 의해 광편향 소자(4)의 출광면(42)으로부터 출사하는 출사광 휘도 분포(XZ면내)의 반치전폭을 충분히 좁게 할 수 있으며, 광원 장치로서의 휘도를 충분히 높게 할 수 있기 때문이다. 예를 들면, 프리즘열의 피치가 40~60㎛인 경우에는, 곡율반경 r은 250~3000㎛의 범위로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 350~1000㎛의 범위이며, 더 바람직하게는 400~700㎛의 범위이다.

또한, 광편향 소자(4)의 각 프리즘열의 볼록 곡면 형상으로서는, 가상 프리즘열의 가상 프리즘면과 볼록 곡면 형상의 프리즘면의 최대 거리 d와, 상기 프리즘열의 배열 피치 P와의 비(d/P)가 0.05~5%의 범위로 되는 비교적 완만한 곡면 형상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1~3%의 범위이며, 더 바람직하게 는 0.2~2%의 범위이다. 이것은, d/P가 5%을 초과하면 광편향 소자(4)에 의한 집광 효과가 손상되어 광의 발산이 일어나는 경향이 있어, 광편향 소자(4)의 출광면(42)으로부터 출사하는 출사광 휘도 분포(XZ면내)의 반치전폭을 충분히 좁힐 수 없게 되는 경향이 있기 때문이다. 반대로, d/P가 0.05% 미만이면 광편향 소자(4)에 의한 집광 효과가 불충분하게 되는 경향이 있어, 광편향 소자(4)의 출광면(42)으로부터 출사하는 출사광 휘도 분포(XZ면내)의 반치전폭을 충분히 좁힐 수 없게 되는 경향이 있기 때문이다.

또한, 본 발명에서는, 광편향 소자(4)의 각 프리즘열의 볼록 곡면 형상은 상기와 같은 곡율반경 r의 단면 원호(圓弧) 형태의 것에 한하지 않고, 상기와 같은 d/P의 범위내이면 단면 비원호 형상인 볼록 곡면 형상이어도 무방하다.

본 발명에서, 상기와 같은 볼록 곡면 형상의 프리즘면은 적어도 일차 광원(1)으로부터 먼 측의 면에 형성하는 것이 바람직하다. 이에 따르면, 도광체(3)의 단면(32)에도 일차 광원(1)을 배치하는 경우의 광편향 소자(4)로부터 출사하는 광의 휘도 분포 각도폭을 충분히 작게 할 수 있다. 볼록 곡면 형상의 프리즘면은, 예를 들면, 도광체(3)를 전파하는 광이 광입사면(31)과 반대측의 단면(32)에서 반사해서 되돌아오는 비율이 비교적 높을 경우에는, 일차 광원(1)에 가까운 측의 프리즘면도 볼록 곡면 형상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 특히, 일차 광원(1)에 가까운 측의 프리즘면을 출광면(42)의 법선 방향에 관해서 가상 프리즘면 I-2에 대응하는 실제의 프리즘면과 대칭적인 형상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 도광체(3)를 전파하는 광이 광입사면(31)과 반대측의 단면(32)에서 반사해서 되돌아오는 비율이 비교적 낮을 경우에는, 일차 광원(1)에 가까운 측의 프리즘면을 평면으로 해도 무방하다. 또한, 도광체(3)에 광편향 소자(4)를 탑재했을 때의 스틱킹(sticking) 현상의 발생을 억지할 목적으로 프리즘열의 정부를 첨예하게 하는 것(정부 선단의 에지를 명확하게 형성하는 것)이 필요한 경우에는, 일차 광원(1)에 가까운 측의 프리즘면을 평면으로 하는 것이 쌍방의 프리즘면을 볼록 곡면으로 한 경우에 비해서 프리즘열 형성을 위한 성형용형부재(成形用型部材)의 형상 전사면 형상의 보다 정확한 형성이 가능하게 되는 것에 근거해 프리즘열 정부를 첨예하게 형성하는 것이 용이해지므로 바람직하다.

본 발명의 광편향 소자에서는, 소망하는 프리즘 형상을 정확하게 제작하여, 안정한 광학 성능을 얻고, 또한, 조립 작업시나 광원 장치로서의 사용시에서 프리즘 정부의 마모나 변형을 억지할 목적으로 프리즘열의 정부에 평탄부 또는 곡면부를 형성해도 무방하다. 이 경우, 프리즘열 정부에 형성하는 평탄부 또는 곡면부의 폭은 3㎛ 이하로 하는 것이, 광원 장치로서의 휘도의 저하나 스틱킹 현상에 따른 휘도의 불균일 패턴의 발생을 억지하는 관점에서 바람직하고, 보다 바람직하게는 2㎛ 이하이며, 더 바람직하게는 1㎛ 이하이다.

이와 같이, 도광체(3)의 광출사면(33)상에 상기와 같은 광편향 소자(4)를 그 프리즘열 형성면이 입광면측으로 되도록 탑재하는 것에 의해, 도광체(3)의 광출사면(33)으로부터 출사하는 지향성 출사광의 XZ면내에서의 출사광 광도 분포를 보다 좁힐 수 있어, 광원 장치로서의 고휘도화, 협시야화를 도모할 수 있다. 이러한 광편향 소자(4)로부터의 출사광의 XZ면내에서의 출사광 휘도 분포의 반치전폭은 5~26 도의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10~20도의 범위이며, 더 바람직하게는 12~18도의 범위이다. 이것은, 이 출사광 휘도 분포(XZ면내)의 반치전폭을 5도 이상으로 하는 것에 의해 극단적인 협시야화에 따른 화상 등의 보기 흉함을 없앨 수 있고, 26도 이하로 하는 것에 의해 고휘도화와 협시야화를 도모할 수 있기 때문이다.

본 발명에서의 광편향 소자(4)의 협시야화는 도광체(3)의 광출사면(33)으로부터의 출사광 광도 분포(XZ면내)의 확대의 정도(반치전폭)에 영향을 주기 때문에, 광편향 소자(4)의 출광면(42)으로부터의 출사광 휘도 분포(XZ면내)의 반치전폭 A의, 도광체(3)의 광출사면(33)으로부터의 출사광 광도 분포(XZ면내)의 반치전폭 B에 대한 비율도, 도광체(3)로부터 출사광 광도 분포(XZ면내)의 반치전폭 B에 의해 변한다. 예를 들면, 도광체(3)로부터 출사광 광도 분포(XZ면내)의 반치전폭 B가 26도 미만인 경우에는, 반치전폭 A가 반치전폭 B의 30~95%의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30~80%의 범위이며, 더 바람직하게는 30~70%의 범위이다. 또한, 도광체(3)로부터 출사광 광도 분포(XZ면내)의 반치전폭 B가 26도 이상인 경우에는, 반치전폭 A가 반치전폭 B의 30~80%의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30~70%의 범위이며, 더 바람직하게는 30~60%의 범위이다. 특히, 도광체(3)로부터의 출사광 광도 분포(XZ면내)의 반치전폭 B가 26~36도인 경우에는, 반치전폭 A가 반치전폭 B의 30~80%의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30~70%의 범위이며, 더 바람직하게는 30~60%의 범위이다. 또한, 도광체(3)로부터 출사광 광도 분포(XZ면내)의 반치전폭 B가 36도를 초과하는 경우에는, 반치전폭 A 가 반치전폭 B의 30~70%의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30~60%의 범위이며, 더 바람직하게는 30~50%의 범위이다.

이와 같이, 본 발명에서는 도광체(3)로부터 출사광 광도 분포(XZ면내)의 반치전폭이 커질수록 협시야화의 효과는 커지기 때문에, 협시야화의 효율이라고 하는 점에서는 출사광 광도 분포(XZ면내)의 반치전폭 B가 26도 이상인 도광체(3)와의 조합으로 광편향 소자(4)를 사용하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 반치전폭 B가 36도를 초과하는 도광체(3)이다. 또한, 도광체(3)로부터 출사광 광도 분포(XZ면내)의 반치전폭이 작을 경우에는 협시야화의 효과는 작아지지만, 도광체(3)로부터 출사광 광도 분포(XZ면내)의 반치전폭이 작아질수록 고휘도화를 도모할 수 있기 때문에, 고휘도화라는 점에서는 출사광 광도 분포(XZ면내)의 반치전폭 B가 26도 미만인 도광체(3)와의 조합으로 광편향 소자(4)를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서는 이러한 광편향 소자(4)에 의해 협시야화되고 고휘도화되는 광원 장치에서, 휘도의 저하를 가능한 한 초래하는 일 없이 시야 범위를 목적에 따라 적당히 제어하기 위해서, 광편향 소자(4)의 출광면상에 광확산 소자(6)를 인접 배치한다. 또한, 본 발명에서는 이러한 광확산 소자(6)를 배치하는 것에 의해, 품위 저하의 원인으로 되는 번쩍임이나 휘도 반점 등을 억지하여 품위 향상을 도모할 수도 있다.

광확산 소자(6)는 광편향 소자(4)의 출광면측에 광편향 소자(4)와 일체화 시켜서 형성해도 무방하고, 광확산 소자(6)를 개별적으로 광편향 소자(4)의 출광면측에 탑재해도 무방하다. 개별적으로 광확산 소자(6)를 배치하는 것이 바람직하다. 개별적으로 광확산 소자(6)를 탑재할 경우에는, 광확산 소자(6)의 광편향 소자(4)에 대향하는 입사면(61)에는 광편향 소자(4)와의 스틱킹을 방지하기 위해, 요철 구조를 부여하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 광확산 소자(6)의 출사면(62)에서도, 그 위에 배치되는 액정 표시 소자와의 사이에서의 스틱킹을 고려할 필요가 있어, 광확산 소자(6)의 출사측의 면에도 요철 구조를 부여하는 것이 바람직하다. 이 요철 구조는 스틱킹 방지의 목적만으로 부여할 경우에는, 평균 경사각이 0.7도 이상으로 되는 구조로 하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 1도 이상이며, 보다 바람직하게는 1.5도 이상이다.

본 발명에서는 휘도 특성, 시인성 및 품위 등의 밸런스를 고려해서 광편향 소자(4)로부터의 출사광을 적당히 확산시키는 광확산 특성을 갖는 광확산 소자(6)를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 광확산 소자(6)의 광확산성이 낮은 경우에는 시야각을 충분히 확대하는 것이 곤란하게 되어 시인성을 저하시키고, 또한, 품위 개선 효과가 충분하지 않게 되는 경향이 있으며, 반대로 광확산성이 지나치게 높은 경우에는 광편향 소자(4)에 따른 협시야화의 효과가 손상되고, 또한, 전광선(全光線) 투과율도 낮아져 휘도가 저하하는 경향이 있다. 그래서, 본 발명의 광확산 소자(6)에서는, 평행광이 입사했을 때의 출사광 광도 분포의 반치전폭이 1~13도의 범위인 것이 사용된다. 광확산 소자(6)의 출사광 광도 분포의 반치전폭은 바람직하게는 3~11도의 범위, 더 바람직하게는 4~8.5도의 범위이다. 또한, 본 발명에서 광확산 소자(6)의 출사광 광도 분포의 반치전폭이란, 도 3에 나타내는 바와 같이, 광확산 소자(6)에 입사한 평행 광선이 출사시에 어느 정도 확산하여 확대될지를 나타낸 것으로, 광확산 소자(6)를 투과 확산한 출사광의 광도 분포에서의 피크값에 대한 반치(半値)에서의 확대각의 전폭의 각도(Δθ_H)를 말한다.

이러한 광확산 특성은 광확산 소자(6) 중에 광확산제를 혼입하거나, 광확산 소자(6)의 적어도 한쪽의 표면에 요철 구조를 부여하는 것에 의해 부여할 수 있다. 표면에 형성하는 요철 구조는 광확산 소자(6)의 한쪽의 표면에 형성하는 경우와 양쪽의 표면에 형성하는 경우에서는, 그 정도가 상이하다. 광확산 소자(6)의 한쪽의 표면에 요철 구조를 형성하는 경우에는 그 평균 경사각을 0.8~12도의 범위로 하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 3.5~7도이며, 보다 바람직하게는 4~6.5도이다. 광확산 소자(6)의 양쪽의 표면에 요철 구조를 형성하는 경우에는, 한쪽의 표면에 형성하는 요철 구조의 평균 경사각을 0.8~6도의 범위로 하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 2~4도이며, 보다 바람직하게는 2.5~4도이다. 이 경우, 광확산 소자(6)의 전광선 투과율의 저하를 억지하기 위해서는, 광확산 소자(6)의 입사면측의 평균 경사각을 출사면측의 평균 경사각보다도 크게 하는 것이 바람직하다.

또한, 광확산 소자(6)의 헤이즈 값으로서는 8~82%의 범위로 하는 것이, 휘도 특성 향상과 시인성 개량의 관점에서 바람직하고, 더 바람직하게는 30~70%의 범위이며, 보다 바람직하게는 40~65%의 범위이다.

본 발명의 광원 장치에서는 그 발광면(광확산 소자(6)의 출사면(62))의 법선 방향으로부터 관찰한 경우의 표시 에어리어(즉, 광원 장치와 조합하여 사용되는 액정 표시 소자 등의 표시 소자의 유효 표시 에어리어에 대응하는 유효 발광 영역)내 에서의 휘도가 균일한 것도 요구된다. 이 휘도의 균일성은 광원의 표시 에어리어의 크기에도 의존하고, 예를 들면 노트북이나 퍼스널 컴퓨터 모니터 등의 유효 표시 에어리어가 큰 것에 적용되는 대형의 광원 장치에서는, 비교적 넓은 시야각 특성이 요구되는 경우가 있어, 발광면으로부터 출사하는 출사광의 휘도 분포(XZ면내)를 보다 확대하는 것이 요구된다. 한편, 휴대 전화기나 휴대 정보 단말 등의 유효 표시 에어리어가 작은 것에 적용되는 소형의 광원 장치에서는, 고휘도나 표시 화상 형성용 조명의 품위의 향상이 우선되는 경우가 있어, 이 경우는 발광면으로부터 출사하는 출사광의 휘도 분포(XZ면내)는 비교적 좁아도 무방하다. 이 때문에, 광확산 소자(6)로서는 광원 장치의 표시 에어리어의 크기에 따라 적절한 광확산 특성을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 광원 장치의 표시 에어리어의 크기에 따른 광확산 소자(6)의 광확산 특성에 대해서 설명한다. 또한, 광원 장치의 표시 에어리어의 크기는 그 전개 길이를 기준으로 하여 설명한다. 여기서, 광원 장치의 전개 길이(도광체(3)의 전개 길이)란, 도 4에 나타낸 바와 같이, 선형상의 냉음극 광원이 일차 광원(1)으로서 도광체(3)의 광입사면(31)에 대향해서 배치된 경우, 도광체(3)에 입사한 광이 도광하는 방향, 즉 광입사면(31)과 수직한 X 방향에서의 표시 에어리어 AR의 최장 거리 L을 말한다. 또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 도광체(3)의 코너에 형성된 광입사면(31)에 대향해서 LED 등의 점광원이 일차 광원(1)으로서 배치된 경우, 표시 에어리어 AR의 점광원으로부터 가장 먼 위치와 가장 가까운 위치를 연결하는 거리 L을 말한다.

(1) 도광체(3)의 전개 길이가 8cm 이하인 경우

이러한 광원 장치는 일차 광원(1)으로서 선형상의 냉음극관(일등형(一燈型))이나 LED 등이 사용되고, 휴대 전화기, 휴대 정보 단말, 디지털 카메라 등의 유효 표시 에어리어가 작은 표시 장치에 사용되기 때문에, 시야각을 그다지 크게 할 필요는 없어, 품위 저하의 원인으로 되는 번쩍임이나 휘도 반점 등을 억제하는 정도의 광확산성을 광확산 소자(6)에 의해 부여하고, 광이용 효율을 높여 고휘도를 유지하고, 또한, 소비 전력을 낮게 억제하는 것이 필요하다. 이 때문에, 광확산 소자(6)로서는 출사광 광도 분포의 반치전폭이 1~6도의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 1~5도, 보다 바람직하게는 2~5도의 범위이다. 또한, 헤이즈 값으로서는 8~60%의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 8~50%, 보다 바람직하게는 20~50%의 범위이다. 또한, 광확산 소자(6)의 표면에 요철 구조를 형성할 경우에는 그 평균 경사각이 0.8~5도의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 0.8~4도, 보다 바람직하게는 2~4도의 범위이다.

(2) 도광체(3)의 전개 길이가 8cm을 초과하고 23cm 이하인 경우(일차 광원(1)으로서 일등형의 냉음극관을 사용)

이러한 광원 장치는 노트북, 데스크탑형 퍼스널 컴퓨터의 모니터, 비교적 소형의 액정 텔레비전 등의 표시 장치에 사용되기 때문에, 비교적 넓은 시야각이 필요하고, 액정 표시 장치의 고해상도화의 요구에 따라 품위가 높은 고휘도가 필요하다. 이 때문에, 광확산 소자(6)로서는 출사광 광도 분포의 반치전폭이 3~11도의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 4~10도, 보다 바람직하게는 4~9도의 범 위이다. 또한, 헤이즈 값으로서는 30~80%의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 40~73%, 보다 바람직하게는 45~70%의 범위이다. 또한, 광확산 소자(6)의 표면에 요철 구조를 형성할 경우에는 그 평균 경사각이 3~9.5도의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 3.5~8.5도, 보다 바람직하게는 4.5~7도의 범위이다.

특히 도광체(3)의 전개 길이가 8cm을 초과하고 18cm 이하인 경우에는, 예를 들면 비교적 소형의 노트북의 표시 장치에 사용되기 때문에, 필요한 시야각은 다소 좁은 것이다. 이 때문에, 광확산 소자(6)로서는 출사광 광도 분포의 반치전폭이 3~8도의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 4~8도, 보다 바람직하게는 4~7도의 범위이다. 또한, 헤이즈 값으로서는 30~70%의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 40~65%, 보다 바람직하게는 45~60%의 범위이다. 또한, 광확산 소자(6)의 표면에 요철 구조를 형성할 경우에는 그 평균 경사각이 3~7도의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 3.5~6.5도, 보다 바람직하게는 4.5~6도의 범위이다.

또한, 특히 도광체(3)의 전개 길이가 18cm을 초과하고 22cm 이하인 경우에는, 예를 들면 비교적 대형의 노트북의 표시 장치에 사용되기 때문에, 비교적 넓은 시야각이 필요하고, 또한, 표시 에어리어내에서의 휘도의 균일성을 달성하는 것이 필요하다. 이 때문에, 광확산 소자(6)로서는 출사광 광도 분포의 반치전폭이 4~10도의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 5~9도, 보다 바람직하게는 5~8.5도의 범위이다. 또한, 헤이즈 값으로서는 40~75%의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 50~70%, 보다 바람직하게는 50~65%의 범위이다. 또한, 광확산 소자(6)의 표면에 요철 구조를 형성할 경우에는 그 평균 경사각이 3.5~8도의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 4~7도, 보다 바람직하게는 4.5~6.5도의 범위이다.

또한, 특히 도광체(3)의 전개 길이가 22cm을 초과하고 23cm 이하인 경우는, 예를 들면 비교적 대형의 노트북 등의 표시 장치에 사용된다. 이것은, 일등형의 냉음극관을 일차 광원(1)으로서 사용하는 노트북으로서 표시 에어리어가 큰 것으로, 도광체(3)의 전개 길이가 22cm 이하인 것과 비교하면 광이용 효율을 보다 높게 하여 휘도를 향상시키는 것이 필요하다. 이와 같이 휘도를 보다 높게 하려면, 예를 들면, 광원 장치의 도광체(3)의 이면에 배치되는 반사 시트로서 지향성 반사성이 낮은 발포 PET 반사 필름 대신에 지향성 반사 특성이 우수한 은반사 시트나 알루미늄 반사 시트 등의 금속 반사 시트를 사용할 필요가 있다. 그러나, 금속 반사 시트를 사용한 경우에는 금속 반사 특유의 번쩍임, 도광체 광입사면 근방에 나타나는 암선(暗線)·휘선(輝線), 도광체 광입사면 양단부 근방에 나타나는 암부(暗部) 등의 결함이 강하게 발현되어, 광원 장치로서의 품위가 손상되는 경향이 있다. 이러한 품위 저하를 억지하기 위해서는, 출사광 광도 분포의 반치전폭이 9도를 넘는 광확산성이 높은 광확산 소자(6)를 사용하는 것이 필요하지만, 이러한 광확산 소자(6)를 사용한 경우에는 광확산성이 지나치게 커지고, 또한, 전광선 투과율의 대폭적인 저하를 초래하기 때문에, 충분히 높은 휘도가 얻어지지 않는다고 하는 문제점이 있다. 이 때문에, 이러한 품위 저하를 도광체(3)나 광편향 소자(4)에서 억지하며, 광확산 소자(6)로서는 출사광 광도 분포의 반치전폭이 5~11도의 범위의 것을 사용하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 6~10도, 보다 바람직하게는 7~9도의 범위이다. 또한, 헤이즈 값으로서는 50~80%의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직 하게는 55~73%, 보다 바람직하게는 55~70%의 범위이다. 또한, 광확산 소자(6)의 표면에 요철 구조를 형성할 경우에는 그 평균 경사각이 4.5~9.5도의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 5~8.5도, 보다 바람직하게는 5~7도의 범위이다.

(3) 도광체(3)의 전개 길이가 8cm을 초과하고 28cm 이하인 경우(일차 광원(1)으로서 다등형(多燈型)의 냉음극관을 사용)

이러한 광원 장치는 데스크탑형 퍼스널 컴퓨터의 모니터, 액정 텔레비전 등의 표시 장치에 사용되기 때문에, 비교적 넓은 시야각이 필요하고, 또한, 높은 휘도가 필요하다. 이 때문에, 일차 광원(1)으로서는 도광체(3)의 서로 대략 평행한 2개의 단면에 각각 1개 이상의 냉음극관을 배치한 다등형인 것이 사용된다. 이러한 광원 장치에서는, 일등형의 일차 광원(1)을 이용한 것이란 품위에 관한 시인성이 상이하고, 후술하는 출사광 휘도 분포(XZ면내)의 비대칭성은 잃게 되어, 광원 장치의 중앙부 부근의 출사광 휘도 분포(XZ면내) D1은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 광확산 소자(6)를 사용하지 않는 경우에서도 대칭성이 향상한다. 또한, 일차 광원에 가까운 양단부 근방에서의 출사광 휘도 분포(XZ면내) D2,D3은 각각 가장 가까운 일차 광원(1)으로부터 출사되고 도광되는 광의 영향을 받아, 약간 비대칭성을 띤 출사광 휘도 분포(XZ면내)로 이루어진다. 즉, 도 6의 좌측의 단부 근방에서는, 출사광 휘도 분포(XZ면내) D2에서의 근접 일차 광원측이 가파르고 중앙측은 매끈한 테이링 경향을 갖고 있기 때문에, 좌단부 근방에서의 광의 출사 방향은 다소 중앙부로 향하고 있는 성분이 많아지고 있다. 한편, 도 6의 우측의 단부 근방에서는, 출사광 휘도 분포(XZ면내) D3에서의 근접 일차 광원측이 가파르고 중앙측은 매끈한 테이링 경향을 갖고 있기 때문에, 우단부 근방에서의 광의 출사 방향은 다소 중앙부로 향하고 있는 성분이 많아지고 있다. 이 때문에, 중앙부에서 양단부 근방을 관찰했을 때 시인성이 우수한 출사광 특성이 얻어지고, 단부까지 고품위이고, 높은 휘도를 갖는 광원 장치를 구성함에 유리하다. 이 때문에, 광확산 소자(6)로서는 넓은 시야각을 얻는 광확산성이 필요로 되어, 출사광 광도 분포의 반치전폭이 0.7~13도의 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 1~11도, 보다 바람직하게는 2~9도의 범위이다. 또한, 헤이즈 값으로서는 30~82%의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 35~75%, 보다 바람직하게는 40~70%의 범위이다. 또한, 광확산 소자(6)의 표면에 요철 구조를 형성할 경우에는 그 평균 경사각이 0.8~12도의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 1~8.5도, 보다 바람직하게는 1.5~7도의 범위이다.

특히, 도광체(3)의 전개 길이가 22cm을 초과하고 28cm 이하인 경우에는, 광확산 소자(6)로서는 출사광 광도 분포의 반치전폭이 6~13도의 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 7~11도, 보다 바람직하게는 7~9도의 범위이다. 또한, 헤이즈 값으로서는 50~82%의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 60~75%, 보다 바람직하게는 65~70%의 범위이다. 또한, 광확산 소자(6)의 표면에 요철 구조를 형성할 경우에는, 그 평균 경사각이 4.5~12도의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 5.5~8.5도, 보다 바람직하게는 6~7도의 범위이다.

또한, 도광체(3)의 전개 길이가 8cm을 초과하고 22cm 이하인 경우에는, 광확산 소자(6)로서는 출사광 광도 분포의 반치전폭이 0.7~6도의 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 1~5도, 보다 바람직하게는 2~4도의 범위이다. 또한, 헤이즈 값으로서는 30~60%의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 35~55%, 보다 바람직하게는 40~50%의 범위이다. 또한, 광확산 소자(6)의 표면에 요철 구조를 형성하는 경우에는, 그 평균 경사각이 0.8~6도의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 1~5도, 보다 바람직하게는 1.5~4.5도의 범위이다.

본 발명의 광원 장치에서는, 상기와 같은 광확산 소자(6)를 이용하는 경우, 광편향 소자(4)로부터 출사광 휘도 분포(XZ면내)의 반치전폭이 19~26도 정도인 집광성이 비교적 약한 광편향 소자(4)를 사용하고, 또한, 광확산성이 비교적 약한 광확산 소자(6)를 사용한 쪽이 YZ면내에서의 확산에 의한 휘도의 저하를 억지할 수 있기 때문에, 휘도 향상의 관점에서는 바람직한 경우가 있다. 이 경우, 광확산 소자(6)로서는 넓은 시야각을 얻는 광확산성이 필요로 되어, 출사광 광도 분포의 반치전폭이 1~8도의 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 2~8도, 보다 바람직하게는 3~7도의 범위이다. 또한, 헤이즈 값으로서는 8~70%의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 30~65%, 보다 바람직하게는 40~60%의 범위이다. 또한, 광확산 소자(6) 한쪽의 표면에 요철 구조를 형성할 경우에는, 그 평균 경사각이 0.8~7도의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 3~6.5도, 보다 바람직하게는 3.5~6도의 범위이다. 요철 구조를 양면에 형성할 경우에는, 그 한쪽 표면의 평균 경사각이 0.8~4도의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 1~4도, 보다 바람직하게는 2~4도의 범위이다.

본 발명의 광원 장치에서는, 광편향 소자(4)의 출광면으로부터 출사하는 출 사광은 도 7에 나타낸 바와 같은 비대칭적인 출사광 휘도 분포(XZ면내: 광확산 소자 없음)를 갖는 경우가 있다. 이 출사광 휘도 분포(XZ면내)는 도광체(3)로부터 출사한 출사광 광도 분포(XZ면내)에서 유래하는 것이다. 이러한 비대칭적인 출사광 휘도 분포(XZ면내)는, 예를 들면, 광편향 소자(4)로부터의 출사광의 휘도 분포(XZ면내)의 반치전폭이, 20도 이하의 지향성이 높은 출사광이 출사되는 경우에 발현되는 경향이 있다. 특히, 표시 에어리어가 비교적 큰 광원 장치에서는, 이러한 출사광 휘도 분포(XZ면내)의 비대칭성을 완화시키기 위해서는, 광확산성이 비교적 강한 광확산 소자(6)를 사용하는 것이 필요하다(도 7에 이러한 광확산 소자를 사용한 경우의 출사광 휘도 분포를 나타냈음(광확산 소자 있음)). 한편, 광확산 소자(6)로서 출사광 광도 분포의 반치전폭이 4도 이상, 헤이즈 값이 35% 이상인 것을 사용한 경우에는, 광확산 소자(6)로부터 출사하는 출사광의 휘도 분포(XZ면내)의 피크 각도가 광편향 소자(4)로부터의 출사광의 휘도 분포(XZ면내)의 피크 각도에 대하여, 일차 광원과 반대측의 방향으로 1~3도 정도 편각되는 경우가 있다. 이 경우, 광편향 소자로부터의 출사광의 휘도 분포(XZ면내)의 피크 각도가 소망하는 방향(예를 들면, 법선 방향)에 있을 경우에는, 광확산 소자(6)를 사용하는 것에 의해 소망하는 방향에서의 휘도의 저하를 초래하게 된다. 따라서, 광편향 소자(4)로부터의 출사광의 휘도 분포(XZ면내)의 반치전폭이 20도 이하인 경우에 상기와 같은 광확산 소자(6)를 사용할 때는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 미리 광편향 소자(4)로부터의 출사광의 휘도 분포(XZ면내)의 피크 각도가 소망하는 방향으로부터 광원측으로 0.5~3도, 더 바람직하게는 0.5~2도, 보다 바람직하게는 1~2도 기울도록 광편 향 소자(4) 등을 설계해 두는 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 광확산 소자(6)로서 광확산성에 이방성을 갖는 것을 사용하는 것이 광확산 소자(6)의 전광선 투과율을 높여, 광편향 소자(4)로부터의 출사광을 효율적으로 확산할 수 있고, 휘도를 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 예를 들면, 도광체(3)의 하나의 단면에 대향하도록 선형상의 냉음극관을 일차 광원(1)으로서 배치한 광원 장치에서는, 도광체(3)의 광출사면으로부터 출사하는 출사광을 광편향 소자(4)에 의해 XZ면내에서 주로 협시야화를 도모하고, 이 XZ면내에서 협시야화된 광을 더욱 광확산 소자(6)에 의해 주로 확산시켜 시야각을 확대하도록 하고 있다. 그러나, 광확산 소자(6)로서 등방성 확산성인 것을 사용한 경우에는, 광편향 소자에 의해 협시야화되고 있지 않은 YZ면내에 관해서도 동등하게 광이 확산되기 때문에, 휘도의 저하를 초래하게 된다. 그래서, 도 8에 나타낸 바와 같이, YZ면내에서도 XZ면내에서의 광확산성이 높은 이방 확산성을 갖는 광확산 소자(6)를 사용하는 것에 의해, 광편향 소자(4)에 의해 협시야화된 XZ면내에서의 광의 확산을 강하게 하고, 협시야화되고 있지 않은 YZ면내에서의 광의 확산을 약하게 할 수 있으며, 이와 같이 해서 광편향 소자(4)로부터의 출사광을 효율적으로 확산할 수 있고, 휘도의 저하가 가능한 한 최소로 억지할 수 있다.

본 발명에서는, 이러한 광확산 소자(6)의 이방 확산성에 대해서는, 어떤 이방성을 갖는 광확산 소자(6)를 사용할지는 상기와 같은 XZ면내 및 YZ면내에서의 이방성만의 요인에 의해 결정되는 것은 아니고, 도광체(3)의 광출사 기능부의 형상, 광편향 소자(4)의 렌즈 형상이나 배열, 광원 장치의 용도 등에 따라 적당하게 선정 할 수 있다. 즉, 도 9에 나타낸 바와 같이, 광확산 소자(6)의 출사면에 대한 법선축 및 출사면내의 임의의 방향(P-n 방향(n=1,2, ‥‥))을 포함하는 임의의 면(ZP-n 면(n=1,2, ‥‥))을 상정하여, 이들 임의의 면에서 출사광 휘도 분포의 반치전폭을 서로 다르게 하는 것에 의해 이방성을 부여할 수 있다. 또한, ZP-n면의 반치전폭 중에서 가장 큰 것을 최대 반치전폭, 가장 작은 것을 최소 반치전폭으로 한다. 마찬가지로, 광확산 소자(6)에 이방 확산성을 부여하는 요철 구조의 평균 경사각에 대해서도, ZP-n면과 광확산 소자(6)(XY면)가 교차하는 임의의 P-n 방향에서의 평균 경사각을 서로 다르게 하는 것에 의해 평균 경사각의 이방성을 부여할 수 있다. 이 때, P-n 방향의 평균 경사각 중에서 가장 큰 것을 최대 평균 경사각, 가장 작은 것을 최소 평균 경사각으로 한다.

예를 들면, 도광체(3)의 하나의 단면에 대향하도록 선형상의 냉음극관을 배치해 일차 광원(1)으로 한 경우, 광편향 소자(4)는 주로 XZ면에서 협시야화를 도모하고, YZ면에서는 거의 작용하지 않기 때문에, 광편향 소자(4)로부터의 출사광을 XZ면내에서 효과적으로 확산시키고, YZ면내에서는 확산시키지 않는 이방 확산성을 갖는 광확산 소자(6)를 사용하는 것이 최적이다. 따라서, 광확산 소자(6)로서는 XZ면내에서 최대 반치전폭을 나타내고, YZ면내에서 최소 반치전폭을 나타내는 이방 확산성을 갖는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 광확산 소자(6)에 형성하는 요철 구조도 X방향에서 최대 평균 경사각을 갖고, Y방향에서 최소 평균 경사각을 갖는 구조 또는 배치로 하는 것이 바람직하다.

이러한 이방 확산성을 갖는 광확산 소자(6)에서도 휘도 특성, 시인성 및 품 위 등의 밸런스를 고려해서 광편향 소자(4)로부터의 출사광을 적당히 확산시키는 광확산 특성을 갖는 광확산 소자(6)를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 광확산 소자(6)의 광확산성이 낮을 경우에는, 시야각을 충분히 확대하는 것이 곤란하게 되어 시인성을 저하시키고, 또한, 품위 개선 효과가 충분하지 않게 되는 경향이 있으며, 반대로 광확산성이 지나치게 높을 경우에는 광편향 소자(4)에 의한 협시야화의 효과가 손상되고, 또한, 전광선 투과율도 낮아져 휘도가 저하하는 경향이 있다. 그래서, 출사광 광도 분포의 최대 반치전폭이 1~13도의 범위인 것이 사용되고, 바람직하게는 3~11도의 범위, 더 바람직하게는 4~9도의 범위이다. 또한, 최소 반치전폭에 대한 최대 반치전폭의 비(최대 반치전폭/최소 반치전폭)가 1.1~20의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 2~15의 범위, 보다 바람직하게는 4~10의 범위이다. 이는 최대 반치전폭/최소 반치전폭을 1.1 이상으로 하는 것에 의해 광의 이용 효율을 향상시켜 휘도를 높일 수 있기 때문이며, 20 이하로 하는 것에 의해 강한 광확산성에 의한 휘도의 저하를 억지할 수 있기 때문이다.

광확산 소자(6)의 한쪽 표면에 요철 구조를 형성할 경우에는, 그 최대 평균 경사각을 0.8~15도의 범위로 하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 3.5~11도이고, 보다 바람직하게는 4~9도이다. 또한, 최대 반치전폭/최소 반치전폭과 마찬가지인 이방성의 관점에서, 최소 평균 경사각에 대한 최대 평균 경사각의 비(최대 평균 경사각/최소 평균 경사각)는 1.1~20의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 2~15의 범위, 보다 바람직하게는 4~10의 범위이다. 요철 구조는 광확산 소자(6)의 양쪽 표면에 형성해도 무방하고, 이 경우, 광확산 소자(6)의 전광선 투과율 의 저하를 억지하기 위해서는 광확산 소자(6)의 입사면측의 평균 경사각을 출사면측의 평균 경사각보다도 크게 하는 것이 바람직하다. 또한, 광확산 소자(56)의 헤이즈 값으로서는 8~82%의 범위로 하는 것이 휘도 특성 향상과 시인성 개량의 관점에서 바람직하고, 더 바람직하게는 30~70%의 범위이며, 보다 바람직하게는 40~65%의 범위이다.

또한, 광확산 소자(6)로서는 광원 장치의 표시 에어리어의 크기에 따라 적절한 광확산 특성을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 도광체(3)의 전개 길이가 8cm 이하인 경우에는, 광확산 소자(6)로서는 출사광 광도 분포의 최대 반치전폭이 1~6도의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 1~5도, 보다 바람직하게는 2~5도의 범위이다. 또한, 헤이즈 값으로서는 8~60%의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 8~50%, 보다 바람직하게는 20~50%의 범위이다. 또한, 광확산 소자(6)의 표면에 요철 구조를 형성할 경우에는, 그 최대 평균 경사각이 0.8~5도의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 0.8~4도, 보다 바람직하게는 2~4도의 범위이다.

도광체(3)의 전개 길이가 8cm을 초과하고 23cm 이하인 경우(일차 광원(1)으로서 일등형 냉음극관을 사용)에는, 광확산 소자(6)로서는 출사광 광도 분포의 최대 반치전폭이 3~13도의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 4~10도, 보다 바람직하게는 4~9도의 범위이다. 또한, 헤이즈 값으로서는 30~80%의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 40~73%, 보다 바람직하게는 45~70%의 범위이다. 또한, 광확산 소자(6)의 표면에 요철 구조를 형성할 경우에는, 그 최대 평균 경사각이 3~15도의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 3.5~10도, 보다 바람직하게 는 4.5~8도의 범위이다. 그 중에서도, 도광체(3)의 전개 길이가 8cm을 초과하고 18cm 이하인 경우에는, 광확산 소자(6)로서는 출사광 광도 분포의 최대 반치전폭이 3~10도의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 4~10도, 보다 바람직하게는 4~9도의 범위이다. 또한, 헤이즈 값으로서는 30~70%의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 40~65%, 보다 바람직하게는 45~60%의 범위이다. 또한, 광확산 소자(6)의 표면에 요철 구조를 형성할 경우에는, 그 최대 평균 경사각이 3~9도의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 3.5~8도, 보다 바람직하게는 4.5~8도의 범위이다. 또한, 도광체(3)의 전개 길이가 18cm을 초과하고 22cm 이하인 경우에는, 광확산 소자(6)로서는 출사광 광도 분포의 최대 반치전폭이 4~13도의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 5~11도, 보다 바람직하게는 5~8.5도의 범위이다. 또한, 헤이즈 값으로서는 40~75%의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 50~70%, 보다 바람직하게는 50~65%의 범위이다. 또한, 광확산 소자(6)의 표면에 요철 구조를 형성하는 경우에는, 그 최대 평균 경사각이 3.5~15도의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 4~9도, 보다 바람직하게는 4.5~6.5도의 범위이다. 또한, 도광체(3)의 전개 길이가 22cm을 초과하고 23cm 이하인 경우는, 광확산 소자(6)로서는 출사광 광도 분포의 최대 반치전폭이 5~13도의 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 6~12도, 보다 바람직하게는 7~9도의 범위이다. 또한, 헤이즈 값으로서는 50~80%의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 55~73%, 보다 바람직하게는 55~70%의 범위이다. 또한, 광확산 소자(6)의 표면에 요철 구조를 형성할 경우에는, 그 최대 평균 경사각이 4.5~15도의 범위인 것이 바 람직하고, 더 바람직하게는 5~10도, 보다 바람직하게는 5~7도의 범위이다.

도광체(3)의 전개 길이가 8cm을 초과하고 28cm 이하인 경우(일차 광원(1)으로서 다등형의 냉음극관을 사용)에는, 광확산 소자(6)로서는 넓은 시야각을 얻는 광확산성이 필요로 되어, 출사광 광도 분포의 최대 반치전폭이 0.7~13도의 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 1~11도, 보다 바람직하게는 2~9도의 범위이다. 또한, 헤이즈 값으로서는 30~82%의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 35~75%, 보다 바람직하게는 40~70%의 범위이다. 또한, 광확산 소자(6)의 표면에 요철 구조를 형성할 경우에는, 그 최대 평균 경사각이 0.8~15도의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 1~13도, 보다 바람직하게는 1.5~7도의 범위이다. 그 중에서도, 도광체(3)의 전개 길이가 22cm을 초과하고 28cm 이하인 경우에는, 광확산 소자(6)로서는 출사광 광도 분포의 최대 반치전폭이 6~13도의 범위의 것을 사용하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 7~11도, 보다 바람직하게는 7~9도의 범위이다. 또한, 헤이즈 값으로서는 50~82%의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 60~75%, 보다 바람직하게는 65~70%의 범위이다. 또한, 광확산 소자(6)의 표면에 요철 구조를 형성할 경우에는, 그 최대 평균 경사각이 4.5~15도의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 5.5~13도, 보다 바람직하게는 6~7도의 범위이다. 또한, 도광체(3)의 전개 길이가 8cm을 초과하고 22cm 이하인 경우에는, 광확산 소자(6)로서는 출사광 광도 분포의 최대 반치전폭이 0.7~6도의 범위의 것을 사용하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 1~5도, 보다 바람직하게는 2~4도의 범위이다. 또한, 헤이즈 값으로서는 30~60%의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하 게는 35~55%, 보다 바람직하게는 40~50%의 범위이다. 또한, 광확산 소자(6)의 표면에 요철 구조를 형성할 경우에는, 그 최대 평균 경사각이 0.8~10도의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 1~7도, 보다 바람직하게는 1.5~5도의 범위이다.

이러한 이방 확산성을 갖는 광확산 소자(6)의 확산성 부여 구조로서는, 예를 들면, 도 10~12에 나타낸 것 같은 요철 구조를 들 수 있다. 도 10에 나타낸 요철 구조는 하나의 축상에 길게 신장한 렌치큐라 렌즈열 등의 렌즈열(6a)을 다수 병렬로 연속 설치한 배열 구조이다. 이러한 렌즈열의 배열 피치는 표시 장치에 사용되는 액정 표시 소자의 화소의 배열 피치 및 광편향 소자(4)의 프리즘열 등의 렌즈열의 배열 피치에 대하여 무아레(moire)가 발생하기 어려운 피치를 선정하던지, 랜덤한 배열 피치로 하는 것이 바람직하다. 통상, 렌즈열의 배열 피치는 1~70㎛의 범위로 하는 것이 바람직하고, 제조의 용이나 무아레의 발생을 방지하는 관점에서 5~40㎛이 더 바람직하고, 보다 바람직하게는 10~30㎛의 범위이다. 또한, 렌즈열의 길이 방향과 직교하는 방향의 평균 경사각은 0.8~15도의 범위로 하는 것이 휘도 향상과 시인성 향상의 관점에서 바람직하고, 더 바람직하게는 3.5~11도, 보다 바람직하게는 4~9도의 범위이다.

도 11에 나타낸 요철 구조는 다수의 실린드리컬 렌즈 형상체(6b)를 이산적으로 배열한 구조이다. 실린드리컬 렌즈 형상체의 배열 간격은 일정한 규칙적인 피치이어도 무방하고, 임의적인 배열 피치이어도 무방하다. 통상, 실린드리컬 렌즈 형상체의 배열 피치는 1~70㎛의 범위로 하는 것이 바람직하고, 제조의 용이나 무아레의 발생을 방지하는 관점에서 5~40㎛이 보다 바람직하고, 보다 바람직하게는 10~30㎛의 범위이다. 또한, 실린드리컬 렌즈 형상체의 길이 방향과 직교하는 방향의 평균 경사각은 0.8~15도로 하는 것이 휘도 향상과 시인 성향상의 관점에서 바람직하고, 더 바람직하게는 3.5~11도, 보다 바람직하게는 4~9도의 범위이다. 이러한 이산적인 배열 구조는 최대 반치전폭을 나타내는 것이 요구되는 면과 광확산 소자(6)의 출사면이 교차하는 선과, 실린드리컬 렌즈 형상체의 길이 방향이 대략 직교하는 확률이 높아지도록 배열하는 것이 바람직하다. 또한, 최소 반치전폭을 나타내는 것이 요구되는 면과 광확산 소자(6)의 출사면이 교차하는 선과, 실린드리컬 렌즈 형상체의 길이 방향이 대략 평행하게 되는 확률이 높아지도록 배열하는 것이 바람직하다.

도 12에 나타낸 요철 구조는 헤어라인 구조이다. 헤어라인(6c)이 연장되는 방향으로 직교하는 방향의 평균 경사각은 0.8~15도로 하는 것이 휘도 향상과 시인성 향상의 관점에서 바람직하고, 더 바람직하게는 3.5~11도, 보다 바람직하게는 4~9도의 범위이다. 헤어라인이 연장되는 방향은 광확산 소자(6)로서 최대 반치전폭인 것이 필요한 면과, 광확산 소자(6)의 출사면이 교차하는 선과 대략 직교하는 방향이 바람직하다.

이러한 이방 확산성을 부여하는 요철 구조가 형성된 면 및 그 이면의 적어도 한쪽에 매트 구조를 부여하는 것에 의해, 번쩍임이나 휘도 얼룩 등을 억지할 수 있어 품위를 향상시킬 수 있다. 그러나, 매트 구조의 광확산성이 강해지면 이방 확산성이 손상되어 휘도의 저하를 초래할 경우가 있기 때문에, 비교적 광확산성이 약한 매트 구조를 부여하는 것이 바람직하다. 이러한 매트 구조로서는 평균 경사 각 도가 0.5~5도의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 0.8~4도, 보다 바람직하게는 1~3.5도의 범위이다. 또한, 이방성 부여 요철 구조의 표면에 매트 구조를 부여한 경우의 매트 구조의 평균 경사각은, 요철 구조에 기인하는 평균 경사 각도를 제외한 매트 구조 자체의 평균 경사각을 말한다. 이러한 평균 경사각은 요철 구조가 없는 부분이나 요철 구조의 길이 방향으로 평행한 방향에서 측정할 수 있고, 촉침(觸針) 거칠기 계측기에 의한 계측, 광확산 소자(6)의 단면 형상을 화상 해석하는 방법, 원자간력(原子間力) 현미경 등을 이용하여 측정할 수 있다.

본 발명에서는, 광편향 소자(4)를 이용하여 도광체(3)로부터의 출사광을 법선 방향 등의 특정한 방향으로 출사시키고, 이 출사광을 이방 확산성을 갖는 광확산 소자(6)를 이용하여 소망하는 방향으로 출사시킬 수도 있다. 이 경우, 광확산 소자(6)에 이방 확산 작용과 광편향 작용의 양쪽 기능을 부여할 수도 있다. 예를 들면, 요철 구조로서 렌치큐라 렌즈열이나 실린드리컬 렌즈 형상체를 이용한 것에서는, 그 단면 형상을 비대칭 형상으로 함으로써, 이방 확산 작용과 광편향 작용의 양쪽 기능을 부여할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 광원 장치로서의 시야각을 조정하고, 품위를 향상시킬 목적으로, 광편향 소자(4)나 광확산 소자(6)에 광확산재를 함유시킬 수도 있다. 이러한 광확산재로서는 광편향 소자(4)나 광확산 소자(6)를 구성하는 기재(基材)와 굴절율이 상이한 투명한 미립자를 사용할 수 있고, 예를 들면, 실리콘 비즈, 폴리스티렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 불소화 메타크릴레이트 등의 단독 중합체 또는 공중합체 등을 들 수 있다. 광확산재로서는 광편향 소자(4)에 의한 협시야 효과나 광확산 소자(6)에 의한 적절한 확산 효과를 손상하지 않도록, 함유량, 입경, 굴절율 등을 적당히 선정할 필요가 있다. 예를 들면, 광확산재의 굴절율은 광편향 소자(4)나 광확산 소자(6)의 기재와의 굴절율 차가 지나치게 작으면 확산 효과가 작고, 지나치게 크면 지나친 산란 굴절 작용이 생기기 때문에, 굴절율 차가 0.01~0.1의 범위로 하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 0.03~0.08, 보다 바람직하게는 0.03~0.05의 범위이다. 또한, 광확산재의 입경은, 입경이 지나치게 크면 산란이 강해져 번쩍임이나 휘도의 저하를 일으키고, 지나치게 작으면 착색이 발생하기 때문에, 평균 입경이 0.5~20㎛의 범위로 하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 2~15㎛, 보다 바람직하게는 2~10㎛의 범위이다.

일차 광원(1)은 Y방향으로 연장 설치하는 선형상의 광원으로, 해당 일차 광원(1)으로서는, 예를 들면 형광 램프나 냉음극관을 이용할 수 있다. 또한, 본 발명에 서는, 일차 광원(1)으로서는 선형상 광원에 한정되는 것은 아니고, LED 광원, 할로겐 램프, 메타할로 램프 등과 같은 점광원을 사용할 수도 있다. 특히, 휴대 전화기나 휴대 정보 단말 등의 비교적 작은 화면 치수의 표시 장치에 사용할 경우에는, LED 등의 작은 점광원을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 일차 광원(1)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 도광체(3)의 한쪽의 측단면에 대향해서 설치하는 경우뿐만 아니라, 필요에 따라 반대측의 측단면에도 더 설치할 수도 있다.

광원 리플렉터(2)는 일차 광원(1)의 광을 로스(loss)를 적게 도광체(3)로 유도하는 것이다. 그 재질로서는, 예를 들면 표면에 금속 증착 반사층을 갖는 플라스틱 필름을 이용할 수 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 광원 리플렉터(2)는 광반 사 소자(5)의 가장자리부 외면으로부터 일차 광원(1)의 외면을 거쳐서 광확산 소자(6)의 출사면 가장자리부에 감겨져 있다. 한편, 광원 리플렉터(2)는 광확산 소자(6)를 피해서, 광반사 소자(5)의 가장자리부 외면으로부터 일차 광원(1)의 외면을 거쳐서 광편향 소자(4)의 출광면 가장자리부에 감기는 것도 가능하고, 또는, 광편향 소자(4)도 피해서, 광반사 소자(5)의 가장자리부 외면으로부터 일차 광원(1)의 외면을 거쳐서 도광체(3)의 광출사면 가장자리부에 감는 것도 가능하다.

이러한 광원 리플렉터(2)와 마찬가지인 반사 부재를 도광체(3)의 측단면(31) 이외의 측단면에 부여하는 것도 가능하다. 광반사 소자(5)로서는, 예를 들면 표면에 금속 증착 반사층을 갖는 플라스틱 시트를 이용할 수 있다. 본 발명에서는 광반사 소자(5)로서 반사 시트 대신에, 도광체(3)의 이면(34)에 금속 증착 등에 의해 형성된 광반사층 등으로 하는 것도 가능하다.

본 발명의 도광체(3), 광편향 소자(4) 및 광확산 소자(6)는 광투과율이 높은 합성 수지로 구성할 수 있다. 이러한 합성 수지로서는 메타크릴 수지, 아크릴 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스텔계 수지, 염화 비닐계 수지를 예시할 수 있다. 특히, 메타크릴 수지가 광투과율 크기, 내열성, 역학적 특성, 성형 가공성이 우수하여, 최적이다. 이러한 메타크릴 수지로서는 메타크릴산 메틸을 주성분으로 하는 수지로서, 메타크릴산 메틸이 80% 중량 이상인 것이 바람직하다. 도광체(3), 광편향 소자(4) 및 광확산 소자(6)의 조면 또는 헤어라인 등의 표면 구조나 프리즘열 또는 렌치큐라 렌즈열 등의 표면 구조를 형성할 때에는, 투명 합성 수지판을 소망하는 표면 구조를 갖는 형부재(型部材)를 이용하여 열 프레스함으로써 형성해도 무방하고, 스크린 인쇄, 압출 성형이나 사출 성형 등에 의해 성형과 동시에 형상 부여해도 무방하다. 또한, 열 또는 광경화성 수지 등을 이용하여 구조면을 형성할 수도 있다. 또한, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 염화 비닐계 수지, 폴리메탈크릴이미드계 수지 등으로 이루어지는 투명 필름 또는 시트 등의 투명 기재상에, 활성 에너지 선경화형 수지로 이루어지는 조면 구조 또한, 렌즈열 배열 구조를 표면에 형성해도 무방하고, 이러한 시트를 접착, 융착 등의 방법에 의해 별개의 투명 기재상에 접합 일체화시켜도 무방하다. 활성 에너지 선경화형 수지로서는 다관능(多官能)(메타) 아크릴 화합물, 비닐 화합물, (메타)아크릴산 에스테르류, 아릴 화합물, (메타)아크릴산의 금속염 등을 사용할 수 있다.

이상과 같은 일차 광원(1), 광원 리플렉터(2), 도광체(3), 광편향 소자(4), 광확산 소자(6) 및 광반사 소자(5)로 이루어지는 광원 장치의 발광면(광확산 소자(6)의 출사면(62))상에 액정 표시 소자를 배치하는 것에 의해, 본 발명의 광원 장치를 백 라이트로 한 액정 표시 장치가 구성된다. 액정 표시 장치는 도 1에서 위쪽으로부터 액정 표시 소자를 통해서 관찰자에 의해 관찰된다. 또한, 본 발명에서는 충분히 코리메이트된 좁은 휘도 분포(XZ면내)의 광을 광원 장치로부터 액정 표시 소자에 입사시킬 수 있기 때문에, 액정 표시 소자에서의 계조반전(gray scale inversion) 등이 없이 밝기, 색상의 균일성이 양호한 화상 표시가 얻어지고, 또한, 소망하는 방향으로 집중한 광조사가 얻어져, 이 방향의 조명에 대한 일차 광원(1)의 발광 광량의 이용 효율을 높일 수 있다.

또한, 이상의 실시예는 면광원 장치에 관해서 설명했지만, 본 발명은 Y방향 치수가, 예를 들면 도광체(3) 두께의 5배 이하인 X방향으로 가늘고 긴 막대 형태의 광원 장치에도 적용할 수 있다. 그 경우, 일차 광원(1)으로서는 LED 등의 대략 점형상인 것을 사용할 수 있다.

이하, 실시예에 따라 본 발명을 구체적으로 설명한다.

또한, 이하의 실시예에서의 각 특성값의 측정은 하기와 같이 하여 실행했다.

면광원 장치의 법선 휘도, 광도 반치전폭의 측정

일차 광원으로서 냉음극관을 이용하고, 그 구동 회로의 인버터(하리손사 제품 HIU-742A)에 DC 12V를 인가하여, 고주파 점등시켰다. 법선 휘도는 면광원 장치 또는 도광체의 표면을 20mm 사방의 정사각형으로 3 ×5분할하고, 각 정사각형의 법선 방향의 휘도값의 15점 평균을 취하는 것으로 구했다. 도광체의 광도 반치전폭은, 도광체의 표면에 4mmø의 핀홀을 갖는 흑색의 종이를 핀홀이 도광체 표면의 중앙에 위치하도록 고정해서, 휘도 계측기의 측정 원(圓)이 8~9mm로 되도록 거리를 조정하고, 냉음극관의 길이 방향축과 수직 방향 및 평행 방향에서 핀홀을 중심으로 고니오(gonio) 회전축이 회전하도록 조절했다. 각각의 방향에서 회전축을 +80도~-80도까지 1도 간격으로 회전시키면서, 휘도 계측기로 출사광의 광도 분포(XZ면내)를 측정하여, 피크 각도, 반치전폭(피크값의 1/2 이상의 값의 분포(XZ면내)의 확대각)을 구했다. 또한, 면광원 장치의 휘도 반치전폭은 휘도 계측기의 시야 각도를 0.1도로 하고, 면광원 장치의 발광면의 중앙을 측정 위치로 해서 고니오 회전축이 회전하도록 조절했다. 각각의 방향에서 회전축을 +80도~-80도까지 1도 간격으로 회전시키면서, 휘도 계측기에서 출사광의 휘도 분포(XZ면내)를 측정하여, 피크 휘도, 반치전폭(피크값의 1/2 이상의 값의 분포(XZ면내)의 확대각)을 구했다.

평균 경사각(θa)의 측정

ISO 4287/1-l987에 따라, 촉침으로서 010-2528(1㎛R, 55도 원뿔, 다이아몬드)을 이용한 촉침식 표면 거칠기 계측기(도쿄정기(주) 제품 사후코무 570A)로, 조면의 표면 거칠기를 구동 속도 0.03mm/초로 측정했다. 이 측정에 의해 얻어진 챠트로부터 그 평균선을 빼서 경사를 보정하며, 상기 수학식 1 및 2에 의해 계산하여 구했다.

헤이즈 값의 측정

JIS K-7105의 B법에 따라, 50mm ×50mm 크기의 시료를 적분구식 반사 투과율계(무라카미 색채 기술 연구소 제품 RT-100형)를 이용하여 얻어진 전광선 투과율(Tt), 확산 광선 투과율(Td)로부터 다음의 수학식 6에 의해 계산해서 구했다.

광확산 소자의 출사광 광도 분포의 반치전폭의 측정

50mm ×50mm 크기의 시료에 대해서, 자동 변각 광도계(무라카미 색채 연구소 제품 GP-200형)에 의한 측정을 실행하여, 구한 피크 광도의 1/2광도인 반치 반폭 각도의 2배를 반치전폭 각도(α)라고 했다. 또한, 시료에 입사시키는 광은 광원으로부터의 광을 콘덴서 렌즈에 의해 핀홀에 집광하고, 콜리메타 렌즈를 통해서 평행광(평행도 ±0.5도 이하)으로 해서, 광속 조리개(개구경 10.5mm)를 통과해 시료의 입사면에 입사시킨다. 시료를 투과한 광은 수광 렌즈(개구경 11.4mm)를 통해(시료면이 평활한 경우는, 수광 조리개의 위치에 집광함), 수광 조리개를 통과해서 수광 소자에 도달하여, 전압값으로서 출력한다. 또한, 시료를 회전시켜 마찬가지의 측정을 실행하고, 최대 반치전폭(Max α)과 최소 반치전폭(Min α)을 구했다.

(실시예 1)

아크릴 수지(미쓰비시 레이온(주) 제품 아크리펫트 VH5#000)를 이용해 사출 성형하는 것에 의해 한쪽의 면이 매트면인 도광체를 제작했다. 해당 도광체는 216mm ×290mm, 두께 2.0mm-0.7mm의 쐐기판 형태를 하고 있었다. 이 도광체의 경면(鏡面)측에 도광체의 길이 216mm의 변(단변)과 평행으로 되도록 아크릴계 자외선 경화 수지에 의해 프리즘열의 프리즘 꼭지각 130도, 피치 50㎛의 프리즘열이 병렬로 연속 배열된 프리즘층을 형성했다. 도광체의 길이 290mm의 변(장변)에 대응하는 한쪽의 측단면(두께 2.0mm측의 단면)에 대향하도록 하고, 긴 변에 따라 냉음극관을 광원 리플렉터(레이코사 제품 은반사 필름)로 덮어 배치했다. 또한, 그 밖의 측단면에 광확산 반사 필름(도오레사 제품 E60)을 첨부하여, 프리즘열 배열의 면(이면)에 대향하도록 반사 시트를 배치했다. 이상의 구성을 프레임에 조립했다. 이 도광체는 출사광 광도 분포(XZ면내)의 최대 피크는 광출사면 법선 방향에 대하 여 70도, 반치전폭은 22.5도이었다.

한편, 굴절율 1.5064의 아크릴계 자외선 경화성 수지를 이용하여, 한쪽의 프리즘면의 곡율반경이 1000㎛인 볼록 곡면 형상이고, 다른 쪽의 프리즘면이 평면 형태이며, 피치 50㎛의 다수의 프리즘열이 병렬로 연속 설치된 프리즘열을 두께 125㎛의 폴리에스테르 필름의 한쪽의 표면에 형성한 프리즘 시트를 제작했다. 이 때, 가상 프리즘열로서는 프리즘 시트로부터의 출사광이 그 출광면의 법선 방향으로 되도록, 피치 50㎛이고, 꼭지각 65.4도인 단면 이등변 삼각형의 프리즘열을 설정했다.

얻어진 프리즘 시트를, 상기 도광체의 광출사면(매트면)측에 프리즘열 형성면이 향하고, 도광체의 광입사면에 프리즘열의 능선(稜線)이 평행하게 되어, 도광체의 광입사면 쪽에 각 프리즘열의 평면 형상 프리즘면이 향하도록 탑재했다.

또한, 한쪽의 표면이 평균 경사각 3.37도의 매트면이고, 다른 쪽의 표면이 평균 경사각 0.7도의 매트면으로, 출사광 광도 분포의 반치전폭이 4도이고, 헤이즈 값이 37.35%의 광확산 소자를 광편향 소자의 출광면상에 평균 경사각 3.37도의 매트면이 광편향 소자측으로 향하도록 탑재해서, 면광원 장치를 얻었다. 제작된 면광원 장치의 피크 휘도의 강도비(후술하는 비교예 1을 기준으로 한 휘도 비율)와 냉음극관에 수직한 면내에서의 출사광 휘도 분포(XZ면내)에 있어서의 반치전폭을 구해서, 그 결과를 표 1에 나타냈다.

(실시예 2)

프리즘 시트의 프리즘열을 구성하는 일차 광원에 가까운 측의 프리즘면을 평면으로 하고, 일차 광원으로부터 먼 측의 프리즘면을 프리즘열의 높이 16㎛ 이상인 영역(프리즘열 정부 근방의 영역)을 평면 형상으로 하여, 높이 16㎛ 미만의 영역(프리즘열 바닥부 근방의 영역)을 곡율반경 400㎛인 볼록 곡면 형상으로 한(평면 형상 영역과 볼록 곡면 형상 영역의 경계선과, 프리즘면의 바닥부를 연결하는 면의 프리즘 시트 법선에 대한 경사각을 30도로 했음) 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하며, 피치 50㎛이고, 꼭지각 65.4도인 프리즘열이 한쪽의 표면에 형성된 프리즘 시트를 제작했다.

이 프리즘 시트를 실시예 1에서 얻어진 도광체의 광출사면측으로 프리즘열 형성면이 향하고, 도광체의 광입사면에 프리즘 능선이 평행하게 되도록 탑재했다. 또한, 이 경우의 가상 프리즘면의 위치 K2는 프리즘열의 높이 27㎛의 위치로 된다.

또한, 한쪽의 표면이 평균 경사각 7.27도의 매트면이고, 다른 쪽의 표면이 평균 경사각 0.7도의 매트면으로, 출사광 광도 분포의 반치전폭이 9.4도이고, 헤이즈 값이 73.60%인 광확산 소자를 광편향 소자의 출광면상에, 평균 경사 각도 7.27도의 매트면이 광편향 소자측으로 향하도록 탑재해서, 면광원 장치를 얻었다. 제작된 면광원 장치의 피크 휘도의 강도비와 냉음극관에 수직한 면내에서의 출사광 휘도 분포(XZ면내)에 있어서의 반치전폭을 구해서, 그 결과를 표 1에 나타냈다.

(실시예 3)

한쪽의 표면이 평균 경사각 5.0도의 매트면이고, 다른 쪽의 표면이 평균 경사각 0.7도의 매트면으로, 출사광 광도 분포의 반치전폭이 6도이고, 헤이즈 값이 58.25%인 광확산 소자를 광편향 소자의 출광면상에, 평균 경사각 5.0도의 매트면이 광편향 소자측으로 향하도록 탑재한 것 이외는, 실시예 2와 마찬가지로 해서 면광원 장치를 얻었다. 제작한 면광원 장치의 피크 휘도의 강도비와 냉음극관에 수직한 면내에서의 출사광 휘도 분포(XZ면내)에 있어서의 반치전폭을 구해서, 그 결과를 표 1에 나타냈다.

(실시예 4)

두께 125㎛의 폴리에스테르 필름의 한쪽의 표면에 피치 30㎛인 다수의 렌치큐라 렌즈열이 병렬로 연속 설치되고, 렌치큐라 렌즈열의 표면을 평균 경사각 1도로 조면화한 최대 평균 경사각 10.4도에서 최대 평균 경사각/최소 평균 경사각 10.4인 렌즈 배열 구조를 형성하며, 다른 쪽의 표면에는 평균 경사각 0.7도의 매트면을 형성하여 이루어지는 출사광 광도 분포의 반치전폭이 11.2도이고, 헤이즈 값이 64.70%인 광확산 소자를, 렌치큐라 렌즈열이 광편향 소자의 프리즘열과 평행하게 되고, 렌즈 배열 구조면이 광편향 소자측으로 향하도록 탑재한 것 이외는, 실시예 2와 마찬가지로 해서 면광원 장치를 얻었다. 제작한 면광원 장치의 피크 휘도의 강도비와 냉음극관에 수직한 면내에서의 출사광 휘도 분포(XZ면내)에 있어서의 반치전폭을 구해서, 그 결과를 표 1에 나타냈다.

(실시예 5)

두께 125㎛의 폴리에스테르 필름의 한쪽의 표면에 최대 평균 경사각 8.2도의 헤어라인을 형성하고, 다른 쪽의 표면에는 평균 경사각 0.7도의 매트면을 형성해서 이루어지는 출사광 광도 분포의 반치전폭이 10.5도이고, 헤이즈 값이 62.0%인 광확산 소자를, 헤어라인의 방향이 광편향 소자의 프리즘열과 대략 평행하게 되고, 헤어라인 형성면이 광편향 소자측에 향하도록 탑재한 것 이외는, 실시예 2와 마찬가지로 해서, 면광원 장치를 얻었다. 제작한 면광원 장치의 피크 휘도의 강도비와 냉음극관에 수직한 면내에서의 출사광 휘도 분포(XZ면내)에 있어서의 반치전폭을 구해서, 그 결과를 표 1에 나타냈다.

(실시예 6)

두께 125㎛의 폴리에스테르 필름의 한쪽의 표면에 에칭에 의해, 폭 30㎛, 길이 60㎛인 다수의 실린드리컬 렌즈 형상체가 동일 방향을 향하여 이산적으로 배열되고, 최대 평균 경사각이 6.0도이며 최대 평균 경사각/최소 평균 경사각이 6.0인 렌즈 배열 구조를 형성하며, 다른 쪽의 표면에는 평균 경사각이 0.7도인 매트면을 형성하여 이루어지는 출사광 광도 분포의 반치전폭이 7.0도이고, 헤이즈 값이 55.0%인 광확산 소자를, 실린드리컬 렌즈 형상체의 방향과 광편향 소자의 프리즘열이 대략 평행하게 되고, 렌즈 배열 구조면이 광편향 소자측으로 향하도록 탑재한 것 이외는, 실시예 2와 마찬가지로 해서, 면광원 장치를 얻었다. 제작한 면광원 장치의 피크 휘도의 강도비와 냉음극관에 수직한 면내에서의 출사광 휘도 분포(XZ 면내)에 있어서의 반치전폭을 구해서, 그 결과를 표 1에 나타냈다.

(비교예 1)

프리즘 시트로서 각 프리즘열의 양쪽의 프리즘면이 평면 형상인 것을 사용하고, 광확산 소자를 사용하지 않았던 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서 면광원 장치를 얻었다. 제작한 면광원 장치의 피크 휘도의 강도비와 냉음극관에 수직한 면내에서의 출사광 휘도 분포(XZ면내)에 있어서의 반치전폭을 구해서, 그 결과를 표 1에 나타냈다.

(비교예 2)

광확산 소자를 사용하지 않은 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서 면광원 장치를 얻었다. 제작한 면광원 장치의 피크 휘도의 강도비와 냉음극관에 수직한 면내에서의 출사광 휘도 분포(XZ면내)에 있어서의 반치전폭을 구해서, 그 결과를 표 1에 나타냈다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 광편향 소자의 출광면상에 특정한 광확산성을 갖는 광확산 소자를 배치하는 것에 의해, 일차 광원의 이용 효율이 우수하고 고휘도 특성을 손상하는 일 없이, 시야각 특성 및 화상 품위가 우수한 광원 장치를 제공할 수 있다.

Claims (36)

1. 일차 광원과, 해당 일차 광원으로부터 발생되는 광을 도광하고 또한 상기 일차 광원으로부터 발생되는 광이 입사하는 광입사면 및 도광되는 광이 출사하는 광출사면을 갖는 도광체와, 해당 도광체의 광출사면에 인접 배치되고 또한 상기 광출사면에 대향하여 위치하는 입광면 및 그 반대측의 출광면을 갖는 광편향 소자와, 상기 광편향 소자의 출광면에 인접 배치되고 또한 상기 광편향 소자의 출광면에 대향하여 위치하는 입사면 및 그 반대측의 출사면을 갖는 광확산 소자를 구비한 광원 장치로서,

   상기 광편향 소자의 입광면에는 서로 병렬로 배열된 복수의 프리즘열이 형성되어 있고, 해당 프리즘열의 각각은 2개의 프리즘면을 갖고 있으며, 적어도 한쪽의 상기 프리즘면이 볼록 곡면 형상을 이루고 있으며, 상기 광확산 소자는 평행광이 입사했을 때의 출사광 광도 분포의 반치전폭이 1~13도인 것

   을 특징으로 하는 광원 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 광확산 소자의 헤이즈 값이 8~82%인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 광확산 소자의 입사면 및 출사면의 적어도 한쪽 면의 평균 경사각이 0.8~12도인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
4. 일차 광원과, 해당 일차 광원으로부터 발생되는 광을 도광하고 또한 상기 일차 광원으로부터 발생되는 광이 입사하는 광입사면 및 도광되는 광이 출사하는 광출사면을 갖는 도광체와, 해당 도광체의 광출사면에 인접 배치되고 또한 상기 광출사면에 대향하여 위치하는 입광면 및 그 반대측의 출광면을 갖는 광편향 소자와, 상기 광편향 소자의 출광면에 인접 배치되고 또한 상기 광편향 소자의 출광면에 대향하여 위치하는 입사면 및 그 반대측의 출사면을 갖는 광확산 소자를 구비한 광원 장치로서,

   상기 광편향 소자의 입광면에는 서로 병렬로 배열된 복수의 프리즘열이 형성되어 있고, 해당 프리즘열의 각각은 2개의 프리즘면을 갖고 있으며, 적어도 한쪽의 상기 프리즘면이 볼록 곡면 형상을 이루고 있으며, 상기 광확산 소자의 헤이즈 값이 8~82%인 것

   을 특징으로 하는 광원 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 광확산 소자는 평행광이 입사했을 때의 출사광 광도 분포의 반치전폭이 1~13도인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

   상기 광확산 소자의 입사면 및 출사면의 적어도 한쪽 면의 평균 경사각이 0.8~12도인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
7. 일차 광원과, 해당 일차 광원으로부터 발생되는 광을 도광하고 또한 상기 일차 광원으로부터 발생되는 광이 입사하는 광입사면 및 도광되는 광이 출사하는 광출사면을 갖는 도광체와, 해당 도광체의 광출사면에 인접 배치되고 또한 상기 광출사면에 대향하여 위치하는 입광면 및 그 반대측의 출광면을 갖는 광편향 소자와, 상기 광편향 소자의 출광면에 인접 배치되고 또한 상기 광편향 소자의 출광면에 대향하여 위치하는 입사면 및 그 반대측의 출사면을 갖는 광확산 소자를 구비한 광원 장치로서,

   상기 광편향 소자의 입광면에는 서로 병렬로 배열된 복수의 프리즘열이 형성되어 있고, 해당 프리즘열의 각각은 2개의 프리즘면을 갖고 있으며, 적어도 한쪽의 상기 프리즘면이 볼록 곡면 형상을 이루고 있으며, 상기 광확산 소자의 입사면 및 출사면의 적어도 한쪽 면의 평균 경사각이 0.8~12도인 것

   을 특징으로 하는 광원 장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 광확산 소자는 평행광이 입사했을 때의 출사광 광도 분포의 반치전폭이 1~13도인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

   상기 광확산 소자의 헤이즈 값이 8~82%인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
10. 제 1 항, 제 5 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 도광체의 전개 길이가 8cm 이하이며, 상기 광확산 소자는 평행광이 입사했을 때의 출사광 광도 분포의 반치전폭이 1~6도인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
11. 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,

    상기 도광체의 전개 길이가 8cm 이하이며, 상기 광확산 소자의 헤이즈 값이 8~60%인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
12. 제 3 항에 있어서,

    상기 도광체의 전개 길이가 8cm 이하이며, 상기 광확산 소자의 입사면 및 출사면의 적어도 한쪽 면의 평균 경사각이 0.8~5도인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
13. 제 1 항, 제 5 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 도광체의 전개 길이가 8cm을 초과하고 23cm 이하이며, 상기 광확산 소자는 평행광이 입사했을 때의 출사광 광도 분포의 반치전폭이 3~11도인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
14. 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,

    상기 도광체의 전개 길이가 8cm를 초과하고 23cm 이하이며, 상기 광확산 소자의 헤이즈 값이 30~80%인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
15. 제 3 항에 있어서,

    상기 도광체의 전개 길이가 8cm을 초과하고 23cm 이하이며, 상기 광확산 소자의 입사면 및 출사면의 적어도 한쪽 면의 평균 경사각이 3~9.5도인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
16. 일차 광원과, 해당 일차 광원으로부터 발생되는 광을 도광하고 또한 상기 일차 광원으로부터 발생되는 광이 입사하는 광입사면 및 도광되는 광이 출사하는 광출사면을 갖는 도광체와, 해당 도광체의 광출사면에 인접 배치되고 또한 상기 광출사면에 대향하여 위치하는 입광면 및 그 반대측의 출광면을 갖는 광편향 소자와, 상기 광편향 소자의 출광면에 인접 배치되고 또한 상기 광편향 소자의 출광면에 대향하여 위치하는 입사면 및 그 반대측의 출사면을 갖는 광확산 소자를 구비한 광원 장치로서,

    상기 광편향 소자의 입광면에는 서로 병렬로 배열된 복수의 프리즘열이 형성되어 있고, 해당 프리즘열의 각각은 2개의 프리즘면을 갖고 있으며, 적어도 한쪽의 상기 프리즘면이 볼록 곡면 형상을 이루고 있고, 상기 광편향 소자의 출광면으로부터 출사광의 휘도 분포의 반치전폭이 19~26도이며, 상기 광확산 소자는 평행광이 입사했을 때의 출사광 광도 분포의 반치전폭이 1~8도인 것

    을 특징으로 하는 광원 장치.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 광확산 소자의 헤이즈 값이 8~70%인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,

    상기 광확산 소자의 입사면 및 출사면의 적어도 한쪽 면의 평균 경사각이 0.8 ~7도인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
19. 2개의 일차 광원과, 해당 일차 광원으로부터 발생되는 광을 도광하고 또한 상기 2개의 일차 광원으로부터 발생하는 광이 각각 입사하여 서로 반대측에 배치된 2개의 광입사면 및 도광되는 광이 출사하는 광출사면을 갖고, 전개 길이가 8cm을 초과하고 28cm 이하인 도광체와, 해당 도광체의 광출사면에 인접 배치되고 또한 상기 광출사면에 대향하여 위치하는 입광면 및 그 반대측의 출광면을 갖는 광편향 소자와, 상기 광편향 소자의 출광면에 인접 배치되고 또한 상기 광편향 소자의 출광면에 대향하여 위치하는 입사면 및 그 반대측의 출사면을 갖는 광확산 소자를 구비한 광원 장치로서,

    상기 광편향 소자의 입광면에는 서로 병렬로 배열된 복수의 프리즘열이 형성되어 있고, 해당 프리즘열의 각각은 2개의 프리즘면을 갖고 있으며, 적어도 한쪽의 상기 프리즘면이 볼록 곡면 형상을 이루고 있으며, 상기 광확산 소자는 평행광이 입사했을 때의 출사광 광도 분포의 반치전폭이 0.7~13도인 것

    을 특징으로 하는 광원 장치.
20. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 7 항, 제 8 항, 제 16 항, 제 17 항 및 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 광확산 소자의 입사면의 평균 경사각이 출사면의 평균 경사각보다도 큰 것을 특징으로 하는 광원 장치.
21. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 7 항, 제 8 항, 제 16 항, 제 17 항 및 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 광확산 소자의 입사면 및 출사면은 요철 구조인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
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