KR100720883B1 - 면광원장치 및 표시장치 - Google Patents

Abstract

각 광입력부에, 복수의 LED (18A, 18B) 가 형성된다. LED (18A, 18B) 는 각각 개별 디바이스 형태의 것이고, 또한 서로 이종의 점형상 발광체이다. 각 광입력부에 있어서, LED (18A, 18B) 는 근접 배치되고, 출사면 상방에서 보았을 때 거의 일치된 광로에서 도광판 (16) 으로 광을 공급한다. LED (18A, 18B) 의 일방 또는 양방이 점등되면, 광입력 코너부에 형성된 입사면 (16D) 을 통하여 도광판 (16) 내에 광이 도입된다. 도입된 광은, 광로 절곡면 (16C) 에서 내부 반사되고 도광판 (16) 내로 보내진다. 광입력부는 코너부 이외에 형성될 수도 있다. 백라이팅을 대신하여 프론트라이팅의 형태로 액정표시패널 (2) 에서 조명되는 경우에도 본 발명은 적용할 수 있다. 출사면 (16B) 에 광산란 패턴 등을 형성할 수도 있다. 이종의 LED (18A, 18B) 간에서 점등상태를 전환해도 큰 광로변화가 없고, 조명품질 또는 표시품질에 위화감이 있는 변동이 일어나지 않는다.

Description

면광원장치 및 표시장치{SURFACE LIGHT SOURCE APPARATUS AND DISPLAY APPARATUS}

도 1 은, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 전체 배치의 개략을 분해사시도로 나타낸 도.

도 2 는, 도 1 에 나타낸 실시예에서 사용되는 도광판을, 출사면측에서 바라본 평면도 (A), 및 라인 A-A 를 따른 단면도 (B) 로 나타낸 도.

도 3 은, 광입력부 근방을 확대하여 나타낸 평면도 (A) 및 단면도 (B) 로 나타낸 도.

도 4 는, 기타 실시예에서 채용되는 도광판을, 출사면측에서 바라본 평면도로 나타낸 도.

도 5 는, 종래예의 면 광원장치에 대하여, 전체 배치의 개략을 분해사시도로 나타낸 도.

도 6 은, 도 5 에 나타낸 면 광원장치의 단면도.

도 7 은, 복수 종류의 점형상 발광체를 사용했을 때의 문제점에 대하여 설명한 도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

1, 11 : 액정표시장치 2 : 액정표시패널

3, 13 : 면 광원장치 6, 16 : 도광판

6A, 16A : 도광판의 배면 6B, 16B : 도광판의 출사면

16C : 광로 절곡면 (사면) 6D, 16D : 도광판의 입사면

8, 8A, 8B, 18A, 18B : LED (점형상 발광체)

본 발명은 면광원장치 및 표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수 종류의 점형상 발광체를 일차광원에 사용한 면 광원장치, 및 동 면 광원장치를 조명수단에 사용한 표시장치에 관한 것이다. 본 발명은, 예를 들어 휴대전화에 부설되는 액정표시장치, 또는 동 표시장치에 있어서의 조명수단을 제공하는 면 광원장치에 적용된다.

액정표시장치의 액정표시패널을 면 광원장치에 의하여 조명하는 것은 주지의 사실이다. 일반적으로, 면 광원장치는 도광판과 거기에 광을 공급하는 일차광원을 구비한다. 일차광원으로는, 최근에 LED (발광 다이오드; 이하 상동) 와 같은 점형상 발광체가 많이 사용되는 경향에 있다.

특히 휴대전화와 같은 소형 기기에 부설되는 비교적 작은 표시 스크린을 갖는 액정표시장치에서는 그 경향이 뚜렷하다.

도 5 에, LED 를 이용한 종래의 면 광원장치로 액정표시패널을 조명한 액정표시장치의 일례를 분해사시도로 나타내었다. 또한, 도 6 에는 면 광원장치의 단면구조를 나타내었다.

양 도면을 참조하면, 액정표시장치 (1) 는 면 광원장치 (3) 로 조명되는 액정표시패널 (2) 을 가지고 있다. 면광원장치는 도광판 (6), LED (8; 점형상 발광체), 반사 시트 (5) 를 구비한다. 도광판 (6) 은 거의 직사각형으로서, 일방의 주요 면이 출사면 (6B) 을 제공하고, 타방의 주요 면이 배면 (6A) 을 제공하고 있다. 도광판 (6) 은 예를 들어 아크릴수지와 같은 투명체로 이루어지고, 사출성형에 의하여 제조된다.

반사 시트 (5) 는 예를 들어 백색 PET 필름으로 이루어지고, 배면 (6A) 에서 누출된 광을 반사시켜 도광판 (6) 내로 되돌리고 광의 손실을 방지한다. 또한 난반사에 의하여 다양한 전파방향의 광을 생성하고, 출사면 (6B) 에서 나온 출사를 촉진한다.

LED (8) 는 필요한 밝기에 따라서 1 개 또는 복수 개가 배치되고, 전체로 일차광원을 구성하고 있다. 본 예에서는, 1 개의 LED 가 도광판 (6) 의 하나의 측단면 (6D; 입사면) 에 대향하여 배치되고 있다.

LED (8) 가 점등되면, 입사면 (6D) 을 통하여 도광판 (6) 내에 광이 도입된다. 도입된 광은 도광판 (6) 내를 전파하고, 그 과정에서 출사면 (6B) 으로부터 서서히 출사가 일어난다. 배면 (6A) 에서 출사된 광은, 반사 시트 (5) 에서 반사되고 도광판 (6) 내로 되돌아오다. 이로써 광의 손실이 방지된다.

출사를 촉진하기 위하여, 출사면 (6B) 에 어떠한 가공이 실시되는 경우가 많다. 예를 들어, 매트처리 또는 사출성형에서 사용되는 금형 내면으로의 에칭 등 에 의하여, 출사면 (6B) 상에 다수의 미소 광산란요소 (소위 광산란 패턴) 가 형성된다. 또한, 미소 광산란요소의 조밀분포 등을 연구함으로써, 출사면 (6B) 전체의 휘도의 균일화도 도모되고 있다.

또한 이러한 광산란 패턴을 대신하여, 출사면 (6B), 경우에 따라서는 배면 (6A) 전체를 조면화하는 경우도 있다. 그 경우에도, 성김 정도에 분포를 두어 출사면 (6B) 전체의 휘도의 균일화를 도모하는 경우가 있다.

그런데, 최근의 새로운 경향으로서, 발광색이 상이한 복수 종류의 LED (점형상 발광체) 가 일차광원에 사용되고 있다. 예를 들어, 2 종류의 발광색의 LED 를 선택 점등할 수 있음으로써, 표시장치에 기본적으로 3 종류의 색표시 (2 색 각 단독 + 혼합색) 를 실현할 수 있다.

그러나, 이렇게 복수 종류의 점형상 발광체를 사용한 경우, 어느 종류의 점형상 발광체를 점등하는가에 따라서, 출사면의 밝기 분포가 변화되거나 색조에 번짐이 나타나는 현상이 자주 발생된다. 그 경우, 표시장치의 표시 밝기의 분포나 색조에 부자연스러움 (위화감) 이 발생되게 된다.

이 문제는, 점등되는 점형상 발광체가 변화됨으로써, 도광판 내에서의 광의 전파경로에 전체적인 변화가 일어나고, 이것이 출사면의 휘도 분포에 영향을 미치는데 원인이 있는 것으로 추정된다.

예를 들어, 도 7 에 나타낸 바와 같이, 2 종류의 LED (8A, 8B) 를 종래의 일반적인 방식에 의하여 배치하고,「LED (8A) 의 단독 점등」,「LED (8B) 의 단독 점등」,「LED (8A, 8B) 의 동시 점등」의 3 가지 모드를 상정한 경우, 화살표로 표시 한 바와 같이 각 점등모드마다 광의 전파경로가 크게 달라지게 된다.

전술한 바와 같이, 출사면에는 전체의 휘도의 균일화하는 가공 (예를 들어, 광산란 패턴) 을 실시한다 해도, 이 문제는 해결하기 어렵다. 그 이유는 1 개의 점등모드 (예를 들어 LED (8A) 의 단독 점등) 로 희망하는 거의 균일한 휘도 분포가 얻어지도록 가공 (예를 들어 광산란 패턴) 한다고 해도, 다른 전등모드 (예를 들어, LED (8B) 의 단독 점등) 에서는 광의 전파경로가 전혀 달라져 버리므로 희망하는 휘도 분포를 유지할 수 없기 때문이다.

이러한 고찰에서, 2 색 발광 타입의 LED 디바이스를 사용함으로써 문제 해결을 도모하는 것이 고려된다. 2 색 발광타입의 LED 디바이스는, 예를 들어 적색발광 LED 와 녹색발광 LED 를 동일 패키지에 봉입한 것으로 1 개 디바이스의 구성단위로 하는 것으로, 그러한 단위 또는 그것을 집합시킨 형태로 시판되고 있다.

이러한 2 색 발광 타입의 LED 디바이스를 채용하여, LED 의 발광색마다 선택발광이 가능한 회로를 설계하면 상기 문제는 해결되는 것으로 생각된다. 그러나, 실제 문제로는 다음과 같은 사정에 의하여 만족스러운 결과는 얻기 힘들다.

즉, 복수 종류의 LED 를 동일 패키지에 봉입한 것을 면 광원장치의 일차광원에 채용한 경우, 예를 들어 발광색 전환에 의하여 밝기가 쓸모 없이 변화되고, 어느 발광색에서는 보기 쉬우나, 다른 발광색에서는 어두워서 잘 보이지 않는 등의 문제를 일으키는 경우가 빈번히 발생된다.

이것은, 동일한 패키지 내에 봉입되는 개개의 LED 발광특성 (특히 발광빈도) 에 편차가 있고, 적정한 특성의 조합 (특히 발광휘도의 밸런스) 을 가지는 LED 의 조합이 실현되었다고는 할 수 없기 때문이다. 따라서, 이 발광특성의 조합의 양호한 디바이스밖에 실제로는 채용할 수 없게 되어 매우 비효율적이다. 또한 만일 적성의 특성 조합이 항상 실현되도록 하기 위해서는 디바이스의 제조공정에 많은 변경을 요구하게 되어 현실적이지 못하다.

따라서, 본 발명의 목적은, 상기 문제를 해결한 면광원장치 및 표시장치를 제공하는데 있다. 보다 구체적으로 말하면, 본 발명은 복수 종류의 점형상 발광체를 구비한 일차광원을 이용한 면광원장치의 개량에 대하여, 점등되는 점형상 발광체의 종류에 잘 영향을 받지 않고, 안정된 조명품질이 얻어지도록 개량하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기와 같이 개량된 면 광원장치를 사용하여, 점등되는 점형상 발광체의 종류에 잘 영향을 받지 않고, 안정된 표시품질이 얻어지도록 표시장치를 개량하는 데 있다. 또한, 다른 관점에서 말하면, 복수 종류의 점형상 발광체를 동일 패키지에 봉입한 형태의 디바이스를 사용하지 않고, 점등되는 점형상 발광체의 종류 변화에 의한 조명품질 또는 표시품질의 저하를 피할 수 있는 면광원장치 및 표시장치를 제공하는 데 있다.

본 발명은, 먼저 복수 종류의 점형상 발광체를 구비한 일차광원과, 상기 일차광원이 공급하는 광을 도광판 내에 도입하고, 상기 도광판의 출사면을 발광시키는 면 광원장치에 적용된다.

본 발명에 의하면, 상기 도광판은, 상기 출사면에 등을 보이는 배면과, 상기 일차광원이 공급되는 광을 받아들이는 적어도 1 개의 광입력부를 가지고, 상기 광입력부는, 상기 출사면 및 상기 배면에 대하여 경사진 사면을 포함하는 광로 절곡부와, 상기 일차광원이 공급하는 광을 입사시키는 입사면을 가진다. 상기 입사면을 통하여 상기 도광판 내에 도입된 광은, 상기 사면에 있어서의 내부 반사를 거쳐 상기 도광판 내에 퍼지도록 되어 있다. 그리고, 본 발명의 가장 중요한 특징에 따라서, 상기 복수 종류의 상기 점형상 발광체는, 1 개의 광입력부에 대하여 적어도 2 종류의 개별 디바이스 형태의 점형상 발광체가 대응하고, 또한 이들 적어도 2 종류의 점형상 발광체는 서로 근접한 위치에서 상기 입사면을 향하여 각각 광을 공급하도록 배치된다.

이로써, 실제 사용시 점등되는 점형상 발광체의 종류가 변화되어도, 도광판에 대한 광공급 위치가 거의 변화되지 않는다. 그래서, 도광판 내로의 도입 이후 광의 전파경로의 변화도 작고, 안정된 조명품질이 유지되어 관찰자에게 위화감을 주지 않는다.

그래서 상기 입사면은 상기 도광판의 가장자리 테두리를 따라서 형성되어 있을 수도 있다. 또한, 상기 적어도 1 개의 광입력부가 상기 도광판의 적어도 1 개의 코너부에 형성되도록 할 수도 있다. 이 경우, 광입력부의 일부를 구성하는 입사면도 당연히 동일 코너에 설정된다.

또한, 각 광입력부에 대하여, 상기 적어도 2 종류의 점형상 발광체의 각각의 광공급 경로의 상기 입사면에 대한 사영 (射影) 은, 서로 거의 일치되어 있는 것이 바람직하다. 그 전형적인 케이스에 있어서, 각 광입력부에 대하여 상기 적어도 2 종류의 점형상 발광체는 상기 사면에 세운 법선의 상기 입사면에 대한 사영에 대응하는 방향으로 거의 따라서 배열된다.

이렇게, 각 광입력부에 있어서의 각 점형상 발광체 (발광점) 에서 입사면에 이르는 광공급경로에 대하여, 출사면측에서 바라보았을 때의 일치 정도가 높으면, 점등되는 점형상 발광체의 종류가 변화되어도, 동 변화전후의 광 전파경로는 출사면측에서 보았을 때 거의 일치되게 되고, 조명품질에 주는 영향이 보다 작아진다.

바꾸어 말하면, 각 광입력부에 있어서의 광공급경로 (2 개 이상) 간의 편차는, 도광판의 두께방향과 수직이 되는 평면 (입사면과 평행) 내에 관하여 매우 작게 하는 것이 유리하다.

이상과 같이 구성된 면 광원장치를 사용하여 액정표시패널의 조명을 행하는 배치를 채용하면, 본 발명에 따라서 개량된 표시장치가 제공된다.

또한, 본 명세서에 있어서, 「적어도 2 종류의 개별 디바이스 형태의 점형상 발광체」란 전술한 바와 같은「적어도 2 종류의 점형상 발광체를 동일 패키지 내에 봉입한 디바이스 형태」와 대조를 이루는 것이다. 바꾸어 말하면, 「적어도 2 종류의 개별 디바이스 형태의 점형상 발광체」의 각각 (즉, 개별 디바이스 형태의 점형상 발광체의 하나하나」은, 각 종류의 다수의 디바이스 중에서 자유롭게 조합을 선택할 수 있기 때문에 발광특성의 밸런스가 좋은 것을 높은 자유도로 선택할 수 있다.

따라서, 처음부터 조합이 고정되어 있는 「2 색 발광타입 내지 다색 발광타입의 디바이스」의 경우와 달리, 본 발명에서는 면광원장치에 채용하기 곤란한 부 품 (디바이스) 이 제조공정 상에서 다수 발생될 가능성은 매우 낮아진다.

그리고, 본 발명에서는 희망하는 적정한 조합으로 복수 종류의 점형상 발광체가 각 광입력부 (한 가지의 경우도 있음) 에 대응하여 서로 근접 배치되고, 거기에서 입사면에 광공급이 이루어지므로, 어떠한 종류의 점형상 발광체를 점등해도 도광판 내의 광의 전파상황에 큰 변화가 발생되지 않는다. 그래서 전술한 바와 같은 발광품질상 또는 표시품질상의 문제를 피할 수 있다. 또한, 「2 색 발광타입 내지 다색 발광타입의 디바이스」를 다수 받아들여, 그 중의 소수 밖에 사용할 수 없는 등의 비효율적인 사태를 피할 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 4 를 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다. 또한, 각 도면에 있어서 이해를 용이하게 하기 위하여, 각 요소의 치수, 형상 등은 적절히 나타내어져 있다. 또한, 도 5 내지 도 7 과 공통적으로 사용되고 있는 요소에 대해서는 공통된 부호를 부여하여 중복 설명을 적절히 생략하기로 한다.

실시예

먼저, 도 1 을 참조하면, 본 실시예의 표시장치 (액정표시장치) 의 개략 구조가 나타나 있다. 액정표시장치 (11) 는 예를 들어 휴대전화의 디스플레이에 적용되는 것으로서, 액정표시패널 (2) 을 배후에서 조명하는 면광원장치 (13) 를 구비하고 있다.

면광원장치 (13) 는, 도광판 (16), LED (18A, 18B; 점형상 발광체), 반사 시트 (5) 를 구비한다. 도광판 (16) 은, 예를 들어 아크릴수지 (PMMA 수지 등) 또는 시클로올레핀계 수지로 이루어지는 투광성의 부재로서, 후술하는 광로 절곡면의 부분을 제거하여 거의 균일한 두께를 가지고 있다. 도광판 (16) 은, 일방의 주요 면이 출사면 (16B) 을 제공하고, 타방의 주요 면이 배면 (16A) 을 제공한다.

도 2 는, 도 1 에 나타낸 실시예에서 채용하고 있는 도광판을, 출사면측에서 바라본 평면도 (A), 및 라인 A-A 를 따른 단면도 (B) 로 나타낸 것이다. 이들 도면에서 알 수 있듯이, 도광판 (16) 은 거의 장방형의 전체 형상을 가지고, 그 하나의 짧은 변의 양 가장자리의 코너부에 출사면 (16B) 과 배면 (16A) 을 연결하는 광로 절곡면 (16C) 을 구비하고 있다. 본 실시예에서는 이들 2 개의 코너부가 각각 광로 절곡부를 구비한 광입력부를 제공하고 있다.

광로 절곡면 (16C) 은, 각 코너부를 경사지게 절단한 형상의 사면으로 되어있다. 도 2a, 도 2b 에서는 광로 절곡면 (16C) 의 테두리가 상기 일변 (짧은 변) 에 대하여 이루는 각도를 θ1 로 표시하고, 출사면 (16B), 배면 (16A) 에 대한 경사각도를 θ2 로 표시하였다. 각도 θ1 은 통상 45 도 전후가 된다. 또한, 각도 θ2 의 범위는 약 45 도 내지 약 20 도의 값이 된다.

본 실시예에서는 경사 절단 형상에 의하여, 배면 (16A) 의 크기는 출사면 (16B) 의 크기보다 다소 커진다. 일반적으로는, 일차광원 (18A, 18B) 이 배치되는 측의 메이저 면이 타방의 메이저 면보다 다소 커진다. 이것은 광로 절곡면 (16C) 의 기능 (내부반사에 의한 광로 절곡) 을 고려할 때 당연하다.

도 2a 중에 나타낸 직사각형의 파선은, 본 실시예에 있어서의 유효발생영역을 표시하고, 액정표시패널 (2) 의 표시 스크린 크기는 이 유효발광영역과 동일하 거나, 또는 그것보다 약간 작다.

각 광로 절곡면 (16C) 에 대응하여, 배면 (16A) 의 일부가 입사면 (16D) 을 제공하고 있다. 도 2b 에 나타낸 바와 같이, LED (18A, 18B) 는 각 입사면 (16D) 을 향하여 광을 방출하도록 입사면 (16D) 과 대향되는 각 위치에 서로 근접하여 배치된다. 나아가 LED (18A, 18B) 의 각각에서 입사면 (16D) 에 이르는 공급경로가 출사면측에서 보았을 때 거의 중첩되도록 LED (18A, 18B) 의 위치와 자세를 결정하는 것이 바람직하다.

또한, 출사면 (16B) 상에는, 종래 기술에서 설명한 바와 같이, 필요에 따라서 출사를 촉진하기 위한 광산란 패턴이 형성된다. 또한, 광산란 패턴을 대신하여 출사면 (16B) 전체를 조면화시켜 출사를 촉진시키는 경우도 있다.

이러한 도광판 (16) 은 반사 시트 (5) 와 함께 프레임 (비도시) 에 수용되고, 배선기판 (비도시) 상의 소정 위치로 마운트된다. 배선기판에는, 예를 들어 휴대전화에 탑재되는 액정표시장치 (11) 의 액정표시패널 (2) 을 구동하기 위한 집적회로 또는 LED (18A, 18B) 를 구동하기 위한 회로가 장비되어 있다. 이 구동회로는 사용자의 조작에 따라서, 「LED (18A) 만의 점등」, 「LED (18B) 만의 점등」의 전환이 이루어지도록 설계되어 있다. 나아가, 「LED (18A, 18B) 의 동시점등」이 이루어지도록 설계할 수도 있다. 일례로서, LED (18A) 를 녹색 발광 다이오드, 「LED (18B) 를 적색 발광 다이오드로 하여, 「녹색조명」, 「적색 조명」, 「녹색, 적색 혼합색 조명」의 전환이 이루어진다. 「녹색, 적색 혼합색 조명」에 대해서는 LED (18A, 18B) 의 구동전류의 공급비율을 가변으로 하고, 색조의 자유도를 늘릴 수도 있다.

여기에서, 각 코너부 (각 광입력부) 의 LED (18A, 18B) 에는, 발광색이 상이한 것이 조합되어 있다. 또한, 각 LED (18A, 18B) 는 개별 디바이스 형태를 이루고 있다. 즉, LED (18A, 18B) 를 동일 패키지에 봉입한 형태로 제조되는 이른바 「2 색 발광 다이오드」는 채용하지 않는다.

이렇게, LED (18A, 18B) 에 개별 디바이스 형태의 것을 채용함으로써, 조합의 상성 (특성의 밸런스, 특히 발광량 또는 방출광의 지향성) 이 좋은 것끼리를 광입력부에 배치할 수 있게 된다. 통상의 케이스에서는 각 면 광원장치 (13) 내지 액정표시장치 (11) 마다, LED (18A) 와 LED (18B) 는 「발광량」, 「방출광의 지향성」이 거의 동등한 것이 조합된다. 이로써 도광판 (16) 의 내부를 전파하는 조명광의 분포가 LED (18A) 의 점등시와, LED (18B) 의 점등시에 거의 동등해진다.

이에 대하여 만일 2 색 발광 다이오드를 채용한 경우에는, 제조과정에서 조합이 이미 고정되기 때문에 전술한 바와 같이 특성의 밸런스의 양호한 것 개별 디바이스 끼리를 선택하여 조합시킬 수 없다.

또한, 각 광입력부에 있어서의 LED (18A), LED (18B) 의 배치에 대해서는, 배열방향에도 배려하는 것이 바람직하다. 즉, LED (18A, 18B) 의 각 발광점이, 광로 절곡면 (16C; 사면) 에 세운 법선의 입사면 (16D) 으로의 사영에 거의 따르도록 나란히 배열되어 있는 것이 바람직하다. 이로써, 도광판 (16) 의 내부를 전파하는 조명광의 분포가 LED (18A, 18B) 의 점등 전환에 의한 영향을 더욱 받기 어 려워진다.

또한, 각 LED (18A, 18B) 의 자세에 대해서도, 도 1 에 나타낸 바와 같이, 광로 절곡면 (16C) 의 형성방향 (각도 (θ1)) 에 따라서 회전경사된 자세로 하는 것이 바람직하다.

이상에서와 같이 구성된 액정표시장치 (11) 에서의 광의 움직임은 개략적으로 다음과 같이 이루어진다.

LED (18A, 18B) 의 어느 하나가 점등된 경우에도, 각 광입력부 (본 실시예에서는 2 개의 코너부) 에 있어서 입사면 (16D) 을 통하여 도광판 (16) 내에 광이 도입된다. 도입된 광의 대부분은, 광로 절곡면 (16C) 에 내부 입사되어 내부 반사된다. 내부 입사시의 입사각이 임계각을 윗도는 성분은 전반사된다. 전반사되는 성분이 많을수록 광로 절곡면 (16C) 에서 나온 누광은 적어진다. 여기에서 각도 (θ2) (도 2b 참조) 와 LED (18) 의 마운트 자세 (방출광의 출사방향) 는 이 점에 배려하여 결정되는 것이 바람직하다.

여기에서, 기본적으로 중요한 것은, LED (18A, 18B) 는 접근 배치되고, 근접한 광공급경로가 형성되어 있는 점이다. 즉, LED (18A) 와 LED (18B) 에 대하여, 발광점에서 입사면 (16D) 을 거쳐 광로 절곡면 (16C) 에 이르는 광의 도입경로에 큰 차이가 발생되지 않는다.

특히, LED (18A, 18B) 의 각각에서 입사면 (16D) 에 이르는 공급경로가, 출사면측에서 보았을 때 거의 중첩되도록 LED (18A, 18B) 의 위치와 자세를 결정하면, 출사면측에서 보았을 때 등가한 광공급이 이루어지게 된다.

이러한 연구가 가져다 주는 이점은, 전술한 도 7 의 예와 비교하면 이해된다. 즉, 도 7 의 예에서는 본 실시예와 대조적으로, 발광점의 위치 (2 개의 LED (8A, 8B) 위치) 가 이격되어 있기 때문에, 도광판 내로의 광입사 이후의 전파경로가 크게 상이하게 되는 것과 대조적이다.

광로 절곡면 (16C) 에서 방향 전환된 광은, LED (18A) (또는 18B) 의 지향특성에 따른 각도가 확대됨으로써, 광로 절곡면 (16C) 에서 멀어지도록 도광판 (16) 내를 내부 전파한다.

내부전파의 방향이 배면 (16A) 및 출사면 (16B) 에 평행하지 않는 성분의 대부분은, 반복하여 배면 (16A) 및 출사면 (16B) 에 내부 입사된다. 출사면 (16B) 이 거울면으로 가정된 경우에는, 내부입사시의 입사각이 임계각을 밑도는 성분의 일부가 출사면 (16B) 에서 출사된다. 본 실시예에서는, 출사면 (16B) 에 전술한 광산란 패턴 또는 전체 면의 조면화에 의하여 출사촉진 가공이 이루어지므로, 그에 따라서 출사가 촉진된다.

출사면 (16B) 에서 출사된 광은 액정표시패널 (2) 에 공급된다. 액정표시장치 (2) 는, 주지한 동작원리에 따라서 표시 스크린 상에 화상을 표시한다. 또한, 배면 (16A) 에서 누출된 광은 그 대부분이 반사 시트 (5) 에서 반사되는 도광판 (16) 내로 되돌아가고, 출사면 (16B) 으로부터의 출사 기회가 다시 주어진다.

여기에서, LED (18A, 18B) 는 근접하여 배치되는데, 양자의 발광점은 완전히 일치하지는 않는 것에 주의할 필요가 있다. 즉, 발광점의 작은 편차가 있다. 그러나, 이 편차의 영향은 광의 전파 과정에서 더욱 작아진다. 이것을 도 3a, 도 3b 를 참조하여 간단히 설명하기로 한다.

본 실시예와 같이, LED (18A, 18B) 의 각 발광점이, 광로 절곡면 (16C; 사면) 에 세운 법선의 입사면 (16D) 으로의 사영에 거의 따르도록 나란히 배열되어 있는 경우, 도 3b 에 나타낸 바와 같이 출사면 (16B) 과 수직이 되는 면내에서의 조명광의 전파에 대해서는, 배면 (16A), 출사면 (16B) 에 평행하는 광로에 상기 편차가 반영된다.

그러나, 출사면 (16B) 에서의 출사에 크게 기여하는 광로 (배면 (16A) 또는 출사면 (16B) 에서의 반복 반사를 일으키는 광로) 에 대해서는 다양한 것이 존재하고, 전체적으로 볼 때 그 영향은 미소하다.

또한 도 3a 에 나타낸 바와 같이, 출사면 (16B) 과 평행하는 면내에서의 조명광의 전파에 대해서 살펴보면, LED (18A) 에서 나온 광의 확산 (LA) 과, LED (18B) 에서 나온 광의 확산 (LB) 간의 편차는 처음부터 매우 작으나, 코너부에 형성된 광로 절곡면 (16C) 에서의 내부반사를 통하여 더욱 축소되게 된다.

이렇게, 출사면 (16B) 과 평행하는 면내에서의 광전파의 확산 (LA) 과 확산 (LB) 이 거의 편차 없이 중첩되는 것은, 출사면 (16B) 상에서의 휘도 분포 또는 색조 분포가 LED (18A, 18B) 의 전환 점등, 또는 혼합 동시 점등에 의하여 부자연스럽게 변화되지 않게 된다는 효과를 얻는 데에 매우 유리하다. 이것은, 전술한 도 7 과의 비교대조에서 명확하다.

기타 실시예, 변형예

전술한 여러 실시예는 본 발명의 스코프를 한정하는 것을 의미하지 않는다. 예를 들어, 아래와 같은 변형이 허용된다.

(a) 상기 실시예에서는, 광입력부를 일변의 양 가장자리의 코너부에 형성하고 있다. 그러나, 이것은 예시로서, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 도 4 에 나타낸 바와 같이, 하나의 변을 따라서 사면 (광로 절곡면) 을 형성하고, 그 1 지점 또는 복수 지점에 광입력부를 형성할 수도 있다. 이 경우, 각 광입력부에 대응하여 복수 종류의 점형상 발광체 (LED) 가 서로 근접하여 배치된다. 또한, 이 경우에도 도 4 에 나타낸 바와 같이, 복수 종류의 LED 는 각 발광점이 광로 절곡면에 세운 법선의 입사면 (배면이 LED 바로 위 부근에 제공됨) 으로의 사영에 거의 따르도록 나린히 배열하는 것이 바람직하고, 이로써 도 3a, 도 3b 를 참조하여 설명한 것과 동일한 작용 (광로의 편차의 축소) 을 얻을 수 있다.

(b) 광입력부의 광로절곡부가 가지는 사면은 평탄한 면이 아닐 수도 있다. 예를 들어 곡면에 의하여 사면을 구성할 수도 있다.

(c) 광입력 (도광판으로의 광공급) 은, 상기 실시예에서는 도광판의 배면측에서 이루어지고 있다. 그러나, 이것은 본 발명을 한정하지 않는다. 즉, 도 1 에 있어서, 도광판 (16) 을 상하 반대로 배치하고, 출사면 (16B) 측에 입사면을 설정하는 경우도 있을 수 있다. 이 경우, 복수 종류의 점형상 발광체도 출사면 (16B) 측에 형성되고, 여기에서 입사면을 향하여 광이 공급된다.

또한, 이렇게 출사면측에서 광을 공급하는 배치는, 반사형 액정표시패널을 전면측에서 조명하는 이른 바 프론트 라이트형의 표시장치를 구성하는 경우에 적당 하다.

또한, 프론트라이트형의 배치를 채용하는 경우에 있어서, 반사형 액정표시패널의 크기가 도광판과 거의 동일하거나 약간 큰 경우에는, 도광판의 코너의 절락에 대응시켜 반사형 액정표시패널의 코너에 노치부를 형성하고, 이 노치부에 LED 를 배치할 수도 있다. 이러한 구조는 표시장치를 박형화하는 데 유리하다.

(d) 상기 실시예에서는, 각 광입력부에 있어서의 입사면은 도광판의 배면의 일부에 의하여 제공되고 있다. 그러나, 이것은 본 발명을 한정하지는 않는다. 예를 들어, 배면에서 LED 를 향하여 돌출된 입사광 안내부를 형성하고, 그 선단면이 입사면을 제공하도록 할 수도 있다. 이러한 변형은, 프론트라이트형의 배치를 채용한 경우에도 적용할 수 있다.

또한, 전술한 반사형 액정표시패널의 코너에 노치부를 형성한 경우, 돌출된 입사광 안내부를 동일 노치 부분에 적정한 위치관계로 계합하도록 설계하고, 반사형 액정표시패널과 도광판의 위치정합수단을 사용할 수도 있다. 단, 그 경우, 반사형 액정표시패널과의 접촉에 의하여 입사광 안내부에 상처가 날 가능성이 있다. 입사광 안내부에 상처가 나면, 입사광의 전파에 지장을 초래할 우려가 있다. 이것을 방지하기 위하여, 입사광 안내부와 반사형 액정표시패널이 접촉하는 부분 (입사광 안내부 또는 반사형 액정표시패널의 적어도 일방) 에, 어떠한 손상 방지처리를 실시해 두는 것이 바람직하다.

(e) 출사촉진을 위한 가공 (광산란 패턴, 전면 조면화 등) 은, 실시예에서 서술한 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도광판의 배면만, 또는 배면과 출 사면의 쌍방에 출사촉진을 위한 가공 (광산란 패턴, 전면 조면화 등) 이 실시될 수도 있다.

또한, 광산란 패턴의 형성방법에 대해서도, 조면화 이외의 방법, 예를 들어 미소한 다수의 돔형상 돌기를 형성하도록 할 수도 있다.

(f) 광입력부에 배치되는 점형상 발광체의 종류는 3 종 이상일 수도 있다. 예를 들어, 적색, 녹색, 청색의 개별 디바이스 형태의 각 LED 를, 상기 실시예에서 설명한 방법으로 근접 배치할 수도 있다.

이 경우, 점등모드에 적색, 녹색, 청색의 3 색은 동시 점등으로 하면, 백색 조명이 가능해지고, 이에 대응하여 칼라 액정표시패널과의 조합을 채용할 수 있다.

그러한 경우에 본 발명을 적용하면, 출사면의 각부에서의 색 밸런스의 혼란을 방지할 수 있다. 또한, 각 색의 LED 의 점등과 액정셀의 개폐를 동기시켜 칼라표시를 행할 수도 있다. 나아가, 동종의 LED 를 추가 배치하여 광량의 조정범위를 넓힐 수도 있다.

(g) 상기 실시예에서는, 광입력부를 형성한 코너부를 제외하고 실질적으로 균일한 두께의 도광판이 채용되고 있다. 그러나, 이것은 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 쇄기형상의 단면을 가지는 도광판이 채용될 수도 있다.

(h) 상기 실시예는, 휴대전화에 장비되는 액정표시장치 및 여기에서 조명수단으로서 배치되는 면 광원장치에 대하여 설명하고 있다. 그러나 이것은 어디까지나 예시이다. 즉, 본 발명은 면 광원장치 또는 그것을 조명수단으로서 필요로 하는 다른 여러 기기에 널리 적용할 수 있다.

(i) 상기 실시예 등에서 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명의 취지는 이종의 점형상 발광체의 배치를 연구함으로써, 조명품질 또는 표시품질이 점등상태의 변경에 영향을 주지 않도록 하는데 있다.

따라서, 상기 (a) ~ (h) 의 변형 이외의 양태도 이 취지에 반하지 않는 한 허용된다.

예를 들어, 도광판에서의 조명광의 균일한 출사를 가능하게 하는 여러 수단을 채용할 수 있다. 예를 들어, 도광판의 주재료인 투명수지 중에 동 수지와 굴절율이 상이한 투명재료로 이루어지는 미립자를 분산시킨 것으로 도광판을 구성할 수도 있다. 또한, 도광판의 배면 또는 출사면에 거의 V 자형상의 홈을 다수 형성할 수도 있다. 또한, 이러한 출사촉진수단 자체는 주지한 사실이다.

또한, 본 발명에 있어서도, 종래부터 면 광원장치에 이용되는 프리즘 시트 또는 확산 시트라고 하는 각종 광학부재를 도광판에 적층시켜 사용하는 것도 허용된다.

출사면 (16B) 과 평행하는 면내에서의 광전파의 확산 (LA) 과 확산 (LB) 이 거의 편차 없이 중첩되는 것은, 출사면 (16B) 상에서의 휘도 분포 또는 색조 분포가 LED (18A, 18B) 의 전환 점등, 또는 혼합 동시 점등에 의하여 부자연스럽게 변화되지 않게 된다는 효과를 얻는 데에 매우 유리하다.

Claims (10)

1. 복수 종류의 점형상 발광체를 구비한 일차광원과, 상기 일차광원이 공급하는 광을 도광판 내에 도입하고, 상기 도광판의 출사면을 발광시키는 면광원장치에 있어서,

   상기 도광판은, 상기 출사면과 대향하는 배면과, 상기 일차광원이 공급되는 광을 받아들이는 적어도 1 개의 광입력부를 가지고,

   상기 광입력부는, 상기 출사면 및 상기 배면에 대하여 경사진 사면을 포함하는 광로 절곡부와, 상기 일차광원이 공급하는 광을 입사시키는 입사면을 가지고,

   상기 입사면을 통하여 상기 도광판 내에 도입된 광은, 상기 사면에 있어서의 내부 반사를 거쳐 상기 도광판 내에 퍼지도록 되어 있고,

   상기 복수 종류의 상기 점형상 발광체는, 1 개의 광입력부에 대하여 적어도 2 종류의 개별 디바이스 형태의 점형상 발광체에 대응하고, 또한 상기 적어도 2 종류의 점형상 발광체는 서로 근접한 위치에서, 서로 근접한 광 공급 경로를 통해 상기 입사면을 향하여 각각 광을 공급하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 입사면은, 상기 도광판의 가장자리 경계를 따라서 형성되는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 적어도 1 개의 광입력부가, 상기 도광판의 적어도 1 개의 코너부에 형성되는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

   각 광입력부에 대하여, 상기 적어도 2 종류의 점형상 발광체의 각각의 광공급의 경로의 상기 입사면으로의 사영은, 서로 일치하는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   각 광입력부에 대하여, 상기 적어도 2 종류의 점형상 발광체는 상기 사면에 세운 법선의 상기 입사면으로의 사영에 대응하는 방향을 따라서 배열되는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
6. 면광원장치를 사용하여 액정표시패널을 조명하는 표시장치로서,

   상기 면 광원장치는, 복수 종류의 점형상 발광체를 구비한 일차광원과 상기 일차광원이 공급하는 광을 도광판 내에 도입하고, 상기 도광판의 출사면을 발광시키도록 구성되고,

   상기 도광판은, 상기 출사면과 대향하는 배면과, 상기 일차광원이 공급되는 광을 받아들이는 적어도 1 개의 광입력부를 가지고,

   상기 광입력부는, 상기 출사면 및 상기 배면에 대하여 경사진 사면을 포함하는 광로 절곡부와, 상기 일차광원이 공급하는 광을 입사시키는 입사면을 가지고,

   상기 입사면을 통하여 상기 도광판 내에 도입된 광은, 상기 사면에 있어서의 내부 반사를 거쳐 상기 도광판 내에 퍼지도록 되어 있고,

   상기 복수 종류의 상기 점형상 발광체는, 1 개의 광입력부에 대하여 적어도 2 종류의 개별 디바이스 형태의 점형상 발광체에 대응하고, 또한 이들 적어도 2 종류의 점형상 발광체는 서로 근접한 위치에서, 서로 근접한 광 공급 경로를 통해 상기 입사면을 향하여 각각 광을 공급하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 입사면은, 상기 도광판의 가장자리 경계를 따라서 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 적어도 1 개의 광입력부가, 상기 도광판의 적어도 1 개의 코너부에 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
9. 제 6 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서,

   각 광입력부에 대하여, 상기 적어도 2 종류의 점형상 발광체의 각각의 광공급의 경로의 상기 입사면으로의 사영은 서로 일치하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    각 광입력부에 대하여, 상기 적어도 2 종류의 점형상 발광체는 상기 사면에 세운 법선의 상기 입사면으로의 사영에 대응하는 방향을 따라서 배열되는 것을 특징으로 하는 표시장치.

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