KR100726310B1

KR100726310B1 - 도광체, 조명 장치, 액정 표시 장치 및 전자 기기

Info

Publication number: KR100726310B1
Application number: KR1020040074328A
Authority: KR
Inventors: 도리하라히로시
Original assignee: 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 2003-09-19
Filing date: 2004-09-17
Publication date: 2007-06-08
Also published as: US20050063172A1; CN1329770C; JP2005093362A; US7267471B2; KR20050028812A; JP4040559B2; CN1607434A; TWI254824B; TW200521572A

Abstract

본 도광체에서는, 형광관의 근접 부분(입사광이 강한 부분)의 단부에 평탄 부분이 배치되고, 그 내측에 정현파 형상의 경계선을 갖는 체크 무늬 패턴이 형성되어 있다. 이에 의해, 형광관이 연장되는 방향에 따라 체크 무늬 소역과 평탄 소역을 번갈아 배치시킨다. 즉, 도광체에서는 산란 강도를 형광관에 가까운 단부로부터 먼 내측을 향해 점점 강하게 설정한다. 또한, 이면으로의 입사광량은 단부로부터 내측을 향해 적어진다. 따라서, 도광체는 이면의 각 부위에 있어서의 광산란량을 균일화할 수 있으므로, 표면으로부터의 조사광의 휘도를 전체면에 걸쳐 균일화하는 것이 가능하게 되어 있다.

액정 패널, 도광체, 형광관, 프리즘 시트, 확산 시트

Description

도광체, 조명 장치, 액정 표시 장치 및 전자 기기 {LIGHT GUIDE BODY, LIGHTING DEVICE, LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE, AND ELECTRONIC DEVICE}

도1은 본 발명의 일실시 형태에 관한 액정 표시 장치에 구비된 도광체의 구성을 도시한 설명도.

도2는 도1에 도시한 도광체를 갖는 액정 표시 장치의 구성을 도시한 설명도.

도3은 도2에 도시한 액정 표시 장치에 있어서의 도광체의 절결부 근방을 확대하여 도시한 설명도.

도4는 도2에 도시한 액정 표시 장치와 백색 폴리카를 이용한 종래의 액정 표시 장치에 있어서의 형광관 근접 부분(엣지부)에서의 색도 경시 변화를 측정한 결과를 나타낸 그래프.

도5는 도1에 도시한 도광체에 있어서의 형광관으로부터 진입한 빛의 진로를 도시한 설명도.

도6은 도2에 도시한 액정 표시 장치와 종래의 액정 표시 장치에 있어서의 휘도 분포를 측정한 결과를 나타낸 그래프.

도7은 도2에 도시한 액정 표시 장치에 있어서 도광체의 두께와 체크 무늬 경계선의 피치를 다양하게 바꾸어 휘도 불균일의 유무를 측정한 결과를 나타낸 그래프.

도8a 내지 도8d는 도1에 도시한 도광체에 있어서의 체크 무늬 경계선의 다른 형태를 도시한 설명도.

도9는 종래의 액정 표시 장치의 구성을 도시한 설명도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 도광체

2 : 절결부

3 : 양면 테이프

4 : 반사 시트

5 : 형광판

6 : 후방 금속 부재 하우징

7 : 확산 시트

8 : 프리즘 시트

9 : 반사 필름

10 : 라이팅부

11, 14 : 편광판

12, 13 : 유리

15 : 액정 패널

17 : 플라스틱 하우징

18 : 금속 베젤

23, 24 : 하네스선

27 : 게이트구형 흔적

28 : 평탄 부분

29a 내지 29h : 체크 무늬 패턴

k : 저장부

본 발명은 선형 광원의 빛을 측면으로부터 입사시키고, 표면으로부터 출사시키는 도광체에 관한 것이다.

액정 패널에 의해 화상을 표시하는 액정 디스플레이(LCD : 액정 표시 장치)는, 크게 나누어 2개의 기본 기능으로 성립되어 있다. 그 중 하나는 액정 패널을 배면으로부터 조명하는 기능(라이팅 기능)이고, 다른 하나는 액정 패널에서의 표시광을 제어하는 기능(표시 제어 기능)이다.

최근, 특히「라이팅 기능을 개량하여 조명광을 광범위하게 조사함으로써, 액정 패널의 프레임(화상 표시 영역을 둘러싸는 프레임의 부분)이 좁은 것을 원한다」라는 사용자 필요성이 높아지고 있다. 따라서, 표시 품위를 유지하면서 이 필요성에 따를 필요가 있다.

후술하는 문헌 1에는, 상기한 바와 같은 액정 패널의 협프레임화의 돌파구를 여는 실용적인 기술이 개시되어 있다. 도9는 이 문헌에 기재된 액정 디스플레이를 도시한 설명도(원리 단면도)이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 액정 디스플레이 에서는 액정 패널(101)과 라이팅을 위한 형광관(L) 및 도광체(106)를 포함하는 라이팅부(102)를 구비하고 있다.

그리고, 이 액정 디스플레이에서는 협프레임화를 위해 라이팅부(102)의 도광체(투명 수지)(106)의 단부에 절결부를 마련하고, 그곳에 형광관(L)을 배치하고 있다. 즉, 이 액정 디스플레이에서는 유효 표시 영역 내[파선(V)의 내측]에 형광관(L)의 일부를 배치한 구성으로 되어 있다.

또한, 이 기술에서는 라이팅의 휘도 균일화를 도모하기 위해 도광체(106)와 함께 형광관(L)의 상부에 배치한 산란체(105)를 이용하도록 되어 있다. 이 산란체(105)는, 광산란재를 함유한 수지로 이루어지는 것이다. 그리고, 이 산란체(105)에서는 그 상부를 덮는 확산 시트의 불투명도에 따라서 산란재 첨가 농도가 최적화되어 있다. 이에 의해, 액정 패널(101)에 있어서의 전체 표시 영역의 휘도 균일성을 확보할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기한 바와 같은 구성에서는 형광관에 인접하여 설치되는 도광체(통상은 평판 형상)에 의해, 형광관의 빛을 표시 영역의 전체면으로 유도하도록 되어 있다.

또한, 이러한 도광체에서는 내부로 진입한 형광관의 빛을 표면(표면 ; 액정 패널측의 면) 및 이면에 있어서 전반사시켜 버리면, 휘도의 균일화를 도모할 수 없게 된다. 이는, 반사 부분의 표시광이 감소되어 버리기 때문이다. 따라서, 도광체의 표면 및 이면에 빛을 산란시키기 위한 체크 무늬(주름)를 형성하도록 되어 있다.

이러한 체크 무늬는, 문헌 1이나 후술하는 문헌 2에 기재되어 있다. 문헌 2에는, 도광체의 이면에 도트형의 체크 무늬 영역(체크 무늬 도트)을 복수 형성하는 기술이 기재되어 있다. 이 기술에서는, 형광관에 가까운 부분(형광관 근접 부분)에서의 체크 무늬 도트를 작게 하는 한편, 먼 부분에서의 체크 무늬 도트를 크게 하고 있다. 이에 의해, 형광관에 근접하는 부분(광량이 많은 부분)에서의 광산란량을 광량이 적은 먼 부분보다도 감소시켜, 표시 영역의 휘도를 균일화하도록 되어 있다.

[문헌 1]

일본 공개 특허 공보 ; 일본 특허 공개 제2000-235805호 공보(발행일 ; 2000년 8월 29일) 대응하는 미국 특허 공보 ; US 6,412,969B1

[문헌 2]

일본 공개 특허 공보 ; 일본 특허 공개 평6-313883호 공보(발행일 ; 1994년 11월 8일) 대응하는 미국 특허 공보 ; US 5,394,308

그러나, 문헌 2와 같이 체크 무늬 도트의 사이즈를 바꿈으로써 휘도의 균일화를 도모하는 경우, 도광체의 이면에는 체크 무늬가 없는 영역(도트 사이의 영역)이 많이 형성된다. 따라서, 광산란의 절대량을 크게 할 수 없으므로, 전체적인 휘도를 높일 수 없다고 하는 문제가 있다.

또한, 농도(산란의 정도)가 다른 복수 종류의 체크 무늬 영역을 도광체 이면의 전체 영역에 형성하는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 매우 얇은 체크 무늬를 작성하는 것은 기술적으로 곤란하다. 따라서 이 경우에는, 형광관 근접 부분에서의 광산란량을 충분히 떨어뜨릴 수 없다. 이로 인해, 이 부분의 휘도를 과도하게 상승시켜 버려 휘도의 균일화를 도모할 수 없게 된다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 종래의 문제점에 비추어 이루어진 것이다. 그리고 그 목적은, 형광관 근접 부분의 휘도를 적절하게 조정하여, 표시 영역에서의 휘도의 균일화를 실현하는 것이 가능한 도광체를 제공하는 데 있다.

이 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 도광체는 선형 광원의 빛을 측면으로부터 입사시키고, 이 빛을 이면에 형성된 체크 무늬 영역에서 산란시킴으로써 표면으로부터 출사시키는 도광체에 있어서, 이면의 단부에 선형 광원에 따라 체크 무늬가 없는 평탄 영역이 형성되어 있는 한편, 평탄 영역의 내측에 체크 무늬 영역이 형성되어 있고 선형 광원에 따라 연장되는 평탄 영역과 체크 무늬 영역의 경계선이 파형으로 되어 있는 구성이다.

제1 도광체는, 선형 광원의 빛을 면형 빛(소정의 넓이를 갖는 부분으로부터 조사되는 빛)으로 변환하여 외부로 조사하는 것이다. 그리고, 이 제1 도광체는 액정 표시 장치(LCD), 실내 조명이나 간판, 뢴트겐 사진 장치 등, 면형 빛을 조사하는 조명 장치를 이용하는 전자 기기에 있어서 적합하게 이용되는 것이다.

상기한 바와 같이, 제1 도광체는 그 이면에 빛을 산란시키기 위한 체크 무늬 영역을 갖고 있다. 그리고, 측면으로부터 입사한 선형 광원으로부터의 빛을 이면의 체크 무늬 영역에서 산란시킴으로써 이면에 대향한 표면으로부터 출사시키는 것 이다.

또한, 특히 제1 도광체에서는 이면의 단부에 선형 광원에 따라 체크 무늬가 없는 평탄 영역이 형성되어 있다.

즉, 제1 도광체에서는 선형 광원에 가까운 부분으로부터 먼 부분을 향해 이면에 입사하는 광량은 감소해 간다. 따라서, 선형 광원에 가까운 단부의 이면은 매우 강한 입사광(반사광)을 받는다.

이로 인해, 제1 도광체에서는 이 단부에 평탄 영역을 마련하고, 이에 의해 광산란량을 억제하여 단부에서의 휘도를 작게 하고 있다.

또한, 제1 도광체의 이면에서는 평탄 영역의 내측(도광체에 있어서의 평탄 영역보다도 내측 ; 선형 광원으로부터 멀어지는 측)에 체크 무늬 영역이 형성되어 있다.

즉 제1 도광체에서는, 선형 광원으로부터 떨어진 부위에서는 체크 무늬에 의해 입사광을 충분히 산란시킬 수 있다. 이로 인해, 표면으로부터의 출사광량을 많게 할 수 있어 전체적인 휘도를 높이는 것이 가능하게 되어 있다.

또한, 제1 도광체에서는 평탄 영역이 선형 광원에 따라 형성되어 있다. 이로 인해, 평탄 영역과 체크 무늬 영역의 경계선(체크 무늬 경계선)도 선형 광원에 따라 연장되어 있다.

그리고, 특히 제1 도광체에서는 선형 광원에 따라 연장되는 상기한 체크 무늬 경계선이 파형으로 되어 있다. 여기서, 파형이라 함은 정현 파형이나 삼각 파형, 직사각형 파형 등의 요철이나 기복 등을 연결하여 이루어지는 선 형상이다.

이에 의해, 제1 도광체에서는 선형 광원이 연장되는 방향에 따라 체크 무늬 경계선 상에 작은 체크 무늬 영역(체크 무늬 소역)과 작은 평탄 영역(평탄 소역)을 번갈아 배치하는 것이 가능하게 되어 있다.

이로 인해, 제1 도광체의 체크 무늬 영역 상의 표면으로부터는 체크 무늬 소역에 따른 고휘도광(밝은 선)과, 평탄 소역에 따른 저휘도광(어두운 선)이 선형 광원이 연장되는 방향에 따라 번갈아 조사되게 된다.

따라서, 제1 도광체의 표면 상에 빛을 셔플하는 기능을 갖는 광학 필름(광확산 시트 등)을 적재하면, 체크 무늬 경계선 상으로부터 저휘도선보다는 밝고 고휘도선보다는 어두운 중간 휘도의 빛을 조사할 수 있다.

이와 같이, 제1 도광체의 이면에서는 체크 무늬 경계선 상에서의 실질적인 산란 강도를 평탄 영역보다는 강하고 체크 무늬 영역보다는 약하게 설정하는 것이 가능하게 되어 있다. 즉, 제1 도광체에서는 이면의 산란 강도를 선형 광원에 가까운 단부로부터 먼 내측을 향해 점점 강하게 설정하도록 되어 있다.

또한, 상기한 바와 같이 제1 도광체의 이면으로의 입사광량은 단부로부터 내측을 향해 적어져 간다.

따라서, 제1 도광체에서는 이면의 각 부위에 있어서의 광산란량을 균일화할 수 있다. 이로 인해, 제1 도광체에서는 표면으로부터의 조사광의 휘도를 전체면에 걸쳐 균일화하는 것이 가능하게 되어 있다.

또한, 평탄 영역 내측의 체크 무늬 영역은 평탄 영역과의 경계선이 파형이 되도록 형성되어 있으면 좋다. 따라서 휘도를 높이기 위해서는, 체크 무늬 영역은 평탄 영역의 내측 전체면에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 휘도의 감소를 거의 발생시키지 않을 정도라면, 평탄 영역의 내측에 형성되어 있는 체크 무늬 영역의 일부에 다른 평탄 영역이 존재하고 있어도 좋다(즉, 체크 무늬 영역이 평탄 영역 내측의 거의 전체면에 형성되어 있어도 좋음).

또한, 제1 도광체에서는 광원에 가까운 단부로의 입사광(반사광)이 그 만큼 강하지 않을 경우, 상기한 평탄 영역을 매우 작게(좁게) 하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 선형 광원에 근접하는 단부에서의 산란 강도는, 실질적으로 체크 무늬 경계선의 산란 강도가 된다.

본 발명의 또 다른 목적, 특징 및 우수한 점은 이하에 나타내는 기재에 의해 충분히 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 이점은 첨부 도면을 참조한 다음의 설명으로 명백해질 것이다.

본 발명의 일실시 형태에 대해 설명한다.

본 실시 형태에 관한 액정 디스플레이(본 LCD)는, 카 내비게이션용 차량 탑재 LCD에 이용되는 액정 표시 장치이다.

도2는 본 LCD의 구성을 도시한 설명도이다.

이 도면에 도시한 바와 같이, 본 LCD는 라이팅부(10) 및 액정 패널(15)을 금속 베젤(18), 플라스틱 하우징(17) 및 후방 금속 부재 하우징(6)에 의해 지지하는 구성이다.

그리고, 파선(R)의 내측(도2의 우측) 영역이 화상을 표시하기 위한 유효 표시 영역으로 되어 있다.

금속 베젤(18)은 본 LCD의 외형을 이루는 하우징으로, 본 LCD를 보호하는 동시에 내부 구성을 지지하는 것이다.

또한, 라이팅부(10)와 액정 패널(15)은 양면 테이프(16)에 의해 서로 결합되어 있다.

액정 패널(15)은 하부 편광판(11), 하부 유리(12), 액정층 LC, 상부 유리(13), 상부 편광판(14)을 차례로 적층하여 이루어지는 구성으로, 금속 베젤(18) 및 플라스틱 하우징(17)에 의해 지지되어 있다.

그리고, 이 액정 패널(15)은 유리(12, 13)에 형성된 도시하지 않은 표시 회로(게이트선, 소스선, TFT 등으로 이루어지는 회로)를 제어함으로써, 액정층 LC의 배향 상태를 바꾸어 원하는 표시를 행하는 것이다.

라이팅부(10)는 액정 패널(15)의 유효 표시 영역에 대해 균일한 빛을 조사하기 위한 것이다.

그리고, 도2에 도시한 바와 같이 라이팅부(10)는 형광관(5), 도광체(1), 반사 시트(4), 확산 시트(7), 프리즘 시트(8), 선택 편광 반사 필름(9)을 구비한 구성이다.

또한 도2에 도시한 바와 같이, 라이팅부(10)는 중앙부에서는 반사 시트(4), 도광체(1), 확산 시트(7), 프리즘 시트(8), 선택 편광 반사 필름(9)을 차례로 적층한 구조이다.

형광관(5)은, 후술하는 바와 같이 직사각형의 도광체(1)에 있어서의 1개의 긴 변 및 2개의 짧은 변에 따라 설치된 U자 형상의 예음극관으로, 액정 패널(15)에 조사하기 위한 빛을 생성하는 선형 광원이다.

도광체(1)는, 투명 아크릴(투명 수지)을 사출 성형함으로써 제작되는 직사각형의 평판이다. 그리고, 형광관(5)으로부터의 빛을 그 이면[액정 패널(15)로부터 먼 쪽의 면](1b)에 형성된 체크 무늬 패턴에 의해 산란시켜, 본 LCD의 전체 유효 표시 영역에 균일하게 빛을 조사하는 것이다.

즉, 도광체(1)는 형광관(5)과 같은 선형 광원의 빛을 면형 빛(소정의 넓이를 갖는 부분으로부터 조사되는 빛)으로 변환하여 외부로 조사하는 것이다.

또한, 도광체(1)의 체크 무늬 패턴에 대해서는 이후에 상세하게 설명한다.

또한, 도2에 도시한 바와 같이 도광체(1)에 있어서의 형광관(5)이 설치된 단부에서는, 도광체(1)가 상부에 절결부(2)를 남긴 상태에서 하부측을 크게 도려낸 형상으로 되어 있다. 그리고, 도광체(1)가 도려내어진 부분[절결부(2) 내]인 저장부(K)에 형광관(5)이 배치되어 있다.

또한, 절결부(2)의 상면(2a) 상에 양면 테이프(3)를 거쳐서 반사 시트(4)가 부착되어 있다.

또한, 이 도광체(1)의 표면[조명 측면 ; 액정 패널(15)측의 면](1a) 상에 적재되는 확산 시트(7), 프리즘 시트(8) 및 선택 편광 반사 필름(9)으로 이루어지는 광학 필름은, 도광체(1)로부터 조사된 빛의 확산 상태나 편광 상태를 조정하는 것이다.

또한, 이들 광학 필름은 도광체(1)에 있어서의 절결부(2)의 상면(2a)에서는 반사 시트(4) 상에 배치된다.

이 반사 시트(4)는, 주로 형광관(5)으로부터의 직접광이 절결부(2)를 제외하고 액정 패널(15)측으로 투과해 버리는 것을 방지하기 위한 것이다.

또한, 상기한 라이팅부(10)의 각 부재는 플라스틱 하우징(17) 및 후방 금속 부재 하우징(후방 금속 부재 케이스)(6)에 의해 위치 고정된다.

여기서, 본 발명의 특징적인 구성인 도광체(1)의 이면(1b)에 형성되어 있는 체크 무늬 패턴에 대해 설명한다.

이 체크 무늬 패턴은 형광관(5)으로부터 조사된 빛을 산란시키기 위한 것으로, 도광체(1)를 사출 성형할 때에 형성된다.

도1은 이 체크 무늬 패턴이 형성되어 있는 도광체(1)의 이면(1b)을 상세하게 도시한 설명도로, 본 LCD를 이면측으로부터 본 도면이다.

이 도면에 도시한 바와 같이, 이면(1b)의 주위에는 도2에 도시한 형광관(5)이 배치되어 있다. 형광관(5)은 도광체(1)의 3변[1개의 긴 변(EL1) 및 2개의 짧은 변(ES)]을 둘러싸는 U자관이다. 그리고, 도광체(1)에 대해 2개의 램프용 링(26)에 의해 고정되어 있다.

또한, 형광관(5)에는 고무 홀더(22)를 거쳐서 핫측 하네스선(23) 및 저압측 하네스선(24)이 접속되어 있고, 또한 이들 하네스선(23, 24)에 외부의 전력을 취입하기 위한 커넥터(25)가 부착되어 있다.

또한, 도광체(1)에 있어서의 고무 홀더(22)에 근접한 긴 변(EL2)[형광관(5)이 형성되어 있지 않은 긴 변]의 중앙부에는, 도광체(1)를 제조할 때의 게이트구형 흔적(27)이 잔존하고 있다.

또한, 도광체(1)의 이면(1b)에는 체크 무늬 패턴(29a 내지 29h)이 형성되어 있다. 여기서, 체크 무늬 패턴(29a 내지 29h)은 서로 산란 강도(광산란 능력)가 다른 복수 종류의 패턴이다. 이들은 본 LCD의 휘도를 균일화시키기 위해, 바람직한 형상을 갖고 바람직한 위치에 배치되어 있다.

예를 들어, 형광관(5)에 따른 이면(1b)의 3변에 근접하여 형성되어 있는 체크 무늬 패턴(29a)의 체크 무늬는, 체크 무늬 패턴(29a 내지 29h) 중에서 산란 능력이 가장 낮게 되어 있다. 이는, 체크 무늬 패턴(29a)의 형성 영역에서 형광관(5)의 빛을 산란시키는(이 영역을 조사하기 위해 사용함) 것을 극단적으로 억제하여, 도광체(1)의 내부에 빛을 도광하기 위함이다.

또한, 다른 체크 무늬 패턴(29b 내지 29h)에 있어서의 체크 무늬의 산란 능력은, 각 패턴의 형성 위치가 형광관(5)으로부터 멀어짐에 따라서 점차 강해지도록 설정되어 있다.

또한, 체크 무늬 패턴(29a)은 도광체(1)에 있어서의 1개의 긴 변(EL1) 및 2개의 짧은 변(ES)에 따라, 즉 형광관(5)에 따라 형성되어 있다.

그리고, 특히 도광체(1)에서는 체크 무늬 패턴(29a)에 있어서의 외측[이면(1b)의 변측]의 경계선[형광관(5)이 연장되는 방향에 따른 경계선]이 정현파(사인 곡선) 형상을 갖고 있다.

따라서, 그 외측[즉, 이면(1b)의 최단부]에는 동일하게 정현파 형상의 경계선을 갖는, 체크 무늬가 없는 평탄 부분(28)이 형성되어 있다.

또한, 이 체크 무늬 패턴(29a)과 평탄 부분(28)의 경계선의 정현파 형상은, 도광체(1)의 긴 변(EL1)에 따른 경계선과 짧은 변(ES)에 따른 경계선에서 서로 다르다.

즉, 긴 변(EL1)에 따른 경계선에서는 정현파 형상은 진폭(파형 진폭) 2 ㎜, 피치(주기) 2 ㎜로 되어 있다. 또한, 도광체(1)의 엣지로부터의 평균 진폭(평균 라인)은 1.5 ㎜이다.

한편, 짧은 변(ES)에 따른 경계선에서는 정현파 형상은 진폭 1.5 ㎜, 피치 1.5 ㎜로 되어 있다. 또한, 도광체(1)의 엣지로부터의 평균 진폭(평균 라인)은 0.8 ㎜이다.

또한, 짧은 변(ES)에 있어서의 고무 홀더(22)에 따른 부분[긴 변(EL2)에 가까운 단부]에는 형광관(5)은 배치되어 있지 않다. 따라서, 이 부분에서는 체크 무늬 패턴(29a) 및 평탄 부분(28)은 형성되어 있지 않고, 소정의 산란 강도를 갖는 체크 무늬 패턴(29h)이 도광체(1)의 엣지까지 형성되어 있다.

여기서, 평탄 부분(28) 및 체크 무늬 패턴(29a)을 갖는 도광체(1)를 형성하기 위한 금형(본 금형)의 제조에 대해 설명한다.

우선, 도광체(1)를 사출 성형하기 위한 기본 금형의 내부(아크릴을 유입시키는 부분)에 평탄 부분(28)의 형상을 갖는(체크 무늬 경계선을 가짐) 양생 필름을 평탄 부분(28)의 형성 부위에 첨부한다. 이 필름에는, 두께 188 ㎛의 한 쪽면 점착 처리된 PET(polyethylene terephthalate)를 사용할 수 있다.

다음에, 기본 금형의 내부에 체크 무늬 패턴(29a 내지 29h)에 대응하는 여러 종류의 샌드 블라스트를 분무한다(샌드 블라스트 처리).

다음에, 상기한 양생 필름을 박리하여 금형을 세정한다. 여기서, 평탄 부분(28)의 형성 부위는 양생 필름에 의해 양생되어 있으므로, 샌드 블라스트가 없는 평탄한 상태로 되어 있다. 이에 의해, 평탄 부분(28) 및 체크 무늬 패턴(29a 내지 29h)을 갖는 도광체(1)를 형성 가능한 본 금형을 얻을 수 있다.

또한, 상기한 양생 필름에 있어서의 정현파 형상은 공업 디자인용 커팅 머신을 사용하여, 컴퓨터 제어에 의해 제작할 수 있다.

다음에, 평탄 부분(28)과 체크 무늬 패턴(29a)의 정현파 형상의 경계선에 있어서의 작용 및 효과에 대해 설명한다.

즉, 도광체(1)에 있어서의 형광관(5)에 근접하는 부분(형광관 근접 부분)에서는 형광관(5)으로부터 매우 강한 빛을 받는다.

따라서, 이 부분에서 빛을 강하게 산란시키면 이 부분에 따른 표시광[이 부분의 위에 위치하는 액정 패널(15) 부분으로부터 발생되는 표시광]의 휘도가 현저히 강해져 버린다. 또한, 도광체(1)에 있어서의 다른 부분에서는 충분한 빛을 얻을 수 없으므로 휘도가 부족해진다. 즉, 균일한 휘도를 얻을 수 없게 된다.

한편, 도광체(1)의 형광관 근접 부분에 체크 무늬를 전혀 형성하지 않으면, 이 부분에 입사된 빛은 산란되지 않고 거의 전반사하여 도광체(1)의 내부를 향한다. 따라서, 형광관 근접 부분에서의 휘도가 부족해진다.

그래서, 본 LCD에서는 도1에 도시한 바와 같이 형광관 근접 부분에 정현파 형상의 경계선을 갖는 체크 무늬 패턴(29a)을 형성함으로써, 형광관(5)이 연장되는 방향에 따라 체크 무늬 소역(N)과 평탄 소역(H)을 번갈아 배치하도록 되어 있다.

이에 의해, 도광체(1)의 형광관 근접 부분에서는 고휘도광(밝은 선)과 저휘도광(어두운 선)이, 형광관(5)이 연장되는 방향에 따라 번갈아 조사되게 된다.

그리고, 이들 2 종류의 빛은 도광체(1)의 상부에 위치하는 확산 시트(7), 프리즘 시트(8) 및 선택 편광 반사 필름(9)으로 이루어지는 광학 필름에 의해 서로 셔플되어 액정 패널(15)에 조사된다.

이에 의해, 형광관 근접 부분으로부터 액정 패널(15)에 조사되는 빛의 휘도를 적절한 값(다른 부분과 동일한 값)으로 설정하는 것이 가능해진다.

즉, 도광체(1)의 이면(1b)에서는 체크 무늬 경계선 상에서의 실질적인 산란 강도를, 평탄 부분(28)보다는 강하고 체크 무늬 패턴(29a)보다는 약하게 설정하도록 되어 있다. 즉, 도광체(1)에서는 이면(1b)의 산란 강도를 형광관(5)에 가까운 단부로부터 먼 내측을 향해 점점 강하게 설정하는 것이 가능해진다. 또한, 이면(1b)으로의 입사광량은 단부로부터 내측을 향해 적어진다.

따라서, 도광체(1)는 이면(1b)의 각 부위에 있어서의 광산란량을 균일화할 수 있다. 이로 인해, 도광체(1)에서는 표면으로부터의 조사광의 휘도를 전체면에 걸쳐 균일화하는 것이 가능하게 되어 있다.

또한 도광체(1)를 얻기 위한 본 금형은, 상기한 바와 같이 기본 금형(샌드 블라스트를 분무하기 전의 금형)에 양생 시트를 붙임으로써 형성되어 있다.

이에 의해, 기본 금형에 있어서의 평탄 소역(H)에 따른 부위를 피하면서 샌드 블라스트를 분무하여 본 금형을 얻는 방법에 비해, 도광체(1)의 형광관 근접 부분에 대해 체크 무늬 소역(N)과 평탄 소역(H)을 번갈아 배치하는 체크 무늬 경계선 을 쉽게 형성할 수 있다.

또한 도1에 도시한 바와 같이, 본 LCD에서는 도광체(1)의 게이트구형 흔적(27)의 근방 부분에도 평탄 부분(28)이 형성되어 있다. 그리고, 체크 무늬 패턴(29g)과 평탄 부분(28)의 경계선도 정현파 형상으로 되어 있는데, 그 이유에 대해 설명한다.

도광체(1)는 상기한 바와 같은 본 금형을 이용하여 아크릴을 사출 성형함으로써 형성할 수 있다. 여기서, 본 금형을 포함하여 통상의 금형에는 아크릴을 유입시키는 게이트구가 형성되어 있고, 사출 성형된 직후의 도광체(1)에는 이 게이트구에 따른 돌기물이 형성되어 있다.

또한, 이 돌기물은 도광체(1)를 본 금형으로부터 제거한 후 본 LCD의 라이팅부(10)에 응용하기 전에 제거된다. 이 때, 도광체(1)에 돌기물의 제거시에 생기는 작은 흡집(왜곡)이 게이트구형 흔적(27)이 되어 남는다. 그리고, 이 게이트구형 흔적(27)은 빛의 산란을 증가시키도록 작용한다.

그래서 본 LCD에서는, 도광체(1)의 이면(1b)에 있어서의 게이트구형 흔적(27)의 근방에 평탄 부분(28)을 형성하여 지나친 산란을 회피하도록 되어 있다.

이러한 게이트구형 흔적(27) 근방의 평탄 부분(28)에 관해서도, 상기한 양생 필름을 이용하는 방법으로 금형에 패턴화할 수 있다. 따라서, 사출 성형 후에 게이트구형 흔적(27)의 가공을 새롭게 행하는 일 없이 게이트구형 흔적(27)의 영향(균일화로의 영향)을 억제할 수 있다.

다음에, 도2에 도시한 도광체(1)에 있어서의 절결부(2)의 근방의 구성에 대 해 상세하게 설명한다.

도3은 본 LCD의 형광관(5)이 설치되어 있는 3개의 변에 형성된 도광체(1)의 절결부(2) 근방을 확대하여 도시한 설명도이다.

이 도면에 도시한 바와 같이, 절결부(2) 하면(2b)의 하측에는 형광관(5)을 저장하는 저장부(K)가 설치되어 있다.

또한, 절결부(2)의 상면(2a) 상에는 양면 테이프(3) 및 절결부(2)에 입사한 빛이 액정 패널(15)측으로 투과하는 것을 방지하는 반사 시트(4)를 얹기 위한 굴삭부(D)가 형성되어 있다.

또한, 이 굴삭부(D)로 인해 절결부(2)의 상면(2a)은 도광체(1)에 있어서의 다른 부분의 표면[액정 패널(15)측의 면](1a)보다도 낮게 되어 있다. 또한, 상면(2a)과 표면(1a)의 차[굴삭부(D)의 깊이]는 굴삭부(D)에 양면 테이프(3) 및 반사 시트(4)를 얹었을 때에, 반사 시트(4)의 표면이 표면(1a)과 동일해지는 값으로 되어 있다.

또한, 절결부(2)에서는 하면(2b)의 내측 단부(Q1)[하면(2b)와 벽면(1c)의 접점]가 굴삭부(D)의 내측 단부(Q2)보다도 간격(L)만큼 외측[도광체(1)의 엣지측]에 위치하고 있다.

그리고, 저장부(K)의 내측[형광관(5)이 없는 측] 벽면(1c)이 단부(Q1)를 통해 도광체(1)를 관통하는 수선(P)과 각도(β)(＞ 0)를 이루도록 경사져 있다. 즉, 이 벽면(1c)과 절결부(2)의 하면(2b)이 단부(Q1)에 있어서, 90 °＋ β의 각도[저장부(K)측으로부터 측정한 각도]로 접하고 있다.

여기서, 상기한 간격(L)의 바람직한 값에 대해 설명한다.

도3에 도시한 바와 같이, 단부(Q1)에 대한 형광관(5)으로부터의 빛의 입사광 각도(한계 입사각 ; 실질 한계 입사각)(θ)는, 실제로 대개 45 °내지 60 °정도이다. 그리고, 단부(Q1)에 입사한 빛은 절결부(2) 내를 굴절각(α)으로 진행해 간다.

또한, 본 LCD에 있어서의 휘도의 균일성을 얻기 위해서는, 단부(Q1)에 입사한 빛은 절결부(2)의 상면(2a)에 도달하였을 때 간격(L)의 범위 내에 조사되어, 반사 시트(4)에 반사 내지 산란되는 것이 바람직하다.

이는 형광관 근접 부분에서 형광관(5)의 빛이 도광체(1)의 이면(1b)에서 산란되지 않고, 액정 패널(15)에 직접적으로 출사되어 버리는 것을 방지하기 위함이다[이러한 직접광이 있으면, 형광관 근접 부분의 휘도가 과도하게 상승하여 본 LCD[도광체(1)]의 휘도 균일성을 유지할 수 없게 됨].

즉, 수선(P)과 상면(2a)의 교점으로부터 상면(2a)에서의 빛의 도달점까지의 간격을 L1이라 하면,

L1 ＜ L인 것이 바람직하다고 할 수 있다.

한편, L1은 이하의 [수학식 1]에 의해 얻어지는 값이다.

[수학식 1]

L1 ＝ d × tan{sin^-1(1/np × sinθ)}

여기서 d는, 절결부(2)의 두께(투명 아크릴의 두께)이다. 또한 np는, 절결 부(2)[도광체(1)]의 재료인 아크릴의 굴절률이다.

예를 들어, d를 0.85 ㎜, np를 1.5라 하였을 때, 한계 입사각(θ)이 45 °이면 L1은 0.45 ㎜가 된다. 또한, 한계 입사각(θ)이 60 °일 때에는 L1은 0.60 ㎜가 된다.

이것으로부터, L은 상기한 [수학식 1]로부터 얻어지는 L1보다도 큰 것이 바람직하고, 또한 d ＝ 0.85 ㎜, np ＝ 1.5인 경우이면 0.4 ㎜＜ L인 것이 바람직하다고 할 수 있다.

즉, 상기한 조건을 충족시키는 경우에 형광관 근접 부분에서의 휘도의 상승을 억제할 수 있으므로, 휘도 균일성을 양호하게 실현할 수 있다.

또한, 상기한 [수학식 1]에 나타낸 바와 같이 간격(L1)은, 형광관(5)의 배치 위치의 변화에 의한 한계 입사각(θ)의 변화나 절결부(2)의 두께(d) 및 절결부(2)(아크릴)의 굴절률(np)에 의해 변화한다.

따라서 이들의 값을 고려하여, [수학식 1]을 이용하여 간격(L)을 적절하게 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 도3에 도시한 반사 시트(4)는 두께 188 ㎛의 발포 PET(도레이제의 E60L)이다. 발포 PET이므로, 입사광을 적절하게 산란 및 반사시키는 것이 가능해, 이상적인 광학 조건[도광체(1)의 휘도 균일화]을 만들어낼 수 있다.

다음에, 양면 테이프(3)에 대해 설명한다.

이 양면 테이프(3)는 이 반사 시트(4)를 절결부(2)의 상면(2a)(아크릴)에 고정시키기 위한 것으로, 아크릴계 점착재를 사용한 테이프이다.

또한, 양면 테이프(3)는 형광관(5)으로부터 출사되는 자외선을 쪼인다. 이로 인해, 아크릴계 점착재로서 자외선 내구성인 것을 선택하여, 이를 양면 테이프(3)의 양면에 적용하고 있다.

양면 테이프(3)에 사용하고 있는 자외선 내구성의 아크릴계 점착재는, 통상의 아크릴 점착재에 자외선 흡수제(벤조트리아졸, 트리아진 혹은 벤조페논)를 아크릴 점착재 중량비 5 ％ 정도 첨가한 것이다.

또한, 양면 테이프(3)의 베이스 부재(PET 필름)에도 상술한 자외선 흡수제를 침투시키고 있다.

또한, 양면 테이프(3)의 자외선 흡수제에는 열이나 빛에 의해 발생된 래디컬을 중화시키는 힌더드아민을 첨가하고 있다. 이에 의해, 형광관(5)의 열 및 빛에 의한 점착 강도의 저하나 보유 지지력의 저하를 억제할 수 있도록 되어 있다.

이들로부터, 차량 탑재 용도라는 매우 엄격한 조건하에서 본 LCD를 사용해도, 양면 테이프(3)의 점착력 및 보유 지지력이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 LCD의 이상적인 광학 조건(휘도 균일성)을 장기에 걸쳐 유지할 수 있다.

또한, 양면 테이프(3)에서는 이후에 고정하는 쪽의 면[절결부(2)에 점착하는 면]의 점착재를 두껍게 하고 있다. 이는 초기 태크성을 고려한 것으로, 절결부(2)(아크릴)측에 앵커를 충분히 효과적으로 할 수 있게 하기 위함이다.

이와 같이, 본 LCD에서는 절결부(2)에 입사한 빛이 액정 패널(15)측으로 투과하는 것을 방지하기 위해 반사 시트(4)를 이용하고 있다. 그리고, 이 반사 시트 (4)를 절결부(2)에 고정시키기 위해, 상기한 바와 같은 자외선 대책을 실시한 양면 테이프(3)를 이용하고 있다.

여기서, 종래에서는 절결부(2)를 제거하는 빛의 투과를 방지하기 위해, 도광체(1)의 엣지 부근에 광산란제를 첨가한 백색의 폴리카보네이트 수지(백색 폴리카 : 광산란제 첨가 PC) 등을 접착하고 있었다. 그러나, 백색 폴리카는 고비용인 동시에 해가 바뀜에 따라서 황변하기 쉽고, 이 황변에 의해 표시 품위가 저하되어 버린다고 하는 문제가 있었다.

도4는, 본 LCD와 백색 폴리카를 이용한 종래의 LCD에 있어서의 형광관 근접 부분(엣지부)에서의 색도 경시 변화를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.

이 측정에 대해서는, 차량 탑재용으로 사용하는 조건에 따라 환경 온도 ＋ 60 ℃, 습도 95 ％로 행하였다. 또한, 연속 점등 시간을 1,000 시간으로 하였다.

이 그래프로부터, 종래의 LCD에서는 백색 폴리카가 점차 황변하여 색도 xy 모두 증가 경향을 나타내고 있어, 표시 품위가 열화되어 있다는 것을 알 수 있다.

한편, 자외선 대책을 행한 양면 테이프(3)를 이용한 본 LCD에서는, 색도 xy의 경시 변화가 거의 발생되지 않아 양호한 표시 품위를 유지할 수 있다는 것을 알 수 있다.

또한, 본 LCD에서는 반사 시트(4)에 대해 자외선 흡수제를 침투시키거나 코팅하거나 하면, 더욱 장시간에 걸쳐 색도 변화가 없는 LCD를 구성할 수 있다. 또한, 도4에서는 본 LCD에도 약간의 색도 변화가 발생되어 있다. 그러나, 이는 형광관(5) 자체의 색도 변화에 기인하는 것이다.

다음에, 저장부(K)의 벽면(1c)에 대해 설명한다.

도3에 도시한 바와 같이, 본 LCD의 도광체(1)에서는 저장부(K)의 벽면(1c)과 절결부(2)의 하면(2b)이 단부(Q1)에 있어서 90 °＋ β의 각도(0 ＜ β)로 접하고 있다. 이에 의해, 본 LCD의 도광체(1)에서는 형광관(5)의 빛에 있어서의 도광체(1) 내에서의 진로에 변경을 가하도록 되어 있다.

도5는 형광관(5)으로부터 도광체(1)로 진입한 빛의 진로를 도시한 설명도이다.

이 도면에 있어서, 파선(Z)은 종래의 LCD에 있어서의 저장부(K)의 도광체(1)측의 벽면(101c)을 나타낸 설명도이다.

이 도면에 도시한 바와 같이 종래에는, 벽면(101c)은 절결부(2)의 하면(2b)과 직교하도록 도광체(1)의 이면(1b)으로부터 수직으로 연장되어 있었다. 또한, 이 하면(2b)은 도광체(1)에 있어서의 표면(1a) 및 이면(1b)과 평행하다.

또한, 형광관(5)으로부터 벽면(1c)으로 진행하는 빛의 방향 중 가장 광량이 큰 주선 방향(광량이 최대가 되는 방향)은, 도광체(1)의 이면(1b)[표면(1a)]과 평행한 방향이다.

따라서, 종래에는 주선 방향으로 진행하는 빛은 파선(B1)으로 나타낸 바와 같이, 벽면(1c)에서 굴절되지 않았다. 이로 인해, 도광체(1) 내에서의 빛의 주선 방향이 이면(1b)[표면(1a)]과 평행한 방향이었다.

이에 의해, 주선 방향의 빛은 이면(1b)이나 표면(1a)에 작용하지 않으므로, 이 빛을 표시광으로서 사용하는 것이 곤란하였다.

한편, 도5에 도시한 바와 같이 본 LCD의 도광체(1)에서는 벽면(1c)에 상기한 바와 같이 경사가 부여되어 있다. 이로 인해, 형광관(5)으로부터 주선 방향으로 진행하는 입사광은 벽면(1c)에서 굴절되기 때문에, 실선(F1)으로 나타낸 바와 같이 도광체(1) 내의 주선 방향이 도광체(1)의 표면(1a)측을 향하게 된다.

따라서, 본 LCD의 도광체(1)에서는 주선 방향의 빛을 표시광으로서 사용하는 것이 용이하다. 따라서, 본 LCD의 휘도(특히 중앙 부분의 휘도)를 쉽게 상승시킬 수 있다. 또한, 굴절각은 작기 때문에 주선 방향의 표시광은 도광체(1) 내의 형광관(5)으로부터 떨어진 부위에까지 도달한다. 이에 의해, 전체 표시 영역의 휘도의 균일성을 향상시킬 수 있다.

또한 도5에 도시한 바와 같이, 종래에서는 상기한 간격(L)이 0이고, 절결부(2)에 있어서의 하면(2b)의 내측 단부[본 LCD에서는 단부(Q1)]와 동일하게 상면(2a)의 내측 단부[본 LCD에서는 단부(Q2)]의 횡방향[표면(1a)이 연장되는 방향]에서의 위치가 동일하다. 이로 인해, 수직인 벽면(101c)은 절결부(2)에 있어서의 상면(2a)의 내측 단부[단부(Q2)]를 통과하는 위치에 배치되어 있었다.

이로 인해, 종래에는 형광관 근접 부분의 이면(1b)의 체크 무늬 부위(N1)에서 산란된 빛의 일부는 수직인 벽면(101c)에 의해 반사되고, 파선(B2 및 B3)으로 나타낸 바와 같이 표면(1a)을 제거하여 형광관 근접 부분의 표시광으로 되어 있었다.

이로 인해, 형광관 근접 부분의 휘도가 과도하게 높아져 있었다.

한편 도5에 도시한 바와 같이 본 LCD의 도광체(1)에서는, 단부(Q1)는 간격 (L)만큼 단부(Q2)보다도 외측에 위치하고 있고, 이 단부(Q1)가 벽면(1c)과 90 °＋ β의 각도로 접하고 있다.

따라서, 체크 무늬 부위(N1)에서 산란된 빛의 일부는 벽면(1c)에 의해 반사되어 실선(F2 및 F3)으로 나타낸 바와 같이 절결부(2) 부분에 입사되고, 반사 시트(4)에 의해 적절히 산란 및 반사되어 도광체(1)[절결부(2)를 포함함] 내로 복귀하도록 되어 있다. 이에 의해, 형광관 근접 부분에 있어서의 휘도의 상승을 회피하는 것이 가능하게 되어 있다.

이와 같이, 본 LCD의 도광체(1)에서는 벽면(1c)을 상기한 바와 같이 경사시킴으로써, 형광관 근접 부분의 휘도의 과도한 상승을 억제할 수 있어 휘도 균일성을 향상시킬 수 있도록 되어 있다.

또한, 도광체(1)에서는 형광관(5)에 대해 내측 방향으로 물리적 응력이 가해진 경우라도, 형광관(5)이 경사진 벽면(1c)에 따라 슬라이드할 수 있으므로, 응력을 릴리프시킬 수 있다. 따라서, 응력에 의한 형광관(5)의 파괴를 회피할 수 있도록 되어 있다.

다음에, 본 LCD와 종래의 LCD에 있어서의 휘도 분포를 측정한 결과를 나타낸다. 도6은 이 결과를 나타낸 그래프이다.

또한, 이 측정에 이용한 종래의 LCD는 본 LCD의 구성에 있어서 양면 테이프(3) 및 반사 시트(4) 대신에 통상의 백색 폴리카를 구비하여, 일반적인 체크 무늬 패턴을 도광체(1)에 있어서의 이면(1b)의 전체면에 실시한 것이다.

또한, 이 측정에서는 각 LCD의 2개의 긴 변을 이분하는 단면(본 LCD에서는, 도1에 도시한 A-A'선에서의 단면)에 있어서의 휘도를 측정하였다.

또한, 이 그래프의 횡축인 『거리』라 함은 형광관(5)이 설치되어 있는 긴 변(EL1)으로부터의 거리를 나타내고 있다.

또한, 그래프의 종축인 휘도 상대치에 대해서는 종래의 LCD에 있어서의 중앙부의 휘도를 100 ％로서 산출하고 있다.

이 그래프로부터, 종래의 LCD에서는 형광관 근접 부분(거리 : 0 내지 10 ㎜) 및 게이트구 근방 부분(거리 : 70 내지 80 ㎜)에서 밝은 선(고휘도광)과 어두운 선(저휘도광)이 번갈아 출사되어 있다.

또한, 중앙 부분(거리 : 10 내지 70 ㎜)에서의 휘도도 형광관 근접 부분으로부터 게이트구 근방 부분에 걸쳐 감소하고 있어, 휘도의 균일성을 실현할 수 없다.

한편, 본 LCD에서는 종래의 LCD에 비해 형광관 근접 부분, 중앙 부분 및 게이트구 근방 부분 사이에서의 휘도의 차가 없고, 또한 각 부분 내에서의 휘도의 변동도 적어져 있다.

이와 같이, 본 LCD에서는 도광체(1) 이면(1b)의 형광관 근접 부분에 상기한 체크 무늬 경계선을 갖는 평탄 부분(28)[체크 무늬 패턴(29a)]을 구비하고 있는 동시에 저장부(K)의 벽면(1c)을 경사시키고 있으므로, 종래의 LCD에 비해 휘도의 균일성의 점에서 매우 우수하다는 것을 알 수 있다.

또한, 이와 같이 우수한 휘도 균일성을 구비하고 있으므로, 본 LCD에서는 확산 시트(7)의 불투명도를 저하시켜도 표시 품위로의 영향을 작게 할 수 있다. 따라서, 확산 시트(7)의 불투명도를 감소시킴으로써 휘도를 높일 수 있으므로, 형광 관(5)의 발광량을 감소시켜 소비 전력을 저감시키는 것도 가능하다.

또한, 상기에서는 체크 무늬 패턴(29a)과 평탄 부분(28)의 경계선(체크 무늬 경계선)의 정현파 형상에 있어서의 진폭, 피치, 엣지로부터의 평균 진폭에 있어서의 구체적인 값을 나타냈지만 이들의 값은 절대적인 것은 아니다.

경계선의 정현파 형상은, 도광체(1)의 두께나 도광체(1) 상에 사용하는 확산 시트의 불투명도에 따라서 최적화되는 것이 바람직하다.

여기서, 체크 무늬 경계선의 피치를 지나치게 크게 하면, 고휘도광과 저휘도광의 주기가 커져 주기적인 휘도 불균일을 확인할 수 있게 되어 버리므로 바람직하지 않다. 또한, 피치를 작게 하는 경우에는 기능적으로는 문제가 없지만, 매우 작은 피치의 체크 무늬 경계선을 형성하는 것에는 기술적인 곤란성이 있다.

도7은 도광체(1)의 두께와 체크 무늬 경계선의 피치를 다양하게 바꾸어, 본 LCD에 있어서의 휘도 불균일의 유무를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.

이 도면에 나타낸 바와 같이, 도광체(1)를 두껍게 해 가면 체크 무늬 경계선의 피치를 크게 해도 휘도 불균일은 발생하기 어렵다. 한편, 도광체(1)가 얇은 경우에는 체크 무늬 경계선의 피치를 작게 하는 것이 바람직하다.

또한, 도광체(1)의 실정을 감안하면 도광체(1)를 7 ㎜보다 크게 제작해도 휘도가 포화되어 버리므로 메리트가 없다. 따라서, 도광체(1)의 두께는 7 ㎜ 이하인 것이 바람직하다.

또한, 도광체(1)의 얇기의 한계는 형광관(5)(선형 광원)의 굵기에 의존한다. 선형 광원의 굵기에 대해서는, 극세관화가 진행되고 있지만 고작 직경 1.4 ㎜(φ 1.4) 정도로 생각할 수 있다. 따라서, 도광체(1)는 1.5 ㎜ 이상의 두께를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 체크 무늬 경계선의 피치(트릭 피치)에 대해서는, 제법상 0.5 ㎜ 이하로 하는 것은 곤란하다. 따라서, 체크 무늬 경계선의 피치에 대해서는 0.5 ㎜ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 체크 무늬 경계선의 피치는 제법상의 문제가 해결되면 0.5 ㎜보다 작게 해도 된다.

또한, 체크 무늬 경계선에 상기한 바와 같이 일정한 주기를 갖게 할 필요는 없다. 즉, 소정치 이하의 여러 값의 피치를 갖는 정현 파형을 랜덤하게 접속한 형상으로 해도 좋다.

또한 체크 무늬 경계선의 진폭에 대해서는, 본 LCD 상에서 어느 정도까지 고휘도선(밝은 선)이나 저휘도선(어두운 선)의 영향이 미치고 있는지를 관찰함으로써 결정된다.

도광체(1)에서는 본 LCD 상에서의 관찰로, 대개 5 ㎜ 정도까지의 휘도 변화가 관찰되어 있었다. 그리고, 영향을 미치고 있는 거리(5 ㎜ 정도)의 절반 이하의 진폭을 갖는 체크 무늬 경계선에 의해 광셔플을 행함으로써 양호한 결과를 얻었다.

또한, 체크 무늬 경계선에 있어서의 도광체(1)의 엣지로부터의 평균 진폭(평균 라인)은, 엣지의 근방에 형광관(5)으로부터 직접적으로 입사되는 빛의 반사광을 억제하기 위해 1 ㎜ 정도로 하는 것이 적절하다. 이와 같이, 평균 라인을 1 ㎜ 정도로 하여 체크 무늬가 없는 평탄 부분(28)을 잘 이용함으로써, 반사광을 산란시키지 않고 도광체(1) 안으로 유도할 수 있다. 따라서, 도광체(1)의 중앙 부분의 휘 도를 높일 수 있다.

또한 본 실시 형태에서는, 도1에 도시한 바와 같이 평탄 부분(28)과 체크 무늬 패턴(29a)의 경계선인 체크 무늬 경계선이 정현파 형상으로 되어 있다.

그러나, 체크 무늬 경계선의 형상은 요철이나 기복 등을 연결하여 이루어지는 선 형상(파형)이면 정현파 형상에 한정되지 않는다.

즉 체크 무늬 경계선은, 도1에 도시한 바와 같이 형광관(5)이 연장되는 방향에 따라 고휘도광을 발생시키는 평탄 소역(H)과, 저휘도광을 발생시키는 체크 무늬 소역(N)을 번갈아 배치하는 구성이면 어떠한 형상이라도 상관없다.

예를 들어, 도8a에 도시한 바와 같이 평탄 부분(28) 및 체크 무늬 패턴(29a)에 있어서의 체크 무늬 경계선을 직사각형 파형상(얼룩말 형상)으로 해도 좋다. 또한, 도8b에 도시한 바와 같이 체크 무늬 경계선을 삼각 파형상(삼각형이 연속되는 형상 ; 톱니 형상)으로 해도 좋다. 이들의 경우, 직사각형 혹은 삼각형의 평탄 소역(H)와 체크 무늬 소역(N)을 형광관(5)에 따라 형광관 근접 부분[혹은 게이트구형 흔적(27)의 근방]에 번갈아 배열하게 된다.

또한, 도8c에 도시한 바와 같이 평탄 부분(28)의 내측[체크 무늬 패턴(29a)측]의 단부를 삼각 파형상으로 하는 동시에, 체크 무늬 패턴(29a)의 외측 단부를 사다리꼴이 연속되는 파형상으로 하여, 사다리꼴의 체크 무늬 소역(N)과 삼각형의 평탄 소역(H)을 번갈아 배열하도록 체크 무늬 경계선의 형상을 규정해도 좋다.

또한, 도8d에 도시한 바와 같이 체크 무늬 경계선을 사다리꼴 파형상(사다리꼴이 연속되는 형상)으로 해도 좋다.

또한, 이들과 같은 체크 무늬 경계선의 파형상은 상기한 바와 같이 공업 디자인용 커팅 머신을 사용하여 컴퓨터 제어에 의해 제작할 수 있다.

또한, 이 방법에 의해 체크 무늬 경계선의 피치나 진폭의 값에 대해서도, 본 LCD에 발생되는 휘도 불균일[특히, 형광관(5)에 가까운 부위에서의 휘도 불균일(주변 휘도 불균일)]의 정도에 맞추어 다양하게 디자인할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 본 LCD의 도광체(1)에 있어서의 형광관 근접 부분에서, 저장부(K)의 벽면(1c)이 경사져 있다고 하고 있다. 그러나, 이와 같이 벽면(1c)을 경사시키는 구조에 대해서는, 도광체(1)의 긴 변(EL1)만 채용하도록 해도 좋다.

예를 들어 도광체(1)의 구조에 따라서는, 짧은 변(ES)에서는 형광관(5)이 절결부(2)의 저장부(K)가 깊은 위치에 배치되는 경우도 있다. 이 경우에 벽면(1c)을 경사시키면, 도광체(1)의 이면(1b)의 면적이 좁아져 버린다. 따라서, 이러한 경우에는 짧은 변(ES)에서의 벽면(1c)을 수직으로 해도 좋다.

또한, 본 실시 형태에서는 본 LCD의 도광체(1)에 있어서의 절결부(2)의 상면에 양면 테이프(3) 및 반사 시트(4)를 설치하고 있다. 그러나, 이러한 양면 테이프(3) 및 반사 시트(4)에 대해서는, 도광체(1)의 긴 변(EL1)만 혹은 짧은 변(ES)의 한 쪽 혹은 쌍방만 채용하도록 해도 좋다(다른 변에 대해서는 백색 폴리카를 사용해도 좋음).

이 구성에서도, 적어도 1개의 절결부(2)에 있어서 양면 테이프(3) 및 반사 시트(4)를 이용하고 있으므로, 종래의 LCD에 비해 휘도의 균일성을 향상시킬 수 있 다.

또한 본 실시 형태에서는, 이하의 (a) 내지 (c)에 나타내는 특징점을 갖고 있다.

(a) 도광체(1)의 이면(1b)에 있어서의 형광관 근접 부분에 있어서, 평탄 부분(28) 및 체크 무늬 패턴(29a)이 형성되어 있고, 또한 이들의 경계선(체크 무늬 경계선)이 형광관(5)이 연장되는 방향에 따라 체크 무늬 소역(N)과 평탄 소역(H)을 번갈아 배치하도록 되어 있다.

(b) 도광체(1)에 있어서의 저장부(K)의 벽면(1c)이 경사져 있고, 이 벽면(1c)과 절결부(2)의 하면(2b)이 90 °＋ β의 각도로 접하고 있다.

(c) 절결부(2)의 상부에 자외선 내구성을 갖는 양면 테이프(3)에 의해 반사 시트(4)가 고정되어 있다.

그러나, 이에 한정되지 않고 본 LCD는 상기한 (a) 내지 (c)에 있어서의 적어도 1개의 점을 구비하고 있으면 좋다. 이들 중 적어도 1개를 구비하고 있으면, 본 LCD에 의해 형광관 근접 부분에 있어서의 표시 품위를 향상시킬 수 있다(휘도의 불균일성 혹은 황변을 억제할 수 있음).

또한, 본 실시 형태에서는 도광체(1)를 직사각형의 평판(표면이 직사각형인 얇은 직육면체)으로 하고 있다.

그러나, 도광체(1)의 형상(표면의 형상)은 직사각형에 한정되지 않으며, 타원형 및 다각형 등의 다른 형상이라도 좋다. 이 경우 형광관(5)은, 도광체(1)의 표면 형상에 따라 배치시키도록 도광체(1)의 형상에 따른 형상을 갖게 된다. 또 한, 도광체(1)에 있어서의 형광관(5)이 설치된 단부(엣지)에는 도광체(1)의 표면 형상에 따라 평탄 부분(28)(체크 무늬 경계선)이 마련된다.

또한, 본 실시 형태에서는 도광체(1)에 있어서의 형광관(5)이 설치되어 있는 단부(엣지 ; 변)에 절결부(2)[저장부(K)]가 형성되어 있다. 그러나 이에 한정하지 않고, 도광체(1)에 절결부(2)를 설치하지 않고 형광관(5)을 도광체(1)의 외부(외측)에 배치하도록 해도 좋다. 이 경우라도 상기한 (a), (b)에 나타낸 특징점에 의해 형광관 근접 부분에 있어서의 표시 품위를 향상시킬 수 있다.

또한 본 실시 형태에서는, 도3에 도시한 바와 같이 도광체(1)에 있어서의 저장부(K)의 벽면(1c)과 절결부(2)의 하면(2b)이 단부(Q1)에 있어서 90 °＋ β의 각도(0 ＜ β)로 접하게 하고 있다.

그러나, 이에 한정되지 않고 벽면(1c)과 하면(2b)은 90°보다도 작은 각도로 접하고 있어도 좋다. 이 구성에서도, 도광체(1) 내에서의 빛의 주선 방향이 이면(1b)을 향하므로 이 빛을 쉽게 이용할 수 있다.

또한, 벽면(1c)과 절결부(2)의 하면(2b)을 단부(Q1)에 있어서 90 °의 각도로 접하도록 구성해도 좋다. 이 구성에서도, 상기 (a)에 나타낸 특징점에 의해 형광관 근접 부분에 있어서의 표시 품위를 향상시킬 수 있다.

또한, 벽면(1c)과 절결부(2)의 하면(2b)이 90 °보다도 큰 각도(작은 각도)로 접하고 있는 경우, 벽면(1c)과 도광체(1)의 표면(1a)은 도광체(1)의 내측으로부터 보면 90 °보다도 작은 각도(큰 각도)로 접하고 있다고 할 수 있다.

또한 본 실시 형태에서는, 도광체(1)의 재료를 아크릴로 하고 있다. 그러 나, 이에 한정되지 않고 도광체(1)의 재료는 사출 성형에 의해 도광체(1)를 형성 가능한 투명 수지라면 어떠한 것을 이용해도 좋다.

또한 본 실시 형태에서는, 도광체(1)의 이면(1b)에 서로 산란 강도(광산란 능력)가 다른 복수 종류의 체크 무늬 패턴(29a 내지 29h)이 형성되어 있다고 하고 있다. 그러나, 이면(1b)에 형성되는 체크 무늬 패턴은 1 종류라도 좋다. 이 구성에서도, 형광관 근접 부분에 형성되는 평탄 부분(28) 및 파형의 체크 무늬 경계선에 의한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 도광체(1)의 평탄 부분(28) 내측의 체크 무늬 패턴(29a 내지 29h)은, 도광체(1)의 엣지로부터 0.2 ㎜ 이상 내측이면 형성 가능하다(엣지로부터 1 내지 3 ㎜ 정도 내측에 형성하는 것이 바람직함).

또한 본 실시 형태에서는, 본 LCD가 카 내비게이션용 차량 탑재 LCD에 이용되는 액정 표시 장치이다. 그러나, 이에 한정되지 않고 본 LCD를 노트북형 혹은 데스크탑형의 컴퓨터에 부수시키는 모니터용 LCD로서 사용해도 좋다.

또한, 본 LCD의 라이팅부(10)를 실내 조명이나 간판, 뢴트겐 장치 등 면 광원을 이용하는 LCD 이외의 전자 기기에 응용하는 것도 가능하다.

또한 본 실시 형태에서는, 도광체(1)에 있어서의 형광관 근접 부분에 평탄 부분(28)이 형성되어 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 체크 무늬 패턴(29a)이 도광체(1)의 단부까지 전체면에 깔려 있어도 좋다. 또한 이 경우에는, 체크 무늬 패턴(29a) 내에 체크 무늬가 없는 다수의 평탄 영역(평탄 소역)이 형광관(5)에 따라 점재하고 있는 것이 바람직하다. 이 구성에서도, 형광관 근접 부분에 있어서의 휘도의 상승을 억제할 수 있다. 또한 이 경우, 상기한 평탄 소역과는 별도로 도광체(1)의 단부에 형광관(5)에 따라 체크 무늬가 없는 평탄 영역을 띠형으로 형성하는 것도 유효하다.

따라서, 본 발명의 도광체를 선형 광원의 빛을 측면으로부터 입사시키고, 이 빛을 이면에 형성된 체크 무늬 영역에서 산란시킴으로써 표면으로부터 출사시키는 도광체에 있어서, 이면에 있어서의 상기 측면측의 단부에 선형 광원에 따라 체크 무늬가 없는 평탄 영역이 점재하고 있는 구성이라 표현할 수도 있다.

또한, 본 발명의 도광체를 선형 광원의 빛을 측면으로부터 입사시키고, 이 빛을 이면에 형성된 체크 무늬 영역에서 산란시킴으로써 표면으로부터 출사시키는 도광체에 있어서 선형 광원에 따라 체크 무늬 영역과 체크 무늬가 없는 평탄 영역이 번갈아 배치되어 있는 구성으로 표현할 수도 있다.

또한 본 발명은, 액정 표시 장치나 실내 조명, 간판, 뢴트겐 장치 등 면 광원을 이용하는 장치에 대해 적합하게 응용하는 것이 가능하다.

이상과 같이, 본 발명의 제1 도광체는 선형 광원의 빛을 측면으로부터 입사시키고, 이 빛을 이면에 형성된 체크 무늬 영역에서 산란시킴으로써 표면으로부터 출사시키는 도광체에 있어서 이면의 단부에 선형 광원에 따라 체크 무늬가 없는 평탄 영역이 형성되어 있는 한편, 평탄 영역의 내측에 체크 무늬 영역이 형성되어 있고, 선형 광원에 따라 연장되는 평탄 영역과 체크 무늬 영역의 경계선이 파형으로 되어 있는 구성이다.

제1 도광체는 선형 광원의 빛을 면형 빛(소정의 넓이를 갖는 부분으로부터 조사되는 빛)으로 변환하여 외부로 조사하는 것이다. 그리고, 이 제1 도광체는 액정 표시 장치(LCD), 실내 조명이나 간판, 뢴트겐 장치 등 면형 빛을 조사하는 조명 장치를 이용하는 전자 기기에 있어서 적합하게 이용되는 것이다.

상기한 바와 같이, 제1 도광체는 그 이면에 빛을 산란시키기 위한 체크 무늬 영역을 갖고 있다. 그리고, 측면으로부터 입사한 선형 광원으로부터의 빛을 이면의 체크 무늬 영역에서 산란시킴으로써 이면에 대향한 표면으로부터 출사시키는 것이다.

즉 제1 도광체에서는, 선형 광원에 가까운 부분으로부터 먼 부분을 향해 이면에 입사하는 광량은 감소해 간다. 따라서, 선형 광원에 가까운 단부의 이면은 매우 강한 입사광(반사광)을 받는다.

즉, 제1 도광체에서는 선형 광원으로부터 떨어진 부위에서는, 체크 무늬에 의해 입사광을 충분히 산란시킬 수 있다. 이로 인해, 표면으로부터의 출사 광량을 많게 할 수 있어, 전체적인 휘도를 높이는 것이 가능하게 되어 있다.

따라서, 제1 도광체의 표면 상에 빛을 셔플하는 기능을 갖는 광학 필름(광 확산 시트 등)을 적재하면, 체크 무늬 경계선 상으로부터 저휘도선보다는 밝고 고휘도선보다는 어두운 중간 휘도의 빛을 조사할 수 있다.

이와 같이, 제1 도광체의 이면에서는 체크 무늬 경계선 상에서의 실질적인 산란 강도를, 평탄 영역보다는 강하고 체크 무늬 영역보다는 약하게 설정하는 것이 가능하게 되어 있다. 즉, 제1 도광체에서는 이면의 산란 강도를 선형 광원에 가까운 단부로부터 먼 내측을 향해 점점 강하게 설정하도록 되어 있다.

또한, 상기한 바와 같이 제1 도광체의 이면으로의 입사광량은 단부로부터 내 측을 향해 적어져 간다.

또한, 평탄 영역 내측의 체크 무늬 영역은 평탄 영역과의 경계선이 파형이 되도록 형성되어 있으면 좋다. 따라서, 휘도를 높이기 위해서는 체크 무늬 영역은 평탄 영역 내측의 전체면에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 휘도의 감소를 거의 발생시키지 않을 정도라면 평탄 영역의 내측에 형성되어 있는 체크 무늬 영역의 일부에 다른 평탄 영역이 존재하고 있어도 좋다(즉, 체크 무늬 영역이 평탄 영역의 내측의 거의 전체면에 형성되어 있어도 좋음).

또한, 제1 도광체에서는 광원에 가까운 단부로의 입사광(반사광)이 그 만큼 강하지 않은 경우, 상기의 평탄 영역을 매우 작게(좁게)하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 선형 광원에 근접하는 단부에서의 산란 강도는 실질적으로 체크 무늬 경계선의 산란 강도가 된다.

또한, 도광체는 금형을 이용하여 아크릴 등의 투명 재료를 사출 성형함으로써 형성할 수 있다. 여기서, 통상 금형에는 투명 재료를 유입시키는 게이트구가 형성되어 있고, 사출 성형된 직후의 도광체에는 이 게이트구에 따른 돌기물이 형성되어 있다.

또한, 이 돌기물은 도광체를 금형으로부터 떼어낸 후 제거된다. 이 때, 도광체에 돌기물의 제거시에 발생되는 작은 흠집(왜곡)이 게이트구형 흔적이 되어 잔 존한다. 그리고, 이 게이트구형 흔적은 빛의 산란을 증가시키도록 작용한다.

그래서, 도광체의 이면에 있어서의 게이트구형 흔적의 근방에도 평탄 영역을 형성하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 게이트구형 흔적에 기인하는 지나친 광산란을 회피하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 제2 도광체는 선형 광원의 빛을 측면으로부터 입사하고, 이 빛을 이면에 형성된 체크 무늬 영역에서 산란시킴으로서 표면으로부터 출사시키는 도광체에 있어서 선형 광원의 빛을 입사하는 입사측면과 표면이 이루는 각도가 90 °로부터 어긋나 있는 구성이다.

이 제2 도광체도 제1 도광체와 마찬가지로 선형 광원의 빛을 면형 빛으로 변환하여 외부로 조사하는 것으로, 액정 표시 장치 및 실내 조명이나 간판, 뢴트겐 사진 장치 등 면 광원을 이용하는 전자 기기에 있어서 적합하게 이용되는 것이다.

또한, 제2 도광체도 그 이면에 빛을 산란시키기 위한 체크 무늬 영역을 갖고 있다. 그리고, 측면으로부터 입사한 선형 광원으로부터의 빛을 이면의 체크 무늬 영역에서 산란시킴으로써 이면에 대향한 표면으로부터 출사한다.

그리고, 특히 제2 도광체에서는 선형 광원으로부터의 빛을 입사하는 측면(입사측면)이 경사져 있어, 이 면과 표면이 이루는 각도가 90 °로부터 어긋나 있다. 또한 이 각도는, 입사측면과 표면의 접점에서의 각도를 도광체의 내측으로부터 측정한 값이다.

즉, 일반적으로 선형 광원으로부터 입사측면으로 진행하는 빛의 방향 중 가장 광량이 큰 주선 방향(광량이 최대가 되는 방향)은, 도광체의 표면(혹은 이면)과 평행한 방향이다.

따라서, 입사측면이 이면과 수직인 경우 주선 방향으로 진행하는 빛은 입사측면에서 굴절되지 않는다. 이로 인해, 도광체 내에서의 빛의 주선 방향도 표면과 평행한 방향이 된다. 따라서, 주선 방향의 빛은 표면 혹은 이면에 작용(접촉)할 수 없으므로, 이 빛을 표면으로부터의 출사광으로서 이용하는 것이 곤란해진다.

한편, 제2 도광체에서는 입사측면과 표면이 이루는 각도가 90 °로부터 어긋나 있다. 이로 인해, 선형 광원으로부터의 주선 방향으로 진행하는 입사광은 입사측면에서 굴절되어 도광체의 표면측 혹은 이면측을 향하는 것이 된다.

따라서, 제2 도광체에서는 주선 방향의 빛을 표면 및 이면에서 반사 및 산란시킬 수 있으므로, 외부로의 출사광으로서 이용하는 것이 용이하다. 이로 인해, 전체적인 휘도를 용이하게 상승시킬 수 있다.

또한, 굴절 각도가 작은 경우 주선 방향으로 진행하는 빛은 도광체 내의 선형 광원으로부터 떨어진 부위에까지 도달한다. 따라서, 제2 도광체의 전체면에서의 휘도 균일성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제2 도광체에서는 상기한 입사측면과 표면이 이루는 각도를 90 °보다도 작게 하는 것이 바람직하다.

이 경우, 입사측면은 상단부보다도 하단부가 내측(선형 광원으로부터 멀어지는 측)에 위치하게 된다. 따라서, 이 경우에는 입사측면을 경사시킴으로써 빛의 출사면인 표면을 좁게 해 버리는 것을 회피할 수 있다.

또한 이 경우, 제2 도광체에 단부를 이면측으로부터 도려냄으로써 절결부를 형성하도록 해도 좋다. 이 구성에서는, 절결부의 이면측을 선형 광원을 저장하는 저장부로 하는 것이 가능해진다. 또한, 이 구성에 있어서의 입사측면은 이 저장부의 측면이 된다.

이러한 저장부에 선형 광원을 저장하면, 표면 아래에 선형 광원이 배치되게 된다. 따라서, 빛의 출사면인 표면의 사이즈를 유지한 상태에서 제2 도광체를 구비하는 조명 장치나 전자 기기의 사이즈를 작게 할 수 있다.

또한, 이러한 절결부(저장부)를 형성하는 경우, 절결부의 상면에 절결부로 진입한 빛을 반사시키기 위한 반사 시트를 설치하는 것이 바람직하다.

이는, 선형 광원으로부터 절결부로 직접적으로 진입한 빛이 표면으로부터 출사되는 것을 회피하기 위함이다. 이에 의해, 선형 광원의 근방에서의 휘도 상승을 회피할 수 있어, 휘도 균일성을 유지할 수 있다.

또한 이 구성에서는, 반사 시트의 내측 단부가 절결부에 있어서의 하면의 내측 단부보다도 충분히 내측(선형 광원으로부터 멀어지는 측)에 있는 것이 바람직하다. 이는, 선형 광원으로부터 절결부 하면의 내측 단부를 스쳐 표면을 향하는 빛을 반사 시트에 의해 확실하게 반사시키기 위함이다.

또한, 이면에 있어서의 입사측면의 근방의 체크 무늬 영역에 입사한 빛의 일부는 입사측면을 향해 산란되는(반동함) 경우도 있다. 그리고, 이러한 빛은 입사측면에 의해 입사측면 근방의 표면을 향해 반사된다.

따라서, 상기한 바와 같이 반사 시트의 내측 단부를 입사측면의 상단부(절결부에 있어서의 하면의 내측 단부와 동일)보다도 내측에 설정함으로써, 입사측면으 로 반사된 빛을 반사 시트로 포착할 수 있다. 따라서, 이 빛에 의한 단부에서의 휘도 상승을 회피할 수 있다.

또한, 상기한 반사 시트는 절결부의 상면에 대해 자외선 흡수제를 포함하는 양면 테이프에 의해 접착되어 있는 것이 바람직하다. 선형 광원의 빛 중에 포함되어 있는 자외선은, 반사 시트를 황변시켜 버리는 경우가 있다. 그리고, 반사 시트가 황변하면 그 근방(제2 도광체의 단부)에서의 출사광의 색이 변화되어 버린다.

그래서, 상기한 바와 같이 절결부의 상면과 반사 시트를 자외선 흡수제를 포함하는 양면 테이프를 이용하여 고정함으로써(절결부와 반사 시트 사이에 양면 테이프를 끼움), 반사 시트의 황변을 회피하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 단부에서의 출사광의 색 변화를 억제할 수 있다.

또한, 본 조명 장치는 상기한 제1 혹은 제2 도광체와, 선형 광원과, 광학 필름을 구비한 조명 장치이다. 따라서, 본 조명 장치에 따르면 고휘도, 또한 휘도가 균일한 면형 빛을 조사 가능하다.

또한, 본 조명 장치와 액정 패널을 조합함으로써 표시광에 있어서의 휘도 균일성이 양호한 액정 표시 장치를 구성할 수 있다.

또한, 본 발명은 액정 디스플레이에 이용되는 도광체 및 라이팅에 관한 것으로, 특히 협프레임 액정 디스플레이에 적용된다고 할 수 있다. 또한, 본 발명의 도광체를 조원식 도광체라 해도 좋다. 또한, 본 발명에 관한 기능은 라이팅에 관한 분야로, 최근 특히 액정 디스플레이를 협프레임화를 원하는 사용자 필요성이 높아지고 있어, 그 필요성에 고품위를 유지하면서 요망에 응한다고 하는 것을 목적으 로 하고 있다고도 할 수 있다.

또한, 문헌 1의 기술에 의해 액정 디스플레이의 협프레임화의 돌파구를 열어, 실용화가 이루어졌다고 할 수 있다. 이 문헌의 구조는, 액정 패널의 유효 표시 영역 내에 형광관이 인입되어 버린다고 하는 광학 위치 관계이며, 라이팅의 휘도 균일화에 최대한의 기술 배려를 실시한 구조라 할 수 있다. 도광체에 관해서는, 절결부에 광산란재 함유 수지를 이용하여 주요 도광체부에는 투명 수지를 사용하고, 광산란재 함유 수지의 산란재 첨가 농도의 최적화와 도광체 상에 얹는 확산 시트의 불투명도의 조합에 의해, 휘도의 면내 균일성을 확보하고 있다. 도광체의 조명측과 반대측면은 전체면에 체크 무늬 형성이 실시되어 있다.

이 도광체는 협프레임 전용의 도광체 기술이지만, 전형적인 도광체에서는 종래부터 평판 형상의 도광체가 사용되고 있다. 이 도광체의 조명측의 반대측면에도 체크 무늬 성형이 실시되어 있지만, 전체면에 체크 무늬 형성되는 것이나 반대측면의 형광관에 일정한 거리의 체크 무늬 없음 영역을 갖게 하여 체크 무늬 형성을 실시한 2 종류의 도광체가 있다. 이러한 도광체가 일반적으로 널리 이용되고 있다. 이러한 도광체가 사용되고 있는 가운데, 사용자는 협프레임 축소나 고휘도, 저색도 변화, 덧붙여 표시 품위 향상을 한층 더 기대하고 있다. 이들의 시장 요구나 고객 요구에 해결하는 해답이 중요하다고 포지셔닝되었다. 그러나, 상술한 바와 같이 액정 디스플레이의 협프레임화와 표시 품위 향상이라는 기본적으로는 상반되는 고객 요구에 따라 가야만 한다. 이 기술 과제에 따르기 위해, 본 발명에서는 독자 개발한 도광체의 재개선을 시도하여, 시장이나 고객 요구인 협프레임화나 고휘도, 저색도 변화, 덧붙여 표시 품위 향상을 달성하여 라이팅을 제작하고, 최종적으로는 액정 디스플레이를 제공하는 것을 목적이라 할 수 있다.

또한, 도2는 본 발명의 도광체 그 자체를 사용한 라이팅 또한 그 위에 액정 패널을 탑재한 액정 디스플레이의 단면이라고도 할 수 있다. 또한, 도광체 재료는 투명 아크릴로 사출 성형에 의해 제작하고, 도광체의 조명 측면(표면)(1a)의 반대의 면(이면)(1b)에는 사출 성형시에 체크 무늬형의 패턴을 전사한다. 또한, 본 발명의 주요 부품은 도광체(1)로, 특히 도광체 이면측(1b)의 체크 무늬 영역의 경계 형상과 절결부(2)의 반사 시트 고정용 굴삭면의 기하학적 형상에 관한 것이라 할 수 있다. 또한, 형광관에 근접하는 체크 무늬 패턴(29a)은 체크 무늬의 광산란 능력으로서는 가장 레벨이 낮고, 형광관의 빛을 극단적으로 사용하는 것을 억제하여 오히려 도광체 내부에 빛을 도광하는 역할을 담당하고 있다고 할 수 있다. 또한 체크 무늬 패턴(29a 내지 29h)을, 도광체 내부로 감에 따라서 점점 체크 무늬에 의한 광산란 능력이 강해지도록 해도 좋다.

또한, 형광관의 주변부에 파형 형상을 한 체크 무늬 경계선이 있는데, 이것이 본 발명의 특징이며, 이 파형 형상의 목적은 액정 디스플레이의 표시 품위의 향상을 겨냥하여 디스플레이 엣지 주변의 밝은 선이나 어두운 선의 규칙적인 반복을 억제하는 데 있다고 할 수 있다. 또한, 이 파형 형상은 디스플레이 주변에 발생하는 밝은 선이나 어두운 선을 깊이 방향과 횡방향을 동시에 쵸프함으로써, 밝은 선과 어두운 선을 셔플하여 완화시키는 수단이라고도 할 수 있다. 이 완화에 의해, 도광체 상면에 구성된 확산 시트나 프리즘 시트 등에 의해 다시 셔플되어 라이팅 및 액정 디스플레이를 거치면 휘도의 균질한 표시가 가능해진다. 이 파형 형상의 최적화에 대해서는, 도광체의 두께나 도광체 상에 사용하는 확산 시트의 불투명도가 관계된다. 파형의 진폭에 대해서는, 액정 디스플레이 상에서 어느 정도까지 밝은 선이나 어두운 선의 영향이 미치고 있는지 관찰함으로써 검토해야 할 진폭을 결정해도 좋다. 본 발명에 사용하고 있는 도광체에서는, 액정 디스플레이 상의 관찰로 대개 5 ㎜ 정도까지 휘도 변화가 있는 것을 알고 있는 경우, 영향을 미치고 있는 거리의 절반 정도를 파형으로 광셔플을 겨냥해도 좋다. 또한, 도광체로부터의 평균 라인은 형광관의 반사광을 억제하기 위해 1 ㎜ 정도로 하는 것이 적절하다고 판단된다. 체크 무늬를 형성하지 않은 면을 잘 사용하면 반사광을 도광체 안으로 빛을 유도할 수 있으므로 중앙 휘도를 높이는 효과를 기대할 수 있다.

상기 체크 무늬 경계 라인의 제조 방법에서는, 체크 무늬 형성은 금형에 여러 종류의 샌드 블라스트를 분무하여 제작하지만 그 제작시에 파형 형상을 한 필름으로 체크 무늬를 형성하지 않는 영역을 양생해 두는 것이 바람직하다. 이 필름의 파형 형상 제작을 공업 디자인용 커팅 머신을 사용하여 컴퓨터 제어하여 제작하면, 형상도 파형으로 한정할 필요는 없고 액정 디스플레이의 주변 휘도 불균일의 정도에 맞추어 다양하게 디자인할 수 있다고 하는 자유도를 얻을 수 있다. 지금까지 이러한 설계는 할 수 없었으므로, 큰 진보와 착상의 재미가 실제로 기능한다고 하는 좋은 결과가 된다.

또한, 반사 시트를 절결부 상면의 반사 시트 설치용 굴삭[굴삭부(D)]에 관한 기하 광학 검토를 행하는 경우, 형광관을 배치하는 절결부 하면과 형광관으로부터 의 빛을 도입하는 단부면의 크로스점을 한계적 수치 설정에 사용하기 위해 기하 광학 분석을 행하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 [수학식 1]에서 d는 0.85 ㎜, np는 1.5라 하였을 때, 실질 한계 입사각(θ)이 45 °일 때 L1은 0.45 ㎜가 되고, 60 °일 때에는 L1이 0.60 ㎜가 된다. 이것으로부터 L은 한계가 있는 설계로서, L1과 동등하게 하여 굴삭 한계치로서 설계해도 좋다. 따라서, L ＞ L1이라 하는 기하학 조건이 이상이 되어 실 치수에서는 L ＞ 0.4 ㎜로 하면 대개 양호한 휘도 균일성을 유지할 수 있다고 할 수 있다. 이 L은 형광관의 배치 위치에 의한 입사 각도의 변화나, 절결부의 아크릴 두께 및 투명 수지의 굴절률에 의해서도 변화하기 때문에, 상기한 일반식을 사용함으로써 이상적인 L 설계를 하는 것이 요망된다.

또한, 도광체 단부면[벽면(1c)]을 경사시킴으로써, 도광체 내의 빛의 주선을 입사 단부면에서 굴절시켜 도광체 상면측을 향해, 도광체 내로 빛을 유도하여 중앙 휘도 상승과 전체적인 휘도의 균일성을 양호화시킬 수 있는 동시에, 도광체 단부면 근방의 산란광이 단부면 경사에 의해 내부 반사되어 상부 반사 시트로 정설로 산란할 수 있다고 할 수 있다. 또한, 반사 시트와 아크릴의 고정에 아크릴계 점착재를 사용한 양면 테이프를 사용하는 경우, 이 아크릴계 점착재에는 형광관으로부터 출사되는 자외선을 폭로하므로 자외선 내구성의 점착재를 양면 사용하고 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 도6에 나타낸 바와 같이 종래의 액정 디스플레이로부터 본 발명의 도광체 및 반사 시트 고정법을 교체한 것만으로, 엣지 휘도 프로파일 및 중앙 휘도, 또는 게이트구 근방 휘도 프로파일 중 어떠한 것을 취해도 본 발명이 우위인 것을 알 수 있다. 본 발명의 도광체에 의한 신규성과 진보성에 의해, 시장이나 고객이 요구하고 있던 필요성에 부응할 수 있다. 또한, 본 발명에 의해 엣지의 휘도 분포가 개선됨으로서, 도광체 상에 사용하는 확산 시트의 불투명도를 저하시켜도 표시 품위에 영향이 없으므로, 더욱 고휘도화할 수 있는 함축성을 갖고 있다. 따라서, 강한 시장 경쟁력을 가진 액정 디스플레이를 공급할 수 있다.

또한, 본 발명을 이하의 제3 내지 제5 도광체, 라이팅 방식, 라이팅 접합 방법, 디스플레이용 라이팅 및 액정 디스플레이로서 표현할 수도 있다. 즉, 제3 도광체는 선형 광원과 도광체 입사 단부면이 평행한 위치 관계에 있고, 조명측과 반대측면을 체크 무늬형 형성을 행함에 있어서, 체크 무늬 형성되는 면이 체크 무늬형 형성 영역과 체크 무늬형 형성을 하지 않은 영역을 갖고, 그 경계의 형상이 파형인 구성이다. 이 구성에서는, 형광관이 강렬한 반사광을 불연속적으로 분화함으로써, 반사광을 완화할 수 있다. 또한, 필요한 빛을 도광체 내부에 손실 없이 유도할 수 있으므로 고휘도화를 도모할 수 있다. 또한, 도광체의 사출 성형은 종래와 같이 일발 성형할 수 있으므로 대량 생산성에 영향을 미치게 하는 일은 없어 저비용으로 생산할 수 있다.

또한, 제4 도광체는 단부변측에 성형 게이트구를 갖는 도광체이며, 게이트구 잘라냄 가공면에 상당한 게이트구 고유의 광산란 억제용으로 조명측과는 반대측면을 주위와는 다른 체크 무늬형 형성을 행함에 있어서, 게이트구 근방의 체크 무늬형 형성 영역과 그 주변의 체크 무늬형 성형 영역의 경계를 파형으로 한 구성이다. 이에 의해, 게이트 잘라냄부에 의한 광산란이 원인인 게이트구 근방 휘도 불균일을 완화할 수 있어, 라이팅 및 액정 디스플레이의 면내 휘도 분포를 향상시켜 표시 품위를 양호화할 수 있다. 또한, 본 발명의 방식은 종래의 체크 무늬 형성 수단을 이용할 수 있으므로 새로운 게이트구 가공 방법이 필요하지 않기 때문에 신규 설비 투자 부담이 없어 저렴하게 대응할 수 있다.

또한, 제5 도광체는 절결 형상을 갖는 도광체의 절결부에 선형 광원이 배치되는 위치 관계에 있고, 조명측과 반대측면을 체크 무늬형 형성을 행함에 있어서 체크 무늬가 형성되는 면이 체크 무늬형 형성 영역과 체크 무늬형 형성을 하지 않은 영역을 갖고, 그 경계의 형상이 파형인 구성이다. 이에 의해, 절결부에는 광산란재가 적절히 첨가되어 있으므로 형광관의 직접광이 액정 디스플레이에 빠지는 일은 없고 적절한 휘도로 억제되어 주변 휘도의 균일화에 기여하고 있다. 또한, 형광관 근방이 강렬한 반사광을 불연속적으로 분화함으로써 반사광을 완화시킬 수 있고, 또한 빛을 도광체 내부로 도광할 수 있으므로 고휘도화를 도모할 수 있다. 또한, 도광체의 사출 성형은 종래와 같이 성형할 수 있으므로 대량 생산성을 유지할 수 있다. 따라서 저비용으로 고품위를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 라이팅 방식은 상기 제5 도광체이며, 조명측의 절결부 상면에 반사 시트가 접합되고 그 반사 시트를 배치하는 영역을 한정하기 위해 절결부 상면이 굴삭된 형상으로 하고, 그 절결부 상면에 배치되는 반사 시트의 엣지가 절결 도광체의 절결 수선보다도 디스플레이의 표시 영역 방향 내에 있는 방식이다. 이에 의해, 라이팅의 협프레임화와 박형화를 고차원적으로 밸런스를 유지시킬 수 있다. 또한, 반사 시트 자체의 광산란 효과를 이용하여 면 휘도의 균일화를 도모 하기 때문에, 절결부에 다른 종류의 수지를 필요로 하지 않으므로 저비용으로 사출할 수 있어 사출 성형의 관리 항목을 저감시킬 수 있으므로 생산성이 향상된다. 또한, 반사 시트의 위치가 절결 수선보다도 표시 영역측에 들어가 있으므로, 형광관의 직접광이 없기 때문에 표시 품위를 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 라이팅 접합 방법은 상기한 라이팅 방식의 도광체와 반사 시트를 고정할 때에 사용하는 양면 테이프에는 자외선 흡수제가 첨가되어 있는 방법이다. 이에 의해, 형광관으로부터 출사되어 있는 자외선에 의한 양면 테이프의 황변이나 접착 강도 열화를 억제할 수 있어, 장기에 걸쳐 안정된 광학 구조를 실현할 수 있다. 따라서, 내구성의 향상과 경시적인 색도 변화를 억제할 수 있다. 따라서, 양호한 표시 품위를 장기에 걸쳐 계속 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 디스플레이용 라이팅은 상기한 제3 내지 제5 도광체 및 그를 사용한 라이팅을 사용한 것이다. 이에 의해, 협프레임, 고휘도, 저색도 변화, 고표시 품위, 박형화, 대량 생산성, 저비용을 실현한 디스플레이용 라이팅을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 액정 디스플레이는 제3 내지 제5 도광체 및 그를 사용한 라이팅을 상부에 액정 패널을 탑재한 것이다. 이에 의해, 시장 및 고객이 요구하고 있던 협프레임, 고휘도, 저색도 변화, 고표시 품위, 박형화, 대량 생산성, 저비용의 액정 디스플레이를 실현하여 제공할 수 있다.

발명의 상세한 설명의 항에 기재된 구체적인 실시 형태 또는 실시예는, 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것이다. 따라서, 본 발명은 이들과 같은 구체예에 한정하여 좁은 의미로 해석되어서는 안된다. 즉, 본 발명은 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허 청구 사항의 범위 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 것이다.

본 발명에 따르면, 형광관 근접 부분의 휘도를 적절하게 조정하여, 표시 영역에서의 휘도의 균일화를 실현하는 것이 가능한 도광체를 제공할 수 있다.

Claims

선형 광원의 빛을 측면으로부터 입사시키고, 이 빛을 이면에 형성된 체크 무늬 영역에서 산란시킴으로써 표면으로부터 출사시키는 도광체에 있어서,

이면의 단부에 선형 광원에 따라 체크 무늬가 없는 평탄 영역이 형성되어 있는 한편, 평탄 영역의 내측에 체크 무늬 영역이 형성되어 있고,

선형 광원에 따라 연장되는 평탄 영역과 체크 무늬 영역의 경계선이 파형으로 되고,

선형 광원이 연장되는 방향에 따라, 체크 무늬 경계선 상에 체크 무늬 소역과 평탄 소역이 번갈아 배치되어 있는 도광체.
제1항에 있어서, 상기 평탄 영역이 이면에 있어서의 사출 성형의 게이트구형 흔적의 근방에도 마련되어 있는 도광체.
제1항에 있어서, 상기 경계선이 정현 파형, 삼각 파형 및 직사각형 파형 중 어느 하나의 형상을 갖고 있는 도광체.
제1항에 있어서, 상기 체크 무늬 영역은 산란 강도가 서로 다른 복수 종류의 체크 무늬 패턴을 갖고 있고,

상기 복수 종류의 체크 무늬 패턴(29b 내지 29h)은 그 산란 강도가 강할수록 상기 선형 광원으로부터 멀리 배치되어 있는 도광체.
제1항에 있어서, 선형 광원의 빛을 입사하는 입사측면과 표면이 이루는 각도가 90 °가 아닌 도광체.
제5항에 있어서, 상기 입사측면과 표면이 이루는 각도가 90 °보다도 작게 설정되어 있는 도광체.
제6항에 있어서, 단부를 이면측으로부터 도려냄으로써 형성된 절결부를 구비하고 있고,

이 절결부의 이면측이 선형 광원을 저장하는 저장부로 되어 있고,

이 저장부의 측면이 입사측면으로 되어 있는 도광체.
제7항에 있어서, 상기 절결부의 상면에 절결부로 진입한 빛을 반사시키기 위한 반사 시트가 설치되어 있는 도광체.
제8항에 있어서, 상기 반사 시트가 발포 PET로 형성되어 있는 도광체.
제8항에 있어서, 상기 반사 시트가 자외선 흡수제를 포함하고 있는 도광체.
제8항에 있어서, 상기 반사 시트가 절결부의 상면에 대해 자외선 흡수제를 포함하는 양면 테이프에 의해 접착되어 있는 도광체.
선형 광원과, 상기 선형 광원의 광을 측면으로부터 입사하고, 표면으로부터 출사하는 제1항 또는 제5항에 기재된 도광체와, 상기 도광체의 표면 상에 형성된 광학 필름을 구비한 조명 장치.
액정 패널과, 상기 액정 패널의 유효 표시 영역에 광을 조사하기 위한 제12항에 기재된 조명 장치를 구비한 액정 표시 장치.
제12항에 기재된 조명 장치를 구비한 전자 기기.
선형 광원의 빛을 측면으로부터 입사시키고, 이 빛을 이면에 형성된 체크 무늬 영역에서 산란시킴으로써 표면으로부터 출사시키는 도광체이며, 이면의 단부에 선형 광원에 따라 체크 무늬가 없는 평탄 영역이 형성되어 있는 한편, 평탄 영역의 내측에 체크 무늬 영역이 형성되어 있고, 선형 광원에 따라 연장되는 평탄 영역과 체크 무늬 영역의 경계선이 파형으로 되어 있고, 선형 광원이 연장되는 방향에 따라, 체크 무늬 경계선 상에 체크 무늬 소역과 평탄 소역이 번갈아 배치되어 있는 도광체의 제조 방법에 있어서,

(a) 기본 금형의 내부에 평탄 영역의 형상을 갖는 양생 필름을 평탄 영역의 형성 부위에 첨부하는 필름 첨부 공정과,

(b) 기본 금형의 내부에 체크 무늬 영역에 대응하는 여러 종류의 샌드 블라스트를 분무하는 분무 공정과,

(c) 상기한 양생 필름을 박리하는 박리 공정에 의해 얻어진 금형을 이용하여 아크릴을 사출 성형하는 도광체의 제조 방법.