KR100776560B1 - 도광판, 조명 장치, 전기 광학 장치 및 전자 기기 - Google Patents

도광판, 조명 장치, 전기 광학 장치 및 전자 기기 Download PDF

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야스노리 오니시
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

과제
액정 표시 장치에 바람직하게 사용되고, 정보가 표시되어 있는 패널의 소정의 영역만을 조명함으로써 전력 저감화를 꾀하는 것이 가능한 도광판 및 조명 장치를 제공한다.
해결수단
도광판은, 예를 들어 액정 표시 장치의 백라이트 유닛 등으로서 사용되는 조명 장치에 바람직하게 사용할 수 있고, 광을 출사하는 출광면과, 반사면과, 양단에서 광원으로부터의 광이 입사하는 입광 단면을 구비한다. 또한, 도광판의 판두께는, 경계선을 경계로 하여, 양단으로 멀어짐에 따라서 감소하는 형상으로 된다. 입광 단면으로부터 도광판에 입사한 광은, 경계선을 통과하기까지의 도광판의 영역으로부터는, 반사면에 있어서 입사하는 각도를 감소하는 방향으로 반사함으로써 전반사를 반복하고, 출광면으로부터 외부로 광이 출사하는 경우는 없다. 한편으로, 광은, 경계선을 통과한 후의 도광판의 영역에서는, 반사면에서 입사하는 각도를 증가하는 방향으로 반사를 반복하고, 광은 출광면에 대해 임계각을 넘어 출광한다. 따라서, 일단의 광원만의 점등에 의해 도광판의 일부의 영역을 밝게 할 수 있기 때문에, 이것에 의해 액정 패널의 소정의 영역만을 조사할 수 있어, 전력 저감화를 꾀하는 것이 가능해진다.
액정 표시 장치, 백라이트 유닛, 도광판, 출광면, 반사면

Description

도광판, 조명 장치, 전기 광학 장치 및 전자 기기{OPTICAL WAVEGUIDE, ILLUMINATION DEVICE, ELECTRO-OPTICAL DEVICE, AND ELECTRONIC APPARATUS}
도 1 은 본 발명의 액정 표시 장치의 개략 구성을 나타내는 측면도.
도 2 는 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 조명 장치의 측면도.
도 3 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 조명 장치의 측면도.
도 4 는 종래의 조명 장치 및 도 3 에 나타내는 조명 장치의 평면도.
도 5 는 도 1 에 나타내는 액정 표시 장치의 평면도.
도 6 은 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 조명 장치의 측면도.
도 7 은 액정 표시 장치의 다른 예의 측면도.
도 8 은 액정 표시 장치의 다른 예의 측면도.
도 9 는 전자 기기의 일례인 휴대 전화기의 외관을 나타내는 사시도.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 2, 3, 4, 5 : 조명 장치 10 : 도광판
12 : 확산 시트 14 : 액정 표시 패널
15a, 15b, 45a, 45b : 광원부 16a, 16b, 46a, 46b : LED
100, 200, 300 : 액정 표시 장치
일본 공개특허공보2001-281655호
기술분야
본 발명은, 휴대 전화의 액정 디스플레이 등에 사용되는 백라이트 유닛 등의 조명 장치 및 그것을 위한 도광판에 관한 것이다.
배경기술
액정 표시 장치에서는, 투과 표시를 하기 위해 액정 표시 패널의 배면측에 백라이트 유닛이 형성된다. 일반적으로는, 백라이트 유닛은, 광원과, 광원으로부터의 광을 평면상의 광으로서 액정 표시 패널의 배면에 조사하는 도광판과, 도광판에서 출사한 광을 확산하는 시트와, 광을 집광하는 프리즘 시트 등을 구비한 조명 장치로서 구성된다.
액정 표시 장치를 표시부에 사용한 휴대 전화로서는, 본체에 대해 접는 식의 (foldable) 표시부의 내면측에 사이즈가 큰 메인 표시 패널, 그 배면측에 사이즈가 작은 서브 표시 패널을 구비한 양면 패널 타입인 것이 이미 알려져 있다. 이에 대해, 최근, 표시부를 본체부에서 끌어낼 수 있도록 설치된 슬라이드 식의 휴대 전화, 또는, 통상은 내면측에 위치하는 메인 표시 패널을 반전시켜 외측에 노출시키는 것이 가능한 회전식의 휴대 전화도 판매되고 있다. 이러한 휴대 전화는, 서브 표시 패널을 갖지 않고, 하나의 큰 메인 표시 패널만이 형성되어 있는 것이 많 고, 그 메인 표시 패널로써 서브 표시 패널의 기능을 겸하는 경우가 많다.
그러나, 상기 기술한 슬라이드식이나 회전식의 휴대 전화에서는, 양면 타입이면 서브 표시 패널에 표시하는 시각, 전지 잔량 등의 간단한 표시 정보도 이 하나의 메인 표시 패널에서 표시를 실시하기 때문에, 이러한 간단한 표시 정보를 확인할 때에도, 그때마다, 액정 표시 패널 전체를 조명할 필요가 있어, 소비 전력면에서 효율적이지는 않다.
또, 액정 표시 장치 등에 사용되는 조명 장치의 예로서, 특허문헌 1 은, 도광판의 반사면을 광학적인 초점을 갖는 곡면으로 함으로써, 이러한 액정 표시 패널 등의 백라이트로서, 저소비 전력으로 휘도 편차가 적은 면광원으로 되는 조명 장치를 제안하고 있다.
본 발명은, 상기 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 조명 장치에 있어서의 도광판의 영역을 분할하여 발광함으로써 액정 표시 패널 등을 부분적으로 조명하고, 전력 저감화를 꾀하는 것을 과제로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명의 하나의 관점에서는, 조명 장치는 양단에 입광 단면을 갖는 도광판과, 상기 도광판의 양단의 상기 입광 단면에 배치되는 광원을 갖고, 상기 도광판의 반사면은 소정의 경계선에서 교차하는 제 1 반사면 및 제 2 반사면을 구비하고, 상기 도광판의 출광면은 상기 소정의 경계선을 경계로 하여 제 1 영역 및 제 2 영역 으로 구성되고, 상기 도광판의 일단에 구비되고 있는 상기 광원이 점등하면 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역 중의 일방의 영역을 타방의 영역보다 밝게 하도록 발광한다.
상기의 조명 장치는, 예를 들어 액정 표시 장치의 백라이트 유닛 등에 바람직하게 사용할 수 있고, 양단에 입광 단면을 갖는 도광판과, 상기 도광판의 양단의 상기 입광 단면에 배치되는 광원을 갖는다. 여기에서, 광원으로서는, 예를 들어 LED 등이 사용된다. 상기 도광판은 소정의 경계선을 경계로 하여 2 개의 영역으로 나누어지고, 각각의 영역의 반사면은 제 1 반사면 및 제 2 반사면으로 되고, 게다가 상기 제 1 반사면 및 상기 제 2 반사면은 상기 소정의 경계선에서 교차한다. 이 구성에 의하면, 도광판의 일단에 구비되어 있는 광원을 점등시킴으로써, 제 1 영역 및 제 2 영역 중의 일방의 영역을 타방의 영역보다 밝게 발광시킬 수 있다. 또, 「도광판의 양단의 입광 단면에 배치되는 광원」이라는 말은, 광원이 입광 단면의 임의의 위치에 배치되는 경우도 포함한다. 즉, 입광 단면 길이 방향의 중앙 부근 등에 배치되는 경우에 더하여, 입광 단면의 단부, 즉 도광판의 측면의 모서리부에 배치되는 경우도 포함한다.
상기의 조명 장치의 일 양태에서는, 상기 제 1 반사면은, 당해 제 1 반사면으로부터 먼 쪽의 상기 입광 단면에 배치된 상기 광원으로부터 출사된 광을 반사하여 상기 제 1 영역으로부터 출사시키고, 상기 제 2 반사면은, 당해 제 2 반사면으로부터 먼 쪽의 상기 입광 단면에 배치된 상기 광원으로부터 출사된 광을 반사하여 상기 제 2 영역으로부터 출사시킨다. 따라서, 광원의 일방만을 점등함으로써, 경계선을 경계로 한 2 개의 영역의 일방을 발광시킬 수 있다.
상기의 조명 장치의 일 양태에서는, 상기 도광판은, 상기 소정의 경계선으로부터 상기 양단의 입사 단면으로 향함에 따라서 출광면과 반사면의 거리가 감소하는 단면 형상을 갖는다. 이러한 형상으로 함으로써, 일방의 입광 단면에 입사한 광은, 그 입광 단면을 갖는 도광판의 영역 내에서는 출광면에 대해 전반사(全反射)하고, 경계선을 넘은 도광판의 영역에서부터는 출광면으로부터 외부로 출사한다. 따라서, 일방의 입광 단면으로부터 광이 도광판에 입사하면, 그 입광 단면을 갖는 영역과는 반대측의 영역의 출광면 만을 밝게 발광시킬 수 있다. 또한, 이러한 형상의 도광판을 조명 장치에 사용함으로써, LED 등의 점광원에 가까운 영역에서 발생하는 광의 확산성 부족에 의해 광과 광 사이가 어둡게 되는, 이른바 「광의 편차」 의 영향을 억제할 수 있고, 출광면의 발광 면적을 확대할 수 있다.
상기의 조명 장치의 다른 일 양태에서는, 상기 제 1 반사면 및 상기 제 2 반사면의 적어도 일방에는 소정의 패턴이 형성된다. 이 양태에서는, 상기 제 1 반사면 및 상기 제 2 반사면의 적어도 일방에, 예를 들어 산(山) 형상의 패턴이 형성된다. 이 산 형상의 하나의 패턴의 사면(斜面)은, 양단의 입광 단면 중의 일방의 입광 단면으로부터의 광에 관해서는 광의 반사면에 대해 입사하는 각도를 줄이는 방향으로 움직이고, 타방의 입광 단면으로부터의 광에 관해서는 광의 반사면에 대해 입사하는 각도를 증가시키는 방향으로 움직인다. 따라서, 일방의 입광 단면으로부터의 광은, 출광면에 대해 임계각을 초과하는 것은 없기 때문에, 항상 출광면에서 전반사한다. 그리고, 타방의 입광 단면으로부터의 광은, 어떤 출광 면에 대해서도 임계각을 초과하기 때문에, 출광면으로부터 외부로 출사한다. 따라서, 도광판의 양단에 배치된 광원의 점등을 제어함으로써, 도광판을 부분적으로 발광시킬 수 있다.
본 발명의 다른 관점에서는, 조명 장치는, 양단에 입광 단면을 갖고, 출광면과 반사면의 거리가 일단의 상기 입광 단면으로부터 멀어짐에 따라서 감소하도록 형성된 쐐기 형상의 단면을 갖는 도광판과, 상기 도광판의 양단의 상기 입광 단면에 배치되는 광원을 갖고, 상기 도광판의 상기 반사면은 소정의 경계선을 경계로 하여 제 1 반사면 및 제 2 반사면을 갖고, 상기 제 1 반사면 및 상기 제 2 반사면의 적어도 일방에는 소정의 패턴이 형성되고, 상기 도광판의 출광면은 상기 소정의 경계선을 경계로 하여 제 1 영역 및 제 2 영역으로 구성되고, 상기 도광판의 일단에 구비되어 있는 상기 광원이 점등하면 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역 중의 일방의 영역을 타방의 영역보다 밝게 하도록 발광한다.
상기의 조명 장치는, 예를 들어 액정 장치의 백라이트 유닛 등에 바람직하게 사용할 수 있고, 양단에 입광 단면을 갖는 도광판과, 상기 도광판의 양단의 상기 입광 단면에 배치되는 광원을 갖는다. 이 상기 도광판의 형상은, 출광면과 반사면의 거리가 일단의 상기 입광 단면으로부터 멀어짐에 따라서 감소하는 형상의 이른바 「쐐기 형상」 의 단면을 갖는다. 상기 도광판은 소정의 경계선을 경계로 하여 2 개의 영역으로 나누어지고, 각각의 영역으로부터의 반사면은 소정의 경계선을 경계로 하여 제 1 반사면 및 제 2 반사면을 갖고, 그 적어도 일방에 소정의 패턴이 형성되어 있다. 이 구성에 의하면, 도광판의 일단에 구비되어 있는 광 원을 점등시킴으로써, 제 1 영역 및 제 2 영역 중의 일방의 영역을 타방의 영역보다 밝게 발광시킬 수 있다. 또, 「도광판의 양단의 입광 단면에 배치되는 광원」 이라는 말은, 광원이 입광 단면의 임의의 위치에 배치되는 경우도 포함한다. 즉, 입광 단면 길이 방향의 중앙 부근 등에 배치되는 경우에 더하여, 입광 단면의 단부, 즉 도광판의 측면의 모서리부에 배치되는 경우도 포함한다.
상기의 조명 장치의 바람직한 예에서는, 상기 도광판의 출광면측에, 프리즘 형상이 연재하는 변을 직교시키도록 배치된 복수의 프리즘 시트를 구비할 수 있다. 또한, 다른 바람직한 예에서는, 상기 도광판의 출광면측에, 프리즘 형상이 상기 도광판의 출광면과 대향하도록 대향 배치된 프리즘 시트를 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에서는, 전기 광학 장치는, 표시 패널과, 표시 패널의 백라이트로서 사용되는 상기의 조명 장치를 갖는다. 이 전기 광학 장치에 의하면, 조명 장치의 일부분만을 선택적으로 발광시킴으로써, 표시 패널의 일부만으로 표시를 할 수 있다.
상기의 전기 광학 장치의 일 양태에서는, 상기 표시 패널은, 소정의 표시 분할선으로 2 분할되어 있고, 상기 소정의 표시 분할선과 상기 소정의 경계선의 위치가 일치하도록 상기 표시 패널과 상기 조명 장치가 상대적으로 배치되어 있는 것을 특징으로 한다. 이 양태에서는, 표시 패널의 표시 분할선에 의해 분할되는 어느 일방의 영역을 조명 장치에 의해 선택적으로 조명할 수 있다. 또, 표시 분할선의 위치와 경계선의 위치는, 완전히 일치할 필요는 없다.
상기의 전기 광학 장치의 일 양태에서는, 상기 소정의 표시 분할선은 상기 표시 패널을, 투과 표시 중시의 영역과, 투과 표시 중시의 영역보다 반사율이 높은 반사 표시 중시의 영역으로 분할한다. 소정의 표시 분할선을 경계로 표시 패널의 반사율을 바꿈으로써, 표시 패널의 일부를 투과 표시 중시, 일부를 반사 표시 중시의 구성으로 할 수 있다.
상기의 전기 광학 장치의 일 양태에서는, 상기 2 분할된 일방의 영역만으로 표시를 실시할 때는, 당해 영역에 대응하는 쪽의 광원만이 점등한다. 이로써, 점등하는 광원에 의해, 표시 패널의 표시 분할선에 의해 분할되는 어느 일방의 영역만을 조명 장치에 의해 선택적으로 조명할 수 있다.
또, 상기의 전기 광학 장치를 표시부로서 구비하는 전자 기기를 구성할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에서는, 도광판은 광을 출사하는 출광면과, 상기 출광면과 대향하는 반사면을 갖고, 상기 반사면은 소정의 경계선에서 교차하는 제 1 반사면 및 제 2 반사면을 구비하고, 상기 소정의 경계선으로부터 상기 양단의 입사 단면으로 향함에 따라서 출광면과 반사면의 거리가 감소하는 단면 형상을 갖는다. 이 도광판의 단부에 광원을 형성하고, 광원의 일방만을 점등함으로써, 경계선을 경계로 한 2 개의 영역의 일방만을 발광시킬 수 있다.
본 발명의 다른 관점에서는, 도광판은 광을 출사하는 출광면과, 상기 출광면과 대향하는 반사면의 거리가 일단으로부터 멀어짐에 따라서 감소하도록 형성되어 있는 쐐기 형상의 단면을 갖고, 상기 반사면은 소정의 경계선을 경계로 하여 제 1 반사면 및 제 2 반사면을 갖고, 상기 제 1 반사면 및 상기 제 2 반사면의 적어도 일방에는 소정의 패턴이 형성되어 있다. 이 도광판의 단부에 광원을 형성하고, 광원의 일방만을 점등함으로써, 경계선을 경계로 한 2 개의 영역의 일방만을 발광시킬 수 있다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 관해서 설명한다.
[제 1 실시형태]
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 조명 장치를 적용한 액정 표시 장치 (100) 의 개략 구성을 나타내는 측면도이다. 또, 도 1 에서는 설명의 편의상, 각 구성 요소에 관해서 간격을 두고 도시하고 있지만, 실제로 이것들은 그림 중의 상하 방향으로 겹쳐진 상태에서 액정 표시 장치 (100) 를 구성하고 있다.
액정 표시 장치 (100) 는, 본 발명의 특징인 조명 장치 (1) 를 갖고, 조명 장치 (1) 의 상측에는 확산 시트 (12) 및 액정 표시 패널 (14), 하측에는 반사 시트 (11) 가 배치된다. 액정 표시 패널 (14) 은 휴대 전화 등의 표시 패널에 해당하고, 도광판 (10) 은 액정 표시 패널 (14) 의 발광 면적과 거의 동일의 표시 면적을 갖는다. 또, 본 발명에서는, 액정 패널의 구조는 특별히 한정되지 않는다.
조명 장치 (1) 는, 도광판 (10) 의 양단에 광원부 (15a 및 15b) 를 갖는 구조를 이룬다. 광원부 (15a) 는, 점광원인 복수의 LED (16a) 를 구비하고, 광원과 대향하는 도광판 (10) 의 단면 (10a) (이하, 「입광 단면」이라고 부른다) 에 광을 출사한다. 광원부 (15b) 도, 점광원인 복수의 LED (16b) 를 구비하고, 광 원과 대향하는 도광판 (10) 의 단면 (10b) 에 광을 출사한다. 이하, 이 2 개의 광원부 (15a, 15b) 및 LED (16a, 16b) 에 관해서, 특히 어느 한쪽의 장소를 특정하지 않고 나타낼 때는, 광원부 (15) 및 LED (16) 라고 칭한다.
도광판 (10) 은 평면 형상이 직사각형이고, 아크릴 수지 등의 투명 수지로 구성된다. 도광판 (10) 의 상측 면 (10c) 은 광을 출사하는 면 (이하, 「출광면」이라고 부른다) 이고, 하측 면 (10d) 은 광을 반사하는 면 (이하, 「반사면」이라고 부른다) 이다. 도광판 (10) 은, 그 판두께가 경계선 (C) 의 위치에서 가장 두꺼워지도록 형성되고, 경계선 (C) 의 위치에서 양단의 입광 단면 (10a, 10b) 의 방향으로 멀어짐에 따라서 판두께, 즉 출광면 (10c) 과 반사면 (10d) 의 거리가 감소하도록 형성되어 있다. 이하, 경계선 (C) 을 경계로 하여 광원부 (15a) 를 갖는 도면 좌측의 영역을 좌측 영역 (Aa), 광원부 (15b) 를 갖는 도면 우측의 영역을 우측 영역 (Ab) 이라고 칭한다.
좌측의 광원부 (15a) 에 구비된 복수의 LED (16a) 로부터 출사된 광 (L2) 은, 도광판 (10) 의 좌단의 입광 단면 (10a) 에서 도광판 (10) 의 내부로 들어가고, 도광판 (10) 의 출광면 (10c) 과 반사면 (10d) 사이에서 반사를 되풀이함으로써 방향을 바꾸고, 우측 영역 (Ab) 에서 출광면 (10c) 과 광 (L2) 이 이루는 각이 임계각을 초과하면 출광면 (10c) 으로부터 외부로 출사한다. 한편, 우측의 광원부 (15b) 에 구비된 복수의 LED (16b) 로부터 출사된 광 (L1) 은, 도광판 (10) 의 우단의 입광 단면 (10b) 으로부터 도광판 (10) 의 내부로 들어가고, 도광판 (10) 의 출광면 (10c) 과 반사면 (10d) 사이에서 반사를 되풀이함으로써 방향을 바꾸고, 좌 측 영역 (Aa) 에서 출광면 (10c) 과 광 (L1) 이 이루는 각이 임계각을 초과하면 출광면 (10c) 으로부터 외부로 출사한다.
조명 장치 (1) 와 액정 패널 (14) 사이에는 확산 시트 (12) 가 형성된다. 확산 시트 (12) 는, 도광판 (10) 으로부터 출사한 광 (L1 또는 L2) 을 확산하여 조명 장치 (1) 의 발광 면내의 밝기를 균일화하는 등의 역할을 갖는다.
조명 장치 (1) 와 액정 패널 (14) 을 접착하기 위해서는, 양면 테이프 (13) 가 사용된다. 후에 상세하게 설명하지만, 이 양면 테이프 (13) 는, LED (16) 의 광이 광원부 (15) 로부터 상부로 새지 않도록 하는 역할도 갖으며, 그 때문에 양면 테이프 (13) 의 일부분에서 차광성을 갖는다.
(도광판에 있어서의 광의 경로)
다음으로, 조명 장치 (1) 의 도광판 (10) 에 있어서의 광 (L1, L2) 의 경로에 관해서 상세히 기술한다. 도광판 (10) 의 반사면 (10d) 에는, 광의 각도를 바꾸기 위해서 소정의 패턴이 형성된다. 그와 같은 패턴의 일례를 도 2 에 나타낸다.
도 2 (a) 는, 도광판 (10) 에 있어서 광 (L2) 이 반사하는 양태를 실선으로, 광 (L1) 이 반사하는 양태를 파선으로 모식적으로 나타내고 있다. 도광판 (10) 의 반사면 (10d) 의 패턴은, 산 형상으로 형성되어 있다. 이 산 형상의 일방의 사면을 반사면 (S1), 타방의 사면을 반사면 (S2) 으로 한다. 그리고 반사면 (S1) 이 출광면 (10c) 에 대해 이루는 경사각을 「β」 라고 하고, 반사면 (S2) 이 출광면 (10c) 에 대해 이루는 경사각을 「α」 라고 한다. 이 패턴은, 경계선 (C) 을 경계로 하여 좌우 대칭으로 형성되어 있다.
LED (16a) 로부터 출사된 광 (L2) 은, 도광판 (10) 의 입광 단면 (10a) 을 통해 좌측 영역 (Aa) 에 입사하고, 반사면 (S1, S2) 과 출광면 (10c) 사이에서 반사를 되풀이한다. 이 때의 광 (L2) 의 양태에 관해서 도 2 (b) 에 확대하여 모식적으로 나타낸다. 도시된 바와 같이, 광 (L2) 이 출광면 (10c) 에 대해 각도 (X1) 로 입사하고, 전반사한 후, 반사면 (S1) 에 입사했다고 하면, 반사면 (S1) 은 출광면 (10c) 에 대해 광 (L2) 의 입사하는 각도를 감소시키는 방향으로 경사각 (β) 을 갖기 때문에, 광 (L2) 은 반사면 (S1) 에 대해, (X1-β) 의 입사하는 각도를 갖는다. 이 광 (L2) 이 다시 전반사했다고 하면, 출광면 (10c) 에 입사하는 각도는 (X1-2β) 로 된다. 이와 같이 광 (L2) 이 출광면 (10c), 반사면 (S1) 에 의한 반사를 되풀이함으로써, 광 (L2) 의 출광면 (10c) 에 입사할 때의 각도 (X1) 는 2β 씩 감소하게 되기 때문에, 광 (L2) 이 출광면 (10c) 에 대해 임계각을 초과하는 것은 아니다.
또한, 광 (L2) 이 반사면 (S2) 에 전반사했다고 하면, 반사면 (S2) 도 출광면 (10c) 에 대해 광 (L2) 의 입사하는 각도를 감소시키는 방향으로 각도(α) 를 갖기 때문에, 광 (L2) 의 출광면 (10c) 에 입사할 때의 각도는 2α 씩 반사할 때마다 감소한다고 생각된다. 따라서 이 경우도 출광면 (10c) 에 대해, 광 (L2) 이 임계각을 넘는 경우는 없다. 따라서, 광 (L2) 은, 좌측 영역 (Aa) 에서, 반사면 (S1 및 S2) 의 어느 쪽으로 전반사하더라도 임계각을 초과하는 경우는 없고, 출광면 (10c) 으로부터 외부로 출사하는 경우는 없다.
광 (L2) 은, 도광판 (10) 의 좌측 영역 (Aa) 을 통과한 후, 도광판 (10) 의 경계선 (C) 으로부터 우측 영역 (Ab) 에 입사한다. 이 때의 광 (L2) 의 양태에 관해서 도 2 (c) 에 확대하여 모식적으로 나타낸다. 도시된 바와 같이, 광 (L2) 이 출광면 (10c) 에 대해 각도 (X2) 로 입사하여 전반사한 후, 반사면 (S2) 에 입사했다고 하면, 반사면 (S2) 은 출광면 (10c) 에 대해 광 (L2) 의 입사하는 각도를 증가시키는 방향으로 경사각 (α) 을 갖기 때문에, 광 (L2) 은 반사면 (S2) 에 대해 (X2+α) 의 각도를 갖는다. 이 광 (L2) 이 다시 전반사했다고 하면, 광 (L2) 의 출광면 (10c) 에 입사하는 각도는 (X2+2α) 으로 된다. 이와 같이 광 (L2) 은, 출광면 (10c), 반사면 (S2) 에 의한 반사를 되풀이함으로써, 광 (L2) 의 출광면 (10c) 에 입사할 때의 각도 (X2) 는 2α 씩 증대하게 된다.
또한, 광 (L2) 은 반사면 (S1) 에 전반사했다고 하면, 반사면 (S1) 도 출광면 (10c) 에 대해 광 (L2) 이 입사하는 각도를 증가시키는 방향으로 경사각 (β) 을 갖기 때문에, 이 경우도 동일하게, 광 (L2) 의 출광면 (10c) 에 입사할 때의 각도는, 2β 씩 반사할 때마다 증대하게 된다. 따라서, 광 (L2) 은, 도광판 (10) 의 우측 영역 (Ab) 에서, 반사면 (S1) 및 반사면 (S2) 으로 복수회 반사됨으로써 출광면 (10c) 에 입사하는 각도가 점차로 증대하고, 이윽고 임계각을 초과하면 출광면 (10c) 으로부터 외부로 출사하게 된다.
LED (16b) 로부터 출사된 광 (L1) 에 관해서도 광 (L2) 과 동일한 구조를 갖는다. LED (16b) 로부터 출사된 광 (L1) 은, 도광판 (10) 의 입광 단면 (10b) 을 통해 우측 영역 (Ab) 에 입사한다. 광 (L1) 은, 도광판 (10) 의 우측 영역 (Ab) 에서, 출광면 (10c) 에 대해 광 (L1) 의 입사하는 각도를 감소시키는 방향으로 경사각 (α 및 β) 을 갖는 반사면 (S1 및 S2) 과 출광면 (10c) 사이에서 반사를 되풀이하기 때문에, 출광면 (10c) 에 입사할 때의 각도가 점차로 감소한다. 따라서, 광 (L1) 은, 도광판 (10) 의 우측 영역 (Ab) 에서, 출광면 (10c) 에 대해 임계각을 초과하는 경우는 없고, 출광면 (10c) 으로부터 외부로 출사하는 경우는 없다. 그러나, 광 (L1) 은, 계속해서 도광판 (10) 의 경계선 (C) 으로부터 좌측 영역 (Aa) 으로 입사하면, 출광면 (10c) 에 대해 광 (L1) 의 입사하는 각도를 증가시키는 방향으로 경사각 (α 및 β) 을 갖는 반사면 (S1 및 S2) 과 출광면 (10c) 사이에서 반사를 되풀이하기 때문에, 광 (L1) 의 출광면 (10c) 에 입사할 때의 각도는 점차로 증대하고, 이윽고 광 (L1) 은, 출광면 (10c) 에 대한 임계각을 초과하여, 도광판 (10) 의 좌측 영역 (Aa) 의 출광면 (10c) 으로부터 출사한다.
이상의 설명에서 이해할 수 있듯이, 조명 장치 (1) 는, 다음 2 개의 특징을 갖는다. 광원부 (15a) 의 LED (16a) 가 점등하면, 도광판 (10) 의 우측 영역 (Ab) 의 출광면 (10c) 에서만 광이 외부로 출사하고, 좌측 영역 (Aa) 의 출광면 (10c) 에서 광은 출사하지 않는다. 반대로, 광원부 (15b) 의 LED (16b) 가 점등하면, 도광판 (10) 의 좌측 영역 (Aa) 의 출광면 (10c) 에서만 외부로 광이 출사하고, 우측 영역 (Ab) 의 출광면 (10c) 에서 광은 출사하지 않는다. 즉, 조명 장치 (1) 에 있어서의 도광판은, 점등하는 LED 가 입사하는 입광 단면이 있는 영역의 출광면이 밝아지는 것은 아니고, 항상 그것과는 반대의 영역의 출광면이 밝아지는 구성으로 된다. 요컨대 출광면의 전체 면을 밝게 하고자 할 때에는, LED (16a 및 16b) 의 양방을 점등하면 된다.
여기서, 각각의 경사각 (α, β) 의 범위에 관해서 설명한다. 경사각 (β) 의 범위는 0≤β≤α 로 된다. 경사각 (β) 이, β=0 일 때에는, 반사면과 출광면이 평행하게 되는 것을 나타내고, β=α일 때에는, 반사면은 패턴을 갖지 않는 사면인 것을 나타낸다. β=0 은, 광이 출광면에 대해 임계각을 초과하지 않도록 하기 위해서, 광이 출광면과 반사면 사이에서 정반사하기 위한 최저한도의 조건이다. 또한, 반사면이 패턴을 갖지 않는 사면인 β=α 의 경우라도 본 발명의 특징을 갖을 수는 있지만, 패턴을 갖는 (β<α) 경우의 쪽이, 반사면 그 자체의 경사를 완만하게 할 수 있기 때문에, 도광판의 판두께를 얇게 할 수 있다.
한편, 경사각 (α) 의 바람직한 범위는 액정 표시 장치의 실시형태에 의해서 결정된다. 본 실시형태에 관련된 액정 표시 장치 (100) 에서는, 확산 시트 (12) 만이 액정 패널 (14) 사이에 배치되어 있는 구성으로 되어 있기 때문에, 광 (L2) 은 확산 시트 (12) 에 대해 대략 수직으로 입사하는 것이 바람직하고, 그 때문에 경사각 (α) 은 35°에서 50°의 범위가 바람직하다고 여겨진다.
(경계선에 대해 비대칭의 형상으로 되는 도광판)
앞에서 설명한 조명 장치 (1) 에서는, 경계선 (C) 은 도광판 (10) 의 중앙에 위치하는 것으로 하고, 도광판 (10) 의 형상 및 반사면의 패턴은 경계선 (C) 을 경계로 하여 좌우 대칭이 되는 것으로 되어 있다. 그러나, 경계선 (C) 이 도광판 (10) 의 중앙에서 좌우의 어느 쪽으로든 어긋나 있더라도, 앞에서 말한 바와 같이 점등하는 LED 에 의해서 좌우 각각의 영역으로부터 광을 출사하는 특징을 갖게 하 는 것이 가능하다.
도 3 (a) 는, 조명 장치 (1) 와 비교하여, 경계선 (C) 이 중앙에서 도면 좌측으로 어긋난 형상이 되는 특징을 갖는 조명 장치 (2) 를 나타내는 측면도이다. 도 3 (a) 가 나타내는 바와 같이, 도광판 (10) 은, 경계선 (C) 에 대해 좌우 비대칭이 되는 형상으로 되어 있다. 이 때의 광의 각도를 바꾸기 위한 도광판 (10) 의 반사면 (10d) 에서의 소정의 패턴의 일례를 도 3 (b) 에 나타낸다.
경계선 (C) 에 대해 좌우 비대칭으로 이루어져 있는 조명 장치 (2) 에서는, 도광판 (10) 의 반사면 (10d) 의 패턴은 조명 장치 (1) 와 동일한 산 형상으로 된다. 이하, 조명 장치 (2) 에 있어서의 경사각으로서, 도 3 (b) 가 나타내는 바와 같이, 좌측 영역 (Aa) 으로 패턴의 출광면 (10c) 에 대한 경사각을 「α」, 「β」 라고 하고, 우측 영역 (Ab) 에서의 패턴의 출광면 (10c) 에 대한 경사각을 「α'」, 「β'」 라고 한다. 여기서, 경사각 α 및 β 는, 각각 경사각 α' 및 β' 와 다른 각도이어도 된다.
도 3 (b) 에 나타내는 바와 같이, 조명 장치 (2) 의 경우에서도 조명 장치 (1) 과 동일하게, LED (16a) 에서 출사한 광 (L2) 은, 도광판 (10) 의 입광 단면 (10a) 을 통해 좌측 영역 (Aa) 으로 입사하고, 출광면 (10c) 에 대해 광 (L2) 의 입사하는 각도를 감소시키는 방향으로 경사각 (α 및 β) 을 갖는 반사면 (10d) 과 출광면 (10c) 사이에서 전반사를 되풀이한다. 광 (L2) 은, 도광판 (10) 의 좌측 영역 (Aa) 을 통과한 후, 도광판 (10) 의 경계선 (C) 에서 우측 영역 (Ab) 으로 입사한다. 광 (L2) 은, 도광판 (10) 의 우측 영역 (Ab) 에서, 출광면 (10c) 에 대해 광 (L2) 의 입사하는 각도를 증가시키는 방향으로 경사각 (α' 및 β') 을 갖는 반사면 (10d) 과 출광면 (10c) 사이에서 반사를 되풀이함으로써 출광면 방향으로 방향을 바꾸고, 도광판 (10) 의 우측 영역 (Ab) 의 출광면 (10c) 으로부터 외부로 출사한다.
동일하게, 광 (L1) 은, 도광판 (10) 의 입광 단면 (10b) 을 통해 우측 영역 (Ab) 으로 입사하고, 출광면 (10c) 에 대해 광 (L1) 이 입사하는 각도를 감소시키는 방향으로 경사각 (α' 및 β') 을 갖는 반사면 (10d) 과 출광면 (10c) 사이에서 전 반사를 되풀이한다. 광 (L1) 은, 도광판 (10) 의 우측 영역 (Ab) 을 통과한 후, 도광판 (10) 의 경계선 (C) 으로부터 좌측 영역 (Aa) 으로 입사한다. 광 (L1) 은, 도광판 (10) 의 영역 (Aa) 에서, 출광면 (10c) 에 대해 광 (L1) 의 입사하는 각도를 증가시키는 방향으로 경사각 (α 및 β) 을 갖는 반사면 (10d) 과 출광면 (10c) 사이에서 반사를 되풀이함으로써 출광면 방향으로 방향을 바꾸고, 도광판 (10) 의 좌측 영역 (Aa) 의 출광면 (10c) 으로부터 외부로 출사한다.
이상으로부터, 조명 장치 (1) 와 동일하게, 조명 장치 (2) 에 있어서의 경사각 (α, β, α', β') 에 관해서, 0≤β≤α 및 0≤β'≤α' 를 만족하고, 또한 경사각 (α, α') 을 실시 형태에 따른 조건에 만족하는 범위로 설정하는 점, 예를 들어 본 실시형태에 나타내는 바와 같은, 확산 시트 (12) 만이 액정 패널 (14) 과 조명 장치 (2) 사이에 배치되는 구성으로 되는 액정 표시 장치이면, 경사각 (α, α') 을 35°부터 50°의 범위로 설정함으로써, LED (16a) 가 점등할 때는 우측 영역 (Ab) 의 출광면 (10c) 으로부터, LED (16b) 가 점등할 때는 좌측 영역 (Aa) 의 출광면 (10c) 으로부터, 각각 광을 외부로 출사하는 것이 가능해진다.
또, 도 3 (a) 에 나타내는 바와 같이, 도광판 (10) 의 입광 단면 (10a 및 10b) 의 두께는, 양단에서 상이해도 된다. 입광 단면이 얇아지면, 광이 반사면의 패턴에 도달하게 될 확률이 높아지기 때문에, 출광면에서의 발광의 휘도를 높일 수 있다.
(조명 장치에 의한 표시)
다음으로 본 발명의 조명 장치의 발광 면적에 관해서, 도 4 를 참조하여 설명한다. 도 4 (a) 는, 비교예로서, 종래의 조명 장치인 도광판 (30) 의 편측에만 광원부 (35) 를 형성한 경우의 도광판 (30) 의 밝기를 나타내는 모식도이다. 종래의 조명 장치는, 광원부 (35) 의 복수의 LED (36) 로부터의 광만으로 출광면 (30c) 전체 면을 밝게 하도록 구성되어 있다. 그러나, 출광면 (30c) 상에 있어서의 광원부 (35) 에 가까운 장소에서는, 광의 확산성이 부족하기 때문에 인접한 LED (36) 로부터 출사되는 광과 광 사이에 그림자 (Ba) 가 생기는, 이른바 광의 편차가 발생된다 (「핫 스팟 현상 (hot spot phenomeon)」등으로 불린다). 또한, 광원부 (35) 의 상부에서는, LED (36) 에서 출사되는 광의 누설도 발생된다. 따라서, 종래의 조명 장치에서는, 액정 패널과 조명 장치를 접착하는 양면 테이프 (13) 에 차광성을 갖게 함으로써, 이러한 광의 누설을 양면 테이프 (13) 부분 (13a) 으로, 및 광의 편차를 양면 테이프 (13) 부분 (13b) 으로 덮어서 가리고 있었다.
한편, 앞에서 말한 조명 장치 (1 및 2) 와 같이, 본 발명의 조명 장치는, 도 광판 (10) 의 양단에 LED 를 갖고 있고, 도광판 (10) 의 좌단에 비치된 복수의 LED (16a) 의 점등에 의해서 도광판 (10) 의 우측 영역 (Ab) 을 밝게 하고, 도광판 (10) 의 우단에 비치된 복수의 LED (16b) 의 점등에 의해서 도광판 (10) 의 좌측 영역 (Aa) 을 밝게 하는 구조로 된다. 도 4 (b) 는, 본 발명의 조명 장치의 도광판 (10) 의 밝기를 나타내는 모식도이다. 이 도면에서는, 설명의 편의를 위해, LED (16b) 의 점등에 의해서 좌측 영역 (Aa) 을 밝게 하는 경우만을 나타내고 있다.
도 4 (b) 가 나타내는 바와 같이, LED (16b) 가 점등하면, 우측 영역 (Ab) 의 출광면 (10c) 의 광원부 (15b) 에 가까운 장소에, 종래의 조명 장치와 동일하게 광의 확산성의 부족에 의해 인접한 LED (16b) 에서 출사되는 광과 광 사이에 그림자 (Ba) 가 생긴다. 그러나, 이 때, LED (16b) 에서 출사되는 광은 우측 영역 (Ab) 의 출광면 (10c) 으로부터 외부로 출사하는 것은 없기 때문에, 우측 영역 (Ab) 은 밝아지지 않고, 그림자 (Ba) 가 출현하지도 않는다. 또한, 광이 외부로 출사하는 좌측 영역 (Aa) 의 출광면 (10c) 에서는, LED (16b) 에서의 광이 충분히 확산하고 있기 때문에, 우측 영역 (Ab) 에 발생하는 그림자 (Ba) 에 의한 영향을 받지 않는다. 따라서, 좌측 영역 (Ab) 의 출광면 (10c) 상에 그림자 (Ba) 가 출현하지 않는다.
동일하게, LED (16a) 가 점등하면, 좌측 영역 (Aa) 의 출광면 (10c) 의 광원부 (15a) 에 가까운 장소에, 광의 확산성의 부족에 의해 이웃한 LED (16a) 에서 출사되는 광과 광 사이에 그림자가 생긴다. 그러나, 이 때, LED (16a) 에서 출사 되는 광은, 좌측 영역 (Aa) 의 출광면 (10c) 으로부터 외부로 출사하지 않기 때문에, 그림자 (Ba) 가 출현하지 않는다. 또한, 광이 외부로 출사하는 우측 영역 (Ab) 의 출광면 (10c) 에서는, LED (16a) 로부터의 광은 충분히 확산하고 있기 때문에, 좌측 영역 (Aa) 에 발생하는 그림자 (Ba) 에 의해서 영향을 받지 않는다. 따라서, 우측 영역의 출광면 (10c) 상에도 그림자 (Ba) 가 출현하지 않는다.
이상으로부터, 본 발명의 조명 장치는, 인접한 LED 로부터 출사되는 광과 광 사이에 생기는 그림자, 즉 광의 편차가 출광면에 출현하는 것을 억제할 수 있기 때문에, 이들을 덮기 위한 수단은 필요로 하지 않는다. 따라서, 광원부 (15) 의 상부에 발생하는 광의 누설을 막기 위해, 차광성을 양면 테이프 (13) 에 갖게 하면된다. 구체적으로는, 도 4 (b) 에서 말하면, 양면 테이프 (13) 의 부분 (13a) 에만 차광성을 갖게 하면 된다. 따라서 양면 테이프 (13) 의 나머지 부분 (13b) 에 투과성을 갖게 하는 것이 가능해지고, 도광판의 발광 면적을 크게 할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 조명 장치를 사용한 경우에 있어서의 액정 표시에 관해서, 도 5 를 참조하여 설명한다. 도 5 는 액정 표시 장치의 평면도이고, 액정 패널 (14) 을, 표시 분할선 (Bp) 을 경계로 하여 작은 쪽을 서브 화면 (D1), 큰 쪽을 메인 화면 (D2) 의 2 개의 영역으로 나누고 있다.
여기에서, 도 3 에 나타낸 조명 장치 (2) 에 있어서의 경계선 (C) 의 위치는, 표시 분할선 (Bp) 의 위치와 일치한다. 서브 화면 (D1) 은, LED (16b) 로부터 출사되어 좌측 영역 (Aa) 의 출광면에서 조사되는 광을 투과함으로써 표시를 하고, 메인 화면 (D2) 은, LED (16a) 로부터 출사되어 우측 영역 (Ab) 의 출광면으로부터 조사되는 광을 투과함으로써 표시를 한다. 또, 액정 패널 (14) 의 표시 분할선 (Bp) 의 위치는, 조명 장치 (2) 의 경계선 (C) 의 위치와 거의 일치해 있으면 되고, 완전히 일치하지 않더라도 상기와 같은 분할 표시가 가능하다.
예를 들어, 서브 화면 (D1) 을 시간 표시나 전지 잔량 표시 등의 간이 정보의 표시에 사용한 경우, 사용자는 서브 화면 (D1) 만을 확인하고 싶은 경우가 상정된다. 이 때, 사용자는, 사이드 버튼 등을 사용하여 LED (16b) 만을 점등하도록 하면 되어, 종래보다도 소비 전력을 저감하는 것이 가능해진다.
또, 시간 표시나 전지 잔량 표시 등의 간이 정보의 표시에 관해서는, 항상 백라이트의 점등을 필요로 하는 표시를 할 필요는 없고, 외부에서의 광의 반사광을 사용하여 표시의 확인을 해도 된다. 따라서, 예를 들어 액정 패널 (14) 을 반투과 반사형의 액정 패널로 구성하고, 액정 패널 (14) 의 서브 화면 (D1) 에 대응하는 부분의 반사율이 메인 화면 (D2) 부분의 반사율보다 높아지도록 구성한다. 즉, 액정 표시 패널 (14) 의 서브 화면 (D1) 에 대응하는 영역은 반사 표시 중시의 구성으로 하고, 메인 화면 (D2) 에 대응하는 영역은 투과 표시 중시의 구성으로 한다. 서브 화면 (D1) 은 주로 반사 표시를 함으로써, LED (16b) 의 소비 전력을 더욱 저감할 수 있다. 이것은, 예를 들어, 액정 표시 패널 (14) 의 각 화소 영역 내에 형성되는 반사막의 면적과 투과광용 개구의 면적비를 조정함으로써 실현할 수 있다. 구체적으로는, 서브 화면 (D1) 에 대응하는 영역으로부터는 반사막의 비율을 크게 하고, 메인 화면 (D2) 에 대응하는 영역으로부터는 투과광용 개구의 비율을 크게 하면 된다.
또한, 서브 화면 (D1) 을 반사 표시 중시의 구성으로 하면, 서브 화면 (D1) 과 메인 화면 (D2) 을 나타내는 전체 화면 표시를 할 때에, 서브 화면 (D1) 에 대응하는 반사막을 빠져 나오는 광의 광량과, 메인 화면 (D2) 에 대응하는 반사막을 빠져 나오는 광의 광량이 다르기 때문에, 서브 화면이 어둡게 보일 가능성이 있다. 이에 대해는, 서브 화면 (D1) 을 조명하는 LED (16b) 의 조도를 메인 화면 (D2) 을 조명하는 LED (16a) 의 조도보다도 높게 하거나, 서브 화면 (D1) 을 조명하는 LED (16b) 의 수를 메인 화면 (D2) 을 조명하는 LED (16a) 의 수보다도 많게 함으로써, 서브 화면 (D1) 에 대응하는 반사막을 빠져 나오는 광의 광량과, 메인 화면 (D2) 을 빠져 나오는 광의 광량을 실질적으로 같게 하여, 전체 화면 표시를 하였을 때에 서브 화면 (D1) 의 표시와 메인 화면 (D2) 의 표시가 같은 밝기로 보이도록 할 수 있다.
이상, 설명한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 조명 장치에서는, 도광판 (10) 의 양단에 LED (16a 및 16b) 를 배치한다. 도광판 (10) 의 형상은, 경계선 (C) 을 경계로 하여 양단의 입광 단면의 방향으로 멀어짐에 따라서 판두께가 감소하도록 구성된다. 도광판 (10) 의 반사면 (10d) 의 패턴은, 일방의 입광 단면으로부터의 광을 출광면에 대해 전반사하도록, 타방의 입광 단면으로부터의 광을 출광면에 대해 임계각을 초과하도록 결정된다. 따라서, LED (16a) 가 점등할 때는, 경계선 (C) 을 경계로 하여 도광판 (10) 의 우측 영역 (Ab) 의 출광면 (10c) 으로부터 광이 외부로 출사한다. 한편, LED (16b) 가 점등할 때는, 도광판 (10) 의 좌측 영역 (Aa) 의 출광면 (10c) 으로부터 광이 외부로 출사한다. 즉, 일단의 LED 가 점등하면, 그 LED 의 광이 입사하는 입광 단면을 갖는 도광판의 영역과는 반대의 영역만을 밝게 할 수 있다.
또한 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 조명 장치에서는, 광의 확산성 부족에의한 광의 편차는 출광면 상에 발생하지 않고, 따라서, 이 광의 편차를 덮기 위한 차광성을 양면테이프에 갖게 할 필요성은 없어진다. 따라서, 도광판의 발광 면적을 확대하는 것이 가능해진다. 또한, 액정 패널을 특성이 다른 영역을 갖는 구조로 하고, 각각의 영역과 광을 조사하는 출광면의 영역을 일치시켜 상대 배치함으로써, 표시하고 싶은 액정 패널의 영역에 따라 필요한 LED 만을 점등할 수 있기 때문에, 소비전력의 저감이 가능해진다.
[제 2 실시형태]
다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 관해서 설명한다. 제 1 실시형태에 관련된 조명 장치에서는, 도광판 (10) 의 형상은, 판두께가 경계선 (C) 에서 가장 두껍게 되고, 양단의 입광 단면의 방향으로 멀어짐에 따라서 판두께가 감소하도록 구성되어 있다. 이에 대해, 제 2 실시형태에 따른 조명 장치에서, 도광판의 전체 형상은, 이른바 「쐐기 형상」 으로 되고, 일방의 입광 단면으로부터 타방의 입광 단면으로 멀어짐에 따라서 판두께가 감소하는 형상으로 형성된다. 이하, 제 2 실시형태에 관련된 조명 장치에 관해서 도 6 을 참조하여 설명한다.
도 6 (a) 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 조명 장치 (3) 의 구성을 나타내는 측면도이다. 도 6 (a) 가 나타내는 바와 같이, 조명 장치 (3) 는, 쐐 기 형상을 이루는 도광판 (40) 을 갖고, 도광판 (40) 의 양단에는 광원부를 갖는다. 구체적으로는, 조명 장치 (3) 는, 도광판 (40) 의 입광 단면이 작은 쪽에 광원부 (45a), 큰 쪽에 광원부 (45b) 를 갖는다. 광원부 (45a 및 45b) 는 각각, 점광원인 복수의 LED (46a) 및 LED (46b) 를 구비한다.
LED (46a) 는 광 (L4) 을 출사하고, LED (46b) 는 광 (L3) 을 출사한다. 도 6 (a) 에서는, 도광판 (40) 에서 광 (L4) 이 반사하는 양태를 실선으로, 광 (L3) 이 반사하는 양태를 점선으로 모식적으로 나타내고 있다.
도광판 (40) 에는, 제 1 실시형태의 조명 장치와 동일하게, 광의 각도를 바꾸기 위한 경계선 (C) 을 경계로 하여 반사면 (40d) 의 좌측 영역 (Aa) 및 우측 영역 (Ab) 에 각각 다른 소정의 형상의 패턴이 형성된다. 그와 같은 패턴의 일례를 도 6 (b) 에 나타낸다.
도 6 (b) 에 나타내는 바와 같이, 조명 장치 (3) 에 관해서, 도광판 (40) 의 우측 영역 (Aa) 에서는, 반사면 (40d) 을 삼각 형상의 패턴으로 하고, 이 삼각 형상에 있어서의 일방의 사면의 출광면 (40c) 에 대한 경사각을 「α1」 이라고 하고, 타방의 사면의 출광면 (40c) 에 대한 경사각을 「α2」 라고 한다. 한편, 도광판 (40) 의 좌측 영역 (Ab) 에서는 조명 장치 (1) 와 같이 반사면 (40d) 을 산 형상의 패턴으로 하고, 산 형상에 있어서의 일방의 사면의 출광면 (40c) 에 대한 경사각을 「β」 라고 하고, 타방의 사면의 출광면 (40c) 에 대한 경사각을 「α」 라고 한다. LED (46a) 로부터 출사된 광 (L4) 의 경로를 실선으로, LED (46b) 로부터 출사된 광 (L3) 의 경로를 점선으로 나타낸다.
도광판 (40) 의 좌단에 비치된 LED (46a) 로부터 출사된 광 (L4) 은, 도광판 (40) 이 작은 쪽의 입광 단면 (40a) 으로부터 입사한다. 광 (L4) 은, 좌측 영역 (Aa) 에서, 출광면 (40c) 에 대해 광 (L4) 의 입사하는 각도를 증가시키는 방향으로 경사각 (α2) 이 되는 반사면 (40d) 과 출광면 (40c) 사이에서 반사를 되풀이함으로써 출광면 방향으로 방향을 바꾸고, 그대로 도광판 (40) 의 좌측 영역 (Aa) 의 출광면 (40c) 으로부터 외부로 출사한다.
광 (L4) 의 일부의 광은 좌측 영역 (Aa) 의 출광면 (40c) 으로부터 외부로 출사하지 않고, 경계선 (C) 에서 우측 영역 (Ab) 에 입사한다. 그러나, 광 (L4) 은, 우측 영역 (Ab) 에 입사한 경우, 출광면 (40d) 에 대해 광 (L4) 의 입사하는 각도를 감소시키는 방향으로 경사각 (α 및 β) 이 되는 반사면 (40d) 과 출광면 (40c) 사이에서 반사를 되풀이한다. 따라서, 광 (L4) 은, 우측 영역 (Ab) 의 출광면 (40c) 에서 전반사하고, 우측 영역 (Ab) 에서 출광면으로부터 외부로 출사하는 경우는 없다.
한편, 도광판 (40) 의 우단에 비치된 LED (46b) 로부터 출사된 광 (L3) 은, 도광판 (40) 이 큰 쪽의 입광 단면 (40b) 으로부터 입사한다. 광 (L3) 은, 우측 영역 (Ab) 에서, 출광면 (40c) 에 대해 광 (L3) 의 입사하는 각도를 증가시키는 방향으로 경사각 (α 및 β) 으로 되는 반사면 (40d) 과 출광면 (40c) 사이에서 반사를 되풀이함으로써 출광면 방향으로 방향을 바꾸고, 그대로 도광판 (40) 의 우측 영역 (Ab) 의 출광면 (40c) 으로부터 외부로 출사한다.
광 (L3) 의 일부의 광은 우측 영역 (Ab) 의 출광면 (40c) 으로부터 출광하지 않고, 경계선 (C) 으로부터 좌측 영역 (Aa) 으로 입사한다. 이 때, 광 (L3) 은, 출광면 (40c) 에 대해 광 (L3) 이 입사하는 각도를 증가시키는 방향으로 경사각 (α1) 이 되는 반사면 (40d) 과 출광면 (40c) 사이에서 반사를 되풀이함으로써 출광면 방향으로 방향을 바꾸고, 외부로 출사한다. 따라서, 조명 장치 (3) 에서는, LED (40b) 를 점등함으로써, 출광면 (40c) 전체를 밝게 할 수 있다.
게다가, 도광판 (40) 의 우측 영역 (Ab) 의 반사면 (40d) 을, 도 6 (c) 에 나타내는 바와 같이 특수한 패턴을 형성하지 않는 경사각 (α) 을 갖는 사면 (즉, 도 6 (b) 에서 보면 β=α 의 경우에 상당한다) 으로 해도 된다. 패턴을 형성하지 않는 사면으로 함으로써 광의 이용 효율을 높일 수 있다. 이 때, 도광판 (40) 의 우측 영역 (Ab) 에서, LED (46b) 로부터 출사된 광 (L3) 은, 반사면 (40d) 과 출광면 (40c) 사이에서 반사를 되풀이함으로써 출광면 방향으로 방향을 바꾸고, 우측 영역 (Ab) 의 출광면 (40c) 으로부터 외부로 출사한다. 한편, LED (46a) 로부터 출사된 광 (L4) 은, 반사면 (40d) 과 출광면 (40c) 사이에서 반사를 반복, 출광면 (40c) 에 입사할 때의 입사각이 2α 씩 반사할 때마다 커지는 전반사를 되풀이한다. 따라서 광 (L4) 은, 우측 영역 (Ab) 의 출광면 (40c) 으로부터 외부로 출사하는 경우는 없다. 즉, 반사면 (40d) 은 사면으로서도, 도 6 (b) 에 있어서의 우측 영역 (Ab) 의 반사면 (40d) 과 동일한 기능을 달성할 수 있다.
제 2 실시형태에서는, 경사각 (α, β) 에 관해서, 제 1 실시형태와 동일하게 0≤β≤α 를 만족하고, 또한 경사각 (α) 을 실시형태에 따른 조건을 만족하는 범위로 하고, 게다가 경사각 (α1, α2) 도 실시형태에 따른 조건을 만족하는 범위 로 설정한다. 예를 들어, 제 1 실시형태에 나타낸 확산 시트 (12) 만이 액정 패널 (14) 과 조명 장치 (2) 사이에 배치되는 구성이 되는 액정 표시 장치이면, 경사각 (α, α1, α2) 을 35°에서 50°의 범위로 한다. 이와 같이 함으로써, LED (46a) 가 점등하면 좌측 영역 (Aa) 의 출광면 (40c) 에서만, LED (46b) 가 점등하면 출광면 (40c) 전체에서, 각각 광을 외부로 출사할 수 있다.
여기에서, 제 2 실시형태에 관련된 조명 장치 (3) 를 도 5 에 나타내는 액정 표시 패널 (14) 에 적용하는 경우, 좌측 영역 (Aa) 의 출광면 (40c) 으로부터의 광을 서브 화면 (D1) 에, 우측 영역 (Ab) 의 출광면 (40c) 으로부터의 광을 메인 화면 (D2) 에 할당한다. LED (46a) 가 점등함으로써, 서브 화면 (D1) 만이 조명되고, 한편, LED (46b) 가 점등함으로써, 서브 화면 (D1) 및 메인 화면 (D2) 의 전체가 조명된다.
이상으로부터, 제 2 실시형태에서는, 제 1 실시형태와 동일하게, 점등하는 LED 에 의해서 도광체의 출광면의 일부 영역으로부터 외부로 광을 출사할 수 있다. 제 2 실시형태의 특징으로서, LED (46a) 가 점등하면, 입광 단면 (40a) 과 동일한 측의 영역인 도광판 (40) 의 좌측 영역 (Aa) 의 출광면 (40c) 에서만 외부로 광이 출사하고, LED (46b) 가 점등하면, 도광판 (40) 의 출광면 전체로부터 외부로 광이 출사한다. 또, 도광판을 쐐기 형상으로 함으로써, 출광면 전체로부터 외부로 광이 출사하는 경우, 입광 단면과 반대측의 단면에 가까이 갈수록 판 두께를 얇게 함으로써, 반대측의 광출사 효율을 높일 수 있으므로, 출광면 내에 있어서의 밝기를 균일화할 수 있다.
[액정 표시 장치의 변형예]
다음으로, 본 발명에 의한 조명 장치를 적용한 액정 표시 장치의 변형예에 관해서 설명한다.
(변형예 1)
상기 기술한 액정 표시 장치 (100) 는 확산 시트만이 액정 패널과 조명 장치 사이에 배치된 구성을 갖는다. 그러나, 조명 장치 (1) 에 있어서의 경사각 (α), 조명 장치 (2) 에 있어서의 경사각 (α, α'), 조명 장치 (3) 에 있어서의 경사각 (α, α1, α2) 은, 이 구성의 원래에서는 광을 약 수직으로 도광판으로부터 출사시킬 필요가 있기 때문에, 각각 35°내지 50°의 범위 내에 설정된다. 이 때문에, 조명 장치 (1∼3) 의 도광판의 반사면의 형상은 비교적 급준한 것이 요구된다. 그래서 변형예에서는, 액정 표시 장치 (100) 에 있어서의 확산 시트와 액정 패널 사이에 추가로 프리즘 시트를 배치한다. 프리즘 시트란 그 편면에 단면이 대략 삼각형의 요철이 형성된 시트이다. 이와 같이 함으로써, 도광판에서 액정 패널로 향하여 대략 수직으로 광이 출사하지 않더라도, 광을 프리즘 시트에 통과시킴으로써, 액정 패널에 대해 수직으로 광을 향하게 하는 것을 가능하게 하므로, 도광판의 반사면의 형상을 완만한 것으로 할 수 있다.
도 7 (a) 는 본 발명의 조명 장치를 적용한 변형예 1 에 관련된 액정 표시 장치 (200) 의 개략 구성을 나타내는 측면도이다. 상기 기술한 액정 표시 장치 (100) 와 다르고, 확산 시트 (12) 와 액정 패널 (14) 사이에 2 장의 프리즘 시트 (21a 및 21b) 를 배치하고 있다.
2 장의 프리즘 시트 (21a 및 21b) 는, 확산 시트 (12) 를 통과한 광 (L1 및 L2) 을 액정 패널 (14) 의 배면에 집광하는 역할을 갖고, 1 장의 프리즘 시트는 단면이 대략 삼각형의 프리즘 형상을 일정한 방향 (당해 단면과 수직한 변의 방향) 으로 연재시킨 형상을 갖는다. 또한, 2 장의 프리즘 시트 (21a 및 21b) 는, 각각의 프리즘 시트의 프리즘 형상이 연재하는 변을 직교시키도록 배치된다. 이에 의해, 도광판 (10) 에서 출사한 광의 집광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 7 (b) 는, 액정 표시 장치 (200) 의 조명 장치 (4) 에 있어서의 광 (L2) 이 반사하는 양태를 모식적으로 나타내고 있다. 또, 설명의 편의상, 도광판의 반사면의 경사각 (α) 만을 기재하고, 경사각 β 에 관해서는 도시가 생략되어 있다. 도 7 (b) 가 나타내는 바와 같이, 도광판 (10) 에서의 광 (L2) 은, 대략 수직으로 출사하지 않아도, 프리즘 시트 (21a 및 21b) 에 의해 액정 패널 (14) 에 대해 대략 수직 방향으로 향하게 된다. 따라서, 이 때의 도광판 (10) 에 있어서의 광을 외부로 출사시키기 위한 반사면의 경사각 (α) 은 20°내지 35°의 범위 내이면 되어 , 도광판 (10) 의 반사면 (10d) 의 경사는 액정 표시 장치 (1) 보다 완만하다고 할 수 있다.
이상으로부터, 2 장의 프리즘 시트가 배치된 액정 표시 장치 (200) 의 조명 장치 (4) 로서, 조명 장치 (1), 조명 장치 (2) 또는 조명 장치 (3) 를 적용하면, 조명 장치 (1) 에 있어서의 경사각 (α), 조명 장치 (2) 에 있어서의 경사각 (α, α'), 조명 장치 (3)에 있어서의 경사각 (α, α1, α2) 을 각각 20°에서 35°의 범위 내로 설정할 수 있기 때문에, 제 1 및 제 2 실시형태와 비교하여 도광판의 반 사면의 경사형상을 보다 완만하게 형성하는 것이 가능해진다.
(변형예 2)
다음으로, 프리즘 시트를 사용한 액정 표시 장치의 다른 예로서, 프리즘 시트의 요철 형상을 도광판의 출광면에 대향하도록 배치한 경우에 관해서, 도 8 을 참조하면서 설명한다.
도 8 (a) 는 본 발명의 조명 장치를 적용한 변형예 2 에 관련된 액정 표시 장치 (300) 의 개략 구성을 나타내는 측면도이다. 액정 표시 장치 (300) 에서는, 확산 시트 (12) 와 도광판 (10) 사이에, 요철 형상을 도광판의 출광면에 대향하도록 프리즘 시트 (21) 가 배치된다. 이와 같이 요철 형상을 도광판의 출광면에 대향하도록 배치한 프리즘 시트 (21) 는 「역 프리즘형」 이라고도 불린다. 또, 이 때의 확산 시트 (12) 는, 프리즘 시트 (21) 와 액정 패널 (14) 사이에 발생하는 광의 간섭 (무아레) 을 방지하기 위한 것이다.
도 8 (b) 는 액정 표시 장치 (300) 의 조명 장치 (5) 에 있어서의 광 (L2) 이 반사하는 양태를 모식적으로 나타내고 있다. 또, 설명의 편의상, 경사각 (α) 만을 기록하고, 경사각 (β) 에 관해서는 도시가 생략되어 있다.
도 8 (b) 에 나타내는 바와 같이, 역 프리즘형의 프리즘 시트 (21) 는, 임계각을 조금 초과한 정도의 각도에서 도광판 (10) 으로부터 출광한 광을, 높은 효율로 대략 수직 방향, 즉 액정 패널 (14) 의 방향으로 향하게 할 수 있다. 이 때문에, 이 때의 도광판 (10) 에 있어서의 광을 외부로 출사시키기 위한 반사면의 경사각 (α) 은 0.5°내지 5°의 범위 내이면 된다.
이상으로부터, 변형예 1 과 동일하게, 역 프리즘형의 프리즘 시트가 배치된 액정 표시 장치 (300) 의 조명 장치 (5) 로서, 조명 장치 (1), 조명 장치 (2) 또는 조명 장치 (3) 를 적용하면, 조명 장치 (1) 에 있어서의 경사각 (α), 조명 장치 (2) 에 있어서의 경사각 (α, α'), 조명 장치 (3) 에 있어서의 경사각 (α, α1, α2) 을, 각각 0.5°내지 5°의 범위 내로 설정할 수 있어, 도광판 (10) 의 반사면의 형상은 더욱 완만한 것으로 할 수 있다.
(다른 변형)
상기의 실시형태에서는, 도 4 등에 나타나는 바와 같이, 입광 단면의 길이 방향의 도중 위치에 복수의 광원을 배치하고 있지만, 입광 단면의 단부에 광원을 배치해도 된다. 또한, 그 경우에는, 광원으로부터의 광의 출사 방향을 입광 단면에 대해 수직은 아니고, 경사지도록 배치해도 된다. 즉, 평면 형상이 직사각형인 도광판의 측면의 모서리부에, 광의 출사 방향이 대각선 방향으로 향하도록 광원을 배치해도 된다.
[전자 기기]
다음으로, 상기 기술한 액정 표시 장치를 전자 기기에 적용하는 경우에 관해서 설명한다.
도 9 는, 본 발명에 관련된 전자 기기의 일 실시형태인 휴대 전화기 (1000) 를 나타낸다. 이 휴대 전화기 (1000) 는, 다이얼 등의 각종 조작용의 메인 버튼 (510) 및 보조 조작용의 사이드 버튼 (520) 이 형성되고 마이크를 내장한 본체부 (1001) 와, 표시 화면이나 안테나 및 스피커를 내장한 표시부 (1002) 를 갖고, 본체부 (1001) 와 표시부 (1002) 는, 접합부 (500) 에 의해 회전 가능하게 고정되고, 접합부 (500) 를 중심으로 하여 서로 회전시킴으로써 포개어 닫는 것을 가능하게 하는 슬라이드 식의 휴대 전화기이다. 표시부 (1002) 내는, 상기의 액정 표시 장치를 내장하고, 그 내면상에는 액정 패널 (14) 의 표시 화면을 시인 가능하게 구성한다. 표시 화면은, 예를 들어, 시간이나 전지 잔량 등의 간이 표시 정보를 표시하는 서브 화면 (D1) 과, 기능 메뉴 등을 표시하는 메인 화면 (D2) 으로 구성된다.
본 실시형태에서는, 도 9 (a) 에 나타내는 바와 같이 본체부 (1001) 로부터 표시부 (1002) 를 여는 것에 의해, 액정 패널 (14) 의 서브 화면 (D1) 및 메인 화면 (D2) 이 점등하고, 소정의 화상이 표시된다. 한편, 도 9 (b) 에 나타내는 바와 같이 표시부 (1002) 를 본체부 (1001) 상에 겹치게 함으로써, 메인 화면 (D2) 이 소등하고, 서브 화면 (D1) 만이 점등하여 소정의 화상이 표시된다. 또한, 겹친 상태로 서브 화면 (D1) 도 소등하고 있는 경우에는, 사이드 버튼 (520) 을 조작함으로써 서브 화면 (D1) 만을 점등하도록 구성할 수도 있다.
본 발명에 관련된 액정 표시 장치를 적용 가능한 다른 전자 기기의 구체예 로서는, 가반형의 PC (이른바 노트북 PC), 액정 텔레비전, 뷰파인더형·모니터 직시형의 비디오테이프 레코더, 카 네비게이션 장치, 페이저, 전자 수첩, 전자 계산기, 워드 프로세서, 워크스테이션, 화상 전화, POS 단말, 디지털 스틸 카메라 등을 들 수 있다.
본 발명에 따른 도광판, 조명 장치, 전기 광학 장치 및 전자 기기에 의하면, 조명 장치에 있어서의 도광판의 양단에 배치된 광원의 점등을 제어함으로써, 도광판의 영역을 분할하여 발광시킬 수 있어 액정 표시 패널 등을 부분적으로 조명하고, 전력 저감화도 달성할 수 있는 이점이 있다.
또한, 광의 확산성 부족에 의한 광의 편차가 도광판의 출광면상에 발생하지 않아 광의 편차를 덮기 위한 양면테이프에 차광성을 갖게 할 필요가 없으므로, 도광판의 발광면적을 확대가능하게 하는 이점도 있다.

Claims (12)

  1. 양단에 입광 단면을 갖는 도광판, 및
    상기 도광판의 양단의 상기 입광 단면에 배치되는 광원을 갖고,
    상기 도광판의 반사면은 소정의 경계선에서 교차하는 제 1 의 반사면 및 제 2 의 반사면을 구비하고,
    상기 도광판의 출광면은 상기 소정의 경계선을 경계로 하여 제 1 영역 및 제 2 영역으로 구성되고,
    상기 도광판의 일단에 구비되어 있는 상기 광원이 점등하면 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역 중의 일방의 영역을 타방의 영역보다 밝게 하도록 발광하며,
    상기 제 1 반사면은 당해 제 1 반사면으로부터 먼 쪽의 상기 입광 단면에 배치된 상기 광원으로부터 출사된 광을 반사하여 상기 제 1 영역으로부터 출사시키고,
    상기 제 2 반사면은 당해 제 2 반사면으로부터 먼 쪽의 상기 입광 단면에 배치된 상기 광원으로부터 출사된 광을 반사하여 상기 제 2 영역으로부터 출사시키며,
    상기 도광판은 상기 소정의 경계선으로부터 상기 양단의 입사 단면으로 향함에 따라서 출광면과 반사면의 거리가 감소하는 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 반사면 및 상기 제 2 반사면의 적어도 일방에는 소정의 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  5. 양단에 입광 단면을 갖고, 출광면과 반사면의 거리가 일단의 상기 입광 단면으로부터 멀어짐에 따라서 감소하도록 형성된 쐐기 형상의 단면을 갖는 도광판, 및
    상기 도광판의 양단의 상기 입광 단면에 배치되는 광원을 갖고,
    상기 도광판의 상기 반사면은 소정의 경계선을 경계로 하여 제 1 반사면 및 제 2 반사면을 갖고, 상기 제 1 반사면 및 상기 제 2 반사면의 적어도 일방에는 소정의 패턴이 형성되고,
    상기 도광판의 출광면은 상기 소정의 경계선을 경계로 하여 제 1 영역 및 제 2 영역으로 구성되고,
    상기 도광판의 일단에 구비되어 있는 상기 광원이 점등하면 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역 중의 일방의 영역을 타방의 영역보다 밝게 하도록 발광하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  6. 표시 패널, 및
    표시 패널의 백라이트로서 사용되는 제 1 항 또는 제 5 항에 기재된 조명 장치를 갖는 전기 광학 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 표시 패널은, 소정의 표시 분할선으로 2 분할되어 있고,
    상기 소정의 표시 분할선과 상기 소정의 경계선의 위치가 일치하도록 상기 표시 패널과 상기 조명 장치가 상대적으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 소정의 표시 분할선은, 상기 표시 패널을, 투과 표시 중시의 영역과, 상기 투과 표시 중시의 영역보다 반사율이 높은 반사 표시 중시의 영역으로 분할하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 2 분할된 일방의 영역에서만 표시할 때에는, 당해 영역에 대응하는 쪽의 광원만이 점등하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  10. 제 6 항에 기재된 전기 광학 장치를 표시부에 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  11. 광을 출사하는 출광면, 및 상기 출광면과 대향하는 반사면을 갖고,
    상기 반사면은 소정의 경계선에서 교차하는 제 1 반사면 및 제 2 반사면을 구비하고,
    상기 소정의 경계선으로부터 상기 양단의 입사 단면으로 향함에 따라서 출광면과 반사면의 거리가 감소하는 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 도광판.
  12. 광을 출사하는 출광면, 및 상기 출광면과 대향하는 반사면의 거리가 일단으로부터 멀어짐에 따라서 감소하도록 형성된 쐐기 형상의 단면을 갖고,
    상기 반사면은 소정의 경계선을 경계로 하여 제 1 반사면 및 제 2 반사면을 갖고, 상기 제 1 반사면 및 상기 제 2 반사면의 적어도 일방에는 소정의 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도광판.
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