KR100877500B1

KR100877500B1 - 면광원 장치 및 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR100877500B1
Application number: KR1020020081846A
Authority: KR
Inventors: 오까와신고
Original assignee: 가부시키가이샤 엔프라스
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2009-01-07
Also published as: CN1427288A; US20030156403A1; TW200301391A; CN100456104C; JP4048049B2; KR20030053443A; TWI258040B; JP2003187621A; US6894740B2

Abstract

시야각이 등방적이고 넓은 면광원 장치 및 액정 표시 장치가 제공된다. 액정패널을 조명하는 면광원 장치의 도광판은, 배면 (34) 에 다수의 마이크로 리플렉터 (80) 를 갖는다. 내부 입력광을 대표하는 광선 (P1, P2) 은, 각각 제 1 내부 반사면 (81) →제 2 내부 반사면 (82) 의 순서로, 및 제 2 내부 반사면 (82) →제 1 내부 반사면 (81) 의 순서로 내부 반사되고, 비평행한 제 1 및 제 2 내부 출력광 (Q1, Q2) 이 생성되고, 출사면 (33) 으로부터의 출사광의 출사강도 방향특성은 2 개의 피크를 갖게 된다. 출사광의 피크 스플릿은 출사면 (33) 을 따라 배치되는 광확산시트에 의해 해소되고, 시야각이 등방적이고 넓은 조명 출력광이 되어 액정표시패널로 공급된다. 제 1, 제 2 내부 반사면 (81, 82) 은, 곡저 (谷底; 85) 를 지나고, 또한, 출사면 (33) 에 대하여 수직인 가상 기준면에 관하여 서로 반대측으로 대칭되게 경사시킬 수 있다.

면광원 장치

Description

면광원 장치 및 액정 표시 장치{SURFACE LIGHT SOURCE DEVICE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도 1 은, 마이크로 리플렉터가 형성된 도광판을 사용한 면광원 장치를 백라이팅에 사용한 액정 표시 장치의 기본 배치 (종래예) 를, 도광판의 배면측에서 본 평면도 (a), 및 도 1 (a) 에서 좌측에서 본 측면도 (b) 로 나타낸 도면.

도 2 는, 도 1(a), 도 1(b) 중 및 도 9(a), 도 9(b) 중에 나타낸 도광판의 배면 상에서의 마이크로 리플렉터의 배열예를 나타낸 도면.

도 3 은, 종래예에서의 마이크로 리플렉터의 하나를 추출하여 내부 전파광으로부터 내부 출력광이 생성되는 모양을 투시적인 사시도로 나타낸 도면.

도 4 는, 기준 컨피그레이션에서 사용되고 있는 마이크로 리플렉터에 내부 입력되는 대표광선 (P1, P2) 에 대하여, +z 축 방향에서 본 광로 (a), +y 축 방향에서 본 광로 (b), 및 +x 축 방향에서 본 광로 (c) 를 각각 나타낸 도면.

도 5 는, 기준 컨피그레이션에서 사용되고 있는 마이크로 리플렉터에 대하여 하나의 마이크로 리플렉터로부터 얻어지는 출사강도 각도특성의 시뮬레이션 계산결과의 일례를 나타내는 그래프로서, 광 강도 (COS 보정 후) 가 단계적으로 농담표시되어 있는 도면.

도 6 은, 도 5 와 동일한 시뮬레이션 계산결과에 근거하여 작성된 그래프로서, 광 강도 (COS 보정 후) 가 단계적인 농담과 3 차원적인 등휘도 곡선군으로 나타나 있는 도면.

도 7 은, 도 5 에 나타낸 경우에, 추가로 광 확산시트의 배치를 상정한 시뮬레이션에서 얻어지는 계산결과의 일례를 나타내는 그래프로서, 광 강도 (COS 보정 후) 가 단계적으로 농담 표시되어 있는 도면.

도 8 은, 도 7 과 동일한 시뮬레이션 계산결과에 근거하여 작성된 그래프로서, 광 강도 (COS 보정 후) 가 단계적인 농담과 3 차원적인 등휘도 곡선군으로 나타나 있는 도면.

도 9 는, 본 발명의 하나의 실시형태에 관한 액정 표시 장치의 기본배치를 도광판의 배면측에서 본 평면도 (a), 및 도 9(a) 에서 좌측에서 본 측면도 (b) 로 나타낸 도면.

도 10 은, 도 9 에 나타낸 실시형태에서 사용되고 있는 마이크로 리플렉터에 내부 입력되는 대표광선 (P1, P2) 에 대하여, +z 축 방향에서 본 광로 10(a), +y 축 방향에서 본 광로 (b), 및 +x 축 방향에서 본 광로 (c) 를 각각 나타낸 도면.

도 11 은, 도 9 에 나타낸 실시형태에서 사용되고 있는 마이크로 리플렉터에 대하여, 하나의 마이크로 리플렉터로부터 얻어지는 출사강도 각도특성의 시뮬레이션 계산결과의 일례를 나타내는 그래프로서, 광 강도 (COS 보정 후) 가 단계적으로 농담 표시되어 있는 도면.

도 12 는, 도 11 과 동일한 시뮬레이션 계산결과에 근거하여 작성된 그래프로서, 광 강도 (COS 보정 후) 가 단계적인 농담과 3 차원적인 등휘도 곡선군으로 나타나 있는 도면.

도 13 은, 도 11 에 나타낸 경우에, 추가로 광 확산시트의 배치를 상정한 시뮬레이션에서 얻어지는 계산결과의 일례를 나타내는 그래프로서, 광 강도 (COS 보정 후) 가 단계적으로 농담 표시되어 있는 도면.

도 14 는, 도 13 과 동일한 시뮬레이션 계산결과에 근거하여 작성된 그래프로서, 광 강도 (COS 보정 후) 가 단계적인 농담과 3 차원적인 등휘도 곡선군으로 나타나 있는 도면.

도 15 는, 코너영역 (C) 의 주변을 예로 하여, x 축 방향과 입사면의 관계를 나타낸 도면.

도 16 은, 도광판의 코너부로부터 1 차광을 공급하는 배치를 취한 예를 설명하는 도면.

도 17 은, 도 16 의 경우에서의 x 축 방향의 분포를 나타낸 도면.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※

10, 30, 60 : 도광판 12, 32 : 입사면

13, 33 : 출사면 14, 34 : 배면

20, 80 : 마이크로 리플렉터

21, 81 : 경사면 (제 1 내부 반사면)

22, 82 : 경사면 (제 2 내부 반사면)

25, 85 : 곡저부 L1 : 1 차 광원

LP : 액정표시패널

본 발명은, 면광원 장치 및 액정 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하면, 배면에 다수의 마이크로 리플렉터를 형성한 도광판을 사용한 면광원 장치와, 상기 면광원 장치를 액정표시패널의 조명에 사용한 액정 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명은, 예를 들어, 퍼스널 컴퓨터, 카네비게이션 시스템, 휴대전화 등에 부설되는 액정 표시 장치나 거기에서 사용되는 면광원 장치 등에 적용된다.

도광판의 단부로부터 광을 공급하여 도광판 내에 도입된 광을 출사면으로부터 출력하도록 한 면광원 장치는 주지되어 있고, 액정표시패널의 조명 등에 널리 사용되고 있다. 1 차 광원으로서는 막대 형상의 형광램프 (냉음극관) 가 널리 사용되어 왔지만, 최근에는 LED (발광다이오드 ; 이하 동일) 와 같은 점 형상 발광체를 이용한 것도 채용되고 있다.

이 타입의 면광원 장치에서는 도광판 내에 도입된 광은 그 진행방향이 출사면으로 향하도록 전환된 후에 출사면으로부터 출력된다. 도광판의 재료에 광산란 도광체를 채용하거나, 배면이나 출사면에 광 확산기능을 갖게 하는 등의 출사 촉진처리를 실시하거나 함으로써, 도광판의 내부를 전파하는 광의 진행방향 전환을 도모하여 출사면으로부터의 출사를 촉진시키는 것이 종래부터 실행되고 있다.

그러나, 주지한 바와 같이, 이같은 수단으로 얻어지는 출사광은, 전방으로 크게 경사진 방향 (예를 들어, 정면방향에 대하여 60 도 정도의 경사) 으로 우선적으로 출력된다. 이같이 크게 경사진 출력방향이 요구되는 일은 드물며, 거의 정면방향 또는 그 주변방향으로의 출사가 요구되는 경우가 대부분이다. 그래서, 이같은 우선적인 출력방향을 가져오는 방향 전환을 실현하는 기술의 하나로서 다수의 마이크로 리플렉터를 도광판의 배면 상에 형성하는 수법이 제안되고 있다.

상기 기술에 의하면, 마이크로 리플렉터는 도광판의 배면에 다수의 미소 돌기의 형태로 형성되고, 상기 미소 돌기의 내면 반사에 의해 출사면으로 향하는 내부 전파광이 생성된다. 이 내부 전파광은, 출사면으로부터 출사되어 출력광이 된다. 이같은 기술을 적용한 면광원 장치를 액정표시패널의 조명에 사용한 예에 대하여, 도 1 ∼ 도 4 를 참조하여 설명해둔다.

먼저, 도 1 (a) 는, 마이크로 리플렉터가 있는 도광판을 사용한 면광원 장치를 백라이팅에 사용한 액정 표시 장치의 개략 배치를, 도광판의 배면측에서 본 평면도이고, 도 1 (b) 는, 도 1 (a) 에서 좌측에서 본 측면도이다. 도 2 는, 도 1 의 배치에서의 마이크로 리플렉터 (20) 의 배열예를 나타내고 있다. 이들 도면에서 부호 10 은, 아크릴수지, 폴리카보네이트 (PC), 시클로올레핀계 수지 등의 투명재료로 이루어지는 도광판으로서, 이 하나의 측단면이 입사면 (12) 을 제공하고 있다.

막대 형상의 1 차 광원 (냉음극관) (L1) 이 입사면 (12) 을 따라 배치되고, 입사면 (12) 으로 광을 공급한다. 도광판 (10) 의 2 개의 메이저면 (13, 14) 중, 일측이 출사면 (13) 이 된다. 타측의 면 (배면) (14) 에는, 미소 돌기 형상의 마이크로 리플렉터 (20) 가 다수 형성되어 있다. 출사면 (13) 의 외측에는, 주지의 액정패널 (PL) 이 배치되고, 백라이트형 액정 표시 장치가 구성되어 있다. 또한, 도 1 (a) 에서는 마이크로 리플렉터 (20) 의 표시는 생략되어 있다. 또, 수치표시는 예시로서, 사용한 단위는 mm 이다.

1 차 광원 (L1) 으로부터 발해진 광은, 입사면 (12) 을 지나 도광판 (10) 내에 도입된다. 도광판 (10) 내를 전파하는 광이 마이크로 리플렉터 (20) 내에 들어가면, 내부 반사를 수반하여 방향 전환이 일어나고, 출사면 (13) 으로 향하는 광이 생성된다. 여기에서, 내부 반사는 후술하는 바와 같이 주로 2 회 일어난다.

도 2 에는, 도광판 (10) 의 배면 (14) 상에서의 마이크로 리플렉터 (20) 의 배열예를 나타내었다. 여기에서, 입사면 (12) 을 따라 배치되는 1 차 광원 (L1) 은, 막대 형상의 냉음극관으로서, 그 발광부의 길이가 입사면 (12) 의 길이보다 조금 짧게 되어 있다. 양단은 전극부 (EL1, EL2) 로서 발광하지 않는다. 이같은 설계는, 양단의 전극부 (EL1, EL2) 가 돌출되는 것을 피하기 위하여 종종 채용된다.

배면 (14) 상에서 마이크로 리플렉터 (20) 는, 입사면 (12) 으로부터의 거리의 증대에 따라서 피복률이 높아지는 경향을 갖도록 분포되어 있고, 또 전극부 (EL1, EL2) 에 가까운 코너영역 (C, D) 에서는 별도로 고피복률로 배열되어 있다. 이같은 피복률 분포에 의해 입사면 (12) 으로부터의 거리에 의존한 휘도변화와, 코너영역에서의 휘도부족이 나타나는 것이 방지된다. 또한, 마이크로 리플렉터의「피복률」이란, 도광판 배면의 단위면적당 마이크로 리플렉터에 의한 점유면적을 말한다.

각 마이크로 리플렉터 (20) 는, 사각뿔 형상을 갖고, 배면 (14) 을 대표하는 일반면 (마이크로 리플렉터 (20) 를 가상적으로 제외한 면) 으로부터 돌출되어 있다. 각 마이크로 리플렉터 (20) 의 자세는, 마이크로 리플렉터에 접근 (approach) 하는 광을 효율적으로 내부 입력시켜, 출사면 (13) 에 거의 수직인 방향으로 향하는 내부 출력광으로 전환하도록 정해져 있다. 이 모양을, 도 3, 및 도 4 (a), 도 4 (b), 도 4 (c) 를 참조하여 설명한다.

도 3 은, 마이크로 리플렉터 (20) 의 하나를 추출하여 내부 전파광으로부터 내부 출력광이 생성되는 모양을 투시적인 사시도로 나타내고 있다. 마이크로 리플렉터 (20) 로의 내부 입력광은, 2 개의 광선 (P1, P2) 으로 대표되고 있고, 이 중 P1 은, 경사면 (21), 경사면 (22) 의 순서로 내부 반사되는 내부 입력광을 대표하고, P2 는, 경사면 (22), 경사면 (21) 의 순서로 내부 반사되는 내부 입력광을 대표하고 있다. 광선 (Q1, Q2) 은, 광선 (P1, P2) 으로부터 각각 생성되는 내부 출력광을 나타내고 있다.

또한, 광선 (P1, P2) 의 전파방향은, 모두 당해 마이크로 리플렉터 (20) 에 내부 입력되는 광의 주된 접근 방향과 평행하다. 또, 도 3 에서 좌표계 (O-XYZ) 는 방향을 지정하는 오른손 직교좌표계이며, Z 축은 배면 (14) 측으로부터 출사면 (13) 에 대하여 수직인 축이며, +Z 방향이 「정면방향」에 대응한다.

X 축은, Z 축에 수직, 또한 입사면 (12) 에 수직인 축이며, 방향 (부호) 에 대해서는, 입사면 (12) 으로부터 멀어지는 방향을 +X 방향으로 한다. Y 축은, Z 축, X 축과 함께 오른손계의 직교좌표계 (O-XYZ) (원점 (0) 의 위치는 임의) 를 구성하는 방향이며, Z 축, X 축과 각각 직교하고, 입사면 (12) 에 평행하다.

또, 본 명세서에서는, 설명의 형편상, 직교좌표계 (O-XYZ) 와는 별도로 각 마이크로 리플렉터마다 직교좌표계 (o-xyz) 를 정의한다. 여기에서, x 축, y 축, z 축은 다음과 같이 정하는 것으로 한다.

먼저, z 축은, Z 축과 동일한 방향 (부호를 포함함) 의 축이며, +z 방향이「정면방향」에 대응한다. x 축은, z 축에 수직이고, 또한 「그 마이크로 리플렉터로 내부 입력되는 광의 주된 접근 방향 (부호를 포함함)」을 출사면 상으로 투영한 방향을 나타내는 축으로 한다. 그리고, y 축은, z 축, x 축과 함께 오른손계의 직교좌표계 (o-xyz) (원점 (0) 의 위치는 임의) 를 구성하는 방향이며, z 축, x 축과 각각 직교한다.

여기에서 주의해야 할 것은, 도 3 에 추출 표시된 마이크로 리플렉터에 대해서는, O-XYZ 과 o-xyz 이 일치하고 있지만, 일반적으로는, X 축과 x 축, Y 축과 y 축은 각각 서로 다를 가능성이 있다는 것이다. 예를 들어, 도 2 중에서 코너부 (C, D) 에 형성된 마이크로 리플렉터에 대해서는, 내부 입력광의 주된 접근 방향을 XY 평면상에 투영한 것 (즉, +x 방향) 이 +X 축 방향에 대하여 경사지고, Y 축과 y 축, X 축과 x 축은 각각 평행관계가 없다.

도 3 에 나타낸 바와 같이, 마이크로 리플렉터 (20) 는, 입사면 (12) 으로부터 먼 측의 한 쌍의 경사면 (21, 22) 이 제 1, 제 2 내부 반사면을 제공하고 있다. 양 경사면 (내부 반사면 ; 이하 동일) (21, 22) 에 의해 도광판 (10) 의 내부에는 골이 형성되고, 양 경사면 (21, 22) 이 곡저 (谷底) 부 (25) 에서 만나고 있다. 곡저부 (25) 는, 도광판 (10) 의 외측에서 보면 돌기의 봉우리부라고 할 수도 있다.

입사면 (12) 에 가까운 측에도 한 쌍의 경사면 (23, 24) 이 있고, 경사면 (23, 24) 이 만남으로써 봉우리 (26) 가 형성되고 있다. 또, 도 3 에서, 마이크로 리플렉터 (20) 의 기슭 라인 (배면 (14) 을 대표하는 일반면과의 교선) 을 파선으로 표시하였다.

이같이 본 예에서는, 각 마이크로 리플렉터 (20) 에 의해 도광판 (10) 의 내부에 경사면 (21, 22) 이 만드는 골과, 경사면 (23, 24) 이 만드는 골이 형성된다. 입사면 (12) 을 거쳐 마이크로 리플렉터 (20) 로 접근하는 내부 전파광을 대표하는 광선 (P1, P2) 은, 입사면 (12) 으로부터 직접 또는, 출사면 (13) 또는 배면 (14) 에서의 내부 반사를 경험한 후, 마이크로 리플렉터 (20) 의 경사면 (21, 22) 의 일측에 도달한다. 다만, 일부의 광은, 경사면 (23 또는 24) 에서 내부 반사된 후 경사면 (21 또는 22) 으로 향한다.

경사면 (21 또는 22) 에 도달한 광의 대부분은, 경사면 (21), 경사면 (22) 의 순서로, 또는 경사면 (22), 경사면 (21) 의 순서로 내부 반사되어 출사면 (13) 으로 향하는 내부 출력광 (Q1, Q2) 이 생성된다. 이 내부 출력광 (Q1, Q2) 이 출사면 (13) 으로부터 출사되어 도광판 (10) 의 출력광이 된다. 이같이 각 마이크로 리플렉터 (20) 의 경사면 (21, 22) 은, 내부 입력된 광의 진행방향을 전환하여 내부 출력하는 전환 출력부로서 기능한다. 또한, 출사 후의 광선에 대해서도 참조부호 Q1, Q2 를 사용하였다.

그럼, 여기에서 마이크로 리플렉터 (20) 의 자세에 대하여 생각해 본다. 도 4 (a), 도 4 (b), 도 4 (c) 는, 종래부터 채용되고 있는 전형적인 마이크로 리플렉터 자세 하에서 광선 (P1, P2) 이 정면방향으로의 내부 출력광 (Q1, Q2) 으로 변환되는 모습을, 3 방향으로부터 나타낸 것이다.

즉, 도 4 (a) 는, +z 방향 (정의상, +Z 방향과 동일) 에서 본 도면, 도 4 (b) 는, +y 방향 (여기에서는, +Y 방향과 동일) 에서 본 도면, 도 4 (c) 는, +x 방향 (여기에서는, +X 방향과 동일) 에서 본 도면이다.

이들 도면을 참조하여, 상기 대표광선 (P1, P2) 의 거동을 좌표계 (o-xyz) 를 사용하여 간결하게 바꾸어 말하면 다음과 같다.

도 4 (a) 에 나타낸 바와 같이, 대표광선 (P1, P2) 의 마이크로 리플렉터 (20) 로의 접근 방향의 xy 평면상으로의 투영은, +x 축 방향과 일치하고 있다. 마이크로 리플렉터 (20) 에 도달하여 상기 마이크로 리플렉터 (20) 에 내부 반사된 대표광선 (P1, P2) 은, xy 평면, yz 평면, zx 평면 중 어떤 것에 대해서도 경사진 경사면 (21 또는 22) 에서 내부 반사되어 +z 축 방향으로 향하는 광선 (Q1, Q2) 으로 변환된다.

이는, 특히, 도 4 (b), 도 4 (c) 로부터 용이하게 이해될 것이다. 그리고, 광선 (Q1, Q2) 은, 내부 출력광을 대표하고 있으며, 서로 평행하다. 광선 (Q1, Q2) 은, 출사면 (13) 으로부터 +z 축 방향으로 출사된다.

본 명세서에서는, 이같은 방향 전환이 이루어지는 각 마이크로 리플렉터의 자세와 형상 (즉, 도 4 (a), 도 4 (b), 도 4 (c) 에 나타낸 자세와 형상) 을「기준 컨피그레이션」이라 부른다. 기준 컨피그레이션의 조건은, 하기 (조건 1), (조건 2), (조건 3) 이 동시에 만족되고 있는 것이다.

(조건 1) : 곡저부 (25) 의 연재 (延在) 방향의 xy 평면상으로의 투영이 +x 축 방향과 일치한다 (특히 도 4 (a) 를 참조).

(조건 2) : 곡저부 (25) 를 지나 제 1 내부 반사면 (21) 과 제 2 내부 반사면 (22) 이 이루는 각도를 2 등분하는 면 (이하, 간단히 「2 등분면」이라고도 함) 이 xy 평면과 수직이다 (특히 도 4 (c) 를 참조). 바꾸어 말하면, 곡저부 (25) 를 지나 출사면 (13) 에 수직인 면에 대하여, 제 1 내부 반사면 (21) 과 제 2 내부 반사면 (22) 이 반대측으로 대칭되게 경사져 있다.

(조건 3) : 주된 접근 방향 (+x 축 방향) 으로써 당해 마이크로 리플렉터에 내부 입력된 광이 +z 축 방향의 내부 출력광으로 방향 전환된다.

이같은 기준 컨피그레이션에서 마이크로 리플렉터 (20) 를 배면 상에 다수 형성한 도광판을 사용한 면광원 장치는, 간결한 구성이며, 측방으로부터 공급되는 1 차광의 대부분을 직접적으로 거의 정면방향으로의 내부 출력광으로 변환하여 고효율로 출력할 수 있는 등의 이점을 갖고 있다.

그러나, 마이크로 리플렉터를 기준 컨피그레이션에서 사용한 종래 기술에서는, 출력광의 지향성이 너무 강해지는 경향이 있어 관찰방향을 주된 출사방향 (Q1, Q2 의 방향) 으로부터 소 (小) 각도 어긋나게 하면 밝기가 급감한다는 문제를 일으킨다 (시야각의 협착).

특히, z 축 둘레의 자세를 상기 (조건 1) 에 적합하게 함으로써, zx 평면 내에 대한 시야각과 yz 평면 내에 대한 시야각 사이에 큰 차가 생겨, 후자 (yz 평면 내에 대한 시야각) 가 매우 좁아진다는 결점이 있었다.

도 5, 및 도 6 은, 마이크로 리플렉터를 기준 컨피그레이션에서 사용한 경우에 대하여 하나의 마이크로 리플렉터로부터 얻어지는 출사강도 각도특성의 시뮬레이션 결과의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 5 에서의 횡축 및 도 6 에서의 우측 상승 경사축은, ZX 평면 내에서의 각도 (기울기 각도) 로서 입사면에 가까운 측이 부호 -, 입사면으로부터 먼 측이 부호 + 로 새겨져 있다. 또, 도 5 에서의 종축 및 도 6 에서의 좌측 상승 경사축은, YZ 평면 내에서의 각도 (기울기 각도) 로서, 입사면측에서 보아 우측으로의 경사가 부호 +, 좌측으로의 경사가 부호 - 로 새겨져 있다.

광 강도는, 도 5, 및 도 6 에서, 주지의 COS 보정 (측광방향의 기울기의 방향 코사인에 따른 측광값 보정) 후의 출사강도의 상대값이 5 단계로 나뉘어 농담 (濃淡) 표시되어 있다. 도 6 은, 도 5 의 그래프를 입체적으로 다시 표시한 것으로서, 광 강도가 농담 표시에 첨가되어 3 차원적인 등휘도 곡선군으로 그려져 있고, 우측 상승 경사축 - 좌측 상승 경사축 평면으로부터의 높이가 COS 보정 후의 밝기 (광 강도) 를 나타내고 있다.

또한, 이후, 기준 컨피그레이션을, 기준에서의 자세 (이하,「기준자세」라고 함) 를 기준으로 한 마이크로 리플렉터의 자세를 적당히 파라미터의 세트 (r, s, t) 로 표현한다. 여기에서, r 은, 기준 컨피그레이션에서의 자세를 기준으로 하여 측정한 z 축 둘레의 자세, s 는, 기준자세를 기준으로 하여 측정한 x 축 둘레의 자세, t 는, 기준자세를 기준으로 하여 측정한 y 축 둘레의 자세를 각각 각도 (°) 로 나타내는 것으로 한다. 기준자세에서는, 당연히 r = s = t = 0 도이다.

도 5, 및 도 6 의 그래프로부터, 먼저 출사방향의 피크는 하나이고, ZX 평면 내 각도, YZ 평면 내 각도에 대하여 모두 거의 0 도, 즉 거의 정면방향에 있다는 것을 알 수 있다. 다음으로, 도 5 에서의 농담 모양의 형태가 가늘고 긴 타원 형상을 하고 있다.

타원의 장축방향은, 거의 +x 축 방향 (본 예에서는, 시뮬레이션 조건에 의해, +X 축 방향으로부터 거의 45 도 경사) 에 대응하고 있다. 여기에서, +x 축 방향은, 출사면 (13) 의 상측에서 본 마이크로 리플렉터 (20) 의 배향방향 (곡저부 (25) 의 연재방향) 임에 틀림없기 때문에, 도 5, 및 도 6 의 그래프는 결국 밝기의 피크방향 둘레의 각도 확산이 현저하게 등방적이지 않은 것을 의미하고 있다.

이 점에서, 특히, ±y 축 방향에 대하여 출사강도의 구배가 큰 것을 알 수 있다. 이는, 출사면의 관찰방향을 피크방향 (가장 밝게 관찰되는 방향) 으로부터 ±y 축 방향으로 소각도 어긋나게 하는 것만으로 밝기가 급감하는 것을 의미하며, 일반적으로 바람직하지 않은 특성이다.

도광판 (10) 의 출사면 (13) 을 따라 광 확산시트 내지 광 확산판을 배치하면, 이 문제는 다소 완화된다. 그 예를, 도 7, 및 도 8 의 그래프에 나타내었다.

도 7, 및 도 8 은, 도 5, 및 도 6 에 대응하는 시뮬레이션에 추가로 광 확산시트에 의한 광 확산을 고려하여 재플롯한 것이다. 도 7 에서, 횡축, 종축을 취하는 방법은, 도 5 와 동일하고, 도 8 에서 우측 상승 경사축 및 좌측 상승 경사축을 취하는 방법은, 도 6 과 동일하다. 광 강도를 나타내는 방법도, 도 7 은 도 5 와 동일하고, 도 8 은 도 6 과 동일하다.

도 7 의 그래프와 도 5 의 그래프의 비교 및 도 8 의 그래프와 도 6 의 그래프의 비교로부터 출사방향의 피크는, 하나로 거의 정면방향에 있는 것을 알 수 있다. 그리고, 도 7 에서의 농담 모양의 형태가 도 5 에 비하여 폭이 넓은 타원 형상으로 되어 있는 것이나, 도 6 에서의 등출사 강도선군의 예리하게 볼록한 것이 도 8 에서는 꽤 완만하게 되어 있는 점에서 볼 때, 어느 정도 효과가 있는 것을 알 수 있다.

다만, 이같이 광 확산부재를 사용한 경우, 광 확산부재의 광 확산력을 강하게 할수록 불필요한 방향으로의 광 확산을 증대시키기 때문에, 강한 광 확산력에 의지하여 피크방향 둘레의 밝기가 충분한 각도 확산을 얻고자 하기에는 문제가 있다.

이같은 광 확산부재에 의한 것이 아니라, 마이크로 리플렉터의 자세를 조정하여 상기 조건 1 로부터 소각도 어긋나게 함으로써 이 문제를 회피하는 것도 일단 생각할 수 있지만, 피크방향 둘레의 충분한 밝기의 확산은 얻을 수 없으며, 또 큰 각도로 어긋나게 하면 출사효율의 저하가 일어난다. 조건 2 로부터 소각도 어긋나게 하도록 마이크로 리플렉터의 자세를 조정한 경우도 마찬가지이다.

그래서, 본 발명의 하나의 목적은, 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하여 출력광 밝기의 피크방향 둘레의 각도 확산의 크기와 등방성에 대하여 개선된 면광원 장치를 제공하는 것에 있다. 또, 본 발명의 또 하나의 목적은, 이같이 개량된 면광원 장치를 사용하여 시야의 각도 확산과 등방성이 우수한 액정 표시 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 도광판의 배면에 다수 형성되는 마이크로 리플렉터의 자세를 x 축 둘레의 피칭으로 조정하여 의도적으로 출사강도 방향특성에 피크 스플릿을 발생시키고 나서 광 확산부재로 피크 스플릿을 실질적으로 해소시킨다는 신규 생각을 채용하여 상기 과제를 해결한다.

본 발명은, 먼저, 1 차 광원과, 상기 1 차 광원으로부터 광 공급을 받는 도광판을 포함하는 면광원 장치에 적용된다. 여기에서, 상기 도광판은, 메이저면이 제공하는 출사면과, 상기 출사면에 등진 메이저면이 제공하는 배면과, 상기 1 차 광원으로부터 광 공급을 받기 위한 입사면을 갖고, 상기 배면은, 광 진행방향 전환을 위한 다수의 돌기 형상의 마이크로 리플렉터를 구비한다. 상기 마이크로 리플렉터의 각각은, 제 1 내부 반사면과 제 2 내부 반사면을 포함하는 전환 출력부를 구비한다.

상기 제 1 내부 반사면 및 상기 제 2 내부 반사면에 의해 상기 도광판 내에 골이 형성되고, 상기 제 1 내부 반사면 및 상기 제 2 내부 반사면은 상기 골의 곡저를 형성하도록 서로 만난다. 또, 상기 골은, 이 골에 도래하는 내부 입력광의 주된 도래방향을 향하여 깊고, 또한 넓어지도록 개방되어 있다.

이에 의해, 상기 골에 도래하는 내부 입력광으로부터 상기 제 1 내부 반사면에서 내부 반사되고 이어서 상기 제 2 내부 반사면에서 내부 반사되어 생성되는 제 1 내부 출력광과, 상기 제 2 내부 반사면에서 내부 반사되고 이어서 상기 제 1 내부 반사면에서 내부 반사되어 생성되는 제 2 내부 출력광을 포함하는 내부 출력광속이 생성된다.

본 발명의 가장 기본적이고 또한 중요한 특징에 따라서, 상기 제 1 내부 반사면과 상기 제 2 내부 반사면은, 상기 제 1 내부 출력광과 상기 제 2 내부 출력광이 서로 비평행한 전파방향을 가지며, 이에 의해, 상기 출사면으로부터의 출사광은, 서로 스플릿한 2 개의 방향으로 출사강도피크를 갖도록 경사져 있다.

여기에서, 상기 제 1 내부 반사면과 상기 제 2 내부 반사면은, 상기 곡저를 지나고, 또한 상기 출사면에 대하여 수직인 가상 기준면에 관하여 서로 반대측으로 대칭되게 경사져 있는 것이 바람직하다. 또한, 이 조건은, 상기 기본적 특징 (상기 제 1 내부 반사면과 상기 제 2 내부 반사면은, 제 1 내부 출력광과 상기 제 2 내부 출력광이 서로 비평행한 전파방향을 가지며, 이에 의해, 상기 출사면으로부터의 출사광은, 서로 스플릿한 2 개의 방향으로 출사강도피크를 갖도록 경사져 있는 것) 과 양립할 수 있는 조건이다 (후술하는 실시형태를 참조).

그리고, 상기 출사면을 따라, 상기 서로 스플릿한 2 개의 방향으로 출사강도피크를 갖는 출사광을 입력하고, 상기 스플릿을 실질적으로 해소하여 출력하는 광 확산부재가 배치되어 있다.

이같은 의도적인 피크 스플릿과 그 후의 피크 스플릿의 해소에 의해, 각 마이크로 리플렉터에서 생성되는 내부 출력광속에, 각도 확산, 특히 yz 평면 내에 대한 각도 확산이 생김과 동시에, 출사강도 방향특성에 부자연스러운 패임이 억지된다. 그 결과, 자연스럽고 방향성 편중이 작은 밝기의 확산을 갖는 조명출력을 얻을 수 있다.

또, 각 마이크로 리플렉터에서 생성되는 내부 출력광속의 진행방향이 각도적으로 확산되어 출사면으로의 내부 입사범위 (면적) 가 확산되기 때문에, 마이크로 리플렉터의 형성위치 / 비형성위치의 차이에 대응한 미세한 휘도 편차가 완화되는 효과도 기대할 수 있다.

여기에서 중요한 것은, 밝기 내지 시야의 각도 확산과 등방성의 개선이 2 단계로 이루어지며, 또한 제 1 단계에서의 부작용이라고 할 수 있는 피크 스플릿을 해소하는 수단 (광 확산부재) 이 제 1 단계에서의 밝기 내지 시야의 각도 확산과 등방성의 개선을 추가로 증강시키는 것이다. 즉, 피크 스플릿을 일으키도록 마이크로 리플렉터의 제 1 및 제 2 내부 반사면의 방위를 선택하면, 당연히 내부 출력광속의 각도 확산은 커지며, 먼저 여기에서 제 1 단계의 밝기 내지 시야의 각도 확산과 등방성의 개선이 이루어진다.

그리고, 이 제 1 단계에서 생기는 부작용 (피크 스플릿) 이 광 확산부재로 해소됨과 동시에 광 확산부재가 갖는 광 확산력으로 제 2 단계의 밝기 내지 시야의 각도 확산과 등방성의 개선이 이루어지게 된다. 이같이 도광판의 출사면을 따라 배치되는 광 확산부재가 단순히 부작용 해소수단과 밝기 내지 시야의 각도 확산 / 등방성의 개선수단을 겸하고 있는 점에 본 발명의 특색이 있다.

다음으로, 본 발명의 액정패널을 조명하기 위한 면광원 장치를 구비한 액정 표시 장치에 적용한다. 여기에서, 면광원 장치로서 상기 개량된 면광원 장치가 사용된다. 말할 나위도 없이, 상기 면광원 장치의 작용과 이점은, 이 액정 표시 장치에 반영되어 특정한 방향으로 편중되지 않는 시야각의 등방적인 확산을 갖는 액정 표시 장치를 얻을 수 있다. 또, 면광원 장치의 미세한 휘도 편차의 저감을 수반하여 액정 표시 장치의 표시품질이 개선된다.

발명의 실시형태

이하, 본 발명의 실시형태에 관한 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 먼저, 도 9 (a), 도 9 (b) 는, 도 1 (a), 도 1 (b) 와 동일한 표시형식으로 그 개략 배치를 나타낸 것으로서, 도 9 (a) 는, 도광판의 배면측에서 본 평면도, 도 9 (b) 는, 도 9 (a) 에서 좌측에서 본 측면도이다.

도 9 (a), 도 9 (b) 에 나타낸 바와 같이, 1 차 광원, 도광판, 액정표시패널의 기본적인 배치관계에 대해서는, 도 1 (a), 도 1 (b) 에 나타낸 것과 동일하지만, 도광판 (10) 은, 도광판 (30) 으로 치환되고, 도광판 (30) 과 액정표시패널 (PL) 사이에 광 확산시트 (DF) 가 삽입 배치되어 있다.

도광판 (30) 은, 도광판 (10) 과 마찬가지로, 아크릴수지, 폴리카보네이트 (PC), 시클로올레핀계 수지 등의 투명재료로 이루어지는 도광판이다. 도광판 (30) 의 하나의 측단면이 입사면 (32) 을 제공한다. 막대 형상의 1 차 광원 (냉음극관) (L1) 이 입사면 (32) 을 따라 배치되어 입사면 (32) 으로 광을 공급한다. 도광판 (30) 의 일측의 메이저면이 출사면 (33) 을 제공하고, 타측의 메이저면이 배면 (34) 을 제공한다.

배면 (34) 에는, 미소 돌기 형상의 마이크로 리플렉터 (80) 가 다수 형성되어 있다. 출사면 (33) 의 외측에는, 주지의 액정패널 (PL) 이 배치되지만, 전술한 바와 같이, 추가로 출사면 (33) 과 액정패널 (PL) 사이에 광 확산시트 (DF) 가 배치된다. 또한, 도 9 (a) 에서의 마이크로 리플렉터 (80) 의 표시의 생략이나 치수표시의 예시에 대해서는, 도 1 (a), 도 1 (b) 와 동일하다.

1 차 광원 (L1) 으로부터 발해진 광은, 입사면 (32) 을 지나 도광판 (30) 내에 도입된다. 도광판 (30) 내를 전파하는 광이 마이크로 리플렉터 (80) 내에 들어오면, 내부 반사를 수반하여 방향전환이 일어나 출사면 (33) 으로 향하는 광이 생성된다.

내부 반사는, 도광판 (10) 을 사용한 종래예와 마찬가지로, 원칙적으로 2 회 일어난다.

도광판 (30) 의 배면 (34) 상에서의 마이크로 리플렉터 (80) 의 배열위치에 대해서는, 도 2 에 나타낸 것과 동일한 것으로 한다. 즉, 도 2 에서 괄호 내의 참조번호로 나타낸 도광판 (30) 의 배면 (34) 에서 마이크로 리플렉터 (80) (괄호내의 참조번호) 는, 입사면 (32) 으로부터의 거리의 증대에 따라서 피복률이 높아지는 경향을 갖도록 분포되어 있다.

또, 막대 형상의 냉음극관 (L1) 의 전극부 (EL1, EL2) 에 가까운 코너영역 (C, D) 에는, 별도로, 고피복률로 마이크로 리플렉터 (80) 가 형성되어 있다. 이같은 피복률 분포에 의해, 입사면 (32) 으로부터의 거리에 의존한 휘도변화와, 코너영역 (C, D) 에서의 휘도부족이 나타나는 것이 방지된다. 각 마이크로 리플렉터 (80) 는, 사각뿔 형상을 갖고, 배면 (34) 을 대표하는 일반면 (마이크로 리플렉터 (80) 를 가상적으로 제외한 면) 으로부터 돌출되어 있다.

각 마이크로 리플렉터 (80) 의 자세는, 종래예에서 설명한 것과 기본적으로 동일하지만, 형상이 약간 다르다. 이 때문에, 전술한 (조건 1) ∼ (조건 3) 중, (조건 1), (조건 2) 는 유지되고 있지만, (조건 3) 은 유지되고 있지 않다. 즉, 전술한 종래예에서는, 각 마이크로 리플렉터는 전술한 (조건 1) ∼ (조건 3) 을 만족하는 기준 컨피그레이션 (도 4 (a) ∼ 도 4 (c) 참조) 에서 채용되었지만, 기준자세는, 유지된 상태에서 (s = t = r = 0 도), 비평행한 내부 출력광을 생성하는 형상이 주어져 있다.

이같은 마이크로 리플렉터 (80) 에 대하여, 도 4 (a), 도 4 (b), 도 4 (c) 와 동일한 표시형식으로 광선 (P1, P2) 이 내부 출력광 (Q1, Q2) 으로 변환되어 출사면 (33) 으로부터 출사되는 모양을, 도 10 (a), 도 10 (b), 도 10 (c) 에 나타내었다. 도 10 (a) 는, +z 방향에서 본 도면, 도 10 (b) 는, +y 방향에서 본 도면, 도 10 (c) 는, +x 방향에서 본 도면이다.

각 마이크로 리플렉터 (80) 는, 마이크로 리플렉터 (20) 와 마찬가지로 사각뿔 형상의 미소 돌기로서 배면 (34) 으로부터 돌출되어 있다. 마이크로 리플렉터 (20) 의 내부 반사면 (21, 22) 에 대응하는 경사면은, 제 1 내부 반사면 (81), 제 2 내부 반사면 (82) 이다. 양 내부 반사면 (81, 82) 에 의해 도광판 (30) 의 내부에는 골이 형성되고, 양 경사면 (81, 82) 이 곡저 (85) 에서 만나고 있다. 곡저 (85) 는, 도광판 (30) 의 외측에서 보면 돌기의 봉우리부라고 할 수도 있다. 입사면 (32) 에 가까운 측에도 한 쌍의 경사면 (83, 84) 이 있고, 경사면 (83, 84) 이 만남으로써, 봉우리 (86) 가 형성되고 있다.

도 4 (a) ~ 도 4 (c) 의 경우와 마찬가지로 P1 은, 제 1 내부 반사면 (81), 제 2 내부 반사면 (82) 의 순서로 내부 반사되는 내부 입력광을 대표하고, P2 는, 반대로 제 2 내부 반사면 (82), 제 1 내부 반사면 (81) 의 순서로 내부 반사되는 내부 입력광을 대표하고, 광선 (P1, P2) 은, 당해 마이크로 리플렉터 (80) 로의 주된 접근 방향에 평행하다.

도 10 (a), 도 10 (b), 도 10 (c) 에 나타낸 바와 같이, 광선 (P1) 으로 대표되는 내부 입력광은, 마이크로 리플렉터 (80) 의 경사면 (81), 경사면 (82) 순서로 연이어 내부 반사되어, 출사면 (33) 으로 향하는 내부 출력광 (제 1 내부 출력광) (Q1) 이 생성된다. 마찬가지로 광선 (P2) 으로 대표되는 내부 입력광은, 마이크로 리플렉터 (80) 의 경사면 (82), 경사면 (81) 순서로 연이어 내부 반사되어, 출사면 (33) 으로 향하는 내부 출력광 (제 2 내부 출력광) (Q2) 이 생성된다.

이들 제 1 및 제 2 내부 출력광 (Q1, Q2) 을 주성분으로 하는 내부 출력광속은, 출사면 (33) 으로부터 출사되어 도광판 (30) 의 출력광이 된다. 이같이, 각 마이크로 리플렉터 (80) 의 경사면 (81, 82) 은, 내부 입력된 광의 진행방향을 전환하여 내부 출력하는 전환 출력부로서 기능한다.

다만, 여기에서 중요한 것은, 도 10 (c) 에 그려져 있는 바와 같이, 제 1 및 제 2 의 내부 반사면 (81, 82) 의 경사가 조금 급격하게 설계되어 있는 것이다. 이에 의해, 제 1 및 제 2 내부 출력광 (Q1, Q2) 의 전파방향 (주된 전파방향) 이 소각도이기는 하지만, 팽행관계로부터 어긋나 있다. 이에 대응하여, 출사면 (33) 으로부터의 출사광의 출사강도 방향특성에 2 개의 피크가 생기고 있다. 다르게 말하면, 이같은 소각도 (바람직하게는 수도 정도) 의 피크 스플릿을 일으키도록, 내부 반사면 (81, 82) 의 경사가 선택되고 있다.

실제로, 출사면 (33) 으로부터 출사되는 광은, 이같은 대표광선 (Q1) 의 둘레 및 대표광선 (Q2) 의 둘레로 확산되고 있기 때문에, 결국, 기준 컨피그레이션에서의 경우 (도 4 참조) 에 비하여, 하나의 마이크로 리플렉터 (80) 로부터 진행방향의 분포가 2 차원적으로 확장되게 된다.

또, 내부 출력광 (Q1, Q2) 이 출사면 (33) 에 도달한 시점에서, 이미 광속이 확장되어 있는 것도 주의해야 한다. 이에 의해, 마이크로 리플렉터 (80) 의 형성위치 / 공백위치에 대응한 미세한 휘도 편차가 억제된다.

도 11, 및 도 12 는, 본 실시형태에서 채용되고 있는 마이크로 리플렉터 (80) 에 대하여 하나의 마이크로 리플렉터로부터 얻어지는 출력강도 각도특성의 시뮬레이션 결과의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 11 에서의 표시형식 (횡축, 종축을 취하는 방법) 은, 도 5, 및 도 7 과 동일하고, 도 12 에서 우측 상승 경사축 및 좌측 상승 경사축을 취하는 방법은, 도 6, 및 도 8 과 동일하다. 광 강도를 나타내는 방법도, 도 11 은, 도 5, 및 도 7 과 동일하고, 도 12 는, 도 6, 및 도 8 과 동일하다.

도 11 및 도 12 의 그래프로부터 출사방향의 피크가 거의 정면방향을 사이에 두고 2 개로 스플릿하여 양 피크 사이에 큰 패임 (도 12 에서는 안장부) 이 생기고 있는 것을 알 수 있다. 다만, 피크 스플릿을 수반하여, 도 5, 및 도 6 의 경우 (기준 컨피그레이션에서 피크 스플릿 없음) 에 비하면, ±y 축 방향의 각도 확산이 개선되고 있다는 것을 알 수 있다.

도 11 에서의 농담 모양이 가늘고 긴 2 개의 타원 형상을 하고 있고, 이들 타원의 장축방향은, 거의 +x 축 방향 (본 예에서는 시뮬레이션 조건에 의해, +X 축 방향으로부터 거의 45 도 경사) 에 대응하고 있다.

여기에서, +x 축 방향은, 출사면 (33) 의 상측에서 본 마이크로 리플렉터 (80) 의 배향방향 (곡저부 (85) 의 연재방향) 에 대응한다. 또한, 본 시뮬레이션 결과에서 스플릿한 2 개의 피크 높이가 다른 것은 파라미터 (r) (z 축 둘레의 자세) 에 수도 정도의 값을 사용한 것에 기인한다. 그 의미로, 시뮬레이션 조건에는, 도 10 (a) 의 표시와는 약간의 상이함이 있지만, 피크 스플릿을 일으키는 메커니즘 자체의 본질에는 변함이 없다는 것에 주의하기 바란다.

그럼, 도 9 (b) 를 참조하여 설명한 바와 같이, 도광판 (30) 의 출사면 (33) 을 따라 광 확산시트 (DF) 가 배치되어 있다. 따라서, 상기와 같이 피크 스플릿을 일으킨 출사광은, 광 확산시트 (DF) 의 내측면으로부터 입력되고, 외측면으로부터 출력된다.

광 확산시트 (DF) 에는, 상기 피크 스플릿을 실질적으로 해소하기에 필요한 광 확산력을 갖는 것이 선택되고 있다. 다만, 광 확산력이 과대하면 광의 손실이 증대되기 때문에, 피크 스플릿의 실질적 해소에 필요 최소한, 또는 이를 조금 상회하는 정도의 광 확산력을 갖는 것이 선택되는 것이 바람직하다.

본 실시형태에서는, 이같은 광 확산시트 (DF) 의 외측면으로부터 출력된 광이 조명 출력광으로서 액정표시패널 (PL) 로 공급된다. 이 조명 출력광은, 광 확산시트 (DF) 의 광 확산작용에 의해 피크 스플릿이 실질적으로 해소된 것으로 되어 있고, 동시에 밝기의 각도 확산도 확장된 것으로 되어 있다.

도 13, 및 도 14 는, 도 11, 및 도 12 의 그래프에서 나타낸 출사강도 방향특성으로 출사면 (33) 으로부터 출사된 광이 광 확산시트 (DF) 로부터 어떤 방향특성으로 출사되는가를 시뮬레이션한 결과의 일례를 나타내고 있다. 도 13 에서의 표시형식 (횡축, 종축을 취하는 방법) 은, 도 5, 도 7, 및 도 11 과 동일하고, 도 14 에서의 우측 상승 경사축 및 좌측 상승 경사축을 취하는 방법은, 도 6, 도 8, 및 도 12 와 동일하다. 광 강도의 나타내는 방법도, 도 13 은, 도 5, 도 7, 및 도 11 과 동일하고, 도 14 는, 도 6, 도 8, 및 도 12 와 동일하다.

도 11 의 그래프와 도 13 의 그래프의 비교, 및 도 12 의 그래프와 도 14 의 그래프의 비교로부터 확실한 바와 같이, 출사방향의 피크가 거의 정면방향의 하나로 합쳐져 스플릿이 해소되고 있다.

또, 도 7, 및 도 8 의 경우 (기준 컨피그레이션에서 피크 스플릿 없이 광 확산시트 (도 13, 및 도 14 의 경우에서 상정한 것과 동일한 특성) 를 사용한 경우) 와 비교해도, ±y 축 방향의 각도 확산이 개선되어 꽤 원형에 가깝고, 또한 최대상대강도영역 (최농부) 의 큰 특성을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.

또한, 도 13 에서도, 농담 모양의 타원의 장축방향은, 거의 +x 축 방향 (본 예에서는, 시뮬레이션 조건에 의해, +X 축 방향으로부터 거의 45 도 경사) 에 대응하고 있다. +x 축 방향은, 출사면 (33) 의 상측에서 본 마이크로 리플렉터 (80) 의 배향방향 (곡저부 (85) 의 연재방향) 에 대응한다.

이같이 개선된 조명 출력광의 특성은, 이에 의해 조명되는 액정표시패널 (PL) 을 갖는 액정 표시 장치에 반영되어 시야의 각도 확산과 등방성이 우수한 액정 표시 장치가 얻어지게 된다.

또, 비평행한 내부 출력광을 얻기 위한 내부 반사면 (81, 82) 은, 본 실시형태와 같이, 제 1 내부 반사면 (81) 과 제 2 내부 반사면 (82) 이 곡저 (85) 를 지나고, 또한 출사면 (33) 에 대하여 수직인 가상 기준면에 관하여 서로 반대측으로 대칭되게 경사져 있지 않아도 된다.

예를 들어, 마이크로 리플렉터 (80) 의 자세를, y 축 둘레로 소각도 회전시켜도 특수한 각도 이외에서는, 피크 스플릿은 유지된다.

마지막으로, 배면 (34) 상에서의 마이크로 리플렉터 (80) 의 배향 (z 축 둘레) 에 대하여 설명을 보충해둔다. 대다수의 마이크로 리플렉터 (80) 에 있어서, x 축은, 입사면 (32) 과 수직이 되지만 (도 3 에서의 X 축에 대응), 코너 주변을 중심으로 -x 축 방향이 입사면 (32) 의 중앙부측으로 기울어진다.

이 모양을, 코너영역 (C) (도 2 참조) 의 주변을 예로 하여, 도 15 에 나타내었다. 화살표군이 각 부분에서의 +x 축 방향의 분포를 나타내고 있다.

또한, 예를 들어, 도 16 에 나타낸 바와 같이, 코너부 (62) 로부터 1 차광을 공급하는 배치를 취하고, 도광판 (60) 의 배면 (64) 상에 마이크로 리플렉터 (80) 를 도시와 같이 배열한 경우, +x 축 방향의 분포는, 도 17 에 나타낸 것이 된다. 또한, 도 17 에서의 그물 형상의 곡선군은, 마이크로 리플렉터의 배열위치를 연결하는 선군으로서, 격자점 「ㆍ」이 마이크로 리플렉터의 배치위치를 나타내고 있다.

각 격자점에 배치되는 마이크로 리플렉터 (80) 의 자세는, 기준자세로부터 전술한 실시형태와 동일한 태양에서 벗어나 있다.

이상의 상세한 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 본 발명에 의하면, 마이크로 리플렉터의 입력측에서 보아 좌우 폭방향에 대해서도 시야각을 확산시킴과 동시에, 마이크로 리플렉터의 형성위치 / 공백위치에 대응한 미세한 휘도 편차를 억제할 수 있는 도광판이 제공된다. 그리고, 이 도광판을 면광원 장치 및 액정 표시 장치에 적용하여 미세한 휘도 편차를 억제할 수 있다.

또한, 면광원 장치 및 액정 표시 장치에 대하여 마이크로 리플렉터의 형성위치 / 비형성위치의 차이에 대응한 미세한 휘도 편차가 완화되는 효과도 기대할 수 있다.

Claims

1 차 광원과, 상기 1 차 광원으로부터 광 공급을 받는 도광판을 포함하는 면광원 장치로서,

상기 도광판은, 메이저면이 제공하는 출사면, 상기 출사면에 등진 메이저면이 제공하는 배면, 및 상기 1 차 광원으로부터 광 공급을 받기 위한 입사면을 갖고;

상기 배면은, 광 진행방향 전환을 위한 다수의 돌기 형상의 마이크로 리플렉터를 구비하고;

상기 마이크로 리플렉터의 각각은, 제 1 내부 반사면과 제 2 내부 반사면을 포함하는 전환 출력부를 구비하고;

상기 제 1 내부 반사면 및 상기 제 2 내부 반사면에 의해, 상기 도광판 내에 골이 형성되고, 상기 제 1 내부 반사면 및 상기 제 2 내부 반사면은, 상기 골의 곡저를 형성하도록 서로 만나고 있고;

상기 골은, 이 골에 도래하는 내부 입력광의 주된 도래방향을 향하여 깊고, 또한 넓어지도록 개방되어 있고;

이에 의해, 상기 골에 도래하는 내부 입력광으로부터 상기 제 1 내부 반사면에서 내부 반사되고 이어서 상기 제 2 내부 반사면에서 내부 반사되어 생성되는 제 1 내부 출력광과, 상기 제 2 내부 반사면에서 내부 반사되고 이어서 상기 제 1 내부 반사면에서 내부 반사되어 생성되는 제 2 내부 출력광을 포함하는 내부 출력광속이 생성되도록 되어 있고;

상기 제 1 내부 반사면과 상기 제 2 내부 반사면은, 상기 제 1 내부 출력광과 상기 제 2 내부 출력광이 서로 비평행한 전파방향을 가지며, 이에 의해, 상기 출사면으로부터의 출사광은, 서로 스플릿한 2 개의 방향으로 출사강도피크를 갖도록 경사져 있고;

상기 출사면을 따라, 상기 서로 스플릿한 2 개의 방향으로 출사강도피크를 갖는 출사광을 입력하고, 상기 스플릿을 해소하여 하나의 방향으로 출사강도피크를 갖는 광을 출력하는 광 확산부재가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.

제 1 항에 있어서,

상기 제 1 내부 반사면과 상기 제 2 내부 반사면은, 상기 곡저를 지나고, 또한, 상기 출사면에 대하여 수직인 가상 기준면에 관하여 서로 반대측으로 대칭되게 경사져 있는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.

액정패널을 조명하기 위한 면광원 장치를 구비한 액정 표시 장치로서,

상기 면광원 장치는, 1 차 광원과, 상기 1 차 광원으로부터 광 공급을 받는 도광판을 포함하고;

상기 출사면을 따라, 상기 서로 스플릿한 2 개의 방향으로 출사강도피크를 갖는 출사광을 입력하고, 상기 스플릿을 해소하여 하나의 방향으로 출사강도피크를 갖는 광을 출력하는 광 확산부재가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

제 3 항에 있어서,

상기 제 1 내부 반사면과 상기 제 2 내부 반사면은, 상기 곡저를 지나고, 또한, 상기 출사면에 대하여 수직인 가상 기준면에 관하여 서로 반대측으로 대칭되게 경사져 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.