KR100914875B1 - 액정 디스플레이 및 도광판 - Google Patents

액정 디스플레이 및 도광판

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KR100914875B1
KR100914875B1 KR1020087004218A KR20087004218A KR100914875B1 KR 100914875 B1 KR100914875 B1 KR 100914875B1 KR 1020087004218 A KR1020087004218 A KR 1020087004218A KR 20087004218 A KR20087004218 A KR 20087004218A KR 100914875 B1 KR100914875 B1 KR 100914875B1
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야스유키 시라이
기와무 다케히사
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도쿠오 이카리
도시아키 사토
이쿠오 오니시
에츠오 나카자토
유이치로 야마다
도키히코 시노미야
다카시 이시즈미
유사쿠 아지치
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고쿠리츠다이가쿠호진 도호쿠다이가쿠
가부시키가이샤 구라레
샤프 가부시키가이샤
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Abstract

대형 액정 디스플레이 (100) 는, 액정 패널 (1) 의 이면 측에 배치된 도광판 (3) 을 가지고 있다. 도광판 (3) 의 표면은 평면이고, 이면은 오목 곡면으로 되어 있다. 또, 열음극형 형광 램프 (2a, 2b) 에 대향하는 도광판 (3) 의 상하 단면은, 이들 램프를 향하여 돌출된 볼록상이 되어 있다. 형광 램프로부터의 백색광은, 직접 혹은 리플렉터 (4a, 4b) 에 반사되어 도광판의 상하 단면에 입사되어, 도광판의 내부를 그 표리면에서 반사시키면서 진행된다. 도광판의 표면에서는, 도광부 (5) 에 의해 백색광의 일부가 액정 패널 (1) 의 이면으로 조사된다.

Description

액정 디스플레이 및 도광판{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND LIGHT GUIDE PLATE}
기술분야
본 발명은, 액정 디스플레이에 관한 것으로, 특히, 열음극관형 형광 램프를 백라이트에 이용하는 대형 액정 디스플레이의 구조에 관한 것이다.
배경기술
일반적으로, 액정 디스플레이는, 액정 패널과 그 이면에 백색광을 조사하기 위한 백라이트 유닛을 가지고 있다.
PC 등에 이용되는 소형 혹은 중형 (예를 들어, 20 인치 이하) 의 액정 디스플레이에서는, 백라이트 유닛의 구조로서 액정 패널의 이면 측에 도광판을 배치하고, 그 일방 또는 양방의 사이드에 광원인 형광 램프를 배치하는 구조를 채용하고 있다. 이 구조에 의하면, 형광 램프로부터의 광은 도광판의 단면으로부터 도광판 내에 진입하여, 도광판 내를 전파하면서 그 일부가 도광판의 표면으로부터 액정 패널의 이면을 향해 조사된다. 이와 같이, 도광판을 이용함으로써 광을 액정 패널의 이면에 균일하게 조사할 수 있다.
액정 디스플레이의 백라이트 유닛의 광원에 이용되고 있는 형광 램프는, 수은 램프 (정확하게는, 저압 수은 증기 방전 램프) 의 관내 표면에 형광체가 도포된 것이다. 수은 램프는 발광 메카니즘에 의해, 열전자 방출에 의해 발광하는 열음극형과, 2 차 전자 방출에 의해 발광하는 냉음극형으로 나눌 수 있다. 냉음극형의 형광 램프는 수명이 5 만 시간 정도나 되어, 수명이 1 만 시간 전후인 열음극형에 비해 5 배나 긴 점에서, 액정 디스플레이용의 광원으로는, 통상적으로 냉음극형의 형광 램프가 이용되고 있다.
그런데, 액정 디스플레이가 대형화되면, 백라이트 유닛에 대해서도 광량의 증대가 요구된다. 이 광량의 증대는, 형광 램프의 개수를 증가시킴으로 인해 대응할 수 있다.
그러나, 형광 램프의 개수를 증가시키는 경우에는, 형광 램프의 개수에 따라 도광판의 두께도 증가시킬 (도광판의 입사면을 넓게 할) 필요가 있어, 중량이 증가한다는 문제가 발생한다.
그래서, 종래의 액정 디스플레이에서는, 도광판의 두께가 화면의 중앙부로 갈수록 작아지도록, 이면 측을 V 자형의 홈 구조로 하여, 광을 효율적으로 액정 패널을 향하게 함으로써, 경량화를 실현하도록 하고 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1 참조).
또, 형광 램프의 개수를 증가시키면, 소비 전력의 증가나, 회로 구성의 복잡화 (각 형광 램프용의 인버터의 증설) 에 수반하는 비용 증가 등의 문제가 발생한다. 또, 냉음극형의 형광 램프에서는, 한 개당의 발광량을 늘리고자 관 직경을 굵게 해도, 발광 효율이 관 직경에 반비례하여 저하되기 때문에, 소비 전력이 증대된다는 문제도 있다.
그래서, 종래의 그 밖의 액정 디스플레이에서는, 소비 전력의 저감 등을 목적으로, 백라이트 유닛에 이용되는 형광 램프로서 냉음극형 대신에 열음극형을 이용하도록 하고 있다 (예를 들어, 특허 문헌 2 참조).
열음극형의 형광 램프는 냉음극형의 형광 램프에 비해 2 배 이상의 높은 발광 효율이 얻어지고, 게다가 관 직경을 굵게 하여 광량의 증대를 도모하여도 발광 효율이 저하되지 않는다. 그러므로, 조명 기구 등에서는 1 개로 2000 루멘 이상의 발광량 (전체 광속) (직경 2 ∼ 3㎜ 의 냉음극관의 10 배 정도의 광량) 이 얻어지는, 직경 30㎜ 정도의 것이 이미 이용되고 있다.
특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2001-228477호 (특히, 요약 및 단락 0005)
특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 2000-187211호 (특히, 단락 0003)
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
종래의 액정 디스플레이에 이용되고 있는 냉음극형 형광 램프의 직경이 2 ∼ 3㎜ 인 데에 비해, 열음극형 형광 램프의 직경은 20 ∼ 30㎜ 로 매우 크다. 또, 도광판의 단면의 폭 (도광판의 두께) 은, 형광 램프로부터의 광을 효율적으로 입사시키기 위해서, 형광 램프의 직경보다 크게 할 필요가 있다. 이 때문에, 광원에 열음극형 형광 램프를 이용하는 백라이트 유닛에서는, 도광판의 단면의 폭이 40㎜ 전후가 된다. 여기에서, 52 인치의 액정 디스플레이용의 도광판에 대해서 생각할 때, 그 표면 (주면) 의 면적은 약 7500㎠ 이고 도광판의 두께가 일정하며, 도광판을 구성하는 투광성 플라스틱의 비중이 1 이면, 그 중량은 약 30㎏ 이 된다.
여기에서, 도광판의 이면 측을 V 자형의 홈 구조로 함으로써 경량화한다고 해도, 그 중량을 두께가 일정한 경우에 비해 반으로 하기 위해서는, 가장 얇은 부분의 두께를 0㎜ 로 해야한다. 즉, 도광판의 이면 측을 V 자형의 홈 구조로 한 경우에는, 두께가 일정한 경우에 비해, 도광판의 중량을 1/2 이하로 하는 것은 불가능하다.
본 발명의 목적은, 열음극형의 형광 램프에 대응할 수 있는 도광판으로서, 두께가 일정 (직육면체) 한 도광판에 비해 1/2 이하의 중량의 도광판, 혹은 도광판을 대신하는 경량의 리플렉터를 제공하고, 그로써 경량화된 대형 액정 디스플레이를 제공하는 것이다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명의 제 1 요지에 의하면, 대략 평행하게 배치된 복수의 선상 또는 막대상의 광원과, 길이 방향이 상기 광원과 실질상 평행이 되도록 배치된 도광판과, 그 도광판의 이면에 설치된 반사 수단과, 상기 이면에 대향하는 표면 측에 설치된 액정 패널과, 상기 도광판과 상기 액정 패널 사이에 설치된 반투과 반사 수단을 갖는 액정 디스플레이로서, 상기 도광판의 두께가, 상기 광원으로부터의 광이 입사되는 단면으로부터 내부로 진행함에 따라 얇아지고 있고, 또한 상기 단면이 볼록 렌즈상으로 부풀어 올라 있는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이가 얻어진다.
또, 본 발명의 제 2 요지에 의하면, 대략 평행하게 배치된 복수의 선상 또는 막대상 광원과, 그 광원을 수용하는 복수의 홈을 구비하는 도광판과, 그 도광판의 이면에 설치된 반사 수단과, 상기 이면에 대향하는 표면 측에 설치된 액정 패널과, 상기 도광판과 상기 액정 패널 사이에 설치된 반투과 반사 수단을 갖는 액정 디스플레이로서, 상기 도광판의 두께가, 상기 광원으로부터의 광이 입사되는 단면으로부터 멀어짐에 따라 얇아지고 있고, 또한 상기 단면이 볼록 렌즈상으로 부풀어 올라 있는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이가 얻어진다.
또, 본 발명의 제 3 요지에 의하면, 한 쌍의 전극과 그 한 쌍의 전극을 양 단부에 수용하는 관을 구비하는 열음극형 형광 램프를 광원으로서 이용하는 액정 디스플레이에 있어서, 상기 열음극형 형광 램프로서 상기 관의 양 단부의 직경보다 상기 양 단부 간을 연결하는 중간 부분의 직경이 작은 열음극형 형광 램프를 이용하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이가 얻어진다.
나아가 본 발명의 제 4 요지에 의하면, 서로 대향하는 표면과 이면, 및 상기 표면과 상기 이면을 연결하는 단면을 갖고, 광원으로부터 상기 단면에 입사되는 광을 상기 표면으로부터 출사시키기 위한 도광판에 있어서, 상기 표면을 평면으로 함과 함께, 상기 이면을 오목 곡면으로 하여, 상기 광원으로부터의 거리가 커질수록 두께가 작아지게 한 것을 특징으로 하는 도광판이 얻어진다.
또한, 본 발명의 제 5 요지에 의하면, 상기 제 4 요지에 의한 도광판과, 그 도광판의 표면 측에 배치된 액정 패널을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이가 얻어진다.
덧붙여, 본 발명의 제 6 요지에 의하면, 투명한 평판과, 광원을 내장함과 함께, 상기 평판의 이면을 덮도록 배치되어, 상기 광원으로부터의 광을 상기 평판의 이면에 입사시키는 리플렉터와, 상기 평판의 표면 측에 배치된 액정 패널을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이가 얻어진다.
발명의 효과
본 발명에 의하면, 도광판의 두께를, 상기 형광 램프의 광이 입사되는 단면으로부터 내부로 진행함에 따라 얇게 하고, 또한 상기 형광 램프로부터 입사되는 면을 볼록 렌즈상으로 부풀림으로써, 균일한 두께를 갖는 도광판에 비해 중량을 1/2 이하로 할 수 있어, 액정 디스플레이의 중량을 경량화할 수 있다.
또, 열음극형 형광 램프로서, 양 전극부의 직경보다 양 전극부를 연결하는 부분의 직경이 작은 것을 이용함으로써, 도광판의 단면의 폭, 즉 도광판의 두께를 더욱 저감시킬 수 있어, 도광판, 나아가서는 액정 디스플레이의 중량을 더욱 저감시킬 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, 도광판의 이면을 오목 곡면으로 함으로써, 종래의 V 자 홈 구조의 도광판보다 더욱 경량화할 수 있어, 이로써 액정 디스플레이의 경량화를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 도광판을 대신하는 경량의 리플렉터를 이용함으로써, 도광판을 이용하는 경우보다 더욱 액정 디스플레이의 경량화를 실현할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태와 관련되는 대형 액정 디스플레이의 개략 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 2(a) 는 도광판의 단면이 평면인 경우의 백색광의 진행 경로예를 나타내는 도면이고, 도 2(b) 는 도광판의 단면이 볼록상인 경우의 백색광의 진행 경로예를 나타내는 도면이다.
도 3 은 도 1 의 점선 원 내의 확대도이다.
도 4 는 본 발명의 제 2 실시형태와 관련되는 대형 액정 디스플레이의 개략 구성을 나타내는 정면도이다.
도 5 는 본 발명의 제 3 실시형태와 관련되는 대형 액정 디스플레이의 개략 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 6 은 본 발명의 제 4 실시형태와 관련되는 대형 액정 디스플레이의 개략 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 7 은 본 발명의 제 5 실시형태와 관련되는 대형 액정 디스플레이의 개략 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 8 은 본 발명의 제 6 실시형태와 관련되는 대형 액정 디스플레이의 개략 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 9 는 본 발명의 제 7 실시형태와 관련되는 대형 액정 디스플레이의 개략 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 10 은 도 9 의 점선 원 내의 확대도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1, 31, 41, 51, 61, 71, 1001 액정 패널
2a, 2b, 32a, 32b, 42a, 42b, 52a, 52b, 62a, 62b, 72a, 72b, 1002a, 1002b형광 램프
3, 43, 53, 63, 73a, 73b, 73c 도광판
4a, 4b, 46a, 46b, 56a, 56b, 66a, 66b, 1004a, 1004b, 1004c 리플렉터
5, 45, 55, 65, 75, 1005 도광부
100, 300, 400, 500, 600, 700, 1000 대형 액정 디스플레이
33a, 33b, 33c, 33d 전극
76a, 76b 반사판
77a, 77b 부분 투과판
800, 1006 은 도금
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 여기에서의「대형」이라는 용어는, 20 인치 이상의 화면 사이즈를 가리키지만, 엄밀한 의미는 아니며, 20 인치 이하의 화면 사이즈의 액정 디스플레이에도 본 발명은 적용 가능하다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태와 관련되는 대형 액정 디스플레이 (100) 를 옆에서 본 종단면도이다.
대형 액정 디스플레이 (100) 는, 액정 패널 (1), 열음극형 형광 램프 (2a, 2b), 도광판 (3), 리플렉터 (4a, 4b), 및 도광부 (반투과 반사 수단) (5) 를 가지고 있다.
액정 패널 (1) 에 대해서는, 본 발명에 직접 관계가 없으므로 그 설명을 생략한다.
2 개의 열음극형의 형광 램프 (2a, 2b) 는, 백라이트 유닛의 광으로서, 실질적으로 서로 평행이 되도록 (대략 평행이 되도록), 도광판의 상단면 및 하단면을 따라 (도 1 의 표리 방향을 따라) 배치되어 있다.
도광판 (3) 은, 투명 수지, 예를 들어, 아크릴 수지, 메타크릴 수지, 폴리카보네이트 등으로 이루어지고, 그 표면 (도면 우측) 은 평면 (직사각형) 이고, 이면 (도면 좌측) 은 오목 곡면을 하고 있다. 또, 형광 램프 (2a 및 2b) 에 대향하는 상단면 및 하단면은, 각각 형광 램프 (2a 및 2b) 를 향해 볼록 렌즈상 (반달형) 으로 부풀어 있다. 또한, 도광판 (3) 의 이면에는, 광을 전반사시키기 위한 반사막, 예를 들어, 알루미늄을 주체로 하는 막이 코팅되어 있다.
리플렉터 (4a 및 4b) 는, 예를 들어, 수지제로 경량으로 만들어져 있고, 내면에 상기 반사막과 동일한 반사막이 코딩되어 있다. 이들 리플렉터 (4a 및 4b) 는, 형광 램프 (2a 및 2b) 로부터의 방사된 광을 반사시켜, 도광판 (3) 의 상하 단면에 입사시킨다.
도광부 (5) 는, 도광판 (3) 내에 진입한 광의 일부를 그 표면으로부터 액정 패널로 진행시킨다.
이하, 이 액정 디스플레이의 동작에 대해 설명한다.
형광 램프 (2a, 2b) 로부터 방사된 백색광은, 중앙부가 좁아진 (얇아진) 도광판 (3) 의 상단면 또는 하단면에 직접 입사되거나, 혹은, 리플렉터 (4a, 4b) 의 반사막에서 반사된 후 도광판 (3) 의 상단면 또는 하단면에 입사된다.
상기 서술한 바와 같이, 도광판 (3) 의 상하 단면은, 형광 램프 (2a, 2b) 측으로 튀어나온 볼록상 (삼차원적으로는 반달상) 이 되어 있다. 이 형상에 의해, 형광 램프 (2a, 2b) 로부터의 백색광이, 액정 패널 (1) 의 이면에 균일하게 조사되게 된다. 이에 대해 도 2(a) 및 도 2(b) 를 참조하여 설명한다.
도 2(a) 는, 대형 액정 디스플레이 (100) 에 있어서의 도광판 (3) 의 단면이 평면인 (볼록상으로 되어 있지 않은) 것으로 했을 경우의 백색광의 진행 모드를, 도 2(b) 는, 도광판 (3) 의 단면이 볼록상이 되어 있는 경우의 백색광의 진행 모드를 각각 나타낸 설명도이다.
도 2(a) 의 경우, 형광 램프 (2a, 2b) 로부터의 백색광은, 각각 형광 램프 (2a, 2b) 에 가까운 부분에 많이 조사된다. 즉, 액정 패널 (1) 에 있어서의 광강도 분포가, 상하 방향에 관하여, 양 단부에서 높고 중앙부에서 낮아진다.
이에 대해서, 도 2(b) 의 경우에는, 형광 램프 (2a, 2b) 로부터의 백색광 중 도광판 (3) 내에서 먼 곳까지 (즉, 좁아진 부분까지) 진행하는 광선이 증가하고, 그 결과, 형광 램프 (2a, 2b) 로부터의 백열광이 액정 패널 (1) 에 균일하게 조사되게 된다.
이상과 같이, 형광 램프 (2a, 2b) 로부터의 백열광이 입사되는 단면을 볼록상으로 함으로써, 도광판 (3) 의 이면을 오목 곡면으로 했을 경우에 두께가 작은 부분에 도달하는 광량을 늘릴 수 있어, 액정 패널 전체면을 균일하게 비출 수 있다. 바꾸어 말하면, 백열광이 입사되는 단면을 볼록상으로 함으로써, 도광판 (3) 의 두께를 보다 단부 근방까지 얇게 할 수 있어, 보다 경량화를 도모할 수 있다.
상단면 및 하단면으로부터 도광판 (3) 내에 입사된 백색광은, 도광판 (3) 의 표면 및 이면에서의 전반사를 반복하여 도광판 (3) 내로 진행하면서, 그 일부가 액정 패널 (1) 과 도광판 (3) 사이에 배치된 도광부 (5) 에 의해 액정 패널 (1) 로 유도된다.
도광부 (5) 의 기능을, 도 1 의 점선 원 (C3) 내를 확대한 도 3 을 참조하여 설명한다. 도광부 (5) 의 도광판 (3) 에 대향하는 면에는, 도시하는 바와 같은 미세 구조 (마이크로 렌즈 구조) 가 형성되어 있다. 도광부 (5) 는, 도광판 (3) 과 동일한 재료로 이루어지고, 이들이 접하는 부분에서는, 광은 반사되지 않고 진행한다. 그 결과, 도광판 (3) 내를 반사를 반복하여 진행하는 백색광의 일부가, 도광부 (5) 와의 접촉점을 통과하여 도광부 (5) 내로 진행하게 된다. 또, 도광부 (5) 의 미세 구조의 기능에 의해, 도광부 (5) 에 진입한 광은, 액정 패널 (1) 에 거의 수직으로 입사되게 된다.
또한, 도광판 (3) 과 도광부 (5) 사이 (미세 구조의 간극) 에는, 은 도금 (800) 이나, 알루미늄 등의 반사율이 높은 금속막, 혹은 고반사형의 폴리카보네이트 등의 반사재를 형성하게 해도 된다.
도광부 (5) 에 이용할 수 있는 부재로는, 예를 들어, 전자 재료, 2000 년 5 월호 별책, 제 98 페이지 내지 101 페이지에서 설명되어 있는 상품명「미라 브라이트」(주식회사 쿠라레 제조) 가 있다.
이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 도광판 (3) 의 이면을 오목 곡면으로 함으로써, 동일한 최대 두께를 갖는 종래의 V 자 홈 구조의 도광판보다 경량화하는 것이 가능해진다.
다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태와 관련되는 대형 액정 디스플레이에 대해서 도 4 를 참조하여 설명한다.
도 4 는 대형 액정 디스플레이 (300) 를 정면에서 본 구성도이다. 도 4 에서는, 액정 패널 (31) 과 형광 램프 (32a 및 32b) 만이 나타나 있지만, 이 대형 액정 디스플레이 (300) 의 기본 구성은, 제 1 실시형태와 관련되는 대형 액정 디스플레이 (100) 와 동일하다.
대형 액정 디스플레이 (300) 에서는, 도시하지 않은 도광판 등을 이용하여 액정 패널 (31) 의 이면에 백색광을 조사하기 위해서 2 개의 형광 램프 (32a, 32b) 가 이용되고 있다. 이들 형광 램프 (32a, 32b) 에서는, 양 단부의 전극 (33a, 33b, 33c 및 33d) 이 배치되는 부분의 직경에 비해, 이들 양 단부 간을 연결하는 중간 부분의 직경이 가늘게 되어 있다. 이와 같이, 형광 램프 (32a 및 32b) 가 발광하는 부분 (중간 부분) 이 가늘기 때문에, 형광 램프 (32a, 32b) 로부터 발광하는 백색광을 액정 패널 (31) 의 이면으로 유도하기 위해서 이용되는 도광판 (도시 생략) 의 두께를 얇게 할 수 있다. 구체적으로는, 형광 램프 (32a, 32b) 의 중간 부분 (전극 간의 가는 부분) 의 외경을 양 단부의 1/2 (예를 들어, 15㎜) 로 할 수 있다. 바꾸어 말하면, 형광 램프 (32a, 32b) 의 중간 부분의 직경을, 동일한 정도의 성능 (휘도, 소비 전력) 을 갖는 종래의 형광 램프의 약 1/2 로 할 수 있다. 그 결과, 도광판의 두께 (입사면인 단면의 폭) 도 종래의 형광 램프를 이용했을 경우의 1/2 로 할 수 있고, 중량도 1/2 (두께가 일정한 경우) 까지 경감시킬 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제 3 실시형태와 관련되는 대형 액정 디스플레이에 대해서 도 5 를 참조하여 설명한다.
도 5 는 대형 액정 디스플레이 (400) 를 옆에서 본 종단면도이다. 이 대형 액정 디스플레이 (400) 는, 액정 패널 (41), 형광 램프 (42a, 42b), 도광판 (43), 도광부 (45) 및 리플렉터 (46a, 46b) 를 가지고 있어, 그 기본 구성은, 제 1 실시형태와 관련되는 대형 액정 디스플레이와 동일하다. 그러나, 리플렉터 (46a 및 46b) 의 형상이, 제 1 실시형태와 관련되는 대형 액정 디스플레이의 리플렉터 (4a, 4b) 와는 상이하고, 또, 도광판 (43) 이면의 형상도 도광판 (3) 과는 상이하다.
이 대형 액정 디스플레이 (400) 에 있어서도, 도광판 (43) 을 이용하여 액정 패널 (41) 의 이면에 백색광을 조사하기 위해서 2 개의 형광 램프 (42a, 42b) 가 이용되고 있다. 각각의 형광 램프 (42a, 42b) 로부터 방사되는 백색광은, 직접 도광판 (43) 내에 입사되는 것도 있고, 리플렉터 (46a, 46b) 에서 반사시킨 후 도광판 (43) 에 입사되는 것도 있다.
리플렉터 (46a, 46b) 의 단면 형상은, 각각 이중의 원형 (더블 써클) 이 되어 있다. 즉, 원이 두 개 연결된 형상이 되어 있다. 2 개의 원의 접속점은, 형광 램프 (42a, 42b) 에 관하여, 도광판 (43) 과 반대 측에 위치한다. 이 구성에 의하면, 형광 램프 (42a, 42b) 로부터 방사되는 백색광 중, 최초로 도광판 (43) 과 정반대의 방향을 향하는 성분이 도광판 (43) 내로 진행되는 비율이 향상된다. 즉, 도 1 에 나타나는 바와 같은 단순한 원형의 리플렉터 (4a, 4b) 를 이용하는 경우에는, 도광판과 반대의 방향으로 진행하는 광이 리플렉터에서 반사되면 다시 램프를 향하는 비율이 높고, 그 결과, 램프 내에서 흡수되어 손실이 되어 버린다. 이에 대해서, 본 실시형태와 같이 이중 원으로 함으로써, 이 램프에 대한 재입사에 의한 손실을 저감시킬 수 있고, 결과적으로, 램프로부터의 백색광의 이용 효율을 10％ 정도나 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 설명에서는 이중 원으로 했지만, 일방 혹은 양방이 타원인 이중 타원이어도 된다.
또, 본 실시형태에서는, 도광판 (43) 의 이면, 즉 도면 좌측의 반사면의 형상으로서, 이심률이 약 0.95 인 타원형을 채용하고 있다. 이러한 편평률이 높은 타원 형상을 채용하고 있는 이유로는, 원 형상에 비해, 도광판 (43) 의 두께가, 단부로부터 중앙부로 진행함에 따라 좁아지는 비율이 높고, 그 결과, 도광판 (43) 의 무게를 보다 경감시킬 수 있기 때문이다. 또한, 타원형이 아닌 다른 형상, 예를 들어, 3 차 곡선이나 4 차 곡선을 이용해도 된다.
다음으로, 본 발명의 제 4 실시형태와 관련되는 대형 액정 디스플레이에 대해서 도 6 을 참조하여 설명한다.
도 6 은 대형 액정 디스플레이 (500) 를 옆에서 본 종단면도이다. 이 대형 액정 디스플레이 (500) 는, 액정 패널 (51), 형광 램프 (52a, 52b), 도광판 (53), 도광부 (55) 및 리플렉터 (56a, 56b) 를 가지고 있어, 그 기본 구성은, 제 1 실시형태와 관련되는 대형 액정 디스플레이와 동일하다.
대형 액정 디스플레이 (500) 는, 도광판 (53) 의 중량의 대폭적인 저감을 목적으로 한 것으로, 도 1 에 나타난 대형 액정 디스플레이 (100) 에 비해, 형광 램프와 도광판의 간격을 길게 하고 있다. 그리고, 형광 램프 (52a 및 52b) 로부터 방사되는 백색광을 도광판 (53) 내로 유도하기 위해서, 리플렉터 (4a 및 4b) 보다 도면의 상하에 긴 리플렉터 (56a 및 56b) 를 이용하고 있다. 리플렉터 (56a, 56b) 의 개구 (도광판 (53) 의 단면과의 연결 부분) 의 폭은, 형광 램프 (52a, 52b) 의 직경보다 작다. 이들 긴 리플렉터 (56a 및 56b) 를 이용함으로써, 백색광은 도광판 (53) 쪽으로 진행됨에 따라 광의 확대폭을 좁힐 수 있고, 그 결과, 도광판 (53) 의 단부의 폭을 좁게 할 수 있다. 이에 의하면, 도광판 (53) 을 얇게 할 수 있기 때문에 중량을 저감시킬 수 있다. 본 실시형태에 의하면, 대형 액정 디스플레이 자체를 가볍게 할 수 있을 뿐만 아니라, 일반적으로 도광판에 사용되는 고가의 폴리카보네이트의 사용량을 줄일 수 있기 때문에, 비용의 저감이 도모된다.
다음으로, 본 발명의 제 5 실시형태와 관련되는 대형 액정 디스플레이에 대해서 도 7 을 참조하여 설명한다.
도 7 은 대형 액정 디스플레이 (600) 를 옆에서 본 종단면도이다. 이 대형 액정 디스플레이 (600) 는, 액정 패널 (61), 형광 램프 (62a, 62b), 도광판 (63), 도광부 (65) 및 리플렉터 (66a, 66b) 를 가지고 있어, 그 기본 구성은, 제 4 실시형태와 관련되는 대형 액정 디스플레이와 동일하다.
도 6 에 나타난 대형 액정 디스플레이 (500) 에서는, 리플렉터 (56a 및 56b) 가 도면의 상하 방향으로 길어, 디스플레이 전체의 높이가 높아져 버린다. 그래서, 본 실시형태와 관련되는 대형 액정 디스플레이 (600) 에서는, 그렇게 되지 않도록, 형광 램프 (62a, 62b) 를 도광판 (63) 의 이면 측에 배치하고, 리플렉터 (66a, 66b) 를 이용하여, 형광 램프 (62a, 62b) 로부터의 백색광을 도광판의 상하 단면으로 유도하도록 하고 있다. 예를 들어, 도면 중의 점선으로 나타난 형광 램프 (62a) 로부터의 광선은, 도광판 (63) 의 이면과 리플렉터 (66a) 의 측면에서 반사되어, 리플렉터 (66a) 의 선단으로 진행되고, 거기에서 서로 수직이 되도록 배치된 2 개의 평면에서 2 회 반사되어, 도광판 (63) 내로 진행된다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 디스플레이 전체의 도면의 상하 방향의 길이 (실제로는 높이) 를 제 1 실시형태보다 작게 할 수 있음과 함께, 제 4 실시형태와 같은 경량화를 실현할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제 6 실시형태와 관련되는 대형 액정 디스플레이에 대해서 도 8 을 이용하여 설명한다.
도 8 은 대형 액정 디스플레이 (700) 를 옆에서 본 종단면도이다. 이 대형 액정 디스플레이 (700) 는, 액정 패널 (71), 형광 램프 (72a, 72b), 도광판 (73a, 73b, 73c), 도광부 (75), 반사판 (리플렉터) (76a, 76b) 및 부분 투과판 (77a, 77b) 을 가지고 있다.
대형 액정 디스플레이 (700) 에서는, 2 개의 형광 램프 (72a, 72b) 가 액정 패널 (71) 의 이면에 배치되어 있다. 즉, 형광 램프 (72a 및 72b) 는, 3 개의 부분으로 분할된 도광판 (73a, 73b 및 73c) 에 의해 형성되는 홈 내에 수용되어 있다. 형광 램프 (72a, 72b) 로부터의 백색광은, 도광판 (73a, 73b 및 73c) 에 의해 액정 패널 (71) 의 이면 전체면에 조사된다. 도 8 에서는, 형광 램프 (72a, 72b) 에 대향하는 도광판 (73a, 73b 및 73c) 의 단면은 평면이지만, 제 1 실시형태 등의 경우와 마찬가지로, 볼록상으로 해도 된다.
또, 형광 램프 (72a, 72b) 에 관하여 액정 패널 (71) 과 반대 측에 배치된 삼각상의 반사판 (76a, 76b) 은, 형광 램프 (72a, 72b) 로부터 방사되는 백색광 중, 액정 패널 (71) 과 반대의 방향으로 진행하는 것을 상방 혹은 하방을 향해 반사시킨다. 그 결과, 그러한 백색광은 도광판 (73a, 73b 및 73c) 에 입사되기 쉬워진다.
한편, 형광 램프 (72a, 72b) 와 액정 패널 (71) 사이에는, 부분 투과판 (77a, 77b) 이 배치되어 있다. 부분 투과판 (77a, 77b) 은, 형광 램프 (72a, 72b) 로부터 액정 패널 (71) 의 방향으로 진행하는 백색광의 일부를 액정 패널 (71) 에 직접 입사시킨다. 이 부분 투과판 (77a, 77b) 으로는, 예를 들어, 산화 티탄을 혼입시킨 폴리카보네이트를 이용할 수 있다. 폴리카보네이트에 산화 티탄을 혼입시키면, 백색광을 높은 반사율로 반사 (확산 반사) 시키게 되는 것이 알려져 있는데, 예를 들어, 두께 0.1㎜ 정도로 얇게 함으로써 부분적으로 백색광을 투과시킬 수 있다. 산화 티탄을 혼입시킨 폴리카보네이트로는, 예를 들어, 미츠비시 엔지니어링 플라스틱 제조의 고반사 폴리카보네이트 (상품명 : 유피론) 가 시판되고 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 도광판을 3 개로 분할했지만, 분할하지 않고 형광 램프를 수용하는 홈을 형성하도록 해도 된다. 이 경우, 홈의 저면에 부분 투과판을 형성하도록 한다.
다음으로 본 발명의 제 7 실시형태와 관련되는 대형 액정 디스플레이에 대해서 도 9 및 도 10 을 참조하여 설명한다.
도 9 는, 본 실시형태와 관련되는 대형 액정 디스플레이 (1000) 의 종단면도이다. 이 대형 액정 디스플레이 (1000) 는, 액정 패널 (1001), 형광 램프 (1002a, 1002b), 투명판 (1003), 리플렉터 (1004a, 1004b, 1004c), 도광부 (1005) 를 가지고 있다.
본 실시형태에서는, 2 개의 형광 램프 (1002a, 1002b) 로부터 방사되는 백색광을, 액정 패널 (1001) 의 이면으로 유도하기 위해서, 리플렉터 (1004a, 1004b 및 1004c) 가 이용되고 있다. 즉, 본 실시형태에서는, 이들 리플렉터 (1004a, 1004b 및 1004c) 에서 형광 램프 (1002a, 1002b) 로부터의 백색광을 반사시키고, 투명판 (1003) 을 통과시켜, 도광부 (1005) 로부터 액정 패널 (1001) 로 유도하게 되어 있다.
리플렉터 (1004a, 1004b 및 1004c) 는, 예를 들어, 수지제로 내면에 반사막이 형성되어 있다. 이들 리플렉터는, 도광판에 비해 두께를 매우 얇게 할 수 있기 때문에 경량이다. 또한, 리플렉터 (1004a, 1004b 및 1004c) 는, 그 제조상의 형편 등의 이유로 3 개로 나누어져 있는데, 이러한 리플렉터는 일체적으로 제조되어도 된다. 또, 본 실시형태에서는, 리플렉터 (1004a 및 1004b) 의 단면 형상을 원형으로 했는데, 도 5 에 나타낸 바와 같은 더블 써클 형상이어도 된다.
투명판 (1003) 과 액정 패널 (1001) 사이의 구성의 상세를 나타내기 위해서, 도 9 의 점선 원 (C10) 내의 부분 확대도가 도 10 에 나타나 있다. 도 10 에 나타내는 바와 같이, 투명판 (1003) 과 액정 패널 (1001) 사이에 배치되는 도광부 (1005) 에는, 투명판 (1003) 에 대향하는 면에 미세 구조가 형성되고, 그 간극에 은 도금 (1006) 이나, 알루미늄 등의 고반사 금속이나 고반사형의 폴리카보네이트 등의 반사 부재가 설치되어 있다.
본 실시형태에 의하면, 도광판이 불필요해지기 때문에, 예를 들어, 도 1 에 나타낸 바와 같은 도광판을 이용하는 방식에 비해, 대폭 경량화를 도모할 수 있다.
또, 본 실시형태와 같이, 다수의 돌기를 갖는 도광부 (1005) 를 투명판 (1003) 에 접촉시켜, 그들 갭에 은 도금과 같은 반사재를 배치하는 구조로 하면, 본 실시예와 같이 2 개의 형광 램프를 이용하는 경우뿐만 아니라, 더욱 다수의 냉음극형 형광 램프를 이용하는 일반적인 백라이트에도 적용할 수 있다.

Claims (15)

  1. 평행하게 배치된 복수의 선상 또는 막대상의 광원과, 길이 방향이 상기 광원과 실질상 평행이 되도록 배치된 도광판과, 상기 도광판의 이면에 설치된 반사 수단과, 상기 이면에 대향하는 표면 측에 설치된 액정 패널과, 상기 도광판과 상기 액정 패널 사이에 설치된 반투과 반사 수단을 갖는 액정 디스플레이로서,
    상기 도광판의 두께가, 상기 광원으로부터의 광이 입사되는 단면으로부터 내부로 진행함에 따라 얇아지고 있고, 또한 상기 단면이 볼록 렌즈상으로 부풀어 올라 있는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이.
  2. 평행하게 배치된 복수의 선상 또는 막대상 광원과, 상기 광원을 수용하는 복수의 홈을 구비하는 도광판과, 상기 도광판의 이면에 설치된 반사 수단과, 상기 이면에 대향하는 표면 측에 설치된 액정 패널과, 상기 도광판과 상기 액정 패널 사이에 설치된 반투과 반사 수단을 갖는 액정 디스플레이로서,
    상기 도광판의 두께가, 상기 광원으로부터의 광이 입사되는 단면으로부터 멀어짐에 따라 얇아지고 있고, 또한 상기 단면이 볼록 렌즈상으로 부풀어 올라 있는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 서로 대향하는 표면과 이면, 및 상기 표면과 상기 이면을 연결하는 단면을 갖고, 광원으로부터 상기 단면에 입사되는 광을 상기 표면으로부터 출사시키기 위한 도광판에 있어서,
    상기 표면을 평면으로 함과 함께, 상기 이면을 오목 곡면으로 하여, 상기 광원으로부터의 거리가 커질수록 두께가 작아지게 하고,
    상기 단면의 상기 광원에 면하는 부분의 단면 형상을 상기 광원을 향해 볼록하게 한 것을 특징으로 하는 도광판.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 광원을 수용하는 홈이 형성되고, 또는, 광원을 수용하는 홈을 형성하도록 복수 부분으로 분할되어 있는 것을 특징으로 하는 도광판.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 기재된 도광판과, 그 도광판의 표면 측에 배치된 액정 패널을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 광원으로서, 전극이 배치되는 양 단부의 직경보다 그 양 단부 간을 연결하는 중간 부분의 직경이 작은 열음극형 형광 램프를 이용하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 광원을 부분적으로 덮고, 상기 광원으로부터의 광을 상기 단면의 상기 광원에 면하는 부분을 향하게 하는 리플렉터를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 리플렉터의 상기 광원을 덮는 부분의 단면 형상을 2 중 원형 또는 2 중 타원형으로 한 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 리플렉터와 상기 단면의 연결 부분인 개구의 폭이 상기 광원의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이.
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  14. 삭제
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