KR101407010B1 - 면광원장치 - Google Patents

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KR101407010B1
KR101407010B1 KR1020080035498A KR20080035498A KR101407010B1 KR 101407010 B1 KR101407010 B1 KR 101407010B1 KR 1020080035498 A KR1020080035498 A KR 1020080035498A KR 20080035498 A KR20080035498 A KR 20080035498A KR 101407010 B1 KR101407010 B1 KR 101407010B1
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아츠시 오모리
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스탠리 일렉트릭 컴퍼니, 리미티드
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Abstract

본 발명은, 도광판(7)의 표면(7b)(또는 이면(7c))에 도광판(7)의 광 입사면(7a1)측으로부터 대향하는 측면(7a2)측을 향하여 뻗어 있는 복수개의 돌출조(17)를 형성하고, 각 돌출조(17)의 측면에 오목부(18)를 형성하며, 오목부(19)의 내벽면을 서로 직교하는 3축방향(X축방향, Y축방향 및 Z축방향)의 각축방향에 대하여 경사진 2개 이상의 평탄면(19a, 19b)으로 구성함으로써, 상대적으로 휘도가 낮은 선형상 부분이 도광판의 표면측에서 확인되는 것을 방지하는 동시에, 도광판의 이면측에 배치되는 부품 등과의 간섭에 의해 도광판 등의 면광원장치가 손상되는 것을 방지한다.
도광판, 면광원

Description

면광원장치{SURFACE LIGHT SOURCE DEVICE}
본 발명은 액정 디스플레이의 백라이트 등에 사용되는 면광원장치에 관한 것이다.
이러한 종류의 면광원장치로서는, 아크릴 수지 등의 투광성 재질로 이루어지는 도광판의 측면을 광원광(光源光)의 입사면으로 하고, 이 입사면에 대향하여 배치된 광원으로부터 이 도광판으로 광원광을 도입하며, 그 광원광의 일부를 도광판의 광 방출면으로서의 표면측으로부터 출사시키는 것이 일반적으로 알려져 있다(예를 들어, 일본특허공개 2000-221329호 공보, 일본특허공개 평5-203947호 공보 참조).
이러한 면광원장치에서는, 도광판의 표면측(광 방출면측)에는, 이 표면으로부터 출사한 광의 진행방법을 조정하기 위한 프리즘 시트나 확산시트 등의 광학시트가 배치된다. 또한, 도광판의 이면측에는, 그 이면으로부터 출사한 광을 표면측을 향하여 반사시키는 반사시트가 배치된다. 또한, 도광판의 표면 및 이면 중 어느 한 쪽 면에는, 도광판의 내부로 도입되어 이 도광판을 전파하는 광원광을 반사시키기 위한 도트패턴(미소한 오목부 또는 볼록부의 점재(点在) 패턴)이 인쇄나 가공 등에 의해 형성되어 있다. 이 도트패턴은 도광판의 표면으로부터 출사되는 광의 휘도를 균일화하기 위하여, 이 도트패턴의 밀도(단위면적당 도트 개수)나 각 도트의 크기가 광원으로부터의 거리에 따라 변하도록 설정된다.
한편, 도광판의 표면 및 이면 중 다른 쪽 면(도트패턴을 형성한 면과 반대측 면)에는, 상기 일본특허공개 2000-221329호 공보, 일본특허공개 평5-203947호 공보와 같이, 도광판으로의 광원광의 도입방향(입사면에 수직한 방향)으로 뻗어 있는 프리즘이 형성되는 경우가 있다. 단, 이 다른 쪽 면은 경면(鏡面) 형상으로 형성되는 경우도 있다.
그런데, 종래의 면광원장치에서는, 도트패턴의 각 도트는 도광판의 평탄한 표면 또는 이면에 대하여 형성된 볼록부 또는 오목부로 되어 있다. 그리고, 이와 같은 도트패턴을 도광판의 평탄한 표면 또는 이면에 형성한 면광원장치에서는, 다음과 같은 문제가 있었다.
즉, 도광판에 광원광을 도입한 상태에서, 이 도광판의 표면(광 방출면)을 직접 그 도광판의 두께방향에서 보았을 때, 각 도트의 위치에서 상대적으로 휘도가 높은 도트형상 부분이 도광판의 표면에 점재하여 확인된다. 바꾸어 말하면, 도광판 표면에서의 휘도분포가 도트패턴과 같은 휘도얼룩을 발생시킨다. 또한, 도광판의 표면을 그 표면측에 배치한 프리즘 시트를 통하여 보았을 때에는, 상기 도트형상 부분이 프리즘 시트에 의해 프리즘 시트의 프리즘의 병렬방향으로 분산되어, 예를 들어 도 6에 나타내는 바와 같이, 상대적으로 휘도가 낮은 선형상 부분(A)이 국소적으로 확인된다.
그 결과, 종래의 면광원장치를 예를 들어, 액정 디스플레이의 백라이트로서 사용하였을 경우, 그 액정 디스플레이의 표시영상에 상기 선형상 부분에 대응하는 영상이 확인되어, 표시얼룩이 발생하여 버리는 문제가 있다.
여기서, 상기와 같이, 도광판의 표면으로부터 상대적으로 휘도가 높은 도트형상 부분을 가지는 광이 출사되는 원인을 다음과 같이 생각할 수 있다. 즉, 각 도트의 엣지가 어느 정도의 둥근 부분을 가지기 때문에, 그 엣지가 집광렌즈로서 기능하면서, 그 엣지에 입사된 광이 원하는 방향으로 반사되지 않고 산란하여, 도광판의 두께방향 또는 그와 가까운 방향으로 출사되기 쉬워진다. 이 때문에, 각 도트 부분에서 상대적으로 휘도가 높은 광이 도광판의 두께방향 또는 이와 가까운 방향으로 출사된다. 그리고, 그 엣지를 통하여 도광판의 표면으로부터 출사되는 도트형상 부분의 광은, 프리즘 시트에 있어서 그 진행방향이 도광판의 두께방향에 대하여 크게 경사진 방향으로 변경되기 때문에, 상대적으로 휘도가 낮은 선형상 부분이 된다.
또한, 종래의 면광원장치에서는, 다음과 같은 문제도 있다. 즉, 면광원장치를 예를 들어, 액정 디스플레이의 백라이트로서 사용하였는 경우, 도광판의 이면측에는 이 이면과의 사이에 반사시트를 개재시켜 액정 디스플레이의 드라이버 기판이나 커넥터, 신호선 등의 각종 부품이 배치된다. 그리고, 이 부품들이 진동이나 충격 등에 의해 반사시트를 통하여 도광판의 이면에 간섭(충돌)하고, 면광원장치의 도광판 등에 이 도광판의 표면측의 액정 디스플레이와 이면측의 부품 사이에서 압력이 작용하는 경우가 있다.
이 때, 도광판의 도트패턴의 도트가 미소한 볼록부인 경우에는, 특히 이 도트의 밀도가 성긴 부분에서, 도광판과 부품의 간섭에 기인하여 개개의 도트에 압력이 집중되기 쉽다. 그 결과, 이 도트가 쉽게 손상되는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 배경에 감안하여 이루어진 것으로, 상대적으로 휘도가 낮은 선형상 부분이 도광판의 표면측에서 확인되는 것을 방지할 수 있는 동시에, 도광판의 이면측에 배치되는 부품 등과의 간섭에 의해 도광판 등의 면광원장치가 손상되는 것을 방지할 수 있는 면광원장치을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 면광원장치는, 이러한 목적을 달성하기 위하여, 서로 대향하는 한쌍의 측면 중 적어도 한 쪽 측면을 광 입사면으로 하고, 이 광 입사면으로부터 광원광이 도입되는 도광판과, 이 도광판의 표면 및 이면 중 광 방출면으로서의 표면에 대향하여 배치된 프리즘 시트와, 상기 도광판의 이면에 대향하여 배치된 반사시트를 구비한 면광원장치에 있어서, 상기 도광판의 표면 및 이면 중 어느 한 쪽 면에 이 도광판과 일체로 형성되며, 상기 한쌍의 측면 중 한 쪽 측면측으로부터 다른 쪽 측면측을 향하여 뻗는 동시에 그 연재(延在)방향과 직교하는 방향으로 병렬된 복수개의 볼록돌기부와, 그 각 볼록돌기부의 측면에 상기 돌출조의 연재방향으로 간격을 가지고 형성된 복수개의 오목부를 구비하고, 상기 각 돌출조의 연재방향과 상기 도광판의 두께방향과 상기 연재방향 및 두께방향에 직교하는 방향을 서로 직교하는 3축방향으로 하였을 때, 각 오목부의 내벽면이 그 3축방향 각각의 축방향에 대하여 경사진 2개 이상의 평탄면에 의해 구성되도록 이 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다(제1 발명).
이러한 제1 발명에 따르면, 상기 각 돌출조의 측면에 형성된 각 오목부는, 기본적으로는 상기 광원광으로부터 도광판으로 도입된 광원광 중, 이 오목부의 내벽면으로 입사되는 광을 반사시키는 도트로서 기능한다. 즉, 도광판의 표면 및 이면 중 상기 한 쪽 면측에 있는 오목부 전체가, 종래의 면광원장치에서의 도트패턴에 상당하는 것이 된다. 이 경우, 각 오목부(제1 발명의 면광원장치에서의 각 도트)는, 그 내벽면이 상기 3축방향 각각의 축방향에 대하여 경사진 2개 이상의 평탄면에 의해 구성되도록 형성되어 있다.
이 때문에, 각 오목부의 내벽면에서 반사되는 광은, 도광판의 두께방향에 대하여 충분히 경사진 방향으로 진행하기 쉬워진다. 또한, 각 오목부 내벽면의 엣지(평탄면끼리의 교차부분이나 각 평탄면의 경계)가 둥근 부분을 가지고 있어도, 그 엣지에 입사되는 광도 이 엣지로부터 도광판의 두께방향에 대하여 충분히 경사진 방향으로 진행하기 쉬워진다. 그 결과, 각 오목부의 내벽면(평탄면) 혹은 이 내벽면의 엣지에서 반사 또는 분사되는 광이, 도광판의 두께방향 혹은 그와 가까운 방향의 1축상에 집중되는 사태가 방지된다. 또한, 프리즘 시트에 있어서, 도광판의 두께방향 혹은 이와 가까운 방향으로 진행방향이 변경되는 광이 도광판의 표면으로부터 출사되기 쉬워진다. 나아가, 도광판의 표면을 이 도광판의 두께방향에서 직접 보았을 때, 각 오목부의 위치에서 상대적으로 휘도가 높은 도트형상 부분이 발생하는 것이 방지된다. 또한, 도광판의 표면을 프리즘 시트를 통하여 보았을 때, 상대적으로 휘도가 낮은 선형상 부분이 발생하는 것도 방지된다.
따라서, 본 발명에 따르면, 상대적으로 휘도가 낮은 선형상 부분이 도광판의 표면측에서 확인되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 각 오목부를 측면에 형성한 돌출조는, 도트형상이 아니라, 도광판의 한쌍의 측면 사이에서 뻗어있는 것이다. 이 때문에, 도광판의 이면측에 배치되는 부품 등과의 간섭에 의해, 이 도광판에 그 두께방향으로 압력이 작용하여도, 그 압력이 어느 돌출조의 어느 부분에 집중하는 사태가 방지된다. 그 결과, 도광판의 돌출조나 이것에 형성된 오목부가 손상되는 사태를 방지할 수 있다.
이러한 본 발명에서, 상기 각 오목부의 내벽면은, 예를 들어, 이 오목부의 가장 깊은 부분에서 교차하는 2개의 평탄면에 의해 구성된다. 이에 의하면, 각 오목부의 구조가 간이해지고, 이 오목부의 형성이 용이해진다.
또한, 본 발명에서는, 상기 복수개의 돌출조 중 서로 인접하는 임의의 2개의 돌출조를 각각 제1 돌출조 및 제2 돌출조라고 하였을 때, 이 제1 돌출조의 제2 돌출조측의 측면에 형성된 오목부와, 제2 돌출조의 제1 돌출조측의 측면에 형성된 오목부는, 상기 도광판의 표면 및 이면 중 상기 한 쪽 면을 이 도광판의 두께방향에서 보았을 때, 이 제1 돌출조 및 제2 돌출조 사이의 중심축에 대하여 축대칭이 되도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따르면, 서로 인접하는 임의의 2개의 돌출조의 서로 대향하는 측면에 형성되는 오목부는, 상기 중심축에 대하여 축대칭이 된다. 이 때문에, 예를 들어 형틀을 사용한 가공성형에 의해 각 돌출조에 오목부를 형성하는 경우에, 그 형틀의 작성이 용이해진다.
또한, 본 발명에서는, 상기 각 돌출조의 꼭대기부가 평탄하게 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 도광판의 이면측에 배치되는 부품 등과의 간섭에 의해 이 도광판에 그 두께방향으로 압력이 작용하여도, 그 압력이 돌출조의 꼭대기면부의 여기저기로 분산되기 쉬워져, 도광판의 돌출조나 이것에 형성된 오목부가 손상되는 사태를 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상대적으로 휘도가 낮은 선형상 부분이 도광판의 표면측에서 확인되는 것을 방지할 수 있는 동시에, 도광판의 이면측에 배치되는 부품 등과의 간섭에 의해 도광판 등의 면광원장치가 손상받는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일실시예를 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다.
먼저, 본 실시예의 면광원장치의 전체 구성을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 한편, 도 1의 둥근 원 부분은 도광판(7)의 부분확대도이다.
도 1을 참조하여, 본 실시예의 면광원장치(1)는, 광원(3), 리플렉터(5; reflector), 도광판(7), 반사시트(9), 프리즘 시트(11), 확산시트(13) 및 프레임 부재(15)로 구성된다.
본 실시예에서 광원(3)은, 냉음극 형광관, 열음극 형광관 등의 선형광원이다. 단, 광원으로서 예를 들어, 복수개의 LED를 1열로 배열한 것을 사용하여도 된다.
도광판(7)은 그 외관형상이 네모난 판형상이며, 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지 등의 투광성 재질로 이루어진다. 본 실시예에서는, 이 도광판(7)의 서로 대향하는 한쌍의 측면(7a1, 7a2) 중의 한 쪽 측면(7a1)(도 1에서는 도광판(7)의 바로 앞쪽의 측면)이 광원(3)으로부터 도광판(7)으로의 광 입사면으로 되어 있다. 그리고, 광원(3)은 그 길이방향을 광 입사면(7a1)의 길이방향에 일치시키고, 이 광 입사면(7a1)에 대향하도록 배치된다. 이 경우, 도광판(7)의 광 입사면(7a1)측의 단부에는, 광원(3)의 바깥주위를 덮도록 하여 리플렉터(5)가 설치된다. 이 때문에, 광원(3)으로부터 방사되는 광원광은, 광 입사면(7a1)으로부터 직접 도광판(7)으로 도입되거나, 혹은 리플렉터(5)에서 반사된 후에 광 입사면(7a1)으로부터 도광판(7)으로 도입되도록 되어 있다.
여기서, 이후의 설명에서는 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 광 입사면(7a1)에 수직한 방향을 X축방향, 이 X축방향에 직교하는 평면상에서 서로 직교하는 2축방향을 Y축방향, Z축방향으로 한다. 이 X축방향, Y축방향, 및 Z축방향들은 서로 직교하는 3축방향이다. 이 경우, Z축방향을 도광판(5)의 두께방향(도 1에서는 상하방향), Y축방향을 광 입사면(7a1)의 길이방향(광원(3)의 길이방향)으로 한다. 한편, X축방향은 다르게 말하면, 도광판(7)의 일측면인 광 입사면(7a1)측으로부터 이 광 입사면(7a1)에 대항하는 다른 쪽 측면(7a2)측을 향하는 방향이며, 대체로 광원(3)으로부터 도광판(7)으로의 광원광의 도입방향이다.
보충하면, 본 실시예에서는, 도광판(7)의 일측면(7a1)만을 광 입사면으로 하였는데, 이 측면(7a1)과 그와 대향하는 측면(7a2) 모두를 광 입사면으로 하고, 그 양측면(7a1, 7a2)으로부터 광원광을 도광판(7)의 내부로 도입하도록 하여도 된다.
도광판(7)은 그 표면(7b)(도면에서는 윗면)이 외부로의 광 방출면으로 되어 있다. 이 표면(7b)에는 도 1의 둥근 원 부분(A) 및 도 2에 나타내는 바와 같이, X축방향으로 서로 평행하게 뻗어 있는 복수개의 돌출조(17)가 형성되어 있다. 이 돌출조(17)들은 도광판(7)의 표면(7b)의 거의 전체면에 걸쳐 Y축방향으로 일정한 간격으로(일정한 피치로) 나열되어 있다. 그리고, 각 돌출조(17)의 측면에는 복수개의 오목부(19)가 형성되어 있다. 한편, 돌출조(17) 및 오목부(19)에 대해서는 뒤에서 상세히 설명한다.
또한, 도광판(7)의 이면(7c)(도 1에서는 아랫면)에는, X축방향(돌출조(17)와 같은 방향)으로 서로 평행하게 뻗어 있는 복수개의 프리즘(21)이 형성되어 있다. 이 프리즘(21)들은 도광판(7)의 이면(7c)의 거의 전체면에 걸쳐 Y축방향으로 일정한 간격으로(일정한 피치로) 병렬되어 있다. 각 프리즘(21)은 그 횡단면(X축방향으로 직교하는 단면)이 거의 삼각형상, 바꾸어 말하면, X축방향으로 뻗어 있는 대략 삼각기둥 형상이다. 이 프리즘(21)들은 사출성형 등에 의해 도광판(7)과 일체로 형성되어 있다. 한편, 도 2를 참조하여, 본 실시예에서는, 각 프리즘(21)의 Y축방향의 폭(W21)이 예를 들어, 23.2㎛이다. 또한, 서로 인접하는 프리즘(21, 21)의 Y축방향의 간격(P21)(프리즘(21)의 배열피치)은 예를 들어, 29㎛이다.
이와 같이 도광판(7)의 이면(7c)에 형성된 프리즘(21)은, 광원(3)으로부터 도광판(7) 안으로 도입되어 이 도광판(7)의 내부를 전파하는 광원광의 진행방향을 이 도광판(7)의 이면(7c)에서 변화시켜, 이 이면(7c)을 통과하여 도광판(7) 외부로 출사시키는 광량(후술하는 반사시트(9)에서 반사되는 광량)이 보다 많아지도록 하는 기능을 가지는 것이다.
보충하면, 도광판(7)의 이면(7c)에 프리즘(21)을 형성하는 것이 반드시 필요하지는 않고, 그 이면(7c)을 평탄하게 형성하여도 된다.
도광판(7)의 이면(7c)측에는, 그 이면(7c) 전체를 덮도록 반사시트(9)가 배치된다. 이 반사시트(9)는 도광판(7)의 이면(7c)으로부터 출사한 광을 도광판(7)의 표면(7b)측을 향하여 반사하여, 도광판(7) 안으로 되돌아가게 하는 것이다.
도광판(7)의 표면(7b)측에는, 그 표면(7b) 전체를 덮도록 프리즘 시트(11)와 확산시트(13)가 겹쳐져 배치된다. 프리즘 시트(11)는 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 그 도광판(7)측의 면에 프리즘 시트(11)의 Y축방향으로 서로 평행하게 뻗어 있는 복수개의 프리즘(11a)을 형성한 것이다. 이 프리즘(11a)들은 프리즘 시트(11)의 도광판(7)측 면의 거의 전체에 걸쳐 X축방향으로 일정 간격으로(일정한 피치로) 병렬되어 있다. 각 프리즘(11a)은 그 횡단면(Y축방향으로 직교하는 단면)이 거의 삼각형상, 바꾸어 말하면, Y축방향으로 뻗어 있는 대략 삼각기둥 형상이다. 한편, 도 2를 참조하여, 본 실시예에서는, 각 프리즘(11a)의 X축방향의 폭(W11)이 예를 들어, 50㎛이다. 또한, 서로 인접하는 프리즘(11a, 11a)의 X축방향의 간격(P11)(프리즘(11a)의 배열 피치)이 예를 들어, 50㎛이다.
상기와 같이 프리즘(11a)을 가지는 프리즘 시트(11)는, 도광판(7)의 표면(7b)(광 방출면)으로부터 외부로 출사되는 광의 방향을 조정하여, 도광판(7)의 두께방향 또는 그와 가까운 방향으로 진행하는 광량이 보다 많아지도록 기능하는 것이다. 또한, 확산시트(13)는 도광판(7)의 표면(7b)으로부터 프리즘 시트(11)를 투과하여 출사되는 광을 확산시키는 것이다.
한편, 면광원장치(1)는 도광판(7)의 이면(7c)측에 반사시트(9)를 겹친 상태에서, 광 입사면(7a1)측의 단부에 리플렉터(5) 및 광원(3)을 설치하고, 또한 이 도광판(7)의 표면(7b)측에 프리즘 시트(11) 및 확산시트(13)를 겹친 상태에서, 이 도광판(7)을 프레임 부재(15)의 내측에 설치함으로써 구성된다.
이어서, 도 2 및 도 3을 참조하여, 도광판(7)의 표면(7b)에 형성된 돌출조(17) 및 이것에 형성된 오목부(19)에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 한편, 도 3은 도 2에 나타내는 도광판(7)의 표면(7b) 일부를 이 도광판(7)의 두께방향에서 본 평면도이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 각 돌출조(17)는 그 꼭대기부가 거의 평탄한 면으로 형성되며, 측면이 경사면으로 되어 있다. 그리고, 서로 인접하는 돌출조(17, 17) 사이에는 간극(23)을 가진다. 이 경우, 도광판(7)의 표면(7b)은 간극(23) 부분에서 평탄면으로 되어 있다. 또한, 돌출조(17)는 도광판(7)의 이면(7c)의 프리즘(21)과 마찬가지로, 사출성형 등에 의해 도광판(7)과 일체로 형성되어 있다. 한편, 본 실시예에서는, 각 돌출조(17)의 Y축방향의 폭(W17)(도 3 참조)은 예를 들어, 29㎛이다. 또한, 간극(23)의 Y축방향의 폭(W23)(도 3 참조)은 본 실시예에서는 예를 들어, 4㎛이다.
각 돌출조(17)의 측면에는, 이 돌출조(17)의 연재방향(X축방향)으로 간격을 가지는 복수개의 부분에 있어서, 그 측면을 움푹하게 하여 이루어지는 복수개의 오목부(19)가 이루어져 있다. 이 오목부(19)는 예를 들어, 형틀을 사용한 가공성형에 의해 형성된다. 이 경우, 본 실시예에서는, 도광판(7)의 표면(7b)에 배열된 복수개 의 돌출조(17) 중, Y축방향에서 양끝에 위치하는 돌출조(17)를 제외한 각 돌출조(17)에는, 그 양측면에 오목부(19)가 형성되어 있다. 또한, Y축방향에서 양끝에 위치하는 각 돌출조(17)에는, 그 옆의 돌출조(17)측의 측면에만 오목부(19)가 형성되어 있다.
본 실시예에서 각 돌출조(17)의 각 오목부(19)는, 이 돌출조(17)의 측부를 이 돌출조(17)의 중심축 측을 향하여 대략 삼각형상으로 절결한 것 같은 형상이다. 이 경우, 각 오목부(19)의 내벽면은, 이 오목부(19)의 가장 깊은 부분에서 교차하는 2개의 평탄면(19a, 19b)에 의해 구성되어 있다. 이 평탄면(19a, 19b)들은 X축방향, Y축방향, Z축방향 중 어느 방향에 대해서도 경사진(평행하지 않은) 면이다. 바꾸어 말하면, 각각의 평탄면(19a, 19b)은 그 법선벡터의 X축방향 성분, Y축방향 성분 및 Z축방향 성분이 모두 0이 아닌 크기를 가지는 경사면이다. 한편, 평탄면(19a, 19b) 각각의 법선벡터를 돌출조(17)의 내부측으로부터 외부측을 향하는 벡터로 하였을 때, 각 오목부(19)에서의 평탄면(19a, 19b) 각각의 법선벡터의 X축방향 성분은, 서로 반대방향의(서로 다른 극성의) 성분이다. 한편, 각 오목부(19)에서의 평탄면(19a, 19b) 각각의 법선벡터의 Y축방향 성분은, 서로 같은 방향의(서로 같은 극성의) 성분인 동시에, 각각의 법선벡터의 Z축방향 성분은, 서로 같은 방향의(서로 같은 극성의) 성분이다.
또한, 본 실시예에서는, 서로 인접하는 돌출조(17, 17)에 있어서, 각각의 서로 대향하는 측면에 형성된 오목부(19, 19)는, 도광판(7)의 표면(7b)을 이 도광판(7)의 두께방향에서 보았을 때, 상기 인접하는 돌출조(17) 사이의 중심축(X축방 향으로 뻗어 있는 중심축)에 대하여 축대칭이 되도록 설치되어 있다. 예를 들어, 서로 인접하는 임의의 2개의 돌출조(17, 17)로서, 대표적으로 도 3에서 괄호안에 기재한 참조부호 17m, 17n으로 나타낸 돌출조(17m, 17n)(이것들은 본 발명에서의 제1 돌출조, 제2 돌출조에 상당함)에 착안한다. 이 때, 돌출조(17m)의 돌출조(17n)측의 측면에 형성된 오목부(19)와, 돌출조(17n)의 돌출조(17m)측의 측면에 형성된 오목부(19)는, 도광판(7)의 표면(7b)을 그 도광판(7)의 두께방향에서 보았을 때, 돌출조(17m, 17n) 사이의 중심축(C)(돌출조(17m, 17n) 사이의 간극(23)의 중심축(C))에 대하여 축대칭이 되도록 설치되어 있다. 보다 구체적으로 말하면, 돌출조(17m)의 돌출조(17n)측의 측면에 형성된 각 오목부(19)에는, 돌출조(17n)의 돌출조(17m)측의 측면에 형성된 오목부(19) 중 1개의 오목부(19)가 대향하고 있으며, 그들의 서로 대향하는 오목부(19, 19)의 세트가, 중심축(C)에 대하여 축대칭이 되도록 설치되어 있다. 이 경우, 3차원적으로 말하면, 상기 서로 대향하는 오목부(19, 19)의 세트는, 상기 중심축(C)을 포함하여 Y축방향으로 수직한(Z축으로 평행한) 평면에 대하여 면대칭이 되도록 설치되어 있다.
한편, 도광판(7)의 표면(7b)은, Y축방향에서 서로 대향하는 오목부(19, 19) 사이의 부분에서, 상기 간극(23) 부분에 연속하는 평탄부(25)로 되어 있다. 그리고, 도 3을 참조하여 본 실시예에서는, 서로 대향하는 오목부(19, 19) 사이의 평탄부(25)의 Y축방향의 최대폭(W25)이 예를 들어, 16㎛이다. 또한, 이 평탄부(25)의 X축방향의 길이(L25)는 예를 들어, 42㎛이다. 그리고, 각 오목부(19)에서의 평탄면(19a, 19b)의 Y축방향의 폭(W19)은 예를 들어, 6.5㎛, 평탄면(19a, 19b) 중 광 입사면(7a1)측의 평탄면(19b)의 X축방향의 길이(L19b)는 예를 들어, 62.5㎛, 평탄면(19a)의 X축방향의 길이(L19a)는 예를 들어, 25㎛이다.
한편, 도광판(7)의 표면(7b) 전체를 이 도광판(7)의 두께방향에서 보았을 때, 단위면적당 존재하는 오목부(19)의 개수(즉, 밀도)가, 도광판(7)의 광 입사면(7a1)으로부터 X축방향으로 멀어짐에 따라 많아지도록 오목부(19)가 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, 도광판(7)의 광 입사면(7a1)에 X축방향으로 가까울수록 오목부(19)의 배치가 성기고, 이 광 입사면(7a1)으로부터 X축방향으로 멀어질수록 오목부(19)의 배치가 조밀해지도록, 오목부(19)가 배치되어 있다.
이어서, 이상 설명한 바와 같이 구성된 면광원장치(1)를 예를 들어, 액정 디스플레이(액정 셀)의 백라이트로서 가지는 디스플레이 장치의 구성예를 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 그 디스플레이 장치의 종단면도이다. 한편, 도 4에서는, 도광판(7)의 돌출조(17) 및 프리즘(21)과, 프리즘 시트(11)의 프리즘(11a)을 생략하고 있다.
도 4를 참조하여, 이 디스플레이 장치(31)는, 상술한 면광원장치(1)와, 액정 디스플레이(액정 셀)(33)와, 이 액정 디스플레이(33)의 구동 회로기판인 드라이버 기판(35)과, 액정 디스플레이(33) 및 면광원장치(1)의 외주를 감싸는 프레임 형상의 베즐(bezel)(37)을 구비한다.
면광원장치(1)는 상술한 바와 같이, 도광판(7)의 이면(7c)측에 반사시트(9)를 겹친 상태에서, 광 입사면(7a1)측의 단부에 리플렉터(5) 및 광원(3)을 설치하고, 또한 이 도광판(7)의 표면(7b)측에 프리즘 시트(11) 및 확산시트(13)를 겹친 상태에서 이 도광판(7)을 프레임 부재(15)의 내측에 설치함으로써 구성되어 있다.
그리고, 이 면광원장치(1)의 도광판(7)의 표면(7b)측에는, 그 표면(7b)과의 사이에 상기 프리즘 시트(11) 및 확산시트(13)를 개재시켜 상기 액정 디스플레이(33)가 배치되어 있다. 그리고, 면광원장치(1) 및 액정 디스플레이(33)는 이들의 바깥둘레에 장착된 베즐(37)에 의해 보유되어 있다.
또한, 도광판(7)의 이면(7c)측에는, 그 이면(7c)과의 사이에 상기 반사시트(9)를 개재시켜 상기 드라이버 기판(35)이 배치되어 있다. 이 드라이버 기판(35)은 도 4에 나타낸 예에서는, 도광판(7)의 광 입사면(7a1)에 대향하는 측면(7a2) 쪽의 위치에 배치되고, 면광원장치(1)의 프레임 부재(15)에 설치되어 있다. 또한, 이 드라이버 기판(35)은 프레임 부재(15)와 베즐(37) 사이에 배선된 신호선(39)을 통하여 액정 디스플레이(33)에 접속되어 있다.
또한, 드라이버 기판(35)에는 이것에 탑재된 구동회로(도시생략)를 제어하거나, 동작용 전원을 공급하기 위한 신호선(41)이 커넥터(43)를 통하여 접속되어 있다. 이 신호선(41)은 도광판(7)의 이면측에서 상기 반사시트(9)에 따르도록 하여 배선되어 있다.
이어서, 본 실시예의 면광원장치(1)의 작용효과에 대하여 설명한다.
광원(3)으로부터 광 입사면(7a1)을 통하여 도광판(7)에 도입되어 이 도광판(7)을 전파하는 광원광 중, 각 돌출조(17)의 오목부(19)의 내벽면인 평탄면(19a, 19b)에 도달하는 광은, 기본적으로는 이 평탄면(19a, 19b)에서 반사된다. 즉, 각 오목부(19)는 종래의 면광원장치에서의 도트로서 기능한다. 이 경우, 평탄면(19a, 19b)은 상술한 바와 같이 X축방향, Y축방향, Z축방향의 각 축 방향에 대하여 경사져 있다. 이 때문에, 각 오목부(19)의 내벽면을 구성하는 평탄면(19a, 19b)에서 반사되는 광은, 도광판(7)의 두께방향(Z축방향)에 대하여 충분히 경사진 방향으로 진행하기 쉬워진다. 또한, 각 오목부(19)의 내벽면의 엣지(평탄면(19a, 19b) 끼리의 교차부분이나 각 평탄면(19a, 19b)의 경계면)가 둥근 부분을 가지고 있어도, 그 엣지에 입사되는 광도 그 엣지로부터 도광판(7)의 두께방향(Z축방향)에 대하여 충분히 경사진 방향으로 진행하기 쉬워진다. 그 결과, 각 오목부(19)의 내벽면(평탄면(19a, 19b)) 혹은 이 내벽면의 엣지에서 반사 또는 분사되는 광이, 도광판(7)의 두께방향 혹은 이와 가까운 방향의 1축 상에 집중하는 사태가 방지된다. 또한, 프리즘 시트(11)에 있어서, 도광판(7)의 두께방향 또는 그와 가까운 방향으로 진행방향이 변경되는 광이 도광판(7)의 표면(7b)으로부터 출사되기 쉬워진다.
이 때문에, 도광판(7)의 표면(7b)을 직접 그 도광판(7)의 두께방향에서 보았을 때, 각 오목부(19)의 위치에서 상대적으로 휘도가 높은 도트형상 부분이 발생하는 것이 방지된다. 나아가, 도광판(7)의 표면(7b)을 프리즘 시트(11)를 통하여 보았을 때, 상기 도 6에 도시한 바와 같은 상대적으로 휘도가 낮은 도트형상 부분이 발생하는 것도 방지된다.
그 결과, 상기 디스플레이트 장치(31)에서는 액정 디스플레이(33)의 표시영상에 표시얼룩이 발생하는 사태를 방지할 수 있게 된다.
또한, 프리즘 시트(11)에는, 이 프리즘 시트(11)에 있어서 도광체(7)의 두께방향 혹은 이것에 가까운 방향으로 진행방향이 변경되는 광의 입사량(도광판(7)으 로부터 프리즘 시트(11)로의 광의 입사량)이 많아지기 때문에, 도광판(7)의 표면으로부터 프리즘 시트(11) 및 확산시트(13)를 통하여 출사되는 광의 평균휘도를 높일 수 있다.
실제로 본 실시예의 면광원장치(1)에서는, 도광판(7)의 표면(7b)에서의 평균휘도는 5864cd/m2 정도가 얻어진다. 이에 대하여, 도광판(7)의 표면(7b)에 돌출조(17)나 오목부(19)를 형성하지 않고, 종래의 면광원장치와 마찬가지의 도트패턴(예를 들어, 삼각뿔대 형상의 도트패턴)을 형성한 경우에는, 도광판 표면에서의 평균휘도가 5219cd/m2 정도이다. 즉, 본 실시예의 면광원장치(1)에서는, 종래의 면광원장치에 대하여 도광판 표면의 평균휘도가 600cd/m2 이상 향상되는 것이 확인되었다.
또한, 상기 디스플레이 장치(31)에서는, 그 진동 등에 의해 드라이버 기판(35)이나 신호선(41)으로부터 면광원장치(1)를 액정 디스플레이(33)측으로 밀어붙이는 압력이 작용하는 경우가 있다. 이러한 경우, 도트로서의 오목부(19)를 측면에 형성한 돌출조(17) 중 어느 하나가, 프리즘 시트(11) 및 확산시트(13)를 통하여 액정 디스플레이(33)측으로 밀어붙여지게 되는데, 이 돌출조(17)는 도트형상이 아니라, 선형상으로 뻗은 것이다. 그 때문에, 이 돌출조(17)에 국소적으로 집중되는 압력이 작용하는 사태를 피할 수 있다. 나아가, 이 돌출조(17)나 이것에 형성된 오목부(19)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
보충하면, 이상 설명한 실시예에서는, 서로 인접하는 돌출조(17, 17)에 있어 서, 각각의 서로 대향하는 측면에 형성된 오목부(19, 19)를 그것들의 돌출조(17, 17) 사이의 중심축에 대하여 축대칭이 되도록 설치하였는데, 반드시 그와 같이 할 필요는 없다. 예를 들어, 도 5에 나타내는 바와 같이, 각 돌출조(17)의 측면에 각별한 패턴으로 복수개의 오목부(19)를 설치하여도 된다. 한편, 도 5는 도광판(7)의 표면(7b)을 Z축방향에서 본 평면도이다.
또한, 상기 실시예에서는 각 오목부(19)의 내벽면을 2개의 평탄면(19a, 19b)으로 구성하였는데, 3개 이상의 평탄면으로 구성하여도 된다.
또한, 상기 실시예에서는 돌출조(17)를 도광판(7)의 표면(7b)측에 설치하였는데, 이면(7c)측에 돌출조(17)를 설치하여도 된다. 이 경우, 도광판(7)의 표면에는 복수개의 프리즘을 형성하여도 되는데, 경면 형상으로 형성하여도 된다.
또한, 상기 실시예에서는 도광판(7)의 두께를 일정하게 하였는데, 도광판(7)의 광 입사면(7a1)측으로부터 이것에 대향하는 측면(7a2)측을 향하여 서서히 두께가 작아지도록 도광판(7)을 형성하여도 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 면광원장치의 분해사시도이다.
도 2는 도 1의 면광원장치에 구비된 도광판 및 프리즘 시트의 일부를 확대하여 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타내는 도광판 표면의 일부를 이 도광판의 두께방향에서 본 평면도이다.
도 4는 도 1의 면광원장치를 백라이트로서 사용한 액정 디스플레이 장치의 종단면도이다.
도 5는 도광판의 돌출조에 형성되는 오목부의 배치패턴의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 종래의 면광원장치에서 확인되는 선형상 부분을 나타내는 도면이다.

Claims (4)

  1. 서로 대향하는 한쌍의 측면 중 적어도 한 쪽 측면을 광 입사면으로 하고, 이 광 입사면으로부터 광원광이 도입되는 도광판과, 이 도광판의 표면 및 이면 중 광 방출면으로서의 표면에 대향하여 배치된 프리즘 시트와, 상기 도광판의 이면에 대향하여 배치된 반사시트를 구비한 면광원장치에 있어서,
    상기 도광판의 표면 및 이면 중 어느 한 쪽 면에 이 도광판과 일체로 형성되며, 상기 한쌍의 측면 중 한 쪽 측면측으로부터 다른 쪽 측면측을 향하여 연재(延在)되는 동시에, 그 연재방향과 직교하는 방향으로 병렬배치된 복수개의 돌출조와,
    각 돌출조의 측면에 상기 돌출조의 연재방향으로 간격을 가지고 형성된 복수개의 오목부를 구비하고,
    상기 각 돌출조의 연재방향과 상기 도광판의 두께방향과 상기 연재방향 및 두께방향에 직교하는 방향을 서로 직교하는 3축방향으로 하였을 때, 각 오목부의 내벽면이 그 3축방향 각각의 축방향에 대하여 경사진 2개 이상의 평탄면에 의해 구성되도록 이 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 오목부의 내벽면은, 상기 오목부의 가장 깊은 부분에서 교차하는 2개의 평탄면에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 돌출조 중 서로 인접하는 임의의 2개의 돌출조를 각각 제1 돌출조 및 제2 돌출조라고 하였을 때, 이 제1 돌출조의 제2 돌출조측의 측면에 형성된 오목부와, 제2 돌출조의 제1 돌출조측의 측면에 형성된 오목부는, 상기 도광판의 표면 및 이면 중 상기 한 쪽 면을 이 도광판의 두께방향에서 보았을 때, 이 제1 돌출조 및 제2 돌출조 사이의 중심축에 대하여 축대칭이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각 돌출조의 꼭대기부가 평탄하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
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