KR101413923B1 - 면광원 장치 - Google Patents

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KR101413923B1
KR101413923B1 KR1020130021071A KR20130021071A KR101413923B1 KR 101413923 B1 KR101413923 B1 KR 101413923B1 KR 1020130021071 A KR1020130021071 A KR 1020130021071A KR 20130021071 A KR20130021071 A KR 20130021071A KR 101413923 B1 KR101413923 B1 KR 101413923B1
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고우오 쿠라타
코이치 타케무라
토모후사 시바타
마사유키 시노하라
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오므론 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 광출사 패턴을 눈에 띄게 하는 일 없이 발광면의 휘도를 균일화한다.
이를 위한 해결 수단으로서, 도광판(33)의 광 입사면(38)에 대향시켜서 점광원(32)을 배치한다. 도광판(33)은, 광 입사면(38)으로부터 입사한 점광원(32)의 광을 가두기 위한 도입부(35)와, 광 도입부(35)의 최대 두께보다도 얇은 도광판 본체(34)를 구비한다. 광 도입부(35)는, 도광판 본체(34)보다 두께가 큰 부분의 표면부터 본체(34)의 표면의 단을 향하여 경사진 경사면(37)을 갖는다. 도광판 본체(34)의 하면에는, 도광판 본체(34) 내의 광을 반사시켜서 광출사면(39)으로부터 출사시키기 위한 광출사 패턴(37)이 마련되어 있다. 도광판 본체(34)의 점광원(32)에 가까운 영역에서는, 점광원(32)으로부터 떨어짐에 따라 도광판 본체(34)의 두께가 점차로 증가하고 있다.

Description

면광원 장치{SURFACE LIGHT SOURCE DEVICE}
본 발명은 면광원 장치에 관한 것으로, 구체적으로는, 액정 디스플레이 등의 백라이트로서 이용되는 면광원 장치에 관한 것이다.
근래, 면광원 장치를 조립한 모바일 기기의 박형화에 수반하여, 면광원 장치도 점차로 박형화가 요구되고 있다. 면광원 장치를 박형화하기 위해서는, 도광판의 두께를 얇게 하는 것이 필요해진다. 그러나, 평판형상을 한 도광판의 두께를 얇게 할 수 있었다고 하여도, LED로 이루어지는 광원의 높이를 작게 하는 것에는 한계가 있다. 그 때문에, 평판형상을 한 얇은 도광판을 이용한 경우에는, 광원의 높이가 도광판의 단면(광 입사면)의 두께보다도 커져서 도광판의 광 입사면에 대향시켜 배치한 광원이 도광판의 윗면보다도 위로 튀어나오게 된다. 이렇게 광원이 도광판보다도 위로 튀어나와 있으면, 광원으로부터 출사한 광이 전부 도광판의 광 입사면에 들어가지 않고, 일부가 외부로 누설되어 버려 광 이용 효율이 나빠진다.
이와 같은 부적합함을 해결하기 위해, 평판형상을 한 도광판 본체의 단에 도광판 본체보다도 두께가 큰 광 도입부를 마련하고, 광 도입부의 최대 두께의 개소로부터 도광판 본체의 단을 향하여 경사진 경사면을 광 도입부에 마련한 도광판을 이용하는 것이 제안되어 있다. 이와 같은 도광판을 이용한 면광원 장치로서는, 예를 들면 특허 문헌 1에 개시된 것이 있다.
도 1의 (A)는, 단차 구조를 갖는 도광판(13)을 이용한 면광원 장치(11A)를 도시하는 개략도이다. 도광판(13)은, 거의 균일한 두께를 갖는 도광판 본체(14)와 쐐기형상을 한 광 도입부(15)로 이루어진다. 도광판 본체(14)의 이면에는, 편향 패턴이나 확산 패턴 등의 광출사 패턴(17)이 분포하고 있다. 광 도입부(15)에는, 광 도입부(15)의 최대 두께의 개소로부터 도광판 본체(14)의 단을 향하여 경사진 경사면(16)이 마련되어 있다. 또한, 광 도입부(15)의 단면(광 입사면(18))의 두께는, 점광원(12)의 높이보다도 크게 되어 있다. 이와 같은 도광판(13)을 이용한 면광원 장치(11A)에서는, 광 도입부(15)의 단면의 두께를 점광원(12)의 높이보다도 크게 함으로써, 광원(12)으로부터 출사한 광을 효율 좋게 광 도입부(15)에 받아들이고 있다. 또한, 광 도입부(15)에 받아들여진 광은, 도광판 본체(14)에 유도되어 면형상으로 퍼지고, 광출사 패턴(17)에서 반사 또는 산란되어 도광판 본체(14)의 광출사면(19)으로부터 외부로 출사된다.
그러나, 도 1의 (A)와 같이 광 도입부(15)에 경사면(16)을 마련한 면광원 장치(11A)에서는, 경사면(16)에서 반사함에 의해 도광판(13) 내를 도광하는 광선이 도광판(13)의 하면과 이루는 각도가 커지기 때문에, 도광판(13) 내를 도광하는 광의 지향성이 상하로 넓어진다. 그 때문에, 광출사 패턴(17)이, 광 도입부(15)가 없는 경우(즉, 균일한 두께의 도광판)와 같은 분포라면, 광출사 패턴(17)에서 광이 반사 또는 산란되기 쉬워져서, 광출사면(19)중 점광원(12)에 가까운 영역이 밝게 되어, 광출사면(19)이 균일하게 발광하지 않게 된다.
또한, 도 1의 (B)와 같이 도광판 본체(14)의 두께를 얇게 한 면광원 장치(11b)의 경우에는, 도광판 본체(14) 내를 도광하는 광선이, 도광판 본체(14)의 하면에 입사하는 빈도가 높아진다. 그 때문에, 광출사 패턴(17)이, 도광판 본체(14)의 두께가 두꺼운 경우와 같은 분포라면, 광출사 패턴(17)에서 광이 반사 또는 산란되기 쉬워져서, 광출사면(19)중 점광원(12)에 가까운 영역이 밝게 되어, 광출사면(19)이 균일하게 발광하지 않게 된다.
또한, 도 2의 (A)에 도시하는 면광원 장치(11C)와 같이, 도광판(13) 내의 광을 다 사용하기 위해, 즉 도광판(13) 내의 광이 점광원(12)으로부터 먼 측의 단면부터 누설되어 로스가 되지 않도록 하기 위해, 도광판 본체(14)의 두께가 점광원(12)으로부터 떨어짐에 따라 얇아지도록 광출사면(19)을 경사시키는 경우가 있다. 이 경우에는, 도광판(13) 내를 도광하는 광선이 광출사면(19)에서 반사할 때마다, 도광판 본체(14)의 하면과 이루는 각도가 커지기 때문에, 출사 수단(17)이, 균일한 두께의 도광판(13)과 동일한 분포라면, 광출사 패턴(17)에서 광이 반사 또는 산란되기 쉬워지고, 광출사면(19)중 점광원(12)에 가까운 영역이 밝게 되어, 광출사면(19)이 균일하게 발광하지 않게 된다.
이와 같이 점광원(12)의 부근에서 밝게 빛나서 광출사면(19)이 균일하게 발광하지 않게 된 경우, 그 대책으로서 생각되는 것은, 도 2의 (B)에 도시하는 바와 같이, 점광원측에서의 광출사 패턴(17)의 분포 밀도(수 밀도)를 작게 하는 방법이다.
그런데 점광원측에서의 광출사 패턴(17)의 수 밀도를 작게 하면, 점광원측에서 광출사 패턴(17)이 성기게 되기 때문에, 광출사면(19)이 균등하게 빛나지 않아서 각 광출사 패턴(17)이 도트형상으로 빛나서 휘점으로 되는 부적합함이 생긴다.
또한, 광출사 패턴(17)을 보이지 어렵게 하기 위해서는, 광출사 패턴(17)의 사이즈를 작게 하고 광출사 패턴(17)의 수 밀도를 증가시키는 방법이 있다. 그러나, 현재에도 광출사 패턴(17)의 사이즈는 20㎛ 정도이고, 이것 이상 작아지면, 광출사 패턴(17)의 제작 정밀도가 얻기 어렵게 된다.
특허 문헌 1 국제공개 제2010/070821호
본 발명은, 상기한 바와 같은 기술적 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 점은, 광출사 패턴을 눈에 띄게 하지 않도록 하면서 발광면의 휘도를 균일화할 수 있는 면광원 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 관한 면광원 장치는, 광원과, 상기 광원의 광을 광 입사면으로부터 도입하여 광출사면으로부터 외부로 출사시키는 도광판을 구비한 면광원 장치로서, 상기 도광판은, 광 입사면에서 입사한 광원으로부터의 광을 가두기 위한 광 도입부와, 상기 광 도입부의 최대의 두께보다도 작은 두께로, 상기 광 도입부와 연속하도록 마련된 도광판 본체를 구비하고, 상기 광 도입부는, 상기 도광판의 광출사측의 면과 그 반대면 중 적어도 한쪽의 면에, 상기 도광판 본체보다 두께가 큰 부분의 표면부터 상기 도광판 본체의 표면의 단을 향하여 경사진 경사면을 가지며, 상기 도광판 본체는, 상기 도광판의 광출사측의 면과 그 반대면 중 적어도 한쪽의 면에, 상기 도광판 본체 내의 광을 상기 광출사면으로부터 출사시키기 위한 광출사 패턴을 가지며, 상기 도광판 본체의 상기 광원에 가까운 영역에서는, 상기 광원으로부터 떨어짐에 따라 상기 도광판 본체의 두께가 점차로 증가하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 면광원 장치의 한 실시 형태는, 상기 도광판 본체의 두께가 점차로 증가하고 있는 영역에서는, 상기 도광판 본체의 윗면과 하면 중 적어도 한쪽이, 상기 광원으로부터 떨어짐에 따라 외측을 향하도록 경사진 구배면인 것을 특징으로 한다. 여기서, 구배면이란, 경사진 면으로서, 평면이라도 좋고, 만곡면이라도 좋고, 굴곡면이라도 좋다. 도광판 본체의 윗면과 하면 중 적어도 한쪽에, 광원으로부터 떨어짐에 따라 외측(윗면이라면 상방으로, 하면이라면 하방으로) 향하도록 경사진 구배면을 마련하고 있으면, 그 구배면에서 반사한 광선의 방향이 수평 방향에 가까워지기 때문에, 광원 부근 영역에서의 휘도를 저하시킬 수가 있어서, 광출사 패턴의 분포 밀도를 작게 하는 일 없이, 발광면의 휘도를 균일화할 수 있다.
상기 실시 형태에서는, 상기 도광판의 두께가 점차로 증가하고 있는 영역에서는, 상기 구배면의 최대 경사각이, 17°이하인 것이 바람직하다. 구배면의 경사각에는 광을 반사시켜서 광선의 방향을 변화시키는 효과가 최대가 되는 경사각이 존재하고, 그것보다도 경사각이 커지면, 효과가 저하된다. 일반적으로 사용되고 있는 도광판의 굴절율은 1.43 내지 2.14이고, 이 굴절율 범위에서 최대의 효율을 얻을 수 있는 각도의 최대치는 17°이기 때문에, 구배면의 최대 경사각은 17°이하인 것이 바람직하다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 상기 도광판 본체의 두께가 점차로 증가하고 있는 영역에서는, 상기 구배면의 경사각이, 상기 광원으로부터 떨어짐에 따라, 점차로 감소하고 있어도 좋다. 일반적으로, 광출사 패턴은 광원으로부터의 거리가 커짐에 따라 분포 밀도가 크게 되어 있기 때문에, 광원으로부터 떨어짐에 따라 광출사 패턴은 눈에 띄기 어려워지다. 따라서, 구배면의 경사각은, 광원으로부터 떨어짐에 따라 점차로 감소시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 면광원 장치의 다른 실시 형태는, 상기 도광판 본체의 상기 광출사 패턴이 형성된 영역중 상기 광원에 가까운 측의 단부가, 상기 광원으로부터 떨어짐에 따라 상기 도광판 본체의 두께가 점차로 증가하고 있는 것을 특징으로 한다. 광원 부근 영역에서 광이 너무 누설되지 않도록 하는 것은, 광출사 패턴이 형성된 영역이기 때문에, 도광판의 두께를 증가시키는 것도, 광출사 패턴이 형성된 영역중 광원에 가까운 측의 단부라면 좋다.
본 발명에 관한 면광원 장치의 또 다른 실시 형태는, 발광 영역에서의 상기 도광판 본체의 최대의 두께가, 0.4㎜ 이하인 것을 특징으로 한다. 본 발명에 관한 면광원 장치는, 도광판 본체의 최대 두께가 0.4㎜ 이하인 경우에 효과적이다.
본 발명에 관한 면광원 장치의 또 다른 실시 형태는, 상기 도광판 본체의 상기 광원으로부터 먼 영역에서는, 상기 광원으로부터 떨어짐에 따라 상기 도광판 본체의 두께가 점차로 감소하고 있는 것을 특징으로 한다. 도광판 본체의 광원으로부터 먼 영역에서, 광원으로부터 떨어짐에 따라 도광판 본체의 두께가 점차로 감소하고 있으면, 이 영역에서 반사한 광은, 광출사 패턴에 닿기 쉬워지기 때문에, 광원으로부터 먼 영역에서 광을 다 사용할 수 있고, 광의 로스를 작게 할 수 있다.
또한, 본 발명에서의 상기 과제를 해결하기 위한 수단은, 이상 설명한 구성 요소를 적절히 조합한 특징을 갖는 것이고, 본 발명은 이러한 구성 요소의 조합에 의한 많은 변화를 가능하게 하는 것이다.
본 발명에 관한 면광원 장치에서는, 도광판 본체의 광원에 가까운 영역에서, 광원으로부터 떨어짐에 따라 도광판 본체의 두께가 점차로 증가하고 있기 때문에, 당해 영역에서 도광판 본체의 윗면 또는 하면에서 광이 반사함에 의해 광의 도광 방향이 광 입사면에 수직한 방향에 근접하고, 광이 도광판 본체의 윗면 또는 하면에 입사하는 빈도가 감소한다. 그 때문에, 도광판에 광 도입부를 마련하고 있거나, 도광판 본체의 두께를 얇게 하거나 한 경우에도, 도광판 본체의 광원 부근 영역에서 광출사 패턴의 분포 밀도를 작게 하지 않아도, 도광판 본체의 광원 부근 영역에서 광이 광출사 패턴에서 반사하여 광출사면으로부터 출사되기 어려워진다. 따라서 개개의 광출사 패턴이 도트형상으로 빛나서 눈에 띄지 않도록 하면서, 발광면을 균일하게 발광시키는 것이 가능해진다.
도 1의 (A)는, 도광판 본체와 광 도입부로 이루어지는 도광판을 이용한 종래의 면광원 장치를 도시하는 개략도. 도 1의 (B)는, 도광판 본체의 두께를 얇게 한 종래의 면광원 장치를 도시하는 개략도.
도 2의 (A)는, 점광원으로부터 떨어짐에 따라 도광판 본체의 두께가 얇아지도록 한 종래의 면광원 장치의 개략도. 도 2의 (B)는, 발광면의 휘도를 균일하게 하기 위해 광원측에서의 광출사 패턴의 수 밀도를 작게 한 종래의 면광원 장치의 개략도.
도 3은, 본 발명의 실시 형태 1에 의한 면광원 장치의 사시도.
도 4는, 도 3에 도시한 면광원 장치의 개략 측면도.
도 5는, 도 3에 도시한 면광원 장치에서의 광의 거동을 도시하는 도면.
도 6은, 도광판의 굴절율과, 효과가 최대가 되는 경사각과의 관계를 도시하는 도면.
도 7의 (A) 및 도 7의 (B)는, 각각 본 발명에 관한 면광원 장치의 다른 예를 도시하는 개략 측면도.
도 8의 (A) 및 도 8의 (B)는, 각각 본 발명에 관한 면광원 장치의 다른 예를 도시하는 개략 측면도.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 알맞는 실시 형태를 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 벋어나지 않는 범위에서 여러가지 설계 변경할 수 있다.
(실시 형태 1)
이하, 도 3 내지 5를 참조하여 본 발명의 실시 형태 1에 의한 면광원 장치(31)를 설명한다. 도 3은, 본 발명에 관한 면광원 장치(31)를 도시하는 사시도이다. 도 4는, 면광원 장치(31)의 개략 측면도이다. 도 5는, 면광원 장치(31)에서의 광의 거동을 설명하는 작용 설명도이다.
면광원 장치(31)는, 점광원(32)(광원)과 도광판(33)으로 이루어진다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 점광원(32)은, 1개 또는 복수개의 LED(41)를 내장한 것이다. 점광원(32)은, LED(41)를 발광시킴에 의해, 정면의 광출사창(발광면)으로부터 백색광을 출사한다. 또한, 점광원(32)은, 도광판(33)의 폭에 비하여 작은 것이고, 냉음극관이 선형상 광원이라고 칭해지는 것에 대해 점광원이라고 칭하는 것이다.
도광판(33)은, 박판형상을 한 도광판 본체(34)와 연속시키도록 하여, 도광판 본체(34)의 단면에 광 도입부(35)를 마련하는 것이다. 도광판(33)은, 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지(PC), 시클로올레핀계 재료, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등의 고굴절율의 투명 수지에 의해 일체 성형된다.
광 도입부(35)는, 도광판(33)중에서 두께가 두꺼운 개략 쐐기형상의 부분으로서, 그 단면인 광 입사면(38)의 일부에 대향시켜서 점광원(32)이 배치된다. 광 도입부(35)의 단면의 두께는, 점광원(32)의 광출사창의 높이와 동등하든지, 그보다도 두껍게 되어 있고, 그 때문에 점광원(32)으로부터 출사된 광은 효율적으로 광 입사면(38)으로부터 광 도입부(35) 내에 입사하고, 면광원 장치(31)의 광이용 효율이 높아진다.
광 도입부(35)의 윗면(도광판 본체(34)의 광출사면(39)과 같은 측의 면) 또는 하면에는, 경사면(36)이 형성되어 있다. 경사면(36)은, 광 입사면(38)의 부근의 최대 두께의 부분(평면부(35A))으로부터 도광판 본체(34)의 단으로 향하여 경사되어 있다. 경사면(36)은, 도광판(33)의 한쪽 측단부터 다른쪽 측단까지 띠형상으로 늘어나 있다.
도광판 본체(34)는, 도광판(33)의 대부분의 면적을 차지하고 있고, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 그 두께는 광 도입부(35)의 최대 두께보다도 얇게 되어 있고, 그에 의해 도광판(33)의 박형화가 도모된다. 도광판 본체(34)의 윗면은 광출사면(39)으로 되어 있다. 광출사면(39)은, 광 입사면(38) 및 도광판 본체(34)의 하면에 수직한 단면에서는, 전체 또는 양단부가 개략 원호형상으로 만곡하고 있다. 또한, 광출사면(39)은 광 입사면(38)에 평행한 단면에서는, 거의 균일한 두께의 단면이다.
도광판 본체(34)의 광원측 단부의 윗면은, 만곡한 제 1 구배면(40a)으로 되어 있다. 제 1 구배면(40a)은, 점광원(32)으로부터 떨어짐에 따라 상방을 향하도록 경사하고 있고, 도광판 본체(34)의 광원측 단부는, 점광원(32)으로부터 떨어지는 방향을 향하여 점차로 두께가 증가하고 있다. 또한, 수평면(이 실시 형태에서는, 도광판 본체(34)의 하면)로부터 상방으로 측정한 제 1 구배면(40a)의 경사각(α)은, 점광원(32)으로부터 떨어짐에 따라 점차로 작게 되어 있다. 따라서 제 1 구배면(40a)은 상방을 향하여 팽창하도록 만곡하고 있다.
도광판 본체(34)의 광원으로부터 먼 측에 위치하는 단부의 윗면은, 만곡한 제 2 구배면(40b)으로 되어 있다. 제 2 구배면(40b)은, 점광원(32)으로부터 떨어짐에 따라 하방을 향하도록 경사하고 있고, 도광판 본체(34)의 광원으로부터 먼 측에 위치하는 단부는, 점광원(32)으로부터 떨어지는 방향을 향하여 점차로 두께가 감소하고 있다. 또한, 수평면으로부터 하방으로 측정한 제 2 구배면(40b)의 경사각은, 점광원(32)으로부터 떨어짐에 따라 점차로 크게 되어 있다. 따라서 제 2 구배면(40b)은 상방을 향하여 팽창하도록 만곡하고 있다.
도광판 본체(34)의 중앙 부분에서는, 도광판 본체(34)의 윗면은 평평하게 되어 있어도 좋고, 만곡하고 있어도 좋다.
도광판 본체(34)의 광출사면(39)과 반대면(하면)은 광 입사면(38)과 직교한 수평한 평면으로 되어 있고, 그곳에는 광출사 패턴(37)이 형성되어 있다. 도 4 및 도 5에서는 광출사 패턴(37)으로서 구면형상의 볼록부를 나타내고 있지만, 원추형상이나 각추형상(모두 선단이 무디어져 있어도 좋다.), 타원면상 등의 볼록부라도 좋고, 또한 오목부가 있어도 좋다. 도광판 본체(34)의 휘도 분포를 균일화하기 위해, 점광원(32)에 가까운 영역에서는 광출사 패턴(37)의 분포 밀도(수 밀도)가 작고, 점광원(32)으로부터 떨어짐에 따라 점차로 광출사 패턴(37)의 분포 밀도가 크게 되어 있다.
이리하여, 이 면광원 장치(31)에서는, 점광원(32)으로부터 출사한 광이, 광 입사면(38)으로부터 광 도입부(35) 내에 입사한다. 광 도입부(35) 내에 입사한 광은, 도 5에 도시하는 바와 같이, 광 도입부(35)의 윗면 또는 하면에서 반사되고, 또는 광 도입부(35)를 통과하여 두께가 얇은 도광판 본체(34)에 유도된다. 도광판 본체(34)에 도입된 광은, 도광판 본체(34)의 윗면과 하면에서 반사하면서 도광판 본체(34) 내를 도광하고, 광출사 패턴(17)에 의해 반사되어 광출사면(39)으로부터 외부로 출사된다.
광 도입부(35)로부터 도광판 본체(34)에 들어간 광은, 제 1 구배면(40a)에서 반사되면, 도 5에 도시하는 바와 같이, 제 1 구배면(40a)에 입사하기 전보다도 도광판 본체(34)의 하면과 이루는 각도가 작아져서 수평 방향에 근접하고, 상하 방향의 지향 특성이 좁아진다. 제 1 구배면(40a)에서 반사한 광선은, 상하 방향의 지향 특성이 좁아지기 때문에, 도광판 본체(34)의 광원 부근 영역에서는, 광이 도광판 본체(34)의 하면에 입사하는 빈도가 작아진다. 그 때문에, 광출사 패턴(37)의 분포 밀도(수 밀도)가 커도, 광출사 패턴(37)에서 반사되어 광출사면(39)으로부터 출사하는 확률이 작아진다. 따라서, 광출사 패턴(37)의 분포 밀도가 커도, 도광판 본체(34)의 발광면에서의 휘도 분포를 균일하게 할 수 있다. 한편, 광원 부근 영역에서의 광출사 패턴(37)의 분포 밀도를 크게 함에 의해, 광출사 패턴(37)이 균일하게, 또한, 연속적으로 빛나 보이기 때문에, 광원 부근 영역에서 개개의 광출사 패턴(37)이 도트형상으로 빛나서 보인 것이 없어지고 광출사 패턴(37)이 눈에 띄지 않게 된다.
그 결과, 도광판(33)의 단부에 광 도입부(35)를 마련하고 있는 경우나, 도광판 본체(34)의 두께가 얇은 경우에도, 광출사 패턴(37)의 분포 밀도를 크게 하여 광출사 패턴(37)을 눈에 띄게 하는 일 없이, 발광 휘도를 균일하게할 수 있다. 종래에서는, 도광판(33)에 광 도입부(35)가 마련되어 있거나, 도광판 본체(34)의 두께가 얇거나 하면, 광출사 패턴(37)의 분포 밀도가 큰 경우에는, 도 1의 (A), 도 1의 (B)에 도시한 바와 같이 광의 휘도가 불균일하게 되고, 광출사 패턴(37)의 분포 밀도가 작은 경우에는, 도 2의 (B)에 도시한 바와 같이 광원측에서 광출사 패턴(37)이 눈에 띄게 보이게 된다. 본 실시 형태에 의하면, 이러한 부적합함이 해소되게 된다.
윗면과 하면이 평행한 평판형상의 도광판이 있고, 그 하면에는 균일한 휘도 분포가 되도록 광출사 패턴(37)이 형성되어 있다고 한다. 지금, 이 하면의 광출사 패턴(37)의 분포 밀도를 20% 증가시키면, 광원 부근 영역이 밝게 되어 휘도 분포의 균일성이 손상된다. 이에 대해, 광출사 패턴(37)의 분포 밀도를 20% 증가시킴과 함께 도광판 본체(34)의 윗면에 경사각이 약 0.05°의 제 1 구배면(40a)을 마련하면, 휘도 분포를 균일하게 할 수 있다. 이에 대해, 광출사 패턴(37)의 분포 밀도를 20% 증가시킴과 람께 도광판 본체(34)의 두께를 크게 하여 휘도 분포를 균일하게 하고자 하면, 도광판 본체(34)의 두께를 약 20% 증가시켜서 약 0.3㎜의 두께로 할 필요가 있고, 도광판 또는 면광원 장치를 박형화하는 가치가 감소한다.
한편, 점광원(32)으로부터 떨어짐에 따라, 광이 소비되고 도광되는 광량이 적게 되어 있고, 게다가, 광출사 패턴(37)의 분포 밀도도 크게 되어 있기 때문에, 광출사 패턴(37)이 보이기 어렵게 된다. 따라서, 점광원(32)으로부터 떨어짐에 따라 제 1 구배면(40a)은 점차로 필요하지 않게 되어져 오기 때문에, 제 1 구배면(40a)은 점광원(32)으로부터 떨어짐에 따라 경사각이 작게 되어 있다. 또한, 점차로 제 1 구배면(40a)의 경사각을 작게 함에 의해, 도광판 본체(34)의 두께가 커지는 것을 피할 수 있다.
또한, 도광판 본체(34) 내를 도광하는 광선의 방향이 수평 방향으로 근접하면, 도광판 본체(34) 내를 도광하는 광이 광출사 패턴(37)에 의해 광출사면(39)으로부터 출사되지 않고, 도광판 본체(34)의 점광원(32)으로부터 먼 측의 단면까지 도착하고, 그긋에서 누설되어 로스가 될 우려가 있다. 그 때문에, 도광판 본체(34)의 점광원(32)으로부터 먼 측의 단부에서는, 도광판 본체(34)의 윗면에 제 2 구배면(40b)을 마련하고 있다. 제 2 구배면(40b)은, 점광원(32)으로부터 떨어짐에 따라 하방을 향하도록 경사하고 있고, 도광판 본체(34)의 점광원(32)과 반대측의 단부는 두께가 점차로 얇게 되어 있다. 이 결과, 제 2 구배면(40b)에 닿아서 반사한 광은, 도광판 본체(34)의 하면에 대한 입사각이 커지고, 광출사 패턴(37)에 의해 광출사면(39)으로부터 출사되기 쉬워져 광을 모두 사용할 수 있다.
제 1 구배면(40a)의 경사각이 커지면, 반사광의 광선 방향을 수평에 접근하고 상하 방향의 지향 특성을 좁게 한 효과는 높아진다. 그러나, 제 1 구배면(40a)의 경사각이 너무 커지면, 제 1 구배면(40a)에 입사하는 광의 양이 감소하기 때문에 전체로서의 효과가 저하된다. 따라서 지향 특성을 변환한 효과가 최대가 되는 제 1 구배면(40a)의 경사각(α)이 존재한다. 효과가 최대가 되는 경사각(α)은, 도광판(33)의 굴절율에 의존하고, 도광판(33)의 굴절율과 효과가 최대가 되는 경사각(α)과의 관계는 도 6에서 도시된다. 도광판(33)의 굴절율은 일반적으로는 1.43 내지 2.14이기 때문에, 도 6에 의하면 효과가 최대가 되는 경사각(α)은, 17 내지 11.3이다. 따라서, 경사각(α)을 17°이상으로 하여도 효과가 좋아지는 일은 없기 때문에, 제 1 구배면(40a)의 경사각은 17°이하인 것이 바람직하다.
또한, 도광판 본체(34)의 두께가 큰 경우에는, 원래 종래예와 같은 문제는 일어나기 어렵기 때문에, 본원 발명은, 도광판 본체(34)의 최대 두께가 0.4㎜ 이하인 경우에 효과적이다.
(실시 형태 2)
도 7의 (A)는, 본 발명의 실시 형태 2에 의한 면광원 장치를 도시하는 개략 측면도이다. 이 실시 형태에서는, 도광판 본체(34)의 윗면은 평탄면으로 되어 있다. 도광판(33)의 하면은 만곡하고 있고, 광출사 패턴(37)도 도광판 본체(34)의 하면에 마련되어 있다.
도광판 본체(34)의 광원측 단부의 하면은, 만곡한 제 1 구배면(42a)으로 되어 있다. 제 1 구배면(42a)은, 점광원(32)으로부터 떨어짐에 따라 하방을 향하도록 경사하고 있고, 도광판 본체(34)의 광원측 단부는, 점광원(32)으로부터 떨어지는 방향을 향하여 점차로 두께가 증가하고 있다. 또한, 수평면으로부터 하방으로 측정한 제 1 구배면(42a)의 경사각(α)은, 점광원(32)으로부터 떨어짐에 따라 점차로 작게 되어 있다. 따라서 제 1 구배면(42a)은 하방을 향하여 팽창하도록 만곡하고 있다.
도광판 본체(34)의 광원으로부터 먼 측에 위치하는 단부의 하면은, 만곡한 제 2 구배면(42b)으로 되어 있다. 제 2 구배면(42b)은, 점광원(32)으로부터 떨어짐에 따라 상방을 향하도록 경사하고 있고, 도광판 본체(34)의 광원으로부터 먼 측에 위치하는 단부는, 점광원(32)으로부터 떨어지는 방향을 향하여 점차로 두께가 감소하고 있다. 또한, 수평면으로부터 상방으로 측정한 제 2 구배면(42b)의 경사각은, 점광원(32)으로부터 떨어짐에 따라 점차로 크게 되어 있다. 따라서 제 2 구배면(42b)은 하방을 향하여 팽창하도록 만곡하고 있다.
이와 같은 구조의 실시 형태 2의 면광원 장치에서도, 실시 형태 1의 면광원 장치(31)와 같은 작용 효과를 이룬다.
(실시 형태 3)
도 7의 (B)는, 본 발명의 실시 형태 3에 의한 면광원 장치를 도시하는 개략 측면도이다. 도광판 본체(34)의 광원측 단부에서는, 도광판 본체(34)의 윗면에는, 점광원(32)으로부터 떨어짐에 따라 상방을 향하도록 경사하고, 또한, 상방으로 팽창하도록 만곡한 제 1 구배면(40a)이 마련되고, 도광판 본체(34)의 하면에는, 점광원(32)으로부터 떨어짐에 따라 하방을 향하도록 경사하고, 또한, 하방으로 팽창하도록 만곡한 제 1 구배면(42a)이 마련되어 있다. 그 결과, 도광판 본체(34)의 광원측 단부는, 점광원(32)으로부터 떨어지는 방향을 향하여 점차로 두께가 증가하고 있다.
또한, 도광판 본체(34)의 광원으로부터 먼 측에 위치하는 단부에서는, 도광판 본체(34)의 윗면에는, 점광원(32)으로부터 떨어짐에 따라 하방을 향하도록 경사하고, 또한, 상방으로 팽창하도록 만곡한 제 2 구배면(40b)이 마련되고, 도광판 본체(34)의 하면에는, 점광원(32)으로부터 떨어짐에 따라 상방을 향하도록 경사하고, 또한, 하방으로 팽창하도록 만곡한 제 2 구배면(42b)이 마련되어 있다. 그 결과, 도광판 본체(34)의 광원으로부터 먼 측에 위치하는 단부는, 점광원(32)으로부터 떨어지는 방향을 향하여 점차로 두께가 감소하고 있다.
이와 같은 구조의 실시 형태 3의 면광원 장치에서도, 실시 형태 1의 면광원 장치(31)와 같은 작용 효과를 이룬다.
(실시 형태 4)
도 8의 (A)는, 본 발명의 실시 형태 4에 의한 면광원 장치를 도시하는 개략 측면도이다. 이 실시 형태의 면광원 장치에서는, 도광판 본체(34)의 광원 부근 영역에 제 1 구배면(40a)(또는 제 1 구배면(42a))이 마련되어 있지만, 도광판 본체(34)의 중앙부와 점광원(32)으로부터 먼 측에 위치하는 단부에서는, 도광판 본체(34)의 두께가 균일하게 되어 있다. 이와 같은 실시 형태에서, 점광원(32)으로부터 먼 측의 단면에서 광이 누설될 우려가 있는 경우에는, 그 단면에 광반사 테이프 등을 붙여도 좋다.
(실시 형태 5)
도 8의 (B)는, 본 발명의 실시 형태 5에 의한 면광원 장치를 도시하는 개략 측면도이다. 이 실시 형태의 면광원 장치에서는, 도광판 본체(34)의 광원 부근 영역에 제 1 구배면(40a)을 마련하고, 비교적 제 1 구배면(40a)에 가까운 위치에 제 2 구배면(40b)을 마련하고 있다. 광출사 패턴(37)은, 점광원(32)으로부터 떨어짐에 따라 분포 밀도가 점차로 크게 되어 있기 때문에, 점광원(32)으로부터 떨어지고, 어느 정도 도광된 광량이 적어진 개소에서는, 제 1 구배면(40a)에 의해 상하로 넓어진 지향 특성을 재차 제 2 구배면(40b)에 의해 상하의 지향 특성을 좁게 하여도 좋다.
또한, 상기 실시 형태 이외에도, 경사면(36)을 광 도입부(35)의 하면에 마련한 것이나, 제 1 구배면(40a)과 제 2 구배면(42b)(또는, 제 1 구배면(42a)과 제 2 구배면(40b))을 조합시킨 것 등도 가능하다.
31 : 면광원 장치
32 : 점광원
33 : 도광판
34 : 도광판 본체
35 : 광 도입부
36 : 경사면
37 : 광출사 패턴
38 : 광 입사면
39 : 광출사면
40a, 42a : 제 1 구배면
40b, 42b : 제 2 구배면
α : 경사각

Claims (7)

  1. 광원과, 상기 광원의 광을 광 입사면으로부터 도입하여 광출사면으로부터 외부로 출사시키는 도광판을 구비한 면광원 장치로서,
    상기 도광판은, 광 입사면에서 입사한 광원으로부터의 광을 가두기 위한 광 도입부와, 상기 광 도입부의 최대의 두께보다도 작은 두께로, 상기 광 도입부와 연속하도록 마련된 도광판 본체를 구비하고,
    상기 광 도입부는, 상기 도광판의 광출사측의 면과 그 반대면 중 적어도 한쪽의 면에, 상기 도광판 본체보다 두께가 큰 부분의 표면부터 상기 도광판 본체의 표면의 단을 향하여 경사진 경사면을 가지며,
    상기 도광판 본체는, 상기 도광판의 광출사측의 면과 그 반대면 중 적어도 한쪽의 면에, 상기 도광판 본체 내의 광을 상기 광출사면으로부터 출사시키기 위한 광출사 패턴을 가지며,
    상기 도광판 본체의 상기 광원에 가까운 영역에서는, 상기 광원으로부터 떨어짐에 따라 상기 도광판 본체의 두께가 점차로 증가하고 있고,
    상기 도광판 본체의 상기 광원으로부터 먼 영역에서는, 상기 광원으로부터 떨어짐에 따라 상기 도광판 본체의 두께가 점차로 감소하고 있는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 도광판 본체의 두께가 점차로 증가하고 있는 영역에서는, 상기 도광판 본체의 윗면과 하면 중 적어도 한쪽이, 상기 광원으로부터 떨어짐에 따라 외측을 향하도록 경사진 구배면인 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 도광판 본체의 두께가 점차로 증가하고 있는 영역에서는, 상기 구배면의 최대 경사각이, 17°이하인 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 도광판 본체의 두께가 점차로 증가하고 있는 영역에서는, 상기 구배면의 경사각이, 상기 광원으로부터 떨어짐에 따라, 점차로 감소하고 있는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 도광판 본체의 상기 광출사 패턴이 형성된 영역중 상기 광원에 가까운 측의 단부에서, 상기 광원으로부터 떨어짐에 따라 상기 도광판 본체의 두께가 점차로 증가하고 있는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 도광판 본체의 최대의 두께가, 0.4㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  7. 삭제
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