KR19980042692A

KR19980042692A - 도광판 및 이를 사용하는 백 라이트 장치

Info

Publication number: KR19980042692A
Application number: KR1019970062337A
Authority: KR
Inventors: 사루야노부히로; 이자와다쯔야
Original assignee: 우에마쯔도미지; 코니카가부시끼가이샤
Priority date: 1997-11-24
Filing date: 1997-11-24
Publication date: 1998-08-17

Abstract

백 라이트 장치는 광속을 출사시키기 위한 관형 광원; 및 이 관형 광원과 마주보고 있으며 상기 관형 광원으로부터 출사된 광속이 입사하는 제1 표면, 상기 관형 광원으로부터 입사된 광속이 출사되는 광 출사 기능부를 갖는 제2 표면, 및 상기 제2 표면과 마주보고 있으며 상기 관형 광원을 교차하는 방향으로 연장되는 미세한 돌기로 울퉁불퉁하게 되어 있는 제3 표면을 갖는 도광판(light-guiding plate)을 포함한다.

Description

도광판 및 이를 사용하는 백 라이트 장치

본 발명은 액정 디스플레이에 사용하기 위한 도광판(light-guiding plate) 및 이를 사용한 백 라이트 장치(backlight apparatus)에 관한 것이다.

도면을 참조하면, 종래 예가 설명된다. 도 11은 종래의 도광판을 사용하는 백 라이트 장치의 구성도이다.

도면에서, 참조번호 (1)은 도광판(2)의 입사면(2a)를 따라 배열된 관형(tube-shaped) 광원을 나타내는 냉음극관이며, 참조번호 (3)은 냉음극관(1)의 광을 도광판(2) 쪽으로 반사시키는 반사기이다.

도광판(2)의 발광면(2b)의 일부 상에는, 확산 시트(4) 및 집광 시트(5)가 제공되고, 발광면(2b)와 반대 방향으로 마주보고 있는 반사면(2c)의 일부 상에는, 반사 시트(6)이 제공된다.

도광판(2)의 반사면(2c) 상에는, 도광판(2) 내에 있는 광을 그 외부로 유도하는 광 출사 기능부로서의 역할을 하며 입사면(2a)과 거의 평행하게 간격을 두고 배열되어 있는 돌기(2d)들이 대량으로 형성되어 있다. 입사면(2a)에 수직 방향으로 있는 돌기(2d)의 단면은 프리즘 형태로 되어 있다. 또한, 도광판(2)의 두께는 입사면(2a)로부터 멀어질수록 감소되는 식으로 되어 있다.

상기 구조를 갖는 백 라이트 장치의 동작과 관련하여, 냉음극관(1)로부터 출사된 광의 일부는 입사면(2a)를 통해 도광판(2)에 직접 입사되거나, 광의 다른 일부는 반사기(3) 상에서 반사된 후에 입사면(2a)를 통해 도광판(2)로 입사된다.

입사면(2a)를 통해 도광판(2)로 입사된 광은 도광판(2)를 통해 내부에서 전반사되면서 진행한 다음, 광원으로부터 멀리 돌기 사면(2e)를 통해 도광판(2) 외부로 출사된다.

도광판(2) 외부로 출사된 광은 반사 시트(6) 상에서 반사된 다음, 도광판(2)의 반사면(2c)를 통해 다시 도광판(2)에 입사되며, 이는 최종적으로 발광면(2b)로부터 출사된다.

그 다음, 광은 확산 시트(4)에 의해 확산되고 집광 시트(5)에 의해 집광되어 집광 시트(5) 상에 배열된 도시안된 액정 디스플레이 소자들을 조명한다.

냉음극관(1)은 수은으로 채워지며, 전기 방전에 의해 여기된 자외선이 형광 도료에 의해 가시광으로 변환되도록 되어 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 냉음극관(1)의 양단부 각각에는 비발광부를 나타내는 전극(1a)가 갖추어져 있고, 냉음극관(1)의 상부에서는 길이 방향으로 불균일한 발광이 발생된다.

한편, 최근에는 대형 스크린을 갖는 소형 액정 디스플레이, 및 관 길이가 짧은 냉음극관(1)이 요망되고 있다.

냉음극관(1)의 길이가 짧으면, 전극(1a)의 일부는 또한 광원으로서 사용될 필요가 있고, 불균일한 휘도의 예를 나타내는 블랙 라인 BL (도면에서 헤칭 부분)이 도광판(2)의 발광면(2b) 상에서 나타난다. 이들 블랙 라인이 눈에 안 띄게 하기 위해서는, 확산 시트(4)는 백 라이트 장치에서 필수 구성 부품이다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 관형 광원의 비발광부에 의해 야기된 불균일한 휘도가 비교적 적은 도광판을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 확산 시트가 필요없는 백 라이트 장치를 제공하는 것이다.

상술된 목적은 다음과 같은 구성에 의해 달성될 수 있다.

도광판은 다음의 구성을 갖는다:

(a) 관형 광원으로부터 출사된 광속이 입사되는 관형 광원과 마주보고 있는 제1 표면;

(b) 상기 관형 광원으로부터 입사된 출사된 광속이 출사되는 광 출사 기능부를 갖는 제2 표면; 및

(c) 상기 제2 표면과 마주보고 있으며 관형 광원을 교차하는 방향으로 연장되는 미세한 돌기로 인해 울퉁불퉁하게 되어 있는 제3 표면.

또한, 백 라이트 장치는 다음의 구성을 갖는다:

(a) 관형 광원; 및

(b) 관형 광원과 마주보고 있으며 상기 관형 광원으로부터 출사된 광속이 입사하는 제1 표면, 상기 관형 광원으로부터 입사된 광속이 출사되는 광 출사 기능부를 갖는 제2 표면, 및 상기 제2 표면과 마주보고 있으며 상기 관형 광원을 교차하는 방향으로 연장되는 미세한 돌기로 울퉁불퉁하게 되어 있는 제3 표면을 갖는 도광판.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에서 도광판을 채택하는 백 라이트 장치의 단면 구성도.

도 2는 발광면측에서 본 도 1의 도광판을 도시하는 도면.

도 3은 도 2의 라인 A-A를 따라 절취한 확대 단면 구성도.

도 4는 도 2의 라인 B-B를 따라 절취한 확대 단면 구성도.

도 5a, 도 5b 및 도 5c는 도 1에 도시된 도광판의 반사면을 형성하는 금형을 제조하는 방법을 도시하는 도면.

도 6a 및 도 6b는 도 1에 도시된 도광판의 발광면을 형성하는 금형을 제조하는 방법을 도시하는 도면.

도 7은 도 4 및 도 5a 내지 도 5c에 도시된 금형을 사용하여 도광판을 제조하는 방법을 도시하는 도면.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에서 도광판을 채택하는 백 라이트 장치의 단면 구성도.

도 9a 내지 도 9d 각각은 실험시에 사용된 도광판의 울퉁불퉁한 표면을 도시하는 도면.

도 10a 내지 도 10c 각각은 실험시에 사용된 도광판의 집광 시트 상의 휘도 분포를 도시하는 도면.

도 11은 종래의 도광판을 채택하는 백 라이트 장치의 구성도.

도 12는 문제점을 설명하는 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11, 51 : 냉음극관

12, 23, 52, 80, 81, 82, 83 : 도광판

12a, 52a : 입사면

12b, 52b : 발광면

12c, 52c : 반사면

12d, 52d : 돌기

13, 53 : 반사기

15, 55 : 집광 시트

16, 56 : 반사 시트

20, 60 : 미세한 돌기

30, 31 : 금형

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.

(1) 제1 실시예

도 1 내지 도 4를 참조하면, 백 라이트 장치가 먼저 설명된다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예에서 도광판을 채택하는 백 라이트 장치의 단면 구성도를 도시하고, 도 2는 발광면측에서 본 도 1의 도광판을 도시하며, 도 3은 도 2의 라인 A-A를 따라 절취한 확대 단면 구성도를 도시하고, 도 4는 도 2의 라인 B-B를 따라 절취한 확대 단면 구성도를 도시한다.

참조번호 (11)은 도광판(12)의 입사면(12a)를 따라 배열된 광원으로서의 역할을 하는 냉음극관을 나타낸다. 비발광부를 나타내는 전극(11a)는 길이 방향으로 불균일한 휘도를 갖는 냉음극관(11)의 양단부 상에 제공된다. 참조번호 (13)은 냉음극관(11)로부터 출사된 광을 도광판(12) 쪽으로 반사시키는 반사기이다.

도광판(12)의 발광면(12b)의 일부 상에는, 집광 시트(15)가 제공되며, 발광면(12b)와 반대 방향으로 마주보고 있는 반사면(12c)의 일부 상에는, 반사 시트(16)이 제공된다.

도광판(12)의 반사면(12c) 상에는, 도광판(12) 내에 있는 광을 그 외부로 유도하는 광 출사 기능부로서의 역할을 하며 입사면(12a)과 거의 평행하게 간격을 두고 배열되어 있는 돌기(12d)들이 대량으로 형성되어 있다. 입사면(12a)에 수직 방향으로 있는 돌기(12d)의 단면은 프리즘 형태로 되어 있다.

또한, 도광판(12)의 두께는 냉음극관(11)로부터 멀어질수록 감소되는 식으로 되어 있는데, 그 이유는 도광판(12) 내에 있는 광량이 냉음극관(11)로부터 멀어질수록 감소되는 식으로 되어 있기 때문이다.

도광판(12) 내에 있는 광량이 냉음극관(11)로부터 멀어질수록 감소되는 식으로 되어 있기 때문에, 단위 면적당 반사면(12c)에 대한, 광을 도광판(12) 외부로 출사하는 광 출사 기능부로서의 역할을 하는 돌기(12d)의 면적 비율은 냉음극관(11)로부터 멀어질수록 커지게 되어 있다.

냉음극관(11)의 길이 방향에 거의 수직인 방향으로 연장되는 미세한 돌기(20)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 도광판(12)의 발광면(12b) 위에 전체적으로 형성되어 그 표면을 울퉁불퉁하게 만든다.

본 실시예에서의 도광판(12)은 금형을 채택하는 수지 몰딩법을 통해 제조된다. 금형을 만드는 방법은 다음과 같이 설명된다. 도 5(a) - 도 5(c) 각각은 반사면(12c)를 형성하는 금형(30)을 만드는 방법을 도시하는 도면이다.

먼저, 금형(30)을 만드는 방법이 도 5(a) - 도 5 (c)를 참조하여 설명된다.

(1) 도광판(12)의 반사면(12c)를 형성하는 금형(30)의 피가공면(30a)는 표면 그라인더에 의해 연마 처리된 다음, 미러 마무리(mirror finishing) 처리된다 [도 5(a) → 도 5(b)].

(2) 그 다음, 도광판(12)의 돌기(12d)를 형성하는 그루브(30b)는 NC 프로세싱 머신을 사용하여 금형(30)의 피가공면(30a) 상에 형성된다 [도 5(c)].

다음, 금형(31)을 만드는 방법이 도 6(a) - 도 6(c)를 참조하여 설명된다.

(1) 도광판(12)의 발광면(12b)을 형성하는 금형(31)의 피가공면(31a)는 표면 그라인더에 의해 연마 처리된다. 이 경우, 연마 방향은 냉음극관(11)의 길이 방향에 거의 수직이 된다 [도 6(a) → 도 6(b)].

그 다음, 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 도광판(12)의 미세한 돌기(20)를 형성하는 미세한 그루브(31b)는 피가공면(31a) 전체 영역 상에 형성된다. 부수적으로, 이들 미세한 돌기(20)의 형태 및 피치들은 무작위적으로 만들어진다.

그 다음, 도 7에 도시된 바와 같이, 도광판(12)의 발광면(12b)을 형성하는 금형(31), 및 도광판(23)의 반사면(12c)를 형성하는 금형(30)은 함께 구성되고, 이들 사이에 수지가 주입되어 도광판(12)을 형성한다.

상기 구조를 갖는 백 라이트 장치의 동작과 관련하여, 냉음극관(11)로부터 출사된 광의 일부는 입사면(12a)를 통해 도광판(12)에 직접 입사되거나, 광의 다른 일부는 반사기(13) 상에서 반사된 후에 입사면(12a)를 통해 도광판(12)로 입사된다.

입사면(12a)를 통해 도광판(12)로 입사된 광은 도광판(12)를 통해 내부에서 전반사되면서 진행한다. 그 다음, 광이 반사면(12c) 상의 돌기(12d)에 도달하면, 이 광은 광원으로부터 멀리 돌기 사면(12e)를 통해 도광판(12) 외부로 출사된다.

도광판(12) 외부로 출사된 광은 반사 시트(16) 상에서 반사된 다음, 도광판(12)에 다시 입사되어 발광면(12b) 쪽으로 진행한다.

그 다음, 광은 발광면(12b)를 통해 도광판(12)의 외부로 출사되고 집광 시트(15)에 의해 집광되어, 집광 시트(15) 상에 배열된 도시안된 액정 디스플레이 소자들을 조명한다.

본 실시예에서, 냉음극관(11)의 길이 방향에 거의 수직인 방향으로 연장되는 미세한 돌기(20)는 발광면(12b) 위에 전체적으로 형성되어 그 표면을 울퉁불퉁하게 만든다.

그러므로, 광이 도광판(12)을 통해 내부에 전반사되면서 진행하거나, 반사 시트(16) 상에서 반사되고 다시 도광판(12)에 입사되어 발광면(12b) 쪽으로 진행하는 광이 미세한 돌기(20)에 도달하면, 광은 미세한 돌기(20)의 사면(20a) 상에서 반사되거나, 미세한 돌기(20)의 사면(20a)를 통해 도광판 외부로 출사되어, 이 경우에서는 광의 확산이 발생한다.

따라서, 발광면(12b)를 통해 출사되는 광은 확산광으로 변하는데, 이는 미세한 돌기(20)가 제공되지 않은 경우와는 다르며, 이로 인해, 냉음극관(11)의 비발광부에 의한 불균일한 휘도는 감소되어, 확산 시트 등과 같은 확산 부재를 필요없게 만든다.

또한, 냉음극관(11)의 길이 방향에 거의 수직으로 되는 미세한 돌기(20)의 연장 방향으로 인해, 사면(20a)을 통해 미세한 돌기(20) 외부로 출사되는 광은 냉음극관(11)의 길이 방향에 거의 평행한 방향으로 되어 있어, 냉음극관(11)의 비발광부에 의한 불균일한 휘도는 더 감소되게 된다.

발광면(12b) 상에 형성된 미세한 돌기(20)으로 인해, 돌기(12d) 외부로 출사되고 반사 시트(16) 상에 반사되어 조명될 물체 쪽으로 진행하는 광의 많은 부분은 확산될 수 있어, 불균일한 휘도를 더욱 감소시킨다.

미세한 돌기(20)들이 상기 실시예에서 도광판(12)의 발광면(12b) 상에 전체적으로 형성되어 있더라도, 돌기들은 발광면의 일부 상에 형성될 수도 있다.

(2) 제2 실시예

도 8은 본 발명의 제2 실시예에서 도광판을 채택하는 백 라이트 장치의 단면 구성도를 도시한다.

도 8에서, 참조번호 (51)은 도광판(52)의 입사면(52a)를 따라 배열된 관형 광원을 나타내는 냉음극관을 나타낸다. 비발광부를 나타내는 전극(도시안됨)은 길이 방향으로 불균일한 휘도를 갖는 냉음극관(51)의 양단부 상에 제공된다. 참조번호 (53)은 냉음극관(51)로부터 출사된 광을 도광판(52) 쪽으로 반사시키는 반사기이다.

도광판(52)의 발광면(52b)의 일부 상에는, 집광 시트(55)가 제공되며, 발광면(52b)와 반대 방향으로 마주보고 있는 반사면(52c)의 일부 상에는, 반사 시트(56)이 제공된다.

도광판(52)의 반사면(52c) 상에는, 도광판(52) 내에 있는 광을 그 외부로 유도하는 광 출사 기능부로서의 역할을 하며 입사면(52a)과 거의 평행하게 간격을 두고 배열되어 있는 돌기(52d)들이 대량으로 형성되어 있다.

입사면(52a)에 수직 방향으로 있는 돌기(52d)의 단면은 프리즘 형태로 되어 있다.

또한, 도광판(52)의 두께는 냉음극관(51)로부터 멀어질수록 감소되는 식으로 되어 있는데, 그 이유는 도광판(52) 내에 있는 광량이 냉음극관(51)로부터 멀어질수록 감소되는 식으로 되어 있기 때문이다.

도광판(52) 내에 있는 광량이 냉음극관(51)로부터 멀어질수록 감소되는 식으로 되어 있기 때문에, 단위 면적에 대한, 광을 도광판(52) 외부로 출사하는 광 출사 기능부로서의 역할을 하는 돌기(52d)의 면적 비율은 냉음극관(51)로부터 멀어질수록 커지게 되어 있다.

냉음극관(51)의 길이 방향에 거의 수직인 방향으로 연장되는 미세한 돌기(60)는 도광판(52)의 반사면(52c) 위에 전체적으로 형성되어 그 표면을 울퉁불퉁하게 만든다.

상기 구조를 갖는 백 라이트 장치의 동작과 관련하여, 냉음극관(51)로부터 출사된 광의 일부는 입사면(52a)를 통해 도광판(52)에 직접 입사되거나, 광의 다른 일부는 반사기(53) 상에서 반사된 후에 입사면(52a)를 통해 도광판(52)로 입사된다.

입사면(52a)를 통해 도광판(52)로 입사된 광은 도광판(52)를 통해 내부에서 전반사되면서 진행한다. 그 다음, 광이 반사면(52c) 상의 돌기(52d)에 도달하면, 이 광은 광원으로부터 멀리 돌기 사면(52e)를 통해 도광판(52) 외부로 출사되고, 집광 시트(55)에 의해 집광되어, 집광 시트(55) 상에 배열된 도시안된 액정 디스플레이 소자들을 조명한다.

본 실시예에서, 냉음극관(51)의 길이 방향에 거의 수직인 방향으로 연장되는 미세한 돌기(60)는 반사면(52c) 위에 전체적으로 형성되어 그 표면을 울퉁불퉁하게 만든다.

그러므로, 제1 실시예에서와 같이, 도광판(52)을 통해 내부에 전반사되면서 진행하는 광이 미세한 돌기(60)에 도달하면, 광은 미세한 돌기(60)의 사면 상에서 반사되거나, 미세한 돌기(60)의 사면을 통해 도광판 외부로 출사된다. 이 경우, 광의 진행 방향은 다양하게 변하고, 따라서 광이 분산된다.

발광면(52b)를 통해 출사되는 광은 확산광으로 변하는데, 이는 미세한 돌기(60)가 제공되지 않은 경우와는 다르며, 이로 인해, 냉음극관(51)의 비발광부에 의한 불균일한 휘도는 감소되어, 확산 시트 등과 같은 확산 부재를 필요없게 만든다.

또한, 냉음극관(51)의 길이 방향에 거의 수직으로 되는 미세한 돌기(60)의 연장 방향으로 인해, 사면을 통해 미세한 돌기(60) 외부로 출사되는 광은 냉음극관(51)의 길이 방향에 거의 평행한 방향으로 되어 있어, 냉음극관(51)의 비발광부에 의한 불균일한 휘도는 더 감소되게 된다.

본 발명은 상기 실시예들에 국한되지 않는다. 상기 실시예들에서, 미세한 돌기(20 및 60) 각각의 연장 방향이 냉음극관(11 및 51) 각각의 길이 방향에 거의 수직 방향으로 되어 있더라도, 미세한 돌기들의 연장 방향이 제한되지는 않는데, 그 이유는 미세한 돌기들의 형성이 광을 확산되게 하고 불균일한 휘도를 감소시키기 때문이다.

그러나, 미세한 돌기들의 연장 방향이 냉음극관을 교차하도록 되어 있으면, 미세한 돌기들에 의해 확산된 광 중에서 냉음극관의 길이 방향으로 되어 있는 성분이 증가하여, 냉음극관의 비발광부에 의한 불균일한 휘도를 자연스럽게 감소시키게 한다.

미세한 돌기(60)들이 상기 실시예에서 도광판(52)의 반사면(52c) 상에 전체적으로 형성되어 있더라도, 이들은 반사면의 일부 상에 형성될 수도 있다.

예

본 발명의 효과를 확인하기 위해서, 본 발명의 발명자들은, 발광면 상에 미세한 돌기들이 있는 도광판(80) (표면 거칠기 R max = 1.704 μm), 발광면 상에 미세한 돌기들이 있는 도광판(81) (표면 거칠기 R max = 9.49 μm), 발광면 상에 미세한 돌기들이 있는 도광판(82) (표면 거칠기 R max = 0.647 μm), 및 발광면 상에 미세한 돌기들이 있으며 미러 마무리 처리된 도광판(83) (표면 거칠기 R max = 0.029 μm)의 휘도 분포를 측정하였다. 표면 거칠기 R max는 JIS B 0601의 규정에 따라, 팁의 곡률 반경이 2 μm인 프로브를 사용하여 테일러 홉슨(Taylor-Hobson)에 의해 만들어진 표면 거칠기 검출기를 사용하여 냉음극관의 길이 방향에 평행한 방향으로 측정된다. 부수적으로, 도광판(80 - 83)들은 발광면 상의 미세한 돌기들을 제외하면 형태 및 크기에 있어서 모두 동일하다.

도 9(a) - 도 9(d) 각각은 냉음극관의 길이 방향으로의 도광판(80 - 83) 각각의 중심부에서의 표면 거칠기를 나타내는데, 도 9(a)는 도광판(80)의 표면 거칠기를 나타내고, 도 9(b)는 도광판(81)의 표면 거칠기를 나타내며, 도 9(c)는 도광판(82)의 표면 거칠기를 나타내고, 도 9(d)는 도광판(83)의 표면 거칠기를 나타낸다.

도광판(80, 81 및 82)에 있어서는, 발광면 상에 그들 돌기들의 2 방향이 서로 거의 수직이 되도록 배열된 2개의 집광 시트가 제공되며, 도광판(83)에 있어서는, 발광면 상에 확산 시트, 및 그들 돌기들의 2 방향이 서로 거의 수직이 되도록 배열된 2개의 집광 시트가 제공되어, 각각의 집광 시트 상의 휘도 분포를 측정하게 된다.

상기 측정 결과는 도 10(a) - 도 10(c)에 도시된다. 도 10(a)는 냉음극관(11)과 평행한 방향으로의 [도 10(c)에서 화살표 D 방향] 불균일한 휘도를 나타내며, 도 10(b)는 냉음극관(11)과 수직인 방향으로의 [도 10(c)에서 화살표 B 방향] 불균일한 휘도를 나타낸다. 도 10(a) 및 도 10(b)에서, 부호 표시 (□), 부호 표시 (△), 부호 표시 (○), 및 부호 표시 (●)는 각각 도광판(80, 81, 82 및 83)을 나타낸다.

도 10(a)로부터 확인된 사실은, 미세한 돌기가 전부 제공된 도광판(80, 81 및 82)들은 미세한 돌기가 제공되지 않은 도광판(83)에서보다 냉음극관의 비발광부에 의해 발생된 길이 방향으로의 불균일한 휘도를 조금 적게 발생시킨다는 것이다.

또 다른 확인 사실은, 냉음극관(11)에 수직인 방향으로의 불균일한 휘도 또한 도 10(b)에 도시된 바와 같이 도광판(83)에서보다 도광판(80, 81 및 82)에서 비교적 적게 발생된다는 것이다.

돌기를 갖는 표면의 표면 거칠기가 R max로 표시될 때, 0.5 μm ≤ R max ≤ 10 μm의 조건은 돌기를 갖는 표면 거칠기 (R max)에 적절한 것으로 알려져 있는데, 그 이유는 냉음극관(11)의 비발광부에 의한 불균일한 휘도가 도 10(a)에 도시된 바와 같이 R max ＜ 0.5 μm의 경우에 해결될 수 없으며, 도 10(b)에 도시된 바와 같이 R max ＞ 10 μm의 경우에 냉음극관(11)으로부터 멀리 떨어진 위치에서의 휘도가 불충분하다는 문제점 때문이다. 1 μm ≤ R max ≤ 8 μm가 만족되면, 관형 광원과 평행하게 되어 있는 방향으로의 불균일한 휘도가 더 감소되고, 관형 광원과 수직인 방향으로의 불균일한 휘도 또한 더 감소된다는 효과가 생긴다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 도광판이 한 측에는 광 출사 기능부가 제공되고 다른 측은 한 방향으로 연장되는 미세한 돌기에 의해 울퉁불퉁해지도록 구성되면, 도광판을 통과하는 광은 상기 다른 측 상에 형성된 미세한 돌기에 도달할 때 미세한 돌기의 사면 상에서 반사되거나 이를 통해 출사되고, 이 경우에 광의 진행 방향은 다양하게 변하여 분산된다.

광이 진행 방향에 따라 분산되면, 광 출사 기능부 외부로 출사하는 광의 방향 또한 분산되어, 관형 광원의 비발광부에 의한 불균일한 휘도는 감소된다.

본 발명의 도광판이 미세한 돌기의 연장 방향이 관형 광원의 방향을 교차하도록 구성되면, 도광판을 통과하는 광은 주로 도광판의 다른 측 상에 형성된 미세한 돌기에 도달할 때에도 관형 광원을 교차하는 방향으로 진행한다. 반면에, 다른 측을 통해 도광판 외부로 출사한 다음 도광판으로 다시 입사하는 광이 도광판의 다른 측 상에 형성된 미세한 돌기에 도달하면, 광은 미세한 돌기의 사면 상에서 반사되거나 이를 통해 출사하고, 이 경우에 광의 진행 방향은 다양하게 변하여 분산된다.

따라서, 광 출사 기능부 외부로 출사하는 광이 또한 분산되어, 관형 광원의 비발광부에 의한 불균일한 휘도가 감소된다.

본 발명의 도광판이 광 출사 기능부의 면적 비율이 크게 변화하는 방향과 대략 비슷한 방향으로 미세한 돌기가 연장되도록 구성되면, 도광판을 통과하는 광은 다른 측 상에 형성된 미세한 돌기에 도달할 때 미세한 돌기의 사면 상에서 반사되거나 이를 통해 출사하고, 이 경우에 광의 진행 방향은 다양하게 변하고 광은 분산된다.

광이 분산되면, 광 출사 기능부 외부로 출사하는 광의 방향 또한 분산되어, 관형 광원의 비발광부에 의한 불균일한 휘도는 감소된다.

도광판 내에 있는 광량이 광원으로부터 멀어질수록 감소되기 때문에, 단위 면적당 면적 비율은 면적에 대응하는 광 출사 기능부가 광원으로부터 멀어질수록 커지게 되어 있다. 따라서, 광 출사 기능부의 면적 비율이 변화하는 방향은 관형 광원의 방향에 거의 수직인 방향이다.

미세한 돌기는 관형 광원의 방향에 거의 수직인 방향으로 연장되고, 미세한 돌기의 사면을 통해 출사하는 광은 관형 광원의 길이 방향과 거의 평행한 방향으로 되어 있어, 관형 광원의 비발광부에 의한 불균일한 휘도는 더욱 감소된다.

광원으로부터 멀리 떨어질수록 두께가 테이퍼 형태로 점진적으로 감소되는 본 발명의 도광판이 한 측에는 광 출사 기능부가 제공되고 다른 측은 테이퍼의 방향과 거의 같은 방향으로 연장되는 미세한 돌기에 의해 울퉁불퉁해지도록 구성되면, 도광판을 통과하는 광은 상기 다른 측 상에 형성된 미세한 돌기에 도달할 때 미세한 돌기의 사면 상에서 반사되거나 이를 통해 출사되고, 이 경우에 광의 진행 방향은 다양하게 변하고 광은 분산된다.

광이 분산되면, 광 출사 기능부 외부로 출사하는 광 또한 분산되어, 관형 광원의 비발광부에 의한 불균일한 휘도는 감소된다.

도광판 내에 있는 광량이 광원으로부터 멀어질수록 감소되기 때문에, 도광판의 두께는 광원으로부터 멀어질수록 점진적으로 감소되는 식으로 되어 있다. 따라서, 테이퍼의 방향은 관형 광원의 방향과 거의 수직이다.

미세한 돌기가 관형 광원의 방향과 거의 수직인 방향으로 연장되면, 미세한 돌기의 사면을 통해 출사하는 광은 관형 광원의 길이 방향과 거의 평행한 방향으로 되어 있어, 관형 광원의 비발광부에 의한 불균일한 휘도는 더욱 감소된다.

본 발명의 도광판은 돌기를 갖는 표면의 표면 거칠기 (R max)가 0.5 μm ≤ R max ≤ 10 μm의 조건을 만족시킬 때, 관형 광원에 의한 불균일한 휘도를 제거할 수 있다.

R max 0.5 μm인 경우, 불균일한 휘도가 발생되고, R max 10 μm의 경우에서는, 휘도는 낮아진다. 부수적으로, 지금까지 설명한 R_max는 냉음극관과 평행한 방향으로 실행된 측정을 통해 얻어진 표면 거칠기를 나타낸다. 그러나, R'_max가 냉음극관과 수직인 방향으로 실행된 측정을 통해 얻어진 표면 거칠기를 나타내면, 도광판의 전체 표면 상의 불균일한 휘도는 다음 조건이 만족될 때 더욱 제거될 수 있다:

1/10 R_max≤ R'_max≤ 1/2 R_max

관형 광원, 및 이 관형 광원 근처에 제공되어 입사면을 통해 광원으로부터 광을 취하고 이를 발광면을 통해 출사시키는 도광판이 구비되어 있는 본 발명의 백 라이트 장치가 한 측에는 광 출사 기능부가 제공되고 다른 측은 관형 광원의 방향을 교차하는 방향으로 연장되는 미세한 돌기에 의해 울퉁불퉁해지도록 구성되면, 도광판을 통과하는 광은 상기 다른 측 상에 형성된 미세한 돌기에 도달할 때 미세한 돌기의 사면 상에서 반사되거나 이를 통해 출사되고, 이 경우에 광의 진행 방향은 다양하게 변하고 광은 분산된다.

미세한 돌기의 연장 방향이 관형 광원의 방향을 교차하도록 구성되면, 도광판을 통과하는 광은 주로 도광판의 다른 측 상에 형성된 미세한 돌기에 도달할 때에도 관형 광원을 교차하는 방향으로 진행한다. 반면에, 다른 측을 통해 도광판 외부로 출사한 다음 도광판으로 다시 입사하는 광이 도광판의 다른 측 상에 형성된 미세한 돌기에 도달하면, 광은 미세한 돌기의 사면 상에서 반사되거나 이를 통해 출사하고, 이 경우에 광의 진행 방향은 다양하게 변하여 분산된다.

본 발명의 도광판의 울퉁불퉁한 표면이 발광면이 되도록 만들어지면, 광 출사 기능부 외부로 출사하여 조명될 물체 쪽으로 진행하는 거의 모든 광량은 미세한 돌기에 의해 울퉁불퉁해진 발광면을 통과하고 분산되어, 불균일한 휘도가 감소될 수 있다.

Claims

도광판(light-guiding plate)에 있어서,

관형 광원(tubular light source)과 마주보고 있으며 상기 관형 광원으로부터 출사된 광속이 입사하는 제1 표면;

상기 관형 광원으로부터 입사된 광속이 출사되는 광 출사 기능부(light emergent functioning section)를 갖는 제2 표면; 및

상기 제2 표면과 마주보고 있으며 상기 관형 광원을 교차하는 방향으로 연장되는 미세한 돌기(fine protrusions)로 울퉁불퉁하게(roughened) 되어 있는 제3 표면

을 포함하는 도광판.
제1항에 있어서, 상기 제3 표면은 다음 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 도광판.

0.5 μm ≤ Rmax ≤ 10 μm, 여기서 Rmax는 상기 제3 표면 상의 미세한 돌기의 표면 거칠기를 나타냄.
제1항에 있어서, 상기 제3 표면은 다음 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 도광판.

1 μm ≤ Rmax ≤ 8 μm, 여기서 Rmax는 상기 제3 표면 상의 미세한 돌기의 표면 거칠기를 나타냄.
제1항에 있어서, 상기 제2 표면과 상기 제3 표면 간의 거리는 상기 제1 표면과 이 제1 표면에 평행한 단면 간의 거리가 증가함에 따라 감소되는 것을 특징으로 하는 도광판.
제1항에 있어서, 상기 광 출사 기능부는 상기 관형 광원에 평행한 방향으로 제공되는 것을 특징으로 하는 도광판.
백 라이트 장치(backlight apparatus)에 있어서,

광속을 출사시키는 관형 광원; 및

상기 관형 광원과 마주보고 있으며 상기 관형 광원으로부터 출사된 광속이 입사하는 제1 표면, 상기 관형 광원으로부터 입사된 광속이 출사되는 광 출사 기능부를 갖는 제2 표면, 및 상기 제2 표면과 마주보고 있으며 상기 관형 광원을 교차하는 방향으로 연장되는 미세한 돌기로 울퉁불퉁하게 되어 있는 제3 표면을 갖는 도광판

을 포함하는 것을 특징으로 하는 백 라이트 장치.
제6항에 있어서, 상기 도광판의 제3 표면은 다음 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 백 라이트 장치.

0.5 μm ≤ Rmax ≤ 10 μm, 여기서 Rmax는 상기 제3 표면 상의 미세한 돌기의 표면 거칠기를 나타냄.
제6항에 있어서, 상기 도광판의 제3 표면은 다음 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 백 라이트 장치.

1 μm ≤ Rmax ≤ 8 μm, 여기서 Rmax는 상기 제3 표면 상의 미세한 돌기의 표면 거칠기를 나타냄.
제6항에 있어서, 상기 도광판의 제2 표면과 제3 표면 간의 거리는 상기 도광판의 제1 표면과 이 제1 표면에 평행한 단면 간의 거리가 증가함에 따라 감소되는 것을 특징으로 하는 백 라이트 장치.
제6항에 있어서, 상기 광 출사 기능부는 상기 관형 광원에 평행한 방향으로 제공되는 것을 특징으로 하는 백 라이트 장치.
백 라이트 장치에 있어서,

광속을 출사시키는 관형 광원; 및

상기 관형 광원과 마주보고 있으며 상기 관형 광원으로부터 출사된 광속이 입사하는 제1 표면, 및 상기 관형 광원을 교차하는 방향으로 연장되는 미세한 돌기로 울퉁불퉁하게 되어 있는 제2 표면을 갖는 도광판을 포함하고,

상기 도광판의 제2 표면은 다음 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 백 라이트 장치.

0.5 μm ≤ Rmax ≤ 10 μm, 여기서 Rmax는 상기 제2 표면 상의 미세한 돌기의 표면 거칠기를 나타냄.
제11항에 있어서, 상기 도광판의 제2 표면은 다음 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 백 라이트 장치.

1 μm ≤ Rmax ≤ 8 μm, 여기서 Rmax는 상기 제2 표면 상의 미세한 돌기의 표면 거칠기를 나타냄.
제11항에 있어서, 상기 도광판의 두께는 상기 도광판의 제1 표면과 이 제1 표면에 평행한 단면 간의 거리가 증가함에 따라 감소되는 것을 특징으로 하는 백 라이트 장치.