KR20000029047A - 사이드라이트형 면광원장치 및 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

액정표시장치의 액정표시패널은, 도광판, 1차광원 (형광램프 및 리플렉터), 반사시트, 프리즘시트 등을 구비한 사이드라이트형 면광원장치에 의해 조명된다. 도광판 (2) 내에 도입된 광은, 도광판 (2) 내의 전파과정을 통하여 서서히 출사면 (2C) 으로부터 출사된다. 또한, 배면 (2B) 에서는 누설광 (LA) 이 발생한다. 누설광 (LA) 은, 백색 PET 필름으로 이루어지는 시트재 (4A) 의 표면에서 많은 부분이 반사되어 도광판(2) 으로 복귀된다. 누설광 (LA) 의 일부는 시트재 (4A) 를 투과한 후, 차광층 (4B) 에서 대부분 블록된다. 차광층 (4B) 에 함유되는 고광반사율의 백색안료 (산화티탄) 미립자 (B) 에 의해 반사된 광은, 시트재 (4A) 를 재투과하여 도광판 (2) 으로 복귀되고, 조명광출력에 기여한다. 약간의 광량이 반사시트 (4) 의 외측으로 빠질 수 있지만, 여러가지 면 (프레임의 저판면, 하우징 내벽면 등) 에 의한 반사를 거쳐 다시 차광층 (4B) 에 입사된 때에 그 재입사광량의 대부분이 블록된다. 그 결과, 이 누설광의 복귀가 원인이 되어 발생하였던 휘도불균일이 회피된다.

Description

사이드라이트형 면광원장치 및 액정표시장치{SIDELIGHT TYPE SURFACE LIGHT SOURCE DEVICE AND LIQUID-CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 사이드라이트형 면광원장치 및 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 이들 장치를 구성하는 모든 부재의 마운트에 사용되는 프레임에 관련하여 발생하는 명암불균일을 방지한 상기 장치에 관한 것이다.

액정표시장치의 액정표시패널을 사이드라이트형 면광원장치에 의해 조명하는 것은 주지의 사실이다. 일반적으로, 사이드라이트형 면광원장치는, 도광판과 그것에 1 차 광을 공급하는 1 차 광원을 포함한다. 전형적인 1 차광원으로서 봉형상의 형광램프 (냉음극관) 가 알려져 있다. 1 차광원은, 도광판의 입사단면을 따라 배치된다. 이와 같은 배치는, 액정표시장치로의 적용시에 장치전체의 두께를 크게 하지않는다는 이점을 갖고 있다.

1 차광원으로부터 방사된 1 차광은, 입사단면을 통하여 도광판내에 도입된다. 잘 알려져 있는 바와 같이, 도광판은 측정면으로서 출사면과 배면을 갖는다. 도광판내로 도입된 광은 내부에서 반사, 산란 등의 작용을 받아, 출사면으로부터 서서히 출사된다.

출사광은, 프리즘시트, 광확산판 등의 시트형상의 부가부재를 통하여, 액정표시패널에 공급된다. 잘 알고 있는 바와 같이, 프리즘시트는 출사면으로부터의 출사광의 우선적인 전파방향을 보정하는 광제어부재이다. 또, 광확산판에는 출사광의 지향성의 강도를 조정함과 동시에, 조명광에 시각적인 유연함을 부여하여, 미세한 명암불균일을 적게 하는 기능이 있다.

또한, 도광판의 배면으로부터 누출된 광 (이하, "누설광" 이라 함) 은, 동배면을 따라 배치된 반사시트에서 반사되어, 도광판내부로 복귀된다. 이로써, 광의 손실이 방지된다.

이들 도광판, 1 차광원, 여러가지의 시트부재를 포함하는 모든 부재는, 소정의 프레임에 수용되는 형태로 동프레임에 마운트되고, 사이드라이트형 면광원장치 또는 액정표시장치를 구성한다.

전형적인 마운트용 프레임은 일체의 성형체로 구성되어 있고, 도광판 및 1 차광원의 주위를 둘러싸듯이 신장되는 측판부와, 개구부를 갖는 저판부를 구비한다. 개구부는 소위 펀칭에 의해 형성된 것으로, 남겨진 부분이, 에지부와 동에지부의 적소간에 중개역할을 하도록 형성된 가교 (SAN(small area network,소규모 근거리 통신망);브리지형상의 부분) 가 된다 (실예에 대해서는 도 2 및 실시예를 참조). 이와 같은 구조에 의해, 전체중량의 증대를 초래하지 않고 프레임에 필요한 강도가 부여된다.

그러나, 이와 같은 프레임을 사용한 경우, 도광판의 배면으로부터의 누설광에 관련하여 휘도불균일이 발생하는 일이 적지않아 종래기술의 하나의 문제점으로 되었다.

이 휘도불균일은, 누설광이 상기 배면을 따라 배치되는 반사시트에서 완전히 차단되지 않고, 그 일부가 프레임의 저판부측에 진입함으로써 발생한다. 즉, 상술한 바와 같이, 저판부는 펀칭에 의해 발생한 개구부를 갖기 때문에, 이 진입광은 프레임의 일부 (가교 또는 에지부) 에 입사되는 광속(光束)과, 개구부를 거쳐 그 배후의 면 (예를 들면, 하우징내벽면) 까지 도달하는 성분으로 나눠진다.

이들 각 성분의 일부는 각각, 가교, 에지부 또는 배후의 면에서 반사되고, 다시 반사시트를 투과하여 도광판내로 복귀된다. 이 광의 복귀가 전체에 걸쳐 빠짐없이 균일하게 일어나는 것은 매우 드물다. 즉, 저판부 (가교 또는 에지부) 의 표면과 배후의 면 (예를 들면, 하우징내벽면) 의 반사특성의 차이 등의 요인에 의해, 도광판으로의 복귀가 비교적 강하게 일어나는 부위와 약하게 일어나는 부위가 발생하여, 개략적으로, 저판부의 형상 (가교, 에지부의 형상) 에 대응한 명암불균일이 나타나게 된다.

또한, 이와 같은 누설광의 복귀로 발생하는 휘도불균일은, 상기 형상의 프레임을 사용한 경우로 한정되지 않는다. 즉, 반사시트를 투과한 누설광은, 반사시트의 외측에 존재하는 여러가지 부재의 여러가지 면에서 반사 (예를들면 백색면) 와 흡수 (예를들면 어두운색의 면) 를 일으켜, 여러가지 경로를 거쳐 반사시트를 재투과하여 도광판내로 복귀하여, 휘도불균일발생의 원인을 만든다.

최근, 장치의 박형화의 요청에 대응하기 위해 반사시트의 두께는 매우 얇게 설정되어 있고, 예를 들면, 빈번하게 사용되고 있는 백색 PET (폴리에틸렌테레프탈레이트) 시트의 두께는, 0.1 ∼ 0.2 ㎜ 정도이다. 이와 같이 얇은 반사시트에서는, 누설광의 완전한 차단은 곤란하고, 상당한 누설광이 프레임의 저판부측에 진입하는 것을 피할 수 없다. 따라서, 상기 설명한 메카니즘으로 누설광에 관련하여 발생하는 휘도불균일의 회피는, 사이드라이트형 면광원장치 및 이를 사용한 액정표시장치에서의 중요한 과제로 되고 있다.

이와 같은 문제에 대한 해결법으로서, 2 장 이상의 반사시트를 적층 배치하여 누설광의 투과를 방지하는 방법이나, 충분한 두께를 갖는 반사시트를 채용하여 누설광의 투과를 방지하는 방법을 생각할 수 있다. 그러나, 어느 방법도 장치의 박형화의 요청에 따르지 못한다. 또한, 후자의 방법에서는, 부품의 아이템수가 증가한다는 문제도 발생한다.

또 다른 해결법으로서, 반사시트의 일부에 회색의 인쇄를 실시하는 수법이 있다. 이 인쇄는, 저판부의 가교나 에지부의 부분에 대응하여 면밀하게 실시된다 ( 소위 "베타인쇄"). 인쇄가 실시된 부분에서는, 반사시트의 반사특성과 투과특성이 변화하고, 누설광의 반사광량 및 투과광량 (가는길 : 배면 →반사시트→저판부, 돌아오는길 : 저판부 → 반사시트 → 배면) 이 조정된다. 이 조정을 통하여 휘도불균일을 억제한다.

이러한 방법은 인쇄의 농도조정에 정확도를 필요로 한다. 또, 인쇄가 어긋나거나, 반사시트가 위치어긋남을 일으킨 경우에는 휘도불균일을 방지할 수 없다는 결점이 있다.

본 발명은, 이상의 배경하에서 제안된 것으로, 도광판의 배면으로부터의 누설광에 관련하여 발생하는 휘도불균일을 간편하고 확실하게 방지할 수 있도록 개량된 사이드라이트형 면광원장치, 및 동 개량된 사이드라이트형 면광원장치를 사용하여 표시품질을 향상시킨 액정표시장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 입사단면, 출사면 및 배면을 갖는 도광판과, 상기 입사단면을 통하여 1차광을 상기 도광판에 공급하도록 배치된 1 차광원과, 상기 배면을 따라 배치된 반사시트를 구비한 사이드라이트형 면광원장치에 적용될 수 있다. 또, 본 발명은, 액정표시패널의 조명을 위해 동면광원장치를 채용한 액정표시장치에도 적용될 수 있다.

상기 반사시트는, 상기 도광판과 대향하는 반사성의 내측면과, 상기 내측면과는 반대측의 외측면을 갖는다. 그리고, 본 발명의 특징에 따르면, 상기 외측면의 적어도 상기 배면과 중첩되는 부위 전체에, 고광반사율(高光反射率)의 미립자를 함유하는 차광층이 형성된다.

전형적인 태양에 있어서, 적어도 상기 도광판, 상기 반사시트 및 상기 1 차광원을 수용하는 마운트용의 프레임이 사용된다. 이 프레임은, 적어도 상기 도광판 및 상기 반사시트의 측면을 상기 1 차광원과 함께 둘러싸는 측판부와, 개구부를 갖음과 동시에 상기 외측면과 대향하는 개구부를 포함하는 저판부를 구비하고 있다. 또, 도광판은 투명수지로 이루어지는 것이 통상적이지만, 내부에 산란파워를 갖는 광산란도광판이 채용되어도 된다.

상기 미립자는, 예를 들면 산화티탄으로 이루어지는 백색안료인 것이 바람직하다. 본 발명을 액정표시장치에 적용하는 경우에는, 액정표시패널의 조명에, 상기의 개량된 사이드라이트형 면광원장치가 채용된다.

도광판의 배면을 따라 배치된 반사시트는, 동배면으로부터 누출되는 광을 반사성의 내측면에서 반사하여 도광판에 복귀시키는 것이 기본적인 기능이지만, 본 발명에서는 추가로, 외측면의 적어도 상기 배면과 중첩되는 부위전체에, 고광반사율의 미립자를 함유하는 차광층이 형성되기 때문에, 상술한 휘도불균일의 발생이 방지된다.

즉, 도광판의 배면으로부터 누출된 누설광이 반사시트를 투과하려고 할 때에, 고광반사율의 미립자에 의해 대부분이 산란, 반사되어, 투과를 방지한다. 그리고, 산란, 반사된 광의 대부분은, 도광판으로 복귀된다.

단, 극히 일부의 누설광은 반사시트를 투과해버릴 가능성은 있다. 이와 같은 투과광의 일부는, 상술한 바와 같이, 프레임에 의한 반사 등을 거쳐 반사시트에 외측면으로부터 다시 입사된다. 그러나, 여기에서 고광반사율의 미립자를 함유하는 차광층의 존재에 의해, 그 대부분이 블록되어, 도광판으로 복귀되는 것이 방지된다.

차광층에 고광반사율의 미립자를 함유시킨 것은, 차광층에 의한 광흡수로 광의 이용효율이 저하되는 것을 방지하는데도 유리하다. 즉, 본 발명은 단순히 누설광이 반사시트를 투과하는 것을 방지할 뿐만아니라, 그에 따라 광의 이용효율이 저하되는 것도 방지한다.

또, 차광층은, 예를 들면 산화티탄 등의 미립자를 백색안료로 사용한 도료 또는 잉크의 도포, 인쇄 등의 간편한 수법에 의해 충분히 얇은 두께로 형성할 수 있다.

따라서, 상기 도광판 및 상기 반사시트의 측면을 상기 1 차광원과 함께 둘러싸는 측판부와, 개구부를 갖는 동시에 상기 외측면과 대향하는 개구부를 포함하는 저판부를 구비한 프레임을 채용한 경우에서도, 개구부와 그 이외의 부분 (가교와 에지부) 에 대응하여 명암불균일이 나타나는 일이 없어진다.

동일한 효과는, 다른 형상의 프레임을 사용한 경우, 도광판 등의 마운트에 프레임을 사용하지 않은 경우 (예를 들면 하우징에 직접 마운트) 등에서도 발휘된다.

도 1 은 본 발명의 실시예에서 채용된 사이드라이트형 면광원장치의 요부 (특징관련부) 에 대하여 설명하기 위한 단면도이다.

도 2 는 본 발명의 실시예에 관련되는 액정표시장치의 전체배치의 개략을 설명하기 위한 분해사시도이다.

도 3 은 도 2 중의 사이드라이트형 면광원장치에 대하여, 라인 A-A 를 자른 단면도를 나타낸 것이다.

*도면의 주요부분에 대한 간단한 설명*

2 : 도광판 2B : 배면

2C : 출사면 4 : 반사시트

4A : 시트재 4B : 차광층

LA : 누설광 B : 미립자

(1) 실시예

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 또한 각 도면에서, 이해를 용이하게 하기 위해, 각 요소의 치수, 형상 등은 적당히 과장하여 나타내고 있다.

먼저 도 2 및 도 3 을 참조하여, 전체배치의 개략을 서술한다. 도 2 는 본 발명의 실시예에 관련되는 액정표시장치의 전체배치의 개략을 설명하기 위한 분해사시도이다. 또, 도 3 은 도 2 에 나타낸 액정표시장치 (LCD) 에서 사용되고 있는 사이드라이트형 면광원장치에 대하여, 라인 A-A 를 자른 단면도를 나타낸 것이다.

사이드라이트형 면광원장치 (1) 는, 도광판 (2), 1차광원 (3), 반사시트 (4), 광확산시트 (5), 프리즘시트 (6, 7), 보호시트 (8) 와 함께, 모든 부재를 수용하고, 지지하기 위한 프레임 (11) 과 이것에 정합하는 판형상의 지지부재 (12) 를 구비한다. 반사시트 (4), 도광판 (2), 광확산시트 (5), 프리즘시트 (6,7) 및 보호시트 (8) 는 순차적으로 적층배치된다.

보호시트 (8) 의 외측에는 액정표시패널(LP)이 배치되고, 사이드라이트형 면광원장치 (11) 의 출력조명광에 의해 조명된다. 또한, 보호시트 (8) 와 액정표시패널(LP)의 사이에는, 스페이서 (도시생략) 를 사용하여 약간의 거리가 형성된다.

도광판 (2) 의 두꺼운 쪽의 단부를 제공하는 입사단면 (2A) 을 통하여 1차광원이 공급되도록, 1차광원 (3) 이 배치된다. 1차광원 (3) 은, 예를 들면 리플렉터 (10) 를 배후에 설치한 형광램프 (냉음극관 ; 9) 로 구성된다. 형광램프 (9) 로부터 방사된 조명광 (1차광) 은, 리플렉터 (10) 의 개구부를 통하여 도광판 (2) 의 입사단면 (2A) 을 향하여 공급된다. 리플렉터 (10) 는, 정반사성 또는 난반사성의 시트재로 이루어진다.

도광판 (2) 은 쐐기형상의 단면을 갖고, 예를 들면, 사출성형에 의해 제조된 아크릴수지 (PMMA 수지) 제의 투명부재이다. 투명한 도광판 대신에, 내부에 광산란파워를 갖는 광산란도광판이 사용되어도 된다. 광산란도광판은, 예를 들면, 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA) 로 이루어지는 매트릭스와, 그 내부에 균일하게 분산된 투광성의 "이굴절율미립자(異屈折率微粒子)" 로 이루어진다. "이굴절율미립자" 란, 매트릭스와 다른 굴절율을 갖는 미립자를 말한다.

본 실시예에서는, 배면 (2B) 은 광확산면 (2D) 을 제공하고 있다. 광확산면 (2D) 은, 예를 들면 탄산마그네슘, 산화티탄 등의 안료를 함유하는 광확산성의 잉크를 선택적으로 배면 (2B) 에 부착함으로써 광확산면 (2D) 이 형성된다. 광확산면 (2D) 의 광확산능력은, 입사단면 (2A) 으로부터 멀어짐에 따라 증대하는 경향의 광확산능력이 부여되고 있다.

이 때문에, 예를 들면 잉크부착밀도가 입사단면 (2A) 부근에서는 낮고, 쐐기 선단에 가까운 부분에서는 높게 설정된다. 이로써, 쐐기의 선단측에서 일어나기 쉬운 휘도저하가 방지되고, 출사면 (2C) 전체에 걸쳐 출사강도분포가 균일화된다. 또한, 광확산면 (2D) 은 본 발명에 있어 필수적인 것은 아니고, 예를들면 도광판 (2) 에 광산란도광판이 채용된 경우 등에서는, 생략되어도 된다.

도광판 (2) 의 배면 (2B) 을 따라 배치된 반사시트 (4) 는, 동배면 (2B) 으로부터의 누설광을 반사성의 내측면에서 반사하여 도광판에 복귀시키는 것이 기본적인 기능인데, 본 발명에 따라 추가로, 외측면의 적어도 배면 (2B) 과 중첩되는 부위전체에, 고광반사율의 미립자를 함유하는 차광층이 형성되어 있다. 상세한 것은 후술한다.

본 실시예에서의 프레임 (11) 은 광을 잘 반사하는 예를 들면 백색 수지의 사출성형체로 이루어지고, 저부에 개구부 (11D; 계 3개) 를 갖는 천공의 상자형상을 하고 있다. 프레임 (11) 은, 측판 (11A), 가교 (11B) 및 에지부 (11C) 로 구성되어 있다.

측판 (11A) 은 도광판 (2), 1차광원 (3) 의 주위를 둘러싸는 부분이다. 가교 (11B) 는, 도 2 에 나타나 있는 바와 같이, 에지부 (11C) 의 적당한 장소간을 연결하는 태양으로 설치된다. 가교 (11B) 와 에지부 (11C) 는 저판부를 형성하고, 가교 (11B) 에서 3 개로 구분된 펀칭부가 개구 (11D) 를 형성한다.

마운트에 있어서는, 예를 들면 먼저 1차광원 (3) 이 프레임 (11) 의 소정위치에 배치되고, 이어서 반사시트 (4), 도광판 (2), 광확산시트 (5), 프리즘시트 (6,7) 및 보호시트 (8) 가 순차적으로 프레임 (11) 내에 수용배치된다. 그 후, 평판형상의 지지부재 (12) 가 프레임 (11) 의 1차광원 (3) 근처의 위치에 배치된다.

지지부재 (12) 는 프레임 (11) 에 수용된 모든 부재가 어긋나지 않도록 지지하는 부재로, 적당한 수단으로 프레임 (11) 또는 그 외측의 하우징 (도시생략) 에 고정된다.

이상의 개략적인 구성을 갖는 사이드라이트형 면광원장치 (11) 의 형광램프 (9) 가 점등되면, 입사단면 (2A) 으로부터 도광판 (2) 내에 조명광 (1차광) 이 도입된다. 이 광은 배면 (2B) 과 출사면 (2C) 과의 사이를 반복하면서 도광판 (2) 의 말단에 가까워지도록 전파한다. 배면 (2B) 에서의 반사시에는, 광확산면 (2D) 에 의한 확산작용을 받지만, 일부는 누설광으로서 도광판 (2) 밖으로 출사된다. 이 누설광의 동작에 대해서는 후술한다.

출사면 (2C) 에서의 임계각조건을 갖춘 내부입사광은, 출사면 (2C) 으로부터 출사된다. 쐐기형의 도광판 (2) 의 내부를 반복반사하면서 전파하는 과정에서, 출사면 (2C) 에 대하는 내부입사각이 서서히 작아지는 경향이 발생하고, 입사단면 (2A) 으로부터 떨어진 위치에서의 출사가 일어나기 쉬워진다. 이 성질은, 상술의 광확산면 (2D) 의 작용 (균배부의 광확산능력) 에 의해 보강된다.

잘 알려져 있는 바와 같이, 출사면 (2C) 으로부터의 출사광은, 전방 (쐐기말단방향) 으로 경사져 있다. 이 경사진 지향성은, 광확산시트 (5) 에 의해 완화되고, 이어서 프리즘시트 (6, 7) 에 의해 수정된다.

프리즘시트 (6, 7) 는 각각 프리즘면을 갖고, 이들 프리즘면이 광제어면으로 기능한다. 프리즘시트 (6, 7) 는, 프리즘면이 보호시트 (8) 를 향하도록 배향되어 있다. 각 프리즘면은, 다수의 돌기열을 구비하고 있다. 돌기열의 연재(延在)방향은, 입사단면 (2A) 과 거의 평행 또는 거의 수직이다. 본 실시예에서는, 프리즘시트 (6) 의 돌기열은 입사단면 (2A) 과 거의 평행으로 연달아 있고, 프리즘시트 (7) 의 돌기열은 입사단면 (2A) 과 거의 수직으로 연달아 있다.

잘 알려진 바와 같이, 이와 같은 배향에 의해, 입사단면 (2A) 과 수직인 면내, 및 평행인 면내의 쌍방에 관하여 지향성이 수정되고, 거의 정면방향으로의 조명출력이 확보된다.

또한, 광확산시트 (5) 는, 상기의 확산작용을 통하여, 출사면 (2C) 측으로부터 배면 (2B) 의 광확산면 (2D) 을 볼 수 있는 현상을 방지한다. 또, 조명광에 의해 도광판 (2) 의 일부가 국소적으로 비추어져 과잉으로 빛나 보이는 현상을 방지함과 동시에, 국소적으로 발생하는 그림자 (암부) 를 눈에 띠지않게 하는 작용도 있다.

프리즘시트 (6, 7) 를 거쳐 거의 정면방향으로 출력된 광은, 보호시트 (8) 를 거쳐 액정표시패널 (LP) 로 공급되어, 액정표시장치 (LCD) 의 표시에 기여한다. 보호시트 (8) 는, 약한 광확산성을 갖는 시트부재이고, 프리즘시트 (7) 의 표면의 손상 등을 방지함과 동시에, 프리즘시트 (6, 7) 에 의해 보정된 출사광의 지향성을 더욱 완화시켜 출사광의 시야각을 확대한다.

다음으로, 도 1 을 참조도면에 추가하여, 반사시트 (4) 의 구조와 기능에 대하여 설명한다. 도 1 에 나타낸 바와 같이, 반사시트 (4) 는 시트재 (4A) 와 차광층 (4B) 으로 구성되어 있다. 시트재 (4A) 는 광을 효율적으로 난반사하는 재료로 이루어지고, 이 시트재 (4A) 의 외측면 (가교 (11B) 및 에지부 (11C) 와 대향하는 면) 에 차광층 (4B) 이 형성된다. 반사시트 (4) 의 내측면은 시트재 (4A) 의 표면에 의해 제공되고, 따라서 높은 난반사성을 갖는다.

본 실시예에서는 시트재 (4A) 로서, 두께 188 ㎛ 의 백색 PET 필름이 채용되고 있다. 또, 차광층 (4B) 은 시트재 (4A) 의 외측면의 전체에 형성되어 있다. 또한, 일반적으로는, 도광판 (2) 의 배면 (2B) 과 중첩되는 부위전체에 차광층 (4B) 이 형성되면 된다. 따라서, 시트재 (4A) 가 배면 (2B) 보다도 넓은 경우에는, 시트재 (4A) 의 외측면의 가장자리부에 차광층 (4B) 이 형성되지않는 경우도 있을 수 있다.

단, 반사시트 (4) 가 위치어긋남을 일으킬 가능성을 고려하여, 차광층 (4B) 은 배면 (2B) 과 중첩되는 부위전체를 다소의 여유를 갖고 커버하고 있는 것이 바람직하다. 이 때문에, 예를 들면, 배면 (2B) 보다도 넓은 시트재 (4A) 를 채용하고, 그 외측전면에 차광층 (4B) 을 형성하면 된다.

차광층 (4B) 은 고광반사율의 미립자 (B) 를 다수 함유하는 잉크로 이루어지고, 시트재 (4A) 에 막두께 20 ㎛ 로 코팅되어 있다. 미립자 (B) 는 예를 들면 백색의 안료로, 전형적인 재료로 산화티탄의 미립자가 있다. 산화티탄의 미립자 (B) 는, 비교적 입수용이한 백색의 안료 중에서도 매우 높은 반사율을 나타내는 미립자로서 알려져 있다.

이 차광층 (4B) 의 존재에 의해, 배면 (2B) 으로부터의 누설광의 동작이, 종래기술 (차광층없음) 의 경우와 다르다. 도 1 중에 나타낸 바와 같이, 누설광 (LA) 은 먼저 반사시트 (4) 의 내측면에 입사한다. 여기에서, 반사시트 (4) 의 내측면은 백색 PET 필름으로 이루어지는 시트재 (4A) 의 표면 (내측면) 이기 때문에, 누설광 (LA) 의 많은 부분은 종래와 동일하게 난반사되어, 도광판 (2) 으로 복귀된다. 한편, 누설광 (LA) 의 일부는 시트재 (4A) 를 투과한다.

여기에서, 종래이면 차광층 (4B) 이 존재하지 않기 때문에, 상당한 광량이 블록되는 일 없이 반사시트 (4) 의 외측으로 빠져버린다. 그리고, 그곳에 존재하는 여러가지의 면 (예를 들면, 가교 (11B) 의 표면, 에지부 (11C) 의 표면, 하우징내벽면 등) 에 입사된다. 상술한 바와 같이, 이 입사광은 입사한 면의 반사특성에 따라 반사된 후, 반사시트 (4) 를 재투과하여 도광판 (2) 내로 복귀되어, 휘도불균일의 원인이 된다.

이에 대하여, 본 실시예의 경우에서는, 차광층 (4B) 이 존재하기 때문에, 시트재 (4A) 를 투과한 누설광도 차광층 (4B) 에서 그 대부분이 블록된다. 차광층 (4B) 에는 고광반사율의 미립자 (B) 가 함유되어 있기 때문에, 일부는 반사되어, 시트재 (4A) 를 재투과하여 도광판 (2) 으로 복귀된다. 즉, 차광층 (4B) 에 고광반사율의 미립자 (4B) 를 함유시킨 것은, 광의 이용효율을 높게 유지하는데에도 유리하다.

여기에서, 차광층 (4B) 의 차광능력에 따라 약간의 광량이 반사시트 (4) 의 외측으로 빠져버릴 가능성도 있다. 그러나, 이와 같은 광도, 여러가지 면 (가교 (11B) 의 표면, 에지부 (11C) 의 표면, 하우징내벽면 등) 에 의한 반사를 거쳐 다시 차광층 (4B) 에 입사한 때에 역시 그 재입사광량의 대부분이 블록된다.

결국, 누설광 (LA) 은 가는길 (배면(2B) →시트재(4A) →차광층 (4B) →프레임 (11) 의 저판부) 과 돌아오는길 (프레임 (11) 의 저판부 →차광층 (4B) →시트재 (4A)→배면 (2B)) 의 쌍방에서 블록되고, 종래기술과 같은 복귀광 (누설광의 도광판으로의 복귀) 이 거의 제거된다. 그 결과, 이 누설광의 복귀가 원인이 되어 발생하였던 휘도불균일이 회피된다.

차광층 (4B) 은 시트재 (4A) 에 얇은 코팅 (예를 들면 두께 20 ㎛ 정도) 을 실시하는 간편한 처리로 형성할 수 있기 때문에, 제조비용의 증대도 적고, 또, 장치전체의 박형화의 요청을 방해하는 것도 거의 없다 (수 10 ㎛ 정도의 두께증가는 있지만 무시할 수 있음).

본 실시예에서 미립자 (B) 로서 백색안료를 채용한 이유는, 미립자 (B) 에 의한 난반사에 따르는 색 (스펙트럼) 의 변화를 억제하는데 유리하기 때문이다.

즉, 시트재 (4A) 를 투과한 누설광 (LA) 의 일부는 차광층 (4B) 내에 함유되는 미립자 (B) 로 난반사되고, 시트재 (4A) 를 재투과하여 차광판 (2) 으로 복귀하고, 조명광출력을 위해 이용되므로, 미립자 (B) 로서 백색이 아닌 안료 등을 사용하면, 난반사시에 색(스펙트럼) 의 변화를 일으켜, 그것이 조명광의 색불균일의 원인이 될 가능성이 있다. 산화티탄과 같은 백색안료를 미립자 (B) 에 사용함으로써, 이 위험성을 회피할 수 있다.

산화티탄 미립자 (B) 의 입경(粒徑)의 바람직한 값 (범위) 은, 시트재 (4A) 가 통상적으로 사용되는 0.1 ㎜ ∼ 0.2 ㎜ 정도의 범위의 두께를 갖는 백색 PET 필름인 경우, 10 ㎛ ∼ 45 ㎛ 정도이다. 이와 같은 입경의 바람직한 값은, 여러가지의 관점을 고려하여 설계적으로 결정된다. 고려되는 관점에는, 예를 들면, "차광층 (4B) 을 위한 막생성처리에 적합한 잉크의 점도를 확보할 것", "막두께의 증대를 억제할 것" 등이 포함된다.

또, 산화티탄의 미립자 (B) 의 함유비율의 바람직한 값 (범위) 은, 시트재(4A) 가 동일하게 0.1 ㎜ ∼ 0.2 ㎜ 정도의 범위의 두께를 갖는 백색 PET 필름인 경우, 약 5 중량% ∼ 약 20 중량% 정도이다. 단, 이 함유비율의 적합한 값 (범위) 는, 사용하는 산화티탄미립자 (B) 의 입경에 따라 다소의 변동이 있는 것에 주의할 필요가 있다.

또한, 차광층 (4B) 두께의 적합한 값 (범위) 는, 시트재 (4A) 가 동일하게 0.1 ㎜ ∼ 0.2 ㎜ 정도의 범위의 두께를 갖는 백색 PET 필름인 경우, 16 ㎛ ∼ 24 ㎛ 정도이다. 상기의 예에서는, 이 범위의 중앙값인 20 ㎛ 가 채용되고 있다.

(2) 그 외 실시예

상술한 실시예는 본 발명의 범위를 한정하지 않는다. 예를들면, 이하와 같은 모든 변형이 허용된다.

(a) 차광층 (4B) 이 함유하는 미립자 (B) 는, 산화티탄미립자가 아니어도 된다. 예를 들면, 탄산칼슘, 탄산마그네슘 등의 미립자 (모두 백색안료) 가 사용되어도 된다.

(b) 상술한 바와 같이, 차광층 (4B) 은 도광판 (2) 의 배면 (2B) 과 중첩되는 부위전체에 차광층 (4B) 이 형성되어 있으면 되고, 반드시 시트재 (4A) 의 전면에 형성되어 있지않아도 된다.

예를 들면 반사시트 (4) 를 1 차 광원 (3) 측으로 연장하고, 이 연장부에는 차광층 (4B) 을 설치하지 않고, 이것을 1차광원 (3) 의 리플렉터 (10) 에 병용하여도 된다.

(c) 차광층(4B) 을 형성하는 베이스로서, 백색 PET 이외의 난반사성의 시트재가 사용되어도 된다. 또, 예를 들면 은의 증착층을 갖는 소위 은시트와 같은 정반사성의 시트재가 사용되어도 된다. 이 경우, 반사시트의 내측 반사면은 은의 증착면에 의해 제공된다. 차광층은 은의 증착층을 갖는 베이스시트재의 외측면에 설치된다.

(d) 도광판 (2) 의 배면 (2B) 이 제공하는 광확산면 (2D) 은, 광확산성의 잉크의 선택적 부착이외의 수법으로 형성되어 있어도 된다. 예를 들면, 배면 (2B) 을 부분적으로 요철면 (조면) 으로 하는 처리에 의해 광확산면 (2D) 을 형성하여도 된다.

또, 광확산면 (2D) 이 갖는 광확산파워의 분포의 태양에 대해서도 본 발명은 특별히 제한을 추가하지않는다. 예를 들면, 일정한 피치를 갖는 배열 또는 랜덤인 배열로 짧은 형상의 미소한 요철영역을 다수 형성하고, 그 분포를 통하여 광확산파워의 분포를 조정하여도 된다. 통상, 광확산파워는 입사단면 (2A) 으로부터 떨어짐에 따라 증대하도록 설정된다. 따라서, 예를 들면, 미소한 요철영역의 피복율이 입사단면 (2A) 으로부터 떨어짐에 따라 증대하는 설계가 실시된다.

또한, 상술한 바와 같이, 광확산면 (2D) 은 본 발명에 있어서 필수인 것은 아니고, 예를 들면 도광판 (2) 에 광산란도광판이 채용된 경우 등에서는, 생략되는 것도 있을 수 있다.

또, 배면 (2B) 이 아니라 출사면 (2C) 에 광확산면을 형성하여도 되고, 배면 (2B) 과 출사면 (2C) 의 쌍방에 광확산면을 형성하여도 된다.

(e) 도광판 (2) 의 출사면 (2C) 측에 설치하는 부가적 시트부재의 종류, 매수, 배열순서 등에 대하여, 본 발명은 한정하지 않는다. 상기 실시예에서 나타낸 부가적 시트부재 (광확산시트 (5), 프리즘시트 (6, 7), 보호시트 (8)) 는 어디까지나 바람직한 일례이다. 예를 들면, 프리즘시트 (6, 7) 대신에 소위 양면 프리즘시트가 배치되어도 된다. 또, 예를 들면 광확산시트 (5), 보호시트 (8) 등의 일부의 부가적 시트부재의 생략이나, 전혀 부가적 시트부재를 배치하지 않은 경우도 있을 수 있다.

(f) 봉형상 광원 (형광램프 (9)) 대신에, 예를 들면 발광다이오드와 같은 점광원을 복수 구비한 1차광원이 채용되어도 된다. 또, 도광판 (2) 으로의 광공급이 복수의 단면을 통하여 실시되어도 된다.

(g) 본 발명은, 액정표시장치의 액정표시패널조명 이외의 용도에 사용되는 사이드라이트형 면광원장치에 적용되어도 된다. 예를 들면, 여러가지의 조명기기, 표시장치에 형성되는 사이드라이트형 면광원장치에 널리 적용할 수 있다.

따라서, 본 발명의 사이드라이트형 면광원장치에 의하면, 도광판의 배면으로부터의 누설광에 관련하여 발생하는 휘도불균일을 간편하고 확실하게 방지할 수 있고, 도록 개량된 사이드라이트형 면광원장치, 및 동 개량된 사이드라이트형 면광원장치를 사용하여 표시품질을 향상시킨 액정표시장치를 제공하는 것에 있다.

Claims (12)

1. 입사단면, 출사면 및 배면을 갖는 도광판과, 상기 입사단면을 통하여 1차광을 상기 도광판에 공급하도록 배치된 1 차광원과, 상기 배면을 따라 배치된 반사시트를 구비한 사이드라이트형 면광원장치에 있어서,

   상기 반사시트는, 상기 도광판과 대향하는 내측면과, 상기 내측면과는 반대측의 외측면을 갖고,

   상기 외측면의 적어도 상기 배면과 중첩되는 부위전체에는, 고광반사율의 미립자를 함유하는 차광층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 사이드라이트형 면광원장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 도광판, 상기 반사시트 및 상기 1차광원은 마운트용의 프레임에 수용되어 있고,

   상기 프레임은, 적어도 상기 도광판 및 상기 반사시트의 측면을 상기 1 차광원과 함께 둘러싸는 측판부와, 개구부를 가짐과 동시에 상기 외측면과 대향하는 개구부를 포함하는 저판부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 사이드라이트형 면광원장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 미립자가 백색안료인 것을 특징으로 하는 사이드라이트형 면광원장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 미립자가 산화티탄으로 이루어진 것을 특징으로 하는 사이드라이트형 면광원장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 도광판이 투명한 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 사이드라이트형 면광원장치.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 도광판이 투명한 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 사이드라이트형 면광원장치.
7. 액정표시패널과, 상기 액정표시패널의 조명을 위한 사이드라이트형 면광원장치를 구비한 액정표시장치에 있어서,

   상기 면광원장치는, 입사단면, 출사면 및 배면을 갖는 도광판과, 상기 입사단면을 통하여 1차광을 상기 도광판에 공급하도록 배치된 1 차광원과, 상기 배면을 따라 배치된 반사시트를 구비하고,

   상기 반사시트는, 상기 도광판과 대향하는 내측면과, 상기 내측면과는 반대측의 외측면을 갖고,

   상기 외측면의 적어도 상기 배면과 중첩되는 부위전체에는, 고광반사율의 미립자를 함유하는 차광층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 도광판, 상기 반사시트 및 상기 1차광원은 마운트용의 프레임에 수용되어 있고,

   상기 프레임은, 적어도 상기 도광판 및 상기 반사시트의 측면을 상기 1 차광원과 함께 둘러싸는 측판부와, 개구부를 가짐과 동시에 상기 외측면과 대향하는 개구부를 포함하는 저판부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 미립자가 백색안료인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 미립자가 산화티탄으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
11. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 도광판이 투명한 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
12. 제 9 항에 있어서, 상기 도광판이 투명한 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.