KR20010021407A - 도광판, 사이드 라이트형 면광원장치 및 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

입사면의 상 에지를 경유하여 도광판의 배면 또는 출사면에 도달한 조명광은, 원통면상의 곡사면에서 연달아 내부 반사된다. 사면이 곡면이기 때문에, 내부반사후의 전파방향이 다양화된다. 관찰자의 눈에 에지가 강하게 번쩍거려 보이는 것을 회피할 수 있으며 비춰짐이 저감된다. 다른 에지를 경유한 조명광에 대해서도 마찬가지로 곡면내부 반사후의 전파방향은 다양화되어 비춰짐이 저감된다. 곡면 프로파일은 출사면과 거의 수직으로 연재 (延在) 하는 다수의 돌기열에 부수한 골에 부여된다. 그리고, 돌기열에 곡면 프로파일이 부여되어도 된다. 곡면 프로파일 부여 에어리어는 도광판의 입사면의 근방 혹은 이것에 부가하여 복면의 근방이다. 곡면 프로파일 부여 에어리어의 경계 부근에서는 프로파일을 서서히 변화시켜 프로파일 급변에 의한 문제점을 피할 수 있다.

Description

도광판, 사이드 라이트형 면광원장치 및 액정표시장치{LIGHT GUIDE PLATE, SURFACE LIGHT SOURCE DEVICE OF SIDE LIGHT TYPE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은, 도광판, 사이드 라이트형 면광원장치 및 액정표시장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게 나타내면, 마이너면이 제공하는 측단면으로부터 입력된 광을 메이저면으로부터 출력하는 형의 도광판과, 이를 사용한 사이드 라이트형 면광원장치 및 액정표시장치에 관한 것이다.

사이드 라이트형 면광원장치는, 종래부터, 예를 들면, 액정표시장치에 적용되어, 액정패널을 배면으로부터 조명한다. 이와 같은 배치는, 장치의 전체형상을 박형화하는데 적합하다.

사이드 라이트형 면광원장치에는, 통상적으로, 1 차광원으로서 냉음극관 등의 봉형상 광원이 채용되고, 도광판 (판형상의 도광체) 의 측방으로 배치된다. 1 차광원으로부터 출사된 조명광은 도광판의 마이너면이 제공하는 측단면 (입사면) 을 통하여 도광판내로 도입된다. 도입된 조명광은, 도광판내를 전파하고, 그 과정에서 도광판의 일방의 메이저면 (출사면) 으로부터 출사된다. 출사광은, 필요에 따라 부가배치되는 프리즘시트, 광확산시트 등을 거쳐, 액정패널 등의 피조명대상물에 공급된다.

사이드 라이트형 면광원장치에서 채용되는 도광판으로서, 거의 균일한 판두께를 갖는 형의 것과, 1차광원에서 멀어짐에 따라 판두께가 감소하는 경향을 갖는 형의 것이 알려져 있다. 일반적으로, 후자는 전자에 비하여 효율적으로 조명광을 출사한다.

도광판의 메이저면에, 입사면과 거의 수직으로 연재하는 다수의 돌기열을 형성하는 것이 알려져 있다.

이들 돌기열이 제공하는 프리즘면에는, 도광판의 출사지향성을 입사면과 평행인 면내에 관하여 보정하는 능력이 있다. 이 프리즘면은, 통상, 출사면의 거의 정면방향으로의 출사광을 모으도록 출사지향성을 보정한다. 이 지향성보정은, 프리즘시트의 부가배치 등에 의해서도 달성가능하지만, 부품의 증가 또는 구조의 복잡화를 초래한다.

이에 대하여, 상기의 「메이저면에 입사면과 거의 수직으로 연재하는 다수의 돌기열을 형성한다」 라는 수법은, 그와 같은 문제가 발생하기 어렵다. 그러나, 이 수법에는, 「비춰짐」 이라고 불리는 문제가 있다. 「비춰짐」은, 주로 도광판의 입사면의 상하에지 또는 좌우에지를 경유한 광이 입사면의 근처에서 출사면으로부터 출사하여, 국소적으로 강하게 반짝이는 현상이다. 유사한 현상은, 도광판의 「복면」근방에서도 발생하는 경향이 있다. 또한, 도광판의 「복면」이란, 「입사면의 좌우단에서 입사면에 인접하는 마이너면 (측단면)」이다. 이 현상은, 여러개의 휘선상의 과잉휘도영역으로서 나타나는 것이 통례이다.

이와 같은 이상발광은, 면광원장치의 조명품질의 저하를 초래한다. 또, 동면광원장치를 액정표시장치에 적용한 경우, 표시상의 품질저하를 초래한다.

본 발명의 하나의 목적은, 상술의 문제를 해결할 수 있도록 개량된 도광판을 제공하는 것에 있다. 본 발명의 또 다른 목적은, 그와 같이 개량된 도광판을 사용하여, 이상발광이 억제된 사이드 라이트형 면광원장치를 제공하는 것에 있다. 본 발명의 또 다른 하나의 목적은, 동사이드라이트형 면광원장치를 사용하여 표시품질의 저하를 방지한 액정표시장치를 제공하는 것에 있다.

도 1 은 제 1 실시형태에서 채용되는 도광판을 나타내는 평면도.

도 2 는 제 1 실시형태의 개략구성을 나타내는 분해사시도.

도 3 은 종래기술에서의 비춰짐의 설명에 사용하는 사시도.

도 4 는 도 3 에 관련하여, 입사면과 평행인 면내에서의 조명광의 광로를 나타내는 단면도.

도 5 는 도 1 에 나타낸 도광판에 대하여, 에지를 경유한 조명광의 광로를 나타낸 사시도.

도 6 은 도 5 에 관련하여, 입사면과 평행인 면내에서의 조명광의 광로를 나타내는 단면도.

도 7 은 돌기열의 선단부를 곡면으로 한 비교예에 대하여 설명하는 사시도.

도 8 은 도 7 에 관련하여, 입사면과 평행인 면내에서의 조명광의 광로를 나타낸 단면도.

도 9 는 제 2 실시형태에서 채용되는 도광판을 나타내는 평면도.

도 10 은 도 1 에 나타낸 도광판의 변형예를 나타낸 평면도.

도 11 은 도 9 에 나타낸 도광판의 변형예를 나타낸 평면도.

도 12 는 프레임에 대한 위치결정 및 유지용의 동기를 형성한 도광판에 대하여 설명하는 사시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 사이드 라이트형 면광원 장치

2, 32 : 도광판

2A, 32A : 입사면

2B, 32B : 배면

2E, 2F, 12E, 12F, 22E, 22F, 32E, 32F : 사면

3 : 광원

본 발명은, 먼저, 마이너면이 제공하는 입사면 및 복면과, 메이저면이 제공하는 출사면 및 배면을 구비하고, 상기 입사면으로부터 광을 입력하고, 상기 출사면으로부터 광을 출력하는 도광판에 적용된다.

본 발명에 따른 도광판의 일방의 메이저면은, 상기 입사면에 관하여 대략 수직으로 연재하는 다수의 돌기열을 구비하고, 그로써 다수의 골이 형성된다. 그리고, 본 발명의 하나의 특징에 따라, 상기 골의 각각은, 적어도 상기 입사면의 근방에 있어서, 그 골의 양측의 돌기열이 제공하는 거의 원통면상의 1 쌍의 사면이 접속되어 형성된 오목면부를 갖고 있다.

상기 골의 각각은, 추가로 복면의 근방에서도, 그 골자기의 양측의 돌기열이 제공하는 대략 원통면상의 1 쌍의 사면이 접속되어 형성된 오목면부를 갖고 있는 것이 바람직하다.

또, 상기 다수의 골은, 상기 입사면으로부터의 거리가 가까워짐에 따라 완만해지는 경향을 갖고 있는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 상기 다수의 골은, 상기 복면 (2 개의 복면중 가까운 것) 으로부터의 거리가 가까워짐에 따라 완만함을 증대시키는 경향을 갖고 있는 것이 바람직하다.

다음으로, 본 발명은, 1 차광원과 도광판을 포함하고, 상기 도광판은, 마이너면이 제공하는 입사면 및 복면과, 측정면이 제공하는 출사면 및 배면을 구비하고, 상기 입사면을 통하여 상기 1 차광원으로부터의 광공급을 받도록 배치되어 있는 면광원장치에 적용된다.

본 발명에 따른 면광원장치에서 채용되는 도광판의 일방의 메이저면은, 상기 입사면에 관하여 대략 수직으로 연재하는 다수의 돌기열을 구비하고, 그로써 다수의 골이 형성된다. 그리고, 본 발명의 하나의 특징에 따라, 상기 골의 각각은, 적어도 상기 입사면의 근방에서, 그 골의 양측의 돌기열이 제공하는 대략 원통면상의 1 쌍의 사면이 접속되어 형성된 오목면부를 갖고 있다.

상기 골의 각각은, 추가로 복면의 근방에서도, 그 골의 양측의 돌기열이 제공하는 대략 원통형상의 1 쌍의 사면이 접속되어 형성된 오목면부를 갖고 있는 것이 바람직하다.

또, 상기 다수의 골은, 상기 입사면으로부터의 거리가 가까워짐에 따라 완만해지는 경향을 갖고 있는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 상기 다수의 골은, 상기 복면 (2 개의 복면중 가까운 쪽) 으로부터의 거리가 가까워짐에 따라 완만해지는 경향을 갖고 있는 것이 바람직하다.

또한, 이와 같이 개량된 면광원장치를 액정표시패널의 조명을 위해 배치하면, 본 발명이 적용된 액정표시장치가 제공된다.

본 발명의 특징에 따라 개량된 도광판 또는 면광원장치에 있어서는, 입사면의 상하에지 또는 좌우에지를 경유한 광이, 다수의 골에 포함되는 오목면상에 의해 여러 방향으로 발산되어, 국소적으로 집중된 출사가 일어나기 어려워진다. 또, 복면의 상하에지를 경유한 광에 대해서도, 동일한 효과를 기대할 수 있다.

오목면부를 복면의 근방에 형성하면, 복면의 상하에지를 경유한 광에 대해서도, 다수의 골에 함유되는 오목면상에 의해 여러 방향으로 발산되어, 국소적으로 집중한 출사가 더욱 일어나기 어려워진다.

또, 골의 완만함을 서서히 변화시킴으로써, 골의 면의 프로파일이 급변하는 것을 피할 수 있다. 이로써, 골의 면의 프로파일이 급변한 경우에 발생하기 쉬운 국소적인 휘도불균일이 방지된다.

이들의 특징과 이점은, 본 발명이 적용된 액정표시장치에 반영되어, 표시화상밝기의 균일성을 개선시키는 것은 말할 필요도 없다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명한다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태를 상술한다. 또한, 도면은 이해를 용이하게 하기 위해, 일부가 극단적으로 과장묘사되어 있다.

(1) 제 1 실시형태

도 1 은, 제 1 실시형태에서 채용되는 도광판을 나타내는 평면도이다. 또, 도 2 는, 제 1 실시형태의 개략 배치를 나타내는 분해사시도이다.

먼저 도 2 를 참조하면, 사이드 라이트형 면광원장치 (1) 의 전면에 액정표시패널 (LP) 이 배치되고, 후방조사형의 액정표시장치가 구성되어 있다. 면광원장치 (1) 에서 출력되는 조명광은, 액정표시패널 (LP) 에 공급된다. 면광원장치 (1) 는, 도광판 (2), 1 차광원 (3), 반사시트 (4), 프리즘시트 (5), 보호시트 (6) 를 구비하고 있다. 반사시트 (4), 도광판 (2), 프리즘시트 (5), 보호시트 (6) 는, 순차적으로 적층되는 한편, 1차광원 (3) 은, 도광판 (2) 의 마이너면이 제공하는 입사면 (입사단면) 의 근방에 나란히 배치된다. 이들 모든 요소는, 주지되어 있는 태양으로 도시하지 않은 프레임에 탑재되어 유지된다.

1 차광원 (3) 은, 냉음극관 (형광램프 ; 7) 의 주위를 리플렉터 (8) 로 둘러싸 형성되고, 리플렉터 (8) 의 개구에서 도광판 (2) 의 입사면 (2A) 에 조명광 (L) 이 입사된다. 리플렉터 (8) 는, 형광램프 (7) 로부터의 조명광을 정반사 또는 난반사하는 예를 들면 시트재에 의해 형성된다.

도광판 (2) 은, 예를 들면 폴리메틸메타클레이트 (PMMA 수지) 등의 투명수지의 사출성형체로, 쐐기형상 (설형) 의 단면을 갖고 있다. 입사면 (2A) 은, 쐐기형상의 가장 두꺼운 부가 제공하는 측단면이다. 메이저면이 제공하는 출사면 (2C) 상에, 국소적으로 조면화된 미세한 다수의 광산란요소를 분포시켜, 광산란패턴을 형성하여도 된다. 이와 같은 광산란패턴은, 주지되어 있는 바와 같이, 위치에 따라 출사면 (2C) 으로부터의 출사를 촉진시켜, 휘도를 전체적을 균일화한다. 광산란패턴의 형성수법 등은 주지되어 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.

광산란패턴 대신에, 출사면의 전체에 위치에 따라 변화하는 조도를 부여하여도 된다. 이것에 의해서도, 출사광량을 전체적으로 균일화할 수도 있다. 단, 이들 수법만에 의해 휘선상의 이상발광을 방지하는 것은 곤란하다.

주지되어 있는 바와 같이, 반사시트 (4) 는, 도광판 (2) 의 배면 (2B) 에서 나온 조명광을 반사하여 도광판 (2) 내로 되돌린다. 이로써, 광의 손실을 방지한다. 반사시트 (4) 에는, 예를 들면 조명광을 효율적으로 난반사하는 백색 PET 필름이 채용된다.

프리즘시트 (5) 는, 출사면 (2C) 에 프리즘면을 향하여, 또한, 그 돌기열이 입사면 (2A) 과 대략 평행으로 연재하도록 배향된다. 각 돌기열은 1 쌍의 사면 (5A, 5B) 을 접속함으로써 형성되어 있다. 프리즘시트 (5) 는, 주지되어 있는 기능에 따라, 도광판 (2) 로부터의 출사광의 지향성을 보정한다. 이 보정에 의해, 출사된 조명광의 주된 진행방향이 출사면 (2C) 의 대략 정면방향으로 수정된다.

또한, 프리즘시트 (5) 의 돌기열의 형성피치는 50 ㎛ 정도인 것이 바람직하다. 또, 각 돌기열의 정각은, 통상, 30 ∼ 70 도의 범위에 있다. 프리즘시트 (5) 의 프리즘면형상 등에는 변형예가 여러가지 있으나, 주지되어 있으므로 상세한 내용은 생략한다.

보호시트 (6) 는, 약한 광산란성을 갖는 시트재에 의해 구성되고, 프리즘시트 (5) 의 흠집을 방지한다. 또, 에지의 비춰짐 등을 보다 더욱 눈에 띠지않게 하는 기능도 있다.

도광판 (2) 의 배면 (2B) 은, 프리즘면을 제공하고 있다. 프리즘면은, 도 1, 도 2 중에 부분확대묘사한 바와 같이 (화살표 A, B, C), 입사면 (2A) 에 대략 수직으로 연재하는 다수의 미소돌기열 (PR) 에 의해 형성되어 있다. 각 돌기열 (PR) 은, 1 쌍의 사면 (2E, 2F) 를 갖고, 이들 사면 (2E, 2F) 은 돌기열의 완만부에서 접속되어 골 (G, H) 을 제공하고 있다. 이로써, 입사면 (2A) 에 대략 수직으로 연재하는 다수의 미소한 골 (G, H) 이 형성되게 된다.

사면 (2E, 2F) 이 이루는 각도, 즉, 정각은, 50 ∼ 130 도의 범위에 있는 것이 바람직하고, 특히 약 100 도인 것이 바람직하다.

돌기열 (PR) 은 그 기본적인 기능에 따라, 입사면 (2A) 과 평행인 면내에 관하여 출사광의 지향성을 보정한다. 이 보정에 의해, 출사광은 출사면 (2C) 의 대략 정면방향의 주변에 가까워진다. 돌기열 (PR) 의 형성피치는, 예를 들면 대략 50 ㎛ 이다. 이 정도의 피치 (사이즈) 이면, 돌기열 (PR) 을 출사면상방으로부터 볼 수 있는 것이 곤란하다.

여기에서 중요한 것은, 입사면 (2A) 근방의 에어리어 (AR1) 내에서는, 오목면상의 골 (G) 이 형성되고 (도 2 에서의 화살표 B), 남은 에어리어에서는 V 자형상의 골 (H) 이 형성되어 있는 것이다 (도 1, 도 2 에서의 화살표 A, C). 단, 후술하는 바와 같이, 골 (H) 은 에어리어 (AR1) 에 접근함에 따라 완만해지는 것이 바람직하다.

즉, 에어리어 (AR1) 내에서는, 인접하는 2 개의 돌기열 (PR) 은, 각각의 완만부에서 사면 (2E, 2F) 이 대략 원통면상의 오목형상 사면을 제공하고, 이들이 매끄럽게 접속되어 골 (G) 을 형성하고 있다. 환언하면, 에어리어 (AR1) 내에서는 각 골 (G) 은 깊게 잘려져 있지않지만, 에어리어 (AR1) 외에서는 각 골 (H) 은 깊게 잘려져 있다. 오목면을 형성하는 부품의 곡률반경은, 예컨대 30 ㎛ 이다. 하나의 실제적인 범위는, 10 ∼ 30 ㎛ 이다.

골 (H) 은, 입사면 (2A) 으로부터의 거리가 가까워짐에 따라 서서히 완만해지고, 그 단면형상이 원호형상으로 서서히 변화하도록 형성되는 것이 바람직하다. 이로써, 에어리어 (AR1) 와 남은 에어리어와의 경계 (BR1) 에서 골의 프로파일 (단면형상) 이 급변하는 것은 회피된다. 이 때문에, 프로파일의 급변에 대응하여 발생할 가능성이 있는 휘도분포의 국소적인 흐트러짐을 방지할 수 있다.

에어리어 (AR1) 의 폭 (입사면 (2A) 으로부터 경계 (BR1) 까지의 거리) 은, 도광판 (2) 의 가장 두꺼운 부 (입사면 (2A)) 에서의 두께의 10 배 정도인 것이 실제적이다. 최적치는, 설계적으로 정해지는 것이 바람직하다.

이와 같은 골 (G, H) 을 형성함으로써, 본 실시형태에서는, 입사면 (2A) 의 상하 에지 및 좌우에지의 비춰짐을 억제할 수 있다. 또, 복면 (2D1, 2D2) 의 상하에지의 비춰짐도 저감할 수 있다.

본 실시형태의 동작 (광의 거동) 은 다음과 같이 된다.

먼저, 도광판 (2) 의 에지를 경유하여 전파하는 광을 별도로 하면, 면광원장치 (1) 에서의 광의 거동은, 종래의 사이드 라이트형 면광원장치와 동일하다. 즉, 형광램프 (7) 에서 조명광 (1차광 ; 도광판 (2) 으로의 입력광) 이 방사되고, 직접, 또는 리플렉터 (8) 를 거쳐 입사면 (2A) 을 통하여 도광판 (2) 내로 도입된다.

도입된 조명광은, 배면 (2B) 과 출사면 (2C) 과의 사이에서 반복반사되면서, 도광판 (2) 의 말단으로 근접하도록 전반한다. 그 과정에서, 배면 (2B) 및 출사면 (2C) 으로의 내부입사시에, 임계각조건에 따라 도광판 (2) 외로의 출사가 일어난다. 출사면 (2C) 으로부터의 출사가 도광판 (2) 의 출력광이 된다. 배면 (2B) 로부터 출사된 광은 소위 「누출광」 이다. 이 누출광의 대부분은, 광의 손실을 회피하기 위해 반사시트 (4) 에서 반사되고, 도광판 (2) 내로 복귀된다.

출사면 (2C) 으로부터의 출력조명광의 주된 전파방향은, 주지되어 있는 바와 같이, 경사진 전방으로 경사져 있다. 이 경사는, 프리즘시트 (5) 의 주지되어 있는 기능에 의해 수정되고, 보호시트 (6) 를 거쳐 액정표시페널 (LP) 로 대략 수직으로 공급된다. 보호시트 (6) 는, 약하게 출력조명광을 산란하고, 액정표시장치의 표시상에 유연함을 부여한다.

또한, 출사면 (2C) 상에 상술의 광산란패턴이 형성되어 있는 경우에는, 출사면 (2C) 으로부터의 출사가 촉진되어, 출사광의 지향성은 약간 저하된다.

다음으로, 본 실시형태에서의 비춰짐 방지에 대하여 설명한다. 도 3, 도 4 를 참조하면, 종래기술에서의 비춰짐의 메카니즘이 간결하게 그려져 있다. 또한, 도 3 에는 비춰짐에 관계하는 광로가 사시도로 나타나고, 도 4 에는 화살표 S 의 방향에서 본 광로 (여러개) 가 나타나 있다.

입사면의 상에지를 경유하여 도광판 (12) 의 배면에 도달한 조명광 (L) 은, 스트레이트한 사면 (12E, 12F) 으로 잇달아 반사되어, 출사면으로부터 출사된다. 사면 (12E, 12F) 이 스트레이트이기 때문에, 반사후의 전파방향이 다양화되기 어렵다. 그 결과, 관찰자의 눈에 강한 에지의 반짝거림이 반사상과 같이 보인다. 이것이 「에지의 비춰짐」이다. 유사한 현상은, 상술한 바와 같이, 다른 에지에 있어서도 동일한 메카니즘으로 비춰짐이 일어난다.

본 발명은, 이와 같은 메카니즘을 깨고 비춰짐을 방지한다. 도 5, 도 6 을 참조하면, 본 실시형태에서의 비춰짐회피의 모습이 간결하게 그려져 있다. 또한, 도 5 에는 비춰짐 회피에 관계하는 광로가 사시도로 나타나고, 도 6 에는 화살표 T 의 방향에서 본 광로 (여러개) 가 나타나 있다.

입사면의 상에지를 경유하여 도광판 (2) 의 배면에 도달한 조명광 (L) 은, 원통면상의 곡사면 (2E, 2F) 에서 있달아 반사되고, 출사면으로부터 출사된다. 여기에서, 중요한 것은, 사면 (2E, 2F) 이 곡면이기 때문에, 반사후의 전파방향이 다양화되는 것이다. 그 결과, 관찰자의 눈에 강한 에지의 반짝거림으로 보이는 것이 회피된다. 이것이 「에지의 비춰짐의 방지」이다. 다른 에지를 경유한 조명광에 대해서도, 동일하게 곡면내부반사후의 전파방향은 다양화된다. 따라서, 다른 에지에 관해서도 동일하게 비춰짐이 저감된다.

말할 필요도 없이, 에지의 비춰짐은, 일반적으로, 에지의 근방에서 일어나기 쉽다. 그 중에서도 입사면의 근방에서는, 광원으로부터의 거리가 가깝기 때문에, 강한 비춰짐이 특히 일어나기 쉽다. 본 실시형태에서는, 특히, 이 강한 비춰짐을 방지하기 위해, 에어리어 (AR1) 에 있어서, 배면상의 돌기열에 오목면상의 골을 부대시키고 있다.

또한, 배면 (2B) 의 전체에 대하여, 오목면상의 골자기를 형성하여도 된다. 그러나, 그렇게 하면, 배면 (2B) 상의 돌기열의 기본적인 작용 (지향성의 보정) 이 저하된다. 따라서, 오목면형상의 골은, 미리 설계적으로 정해진 범위에 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 비춰짐의 정도는, 에지로부터의 거리의 감소에 따라 서서히 강해지기 때문에, 오목면상의 골 (G ; 도 2 참조) 을 형성하는 영역 (AR1) 으로부터, V자의 골 (H ; 도 2 참조) 을 형성하는 영역으로의 이행은 원할한 것이 바람직하다. 즉, 영역 (AR1) 외에서도, 경계 (BR1) 에 근접함에 따라 골 (H) 의 저부를 더 둥글게 하여, 경계 (BR1) 에서 매끄럽게 골 (G) 로 이행하는 것이 바람직하다. 이와 같은 완만한 프로파일변화는, 미세한 휘도분포의 흐트러짐을 방지하는데도 유리하다.

또, 오목면상의 골 대신에, 도 7 및 도 8 에 나타내는 바와 같이, 돌기열의 경사 (능선) 의 주변을 원통형상으로 형성한 도광판 (22) 을 채용하여도, 입사면 (2A) 의 상하에지에서 도래하는 조명광의 출사방향을 다양화할 수 있다. 그 결과, 이상발광은 억제된다. 그러나, 실험 결과에 의하면, 이 구조에서는 입사면 (2A) 의 좌우에지 (도광판 (2) 의 출사면 (2C) 과 배면 (2B) 을 연결하는 에지) 나, 복면의 에지의 비춰짐에 의한 이상발광의 완화가 불충분하였다. 결국, 이 구조에서는, 액정표시패널로의 적용시에 표시상의 품질이 만족한 것으로 되지않았다.

따라서, 골의 부분을 곡면으로 하는 것과, 돌기열의 정부를 곡면으로 하는 것은 같지 않고, 전자는 후자보다도 우수하다.

(2) 제 2 실시형태

본 실시형태에서는, 도 1, 도 2 에 나타낸 도광판 (2) 대신에, 도 9 에 나타낸 도광판 (32) 을 채용한다. 이 점을 제외하면, 본 실시형태는 제 1 실시형태와 동일 구조를 갖는다. 따라서, 전체 배치의 설명 등의 중복설명은 생략하고, 도광판 (32) 의 구조와 작용에 초점을 맞춰 설명을 실시한다.

도광판 (32) 은, 도광판 (2) 과 동일하게, 투명수지의 사출성형체이어도 된다. 도광판 (32) 의 일방의 메이저면 (배면 또는 출사면 ; 32B) 이 프리즘면을 제공한다.

도 9 중에 부분확대묘사한 바와 같이 (화살표 E, F), 입사면 (32A) 에 대략 수직으로 연재하는 다수의 미소돌기열은, 1 쌍의 사면 (32E, 32F) 을 갖고, 이들 사면 (32E, 32F) 은 돌기열의 완만부에서 접속되어 골 (G, H) 을 제공하고 있다. 이로써, 입사면 (32A) 에 대략 수직으로 연재하는 다수의 미소한 골 (G, H) 이 형성되게 된다.

돌기열의 형성피치는, 예컨대, 대략 50 ㎛ 이다. 이 정도의 피치 (사이즈) 이면, 돌기열 (PR) 을 출사면 상방에서 볼 수 있는 것은 곤란하다.

제 1 실시형태의 경우와 동일하게, 입사면 (32A) 근방의 에어리어 (AR2) 내에서는, 오목면상의 골자기 (G) 가 형성되고, 남은 에어리어에서는 V 자형상의 골 (H) 이 형성되어 있다.

또, 본 실시형태의 특징에 따라, 골 (G) 에 대응하는 돌기열은 그 정부 (I) 도 대략 원통상의 곡면을 갖도록 골 (G) 의 프로파일이 정해져 있다. 이 점은 제 1 실시형태와 다르다.

에어리어 (AR2) 에서 멀어짐에 따라, 1 쌍의 사면 (32E, 32F) 을 접속하는 곡면의 곡률반경은 작아져, 말단에 가까운 영역에서는 곡률반경이 대략 0 (스트레이트한 사면) 으로 되어 있다. 즉, 골 (H) 은 에어리어 (AR2) 에 접근함에 따라 둥글다. 이로써, 도광판의 특성이 경계 (BR2) 주변에서 급변하는 일이 회피되어, 휘도분포의 흐트러짐이 방지된다.

또, 골 (G) 만이 아니라, 돌기열의 정부 (I) 도 곡면이기 때문에, 상술한 내부반사후의 광로의 다양화기능이 강화된다. 그 결과, 제 1 실시형태보다도 강한 비춰짐 방지효과를 기대할 수 있다.

(3) 그 외 실시형태 (변형)

이상 설명한 실시형태는, 본 발명을 제한하는 취지의 것은 아니다. 예를 들면, 다음과 같은 변형이 허용된다.

(a) 상술의 실시형태에 있어서는, 입사면 근방의 소정에어리어내에 대하여, 돌기열에 곡면상의 형상 (골만, 또는 골과 돌기열 정부) 을 부수시켰다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 필요에 따라, 도 10 또는 도 11 에 에어리어 (AR3, AR4) 로 나타낸 바와 같이, 입사면근방의 소정에어리어에 추가로, 측면근방의 소정에어리어에 대해서도, 곡면상의 형상 (골만, 또는 골과 돌기열정부) 을 부수시켜도 된다.

도 10 의 예에서는, 제 1 실시형태를 통하여, 에어리어 (AR3) 내에서 돌기열간의 골 (사면 (2E, 2F) ; G) 에 곡면 프로파일이 부여되어 있다. 비춰짐이 입사면으로부터의 거리에 따라 나타나기 어려워지는 것을 고려하여, 에어리어 (AR3) 의 폭은, 입사면으로부터의 거리에 따라 좁아지고 있다.

도 11 의 예에서는, 제 2 실시형태를 통하여, 에어리어 (AR4) 내에서 돌기열의 정부 (1) 와 골 (사면 (12E, 12F) ; G) 에 곡면 프로파일이 부여되어 있다. 비춰짐이 입사면으로부터의 거리에 따라 나타나기 어려워지는 것을 고려하여, 에어리어 (AR4) 의 폭은, 입사면으로부터의 거리에 따라 좁아지고 있다.

(b) 상술의 실시형태에서는, 주로 도광판의 배면을 프리즘면으로 하는 경우에 대하여 서술했는데, 본 발명은 이것에 한정되지않는다. 즉, 도광판의 출사면을 프리즘면으로 한 경우에도 적용할 수 있다.

그 경우, 도 2 에 나타낸 바와 같은 배치에 있어서, 제 1 실시형태 또는 제 2 실시형태의 도광판 (2, 32) 을 뒤집어 사용하면 된다. 즉, 도광판 (2, 32) 을 뒤집으면, 배면에서 야기된 곡면 프로파일에 의한 다방향 내부반사가, 출사면에서 야기되게 된다. 이에 의해서도, 에지를 경유한 광이 다방향으로 나누어져 비춰짐이 저감되는 것은 말할 필요도 없다.

(c) 도광판외의 모든 요소의 프레임으로의 탑재와 유지를 위해, 도 12 에 나타낸 바와 같이, 복면 (2D1, 2D2) 의 입사면 (2A) 근방에 프레임에 대한 위치결정, 유지용의 직사각형상의 돌기 (9) 가 형성되는 경우가 있다. 이와 같은 도광판 (2), 및 이를 사용한 면광원장치, 액정표시장치에 대해서도, 본 발명을 적용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

(d) 프리즘시트, 보호시트 등은, 부가시트의 예시이고, 본 발명을 제한하는 것은 아니다. 다른 부가시트를 배치한 경우, 부가시트를 배치하지 않은 경우에도 본 발명은 적용가능하다. 도광판의 출사면 또는 배면에 프리즘시트와 동일한 프리즘면을 형성하여 프리즘시트의 기능을 도광판으로 하는 경우에도 적용할 수 있다.

(e) 도광판의 재료는 투명수지가 아니어도 된다. 예컨대, 내부에 산란능을 갖는 소위 광산란도광체가 채용되어도 된다. 광산란도광체의 성질, 제법 등은 이미 알려져 있다.

(f) 도광판의 단면형상은, 쐐기형 (설형) 이 아니어도 된다. 예컨대, 균일한 두께의 도광판을 채용하여도 된다.

(g) 도광판의 입사면은, 2 개 이상의 단면에 설정하여도 된다. 이에 따라 복수의 일차광원이 형성되어도 된다.

(h) 1차 광원은, 형광램프와 같은 봉형상 광원이외의 광원소자를 구비하고 있어도 된다. 예컨대, 발광다이오드 등의 점광원을 복수 배치하여 1차광원을 형성하여도 된다.

(i) 본 발명의 면광원장치는, 액정표시장치의 후방조사 이외의 용도에 적용되어도 된다. 예컨대, 액정표시장치의 전방조사에 적용되어도 되고, 또한, 여러가지의 조명기기, 디스플레이에 넓게 적용할 수 있다.

본 발명의 특징에 따라 개량된 도광판 또는 면광원장치에 있어서는, 입사면의 상하에지 또는 좌우에지를 경유한 광이, 다수의 골에 포함되는 오목면상에 의해 여러 방향으로 발산되어, 국소적으로 집중된 출사가 일어나기 어려워진다. 또, 복면의 상하에지를 경유한 광에 대해서도, 동일한 효과를 기대할 수 있다. 이와 같이 개량된 도광판을 사용하여, 이상발광이 억제된 사이드 라이트형 면광원장치를 제공하게된다

오목면부를 복면의 근방에 형성하면, 복면의 상하에지를 경유한 광에 대해서도, 다수의 골에 함유되는 오목면상에 의해 여러 방향으로 발산되어, 국소적으로 집중한 출사가 더욱 일어나기 어려워진다.

또한, 골의 완만함을 서서히 변화시킴으로써, 골의 면의 프로파일이 급변하는 것을 피할 수 있다. 이로써, 골의 면의 프로파일이 급변한 경우에 발생하기 쉬운 국소적인 휘도불균일이 방지된다.

이들의 특징과 이점은, 본 발명이 적용된 액정표시장치에 반영되어, 표시화상밝기의 균일성을 개선시키는 것은 말할 필요도 없다.

Claims (12)

1. 마이너면이 제공하는 입사면 및 복면과, 메이저면이 제공하는 출사면 및 배면을 구비하고, 상기 입사면에서 광을 입력하고, 상기 출사면에서 광을 출력하는 도광판에 있어서,

   일측 메이저면은 상기 입사면에 관하여 거의 수직으로 연재하는 다수의 돌기열을 구비하고,

   이것에 의해 다수의 골이 형성되고,

   상기 골의 각각은, 적어도 상기 입사면의 근방에 있어서, 그 골의 양측 돌기열이 완만부에 있어서 제공하는 거의 원통면상의 1 쌍의 사면이 접속되어 형성된 오목면부를 갖고 있는 상기 도광판.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 골의각각은, 또한 복면의 근방에 있어서, 그 골의 양측 돌기열이 완만부에 있어서 제공하는 거의 원통면상의 1 쌍의 사면이 접속되어 형성된 오목면을 갖고 있는 도광판.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 다수의 골은, 상기 입사면으로부터의 거리가 가까워짐에 따라 서서히 완만해지는 경향을 갖고 있는 도광판.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 다수의 골은, 상기 복면으로부터의 거리가 가까워짐에 따라 서서히 완만해지는 경향을 갖고 있는 도광판.
5. 일차광원과 도광판을 포함하는 면광원장치에 있어서,

   상기 도광판은 마이너면이 제공하는 입사면 및 복면과, 메이저면이 제공하는 사출면 및 배면을 구비하고, 상기 입사면을 통해 상기 일차광원으로부터의 광공급을 받도록 배치되어 있으며,

   일측 메이저면은 상기 입사면에 관하여 거의 수직으로 연재하는 다수의 돌기열을 구비하고,

   이것에 의해 다수의 골이 형성되고,

   상기 골의 각각은, 적어도 상기 입사면의 근방에 있어서, 그 골의 양측 돌기열이 완만부에 있어서 제공하는 거의 원통면상의 1 쌍의 사면이 접속되어 형성된 오목면부를 갖고 있는 상기 면광원장치.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 골의 각각은, 또한 복면의 근방에 있어서, 그 골의 양측 돌기열이 완만부에 있어서 제공하는 거의 원통면상의 1 쌍의 사면이 접속되어 형성된 오목면부를 더욱 갖고 있는 면광원장치.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 다수의 골은, 상기 입사면으로부터의 거리가 가까워짐에 따라 서서히 완만해지는 경향을 갖고 있는 면광원장치.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 다수의 골은, 상기 복면으로부터의 거리가 가까워짐에 따라 서서히 완만해지는 경향을 갖고 있는 면광원장치.
9. 액정표시패널과, 상기 액정표시패널을 조명하기 위한 면광원장치를 포함하는 액정표시장치에 있어서,

   상기 면광원장치는 일차광원과 도광판을 구비하고,

   상기 도광판은 마이너면이 제공하는 입사면 및 복면과, 메이저면이 제공하는 출사면 및 배면을 갖고, 상기 입사면을 통해 상기 일차광원으로부터의 광공급을 받도록 배치되어 있고,

   일측 메이저면은 상기 입사면에 관하여 거의 수직으로 연재하는 다수의 돌기열을 구비하고,

   이것에 의해 다수의 골이 형성되고,

   상기 골의 각각은, 적어도 상기 입사면의 근방에 있어서, 그 골의 양측 돌기열이 완만부에 있어서 제공하는 거의 원통면상의 1 쌍의 사면이 접속되어 형성된 오목부를 갖고 있는 액정표시장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 골의 각각은, 또한 복면의 근방에 있어서, 그 골의 양측 돌기열이 완만부에 있어서 제공하는 거의 원통면상의 1 쌍의 사면이 접속되어 형성된 오목면부를 갖고 있는 액정표시장치.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 다수의 골은 상기 입사면으로부터의 거리가 가까워짐에 따라 서서히 완만해지는 경향을 갖고 있는 액정표시장치.
12. 제 10 항에 있어서, 상기 다수의 골은 상기 복면으로부터의 거리가 가까워짐에 따라 서서히 완만해지는 경향을 갖고 있는 액정표시장치.