KR20010098683A

KR20010098683A - 반사형 화면조명장치

Info

Publication number: KR20010098683A
Application number: KR1020010020650A
Authority: KR
Inventors: 나카바야시고키; 다카모토겐지; 히라모토고지; 소츠시게아키; 마츠모토히데오
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date: 2000-04-18
Filing date: 2001-04-18
Publication date: 2001-11-08
Also published as: JP2002008424A; CN1318767A; TW531666B; US20020021385A1

Abstract

본 발명은 깨끗한 시인성(視認性)과 균일한 조명을 얻기 위한 반사형 화면조명장치에 관한 것이다. 주요 구성은 광원과 광원으로부터 출사된 빛을 측면으로부터 받아들여 이면에서 조명광을 출사하는 평판형상의 투명한 도광체와, 도광체와 그 이면측에 배치된 반사형 액정 사이에 충전된 투명재료로 이루어진다. 반사형 액정(4)을 투명재료를 통해 도광체(3)의 표면(3a)측에서 관찰한다.

Description

반사형 화면조명장치{REFLECTION TYPE SCREEN ILLUMINATION APPARATUS}

본 발명은 퍼스널컴퓨터 등의 OA기기, 휴대정보단말기, 휴대용 비디오 레코더 등의 화상표시장치나 각종 모니터에 사용되는 반사형 액정이나 그 밖의 반사형 화면의 조명장치에 관한 것이다.

최근 퍼스널컴퓨터, 휴대정보단말기, 휴대용 비디오 레코더 등의 화상표시장치에는 소비전력을 줄이기 위해 반사형 액정을 이용한 것이 증가하고 있다.

반사형 액정은 태양광이나 실내광 등의 외광을 반사시킴으로써 화면의 밝기를 얻고 있다. 그러나 외광이 적은 곳에서는 화면에 충분한 밝기를 얻을 수 없다. 따라서 외광이 많을 때는 외광에 의한 조명의 장해가 되지 않고, 외광이 적을 때는 반사형 액정을 조명하되 관찰자에게 장해가 되지 않은 조명장치가 부착된 반사형 액정이 요구되고 있고, 그와 같은 조명장치로서 도광체를 이용한 것이 몇가지 제안되어 있다.

종래의 반사형 액정조명장치로서는 예를 들어 도 10에 도시된 바와 같은 것이 알려져 있다. 도 10에서 참조번호 21은 광원, 22는 리플렉터, 23은 도광체, 24는 반사형 액정을 나타낸다. 도광체(23)는 관찰자측의 표면에 계단형상의 홈(25)이 형성된다. 또 도광체(23)와 반사형 액정(24) 사이에는 도광체(23)와 동등한 굴절률을 갖는 투명재료(26)가 충전된다.

광원(21)으로부터 출사된 빛은 도광체(23) 내부를 도파하고 도광체(23)의 표면에 설치된 계단형상의 홈(25)에 의해 반사되어 반사형 액정(24)을 조명한다. 관찰자는 도광체(23)를 투과하여 반사형 액정(24)을 볼 수 있다.

또 다른 종래예로서 도광체(23)의 이면에 반사방지막 또는 확산화처리를 실시하고 이 도광체(23)와 반사형 액정(24) 사이에 도광체(23)와 동등한 굴절률의 투명재료(26)가 충전된 것도 알려져 있다.

그러나 종래의 반사형 액정조명장치에서는 도광체(23)와 반사형 액정(24) 사이에는 도광체(23)와 동등한 굴절률을 갖는 투명재료(26)가 충전되어 있기 때문에 도광체(23) 내부를 도파하는 빛이 반사형 액정(24)에 직접 도달하여 확산되기 때문에 균일한 조명이 얻어지기 어려운 문제점이 있다.

도광체(23)의 이면에 반사방지막이 형성되어 있는 경우는 경사방향의 반사광에 의해 시인성(視認性)이 나빠진다. 이것은 반사방지막의 특성이 경사방향에 대해서는 그다지 발휘되지 않기 때문이다. 특히 반사방지막은 투명재료로 충전되지 않은 상태에서는 반사율이 낮지만, 투명재료로 충전한 경우에는 반사율이 일반적으로 높아지므로 시인성이 나빠진다. 확산면화처리가 도광체(23)의 이면에 실시된 경우는 이면에서의 산란에 의해 시인성이 나빠져 깨끗한 화질을 얻을 수 없다.

도광체(23)의 이면은 통상 전면이 평면이고 투명재료(26)를 균일하게 충전하기 어려우므로 그로 인하여 화면에 얼룩이 생기는 경우가 있다.

투명재료(26)를 충전할 때는 도광체와 반사형 액정이 대향하는 간격에서 투명재료가 밀려나와 화면얼룩의 원인이 된다.

제품으로서 시장에 출하하기 위해서는 고온고습 조건에 대한 변형, 파손 등의 우려가 없는 신뢰성이 필요하다. 그러나 종래예에서는 각각 다른 재료로 이루어지는 도광체, 박막, 투명재료, 반사형 액정을 적층한 구조이기 때문에 각각의 열팽창계수가 다른 것에 기인한 변형의 우려가 있어 신뢰성이 낮다.

도광체가 수지재료인 경우는 제조과정에서 손상이 생기기 쉽다. 반사형 액정은 도광체보다 고가이므로 제조과정에서 도광체에 손상이 생긴 경우 도광체를 교환하여 반사형 액정을 재이용함으로써 제조비용을 줄일 수 있다. 그러나 종래예에서는 도광체 재료의 종류에 따라서는 접착력이 지나치게 강하기 때문에 재이용이 곤란하다. 특히 상기 신뢰성의 확보와 재이용의 용이함을 동시에 유지하기가 곤란하다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 고화질과 균일한 조명을 양립시키고 투명재료의 불균일한 충전이나 일탈에 의한 얼룩을 없애고 신뢰성이 높고 반사형 액정의 재이용을 가능하게 하는 반사형 화면조명장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 반사형 화면조명장치의 제 1 실시예의 구성을 도시한 측면도

도 2a∼도 2c는 본 발명의 반사형 화면조명장치의 제 1 실시예에서의 도광체 표면의 각종 홈형상을 도시한 모식도

도 3a∼도 3c는 본 발명의 반사형 화면조명장치의 제 1 실시예에서의 도광체 표면의 다른 구성예에서의 각종 홈형상을 도시한 모식도

도 4는 본 발명의 반사형 화면조명장치의 제 1 실시예에서의 반사형 액정의 반사면의 구성예를 도시한 모식도

도 5는 본 발명의 반사형 화면조명장치의 제 2 실시예의 구성을 도시한 측면도

도 6a는 저면도, 도 6b는 종단면도로서, 본 발명의 반사형 화면조명장치의 제 2 실시예에서의 도광체를 도시한 도면

도 7은 본 발명의 반사형 화면조명장치의 제 2 실시예에서의 도광체 이면의 박막의 이상적인 반사율을 나타낸 그래프

도 8은 본 발명의 반사형 화면조명장치의 제 2 실시예에서의 저굴절률의 투명재료에 의한 도광체 이면에서의 반사율을 나타낸 그래프

도 9a∼도 9g는 본 발명의 반사형 화면조명장치의 제 2 실시예에서의 박막의 각종 구성예에 의한 도광체 이면에서의 반사율을 나타낸 그래프

도 10은 종래예에서의 반사형 액정조명장치의 구성을 도시한 측면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 광원 3 : 도광체

4 : 반사형 액정 5 : 투명재료

6 : 박막

본 발명의 반사형 화면조명장치는 광원과, 광원으로부터 출사된 빛을 측면으로부터 받아들여 이면에서 조명광을 출사하는 평판형상의 투명한 도광체와, 도광체와 그 이면측에 배치된 반사형 화면 사이에 충전된 투명한 재료를 구비한다. 도광체와 반사형 화면 사이에는 투명재료가 충전되어 있으므로 반사형 화면의 표면 즉 관찰하는 측에서의 반사광이 없다. 이로 인하여 화면을 깨끗하게 관찰할 수 있다. 도광체는 전체적으로 평판형상이므로 도광체를 도파하는 빛이 직접 반사형 화면에 도달하는 양이 줄어 균일하게 조명할 수 있다.

도광체의 표면에는 광원에 가까운 쪽의 제 1 사면과 광원으로부터 먼 쪽의 제 2 사면을 갖는 홈을 형성한다. 이들 홈과 홈 사이에 평탄면을 형성해도 된다.

이들 제 1과 제 2 사면을 갖는 홈의 깊이를 광원으로부터 멀어짐에 따라 크게 하거나 또는 홈의 간격을 광원으로부터 멀어짐에 따라 작게 해도 된다. 또는 도광체의 표면과 이면의 간격이 광원으로부터 멀어짐에 따라 작아지도록 해도 된다. 이로 인하여 광원으로부터의 원근방향에 대하여 균일한 조명이 가능해진다.

(실시예)

이하 본 발명의 반사형 화면조명장치를 반사형 액정조명장치에 적용한 제 1 실시예에 대하여 도 1∼도 4를 참조하여 설명한다.

도 1에서 참조번호 1은 광원으로서, 예를 들어 열음극관, 냉음극관 등의 형광등 또는 발광 다이오드를 복수 배열한 것 또는 백열등 또는 유기발광재료를 선형상으로 형성한 것 등이 적용되어 평판형상의 도광체(3)의 측면에 배치된다.

참조번호 2는 리플렉터로서, 광원(1)을 덮도록 배치하고 내면은 반사율이 높고 확산성이 작아지도록 구성된다. 예를 들어 수지의 시트에 은, 알루미늄 등의 반사율이 높은 재료를 증착하여 이 시트를 얇은 금속판 또는 수지의 시트에 접착하여 구성된다.

광원(1)이 형광등인 경우 광원(1)과 리플렉터(2)의 간격은 투명한 재료로 충전하는 것이 바람직하다. 또 광원(1)측에서의 도광체(3)의 측면두께와 리플렉터(2)의 높이는 같은 것이 바람직하다. 또 광원(1)이 발광 다이오드인 경우는 방사분포가 어느 정도 지향성을 가지므로 리플렉터(2)가 없어도 된다. 이 경우 도광체(3)의 크기가 소형인 것이 적합하다.

도광체(3)는 석영, 유리 또는 투명수지, 예를 들어 아크릴계 수지, 폴리카보네이트 등을 재료로 하는 투명판으로 구성된다. 도광체(3)는 피조명물의 크기와 동등한 것으로 한다. 도광체(3)의 이면(3b)과 광원(1)으로부터의 빛의 입사면(3c)은 거의 90°의 각도를 이룬다. 도광체(3)는 전체적으로 평판이다. 도광체(3)의 표면(3a)에는 홈이 복수개 형성되어 있고, 도파광을 전반사하여 도광체(3)의 이면(3b)에 편향되게 되어 있다. 또 도광체(3)의 이면(3b)에는 반사방지막이나 확산면화처리는 실시되어 있지 않다.

참조번호 4는 반사형 액정으로서, 퍼스널컴퓨터 등의 OA기기, 휴대정보단말기, 휴대형 비디오 레코더 등의 화상표시장치, 각종 모니터 등에 사용된다.

참조번호 5는 투명재료로서, 도광체(3)와 반사형 액정(4) 사이에 기포나 먼지 등의 이물질이 혼입되지 않고 충전된다. 이 투명재료(5)는 예를 들어 자외광 경화형 수지나 가시광 경화형 수지 등의 접착제, 또한 PET 등의 투명한 기재에 점착재를 도포한 것과 같은 점착테이프 등이 적용된다.

다음으로 도광체(3)의 표면(3a)에 형성되는 홈형상의 예를 도 2a∼도 2c에 도시한다. 도 2a에 도시된 하나의 예에서는, 홈은 제 1 사면(11)과 제 2 사면(12)으로 형성된다. 제 1 사면(11)의 도광체(3)의 이면(3b)에 대한 각도 θ1은 30°에서 45°의 범위로 설정된다. 또 제 2 사면(12)의 도광체(3)의 이면(3b)에 대한 각도 θ2는 0°에서 10°의 범위로 설정된다. θ1은 도파광이 전반사에 의해 편향되는 주방향을 결정한다. 따라서 반사형 액정(4)의 반사특성에 의해 최대휘도를 얻을 수 있는 θ1은 변화한다. 또한 θ2에 의해 홈의 깊이를 결정할 수 있다. 조명해야 할 반사형 액정이 클수록 홈의 깊이를 작게 하여 균일하게 조명할 수 있다. 또 광원으로부터 멀어질수록 θ2를 크게 하여 홈의 깊이를 크게 함으로써 휘도를 균일하게 할 수 있다. 또 광원으로부터 멀어질수록 θ2를 크게 하여 홈의 피치를 작게 하더라도 휘도를 균일하게 할 수 있다.

도 2b에 도시된 예에서는 홈과 홈 사이에 평탄면(13)이 형성되고, 도 2c에 도시된 예에서는 제 1 사면(11)과 제 2 사면(12) 사이에 평탄면(13)이 형성된다. 이들의 구성이면 θ2를 변화시키지 않고 광원으로부터 멀어질수록 홈의 깊이를 크게 할 수 있어 휘도를 균일하게 할 수 있다. 또 θ2를 변화시키지 않고 광원으로부터 멀어질수록 홈의 피치를 작게 할 수 있어 휘도를 균일하게 할 수 있다. 특히 도 2c에 도시된 형상은 반전한 형상을 갖는 금형을 용이하게 가공할 수 있으므로 적합하다.

또 도 3a∼3c에 도시된 바와 같이 도광체(3)의 상면(3a)을 도광체(3)의 하면(3b)에 대한 간격이 광원과는 반대측으로 향하여 서서히 커지도록 기울여도 된다. 즉 도광체(3)의 광원측의 측면(3c)의 두께를 t1, 광원과는 반대측의 측면(3d)의 두께를 t2로 하였을 때 t1t2이다. 도면중 참조번호 1O은 도광체(3)의 하면(3b)과 평행한 가상적인 선이다.

이상의 구성에 의하면 도광체(3)와 반사형 액정(4) 사이가 투명재료(5)로 충전되어 있기 때문에 도광체(3) 내부를 도파하는 빛이 도광체(3)의 이면(3b)에서 전반사하지 않고 직접 반사형 액정(4)에 도달한다. 이 때문에 도광체(3)와 반사형 액정(4) 사이가 투명재료(5)로 충전되지 않은 구성에 비하여 빛이 전파하는 거리가 작아지지만, 도광체(3)를 전체적으로 평판형상으로 하여 t1t2로 함으로써 종래예의 계단형상의 경우에 비하여 도파하는 빛이 직접 반사형 액정(4)에 도달하는 양이 줄어 균일하게 조명할 수 있게 된다. 기본적으로는 t1 = t2이면 되지만, t1 < t2로 하면 휘도가 한층 균일하게 유지되어 양호하다. 이 경우에도 광원으로부터 멀어질수록 홈의 깊이를 크게 하고 홈의 피치를 작게 하여 더욱 균일하게 하는 것이 바람직하다.

반대로 t1t2로 하는 경우에는 광원으로부터 멀어질수록 홈의 깊이를 크게 하는 비율을 크게 함으로써 휘도를 균일화할 수 있다. 또 홈의 피치에 대해서도 마찬가지로 광원으로부터 멀어질수록 홈의 피치를 작게 하는 비율을 크게 함으로서휘도의 균일화를 도모할 수 있다.

반사형 액정(4)의 반사특성을 시야각 θb보다도 큰 각도에 대해서는 확산성을 작게 해도 된다. 이로 인하여 도광체(3)의 측면(3c)에서 입사하여 반사형 액정(4)에 직접 도달한 빛을 도광체(3) 내부에서 전파시킬 수 있어 휘도를 보다 균일화할 수 있다.

반사형 액정(4)의 반사면의 반사특성이 반사형 액정(4)의 법선방향에 대하여 시야각 θb 이상의 각도로 입사한 빛을 대략 수직방향으로 반사시키는 특성이 되도록 해도 된다. 이로 인하여 도광체(3)의 측면(3c)에서 입사한 빛이 직접 반사형 액정(4)에 도달하더라도 정면휘도를 향상시킬 수 있으므로 휘도를 균일화할 수 있다. 이러한 반사특성은 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이 반사형 액정(4)의 반사면(4a)을 평탄면(14)과 각도 θ3의 사면(15)으로 구성되는 표면형상으로 함을써 구현된다. 또 평탄면(14)과 사면(15)이 각각 확산면이면 더욱 적합하다. 도 4에서 사면(15)의 경사각 θ3에 의해 출사광의 주방향이 결정되고, d1 또는 d3에 의해 θb보다 큰 입사각의 빛의 반사광량이 결정되어 d2 또는 d4에 의해 θb보다 작은 입사각의 반사광량이 결정된다.

도광체(3)와 반사형 액정(4) 사이에 충전되는 투명재료(5)의 유리전이온도가 반사형 액정(4)의 내열온도보다 작은 것이 바람직하다. 이로 인하여 투명재료(5)의 유리전이온도 이상, 반사형 액정(4)의 내열온도 이하로 가열함으로써 도광체(3)와 반사형 액정(4)을 분리하는 것이 가능해져 재이용이 용이해진다.

다음으로 본 발명의 반사형 화면조명장치를 반사형 액정조명장치로서 구현화한 제 2 실시예에 대하여 도 5∼도 9a∼9g를 참조하여 설명한다. 또 상기 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하여 설명을 생략하고 상위점만을 설명한다.

도 5, 도 6b에서 도광체(3)의 이면에는 각종 금속재료 등의 증착에 의해 형성된 박막(6)이 설치된다. 또 도광체(3)의 이면(3b)의 반사형 액정(4)의 표시부에 해당하는 부분의 바깥둘레에 홈(8)이 형성되고 그 안쪽에 박막(6)이 형성되고 홈(8)보다 바깥둘레에 3개 이상의 돌기부(7)가 형성된다. 이 도광체(3)의 바깥둘레부는 도광체(3)의 둘레가장자리로부터 약 1mm의 범위를 가리킨다. 돌기부(7)는 높이가 0.05∼2mm 정도이고 금형의 돌출핀의 위치를 조절하여 작성할 수 있고, 금형에 직접 새겨 넣어 작성해도 된다.

상기 박막(6)에 요청되는 특성에 대하여 설명한다. 도광체(3)의 표면(3a)이 미세한 홈(프리즘)에 의한 조명광은 도광체(3)의 이면(3b)의 박막(6)에서 반사하고, 반사형 액정(4)의 콘트라스트를 저하시킨다. 따라서 도광체(3)의 굴절률을 n, θa = sin^-1(1/n)으로 하면 입사각 θa 이하의 빛이 박막(6)으로 입사하였을 때의 반사율이 작을수록 반사형 액정(4)의 콘트라스트를 저하시키지 않으므로 양호하다. 또한 θa 이상의 입사광에 대한 반사율이 높을수록 도광체(3)의 측면으로부터 입사한 빛을 도광체(3)의 표면(3a)과 이면(3b)의 박막(6)에서 반사하므로 도광체(3) 내부를 전파할 수 있어 조명효율을 향상시키고 균일한 조명을 할 수 있다. 이러한 이유 때문에 박막(6)은 도 7에 도시된 바와 같이 각도 θa 이하로 입사한 빛의 반사율이 O%이고, θa 이상으로 입사한 빛의 반사율이 100%라는 특성이면 가장 양호하다고 할 수 있다.

이렇게 하여 박막(6)을 도광체(3) 재료의 굴절률을 n으로 하여 θa = sin^-1(1/n)로 하였을 때 도광체(3)의 이면(3b)의 법선방향에 대하여 각도 θa 이하로 입사한 빛은 거의 투과하고 각도 θa 이상 90° 이하로 입사한 빛에 대하여 반사하는 특성으로 함으로써 도광체(3)의 측면(3c)에서 입사한 빛이 도광체(3) 내부를 전파하여 휘도를 보다 균일화할 수 있다. 박막(6)은 다층막으로 함으로써 반사하는 각도범위를 넓힐 수 있어 휘도를 보다 균일화할 수 있다.

이러한 특성에 가깝게 하기 위해서는 박막(6)을 형성하는 방법 외에 투명재료(5)로서 저굴절률 재료를 선택하는 방법이 있다. 저굴절률 재료에 의한 방법에서는 도광체(3)의 이면(3b)에서의 반사는 도광체(3)의 굴절률 n, 투명재료(5)의 굴절률 n'로 하여 전반사각 θb = sin^-1(n'/n)의 값으로 결정된다. 따라서 조명효율을 올리기 위해서는 투명재료(5)의 굴절률 n'를 될 수 있는 한 작게 할 필요가 있다. 예컨대 도광체(3)의 재료로서 일본 제온(주) 제품인 폴리올레핀계 수지인 제노아(굴절률 n = 1.53)를 사용하고 저굴절률의 투명재료(5)로서 NTT 어드밴스드 테크놀로지(주) 제품인 광학부품용 접착제(굴절률 n' = 1.45)를 사용한다. 이 때 전반사각 θb = 71.4도가 된다. 도광체(3)와 공기에 의한 전반사각은 θa = 40.8도이므로 40.8∼71.4도까지의 빛은 반사형 액정(4)에 직접 입사하여 조명효율에 기여하지 않는다. 도 8에 n = 1.53, n' = 1.46일 때의 입사각도 - 반사율의 그래프를 나타낸다. 그러나 이러한 저굴절률의 투명재료(5)의 종류는 적고, 또한 고가이기 때문에 선택의 범위가 좁다.

본 실시예의 박막(6)은 두께 λ/2의 저굴절 재료(L)와 두께 λ/2의 고굴절 재료(H)를 교대로 조합하여 구성된다. 막두께를 각각 λ/2로 함으로써 정면방향의 반사율을 거의 0으로 할 수 있다. 또 저굴절 재료와 고굴절 재료를 교대로 조합하여 입사각도가 큰 경우의 반사율을 높게 할 수 있다. 저굴절 재료와 고굴절 재료의 조합에는 다음과 같은 것이 있다. 저굴절 재료(L)와 고굴절 재료(H)는 각각 λ/2의 막두께를 갖는다.

(A) L

(B) L-H

(C) L-H-L

(D) L-H-L-H

(E) H-L

(F) H-L-H

(G) H-L-H-L

저굴절 재료(L)로서 MgF₂(n = 1.38), 고굴절 재료(H)로서 Al₂O₃(n = 1.61)을 이용하면 그 입사각도와 반사율의 관계는 도 9a-9g에 도시하는 그래프로 나타낸다. 이들 도면에서 알 수 있는 바와 같이 박막(6)의 층수는 크게 할수록 특성이 좋아진다. 상기의 예에서는 5층 미만의 박막의 예이지만 더욱 다층막으로 하면 보다 특성이 향상된다. 실제로는 층수가 늘어나면 비용이 들기 때문에 비용과 성능을 고려하여 결정하면 된다. 또 저굴절재에는 MgF₂이외에 SiO₂(n = l.46) 등을 사용해도 된다. 고굴절 재료에는 SiO(n = 2.0), ZrO₂(n = 2.01), TiO₂(n = 2.30)를 사용해도 된다.

그러나 일반적으로 수지재료에 대하여 MgF₂는 밀착성이 나쁘다. 이 때문에 제 1층째의 저굴절재료로서 SiO₂를 이용하면 박막(6)의 밀착성이 향상되어 양호하다. 또 기초처리로서 SiO₂를 두께 1O∼2Onm 정도 증착하더라도 박막의 밀착성이 향상되어 양호하다.

다음으로 제조공정에 대하여 설명한다. 본 실시예의 반사형 액정조명장치는 반사형 액정제조공정, 도광체 제조공정, 도광체(3)와 반사형 액정(4)을 접합시키는 공정, 광원(1)을 조합하는 공정으로 나뉘어진다. 이 중 도광체(3)와 반사형 액정(4)을 접합하는 공정에 대하여 설명한다.

우선 반사형 액정(4)의 표면의 이물질을 제거한다. 다음으로 반사형 액정(4)의 표면중앙부에 적당량의 투명재료(5)를 떨어뜨린다. 이로 인하여 모인 액체에 기포가 들어가지 않도록 도광체(3)를 상측으로부터 접촉시킨다. 반사형 액정(4)의 표면 및 도광체(3)의 이면(3b)의 표면장력을 이용하면서 도광체(3)와 반사형 액정(4)을 밀착시킨다. 밀착시킬 때의 하중에 따라서는 전면(全面)으로의 충전이 되지 않을 가능성, 투명재료(5)가 일탈될 가능성이 있기 때문에 하중과 속도의 조건 설정이 필요하다.

하중과 속도의 조건은 도광체(3) 및 반사형 액정(4)과 투명재료(5)의 습윤성에 의해 변화한다. 습윤성이 높을수록 하중을 작게 하고 속도를 크게 할 수 있다. 반대로 습윤성이 낮으면 하중을 크게 하고 속도를 작게 해야하므로 제조시 공정간 시간이 커진다. 도광체(3) + 박막(6)에 플라즈마에 의한 애싱처리를 실시하면 습윤성을 높힐 수 있다.

또 도광체(3)와 반사형 액정(4)의 접합시에 양자를 밀착시키면 투명재료(5)의 두께가 변화하기 쉽지만, 도광체(3)의 이면(3b)에 형성한 돌기부(7)에 의해 두께를 일정하게 할 수 있다. 돌기부(7)의 높이는 투명재료(5)의 점도에 따라 다르다. 점도가 크면 돌기부(7)의 높이를 높게 하고, 점도가 작으면 돌기부(7)의 높이를 낮게 함으로써 제조택트를 단축할 수 있다. 검토한 범위에서는 0.05mm∼0.2mm 정도가 적절하였다. 돌기부(7)의 형상은 원형, 직사각형, 타원형 등 제작하기 쉬운 것부터 결정해도 된다. 또 도광체(3)의 이면(3b)의 외주부에 설치한 홈(8)에 의해 투명재료(5)의 일탈을 제어하기 쉬워져서 제조택트를 짧게 할 수 있다.

다음으로 본 실시예의 반사형 액정조명장치의 신뢰성과 반사형 액정(4)의 재생방법에 대하여 설명한다. 반사형 액정조명장치는 다른 재료의 적층구조이므로 각각의 재료의 팽창계수가 다르고, 온도변화에 따라 박리될 우려가 있지만, 본 실시예에서는 도광체(3)의 이면(3b)의 외주부에는 박막(6)을 형성하지 않고 중앙부에만 증착하고 있으므로 박막(6)이 없는 외주부는 도광체(3)와 반사형 액정(4)의 상성에 맞추어 투명재료(5)를 선택할 수 있어 접착력을 강화할 수 있다. 또 도광체(3)의둘레를 커터 등으로 깎으면 박막(6) 부분은 밀착력이 작으므로 간단히 도광체(3)를 박리할 수 있다. 또 부차적 효과로서 밀착력이 약한 박막(6)에서도 사용할 수 있으므로 재료선택의 폭이 넓어진다. 이상으로 보다 고온, 고습조건에 견디고 반사형 액정(4)을 재생하는 것이 가능한 반사형 액정조명장치를 실현할 수 있다.

또 상기 실시예에서 도광체(3)의 이면(3b)에 형성한 박막(6)은 반사형 액정(4)의 표면에 형성해도 같은 효과가 얻어진다.

또 본 발명의 조명장치는 서적이나 사진 등의 인쇄물에 적용할 수도 있다.

이상과 같이 본 발명의 반사형 화면조명장치에 의하면, 도광체와 반사형 액정 사이에 투명재료가 충전되어 있으므로, 고화질과 균일한 조명을 양립시켜 투명재료의 불균일한 충전이나 일탈에 의한 얼룩을 없애고 신뢰성이 높은 반사형 액정을 재이용할 수 있다.

Claims

광원과, 광원으로부터 출사된 빛을 측면으로부터 받아들여 이면에서 조명광을 출사하는 평판형상의 투명한 도광체와, 도광체와 그 이면측에 배치된 반사형 화면 사이에 충전된 투명한 재료를 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 화면조명장치.
제 1항에 있어서,

도광체의 표면과 이면이 대략 평행한 것을 특징으로 하는 반사형 화면조명장치.
제 1항에 있어서,

도광체의 표면과 이면의 간격이 광원으로부터 멀어짐에 따라 커지도록 한 것을 특징으로 하는 반사형 화면조명장치.
제 1항에 있어서,

도광체의 표면에 광원에 가까운 쪽의 제 1 사면과 광원으로부터 먼 쪽의 제 2 사면을 갖는 복수의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 반사형 화면조명장치.
제 1항에 있어서,

도광체의 표면에 광원에 가까운 쪽의 제 1 사면과 광원으로부터 먼 쪽의 제 2 사면을 갖는 복수의 홈과 홈 사이의 평탄면이 형성된 것을 특징으로 하는 반사형 화면조명장치.
제 1항에 있어서,

도광체의 표면에 광원에 가까운 쪽의 제 1 사면과 광원으로부터 먼 쪽의 제 2 사면과 평탄면을 갖는 복수의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 반사형 화면조명장치.
제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

홈의 깊이를 광원으로부터 멀어짐에 따라 크게 한 것을 특징으로 하는 반사형 화면조명장치.
제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

홈의 간격을 광원으로부터 멀어짐에 따라 작게 한 것을 특징으로 하는 반사형 화면조명장치.
제 7항 또는 제 8항에 있어서,

도광체의 표면과 이면의 간격이 광원으로부터 멀어짐에 따라 작아지도록 한 것을 특징으로 하는 반사형 화면조명장치.
제 1항에 있어서,

도광체를 구성하는 물질의 굴절률을 n으로 하고, θa = sin^-1(1/n)으로 할 때 도광체의 이면의 법선방향에 대하여 θa 이상의 각도로 입사한 빛이 반사하는 특성을 갖는 물질을 도광체 이면과 반사형 화면 사이에 설치한 것을 특징으로 하는 반사형 화면조명장치.
제 10항에 있어서,

도광체의 이면의 법선방향에 대하여 θa 이상의 각도로 입사한 빛이 반사하는 특성을 갖는 박막을 도광체 이면과 반사형 화면 사이에 설치한 것을 특징으로 하는 반사형 화면조명장치.
제 11항에 있어서,

λ을 가시광영역의 파장으로 하고 도광체의 굴절률을 n으로 하였을 때 굴절률이 n보다 작은 nL의 재료로 구성되고, 두께가 nL·λ/2의 단층막으로 이루어지는 박막을 설치한 것을 특징으로 하는 반사형 화면조명장치.
제 11항에 있어서,

λ을 가시광영역의 파장으로 하고 도광체의 굴절률을 n으로 하였을 때 굴절률이 n보다 작은 nL의 재료와 굴절률이 n보다 큰 nH의 재료로 이루어지는 막을 교대로 적층하여 구성되고, nL의 재료의 막두께가 nL·λ/2이고 nH의 재료의 막두께가 nH ·λ/2의 다층막으로 이루어지는 박막을 설치한 것을 특징으로 하는 반사형 화면조명장치.
제 11항에 있어서,

도광체의 이면의 외주부를 제외한 개소에 박막을 설치한 것을 특징으로 하는 반사형 화면조명장치.
제 1항에 있어서,

반사형 화면의 반사특성을 반사형 화면의 시야각을 θb로 할 때 반사형 화면의 법선방향에 대하여 θb 이상의 각도로 입사한 빛의 확산성보다 0b 이하의 각도로 입사한 빛의 확산성이 높은 특성을 갖도록 한 것을 특징으로 하는 반사형 화면조명장치.
제 1항에 있어서,

반사형 화면의 반사특성을 반사형 화면의 시야각을 θb로 할 때 반사형 화면의 법선방향에 대하여 θb 이상의 각도로 입사한 빛을 대략 수직방향으로 반사시키는 특성을 갖도록 한 것을 특징으로 하는 반사형 화면조명장치.
제 1항에 있어서,

도광체의 이면에 높이 0.05∼0.2mm의 돌기부를 설치한 것을 특징으로 하는 반사형 화면조명장치.
제 1항에 있어서,

도광체의 이면의 외주부에 홈을 설치한 것을 특징으로 하는 반사형 화면조명장치.
제 1항에 있어서,

도광체와 반사형 액정 사이에 충전되는 투명재료는 그 유리전이온도가 반사형 액정의 내열온도 이하인 것을 특징으로 하는 반사형 화면조명장치.