KR20020090874A - 광확산부재 조립체, 면광원장치 및 화상표시장치 - Google Patents

광확산부재 조립체, 면광원장치 및 화상표시장치 Download PDF

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Abstract

면광원장치 (1) 는 광확산부재 조립체 (2) 의 이면측에 복수의 형광램프 (3) 와 반사부재 (4) 를 구비하고, 출사측에는 확산시트 (5) 가 배치된다. 광확산부재 조립체 (2) 는 3 층 구조를 갖고, 각 층은 복수의 확산부재 블록 (8a…8f, 9a…9o, 10a, 10b) 로 구성된다. 제 1 층 (8) 의 확산부재 블록 (8a) 등에 입사된 광의 대부분은, 전파과정에서 제 1, 제 2 층 (8, 9) 의 중첩면에 형성된 대략 원형단면을 갖는 오목부 (11, 12 ; 구멍부 (13)) 로의 출입으로 굴절작용을 받아 진행방향이 다양화되어 거의 균일하게 확산된다. 동일하게, 제 2 층 (9) 과 제 3 층 (10) 의 중첩면에 형성된 오목부 (14, 15 ; 구멍부 (16)) 에서도 굴절되어 거의 균일하게 확산된다. 광확산부재 조립체 (2) 의 출사면의 법선방향 (B방향) 뿐만아니라 경사방향 (C, D 방향) 에 대해서도 균일화된 밝기를 얻을 수 있다. 차광막이 불필요하므로 광의 이용효율도 높다.

Description

광확산부재 조립체, 면광원장치 및 화상표시장치 {LIGHT DIFFUSION MEMBER ASSEMBLY, SURFACE LIGHT SOURCE DEVICE AND IMAGE DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 액정텔레비젼, 액정모니터, 카네비게이션장치, 광고표시장치 등의 각종 화상표시장치 및 이들의 화상표시부를 백라이팅하는 면광원장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이것에 채용되는 광확산부재 조립체에 관한 것이다.
액정모니터의 액정표시패널과 같은 화상표시부의 백라이팅 (이면측으로부터 조명하는 것. 이하 동일함) 에 사용되는 면광원장치로서 도 11 에 나타낸 바와 같은 타입의 것이 알려져 있다. 도 11 을 참조하면, 면광원장치 (30) 는 확산판 (31) 을 구비하고, 그 이면측에 복수의 형광램프 (32) 가 배치되어 있다. 형광램프 (32) 로부터의 광은 확산판 (31) 에서 확산되어 면형상의 조명광이 생성된다.
일반적으로, 이와 같은 면광원장치 (30) 에서는, 형광램프 (32) 의 바로 위에서 휘도가 높아지는 한편 형광램프 (32, 32) 의 중간부분에서는 휘도가 떨어져 확산판 (31) 으로부터의 조명광에 명암 (휘도편차) 이 발생하는 단점이 있다.
이 단점을 극복하기 위해, 종래에는, 확산판 (31) 의 이면측에서 또한 형광램프 (32) 에 대향하는 부위에 차광막 (차광패턴 ; 33) 을 형성하고, 형광램프 (32) 의 바로 위 부분으로부터의 출사광을 억제함으로써, 형광램프 (32, 32) 의 중간부분과의 사이에서 휘도의 밸런스를 얻었다.
그러나, 이와 같은 종래 방법에서는, 확산판 (31) 출사면의 법선방향으로의 출사광 휘도의 균일화는 가능하지만, 이 법선방향에 대하여 경사진 방향에서 본 경우, 관찰위치와 형광램프 (32) 사이에는 차광막 (33) 이 위치하지 않아, 형광램프 (32) 로부터의 광이 차광막 (33) 에 의하여 차광되지 않고 눈에 들어오게 된다. 그 결과, 이 법선방향에 대하여 경사진 방향에서 본 경우에는, 출사광의 명암 차이가 강조되어 조명품질이 저하된다는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 출사면의 법선방향 및 경사방향으로의 조명광을 동시에 균일화할 수 있는 광확산부재 조립체와, 그 광확산부재 조립체를 구비한 면광원장치, 및 그 면광원장치를 구비한 화상표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 먼저, 이면측에 배치된 광원으로부터의 광을 확산시켜 출사하는 광확산부재 조립체에 적용된다.
본 발명의 기본적인 특징에 따르면, 광확산부재 조립체는, 적어도 제 1 층 및 제 2 층을 갖는다. 그리고, 상기 제 1 층은, 적어도 하나의 확산부재 블록으로 이루어지고, 상기 제 2 층은, 상기 제 1 층에 중첩되는 적어도 하나의 확산부재 블록으로 이루어지고, 상기 제 1 층과 상기 제 2 층의 중첩면의 적어도 일방에는 오목부가 다수 형성되어 있다.
오목부의 형성에 대해서는, 상기 제 1 층의 상기 제 2 층에 대향하는 면에 제 1 오목부가 다수 형성되고, 상기 제 2 층의 상기 제 1 층에 대향하는 면에는, 상기 제 1 오목부 사이에 위치하도록 제 2 오목부가 다수 형성되어 있어도 된다.
여기에서, 상기 제 1 층을 구성하는 확산부재 블록과, 상기 제 2 층을 구성하는 확산부재 블록을 상이한 크기로 형성하고, 상기 제 1 층의 각 확산부재 블록의 맞닿음 위치와 상기 제 2 층의 각 확산부재 블록의 맞닿음 위치가 중첩되지 않도록 되어 있는 것이 바람직하다.
광확산부재 조립체를 3 층 이상으로 구성할 수도 있다. 그 경우, 광확산부재 조립체는, 적어도 제 1 층, 제 2 층 및 제 3 층을 갖고, 상기 제 1 층은, 적어도 하나의 확산부재 블록으로 구성되고, 상기 제 2 층은 상기 제 1 층에 중첩되는 적어도 하나의 확산부재 블록으로 구성되며, 상기 제 3 층은 상기 제 2 층에 중첩되는 적어도 하나의 확산부재 블록으로 구성된다. 그리고, 상기 제 1 층과 상기 제 2 층의 중첩면의 적어도 일방에는 제 1 오목부가 다수 형성되고, 상기 제 2 층과 상기 제 3 층의 중첩면의 적어도 일방에는 제 2 오목부가 다수 형성된다. 이때, 상기 제 2 오목부는 상기 제 1 오목부 사이에 위치된다.
또는, 동일한 3 층 구성의 광확산부재 조립체에 있어서, 상기 제 1 층의 상기 제 2 층에 대향하는 면에는, 단면이 대략 반원형인 제 1 오목부를 다수 형성하고, 상기 제 2 층의 상기 제 1 층에 대향하는 면에는, 상기 제 1 오목부에 대응하는 위치에, 단면이 대략 반원형인 제 2 오목부를 형성하고, 상기 제 2 층의 상기 제 3 층에 대향하는 면에는, 상기 제 2 오목부 사이에 위치하도록 단면이 대략 반원형인 제 3 오목부를 형성하고, 상기 제 3 층의 상기 제 2 층에 대향하는 면에는, 상기 제 3 오목부에 대응하는 위치에 단면이 대략 반원형인 제 4 오목부를 형성하여도 된다.
이들 3 층 구성의 광확산부재 조립체에 있어서는, 상기 제 1 층을 구성하는 확산부재 블록과 상기 제 2 층을 구성하는 확산부재 블록을 상이한 크기로 형성하여, 상기 제 1 층의 각 확산부재 블록의 맞닿음 위치와 상기 제 2 층의 각 확산부재 블록의 맞닿음 위치가 중첩되지 않도록 함과 동시에, 상기 제 2 층을 구성하는 확산부재 블록과 상기 제 3 층을 구성하는 확산부재 블록을 상이한 크기로 형성하여, 상기 제 2 층의 각 확산부재 블록의 맞닿음 위치와 상기 제 3 층의 각 확산부재 블록의 맞닿음 위치가 중첩되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
상기 모든 형태의 광확산부재 조립체에 있어서, 상기 광원은 봉형상의 형광램프이어도 된다. 이 경우, 상기 오목부가 상기 형광램프의 길이방향을 따라 선형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 오목부의 전체 또는 일부에, 상기 확산부재 블록과 상이한 굴절율의 광투과성물질이 충전되어 있어도 된다.
다음으로, 본 발명은 면광원장치 및 화상표시장치에 적용된다. 본 발명에 따른 면광원장치는, 상기와 같이 개량된 광확산부재 조립체와, 상기 광확산부재 조립체의 이면측에 위치하여 상기 광원으로부터의 광을 상기 광확산부재 조립체의 이면측에 반사하는 반사부재를 구비하고 있다. 따라서, 상기 광확산부재 조립체의 출사면측에 적어도 1 장의 확산시트가 배치되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 이와 같이 구성된 면광원장치와, 그 면광원장치로부터 출력되는 조명광이 공급되는 화상표시부를 조합함으로써, 본 발명에 따른 화상표시장치가 구성된다.
상기와 같이, 모든 태양의 광확산부재 조립체 및 이를 사용한 면광원장치와 화상표시장치의 특징에 대해서는, 다음의 실시형태에서 더욱 상세하게 설명된다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 면광원장치의 외관사시도이다.
도 2 는 도 1 에 나타낸 면광원장치의 분해사시도이다.
도 3 은 본 발명의 제 1 실시형태에서 채용되는 광확산부재 조립체를 분해하여 나타낸 평면도이다.
도 4 는 도 1 중의 라인 A-A 선을 따른 단면도이다.
도 5 은 도 4 에 나타낸 광확산부재 조립체의 부분 확대도이다.
도 6 은 도 5 에 나타탠 광확산부재 조립체를 분해하여 나타낸 부분 확대도이다.
도 7 은 본 발명의 제 2 실시형태에서 채용되는 광확산부재 조립체의 4 개의 예 (a)∼(d) 를 부분 확대도로 나타낸 것이다.
도 8 은 본 발명의 제 3 실시형태에서 채용되는 광확산부재 조립체의 부분 확대도이다.
도 9 는 광확산부재 조립체의 각 층에 형성하는 오목부의 형상을 나타낸 사시도이다.
도 10 은 구멍부와의 계면에서 굴절작용을 받아 확산되는 광의 대표적인 광로를 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 11 은 종래의 면광원장치의 일부를 확대하여 나타낸 측면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 설명
1 : 면광원장치
2 : 광확산부재 조립체
3 : 형광램프 (1차광원)
4 : 반사부재
5 : 확산시트
6 : 액정표시패널 (화상표시부)
7 : 화상표시장치
8 : 제 1 층
9 : 제 2 층
10 : 제 3 층
8a∼8f, 9a∼9o, 10a∼10b : 확산부재 블록
11, 12, 14, 15, 20, 21, 22 : 오목부
실시형태
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다.
[제 1 실시형태]
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 면광원장치의 외관사시도이다.도 2 는 도 1 에 나타낸 면광원장치의 분해사시도이다. 또한, 도 4 는 도 1 중의 라인 A-A 선을 따른 단면도이다.
(면광원장치 및 화상표시장치의 개략 구성)
이들의 도면에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 관련되는 면광원장치 (1) 는, 광확산부재 조립체 (2) 와, 그 이면측 (도 1, 도 2 및 도 4 에서의 하면측) 에 복수의 봉형상의 형광램프 (1차광원 ; 3) 와, 이들 형광램프 (3) 의 하방측에 배치된 반사부재 (4) 와, 광확산부재 조립체 (2) 의 출사측 (상방측) 에 배치된 확산시트 (5) 를 구비한다.
형광램프 (3) 는, 소정 간격으로 복수개 배치되어 있다. 반사부재 (4) 는, 형광램프 (3) 로부터의 광을 광확산부재 조립체 (2) 의 이면측을 향하여 반사한다. 확산시트 (5) 는, 광확산부재 조립체 (2) 로부터 출사된 광을 확산한다. 도 4 에 나타낸 바와 같이, 확산시트 (5) 상에 화상표시부 (여기에서는 액정표시패널 ; 6) 를 중첩하여 배치함으로써, 면광원장치 (1) 에서 면 위로 조명되는 화상표시장치 (7) 가 구성된다.
(광확산부재 조립체)
광확산부재 조립체 (2) 는, 제 1 층 (8) 부터 제 3 층 (10) 까지의 3 층 구조를 갖고 있다. 도 3 에 나타낸 바와 같이, 제 1 층 (8) 은, 6 개의 사각형 판형상의 확산부재 블록 (8a∼8f) 을 조합하여, 액정표시패널 (6) 의 평면형상에 대략 대응하는 크기의 사각 판형상으로 형성되어 있다. 확산부재 블록 (8a∼8f) 은 세로로 2 개 나열되고 가로로 3 개 나열되어 있다 (2행 3열의 합계 6개). 각 확산부재 블록 (8a∼8f) 의 측면은 서로 밀착되어 있다.
다음으로, 제 2 층 (9) 은, 도 3 에 나타낸 바와 같이 15 개의 사각형 판형상의 확산부재 블록 (9a∼9o) 을 조합하여, 액정표시패널 (6) 의 평면형상에 대략 대응하는 크기의 사각 판형상으로 형성되어 있다. 확산부재 블록 (9a∼9o) 은 세로로 3 개 나열하고, 또한 가로로 5 개 나열되어 있다 (3행 5열의 합계 15개). 각 확산부재 블록 (9a∼9o) 의 측면은 서로 밀착되어 있다.
이 제 2 층 (9) 의 각 확산부재 블록 (9a∼9o) 의 맞닿음 위치 (인접하는 확산부재 블록 사이의 경계 ; 이하 동일) 는, 제 1 층 (8) 의 각 확산부재 블록 (8a∼8f) 의 맞닿음 위치에 중첩되지 않도록 되어 있다.
또한, 제 3 층 (10) 은, 2 개의 사각형 판형상의 확산부재 블록 (10a, 10b) 을 조합하여, 액정표시패널 (6) 의 평면형상에 대략 대응하는 크기의 사각 판형상으로 형성되어 있다. 제 3 층 (10) 은, 확산부재 블록 (10a, 10b) 을 가로로 2 개 나열하고, 양 확산부재 블록 (10a, 10b) 의 측면을 밀접시켜 사각 판형상으로 형성되어 있다.
그리고, 제 3 층 (10) 의 양 확산부재 블록 (10a, 10b) 의 맞닿음 위치는, 제 2 층 (9) 의 각 확산부재 블록 (9a∼9o) 의 맞닿음 위치에 중첩되지 않도록 되어 있다.
제 1 ∼ 제 3 층 (8∼10) 의 각 확산부재 블록 (8a∼8f, 9a∼9o, 10a∼10b) 은, 광투과성이 우수한 아크릴수지 (PMMA) 나 폴리카보네이트 (PC), 시클로올레핀계 수지 등의 사출성형체로 구성되어 있다.
도 5 는 도 4 에 나타내는 광확산부재 조립체 (2) 의 부분적 확대도이다. 또한, 도 6 은 도 5 에 나타낸 광확산부재 조립체 (2) 를 제 1 층 (8) 부터 제 3 층 (10) 까지의 각 층으로 분해하여 나타낸 부분적 확대도이다.
이들 도면에 나타낸 바와 같이, 확산부재 블록 (8a∼8f) 에서 제 2 층 (9 ; 확산부재 블록 (9a∼9o)) 에 대향하는 면에는, 단면이 대략 반원형상인 제 1 오목부 (11) 가 등간격으로 다수 형성되어 있다. 또한, 확산부재 블록 (9a∼9o) 에서 제 1 층 (8 ; 확산부재 블록 (8a∼8f)) 에 대향하는 면에는, 제 1 오목부 (11) 에 대향하는 단면이 대략 반원형상인 제 2 오목부 (12) 가 등간격으로 다수 형성되어 있다.
그리고, 제 1 층 (8) 의 확산부재 블록 (8a∼8f) 과 제 2 층 (9) 의 확산부재 블록 (9a∼9o) 을 중첩하여 밀착시키면, 제 1 오목부 (11) 와 제 2 오목부 (12) 에 의해 단면이 대략 원형인 구멍부 (13) 가 형성된다.
다음, 확산부재 블록 (9a∼9o) 에서 제 3 층 (10 ; 확산부재 블록 (10a, 10b)) 에 대향하는 면에는, 단면이 대략 반원형인 제 3 오목부 (14) 가 상기 제 2 오목부 (12) 사이에 대응하는 위치를 취하고, 제 2 오목부 (12) 의 형성피치와 동일한 피치 (P) 로 다수 형성되어 있다. 또한, 확산부재 블록 (10a, 10b) 에서 제 2 층 (9 ; 확산부재 블록 (9a∼9o)) 에 대향하는 면에는, 제 3 오목부 (14) 에 대향하는 단면이 대략 반원형인 제 4 오목부 (15) 가 등간격으로 다수 형성되어 있다.
그리고, 제 2 층 (9) 의 확산부재 블록 (9a∼9o) 과 제 3 층 (10) 의 확산부재 블록 (10a, 10b) 을 중첩하여 밀착시키면, 제 3 오목부 (14) 와 제 4 오목부 (15) 에 의해 단면이 대략 원형인 구멍부 (16) 가 형성된다.
또한, 각 오목부 (11, 12, 14, 15) 사이의 피치 (P) 는, 오목부 (11, 12, 14, 15) 의 반경을 R 이라 하면, 2R≤P≤4R 의 범위에서 정하는 것이 바람직하다.
여기에서 주목해야 하는 것은, 광확산부재 조립체 (2) 의 상방에서 (도 4 의 B 방향에서) 본 경우나, 경사방향 (도 4 의 C, D 방향) 에서 본 경우에, 제 1 층 (8) 과 제 2 층 (9) 의 중첩면에 생기는 구멍부 (13) 사이에, 제 2 층 (9) 과 제 3 층 (10) 의 중첩면에 생기는 구멍부 (16) 가 위치하게 되는 것이다. 즉, 구멍부 (16) 는 구멍부 (13) 에 대하여 반피치 어긋난 위치에 있다. 그리고, 구멍부 (13, 16) 내에는 공기가 존재한다.
여기에서, 확산부재 블록 (8a…10b) 과 구멍부 (13, 16) 에 존재하는 공기에서는, 광의 굴절율이 크게 상이한 것 (예컨대 PMMA 의 굴절율은 약1.49 이고, PC 의 굴절율은 1.59 인 것에 대하여 공기의 굴절율은 대략 1.0 임) 과 구멍부 (13, 16) 의 단면형상이 대략 원형인 것에 의해, 형광램프 (3) 로부터의 광이 광확산부재 조립체 (2) 를 투과할 때에 구멍부 (13, 16) 에서 효과적으로 확산된다.
즉, 상방 (도 4 의 B 방향) 에서 광확산부재 조립체 (2) 를 본 경우 뿐만 아니라 경사 상방 (도 4 의 C, D 방향) 에서 본 경우에도, 형광램프 (3) 로부터의 광이 구멍부 (13, 16) 에서 균일하게 확산된다. 따라서, 출사광의 휘도가 균일화되어 출사광의 명암의 차이가 쉽게 생기지 않는다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 각 층의 인접하는 확산부재 블록 (8a∼8f, 9a∼9o, 10a∼10b) 끼리를 접착하여 일체화하여도 된다. 이 경우에는, 확산부재 블록 (8a…10b) 과 굴절율이 대략 동일한 접착제 (예컨대, 에폭시수지계 접착제) 를 사용하는 것이 바람직하다.
(반사부재)
반사부재 (4) 는, 도 1∼도 2 및 도 4 에 나타낸 바와 같이, 광반사성이 우수한 백색의 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 등의 수지재료, 또는 스테인레스강판 등의 금속판의 내면에 은의 증착층을 형성한 것 등으로 형성되어 있다. 형광램프 (3) 로부터의 광의 일부는 반사부재 (4) 에서 반사되어 도광판 조립체 (2) 의 이면측에 효과적으로 반사된다.
(확산시트)
확산시트 (5) 는, 도 1∼도 2 및 도 4 에 나타낸 바와 같이, 광투과성이 우수한 PET 시트 등에 대하여, 표면의 조면화, 표면으로의 광확산성 잉크의 광확산패턴의 형성, 또는 내부로의 광확산물질의 분산함유 등에 의해 광확산성을 부여한 부재로 구성된다. 광확산부재 조립체 (2) 로부터 출사된 광은, 확산시트 (5) 에 의해 확산된다.
이에 의해, 확산시트 (5) 의 출사면방향으로부터 면광원장치 (1) 를 본 경우, 제 1∼제 3 층 (8∼10) 까지의 각 층의 확산부재 블록 (8a∼8b, 9a∼9o, 10a∼10b) 의 맞닿음부 (제 1 층 (8) 부터 제 3 층 (10) 까지의 분할부) 가 눈에 띠는 것이 방지된다.
(본 실시형태의 작용ㆍ효과)
본 실시형태에서 광 거동의 개요는 다음과 같다.
형광램프 (3) 의 광이 직접, 또는 반사부재 (4) 에 의해 반사된 후 광확산부재 조립체 (2) 의 제 1 층 (8) 의 확산부재 블록 (8a∼8f) 의 하면으로부터 입사된다. 이 입사광은, 확산부재 블록 (8a∼8f) 내를 전파하는 과정에서, 제 1 층 (8) 과 제 2 층 (9) 의 중첩면에 형성된 오목부 (11, 12 ; 구멍부 (13)) 의 계면에서 굴절작용을 받는다.
구멍부 (13) 의 단면형상은 대략 원형형상이고, 구멍부 (13) 의 내부에 공기가 존재한다. 그리고, 구멍부 (13) 에 존재하는 공기와, 제 1 및 제 2 층 (8, 9) 의 확산부재 블록 (8a∼9o) 에서는, 광의 굴절율이 크게 상이하다. 따라서, 확산부재 블록 (8a∼8f) 내를 전파하는 광은, 굴절에 의해 진행방향이 다양화되어 거의 균일하게 확산된다. 또한, 일부 광은 구멍부 (13) 에 의해 확산되지 않는다.
이들 확산된 광 및 확산되지 않은 광이, 제 2 층 (9) 의 확산부재 블록 (9a∼9o) 내를 전파하면, 제 2 층 (9) 과 제 3 층 (10) 의 중첩면에 형성된 오목부 (14, 15 ; 구멍부 (16)) 와의 계면에서 굴절작용을 받게 된다. 구멍부 (16) 는, 전술한 구멍부 (13) 와 동일한 굴절작용에 의해, 거의 균일하게 확산시킨다. 이에 따라, 구멍부 (13) 에서는 확산되지 않았던 광도, 그 대부분이 구멍부 (16) 에서 확산된다.
도 10 에는 구멍부 (13, 16) 에서 굴절작용을 받아 확산되는 광의 대표적인 광로를 개념적으로 나타냈다.
이와 같이 하여, 광확산부재 조립체 (2) 로부터의 출사광은, 출사면의 법선방향 (도 4 의 B방향) 뿐만 아니라 법선방향에 대한 경사방향 (도 4 의 C, D 방향) 에서도 균일화된다. 이것은 광확산부재 조립체 (2) 로부터의 출사광은, 정면 이외의 경사진 관찰방향에서 보아도 휘도편차를 쉽게 발생시키지 않는 것을 의미하고, 이에 따라 높은 조명품질을 얻을 수 있게 된다. 광확산부재 조립체 (2) 로부터의 출사광은 확산시트 (5) 를 통과하여, 액정표시패널 (6) 을 조명한다.
또한, 각 층의 인접하는 확산부재 블록은 충분히 밀착시키도록 주의하는 것이 바람직하다. 밀착이 불충분하면, 그 경계를 따라 광학적인 계면이 생겨, 스트라이프형상의 휘선 등의 이상발광이 관찰되는 경우가 있다. 단, 이러한 이상발광이 발생하여도 본 실시형태에서는 쉽게 눈에 띠지 않는다.
예컨대, 제 1 층 (8) 의 각 확산부재 블록 (8a∼8f) 의 맞닿음부에서 이상발광이 발생하였다고 하여도, 이것은 제 2 층 (9), 제 3 층 (10) 및 확산시트 (5) 의 확산작용으로 희미하게 할 수 있다. 또한, 제 2 층 (9) 의 각 확산부재 블록 (9a∼9o) 의 맞닿음부에서 이상발광이 발생하여도, 제 3 층 (10) 및 확산시트 (5) 에서 확산된다. 또한, 제 3 층 (10) 의 확산부재 블록 (10a, 10b) 끼리의 맞닿음부에서 이상발광이 발생하였다고 하여도 확산시트 (5) 에서 확산된다.
또한, 본 실시형태에 관련되는 면광원장치 (1) 에는, 종래예와 같은 차광막 (차광패턴) 을 형성할 필요가 없다는 특징도 있다. 차광막을 사용하지 않기 때문에, 광의 흡수손실을 방지하여 출사광 휘도를 높일 수 있다.
그리고, 본 실시형태에 관련되는 면광원장치 (1) 는 크기 변경이 용이하다.이는, 광확산부재 조립체 (2) 를 제 1∼제 3 층 (8∼10) 으로 다층화하고 각 층 (8∼10) 을 복수의 확산부재 블록 (8a∼8f, 9a∼9o, 10a∼10b) 으로 분할하여 구성하기 때문이다. 작은 확산부재 블록 (8a…10b) 의 조합 개수를 증감함으로써, 광확산부재 조립체 (2) 의 출사광면적을 용이하게 확대하거나 축소할 수 있다.
그리고, 확산부재 블록 (8a…10b) 을 사출성형으로 제조하는 경우, 큰 금형은 불필요해지고, 액정표시패널 (6) 의 크기 (표시화면의 크기) 에 관계없이 확산부재 블록 (8a…10b) 의 사출성형용 금형을 공용할 수 있다. 또한, 각 확산부재 블록 (8a…10b) 이 작아 사출성형하기 용이하므로, 성형불량이 발생되지 않아 제품의 수율이 양호하다.
이에 따라, 제조설비의 간소화가 용이해진다. 예컨대, 대형화면용의 면광원장치 (1) 를 제조하는 경우에도, 대형 제조설비를 준비하지 않고 대응할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 관련되는 면광원장치 (1) 에서는, 광확산부재 조립체 (2) 의 구멍부 (13, 16) 내가 공기층이기 때문에, 전체 중량의 경량화를 도모할 수 있다.
[제 2 실시형태]
도 7 에는, 제 2 실시형태에서 채용되는 광확산부재 조립체 (2) 의 4 개의 예 (a)∼(d) 가 일부를 확대하여 나타낸 측면도로 표시되어 있다. 이들 예에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서는 단면이 대략 반원형인 제 1 오목부 (20) 가 제 1 층 (8) 과 제 2 층 (9) 의 중첩면의 어느 일방에 다수 형성된다. 그리고,단면이 대략 반원형인 제 2 오목부 (21) 가 제 2 층 (9) 과 제 3 층 (10) 의 중첩면의 어느 일방에 다수 형성된다. 또한, 제 1∼제 3 층 (8∼10) 은, 제 1 실시형태와 동일하게 복수의 확산부재 블록 (8a…10b) 을 조합하여 구성되어 있다 (도 3 참조).
제 1 예에서는, 도 7(a) 에 나타낸 바와 같이, 제 1 오목부 (20) 가 제 1 층 (8) 의 제 2 층 (9) 에 대향하는 면에 형성되고, 제 2 오목부 (21) 가 제 3 층 (10) 의 제 2 층 (9) 에 대향하는 면에 형성된다. 그리고, 제 2 오목부 (21) 는, 제 1 오목부 (20, 20) 사이에 위치하도록 되어 있다. 즉, 제 2 오목부 (21) 가 제 1 오목부 (20) 에 대하여 반 피치 어긋나 있다.
제 2 예에서는, 도 7(b) 에 나타낸 바와 같이, 제 1 오목부 (21) 가 제 2 층 (9) 의 제 1 층 (8) 에 대향하는 면에 형성되고, 또 제 2 오목부 (21) 가 제 2 층 (9) 의 제 3 층 (10) 에 대향하는 면에 형성되어 있다. 그리고, 제 2 오목부 (21) 가 제 1 오목부 (20, 20) 사이에 위치하도록 되어 있다.
제 3 예에서는, 도 7(c) 에 나타낸 바와 같이, 제 1 오목부 (20) 가 제 2 층 (9) 의 제 1 층 (8) 에 대향하는 면에 형성되고, 제 2 오목부 (21) 가 제 3 층 (10) 의 제 2 층 (9) 에 대향하는 면에 형성되어 있다. 그리고, 제 2 오목부 (21) 가 제 1 오목부 (20, 20) 사이에 위치하도록 되어 있다.
제 4 예에서는, 도 7(d) 에 나타낸 바와 같이, 제 1 오목부 (20) 가 제 1 층 (8) 의 제 2 층 (9) 에 대향하는 면에 형성되고, 제 2 오목부 (21) 가 제 2 층 (9) 의 제 3 층 (10) 에 대향하는 면에 형성되어 있다. 그리고, 제 2 오목부 (21)가 제 1 오목부 (20, 20) 사이에 위치하도록 되어 있다.
이들 어느 예에서도, 형광램프 (3) 로부터의 광은 각 오목부 (20, 21) 에 의해 확산되기 때문에, 광확산부재 조립체 (2) 의 출사면으로부터의 광을 거의 균일하게 출사할 수 있다. 그 결과, 제 1 실시형태와 동일하게, 관찰방향에 의한 출사광의 휘도편차의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 다른 작용효과에 대해서는 제 1 실시형태의 경우와 동일하므로 반복 설명은 생략한다.
[제 3 실시형태]
도 8 에는, 제 3 실시형태에서 채용되는 광확산부재 조립체 (2) 의 4 개의 예 (a)∼(d) 가 일부를 확대하여 나타낸 측면도로 표시되어 있다. 이들 예에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서는 광확산부재 조립체 (2) 를 제 1 층 (8) 과 제 2 층 (9) 으로 구성하고, 이들 제 1 층 (8) 과 제 2 층 (9) 의 중첩면의 적어도 일방에 오목부 (22) 가 다수 형성되어 있다. 또한, 제 1 층 (8) 및 제 2 층 (9) 은 전술한 각 실시형태와 동일하게, 복수의 확산부재 블록 (8a∼8f, 9a∼9o) 을 조합하여 구성되어 있다.
제 1 예에서는, 도 8(a) 에 나타낸 바와 같이 제 1 층 (8) 과 제 2 층 (9) 의 중첩면에 오목부 (22, 22) 를 대향시켜 형성하고 있다. 제 2 예에서는, 도 8(b) 에 나타낸 바와 같이, 제 1 층 (8) 의 제 2 층 (9) 에 대향하는 면에 오목부 (22) 를 다수 형성하고 있다. 또한, 제 3 예에서는 도 8(c) 에 나타낸 바와 같이 제 2 층 (9) 의 제 1 층 (8) 에 대향하는 면에 오목부 (22) 를 다수 형성하고 있다. 또한, 이들 제 1∼제 3 예에서의 오목부 (22) 는 매끄러운 곡면으로 연속적으로 형성되어 있고, 인접하는 오목부 (22, 22) 끼리도 매끄러운 곡면으로 접속되어 있다. 오목부 (22) 를 형성하는 면의 단면형상은 대략 파형형상으로 된다.
제 4 예에서는, 도 8(d) 에 나타낸 바와 같이, 제 1 층 (8) 과 제 2 층 (9) 의 각 중첩면에 각각 단면이 대략 반원형인 오목부 (22, 22) 를 다수 형성하고 있다. 그리고, 제 1 층 (8) 의 오목부 (22, 22) 사이에 제 2 층 (9) 의 오목부 (22) 가 위치하도록 되어 있다.
이들 어느 예에서도, 형광램프 (3) 로부터의 광은 각 오목부 (22) 에 의해 확산되기 때문에, 광확산부재 조립체 (2) 의 출사면으로부터의 광을 거의 균일하게 출사할 수 있다. 그 결과, 제 1, 제 2 실시형태와 동일하게, 관찰방향에 의한 출사광의 휘도편차의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다. 본 실시형태와 관련되는 광확산부재 조립체 (2) 는 층의 수가 적기 때문에, 면광원장치 (1) 및 이 장치 (1) 를 구비한 화상표시장치 (7) 를 박형화ㆍ경량화하는 데에 유리하다. 또한, 다른 작용효과에 대해서는 제 1 실시형태의 경우와 동일하므로 반복 설명은 생략한다.
또한, 전술한 제 1∼제 3 의 각 실시형태에서는, 도 9 에 나타낸 바와 같이, 오목부 (11∼12, 14∼15, 20∼22) 를 형광램프의 길이방향을 따라 선형상으로 형성하는 것이 바람직하다.
[기타 변형예]
전술한 실시형태는, 예컨대, 다음과 같은 변형이 허용된다.
(i) 전술한 각 실시형태에서는 오목부 (11∼12, 14∼15, 20∼22) 내에 공기가 존재하는 경우를 예시하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 오목부 (11∼12, 14∼15, 20∼22) 내에 확산부재 블록 (8a…10b) 의 굴절율과 상이한 굴절율을 갖는 광투과성물질을 충전하여도 된다.
또한, 오목부 (11∼12, 14∼15, 20∼22) 내에 충전하는 광투과성 물질은, 확산부재 블록 (8a…10b) 과 동종 또는 이종의 재료에 이것과 상이한 굴절율을 갖는 미소입자를 혼입분산시킨 것이어도 된다.
또한, 광투과성 물질은, 오목부 (11∼12, 14∼15, 20∼22) 의 전체에 충전해도 되고, 그 일부에 충전해도 된다.
(ii) 전술한 각 실시형태에서는, 대략 반원형 또는 매끄러운 곡선으로 연속적으로 형성된 단면형상의 오목부 (11∼12, 14∼15, 20∼22) 가 예시되어 있다. 그러나, 이것은 바람직한 예에 불과하다. 일반적으로는, 광을 확산할 수 있는 단면형상을 갖는 오목부이면 되고, 단면이 대략 삼각형상인 오목부나 그 외의 단면형상의 오목부여도 된다.
(iii) 전술한 각 실시형태에서는, 광확산부재 조립체 (2) 는 3 층 또는 2 층으로 구성되어 있다. 그러나, 층 수를 늘려 광확산부재 조립체 (2) 를 4 층 이상의 다층구조체로 하여도 된다.
(iv) 도 9 에 나타낸 바와 같은 오목부 (11∼12, 14∼15, 20∼22) 의 선형상 배열은 예시이다. 다른 배열형태, 예컨대, 오목부를 도트형상으로 다수 형성하도록 하여도 된다.
(v) 전술한 각 실시형태에서는 오목부 (구멍부) 의 형성 피치는 일정하게 되어 있다. 그러나, 이면측에 배치하는 광원과의 상대적인 위치에 따라, 그 형성 피치 (조밀) 를 변경하여도 된다.
이상과 같이 본 발명에서는, 다층구조를 갖고, 또한 각 층의 중첩면의 적어도 일방에 광확산기능을 갖는 오목부를 형성한 광확산부재 조립체에 의하여 광을 거의 균일하게 확산하여 출력할 수 있다. 따라서, 관찰방향에 따라 휘도편차가 발생하는 것을 효과적으로 억제할 수 있어, 출사면의 법선방향은 물론이고, 출사면의 법선방향에 대하여 경사방향으로의 출사광의 휘도분포도 균일화된다. 그 결과, 높은 조명품질을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 광확산부재 조립체의 각 층의 중첩면의 적어도 일방에 형성된 오목부가 광을 확산하기 때문에, 종래예와 같은 차광패턴을 확산부재에 형성할 필요가 없어진다. 그 결과, 차광패턴을 형성한 경우에 발생하는 광의 흡수손실을 없앨 수 있다. 따라서, 출사광휘도를 효율적으로 높일 수 있다.
그리고, 본 발명에 관련되는 광확산부재 조립체를 구비한 면광원장치를 화상표시부의 조명에 사용하면, 균일하고 효율적인 조명으로 되어 밝고 보기 쉬운 표시화상을 얻을 수 있게 된다.

Claims (12)

  1. 이면측에 배치된 광원으로부터의 광을 확산하여 출사하는 광확산부재 조립체로서,
    적어도 제 1 층 및 제 2 층을 갖고,
    상기 제 1 층은, 적어도 하나의 확산부재 블록으로 이루어지고,
    상기 제 2 층은, 상기 제 1 층에 중첩되는 적어도 하나의 확산부재 블록으로 이루어지고,
    상기 제 1 층과 상기 제 2 층의 중첩면 중 적어도 일방에는 오목부가 다수 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광확산부재 조립체.
  2. 이면측에 배치된 광원으로부터의 광을 확산하여 출사하는 광확산부재 조립체로서,
    적어도 제 1 층 및 제 2 층을 갖고,
    상기 제 1 층은, 적어도 하나의 확산부재 블록으로 이루어지고,
    상기 제 2 층은, 상기 제 1 층에 중첩되는 적어도 하나의 확산부재 블록으로 이루어지고,
    상기 제 1 층의 상기 제 2 층에 대향하는 면에는 제 1 오목부가 다수 형성되어 있고,
    상기 제 2 층의 상기 제 1 층에 대향하는 면에는, 상기 제 1 오목부 사이에위치하도록 제 2 오목부가 다수 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광확산부재 조립체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 층을 구성하는 확산부재 블록과, 상기 제 2 층을 구성하는 확산부재 블록은 상이한 크기로 형성되어 있고, 상기 제 1 층의 각 확산부재 블록의 맞닿음 위치와 상기 제 2 층의 각 확산부재 블록의 맞닿음 위치가 중첩되지 않도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 광확산부재 조립체.
  4. 이면측에 배치한 광원으로부터의 광을 확산하여 출사하는 광확산부재 조립체로서,
    적어도 제 1 층, 제 2 층 및 제 3 층을 갖고,
    상기 제 1 층은, 적어도 하나의 확산부재 블록으로 이루어지고,
    상기 제 2 층은, 상기 제 1 층에 중첩되는 적어도 하나의 확산부재 블록으로 이루어지고,
    상기 제 3 층은, 상기 제 2 층에 중첩되는 적어도 하나의 확산부재 블록으로 이루어지고,
    상기 제 1 층과 상기 제 2 층의 중첩면 중 적어도 일방에는 제 1 오목부가 다수 형성되어 있고,
    상기 제 2 층과 상기 제 3 층의 중첩면 중 적어도 일방에는 제 2 오목부가다수 형성되어 있고,
    상기 제 2 오목부는 상기 제 1 오목부 사이에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 광확산부재 조립체.
  5. 이면측에 배치된 광원으로부터의 광을 확산하여 출사하는 광확산부재 조립체로서,
    적어도 제 1 층, 제 2 층 및 제 3 층을 갖고,
    상기 제 1 층은, 적어도 하나의 확산부재 블록으로 이루어지고,
    상기 제 2 층은, 상기 제 1 층에 중첩되는 적어도 하나의 확산부재 블록으로 이루어지고,
    상기 제 3 층은 상기 제 2 층에 중첩되는 적어도 하나의 확산부재 블록으로 이루어지고,
    상기 제 1 층의 상기 제 2 층에 대향하는 면에는, 단면이 대략 반원형인 제 1 오목부가 다수 형성되어 있고,
    상기 제 2 층의 상기 제 1 층에 대향하는 면에는, 상기 제 1 오목부에 대응하는 위치에, 단면이 대략 반원형인 제 2 오목부가 형성되어 있고,
    상기 제 2 층의 상기 제 3 층에 대향하는 면에는, 상기 제 2 오목부 사이에 위치하도록 단면이 대략 반원형인 제 3 오목부가 형성되어 있고,
    상기 제 3 층의 상기 제 2 층에 대향하는 면에는, 상기 제 3 오목부에 대응하는 위치에, 단면이 대략 반원형인 제 4 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로하는 광확산부재 조립체.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 층을 구성하는 확산부재 블록과 상기 제 2 층을 구성하는 확산부재 블록은 상이한 크기로 형성되어 있고,
    상기 제 1 층의 각 확산부재 블록의 맞닿음 위치와 상기 제 2 층의 각 확산부재 블록의 맞닿음 위치는 중첩되지 않도록 되어 있고,
    상기 제 2 층을 구성하는 확산부재 블록과 상기 제 3 층을 구성하는 확산부재 블록은 상이한 크기로 형성되어 있고,
    상기 제 2 층의 각 확산부재 블록의 맞닿음 위치와 상기 제 3 층의 각 확산부재 블록의 맞닿음 위치는 중첩되지 않도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 광확산부재 조립체.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원은 봉형상의 형광램프이고, 상기 오목부는 상기 형광램프의 길이방향을 따라 선형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광확산부재 조립체.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오목부의 전체에 상기 확산부재 블록과 상이한 굴절율의 광투과성물질이 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 광확산부재 조립체.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수 오목부의 일부에 상기 확산부재 블록과 상이한 굴절율의 광투과성물질이 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 광확산부재 조립체.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 광확산부재 조립체와,
    상기 광확산부재 조립체의 이면측에 위치하여, 상기 광원으로부터의 광을 상기 광확산부재 조립체의 이면측으로 반사하는 반사부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 광확산부재 조립체의 출사면측에 적어도 1 장의 확산시트가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 기재된 면광원장치와,
    상기 면광원장치에 의해 조명되는 화상표시부를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
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