KR20040008082A - 조명 장치 및 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20040008082A
KR20040008082A KR1020030047085A KR20030047085A KR20040008082A KR 20040008082 A KR20040008082 A KR 20040008082A KR 1020030047085 A KR1020030047085 A KR 1020030047085A KR 20030047085 A KR20030047085 A KR 20030047085A KR 20040008082 A KR20040008082 A KR 20040008082A
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Abstract

(과제) 출사광의 균일성이 우수하여 대면적을 균일하고 밝게 조명할 수 있는 저소비 전력의 조명 장치의 제공.
(해결 수단) 도광판 (12) 의 입광면 (12a) 을 따른 방향의 중간 도광체 (13) 의 길이가 입광면 (12a) 을 따른 방향의 길이로부터 발광 소자 (15) 측으로 연장 형성되고, 상기 입광면 (12a) 과 대향하는 중간 도광체 (13) 의 측단면이 발광 소자 (15) 의 빛을 도광판 (12) 에 출사시키기 위한 출사면이 되고, 이 출사면 (13k) 과 반대측의 외측면 (13j) 이 이 중간 도광체 (13) 의 내부를 전파하는 빛을 반사시키기 위해 반사면이 되고, 중간 도광체의 외측면 (13j) 에, 단면 쐐기 형상의 홈 (13b) 이 복수개 형성된 프리즘면 (13a) 과, 프리즘면 (13a) 표면에 형성된 반사막 (17) 이 형성되고, 프리즘면 (13a) 은 중간 도광체 (13) 의 상기 발광 소자측의 끝단면 (13g) 과는 이간되어 형성된 프런트 라이트 (조명 장치).

Description

조명 장치 및 액정 표시 장치 {LIGHTING DEVICE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 조명 장치 및 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 1 개의 광원으로도 출사광량 분포의 균일성을 향상시킬 수 있는 조명 장치, 및 이를 사용한 액정 표시 장치의 구성에 관한 것이다.
종래부터, 반사형 액정 표시 장치의 프런트 라이트에는 광원, 중간 도광체, 도광판 및 이들을 일체 지지하는 내면을 반사성으로 한 케이스체 등으로 구성된 유닛이 사용되고 있다.
도 13a 는 종래의 액정 표시 장치를 나타내는 사시 구성도이고, 도 13b 는 도 13a 에 나타내는 액정 표시 장치에 구비된 프런트 라이트를 관찰측에서 보았을 때의 평면도이다. 이들 도면에 나타내는 액정 표시 장치는 액정 표시 유닛 (120) 과, 이 액정 표시 유닛 (120) 의 전면측에 배치된 프런트 라이트 (110) 로 구성되어 있다. 액정 표시 유닛 (120) 은 상세한 도시를 생략하였으나, 그 전면측에서 입사된 빛을 반사시켜 표시하는 반사형 액정 표시 유닛으로서, 서로 대향하여 배치된 상부 기판 (121), 하부 기판 (122) 사이에 액정층 (123) 이 끼워져 있고, 이 액정층의 배향 상태를 제어함으로써, 빛의 투과 상태를 변화시켜 표시하도록 되어 있다.
프런트 라이트 (110) 는 평판 형상의 도광판 (112) 과, 이 도광판 (112) 의 측단면 (112a; 입광면) 에 배치된 막대 형상의 중간 도광체 (113) 와, 이 중간 도광체 (113) 의 일단면 (113g; 도시 좌측 끝단면) 에 배치된 백색 LED (Light Emitting Diode; 발광 다이오드) 등의 점광원으로 이루어지는 발광 소자 (115) 를 구비하여 구성되어 있다. 도광판 (112) 의 상면측은 단면에서 봤을 때 쐐기 형상의 복수개의 프리즘 홈 (114) 이 서로 평행하게 평면에서 봤을 때 스트라이프 형상으로 형성된 반사면 (112c) 이 있고, 하면은 액정 표시 유닛 (120) 을 조명하기 위한 조명광이 출사되는 출사면 (112b) 이 된다. 각 프리즘 홈 (114) 은 완경사면부 (114a) 와 급경사면부 (114b) 로 형성되어 있다. 완경사면부 (114a) 의 경사 각도는 5°이상 35°이하인 범위의 일정한 값으로 되고, 급경사면부 (114b) 의 경사 각도는 완경사면부 (114a) 보다 가파른 경사 각도로 일정한 값으로 되어 있다. 프리즘 홈 (114) 의 피치는 반사면 (112c) 의 면내에서 일정하게 되어 있다. 또한, 프리즘 홈 (114) 의 깊이도 반사면 (112c) 의 면내에서 일정하게 되어 있다. 중간 도광체 (113) 의 외측면 (113a) 의 길이와 도광판 (112) 의 입광면 (112a) 의 길이는 같은 길이로 되어 있고, 중간 도광체 (113) 의 끝단면 (113g) 과 도광판 (112) 의 발광 소자 (115) 측의 변단면 (112g) 은 높이면에서 면이 일치하게 되어 있다. 중간 도광체 (113) 의 외측면 (113a; 도광판 (112) 측과 반대측 측면) 에는 외측면 (113a) 의 길이 방향을 따라 (발광 소자 (115) 측의 끝단면 (113g) 측으로부터 이것의 반대측 끝단면 (113h) 측에 걸쳐), 프리즘면 (113f) 이 형성되어 있고, 중간 도광체 (113) 내부를 전파하는 빛을 반사시켜 그 전파 방향을 변화시킬 수 있도록 되어 있다.
따라서, 도 13a 및 도 13b 에 나타내는 프런트 라이트 (110) 에서는 발광 소자 (115) 에서 출사된 빛은 중간 도광체 (113) 의 끝단면을 통해 도광체 (113) 내부로 도입되고, 프리즘면 (113f) 에 의해 그 전파 방향이 변화되어 도광판 (112) 의 측단면 (112a) 에서 도광판 (112) 내로 도입되고, 이 빛을 프리즘 홈이 형성된 도광판 (112) 상면의 반사면 (내면) 측에서 반사시킴으로써 빛의 전파 방향을 바꾸어 도광판 (112) 의 출사면 (하면) 에서 액정 표시 유닛 (120) 으로 향해 조사하도록 되어 있다.
휴대 정보 단말이나 휴대용 게임기 등의 휴대 전자 기기에서는 배터리 구동 시간이 사용하기에 따라 크게 달라지기 때문에, 이들의 표시부로 사용되는 액정 표시 장치에서는 프런트 라이트의 저소비 전력화를 목적으로 하여 도 13a 및 도 13b 에 나타내는 프런트 라이트 (110) 처럼, 1 개의 발광 소자 (115) 만을 구비한 1개형 프런트 라이트가 사용되고 있다. 즉, 발광 소자를 생략함으로써 저소비 전력화를 실현하고자 하는 것이다. 또한, 휴대 전자 기기의 소형화에 수반하여 프런트 라이트 (110) 의 판두께를 1㎜ 정도로까지 박형화할 것도 요망되고 있다.
그러나 이러한 1 개형 프런트 라이트는 대각 수 인치 이상의 넓은 면적을 갖는 표시 영역을 박형 도광판과 1 개의 발광 소자의 조합에 의해 균일하고 밝게 조명하기는 거의 불가능하였다. 요컨대, 도 13a 및 도 13b 에 나타내는 프런트 라이트 (110) 에서, 발광 소자 (115) 가 편측에 형성된 구성으로 한 경우에는 이 발광 소자 (115) 로부터의 빛을 도광판에 균일하게 안내하기 위해, 먼저 중간 도광체 (113) 에 의해 도광판 (112) 의 측단면 길이 방향에서 입사광을 균일하게 할 필요가 있지만, 이 중간 도광체 (113) 에 의해 도광판 (112) 으로의 입사광을 균일하게 하는 것 자체가 어렵기 때문에, 출사면 (112b) 의 전체면에 걸쳐 균일한 출사광을 얻기가 어렵고, 액정 표시 유닛 (120) 의 표시 영역을 휘도 불균일 없이 균일하게 조사하기가 어려워 표시의 시인성을 저하시키는 경우가 있었다. 그래서, 특히 현저한 경우에는 도 13b 에 나타내는 바와 같이 평면에서 봤을 때 직사각 형상의 암부 (128) 가 도광판 (112) 의 발광 소자 (115) 측의 변단면 (112g) 부근에 발생되기 때문에 출사광이 분산되는 문제가 발생되어 액정 표시 장치의 시인성을 저하시키는 경우가 있었다.
또, 중간 도광체 (113) 의 타방의 끝단면 (113h) 측 (도시 우측) 에도 발광 소자를 형성한 2개형 프런트 라이트에서는 끝단면 (113h) 측의 발광 소자에서 출사된 빛에 의해 도광판 (112) 의 좌측 변단면 (112g) 부근의 광량이 보충되어 밝아지지만 1개형에 비해 소비되는 전력이 많다.
이렇게, 1개의 발광 소자를 광원으로 사용하는 프런트 라이트에 대한 요구는 고조되고 있으나, 박형이면서 큰 면적을 균일하고 밝게 조명할 수 있는 프런트 라이트는 실현되지 않았다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 출사광의 균일성을 향상시킬 수 있고, 또한 밝게 조명할 수 있는 저소비 전력의 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 출사광의 균일성이 우수하여 대면적을 균일하고 밝게 조명할 수 있는 저소비 전력의 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기 조명 장치를 구비하고, 고휘도로 표시 품질이 우수한 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시 형태인 액정 표시 장치의 사시 구성도이다.
도 2 는 도 1 에 나타내는 액정 표시 장치의 평면 구성도이다.
도 3 은 도 2 에 나타내는 액정 표시 장치의 III-III 선 단면도이다.
도 4 는 도 2 에 나타내는 중간 도광체를 확대하여 나타내는 평면 구성도이다.
도 5 는 도 1 에 나타내는 프런트 라이트의 부분 단면도이다.
도 6 은 도 2 에 나타내는 액정 표시 유닛의 화소군을 확대하여 나타내는 평면 구성도이다.
도 7 은 액티브 매트릭스형 액정 표시 유닛의 화소를 확대하여 나타내는 평면 구성도이다.
도 8 은 도 7 의 VIII-VIII 선을 따른 단면도이다.
도 9 는 중간 도광체의 돌출부의 외측면에 프리즘면을 형성한 타입의 프런트 라이트의 중간 도광체를 확대하여 나타내는 평면 구성도이다.
도 10 은 본 실시 형태의 프런트 라이트에 구비되는 중간 도광체의 다른 예를 확대하여 나타내는 평면 구성도이다.
도 11 은 본 발명의 제 2 실시 형태인 액정 표시 장치의 사시 구성도이다.
도 12 는 제 3 실시 형태의 액정 표시 장치에 구비된 프런트 라이트의 요부를 확대하여 나타내는 평면 구성도이다.
도 13a 는 종래 구성의 액정 표시 장치의 사시도이다.
도 13b 는 도 13a 에 나타내는 프런트 라이트의 평면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10, 50, 60: 프런트 라이트 (조명 장치)
20: 액정 표시 유닛 (피조명물) 12: 도광판
12a: 측단면 (입광면, 일측단면) 12b: 하면 (출사면, 일면)
12c: 상면 (반사면, 다른 일면) 12d: 측단면 (말단면, 다른 측단면)
12g: 변단면 12h: 변단면
13: 중간 도광체 13a,83a: 프리즘면
13b,83b: 쐐기 형상의 홈 13b1,13b2: 경사면
13g: 끝단면 13h: 끝단면
14: 프리즘 홈 14a: 완경사면부
14b: 급경사면부 14d: 정상부
15: 발광 소자 17: 반사막
20: 액정 표시 유닛 θ1: 완경사면부의 경사 각도
θ2: 급경사면부의 경사 각도 d: 프리즘 홈의 깊이
P: 프리즘 홈의 피치 d3: 쐐기 형상의 홈의 깊이
P3: 쐐기 형상의 홈의 피치
L: 도광판의 발광 소자측의 변단면의 연장선
M: 프리즘면 또는 요철면의 형성 개시 위치
a: 2 개의 경사면이 이루는 각도
본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구 및 검토한 결과, 종래의 조명 장치에서 상기와 같은 문제가 발생되는 이유는 발광 소자에서 출사되어 중간 도광체에 입사되는 빛은 직진 방향 (중간 도광체의 길이 방향) 에 가까운 빛 (직진 입사광) 일수록 광량은 강해지고 (많아지고), 직진 방향에서 벗어난 빛 (경사 입사광) 일수록 광량이 약해지며 (적어지며), 또한 이 경사 입사광은 발광 소자의 근방에 있기 때문에, 이 경사 입사광이 중간 도광체의 외측면의 반사면에서 반사되어 도광판에 입사되어도 광량이 약하기 때문에 도광판의 발광 소자측의 변단면 부근에 암부가 발생된다는 것을 알 수 있었다.
그리고, 본 발명자들은 더욱 연구 및 검토한 결과, 발광 소자 근방의 광량이 약한 경사 입사광에 대해서는 도광판에 입사되는 것을 저감시키고, 광량이 강한 직진 출사광에 대해서는 도광판에 많이 입사될 수 있는 구성으로 함으로써 상기 과제를 해결할 수 있다는 것을 발견하였다.
즉, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 다음과 같은 구성을 채용하였다.
본 발명에 관한 조명 장치는 도광판과, 이 도광판의 일측단면을 따라 배치된 중간 도광체와, 이 중간 도광체의 길이 방향의 끝단면에 배치된 발광 소자를 구비하고, 상기 도광판은 빛이 도입되는 측단면이 입광면이 되고, 상기 발광 소자에서 출사된 빛을 상기 중간 도광체를 통해 상기 도광판의 입광면에서 도광판 내부로 도입하고, 상기 도광판 내부를 전파하는 빛을 상기 도광판의 일면측에서 출사시키는 조명 장치로서,
상기 도광판의 입광면을 따른 방향의 중간 도광체의 길이는 상기 도광판의 입광면을 따른 방향의 길이로부터 상기 발광 소자측으로 연장 형성되어 있고, 상기 도광판의 일측단면과 대향하는 상기 중간 도광체의 측단면이 상기 발광 소자의 빛을 도광판에 출사시키기 위한 출사면이 되고, 이 출사면과 반대측의 외측면이 이 중간 도광체의 내부를 전파하는 빛을 반사시키기 위해 반사면으로 된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 조명 장치는 상기 구성으로 함으로써, 상기 도광판의 입광면을 따른 방향의 중간 도광체는 상기 도광판보다 상기 발광 소자측으로 돌출되게 되어, 중간 도광체의 일방의 끝단면에 발광 소자를 형성한 1개형이더라도, 상기 발광 소자에서 중간 도광체로 입사된 빛 중 발광 소자 근방의 광량이 약한 경사 입사광에 대해서는 상기 중간 도광체의 돌출부내의 반사면에서 반사되어도 도광판에 입사되는 것이 적어지고, 광량이 강한 직진 입사광에 대해서는 중간 도광체 내부를 전파하고, 반사면에서 반사되어 중간 도광체의 반사면과 대향하는 면 (중간 도광체의 출사면) 에서 출사되어 도광판에 많이 입사되므로, 중간 도광체의 발광 소자측의 끝단면과 도광판의 발광 소자측의 변단면을 높이면에서 면이 일치하게 한 종래의 조명 장치에 비해 도광판의 발광 소자측의 변단면 부근에 발생되는 암부를 저감할 수 있고, 도광판의 일측면 (도광판의 출사면) 에서 출사되는 출사광의 균일성을 향상시킬 수 있고, 또한 밝게 조명할 수 있을 뿐만 아니라 저소비 전력으로 할 수 있다.
본 발명의 조명 장치는 상기 중간 도광체의 외측면에, 단면 쐐기 형상의 홈이 복수개 형성된 프리즘면과, 이 프리즘면 표면에 형성된 반사막이 형성될 수도 있고, 또는 미소 요철이 복수개 형성된 요철면과, 이 요철면 표면에 형성된 반사막이 형성될 수도 있다. 또한 상기 반사막은 상기 중간 도광체의 외측면에서, 발광 소자측의 끝단면과 프리즘면 또는 요철면 사이의 프리즘면 또는 요철면이 형성되지 않은 부분에도 형성될 수 있다. 상기 미소 요철이 복수개 형성된 요철면의 단면 형상은 연속된 기울기를 갖는 연속 커브를 갖는 것이어도, 곡면의 기울기가 비연속적으로 형성된 것이어도 된다.
상기 발광 소자에서 중간 도광체로 입사된 빛은 중간 도광체 내부를 전파하고, 상기 프리즘면 또는 요철면에 의해 반사되어 프리즘면 또는 요철면과 대향하는 면 (중간 도광체의 출사면) 에서 출사되도록 되어 있다. 상기 구성에 따르면, 상기 프리즘면 또는 요철면에 반사막이 형성되어 있음으로써, 프리즘면 또는 요철면에서의 반사율을 향상시키고, 프리즘면 또는 요철면과 대향하는 면 (중간 도광체의 출사면) 방향으로 반사되는 광량을 증가시킬 수 있다. 특히 발광 소자로부터의 직진 입사광에 대해서는 도광판의 입광면 방향으로 반사되는 광량을 증가시킬 수 있고, 도광판에 입사되는 직진 입사 광량이 증가하여 결과적으로 조명 장치의 휘도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 조명 장치에서는 상기 중간 도광체의 프리즘면 또는 요철면은 상기 중간 도광체의 상기 발광 소자측의 끝단면과는 이간되어 형성되는 것이 바람직하다.
상기 도광판의 입광면을 따른 방향의 중간 도광체의 길이를 상기 도광판의 입광면을 따른 방향의 길이로부터 상기 발광 소자측으로 연장 형성시킨 본 발명의 조명 장치에서는 상기 기술한 바와 같이 종래의 조명 장치에 비해 도광판의 발광 소자측의 변단면 부근에 발생되는 암부를 저감할 수 있지만, 중간 도광체의 돌출부의 외측면에 형성하는 프리즘면 또는 요철면의 형성 조건에 따라서는 예컨대 상기 중간 도광체의 외측면에 형성되는 프리즘면 또는 요철면이 이 중간 도광체의 상기 발광 소자측의 끝단면까지 형성되어 있는 경우 (바꿔 말하면 프리즘면 또는 요철면이 발생 소자와 근접해 있는 경우) 에는 발광 소자로부터의 경사 입사광의 광량은 약하지만, 상기 프리즘면 또는 요철면에서 반사되어 상기 중간 도광체의 출사면 방향으로 반사되어 경사 반사광이 된다.
이들 경사 반사광 중 도광판의 변단면과 중간 도광체의 출사면과의 교점이나 이 교점으로부터 발광 소자측과 반사측으로 출사된 것은 도광판에 경사 입사광으로서 입사되지만 상기 교점에서 발광 소자측으로 출사된 경사 반사광은 도광판에 입사되지 않기 때문에, 상기 교점을 통과하는 경사 입사광을 경계로 경사진 명암이 발생되고, 도광판의 발광 소자측의 변단면 근방에 삼각 형상의 암부가 발생되는 경우가 있고, 또한 상기 교점에서 발광 소자측으로 출사된 경사 반사광은 도광판의 변단면에서 확산되어 휘선이 발생되기 때문에 외관성이 저하되는 경우가 있다.
상기와 같이 상기 중간 도광체의 프리즘면 또는 요철면은 상기 중간 도광체의 상기 발광 소자측의 끝단면과는 이간시켜 형성함으로써, 발광 소자로부터의 경사 입사광은 프리즘면 또는 요철면이 형성되지 않은 외측면 (발광 소자와 프리즘면 또는 요철면 사이의 외측면) 에 입광되고, 중간 도광체내에 이송 성분으로서 출사되어 중간 도광체 내부를 전파하고, 상기 프리즘면 또는 요철면에 의해 반사되어 중간 도광체의 출사면에서 출사되어 도광판에 직진 입사광으로서 입사된다. 또한, 발광 소자로부터의 직진 입사광은 중간 도광체 내부를 전파하고, 프리즘면 또는 요철면에 의해 반사되어 중간 도광체의 출사면으로부터 출사되어 도광판에 직진 입사광으로서 입사된다.
이렇게 하면 도광판에 경사 입사광이 입사되는 것을 회피할 수 있고, 또한 상기 교점에서 발광 소자측으로 출사되는 경사 반사광의 발생도 회피할 수 있으므로, 도광판의 발광 소자측의 변단면 근방에 암부가 발생되지 않고, 경사 방향의 휘도 불균일이 개선되고, 경사 반사광에 기인하는 휘선의 발생도 개선되어 외관성이 양호한 것이 얻어진다. 이러한 조명 장치에 따르면 1개형이더라도, 출사광의 균일성이 우수하여 대면적을 균일하고 밝게 조명할 수 있고, 저소비 전력의 조명 장치가 얻어진다.
또한, 본 발명의 조명 장치에서는 상기 중간 도광체의 외측면에 형성되는 프리즘면 또는 요철면의 형성 개시 위치는 상기 도광판의 발광 소자측의 변단면의 연장선을 상기 중간 도광체의 외측면으로까지 연장하였을 때의 상기 연장선상보다 발광 소자측을 －위치, 발광 소자측의 반대측을 ＋위치로 한 경우, －1㎜ 이상 ＋0.5㎜ 이하의 범위로 되어 있는 것이, 중간 도광체에서 출사되는 경사 반사광에 기인하는 경사 방향의 휘도 불균일이나 휘선의 발생을 개선할 수 있고, 도광판의 발광 소자측의 변단면 부근에 직사각 형상의 암부가 발생되는 것을 방지할 수 있는 점에서 바람직하다.
상기 중간 도광체의 외측면에 형성되는 프리즘면 또는 요철면의 형성 개시 위치는 －0.5㎜ 이상 ＋0.5㎜ 이하의 범위로 되어 있는 것이, 중간 도광체에서 출사되는 경사 반사광에 기인하는 경사 방향의 휘도 불균일이나 휘선의 발생을 개선할 수 있고, 도광판의 발광 소자측의 변단면 근방에 암부가 발생되는 것을 방지할 수 있고, 도광판에서 출사되는 출사광의 균일성을 향상시킬 수 있는 점에서 보다 바람직하고, 0㎜ (상기 도광판의 발생 소자측의 변단면의 연장선상) 인 것이 상기 효과를 더욱 향상시킬 수 있는 점에서 더욱 바람직하다.
또한, 본 발명의 조명 장치에서는, 상기 중간 도광체의 외측면에 형성되는 단면 쐐기 형상의 홈의 피치는 발광 소자측과 반대측을 향해 지수 함수적 또는 이차 함수적으로 감소되도록 형성되어 있는 것이, 중간 도광체에서 출사되는 빛을 효율적으로 도광판에 공급할 수 있고, 또한 중간 도광체로부터 출사되는 빛의 균일성을 향상시킬 수 있고, 그럼으로써 도광판의 출사면에서 출사되는 광량과, 그 균일성을 향상시킬 수 있는 점에서 바람직하다.
또한 본 발명의 조명 장치에서는 상기 중간 도광체의 외측면에 형성되는 단면 쐐기 형상의 홈의 깊이는 발광 소자측과 반대측을 향해 지수 함수적 또는 삼차 함수적으로 증가되도록 형성되어 있는 것이, 중간 도광체의 길이 방향에서의 출사광량의 분포를 균일하게 할 수 있는 점에서 바람직하다.
또한, 본 발명의 조명 장치는 상기 단면 쐐기 형상의 홈은 빛을 반사시키기 위한 쌍이 되는 경사면을 갖고, 상기 홈을 구성하는 2 개의 경사면이 이루는 각도가 105 도 이상 115 도 이하로 되어 있는 것이, 도광판의 입광면 방향으로 출사되는 광량을 증대시킬 수 있고, 보다 발광 소자의 이용 효율을 높여 휘도가 높은 조명 장치를 실현할 수 있는 점에서 바람직하다. 상기 2 개의 경사면이 이루는 각도가 105 도 미만이면 중간 도광체로부터의 출사광의 균일성이 저하되고, 115 도를 초과하면 조명 장치의 휘도가 저하되므로 바람직하지 않다.
또한, 본 발명의 조명 장치는 상기 도광판의 일면측에는 완경사면부와, 이 완경사면부보다 가파른 경사 각도를 갖는 급경사면부로 형성되는 복수개의 프리즘 홈이 평면에서 봤을 때 스트라이프 형상으로 형성되어 있는 것이, 도광판 면내에서 출사광량이 균일하고 또한 광원의 이용 효율이 높아 고휘도의 조명 장치가 얻어지는 점에서 바람직하다.
또한, 본 발명의 조명 장치에서는 상기 도광판의 프리즘 홈의 연재 방향이 상기 입광면과 교차하는 방향으로 되어 있어도 된다. 또 당해 조명 장치에 의해 조명되는 피조명물이 소정 간격의 주기적인 형상 또는 모양 (규칙적 패턴) 을갖고 있는 경우에, 도광판의 프리즘 홈과 상기 피조명물의 형상 또는 모양이 광학적으로 간섭하여 무아레 모양이 발생되는 것을 방지하기 위해 피조명물에서의 소정 간격의 주기적인 형상 또는 모양 (규칙적 패턴) 의 피치에 의존하여 프리즘 홈의 연재 방향과 입광면의 교차각을 설정하고, 프리즘 홈의 연재 방향과 피조명물의 규칙 패턴의 반복 방향이 평행해지지 않도록 하는 것이 바람직하다.
다음에, 본 발명의 액정 표시 장치는 상기 어느 한 구성의 본 발명의 조명 장치와, 이 조명 장치에 의해 조명되는 액정 표시 유닛을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 액정 표시 장치는 본 발명의 조명 장치를 구비함으로써, 조명 장치의 발광 소자를 1 개로 한 경우에도 밝기의 균일성이 양호하므로, 표시의 시인성이 양호하고, 따라서 고휘도로 표시 품질이 우수하고, 저소비 전력의 액정 표시 장치가 얻어진다.
발명의 실시 형태
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다.
(제 1 실시 형태)
[액정 표시 장치의 전체 구성]
도 1 은 본 발명의 제 1 실시 형태인 액정 표시 장치의 사시 구성도이고, 도 2 는 도 1 에 나타내는 액정 표시 장치의 평면 구성도이고, 도 3 은 도 2 에 나타내는 액정 표시 장치의 III-III 선 단면도이다. 본 실시 형태의 액정 표시 장치는 도 1 내지 도 3 에 나타내는 바와 같이 프런트 라이트 (10; 조명 장치) 와,그 배면측 (도시 하면측) 에 배치된 반사형 액정 표시 유닛 (20) 을 구비하여 구성되어 있다.
프런트 라이트 (10) 는 도 1 에 나타내는 바와 같이, 대략 평판 형상의 투명한 도광판 (12) 과, 그 측단면 (12a; 일측단면) 을 따라 배치된 중간 도광체 (13) 와, 이 중간 도광체 (13) 의 길이 방향의 일방의 끝단면 (13g) 에 배치된 발광 소자 (15) 와, 중간 도광체 (13), 발광 소자 (15) 및 도광판 (12) 의 측단부를 덮도록 중간 도광체 (13) 측으로부터 피착된 케이스체 (19; 차광체) 를 구비하여 구성되어 있다. 이 중간 도광체 (13) 의 길이 방향의 끝단부 중 발광 소자 (15) 가 배치되는 측의 끝단부는 도광판 (12) 의 측단면 (12a) 의 길이 방향을 따른 길이보다 크게 형성되어 있고, 중간 도광체 (13) 의 끝단면 (13g) 과 도광판 (12) 의 발광 소자측의 변단면 (12g) 은 높이면에서 면이 일치하게 되어 있지 않다.
즉, 본 실시 형태에 관한 프런트 라이트 (10) 에서는 발광 소자 (15) 와 중간 도광체 (13) 가 광원이 되고, 도광판 (12) 의 측단면 (12a) 이 도광판의 입광면이 된다. 또한, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 도광판 (12) 의 외면측 (도시 상면측) 에는 중간 도광체 (13) 가 배치된 입광면 (12a) 에 대해 경사각 α만큼 경사지게 복수개의 프리즘 홈 (14) 이 형성되어 있다. 도 1 과 도 2 에서 부호 12d 는 도광판 (12) 의 입광면 (12a) 과 반대측의 측단면 (말단면) 이다.
액정 표시 유닛 (20) 은 대향하여 배치된 상부 기판 (21) 과 하부 기판 (22) 을 구비하여 구성되고, 도 1 에 점선으로 나타내는 직사각 형상의 영역 (20D) 이 액정 표시 유닛 (20) 의 표시 영역이 되고, 또한 도 2 에 나타내는 바와 같이 표시영역 (20D) 내에 화소 (20c) 가 매트릭스 형상으로 형성되어 있다.
상기 구성의 액정 표시 장치는 액정 표시 유닛 (20) 의 표시 영역 (20D) 위에 도광판 (12) 이 배치되고, 이 도광판 (12) 을 투과하여 액정 표시 유닛 (20) 의 표시를 시인할 수 있도록 되어 있다. 또한, 외광이 얻어지지 않는 어두운 장소에서는 발광 소자 (15) 를 점등시키고, 이 발광 소자 (15) 에서 출사된 빛을 중간 도광체 (13) 를 통해 도광판 (12) 의 입광면 (12a) 에서 도광판 내부로 도입하고, 이 빛을 이 도광판 내부를 전파시켜 도광판 (12) 의 도시 하면 (12b; 일면) 측에서 액정 표시 유닛 (20) 으로 향해 출사시켜 액정 표시 유닛 (20) 을 조명하도록 되어 있다.
다음에, 본 실시 형태의 액정 표시 장치의 각 부의 구성에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
[프런트 라이트]
프런트 라이트 (10) 의 도광판 (12) 은 액정 표시 유닛 (20) 의 표시 영역 위에 배치되어 발광 소자 (15) 에서 출사된 빛을 하면 (12b) 측에서 액정 표시 유닛 (20) 으로 출사시키는 평판 형상의 부재로, 투명한 아크릴 수지 등으로 구성되어 있다. 도 3 의 부분 단면도로 나타내는 바와 같이, 도광판 (12) 의 도시 상면 (다른 일면, 바꿔 말하면 액정 표시 유닛 (20) 측과 반대측 면) 은 복수개의 프리즘 홈 (14) 이 서로 평행하게 평면에서 봤을 때 스트라이프 형상으로 형성된 반사면 (12c) 이 되고, 도시 하면 (12b; 액정 표시 유닛 (20) 과 대향하는 면) 은 액정 표시 유닛 (20) 을 조명하기 위한 조명광이 출사되는 출사면이 된다.
프리즘 홈 (14) 은 반사면 (12c) 의 기준면 S 에 대해 경사지게 형성된 한쌍의 경사면부로 구성된 종단면 쐐기 형상의 것으로, 이들 경사면부의 일방이 완경사면부 (14a) 가 되고, 타방이 이 완경사면부 (14a) 보다 가파른 경사 각도로 형성된 급경사면부 (14b) 가 된다. 또한 프리즘 홈 (14) 은 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 그 연재 방향과, 도광판 (12) 의 입광면 (12a) 이 교차하는 방향이 되도록 경사지게 형성되어 있다. 그리고, 도광판 (12) 내부를 도 3 에서는 우측에서 좌측으로 전파하는 빛 (입광면측에서 말단면측으로 전파하는 빛) 을 반사면 (12c) 의 급경사면부 (14b) 에 의해 출사면 (12b) 측으로 반사하여 도광판 (12) 의 배면측에 배치된 액정 표시 유닛 (20) 을 향해 출사시키도록 되어 있다.
또한, 이 프런트 라이트 (10) 에서는 도 3 에 나타내는 완경사면부 (14a) 의 경사 각도 θ1은 반사면 (12c) 의 기준면 S 에 대해 1°이상 5°이하의 범위가 되고, 급경사면부 (14b) 의 경사 각도 θ2가 41°이상 45°이하의 범위가 된다. 이러한 범위로 되어 있음으로써, 도광판 (12) 면내를 전파하는 빛을 효율적으로 액정 표시 유닛 (20) 으로 출사시킬 수 있고, 밝은 표시가 가능한 액정 표시 장치를 구성할 수 있다. 완경사면부 (14a) 의 경사 각도 θ1의 범위가 1°미만에서는 프런트 라이트의 평균 휘도가 저하되고, 5°를 초과하는 경우에는 도광판 면내에서의 출사광량을 균일하게 할 수 없게 된다. 또한, 급경사면부 (14b) 의 경사 각도 θ2가 41°미만인 경우, 및 45°를 초과하는 경우에는 급경사면부 (14b) 에 의해 반사된 빛의 전파 방향과 출사면 (12b) 의 법선 방향의 어긋남이 커지고, 출사면 (12b) 으로부터의 출사광량 (즉 프런트 라이트 (10) 의 휘도) 이 저하되기 때문에 바람직하지 않다. 반사면 (12c) 의 기준면 S 란 도광판 (12) 의 인접하는 프리즘 홈 (14,14) 사이의 정상부 (14d) 를 포함하는 면이다.
또한, 본 실시 형태의 프런트 라이트 (10) 에서는 프리즘 홈 (14) 의 피치 P (프리즘 홈 (14) 의 정상부 (14d) 의 간격 또는 저정상부의 간격) 는 도광판의 반사면 (12c) 면내에서 일정하게 되어 있다. 또한, 본 실시 형태의 프런트 라이트 (10) 의 경우에는 프리즘 홈 (14) 의 깊이 d (기준면 S 와 프리즘 홈 (14) 의 저정상부의 거리) 도 반사면 (12c) 의 면내에서 일정하게 되어 있다.
또 프리즘 홈 (14) 의 피치 P 및 깊이 d 는 반드시 반사면 (12c) 의 면내에서 일정할 필요는 없으며, 이들을 변화시켜 프리즘 홈 (14) 을 형성하여도 본 발명의 기술 범위를 벗어나는 것은 아니다. 또한, 각각의 프리즘 홈 (14) 의 경사 각도 θ1및 θ2를 변화시켜 프리즘 홈 (14) 을 형성해도 본 발명의 기술 범위를 벗어나는 것은 아니다.
또한, 프리즘 홈 (14) 은 도 2 에 나타내는 바와 같이, 프리즘 홈 (14) 과 입광면 (12a) 이 이루는 각도에 의해 부여되는 프리즘 홈 (14) 의 경사각 α가 0°초과 15°이하의 범위가 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한 상기 경사각 α는 6.5°이상 8.5°이하로 되는 것이 보다 바람직하고, 이러한 범위로 함으로써 무아레 모양이 잘 발생되지 않고, 또한 출사광의 균일성이 우수한 프런트 라이트로 할 수 있다.
도광판 (12) 을 구성하는 재료로는 아크릴계 수지 이외에, 폴리카보네이트계 수지, 에폭시 수지 등의 투명한 수지 재료나, 유리 등을 사용할 수 있다.
또한, 도광판 (12) 은 그 판두께를 크게 할수록 도광판 전체적으로 출사광량을 균일하게 할 수 있으므로, 0.8㎜ 이상의 판두께로 하는 것이 바람직하고, 1.0㎜ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한 판두께 1.2㎜ 이상에서는 1.0㎜ ∼ 1.5㎛ 의 판두께의 것과 휘도가 크게 다르지 않기 때문에, 프런트 라이트 (10) 의 박형화 관점에서 판두께의 상한은 1.5㎜ 로 하는 것이 좋다.
중간 도광체 (13) 는 도광판 (12) 의 입광면 (12a) 을 따른 사각 기둥 형상으로 된 투명 부재이다. 도광판 (12) 의 입광면을 따른 방향의 중간 도광체의 길이는 도광판 (12) 의 입광면 (12a) 을 따른 방향의 길이로부터 발광 소자측으로 연장 형성되어 있고, 즉 도광판 (12) 보다 발광 소자측으로 돌출되어 있고, 이 돌출된 측의 끝단면 (13g) 에 발광 소자 (15) 가 배치되어 있다.
도 4 는 이 중간 도광체 (13) 를 확대하여 나타내는 평면 구성도이다. 도 1 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 도광판 (12) 의 입광면 (12a) 과 대향하는 중간 도광체 (13) 의 측단면이 발광 소자 (15) 에서 출사된 빛을 도광판 (12) 으로 출사시키기 위한 출사면 (13k) 이 되고, 이 출사면 (13k) 과 반대측의 외측면 (13j) 은 중간 도광체 (13) 의 내부를 전파하는 빛을 반사시키기 위해 반사면으로 되어 있다.
또한, 도 4 에 나타내는 바와 같이 중간 도광체 (13) 의 외측면 (13j) 에는 평면에서 봤을 때 (횡단면) 복수개의 쐐기 형상의 홈 (13b) 이 서로 평행하게 형성된 프리즘면 (13a) 이 되고, 발광 소자 (15) 에서 출사된 빛은 중간 도광체 (13) 내부를 중간 도광체 (13) 의 길이 방향으로 전파되고, 쐐기 형상의 홈 (13b) 내면에서 반사되어 도광판 (12) 측으로 출사되도록 되어 있다. 쐐기 형상의 홈 (13b) 은 빛을 반사시키기 위한 쌍이 되는 경사면 (13b1,13b2) 을 갖고 있다.
프리즘면 (13a) 은 중간 도광체 (13) 의 발광 소자측의 끝단면 (13g) 과는 이간되어 형성되어 있다. 이 프리즘면 (13a) 의 발광 소자측의 형성 개시 위치 M 은 도광판 (12) 의 발광 소자측의 변단면 (12g) 의 연장선 L 을 중간 도광체 (13) 의 외측면 (13j) 으로까지 연장하였을 때의 연장선 L 보다 발광 소자측을 －위치, 발광 소자측의 반대측을 ＋위치로 한 경우, 상기 기술한 이유로 －1㎜ 이상 ＋0.5㎜ 이하의 범위로 되어 있는 것이 바람직하고, －0.5㎜ 이상 ＋0.5㎜ 이하의 범위로 되어 있는 것이 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0㎜ (도광판 (12) 의 발광 소자측의 변단면 (12g) 의 연장선 L 위) 이다.
이 쐐기 형상의 홈 (13b) 의 깊이 d3 은 상기 기술한 이유로 발광 소자측과 반대측을 향해 지수 함수적 또는 삼차 함수적으로 증가되도록 형성되어 있고, 본 실시 형태에서는 발광 소자 (15) 로부터 떨어져 형성된 것일수록 깊은 홈 (발광 소자로부터 떨어진 홈 (13b) 일수록 중간 도광체 (13) 의 내측으로 돌출) 으로 형성되어 있고, 도광판 (12) 의 측단면 (12a) 에 균일하게 빛을 조사할 수 있게 되어 있다.
또한, 이 쐐기 형상의 홈 (13b) 의 피치 P3(또는 홈 (13) 의 저정상부 사이의 간격) 은 상기 기술한 이유로 발광 소자측과 반대측을 향해 지수 함수적 또는 이차 함수적으로 감소되도록 형성되어 있고, 본 실시 형태에서는 발광 소자 (15) 로부터 멀어질수록 피치 P3이 작게 형성되어 있어 도광판 (12) 의 출사면 (13k) 에서 출사되는 광량과, 그 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 쐐기 형상의 홈 (13b) 을 구성하는 2 개의 경사면 (13b1,13b2) 이 이루는 각도 a 는 상기 기술한 이유로 105 도 이상 115 도 이하로 되어 있는 것이 바람직하다. 경사면 (13b1) 의 각도 b, 경사면 (13b2) 의 각도 c 는 각각 37.5 도 이상 32.5 도 이하로 되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 이들 경사면 (13b1) 의 각도 b 와 경사면 (13b2) 의 각도 c 는 동일한 크기여도 되고 다른 크기여도 된다.
또한, 중간 도광체 (13) 의 외측면 (13j) 에 전체면에 걸쳐, 즉 외측면 (13j) 의 프리즘면 (13a) 이 형성되어 있는 부분 및 프리즘면 (13a) 과 발광 소자 (15) 사이의 프리즘면 (13a) 이 형성되어 있지 않은 비프리즘부 (13c) 에, Al 이나 Ag 등의 고반사율의 금속 박막으로 이루어지는 반사막 (17) 이 형성되어 있다. 이 반사막 (17) 에 의해 프리즘면 (13a) 의 반사율을 향상시켜 프리즘면 (13a) 과 대향하는 출사면 (13k) 방향으로 반사되는 광량을 증가시켜 입광면 (12a) 에서 도광판 (12) 내로 입사되는 광량을 증가시키도록 되어 있다.
중간 도광체 (13) 는 아크릴계 수지 이외에, 폴리카보네이트계 수지, 에폭시 수지 등의 투명한 수지 재료나 유리 등을 사용할 수 있다. 또한 발광 소자(15) 는 중간 도광체 (13) 의 끝단면부에 배치할 수 있으면 특별히 한정되지 않고, 백색 LED (Light Emitting Diode) 나 유기 EL 소자 등을 사용할 수 있다.
또한, 도 1 에 나타내는 바와 같이 프런트 라이트 (10) 의 중간 도광체 (13) 측에는 케이스체 (19) 가 피착되어 있다. 이 케이스체 (19) 를 포함하는 프런트 라이트 (10) 의 단면 구조를 도 5 에 나타낸다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 케이스체 (19) 의 내면측에는 Al 이나 Ag 등의 고반사율의 금속 박막으로 이루어지는 반사막 (19a) 이 형성되어 있고, 중간 도광체 (13) 및 도광판 (12) 의 측단부에 외측으로 누설되는 빛을 이 반사막 (19a) 으로 반사시킴으로써, 다시 중간 도광체 (13) 에 입사시켜 조명광으로 이용할 수 있게 되어 있다.
본 실시 형태의 프런트 라이트 (10) 에서는 도 4 에 나타내는 바와 같이 도광판 (12) 의 입광면 (12a) 을 따른 방향의 중간 도광체 (13) 의 길이를 도광판 (12) 의 입광면 (12a) 을 따른 방향의 길이로부터 발광 소자 (15) 측으로 연장 형성시키고, 또한 중간 도광체 (13) 의 외측면 (13j; 반사면) 에 형성된 프리즘면 (13a) 과, 중간 도광체 (13) 의 발광 소자측의 끝단면 (13g) 은 이간시켜 형성함으로써, 발광 소자 (15) 에서 출사된 빛 E 중 발광 소자 근방의 광량이 약한 경사 입사광 (직진 방향에서 벗어난 빛) E1 은 비프리즘부 (13c) (발광 소자 (15) 와 프리즘면 (13a) 사이의 반사면 (13j)) 에 입광되고, 중간 도광체내에 이송 성분 E2 로서 출사되고, 중간 도광체 내부를 전파하고, 프리즘면 (13a) 에 의해 반사되어 중간 도광체 (13) 의 출사면 (13k) 에서 출사되어 도광판 (12) 에 직진 입사광 E3 으로서 입사된다. 또한, 발광 소자 (15) 에서 출사된 빛 E 중 광량이 강한 직진입사광 (직진 방향 및 직진 방향에 가까운 빛) E4 에 대해서는 중간 도광체 내부를 전파하고, 프리즘면 (13a) 에 의해 반사되어 중간 도광체 (13) 의 출사면 (13k) 에서 출사되어 도광판 (12) 에 직진 입사광 E3 으로서 입사된다.
또 도광판 (12) 의 입광면 (12a) 을 따른 방향의 중간 도광체 (13) 의 길이를 도광판 (12) 의 입광면 (12a) 을 따른 방향의 길이로부터 발광 소자측으로 연장 형성시키고, 중간 도광체 (13) 의 외측면의 프리즘면과, 중간 도광체 (13) 의 발광 소자측의 끝단면 (13g) 이 이간되어 있지 않은 타입의 프런트 라이트에서는 종래의 조명 장치에 비해 도광판의 발광 소자측의 변단면 부근에 발생되는 암부를 저감할 수 있지만, 중간 도광체의 돌출부 (13n) 의 외측면 (13j) 에 형성되는 프리즘면 (13a) 의 형성 조건에 따라서는 예컨대 도 9 에 나타내는 바와 같이 중간 도광체 (13) 의 외측면 (13j) 에 형성되는 프리즘면 (13a) 이 중간 도광체 (13) 의 발광 소자측의 끝단면 (13g) 까지 형성되어 있는 경우 (바꿔 말하면 프리즘면 (13a) 이 발광 소자 (15) 와 근접해 있는 경우), 발광 소자 (15) 로부터의 경사 입사광 E1 의 광량은 약하지만, 프리즘면 (13a) 에서 반사되어 중간 도광체 (13) 의 출사면 방향으로 반사되어 경사 반사광 E5 가 된다.
이들 경사 반사광 E5 중 도광판 (12) 의 변단면 (12g) 과 중간 도광체 (13) 의 출사면 (13k) 의 교점 F 나 이 교점 F 로부터 발광 소자측과 반대측으로 출사된 것은 도광판 (12) 에 경사 입사광 E6 으로서 입사되지만, 상기 교점 F 에서 발광 소자측으로 출사된 경사 반사광 E5 는 도광판 (12) 에 입사되지 않기 때문에, 상기 교점 F 를 통과하는 경사 입사광 E6 을 경계로 경사진 명암이 발생되고, 도광판(12) 의 발광 소자측의 변단면 부근에 삼각 형상의 암부 (88) 가 발생되는 경우가 있고, 또한 상기 교점 F 에서 발광 소자측으로 출사된 경사 반사광 E5 는 도광판 (12) 의 변단면 (12g) 에서 확산되어 휘선이 발생되어 외관성이 저하되는 경우가 있다.
이에 비해 제 1 실시 형태의 프런트 라이트 (10) 에서는 도광판 (12) 의 입광면 (12a) 을 따른 방향의 중간 도광체 (13) 의 길이를 도광판 (12) 의 입광면 (12a) 을 따른 방향의 길이로부터 발광 소자 (15) 측으로 연장 형성시키고, 또한 중간 도광체 (13) 의 외측면 (13j; 반사면) 에 형성된 프리즘면 (13a) 과, 중간 도광체 (13) 의 발광 소자측의 끝단면 (13g) 은 이간시켜 형성함으로써, 도광판 (12) 에 경사 입사광이 입사되는 것을 회피할 수 있고, 또한 도광판 (12) 의 변단면 (12g) 과 중간 도광체 (13) 의 출사면 (12) 의 교점 F 에서 발광 소자측으로 출사되는 경사 반사광의 발생도 회피할 수 있으므로, 도광판 (12) 의 발생 소자측의 변단면 (12g) 근방에 암부가 발생되지 않고, 경사 방향의 휘도 불균일이 개선되고, 경사 반사광에 기인하는 휘선의 발생도 개선되어 외관성이 양호한 것이 얻어진다.
따라서, 본 실시 형태의 프런트 라이트 (10) 에 따르면 1 개형이더라도 출사광의 균일성이 우수하고, 대면적을 균일하고 밝게 조명할 수 있어 저소비 전력의 프런트 라이트를 제공할 수 있다.
또 본 실시 형태에서는 중간 도광체 (13) 의 길이 방향의 일방의 끝단면에 발광 소자 (15) 를 형성한 2 개형 프런트 라이트에 대해 설명하였으나, 중간 도광체 (13) 의 양단부에 발광 소자 (15) 가 형성되어 있어도 무방하고, 이 경우 중간도광체 (13) 의 타방의 끝단면 (13h) 은 도광판 (12) 의 타방의 변단면 (12h) 에서 발광 소자측으로 돌출시켜도 되고, 또한 프리즘면 (13a) 은 중간 도광체 (13) 의 타방의 끝단면 (13h) 과 이간되어 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에서는 중간 도광체 (13) 의 외측면 (13j) 에 끝단면 (13g) 과는 이간시켜 프리즘면 (13a) 을 형성하고, 프리즘면 (13a) 의 표면 및 비프리즘부 (13c) 의 표면에 반사막 (17) 을 형성한 경우에 대해 설명하였으나, 프리즘면 (13a) 대신에 도 10 에 나타내는 바와 같은 미소 요철이 복수개 형성된 요철면 (83a) 을 형성하고, 이 요철면 (83a) 의 표면 및 비요철면 (83c) 의 표면 (중간 도광체 (13) 의 돌출부의 외측면) 에 반사막 (17) 이 형성된 것이어도 본 실시 형태의 것과 동일한 효과가 얻어진다. 이 요철면 (83a) 은 외측면 (13j) 에 단면이 대략 원호 형상인 홈 (83b) 이 복수개 형성된 것으로, 홈 (83b) 과 홈 (83b) 의 접합부가 곡면으로 되어 있지 않으므로, 횡단면 형상은 곡면의 기울기가 비연속적으로 형성된 것이다.
또한 요철면 (83a) 대신에 단면 형상이 연속된 기울기를 갖는 연속 커브를 갖는 요철면이어도 되고, 이 경우 홈 (83b) 과 홈 (83b) 의 접합부도 곡면이 된다.
상기와 같은 미소 요철이 복수개 형성된 요철면 (83a) 을 형성하는 경우에는 그 요철면 (83a) 의 곡선의 경사각 (곡선의 미소 구간의 접선 기울기) 을 일정 범위로 함으로써, 중간 도광체 (13), 도광판 (12) 을 평면에서 본 상태에서 중간 도광체 (13) 에서 도광판 (12) 으로의 출사광의 확산 범위를 소정 범위내로 제어할 수 있어 바람직한 결과가 얻어진다. 도광판 (12) 측에 유효하게 빛을 출사하기위한 중간 도광체의 확산각은 최대한 도광판 (12) 의 변단면 (12g) 에 평행한 방향에 가까운 편, 또는 중간 도광체 (13) 의 프리즘면 (83a) 이 형성된 외측면 (13j) 의 길이 방향을 따른 방향에 수직한 방향에 가까운 편이 좋다.
[액정 표시 유닛]
액정 표시 유닛 (20) 은 컬러 표시가 가능한 반사형 패시브 매트릭스형 액정 표시 유닛으로, 도 3 에 나타내는 바와 같이 대향하여 배치된 상부 기판 (21) 과 하부 기판 (22) 사이에 액정층 (23) 을 두고 구성되고, 상부 기판 (21) 의 내면측 (액정층 (23) 측) 에 도시 좌우 방향으로 연재하는 평면에서 봤을 때 직사각 형상의 복수개의 투명 전극 (26a), 배향막 (26b) 이 차례로 형성되고, 하부 기판 (22) 의 내면측 (액정층 (23) 측) 에는 반사층 (25), 컬러 필터층 (29), 평면에서 봤을 때 직사각 형상의 복수개의 투명 전극 (28a), 및 배향막 (28b) 이 차례로 형성되어 있다.
상부 기판 (21) 의 투명 전극 (26a) 과, 하부 기판 (22) 의 투명 전극 (28a) 은 모두 직사각 형상의 평면 형상으로 형성되어 있고, 평면에서 봤을 때 스트라이프 형상으로 배열되어 있다. 그리고, 투명 전극 (26a) 의 연재 방향과, 투명 전극 (28a) 의 연재 방향은 평면에서 봤을 때 서로 직교하도록 배치되어 있다. 따라서, 하나의 투명 전극 (26a) 과 하나의 투명 전극 (28a) 이 교차하는 위치에 액정 표시 유닛 (20) 의 1 도트가 형성되고, 각각의 도트에 대응하여 후술하는 3 색 (적, 녹, 청) 의 컬러 필터 중 1 색의 컬러 필터가 배치되도록 되어 있다. 그리고, R (적), G (녹), B (청) 로 발색하는 3 도트가 도 3 에 나타내는 바와 같이, 액정 표시 유닛 (20) 의 1 화소 (20c) 를 구성하고 있다. 또한 도 2 에 나타내는 바와 같이, 그 평면에서 봤을 때에는 표시 영역 (20D) 내에 다수의 화소 (20c) 가 매트릭스 형상으로 배치된 구성으로 되어 있다.
컬러 필터층 (29) 은 적, 녹, 청의 각각의 컬러 필터 (29R,29G,29B) 가 주기적으로 배열된 구성으로 되어 있고, 각 컬러 필터는 각각 대응하는 투명 전극 (28a) 의 하측에 형성되고, 각 화소 (20c) 마다 컬러 필터 (29R,29G,29B) 의 세트가 배치되어 있다. 그리고, 각각의 컬러 필터 (29R,29G,29B) 와 대응하는 전극을 구동 제어함으로써, 화소 (20c) 의 표시색이 제어되도록 되어 있다.
본 실시 형태의 액정 표시 장치에서는 프런트 라이트 (10) 의 도광판 (12) 에 형성된 프리즘 홈 (14) 의 연재 방향과, 액정 표시 유닛 (20) 의 화소의 배열 방향이 교차하는 방향으로 되어 있다. 요컨대 액정 표시 유닛 (20) 에 주기적인 모양을 부여하는 컬러 필터층 (29) 의 RGB 의 반복 방향과, 프리즘 홈 (14) 의 연재 방향이 평행해지지 않도록 함으로써, 양자의 광학적 간섭에 의한 무아레 모양의 발생을 방지하도록 되어 있다.
도 6 은 도 2 에 나타내는 액정 표시 유닛 (20) 의 인접하는 화소군을 확대하여 나타내는 평면 구성도이다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 액정 표시 유닛 (20) 에는, 평면에서 봤을 때 매트릭스 형상으로 복수개의 화소 (20c) 가 형성되어 있고, 각각의 화소 (20c) 는 한 세트의 적, 녹, 청의 컬러 필터 (29R,29G,29B) 를 구비하고 있다. 그리고, 도 6 에 나타내는 바와 같이 본 실시 형태의 액정 표시 장치에서는 도 6 에 이점쇄선으로 나타내는 프런트 라이트(10) 의 프리즘 홈 (14) 의 연재 방향이 액정 표시 유닛 (20) 의 화소 (20c) 의 배열 방향 (도시 좌우 방향) 에 대해 경사각 β만큼 경사져 배치되어 있다.
이 프리즘 홈 (14) 의 화소 (20c) 의 배열 방향 (도시 좌우 방향) 에 대한 경사각 β는 0°초과 15°이하의 범위로 되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 6.5°이상 8.5°이하의 범위이다. 이러한 범위로 함으로써, 액정 표시 유닛 (20) 의 화소의 주기 구조와 광학적으로 간섭하여 무아레 모양이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 상기 범위 밖에서는 무아레 모양을 저감하는 효과가 작아지는 경향이 있다. 또한 상기 경사각 β는 6.5°이상 8.5°이하의 범위로 하는 것이 보다 바람직하다. 이러한 범위로 함으로써, 보다 무아레 발생을 방지하는 효과가 높아진다. 또 무아레 모양이 발생될 우려가 있는 경우, 상기 경사각 β는 0°여도 된다.
본 실시 형태의 액정 표시 장치에서는 도 2 에 나타내는 바와 같이, 프런트 라이트 (10) 의 도광판 측단면 (12a) 과, 액정 표시 유닛 (20) 의 화소 배열 방향이 평행해지도록 배치되어 있기 때문에, 상기 기술한 홈 (14) 의 연재 방향과 도광판 측단면 (12a) 이 이루는 각도 α와, 프리즘 홈 (14) 의 연재 방향과 화소 (20c) 의 배열 방향이 이루는 각도 β는 일치하고 있지만, 도광판 측단면 (12a) 과 화소 (20c) 의 배열 방향이 평행해지지 않는 경우에는 경사각 α와 β는 다른 각도가 된다. 이 경우, 무아레 모양을 저감하기 위해 경사각 β를 경사각 α보다 우선하여 상기 범위로 하는 것이 좋다. 경사각 β를 결정하면 프리즘 홈 (14) 의 연재 방향이 결정되므로, 도광판 (12) 의 출사광량 분포를 균일하게 하기 위해서는프리즘 홈 (14) 의 각도에 대해 도광판 측단면 (12a) 의 각도를 경사각 α의 범위가 되도록 조정하면 된다.
반사층 (25) 은 아크릴 수지 재료 등으로 이루어지는 유기막과, 이 유기막 위에 형성된 Al 이나 Ag 등의 고반사율의 금속 반사막으로 이루어지고, 이 반사층 (25) 의 표면에는 광반사성을 갖는 복수의 오목부가 복수개 형성되어 있다. 상기 유기막은 상기 금속 반사막에 소정의 표면 형상을 부여하기 위한 것이다.
본 실시 형태의 액정 표시 장치는 대면적을 균일하고 밝게 조명할 수 있는 프런트 라이트 (10) 를 구비함으로써, 표시 영역 (20D) 의 전체면에 걸쳐 고휘도로 균일한 밝기로 조사되므로, 우수한 표시 품질을 얻을 수 있다. 또한, 조명 장치의 발광 소자를 1 개로 한 경우에도 밝기의 균일성이 저하되지 않기 때문에, 표시의 시인성이 양호하고, 따라서 우수한 표시 품질이면서 저소비 전력의 액정 표시 장치가 얻어진다.
[액티브 매트릭스형 액정 표시 유닛]
상기 기술한 실시 형태에서는 액정 표시 유닛 (20) 을 패시브 매트릭스형으로 하였으나, 본 발명에 관한 액정 표시 장치에는 액티브 매트릭스형 액정 표시 유닛도 적용할 수 있다. 이 경우에도 액정 표시 유닛의 평면 구성은 도 2 에 나타내는 상기 실시 형태의 액정 표시 유닛 (20) 과 동일하므로, 이하의 설명에는 도 2 도 병용하기로 한다. 요컨대 본 구성의 액정 표시 유닛은 평면에서 봤을 때 매트릭스 형상으로 배열 형성된 복수개의 화소 (20c) 를 구비하고 있다.
본 구성의 액정 표시 유닛에 형성된 화소 (20c) 의 평면 구성도를 도 7 에나타내고, 도 7 의 VIII-VIII 선을 따른 단면 구성도를 도 8 에 나타낸다. 도 7, 8 에 나타내는 액정 표시 유닛은 대향하여 배치된 상부 기판 (31) 과, 하부 기판 (32) 사이에 액정층 (33) 을 두고 구성되어 있고, 상부 기판 (31) 의 내면측 (액정층 (33) 측) 에, 평면에서 봤을 때 매트릭스 형상으로 배열 형성된 대략 장방 형상의 복수개의 투명 전극 (36) 과, 이들 투명 전극 (36) 마다 형성된 화소 스위칭용 트랜지스터 소자 T 를 구비하고, 하부 기판 (32) 의 내면측 (액정층 (33) 측) 에, 반사층 (35) 과, 이 반사층 (35) 위에 형성된 컬러 필터층 (39) 과, 이 컬러 필터층 (39) 위의 전체면에 형성된 투명 전극 (38) 을 구비하고 있다. 그리고, R,G,B 에 대응하는 3 개의 투명 전극 (36) 이 형성된 영역이 1 화소 (20c) 에 대응하고 있다. 또 도 7 에서는 도면을 보기 쉽게 하기 위해 트랜지스터 소자 T 를 등가 회로도로 하였다.
상기 투명 전극 (36) 을 스위칭하기 위한 트랜지스터 소자 T 의 일단측은 투명 전극 (36) 에 접속되고, 트랜지스터 소자 T 의 다른 2개의 끝단은 투명 전극 (36) 사이의 도시 좌우 방향으로 연재하는 주사선 G1 ∼ G3 및, 도시 상하 방향으로 연재하는 신호선 S1 에 접속되어 있다. 또한 하부 기판 (32) 의 투명 전극 (36) 과 대응하는 위치의 컬러 필터층 (39) 에는 각각 컬러 필터 (39R,39G,39B) 가 배치되고, 인접하는 컬러 필터 (39R,39G,39B) 사이에는 블랙 매트릭스 (39M) 가 평면에서 봤을 때 격자 형상으로 형성되어 있다. 또한 도시는 생략하였으나, 상부 기판 (31) 의 내면측에도 투명 전극 (36) 의 주위를 에워싸도록 평면에서 봤을 때 격자 형상의 블랙 매트릭스가 형성되어 있고, 상면측에서 입사되는 빛이 트랜지스터 소자 T 나, 이것에 접속된 주사선이나 신호선에 입사되지 않도록 되어 있다.
또한, 본 예의 액정 표시 유닛의 반사층 (35) 으로는 상기 실시 형태에서 설명한 구성과 동일한 반사층 (25) 을 적용할 수 있다.
상기 구성의 액정 표시 유닛은 트랜지스터 소자 T 에 의해 투명 전극 (36) 의 전위를 제어하고, 투명 전극 (36) 과 하부 기판 (32) 의 투명 전극 (38) 사이의 액정층 (33) 의 광 투과 상태를 제어함으로써 표시하도록 되어 있다.
액티브 매트릭스형 액정 표시 유닛에서는 투명 전극 (36) 을 에워싸도록 차광성의 블랙 매트릭스가 평면에서 봤을 때 격자 형상으로 형성되고, 또한 표시의 콘트라스트를 높일 수 있기 때문에, 패시브 매트릭스형 액정 표시 유닛보다 화소 (20c) 의 주기적인 모양이 명료해지는 경향이 있다. 즉, 화소 (20c) 의 주기적 배열과, 프런트 라이트 (10) 의 프리즘 홈 (14) 의 광학적 간섭이 발생되기 쉬워지는 경향이 있지만, 본 실시 형태의 액정 표시 장치에서는 프리즘 홈 (14) 이 화소 (20c) 의 배열 방향과 교차하는 방향으로 연재하도록 형성되어 있음으로써, 상기 간섭을 억제하여 무아레 모양에 의해 시인성이 저하되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 이렇게 액티브 매트릭스형 액정 표시 유닛을 사용하여 본 발명에 관한 액정 표시 장치를 구성한 경우에도 그 표시 영역에서 무아레 모양이 발생되지 않고 또한, 균일하고 밝은 표시가 가능한 표시 품질이 우수한 액정 표시 장치로 할 수 있다.
또 도 8 에는 반사층 (35) 측에 컬러 필터층 (39) 을 형성한 경우를 나타내었으나, 하부 기판 (32) 측에 화소 스위치용 전극을 형성함과 동시에, 이 전극이반사층을 겸하는 구성으로 하고, 상부 기판 (31) 측에 컬러 필터층을 형성하여 구성할 수도 있다.
(제 2 실시 형태)
다음에, 본 발명의 제 2 실시 형태의 액정 표시 장치에 대해 도 11 을 참조하여 설명한다. 도 11 은 제 2 실시 형태의 액정 표시 장치의 사시 구성도이다.
제 2 실시 형태의 액정 표시 장치에 구비된 프런트 라이트 (50) 가 제 1 실시 형태에서 사용된 프런트 라이트 (10) 와 다른 점은 도광판 (12) 에 형성된 프리즘 홈 (54) 의 연재 방향이 입광면 (12a) 과 교차하지 않는 점이고, 즉 프리즘 홈 (54) 의 연재 방향은 입광면 (12a) 과 평행하게 되어 있는 점이므로, 상기 이외의 구성에 대해서는 도 1 내지 도 3 에 나타내는 프런트 라이트 (10) 와 동일한 구성이기 때문에, 이하에서는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한 액정 표시 유닛 (20) 의 기본 구조는 도 1 및 도 3 에 나타내는 액정 표시 유닛과 동등한 것이므로 상세한 설명을 생략한다. 또 이 실시형태의 액정 표시 장치에 구비되는 액정 표시 유닛에서는 액정 표시 유닛이 갖는 규칙성 패턴이 육안상 인식되지 않을 정도로 확산되도록 도광판 (12) 과 액정 표시 유닛의 상부 기판 사이에 확산층이 형성되어 있다 (도시하지 않음). 이 확산층은 예컨대 액정 표시 유닛의 상부 기판 위에 형성된 위상차판이나 편광판에 적층된다.
본 실시 형태의 프런트 라이트 (50) 도 중간 도광체 (13) 의 외측면 (13j) 에 형성된 프리즘면은 중간 도광체 (13) 의 발광 소자측의 끝단면 (13g) 과는 이간되어 있으므로, 1 개형이더라도 출사광의 균일성이 우수하고, 대면적을 균일하고 밝게 조명할 수 있어 저소비 전력의 조명 장치가 얻어진다.
본 실시 형태의 액정 표시 장치는 상기 구성의 프런트 라이트 (50) 를 구비함으로써, 프런트 라이트의 발광 소자 (15) 를 1 개로 한 경우라도, 밝기의 균일성이 양호하므로 표시의 시인성이 양호하고, 또한 고휘도로 표시 품질이 우수하고, 저소비 전력의 액정 표시가 얻어진다.
(제 3 실시 형태)
다음에, 본 발명의 제 3 실시 형태의 액정 표시 장치에 대해 설명한다. 도 12 는 제 3 실시 형태의 액정 표시 장치에 구비된 프런트 라이트의 요부를 확대하여 나타내는 평면 구성도이다.
제 3 실시 형태의 액정 표시 장치에 구비된 프런트 라이트 (60) 가 제 1 실시 형태에서 사용된 프런트 라이트 (10) 와 다른 점은 중간 도광체 (13) 의 돌출부 (13n) 의 외측면 (13j) 에도 프리즘면 (13a) 이 형성되어 있는 점이고, 즉 중간 도광체 (13) 의 외측면에 형성되는 프리즘면 (13a) 이 중간 도광체 (13) 의 발광 소자측의 끝단면 (13g) 까지 형성 (바꿔 말하면 프리즘면 (13a) 의 발광 소자측의 형성 개시 위치는 끝단면 (13g) 으로부터의 거리가 거의 0 이다) 되어 있으므로, 상기 이외의 구성에 대해서는 도 1 내지 도 3 에 나타내는 프런트 라이트 (10) 와 동일한 구성이므로, 이하에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 액정 표시 유닛 (20) 은 도 1 및 도 3 에 나타내는 액정 표시 유닛과 동등한 것이므로 상세한 설명을 생략한다.
본 실시 형태의 프런트 라이트 (60) 는 상기 구성으로 함으로써, 도광판 (12) 의 입광면 (12a) 을 따른 방향의 중간 도광체 (13) 는 도광판 (12) 보다 발광 소자측으로 돌출된다. 그리고 중간 도광체 (13) 의 일방의 끝단면 (13g) 에 발광 소자 (15) 를 형성한 1 개형이더라도 발광 소자 (15) 에서 중간 도광체 (13) 로 입사된 빛 중 발광 소자 근방의 광량이 약한 경사 입사광 E1 에 대해서는 중간 도광체 (13) 의 돌출부 (13n) 내의 프리즘면 (13a) 에서 반사되어도 도광판 (12) 에 입사되는 것이 적어지고, 광량이 강한 직진 입사광 E4 에 대해서는 중간 도광체 내부를 전파하고, 프리즘면 (13a) 에서 반사되어 중간 도광체 (13) 의 출사면 (13k) 에서 출사되어 도광판 (12) 에 직진 입사광 E3 으로서 입사되는 것이 많아진다. 따라서, 도 13a 및 도 13b 에 나타낸 바와 같은 중간 도광체 (113) 의 발광 소자측의 단면 (113g) 과 도광판 (112) 발광 소자측의 변단면 (112g) 을 높이면에서 면이 일치하게 한 종래의 프런트 라이트에 비해, 도광판 (12) 의 발광 소자측의 변단면 (12g) 부근에 발생되는 암부를 저감할 수 있고, 도광판 (12) 의 출사면에서 출사되는 출사광의 균일성을 향상시킬 수 있고, 또한 밝게 조명할 수 있을 뿐만 아니라 저소비 전력으로 할 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 단, 이하의 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
(실험예)
본 실험예에서는 도 11 의 액정 표시 장치에서, 프런트 라이트 (50) 의 도광판 (12) 으로서, 입광면 (12a) 을 따른 방향 (길이 방향) 의 길이 66.2㎜, 변단면 (12g) 을 따른 방향 (폭 방향) 의 길이 48㎜, 두께 0.975㎜ 의 아크릴계 수지제 직사각형 판을 사용하고, 또한 이 직사각형 판의 반사면 (12c) 에 형성되는 프리즘 홈 (14) 의 피치 P 를 0.919㎜, 완경사면부 (14a) 의 경사 각도 θ1을 2.6 도, 급경사면부 (14b) 의 경사 각도 θ2를 41 도로 하고, 발광 소자 (15) 로서 백색 LED (니치아 화학 제조의 NSCW 215T) 를 사용하고, 중간 도광체 (13) 로서 외측면 (13j) 을 따른 방향 (길이 방향) 의 길이 68㎜, 끝단면 (13g) 을 따른 방향 (폭 방향) 의 길이 3㎜, 두께 0.9㎜ 의 아크릴계 수지제 사각 기둥체를 사용하고, 쐐기 형상의 홈 (13b) 의 피치 P3을 0.36 ∼ 0.24㎜ 의 범위에서, 또한 발광 소자 (15) 로부터 멀어질수록 피치가 작아지도록 형성하고, 깊이 d3 을 7.4 ∼ 73.5㎛ 의 범위에서, 또한 발광 소자 (15) 로부터 멀어질수록 깊이가 커지도록 형성하고, 경사면 (13b1,13b2) 이 이루는 각도 a 를 110 도, 경사면 (13b1) 의 각도 b 를 35 도, 경사면 (13b2) 의 각도 c 를 35 도로 하고, 중간 도광체 (13) 의 외측면 (13j) 에 형성되는 프리즘면 (13a) 의 발광 소자측의 형성 개시 위치 M 을 －1㎜ 내지 ＋0.5㎜ 의 범위에서 변화시킨 각종 프런트 라이트를 제작하였다. 여기서의 프리즘면 (13a) 의 발광 소자측의 형성 개시 위치 M 은 도광판 (12) 의 발광 소자측의 변단면 (12g) 의 연장선 L 을 중간 도광체 (13) 의 외측면 (13j) 으로까지 연장하였을 때의 연장선 L 위보다 발광 소자측을 －위치, 발광 소자측의 반대측을 ＋위치로 하였을 때의 값이다.
또한, 비교를 위해 중간 도광체 (13) 의 발광 소자측의 끝단면 (13g) 과 도광판 (12) 의 발광 소자측의 변단면 (12g) 을 높이면에서 면이 일치되게 하고, 중간 도광체 (13) 의 외측면 (13j) 의 거의 전체면에 걸쳐 프리즘면 (13a) 을 형성함으로써 프리즘면 (13a) 의 발광 소자측의 형성 개시 위치 M 을 0㎜ 로 한 것 이외에는 상기 제작한 것과 동일한 프런트 라이트를 제작하였다.
제작한 각종 프런트 라이트를 각각 도 11 에 나타내는 액정 표시 유닛 (20) 위에 배치하고, 프런트 라이트를 점등시켜 반사면 (12c) 측으로부터 프런트 라이트를 관찰하였을 때의 외관성에 대해 조사하였다. 또, 액정 표시 유닛 (20) 으로는 면 방향의 사이즈가 약 70㎜ ×50㎜ 인 것을 사용하였다. 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.
프리즘면의 형성 개시 위치 외관성
M ＜ －1㎜ △ 휘선의 발생 (도광판의 변단면에서의 확산), 직사각 형상의 암부의 발생 없음)
－1㎜ ≤M ≤－0.5㎜ ○약간 휘선이 관찰됨직사각 형상의 암부의 발생 없음
－0.5㎜ ≤M ≤＋0.5㎜ ◎ 외관성이 우수하고, 암부의 발생 없음휘선의 발생 없음
＋0.5㎜ ＜ M ×암선의 발생
M ＝ 0㎜(단, 도광판의 발광 소자측의 변단면과 중간 도광체의 발광 소자측의 끝단면은 높이면에서 면이 일치함) ×직사각 형상의 암부 발생
표 1 에 나타낸 결과를 통해, 도광판의 발광 소자측의 변단면과 중간 도광체의 발광 소자측의 끝단면이 높이면에서 면이 일치하게 되고, 중간 도광체의 외측면에 형성되는 프리즘면의 형성 개시 위치 M 을 0㎜ 로 한 비교예의 프런트 라이트는 도광판의 변단면 근방에 직사각 형상의 암부가 발생하여 외관성이 나쁨을 알 수 있었다.
또한, 프리즘면의 형성 개시 위치 M 을 0.5㎜ 보다 크게 한 중간 도광체가 구비된 프런트 라이트는 프리즘면과 발광 소자의 거리가 너무 멀어지게 되어 암선이 발생되어 외관성이 나쁨을 알 수 있었다.
또한, 중간 도광체의 외측면에 형성하는 프리즘면의 형성 개시 위치 M 을 －1㎜ 보다 작게 한 프런트 라이트는 프리즘면과 발광 소자의 거리가 너무 근접되어 휘선이 발생되었지만, 비교예의 것보다 외관성이 양호함을 알 수 있었다.
프리즘면의 형성 개시 위치 M 을 －1㎜ 이상 －0.5㎜ 이하로 한 중간 도광체가 구비된 프런트 라이트는 약간 휘선이 보이지만, 직사각 형상의 암부는 관찰되지않았으며, 외관성이 양호함을 알 수 있었다.
프리즘면의 형성 개시 위치 M 을 －0.5㎜ 이상 ＋0.5㎜ 이하로 한 중간 도광체가 구비된 프런트 라이트는 휘선 및 암부는 관찰되지 않았으며, 외관성이 우수함을 알 수 있었다.
이상의 결과를 통해 도광판의 입광면을 따른 방향의 중간 도광체의 길이를 상기 도광판의 입광면을 따른 방향의 길이로부터 상기 발광 소자측으로 연장 형성한 프런트 라이트는 비교예에 비해 외관성을 향상시킬 수 있고, 또한 중간 도광체의 외측면에 형성되는 프리즘면 또는 요철면의 형성 개시 위치는 －1㎜ 이상 ＋0.5㎜ 의 범위로 하는 것이 바람직하고, －0.5㎜ 이상 ＋0.5㎜ 이하의 범위로 하는 것이 더욱 바람직함을 알 수 있었다.
이상, 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 조명 장치에 따르면 출사광의 균일성이 우수하여 대면적을 균일하고 밝게 조명할 수 있는 저소비 전력의 조명 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 액정 표시 장치에 따르면 고휘도로 표시 품질이 우수한 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

Claims (13)

  1. 도광판과, 이 도광판의 일측단면을 따라 배치된 중간 도광체와, 이 중간 도광체의 길이 방향의 끝단면에 배치된 발광 소자를 구비하고,
    상기 도광판은 빛이 도입되는 측단면이 입광면이 되고, 상기 발광 소자에서 출사된 빛을 상기 중간 도광체를 통해 상기 도광판의 입광면에서 도광판 내부로 도입하고, 상기 도광판 내부를 전파하는 빛을 상기 도광판의 일면측에서 출사시키는 조명 장치로서,
    상기 도광판의 입광면을 따른 방향의 중간 도광체의 길이는 상기 도광판의 입광면을 따른 방향의 길이로부터 상기 발광 소자측으로 연장 형성되어 있고, 상기 도광판의 일측단면과 대향하는 상기 중간 도광체의 측단면이 상기 발광 소자의 빛을 도광판에 출사시키기 위한 출사면이 되고, 이 출사면과 반대측의 외측면이 이 중간 도광체의 내부를 전파하는 빛을 반사시키기 위해 반사면으로 된 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 중간 도광체의 외측면에, 단면 쐐기 형상의 홈이 복수개 형성된 프리즘면과, 이 프리즘면 표면에 형성된 반사막이 형성된 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 중간 도광체의 외측면에, 미소 요철이 복수개 형성된 요철면과, 이 요철면 표면에 형성된 반사막이 형성된 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 중간 도광체의 프리즘면 또는 요철면은 상기 중간 도광체의 상기 발광 소자측의 끝단면과는 이간되어 형성된 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 중간 도광체의 외측면에 형성되는 프리즘면 또는 요철면의 형성 개시 위치는 상기 도광판의 발광 소자측의 변단면의 연장선을 상기 중간 도광체의 외측면으로까지 연장하였을 때의 상기 연장선상보다 발광 소자측을 －위치, 발광 소자측의 반대측을 ＋위치로 한 경우, －1㎜ 이상 ＋0.5㎜ 이하의 범위로 된 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 중간 도광체의 외측면에 형성되는 프리즘면 또는 요철면의 발광 소자측의 형성 개시 위치는 상기 도광판의 발광 소자측의 변단면의 연장선을 상기 중간 도광체의 외측면으로까지 연장하였을 때의 상기 연장선상보다 발광 소자측을 －위치, 발광 소자측의 반대측을 ＋위치로 한 경우, －0.5㎜ 이상 ＋0.5㎜ 이하의 범위로 된 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 중간 도광체의 외측면에 형성되는 프리즘면 또는 요철면의 발광 소자측의 형성 개시 위치는 상기 도광판의 발광 소자측의 변단면의 연장선을 상기 중간 도광체의 외측면으로까지 연장하였을 때의 상기 연장선상보다 발광 소자측을 －위치, 발광 소자측의 반대측을 ＋위치로 한 경우, 0㎜ 로 된 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 중간 도광체의 외측면에 형성되는 단면 쐐기 형상의 홈의 피치는 발광 소자측과 반대측을 향해 지수 함수적 또는 이차 함수적으로 감소되도록 형성된 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  9. 제 2 항에 있어서, 상기 중간 도광체의 외측면에 형성되는 단면 쐐기 형상의 홈의 깊이는 발광 소자측과 반대측을 향해 지수 함수적 또는 삼차 함수적으로 증가되도록 형성된 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 단면 쐐기 형상의 홈은 빛을 반사시키기 위한 쌍이 되는 경사면을 갖고, 상기 홈을 구성하는 2 개의 경사면이 이루는 각도가 105 도 이상 115 도 이하로 된 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 도광판의 일면측에는 완경사면부와, 이 완경사면부보다 가파른 경사 각도를 갖는 급경사면부로 형성되는 복수개의 프리즘 홈이 평면에서 봤을 때 스트라이프 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 도광판의 프리즘 홈의 연재 방향이 상기 입광면과 교차하는 방향으로 된 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  13. 제 1 항에 기재된 조명 장치와, 이 조명 장치에 의해 조명되는 액정 표시 유닛을 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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