KR20060043378A - 도광판, 도광판을 이용한 면 발광 장치 및 도광판 제조 방법 - Google Patents

도광판, 도광판을 이용한 면 발광 장치 및 도광판 제조 방법 Download PDF

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KR20060043378A
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light guide
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다케히코 구마가이
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니덱 코팔 가부시키가이샤
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Abstract

도광판의 반사면 및 방사면 중 적어도 하나에 요철을 형성하는 경우, 입사면에 직교하는 방향으로 형성되는 복수의 직선형 그루브들로서 요철이 형성된다. 그루브들이 그라인딩에 의해 형성되는 경우, 그루브들의 표면이 거칠게 된다. 따라서, 그루브들에 의해 빛이 적합하게 모아질 수 있고 확산될 수 있으며, 휘도가 향상될 수 있고 휘도의 불균일성이 감소될 수 있다.

Description

도광판, 도광판을 이용한 면 발광 장치 및 도광판 제조 방법{Light-guide plate, surface light emitting device using light-guide plate and method of manufacturing light-guide plate}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 면 발광 장치(A)가 액정 표시 장치에 적용된 예를 나타내는 단면도이다.
도 2a는 광학 시트(30)의 하부면도이다.
도 2b는 광원(10) 및 도광판(20)의 상부면도이다.
도 3은 방사면(22)의 표면 상태를 나타내는 부분 확대도이고, 도 3a는 그루브(22a)의 단면 방향의 표면 상태를 나타내는 도면이며, 도 3b는 그루브(22a)의 방향의 표면 상태를 나타내는 도면이다.
도 4a는 포인트형 광원의 광 강도 및 빛의 방향(각도) 간의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4b는 포인트형 광원으로부터 나오는 도광판내의 광 강도를 나타내는 도면이다.
도 5는 도광판(20)을 제조하는 경우, 특히 그라인딩에 의해 그루브들(22a)을 형성하는 방식을 나타내는 도면이다.
도 6은 그루브들(22a)에 대응하는 그루브들이 제공되지만 상기 그루브들의 표면이 거칠게 형성되지 않은 경우에 발광시에 면 발광 장치(A)의 시험 제품의 도광판의 상부면이다.
도 7은 그루브들(22a)에 대응하는 그루브들이 제공되고 상기 그루브들의 표면이 거칠게 형성된 경우에 발광시에 면 발광 장치(A)의 시험 제품의 도광판의 상부면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
A...면 발광 장치 10...광원
20...도광판 30...광학 시트
40...반사 프레임 22a...그루브
P...돌출부.
특허문헌 1) 일본 특허 공개 번호 JP-A-10-268138
특허문헌 2) 일본 특허 공개 번호 JP-A-2003-86012
본 발명은 면 발광 장치에 관한 것으로, 특히 액정 표시 장치 등에 사용되는 면 발광 장치에 관한 것이다.
액정 표시판 등을 조명하기 위한 장치로서, 프런트 라이트(front light) 또는 백 라이트(back light)로 지칭되는 면 발광 장치(surface light emitting device)가 제안되고 있다. 면 발광 장치에 있어서, 포인트형 광원(point light source) 또는 선형 광원(line light source)이 도광판(light-guide plate)의 측면에 배치되고, 상기 광원에 의해 방사되는 광 빔(beam)은 상기 도광판에 입사되어 반사되며, 상기 광 빔은 상기 도광판에 대해 상향 또는 하향으로 방사된다. 상술된 빛의 방사를 실현하기 위하여, 상기 광원으로부터 나오는 빛을 반사하기 위한 요철(irregularity; 凹凸)들이 상기 도광판의 소정의 면에 또는 상기 도광판에 적층(積層)된(laminated) 광학 시트(optical sheet)에 형성된다. 상기 요철을 제공하는 방식에 있어서, 휘도(luminance)를 향상하고 휘도의 불균일성을 감소시키기 위하여 다양한 방식이 제안된다.
상기 요철의 형상은 2가지 주요한 형상으로 구분된다. 하나의 형상은 요철이 원주(column), 원추(circular cone) 및 반구(hemisphere)와 같은 다양한 포인트형으로 형성되는 것이고, 다른 형상은 요철의 단면이 삼각형 등의 다양한 선형으로 형성되는 것이다. 전자의 형상인 요철이 다양한 포인트형으로 형성되는 경우, 빛의 확산(diffusion)이 촉진되고 휘도의 불균일성이 감소되는 경향이 있다. 하지만, 휘도가 저하되는 경향이 있다. 다른 한편, 후자의 형상인 요철이 다양한 선형으로 형성되는 경우, 휘도가 향상되지만 휘도의 불균일성이 선을 따라 발생하는 경향이 있다.
종래 기술의 구체적인 예로서, 예를 들어, 특허 문헌 1은 입사면에 직교하는 방향으로 형성된 한 쌍의 사면(inclined face)을 갖는 돌출부(projecting portion)가 방사면에 대향하는 반사면에 상기 입사면에 직교하는 방향으로 반복 형성되는 기술을 개시한다. 특허 문헌 2는 동일한 돌출부가 방사면에 제공되는 기술을 개시한다.
면 발광 장치가 셀룰러 폰과 같은 소형 장치에 통합하는 경우, 광원을 배열하기 위해 충분히 큰 공간에 제공될 수 없다. 따라서, 바람직하기로는 냉음극관(cold cathode ray tube)과 같은 선형 광원보다는 LED와 같은 포인트형 광원이 채용된다. 하지만, 특허 문헌 1 및 2에 개시된 구성에 있어서, 다음과 같은 문제점이 있다. 비록 방사 효율이 높지만, 포인트형 광원을 사용하는 경우에는, 입사면에 직교하는 방향에 대해 광원의 전면부가 직선적으로 밝게 되고, 광원 근처의 방사면에 휘도의 불균일성이 야기되는 경향이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상기와 같은 단점들을 해결하기 위하여, LED와 같은 포인트형 광원이 사용되는 경우에도 휘도를 향상시키고 휘도의 불균일성을 감소시키는 도광판을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기와 같은 단점들을 해결하기 위하여, LED와 같은 포인트형 광원이 사용되는 경우에도 휘도를 향상시키고 휘도의 불균일성을 감소시키는 도광판을 이용한 면 발광 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 상기와 같은 단점들을 해결하기 위하여, LED와 같은 포인트형 광원이 사용되는 경우에도 휘도를 향상시키고 휘도의 불균일성을 감소시키는 도광판 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 도광 본체(light guiding body)를 포함하고, 상기 도광 본체는
빛이 입사되는 입사면(entrance face);
빛이 방사되는 방사면(emitting face); 및
입사된 빛을 반사하고, 상기 방사면에 대향하는 반사면(reflection face)을 포함하는 도광판(light-guide plate)에 있어서,
복수의 그루브(groove)들이 상기 방사면 및 상기 반사면 중 적어도 하나에 형성되고, 상기 입사면에 직교하는 방향으로 연장되며;
상기 그루브들 각각은 조면(rough surface, 粗面)을 갖는 것을 특징으로 하는 도광판을 제공한다.
본 발명에 따른 도광판에 있어서,
상기 그루브들의 각 폭이 w1로 정의되고;
상기 그루브들의 각 깊이가 d로 정의되며;
상기 조면은 복수의 돌출부(projection)들을 포함하고;
상기 돌출부들의 각 폭은 w2로 정의되고;
상기 돌출부들의 각 높이는 h로 정의되며, 다음 수학식
0.05mm < w1 < 0.2mm;
0.002mm < d < 0.02mm;
w2 ≤ 0.5 x w1; 및
h ≤ 0.5 x d를 만족한다.
본 발명에 따른 도광판에 있어서, 다음 수학식
0.0001mm < w2; 및
0.0001mm < h를 만족한다.
본 발명에 따른 도광판에 있어서, 상기 그루브들은 서로 실질적으로 규칙적인 간격으로 배열된다.
본 발명은 상기한 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여,
빛을 방사하는 광원; 및
도광 본체를 포함하는 면 발광 장치로서,
상기 도광 본체는
빛이 입사되는 입사면;
빛이 방사되는 방사면; 및
상기 입사된 빛을 반사하고, 상기 방사면에 대향하는 반사면을 포함하는 면 발광 장치(surface light emitting device)에 있어서,
복수의 그루브들이 상기 방사면 및 상기 반사면 중 적어도 하나에 형성되고, 상기 입사면에 직교하는 방향으로 연장되며;
제1 그루브들 각각은 조면을 갖는 것을 특징으로 하는 면 발광 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 면 발광 장치는 상기 입사면 및 상기 방사면을 노출시키고 상기 도광 본체를 커버하는 반사 부재(reflection member)를 더 포함한다.
본 발명에 따른 면 발광 장치는 상기 방사면에 제공되는 투광성 광학 시트 (optical sheet)를 더 포함하고,
복수의 제2 그루브들이 상기 광학 시트상에 형성되고, 상기 입사면에 평행한 방향으로 배열된다.
본 발명에 따른 면 발광 장치에 있어서, 상기 제2 그루브들의 폭 및 피치(pitch)는 각각 상기 제1 그루브들의 폭 및 피치보다 더 크다.
본 발명에 따른 면 발광 장치에 있어서, 상기 제2 그루브들 각각의 단면은 삼각형이다.
본 발명은 상기한 또다른 기술적 과제를 달성하기 위하여,
도광판을 제조하는 방법에 있어서,
도광 본체를 제공하는 단계; 및
조면을 갖는 복수의 직선형 그루브들을 상기 도광 본체의 면들 중 적어도 하나에 형성하는 단계를 포함하고,
상기 면들은 빛이 방사되는 방사면 및 상기 방사면에 대향하고 빛을 반사하는 반사면의 역할을 하는 것을 특징으로 하는 도광판 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 도광판 제조 방법에 있어서, 상기 그루브들은 빛이 입사되는 입사면의 역할을 하는 상기 도광 본체의 면에 직교하는 방향으로 연장된다.
본 발명에 따른 도광판 제조 방법에 있어서, 상기 그루브들은 서로 실질적으로 규칙적인 간격으로 배열된다.
본 발명에 따른 도광판 제조 방법에 있어서, 상기 그루브들은 그라인딩 프로세스(grinding process)에 의해 형성된다.
본 발명에 따른 도광판 제조 방법에 있어서, 상기 그라인딩 프로세스는 표면에 조면을 갖는 그라인드스톤 휠(grindstone wheel)에 의해 수행된다.
본 발명에 따른 도광판 제조 방법에 있어서, 그라인드 입자(grind grain)들이 상기 그라인드스톤 휠의 표면에 부착된다.
상기 도광판에 있어서, 직선형 그루브들에 의해 휘도가 향상될 수 있다. 또한, 상기 그루브들의 면을 거칠게 함으로써 빛이 확산되는 경우 휘도의 불균일성이 감소될 수 있다. 따라서, LED와 같은 포인트형 광원이 사용되는 경우에도, 휘도를 향상하고 휘도의 불균일성을 감소시킬 수 있다. 상기 그루브들이 도광판의 입사면에 직교하는 방향으로 제공되기 때문에, 도광판내의 빛의 전달이 광원으로부터 멀리 떨어져 있는 위치까지 향상될 수 있다.
상기 면 발광 장치에 있어서, 도광판에 형성된 직선형 그루브들에 의해 휘도가 향상될 수 있다. 다른 한편, 그루브들의 표면이 거칠게 형성되는 경우, 빛이 확산될 수 있고, 휘도의 불균일성이 감소될 수 있다. 따라서, LED와 같은 포인트형 광원이 사용되는 경우에도, 휘도를 향상하고 휘도의 불균일성을 감소시킬 수 있다. 상기 그루브들이 도광판의 입사면에 직교하는 방향으로 제공되기 때문에, 도광판내의 빛의 전달이 광원으로부터 멀리 떨어져 있는 위치까지 향상될 수 있다.
상기 제조 방법에 의해 제조되는 도광판에 있어서, 직선형 그루브들이 그라인딩에 의해 형성되기 때문에, 그루브들의 표면이 거칠게 형성된다. 따라서 직선형 그루브들에 의해 휘도가 향상될 수 있다. 다른 한편, 그루브들의 표면을 거칠게 형성함으로써 빛이 확산되는 경우 휘도의 불균일성이 감소될 수 있다. 따라서, LED와 같은 포인트형 광원이 사용되는 경우에도, 휘도를 향상하고 휘도의 불균일성을 감소시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 면 발광 장치(A)가 액정 표시 장치에 적용된 예를 나타내는 단면도이다. 상기 액정 표시 장치는 백 라이트 형식의 장치이고, 액정 판넬(B)이 면 발광 장치(A)의 상부면측에 제공되며, 면 발광 장치(A)가 상향으로 발광하는 경우 액정 판넬(B)이 조명된다. 이 실시예에 있어서, 상기 백 라이트형 액정 표시 장치는 설명을 위해 예를 든 것이다. 하지만, 본 발명은 또한 프런트 라이트형 액정 표시 장치에도 적용될 수 있다. 면 발광 장치(A)는 복수의 광원(10), 도광판(light-guide plate)(20), 광학 시트(optical sheet)(30) 및 반사 프레임(reflecting frame)(40)을 포함한다. 도 1 및 도 2를 참조하여, 면 발광 장치(A)의 구조가 후술될 것이다. 도 2a는 광학 시트(30)의 하부면도이고, 도 2b는 광원(10) 및 도광판(20)의 상부면도이다.
광원(10)은 LED와 같은 포인트형 광원이다. 이 실시예에 있어서, 상술된 포인트형 광원이 광원으로서 채용되더라도, 휘도가 향상될 수 있고, 휘도의 불균일성이 감소될 수 있다. 하지만, 냉음극관(cold cathode ray tube)과 같은 선형 광원이 채용될 수 있다는 것을 유념해야 한다. 도광판(20)은 아크릴 수지(acrylic resin) 또는 폴리카보네이트(polycarbonate)와 같은 투광성 재료인 합성수지로 구성된 판형(plate-shaped) 부재이다. 이 실시예에 있어서, 도광판(20)은 직방체형상(rectangular parallelepiped)으로 형성되고, 4개의 측면들(21a 내지 21d), 도광판 (20)내에 입사되는 빛이 액정 판넬(B)로 방사되는 방사면(22), 및 방사면(22)에 대향하는 반사면(23)을 포함한다. 4개의 측면들(21a 내지 21d) 중의 하나인 측면(21a)은 광원(10)으로부터 나오는 빛이 입사되는 입사면을 포함한다. 측면(21b)은 상기 입사면(21a)에 대향하고 반사 프레임(40)에 의해 반사되는 빛이 재입사되는 면을 포함한다. 후술되는 요철이 방사면(22)에 형성된다. 반사면(23)은 반사 프레임(40)에 의해 반사되는 빛이 재입사되는 면을 포함한다.
광학 시트(30)는 투광성을 갖는 시트로 구성되고 도광판(20)의 방사면상의 하부면(31) 및 상기 하부면(31)에 대향하는 상부면(32)을 포함한다. 하부면(31)에는, 후술되는 요철이 형성된다. 반사 프레임(40)은 상기 측면(21a) 및 방사면(22)을 제외하고 도광판(20)을 커버할 수 있도록 구성된다. 반사 프레임(40)의 내부면은 도광판(20)으로부터 방사되는 빛이 반사되어 도광판(20)에 재입사되는 경면(mirror face, 鏡面)으로 형성된다.
면 발광 장치(A)에서 수행되는 면 발광의 기본 원리를 설명한다. 도 1에 도시된 화살표는 빛의 경로의 예를 나타낸다. 광원(10)에 의해 방사되는 빛은 측면(21a)을 통해 도광판(20)에 입사된다. 이때, 빛이 방사면(22) 및 반사면(23)에서 반사되면서 도광판(20)에서 전파된다. 방사면(22)의 법선 방향으로 향하는 빛이 방사면(22)으로부터 방사되고 광학 시트(30)를 통과해서 액정 패널(B)이 빛에 의해 조명될 수 있다.
그 다음, 도광판(20)의 방사면(22)에 제공되는 요철의 태양에 대해 설명한다. 이 실시예에 있어서, 요철은 방사면(22)에만 제공되지만, 상기 요철은 반사면 (23)에 제공될 수 있다. 대안으로, 요철이 방사면(22) 및 반사면(23) 모두에 제공될 수 있다. 양면에 요철을 형성하는 경우 휘도를 향상시키고 휘도의 불균일성을 감소시키는데 가장 효율적이다. 도 2b를 참조하면, 도광판(20)의 방사면(22)에는, 입사면인 측면(21a)에 직교하는 방향(도면에서는 Y 방향)으로 형성되는 복수의 직선형의 미세한 그루브(22a)가 실질적으로 균일한 간격으로 서로 평행으로 제공된다. 상기와 같이, 요철이 방사면(22)에 형성된다. 이 점에 대하여, 설명의 편의를 위하여, 도 2b에 있어서, 그루브들(22a)은 실제 크기보다 더 크게 과장해서 도시된다. 또한, 이 실시예에 있어서, 상기 그루브들(22a)의 표면이 거칠게 형성된다. 즉 미세한 요철이 형성된다. 도 3a 및 도 3b는 방사면(22)의 표면 상태를 나타내는 부분 확대도이다. 도 3a는 그루브(22a)의 단면 방향의 표면 상태를 나타내는 도면이고, 도 3b는 그루브(22a)의 방향(측면(21c 및 21d)에 평행인 방향, 즉 Y 방향)의 표면 상태를 나타내는 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 방사면(22)에는, 그 폭이 대략 0.1mm이고 그 방향이 Y 방향으로 연장되는 미세한 그루브(22a)가 X 방향으로 반복해서 제공된다. 상기 미세한 그루브들(22a)은 방사면(22)에 요철(제1 요철로 지칭)을 포함한다. 다른 한편, 그루브(22a)의 표면에는, 복수의 돌출부(projection)(P)가 거칠게 형성되어 제1 요철보다 더 미세한 제2 요철이 형성될 수 있다. 상기 돌출부(P)는 그루브(22a)와 같이 직선형으로 형성되지 않고 랜덤(random)으로 형성된다.
상기 요철을 제공하는 장점이 이제 설명된다. 우선, 일반적으로, LED와 같은 포인트형 광원이 광원으로서 채용되는 경우, 빛에 대한 지향성(directivity)은 도 4a에 도시된 바와 같이 존재한다. 따라서, 광 강도(light intensity)는 각도에 따라 상이하다. 또한, 포인트형 광원으로부터 도광판에 빛이 입사되는 경우, 빛은 임계각보다 크지 않은 각도의 입사에 대해 굴절된다. 따라서, 도 4b에서 도시된 바와 같이, 도광판내에서 포인트형 광원으로부터 보는 각도에 대해 광 강도에 차이가 발생한다. 상기 광 강도는 광원에서 볼 때 0°방향이 가장 높고 각도가 증가함에 따라 광 강도가 감소된다. 포인트형 광원이 광원으로서 채용되는 경우에 있어서, 보통 복수의 포인트형 광원이 사용된다. 따라서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 광원으로부터 보는 직선 방향에 있는 영역(100)이 가장 밝다. 이 영역(100)에서, 광 강도가 가장 높다. 따라서, 이 영역에서 선형의 밝은 선(bright line)이 발생된다. 빛이 소정의 각도에 의해 입사되는 영역(101)이 그 다음 밝고, 포인트형 광원들 사이에 위치하는 영역(102)은 가장 어둡다. 각 영역에서의 밝기의 차이는 휘도의 불균일성을 야기한다.
따라서, 본 실시예에 따라, 제1 요철이 상술된 그루브들(22a)에 의해 방사면(22)에 형성되는 경우, 집광 효과가 향상되어 휘도가 향상될 수 있다. 다른 한편, 그루브들(22a)의 표면을 거칠게 하여 제1 요철보다 더 미세한 제2 요철을 형성함으로써 광의 확산 효과가 향상되어 휘도의 불균일성이 감소될 수 있다. 즉, 적합한 집광 및 확산 효과가 제1 및 제2 요철에 의해 제공될 수 있고, 휘도의 향상 및 휘도의 불균일성의 감소 모두가 동시에 실현될 수 있다. 또한, 그루브(22a)가 입사면인 측면(21a)에 직교하는 방향으로 제공되기 때문에, 광원(10)으로부터 직선 방향의 빛의 인도(guiding)가 방해되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 많은 양의 빛이 광원(10)으로부터 멀리 있는 측면(21b)까지 보내질 수 있다. 그 결과, 전체 도광판의 휘도가 증가될 수 있다. 또한, 2가지 유형의 요철(제1 및 제2 요철)이 도광판(20) 자체에 형성되기 때문에, 해당 요철을 형성하기 위해 사용되는 별도의 광학 시트를 제공할 필요가 없다.
그루브(22a)의 폭(w)에 있어서, 예를 들어, 폭(w)이 0.05mm < w < 0.2mm 범위에서 설정되는 것이 바람직하다. 그루브(22a)의 깊이(d)에 있어서, 예를 들어, 깊이(d)가 0.002mm < d < 0.02mm 범위에서 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 그루브(22a)의 피치(pitch)(t)에 있어서, 예를 들어, 피치(t)가 0.05mm < t < 0.2mm 범위에서 설정되는 것이 바람직하다. 이 점에 있어서, 도 3a에 도시된 예에서, 폭(w) 및 피치(t)는 서로 실질적으로 동일하다. 다른 한편, 돌출부(P)의 폭 및 높이는 각각 폭(w) 및 깊이(t)의 1/2보다 크지 않은 값으로 설정하는 것이 바람직하다. 일반적으로, 면상의 돌출부(P)의 폭 및 높이가 0.0001mm보다 크지 않은 경우, 상기 면을 실질적으로 경면(mirror face)으로 평가할 수 있고, 상기 면을 거칠게 한 후에도 빛의 확산 효과를 실질적으로 얻을 수 없다. 따라서, 돌출부(P)의 폭 및 높이는 각각 0.0001mm보다 더 큰 값으로 설정된다.
그 다음, 도광판(20)의 제조 방법이 후술될 것이다. 특히, 그루브(22a)를 형성하는 방법이 후술될 것이다. 일반적으로, 도광판(20)에 그루브를 형성하는 경우에는, 커팅(cutting) 수단이 사용된다. 하지만, 커팅 수단이 사용되는 경우, 그루브의 표면은 경면으로 형성된다. 즉, 조면(rough surface, 粗面)을 획득할 수 없다. 따라서, 이 실시예에 있어서, 그루브들(22a)은 그라인딩(grinding)에 의해 형 성된다. 도 5는 도광판(20)을 제조하는 경우 그라인딩에 의해 그루브들(22a)을 형성하는 방식을 나타내는 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 도광판(20)의 원기판(original substrate)(20')에서 회전 구동되는 그라인딩 휠(grinding wheel)(50)에 의해 그루브(22a)가 형성된다. 보다 상세하게는, 그라인딩 휠(50)이 원기판(20')에 접촉한 경우, 그라인딩 휠(50) 및 원기판(20')이 상대적으로 제1 방향으로 직선적으로 이동하여 하나의 그루브(22a)가 형성된다. 그 다음, 그라인딩 휠(50) 및 원기판(20')이 상대적으로 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 직선적으로 이동하여 그 다음 그루브(22a)가 형성된다. 그 다음, 상기 동작이 반복되는 경우, 일군의 그루브들(22a)이 형성된다. 상기 그라인딩 동작으로 인하여, 그루브들(22a)이 형성되는 것과 동시에, 그루브들(22a)의 표면이 그라인딩 휠(50)의 표면 거침(surface roughness)에 따라 거칠게 형성된다. 그루브(22a)의 폭은 그라인딩 휠(50)의 폭에 의해 결정되고, 그루브(22a)의 깊이는 그라인딩 휠(50)의 커팅 깊이에 의해 결정되며, 그루브(22a)의 표면 거침은 그라인딩 휠(50)의 거침에 의해 결정되고, 그루브(22a)의 피치(pitch)는 상기 제2 방향으로 그라인딩 휠(50)의 이동에 의해 결정된다.
상기 그라인딩 휠(50)에 있어서, 예를 들어 그 직경이 대략 56mm인 유리(glass) 커팅용의 그라인딩 휠(50)을 이용하는 것이 가능하다. 그라인딩 휠(50)의 폭은 그루브(22a)의 폭에 의해 결정된다. 예를 들어, 그라인딩 휠(50)의 폭은 대략 0.4mm이다. 상기 그라인딩 휠(50)에는 다이아몬드 파우더(diamond powder)와 같은 연마용 입자(abrasive grain)가 부착되는 것이 바람직하다. 그루브(22a)의 표면 거 침은 이러한 연마용 입자에 의해 결정된다. 그라인딩 휠(50)의 표면 거침은 예를 들어 #600인 것이 바람직하다.
그 다음, 광학 시트(optical sheet)(30)의 하부면(31)의 요철이 후술될 것이다. 도 2a는 광학 시트(30)의 하부면(31)을 나타내는 도면이다. 광학 시트(30)의 하부면(31)에는, 복수의 직선형의 그루브들(31a)이 도광판(20)의 입사면인 측면(21a)과 평행하게 형성된다. 각 그루브(31a)는 그 단면이 삼각형상인 프리즘(prism) 그루브로 형성된다. 그루브(31a)의 폭 및 피치는 도광판(20)의 그루브(22a)의 폭 및 피치보다 더 크게 설정된다. 광학 시트(30)는 휘도의 향상을 더 촉진하도록 제공된다. 각 그루브(31a)가 상기 측면(21a)과 평행하도록 제공되는 이유는 도 2의 Y방향으로 빛을 모으기 위한 것이다. 폭, 깊이 및 피치는 각각 0.1mm 내지 0.2mm 범위인 것이 바람직하다.
그 다음, 2가지 경우가 서로 비교되는 비교 예를 설명한다. 한 가지 경우는, 본 실시예에서 도시된 바와 같이 그루브(22a)의 표면이 거칠게 형성된 것이다. 다른 경우는, 그루브(22a)의 표면이 거칠게 형성되지 않은 것이다. 도 6 및 도 7은 발광시에 면 발광 장치(A)의 시험 제품(test product)의 도광판의 상부면을 나타낸다. 이 경우에 있어서, 4개의 LED가 광원으로서 사용될 수 있도록 도광판의 좌측에 배열된다. 도 6은 그루브들(22a)에 대응하는 그루브들이 제공되지만 상기 그루브들의 표면이 거칠게 형성되지 않은 경우를 도시한다. (상기 그루브들은 커팅(cutting)에 의해 형성된다. 따라서, 상기 그루브들의 표면은 실질적으로 경면으로 평가될 수 있다.) 도 7은 그루브들(22a)에 대응하는 그루브들이 제공되고 상기 그 루브들의 표면이 거칠게 형성된 경우를 도시한다. (상기 그루브들은 그라인딩에 의해 형성되고, 그루브들의 표면은 도 3a에 도시된 그루브들의 표면과 같다.) 다른 조건은 동일하다. 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 휘도의 불균일성이 발생하고, 광원인 4개의 LED의 위치를 인식할 수 있다. 광원에서 볼 때 0°방향에서 휘도가 가장 높다. 한편, 도 7에는, 휘도의 불균일성이 거의 발생하지 않고, 광원으로부터 멀리 있는 부분에만 약간 휘도가 감소한다.
상술한 바와 같이, 본 발명을 이용하면, LED와 같은 포인트형 광원이 사용되는 경우에도, 휘도를 향상하고 휘도의 불균일성을 감소시킬 수 있다.

Claims (15)

  1. 도광 본체(light guiding body)를 포함하고, 상기 도광 본체는
    빛이 입사되는 입사면(entrance face);
    빛이 방사되는 방사면(emitting face); 및
    입사된 빛을 반사하고, 상기 방사면에 대향하는 반사면(reflection face)을 포함하는 도광판(light-guide plate)에 있어서,
    복수의 그루브(groove)들이 상기 방사면 및 상기 반사면 중 적어도 하나에 형성되고, 상기 입사면에 직교하는 방향으로 연장되며;
    상기 그루브들 각각은 조면(rough surface)을 갖는 것을 특징으로 하는 도광판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 그루브들의 각 폭이 w1로 정의되고;
    상기 그루브들의 각 깊이가 d로 정의되며;
    상기 조면은 복수의 돌출부(projection)들을 포함하고;
    상기 돌출부들의 각 폭은 w2로 정의되고;
    상기 돌출부들의 각 높이는 h로 정의되며, 다음 수학식
    0.05mm < w1 < 0.2mm;
    0.002mm < d < 0.02mm;
    w2 ≤ 0.5 x w1; 및
    h ≤ 0.5 x d를 만족하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  3. 제2항에 있어서, 다음 수학식
    0.0001mm < w2; 및
    0.0001mm < h를 만족하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 그루브들은 서로 실질적으로 규칙적인 간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 도광판.
  5. 빛을 방사하는 광원; 및
    도광 본체를 포함하는 면 발광 장치로서,
    상기 도광 본체는
    빛이 입사되는 입사면(entrance face);
    빛이 방사되는 방사면(emitting face); 및
    입사된 빛을 반사하고, 상기 방사면에 대향하는 반사면(reflection face)을 포함하는 면 발광 장치(surface light emitting device)에 있어서,
    복수의 그루브(groove)들이 상기 방사면 및 상기 반사면 중 적어도 하나에 형성되고, 상기 입사면에 직교하는 방향으로 연장되며;
    제1 그루브들 각각은 조면(rough surface)을 갖는 것을 특징으로 하는 면 발광 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 입사면 및 상기 방사면을 노출시키고 상기 도광 본체를 커버(cover)하는 반사 부재(reflection member)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면 발광 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 방사면에 제공되는 투광성(translucency) 광학 시트(optical sheet)를 더 포함하고,
    복수의 제2 그루브들이 상기 광학 시트상에 형성되고, 상기 입사면에 평행한 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 면 발광 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 그루브들의 폭 및 피치(pitch)는 각각 상기 제1 그루브들의 폭 및 피치보다 더 큰 것을 특징으로 하는 면 발광 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 그루브들 각각의 단면은 삼각형인 것을 특징으로 하는 면 발광 장 치.
  10. 도광판을 제조하는 방법에 있어서,
    도광 본체를 제공하는 단계; 및
    조면을 갖는 복수의 직선형 그루브들을 상기 도광 본체의 면들 중 적어도 하나에 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 면들은 빛이 방사되는 방사면 및 상기 방사면에 대향하고 빛을 반사하는 반사면의 역할을 하는 것을 특징으로 하는 도광판 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 그루브들은 빛이 입사되는 입사면의 역할을 하는 상기 도광 본체의 면에 직교하는 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 도광판 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 그루브들은 서로 실질적으로 규칙적인 간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 도광판 제조 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 그루브들은 그라인딩 프로세스(grinding process)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 도광판 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 그라인딩 프로세스는 표면에 조면을 갖는 그라인드스톤 휠(grindstone wheel)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 도광판 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    그라인드 입자(grind grain)들이 상기 그라인드스톤 휠의 표면에 부착되는 것을 특징으로 하는 도광판 제조 방법.
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