KR20060047902A - 조명 장치 - Google Patents

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KR20060047902A
KR20060047902A KR1020050040230A KR20050040230A KR20060047902A KR 20060047902 A KR20060047902 A KR 20060047902A KR 1020050040230 A KR1020050040230 A KR 1020050040230A KR 20050040230 A KR20050040230 A KR 20050040230A KR 20060047902 A KR20060047902 A KR 20060047902A
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하루유키 이시카와
노리히토 다케우치
미노루 도에다
미키오 요시다
슈지 고이케
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가부시키가이샤 도요다 지도숏키
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Abstract

발광 패널은 등방성의 빛을 출사하는 발광부와 비발광부를 갖는다. 밝기 보정 부재는 광입사부와 광출사부를 갖는다. 광입사부는 광출사부에 대해 경사진 하나 이상의 경사면을 포함한다. 경사면은 비발광부에 대응하도록 배치된다. 경사면은 발광부에 대응하는 밝기 보정 부재의 부분의 밝기가 비발광부에 대응하는 밝기 보정 부재의 부분의 밝기와 실질적으로 동등하도록 구성된다. 따라서, 실질적으로 균일한 밝기가 광출사부로부터 얻어진다.

Description

조명 장치{LIGHTING APPARATUS}
도 1 의 (a) 는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 조명 장치를 구비한 액정 표시 장치의 부분단면도이다.
도 1 의 (b) 는 도 1 의 (a) 에 도시된 발광 패널의 부분단면도이다.
도 2 는 도 1 의 (a) 에 도시된 조명 장치의 작용을 나타내는 모식도이다.
도 3 은 도 1 의 (a) 에 도시된 조명 장치의 부분평면도이다.
도 4(a) 및 도 4(b) 는 도 1 의 (a) 에 도시된 조명 장치에서 시야각(viewing angle) 과 V자 형상 홈의 정각(apex angle) 과의 관계식을 얻기 위한 모식도이다.
도 5 는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 조명 장치를 구비한 액정 표시 장치의 부분단면도이다.
도 6 은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 조명 장치를 구비한 액정 표시 장치의 부분단면도이다.
도 7 은 본 발명의 따른 제 3 실시형태에 따른 다른 조명 장치를 구비한 액정 표시 장치의 부분단면도이다.
도 8(a), 도 8(b) 및 도 8(c) 는 시야각, V자 형상 홈의 정각, 제 2 V자 형상 홈의 정각, 및 밝기 보정 부재의 두께 등의 관계를 나타내는 모식도이다.
도 9 는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 조명 장치의 평면도이다.
도 10 은 도 9 에 도시된 조명 장치의 부분단면도이다.
도 11 은 도 9 에 도시된 조명 장치의 시야각, 경사면, 및 밝기 보정 부재의 두께의 관계를 나타내는 모식도이다.
도 12 는 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 발광 패널의 평면도이다.
도 13 은 도 12 에 도시된 조명 장치의 부분단면도이다.
도 14 는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 조명 장치의 부분단면도이다.
도 15(a) 는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 조명 장치의 부분단면도이다.
도 15(b) 는 도 15(a) 에 도시된 발광 패널의 부분단면도이다.
도 16 은 종래 기술의 EL 표시장치의 부분단면도이다.
도 17 은 또다른 종래 기술의 EL 표시장치의 부분단면도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 액정 표시 장치 12 : 조명 장치
13 : 발광 패널 14 : 발광부
15, 35 : 비발광부 16 : 투명 기판
21 : 밝기 보정 부재 23, 34 : V자 형상 홈
23a, 26a : 최심부 23b, 27, 32, 33 : 경사면
24 : 확산부 25 : 확산 시트
25a : 확산면 26 : 제 2 V자 형상 홈
28 : 제 2 경사면 29 : 광입사부
30 : 광출사부 31 : 보조 전극
A1, B1 : 깊이 A2, B2, W : 폭
a1, b1 : 거리 d : 각도
N1 : 공기의 굴절률 N2 : 밝기 보정 부재의 굴절률
θ : 시야각 P1 : 가상 평면
본 발명은, 조명 장치에 관한 것으로, 자세히는 전계발광 소자 (EL 소자) 와 같은 등방성의 빛을 출사하는 발광부와, 발광부 (EL 소자) 주위에 형성된 비발광부를 갖는 발광 패널을 비발광부가 서로 인접하도록 복수개 배치하여 형성된 조명 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 EL 소자와 같이 등방성의 빛을 출사하는 발광부와, 비발광부를 갖는 발광 패널을 구비한 조명 장치에 관한 것이다.
종래, 투명 기판상에 배치된 EL 소자를 갖는 조명 장치가 제안되어 있다. 또한, 이러한 조명 장치를 액정 표시 장치의 백라이트로서 사용한 기술도 제안되어 있다. EL 소자로서 대면적의 것이 요구된다. 그러나, EL 소자는 매우 얇고, EL 층의 두께는 수십 내지 수백 nm 정도의 두께를 갖는 EL 층이다. 따라 서, EL 층을 넓은 면적에 균일하게 형성하는 것은 어렵다. 이러한 시도는 수율을 감소시킨다.
또한, 표시 패널을 접합하여 형성되는 EL 표시장치도 제안되어 있다. 이 EL 표시장치는 발광부를 열화시키지 않고, 표시패널의 접합부를 눈에 띄지 않게 할 수 있다(예컨대, 일본국 공개특허공보 제2002-297065호). 이 EL 표시장치에서, 도 16에 도시된 바와 같이, 발광층 (60a, 60b) 이 보호층 (61a, 61b) 에서 분리된다. 컴팩트 패널 (62a, 62b) 의 가장자리의 상면 및 하면을 비스듬히 가공된다. 접착제 (63) 는 컴팩트 패널 (62a, 62b) 의 보호층 (61a, 61b) 에 면하는 쌍 사이의 좁은 공간을 채운다. 또한, 접착제 (63) 는 좁은 공간의 상하에 위치된 상부 및 하부 공간을 채운다. 따라서, 컴팩트 패널 (62a, 62b) 은 서로 접합된다. 자세하게는, 컴팩트 패널 (62a, 62b) 은 컴팩트 패널 (62a, 62b) 사이의 접합부의 화소 피치 (pixel pitch)(인접한 발광층 (60a, 60b) 쌍 사이의 거리) 가, 컴팩트 패널 (62a, 62b) 의 각각의 화소 피치(인접한 발광층 (60a) 의 각 쌍 사이의 거리와 인접한 발광층 (60b) 의 각 쌍 사이의 거리) 가 같게 되도록 서로 접합되어 있다. 컴팩트 패널 (62a, 62b) 은 보호기판 (64) 에 접착제 (63) 에 의해 부착된다. 광학적 결함을 감소시키기 위해서, 접착제 (63) 로서는 가시광의 파장영역에서 유리의 굴절률에 가까운 광학특성을 갖는 접착제가 사용된다. 예컨대, 자외선 경화형 접착제(ultraviolet curing adhesive) 또는 고분자계 접착제가 접착제 (63) 로서 사용되고 있다.
통상의 유기 EL 소자에 있어서, 발광층중의 플루오퍼 (fluophor) 로부터 출 사되는 빛이 빛취득 측 (light extracting side) 에 배치된 투명 기판과 공기와의 계면에서 전반사된다. 전반사된 빛이 효과적으로 사용될 수 없다. 이러한 문제점을 감소시키도록 설계된 유기 EL 소자가 제안되어 있다 (예컨대, 일본 공개특허공보 제2003-347052호). 이 유기 EL 소자에서, 도 17 에 도시된 바와 같이, 기판 (65) 상에 애노드 (66), 정공 수송층 (67), 발광층 (68) 및 투명한 캐소드 (69) 가 적층되어 있다. 캐소드 (69) 상에 도시하지 않은 보호막이 형성된다. 빛의 각도변환패널 (70) 이 광학용 접착제에 의해 보호막에 부착된다. 각도변환패널 (70) 에는 기판 (65) 과 대향하는 면에 V자 형상 홈 (71) 이 형성된다. V자 형상 홈이 없다면, 발광층 (68) 에 의해 출사된 광이 발광면(출사면)(70a) 에 전반사되어 EL 소자 내에 트랩된다. 그러나, 도 17 의 EL 소자가 V자 형상 홈 (71) 을 갖기 때문에, 발광면(출사면)(70a) 에 대해 경사진 빛은, V자 형상 홈 (71) 의 각각과 공기 사이의 계면에서의 전반사되어 빛의 각도가 바뀌어진다. 그러면, 빛이 공기중으로 나간다. 이는 빛의 취득 효율을 개선한다.
또한, 빛의 이용 효율을 개선시켜 밝은 화상을 얻을 수 있는 유기 EL 패널도 제안되어 있다 (예컨대, 일본 공개특허공보 제2003-282255호). 이 유기 EL 패널은 화소로서 작용하는 유기 EL 소자를 갖는다. 이 유기 EL 소자는 제1 투명 기판상에 매트릭스와 막으로 형성된다. 제 2 투명 기판이 이 유기 EL 막 상에 위치된다. 제 2 투명 기판이 접착층에 의해 유기 EL 막에 고정된다. 제 2 투명 기판의 제 1 투명 기판과 대향하는 면에는, 화소에 대응하는 부분을 제외하고 격자 패턴의 V자 형상 홈이 형성되어 있다. 반사막이 V자 형상 홈의 경사면에 각각 형성되어 있다. 유기 EL 소자로부터 제 2 투명 기판에 입사하여, 제 2 투명 기판 측면을 향해 진행하는 빛은 반사막 중 하나에 의해 반사되어 제 2 투명 기판으로부터 출사된다.
일본 공개특허공보 제2002-297065호에 기재된 EL 표시장치에서는, 컴팩트 패널 (62a, 62b) 사이의 접합부에는 화소가 없다. 그러므로, 접합부는 비발광부가 된다. 따라서, 접착제 (63) 에 대응하는 부분으로부터 발광층 (60a, 60b) 에 대응하는 부분의 밝기와 동일한 밝기를 갖는 빛으로 출사될 필요는 없다. 그러므로, 이 공보의 기술은 컴팩트 패널 (62a, 62b) 을 서로 접합하는 방법으로서 광학적 문제는 없다. 그러나, 이방법을, 액정 표시 장치의 백라이트로서 사용하는 조명 장치용의 패널에 적용한 경우는, 다음과 같은 문제가 있다. 예컨대, 발광층 (60a, 60b) 에서 출사하여 컴팩트 패널 (62a, 62b) 의 가장자리를 향하는 빛이, 비스듬히 잘려진 컴팩트 패널 (62a, 62b) 의 가장자리와 접착제 (63) 사이의 계면에서 반사, 흡수 또는 산란된다. 또한, 접착제 (63) 중을 통과하는 빛이 접착제 (63) 에 의해 흡수 또는 산란된다. 그 결과, 접착제 (63) 부분의 밝기가 다른 부분의 밝기보다 작다. 그 결과, 컴팩트 패널 (62a, 62b) 사이의 경계부가 어둡게 된다. 또한, 컴팩트 패널 (62a, 62b) 의 가장자리를 비스듬하게 자를 때 크랙이 발생된다면, 이 크랙은 장치에도 영향을 줘 크랙을 갖는 컴팩트 패널 (62a, 62b) 은 사용될 수 없다. 이는 수율을 감소시킨다.
일본 공개특허공보 제2003-347052호 및 일본 공개특허공보 제2003-282255호는 유기 EL 소자의 대화면화에 관해서는 아무런 기재되어 있지 않고, 그것을 시사 하는 기재도 없다. 이들 특허문헌의 목적은 예컨대 발광면에서의 전반사에 의해 종래에는 취득할 수 없었던 빛을 발광층에 의해 출사된 빛을 취득하는데에 있다. 그러나, 이들 특허문헌은 유기 EL 소자의 발광부의 밝기와 같이 유기 EL 소자의 비발광부에 대응하는 부분으로부터의 빛의 밝기와 동일한 빛을 출사시킴으로써 발광영역이 큰 조명 장치를 얻는 것에 관해서는 아무런 기재되어 있지 않고, 그것을 시사하는 기재도 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 등방성의 빛을 출사하는 복수 개의 발광 패널을 갖는 조명 장치에 있어서, 발광 패널을 절삭가공할 필요가 없으며, 발광부로부터 빛을 효과적으로 이용하여 발광 패널 사이의 비발광부에 대향하는 부분이 어둡게 되는 것을 방지할 수 있는 조명 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 등방성의 빛을 출사하는 발광부와, 비발광부를 구비한 발광 패널을 갖는 조명 장치에 있어서, 발광부의 면적보다 큰 면적의 광출사부로부터 빛을 출사하며, 발광부에 대응하는 광출사부의 부분의 밝기가 비발광부에 대응하는 광출사부의 부분의 밝기에 실질적으로 동등한 조명 장치를 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 조명 장치를 제공한다. 발광 패널은 등방성의 빛을 출사하는 발광부와 비발광부를 갖는다. 밝기 보정 부재는 빛이 입사되는 광입사부, 빛이 출사하는 광출사부를 갖는다. 광입사부는 광출사부에 대해 경사진 하나 이상의 경사면을 포함한다. 경사면은 비발광부에 대응하도록 배치된다. 이 경사면은, 발광부에 대응하는 밝기 보정 부재의 부분의 밝기가 비발광부에 대응하는 밝기 보정 부재의 부분의 밝기와 실질적으로 동등하도록 구성된다.
또한, 본 발명은 복수 개의 발광 패널을 포함하는 조명 장치를 제공한다. 각각의 발광 패널은 등방성의 빛을 출사하는 발광부와 이 발광부 둘레에 제공된 비발광부를 갖는다. 발광 패널은, 비발광부가 서로 인접하도록 배치된다. 밝기 보정 부재는 투명 판으로 형성되며 발광 패널에 대응하도록 빛을 출사하는 발광 패널 측에 배치된다. 발광 패널에 대향하는 밝기 보정 부재의 면은 비발광부를 따라 신장하는 V자 형상 홈을 갖는다. 이 V자 형상 홈은, 발광부에 대응하는 밝기 보정 부재의 부분의 밝기가 비발광부에 대응하는 밝기 보정 부재의 부분의 밝기와 실질적으로 동등하도록 형성된다.
또한, 본 발명은 등방성의 빛을 출사하는 발광부와 보조 전극을 갖는 서로 인접하는 복수 개의 발광 패널을 포함하는 조명 장치를 제공한다. 보조 전극이 형성되는 각각의 발광 패널의 일부분은 비발광부를 형성한다. 밝기 보정 부재는 투명 판으로 형성되며, 발광 패널에 대응하도록 빛을 출사하는 발광 패널 측에 배치된다. 발광 패널에 대향하는 밝기 보정 부재의 면은 비발광부에 대응하도록 배치된 V자 형상 홈을 갖는다. V자 형상 홈은, 발광부에 대응하는 밝기 보정 부재의 부분의 밝기가 비발광부에 대응하는 밝기 보정 부재의 부분의 밝기와 실질적으로 동등하도록 형성된다.
또한, 본 발명은 등방성의 빛을 출사하는 발광부와 이 발광부 둘레에 제공된 비발광부를 갖는 복수 개의 발광 패널을 포함하는 조명 장치를 제공한다. 발광 패널은, 비발광부가 서로 인접하도록 배치된다. 밝기 보정 부재는 투명 판으로 형성되며, 발광 패널에 대응하도록 빛을 출사하는 발광 패널 측에 배치된다. 발광 패널에 대향하는 밝기 보정 부재의 면은 비발광부를 따라 신장하는 V자 형상 홈을 갖는다. V자 형상 홈은, 비발광부에 대응하는 밝기 보정 부재의 부분의 밝기가 발광부에 대응하는 밝기 보정 부재의 부분의 밝기에 근접하게 증가하도록 형성되어 있다.
이하, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 조명 장치 (12) 는 도 1 의 (a) 내지 도 4(b) 를 참조로 하여 설명한다. 이 조명 장치 (12) 는 액정 표시 장치 (10) 의 백라이트로서 사용된다. 단면도에서, 해칭의 일부가 생략되어 있다.
도 1 의 (a) 에 도시된 바와 같이, 액정 표시 장치 (1O) 는 투과형의 액정 패널 (11) 과, 액정 패널 (11) 의 배면, 또는 표시면과 반대측의 면에 배치되는 조명 장치 (12) 를 구비하고 있다. 조명 장치 (12) 는 발광 패널 (13) 을 구비하고 있다. 각각의 발광 패널 (13) 은 등방성의 빛을 출사하는 발광부 (14) 와 발광부 (14) 주위에 제공된 비발광부 (15) 를 구비한다. 비발광부 (15) 가 서로 인접 배치되도록 발광 패널 (13) 이 형성되어 있다. 발광 패널 (13) 의 수는 발광 패널 (13) 의 크기 및 조명 장치 (12) 의 크기에 따라 결정된다. 발광 패널 (13) 은 일렬 또는 복수열로 정렬된다. 이 실시형태에서는, 발광 패널 (13) 은 도 3 에 도시된 바와 같이 복수열로 정렬되어 있다. 본 명세서에서, " 등방성의 빛을 출사한다" 라는 것은, 각각의 발광부 (14) 에 의해 출사되는 빛이 동일한 세기로 모든 방향으로 지향되는 상태를 의미한다.
도 1 의 (b) 에 도시된 바와 같이, 각각의 발광 패널 (13) 은 투명 기판 (16) 과 투명 기판 (16) 에 제공되어 발광부 (14) 로서 작용하는 전계발광 소자 (EL 소자) 를 포함한다. 이 실시형태에서는, 유리 기판이 투명 기판 (16) 으로서 사용되며, 유기 EL 소자가 EL 소자로서 사용되고 있다. 각각의 유기 EL 소자는 제 1 전극 (17), 유기 EL 층 (18) 및 제 2 전극 (19) 을 포함하고 있으며, 이들은 투명 기판 (16) 측에서 이 순서대로 적층된다. 각각의 유기 EL 소자는 보호막 (20) 으로 피복되어, 유기 EL 층 (18) 이 수분(수증기) 및 산소의 악영향을 받지 않는다. 이 실시형태에서는, 제 1 전극 (17) 이 애노드를 형성하며, 제 2 전극 (19) 이 캐소드를 형성한다. 각각의 유기 EL 소자는 유기 EL 층 (18) 으로부터의 빛이 투명 기판 (16) 측에서 취득되는 "보텀 에미션 타입" 이다. 따라서, 제 1 전극 (17) 은 빛투과성을 가지며, 제 2 전극 (19) 은 빛반사성을 갖는다. 제 1 전극 (17), 유기 EL 층 (18), 제 2 전극 (19) 및 보호막 (20) 은 각각 공지된 유기 EL 소자에 사용되는 재질 및 구성의 것이 사용된다. 유기 EL 소자는 사용될 수 있는 가시 범위의 일부에서만 발광 스펙트럼을 갖는 것일 수도 있다.
각각의 투명 기판 (16) 에 형성된 EL 소자, 또는 발광부 (14) 는 애노드 및 캐소드를 예컨대, 외부의 구동용 회로에 접속하기 위한 단자 전극 및 접속선 (둘다 도시되지 않음) 을 필요로 한다. 단자 전극 및 접속선은 EL 소자가 형성되는 투명 기판 (16) 상의 EL 소자의 주위에 제공된다. EL 소자가 발광하더라도 이 부분으로부터 빛이 출사하지 않기 때문에, 이 부분은 비발광부 (15) 로 언급된다.
도 1 (a) 에 도시된 바와 같이, 발광 패널 (13) 의 투명 기판 (16) 은 접착제 (22) 에 의해 투명판으로 형성된 밝기 보정 부재 (21) 에 부착된다. 즉, 밝기 보정 부재 (21) 는 발광 패널 (13) 의 광출사측 및 발광 패널 (13) 에 대응하는 위치에 배치되어 있다. "투명" 이라는 것은 발광부 (14) 에 의해 출사되는 파장의 빛을 투과시킬수 있는 특성, 일반적으로 가시광에 대해 70% 이상의 투과율을 갖는 특성을 말한다. 접착제 (22) 는 밝기 보정 부재 (21) 의 굴절률과 같거나 또는 유사한 굴절률을 갖는 자외선 경화형 접착제나 고분자계 접착제이다. "유사한 굴절률" 이라는 것은 접착제 (22) 와 밝기 보정 부재 (21) 사이의 굴절률의 차이가 수% 이내인 상태를 말한다.
밝기 보정 부재 (21) 는 투명하고, 가공이 용이한 어떠한 재료로도 사용될 수 있다. 예컨대, 아크릴 수지, 유리, 폴리 염화 비닐, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 또는 폴리카보네이트가 사용될 수 있다. 이 실시형태에서는, 밝기 보정 부재 (21) 는 투명 기판 (16) 과 같은 유리로 형성되어 있다.
밝기 보정 부재 (21) 는 몰드를 사용하여 제작해도 되고 또는 판 형상 기판의 표면을 기계가공하여 제작해도 된다.
V자 형상 홈 (23) 은 발광 패널 (13) 에 대향하는 밝기 보정 부재 (21) 의 표면에 형성된다. 각각의 V자 형상 홈 (23) 은 발광 패널 (13) 의 인접한 쌍의 비발광부 (15) 사이 부분과 비발광부 (15) 에 대응하는 곳에 위치된다. V자 형상 홈 (23) 은, 발광부 (14) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분의 밝기가 비괄광부 (15) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분의 밝기와 실질적으로 동등하도록 구성된다. 즉, V자 형상 홈 (23) 은, 비괄광부 (15) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분의 밝기가 증가하여 발광부 (14) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분의 밝기에 접근하도록 구성된다. " 발광부 (14) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분의 밝기가 비발광부 (15) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분의 밝기와 실질적으로 동등하다 " 라는 상태는 비괄광부 (15) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분의 휘도 (luminance) 에 대한 발광부 (14) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분의 휘도의 비가 본 실시예, 즉 액정 표시 장치 (10) 의 백라이트로서 사용되는 조명 장치 (12) 에서는 0.8 이상인 것을 말한다. 조명 장치 (12) 가 보통의 조명 장치로 사용되는 경우에는, 실질적으로 동등한 밝기의 상태는 휘도의 비가 0.5 이상인 상태를 말한다.
V자 형상 홈 (23) 의 경사면 (23b) 은 광학적으로 연마되거나 또는 경면 마무리 가공된다. 각각의 V자 형상 홈 (23) 의 개방 단부의 폭 (A2) 은 발광 패널 (13) 의 대응 쌍의 발광부 (14) 사이 공간의 폭 (W) 보다 넓다. 즉, 밝기 보정 부재 (21) 를 발광 패널 (13) 측에서 볼 때, 각각의 발광부 (14) 의 단부가 대응하는 V자 형상 홈 (23) 에 위치되도록 발광 패널 (13) 이 밝기 보정 부재 (21) 에 부착된다. V자 형상 홈 (23) 의 개방 단부의 폭 (A2) 이 대응하는 두개의 발광 패널 (13) 의 발광부 (14) 사이의 폭 (W) 보다 넓은 정도는, 개방 단부의 폭 (A2) 이 밝기 보정 부재 (21) 가공시의 허용오차에 기인한 폭 (W) 보다 좁아지지 않게 되도록 설정된다.
V자 형상 홈 (23) 은, V자 형상 홈 (23) 의 깊이 (A1), V자 형상 홈 (23) 의 개방 단부의 폭(A2), V자 형상 홈 (23) 의 정각 (α), 공기의 굴절율 (N1), 밝기 보정 부재 (21) 의 굴절율 (N2), 및 밝기 보정 부재 (21) 의 시야각 (θ) 이, 다음 두 식을 만족하도록 형성되어 있다.
A1 = A2/{2tan (α/2)}··· (1)
θ = arcsin [(N2/N1) sin{90-α/2-arcsin (N1/N2)}]··· (2)
여기서 "시야각" 이란, 조명 장치 (12) 를 밝기 보정 부재측으로부터 바라 보았을 때에, 인접하는 발광 패널 (13) 의 비발광부 (15) 가 보이지 않은 방향중 발광 패널 (13) 에 가장 가까운 방향과, 발광 패널에 수직하고 밝기 보정 부재 (21) 의 V자 형상 홈 (23) 이외의 평면의 법선 벡터에 의해 형성된 각도를 의미한다. V자 형상 홈 (23) 의 개방 단부의 폭 (A2) 은, 발광 패널 (13) 의 비발광부 (15) 의 폭에 따라 결정된다. 공기의 굴절률 (N1) 은 바꿀 수 없다. 또한, 밝기 보정 부재 (21) 의 굴절률 (N2) 도 아주 크게는 바꿀 수 없다. 따라서, V자 형상 홈 (23) 의 정각 (α) 과 V자 형상 홈 (23) 의 깊이 (A1) 는 밝기 보정 부재 (21) 의 두께 감소와 시야각 (θ) 의 증가중 어느 것이 더 우선시되는 지에 따 라, 적절하게 결정된다.
이하, 상기 한 바와 같이 구성된 조명 장치 (12) 의 작동을 설명한다.
구동제어장치 (도시하지 않음) 를 통해 제 1 전극 (17) 과 제 2 전극 (19) 에 전압이 인가되면, 각 발광 패널 (13) 의 발광부 (14) 가 발광한다. 발광부 (14) 의해 출사된 빛은, 투명 기판 (16) 및 접착제 (22) 를 통해 밝기 보정 부재 (21) 에 입사된다. 발광부 (14) 의 등방성 때문에, 발광부 (14) 에 의해 출사된 빛의 일부는 투명 기판 (16) 을 통해 대응하는 발광 패널 (13) 의 가장자리를 향해서 비스듬한 방향으로 진행한다. 이후, 도 2 에 도시된 바와 같이, 밝기 보정 부재 (21) 에 비스듬한 방향으로 입사한 빛의 일부가 V자 형상 홈 (23) 의 경사면 (23b) 에서 반사되어, 밝기 보정 부재 (21) 의 광출사면과 직교하는 방향으로 진행한다.
따라서, 인접하는 각 발광 패널 (13) 쌍의 비발광부 (15) 에 대응하는 조명 장치 (12) 의 부분으로부터도, 발광부 (14) 에 대응하는 조명 장치 (12) 의 부분의 밝기에 동일한 밝기가 얻어진다. 따라서, 각 발광 패널 (13) 사이의 비발광부 (15) 에 대응하는 조명 장치 (12) 의 부분이 어둡게 되는 것이 방지된다. 밝기 보정 부재 (21) 의 광출사면에서 액정 패널 (11) 을 향해서 출사된 광은 조명 장치 (12) 의 조명광으로서 효과적으로 사용된다. 액정 표시 장치 (10) 의 사용자는 액정 패널 (11) 의 표시를 조명 장치 (12) 의 조명광으로 볼 수 있다.
다음으로 도 4(a) 및 도 4(b) 를 참조하면, 시야각 (θ) 과 V자 형상 홈 (23) 의 정각 (α) 과의 관계를 정의하는 (1), (2) 식을 얻는 과정을 설명한다. 시야각 (θ) 은, V자 형상 홈 (23) 의 경사면 (23b) 에 밝기 보정 부재 (21) 의 외부측으로부터 90°의 입사각으로 입사한 후 밝기 보정 부재 (21) 로부터 출사하는 방향과, 밝기 보정 부재 (21) 의 광출사면에 수직한 직선에 의해 정의된다. 도 4(a) 에 도시된 바와 같이, V자 형상 홈 (23) 의 깊이를 A1, V자 형상 홈 (23) 의 개방 단부의 폭을 A2, V자 형상 홈 (23) 의 정각을 α로 할 때, 다음 식이 성립된다．
tan (α/2)=(A2/2) /A1··· (3)
도 4(b) 에 도시된 바와 같이, 90°의 입사각으로 외부측으로부터 각각의 V자 형상 홈 (23) 의 각각의 경사면 (23b) 에 입사하는 빛에 대하여, V자 형상 홈 (23) 의 경사면 (23b) 에 대한 입사각 (θ1) 이 90°이고, 그 굴절각을 θ2, 밝기 보정 부재 (21) 로부터 공기층으로 출사하는 빛의 입사각을 γ1로 하면, Snell의 법칙에 의해, 다음 식이 성립한다 ．
N1sinθ = N2sin(γ1)···(4)
N2sin(θ2) = N1sin(θ1) = N1··· (5)
θ2 + γ1 + α/2 = 90··· (6)
따라서, (3) 식에 따라서 V자 형상 홈 (23) 의 깊이 (A1) 를 나타내는 (1)식이 유도되며, (4) 내지 (6) 식에 따라서 시야각 (θ) 을 나타내는 (2) 식이 유도된다.
A1 = (A2/2)/{tan(α/2)} = A2/{2tan(α/2)}··· (1)
θ = arcsin[(N2/N1)sin{90 -α/2 - arcsin {(N1/N2)}]··· (2)
예컨대, V자 형상 홈 (23) 의 개방 단부의 폭 (A2) 이 2.2 ㎜일 때, 정각 (α) 이 12.5°로 설정된다면, 시야각 (θ) 은 약 82°이며, V자 형상 홈 (23) 의 깊이 (A1) 는 10.0 ㎜이다. 또한, V자 형상 홈 (23) 의 개방 단부의 폭 (A2) 이 2.2 ㎜일 때, 정각 (α) 이 40°로 설정된다면, 시야각 (θ) 은 약 44°이며, V자 형상 홈 (23) 의 깊이 (A1) 는 3.0 ㎜이다. 따라서, 상기 (1), (2) 식이 만족되도록 밝기 보정 부재 (21) 를 형성함으로써, V자 형상 홈 (23) 의 정각 (α) 과 V자 형상 홈 (23) 의 깊이 (A1) 가 밝기 보정 부재 (21) 의 두께 감소와 시야각 (θ) 의 증가중 어느 것이 더 우선시되는 지에 따라, 적절하게 결정된다.
이 실시형태에서는 이하의 효과를 갖는다.
(1) 발광 패널 (13) 이 정렬되어 서로 접합된다. 따라서, 한개의 발광 패널을 사용하였을 때에 비해 큰 면적을 조사할 수 있다.
(2) 조명 장치 (12) 는, 등방성의 빛을 출사하는 발광부 (14) 와, 발광부 (14) 주위에 형성된 비발광부 (15) 를 갖는 발광 패널 (13) 을 포함한다. 발광 패널 (13) 은 비발광부 (15) 가 서로 인접하도록 배치된다. 밝기 보정 부재 (21) 는 발광 패널 (13) 의 광출사측 및 발광 패널 (13) 에 대응하는 위치에 배치된다. V자 형상 홈 (23) 은 발광 패널 (13) 과 면하는 밝기 보정 부재 (21) 의 표면에 형성된다. 각 V자 형상 홈 (23) 은 비발광부 (15) 와 발광 패널 (13) 의 인접한 쌍의 비발광부 (15) 사이 부분에 대응하는 위치에 배치된다. V자 형상 홈 (23) 은 발광부 (14) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분의 밝기가 비괄광부 (15) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분의 밝기와 실질적으로 동등하게 되도록 구성된다. 따라서, 발광 패널 (13) 은 기계가공될 필요가 없으며, 발광부 (14) 로부터의 빛이 효과적으로 사용되며, 이에 의해 발광 패널 (13) 사이의 비발광부 (15) 에 대응하는 조명 장치 (12) 의 부분이 어둡게 되는 것을 방지할 수 있다.
(3) V자 형상 홈 (23) 의 개방 단부의 폭 (A2) 은 발광 패널 (13) 의 대응 쌍의 발광부 (14) 사이 공간의 폭 (W) 보다 넓게 형성되어 있다. 따라서, V자 형상 홈 (23) 의 개방 단부의 폭 (A2) 이 대응하는 발광 패널 (13) 의 발광부 (14) 사이 공간의 폭 (W) 과 정확히 같지 않더라도, V자 형상 홈 (23) 을 허용오차 내에서 기계가공함으로써 비발광부 (15) 가 보이는 상태가 방지된다. 즉, 선형상의 어두운 부분이 조명 장치 (12) 에 나타나지 않는다.
(4) V자 형상 홈 (23) 의 경사면 (23b) 은 광학적으로 연마되거나 또는 경면 마무리 가공된다. 따라서, V자 형상 홈 (23) 의 경사면 (23b) 이 광학적으로 연마되거나 또는 경면 마무리 가공되지 않는 경우에 비해, 산란 및 흡수 등에 의한 빛의 감쇠가 감소된다. 따라서, V자 형상 홈 (23) 에 의해 반사되어 밝기 보정 부재 (21) 의 광출사측을 통해 출사하는 광량이 증가된다. 즉, 발광부 (14) 에 의해 출사되는 빛이 효과적으로 사용된다.
(5) V자 형상 홈 (23) 은, V자 형상 홈 (23) 의 깊이 (A1), V자 형상 홈 (23) 의 개방 단부의 폭 (A2), V자 형상 홈 (23) 의 정각 (α), 공기의 굴절률 (N1), 밝기 보정 부재 (21) 의 굴절률 (N2) 및 시야각 (θ) 이, 다음 두 식을 만족하도록 형성되어 있다.
A1 = A2/{2tan(α/2)}··· (1)
θ = arcsin[(N2/N1)sin{90 -α/2 - arcsin{(N1/N2)}]··· (2)
따라서, V자 형상 홈 (23) 의 정각 (α) 및 V자 형상 홈 (23) 의 깊이 (A1) 는 밝기 보정 부재 (21) 의 두께의 감소 및 시야각 (θ) 의 증가중 어느 것이 더 우선시되는 지에 따라, 적절하게 결정된다.
(6) 발광 패널 (13) 은 접착제 (22) 를 통해 밝기 보정 부재 (21) 에 접착되어 있다. 따라서, 발광 패널 (13) 및 밝기 보정 부재 (21) 사이에 굴절률이 투명 기판 (16) 및 밝기 보정 부재 (21) 에 가까운 액체 또는 겔이 위치되는 구성에 비해, 발광 패널 (13) 및 밝기 보정 부재 (21) 의 조립이 용이하게 된다.
(7) 발광부 (14) 는 EL 소자로 형성된다. 따라서, 등방성의 빛을 출사하는 발광부 (14) 가 용이하게 형성되거나 또는 용이하게 얻어진다.
(8) 발광부 (14) 는 유기 EL 소자로 형성된다. 따라서, 무기 EL 소자가 사용되는 경우에 비해, 발광부 (14) 는 저전압으로 구동된다.
(9) 조명 장치 (12) 는 액정 표시 장치 (10) 의 백라이트로서 사용된다. 따라서, 큰 화면의 액정 표시 장치 (10) 에서의 밝기의 편차가 감소된다.
이하, 본 발명의 제 2 실시형태를 도 5 를 참조로하여 설명한다. 본 실시형태의 조명 장치 (12) 는 본 실시형태의 조명 장치 (12) 가 컬러 액정 표시 장치에 사용하기에 적합한 점이 제 1 실시형태의 조명 장치 (12) 와 상이하다. 자세하게는, 제 2 실시형태의 조명 장치 (12) 는, 발광부 (14) 가 백색광을 출사하고, 밝기 보정 부재 (21) 의 광출사면 전체로부터 동일한 컬러의 빛이 출사되는 점이 제 1 실시형태와 상이하다. 제 1 실시형태의 대응 부분과 유사하거나 동일한 부분에는 유사하거나 동일한 부호를 붙이며, 자세한 설명은 생략한다. 도 5 는 액정 표시 장치 (10) 의 부분단면도이다.
발광부 (14) 를 형성하는 유기 EL 소자의 유기 EL 층 (18)(도 1 의 (b) 참조) 은 백색광을 출사하도록 구성되어 있다. 백색광을 출사하는 구성으로서, 공지의 구성이 사용될 수 있다. 이러한 구성은 단일 층이 각각 적색, 녹색 또는 청색으로 발광하는 미세한 부분으로 2차원적으로 나뉘어져, 층이 전체로서 백색광을 출사하는 구성; 각각 적색, 녹색 또는 청색으로 발광하는 층이 적층되어 적층된 층이 전체로서 백색광을 출사하는 구성; 적색, 녹색, 청색의 색소가 호스트 분자 (host molecule) 또는 고분자 중에 분산시키는 구성이 있다.
발광 패널 (13) 과 대향하는 밝기 보정 부재 (21) 의 표면 상에는, V자 형상 홈 (23) 을 제외하는 부분에 확산부 (24) 가 제공된다. V자 형상 홈 (23) 이 형성되어 있는 밝기 보정 부재 (21) 의 표면 상에는, 확산 시트 (25) 가 접착제 (22) 를 통해 밝기 보정 부재 (21) 에 광학적으로 일체화되어 있다. 각각의 확산 시트 (25) 는 대응하는 발광 패널 (13) 과 대향하는 확산면 (25a) 을 갖는다. 확산 시트 (25) 는 확산부 (24) 를 형성한다. 각각의 확산 시트 (25) 가 밝기 보정 부재 (21) 에 광학적으로 일체화되는 상태는, 최소량의 공기가 확산 시트 (25) 와 밝기 보정 부재 (21) 사이에 존재하는 상태 또는 접착제 (22) 또는 점착제 에 사용되는 재료의 굴절율이 밝기 보정 부재 (21) 의 굴절율과 동일하거나 수% 상이한 범위 내에 있는 상태를 말한다. 밝기 보정 부재 (21) 는 각각의 확산부 (24) 및 대응하는 발광 패널 (13) 사이에 공간이 존재하도록 배치된다. 이 실시형태에서, 다른 확산부 ((확산 시트 (25)) 가 밝기 보정 부재 (21) 와 대향하는 각각의 발광 패널 (13) 의 표면(투명 기판 (16) 의 표면) 에 접착제 (22) 로 접착된다. 각각의 발광 패널 (13) 상의 확산 시트 (25) 의 확산면 (25a) 은 밝기 보정 부재 (21) 에 대향한다. 밝기 보정 부재 (21) 는, 확산부 (24) 가 발광 패널 (13) 에 있는 확산 시트 (25) 에 위치되도록 배치된다.
이하, 상기 한 바와 같이 구성된 조명 장치 (12) 의 작용을 설명한다. 발광부 (14) 가 구동되면, 발광부 (14) 는 백색광을 출사한다. 백색광은 확산 시트 (25) 와 밝기 보정 부재 (21) 를 통해 조명 장치 (12) 로부터 출사된다. 밝기 보정 부재 (21) 에 직접적이며 선형으로 진행하는 발광부 (14) 로부터 출사되는 빛은 경사 방향으로 진행하는 빛과 상이한 색 (파장) 을 갖는다. 따라서, 제 1 실시형태와 같이, 발광 패널 (13) 의 투명 기판 (16), 접착제 (22) 및 밝기 보정 부재 (21) 가 제 1 실시형태에서와 같은 또는 유사한 (수% 이내) 굴절률을 갖 는 재질로 구성되어 있는 경우, V자 형상 홈 (23) 의 각 경사면 (23b) 에 의해 반사되어 밝기 보정 부재 (21) 를 통해 출사되는 빛의 색은, 발광부 (14) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분의 색과 상이하다. 그 결과, 비발광부 (15) 와 발광 패널 (13) 의 각 인접한 쌍의 비발광부 (15) 사이의 공간에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분의 색은 밝기 보정 부재의 다른 부분의 색과 상이하다. 따라서, 조명 장치 (12) 가 컬러 액정 표시 장치 (10) 의 백라이트로서 사용된다면, 액정 표시 장치의 화상이 부분적인 색 결함을 갖고 나타나게 된다.
그러나, 제 2 실시형태에서, V자 형상 홈 (23) 을 제외하고 발광 패널 (13) 에 대향하는 밝기 보정 부재 (21) 의 표면의 부분에 확산부 (24) 가 형성된다. 각 확산부 (24) 및 대응하는 발광 패널 (13) 사이에는 공간이 존재한다. 따라서, 각각의 발광 패널 (13) 이 출사하는 빛은 공기 층을 통해 밝기 보정 부재 (21) 에 입사한다. 공기의 굴절률이 1.0이고, 투명 기판 (16) 의 굴절률은 1.5이기 때문에, 공기 층에서의 굴절각은 Snell의 법칙에 의해 발광 패널 (13) 로부터 공기층으로의 빛의 입사각보다 더 크다. 따라서, 발광 패널 (13) 로부터 공기층에 큰 입사각으로 입사하는 빛은, 밝기 보정 부재 (21) 에 입사하기 어렵지만, 각 발광 패널 (13) 로부터 전방으로 출사되는 빛, 즉 밝기 보정 부재 (21) 의 두께 방향으로 출사되는 빛은 밝기 보정 부재 (21) 에 입사하기 쉽다. 각 발광 패널 (13) 의 전방으로 출사되는 빛은 복수의 색을 가지며, 상이한 색에 각각 대응하는 광 성분의 세기는 서로 동일하다. 이러한 빛은 확산부 (24) 에서 확산되어 밝기 보정 부재 (21) 에 입사되기 때문에, V자 형상 홈에 의해 반사되는 빛의 색, 즉 비발괄부 (15) 및 발광 패널 (13) 의 비발광부 (15) 들 사이의 공간에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분의 색이 발광부 (14) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분의 색과 같게 된다.
제 2 실시형태는 제 1 실시형태의 효과 (1) 내지 (5) 및 (7) 내지 (9) 와 같은 효과를 갖는 것 외에 다음의 효과를 갖는다.
(10) 유기 EL 층 (18) 은 백색광을 발광하도록 구성되어 있다. 따라서, 조명 장치 (12) 가 액정 표시 장치의 백라이트로서 사용되면, 조명 장치 (12) 는 컬러필터를 사용한 풀 (full) 컬러 표시에 적용될 수 있다.
(11) 발광 패널 (13) 과 대향하는 밝기 보정 부재 (21) 의 표면상에, 확산부 (24) 가 V자 형상 홈 (23) 을 제외한 부분에 제공된다. 밝기 보정 부재 (21) 는, 확산부 (24) 와 대응 발광 패널 (13) 사이에 공간이 존재하도록 배치되어 있다. 따라서, 발광부 (14) 로부터 투명 기판 (16) 을 통해 광출사면으로 직접 선형으로 진행하는 빛의 색이 경사방향으로 진행하는 빛의 색과 상이하다면, V자 형상 홈 (23) 에 의해 반사되는 빛, 또는 비발광부에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분을 통해 출사되는 빛은 발광부 (14) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분을 통해 출사되는 빛과 같은 색을 갖는다. 그 결과, 조명 장치 (12) 가 컬러 액정 표시 장치 (10) 의 백라이트로서 사용되는 경우에, 액정 표시 장치의 화상에 부분적인 색 결함이 나타나는 것이 방지된다.
(12) 확산부 (24) 는 확산 시트 (25) 를 가지며, 이 확산 시트는 V자 형상 홈 (23) 이 형성되어 있는 측의 밝기 보정 부재 (21) 표면에 광학적으로 일체화된 다. 확산 시트 (25) 의 확산표면 (25a) 은 발광패널 (13) 과 대향한다. 따라서, 확산부 (24) 가 밝기 보정 부재 (21) 의 발광 패널 (13) 의 표면에 직접형성된 경우에 비해, 확산부 (24) 가 용이하게 형성된다.
(13) 확산 시트 (25) 가 발광 패널 (13) 에 접착된다. 각각의 발광 패널 (13) 의 확산 시트 (25) 의 확산면 (25a)(확산부로서 기능함) 은 밝기 보정 부재 (21) 에 대향한다. 따라서, 확산 시트 (25) 가 발광 패널 (13) 에 제공되지 않은 경우에 비해, 발광 패널 (13) 로부터 출사하여 밝기 보정 부재 (21) 에 입사하는 밝기가 증가한다.
다음으로 본 발명의 제 3 실시형태를 도 6 내지 도 8(c) 를 참조로하여 설명한다. 제 3 실시형태는, 밝기 보정 부재 (21) 가 그 두께를 감소시키기 위한 구조를 갖는 점이 제 1 실시형태와 상이하다. 그 밖의 구조는 제 1 실시형태와 동일하다. 제 1 실시형태의 대응 부품과 유사하거나 동일한 부품에는 유사하거나 동일한 동일의 부호를 붙이며, 자세한 설명은 생략한다. 도 6 및 도 7 은 액정 표시 장치 (10) 의 부분단면도이다.
도 6 및 도 7 에 도시된 바와 같이, 밝기 보정 부재 (21) 는 제 2 V자 형상 홈 (26) 을 갖는다. 제 2 V자 형상 홈 (26) 은, V자 형상 홈 (23) 이 형성되어 있는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분에 형성된다. 자세하게는, 제 2 V자 형상 홈 (26) 은, 발광 패널 (13) 과 대향하는 표면의 반대쪽에 있는 표면에 형성되며 대응하는 제 1 V자 형상 홈 (23) 에 대향한다. 도 6 및 도 7 에 도시된 바와 같이, 발광 패널 (13) 에 수직하고 V자 형상 홈 (23) 에 평행하고, 또한 V자 형상 홈 (23) 의 최심부 (23a) 를 지나는 평면을 가상 평면 (P1) 이라고 한다. 제 2 V자 형상 홈 (26) 은, 도 6 에 도시된 바와 같이 그 최심부 (26a) 가 가상 평면 (P1) 상에 위치되도록 또는 도 7 에 도시된 바와 같이 최심부 (26a) 가 가상 평면 (P1) 상에 위치되지 않도록 형성될 수 있다.
제 1 실시형태와 같이 밝기 보정 부재 (21) 의 발광 패널 (13) 중 하나에 대향하게 V자 형상 홈 (23) 이 형성되는 구성에서는, 증가의 정도가 V자 형상 홈 (23) 의 개방 단부의 폭 (A2), 밝기 보정 부재 (21) 의 굴절률 (N2) 에 따르지만, 시야각 (θ) 이 증가됨에 따라 V자 형상 홈 (23) 의 깊이 (A1) 또는 밝기 보정 부재 (21) 의 두께가 증가된다. 그 결과, 발광 패널 (13) 의 두께가 감소되어 조명 장치 (12) 전체의 두께는 증가된다. 예컨대, 시야각 (θ) 이 약 82°일 때, 밝기 보정 부재 (21) 의 굴절률 (N2) 이 1.492, 개방 단부의 폭 (A2) 이 2.2 ㎜ 로 설정된다면, V자 형상 홈 (23) 의 깊이 (A1) 는 1O ㎜이다.
제 3 실시형태에서, V자 형상 홈 (23) 이 형성된 면의 반대측에 있는 밝기 보정 부재 (21) 의 면에 제 2 V자 형상 홈 (26) 이 형성되기 때문에, 같은 시야각에 대해 V자 형상 홈 (23) 의 깊이 (A1) 가 감소될 수 있다. 따라서, 밝기 보정 부재 (21) 의 두께가 감소된다. 밝기 보정 부재 (21) 의 동일한 두께로, 시야각이 증가될 수 있다.
도 8(a), 도 8(b), 및 도 8(c) 를 참조하여, 시야각 (θ) 을 구하여 밝기 보 정 부재 (21) 의 두께를 설정하기 위한 식을 유도하는 과정을 설명한다. 도 8(a) 및 도 8(c) 에 도시된 바와 같이, 밝기 보정 부재 (21) 의 하부측에 대한 식은 제 1 실시형태와 같고, (3), (5), 및 (6) 식이 성립된다. 그러나, (6) 식에 서, γ1 은 밝기 보정 부재 (21) 의 외부로부터 90°의 입사각으로 V자 형상 홈 (23) 의 경사면 (23b) 에 입사되는 빛과 밝기 보정 부재 (21) 의 하부면에 대한 법선에 의해 정의되는 각을 나타낸다.
tan(α/2) = (A2/2)/A1··· (3)
N2sin(θ2) = N1sin(θ1) = N1··· (5)
θ2 + γ1 + α/2 = 90··· (6)
밝기 보정 부재 (21) 의 상부면에 관해서는, 제 2 V자 형상 홈 (26) 의 경사면 (26b) 에서의 공기층에 입사하는 빛의 입사각을 θ3, 제 2 V자 형상 홈 (26) 의 정각을 β, 굴절각을 θ4로 나타내면 Snell의 법칙에 의해, 다음 식이 성립된다.
N1sin(θ4) = N2sin(θ3)···(7)
도 8(a) 및 도 8(b) 를 참조로 하면, 입사각 (θ3), 각 (γ1), 출사각 (θ4), 시야각 (θ), 정각 (β), 제 2 V자 형상 홈 (26) 의 깊이 (B1) 및 제 2 V자 형상 홈 (26) 의 개방 단부의 폭 (B2) 과의 사이에는 다음 식이 성립한다 ．
θ3 = γ1 + (90 - β/2) ··· (8)
θ = θ4 - (90 - β/2) ··· (9)
tan(90 - β/2) = B1/(B2/2) = 2B1/B2··· (10)
다음 식이 성립되도록 제 2 V자 형상 홈 (26) 의 정각 (β) 이 정의된다.
tan(γ1) = (B2 - A2)/(2C) . . . (11)
C = A1 + AB + B1··· (12)
따라서, 예컨대, V자 형상 홈 (23) 의 정각 (α) 이 결정되면, (3), (5), 및 (6) 식에 따라서 V자 형상 홈 (23) 의 깊이 (A1), 굴절각 (θ2), 및 각 (γ1) 이 결정된다. 시야각 (θ) 이 결정되면, (7), (8), 및 (9) 식에 따라서 제 2 V자 형상 홈 (26) 의 정각 (β) 이 구해진다. 다음에 (10), (11), 및 (12) 식에 따라서 제 2 V자 형상 홈 (26) 의 깊이 (B1), 개방 단부의 폭 (B2) 및 밝기 보정 부재 (21) 의 두께 (C) 가 구해진다.
상기한 바와 같이, 밝기 보정 부재 (21) 에 V자 형상 홈 (23) 및 제 2 V자 형상 홈 (26) 을 형성함으로써, 시야각 (θ) 은 밝기 보정 부재 (21) 의 동일한 두께에 대해 증가될 수 있고, 밝기 보정 부재 (21) 의 두께는 동일한 시야각 (θ) 에 대해 감소될 수 있다. 이 구성에서, V자 형상 홈 (23) 및 제 2 V자 형상 홈 (26) 의 각각의 정각의 곡률 반경이 0.05 ㎜ 이상이면, 가상 평면 (P1) 상에 제 2 V자 형상 홈 (26) 의 최심부 (26a) 가 존재하도록 V자 형상 홈 (23) 및 제 2 V자 형상 홈 (26) 이 형성되면 문제가 생길 수 있다. 그 이유는 다음과 같다. V자 형상 홈 (23) 및 제 2 V자 형상 홈 (26) 의 각각의 정각의 곡률 반경이 0.05 ㎜ 이상인 경우에, 각각의 최심부 (23a, 26a) 에는 평탄부가 형성된다. 따라서, 조명 장치 (12) 의 광출사측으로부터 밝기 보정 부재 (21) 를 바라 보았을 때, 최심부 (23a, 26a) 가 일치하기 때문에 비발광부 (15) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분에 어두운 선이 나타난다. 그러나, 도 7 에 도시된 바와 같이, V자 형상 홈 (23) 및 제 2 V자 형상 홈 (26) 의 최심부 (23a, 26a) 가 조명 장치 (12) 의 광출사측으로부터 밝기 보정 부재 (21) 를 바라 보았을 때 일치하지 않는다면, 비발광부 (15) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분에 어두운 선이 나타나지 않는다.
제 3 실시형태는 제 1 실시형태의 효과 (1) 내지 (9) 외에 다음과 같은 효과를 갖는다.
(14) V자 형상 홈 (23) 이 형성되는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분에 제 2 V자 형상 홈 (26) 이 형성된다. 자세하게는, 제 2 V자 형상 홈 (26) 은 발광 패널 (13) 에 대향하는 면과 반대측의 면에, 대응하는 제 1 V자 형상 홈 (23) 과 대향하도록 형성된다. 제 2 V자 형상 홈 (26) 이 형성되지 않은 구성에 비해, 밝기 보정 부재 (21) 의 두께는 동일한 시야각에 대해 감소될 수 있다.
(15) 도 7 에 도시된 실시예에서, 제 2 V자 형상 홈 (26) 의 최심부 (26a) 는, 발광 패널 (13) 에 수직하고 V자 형상 홈 (23) 과 평행하며 대응하는 V자 형상 홈 (23) 의 최심부 (23a) 를 포함하는 가상 평면 (P1) 상에 존재하지 않는다. 따라서, V자 형상 홈 (23) 및 제 2 V자 형상 홈 (26) 의 각각의 정각의 곡률 반경이 0.05 ㎜ 이상일지라도, 각각의 최심부 (23a) 및 대응하는 최심부 (26a) 는 조명 장치 (12) 의 광출사측에서 밝기 보정 부재 (21) 를 바라 보았을 때에 일치하지 않는다. 따라서, 어두운 선이 비발광부 (15) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 일부에 나타나지 않는다.
다음으로 본 발명의 제 4 실시형태를 도 9 내지 도 11 을 참조로 하여 설명한다. 이 실시형태는 발광 패널 (13) 이 복수개가 아니라, 단지 한개의 발광 패널 (13) 이 제공되는 점이 이전의 실시형태와 상이하다. 그 밖의 구성은 제 2 및 제 3 실시형태와 같다. 이전의 실시형태의 대응 부분과 유사하거나 동일한 부분에는 유사하거나 동일한 부호를 붙이며, 자세한 설명은 생략한다. 도 9 는 조명 장치의 평면도이며, 도 10 은 조명 장치의 부분단면도이다.
도 9 에 도시된 바와 같이, 조명 장치 (12) 는 한개의 발광 패널 (13) 과 밝기 보정 부재 (21) 를 포함하고 있다. 제 1 실시형태와 같이, 발광 패널 (13) 은 투명 기판 (16) 과, 투명 기판 (16) 상에 형성되어 면 발광 소자(area light emitting element) 로서 작용하는 유기 전계발광 (EL) 소자를 포함한다. 발광 패널 (13) 은 등방성의 빛을 출사하는 발광부 (14) 와 비발광부 (15) 를 더 포함한다. 즉, 발광부 (14) 는 유기 EL 소자로 형성된다. 이 실시형태에서, 비발광부 (15) 는 발광부 (14) 의 둘레 부분 또는 발광 패널 (13) 의 주위 부분에 대응한다. 도 10 에 도시된 바와 같이, 밝기 보정 부재 (21) 는 위에서 봤을 때 발광부 (14) 및 비발광부 (15) 를 덮도록 배치되어 있다. 밝기 보정 부재 (21) 는 광입사부 (29) 와 광출사부 (30) 를 포함한다. 광입사부 (29) 는 광출사부 (30) 에 대하여 경사진 한개의 경사면 (27) 을 포함한다. 경사면 (27) 이 발광 패널 (13) 의 비발광부 (15) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 일부분에 위치된다. 이 실시형태에서, 경사면 (27) 은 밝기 보정 부재 (21) 의 주위 부분에 형성된다. 경사면 (27) 은, 발광부 (14) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분의 밝기가 비발광부 (15) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분의 밝기와 실질적으로 동등하도록 구성되어 있다.
경사면 (27) 은 광학적으로 연마되거나 또는 경면 마무리 가공된다. 도 11 에 도시된 바와 같이, 발광 패널 (13) 위에 투영될 때, 경사면 (27) 의 폭 (A) 이 비발광부 (15) 의 폭보다 더 넓다.
제 2 실시형태와 같이, 발광부 (14) 는 백색광을 출사하는 유기 EL 층 (18) 을 포함하는 유기 EL 소자로 구성되어 있다.
발광 패널 (13) 과 대향하는 밝기 보정 부재 (21) 의 면상에는, 확산부 (24) 가 경사면 (27) 을 제외한 부분에 제공된다. 확산부 (24) 는 밝기 보정 부재 (21) 위에 확산 시트 (25) 를 부착함으로써 형성된다. 투명 기판 (16) 과 대향하는 밝기 보정 부재 (21) 의 면에도, 확산 시트 (25) 가 부착된다.
도 11 은 시야각 (θ), 경사면 (27), 밝기 보정 부재 (21) 의 두께 (C) 의 관계를 도시하는 모식도이다. 용이한 설명을 위해서, 확산부 (24) 및 다른 부분은 생략되어 있다. 경사면 (27) 의 말단 (발광 패널 (13) 로부터 가장 먼 경사면 (27) 의 단부) 으로부터 발광 패널 (13) 까지의 거리 (a1), 발광 패널 (13) 위로의 투영시 경사면 (27) 의 폭 (A), 발광 패널 (13) 에 수직한 면 (P2) 과 경사면 (27) 이 이루는 각도 (d), 공기의 굴절률 (N1), 밝기 보정 부재 (21) 의 굴절률 (N2), 및 시야각 (θ) 이, 다음 두 식을 만족하도록, 경사면 (27) 이 형성된다.
a1 = A/tan d··· (21)
θ = arcsin[(N2/N1)sin{90 - d - arcsin(N1/N2)}]··· (22)
제 2 경사면 (28) 이 밝기 보정 부재 (21) 의 광출사부 (30) 에 제공된다. 제 2 경사면 (28) 은 광입사부 (29) 에 대하여 경사져 있다. 제 2 경사면 (28) 은 경사면 (27) 에 대응하도록 형성된다.
경사면 (27) 이 밝기 보정 부재 (21) 의 광입사부 (29) 에 제공되는 구성에서는, 시야각 (θ) 이 증가함에 따라 경사면 (27) 의 말단으로부터 발광 패널 (13) 까지의 거리 (a1) 즉, 밝기 보정 부재 (21) 의 두께 (C) 가 증가된다. 증가의 정도는 투영된 폭 (A) 과 밝기 보정 부재 (21) 의 굴절률 (N2) 에 따른다. 그 결과, 발광 패널 (13) 의 두께가 감소될지라도, 조명 장치 (12) 전체의 두께는 증가된다. 예컨대, 밝기 보정 부재 (21) 의 굴절률 (N2) 이 1.492, 투영된 폭 (A) 이 2.2 ㎜ 이라면, 시야각 (θ) 이 약 82°일 때 상기 거리 (a1) 는 10 ㎜ 가 된다.
이 실시형태에서, 제 2 경사면 (28) 이 밝기 보정 부재 (21) 의 광출사부 (30) 에 제공된다. 따라서, 제 2 경사면 (28) 이 형성되지 않은 경우에 비해, 동일한 시야각 (θ) 에 대해 상기 거리 (a1) 가 감소될 수 있고, 또한 밝기 보정 부 재 (21) 의 두께 (C) 가 감소될 수 있다. 밝기 보정 부재 (21) 의 동일한 두께 (C) 에 대해 시야각 (θ) 이 증가될 수 있다.
도 11 을 참조하여, 시야각 (θ) 을 유도하여 밝기 보정 부재 (21) 의 두께 (C) 를 설정하기 위한 식을 얻는 과정을 설명한다. 이 실시형태에서, V자 형상 홈 (23) 의 깊이 (A1), V자 형상 홈 (23) 의 개방 단부의 폭 (A2) 의 1/2, 및 V자 형상 홈 (23) 의 정각 (α) 의 1/2 은 각각 거리 (a1), 투영된 폭 (A), 및 경사면 (27) 과 발광 패널 (13) 에 수직한 면이 이루는 각도 (d) 로 대체된다. 따라서, 제 1 실시형태의 (3), (5) 식 대신에 (23), (24) 식이 성립된다. 그러나, (24) 식에 있어서, γ1 은 밝기 보정 부재 (21) 의 외부로부터 90°의 입사각으로 경사면 (27) 에 입사되는 빛과 밝기 보정 부재 (21) 의 하부면에 대한 법선이 이루는 각을 나타낸다.
tan d = A/a1··· (23)
θ2 + γ1 + d = 90··· (24)
밝기 보정 부재 (21) 의 상부면에 관해서는, 제 2 경사면 (28) 에서 공기층에 입사하는 빛의 입사각을 θ3 으로 나타내고, 제 2 경사면 (28) 과 발광 패널 (13) 에 수직한 면 (P2) 이 이루는 각도를 b 로 나타내고, 광출사각 (굴절각) 을 θ4 로 나타내면, Snell의 법칙에 의해, 다음 식이 성립된다.
N1sin(θ4) = N2sin(θ3)···(25)
입사각 (θ3), 각 (γ1), 출사각 (θ4), 시야각 (θ), 각도 (b), 제 2 경사 면 (28) 의 말단으로부터 밝기 보정 부재 (21) 의 출사면을 포함하는 평면까지의 거리 (b1) 및 출사면을 포함하는 평면 위에 투영되는 제 2 경사면 (28) 의 폭 (B) 은 다음 식을 만족한다.
θ3 = γ1 + (90 - b) ··· (26)
θ = θ4 - (90 - b) ··· (27)
tan(90 - b) = b1/B··· (28)
다음 식의 관계가 성립하도록, 즉 경사면 (27) 의 기단부 (27b) 를 통해 밝기 보정 부재 (21) 에 입사된 빛이 각 (γ1) 을 규정하면서, 제 2 경사면 (28) 의 기단부로부터 출사하도록, 제 2 경사면 (28) 과 발광 패널 (13) 에 수직한 평면 (P2) 이 이루는 각도 (b) 가 형성된다.
tan (γ1) = (B - A)/C··· (29)
C = a1 + b1·‥ (30)
제 4 실시형태는 제 1 실시형태의 효과 (8), (9), 제 2 실시형태의 효과(10), (12), (13) 와 같은 효과를 갖는 것 외에 다음 효과를 갖는다.
(16) 조명 장치 (12) 는 발광 패널 (13) 과 밝기 보정 부재 (21) 를 포함한다. 발광 패널 (13) 은 투명 기판 (16) 과 이 투명 기판 (16) 상에 형성된 유기 전계발광 (EL) 소자를 포함한다. 또한, 발광 패널 (13) 은 등방성의 빛을 출사하는 발광부 (14) 와 비발광부 (15) 포함한다. 밝기 보정 부재 (21) 는 광입사부 (29) 와 광출사부 (30) 를 포함한다. 광입사부 (29) 는 광출사부 (30) 에 대하여 경사진 하나의 경사면 (27) 을 포함한다. 경사면 (27) 이 비발광부 (15) 에 대응하는 발광 패널 (13) 의 일부분에 위치되어, 발광부 (14) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분의 밝기는 비발광부 (15) 이 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분의 밝기와 실질적으로 동등하다. 따라서, 발광부 (14) 보다 큰 면적의 광출사부 (30) 로부터 실질적으로 균일한 빛이 얻어진다. 즉, 빛이 경사면 (27) 에 의해 전반사되기 때문에, 발광부 (14) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분의 밝기는 비발광부 (15) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분의 밝기와 실질적으로 동등하다. 발광 패널 (13) 에 대향하는 밝기 보정 부재 (21) 의 일부분에 경사면 (27) 이 제공된다. 자세하게는, 비발광부 (15) 에 대응하는 일부분에 경사면 (27) 이 제공된다.
(17) 확산부 (24) 가 광입사부 (29) 의 경사면 (27) 이외의 밝기 보정 부재 (21) 의 부분에 형성된다. 공간이 확산부 (24) 와 발광 패널 (13) 사이에 존재한다. 발광 패널 (13) 의 전방으로 출사되는 빛 또는 밝기 보정 부재 (21) 의 두께 방향으로 출사되는 빛은 복수개의 색을 가지며, 다른 색에 대응하는 각각의 광 성분의 세기는 서로 동일한다. 그 빛이 확산부 (24) 에서 확산되고, 밝기 보정 부재 (21) 에 입사된다. 따라서, 경사면 (27) 에 의해 반사되는 빛의 색, 즉 비발광부 (15) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분의 색은 발광부 (14) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분의 색과 동일하게 된다.
(18) 발광 패널 (13) 에 투영된 경사면 (27) 의 폭 (A) 은 비발광부 (15) 의 폭보다 더 넓다. 발광 패널 (13) 에 투영된 경사면 (27) 의 폭 (A) 이 비발광 부 (15) 의 폭보다 더 좁다면, 조명 장치 (12) 의 광출사측으로부터 밝기 보정 부재 (21) 를 바라 보았을 때, 비발광부 (15) 를 볼 수 있다. 발광 패널 (13) 에 투영된 경사면 (27) 의 폭 (A) 이 발광 패널 (13) 의 비발광부 (15) 의 폭과 정확히 같게 형성된다면, 비발광부 (15) 는 보이지 않을 것이다. 그러나, 기계가공이 어렵다. 그러나, 이 실시형태에서, 발광 패널 (13) 에 투영된 경사면 (27) 의 폭 (A) 이 비발광부 (15) 의 폭보다 넓게 형성되어 있기 때문에, 비발광부 (15) 가 보이지 않는다. 즉, 어두운 부분의 일부가 어두운 선으로서 나타나는 것이 방지된다.
(19) 경사면 (27) 은 (21), (22) 식을 만족하도록 형성된다. 따라서, 경사면 (27) 과 발광 패널 (13) 에 수직한 평면 (P2) 이 이루는 각도 (d) 및 경사면 (27) 의 말단으로부터 발광 패널 (13) 까지의 거리 (a1) 가 밝기 보정 부재 (21) 의 두께 (C) 와 시야각 (θ) 의 증가중 어느 것이 더 우선시 되는 지에 따라, 적절하고 용이하게 결정된다.
(20) 경사면 (27) 은 광학적으로 연마되거나 또는 경면 마무리 가공된다. 따라서, 경사면 (27) 이 광학적으로 연마되거나 또는 경면 마무리 가공되지 않는 경우에 비해, 산란 및 흡수 등에 의한 빛의 감쇠가 감소된다. 따라서, 경사면 (27) 에 의해 반사되어 밝기 보정 부재 (21) 의 광출사부 (30) 를 통해 출사하는 빛의 광량이 증가된다. 따라서, 발광부 (14) 에 의해 출사되는 빛이 효과적으로 사용된다.
(21) 밝기 보정 부재 (21) 의 광출사부 (30) 는 광입사부 (29) 에 대하여 경사진 하나의 제 2 경사면 (28) 을 포함하며, 제 2 경사면 (28) 은 경사면 (27) 에 대응하는 위치에 형성된다. 제 2 경사면 (28) 이 형성되고 있지 않은 구성에 비해, 밝기 보정 부재 (21) 의 두께는 동일 시야각 (θ) 에 대해 감소될 수 있다.
다음으로 본 발명의 제 5 실시형태를 도 12 및 도 13 을 참조로 하여 설명한다. 제 5 실시형태는 보조 전극 (31) 이 형성되어 있는 부분이 비발광부 (35) 를 형성한다는 점이 상기 제 1 내지 제 4 실시형태와 상이하다. 이전의 실시형태의 대응 부분과 유사하거나 동일한 부분에는 유사하거나 동일한 부호를 붙이며, 자세한 설명은 생략한다. 도 12 는 발광 패널 (13) 의 평면도, 도 13 은 발광 패널 (13) 의 부분단면도이다.
발광부 (14) 는 유기 전계발광 소자로 형성된다. 제 1 투명 전극 (17) 이 투명 기판 (16) 에 발광부 (14) 측에 제공된다. 투명 전극은 예컨대, 인듐 주석 산화물 (ITO) 또는 산화 아연 (ZnO) 으로 형성된다. 투명 전극의 전기저항치가 충분히 낮지 않기 때문에, 커넥터 단자 (도시하지 않음) 에 가까운 부분과 단자로부터 먼 부분 사이의 전기저항치의 차가 증가된다. 따라서, 유기 EL 층 (18) 을 흐르는 전류치도 크게 변화한다. 투명 전극의 면적이 증가되면, 상이한 부분 사이에서 유기 EL 층 (18) 을 흐르는 전류의 전류치의 편차가 증가된다. 유기 EL 소자의 발광 (luminescence) 은 전류치에 영향받기 때문에, 발광이 불규칙해진다. 밝기의 불균일을 억제하기 위해서, 제 1 투명 전극 (17) 상에 보조 전극 (31) 이 제공된다.
보조 전극 (31) 은 투명 기판 (16) 상에 형성된다. 제 1 전극 (17) 이 보조 전극 (31) 을 덮도록 형성된다. 보조 전극 (31) 은 제 1 전극 (17) 에 전기적으로 접속되어 있다. 보조 전극 (31) 은 제 1 전극 (17) 의 저항보다 더 낮은 저항을 가지며, 알루미늄과 같은 금속 또는 합금으로 이루어진다. 보조 전극 (31) 은 불투명하기 때문에, 보조 전극 (31) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분은 비발광부 (35) 를 형성한다. 도 13에 도시된 바와 같이, 밝기 보정 부재 (21) 는 경사 방향이 다른 두개의 경사면 (32, 33) 을 갖는 V자 형상 홈 (34) 을 포함한다. V자 형상 홈 (34) 은 보조 전극 (31) 의 비발광부 (35) 에 대응하도록 제공된다.
투명 전극은 금속 전극의 부피저항율보다 높은 부피저항율을 갖는 재료로 이루어진다. 따라서, 발광부 (14) 의 면적이 보조 전극 (31) 을 형성하지 않고 증가된다면, 다른 부분에서 유기 EL 층을 흐르는 전류의 전류 밀도 편차가 증가되며, 그 결과 밝기가 불균일해진다. 그러나, 이 실시형태에서, 보조 전극 (31) 이 투명 전극과 전기적으로 접속된 상태로 제공된다. 이로써 발광부 (14) 의 서로 다른 부분 사이에서 전류 밀도의 편차가 감소되어, 발광부 (14) 전체의 밝기의 불균일이 억제된다.
보조 전극 (31) 이 불투명하기 때문에, 단순히 보조 전극 (31) 을 제공하는 것 만으로는, 보조 전극 (31) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 광출사면의 일부분이 어둡게 되는 것을 방지할 수 없다. 그러나, 밝기 보정 부재 (21) 는 보조 전극 (31) 에 대응하는 부분에 V자 형상 홈 (34) 을 갖기 때문에, 발광부 (14) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분의 밝기는 비발광부 (35) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분의 밝기와 실질적으로 동등하다.
따라서, 이 실시형태에서는 다음 효과를 갖는다.
(22) 보조 전극 (31) 이 제 1 투명 전극 (17) 에 전기적으로 접속된다. 이는 보조 전극 (31) 이 제공되지 않은 경우에 비해 조명 장치 (12) 전체의 밝기의 불균일을 감소시킨다.
(23) 밝기 보정 부재 (21) 는 경사 방향이 다른 두개의 경사면 (32, 33) 을 갖는 V자 형상 홈 (34) 을 포함한다. V자 형상 홈 (34) 은 보조 전극 (31) 의 비발광부 (35) 에 대응하도록 제공된다. 따라서, 본 실시예에서, 보조 전극 (31) 에 의한 비발광부 (35) 는 눈에 띄지 않게 된다.
본 발명은 다음과 같이 구체화해도 된다.
제 2 실시형태에서, 발광 패널 (13) 과 대향하는 밝기 보정 부재 (21) 의 표면에 확산 시트 (25) 를 부착함으로써 확산부 (24) 가 형성된다. 확산부 (24) 가 V자 형상 홈 (23) 이외의 부분에 제공된다. 그 대신에, 도 14 에 도시된 바와 같이, 확산부 (24) 가 발광 패널 (13) 에 대향하는 밝기 보정 부재 (21) 의 표면에 직접 형성될 수도 있다. 또한, 확산부 (24) 가 제 4 실시형태에 개시된 방법과 같이 제공될 수도 있다.
제 2 실시형태 및 제 4 실시형태에서, 발광 패널 (13) 의 확산 시트 (25) 가 제거될 수도 있다.
제 2 실시형태 및 제 4 실시형태에서, 확산부 (24) 를 갖는 밝기 보정 부재 (21) 가 발광 패널 (13) 상에 배치된다. 그 대신에, 밝기 보정 부재 (21) 는, 확산부 (24) 가 발광 패널 (13) 로부터 완전히 분리되도록 구성될 수도 있다.
투명 기판 (16) 및 밝기 보정 부재 (21) 는 유리로 만들어지지 않아도 되지만, 가능한 한 투명한 다른 재료일 수도 있다. 예컨대, 투명 기판 (16) 및 투명한 밝기 보정 부재 (21) 는 수지일 수도 있다.
제 3 실시형태의 구성, 즉 제 2 V자 형상 홈 (26) 이 밝기 보정 부재 (21) 에 형성되는 구성이 제 2 실시형태 및 제 5 실시형태에 적용될 수도 있다. 즉, 제 2 실시형태 및 제 5 실시형태에서, 제 2 V자 형상 홈 (26) 이 밝기 보정 부재 (21) 의 V자 형상 홈 (23, 34) 에 대응하는 부분에 형성될 수도 있다.
발광부 (14) 를 형성하는 유기 EL 소자는 투명 기판 (16) 을 통해 빛을 출사하는 구성으로 제한되지 않는다. 그 대신에, 도 15(a) 에 도시된 바와 같이, 투명 기판 (16) 의 반대측으로부터 빛을 출사하는 톱 에미션(top emission) 형 유기 EL 소자가 사용될 수도 있다. 각각의 발광 패널 (13) 에서, 투명 기판 (16) 은 밝기 보정 부재 (21) 의 반대편의 발광부 (14) 측에 배치된다. 유기 EL 소자는 제 1 전극 (17) 및 제 2 투명 전극 (19) 을 갖는다. 제 1 전극 (17) 은 투명 전극 또는 불투명 전극이어도 된다. 투명 기판 (16) 은 불투명 기판으로 대체될 수 있다. 톱 에미션형 유기 EL 소자가 사용될 때, 유기 EL 소자가 밝기 보정 부재 (21) 와 대향하기 때문에, 밝기 보정 부재 (21) 와 발광 패널 (13) 은 유기 EL 소자가 손상되지 않도록 조립되어야 한다.
제 4 실시형태와 같이, 한개의 발광 패널 (13) 을 갖는 조명 장치 (12) 의 경우에, 조명 장치 (12) 는 제 1 실시형태와 같이 확산부 (24) 를 형성하지 않은 구성이나 제 2 V자 형상 홈 (26) 을 형성하지 않은 구성으로 해도 된다.
제 5 실시형태와 같이, 보조 전극 (31) 이 제공되는 구성에 있어서, 보조 전극 (31) 의 수나 위치는 발광부 (14) 의 면적과 같은 요인에 따라 변경될 수 있다. 예컨대, 복수 개의 보조 전극 (31) 이 제공될 수도 있다. 선택적으로, 발광부 (14) 가 보조 전극 (31) 으로 분할되는 도 12 의 실시형태와 달리, 보조 전극 (31) 이 발광부 (14) 의 중간 위치까지만 신장할 수도 있다.
제 5 실시형태에서, 보조 전극 (31) 은 투명 기판 (16) 상에 형성된다. 그러나, 보조 전극 (31) 이 제 1 투명 전극 (17) 상에 형성될 수도 있다. 즉, 투명 기판 (16) 상에 제 1 전극 (17), 보조 전극 (31), 유기 EL 층 (18) 및 제 2 전극 (19) 이 이 순서대로 형성될 수도 있다.
제 1 내지 제 3 실시형태에 따른 조명 장치 (12) 의 발괄 패널 (13) 이 보조 전극 (31) 을 각각 갖는 발광 패널 (13) 로 대체될 수 있다. 이 경우, 보조 전극 (31) 에 의한 비발광부 (35) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분에 V자 형상 홈 (23, 34) 이 형성되기 때문에, 이러한 비발광부 (35) 가 눈에 띄지 않게 된다.
제 5 실시형태에서, 보조 전극 (31) 에 의한 비발광부 (35) 에 대응하는 밝기 보정 부재 (21) 의 부분에만 V자 형상 홈 (34) 이 형성된다. 이 구성은 변경될 수도 있다. 경사면 (27) 이 발광부 (14) 의 주위에 대응하는 발광 패널 (13) 의 단부에 위치되는 비발광부 (15) 에 대응하며, V자 형상 홈 (34) 이 보조 전극 (31) 에 의한 비발광부 (35) 에 형성되도록 구성될 수도 있다. 비발광부 (15) 에 대응하는 위치에 형성된 밝기 보정 부재 (21) 의 경사면은 제 2 경사면 (28) 일 수도 있다.
유기 EL 층 (18) 은 백색광을 출사하는 구성에 제한되지 않고, 예컨대, 적색, 녹색, 청색 또는 황색과 같은 단색광을 출사하도록 구성되거나 또는 이들 컬러의 조합을 발광하는 구성으로 해도 된다.
EL 소자 대신에, 무기 EL 소자가 발광부 (14) 로서 사용될 수도 있다.
발광부 (14) 가 등방성의 빛을 출사하는 한, EL 소자 이외의 발광부가 사용될 수도 있다.
조명 장치 (12) 는 백라이트로서 사용되는 것으로 제한되지 않고, 다른 조명 장치나 디스플레이장치의 광원으로서 사용될 수도 있다.
따라서, 본 발명의 예시와 실시형태는 설명을 위한 것이지 제한하기 위한 것은 아니며, 본 발명은 명세서의 상세한 설명으로 제한되지 않고, 첨부된 클레임의 범위와 등가물 내에서 변경될 수도 있다.
이상 설명한 본 발명에 따르면, 등방성의 빛을 출사하는 복수 개의 발광 패널을 조립하여 구성된 조명 장치에 있어서, 각 발광 패널을 절삭가공할 필요가 없어, 발광부에서의 출사광을 효과적으로 이용하여 인접하는 발광 패널 사이의 비발광부와 대향하는 부분이 어둡게 되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 등방성의 빛을 출사하는 발광부와, 비발광부를 구비한 발광 패널을 갖 는 조명 장치에 있어서, 발광부보다 큰 면적의 광출사부에서, 발광부 및 비발광부에 대응하는 위치에 관계없이 거의 동등한 광량을 출사할 수 있다.

Claims (28)

  1. 등방성의 빛을 출사하는 발광부와 비발광부를 갖는 발광 패널을 포함하는 조명 장치에 있어서,
    빛이 입사되는 광입사부, 빛이 출사하는 광출사부를 갖는 밝기 보정부재를 구비하며, 상기 광입사부는 상기 광출사부에 대해 경사진 하나 이상의 경사면을 포함하며,
    상기 경사면은 상기 비발광부에 대응하도록 배치되며, 또한 이 경사면은 상기 발광부에 대응하는 밝기 보정 부재의 부분의 밝기가 상기 비발광부에 대응하는 밝기 보정 부재의 부분의 밝기와 실질적으로 동등하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 패널은 기판과 이 기판에 형성된 면 발광 소자를 포함하며,
    상기 비발광부는 상기 면 발광 소자가 형성되지 않는 기판의 일부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 비발광부는 상기 발광부 둘레 및 상기 발광 패널의 주위 부분에 위치되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 발광 패널은 서로 인접하는 복수 개의 발광 패널 중 하나이며, 상기 비발광부는 서로 인접하고,
    상기 밝기 보정 부재는 투명 판으로 형성되며, 또한 상기 발광 패널에 대응하도록 빛을 출사하는 발광 패널 측에 배치되며, 상기 경사면은 상기 발광 패널의 주위 부분을 따라 신장하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 밝기 보정 부재는 투명 판으로 형성되며, 또한 상기 비발광부에 대응하도록 형성된 V자 형상 홈을 포함하며,
    V자 형상 홈을 형성하는 한 쌍의 경사면 중 하나 이상은 상기 경사면으로 된 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 비발광부는 복수개의 비발광부들 중 하나이며, 상기 비발광부들은 상기 발광 패널의 주위 부분에 위치된 비발광부와 주위 부분에 위치되지 않는 비발광부를 포함하며,
    상기 경사면은 상기 발광 패널의 주위 부분에 위치되는 비발광부에 대응하며,
    상기 밝기 보정 부재는 상기 발광 패널의 주위 부분에 위치되지 않는 V자 형상 홈을 포함하며, 상기 V자 형상 홈은 상기 경사면과 동일한 기능을 갖는 한 쌍의 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 발광 패널은 보조 전극을 가지며, 이 보조 전극이 형성되는 각 발광 패널의 일부분은 상기 발광 패널의 주위 부분에 위치되지 않는 비발광부를 형성하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 V자 형상 홈은 제 1 V자 형상 홈이며,
    상기 밝기 보정 부재는 상기 발광 패널의 반대측에 위치되어 상기 제 1 V자 형상 홈에 대응하는 제 2 V자 형상 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 V자 형상 홈의 최심부는, 상기 발광 패널에 수직하며 상기 제 1 V자 형상 홈의 최심부를 포함하는 가상 평면으로부터 벗어나 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 패널은 기판과 이 기판에 형성된 면 발광 소자를 포함하며,
    상기 면 발광 소자는 보조 전극을 가지며, 상기 비발광부는 보조 전극이 형성되는 상기 면 발광 소자의 일부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 발광 패널은 서로 인접한 복수개의 발광 패널들 중 하나이며,
    상기 밝기 보정 부재는 투명 판으로 형성되며, 또한 상기 발광 패널에 대응하도록 빛을 출사하는 발광 패널 측에 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,
    발광 패널 위에 투영될 때, 상기 경사면은 상기 비발광부의 폭보다 넓은 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 패널로부터 가장 먼 상기 경사면의 단부로부터 발광 패널까지의 거리 (a1), 발광 패널에 투영될 때의 경사면의 폭 (A), 경사면과 상기 발광 패널에 수직한 평면이 이루는 각도 (d), 공기의 굴절률 (N1), 밝기 보정 부재의 굴절률 (N2), 및 시야각 (θ) 이, 다음 두 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
    a1 = A/tan d··· (1)
    θ = arcsin[(N2/N1)sin{90 - d - arcsin(N1/N2)}]··· (2)
  14. 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경사면은 광학적으로 연마되거나 경면 마무리 가공되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경사면은 제 1 경사면이며, 상기 광출사부는 상기 광입사부에 대해 경사진 하나 이상의 제 2 경사면을 포함하고, 상기 제 2 경사면은 상기 제 1 경사면에 대응하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광부는 백색광을 출사하며, 상기 경사면을 제외하고 상기 발광 패널에 대향하는 밝기 보정 부재의 표면에 확산부가 제공되며, 상기 밝기 보정 부재는 상기 확산부와 상기 발광 패널 사이에 공간이 존재하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 확산부는 확산면을 갖는 확산 시트에 형성되며, 상기 확산 시트는 상기 확산면이 상기 발광 패널에 대향하도록 밝기 보정 부재에 광학적으로 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 확산부는 상기 발광 패널에 대향하는 상기 밝기 보정 부재의 면에 직접 형성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 밝기 보정 부재에 대향하는 상기 발광 패널의 면에 확산부가 형성되며, 상기 확산부는 상기 밝기 보정 부재에 대향하는 확산면을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  20. 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밝기 보정 부재는 투명 접착제로 발광 패널에 부착되며, 상기 접착제의 굴절율은 상기 밝기 보정 부재의 굴절율과 같거나 또는 수% 다른 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  21. 제 2 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 면 발광 소자는 유기 EL 소자로 형성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  22. 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명 장치는 액정 표시 장치의 백라이트로서 사용되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 비발광부에 대응하는 상기 밝기 보정 부재의 부분의 휘도와 상기 발광부에 대응하는 상기 밝기 보정 부재의 부분의 휘도의 비는 0.8 이상인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  24. 등방성의 빛을 출사하는 발광부와 이 발광부 둘레에 제공된 비발광부를 가지며, 비발광부는 서로 인접하도록 배치되는 복수 개의 발광 패널을 포함하는 조명 장치에 있어서,
    투명 판으로 형성되며, 상기 발광 패널에 대응하도록 빛을 출사하는 발광 패널의 측에 배치되는 밝기 보정 부재를 구비하며,
    상기 발광 패널에 대향하는 상기 밝기 보정 부재의 면은 상기 비발광부를 따라 신장하는 V자 형상 홈을 가지며, 이 V자 형상 홈은, 상기 발광부에 대응하는 상기 밝기 보정 부재의 부분의 밝기가 상기 비발광부에 대응하는 상기 밝기 보정 부재의 부분의 밝기와 실질적으로 동등하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 V자 형상 홈의 개방 단부는 각각 인접한 발광부 쌍 사이의 공간보다 더 넓은 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  26. 제 24 항 또는 제 25 항에 있어서,
    V자 형상 홈의 깊이 (A1), V자 형상 홈의 개방 단부의 폭 (A2), V자 형상 홈의 정각 (α), 공기의 굴절률 (N1), 밝기 보정 부재의 굴절률 (N2), 및 시야각 (θ) 은 다음 두 식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
    A1 = A2/{2tan(α/2)}··· (1)
    θ = arcsin[(N2/N1)sin{90 -α/2 - arcsin(N1/N2)}]··· (2)
  27. 등방성의 빛을 출사하는 발광부와 보조 전극을 갖는 서로 인접한 복수 개의 발광 패널을 포함하며, 상기 보조 전극이 형성되는 각각의 발광 패널의 일부분은 비발광부를 형성하는 조명 장치에 있어서,
    투명 판으로 형성되며, 상기 발광 패널에 대응하도록 빛을 출사하는 발광 패널의 측에 배치되는 밝기 보정 부재를 구비하며,
    상기 발광 패널에 대향하는 상기 밝기 보정 부재의 면은 상기 비발광부에 대응하도록 배치된 V자 형상 홈을 가지며, 상기 V자 형상 홈은, 상기 발광부에 대응 하는 상기 밝기 보정 부재의 부분의 밝기가 상기 비발광부에 대응하는 상기 밝기 보정 부재의 부분의 밝기와 실질적으로 동등하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  28. 등방성의 빛을 출사하는 발광부와 이 발광부 둘레에 제공된 비발광부를 가지며, 상기 비발광부는 서로 인접하도록 배치되는, 복수 개의 발광 패널을 포함하는 조명 장치에 있어서,
    투명 판으로 형성되며, 상기 발광 패널에 대응하도록 빛을 출사하는 발광 패널의 측에 배치되는 밝기 보정 부재를 구비하며,
    상기 발광 패널에 대향하는 상기 밝기 보정 부재의 면은 상기 비발광부를 따라 신장하는 V자 형상 홈을 가지며, 상기 V자 형상 홈은, 상기 비발광부에 대응하는 상기 밝기 보정 부재의 부분의 밝기가 상기 발광부에 대응하는 상기 밝기 보정 부재의 부분의 밝기에 근접하게 증가하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
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