KR20060048395A - 조명 장치 및 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무수은의 방전등을 이용한 조명 장치 배선의 간소화를 도모하는 동시에, 조광시 휘도 분포를 악화시키는 일 없이 조광 범위를 확대한다.

복수개의 희박 가스 방전등(14, 15)을 도광체(13)의 측단부면에 대향하여 병렬 배치하고, 희박 가스 방전등(14, 15)은 서로 극성이 일치하는 방향으로 배치되어 있는 동시에, 접지측의 극(14a, 15a)을 전기적으로 접속하고 있다. 희박 가스 방전등(14, 15)의 전압 인가측의 극(14b, 15b)에는 인버터 기판(전압 제어부)(21)이 접속되고, 인버터 기판(21)은 희박 가스 방전등(14, 15)의 점등/소등 개수를 증감시키는 동시에, 희박 가스 방전등(14)에의 인가 전압을 변화시킴으로써 조광 가능하게 하고 있다.

희박 가스 방전등, 도광체, 전압 인가측의 극, 접지측의 극, 인버터 기판

Description

조명 장치 및 액정 표시 장치{LIGHTING APPARATUS}

도1은 본 발명의 제1 실시 형태의 액정 표시 장치의 단면도.

도2는 희박 가스 방전등의 전기 접속을 도시하는 사시도.

도3은 반사기의 전개도.

도4는 반사기의 조립 후의 사시도.

도5는 반사기의 주요부 확대 단면도.

도6은 시트군의 적층을 도시하는 상면도.

도7a는 도6의 A-A선 단면도.

도7b는 도6의 B-B선 단면도.

도8은 장변 방향의 배광 특성을 나타내는 그래프.

도9는 단변 방향의 배광 특성을 나타내는 그래프.

도10은 전천 배광 특성을 나타내는 그래프.

도11은 조광시 전기 접속을 도시하는 사시도.

도12는 액정 표시 장치의 조광율과 조광비의 관계를 나타내는 그래프.

도13은 제2 실시 형태의 희박 가스 방전등의 전기 접속을 도시하는 사시도.

도14는 종래예의 조명 장치의 사시도.

도15는 종래예의 조명 장치의 상면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 액정 표시 장치

11 : 조명 장치

12 : 액정 패널

13 : 도광체

14, 15 : 희박 가스 방전등

14a, 15a : 접지측의 극

14b, 15b : 전압 인가측의 극

16 : 반사기

16a : 절곡부

17 : 제1 프리즘 시트

17a, 18a : 프리즘부

18 : 제2 프리즘 시트

19 : 광학 시트

20 : 제1 하우징

21 : 인버터 기판(전압 제어부)

22 : 트랜스

23 : 커넥터

24 : 양면 테이프

25 : 액티브 매트릭스 기판

26 : 컬러 필터 기판

27, 28 : 편광판

29 : 액정 드라이브용 기판

30 : 액정 드라이브 집적 회로

31 : 커넥터

32 : 가요성 배선

33 : 드라이버 칩

34 : 제2 하우징

35 : 배선

36, 37, 50 : 전압 인가용 하네스

38, 42 : 투명성 무황변 아크릴계 점착제

41 : 비도전성 반사 시트

43 : 확산 반사 시트

44 : 차광성 루버 필름

45 : 선택 편광 반사 필름

[문헌 1] 일본 특허 공개 제2001-243922호 공보

[문헌 2] 일본 특허 공개 제2003-178616호 공보

본 발명은 수은을 사용하지 않는 환경 대응형의 조명 장치 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.

자동차 업계에서는 패권 탈취와 소비자 마인드의 변화에 따라, 최근 수년은 새 차가 히트하는지 여부가 기업 업적을 극단으로 좌우되는 현상이 강해지고 있고, 종래와 같이 장기간 팔려서 이익을 올린다는 구도가 통용되지 않고 있는 것은, 자동차 전문지 등에 소개되는 판매 톱(10) 등의 월간 차트로 보면 피부로 느낄 수 있다. 그러한 속에 있어서, 예전부터 자동차 회사의 이미지 전략상의 선전차로 하지 않았던 환경 컨셉트 카가 여기 최근 안정적으로 판매되어 새 차 개발 및 비즈니스상의 중요한 위치 부여되고 있다. 이러한 조류의 중에서 카 일렉트로닉스 업계도 무관해서는 안 되고, 자동차에 탑재하는 액정 모니터의 환경 대책을 촉진하기 위해 해외 자동차 메이커, 국내 대규모 자동차 메이커, 관련 전기 장착 메이커와 동시에 개발이 진행되고 있다.

구체적으로는, 자동차에 탑재되는 카 내비게이션 등과 같은 인스트루먼트 패널이나 후방부 좌석용에 설치되는 액정 모니터의 백라이트에 함유되는 수은을 배제함으로써, 자동차의 폐기 수수료나 폐기 방법에 자유도를 부여하여 소비자의 경제적 부담을 경감시키는 동시에, 자동차 메이커의 브랜드 이미지 향상에 공헌하고 있다.

예를 들어, 일본 특허 공개 제2001-243922호 공보에 개시된 무수은의 방전등은 유리관 내의 일단부에 내부 전극이 배치되는 동시에, 유리관의 외주면에는 관축 방향에 소정의 피치로 나선 형상으로 권취된 외부 전극이 설치되어 있고, 유리관 내의 방전 매체로서 수은 가스를 이용하는 대신에 크세논 가스 혹은 크세논 가스와 다른 희박 가스와의 혼합 가스를 봉입하고, 외부 전극을 투명성의 수지 필름으로 피복하고 있다. 이 방전등은 내부 전극에 전압을 인가함으로써 외부 전극 사이에서 방전하여 자외선이 발생하고, 유리관 내벽면의 형광체 피막에 의해 가시광으로 변환되어 발광하도록 되어 있다.

또한, 일본 특허 공개 제2003-178616호 공보에 개시된 무수은의 조명 장치는, 도14 및 도15에 도시한 바와 같이 상기 무수은 방전등을 응용하고, 직사각형의 도광체(1)의 양쪽 장변에 1등씩 방전등(2)을 배치한 것이며, 방전등(2)의 외부 전극(2a)과 금속제 반사기(3) 혹은 금속제 하우징(4)을 전기적으로 접속하고, 그 금속제 반사기(3) 혹은 금속제 하우징(4)을 접지하고 있다.

그러나, 상기 무수은 조명 장치에서는 도광체에 따라서 배치하는 무수은 방전등을 복수개 설치하고자 하면 각 전극에의 개별 배선이 번잡하게 된다. 또한, 무수은 방전등을 드라이브하는 인버터도 포함시킨 토탈에서의 모듈 두께가 크고, 특히 그 트랜스 사이즈가 종래의 수은 방전등에 비해 크기 때문에, 액정 패널을 조립한 액정 표시 장치 모듈로 하였을 때 토탈 두께가 네크로 되어 있다.

또 현재, 자동차 메이커로부터는 액정 표시 장치의 면 휘도의 다이나믹 렌지화, 즉 낮 동안의 휘도를 100 ％로 한 경우에 야간의 휘도를 1 내지 2 ％ 정도에까지 극저조광을 행할 수 있는 와이드 조광이 요구되고 있지만, 상기의 무수은 방전등에서는 종래의 수은등에 비해 조광율을 극단으로 내릴 수 없고, 또한 과도한 저 조광을 행하면 방전이 불안정하게 되어 면내 휘도 분포에 악영향을 끼쳐 버리는 문제가 있다. 즉, 자동차 용도의 액정 표시 장치에서는 운전석측도 조수석측도 동일 휘도 및 고휘도가 유지되도록 좌우 방향의 시각이 넓은 휘도 분포가 되는 특수 배광이 필요하지만, 조광율을 낮게 하면 풀 점등시의 면내 휘도 분포의 밸런스가 킵할 수 없어 휘도 분포의 안정화와 와이드 조광을 양립하는 것은 곤란하였다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2001-243922호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 제2003-178616호 공보

본 발명은, 상기 문제에 비추어 이루어진 것으로, 무수은의 방전등을 이용한 조명 장치 배선의 간소화 및 컴팩트화를 도모하는 동시에, 조광시의 휘도 분포를 악화시키는 일 없이 조광 범위를 확대한 것을 과제로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 크세논을 포함하는 희박 가스를 봉입한 복수개의 희박 가스 방전등을 도광체의 측단부면에 따라서 병설하고, 상기 희박 가스 방전등으로부터 발광되는 빛은 상기 측단부면을 입사면으로서 상기 도광체에 입사하는 동시에 상기 도광체의 출사면보다 면 형상에 출광되고,

상기 복수개의 희박 가스 방전등은, 서로 극성이 일치하는 방향으로 배치되어 있는 동시에, 접지측의 극을 전기적으로 접속하고 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치를 제공하고 있다.

상기 구성으로 하면, 조명 장치를 무수은으로 하는 동시에, 희박 가스 방전 등을 복수개 사용한 경우의 각 방전등에의 배선의 간소화와 저비용화를 실현할 수 있다.

상기 각 희박 가스 방전등은 전압 인가측의 극을 전기적으로 접속해도 적합하다.

상기 구성으로 하면, 희박 가스 방전등에의 배선을 더 간소화하여 저비용화를 도모할 수 있다. 또한, 각 희박 가스 방전등으로 전압을 인가하는 쪽의 각 극이 서로 접속되어 집약되기 때문에, 전압을 인가하기 위한 트랜스가 감소되고, 방전등용의 인버터 회로의 간략화 및 컴팩트화를 도모할 수 있어 저비용화를 실현할 수 있다.

본 발명은, 크세논을 포함하는 희박 가스를 봉입한 복수개의 희박 가스 방전등을 도광체의 측단부면에 따라서 병설하고, 상기 희박 가스 방전등으로부터 발광되는 빛은 상기 측단부면을 입사면으로서 상기 도광체에 입사하는 동시에 상기 도광체의 출사면보다 면 형상에 출광되고,

상기 복수개의 희박 가스 방전등의 전압 인가측의 극에는 전압 제어부가 접속되어 있고,

상기 전압 제어부는, 상기 복수개의 희박 가스 방전등의 점등/소등 개수를 증감시키는 동시에, 상기 희박 가스 방전등에의 인가 전압을 변화시킴으로써 조광 가능하게 하고 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치를 제공하고 있다.

상기 구성으로 하면, 조명 장치의 조광을 행하는 방법으로서, 예를 들어 도광체의 측단부면에 따라서 방전등이 2개 병설되어 있는 경우에는 방전등 1개를 소 등하고, 남은 방전등 1등을 점등시켜 PWM 조광함으로써, 조광시의 휘도 분포를 악화시키는 일 없이, 와이드 조광을 실현할 수 있다. 즉, 종래와 같이 방전등의 인가 전압을 바꾸는 것에 따라 조광하는 것은 아니며, 방전등을 복수개 준비하여 방전등의 점등 개수를 바꾸는 것에 따라서도 조광을 행함으로써, 조광 렌지를 대폭 확대하여 극저조광을 가능하게 하고 있다.

또, 상기 전압 제어부를 자동차의 일루미네이션용 스위치와 접속함으로써, 야간시에 방전등을 1등 소등하는 신호를 상기 스위치의 온으로 연동시킬 수 있고, 낮이나 야간을 자동적으로 판단하여 조광을 행할 수 있다. 또, 상기 스위치와 동기시키는 구조로 함으로써, 방전등의 인버터 회로에 로직 회로를 부가하는 것만으로 좋고, 로우 코스트로 자동 조광 기능을 발휘할 수 있다.

상기 희박 가스 방전등으로부터의 빛을 반사하여 상기 도광체에 입사시키는 반사기를 설치하고, 상기 반사기는 비도전성 반사 시트와 확산 반사 시트를 접합하여 형성되어 있고, 상기 비도전성 반사 시트측이 상기 희박 가스 방전등에 면하도록 상기 반사기를 배치하고 있다.

상기 구성으로 하면, 반사기를 적층 구조로 하고 있기 때문에, 비도전성 반사 시트를 빛이 약간 투과한 경우라도, 확산 반사 시트로 반사하여 광 누설을 방지할 수 있으므로, 빛을 유효하게 이용할 수 있다. 또, 1매의 시트만으로서는 뻣뻣함이 없어 가공성에 문제가 있지만, 반사기를 적층 구조로 함으로써 펀칭 가공이 행하기 쉬워지므로, 단면 흔적의 형 붕괴가 없이 안정되어 리플렉터의 제조 양품율이 향상되는 이점도 있다. 또는, 희박 가스 방전등에 면하는 쪽의 시트를 비도전 성으로 하고 있으므로 방전등과 반사기 사이에서 기생 용량이 발생하기 어렵고, 방전등에 인가되는 전압의 저하가 억제되어 휘도 저하를 방지할 수 있다.

상기 비도전성 반사 시트와 상기 확산 반사 시트는 투명성 무황변 아크릴계 점착제로 접합되어 있는 것이 바람직하다.

일반적으로, 투과하는 백색광을 경사측(큰 시각)으로부터 보면 황색에 색도 시프트하는 현상이 알려져 있지만, 장기 사용에 의해서도 황색으로 변색되지 않는 상기 점착제를 이용함으로써 반사기에 의한 색도 시프트를 억제할 수 있다. 또, 상기 투명성 무황변 아크릴계 점착제로서는 아크릴계 점착제에 래디컬 중화제를 첨가한 것이 적합하게 이용된다.

상기 반사기는 절곡 가공되어 상기 희박 가스 방전등을 둘러싸는 형상으로 되어 있고, 상기 반사기의 절곡부에는 이음매가 새겨져 있다.

반사기를 원하는 형상으로 절곡 가공할 때에, 적층 구조에 의해 토탈의 두께가 증가된 만큼, 종래의 반사기보다는 튐 응력이 강해지지만, 상기 구성으로 하면 절곡부에 이음매를 새겨 넣으므로, 절곡에 휘는 응력이 저감되어 가공성 및 작업성이 향상된다.

상기 도광체의 출광면측에 제1 프리즘 시트와 제2 프리즘 시트를 적층하고,

상기 제1 프리즘 시트는 프리즘부의 돌출하는 면이 상기 도광체를 향하도록 이반하여 배치하고 있는 한편,

상기 제2 프리즘 시트는 프리즘부를 출광 방향을 향하고 있는 동시에, 상기 제2 프리즘 시트의 프리즘부의 능선이 상기 제1 프리즘 시트의 프리즘부의 능선과 직교하는 방향으로 배치되어 있다.

상기 구성으로 하면 도광체로부터 면 형상에 출사한 빛이 이면 사용하게 된 제1 프리즘 시트의 프리즘부에서 굴절하여 광선이 한 방향으로 넓혀지기 때문에, 고휘도 영역이 한 방향으로 넓은 각도로 존재하는 휘도 분포(사다리꼴 분포)를 갖는 조명 장치를 실현할 수 있다. 또, 이 조명 장치를 액정 표시 장치의 백라이트로서 이용하면, 한 방향으로 넓은 시야각을 갖는 표시를 실현할 수 있다. 예를 들어, 자동차용 내비게이션과 같이 액정 표시 장치를 자동차의 인스트루먼트 패널에 탑재한 경우에는, 그 단면 휘도 프로파일이 법선 방향의 휘도를 100 ％로 규격화하였을 때, 좌우 30°의 휘도가 ±20 ％의 범위 내로 함으로써, 드라이버의 시각, 승객의 시각, 후방부 좌석의 시각을 커버하여 거의 동일한 레벨의 휘도를 출력할 수 있어 양호한 시인성을 확보할 수 있다.

또, 제2 프리즘 시트의 프리즘부는 제1 프리즘 시트와는 반대로 출광 방향을 향하게 되어 집광 작용을 담당하고 있지만, 제2 프리즘 시트의 프리즘부 능선의 연장 방향을 제1 프리즘 시트의 프리즘부 능선의 연장 방향과 직교하도록 배치하고 있기 때문에, 직교하는 타방향에는 고휘도 영역이 좁은 각도로 존재하는 휘도 분포를 갖는 조명 장치를 실현할 수 있다. 또, 이 조명 장치를 액정 표시 장치의 백라이트로서 이용하면, 다른 방향으로 좁은 시야각을 갖는 표시를 실현할 수 있다. 예를 들어, 이 액정 표시 장치를 상기 자동차 용도에 이용한 경우에는 단면 휘도 프로파일이 법선 방향의 휘도를 100 ％로 규격화하였을 때, 상하 50°의 휘도가 10 ％ 이하, 즉 상하 방향으로 대강 삼각 배광인 휘도 분포가 되고, 야간의 드라이브 시에 자동차 전방 유리로의 투영이 방지되어 야간 드라이브의 안전성을 확보할 수 있다.

상기 도광체는 한 쪽의 측단부면으로부터 다른 쪽의 측단부면을 향해 두께가 작아지는 쐐기 형상으로 하고, 두께측의 측단부면에만 상기 희박 가스 방전등을 대향 배치하고 있다.

상기 구성으로 하면, 희박 가스 방전등을 도광체의 1변에만 설치하기 때문에, 방전등으로의 배선수가 저감되어 조명 장치 전체적으로 소형화할 수 있다. 또한, 도광체의 대향하는 변으로 분리되어 복수의 방전등이 배치되어 있는 경우에는 어느 쪽인지를 소등하면 극단으로 휘도 분포가 악화되어 표시 품위가 저하되지만, 상기 구성과 같이 쐐기형 도광체를 이용하여 1변측에 복수의 방전등을 배치함으로써, 어느 하나의 방전등을 소등한 경우라도 휘도 분포를 양호하게 유지할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 조명 장치에 투과형 액정 패널을 적층 배치하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치를 제공하고 있다.

혹은, 본 발명은 상기 조명 장치에 반 투과형 액정 패널을 적층 배치하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치를 제공하고 있다.

본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다.

도1 내지 도12는 제1 실시 형태를 도시한다.

본 실시 형태의 액정 표시 장치(10)는 면 형상에 출광하는 조명 장치(11) 상에 투과형의 액정 패널(12)을 적층하고 있다.

조명 장치(11)는 평면으로부터 보아 직사각형으로 이루어지고, 쐐기형의 도 광체(13)의 장변 두께측의 측단부면에 따라서 무수은의 희박 가스 방전등(14, 15)을 2개 세로 적층으로 하고, 반사기(16)에 의해 도광체(13) 및 희박 가스 방전등(14, 15)을 포위한다. 도광체(12) 상에는 아래로부터 차례로 이면 방향의 제1 프리즘 시트(17)와, 표면상의 제2 프리즘 시트(18)와, 후술하는 차광성 루버 필름의 도광체측에 선택 편광 반사 필름을 부착한 광학 시트(19)를 적층하여 제1 하우징(20)에 수용하고 있다. 조명 장치(11)의 배면측에는 전압 제어부를 갖는 인버터 기판(21)이 배치되고, 인버터 기판(21) 상에는 트랜스(22)가 탑재되어 있는 동시에 희박 가스 방전등(14, 15)으로의 전압 인가용 하네스(36, 37)의 커넥터(23)가 탑재되어 있다. 희박 가스 방전등(14, 15)을 드라이브하는 인버터의 드라이브 방식은 타려(他勵) 방식을 채용하고, 마이크로 컴퓨터에 의해 트랜스(22)의 1차 회로에 소정의 파형을 강제적으로 인가하는 특수한 인버터로 하고 있다.

제1 하우징(20)의 상측에서 내방으로 돌출한 플랜지부(20a)에는 액정 패널(12)을 세트하기 위해 양면 테이프(24)를 설치한다. 액정 패널(12)은 액티브 매트릭스 기판(25)과 컬러 필터 기판(26) 사이에 액정을 봉입하여 표리 양면에 편광판(27, 28)을 구비하고 있다. 액정 패널(12)의 액티브 매트릭스 기판(25)의 단부에는 구동용의 드라이버 칩(33)이 탑재되는 동시에 가요성 배선(FPC)(32)의 일단부측을 접속하고 있고, 가요성 배선(32)의 타단부측은 조명 장치(11)의 배면측의 배치된 액정 드라이브용 기판(29)의 커넥터(31)에 접속하고 있다. 액정 패널(12)에 공급하는 전기 신호는 액정 드라이브용 기판(29)에 탑재된 액정 드라이브 집적 회로(30)에 의해 제어되고, 가요성 배선(32)을 통해 드라이버 칩(33)에 의해 신호 분배 된다. 그리고, 제2 하우징(34)에 의해 조명 장치(11)와 액정 패널(12)을 패키징하고 있다.

도광체(13)는 희박 가스 방전등(14, 15)측을 8.8 ㎜ 두께로 하는 한편, 대향 변측을 1.5 ㎜ 두께로 한 쐐기 형상이며, 미쯔비시 레이온사제의 VH5 도광체 등급을 사용하여 사출 성형에 의해 성형하고 있다. 도광체(13)의 출사면에는 대강 단변 방향에 따라서 프리즘이 형성되고, 프리즘 피치는 300 ㎛ 이하로 하고 있다. 도광체(13)의 하면에는 대강 희박 가스 방전등(14, 15)의 중앙부 정도를 중심으로 원호형의 프리즘을 프리즘 피치가 300 ㎛ 이하로 형성하고, 방전등(14, 15)으로부터 멀어짐에 따라서 그 프리즘 피치를 짧게 하고 있다.

희박 가스 방전등(14, 15)은, 도2에 도시한 바와 같이 일본 특허 공개 제2001-243922호 공보에 개시되어 있는 하리손 도시바 라이팅사제의 내부-외부 전극 타입을 사용하고, 외경 Ø 2.6 ㎜, 길이 158 ㎜에서 극성이 일치되는 방향에 상하로 병설하고 있다.

희박 가스 방전등(14, 15)의 접지측의 극(14a, 15a)은 배선(35)에 의해 서로 접속되어 접지 처리되어 있는 한편, 전압 인가측의 극(14b, 15b)은 독립하여 전압 인가용 하네스(36, 37)가 도출되어 있다. 인버터 기판(21)의 전압 제어부는 각 하네스(36, 37)에 대해 독립하여 인가 전압을 조절 가능하게 하고 있고, 희박 가스 방전등(14, 15) 중 어느 한 쪽을 소등한 상태에서 다른 쪽의 방전등만을 조광할 수도 있다.

희박 가스 방전등(14, 15)의 빛을 유효하게 도광체(13)로 유도하기 위해 전 용인 특수한 반사기(16)를 사용하고 있다. 즉, 도3 내지 도5에 도시한 바와 같이 종래의 반사기는 1매의 반사 시트로 이루어지는 것을, 본 실시 형태에서는 비도전성 반사 시트(41)와 확산 반사 시트(43)를 투명성 무황변 아크릴계 점착제(42)를 통해 접합하고 있다.

희박 가스 방전등(14, 15)의 빛을 직접 반사하는 내면측의 비도전성 반사 시트(41)에는 스미또모 쓰리엠사제의 반사 필름 ESR을 사용하고, 그 외면측의 확산 반사 시트(43)에는 도오레사제의 백색 발포 PET E60L을 사용하고, 양쪽 시트(41, 43)를 접합하는 투명성 무황변 아크릴계 점착제(42)로서 TRICK LIGHTING LABORATORY사제의 TRICK-ETT(양면 테이프)에 래디컬 중화제를 첨가한 것을 사용하고, 모두 비도전성의 재료에 의해 구성하고 있다.

아크릴계 점착제(42)에 래디컬 중화제를 첨가하는 의도는, 고온도일 때에 발생하는 수지 사슬의 분해 및 결합에 의한 황착색을 억제하기 위해서이며, 아무리 해도 발생하는 수지 사슬의 분해에 의한 래디컬을 그 자리에 다른 화학 반응에 의해 중화시켜 카본의 2중 결합을 저지하여 열 열화에 의한 황변을 방지하는 역할을 한다. 이에 의해 장기의 사용에 대해서도 충분한 내구성을 갖게 할 수 있다. 또, 본 실시 형태에서는 래디컬 중화제로서 힌더드 아민을 사용하고 있다.

또, 다른 반사 시트(41, 43)를 접합한 2층 구조로 하는 목적은 2가지이다. 첫 번째의 목적은, 비도전성 반사 시트(43)의 ESR은 반사 시트 중에서는 매우 반사율이 높은 것이기는 하지만 약간 투과하는 빛도 있으므로, 이 투과된 빛도 유효하게 이용하기 위해, 확산 반사 시트(43)의 백색 발포 PET를 접합한다. 두 번째의 목적은, 비도전성 반사 시트(41)의 ESR만으로서는 지나치게 유연하여 가공성에 약간 문제가 있기 때문에 적당하게 뻣뻣한 재료로 뒷받침하여 가공성을 향상시키기 위해서이다.

상기 구성의 반사기(16)는 절곡 가공에 의해 도4에 도시한 울타리 형상으로 조립할 수 있으므로, 도3의 전개도에 도시한 바와 같이 절곡부(6a)에 절치를 넣어 이음매를 형성하고 있다. 단, 종래와 같은 1층의 반사기가 아니라, 토탈의 두께가 증가되어 있는 만큼, 절곡시 튐의 응력이 강하기 때문에, 그 응력을 떨어뜨리기 위해 이음매 재단의 절제부의 길이를 길게 하여 튐 응력을 저하시키고 있다. 본 실시 형태에서는 이음매 재단의 절제부의 길이를 5 ㎜, 연결부의 길이를 1 ㎜로 하고 있다. 이러한 이음매 재단 가공이면 종래와 마찬가지인 취급이 가능해지고, 절곡부(16a)에서 절곡됨으로써 도4에 도시한 바와 같은 방전등 수용 공간(40)과 도광체 수용 공간(39)이 형성된다.

또한, 반사기(16)의 일부 에지에는 도광체(13)의 상면 단부로 피착시키면서 내열성 향상을 위해 래디컬 중화제를 첨가한 투명성 무황변 아크릴계 점착제(38)(양면 테이프)를 설치하고 있다. 구체적으로는, 상기와 같이 TRICK LIGHTING LABORATORY사제의 TRICK-ETT에 래디컬 중화제로서 힌더드 아민을 첨가한 것을 사용하고 있다.

또, 양면 테이프인 투명성 무황변 아크릴계 점착제(38)는 반사기(16)측에 대해 앞서 부착되므로, 양면 테이프(38)의 점착제가 얇은 쪽을 반사기(16)측에 부착하고 있다. 이렇게 하면, 다음에 부착하는 도광체(13)의 표면에는 프리즘 가공이 실시되어 있기 때문에, 점착제가 두꺼운 쪽이 좋으므로 바람직하다. 또한, 점착제의 점착력을 생각하는 경우, 피착체에 친밀해지고 나서 본래 갖고 있는 점착력이 발휘되기 때문에 점착제가 얇은 쪽을 반사기(16)측에 사용해도 충분히 앵커 효과를 기대할 수 있다.

도6 및 도7a, 도7b에 도시한 바와 같이, 도광체(13)의 바로 위에 배치되는 제1 프리즘 시트(17)는 게이와사제 PC 150S를 이용하고, 그 프리즘부(17a)가 하방[도광체(13)측]을 향하도록 이면 사용하고 있다. 제1 프리즘 시트(17)는 도광체(13)로부터 출사되는 빛을 프리즘부(17a)에서 굴절하여 장변 방향으로 넓히는 역할을 하고 있다. 즉, 액정 표시 장치(10)의 장변 방향으로 시야각이 넓어지는 사다리꼴 형상의 휘도 분포(도8)를 실현한다. 또, 제1 프리즘 시트(17)로서 PC 150S 이외에, 게이와사제의 PC 150E나 PC 150MR 등을 사용해도 좋고, PC 150S에 비해 약간 확산성을 부가한 것이며 품위 향상에 적합하다.

또, 방법은 약간 다르지만, 빛을 분배한다고 하는 광학적 기능으로서의 의미에 있어서는, 종래부터 일정 확산 시트를 이면 사용한다는 방법도 있다. 단, 확산 시트는 명백하게 한 광분배 성능에 결여되므로 약간 완만한 느낌으로 이루어져 합성 벡터에 샤프함이 없다. 이면 사용 확산 시트의 구체예로서는, 게이와사제의 BS01, BS04, BS300, BS500, BS700, PCES130, KPC-ES, 기모또사제의 100MXE, 100SXE, 100LXE, 100GM2, 100TL4, 즈지덴사제의 D121, D124, D120, D122, D117을 적용할 수 있다. 상기 확산 시트는 헤이즈치로서는 작은 것으로 적용 헤이즈치로서는 25 ％ 내지 88 ％의 범위 내가 좋은 것을 알 수 있었다.

제2 프리즘 시트(18)는 액정 표시 장치(10)의 장변 방향과 대체로 평행하게 되도록 프리즘 방향을 조정한다. 즉, 제2 프리즘 시트(18)의 프리즘부(18a)의 능선이 제1 프리즘 시트(17)의 프리즘부(17a)의 능선과 직교하는 방향으로 배치되어 있다.

제2 프리즘 시트(18)를 사용하는 목적은, 아래의 제1 프리즘 시트(17)로 분배된 빛을 프리즘부(18a)에서 굴절시켜 단변 방향의 중앙측에 집광시키기 위해서이다. 즉, 액정 표시 장치(10)의 단변 방향으로 시야각이 좁아지는 삼각형의 휘도 분포(도9)를 실현하는 동시에 정면 휘도를 향상시킬 수 있다.

구체적으로는, 제2 프리즘 시트(18)로서 스미또모 쓰리엠사제의 BEF2를 사용하고 있다. 거의 동일한 집광 효과를 기대할 수 있는 것으로 하여, 동일 사제의 BEF3이나 RBEF-8M, RBEF-13M을 사용할 수 있다. 단, RBEF 계통은 집광 성능이 BEF 계통보다 떨어지기 때문에, 절대 휘도를 필요로 하고 있는 경우에는 적합하지 않으므로, 사용자의 요구에 따라서 적절하게 선택한다.

최상의 광학 시트(19)는 차광성 루버 필름(44)의 하면측에 선택 편광 반사 필름(45)을 일체적으로 배치하고 있다. 차광성 루버 필름(44)은, 도7a 및 도7b에 도시한 바와 같이 광흡수층(44a)과 광투과층(44b)을 소정의 피치로 주기적으로 형성하는 동시에 그 상하면을 투명 기판(44c, 44d)으로 협지되어 있다. 따라서, 차광성 루버 필름(44)에 입사하는 빛은 시각이 ±θ 이내의 입사광을 투과시키는 한편, 시각이 ±θ보다 큰 입사광은 차광되는 구조로 되어 있다.

차광성 루버 필름(44)은 액정 표시 장치(10)가 카 내비게이션 등으로서 자동 차에 탑재될 때, 야간 주행 중에 있어 액정 표시 장치(10)의 표시 화상이 전방 유리로 투영하고, 실상과 허상이 혼재됨으로써 드라이버의 시계를 악화시켜 사고를 유발시킬 우려가 있어 매우 위험하므로, 가능한 한 자동차 전방 유리에의 화상의 투영을 방지시키도록 상하 방향의 시야각을 좁게 하는 목적이 있다.

선택 편광 반사 필름(45)으로서는 스미또모 쓰리엠사제의 DBEF를 사용하고 있다. 이 선택 편광 필름(45)은 S 편광 성분은 반사하고, P 편광 성분은 투과한다는 선택 편광 반사 기능을 구비하고 있다. 이 광학 기능을 이용하여, 일단 반사된 빛이 어느 정도 편광 방향으로 바꿔 투과 방향이 되기 때문에 빛의 이용 효율이 향상된다. 실제, 이 광학 기능에 의해 실질의 휘도 상승으로서 30 ％ 정도를 기대할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 상기한 자동차 전방 유리에의 투영 방지와 빛의 이용 효율 향상의 2개의 목적을 1매의 광학 시트(19)로 달성할 수 있는 스미또모 쓰리엠사제의 LCF-Plus를 광학 시트(19)로서 이용하고 있다.

상기한 각 시트(17, 18, 19)는 액정 패널(12)의 편광판(27)의 광학적인 축에 대해 주기적인 피치를 갖고 있기 때문에, 액정 패널(12)의 화소 피치와 간섭하여 표시 화면에 므와레 줄무늬를 발생시키는 가능성이 있다. 그래서, 각 시트(17, 18, 19)의 세로줄의 주기 방향을 액정 패널(12)의 화소 라인에 대해 오프셋 각도를 조금 갖게 하여 비 평행하게 함으로써 광학적 간섭을 억제하여 므와레 줄무늬의 발생을 방지하면 좋다.

실제로는, 최상면에 배치한 광학 시트(19)의 LCF-Plus는 액정 패널(12)의 화 소 라인에 대해 좌회전 방향으로 3°내지 10°회전시켜 세트하고 있다. 그 하면에 배치한 제2 프리즘 시트(18)의 BFE2는 액정 패널(12)의 화소 가로 라인에 대해 평행하게 배치하고 있다. 도광체(13) 바로 위의 광분배용의 제1 프리즘 시트(17)의 PC 150S는 액정 패널(12)의 화소 세로 라인에 대해 평행하게 배치하고 있다. 즉, 액정 패널(12)의 화소와의 광학 간섭을 피하기 위해, 최상면에 배치한 광학 시트(19)(LCF-Plus)는 반드시 오프셋해야 하지만, 그 아래의 제1, 제2 프리즘 시트(17, 18)는 필요에 따라서 오프셋하면 좋다.

상기 구성과 같은 제1 프리즘 시트(17), 제2 프리즘 시트(18) 및 광학 시트(19)를 갖는 조명 장치(11)를 조립한 액정 표시 장치(10)의 배광 특성을 측정한 것을 도8 내지 도10에 나타낸다. 도10은 전천(全天) 배광 이미지의 휘도 분포를 나타내고, 도8 및 도9는 도10을 각각 장변 방향(0°-180°), 단변 방향(90°-270°)으로 절단하였을 때 단면 휘도 프로파일 나타낸다.

이러한 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 액정 표시 장치(10)의 장변 방향(차량 탑재시 좌우 방향)으로 휘도 무게 중심을 갖고, 액정 표시 장치(10)의 단변 방향(차량 탑재시 상하 방향)이 있는 각도 이상으로서는 극단으로 휘도가 저하되어 있다.

상세하게는, 도8에 나타낸 바와 같이 장변 방향에서는 좌우 40° 정도까지는 동일한 휘도를 유지하고 있지만 그 각도를 지나가면 극단으로 휘도가 저하되는 사다리꼴 분포로 되어 있다. 자동차용 내비게이션 등인 경우에는, 운전석도 조수석도 그 위에 후방부 좌석의 사람도 같은 밝기로 액정 표시 장치(10)를 보고자 하는 요구가 있지만, 상술의 각 시트(17 내지 19) 구성에 의한 의도대로 장변 방향의 단면 휘도를 사다리꼴 형상으로 하는 배광이 완성되고 있다.

또한, 도9에 나타낸 바와 같이, 단변 방향에서는 최상면의 광학 시트의 차광성 루버 필름(44)의 광학 작용에 의해 ±45°까지가 시각 범위가 되고, 실제 양호한 시인성을 갖는 시각 범위는 ±30°정도인 삼각 분포로 되어 있다. 자동차용 내비게이션 등인 경우에는 자동차 전방 유리에의 투영을 방지하기 때문에, 상하 방향(단변 방향)의 시각 50°에서의 휘도를 정면 휘도의 10 ％ 이하로 할 필요가 있지만, 이 요구를 달성하고 있는 것을 알 수 있다.

또, 본 실시 형태에 사용하고 있는 무수은의 희박 가스 방전등(14, 15)은 종래의 수은등과 비교하여 조광 범위가 약간 좁다는 과제가 있었기 때문에, 이를 해결하는 수단으로서 희박 가스 방전등(14, 15)을 복수개 이용한 경우에, 한 쪽의 희박 가스 방전등(15)을 소등하고, 남은 1개의 희박 가스 방전등(14)만으로 조광을 컨트롤함으로써, 종래의 무수은의 방전등보다도 와이드인 조광 범위를 달성하고 있다.

도11에 전기 접속 이미지를 도시한다. 즉, 인버터 기판(21)의 전압 제어부에 의해 상측의 희박 가스 방전등(14)에는 PWM(펄스 폭 변조) 조광으로 전압을 인가하면서 조광하는 동시에, 하측의 희박 가스 방전등(15)에는 전압을 인가하지 않고 소등하고 있다.

이 와이드 조광화에 관해, 조광시의 휘도 분포를 악화시키지 않도록 하는 데 배려하고 있다. 종래예(도15)와 같이 대향하는 변에 방전등이 배치되어 있는 경우 에는 어느 쪽이든 소등하면 극단으로 휘도 분포가 악화되어 표시 품위가 저하된다. 이러한 점을 해결하기 위해, 쐐기형의 도광체(13)의 1변에 복수의 희박 가스 방전등(14, 15)을 배치하는 구성으로 하고 있다.

예를 들어, 액정 표시 장치(10)를 자동차용 내비게이션 등에 사용한 경우, 낮 동안에는 2개의 희박 가스 방전등(14, 15)의 양쪽을 점등하는 한편, 야간시 또는 터널 주행시에는 어두울 때 입력 신호에 동기시켜 하측의 희박 가스 방전등(15)을 소등하여 상측의 희박 가스 방전등(14)만으로 조광한다. 또, 소등하는 희박 가스 방전등은 상하 모두 상관없다.

자동차에 별도 설치한 외광 센서에 의해 낮인지 여부(터널 주행 중)를 판단하여, 어두울 때면 검지된 입력 신호가 인버터 기판(21)에 입력된 경우에, 인버터 기판(21)의 전압 제어부에서 하측의 희박 가스 방전등(15)에의 전압 인가를 커트하는 로직을 조립하면 좋다. 또한, 야간시 입력 신호의 동기에는 자동차의 일루미네이션용 스위치가 ON으로 연동시켜 하측의 희박 가스 방전등(15)에의 전압 인가를 커트하는 방법을 취해도 좋다.

도12는 액정 표시 장치(10)의 휘도 조광율과 조광비와의 관계의 계측 결과를 나타낸다. 조광시에는 하측의 희박 가스 방전등(15)의 1등밖에 점등하지 않지만, 1등 점등시 MAX 휘도는 2등 점등시 MAX 휘도의 60 ％ 정도가 된다. 종래예(도15)의 대향 방식이면 1등 소등시 MAX 휘도는 2등 점등시 MAX 휘도의 50 ％밖에 출력할 수 없지만, 쐐기형의 도광체(13)와의 서로 맞는 성격으로부터 1등 점등이라도 종래 방식보다 고휘도를 실현할 수 있다. 자동차 회사의 휘도 조광의 요구로서는 야간 에서도 낮의 60 ％ 정도 필요할 때가 있으므로, 실제 사용에 매우 매치된 조명 장치(11)가 되어 있다.

또한, 1등 점등시에 조광비를 1 ％에까지 교축한 영역에서는 2등 점등시 MAX 휘도에 대해 0.6 ％까지 휘도를 떨어뜨린 극저조광이 가능한 것을 알 수 있다. 자동차 회사로부터의 요구하는 조광율의 하한은 1.5 ％이므로 이 조광율을 상회하는 와이드 조광을 달성할 수 있다. 이상으로, 2등 점등시 MAX 휘도에 대해 0.6 ％ 내지 60 ％로 조광 범위를 확대한 것에 성공하고 있다. 또한, 이 조광이 쐐기형의 도광체(13)에 의한 은혜에 의해, 희박 가스 방전등(14, 15)을 1등 소등시켜도 조광시 면내 휘도 분포의 밸런스가 무너지지 않고 표시 품위가 악화되지 않는다는 특징도 있다.

도13은 제2 실시 형태를 도시한다.

제1 실시 형태와의 차이점은, 2개의 희박 가스 방전등(14, 15)의 전압 인가측의 극(14b, 15b)을 연속하는 전압 인가용 하네스(50)로 병렬 접속하고 있는 점이다.

도13과 같은 구성으로 하면, 복수개의 희박 가스 방전등(14, 15)에의 배선이 간소화되어 저비용화가 도모된다. 또한, 각 희박 가스 방전등(14, 15)으로 전압을 인가하는 쪽의 각 극(14b, 15b)이 서로 접속되어 집약되기 때문에, 전압을 인가하기 위한 트랜스(22)가 감소되어 컴팩트화가 도모되는 동시에, 방전등(14, 15)용의 인버터 기판(21)의 회로가 간략화되어, 또한 다른 저비용화를 실현할 수 있다. 또, 다른 구성은 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다.

이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 따르면 설된 복수개의 희박 가스 방전등의 극성을 일치시켜 전기적으로 접속함으로써, 각 방전등으로의 배선의 간소화 및 저비용화가 도모된다. 또한, 각 희박 가스 방전등으로 전압을 인가하는 쪽의 각 극이 서로 접속됨으로써 트랜스를 감소할 수 있어, 인버터 회로의 간략화 및 컴팩트화를 도모할 수 있다.

또, 방전등으로의 인가 전압을 조절하여 조광하는 데 가해 복수의 방전등의 점등/소등 개수를 증감시켜 조광을 행함으로써 극저조광이 가능해져 조광 범위를 확대할 수 있다.

또한, 도광체의 출광면측에 적층하는 제1 프리즘 시트를 이면 방향으로 함으로써, 한 방향으로 각도가 넓은 휘도 분포(사다리꼴 분포)가 가능하게 되는 동시에, 제2 프리즘 시트를 표면상에 직교 배치함으로써, 다른 방향으로 각도가 좁은 휘도 분포(삼각 분포)를 실현할 수 있다.

Claims (17)

1. 크세논을 포함하는 희박 가스를 봉입한 복수개의 희박 가스 방전등을 도광체의 측단부면에 따라서 병설하고, 상기 희박 가스 방전등으로부터 발광되는 빛은 상기 측단부면을 입사면으로서 상기 도광체에 입사하는 동시에 상기 도광체의 출사면으로부터 면상에 출광되고,

   상기 복수개의 희박 가스 방전등은 서로 극성이 일치하는 방향으로 배치되어 있는 동시에, 접지측의 극을 전기적으로 접속하고 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 각 희박 가스 방전등은 전압 인가측의 극을 전기적으로 접속하고 있는 조명 장치.
3. 크세논을 포함하는 희박 가스를 봉인한 복수개의 희박 가스 방전등을 도광체의 측단부면에 따라서 병설하고, 상기 희박 가스 방전등으로부터 발광되는 빛은 상기 측단부면을 입사면으로서 상기 도광체에 입사하는 동시에 상기 도광체의 출사면으로부터 면상에 출광되고,

   상기 복수개의 희박 가스 방전등의 전압 인가측의 극에는 전압 제어부가 접속되어 있고,

   상기 전압 제어부는, 상기 복수개의 희박 가스 방전등의 점등/소등 개수를 증감시키는 동시에, 상기 희박 가스 방전등으로의 인가 전압을 변화시킴으로써 조광 가능하게 하고 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 희박 가스 방전등으로부터의 빛을 반사하여 상기 도광체에 입사시키는 반사기를 설치하고,

   상기 반사기는 비도전성 반사 시트와 확산 반사 시트를 접합하여 형성되어 있고, 상기 비도전성 반사 시트측이 상기 희박 가스 방전등에 면하도록 상기 반사기를 배치하고 있는 조명 장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 희박 가스 방전등으로부터의 빛을 반사하여 상기 도광체에 입사시키는 반사기를 설치하고,

   상기 반사기는 비도전성 반사 시트와 확산 반사 시트를 접합하여 형성되어 있고, 상기 비도전성 반사 시트측이 상기 희박 가스 방전등에 면하도록 상기 반사기를 배치하고 있는 조명 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 비도전성 반사 시트와 상기 확산 반사 시트는 투명성 무황변 아크릴계 점착제로 접합되어 있는 조명 장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 비도전성 반사 시트와 상기 확산 반사 시트는 투명성 무황변 아크릴계 점착제로 접합되어 있는 조명 장치.
8. 제4항에 있어서, 상기 반사기는 절곡 가공되어 상기 희박 가스 방전등을 둘러싸는 형상으로 되어 있고, 상기 반사기의 절곡부에는 이음매가 새겨져 있는 조명 장치.
9. 제5항에 있어서, 상기 반사기는 절곡 가공되어 상기 희박 가스 방전등을 둘러싸는 형상으로 되어 있고, 상기 반사기의 절곡부에는 이음매가 새겨져 있는 조명 장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 도광체의 출광면측에 제1 프리즘 시트와 제2 프리즘 시트를 적층하고,

    상기 제1 프리즘 시트는 프리즘부의 돌출하는 면이 상기 도광체를 향하도록 이반하여 배치하고 있는 한편,

    상기 제2 프리즘 시트는 프리즘부는 출광 방향을 향하고 있는 동시에, 상기 제1 프리즘 시트의 프리즘부의 능선이 상기 제1 프리즘 시트의 프리즘부의 능선과 직교하는 방향으로 배치되어 있는 조명 장치.
11. 제3항에 있어서, 상기 도광체의 출광면측에 제1 프리즘 시트와 제2 프리즘 시트를 적층하고,

    상기 제1 프리즘 시트는 프리즘부의 돌출하는 면이 상기 도광체를 향하도록 이반하여 배치하고 있는 한편,

    상기 제2 프리즘 시트는 프리즘부를 출광 방향을 향하고 있는 동시에, 상기 제2 프리즘 시트의 프리즘부의 능선이 상기 제1 프리즘 시트의 프리즘부의 능선과 직교하는 방향으로 배치되어 있는 조명 장치.
12. 제1항에 있어서, 상기 도광체는 한 쪽 측단부면으로부터 다른 쪽 측단부면을 향해 두께가 작아지는 쐐기 형상으로 하고, 두께측의 측단부면에만 상기 희박 가스 방전등을 대향 배치하고 있는 조명 장치.
13. 제3항에 있어서, 상기 도광체는 한 쪽의 측단부면으로부터 다른 쪽의 측단부면을 향해 두께가 작아지는 쐐기 형상으로 하고, 두께측의 측단부면에만 상기 희박 가스 방전등을 대향 배치하고 있는 조명 장치.
14. 제1항에 기재된 조명 장치에 투과형 액정 패널을 적층 배치하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
15. 제3항에 기재된 조명 장치에 투과형 액정 패널을 적층 배치하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
16. 제1항에 기재된 조명 장치에 반투과형 액정 패널을 적층 배치하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
17. 제3항에 기재된 조명 장치에 반투과형 액정 패널을 적층 배치하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

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