KR20070114178A - 면 광원장치 및 그것에 사용하는 도광체 및 그 제조 방법 - Google Patents

면 광원장치 및 그것에 사용하는 도광체 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20070114178A
KR20070114178A KR1020077021498A KR20077021498A KR20070114178A KR 20070114178 A KR20070114178 A KR 20070114178A KR 1020077021498 A KR1020077021498 A KR 1020077021498A KR 20077021498 A KR20077021498 A KR 20077021498A KR 20070114178 A KR20070114178 A KR 20070114178A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
absorption band
light guide
light source
incident end
Prior art date
Application number
KR1020077021498A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100895753B1 (ko
Inventor
도모요시 야마시타
겐타로 하야시
노리오 가와시마
Original Assignee
미츠비시 레이온 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2005050990A external-priority patent/JP4716754B2/ja
Priority claimed from JP2005062638A external-priority patent/JP4680635B2/ja
Priority claimed from JP2005108868A external-priority patent/JP2006294256A/ja
Application filed by 미츠비시 레이온 가부시키가이샤 filed Critical 미츠비시 레이온 가부시키가이샤
Publication of KR20070114178A publication Critical patent/KR20070114178A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100895753B1 publication Critical patent/KR100895753B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/004—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0051—Diffusing sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0053—Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0068—Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/007—Incandescent lamp or gas discharge lamp
    • G02B6/0071—Incandescent lamp or gas discharge lamp with elongated shape, e.g. tube

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

에지 라이트 방식의 면 광원장치에 있어서 정반사 경향이 강한 광원 리플렉터를 사용하였을 경우에 있어서도, 일차 광원으로부터 도래해 광 입사 단면에 입사해서 도광체내로 도입되는 광이 차단되는 일이 없이, 전체의 휘도 저하나 본래 도광 해야 할 광의 차폐에 의한 암선의 발생을 야기하거나 하지 않고, 장기에 걸쳐 광 입사 단면의 근방에 있어서의 휘선의 발생을 방지해 국소적으로 급격한 휘도 변화의 발생을 방지한다. 일차 광원(1) 및 광원 리플렉터(2)와 조합시켜 사용되는 도광체(3)에 있어서, 광 출사면(33)에, 광 입사 단면(31)에 따라 연기된 제 1 광 흡수대(36) 및 제 2 광 흡수대(136)가 병렬 배치되어 있으며, 제 1 광 흡수대(36)의 폭은 50㎛∼800㎛이며, 제 1 광 흡수대(36)의 광 입사 단면(31)에 가까운 측 테두리는 광 입사 단면으로부터의 거리가 300㎛ 이하이며, 제 2 광 흡수대(136)의 광 입사 단면(31)에 가까운측 테두리는 광 입사 단면으로부터 500㎛∼3000㎛ 떨어져 위치하고 있다.

Description

면 광원장치 및 그것에 사용하는 도광체 및 그 제조 방법{PLANAR LIGHT SOURCE DEVICE, LIGHT GUIDE USED FOR THE SAME, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 에지 라이트(edge light) 방식의 면 광원 장치 및 이에 사용되는 도광체에 관한 것이며, 특히, 일차 광원에 대향하는 도광체 광 입사 단면의 근방에서 해당 광 입사 단면에 따라 근육(筋) 형상의 휘선 및/또는 암선으로서 관찰되는 휘도 분포의 불균일의 저감을 기도한 면 광원 장치 및 특히 이에 사용되는 도광체 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 면 광원 장치는 예를 들면, 액정 표시 장치의 백라이트에 적합하게 적용된다.
또한, 본 발명은 특히, 소형화 및 소비 전력 저감을 기도한 면 광원 장치에 관한 것이다. 본 발명의 면 광원 장치는 예를 들면, 휴대 전화기나 휴대 게임기 등의 휴대형 전자 기기의 디스플레이 패널이나 각종 기기의 인디케이터로서 사용되는 비교적 소형의 액정 표시 장치에 적합하게 사용된다.
최근, 액정 표시 장치는, 휴대용 노트북 컴퓨터 등의 모니터로서, 혹은 액정 텔레비젼이나 비디오 일체형 액정 텔레비젼 등의 표시부로서, 또한 그 밖의 여러 분야에서 널리 사용되어 오고 있다. 액정 표시 장치는 기본적으로 백라이트부와 액정 표시 소자부로 구성되어 있다. 백라이트부로서는 액정 표시 장치의 컴팩트화의 관점으로부터 에지 라이트 방식이 많이 사용되고 있다. 종래, 에지 라이트 방식의 백라이트로서는, 사각형판 형상의 도광체의 적어도 1개의 단면을 광 입사 단면으로서 사용하고, 해당 광 입사 단면에 따라 직관형 형광 램프 등의 선 형상 또는 막대 형상의 일차 광원을 배치하고, 해당 일차 광원으로부터 발생한 광을 도광체의 광 입사 단면으로부터 도광체 내부로 도입하고, 해당 도광체의 2개의 주면 중 일방인 광 출사면으로부터 출사시키는 것이 널리 이용되고 있다.
이러한 백라이트에서는, 일차 광원으로부터 발생하여 도광체를 거쳐 출사하는 광의 전파 형태에 기인하여, 발광면의 휘도 분포에 불균일이 발생하는(휘도 균일도가 저하하는) 경우가 있다. 이 휘도 균일도 저하의 일 형태로서, 일차 광원에 근접하는 영역의 휘도가 그 밖의 영역보다 높게 되는 것을 들 수 있다.
이러한 휘도 균일도 저하를 방지하기 위한 수법으로서, 예를 들면 일본 실용신안 공보 제 1965-26083호 공보(특허문헌 1), 일본 실용신안공개 제 1985-60788 호 공보(특허문헌 2) 및 일본 실용신안공개 제 1987-154422 호 공보(특허문헌 3)에는, 도광체의 광 출사면의 일차 광원에 가까운 위치에 광 흡수성을 갖는 막 혹은 광 투과 억제를 위한 광선 조정막을 배치하는 것이 개시되어 있다. 이러한 수법은 일차 광원에 가까운 영역에서 도광체 광 출사면으로부터 출사하는 광의 강도가 일차 광원으로부터 먼 영역에서 출사하는 광의 강도보다 큰 것으로의 대처로서, 간단히 일차 광원과의 거리가 작은 광 출사면 영역으로부터의 광 출사를 제한하려고 하는 것이다.
그런데, 최근 도광체의 박형화(예를 들면, 2∼3mm 정도)가 진행됨에 따라서, 상기 휘도 균일도의 저하의 특수한 형태로서, 도광체의 광 입사 단면에 근접한(예를 들면, 2∼4mm 정도) 광 출사면 위치에 대응하여 광 입사 단면과 평행하게 주위보다 밝은 근 형상의 명부(휘선)가 관찰되는 경우가 있다. 이 휘선에 의한 국소적으로 급격한 휘도 변화(즉, 휘도 분포에 있어서의 작은 위치 변화에 대응하여 큰 휘도 변화가 있는 것)의 방지에, 상기 특허문헌 1∼3과 같은 수법을 사용하면, 형성되는 광 흡수막 등의 폭이 넓기 때문에, 휘선 뿐만 아니라 그 주위 전체의 휘도가 저하하거나, 암선이 발생하기 쉬워진다고 하는 문제가 생긴다.
한편, 이러한 휘선에 의한 국소적으로 급격한 휘도 변화를 방지하기 위한 수법으로서, 일본 특허 공개 제 1997-197404 호 공보(특허문헌 4)에는, 도광체의 광 입사 단면의 광 출사면 및 그 반대측의 면과의 경계를 이루는 에지에 잉크 등의 차광 부재를 부착하는 것이 제안되어 있다.
또한, 이상과 같은 휘선의 발생에 의한 국소적으로 급격한 휘도 변화에 따라, 인접 휘선 사이에, 광 입사 단면과 평행하게 주위보다 어두운 근 형상의 암부(암선)가 관찰되는 경우가 있다. 일본 특허 공개 제 1996-227074 호 공보(특허문헌 5)에는, 이러한 암선의 발생을 방지하기 위한 수법으로서, 광 입사단으로부터 멀어짐에 따라서 광 흡수율이 서서히 저하하는 광 흡수 패턴을 갖는 광 흡수층을 형성하는 것이 개시되어 있다.
그런데, 최근 휴대 전화기나 휴대용 게임기 등의 휴대용 전자기기 혹은 각종 전기기기 또는 전자기기의 인디케이터 등의 비교적 작은 화면 치수의 액정 표시 장 치에 대해서, 소형화와 함께 소비 전력의 저감이 요망되고 있다. 거기에서, 소비 전력 저감 때문에, 백라이트의 일차 광원으로서, 점 형상 광원인 발광 다이오드(LED)가 사용되고 있다. LED를 일차 광원으로서 이용한 백 라이트로서는, 예를 들면 일본 특허공개 제 1995-270624 호 공보(특허문헌 6)에 기재되어 있는 것과 같이, 선 형상의 일차 광원을 사용하는 것과 동일한 기능을 발휘시키기 위해서, 복수의 LED를 도광체의 광 입사 단면에 따라 일차원으로 배열하고 있다. 이렇게 복수의 LED의 일차원 배열에 의한 일차 광원을 사용함으로써, 소요의 광량과 화면 전체에 걸친 휘도 분포의 균일성을 얻을 수 있다.
이러한 소형의 액정 표시 장치의 경우에는, 보다 한층 소비전력의 저감이 요구되고 있으며, 이에 응하기 위해서는 사용하는 LED의 수를 적게 하는 것이 필요하다. 그러나, LED의 수를 적게 하면 발광점 사이의 거리가 길어지므로, 인접 발광점 사이의 영역에 근접하는 도광체의 영역이 확대되고, 이 도광체 영역에서 소요의 방향으로 출사하는 광의 광도가 저하한다. 이는 면 광원 장치 발광면에 있어서의 관찰 방향의 휘도 분포의 불균일화(즉, 휘도 얼룩)를 가져온다.
또한, 일본 특허공고 제 1995-27137 호 공보(특허문헌 7)에서는, 광 출사면이 조면의 도광체를 사용하고, 다수의 프리즘 열을 배열한 프리즘 시트를, 그 프리즘면이 도광체측이 되도록 도광체의 광 출사면 상에 배치하고, 백라이트의 소비 전력을 억제하는 동시에, 휘도도 크게 희생으로 하지 않기 위해서 출사광의 분포를 좁게 하는 방법이 제안되어 있다. 그러나 이러한 백라이트에서는, 저소비 전력으로 높은 휘도를 얻을 수 있지만, 휘도 얼룩이 프리즘 시트를 통과하여 시인되기 쉽 다는 문제가 있다.
이들 휘도 얼룩 중, 가장 중대한 문제가 되는 것은 도 73에 도시되는 바와 같은 복수의 LED 배열에 있어서 양단의 LED(2)보다 외측에 대응하는 도광체 영역 또는 인접 LED(2) 중간에 발생하는 어두운 그림자 부분(암부)이다. 이 암부의 면적이 커서, 액정 표시 장치의 표시 화면에 대응하는 백라이트의 유효 발광 영역에서도 시인되도록 하면, 백 라이트 품위가 크게 저하한다. 특히, 소비 전력의 저감을 도모하기 위해서, 사용하는 LED의 개수를 적게 하거나, 장치의 소형화를 도모하기 위해서, LED와 유효 발광 영역 사이의 거리를 작게 하는 경우에는, 암부가 유효 발광 영역에서 시인되기 쉬워진다. 이 휘도 얼룩의 원인은, 도광체의 광 입사 단면에 인접하여 배치된 각각의 LED로부터 발생하는 광이 지향성을 가지고 있으며, 또한 도광체에 입사할 때의 굴절 작용에 의해 도광체에 입사한 광은 확대가 비교적 좁아지기 때문이다. 또한, 광 출사면의 법선 방향으로부터 관찰되는 것은 프리즘 시트의 프리즘 열의 방향에 대략 수직 방향의 광뿐이기 때문에, 관찰되는 광의 확대는, 실제로 도광체로부터 출사되는 광의 확대보다 작아진다. 이렇게, 일차 광원으로서 점 형상 광원을 사용하는 종래의 백라이트로는, 소비 전력의 저감과 휘도 분포의 균일성 유지를 양립시키는 것은 곤란했다.
또한, 일차 광원으로서 냉음극관 등의 선 형상 광원을 사용한 백라이트에 있어서, 입사면 근방부의 암부 등을 해소하는 방법으로서, 예를 들면 일본 특허공개 제 1997-160035호 공보(특허문헌 8)에는 도광체의 광 입사 단면을 조면화하는 방법이 제안되어 있지만, LED 등의 점 형상 광원을 일차 광원으로서 사용한 백라이트에 서는, 이러한 방법으로는 충분하게 상기와 같은 어두운 부분을 해소할 수 없었다.
한편, 일본 실용신안공개 제 1993-6401 호 공보(특허문헌 9)나 일본 특허공개 제 1996-179322 호(특허문헌 10) 공보 등에는, 냉음극관 등의 선 형상광원을 사용한 백라이트에 있어서, 도광체로부터의 출사광을 광 입사면과 평행한 방향에 있어서 수속시킬 목적으로, 광 입사 단면에 대략 수직한 방향을 따라서 연장되는 다수의 프리즘 열로 도광체의 광 출사면 혹은 그 반대면에 병렬해서 형성된 것이 제안되어 있다. 이러한 프리즘 열을 형성한 도광체에서는, 도광체에 입사한 광은 도광체의 프리즘 열에서의 반사에 의해, 입사광의 방향에 대한 경사각이 커지는 방향으로 향하게 되거나, 또한 입사광이 향하는 쪽으로 되돌려지거나 한다. 이 때문에, 도광체에 입사한 광의 진행 방향은 프리즘 열이 연장되는 방향으로 수속하기 때문에, 휘도의 향상이 가능하게 된다. 이러한 도광체를 LED를 사용한 백라이트에 적용하였을 경우에는, 도광체에 입사한 광은 도광체의 프리즘 열에서의 반사에 의해 입사광의 방향에 대하여 확대되고, 이렇게 확대된 광이 프리즘 시트의 프리즘 열과 대략 수직의 방향으로 출사하기 때문에, 프리즘 시트를 통과하여 본 광의 분포가 확대되어 보인다.
그러나, 단면 형상이 직선부로 이루어지는 프리즘 열이 도광체에 형성되어 있으면, 이 프리즘 열에 의해 특정 방향으로 이방성을 가져서 광을 확대할 수 있기 때문에, 도 74에 도시한 것 같은 경사 방향으로 밝은 근 형상의 휘도 얼룩이 발생한다. 또한, 도 75와 같이, 각각의 점 형상 광원으로부터 출사한 광끼리가 중첩되는 부분에서 휘도가 높아짐에 의해 휘도 얼룩의 발생이 발견된다.
또한, 일차 광원 사이나 코너부의 어두운 영역을 없애기 위해서, 상술한 바와 같이, 광 입사 단면을 조면화했을 경우에는, 어두운 영역은 작아지지만, 도 76에 도시되는 것 같이 경사 방향으로 밝은 근 형상의 휘도 얼룩이 더욱 현저하게 관찰되게 된다.
이러한 휘도 얼룩의 해소를 목적으로서, 일본 특허공개 제 2004-6326호 공보(특허문헌 11)에는, 도광체에 형성되는 프리즘 열의 표면을 조면화하거나, 프리즘 열의 직선적 형상을 변형시킨 렌즈 열을 형성하는 것이 제안되어 있다. 그러나, 이러한 도광체를 사용한 면 광원 장치에 있어서도, 면 광원 장치의 크기, 배치하는 LED 등의 점 형상 광원의 개수나 점 형상 광원의 배치 간격에 따라서는, 도 76에 도시한 것 같은 각 점 형상 광원으로부터 출사한 광의 경사 방향의 밝은 근 형상의 휘도 얼룩이 중첩되는 것에 의한 현저한 휘도 얼룩이 유효 표시 범위 내에 발견되는 경우가 있다.
특허문헌 1: 일본 실용신안 공보 제 1965-26083 호 공보
특허문헌 2: 일본 실용신안 공개 제 1985-60788 호 공보
특허문헌 3: 일본 실용신안 공개 제 1987-154422 호 공보
특허문헌 4: 일본 특허공개 제 1997-197404 호 공보
특허문헌 5: 일본 특허공개 제 1996-227074 호 공보
특허문헌 6: 일본 특허공개 제 1995-270624 호 공보
특허문헌 7: 일본 특허공고 제 1995-27137 호 공보
특허문헌 8: 일본 특허공개 제 1997-160035 호 공보
특허문헌 9: 일본 실용신안 공개 제 1993-6401 호 공보
특허문헌 10: 일본 특허공개 제 1996-179322 호 공보
특허문헌 11: 일본 특허공개 제 2004-6326 호 공보
상기 특허문헌 4의 수법은 도광체 광 입사 단면의 에지에 차광성 부재를 부착하는 것이며, 해당 차광성 부재의 일부는 광 입사 단면에도 걸리므로, 해당 광 입사 단면으로부터 입사하는 광의 일부가 차단되게 되고, 그 몫만큼 일차 광원으로부터 도광체에 입사하는 광량이 감소하여, 전체의 휘도가 저하하기 용이한 동시에, 에지 근방으로부터 입사하는 광 중 차광성 부재가 없으면 도광하는 광도 차광되기 때문에, 표시 영역에 암선이 발생하기 쉽다는 문제점을 갖고 있다.
또한, 이 수법은 매우 폭이 좁은 차광성 부재를 형성하기 때문에, 휘선의 발생을 억제하는 효과도 충분하다고는 말할 수 없는 것이었다. 또한, 이 수법은 에지에 차광성 부재를 부여한다고 하는 실제로는 매우 실현이 곤란한 것이며, 원하는 위치에 차광성 부재를 형성하는 것도 곤란한 동시에 에지에 부착된 차광성 부재는 탈락하기 쉽다고 하는 등의 문제가 있다.
또한, 상기 특허문헌 5의 수법에서는, 광 흡수 패턴으로서 도트 형상 패턴 등의 패턴을 채용하고 있지만, 이 경우, 부분적으로 광을 흡수하지 않는 영역이 존재하고, 이 영역에서의 차광이 불충분하게 되므로, 휘선이 관찰되어 버리는 등의 문제가 있다.
에지 라이트 방식의 백라이트에서는, 일차 광원으로부터 발생한 광을 효율 좋게 도광체 내부로 도입하기 위해서 광원 리플렉터가 사용된다. 광원 리플렉터는 일차 광원의 도광체 광 입사 단면과 대향하는 부분을 제외하는 부분에 인접하여 배치되는 반사 부재이며, 구체적으로는 시트 형상 또는 필름 형상의 것이 사용된다.
광원 리플렉터에는, 그 반사 특성에 있어서 확산 반사 경향이 강한 것과 정반사 경향이 강한 것이 있다. 확산 반사 경향이 강한 광원 리플렉터는, 정반사 경향이 강한 것에 비해, 반사율이 낮아 광원 리플렉터 내부에서의 다중 반사가 많고, 도광체로의 광 입사 효율이 저하하는 경향이 있다. 이에 대하여, 정반사는, 확산성을 갖는 광의 반사 성분이 적고, 경면 반사에 의한 지향성이 높은 반사 성분을 많이 포함하는 반사 형태이다. 따라서, 정반사 경향이 강한 광원 리플렉터는, 확산 반사 경향이 강한 것에 비해, 반사율이 높고, 도광체로의 광 입사 효율이 높게되기 때문에, 백라이트의 휘도를 높이는(수%∼15% 정도)것이 가능하다고 하는 이점이 있다. 정반사 경향이 강한 광원 리플렉터로서는, 예컨대, 스테인리스제 리플렉터는 코팅 리플렉터, 알루미늄제 리플렉터, 증 반사 알루미늄(다층막) 리플렉터 등이 있다.
그런데, 정반사 경향이 강한 광원 리플렉터를 사용했을 경우에는, 확산 반사 경향이 강한 광원 리플렉터를 사용했을 경우보다, 상기의 도광체 광 입사 단면의 근방의 휘선이 특히 강하게 나타나는 것을 알았다. 따라서, 이 경우에는, 백라이트의 품위를 손상하는 일이 없도록, 휘선을 발생시키는 국소적으로 급격한 휘도 변화의 방지를 도모하는 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 목적은 이상과 같은 기술적 과제를 해결하는 것에 있으며, 일차 광원으로부터 도래하여 광 입사 단면에 입사해서 도광체내에 도입되는 광이 차단되는 일이 없이, 전체의 휘도를 저하시키거나 본래 도광해야 할 광을 차폐하는 것에 의한 암선의 발생을 야기하거나 하지 않고, 장기에 걸쳐 광 입사 단면의 근방에 있어서의 휘선의 발생을 방지해 국소적으로 급격한 휘도 변화의 발생을 방지하는 것이다.
본 발명은 특히, 에지 라이트 방식의 면 광원 장치에 있어서 일차 광원과 조합시켜 정반사 경향이 강한 광원 리플렉터를 사용하였을 경우에 있어서도, 상기 목적을 달성하는 것에 중점을 두는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 이상과 같은 면 광원장치의 여러가지 휘도 얼룩을 해소하고, 고품위한 면 광원 장치 및 이를 사용하는 면 광원 장치용 도광체를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 이상과 같은 기술적 과제를 해결할 수 있는 면 광원 장치용 도광체의 제조에 유리한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 상기의 기술적 과제를 해결하는 것으로서,
일차 광원으로부터 발생하는 광을 도광하고, 또한 상기 일차 광원으로부터 발생하는 광이 입사하는 광 입사 단면 및 도광되는 광이 출사하는 광 출사면 및 해당 광 출사면의 반대측의 표면을 갖는 도광체에 있어서,
상기 광 출사면 및 표면 중 어느 한 쪽에, 상기 광 입사 단면에 따라 연장된 제 1 광 흡수대 및 제 2 광 흡수대가 상기 광 입사 단면에 가까운 측으로부터 이러한 순서로 병렬 배치되어 있고, 상기 제 1 광 흡수대의 폭은 50㎛∼800㎛이며, 상기 제 1 광 흡수대의 상기 광 입사 단면에 가까운 측 테두리는 상기 광 입사 단면으로부터의 거리가 300㎛ 이하이며, 상기 제 2 광 흡수대의 상기 광 입사 단면에 가까운 측 테두리는 상기 광 입사 단면으로부터 500㎛∼3OOO㎛ 떨어져 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 면 광원 장치용 도광체가 제공된다.
본 발명의 일 태양에 있어서는, 상기 제 2 광 흡수대의 가시 광선 투과율은 상기 제 1 광 흡수대의 가시 광선 투과율보다 높다. 본 발명의 일 태양에 있어서는, 상기 광 출사면과 상기 광 입사 단면과의 경계를 형성하는 에지 부분은 상기 광 출사면의 다른 영역에 대하여 융기한 돌출부로서 상기 광 입사 단면에 따라 형성되어 있고, 상기 돌출부의 높이 반값 전폭이 1∼50㎛이다.
또한, 본 발명에 의하면, 상기의 기술적 과제를 해결하는 것으로서,
이상과 같은 면 광원 장치용 도광체를 제조하는 방법에 있어서, 잉크젯법에 의해 다수의 노즐로부터 잉크를 토출 시키는 것으로, 도광체의 광 출사면의 적어도 광 입사 단면에 근접하는 영역에 서로 독립하거나, 또는 부분적으로 연속한 잉크 도트를 형성하고, 다음으로 해당 잉크 도트를 레벨링시켜 인접하는 것끼리를 결합시키는 것으로, 상기 영역의 전체에 걸쳐 연속한 잉크층으로 하고, 그 후에 해당 잉크층을 경화시킴으로써 상기 제 1 광 흡수대 및/또는 제 2 광 흡수대를 형성하는 것을 특징으로 하는 면 광원 장치용 도광체의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 일 태양에 있어서는, 도광체 소재의 광 입사 단면 대응부에 대해서는 절삭 가공을 실행하여 상기 광 입사 단면을 형성하고, 그 후에 상기 제 1 광 흡수대를 형성한다.
또한, 본 발명에 의하면, 상기의 기술적 과제를 해결하는 것으로서,
이상과 같은 면 광원 장치용 도광체와, 해당 도광체의 상기 광 입사 단면에 인접하여 배치된 상기 일차 광원과, 상기 도광체의 광 출사면에 인접하여 배치된 광 편향 소자를 구비하며, 해당 광 편향 소자는, 상기 도광체의 광 출사면에 대향하여 위치하는 입광면과 그 반대측의 출광면을 갖고 있으며, 상기 광 편향 소자의 입광면에, 상기 도광체의 광 입사 단면과 대략 평행한 방향으로 연장되고, 또한 서로 평행한 복수의 프리즘 열을 구비하는 것을 특징으로 하는 면 광원 장치가 제공된다.
본 발명의 일 태양에 있어서는, 상기 광 편향 소자의 출광면에 인접하여 광 확산 소자가 배치되어 있고, 해당 광 확산 소자는 상기 도광체의 광 입사 단면으로부터 적어도 2mm의 위치로부터 4mm의 위치까지를 포함하는 폭의 영역에 광 흡수 도트 패턴을 형성한 도트 패턴부를 구비하고 있으며, 해당 도트 패턴부는 지름 30㎛∼70㎛의 도트 형상의 광 흡수성 도재를 분산 배치하여 이루어진다.
또한, 본 발명에 의하면, 상기의 기술적 과제를 해결하는 것으로서,
일차 광원으로부터 발생하는 광을 도광하고, 또한 상기 일차 광원으로부터 발생하는 광이 입사하는 광 입사 단면 및 도광되는 광이 출사하는 광 출사면 및 해당 광 출사면의 반대측의 이면을 갖는 도광체에 있어서,
상기 이면에 상기 광 입사 단면에 따라 연장된 폭 50㎛∼1000㎛의 광 흡수대가 형성되어 있으며, 해당 광 흡수대의 상기 광 입사 단면에 가까운 측 테두리는 상기 광 입사 단면으로부터의 거리가 300㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 면 광원 장치용 도광체가 제공된다.
본 발명의 일 태양에 있어서는, 상기 이면과 상기 광 입사 단면과의 경계를 형성하는 에지 부분은 상기 이면의 다른 영역에 대하여 융기한 돌출부로서 상기 광 입사 단면에 따라 형성되고 있으며, 상기 돌출부의 높이 반값 전폭이 1∼50㎛이다. 본 발명의 일 태양에 있어서는, 상기 표면에는 상기 광 입사 단면과 대략 직교하는 방향으로 연장되고 또한, 서로 평행하게 배열된 복수의 프리즘 열을 구비한 프리즘 열 형성면 영역이 형성되어 있고, 상기 이면에는 상기 광 입사 단면에 따라 연장된 대략 평탄면 영역이 형성되어 있으며, 상기 광 흡수대의 적어도 일부는 상기 대략 평탄면 영역의 적어도 일부에 위치하고 있다. 본 발명의 일 태양에 있어서는, 상기 광 흡수대는 상기 광 입사 단면에 가까운 측 테두리보다 먼 측 테두리 쪽이 가시 광선 투과율이 높게 되도록 형성되어 있다. 본 발명의 일 태양에 있어서는, 상기 광 흡수대의 폭은 50㎛∼800㎛이며, 상기 이면에는 상기 광 흡수대보다 상기 광 입사 단면으로부터 먼 위치에 있어서 상기 광 입사 단면에 따라 연장된 제 2 광 흡수대가 형성되어 있고, 해당 제 2 광 흡수대의 상기 광 입사 단면에 가까운 측 테두리는 상기 광 입사 단면으로부터 500㎛∼3000㎛ 떨어져 위치하고 있다. 본 발명의 일 태양에 있어서는, 상기 제 2 광 흡수대의 가시 광선 투과율은 상기 광 흡수대의 가시 광선 투과율보다 높다.
또한, 본 발명에 의하면, 상기의 기술적 과제를 해결하는 것으로서,
일차 광원으로부터 발생하는 광을 도광하고, 또한 상기 일차 광원으로부터 발생하는 광이 입사하는 광 입사 단면 및 도광되는 광이 출사하는 광 출사면 및 해당 광 출사면의 반대측의 이면을 갖는 도광체에 있어서,
상기 광 출사면 또는 이면에는 상기 광 입사 단면과 대략 직교하는 방향으로 연장되고 또한, 서로 평행하게 배열된 복수의 프리즘 열을 구비한 프리즘 열 형성면 영역이 형성되어 있고, 해당 프리즘 열 형성면 영역이 형성된 상기 광 출사면 또는 이면에는 상기 광 입사 단면에 따라 연장된 대략 평탄면 영역이 형성되어 있고, 해당 대략 평탄면 영역의 적어도 일부에 상기 광 입사 단면에 따라 연장된 폭 50㎛∼1000㎛의 광 흡수대가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 면 광원 장치용 도광체가 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면, 상기의 기술적 과제를 해결하는 것으로서, 상기의 면 광원 장치용 도광체를 제조하는 방법에 있어서, 도광체 소재의 광 입사 단면 대응부에 대하여 절삭 가공을 실행하여 상기 광 입사 단면을 형성하고, 그 후에 상기 광 흡수대를 형성하는 것을 특징으로 하는 면 광원 장치용 도광체의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 일 태양에 있어서는, 잉크젯법에 의해 다수의 노즐로부터 잉크를 토출 시키는 것으로, 도광체의 이면의 적어도 광 입사 단면에 근접하는 영역에 서로 독립하여, 또는 부분적으로 연속한 잉크 도트를 형성하고, 다음으로 해당 잉크 도트를 레벨링시켜 인접하는 것끼리를 결합시키는 것으로, 상기 영역의 전체에 걸쳐 연속한 잉크층으로 이루고, 그 후에 해당 잉크층을 경화시킴으로써 상기 광 흡수대를 형성한다.
또한, 본 발명에 의하면, 상기의 기술적 과제를 해결하는 것으로서,
상기의 면 광원 장치용 도광체와, 해당 도광체의 상기 광 입사 단면에 인접하여 배치된 상기 일차 광원과, 상기 도광체의 광 출사면에 인접하여 배치된 광 편향 소자를 구비하고 있으며, 해당 광 편향 소자는 상기 도광체의 광 출사면에 대향하여 위치하는 입광면과 그 반대측의 출광면을 갖고 있으며, 상기 광 편향 소자의 입광면에, 상기 도광체의 광 입사 단면과 대략 평행한 방향으로 연장하고, 또한 서로 평행한 복수의 프리즘 열을 구비하는 것을 특징으로 하는 면 광원 장치가 제공된다.
본 발명의 일 태양에 있어서는, 상기 광 편향 소자의 출광면에 인접하여 광 확산 소자가 배치되어 있으며, 해당 광 확산 소자는 상기 도광체의 광 입사 단면으로부터 적어도 2mm의 위치로부터 4mm의 위치까지를 포함하는 폭의 영역에 광 흡수 도트 패턴을 형성한 도트 패턴부를 구비하고 있으며, 해당 도트 패턴부는 지름 30㎛∼70㎛의 도트 형상의 광 흡수성 도재를 분산 배치하여 이루어진다.
또한, 본 발명의 면 광원 장치용 도광체는, 일차 광원으로부터 발생하는 광을 도광하고, 또한 상기 일차 광원으로부터 발생하는 광이 입사하는 광 입사 단면 및 도광되는 광이 출사하는 광 출사면을 갖는 판 형상의 도광체에 있어서, 상기 광 출사면 및 그 반대측의 이면 중 한편에, 상기 광 출사면에 따른 면내에서의 상기 도광체에 입사한 광의 지향성의 방향으로 대략 따라 연장되고, 또한 서로 대략 평행하게 배열된 복수의 요철 구조열이 형성되어 있으며, 상기 요철 구조열 성형면의, 상기 광 입사 단면과 인접하는 영역으로부터 유효 발광 영역까지의 영역의 적어도 일부에 상기 광 입사 단면에 따라 연장되는 띠형 평탄부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 면 광원 장치는 상기와 같은 면 광원 장치용 도광체와, 해당 도광체의 상기 광 입사 단면에 인접하여 배치되어 있는 점 형상의 복수의 일차 광원과, 상기 도광체의 광 출사면에 인접하여 배치되고, 상기 도광체의 광 출사면에 대향하여 위치하는 입광면과 그 반대측의 출광면을 구비하고 있으며, 상기 입광면에 상기 도광체의 광 입사 단면과 대략 평행한 방향으로 연장되고, 또한 서로 평행한 복수의 렌즈 열이 형성된 광 편향 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
발명의 효과
이상과 같은 본 발명에 의하면, 도광체의 광 출사면에, 광 입사 단면에 근접하는 위치에서 해당 광 입사 단면에 따라 연장된 특정 폭의 제 1 광 흡수대를 형성한 것으로, 일차 광원으로부터 도래해 광 입사 단면으로부터 입사하는 광이 차단되지 않고, 일차 광원으로부터 도광체로 입사하는 광량의 감소가 없게, 즉 전체의 휘도를 저하시키거나 본래 도광해야 할 광을 차폐함에 의한 암선의 발생을 야기하거나 하는 일 없이, 광 입사 단면의 근방에 있어서의 휘선의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 도광체의 광 출사면에, 제 1 광 흡수대로부터 소정거리 떨어진 위치에 제 2 광 흡수대를 형성한 것으로, 일차 광원과 조합시켜 정반사 경향이 강한 광원 리플렉터를 사용하였을 경우에 있어서도, 양호하게 광 입사 단면의 근방에 있어서의 휘선의 발생을 방지할 수 있고, 국소적으로 급격한 휘도 변화의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 제 1 광 흡수대 및 제 2 광 흡수대를 도광체의 광 출사면 및 이면의 어느 한쪽에 형성하므로, 그 제작은 용이하고, 또한, 형성된 제 1 및 제 2 광 흡수대는 용이하게는 탈락하지 않고 장기에 걸쳐 양호하게 상기 휘선 발생 방지 및 국소적으로 급격한 휘도 변화의 발생 방지의 효과를 발휘하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 의하면, 잉크젯법에 의해 도광체의 광 출사면에 잉크 도트를 형성하고, 다음으로 잉크 도트를 레벨링시켜 유사적으로 잉크 도트의 치수를 크게 하고, 잉크 미 도착 부분을 잉크에 의해 매워 연속한 잉크층으로 하고, 그 후에 잉크층을 경화시킴으로써 제 1 광 흡수대를 형성하므로, 잉크의 점성의 정도에 따라 소요의 레벨링 시간을 설정하므로써 잉크층에 있어서의 잉크 도트의 결합 상태를 제어하고, 용이하게 제 1 광 흡수대의 표면 상태를 제어할 수 있다.
또한, 이상과 같은 본 발명에 의하면, 도광체의 이면에, 광 입사 단면에 근접하는 위치에서 해당 광 입사 단면에 따라 연장된 특정 폭의 광 흡수대를 형성한 것으로, 일차 광원으로부터 도래해 광 입사 단면으로부터 입사하는 광이 차단되지 않고, 일차 광원으로부터 도광체에 입사하는 광량의 감소가 없게, 즉 전체의 휘도를 저하시키거나 본래 도광해야 할 광을 차폐함에 의한 암선의 발생을 야기하거나 하는 일 없이, 광 입사 단면의 근방에 있어서의 휘선의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 광 흡수대를 도광체의 이면에 형성하므로, 그 제작이 용이하고, 또한, 형성된 광 흡수대는 용이하게는 탈락하지 않고 장기에 걸쳐 양호하게 상기 휘선 발생 방지 및 국소적으로 급격한 휘도 변화의 발생의 방지의 효과를 발휘하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 의하면, 도광체 소재의 광 입사 단면 대응부에 대하여 절삭 가공을 실행하고, 광 입사 단면을 형성함으로써, 이면과 광 입사 단면과의 경계를 형성하는 에지 부분을 이면의 다른 영역에 대하여 융기한 돌출부로서 광 입사 단면에 따라 형성할 수 있고, 그 후에 광 흡수대를 형성할 때에 광 흡수대의 광 입사 단면에 가까운 측 테두리의 광 입사 단면으로부터의 거리를 용이하게 0㎛로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 잉크젯법에 의해 도광체의 광 출사면에 잉크 도트를 형성하고, 다음으로 잉크 도트를 레벨링시켜 유사적으로 잉크 도트의 치수를 크게하고, 잉크 미 도착 부분을 잉크에 의해 묻어 연속한 잉크층으로 하고, 그 후에 잉크층을 경화시킴으로써 광 흡수대를 형성하므로, 잉크의 점성의 정도에 따라 소요의 레벨링 시간을 설정하므로써 잉크층에 있어서의 잉크 도트의 결합 상태를 제어하고, 용이하게 광 흡수대의 표면 상태를 제어할 수 있고, 또한 광 흡수대의 광 입사 단면에 가까운 측 테두리의 광 입사 단면으로부터의 거리를 용이하게 0㎛로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 도광체의 이면에, 광 흡수대로부터 소정 거리 떨어진 위치에 제 2 광 흡수대를 형성함으로써, 일차 광원과 조합시켜 정반사 경향이 강한 광원 리플렉터를 사용했을 경우에 있어서도, 양호하게 광 입사 단면의 근방에 있어서의 휘선의 발생을 방지할 수 있고, 국소적으로 급격한 휘도 변화의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명에 의하면, 면 광원 장치의 휘도 얼룩을 해소하고, 고품위의 면 광원 장치를 제공할 수 있고, 특히, 휴대 전화기나 휴대 게임기 등의 휴대형 전자기기의 디스플레이 패널이나 각종 기기의 인디케이터로서 사용되는 비교적 소형의 액정 표시 장치에 바람직한 면 광원 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 면 광원 장치의 일 실시 형태를 도시하는 모식적 사시도,
도 2는 도광체를 일차 광원과 함께 도시하는 모식적 평면도,
도 3은 본 발명에 의한 도광체의 제조 방법의 일예를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명에 의한 도광체의 제조 방법의 일예를 설명하기 위한 도면,
도 5는 광 편향 소자에 의한 광 편향의 모양을 도시한 도면,
도 6은 광 확산 소자를 일차 광원과 함께 도시하는 모식적 평면도,
도 7은 본 발명에 의한 면 광원 장치를 백라이트로 한 액정 표시 장치의 모식적 부분 단면도,
도 8은 도광체의 모식적 부분 단면도,
도 9는 도광체의 모식적 부분 단면도,
도 10은 도광체와 광 흡수대의 가시 광선 투과율을 도시한 도면,
도 11은 도광체와 광 흡수대의 가시 광선 투과율을 도시한 도면,
도 12는 도광체의 제조 방법의 예를 개시하는 설명도,
도 13은 도광체의 제조 방법의 예를 개시하는 설명도,
도 14는 도광체의 제조 방법의 예를 개시하는 설명도,
도 15는 도광체의 부분 단면도,
도 16은 도광체의 에지 부분의 확대도,
도 17은 도광체의 에지 부분의 확대도,
도 18은 도광체의 에지 부분의 확대도,
도 19는 본 발명에 의한 면 광원 장치의 하나의 실시 형태를 도시하는 모식적 사시도,
도 20은 도광체를 일차 광원과 함께 도시하는 모식적 평면도,
도 21은 본 발명에 의한 도광체의 제조 방법의 일예를 설명하기 위한 도ㅁ면,
도 22는 본 발명에 의한 도광체의 제조 방법의 일예를 설명하기 위한 도면,
도 23은 본 발명에 의한 면 광원 장치를 백라이트로 한 액정 표시 장치의 모식적 부분 단면도,
도 24는 도광체의 모식적 부분 단면도,
도 25는 도광체의 모식적 부분 단면도,
도 26은 도광체와 광 흡수대의 가시 광선 투과율을 나타내는 도면,
도 27은 도광체와 광 흡수대의 가시 광선 투과율을 도시한 도면,
도 28은 도광체의 제조 방법의 예를 개시하는 설명도,
도 29는 도광체의 제조 방법의 예를 개시하는 설명도,
도 30은 도광체의 제조 방법의 예를 개시하는 설명도,
도 31은 도광체의 부분 단면도,
도 32는 도광체의 에지 부분의 확대도,
도 33은 도광체의 에지 부분의 확대도,
도 34는 본 발명에 의한 면 광원 장치의 하나의 실시 형태를 도시하는 모식적 사시도,
도 35는 도광체를 일차 광원과 함께 도시하는 모식적 부분 사시도,
도 36은 도광체를 도시하는 모식적 부분 저면도,
도 37은 본 발명에 의한 면 광원 장치의 하나의 실시 형태를 도시하는 모식적 사시도,
도 38은 도광체를 일차 광원과 함께 도시하는 모식적 하면도,
도 39는 본 발명에 의한 도광체의 제조 방법의 일예를 설명하기 위한 도ㅁ면,
도 40은 본 발명에 의한 도광체의 제조 방법의 일예를 설명하기 위한 도면,
도 41은 본 발명에 의한 면 광원 장치를 백라이트로 한 액정 표시 장치의 모식적 부분 단면도,
도 42는 도광체와 광 흡수대의 가시 광선 투과율을 도시한 도면,
도 43은 도광체와 광 흡수대의 가시 광선 투과율을 도시한 도면,
도 44는 도광체의 제조 방법의 예를 개시하는 설명도,
도 45는 도광체의 제조 방법의 예를 개시하는 설명도,
도 46은 도광체의 제조 방법의 예를 개시하는 설명도,
도 47은 도광체를 도시하는 모식적 부분 저면도,
도 48은 도광체를 도시하는 모식적 부분 사시도,
도 49는 본 발명에 의한 면 광원 장치를 백라이트로 한 액정 표시 장치의 모식적 부분 단면도,
도 50은 본 발명에 의한 면 광원 장치를 도시하는 분해 사시도,
도 51은 본 발명에 의한 도광체를 일차 광원과 함께 도시하는 저면도,
도 52는 광 편향 소자에 의한 광 편향의 모양을 나타내는 도면,
도 53은 본 발명에 의한 도광체를 일차 광원과 함께 도시하는 사시도,
도 54는 본 발명에 의한 도광체를 일차 광원과 함께 도시하는 저면도,
도 55는 본 발명에 의한 도광체의 렌즈 열의 단면 형상의 특정을 위한 경사 각도의 도수 분포의 산출 방법의 설명도,
도 56은 경사 각도의 도수 분포의 일예를 도시한 도면,
도 57은 본 발명에 의한 도광체의 비대칭 렌즈 열의 단면 형상의 특정을 위한 경사 각도의 도수 분포의 산출 방법의 설명도,
도 58은 본 발명에 의한 도광체의 불규칙 형상의 요철 구조열의 단면 형상의 특정을 위한 경사 각도의 도수 분포의 산출 방법의 설명도,
도 59는 본 발명에 의한 면 광원 장치의 법선 휘도 분포의 측정 방법을 도시하는 모식적 평면도,
도 60은 법선 휘도 분포의 예를 개시하는 도면,
도 61은 복수의 일차 광원의 사용에 근거하는 휘도 분포의 예를 개시하는 도 면,
도 62는 본 발명에 의한 도광체의 렌즈 열의 단면 형상의 일예를 도시한 도면,
도 63은 본 발명에 의한 도광체의 렌즈 열의 단면 형상의 일예를 도시한 도면,
도 64는 본 발명에 의한 도광체의 렌즈 열의 단면 형상의 일예를 도시한 도면,
도 65는 본 발명에 의한 도광체의 렌즈 열의 단면 형상의 일예를 나타내는 도면,
도 66은 본 발명에 의한 도광체의 렌즈 열의 단면 형상의 일예를 도시한 도면,
도 67은 본 발명에 의한 도광체를 일차 광원과 함께 도시하는 평면도,
도 68은 본 발명에 의한 도광체를 일차 광원과 함께 도시하는 평면도,
도 69는 본 발명에 의한 도광체를 일차 광원과 함께 도시하는 부분 분해 사시도,
도 70은 본 발명에 의한 도광체의 광 출사면 형성용 금형의 제조 방법의 설명도,
도 71은 본 발명에 의한 도광체의 광 출사면 형성용 금형의 제조 방법의 설명도,
도 72는 본 발명에 의한 도광체의 광 출사면 형성용 금형의 제조 방법의 설 명도,
도 73은 면 광원 장치에 있어서의 휘도 얼룩의 발생을 설명하기 위한 모식도,
도 74는 면 광원 장치에 있어서의 휘도 얼룩의 발생을 설명하기 위한 모식도,
도 75는 면 광원 장치에 있어서의 휘도 얼룩의 발생을 설명하기 위한 모식도,
도 76은 면 광원 장치에 있어서의 휘도 얼룩의 발생을 설명하기 위한 모식도.
부호의 설명
1: 일차 광원, 2: 광원 리플렉터, 3: 도광체, 3': 도광체 소재, 31: 광 입사 단면, 31': 광 입사 단면 대응부, 32: 측단면, 33: 광 출사면, 33': 광 출사면 대응부, 34: 이면, 34': 이면 대응부, 36, 236: 광 흡수대(제 1 광 흡수대), 36-1: 광 흡수대(제 1 광 흡수대) 제 1 영역, 36-2: 광 흡수대(제 1 광 흡수대) 제 2 영역, 36A: 광 흡수대(제 1 광 흡수대)용 잉크 도트, 36B: 광 흡수대(제 1 광 흡수대)용 잉크층, 36': 광 흡수대(제 1 광 흡수대) 대응부, 136, 336: 제 2 광 흡수대, 136-1: 제 2 광 흡수대 제 1 영역, 136-2: 제 2 광 흡수대 제 2 영역, 136-3: 제 2 광 흡수대 제 3 영역, 136A: 제 2 광 흡수대용 잉크 도트, 136B: 제 2 광 흡수대용 잉크층, 136': 제 2 광 흡수대 대응부, 137: 대략 평탄면 영역, 138: 천이 영역, 139: 프리즘 열 형성면 영역, 37: 요철부의 볼록부, 38: 광 확산성 미립자, 39: 돌출부, 4: 광 편향 소자, 41: 입광면, 42: 출광면, 5: 광 반사 소자, 6: 광 확산 소자, 61: 입사면, 62: 출사면, 64: 도트 패턴부, 64': 도트 형상 광 흡수성 도재, 70: 오목부, 102: LED, 104: 도광체, 141: 광 입사 단면, 143: 광 출사면, 431: 고 광 확산 영역, 143a: 프리즘 열, 144: 렌즈 열 형성면, 144a: 렌즈 열, 144b: 평탄부, 106: 광 편향 소자, 161: 입광면, 161a: 렌즈 열, 162: 출광면, 108: 광 반사 소자, 110: 광 확산성 반사 시트, 150: 경사 렌즈 열, 152: 도트 패턴
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시의 형태를 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 면 광원 장치의 하나의 실시 형태를 도시하는 모식적 사시도이다. 도 1에 표시되어 있는 바와 같이, 본 실시형태의 면 광원 장치는, 적어도 하나의 측단면을 광 입사 단면(31)으로 하고, 이와 대략 직교하는 1개의 표면을 광 출사면(33)으로 하는 도광체(3)와, 이 도광체(3)의 광 입사 단면(31)에 대향하여 배치되어 광원 리플렉터(2)로 덮힌 선 형상의 일차 광원(1)과, 도광체(3)의 광 출사면 위에 배치된 광 편향 소자(4)와, 광 편향 소자(4)의 출광면(42) 상에 이와 대향하여 배치된 광 확산 소자(6)와, 도광체(3)의 광 출사면(33)과는 반대측의 이면(34)에 대향하여 배치된 광 반사 소자(5)로 구성된다.
도광체(3)는 XY면과 평행하게 배치되어 있으며, 전체로서 사각형판 형상을 하고 있다. 도광체(3)는 4개의 측 단면을 갖고 있으며, 그 중에 YZ면과 평행한 1쌍의 측단면 중 적어도 1개의 측단면을 광 입사 단면(31)으로 한다. 광 입사 단 면(31)은 일차 광원(1)과 대향하여 배치되어 있고, 일차 광원(1)으로부터 발생한 광은 광 입사 단면(31)으로부터 도광체(3)내에 입사한다. 본 발명에 있어서는, 예컨대, 광 입사 단면(31)과는 반대측의 측단면(32) 등의 다른 측단면에도 광원을 대향 배치해도 좋다.
도광체(3)의 광 입사 단면(31)에 대략 직교한 2개의 주면은 각각 XY면과 대략 평행하게 위치하고, 어느 한편의 면(도면에서는 상면)이 광 출사면(33)이 된다. 이 광 출사면(33) 또는 그 이면(34) 중 적어도 한쪽의 면에 조면으로 이루어지는 지향성 광 출사 기구나, 프리즘 열, 렌티큘러(lenticular) 렌즈 열, V자 형상 홈 등의 다수의 렌즈 열을 광 입사 단면(31)과 대략 평행하게 병렬 형성한 렌즈면으로 이루어지는 지향성 광 출사 기구 등을 부여함으로써, 광 입사 단면(31)으로부터 입사한 광을 도광체(3) 내를 도광시키면서 광 출사면(33)으로부터 광 입사 단면(31) 및 광 출사면(33)에 직교하는 면(XZ 면)내에 있어서 지향성이 있는 광을 출사시킨다. 이 XZ 면내 분포에 있어서의 출사광 광도 분포의 피크의 방향(피크광)이 광 출사면(33)과 이루는 각도를 α라 한다. 해당 각도(α)는 예를 들면 10∼40도이며, 출사광 광도 분포의 반값 전폭은 예를 들면, 10∼40도이다.
도광체(3)의 표면에 형성되는 조면이나 렌즈 열은 ISO 4287/1-1984에 의한 평균 경사각(θa)이 0.5∼15도의 범위의 것으로 하는 것이, 광 출사면(33) 내에서의 휘도의 균일도를 도모하는 점에서 바람직하다. 평균 경사각(θa)은, 더욱 바람직하게는 1∼12도의 범위이며, 보다 바람직하게는 1.5∼11도의 범위이다. 이 평균 경사각(θa)은, 도광체(3)의 두께(t)와 입사광이 전파하는 방향의 길이(L)의 비(L/t)에 의해 최적 범위가 설정되는 것이 바람직하다. 즉, 도광체(3)로서 L/t가 20∼200정도의 것을 사용하는 경우는, 평균 경사각(θa)을 0.5∼7.5도로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1∼5도의 범위이며, 보다 바람직하게는 1.5∼4도의 범위이다. 또한, 도광체(3)로서 L/t가 20이하 정도인 것을 사용하는 경우는, 평균 경사각(θa)을 7∼12도로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 8∼11도의 범위이다.
도광체(3)에 형성되는 조면의 평균 경사각(θa)은, ISO 4287/1-1984을 따라, 촉침식 표면 조면계를 사용하여 조면 형상을 측정하고, 측정 방향의 좌표를 x하고, 얻어진 경사 함수f(x)로부터 다음 식(1) 및 식(2)
Figure 112007067872113-PCT00001
를 이용하여 구할 수 있다. 여기에서, L은 측정 길이이며, Δa는 평균 경사각(θa)의 정접이다.
또한, 도광체(3)로서는, 그 출사율이 0.5∼5%의 범위에 있는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1∼3%의 범위이다. 이는 광 출사율이 0.5%보다 작아지면 도광체(3)로부터 출사하는 광량이 적어져 충분한 휘도를 얻을 수 없게 되는 경향이 있고, 광 출사율이 5%보다 커지면 일차 광원(1)의 근방에서 다량의 광이 출사하고, 광 출사면(33) 내에서의 X 방향에 있어서의 출사광의 감쇠가 현저해져, 광 출사면(33)에서의 휘도의 균일도가 저하하는 경향이 있기 때문이다. 이렇게 도광체(3)의 광 출사율을 0.5∼5%로 함으로써, 광 출사면에서 출사하는 광의 출사광 광도 분 포(XZ 면내)에 있어서의 피크광의 각도가 광 출사면의 법선에 대하여 50∼80도의 범위에 있고, 광 입사 단면과 광 출사면과의 쌍방에 수직한 XZ 면에 있어서의 출사광 광도 분포(XZ 면내)의 반값 전폭이 10∼40도에 있도록 지향성이 높은 출사 특성의 광을 도광체(3)로부터 출사시킬 수 있고, 그 출사 방향을 광 편향소자(4)로 효율적으로 편향시킬 수 있으며, 높은 휘도를 갖는 면 광원 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 있어서, 도광체(3)로부터의 광 출사율은 다음과 같이 정의된다. 광 출사면(33)의 광 입사 단면(31) 측의 단연에서의 출사광의 광강도(I0)와 광 입사 단면(31) 측의 단연으로부터 거리(L)의 위치에서의 출사광 강도(I)와의 관계는, 도광체(3)의 두께(Z 방향 치수)를 t라고 하면, 다음 식(3)
Figure 112007067872113-PCT00002
과 같은 관계를 만족한다. 여기에서, 정수(α)가 광 출사율이며, 광 출사면(33)에 있어서의 광 입사 단면(31)과 직교하는 X 방향에서의 단위 길이[도광체 두께(t)에 상당하는 길이] 당의 도광체(3)로부터 광이 출사하는 비율(백분률: %)이다. 이 출사율(α)은 세로축에 광 출사면(23)으로부터의 출사광의 광강도의 대수를 취하고, 가로축에 (L/t)를 취하고, 이들 관계를 도시함으로써, 그 구배로부터 구할 수 있다.
또한, 지향성 광 출사 기구가 부여되지 않은 그 외 다른 주면에는, 도광체(3)로부터의 출사광의 일차 광원(1)과 평행한 면(YZ면)에서의 지향성을 제어하기 위해서, 광 입사 단면(31)에 대하여 대략 수직인 방향(X 방향)으로 연장되는 다수 의 렌즈 열을 배열한 렌즈면을 형성하는 것이 바람직하다. 도 1에 도시한 실시 형태에 있어서는, 광 출사면(33)에 조면을 형성하고, 이면(34)에 광 입사 단면(31)에 대하여 대략 수직방향(X 방향)으로 연장되는 다수의 렌즈 열의 배열로 이루어지는 렌즈면을 형성하고 있다. 본 발명에 있어서는, 도 1에 도시한 형태와는 반대로, 광 출사면(33)에 렌즈면을 형성하고, 이면(34)을 조면으로 하는 것이라도 좋다.
도 1에 도시된 바와 같이, 도광체(3)의 이면(34) 혹은 광 출사면(33)에 렌즈 열을 형성할 경우, 그 렌즈 열로서는 대략 X 방향으로 연장된 프리즘 열, 렌티큘러 렌즈 열, V자 형상 홈 등을 들 수 있지만, YZ 단면의 형상이 대략 삼각형상의 프리즘 열로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 도광체(3)의 이면(34)에 렌즈 열로서 프리즘 열을 형성할 경우에는, 그 꼭지각(頂角)을 85∼110도의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이것은 꼭지각을 이 범위로 함으로써, 도광체(3)로부터의 출사광을 적당하게 집광시킬 수 있고, 면 광원 장치로서의 휘도의 향상을 도모할 수 있기 때문이며, 보다 바람직하게는 90∼100도의 범위이다.
본 발명의 도광체에 있어서는, 원하는 프리즘 열 형상을 정확하게 제작하고, 안정한 광학 성능을 얻는 동시에, 조립 작업시나 광원장치로서의 사용시에 있어서의 프리즘 정부(頂部)의 마모나 변형을 억제할 목적으로, 프리즘 열의 정부에 평탄부 혹은 곡면부를 형성해도 좋다.
또한, 본 발명에서는, 상기와 같은 광 출사면(33) 또는 그 이면(34)에 광 출사 기구를 형성하는 대신에 또는 이와 병용하여, 도광체 내부에 광 확산성 미립자 를 혼입 분산함으로써 지향성 광 출사 기구를 부여해도 좋다.
광 입사 단면(31)은 XY 면내 및/또는 XZ 면내에서의 광의 확대를 조절하기 위해서, 조면화하는 것이 바람직하다. 조면의 형성 방법으로서는, 플라이스 공구 등으로 절삭하는 방법, 지석, 사이드 페퍼, 버프 등으로 연마하는 방법, 블라스트 가공, 방전 가공, 전해 연마, 화학 연마 등에 의한 방법을 들 수 있다. 블라스트 가공에 사용되는 블라스트 입자로서는, 유리 비즈와 같은 구형의 것, 알루미나 비즈와 같은 다각 형상의 것을 들 수 있지만, 다각 형상의 것을 사용하는 쪽이 광을 확대하는 효과가 큰 조면을 형성할 수 있어 바람직하다. 절삭 가공이나 연마 가공의 가공 방향을 조정하는 것에 의해, 이방성의 조면을 형성할 수 있다. XY 면내에서의 광의 확대의 조절을 위해서는 Z방향의 가공 방향을 채용하여 Z방향의 근 형상의 요철 형상을 형성할 수 있고, XZ 면내에서의 광의 확대의 조절을 위해서는 Y방향의 가공 방향을 사용해서 Y방향의 근 형상의 요철 형상을 형성할 수 있기 때문에 이 조면 가공은 도광체의 광 입사단면에 직접 실시할 수도 있지만, 금형의 광 입사 단면에 상당하는 부분을 가공하고, 이를 성형시에 전사할 수 있다.
광 입사 단면(31)의 조면화의 정도는, 도광체 두께 방향으로, 평균 경사각(θa)이 1∼5도, 중심선 평균 조도(Ra)가 0.05∼0.5㎛, 십점 평균 조도(Rz)가 0.5∼3㎛인 것이 바람직하다. 이는 광 입사 단면(31)의 조면화의 정도를 이 범위로 함으로써, 명대 혹은 암대의 발생을 억제할 수 있는 동시에, 휘선·암선을 희미하게 보이기 어렵게 할 수 있기 때문이다. 평균 경사각(θa)은, 더욱 바람직하게는 2∼4.5도, 특히 바람직하게는 2.5∼3도의 범위이다. 중심선 평균 조도(Ra)는, 더 욱 바람직하게는 0.07∼0.3㎛, 특히 바람직하게는 0.1∼0.25㎛의 범위이다. 십점 평균 조도(Rz)는, 더욱 바람직하게는 0.7∼2.5㎛, 특히 바람직하게는 1∼2㎛의 범위이다. 또한, 광 입사 단면(31)의 조면화의 정도는, 길이 방향으로, 상기와 같은 이유로, 평균 경사각(θa)이 1∼3도, 중심선 평균 조도(Ra)가 0.02∼0.1㎛, 십점 평균 조도(Rz)가 0.3∼2㎛인 것이 바람직하다. 평균 경사각(θa)은, 더욱 바람직하게는 1.3∼2.7도, 특히 바람직하게는 1.5∼2.5도의 범위이다. 중심선 평균 조도(Ra)는, 더욱 바람직하게는 0.03∼0.08㎛, 특히 바람직하게는 0.05∼0.07㎛의 범위이다. 십점 평균 조도(Rz)는, 더욱 바람직하게는 0.4∼1.7㎛, 특히 바람직하게는 0.5∼1.5㎛의 범위이다.
도광체의 광 출사면(33)에는, 광 입사 단면(33)에 따라 연장된 제 1 흡수대(36) 및 제 2 광 흡수대(136)가, 광 입사 단면(31)에 가까운 측으로부터 이 순서로 배열되어 있다. 이들 제 1 및 제 2 광 흡수대(36, 136)는 예를 들면, 흑색의 도재를 도포하는 것으로 형성할 수 있다. 광 흡수대(36, 136)의 형성은 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 잉크의 도포에 의해 실행할 수 있고, 잉크젯 인쇄나 스크린 인쇄나 탄포 인쇄나 열전사 인쇄에 의한 것이 특히 바람직하다. 또한, 광 흡수대(36, 136)의 재료로서는, 생산성의 관점으로부터 속건성의 재료를 사용하는 것이 바람직하고, 건조 시간이 60초 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 40초 이하, 더욱 바람직하게는 20초 이하인 것이 바람직하다. 이러한 광 흡수대 재료로서는, 예컨대, 에틸메틸케톤 등의 유기 용제나 (메타)아크릴레토모노마 등을 사용한 유기 용제계 도료나 증발 건조형 잉크나 열경화형 잉크, 혹은 자외 선 경화형 도료나 자외선 경화형 잉크 등을 들 수 있다.
제 1 흡수대(36)는 광 입사 단면(31)으로부터 도광체(3)내로 도입된 광의 일부를 흡수하는 것으로, 광 입사 단면(31)의 근방에서의 휘선의 발생을 방지하는 것이며, 이 때문에 가시 광선 투과율(JIS-K7105B)이 예를 들면, 0∼90%이며, 0∼60%인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2∼45%이며, 특히 바람직하게는 4∼30%이다. 또한, 제 1 광 흡수대(36)는 그 반사율(JIS-K7105B)이 0∼20%인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0∼15%이다. 또한, 이 휘선 발생에는, 광 입사 단면을 거치지 않고 광원 리플렉터(2)에 의한 반사로 광 출사면(33)으로부터 도광체내로 들어가는 광도 기여하고 있다고 생각되지만, 제 1 광 흡수대(36)는 이러한 광도 일부 흡수함으로써 휘선 발생을 방지한다.
제 2 광 흡수대(136)는 광 입사 단면(31)으로부터 도광체(3)내로 도입된 광 또는 광원 리플렉터(2)에 의한 반사로 이면(34)으로부터 도광체(3)내에 받아들여지는 광의 일부를 흡수하는 것으로, 상기 제 1 광 흡수대(36)에 의해 휘선 발생이 방지되고 휘도 저하가 이루어진 영역의 근방의 영역에 있어서의 휘도를 저하시킨다. 이에 의해, 제 1 흡수대(36)에 의해 휘선 발생이 방지되고 휘도 저하가 이루어진 영역 및 그 근방의 영역에 있어서의 국소적으로 급격한 휘도 변화의 발생이 방지된다. 이러한 제 2 광 흡수대(136)의 휘도 조정 작용을 양호하게 실현하기 위해서는, 제 2 광 흡수대(136)의 가시 광선 투과율은 제 1 광 흡수대(36)의 가시 광선 투과율보다 높은 것이 바람직하다. 그 이유는 다음과 같다. 제 2 광 흡수대(136)에 관여하는 휘선의 발생 요인은, 일반적으로 광 입사 단면(31)으로부터 도광체(3) 내로 도입된 광, 또는 광원 리플렉터(2)에 의한 반사로 이면(34)으로부터 도광체(3) 내로 받아들여진 광의 일부가, 광 출사면(33)과 이면(34)의 양쪽으로 전반사하고, 면 광원 장치의 유효 발광 영역 내 또한 액정 표시 장치의 표시 영역 내에서, 도광체 광 출사면(33)에 관한 것이다. 이들 휘선은 일반적으로 제 1 광 흡수대(36)가 관여하는 휘선보다 큰 확대를 갖는 약한 광의 대이며, 또한, 이들 휘도의 급격한 변화를 개선해서 매끄러운 출사광 분포로 하기 위해서는, 제 1 광 흡수대(36)의 투과율보다 높은 투과율을 갖는(즉, 흡수율이 낮은) 광 흡수대를 사용하는 것이 적합하다. 또한, 제 2 광 흡수대(136)는 제 1 광 흡수대(36)보다 도광체 광 입사 단면(31)으로부터 떨어진 위치에 있기 때문에, 도광체 내부를 도광하는 광의 모드를 현저하게 결손시켜 유효 발광 영역내 또한, 표시 영역 내에 암선이나 암대의 휘도 얼룩을 유발할 위험성이 높다. 이러한 관점으로부터도, 제 2 광 흡수대(136)로서 가시 광선 투과율의 높은 것(가시 광선 흡수율이 낮은 것)을 사용하는 것이 바람직하다. 제 2 광 흡수대(136)의 가시 광선 투과율(JIS-K7105B)은 예를 들면, 40∼95%이며, 60∼90%인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 70∼90%이다. 또한, 광원 리플렉터가 배치된 상태에 있어서, 제 2 광 흡수대(36)의 반사율(JIS-K7105B)은 40∼95%인 것이 바람직하고, 60 ∼90%인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 70∼90%이다.
도광체(3)의 두께는, 광 입사 단면(31)의 근방에 있어서, 예를 들면 1.5∼4mm 정도, 바람직하게는 2∼3mm이다.
도 2는 도광체(3)를 일차 광원(1)과 함께 도시하는 모식적 평면도이다. 도 2에 표시되어 있는 바와 같이, 제 1 광 흡수대(36)는 광 입사 단면(31)으로부터 입사하는 광을 차광시키지 않고, 입사하는 광량의 감소에 의한 휘도의 저하나 도광해야 할 광을 차광하는 것에 의해 암선의 발생을 억제하기 때문에, 도광체(3)의 광 출사면(33)에만 형성되고, 광 입사 단면(31)에는 형성되지 않는 것이 필요하다. 또한, 제 1 광 흡수대(36)는 폭(X 방향 치수)이 W1이며, 그 폭을 획정하는 2개의 측 테두리 중 광 입사 단면(31)에 가까운 쪽의 측 테두리와 해당 광 입사 단면(31)과의 거리는 D1이다. 폭(W1)은 50∼800㎛이며, 바람직하게는 100∼500㎛이며, 특히 바람직하게는 150∼400㎛이다. 폭(W1)이 50㎛미만이라면 소요의 휘선 발생 방지 효과가 저하하는 경향이 있고, 폭(W1)이 800㎛를 넘으면 암선이 발생하거나 전체의 휘도 저하가 발생하는 경향이 있다. 폭(W1)은 도광체(3)의 광 입사 단면위치에서의 두께의 0.4배 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.3배 이하이며, 특히 바람직하게는 0.2배 이하이다. 또한, 거리(D1)는 300㎛이하이면 상기의 휘선 발생 방지 효과는 얻어지며, 바람직하게는 200㎛이하이며, 특히 바람직하게는 100㎛이하이다.
한편, 제 2 광 흡수대(136)는 폭(X 방향 치수)이 W2이며, 그 폭을 획정하는 2개의 측 테두리 중 광 입사 단면(31)에 가까운 쪽의 측 테두리와 해당 광 입사 단면(31)과의 거리는 D2이다. 폭(W2)은 바람직하게는 50∼800㎛이며, 보다 바람직하게는 100∼700㎛이며, 특히 바람직하게는 150∼600㎛이다. 폭(W2)이 50㎛미만이면 소요의 휘도 조정 효과가 저하하는 경향이 있고, 폭(W2)이 800㎛를 넘으면 전체의 휘도 저하와 암대의 비침이 발생하는 경향이 있다. 또한, 거리(D2)는 500∼3000㎛ 의 범위 내이면 상기의 휘도 조정 효과는 얻어지며, 바람직하게는 700∼2000㎛의 범위 내이며, 특히 바람직하게는 900∼1500㎛의 범위 내이다.
제 1 흡수대(36)를 도광체(3)의 광 출사면(33)에 형성하는 것에 즈음하여, 광 출사면(33)의 제 1 광 흡수대 형성 부위의 적어도 일부에 오목부를 형성하고, 해당 오목부에 도료 등을 도포해서 제 1 광 흡수대를 형성해도 좋다. 즉, 도 8 및 도 9에 표시되어 있는 바와 같이, 광 출사면(33)에 예를 들면, 단면 삼각형 또는 렌티큘러 형상의 오목부(70)를, 예를 들면 깊이 150㎛이하, 바람직하게는 100㎛이하, 더욱 바람직하게는 50㎛이하의 깊이로 형성하고, 해당 오목부의 내부를 포함하도록 제 1 흡수대(36)를 형성한다. 이 오목부(70)의 깊이가 지나치게 크면, 도광체내의 도파 모드가 결손해서 암선이 출현하기 쉬워진다. 제 2 광 흡수대(136)에 관해서도, 마찬가지로, 광 출사면(33)의 제 2 광 흡수대 형성 부위의 적어도 일부에 오목부를 형성하고, 해당 오목부에 도료 등을 도포해서 제 2 광 흡수대를 형성해도 좋다.
도광체(3)로서는, 도 1에 도시한 것 같은 형상에 한정되는 것은 아니고, 광 입사 단면쪽이 두꺼운 쐐기 형상 등의 여러 형상의 것이 사용될 수 있다.
도 3 및 도 4를 이용하여, 이상과 같은 도광체의 제조 방법의 일예를 설명한다. 도 3은 수지 성형 가공에 의해 성형되어 제 1 및 제 2 광 흡수대가 되는 도재가 도포되어 얻어지는 도광체 소재(3')를 도시하는 모식적 평면도이다. 이 도광체 소재(3')는 최종적으로 얻을 수 있는 도광체(3)의 각부에 대응하는 부분을 대응부로서 도시하면, 광 입사 단면 대응부(31'), 광 출사면 대응부(33'), 제 1 광 흡수 대 대응부(36') 및 제 2 광 흡수대 대응부(136')를 갖는다. 광 출사면 대응부(33')에는 소요의 광 출사 기구를 구성하는 조면으로서의 매트면이 형성되어 있고, 그 반대측의 이면 대응부에는 소요의 프리즘 열이 형성되어 있다. 광 출사면 대응부(33')의 광 입사 단면 대응부(31')에 근접하는 영역에 제 1 광 흡수대 대응부(36')가 형성되어 있고, 해당 제 1 광 흡수대 대응부(36')로부터 떨어진 영역에 제 2 광 흡수대 대응부(136')가 형성되어 있다.
도 4에 표시되는 바와 같이, 광 입사 단면 대응부(31')에 대하여 절삭 가공을 실행하여 불필요 부분을 절제함으로써, 절삭 가공면으로서 광 입사 단면(31)이 형성된다. 이에 의해, 용이하게 광 입사 단면(31)을 광 출사면(33)과의 경계에 이르기까지 일차 광원(1)으로부터 발생하는 광이 입사하도록 구성할 수 있다. 또한, 도 3 및 도 4에 표시되는 바와 같이, 절삭에 의해 절제되는 불필요 부분에까지 제 1 광 흡수대 대응부(31')를 형성해 두고, 절삭 가공에 있어서 제 1 광 흡수대 대응부(31')의 광 입사 단면 대응부(31')에 가까운 측 가장자리도 동시에 절삭 제거함으로써, 용이하게, 상기의 거리(D1)를 0㎛로 하고, 또한 광 입사 단면(31)을 광 출사면(33)과의 경계에 이르기까지 일차 광원(1)으로부터 발생하는 광이 입사하도록 구성할 수 있다. 또한, 제 2 광 흡수대 대응부(136')는 그대로 제 2 광 흡수대(136)로서 이용할 수 있다.
광 편향 소자(4)는 도광체(3)의 광 출사면(33) 위에 배치되어 있다. 광 편향 소자(4)의 2개의 주면(41, 42)은 전체로서 서로 평행하게 배열되어 있고, 각각 전체로서 XY 면와 평행하게 위치한다. 주면(41, 42) 중 한편[도광체(3)의 광 출사 면(33)에 위치하는 주면]은 입광면(41)이라 하고, 다른 한편을 출광면(42)이라 한다. 출광면(42)은 도광체(3)의 광 출사면(33)과 평행한 평탄면으로 한다. 입광면(41)은 다수의 Y 방향으로 연장되는 프리즘 열이 서로 평행하게 배열된 프리즘 열 형성면으로 되어 있다. 프리즘 열 형성면은 인접하는 프리즘 열 사이에 비교적 폭이 좁은 평탄부(예컨대, 프리즘 열의 X 방향 치수와 같은 정도 혹은 그보다 작은 폭의 평탄부)를 마련해도 좋지만, 광의 이용 효율을 높이는 점으로부터는 평탄부를 마련하지 않고 프리즘 열을 X 방향으로 연속해서 배열하는 것이 바람직하다.
도 5에, 광 편향 소자(4)에 의한 광 편향의 태양을 도시한다. 이 도면은, XZ 면내에서의 도광체(3)로부터의 피크광(출사광 분포의 피크에 대응하는 광)의 진행 방향을 도시하는 것이다. 도광체(3)의 광 출사면(33)으로부터 각도(α)로 경사져 출사되는 피크광은 프리즘 열의 제 1 면으로 입사하고 제 2 면에 의해 전반사되어 대략 출광면(42)의 법선의 방향으로 출사한다. 또한, YZ 면내에서는, 상기와 같은 도광체 이면(34)의 프리즘 열의 작용에 의해 광범위한 영역에 있어서 출광면(42)의 법선의 방향의 휘도의 충분한 향상을 도모할 수 있다.
광 편향 소자(4)의 프리즘 열의 프리즘면의 형상은 단일 평면에 한정되지 않고, 예를 들면 단면 볼록 다각형 형상 또는 볼록 곡면 형상으로할 수 있고, 이에 의해, 고 휘도화, 협 시야화를 도모할 수 있다.
본 발명의 광 편향 소자에 있어서는, 원하는 프리즘 형상을 정확하게 제작하고, 안정한 광학 성능을 얻는 동시에, 조립 작업시나 광원 장치로서의 사용 시에 있어서의 프리즘 정부의 마모나 변형을 억제하는 목적으로, 프리즘 열의 정부에 평 탄부 혹은 곡면부를 형성해도 좋다. 이 경우, 프리즘 열 정부에 형성하는 평탄부 혹은 곡면부의 폭은 3㎛이하로 하는 것이, 광원 장치로서의 휘도의 저하나 스티킹 현상에 의한 휘도의 불균일 패턴의 발생을 억제하는 관점으로부터 바람직하고, 보다 바람직하게는 2㎛이하이며, 더욱 바람직하게는 1㎛이하이다.
본 발명에 있어서는, 휘도의 저하를 가능한 초래하는 일없이, 시야 범위를 목적에 따라 적당하게 제어하기 위해서, 광 편향 소자(4)의 출광면 위에 광 확산 소자(6)를 인접 배치할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는, 이렇게 광 확산 소자(6)를 배치함으로써, 품위 저하의 원인이 되는 번들거림이나 휘도 얼룩 등을 억제해 품위 향상을 도모할 수도 있다.
광 확산 소자(6)의 광 편향 소자(4)에 대향하는 입사면(61)에는, 광 편향 소자(4)와의 스티킹을 방지하기 위해서, 요철 구조를 부여하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 광 확산 소자(6)의 출사면(62)에 있어서도, 그 위에 배치되는 액정 표시 소자와의 사이에서의 스티킹의 방지를 고려하여, 광 확산 소자(6)의 출사측의 면에도 요철 구조를 부여하는 것이 바람직하다. 이 요철 구조는, 스티킹 방지의 목적으로만 부여할 경우에는, 평균 경사각이 0.7도 이하가 되는 구조로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1도 이상이며, 보다 바람직하게는 1.5도 이상이다.
광 확산 소자(6)의 광 확산성은 광 확산 소자(6) 중에 광 확산제 예를 들어, 실리콘 비즈, 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 불소화 메타크릴레이트 등의 단독 중합체 또는 공 중합체 등을 혼입하거나, 광 확산 소자(6)의 적어도 한쪽의 표면에 요철 구조를 부여함으로써 부여할 수 있다. 표면에 형성하는 요철 구조는, 광 확산 소자(6)의 한쪽의 표면에 형성할 경우와 양쪽의 표면에 형성할 경우는 그 정도가 다르다. 광 확산 소자(6)의 한쪽 표면에 요철 구조를 형성할 경우에는, 그 평균 경사각을 0.8∼12도의 범위로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 3.5∼7도이며, 보다 바람직하게는 4∼6.5도이다. 광 확산 소자(6)의 양쪽의 표면에 요철 구조를 형성할 경우에는, 한쪽의 표면에 형성하는 요철 구조의 평균 경사각을 0.8∼6도의 범위로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2∼4도이며, 보다 바람직하게는 2.5∼4도이다. 이 경우, 광 확산 소자(6)의 전체 광선 투과율의 저하를 억제하기 위해서는, 광 확산 소자(6)의 입사면 측의 평균 경사각을 출사면 측의 평균 경사각보다도 높게 하는 것이 바람직하다.
또한, 광 확산 소자(6)의 흐림도(haze value)로서는 8∼82%의 범위로 하는 것이, 휘도 특성 향상과 시인성 개량의 관점으로부터 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30∼70%의 범위이며, 보다 바람직하게는 40∼65%의 범위이다.
도 6은 광 확산 소자(6)를 일차 광원(1)과 함께 도시하는 모식적 평면도이다. 도 1 및 도 6에 표시되어 있는 바와 같이, 광 확산 소자(6)에는, 도트 패턴부(64)가 형성되어 있다. 해당 도트 패턴부는, 출사면(62)에 지름 30㎛∼70㎛의 도트 형상의 광 흡수성 도재를 분산 배치하여 이루어지는 것이며, 도광체의 광 입사 단면으로부터 거리(d1)의 위치로부터 거리(d2)의 위치까지를 포함하는 폭(d2-d1)의 영역에 존재한다. 거리(d1)가 2mm이하이며, 거리(d2)가 4mm이상인 것이 바람직하다. 이에 의해, 일차 광원 위치의 근방에서의 전체적인 밝기를 적당하게 억제하고, 발광면에 따른 위화감이 적은 휘도 분포를 얻는 것이 가능하게 된다. 이 러한 효과를 효율적으로 얻기 위해서는, 도트 패턴부(64)는 가시 광선 투과율이 60%∼95%인 것이 바람직하다. 또한, 한층 위화감이 적은 휘도 분포를 얻기 위해서, 도트 형상 광 흡수성 도재의 분산 배치의 밀도를, 광 입사 단면으로부터 거리(d2)의 위치에 가까운 적어도 일부의 폭 영역에 있어서, 일차 광원으로부터 멀어지는 것에 따라 작게 하는 것이 바람직하다.
일차 광원(1)은 Y방향으로 연재하는 선 형상의 광원이며, 해당 일차 광원으로서는 예를 들어, 형광 램프나 냉음극관을 사용할 수 있다. 이 경우, 일차 광원(1)은 도 1에 도시한 것 같이, 도광체(3)의 한쪽의 측단면에 대향하여 설치할 경우뿐만 아니라, 필요에 따라 반대측의 측단면에도 또한 설치할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는, 일차 광원(1)로서는 선 형상 광원에 한정되는 것은 아니고, LED 광원, 할로겐 램프, 메타 할로램프 등과 같은 점 광원을 사용할 수도 있다. 특히, 휴대 전화기나 휴대 정보 단말 등의 비교적 작은 화면 치수의 표시장치에 사용하는 경우에는, LED 등의 작은 점 광원을 사용하는 것이 바람직하다. 이렇게 일차 광원(1)으로서 점 광원을 사용하는 경우에는, 일차 광원(1)의 배치는 도광체(3)의 코너부 등에 배치할 수 있다. 이 경우, 도광체(3)에 입사한 광은, 광 출사면과 동일한 평면내에 있어서 일차 광원(1)을 대략 중심으로 한 방사상으로 도광체 가운데를 전파하기 위해서, 도광체(3)의 광 출사면에 점 광원을 둘러싸도록 해서 다수의 렌즈 열을 대략 반달 모양으로 병렬해서 형성한 광 출사 기구를 형성하는 것이, 휘도의 균일성의 관점에서 바람직하다. 또한, 도광체(3)의 광 출사면으로부터 출사하는 출사광도 동일하게 일차 광원(1)을 중심으로 한 방사상으로 출사하기 위해서, 이러한 방사상으로 출사하는 출사광을, 그 출사 방향에 무관하고, 효율적으로 원하는 방향으로 편향시키기 위해서는, 광 편향 소자(4)에 형성하는 프리즘 열을 일차 광원(1)을 둘러싸도록 대략 반달 모양으로 병렬해서 배치하는 것이, 휘도의 균일성의 관점에서 바람직하다.
광원 리플렉터(2)는 일차 광원(1)의 광을 손실을 적게 도광체(3)로 유도하다 것이다. 정반사 경향이 강한 광원 리플렉터(2)의 재질로서는, 예를 들면 표면에 금속 증착 반사층을 갖는 플라스틱 필름을 사용할 수 있다. 도시되는 바와 같이, 광원 리플렉터(2)는 광 확산 소자(6) 및 광 편향 소자(4)를 피해, 광 반사 소자(5)의 단부 모서리부 외면으로부터 일차 광원(1)의 외면을 거쳐서 도광체(3)의 광 출사면 단부 모서리부로 둘러 감아져 있다. 다른 한편, 광원인 리플렉터(2)는 광 확산 소자(6)만을 피해, 광 반사 소자(5)의 단연부 외면에서 일차 광원(1)의 외면을 거쳐서 광 편향 소자(4)의 출광면 단부 모서리부로 둘러 감는 것도 가능하고, 또는 광 반사 소자(5)의 단연부 외면에서 일차 광원(1)의 외면을 거쳐서 광 확산 소자(6)의 출사면 단부 모서리부로 둘러 감는 것도 가능하다. 혹은, 광 반사 소자(5)를 피해 도광체 이면(34)으로부터 권취되는 것도 가능하다.
이러한 광원 리플렉터(2)와 같은 반사 부재를, 도광체(3)의 측단면(31) 이외의 측 단면에 붙이는 것도 가능하다.
광 반사 소자(5)로서는, 예를 들면 표면에 금속 증착 반사층을 갖는 플라스틱 시트를 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 광 반사 소자(5)로서, 반사 시트 대신에, 도광체(3)의 이면(34)에 금속 증착 등에 의해 형성된 광 반사층 등을 사용 하는 것도 가능하다.
본 발명의 도광체(3), 광 편향 소자(4) 및 광 확산 소자(6)는 광 투과율 이 높은 합성 수지로 구성할 수 있다. 이러한 합성 수지로서는, 메타크릴 수지, 아크릴 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 염화비닐계 수지, 환상 폴리 올레핀 수지를 예시할 수 있다. 특히, 메타크릴 수지가, 광 투과율의 높이, 내열성, 역학적 특성, 성형 가공성에 뛰어나 알맞다. 이러한 메타크릴 수지로서는, 메타크릴산 메틸을 주성분으로 하는 수지로서, 메탈크릴산 메틸이 80중량% 이상인 것이 바람직하다. 도광체(3), 광 편향 소자(4) 및 광 확산 소자(6)의 조면 또는 헤어라인 등의 표면 구조나 프리즘 열 또는 렌티큘러 렌즈 열등의 표면구조를 형성하는 것에 있어서는, 투명 합성 수지판을 원하는 표면 구조를 갖는 형부재를 사용하여 열 프레스 함으로써 형성해도 좋고, 스크린 인쇄, 압출 성형이나 사출 성형 등에 의해 성형과 동시에 형상 부여해도 좋다. 또한, 열 혹은 광 경화성 수지 등을 사용하여 구조면을 형성할 수도 있다. 또한, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 염화비닐계 수지, 폴리메타크릴 이미드계 수지 등으로 이루어지는 투명 필름 혹은 시트 등의 투명 기재의 표면에, 활성 에너지 선 경화형 수지로 이루어지는 조면 구조 또 렌즈 열 배열 구조를 형성해도 좋고, 이러한 시트를 접착, 융착 등의 방법에 의해 별개의 투명 기재 위에 접합 일체화시켜도 좋다. 활성 에너지 선 경화형 수지로서는, 다관능(메타) 아크릴 화합물, 비닐 화합물, (메타) 아크릴산 에스테르류, 아릴 화합물, (메타) 아크릴산의 금속염 등을 사용할 수 있다.
이상과 같은 일차 광원(1), 광원 리플렉터(2), 도광체(3), 광 편향 소자(4), 광 확산 소자(6) 및 광 반사 소자(5)로 이루어지는 면 광원 장치의 발광면[광 확산 소자(6)의 출사면(62)] 상에, 도 7에 도시하는 바와 같이 액정 표시 소자(LC)를 배치하는 것에 의해, 본 발명의 면 광원 장치를 백라이트로 한 액정 표시 장치가 구성된다. 도 7에서는 광 확산 소자(6)의 도트 패턴부를 구성하는 분산 배치의 도트 형상 광 흡수성 도재가 부호(64')로 표시되어 있다. 액정 표시 장치는 도 7에 있어서의 상방으로부터 액정 표시 소자(LC)를 통과시켜서 관찰자에 의해 관찰된다. 액정 표시 장치의 표시 영역은, 액정 표시 소자(LC)의 표시 영역 혹은 해당 액정 표시 소자를 유지하는 프레임의 개구 영역 등에 의해 결정된다. 면 광원 장치의 유효 발광 영역은 액정 표시 장치의 표시 영역보다 크고, 해당 표시 영역의 모두를 커버하도록 존재한다. 제 1 광 흡수대(36)는, 표시 영역외이며 유효 발광 영역외에 위치하도록 배치된다. 제 2 광 흡수대(136)는, 표시 영역 외에 위치하도록 배치되지만, 유효 발광 영역에 걸쳐 있어도 좋다.
도 7에는, 도광체(3)에 있어서 상기 거리(D1)가 0㎛인 경우가 표시되어 있다. 도시되는 바와 같이, 제 1 광 흡수대(36)는 광 입사 단면(31)과의 경계까지 연장되어 있지만, 광 입사 단면(31) 상에까지는 연장되어 있지 않다. 즉, 광 입사 단면(31)은 광 출사면(33)과의 경계에 이르기까지 일차 광원(1)으로부터 발생하는 광이 입사하도록 구성되어 있다.
또한, 광원 리플렉터(2)는 그 단부 모서리부가 제 1 및 제 2 광 흡수대(36, 136)를 덮도록 배치되어 있다. 다만, 광원 리플렉터(2)는 제 2 광 흡수대(136)를 덮지 않아도 좋다. 면 광원 장치의 발광면 외주부의 폭 2∼4mm 정도의 영역은 프레임에 의해 덮어져, 이 영역(액자 테두리 형상 영역)으로부터는 외부로의 광의 출사는 없다. 광원인 리플렉터(2)의 단부 모서리부는, 액자 테두리 형상 영역 내에 위치하고 있으며, 따라서 제 1 및 제 2 광 흡수대(36, 136)는 액자 형상 영역 내, 즉 면 광원 장치의 유효 발광 영역 외에 위치하고 있다. 다만, 제 2 광 흡수대(136)는 액자 테두리 형상 영역 외, 즉 면 광원 장치의 유효 발광 영역 내에 위치하고 있어도 좋다.
광 입사 단면(31)으로부터 도광체(3)내에 도입된 광 중에서 제 1 광 흡수대(36)에 도달하는 광(L1)은 해당 제 1 광 흡수대에 의해 그 대부분이 흡수된다. 그 나머지가 광 출사면(33)에서 반사되어 도광체 내를 진행하는 광(L2)이 된다. 이 광(L2)은 이면(34)으로부터 출사하여 반사 소자(5)에 의해 반사되어 도광체 내로 재입사하고, 광 출사면(33)으로부터 출사한다. 본 발명에서는, 광(L2)은 제 1 광 흡수대(36)에서의 광 흡수에 의해 광(L1)보다 충분히 약하게 할 수 있고, 이 때문에, 휘선 발생의 원인으로 되는 일은 거의 없다. 가령, 제 1 흡수대(36)가 존재하지 않는다고 하면, 이 광(L2)의 강도는 꽤 강한 것으로 된다. 이 광(L2), 즉 본 발명에서 제 1 흡수대(36)를 부착한 부분에서의 반사광이 휘선 발생의 가장 큰 원인이며, 제 1 광 흡수대(36)가 존재하지 않을 경우에는, 두드러진 휘선이 발생한다.
특히, 광원 리플렉터(2)로서, 정반사 경향이 강한 것을 사용했을 경우에 있어서, 제 1 광 흡수대(36)가 존재하지 않을 경우에는, 도광체(3)내의 광의 일부가 광 출사면(33)을 투과해서 광원인 리플렉터(2)에 의해 정반사되고, 다시 광 출사면(33)을 투과해서 도광체(3)내에 도입되므로, 이에 근거해 매우 두드러진 휘선이 발생한다. 이러한 매우 두드러진 휘선의 발생을 방지하기 위해서는, 제 1 광 흡수대(36)로서 가시 광선 투과율이 충분히 낮은 것을 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 그렇게 해서 제 1 광 흡수대(36)에 의해 두드러진 휘선의 발생을 방지했을 경우에는, 휘선 저감이 이루어진 영역의 휘도가 그 근방의 영역의 휘도에 비해 지나치게 저하해서, 이들 영역에서의 휘도의 콘트라스트가 커지고(즉, 국소적으로 급격한 휘도 변화가 발생하고), 휘선 제거 영역이 암선으로서 시인되거나, 혹은 휘선 저감 영역의 근방의 영역이 약하게 되면서도 휘선으로서 시인되거나 하는 일이 있다. 즉, 두드러진 휘선은 제거되어도, 국소적으로 급격한 휘도 변화가 발생하고, 표시 장치의 백라이트로서 사용했을 경우의 표시 화상의 품위를 저하시키는 경우가 있다.
그런데, 본 발명에 있어서는 제 2 광 흡수대(136)를 배치함으로써, 휘선 저감 영역의 근방의 영역의 휘도를 휘선 저감 영역의 휘도와의 차가 작아지도록 휘도 조정하고, 이들 영역에서의 국소적으로 급격한 휘도 변화의 발생이 없도록 하고, 즉 이들 영역에서의 휘도 콘트라스트가 커지지 않도록 하고 있다. 따라서, 휘선 저감 영역이 암선으로서 시인되거나, 혹은 그 근방의 영역이 휘선으로서 시인되거나 하는 일이 없다.
즉, 광 입사 단면(31)으로부터 도광체(3)내로 도입된 광 중에서, 제 2 광 흡수대(136)에 도달하는 광(L3)은 해당 제 2 광 흡수대에 의해 그 일부가 흡수된다. 그 나머지가 광 출사면(33)에서 반사되어 도광체내를 진행하는 광(L4)이 된다. 이 광(L4)은 이면(34)으로부터 출사하여 반사 소자(5)에 의해 반사되어서 도광체내에 재입사하고, 광 출사면(33)으로부터 출사한다. 본 발명에서는, 광(L4)은 제 2 광 흡수대(136)에서의 광 흡수에 의해 광(L3)보다 약하게 할 수 있으며, 이 때문에, 상기 광(L2)과의 강도차가 저감되며, 따라서, 광(L2)이 광 출사면에서 최초로 출사하는 영역 및 그 근방의 광(L4)이 광 출사면에서 최초로 출사하는 영역에서의 휘도에는 큰 차이가 없다(즉, 휘도 콘트라스트는 크지 않다).
특히, 도광체 이면(34)과 광 입사 단면(31)과의 경계를 형성하는 에지 부분으로부터 도광체(3)내에 도입되어 제 2 광 흡수대(136)에 도달하는 광(L5)은 해당 제 2 광 흡수대에 의해 그 일부가 흡수된다. 그 나머지가 광 출사면(33)에서 반사되어서 도광체내를 진행하는 광(L6)이 된다. 이 광(L6)은 이면(34)으로부터 출사하여 반사 소자(5)에 의해 반사되어서 도광체내에 재입사하고, 광 출사면(33)으로부터 출사한다. 본 발명에서는, 광(L6)은 제 2 광 흡수대(136)에서의 광 흡수에 의해 광(L5)보다 약하게 할 수 있으며, 이 때문에, 상기 광(L2)과의 강도차가 저감되며, 따라서, 광(L2)이 광 출사면으로부터 최초로 출사하는 영역 및 그 근방의 광(L6)이 광 출사면에서 최초로 출사하는 영역에서의 휘도에는 큰 차이가 없다(즉, 휘도 콘트라스트는 크지 않다).
또한, 일차 광원(1)으로부터 발생한 광 중 일부는, 광원 리플렉터(22)로부터 반사되어, 광 입사 단면(31)에 달하는 일없이 제 1 및 제 2 광 흡수대(36, 136)에 도달하고, 여기에서 그 태반이 흡수된다. 가령, 광 흡수대(36, 136)가 존재하지 않는다고 하면, 본 발명에서 광 흡수대(36, 136)를 붙인 부분의 광 출사 단면(33)으로부터 도광체내에 광이 흡수된다. 이 광도 상기 휘선의 발생의 원인이며, 이 점에서도 광 흡수대(36, 136)가 존재하지 않을 경우에는, 휘선이 발생한다.
본 발명에 있어서는, 충분히 시준된 좁은 휘도 분포(XZ 면내)의 광을 광원 장치로부터 액정 표시 소자(LC)에 입사시킬 수 있기 때문에, 액정 표시 소자에서의 계조 반전 등이 없게 밝기, 색상의 균일성의 양호한 화상 표시를 얻을 수 있는 동시에, 원하는 방향으로 집중된 광 조사를 얻을 수 있고, 이 방향의 조명에 대한 일차 광원(1)의 발광 광량의 이용 효율을 높일 수 있다.
이상의 실시 형태의 설명에서는 제 1 및 제 2 광 흡수대(36, 136)가 어느것이나 폭 방향에 거의 균일한 광 흡수 특성을 갖는 것으로서 설명되었지만, 본 발명에서는 제 1 및 제 2 광 흡수대는 그 광 흡수 특성이 폭 방향으로 변화되고 있어도 좋다. 이러한 광 흡수 특성의 바람직한 형태로서는, 제 1 광 흡수대(36)의 광 입사 단면에 가까운 측 테두리보다 먼 측 테두리쪽이 가시 광선 투과율이 높게되도록 형성되어 있는 것을 들 수 있다. 이렇게 함으로써, 제 1 광 흡수대(36)와 그것이 형성되지 않은 도광체 광 출사면(33)의 영역의 경계에 있어서의 광 흡수성의 급격한 변화를 방지하고, 국소적으로 급격한 휘도 변화의 발생을 한층 저감할 수 있다. 제 2 광 흡수대(136)에 관해서도 동일하게, 중앙보다 양측 테두리쪽이 가시광선 투과율이 높아지도록 형성되어 있는 것을 들 수 있다. 이렇게 함으로써, 제 2 광 흡수대(136)와 그것이 형성되지 않은 도광체 광 출사면(33)의 영역의 경계에 있어서의 광 흡수성의 급격한 변화를 방지하고, 국소적으로 급격한 휘도 변화의 발생을 한층 저감할 수 있다.
예를 들면, 도 10에 도시되는 것과 같이, 제 1 광 흡수대(36)를 폭 방향(X 방향)에 관해서 광 입사 단면에 가까운 제 1 영역(36-1)과 먼 제 2 영역(36-2)의 2개로 이루어지는 것으로 하고, 제 1 영역(36-1)의 두께를 제 2 영역(36-2)의 두께의 약 2배로 함으로써, 제 2 영역(36-2)의 가시광선 투과율(T2)을 제 1 영역(36-1)의 가시 광선 투과율(T1)보다 높게 할 수 있다. 이러한 가시 광선 투과율이 2단계로 변화되는 제 1 광 흡수대(36)는 우선 제 1 영역(36-1) 및 제 2 영역(36-2)의 쌍방에 대하여 균등 두께로 도재의 도포를 실행하고, 그 후에 제 1 영역(36-1)에 있어서만 추가의 도재 도포를 실행하는 것으로 얻을 수 있다. 마찬가지로 해서 3단계 이상으로 가시 광선 투과율이 변화되는 제 1 광 흡수대를 형성할 수 있다.
제 2 광 흡수대(136)에 관해서도 동일하게, 폭 방향(X 방향)에 관해서 광 입사 단면에 가까운 순서로 제 1 영역(136-1)과 제 2 영역(136-2)과 제 3 영역(136-3)의 3개로 이루어지는 것으로 하고, 제 2 영역(136-2)의 두께를 제 1 및 제 3 영역(136-1, 136-3)의 두께의 약 3배로 함으로써, 제 1 및 제 3 영역(136-1, 136-3)의 가시 광선 투과율(T2)을 제 2 영역(136-2)의 가시 광선 투과율(T3)보다 높게 할 수 있다. 이러한 가시 광선 투과율이 2단계로 변화되는 제 2 광 흡수대(136)는 우선 제 1∼제 3의 영역(136-1∼136-3)의 모두에 대하여 균등 두께로 도재의 도포를 실행하고, 그 후에 제 2 영역(136-2)에 있어서만 추가의 도재 도포를 실행하는 것으로 얻을 수 있다. 마찬가지로 해서 3단계 이상으로 가시 광선 투과율이 변화되는 제 2 광 흡수대를 형성할 수 있다.
또한, 도 11에 도시되는 바와 같이, 제 1 흡수대(36)의 두께를 제 1 광 흡수대(36)의 폭 방향(X 방향)에 관해서 광 입사 단면(31)에 가까운 측 테두리로부터 먼 측 테두리에 걸쳐서 점차로 작게 함으로써, 제 1 광 흡수대(36)의 가시 광선 투과율을 제 1 광 흡수대(36)의 폭 방향으로 연속적으로 변화시키는 것으로도 좋다. 마찬가지로, 제 2 광 흡수대(136)의 두께를 제 2 광 흡수대(136)의 폭 방향(X 방향)에 관해서 중앙으로부터 양측 테두리에 걸쳐서 점차로 작게 함으로써, 제 2 광 흡수대(136)의 가시 광선 투과율을 제 2 광 흡수대(36)의 폭 방향으로 연속적으로 변화되는 것으로 하여도 좋다. 이러한 형태의 제 1 및 제 2 광 흡수대(36, 136)는 마스크 부재를 X 방향으로 광 입사 단면(31)에 가까운 측에서 먼 측으로 이동시키면서 도재 도포를 실행하는 것으로 얻을 수 있다. 제 1 및 제 2 광 흡수대(36, 136)에 있어서의 가시 광선 투과율의 연속적 변화는, 폭 방향의 전체에 걸칠 필요는 없고 폭 방향의 일부여도 좋다.
또한, 제 1 및 제 2 광 흡수대(36, 136)에 있어서의 가시 광선 투과율의 변화는, 도 10에 관해 설명한 단계적 변화와 도 11에 관해 설명한 연속적 변화를 조합한 것이라도 좋다.
제 1 광 흡수대(36)의 가시 광선 투과율은 가장 낮은 값이 0%∼60%의 범위내에 있으며, 또한 가장 높은 값이 40%∼90%의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 또한, 제 2 광 흡수대(136)의 가시 광선 투과율은 가장 낮은 값이 40%∼90%의 범위내에 있으며, 또한 가장 높은 값이 60%∼95%의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 이들 범위 내에 있는 것으로, 휘선 발생의 방지 효과를 유지하면서 암선의 발생을 방 지할 수 있고, 국소적으로 급격한 휘도 변화의 발생을 한층 저감 할 수 있다.
도 12 및 도 13을 이용하여, 이상과 같은 도광체의 제조 방법의 별도의 예를 설명한다. 도 12의 (a) 및 도 13의 (a)는 부분 평면도이며, 도 12의 (b) 및 도 13의 (b)는 그 XZ 부분 단면도이다.
우선, 도 12에 표시되어 있는 바와 같이, 도광체(3)의 광 출사면(33)의 광 입사 단면(31)에 근접해 해당 광 입사 단면으로부터 거리(D1')를 이격된 폭(W1')의 영역에, 잉크젯법에 의해 서로 독립하거나 또는 부분적으로 연속한 잉크 도트(36A)를 형성한다. 잉크젯법의 실시에 사용되는 장치로서는, 컨티뉴어스(연속 분사) 방식이나 피에조 노즐을 사용한 DOD(도트 온 디맨드)방식의 프린터가 예시된다. 이들 장치에 의해, 다수의 노즐로부터 잉크를 토출시켜, 필요에 따라 해당 노즐에 대하여 도광체(3)를 광 출사면(33)과 평행한 소요의 방향으로 주사함으로써, 광 출사면의 소정의 영역에 도시되는 것 같은 서로 독립한 다수의 잉크 도트(36A)가 형성된다. 이들 잉크 도트의 인접하는 것끼리는 도시되는 바와 같이 모두가 완전히 독립하고 있어도 좋지만, 그들 중 일부가 부분적으로 중복하여 연속하고 있어도 좋다.
다음으로, 잉크 도트의 인접하는 것끼리를 결합시켜 연속한 잉크층으로 한다(이하,「레벨링」이라 함). 이 레벨링은 소요의 레벨링량(정도)을 얻기 위해서 필요한 시간, 실시된다. 이에 의해, 도 13에 표시되어 있는 바와 같이, 잉크 도트의 인접하는 것끼리를 결합시켜, 광 입사 단면(31)으로부터 거리(D1) 이격된 폭(W1)의 영역의 전체에 걸쳐 연속한 잉크층(36B)으로 된다. 이 폭(W1)의 영역은 상기 폭(W1')의 영역의 모두를 포함하고 있으며, 레벨링에 의해 폭(W1')보다 조금 크게 되어 있다.
다음으로, 잉크층(36B)을 경화시킴으로써, 제 1 광 흡수대(36)를 형성한다.
잉크로서는, 예를 들어 자외선 경화형 잉크를 사용할 수 있다. 자외선 경화형 잉크는 자외선 조사의 타이밍의 제어에 의해 용이하게 소요의 레벨링량(정도)을 실현할 수 있는 것으로부터, 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 소요의 레벨링량을 얻기 위한 시간의 제어를 쉽게 하기 위해서, 잉크 토출 노즐의 온도 즉 잉크의 온도를 일정하게 유지하는 것이 바람직하다. 또한, 도광체(3)를 가온 함으로써도, 잉크 방울 등의 잉크 토출 후의 잉크 도트(36A)의 점도를 저하시킬 수 있고, 이에 의해 소요의 레벨링량을 얻기 위한 시간을 짧게 해서, 인쇄에 필요로 하는 시간을 단축하는 것이 가능해진다.
이상과 같이 해서, 레벨링 시간에 의해 잉크층(36B)에 있어서의 잉크 도트의 결합 상태를 원하는 것으로 제어하는 것으로, 제 1 광 흡수대(36)의 표면 상태 즉, 요철의 정도를 제어할 수 있다. 이 제 1 광 흡수대(36)의 표면에 적절한 요철을 형성해 두는 것으로, 불필요 광을 한층 두드러지지 않게 할 수 있다. 즉, 상기와 같이, 일차 광원(1)으로부터 발생한 광 중 일부가 광원 리플렉터(22)로부터 반사되어, 광 입사 단면(31)에 도달하는 일없이 제 1 흡수대(36)에 도달했을 때에, 여기에서 태반이 흡수된다. 이때, 나머지의 광은 도광체 광 출사면(33)쪽으로 반사되지만, 이 반사광을 제 1 광 흡수대(36)의 표면의 요철에 의해 확산 반사시키는 것으로, 두드러지지 않게 할 수 있다.
프린터의 해상도가 높은 쪽이, 잉크 도트를 보다 근접해서 형성할 수 있고, 잉크 도트의 결합을 위한 레벨링에 요하는 시간을 단축하는 가능한 것으로, 바람직하다.
이상, 제 1 광 흡수대(36)에 대해서 진술한 것이, 제 2 광 흡수대(136)에 있어서도 적합하다. 즉, 도 12에 표시되어 있는 바와 같이, 도광체(3)의 광 출사면(33)의 폭(W1')의 영역에서 벗어난 영역에, 마찬가지로 잉크젯법에 의해 서로 독립하거나 또는 부분적으로 연속한 잉크 도트(136A)를 형성한다. 이들 잉크 도트의 인접하는 것끼리는 도시되는 바와 같이 모두가 완전히 독립하고 있어도 좋지만, 그들 중 일부가 부분적으로 중복하여 연속하고 있어도 좋다. 다음으로, 마찬가지로 해서 잉크 도트를 레벨링 시킨다. 이에 의해, 도 13에 표시되어 있는 바와 같이, 잉크 도트의 인접하는 것끼리를 결합시켜, 폭(W1)의 영역에서 벗어난 영역의 전체에 걸쳐 연속한 잉크층(136B)으로 한다. 다음으로, 잉크층(136B)을 경화시킴으로써, 제 2 광 흡수대(136)를 형성한다. 이상과 같이 해서, 레벨링 시간에 의해 잉크층(136B)에 있어서의 잉크 도트의 결합 상태를 원하는 것으로 제어하는 것에 의해, 제 2 광 흡수대(136)의 표면 상태 즉 요철의 정도를 제어할 수 있다. 이 제 2 광 흡수대(136)의 표면에 적절한 요철을 형성해 두는 것으로, 불필요 광을 한층 두르러지지 않게 할 수 있다. 즉, 상기와 같이, 일차 광원(1)으로부터 발생한 광 중 일부가 광원 리플렉터(22)로부터 반사되어, 광 출사 단면(31)에 도달하는 일없이 제 2 광 흡수대(136)에 도달했을 때에, 여기에서 태반이 흡수된다. 이때, 나머지의 광은 도광체 광 출사면(33)의 쪽으로 반사되지만, 이 반사광을 제 2 광 흡수 대(136)의 표면의 요철에 의해 확산 반사시키는 것으로, 두르러지지 않게 할 수 있다.
또한, 이상과 같은 제 1 및 제 2 광 흡수대(36, 136)의 형성을 병행하여 실행하는 것으로, 형성을 위한 시간이 단축된다.
도 14를 이용하여, 이상과 같은 도광체의 제조 방법의 별도의 예를 설명한다.
이 예에서는, 우선 도 14의 (a)에 표시되는 것 같은 도광체 소재(3')를 준비한다. 다음으로, 도 14의 (b)에 표시되는 것 같이, 광 입사 단면 대응부(31')에 대한 절삭 가공을 실행하고 광 입사 단면(31)을 형성한다. 이 절삭 가공에 의해, 광 입사 단면(31)과 광 출사면(33)과의 경계에는 광 출사면(33) 쪽에 돌출된[즉, 광 출사면(33)의 다른 영역에 대하여 융기하여 돌출된] 돌출부(39)가 형성된다. 이 돌출부(39)는 광 입사 단면(31)과 광 출사면(33)과의 경계선에 따라 즉, 광 입사 단면(31)에 따라 연장되어 있다. 이 돌출부(39)는 상기와 같이 절삭 가공에 의해 형성할 수 있지만, 사출 성형시에 성형에 의해 형성해도 좋다.
다음으로, 도 14의 (c)에 표시되는 바와 같이, 광 출사면(33)의 소요의 영역에 잉크 도트(36A, 136A)를 형성한다. 이 잉크 도트의 형성은 상기 도 12에 관해 설명한 바와 같이 이루어진다. 다음으로, 잉크 도트의 레벨링을 실행하고, 도 14의 (d)에 표시되는 바와 같이, 광 출사면(33)의 소요의 영역에 잉크층(36B, 136B)을 형성한다. 이들 잉크층의 형성은 상기 도 13에 관한 것으로 설명하도록 되어 있지만, 여기에서는, 레벨링에 의해 형성되는 잉크층(36B)의 광 입사 단면(31)에 가까운 측 테두리가 돌출부(39)에 도달하도록, 잉크 도트 형성 영역의 위치가 설정되고 있다. 즉, 도 14의 (c)에 표시되는 잉크 도트(36A)의 형성되는 영역은 광 입사 단면(31)으로부터 조금밖에 떨어져 있지 않다. 이에 의해, 잉크 도트의 레벨링시에 유동하는 잉크는 돌출부(39)에 의해 광 입사 단면(31)으로 이동하는 것이 저지된다.
최후로, 잉크층(36B, 136B)을 경화시킴으로써, 제 1 및 제 2 광 흡수대(36, 136)를 형성한다.
이상의 방법에 의하면, 제 1 광 흡수대(36)를 광 입사 단면(31)에 따르는 일 없이 또한, 해당 광 입사 단면(31)의 극히 가까이에 형성하는 것이 용이하다. 이 제 1 흡수대(36)에 의하면, 광 입사 단면(31)으로부터 도광체(3)로 입사하는 광량의 감소를 제어할 수 있다.
이러한 돌출부(39)에 의한 잉크의 광 입사 단면(31)으로의 이동의 적정한 위치에서의 저지의 작용을 양호하게 하고, 또한 돌출부(39)의 형성을 쉽게 하기 위해서는, 돌출부(39)의 치수를 다음과 같은 적절한 범위 내의 것으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 도 18에 표시되어 있는 바와 같이, 돌출부(39)의 높이(광 출사면(33)의 다른 영역으로부터의 높이)를 H라 하고, 돌출부(39)의 XZ 단면 형상에 있어서 높이의 반값 전폭을 W로 하며, 바람직하게는, H는 1∼50㎛, 보다 바람직하게는 2∼30㎛, 더욱 바람직하게는 5∼20㎛이고, W는 1∼50㎛, 보다 바람직하게는 2∼30㎛, 더욱 바람직하게는 5∼20㎛이다. 돌출부 높이(H)가 지나치게 작으면 잉크 이동 저지의 작용이 불충분하게 되는 경향이 있고, 돌출부 높이(H)가 지나치게 큰 것은 면 광원 장치의 조립이 곤란해지거나, 돌출부의 이지러짐이 발생하기 쉬워지게 되고, 또한 잉크를 돌출부의 정상 부근까지 이동시키기 어려워지는 경향이 있다. 또한, 높이 반값 전폭(W)이 지나치게 작은 것은 돌출부의 형성이 곤란해져 더욱 기계적 강도가 낮게 잉크 이동 저지의 작용이 불확실하게 되는 경향이 있으며, 높이 반값 전폭(W)이 지나치게 큰 것은 면 광원 장치의 조립이 곤란해지고, 또한 잉크를 돌출부의 폭 부근까지 이동시키기 어려워지는 경향이 있다.
이상 설명한 어느 쪽의 방법에 있어서도, 광 흡수대(36)를 형성하기 위한 도재인 자외선 경화형 잉크로서는, (메타) 아크릴레이트모노마 및/또는 유기 용매를 함유하는 자외선 경화형 잉크를 사용하는 것이 바람직하다. 이것은 잉크층이 경화해서 형성되는 광 흡수대(36)의 도광체(3)의 표면에 대한 접합력의 향상에 유리하기 때문이다. 잉크 폭에 유기 용매가 존재함으로써, 도광체(3)의 표면을 용융해 황폐케 하는 것에 의한 앵커 효과의 향상을 얻을 수 있다. 또한, 특히, 도광체(3)로서 (메타) 아크릴계 수지를 사용한 경우에는, 잉크 내에 (메타)아크릴레이트모노마가 존재함으로써, 잉크에 있어서 중합시에 해당 잉크와 도광체 사이에 가교 반응이 발생하기 쉽게 되고, 이에 의한 앵커 효과의 향상을 얻을 수 있다.
상기 (메타) 아크릴레이트모노마나 유기 용매는, 잉크 농도가 크게 변화하지 않도록, 수 평균 분자량 100 이상, 바람직하게는 15O 이하, 보다 바람직하게는 200 이상인 것이 바람직하다. (메타) 아크릴레이트모노마는, 예를 들어 메틸메타크릴레이트이며, 잉크 내에 예를 들면 0.5∼10 중량% 함유되어 있는 것이 바람직하다. 유기 용매는 잉크 농도가 크게 변화되지 않도록, 비점 60℃ 이상, 바람직하게는 80 ℃ 이상, 더욱 바람직하게 100℃ 이상인 것이 바람직하고, 예를 들면 메틸에칠케톤, 초산 에틸, 크로로포름, 초산 세로솔브 및 메탈크릴산 중 적어도 1개를 포함하여 이루어지는 것이 예시된다.
이러한 자외선 경화형 잉크로서는, 예를 들면, 이하에 표시되는 것 같은 조성의 것을 들 수 있다.
잉크 1:
아크릴산오리고마: 30∼50 중량%
아크릴이소보닐: 0∼20 중량%
1, 6-헥산지올아크릴레이트: 1~20 중량%
테트라히드로푸리푸릴아크릴레이트: 10∼20 중량%
벤조페논: 1~5 중량%
카본블랙: 1∼5 중량%
잉크 2:
아크릴이소보닐: 0∼20 중량%
1,6-헥산지올아크릴레이트: 1∼20 중량%
아크릴산아미소/아크릴산에스테르 혼합물: 30∼50 중량%
벤조페논: 1~5 중량%
카본블랙: 1∼5 중량%
본 발명에 있어서, 광 흡수대를 잉크젯 법 등으로 형성하는 경우에는, 이와 같은 자외선 경화형 잉크로로서, 잉크 토출시의 헤드 온도에 있어서 잉크 점도가 1 ∼1OOcp로 표면 장력이 20∼55mN/m의 것을 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 잉크 점도가 1∼50cp로 표면 장력이 20∼45mN/m의 것이고, 보다 바람직하게는 잉크 점도가 1∼20cp로 표면 장력이 25∼35mN/m이 것이다. 또한, 헤드 온도는, 잉크 도트의 레벨링성이나 도광체와의 밀착성이나 토출 잉크의 정확한 도착 위치 안정성 등의 관점으로부터 10∼100℃로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 35∼85℃이며, 보다 바람직하게는 40∼60℃의 범위이다.
또한, 광 흡수대를 잉크젯법 등으로 형성하는 경우에는, 헤드 속도는 택트 시간의 단축, 잉크 도트의 레벨링성이나 도광체와의 밀착성 등과의 관점으로부터, 헤드 속도를 10∼1000mm/초로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 200∼800mm/초이며, 보다 바람직하게는 250∼500mm/초의 범위이다.
본 발명에 있어서는, 제 1 및 제 2 광 흡수대(36, 136)로서 광 확산성 또는 광 흡수성의 미립자를 함유하는 것을 사용할 수 있다. 이 미립자의 입경은 20㎛이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 14㎛이하이며, 특히 바람직하게는 8㎛이하이다. 이러한 미립자는 해당 미립자를 제외하는 도재 고형분 100 중량부에 대하여 10∼125 중량% 함유시킬 수 있다. 광 흡수성의 미립자로서는, 카본블랙(carbon black) 등을 함유한 아크릴수지, 스틸렌 수지, (메타) 아크릴/스틸렌 공중합 수지나 벤조구아나민 수지 등의 흑색 폴리머계 미립자 등으로 이루어지는 것을 예시할 수 있다. 또한, 광 확산성의 미립자로서는, 아크릴수지, 스틸렌 수지, (메타) 아크릴/스틸렌 공중합수지나 실리콘 수지 등의 폴리머계 미립자나 실리카, 알루미나나 탄산 칼슘 등의 무기계 미립자 등으로 이루어지는 것을 예시할 수 있다. 광 확 산성의 미립자는 표면 반사에 의한 광 확산을 이용하는 것이라도 좋고, 투광성을 갖고 내부 투과광의 굴절에 의한 광 확산을 이용하는 것이라도 좋다. 광 흡수성의 미립자는 광 흡수대(36, 136)의 광 흡수성의 향상에 기여하고, 광 확산성의 미립자는 광 흡수대(36, 136) 내에 있어서 광 확산을 실행하는 것으로 간접적으로 광 흡수성을 향상시키고, 또한 흡수되지 않고 출사하는 광의 확산에 의한 평균화에 기여한다.
도 15에, 광 확산성 또는 광 흡수성의 미립자를 함유하는 제 1 광 흡수대(36)의 실시 형태를 도시한다. 이 실시 형태에서는, 광 흡수대(36)의 표면에 미세한 요철이 형성되어 있다. 이 요철의 볼록부(37)는 광 흡수대(36)에 함유된 광 확산성 또는 광 흡수성의 미립자(38)에 의해 형성되어 있다. 이 요철은 광 흡수대(36)를 구성하는 도재에 광 확산성 또는 광 흡수성의 미립자(38)를 함유시켜 두는 것으로, 도포막 형성에 따라 형성할 수 있다. 이렇게 광 흡수대(36)의 표면에 미세한 요철을 형성해 두는 것으로, 불필요 광을 한층 눈에 띄지 않게 할 수 있다. 즉, 상기와 같이, 일차 광원(1)으로부터 발생한 광 중 일부가 광원 리플렉터(22)로부터 반사되어, 광 입사 단면(31)에 도달하는 일 없이, 광 흡수대(36)에 도달했을 때에, 여기에서 태반이 흡수된다. 이때, 나머지의 광은 도광체 광 출사면(33)쪽으로 반사되지만, 이 반사광을 광 흡수대(36)의 표면의 요철에 의해 확산 반사시키는 것으로, 눈에 띄지 않게 할 수 있다. 제 2 광 흡수대(136)에 있어도 동일한 형태가 적합하다.
도 16에, 도광체(3)의 광 출사면(33)과 광 입사 단면(31)의 경계부의 확대 도를 도시한다. 광 출사면(33)과 광 입사 단면(31)의 경계를 형성하는 에지 부분[이면(34)과 광 입사 단면(31)의 경계를 형성하는 에지 부분에 관해서도 동일]은 이상적으로 거의 직각으로 이루어지지만, 현실적으로는 가공에 따라 미소한 곡률 반경의 곡면으로 되는 것이 많다. 특히, 상기와 같이 절삭 가공에 의해 광 입사 단면(31)을 형성할 경우에는, 가공에 의해 도광체 재료의 합성 수지가 부분적으로 용융하여 광 출사면(33)과 광 입사 단면(31)과의 경계의 에지 부분이 표면 장력에 근거해 곡면이 되는 경우가 있다. 휘선 발생 방지 등의 휘도 균일성 저하의 방지의 관점으로부터는, 이 에지 부분의 곡률 반경(R)이 50㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이것은 이 에지부의 곡률 반경(R)이 지나치게 크면, 에지부에서의 광 입사가 현저해져, 이 부분이 볼록 렌즈와 같이 작용하고, 도광체(3)로부터 이상 광이 출사하거나, 제 1 및 제 2 광 흡수대(36, 136)에 의한 휘선 발생 방지 효과 및 국소적으로 급격한 휘도 변화의 발생을 방지하는 효과를 저감하거나 할 우려가 있는 때문이다. 에지 부분의 곡률 반경(R)은 더욱 바람직하게는 10㎛ 이하이며, 특히 바람직하게는 5㎛ 이하이다.
도 17에, 광 입사 단면(31)과 제 1 광 흡수대(36)의 광 입사 단면에 가까운 측 테두리가 절삭 가공에 의해 동시에 형성되었을 때의 광 출사면(33)과 광 입사 단면(31)의 경계부의 확대도를 도시한다. 표면 장력에 의해 광 출사면(33)과 광 입사 단면(31)의 경계의 에지 부분에 곡률 반경(R)의 곡면[상기의 바리(39)에 상당함)이 형성되어, 제 1 광 흡수대(36)의 단연이 도광체 에지 부분의 일부를 노출시키도록 위치하고 있다. 이 도광체 에지 부분의 노출부는 광 입사 단면(31)을 구성 한다.
도 19는 본 발명에 의한 면 광원 장치의 일 실시 형태를 도시하는 모식적 사시도이며, 도 35 및 도 36은 그 도광체의 부분 사시도 및 부분 저면도이다. 이들 도면에 있어서, 상기 도 1 내지 도 18에 있어서와 동일한 또는 대응하는 또는 관련되는 부재에는 동일한 부호가 첨부되어 있다. 이하에 진술되는 바와 같이, 본 실시형태에서는 광 흡수대(36)는 도광체(3)의 이면(34)에 형성되어 있다.
도광체(3)의 이면(34)에는, 광 입사 단면(31)의 근방에, 해당 광 입사 단면(31)에 따라 연장된 폭(WP)의 대략 평탄면 영역(137)이 형성되어 있다. 이 대략 평탄면 영역(137)은 평활면이여도 좋고, 조면화되어서(즉, 매트면으로 되어) 있어도 좋다. 대략 평탄면 영역(137)에는, 이면(34)의 대부분의 영역에 걸쳐 형성되어 있는 프리즘 열[도 36에서는, 그 능선 및 곡선이, 각각 부호(34a, 34b)로 표시되고 있음]이 형성되지 않고 있다. 대략 평탄면 영역(137)은 프리즘 열의 곡선(34b)과는 거의 동일한 높이 위치(Z방향 위치)에 있다. 대략 평탄면 영역(137)의 폭(WP)은 예를 들면 50㎛∼1000㎛이며, 광 흡수대(36)의 폭(W)과 거의 동일 또는 그것보다 조금 큰 정도로 하는 것이 바람직하다. 이 대략 평탄면 영역(137)에, 광 입사 단면(31)에 따라 연장된 광 흡수대(36)가 형성되어 있다. 해당 광 흡수대(36)는 예를 들면, 흑색의 도재를 도포하는 것으로 형성할 수 있다. 이 도재 도포에 있어서의 도재의 밀착성 또는 정착성을 높이기 위해서는, 대략 평탄면 영역(137)이 조면화 되어 있는 것이 바람직하다.
광 흡수대(36)의 도포는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 상기 도 1 외의 실 시 형태에 있어서 설명한 것 같은 잉크젯 인쇄나 스크린 인쇄나 템포 인쇄나 열전사 인쇄에 의한 것이 특히 바람직하다. 또한, 광 흡수대(36)의 재료로서는, 상기 도 1 외의 실시 형태에 있어서 설명한 것 같은 것을 들 수 있다.
이 광 흡수대는, 광 입사 단면(31)으로부터 도광체(3)내에 도입된 광의 일부를 흡수하는 것으로, 광 입사 단면(31)의 근방에서의 휘선의 발생을 방지하는 것이며, 이 때문에 가시 광선 투과율(JIS-K7105B)이 예를 들면, 0∼90%이며, 0∼60%인 것이 바람직하고, 또한 바람직하게는 2∼45%이며, 특히 바람직하게는 4∼30%이다. 또한, 광 흡수대(36)는 그 반사율(JIS-K7105B)이 0∼20%인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0∼15%이다. 또한, 이 휘선 발생에는 광 입사 단면을 거치지 않고 광원 리플렉터(2)에 의한 반사로 이면(34)으로부터 도광체 내에 유입하는 광도 기여되어 있다고 생각되지만, 광 흡수대(36)는 이러한 광도 일부흡수함으로써 휘선 발생을 방지한다.
본 실시형태에서는, 도광체면(34)에 있어서 프리즘 열이 실질상 완전한 형태로 형성되어 있는 영역(즉, 프리즘 열 형성면 영역; 139)과, 대략 평탄면 영역(137) 사이에는, 폭(WT)의 천이 영역(138)이 형성되어 있다. 이 천이 영역(138)에서는, 프리즘 열 형성면 영역(139)에 가까운 측으로부터 대략 평탄면 영역(137)에 가까운 측으로와, 프리즘 열 형성면으로부터 대략 평탄면으로의 이행이 서서히 이루어지고 있다. 이 천이 영역(138)의 폭(WT)은 예를 들어, 50㎛∼2000㎛이다.
본 실시 형태에 있어서는, 프리즘 열이 형성되지 않고 있는 대략 평탄면 영역(137)에 광 흡수대(36)가 형성되므로, 광 흡수대(36)를 인쇄 또는 도포 등에 의 해 부여할 때, 도재가 인접 프리즘 열 사이의 홈을 타고 프리즘 열 형성면 영역(139)내에 침출하는 것과 같은 일이 거의 없고, 소정 폭의 광 흡수대(36)를 확실하게 형성할 수 있고, 광학 성능이 양호한 면 광원 장치를 안정되게 얻을 수 있다.
도 20는 도광체(3)를 일차 광원(1)과 함께 도시하는 모식적 저면도이다. 도 20에 표시되어 있는 바와 같이, 광 흡수대(36)는 광 입사 단면(31)으로부터 입사하는 광을 차광하지 않고, 입사하는 광량의 감소에 의한 휘도의 저하나 도광해야 할 광을 차광하는 것에 의해 암선의 발생을 억제하기 위해, 도광체(3)의 이면(34)에만 형성되어, 광 입사 단면(31)에는 형성하지 않는 것이 필요하다. 또한, 광 흡수대(36)는 폭(X 방향 치수)이 W이며, 그 폭을 획정하는 2개의 측 테두리 중 광 입사 단면(31)에 가까운 쪽의 측 테두리와 해당 광 입사 단면(31)의 거리는 D이다. 폭(W)은 50∼1000㎛이며, 바람직하게는 50∼800㎛이며, 보다 바람직하게는 100∼700㎛이며, 특히 바람직하게는 200∼400㎛이다. 폭(W)이 50㎛ 미만이면 소요의 휘선 발생 방지 효과가 저하하는 경향이 있고, 폭(W)이 1OOO㎛를 넘으면 암선이 발생하거나 전체의 휘도 저하가 발생하는 경향이 있다. 폭(W)은 도광체(3)의 광 입사 단면 위치에서의 두께의 0.4배 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.3배 이하이며, 특히 바람직하게는 0.2배 이하이다. 또한, 거리(D)는, 300㎛ 이하이면 상기의 휘선 발생 방지 효과는 얻을 수 있고, 바람직하게는 200㎛ 이하이며, 특히 바람직하게는 100㎛ 이하이다.
광 흡수대(36)를 도광체(3)의 이면(34)에 형성하는 것에 있어서, 이면(34)의 광 흡수대 형성 부위의 적어도 일부에 오목부를 형성하고, 해당 오목부에 도료 등 을 도포해서 광 흡수대를 형성해도 좋다. 즉, 도 24 및 도 25에 표시되어 있는 바와 같이, 이면(34)에 예를 들면, 단면 삼각형 또는 렌티큘려 형상의 오목부(70)를 예를 들면, 깊이 150㎛ 이하, 바람직하게는 100㎛ 이하, 또한 바람직하게는 50㎛ 이하의 깊이로 형성하고, 해당 오목부의 내부를 포함하도록 광 흡수대(36)를 형성한다. 이 오목부(70)의 깊이가 지나치게 크면 도광체 내의 도파 모드가 결손되어 암선이 출현하기 쉬워진다.
도광체(3)로서는, 도 19에 도시한 것 같은 형상에 한정되는 것은 아니고, 광 입사 단면 쪽이 두꺼운 쐐기 형상 등 여러 형상의 것을 사용할 수 있다.
도 21 및 도 22를 이용하여, 이상과 같은 도광체의 제조 방법의 일예를 설명한다.
도 21은 수지 성형 가공에 의해 성형되어 광 흡수대가 되는 도재가 도포되어서 얻어지는 도광체 소재(3')를 도시하는 모식적 저면도이다. 이 도광체 소재(3')는 최종적으로 얻을 수 있는 도광체(3)의 각부에 대응하는 부분을 대응부로서 도시하면, 광 입사 단면 대응부(31'), 이면 대응부(34') 및 광 흡수대 대응부(36')를 갖는다. 이면 대응부(34')에는 소요의 프리즘 열이 형성되어 있다. 그 반대측의 광 출사면 대응부에는 소요의 광 출사 기구를 구성하는 조면으로서의 매트면이 형성되어 있다. 이면 대응부(34')의 광 입사 단면 대응부(31')에 근접하는 대략 평탄한 영역에, 광 흡수대 대응부(36')가 형성되어 있다.
도 22에 표시되는 바와 같이, 광 입사 단면 대응부(31')에 대한 절삭 가공을 실행하여 불필요 부분을 절제함으로써, 절삭 가공면으로서 광 입사 단면(31)이 형 성되고, 동시에 광 흡수대(36)가 형성된다. 이에 의해, 용이하게 광 입사 단면(31)을 광 출사면(33)과의 경계에 이르기까지 일차 광원(1)으로부터 발생하는 광이 입사하도록 구성할 수 있다. 또한, 도 21 및 도 22에 도시되는 바와 같이, 절삭에 의해 절제되는 불필요 부분에까지 광 흡수대 대응부(31')을 형성해 두고, 절삭 가공에 있어서 광 흡수대 대응부(31')의 광 입사 단면 대응부(31')에 가까운 측 가장 자리도 동시에 절삭 제거함으로써, 용이하게, 상기의 거리(D)를 0㎛로 하고, 또한 광 입사 단면(31)을 광 출사면(33)과의 경계에 이르기까지 일차 광원(1)으로부터 발생하는 광이 입사하도록 구성할 수 있다.
이상과 같은 일차 광원(1), 광원 리플렉터(2), 도광체(3), 광 편향 소자(4), 광 확산 소자(6) 및 광 반사 소자(5)로 이루어지는 면 광원인 장치의 발광면[광 확산 소자(6)의 출사면(62)] 위에, 도 23에 도시하는 바와 같이 액정 표시 소자(LC)를 배치함으로써, 본 발명의 면 광원 장치를 백라이트로 한 액정 표시 장치가 구성된다. 도 23에서는 광 확산 소자(6)의 도트 패턴부를 구성하는 분산 배치의 도트 형상 광 흡수성 도재가 부호(64')로 표시되어 있다. 액정 표시 장치는, 도 23에 있어서의 상방으로부터 액정 표시 소자(LC)를 통과시켜서 관찰자에 의해 관찰된다. 액정 표시 장치의 표시 영역은, 액정 표시 소자(LC)의 표시 영역 혹은 해당 액정 표시 소자를 유지하는 프레임의 개구 영역 등에 의해 결정된다. 면 광원 장치의 유효 발광 영역은 액정 표시 장치의 표시 영역보다 크고, 해당 표시 영역의 모두를 커버하도록 존재하고 있다. 광 흡수대(36)는 표시 영역 외이며 유효 발광 영역외에 위치하도록 배치된다.
도 23에는, 도광체(3)에 있어서 상기 거리(D)가 0㎛의 경우가 표시되고 있다. 도시되는 바와 같이, 광 흡수대(36)는 광 입사 단면(31)과의 경계까지 연장되어 있지만, 광 입사 단면(31) 상에까지는 연장되지 않고 있다. 즉, 광 입사 단면(31)은 이면(34)과의 경계에 이르기까지 일차 광원(1)으로부터 발생하는 광이 입사하도록 구성되어 있다.
또한, 광원 리플렉터(2)는 그 단부 모서리부가 광 흡수대(36)를 덮도록 배치되어 있다. 면 광원 장치의 발광면 외주부의 폭 2∼4mm 정도의 영역은 프레임에 의해 덮여지고, 이 영역(액자 형상 영역)으로부터는 외부로의 광의 출사는 없다. 광원 리플렉터(2)의 단연부는, 액자 테두리 형상 영역 내에 위치하고 있으며, 따라서, 광 흡수대(36)는 액자 테두리 형상 영역 내 즉, 면 광원 장치의 유효 발광 영역 외에 위치하고 있다.
광 입사 단면(31)으로부터 도광체(3)내에 도입된 광 중에서 광 흡수대(36)에 도달하는 광(L1)은 해당 광 흡수대에 의해 그 태반이 흡수된다. 그 나머지가 이면(34)에서 반사되어서 도광체 내를 진행하는 광(L2)이 된다. 이 광(L2)은 광 출사면(33)으로부터 출사한다. 본 발명에서는, 광(L2)은 광 흡수대(36)에서의 광 흡수에 의해 광(L1)보다 충분히 약하게 할 수 있으며, 이 때문에, 휘선 발생의 원인으로 되는 일은 거의 없다. 가령, 광 흡수대(36)가 존재하지 않는다고 하면, 이 광(L2)의 강도는 꽤 강한 것으로 된다. 이 광(L2) 즉, 본 발명에서 광 흡수대(36)를 붙인 부분에서의 반사광이 휘선 발생의 가장 큰 원인이며, 광 흡수대(36)가 존재하지 않을 경우에는, 눈에 띄게 휘선이 발생한다.
또한, 일차 광원(1)으로부터 발생한 광 중 일부는, 광원 리플렉터(2)에 의해 반사되어, 광 입사 단면(31)에 달하는 일없이 광 흡수대(36)에 도달하고, 여기에서 그 대부분이 흡수된다. 가령, 광 흡수대(36)가 존재하지 않는다라고 하면, 본 발명에서 광 흡수대(36)를 붙인 부분의 이면(34)으로부터 도광체내에 광이 유입된다. 이 광도 상기 휘선의 발생의 원인이며, 이 점에서도 광 흡수대(36)가 존재하지 않을 경우에는, 휘선이 발생한다.
본 발명에 있어서는, 충분히 시준된 좁은 휘도 분포(XZ 면내)의 광을 광원인 장치로부터 액정 표시 소자(LC)에 입사될 수 있기 때문에, 액정 표시 소자에서의 계조 반전 등이 없이 밝고, 색상의 균일성이 양호한 화상 표시를 얻을 수 있는 동시에, 원하는 방향으로 집중된 광 조사를 얻을 수 있고, 이 방향의 조명에 대한 일차 광원(1)의 발광 광량의 이용 효율을 높일 수 있다.
이상의 실시 형태의 설명에서는 광 흡수대(36)가 폭 방향에 거의 균일한 광 흡수 특성을 갖는 것으로서 설명했지만, 본 발명에서는 광 흡수대는 그 광 흡수 특성이 폭 방향으로 변화되고 있어도 좋다. 이러한 광 흡수 특성의 바람직한 형태로서는, 광 흡수대(36)의 광 입사 단면에 가까운 측 테두리보다 먼 측 테두리쪽이 가시 광선 투과율이 높도록 형성되어 있는 것을 들 수 있다. 이렇게 함으로써, 광 흡수대(36)와 그것이 형성되지 않은 도광체 이면(34)의 영역과의 경계에 있어서의 광 흡수성의 급격한 변화를 방지하고, 휘도 불균일의 발생을 한층 저감할 수 있다.
예를 들면, 도 26에 표시되는 바와 같이, 광 흡수대(36)를 폭 방향(X 방향) 에 관해서 광 입사 단면에 가까운 제 1 영역(36-1)과 먼 제 2 영역(36-2)의 2개로 이루어지는 것으로 하고, 제 1 영역(36-1)의 두께를 제 2 영역(36-2)의 두께의 약 2배로 함으로써, 제 2 영역(36-2)의 가시 광선 투과율(T2)을 제 1 영역(36-1)의 가시 광선 투과율(T1)보다 높게 할 수 있다. 이러한 가시 광선 투과율이 2단계로 변화되는 광 흡수대(36)는 우선 제 1 영역(36-1) 및 제 2 영역(36-2)의 쌍방에 대하여 균등 두께로 도재의 도포를 실행하고, 그 후에 제 1 영역(36-1)에 있어서만 추가의 도재 도포를 실행하는 것으로 얻을 수 있다. 마찬가지로 해서 3단계 이상으로 가시 광선 투과율이 변화되는 광 흡수대를 형성할 수 있다.
또한, 도 27에 표시되는 바와 같이, 광 흡수대(36)의 두께를 광 흡수대(36)의 폭 방향(X 방향)에 관해서 광 입사 단면(31)에 가까운 측 테두리로부터 먼 측 테두리에 걸쳐서 점차로 작게 함으로써, 광 흡수대(36)의 가시 광선 투과율을 광 흡수대(36)의 폭 방향으로 연속적으로 변화되는 것으로서도 좋다. 이러한 형태의 광 흡수대(36)는 마스크 부재를 X 방향으로 광 입사 단면(31)에 가까운 측에서 먼 측으로 이동시키면서 도재 도포를 실행하는 것으로 얻을 수 있다. 광 흡수대(36)에 있어서의 가시 광선 투과율의 연속적 변화는, 폭 방향의 전체에 걸칠 필요는 없으며, 폭 방향 중 일부여도 좋다.
또한, 광 흡수대(36)에 있어서의 가시 광선 투과율의 변화는, 도 26에 관해 설명한 단계적 변화와 도 27에 관해 설명한 연속적 변화를 조합한 것이라도 좋다.
광 흡수대(36)의 가시 광선 투과율은 가장 낮은 값이 0%∼60%의 범위 내에 있으며, 또한 가장 높은 값이 40%∼90%의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 이 범 위 내에 있는 것으로, 휘선 발생의 방지 효과를 유지하면서 암선의 발생을 충분히 방지할 수 있고, 휘도 불균일의 발생을 저감할 수 있다.
도 28 및 도 29를 이용하여, 이상과 같은 도광체의 제조 방법의 추가의 별도의 예를 설명한다. 도 28의 (a) 및 도 29의 (a)는 부분 저면도이며, 도 28의 (b) 및 도 29의 (b)는 그 XZ 부분 단면도이다.
우선, 도 28에 표시되어 있는 바와 같이, 도광체(3)의 이면(34)의 상기 대략 평탄면 영역(137) 내의 영역에 있어서, 광 입사 단면(31)에 근접해 해당 광 입사 단면으로부터 거리(D')를 둔 폭(W')의 영역에, 잉크젯법에 의해 서로 독립하여 또는 부분적으로 연속한 잉크 도트(36A)를 형성한다. 잉크젯법의 실시에 사용되는 장치로서는, 컨티뉴어스(연속 분사) 방식이나 피에조 노즐을 사용한 DOD(도트 온 디맨드) 방식의 프린터가 예시된다. 이들 장치에 의해, 다수의 노즐로부터 잉크를 토출시켜, 필요에 따라 해당 노즐에 대하여 도광체(3)를 이면(34)과 평행한 소요의 방향으로 주사함으로써, 이면의 소정의 영역에 도시되는 것 같은 서로 독립한 다수의 잉크 도트(36A)가 형성된다. 이들 잉크 도트의 인접하는 것끼리는 도시되는 바와 같이 모두가 완전히 독립하고 있어도 좋지만, 그것들 중 일부가 부분적으로 중복하여 연속하고 있어도 좋다.
다음으로, 잉크 도트의 인접하는 것끼리를 결합시켜 연속한 잉크층으로 한다(이하, 「레벨링」이라 함). 이 레벨링은 소요의 레벨링량(정도)을 얻기 위해서 필요한 시간, 실시된다. 이에 의해, 도 29에 표시되어 있는 바와 같이, 잉크 도트의 인접하는 것끼리를 결합시켜, 광 입사 단면(31)으로부터 거리(D)를 두고 폭(W) 의 영역 전체에 걸쳐 연속한 잉크층(36B)으로 된다. 이 폭(W)의 영역은 상기 폭(W')의 영역의 모두를 포함하고 있어, 레벨링에 의해 폭(W)은 폭(W')보다 조금 크게 되어 있다.
다음으로, 잉크층(36B)을 경화시킴으로써, 광 흡수대(36)를 형성한다.
잉크로서는, 예를 들면 상기 도 1 외의 실시 형태에 있어서 설명한 것 같은 자외선 경화형 잉크가 사용될 수 있다. 상기 도 1 외의 실시 형태에 있어서 설명한 것과 같이, 레벨링 시간에 의해 잉크층(36B)에 있어서의 잉크 도트의 결합 상태를 원하는 것으로 제어하는 것에 의해, 광 흡수대(36)의 표면 상태 즉 요철의 정도를 제어할 수 있다. 이 광 흡수대(36)의 표면에 적절한 요철을 형성해 두는 것으로, 불필요 광을 한층 눈에 뜨이지 않게 할 수 있다. 즉, 상기와 같이, 일차 광원으로부터 발생된 광 중 일부가 광원 리플렉터(22)로부터 반사되어, 광 입사 단면(31)에 도달하는 일없이 광 흡수대(36)에 도달했을 때에, 여기에서 태반이 흡수된다. 이때, 나머지의 광은 도광체 이면(34) 쪽에 반사되지만, 이 반사광을 광 흡수대(36)의 표면의 요철에 의해 확산 반사시키는 것으로, 눈에 뜨이지 않게 할 수 있다.
이상과 같은 광 흡수대(36)의 형성을 양호하게 실행하기 위해서는, 대략 평탄면 영역(137)의 존재가 중요하다. 즉, 폭(WP)이 50㎛ 이상의 대략 평탄면 영역(137)이 존재함으로써, 이 영역에 도재를 도포해 레벨링시켜 경화시켜서, 광 입사 단면(31)에 따라 연장되는 소요 폭의 광 흡수대(36)를 형성하는 것이 용이해진다. 여기에서, 도포 및 레벨링 시에 도재가 프리즘 열골부에 침출할 때에도, 그 침출이 과도하게 되지 않도록 할 수 있다. 광 흡수대(36)의 폭은 사용되는 도재의 점도나 도포량 등을 조정하는 것에 따라, 제어할 수 있고, 이에 의해 광학 성능이 양호한 면 광원 장치용 도광체를 안정하게 얻을 수 있다. 대략 평탄면 영역(137)의 폭(WP)이 50㎛보다 작거나 또는 대략 평탄면 영역(137)이 존재하지 않을 경우에는, 도재가 직접 프리즘 열의 사면에 불균일하게 부착되고, 도재가 도착하지 않는 부분이 나타나고, 균일한 레벨링이 곤란해지기 쉽다. 이에 의해, 소요 폭의 광 흡수대의 형성이 곤란해져, 광 흡수가 불충분하게 되고, 광 입사 단면(31)의 근방에 있어서의 휘선 발생 방지의 효과가 얻기 어려워지는 경향이 있다.
도 30을 이용하여, 이상과 같은 도광체의 제조 방법의 더욱 별도의 예를 설명한다.
이 예에서는, 우선, 도 30의 (a)에 표시되는 것 같은 도광체 소재(3')를 준비한다. 다음으로, 도 30의 (b)에 도시되는 것 같이, 광 입사 단면 대응부(31')에 대한 절삭 가공을 실행하여 광 입사 단면(31)을 형성한다. 이 절삭 가공에 의해, 광 입사 단면(31)과 이면(34)과의 경계에는 이면(34)쪽에 돌출한[즉 이면(34)의 대략 평탄면 영역의 다른 영역에 대하여 융기해서 돌출한] 돌출부(39)가 형성된다. 이 돌출부(39)는 광 입사 단면(31)과 이면(34)과의 경계선에 따라 즉, 광 입사 단면(31)에 따라 연장되어 있다. 이 돌출부(39)는 상기한바와 같이 절삭 가공에 의해 형성할 수 있지만, 사출 성형 시에 성형에 의해 형성해도 좋다.
다음으로, 도 30의 (c)에 표시되는 바와 같이, 이면(34)의 소요의 영역[상기 대략 평탄면 영역(137)내의 영역]에 잉크 도트(36A)를 형성한다. 이 잉크 도트의 형성은 상기 도 28에 관하여 설명한 것과 같이 이루어진다. 다음으로, 잉크 도트의 레벨링을 실행하고, 도 30의 (d)에 표시되는 바와 같이, 이면(34)의 소요의 영역에 잉크층(36B)을 형성한다. 이 잉크층의 형성은 상기 도 29에 관한 것처럼 설명하도록 해서 이루어지지만, 여기에서는, 레벨링에 의해 형성되는 잉크층(36B)의 광 입사 단면(31)에 가까운 측 테두리가 돌출부(39)에 도달하도록, 잉크 도트 형성 영역의 위치가 설정되어 있다. 즉, 도 30의 (c)에 표시되는 잉크 도트(36A)가 형성되는 영역은 광 입사 단면(31)으로부터 조금 밖에 떨어져 있지 않다. 이에 의해, 잉크도트의 레벨링 시에 유동하는 잉크는 돌출부(39)에 의해 광 입사 단면(31)으로 이동하는 것을 저지한다.
최후에, 잉크층(36B)을 경화시킴으로써, 광 흡수대(36)를 형성한다.
이상의 방법에 의하면, 광 흡수대(36)를 광 입사 단면(31)에 따른 일 없이 또한, 해당 광 입사 단면(31)의 극히 가까이 형성하는 것이 용이하다. 이 광 흡수대(36)에 의하면, 광 입사 단면(31)으로부터 도광체(3)에 입사하는 광량의 감소를 억제할 수 있다.
이러한 돌출부(39)에 의한 잉크의 광 입사 단면(31)으로의 이동의 적정한 위치에서의 저지의 작용을 양호한 것으로, 또한 돌출부(39)의 형성을 쉽게 하기 위해서는, 돌출부(39)의 치수를 다음과 같은 적절한 범위 내의 것으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 도 34에 표시되어 있는 바와 같이, 돌출부(39)의 높이[이면(34)의 대략 평탄면 영역의 다른 영역에서의 높이]를 H라고 하고, 돌출부(39)의 XZ단면 형상에 있어서의 높이의 반값 전폭을 W라 하고, 바람직하게는, H는 1∼50㎛, 보다 바람 직하게는 2∼30㎛, 더욱 바람직하게는 5∼20㎛이며, W는 1∼50㎛, 보다 바람직하게는 2∼30㎛, 더욱 바람직하게는 5∼20㎛이다. 돌출부 높이(H)가 지나치게 작으면 잉크 이동 저지의 작용이 불충분하게 되는 경향이 있고, 돌출부 높이(H)가 지나치게 크면 면 광원 장치의 조립이 곤란해지거나, 돌출부의 이지러짐이 발생하기 쉬워지거나, 또한 잉크를 돌출부의 정상 부근까지 이동시키기 어려워지는 경향이 있다. 또한, 높이 반값 전폭(W)이 지나치게 작은 것은 돌출부의 형성이 곤란해져 더욱 기계적 강도가 낮게 잉크 이동 저지의 작용이 불확실하게 되는 경향이 있고, 높이 반값 전폭(W)이 지나치게 큰 것은 면 광원 장치의 조립이 곤란해져 더욱 잉크를 돌출부의 정상 부근까지 이동시키기 어려워지는 경향이 있다.
이상 설명한 어느쪽의 방법에 있어서도, 광 흡수대(36)를 형성하기 위한 도재인 자외선 경화형 잉크로서는, 상기 도 1 외의 실시 형태로 있어서 설명한 것 같은 (메타) 아크릴레이트모노마 및/또는 유기 용매를 함유하는 자외선 경화형 잉크를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 광 흡수대(36)로서, 상기 도 1 외의 실시 형태에 있어서 설명한 것 같은 광 확산성 또는 광 흡수성의 미립자를 함유하는 것을 사용할 수 있다.
도 31에, 광 확산성 또는 광 흡수성의 미립자를 함유하는 광 흡수대(36)의 실시 형태를 도시한다. 이 실시 형태에서는, 광 흡수대(36)의 표면에, 상기 도 1 외의 실시 형태에 있어서 설명한 것 같은 미세한 요철이 형성되어 있다. 이 요철의 볼록부(37)는 광 흡수대(36)에 함유된 광 확산성 또는 광 흡수성의 미립자(38)에 의해 형성되어 있다. 이 요철은 광 흡수대(36)를 구성하는 도재에 광 확산성 또는 광 흡수성의 미립자(38)를 함유시켜 두는 것으로, 도포막 형성에 따라 형성할 수 있다. 이렇게 광 흡수대(36)의 표면에 미세한 요철을 형성해 두는 것으로, 불필요 광을 한층 눈에 뜨이지 않게 할 수 있다. 즉, 상기와 같이, 일차 광원(1)으로부터 발생한 광 중 일부가 광원 리플렉터(22)로부터 반사되어, 광 입사 단면(31)에 도달하는 일없이 광 흡수대(36)에 도달했을 때에, 여기에서 대부분이 흡수된다. 이때, 나머지의 광은 도광체면(34) 쪽에 반사되지만, 이 반사광을 광 흡수대(36)의 표면의 요철에 의해 확산 반사시키는 것으로, 눈에 띄지 않게 할 수 있다.
도 32에, 도광체(3)의 이면(34)과 광 입사 단면(31)과의 경계부의 확대도를 도시한다. 이면(34)과 광 입사 단면(31)과의 경계를 형성하는 에지 부분[광 출사면(33)과 광 입사 단면(31)과의 경계를 형성하는 에지 부분에 관해서도 동일]은 이상적으로는 거의 직각을 이루는 것이지만, 현실적으로는 가공에 따라 미소한 곡률 반경의 곡면으로 하는 것이 많다. 특히, 상기한 바와 같이 절삭 가공에 의해 광 입사 단면(31)을 형성할 경우에는, 가공에 의해 도광체 재료의 합성 수지가 부분적으로 용융해서 이면(34)과 광 입사 단면(31)과의 경계의 에지 부분이 표면 장력에 근거해 곡면이 되는 경우가 있다. 휘선 발생 방지 등의 휘도 균일성 저하의 방지의 관점으로부터는, 이 에지 부분의 곡률 반경(R)이 50㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이것은 이 에지부의 곡률 반경(R)이 지나치게 높으면, 에지부로부터의 광 입사가 현저해져, 이 부분이 볼록 렌즈와 같이 작용하고, 도광체(3)로부터 이상 광이 출사하거나, 광 흡수대(36)에 의한 휘선 발생 방지 효과를 저감하거나 할 우려가 있는 때문이다. 에지 부분의 곡률 반경(R)은 더욱 바람직하게는 10㎛ 이하이며, 특히 바람직하게는 5㎛ 이하이다.
도 33에, 광 입사 단면(31)과 광 흡수대(36)의 광 입사 단면에 가까운 측 테두리가 절삭 가공에 의해 동시에 형성되었을 때의 이면(34)과 광 입사 단면(31)과의 경계부의 확대도를 도시한다. 표면 장력에 의해 이면(34)과 광 입사 단면(31)과의 경계의 에지 부분에 곡률 반경(R)의 곡면[상기의 돌출부(39)에 상당]이 형성되어, 광 흡수대(36)의 단연이 도광체 에지 부분의 일부를 노출시키도록 위치하고 있다. 이 도광체 에지 부분의 노출부는 광 입사 단면(31)을 구성한다.
도 47은 본 발명에 의한 면 광원 장치용 도광체의 하나의 실시 형태를 도시하는 모식적 부분 저면도이다. 이 도면에 있어서, 상기 도 19∼도 36에 있어서와 같은 기능을 갖는 부재 또는 부분에는 동일한 부호가 첨부되어 있다. 도 47은 도 36에 대응하는 도면이다.
본 실시형태에 있어서는, 광 흡수대(36)가, 도광체 이면의 폭(WP)의 상기 대략 평탄면 영역(137)의 전체를 덮고, 또한 천이 영역(138)의 일부도 덮도록 형성되어 있다. 광 흡수대(36)를 형성할 때에 도포되는 도재가 프리즘 열의 골부를 따라 유동해 해당 골부 이외의 부분에 있어서 보다도 먼 쪽으로 진출하므로, 광 흡수대(36)의 광 입사 단면(31)으로부터 먼 쪽의 단연은 지그재그 형상이 된다. 이에 의해, 광 흡수대(36)의 광 흡수성에 있어서의 그레이데이션(gradation) 효과가 발휘되어, 휘도 불균일의 발생을 한층 저감할 수 있다. 다만, 광 흡수대(36)의 광 입사 단면(31)으로부터 먼 쪽의 단연의 지그재그 형상의 폭은 지나치게 크게 되면, 암대의 포함이 발생하는 경우가 있으므로, 300㎛ 이하가 되도록 하는 것이 바람직 하다.
다음으로, 일차 광원과 조합시켜 정반사 경향이 강한 광원인 리플렉터를 사용하였을 경우에 있어서도, 광 입사 단면의 근방에 있어서의 휘선의 발생을 방지해 국소적으로 급격한 휘도 변화의 발생을 방지하는 것이 용이한 면 광원 장치의 실시 형태를 도시한다. 정반사 경향이 강한 광원 리플렉터의 재질로서는, 예를 들면 표면에 금속 증착 반사층을 갖는 플라스틱 필름을 사용할 수 있다.
도 37은 본 발명에 의한 면 광원 장치의 하나의 실시 형태를 도시하는 모식적 사시도이다. 이 도면에 있어서, 상기 도 19∼도 36에 있어서와 같은 기능을 갖는 부재 또는 부분에는 동일한 부호가 첨부되고 있다.
본 실시형태에 있어서는, 광 흡수대가 2개 마련되어 있다. 즉, 도광체면(34)에는, 상기 도 19∼도 36의 실시 형태의 것과 유사한 광 흡수대(「제 1 광 흡수대」로 한 적이 있음; 36) 이외에, 광 흡수대(36)보다 광 입사 단면(31)으로부터 먼 위치에 있어서 광 입사 단면(31)에 따라 연장된 제 2 광 흡수대(136)가 형성되어 있다. 즉, 도광체의 이면(34)에는, 광 입사 단면(31)에 따라 연장된 제 1 광 흡수대(36) 및 제 2 광 흡수대(136)가, 광 입사 단면(31)에 가까운 측에서 이 순서로 배열되어 있다. 이들 제 1 및 제 2 광 흡수대(36, 136)는 상기 도 19∼도 36의 실시 형태의 광 흡수대(36)와 같이, 예를 들면 흑색의 도재를 도포하는 것으로 형성할 수 있다.
제 2 광 흡수대(136)는 광 입사 단면(31)으로부터 도광체(3)내에 도입된 광 또는 광원 리플렉터(2)에 의한 반사로 광 출사면(33)으로부터 도광체(3)내에 받아 들이는 광의 일부를 흡수하는 것으로, 상기 제 1 광 흡수대(36)에 의해 휘선 발생을 방지하여 휘도 저하가 이루어진 영역의 근방의 영역에 있어서의 휘도를 저하시킨다. 이에 의해, 제 1 광 흡수대(36)에 의해 휘선 발생을 방지하여 휘도저하가 이루어진 영역 및 그 근방의 영역에 있어서의 국소적으로 급격한 휘도 변화의 발생이 방지된다. 이러한 제 2 광 흡수대(136)의 휘도 조정 작용을 양호하게 실현 하기 위해서는, 제 2 광 흡수대(136)의 가시 광선 투과율은 제 1 광 흡수대(36)의 가시 광선 투과율보다 높은 것이 바람직하다. 그 이유는 다음과 같다. 제 2 광 흡수대(136)에 관여하는 휘선의 발생 요인은, 일반적으로 광 입사 단면(31)으로부터 도광체(3)내에 도입된 광, 또는, 광원인 리플렉터(2)에 의한 반사로 광 출사면(33)으로부터 도광체(3)내에 받아들인 광의 일부가, 이면(34)에서 전반사하고, 면 광원 장치의 유효 발광 영역내 또한 액정 표시 장치의 표시 영역내에서, 도광체 광 출사면(33)에 비춰 넣어진 것이다. 이들 휘선은 일반적으로 제 1 광 흡수대(36)가 관여하는 휘선보다 큰 확대를 갖는 약한 광의 대이며, 또한, 이들 휘도의 급격한 변화를 개선해서 매끄러운 출사광 분포로 하기 위해서는, 제 1 광 흡수대(36)의 투과율보다 높은 투과율을 가지는(즉, 흡수율이 낮은) 광 흡수대를 사용하는 것이 적합하다. 또한, 제 2 광 흡수대(136)는 제 1 광 흡수대(36)보다 도광체 광 입사 단면(31)으로부터 떨어진 위치에 있기 때문에, 도광체 내부를 도광하는 광의 모드를 현저하게 결손시켜 유효 발광 영역 내 또한 표시 영역내에 암선이나 암대의 휘도 얼룩을 유발할 위험성이 높다. 이러한 관점으로부터도, 제 2 광 흡수대(36)로서 가시 광선 투과율이 높은 것(가시광선 흡수율이 낮은 것)을 사용하는 것이 바람직 하다. 제 2 광 흡수대(136)의 가시 광선 투과율(JIS-K7105B)은 예를 들어 40∼95%이며, 60∼90%인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 70∼90%이다. 또한, 광원 리플렉터가 배치된 상태에 있어서, 제 2 광 흡수대(36)의 반사율(JIS-K7105B)은 40∼95%인 것이 바람직하고, 60∼90%인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 70∼90%이다.
도광체(3)의 두께는, 광 입사 단면(31)의 근방에 있어서, 예를 들면 1.5∼4mm 정도, 바람직하게는 2∼3mm이다.
도 38은 도광체(3)를 일차 광원(1)과 함께 도시하는 모식적 저면도이다. 도 38에 표시되어 있는 바와 같이, 제 1 광 흡수대(36)는 광 입사 단면(31)으로부터 입사하는 광을 차광하지 않고, 입사하는 광의 감소에 의한 휘도의 저하나 도광 해야 할 광을 차광함에 의한 암선의 발생을 억제하기 위해서, 도광체(3)의 이면(34)에만 형성되고, 광 입사 단면(31)에는 형성하지 않는 것이 필요하다. 또한, 제 1 광 흡수대(36)는 폭(X 방향 치수)이 W1이며, 그 폭을 획정하는 2개의 측 테두리 중 광 입사 단면(31)에 가까운 쪽의 측 테두리와 해당 광 입사 단면(31)과의 거리는 D1이다. 폭(W1)은 50∼800㎛이며, 바람직하게는 100∼500㎛이며, 특히 바람직하게는 150∼400㎛이다. 폭(W1)이 50㎛ 미만이면 소요의 휘선 발생 방지 효과가 저하하는 경향이 있고, 폭(W1)이 800㎛를 넘으면 암선이 발생하거나 전체의 휘도 저하가 발생할 경향이 있다. 폭(W1)은 도광체(3)의 광 입사 단면 위치에서의 두께의 0.4배 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.3배 이하이며, 특히 바람직하게는 0.2배 이하이다. 또한, 거리(D1)는 300㎛ 이하이면 상기의 휘선 발생 방지 효과는 얻을 수 있고, 바람직하게는 200㎛ 이하이며, 특히 바람직하게는 100㎛ 이하이다.
한편, 제 2 광 흡수대(136)는 폭(X 방향 치수)이 W2이며, 그 폭을 획정하는 2개의 측 테두리 중 광 입사 단면(31)에 가까운 쪽의 측 테두리와 해당 광 입사 단면(31)과의 거리는 D2이다. 폭(W2)은 바람직하게는 50∼800㎛이며, 보다 바람직하게는 100∼700㎛이며, 특히 바람직하게는 150∼600㎛이다. 폭(W2)이 50㎛ 미만이면, 소요의 휘도 조정 효과가 저하하는 경향이 있으며, 폭(W2)이 800㎛를 넘으면 전체의 휘도 저하와 암대의 비쳐 넣음이 발생하는 경향이 있다. 또한, 거리(D2)는 500∼3000㎛의 범위 내이면 상기의 휘도 조정 효과는 얻을 수 있고, 바람직하게는 700∼2000㎛의 범위내이며, 특히 바람직하게는 900∼1500㎛의 범위 내이다.
상기 도 19∼도 36의 실시 형태에 관해서, 제 1 광 흡수대(36)에 대해서 도 24 및 도 25을 참조해서 설명한 것과 같이, 제 2 광 흡수대(136)에 관해서도, 이면(34)의 제 2 광 흡수대 형성 부위의 적어도 일부에 오목부를 형성하고, 해당 오목부에 도료 등을 도포해서 제 2 광 흡수대를 형성해도 좋다.
도 39 및 도 40을 이용하여, 이상과 같은 도광체의 제조 방법의 일예를 설명한다. 이들 도면은, 상기 도 21 및 도 22에 대응하는 것이며, 도 21 및 도 22에 있어서와 같은 기능을 가지는 부재 또는 부분에는 동일한 부호가 첨부되고 있다. 도 39에 있어서, 이면 대응부(34')에는 소요의 프리즘 열이 형성되어 있다. 그 반대측의 광 출사면 대응부에는 소요의 광 출사 기구를 구성하는 조면으로서의 매트면이 형성되어 있다. 이면 대응부(34')의 광 입사 단면 대응부(31')에 근접하는 대략 평탄한 영역에 있어서, 제 1 광 흡수대 대응부(36')와 해당 제 1 광 흡수대 대응부(36')로부터 떨어진 제 2 광 흡수대 대응부(136')가 형성되어 있다. 도 40에 표시되는 바와 같이, 광 입사 단면 대응부(31')에 대한 절삭 가공을 실행하여 불필요 부분을 절제함으로써, 절삭 가공면으로서 광 입사 단면(31)이 형성되고, 동시에 제 1 광 흡수대(36)가 형성된다. 또한, 제 2 광 흡수대 대응부(136')는 그대로 제 2 광 흡수대(136)로서 이용할 수 있다.
이상과 같은 일차 광원(1), 광원 리플렉터(2), 도광체(3), 광 편향 소자(4), 광 확산 소자(6) 및 광 반사 소자(5)로 이루어지는 면 광원 장치의 발광면[광 확산 소자(6)의 출사면(62)] 위에, 도 41에 도시하는 바와 같이 액정 표시 소자(LC)를 배치함으로써, 본 발명의 면 광원 장치를 백라이트로 한 액정 표시 장치가 구성된다. 이 도면은, 상기 도 23에 대응하는 것이며, 도 23에 있어서와 같은 기능을 가지는 부재 또는 부분에는 동일한 부호가 첨부되어 있다.
도 41에는, 도광체(3)에 있어서 상기 거리(D1)가 0㎛의 경우가 표시되고 있다. 도시되는 바와 같이, 제 1 광 흡수대(36)는 광 입사 단면(31)과의 경계까지 연장되어 있지만, 광 입사 단면(31) 위에 까지는 연장되지 않고 있다. 즉, 광 입사 단면(31)은 이면(34)과의 경계에 이르기까지 일차 광원(1)으로부터 발생하는 광이 입사하도록 구성되어 있다.
또한, 광원 리플렉터(2)는 그 단부 모서리부가 광 반사 소자(5)를 거쳐서 제 1 및 제 2 광 흡수대(36, 136)를 덮도록, 배치되어 있다. 다만, 광원 리플렉터(2)의 단부 모서리부는, 광 반사 소자(5)의 내측에 배치 되어서, 직접 제 1 및 제 2 광 흡수대(36, 136)를 덮도록 해도 좋다. 또한, 광원 리플렉터(2)는 제 2 광 흡수대(136)를 덮지 않더라도 좋다. 면 광원 장치의 발광면 외주부의 폭 2∼4mm 정도의 영역은 프레임체에 의해 덮어져, 이 영역(액자 형상 영역)으로부터는 외부로의 광의 출사는 없다. 광원 리플렉터(2)의 단부 모서리부는, 액자 형상 영역 내에 위치하고 있고, 따라서, 제 1 및 제 2 광 흡수대(36, 136)는 액자 형상 영역내 즉, 면 광원 장치의 유효 발광 영역 외에 위치하고 있다. 다만, 제 2 광 흡수대(136)는 액자 형상 영역 외 즉, 면 광원 장치의 유효 발광 영역 내에 위치하고 있어도 좋다.
광 입사 단면(31)으로부터 도광체(3)내에 도입된 광 중에서 제 1 광 흡수대(36)에 도달하는 광(L1)은 해당 제 1 광 흡수대에 의해 그 대부분이 흡수된다. 그 나머지가 이면(34)에서 반사되어서 도광체 내를 진행하는 광(L2)이 된다. 이 광(L2)은 광 출사면(33)으로부터 출사한다. 본 발명에서는, 광(L2)은 제 1 광 흡수대(36)에서의 광 흡수에 의해 광(L1)보다 충분히 약하게 할 수 있으며, 이 때문에, 휘선 발생의 원인으로 되는 것은 거의 없다. 가령, 제 1 흡수대(36)가 존재하지 않는다고 하면, 이 광(L2)의 강도는 꽤 강한 것이 된다. 이 광(L2) 즉, 본 발명에서 제 1 광 흡수대(36)를 붙인 부분에서의 반사광이 휘선 발생의 가장 큰 원인이며, 제 1 광 흡수대(36)가 존재하지 않을 경우에는, 눈에 띄는 휘선이 발생한다.
특히, 광원 리플렉터(2) 또는 광 반사 소자(5)로서, 정반사 경향이 강한 것을 사용했을 경우에 있어서, 제 1 광 흡수대(36)가 존재하지 않을 경우에는, 도광체(3)내의 광의 일부가 이면(34)을 투과해서 광원인 리플렉터(2) 또는 광 반사 소 자(5)에 의해 정반사되고[도 41에서는 광 반사 소자(5)가 광원 리플렉터(2)의 단부 모서리부보다 내측에 배치되어 있으므로 광 반사 소자(5)에 의해 정반사되지만, 광원 리플렉터(2)의 단연부가 광 반사 소자(5)보다 내측에 배치되어 있을 경우에는 광원 리플렉터(2)에 의해 정반사됨], 다시 이면(34)을 투과해서 도광체(3)내에 도입되므로, 이에 근거해 비상하게 눈에 띄는 휘선이 발생한다. 이러한 비상하게 눈에 띄는 휘선의 발생을 방지하기 위해서는, 제 1 흡수대(36)로서 가시 광선 투과율이 낮은 것을 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 그렇게 해서 제 1 광 흡수대(36)에 의해 눈에 띄는 휘선의 발생을 방지했을 경우에는, 휘선 저감이 이루어진 영역의 휘도가 그 근방의 영역의 휘도에 비교해서 지나치게 저하해서, 이들 영역에서의 휘도의 콘트라스트가 크게 되고(즉, 국소적으로 급격한 휘도 변화가 발생하고), 휘선 제거 영역이 암선으로서 시인된 또는, 휘선 저감 영역의 근방의 영역이 약한 채로도 휘선으로서 시인되거나 하는 경우가 있다. 즉, 눈에 띄는 휘선은 제거되어도, 국소적으로 급격한 휘도 변화가 발생하고, 표시 장치의 백라이트로서 사용했을 경우의 표시 화상의 품위를 저하시키는 경우가 있다.
본 발명에 있어서는, 제 2 광 흡수대(136)를 배치함으로써, 휘선 저감 영역의 근방의 영역의 휘도를 휘선 저감 영역의 휘도와의 차가 작아지도록 휘도 조정하고, 이들 영역에서의 국소적으로 급격한 휘도 변화의 발생이 없도록 하고, 즉 이들 영역에서의 휘도 콘트라스트가 크게 되지 않도록 하고 있다. 따라서, 휘선 저감 영역이 암선으로서 시인되거나, 혹은 그 근방의 영역이 휘선으로서 시인되거나 하는 일이 없다.
즉, 광 입사 단면(31)으로부터 도광체(3)내에 도입된 광 중에서, 제 2 광 흡수대(136)에 도달하는 광(L3)은 해당 제 2 광 흡수대에 의해 그 태반이 흡수된다. 그 나머지가 이면(34)에서 반사되어서 도광체내를 진행하는 광(L4)이 된다. 이 광(L4)은 광 출사면(33)으로부터 출사한다. 본 발명에서는, 광(L4)은 제 2 광 흡수대(136)에서의 광 흡수에 의해 광(L3)보다 충분히 약하게 할 수 있으며, 이 때문에, 상기 광(L2)과의 강도차가 저감되어 있고, 따라서, 광(L2)이 광 출사면에서 최초로 출사하는 영역 및 그 근방의 광(L4)이 광 출사면에서 최초로 출사하는 영역에서의 휘도에는 큰 차이가 없게 된다(즉, 휘도 콘트라스트는 크게는 되지 않음).
특히, 도광체 광 출사면(33)과 광 입사 단면(31)과의 경계를 형성하는 에지 부분으로부터 도광체(3)내에 도입되어 제 2 광 흡수대(136)에 도달하는 광(L5)은 해당 제 2 광 흡수대에 의해 그 일부가 흡수된다. 그 나머지가 이면(34)에서 반사되어 도광체내를 진행하는 광(L6)이 된다. 이 광(L6)은 광 출사면(33)으로부터 출사된다. 본 발명에서는, 광(L6)은 제 2 광 흡수대(136)에서의 광 흡수에 의해 광(L5)보다 약하게 할 수 있으며, 이 때문에, 상기 광(L2)과의 강도차가 저감되고, 따라서, 광(L2)이 광 출사면에서 최초로 출사하는 영역 및 그 근방의 광(L6)이 광 출사면으로부터 최초로 출사하는 영역에서의 휘도에는 큰 차이가 없어진다(즉, 휘도 콘트라스트는 크게는 되지 않음).
또한, 일차 광원(1)으로부터 발생한 광 중 일부는, 광원 리플렉터(2)에 의해 반사되어, 광 입사 단면(31)에 도달하는 일없이 제 1 및 제 2 광 흡수대(36, 136)에 도달하고, 여기에서 그 태반이 흡수된다. 가령, 광 흡수대(36, 136)가 존재하 지 않는다 라고 하면, 본 발명에서 광 흡수대(36, 136)를 붙인 부분의 이면(33)으로부터 도광체내에 광이 들어간다. 이 광도 상기 휘선의 발생의 원인이며, 이 점에서도 광 흡수대(36, 136)가 존재하지 않을 경우에는, 휘선이 발생한다.
이상의 실시 형태의 설명에서는 제 1 및 제 2 광 흡수대(36, 136)가 어느것이나 폭 방향에 거의 균일한 광 흡수 특성을 갖는 것으로서 설명했지만, 본 발명에서는 제 1 및 제 2 광 흡수대는 그 광 흡수 특성이 폭 방향으로 변화되고 있어도 좋다. 이러한 광 흡수 특성의 바람직한 형태로서는, 제 1 흡수대(36)의 광 입사 단면에 가까운 측 테두리보다 먼 측 테두리 쪽이 가시 광선 투과율이 높게 되도록 형성되어 있는 것을 들 수 있다. 이렇게 함으로써, 제 1 광 흡수대(36)와 그것이 형성되지 않고 있는 도광체 이면(34)의 영역과의 경계에 있어서의 광 흡수성의 급격한 변화를 방지하고, 국소적으로 급격한 휘도 변화의 발생을 한층 저감할 수 있다. 제 2 광 흡수대(136)에 관해서도 동일하게, 중앙보다 양측 테두리 쪽이 가시 광선 투과율이 높아지도록 형성되어 있는 것을 들 수 있다. 이렇게 함으로써, 제 2 광 흡수대(136)와 그것이 형성되지 않고 있는 도광체 이면(34)의 영역과의 경계에 있어서의 광 흡수성의 급격한 변화를 방지하고, 국소적으로 급격한 휘도 변화의 발생을 한층 저감할 수 있다.
예를 들면, 도 42에 표시되는 바와 같이, 제 1 광 흡수대(36)를 폭 방향(X 방향)에 관해서 광 입사 단면에 가까운 제 1 영역(36-1)과 먼 제 2 영역(36-2)의 2개로 이루어지는 것으로 하고 제 1 영역(36-1)의 두께를 제 2 영역(36-2)의 두께의 약 2배로 함으로써, 제 2 영역(36-2)의 가시 광선 투과율(T2)을 제 1 영역(36-1)의 가시 광선 투과율(T1)보다 높게 할 수 있다. 이러한 가시 광선 투과율이 2단계로 변화되는 제 1 광 흡수대(36)는 우선 제 1 영역(36-1) 및 제 2 영역(36-2)의 쌍방에 대하여 균등 두께로 도재의 도포를 실행하고, 그 후에 제 1 영역(36-1)에 있어서만 추가의 도재 도포를 실행하여 얻을 수 있다. 마찬가지로 해서 3단계 이상으로 가시 광선 투과율이 변화되는 제 1 광 흡수대를 형성할 수 있다.
제 2 광 흡수대(136)에 관해서도 동일하게, 폭 방향(X 방향)에 관해서 광 입사 단면에 가까운 순서로 제 1 영역(136-1)과 제 2 영역(136-2)과 제 3 영역(136-3)의 3개로 이루어지는 것으로 하고, 제 2 영역(136-2)의 두께를 제 1 및 제 3 영역(136-1, 136-3)의 두께의 약 3배로 함으로써, 제 1 및 제 3 영역(136-1, 136-3)의 가시 광선 투과율(T2)을 제 2 영역(136-2)의 가시 광선 투과율(T3)보다 높게 할 수 있다. 이러한 가시 광선 투과율이 2단계로 변화되는 제 2 광 흡수대(136)는 우선 제 1∼제 3 영역(136-1∼136-3)의 모두에 대하여 균등 두께로 도재의 도포를 실행하고, 그 후에 제 2 영역(136-2)에 있어서만 추가의 도재 도포를 실행하는 것으로 얻을 수 있다. 마찬가지로 해서 3단계 이상으로 가시 광선 투과율이 변화되는 제 2 광 흡수대를 형성할 수 있다.
또한, 도 43에 표시되는 바와 같이, 제 1 광 흡수대(36)의 두께를 제 1 광 흡수대(36)의 폭 방향(x 방향)에 관해서 광 입사 단면(31)에 가까운 측 테두리로부터 먼 측 테두리에 걸쳐서 점차로 작게 함으로써, 제 1 광 흡수대(36)의 가시 광선 투과율을 제 1 광 흡수대(36)의 폭 방향으로 연속적으로 변화되는 것으로서도 좋다. 마찬가지로, 제 2 광 흡수대(136)의 두께를 제 2 광 흡수대(136)의 폭 방향(X 방향)에 관해서 중앙으로부터 양측 테두리에 걸쳐 점차로 작게 함으로써, 제 2 광 흡수대(136)의 가시 광선 투과율을 제 2 광 흡수대(36)의 폭 방향으로 연속적으로 변화되는 것으로서도 좋다. 이러한 형태의 제 1 및 제 2 광 흡수대(36, 136)는 마스크 부재를 X 방향으로 광 입사 단면(31)에 가까운 측에서 먼 측으로 이동시키면서 도재 도포를 실행하는 것으로 얻을 수 있다. 제 1 및 제 2 광 흡수대(36, 136)에 있어서의 가시 광선 투과율의 연속적 변화는, 폭 방향의 전체에 걸칠 필요는 없이 폭 방향의 일부이여도 좋다.
또한, 제 1 및 제 2 광 흡수대(36, 136)에 있어서의 가시 광선 투과율의 변화는, 도 42에 관해 설명한 단계적 변화와 도 43에 관해 설명한 연속적 변화를 조합한 것이라도 좋다.
제 1 흡수대(36)의 가시 광선 투과율은 가장 낮은 값이 0%∼60%의 범위 내에 또한, 가장 높은 값이 40%∼90%의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 또한, 제 2 광 흡수대(136)의 가시 광선 투과율은 가장 낮은 값이 40%∼90%의 범위내에 또한 가장 높은 값이 60%∼95%의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 이들 범위내에 있는 것으로, 휘선 발생 방지 효과를 유지하면서 암선의 발생을 방지할 수 있고, 국소적으로 급격한 휘도 변화의 발생을 저감할 수 있다.
도 44 및 도 45를 이용하여, 이상과 같은 도광체의 제조 방법의 더욱 별도의 예를 설명한다. 이들 도면은, 상기 도 28 및 도 29에 대응하는 것이며, 도 28 및 도 29에 있어서와 같은 기능을 갖는 부재 또는 부분에는 동일한 부호가 첨부되고 있다.
우선, 도 44에 표시되어 있는 바와 같이, 도광체(3)의 이면(34)의 상기 대략 평탄면 영역(137)내의 영역에 있어서 광 입사 단면(31)에 근접해 해당 광 입사 단면으로부터 거리(D1')를 두고 폭(W1')의 영역에, 상기 도 28 및 도 29에 관해 설명한 것과 같이, 잉크젯법에 의해 서로 독립하여 또는 부분적으로 연속한 잉크 도트(36A)를 형성한다.
다음으로, 상기 도 28 및 도 29에 관해 설명한 것과 같이 잉크 도트의 레벨링을 실행한다. 이에 의해, 도 45에 표시되어 있는 바와 같이, 잉크 도트의 인접하는 것끼리를 결합시켜, 광 입사 단면(31)으로부터 거리(D1)를 두고 폭(W1)의 영역의 전체에 걸쳐 연속한 잉크층(36B)으로 이루어진다. 이 폭(W1)의 영역은 상기 폭(W1')의 영역의 모두를 포함하고 있으며, 레벨링에 의해 폭(W1')보다 조금 크게 되어 있다.
다음으로, 잉크층(36B)을 경화시킴으로써, 제 1 광 흡수대(36)를 형성한다.
이상, 제 1 흡수대(36)에 대해서 말한 것이, 제 2 광 흡수대(136)에 관해서도 적합하다. 즉, 도 44에 표시되어 있는 바와 같이, 도광체(3)의 이면(34)의 상기 대략 평탄면 영역(137) 내의 영역에 있어서 폭(W1')의 영역으로부터 벗어난 영역에, 마찬가지로 해서 잉크젯법에 의해 서로 독립하여 또는 부분적으로 연속한 잉크 도트(136A)를 형성한다. 이들 잉크 도트의 인접하는 것끼리는 도시되는 바와 같이 모두가 완전히 독립하고 있어도 좋지만, 그들 중 일부가 부분적으로 중복해서 연속하고 있어도 좋다. 다음으로, 마찬가지로 해서 잉크 도트를 레벨링 시킨다. 이에 의해, 도 45에 표시되어 있는 바와 같이, 잉크 도트의 인접하는 것끼리를 결 합시켜, 폭(W1)의 영역에서 벗어난 영역의 전체에 걸쳐 연속한 잉크층(136B)으로 된다. 다음으로, 잉크층(136B)을 경화시킴으로써, 제 2 광 흡수대(136)를 형성한다. 이상과 같이 해서, 레벨링 시간에 의해 잉크층(136B)에 있어서의 잉크 도트의 결합 상태를 원하는 것으로 제어하는 것으로, 제 2 광 흡수대(136)의 표면 상태 즉 요철의 정도를 제어할 수 있다. 이 제 2 광 흡수대(136)의 표면에 적절한 요철을 형성해 두는 것으로, 불필요 광을 한층 눈에 띄지 않게 할 수 있다. 즉, 상기한 바와 같이, 일차 광원(1)으로부터 발생한 광 중 일부가 광원 리플렉터(22)로부터 반사되어, 광 입사 단면(31)에 달하는 일없이 제 2 광 흡수대(136)에 도달했을 때에, 여기에서 대부분이 흡수된다. 이때, 나머지의 광은 도광체면(34) 쪽에 반사되지만, 이 반사광을 제 2 광 흡수대(136)의 표면의 요철에 의해 확산 반사시키는 것으로, 눈에 띄지 않게 할 수 있다.
또한, 이상과 같은 제 1 및 제 2 광 흡수대(36, 136)의 형성을 병행되어 실행하는 것으로, 형성을 위한 시간이 단축된다.
도 46을 이용하여, 이상과 같은 도광체의 제조 방법의 더욱 별도의 예를 설명한다. 이 도면은, 상기 도 30에 대응하는 것이며, 도 30에 있어서와 같은 기능을 가지는 부재 또는 부분에는 동일한 부호가 첨부되고 있다.
이 예에서는, 우선, 도 46의 (a)에 표시되는 것 같은 도광체 소재(3')를 준비한다. 다음으로, 도 46의 (b)에 표시되는 바와 같이, 광 입사 단면 대응부(31')에 대한 절삭 가공을 실행하여 광 입사 단면(31)을 형성한다. 이 절삭 가공에 의해, 광 입사 단면(31)과 이면(34)과의 경계에는 이면(34) 쪽으로 돌출하는 돌출 부(39)가 형성된다. 이 돌출부(39)는 광 입사 단면(31)과 이면(34)과의 경계선을 따라 즉, 광 입사 단면(31)에 따라 연장되어 있다. 이 돌출부(39)는 상기와 같이 절삭 가공에 의해 형성할 수 있지만, 사출 성형 시에 성형에 의해 형성해도 좋다.
다음으로, 도 46의 (c)에 도시되는 것 같이, 이면(34)의 소요의 영역에 잉크 도트(36A, 136A)를 형성한다. 이 잉크 도트의 형성은 상기 도 44에 관한 것과 같이 하여 이루어진다. 다음으로, 잉크 도트의 레벨링을 실행하고, 도 46의 (d)에 표시되는 바와 같이, 광 출사면(33)의 소요의 영역에 잉크층(36B, 136B)을 형성한다. 이들 잉크층의 형성은 상기 도 45에 관한 것과 같이 하여 이루어지지만, 여기에서는, 레벨링에 의해 형성되는 잉크층(36B)의 광 입사 단면(31)에 가까운 측 테두리가 돌출부(39)에 도달하도록, 잉크 도트 형성 영역의 위치가 설정되어 있다. 즉, 도 46의 (c)에 표시되는 잉크 도트(36A)의 형성되는 영역은 광 입사 단면(31)으로부터 조금밖에 벗어나지 않고 있다. 이에 의해, 잉크 도트의 레벨링 시에 유동하는 잉크는 돌출부(39)에 의해 광 입사 단면(31)으로 이동하는 것을 저지한다.
마지막으로, 잉크층(36B, 136B)을 경화시킴으로써, 제 1 및 제 2 광 흡수대(36, 136)를 형성한다.
이상의 방법에 의하면, 상기 도 30에 관해 설명한 바와 같이, 제 1 광 흡수대(36)를 광 입사 단면(31)에 따르는 일 없이, 또한 해당 광 입사 단면(31)의 극히 가까이 형성하는 것이 용이하다. 이 제 1 흡수대(36)에 의하면, 광 입사 단면(31)으로부터 도광체(3)로 입사하는 광량의 감소를 억제할 수 있다. 이 방법에 있어서도, 상기 도 34에 관해 설명한 것이 적합하다.
본 발명에 있어서는, 상기 도 31을 참조해서 설명한 바와 같이, 제 1 및 제 2 광 흡수대(36,136)로서 광 확산성 또는 광 흡수성의 미립자를 함유하는 것을 사용할 수 있다.
도 48은 본 발명에 의한 면 광원 장치용 도광체의 하나의 실시 형태를 도시하는 모식적 부분 사시도이다. 이 도면에 있어서, 상기 도 19∼도 47에 있어서와 같은 기능을 갖는 부재 또는 부분에는 동일한 부호를 첨부하고 있다.
본 실시 형태에 있어서는, 도광체(3)의 이면(34)에는, 광 입사 단면(31)의 근방에, 해당 광 입사 단면(31)에 따라 연장된 소정 폭의 대략 평탄면 영역(137a)이 형성되어 있다. 해당 대략 평탄면 영역(137a) 이외의 이면(34)의 영역은 프리즘 열 형성면 영역(139)으로 되어 있다. 대략 평탄면 영역(137a)은 상기 대략 평탄면 영역(137)과 같이, 평활면이여도 좋고 조면화되어 있어도 좋다. 다만, 대략 평탄면 영역(137a)은 상기 대략 평탄면 영역(137)과는 달리, 프리즘 열의 능선과 거의 동일한 높이 위치(Z 방향 위치)에 있다. 대략 평탄면 영역(137a)의 폭은 상기 대략 평탄면 영역(137)과 같은 정도이다. 이 대략 평탄면 영역(137a)에, 광 입사 단면(31)에 따라 연장된 광 흡수대(36)가 형성되어 있다. 대략 평탄면 영역(137a)과 프리즘 열 형성면 영역(139) 사이에 상기 실시 형태에 있어서 설명한 것과 같은 기능을 갖는 천이 영역을 마련해도 좋다.
본 실시 형태에 있어서는, 대략 평탄면 영역(137a)이 프리즘 열의 능선과 거의 동일한 Z 방향 위치에 있어서, 도광체 제조용 금형의 제작이 용이하게 된다는 이점이 있다. 이러한 대략 평탄면 영역(137a)을 상기 모두의 실시 형태에 있어서 대략 평탄면 영역(137)을 대신하여 사용할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 지향성 광 출사 기구를 구성하는 매트면으로 되는 광 출사면(33)에 있어서도, 광 입사 단면(31)에 따라 연장된 광 흡수대(236)가 형성되어 있다. 이 광 흡수대(236)는 폭(X 방향 치수) 및 광 입사 단면(31)에 대한 위치 관계 등이 상기 광 흡수대(36)에 관해 설명한 것과 동등하게 되도록 구성되어 있으며, 광 흡수대(36)와 같은 기능을 갖는다.
본 실시 형태에 의하면, 광 흡수대(36)에 더해, 광 흡수대(236)를 더 구비함으로써, 광 입사 단면의 근방에 있어서의 휘선의 발생을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 다만, 이 경우, 광 흡수대(236)의 가시 광선 투과율은 광 흡수대(36)의 가시 광선 투과율보다 낮게하는 것이 바람직하다.
마찬가지로 하여, 상기 도 37∼도 46의 실시 형태에 있어서, 광 출사면(33)에, 광 입사 단면(31)에 따라 연장된 광 흡수대(236)를 형성할 수 있다. 또한, 도 49에 표시되는 바와 같이, 상기 도 37∼도 46의 실시 형태에 있어서, 광 출사면(33)에, 광 흡수대(236)에 더해, 폭(X 방향 치수) 및 광 입사 단면(31)에 대한 위치 관계 등이 상기 제 2 광 흡수대(136)에 관해 설명한 것과 동등하도록 구성된 제 2 광 흡수대(336)를 형성해도 좋다. 여기에서, 광 흡수대(236) 및 제 2 광 흡수대(336)의 작용에 대해서 설명한다[또한, 광 흡수대(36) 및 제 2 광 흡수대(136)의 작용에 대해서는, 상기한 대로이다].
광 입사 단면(31)으로부터 도광체(3)내로 도입된 광 중에서 광 흡수대(236)에 도달하는 광(L1')은 해당 광 흡수대에 의해 그 태반이 흡수된다. 그 나머지가 광 출사면(33)에서 반사되어서 도광체내를 진행하는 광(L2')이 된다. 이 광(L2')은 이면(34)으로부터 출사해서 광 반사 소자(5)에 의해 반사되어서 도광체내에 재입사하고, 광 출사면(33)으로부터 출사한다. 본 발명에서는, 광(L2')은 제 1 광 흡수대(36)에서의 광 흡수에 의해 광(L1')보다 충분히 약하게 할 수 있으며, 이 때문에 휘선 발생은 한층 억제된다.
또한, 광 입사 단면(31)으로부터 도광체(3)내에 도입된 광 중에서, 제 2 광 흡수대(336)에 도달하는 광(L3')은 해당 제 2 광 흡수대에 의해 그 일부가 흡수된다. 그 나머지가 광 출사면(33)에서 반사되어서 도광체내를 진행하는 광(L4')이 된다. 이 광(L4')은 이면(34)로부터 출사하여 광 반사 소자(5)에 의해 반사되어서 도광체내에 재입사하고, 광 출사면(33)으로부터 출사된다. 본 발명에서는, 광(L4')은 제 2 광 흡수대(336)에서의 광 흡수에 의해 광(L3')보다 약하게 할 수 있고 있으며, 이 때문에, 상기 광(L2')과의 강도차가 저감되고, 따라서, 광(L2')이 광 출사면에서 최초로 출사하는 영역 및 그 근방의 광(L4')이 광 출사면에서 최초로 출사하는 영역에서의 휘도에는 큰 차이가 없어진다(즉, 휘도 콘트라스트의 저감에 기여한다).
특히, 도광체 이면(34)과 광 입사 단면(31)과의 경계를 형성하는 에지 부분으로부터 도광체(3)내에 도입되어 제 2 광 흡수대(336)에 도달하는 광(L5')은 해당 제 2 광 흡수대에 의해 그 일부가 흡수된다. 그 나머지가 광 출사면(33)에서 반사되어서 도광체내를 진행하는 광(L6')이 된다. 이 광(L6')은 이면(34)으로부터 출사하여 광 반사 소자(5)에 의해 반사되어서 도광체내로 재입사하고, 광 출사면(33) 으로부터 출사한다. 본 발명에서는, 광(L6')은 제 2 광 흡수대(336)에서의 광 흡수에 의해 광(L5')보다 약하게 할 수 있고 있으며, 이 때문에, 상기 광(L2')과의 강도차가 저감되며, 따라서, 광(L2')이 광 출사면에서 최초로 출사하는 영역 및 그 근방의 광(L6')이 광 출사면으로부터 최초로 출사하는 영역에서의 휘도에는 큰 차이가 없어진다(즉, 휘도 콘트라스트의 저감에 기여한다).
또한, 일차 광원(1)으로부터 발생한 광 중 일부는, 광원 리플렉터(2)에 의해 반사되어, 광 입사 단면(31)에 도달하는 일없이 광 흡수대(236) 및 제 2 광 흡수대(336)에 도달하고, 여기에서 그 태반이 흡수된다. 이 때문에, 휘선 발생은 한층 억제된다.
이러한 광 출사면(33)에서의 광 흡수대(236) 및 제 2 광 흡수대(336)의 ㅎ형성은 상기 도 19∼도 36의 실시 형태에 있어서 추가 사용해도 좋다.
이상의 실시 형태에서는, 도광체(3)의 이면(34)에 프리즘 열 형성면을 마련하고, 광 출사면(33)에 광 출사 기구를 마련하고 있지만, 반대로, 도광체(3)의 이면(34)에 광 출사 기구 예를 들면, 조면을 마련하고, 광 출사면(33)에 프리즘 열 형성면을 마련해도 좋다. 즉, 상기 도 19∼도 36의 실시 형태 혹은 상기 도 37∼도 46의 실시 형태, 혹은 상기 도 48의 실시 형태, 그 외 상기 실시 형태에 있어서, 광 흡수대(36, 236) 및 제 2 광 흡수대(136, 336)와 함께 도광체(3)의 배치를 상하 역전시키거나 광 흡수대(36, 236) 및 제 2 광 흡수대(136, 336)의 배치는 유지한 채로 도광체(3)의 배치를 상하 역전시켜서, 프리즘 열 형성면을 광 출사면으로 하고, 또한 조면을 이면측에 배치해도 좋다. 그러한 배치이여도, 광 흡수대 또 한 제 2 광 흡수대의 작용에 근거해 상기 실시 형태에서 설명한 바와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 그 경우에 있어서, 프리즘 열이 형성된 광 출사면 또는 이면에 상기 광 흡수대(36) 및 제 2 광 흡수대(136)를 형성하지 않는 케이스이여도, 상기 대략 평탄면 영역(137, 137a)을 형성해 두는 것에 의해, 휘선 발생은 더욱 억제된다. 이것은 대략 평탄면 영역(137, 137a)을 형성하지 않는 경우에는, 광원 리플렉터(2)의 단연과 도광체의 프리즘 열 형성면 사이에 간극을 두기 쉽고, 이 간극 을 거쳐서 일차 광원(1)으로부터 프리즘 열 형성면으로의 광 입사가 있고, 이것이 휘선 발생의 요인이 되는 경우가 있지만, 대략 평탄면 영역(137, 137a)을 형성하고 있을 경우에는, 광원 리플렉터(2)의 단연과 도광체의 프리즘 열 형성면과의 사이에 간극을 두기 어렵고, 따라서 일차 광원(1)으로부터 프리즘 열 형성면에의 광 입사가 생기기 어렵고, 이 때문에 휘선 발생의 요인이 1개 감소하기 때문인 것으로 생각된다.
도 50은 본 발명에 의한 면 광원 장치의 일 실시 형태를 도시하는 분해 사시도이다. 도 50에 표시되어 있는 바와 같이, 본 실시형태의 면 광원 장치는, 점 형상의 일차 광원으로서의 복수의 LED(102)와, 해당 LED로부터 발생하는 광을 광 입사 단면으로부터 입사시켜 도광해서 광 출사면으로부터 출사시키는 XY 면내의 사각형판 형상의 도광체(104)와, 해당 도광체에 인접 배치되는 광 편향 소자(106) 및 광 반사 소자(108)를 구비하고 있다. 도광체(104)는 상하 2개의 주면과 해당 주면의 외주 테두리끼리를 늘어 놓는 4개의 단연을 갖고 있다.
LED(102)는 도광체(104)의 서로 대략 평행한 1쌍의 단연 중 한쪽(도 50의 왼쪽 앞측의 단연:입사 단연)에 인접하고 또한 그 Y방향에 관한 중앙 및 그 양측에 서로 적당한 거리를 두고 배치되고 있다. 본 발명에 있어서는, 일차 광원인 LED 등의 점 형상 광원은 저소비 전력화의 관점으로부터 가능한 한 수가 적은 것이 바람직하지만, 도광체(104)의 크기 등에 의해 여러개를 등간격 또는 근접해서 배치할 수 있다.
도광체(104)의 입사 단연에는, LED(102)가 배치되는 위치에 해당하는 광 입사 단면(141)이 형성되어 있다. 도광체(104)에 형성되는 광 입사 단면(141)은 요통면 형상 등으로 되도록 입사 단연을 오목형으로 절결함으로써 형성되어 있어도 좋다. LED 발광면과 광 입사 단면은 요철 역의 서로 감합하는 형상(쌍방이 평면일 경우를 포함함)인 것이 바람직하다. 또한, 광 입사 단면(141)은 XY면 내에서의 광의 확대를 크게 하기 위해서, 상기 도 1 외의 실시 형태에 있어서 도광체 광 입사 단면(31)에 관해 설명한 바와 같이 조면화 하는 것이 바람직하다.
도광체(104)는 한쪽의 주면(도에서는 상면)이 광 출사면(143)으로 되어 있다. 이 광 출사면(143)은 도광체(104)내에서 도광되는 광을 해당 광 출사면(143)에 대하여 경사한 방향(즉 XY면에 대하여 경사한 방향)으로 광을 출사시키는 지향성 광 출사 기구를 구비하고 있다. 해당 지향성 광 출사 기구는, 예를 들면 조면(매트면)으로 된다. 해당 지향성 광 출사 기구는, 광 출사면(143)의 법선 방향(Z방향) 및 입사 단연과 직교하는 X 방향과의 쌍방을 포함하는 XZ 면내의 분포에 있어서 지향성이 있는 광을 출사한다. 이 출사광 분포의 피크의 방향이 광 출사 면(143)과 이루는 각도는, 예를 들면 10°~40°이며, 출사광 분포의 반값폭은 예를 들면 10°~40°이다.
도광체(104)는 다른 쪽의 주면(도에서는 하면; 이면)이 요철 구조열 형성면으로서의 렌즈 열 형성면(144)로 되어 있다. 해당 렌즈 열 형성면(144)은 입사 단연 근방의 영역을 제외하고, LED(102)로부터 발생해 도광체(4)에 입사한 광의 지향성의 방향(광 강도 분포에 있어서의 최대 강도의 방향)에 거의 따른 방향으로 연장되고, 또한 서로 대략 평행하게 배열된 다수의 요철 구조열로서의 렌즈 열을 갖는다. 예를 들면, 도광체(104)에 입사한 광의 지향성의 방향이 대략 X 방향일 경우에는, 도 51에 표시되어 있는 바와 같이, 렌즈 열(144a)의 방향을 X 방향으로 할 수 있다[도 51에서는 각 렌즈 열(144a)의 능선이 표시되고 있음]. 또한, 본 발명에 있어서는, 렌즈 열(144a)의 방향은 광을 확대하는 효과를 크게 손상하지 않는 범위라면, 도광체(102)에 입사한 광의 지향성의 방향으로부터 어긋나고 있어도 좋고, 이러한 방향은 도광체(104)에 입사한 광의 지향성의 방향에 거의 따른 방향으로 간주 된다. 이 경우, 렌즈 열(144a)의 방향은 도광체에 입사한 광의 지향성의 방향에 대하여 20° 이내의 범위로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10°내의 범위이다. 이와 같은 방향으로 렌즈 열을 형성함으로써, 도광체에 입사한 광이 XY면 내에서 확대할 수 있어, 어두운 영역이 발생하기 어려워진다.
또한, 본 발명에 있어서는, 렌즈 열 형성면(144)의 광 입사 단면 근방의 영역에는, 상기 광 입사 단면에 따라 연장되는 띠형의 평탄부(144b)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 이 평탄부(144b)는 렌즈 열 형성면(144)의 광 입사 단면에 접한 영역에서 유효 발광 영역에 이르기까지의 영역의 적어도 일부에 형성된다. 이러한 평탄부(144b)를 형성함으로써, 일차 광원으로부터의 광을 유효 발광 영역까지의 사이에 믹싱시켜, 도 76에 표시되는 것 같은 경사 방향의 밝은 근 형상의 휘도 얼룩을 억제시킬 수 있다. 이 평탄부는, 경면이여도 좋고, 조면화해도 좋다.
광 편향 소자(106)는 도광체(104)의 광 출사면(143) 상에 배치되고 있다. 광 편향 소자(106)의 2개의 주면은 각각 전체로서 XY면과 평행하게 위치한다. 2 개의 주면 중 한편[도광체의 광 출사 단면(143) 측에 위치 하는 주면]은 입광면(161)으로 되어 있으며, 다른쪽이 광출면(162)으로 되어 있다. 출광면(162)는 도광체(104)의 광 출사면(143)과 평행한 평탄면으로 되어 있다. 입광면(161)은 다수의 렌즈 열(161a)이 서로 평행하게 배열된 렌즈 열 형성면으로 되어 있다. 입광면(161)의 렌즈 열(161a)은 도광체(104)에 입사한 LED(102)로부터의 광의 지향성의 방향과 대략 직교하는 방향으로 연장되고, 서로 평행하게 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 렌즈 열(161a)은 Y방향으로 연장되고 있다.
도 52에, 광 편향 소자(106)에 의한 광 편향의 모양을 도시한다. 이 도는, XZ 면내에서의 도광체(104)로부터의 피크 출사광(출사광 분포의 피크에 대응하는 광)의 진행 방향을 도시하는 것이다. 도광체(104)의 광 출사면(143)으로부터 경사져 출사되는 광은 렌즈 열(161a)의 제 1 면에 입사해 제 2 면에 의해 전반사되어서 거의 출광면(162)의 법선의 방향으로 출사한다. 또한, YZ면내에서는, 상기와 같은 렌즈 열(44a)의 작용에 의해 광범위한 영역에 있어서 출광면(162)의 법선의 방향의 휘도의 충분한 향상을 도모할 수 있다.
도 53은 본 발명의 도광체의 광 출사면 측의 사시 모식도이다. 도면중 102'는 LED(102)의 설치 위치를 도시한다. 도광체(104)의 광 출사면(143)에는, 그 광 입사 단면(141) 근방의 각각의 LED 설치 위치(102')의 전방, 즉 광 출사면(143)에 따른 면내에서의 도광체에 LED(102)로부터 입사한 광의 지향성의 방향(통상은 X 방향)에 대체로 따라 연장되는 직선 위에, 이 직선에 대체로 따라 연장되는 고 광 확산 영역(431)이 형성되어 있다. 이 고 광 확산 영역(431)은 그 주위보다도 광 확산성이 높도록 형성된 영역이며, 미세한 요철 조면, 도트나 추상 화산 돌기 등의 요철 구조가 형성되어 있고, 그 평균 경사각(θa)이 주위보다도 O.1 ∼1°크게 되도록 설정되어 있는 것이 바람직하다. 평균 경사각(θa)의 값이 0.1°미만이면 LED(102) 전방의 암부 발생의 억제 효과를 충분히 발휘할 수 없는 경향이 있고, 반대로 1°를 넘으면 고 광 확산 영역(431)이 지나치게 밝아져 휘도 얼룩의 발생을 초래하는 경향이 있다. 이 고 광 확산 영역(431)과 그 주위의 평균 경사각(θa)의 차는, 0.3∼0.7°의 범위로 하는 것이 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.2∼0.4°의 범위이다. 이 고 광 확산 영역(431)은 그 주위와의 광 확산성의 급격한 변화에 의한 품위의 저하를 피하기 위해서, 적어도 주위와의 경계 영역에서 평균 경사각(θa)가 서서히 변화되도록 형성하는 것이 바람직하다.
고 광 확산 영역(431)은 입사광의 지향성의 방향에 대체로 따라 연장되는 직선에 대체로 따라 연장되도록 직사각형이나 삼각형 등의 세로 장형상으로 형성되지만, 그 주위와의 광 확산성의 급격한 변화에 의한 품위의 저하를 피하기 위해서, 그 각부를 둥글게 하거나, 타원 형상으로 하는 것이 바람직하다. 고 광 확산 영 역(431)의 폭이나 길이는, 발생하는 암부에 맞춰 적당히 설정할 수 있지만, 고 광 확산 영역이 지나치게 밝아지지 않는 범위에서 LED(102) 전방의 암부 발생을 유효하게 억제하기 위해서는, 어스펙트비가 1.1∼7의 범위이며, 폭이 0.5∼5mm, 길이가 0.55∼35mm 정도로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 어스펙트비가 3∼5의 범위이며, 폭이 1.5∼4.5mm, 길이가 5∼15mm의 범위이다.
고 광 확산 영역(431)의 형성 위치에 관해서도, 발생하는 암부에 맞춰 적당히 설정할 수 있지만, 고 광 확산 영역이 지나치게 밝아지지 않는 범위에서 LED(2) 전방의 암부 발생을 유효하게 억제하기 위해서는, 광 입사 단면(41)으로부터 0.5∼7mm의 위치에 단부가 위치하도록 형성하는 동시에, 고 광 확산 영역(431)의 단부가 유효 발광 영역 밖이 되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 광 출사면(143)의 고 광 확산 영역(431) 이외의 부분도 조면이나 요철 구조면 등의 광 출사 기구를 형성하는 것이 바람직하다. 요철 구조로서는, 프리즘 열, 렌티큘러 렌즈 열 또는 V자 형상 홈 등의 다수의 렌즈 열을, 도광체(104)에 입사된 LED(102)로부터의 광의 지향성의 방향과 대략 직교하는 방향(Y 방향) 또는 대략 평행한 방향(X 방향)으로 연장하고, 서로 평행하게 형성한 것 등을 들 수 있다. 또한, 이 경우의 렌즈 열은 직선 형상에 한정되지 않고, LED(102)를 둘러싸도록 만곡 형상의 것이라도 좋다.
이러한 광 출사 기구로서의 조면이나 요철 구조면은 도광체에 입사한 광의 지향성의 방향에서 측정한 ISO4287/1-1984에 의한 평균 경사각(θa)이 0.2∼20°의 범위의 것으로 하는 것이, 광 출사면(143) 내에서의 휘도의 균제화를 도모하는 점 에서 바람직하다. 평균 경사각(θa)은 더욱 바람직하게는 0.3∼10°의 범위이며, 특히 바람직하게는 0.5∼5°의 범위이다.
광 출사 기구로서 Y방향으로 연장되는 렌즈 열을 사용하는 경우에는, 이 목적으로 사용되는 렌즈 열은 예를 들면 프리즘 열이며, 배열 피치가 바람직하게는 1O∼1OO㎛, 보다 바람직하게는 10∼80㎛, 더욱 바람직하게는 20∼60㎛의 범위이며, 꼭지각이 바람직하게는 140°∼179.6°, 보다 바람직하게는 156°∼179.4°, 특히 바람직하게는 164°∼179°의 범위이다.
도광체(104)에 형성되는 광 출사 기구로서의 조면 혹은 렌즈 열의 평균 경사각(θa)은 상기 도 1 외의 실시 형태에 있어서 설명한 것처럼 되어, ISO4287/1-1984을 따라서 구할 수 있다.
또한, 도광체의 광 출사 기구로서, 도광체 중에, 도광체의 주성분과는 다른 굴절율을 가지는 물질을 존재시켜도 좋다. 이러한 상이 굴절율의 물질로서는, 미립자 형상의 것을 도광체 중에 분산되게 해도 좋고, 상이 굴절율의 층을 도광체의 표면이나 내부에 마련해도 좋다. 상이 굴절율의 물질은 도광체의 주성분과의 굴절율차가 0.002 이상 0.3 이하가 바람직하고, 0.005 이상 0.2 이하가 보다 바람직하고, 0.01 이상 0.1 이하가 더욱 바람직하다. 상이 굴절율의 물질의 형상으로서는, 미립자 형상의 것을 분산하는 것이, 제조의 용이성의 점으로부터 특히 바람직하다. 미립자의 예로서는, 실리콘계, 스틸렌계나 그 공중합체, 아크릴계나 그 공중합체, 무기물 미립자 등을 들 수 있다. 미립자의 농도로서는, 0.01 질량% 이상 10 질량% 이하가 바람직하고, 0.1 질량% 이상 5 질량% 이하가 보다 바람직하고, 0.2 질량% 이상 3 질량% 이하가 더욱 바람직하다.
이 광 출사 기구는, 도광체(104)의 광 출사면(143)내에서 광 확산성이 불균일분포가 되도록 마련됨에 따라, 광 출사면(143)내에서의 휘도 얼룩을 억제하거나, 휘도의 분포의 최적화를 도모할 수도 있다. 도광체의 광 출사 기구의 평균 경사각을, 광 출사 기구가 유효 발광 영역 전체에서 균일한 상태에서는 상기 광 편향 소자와 광 반사 소자와 일차 광원을 설치하여 법선 휘도를 측정한 때에 휘도 저하가 발생하는 영역에서는 크게 하고, 휘도가 높게 되는 영역에서는 작게 설정함으로써, 휘도 얼룩을 저감할 수 있다.
본 발명과 같은 면 광원 장치, 특히 소형의 면 광원 장치에 있어서는, 그 중앙부의 휘도가 높고, 주위로 감에 따라 서서히 낮아지도록 분포되는 것이 바람직하고, 광 출사면(143)의 중앙부에 평균 경사각이 큰 영역을 형성하고, 다른 부분을 평균 경사각이 작은 영역으로 하는 것이 바람직하다. 도 53에 도시한 실시 형태에서는, 광 출사면(143)의 중앙부를 포함하는 평균 경사각이 큰 영역(432), 그 주변의 약간 평균 경사각이 큰 영역(433), 광 입사 단면 근방에 위치해 고 광 확산 영역(431)을 포함하는 평균 경사각이 작은 영역(434)의 3개의 영역을 형성하고 있다. 이 경우, 평균 경사각이 작은 영역(434)의 평균 경사각(θa)은 0.2∼2°의 범위로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.5∼1.5°의 범위이다. 또한, 평균 경사각이 약간 큰 영역(433)의 평균 경사각(θa)은, 1∼10°의 범위로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1.5∼5°의 범위이다. 또한, 평균 경사각이 큰 영역(432)의 평균 경사각(θa)은 1.5∼20°의 범위로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바 람직하게는 2∼10°의 범위이다. 이 각 영역은 인접하는 영역간에 있어서의 광 확산성의 급격한 변화에 의한 품위의 저하를 피하기 위해서, 적어도 각 경계 영역에서 평균 경사각(θa)이 서서히 변화되도록 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 휘도 얼룩의 발현을 억제하기 위해서, 도광체(104)에 형성되는 렌즈 열(144a) 등의 요철 구조열의 단면 형상을 적정화하는 것이 바람직하다. 이 단면 형상의 적정화로서는, 이하에 설명하는 렌즈 열 단면 형상 등의 요철 구조열의 특정에 필요한 미소 영역에서의 경사 각도(미소 경사 각도) 및 그에 근거하는 각도 성분의 존재 비율(분포 도수)을 기준으로 한다.
렌즈 열(144a)등의 요철 구조열의 단면 형상을 특별히 정하는 미소 경사 각도나 분포 도수를 계산하기 위한 단면으로서는, 렌즈 열 등의 요철 구조열이 연장되고 있는 방향에 대략 수직한 단면을 잡는다[도 54의 (a)참조]. 렌즈 열(144a) 등의 요철 구조열이 서로 완전히 평행하지 않을 경우에는, 각각의 렌즈 열 등의 요철 구조열이 연장되고 있는 방향에 직교하도록 곡면 형상의 단면을 잡는다[도 54의 (b)참조].
렌즈 열 단면 형상으로부터, 도 55의 (a)에 표시되고 있는 것 같이 단면 형상의 반복 구조의 5주기분의 형상을 추출한다. 이 단면 형상을 그 형상선에 따라 500 등분(각 반복 단위에 대해서 100 등분)하여 500개의 미소 영역으로 분할한다. 또한, 단면 형상의 추출은 5주기분으로 한정될 필요는 없고, 또한 분할 개수는 500에 한정될 필요는 없으며, 이들은 전체의 단면 형상을 대표하는 미소경사 각도나 분포 도수로서 적절한 것을 얻을 수 있는 한, 적당히 변경 가능하다.
도 55의 (b)에 표시되어 있는 바와 같이, 각 미소 영역에 있어서, 그 접선(예를 들면, 해당 미소 영역의 중앙 위치에서의 접선이며, 근사적으로는 도 55의 (b)에 도시하는 것 같이 양단을 맺는 선분에서 대표시키는 것도 가능하다. 이하 동일)과 렌즈 열 형성면(144) 등의 요철 구조열 형성면(여기서는 렌즈 열 등의 요철 구조열을 도외시한 평면을 가리킨다. 이하 동일)과 이루는 각도(경사 각도)의 절대치를 구하고, 전 미소 영역에 관한 경사 각도 절대치의 도수 분포(각경사 각도를 가지는 미소 영역의 수의 전 미소 영역의 수에 대한 비율)를, 각도 1°마다 계산 한다[즉, 해당 각도를 α°로하고, α°―0.5°이상 또는 α °+0.5°미만의 각도 범위를 각도(α)°로 대표시킴]. 이 도수 분포의 계산예를 도 56에 도시한다.
얻어진 도수 분포에 있어서, 어떤 범위의 각도를 잡는 미소 영역의 수의 전 미소 영역의 수에 대한 비율을 구하고, 이것을 해당 각도 범위의 각도 성분의 존재 비율이라고 한다. 이 존재 비율에 의해, 렌즈 열 등의 요철 구조열의 형상을 특별히 정한다. 예를 들면, 도 56에서, 20∼50°의 각도 범위의 미소 영역수의 전 미소 영역 수에 대한 비율이 35%이었을 경우, 20∼50°의 각도 성분의 존재 비율은 35%이라고 한다.
도 57에 표시되어 있는 바와 같이, 단면 형상의 반복 구조의 각 반복 단위의 형상이 좌우 비대칭인 경우에는, 단면 형상의 반복 구조의 5주기분의 형상을 추출하고, 그 각 반복 단위의 좌측 부분만에 대해서, 각각 그 형상선에 따라 50등분하여, 합계 250개의 미소 영역으로 분할하고, 마찬가지로 해서 각 반복 단위의 우측 부분만에 대해서, 각각 그 형상선에 따라 50등분하고, 합계 250개의 미소 영역으로 분할한다. 그리고, 좌측 부분의 각 미소 영역에 있어서, 그 접선과 렌즈 열 형성면(44) 등의 요철 구조열 형성면과 이루는 각도(경사 각도)의 절대치를 구하고, 전 미소 영역에 관한 경사 각도 절대치의 도수 분포를, 각도 1°마다 산출한다. 마찬가지로 하여, 우측 부분에 관해서도 전 미소 영역에 관한 경사 각도 절대치의 도수 분포를, 각도 1°마다 산출한다. 또한, 단면 형상의 추출은 5주기분에 한정될 필요는 없고, 또 분할 개수도 상기한 것에 한정될 필요는 없으며, 이들은 좌측 부분 및 우측 부분의 제 각기에 대해서 전체의 단면 형상을 대표하는 미소 경사 각도나 분포 도수로서 적절한 것을 얻을 수 있는 한, 적당히 변경 가능하다.
또한, 도 58에 표시되어 있는 바와 같이, 요철 구조열에는, 단면 형상에 있어서 반드시 단위 형상의 반복으로는 인정되지 않는 불규칙 형상의 경우도 있지만, 그 경우에는, 단면 형상의 형상선에 따라 측정한 길이 500㎛분을 추출하고, 이를 형상선에 따라 50O 등분하고, 이에 의해 얻어진 길이 1㎛의 각 미소 영역에 대해서, 상기와 같이 해서 도수 분포를 산출한다. 또한, 단면 형상의 추출은 길이 500㎛분에 한정될 필요는 없고, 또 분할 개수도 500개에 한정될 필요는 없으며, 이들은 전체의 단면 형상을 대표하는 미소 경사 각도나 분포 도수로서 적절한 것을 얻을 수 있는 한, 적당히 변경 가능하다.
또한, 본 발명에 있어서는, 대략 동일한 단위 형상이 규칙적으로 되풀이하는 단면 형상의 경우(즉, 요철 구조열이 렌즈 열일 경우)에는, 인접하는 반복 단위끼리의 경계부에 형성되는 골부(단면 형상에 있어서 가장 낮은 위치의 근방의 영역)의 형상이 광학 성능에 큰 영향을 준다. 거기에서, 평가 항목으로서, 렌즈 골부 경사각을 사용한다. 그 측정은 다음과 같다. 상기한 바와 같이 해서 단면 형상의 반복 구조의 예컨대 5주기의 형상을 추출한다. 이 단면 형상을 그 형상선에 따라 예컨대 500등분 정도(각 반복 단위에 대해서 100등분)로 등분해서 예를 들면, 500개의 미소 영역으로 분할한다. 반복 단위끼리의 경계부에 형성되는 5개의 렌즈 골부에 있어서, 반복 단위끼리의 경계로부터 좌우 각각 6개의 미소 영역의 상기 경사 각도의 평균치를 구한다. 그리고, 각 반복 단위의 형상이 좌우 대칭의 경우에는, 이상과 같이 해서 구한 10의 평균치의 평균을 잡고, 해당 렌즈 열의 골부 경사각이라 한다. 또한, 각 반복 단위의 형상이 좌우 비대칭인 경우에는, 이상과 같이 해서 구한 좌측 및 우측 각각에 대해서, 5개의 평균치의 평균을 잡아 해당 렌즈 열의 좌측 골부 경사각 및 우측 골부 경사각이라 한다.
그런데, 도 73에 도시하는 것 같은 암부의 휘도 얼룩은 상술한 바와 같이, 일차 광원 간격이 넓고, 광 입사 단면으로부터 유효 발광 영역까지의 거리가 작을 경우에, 해당 유효 발광 영역 내에 있어서 시인되기 쉽다. 이러한 휘도 얼룩을 저감하기 위해서는, 도광체에 입사한 광을 일차 광원의 근방 즉, 광 입사 단면의 근방에서 XY 면내에서 충분히 확대하고, 넓은 영역으로 광 편광 소자(106)를 통과시켜서 광이 관찰되도록 하는 것이 필요하다. 그 때문에, 본 발명에 있어서는, 적어도 일차 광원의 근방 즉, 광 입사 단면의 근방의 렌즈 열(144a)을 광을 확대하는 작용이 뛰어난 형상으로 하고 있다. 상술한 바와 같이 , 도광체에 입사한 광은 XY면내에서는 렌즈 열(144a)에서의 반사에 의해 광의 지향성의 방향에 대한 경사 방향으로 진행하고, 이 경사 방향으로 진행하는 광은 렌즈 열(144a)에서의 반사에 의 해 입사광의 지향성의 방향쪽으로 되돌려진다. 이 결과, 도광체에 입사한 광은 XY면내에서 넓어지고, 더군다나 광 편향 소자(106)의 렌즈 열(161a)과 대략 수직의 방향으로 진행한다. 이 때문에, 광 편향 소자를 통과시켜서 광 출사면 법선 방향으로부터 관찰했을 때에, 광은 넓어져 보인다.
이러한 광을 확대하는 작용을 높이기 위해서는, 렌즈 열(144a) 등의 요철 구조열의 단면 형상에 있어서, 20∼50°의 각도 성분의 존재 비율이 일정값 이상인 형상이 바람직하다. 보다 광을 확대하는 작용을 높이기 위해서는, 25∼50°의 각도 성분의 존재 비율이 일정값 이상인 형상이 바람직하고, 또는, 30∼50°의 각도 성분의 존재 비율이 일정값 이상인 형상이 바람직하고, 또는 35∼50°의 각도 성분의 존재 비율이 일정값 이상인 형상이 바람직하고, 또는 40∼50°의 각도 성분의 존재 비율이 일정값 이상인 형상이 바람직하다. 이 작용을 높이기 위해서는, 상기 각도 성분의 존재 비율이 많을수록 바람직하다.
여기에서, 렌즈 열(144a) 등의 요철 구조열의 단면 형상으로는, 상기 매개변수 산출 시에 추출한 평균화된 것을 의미하고, 따라서, 단면 형상이 상기와 같은 불규칙 형상일 경우에는, 각각의 요철 구조열의 형상에 사로잡히지 않고 평균화된 것을 의미한다. 또한, 단면 형상의 반복 구조의 각 반복 단위의 형상이 상기와 같은 좌우 비대칭이 것일 경우에는, 좌측 부분 및 우측 부분의 각각 있어서 상기에 해당할 것이 필요하다. 이하, 요철 구조열이 렌즈 열이며, 단면 형상의 반복 구조의 각 반복 단위의 형상이 좌우 대칭의 것인 경우에 대해서 설명하지만, 다른 경우도 같다.
광을 확대하는 작용을 높이기 위해서는, 적어도 일차 광원의 근방(광 입사 단면의 근방)에 있어서, 렌즈 열(144a)의 단면 형상에 있어서의 경사 각도의 절대치로 표시되는 20∼50°의 각도 성분의 존재 비율이 10% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20% 이상, 더욱 바람직하게는 30% 이상이다. 더욱 광을 확대하는 작용을 높이기 위해서는, 적어도 일차 광원의 근방(광 입사 단면의 근방)에 있어서, 렌즈 열(144a)의 단면 형상에 있어서의 25°이상 50°이하의 각도 성분의 존재 비율이 1O% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20% 이상, 더욱 바람직하게는 30% 이상이다.
더욱 광을 확대하는 작용을 높이기 위해서는, 적어도 일차 광원의 근방(광 입사 단면의 근방)에 있어서, 렌즈 열(144a)의 단면 형상에 있어서의 25∼50°의 각도 성분의 존재 비율이 20% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30% 이상, 더욱 바람직하게는 40% 이상, 또는 렌즈 열(44a)의 단면 형상에 있어서의 30∼50°의 각도 성분의 존재 비율이 5% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10% 이상, 더욱 바람직하게는 15% 이상이다.
더욱 광을 확대하는 작용을 높이기 위해서는, 적어도 일차 광원의 근방(광 입사 단면의 근방)에 있어서, 렌즈 열(144a)의 단면 형상에 있어서의 30∼50°의 각도 성분의 존재 비율이 10% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20% 이상, 더욱 바람직하게는 30% 이상, 또는 렌즈 열(44a)의 단면 형상에 있어서의 35∼50°의 각도 성분의 존재 비율이 8% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10% 이상, 더욱 바람직하게는 20% 이상, 또는 렌즈 열(44a)의 단면 형상에 있어서의 40∼50°의 각도 성분의 존재 비율이 2% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3% 이상, 더욱 바람직하게는 5% 이상이다.
광 출사면 법선 방향으로 측정한 휘도를 높이기 위해서는, 도광체에 입사한 광의 광 출사면과 평행한 면내에서의 지향성의 방향에 대하여 경사진 방향의 광을, 광의 지향성의 방향을 향하는 작용이 큰 쪽이 바람직하고, 이를 위하여는, 반사에 의해 광의 진행 방향을 변화시키면서, 렌즈 열(144a)이 연장되는 방향으로 수속시키는 작용을 가지도록 렌즈 열(144a)이 마련되어 있는 것이 바람직하다.
도 74에 표시되는 것 같은 렌즈 열(144a)에서 특정 방향으로 이방성을 가져서 광을 확대할 수 있기 위해서 발생하는 경사 방향이 밝은 근 형상의 휘도 얼룩을 억제하기 위해서는, 광이 특정한 각도에 집중하지 않도록 렌즈 열(144a)의 단면 형상을 곡선 형상으로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 적어도 일차 광원의 근방에 있어서, 렌즈 열(144a)의 단면 형상에 있어서 어떤 각도를 α°로하고, α°이상 α°+10°이하의 각도 성분의 존재 비율을, α°=0∼80°의 범위내의 전 각도에 대해서 구했을 때에, 그 최대치가 60% 이하, 바람직하게는 50% 이하, 보다 바람직하게는 40% 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 이 최대치가 지나치게 높으면, 렌즈 열(144a)의 단면 형상이 직선적으로되고, 어떤 특정한 방향에 이방성을 가져서 광을 확대하기 쉬워지기 때문에, 도 74에 도시하는 것 같은 경사 방향이 밝은 근 형상의 휘도 얼룩이 발생하기 쉬워진다.
한편, α°∼α°+10°의 각도 성분의 존재 비율의 최대치를 작게 하려고 하면, 렌즈 열의 단면 형상은 많은 각도 성분을 가지지 않을 수 없게 된다. 본 발명 에서는, 후술과 같이 , 35°이하의 각도 성분이 지나치게 많아지면, 입사광의 지향성의 방향에 진행하는 광이 상대적으로 많아지고, 일차 광원의 전방이 밝아지는 현상이 생긴다. 더구나, 50°보다 큰 각도 성분은 광을 확대하는 작용도 작다. 이 때문에, 렌즈 열의 단면 형상은 대부분의 미소 영역이 각도 성분 60°이하, 바람직하게는 50°이하의 범위에 분포하고 있는 것이 바람직하다. 따라서, α°∼α°+10°의 각도 성분의 존재 비율의 최대치는 15% 이상, 바람직하게는 20% 이상이 바람직하다.
이상의 이유로부터, 전술의 40∼50°의 각도 성분의 존재 비율은 60% 이하가 바람직하고, 50% 이하가 보다 바람직하고, 40% 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 전술의 35∼50°의 각도 성분의 존재 비율은 90% 이하가 바람직하고, 75% 이하가 보다 바람직하고, 60% 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 전술의 30∼50°의 각도 성분의 존재 비율은 80% 이하가 바람직하다.
다음으로, 광 입사 단면(141)에 대해 설명한다. 광 입사 단면을 조면화하면, 도광체에 입사한 광의 광 출사면(143)과 평행한 면내에서의 광의 지향성의 방향에 대하여 경사 방향의 광이 많이 입사하게 된다. 이에 의해, XY 면내에서의 광의 확대가 크게 되며, 도 73과 같은 암부는 작아진다. 그러나, 광의 확대가 커지면, 경사 방향으로 진행하는 광은 렌즈 열(144a)에서의 반사에 의하여 출사되기 쉬워지므로, 가장 광의 확대가 큰 각도에서, 도 76과 같은 밝은 근 형상의 부분이 발생하기 쉬워진다.
이 때문에, 본 발명에 있어서는, 이 휘도 얼룩이 유효 발광 영역 내에서 발 생하는 것을 막기 위해서, 광 입사 단면(141)에 접한 영역으로부터 유효 발광 영역에 이르기까지의 영역의 사이의 적어도 일부 영역에, 광 입사 단면(141)에 따라 연장되는 띠형의 평탄부(144b)를 형성한다. 일차 광원으로부터의 광은 어떤 특정한 각도 성분을 가진 광만이 렌즈 열(144a)에서의 반사에 의하여 출사되기 쉬운 성질을 가지고 있기 때문에 도 76과 같은 밝은 근 형상의 휘도 얼룩이 발생하지만, 광 입사 단면(141)에 접한 영역에서 유효 발광 영역에 이르기까지의 영역의 사이의 적어도 일부의 영역에, 광 입사 단면에 따라 연장되는 띠형의 평탄부(144b)가 존재함으로써, 이웃하게 된 일차 광원으로부터의 광이 평탄부에서 믹싱 되어, 렌즈 열(144a)이 형성되어 있는 영역에 광이 도달해도 이 믹싱 효과에 의해 근 형상의 밝은 휘도 얼룩은 억제된다.
또한, 렌즈 열(144a)의 구체적인 형상은 30∼50°의 각도 성분의 존재 비율이 40% 이하, 바람직하게는 30% 이하, 또한 5% 이상, 바람직하게는 10% 이상, 더욱 바람직하게는 15% 이상이 바람직하다. 또는, 35∼50°이하의 각도 성분의 존재 비율이 30% 이하, 바람직하게는 20% 이하, 또한 2% 이상, 바람직하게는 8% 이상, 더욱 바람직하게는 13% 이상이 바람직하다. 또는, 렌즈 열(144a)의 구체적인 형상은 골부 경사각이 30°이하, 바람직하게는 25°이하, 또한 바람직하게는 20°이하, 또한 5°이상, 바람직하게는 8°이상, 더욱 바람직하게는 10°이상이 바람직하다. 이들 각도 성분 존재 비율이나 골부 경사각이 지나치게 높으면, 도 76과 같은 휘도 얼룩을 방지하는 효과가 저하하는 경향이 있고, 지나치게 작으면, 일차 광원 근방의 영역에서 확대할 수 있었던 광을 프리즘 시트의 프리즘 열과 수직한 방향으로 반사할 수 없어져, 프리즘 시트에 의해 광 출사면의 법선 방향에 위로 서 있는 광의 성분이 감소하고, 그 결과로서 법선 방향의 휘도가 저하하는 경향이 있다.
렌즈 열 형성면의 형상을 부분적으로 변화시키는 방법으로서, 조면화하는 방법이 있다. 여러 방법으로 렌즈 열의 표면의 적어도 일부를 조면화 함으로써, 용이하면서도 염가로, 렌즈 열 형상의 적어도 일부를 변화시킬 수 있다. 또한, 이 변화의 정도를 연속적으로 변화하여, 위치에 의해 서서히 렌즈 열 형상을 바꾸는 것도 가능하다. 렌즈 열(144a)을 조면화 함으로써, 도 73에 도시하는 것 같은 휘도 얼룩도 해소할 수 있다.
도 73에 도시하는 것 같은 복수의 일차 광원으로부터 발생하는 광의 중첩에 의한 휘도 얼룩을 저감하기 위해서는, 각 일차 광원으로부터 발생하는 광의 휘도 분포와, 광원 간 거리와의 관계를 적정하게 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 광 편향 소자(106)와 광 반사 소자(108)를 설치한 상태에서, 도광체(104)의 단연에 인접하여 설치된 복수의 일차 광원(102) 중 1개만 점등했을 때에, 도 59에 표시되어 있는 바와 같이, 유효 발광 영역의 광 입사 단면측의 단연으로부터 3∼3.5mm의 폭0.5mm의 영역(S)에서, 그 길이 방향(y 방향)에 따라 1mm간격으로 법선 휘도를 측정하고, 측정 위치 y[mm]와 휘도와의 관계를 플롯한 때에, 그 반값 전폭 거리의 일차 광원간 거리에 대한 비율이 0.8배∼1.2배의 범위내에 있는 것, 바람직하게는 대략 같은 것이 바람직하다. 도 60의 (a), (b)에 측정 위치 y[mm]와 휘도와의 관계를 플롯한 그래프의 예를 개시한다. 도 60의 (a)는 이 비율이 1.2배보다 큰 경우를 도시하고, 도 60의 (b)는 이 비율이 0.8배보다 작을 경우를 도시한다. 이 비율 이 지나치게 크면, 도 61의 (a)에 도시하는 바와 같이, 인접 일차 광원(2)으로부터의 광의 분포의 중첩이 크게되고, 이 중첩의 부분이 특히 밝아져 명암 모양이 발생하기 쉬워진다. 또한, 상기 비율이 지나치게 작으면, 도 61의 (b)에 도시하는 바와 같이, 일차 광원(2)으로부터의 광의 분포의 확대가 부족되고, 일차 광원의 정면 부분이 특히 밝아져 인접 일차 광원의 중간 위치에 대응하는 영역이 상대적으로 어두어져 명암 모양이 발생하기 쉽다.
렌즈 열(144a)의 바람직한 단면 형상으로서는, 단면 형상선의 일부 또는 전부가, 도 62와 같은 외방으로의 볼록 곡선으로 이루어지는 형상, 도 63와 같은 외방으로의 오목 곡선으로 이루어지는 형상, 도 64와 같은 외방으로의 볼록 영역과 외측으로의 오목 영역을 갖는 곡선으로 이루어지는 형상이 있다. 또한, 렌즈 열(44a) 바람직한 단면 형상으로서는, 도 65과 같이 다각 형상(즉 직선으로 이루어지는 형상), 도 66과 같이 직선과 곡선을 조합한 형상 등이 있다. 이들 다각 형상 또는 직선을 포함하는 형상을 사용할 경우에는, 도 74의 휘도 얼룩이 생기지 않도록 하기 위해서는, 형상을 특히 적정하게 설정하는 것이 바람직하다. 상술한 것 같이, 어떤 각도(α°∼α°+10°)의 각도 성분의 존재 비율을 0∼80°의 범위의 각도(α)°에 대해서 구했을 경우에, 그 최대치가 60% 이하, 바람직하게는 50% 이하, 보다 바람직하게는 40% 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 그리고, 렌즈 열의 단면 형상이 몇 개의 직선을 포함할 경우에는, 각각의 직선에 대응하는 평면에 의해 광이 반사되어, 이에 의해 광을 확대하는 작용이 강하고, 더구나 반사하는 각도가 서로 크게 다른것과 같은 구조라면, 광은 여러 방향으로 진행하고, 도 74의 휘도 얼룩은 생기기 어려워진다. 바람직한 형상은 도 65의 다각 형상으로, 렌즈 열 형성면과 이루는 각도가, 약 40°, 약 30°, 약 20°의 직선을 갖는 것, 또는, 약 40°, 약 30°, 약 20°, 약 0°의 직선을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 이 조건을 만족하는 직선을 갖는 도 66의 구조이여도 좋다. 이들 구조에 있어서도, 설령, 어떤 각도(α°∼α°+10°)의 각도 성분의 존재 비율이 높은 경우에 있어서도, 다른 각도 성분에서, 광이 α°근방의 각도 성분과는 크게 다른 방향으로 반사되므로, 도 74의 휘도 얼룩은 생기기 어렵다.
도 65 및 도 66의 단면 형상에 있어서, 직선(변)의 수는, 2∼20이 바람직하고, 3∼15이 보다 바람직하고, 4∼10이 한층 바람직하다. 변의 수가 지나치게 적을 경우에는, 광이 여러 방향으로 넓어지지 않기 때문에, 도 74의 휘도 얼룩이 생기기 쉬워지고, 한편, 변의 수가 지나치게 많을 경우에는, 렌즈 열(144a)을 갖는 도광체의 제조가 곤란해진다.
렌즈 열(144a)의 배열 피치는, 10∼100㎛의 범위로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10∼80㎛, 더욱 바람직하게는 20∼70㎛의 범위이다. 또한, 본 발명에 있어서는, 렌즈 열(144a)의 피치는, 상기 범위내이면, 모든 렌즈 열(144a)에서 동일하게 해도 좋고, 부분적으로 다른 것으로도 좋고, 서서히 변화되고 있어도 좋다.
필요한 확대각이 110°이상으로 특히 큰 경우에는, 도광체 입사광의 지향성의 방향에 대체로 따라 연장된 렌즈 열만으로는 충분히 광을 확대하는 것이 어렵다. 이러할 경우에는, 도광체(104)의 광 출사면 또는 이면에, 도 67에 표시되는 것과 같은 입사광의 지향성의 방향(X 방향)에 대하여 경사진 방향으로 연장되는 경사 렌즈 열(150)을 배치하는 것이 바람직하다. 특히, 렌즈 열이 필요한 확대각에 대응하는 방향과 대략 동일한 방향으로 연장되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 경사 렌즈 열(150)이 존재함으로써, 렌즈 열(144a)에서는 적절히 반사되지 않는 같은 큰 각도로 되는 입사광 성분도 양호하게 반사해서 진행 방향이 ㄹ렌즈 열(144a)에서 적정하게 반사될 수 있는 각도로 바꿀 수 있다. 이 경사 렌즈 열(150)의 바람직한 형성 위치는, 비 표시부 대응 영역의 일차 광원간에 대응하는 영역이며, 이것을 형성하지 않을 경우에는 광 편향 소자(106), 예를 들어 프리즘 시트를 통과시켜서 암부가 관찰되는 영역인 것이 바람직하다. 이 영역에는, 프리즘 시트의 프리즘 열과 수직한 방향을 향하지 않고 있는 광이 존재하고 있으므로, 이 영역의 광의 진행 방향을 변화시키는 것이 도 73의 암부를 저감하는데도 유효한 수단이 된다. 형성되는 경사 렌즈 열은 상기 렌즈 열(144a)과 같은 방법으로 산출되는 20∼50°의 각도 성분의 존재 비율이 10∼80%인 것이 바람직하다. 이 존재 비율이 지나치게 작으면 광의 진행 방향을 변화시키는 작용이 저하하고, 지나치게 크면 새로운 휘선이 생기고, 새로운 휘도 얼룩의 원인이 되기 쉽다.
또한, 동일한 목적으로, 도광체(104)의 광 출사면 또는 이면에, 도 68에 표시되는 같은 도트 패턴(152)을 마련해도 좋다. 도트 패턴(152)은 에칭이나 레이저 가공 등에 의해 형성할 수 있다. 이러한 도트 패턴(152)이 존재함으로써, 렌즈 열(144a)에서는 적절히 반사되지 않도록 입사광의 지향성의 방향에 대해 큰 각도가 되는 입사광 성분도 양호하게 반사해서 진행 방향이 렌즈 열(144a)에서 적정하게 반사될 수 있는 각도로 바꿀 수 있다. 이 도트 패턴의 바람직한 형성 위치는, 비 표시부 대응 영역의 일차 광원 간에 대응하는 영역이며, 이것을 형성하지 않는 경우에는 프리즘 시트를 통과시켜서 암부가 관찰되는 영역인 것이 바람직하다. 이 영역에는, 프리즘 시트의 프리즘 열과 수직한 방향을 향하지 않고 있는 광이 존재하고 있으므로, 이 위치의 광의 진행 방향을 변화시키는 것이 도 73의 암부를 저감하는데도 유효한 수단이 된다. 형성되는 도트 패턴의 각 도트의 형상은 일차 광원과 도트를 맺는 직선과 직교하는 단면에 있어서, 상기 렌즈 열(144a)과 같은 방법으로 산출되는 20∼80°의 각도 성분의 존재 비율이 l0∼80%인 것이 바람직하다. 이 존재 비율이 지나치게 작으면 광의 진행 방향을 변화시키는 작용이 저하하고, 지나치게 크면 새로운 휘선이 생기고, 새로운 휘도 얼룩의 원인이 되기 쉽다.
본 발명에 있어서는, 이상의 설명과 같이, 도광체(104)의 광 출사면(143)에 광 출사 기구를 형성하고, 그 반대측의 주면(이면)을 렌즈 열(144a)을 형성한 렌즈 열 형성면으로 하는 것이 바람직하지만, 광 출사면을 렌즈 열(144a)의 형성면으로 하고 그 반대측의 주면에 고 광 확산 영역을 형성한 광 출사 기구를 형성해도 좋다.
도 69는 본 발명에 의한 면 광원 장치용 도광체의 일부를 LED와 함께 도시하는 부분 분해 사시도이다. 본 실시 형태에 있어서는, 광 입사 단면(141)은 이방성 조면으로 이루어진다. 이 이방성 조면은 광 출사면(143)에 따라 Y방향에서의 평균 경사각(θa)이 광 출사면(143)과 직교하는 Z방향에서의 평균 경사각(θa)보다 크고. 이러한 조면으로 함으로써, LED(102)로부터 발생한 광 입사 단면(141)으로부 터 도광체(4)내에 입사하는 광의 XY면내에서의 분포를 확대할 수 있다. 이에 의해, XZ 면내에서의 분포를 과도하게 확대하는 것에 근거하는 광 입사 단면 근방에서의 도광체(104)로부터의 과도한 광 출사를 방지하고, 광 출사면(143)의 넓은 영역에 효율적으로 소요의 강도의 광을 이끌 수 있고, 휘도의 균일도의 향상에 기여할 수 있다.
이 광 입사 단면(141)의 이방성 조면은 광 출사면(143)에 따른 Y방향에서의 평균 경사각이 바람직하게는 3∼30°, 더욱 바람직하게는 4∼25°, 특히 바람직하게는 5∼20°이다. 평균 경사각이 3°미만이면 상기의 작용 효과가 작아지는 경향이 있고, 평균 경사각이 30°을 넘었을 경우, XY면내의 광의 분포가 넓어지지 않고 휘도가 저하되어 가는 경향이 있다. 또한, 상기의 작용 효과를 얻기 위해서는, 광 출사면(143)과 직교하는 Z방향에서의 평균 경사각이 5°이하, 특히 3°이하인 것이 바람직하다. 또한, 광 입사 단면(141)의 이방성 조면은, 상기 광 출사면(143)에 따른 방향에서 측정했을 경우의 경사각 8°이상의 영역의 ㄱ기길이가 전 측정 길이의 5% 이하인 것이 바람직하다. 경사각 8°이상의 영역의 길이가 전 측정 길이의 5%을 넘으면, XY면내에서의 광의 분포를 과도하게 확대하는 것에 근거하는 광 입사 단면 근방에서의 도광체(104)로부터의 과도한 광 출사에 의한 휘도 저하가 생기는 경향이 있다. 이러한 이방성 조면으로서는, 거의 Z방향으로 연장되는 서로 대략 평행한, 규칙적 또는 불규칙적인 요철 구조가 바람직하다. 보다 구체적으로는, 대략 Z방향으로 연장되는 서로 대략 평행한 렌즈 열, 또는 이 렌즈 열을 조면화한 것을 들 수 있다.
본 발명의 도광체(104)는 상기 도 1 외의 실시 형태에 있어서 도광체(3)에 관해 설명한 것 같은 광 투과율이 높은 합성 수지로 구성할 수 있다. 도광체(104)의 조면의 표면 구조나 프리즘 열 등의 표면구조, 또는 광 입사 단면의 이방성 조면 구조를 형성 때에는, 상기 도 1 외의 실시 형태에 있어서 설명한 바와 같이, 투명 합성 수지판을 원하는 표면 구조를 갖는 형 부재를 이용하여 열 가압함으로써 형성해도 좋고, 스크린 인쇄, 압출 성형이나 사출 성형 등에 의해 성형과 동시에 형상 부여해도 좋다. 또한, 열 혹은 광 경화성 수지 등을 이용하여 구조면을 형성할 수 있다.
이들 성형을 위한 형 부재의 형성 방법에 대해서 말한다. 본 발명의 도광체에 형성되는 고 광 확산 영역(431)의 형성은 조면에 의해 형성할 경우에는, 금형의 표면에 고 광 확산 영역(431)에 해당하는 개구부를 갖는 차폐판 등을 설치해서 영역 외의 부분을 차폐하고, 블라스트 혹은 에칭하는 방법을 들 수 있고, 이를 전사함으로써 형성할 수 있다. 특히, 미립자에 의한 블라스트를 실행할 경우에는, 차폐판을 금형의 표면으로부터 적당한 거리를 두고 설치함으로써, 고 광 확산 영역(431)의 외주부에 평균 경사각(θa)이 서서히 감소하는 영역을 형성할 수 있다. 도트나 화산 돌기 등의 요철 구조를 형성할 경우에는, 금형의 소정 위치에 요철 구조의 역형을 형성하고, 이를 전사하는 방법 등을 들수 있다. 마찬가지로, 광 출사 기구로서의 조면을 형성하는 경우에도, 금형의 위 이외의 영역을 차폐판 등으로 차폐하고, 블라스트 혹은 에칭하는 방법을 들 수 있고, 차폐판을 금형의 표면으로부터 적당한 거리를 두고 설치하는 것에 의해, 영역 외주부에 평균 경사각(θa)이 서 서히 감소하는 영역을 형성할 수 있다.
본 발명의 도광체에 형성하는 렌즈 열(144a)의 형상을 부분적으로 변화시키는 방법으로서는, 절삭 혹은 에칭 등에 의해 형성된 렌즈 열 형상 전사면을 갖는 금형의 일부 또는 전부를 블라스트 하는 방법, 렌즈 열 형상면을 갖는 금형의 일부 또는 전부를 연마하고, 이를 전사하는 방법, 렌즈 열 형상 전사면을 갖는 제 1 금형을 사용하여 성형해서 얻은 성형물의 일부 또는 전부를 블라스트 하고, 이를 다시 전사하는 것에 의해 렌즈 열 형상 전사면을 갖는 제 2 금형을 얻는 방법 등을 들 수 있다. 이들 방법에 의해, 혹은 도광체(104)의 렌즈 열 형성면의 적어도 일부에 직접 블라스트 처리에 의해 블라스트 흔적을 형성함으로써, 렌즈 열(144a)의 단면 형상의 도수 분포나 골부 경사각을 변화시킬 수 있다.
본 발명의 도광체의, 렌즈 열 형성면에 형성하는 평탄부(144b)는 렌즈 열 형상 전사면을 갖는 금형의 일부를 절삭 혹은 에칭 등에 의해 경면 연마하는 방법이나, 평탄부 상당 부분에 렌즈 열을 형성하지 않는 것에 의해 얻을 수 있다. 또한, 도광체를 작성한 후에 도광체에 경면 연마나 샌딩을 직접 실시하는 방법에 의해도 형성할 수 있다.
광 편향 소자(106)에 형성되는 렌즈 형상은 목적에 따라서 여러 것이 사용되며, 예컨대, 프리즘 형상, 렌티큘러 렌즈 형상, 플라이 아이 렌즈 형상, 파형 형상 등을 들 수 있다. 그 중에서도 단면 대략 삼각 형상의 다수의 프리즘 열이 배열된 프리즘 시트가 특히 바람직하다. 프리즘 열의 꼭지각은 50∼80°의 범위로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 55∼70°의 범위이다.
본 발명의 광 편향 소자(106)는 상기 도 1 외의 실시 형태에 있어서 광 편향 소자(4)에 관해서 설명한 것 같은 광투과율이 높은 합성 수지로 구성할 수 있다. 광 편광 소자(106)의 프리즘 열 등의 표면구조를 형성하는 것에 있어서는, 상기 도 1 외의 실시 형태에 있어서 설명한 바와 같이, 투명 합성 수지판을 원하는 표면 구조를 갖는 형 부재를 이용하여 열 가압함으로써 형성해도 좋고, 스크린 인쇄, 압출 성형이나 사출 성형 등에 의해 성형과 동시에 형상 부여해도 좋다. 또한, 열 혹은 광 경화성 수지 등을 이용하여 구조면을 형성할 수 있다. 이들 성형을 위한 형 부재는, 상기 도 1 외의 실시 형태에 있어서 설명한 바와 같이 금형 절삭 혹은 에칭 등에 의해 얻을 수 있다. 또한, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate)계 수지, 염화비닐계 수지, 폴리메탈크릴이미도계 수지 등으로 이루어진 투명 필름 혹은 시트 등의 투명 기재 위에, 활성 에너지 선 경화형 수지로 이루어지는 조면 구조 또 렌즈 열 배열 구조를 표면에 형성해도 좋고, 이러한 시트를 접착, 융착 등의 방법에 의해 별개인 투명 기재 위에 접합 일체화시켜도 좋다. 활성 에너지 선 경화형 수지로서는, 다관능 (메타) 아크릴 화합물, 비닐 화합물, (메타) 아크릴산 에스테르류, 아릴 화합물, (메타) 아크릴산의 금속염 등을 사용할 수 있다.
광 반사 소자(108)로서는, 상기 도 1 외의 실시 형태에 있어서 광 반사 소자(5)에 관해서 설명한 것과 같이, 예를 들면 표면에 금속 증착 반사층을 갖는 플라스틱 시트를 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 광 반사 소자(108)로서 반사 시트 대신에, 도광체(104)의 광 출사면과는 반대측의 주면(144)에 금속 증착 등에 의해 형성된 광 반사층 등을 사용하는 것도 가능하다. 또한, 도광체(104)의 4개의 측 단면[광 입사 단면(141)을 제외]에도 반사 부재를 부착하는 것이 바람직하다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 설명한다.
[실시예 1∼11, 비교예 1∼5]
아크릴수지(미쓰비시레이온(주) 제 아크릴 페트[상품명])를 이용해 사출성형함으로써, 한쪽의 면이 매트면으로, 다른쪽의 면이 프리즘 꼭지각 100도, 정부 선단 곡률 반경 15㎛, 피치 50㎛의 프리즘 열이 짧은 변과 평행해지도록 연설 배치된 프리즘 패턴인 사각 형상으로 또한 쐐기 형상의 도광체 소재를 제작했다. 이 프리즘 패턴을 형성한 도광체 소재의 매트면에, 살이 두꺼운 큰 쪽의 긴 변으로부터 여러 폭(실시예 1∼11 및 비교예 1∼5)에 스크린 인쇄에 의해 하기의 흑색 잉크를 도포해서 제 1 광 흡수대 대응부를 형성했다. 이와 같은 방법으로, 흑색 잉크를 두께 2mm의 투명 아크릴판으로, 가시 광선 투과율을 측정할 수 있는 사이즈로 인쇄했을 때의 자외선 경화형 흑색 잉크의 가시 광선 투과율은 30% 이었다. 동시에, 스크린 인쇄에 의해 흑색 잉크를 도포해서 제 1 광 흡수대 대응부로부터 떨어진 영역에 제 2 광 흡수대를 형성했다. 그와 같은 방법으로, 흑색 잉크를 두께 2mm의 투명 아크릴판으로, 가시 광선 투과율을 측정할 수 있는 사이즈로 인쇄했을 때의 자외선 경화형 흑색 잉크의 가시 광선 투과율은 80% 이었다.
흑색 잉크:
아크릴산오리고마: 45 중량%
아크릴산이소불린: 17 중량%
1, 6 헥산지올아크릴레이트: 15 중량%
테트라히드로푸르푸릴아크릴레이트: 15 중량%
벤조페논: 3 중량%
카본블랙: 5 중량%
다음으로, 도광체 소재의 광 입사 단면 대응부에 대한 절삭 가공을 실행하여 제 1 광 흡수대 대응부의 일부를 포함하는 불필요 부분을 절제함으로써, 절삭 가공면으로서 형성된 광 입사 단면 및 제 1 광 흡수대, 또한 제 2 광 흡수대를 갖는 도광체를 얻었다. 도광체는, 230mm×290mm, 두께 2.2mm-0.7mm의 쐐기판 형상을 하고 있으며, 에지 부분의 곡률 반경(R)은 40㎛이며, 광 입사 단면과의 거리(D1)가 0㎛의 제 1 광 흡수대의 폭(W1), 광 입사 단면과 제 2 광 흡수대와의 사이의 거리(D2) 및 제 2 광 흡수대의 폭(W2)은 다음과 같았다.
실시예 1----W1=500㎛, D2=1000㎛, W2=200㎛
실시예 2----W1=400㎛, D2=1000㎛, W2=200㎛
실시예 3----W1=300㎛, D2=1000㎛, W2=200㎛
실시예 4----W1=200㎛, D2=1000㎛, W2=200㎛
실시예 5----W1=150㎛, D2=1000㎛, W2=200㎛
실시예 6----W1=75㎛, D2=1000㎛, W2=200㎛
실시예 7----W1=300㎛, D2=1100㎛, W2=700㎛
실시예 8----W1=300㎛, D2=900㎛, W2=300㎛
실시예 9----W1=300㎛, D2=900㎛, W2=150㎛
실시예 10----W1=300㎛, D2=900㎛, W2=75㎛
실시예 11----W1=300㎛, D2=1100㎛, W2=200㎛
비교예 1----W1=20㎛, D2=900㎛, W2=200㎛
비교예 2----W1=800㎛, D2=900㎛, W2=200㎛
비교예 3----W1=300㎛, D2=2700㎛, W2=200㎛
비교예 4----W1=300㎛, D2=400㎛, W2=1000㎛
비교예 5----W1=20㎛, D2=900㎛, W2=200㎛(광 입사 단면측에도 20㎛ 폭의 광 흡수대를 연속해서 형성).
도광체의 길이 290mm의 변(긴 변)에 대응하는 한쪽의 측단면(두께 2.2mm의 측의 단면)에 대향하도록 하고, 긴 변에 따라 냉음극관을 정반사 경향이 강한 광원 리플렉터(여광사 제 은반사 필름)로 덮어 배치했다. 또한, 그 밖의 측단면에 광 확산 반사 필름(도오레사 제 E60[상품명])을 첨부하고, 프리즘 열 배열의 면(이면)에 대향하도록 반사 시트를 배치했다. 이상의 구성을 프레임에 조립하여 넣었다. 이 도광체는, 출사광 광도 분포(XZ 면내)의 최대 피크가 광 출사면 법선 방향에 대하여 70도, 반값 전폭이 22.5도 이었다.
여기에서, 광원 리플렉터는 광 반사 소자의 단부 모서리부 외면으로부터 일차 광원의 외면을 거쳐서 도광체의 광 출사면 단부 모서리부에 권취되고, 제 1 및 제 2 광 흡수대가 광원 리플렉터의 단부 모서리부에 의해 덮어지도록, 광원 리플렉터의 단연을 도광체 광 입사 단면으로부터 1.3mm만 광 출사면의 상방으로 돌산 시 켰다. 또한, 프레임은 도광체 광 출사면 외주부의 폭 2.5mm의 영역을 차폐하도록(즉, 액자 형상 영역의 폭이 2.5mm이 되도록) 했다. 즉, 광원 리플렉터의 단부 모서리부는, 액자 형상 영역내에 위치하고 있으며, 제 1 및 제 2 광 흡수대는, 액자 형상 영역내 즉, 면 광원 장치의 유효 발광 영역 외에 위치하고 있었다.
한편, 굴절율 1.5064의 아크릴계 자외선 경화성 수지를 이용하여, 편방의 프리즘면의 곡률 반경이 400㎛인 볼록 곡면 형상으로, 다른쪽의 프리즘면이 평면 형상으로, 피치 50㎛의 다수의 프리즘 열이 병렬로 연설된 프리즘 열을 두께 125㎛의 폴리에스테르 필름의 한쪽의 표면에 형성한 프리즘 시트를 제작했다.
얻어지는 프리즘 시트를, 상기 도광체의 광 출사면(매트면)측에 프리즘 열 형성면이 향하고, 도광체의 광 입사 단면에 프리즘 열의 능선이 평행이 되고, 도광체의 광 입사 단면쪽에 각 프리즘 열의 하면 형상 프리즘면이 향하도록 탑재했다.
이상과 같이 해서 얻어지는 실시예 1∼11 및 비교예 1∼5의 면 광원 장치에 있어서, 동일한 조건에서 일차 광원을 점등시켜서 발광면을 관찰한 바, 실시예 1∼11의 것에서는 도광체 광 입사 단면의 근방에서의 휘선 및 암선은 실사용에 지장이 없는 정도로 눈에 띄지 않고, 또한 전체의 휘도의 저하는 실제로 사용에는 지장이 있지 않는 정도의 것이었다. 그 중에서도, 실시예 4 및 7의 것이 가장 양호했다. 또한, 실시예 1∼5, 7∼9 및 11의 것에서는 도광체 광 입사 단면의 근방에서의 휘선 및 암선은 거의 인정을 받지 않았다. 실시예 2∼6 및 8∼11의 것에서는 전체의 휘도의 저하는 거의 인정을 받지 않았다. 이에 대하여, 비교예 1의 것에서는 도광체 광 입사 단면의 근방에서의 명확한 휘선이 인정을 받았고, 비교예 2의 것에서는 실시예 1∼11의 것에 비교해서 도광체 광 입사 단면의 근방에서의 밝음의 저하가 인정을 받았으며, 비교예 3 및 4의 것에서는 실시예 1∼11의 것에 비교해서 도광체 광 입사 단면의 근방에서의 휘선 및 암선이 인정을 받았고, 비교예 5의 것에서는 실시예 1∼11의 것에 비교해서 전체의 휘도의 저하 및 유효 발광 영역 내에서의 암선이 인정을 받았다.
[실시예 12]
실시예 1과 같이 하여, 도광체 소재를 제작했다. 그 후, 도광체 소재의 광 입사 단면 대응부에 대한 절삭 가공을 실행하고, 절삭 가공면으로서 형성된 광 입사 단면을 갖는 도광체를 얻었다. 도광체는, 230mm×290mm, 두께 2.2mm-0.7mm의 쐐기판 형상을 하고 있었다. 이 프리즘 패턴을 형성한 도광체 소재의 매트면에, 하기와 같은 조건으로 잉크젯법에 의해 하기의 자외선 경화형 흑색 잉크를 다수 방울지게 하고, 도 12에 도시하는 것 같은 폭(W1')이 약 300㎛로 거리(D1')가 약 60㎛의 영역에 지름 약 70㎛의 다수의 서로 독립한 제 1 광 흡수대용 잉크 도트를 형성했다. 동시에, 잉크젯법에 의해 지름 약 70㎛의 다수의 서로 독립한 제 2 광 흡수대용 잉크 도트를 형성했다. 그 상태에서 5초간 잉크 도트를 레벨링 시키는 것으로, 도 13에 도시한 것과 같은 폭(W1)이 약 400㎛로 거리(D1)가 약 10㎛의 영역으로 전체에 걸쳐 연속한 제 1 광 흡수대용 잉크층을 형성했다. 동시에, 같은 레벨링에 의해 제 2 광 흡수대용 잉크층을 형성했다. 그 시점에서, 자외선을 조사해서 잉크층을 경화시켜, 대략 직선 형상의 제 1 및 제 2 광 흡수대를 형성했다.
잉크젯법:
헤드 속도: 400mm/초
헤드 온도: 55℃
피에조 소자에 의한 압송 방식
자외선 경화형 흑색 잉크(잉크 95 중량%+메틸메타클리레이트 5 중량%):
잉크 조성:
아크릴산오리고마: 42 중량%
아크릴산이소불린: 15 중량%
1, 6 헥산지올아크릴레이트: 20 중량%
아크릴산아민/아크릴산에스테르혼합물: 15 중량%
벤조페논: 3 중량%
카본블랙: 5 중량%
잉크 점도(55℃): 10cp
잉크 표면 장력(55℃): 30mN/m
또한, 동일한 방법으로, 자외선 경화형 흑색 잉크를 두께 2mm의 투명 아크릴판으로, 가시 광선 투과율을 측정할 수 있는 사이즈로 인쇄할 때의 자외선 경화형 흑색 잉크의 가시 광선 투과율은 제 1 광 흡수대의 것이 20%로, 제 2 광 흡수대의 것이 80%이었다.
얻어진 도광체를, 실시예 1과 같이 하여, 냉음극관, 광원 리플렉터, 광 확산 반사 필름 및 반사 시트와 조합시켜, 이에 의해 얻어진 구성을 프레임에 조립했다. 이 도광체는, 출사광 광도 분포(XZ 면내)의 최대 피크가 광 출사면 법선 방향에 대 하여 70도, 반값 전폭이 22.5도이었다.
실시예 1과 같이 해서 제작한 프리즘 시트를, 상기 도광체의 광 출사면(매트면) 측에 프리즘 열 형성면이 향하고, 도광체의 광 입사 단면에 프리즘 열의 능선이 평행이 되고, 도광체의 광 입사 단면쪽에 각 프리즘 열의 평면 형상 프리즘면이 향하도록 탑재했다.
이상과 같이 해서 얻어진 면 광원 장치에 대해서, 일차 광원을 점등시켜서 발광면을 육안으로 관찰한 바, 도광체 광 입사 단면의 근방에서의 휘선 및 암선은 거의 눈에 띄지 않았다.
[비교예 6]
실시예 1과 같은 도광체 소재를 제작하고, 그 후, 도광체 소재의 광 입사 단면 대응부에 대한 절삭 가공을 실행하고, 절삭 가공면으로서 형성된 광 입사 단면을 갖는 도광체를 얻었다. 본 비교예에서는 광 흡수대를 형성하지 않았다.
얻어진 도광체를, 실시예 1과 같이 하여, 냉음극관, 광원 리플렉터, 광 확산 반사 필름 및 반사 시트와 조합시켜, 이에 의해 얻어진 구성을 프레임에 조립했다. 이 도광체는, 출사광 광도 분포(XZ 면내)의 최대 피크가 광 출사면 법선 방향에 대하여 70도, 반값 전폭이 22.5도이었다.
실시예 1과 같이 해서 제작한 프리즘 시트를, 상기 도광체의 광 출사면(매트면)측에 프리즘 열 형성면이 향하고, 도광체의 광 입사 단면에 프리즘 열의 능선이 평행이 되고, 도광체의 광 입사 단면쪽에 각 프리즘 열의 평면 형상 프리즘면이 향하도록 탑재했다.
이상과 같이 해서 얻어진 면 광원 장치에 대해서, 실시예 12와 동일한 조건에서 일차 광원을 점등시켜서 발광면을 육안으로 관찰한 바, 도광체 광 입사 단면의 근방에서의 명확한 휘선이 인정을 되었다.
[실시예 13]
실시예 1과 같이 하여, 도광체 소재를 제작했다. 그 후, 도광체 소재의 광 입사 단면 대응부에 대한 절삭 가공을 실행하고, 절삭 가공면으로서 형성된 광 입사 단면을 갖는 도광체를 얻었다. 도광체는, 230mm×290mm, 두께 2.2mm-0.7mm의 쐐기판 형상을 하고 있었다. 이 프리즘 패턴을 형성한 도광체 소재의 매트면에, 실시예 12와 같이 해서 잉크젯법에 의해 자외선 경화형 흑색 잉크를 다수 방울화하여, 도 12에 도시하는 것 같은 폭(W1')이 약 300㎛로 거리(D1')가 약 60㎛의 영역에 지름 약 7O㎛의 다수의 서로 독립한 제 1 광 흡수대용 잉크 도트를 형성했다. 동시에, 잉크젯법에 의해 지름 약 70㎛의 다수의 서로 독립한 제 2 광 흡수대용 잉크 도트를 형성했다. 그 직후에, 잉크 도트를 레벨링 시키지 않도록, 자외선을 조사해서 잉크 도트를 경화시켜, 대략 직선 형상의 제 1 및 제 2 광 흡수대를 형성했다.
또한, 같은 방법으로, 자외선 경화형 흑색 잉크를 두께 2mm의 투명 아크릴판에, 가시 광선 투과율을 측정할 수 있는 사이즈로 인쇄했을 때의 자외선 경화형 흑색 잉크의 가시 광선 투과율은 제 1 광 흡수대의 것이 20%로, 제 2 광 흡수대의 것이 80%이었다.
얻어진 도광체를, 실시예 1과 같이 하여, 냉음극관, 광원 리플렉터, 광 확산 반사 필름 및 반사 시트와 조합시켜, 이에 의해 얻어진 구성을 프레임에 조립했다. 이 도광체는, 출사광 광도 분포(XZ 면내)의 최대 피크가 광 출사면 법선 방향에 대하여 70도, 반값 전폭이 22.5도이었다.
실시예 1과 같이 해서 제작한 프리즘 시트를, 상기 도광체의 광 출사면(매트면) 측에 프리즘 열 형성면이 향하고, 도광체의 광 입사 단면에 프리즘 열의 능선이 평행이 되고, 도광체의 광 입사 단면 쪽에 각 프리즘 열의 하면 형상 프리즘면이 향하도록 탑재했다.
이상과 같이 해서 얻어진 면 광원 장치에 대해서, 실시예 12와 동일한 조건에서 일차 광원을 점등 시켜서 발광면을 육안으로 관찰한 바, 실시예 12의 것에 비교해서 약간 휘도의 저하가 인정을 받았으며, 또한 도광체 광 입사 단면의 근방에서 약간의 휘선이 인정을 받았다.
[실시예 14]
실시예 12와 같이 하여, 도광체 소재의 광 입사 단면 대응부에 대한 절삭 가공을 실행하고, 절삭 가공면으로서 형성된 광 입사 단면을 갖는 도광체를 얻었다. 절삭 가공에 의해 광 입사 단면과 광 출사면과의 경계에 광 출사면의 다른 영역에 대하여 융기해서 돌출한 돌출부가 형성되었다. 이 돌출부는, 높이가 1O㎛로 높이의 반값 전폭이 1O㎛이었다. 실시예 12와 같이 하여, 잉크 도트를 형성해 레벨링 시키는 것으로, 잉크층을 형성했다. 다만, 제 1 광 흡수대에 관한 상기 잉크 도트의 형성 영역의 위치는, 레벨링에 의해 잉크층이 돌출부에 도달하도록 설정했다.
얻어진 도광체를 이용하여 실시예 12와 같이 해서 얻은 면 광원 장치에 대해 서, 일차 광원을 점등시켜서 발광면을 육안으로 관찰한 바, 도광체 광 입사 단면의 근방에서의 휘선 및 표시 영역내에서의 암선은 거의 눈에 띄지 않았다.
[실시예 15∼23, 비교예 7∼9]
아크릴수지(미쓰비시레이온(주) 제 아크릴페트[상품명])를 이용해 사출 성형함으로써, 한쪽의 면이 매트면으로, 다른쪽의 면이 프리즘 꼭지각 100도, 정부 선단 곡률 반경 l5㎛, 피치 50㎛의 프리즘 열이 짧은 변과 평행하게 되도록 연설 배열된 프리즘 패턴을 구비한 프리즘 열 형성면인 사각 형상으로, 또한 쐐기 형상의 도광체 소재를 제작했다. 다만, 이 도광체 소재는, 프리즘 열이 형성된 상기 다른쪽의 면의 전체에 프리즘 열을 형성하는 것은 아니고, 살이 두꺼운 큰 쪽의 긴 변으로부터 여러 폭(실시예 15∼23 및 비교예 7∼9)에 프리즘 열의 곡선과 거의 동일한 높이 위치에 있는 대략 평탄면으로 이루어지는 영역을 가지고, 또한, 평탄면에서 프리즘 열 형성면으로 서서히 이행하는 폭 500㎛의 천이 영역도 갖는 것으로 했다.
이 도광체 소재의 프리즘 열 형성면의 대략 평탄면 영역에, 살이 두꺼운 큰 쪽의 긴 변으로부터 여러 폭(실시예 15∼23 및 비교예 7∼9)으로 스크린 인쇄에 의해 하기의 흑색 잉크를 도포해서 광 흡수대 대응부를 형성했다. 천이 영역 및 프리즘 열 형성면 영역으로의 잉크의 이행의 발생은 실질상 없었다. 또한, 같은 방법으로, 흑색 잉크를 두께 2mm의 투명 아크릴판에, 가시 광선 투과율을 측정할 수 있는 사이즈로 인쇄했을 때의 자외선 경화형 흑색 잉크의 가시 광선 투과율은 30%이었다.
흑색 잉크:
아크릴산오리고마: 45 중량%
아크릴산이소불린: 17 중량%
1, 6 헥산지올아크릴레이트: 15 중량%
테트라히드로푸르푸릴아크릴레이트: 15 중량%
벤조페논: 3 중량%
카본블랙: 5 중량%
다음으로, 도광체 소재의 광 입사 단면 대응부에 대한 절삭 가공을 실행하여 광 흡수대 대응부의 일부를 포함하는 불필요 부분을 절제함으로써, 절삭 가공면으로서 형성된 광 입사 단면 및 광 흡수대를 갖는 도광체를 얻었다. 도광체는, 230mm×290mm, 두께 2.6mm-0.7mm의 쐐기판 형상을 하고 있으며, 에지 부분의 곡률 반경(R)은 40㎛이며, 광 입사면과의 거리가 O㎛의 광 흡수대의 폭은 다음과 같았다. 또한, 도광체 소재는 얻어진 도광체의 대략 평탄면 영역의 폭이 광 흡수대의 폭보다 약 50㎛ 큰 치수가 되도록 제작되었다.
실시예 15----800㎛
실시예 16----700㎛
실시예 17----600㎛
실시예 18----500㎛
실시예 19----400㎛
실시예 20----300㎛
실시예 21----200㎛
실시예 22----150㎛
실시예 23----75㎛
비교예 7----20㎛
비교예 8----1500㎛
비교예 9----20㎛(광 입사 단면측에도 20㎛ 폭의 광 흡수대를 연속해서 형성).
도광체의 길이 290mm의 변(긴 변)에 대응하는 한편의 측단면(두께 2.6mm의 측의 단면)에 대향하도록 하고, 긴 변에 따라 냉음극관을 광원 리플렉터(여광사 제 은반사 필름)로 덮어 배치했다. 또한, 그 밖의 측단면에 광 확산 반사 필름(도오레사 제 E60[상품명])을 첨부하고, 프리즘 열 배열의 면(이면)에 대향하도록 반사 시트를 배치했다. 이상의 구성을 프레임체에 조립했다. 이 도광체는, 출사광 광도 분포(XZ 면내)의 최대 피크가 광 출사면 법선 방향에 대하여 70도, 반값 전폭이 22.5도이었다.
여기에서, 광원 리플렉터는 도광체 표면의 단부 모서리부 외면으로부터 일차 광원의 외면을 거쳐서 도광체 광 출사면의 단연부에 권취되고, 광 흡수대가 광원 리플렉터의 단부 모서리부에 의해 덮어지(단, 비교예 8은 광 흡수대의 일부가 광원 리플렉터의 단부 모서리부에 의해 덮어짐)도록, 광원 리플렉터의 단연을 도광체 광 입사 단면으로부터 1.3mm만 이면의 윗쪽으로 돌출시켰다. 또한, 프레임은 도광체 광 출사면 외주부의 폭2.5mm의 영역을 차폐하도록(즉, 액자 테두리 형상 영역의 폭 이 2.5mm이 되도록) 했다. 즉, 광원 리플렉터의 단부 모서리부는 액자 테두리 형상 영역내에 위치하고 있으며, 광 흡수대는 액자 형상 영역내 즉, 면 광원 장치의 유효 발광 영역 외에 위치하고 있었다.
한편, 굴절율 1.5064의 아크릴계 자외선 경화성 수지를 이용하여, 한쪽의 프리즘면의 곡률 반경이 400㎛인 볼록 곡면 형상으로, 다른쪽의 프리즘면이 평면 형상으로, 피치 50㎛의 다수의 프리즘 열이 병렬로 연설된 프리즘 열을 두께 125㎛의 폴리에스테르 필름의 한쪽의 표면에 형성한 프리즘 시트를 제작했다.
얻어진 프리즘 시트를, 상기 도광체의 광 출사면(매트면) 측에 프리즘 열 형성면이 향하고, 도광체의 광 입사 단면에 프리즘 열의 능선이 평행이 되고, 도광체의 광 입사 단면쪽에 각 프리즘 열의 하면 형상 프리즘면이 향하도록 탑재했다.
이상과 같이 해서 얻어진 실시예 15∼23 및 비교예 7∼9의 면 광원 장치에 있어서, 동일한 조건으로 일차 광원을 점등시켜서 발광면을 육안으로 관찰한 바, 실시예 15∼23의 것에서는 도광체 광 입사 단면의 근방에서의 휘선 및 암선은 실제로 사용에 지장이 없을 정도로 눈에 띄지 않고, 또한 전체의 휘도의 저하는 실제로 사용에는 지장이 있지 않은 정도이었지만, 비교예 7의 것에서는 도광체 광 입사 단면의 근방으로의 명확한 휘선이 인정을 받았고, 또한 비교예 8의 것에서는 실시예 15∼23의 것에 비교해서 도광체 광 입사 단면의 근방에서의 밝음의 저하가 인정을 받았으며, 비교예 9의 것에서는 실시예 15∼23의 것에 비교해서 휘도의 저하 및 표시 영역 내에서의 암선이 인정을 받았다.
[실시예 24]
실시예 15와 같이 하여, 도광체 소재를 제작했다. 그 후, 도광체 소재의 광 입사 단면 대응부에 대한 절삭 가공을 실행하고, 절삭 가공면으로서 형성된 광 입사 단면을 갖는 도광체를 얻었다. 도광체는, 230mm×290mm, 두께 2.6mm-0.7mm의 쐐기판 형상을 하고 있었다. 이 프리즘 패턴을 형성한 도광체 소재의 프리즘 열 형성면(이면)의 폭 약 400㎛의 대략 평탄면 영역에, 잉크젯법에 의해 하기의 자외선 경화형 흑색 잉크를 다수 방울화하고, 도 28에 도시하는 것 같은 폭(W')이 약 210㎛로 거리(D')가 약 60㎛의 영역에 지름 약 70㎛의 다수의 서로 독립한 잉크 도트를 형성했다. 그 상태에서 5초간 잉크 도트를 레벨링 시키는 것으로, 도 29에 도시하는 것 같은 폭(W)이 약 300㎛로 거리(D)가 약 10㎛의 영역에 전체에 걸쳐 연속한 잉크층을 형성했다. 그 시점에서, 자외선을 조사해서 잉크층을 경화시켜, 대략 직선 형상의 광 흡수대를 형성했다.
잉크젯법:
헤드 속도: 400mm/초
헤드 온도: 55℃
피에조 소자에 의한 압송 방식
자외선 경화형 흑색 잉크(잉크 95 중량%+메틸메타클리레이트 5 중량%):
잉크 조성:
아크릴산오리고마: 42 중량%
아크릴산이소불린: 15 중량%
1, 6 헥산지올아크릴레이트: 20 중량%
아크릴산아민/아크릴산에스테르혼합물: 15 중량%
벤조페논: 3 중량%
카본블랙: 5 중량%
잉크 점도(55℃): 10cp
잉크 표면 장력(55℃): 30mN/m
또한, 동일한 방법으로, 자외선 경화형 흑색 잉크를 두께 2mm의 투명 아크릴판으로, 가시 광선 투과율을 측정할 수 있는 사이즈로 인쇄한 때의 자외선 경화형 흑색 잉크의 가시 광선 투과율은 20%이었다.
얻어진 도광체를, 실시예 15와 같이 하여, 냉음극관, 광원 리플렉터, 광 확산 반사 필름 및 반사 시트와 조합시켜, 이에 의해 얻어진 구성을 프레임체에 조립했다. 이 도광체는, 출사광 광도 분포(XZ 면내)의 최대 피크가 광 출사면 법선 방향에 대하여 70도, 반값 전폭이 22.5도이었다.
실시예 15와 같이 해서 제작한 프리즘 시트를, 상기 도광체의 광 출사면(매트면) 측에 프리즘 열 형성면이 향하고, 도광체의 광 입사 단면에 프리즘 열의 능선이 평행이 되고, 도광체의 광 입사 단면쪽에 각 프리즘 열의 평면 형상 프리즘면이 향하도록 탑재했다.
이상과 같이 해서 얻어진 면 광원 장치에 대해서, 일차 광원을 점등시켜서 발광면을 육안으로 관찰한 바, 도광체 광 입사 단면의 근방에서의 휘선 및 암선은 거의 눈에 띄지 않았다.
[비교예 10]
실시예 15와 같은 도광체 소재를 제작하고, 그 후, 도광체 소재의 광 입사 단면 대응부에 대한 절삭 가공을 실행하고, 절삭 가공면으로서 형성된 광 입사 단면을 갖는 도광체를 얻었다. 본 비교예에서는 광 흡수대를 형성하지 않았다.
얻어진 도광체를, 실시예 15와 같이 하여, 냉음극관, 광원 리플렉터, 광 확산 반사 필름 및 반사 시트와 조합시켜, 이에 의해 얻어진 구성을 프레임체에 조립했다. 이 도광체는, 출사광 광도 분포(XZ 면내)의 최대 피크가 광 출사면 법선 방향에 대하여 70도, 반값 전폭이 22.5도이었다.
실시예 15와 같이 해서 제작한 프리즘 시트를, 상기 도광체의 광 출사면(매트면) 측에 프리즘 열 형성면이 향하고, 도광체의 광 입사 단면에 프리즘 열의 능선이 평행이 되고, 도광체의 광 입사 단면쪽에 각 프리즘 열의 하면 형상 프리즘면이 향하도록 탑재했다.
이상과 같이 해서 얻어진 면 광원 장치에 대해서, 실시예 24와 동일한 조건으로 일차 광원을 점등 시켜서 발광면을 육안으로 관찰한 바, 도광체 광 입사 단면의 근방에서의 명확한 휘선이 인정을 받았다.
[실시예 25]
실시예 15와 같이 하여, 도광체 소재를 제작했다. 그 후, 도광체 소재의 광 입사 단면 대응부에 대한 절삭 가공을 실행하고, 절삭 가공면으로서 형성된 광 입사 단면을 갖는 도광체를 얻었다. 도광체는, 230mm×290mm, 두께 2.6mm-0.7mm의 쐐기판 형상을 하고 있었다. 이 프리즘 패턴을 형성한 도광체 소재의 프리즘 열 형성면(이면)의 폭 약 400㎛의 대략 평탄면 영역에, 실시예 24와 같이 해서 잉크젯 법에 의해 자외선 경화형 흑색 잉크를 다수 방울화하고, 도 28에 도시하는 것 같은 폭(W')이 약 210㎛로 거리(D')가 약 60㎛의 영역에 지름 약 70㎛의 다수의 잉크 도트를 형성했다. 그 직후에, 잉크 도트를 레벨링 시키지 않도록, 자외선을 조사해서 잉크 도트를 경화시켜, 대략 직선 형상의 광 흡수대를 형성했다. 이 광 흡수대는, 각 잉크 도트가 서로 독립으로 위치하고 있어, 폭이 약 210㎛로, 광 입사 단면으로부터의 거리가 약 60㎛이었다.
또한, 동일한 방법으로, 자외선 경화형 흑색 잉크를 두께 2mm의 투명 아크릴판에, 가시 광선 투과율을 측정할 수 있는 사이즈로 인쇄했을 때의 자외선 경화형 흑색 잉크의 가시 광선 투과율은 20% 이었다.
얻어진 도광체를, 실시예 15와 같이 하여, 냉음극관, 광원 리플렉터, 광 확산 반사 필름 및 반사 시트와 조합시켜, 이에 의해 얻어진 구성을 프레임체에 조립했다. 이 도광체는, 출사광 광도 분포(XZ 면내)의 최대 피크가 광 출사면 법선 방향에 대하여 70도, 반값 전폭이 22.5도이었다.
실시예 15와 같이 해서 제작한 프리즘 시트를, 상기 도광체의 광 출사면(매트면) 측에 프리즘 열 형성면이 향하고, 도광체의 광 입사 단면에 프리즘 열의 능선이 평행이 되고, 도광체의 광 입사 단면쪽에 각 프리즘 열의 평면 형상 프리즘면이 향하도록 탑재했다.
이상과 같이 하여 얻어진 면 광원 장치에 있고, 실시예 24와 동일한 조건에서 일차 광원을 점등시켜서 발광면을 육안으로 관찰한 바, 실시예 24의 것에 비교해서 약간 휘도의 저하가 인정을 되며, 또한 도광체 광 입사 단면의 근방에서 약간 의 휘선이 인정을 되었다.
[실시예 26∼34, 비교예 11∼13]
실시예 15와 같이 하여, 한쪽의 면이 매트면으로, 다른쪽의 면이 프리즘 꼭지각 100도, 정부 선단 곡률 반경 15㎛, 피치 50㎛의 프리즘 열이 짧은 변으로 평행해지도록 연설 배열된 프리즘 패턴을 구비한 프리즘 열 형성면인 사각 형상으로 또한, 쐐기 형상의 도광체 소재를 제작했다. 다만, 이 도광체 소재는, 프리즘 열의 형성된 상기 다른쪽 면의 전체에 프리즘 열을 형성하는 것은 아니고, 살이 두꺼운 큰 쪽의 긴 변으로부터 여러 폭(실시예 26∼34 및 비교예 11∼13)에 프리즘 열의 능선과 거의 동일한 높이 위치에 있는 대략 평탄면으로 이루어지는 영역을 가지며, 또한, 평탄면으로부터 프리즘 열 형성면에 서서히 이행하는 폭 50㎛의 천이 영역을 갖는 것으로 했다. 이 도광체 소재의 프리즘 열 형성면의 대략 평탄면 영역에, 실시예 15와 같이 하고, 다만 살이 두꺼운 큰 쪽의 긴 변으로부터 여러 폭(실시예 26∼34 및 비교예 11∼13)으로, 스크린 인쇄에 의해 흑색 잉크를 도포해서 광 흡수대 대응부를 형성했다. 천이 영역 및 프리즘 열 형성면 영역으로의 잉크의 이행의 발생은 없었다. 또한, 같은 방법으로, 흑색 잉크를 두께 2mm의 투명 아크릴판에, 가시 광선 투과율을 측정할 수 있는 사이즈로 인쇄했을 때의 자외선 경화형 흑색 잉크의 가시 광선 투과율은 40% 이었다. 또한, 도광체 소재의 매트면에, 실시예 6과 같은 스크린 인쇄에 의해 흑색 잉크를 도포해서 광 흡수대 대응부를 형성했다.
다음으로, 도광체 소재의 광 입사 단면 대응부에 대한 절삭 가공을 실행하여 도광체 소재의 양면의 광 흡수대 대응부의 일부를 포함하는 불필요 부분을 절제함으로써, 절삭 가공면으로서 형성된 광 입사 단면 및 양면의 광 흡수대를 갖는 도광체를 얻었다. 도광체는, 230mm×290mm, 두께 2.6mm-0.7mm의 쐐기판 형상을 하고 있으며, 에지 부분의 곡률 반경(R)은 40㎛이며, 광 입사면과의 거리가 0㎛의 이면측의 광 흡수대의 폭은 다음과 같았다. 또한, 도광체 소재는 얻어진 도광체의 대략 평탄면 영역의 폭이 광 흡수대의 폭보다 약 1OO㎛ 큰 치수가 되도록 제작되었다.
실시예 26----800㎛
실시예 27----700㎛
실시예 28----600㎛
실시예 29----500㎛
실시예 30----400㎛
실시예 31----300㎛
실시예 32----200㎛
실시예 33----150㎛
실시예 34----75㎛
비교예 11----20㎛
비교예 12----1500㎛
비교예 13----20㎛(광 입사 단면측에도 20㎛ 폭의 광 흡수대를 연속해서 형성).
얻어진 도광체를, 실시예 15와 같이 하여, 냉음극관, 광원 리플렉터, 광 확산 반사 필름 및 반사 시트와 조합시켜, 이에 의해 얻어진 구성을 프레임에 조립했다. 이 도광체는, 출사광 광도 분포(XZ 면내)의 최대 피크가 광 출사면 법선 방향에 대하여 70도, 반값 전폭이 22.5도이었다.
여기에서, 광원 리플렉터는 도광체 이면의 단연부 외면에서 일차 광원의 외면을 거쳐서 도광체 광 출사면의 단연부에 권취되며, 광 흡수대가 광원 리플렉터의 단부 모서리부에 의해 덮어(단, 비교예 12는 광 흡수대의 일부가 광원 리플렉터의 단부 모서리부에 의해 덮어)지도록, 광원 리플렉터의 단연을 도광체 광 입사 단면으로부터 1.3mm만 이면의 윗쪽 및 광 출사면의 윗쪽으로 돌출시켰다. 또한, 프레임체는, 도광체 광 출사면 외주부의 폭 2.5mm의 영역을 차폐하도록(즉, 액자 테두리 형상 영역의 폭이 2.5mm가 되도록) 했다. 즉, 광원 리플렉터의 단부 모서리부는, 액자 형상 영역내에 위치하고 있어, 광 흡수대는, 액자 테두리 형상 영역내 즉, 면 광원 장치의 유효 발광 영역 외에 위치하고 있었다.
실시예 15와 같이 해서 제작한 프리즘 시트를, 상기 도광체의 광 출사면(매트면) 측에 프리즘 열 형성면이 향하고, 도광체의 광 입사 단면에 프리즘 열의 능선이 평행이 되고, 도광체의 광 입사 단면 쪽에 각 프리즘 열의 평면 형상 프리즘면이 향하도록 탑재했다.
이상과 같이 해서 얻어진 실시예 26∼34 및 비교예 11∼13의 면 광원 장치에 있어, 동일한 조건에서 일차 광원을 점등시켜서 발광면을 육안으로 관찰한 바, 실시예 26∼34의 것에서는 도광체 광 입사 단면의 근방에서의 휘선 및 암선은 거의 눈에 띄지 않았지만, 비교예 11의 것에서는 도광체 광 입사 단면의 근방에서의 명확한 휘선이 인정을 되었고, 또 비교예 12의 것에서는 실시예 26∼34의 것에 비교해서 도광체 광 입사 단면의 근방에서의 밝음의 저하가 인정되었고, 비교예 13의 것에서는 실시예 26∼34의 것에 비교해서 휘도의 저하 및 표시 영역 내에서의 암선이 인정을 받았다.
[실시예 35]
실시예 26과 같이 하여, 도광체 소재를 제작했다. 그 후, 도광체 소재의 광 입사 단면 대응부에 대한 절삭 가공을 실행하고, 절삭 가공면으로서 형성된 광 입사 단면을 갖는 도광체를 얻었다. 도광체는, 230mm×290mm, 두께 2.6mm-0.7mm의 쐐기판 형상을 하고 있었다. 이 도광체의 프리즘 열 형성면(이면)의 폭 약 250㎛의 대략 평탄면 영역에, 실시예 24와 같이 해서 잉크젯법에 의해 다수의 서로 독립한 잉크 도트를 형성하고, 해당 잉크 도트를 레벨링 시키는 것으로, 도 29에 도시하는 것 같은 폭(W)이 약 150㎛으로 거리(D)가 약 10㎛의 영역에 전체에 걸쳐 연속한 잉크층을 형성하였다. 그 시점에서, 자외선을 조사해서 잉크층을 경화시켜, 대략 직선 형상의 광 흡수대를 형성했다. 또한, 같은 방법으로, 자외선 경화형 흑색 잉크를 두께 2mm의 투명 아크릴판에, 가시 광선 투과율을 측정할 수 있는 사이즈로 인쇄했을 때의 자외선 경화형 흑색 잉크의 가시 광선 투과율은 40%이었다.
또한, 도광체의 광 출사면에, 실시예 24와 같은 잉크젯법에 의해 다수의 서로 독립한 잉크 도트를 형성하고, 해당 잉크 도트를 레벨링 시키는 것으로, 폭이 약 250㎛에서 광 입사 단면으로부터의 거리가 약 10㎛의 영역에 전체에 걸쳐 연속 한 잉크층을 형성했다. 그 시점에서, 자외선을 조사해서 잉크층을 경화시켜, 대략 직선 형상의 광 흡수대를 형성하였다. 또한, 같은 방법으로, 자외선 경화형 흑색 잉크를 두께 2mm의 투명 아크릴판에, 가시 광선 투과율을 측정할 수 있는 사이즈로 인쇄했을 때의 자외선 경화형 흑색 잉크의 가시 광선 투과율은 20%이었다.
얻어진 도광체를, 실시예 15와 같이 하여, 냉음극관, 광원 리플렉터, 광 확산 반사 필름 및 반사 시트와 조합시켜, 이에 의해 얻어진 구성을 프레임에 조립했다. 이 도광체는, 출사광 광도 분포(XZ 면내)의 최대 피크가 광 출사면 법선 방향에 대하여 70도, 반값 전폭이 22.5도이었다.
실시예 15와 같이 해서 제작한 프리즘 시트를, 상기 도광체의 광 출사면(매트면) 측에 프리즘 열 형성면이 향하고, 도광체의 광 입사 단면에 프리즘 열의 능선이 평행이 되고, 도광체의 광 입사 단면쪽에 각 프리즘 열의 평면 형상 프리즘면이 향하도록 탑재했다.
이상과 같이 해서 얻어진 면 광원 장치에 있어, 일차 광원을 점등시켜서 발광면을 육안으로 관찰한 바, 도광체 광 입사 단면의 근방에서의 휘선 및 암선은 거의 눈에 띄지 않았다.
[실시예 36∼46, 비교예 14∼18]
실시예 15와 같이 하여, 한쪽의 면이 매트면으로, 다른쪽의 면이 프리즘 꼭지각 100도, 정부 선단 곡률 반경 15㎛, 피치 50㎛의 프리즘 열이 짧은 변으로 평행해지도록 연설 배열된 프리즘 패턴을 구비한 프리즘 열 형성면인 사각 형상으로, 또한 쐐기 형상의 도광체 소재를 제작했다. 다만, 이 도광체 소재는, 프리즘 열의 형성된 상기 다른쪽의 면의 전체에 프리즘 열을 형성하는 것은 아니고, 살이 두꺼운 큰 쪽의 긴 변으로부터 여러 폭(실시예 36∼46 및 비교예 14∼18)에 프리즘 열의 능선과 거의 동일의 높이 위치에 있다 대략 평탄면으로 이루어지는 영역을 가지고, 또한, 평탄면에서 프리즘 열 형성면에 서서히 이행하는 폭 50㎛의 천이 영역을 가지는 것으로 했다. 이 도광체 소재의 프리즘 열 형성면의 대략 평탄면 영역에, 살이 두꺼운 큰 쪽의 긴 변으로부터 여러 폭(실시예 36∼46 및 비교예 14∼18)에 실시예 15와 같은 스크린 인쇄에 의해 흑색 잉크를 도포해서 제 1 광 흡수대 대응부를 형성했다. 그와 같은 방법으로, 흑색 잉크를 두께 2mm의 투명 아크릴판에, 가시 광선 투과율을 측정할 수 있는 사이즈로 인쇄했을 때의 자외선 경화형 흑색 잉크의 가시 광선 투과율은 30%이었다. 동시에, 스크린 인쇄에 의해 흑색 잉크를 도포해서 제 1 광 흡수대 대응부에서 떨어진 영역에 제 2 광 흡수대를 형성했다. 그와 같은 방법으로, 흑색 잉크를 두께 2mm의 투명 아크릴판에, 가시 광선 투과율을 측정할 수 있는 사이즈로 인쇄했을 때의 자외선 경화형 흑색 잉크의 가시 광선 투과율은 80%이었다.
다음으로, 도광체 소재의 광 입사 단면 대응부에 대한 절삭 가공을 실행하여 제 1 광 흡수대 대응부의 일부를 포함하는 불필요 부분을 절제함으로써, 절삭 가공면으로서 형성된 광 입사 단면 및 제 1 광 흡수대, 또한 제 2 광 흡수대를 갖는 도광체를 얻었다. 도광체는, 230mm×290mm, 두께 2.6mm-0.7mm의 쐐기판 형상을 하고 있으며, 에지 부분의 곡률 반경(R)은 40㎛이며, 광 입사 단면과의 거리(D1)가 0㎛의 제 1 광 흡수대의 폭(W1), 광 입사 단면과 제 2 광 흡수대 사이의 거리(D2) 및 제 2 광 흡수대의 폭(W2)은 다음과 같았다. 또한, 도광체 소재는 얻을 수 있는 도광체의 대략 평탄면 영역이, 제 2 광 흡수대의 광 입사 단면으로부터 먼 측 테두리보다 약 10O㎛만 광 입사 단면으로부터 먼 위치까지 존재하게 되도록 제작되었다.
실시예 36----W1=500㎛, D2=1000㎛, W2=200㎛
실시예 37----W1=400㎛, D2=1000㎛, W2=200㎛
실시예 38----W1=300㎛, D2=1000㎛, W2=200㎛
실시예 39----W1=200㎛, D2=1000㎛, W2-200㎛
실시예 40----W1=150㎛, D2=1000㎛, W2=200㎛
실시예 41----W1=75㎛, D2=1000㎛, W2=200㎛
실시예 42----W1=300㎛, D2=1100㎛, W2=700㎛
실시예 43----W1=300㎛, D2=900㎛, W2=300㎛
실시예 44----W1=300㎛, D2=900㎛, W2=150㎛
실시예 45----W1=300㎛, D2=900㎛, W2=75㎛
실시예 46----W1=300㎛, D2=1100㎛, W2=200㎛
비교예 14----W1=20㎛, D2=900㎛, W2=200㎛
비교예 15----W1=800㎛, D2=900㎛, W2=200㎛
비교예 16----W1=300㎛, D2=2700㎛, W2=200㎛
비교예 17----W1=300㎛, D2=400㎛, W2=1000㎛
비교예 18----W1=20㎛, D2=900㎛, W2=200㎛(광 입사 단면측에도 20㎛ 폭의 광 흡수대를 연속해서 형성).
도광체의 길이 290mm의 변(긴 변)에 대응하는 한편의 측단면(두께 2.6mm의 측의 단면)에 대향하도록 하고, 긴 변에 따라 냉음극관을 정반사 경향이 강한 광원 리플렉터(여코사 제 은반사 필름)로 덮어 배치했다. 또한, 그 밖의 측단면에 광 확산 반사 필름(도오레사 제 E60[상품명])을 첨부하고, 프리즘 열 배열의 면(이면)에 대향하도록 반사 시트를 배치했다. 이상의 구성을 프레임에 조립했다. 이 도광체는, 출사광 광도 분포(XZ 면내)의 최대 피크가 광 출사면 법선 방향에 대하여 70도, 반값 전폭이 22.5도이었다.
여기에서, 광원 리플렉터는 도광체 이면의 단부 모서리부 외면으로부터 일차 광원의 외면을 거쳐서 도광체 광 출사면의 단연부에 권취될 수 있어, 제 1 광 흡수대 및 제 2 광 흡수대가 광원 리플렉터의 단부 모서리부에 의해 덮어지(단, 실시예 42 및 비교예 16은 제 2 광 흡수대의 일부가 광원 리플렉터의 단연부에 의해 덮어지)도록, 광원 리플렉터의 단연을 도광체 광 입사 단면으로부터 1.3mm만 이면의 윗쪽으로 돌출되도록 했다. 또한, 프레임체는 도광체 광 출사면 외주부의 폭 2.5mm의 영역을 차폐하도록(즉, 액자 형상 영역의 폭이 2.5mm가 되도록) 했다. 즉, 광원 리플렉터의 단부 모서리부는, 액자 형상 영역내에 위치하여 두고, 제 1 및 제 2 광 흡수대는, 액자 테두리 형상 영역내 즉, 면 광원 장치의 유효 발광 영역 외에 위치하고 있었다(단, 비교예 16은 제 2 광 흡수대가 액자 형상 영역 외 즉, 면 광원 장치의 유효 발광 영역 내에 위치하고 있었다).
실시예 15와 같이 해서 제작한 프리즘 시트를, 상기 도광체의 광 출사면(매트면) 측에 프리즘 열 형성면이 향하고, 도광체의 광 입사 단면에 프리즘 열의 능 선이 평행이 되고, 도광체의 광 입사 단면쪽에 각 프리즘 열의 평면 형상 프리즘면이 향하도록 탑재했다.
이상과 같이 해서 얻어진 실시예 36∼46 및 비교예 14∼18의 면 광원 장치에 있어서, 동일한 조건에서 일차 광원을 점등시켜서 출발면을 육안으로 관찰한 바, 실시예 36∼46의 것으로는 도광체 광 입사 단면의 근방에서의 휘선 및 암선은 실제로 사용에 지장의 없는 정도로 눈에 띄지 않는 것이며, 또한 전체의 휘도의 저하는 실제 사용에는 지장이 있지 않는 정도의 것이었다. 그 중에서도, 실시예 39 및 43의 것이 가장 양호했다. 또한, 실시예 36∼40, 42∼44 및 46의 것에서는 도광체 광 입사 단면의 근방에서의 휘선 및 암선은 거의 인정을 받지 않았다. 실시예 37∼41 및 43∼46의 것에서는 전체의 휘도의 저하는 거의 인정을 받지 않았다. 이에 대하여, 비교예 14의 것에서는 도광체 광 입사 단면의 근방에서의 명확한 휘선이 인정을 받았으며, 비교예 15의 것에서는 실시예 36∼46의 것에 비교해서 도광체 광 입사 단면의 근방에서의 밝음의 저하가 인정을 받았고, 비교예 16 및 17의 것에서는 실시예 36∼46의 것에 비교해서 도광체 광 입사 단면의 근방에서의 휘선 및 암선이 인정을 받았고, 비교예 18의 것에서는 실시예 36∼46의 것에 비교해서 전체의 휘도의 저하 및 유효 발광 영역 내에서의 암선이 인정을 받았다.
[실시예 47]
실시예 36과 같이 하여, 도광체 소재를 제작했다. 그 후, 도광체 소재의 광 입사 단면 대응부에 대한 절삭 가공을 실행하고, 절삭 가공면으로서 형성된 광 입사 단면을 갖는 도광체를 얻었다. 도광체는, 230mm×290mm, 두께 2.6mm-0.7mm의 쐐기판 형상을 하고 있었다. 이 도광체의 프리즘 열 형성면(이면)의 폭 약 11OO㎛의 대략 평탄면 영역에, 실시예 24와 같이 해서 잉크젯법에 의해 자외선 경화형 흑색 잉크를 다수 방울화하고, 도 44에 도시하는 것 같은 폭(W1')이 약 300㎛로 거리(D1')가 약 60㎛의 영역에 지름 약 70㎛의 다수의 서로 독립한 제 1 광 흡수대용 잉크 도트를 형성했다. 동시에, 잉크젯법에 의해 지름 약 70㎛의 다수의 서로 독립한 제 2 광 흡수대용 잉크 도트를 형성했다. 그 상태에서 5초간 잉크 도트를 레벨링 시키는 것으로, 도 45에 도시하는 것 같은 폭(W1)이 약 400㎛로 거리(D1)가 약 10㎛의 영역에 전체에 걸쳐 연속한 제 1 광 흡수대용 잉크층을 형성했다. 동시에, 같은 레벨링에 의해 제 2 광 흡수대용 잉크층을 형성했다. 그 시점에서, 자외선을 조사해서 잉크층을 경화시켜, 대략 직선 형상의 제 1 및 제 2 광 흡수대를 형성했다.
또한, 같은 방법으로 자외선 경화형 흑색 잉크를 두께 2mm의 투명 아크릴판에, 가시 광선 투과율을 측정할 수 있는 사이즈로 인쇄했을 때의 자외선 경화형 흑색 잉크의 가시 광선 투과율은 제 1 광 흡수대의 것이 20%로, 제 2 광 흡수대의 것이 80%이었다.
얻어진 도광체를, 실시예 15와 같이 하여, 냉음극관, 광원 리플렉터, 광 확산 반사 필름 및 반사 시트와 조합시켜, 이에 의해 얻어진 구성을 프레임체에 조립했다. 이 도광체는, 출사광 광도 분포(XZ 면내)의 최대 피크가 광 출사면 법선 방향에 대하여 70도, 반값 전폭이 22.5도이었다.
실시예 15와 같이 해서 제작한 프리즘 시트를, 상기 도광체의 광 출사면(매 트면)측에 프리즘 열 형성면이 향하고, 도광체의 광 입사 단면에 프리즘 열의 능선이 평행이 되고, 도광체의 광 입사 단면쪽에 각 프리즘 열의 평면 형상 프리즘면이 향하도록 탑재했다.
이상과 같이 해서 얻어진 면 광원 장치에 대해서, 일차 광원을 점등시켜서 발광면을 육안으로 관찰한 바, 도광체 광 입사 단면의 근방에서의 휘선 및 암선은 거의 눈에 띄지 않았다.
[실시예 48]
실시예 47과 같이 해서 얻은 도광체의 프리즘 열 형성면(이면)의 대략 평탄면 영역에, 실시예 47과 같이 해서 잉크젯법에 의해 자외선 경화형 흑색 잉크를 다수 방울화하고, 도 44에 도시하는 것 같은 폭(W1')이 약 300㎛에서 거리(D1')가 약 60㎛의 영역에 지름 약 70㎛의 다수의 서로 독립한 제 1 광 흡수대용 잉크 도트를 형성했다. 동시에, 잉크젯법에 의해 지름 약 70㎛의 다수의 서로 독립한 제 2 광 흡수대용 잉크 도트를 형성했다. 그 직후에, 잉크 도트를 레벨링 시키지 않도록, 자외선을 조사해서 잉크 도트를 경화시켜, 대략 직선 형상의 제 1 및 제 2 광 흡수대를 형성했다. 또한, 같은 방법으로, 자외선 경화형 흑색 잉크를 두께 2mm의 투명 아크릴판에, 가시 광선 투과율을 측정할 수 있는 사이즈로 인쇄했을 때의 자외선 경화형 흑색 잉크의 가시 광선 투과율은 제 1 광 흡수대의 것이 20%로, 제 2 광 흡수대의 것이 80%이었다.
얻어진 도광체를, 실시예 15와 같이 하여, 냉음극관, 광원 리플렉터, 광 확산 반사 필름 및 반사 시트와 조합시켜, 이에 의해 얻어진 구성을 프레임체에 조립 했다. 이 도광체는, 출사광 광도 분포(XZ 면내)의 최대 피크가 광 출사면 법선 방향에 대하여 70도, 반값 전폭이 22.5도이었다.
실시예 15와 같이 해서 제작한 프리즘 시트를, 상기 도광체의 광 출사면(매트면)측에 프리즘 열 형성면이 향하고, 도광체의 광 입사 단면에 프리즘 열의 능선이 평행이 되고, 도광체의 광 입사 단면쪽에 각 프리즘 열의 하면 형상 프리즘면이 향하도록 탑재했다.
이상과 같이 해서 얻어진 면 광원 장치에 대해서, 실시예 47로 동일한 조건으로 일차 광원을 점등시켜서 발광면을 육안으로 관찰한 바, 실시예 47의 것에 비교해서 약간 휘도의 저하가 인정을 받았으며, 더욱 도광체 광 입사 단면의 근방에서 약간의 휘선이 인정을 받았다.
[실시예 49]
실시예 47과 같이 해서 도광체를 얻었다. 절삭 가공에 의해 광 입사 단면과 이면의 대략 평탄면 영역과의 경계에 대략 평탄면 영역의 다른 영역에 대하여 융기해서 돌출한 돌출부가 형성되었다. 이 돌출부는, 높이가 1O㎛로 높이의 반값 전폭이 1O㎛이었다. 실시예 47과 같이 하여, 잉크 도트를 형성해 레벨링 시키는 것으로, 잉크층을 형성했다. 다만, 제 1 광 흡수대에 관한 상기 잉크 도트의 형성 영역의 위치는, 레벨링에 의해 잉크층이 돌출부에 도달하도록 설정했다.
얻어진 도광체를 이용하여 실시예 47과 같이 해서 얻은 면 광원 장치에 대해서, 일차 광원을 점등시켜서 발광면을 육안으로 관찰한 바, 도광체 광 입사 단면의 근방에서의 휘선 및 암선은 거의 눈에 띄지 않았다.
[실시예 50]
이상과 같이 해서 본 발명에 의한 면 광원 장치용 도광체 및 그것을 이용한 면 광원 장치를 제작했다.
또한, 본 실시예에 있어서, 도광체 단면 형상의 미소 영역 경사 각도의 측정은 도광체의 렌즈 열 형성면의 복사본을 제작하고, 그것을 렌즈 열의 연재 방향과 직교하는 면으로 절단하고, 절단 단면을 광학 현미경 혹은 원자 현미경, 또는 그 밖의 촬상 수단으로 확대해서 얻어진 단면 형상선에 근거해 실행했다. 미소 영역 경사 각도의 절대치의 도수 분포의 산출 및 골부 경사각의 산출은 도 55에 관련되어서 설명한 대로 실행했다. 다만, 상술한 것 같이 단면 형상을 등분해서 미소 영역을 설정하면, 단면 형상의 좌표의 측정이 번잡해지는 경우가 있다. 그 경우, 하기의 방법으로 간단히 산출을 실행할 수 있다.
우선, 절단 단면을, Y좌표가 등분이 되도록 분할하고, 미소 영역을 설정한다. 그 후, 상술한 것과 같은 방법으로, Y좌표를 등분한 미소 영역에 관한 미소 영역 경사 각도의 절대치의 도수 분포를 산출한다. 산출한 도수 분포의 각각의 경사 각도의, 도수/[경사 각도의 여현(cos)]을 구한다. 다음으로, 도수/[경사 각도의 여현(cos)]의 총계를 구한다. 다음으로, 각 경사 각도에 대해서, {도수/[경사 각도의 여현(cos)]}/총계를 구한다. 이 값이, 단면 형상을 등분해서 미소 영역을 설정했을 때의 도수 분포가 된다.
평균 경사각의 측정은 촉침식 표면 조면계(동경 정기사 제 서프코무 570A형)으로 촉침으로서 1㎛R, 55°원추 다이아몬드 바늘(010-2528)을 이용하여, 구동 속 도 0.03mm/초로 측정했다. 측정 길이는 2mm로 했다. 추출 곡선의 평균선의 경사의 보정을 실행한 후, 상기 (1)식 및 (2)식을 따라서 그 곡선을 미분한 곡선의 중심선 평균치를 구했다.
경면 처리를 한 유효면적 51mm×71mm, 두께 5mm의 스테인리스 스틸판의 표면을, 입경 106㎛ 이하의 유리 비즈(봇타즈 바리니티사 제 J220)를 이용하여, 스테인리스 스틸판으로부터 토출 노즐까지의 거리를 32cm로 하고, 토출 압력 0.15MPa로, 노즐을 X축 방향으로 이동 속도 8.0cm/s로 주행시켜, 스테인리스 스틸판을 순차적으로 Y축 방향으로 10mm씩 이동시키면서 스테인리스 스틸판의 전면 블라스트 처리를 실행하여 조면화 했다. 조면 부분의 평균 경사각(θa)은 1.O°이었다.
이어서, 도 70에 도시한 차폐판(반경 45mm의 개구를 가짐)을 전면 블라스트 처리한 스테인리스 스틸판으로부터 7cm의 높이에 배치하고, 노즐 이동 속도를 6.0cm/s로 한 것 이외는 상기와 같이 해서 제 2 블라스트 처리를 실행하였다. 처리 부분의 평균 경사각(θa)은 1.8°이었다. 다음으로, 도 71에 도시한 차폐판(반경 17mm의 개구를 가짐)을 제 2 블라스트 처리한 스테인리스 스틸판으로 7cm의 높이에 배치하고, 제 2 블라스트 처리와 같이 해서 제 3 블라스트 처리를 실행하였다. 처리 부분의 평균 경사각(θa)은 2.5°이었다. 또한, 도 72에 도시한 차폐판(2개의 삼각 형상 개구를 가짐)을 제 4 블라스트 처리한 스테인리스 스틸판으로부터 2cm의 높이에 배치하고, 평균 입경 30㎛의 알루미나 입자(후지미인코피레텟드 사 제 A400)를 이용하고, 노즐 이동 속도를 1.5cm/s, 토출 압력을 0.6MPa로 한 것 이외는 제 2 블라스트 처리와 같이 해서 제 4 블라스트 처리를 실행하고, 제 1 금 형을 얻었다.
한편, 그라인더 연마 처리를 한 유효면적 51mm×71mm, 두께 34mm의 담금질한 강이 두께 0.2mm의 니켈 도금을 실시한 후에 경면 처리를 실행하고, 그 표면에 피치 50㎛의 렌즈 열을 길이 71mm의 변에 평행하게 연설한 대칭적 렌즈 패턴을 절삭 가공에 의해 형성했다. 이어서, 이 금형의 길이 51mm의 변으로부터 3.5mm까지의 영역을 점착 테이프로 마스킹하고, 입경 63㎛ 이하의 유리 비즈(봇타즈 바리니티사 제 J400)을 이용하여, 노즐 이동 속도를 3.8cm/s, 토출 압력을 0.2MPa로 한 것 이외는 제 2 블라스트 처리와 같이 해서 블라스트 처리를 실행하고, 렌즈 패턴의 형상 전사면을 일부 조면화한 제 2 금형을 얻었다.
또한, 경면 처리를 한 유효 면적 0.85mm×51mm, 두께 34mm의 담금질 강에, 평균 입경 30㎛의 알루미나 입자(후지미인코피레텟드 사 제 A400)를 사용하고, 노즐 높이를 16cm, 노즐 이동 속도를 5.0cm/s, 토출 압력을 0.08MPa로 한 것 이외는 제 2 블라스트 처리와 같이 해서 블라스트 처리를 실행해 제 3 금형을 얻었다.
얻어진 제 1 금형을 광 출사면용의 금형, 제 2 금형을 이면용의 금형, 제 3 금형을 광 입사 단면용의 금형으로서 사용하여 사출 성형을 실행하고, 짧은 변 51mm, 긴 변 71mm의 직사각형에서, 두께가 긴 변에 따라 0.85mm(광 입사 단면측 단부)∼0.6mm(대향 단부)로 변화되는 쐐기 형상이며, 한쪽의 주면이 광 입사 단면 근방에 고 광 확산 영역이 형성된 광 출사면이며, 다른쪽의 주면이 렌즈 열 형성면으로 이루어지는 투명 아크릴수지제 도광체를 제작했다. 얻어진 투명 아크릴수지제 도광체의 렌즈 열 형성면의, 광 입사 단면으로부터 3.5mm까지의 영역에 있어서 샌 드페이퍼로 렌즈 열이 없어질 때까지 연마한 후 버프 연마를 실행하고, 경면화시켰다.
도광체의 두께0.85mm의 짧은 변측 단면(광 입사 단면)에 대향하도록 하고, 3개의 LED가 배치된 어레이(가고시마 마쓰시타 전자 사 제 LNR 03703: LED 간격 15.5mm)를 배치했다. 이 도광체의 렌즈 열 형성면 측에는 광 산란 반사 시트(레코사 제 75W05)를 배치하고, 광 출사면측에는 꼭지각 68°으로 피치 18㎛의 프리즘 열이 다수 병렬로 형성된 프리즘 시트(미쓰비시 레이온 사 제 M168YS)를, 그 프리즘 열 형성면이 대향하도록 배치하고, 면 광원 장치를 제작했다.
이 면 광원 장치는, 액정 표시 소자와 조합시키고, 유효 발광 영역의 치수가 46mm×61mm로, 도광체 광 입사 단면으로부터 유효 발광 영역까지의 거리가 6.25mm의 액정 표시 장치를 구성하기 위한 것이다. 얻어진 도광체의 렌즈 열 형성면의 단면 형상은 다음과 같았다.
(영역 A: 광 입사 단면으로부터 3.5mm까지의 영역)
경면
(영역 B: 영역 A 이외의 영역)
외측으로 볼록한 곡선
경사 각도 절대치의 도수 분포:
30°이상 50°이하 ----26%
골부 경사각: 12°
모든 LED를 점등하고 광원 장치를 발광시켜서 유효 발광 영역의 휘도 얼룩을 판정했다. 도 73에 도시한 것 같은 암부, 도 74에 도시한 것 같은 근 형상의 휘선, 도 75에 도시한 것 같은 광원끼리의 분포 중첩에 의한 명부, 도 76에 도시한 것 같은 근 형상의 휘선, LED 전방의 암부의 어느 것도 관찰되지 않았다.
[비교예 19]
얻어진 투명 아크릴수지제 도광체의 렌즈 열 형성면의 연마를 실시하지 않은 것 이외는 실시예 50과 같이 해서 면 광원 장치를 제작했다. 얻어진 도광체의 렌즈 열 형성면의 단면 형상은 다음과 같았다.
(영역 A: 광 입사 단면으로부터 3.5mm까지의 영역)
외측으로 볼록한 곡선
경사 각도 절대치의 도수 분포:
20°이상 50°이하 ----67%
25°이상 50°이하 ----51%
30°이상 50°이하 ----39%
35°이상 50°이하 ----26%
40°이상 50°이하 ----8%
15°이하 ------------33%
35°이상 60°이하 ----26%
40°이상 60°이하 ----8%
α°∼α°+10°의 비율의 최대치: 31%(α°=31°)
골부 경사각: 31°
(영역 B: 영역 A 이외의 영역)
외측으로 볼록한 곡선
경사 각도 절대치의 도수 분포:
30°이상 50°이하 ----26%
골부 경사각: 12°
모든 LED를 점등하고 면 광원 장치를 발광시켜서 유효 발광 영역의 휘도 얼룩을 판정했다. 그 도 76에 도시한 것 같은 각 점 형상 광원으로부터 출사한 광의 경사 방향의 밝은 근 형상의 휘도 얼룩이 겹치는 것에 의한 명부가 분명히 관찰되었다.

Claims (23)

  1. 일차 광원으로부터 발생하는 광을 도광하고, 또한 상기 일차 광원으로부터 발생하는 광이 입사하는 광 입사 단면 및 도광되는 광이 출사하는 광 출사면 및 상기 광 출사면의 반대측의 이면을 갖는 도광체에 있어서,
    상기 광 출사면 및 이면 중 어느 한쪽에, 상기 광 입사 단면에 따라 연장된 제 1 광 흡수대 및 제 2 광 흡수대가 상기 광 입사 단면에 가까운 측으로부터 이 순서로 병렬 배치되어 있으며, 상기 제 1 광 흡수대의 폭은 50㎛∼800㎛이고, 상기 제 1 광 흡수대의 상기 광 입사 단면에 가까운 측 테두리는 상기 광 입사 단면으로부터의 거리가 300㎛ 이하이고, 상기 제 2 광 흡수대의 상기 광 입사 단면에 가까운 측 테두리는 상기 광 입사 단면으로부터 500㎛∼3OOO㎛ 떨어져 위치하고 있는 것을 특징으로 하는
    면 광원 장치용 도광체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 광 흡수대의 가시 광선 투과율은 상기 제 1 광 흡수대의 가시 광선 투과율보다 높은 것을 특징으로 하는
    면 광원 장치용 도광체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 출사면과 상기 광 입사 단면의 경계를 형성하는 에지 부분은 상기 광 출사면의 다른 영역에 대하여 융기한 돌출부로서 상기 광 입사 단면에 따라 형성되어 있으며, 상기 돌출부의 높이 반값 전폭이 1∼50㎛인 것을 특징으로 하는
    면 광원 장치용 도광체.
  4. 제 1 항에 기재된 면 광원 장치용 도광체를 제조하는 방법에 있어서,
    잉크젯법에 의해 다수의 노즐로부터 잉크를 토출시킴으로써, 도광체의 광 출사면의 적어도 광 입사 단면에 근접하는 영역에 서로 독립하거나 또는 부분적으로 연속한 잉크 도트를 형성하고, 다음으로 해당 잉크 도트를 레벨링시켜 인접하는 것끼리를 결합시키는 것으로, 상기 영역의 전체에 걸쳐 연속한 잉크층을 이루고, 그 후에 해당 잉크층을 경화시킴으로써 상기 제 1 광 흡수대 및/또는 제 2 광 흡수대를 형성하는 것을 특징으로 하는
    면 광원 장치용 도광체의 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    도광체 소재의 광 입사 단면 대응부에 대한 절삭 가공을 실행하여 상기 광 입사 단면을 형성하고, 그 후에 상기 제 1 광 흡수대를 형성하는 것을 특징으로 하는
    면 광원 장치용 도광체의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 기재된 면 광원 장치용 도광체와, 해당 도광체의 상기 광 입사 단면에 인접하여 배치된 상기 일차 광원과, 상기 도광체의 광 출사면에 인접하여 배치된 광 편향 소자를 구비하며, 해당 광 편향 소자는, 상기 도광체의 광 출사면에 대향하여 위치하는 입광면과 그 반대측의 출광면을 갖고 있으며, 상기 광 편향 소자의 입광면에, 상기 도광체의 광 입사 단면과 대략 평행한 방향으로 연장되고 또한 서로 평행한 복수의 프리즘 열을 구비하는 것을 특징으로 하는
    면 광원 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 광 편향 소자의 출광면에 인접하여 광 확산 소자가 배치되어 있으며, 해당 광 확산 소자는 상기 도광체의 광 입사 단면으로부터 적어도 2mm의 위치로부터 4mm의 위치 까지를 포함하는 폭의 영역에 광 흡수 도트 패턴을 형성한 도트 패턴부를 구비하고 있으며, 해당 도트 패턴부는 직경 30㎛∼70㎛의 도트 형상의 광 흡수성 도재를 분산 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는
    면 광원 장치.
  8. 일차 광원으로부터 발생하는 광을 도광하고, 또한 상기 일차 광원으로부터 발생하는 광이 입사하는 광 입사 단면 및 도광되는 광이 출사하는 광 출사면 및 해당 광 출사면의 반대측의 이면을 갖는 도광체에 있어서,
    상기 이면에 상기 광 입사 단면에 따라 연장된 폭 50㎛∼1000㎛의 광 흡수대가 형성되어 있고, 해당 광 흡수대의 상기 광 입사 단면에 가까운 측 테두리는 상기 광 입사 단면으로부터의 거리가 300㎛이하인 것을 특징으로 하는
    면 광원 장치용 도광체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 이면과 상기 광 입사 단면의 경계를 형성하는 에지 부분은 상기 이면의 다른 영역에 대하여 융기한 돌출부로서 상기 광 입사 단면에 따라 형성되어 있고, 상기 돌출부의 높이 반값 전폭이 1∼50㎛인 것을 특징으로 하는
    면 광원 장치용 도광체.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 이면에는 상기 광 입사 단면과 대략 직교하는 방향으로 연장하고, 또한 서로 평행하게 배열된 복수의 프리즘 열을 구비한 프리즘 열 형성면 영역이 형성되어 있으며, 상기 이면에는 상기 광 입사 단면에 따라 연장된 대략 평탄면 영역이 형성되어 있고, 상기 광 흡수대의 적어도 일부는 상기 대략 평탄면 영역의 적어도 일부에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는
    면 광원 장치용 도광체.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 광 흡수대는 상기 광 입사 단면에 가까운 측 테두리보다 먼 측 테두리쪽이 가시 광선 투과율이 높게 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    면 광원 장치용 도광체.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 광 흡수대의 폭은 50㎛∼800㎛이며, 상기 이면에는 상기 광 흡수대보다 상기 광 입사 단면으로부터 먼 위치에 있어서 상기 광 입사 단면에 따라 연장된 제 2 광 흡수대가 형성되어 있고, 해당 제 2 광 흡수대의 상기 광 입사 단면에 가까운 측 테두리는 상기 광 입사 단면으로부터 500㎛∼3000㎛ 떨어져 위치하고 있는 것을 특징으로 하는
    면 광원 장치용 도광체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 광 흡수대의 가시 광선 투과율은 상기 광 흡수대의 가시 광선 투과율보다 높은 것을 특징으로 하는
    면 광원 장치용 도광체.
  14. 일차 광원으로부터 발생하는 광을 도광하고, 또한 상기 일차 광원으로부터 발생하는 광이 입사하는 광 입사 단면 및 도광되는 광이 출사하는 광 출사면 및 해당 광 출사면의 반대측의 이면을 갖는 도광체에 있어서,
    상기 광 출사면 또는 이면에는 상기 광 입사 단면과 대략 직교하는 방향으로 연장되고, 또한 서로 평행하게 배열된 복수의 프리즘 열을 구비한 프리즘 열 형성면 영역이 형성되어 있으며, 해당 프리즘 열 형성면 영역이 형성된 상기 광 출사면 또는 이면에는 상기 광 입사 단면에 따라 연장된 대략 평탄면 영역이 형성되어 있고, 해당 대략 평탄면 영역의 적어도 일부에 상기 광 입사 단면에 따라 연장된 폭 50㎛∼1000㎛의 광 흡수대가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    면 광원 장치용 도광체.
  15. 제 8 항 또는 제 14 항에 기재된 면 광원 장치용 도광체를 제조하는 방법에 있어서,
    도광체 소재의 광 입사 단면 대응부에 대한 절삭 가공을 실행하여 상기 광 입사 단면을 형성하고, 그 후에 상기 광 흡수대를 형성하는 것을 특징으로 하는
    면 광원 장치용 도광체의 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    잉크젯법에 의해 다수의 노즐로부터 잉크를 토출시키는 것으로, 도광체의 이면의 적어도 광 입사 단면에 근접하는 영역에 서로 독립하거나 또는 부분적으로 연속한 잉크 도트를 형성하고, 다음으로 해당 잉크 도트를 레벨링시켜 인접하는 것끼리를 결합시키는 것으로, 상기 영역의 전체에 걸쳐 연속한 잉크층으로 이루고, 그 후에 해당 잉크층을 경화시킴으로써 상기 광 흡수대를 형성하는 것을 특징으로 하 는
    면 광원 장치용 도광체의 제조 방법.
  17. 제 8 항 또는 제 14 항에 기재된 면 광원 장치용 도광체와, 해당 도광체의 상기 광 입사 단면에 인접하여 배치된 상기 일차 광원과, 상기 도광체의 광 출사면에 인접하여 배치된 광 편향 소자를 구비하며, 해당 광 편향 소자는 상기 도광체의 광 출사면에 대향하여 위치하는 입광면과 그 반대측의 출광면을 갖고, 상기 광 편향 소자의 입광면에 상기 도광체의 광 입사 단면과 대략 평행한 방향으로 연장되고 또한 서로 평행한 복수의 프리즘 열을 구비하는 것을 특징으로 하는
    면 광원 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 광 편향 소자의 출광면에 인접하여 광 확산 소자가 배치되어 있고, 해당 광 확산 소자는 상기 도광체의 광 입사 단면으로부터 적어도 2mm의 위치로부터 4mm의 위치까지를 포함하는 폭의 영역에 광 흡수 도트 패턴을 형성한 도트 패턴부를 구비하고 있으며, 해당 도트 패턴부는 직경 30㎛∼70㎛의 도트 형상의 광 흡수성 도재를 분산 배치해서 이루어지는 것을 특징으로 하는
    면 광원 장치.
  19. 일차 광원으로부터 발생하는 광을 도광하고, 동시에 상기 일차 광원으로부터 발생하는 광이 입사하는 광 입사 단면 및 도광되는 광이 출사하는 광 출사면을 갖는 판 형상의 도광체에 있어서,
    상기 광 출사면 및 그 반대측의 이면 중 한쪽에, 상기 광 출사면에 따른 면내에서의 상기 도광체에 입사한 광의 지향성의 방향을 대략 따라서 연장하고, 또한 서로 대략 평행하게 배열된 복수의 요철 구조열이 형성되어 있으며,
    상기 요철 구조열 성형면의, 상기 광 입사 단면과 접하는 영역으로부터 유효 발광 영역까지의 영역의 적어도 일부에 상기 광 입사 단면에 따라 연장되는 띠형상의 평탄부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    면 광원 장치용 도광체.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 광 출사면 및 상기 이면 중 적어도 한쪽 및/또는 도광체 내부에 광 출사 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는
    면 광원 장치용 도광체.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 광 출사 기구는, 상기 광 출사면 및 상기 이면 중 적어도 한쪽에 형성된 조면 또는 상기 도광체에 입사한 광의 지향성의 방향 또는 그것과 대략 직교하는 방향을 대략 따라서 연장된 서로 대략 평행한 복수의 렌즈 열인 것을 특징으로 하는
    면 광원 장치용 도광체.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 요철 구조열의 적어도 상기 일차 광원의 근방에 있어서, 상기 복수의 요철 구조열의 그 연재 방향과 직교하는 단면 형상이, 그 각 미소 영역에서의 접선과 상기 요철 구조열 형성면이 이루는 경사 각도의 절대치가 20°이상 50°이하의 각도 성분의 존재 비율이 10% 이상인 것을 특징으로 하는
    면 광원 장치용 도광체.
  23. 제 19 항에 기재된 면 광원 장치용 도광체와, 해당 도광체의 상기 광 입사 단면에 인접하여 배치되어 있는 일차 광원과, 상기 도광체의 광 출사면에 인접하여 배치되고, 상기 도광체의 광 출사면에 대향하여 위치하는 입광면과 그 반대측의 출광면을 가지며, 상기 입광면에 상기 도광체의 광 입사 단면과 대략 평행한 방향으로 연장하고, 또한 서로 평행한 복수의 렌즈 열이 형성된 광 편향 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는
    면 광원 장치.
KR1020077021498A 2005-02-25 2006-02-23 면 광원장치 및 그것에 사용하는 도광체 및 그 제조 방법 KR100895753B1 (ko)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2005-00050990 2005-02-25
JP2005050990A JP4716754B2 (ja) 2005-02-25 2005-02-25 面光源装置及びそれに用いる導光体及びその製造方法
JP2005062638A JP4680635B2 (ja) 2005-03-07 2005-03-07 面光源装置及びそれに用いる導光体及びその製造方法
JPJP-P-2005-00062638 2005-03-07
JP2005108868A JP2006294256A (ja) 2005-04-05 2005-04-05 面光源装置用導光体および面光源装置
JPJP-P-2005-00108868 2005-04-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070114178A true KR20070114178A (ko) 2007-11-29
KR100895753B1 KR100895753B1 (ko) 2009-04-30

Family

ID=36991480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077021498A KR100895753B1 (ko) 2005-02-25 2006-02-23 면 광원장치 및 그것에 사용하는 도광체 및 그 제조 방법

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR100895753B1 (ko)
TW (1) TW200638135A (ko)
WO (1) WO2006098127A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010205504A (ja) * 2009-03-02 2010-09-16 Hitachi Ltd バックライト装置及びこれを用いた映像表示装置
KR101096514B1 (ko) 2009-09-23 2011-12-20 엘아이지에이디피 주식회사 백라이트 어셈블리, 그것의 제조 방법, 이 백라이트 어셈블리를 포함하는 액정표시장치
TWI410590B (zh) * 2011-03-11 2013-10-01 Young Lighting Technology Corp 照明裝置
TWI486652B (zh) * 2013-12-24 2015-06-01 Chi Mei Corp 光學板及應用其之背光模組
TWI574085B (zh) 2014-09-11 2017-03-11 友達光電股份有限公司 具光均勻化設計之背光模組

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0720463A (ja) * 1993-07-05 1995-01-24 Hitachi Ltd 液晶表示装置
JP2002022908A (ja) * 2000-07-07 2002-01-23 Kimoto & Co Ltd 光拡散性シート
JP4049624B2 (ja) * 2001-07-27 2008-02-20 株式会社エンプラス 面光源装置、画像表示装置及び導光板
CN100445824C (zh) * 2002-01-31 2008-12-24 三菱丽阳株式会社 光偏转元件及使用该元件的光源装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006098127A1 (ja) 2006-09-21
KR100895753B1 (ko) 2009-04-30
TW200638135A (en) 2006-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4716754B2 (ja) 面光源装置及びそれに用いる導光体及びその製造方法
KR100863865B1 (ko) 면광원 장치 및 이에 사용되는 도광체
KR100889431B1 (ko) 면광원 장치
KR20040102143A (ko) 면 광원 장치 및 그것에 사용되는 도광체
WO2011043466A1 (ja) 画像表示装置
KR100895753B1 (ko) 면 광원장치 및 그것에 사용하는 도광체 및 그 제조 방법
JP4680635B2 (ja) 面光源装置及びそれに用いる導光体及びその製造方法
JP2004006326A (ja) 面光源装置及びそれに用いる導光体
KR20060063965A (ko) 면 광원 장치 및 그것에 이용하는 도광체 및 그 제조 방법
JP2008218418A (ja) 面光源装置及びそれに用いる導光体
JP4119633B2 (ja) 面光源装置及びそれに用いる導光体
KR100927513B1 (ko) 면광원 장치용 도광체 및 그 제조 방법 및 면광원 장치
JP4446460B2 (ja) 面光源装置、面光源装置用導光体およびその製造方法
JP4424641B2 (ja) 面光源装置および面光源装置用導光体
JP5644413B2 (ja) 導光体、面光源装置及び画像表示装置
JP4716876B2 (ja) 面光源装置用導光体及びその製造方法並びに面光源装置
JP4693190B2 (ja) 面光源装置、面光源装置用導光体およびその製造方法
JP2004087309A (ja) 面光源装置及びそれに用いる導光体
JP2012098595A (ja) 導光体製造用型部材及びその製造方法
CN100498462C (zh) 面光源装置和其所用的导光体
JP4807814B2 (ja) 面光源装置及びそれに用いる導光体
JP2009266643A (ja) 導光体およびそれを用いた面光源装置
JP2010027564A (ja) 面光源装置及びそれに用いる導光体
JP2006156289A (ja) 面光源装置用導光体及び面光源装置
JP2002258059A (ja) 面光源装置用導光体及び面光源装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee