KR20120085181A - 도광판 및 면광원 장치 - Google Patents

도광판 및 면광원 장치 Download PDF

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KR20120085181A
KR20120085181A KR1020110122731A KR20110122731A KR20120085181A KR 20120085181 A KR20120085181 A KR 20120085181A KR 1020110122731 A KR1020110122731 A KR 1020110122731A KR 20110122731 A KR20110122731 A KR 20110122731A KR 20120085181 A KR20120085181 A KR 20120085181A
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카즈히로 마키시마
요시야스 이시카와
토시유키 타카이와
타다시 오쿠다
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히다치 가세고교 가부시끼가이샤
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Abstract

고휘도이며, 광원 근방의 입광 얼룩을 저감하는 것이 가능한 도광판을 제공한다.
서로 대향하는 제1 및 제2 주면(12, 14), 제1 및 제2 주면(12, 14)을 둘러싸는 복수의 측면을 가지며, 적어도 하나의 측면을 입광면(10)으로 하는 기체(4)와, 제1 주면(12)에 배치되어 입광면(10)에 직교하는 방향으로 연신하는 복수의 제1 광학 요소(16)와, 제2 주면(14)에 배치되며, 입광면(10)에 평행한 방향으로 연신하는 복수의 제2 광학 요소(18)와, 제2 주면(14)의 입광면(10)측에 배치되며, 입광면(10)에 직교하는 방향으로 연신하는 복수의 제3 광학 요소(20)를 구비한다.

Description

도광판 및 면광원 장치{LIGHT GUIDE PLATE AND SURFACE LIGHT SOURCE DEVICE}
본 발명은, 액정표시소자 등을 배면으로부터 조사하는 도광판 및 면광원 장치에 관한 것이다.
액정표시소자는, 스스로 발광하지 않는다. 따라서, 화상을 표시시키기 위해서, 액정표시소자의 배면에 조명광을 출사하는 면광원 장치가 필요하다. 면광원 장치는, 광원으로부터 입사한 광을 도광하여 출광면으로부터 출사시키는 도광판을 구비한다.
면광원 장치에는, 표시 얼룩이 없고, 고휘도, 고효율의 성능이 요구된다. 현재 가장 많이 보급되어 있는 면광원 장치에서는, 표시 얼룩을 방지하기 위해, 도광판의 출광면 상에 2매의 상향 프리즘 시트가 배치되어 있다. 한편, 보다 고휘도이며 고효율의 면광원 장치를 실현하는 방식으로서, 도광판의 출광면 상에 하향 프리즘 시트를 이용하는 것이 제안되고 있다(특허문헌 1 및 2 참조).
하향 프리즘 시트를 이용한 종래의 면광원 장치는, 광원, 도광판, 반사 부재, 하향 프리즘 시트, 및 확산 시트를 구비한다. 도광판은, 광원의 발광면과 대향해서 배치된다. 반사 부재는, 도광판의 하면에 배치된다. 하향 프리즘 시트는, 도광판의 표면에 배치된다. 확산 시트는, 하향 프리즘 시트 위에 배치된다.
광원은, 발광 다이오드(LED) 등의 점광원이 복수개 이용된다. 도광판에서는, 광원에 대향해서 배치된 일측면이 입광면, 입광면에 직교하는 한쪽의 주면이 출광면, 다른 한쪽의 주면이 반사면이 된다. 반사면에는, 입광면에 평행한 방향으로 연신하는 광학 요소가 설치된다. 조명광의 균일화를 위해서, 입광면에 직교하는 방향으로 연신하는 미세한 복수의 광학 요소를 출광면에 배치해도 된다.
광원에서 나온 광은, 입광면으로부터 도광판내로 도입된다. 광은, 도광판내에서 반사면의 광학 요소에서 반사를 반복하고, 임계각 이상이 되었을 때 출광면을 통해 도광판외로 출사된다. 도광판외로 출사된 광은, 하향 프리즘 시트에 의해 출광면의 법선 방향으로 편향되며, 또한 확산 시트를 통해 방사된다. 확산 시트는, 액정표시소자와의 무아레(moire, 간섭무늬)를 방지하기 위해서 배치된다. 무아레 발생이 없는 경우에는, 확산 시트는 설치하지 않아도 된다.
하향 프리즘 시트를 이용한 면광원 장치에서는, 도광판으로부터 지향성이 강한 광을 출사시킴으로써, 고휘도, 고효율을 실현하고 있다. 이 때문에, 도광판에 있어서의 광의 확산이 약하고, 입광면의 근방에 있어서는, 복수의 광원에 대향하는 입광부의 각각에서 명부, 입광부 사이에서는 암부, 및 입광부 부근에 강한 휘선 등의 입광 얼룩이 발생한다.
입광 얼룩을 개선하기 위해, 도광판의 하면으로부터 광을 출사시키고, 반사 부재의 반사면에 형성한 광학 요소에 의해 다시 도광판으로 반사시키는 방법이 제안되고 있다(특허문헌 3 참조). 반사 부재에 설치된 광학 요소는, 도광판의 입광면근방에 대응하는 영역에 있어서는 광을 확산하도록 하는 형상을 이용하고 있다.
또한, 입광 얼룩을 개선하기 위해서, 도광판의 입광면에 있어서 광을 확산시키고, 도광판 내에 광을 균일하게 입사시키는 방법이 취해지고 있다. 혹은, 도광판의 출광면에 있어서 광을 확산시키고, 출광면으로부터 광을 균일하게 출사시켜도 된다. 이 경우, 입광면 혹은 출광면에는, 블라스트 처리 등에 의해 가공된 조면(粗面) 패턴이나 렌즈 패턴이 배치된다. 입광면에 있어서 광을 확산시키는 방법에 의해, 입광 얼룩을 어느 정도 개선할 수 있다. 그러나, 종래의 상향 프리즘 시트를 2매 이용하는 면광원 장치의 외관에 비하면, 입광 얼룩의 개선은 충분하다고는 말할 수 없다.
특허문헌 1: 일본국 특허공개공보 2005-142078호 특허문헌 2: 일본국 특허공개공보 2008-218418호 특허문헌 3: 국제공개번호 2005/061957호
본 발명은, 고휘도이며, 광원 근방의 입광 얼룩을 저감하는 것이 가능한 도광판 및 면광원 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1의 실시예는, 서로 대향하는 제1 및 제2 주면(主面), 제1 및 제2 주면을 둘러싸는 복수의 측면을 가지며, 적어도 하나의 측면을 입광면으로 하는 기체(基體)와, 제1 주면에 배치되며, 입광면에 직교하는 방향으로 연신하는 복수의 제1 광학 요소와, 제2 주면에 배치되며, 입광면에 평행한 방향으로 연신하는 복수의 제2 광학 요소와, 제2 주면의 입광면측에 배치되며, 입광면에 직교하는 방향으로 연신하는 복수의 제3 광학 요소를 구비하는 도광판인 것을 요지로 한다.
본 발명의 제2의 실시예는, 액정표시소자를 조사하는 면광원 장치로서, 본 발명의 제1의 실시예에 의한 도광판과, 입광면에 대향해서 배치되는 광원과, 복수의 프리즘열이 형성된 주면이 제1 주면에 면하도록 배치되는 프리즘 시트와, 제2 주면에 면하여 배치되는 반사 부재를 구비하는 면광원 장치인 것을 요지로 한다.
본 발명의 제3의 실시예는, 액정표시소자를 조사하는 면광원 장치로서, 본 발명의 제1의 실시예에 의한 도광판과, 입광면에 대향해서 배치되는 광원과, 제1 주면에 접해서 배치되는 반사 부재와, 복수의 프리즘열이 형성된 주면이 제2 주면에 면하도록 배치되는 프리즘 시트를 구비하는 면광원 장치인 것을 요지로 한다.
본 발명에 의하면, 고휘도이며, 광원 근방의 입광 얼룩을 저감하는 것이 가능한 도광판 및 면광원 장치를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태와 관련되는 면광원 장치의 일례를 나타내는 측면 개략도이다.
도 2는, 본 발명의 실시의 형태와 관련되는 도광판의 일례를 나타내는 상면도이다.
도 3은, 도 2에 나타낸 도광판의 A-A 단면의 일례를 나타내는 도이다.
도 4는, 도 2에 나타낸 도광판의 A-A 단면의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 5는, 도 2에 나타낸 도광판의 하면도이다.
도 6은, 도 5에 나타낸 도광판의 B-B 단면의 일례를 나타내는 도이다.
도 7은, 도 5에 나타낸 도광판의 C-C 단면의 일례를 나타내는 도이다.
도 8은, 도 5에 나타낸 도광판의 C-C 단면의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 9는, 도 5에 나타낸 도광판의 C-C 단면의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 10은, 도 5에 나타낸 도광판의 C-C 단면의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 11은, 본 발명의 실시 형태와 관련되는 면광원 장치의 다른 예를 나타내는 측면 개략도이다.
다음으로, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 이하의 도면의 기재에 있어서, 동일 또는 유사한 부분에는 동일 또는 유사한 부호를 부여하고 있다. 다만, 도면은 모식적인 것이며, 두께와 평면 치수와의 관계, 각층의 두께의 비율 등은 현실의 것과는 다르다는 것에 유의해야 한다. 따라서, 구체적인 두께나 치수는 이하의 설명을 참작하여 판단해야 할 것이다. 또한, 도면 상호간에 있어서도 서로의 치수의 관계나 비율이 다른 부분이 포함되어 있는 것은 물론이다.
또한, 이하에 나타내는 실시 형태는, 이 발명의 기술적 사상을 구체화하기 위한 장치나 방법을 예시하는 것이며, 이 발명의 기술적 사상은, 구성부품의 재질, 형상, 구조, 배치 등을 하기의 것으로 특정하는 것이 아니다. 이 발명의 기술적 사상은, 특허 청구의 범위에 있어서, 여러 가지의 변경을 가할 수 있다.
본 발명의 실시 형태와 관련되는 면광원 장치의 일례를 도 1에 나타낸다. 광원(1), 도광판(3), 프리즘 시트(5), 확산 시트(9), 반사 부재(7)를 구비한다. 도광판(3)은, 기체(4), 기체(4)의 제1 주면(12)에 설치된 복수의 제1 광학 요소(16), 제1 주면에 대향하는 제2 주면(14)에 설치된 복수의 제2 광학 요소(18) 및 복수의 제3 광학 요소(20)을 구비한다. 입광면(10)으로부터, 면광원 장치로 조사되는 액정표시소자의 표시 에리어(30)의 입광면(10)측의 단부까지의 폭 L의 영역을 입광 에리어(32)로 한다.
광원(1)은, 도광판(3)의 입광면(10)에 면(面)하도록 배치된다. 프리즘 시트(5)는, 복수의 프리즘열(26)이 형성된 주면이 도광판(3)의 출광면인 제1 주면(12)에 면하도록 배치된다. 확산 시트(9)는, 프리즘 시트(5)를 사이에 두고 도광판(3)에 대향하도록 배치된다. 반사 부재(7)는, 도광판(3)의 반사면인 제2 주면(14)에 면하도록 배치된다.
도광판(3)에는, 도 2 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 약 직사각형의 기체(4)가 이용된다. 기체(4)의 제1 및 제2 주면(12, 14)을 둘러싸는 4측면 중, 하나의 측면을 입광면(10)으로 한다. 입광면(10)에 대향하여 복수의, 예를 들면 3개의 광원(1)이 배치된다. 이하의 설명에 있어서는, 직사각형의 기체(4)를 이용하여 설명하지만, 기체(4)의 형상은 한정되지 않는다. 예를 들면, 기체(4)로서 사각형 이상의 다각형을 이용해도 된다. 또한, 기체(4)에 이용하는 다각형의 복수의 측면을 입광면으로서 이용해도 된다.
기체(4)로서 폴리 메타크릴산 메틸(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 시클로 올레핀 폴리머(COP), 시클로 올레핀 코폴리마(COC) 등의 투명한 열가소성 플라스틱이 이용된다. 도광판(3)의 제1~제3 광학 요소(16, 18, 20)는, 사출 성형법 등에 의해 기체(4)에 형성된다.
도광판(3)의 입광면(10)에는, 광원(1)으로부터 출사된 광을 진행 방향에 대해서 대략 직교 방향으로 확산하는 이방 확산 광학 패턴이 설치된다. 이방 확산 광학 패턴은, 예를 들면, 파상, 원호상, V자상 등의 패턴이 도광판(3)의 두께 방향으로 연신하도록 설치된다. 특히, 파상 패턴은 확산성이 강하고, 휘선의 발생을 억제할 수 있기 때문에 바람직하다.
기체(4)의 제1 주면(12)에는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 입광면(10)에 직교하는 방향으로 연신하는 복수의 제1 광학 요소(16)가 설치된다. 복수의 제1 광학 요소(16)는, 제1 주면(12)의 전체에 설치된다. 각 제1 광학 요소(16)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 입광면(10)에 평행하게 자른 단면 형상이, 꼭지각 θ을 가지는 이등변 삼각형인 돌기인 것이 바람직하다. 꼭지각 θ은, 90도보다 크고, 140도 미만의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 복수의 제1 광학 요소(16)에는, 90도보다 크고, 140도 미만의 범위에서, 2 이상, 바람직하게는 3 이상의 다른 복수의 꼭지각 θ을 가지는 이등변 삼각형이 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 제1 광학 요소로서, 도 4에 나타내는 바와 같이, 홈 형상을 이용했을 경우라도 동등한 효과를 달성할 수 있다.
제1 광학 요소(16)는, 도광판(3)의 내부를 전파하는 광으로 입광면(10)에 평행한 방향으로 기울어진 광을, 정면 방향(출광면의 법선 방향)으로 접근하여 도광판(3)으로부터 출사시켜, 정면 방향의 광량을 늘리는 기능을 가지고 있다. 꼭지각 θ을 90도보다 크고, 140도 미만의 범위로 함으로써, 효율적으로 정면 방향의 광량을 늘릴 수 있어, 고휘도인 도광판을 실현할 수 있다. 또한, 꼭지각 θ이 90도보다 크고, 140도 미만의 범위 내인 다른 복수의 꼭지각 θ을 가지는 이등변 삼각형을 사용함으로써, 정면 방향의 광량을 조정할 수 있으며, 지향성을 약하게 하거나, 강하게 하거나 임의의 광출사 특성으로 하는 것이 가능해진다.
또한, 복수의 제1 광학 요소(16)의 높이는, 5㎛ 이상, 보다 바람직하게는 6㎛ 이상이다. 제1 광학 요소(16)의 높이가 5㎛ 미만이면, 제1 주면(12)에 면(面)하여 배치되는 프리즘 시트(5)와의 밀착이 발생하기 쉬워져, 표시 결함이 발생하기 쉬워진다.
기체(4)의 제2 주면(14)에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 입광면(10)에 평행한 방향으로 연신하는 복수의 제2 광학 요소(18), 및 입광면(10)에 직교하는 방향으로 연신하는 복수의 제3 광학 요소(20)가 설치된다. 복수의 제2 광학 요소(18)는, 제2 주면의 전체에 설치된다. 복수의 제3 광학 요소(20)는, 도 1 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 입광면(10)으로부터, 입광 에리어(32)와 표시 에리어(30)의 경계로부터 표시 에리어(30) 측으로 폭 DL로 넘은 위치까지의 영역에 설치된다.
복수의 제2 광학 요소(18)의 각각은, 도 6에 나타내는 바와 같이, 입광면(10)에 수직으로 자른 단면에 있어서, 제1 경사면(22) 및 제2 경사면(24)을 가지는 돌기 형상이 바람직하다. 도광판(3)의 내부로 향하는 법선이 입광면(10)에 평행한 면과 교차하는 경사면이 제1 경사면(22)이며, 입광면(10)에 평행한 면과 교차하는 경사면이 제2 경사면(24)이다. 입광면(10)에 수직인 방향에 있어서의 제1 경사면(22)의 폭은, 60㎛~백수십㎛의 범위가 바람직하다. 제1 경사면(22)이 입광면(10)의 법선과 이루는 각도 α는, 0.5도보다 크고, 5도 미만의 범위, 바람직하게는 0.5도보다 크고, 3도 미만의 범위가 바람직하다. 제2 경사면(24)이 입광면(10)의 법선과 이루는 각도 β는, 50도보다 크고, 80도 미만의 범위, 바람직하게는, 70도보다 크고, 80도 미만의 범위가 바람직하다.
각도 α가 5도 이상에서는, 입광면(10)측에서 많은 광이 출사되어 버린다. 각도 α가 0.5도 이하에서는, 입광면과 대향하는 측면측에서 많은 광이 출사하는 경향이 있다. 이 때문에, 면광원 장치에서, 면내를 균일하게 발광시키기 위해서는, 각도 α를 0.5도보다 크고, 5도 미만의 범위로 하는 것이 바람직하다.
각도β가 50도 이하이면, 입광면(10)과 대향하는 측면에서 반사된 광이 제2 경사면(24)에서 반사되어, 규정의 각도보다 기울어진 방향으로 도광판(3)의 밖으로 출사된다. 그 때문에, 면광원 장치를 비스듬히 보았을 때에, 부분적으로 밝은 부분이 발생한다고 하는 표시 문제가 발생한다. 또한, 각도 β를 80도 이상으로 하면, 사출 성형 시에 제2 광학 요소(18)의 모서리 부분이 금형에 붙어, 결락 등의 성형 문제가 발생하는 경향이 있다.
또한, 복수의 제2 광학 요소(18)의 높이는, 5㎛ 이상, 보다 바람직하게는 6㎛ 이상이다. 제2 광학 요소(18)의 높이가 5㎛ 미만에서는, 제2 주면(14)에 면하여 배치되는 반사 부재(7)과의 밀착이 발생하기 쉬워져, 표시 결함이 발생하기 쉬워진다.
복수의 제3 광학 요소(20)의 각각은, 도 5및 도 7에 나타내는 바와 같이, 입광면(10)에 평행하게 자른 단면 형상이, 저각 η을 가지는 이등변 삼각형인 돌기 형상이 바람직하다. 저각 η은, 20도보다 크고, 45도 미만의 범위가 바람직하다. 제3 광학 요소(20)는, 제1 광학 요소(16)과 마찬가지로, 도광판(3)의 내부를 전파 하는 광으로 입광면(10)에 평행한 방향으로 기울어진 광을 정면 방향(출광면의 법선 방향)으로 접근하여 도광판(3)으로부터 출사시켜, 정면 방향의 광량을 늘리는 기능을 가지고 있다. 제3 광학 요소(20)의 저각 η을 20도보다 크고, 45도 미만의 범위로 함으로써, 효율적으로 정면 방향의 광량을 늘리는 것이 가능해진다.
또한, 복수의 제3 광학 요소(20)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 입광면(10)으로부터, 표시 에리어(30)의 입광면(10)측의 단부에 대응하는 위치를 넘어 표시 에리어(30)내로 향하는 방향으로 4mm 이내의 폭 DL의 위치까지의 영역에 배치된다. 즉, 통상의 액정표시장치의 입광 에리어(32)의 폭 L은 4mm이므로, 제3 광학 요소(20)가 배치되는 영역의 입광면(10)으로부터의 폭(L＋DL)은, 입광면(10)에 직교하는 방향으로 4mm 이상, 8mm 이내의 범위이다. 폭 DL이 4mm를 넘으면, 제3 광학 요소(20)가 배치되어 있는 영역과 배치되지 않은 영역의 경계가 시인(視認)되어 버려, 표시 결함이 발생하기 쉬워진다.
또한, 복수의 제3 광학 요소(20)의 높이는, 입광면(10)의 단부에서 10㎛~15㎛로, 표시 에리어(30)을 향해 서서히 낮아지며, 폭(L＋DL)에서 약 0이 된다. 제3 광학 요소(20)의 높이를 입광면(10)의 단부에서 10㎛~15㎛로 하는 것은, 후술하는 제1및 제3 광학 요소(16, 20)의 경사면 비율과의 균형과, 제3 광학 요소(20)를 폭(L＋DL) 내에 배치하기 위해서이다. 입광면(10)의 근방에서 제3 광학 요소(20)의 높이를 높게 함으로써, 입광면(10)의 근방의 표시 얼룩을 저감할 수 있다.
제3 광학 요소(20)로서, 돌기 형상을 이용하여 설명하였으나, 도 8에 나타내는 바와 같이, 입광면(10)에 평행하게 자른 단면이 저각 η을 가지는 이등변 삼각형의 홈이어도 돌기로 했을 경우와 동등한 효과를 달성할 수 있다. 또한, 도 9 혹은 도 10에 나타내는 바와 같이, 입광면(10)에 평행하게 자른 단면 형상이, 저각 η을 가지는 등각사다리꼴의 돌기 또는 홈이어도 이등변 삼각형의 돌기 또는 홈을 이용했을 경우와 동등한 효과를 달성할 수 있다.
실시 형태와 관련되는 도광판(3)에서는, 광원(1)으로부터 나온 광은, 입광면(10)을 통해 도광판(3)내에 도입된다. 도광판(3) 내를 도파하는 광은, 제2 주면(14)의 제2 광학 요소(18)의 제1 경사면(22)에서 반사를 반복한다. 제1 주면(12)에 있어서 임계각 이상이 된 광은, 도광판(3)으로부터 프리즘 시트(5)를 향해 출사된다. 제2 주면(14)에 있어서 임계각 이상이 된 광은, 도광판(3)으로부터 반사 부재(7)를 향하여 출사되고, 반사 부재(7)으로 반사되어 제2 주면(14)를 통해 다시 도광판(3) 내로 도입된다.
도광판(3) 내를 도파하여 제1 주면(12)에 도달한 광은, 제1 주면(12)의 평탄부에 비하여, 제1 광학 요소(16)의 경사면에 있어서, 굴절에 의해 도광판(3) 외로 출사될 기회가 많다. 마찬가지로, 제2 주면(14)에 도달한 광은, 제2 주면의 제2 광학 요소(18)의 제1 경사면(22)에 비해, 제3 광학 요소(20)의 경사면에 있어서, 굴절에 의해 도광판(3) 외로 출사될 기회가 많다. 예를 들면, 입광 에리어(32)에 있어서, 제1및 제3 광학 요소(16, 20)의 경사면의 비율이 작으면 입광 에리어(32)가 어두워진다. 그에 대하여, 입광 에리어(32)에 있어서, 제1및 제3 광학 요소(16, 20)의 경사면의 비율이 크면 입광 에리어(32)가 밝아진다. 즉, 입광 에리어(32)에 있어서의 표시 얼룩을 억제하기 위해서는, 제1및 제3 광학 요소(16, 20)의 경사면의 비율을 적절히 설정할 필요가 있다.
일반적인 면광원 장치에서는, 입광면으로부터 표시 에리어까지의 거리, 즉 입광 에리어의 폭은 약 4mm이다. 공차 등을 고려하면, 입광면으로부터 3mm를 넘는 영역에서 표시 얼룩이 발생하지 않게 할 필요가 있다. 또한, 통상, 복수의 광원의 간격은, 6mm~15mm의 범위이다. 이로부터, 복수의 광원(1)의 간격을 6mm~15mm로 하여, 입광면(10)에서 3mm 이간한 위치까지의 영역에 있어서, 표시 얼룩을 억제할 수 있는 경사면 비율을 광학 시뮬레이션에 의해 산출했다. 그 결과, 경사면 비율이 10% 이상, 60% 이하의 범위에서 표시 얼룩을 억제할 수 있는 것을 확인했다. 여기서, 「경사면 비율」은, 입광면(10)에서 3mm 이간한 위치까지의 대상 영역에 있어서, 제1 및 제2 주면(12, 14)을 입광면(10)에 직교하는 평면에 투영했을 때에, 대상 영역의 투영 면적에 대한 복수의 제1 광학 요소(16)의 투영 면적의 백분율과, 대상 영역의 투영 면적에 대한 복수의 제3 광학 요소(20)의 투영 면적의 백분율과의 상가(相加)평균치라고 정의한다.
위에서 설명한 바와 같이, 실시 형태와 관련되는 도광판(3)에서는, 제2 주면(14)의 입광면(10) 측에, 입광면(10)에 직교하는 방향으로 연신하는 제3 광학 요소(20)를 배치한다. 제3 광학 요소(20)를, 입광면(10)으로부터, 입광면(10)에 직교하는 방향으로 4mm 이상, 8mm 이내의 범위의 위치까지의 영역, 즉, 입광면(10)으로부터, 표시 에리어(30)의 입광면(10)측의 단부에 대응하는 위치를 넘어 표시 에리어(30)내를 향하여 4mm 이내의 위치까지의 영역에 배치함으로써, 표시 얼룩을 억제할 수 있다. 또한, 입광면(10)에서 3mm 이간한 위치까지의 대상 영역에 있어서, 제1 및 제3 광학 요소(16, 20)의 경사면 비율을 10% 이상, 60%이하의 범위로 함으로써, 표시 얼룩을 억제할 수 있다.
또한, 실시 형태와 관련되는 면광원 장치에서는, 복수의 프리즘열(26)이 형성된 주면이 도광판(3)에 대향하여 프리즘 시트(5)가 확산 시트(9)와 도광판(3)의 사이에 배치된다. 그 결과, 고휘도, 고효율의 면광원 장치를 실현할 수 있다.
또한, 상술한 설명에 있어서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 도광판(3)의 제1 주면(12)을 출광면, 제2 주면(14)을 반사면으로 하고 있다. 그러나, 도 11에 나타내는 바와 같이, 제2 주면(14)을 출광면으로 하여, 프리즘 시트(5)와 면하도록 배치해도 동등한 효과를 얻을 수 있다. 이 경우, 제1 주면(12)로부터 출사한 광은, 제1 주면(12)와 면하는 반사 부재(7)에 의해 반사되어 도광판(3) 내에 다시 도입된다.
(그 외의 실시 형태)
상기와 같이, 본 발명은 본 발명의 실시 형태에 의해서 기재했지만, 이 명시된 일부를 이루는 논술 및 도면은 본 발명을 한정하는 것이라고 이해해서는 안된다. 이 개시로부터 당업자에게는 여러가지 대체 실시 형태, 실시예 및 운용 기술이 분명해질 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 상기의 설명으로부터 타당한 특허 청구의 범위와 관계되는 발명 특정 사항에 의해서만 정해지는 것이다.
본 발명의 도광판 및 면광원 장치는, 휴대 전화기, 게임기기, 전자수첩, 카 내비게이션, 노트북 PC, TV 등의 액정표시장치 등에 이용할 수 있다.
1 … 광원
3 … 도광판
4 … 기체
5 … 프리즘 시트
7 … 반사 부재
9 … 확산 시트
10 … 입광면
12 … 제1 주면
14 … 제2 주면
16 … 제1 광학 요소
18 … 제2 광학 요소
20 … 제3 광학 요소
22 … 제1 경사면
24 … 제2 경사면
26 … 프리즘열
30 … 표시 에리어
32 … 입광 에리어

Claims (14)

  1. 서로 대향하는 제1 및 제2 주면(主面), 상기 제 1및 제2 주면을 둘러싸는 복수의 측면을 가지며, 적어도 하나의 측면을 입광면(入光面)으로 하는 기체와,
    상기 제 1주면에 배치되며, 상기 입광면에 직교하는 방향으로 연신하는 복수의 제1 광학 요소와,
    상기 제 2주면에 배치되며, 상기 입광면에 평행한 방향으로 연신하는 복수의 제2 광학 요소와,
    상기 제 2주면의 상기 입광면측에 배치되며, 상기 입광면에 직교하는 방향으로 연신하는 복수의 제3 광학 요소
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제3 광학 요소의 각각은, 상기 입광면에 평행하게 자른 단면 형상이, 30도보다 크고, 50도 미만의 범위의 저각(底角)을 가지는 이등변 삼각형인 것을 특징으로 하는 도광판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제3 광학 요소의 각각은, 상기 입광면에 평행하게 자른 단면 형상이, 20도보다 크고, 45도 미만의 범위의 저각을 가지는 등각(等脚)사다리꼴인 것을 특징으로 하는 도광판.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 제3 광학 요소의 각각은, 돌기 또는 홈인 것을 특징으로 하는 도광판.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 제3 광학 요소가, 상기 입광면으로부터, 상기 입광면에 직교하는 방향으로 4mm 이상, 8mm 이내의 범위의 위치까지 연신하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 입광면으로부터 3mm 이간한 위치까지의 대상 영역에 있어서, 상기 제 1 및 제2 주면을 상기 입광면에 직교하는 평면에 투영했을 때에, 상기 대상 영역의 투영 면적에 대한 상기 복수의 제1 광학 요소의 투영 면적의 백분율과, 상기 대상 영역의 투영 면적에 대한 상기 복수의 제3 광학 요소의 투영 면적의 백분율의 상가(相加)평균치가, 10% 이상, 60% 이하의 범위인 것을 특징으로 하는 도광판.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 제2 광학 요소의 각각은, 상기 입광면에 수직으로 자른 단면에 있어서, 상기 기체의 내부로 향하는 법선이 상기 입광면과 교차하는 제1 경사면, 상기 제1 경사면에 대향하는 제2 경사면을 가지며, 상기 제 1 경사면이 상기 입광면의 법선과 이루는 각도가 0.5도보다 크고, 5도 미만의 범위, 상기 제 2 경사면이 상기 입광면의 법선과 이루는 각도가 50도보다 크고, 80도 미만의 범위인 것을 특징으로 하는 도광판.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 광학 요소의 각각은, 상기 입광면에 평행하게 자른 단면 형상이, 90도보다 크고, 140도 미만의 범위의 꼭지각을 가지는 이등변 삼각형인 것을 특징으로 하는 도광판.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 광학 요소는, 상기 입광면에 평행하에 자른 단면 형상이, 90도보다 크고, 140도 미만의 범위가 다른 꼭지각을 가지는 복수의 이등변 삼각형을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 광학 요소의 각각은, 돌기 또는 홈인 것을 특징으로 하는 도광판.
  11. 액정표시소자를 조사하는 면광원 장치로서,
    청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 기재된 도광판과,
    상기 입광면에 대향해서 배치되는 광원과,
    복수의 프리즘열이 형성된 주면이 상기 제 1주면에 면(面)하도록 배치되는 프리즘 시트와,
    상기 제 2주면에 면하여 배치되는 반사 부재
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  12. 액정표시소자를 조사하는 면광원 장치로서,
    청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 기재된 도광판과,
    상기 입광면에 대향해서 배치되는 광원과,
    상기 제 1주면에 면하여 배치되는 반사 부재와,
    복수의 프리즘열이 형성된 주면이 상기 제 2주면에 면하도록 배치되는 프리즘 시트
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 복수의 제3 광학 요소가, 상기 입광면으로부터, 상기 액정표시소자의 표시 에리어의 상기 입광면측의 단부에 대응하는 위치를 넘어 표시 에리어내로 향하는 방향으로 4mm 이내의 위치까지의 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 입광면으로부터 3mm 이간(離間)한 위치까지의 대상 영역에 있어서, 상기 제 1 및 제2 주면을 상기 입광면에 직교하는 평면에 투영했을 때에, 상기 대상 영역의 투영 면적에 대한 상기 복수의 제1 광학 요소의 투영 면적의 백분율과, 상기 대상 영역의 투영 면적에 대한 상기 복수의 제3 광학 요소의 투영 면적의 백분율의 상가평균치가, 10% 이상, 60% 이하의 범위인 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
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