KR20140049915A

KR20140049915A - 면광원 장치, 액정 표시 장치 및 모바일 기기

Info

Publication number: KR20140049915A
Application number: KR1020130014201A
Authority: KR
Inventors: 코이치 타케무라; 타카시 사토; 마사노리 모리; 아키라 나가오; 테츠오 하야시; 카즈히데 히로타; 고우오 쿠라타
Original assignee: 오므론 가부시키가이샤
Priority date: 2012-10-18
Filing date: 2013-02-08
Publication date: 2014-04-28
Also published as: JP5532104B2; KR101473608B1; KR101473552B1; CN103775913A; TW201416776A; TWI504989B; US20140111743A1; JP2014082173A; CN103775913B; US9086595B2; KR20140051890A

Abstract

누설광에 의해 림 시트(차광판)의 개구창의 언저리에 발생하는 눈동자형상의 발광이나 휘선을 억제한다.
도광판(33)은, 두께가 두꺼운 광도입부(34)와 두께가 얇은 도광판 본체(35)가 연속적으로 성형되어 있다. 광도입부(34)의 광입사 단면(36)에는, 광원(40)이 대향 배치된다. 도광판 본체(35)의 윗면(광출사면(39))에는, 3장의 광학 시트, 즉 확산 시트(43)와 2장의 프리즘 시트(44, 45)가 겹처져 있다. 또한, 광학 시트의 위에는 림 시트(46)가 겹처져 있고, 림 시트(46)에는 광출사면(39)으로부터 출사한 광을 통과시키기 위한 개구창(47)이 개구하고 있다. 확산 시트(43)의 광원측의 단부는 프리즘 시트(44, 45)의 단보다도 연출하고 있고, 확산 시트(43)의 연출 부분의 적어도 한쪽의 면은 광차폐 부재(49)로 덮이여 있다. 확산 시트(43)의 연출 부분의 단부는, 광원(40)을 실장한 프린트 기판(41)에 접착하여 고정되어 있다.

Description

면광원 장치, 액정 표시 장치 및 모바일 기기{SURFACE LIGHT SOURCE DEVICE, LCD DEVICE AND MOBILE DEVICE}

본 발명은 면광원 장치, 액정 표시 장치 및 모바일 기기에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 유효 발광 영역에서 광의 누출을 저감하여 발광 품질을 높일 수 있는 면광원 장치에 관한 것이다.

도 1에, 종래의 면광원 장치의 단면을 도시한다. 이 면광원 장치(11)에서는, 프레임(12) 내에 도광판(13)을 넣고, 도광판(13)의 단면(광입사 단면(14))에 대향시켜서 광원(15)을 배치하고 있다. 도광판(13)은, 도광판 본체(17)의 단에 광도입부(16)을 연속적으로 성형한 것이다. 광도입부(16)는, 경사면(16a)을 갖고 있고, 도광판 본체(17)보다도 큰 두께를 갖고 있다. 도광판 본체(17)는, 도광판(13)의 대부분의 면적을 차지하고 있다. 광원(15)은, 플렉시블 프린트 기판(18)의 하면에 실장되어 있다. 플렉시블 프린트 기판(18)은, 점착제(19)에 의해 프레임(12) 및 광도입부(16)의 윗면에 접착되어 있고, 그에 의해 광원(15)이 광입사 단면(14)에 대향하는 위치에서 고정되어 있다.

도광판 본체(17)의 윗면에는, 3장의 광학 시트, 즉 확산 시트(20) 및 2장의 프리즘 시트(21, 22)가 겹처져 있다. 플렉시블 프린트 기판(18), 프레임(12) 및 프리즘 시트(22)의 위에는 림 시트(23)(차광판)를 붙히고 있고, 림 시트(23)의 개구창(24)으로부터는 도광판 본체(17)의 유효 발광 영역이 노출하고 있다. 또한, 도광판(13)의 유효 발광 영역이란, 면광원 장치(11)의 광으로서 이용되는 광이 출사되는 영역으로서, 액정 표시 패널 등을 조사하기 위해 이용된 광이 나오는 영역이다(통상은, 유효 발광 영역 이외의 영역은, 면광원 장치로부터 출사되지 않도록, 림 시트 등으로 덮이여 있다). 또한, 도광판(13)의 하면에는, 반사 시트(25)가 배설되어 있다.

이와 같은 면광원 장치(11)에서는, 광원(15)으로부터 출사한 광을, 광원(15)과 거의 같은 정도의 높이를 갖는 광입사 단면(14)으로부터 광도입부(16) 내에 입사시킬 수 있다. 또한, 광도입부(16)에 입사한 광은, 광도입부(16)의 하면과 경사면(16a)에서 반사함에 의해 두께가 얇은 도광판 본체(17)에 유도된다. 따라서, 이와 같은 면광원 장치(11)에 의하면, 광도입부(16)의 광을 효율 좋게 도광판(13) 내에 입사시켜서 도광판(13)의 유효 발광 영역을 높은 휘도로 발광시키는 동시에, 면광원 장치(11)의 박형화를 도모할 수 있다.

그러나, 도 1과 같은 구조의 면광원 장치(11)에서는, 주로 3개의 경로의 광이 림 시트(23)의 개구창(24)으로부터 누설되기 쉽다. 제 1의 누설광은, 광원(15)으로부터 직접 누설되는 광(L1)이다. 즉, 이 광(L1)은, 도광판(13) 내에 들어가지 않고서, 플렉시블 프린트 기판(18)을 광도입부(16)에 접착시키고 있는 투명한 점착제(19)를 투과하여 광학 시트의 단면에 입사하는 것이다. 제 2의 누설광은, 광도입부(16)의 경사면(16a)으로부터 누설되는 광(L2)이다. 즉, 이 광(L2)은, 광입사 단면(14)으로부터 광도입부(16) 내에 입사하여 곧바로 경사면(16a)으로부터 밖으로 출사하여, 광학 시트의 단면에 입사하는 광이다. 제 3의 누설광은, 경사면(16a)에서 반사하여 하방을 향하고, 또한 반사 시트(25)에서 반사한 후, 도광판 본체(17)의 윗면부터 누설되어 광학 시트의 단면이나 하면에 입사하는 것이다.

이들의 광(L1, L2, L3)은, 도광판 본체(17) 내를 도광하여 유효 발광 영역으로부터 출사한 광과 같이 제어된 광이 아니기 때문에, 광원(15)의 부근에서 유효 발광 영역을 불균일하게 빛나게 되어 볼품을 악화시킨다. 예를 들면, 도 2에 도시하는 광(A)과 같이, 광원(15)의 전방에서 개구창(24)의 언저리(緣)를 통과하여 누설광이 누설되면, 도 3과 같이 유효 발광 영역의 언저리에 눈동자형상(目玉狀)의 발광(P)이 나타나, 유효 발광 영역에서의 휘도의 균일성이 손상된다. 또한, 도 2에 도시하는 광(B)와 같이, 광학 시트의 단면부터 광학 시트 내에 들어가, 광학 시트 내에서 반사하면서 도광하는 도중에서 서서히 누설되면, 도 4와 같이 광원(15)의 전방에 휘선(輝線)(Q)이 발생하여, 유효 발광 영역에서의 휘도의 균일성이 손상된다.

상기한 바와 같은 문제를 해소하는 한 방법으로서는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 확산 시트(20)를 광도입부(16)측으로 연출하는 방법이 있다(예를 들면, 특허 문헌 1을 참조). 확산 시트(20)를 광도입부(16)측으로 연출하여 경사면(16a)을 확산 시트(20)로 덮으면, 경사면(16a)으로부터 누설되는 광(L2)을 확산 시트(20)로 확산시킬 수 있기 때문에, 광원(15)의 부근에서 불균일하게 누설되는 광을 저감할 수 있다. 그러나, 이와 같은 방법에서는, 도 3에 도시하는 바와 같은 누설광에 의한 눈동자형상의 발광(P)까지 해소할 수는 없다.

또한, 도 6에 도시하는 바와 같이, 프리즘 시트(21)을 광도입부(16)측으로 연출하는 방법이 있다(예를 들면, 특허 문헌 2를 참조). 이 방법에 의하면, 광도입부(16)의 경사면(16a)으로부터 나온 광(L2)이 광학 시트 내에 들어가, 광학 시트로부터 서서히 누설되는 광을 림 시트(23)에서 흡수시킬 수 있기 때문에, 휘선(Q)의 발생을 막을 수 있다. 그러나, 이 방법에서는, 프리즘 시트(21)의 단(端)부터 잰 림 시트(23)의 거리(개구창(24)의 언저리까지의 거리)(DS)가 충분히 길어야 하고, 거리(DS)가 짧으면 효과를 얻을 수가 없다. 그 때문에, 면광원 장치의 유효 발광 영역이 좁아지기 쉽다. 또한, 이 방법은, 광원(15)으로부터 직접 누설되는 광(L1)에 대해서는 효과가 없어서, 누설광(L1)은 개구창(24)의 언저리로부터 누설되어 눈동자형상의 발광(P)이 생긴다.

특허 문헌 1 : 일본 특개2006-93015호 공보 특허 문헌 2 : 일본 특개2012-14909호 공보

본 발명의 목적으로 하는 점은, 누설광에 의해 림 시트(차광판)의 개구창의 언저리에 발생하는 눈동자형상의 발광이나 휘선을 억제하는 것에 있다.

본 발명에 관한 제 1의 면광원 장치는, 단면부터 광을 도입하여 광출사면으로부터 출사하는 도광판과, 상기 도광판의 상기 단면에 대향하는 위치에 배치된 광원과, 상기 도광판의 위에 배치된 복수장의 광학 시트와, 상기 광원의 상방을 덮도록 배치된 차광판을 구비한 면광원 장치에 있어서, 상기 차광판과는 다른 광차폐 부재를, 상기 도광판의 상기 단면과 상기 광출사면과의 사이에 마련한 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 광차폐 부재는, 상기 차광판보다도 하방에서, 상기 도광판의 상기 단면과 상기 차광판중 상기 광원을 덮고 있는 부분의 광 출사면측 단연(端緣)과의 사이에 마련되어 있는 것이 바람직하다.

여기서 말하는 광차폐 부재란, 광을 흡수 또는 반사함에 의해 설계 외의 광이 면광원 장치로부터 누설되는 것을 방지할 수 있는 것이면 좋다.

본 발명에 관한 제 1의 면광원 장치의 어느 실시 형태에서는, 상기 광차폐 부재의 상기 광원부터 먼 측의 단과, 상기 차광판중 상기 광원을 덮고 있는 부분의 광 출사면측 단연과의 사이의, 상기 광출사면에 평행한 방향의 거리를 De로 하고, 아래로부터 i번째의 상기 광학 시트의 두께를 ti, 아래로부터 i번째의 상기 광학 시트의 굴절율을 Ni로 할 때, 다음의 조건

… (조건 1)

(우변의 총합은, i에 대해 1부터 n까지. n은 광학 시트의 매수)

을 충족시키고 있다.

또한, 본 발명에 관한 제 2의 면광원 장치는, 단면부터 광을 도입하여 광출사면으로부터 출사하는 도광판과, 상기 도광판의 상기 단면에 대향하는 위치에 배치된 광원과, 상기 도광판의 위에 배치된 복수장의 광학 시트를 구비한 면광원 장치에 있어서, 상기 도광판의 상기 단면과 상기 광출사면과의 사이에 광차폐 부재를 마련하고, 상기 광차폐 부재의 상기 광원부터 먼 측의 단과, 상기 광학 시트의 상방에 배치된 액정 패널의 표시 에어리어에서의 상기 광원측의 표시 에어리어 단과의 사이의, 상기 광출사면에 평행한 방향의 거리를 Da로 하고, 아래로부터 i번째의 상기 광학 시트의 두께와 굴절율을 각각 ti, Ni로 하고, 액정 패널의 하면측의 유리판의 두께와 굴절율을 각각 tm, Nm으로 할 때, 다음의 조건

… (조건 2)

을 충족시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 제 1 또는 제 2의 면광원 장치의 실시 양태에서는, 상기 광차폐 부재를 여러가지로 구성할 수 있다. 예를 들면, 상기 광차폐 부재를, 최하층의 상기 광학 시트의 적어도 한쪽의 면의 단부에 형성하는 경우에는, 최하층의 상기 광학 시트의 연출(延出)한 단부를, (1) 상기 광원을 실장하는 배선 기판에 고정하여도 좋고, (2) 최상층의 상기 광학 시트에 고정하여도 좋다. 또한, 본 발명에 관한 제 1의 면광원 장치의 실시 양태에서는, 상기 광차폐 부재를, 최하층의 상기 광학 시트의 적어도 한쪽의 면의 단부에 형성하는 경우에는, 최하층의 상기 광학 시트의 연출한 단부를, 상기 차광판에 고정하여도 좋다.

또한, 상기 광차폐 부재의 일방 단부를 상기 광원을 실장하는 배선 기판에 고정하고, 상기 광차폐 부재의 타방 단부를 상기 광학 시트에 고정하여도 좋다. 상기 광차폐 부재의 일방 단부를 최상층의 상기 광학 시트에 고정하고, 상기 광차폐 부재의 타방 단부를 하층 부분의 상기 광학 시트에 고정하여도 좋다. 이들의 경우, 광차폐 부재의 타방 단부는, 광학 시트에 접착하여 고정하여도 좋고, 광학 시트 사이에 삽입하여 고정하여도 좋고, 광학 시트의 아래에 삽입하여 고정하여도 좋다.

또한, 본 발명에 관한 면광원 장치의 또다른 실시 양태는, 최하층의 상기 광학 시트의 단부가 다른 상기 광학 시트의 단보다도 상기 광원측으로 연출되고, 최하층의 상기 광학 시트의 윗면에 상기 광차폐 부재를 마련하고 있어도 좋다. 이 경우, 상기 광차폐 부재의 윗면을, 상기 차광판의 하면에 고정하여도 좋고, 상기 광원을 실장하는 배선 기판의 하면에 고정하여도 좋다.

또한, 이 실시 양태에서는, 상기 광차폐 부재의 상기 광원부터 먼 측의 단과, 상기 차광판중 상기 광원을 덮고 있는 부분의 광 출사면측 단연과의 사이의, 상기 광출사면에 평행한 방향의 거리를 De로 하고, 아래로부터 i번째의 상기 광학 시트의 두께를 ti, 아래로부터 i번째의 상기 광학 시트의 굴절율을 Ni로 할 때, 다음의 조건

… (조건 3)

을 충족시키고 있다. 또한, 조건 1이 충족되어 있으면, 조건 3도 충족된다.

또한, 본 발명에 관한 제 2의 면광원 장치의 또다른 실시 양태에서는, 최하층의 상기 광학 시트의 단부가 다른 상기 광학 시트의 단보다도 상기 광원측으로 연출되고, 최하층의 상기 광학 시트의 윗면에 상기 광차폐 부재를 마련하고, 상기 광차폐 부재의 상기 광원부터 먼 측의 단과, 상기 광학 시트의 상방에 배치된 액정 패널의 표시 에어리어에서의 상기 광원측의 표시 에어리어 단과의 사이의, 상기 광출사면에 평행한 방향의 거리를 Da로 하고, 아래로부터 i번째의 상기 광학 시트의 두께와 굴절율을 각각 ti, Ni로 하고, 액정 패널의 하면측의 유리판의 두께와 굴절율을 각각 tm, Nm으로 할 때, 다음의 조건

… (조건 4)

을 충족시키고 있다. 또한, 조건 2가 충족되어 있으면, 조건 4도 충족된다.

또한, 본 발명에 관한 면광원 장치의 또다른 실시 양태는, 상기 도광판은, 상기 단면부터 입사한 상기 광원으로부터의 광을 가두기 위한 광도입부와, 상기 광도입부의 최대의 두께보다도 작은 두께로, 상기 광도입부와 연속하도록 마련되어서 가둔 광을 광출사 수단에 의해 광출사면부터 외부에 출사시키도록 한 도광판 본체를 구비하고, 상기 광도입부는, 상기 도광판의 광출사측의 면과 그 반대면중 적어도 한쪽의 면에, 상기 도광판 본체보다 두께가 큰 부분의 표면부터 상기 도광판 본체의 표면의 단을 향하여 경사한 경사면을 가지며, 상기 도광판은, 광출사측의 면과 그 반대면 중 적어도 한쪽의 면에, 상기 광도입부에 입사한 광의 상기 도광판의 두께 방향에서의 지향성 넓어짐을 도광판의 면방향과 평행한 방향을 향하여 기울어진 지향 특성으로 변환시키기 위한 지향성 변환 패턴을 가지며, 상기 지향성 변환 패턴은, 상기 도광판의 폭방향에 따라 능선(稜線)과 골선(谷線)을 교대로 반복하도록 구성되어 있고, 상기 단면과 평행하게 자른 상기 지향성 변환 패턴의 단면중, 상기 광원의 전방에 위치하고, 또한, 상기 광원과 동등한 폭을 갖는 영역 내에 있는 부분은, 상기 지향성 변환 패턴의 능선중 어느 하나의 능선과 당해 능선에 인접하는 한쪽의 골선을 연결하는 사면(斜面)과, 당해 능선과 당해 능선에 인접하는 다른 편의 골선을 연결하는 사면이, 당해 능선을 통과하여 상기 광출사면에 수직한 직선에 관하고 비대칭으로 되어 있고, 광원 중심의 양측에 다른 형상의 상기 비대칭 형상부분이 적어도 1조(組) 존재하고 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 관한 면광원 장치의 또다른 실시 양태에서는, 상기 도광판은, 단면부터 상기 광원의 광을 도입하는 광도입부와, 상기 광도입부의 최대 두께보다도 얇고, 상기 광출사면을 갖는 도광판 본체가 연속적으로 형성된 것이고, 상기 광도입부의 최대 두께에 대한 상기 도광판 본체의 두께의 비가, 0.75 이하인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 액정 표시 장치는, 본 발명에 관한 면광원 장치와, 액정 패널을 구비하고 있다.

본 발명에 관한 모바일 기기는, 본 발명에 관한 면광원 장치를 구비하고 있다.

또한, 본 발명에서의 상기 과제를 해결하기 위한 수단은, 이상 설명하는 구성 요소를 적절히 조합한 특징을 갖는 것이고, 본 발명은 이러한 구성 요소의 조합에 의한 많은 베리에이션을 가능하게 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 도광판의 단면과 차광판의 개구창과의 사이에 광차폐 부재를 마련하고 있기 때문에, 광원으로부터 직접 누설되는 광, 도광판의 사면으로부터 누설되는 광, 또는 도광판의 사면에서 반사하고, 또한 도광판의 하면에서 반사하여 누설되는 광 등이 차광판의 개구창으로부터 누설되기 어려워져서, 개구창의 언저리에 발생하는 눈동자형상의 발광이나 휘선을 억제할 수 있다.

또한, 상기 조건 1부터 4의 어느 하나를 충족시키고 있으면, 광차폐 부재를 차광판의 하면측에 설치하고 있는 경우에도, 차광판의 개구를 통하여 광차폐 부재가 보이는 일이 없어서, 면광원 장치의 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래 예의 면광원 장치를 도시하는 개략 단면도.
도 2는 도 1의 면광원 장치에서 눈동자형상의 발광이나 휘선이 생기는 양상을 설명하는 개략도.
도 3은 도 1의 면광원 장치에 생기는 눈동자형상의 발광을 도시하는 면광원 장치의 평면도.
도 4는 도 1의 면광원 장치에 생기는 휘선을 도시하는 면광원 장치의 평면도.
도 5는 누설광을 저감하기 위한 한 방법을 도시하는 면광원 장치의 개략 단면도.
도 6은 누설광을 저감하기 위한 다른 방법을 도시하는 면광원 장치의 개략 단면도.
도 7은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 면광원 장치의 단면도.
도 8의 (A)는 본 발명의 실시 형태 1(변형례)에 의한 면광원 장치의 단면도. 도 8의 (B)는, 조건 1을 설명하기 위한 도면으로, 도 8의 (A)의 일부를 확대하여 도시하는 도면.
도 9의 (A) 및 도 9의 (B)는 도 7의 면광원 장치에서의 광차폐 부재를 확대하여 도시하는 개략 단면도. 도 9의 (C) 및 도 9의 (D)는, 도 8의 (A)의 면광원 장치에서의 광차폐 부재를 확대하여 도시하는 개략 단면도.
도 10은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 면광원 장치를 이용한 액정 표시 장치를 도시하는 단면도.
도 11은 본 발명의 실시 형태 1의 다른 변형례에 의한 면광원 장치를 도시하는 단면도.
도 12는 본 발명의 실시 형태 2에 의한 면광원 장치를 도시하는 단면도.
도 13은 본 발명의 실시 형태 2의 변형례에 의한 면광원 장치를 도시하는 단면도.
도 14는 본 발명의 실시 형태 3에 의한 면광원 장치를 도시하는 단면도.
도 15는 본 발명의 실시 형태 3의 변형례에 의한 면광원 장치를 도시하는 단면도.
도 16은, 본 발명의 실시 형태 4에 의한 면광원 장치를 도시하는 단면도.
도 17은 본 발명의 실시 형태 4의 변형례에 의한 면광원 장치를 도시하는 단면도.
도 18은 본 발명의 실시 형태 4의 다른 변형례에 의한 면광원 장치를 도시하는 단면도.
도 19는 본 발명의 실시 형태 4의 또다른 변형례에 의한 면광원 장치를 도시하는 단면도.
도 20은 본 발명의 실시 형태 5에 의한 면광원 장치를 도시하는 단면도.
도 21은 본 발명의 실시 형태 5의 변형례에 의한 면광원 장치를 도시하는 단면도.
도 22는 본 발명의 실시 형태 6에 의한 면광원 장치를 도시하는 단면도.
도 23(A) 및 도 23(B)는 확산 시트의 위의 광차폐 부재의 고정 방법을 도시하는 확대 단면도.
도 24는 본 발명의 실시 형태 6의 변형례에 의한 면광원 장치를 도시하는 단면도.
도 25는 본 발명의 실시 형태 7에 의한 면광원 장치를 도시하는 단면도.
도 26은 본 발명의 실시 형태 8에 의한 면광원 장치를 도시하는 단면도.
도 27은 실시 형태 8의 면광원 장치에 이용되는 도광판의 사시도.
도 28은 실시 형태 8의 면광원 장치에 이용되는 도광판의 평면도.
도 29는 도 28의 X-X선 단면도로서, 아울러서 그 일부를 확대하여 도시하는 도면.
도 30은 도 29에 도시하는 지향성 변환 패턴의 작용 설명도.
도 31의 (A)는 본 발명의 실시 형태 9에 의한 면광원 장치를 도시하는 평면도. 도 31의 (B)는, 실시 형태 9의 면광원 장치의 단면도.
도 32는 도광판의 광도입부의 두께에 대한 도광판 본체의 두께의 비(단차 비율)와 면광원 장치의 휘도 효율과의 관계를 도시하는 도면.
도 33은 본 발명에 관한 면광원 장치를 이용한 모바일 기기의 평면도.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 알맞는 실시 형태를 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 설계 변경할 수 있다.

(실시 형태 1)

도 7 및 도 8의 (A)는, 본 발명의 실시 형태 1에 의한 면광원 장치(31)를 도시하는 단면도이다. 실시 형태 1의 면광원 장치(31)는, 확산 시트(43)의 단부를 광원측으로 연출하고, 이 연출 부분의 적어도 한쪽의 면에 시트형상 내지 막형상의 광차폐 부재(49)를 형성하고, 확산 시트(43)의 단부를 플렉시블 프린트 기판(41)에 고정한 것이다. 광차폐 부재(49)는, 도 7과 같이, 확산 시트(43)의 상하 양면에 마련하고 있어도 좋고, 도 8의 (A)와 같이, 확산 시트(43)의 하면에만 마련하고 있어도 좋다.

이하, 도 7 및 도 8의 (A)을 참조하여, 본 발명의 실시 형태 1에 의한 면광원 장치(31)를 설명한다. 실시 형태 1의 면광원 장치(31)에서는, 액자형상을 한 프레임(32) 내에 도광판(33)을 넣고, 도광판(33)의 단면(광입사 단면(36))에 대향시켜서 복수개의 광원(40)을 배치하고 있다. 광원(40)은 LED를 내장한 것이고, 플렉시블 프린트 기판(41)의 하면에 실장되어 있다.

도광판(33)은, 도광판 본체(35)의 단에 광도입부(34)를 연속 일체적으로 성형한 것이다. 도광판(33)은, 폴리카보네이트 수지나 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA 수지), 유리 등의 투명하고 굴절율이 높은 재료에 의해 형성되어 있다. 광도입부(34)는 도광판 본체(35)보다도 큰 최대 두께를 갖고 있고, 광도입부(34)의 도광판 본체측 윗면에 마련된 경사면(37)에 의해 도광판 본체(35)와 계단형상의 단차가 생기지 않도록 연속하고 있다. 이 경사면(37)은, 도광판(33)의 일방측 단부터 타방측 단까지 띠모양(帶狀)으로 늘어나 있다. 도광판 본체(35)는, 도광판(33)의 대부분의 면적을 차지하고 있다. 도광판 본체(35)의 윗면은 조명용의 광을 출사시키기 위한 광출사면(39)으로 되어 있고, 도광판(33)의 하면중 광출사면(39)과 대향하는 영역에는 광출사 수단, 즉 다수의 미세한 광편향 패턴(38)이 마련되어 있다.

도 7에서는 광출사 수단으로서 삼각홈형상의 광편향 패턴(38)을 나타내고 있지만, 샌드 블라스트 가공, 확산 잉크를 사진 인쇄한 것, 회절 격자 패턴, 임의의 요철 패턴 등이라도 좋고, 또한, 광출사 수단을 도광판 본체(35)의 광출사면(39), 또는 광출사면(39)과 그 반대면의 쌍방에 마련하고 있어도 무방하다.

플렉시블 프린트 기판(41)은, 접착제(42)(점착제를 포함한다)에 의해 프레임(32) 및 광도입부(34)의 윗면에 접착되어 있다. 플렉시블 프린트 기판(41)의 하면에 실장된 복수개의 광원(40)은, 도광판(33)(광도입부(34))의 광입사 단면(36)에 대향하는 위치에서, 일정 간격으로 배치되어 있다.

도광판 본체(35)의 윗면(광출사면(39))에는, 복수장의 광학 시트, 즉 확산 시트(43) 및 2장의 프리즘 시트(44, 45)가 겹처져 있다. 프리즘 시트(44, 45)는, 그 표면에 다수의 프리즘형상 패턴을 평행하게 형성한 것으로서, 프리즘 시트(44 및 45)는 프리즘형상 패턴이 늘어나 있는 방향이 직교하도록 하여 겹쳐저 있다.

확산 시트(43)의 광원측 단부는, 프리즘 시트(44, 45)의 단보다도 길게 돌출하고 있다. 확산 시트(43)의 광원측 단부는, 광원측을 향하여 늘어나 있고, 적어도 한쪽의 면에는 광차폐 부재(49)가 마련되어 있다. 도 7에서는, 확산 시트(43)의 상하 양면에 광차폐 부재(49)를 마련하고 있지만, 도 8의 (A)와 같이 확산 시트(43)의 하면에만 광차폐 부재(49)를 마련하여도 좋다.

도 9의 (A)와 도 9의 (B)는, 확산 시트(43)의 양면에 광차폐 부재(49)를 마련한 경우를 도시하고 있다. 도 9의 (A)는, 확산 시트(43)에 표면에 광차폐 부재(49)를 인쇄(예를 들면, 실크 인쇄)한 경우이다. 또한, 도 9의 (B)는, 기재(49a)와 접착제(49b)로 이루어지는 광차폐 부재(49)를 이용한 경우이고, 접착제(49b)에 의해 광차폐 부재(49)를 확산 시트(43)의 표면에 부착하고 있다. 도 9의 (A)와 같이 광차폐 부재(49)를 인쇄하는 경우에는, 광차폐 부재(49) 자체를 모노클로 재료로 형성하고 있으면 좋다. 또한, 도 9의 (B)와 같이 광차폐 부재(49)를 접착제(49b)로 접착하는 경우에는, 접착제(49b)가 모노클로 재료에 의해 형성되어 있어도 좋고, 기재(基材)(49a)가 모노클로 재료에 의해 형성되어 있어도 좋다. 여기서, 모노클로 재료란, 흑색, 백색 또는 그 중간색인 회색의 재료이다.

도 9의 (C)와 도 9의 (D)는, 확산 시트(43)의 하면에만 광차폐 부재(49)를 마련한 경우를 도시하고 있지만, 편면(片面)의 경우도 양면의 경우와 마찬가지이다.

한편, 플렉시블 프린트 기판(41)의 도광판측 단부의 윗면에는, 그 폭방향에 따라 노치부(50)가 마련되어 있다. 확산 시트(43)의 연출 부분의 선단부는, 노치부(50)에 넣어져서, 접착제 등에 의해 플렉시블 프린트 기판(41)의 윗면에 고정된다.

광원(40)이나 프리즘 시트(45)의 위에는 차광판, 즉 림 시트(46)가 겹쳐지고, 림 시트(46)의 하면은 플렉시블 프린트 기판(41)의 윗면이나 프리즘 시트(45)의 윗면에 접착되어 있다. 림 시트(23)의 개구창(24)으로부터는 도광판 본체(35)의 유효 발광 영역에 해당하는 부분이 노출하고 있다. 또한, 도광판(33)의 하면에는, 반사 시트(48)가 배설되어 있다.

그리하여, 이 면광원 장치(31)에서는, 광원(40)으로부터 출사한 광이 광입사 단면(36)으로부터 광도입부(34) 내에 입사하면, 그 일부의 광은 도광판 본체(35)에 직접 입사하고, 또는 그 일부는 경사면(37)과 반사 시트(48)에서 반사하면서 도광판 본체(35)에 도광된다. 그리고, 도광판 본체(35)를 도광한 광은, 광편향 패턴(38)에서 반사됨에 의해 광출사면(39)으로부터 출사하고, 광학 시트(43 내지 45)를 투과하여 개구창(47)으로부터 상방에 균일하게 조사된다.

이와 같은 면광원 장치(31)에서는, 도 7 및 도 8의 (A)에 도시하는 광(L1)과 같이, 접착제(42) 등을 투과하여 광원(40)의 광이 도광판(33)의 윗면측에 누출되는 것이 있다. 또한, 광(L2)과 같이, 경사면(37)에서 반사되지 않고 경사면(37)을 투과하여 도광판(33)의 윗면측에 누출되는 것도 있다. 또한, 광(L3)과 같이, 경사면(37)에서 전반사하고, 또한 반사 시트(48)에서 반사한 후, 도광판 본체(35)의 윗면에서 누설되는 것도 있다. 상기한 바와 같이, 이들의 누설광(L1, L2 및 L3)은, 눈동자형상의 발광(P)(도 3 참조)이나 휘선(Q)(도 4 참조)의 원인이 된다.

그러나, 본 발명의 실시 형태 1의 면광원 장치(31)에서는, 광도입부(34)의 윗면과 개구창(47)과의 사이의 공간을 확산 시트(43)로 구획하고, 확산 시트(43)의 적어도 한쪽의 면, 예를 들면 하면(광원측을 향한 면)에 광차폐 부재(49)를 마련하고 있다. 따라서 이들 누설광(L1, L2 및 L3)은, 광차폐 부재(49)(인쇄 타입의 경우)나, 접착제(49b) 또는 기재(49a)(접착 타입의 경우)에서 흡수 또는 반사되고, 개구창(24)으로부터 누설되는 것이 방지된다. 따라서, 개구창(24)으로부터 누설된 누설광에 의한 눈동자형상의 발광이나 휘선을 방지할 수 있다.

또한, 광차폐 부재(49)(또는 기재(49a), 접착제(49b))가 흑색 수지인 경우에는, 광(L1, L2 및 L3)은 광차폐 부재(49)에서 흡수되기 때문에, 개구창(47)으로부터 누설되기 어려워진다. 이에 대해, 광차폐 부재(49)(또는 기재(49a), 접착제(49b))가 백색 수지인 경우에는, 광(L1, L2, L3)은 반사되기 때문에, 개구창(47)으로부터 나올 가능성이 있지만, 광차폐 부재(49)에서 산란한 결과, 눈동자형상의 발광이나 휘선으로 되지 않는다. 오히려 면광원 장치(31)의 휘도를 향상시키기 때문에 바람직하다고도 말할 수 있다. 광차폐 부재(49)가 회색인 경우에는, 백색의 경우와 흑색의 경우의 중간적인 상황이 된다. 또한, 확산 시트(43)의 양면에 광차폐 부재(49)를 마련하는 경우에는, 확산 시트(43)의 윗면과 하면으로 색이 다른 확산 시트(43)를 마련하여도 좋다. 확산 시트(43)의 양면에 광차폐 부재(49)를 마련하고, 적어도 한쪽의 광차폐 부재(49)를 흑색 재료 등 광흡수성의 것으로 하고 있으면, 확산 시트(43)의 단면부터 확산 시트(43) 내로 들어간 광은, 확산 시트(43) 내에서 반사를 반복하여 도광하는 중, 광흡수성의 광차폐 부재(49)에 의해 흡수된다.

플렉시블 프린트 기판(41)의 노치부(50)는 반드시 필요한 것은 아니지만, 노치부(50)을 마련하여 둠에 의해, 림 시트(46)가 부풀거나, 면광원 장치(31)의 두께가 커지거나 하는 것을 막을 수 있다.

상기한 바와 같이, 투명한 확산 시트(43)의 연출 부분에 흑색이나 백색 등의 광차폐 부재(49)를 마련하고 있는 경우, 림 시트(46)의 개구창(47)으로부터 광차폐 부재(49)가 투과하여 보일 우려가 있다. 광차폐 부재(49)가 투과하여 개구창(47)으로부터 보이지 않도록 하기 위해서는, 다음의 조건 1을 충족시키도록 하면 좋다. 지금, 도 8의 (B)에 도시하는 바와 같이, 도광판 본체(35)의 윗면에 n매의 광학 시트가 겹처져 있다고 하고, 아래로부터 i번째의 광학 시트(i=1, 2, …, n)의 두께를 ti, 굴절율을 Ni로 한다. 광차폐 부재(49)의 광원(40)부터 먼 측의 단부터 개구창(47)의 광원측 개구단(림 시트(46)중 광원(40)을 덮고 있는 부분의 광 출사면측 단연)까지 잰, 광출사면(39)과 평행한 방향(이하, 광출사면(39)과 평행한 방향을 수평 방향이라고 말한다)에서의 거리(De)가,

… (조건 1)

를 충족시키고 있으면, 광차폐 부재(49)가 투과하여 보이는 것을 방지할 수 있다. 이것은, i번째의 광학 시트에서 광이, Si=ti×tan[arcsin(1/Ni)]만큼 수평 방향으로 빗나가기 때문에, 하면의 광차폐 부재(49)의 단부터 나온 광은 림 시트(46)의 하면에서는, 전체로서 조건 1의 위변(ΣSi)만 수평 방향으로 빗나가서 입사한다. 이 입사점이 림 시트(46)로 은폐되기 위한 조건이, 상기 조건 1이다.

도 10은, 실시 형태 1의 면광원 장치(62)(도 8의 (A)에 도시한 것과 같은 것)의 위에 액정 패널(63)을 겹친 액정 표시 장치(61)의 단면을 도시한다. 액정 패널(63)은, 한 쌍의 유리판(64) 사이의 주위를 스페이서(65)로 둘러싸고, 스페이서(65)로 둘러싸여진 공간(표시 에어리어(K)) 내에 액정 재료나 전극 등을 넣고, 다수의 화소를 형성한 것이다. 이 예에서는, 스페이서(65)는 유리판(64)의 외측으로 연출되어 있고 광원(40)이나 광도입부(34)의 상방을 덮고 있다.

또한, 도 10과 같이 액정 패널(63)의 스페이서(65)로 광원(40)이나 광도입부(34)의 상방을 덮고 있는 경우에는, 림 시트(46)는 생략할 수 있다.

이 경우에는, 유리판(64)을 투과하여 광차폐 부재(49)가 보이지 않도록 하기 위해서는, 다음의 조건 2를 충족시키도록 하면 좋다. 이 경우에는, 스페이서(65)의 하면의 높이까지 광이 달하기 까지에는, 또한 하면측의 유리판(64)에 의한 광의 빗나감이 더해진다. 도 10에 도시하는 바와 같이 하면측의 유리판(64)의 두께를 tm, 하면측의 유리판(64)의 굴절율을 Nm으로 하면, 하면측의 유리판(64)에 의한 광의 빗나감은, tm×tan[arcsin(1/Nm)]이다. 따라서, 광차폐 부재(49)의 광원(40)부터 먼 측의 단부터 액정 패널(63)의 표시 에어리어(K)에서의 광원측의 표시 에어리어 탄까지 잰 수평 방향의 거리(Da)가,

… (조건 2)

를 충족시키고 있으면, 광차폐 부재(49)가 투과하여 보이는 것을 방지할 수 있다.

도 11에 도시하는 면광원 장치(71)는, 본 발명의 실시 형태 1의 변형례이다. 이 면광원 장치(71)에서는, 확산 시트(43)의 연출 부분의 적어도 한쪽의 면에 광차폐 부재(49)를 마련하고 있고, 확산 시트(43)의 연출 부분의 단을 플렉시블 프린트 기판(41)에 접착하여 고정하고 있다. 또한, 면광원 장치(71)에서는, 플렉시블 프린트 기판(41)의 단부를 경사면(37)에 따라 만곡시키고 있고, 확산 시트(43)의 단부를 플렉시블 프린트 기판(41)의 만곡 부분의 윗면에 고정하고 있다. 이와 같은 구성에 의해서도, 림 시트(46)가 확산 시트(43)로 부풀거나, 면광원 장치(71)의 두께가 커지거나 하는 것을 막을 수 있다.

(실시 형태 2)

도 12는, 본 발명의 실시 형태 2에 의한 면광원 장치(81)을 도시하는 단면도이다. 이 면광원 장치(81)에서는, 광원측으로 연출된 확산 시트(43)의 연출 부분의 적어도 한쪽의 면에 광차폐 부재(49)를 마련하고, 확산 시트(43)의 연출 부분을 림 시트(46)의 하면에 접착하여 고정하고 있다. 이와 같은 구조로도, 광도입부(34)의 윗면과 개구창(47)과의 사이의 공간을 광차폐 부재(49)로 구획할 수 있기 때문에, 눈동자형상의 발광이나 휘선을 억제할 수 있다.

도 13은, 본 발명의 실시 형태 2의 변형례에 의한 면광원 장치(83)을 도시하는 단면도이다. 이 변형례에서는, 플렉시블 프린트 기판(41)의 윗면에 광원(40)을 실장하고, 플렉시블 프린트 기판(41)을 도광판(33)의 하면에 위치시켜서, 광원(40)을 광입사 단면(36)에 대향시키고 있다. 이 변형례는, 플렉시블 프린트 기판(41)이 광원(40)의 윗면에 있드라도 하면에 있드라도, 확산 시트(43)의 연출 부분을 같은 방법으로 고정할 수 있는 것을 나타내고 있다. 도 13에서는, 확산 시트(43)의 연출 부분을 림 시트(46)의 하면에 고정한 경우를 나타내고 있지만, 다른 실시 형태에서도 플렉시블 프린트 기판(41)을 하면측으로 하는 것은 가능하다.

(실시 형태 3)

도 14는, 본 발명의 실시 형태 3에 의한 면광원 장치(91)을 도시하는 단면도이다. 이 면광원 장치(91)에서는, 광원측으로 연출된 확산 시트(43)의 연출 부분의 적어도 한쪽의 면에 광차폐 부재(49)를 마련하고, 확산 시트(43)의 연출 부분을 상방으로 되접도록 만곡시켜서, 확산 시트(43)의 윗면을 프리즘 시트(45)의 윗면에 접착제로 고정하고 있다. 이와 같은 구조로도, 광도입부(34)의 윗면과 개구창(47)과의 사이의 공간을 광차폐 부재(49)로 구획할 수 있기 때문에, 눈동자형상의 발광이나 휘선을 억제할 수 있다.

도 15는, 본 발명의 실시 형태 3의 변형례에 의한 면광원 장치(92)를 도시하는 단면도이다. 이 변형례에서는, 확산 시트(43)의 연출 부분을 프리즘 시트(44, 45)의 단면에 따라 개략 사각형상으로 절곡하고 있다.

(실시 형태 4)

도 16은, 본 발명의 실시 형태 4에 의한 면광원 장치(93)을 도시하는 단면도이다. 이 면광원 장치(93)에서는, 확산 시트(43)의 광원측의 단을 프리즘 시트(44, 45)의 단보다도 끌어들이고(引入) 있다. 광차폐 부재(94)는, 유연한 흑색, 백색 또는 회색의 재료(모노클로 재료)에 의해 시트형상으로 형성되어 있고, 확산 시트(43)와 별개의 부재로 되어 있다. 광차폐 부재(94)의 일방 단부는, 플렉시블 프린트 기판(41)의 노치부(50)에 접착하여 고정되어 있다. 광차폐 부재(94)의 타단은, 프리즘 시트(44)의 아래에 삽입하여 고정되어 있고, 또는 프리즘 시트(44)의 하면에 접착하여 고정되어 있다. 이와 같은 구조로도, 광도입부(34)의 윗면과 개구창(47)과의 사이의 공간을 광차폐 부재(94)로 구획할 수 있기 때문에, 눈동자형상의 발광이나 휘선을 억제할 수 있다.

도 17은, 본 발명의 실시 형태 4의 변형례에 의한 면광원 장치(95)를 도시하는 단면도이다. 이 면광원 장치(95)에서는, 확산 시트(43)의 광원측의 단부를 프리즘 시트(44 및 45)의 단보다도 돌출시키고 있다. 광차폐 부재(94)의 일방 단부는, 플렉시블 프린트 기판(41)의 노치부(50)에 접착하여 고정되어 있다. 광차폐 부재(94)의 타방 단부는, 확산 시트(43)의 아래에 삽입하여 고정되어 있고, 또는 확산 시트(43)의 돌출부분에 겹쳐서 접착되어 있다. 이 변형례에서는, 광차폐 부재(94)와 확산 시트(43)의 사이에 간극이 생기지 않기 때문에, 누설광 억제의 효과가 높아진다.

도 18은, 본 발명의 실시 형태 4의 다른 변형례에 의한 면광원 장치(96)을 도시하는 단면도이다. 이 면광원 장치(96)에서는, 확산 시트(43)의 광원측의 단을 프리즘 시트(44, 45)의 단보다도 끌어들이고 있다. 광차폐 부재(94)는, 유연한 흑색, 백색 또는 회색의 재료(모노클로 재료)에 의해 시트형상으로 형성되어 있고, 확산 시트(43)와 별개의 부재로 되어 있다. 광차폐 부재(94)의 일방 단부는, 플렉시블 프린트 기판(41)의 하면에 접착하여 고정되어 있다. 광차폐 부재(94)의 타단은, 프리즘 시트(44)의 아래에 삽입하여 고정되어 있고, 또는 프리즘 시트(44)의 하면에 접착하여 고정되어 있다.

도 19는, 본 발명의 실시 형태 4의 또다른 변형례에 의한 면광원 장치(97)을 도시하는 단면도이다. 이 면광원 장치(97)에서는, 확산 시트(43)의 광원측의 단부를 프리즘 시트(44 및 45)의 단보다도 돌출시키고 있다. 광차폐 부재(94)의 일방 단부는, 플렉시블 프린트 기판(41)의 하면에 접착하여 고정되어 있다. 광차폐 부재(94)의 타방 단부는, 프리즘 시트(44)의 아래에 삽입하여 고정되어 있고, 또는 확산 시트(43)의 돌출부분에 겹쳐서 접착되어 있다.

(실시 형태 5)

도 20은, 본 발명의 실시 형태 5에 의한 면광원 장치(98)을 도시하는 단면도이다. 면광원 장치(98)에서는, 시트형상을 한 광차폐 부재(94)를 원호형상으로 만곡시키고, 광차폐 부재(94)의 일방 단부를 프리즘 시트(44)의 아래에 삽입하여 고정하고, 또는 프리즘 시트(44)의 하면에 접착하여 고정하고 있다. 광차폐 부재(94)의 타방 단부는, 프리즘 시트(45)의 윗면에 접착하여 고정되어 있다. 이와 같은 구조로도, 광도입부(34)의 윗면과 개구창(47)과의 사이의 공간을 광차폐 부재(94)로 구획할 수 있기 때문에, 눈동자형상의 발광이나 휘선을 억제할 수 있다.

도 21은, 본 발명의 실시 형태 5의 변형례에 의한 면광원 장치(99)를 도시하는 단면도이다. 면광원 장치(99)에서는, 시트형상을 한 광차폐 부재(94)를 사각형상으로 절곡하고, 광차폐 부재(94)의 일방 단부를 프리즘 시트(44)의 아래에 삽입하여 고정하고, 또는 프리즘 시트(44)의 하면에 접착하여 고정하고 있다. 광차폐 부재(94)의 타방 단부는, 프리즘 시트(45)의 윗면에 접착하여 고정되어 있다.

(실시 형태 6)

도 22는, 본 발명의 실시 형태 6에 의한 면광원 장치(101)을 도시하는 단면도이다. 면광원 장치(101)에서는, 확산 시트(43)의 광원측의 단부가 프리즘 시트(44, 45)의 단보다도 돌출하고 있고, 확산 시트(43)의 돌출부분의 윗면, 즉 확산 시트(43)의 윗면과 림 시트(46)의 하면과의 사이에 봉형상(棒狀)의 광차폐 부재(102)가 마련되어 있다. 광차폐 부재(102)는, 기재(基材)(102a)와 접착제(102b)로 이루어지고, 도 23(A)와 같이 접착제(102b)에 의해 광차폐 부재(102)를 확산 시트(43)의 윗면에 접착하고 있어도 좋고, 도 23(B)와 같이 접착제(102b)에 의해 광차폐 부재(102)를 림 시트(46)의 하면에 접착하고 있어도 좋다. 이 실시 양태에서는, 기재(102a)와 접착제(102b)중 확산 시트(43)와 접하고 있는 부재는 흑색 재료 등의 광흡수성의 재료가 바람직하다. 다른쪽의 부재는 백색이나 회색의 재료라도 무방하다.

이 실시 양태에서는, 확산 시트(43)의 하면에 광차폐 부재가 마련되어 있지 않기 때문에, 광차폐 부재(102)가 개구창(47)이나 표시 에어리어로부터 보이지 않도록 하기 위한 조건, 즉 상기 조건 1, 조건 2는 수정이 필요해진다. 광차폐 부재(102)가 확산 시트(43)의 윗면에 마련되어 있는 경우에는, 광차폐 부재(102)의 하면에서의 광원부터 먼 측의 단부터 나와 개구창(47)을 향하는 광은, 최하층의 광학 시트(확산 시트(43))를 통과하지 않기 때문에, 조건 1로부터 최하층의 광학 시트에 관한 항을 제외하면 좋다. 따라서, 광차폐 부재(102)가 투과하여 개구창(47)으로부터 보이지 않도록 하기 위한 조건은, 다음의 조건 3과 같이 된다. 또한, 기호는 조건 1의 경우와 같다.

… (조건 3)

또한, 면광원 장치(101)의 위에 액정 패널이 겹처져 있는 경우(도 10 참조)에서, 액정 패널의 표시 에어리어로부터 광차폐 부재(102)가 투과하여 보이지 않기 위한 조건은, 다음의 조건 4와 같이 되다. 또한, 기호는 조건 2의 경우와 같다.

… (조건 4)

도 24는, 본 발명의 실시 형태 6의 변형례에 의한 면광원 장치(104)를 도시하는 단면도이다. 변형례에서는, 확산 시트(43)의 단부를 광원측으로 연출함과 함께, 플렉시블 프린트 기판(41)을 도광판 본체(35)의 윗면까지 연출하고, 광차폐 부재(102)를 확산 시트(43)의 윗면과 플렉시블 프린트 기판(41)의 하면에 접착하여 고정한 것이다.

(실시 형태 7)

도 25는, 본 발명의 실시 형태 7에 의한 면광원 장치(106)을 도시하는 단면도이다. 면광원 장치(106)에서는, 광원측으로 연출된 확산 시트(43)의 연출 부분의 적어도 한쪽의 면에 광차폐 부재(49)를 마련하고, 확산 시트(43)의 연출 부분을 경사면(37)에 따르게 하고 있다. 또한, 림 시트(46)을 이완시켜서 림 시트(46)의 하면과 확산 시트(43)의 연출 부분의 윗면을 접착시키고 있다. 이와 같은 구조로도, 광도입부(34)의 윗면과 개구창(47)과의 사이의 공간을 광차폐 부재(49)와 림 시트(46)로 구획할 수 있기 때문에, 눈동자형상의 발광이나 휘선을 억제할 수 있다.

(실시 형태 8)

도 26은, 본 발명의 실시 형태 8에 의한 면광원 장치(111)의 단면도이다. 이 면광원 장치(111)는, 도광판(33)의 구조를 제외하면, 실시 형태 1과 거의 같은 구조를 갖고 있다.

도 27 및 도 28은, 면광원 장치(111)에 사용되고 있는 도광판(33)의 구조를 도시하는 사시도와 평면도이다. 광도입부(34)의 경사면(37)에는, 지향성 변환 패턴(112)이 형성되어 있다. 지향성 변환 패턴(112)은, 산형(山形) 또는 V홈형상을 한 복수의 패턴 소자를 광도입부(34)의 폭방향에 따라 배열시킨 것이다. 즉, 지향성 변환 패턴(112)에서는, 능선과 골선이 교대로 나열하여 있다. 이 지향성 변환 패턴(112)을 광출사면(39)에 수직한 방향에서 본 때, 패턴 소자, 또는 능선과 골선은, 광입사 단면(36)에 수직한 방향과 평행하게 배치되어 있고, 도광판(33)의 폭방향에 따라 서로 평행하게 나열하여 있다. 또한, 각 패턴 소자는, 광입사 단면(36)과 평행한 단면에서는, 좌우 비대칭의 형상을 갖고 있다. 또한, 광원 중심의 양측의 영역에는, 서로 다른 형상을 갖는 비대칭의 패턴 소자가 적어도 1조 존재하고 있다. 이 지향성 변환 패턴(112)은, 광도입부(34)에 입사한 광을 반사시킴에 의해, 광도입부(34)에 입사한 광의 도광판 두께 방향에서의 지향성 넓어짐을 도광판(33)의 면방향과 평행한 방향을 향하여 기울어진 지향 특성으로 변환시키는 작용을 갖고 있다.

도광판 본체(35)의 윗면(광출사면(39))에는, 광입사 단면(36)과 수직한 방향으로 늘어난 렌티큘러 렌즈(113)가 형성되어 있다.

도 29는, 도 28의 X-X선 단면에서의 지향성 변환 패턴(112)의 단면 형상을 도시한다. 즉, 도 29는, 광입사 단면(36)과 평행하게 자른 지향성 변환 패턴(112)의 단면중, 광원(40)의 전방에 위치하고, 또한, 광원(40)과 동등한 폭(광원 폭(W))을 갖는 영역(즉, 광원 중심(C)으로부터 좌우 양측에 W/2의 영역) 내에 있는 부분을 나타낸다. 여기서, 광원 중심(C)이란, 광원(40)의 발광 중심(40a)을 통과하고, 또한, 도광판(33)의 광입사 단면(36) 및 광출사면(39)에 수직한 평면을 말한다. 또한, 광원 폭(W)이란, 광원(40)의 패키지의 폭을 말하는 것이 아니고, 발광면의 폭을 말한다. 도 29에서는, 지향성 변환 패턴(112)은, 광원 중심(C)에 관해 좌우 대칭의 형상을 갖고 있지만, 반드시 좌우 대칭일 필요는 없다.

실시 형태 8의 면광원 장치(111)에서는, 지향성 변환 패턴(112)은, 광입사 단면(36)과 평행한 단면에서의 광원 폭(W)의 영역에서는, 이하에 기술하는 바와 같은 구조 또는 특성을 갖고 있다. 광원 폭(W)의 외측의 영역에서도, 광원 폭(W)의 영역과 마차가지의 구조 또는 특성을 갖고 있어도 좋지만, 광원(40)으로부터 떨어진 영역에서는, 공급되는 광량이나 광강도가 작기 때문에, 광원 폭(W)의 외측에서는 특히 지향성 변환 패턴(112)의 구조는 한정되지 않는다.

광입사 단면(36)과 평행한 단면에서의 광원 폭(W)의 영역에서는, 지향성 변환 패턴(112)을 구성하는 대부분 또는 모든 패턴 소자는 비대칭의 형상을 갖고 있다. 즉, 어느 능선(단면의 극대점)과 당해 능선에 인접하는 한쪽의 골선(단면의 극소점)을 연결한 패턴 사면(114a)과, 당해 능선과 당해 능선에 인접하는 다른쪽의 골선(단면의 극소점)을 연결한 패턴 사면(114b)이, 당해 능선을 통과하여 광출사면(39)에 수직한 직선에 관해 좌우 비대칭으로 되어 있다. 단, 일부의 패턴 소자(예를 들면, 광원 중심(C)의 위치에 있는 패턴 소자)는 좌우 대칭이라도 좋다. 여기서, 패턴 사면(114a, 114b)이란, 이웃한 능선과 골선과의 사이에 위치한 지향성 변환 패턴(112)의 표면이다. 도 29에 도시하는 지향성 변환 패턴(112)에서는, 패턴 사면(114a, 114b)은 평면으로 되어 있지만, 곡면이나 굴곡면 등이라도 좋다.

또한, 광원 중심(C)과 그곳부터 향하여 좌측에 W/2의 영역(이하, 광원 중심(C)의 좌측 영역이라고 한다)에서는, 도광판(33)의 내부로부터 외부를 향하여 각 패턴 사면(114a, 114b)에 법선(N)을 세?을 때, 법선(N)이 광원 중심측으로 기울어져 있는 패턴 사면(114b)의 가로폭(D2)의 총합(각 패턴 사면(114b)의 가로폭(D2)의, 폭(W/2)의 좌측 영역에서의 합계치)가, 법선(N)이 광원 중심과 반대측으로 기울어져 있는 패턴 사면(114a)의 가로폭(D1)의 총합(각 패턴 사면(114a)의 가로폭(D1)의, 폭(W/2)의 좌측 영역에서의 합계치)보다도 크게 되어 있다(조건 5 : ΣD1<ΣD2).

마찬가지로, 광원 중심(C)과 그곳부터 향하여 우측에 W/2의 영역(이하, 광원 중심(C)의 우측 영역이라고 한다)에서는, 도광판(33)의 내부로부터 외부를 향하여 각 패턴 사면(114a, 114b)에 법선(N)을 세?을 때, 법선(N)이 광원 중심측을 향하여 기울어져 있는 패턴 사면(114b)의 가로폭(D2)의 총합(각 패턴 사면(114b)의 가로폭(D2)의, 폭(W/2)의 우측 영역에서의 합계치)가, 법선(N)이 광원 중심과 반대측으로 기울어져 있는 패턴 사면(114a)의 가로폭(D1)의 총합(각 패턴 사면(114a)의 가로폭(D1)의, 폭(W/2)의 우측 영역에서의 합계치)보다도 크게 되어 있다(조건 5 : ΣD1<ΣD2).

이와 같은 형태를 실현하기 위해서는, 인접한 2개의 패턴 사면(114a, 114b)(패턴 소자)에서, 법선(N)이 광원 중심측으로 기울어져 있는 패턴 사면(114b)의 가로폭(D2)이, 법선(N)이 광원 중심과 반대측으로 기울어져 있는 패턴 사면(114a)의 가로폭(D1)보다도 크던지, 또는 일부에서 같으면 좋다(조건 6 : D1≤D2). 광원 폭(W)의 영역에 있는 적어도 일부의 패턴 소자가, 이 조건 6을 충족시키고 있으면 된다. 가능한 한 많은 패턴 소자가, 이 조건 6을 충족시키고 있는 것이 바람직하지만, 반드시 모든 패턴 소자에 요구되는 것은 아니다.

면광원 장치(111)에서는, 광원 중심(C)의 좌우의 영역에서 각각, 법선(N)이 광원 중심측으로 기울어진 패턴 사면(114b)의 가로폭(D2)의 총합이, 법선(N)이 광원 중심과 반대측으로 기울어진 패턴 사면(114a)의 가로폭(D1)의 총합보다도 크게 되어 있다(조건 5). 특히, 많은 패턴 소자에 있어서, 법선(N)이 광원 중심측으로 기울어진 패턴 사면(114b)의 가로폭(D2)이, 법선(N)이 광원 중심과 반대측으로 기울어진 패턴 사면(114a)의 가로폭(D1)보다도 크던지, 또는 일부의 패턴 소자에서 같게 되어 있다(조건 6). 이 결과, 도 30에 도시하는 바와 같이, 발광 중심(40a)으로부터 경사 방향으로 출사한 광(L1)이 수직에 가까운 각도로 입사하는 패턴 사면(114a)의 면적이, 패턴 소자가 좌우 대칭의 지향성 변환 패턴인 경우와 비교하여 좁아지고, 패턴 사면(114a)으로부터 광이 누설되기 어려워진다. 또한, 법선(N)이 광원 중심(C)과 반대측으로 기울어진 패턴 사면(114a)의 경사각이 커지기 때문에, 지향성 변환 패턴의 패턴 소자가 좌우 대칭인 경우와 비교하여, 패턴 사면(114a)에 입사한 광(L1)의 입사각이 커지고, 광(L1)이 패턴 사면(114a)으로부터 누설되기 어려워진다. 이 결과, 면광원 장치(111)에 의하면, 지향성 변환 패턴(112)으로부터의 광의 누출을 억제할 수 있고, 광의 이용 효율이 향상한다.

본 발명의 실시 형태 8에서 개시한 도광판(33)의 주된 구조는, 본 발명의 출원인이 국제특허출원(PCT/JP2012/056182)한 것이다. 여기서는, 그 기본적인 구조를 설명하였지만, 국제특허출원(PCT/JP2012/056182)에 개시하고 있는 임의의 구성은, 본 발명의 실시 형태 8의 면광원 장치(111)에 더하여, 또는 실시 형태 8의 면광원 장치(111)에 대신하여 적용할 수 있다.

(실시 형태 9)

도 31(A)는, 본 발명의 실시 형태 9에 의한 면광원 장치(116)의 평면도이다. 도 31(B)는, 면광원 장치(116)의 단면도이다. 림 시트(46)는, 상기 각 실시 형태와 같은 액자형상을 하고 있고 개구창을 갖는 것으로 한하지 않는다. 실시 형태 9의 면광원 장치(116)에서는, 개략 구형상의 림 시트(46)을 이용하여, 광원(40)이나 광도입부(34)의 상방만을 덮고 있고, 광원(40)의 상방을 덮는 림 시트(46)의 광 출사면측 단연과 광입사 단면(36)과의 사이에 적절히 구조의 광차폐 부재(49)를 마련하고 있다.

또한, 도광판의 광도입부의 두께에 대한 도광판 본체의 두께의 비(단차(段差) 비율)와 면광원 장치의 휘도 효율과의 관계를 도 32에 도시한다. 횡축의 단차 비율이란, 광도입부(34)의 최대 두께(t)에 대한 도광판 본체(35)의 두께(t)의 비(t/T)이고, 단차 비율이 작을수록 면광원 장치의 박형화가 도모되어 있다. 휘도 효율이란, 광도입부(34)에 입사한 광중 어느 정도의 비율의 광이 광출사면(39)으로부터 출사하였는지를 백분율로 나타낸 것이다. 경험적으로는 휘도 효율이 97%보다도 높으면 면광원 장치의 볼품이 악화한 것이 알려져 있기 때문에, 도 32에 의하면, 도광판의 단차 비율은 0.75 이하인 것이 바람직하다. 따라서, 본원의 어느 실시 형태에서도, 단차 비율은 0.75 이하로 하는 것이 바람직하다.

(실시 형태 10)

도 33은, 본 발명의 면광원 장치 또는 액정 표시 장치를 이용한 모바일 기기, 즉 스마트 폰(121)의 평면도이고, 정면에는 터치 패널 부착 액정 표시 장치(122)를 구비하고 있다. 이와 같은 스마트 폰에 본 발명의 면광원 장치를 이용하면, 눈동자형상의 발광이나 휘선이 생기기 어려워지기 때문에, 표시 화면의 품위가 향상한다. 또한, 본 발명의 면광원 장치는 스마트 폰 등의 휴대 전화 이외에도, 태블릿형 컴퓨터, 전자 사전, 전자 북 리더 등의 모바일 기기에도 적용할 수 있다.

31, 71, 81, 91, 92, 93, 95 내지 99 : 면광원 장치
101, 104, 106, 111, 116 : 면광원 장치
33 : 도광판
34 : 광도입부
35 : 도광판 본체
36 : 광입사 단면
37 : 경사면
38 : 광편향 패턴
39 : 광출사면
40 : 광원
41 : 플렉시블 프린트 기판
42 : 접착제
43 : 확산 시트
44, 45 : 프리즘 시트
46 : 림 시트
47 : 개구창
48 : 반사 시트
49, 94, 102 : 광차폐 부재
49a, 102a : 기재
49b, 102b : 접착제
50 : 노치부
61 : 액정 표시 장치
62 : 면광원 장치
63 : 액정 패널
64 : 유리판
65 : 스페이서

Claims

단면부터 광을 도입하여 광출사면으로부터 출사하는 도광판과,
상기 도광판의 상기 단면에 대향하는 위치에 배치된 광원과,
상기 도광판의 위에 배치된 복수장의 광학 시트와,
상기 광원의 상방을 덮도록 배치된 차광판을 구비한 면광원 장치에 있어서,
상기 차광판과는 다른 광차폐 부재를, 상기 도광판의 상기 단면과 상기 광출사면과의 사이에 마련한 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제 1항에 있어서,
상기 광차폐 부재는, 상기 차광판보다도 하방에서, 상기 도광판의 상기 단면과 상기 차광판중 상기 광원을 덮고 있는 부분의 광 출사면측 단연과의 사이에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제 1항에 있어서,
상기 광차폐 부재의 상기 광원부터 먼 측의 단과, 상기 차광판중 상기 광원을 덮고 있는 부분의 광 출사면측 단연과의 사이의, 상기 광출사면에 평행한 방향의 거리를 De로 하고, 아래로부터 i번째의 상기 광학 시트의 두께와 굴절율을 각각 ti, Ni로 할 때, 다음의 조건

(우변의 총합은, i에 대해 1부터 n까지. n은 광학 시트의 매수)
을 충족시키는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
단면부터 광을 도입하여 광출사면으로부터 출사하는 도광판과,
상기 도광판의 상기 단면에 대향하는 위치에 배치된 광원과,
상기 도광판의 위에 배치된 복수장의 광학 시트를 구비한 면광원 장치에 있어서,
상기 도광판의 상기 단면과 상기 광출사면과의 사이에 광차폐 부재를 마련하고,
상기 광차폐 부재의 상기 광원부터 먼 측의 단과, 상기 광학 시트의 상방에 배치되는 액정 패널의 표시 에어리어에서의 상기 광원측의 표시 에어리어 단과의 사이의, 상기 광출사면에 평행한 방향의 거리를 Da로 하고, 아래로부터 i번째의 상기 광학 시트의 두께와 굴절율을 각각 ti, Ni로 하고, 액정 패널의 하면측의 유리판의 두께와 굴절율을 각각 tm, Nm으로 할 때, 다음의 조건

(우변의 총합은, i에 대해 1부터 n까지. n은 광학 시트의 매수)
을 충족시키는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제 3항 또는 제 4항에 있어서,
상기 광차폐 부재는, 최하층의 상기 광학 시트의 적어도 한쪽의 면의 단부에 형성되고,
최하층의 상기 광학 시트의 연출한 단부가 상기 광원을 실장하는 배선 기판에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제 3항에 있어서,
상기 광차폐 부재는, 최하층의 상기 광학 시트의 적어도 한쪽의 면의 단부에 형성되고,
최하층의 상기 광학 시트의 연출한 단부가 상기 차광판에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제 3항 또는 제 4항에 있어서,
상기 광차폐 부재는, 최하층의 상기 광학 시트의 적어도 한쪽의 면의 단부에 형성되고,
최하층의 상기 광학 시트의 연출한 단부가 최상층의 상기 광학 시트에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제 3항 또는 제 4항에 있어서,
상기 광차폐 부재의 일방 단부가 상기 광원을 실장하는 배선 기판에 고정되고, 상기 광차폐 부재의 타방 단부가 상기 광학 시트에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제 3항 또는 제 4항에 있어서,
상기 광차폐 부재의 일방 단부가 최상층의 상기 광학 시트에 고정되고, 상기 광차폐 부재의 타방 단부가 하층 부분의 상기 광학 시트에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제 1항에 있어서,
최하층의 상기 광학 시트의 단부가 다른 상기 광학 시트의 단보다도 상기 광원측으로 연출되고, 최하층의 상기 광학 시트의 윗면에 상기 광차폐 부재를 마련한 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제 10항에 있어서,
상기 광차폐 부재의 윗면을 상기 차광판의 하면에 고정한 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제 10항에 있어서,
상기 광차폐 부재의 윗면을 상기 광원을 실장하는 배선 기판의 하면에 고정한 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제 10항에 있어서,
상기 광차폐 부재의 상기 광원부터 먼 측의 단과, 상기 차광판중 상기 광원을 덮고 있는 부분의 광 출사면측 단연과의 사이의, 상기 광출사면에 평행한 방향의 거리를 De로 하고, 아래로부터 i번째의 상기 광학 시트의 두께와 굴절율을 각각 ti, Ni로 할 때, 다음의 조건

(우변의 총합은, i에 대해 1부터 n까지. n은 광학 시트의 매수)
을 충족시키는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제 4항에 있어서,
최하층의 상기 광학 시트의 단부가 다른 상기 광학 시트의 단보다도 상기 광원측으로 연출되고, 최하층의 상기 광학 시트의 윗면에 상기 광차폐 부재를 마련하고,
상기 광차폐 부재의 상기 광원부터 먼 측의 단과, 상기 광학 시트의 상방에 배치된 액정 패널의 표시 에어리어에서의 상기 광원측의 표시 에어리어 단과의 사이의, 상기 광출사면에 평행한 방향의 거리를 Da로 하고, 아래로부터 i번째의 상기 광학 시트의 두께와 굴절율을 각각 ti, Ni로 하고, 액정 패널의 하면측의 유리판의 두께와 굴절율을 각각 tm, Nm으로 할 때, 다음의 조건

(우변의 총합은, i에 대해 1부터 n까지. n은 광학 시트의 매수)
을 충족시키는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도광판은, 상기 단면부터 입사한 상기 광원으로부터의 광을 가두기 위한 광도입부와, 상기 광도입부의 최대의 두께보다도 작은 두께로, 상기 광도입부와 연속하도록 마련되어서 가둔 광을 광출사 수단에 의해 광출사면부터 외부에 출사시키도록 한 도광판 본체를 구비하고,
상기 광도입부는, 상기 도광판의 광출사측의 면과 그 반대면중 적어도 한쪽의 면에, 상기 도광판 본체보다 두께가 큰 부분의 표면부터 상기 도광판 본체의 표면의 단을 향하여 경사한 경사면을 가지며,
상기 도광판은, 광출사측의 면과 그 반대면중 적어도 한쪽의 면에, 상기 광도입부에 입사한 광의 상기 도광판의 두께 방향에서의 지향성 넓어짐을 도광판의 면방향과 평행한 방향을 향하여 기울어진 지향 특성으로 변환시키기 위한 지향성 변환 패턴을 가지며,
상기 지향성 변환 패턴은, 상기 도광판의 폭방향에 따라 능선과 골선을 교대로 반복하도록 구성되어 있고,
상기 단면과 평행하게 자른 상기 지향성 변환 패턴의 단면중, 상기 광원의 전방에 위치하고, 또한, 상기 광원과 동등한 폭을 갖는 영역 내에 있는 부분은, 상기 지향성 변환 패턴의 능선중 어느 하나의 능선과 당해 능선에 인접하는 한쪽의 골선을 연결하는 사면과, 당해 능선과 당해 능선에 인접하는 다른쪽의 골선을 연결하는 사면이, 당해 능선을 통과하여 상기 광출사면에 수직한 직선에 관해 비대칭으로 되어 있고, 광원 중심의 양측에 다른 형상의 상기 비대칭 형상부분이 적어도 1조 존재하고 있는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도광판은, 단면부터 상기 광원의 광을 도입하는 광도입부와, 상기 광도입부의 최대 두께보다도 얇고, 상기 광출사면을 갖는 도광판 본체가 연속적으로 형성된 것이고,
상기 광도입부의 최대 두께에 대한 상기 도광판 본체의 두께의 비가, 0.75 이하인 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 기재한 면광원 장치와, 액정 패널을 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 기재한 면광원 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 모바일 기기.