KR20000006086A - 사이드라이트형면광원장치,액정표시장치및도광판 - Google Patents

Abstract

액정표시패널은, 도광판, 1 차 광원 (3) (형광램프 7 및 리플렉터), 반사시트, 광제어부재로서 프리즘시트를 구비한 사이드라이트형 면광원장치에 의해 배후에서 조명된다. 도광판의 출사면상에는 광산란 패턴 및 조면화 영역 (M) 이 형성된다. 광산란 패턴은, 다수의 미소한 광산란 요소로 구성된다. 조면화 영역 (M) 은, 광산란 요소의 사이에 형성되며, 상기 조면화 영역의 광산란 파워는 광산란 요소가 갖는 광산란 파워보다도 약하다. 도트형상의 광산란 요소는 소정의 패턴에 따라 분포되어 있다. 이 패턴은 출사촉진의 필요 정도의 대소에 따라서 설계된다. 광산란 요소가 형성된 부분 뿐 아니라, 광산란 요소들 사이의 영역 (M) 에서도 출사가 촉진된다. 따라서, 미세한 맥동 형상의 명암 얼룩이나 번들거리는 느낌이 발생하기 어렵다. 또한, 프리즘시트 등의 부가부재가 출사면상에 직접 배치되어도, 부가부재가 출사면에 점착되는 것이 방지된다. 조면화 영역 (M) 의 실제적인 조도 범위는 0.02∼0.25 ㎛ 이다.

Description

사이드라이트형 면광원장치, 액정표시장치 및 도광판{SURFACE LIGHT SOURCE DEVICE OF SIDE LIGHT TYPE, LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND GUIDE PLANE}

본 발명은 사이드라이트형 면광원장치, 액정표시장치 및 그들에 사용되는 도광판에 관한 것으로, 보다 상세히 말하면, 마이너면이 제공하는 입사단면과 2 개의 메이저면이 제공하는 출사면 및 배면을 갖는 개량된 도광판과, 상기 도광판을 이용하여 조명특성 혹은 표시특성을 개량한 상기 장치에 관한 것이다.

액정표시장치의 액정표시패널을 사이드라이트형 면광원장치로 조명하는 것은 주지된 사실이다. 일반적으로, 사이드라이트형 면광원장치는, 도광판과 막대형상 광원과 같은 1 차 광원을 포함하며, 1 차 광원은 도광판의 입사단면을 따라 배치된다. 이와 같은 배치는, 액정표시장치에 적용할 때 장치 전체의 두께를 크게하지 않는다는 이점을 갖고 있다.

1 차 광원에서 방사된 1 차 광은 입사단면을 통하여 도광판내에 도입된다. 주지된 바와 같이, 도광판은 이 광을 반사, 산란 등의 프로세스를 통해 편향시킴으로써, 메이저면이 제공하는 출사면으로부터 출사시킨다. 출사광은 프리즘시트 등의 부가부재를 통해 액정표시패널에 공급된다.

2 종류의 도광판이 주지되어 있다. 한 종류의 도광판은, 전체적으로 거의 균일한 판두께를 갖고 있다. 다른 종류의 도광판은 입사단면에서 멀어짐에 따라 감소하는 경향의 두께를 갖고 있다. 일반적으로, 후자는 전자에 비하여 효율좋게 조명광을 출사할 수 있다.

도광판의 출사면에서의 출사를 촉진하여 휘도분포의 조정을 도모하기 위하여, 출사면에 광산란 패턴이 형성된다. 광산란 패턴은 예컨대 소정의 배열규칙에 따라서 분포되는 다수의 광산란 요소로 이루어진다. 이들 광산란 요소는, 예컨대, 매트면 처리, 잉크 부착 등의 방법에 의해 형성된 다수의 국소적인 조면영역(粗面領域)에 의해 제공된다.

주지된 바와 같이, 도광판의 출사면에서의 출사광은, 전방으로 (즉, 입사단면에서 멀어지도록) 경사지게 우선적으로 출사된다. 이와 같은 성질은, 「출사지향성」으로 불리운다.

광제어부재로서의 프리즘시트는, 이 지향성을 보정하기 위하여 출사면을 따라서 배치된다. 프리즘시트는, 적어도 한쪽 면이 프리즘면을 제공하는 광학부재이며, 예컨대, 폴리카보네이트 혹은 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 투광성 재료로 이루어진다. 주지된 바와 같이, 이와 같이 배치된 프리즘시트는, 프리즘면의 굴절작용 및 내부반사작용을 출사광에 미치게 하여, 경사진 우선적인 진행방향(주요 진행방향)을 출사면의 정면방향 주변으로 보정한다. 이와 같은 종래기술에는 다음과 같은 문제가 있었다.

광산란 패턴을 형성하는 광산란 요소의 사이즈를 출사면의 휘도가 균일하도록 설계하면, 광산란 요소를 시각으로 인식(視認)되지 않게 유지하는 것이 어려워진다. 일반적으로, 휘도가 부족하기 쉬운 영역에 형성되는 광산란 요소에는 큰 사이즈가 요구된다. 큰 사이즈의 광산란 요소는 당연히 시각으로 인식하는 것이 용이해진다. 시각으로 인식하기 용이한 광산란 요소는 출사면의 휘도에 미세한명암 얼룩을 발생시킨다.

따라서, 그와 같은 명암 얼룩을 수반한 도광판을 사용한 사이드라이트형 면광원장치의 조명출력의 품질(미세함)이 저하한다. 다시 말하면, 휘도분포가 높은 공간주파수성분이 증대한다. 또, 그와 같은 사이드라이트형 면광원장치를 백라이팅에 조합한 액정 디스플레이의 표시품질도 당연히 저하한다.

이 문제를 회피하기 위하여, 광산란 요소의 분포밀도를 조정하는 것이 제안되어 있다 (일본 특허출원 평성 9 년 제 228,852 호 참조). 동일 기술에 따르면, 각 광산란 요소의 사이즈를 시각으로 인식 곤란한 범위로 하는 조건하에서, 출사강도분포(휘도분포)를 균일화할 수 있도록, 광산란 요소의 분포밀도가 조정된다.

분포밀도는 단위면적당 할당되어 배치되는 광산란 요소의 개수로 정의된다. 강한 출사촉진이 요구되는 영역에서는 고밀도로 광산란 요소가 배열되고, 약한 출사촉진이 요구되는 영역에서는 저밀도로 광산란 요소가 배열된다. 이와 같은 수법에 의해 조명출력의 품질이 개선되었다.

그러나, 상술된 기술에도 미해결의 문제가 있다. 즉, 광산란 요소의 사이즈가 작아도, 광산란 요소가 형성되어 있는 영역(미소영역집합)과 광산란 요소가 형성되지 있지 않은 영역(미소영역집합에 대한 여집합에 대응)의 사이에 출사촉진특성의 커다란 차이가 존재한다.

이 차이는 매우 미세하지만, 명암의 얼룩으로서 관찰된다. 광산란 요소의 배열규칙성에 따라서 출사강도가 맥동하고 있는 것 같이 관찰되기도 한다. 이와 같은 명암 얼룩이나 맥동은, 역시 출사면 혹은 출사면에서의 조명출력의 품질을 저하시키는 요소이며, 따라서 억제가 요망되고 있다.

또한, 상기 종래기술 및 제안기술은, 프리즘시트가 점착되는 문제를 일으키기 쉽다. 도 9 는, 이 문제를 설명하기 위한 다이어그램이다.

상술한 바와 같이, 많은 경우에 있어서, 도광판의 출사면상에는 프리즘시트가 직접 배치된다. 이와 같이 배치된 프리즘시트는 출사면에 부분적으로 점착되는 경향이 있다. 이와 같은 점착은, 도 9 에 나타낸 바와 같은 명암 무늬를 출력면(최외측에 배치된 부가부재의 외측면)에 발생시키고, 그것에 의해 조명출력의 품질을 저하시킨다.

도 9 에는 섬형상 무늬 (C) 와 도트형상 무늬 (D) 가 예시되어 있다. 무늬 (C) 는 약간 큰 국소영역이 출사면에 점착된 경우에 나타나고, 무늬 (D) 는 작은 국소영역이 출사면에 점착된 경우에 나타난다.

또한, 이와 같은 프리즘시트의 점착은 또 하나의 문제를 파생시킨다. 즉, 사이드라이트형 면광원장치 혹은 액정표시장치의 어셈블링 작업효율을 저하시킬 가능성이 있다. 특히, 도광판과 프리즘시트의 사이에 먼지 등의 이물질이 낀 경우, 그것을 제거하기 위한 귀찮은 작업을 요구한다. 프리즘시트의 점착이 없으면, 이물질의 제거는 비교적 간단한 작업만 요구할 것이다.

본 발명은 상기 배경하에서 제안되었다. 본 발명의 일 목적은, 도광판의 출사면상에 분포하는 광산란 요소가 형성된 영역과 그들간의 영역 사이의 특성의 차이에 의한 미세한 명암 얼룩을 방지하도록 개량된 사이드라이트형 면광원장치,상기 개량된 면광원장치가 적용된 액정 디스플레이, 및 상기 개량을 수반하는 도광판을 제공하는 것이다.

또, 본 발명의 또 하나의 목적은, 도광판의 출사면상에 프리즘시트를 직접 배치해도 상기 출사면으로의 점착이 회피되도록 개량된 사이드라이트형 면광원장치, 상기 개량된 면광원장치가 적용된 액정디스플레이, 및 상기 개량을 수반하는 도광판을 제공하는 것이다.

본 발명은, 마이너면이 제공하는 입사단면과 2 개의 메이저면이 제공하는 출사면 및 배면을 갖는 도광판과, 상기 입사단면을 통하여 1 차광을 상기 도광판에 공급하도록 배치된 1 차 광원을 구비한 사이드라이트형 면광원장치 및 액정표시패널의 백라이팅을 위하여 동일 면광원장치를 사용한 액정표시장치에 적용될 수 있다. 또, 본 발명은 이들 장치에서 채용되는 상기 도광판 자체를 개량하는 것이기도 하다.

본 발명의 특징에 따르면, 도광판의 출사면은 소정의 패턴을 따라 분포하는 다수의 광산란 요소와, 광산란 요소 사이에 형성된 조면영역을 구비하고 있다. 그리고, 조면영역이 갖는 조도(粗度)는, 광산란 요소가 갖는 조도에 비해 작다.

이 특징에 의해, 광산란 요소 사이의 영역에도 어느 정도의 출사촉진파워가 부여되어, 상술한 차이가 저감된다. 그 결과, 광산란 요소의 배열규칙성에 대응하는 출사강도의 맥동의 출현이 방지된다. 또, 광산란 요소간에 형성된 조면영역이 상기 조면영역으로의 프리즘시트의 점착성을 저하시킨다. 따라서, 프리즘시트를 직접 출사면상에 배치해도 점착이 방지된다.

조면영역의 산술평균 조도는 0.02∼0.25 ㎛ 범위인 것이 바람직하다. 또, 광산란 요소는 육안으로 지각 곤란한 사이즈를 갖는 것이 바람직하다. 도광판의 출사면 또는 배면 중의 적어도 한쪽에는, 입사단면과 거의 직교하여 돌출되어 있는 다수의 돌기열이 형성되어도 된다. 이 돌기열은, 입사단면에 평행인 면내에 관하여, 지향성을 정면방향으로 근접하도록 보정한다.

본 발명의 이상의 특징 및 다른 특징은 첨부된 도면을 참조하여 이루어지는 설명에 의해 보다 상세히 이해될 수 있을 것이다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 사이드라이트형 면광원장치를 나타내는 단면도;

도 2 는 도 1 에 도시된 면광원장치를 나타내는 분해사시도;

도 3 은 도 1 에 도시된 면광원장치에 채용되는 광산란 도광판의 출사면을 나타내는 평면도;

도 4 는 출사면에 아무런 광산란 패턴도 형성하지 않는 조건에서 측정된 출사강도분포를 나타내는 평면관찰 다이어그램;

도 5 는 실시예에 있어서의 피복율의 변화를 나타내는 다이어그램;

도 6 은 실시예에 있어서의 입사면에 평행한 방향을 따른 피복율의 변화를 나타내는 다이어그램;

도 7 은 광산란 패턴에 의한 출사강도분포의 보정에 대해 설명하는 평면관찰 다이어그램;

도 8 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 사이드라이트형 면광원장치를 나타내는 단면도; 및

도 9 는 프리즘시트의 점착에 대해 설명하는 평면관찰 다이어그램이다.

도 1 및 도 2 를 참조하면, 사이드라이트형 면광원장치 (1) 는, 도광판 (2), 1 차 광원 (3), 반사시트 (4), 광제어부재로서 가요성인 프리즘시트 (5) 를 구비한다. 반사시트 (4), 산란 도광판 (2), 프리즘시트 (5) 는 순차적으로 적층배치된다. 도광판 (2) 은 쐐기형상의 단면을 갖고 있고, 그의 두꺼운 쪽의 단부에 위치하는 마이너면이 제공하는 입사단면 (2A) 에 1 차 광원 (3) 이 병렬 배치된다.

1 차 광원 (3) 은, 예컨대 리플렉터 (8) 를 배후에 형성한 냉음극관(형광램프; 7) 으로 구성된다. 형광램프 (7) 에서 방사된 조명광(1 차광)은, 리플렉터 (8) 의 개구를 통해 산란 도광판 (2) 의 입사단면 (2A) 에 공급된다. 리플렉터 (8) 는 정반사성 또는 난반사성 시트재로 이루어진다.

반사시트 (4) 는, 예컨대 은을 증착한 시트형상의 정반사부재 혹은 백색 PET 필름과 같은 난(亂)정반사부재로 이루어진다. 산란 도광판 (2) 의 한쪽의 메이저면 (2C) 은 출사면을 제공하며, 다른 쪽의 메이저면 (2B) 은 배면을 제공한다. 배면 (2B) 으로부터는 약간의 누광이 발생하지만, 반사시트 (4) 에 의해 반사되어 도광판 (2) 으로 되돌려진다. 이것에 의해 광 에너지의 로스가 방지된다.

산란 도광판 (2) 은, 내부에 광산란 파워가 부여된 재료로 이루어진다. 이 재료는, 예컨대, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 이루어지는 매트릭스와, 그 안에 균일하게 분산된 투광성의「이(異)굴절률 미립자」로 이루어진다. 「이굴절률 미립자」란, 매트릭스와 상이한 굴절률을 갖는 미립자를 말한다.

형광램프 (7) 가 점등되면, 입사단면 (2A) 에서 산란 도광판 (2) 내로 조명광 (L) 이 도입된다. 이 조명광 (L) 은 배면 (2B) 과 출사면 (2C) 사이를 반복 반사하면서 산란 도광판 (2) 의 말단에 접근하도록 전파한다. 배면 (2B) 및 출사면 (2C) 에서의 반사시에, 일부가 산란 도광판 (2) 밖으로 출사된다. 후에 상세하게 설명되는 바와 같이, 출사면 (2C) 에는 본 발명의 특징에 따라, 광출사 촉진기능이 부여되어 있다.

배면 (2B) 에서의 출사광은, 직접 혹은 반사시트 (4) 를 거쳐 산란 도광판 (2) 으로 되돌아간다. 출사면 (2C) 에서의 출사광은, 상술한 출사지향성에 의해, 전방(말단방향)으로 경사져 있다. 이 경사진 지향성이, 프리즘시트 (5) 에 의해 수정되어, 액정표시패널 (LP) 로 공급된다.

프리즘시트 (5) 는 프리즘면을 가지며, 이 프리즘면이 광제어면으로서 기능한다. 프리즘시트 (5) 는, 프리즘면이 광산란 도광판 (2) 의 출사면 (2C) 을 향하도록 배향되어 있다. 도 2 중에서 화살표 (C) 로 표시하여 원으로 둘러싼 부분을 확대묘사한 바와 같이, 프리즘면은 다수의 미소한 돌기열을 구비한다. 각돌기열은, 입사단면 (2A) 과 평행으로 연장하는 한쌍의 경사면 (5A, 5B) 을 갖는다. 본 실시예에서는 한쌍의 경사면 (5A,5B) 이 직접 접속되어, 돌기열에 삼각형 형상의 단면을 부여하고 있다.

출사면 (2C) 에서의 조명광 (L) 은 입사단면 (2A) 에 상대적으로 가까운 경사면 (5B) 으로부터 프리즘시트 (5) 내로 도입되어, 입사단면 (2A) 으로부터 상대적으로 먼 경사면 (5A) 에 의해 반사되어, 출사면 (2C) 의 정면방향(도 1 에 있어서 상방)으로 출력된다. 이것에 의해 프리즘시트 (5) 는, 입사단면 (2A) 과 직교하는 면내에서, 출사광의 지향성을 출사면 (2C) 의 정면방향으로 보정한다.

본 실시예에 있어서, 각 경사면쌍 (5A, 5B) 의 출사면 (2C) 에 대한 경사각은 서로 같다. 프리즘 정각(頂角)의 실시 범위는 30 도 ∼ 70 도이다. 또 돌기열의 단면 형상은, 요구되는 특성에 따라 다양한 대칭형상 또는 비대칭형상이 사용되어도 된다.

한편, 화살표 B 로 표시하여 원으로 둘러싼 부분을 확대묘사한 것을 참조하면, 산란 도광판 (2) 의 배면 (2B) 에도 다수의 미소 돌기열이 형성되어 있다. 그것들은, 입사단면 (2A) 과 거의 수직으로 돌출되어 있다. 각 돌기열은, 입사단면 (2A) 과 거의 직교하는 방향으로 돌출되어 있는 한쌍의 경사면 (2E,2F) 을 가지고 있다. 본 실시예에서는 한 쌍의 경사면 (2E, 2F) 이 직접 접속되어, 돌기열에 삼각형상의 단면을 부여하고 있다. 이들 돌기열은, 입사단면 (2A) 과 평행인 내부에 관하여 출사광의 지향성을 출사면 (2C) 의 정면방향(출사면 2C 의 법선방향)으로 보정한다.

또, 조명광이 효율적으로 출사면 (2C) 에서 출사된다. 그 이유는 다음과 같다. 산란 도광판 (2) 의 내부를 전파하는 조명광이 배면 (2B) 에 내부 입사하면, 경사면 (2E, 2F) 의 어느 하나에 의해 반사된다. 배면 (2B) (경사면 2E, 2F) 에 의한 내부반사광의 진행방향은, 배면 (2B) 이 평탄(경사면 2E, 2F 없음)한 경우와 비교하여, 입사단면 (2A) 와 평행한 면내에 관하여 정면방향으로 모인다. 그 결과, 출사면 (2C) 에 세운 법선방향의 출력성분이 증대한다.

여기서 주의해야 할 것은, 배면 (2B) 에 대한 내부 입사광 중 일부는, 경사면 2F (또는 2E) 에 작은 각도로 입사하는 조명광 (L) 으로 되고, 경사면 (2F)(또는 2E)으로부터 일단 산란 도광판 (2) 밖으로 탈출하는 것이다. 그러나, 이 탈출광은 재차 다른 돌기열의 경사면 (2E) (또는 2F) 으로부터 산란 도광판 (2) 내로 되돌려지며, 이어서 동일 돌기열의 경사면 (2F) (또는 2E) 에 의해 출사면 (2C) 으로 향해진다. 이 조명광은 출사면 (2C) 에 대하여 작은 내부입사각으로 입사하기 때문에, 출사면 (2C) 에서 용이하게 출사된다. 반사시트 (4) 에 의한 반사를 거쳐 산란 도광판 (2) 내로 돌아가는 성분도 있지만, 그들 성분도 역시 출사면 (2C) 으로 향해진다.

본 실시예에서의 각 경사면쌍 (2E, 2F) 의 출사면 (2C) 에 대한 경사각은 서로 같다. 일반적으로 프리즘 정각은 50도 ∼ 130도의 범위가 실제적이다. 돌기열의 단면형상은, 요구되는 특성에 따라서, 다양한 대칭형상 또는 비대칭형상이 채용되어도 된다.

이어서, 본 발명의 가장 중요한 특징에 따라, 출사면상에는 광산란 패턴(광산란 요소의 배열) 및 조면영역이 형성되어 있다. 도 3 및 도 1 을 참조하면, 출사면 (2C) 상에는 다수의 미소한 광산란 요소 (14) 가 형성되고, 그들 사이에는 조면화 영역 (M) 이 형성되어 있다.

본 실시예에 있어서는, 광산란 요소 (14) 는 국소적으로 형성된 미소한 조면영역이다. 여기서 주의해야 할 것은, 조면화 영역 (M) 이 갖는 광산란 파워는 광산란 요소 (14) 가 갖는 광산란 파워보다 약하다는 것이다. 즉, 도 1 중에서 부호 E, F 로 표시하여 원형으로 둘러싸 묘사된 바와 같이, 영역 (M) 의 조도의 정도는 광산란 요소 (14) 에 대응하는 미소한 조면영역의 조도의 정도보다 작다.

광산란 요소 (14) 는, 예컨대 매트처리에 의해 출사면을 부분적으로 원형 형상(도트형상)으로 조면화함으로써 형성된다. 또, 도트 사이즈는, 출사면 (2C) 의 상방에서 관찰했을 때, 시각으로 인식 곤란한 정도로 작다. 본 실시예에서 도트 사이즈는 직경 35 ㎛ 이다.

광산란 요소 (14) 는 소정의 패턴에 따라 분포되어 있다. 이 패턴은 출사촉진의 필요 정도의 대소에 따라 설계된다. 필요 정도, 즉, 휘도저하가 발생하기 쉬운 영역에서는, 이 휘도저하를 회피하기 위하여, 피복률이 높아진다. 또한, 피복율은 각 광산란 요소 (14) 의 사이즈가 동일할 때, 단위면적당의 개수로 정의할 수 있다.

본 실시예에서는, 도 3 에 있어서 부호 AR1 로 나타낸 영역에서 단위면적당 (피복율)의 개수가 늘어난다. 즉, 형광램프 (7) 의 전극 (7A) 및 (7B) 에 대응하는 구석부와 거기서 연장되는 끝이 가는 부분에서는, 광산란 요소 (14) 가 상대적으로 높은 밀도로 형성되어 있다.

일 설계 방법에 따르면, 광산란 요소 (14) 가 없는 산란 도광판에 대하여 휘도분포가 측정된다. 측정결과의 일례가 도 4 의 다이어그램에 나타나 있다. 본 다이어그램에서, 광강도(휘도) 분포는 200 cd/㎟ 피치의 등고선으로 묘사되어 있다. 이와 같은 측정결과에 따라, 광산란 요소 (14) 의 분포가 정해진다.

우선, 입사단면 (2A) 에 수직한 도 4 중의 중심선 Y-Y 상에서의 피복율을 설정한다. 도 5 는 그 일례를 나타낸다. 도 5 에 나타낸 피복율 곡선은 중심선 Y-Y 상에서의 휘도를 균일화하도록 설정되어 있다.

이어서, 이 피복율 곡선에 따라서 매트릭스 형상으로 광산란 패턴 (14) 을 배치한다고 가정하여, 피치 (P) 가 계산된다. 계산된 피치 (P) 에 따라서, 출사면 (2C) 의 전면에 직사각형 형상의 모눈이 가설정된다.

또한, 입사단면 (2A) 에 평행한 가상선 X1-X1, X2-X2 상에서의 피복율을 설정한다. 도 6 은 그 일례를 나타낸다. 도 6 에 나타낸 피복율 곡선은 가상선 X1-X1, X2-X2 상에서의 휘도를 균일화하도록 설정되어 있다.

도 6 의 피복율 곡선은 가설정된 모눈을 수정하기 위하여 사용된다. 즉, 입사단면 (2A) 을 따른 방향의 피치 (P) 가, 도 6 을 따른 피복율 변화에 따라 보정된다. 이 보정에 의해, 휘도 부족으로 되기 쉬운 측면 근방에서 피복율이 높아진다.

이와 같이 하여 정해진 모눈의 예는, 도 3 에서 파선으로 그려져 있다. 광산란 패턴 (14) 은, 각 모눈에 1 개씩 할당되어 배치된다. 모눈내의 위치는 랜덤한 것이 바람직하다. 랜덤한 배치는, 액정표시패널의 화소와 중첩하는 관계에 의해 무아레(moire) 줄무늬가 발생하는 것을 방지한다. 단, 무아레 줄무늬의 발생이 허용되는 정도이면, 규칙성이 있는 배열이 채용되어도 된다.

도 3 에 나타낸 예에서는, 영역 ARI 내에서 피치 (P) 는, 입사단면에 근접할수록, 또, 입사단면 (2A) 을 따라 코너에 근접할수록, 가설정된 값으로부터의 하방 보정량이 커지도록 조정되어 있다.

이와 같이 정해진 광산란 패턴에 의해 개선된 휘도분포의 일례는 도 7 에 나타나 있다. 본 다이어그램에 있어서도, 광강도(휘도) 분포는 200 cd/㎟ 피치의 등고선으로 묘사되어 있다. 도 4 에 나타낸 다이어그램과 비교하면, 등고선간의 간격이 넓어지고, 개수가 감소되어 있다. 이것으로부터, 휘도가 균일화되어 있는 것을 이해할 수 있다.

광산란 요소 (14) 는, 출사면 (2C) 에서의 조명광의 출사를 촉진할 수 있는 것이면, 본 실시예로 한정되지 않는다. 단, 출사면 (2C) 상방에서 보아 시각으로 인식 곤란하게 하려면, 요소 사이즈(도트 사이즈)는 직경 80 ㎛ 이하인 것이 요구된다. 일반적으로, 요소 사이즈는 50 ㎛ 이하, 특히 25 ㎛ 이하가 바람직하다.

또, 조명광의 출사를 촉진하여 휘도를 균일화하기 위한 광산란 요소 (14) 의 단면형상의 예는, 도 1 중에서 부호 E, F 로 표시되어 원형으로 둘러싸여 있다. E 의 예는 기둥형상의 융기, F 의 예는 돔형상의 융기를 나타내고 있다. 융기의 높이는 0.5 ㎛∼4㎛ 의 범위이다. 광산란 요소 (14) 의 표면은, 이들 형상이 손상되지 않을 정도로 조면화되어 있다.

이들 광산란 요소 (14) 를 형성하기 위하여, 광산란 도광판 (2) 의 제조에 이용하는 금형의 내면이 국소적으로 조면화된다. 조면화되는 위치는 광산란 요소 (14) 의 형성위치에 대응되어 있다.

이러한 조면화후, 광산란 요소 (14) 간의 영역 (M) 에 조면을 형성하기 때문에, 출사면 (2C) 에 대응하는 금형의 내면 전체가 조면화된다. 영역 (M) 및 조도는, 산술평균 조도 Ra 로 0.02∼0.25 ㎛ 의 범위에서 형성되는 것이 바람직하다. 산술평균 조도 Ra 는, JISB0031-1994 에 규정되어 있다.

조면화를 위한 처리는, 특별히 구체적으로는 한정되지 않으며, 본 발명의 목적의 범위내에서, 설계적으로 선택되어도 된다. 예컨대, 블라스트처리, 에칭처리, 방전가공처리 등의 임의의 조면화처리가 채용되어도 된다.

상술한 바와 같이, 입사단면 (2A) 으로부터 산란 도광판 (2) 내로 도입된 조명광 (L) 은, 배면 (2B) 과 출사면 (2C) 사이를 반복 반사하면서 산란 도광판 (2) 의 말단에 근접하도록 전파한다. 배면 (2B) 및 출사면 (2C) 에서의 반사시에, 일부가 산란 도광판 (2) 밖으로 출사된다.

광산란 요소 (14) 와 영역 (M) 의 광산란 파워는, 당연히, 출사면 (2C) 에서의 출사를 촉진하다. 여기서, 중요한 것은, 광산란 요소 (14) 가 형성된 부분 뿐 아니라, 그들간의 영역 (M) 에서도 출사가 촉진된다는 점이다. 관련기술의 기재에서 서술한 바와 같이, 종래 기술에서는, 광산란 요소 (14) 가 형성되지 않은 영역은 광촉진 기능을 갖지 않는다. 그 결과, 미세한 명암 얼룩이 맥동형상으로 발생하며, 번들거리는 느낌이 발생했다.

본 발명에 따른 본 실시예에서는, 광산란 요소 (14) 가 형성되지 않은 영역에도 광촉진 기능이 부여되어 있기 때문에, 이와 같은 명암 얼룩이나 번들거리는 느낌이 발생하기 어렵다.

또, 광산란 요소 (14) 가 형성되지 않은 영역이 조면화되어 있는 것은, 출사면 (2C) 상에 직접 배치되는 부가부재와의 점착성을 저하시킨다. 따라서, 프리즘시트 (5) 를 직접 출사면 (2C) 상에 배치해도 점착이 발생하기 어렵다.

여기서 주의해야 할 것은, 영역 (M) 에 부여되는 산란파워가 강하면, 출사지향성이 저하된다는 것이다. 측정에 의하면, 영역 (M) 의 산술평균 조도 Ra 가 0.3 ㎛ 이상인 경우에는, 조면 (M) 이 형성되지 않는 경우에 비해 정면방향으로의 출사광강도가 10 % 혹은 그 이상 저하된다.

또, 영역 (M) 의 산술평균 조도 Ra 가 0.02 ㎛ 이하일 경우에는, 프리즘시트 (5) 의 점착방지효과가 만족스럽지 못하게 된다.

상술한 범위 0.02 ㎛ ∼ 0.25 ㎛ 는, 이와 같은 관점을 고려하여 설정된 하나의 실제적인 범위이다. 다시 말하면, 다양한 실시에서 얻어진 바람직한 하한치는, Ra = 0.05 ㎛ 이며, 더욱 바람직하게는 0.09 ㎛ 이다.

(2) 변형예

상술한 실시예는, 본 발명의 범위를 한정하는 것을 의미하지 않는다. 예컨대, 이하와 같은 변형예가 허용된다.

(a) 본 실시예에서 설명한 금형 작성을 위한 공정은, 다른 공정, 예컨대 다음의 (ⅰ) 혹은 (ⅱ) 로 치환되어도 된다.

(ⅰ) 먼저 금형의 전면에 걸쳐서 조면 (M) 에 대응하는 조면화 처리를 시행하고, 그 후 광산란 요소 (14) 의 형성부위에 대응하는 부분을 국소적으로 조면화한다.

이와 같이 조면화 공정의 순서를 바꾸어도, 상기 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

(ⅱ) 적어도 광산란 요소 (14) 에 대응하는 금형의 국소적인 조면화부위를 산 등의 부식약액으로 처리한다. 도 8 은, 이와 같은 금형가공에 의해 작성된 금형을 이용하여 형성된 광산란 도광판의 출사면을 프리즘시트 (5) 와 함께 나타낸 단면도이다.

도 8 에 나타낸 바와 같이, 이와 같은 부식약액에 의한 처리를 채용하면, 다른 방법을 사용한 경우에 비하여, 광산란 요소 (14) 의 선단을 현미경으로 보아 매끄럽게 형성할 수 있다. 이것은, 광산란 요소 (14) 에 의한 프리즘시트 (5) 의 돌기의 손상을 저감하는데 있어서 유리하다. 영역 (M) 에 대응된 부분에도 부식약액의 처리를 시행할 수 있다.

(b) 상기 실시예에서는, 광산란 요소(광산란 패턴) 및 조면의 형성을 위하여, 금형에 직접적으로 가공이 실시된다. 그러나, 이것은 본 발명을 한정하지 않고, 다른 다양한 방법을 사용할 수 있다.

예컨대, 광산란 패턴과 조면에 대응하는 표면형상이 형성되어 있는 물체가 준비되어, 그 표면 형상을 복사하듯이 금형이 작성되어도 된다.

또, 금형을 이용하여 조면 또는 광산란 패턴 중의 한쪽만을 형성하고, 그후, 도광판(금형에서 꺼낸 성형품)의 출사면에 다른쪽(광산란 패턴 또는 조면)을 금형을 이용하지 않고 성형하도록 해도 된다.

또한, 조면과 광산란 패턴의 쌍방에 대하여, 도광판의 출사면을 직접 가공 (금형 사용하지 않음)해도 된다.

(c) 상기 실시예에서, 조면은 광산란 요소 사이를 메우도록 형성되어 있다. 다시 말하면, 출사면 전면에 걸쳐서, 조면 또는 광산란 패턴 중 어느 하나가 형성되어 있다. 그러나 이것은 본 발명을 한정하지 않는다.

즉, 광산란 요소가 차지하는 영역과 그 이외의 영역의 특성의 차이(출사촉진성의 차이)를 전체로서 저하시키는 것이 가능한 한, 반드시 조면은 광산란 요소의 사이를 모두 채우지 않아도 된다.

(d) 광산란 요소 및/또는 조면의 형성은, 출사면을 간접적으로 손상시킴으로써 형성되어도 된다. 예컨대, 잉크의 부착에 의해, 간접적으로 출사면을 손상시켜 조면 및/또는 광산란 요소를 형성해도 된다.

(e) 상기 실시예에서는, 도광판의 배면에 광제어면을 제공하기 위한 돌기열이 형성되어 있다. 그러나, 이것은 본 발명을 한정하지 않는다. 예컨대, 돌기열이 없는 평탄면이어도 된다.

(f) 상기 실시예에서는, 도광판으로서 내부에 산란파워를 갖는 광산란 도광판이 채용되어 있다. 그러나, 이것은 본 발명을 한정하지 않는다. 예컨대, 내부에 산란파워를 실질적으로 갖지 않는 투명재료로 이루어지는 도광판이 사용되어도 된다.

(g) 상기 실시예에서는, 광산란 요소의 도광판으로서 내부에 산란파워를 갖는 광산란 도광판이 채용되어 있다. 그러나, 이것은 본 발명을 한정하지 않는다. 예컨대, 내부에 산란파워를 실질적으로 갖지 않는 투명재료로 이루어지는 도광판이 사용되어도 된다.

(h) 상기 실시예에서는, 각 광산란 요소의 형상은 원형이다. 그러나, 이것은 본 발명을 한정하지 않는다. 즉, 원형 이외의 다양한 형상이 채용될 수 있다.

(i) 상기 실시예에서는, 각 광산란 요소의 사이즈는 80 ㎛ 이하로 되어 있다. 그러나 이것은 본 발명을 한정하지 않는다. 예컨대, 약한 산란파워를 갖는 광확산 시트가 추가 배치되어, 그것에 의해 광산란 요소가 두드러지지 않게 할 수 있다면, 80 ㎛ 를 상회하는 사이즈도 채용가능하다.

(j) 상기 실시예에서 채용된 프리즘시트 이외의 부가부재, 예컨대 상기와 같은 작용을 수행하는 광확산 시트가 출사면상에 직접 배치되어도 된다. 또, 부가 시트 없는 배치도 본 발명을 일탈하지 않는다. 또한 복수의 부가부재, 예컨대 프리즘시트와 광확산 시트가 배치되어도 된다.

(k) 도광판의 단면형상은 쐐기형상이 아니어도 되며, 예컨대, 전체적으로 균일한 두께를 갖는 도광판이 채용되어도 된다.

(l) 1 차광원으로서, 예컨대 발광다이오드와 같은 점광원을 복수 포함하는 배치가 사용되어도 된다. 또, 도광판으로의 광공급이 복수의 단면(마이너면)을 통해 이루어져도 된다.

(m) 본 발명은 액정표시장치의 백라이팅 이외의 용도에 이용되는 사이드라이트형 면광원장치에 적용되어도 된다. 예컨대, 다양한 조명기구, 표시장치에 조합되는 사이드라이트형 면광원장치에 널리 적용시킬 수 있다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르면, 도광판의 출사면상에 분포하는 광산란 요소가 형성된 영역과 그들간의 영역 사이의 특성의 차이에 의한 미세한 명암 얼룩을 방지할 수 있고, 출사면으로의 점착을 회피할 수 있다.

Claims (9)

1. 마이너면이 제공하는 입사단면과 2 개의 메이저면이 제공하는 출사면 및 배면을 갖는 도광판과, 상기 입사단면을 통해 1 차광을 상기 도광판에 공급하도록 배치된 1 차광원을 구비한 사이드라이트형 면광원장치에 있어서;

   상기 출사면은 소정의 요소에 따라 분포하는 다수의 광산란 요소와 상기 광산란 요소 사이에 형성된 조면영역을 구비하고,

   상기 조면영역이 갖는 조도는 상기 광산란 요소가 갖는 조도에 비해 작은 것을 특징으로 하는 사이드라이트형 면광원장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 조면영역은 0.02∼0.25 ㎛ 범위의 산술평균조도를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 사이드라이트형 면광원장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광산란 요소는 육안으로 지각 곤란한 사이즈를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 사이드라이트형 면광원장치.
4. 액정표시패널과, 상기 액정표시패널의 백라이팅을 위한 사이드라이트형 면광원장치를 구비한 액정표시장치에 있어서,

   상기 면광원장치는, 마이너면이 제공하는 입사단면과 2 개의 메이저면이 제공하는 출사면 및 배면을 갖는 도광판과, 상기 입사단면을 통해 1 차광을 상기 도광판에 공급하도록 배치된 1 차광원을 구비하고,

   상기 출사면은 소정의 요소에 따라 분포하는 다수의 광산란 요소와 상기 광산란 요소의 사이에 형성된 조면영역을 구비하고,

   상기 조면영역이 갖는 조도는 상기 광산란 요소가 갖는 조도에 비해 작은 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 조면영역은 0.02∼0.25 ㎛ 범위의 상술평균조도를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 광산란 요소는 육안으로 지각 곤란한 사이즈를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
7. 마이너면이 제공하는 광입력을 위한 입사단면과 2 개의 메이저면이 제공하는 출사면 및 배면을 갖는 도광판에 있어서;

   상기 출사면은 소정의 요소에 따라 분포하는 다수의 광산란 요소와 상기 광산란 요소의 사이에 형성된 조면영역을 구비하고,

   상기 조면영역이 갖는 조도는 상기 광산란 요소가 갖는 조도에 비해 작은 것을 특징으로 하는 도광판.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 조면영역은 0.02∼0.25 ㎛ 범위의 산술평균조도를갖고 있는 것을 특징으로 하는 도광판.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 광산란 요소는 육안으로 지각 곤란한 사이즈를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 도광판.