KR20050049412A - 면 광원 장치 및 액정 표시 장치 - Google Patents

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가부시키가이샤 도요다 지도숏키
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Abstract

본 발명은 발광면을 갖는 면 광원 장치 (11) 를 제공한다. 면 광원 장치에는 광입사면 (12a) 을 갖는 투명 기판 (12) 과 광입사면 상에 배치된 EL 소자 (13) 를 포함하는 제 1 면 광원 (14) 이 제공된다. EL 소자는 광을 방사하는 발광면을 포함한다. 제 2 면 광원 (15) 은 LED (21) 를 포함한다. 면 광원 장치의 발광면은 EL 소자의 발광면의 면적보다 더 큰 면적을 갖는다.

Description

면 광원 장치 및 액정 표시 장치{AREA LIGHT SOURCE APPARATUS AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 면 광원 장치 및 액정 표시 장치 (liquid crystal display) 에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 EL 소자를 채용한 면 광원 장치 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.
종래 기술에서, 투명 기판 상에 장착된 전계발광 소자 (electroluminescent device; EL device) 를 구비한 조명용으로 사용되는 EL 패널이 제안되어 있다. 이 EL 패널은 액정 표시 장치용 백라이트 (backlight) 로서 사용될 수도 있다.
종래 기술에서, 유기 EL 패널의 발광면의 면적은 투명 기판 상에 제공된 유기 EL 소자의 발광부 (유기 EL 층) 의 면적과 같다.
일본국 공개 특허 공보 제 2002-100229호는 액정 표시 장치용 백라이트로서 사용되는 광원 장치 (50) 를 개시하고 있다. 도 12a, 도 12b 를 참조한다. 광원 장치 (50) 는 상부 광원 (54) 과 하부 광원 (55) 을 포함한다. 상부 광원 (54) 은 도광봉 (light guide rod) (52) 의 대향 단부에 배치된 청색 LED 광원 (51a, 51b) 및 도광봉 (52) 의 길이방향 축선을 따라 배치된 쐐기형(wedge-shaped) 도광판 (53) 을 포함한다. 도 12b 에 도시된 바와 같이, 상부 광원 (54) 은 백색광 (Rw)이 방사되는 광출사면 및 광출사면의 반대측 상에 뒷면을 갖는다. 하부 광원 (55) 은 황색광 (Ry) 을 방사하는 유기 EL 소자를 포함하며, 상부 광원 (54) 의 후방 측에 배치된다. 상부 광원 (54) 에의해 발생된 청색광 (Rb) 과 하부 광원 (55) 에 의해 발생된 황색광 (Ry) 은 쐐기형 도광판 (53) 의 내부에서 혼색하여 백색광 (Rw) 을 발생시킨다. 백색광 (Rw) 은 쐐기형 도광판 (53) 으로부터 방사된다.
백색 LED가 액정 표시 장치용 백라이트로서 사용될 때, 방사된 광량이 충분하지 않다. 그러므로, 상기 언급된 공보는 2 종류의 광원 즉, 유기 EL 소자 및 LED를 사용함으로써 이 문제를 해결하는 것을 제안한다. 백색 발광은 LED의 발광색과 유기 EL 소자의 발광색을 합성함으로써 얻어질 수 있다. 광원 장치 (50) 의 발광면 면적은 하부 광원 (55) 에서 유기 EL 소자의 발광면 면적과 동일하다. 공보에 개시된 기술에 따라 대(大) 발광면 면적을 갖는 광원 장치를 제조하기 위해서는, 광원 장치의 발광면 면적과 동일한 발광면 면적을 갖는 유기 EL 소자를 사용할 필요가 있다. 그러나, 통상 유기 EL 층은 수십 내지 수백 나노미터의 두께를 갖는다. 따라서, 균일한 두께로 대 면적을 갖는 유기 EL 층을 형성하기 어렵다. 그러므로, 종래 기술에서, 대(大) 면적 광원 장치를 고수율로 제조하기 어렵다.
본 발명의 목적은 EL 소자를 채용한 신규의 면 광원 장치와, 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태는 제 1 발광면을 포함하는 면 광원 장치이다. 제 1 면 광원은 광입사면을 갖는 투명 기판 및 광입사면에 배치된 EL 소자를 포함한다. EL 소자는 광이 출사하는 제 2 발광면을 포함한다. 제 2 면 광원은 EL 소자 이외의 광원 소자를 포함한다. 제 1 발광면은 제 2 발광면의 면적보다 큰 면적을 갖는다.
본 발명의 다른 양태 및 이점은 본 발명의 원리를 예시로서 도시하는 첨부 도면과 관련하여 하기 설명으로부터 명확해 질 것이다.
이하, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 면 광원 장치를 도 1 및 도 2 를 참조하여 설명한다. 면 광원 장치는 액정 표시 장치용 백라이트로서 사용된다. 도 1 은 면 광원 장치의 개략적인 단면도이며, 도 2 는 면 광원 장치의 개략적인 평면도이다.
도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 면 광원 장치 (11) 는 제 1 면 광원 (14) 과, 제 1 면 광원이 그사이에 개재되도록 배치되는 제 2 면 광원 (15) 을 갖는다. 제 1 면 광원 (14) 은 광입사면 (12a) 과 광출사면 (12b) 을 갖는 투명 기판 (12), 및 광입사면 (12a) 상에 제공된 유기 EL 소자 (13) 를 포함한다.
유기 EL 소자 (13) 는 제 1 전극 (16), 유기 EL 층 (17), 제 2 전극 (18) 을 포함하며, 이들은 광입사면 (12a) 상에 이 순서로 적층되어 있다. 유기 EL 소자 (13) 는 외기로부터 유기 EL 층 (17) 을 보호하는 보호막 (19) 으로 피복되어 있다. 보호막 (19) 은 적어도 수분 (수증기) 및 산소의 투과 (transmission) 를 억제하는 재료로 형성된다. 보호막 (19) 은 질화규소 (silicon nitride) 로 형성될 수 있다. 유기 EL 층 (17) 으로부터 방사된 광은 광입사면 (12a) 을 통해 투명 기판 (12) 에 입사하며, 광출사면 (12b) 으로부터 출사한다. 그러므로, 유기 EL 소자 (13) 는 바닥 방출형 (bottom emission type) 이다.
제 1 전극 (16) 은 산화 인듐 주석 (indium tin oxide; ITO) 과 같은 투명도전재로 형성된다. 유기 EL 층 (17) 은 하나 이상의 층으로 이루어진다. 유기 EL 층 (17) 은, 예컨대, 정공주입층 (hole injection layer), 발광층 및 전자주입층 (electron injection layer) 을 구비하는 3층 또는 정공주입층, 정공수송층(hole transporting layer), 발광층 및 전자수송층을 구비하는 4층을 포함할 수 있으며, 이들은 제 1 전극 (16) 측에서 이 순서로 적층된다. 유기 EL 층 (17) 은 백색광을 방사한다.
제 2 전극 (18) 은 알루미늄과 같은 광반사성 금속으로 형성된다.
제 1 실시예에서, 제 1 전극 (16) 은 아노드이고, 제 2 전극 (18) 은 캐소드이다.
각각의 제 2 면 광원 (15) 은 도광판 (20) 을 포함한다. 도광판 (20) 은 투명 기판 (12) 에 일체로 형성된다. 즉, 1 장의 유리판의 중앙부가 투명 기판 (12) 으로서 기능하고, 유리판의 양측면이 도광판 (20) 으로서 기능한다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 투명 기판 (12), 유기 EL 소자 (13) 및 도광판 (20) 모두는 직사각형이다. 도광판 (20) 은 투명 기판 (12) 과 별개로 형성될 수도 있다.
각각의 제 2 면 광원 (15) 은 EL 소자 이외의 광원으로서 기능하는 복수 개의 발광 다이오드 (LED) (21) 를 포함한다. 복수 개의 LED (21) 는 도광판 (20) 의 단부 면 (end face) 에 면하도록 배치된다. 복수 개의 LED (21) 는 소정 간격, 예컨대, 실질적으로 등간격으로 서로 이격되어 있다. LED (21) 는 백색광을 방사한다. LED (21) 의 크기는, LED (21) 가 도광판 (20) 의 두께 내에 포함되도록 결정된다.
LED (21) 에 면하는 도광판 (20) 의 각각의 단부 면은 도광판 (20) 용 광입사면 (20a) 으로서 기능한다. 각각의 도광판 (20) 은 투명 기판 (12) 의 광출사면 (12b) 과 같은 방향으로 면하는 광출사면 (20b) 을 갖는다.
투명 기판 (12) 의 광출사면 (12b) 및 도광판 (20) 의 2 개의 광출사면 (20b) 은 면 광원 장치 (11) 의 발광면으로서 함께 기능한다. 즉, 광원 장치 (11) 의 발광면의 면적은 투명 기판 (12) 의 광출사면 (12b) 과 도광판 (20) 의 2 개의 광출사면 (20b) 의 합계 면적이다. 그러므로, 면 광원 장치 (11) 의 발광면의 면적은 광출사면 (12b) 의 면적과 동일한 유기 EL 소자 (13) 의 발광면의 면적보다 크다.
각각의 도광판 (20) 은 광입사면 (20a) 을 통해 입사한 광을 확산시키는 면을 각각 갖는 복수 개의 광확산부 (22) 를 포함한다. 여기서, 용어 "확산" 은 반사 또는 굴절을 의미한다. 광확산부 (22) 는 레이저광의 조사 (irradiation) 에 의해 형성된 스크래치 (scratch) 또는 주위와 다른 굴절률을 갖는 부분일 수도 있다. 광확산부 (22) 의 형상은 어떤 특별한 형상으로 한정되지 않는다. 이는 도광판 (20) 의 광적출효율 (light extraction efficiency) 을 향상시키기 위해 도광판 (20) 의 두께 및 폭에 따라 결정된다. 예컨대, 광확산부 (22) 는 구형상, 원통 형상, 원뿔 형상, 또는 콩과 같은 형상 (bean-like shape) 을 가질 수도 있다. 광확산부 (22) 의 외부면의 적어도 일부분이 곡면인 한, 동일 방향으로부터 도광판 (20) 의 광입사면 (20a) 의 여러 지점 상으로 입사하는 광 빔은 광입사면 (20a) 의 입사 지점의 위치에 따라 여러 방향으로 확산된다.
복수 개의 광확산부 (22) 의 위치는 특별히 한정되지 않고, 도광판 (20) 의 광적출효율을 향상시키기 위해 결정될 수 있다. 광확산부 (22) 는 도광판 (20) 내에 균일하게 또는 불균일하게 분포될 수도 있다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 광확산부 (22) 는 도광판 (20) 을 단부 면으로부터 보았을 때, 각각의 도광판 (20) 내에 균일하게 분포될 수도 있다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 광확산부 (22) 는 도광판 (20) 의 광출사면 (20b) 으로부터 보았을 때, 각각의 도광판 (20) 내에 균일하게 분포될 수도 있다.
또한, 복수 개의 광확산부 (22) 는 도광판 (20) 의 단부 면으로부터 보았을 때, 불균일하게 분포될 수도 있다. 예컨대, 광확산부 (22) 가 광출사면 (20b) 에 근접한 부분에 많이 집중되거나, 광출사면 (20b) 의 반대측에 근접한 부분에 많이 집중되거나, 또는 광출사면 (20b) 과 반대면 사이에 많이 집중될 수도 있다.
복수 개의 광확산부 (22) 는 레이저에 의해 투명재료의 내부를 마킹하는 (marking) 방법 (레이저 마킹법) 을 적용함으로써 형성될 수도 있다. 예컨대, 일본 공개 특허 공보 제 2001-276985 호는 고출력의 레이저 펄스가 유리와 같은 투명한 재료의 내부에 집광되는 레이저 마킹법을 개시하고 있다. 레이저 펄스의 강한 광전기장에 의해 야기된 비선형 광학 효과는 국부적 레이저 흡수를 유도한다. 투명 재료의 손상, 굴절율의 변화, 밀도의 변화는 레이저 초점 위치 근방에서만 발생한다. 따라서, 투명 재료의 내부는 재료 표면을 변화시키지 않고 가공된다.
도광판 (20) 이 X, Y, Z 방향으로 이동 가능한 스테이지 상에 장착되고, 렌즈에 의해 레이저 광을 투명 기판 (12) 의 소정 깊이로 집광시키는 조작과, 스테이지를 X, Y, Z 방향으로 이동시키는 조작이 반복된다. 이것은 복수 개의 광확산부 (22) 를 도광판 (20) 의 소정 위치에 형성한다.
레이저 광원은 예컨대, Nd-YAG 레이저이다. 마킹시의 펄스 레이저의 만족스런 제어성에 기인하여 펄스 레이저가 바람직하다. 특히, 짧은 펄스 폭을 갖는 펄스 레이저가 균일한 깊이로 마킹할 수 있기 때문에 바람직하다. 약 10-15초의 펄스폭을 갖는 펨토초(femtosecond) 레이저 광원 또는 서브나노초(sub-nanosecond) 의 펄스 폭을 갖는 레이저 광원이 특히 유용하다.
광확산부 (22) 는, 투명 기판 (12) 상에 유기 EL 소자 (13) 를 형성하기 전후, 또는 유기 EL 소자 (13) 의 형성 도중 (예컨대, 투명 기판 (12) 상에 제 1 전극 (16) 을 형성한 후) 에 도광판 (20) 에 형성될 수도 있다.
광반사부 (23) 는 광출사면 (20b) 과 반대측의 도광판 (20) 의 각 면에 배치된다. 도광판 (20) 의 단부 면 중에, 광입사면 (20a) 과 직교하는 단부 면 (20c) 에 광반사막 (24) 이 제공된다. 광반사부 (23) 와 광반사막 (24) 은 광반사성 금속막으로 각각 구성된다. 광반사성 금속은 예컨대, 알루미늄일 수도 있다. 각각의 광반사막 (24) 이 투명 기판 (12) 의 대응 단부 면 (12c) 에 걸쳐 연속으로 연장한다.
각각의 도광판 (20) 의 광출사면 (20b) 은 광확산부 (25) 를 포함한다. 광확산부 (25) 는 예컨대, 샌드블라스트 처리에 의해 광출사면 (20b) 을 거칠게함으로써 형성될 수도 있다.
도면에서 부재의 치수 및 크기의 비는 실제 부재의 치수 및 크기의 비와 상이하다. 투명 기판 (12) 의 실제 두께는 약 0. 5 ㎜ 내지 1 ㎜ 이다. 제 1 전극 (16), 유기 EL 층 (17) 및 제 2 전극 (18) 의 실제 두께는 약 수십 ㎚ 내지 1000 ㎚ 이다. 보호막 (19) 의 실제 두께는 제 1 전극 (16), 유기 EL 층 (17) 및 제 2 전극 (18) 의 두께 이상이다.
다음에 면 광원 장치 (11) 의 작용을 설명한다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 면 광원 장치 (11) 는, 예컨대, 액정 패널 (27) 의 후방 측 (표시면과 반대측) 에 배치될 때, 투과형 액정 표시 장치 (26) 용 백라이트로서 사용된다. 확산 시트 (28) 가 면 광원 장치 (11) 와 액정 패널 (27) 사이에 제공된다.
면 광원 장치 (11) 가 구동되면, 제 1 전극 (16) 과 제 2 전극 (18) 사이에 전압이 인가되어 유기 EL 층 (17) 으로부터 발광한다. 또한, LED (21) 에도 전압이 인가되어 발광한다. 유기 EL 층 (17) 으로부터 방사된 광의 일부는 제 1 전극 (16) 을 통과하여, 투명 기판 (12) 에 입사하고, 광출사면 (12b) 에서 액정 패널 (27) 을 향해 출사한다. 유기 EL 층 (17) 에 의해 방사된 광은 면 광원 장치 (11) 의 조명광의 일부로서 기능한다.
LED (21) 에 의해 방사된 광은 관련된 도광판 (20) 에 입사한다. 이 광은 각 도광판 (20) 의 광출사면 (20b) 에서 액정 패널 (27) 을 향해 출사한다. 투명 기판 (12) 의 광출사면 (12b) 과 도광판 (20) 의 광출사면 (20b) 에서 출사한 광 (조명광) 은 확산 시트 (28) 를 통과하여 액정 패널 (27) 에 입사한다. 액정 표시 장치 (26) 의 사용자는 조명광에 의해 액정 패널 (27) 의 표시를 볼 수 있다. 면 광원 장치 (11) 는 유기 EL 소자 (13) 의 발광면에 대응하는 광출사면 (12b) 의 면적보다 큰 면적의 발광면을 갖는다. 따라서, 면 광원 장치 (11) 는 광출사면 (12b) 의 면적보다 넓은 면적을 조명할 수 있다.
이하, 도광판 (20) 의 작용을 자세히 설명한다.
LED (21) 로부터 방사된 광의 대부분은 광입사면 (20a) 을 통해 도광판 (20) 에 입사한다. 이 광은 도광판 (20) 의 내부를 통과하여, 도광판 (20) 내의 광확산부 (22) 에 의해 굴절 또는 확산된다. 이는 광의 진행 방향을 변경한다. 광확산부 (22) 에 의한 진행 반향의 변경은 광의 일부를 임계각 보다 작은 각도로 광출사면 (20b) 에 도달하게 한다. 이 광은 광출사면 (20b) 에서 출사하여 액정 패널 (27) 을 조명한다. 광확산부 (22) 에 의해 광출사면 (20b) 과 반대면을 향하는 방향으로 진로가 변경된 광은 광출사면 (20b) 을 향해 광반사부 (23) 에 의해 반사되어 광출사면 (20b) 에서 출사한다.
광출사면 (20b) 에 임계각보다 큰 각도로 입사한 도광판 (20) 내에서 진행한 광의 일부는 광출사면 (20b) 에 의해 전반사되어, 다시 도광판 (20) 을 통해 진행한다. 이 광의 일부는 광확산부 (22) 및 광반사부 (23) 의 작용에 의해 광출사면 (20b) 에서 출사한다. 따라서, LED (21) 로부터 도광판 (20) 에 입사한 광이 도광판 (20) 의 광출사면 (20b) 에서 효율적으로 출사한다.
도광판 (20) 내에서 광확산부 (22) 와 충돌하지 않고 투명 기판 (12) 에 도달한 광은 투명 기판 (12) 을 통해 진행한다. 이후, 이 광은 다른 도광판 (20) 을 대응하는 광입사면 (20a) 을 향해 진행한다. 이 도광판 (20) 에서, 광확산부 (22) 와 광반사부 (23) 에 의해, 광이 광출사면 (12b) 에서 출사한다.
각 도광판 (20) 의 광출사면 (20b) 은 광확산부 (25) 를 포함한다. 광출사면 (20b) 이 거칠지 않다면, 소정 각도로 광출사면 (20b) 에 입사하는 광이 광출사면 (20b) 에 의해 전반사될 것이다. 그러나, 광확산부 (25) 는 광의 일부를 광출사면 (20b) 에 입사하게 하며, 광출사면 (20b) 에서 출사한다. 따라서, 이 광은 광출사면 (20b) 에 의해 전반사되지 않는다.
유기 EL 소자 (13) 로부터 투명 기판 (12) 에 입사하는 광에서, 광출사면 (12b) 에 임계각보다 큰 각도로 입사하는 광은 광출사면 (12b) 에서 출사하지 않는다. 유기 EL 소자 (13) 가 모든 방향에서 광을 방사하기 때문에, 유기 EL 소자 (13) 로부터 투명 기판 (12) 에 입사하는 광은 또한 투명 기판 (12) 에 다양한 각도로 입사한다. 유기 EL 소자 (13) 에서 출사하여 투명 기판 (12) 에 입사한 광의 일부만이 유기 EL 소자 (13) 에 대응하는 광출사면 (12b) 의 일부로부터 면 광원 장치 (11) 에서 출사한다. 그러므로, 투명 기판 (12) 의 광출사면 (12b) 이 유기 EL 소자 (13) 에 대응하는 부분으로만 형성된 종래 기술의 구성에서는, 투명 기판 (12) 에 입사한 광의 대부분이 면 광원 장치 (11) 로부터 조사광으로서 유효하게 이용될 수 없다.
제 1 실시예에서, 광출사면 (12b) 에서 출사하지 않은 광은 투명 기판 (12) 으로부터 도광판 (20) 내로 진행하고, 도광판 (20) 내를 더 진행한다. 이후, 이 광은 도광판 (20) 의 광확산부 (22) 와 광반사부 (23) 에 의해 광출사면 (20b) 에서 출사한다. 그러므로, 종래 기술에서 유효하게 사용되지 않았던, 유기 EL 소자 (13) 로부터 투명 기판 (12) 에 입사한 광은 도광판 (20) 의 광출사면 (20b) 에서 효율적으로 출사한다.
따라서, 광확산부 (22) 와 광반사부 (23) 는 광 변향(redirecting) 부재로서 기능한다.
제 1 실시예는 이하의 이점을 갖는다.
(1) 면 광원 장치는 투명 기판 (12) 의 광입사면 (12a) 상에 제공된 유기 EL 소자 (13) 에 의해 구성된 제 1 면 광원 (14) 과, 유기 EL 소자 (13) 이외의 광원 (즉, LED (21) ) 에 의해 구성된 제 2 면 광원 (15) 을 갖는다 이에 의해, 발광면 전체의 면적이 유기 EL 소자 (13) 의 발광면의 면적보다 크다. 따라서, 유기 EL 소자 (13) 에 의해 구성된 제 1 면 광원 (14) 의 발광면의 면적보다 넓은 면적이 제 2 면 광원 (15) 으로부터 광에 의해 커버된다. 전체로서, 유기 EL 소자 (13) 의 발광면의 면적보다 넓은 면적이 조사된다.
(2) 제 2 면 광원 (15) 은 투명 기판 (12) 과 광학적으로 연속하는 도광판 (20) 을 각각 포함한다. 유기 EL 소자 (13) 이외의 광원 (즉, LED (21) ) 은 각 도광판 (20) 의 단부 면과 면하여, 투명 기판 (12) 을 향해 발광하도록 배치된다. 제 2 면 광원 (15) 의 광원 (즉, LED (21) ) 이 1 장의 도광판 (20) 의 광출사면 (12b) 과 반대면에 배치되지 않기 때문에, 면 광원 장치 (11) 의 두께가 얇다. 유기 EL 소자 (13) 의 두께는 투명 기판 (12) 및 도광판 (20) 의 두께에 비해 무시될 수 있을 만큼 작다. 그러므로, 제 2 면 광원 (15) 의 광원이 도광판 (20) 의 두께의 범위에 포함되는 크기를 갖는 한, 투명 기판 (12) 의 두께와 실질적으로 동일한 두께를 갖는 면 광원 장치 (11) 를 얻을 수 있다.
(3) 제 2 면 광원 (15) 의 광원은 발광 다이오드 (LED (21) ) 이므로, 유기 EL 소자 (13) 와 같이 직류 전류에 의해 구동된다. 이에 반해, 광원으로서 교류 전류에 의해 구동되는 냉음극관 (cold cathode tube) 이 사용된 경우는, 인버터 등이 요구된다. 따라서, 인버터를 필요로 하지 않는 발광 다이오드 (LED (21) ) 가 이러한 냉음극관 보다 더 바람직하다. 또한, 발광 다이오드는 저전압으로 발광한다.
(4) 복수 개의 제 2 면 광원 (15) 이 제 1 면 광원 (14) 에 끼워지도록 배치된다. 그러므로, 제 2 면 광원 (15) 이 제 1 면 광원 (14) 의 주위 전체에 배치되지 않을지라도, 광출사면 전체로부터 균일하게 발광하는 면 광원 장치 (11) 의 제조가 용이하다.
(5) 투명 기판 (12) 과 도광판 (20) 이 단일 유리판에 의해 일체로 형성된다. 그러므로, 면 광원 장치 (11) 의 구조가 비교적 간단하다. 또한, 투명 기판 (12) 과 도광판 (20) 이 동일한 구조를 갖기 때문에, 광은 투명 기판과 도광판의 경계를 변화없이 방사한다. 그러므로, 균일한 광이 방사된다.
(6) 도광판 (20) 내의 광확산부 (22) 는 광출사면 (20b) 과 반대면을 향하도록 광의 진로를 변경한다. 이후, 이 광은 광출사면 (20b) 과 반대면에 제공된 광반사부 (23) 에 의해 반사된다. 광반사부 (23) 에 의해 반사된 광의 일부는 광출사면 (20b) 에서 출사한다. 그 결과, 광이 광출사면 (20b) 과 반대면을 통해 흡수되거나 투과되는 경우에 비해 광출사면 (20b) 에서 대량의 광이 출사한다. 광출사면 (20b) 으로부터의 발광량은 광확산부 (22) 와 광반사부 (23) 의 공동 작용에 의해 증가된다.
(7) 또한, 광확산부 (22) 및 광반사부 (23) 는 투명 기판 (12) 에 유기 EL 소자 (13) 로부터 입사하여, 광출사면 (12b) 에서 출사하지 않고 도광판 (20) 내에서 진행하는 광의 일부 상에 유사하게 작용한다. 따라서, 유기 EL 소자 (13) 로부터 투명 기판 (12) 에 입사하는 광에 관하여, 종래 기술에서 투명 기판 (12) 에서 출사될 수 없던 광이 각 도광판 (20) 의 광출사면 (20b) 으로부터 효율적으로 방사된다. 그 결과, 면 광원 장치 (11) 는 동일한 전력 소비량을 갖는 종래 장치 보다 고휘도의 광을 방사한다. 또한, 면 광원 장치 (11) 는 적은 전력을 소비하여 동일한 휘도의 광을 방사한다.
(8) 광확산부 (22) 는 도광판 (20) 내에 레이저빔을 조사함으로써, 레이저 빔에 의해 도광판 (20) 의 특정 부품을 선택적으로 처리하여 레이저 빔에 의해 초점 부분을 가공할 수 있는 레이저 마킹법을 채용함으로써 형성된다. 그러므로, 광확산부 (22) 는 도광판 (20) 의 표면을 스크래치하지 않고 도광판 (20) 의 소정 위치에 형성된다. 광확산부 (22) 의 형상이나 배치의 제약이 거의 없으며, 설계 및 가공의 자유도가 크다.
(9) 광확산부 (22) 가 레이저 마킹법을 채용함으로써 형성되기 때문에, 유기 EL 소자 (13) 의 형성후에 광확산부가 형성될 수도 있다. 이는 유기 EL 소자 (13) 의 불량품에 광확산부 (22) 를 형성하여 낭비될 수 있게 한다.
(10) 도광판 (20) 의 광출사면 (20b) 이 거칠게되어, 광확산부 (25) 를 형성한다. 광출사면 (20b) 이 평면이라면, 소정 각도로 광출사면 (20b) 에 도달한 광은 전반사되어, 광출사면 (20b) 에서 출사할 수 없다. 그러나, 광확산부 (25) 의 존재에 기인하여, 이러한 광의 일부가 광출사면 (20b) 에서 출사한다. 따라서, 광출사면 (20b) 이 평면인 경우 보다 더 많은 광량이 광출사면 (20b) 에서 출사한다.
(11) 도광판 (20) 의 단부 면 (20c) 및 투명 기판 (12) 의 단부 면 (12c) 에 형성된 광반사막 (24) 은 도광판 (20) 및 투명 기판 (12) 내를 진행하여 단부 면 (20c, 12c) 에 도달한 광을 반사한다. 따라서, 도광판 (20) 내에 광이 진행하는 기회가 증가되며, 이에 의해 광출사면 (20b) 에서 방사되는 광량이 증가된다.
(12) 광반사성을 갖는 제 2 전극 (18) 이 투명 기판 (12) 과 반대측 유기 EL 층 (17) 에 배치된다. 제 2 전극 (18) 에 의해 반사된 광이 투명 기판 (12) 에 입사하므로, 광출사면 (12b) 에서 방사되는 광량이 증가한다.
(13) 액정 표시 장치 (26) 는 백라이트로서 기능하는 면 광원 장치 (11) 를 갖는다. 그러므로, 종래의 유기 EL 소자를 채용한 면 광원 장치를 갖는 표시 장치보다 높은 수율을 가지며, 대 표시 면적을 갖는 액정 표시 장치 (26) 를 더 용이하게 제조할 수 있다..
(14) 도광판 (20) 의 광출사면 (20b) 을 출사한 광은 면 광원 장치 (11) 와 액정 표시 장치 (26) 사이의 확산 시트 (28) 를 통과한다. 확산 시트 (28) 를 통과함으로써, 휘도 편차가 감소되어, 육안으로 판별할 수 없는 상태가 된다.
다음으로, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 면 광원 장치 (11) 를 도 3 내지 도 5 를 참조하여 설명한다. 제 2 실시예는 도광판 (20) 에 광확산부 (22) 가 형성되지 않고, 평탄한 광반사부 (23) 를 대신하여 프리즘 형상의 광반사부 (29) 가 사용되며, 복수 개의 프리즘 형상의 볼록부 (30) 가 광출사면 (20b) 에 제공되는 점이 제 1 실시예와 다르다. 제 1 실시예와 유사한 부분은 동일 부호를 붙이며 자세한 설명을 생략한다.
도 5 는 도 3 에서 투명 기판 (12) 의 좌측에 위치된 도광판 (20) 에 형성된 광반사부 (29)를 도시한다. 광반사부 (29) 는 도광판 (20) 을 광입사면 (20a) 으로부터 투명 기판 (12) 을 향해 진행하는 광을, 광출사면 (20b) 에서 출사하는 방향으로 반사시키는 복수 개의 경사진 채광면 (31a) 을 포함한다. 도파면 (waveguide surface, 31b) 이 인접하는 각각의 채광면 (31a) 쌍 사이에 형성된다. 복수 개의 채광면 (31a) 과 도파면 (31b) 이 복수 개의 평행 홈 (31) 에 의해 형성된다. 홈 (31) 은 도광판 (20) 의 광입사면 (20a) 및 광출사면 (20b) 모두에 평행하게 연장한다. 각각의 채광면 (31a) 은, 광출사면 (20b) 이 광입사면 (20a) 에 가까운 위치보다 투명 기판 (12) 에 가까운 위치에 근접하게 되도록 경사진다. 각각의 도광면 (31b) 은, 광출사면 (20b) 이 광입사면 (20a) 에 가까운 위치보다 투명 기판 (12) 에 가까운 위치에서 멀어지도록 경사진다. 즉, 광반사부 (29) 는 도광판 (20) 의 광입사면 (20a) 과 광출사면 (20b) 에 직교하는 평면을 따라 보았을 때, 톱니 모양의 (serrated) 단면 형상을 갖는다. 투명 기판 (12) 의 우측에 위치된 도광판 (20) 에 형성된 광반사부 (29) 는 도 5에 도시된 방향과 반대 방향으로 경사진 채광면 (31a) 및 도파면 (31b) 을 갖는다.
각 채광면 (31a) 의 경사 각도 (θ1) 는, 도광판 (20) 을 투명 기판 (12) 을 향해 진행하여 채광면 (31a) 에 도달한 광이 광출사면 (20b) 과 실질적으로 직교하는 방향에 채광면 (31a) 에 의해 전반사되도록 결정된다. 경사 각도 (θ1) 는 채광면 (31a) 과 광출사면 (20b) 에 평행한 평면 (P1) 사이의 각도이다. 경사 각도 (θ1) 는 35°내지 50°, 바람직하게는 40°내지 45°의 범위의 소정의 각도이다. 도파면 (31b) 의 경사 각도 (θ2), 즉 도파면 (31b) 과 평면 (P1) 사이의 각도는, 예컨대 0.3°내지 2.5°의 범위의 소정의 각도이다. 홈 (31) 의 피치는 1 mm 이하이다. 도 3 및 도 4 에서는 홈 (31) 이 도시되지 않는다.
각각의 광출사면 (20b) 에 제공된 복수 개의 프리즘 형상 볼록부 (30) 는 도 4 에 도시된 바와 같이 서로 평행하고 광입사면 (20a) 에 직교하게 연장한다. 도 4 는 볼록부 (30) 의 능선 (ridge line) 을 도시하고 있다. 각 볼록부 (30) 의 단면은 실질적으로 삼각형이다. 인접하는 볼록부 (30) 의 정점 (apex) 은 고정된 거리 (피치) 만큼 떨어져 있다. 볼록부 (30) 의 피치는 10㎛ 내지 500 ㎛, 바람직하게는 50㎛ 내지 300㎛ 의 범위의 소정값이다. 도면에서, LED (21) 및 볼록부 (30) 의 크기의 비와 개수는 실제와 다르다.
제 2 실시예의 면 광원 장치 (11) 에서는, 광입사면 (20a) 을 통해 도광판 (20) 에 입사한 광은, 도광판 (20) 내를 투명 기판 (12) 을 향해 진행한다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 채광면 (31a) 에 도달한 광은 평면 (P1) 에 실질적으로 수직하게 채광면 (31a) 에 의해 전반사된다. 이후, 반사된 광은 광출사면 (20b) 을 향해 진행하여 광출사면 (20b) 에서 출사한다. 도광판 (20) 내를 투명 기판 (12) 을 향해 진행하는 광이 모두 채광면 (31a) 을 향해 직접 진행하지 않는다. 채광면 (31a) 에 도달한 광의 일부는 도광판 (20) 내를 진행하여 채광면 (31a) 에 도달하기 이전에, 도파면 (31b) 및 광출사면 (20b) 에 의해 전반사된다. 광입사면 (20a) 으로부터 투명 기판 (12) 을 향해 하향 경사진 도파면 (31b) 은, 채광면 (31a) 을 향해 진행하는 광 이외의 광을 반복적으로 반사한다. 반복적으로 반사함으로써, 채광면 (31a) 을 향해 진행하는 광 이외의 광의 진행 방향은 평면 (P1) 에 평행한 상태에 접근한다. 그 결과, 광이 채광면 (31a) 에서 효율적으로, 평면 (P1) 에 실질적으로 수직한 각도로 광출사면 (20b) 을 향해 전반사된다.
광반사부는 광 변향 부재로서 기능한다.
제 2 실시예는 제 1 실시예의 (1) 내지 (5), 및 (11) 내지 (14) 에 추가하여 하기 기술된 이점을 갖는다.
(15) 광반사부 (29) 는, 도광판 (20) 내를 투명 기판 (12) 을 향해 진행하는 광을 광출사면 (20b) 에서 출사하는 방향에 반사시키는 복수 개의 채광면 (31a) 을 포함한다. 그 결과, 광은 도광판 (20) 내에 임의의 특별한 부재의 제공없이 광출사면 (20b) 으로부터 효율적으로 출사한다.
이하, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 면 광원 장치 (11) 를 도 6 을 참조하여 기술한다. 제 3 실시예와 제 1 실시예의 주된 차이점은 제 2 면 광원 (15) 이 제 1 면 광원 (14) 을 둘러싸도록 배치되는 것이다. 제 1 실시예와 유사한 부분은 동일부호를 붙이며, 자세한 설명을 생략한다.
도 6 에 도시된 바와 같이, 직사각형 프레임 형상 도광판 (20) 이 직사각형 투명 기판 (12) 을 둘러싼다. 복수 개의 LED (21) 가 도광판 (20) 의 대응하는 광입사면 (20a) 과 면하도록 실질적으로 등간격으로 배치된다. 도광판 (20) 의 광출사면 (20b) 은 그 표면을 거칠게함으로써 형성된 광확산부 (25) 를 포함한다. 제 1 실시예와 같이, 광반사부 (23) (도시되지 않음) 가 광출사면 (20b) 과 반대면상에 형성된다. 복수 개의 광확산부 (22) 가 도광판 (20) 내에 균일하게 분포된다.
LED (21) 로부터 도광판 (20) 에 입사한 광이 도광판 (20) 을 통해 진행하면서 광확산부 (22) 에 충돌하면, 제 1 실시예와 같이 광이 굴절 또는 확산된다. 이는 광의 진행 진로를 변경한다. 임계각 보다 작은 각도로 광출사면 (20b) 에 도달하는 광은 광출사면 (20b) 에서 액정 패널 (27) 을 향해 출사한다. 광확산부 (22) 로 광출사면 (20b) 과 반대면을 향하도록 진로가 변경된 광은, 광출사면 (20b) 측을 향해 광반사부 (23) 에 의해 반사되고, 광출사면 (20b) 에서 출사한다.
광확산부 (22) 와 광반사부 (29) 는 광 변향 부재로서 기능한다.
제 3 실시예는 제 1 실시예의 (1) 내지 (3), (5) 내지 (10), 및 (12) 내지 (14) 의 이점에 추가하여 하기에 기술되는 이점을 갖는다.
(16) 제 2 면 광원 (15) 이 제 1 면 광원 (14) 을 둘러싸기 때문에, 면 광원 장치 (11) 는 제 1 실시예의 발광면 면적보다 더 큰 발광면 면적을 갖는다.
이하, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 면 광원 장치 (11) 를 도 7 을 참조하여 기술한다. 제 4 실시예는 도광판 (20) 이 광입사면 (20a) 을 향해 두께가 두꺼워지는 점이 제 2 실시예와 상이하다. 그 밖의 구성은 기본적으로 제 2 실시예와 동일하다.
도광판 (20) 의 광출사면 (20b) 은 제 2 실시예의 프리즘 형상 볼록부와 유사한 프리즘 형상 볼록부 (30) 를 포함한다. 광반사부 (29) 가 광출사면 (12b) 과 반대면에 형성된다. 광확산부 (22) 는 형성되어 있지 않다. 홈 (31) 은 도시되지 않는다.
도광판 (20) 은 광입사면 (20a) 으로부터 투명 기판 (12) 을 향해 두게가 점점 얇아지도록 형성된다. 그러므로, 광반사부 (29) 는 도광판 (20) 의 각각의 경사면 상에 형성된다. 미시적으로(microscopically), 광반사부 (29) 는 투명 기판 (12)으로부터 광입사면 (20a) 을 향해 두께가 두꺼워지는 톱니 형상 단면을 갖는다.
광입사면 (20a) 으로부터 도광판 (20) 에 입사한 광은, 도광판 (20) 을 통해 투명 기판 (12) 을 향해 진행하면서, 제 2 실시예와 같이 광반사부 (29) 의 채광면 (31a) 및 도파면 (31b) 에 의해 작용되며, 이는 광출사면 (20b) 에서 출사한다.
제 4 실시예는 제 2 실시예의 이점에 추가하여 하기에 기술된 이점을 갖는다.
(17) 광반사부 (29) 가 형성된 면은, 광입사면 (20a) 에서 멀어지게 될 때, 광출사면 (20b) 측에 가까워지도록 경사진다. 그러므로, 균일한 광량이 광출사면 (20b) 에서 출사한다.
(18) 도광판 (20) 이 주변 가장자리를 향해 두께가 두꺼워지기 때문에, 광출사면 (12b, 20b) 과 반대면에 함몰부 (depression) 가 형성된다. 함몰부는 유기 EL 소자 (13) 의 전극 (16, 18) 과 전원을 접속하는데 사용되는 배선을 수용한다.
본 발명은 본 발명의 사상 또는 범주를 벗어나지 않고 다수의 다른 특정 형태로 구체화될 수 있음이 숙련공에게 명확할 것이다. 특히, 본 발명은 하기의 형태로 구체화될 수도 있다.
면 광원 장치 (11) 는, 투명 기판 (12) 의 광입사면 (12a) 상에 제공된 유기 EL 소자 (13) 를 갖는 제 1 면 광원 (14) 과, 유기 EL 소자 (13) 이외의 광원에 의해 형성된 제 2 면 광원 (15) 을 포함하고, 발광면 전체의 면적이 유기 EL 소자 (13) 의 발광면의 면적보다 크면 된다. 그러므로, 제 1 면 광원 (14) 과 제 2 면 광원 (15) 사이의 위치 관계는, 제 1 면 광원 (14) 이 제 2 면 광원 (15) 사이에 배치되는 구성이나, 또는 제 1 면 광원 (14) 이 제 2 면 광원 (15) 에 의해 둘러싸이는 구성으로 한정되지 않는다. 예컨대, 도 8a 에 도시된 제 5 실시예에서, 제 2 면 광원 (15) 이 제 1 면 광원 (14) 의 일 측에 배치될 수도 있다. 또한, 도 8b 에 도시된 제 6 실시예에서, 제 1 면 광원 (14) 은 직사각형 발광면을 갖는 면 광원 장치 (11) 의 한쪽 코너에 배치되고, 그 밖의 부분에 제 2 면 광원 (15) 이 배치될 수도 있다.
면 광원 장치 (11) 에는 1 개 이상의 유기 EL 소자 (13) 가 제공될 수도 있다. 예컨대, 도 9a, 도 9b 에 도시된 제 7 실시예와 같이, 복수 개 (2개) 의 유기 EL 소자 (13) 가 투명 기판 (12) 의 광입사면 (12a) 상에 제공될 수도 있고, 광확산부 (22) 가, 이들 유기 EL 소자 (13) 를 장착하는 부분 사이에서 투명 기판 (12) 의 일부에 제공된다. 이 경우, 면 광원 장치 (11) 의 발광면 면적이 더 증가된다.
각각의 광확산부 (22) 는 광입사면 (20a) 을 통해 입사한 광을 확산시키는 계면을 갖는 한 어떠한 형상이어도 된다, 예컨대, 광확산부 (22) 는 도광판 (20) 에 수직한 방향에 연장하는 신장된 선 형상을 가질 수도 있다.
광확산부 (22) 는 레이저 마킹법에 의해 형성되지 않아도 된다. 예컨대, 광확산부 (22) 는 도광판 (20)의 굴절율과 다른 굴절율을 갖는 비드 (bead) 등을 분포시킴으로써 형성될 수도 있다.
제 4 실시예와 같이 복수 개의 홈 (31) 에 의해 구성된 광반사부 (29) 를 구비하지 않고, 제 1 실시예와 같이 도광판 (20) 에 광확산부 (22) 및 광반사부 (23) 가 제공되면, 도광판 (20) 은 광입사면 (20a) 으로부터 투명 기판 (12) 을 향해 두께가 얇아지도록 형성될 수도 있다. 광확산부 (22) 및 경면 형상 (mirror-like) 의 광반사부 (23) 가 제공되는 구성을 채용하면, 도광판 (20) 은 거시적으로 (macroscopically) 볼 때, 광입사면 (20a) 으로부터 투명 기판 (12) 을 향해 점차로 얇아지는 두께를 갖는 실질적으로 쐐기 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
광출사면 (20b) 과 반대측에 제공된 광반사부 (23) 는 광확산 수단을 가질 수도 있다. 명확하게는, 광반사부 (23) 는 평탄한 경면으로 한정되는 것이 아니라, 난반사 (diffusive reflection) 하는 반사면이어도 된다.
제 1 실시예와 같이 도광판 (20) 내에 광확산부 (22) 가 제공된 구성에서, 복수 개의 프리즘 형상 볼록부 (30) 또는 렌즈 형상 볼록부가 광출사면 (20b) 상에 제공된 광확산부 (25) 를 대신하여 평행하게 제공될 수도 있다.
제 2 실시예와 같이 도광판 (20) 의 광출사면 (20b) 와 반대면에 홈 (31) 을 갖는 광반사부 (29) 가 제공된 구성에서, 광확산부 (25) 가 프리즘 형상 볼록부 (30) 또는 렌즈 형상의 볼록부에 대신하여, 표면을 거칠게함으로써 광출사면 (20b) 에 제공될 수도 있다.
광출사면 (20b) 에 제공된 광확산부 (25) 는 생략될 수도 있다.
투명 기판 (12) 및 도광판 (20) 의 단부 면 (12c, 20c) 에 형성된 광반사막 (24) 은 생략될 수도 있다.
유기 EL 소자 (13) 와 대응하는 광출사면 (12b) 의 일부로부터 방사된 광량이 충분하지 않다면, 유기 EL 소자 (13) 와 대응하는 광출사면 (12b) 의 부분에도 거친 표면을 갖는 광확산부 (25) 가 제공될 수도 있다.
도광판 (20) 에 제공된 광확산부 (22) 는 반드시 광출사면 (20b) 전체로부터 균일하게 광이 출사하도록 분포되지 않고, 광출사면 (20b) 으로부터 출사하는 광량이 다르게 분포될 수도 있다.
LED (21) 로서 백색 발광 다이오드 (LED) 를 사용하는 대신에, 적색 LED, 청색 LED, 및 녹색 LED의 3종류의 LED가, 백색광이 이들 3종류의 LED의 발광의 합성(혼색)에 의해 광출사면 (20b) 에서 출사하도록 사용될 수도 있다. 이러한 구성을 갖는 면 광원 장치 (11) 가 컬러 필터를 사용하여 풀 (full) 컬러 표시를 하는액정 표시 장치의 백라이트로서 채용된다면, 백색 LED를 사용할 때보다 더 선명한 색을 갖는 표시가 얻어진다.
제 1 면 광원 (14) 및 제 2 면 광원 (15) 은 백색광을 출사하지 않아도 된다. 면 광원 장치 (11) 는, 단색광 (monochromatic light) 을 방사하도록 구성되거나, 백색광 이외의 색을 방사하도록 다수의 단색광을 조합하도록 구성될 수도 있다. 예컨대, 유기 EL 층 (17) 및 LED (21) 는 적색, 청색, 녹색, 또는 황색의 단색광을 방사할 수도 있다.
광출사면 (12b) 측에서 보았을 때의 투명 기판 (12) 및 유기 EL 소자 (13) 의 형상은 직사각형이 아니어도 된다. 예컨대, 정사각형, 삼각형, 오각형 이상의 다각형, 원형 또는 아치형일 수도 있다.
도광판 (20) 및 투명 기판 (12) 을 합친 형상은 투명 기판 (12) 의 형상과 유사하지 않아도 된다. 예컨대, 도광판 (20) 및 투명 기판 (12) 을 합친 형상은 사각형일 수도 있으며, 투명 기판 (12) 및 유기 EL 소자 (13) 의 형상은 원형 또는 삼각형일 수도 있고, 또는 도광판 (20) 및 투명 기판 (12) 을 합친 형상은 원형일 수도 있으며, 투명 기판 (12) 및 유기 EL 소자 (13) 의 형상은 사각형 또는 삼각형일 수도 있다.
제 2 면 광원 (15) 으로서 사용되는 유기 EL 소자 이외의 광원은 LED로 제한되지 않는다. 예컨대, 냉음극관이 광원으로서 사용될 수도 있다. 냉음극관을 사용할 때, 냉음극관은 도광판 (20) 의 광입사면 (20a) 을 따라 배치되는 것이 바람직하다.
도광판 (20) 의 구성은 상기 실시예의 구성으로 한정되지 않는다. 도광판 (20) 은 종래 공지된 여러 가지의 구성을 가질 수도 있다. 예컨대, 도 10에 도시된 제 8 실시예에서, 평면 형상 광을 방사하는 도광판 (20) 과, 도광판 (20) 을 따라 배치됨과 동시에 광원으로서 LED (21) 를 사용함으로써 선 형상 광을 방사하는 도광봉 (light guide rod) (33) 이 조합된다.
투명 기판 (12) 은 도광판 (20) 과 일체로 형성되지 않아도 된다. 대신에, 제 1 면 광원 (14) 과 제 2 면 광원 (15) 이 별개로 형성될 수도 있으며, 이 후, 투명 기판 (12) 이 도광판 (20) 과 결합되어 면 광원 장치 (11) 를 형성할 수도 있다. 결합부가 어두운 경우에는, 투명 기판 (12) 과 도광판 (20) 의 경계 (결합부) 에 광확산부가 제공되는 것이 바람직하다.
제 2 면 광원 (15) 에 사용되는 유기 EL 소자 (13) 이외의 광원은 도광판 (20) 의 단부 면과 면하도록 배치되지 않을 수도 있다. 예컨대, 도 11 에 도시된 제 9 실시예에서, 광원은 도광판 (20) 의 광출사면 (20b) 과 반대면에 면하도록 배치될 수도 있다. 이 경우, 도광판 (20) 의 광입사면 (20a) 은 광출사면 (20b) 의 반대측이다. 유기 EL 소자 (13) 이외의 광원으로서 선형 광원 (32) 을 사용하는 것이 바람직하다.
확산 시트 (산란 시트) (28) 가 면 광원 장치 (11) 의 광출사면 (12b, 20b) 상에 제공될 수도 있다. 면 광원 장치 (11) 가 액정 표시 장치 (26) 용 백라이트로서 사용될 때, 별도 부품의 확산 시트 (28) 를 준비할 필요가 없다.
제 1 전극 (16) 을 형성하는 투명 도전재는 ITO로 한정되지 않는다. 예컨대, 산화아연이 대신 사용될 수도 있다.
제 1 전극 (16) 은 도전성을 갖는 투명한 재질이 아니라, 매우 얇은 금속층으로 투명하게 구성될 수도 있다. 이러한 두께는 50 nm 이하이며, 0.5 내지 20 nm 의 범위가 바람직하다.
투명 기판 (12) 에 제공되는 제 1 전극 (16) 이 캐소드일 수도 있고, 제 2 전극 (18) 은 아노드일 수도 있다. 이 경우, 유기 EL 층 (17) 의 구성도 그것에 대응하여 변경된다. 예컨대, 유기 EL 층 (17) 은 제 1 전극 (16) 측으로부터 전자주입층, 발광층 및 정공주입층의 순서대로 3층으로 구성될 수도 있으며, 또는 제 1 전극 (16) 측으로부터 전자주입층, 전자수송층, 발광층, 정공수송층 및 정공주입층의 순서대로 5층으로 구성될 수도 있다.
유기 EL 층 (17) 은 발광층만의 단층 구조, 또는 정공주입층, 정공수송층, 정공주입/수송층, 정공저지층, 전자주입층, 전자수송층, 전자저지층의 일층 이상과 발광층이 적층되는 다층 구조 중 어떤 것이어도 된다.
투명 기판 (12) 및 도광판 (20) 은 유리 기판에 대신하여 수지제의 투명판 또는 가요성 투명 수지판으로 형성될 수도 있다. 수지판은 유리 기판보다 무게가 가볍다.
면 광원 장치 (11) 의 적용은 백라이트용에 제한되지 않는다. 면 광원 장치 (11) 는 또한, 다른 용도의 조명 장치로서 사용될 수도 있다.
광반사성을 갖는 전극 재료는 알루미늄에 제한되지 않는다. 크롬 또는 다른 금속도 사용될 수도 있다.
제 1 면 광원 (14) 은 유기 EL 소자 (13) 에 대신하여 무기(inorganic) EL 소자에 의해 형성될 수도 있다.
본 예시 및 실시예는 설명을 위해 고려된 것이지 이것으로 제한하는 것은 아니며, 본 발명은 본 명세서에 부여된 상세한 설명으로 제한되는 것이 아니라, 첨부된 청구 범위의 범위 및 등가물 내에서 변형될 수도 있다.
이상 기재된 본 발명에 의하면, EL 소자의 발광면보다 큰 면적의 발광면을 갖는 신규인 면 광원 장치를 제공할 수 있다. 또한, 종래의 유기 EL 소자를 사용한 면 광원 장치를 백라이트로 한 액정 표시 장치에 비교하여, 높은 수율을 가지며, 대 표시 면적을 갖는 액정 표시 장치를 더 용이하게 제조하고, 선명한 색을 갖는 표시를 얻을 수 있다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 면 광원 장치의 단면도이다.
도 2 는 도 1 의 면 광원 장치의 평면도이다.
도 3 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 면 광원 장치의 단면도이다.
도 4 는 도 3 의 면 광원 장치의 평면도이다.
도 5 는 채광면(light extracting surface)의 작용을 도시하는 개략도이다.
도 6 은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 면 광원 장치의 평면도이다.
도 7 은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 면 광원 장치의 단면도이다.
도 8a 는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 면 광원 장치의 평면도이다.
도 8b 는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 면 광원 장치의 평면도이다.
도 9a 는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 면 광원 장치의 단면도이며, 도 9b는 평면도이다.
도 10 은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 면 광원 장치의 평면도이다.
도 11 은 본 발명의 제 9 실시예에 따른 면 광원 장치의 단면도이다.
도 12a 는 종래 기술의 광원 장치의 평면도이며, 도 12b 는 측면도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
11 : 면 광원 장치 12 : 투명 기판
12a, 20a : 광입사면 12c, 20c : 단부 면
13 : EL 소자로서의 유기 EL소자 14 : 제 1 면 광원
15 : 제 2 면 광원 20 : 도광판
21 : EL 소자 이외의 광원으로서의 LED (발광 다이오드)

Claims (13)

  1. 면 광원 장치에 있어서,
    제 1 발광면 (light emitting surface) ;
    광입사면 (light entering surface) 을 갖는 투명 기판 및, 상기 광입사면에 배치되며 광을 출사하는 제 2 발광면을 포함하는 전계발광 소자 (electroluminescent device) 를 포함하는 제 1 면 광원; 및
    상기 전계발광 소자 이외의 광원 소자를 포함하는 제 2 면 광원을 구비하며, 상기 제 1 발광면은 상기 제 2 발광면의 면적보다 더 큰, 면 광원 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 면 광원은 상기 투명 기판에 인접하는 도광판(light guide plate) 을 포함하며, 이 도광판은 복수 개의 단부 면을 가지고, 상기 광원 소자는 상기 단부 면 중의 하나 이상과 면하도록 배치되는, 면 광원 장치
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 면 광원은 상기 투명 기판에 인접하는 도광판을 포함하며, 상기 도광판은 투명 기판에 입사하지만 상기 제 1 발광면에서 출사하는 방향으로 진행하지 않는 광의 진행 방향을, 상기 제 1 발광면으로부터 광이 출사하는 방향으로 변경시키는 광 변향부 (light redirecting portion) 를 포함하는, 면 광원 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 광원 소자는 발광 다이오드인, 면 광원 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 면 광원은 서로 반대되는 측면을 포함하고, 상기 제 2 면 광원은 상기 제 1 면 광원의 각 측면에 배치되는, 면 광원 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 2 면 광원은 상기 투명 기판에 인접한 도광판을 포함하며, 상기 도광판은, 상기 투명 기판이 가까워짐에 따라, 점점 두께가 얇아지는, 면 광원 장치.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 투명 기판은 상기 도광판과 일체로 형성되는, 면 광원 장치.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 투명 기판은 단일 투명판의 제 1 부분에 형성되고, 상기 도광판은 상기 단일 투명판의 제 2 부분에 형성되는, 면 광원 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 면 광원 및 제 2 면 광원은 각각 백색광을 방사하는, 면 광원 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 광원 소자는 각각 적색광, 청색광, 및 녹색광을 방사하는 3종류의 LED를 포함하며, 상기 광원 소자는 상기 3종류의 LED로부터 방사된 광을 합성하여 백색광을 방사하는, 면 광원 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전계발광 소자는 유기 (organic) 전계발광 소자인, 면 광원 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 면 광원 장치의 제 1 발광면을 덮는 확산 시트 (diffusion sheet) 를 더 구비하는, 면 광원 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 면 광원 장치로 이루어진 백라이트 (backlight) 를 구비하는, 액정 표시 장치.
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