KR20080044772A - 면상 광원 장치 및 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 밝기의 균일성과 면상 광원 장치의 소형화(박형화 포함한다)를 양립할 수 있는 면상 광원 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 따른 면상 광원 장치는, 도광체(4) 및 수평 점광원(3)을 구비하고 있다. 도광체(4)에는, 표시 영역이 되는 영역 안에 오목부(혹은 구멍)(4a)를 가진다. 수평 점광원(3)은, 도광체(4)의 광 출사면(4b)에 대하여, 대략 평행한 방향에 지향성을 가지는 빛을 출사한다. 또 수평 점광원(3)은, 오목부(4a) 안(혹은 구멍 안)에 여러개 배치된다.
도광체, 면상 광원 장치, 수평 점광원

Description

면상 광원 장치 및 액정표시장치{Surface Light Source Device and Liquid Crystal Display Device}
본 발명은, 면상 광원 장치 및 이 면상 광원 장치를 예를 들면 백라이트로서 구비하는 액정표시장치에 관한 것이다.
도광체를 사용한 면상 광원 장치로서, 예를 들면 다음과 같은 구성이 이미 존재하고 있다.
도광체 측면에 CCFL(냉음극 형광램프)등의 선상 광원 혹은 LED(발광 다이오드)등의 점상 광원을 배치하고, 도광체에 입사한 빛을 이 도광체 배면에 설치된 광확산판에 의해, 원하는 휘도분포로 조정된 빛을 표시면으로부터 출사시키는 면상 광원 장치가 존재한다.
또한 도광체에 형성된 오목부에 또는 구멍에 광원을 배치하고, 이 도광체의 배면측 및 / 또는 표시면측에 광 조정용의 패턴을 설치함으로써, 원하는 휘도분포로 조정된 빛을 표시면으로부터 출사시키는 면상 광원 장치가 존재한다(특허문헌 1, 2).
[특허문헌 1] 일본국 공개특허공보 특개평 10-82915호
[특허문헌 2] 일본국 실용신안공개 소화 제60-163141호(제1도)
그러나, 상기한 바와 같이, 도광체 측면에 선상 광원이나 점상 광원을 배치한 구조의 경우에는, 광원이 표시 영역 외에 배치된다. 따라서, 면상 광원 장치의 외형이 커진다는 문제가 생긴다.
또한 도광체 측면(즉 표시 영역 외)에 점광원을 배치했을 경우에는, 균일한 밝기(특히 이 점광원 근방에 있어서 균일한 밝기)를 얻기가 어렵다. 균일한 밝기를 얻기 위해서는, 표시 영역으로부터 보다 떨어진 위치에 점광원을 배치할 필요가 있다. 그러나, 이와 같은 위치에 점광원을 배치했을 경우에는, 더욱 면상 광원 장치가 커진다는 문제가 생긴다.
이에 대하여 특허문헌 1, 2에 개시되어 있는 기술에서는, 표시 영역 내에 광원이 배치되어 있다. 따라서, 상기한 바와 같이 표시 영역 외에 광원이 배치되는 경우보다도, 면상 광원 장치의 소형화가 가능하다. 그러나, 이 특허문헌 1, 2의 경우에 있어서도 이하에 나타내는 문제점을 가진다.
특허문헌 1, 2의 경우에는, 점광원 빛의 출사 방향은, 표시면에 대하여 수직 방향을 향하고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1, 2의 경우에는, 점광원으로부터의 빛이 각 방향으로 확산 출사되는 경우에 있어서 더욱 강도가 강한 빛은, 표시면에 대하여 수직 방향을 향하도록, 이 점광원은 배치되어 있다. 이러한 구성으로 점광원이 배치된 상기 특허문헌 1, 2에서는, 점광원의 바로 위부분의 휘도가 그 밖의 주변부분보다도 상대적으로 너무 높아지게 된다. 그리고, 도광체, 광확산 수단 만으 로, 이 휘도의 불균일함을 해소하는 것은 곤란하다(요컨대, 밝기의 불균일성이라는 문제가 생긴다).
특허문헌 1, 2에 따른 구조의 경우에 있어서 상기 밝기의 불균일성을 해소하는 방법으로서, 도광체로부터 표시면까지의 거리를 크게 취하는 방법 또는, 광원의 바로 위 부분에 차광성을 가지는 패턴을 설치하는 방법 등을 생각할 수 있다.
그러나, 이 해소 방법이 전자일 경우에는, 면상 광원 장치의 두께가 두꺼워져, 결과적으로 면상 광원 장치가 커지게 된다. 또한 후자의 경우에는, 광원의 빛을 유효하게 이용할 수 없어, 빛의 이용 효율이 저하하게 된다. 따라서, 어느 방법도 적절하지 않다.
또한, 광원에 LED등을 사용했을 경우에는, 밝기의 균일성의 면에서, 광원의 배향특성을 조정할 필요가 있다. 그러나, 점광원의 배향특성을 조정하기 위해서는, 렌즈 등의 광학소자가 필요하여, 결과적으로, 면상 광원 장치가 커지게 된다.
그래서, 본 발명은, 밝기의 균일성과 면상 광원 장치의 소형화(박형화도 포함한다)를 양립할 수 있는 면상 광원 장치 및 이 면상 광원 장치를 구비하는 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 청구항 1에 기재된 면상 광원 장치는, 표시 영역이 되는 영역 내에 오목부 또는 구멍을 가지는 도광체와, 상기 도광체의 광출사면에 대하여, 대략 평행한 방향에 지향성을 가지는 빛을 출사하는 수평 점광원을 구비하고, 상기 수평 점광원은, 상기 오목부 혹은 상기 구멍 안에 배치된다.
또한 본 발명에 따른 청구항 12에 기재된 액정표시장치는, 청구항 1 내지 청구항 11의 어느 하나에 기재된 면상 광원 장치와, 표시부가 되는 액정 패널과, 상기 면상 광원 장치 및 상기 액정 패널을 유지하는 케이싱을 구비하고 있다.
본 발명의 청구항 1에 기재된 면상 광원 장치는, 표시 영역이 되는 영역 내에 오목부 혹은 구멍을 가지는 도광체와, 상기 도광체의 광 출사면에 대하여, 대략 평행한 방향에 지향성을 가지는 빛을 출사하는 수평 점광원을 구비하고, 상기 수평 점광원은, 상기 오목부 내 혹은 상기 구멍 안에 배치된다.
따라서, 수평 점광원으로부터 출사된 빛은, 도광체 내의 보다 구석구석까지 전파한다. 따라서, 이 면상 광원 장치는, 표시 영역 전체에 걸쳐, 밝기의 균일성을 유지 할 수 있다. 또한 수평 점광원은, 도광체에 형성된 오목부(또는 구멍)의 내부에 배치되고, 또한, 이 수평 점광원은, 표시 영역 내에 배치된다. 따라서, 면상 광원 장치의 소형화(초박형화도 포함한다)를 가능하게 할 수 있다.
또한 본 발명의 청구항 12에 기재된 액정표시장치는, 청구항 1 내지 청구항 11의 어느 한 항에 기재된 면상 광원 장치와, 표시부가 되는 액정 패널과, 상기 면상 광원 장치 및 상기 액정 패널을 유지하는 케이싱을 구비하고 있다.
따라서, 표시면에 있어서의 밝기의 균일성이 가능한 액정표시장치를 제공할 수 있으며, 또한 이 액정표시장치의 소형화(초박형화)도 가능하게 된다.
이하, 본 발명을 그 실시예를 나타내는 도면에 의거하여 구체적으로 설명한다.
<실시예 1>
도 1은, 본 실시예에 따른 면상 광원 장치를 포함하는 액정표시장치의 개략적인 구성을 나타내는 분해 사시도이다. 도 2는, 도 1에 나타내 면상 광원 장치를 조립했을 때, 화살 표시Ⅰ-Ⅰ방향에서 본 단면도이다. 도 3은, 지향성을 가지는 수평 점광원의 광 강도 분포를 도시한 도면이다.
또한, 도 1에 나타내는 바와 같이 표시 영역면을 x-y평면으로 정의하고, 이 표시 영역면에 수직인 방향은, z방향으로 정의한다.
도 1에 나타내는 바와 같이 액정표시장치(100)는, 케이싱(1), 기판(2), 수평 점광원(3), 도광체(4), 광 확산 부재(5) 및 액정 패널(6)에 의해 구성되어 있다. 또한, 상기에 열거한 각 구성에 있어서, 액정 패널(6) 이외의 구성에 의해, 면상 광원 장치가 구성되어 있다.
기판(2)의 제1주면(2a)위에는, 제1내지 제4의 4개의 수평 점광원(3)(3a∼3d)이 각각 설치되어 있다. 여기에서, 기판(2)의 제1주면(2a)은, 표시장치(100)의 조립 상태에 있어서, 표시 영역면측(액정 패널 배치측)에 배치된다. 또한 각 수평 점광원(3)(3a∼3d)으로부터 출사되는 빛의 방향은, 각각 표시 영역면에 대하여 대략 평행한 방향(즉, x-y평면에 대략 평행한 방향)을 향하며, 각각 다른 방향을 향하고 있다. 도 1에서는, 각 수평 점광원(3)(3a∼3d)으로부터 출사되는 빛의 방향은, 수평 점광원 3b, 3d가 ±x방향, 수평 점광원(3a, 3c)이 ±y방향이 되어, 각각이 대략 반대 방향을 향하고 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이 수평 점광원(3)은 표시 영역의 대략 중앙부에 각각 배치된다. 제1내지 제4의 수평 점광원(3a∼3d)의 각각으로부터 출사되는 빛은, 제1의 수평 점광원(3a)으로부터 출사되는 빛을 기준으로 하여, 다른 수평 점광원(3)으로부터 출사되는 빛은, 상기 기준으로 한 빛의 방향(0°라고 했을 경우)에 대하여 평면에서 보아 대략 수직인 방향(90° 및 270°) 및 상기 기준으로 한 빛의 방향에 대하여 평면에서 보아 대략 반대 방향(180°)이다.
또한 수평 점광원(3)으로서는, 지향성이 있는 광원(예를 들면 발광 다이오드 등)을 채용할 수 있다. 수평 점광원(3)이 지향성을 가질 경우에는, 도 3에 나타내는 바와 같이 x-y평면방향으로 빛의 방향이 향하고 있을 때, 이 수평 점광원(3)의 배치 위치(도 3에서는, 「0」점)의 광강도가 더욱 강하여, x-y방향으로 나아가는 빛에 강도가 강한 피크를 가진다.
x-y평면에 평행한 방향의 빛 외에, 해당 x-y평면에 대하여 각도를 가지는 방향에 대해서도, 그 강도는 약하지만, 빛을 출사하고 있다. 또한 이 빛이 ±z방향으로 진행됨에 따라, 빛의 강도는 쇠퇴한다.
또한, 지향성이 있는 수평 점광원(3)은, x-y평면에 있어서, 퍼짐을 가지는 광분포인 것이 바람직하다. 이러한 광분포를 가지는 광원을 사용하는 것으로, 도광체(4)로 입사한 빛이 x-y평면에 있어서, 퍼짐을 가지므로, 도광체(4)의 광 출사면(4b)으로부터 출사하는 빛이 광 출사면(4b)전체에 있어서 균일하게 된다.
또한 지향성을 가지지 않는 광원을 사용할 경우, 이 광원으로부터의 빛이 각 방향으로 확산 출사되었다고 해도, 더욱 강도가 강한 빛이 x-y평면에 대하여 대략 평행한 방향을 향하도록 광원을 배치하는 것으로, x-y평면에 빛을 확산시킬 수 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이 도광체(4)의 표시 영역이 되는 영역 내인 중앙부 부근에는, 오목부(4a)가 형성되어 있다. 또한 이 오목부(4a)는, 도광체(4)의 광 출사면(4b)과 대향하는 면인 배면(4c)측의 주면 위에 형성되어 있다.
또한, 오목부(4a) 대신에, 도광체(4)에 z방향으로 관통하는 구멍을 형성해도 된다. 또한, 액정표시장치(100)의 조립 상태에 있어서, 기판(2)에 설치된 각 수평 점광원(3)은, 오목부(또는 구멍)(4a)안에 수납(배치)된다. 또한 오목부(또는 구멍)(4a)는, 평면에서 보아 도광체(4)에 있어서, 표시 영역의 대략 중앙부에 설치된다.
따라서, 도 1에 나타내는 바와 같이 조립 상태에 있어서, 각 수평 점광원(3)은, 표시 영역이 되는 영역의 대략 중앙에 배치된다.
또한 도 2에 나타내는 바와 같이 도광체(4)의 배면(4c)측에는, 빛을 확산할 수 있는 광 확산부(7)가 형성되어 있다. 광 확산부(7)는, 도광체(4)에 직접 인쇄 혹은 성형 등에 의한 패턴에 의해 형성된다. 도광체(4)에 형성된 광 확산부(7)에 의해, 도광체(4)의 광 출사면(4b)으로부터 빛을 확산하여 출사시킬 수 있고, 액정표시 패널(6)의 밝기의 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한, 이 광 확산부(7)는 배면(4c)측이 아닌, 광 출사면(4b)측에 형성해도 되고(도시 생략), 배면(4c) 및 광 출사면(4b)의 양쪽에 형성해도 된다. 또한 도 1 및 도 2에 있어서, 도광체(4)의 광 출사면(4b)에 대향하는 위치에, 도광체(4)와는 별도의 부재로 형성된 광 확산 부재(5)를 배치하고 있다. 광 확산 부재(5)는, 플레이트 형상, 시트 형상 또는 판 모양의 것으로서, 입사한 빛을 확산하는 기능을 가지고 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 수평 점광원(3)으로부터 출사되어, 도광체(4)으로부터 출사한 빛을 더욱 확산시킬 수 있으며, 균일한 휘도를 얻을 수 있다.
도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 액정표시장치(100)의 조립 상태에 있어서, 케이싱(1)과 액정 패널(6) 사이에, 광 확산 부재(5), 도광체(4) 및 수평 점광원(3)이 배치된 기판(2)이 수납되어 있다.
이상과 같이, 본 실시예에 따른 면상 광원 장치(또는 액정표시장치(100))에서는, 도광체(4)에 오목부(또는 구멍)(4a)가 형성되어 있다. 또한, 이 오목부(또는 구멍)(4a)안에는 전술한 수평 점광원(3)이 배치되어 있다. 또한, 이 수평 점광원(3)으로부터 출사되는 빛을 확산시키는 것이 가능한 광 확산 부재(5)를 구비하고 있다.
도 4에 본 실시예의 면상 광원 장치에 있어서의 빛의 경로도를 나타낸다. 도 4에 있어서, 도광체(4)의 오목부(4a)에 배치된 수평 점광원(3)으로부터 출사되는 빛은, 수평 점광원(3)과 대면하는 도광체(4)의 오목부(4a)를 형성하고 있는 입사면으로부터 입사한다. 도광체(4)의 배면(4c)측에 형성한 광 확산부(7)측을 향하는 빛은, 광 확산 부재(5)에 의해 각 방향으로 산란되어, 도광체(4)의 광 출사면(4b)으로부터 출사된다(L1). 또한 도광체(4)의 광 출사면(4b)을 향하는 빛은, 광 출사면(4b)에서 전부 반사하고, 도광체(4)안을 전파하여, 광 확산 부재(5)로 각 방향으 로 산란되어, 도광체(4)의 광 출사면(4b)으로부터 출사된다(L2). 따라서, 수평 점광원(3)으로부터 출사된 빛은 국소적으로 밝기가 집중되지 않아, 도광체(4)안의 구석구석까지 충분히 전파할 수 있고, 광 확산 부재(5)에 의해 각 방향으로 산란된다.
여기에서, 본 실시예에 있어서, 수평 점광원(3)은 지향성을 가지는 빛을 출사하여, 도광체(4)의 광 출사면(4b)에 대하여 대략 평행한 방향의 광강도가 강해진다. 이 때문에, 수평 점광원(3)으로부터 출사되는 빛은 도광체(4)의 광 출사면(4b)에 대하여 대략 평행하게 가까운 빛의 강도가 더욱 강해진다. 이 때문에 수평 점광원(3)로부터 출사되어, 도광체(4)로 입사한 빛은, 광원으로부터 출사 직후에 도광체(4)의 광 출사면(4b)으로부터 출사되는 빛(도광체(4)안을 충분히 전파하기 전에 출사하는 빛) 및 도광체(4)에 입사하지 않는 빛의 양을 적게 할 수 있다. 따라서, 빛의 이용 효율이 높아, 밝기의 균일성을 달성할 수 있다.
상기 설명한 바와 같이, 본 실시예는 도광체(4)에 형성한 오목부(4a)에, x-y평면에 지향성을 가지는 수평 점광원(3)을 배치했으므로, 수평 점광원(3)으로부터 광 출사 방향이 도광체(4)의 광 출사면(4b)에 대하여 수직방향인 경우에 발생하고 있었던 점광원의 바로 위부분의 휘도가 그 밖의 주변부분보다도 상대적으로 지나치게 높아진다는 문제를 해결할 수 있고, 표시 영역 전체에 걸쳐, 밝기의 균일성을 유지 할 수 있다.
또한 수평 점광원(3)은, 도광체(4)에 형성된 오목부(또는 구멍)(4a) 내부에 배치되고, 또한, 이 수평 점광원(3)은, 표시 영역 내에 배치되어 있다. 따라서, 면 상 광원 장치의 소형화(초박형화도 포함한다)를 가능하게 할 수 있다.
또한 본 실시예에 따른 면상 광원 장치(또는 액정표시장치(100))에서는, 각 수평 점광원(3)은, 평면에서 보아 각각 다른 방향을 향하고 있다. 따라서, 도광체(4)안을 따라 충분히 빛을 전파시킬 수 있다.
기판(2)에 설치되는 수평 점광원(3)의 수는, 4개로 한정하지 않고, 하나 또 2이상이어도 된다. 또한, 수평 점광원(3)의 수가 적어도 2이상인 경우에도, 각 수평 점광원(3)으로부터 출사되는 빛의 방향은, 각각 표시 영역면에 대하여 대략 평행한 방향(즉, x-y평면에 대략 평행한 방향)을 향하고 있다. 또한, 이 경우에 있어서, 각 수평 점광원(3)으로부터 출사되는 빛은, 각각 다른 방향을 향하고 있는 것이 바람직하다. 또한 몇 개의 수평 점광원(3)은 같은 방향으로 빛을 출사해도 된다.
또한, 도 1에서는, 복수의 수평 점광원(3)이 배치되어 있는 기판(2)은 하나이다. 따라서, 도광체(4)에 형성되는 오목부(구멍이어도 된다)(4a)의 수도, 마찬가지로 하나이다. 그러나, 이 기판(2)이 복수존재할 경우에는, 도광체(4)에 형성되는 오목부(구멍이어도 된다)(4a)의 수는, 이 기판(2)의 수와 같은 만큼 복수형성된다. 여기에서, 하나의 오목부(4a)안에는, 대응하여 하나의 기판(2)에 설치된다(이 하나의 기판(2)에는, 복수의 수평 점광원(3)이 배치된다). 또한 도광체(4)에 있어서 복수의 오목부(또는 구멍)(4a)가 형성될 경우, 각 오목부(또는 구멍)(4a)는, 도광체(4)의 표시 영역이 되는 영역 내에 형성된다. 또한 하나의 기판(2)에 복수의 수평 점광원(3)이 배치되는 경우라도, 복수의 오목부(또는 구멍)(4a)를 설치하여 수 평 점광원(3)을 배치해도 된다. 이 경우, 각 수평 점광원(3) 사이에 존재하는 도광체(4)에 의해 빛이 전파되므로, 광 출사면(4b)에 있어서, 보다 균일한 휘도를 얻을 수 있다.
또한, 전술한 도광체(4)의 재료는, 양호한 광학특성을 가지며, 가공성(성형성)에 뛰어난 투명수지가 적합하다. 예를 들면, 도광체(4)로서, PMMA나 폴리카보네이트 등을 채용할 수 있다.
또한 도광체(4)에 형성되는 오목부(또는 구멍)(4a)의 형상은, 도광체(4)의 광 출사면(4b)위에서 요구되는 휘도분포를 얻기 위한, 수평 점광원(3)의 개수, 배치에 따라 임의로 결정된다.
예를 들면, 도 1에 나타내는 바와 같이, 평면에서 보아, 이 오목부(또는 구멍)(4a)의 형상은, 원형이어도 되고, 이에 대하여 타원형이라도 된다. 또 도 5에 나타내는 바와 같이 평면에서 보아 이 오목부(또는 구멍)(4a)의 형상은, 대략 정방형이어도 된다. 또한 도 6에 나타내는 바와 같이 수평 점광원(3)의 수를 복수로 하고, 평면에서 보아 이 오목부(또는 구멍)(4a)의 형상은, 장방형이어도 된다.
여기에서, 도 6에 나타내는 바와 같이 수평 점광원(3)의 적어도 몇개는 각각, 다른 방향으로 빛을 출사하고, 긴변 방향에 배치되어 있는 수평 점광원(3)은, 대략 동일한 방향으로 빛을 출사하고 있다. 또한, 도 6에 나타내는 경우에 있어서도, 짧은 변 방향에 배치되어 있는 수평 점광원 3e으로부터 출사되는 빛을 기준으로 하여, 다른 수평 점광원으로부터 출사되는 빛은, 수평 점광원 3e의 빛의 방향에 대하여 평면에서 보아, 대략 수직 방향 및 대략 반대 방향이 되도록, 수평 점광원 3f를 배치시킨다.
또한 도 7에 나타내는 바와 같이 수평 점광원(3)에 면하는 부분의 오목부(또 는 구멍)(4a)의 측면부가, 요철형상을 가지고 있어도 된다. 이에 따라 수평 점광원(3)으로부터 출사되는 빛은, 이 측면부에서 산란되어, 도광체(4)의 보다 구석구석까지 출사광을 전파시킬 수 있다(요컨대, 표시부에 있어서의 밝기의 균일성을 보다 증가할 수 있다).
또한 도 8, 도 9에 나타내는 바와 같이 수평 점광원(3)에 면하는 부분의 오목부(또는 구멍)(4a)의 측면부가 렌즈 형상을 가지고 있어도 된다.
이에 따라 도광체(4)의 광 출사면(4b)에 대하여 수평한 평면 내에 있어서, 예를 들면 도 8에 나타내는 바와 같이 입사한 광이 퍼져서 출사되는 렌즈 형상을 채용한 경우(즉, 렌즈의 확산 효과를 이용할 경우)에는, 도광체(4)의 보다 구석구석까지 출사광을 전파시킬 수 있다(요컨대, 표시부에 있어서의 밝기의 균일성을 보다 늘릴 수 있다
예를 들면 도 9에 나타내는 바와 같이, 입사한 빛이, 도광체(4)의 광 출사면(4b)에 대하여 수평 방향으로 일치하도록 출사되는 렌즈 형상을 채용했을 경우(즉, 렌즈의 집광효과를 이용할 경우)에는, 출사 직후에 광 출사면으로부터 출사되는 빛을 없앨 수 있고, 수평 점광원(3)으로부터 출사된 빛의 광량의 전부를 도광체(4)의 보다 구석구석까지 전파시킬 수 있다(요컨대, 표시부에 있어서의 밝기의 균일성을 보다 늘릴 수 있다).
또한, 도광체(4)에 형성되는 것이 구멍 4a가 아닌, 오목부 4a인 경우에는, 이 오목부(4a) 상부의 해당 도광체(4)에 있어서도, 소정의 패턴 형상으로 이루어지는 광 확산부(7)를 형성할 수 있다.
또한, 표시 면내에 있어서의 원하는 휘도분포를 달성하기 위하여, 이 별도 부재의 광 확산부(7)에 휘도조정 기능을 부가해도 된다.
또한, 그라이데이션 인쇄 혹은 면 거칠기의 조정을 위한 제조 방법이나, 미세한 기하학적 형상 등의 구성을 채용함으로써, 도광체(4)의 면 위에 형성된 소정의 패턴 형상으로 이루어지는 광 확산부(7) 및 도광체(4)와 별도 부재로서 설치된 광 확산부(7)에 대하여, 광확산 기능 및 휘도조정 기능을 갖게 된다.
<실시예 2>
본 실시예에 따른 면상 광원 장치(혹은 액정표시장치(100))는, 수직 점광원을 더 구비하고 있다. 즉, 도 10에 나타내는 바와 같이 기판(2)위에는, 실시예 1에서 설명한 복수의 수평 점광원(3)에 더하여, 하나의 대략 수직방향으로 빛을 출사하는 광원(15)이 배치되어 있다. 또한, 대략 수직방향으로 빛을 출사하는 광원(15)을 배치한 것 이외의 작용 효과는 실시예 1과 동일하다.
여기에서, 도 10에 있어서 병기되어 있는 좌표계는, 도 1의 것과 동일하다. 따라서, 표시 영역면 방향(이 기판(2)에 대하여 액정 패널(6)이 배치되는 방향)이, +z방향이며, 표시 영역 면에 평행한 평면이 x-y평면이다. 또한 본 실시예에 있어서도, 조립 상태에 있어서 도 10에 나타내는 기판(2)은, 도광체(4)의 대략 중앙부에 형성된 오목부(또는 구멍)(4a)안에 배치된다. 따라서, 조립 상태에 있어서, 이 기판(2)은, 표시 영역이 되는 영역의 대략 중앙부에 위치된다.
대략 수직방향으로 빛을 출사하는 광원(15)으로부터 출사되는 빛의 방향은, 표시 영역면(x-y평면)에 대하여 대략 수직 방향을 향하고 있다. 또한, 기판(2)에 배치되는 대략 수직방향으로 빛을 출사하는 광원(15)의 수는 하나로 한정되지 않는다. 예를 들면, 도광체(4)에 형성되는 오목부(또는 구멍)(4a)의 형상, 수평 점광원(3)의 배치 등에 의존하여, 대략 수직방향으로 빛을 출사하는 광원(15)의 수를 변경 할 수 있으며, 2이상이라도 상관없다.
본 실시예 2에 있어서, 대략 수직방향으로 빛을 출사하는 광원(15)을 배치함으로써, 도광판(4)에 형성되는 오목부(4a)의 중심부근의 휘도가 낮아지는 것을 방지할 수 있다. 광원(15)으로서는, 보조적인 광량을 얻을 수 있으면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 지향성이 약한 광원을 배치함으로써, 표시 면내에 있어서, 균일한 밝기를 얻을 수 있다.
이상과 같이, 본 실시예에 영향을 미치는 면상 광원 장치(또는 액정표시장치)에서는, 수평 점광원(3)에 더하여 대략 수직방향으로 빛을 출사하는 광원(15)도 구비하고 있기 때문에, 도 1등에서 나타낸, 도광체(4)에 형성되는 오목부(4a)의 중심 부근에 있어서도, 필요한 광량을 확보할 수 있다. 따라서, 표시 면내에 있어서, 보다 균일한 밝기를 제공할 수 있다.
특히, 도 11에 나타내는 바와 같이, 수평 점광원(3)의 배열수가 증가하고, 오목부(또는 구멍)(4a)의 평면에서 보아 면적이 확대했을 경우에, 대략 수직방향으로 빛을 출사하는 광원(15)을 복수설치한 경우에는, 본 실시예는 보다 유효하다.
또한 상술한 각 실시예에 따른 면상 광원 장치는, 주로 퍼스널 컴퓨터용 모 니터나 액정표시장치, FA(팩토리 오토메이션) 장치 등의 전자 기기의 표시부에 있어서, 백라이트로서 사용할 수 있다.
또한 도 12에 나타내는 바와 같이 도광체(4)에 형성하는 오목부 또는 구멍은 하나가 아닌, 복수라도 된다. 예를 들면, 도 12에 나타내는 바와 같이 원형의 오목부(또는 구멍)(4a)를 4개 형성하고, 각각의 오목부(또는 구멍)(4a)에 수평 점광원(3)을 배치한다. 또한 도 13에 나타내는 바와 같이 짧은 변 및 긴 변을 구비하는 사각형상의 오목부(또는 구멍)(4a)를 여러개 형성해도 된다. 또한, 도 14, 도 15에 나타내는 바와 같이 짧은 변 및 긴 변을 구비하는 오목부(또는 구멍)(4a)를 여러개 형성하여, 도광체(4)의 측면(광 출사면(4b) 및 배면(4c) 이외)을 관통시키는 형상이어도 된다. 또한, 도 14, 도 15의 양쪽이 구비하고 있는 형상이어도 된다. 오목부(또는 구멍)(4a)의 형상이나 수는, 적절히 변경이 가능하다. 또한, 오목부(또는 구멍)(4a)에 평면에서 보아, 각각 다른 방향으로 빛이 출사하도록 적절히 수평 점광원을 배치함으로써, 표시 영역 전체의 밝기의 균일성을 유지할 수 있음과 동시에, 휘도가 높은 면상 광원 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 실시예 1에 따른 액정표시장치의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 도광체(4)에 형성된 광 확산부의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 지향성을 가지는 수평 점광원의 광강도 분포를 도시한 도면이다.
도 4는 수평 점광원으로부터 출사된 빛의 도광체 내의 전파 및 광 확산부에 의한 확산의 모양을 나타내는 단면도이다.
도 5는 도광체에 형성되는 오목부(또는 구멍)의 형상의 일 예를 도시하는 평면도이다.
도 6은 도광체에 형성되는 오목부(또는 구멍)의 형상의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 7은 도광체에 형성되는 오목부(또는 구멍)의 형상의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 8은 도광체에 형성되는 오목부(또는 구멍)의 형상의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 9는 도광체에 형성되는 오목부(또는 구멍)의 형상의 다른 예를 도시하는 단면도이다.
도 10은 실시예 2에 따른 액정표시장치(또는 면상 광원 장치)가 구비하는 수직 점광원을 포함하는 복수 광원의 배치의 모양을 나타내는 사시도이다.
도 11은 수직 점광원이 복수설치되어 있는 모양을 나타내는 평면도이다.
도 12는 오목부(또는 구멍) 형성의 베리에이션을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 오목부(또는 구멍) 형성의 베리에이션을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 오목부(또는 구멍) 형성의 베리에이션을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 오목부(또는 구멍) 형성의 베리이이션을 설명하기 위한 도면이다.
[부호의 설명]
1 : 케이싱 2 : 기판
3 : 수평 점광원 4 : 도광체
4a : 오목부(또는 구멍) 4b : 광 출사면
5 :광 확산부재 6 : 액정 패널
7 : 광 확산부 15 : 수직 점광원
100 : 액정표시장치

Claims (11)

  1. 표시 영역이 되는 영역 안에 오목부 혹은 구멍을 가지는 도광체와,
    상기 도광체의 광 출사면에 대하여, 대략 평행한 방향에 지향성을 가지는 빛을 출사하는 수평 점광원을 구비하고,
    상기 수평 점광원은,
    하나의 상기 오목부 내 혹은 하나의 상기 구멍 안에, 복수 배치되는 것을 특징으로 하는 면상 광원 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수평 점광원은,
    상기 대략 평행한 방향으로 출사광 강도의 피크를 가지는 빛을 출사하는 것을 특징으로 하는 면상 광원 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 수평 점광원의 적어도 몇개는,
    각각, 다른 방향으로 빛을 출사하는 것을 특징으로 하는 면상 광원 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 오목부 또는 구멍은,
    상기 표시 영역의 대략 중앙부에 설치되고,
    상기 수평 점광원은,
    적어도 제１내지 제 4 수평 점광원을 포함하고,
    상기 제１내지 제4 수평 점광원의 각각으로부터 출사되는 빛의 방향은,
    하나의 상기 수평 점광원으로부터 출사되는 빛을 기준으로 하여, 이 기준으로 한 빛의 방향에 대하여 평면에서 보아, 대략 수직인 2방향과 대략 반대 방향인 것을 특징으로 하는 면상 광원 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 도광체의 상기 광 출사면에 대하여, 대략 수직 방향으로 빛을 출사하는 광원을 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 면상 광원 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 광 출사면에서 출사되는 빛을, 확산광으로서 도출할 수 있는 광 확산부를 더 구비하고,
    상기 광 확산부는,
    상기 도광체의 상기 광 출사면 및 상기 광 출사면과 대향하는 배면 중 적어도 어느 하나를 가공함으로써 설치되는 것을 특징으로 하는 면상 광원 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 도광체와 별도 부재로 형성되어, 상기 광 출사면에서 출사되는 빛을 확산시키는 광 확산부재를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 면상 광원 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 도광체는,
    PMMA 또는 폴리카보네이트인 것을 특징으로 하는 면상 광원 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 수평 점광원에 면하는 부분의 상기 오목부의 측면부 또는 상기 구멍의 측면부는, 요철 형상을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 면상 광원 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 수평 점광원에 면하는 부분의 상기 오목부의 측면부 또는 상기 구멍의 측면부는,
    렌즈 형상을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 면상 광원 장치.
  11. 표시 영역이 되는 영역 내에 오목부 혹은 구멍을 가지는 도광체와, 상기 도광체의 광 출사면에 대하여, 대략 평행한 방향에 지향성을 가지는 빛을 출사하는 수평 점광원을 구비하고 있고, 상기 수평 점광원은, 하나의 상기 오목부 내 혹은 하나의 상기 구멍 안에, 여러개 배치되는 면상 광원 장치와,
    표시부가 되는 액정 패널과,
    상기 면상 광원 장치 및 상기 액정 패널을 유지하는 케이싱을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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