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KR20050014880A - 광원 장치 및 광 편향 소자 - Google Patents

광원 장치 및 광 편향 소자

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Publication number
KR20050014880A
KR20050014880A KR10-2004-7020999A KR20047020999A KR20050014880A KR 20050014880 A KR20050014880 A KR 20050014880A KR 20047020999 A KR20047020999 A KR 20047020999A KR 20050014880 A KR20050014880 A KR 20050014880A
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KR
South Korea
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light
prism
light source
source device
plane
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KR10-2004-7020999A
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Inventor
야마시타도모요시
지바이세이
Original Assignee
미츠비시 레이온 가부시키가이샤
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Publication date
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Publication of KR20050014880A publication Critical patent/KR20050014880A/ko
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Publication of KR100963362B1 publication Critical patent/KR100963362B1/ko
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Abstract

일차 광원으로부터 발생하는 광을 입사하는 서로 대향하는 2개의 광입사면 및 입사한 광을 도광하여 출사하는 광 출사면(33)을 갖는 도광체(3)와, 도광체의 광 출사면측에 인접 배치된 광 편향 소자(4)를 갖는 광원 장치. 광 편향 소자(4)는 광을 입사하는 입광면(41)과 그 반대측에 위치하여 입사한 광을 출사하는 출광면(42)을 갖는다. 입광면(4l)에는 2개의 프리즘면으로 구성되는 프리즘열이 서로 대략 병렬로 복수 배열되어 있다. 프리즘면의 각각은 적어도 2개의 경사각이 다른 평면(46, 47, 48, 49, 50, 51)으로 이루어진다. 출광면(42)에 가까운 측에 위치하는 평면 정도 그 경사각이 크고 출광면(41)에 가장 가까운 평면(46, 49)의 경사각과 출광면(4l)으로부터 가장 먼 면의 경사각(48, 51)의 차가 15도 이하이다.

Description

광원 장치 및 광 편향 소자{LIGHT SOURCE DEVICE AND LIGHT POLARIZING ELEMENT}
최근, 칼라 액정 표시 장치는, 휴대용 노트북이나 퍼스널 컴퓨터 등의 모니터로서, 혹은 액정 텔레비젼이나 비디오 일체형 액정 텔레비젼 휴대 전화, 휴대 정보 단말 등의 표시부로서, 각종 분야에서 널리 사용되어 오고 있다. 또한, 정보 처리량의 증대화, 수요의 다양화, 멀티미디어 대응 등에 수반하여 액정 표시 장치의 대화면화, 고선명화가 왕성하게 진척되고 있다.
액정 표시 장치는 기본적으로 백라이트부와 액정 표시 소자부로 구성되어 있다. 백라이트부로는 액정 표시 소자부의 바로 아래에 광원을 배치한 직하 방식의 것이나 도광체의 측단면에 대향하도록 일차 광원을 배치한 에지 기입 방식의 것이 있고, 액정 표시 장치의 컴팩트화의 관점에서 에지 기입 방식이 다용되고 있다.
그런데, 최근 액정 표시 장치 등에서는, 소비 전력의 저감의 관점에서 에지 라이트 방식의 백라이트부로서, 일차 광원으로부터 발생하는 광량을 효과적으로 이용하기 위해서 표시 화면으로부터 출사하는 광속의 확장 각도를 가능한 한 작게 하여 소요의 각도 범위에 집중하여 광을 출사시키는 것이 이용되어 오고 있다.
이와 같이 관찰 방향 범위가 한정되는 표시 장치로서, 일차 광원의 광량의 이용 효율을 높여 소비 전력을 저감하기 위해서 비교적 좁은 범위에 집중하여 광출사를 실행하는 광원 장치로서, 본 출원인은, 일본 특허 공개 제 2001-143515호에 있어서 도광체의 광 출사면에 인접하여 양면에 프리즘 형성면을 갖는 프리즘 시트를 사용하는 것을 제안하고 있다. 이 양면 프리즘 시트에서는, 한쪽면이 입광면 및 다른쪽면인 출광면의 각각에, 서로 평행한 복수의 프리즘열이 형성되어 있고, 입광면과 출광면에 프리즘열 방향을 합치시키고 또한 프리즘열끼리를 대응 위치에 배치하고 있다. 이로써, 도광체의 광 출사면으로부터 상기 광 출사면에 대하여 경사진 방향으로 출사광의 피크를 갖고 적절한 각도 범위에 분포하여 출사하는 광을, 프리즘 시트의 입광면의 프리즘열의 한쪽 프리즘면으로부터 입사시키고 다른쪽의 프리즘면에서 내면 반사시키며, 또한 출광면의 프리즘열에서의 굴절 작용에 의해 비교적 좁은 소요 방향으로 광을 집중 출사시킨다.
그러나, 이러한 광원 장치는, 좁은 각도 범위의 집중 출사가 가능하지만, 출사광 분포가 극단적으로 좁고, 관찰 방향이 조금 변하기만 함으로써 큰 휘도의 저하를 초래하는 것이고, 비교적 사이즈가 큰 광원 장치에서는 실용성이 떨어지는 물제점을 갖고 있었다. 또한, 이러한 광원 장치는, 광 편향 소자로서 사용되는 프리즘 시트로서 양면에 서로 평행한 복수의 프리즘열을, 입광면과 출광면이라도 프리즘열 방향을 합치시키고 또한 프리즘열끼리를 대응 위치에 배치하는 것이 필요하며, 이 성형이 복잡해지는 것도 있었다.
또한, 도광체로부터 출사된 광을 프리즘 시트를 이용하여 편향시킬 때에, 광의 집광성이나 지향성을 높이는 것 등을 목적으로 하여, 프리즘 시트를 구성하는 프리즘열의 광원으로부터 먼 측의 프리즘면을 볼록 곡면 형상으로 하는 것이, 일본 특허 표장 제 97-507584호 공보, 일본 특허 공개 제 97-105804호 공보, 일본 특허 공개 제 99-38209호 공보, 일본 특허 공개 제 2000-35763호 공보에 제안되어 있다. 그러나, 이것들에 기재되어 있는 볼록 곡면 형상의 프리즘면은 모두 그 곡률 반경이 비교적 큰 것 혹은 비교적 작은 것이기 때문에 도광체로부터의 출사광의 분포를 충분히 협시야화할 수 없거나, 극단적으로 협시화되거나, 경우에 따라서는 역으로 광시야화되거나 하는 것이 있었다. 또한, 이것들에 기재되어 있는 도광체는, 그 광출사 기구가 높은 지향성을 부여할 수 있는 것이 아니고, 출사광 분포가 비교적 넓은 광이 출사되기 때문에, 프리즘 시트에서 광을 집광시켰다고 해도 충분한 휘도의 향상을 달성할 수 있는 것이 아니었다.
또한 일본 특허 공개 제 88-298902호 공보에는 입광면에 단면 오각형의 프리즘열이 형성된 프리즘 시트가 개시되어 있다. 이 프리즘열의 2개의 프리즘면의 각각을 구성하는 프리즘 꼭대기부측의 면과 출향면에 가까운측의 면과는 큰 각도를 이루고 있고, 따라서, 이 프리즘 시트는 도광체로부터의 출사광의 분포를 충분히 협시화할 수 없고, 집광 특성이 낮고, 휘도 향상 효과는 낮은 것이었다.
발명의 요약
따라서, 본 발명의 목적은, 높은 집광 효과에 의한 휘도의 향상을 도모할 수 있는 동시에, 관찰 방향의 변화에 관한 휘도의 저하가 작고, 일차 광원의 광량의 이용 효율의 향상이 가능해지며(즉, 일차 광원으로부터 발생하는 광을 소요의 관찰 방향에 집중하여 출사시키는 효율이 높아지며), 게다가 간소화된 구성으로 화상 품위의 향상이 용이한 광원 장치를 제공하는 것에 있다.
즉, 본 발명의 광원 장치는, 일차 광원과, 상기 일차 광원으로부터 발생하는 광을 입사하는 서로 대향하는 2개의 광입사면 및 입사한 광을 도광하여 출사하는 광 출사면을 갖는 도광체와, 상기 도광체의 광 출사면측에 인접 배치된 광 편향 소자를 갖는 광원 장치에 있어서, 상기 광 편향 소자는, 광을 입사하는 입광면과 그 반대측에 위치하여 입사된 광을 출사하는 출광면을 갖고 있으며, 상기 입광면에는 2개의 프리즘면으로 구성되는 프리즘열이 서로 대략 병렬로 복수 배열되어 있고, 상기 프리즘면의 각각이 적어도 2개의 경사각의 다른 면으로 이루어지고, 상기 출광면에 가까운 측에 위치하는 상기 면 정도 그 경사각이 크고, 상기 출광면에 가장 가까운 상기 면의 경사각과 상기 출광면에서 가장 먼 상기 면의 경사각의 차가 15도 이하인 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서는, 상기 면 중 적어도 1개는 평면이다. 본 발명의 일실시형태에 있어서는, 상기 면은 모두 평면이다. 본 발명의 일실시형태에 있어서는, 상기 면 중 적어도 3개의 평면이다.
또한, 본 발명의 일실시형태에 있어서는, 상기 면 중 적어도 1개는 볼록 곡면이다. 본 발명의 일실시형태에 있어서는, 상기 면은 모두 볼록 곡면이다. 본 발명의 일실시형태에 있어서는, 상기 면은 적어도 1개의 평면과 적어도 1개의 볼록 곡면이다 본 발명의 일실시형태에 있어서는, 상기 면은 적어도 2개의 평면 및 적어도 1개의 볼록 곡면이다. 본 발명의 일실시형태에 있어서는, 상기 면 중 적어도 2개의 서로 형상이 다른 볼록 곡면이다.
또한, 본 발명의 광 편향 소자는, 광을 입사하는 입광면과 그 반대측에 위치하여 입사한 광을 출사하는 출광면을 갖고 있고, 상기 입광면에는 2개의 프리즘면으로 구성되는 프리즘열이 서로 대략 병렬로 복수 배열되어 있고, 상기 프리즘면의 각각이 적어도 2개의 경사각의 다른 면으로 이루어지며, 상기 출광면에 가까운 측에 위치하는 상기 면 정도 그 경사각이 크고 상기 출광면에 가장 가까운 상기 면의 경사각과 상기 출광면에서 가장 먼 상기 면의 경사각의 차가 15도 이하인 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 일실시형태에 있어서는, 상기 면 중 적어도 1개는 평면이다. 본 발명의 일실시형태에 있어서는, 상기 면은 모두 평면이다. 본 발명의 일실시형태에 있어서는, 상기 면은 적어도 3개의 평면이다.
또한, 본 발명의 일실시형태에 있어서는 상기 면 중 적어도 1개는 볼록 곡면이다. 본 발명의 일실시형태에 있어서는, 상기 면은 모두 볼록 곡면이다. 본 발명의 일실시형태에 있어서는, 상기 면은 적어도 1개의 평면과 적어도 1개의 볼록 곡면이다.
본 발명의 일실시형태에 있어서는, 상기 면 중 적어도 2개의 평면 및 적어도 1개의 볼록 곡면이다. 본 발명의 일실시형태에 있어서는, 상기 면 중 적어도 2개는 서로 형상이 다른 볼록 곡면이다.
본 발명에 의하면, 광 편향 소자의 입광면에 형성되는 프리즘열의 양쪽의 프리즘면을 경사각이 다른 복수의 평면 혹은 볼록 곡면 등의 면으로 구성함으로써, 높은 집광 효과에 의한 휘도의 향상을 도모할 수 있는 동시에, 관찰 방향의 변화에 관한 휘도의 저하가 작고, 일차 광원의 광량의 이용 효율의 향상이 가능해지며(즉, 일차 광원으로부터 발생하는 광을 소요의 관찰 방향에 집중하여 출사시키는 효율이 높아지고) 게다가 간소화된 구성으로 화상 품위의 향상이 용이한 광원 장치를 제공할 수 있다.
본 발명은, 노트북, 액정 텔레비젼, 휴대 전화, 휴대 정보 단말 등의 표시부로서 사용되는 액정 표시 장치 등을 구성하는 에지 기입 방식의 광원 장치 및 이것에 사용되는 광 편향 소자에 관한 것으로, 특히 비교적 큰 사이즈의 액정 표시 장치 등으로 적절히 사용되며, 도광체의 대향하는 2개의 측단면에 대향하도록 각각 일차 광원을 배치한 광원 장치에 관한 것이고, 관찰 방향의 변화에 의한 대폭의 휘도 저하를 초래하지 않고, 매우 높은 휘도를 얻을 수 있는 광원 장치 및 이것에 사용되는 광 편향 소자에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 광원 장치를 도시하는 모식적 사시도,
도 2는 본 발명의 광 편향 소자의 입광면의 프리즘열의 형상의 설명도,
도 3은 본 발명의 광 편향 소자의 입광면의 프리즘열의 형상의 설명도,
도 4는 본 발명의 광 편향 소자의 입광면의 프리즘열의 형상의 설명도,
도 5는 광 편향 소자로부터의 출사광 휘도 분포(XZ면내)를 도시하는 설명도,
도 6은 광 편향 소자로부터의 각종 출사광 휘도 분포(XZ면내)를 도시하는 그래프,
도 7은 출사광 광도분포(XZ면내)의 반값 전폭의 설명도,
도 8은 광원 장치의 표시 영역의 설명도,
도 9는 본 발명에 의한 광원 장치의 광 편향 소자로부터의 출사광 휘도 분포(XZ면내)를 도시하는 설명도,
도 10은 본 발명의 광확산 소자의 이방 확산성의 출사광 광도 분포(XZ면내)를 도시하는 설명도,
도 11은 본 발명의 광확산 소자의 이방 확산성의 설명도,
도 12는 본 발명의 이방 확산성을 갖는 광확산 소자의 요철 구조를 도시하는 개략도,
도 13은 본 발명의 이방 확산성을 갖는 광확산 소자의 요철 구조를 도시하는 개략도,
도 14는 본 발명의 이방 확산성을 갖는 광확산 소자의 요철 구조를 도시한 개략도.
이하 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 면광원 장치 중 하나의 실시 형태를 도시하는 모식적사시도이다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 면광원 장치는 서로 대향하는(즉 반대측에 있음) 2개의 측단면을 광입사면(31)으로 하고, 이것과 대략 직교하는 하나의 표면(주면)을 광 출사면(33)으로 하는 도광체(3)와, 이 도광체(3)의 광입사면(31)에 대향하여 배치되고 광원 리플렉터(2)로 덮힌 일차 광원(1)과, 도광체(3)의 광 출사면상에 배치된 광 편향 소자(4)와, 도광체(3)의 광 출사면(33)과 반대측에 있는 이면(34)에 배치된 광 반사 소자(5)로 구성된다.
도광체(3)는 XY면과 평행하게 배치되어 있고, 전체적으로 직사각형판 형상을 이루고 있다. 도광체(3)는 4개의 단면을 갖고 있고, 그 중 YZ면과 평행한 1쌍의 측단면을 광입사면(31)으로 한다. 각 광입사면(31)은 일차 광원(1)과 대향하여 배치되어 있고, 일차 광원(1)으로부터 발생된 광은 광입사면(31)으로부터 도광체(3)내로 입사한다.
도광체(3)의 광입사면(31)에 대략 직교한 2개의 주면은, XY면과 대략 평행하게 위치하고 있고, 어느 한쪽의 면(도면에서는 상면)이 광 출사면(33)으로 된다. 이 광 출사면(33) 또는 그 이면(34) 중 적어도 한쪽면에 조면으로 이루어지는 지향성 광출사 기능부나, 프리즘열 렌티큘러 렌즈열, V자 형상 홈 등의 다수의 렌즈열을 광입사면(31)과 대략 평행하게 형성한 렌즈면으로 이루어지는 지향성 광출사 기능부 등을 부여함으로써, 광입사면(31)으로부터 입사된 광을 도광체(3)중을 도광 시키면서 광 출사면(33)으로부터 광입사면(31) 및 광 출사면(33)에 직교하는 면(XZ면)내의 출사광 광도 분포에 있어서 지향성이 있는 광을 출사시킨다. 이 XZ면내에 있어서의 출사광 광도 분포의 피크의 방향이 광 출사면(33)과 이루는 각도를 a라하면, 이 각도(a)는 10∼40도로 하는 것이 바람직하고, 출사광 광도 분포의 반값 전폭은 10∼50도로 하는 것이 바람직하다.
도광체(3)의 표면에 형성하는 조면이나 렌즈열은 ISO4287/1-1984에 의한 평균 경사각(θa)이 0.5∼15도의 범위의 것으로 하는 것이, 광 출사면(33)내에서의 휘도의 균제도를 도모하는 점에서 바람직하다. 평균 경사각(θa)은, 더욱 바람직하게는 1∼12도의 범위이며, 보다 바람직하게는 l5∼11도의 범위이다. 이 평균 경사각(θa)은 도광체(3)의 두께(t)와 입사광이 전파하는 방향의 길이(L)의 비(L/t)에 의해 최적 범위가 설정되는 것이 바람직하다. 즉, 도광체(3)로서 L/t가 20∼200 정도의 것을 사용하는 경우는, 평균 경사각(θa)을 0.5∼75도로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1∼5도의 범위이며, 보다 바람직하게는 1.5∼4도의 범위이다. 또한, 도광체(3)로서 L/t가 20 이하 정도인 것을 사용하는 경우는, 평균 경사각(θa)을 7∼12도로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 8∼11도의 범위이다.
도광체(3)에 형성되는 조면의 평균 경사각(θa)은 ISO4287/1-1984를 따라, 촉침식 표면 조도계를 이용하여 조면 형상을 측정하고, 측정 방향의 좌표를 x로 하여, 얻어진 경사 함수 f(x)로부터 다음 (1)식 및 (2)식을 이용하여 구할 수 있다. 여기서 L은 측정 길이이고, △a는 평균 경사각(θa)의 정접(tangent)이다.
△a = (1/L)∫0 L｜(d/dx)f(x)｜dx
θa = tan-1(△a)
또한 도광체(3)로는, 그 광출사율이 0.5∼5%의 범위에 있는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1∼3%의 범위이다. 이것은, 광출사율이 0.5%보다 작아지면 도광체(3)로부터 출사하는 광량이 적어지고 충분한 휘도를 얻을 수 없게 되는 경향이 있으며, 광출사율이 5%보다 커지면 일차 광원(1) 근방에서 다량의 광이 출사하여, 광 출사면(33)내에서의 X 방향에 있어서의 광의 감쇠가 현저해지고, 광 출사면(33)에서의 휘도의 균제도가 저하하는 경향이 있기 때문이다. 이와 같이 도광체(3)의 광출사율을 0.5∼5%로 함으로써, 광 출사면으로부터 출사하는 광의 출사광 광도 분포(XZ면내)에 있어서의 피크광의 각도(피크 각도)가 광 출사면의 법선에 대하여 50 내지 80도의 범위에 있고, 출사광 광도 분포(XZ면내)의 반값 전폭이 10∼50도인 지향성이 높은 출사 특성의 광을 도광체(3)로부터 출사시킬 수 있으며, 그 출사 방향을 광 편향 소자(4)로 효율적으로 편향시켜 높은 휘도를 갖는 광원 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 있어서, 도광체(3)로부터의 광출사율은 다음과 같이 정의된다. 한쪽의 일차 광원(1)만을 점등한 경우의 광 출사면(33)의 광입사면(31)측의 단 가장자리에서의 출사광의 광 강도(I0)와 광입사면(31)측의 단 가장자리로부터 거리(L)의 위치에서의 출사광 강도(I)의 관계는 도광체(3)의 두께(Z 방향 치수)를 t로 하면, 다음 (3)식과 같은 관계를 만족한다.
I = I0·α(1-α)L/t
여기서, 정수(α)가 광출사율이고 광 출사면(33)에 있어서의 광입사면(31)과 직교하는 X 방향에서의 단위 길이[도광체 두께(t)에 해당하는 길이]당의 도광체(3)로부터 광이 출사하는 비율(%)이다. 이 광출사율(α)은 종축에 광 출사면(33)으로부터의 출사광의 광 강도의 로그를 잡고, 횡축에 L/t를 잡으며, 이러한 관계를 플롯(plot)함으로써, 그 기울기로부터 구할 수 있다.
또한, 지향성 광출사 기능부가 부여되지 않은 다른 주면에는, 도광체(3)로부터의 출사광의 광입사면(31)과 평행한 면(YZ면)에서의 지향성을 제어하기 위해서, 광입사면(31)에 대하여 대략 수직의 방향(X 방향)으로 연장되는 다수의 렌즈열을 배열한 렌즈면을 형성하는 것이 바람직하다. 도 1에 도시한 실시 형태에 있어서는, 광 출사면(33)에 조면을 형성하고, 이면(34)에 광입사면(31)에 대하여 대략 수직 방향(X 방향)으로 연장되는 다수의 렌즈열의 배열로 이루어지는 렌즈면을 형성하고 있다. 본 발명에 있어서는, 도 1에 도시한 형태와는 역으로, 광 출사면(33)에 렌즈면을 형성하고 이면(34)을 조면으로 하는 것일 수도 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 도광체(3)의 이면(34) 혹은 광 출사면(33)에 렌즈열을 형성하는 경우, 그 렌즈열로서는 대략 X 방향으로 연장된 프리즘열, 렌티큘러 렌즈열, V자 형상홈 등을 들 수 있지만 YZ 단면의 형상이 대략 삼각형상인 프리즘열로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 도광체(3)에 형성되는 렌즈열로서 프리즘열을 형성하는 경우에는, 그 꼭지각을 70∼150도의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이것은, 꼭지각을 이 범위로 함으로써 도광체(3)로부터의 출사광을 충분히 집광시킬 수 있고, 광원 장치로서의 휘도의 충분한 향상을 도모할 수 있기 때문이다. 즉, 프리즘 꼭지각을 이 범위내로 함으로써, 출사광 광도 분포(XZ면내)에 있어서의 피크광을 포함하여 XZ면에 수직한 면(YZ면)에 있어서 출사 광 광도 분포의 반값 전폭이 35∼65도인 집광된 출사광을 출사시킬 수 있어 광원 장치로서의 휘도를 향상시킬 수 있다. 또한 프리즘열을 광 출사면(33)에 형성하는 경우에는, 꼭지각은 80∼100도의 범위로 하는 것이 바람직하고, 프리즘열을 이면(34)에 형성하는 경우에는, 꼭지각은 70∼80도 또는 100∼150도의 범위로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는, 상기와 같은 광 출사면(33) 또는 그 이면(34)에 광출사 기능부를 형성하는 대신에 혹은 이것과 병용하여 도광체 내부에 광확산성 미립자를 혼입 분산함으로써 지향성 광출사 기능을 부여한 것이어도 무방하다. 또한, 도광체(3)로는, 도 1에 도시한 바와 같은 단면 형상에 한정되는 것이 아니고 선형 형상 등의 각종 단면 형상의 것을 사용할 수 있다.
도 2는 광 편향 소자(4)의 프리즘열의 형상의 설명도이고, 광 편향 소자(4)는 주표면의 한쪽을 입광면(41)으로 하고 다른쪽의 면을 출광면(42)으로 한다. 입광면(41)에는 다수의 프리즘열이 대략 병렬로 배열되고, 각 프리즘열은 한쪽의 일차 광원에 관해서, 일차 광원측에 위치하는 제 1 프리즘면(44)과 일차 광원으로부터 먼 측에 위치하는 제 2 프리즘면(45)의 2개의 프리즘면으로 구성되어 있다. 도2에 도시한 실시 형태에 있어서는 제 1 프리즘면(44) 및 제 2 프리즘면(45)이 각각 3개의 경사각이 다른 평면(46∼48) 및 (49∼51)으로 구성되고, 출광면에 가까운 평면 정도 경사각이 커지고 있다. 또한 평면(46∼51) 중, 제 1 프리즘면(44)을 구성하는 가장 출광면에 가까운 평면(48)과 가장 출광면에서 먼 평면(46)의 경사각의 차가 15도 이하로 되어 있고, 제 2 프리즘면(45)을 구성하는 가장 출광면에 가까운 평면(51)과 가장 출광면에서 먼 평면(49)의 경사각의 차도 15도 이하로 되어 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 평면 등의 면의 경사각이란 프리즘열 형성 평면(43)에 관한 각 평면 등의 면의 경사 각도를 말한다.
본 발명의 광 편향 소자(4)는 제 l 프리즘면(44) 및 제 2 프리즘면(45)을 경사각이 다른 적어도 2개의 평면 또는 볼록 곡면 등의 면으로 구성하고, 이러한 평면 또는 볼록 곡면 등의 면의 경사각이 출광면에 가까울수록 커지고, 가장 출광면에 가까운 평면 또는 철곡면 등의 면과 가장 출광면에서 먼 평면 또는 철곡면 등의 면의 경사각의 차를 15도 이하로 함으로써, 매우 높은 집광 효과를 발휘시킬 수 있고, 광원 장치로서 매우 높은 휘도를 얻을 수 있다. 이 가장 출광면에 가까운 평면 또는 볼록 곡면 등의 면과 가장 출광면에서 먼 평면 또는 볼록 곡면 등의 면의 경사각의 차는, 바람직하게는 0.5∼10도의 범위이고, 보다 바람직하게는 1∼7도의 범위이다. 또한, 제 1 프리즘면(44) 및 제 2 프리즘면(45)을 이러한 구조로 함으로써, 소망하는 집광성을 갖는 편향 소자를 용 이하게 설계할 수도 있는 동시에, 일정한 광학 특성을 갖는 광 편향 소자를 안정되게 제조할 수도 있다.
다음에, 본 발명의 광 편향 소자의 프리즘면의 형상에 대해서 설명한다. 하나의 평면으로 이루어지는 프리즘면에서 전반사되어 출사한 광은, 프리즘면의 전반사하는 부위에 의존하여 매우 넓은 범위에서 분산되어 있고, 이 각 부위로부터의 출사광 휘도 분포(XZ면내)에 있어서의 피크광을, 각 부위의 프리즘면의 경사각을 각각 조정하여, 모든 부위에서 피크 각도를 대략 동일한 방향으로 출사시킴으로써, 대부분의 출사광을 특정 방향에 집중하여 출사시키는 것이 가능해진다. 이 때, 각 부위에 있어서의 프리즘면의 경사각을, 출광면(42)에 가까운 부위 정도 경사각을 크게 하도록 함으로써, 프리즘면 전체에서 전반사되는 출사광을 일정한 방향으로 집광할 수 있고, 보다 지향성이 높고, 피크 강도가 큰 광을 출사할 수 있다.
이 프리즘면의 부위로는, 적어도 2개의 영역을 설정하면 좋지만, 이 영역수(경사각이 다른 평면의 수)가 지나치게 적으면, 광 편향 소자에 의한 집광성이 저하하고, 휘도 향상 효과가 손상되는 경향에 있기 때문에, 3개 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5개 이상, 더욱 바람직하게는 6개 이상이다.
이 경우, 집광 특성을 향상시키기 위해서는, 출광면(42)에 가장 가까운 영역의 경사각과 출광면(42)으로부터 가장 먼 영역의 경사각의 차가 15도 이하로 하는 것이 필요하고, 바람직하게는0.5∼10도의 범위, 보다 바람직하게는 1∼7도의 범위이다.
한편, 이 영역수를 크게 하면, 프리즘면에서 전면에 걸쳐 피크 각도를 세밀하게 조정할 수 있기 때문에, 전체적인 집중도를 높일 수 있지만, 경사각이 다른 평면을 세밀하게 형성하지 않으면 안되고, 광 편향 소자의 프리즘면을 형성하기 위한 금형 절삭용의 바이트의 설계나 제조가 복잡하게 되는 동시에, 일정한 광학 특성을 갖는 광 편향 소자를 안정되게 얻는 것도 어려워진다. 이 때문에, 프리즘면에 형성하는 영역수는 20 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 12 이하이다. 이 프리즘면의 분할은 균등하게 분할하는 것이 바람직하지만, 반드시 균등하게 분할할 필요는 없고, 소망하는 프리즘면 전체의 출사광 휘도 분포(XZ면내)에 따라 조정할 수 있다. 또한 다른 경사각을 갖는 각 평면의 폭(프리즘열 단면에 있어서의 각 평면 부분의 길이)은, 프리즘열의 피치에 대하여 4∼47%의 범위로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 6∼30%, 더욱 바람직하게는 7∼20%의 범위이다.
본 발명에 있어서는, 예컨대 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 상기와 같은 다른 경사각을 갖는 평면의 적어도 1개를 볼록 곡면으로 할 수도 있고, 모든 평면을 볼록 곡면으로 할 수도 있다. 도 3에서는 제 1 프리즘면(44) 및 제 2 프리즘면(45)을, 각각 4개의 영역으로 분할하고, 3개의 평면(52∼54) 및 (55∼57)과 l개의 볼록 곡면(58) 및 (59)으로 구성하고 있다. 도 4에서는, 제 1의 프리즘면(44) 및 제 2 프리즘면(45)을 2개의 영역으로 분할하고, 서로 형상이 다른 2개의 볼록 곡면(60, 61) 및 (62, 63)으로부터 구성하고 있다. 도면 중, 64∼67은 볼록 곡면(60∼63)의 형상을 결정하는 비원주면 형상이다. 또한, 제 1 프리즘면(44) 및 제 2 프리즘면(45)을 분할한 각 영역의 경계를 통과하는 곡면으로 구성할 수도 있고, 이 경우 휘도의 대폭적인 저하를 초래하지 않는 범위이면 곡면은 각 영역의 경계로부터 다소 어긋나도 무방하다.
예컨대, 곡면의 통과 위치(프리즘 꼭대기부로부터의 거리)의 프리즘열의 피치에 관한 비율의 영역의 경계의 비율에 대한 어긋남이 4% 이하이면 무방하고, 보다 바람직하게는 2% 이하, 더욱 바람직하게는 1% 이하의 범위이다. 또한, 본 발명에 있어서, 볼록 곡면 등의 면에 있어서의 경사각은, 1개의 볼록 곡면 등의 면의 모든 위치에 있어서의 경사각을 평균한 것을 말한다. 이와 같이 프리즘면을 다른 경사각의 복수의 볼록 곡면으로 구성한 경우에는, 다른 경사각의 평면에 의해 구성하는 경우와 비교하여, 영역수는 적게 할 수 있고, 2∼10의 영역수로 할 수 있으며, 바람직하게는 2∼5의 범위이다. 그러나, 영역수가 지나치게 적으면 소망하는 출사광 휘도 분포(XZ면내)를 조정하기 위한 각 볼록 곡면의 설계가 어려워지기 때문에, 영역수는 3∼5의 범위로 하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 볼록 곡면의 형상은, 그 XZ 방향의 단면 형상이 원호(즉, 면은 원주면 형상) 혹은 비원호(즉, 면은 비원주면 형상)로 되도록 할 수 있다. 또한, 복수의 볼록 곡면에 의해 프리즘면을 구성하는 경우에는, 각 볼록 곡면의 형상이 서로 다른 것이 바람직하다. 이 경우, 원주면 형상의 볼록 곡면과 비원주면 형상의 볼록 곡면을 조합할 수도 있지만 적어도 1개의 볼록 곡면을 비원주면 형상으로 하는 것이 바람직하다. 복수의 볼록 곡면을 원주면 형상으로 하는 경우에는, 각 볼록 곡면에서 그 곡율을 변경한 것일 수도 있다. 비원주면 형상으로는, 타원면 형상의 일부, 포물면 형상의 일부 등을 들 수 있다.
또한, 볼록 곡면은 그 곡율 반경(r)을 프리즘열의 피치(P)와의 비(r/P)가 2∼50의 범위로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5∼30 더욱 바람직하게는 7∼10의 범위이다. 이 r/P가 2미만이거나 50을 초과하면, 충분한 집광 특성을 발휘할 수 없게 되고, 휘도가 저하하는 경향이 있다.
또한, 이러한 구성에 의한 프리즘열에 있어서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 프리즘열의 프리즘 꼭대기부로부터의 높이를 h, 프리즘열 전체의 높이를 H로 했을 경우에, 적어도 h/H가 10% 이상으로 되는 높이(h)의 영역에 경사각이 다른 평면 혹은 볼록 곡면 등의 면을 적어도 2개 형성하는 것이 바람직하고, 3개 이상 형성하는 것이 보다 바람직하다. 이것은, 이러한 높이(h)의 영역에 평면 혹은 볼록 곡면 등의 면을 2개 이상 형성함으로써, 충분한 집광 특성을 얻을 수 있는 경향이 있기 때문이다. 또한, 프리즘면에서 전반사되어 출광면에서 출사한 광의 출사광 휘도 분포(XZ면내)에 있어서의 강도는 h/H가 60% 이하의 영역에서 프리즘면 전체에서 전반사되어 출광면에서 출사한 광의 출사광 휘도 분포(XZ면내)에 있어서의 강도의 75% 이상을 차지하게 되므로, h/H는60% 이하의 범위로 함으로써 충분한 효과를 얻을 수 있다. 이것은, 전반사되어 출광면에서 출사한 광의 출사광 휘도 분포(XZ면내)에 있어서의 강도는, 프리즘면 전체에서 전반사되어 출광면으로부터 출사한 광의 출사광 휘도 분포(XZ면내)에 있어서의 강도의 75% 이상을 차지하게 되기 때문이다. 높이(h)의 영역은, 보다 바람직하게는 h/H가 15% 이상이 되는 영역이고, 또한 바람직하게는 20% 이상이 되는 영역이다. 또한, 높이(h)의 영역이 지나치게 작아지면 충분한 집광 특성을 얻을 수 없게 되는 경향으로 되는 동시에, 금형의 제조가 복잡해지기 때문에, h/H는 20% 이상인 것이 가장 바람직하다. 이 경우의 높이(h)의 영역에 있어서의 영역수는 1∼8의 범위로 하는 것이 바람직하고 보다 바람직하게는 1∼6, 더욱 바람직하게는 2∼4의 범위이다.
또한, 프리즘면이 경사각의 다른 복수의 평면 혹은 철곡면 등의 면에 의해 구성될 때, 충분한 집광 특성을 확보하기 위해서는 프리즘열의 꼭대기부와 바닥부를 연결하는 가상 평면(Q)(도 2, 3)과 복수의 평면 혹은 볼록 곡면(실제 프리즘면)의 최대 거리(d)가 프리즘열의 피치(P)에 대한 비율(d/P)에서 0.4∼5%로 하는 것이 바람직하다. 이것은 d/P가 0.4% 미만 혹은 5%를 넘으면, 집광 특성이 저하하는 경향이 있고, 충분한 휘도 향상을 도모할 수 없어지는 경향이 있기 때문이고, 보다 바람직하게는 0.4∼3%의 범위이며, 더욱 바람직하게는 0.7∼22%의 범위이다.
본 발명에 있어서, 프리즘열의 꼭지각은 집광 특성이나 광의 이용 효율을 고려하면, 35∼80도로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50∼70도의 범위이며, 더욱 바람직하게는 60∼70도의 범위이다. 또한, 프리즘 꼭지각의 법선에 대한 좌우 배분각(2개의 프리즘면의 법선에 대한 경사 각도)(α, β)은 광원측에 위치하는 배분각(α)을 25∼40도, β를 25∼40도의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이 꼭지각의 배분각(α, β)은 대향하는 2개의 광입사면에 배치한 일차 광원(1)으로부터의 각각의 광의 출사 광휘도 분포(XZ면내)에 있어서의 피크 각도를 대략 동일한 방향으로 하기 위해서, 대략 동일한 각도로 하는 것이 바람직하다. 또한, 광 이용 효율을 높게 하여 휘도를 보다 향상시키는 동시에, 관찰 방향의 변화에 의한 휘도의 저하를 보다 작게 하기 위해서는, 분배각(α)과 (β)의 값의 절대값(｜α-β｜)을 0∼10도로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0∼9도 더욱 바람직하게는0∼8도의 범위이다. 또한, 출사광 휘도 분포(XZ면내)에 있어서의 피크광을 대략 법선 방향 이외로 하는 경우는, 프리즘 꼭지각의 분배각(α, β)을 조정함에 따라,소망하는 방향에 피크광을 갖는 출사 광 휘도 분포(XZ면내)를 얻을 수 있다.
또한 본 발명의 광 편향 소자는, 인접하는 프리즘열의 사이에 프리즘열의 경사각보다도 경사각이 작은 볼록 형상이나 평면(광투과 영역)을 형성할 수도 있다. 이와 같은 광투과 영역을 형성함으로써 액정 패널측으로부터 입사한 외광을 이 부분으로부터 광원 장치내에 도입할 수 있고, 도광체의 이면에 배치된 반사 시트(5)에 의해 반사하고, 다시 액정 패널측으로 출사함으로써, 외광도 효과적으로 이용할 수 있다. 이 때, 반사 시트(광반사 소자)(5)에 의해 반사한 외광의 균일성을 유지하기 위해서, 반사 시트에 미약한 확산성을 부여하거나, 광 편향 소자의 출광면에 광확산층을 형성하거나, 광 편향 소자의 출광면에 광확산 시트를 탑재하는 것이 바람직하다. 또한, 외광의 이용 효율을 높이면, 백라이트로서의 광의 이용 효율이 저하하기 때문에, 사용 형태 등을 고려하여 광투과 영역의 비율을 정하는 것이 필요하다. 예컨대, 광투과 영역의 폭은 프리즘열의 피치의 20∼50%의 범위로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20∼40%의 범위이다. 광 투과 영역으로서는, 평면 형상, 곡면 형상이나 다각기둥면 형상 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 광투과 영역을 다각기둥면 형상이나 곡면 형상으로 하는 것은 외광의 반사를 제어할 수 있는 점에서 바람직하다.
본 발명과 같은 광 편향 소자를 사용한 광원 장치에 있어서는, 제 1 프리즘면(44) 및 제 2 프리즘면(45)을 1개의 곡면으로 구성한 경우에는, 광 편향 소자로부터 출사하는 광의 출사 광휘도 분포(XZ면내)가 급격히 저하하고, 관찰 방향이 조금 변경되기만 함으로써 큰 휘도의 저하를 초래한다. 본 발명에 있어서는, 프리즘면(44, 45)을 경사각이 다른 복수의 평면 혹은 볼록 곡면 등의 면으로 구성함으로써, 광 편향 소자로부터 출사하는 광의 출사광 휘도 분포(XZ면내)에 있어서, 도 5에 도시한 바와 같은 휘도가 피크 휘도의 70%로 되는 출사광 분포폭(θ70)을 10도 이상으로 할 수 있고, 관찰 방향의 변화에 의한 급격한 휘도의 저하를 완화할 수 있다. 이 출사각 분포폭(θ70)은, 보다 바람직하게는 15도 이상이며 더욱 바람직하게는 18도 이상이다.
또한, 본 발명에 있어서는 광 편향 소자로부터 출사하는 광의 출사광 휘도 분포(XZ면내)에 있어서, 도 5에 도시한 바와 같은 휘도가 피크 휘도의 90%로 되는 출사광 분포폭(θ90)과 휘도가 피크 휘도의 20%로 되는 출사광 분포폭(θ20)의 비(θ20/θ90)가 5 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4 이하 더욱 바람직하게는 3.5 이하이다. θ20/θ90을 5 이하로 함으로써, 실용상 문제가 없는 정도까지 관찰 방향의 변화에 의한 급격한 휘도의 저하를 완화할 수 있다.
본 발명에 있어서의 광 편향 소자(4)의 협시야화는, 도광체(3)의 광 출사면(33)으로부터의 출사광 광도 분포(XZ면내)의 확장의 정도(반값 전폭)로 영향받기 때문에, 광 편향 소자(4)의 출광면(42)으로부터의 출사광 휘도 분포(XZ면내)의 반값 전폭(A)의, 도광체(3)의 광 출사면(33)으로부터의 출사광 광도 분포(XZ면내)의 반값 전폭(B)에 대한 바람직한 비율도, 도광체(3)로부터의 출사 광 광도 분포(XZ면내)의 반값 전폭(B)에 따라 변한다. 예컨대, 도광체(3)로부터의 출사광 광도 분포(XZ면내)의 반값 전폭(B)이 26도 미만인 경우에는, 반값 전폭(A)이 반값 전폭(B)의 30∼95%의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30∼80%의 범위이며, 더욱 바람직하게는 30∼70%의 범위이다. 또한 도광체(3)로부터의 출사광 광도 분포(XZ면내)의 반값 전폭(B)이 26도 이상인 경우에는, 반값 전폭(A)이 반값 전폭(B)의 30∼80%의 범위인 것이 바람직하고 보다 바람직하게는 30∼70%의 범위이며, 더욱 바람직하게는 30∼60%의 범위이다.
일반적으로 도광체의 출사 효율을 높이려고 하면, 도광체(3)로부터의 출사광 광도 분포(XZ면내)의 반값 전폭(B)은 커지고 집광 효율은 저하하는 것으로 생각할 수 있지만, 실제는 상기한 바와 같이 협시야화의 효과는 커지기 때문에, 협시야화의 효율 및 면광원 장치로서의 광 이용 효율이라는 점에서는 출사광 광도 분포(XZ면내)의 반값 전폭(B)이 26도 이상인(보다 바람직하게는 36도를 초과함) 도광체와의 조합으로 광 편향 소자를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 도광체(3)로부터의 출사광 광도 분포(XZ면내)의 반값 전폭이 작을 경우에는 협시야화의 효과는 작아지지만, 도광체(3)로부터의 출사광 광도 분포(XZ면내)의 반값 전폭이 작은 것일수록 고휘도화를 도모할 수 있기 때문에, 고휘도화의 점에서는 출사광 광도 분포(XZ면내)의 반값 전폭(B)이 26도 미만인 도광체와의 조합으로 광 편향 소자를 사용하는 것이 바람직하다.
일차 광원(1)은 Y 방향에 연장되는 선 형상의 광원이고, 예컨대 형광 램프나 냉음극관을 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는, 일차 광원(1)으로는 선상 광원에 한정되는 것이 아니고, LED 광원, 할로겐 램프, 메타할로램프 등과 같은 점광원을 사용할 수도 있다. 또한, 광원 리플렉터(2)는 일차 광원(1)의 광을 손실 적게 도광체(3)로 유도하는 것이다. 재질로는, 예컨대 표면에 금속 증착 반사층을 갖는 플라스틱 필름을 이용할 수 있다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 광원 리플렉터(2)는 광반사 소자(5)의 단 가장자리부 외면으로부터 일차 광원(1)의 외면을 거쳐서 광 편향 소자(4)의 출광면 단 가장자리부로 감겨 있다. 그 밖에, 광원 리플렉터(2)는 광 편향 소자(4)를 피해서, 광 반사 소자(5)의 단 가장자리부 외면으로부터 일차 광원(1)의 외면을 거쳐 도광체(3)의 광 출사면 단 가장자리부로 감는 것도 가능하다.
이와 같은 광원 리플렉터(2)와 동일한 반사 부재를, 도광체(3)의 측단면(31) 이외의 측단면에 부착하는 것도 가능하다. 광 반사 소자(5)로는 예컨대 표면에 금속 증착 반사층을 갖는 플라스틱 시트를 이용할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 광 반사 소자(5)로서 반사 시트 대신에, 도광체(3)의 이면(34)에 금속 증착 등에 의해 형성된 광 반사층 등을 사용하는 것도 가능하다.
본 발명의 도광체(3) 및 광 편향 소자(4)는 광투과율이 높은 합성 수지로 구성할 수 있다. 이러한 합성 수지로는, 메타크릴 수지, 아크릴 수지, 폴리카보네이트계 수지, 홀리에스테르계 수지, 염화비닐계 수지를 예시할 수 있다. 특히, 메타크릴 수지가 광투과율의 높이, 내열성, 개학적 특성, 성형 가공성이 우수하여 적절하다. 이러한 메타크릴 수지로는, 메타크릴산 메틸을 주성분으로 하는 수지이고, 메타크릴산 메틸이 80중량% 이상인 것이 바람직하다. 도광체(3) 및 광 편향 소자(4)의 조면의 표면 구조나 프리즘열 등의 표면 구조를 형성하는 것에 있어서는, 투명 합성 수지판을 소망하는 표면 구조를 갖는 형 부재를 이용하여 열 프레스함으로써 형성할 수도 있고, 스크린 인쇄, 압출 성형이나 사출 성형 등에 의해 성형과 동시에 형상 부여할 수도 있다. 또한, 열 혹은 광경화성 수지 등을 이용하여 구조면을 형성할 수도 있다. 또한, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 염화비닐계 수지, 폴리메타크릴 이미드계 수지 등으로 이루어지는 투명 필름 혹은 시트 등의 투명 기재상에 활성 에너지 선경화형 수지로 이루어지는 조면 구조 또한 렌즈열 배열 구조를 표면에 형성할 수도 있고, 이와 같은 시트를 접착, 융착 등의 방법에 의해 별개의 투명 기재상에 접합 일체화시킬 수도 있다. 활성 에너지 선경화형 수지로는, 다관능(메타) 아크릴 화합물, 비닐 화합물, (메타)아크릴산 에스테르류, 아릴 화합물, (메타)아크릴산의 금속염 등을 사용할 수 있다.
이상과 같은 일차 광원(1), 광원 리플렉터(2), 도광체(3), 광 편향 소자(4) 및 광 반사 소자(5)로 이루어지는 면 광원 장치의 발광면([광 편향 소자(4)의 출광면(42)]상에, 액정 표시 소자를 배치함으로써 액정 표시 장치가 구성된다. 액정 표시 장치는, 도 1에 있어서의 상방으로부터 액정 표시 소자를 통과시켜서 관찰자에 의해 관찰된다. 또한, 본 발명에 있어서는, 충분히 콜리메이트된 좁은 분포의 광을 면광원 장치로부터 액정 표시 소자로 입사될 수 있기 때문에, 액정 표시 소자에서의 계조 반전 등이 없고 밝기, 색상의 균일성이 양호한 화상 표시를 얻을 수 있는 동시에, 소망하는 방향으로 집중된 광 조사를 얻을 수 있고, 이 방향의 조명에 대한 일차 광원의 발광 광량의 이용 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는, 이와 같이 광 편향 소자(4)에 의해 협시야화되어고휘도화된 광원 장치에 있어서, 휘도의 저하를 가능한 한 초래함 없이, 시야 범위를 목적에 따라 적절히 제어하기 위해서, 광 편향 소자(4)의 출광면상에 광 확산 소자(6)를 인접 배치할 수도 있다. 또한, 이와 같이 광 확산 소자(6)를 배치함으로써, 품위 저하의 원인이 되는 오차나 휘도 불균일 등을 억지하여 품위 향상을 도모할 수도 있다.
광 확산 소자(6)는 광 편향 소자(4)의 출광면측에 광 편향 소자(4)와 일체화시킬 수도 있고, 광 확산 소자(6)를 개별적으로 광 편향 소자(4)의 출광면측에 탑재할 수도 있다. 개별적으로 광 확산 소자(6)을 배치하는 쪽이 바람직하다. 개별적으로 광 확산 소자(6)를 탑재하는 경우에는, 광 확산 소자(6)의 광 편향 소자(4)에 인접하는 쪽의 면에는, 광 편향 소자(4)와의 스티킹을 방지하기 위해서, 요철 구조를 부여하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 광 확산 소자(6)의 출사면에 있어서도, 그 위에 배치되는 액정 표시 소자와의 사이에서의 스티킹을 고려할 필요가 있고, 광 확산 소자(6)의 출사면에도 요철 구조를 부여하는 것이 바람직하다. 이 요철 구조는, 스티킹 방지의 목적에만 부여하는 경우에는, 평균 경사각이 0.7도 이상이 되는 구조로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1도 이상이며, 보다 바람직하게는 1.5도 이상이다.
본 발명에 있어서는, 휘도 특성, 시인성 및 품위 등의 균형을 고려하여 광 편향 소자(4)로부터의 출사광을 적절히 확산시키는 광 확산 특성을 갖는 광 확산 소자(6)를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 광 확산 소자(6)의 광 확산성이 낮은 경우에는, 시야각을 충분히 확관한 것이 어려워지고 시인성을 저하시키는 동시에품위 개선 효과가 충분히 없어지는 경향이 있고, 역으로 광 확산성이 지나치게 높을 경우에는 광 편향 소자(4)에 의한 협시야화의 효과가 손상되는 동시에, 전광선 투과율도 낮아져 휘도가 저하하는 경향이 있다. 따라서, 본 발명의 광 확산 소자(6)에 있어서는, 평행광을 입사했을 때의 출사광 광도 분포(XZ면내)의 반값 전폭이 1∼13도의 범위인 것이 사용된다. 광 확산 소자(6)의 반값 전폭은 바람직하게는 3∼11도의 범위, 더욱 바람직하게는 4∼85도의 범위이다. 또한, 본 발명에 있어서 광 확산 소자(6)의 출사광 광도 분포(XZ면내)의 반값 전폭이란, 도 7에 도시하는 바와 같이, 광 확산 소자(6)에 입사한 평행 광선이 출사시에 어느 정도 확산하여 확장될지를 도시한 것으로, 광 확산 소자(6)를 투과하여 확산된 광의 출사광 광도 분포(XZ면내)에 있어서의 피크값에 대한 반값에서의 확장각의 전폭의 각도(ΔθH)를 말한다.
이러한 광 확산 특성은, 광 확산 소자(6) 중에 광확산제를 혼입하거나, 광 확산 소자(6)의 적어도 한쪽 표면에 요철 구조를 부여함으로써 부여할 수 있다. 표면에 형성하는 요철 구조는, 광확산 소자(6)의 한쪽 표면에 형성하는 경우와 양쪽 표면에 형성하는 경우에서는 그 정도가 다르다. 광 확산 소자(6)의 한쪽 표면에 요철 구조를 형성하는 경우에는, 그 평균 경사각을 0.8∼12도의 범위로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 3.5∼7도이고, 보다 바람직하게는 4∼6.5도이다. 광 확산 소자(6)의 양쪽 표면에 요철 구조를 형성하는 경우에는, 한쪽 표면에 형성하는 요철 구조의 평균 경사각을 0.8∼6도의 범위로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2∼4도이며, 보다 바람직하게는 2.5∼4도이다.이 경우, 광 확산 소자(6)의 전 광선 투과율의 저하를 억지하기 위해서는 광 확산 소자(6)의 입사면측의 평균 경사각을 출사면측의 평균 경사각보다도 크게 하는 것이 바람직하다. 또한, 광 확산 소자(6)의 헤이즈값으로는 8∼82%의 범위로 하는 것이 휘도 특성 향상과 시인성 개량의 관점에서 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30∼70%의 범위이며 보다 바람직하게는 40∼65%의 범위이다.
본 발명의 광원 장치에 있어서는, 그 발광면[광 확산 소자(6)의 출사면]의 법선 방향에서 관찰했을 경우의 표시 영역내에 있어서의 휘도가 균일할 것도 요구된다. 이 휘도의 균일성은 광원의 표시 영역의 크기에도 의존하고, 예컨대 노트북이나 모니터 등의 표시 영역이 큰 대형의 광원 장치에서는, 비교적 넓은 시야각 특성이 요구되는 경우가 있고, 발광면으로부터의 출사하는 출사광 광도 분포(XZ면내)를 보다 넓힐 것이 요구된다. 한편, 휴대 전화나 휴대 정보 단말 등의 표시 영역이 작은 소형의 광원 장치에서는, 고휘도나 표시 품위 향상이 우선되는 경우가 있고, 발광면으로부터의 출사하는 출사광 광도 분포(XZ면내)는 비교적 좁을 수도 있다. 이 때문에, 광 확산 소자(6)로는, 도 8에 도시하는 바와 같은 광원 장치의 표시 영역(AR)의 크기(도광체의 광 입사면에 수직한 X 방향의 치수)에 따라 적절한 광 확산 특성을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 광원 장치는, 데스크탑형 퍼스널 컴퓨터의 모니터, 액정 텔레비젼 등의 비교적 사이즈가 큰 표시 장치에 적절하다. 이와 같은 표시 장치에 사용하는 경우, 비교적 넓은 시야각이 필요한 동시에 높은 휘도가 필요하게 되고, 일차 광원(1)으로는 도광체(3)가 대향하는 2개의 단면에 각각 1개 이상의 냉음극관을 배치한 다등형의 것이 사용된다. 이러한 광원 장치에서는, 일등형의 일차 광원(1)을 사용한 것과는 품위에 관한 시인성이 상이하고, 후술하는 바와 같은 출사광 광도 분포(XZ면내)의 비대칭성은 그 특성을 잃으며, 광원 장치의 중앙부 부근의 출사광 광도 분포(XZ면내)는, 도 9에 도시한 바와 같이, 광 확산 소자(6)를 사용하지 않는 경우에도 대칭성이 향상된다. 또한, 광원에 가까운 양단부 근방에서의 출사광 광도 분포(XZ면내)는 각각 가장 가까운 곳으로부터 도광되는 광의 영향을 받고, 약간 비대칭성을 띤 출사광 광도 분포(XZ면내)로 된다. 즉, 도 9의 좌측 단부 근방에서는, 광원측의 출사광 광도 분포(XZ면내)가 급격하게 저하하고, 중앙측의 출사광 광도 분포(XZ면내)는 원활한 테일링 경향을 갖고 있기 때문에, 좌단부 근방에서의 광의 출사 방향은 약간 중앙부를 향하고 있는 성분이 많아지고 있다. 한편, 도 9의 우측 단부 근방에서는, 이것과 반대의 출사광 광도 분포(XZ면내)를 갖고 있고, 광의 출사 방향은 약간 중앙부를 향하고 있는 성분이 많아지고 있다. 이 때문에, 중앙부로부터 양단부 근방을 관찰했을 때의 시인성이 우수한 출사광 특성을 얻을 수 있고, 단부까지 고품위의 높은 휘도를 갖는 광원 장치로 된다. 광 확산 소자(6)로는 넓은 시야각을 얻는 광 확산성이 필요하게 되고, 출사광 광도 분포(XZ면내)의 반값 전폭이 6∼13도의 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 65∼1l도, 보다 바람직하게는 7∼9도의 범위이다. 또한, 헤이즈값으로는 50∼82%의 범위인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 60∼75%, 보다 바람직하게는 65∼70%의 범위이다. 또한, 광 확산 소자(6)의 표면에 요철 구조를 형성하는 경우에는, 그평균 경사각이 4.5∼12도의 범위인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 55∼85도, 보다 바람직하게는 6∼7도의 범위이다.
본 발명의 광원 장치에 있어서는, 상기와 같은 광 확산 소자(6)를 사용하는 경우, 광 편향 소자(4)로부터의 출사광 휘도 분포(XZ면내)의 반값 전폭이 19∼26도 정도인 집광성이 비교적 약한 광 편향 소자(4)를 사용하는 동시에, 광 확산성이 비교적 약한 광 확산 소자(6)를 사용한 쪽이 YZ면에서의 확산에 의한 휘도의 저하를 억제할 수 있기 때문에, 휘도 향상의 관점에서는 바람직한 경우가 있다. 이 경우, 광 확산 소자(6)로는, 넓은 시야각을 얻는 광확산성이 필요하게 되고, 출사광 광도 분포(XZ면내)의 반값 전폭이 1∼8도의 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 2∼8도, 보다 바람직하게는 3∼7도의 범위이다. 또한, 헤이즈값으로는 8∼70%의 범위인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30∼65%, 보다 바람직하게는 40∼60%의 범위이다. 또한, 광 확산 소자(6)의 한쪽 표면에 요철 구조를 형성하는 경우에는, 그 평균 경사각이 0.8∼7도의 범위인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 3∼6.5도, 보다 바람직하게는 3.5∼6도의 범위이다. 요철 구조를 양면에 형성하는 경우에는 그 한쪽 표면의 평균 경사각이 0.8∼4도의 범위인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1∼4도, 보다 바람직하게는 2∼4도의 범위이다.
본 발명에 있어서는, 광 확산 소자(6)로서 광확산성에 이방성을 갖는 것을 사용하는 것이, 광 확산 소자(6)의 전광선 투과율을 높이고, 광 편향 소자(4)로부터의 출사광을 효율적으로 확산할 수 있으며, 휘도를 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 예컨대, 도광체(3)의 하나의 단면에 선형상의 냉음극관을 일차 광원(1)으로서 배치한 광원 장치에 있어서는, 도광체(3)의 광 출사면으로부터 출사하는 출사광을 광 편향 소자(4)에 의해 주로 XZ면에 있어서 협시야화를 도모하고, 이 XZ면내에서 협시야화된 광을 더욱 광 확산 소자(6)에 의해 확산시켜 시야각을 확장하는 것을 목적으로 하고 있다. 그러나, 광 확산 소자(6)로서 등방성 확산성의 것을 사용한 경우에는, 광 편향 소자에 의해 협시야화되어 있지 않은 YZ면내에 대해서도 동등하게 광이 확산되기 때문에 휘도의 저하를 초래하게 된다. 따라서, 도l0에 도시한 바와 같이, YZ면내보다도 XZ면내에서의 광확산성이 높은 이방 확산성을 갖는 광확산 소자(6)를 사용함으로써, 광 편향 소자(4)에 의해 협시야화된 XZ면에서의 광의 확산을 강하게 하고, 협시야화되어 있지 않은 YZ면내에서의 광의 확산을 약하게 할 수 있으며, 광 편향 소자(4)로부터의 출사광을 효율적으로 확산할 수 있고, 휘도의 저하를 최소한으로 억제할 수 있다.
이와 같은 광 확산 소자(6)의 이방 확산성에 대해서는, 어떤 이방성을 갖는 광 확산 소자(6)를 사용할지는, 상기와 같은 XZ면과 YZ면에서의 이방성만의 요인에 의해 결정되는 것이 아니고, 도광체(3)의 광출사 기능부의 형상, 광 편향 소자(4)의 렌즈 형상이나 배열, 광원 장치의 용도 등에 따라 적절히 선정할 수 있다. 즉, 도 11에 도시한 바와 같이, 광 확산 소자(6)의 출사면 법선 및 출사면내의 임의인 방향(P-n 방향(n=1, 2, …))을 포함하는 임의의 면(ZP-n면(n=1, 2, …))을 상정하고, 이러한 임의인 면에 있어서의 출사광 광도 분포(XZ면내)의 반값 전폭을 상위시킴으로써 이방성을 부여할 수 있다. 또한, ZP-n면의 반값 전폭 중에서 가장 큰 것을 최대 반값 전폭, 가장 작은 것을 최소 반값 전폭으로 한다. 마찬가지로, 광 확산 소자(6)에 이방 확산성을 부여하는 요철 구조의 평균 경사각에 대해서도, ZP-n면과 광 확산 소자(6)(XY면)가 교차하는 임의의 P·n 방향에 있어서의 평균 경사각을 상위시킴으로써 평균 경사각의 이방성을 부여할 수 있다. 이 때 P-n 방향의 평균 경사각 중에서 가장 큰 것을 최대 평균 경사각, 가장 작은 것을 최소 평균 경사각이라 한다.
예컨대, 도광체(3)의 YZ면과 평행한 2개의 측단면에 각각 대향하도록 선형상의 냉음극관을 배치하고 일차 광원(1)으로 한 경우, 광 편향 소자(4)는 주로 XZ면 협시야화를 도모하여 YZ면에서는 거의 작용하지 않기 때문에, 광 편향 소자(4)로부터의 출사 광을 XZ면내에서 효과적으로 확산하여 YZ면내에서는 확산시키지 않는 이방 확산성을 갖는 광 확산 소자(6)를 사용하는 것이 적절하다. 따라서, 광 확산 소자(6)로는, XZ면 최대 반값 전폭을 도시하고, YZ면에 최소 반값 전폭을 도시하는 이방 확산성을 갖는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 광 확산 소자(6)에 형성하는 요철 구조도 X 방향으로 최대 평균 경사각을 갖고, Y 방향으로 최소 평균 경사각을 갖는 구조 혹은 배치로 하는 것이 바람직하다.
이러한 이방 확산성을 갖는 광확산 소자(6)에 있어서도, 휘도 특성 시인성 및 품위 등의 균형을 고려하여 광 편향 소자(4)로부터의 출사광을 적당하게 확산시키는 광확산 특성을 갖는 광확산 소자(6)를 사용하는 것이 필요하다. 즉, 광확산 소자(6)의 광확산성이 낮을 경우에는, 시야각을 충분히 넓히는 것이 어려워져 시인성을 저하시키는 동시에, 품위 개선 효과가 충분하지 않은 경향이 있고, 역으로 광확산성이 지나치게 높을 경우에는 광 편향 소자(4)에 의한 협시야화의 효과가 손상되는 동시에, 전 광선 투과율도 낮아져 휘도가 저하하는 경향이 있다. 따라서, 출사광 광도 분포(XZ면내)의 최대 반값 전폭이 1∼13도의 범위인 것이 사용되고, 바람직하게는 3∼11도의 범위, 더욱 바람직하게는 4∼9도의 범위이다. 또한, 최소 반값 전폭에 관한 최대 반값 전폭의 비(최대 반값 전폭/최소 반값 전폭)가 11∼20의 범위인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2∼15의 범위, 보다 바람직하게는 4∼10의 범위이다.
이것은, 최대 반값 전폭/최소 반값 전폭을 1.1 이상으로 함으로써 광의 이용 효율을 향상시켜서 휘도를 높일 수 있기 때문이며, 20 이하로 함으로써 강한 광확산성에 의한 휘도의 저하를 억지할 수 있기 때문이다.
광확산 소자(6)의 한쪽 표면에 요철 구조를 형성하는 경우에는, 그 최대 평균 경사각을 0.8∼15도의 범위로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 35∼11도이며, 보다 바람직하게는 4∼9도이다. 또한, 최대 반값 전폭/최소 반값 전폭과 동일한 관점에서, 최소 평균 경사각에 대한 최대 평균 경사각의 비(최대 평균 경사각/최소 평균 경사각)는 11∼20의 범위인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2∼15의 범위, 보다 바람직하게는 4∼10의 범위이다. 요철 구조는, 광확산 소자(6)의 양쪽 표면에 형성할 수도 있고, 이 경우, 광확산 소자(6)의 전 광선 투과율의 저하를 억지하기 위해서는, 광확산 소자(6)의 입사면측의 평균 경사각을 출사면측의 평균 경사각보다도 크게 하는 것이 바람직하다. 또한, 광확산 소자(6)의 헤이즈값으로는 8∼82%의 범위로 하는 것이, 휘도 특성 향상과 시인성 개량의 관점에서 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30∼70%의 범위이며, 보다 바람직하게는 40∼65%의 범위이다.
이와 같은 이방 확산성을 갖는 광확산 소자(6)의 확산성 부여 구조로는, 예컨대 도 12∼14에 도시한 바와 같은 요철 구조를 들 수 있다. 도 12에 도시한 요철 구조는, 일축상에 길게 연장된 렌티큘러 렌즈열 등의 렌즈열(6a)을 다수 대략 병렬하여 연설한 배열 구조이다. 이러한 렌즈열의 배열 피치는 표시 장치로서 사용되는 액정 소자의 피치 및 광 편향 소자(4)의 프리즘열 등의 렌즈열의 배열 피치에 대하여 므아레가 발생하기 어려운 피치를 선정하거나, 임의적인 배열 피치로 하는 것이 바람직하다. 통상, 렌즈열의 배열 피치는 1∼70μm의 범위로 하는 것이 바람직하고, 제조의 용이함이나 므아레의 발생을 방지하는 관점에서 5∼40㎛가 보다 바람직하고, 보다 바람직하게는 10∼30㎛의 범위이다. 또한, 렌즈열의 길이 방향과 직교하는 방향의 평균 경사각은 0.8∼15도의 범위로 하는 것이 휘도 향상과 시인 성향상의 관점에서 바람직하고, 더욱 바람직하게는 35∼11도, 보다 바람직하게는 4∼9도의 범위이다.
도 13에 도시한 요철 구조는, 다수의 실린드리컬 렌즈 형상체(6b)를 이산적으로 배열한 구조이다. 실린드리컬 렌즈 형상체의 배열 간격은, 일정한 규칙적인 피치이어도 무방하고, 랜덤한 배열 피치일 수도 있다. 통상, 실린드리컬 렌즈 형상체의 배열 피치는 1∼70㎛의 범위로 하는 것이 바람직하고, 제조의 용이성이나 므아레의 발생을 방지하는 관점에서 5∼40㎛가 보다 바람직하고, 보다 바람직하게는 10∼30㎛의 범위이다. 또한, 실린드리컬 렌즈 형상체의 길이 방향과 직교하는 방향의 평균 경사각은 0.8∼15도로 하는 것이 휘도 향상과 시인 성향상의 관점에서바람직하고, 더욱 바람직하게는 35∼11도, 보다 바람직하게는 4∼9도의 범위이다. 이와 같은 이산적인 배열 구조는, 광확산 소자(6)로서 최대 반값 전폭을 도시하는 것이 요구되는 면과 광확산 소자(6)의 출사면이 교차하는 선과 실린드리컬 렌즈 형상체의 길이 방향이 대략 직교하는 확률이 높아지도록 배열하는 것이 바람직하다. 또한, 광확산 소자(6)로서 최소 반값 전폭을 도시하는 것이 요구되는 면과 광확산 소자(6)의 출사면이 교차하는 선과, 실린드리컬 렌즈 형상체의 길이 방향이 대략 평행하게 되는 확률이 높아지도록 배열하는 것이 바람직하다.
도 14에 도시한 요철 구조는 헤어 라인 구조이다. 헤어 라인(6c)이 연장되는 방향에 직교하는 방향의 평균 경사각은 0.8∼15도로 하는 것이 휘도 향상과 시인 성향상의 관점에서 바람직하고, 더욱 바람직하게는 35∼11도, 보다 바람직하게는 4∼9도의 범위이다. 헤어 라인이 연장되는 방향은, 광확산 소자(6)로서 최대 반값 전폭을 도시하는 것이 요구되는 면과 광확산 소자(6)의 출사면이 교차하는 선과 대략 직교하는 방향이 바람직하다.
이러한 이방 확산성을 부여하는 요철 구조가 형성된 면 및 그 이면의 적어도 한쪽에 매트 구조를 부여함으로써, 반짝임이나 휘도 불균일 등을 억지할 수 있고 품위를 향상시킬 수 있다. 그러나, 매트 구조의 광확산성이 강해지면 이방 확산성이 손상되고 휘도의 저하를 초래하는 경우가 있기 때문에, 비교적 광확산성이 약한 매트 구조를 부여하는 것이 바람직하다. 이와 같은 매트 구조로는 평균 경사 각도가 0.5∼5도의 범위의 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.8∼4도, 보다 바람직하게는 1∼3.5도의 범위이다. 또한, 이방성 부여 요철 구조의 표면에 매트 구조를부여한 경우의 매트 구조의 평균 경사각은, 요철 구조에 기인하는 평균 경사 각도를 제외한 매트 구조 자체의 평균 경사각을 말한다. 이러한 평균 경사각은, 요철 구조가 없는 부분이나 요철 구조의 길이 방향으로 평행한 방향에서 측정할 수 있고, 촉침 조도계에 의한 계측, 광확산 소자(6)의 단면 형상을 화상 해석하는 방법, 원자간력 현미경 등을 이용하여 측정할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 광편향 소자(4)를 이용하여 도광체(3)로부터의 출사광을 법선 방향 등의 특정한 방향에 출사시키고, 이 출사광을 이방 확산성을 갖는 광확산 소자(6)를 이용하여 소망하는 방향으로 출사시킬 수도 있다. 이 경우, 광확산 소자(6)에 이방 확산 작용과 광편향각 작용의 양쪽 기능을 부여할 수도 있다. 예컨대, 요철 구조로서 렌티큘러 렌즈열이나 실린드리컬 렌즈 형상체를 사용한 것에서는, 그 단면 형상을 비대칭 형상으로 함으로써, 이방 확산 작용과 광 편향 작용의 양쪽 기능을 부여할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는, 광원 장치로서의 시야각을 조정하고, 품위를 향상시킬 목적으로, 광편향 소자(4)나 광확산 소자(6)에 광확산재를 함유시킬 수도 있다. 이러한 광확산재로는, 광 편향 소자(4)나 광확산 소자(6)를 구성하는 재료와 굴절율이 다른 투명한 미립자를 사용할 수 있고, 예컨대 실리콘 비즈, 폴리스틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 불소화 메타크릴레이트 등의 단독 중합체 혹은 공중합체 등으로 이루어지는 것을 들 수 있다. 광확산재로는 광편향 소자(4)에 의한 협시야 효과나 광확산 소자(6)에 의한 적절한 확산 효과를 손상하지 않도록, 함유량, 입경, 굴절율 등을 적절히 선정할 필요가 있다. 예컨대, 광확산재의 굴절율은광편향 소자(4)나 광확산 소자(6)를 구성하는 재료와의 굴절율차가 지나치게 작으면 확산 효과가 작고, 지나치게 크면 지나친 산란 굴절 작용이 생기기 때문에, 굴절율차가 0.01∼0.1의 범위로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.03∼008, 보다 바람직하게는 0.03∼0.05의 범위이다. 또한, 확산재의 입경은 지나치게 크면 산란이 강해지고, 반짝임이나 휘도의 저하를 야기하며, 지나치게 작으면 착색이 발생하기 때문에, 평균 입경이 0.5∼20㎛의 범위로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2∼15㎛, 보다 바람직하게는 2∼10㎛의 범위이다.
이하 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다.
또한, 이하의 실시예에 있어서의 각 특성값의 측정은 하기와 같이 실행했다.
면광원 장치의 법선 휘도, 광도 반값 전폭의 측정 일차 광원으로서 냉음극관을 사용하고 그 구동 회로의 인버터(해리슨사제 HIU-742A)에 DC 12V를 인가하여 고주파 점등시켰다. 휘도는 면광원 장치 혹은 도광체의 표면을 20㎜ 사방의 정방형으로 3×5분할하고, 각 정방형 부분의 법선 방향의 휘도값의 15점 평균을 잡음으로써, 구했다. 도광체의 광도 반값 전폭은 도광체의 표면에 4㎜Φ의 핀홀을 갖는 흑색의 종이를 핀홀이 도광체 표면의 중앙에 위치하도록 고정하고, 휘도계의 측정원이 8∼9㎜으로 되도록 거리를 조정하며, 냉음극관의 길이 방향축과 수직 방향 및 평행 방향에서 핀홀을 중심으로 고니오 회전축이 회전하도록 조절했다. 각각의 방향에서 회전축을 +80°∼-80°까지 0.5° 간격으로 회전시키면서, 휘도계로 출사광의 광도 분포(XZ면내)를 측정하고, 법선 방향의 휘도, 피크 각도, 광도 분포(XZ면내)의 반값 전폭(피크값의 1/2 이상의 값의 분포(XZ면내)의 확장각), 출사광 분포폭(θ90, θ70, θ20)을 구했다. 또한, 피크 각도는, 법선 방향에 대하여 일방측으로 기울어져 있는 경우를 음의 값으로 하고, 타방측으로 기울어져 있는 경우를 양의 값으로 했다.
평균 경사각(θa)의 측정
ISO4287/1-1987에 따라, 촉침으로서 010-2528(1pmR, 55°원추, 다이아몬드)을 사용한 촉침식 표면 조도계[동경정기(주) 제품 서프콤 570A]로, 조면의 표면 조도를 구동 속도 0.03㎜/초로 측정했다. 이 측정에 의해 얻어진 차트로부터, 그 평균선을 빼서 경사를 보정하고, 상기 식 (1)식 및 (2)식에 의해 계산하여 구했다.
[실시예 l∼9]
아크릴 수지[미쯔비시 레이온(주) 제품 아크리벳 VH5#000]를 이용하여 사출 성형함으로써 한쪽면이 평균 경사각 8도인 매트로, 타방면에 길이 300㎜인 변(긴변)에 직교하는 방향으로 연장되는 프리즘 꼭지각 100도, 피치 50㎛인 프리즘열이 병렬로 연설 배열된 210㎜×300㎜, 두께 6㎜의 14인치의 도광체를 제작했다. 도광체의 길이 300㎜인 변(긴변)에 대응하는 양쪽 측단면을 따라 냉음극관을 광원 리플렉터(레이코사 제품 은 반사 필름)로 덮어 배치했다. 또한, 그 밖의 측단면에 광확산 반사 필름(도오레사 제품 E60)을 부착하고, 프리즘열 배열의 면(이면)에 반사 시트를 배치했다. 이상의 구성을 프레임체에 조립했다. 이 도광체는 광입사면 및광 출사면의 쌍방에 수직한 면내에서의 출사광 광도 분포(XZ면내)의 최대 피크 각도는 광 출사면 법선 방향에 대하여 63도, 반값 전폭은 44도이었다.
한편, 굴절율 1.5064인 아크릴계 자외선 경화성 수지를 이용하여, 표 1에 도시한 바와 같이, 프리즘열을 구성하는 양쪽 프리즘면(제 1 프리즘면 및 제 2 프리즘면)을 프리즘 꼭지부로부터 프리즘열의 높이(h)까지의 영역(1)을 평면(표 1에 도시한 경사각 및 꼭지각 분배각 α, β를 갖음)으로 하고, 나머지 출광면에 가까운 측의 영역(2)을 곡률 반경(r)의 볼록 곡면(표 1에 도시한 경사각을 갖음)으로 구성한 핀치 56.5㎛의 프리즘열이 대략 병렬로 연설된 프리즘열 형성면을 두께 125㎛의 폴리에스테르 필름 중 한쪽 표면에 형성한 프리즘 시트를 제작했다. 이 때, 볼록 곡면의 곡율 반경(r)과 프리즘열의 피치(P)의 비(r/P), 양쪽 프리즘면의 가상 평면과의 최대 거리(d)와 프리즘열의 피치(P)의 비(d/P)은 표 1에 도시한 바와 같았다.
얻어진 프리즘 시트를, 상기 도광체의 광 출사면에 프리즘열 형성면이 향하고, 도광체의 광입사면에 프리즘 능선이 평행하게 되도록 탑재하여, 면광원 장치를 얻었다. 이 면광원 장치의 광입사면 및 광 출사면의 쌍방에 수직한 면내에서의 출사광 휘도 분포(XZ면내)를 구하고, 후술하는 비교예 1을 기준으로 한 경우의 피크 휘도비, 피크 각도, 피크 휘도의 1/2 이상의 휘도값을 갖는 각도 범위(반값 전폭), 피크 휘도의 90% 이상의 휘도값을 갖는 출사 광 분포폭(θ90)과 피크 휘도의 20% 이상의 휘도값을 갖는 출사 광 분포폭(θ20)과의 비(θ20/θ90), 피크 휘도의 70% 이상의 휘도를 갖는 출사광 분포폭(θ70)을 표 1에 도시했다. 또한, 실시예 4 및 6에대해서는, 그 출사광 휘도 분포(XZ면내)를 도 6에 도시했다.
[비교예 1]
프리즘 시트의 프리즘열을 2개의 프리즘면이 함께 평면이고, 프리즘 꼭지각이 60.8도인 단면 이등변 삼각형(α=β=30.4도)으로 한 이외에는 실시예 1과 같이 하여 면광원 장치를 얻었다. 이 면광원 장치의 광입사면 및 광 출사면의 쌍방에 수직한 면내에서의 출사광 휘도 분포(XZ면내)를 구하고, 피크 휘도를 l.00으로 하며, 피크 각도, 피크 휘도의 1/2 이상의 휘도값을 갖는 각도 범위(반값 전폭), 피크 휘도의 90% 이상의 휘도값을 갖는 출사광 분포폭(θ90)과 피크 휘도의 20% 이상의 휘도값을 갖는 출사광 분포 폭(θ20)의 비(θ20/θ90), 피크 휘도의 70% 이상의 휘도를 갖는 출사광 분포폭(θ70)을 표 1에 도시했다. 또한, 출사광 휘도 분포(XZ면내)를 도 6에 도시했다.
[비교예 2]
프리즘 시트의 프리즘열을 2개의 프리즘면이 모두 평면이고, 프리즘 꼭지각이 65.4도인 단면 이등변 삼각형(α=β=32.7도)로 한 이외에는, 실시예 1과 같이 하여 면광원 장치를 얻었다. 이 면광원 장치의 광입사면 및 광 출사면의 쌍방에 수직한 면내에서의 출사광 휘도 분포(XZ면내)를 구하고, 비교예 1을 기준으로 한 경우의 피크 휘도비, 피크 각도, 피크 휘도의 1/2 이상의 휘도값을 갖는 각도 범위(반값 전폭), 피크 휘도의 90% 이상의 휘도값을 갖는 출사광 분포폭(θ90)과 피크 휘도의 20% 이상의 휘도값을 갖는 출사광 분포폭(θ20)의 비(θ20/θ90), 피크 휘도의 70% 이상의 휘도를 갖는 출사광 분포폭(θ70)을 표 1에 도시했다. 또한, 출사광 휘도 분포(XZ면내)를 도 6에 도시했다.
[실시예 10]
프리즘열을 구성하는 양쪽의 프리즘면을 표 2에 도시한 바와 같이, 프리즘 꼭지부로부터 프리즘열의 높이 17.1㎛(h')까지를 경사각 58.0도의 평면(β=32.0도), 프리즘열의 높이 17.1㎛ 이상을 경사각 62.0도의 평면으로 하는 2개의 평면(프리즘 꼭지부측으로부터 영역 1, 2)으로 구성한 이외에는, 실시예 l과 같이 하여 프리즘 시트를 제작했다.
얻어진 프리즘 시트를, 실시예 1과 동일한 도광체의 광 출사면에 프리즘열 형성면이 향하고, 도광체의 광입사면에 프리즘 능선이 평행하게 되도록 탑재하며, 면광원 장치를 얻었다. 이 면광원 장치의 광입사면 및 광 출사면의 쌍방에 수직한 면내에서의 출사광 휘도 분포(XZ면내)를 구하고, 비교예 1을 기준으로 한 경우의 피크 휘도비, 피크 각도, 피크 휘도의 1/2 이상의 휘도값을 갖는 각도 범위(반값 전폭), 피크 휘도의 90% 이상의 휘도값을 갖는 출사광 분포폭(θ90)과 피크 휘도의 20% 이상의 휘도값을 갖는 출사광 분포폭(θ20)의 비(θ20/θ90), 피크 휘도의 70% 이상의 휘도를 갖는 출사광 분포폭(θ70)을 표 2에 도시했다. 이 때, 양방의 프리즘면의 그 가상 평면과의 최대 거리(d)와 프리즘열의 핀치(P)의 비(d/P)는 표 2에 도시한 바와 같았다.
[실시예 11]
프리즘열을 구성하는 양쪽 프리즘면을, 표 2에 도시한 바와 같이, 프리즘 꼭지부로부터 프리즘열의 높이 17.1㎛(h′)까지를 경사각 58.0도의 평면(β=32.0도), 프리즘열의 높이 17.1㎛ 이상을 경사각 60.0도의 평면으로 하는 2개의 평면(프리즘 꼭지부측으로부터 영역 1, 2)으로 구성한 이외에는, 실시예 1과 같이 하여 프리즘 시트를 제작했다.
얻어진 프리즘 시트를, 실시예 1과 같은 도광체의 광 출사면에 프리즘열 형성면이 향하고, 도광체의 광입사면에 프리즘 능선이 평행하게 되도록 탑재하며, 면광원 장치를 얻었다. 이 면광원 장치의 광입사면 및 광 출사면의 쌍방에 수직한 면내에서의 출사 광휘도 분포(XZ면내)를 구하고, 비교예 1을 기준으로 한 경우의 피크 휘도비, 피크 각도, 피크 휘도의 1/2 이상의 휘도값을 갖는 각도 범위(반값 전폭), 피크 휘도의 90% 이상의 휘도값을 갖는 출사광 분포폭(θ90)과 피크 휘도의 20% 이상의 휘도값을 갖는 출사 광 분포폭(θ20)의 비(θ20/θ90), 피크 휘도의 70% 이상의 휘도를 갖는 출사광 분포폭(θ70)을 표 2에 도시했다. 이 때 양쪽의 프리즘면의 그 가상 평면과의 최대 거리(d)와 프리즘열의 피치(P)의 비(d/P)는 표 2에 도시한 바와 같았다.
[실시예 12]
프리즘열을 구성하는 양쪽 프리즘면을, 표 2에 도시한 바와 같이, 프리즘 꼭지부로부터 프리즘열의 높이 17.1㎛(h、)까지를 경사각 57.3도의 평면(β=32.7도), 프리즘열의 높이 17.4∼31.0㎛까지를 경사각 58.0도의 평면, 프리즘열의 높이 31.0㎛ 이상을 경사각 60.0도의 평면으로 하는 3개의 평면(프리즘 꼭지부측으로부터 영역 1, 2, 3)으로 구성한 이외에는, 실시예 1과 같이 하여 프리즘 시트를 제작했다.
얻어진 프리즘 시트를, 실시예 1과 같은 도광체의 광 출사면에 프리즘열 형성면이 향하고, 도광체의 광입사면에 프리즘 능선이 평행하게 되도록 탑재하며, 면광원 장치를 얻었다. 이 면광원 장치의 광입사면 및 광 출사면의 쌍방에 수직한 면내에서의 출사 광 휘도 분포(XZ면내)를 구하고, 비교예 1을 기준으로 한 경우의 피크 휘도비, 피크 각도, 피크 휘도의 1/2 이상의 휘도값을 갖는 각도 범위(반값 전폭), 피크 휘도의 90% 이상의 휘도값을 갖는 출사광 분포폭(θ90)과 피크 휘도의 20% 이상의 휘도값을 갖는 출사 광 분포폭(θ20)의 비(θ20/θ90), 피크 휘도의 70% 이상의 휘도를 갖는 출사광 분포폭(θ70)을 표 2에 도시했다. 이 때, 양쪽 프리즘면의 그 가상 평면과의 최대 거리(d)와 프리즘열의 피치(P)의 비(d/P)는 표 2에 도시한 바와 같았다.
[실시예 13]
프리즘열을 구성하는 양쪽 프리즘면을, 표 2에 도시한 바와 같이, 프리즘 꼭지부로부터 프리즘열의 높이 164㎛(h、)까지를 경사각 60.0도의 평면(β=30.0도), 프리즘열의 높이 16.4∼33.0㎛까지를 경사각 60.5도의 평면, 프리즘열 높이 33.0㎛ 이상을 경사각63.4도인 3개의 평면(프리즘 꼭지부측으로부터 영역 1, 2, 3)으로 구성한 이외에는, 실시예 1과 같이 하여 프리즘 시트를 제작했다.
얻어진 프리즘 시트를 실시예 1과 같은 도광체의 광 출사면에 프리즘열 형성면이 향하고, 도광체의 광입사면에 프리즘 능선이 평행하게 되도록 탑재하며, 광원 장치를 얻었다. 이 면광원 장치의 광입사면 및 광 출사면의 쌍방에 수직한 면내에서의 출사광 휘도 분포(XZ면내)를 구하고, 비교예 1을 기준으로 한 경우의 피크 휘도비, 피크 각도, 피크 휘도의 1/2 이상의 휘도값을 갖는 각도 범위(반값 전폭), 피크 휘도의 90% 이상의 휘도값을 갖는 출사광 분포폭(θ90)과 피크 휘도의 20% 이상의 휘도값을 갖는 출사 광 분포폭(θ20)의 비(θ20/θ90), 피크 휘도의 70% 이상의 휘도를 갖는 출사광 분포폭(θ70)을 표 2에 도시했다. 이 때, 양쪽의 프리즘면의 그 가상 평면과의 최대 거리(d)와 프리즘열의 피치(P)와의 비(d/P)는 표 2에 도시한 바와 같았다.
[실시예 l4]
프리즘열을 구성하는 양쪽 프리즘면을, 표 2에 도시한 바와 같이, 프리즘 꼭지부로부터 프리즘열의 높이 10.2㎛(h、)까지를 경사각 57.1도의 평면(β=32.9도), 프리즘열의 높이 10.2∼21.0㎛까지를 경사각 58.9도인 평면, 프리즘열의 높이 21.0㎛ 이상을 곡율 반경 400㎛인 원주면 형상의 볼록 곡면(경사각=60.0도, 볼록 곡면부의 현의 프리즘열 형성면의 법선과 이루는 각=31.1도)으로 하는 2개의 평면과 1개의 볼록 곡면(프리즘 꼭지부측으로부터 영역 1, 2, 3)으로 구성한 이외에는, 실시예 1과 같이 하여 프리즘 시트를 제작했다.
얻어진 프리즘 시트를, 실시예 1과 동일한 도광체의 광 출사면에 프리즘열 형성면이 향하고, 도광체의 광입사면에 프리즘 능선이 평행하게 되도록 탑재하여, 면광원 장치를 얻었다. 이 면광원 장치의 광입사면 및 광 출사면의 쌍방에 수직한 면내에서의 출사광 휘도 분포(XZ면내)를 구하고, 비교예 1을 기준으로 한 경우의 피크 휘도비, 피크 각도, 피크 휘도의 1/2 이상의 휘도값을 갖는 각도 범위(반값 전폭), 피크 휘도의 90% 이상의 휘도값을 갖는 출사광 분포폭(θ90)과 피크 휘도의 20% 이상의 휘도값을 갖는 출사광 분포폭(θ20)의 비(θ20/θ90), 피크 휘도의 70% 이상의 휘도를 갖는 출사광 분포폭(θ70)을 표 2에 도시했다. 이 때, 양쪽 프리즘면의 그 가상 평면과의 최대 거리(d)와 프리즘열의 피치(P)의 비(d/P)는 표 2에 도시한 바와 같았다.
[실시예 15]
프리즘열을 구성하는 양쪽 프리즘면을, 표 2에 도시한 바와 같이, 프리즘 꼭지부로부터 프리즘열의 높이 10.7㎛(h、)까지를 단면 타원면 형상(장축과의 교점에서의 곡율 반경이 400㎛이고 단축과의 교점에서의 곡율 반경이 800㎛인 타원 형상의 단축과의 교점 근방)의 볼록 곡면(경사각=56.6도, β=33.7도), 프리즘열의 높이 10.7㎛ 이상을 곡율 반경 400㎛인 원주면 형상의 볼록 곡면(경사각=64.0도, 볼록 곡면부의 현의 프리즘열 형성면의 법선이 이루는 각=260도)으로 하는 2개의 볼록 곡면(프리즘 꼭지부측으로부터 영역 1, 2)으로 구성한 이외에는, 실시예 1과 같이하여 프리즘 시트를 제작했다.
얻어진 프리즘 시트를 실시예 1과 같은 도광체의 광 출사면에 프리즘열 형성면이 향하고, 도광체의 광입사면에 프리즘 능선이 평행하게 되도록 탑재하여, 면광원 장치를 얻었다. 이 면광원 장치의 광입사면 및 광 출사면의 쌍방에 수직한 면내에서의 출사광 휘도 분포(XZ면내)를 구하고, 비교예 1을 기준으로 한 경우의 피크 휘도비, 피크 각도, 피크 휘도의 1/2 이상의 휘도값을 갖는 각도 범위(반값 전폭), 피크 휘도의 90% 이상의 휘도값을 갖는 출사광 분포폭(θ90)과 피크 휘도의 20% 이상의 휘도값을 갖는 출사 광 분포폭(θ20)과의 비(θ20/θ90), 피크 휘도의 70% 이상의 휘도를 갖는 출사광 분포폭(θ70)을 표 2에 도시했다. 이 때, 양쪽 프리즘면의 그 판상 평면과의 최대 거리(d)와 프리즘열의 피치(P)의 비(d/P)는 표 2에 도시한 바와 같았다.
이상 설명한 바와 같이, 높은 집광 효과에 의한 휘도의 향상을 도모할 수 있는 동시에 관찰 방향의 변화에 관한 휘도의 저하가 작고, 일차 광원의 광량의 이용 효율의 향상이 가능해지며(즉, 일차 광원으로부터 발생하는 광을 소요의 관찰 방향에 집중하여 출사시키는 효율이 높아짐), 게다가 간소화된 구성으로 화상 품위의 향상이 용이한 광원 장치를 제공할 수 있다.

Claims (40)

  1. 일차 광원과, 상기 일차 광원으로부터 발생하는 광을 입사하는 서로 대향하는 2개의 광입사면 및 입사한 광을 도광하여 출사하는 광 출사면을 갖는 도광체와, 상기 도광체의 광 출사면측에 인접 배치된 광 편향 소자를 갖는 광원 장치에 있어서,
    상기 광 편향 소자는 광을 입사하는 입광면과 그 반대측에 위치하여 입사한 광을 출사하는 출광면을 갖고 있으며, 상기 입광면에는 2개의 프리즘면으로 구성되는 프리즘열이 서로 대략 병렬로 복수 배열되어 있고, 상기 프리즘면의 각각이 적어도 2개의 경사각이 다른 면으로 이루어지며, 상기 출광면에 가까운 측에 위치하는 상기 면 정도 그 경사각이 크고, 상기 출광면에 가장 가까운 상기 면의 경사각과 상기 출광면에서 가장 먼 상기 면의 경사각의 차가 15도 이하인 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 면 중 적어도 1개는 평면인 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 면은 모두 평면인 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 면은 적어도 3개의 평면인 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 면 중 적어도 1개는 볼록 곡면인 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 면은 모두 볼록 곡면인 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 면은 적어도 1개의 평면과 적어도 1개의 볼록 곡면인 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 면은 적어도 2개의 평면 및 적어도 1개의 볼록 곡면인 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 면 중 적어도 2개는 서로 형상이 다른 볼록 곡면인 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 볼록 곡면의 곡율 반경(r)과 프리즘열의 피치(P)의 비(r/P)가 2∼50인것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 볼록 곡면의 적어도 1개가 비원주면인 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 면은 상기 프리즘열의 꼭대기부로부터의 높이(h)의 영역에 적어도 2개 형성되고, 상기 프리즘열의 높이를 H로 했을 때 h/H가 10% 이상인 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 면과 상기 프리즘열의 꼭대기부 및 바닥부를 연결하는 가상 평면의 최대 거리(d)의 상기 프리즘열의 피치(P)에 대한 비율(d/P)이 0.4∼5%인 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리즘열의 꼭지각이 35∼80도인 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리즘열의 꼭지각의 한쪽 분배각(α)이 25∼40도이고, 다른쪽의 분배각(β)이 25∼40도인 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리즘열의 꼭지각의 한쪽 분배각(α)과 다른쪽의 분배각(β)이 서로 다른 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 편향 소자로부터 출사한 출사광의 휘도 분포에 있어서, 휘도가 피크 휘도의 70%로 되는 출사광 분포폭(θ70)이 10도 이상인 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 편향 소자로부터 출사한 출사광의 휘도 분포에 있어서, 휘도가 피크 휘도의 90%로 되는 출사광 분포폭(θ90)과 휘도가 피크 휘도의 20%로 되는 출사광 분포폭(θ20)의 비(θ20/θ90)가 5 이하인 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 편향 소자의 출광면상에 광확산 소자를 인접 배치한 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 광확산 소자는 평행광을 입사했을 때의 출사광 광도 분포의 반값 전폭이 1∼13도인 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  21. 상기 광확산 소자는 헤이즈값이 8∼82%인 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 광확산 소자는 적어도 한쪽면의 평균 경사각이 0.8∼12도인 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 광확산 소자는 평행광을 입사했을 때의 출사광 광도 분포의 반값 전폭이 이방성을 갖고 있는 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  24. 제 19 항에 있어서,
    상기 광확산 소자는 평행광을 입사했을 때의 출사광 광도 분포의 최대 반값 전폭이 최소 반값 전폭의 11배 이상인 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  25. 광을 입사하는 입광면과 그 반대측에 위치하여 입사한 광을 출사하는 출광면을 갖고 있고, 상기 입광면에는 2개의 프리즘면 으로 구성되는 프리즘열이 서로 대략 병렬로 복수 배열되어 있고, 상기 프리즘면의 각각이 적어도 2개의 경사각의 다른 면으로 이루어지며, 상기 출광면에 가까운 측에 위치하는 상기 면 정도 그 경사각이 크고, 상기 출광면에 가장 가까운 상기 면의 경사각과 상기 출광면에서 가장 먼 상기 면의 경사각의 차가 15도 이하인 것을 특징으로 하는
    광 편향 소자.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 면 중 적어도 1개는 평면인 것을 특징으로 하는
    광 편향 소자.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 면은 모두 평면인 것을 특징으로 하는
    광 편향 소자.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 면은 적어도 3개의 평면인 것을 특징으로 하는
    광 편향 소자.
  29. 제 25 항에 있어서,
    상기 면 중 적어도 1개는 볼록 곡면인 것을 특징으로 하는
    광 편향 소자.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 면은 모두 볼록 곡면인 것을 특징으로 하는
    광 편향 소자.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 면은 적어도 1개의 평면과 적어도 1개의 볼록 곡면인 것을 특징으로 하는
    광 편향 소자.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 면은 적어도 2개의 평면 및 적어도 1개의 볼록 곡면인 것을 특징으로 하는
    광 편향 소자.
  33. 제 29 항에 있어서,
    상기 면 중 적어도 2개는 서로 형상의 다른 볼록 곡면인 것을 특징으로 하는
    광 편향 소자.
  34. 제 29 항에 있어서,
    상기 볼록 곡면의 곡율 반경(r)과 프리즘열의 피치(P)의 비(r/P)가 2∼50인 것을 특징으로 하는
    광 편향 소자.
  35. 제 29 항에 있어서,
    상기 볼록 곡면의 적어도 1개가 비원주면인 것을 특징으로 하는
    광 편향 소자.
  36. 제 25 항에 있어서,
    상기 면은 상기 프리즘열의 꼭대기부로부터의 높이(h)의 영역에 적어도 2개 형성되고, 상기 프리즘열의 높이를 H로 했을 때 h/H가 10% 이상인 것을 특징으로 하는
    광 편향 소자.
  37. 제 25 항에 있어서,
    상기 면과 상기 프리즘열의 꼭대기부 및 바닥부를 연결하는 가상 평면과의 최대 거리(d)의 상기 프리즘열의 피치(P)에 대한 비율(d/P)이 0.4∼5%인 것을 특징으로 하는
    광 편향 소자.
  38. 제 25 항에 있어서,
    상기 프리즘열의 꼭지각이 35∼80도인 것을 특징으로 하는
    광 편향 소자.
  39. 제 25 항에 있어서,
    상기 프리즘열의 꼭지각의 한쪽 분배각(α)이 25∼40도이고, 다른쪽의 분배각(β)이 25∼40도인 것을 특징으로 하는
    광 편향 소자.
  40. 제 25 항에 있어서,
    상기 프리즘열의 꼭지각의 한쪽 분배각(α)과 다른쪽 분배각(β)이 서로 다른 것을 특징으로 하는
    광 편향 소자.
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