JP2020013769A - ディスプレイ装置及び導光板 - Google Patents

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Abstract

【課題】単方向に出光し、透明材質で具現されて外部不純物の浸透から保護するために具現されたディスプレイ装置及び導光板を提供する。【解決手段】ディスプレイ装置１は、光源１０及び導光板２０を含む。導光板は、光源から側面に入射された光を内部全反射によってガイドする導光部２１、ガイドされた光を導光部の上部へのみ出光させるように具現された微細パターン部２２、微細パターン部を不純物の浸透から保護するための複数のガードリング２４ａ・・・及び微細パターン部とガードリングの上面に配置された出光部材２３を含む。導光板は、透明材質で具現された。【選択図】図２ａ

Description

本発明は、ディスプレイ装置及び導光板に関するもので、より具体的には、単方向に出光し、透明材質で具現されて外部不純物の浸透から保護するために具現された、ディスプレイ装置及び導光板に関する。
透明ディスプレイは、透明装置分野において消費者電子製品、輸送、産業、及び軍事用にも利用されることがあり、特に自動車防風ガラスに適用される場合には視覚的情報を伝達して、どんな形態のガラスも電子装置とペアを組むことができ、保安システムなどを向上させることができる。
従来の導光板の場合、一方向の出光が可能なためには、出光方向の反対方向に位置した別途の反射板が必要であり、これは透明ディスプレイを具現するのが難しい理由である。
そこで、導光板を透明に具現しつつも単方向にのみ出光させることができる構造を具現する必要性があり、これと同時に導光板を含むディスプレイ装置を外部不純物の浸透から保護して装置の光学的信頼性を向上させるようにする必要性がある。
本発明は、前述した必要性によって導き出されたもので、透明材質を通じて単方向のみでの出光が可能であり、ディスプレイ装置を外部不純物の浸透から保護しようとするところにその目的がある。
本発明の実施形態によるディスプレイ装置は、光源及び導光板を含み、前記導光板は、前記光源から側面に入射された光を内部全反射によってガイドする導光部、前記ガイドされた光を前記導光部の上部にのみ出光させるように具現された微細パターン部、前記微細パターン部を不純物の浸透から保護するためのガードリング部、及び前記微細パターン部と前記ガードリング部の上面に配置された出光部材を含み、前記導光板は、透明材質で具現されたことを特徴とする。
実施形態によるガードリング部は、前記導光部上に前記微細パターン部の最外郭を囲む形態で具現されてもよい。
実施形態により、ガードリング部と前記導光部との間の接着で前記微細パターン部の前記導光部に対する接着を補完することができる。
実施形態により、微細パターン部は複数の微細構造体を含み、前記ガードリング部は複数のガードリングで具現され、前記複数のガードリングのうちの少なくとも一つの下面幅は、前記複数の微細構造体のうちの少なくとも一つの下面幅よりも広く具現されてもよい。
実施形態により、前記導光板は、前記出光部材に前記微細パターン部を形成する第１工程及び前記微細パターン部の下面と前記導光部とを接着する第２工程を遂行して製作されてもよい。
実施形態により、前記導光板は、前記導光部に前記微細パターン部を形成する第１工程及び前記微細パターン部の上面と前記出光部材とを接着する第２工程を遂行して製作されてもよい。
実施形態により、ガードリング部を前記光から遮断するフレームをさらに含んでもよい。
実施形態により、前記導光板の出光量を制御するための制御部をさらに含んでもよい。
実施形態により、ディスプレイ装置はユーザに向かって配置され、前記導光板から出光される光が直接に前記ユーザに到達することができる。
実施形態により、ディスプレイ装置は被光体（光を受け且つ反射する物体）の前面部に向かって配置され、暗い環境で前記出光が実行されれば、前記被光体から反射した反射光で前記被光体が識別されてもよい。
実施形態により、透明材質は、Polymethylmethacrylate、Styrenemethyl Methacrylate、Cyclic olefin copolymerなどを含んでもよい。
実施形態により、前記ガードリング部及び前記微細パターン部は、前記導光部と所定の接着剤を用いて接着され、前記所定の接着剤は、圧力敏感接着剤（PSA、Pressure sensitive adhesive）、光学用透明接着剤（OCA、Optically clear adhesive）、光学用透明樹脂（OCR、Optically clear resin）、ＵＶ接着剤、オリゴマー（Oligomer）、プライマー（primer）、シランカップリング剤（silane）、ナノ複合樹脂コーティング（Silica-organic hybrid resins）などを含んでもよい。
実施形態により、光源から側面に入射された光のうち一部を乱反射させる反射テープをさらに含んでもよい。
本発明の実施形態による導光板は、光源から側面に入射された光を内部全反射によってガイドする導光部、前記ガイドされた光を前記導光部の上部にのみ出光させるように具現された微細パターン部、前記微細パターン部を不純物の浸透から保護するためのガードリング部及び前記微細パターン部と前記ガードリング部の上面に配置された出光部材を含んで、透明材質で具現されてもよい。
本発明の実施形態によれば、透明材質の単方向のみへの出光が可能なディスプレイ装置を具現できるようになる。
本発明の実施形態によれば、単方向の出光で一方向からのみこれと反対になる反対側方向を見ることができ、反対側方向からは一方向を見えないように視認性を制限して私生活を保護できるようになる。
本発明の実施形態によれば、ガードリングを追加具備して微細パターン部を外部不純物から保護すると共に、微細パターン部の導光部に対する接着力をより向上させることができるようになる。
本発明の実施形態によれば、光源の数を少なくしながらも均一性が向上したフレキシブルな透明導光板を具現できるようになる。
本発明の実施形態によれば、よりスリムで軽量化されたディスプレイ装置を具現できるようになる。
本発明の実施形態によれば、出光時に生じる光漏れ現象を効果的に改善できるようになる。
本発明の実施形態によれば、微細パターンの形状を円錐台形状に具現し、出光の効率性を向上させることができるようになる。
本発明の一実施形態によるディスプレイ装置の側断面図である。 本発明の一実施形態によるディスプレイ装置の斜視図である。 本発明の一実施形態による微細構造体の形態を説明するために参照される図面である。 本発明の他の実施形態によるディスプレイ装置の側断面図である。 本発明の他の実施形態によるディスプレイ装置の前面図である。 本発明の実施形態によるディスプレイ装置の製造工程を説明するために参照される図面である。 本発明の実施形態によるディスプレイ装置の製造工程を説明するために参照される図面である。 本発明の他の実施形態により追加されるフレームを説明するために参照される図面である。 本発明の実施形態によるディスプレイ装置が車両用ディスプレイ装置である場合を記述するために参照される図面である。 本発明の実施形態によるディスプレイ装置の応用例を説明するために参照される図面である。 本発明の実施形態によるディスプレイ装置の出光メカニズムを説明するために参照される図面である。 本発明の実施形態によるディスプレイ装置において、出光時に生じる光漏れ現象を防止するために具現される反射テープを説明するために参照される図面である。 本発明の実施形態によるディスプレイ装置において、出光時に生じる光漏れ現象を防止するために具現される反射テープを説明するために参照される図面である。 本発明の実施形態によるディスプレイ装置において、出光時に生じる光漏れ現象を防止するために具現される反射テープを説明するために参照される図面である。
後述する本発明に対する詳細な説明は、本発明が実施され得る特定の実施形態を例示として示す添付図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施できるのに充分なように詳細に説明される。本発明の多様な実施形態は互いに異なるが相互に排他的である必要はないことが理解されなければならない。例えば、ここに記載されている特定の形状、構造、及び特性は、一実施形態に関連して本発明の精神及び範囲を外れないながらも他の実施形態で具現され得る。また、それぞれの開示された実施形態内の個別の構成要素の位置又は配置は、本発明の精神及び範囲を外れないながらも変更され得ることが理解されなければならない。したがって、後述する詳細な説明は限定的な意味として取ろうとするのではなく、本発明の範囲は、適切に説明されるならば、その請求項が主張することと均等なすべての範囲と共に、添付された請求項によってのみ限定される。図面において類似の参照符号は、様々な側面にわたって同一又は類似の機能を指し示す。
以下、添付される図面を参照して本発明の実施形態によるディスプレイ装置１を説明しようと思う。
図１ａは、本発明の一実施形態によるディスプレイ装置１の側断面図であり、図１ｂは、本発明の一実施形態によるディスプレイ装置１の分解図である。
図１ａ及び図１ｂに示したように、本発明の一実施形態によるディスプレイ装置１は、光源１０及び導光板２０を含んでもよく、導光板２０は、導光部２１、微細パターン部２２、及び出光部材２３を含んでもよい。
光源１０は、白色光を放出するＬＥＤ（Light Emitting Diode）又はＣＣＦＬ（Cold-cathode fluorescent lamps）であってもよい。ただし、これは一実施形態に過ぎず、他の種類の光源も本発明において活用されてもよい。
導光板２０は、光源１０から供給された点光源を面光源に変換して出光するもので、本発明の場合、特に透明材質で具現されて単方向にのみ出光することを特徴とする。導光板２０は、透明ながらも上方向（導光部２１を基準として出光部材２３側）にのみ出光するため、導光板２０を基準として一方にのみ被光体を見ることができ、向い側では被光体を見えないようにして、多様に応用されてもよい。これに対しては、後で詳細に説明する。
導光部２１は、光源１０から側面に入射された光を内部全反射によってガイドする。
微細パターン部２２は、ガイドされた光を導光部２１の上部にのみ出光させるように複数の微細構造体２２ａ〜２２ｆを含んでもよい。微細パターン部２２は、導光部２１を介して面拡散された光を所望する位置で方向を転換させて垂直方向に光が進むようにするものである。したがって、微細パターン部２２を構成する各微細構造体２２ａ〜２２ｆの形態、配置、ピッチなどは面光源の出光特性を決定する重要な要素であり得る。具体的に、図１ｃの（ａ）に示したように、本発明の実施形態による微細構造体２２ａ（一つだけ例に挙げる）の形状は円錐台形状であることが好ましい。図１ｃの（ｂ）は、微細構造体２２ａの側断面図で、微細構造体２２ａの広さは下面の直径ｄａ、上面の直径ｄｂ、高さｈ、及び傾斜面角度θなどを用いて算出され得る。前述した要素のうち、特に出光の特性に最も大きな影響を及ぼす要素は傾斜面角度θであって、出光される光の放射特性を分析して最も多い量の光が出光される光の経路を反映して傾斜面角度θを算出することができる。傾斜面角度θにより面光源から出光される光を垂直出光するのか、特定の角度で出光するのか等を決定することができ、多様な角度を有する微細構造体２２ａ〜２２ｆを分布させる方法を用いて光の放射角分布を多様に調節することができる。その他にも、下面の直径ｄａは当該微細構造体２２ａの開口部のサイズを決定し、これは出光量を決定することができ、高さｈによっても出光量が決定され得る。本発明の実施形態において、円錐台形状を用いるのは、光が導光部２１内で拡散し、出光されるための最適化された形状であるが、本発明の実施形態はこれに制限はされず、出光される光の放射特性を分析して光の経路を変更するための所定の傾斜を有するすべての形態の微細構造体２２ａに多様に適用され得る。例えば、導光部２１の上面と垂直又は垂直にほぼ近接した方向の傾斜面を有する微細構造体２２ａ（例えば、円筒形状）などにも適用されてもよい。また、本発明の場合、すべての微細構造体２２ａ〜２２ｆの大きさや形態がすべて同一なものを例に挙げたが、実施形態により大きさや形態の組み合わせが多様な微細構造体でディスプレイ装置１を具現することもできる。
出光部材２３は、微細パターン部２２の上面に配置され、ディスプレイ装置１の製造方法に従って保護膜の役割も遂行することができる。ただし、これに対する詳しい内容は後述する。
図１ａ及び図１ｂに示した各構成要素は、必ずしも全て具現されなければならないわけではなく、実施形態により一部の構成要素は削除／変形されてもよい。
図１の実施形態によるディスプレイ装置１において、図１ａに示したように、ディスプレイ装置１を構成する導光部２１及び微細パターン部２２を接着することになれば、複数の各微細構造体２２ａ〜２２ｆの間は空気で満たされるか真空状態で維持されるのが好ましい。しかし、実際に特定の環境では、水気やホコリなどの不純物が浸透し易く、その結果、ディスプレイ装置１の機能上の信頼性の問題や光学上の問題を引き起こしかねない。
さらに、図１ｂに示したように、微細構造体２２ａ（一つだけ例に挙げる）を導光部２１に接着する過程で、微細構造体２２ａと導光部２１との間の接着力を向上させるために、微細構造体２２ａと導光部２１との間の接着面積を拡大させることが重要である。特に、図１ｂに示したように、微細構造体２２ａが円錐台の形態で具現された場合、このような円錐形態の下面と導光部２１との間の接着力を向上させることが非常に重要であり得る。
したがって、本発明の他の実施形態によるディスプレイ装置１の場合、外部からの不純物の浸透を防ぎ、微細パターン部２２と導光部２１との間の接着力を向上させるために、別途のガードリング部２４を追加して具現することができる。
図２ａ及び図２ｂは、ガードリング部２４が追加された、本発明の他の実施形態によるディスプレイ装置１の側断面図及び前面図である。
光源１０、導光部２１、微細パターン部２２、出光部材２３の各機能は、図１ａ及び図１ｂで記述したところと同一／類似に適用されてもよい。
図２ａ及び図２ｂに示したように、光源１０は、ディスプレイ装置１の一側面に複数個１０ａ〜１０ｅで配置されてもよい。ディスプレイ装置１に光源１０が全般的に配置されず、一側面にのみ配置されることで、光源１０の個数を減らすことができる。したがって、少ない個数の光源１０のみでも本発明によるディスプレイ装置１を具現することができ、より安価でより効率的なディスプレイ装置１を具現できるようになる。ただし、図２ｂでは、ディスプレイ装置１の４つの側面のうち一つの側面にのみ光源１０が配置されるようにしたが、これは一例であり、実施形態により２以上の側面に追加で光源１０がさらに配置されるように具現することもできる。
図２ａ及び図２ｂに示したように、ガードリング部２４は、導光部２１上において微細パターン部２２の最外郭を囲む形態で具現されてもよい。ガードリング部２４は、複数のガードリング２４ａ〜２４ｄを含み、複数のガードリング２４ａ〜２４ｄそれぞれが微細パターン部２２の最外郭を囲む形態で具現されることにより、複数の各微細構造体２２ａ〜２２ｆの間を不純物の浸透から効果的に防げるようになる。この時、微細パターン部２２の最外郭を囲む形態で具現されたガードリング部２４は、実施形態により、微細パターン部２２と一体型で製作されてもよく、他の実施形態により、微細パターン部２２と別個にそれぞれ製作された後、所定の接着材で接着されて導光板２０を形成することができる。特に、前述した実施形態の場合には、微細パターン部２２を製造する過程で最外郭に位置した微細構造体を延長させてガードリング部２４を形成するようにすることができる。
他の実施形態により、ガードリング部２４は微細パターン部２２の一領域上に配置されてもよい。例えば、微細パターン部２２の中間領域に近接して配置されてもよい。ただし、これは一つの実施形態であり、複数のガードリングのうち一部のガードリングは微細パターン部２２の最外郭に配置され、複数のガードリングのうち残りのガードリングは微細パターン部２２の一領域上に配置されるように具現することもできる。
一方、ガードリング部２４は導光部２１に接着することにより、微細パターン部２２の導光部２１に対する接着を補完することができる。
具体的に、微細パターン部２２を導光部２１に接着するディスプレイ装置１の製造工程上において、微細パターン部２２の接着断面の形態によって接着力が問題になることがある。前述したように、本発明の実施形態による複数の微細構造体２２ａ〜２２ｆの導光部２１に対する接着断面が円錐台形態である場合、相対的に接着力が弱いことがある。したがって、ガードリング部２４の下面の導光部２１に対する追加の接着で微細パターン部２２の導光部２１に対する接着力を補完することができるわけである。
この時、複数のガードリングのうちの少なくとも一つ２４ａの下面幅は、複数の微細構造体のうちの少なくとも一つ２２ａの下面幅よりも広く具現することができる。すなわち、微細構造体２２ａの導光部２１に対する接着面の大きさよりもガードリング２４ａの導光部２１に対する接着面の大きさをさらに大きくし、微細構造体２２ａが導光部２１よりもさらにしっかりと接着されるようにすることができる。
追加として、図２ａの実施形態では、複数のガードリングのうちの少なくとも一つ２４ａの上面幅が複数の微細構造体のうちの少なくとも一つ２２ａの上面幅よりも広く具現したもので、これにより、微細パターン部２２の出光部材２３に対する接着力を補完することができる。
参考までに、本発明の実施形態によるディスプレイ装置１の相違した製造工程で、導光部２１−微細パターン部２２−出光部材２３の層を形成することができる。
第１実施形態によれば、図３ａに示したように、導光板２０は、出光部材２３に微細パターン部２２を形成する第１工程及び微細パターン部２２の下面と導光部２１とを接着する第２工程を遂行して製作されてもよい。すなわち、第１実施形態の場合、先ず、出光部材２３に微細パターン部２２を形成した後、出光部材２３と一体化した微細パターン部２２の下面を導光部２１に接着することである。この場合には、微細パターン部２２の転写及び導光板２０の製作が容易であるが、相対的に、微細パターン部２２の導光部２１との接着力が弱いことがあるので、図２で説明した別途のガードリング部２４を追加して接着力を補完する方式で製作されてもよい。
第２実施形態によれば、図３ｂに示したように、導光板２０は、導光部２１に微細パターン部２２を形成する第１工程及び微細パターン部２２の上面と出光部材２３とを接着する第２工程を遂行して製作されてもよい。すなわち、第２実施形態の場合、先ず、微細パターン部２２を導光部２１に形成した後、微細パターン部２２の上面を出光部材２３に接着する方式で具現されてもよい。この場合には、出光部材２３が微細パターン部２２を保護する保護フィルムの役割も遂行することができる。
そして、第１実施形態又は第２実施形態で具現された導光板２０は、導光部２１及び微細パターン部２２が同一の材質で具現された場合、微細パターン部２２の開口部を通過する光の損失を防止できるという長所があるようになる。
本発明の実施形態では、複数のガードリング２４ａ〜２４ｄと複数の微細構造体２２ａ〜２２ｆそれぞれの形態が円錐台形状をなしているが、本発明の技術的範囲がこれに制限されはしない。具体的に、複数の微細構造体２２ａ〜２２ｆの場合、出光される光の放射特性を分析して光の経路を変更するための所定の傾斜を有する全ての形態の微細構造体２２ａに多様に適用されてもよい。例えば、導光部２１の上面と垂直又は垂直にほぼ近接した方向の傾斜面を有する微細構造体２２ａ（例：円筒形状）などにも適用されてもよい。
一方、導光部２１を介して拡散した光は、ガードリング部２４を通じて出光されてもよい。すなわち、微細パターン部２２を通じて出光されるだけでなく、ガードリング部２４を通じても出光できるわけである。実施形態によっては、ディスプレイ装置１の製造状況によって、ガードリング部２４を通した出光を制限する必要がある。
このために、図４のように、別途のフレーム３０を追加してガードリング部２４を通じた出光を制限することができる。または、ガードリング部２４と導光部２１との間に反射のための別途の金属膜（図示せず）を追加してガードリング部２４を通じた出光を制御することもできる。図４では、複数のガードリング２４ａ〜２４ｄ全体に対してフレームを追加して出光を制限したが、実施形態により、一部のガードリングにのみフレームを追加したり、一部のガードリングにのみ金属膜（図示せず）を追加して出光を制限することもできる。
今までは、本発明の他の実施形態によるガードリング部２４を追加したディスプレイ装置１について具体的に記述した。以下では、ディスプレイ装置１が別途の制御部（図示せず）を含んで、ディスプレイ装置１が制御される多様な応用アプリケーションについて記述する。
本発明の実施形態による導光板２０は、透明な面光源で機能することができる。透明面光源の制御部（図示せず）は、光源１０に対する制御を担当する。透明面光源の面光学シートは受動素子として製作当時に特性と役割が決定される。透明面光源において制御が可能な部分は、光源１０である。前述したように、透明面光源の光源１０は、ＣＣＦＬ、ＬＥＤなど既存の光源を利用することができる。そのうち、ＬＥＤは高い光効率と低い消費電力などで大部分の面光源のソース光源として使用されている。ＬＥＤは、点の形態を有した光源であるため、広い面積の面光源にソースとして使用されるために多数のＬＥＤからなったバー(Bar)形態で使用されるのが一般的である。この時、このＬＥＤバーに対して制御部（図示せず）を介して多様な機能を付与することができる。
制御部（図示せず）を介した光源１０の制御は、多様に具現されてもよい。
制御部（図示せず）において、光源１０に対するＯＮ／ＯＦＦで導光板２０のＯＮ／ＯＦＦを制御することができる。制御部（図示せず）は、光源１０が一定時間の間ＯＮ／ＯＦＦされるように制御し、これに対応して導光板２０が一定時間の間ＯＮ／ＯＦＦされるように制御するタイマー機能を含んでもよい。制御部（図示せず）は、光源１０に流れる電流量を調節し、導光板２０から出光される光の強さを調節することができる。制御部（図示せず）は、複数の光源１０ａ〜１０ｅを順次的／選択的にＯＮ／ＯＦＦするように制御することもできる。制御部（図示せず）は、光源１０の色を変更して導光板２０から出光される光の色を制御することもできる。ディスプレイ装置１は、内蔵されたバッテリを介して電力の供給を受けたり、外部装置（図示せず）を介して電源の供給を受けたりしてもよく、制御部（図示せず）はこれを選択的に制御することができる。
その他に、制御部（図示せず）は、多様な種類のセンサと連動してディスプレイ装置１を制御することもできる。
制御部（図示せず）は、外部物体の動作を感知する動作感知センサ（図示せず）と連動して導光板２０から出光される光のＯＮ／ＯＦＦを制御することができる。制御部（図示せず）は、照度センサ（図示せず）と連動して周辺から受光する光量により、導光板２０のＯＮ／ＯＦＦを制御したり導光板２０の明るさを制御することもできる。ガスセンサ（図示せず）と連動して、周辺のガス（気体）が感知される場合、導光板２０をＯＮ／ＯＦＦ制御することもできる。圧力センサ（図示せず）と連動して所定の大きさ以上の力や圧力が加えられる場合、導光板２０のＯＮ／ＯＦＦを制御することもできる。ただし、本明細書において例示されたセンサは、一つの一例に過ぎず、スマートフォンやＩｏＴ（Internet Of Things）などで使用される全ての種類のセンサを用いて制御部（図示せず）と連動させることができる。
第１実施形態によれば、本発明の実施形態によるディスプレイ装置１は、ユーザに直接光が出光される特性を活用して応用されてもよい。より具体的に、暗い状態では、導光板２０が透明な状態で可視的でなかったが、導光板２０から出光されればユーザ（観察者）が直接当該光を見ることができるようになる。したがって、第１実施形態による導光板２０の透明性は、光が提供されない状態において見られない状態で存在したが、電源が提供される時にのみ見せることができるということにその意味がある。
図５に示したように、本発明の実施形態によるディスプレイ装置１が車両用ディスプレイ装置の場合、ディスプレイ装置１の制御部（図示せず）は、導光板２０の出光量を用いて車両の状態を伝達するように制御することができる。例えば、導光板２０が前の車両の後面ガラスＧで具現され、光源１０が設けられた状態において、後面ガラスＧから光が出光されれば、後ろの車両のドライバーは前の車両の後面ガラスＧから出光される光を直接見ることができる。このような前の車両のディスプレイ装置１から発生した出光を用いて、後ろの車両のドライバーに非常状態を伝達できるようになる。この時、光源１０に提供される電力は、車両の非常灯から提供されてもよく、車両のブレーキと連動されてブレーキが作動するたびに光源１０がブリンキング（blinking）されるようにすることもできる。このような光源１０で提供される電力を用いて、ディスプレイ装置１の制御部（図示せず）における制御のもと、導光板２０の出光の可否を決めたり出光量を調節できるようになる。その他に、ブレーキを踏む程度によって相違した光量で出光されるようにし、光の強さを調節することもできる。前述した実施形態によれば、後ろの車両のドライバーは、前の車両の後面ガラスＧから出光される光を直接見ることができると同時に、前の車両の内部は見えないため（単方向出光であるため）、後ろの車両に対する前の車両の状態の伝達の極大化という効果と共に、前の車両のドライバーの私生活を保護できる効果をもたらすことができるようになる。他の実施形態により、本発明の実施形態によるディスプレイ装置１は、私生活保護フィルム（Privacy Lighting Film、PLF）で具現されてもよい。
室内空間における私生活を保護するために、ガラス窓に施工する私生活保護フィルムの需要が徐々に増えている。従来の私生活保護フィルムは、昼間には太陽光を反射させて私生活を保護するが、夜には室内照明が大きくなって内部が外部より明るくて内部空間が露出し得るという懸念がある。反面、本発明の単方向に出光される透明面光源を使用する場合、図６に示したように、出光される光が外部にのみ向かうため外部者は内部が見えなくなり、私生活を容易に保護することができるという長所がある。図６の場合、図５と同じ原理で適用され、私生活保護フィルム（Privacy Lighting Film、PLF）から出光される光が外部者に向かって直接に到達するので、外部者に光を提供すると同時に、外部者は内部空間が見えなくなる。言い換えれば、外部者の視認性を落とすことができるということが最も大きい長所である。
第１実施形態の場合、その他にも、透明面光源を建物内部に設けて、建物内部を照らすようにするところに利用することもできる。これは、前述した透明性を利用したもので、暗い状態では透明でディスプレイ装置１が見えないが、明るい状態になれば、ユーザ（観察者）に向かって光が直接出光されるようにすることができる。または、建物外壁に設けられ、建物の外壁が明るく光る効果を演出することもできる。ただし、この場合には、建物の内部へは光が進入しないので、内部に位置した人はこの光に妨害されない。
第１実施形態が、ディスプレイ装置１から出光される光をユーザ（観察者）が直接に見ることができる特徴を活用するものならば、第２実施形態は、ディスプレイ装置１から出光された光が被光体から反射して生成された反射光を活用した例を示す。すなわち、第１実施形態を構成するためには、導光板２０と導光板２０に向かって眺めるユーザ（観察者）のみが必要ならば、第２実施形態を構成するためには、導光板２０、導光板２０を挟んで相互反対側に位置したユーザ（観察者）及び被光体（図示せず）が必要になる。すなわち、第２実施形態によっては、ユーザ（観察者）−導光板２０−被光体（図示せず）の順序での配置が必要である。
そして、第１実施形態において、導光板２０の透明性は、暗い状態でディスプレイ装置１が見られないというところにその意味がある反面、第２実施形態において、導光板２０の透明性は被光体（図示せず）から反射される反射光を被光体（図示せず）と反対側に位置したユーザ（観察者）が見ることができるようにするということにその意味がある。
第２実施形態によれば、本発明のディスプレイ装置１は、被光体の前から出光するフロントライトシート（frontlight sheet）で具現されてもよい。
具体的に、ディスプレイ装置１は、被光体の前面部に向かって配置され、特に、暗い環境でディスプレイ装置１から出光されれば、被光体から反射された反射光で被光体を識別できるようになる。本発明の導光板２０は透明材質を用いるため、明るい環境では、被光体の内容と質感をそのまま表現することができ、暗い環境では、光源１０がＯＮされれば、被光体に光を照らすことで被光体を識別することができるようになるわけである。これと類似しては、被光体の前面に設けられて夜にも広告表示が可能な野外広告看板にも適用されてもよい。または、被光体が印刷物である場合、不動産のガラス窓、額縁、掲示板などにも適用されてもよい。別途の印刷された被光体が備えられなくても、建築物の壁自体に被光体をイメージとして形成する方式で具現されてもよい。例えば、映画館の内部は暗いので、映画館の壁に矢印表式のイメージを形成することになれば、暗い環境でディスプレイ装置１が出光して矢印表式を照らすことになるので、暗い環境でも道を迷わないという長所がある。本発明のディスプレイ装置１は、携帯用ディスプレイ装置１にも具現されてもよい。例えば、ディスプレイ装置１を携帯し、暗い環境で光源をＯＮすれば、ユーザが光を照らそうとする選択された空間（例：本を読む場合、本が置かれている空間）のみを照らすことによって、ユーザだけの領域を保護すると同時に、他人にも影響を及ぼすことがないという長所がある。携帯用ディスプレイ装置１はまた脱着自在なように具現することもできる。夜に車両の前照灯が照らさなかったり街灯がなかったりする所で本発明のディスプレイ装置１を交通表示板上に具現することになれば、交通表示板を夜間にも照らすようにすることができ、これにより、交通表示板上にディスプレイ装置１を付着しさえすればよいので、交通表示板を交替しなくてもよいという長所がある。
その他にも、光源１０を可視光領域以外にＵＶ、ＩＲ領域まで活用して、より多様な効果を得ることができる。例えば、光を用いて直接治療効果をみる製品だけでなく、薬品の触媒又は効果増進のための光学医療機器にまで活用することができる。ＵＶ領域を用いたビタミンＤの合成を誘導する医療機器、ＩＲ光源を用いた皮膚ケア、赤外線治療機、医療用照明、薬品の触媒の役割などの光を用いた製品にも適用することができる。
本発明の実施形態によるディスプレイ装置１は、光源１０が側面に存在するエッジリット（edge-lit）方式として、光源１０の数を少なくしつつも均一性が向上した透明面光源を具現することができ、フレキシブルな素材に適用することができ、皮膚に直接付着したり軽い機器にも適用したりすることができる。
図５及び図６をもとに本発明の制御部（図示せず）の多様な応用について記述したので、以下では、本発明のディスプレイ装置１を構成する各部品の材質について記述する。
本発明の実施形態によるガードリング部２４及び微細パターン部２２は導光部２１と所定の接着剤を用いて接着されてもよい。当該接着剤の例としては、圧力敏感接着剤（PSA、Pressure sensitive adhesive）、光学用透明接着剤（OCA、Optically clear adhesive）、光学用透明樹脂（OCR、Optically clear resin）、ＵＶ接着剤、オリゴマー（Oligomer）、プライマー（primer）、シランカップリング剤（silane）、ナノ複合樹脂コーティング（Silica-organic hybrid resins）、水性酢酸ビニル樹脂エマルジョン接着剤（Water based PVAc adhesives）などを用いることができる。実施形態により、ガードリング部２４が導光部２１に接着するための接着剤と微細パターン部２２と導光部２１に接着するための接着剤を同一なものを使用してもよく、異なるものを使用してもよい。
本発明の実施形態による導光板２０は、透明材質で具現されてもよい。透明材質の例として、PMMA（Polymethylmethacrylate）、SMMA（Styrenemethyl Methacrylate）、COC（Cyclic olefin copolymer）、AryLite、Polycarbonate、PET（Polyethyleneterephtalate）、PI（Polyimide）、PE（Polyethylene）、PES（Polyethersulfone）、PO（Polyolefin）、PVA（Polyvinylalcohol）、PVC（Polyvinylchloride）、TAC（Triacetylcellulose）、PS（Polystylene）、PP（Polypropylene）、ABS（Acrylonitrile Butadiene Styrene）、SAN/AS（Styrene Acrylonitrile）、PEN（Polyethylene Naphthalate）、PTT（Polytrimethylene Terephthalate）、PU（Polyurethane）、PUA（Polyurethane Acrylate）、TPU（Thermoplastic Polyurethane）、PAR（Polyarylate）、Silicone、PDMS（Polydimethylsiloxane）などを含んでもよい。ただし、これらは一つの実施形態として本願発明の技術的範囲がこれに制限されるわけではない。
以下では、本発明の実施形態によるディスプレイ装置１の出光メカニズムと、出光時に生じる光漏れ現象を防止するためにディスプレイ装置１に具現される反射テープＴを記述する。
図７に示したように、本発明の実施形態によるディスプレイ装置１の出光メカニズムは、光源１０の導光部２１への入光［ｓ１］→導光部２１を介した内部全反射［ｓ２］→微細パターン部２２の開口部通過［ｓ３］→微細パターン部２２における全反射を介した外部出光［ｓ４］からなってもよい。
この時、光源１０から入光された光が導光部２１で拡散されるためには、導光部２１内で内部全反射がなされなければならない。これのための基本条件は、光が密な媒質（屈折率が高い）から少ない媒質（屈折率が低い）に伝播し、光源１０から光が臨界角より小さい角度で入射されなければならないという条件が成立しなければならない。この時、導光部２１の外部は、空気や真空状態であることが好ましい。
微細パターン部２２と導光部２１は同一物質であってもよく、他の物質であってもよいが、同一物質であることが内部全反射を具現するにおいてより好ましい。ただし、他の物質で具現される場合にも、微細パターン部２２と導光部２１それぞれに屈折率の差が小さい物質を用いて微細パターン部２２の開口部を通過する光が全反射されたり屈折されたりする現象を減らすことができる。
図８ａ〜図８ｃは、ディスプレイ装置１において出光時に生じる光漏れ現象を防止するために、ディスプレイ装置１に具現される反射テープＴを説明するために参照される図面である。
図８ａ及び図８ｂに示したように、光源１０から導光部２１に入光する過程において、導光部２１の側面の表面が粗いことによって、散乱、反射が生じることがあり、これにより光漏れ現象が発生し得る。屈折して出光される光は、内部全反射される光と異なり光の損失を誘発し、該当部分が明るく光って眩しさを誘発する光漏れ領域を形成することになる。これを防止するため、臨界角θ０以上で伝播する光は、散乱または乱反射させて光を再活用し、屈折して出光される光を防ぐ必要がある（ここで、臨界角θ０は、内部全反射される光と屈折して出光される光の境界を決定する角度である）。したがって、図８ｃのように、光源１０側に別途の反射テープＴを付着して光漏れ現象を防止することができる。具体的に、反射テープＴは「⊂」形状で、導光部２１の上面の入口部と下面の入口部とをカバーする形態で具現されてもよい。ただし、図８では反射テープＴが導光部２１の全面を覆うように具現されたが、実施形態により、導光部２１の一部面のみがカバーされるように具現されてもよい。反射テープＴは、実施形態により、金属材質で具現されてもよい。
以上で、実施形態に説明された特徴、構造、効果などは本発明の一つの実施形態に含まれ、必ずしも一つの実施形態にのみ限定されるわけではない。さらに、各実施形態で例示された特徴、構造、効果などは、実施形態が属する分野の通常の知識を有する者によって他の実施形態についても組み合わせ又は変形されて実施可能である。したがって、このような組み合わせと変形に関係した内容は、本発明の範囲に含まれるものと解釈されなければならないだろう。
また、以上で実施形態を中心に説明したが、これは単に例示に過ぎず、本発明を限定するわけではなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば、本実施形態の本質的な特性を外れない範囲で以上に例示されない様々な変形と応用が可能であることが分かるだろう。例えば、実施形態に具体的に示された各構成要素は、変形して実施できるものである。そして、このような変形と応用に関係した差異点は、添付された請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれると解釈されなければならないだろう。

Claims (24)

  1. 光源と、
    導光板と、
    を含み、
    前記導光板は、
    前記光源から側面に入射された光を内部全反射によってガイドする導光部と、
    前記ガイドされた光を前記導光部の上部にのみ出光させるように具現された微細パターン部と、
    前記微細パターン部を不純物の浸透から保護するためのガードリング部と、
    前記微細パターン部と前記ガードリング部の上面に配置された出光部材と、
    を含み、
    前記導光板は、透明材質で具現された、
    ディスプレイ装置。
  2. 前記ガードリング部は、前記導光部上で前記微細パターン部の最外郭を囲む形態で具現された、
    請求項１に記載のディスプレイ装置。
  3. 前記ガードリング部と前記導光部との間の接着で前記微細パターン部の前記導光部に対する接着を補完する、
    請求項１に記載のディスプレイ装置。
  4. 前記微細パターン部は、複数の微細構造体を含み、
    前記ガードリング部は、複数のガードリングで具現され、
    前記複数のガードリングのうちの少なくとも一つの下面幅は、前記複数の微細構造体のうちの少なくとも一つの下面幅よりも広い、
    請求項１に記載のディスプレイ装置。
  5. 前記導光板は、
    前記出光部材に前記微細パターン部を形成する第１工程と、
    前記微細パターン部の下面と前記導光部とを接着する第２工程と、を遂行して製作される、
    請求項１に記載のディスプレイ装置。
  6. 前記導光板は、
    前記導光部に前記微細パターン部を形成する第１工程と、
    前記微細パターン部の上面と前記出光部材とを接着する第２工程と、を遂行して製作される、
    請求項１に記載のディスプレイ装置。
  7. 前記ガードリング部を前記光から遮断するフレーム、をさらに含む、
    請求項１に記載のディスプレイ装置。
  8. 前記導光板の出光量を制御するための制御部、をさらに含む、
    請求項１に記載のディスプレイ装置。
  9. 前記ディスプレイ装置はユーザに向かって配置され、
    前記導光板から出光される光が直接に前記ユーザに到達する、
    請求項１に記載のディスプレイ装置。
  10. 前記ディスプレイ装置は、被光体の前面部に向かって配置され、
    暗い環境で前記出光が遂行されれば、前記被光体から反射された反射光で前記被光体が識別される、
    請求項１に記載のディスプレイ装置。
  11. 前記透明材質は、Polymethylmethacrylate、Styrenemethyl Methacrylate、Cyclic olefin copolymerなどを含む、
    請求項１に記載のディスプレイ装置。
  12. 前記ガードリング部及び前記微細パターン部は前記導光部と所定の接着剤を用いて接着され、
    前記所定の接着剤は、
    圧力敏感接着剤（PSA、Pressure sensitive adhesive）、光学用透明接着剤（OCA、Optically clear adhesive）、光学用透明樹脂（OCR、Optically clear resin）、ＵＶ接着剤、オリゴマー（Oligomer）、プライマー（primer）、シランカップリング剤（silane）、ナノ複合樹脂コーティング（Silica-organic hybrid resins）などを含む、
    請求項１に記載のディスプレイ装置。
  13. 前記光源から側面に入射された光のうち一部を乱反射させる反射テープ、をさらに含む、
    請求項１に記載のディスプレイ装置。
  14. 光源から側面に入射された光を内部全反射によってガイドする導光部と、
    前記ガイドされた光を前記導光部の上部へのみ出光させるように具現された微細パターン部と、
    前記微細パターン部を不純物の浸透から保護するためのガードリング部と、
    前記微細パターン部と前記ガードリング部の上面に配置された出光部材と、
    を含み、
    透明材質で具現された、
    導光板。
  15. 前記ガードリング部は、前記導光部上において前記微細パターン部の最外郭を囲む形態で具現された、
    請求項１４に記載の導光板。
  16. 前記ガードリング部と前記導光部との間の接着で前記微細パターン部の前記導光部に対する接着を補完する、
    請求項１４に記載の導光板。
  17. 前記微細パターン部は、複数の微細構造体を含み、
    前記ガードリング部は、複数のガードリングで具現され、
    前記複数のガードリングのうちの少なくとも一つの下面幅は、前記複数の微細構造体のうちの少なくとも一つの下面幅よりも広い、
    請求項１４に記載の導光板。
  18. 前記出光部材に前記微細パターン部を形成する第1工程と、
    前記微細パターン部の下面と前記導光部とを接着する第２工程と、を遂行して製作される、
    請求項１４に記載の導光板。
  19. 前記導光部に前記微細パターン部を形成する第１工程と、
    前記微細パターン部の上面と前記出光部材とを接着する第２工程と、を遂行して製作される、
    請求項１４に記載の導光板。
  20. 前記ガードリング部を前記光から遮断するフレーム、をさらに含む、
    請求項１４に記載の導光板。
  21. 前記透明材質は、Polymethylmethacrylate、Styrenemethyl Methacrylate、Cyclic olefin copolymerなどを含む、
    請求項１４に記載の導光板。
  22. 前記ガードリング部及び前記微細パターン部は前記導光部と所定の接着剤を用いて接着され、
    前記所定の接着剤は、
    圧力敏感接着剤（PSA、Pressure sensitive adhesive）、光学用透明接着剤（OCA、Optically clear adhesive）、光学用透明樹脂（OCR、Optically clear resin）、ＵＶ接着剤、オリゴマー（Oligomer）、プライマー（primer）、シランカップリング剤（silane）、ナノ複合樹脂コーティング（Silica-organic hybrid resins）などを含む、
    請求項１４に記載の導光板。
  23. 前記導光板はユーザに向かって配置され、
    前記導光板から出光される光が直接に前記ユーザに到達する、
    請求項１４に記載の導光板。
  24. 前記導光板は、被光体の前面部に向かって配置され、
    暗い環境で前記出光が遂行されれば、前記被光体から反射した反射光で前記被光体が識別される、
    請求項１４に記載の導光板。



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