KR100272875B1 - 확산도광판,백라이트소스및이를사용한액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 확산 도광판(diffusion optical guide plate)은 제1 평면, 제2 평면 및 측면들을 가지는 투명판; 및 상기 측면으로부터의 입사광을 상기 제2 평면을 통하여 출사되도록 산란시키고 상기 제1 평면으로부터의 입사광을 상기 제2 평면을 통하여 출사되도록 투과시키기 위한 광 산란 제어 수단을 포함한다.

Description

확산 도광판, 백 라이트 소스 및 이를 사용한 액정 표시 장치{DIFFUSION OPTICAL GUIDE PLATE, AND BACKLIGHT SOURCE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은 액정 표시 장치의 백 라이트 소스(backlight source)용으로 사용되는 도광판(optical guide plate)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 액정 표시 장치의 시야각(viewing angle) 특성을 제어할 수 있는 확산 도광판(diffusion optical plate)에 관한 것이다. 더우기, 본 발명은 그러한 확산 도광판을 사용하는 백 라이트 소스 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 장치는 시계, 전자 계산기 등과 같은 수치 세그먼트형(numerical segment-type) 표시 장치용으로 널리 사용되어 왔다. 액정 표시 장치는 액정에 전압을 인가하는 픽셀 전극들을 스위칭시키기 위한 수단으로서 박막 트랜지스터(TFT)와 같은 능동 소자가 형성된 투명판을 포함한다. 또한 액정 표시 장치는 컬러 표시가 실행될 경우 컬러 표시 수단으로서 컬러(적, 녹, 청등의) 필터층을 포함한다.
액정 분자의 트위스트각에 의존하는 액정 표시 장치의 공지된 표시 모드로는 이하의 표시 모드가 알려져 있다: (1) 액정 분자들이 90°각도로 트위스트되어 정렬된 능동 구동형 트위스트 네마틱(TN) 액정 표시 모드; 및 (2) 액정 분자들이 90°이상의 각도로 트위스트되어 정렬되어 있고 투과율-인가 전압 특성의 급경사성(steepness)을 이용하는 다중 구동형 수퍼 트위스트 네마틱(STN) 액정 표시 모드.
최근에는 이들 액정 표시 장치는 얇고 경량이며 소비 전력이 낮다는 특성을 갖고 있으므로, 표시 분야들(예를 들어, 워드 프로세서, 노트북형 개인 컴퓨터, 휴대용 TV, 차량 네비게이션 TV등)에서 급속히 발전되어 왔다. 장래에는 이들 휴대용 액정 표시 장치의 개발로 다양한 화상들이 공공연하게 널리 사용될 것으로 기대되므로, 이 화상들에 관한 개인 프라이버시를 보호하는 것이 점점 더 중요해질 전망이다.
종래의 액정 표시 장치에 따르면, 도 8에 도시된 바와 같이 액정 표시 장치(28)의 표시 화상은 표시의 정면에 직접 위치한 관찰자(29) 뿐아니라 양 사이드(광 시야각 표시 모드)에 위치한 다른 관찰자(30 및 31)에 의해서도 인식될 수 있다. 그러므로, 도 9에서 도시된 바와 같이, 액정 표시 장치(28)의 시야각(2θ)은 단지 관찰자(29)만이 표시 화상을 명료하게 인식할 수 있도록 하는 구조(협 시야각 표시 모드) 를 제공함으로써 관측되는 화상들에 관한 사용자의 개인 프라이버시가 보호될 수 있게 도 8에 도시된 것보다 좁아지는 것이 바람직하다. 즉, 화상이 다수의 사람들 또는 정면 방향의 관찰자에 대해서만 표시되는지 아닌지에 따라서 액정 표시 장치의 시야각 특성은 쉽게 변화될 수 있는 것이 바람직하다.
이 요망에 부응하기 위하여, 일본국 특개평 5-108023호는 제어가능한 시야각을 가지는 액정 표시 장치를 제안하고 있다. 액정 표시 장치는 표시용 TN 액정 셀에 부착된 광 셔터용 TN 액정 셀을 포함한다. 상세히는, 편광판, 광 셔터용 TN 액정 셀 및 광 경로 제어판들이 표시용 TN 액정 셀의 광원상에 형성된 반면, 다른 편광판은 그의 반대쪽에 형성되어 있다. 표시용 TN 액정 셀의 표시 화상은 사용자가 아닌 관찰자가 보는 것을 방지하기 위해 광 셔터용 TN 액정 셀의 개/폐 상태를 스위칭 조작함으로써 광 시야각 모드 또는 협 시야각 모드로 용이하게 선택될 수 있다.
그러나, 제어가능한 시야각을 가지는 이 액정 표시 장치는 두개의 액정 셀(즉, 표시용 액정 셀 및 광 셔터용 액정 셀)을 필요로 한다. 그러므로, 이러한 액정 표시 장치는 박형화가 곤란하다. 더우기, 액정 표시 장치의 제작은 복잡하여 생산성 효율이 저하되는 문제가 있다. 또한 부가적으로 액정 표시 장치는 광 셔터용 TN 셀 내부에 설치되는 편광판을 더 필요로 하므로, 전체 3개의 편광판을 필요로 한다. 그러므로, 이 액정 표시 장치는 종래의 TN 및 STN 액정 표시 장치와 비교할때 광 투과율이 감소되는 문제를 가지고 있다.
일본국 특개평 5-72529호 공보는 시야각 의존성을 저감시키는 액정 표시 장치를 개시하고 있다. 이 액정 표시 장치는 광 회전성 또는 복굴절성(birefringence)을 이용하는 표시 모드를 가지는(TN 모드 또는 STN모드, 호모지니어스(homogeneous) 모드등과 같은) 종래의 액정 표시 장치 이외에도 하나의 편광판의 한 측면상에 광 산란을 제어하기 위한 부가적인 액정층을 포함한다.
상기 기술된 바와 같이, 이 액정 표시 장치는 광 산란을 제어하기 위한 액정으로서 부가적인 액정(예를 들어, DSM형 액정, 중합체 분산형 액정등)의 사용을 필요로 한다. 이는 생산 비용을 증가시키는 문제를 야기시킨다. 산란 모드를 사용하는 액정 표시 장치는 액정 표시 장치로 광이 투과되는 광이 광범위한 각도로 산란되기 때문에 표시 스크린에 대하여 수직 방향으로부터 관측된 표시 화상의 휘도(brightness)가 매우 낮다. 그리하여, 산란 모드를 사용하는 액정 표시 장치는 화상을 명료하게 표시할 수 없다.
본 발명의 확산 도광판은 제1 평면, 제2 평면 및 측면들을 갖고 있는 투명판; 및 상기 측면으로부터의 입사광을 상기 제2 평면을 통하여 출사되도록 산란시키고 상기 제1 평면으로부터의 입사광을 상기 제2 평면을 통하여 출사되도록 투과시키기 위한 광 산란 제어 수단을 포함한다.
본 발명의 일실시예에서, 광 산란 제어 수단은 상기 제1 평면상에 미소한 요철로 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 광 산란 수단은 상기 투명판상 또는 내부에 도트 매트릭스 형상으로 배치된 광 산란 부분, 상기 광 산란 부분에 대응하는 제1 평면상에 형성된 광 흡수 부분 또는 광 반사 부분을 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 백 라이트 소스가 제공된다. 이 백 라이트 소스는 상술한 확산 도광판; 상기 확산 도광판의 제1 평면측에 배치된 집광 차폐 슬릿막; 상기 차폐 슬릿막의 표면상에 그리고 상기 확산 도광판에 대향하게 배치된 도광판; 및 상기 확산 도광판과 상기 도광판의 각각의 적어도 한 측면에 광을 조사하는 광원을 포함한다.
본 발명의 일실시예에서, 확산 도광판과 도광판은 한 측면으로부터 다른 측면쪽으로 감소하는 두께를 가지는 단면 형상을 가지고, 상기 확산 도광판의 얇은 측과 상기 도광판의 두꺼운 측이 동일한 측면에 위치하고 상기 확산 도광판의 두꺼운 측과 상기 도광판의 얇은 측이 동일한 측에 위치하도록 배치된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 백 라이트 소스는 상기 확산 도광판의 측면 또는 상기 도광판의 측면에 광을 선택적으로 조사하기 위한 조사 방향 스위칭 수단을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 백 라이트 소스는 상기 확산 도광판의 측면 또는 상기 도광판의 측면에 광을 선택적으로 조사하기 위한 광원 이동 수단을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 백 라이트 소스는 상기 확산 도광판의 측면에 제공되는 제1 광원과 상기 도광판의 측면상에 제공되는 제2 광원을 포함하되, 상기 광원들은 온-오프(on-off) 동작으로 상기 확산 도광판의 측면 또는 상기 도광판의 측면에 광을 선택적으로 조사한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상술한 백 라이트 소스를 포함하는 액정 표시 장치가 제공된다.
다음은 본 발명의 기능들을 설명한다.
본 발명의 확산 도광판은 제1 평면, 제2 평면 및 측면들을 가지는 투명판, 및 측면으로부터의 입사광이 제2 평면을 통하여 출사되도록 입사광을 산란시키고 제1 평면(예를 들어 제1 평면에 수직인 방향)으로부터 입사광이 제2 평면을 통하여 출사되도록 입사광을 전송하는 광 산란 제어 수단을 포함한다. 이 확산 도광판을 가지는 백 라이트 소스가 액정 표시 장치용으로 사용될때, 그의 시야각은 다음의 방법으로 변화될 수 있다. 광이 확산 도광판의 측면으로 입사될때, 이 광은 산란되어 제2 평면을 통하여 출사되고, 그 결과 표시 화상의 시야각이 넓어지게 된다. 다른 한편, 광이 제1 평면으로부터 입사될때, 이 광은 투과되어 제2 평면을 통하여 출사된다. 이 결과, 표시 화상의 시야각이 좁아지게 되어 실제로는 액정 표시 장치(즉, 도 9의 (29))의 바로 정면에 위치한 관찰자만이 이 화상을 인식할 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따르면 표시 화상의 시야각은 측면과 제1 평면 사이의 입사광의 방향을 스위칭시킴으로써 제어될 수 있다.
이러한 광 산란 제어 수단은 제1 평면상에 형성된 미소한 요철(예를 들어, 매트(matte) 조직)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 광 산란 제어 수단은 도트 매트릭스 형상으로 투명판상에 또는 그 내부에 배치된 광 산란 부분 및 광 산란 부분에 대응하는 제1 평면상에 형성된 광 흡수부 또는 광 반사 부분을 포함한다. 후자의 경우, 광 흡수 부분 또는 광 반사 부분에 의해 차단되지 않은 제1 평면으로부터 입사된 입사광중 일부만이 제2 평면을 통하여 투과하는 경우, 표시 화상의 시야각은 좁아질 수 있다(즉, 좀더 효율적으로 제어됨).
본 발명의 백 라이트 소스는 상술한 확산 도광판과 도광판을 포함한다. 본 발명의 백 라이트 소스는 확산 도광판에 대해서 언급한 것과 동일한 메카니즘으로 표시 화상의 시야각을 제어할 수 있다. 도광판과 확산 도광판 모두는 한쪽으로부터 다른 쪽으로 감소하는 두께를 가지는 단면 형상을 가질 수 있다(이하 웨지(wedge)형 단면 형상이라 한다). 백 라이트 소스의 두께는 확산 도광판의 얇은 측과 도광판의 두꺼운 측이 동일한 측면에 위치되고 확산 도광판의 두꺼운 측과 도광판의 얇은 측이 동일한 측면에 위치되도록 확산 도광판과 도광판을 배치함으로써 감소될 수 있다. 그 결과 액정 표시 장치의 두께가 얇아진다.
본 발명의 액정 표시 장치는 상술한 확산 도광판을 가지는 백 라이트 소스를 포함하기 때문에, 표시 화상의 시야각은 입사광이 확산 도광판의 측면 또는 제1 평면으로 입사되는지 여부에 따라 제어될 수 있다. 예를 들어, 확산 도광판의 측상에 제공된 광원이 온이고 그보다 좀더 낮은 부분에 위치된 도광판의 측상에 제공된 다른 광원이 오프이면, 확산 도광판의 한측면으로부터 입사하는 입사광은 표시 화상의 시야각이 넓어지게 산란된다. 반면, 만약 확산 도광판의 측상에 제공된 광원이 오프이고 도공판의 측상에 제공된 다른 광원이 온이면, 광은 도광판의 측면을 통과하여 확산 도광판의 제1 평면으로 입사된 다음 산란없이 제2 평면을 통하여 전송된다. 그결과, 표시 화상의 시야각은 확산 도광판의 측상에 제공된 광원이 온일 경우보다 좁아진다. 그리하여, 확산 도광판의 측면 또는 도광판의 측면에 광을 조사함으로써 투과된 광의 시야각을 협 상태와 광 상태 사이에서 스위칭하는 것이(즉, 표시 화상의 시야각을 조절하는 것) 가능하다.
따라서, 이하 본 발명은 다음의 장점을 제공한다: (1) 표시 화상의 시야각을 변화시킬 수 있는 확산 도광판, 이러한 판을 이용하는 백 라이트 소스 및 액정 표시 장치를 제공함과 함께 (2) 복수의 액정 셀을 요구함이 없이 박형화된 액정 표시 장치를 제공하며 광의 이용에 따른 효율을 개선시킨 확산 도광판뿐 아니라 그러한 판을 사용하는 액정 표시 장치를 제공한다.
도 1a은 본 발명에 따른 확산 도광판의 실시예를 설명하는 사시도.
도 1b는 본 발명에 따른 확산 도광판의 다른 실시예를 설명하는 개략적 단면도.
도 2는 도 1a 또는 1b에 도시된 확산 도광판을 가지는 백 라이트 소스를 포함하는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 실시예를 설명하는 개략적 단면도.
도 3a는 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서 협 시야각 상태에서 화상이 표시된 경우의 광의 투과율을 설명하는 분해 단면도.
도 3b는 협 시야각 상태에서 액정 표시 장치의 편광판에 수직한 방향(0°)으로부터 도 3a의 방향(θ)으로의 휘도 변화(휘도 분포)를 도시하는 그래프.
도 4a는 본 발명의 액정 표시 장치에서 광 시야각으로 화상이 표시된 경우의 광 투과율을 설명하는 분해 단면도.
도 4b는 광 시야각 상태에서 액정 표시 장치의 편광판에 수직한 방향(0°)으로부터 도 4a의 방향(θ)로의 휘도 변화(휘도 분포)를 도시하는 그래프.
도 5는 웨지형 절단 형상을 가지는 확산 도광판과 도광판을 이용한 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 실시예를 설명하는 개략적 단면도.
도 6은 광원과 회전 가능한 반사 쉬트를 포함하는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 실시예를 설명하는 개략적 단면도.
도 7은 광원 이동 수단을 포함하는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 실시예를 설명하는 개략적 단면도.
도 8은 광 시야각 모드로 표시된 액정 표시 장치의 경우를 설명하는 개략적 단면도.
도 9는 협 시야각 모드로 표시된 액정 표시 장치의 경우를 설명하는 개략적 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1a, 1b : 확산 도광판
2 : 광 산란 부분
3, 8 : 형광관
4 : 액정 표시 장치
5 : 차광 슬릿막
6 : 프리즘 쉬트
7 : 산란 쉬트
9 : 도광판
12 : 편광판
13 : 광원
20 : 백 라이트 소스
본 발명의 이들 및 다른 장점들은 첨부된 도면을 참조로한 다음의 상세한 설명을 읽고 이해하면 본 분야의 기술에 숙련된 자에게는 더욱 분명해질 것이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명이 이들 실시예에 제한되는 것은 아니다. 도면에서, 동일한 기능을 가지는 소자들은 동일한 참조 번호로서 표시된다.
실시예 1
도 1a는 본 발명에 따른 확산 도광판의 실시예를 설명하기 위한 사시도이다.
본 실시예의 확산 도광판(1a)은 제1 평면(광이 입사하는 면; 즉, 본 실시예에서 (하부면), 제2 평면(광이 출사되는 면; 즉, 본 실시예서는 상부면), 및 측면을 가지는 투명판을 포함한다. 투명판은 예를 들어, 아크릴 수지와 같은 중합체 수지로 구성된다. 확산 도광판(1a)은 대략 수 ㎜, 바람직하게는 1 내지 5㎜ 두께를 가지고 있다. 확산 도광판(1a)은 제1 평면상에 광 산란 제어 수단을 포함한다. 광 산란 제어 수단은 확산 도광판(1a)의 측면으로부터 입사광을 산란시켜 이 광을 제2 평면을 통하여 출사시키고, 제1 평면으로(예를 들어, 제1 평면에 대하여 수직 방향으로)부터의 입사광을 투과시켜 제2 평면을 통하여 출사시킨다.
바람직하게는, 광 산란 제어 수단은 제1 평면상에 미소한 요철로 형성된다. 예를 들어, 매트 조직(matte texture)은 제1 평면상에 미소한 요철로서 몰딩(예를 들어, 프레스 몰딩)에 의해 형성될 수 있다. 미소한 요철은 예를 들어 표면 거칠기(roughness)로 정의될 수 있다. 제1 평면의 표면 거칠기는 바람직하게는 10 내지 500㎛이다.
실시예 2
도 1b는 본 발명에 따른 확산 도광판의 다른 실시예를 설명하기 위한 개략적 단면도이다.
본 발명의 확산 도광판(1b)은 제1 평면, 제2 평면 및 측면들을 갖고 있는 투명판을 포함한다. 투명판은 예를 들어, 아크릴 수지와 같은 중합체 수지로 구성된다. 도트 매트릭스 형상의 광 산란 부분(2)(예를 들어, 백색 산란 물질로 만들어짐)은 투명판상 또는 그 내부에 배치된다. 백색 산란 물질은 고 굴절율을 가진 수지, 유리등 포함한다. 백색 산란 물질은 바람직하게는 미소한 비드(bead) 형상이다. 백색 산란 물질은 임의의 적합한 방법으로 제공된다. 백색 산란 물질의 배치 간격(즉, 인접한 도트들 사이의 간격)은 확산 도광판의 용도에 따라서 적당하게 변화될 수 있으며 바람직하게는 대략 0.5 내지 3㎜이다.
광 흡수성 부분(예를 들어 흑색 카본, 흑색 안료 또는 염료과 같은 광 흡수성 물질) 또는 광 반사 부분(금속막과 같은 광 반사 물질(예를 들어 알루미늄막))(둘다 도시되지 않음)들은 광 산란 부분에 대응하는 제1 평면상에 형성된다. 광 흡수성 부분 또는 광 반사 부분은 임의의 적당한 방법(예를 들어, 코팅)으로 형성된다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 광원(예를 들어,형광관)으로부터 투명판의 측면으로 입사되는 입사광은 광 산란 부분(2)으로 산란되어 제2 평면(도면에서 상부측)을 통하여 출사된다. 광 산란 부분에 대응하는 광 흡수 부분이 제1 평면상에 형성될 경우, 제1 평면(예를 들어, 제1 평면에 대하여 수직인 방향으로부터)으로부터 입사되는 입사광은 광 흡수 부분에 흡수된다. 광 반사 부분이 광 산란 부분의 배치에 대응하는 제1 평면상에 형성될 경우, 제1 평면으로부터의 입사광은 광 반사 부분에 반사된다. 그러므로, 광 흡수 부분 또는 광 반사 부분에 의해 차단되지 않는 입사광의 일부만이 제2 평면을 통하여 출사된다.
실시예 3
도 2는 도 1a 또는 1b에 도시된 확산 도광판을 구비하는 백 라이트 소스를 포함하는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 실시예를 설명하는 개략적 단면도이다.
백 라이트 소스(20)은 그의 양쪽에 제공된 광원(예를 들어, 형광관)(8)을 가지는 도광판(9), 도광판(9)의 상부 부분상에 배치된 산란 쉬트(sheet)(7), 산란 쉬트(7)상에 배치된 집광 프리즘 쉬트(6), 차광 슬릿막(5), 및 그의 양쪽에 제공된 광원(예를 들어, 형광관)을 가지는 확산 도광판(1a 또는 1b)을 포함한다. 도광판(9), 산란 쉬트(7) 및 프리즘 쉬트(6)는 임의의 적당한 구조를 가질 수 있다. 바람직하게는, 차광 슬릿막(5)은 정면 방향(예를 들어, 가능한 시야각이 페이퍼에서 수평 방향으로 대략 10°내지 20°정도인)으로만 광을 투과할 수 있는 구성을 가질 수 있다.
확산 도광판(1a 또는 1b)은 각각 도 1a, 1b를 참조하여 앞서 설명한 바와 같다. 본 실시예에서, 확산 도광판(1a 또는 1b)은 판의 제1 평면이 차광 슬릿막에 대향하도록 배치된다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치(200)는 백 라이트 소스(20), 편광판(12)과 편광판(12) 사이에 배치된 액정 표시 장치(4)를 포함한다. 액정 표시 장치(4)의 구조는 투과형 액정 표시 장치에 응용하는 한 특별히 제한되지는 않으며, 그의 용도에 따라 임의의 적당한 구조가 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치에 의한 표시 화상의 시야각을 제어하는 메카니즘은 도 3a와 도 3b, 및 도 4a와 4b를 참조하여 설명된다.
도 3a는 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서 화상이 협 시야각 상태로 표시되는 경우 광의 투과율을 설명하는 분해 단면도이고; 도 3b는 액정 표시 장치의 편광판에 수직한 방향(0°)으로부터 협 시야각 상태에 있는 도 3a의 θ 방향으로의 휘도 변화(휘도 분포)를 도시하는 그래프이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 형광관(3)이 오프이고 형광관(8)이 온일 경우 형광관(8)으로부터의 광은 도광판(9), 산란 쉬트(7) 및 프리즘 쉬트(6)를 순차적으로 통과한 다음 차광 슬릿막(5)에 의해 차단되어, 도 8 또는 도 9에 도시된 바와 같이 표시기의 방위에 대해서 수평 방향으로 10°내지 20°의 협 시야각을 가지는 광이 제공된다. 이 좁아진 각도의 광은 확산 도광판(1a 또는 1b)를 통과할 경우에 조차 거의 산란이 되지 않고, 수평 방향으로 40°내지 50°(즉, θ가 20°내지 25°인)의 좁아진 가시각도의 광으로서 액정 표시 장치(4)를 통과한다. 그 결과, 광이 정면 방향으로만 출사되어, 표시 화상은 수평 방향(즉, 협시야각 상태)으로 40°내지 50°(즉, θ가 20°내지 25°)에서만 명료하게 인식될 수 있는 상태가 된다. 휘도 분포는 도 3b에서 도시되어 있다.
한편, 도 4a는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 광 시야각 상태로 화상이 표시된 경우의 광의 투과율을 설명하는 분해 단면도이고; 도 4b는 광 시야각 상태에서 액정 표시 장치의 편광판에 대해 수직한 방향(0°)으로부터 도 4a의 방향(θ)로의 휘도 변화(휘도 분포)를 도시하는 그래프이다. 도 4a에서 도시된 바와 같이, 형광관(3)이 온이고 형광관(8)이 오프일 경우, 광은 확산 도광판(1a 또는 1b)에서 산란된 다음 확산되어 액정 표시 장치(4)를 통하여 정면 이외의 다른 방향으로도 투과되기 때문에, 화상은 수평 방향에서 80°또는 그 이상의 광시야각으로 인식될 수 있는 상태(광시야각 상태)가 된다.
도 3b와 도 4b 사이의 비교로부터 알수 있듯이, 광은 도 3b에 도시된 바와 같이 협시야각 상태에서는 수평 방향 40°이상의 각도에서는 액정 표시 장치를 통하여 투과되지 않기 때문에 스크린은 40°이상의 각도에서는 어둡게 나타나 화상을 명료하게 인식할 수 없는 상태를 제공하게 된다. 한편, 도 4b에서 설명된 바와 같이 광 시야각 상태에서는 수평 방향에 있어서 광각 범위로 화상을 인식하는 것이 가능하다.
상술한 바와 같이, 확산 도광판(1a 또는 1b)의 측면 또는 도광판(9)의 측면에 광을 선택적으로 조사함으로써 협 상태와 광 상태 사이에서 투과광의 가시 각도를 조절하는 것이 가능하다.
본 실시예의 액정 표시 장치에 따르면, 스크린의 가시 각도는 수평 방향에 있어서 넓어지거나 좁아지게 변화시킬 수 있다(즉, 표시 화상의 시야각은 수평 향으로 제어될 수 있다). 액정 표시 장치가 90°각도로 회전될 경우, 스크린의 시야각은 수직 방향(즉, 페이퍼의 법선 방향)으로 넓어지거나 좁아지게 변화시킬 수 있다; 즉, 표시 화상의 시야각은 수직 방향으로 제어될 수 있다.
실시예 4
다음은 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명한다. 도 5는 확산 도광판과 웨지형 단면 형상을 가진 도광판을 사용한 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 실시예를 설명하기 위한 개략 단면도이다. 간단히, 본 실시예의 특징적 부분에 대해서만 이하 설명한다.
액정 표시 장치(500)는 확산 도광판(1a 또는 1b)과 도광판(9)을 포함하고, 이들은 모두 웨지형 단면 형상이다. 이들은 확산 도광판(1a 또는 1b)의 얇은 측면과 도광판(9)의 두꺼운 측면이 동일한 면에 위치하고, 확산 도광판(1a또는 1b)의 두꺼운 측면과 도광판(9)의 얇은 측면이 동일한 면에 위치하도록 배치된다.
본 실시예의 액정 표시 장치에 있어서, 실시예 3에서 설명된 것과 동일한 메카니즘(즉, 형광관(3, 8)의 온-오프 스위칭 동작)으로 투과된 광의 가시각도를 광 시야각 상태와 협 시야각 상태 사이에서 스위칭하는 것이 가능하다. 더우기, 모두가 웨지형 단면 형상인 확산 도광판과 도광판의 사용은 액정 표시 장치의 박형화를 가능하게 해준다.
실시예 5
다음은 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명한다. 도 6은 광원과 선회 가능한 반사 쉬트를 포함하는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 실시예를 설명하는 개략적 단면도이다. 간단히, 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분만을 설명하기로 한다.
액정 표시 장치(600)는 그의 백 라이트 소스로 특징지어 진다. 상세히는, 백 라이트 소스는 확산 도광판의 측면(1a 또는 1b) 또는 도광판(9)의 측면에 선택적으로 광을 조사하기 위한 조사 방향 스위칭 수단을 가지고 있다. 임의의 적당한 수단이 조사 방향 스위칭 수단으로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 액정 표시 장치(600)는 광원(11)과 선회 가능한 반사 쉬트(11a)를 가지는 백 라이트 소스를 포함한다. 확산 도광판(1a 또는 1b)의 측면 또는 도광판(9)의 측면은 규정된 각도로 반사 쉬트(11a)를 선회시키고 광원(11)의 조사 방향을 스위칭시킴으로써 광이 선택적으로 조사된다. 그 결과, 투과된 광의 가시 각도를 협 상태와 광 상태 사이에서(즉, 표시 화상의 시야각을 제어하기 위해) 스위칭하는 것이 가능하다.
실시예 6
다음은 도 7을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예를 설명한다. 도 7은 광원 이동 수단을 포함하는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 한 예를 설명하는 개략적 단면도이다. 간단히, 본 실시예의 특징적인 부분만을 이하 설명한다.
액정 표시 장치(700)는 또한 백 라이트 소스로 특징지어진다. 구체적인, 백 라이트 소스는 확산 도광판(1a 또는 1b)의 측면 또는 도광판(9)의 측면으로 광을 선택적으로 조사하기 위한 광원 이동 수단을 가지고 있다. 임의의 적당한 수단을 광원 이동 수단으로서 사용할 수 있다. 예를 들어, 액정 표시 장치(700)의 광원(예를 들어, 형광관)(13)은 드로잉의 수직 방향으로 이송될 수 있다(바람직하게는 상하 방향으로 이동할 수 있다). 확산 도광판(1a 또는 1b)의 측면 또는 도광판(9)의 측면은 광원(13)을 이송함으로써 광이 선택적으로 조사된다. 그 결과, 투과된 광의 시야각을 좁은 상태와 넓은 상태 사이에서 (즉, 표시 화상의 시야각 제어하기 위해) 스위칭하는 것이 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 광 산란 제어 수단을 포함하는 확산 도광판을 제공한다. 광 산란 제어 수단은 확산 도광판의 측면으로부터의 입사광을 산란시켜 그 광이 판의 제2 평면을 통하여 출사되게 하고, 판의 제1 평면으로부터 의 입사광을 투과시켜 제2 평면을 통하여 출사시킨다. 또한 본 발명은 확산 도광판과 도광판을 포함하는 백 라이트 소스를 제공한다. 액정 표시 장치용 확산 도광판 또는 백 라이트 소스를 사용함으로써 투과된 광의 가시 각도를 협 상태 및 광 상태 사이에서(즉, 표시 화상의 시야각을 제어하기 위해) 스위칭시키는 것이 가능하다.
더우기, 본 발명에 따른 시야각의 제어는 복수의 액정셀을 사용하지 않고도 이루어질 수 있으며 종래의 시야각을 제어할 수 있는 액정 표시 장치와는 구별된다. 다른 말로 시야각을 제어할 수 있는 액정 표시 장치는 생산 공정이 복잡하지 않기 때문에 저가로 생산할 수 있다. 더우기, 복수의 액정 셀을 사용할 필요성이 없기 때문에 편광판의 수를 증가시킬 필요가 없다. 그 결과, 이와 같이 간단한 액정 표시 장치에 따르면 광 손실이 방지되기 때문에 광 사용에 따른 효율성이 향상되어, 시야각을 제어할 수 있는 액정 표시 장치에 있어서 밝은 화상이 제공된다.
본 발명은 임의의 투과형 액정 표시 장치에 응용 가능하다.
본 기술에 숙련된 자에게는 본 발명의 범위 및 정신을 벗어남이 없이 다양한 수정이 가능할 것이다. 따라서, 이하 첨부된 특허 청구 범위는 앞서 기술된 것에 제한되지 않고 보다 광범위하게 해석될 수 있다.

Claims (22)

  1. 확산 도광판에 있어서,
    제1 평면, 제2 평면 및 측면들을 포함하는 투명판; 및
    상기 측면으로부터의 입사광을 상기 제2 평면을 통하여 출사되도록 산란시키고, 상기 제1 평면으로부터의 입사광을 상기 제2 평면을 통하여 출사되도록 투과시키기 위한 광 산란 제어 수단을 구비하고,
    상기 광 산란 제어 수단은 도트 매트릭스 형상으로 상기 투명판상에 또는 그 내부에 배치된 광 산란 부분, 및 상기 광 산란 부분에 대응하는 상기 제1 평면상에 형성된 광 흡수 부분 또는 광 반사 부분을 포함하는 확산 도광판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 산란 제어 수단은 상기 제1 평면상에 형성되는 미소한 요철인 확산 도광판.
  3. 백 라이트 소스에 있어서,
    제1 평면, 제2 평면 및 측면들을 가지는 투명판, 및 상기 측면으로부터의 입사광을 상기 제2 평면을 통하여 출사되도록 산란시키고 상기 제1 평면으로부터의 입사광을 상기 제2 평면을 통하여 출사되도록 투과시키는 광 산란 제어 수단을 갖고 있는 확산 도광판;
    상기 확산 도광판의 상기 제1 평면측에 배치된 집광 차폐 슬릿막;
    상기 확산 도광판에 대향하여 상기 집광 차폐 슬릿막의 표면상에 배치된 도광판; 및
    상기 확산 도광판과 상기 도광판 각각의 적어도 한 측면에 광을 조사하기 위한 광원을 포함하며,
    상기 확산 도광판으로부터의 광 출사 각도 범위를 가변적으로 하고 있는 백 라이트 소스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 광 산란 제어 수단은 상기 제1 평면상에 형성된 다수의 미소한 요철인 백 라이트 소스.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 광 산란 제어 수단은 도트 매트릭스 형상으로 상기 투명판상 또는 그 내부에 배치된 광 산란 부분 및, 상기 광 산란 부분에 대응하는 상기 제1 평면상에 형성된 광 흡수 부분 또는 광 반사 부분을 포함하는 백 라이트 소스.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 확산 도광판과 상기 도광판은 한쪽으로부터 다른쪽으로 감소하는 두께를 가지는 단면 형상을 가지고 있으며, 상기 확산 도광판의 얇은 측면과 상기 도광판의 두꺼운 측면이 동일한 측면에 위치되고 상기 확산 도광판의 두꺼운 측면과 상기 도광판의 얇은 측면이 동일한 측면상에 위치되도록 배치되어 있는 백 라이트 소스.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 확산 도광판의 측면 또는 상기 도광판의 측면에 광을 선택적으로 조사하기 위한 조사 방향 스위칭 수단을 더 포함하는 백 라이트 소스.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 확산 도광판의 측면 또는 상기 도광판의 측면에 광을 선택적으로 조사하기 위한 광원 이동 수단을 더 포함하는 백 라이트 소스.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 확산 도광판의 측면상에 제공된 제1 광원과 상기 도광판의 측면상에 제공된 제2 광원을 더 포함하고, 상기 광원들은 이들의 온-오프 동작으로 상기 확산 도광판의 측면 또는 상기 도광판의 측면에 선택적으로 광을 조사하는 백 라이트 소스.
  10. 백 라이트 소스를 갖는 액정 표시 장치에 있어서,
    상기 백 라이트 소스가
    제1 평면, 제2 평면 및 측면들을 가지는 투명판, 및 상기 측면으로부터의 입사광을 상기 제2 평면을 통하여 출사되도록 산란시키고 상기 제1 평면으로부터의 입사광을 상기 제2 평면으로 출사되도록 투과시키는 광 산란 제어 수단을 포함하는 확산 도광판;
    상기 확산 도광판의 상기 제1 평면에 배치된 집광 차폐 슬릿막;
    상기 확산 도광판에 대향하여 상기 집광 차폐 슬릿막의 표면상에 배치된 도광판; 및
    상기 확산 도광판과 상기 도광판의 각 측면중 적어도 한 측면에 광을 조사하는 광원을 포함하는 액정 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 광 산란 제어 수단은 상기 제1 평면상에 형성된 미소한 요철인 액정 표시 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 광 산란 제어 수단은 상기 투명판상 또는 그 내부에 도트 매트릭스 형상으로 배치된 광 산란 부분, 및 상기 제1 평면에서 상기 광 산란 부분에 대응하는 상기 제1 평면상의 광 흡수 부분 또는 광 반사 부분을 포함하는 액정 표시 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 확산 도광판과 상기 도광판은 한 측면으로부터 다른 측면으로 감소하는 두께를 가지는 단면 형상을 가지고 있으며, 상기 확산 도광판의 얇은 측면과 상기 도광판의 두꺼운 측면이 동일한 측면에 위치하고 상기 확산 도광판의 두꺼운 측면과 상기 도광판의 얇은 측면이 동일한 측면상에 위치되도록 배치된 액정 표시 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 확산 도광판의 측면 또는 상기 도광판의 측면에 광을 선택적으로 조사하기 위한 조사 방향 스위칭 수단을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 확산 도광판의 측면 또는 상기 도광판의 측면에 광을 선택적으로 조사하기 위한 광원 이동 수단을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 확산 도광판의 측면상에 제공된 제1 광원과 상기 도광판의 측면상에 제공된 제2 광원을 더 포함하고, 상기 광원들은 이들의 온-오프 동작으로 상기 확산 도광판의 측면 또는 상기 도광판의 측면에 광을 선택적으로 조사하는 액정 표시 장치.
  17. 백 라이트 소스에 있어서,
    제1 평면, 제2 평면 및 측면들을 갖는 확산 도광판;
    상기 확산 도광판의 상기 제1 평면측에 배치되고 상기 확산 도광판쪽으로 광을 투과 및 집광하는 집광 수단;
    상기 확산 도광판에 대향하여 상기 집광 수단의 표면상에 배치된 도광판; 및
    상기 확산 도광판의 적어도 한 측면 또는 상기 도광판의 적어도 한 측면을 통해 선택적으로 광이 출사되도록 광을 방출하여, 상기 확산 도광판의 제2 평면을 통과하는 광의 각도를 변경시키는 적어도 하나의 광원
    을 포함하는 백 라이트 소스.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 확산 도광판은, 측면으로부터의 입사광을 상기 제2 평면을 통하여 출사되도록 산란시키고 상기 제1 평면으로부터의 입사광을 상기 제2 평면으로 출사되도록 투과시키는 광 산란 제어 수단과 투명판을 포함하는 백 라이트 소스.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 확산 도광판의 입사측 평면측에 배치되며, 상기 확산 도광판 방향의 광을 투과하고 상기 확산 도광판에 평행한 방향의 광을 차광하는 차폐 슬릿막을 포함하는 백 라이트 소스.
  20. 액정 표시 소자와 상기 액정 표시 소자로 광을 입사시키는 백 라이트 소스를 갖춘 액정 표시 장치에 있어서,
    상기 백 라이트 소스가
    제1 평면, 제2 평면 및 측면들을 갖는 확산 도광판;
    상기 확산 도광판의 상기 제1 평면측에 배치되고 상기 확산 도광판쪽으로 광을 투과 및 집광하는 집광 수단;
    상기 확산 도광판에 대향하여 상기 집광 수단의 표면상에 배치된 도광판; 및
    상기 확산 도광판의 적어도 한 측면 또는 상기 도광판의 적어도 한 측면을 통해 선택적으로 광이 출사되도록 광을 방출하여, 상기 확산 도광판의 제2 평면을 통과하는 광의 각도를 변경시키는 적어도 하나의 광원
    을 포함하는 액정 표시 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 확산 도광판은, 측면으로부터의 입사광을 상기 제2 평면을 통하여 출사되도록 산란시키고 상기 제1 평면으로부터의 입사광을 상기 제2 평면으로 출사되도록 투과시키는 광 산란 제어 수단과 투명판을 포함하는 액정 표시 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 확산 도광판의 입사측 평면측에 배치되며, 상기 확산 도광판 방향의 광을 투과하고 상기 확산 도광판에 평행한 방향의 광을 차광하는 차폐 슬릿막을 포함하는 액정 표시 장치.
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