KR100277155B1 - 도광판, 그 도광판을 이용한 면광원 및 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

외광 수광 효율을 향상시킴으로써, 주광원에서의 소비 전력을 저감시키는 것이 가능한 도광판, 그 도광판을 이용한 면광원 및 액정 표시 장치를 제공하는 것에 있다.

금형을 이용한 수지 성형에 의해 도광판(1)이 제작됨과 동시에 광 출사면(1e)보다도 광 출사 방향으로 돌출한 외광 수광부(1a)가 형성된다. 외광 수광부(1a)의 외광 수광면의 표면적은 종래의 도광판에 비교하여 커지고 있으며, 외광을 효율적으로 받아들일 수 있다. 광 입사면(1c)으로부터 입사한 광원으로부터의 광 및 외광은 광 반사면(1d)이나 도광판(1)의 2개의 측면(1b)에서 반사하여 광 출사면(1e)으로부터 균일한 지향성을 갖는 합성광으로서 출사된다.

Description

도광판, 그 도광판을 이용한 면광원 및 액정 표시 장치

본 발명은 도광판, 그 도광판을 이용한 면광원 및 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 액정 표시 장치의 배면광용, 조명 광고 및 교통 표지 등에 이용하는 면광원, 그 면광원이 구비하는 도광판 및 뷰 파인더 등의 배면광 방식의 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치의 배면광용 면광원으로서, 투광성 평판을 도광판으로 한 사이드라이트 방식의 것이 알려져 있다. 이러한 면광원으로는 투명한 평행 평판이나 단면 쐐기형 평판으로 이루어진 도광판의 측단면의 한쪽으로부터, 형광등 등의 광원으로부터의 광을 입사시켜서 투광성 평판 내부의 전 반사를 이용해서 광을 도광판의 전역에 골고루 전파시키고, 그 전파한 광의 일부를 도광판 이면의 광 산란 반사판으로 임계각 미만의 확산 반사광으로 이루어지며 도광판 표면으로부터 확산광을 방출한다(실개소 55-162201).

또한, 태양광이나 실내광 등의 외광을 보조 광원으로 하기 때문에, 도광판의 측단면에 외광 수광부를 설치한 배면광용 면광원도 알려져 있으며, 그 외광 수광부의 형상은 단면 원호형으로 되며 하나의 원통형 렌즈를 구성하고 있다(특개평 5-11249).

그러나, 종래의 액정 표시 장치의 도광판으로는 도 1에 도시한 바와 같이, 외광 수광부(1a)의 외광 수광면과 액정 패널(9)이 부착되는 도광판(1)의 광 출사면(1e)이 동일면에서 액정 패널(9)의 방향(즉, 도면의 상 방향)으로 돌출하지 않고 있으므로, 외광 수광면의 표면적을 크게할 수 없으며, 그 결과 외광을 수광하는 효율이 매우 나빠서 소비 전력의 저감을 꾀할 수 없다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 외광 수광 효율을 향상시킴으로써 주광원에서의 소비 전력을 저감시키는 것과, 또한 주 광원을 불필요로 하는 것이 가능한 도광판, 그 도광판을 이용한 면광원 및 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

청구항 1에 따른 본 발명의 도광판은, 상기한 목적을 달성하기 위해 수지로 일체로 성형된 도광판에서 외광을 수광하는 외광 수광부와, 상기 외광 수광부로부터 수광된 외광을 출사하는 광 출사면을 구비하고, 상기 외광 수광부는 상기 광 출사면보다도 광 출사 방향으로 돌출하고 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 따른 본 발명의 면광원은, 청구항 1에 기재된 도광판과, 상기 도광판의 외광 수광부 및 광 출사면 이외의 면에 부착된 광원을 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 따른 본 발명의 액정 표시 장치는, 청구항 1에 기재된 도광판과, 상기 도광판의 광 출사면에 근접하여 부착된 액정 패널을 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 따른 본 발명의 액정 표시 장치는, 청구항 3에 기재된 액정 표시 장치에서 상기 도광판의 외광 수광부는 상기 액정 패널의 표시면보다 광 출사 방향으로 돌출하지 않는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 액정 표시 장치의 모식도.

도 2는 본 발명에 따른 도광판의 모식도.

도 3은 본 발명에 따른 면광원을 나타낸 개략도.

도 4는 본 발명에 따른 면광원을 구비하는 액정 표시 장치를 나타낸 개략도.

도 5는 본 발명에 따른 도광판의 외광 수광부의 정면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 도광판

1a : 외광 수광부

1b : 측면

1c : 광 입사면

1d : 광 반사면

1e : 광 출사면

1f : 어안 렌즈

2 : 면광원

3 : 광원

5 : 반사판

6 : 확산판

7 : 렌즈 시트

8 : 액정 표시 장치

9 : 액정 패널

다음에, 본 발명의 실시 형태를 도면과 같이 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 도광판의 모식도이다.

1은 도광판이며, 금형을 이용한 수지 성형에 의해 도광판(1)이 제작됨과 동시에, 후술하는 외광 수광부(1a)가 형성된다.

1a는 외광 수광부이며, 태양광이나 실내광 등의 외광을 보조광으로서 받아들인다. 이 외광 수광부(1a)는 후술하는 광 출사면(1e)보다도 합성광의 출사 방향(즉, 도면의 상 방향)으로 돌출하고 있으며, 그 결과 종래의 도광판에 비교해서 외광 수광면의 표면적이 커지고 있다.

도 5는 본 발명에 따른 도광판의 외광 수광부의 정면도이며, 특히 외광 수광부에 채용 가능한 형상을 예시하고 있다.

도 5의 (A)는 도 2의 도광판이며, 외광 수광부(1a)의 좌측이 단면 원호형이고 우측이 경사 직선형으로 되어 있다.

도 5의 (B)는 외광 수광부(1a)의 좌우 모두가 경사 직선형으로 되어 있다.

도 5의 (C)는 외광 수광부(1a)의 좌우 모두가 단면 원호형으로 되어 있다.

도 5의 (D)는 외광 수광부(1a)의 좌측이 단면 원호형이고, 우측이 수직인 직선형으로 되어 있다.

도 5의 (E)는 외광 수광부(1a)의 좌측이 반원호형이고, 우측이 수직인 직선형으로 되어 있다.

도 5의 (F)는 외광 수광부(1a)의 좌측이 반원호형이고, 우측이 경사 직선형으로 되어 있다.

도 5의 (G)는 도 5의 (B)의 도광판의 외광 수광부(1a)의 좌측에 복수의 어안(魚眼) 렌즈(1f)를 형성하고 있다.

여기서 도 2로 되돌아가서 설명을 계속한다.

1c는 광 입사면이며, 이하에 설명한 바와 같이, 광 입사면(1c)에 대략 평행하게 근접 배치된 광원(도시하지 않음)으로부터 조사된 광이 입사한다. 또한, 2개의 측면(1b)의 한 쪽에 광원을 배치하여 광 입사면으로 하는 것도 가능하다.

1d는 광 반사면이며, 수지 성형 후에 광이 누설하는 것을 막고 반사 효율을 높이기 위해, 도트 인쇄를 행하고나서 알루미늄 등의 반사판이 부착된다(도시하지 않음).

1e는 광 출사면이며, 외광 수광부(1a) 및 광 입사면(1c)으로부터 입사한 광이 광 반사면(1d)이나 도광판(1)의 2개의 측면에서 반사하여, 입사광의 대부분이 최종적으로 광 출사면(1e)으로부터 균일한 지향성을 갖는 합성광으로서 출사된다. 또한, 이 측면(1b)에는 광의 누설을 방지하기 위해 백색 테이프 등의 누설 방지 부재가 부착된다.

도광판(1)의 재료로서는, 투광성 재료 중에서 선택되며 통상은 아크릴 또는 폴리 카르보네이트의 수지가 이용된다. 도광판의 형상은 평행 평판이나 단면 쐐기형 평판으로, 그 두께는 통상 1 ∼ 10㎜ 정도인 것이 이용된다.

또한, 그 외의 투광성 재료로서는 폴리 메터 아크릴산 메틸, 폴리 아크릴산 메틸 등의 아크릴산 에스테르 또는 메터 아크릴산 에스테르의 단독 혹은 공중합체, 폴리 에틸렌 테레프탈레이트, 폴리 브틸렌 테레프탈레이트 등의 폴리 에스테르, 폴리 카르보네이트, 폴리 스틸렌, 폴리 메틸 펜텐 등 열가소성 수지 혹은 자외선 또는 전자선으로 가교한 다관능의 우레탄 아크릴레이트, 폴리 에스테르 아크릴레이트 등의 아크릴레이트, 불포화 폴리 에스테르 등 투명한 수지, 투명한 유리 등, 투명한 세라믹스 등이 이용된다.

이어서, 도 2를 이용하여 본 발명에 따른 도광판의 동작에 대해 설명한다.

도광판(1)의 외광 수광부(1a)에는, 실외에서는 태양광이 또한 실내에서는 형광등 등의 외광이 입사한다. 이 외광 수광부(1a)는 광 출사면(1e)보다도 광 출사 방향으로 크게 돌출함으로써, 종래의 도광판의 외광 수광부(도 1 참조)에 비교해서 외광 수광면의 표면적이 훨씬 커지고 있으며, 외광이 외광 수광부(1a)에 효율적으로 받아들여진다. 그 결과, 본 발명에 따른 도광판을 구비하는 액정 표시 장치를 뷰 파인더 등에 사용하는 경우에는 광원을 점등시킬 필요가 없을 정도로 충분한 조명을 행할 수 있으므로 소비 전력의 저감을 꾀할 수 있다.

또한, 광원을 점등시킨 경우에는 광 입사면(1c)으로부터 입사한 광원으로부터의 광 및 외광이 광 반사면(1d)이나 도광판(1)의 2개의 측면(1b)에서 반사하여 광 출사면(1e)으로부터 균일한 지향성을 갖는 합성광으로서 출사된다.

도 3은 본 발명에 따른 면광원을 나타낸 개략도이다.

2는 면광원이며, 본 발명에 따른 도광판(1), 형광관 등의 광원(3) 및 각 종 제어 회로(도시하지 않음) 등으로 구성되고 있다. 이 제어 회로에는 예를 들면, 도광판(1)의 광 출사면으로부터 출사되는 광의 총량을 검지하여 출사 광량이 알맞게 되도록 광원(3)에 전력을 조정하여 공급하는 회로도 포함된다.

광원(3)으로부터 출사된 광은 리플렉터(4)로 반사되어 도광판(1)의 광 입사면(1c)으로부터 또한 자연광 등의 외광은 도광판(1)의 외광 수광부(1a)로부터 도광판(1)의 내부로 입사되고, 광 반사면(1d)의 하부에 설치된 반사판(5)이나 측단면(1b)에서 반사되며 집속을 반복하고, 도광판(1)의 광 출사면(1e)으로부터 확산판(6)에 출사된다. 또한, 확산판(6)에 입사한 광은 확산판(6) 및 렌즈 시트(7)에 의해서 원하는 각도 범위 내에 균일 등방적으로 확산되어 렌즈 시트(7)로부터 출사된다.

도 4는 본 발명에 따른 면광원을 구비하는 액정 표시 장치를 나타내는 개략도이며, 도 4의 (A)는 외광 수광부가 액정 패널(9)의 표시면보다도 광 출사 방향으로 돌출하고 있으며 한편, 도 4의 (B)는 외광 수광부가 액정 패널(9)의 표시면보다도 광 출사 방향으로 돌출하지 않고 있는 것을 나타내고 있다. 이들 2종류의 액정 표시 장치는 모두 외광 수광 효과에 우수하지만, 도 4의 (B)의 장치는 외광 수광부가 액정 패널(9)의 표시면보다도 돌출하지 않고 있기 때문에, 상기 외광 수광부 자신의 손상이나 사용자의 부상 등을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 디자인적인 자유도를 손상하는 일도 없다.

8은 액정 표시 장치이며, 액정 패널(9) 및 본 발명에 따른 면광원(2)으로 구성된다. 상술한 면광원(2)으로부터 균일 등방적으로 확산되어 출사한 광은 액정 패널(9)에 유도된다. 단지, 면광원(2)으로부터 광원(3)을 제거하여 도광판(1)으로부터의 외광만을 이용하는 액정 표시 장치라도 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 도광판에 따르면 외광 수광부가 광 출사면보다 돌출하고 있으므로, 종래의 도광판에 비교해서 외광 수광면의 표면적을 크게 할 수 있으며 태양광이나 실내광 등의 외광을 주된 광으로서 효율적으로 받아들이는 것이 가능해진다.

본 발명에 따른 면광원 및 액정 표시 장치에 따르면, 상기 도광판을 사용함으로써 외광 수광 효율이 향상하므로, 일정한 출사 광량을 얻는 경우에는 광원에 공급하는 전력을 저감시키는 것이 가능해질 뿐만 아니라, 용도에 따라서 광원을 불필요하게 하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 도광판의 외광 수광부가 액정 패널의 표시면보다도 돌출하지 않고 있으므로, 장치의 사용자가 부상을 야기하는 요인이 적어 안전성을 확보할 수 있으며, 특히 상기 외광 수광부 자신의 손상 방지나 디자인적인 자유도를 유지할 수 있다.

Claims (4)

1. 수지로 일체 성형된 도광판에 있어서,

   외광을 수광하는 외광 수광부와,

   상기 외광 수광부로부터 수광한 외광을 출사하는 광 출사면을 구비하고,

   상기 외광 수광부는 상기 광 출사면보다 광 출사 방향으로 돌출되어 있는

   것을 특징으로 하는 도광판.
2. 제1항에 기재된 도광판과,

   상기 도광판의 외광 수광부 및 광 출사면 이외의 면에 부착된 광원

   을 구비하는 것을 특징으로 하는 면광원.
3. 제1항에 기재된 도광판과,

   상기 도광판의 광 출사면에 근접하여 부착된 액정 패널

   을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 도광판의 외광 수광부는 광 출사 방향으로 상기 액정 패널의 표시면보다 돌출하지 않는

   것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.