KR100522268B1 - 도광판, 그의 제조방법, 조명장치 및 액정표시장치 - Google Patents

도광판, 그의 제조방법, 조명장치 및 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

(과제) 우수한 반사방지 효과를 얻을 수 있으며 신뢰성이 우수한 반사방지층을 구비한 도광판, 그 제조방법 및 이를 구비한 조명장치, 액정표시장치를 제공하는 것이다.
(해결수단) 본 발명에 관한 도광판(12)은, 광원(13)으로부터의 광을 측단면(12a)에서 도입하여 내부를 전파하는 상기 광을 출사면(12b)에서 출사시키는 구조를 구비하고, 상기 출사면(12b)에, 서브미크론 오더의 미세한 오목부 또는 볼록부가 격자형상으로 배열 형성된 반사방지층(17)을 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

도광판, 그의 제조방법, 조명장치 및 액정표시장치{LIGHT GUIDE PLATE, MANUFACTURING METHOD THEREOF, ILLUMINATION DEVICE, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 조명장치 및 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 액정패널의 전면(前面)에 배치되어 사용되는 조명장치 구성에 관한 것이다.
최근 특히 응용범위가 확대되고 있는 휴대정보단말이나 휴대전화기 등의 표시부로서 반사형 액정패널의 전면에 프론트 라이트라는 조명장치가 폭넓게 채택되어 있다. 즉, 액정패널의 상측(관찰자측)에 이 프론트 라이트를 배치하고, 상측에서 액정패널을 조명하는 것이다. 또한, 이것들에는 필요에 따라 데이터입력수단인 태블릿 등이 프론트 라이트 상측에 배치되는 경우도 있다.
도 12는 프론트 라이트를 구비한 액정표시장치의 단면 구성도이고, 이 도면에 나타내는 액정표시장치(100)는 액정패널(120)과 이 액정패널(120) 전면측에 배치된 프론트 라이트(110)로 구성된다. 액정패널(120)은 서로 대향하여 배치된 상측기판(121)과 하측기판(122) 사이에 시일재(124)로 밀봉된 액정층(123)이 샌드위치되어 있고, 상측기판(121)의 내면측(액정층(l23)측)에 전극이나 배향막 등으로 이루어진 액정제어층(126)이 형성되고, 하측기판(122)의 내면측(액정층(123)측)에는 알루미늄이나 은 등의 고반사율의 금속박막으로 이루어진 반사층(127)과 전극이나 배향막 등으로 이루어진 액정제어층(128)이 하측기판(122) 상에 순차적으로 적층되어 있다.
프론트 라이트(110)는 평판 형상의 도광판(112)과 이 도광판(112)의 측단면(112a)에 배치된 스틱 형상의 광원(113)을 구비하여 구성되고, 광원(113)에서 출사된 광을 도광판(112)의 측단면(112a)에서 도광판(112) 내로 도입하여, 이 광을 프리즘 형상이 형성된 도광판(112)의 반사면(112c)에서 반사시킴으로써 광의 전파방향을 바꿔 도광판(112)의 출사면(112b)에서 액정패널(120)측으로 조사하도록 되어 있다.
또한, 프론트 라이트(110)의 출사면(112b)에는 반사방지층(117)이 형성되어 있어, 도광판(112) 내부를 전파하는 광을 효율적으로 액정패널(120)측으로 출사할 수 있게 되고, 또한, 반사형 액정패널(120)로부터의 반사광이 도광판(112) 표면에서 반사되어 감쇠되는 것을 방지할 수 있게 되어 있다.
상기 반사방지층(117)은 통상 굴절률이 다른 재료로 이루어진 복수 층(전형적으로는 SiO2층과 TiO2층)을 주기적으로 적층한 것이 사용되고 있고, 각 층을 스퍼터링법이나 증착법 등과 같은 막형성법으로 소정의 막두께로 형성하여 소위 1/4λ의 광학조건을 만들어 냄으로써, 이 반사방지층(117)에 입사되는 광을 고투과율로 투과시키게 되어 있다.
그러나, 상기 반사방지층(117)의 형성방법에는 해결이 필요한 과제가 많이 존재한다. 이와 같이 굴절률이 다른 복수 층을 증착이나 스퍼터링으로 형성하는 방법에서는, 이 반사방지층(117)의 막이 일괄 단위로 형성되기 때문에, 생산성이 저조하고 제조 비용이 매우 비싸진다는 문제가 있다.
또, 반사방지층(117)을 구성하는 각 층의 굴절률, 막두께의 조합에 의해 반사방지 효과를 얻기 때문에, 본질적으로 모든 가시파장영역에서 반사방지 효과를 얻기는 어렵다. 그리고, 이와 같은 반사방지층을 구비한 조명장치를 경사방향에서 관찰하면, 반사방지층이 착색되어 보여 표시색의 재현성이 저하된다는 문제도 있다.
또한, 복수 층이 주기적으로 적층된 다층막 구조이기 때문에, 특히 고온, 고습 환경에서 내구성이 문제될 가능성이 있어, 도광판 및 프론트 라이트의 신뢰성을 확보하는 데에 제약받는 경우가 있다.
그래서, 생산성을 고려한 간편한 방법으로 굴절률을 낮게 제어한 유기계 화합물의 용액을 사용한 침지, 도포로 반사방지층을 형성하는 방법도 제안되고 있다.
그러나, 이 방법으로 반사방지막을 형성하기 위해서는, 굴절률을 임의로 바꾸는 수 있고, 또한 실제 사용할 수 있는 처리액을 제조할 수 있는 재료가 필요한데, 이 굴절률의 제어성과 처리액 제조의 용이성을 양립시킬 수 있는 재료는 거의 없기 때문에, 우수한 반사방지 효과를 얻을 수 있는 반사방지층을 형성하는 것이 어렵다. 또한, 실용적인 반사방지 효과를 얻기 위해서는, 상기 유기계 화합물을 도광판에 도포한 후에, 다시 가열처리 등의 후처리를 실시할 필요가 있고, 이 후처리에 의해 도광판의 특성이 열화되는 것도 문제시되었다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 우수한 반사방지 효과를 얻을 수 있으며 신뢰성이 우수한 반사방지층을 구비한 도광판을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
또, 본 발명은 상기 반사방지층을 구비한 도광판을 저렴하고 쉽게 제조할 수 있는 도광판의 제조방법을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
또한, 본 발명은 상기 반사방지층을 구비한 도광판을 구비한 조명장치를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
그리고, 본 발명은 상기 조명장치를 구비한 액정표시장치를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 다음과 같은 구성을 채용하였다.
본 발명에 관한 도광판은 광원으로부터의 광을 측단면에서 도입하여 내부를 전파하는 상기 광을 출사면에서 출사시키는 구조를 구비하고, 상기 출사면에 서브미크론 오더의 미세한 오목부 또는 볼록부가 격자형상으로 배열 형성된 반사방지층을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 구성을 갖는 도광판에 의하면, 가시광 파장 이하의 미세한 요철 형상이 도광판의 출사면에 배열 형성됨으로써, 이 출사면으로 입사되는 광이 반사되는 것을 방지하여, 도광판의 출사면에서의 광 투과율을 높일 수 있다. 따라서, 도광판 내부를 전파하는 광을 보다 효율적으로 출사면에서 출사시킬 수 있어, 광원의 이용 효율이 높고 고휘도의 조명장치를 구성할 수 있는 도광판이다.
본 발명에 관한 도광판에서는 상기 배열 형성된 미세한 오목부 또는 볼록부의 피치가 0.3㎛ 이하로 되는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 단파장측의 광도 충분히 투과시킬 수 있어 우수한 반사방지 효과를 얻을 수 있다. 상기 피치가 0.3㎛를 초과하면, 출사광의 일부가 반사되어 출사면의 투과율이 저하된다. 또, 이 반사방지층으로 투과 또는 반사되는 광이 잘 착색되어, 예컨대 액정패널의 전면에 배치되는 프론트 라이트의 도광판으로서 사용된 경우에는 표시의 색 재현성이 저하된다. 또한, 상기 피치는 작을수록 광 반사를 방지하는 효과가 높아지지만, 피치가 작아질수록 정확히 배열된 오목부/볼록부를 형성하기 어려워지기 때문에, 실용적으로는 0.2㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 도광판에서는 상기 미세한 오목부 또는 볼록부가 지그재그 격자형상으로 배열된 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 정방 격자형상으로 상기 오목부 또는 볼록부를 배열한 경우에 비해, 보다 고밀도로 오목부 또는 볼록부를 배치할 수 있기 때문에 실효적인 배열 피치를 작게 할 수 있어, 반사방지 효과를 높이는 동시에 이 반사방지층을 투과하는 광 또는 반사되는 광의 착색을 방지할 수 있다.
본 발명에 관한 도광판에서는 상기 지그재그 배열로 형성된 오목부 또는 볼록부의 배열방향이 이 도광판 면내의 주도광(主導光)방향으로의 오목부 또는 볼록부의 실효 피치가 최소가 되는 방향으로 되는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 더 우수한 반사방지 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 「실효 피치」란 어떤 볼록부(오목부)의 중심을 지나는 제 1 직선과 이 볼록부와 인접하는 볼록부의 중심을 지나며 상기 제 1 직선과 평행한 제 2 직선의 거리에 상당하고, 정방 격자형상으로 배열된 복수개 볼록부의 볼록부 배열방향으로의 실효 피치는 이들 볼록부의 피치와 동일해지지만, 정방 격자의 대각선방향으로의 실효 피치는 볼록부의 피치의 1/√2가 되어, 실제 피치보다 약간 작아진다. 또한, 반사방지층의 볼록부가 육방 격자형상의 지그재그 배열로 최대 조밀한 상태로 배열되어 있는 경우에는, 상기 실효 피치는 실제 피치의 1/2까지 작아진다.
또한, 도광판 면내의「주도광방향」이란 도광판의 측단면에 배치되는 광원에서 도광판 내로 도입된 광의 도광판 면내의 거시적인 전파방향으로, 통상 광원이 배치된 측단면에서 이 측단면과 대향하는 측단면으로 향하는 방향으로 된다.
본 발명에 관한 도광판에서는 상기 도광판 면내의 주도광방향으로의 오목부 또는 볼록부의 실효 피치가 0.15㎛ 이하로 되는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 하면, 더 우수한 반사방지 효과를 얻을 수 있는 동시에, 투과광 또는 반사광의 착색이 억제된 도광판으로 할 수 있다.
본 발명에 관한 도광판의 제조방법은 광원으로부터의 광을 측단면에서 도입하여 내부를 전파하는 상기 광을 출사면에서 출사시키는 구조를 갖는 도광판을 금형을 사용한 사출 성형으로 제조하는 방법으로,
상기 도광판을 형성하기 위한 캐비티부의 도광판 출사면에 대응하는 벽면에, 서브미크론 오더의 미세한 오목부 또는 볼록부가 격자형상으로 배열 형성된 금형을 사용하여 상기 미세한 오목부 또는 볼록부의 형상을 사출 성형시에 도광판에 전사하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성의 제조방법을 채택함으로써, 도광판의 사출 성형시에 동시에 출사면에 반사방지층을 형성할 수 있기 때문에, 반사방지층을 막형성 또는 도포하기 위한 공정을 별도 형성할 필요가 없어 매우 효율적으로 반사방지층을 구비한 도광판을 제조할 수 있다.
본 발명에 관한 도광판의 제조방법에서는 상기 도광판 출사면에 대응하는 캐비티부 벽면에, 0.3㎛ 이하의 피치이고 지그재그 격자형상으로 미세한 오목부 또는 볼록부가 배열 형성된 금형을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 반사방지 효과가 높고, 또한 투과/반사광의 착색이 억제된 도광판을 쉽게 제조할 수 있다.
본 발명에 관한 조명장치는 상기 기재 중 어느 하나에 기재된 도광판과 이 도광판의 측단면에 배치된 광원을 구비한 것을 특징으로 한다. 상기 구성을 갖는 조명장치는 상기 본 발명에 관한 도광판을 구비함으로써, 광원에서 도광판으로 도입된 광을 효율적으로 도광판의 출사면에서 출사시킬 수 있다. 그럼으로써, 광원의 이용 효율이 높고 고휘도의 조명장치가 된다.
본 발명에 관한 액정표시장치는 상기에 기재된 조명장치를 액정패널의 전면측에 구비한 것을 특징으로 한다. 상기 구성을 갖는 액정표시장치는 상기 본 발명에 관한 조명장치를 구비함으로써, 액정패널로부터의 반사광이 조명장치의 도광판 하면에서 반사되어 감쇠되는 것을 방지하여, 고휘도로 표시할 수 있게 된다. 또한, 컬러표시를 한 경우에도, 도광판을 투과하는 광의 착색이 억제되기 때문에, 우수한 색 재현성을 얻을 수 있다.
발명의 실시형태
다음에, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태인 액정표시장치의 사시 구성도이고, 도 2는 도 1에 나타내는 액정표시장치의 단면 구성도이다. 이들 도면에 나타내는 액정표시장치는 반사형 액정패널(20)과 그 전면측에 배치된 프론트 라이트 (조명장치:10)를 구비하여 구성된다.
프론트 라이트(10)는 대략 평판 형상의 투명 도광판(12)과 이 도광판(12)의 측단면(입광면:12a)에 배치된 광원(13)을 구비하여 구성된다. 도광판(12)은 아크릴계 수지나 폴리카보네이트계 수지 등으로 구성되고, 이 도광판(12)의 도시된 하면측(액정표시유닛(20)측)은 프론트 라이트(10)의 조명광이 출사되는 출사면(12b)으로 되고, 도시된 상면측(액정표시유닛(20)과 반대측)에는 단면으로 보아 삼각파 형상인 프리즘 형상이 형성되어 있다. 보다 상세하게는 상기 출사면(12b)에 대하여 경사지게 형성된 완만한 경사면부(14a)와 이 완만한 경사면부(14a)보다 급한 경사 각도로 형성된 급한 경사면부(14b)로 이루어진 단면으로 보아 삼각 형상인 복수개 볼록부(14)가 서로 평행하게 형성되어 있다. 그리고, 도광판(12)의 출사면(12b) 상에 반사방지층(17)이 형성되어 있다.
도광판(12)의 측단면(12a)에 배치된 광원(13)은 도광판(12)의 측단면(12a)을 따라 형성된 스틱 형상의 광원으로, 구체적으로는 스틱 형상의 도광체(13b)의 양 가장자리부에 백색 LED(Light Emitting Diode) 등으로 이루어진 발광소자(13a, 13a)가 배치되어 있다. 그리고, 이들 발광소자(13a, 13a)에서 출사된 광이 도광체(13b)를 통해 도광판(12)에 도입되도록 되어 있다. 이와 같이 발광소자(13a, 13a)와 도광판(12) 사이에 스틱 형상의 도광체(13b)를 형성함으로써, 점 광원인 발광소자(13a, 13a)의 광을 도광판(12)의 측단면(12a)에 균일하게 조사할 수 있다.
또, 광원(13)은 도광판(12)의 측단면(12a)에 광을 도입할 수 있는 것이면 문제없이 사용할 수 있어, 예컨대 도광판(12)의 측단면(12a)을 따라 발광소자를 배열한 구성일 수도 있다. 또한, 발광소자(13a)가 하나만 구비된 구성일 수도 있다.
상기 구성을 갖는 프론트 라이트(10)는 광원(13)에서 출사된 광을 도광판(12)의 측단면(12a)에서 도광판(12) 내부로 도입하여 내부를 전파하는 이 광을, 반사면(12c)에 형성된 볼록부(14)의 급한 경사면부(14b)에서 반사시킴으로써 광의 전파방향을 변화시켜, 출사면(12b)에서 조명광으로 출사시키도록 되어 있다.
본 실시형태에 관한 프론트 라이트(10)의 도광판(12)은 그 출사면(12b)측에 반사방지층(17)가 형성되어 있고, 이 반사방지층이 서브미크론 오더의 미세한 오목부 또는 볼록부를 격자형상으로 배열 형성한 구성인 것이 큰 특징의 하나이다.
이 반사방지층(17)에 대해서 도 3 및 도 4를 참조하여 다음에 설명한다. 도 3은 반사방지층(17)의 표면형상을 모식적으로 나타내는 부분 사시도이다. 도 4는 반사방지층을 구성하는 미세한 볼록부(오목부) 배열의 예를 나타내는 모식 평면도로, 도 4a는 상기 볼록부를 정방 격자형상으로 배열시킨 예이고, 도 4b는 지그재그 격자형상으로 배열시킨 예이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 반사방지층(17) 표면에는 직경이 0.15∼0.4㎛ 정도인 다수의 미세한 볼록부(7)가 지그재그 격자형상으로 배열되어 형성되어 있고, 폭넓은 파장영역의 광을 높은 투과율로 투과시킬 수 있도록 되어 있다. 이와 같은 미세한 요철 형상을 형성함으로써 광 반사를 방지할 수 있음은, 독일 Faunhofer Gesell shaft사의 기술정보에 개시되어 있는 바와 같이, 각각의 볼록부가 가시영역 파장 이하의 높이 및 반복피치로 배열 형성되어 있므로 입사된 광이 반사되지 않기 때문이다.
그리고, 이 반사방지층(17)이 형성됨으로써, 도광판(12) 내부를 전파하는 광이 출사면(12b)으로 입사되었을 때에 반사광이 거의 발생하지 않아 효율적으로 액정패널(20)을 조명할 수 있게 된다. 또한, 출사면(12b)의 내면측에서 반사가 거의 발생하지 않음으로써, 출사면(12b)에서 반사된 광이 사용자에게 도달되어 발생되는 백화현상을 억제하고 콘트라스트를 향상시켜 표시품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 반사형 액정패널(20)에 의해 반사된 광이 도광판(12)의 출사면(12b)으로 입사될 때에도, 이 반사방지층(17)이 유효하게 작용하여 고투과율로 액정패널(20)의 반사광을 투과시켜 결과적으로 고휘도의 표시를 얻을 수 있도록 되어 있다. 그 이유는 액정패널(20)의 반사광이 도광판(12)의 출사면(12b)에서 반사되면, 표시광의 일부가 손실되어 휘도가 저하되고, 또 출사면(12b)의 반사에 의해 도광판(12)의 백화가 일어나기 때문에, 표시의 콘트라스트가 저하되지만, 본 발명에 관한 도광판(12)에서는 반사방지층(17)이 형성됨으로써 상기 현상을 방지할 수 있기 때문이다.
본 발명에서 볼록부(7)의 피치는 0.3㎛ 이하로 하는 것이 바람직하고, 또한 볼록부(7)의 높이는 0.2㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그 이유는 피치가 0.3㎛을 초과하면, 도광판에 광을 입사시켰을 때에 착색이 발생하기 때문이다. 또한, 볼록부(30)의 높이가 0.2㎛ 미만이면, 반사방지 효과가 불충분하여 반사율이 높아지기 때문이다.
상기 볼록부(7)의 피치는 작게 할수록 반사방지층(17)의 투과율을 높일 수 있지만, 0.2㎛ 이하의 최대 미세한 볼록부(7)를 균일한 치수로 배열 형성하기 어렵고, 제조 비용의 증가 원인이 되기 때문에, 실용적으로는 볼록부(7)의 피치의 하한값은 0.2㎛ 정도이다.
반사방지층(17)를 구성하는 볼록부(7)의 배열에 대해서 도 4를 참조하여 다음에 설명한다. 본 실시형태에 관한 반사방지층(17)에서는 볼록부(7)는 도 4a에 나타내는 정방 격자형상, 도 4b에 나타내는 지그재그 격자형상 중 어느 하나로 배열될 수도 있지만, 도 4b에 나타내는 지그재그 격자형상으로 하는 것이 바람직하고, 그 실효 피치가 최소가 되는 방향과 도광판(12) 면내의 주도광방향이 평행해지도록 하여 반사방지층(17)을 형성하는 것이 바람직하다.
도광판(12) 면내의 주도광방향은 도 4a, 도 4b에 나타내는 바와 같이 본 실시형태의 프론트 라이트(10)와 같이 도광판(12)의 측단면(12a)에 스틱 형상의 광원(13)이 배치되어 있는 경우에는, 도광체(13b)의 광 출사면에서 도광판(12) 측단면으로 향하는 방향(도광판 측단면(12a)에서 이 측단면(12a)의 대향면으로 향하는 방향)으로 된다.
또한, 도 4a에서 볼록부(7)의 실효 피치(Pe)는 도시된 상하방향에서 인접하는 볼록부(7)의 피치(P)와 동등하고, 도 4b의 상하방향에서는 도시된 경사방향에 인접하는 볼록부(7, 7) 중심간의 도시된 상하방향의 거리가 실효 피치(Pe)로 되어 실제 피치(P)의 1/2과 동등해진다.
이와 같이 도 4a에 나타내는 정방 격자형상의 배열보다 도 4b의 지그재그 격자형상의 배열이 볼록부(7)의 실효 피치(Pe)를 작게 할 수 있고, 이 실효 피치(Pe)가 최소가 되는 방향과 도광판(12)의 주도광방향을 평행하게 함으로써, 반사방지층(17)에서 광을 잘 반사시킬 수 없어, 반사방지층(17)에서 투과/반사된 광이 착색되어 액정표시장치의 색 재현성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 도 4a에 나타내는 정방 격자형상으로 볼록부(7)를 배열시킨 경우라도, 도광판(12)의 주도광방향이 도시된 상하방향인 경우에, 볼록부(7)의 배열방향을 도시된 경사 45°방향으로 함으로써 실효 피치(Pe)를 작게 할 수 있다. 반대로, 도 4b에 나타내는 지그재그 격자형상의 배열로 해도 주도광방향이 도시된 상하방향인 경우에, 도면에 나타내는 배치가 아니라, 예컨대 볼록부(7)의 배열방향이 도시된 좌우방향으로 되도록(인접하는 볼록부(7)의 중심끼리를 맺는 직선 방향이 도시된 좌우방향으로 되도록)배치한 경우에는, 도시된 상하방향에서의 실효 피치(Pe)가 볼록부(7)의 피치(P)와 동등해지기 때문에, 실효 피치(Pe)가 최소가 되도록 배치한 경우보다 반사방지 효과가 저하된다.
본 발명에 관한 도광판(12)에서는 도광판(12)의 주도광방향에서의 상기 볼록부(7)의 실효 피치는 0.15㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 범위로 함으로써, 반사방지층(17)의 반사방지 효과를 높일 수 있어 액정표시장치의 표시품질을 향상시킬 수 있다. 실효 피치가 0.15㎛을 초과하면, 반사방지층(17)의 반사방지 특성을 향상시키는 효과가 작아진다.
또, 본 발명에 관한 도광판(12)에서 반사방지층(17)은 출사면(12b)에만 형성되는 것이 아니라, 광원(13)이 배치되는 측단면(12a)에도 반사방지층을 형성할 수도 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 광원(13; 도광체(13b))에서 도광판(12)에 광이 도입될 때 도광판(12)의 측단면(12a)에서의 반사도 억제할 수 있기 때문에, 광원의 이용 효율을 더욱 높이고 프론트 라이트(10)의 휘도를 향상시킬 수 있다.
액정패널(20)은, 대향 배치된 상측기판(21)과 하측기판(22) 사이에 액정층(23)이 있고, 이 액정층(23)이 기판(21, 22)의 내면측 둘레가장자리부를 따라 액자 형상으로 형성된 시일재(24)로 밀봉된 구성으로 되고, 도 1에 나타내는 액정표시장치(1)에서는, 하측기판(22)의 외면측에 설치된 몰드(30)에 의해 지지된 상태로 되며, 이 몰드(30)의 도시된 하면측(액정패널(20)과 반대측)에 형성된 제어회로(도시 생략)와 몰드(30)의 바깥둘레를 감싸도록 둘러진 플렉시블기판(29a, 29b)을 통해 접속되어 있다. 상측기판(21)의 내면측(하측기판(22)측)에는 액정제어층(26)이 형성되고, 하측기판(22)의 내면측(상측기판(21)측)에는 프론트 라이트(10)의 조명광이나 외부광을 반사시키기 위한 금속박막을 갖는 반사층(27)이 형성되고, 이 반사층(27) 상에 액정제어층(28)이 형성되어 있다.
액정제어층(26, 28)은 액정층(23)을 구동 제어하기 위한 전극이나 배향막 등을 포함하여 구성되고, 상기 전극을 스위칭하기 위한 반도체소자 등도 포함하는 것이다. 또한, 경우에 따라서는 컬러표시를 위한 컬러필터를 구비할 수도 있다. 그리고, 도 2에 나타내는 바와 같이 하측기판(22)측의 액정제어층(28)이 시일재(24)를 초과하여 외측까지 연장되어 형성되고, 그 선단부(28a)에서 플렉시블기판(29a)과 접속되어 있다. 또, 상측기판(21)측의 액정제어층(26)은 상세한 것은 도시되어 있지 않지만, 도 1에 나타내는 플렉시블기판(29b)과 접속되어 있다.
반사층(27)은 액정표시패널(20)에 입사된 외부광이나 프론트 라이트(10)의 조명광을 반사시키기 위한 알루미늄이나 은 등의 고반사율의 금속박막으로 이루어진 반사막을 구비하는 것으로, 특정한 방향에서 반사광이 강해져 액정표시장치의 시인성이 저하되는 것을 방지하기 위한 광 산란수단을 구비하는 것이 바람직하다. 이 광 산란수단으로는 반사막에 요철 형상을 부여한 것이나, 수지막 내에 수지막을 구성하는 재료와 다른 굴절률의 수지 비즈를 분산시킨 산란막 등을 사용할 수 있다.
이상과 같은 구성을 갖는 본 실시형태의 액정표시장치(1)는, 외부광을 충분히 얻을 수 있는 환경에서는 외부광을 이용하여 반사 표시할 수 있고, 외부광을 얻을 수 없는 환경에서는 프론트 라이트(10)를 점등시켜 도광판(12)의 출사면(12b)에서 출사되는 광을 조명광으로 표시할 수 있게 되어 있다.
그리고, 프론트 라이트(10)의 도광판(12)에 반사방지층(17)이 형성됨으로써, 광원(13)에서 도광판(12) 내부로 도입된 광을 효율적으로 출사면(12b)에서 출사할 수 있기 때문에, 액정패널(20)로 입사되는 조명광량을 높여 고휘도로 표시할 수 있다.
또한, 상기 액정패널(20)로 입사된 광은 하측기판(22)의 반사층(27)에 의해 반사되어 다시 도광판(12)으로 입사되고 이 도광판(12)을 투과하여 사용자에게 도달하도록 되어 있지만, 본 실시형태의 액정표시장치(1)에서는 상기 도광판(12)에 반사방지층(17)이 형성됨으로써, 액정패널(20)로부터의 반사광이 도광판의 출사면(12b)에서 거의 반사되지 않고서 사용자에게 도달된다. 따라서, 도광판(12)의 출사면(12b)에서 반사되어 표시광의 휘도가 저하되는 것을 방지하고, 또 출사면(12b)에서 반사가 발생됨으로써 도광판(12)의 백화도 방지할 수 있기 때문에, 고휘도로 고콘트라스트의 표시를 얻을 수 있다.
(도광판의 제조방법)
다음으로, 상기 본 실시형태에 관한 도광판의 제조방법에 대해서 다음에 설명한다. 단, 본 발명에 관한 도광판은 다음에 나타내는 제조방법에 의해서만 제조할 수 있게 되는 것은 아니다.
도 1에 나타내는 도광판(12)은 금형을 사용한 사출 성형으로 제조할 수 있다. 즉, 도광판(12)을 형성하기 위한 금형의 캐비티부에서 도광판(12)의 출사면을 형성하는 벽면에 서브미크론 오더의 미세한 오목부 또는 볼록부가 배열 형성된 구성으로 하고 이 금형을 사용하여 사출 성형함으로써, 이 캐비티부의 요철 형상을 도광판의 출사면에 전사하여 도광판의 출사면에 반사방지층을 형성할 수 있다.
상기 캐비티부 벽면에 형성되는 요철 형상으로는 형성되는 오목부 또는 볼록부의 피치가 0.3㎛ 이하이고, 오목부 또는 볼록부가 지그재그 격자형상으로 배열된 형상으로 하는 것이 바람직하고, 도광판(12)의 측단면(12a)에 대응하는 캐비티부 벽면과 수직인 방향에 대한 상기 오목부 또는 볼록부의 실효 피치가 최소가 되도록 상기 오목부 또는 볼록부의 피치의 배열방향을 설정하는 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 상기 액정표시장치의 실시형태에서 서술한 바와 같이, 반사방지 효과가 더 크고 또한 착색되지 않은 도광판을 제조할 수 있다.
이와 같은 제조방법을 채택함으로써, 새로 공정을 추가하지 않고 매우 효율적으로 반사방지층을 구비한 도광판을 제조할 수 있다. 종래의 막형성법으로 반사방지층을 형성한 방법에 비해서도, 저렴하고 또한 단시간에 동등 이상의 반사방지 특성을 갖는 도광판을 제조할 수 있다.
본 실시형태에 관한 제조방법에 사용되는 금형의 반사방지층을 형성하기 위한 요철 형상은 예컨대, 금형의 벽면을 전자빔 묘획장치로 패터닝하고, 그 다음 에칭 처리함으로써 형성할 수 있다. 또한, 상기 방법에 한정되지 않고 금형의 캐비티부에 요철 형상을 구비한 스탬퍼를 배치함으로써, 도광판의 반사방지층을 형성할 수 있다. 이 반사방지층을 형성하기 위한 스탬퍼는 Ni 전주(電鑄) 등 공지된 방향에서 제조할 수 있다.
또한, 상기 금형에서 도광판(12)의 측단면(12a)에 대응하는 캐비티부 벽면에 상기와 동일한 미세한 요철 형상을 형성하면, 측단면(12a)에도 반사방지층이 형성된 도광판을 제조할 수 있다.
실시예
다음에, 실시예에 의해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
(실시예 1)
먼저, 도광판의 외형과 반대 요철의 캐비티부가 형성된 금형을 준비하고, 이 금형의 도광판 출사면에 대응하는 벽면에 전자빔 묘획장치를 사용하여 패터닝하고, 그 다음 에칭 처리함으로써, 상기 도광판 출사면에 대응하는 벽면에 다수의 오목부를 배열 형성하였다. 이 금형에 형성된 오목부는 지그재그 격자형상으로 배열하고, 피치는 0.25㎛으로 하며, 오목부의 깊이는 0.25㎛으로 하였다.
다음으로, 이 금형에 아크릴수지 재료를 주입하여 사출 성형하여 (W) 4O㎜×(L) 50㎜×(t) 0.8㎜의, 출사면에 반사방지층을 구비한 도광판을 제조하였다. 제조된 도광판의 출사면형상을 AFM(Atomic Force Microscopy)으로 측정한 결과, 높이가 0.23㎛∼0.24㎛인 미세한 볼록부가 0.25㎛ 피치로 지그재그 격자형상으로 균일하게 배열 형성되어 있음이 확인되었다.
다음으로, 얻어진 도광판의 출사면의 반사율을 측정하였다. 이 측정결과를 도 5에 나타낸다. 도 5 그래프에 나타내는 바와 같이 파장영역 400㎚∼700㎚ 범위에서 반사율이 0.5% 미만으로, 도광판의 출사면이 반사방지 기능을 갖고 있음이 확인되었다. 또, 출사면에 반사방지층을 형성하지 않는 것 이외에는 본 예에서 제조한 도광판과 동일한 구성을 구비한 도광판을 제조하고, 그 출사면의 반사율을 측정한 결과 반사율은 4∼5%였다.
(실시예 2)
다음으로, 도광판의 반사방지층을 구성하는 볼록부의 피치에 따른 반사방지 효과의 차이를 검증하기 위해서, 상기 실시예 1과 같은 제조방법으로 볼록부의 피치만 다른 3 종류의 도광판을 제조하였다. 구체적으로는 상기 캐비티부에 형성하는 오목부의 피치를 0.25㎛, 0.3㎛, 0.4㎛으로 한 3 종류의 금형을 준비하고, 이들 금형을 사용하여 사출 성형함으로써 3 종류의 도광판을 제조하였다.
수득된 도광판의 출사면 형상을 AFM으로 확인한 결과, 각각 볼록부의 피치는 0.25㎛, 0.3㎛, 0.4㎛로 형성되고, 볼록부의 높이는 어느 도광판도 0.25∼0.27㎛였다.
그리고, 상기에서 수득된 각 도광판의 짧은 변측의 측단면에, 양 가장자리에 백색 LED를 구비한 스틱 형상의 광원을 배치하고 프론트 라이트를 제조하였다.
다음으로, 상기 각 프론트 라이트를 점등시킨 상태에서 도광판의 상면(출사면과 반대측인 면)으로의 누설광을 측정하였다. 이 누설광 측정은 도광판의 법선방향을 0°로 하고 도광판 면내의 도광방향을 따라 광원이 배치된 측단면측으로의 경사 각도를 마이너스측, 이와 반대측으로의 경사 각도를 플러스측으로 하여 -30°∼30° 범위에서 누설광을 검출하기 위한 검출기를 이동시켜 측정하였다. 그 결과를 도 6 그래프에 나타낸다. 도 6 그래프의 가로축은 검출기의 각도를 나타내고, 세로축은 누설광의 휘도를 나타낸다.
도 6에 나타내는 바와 같이 볼록부의 피치가 0.25㎛, 0.3㎛로 된 도광판의 누설광은 볼록부의 피치가 0.4㎛로 된 도광판의 누설광보다 대폭 작아서 우수한 반사방지 효과를 얻을 수 있음이 확인되었다. 따라서, 볼록부의 피치가 0.3㎛ 이하로 된 도광판은 광원의 광을 효율적으로 도광판 출사면측으로 도입할 수 있음이 확인되었다. 또한, 도광판 상면측으로의 누설광이 적기 때문에, 액정패널의 전면에 배치한 경우에도 표시의 시인성이 저하되지 않고 고콘트라스트이며 고휘도의 우수한 표시품질을 얻을 수 있음이 시사된다.
다음으로, 상기 각 도광판의 누설광의 색도를 측정하였다. 측정은 상기 누설광의 측정과 동일하게 도광판 면내의 도광방향을 따라 검출기의 각도를 -30°∼30° 범위에서 변화시켜 실행하였다. 측정결과를 도 7에 나타낸다. 도 7은 xy 색도도이고, 그래프 중에 × 표시로 나타내는 점이 C 광원(백색)이다.
도 7에 나타내는 바와 같이 볼록부의 피치가 0.25㎛로 된 도광판과 0.3㎛로 된 도광판은 색도의 각도 의존성이 작고, 또한, C 광원 근방에 집중되어 있음을 알 수 있다. 요컨대, 액정패널의 전면에 프론트 라이트를 배치하여 액정표시장치를 구성한 경우에, 경사방향에서 관찰하더라도 표시의 착색이 없어 액정패널의 표시색 재현성이 높음이 시사된다. 또한, 볼록부의 피치가 0.25㎛로 된 도광판은, 색도의 분포가 작아서 착색이 더 작기 때문에, 색 재현성이 더 우수한 도광판이라 할 수 있다. 반면에, 볼록부의 피치가 0.4㎛로 된 도광판에서는, 색도가 C 광원에서 크게 떨어져 있고 또한 색도의 분포도 크기 때문에, 누설광이 착색되고 또 그 색도 각도에 따라 다르므로, 상기 피치를 작게 한 도광판보다 색 재현성이 떨어지는 것으로 생각된다.
(실시예 3)
다음으로, 도광판의 반사방지층의 볼록부의 배열에 의한 효과를 검증하기 위해서, 볼록부의 배열만 다른 2 종류의 도광판을 제조하였다.
먼저, 캐비티부 벽면에 정방 격자형상으로 오목부를 배열 형성한 금형과 지그재그 격자형상으로 오목부를 배열 형성한 금형을 준비하였다. 어떤 금형에서도 오목부의 피치는 0.3㎛으로 하고, 오목부의 깊이는 0.3㎛으로 하였다. 이어서, 각각의 금형을 사용한 사출 성형으로 도광판을 제조하였다. 수득된 도광판의 출사면 형상을 AFM으로 측정한 결과, 형성된 볼록부는 각각 정방 격자형상, 지그재그 격자형상으로 배열되어 있고, 어떤 도광판도 피치가 0.3㎛이고 높이가 0.27∼0.29㎛인 미세한 볼록부가 배열 형성되었다.
다음으로, 상기에서 제조된 각 도광판의 측단면에 스틱 형상의 광원을 배치하여 프론트 라이트를 구성하고, 이들 프론트 라이트를 점등시킨 상태에서 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 누설광의 색도를 측정하였다. 그 결과를 도 8에 나타낸다. 도 8에 나타내는 바와 같이 지그재그 격자형상으로 볼록부가 배열 형성된 도광판은, 정방 격자형상으로 볼록부가 배열된 도광판보다 색도의 분포가 작고 또한 C 광원 근방에 집중되어 있어 보다 적은 착색이 확인되었다. 정방 격자형상으로 볼록부가 배열된 도광판은 측정 각도가 큰 경우에, 색도가 C 광원으로부터 떨어져 있는 경향이 있기 때문에, 도광판의 정면에서 본 경우에는 착색이 적지만, 경사방향에서 관찰했을 때에 착색이 약간 커져 표시색이 약간 변화되는 것이 시사된다.
(실시예 4)
다음으로, 도광판의 주도광방향과 반사방지층의 볼록부의 배열방향의 관계가 도광판의 반사방지 특성에 주는 영향을 검증하기 위해서, 반사방지층을 구성하는 볼록부의 배열방향을 바꾼 2 종류의 도광판을 상기 실시예 1과 동일한 제조방법으로 제조하였다. 각 도광판의 볼록부의 피치는 0.25㎛로 동일하게 하고, 볼록부의 높이도 0.23∼0.24㎛로 거의 동일하게 하였다.
각각의 도광판의 볼록부의 배열방향은 각각 볼록부의 배열방향이 도광판의 주도광방향과 평행해지도록 형성한 것과, 볼록부의 배열방향이 도광판의 주도광방향과 직교하도록 형성한 것을 제조하였다. 전자는 도광판의 주도광방향에서의 실효 피치가 0.125㎛이고, 후자의 실효 피치는 0.217㎛ 이다. 즉, 전자의 배열에서는 도광판의 주도광방향에서 실효 피치가 최소가 되도록 반사방지층의 볼록부가 배열되어 있다.
다음으로, 상기에서 수득된 2 종류의 도광판의 측단면에 스틱 형상의 광원을 배치하여 프론트 라이트를 구성하고, 이들 프론트 라이트를 점등시킨 상태에서 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 색도를 측정하였다. 그 결과를 도 9에 나타낸다. 도 9의 색도도에 나타내는 바와 같이 반사방지층의 실효 피치가 0.125㎛로 된 도광판은, 반사방지층의 실효 피치가 0.217㎛로 된 도광판과 비교하여 색도의 분포가 C 광원 근방에 집중되어 있어 착색이 작고, 경사방향에서 관찰한 경우의 색도의 변화도 작은 것이 확인되었다. 한편, 실효 피치가 0.217㎛로 된 도광판은 정면에서 관찰한 경우에는 색도가 C 광원 근방에 있어 착색이 작지만, 경사방향에서 관찰한 경우에 착색이 커졌다.
다음으로, 상기 2 종류의 도광판에 대해서 도광판의 주도광방향과 직교하는 방향으로 측정 각도를 변화시켜 색도를 측정하였다. 요컨대, 도광판의 측단면과 평행한 방향에서의 누설광의 각도 의존성을 검증하였다. 측정 각도는 -30°∼30°로 하였다. 그 측정결과를 도 10에 나타낸다. 이 도면에 나타내는 바와 같이 도광판 측단면과 평행한 방향에서는, 상기 주도광방향의 측정과는 반대로 도광판의 주도광방향에서의 실효 피치가 최소가 된 도광판의 색도 분포가 실효 피치가 0.217㎛로 된 도광판보다 커졌다. 이것은 도광판의 측단면과 평행한 방향의 누설광은 주도광방향에 대하여 수직으로 가까운 방향으로 입사된 광의 반사광이고, 이 광에 대해서는 실효 피치가 0.217㎛인 것이 진행되는 광과 직교하는 형상의 피치가 작아지기 때문으로 생각되는데, 액정패널과 조합한 경우에는 관찰자가 관찰하여 상하방향의 색도 분포가 작은 것이 중요하고, 좌우방향에서의 색도 분포는 실용상 잘 문제되지 않기 때문에, 스틱 형상의 광원을 관찰자가 관찰하여 도광판의 상단부 또는 하단부에 배치하는 용도에서는 실효 피치가 최소가 된 도광판을 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같이 볼록부의 실효 피치를 도광판의 주도광방향에서 작게 함으로써, 누설광의 착색을 억제할 수 있음이 확인되었다. 또한, 도 9 및 도 10에 나타내는 결과로부터 반사방지층의 실효 피치가 0.15㎛ 이하이면 색도를 C 광원 근방에 거의 집중시킬 수 있을 것으로 생각되지만, 정방 격자형상으로 0.15㎛ 이하의 피치로 볼록부를 배열 형성하는 것은 어렵기 때문에 본 발명의 도광판과 같이 지그재그 격자형상으로 볼록부를 배열시킴으로써, 볼록부의 피치가 보다 작은 것과 동등한 특성을 얻을 수 있는 것은 제조나 비용 면에서 매우 유효하다고 할 수 있다.
(실시예 5)
다음으로, 종래의 다층막 구조의 반사방지층과 본 발명에 관한 반사방지층을 비교하기 위해서, 비교 시료로서 종래의 구성을 갖는 도광판을 제조하였다. 구체적으로는 출사면에 요철 형상이 형성되어 있지 않은 도광판을 사출 성형으로 제조하고, 이 도광판의 출사면 상에 진공증착으로 SiO2층과 TiO2층이 교대로 주기적으로 적층된 반사방지층을 형성하였다. 그리고, 이 도광판의 측단면에 스틱 형상의 광원을 배치하여 비교용 프론트 라이트로 하였다.
상기 비교용 프론트 라이트를 점등시킨 상태에서 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 색도를 측정하였다. 측정결과를 도 11의 색도도에 나타낸다. 또한, 도 11에는 비교하기 위해 상기 실시예 2에서 제조된 반사방지층의 볼록부 피치가 0.25㎛인 도광판의 색도를 측정한 결과를 병기한다. 이 도면에 나타내는 바와 같이 종래의 반사방지층이 형성된 비교용 프론트 라이트는 색도의 분포가 크고, 관찰 각도에 따라 누설광이 착색되어, 액정패널과 조합한 경우에는 경사방향에서의 색 재현성이 크게 저하되는 것이 시사된다. 따라서, 본 발명에 관한 도광판과 액정패널을 조합함으로써, 종래보다 시야각이 넓은 액정표시장치를 실현할 수 있음이 확인되었다.
이상으로 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명의 도광판은 광원으로부터의 광을 측단면에서 도입하여 내부를 전파하는 상기 광을 출사면에서 출사시키는 구조를 구비하고, 상기 출사면에 서브미크론 오더의 미세한 오목부 또는 볼록부가 격자형상으로 배열 형성된 반사방지층을 구비함으로써, 도광판 내부를 전파하는 광을 보다 효율적으로 출사면에서 출사시킬 수 있어, 광원의 이용 효율이 높고 고휘도의 조명장치를 구성할 수 있다.
또, 본 발명에 관한 도광판에서 상기 미세한 오목부 또는 볼록부가 지그재그 격자형상으로 배열된 구성으로 하면, 정방 격자형상으로 상기 오목부 또는 볼록부를 배열한 경우에 비해 보다 고밀도로 오목부 또는 볼록부를 배치할 수 있기 때문에, 실효적인 배열 피치를 작게 할 수 있어, 반사방지 효과를 높이는 동시에 이 반사방지층을 투과하는 광 또는 반사되는 광의 착색을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 도광판에서 상기 지그재그 배열로 형성된 오목부 또는 볼록부의 배열방향이 이 도광판 면내의 주도광방향으로의 오목부 또는 볼록부의 실효 피치가 최소가 되는 방향으로 하면, 더 우수한 반사방지 효과를 얻을 수 있다.
다음으로, 본 발명에 관한 도광판의 제조방법은 광원으로부터의 광을 측단면에서 도입하여 내부를 전파하는 상기 광을 출사면에서 출사시키는 구조를 갖는 도광판을 금형을 사용한 사출 성형으로 제조하는 방법으로서,
상기 도광판을 형성하기 위한 캐비티부의 도광판 출사면에 대응하는 벽면에, 서브미크론 오더의 미세한 오목부 또는 볼록부가 격자형상으로 배열 형성된 금형을 사용하여 상기 미세한 오목부 또는 볼록부의 형상을 사출 성형시에 도광판에 전사하는 구성으로 함으로써, 도광판의 사출 성형시에 동시에 도광판의 출사면에 반사방지층을 형성할 수 있기 때문에, 제조효율이 매우 우수하며 쉽고 저렴한 가격으로 도광판을 제조할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 관한 조명장치는 상기 본 발명의 도광판을 구비하여 구성됨으로써, 광원에서 도광판으로 도입된 광을 효율적으로 도광판의 출사면에서 출사시킬 수 있다. 그럼으로써, 광원의 이용 효율이 높고 고휘도의 조명장치로 된다.
다음으로, 본 발명에 관한 액정표시장치는 앞에 기재된 조명장치를 액정패널 의 전면측에 구비함으로써, 액정패널로부터의 반사광이 조명장치의 도광판 하면에서 반사되어 감쇠되는 것을 방지하여 고휘도로 표시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태인 액정표시장치의 사시 구성도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 액정표시장치의 단면 구성도이다.
도 3은 도 2에 나타내는 반사방지층의 표면형상을 모식적으로 나타내는 사시 구성도이다.
도 4는 도 3에 나타내는 반사방지층의 볼록부의 배열예를 나타내는 설명도로, 도 4a는 정방 격자형상으로 배열한 예, 도 4b는 지그재그 격자형상으로 배열한 예이다.
도 5는 실시예 1의 도광판의 반사율 측정결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 실시예 2의 도광판의 누설광의 휘도 측정결과를 나타내는 그래프이다.
도 7은 실시예 2의 도광판의 누설광의 색도 측정결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은 실시예 3의 도광판의 누설광의 색도 측정결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 실시예 4의 도광판의 누설광의 색도 측정결과를 나타내는 그래프이다.
도 10은 실시예 4의 도광판의 누설광의 색도 측정결과를 나타내는 그래프이다.
도 11은 실시예 5의 도광판의 누설광의 색도 측정결과를 나타내는 그래프이다.
도 12는 종래의 구성을 갖는 도광판을 구비한 액정표시장치의 단면 구성도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
10: 프론트 라이트 12: 도광판
13: 광원 14a: 완만한 경사면부
14b: 급한 경사면부 17: 반사방지층
7: 볼록부 20: 액정패널
30: 몰드

Claims (9)

  1. 광원으로부터의 광을 측단면으로부터 도입하고, 내부를 전파하는 상기 광을 출사면으로부터 출사시키는 구조를 구비하고,
    상기 출사면에, 피치가 서브미크론 오더인 미세한 오목부 또는 볼록부가 격자 형상으로 배열 형성된 반사방지층을 구비한 것을 특징으로 하는 도광판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배열 형성된 미세한 오목부 또는 볼록부의 피치가 0.3㎛ 이하로 된 것을 특징으로 하는 도광판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 미세한 오목부 또는 볼록부가 지그재그 격자 형상으로 배열된 것을 특징으로 하는 도광판.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 지그재그 배열로 형성된 오목부 또는 볼록부의 배열방향이, 당해 도광판의 면내에서의 주도광(主導光) 방향으로의 오목부 또는 볼록부의 실효 피치가 최소로 되는 방향으로 된 것을 특징으로 하는 도광판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판 면내에서의 주도광 방향으로의 오목부 또는 볼록부의 실효 피치가 0.15㎛ 이하로 된 것을 특징으로 하는 도광판.
  6. 광원으로부터의 광을 측단면으로부터 도입하고, 내부를 전파하는 상기 광을 출사면으로부터 출사시키는 구조를 갖는 도광판을 금형을 사용한 사출 성형에 의해 제조하는 방법으로서,
    상기 도광판을 형성하기 위한 캐비티부의 도광판 출사면에 대응하는 벽면에, 피치가 서브미크론 오더인 미세한 오목부 또는 볼록부가 격자 형상으로 배열 형성된 금형을 사용하여, 상기 미세한 오목부 또는 볼록부의 형상을, 사출 성형시에 도광판에 전사하는 것을 특징으로 하는 도광판의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 도광판 출사면에 대응하는 캐비티부 벽면에, 0.3㎛ 이하의 피치이고, 지그재그 격자 형상으로 미세한 오목부 또는 볼록부가 배열 형성된 금형을 사용하는 것을 특징으로 하는 도광판의 제조방법.
  8. 제 1 항에 기재된 도광판과, 이 도광판의 측단면에 배치된 광원을 구비한 것을 특징으로 하는 조명장치.
  9. 제 8 항에 기재된 조명장치를, 액정패널의 전면측에 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200408836A (en) * 2002-11-29 2004-06-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Light guide plate and lightsource system with it
US6888676B2 (en) * 2003-03-20 2005-05-03 Nokia Corporation Method of making polarizer and antireflection microstructure for mobile phone display and window
TWI269699B (en) * 2003-06-03 2007-01-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd A method for making a molding die and a light guide plate
US20040257484A1 (en) * 2003-06-18 2004-12-23 Alps Electric Co., Ltd. Illumination device, tablet, and liquid crystal display
KR100931675B1 (ko) * 2003-07-02 2009-12-16 삼성전자주식회사 확산 반사필름을 갖는 백라이트 어셈블리
JP2005135899A (ja) * 2003-10-06 2005-05-26 Omron Corp 面光源装置及び表示装置
JP4020397B2 (ja) * 2004-06-14 2007-12-12 惠次 飯村 点光源を用いた面光源
JP4350009B2 (ja) * 2004-08-31 2009-10-21 アルプス電気株式会社 面発光装置及び液晶表示装置
JP4585481B2 (ja) * 2006-04-28 2010-11-24 株式会社 日立ディスプレイズ Ledバックライト及びそれを用いた液晶表示装置
CN101930085B (zh) * 2008-02-27 2012-10-03 索尼株式会社 防反射用光学元件以及原盘的制造方法
KR100947243B1 (ko) * 2008-06-27 2010-03-11 주식회사 코아옵틱스 모바일 중첩형 키패드용 도광판
DE102008048751A1 (de) * 2008-09-25 2010-04-01 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Leuchte für Kraftfahrzeuge
KR101529579B1 (ko) * 2008-11-13 2015-06-19 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 어셈블리, 그를 포함하는 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법
US20120060913A1 (en) * 2010-09-13 2012-03-15 California Institute Of Technology Whispering gallery solar cells
WO2013052319A1 (en) 2011-10-05 2013-04-11 3M Innovative Properties Company Microstructured transfer tapes
JP5221734B2 (ja) * 2011-10-21 2013-06-26 株式会社片岡製作所 加工機
US9709725B2 (en) * 2013-03-15 2017-07-18 Cree, Inc. Luminaire utilizing waveguide
TWI618966B (zh) * 2013-10-14 2018-03-21 元太科技工業股份有限公司 反射式顯示裝置與反射式顯示裝置的製作方法
KR101764581B1 (ko) 2015-09-23 2017-08-10 청운대학교산학협력단 내지문·내반사 필름 코팅제 제조방법
DE102015122768A1 (de) * 2015-12-23 2017-06-29 Temicon Gmbh Plattenförmiges optisches Element zur Auskopplung von Licht
KR20190017951A (ko) * 2016-06-10 2019-02-20 코닝 인코포레이티드 미세 구조화되고 패터닝된 도광판들 및 이를 포함하는 장치들
US11022745B2 (en) * 2016-12-29 2021-06-01 Corning Incorporated Microstructured and patterned light guide plates and devices comprising the same
FI129167B (en) 2017-12-22 2021-08-31 Dispelix Oy Interference-free waveguide display
TWI696855B (zh) * 2019-08-30 2020-06-21 達運精密工業股份有限公司 背光模組以及導光板的製作方法
CN112731583B (zh) * 2021-02-09 2022-09-02 捷开通讯(深圳)有限公司 前置导光模组

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07101801B2 (ja) 1989-08-09 1995-11-01 三菱電機株式会社 ローデットライン形移相器
FR2772302B1 (fr) * 1997-12-11 2000-01-21 Essilor Int Procede d'obtention d'une lentille ophtalmique comportant une microstructure utilitaire en surface et lentilles ophtalmiques ainsi obtenues
AU7638600A (en) * 1999-10-19 2001-04-30 Rolic Ag Topologically structured polymer coating
JP2001141931A (ja) * 1999-11-10 2001-05-25 Nitto Denko Corp 導光板、面光源装置及び反射型液晶表示装置
US6570710B1 (en) * 1999-11-12 2003-05-27 Reflexite Corporation Subwavelength optical microstructure light collimating films

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US20030123244A1 (en) 2003-07-03
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CN1430090A (zh) 2003-07-16
US6808282B2 (en) 2004-10-26

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