KR100765663B1 - 면 광원 장치 및 반사형 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따라, 상면, 하면 및 입사 측면을 포함하고, 상기 입사 측면상에 입사하는 광이 광 출력 수단을 통해 하면으로부터 방출되면서 하면상에 입사하는 광이 상면을 통해 투과되도록 상면에 형성된 광 출력 수단을 포함하는 도광판(light pipe); 및 상기 입사 측면의 세로 길이보다 긴 유효 발광 영역을 갖는, 상기 도광판의 입사 측면상에 배치된 선형 광원을 포함하는 면 광원 장치(plane light source unit)가 제공된다. 도광판의 하면 상에 생성된 정보광은 도광판의 상면을 통해 투과되어 가시화 된다. 추가로 본 발명에 따라, 액정 셀이 상기 언급된 면 광원 장치의 하면 상에 배치되고, 상기 액정 셀이 반사층을 포함하는 반사형 액정 표시 장치가 제공된다.

Description

면 광원 장치 및 반사형 액정 표시 장치{PLANE LIGHT SOURCE UNIT AND REFLECTION TYPE LIQUID-CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도 1은 반사형 액정 표시 장치의 예를 나타내는 측면도이다.
도 2는 도광판의 프리즘 형상 요철의 측면도이다.
도 3은 선형 광원의 배치예를 나타내는 도이다.
도 4는 선형 광원의 다른 배치예를 나타내는 도이다.
본 발명은, 광의 이용 효율이 우수하고 휘도가 우수하고 보는 것이 용이한 반사형 액정 표시 장치를 형성할 수 있는 면 광원 장치에 관한 것이다.
반사형 액정 표시 장치가 어두운 장소 등에서 보일 수 있도록 하는 면 광원 장치가 크게 요구되고 있다. 이런 상황에서, 본 발명의 발명자는 투과형 액정 표시 장치에 사용되는 백-라이트(back-light) 유형의 면 광원 장치를 액정 셀(cell)의 시인(視認) 측에 배치하는 프론트-라이트(front-light) 시스템의 적용을 시험하였다. 이러한 백-라이트 유형의 면 광원 장치는 측면상에 입사하는 광을 광 출력 수단을 통하여 상면 및 하면 중 하나로부터 방출시키는 광 출력 수단과 함께 제공되는 도광판을 사용한다. 프론트-라이트 시스템에서, 표시의 내용은 도광판을 통해 보인다.
그러나, 이러한 백-라이트 유형의 도광판을 사용하는 종래 기술의 면 광원 장치에서는, 면 광원 장치 점등시의 콘트라스트(contrast) 부족 및 소등시의 휘도 부족 뿐만 아니라, 도광판을 통한 표시상의 현저한 혼란으로 인한 명료성의 부족으로 인해 면 광원 장치를 실제로 사용하는 것은 어렵다는 문제점이 있었다. 이러한 콘트라스트의 부족 및 표시의 혼란은 주로 확산층 등을 통한 표시 광의 산란에 의해 유발되었다.
상기를 고려하여, 본 발명의 발명자들은 산란된 광의 생성을 억제할 수 있는 면 광원 장치를 제조하고, 상기 면 광원 장치를 프론트-라이트 시스템에 적용함으로써 콘트라스트의 부족 및 표시의 혼란을 방지하려고 노력하였다. 그러나, 이 경우에는 광의 산란으로 인해 휘도 평준화의 효과가 손실되기 때문에 면 광원에서 명암차가 발생하였다. 따라서, 암부가 형성되어 표시상의 부분적인 누락의 문제를 유발시킴이 밝혀졌다.
본 발명의 목적은 면 광원 장치의 소등 및 점등시에 시인에 있어서 콘트라스트가 우수하고, 표시의 휘도가 우수하며, 도광판을 통한 표시상의 혼란의 방지로 인해 명료성이 우수하고, 표시상의 부분적인 누락을 발생시키지 않는 반사형 액정 표시 장치를 형성할 수 있고 프론트-라이트 시스템에 적용시킬 수 있는 면 광원 장치를 개발하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 상면, 하면 및 입사 측면을 포함하고, 상기 입사 측면상에 입사하는 광이 광 출력 수단을 통해 하면으로부터 방출되면서 하면상에 입사하는 광이 상면을 통해 투과되도록 상면에 형성된 광 출력 수단을 포함하는 도광판; 및 입사 측면의 세로 길이보다 긴 유효 발광 영역을 갖는, 상기 도광판의 입사 측면상에 배치된 선형 광원을 포함하는 면 광원 장치가 제공되고, 이 때 도광판의 하면 상에서 생성된 정보광은 도광판의 상면을 통해 투과되어 볼 수 있게 된다.
본 발명의 다른 양태에 따라, 반사층을 포함하는 액정 셀이 상기 언급된 면 광원 장치의 하면 상에 배치된 반사형 액정 표시 장치가 제공된다.
본 발명에 따라, 광 이용 효율이 우수하고 휘도의 균일성이 우수한, 프론트-라이트 시스템을 위한 면 광원 장치가 수득될 수 있다. 따라서, 면 광원 장치의 소등 및 점등시에 시인에 있어서 콘트라스트가 우수하고, 표시의 휘도가 우수하며, 도광판을 통한 표시상의 혼란의 방지로 인해 명료성이 우수하고, 표시상의 부분적인 누락의 문제를 억제하여 표시의 품질이 우수한 반사형 액정 표시 장치를 수득할 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점은 첨부된 도면과 연계하여 기재된 바람직한 양태의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명에 따른 면 광원 장치는 상면, 하면 및 입사 측면을 포함하고, 상기 입사 측면상에 입사하는 광이 광 출력 수단을 통해 하면으로부터 방출되면서 하면상에 입사하는 광이 상면을 통해 투과되도록 상면에 형성된 광 출력 수단을 포함하는 도광판; 및 입사 측면의 세로 길이보다 긴 유효 발광 영역을 갖는, 상기 도광판의 입사 측면상에 배치된 선형 광원을 포함하고, 이 때 도광판의 하면 상에서 생성된 정보광은 도광판의 상면을 통해 투과되어 볼 수 있게 된다.
도 1은 면 광원 장치(1)의 예를 나타낸다. 도 1에서, 참조 번호 11은 도광판이고 참조 번호 12는 선형 광원이다. 또한, 도 1은 면 광원 장치(1)가 반사형 액정 표시 장치에 적용되는 경우를 나타낸다. 참조 번호 2는 액정 표시 패널이고 참조 번호 21은 반사층이다.
사용되는 도광판은 입사 측면에 입사하는 광이 상면에 형성된 광 출력 수단을 통해 하면으로부터 방출되는 판이다. 일반적으로, 도광판은 도 1에 나타낸 바와 같이, 상면(11a), 상기 상면(11a)에 대면한 하면(11b) 및 상기 상면(11a)과 하면(11b) 사이의 대향 측면 중 하나인 입사 측면(11c)을 갖는 판 형상의 부재에 의해 구성된다. 판 형상의 부재는 도 1에 예시된 균일-두께 유형일 수 있거나 입사 측면에 대향하는 반대 말단측(11d)이 입사 측면보다 더 얇도록 설정된 쐐기형 등의 형태일 수 있다. 반대 말단측의 두께 감소는 중량의 감소 및 입사 측면으로부터 상면의 광 출력 수단으로의 광의 도입 효율의 개선 면에서 유리하다.
도광판의 상면에 형성된 광 출력 수단은 상기 언급된 광의 출력 특징을 나타내는 적합한 물질로 구성될 수 있다. 입사 측면에 입사하는 광이 상면을 통해 하면으로부터 효과적이면서 양호한 지향성을 갖고 방출되고, 하면에 입사하는 광이 어떠한 산란 없이 효과적으로 상면을 통해 투과된다는 점에서, 입사 측면을 마주보는 경사면을 갖는 광 출력 수단을 제공하는 것이 바람직하다. 하면의 기준판에 대하여 30 내지 45도 범위의 경사각을 갖는 경사면과 10도 이하의 경사각을 갖는 평탄면의 조합으로 각각 구성된 반복 구조의 요철을 갖는 광 출력 수단을 제공하는 것이 특히 바람직하다.
반복 구조의 요철은 각각 동일한 측면을 갖는 볼록부 또는 오목부로 구성될 수 있다. 그러나, 광 이용 효율 면, 및 하면으로부터 방출되는 광이 반사층에 의해 반전되어 양호한 지향성을 갖고 정면(수직) 방향으로 상면을 통해 방출된다는 점에서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 하면(11b)에 평행한 기준판(11e)에 대하여 30 내지 45도 범위의 경사각으로 반대 말단측(11d)을 향하여 입사 측면(11c)으로부터 경사진 단측면(11a1)(θ1), 및 0 내지 10도 범위의 경사각을 갖는 장측면(11a2)(θ2)의 조합으로 각각 구성되는 프리즘 형상의 요철로 구성된 반복 구조가 특히 바람직하다. 또한, 볼록부와 오목부 사이의 구별은 이들을 형성하기 위해 단측면과 장측면을 판에 연결하는 선을 기준으로 한다. 즉, 볼록부와 오목부 사이의 구별은 단측면과 장측면 사이의 교점(꼭지점)이 상기 선으로부터 돌출되었지(볼록해졌는지) 또는 선으로부터 눌렸는지(오목해졌는지)에 대한 사실로부터 판단된다.
프리즘 형상의 요철에서, 단측면(11a1)은 측면에 입사하는 광 중 단측면에 제공되는 광의 일부를 반사하여 반사된 광을 하면(11b)으로 공급하는 역할을 수행한다. 이 경우, 단측면의 경사각(θ1)은 30 내지 45도의 범위로 설정되어, 전송광이 하면에 대해 수직으로 반사될 수 있다. 따라서, 도 1에 나타낸 바와 같이 정면 지향성이 우수한 출력광(조명광)이 반사층(21)을 통해 효과적으로 수득될 수 있다. 그러므로, 밝은 표시가 수득될 수 있다.
정면 지향성 등의 관점에서, 도광판의 내부에서 전송되는 광의 스넬(Snell) 법칙에 따른 굴절에 기초하는 전반사 조건이, 예를 들면 굴절 지수 1.5에서는 ±41.8도임을 고려하여, 단측면의 바람직한 경사각(θ1)은 32 내지 44도의 범위, 특히 33 내지 43도의 범위, 더욱 특히 35 내지 42도의 범위이다. 또한, 전반사 조건을 만족시키지 않으면 단측면을 통해 투과되는 광의 일부는 누출광을 형성한다. 누출광은 정면 방향에 대해 60도 이상의 각으로 방출되기 때문에 정면 방향에 인접한 방향에서의 시인에 영향을 거의 미치지 않는다. 경사각(θ1)이 45도보다 크면, 상면(11a)으로부터의 광의 누출은 증가하는 경향이 있기 때문에 광 이용 효율면에서 불리하다.
다른 한편으로, 장측면(11a2)은, 장측면에 입사하는 전송광을 반사하여 단측면에 공급하고 상기 단측면으로부터의 반사광을 반사층(21)을 통해 반전시켜 상면(11a)으로부터 투과시키는 것; 및 반사 모드에서의 외광을 입사시켜 외광을 반사층(21)을 통해 반사시키고 상면(11a)으로부터 투과시키는 것을 목적으로 한다. 하면의 기준판에 대하여 장측면의 경사각(θ2)이 0 내지 10도의 범위인 것이 바람직하다.
장측면의 경사각(θ2)이 0도(수평)일 수 있음에도 불구하고, 0도보다 크도록 각을 설정하면 장측면에 입사하는 전송광이 반사되어 단측면에 공급되는 경우에 전송광을 평행광이 되게 할 수 있다. 이런 경우, 단측면을 통해 반사된 광의 지향성이 개선되어 표시에 유리할 수 있다. 다른 한편으로, 경사각이 10도를 초과하면, 장측면에 대한 광의 입사률이 저하된다. 결과적으로, 반대 말단측으로의 광의 공급이 부족하여 발광이 불균일화 되기 쉽다. 또한, 굴절에 의한 광로 변경도 커져서, 정면 방향의 광량이 감소되어 표시에 불리하게 된다. 또한, 도광판의 단면 형상에서도 반대 말단측의 박형화가 곤란해진다. 따라서, 프리즘 형상의 요철에 입사하는 광량도 감소하고 발광 효율도 저하하기 쉽다.
전송광의 평행화에 의한 출력광의 집광화 및 정면 방향의 광량 증가, 누출광의 억제 등의 상기 성능 등의 면에서, 장측면의 바람직한 경사각(θ2)은 8도 이하, 특히 5도 이하이다. 상기 기재된 바와 같은 단측면 및 장측면의 경사각을 조절함으로써 출력광에서 지향성을 제공할 수 있다. 따라서, 하면에 대해 수직 방향 또는 수직 방향에 근접한 각도의 방향으로 발광하는 것이 가능하게 된다.
도광판의 장측면을 통한 표시상의 시인성 등의 점에서, 바람직한 장측면은 상기 장측면 사이의 경사각(θ2)의 각도차를 도광판의 전체에서 5도 이하, 특히 4도 이하, 더욱 특히 3도 이하로 한 것이고, 인접한 장측면 사이의 경사각(θ2)의 차를 1도 이하, 특히 0.3도 이하, 더욱 특히 0.1도 이하로 한 것이다. 따라서, 광이 투과하는 장측면 사이의 경사각(θ2)의 차이가 표시상에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 장측면의 투과 각도의 편향이 장소에 따라 크게 상이하면 부자연스러운 표시상이 되기 쉽다. 특히, 근접 화소의 근방에서 투과상의 편향차가 크면 표시상이 현저하게 부자연스럽게 되기 쉽다.
상기한 경사각(θ2)의 각도차는 장측면의 경사각이 상기한 바와 같이 10도 이하인 것을 전제로 결정된다. 즉, 각도의 차이는 장측면을 투과한 광의 굴절에 의한 표시상의 편향을 억제하여 작은 경사각(θ2)을 허용치 내로 함을 전제로 결정된다. 이는 관찰점을 수직 방향 근방에 설정하여 최적화한 액정 표시 장치의 최적 시인 방향을 변화시키지 않음을 목적으로 한다. 표시상이 편향되면 최적 시인 방향이 수직 방향 근방으로부터 어긋나게 된다. 또한, 표시상의 편향이 크면 시인 방향이 도광판 상면으로부터의 누출하는 광의 출력 방향에 인접하게 되어 시인 방향에 대한 콘트라스트의 저하와 같은 영향을 쉽게 받을 수 있다. 또한, 장측면의 경사각(θ2)을 10도 이하로 하는 조건은 투과광의 분산 영향이 무시할 수 있는 정도로 억제되는 조건을 포함한다.
밝은 표시상을 수득하는 점에서는, 외광의 입사 효율에서 우수하고, 액정 셀을 통한 표시상의 투과율 또는 출력 효율이 우수한 것이 바람직하다. 상기 관점으로부터, 하면의 기준 평면에 대하여 장측면을 투영한 면적이 단측면의 투영 면적의 5배 이상, 특히 10배 이상, 더욱 특히 15배 이상인 프리즘 형상의 요철로서 도광판의 상면을 제공하는 것이 바람직하다. 따라서, 액정 셀을 통해 수득된 표시상의 대부분을 장측면으로 투과시킬 수 있다.
또한, 액정 셀을 통한 표시상의 투과에 있어서, 단측면에 입사한 표시상은 입사 측면상에서 반사되어 상면을 통해 방출되지 않거나, 하면에 대한 법선을 기준으로 장측면을 통해 투과되는 표시상과는 반대쪽의 크게 상이한 방향으로 편향되어 방출된다. 따라서, 단측면에 입사한 표시상은 장측면을 통해 투과되는 표시상에 영향을 미치지 않게 된다. 따라서, 표시광의 투과 부족으로 인한 부자연스러운 표시의 방지라는 점 등에 의해, 바람직하게는 화소와 단측면이 겹치는 면적을 작게 하여 장측면을 통한 광 투과율을 충분하게 한다.
일반적으로는, 액정 셀의 화소 피치(pitch)는 100 내지 300㎛의 범위인 것을 고려한 경우, 상기 관점에서 각 단측면은 하면의 기준 평면에 대한 그의 투영폭에 기초하여 40㎛ 이하가 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 단측면의 투영 면적이 작아질수록 그의 형성을 위해서 고도의 기술이 필요하게 된다. 프리즘 형상 요철의 꼭지점이 일정 이상의 곡률 반경으로 둥글게 된다면, 산란 효과가 나타나서 표시상의 혼란의 원인이 되기 쉽다. 또한, 일반적으로 형광관의 코히어런스(coherence) 길이가 약 20㎛ 정도로 설정되기 때문에, 단측면의 투영폭이 작아지게 되면 회절로 인한 표시 품질의 저하를 유발하기 쉽다. 따라서, 특히 바람직한 단측면의 투영 면적은 1 내지 20㎛, 더욱 특히 5 내지 15㎛이다.
상기 언급된 관점으로부터, 인접한 단측면 간격은 큰 것이 바람직하다. 그러나, 한편으로 단측면은 상기한 바와 같이 입사광을 측면 상에 실질적으로 출력하기 때문에, 그 사이의 간격이 너무 넓어지면, 점등시의 조명이 빈약해져서 표시가 부자연스럽게 될 수 있다. 이를 감안한 경우, 도 2에 나타낸 바와 같은 프리즘 형상의 요철의 반복 피치 P는 50㎛ 내지 1.0mm의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한, 피치는 일정할 수 있거나, 랜덤 피치, 또는 소정 수의 피치 단위를 랜덤 또는 규칙 조합시킨 것과 같이 불규칙일 수 있다.
프리즘 형상의 요철로 이루어진 광 출력 수단의 경우, 광 출력 수단과 액정 셀의 화소 사이의 간섭으로 인해 물결 무늬(moire)가 생성될 수 있다. 물결 무늬는 프리즘 형상의 요철의 피치 조절로 방지될 수 있지만, 프리즘 형상 요철의 피치는 상기 한 바와 같은 바람직한 범위를 갖는다. 따라서, 그의 피치 범위에서 물결 무늬가 생기는 경우의 해결책이 논의의 대상이 된다.
본 발명에 따라, 바람직하게는 도 3에 나타낸 바와 같은 방법이 물결 무늬를 방지하기 위해 사용된다. 즉, 이러한 방법에서는 프리즘 형상 요철이 화소에 대하여 교차 상태로 배치될 수 있도록 프리즘 형상의 요철을 입사 측면(11c)의 기준 평면에 대하여 경사지게(θ) 형성한다. 그 경우, 경사각(θ)이 지나치게 크면 단측면을 통한 반사에서 편향을 발생시킨다. 결과적으로 출력 광의 방향에서 큰 편차가 발생한다. 따라서, 도광판의 광 전송 방향에서 발광 강도의 이방성이 크게 되어 광 이용 효율도 저하된다. 이는 표시 품질 저하의 원인이 되기 쉽다.
상기 언급한 관점으로부터, 입사 측면의 기준 평면에 대한 프리즘 형상 요철의 배치 방향, 즉 프리즘 형상 요철의 각각의 능선(ridgeline) 방향의 경사각(θ)은 바람직하게 ±30도의 범위, 특히 ±28도의 범위, 더욱 특히 ±25도의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한, ±의 부호는 입사 측면을 기준으로 한 경사의 방향을 의미한다. 액정 셀의 해상도가 낮아서 물결 무늬가 생성되지 않거나 물결 무늬가 무시될 정도인 경우에는, 도 4에 예시한 바와 같이 프리즘 형상의 요철은 입사 측면에 평행하도록 배치되는 것이 바람직하다(θ= 0도).
도광판은 상기한 대로 적합한 형태로 형성될 수 있다. 도광판이 쐐기형 등으로 형성되는 경우에도 그의 형상은 적합하게 결정될 수 있다. 예컨대, 직면 또는 곡면 등의 적합한 면의 형상으로 할 수 있다. 또한, 광 출력 수단을 구성하는 경사면 또는 프리즘 형상의 요철도 직면, 굴절면 또는 곡면 등의 적합한 형태로 형성될 수 있다. 또한, 프리즘 형상 등의 요철은 피치에 추가하여 형상 등도 상이한 요철의 조합으로 이루어질 수 있다. 또한, 프리즘 형상 등의 요철은 능선이 연속적으로 서로 연결된 일련의 볼록부 또는 오목부로서 형성될 수 있거나, 각 능선 방향에서 소정의 간격으로 불연속적으로 배치된 단속적인 볼록부 또는 오목부로서 형성될 수 있다.
도광판에서의 하면 또는 입사 측면의 형상에 대해서는 특히 한정되는 것은 아니고, 적합하게 결정할 수 있다. 일반적으로는 가급적 부드럽고 평평한 표면이 하면으로서 형성되고, 하면에 대해 수직인 면이 입사 측면으로서 형성된다. 예를 들면, 선형 광원의 외주에 상응하는 오목하게 곡선화된 형상과 같은 형상이 입사 측면의 형상으로서 사용되어 광의 입사 효율이 개선될 수 있다. 추가로, 입사 측 면은 선형 광원과 도광판 사이에 삽입된 도입부를 갖는 입사 측면 구조를 갖도록 고안될 수 있다. 이러한 경우, 도입부는 선형 광원 등에 상응하는 적합한 형상으로 형성될 수 있다.
도광판은 선형 광원의 파장 범위에 따라 투명성을 나타내는 적합한 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 가시광 영역에서 사용되는 물질의 예는 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지 또는 에폭시 수지로 대표되는 투명 수지 또는 유리 등이 있다. 복굴절을 나타내지는 않거나 작은 복굴절을 나타내는 물질로 이루어진 도광판이 바람직하게 사용될 수 있다.
도광판은 절삭법과 같은 적합한 방법에 의해 형성될 수 있다. 대량 생산의 관점에서 바람직한 제조 방법의 예는, 열가소성 수지를 가열하에 예정된 형상을 형성할 수 있는 금형에 대하여 가압하여 형상을 전사하는 방법; 고온 용융된 열가소성 수지 또는 열에 의하거나 용매를 통해 유동화된 수지를 예정된 형상을 형성할 수 있는 금형에 충전시키는 방법; 및 열, 자외선 또는 방사선에 의해 중합가능한 유체 수지를 예정된 형상을 형성할 수 있는 금형에서 주조하거나 금형을 유체 수지로 충전하는 조건하에 중합시키는 방법 등을 포함한다.
또한, 도광판은 한 종류의 물질로 이루어진 일체적 단층판으로서 형성될 필요는 없다. 예를 들면, 도광판은 한 종류의 물질 또는 상이한 종류의 물질로 이루어진 부분들의 적층물로서 형성될 수 있다. 예를 들면, 도광판은 프리즘 형상의 요철과 같은 광 출력 수단을 갖는 시이트(상면)가 광의 전송을 수행하기 위한 광의 유도부에 부착된 판으로서 제공될 수 있다.
도광판의 두께는 사용 목적에 따른 도광판의 크기, 선형 광원의 크기 등에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 액정 표시 장치를 형성하기 위해 사용되는 도광판의 두께는 입사 측면의 두께에 기초하여 10mm 이하, 특히 0.1 내지 5mm, 더욱 특히는 0.3 내지 3mm의 범위이다. 밝은 표시 등의 수득이라는 관점에서, 바람직한 도광판은, 상하면 방향의 입사광의 전체 광의 투과율, 특히 하면으로부터 상면으로의 수직 입사광의 전체 광의 투과율이 90% 이상, 특히 92% 이상, 더욱 특히 95% 이상이고 헤이즈(haze)가 30% 이하, 특히 15% 이하, 더욱 특히 10% 이하이도록 고안된다.
상기 언급된 도광판에 따르면, 상면 및 하면으로부터의 입사광은 상면 또는 하면을 통해 방출되도록 양호하게 투과된다. 따라서, 도광판을 사용함으로써 정밀하게 평행화된 광을 시인성에 유리하도록 수직성이 우수한 방향으로 출력하여 선형 광원으로부터의 광을 효율적으로 이용할 수 있다. 따라서, 휘도가 우수한 면 광원 장치가 형성될 수 있다. 또한, 하면으로부터의 누출광은 표시상과 겹치기 힘들기 때문에 소등 및 점등시의 시인에 있어서의 콘트라스트가 우수하고 표시의 휘도도 우수한, 전력이 절약되는 반사형의 액정 표시 장치와 같은 다양한 장치를 형성할 수 있다. 추가로, 상기 장치는 도광판을 통한 표시상이 혼란스럽지 않아서 명료성이 우수하고, 또한 장치가 관측이 용이하기 때문에 표시 품질이 우수하다.
예를 들면, 본 발명에 따른 면 광원 장치는 도 1에 나타낸 바와 같은 도광판(11)의 하면에서 생성된 정보광(2)이 도광판의 상면을 통해 투과되는 사이드-라이트(side-light) 유형의 프론트 라이트 시스템으로서 사용된다. 면 광 원 장치는 도광판의 입사 측면(11c)의 세로 길이보다 긴 유효 발광 영역을 갖는 선형 광원(12)이 도광판의 입사 측면(11c) 상에 배치되는 방식으로 형성될 수 있다.
상기 설명에서, 입사 측면(11c)보다 긴 유효 발광 영역을 갖는 선형 광원(12)은 그림자의 발생을 방지하기 위해 사용된다. 즉, 선형 광원의 길이가 짧으면 상기 길이가 수 mm 정도의 것이어도 도광판 말단부에서의 입사 광량이 너무 적어서 불균일한 발광이 발생할 수 있거나 비-발광 영역이 생성될 수 있다. 따라서, 점등시에 매우 뚜렷한 그림자가 발생되어 표시가 관측되기 매우 힘들게 될 수 있다. 따라서, 입사 측면(11c)보다 긴 유효 발광 영역을 갖는 선형 광원(12)이 이러한 문제를 방지하기 위해 사용된다.
또한, 선형 광원의 유효 발광 영역이 입사 측면보다 짧으면, 점등시 정면 방향에서도 그림자가 발생된다. 정면 방향의 그림자는 유효 발광 영역의 길이가 입사 측면의 길이와 동일하도록 설정되는 경우 방지될 수 있다. 그러나, 이러한 경우에도, 그림자는 사시 방향에서 발생된다. 사시 방향에서의 그림자는 비스듬히 발생되어 표시부를 가로지르기 때문에 사시 방향에서의 도광판의 비-발광 부분에 기초한 그림자는 정면 방향의 그림자보다 더욱 뚜렷하다.
선형 광원이 도광판의 입사 측면에 근접하게 배치되는지, 또는 선형 광원이 도광판의 입사 측면으로부터 떨어져 배치되는지에 따라서 그림자의 발생 상태는 변한다. 거리가 멀수록 그림자의 발생 범위는 넓다. 필요에 따라, 선형 광원을 도광판의 입사 측면으로부터 일정한 간격에 배치하는 것은 선형 광원이 입사 측면에 인접하여 배치되는 경우 상기 광원이 도광판과의 접촉에 의해 파손되는 위험을 피하기 위한 것이다.
추가로, 도광판의 광 출력 수단의 요철의 능선이 입사 측면에 대해 기울어졌는 지의 여부에 따라 그림자의 발생 상태가 변한다. 또한, 능선의 경사각에 따라 그림자의 발생 상태가 변한다. 예를 들어, 각 능선이 입사 측면(11c)에 대해 경사진 경우(θ≠0, 이 때 θ는 도 3에서 입사 측면(11c)에 대한 요철의 각 능선의 경사각을 나타낸다), 그림자는 요철부의 능선이 선형 광원으로부터 멀리 떨어지게 되는 면(11f) 상에 사시 방향에서와 마찬가지로 정면 방향에서도 비스듬히 발생된다. 그림자는 입사 측면의 측면 말단(11f)을 출발점으로 하여 도광판의 내측을 향한다. 따라서, 입사 측면의 다른 말단측에서, 그림자가 외측으로 연장되기 때문에 그림자의 영향이 작다.
따라서, 유효 발광 영역에 기초한 선형 광원의 길이는 종방향에서의 도광판의 입사 측면의 길이 뿐만 아니라 그림자의 발생 상태 등에 따라 적합하게 결정된다. 도광판의 입사 측면상에서의 광의 입사를 가능한 균일하게 하여 정면 방향 및 실질적인 사시 범위에서, 특히 기울기 30도의 시야각 범위에서 그림자가 발생되지 않도록 한다는 관점에서, 선형 광원(12)의 유효 발광 영역(12A)의 각 말단이, 상응하는 도광판의 말단측으로부터 1mm + dㆍsinθ+ d/2에 의해 계산된 값 이상의 거리만큼 돌출되는 것이 바람직하고, 이 때 d는 상기 도 3에 나타낸 바와 같이 입사 측면(11c)과 선형 광원(12)의 정면 말단측 사이의 거리이고, θ는 경사각이다.
따라서, 도 4에서와 같이 θ가 0인 경우, 즉 요철의 각 능선이 입사 측면과 평행한 경우, 돌출 길이(T2)는 1mm + d/2보다 긴 것이 바람직하다. 다른 한편으로, 도 3에서와 같이 θ가 0이 아닌 경우에는, 돌출 길이(T1)가 상기 기재된 바와 같이 도광판의 말단(11f) 상에서 상기 언급된 식에 의해 계산된 값보다 큰 것이 바람직하다. 또한, 도 3 및 4에서, 참조 번호 12B는 전극과 같은 비-발광 영역을 나타낸다.
상기 설명에서, θ가 0인 경우, 능선은 좌우 대칭이기 때문에, 도광판의 반대 말단측이 상기 언급된 식에 의해 계산된 선형 광원의 돌출 길이에 대한 조건을 만족시키는 것이 바람직하다. θ가 0이 아닌 경우, 적어도 도광판의 말단(11)이 상기 조건을 만족시키는 것이 바람직하다. θ가 0이 아닌 경우, 말단(11f)에 대면하는 도광판의 측면 상에서는, 유효 발광 영역이 도광판의 내측이 되는 길이를 갖는 선형 광원에 의해서도 그림자의 발생을 방지할 수 있다. 이런 경우에도, 전체 선형 광원에 대한 유효 발광 영역의 길이는 2mm + d 이상인 것이 바람직하다.
적합한 물질이 선형 광원으로서 사용될 수 있다. 일반적으로는, (냉 또는 고온) 음극관과 같은 선형 광원, 선형으로 배치된 발광 다이오드와 같은 점 형태의 일렬의 광원, 또는 점 형태의 광원을 규칙적이거나 불규칙한 간격으로 선형 발광 상태로 전환하기 위한 장치를 사용하는 선형 광원이 광원으로서 사용될 수 있다. 전력 소비 감소 및 내구성 등의 면에서 냉-음극관을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
면 광원 장치는 선형 광원(12)을 둘러싸서 선형 광원(12)으로부터 산란된 광이 도 1에 나타낸 바와 같은 도광판의 입사 측면(11c)에 이르도록 하기 위한 광원 홀더(holder)(13) 및 반사 방지층 등의 적합한 보조 수단이 필요에 따라 배치된 조합으로서 형성될 수 있다. 고반사율의 금속 박막으로 피복된 수지 시이트 또는 금속 호일의 시이트 등이 광원 홀더로서 일반적으로 사용된다. 광원 홀더가 도광판의 말단부에 접착제 등에 의해 접착되는 경우에는 그의 접착부에서 광 출력 수단의 형성을 생략할 수 있다.
반사 방지층은 표면 반사를 억제하기 위해 사용된다. 반사 방지층은 유전체, 불소-함유 중합체 또는 저밀도 물질 등으로 제조된 광학 다층 필름 또는 굴절율층과 같은 종래 기술에 따른 적합한 투명층으로서 형성될 수 있다. 반사 방지층은 피복 방법 또는 증착 방법과 같은 적합한 방법에 의해 도광판의 상면 및 하면 중 하나 이상에 직접적으로 제공될 수 있다. 반사 방지층을 투명한 기판으로 지지하여 시이트를 형성시키고, 이 시이트를 접착제 층과 같은 적합한 접착제 수단을 통하여 도광판의 하면에 접착시키는 방법에 의해 상기 반사 방지층이 제공될 수 있다. 반사 방지층을 형성하는 방법은 특별히 제한되는 것은 아니다.
상기 기재된 바와 같이, 본 발명에 따른 면 광원 장치는 광 이용 효율이 뛰어나고 밝고 수직성이 우수한 광을 제공한다. 면 광원 장치의 면적을 증가시키는 것은 용이하다. 따라서, 면 광원 장치는 반사형 액정 표시 장치 등과 같은 다양한 장치에 바람직하게 적용되는 프론트-라이트 시스템으로서 사용될 수 있다. 밝고 관측이 용이한, 전력 소비가 적은 반사형 액정 표시 장치가 수득될 수 있다. 또한, 면 광원 장치는 적합한 방법에 의해 점등/소등될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 면 광원 장치(1)를 프론트-라이트 시스템으로서 사용하는 반사형 액정 표시 장치를 나타낸다. 참조 번호 2는 반사형 액정 패널; 22는 액정층; 23은 셀 기판을 나타낸다. 이러한 부재들이 액정 셀을 구성한다. 참조 번호 24는 편광자; 21은 반사층을 나타낸다. 반사형 액정 표시 장치는 도 1에 나타낸 바와 같이 면 광원 장치의 광 출력 측면 상에, 즉 도광판(11)의 하면측에 반사층을 갖는 액정 셀의 배치에 의해 형성될 수 있다.
일반적으로, 반사형 액정 표시 장치는 액정 셔터(shutter)로서 기능하는 투명 전극을 갖는 액정 셀, 액정 셀에 부착된 구동 장치, 편광자, 프론트-라이트 장치 및 반사층을 조립하고, 확산층, 보상용 위상차판 등의 구성 부품을 필요에 따라 조립함으로써 형성된다. 본 발명에 있어서, 반사형 액정 표시 장치는 면 광원 장치가 정면측에서 사용됨을 제외하고는 특별히 한정되지 않고 종래 기술에 따라 형성될 수 있다. 또한, 투명 전극은 도 1에 나타내지 않는다.
따라서, 사용되는 액정 셀은 특히 한정되지 않는다. 예를 들면, 액정의 배향 형태에 기초하는 경우, TN 액정 셀, STN 액정 셀, 수직 배향 셀, HAN 셀, OCB 셀과 같은 트위스트 셀 또는 비-트위스트 셀, 게스트-호스트 액정 셀 또는 강유전성의 액정 셀과 같은 적합한 액정 셀이 사용될 수 있다. 추가로, 액정을 구동하는 방법은 특히 한정되지 않는다. 예를 들면, 활성 매트릭스 방법 또는 수동 매트릭스 방법과 같은 적합한 구동 방법이 사용될 수 있다.
반사층의 배치는 반사형 액정 표시 장치에 필수적이다. 반사층의 배치 위치는 임의적이다. 예를 들면, 반사층은 도 1에 나타낸 바와 같이 액정 표시 패널(2)의 외측에 제공될 수 있거나 셀의 기판에 부착되어 액정 셀의 내측에 제공될 수 있다. 반사층은 종래 기술에 따른 적합한 반사층으로서 형성될 수 있다. 반사층의 예는, 알루미늄, 은, 금, 구리 또는 크롬과 같은 고굴절율의 금속 분말을 결합 수지에 함유하는 피복층; 증착법 등에 의해 증착된 금속 박막층; 기판에 의해 지지된 피복층 또는 증착층을 갖는 반사 시이트; 금속 호일의 시이트 등이 있다. 예를 들면, 액정 셀의 내측에 제공되는 반사층은 투명하고 전기 전도성의 필름 등으로 형성될 수 있다.
적합한 물질이 편광자로서 사용될 수 있다. 높은 등급의 선형 편광의 입사 등으로 인한 양호한 콘트라스트 표시를 수득한다는 점에서, 요오드 또는 염료의 흡수형 선형 편광자와 같은 편광도가 높은 물질이 바람직하게 사용될 수 있다. 또한, 반사형 액정 표시 장치가 형성되는 경우, 확산층, 보호층 또는 보상용 위상차판 등의 적합한 광학 장치가 적합하게 배치될 수 있다. 이런 경우, 표시상이 혼란스럽지 않은 약한 확산 특징을 나타내는 물질이 확산층으로서 사용될 수 있다.
다른 한편으로, 상기 언급된 보상용 위상차판은 복굴절의 파장 의존성 등을 보상하여 시인성 등의 개선을 수득하기 위해 제공된다. 보상용 위상차판은 시인측 편광자와 액정 셀 사이 및 배면측 편광자와 액정 셀 사이 둘 다에 배치된다. 파장 범위에 따른 적합한 물질이 보상용 위상차판으로서 사용될 수 있다. 보상용 위상차판은 단층 또는 둘 이상의 위상차 층의 다층으로서 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 반사형 액정 표시는 면 광원 장치, 특히 면 광원 장치의 도광판의 장측면을 투과한 광에 의해 관찰된다. 즉, 면 광원 장치가 점등되었을 때 도광판의 하면으로부터 방출되는 광은 편광자 또는 액정 층 등을 경유하여 반사층을 통해 반사된다. 반사된 광은 반대 경로로 액정 층 또는 편광자 등을 경유하여 도광판에 이른다. 장측면을 투과한 표시상이 가시화 된다. 이러한 경우, 강한 누출광은 액정 셀에 대해 수직인 정면 방향으로부터 매우 상이한 각도의 방향으로 방출된다. 따라서, 정면 방향에서 방출되는 누출광은 약하기 때문에, 표시 품질이 우수한 표시상이 정면 방향에 인접한 방향에서 장측면을 통해 가시화될 수 있다.
다른 한편으로, 면 광원 장치가 소등될 때 외광이 사용되는 경우에도, 도광판의 상면의 장측면으로부터 입사한 광은 편광자, 액정 층 및 반사층 등을 투과하고 상기 기재된 바와 같이 반대 경로로 도광판에 이른다. 장측면을 투과한 표시상은 정면 방향의 인접 방향에서 도광판에 의한 혼란 등이 적고 표시 품질이 우수한 상태로 가시화될 수 있다.
상기 언급된 면 광원 장치 또는 액정 표시 장치를 구성하기 위한 도광판, 액정 셀 및 편광자 등과 같은 광학 장치 또는 부품은 전체적으로 또는 부분적으로 서로에 대해 적층 일체화/고착될 수 있거나 분리가능게 배치될 수 있다. 표면 반사의 억제에 기초한 콘트라스트의 감소 방지 등의 관점에서, 상기 부품은 서로 고착되는 것이 바람직하다. 적어도 면 광원 장치내의 도광판의 하면은 액정 셀의 상면에 밀착하여 고착되는 것이 바람직하다. 점착제(tackifier)와 같은 적합한 투명 접착제가 밀착 고착 처리를 위해 사용될 수 있다. 투명한 접착제의 층은 투명한 입자를 함유하여 확산 기능을 나타내는 접착제 층으로서 제공될 수 있다.
실시예
실시예 1
다이아몬드 비트(bit)에 의해 예정된 형태로 절삭된 표면을 갖는 금형 코어를 장착한 금형을 80℃로 가열시키고, 여기에 260℃로 가열 용융시킨 폴리메틸메타크릴레이트를 충전하였다. 이로써, 도광판을 수득하였다. 도광판은 폭이 40mm이고 깊이가 25mm이었다. 도광판은 1mm 두께의 입사 측면 및 0.6mm 두께의 반대 말단측을 가졌다. 도광판은 평평한 상면 및 하면을 가졌다. 도광판은 상면에 프리즘 형상의 요철을 가졌다. 프리즘 형상의 요철(θ= 0)을 210㎛의 피치로 배치시켜 입사 측면과 평행하게 하였다. 프리즘 형상의 요철은 단측면 및 장측면을 가졌다. 단측면의 경사각은 42.5 내지 43도의 범위에서 변화하였다. 장측면의 경사각은 1.8 내지 3.5도의 범위에서 변화하였다. 인접한 장측면 사이의 경사각의 차이는 0.1도 이하였다. 하면에 대한 각 단측면의 투영폭은 10 내지 16㎛의 범위이었다. 하면에 대한 장측면의 투영 면적 대 하면에 대한 단측면의 투영 면적의 비율은 12 이상이었다. 또한, 프리즘 형상의 요철은 입사 측면으로부터 2mm 떨어진 위치에서부터 형성되었다.
직경이 2mm이고 길이가 195mm인 냉-음극관[웨스트 일렉트릭 캄파니 리미티드(West Electric Co., Ltd)에서 제조]을 그의 유효 발광 영역의 하나의 말단으로부터 30mm 떨어진 위치에서 폭이 20mm인 제 1 흑색 테이프로 감고, 그의 유효 발광 영역의 다른 말단으로부터 20mm 떨어진 위치에서 폭이 20mm인 제 2 흑색 테이프로 감았다. 따라서, 선형 광원이 제조되었다. TN 유형 반사 액정 패널을 도광판의 하면 상에 배치시킨 후에, 선형 광원을 도광판의 입사 측면상에 밀착하여(d=0) 배치하였다. 제 1 및 제 2 흑색 테이프 사이의 선형 광원의 일부를 홀더로 감쌌다. 인버터 및 DC 전원을 선형 광원에 연결하였다. 이와 같이 하여, 반사형 액정 표시 장치를 수득하였다. 면 광원은 전원의 온/오프(on/off)에 의해 점등/소등될 수 있었다.
점등 상태의 선형 광원의 위치를 좌우로 이동시킨 상태에서 정면 방향 및 좌우 30도의 사시 방향에서의 그림자의 발생 상태에 대해 반사형 액정 표시 장치를 조사하였다. 그림자의 발생이 없는 경우를 ○로 평가하였다. 약한 그림자가 발생된 경우를 △로 평가하였다. 그림자가 뚜렷이 발생된 경우를 X로 평가하였다. 또한, 선형 광원의 제 1 흑색 테이프의 내측 말단과 도광판의 입사 측면의 좌측 말단 사이의 일치 지점을 기준(0)으로 하여 도광판의 내측 방향을 -, 외측 방향을 +로 각각 표시하였다. 평가의 결과를 표 1에 나타냈다.
광원 위치(mm) -3 -2 -1 0 +1 +2 +3
우측 30도 X X X X ○ ○ ○
정면 X X X ○ ○ ○ ○
좌측 30도 X X △ ○ ○ ○ ○
실시예 2
2mm 두께의 스페이서와 도광판 양측의 덮개판을 통해 입사 측면으로부터 2mm(d=2) 떨어진 위치에 선형 광원을 배치한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 면 광원 장치 및 반사형 액정 표시 장치를 수득하였다. 반사형 액정 표시 장치를 그림자에 대해 시험하였다. 평가 결과를 표 2에 나타냈다.
광원 위치(mm) -3 -2 -1 0 +1 +2 +3
우측 30도 X X X X X ○ ○
정면 X X X △ ○ ○ ○
좌측 30도 X X △ ○ ○ ○ ○
실시예 3
입사 측면으로부터 4mm(d=4) 떨어진 위치에 선형 광원을 배치한 것을 제외하고, 실시예 2와 동일한 방식으로 면 광원 장치 및 반사형 액정 표시 장치를 수득하였다. 반사형 액정 표시 장치를 그림자에 대하여 시험하였다. 평가의 결과를 표 3에 나타냈다.
광원 위치(mm) -3 -2 -1 0 +1 +2 +3
우측 30도 X X X X △ △ ○
정면 X X △ △ △ ○ ○
좌측 30도 X X △ ○ ○ ○ ○
실시예 4
프리즘 형상 요철의 각 능선을 입사 측면에 대하여 23도의 각도로 우측 위로 경사지도록 실시예 1과 동일한 방식으로 도광판(θ= 23)을 형성하였다. 면 광원 장치 및 반사형 액정 표시 장치를 상기 도광판을 사용하여 수득하였다. 반사형 액정 표시 장치를 그림자에 대하여 시험하였다. 또한, 이 경우에, 도광판의 우측 말단부를 그림자의 발생 상태에 대하여 시험하였다. 도광판의 내측 방향 및 도광판의 외측 방향을 선형 광원의 제 2 흑색 테이프의 내측 말단과 도광판의 입사 측면의 우측 말단 사이의 일치점을 기준점(0)으로 하여 각각 "-" 및 "+"로 표시하였다. 평가의 결과를 표 4에 나타냈다.
광원 위치(mm) -3 -2 -1 0 +1 +2 +3
좌측 말단 우측 30도 X X X X ○ ○ ○
정면 X X X ○ ○ ○ ○
좌측 30도 X X △ ○ ○ ○ ○
우측 말단 우측 30도 X X △ ○ ○ ○ ○
정면 X X ○ ○ ○ ○ ○
좌측 30도 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
실시예 5
2mm 두께의 스페이서와 도광판 반대 측부 상의 덮개판을 통해 입사 측면으로부터 2mm(d=2) 떨어진 위치에 선형 광원을 배치한 것을 제외하고, 실시예 4와 동일한 방식으로 면 광원 장치 및 반사형 액정 표시 장치를 수득하였다. 반사형 액정 표시 장치를 그림자에 대하여 시험하였다. 평가의 결과를 표 5에 나타냈다.
광원 위치(mm) -3 -2 -1 0 +1 +2 +3
좌측 말단 우측 30도 X X X X △ △ ○
정면 X X X △ △ ○ ○
좌측 30도 X X △ ○ ○ ○ ○
우측 말단 우측 30도 X X X △ ○ ○ ○
정면 X X ○ ○ ○ ○ ○
좌측 30도 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
실시예 6
입사 측면으로부터 4mm(d=4) 떨어진 위치에 선형 광원을 배치시킨 것을 제외하고 실시예 5와 동일한 방식으로 면 광원 장치 및 반사형 액정 표시 장치를 수득 하였다. 반사형 액정 표시 장치를 그림자에 대하여 시험하였다. 평가 결과를 표 6에 나타냈다.
광원 위치(mm) -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5
좌측 말단 우측 30도 X X X X △ △ △ △ ○
정면 X X X △ △ △ △ △ ○
좌측 30도 X X X △ △ ○ ○ ○ ○
우측 말단 우측 30도 X X X △ △ ○ ○ ○ ○
정면 X X △ △ ○ ○ ○ ○ ○
좌측 30도 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
표 1 내지 3으로부터, θ=0인 조건에서는 1mm + d/2 이상의 돌출 길이(T2)를 제공함으로써 그림자의 발생을 방지할 수 있음이 명백해졌다. 도광판의 우측 말단에 대하여도 동일한 결과를 또한 수득하였다. 또한, 그림자가 발생된 경우, 그 그림자는 발광의 상당한 불균일에 기초하여 표시를 가시화 되는 것을 어렵게 하였다.
다른 한편으로, 표 4 내지 6으로부터, θ가 0이 아닌 조건(즉, 요철의 능선이 경사짐)에서는 θ가 0인 경우와 마찬가지로 d(도광판과 광원 사이의 거리)에 따라 그림자의 발생 상태가 변화함이 밝혀졌다. 표 5 및 6과 표 2 및 3의 대비로부터 능선이 경사지게 되면 11f측에 대한 그림자의 발생 범위가 넓어지고 1mm + dㆍsinθ+ d/2 이상의 돌출 길이(T1)를 제공하면 그림자의 발생을 방지할 수 있음이 명백해졌다.
다른 한편으로, 11f측과 대향하는 도광판의 우측 말단에 대해서는, 유효 발광 영역이 도광판의 내측에 있어도 그림자가 발생하지 않는 경우도 있다(표 4). 이러한 경우에도 도광판의 대향하는 측면들 사이의 전체로서 그림자의 발생을 방지한다는 관점에서, 유효 발광 영역이 2mm + d 이상인 길이를 갖도록 요구된다는 것이 이해된다. 또한, 상기 기재에서, d가 증가할수록 그림자 발생의 경계가 판별되기 어려워지고 그림자 자체도 희미해지는 경향이 있었다.
다른 한편으로, 광원을 소등한 상태에서 외광 조명에서는 명료한 표시를 달성할 수 있었다. 상기 기재로부터 점등시 및 소등시의 각 상태에서 휘도 및 균일성이 우수하고, 명료한 표시를 나타내는 프론트-라이트 반사형의 액정 표시 장치가 수득됨이 명백해졌다.
본 발명이 어느 정도의 특수성을 갖는 본 발명의 바람직한 형태로 기재되어 있지만, 바람직한 형태의 본 발명의 개시 내용은 하기에 청구된 본 발명의 취지 및 범주로부터 벗어나지 않고 구성의 세부 사항, 및 부품의 조합 및 배치에서 변경될 수 있음이 이해될 것이다.
본 발명에 따라, 광의 이용 효율이 우수하고 휘도의 균일성이 탁월하며 프론트-라이트 시스템에 적용시킬 수 있는 면 광원 장치를 개발할 수 있으며, 따라서 소등 및 점등시에 시인에 있어서의 콘트라스트가 우수하고, 표시의 휘도가 우수하며, 도광판을 통한 표시상의 혼란의 방지로 인해 명료성이 우수하고, 암부의 발생으로 인한 표시상의 부분적인 누락 문제가 없는 반사형 액정 표시 장치를 형성할 수 있다.

Claims (8)

  1. 상면, 하면 및 입사 측면을 포함하고, 상기 입사 측면에 입사하는 광이 광 출력 수단을 통해 하면으로부터 방출되면서 하면에 입사하는 광이 상면을 통해 투과되도록 상면에 형성된 광 출력 수단을 포함하는 도광판(light pipe); 및
    상기 입사 측면의 세로 길이보다 긴 유효 발광 영역을 갖는, 상기 도광판의 입사 측면상에 배치된 선형 광원을 포함하고,
    상기 도광판의 광 출력 수단이 프리즘 형상 요철의 반복 구조를 갖고, 상기 도광판의 광 출력 수단을 구성하는 상기 프리즘 형상의 요철이 능선(ridgeline)과 입사 측면 사이의 각도가 ±30도 범위인 능선을 가지며,
    도광판의 프리즘 형상 요철의 능선이 선형 광원으로부터 멀리 떨어진 측면에 기초하여 선형 광원의 유효 발광 영역의 각 말단이 1mm + dㆍsinθ+ d/2(이 때, θ는 입사 측면에 대한 프리즘 형상 요철의 능선의 경사각이고, d는 입사 측면과 선형 광원의 정면 말단측 사이의 간격이다)에 의해 계산된 값 이상의 거리만큼 상기 도광판의 상응하는 말단측으로부터 돌출되고, 이 때
    도광판의 하면 상에 생성된 정보광이 도광판의 상면을 통해 투과되어 보일 수 있는, 면 광원 장치(plane light source unit).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리즘 형상 요철이 50㎛ 내지 1.0mm 범위의 피치의 간격으로 배치되고, 상기 각각의 프리즘 형상 요철이 장측면 및 단측면의 조합으로 구성되며, 상기 단측면이 하면의 기준면에 대해 30 내지 45도 범위의 경사각으로 입사 측면에 대향하는 말단측을 향하여 상기 입사 측면으로부터 아래로 기울어진 경사면으로 이루어지고, 상기 장측면이 기준면에 대하여 0 내지 10도 범위의 경사각을 갖는 경사면으로 이루어져서, 경사각 사이의 차이가 전체적으로 5도 이하이고, 인접한 장측면의 경사각 사이의 차이가 1도 이하이고, 상기 기준면에 대하여 상기 장측면을 투영한 면적이 단측면의 투영 면적보다 5배 이상 넓은, 면 광원 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 따른 면 광원 장치, 및 상기 면 광원 장치의 하면 상에 배치되고 반사층을 포함하는 액정 셀을 포함하는 반사형 액정 표시 장치.
  6. 제 2 항에 따른 면 광원 장치, 및 상기 면 광원 장치의 하면 상에 배치되고 반사층을 포함하는 액정 셀을 포함하는 반사형 액정 표시 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
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