KR19990062975A - 도광판, 그 도광판을 이용한 면광원, 액정 표시 장치 및 도광판의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 렌티큘러 렌즈 시트의 사용 매수를 삭감시키거나 또는 이를 필요치 않음으로써 부품 비용 및 제조 비용을 저감함과 동시에, 주 광원에서의 소비 전력을 저감시키고 또는 주광원을 불필요로 하는 것이 가능한 도광판 등을 제공한다.

도광체(1)에는 금형을 이용한 수지 성형에 의해 도광판(1)이 제조됨과 동시에, 외광 도입부(1a)가 도광판(1)의 상부 한단에 형성되며 또한 복수의 렌티큘러 단위 렌즈(1f)로 이루어진 제1 렌즈부(1e)가 형성된다. 렌티큘러 단위 렌즈는 오목 또는 볼록 형상의 삼각 기둥의 프리즘이며 그들의 능선 방향이 서로 거의 평행하고 또한, 외광 도입부(1a)의 긴변 방향과 거의 직행하도록 배열되어 있다. 특히, 삼각 기둥의 프리즘의 꼭지각이 125도 내지 165도로 형성되어 있다. 외광 도입부(1a)는 태양광이나 실내광 등의 외광을 주된 광으로서 수광하고, 광이 투과하지 않도록 광불투과 처리가 이루어져 있는 광 반사면 등으로 반사하여 입사광의 대부분이 최종적으로 제1 렌즈부(1e)로부터 균일한 지향성을 갖는 합성광으로서 출사된다.

Description

도광판, 그 도광판을 이용한 면광원, 액정 표시 장치 및 도광판의 제조 방법

본 발명은 도광판, 그 도광판을 이용한 면광원, 액정 표시 장치 및 도광판의 제조 방법에 관한 것으로, 더 상세히는 태양광이나 형광등 등으로부터의 외광을 받아들이는 외광 도입부가 형성된 도광판, 그 도광판을 이용한 액정 표시 장치의 백 라이트용 면광원, 디지탈 스틸 카메라나 비디오 카메라로 피사체를 비추는 액정 모니터 등의 백 라이트 방식의 액정 표시 장치 및 그 도광판의 제조 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치의 백 라이트용 면광원으로서, 투광성 평판을 도광판으로 한 사이드라이트 방식이 알려져 있다. 이러한 면광원으로는 투명한 평행 평판이나 단면 쐐기형 평판으로 이루어진 도광판의 측단면의 한쪽에서부터 형광등 등의 광원으로부터의 광을 입사시켜, 투광성 평판 내부의 전반사를 이용하여 광을 도광판의 전역에 골고루 전파시켜서, 그 전파한 광의 일부를 도광판 이면의 광산란 반사판으로 임계각 미만의 확산 반사광으로 이루어지며 도광판 표면으로부터 확산광을 방출한다(실개소 55-162201).

또한, 한쪽 면에 삼각 프리즘형 렌티큘러(lenticular) 렌즈의 돌기를 갖고, 이미 한쪽 면을 평활면으로 한 렌즈 시트를 상술한 면광원의 도광판 표면 상에 돌기면을 위로 하여 중첩하고, 렌즈의 광집속 작용을 이용하여, 그 확산 방사광을 원하는 각도 범위 내에 균일 등방적으로 확산시킬 수 있는 것도 알려져 있다(실개평 4-107201).

이 렌즈 시트는 무광택 투명 확산판(무광택 투명 시트)과 조합하여 사용하는 경우에는 단순히 무광택 투명 확산판만을 이용한 것(미국 특허 제4729067호)보다도 광원의 광 에너지를 원하는 한정된 각도 범위 내에 중점적으로 분배하고 또한 그 각도 범위 내에서는 균일 등방성이 높은 확산광을 얻을 수 있다.

더우기, 최근에는 액정 표시 장치에 이용하는 백 라이트의 고휘도 대책으로서, 도 1에 도시한 바와 같이 렌티큘러 렌즈 시트를 2매 직각으로 중첩한 구성을 채용하는 추세이다(월간 디스플레이 1996년 5월호 P35 ∼ P39).

또한, 태양광이나 실내광 등의 외광을 보조 광원으로 하기 때문에, 도광판의 측단면에 외광 도입부를 설치한 백 라이트용 면광원도 알려져 있으며, 그 외광 도입부의 형상은 단면 원호형이 되어 하나의 원통형 렌즈를 구성하고 있다(일본 특개평 5-11249).

그러나, 종래의 액정 표시 장치의 면광원으로는 시각 특성이 비교적 좁다고 하는 문제점이 있는 것 뿐만 아니라 렌티큘러 렌즈 시트를 2매 사용하기 때문에, 그 만큼만 부품 비용이 발생함과 동시에, 렌티큘러 렌즈 시트 2매를 직각으로 정렬하여 부착할 필요가 있으므로 높은 제조 비용이 발생하고 백 라이트 그 자체가 매우 비싸진다는 문제점이 있었다. 또한, 디지탈 스틸 카메라나 비디오 카메라로 피사체를 비추는 액정 표시 장치 자신의 소비 전력이 매우 크기 때문에, 그 외의 회로계의 소비 전력을 억제했다고 해도 카메라 장치 전체로서 효과적으로 소비 전력의 저감을 꾀하는 것이 곤란해지며, 그 결과 카메라 장치를 장시간 동안 사용할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 렌티큘러 렌즈 시트의 사용 매수를 1매로 하거나 또한 불필요로 함으로써 부품 비용 및 제조 비용을 저감함과 동시에, 주광원에서의 소비 전력을 저감시키고 또한 주광원을 불필요로 하는 것이 가능한 액정 표시 장치 및 백 라이트용 면광원, 그 면광원을 구비하는 도광판, 그 도광판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

청구항1에 따른 본 발명의 도광판은 상기한 목적을 달성하기 위해 수지로 일체로 성형된 도광판이며, 외광을 받아들이는 외광 도입부와, 상기 외광 도입부로부터 받아들인 외광을 출사하는 광 출사면을 구비하고, 상기 광 출사면에는 복수의 오목 또는 볼록 형상의 렌티큘러 단위 렌즈로 이루어진 제1 렌즈부가 형성되며, 상기 제1 렌즈부의 복수의 렌티큘러 단위 렌즈는 이들의 능선 방향이 서로 거의 평행하게 배열되어 있으며, 동시에 상기 외광 도입부의 길이 방향과 거의 직행하고 있는 것을 특징으로 한다.

청구항2에 따른 본 발명의 도광판은 청구항1에 기재된 도광판에서 상기 제1 렌즈부의 복수의 렌티큘러 단위 렌즈의 꼭대기부의 각도가 125도 내지 165도인 것을 특징으로 한다.

청구항3에 따른 본 발명의 도광판은 청구항1에 기재된 도광판에서 상기 제1 렌즈부의 복수의 렌티큘러 단위 렌즈의 꼭대기부의 각도가 150도 전후인 것을 특징으로 한다.

청구항4에 따른 본 발명의 도광판은 청구항1 내지 청구항3 중 어느 한 항에 기재된 도광판에서, 상기 광 출사면에 대향하는 광 반사면에 상기 도광판과 동일 수지로 성형된 복수의 오목 또는 볼록 형상의 렌티큘러 단위 렌즈로 이루어진 제2 렌즈부를 구비하고, 상기 제2 렌즈부의 복수의 렌티큘러 단위 렌즈는 이들의 능선 방향이 서로 거의 평행하게 배열되어 있으며, 동시에 상기 제1 렌즈부의 복수의 렌티큘러 단위 렌즈의 능선 방향과 거의 직행하고 있는 것을 특징으로 한다.

청구항5에 따른 본 발명의 도광판은 청구항4에 기재된 도광판에서, 상기 제2 렌즈부의 복수의 렌티큘러 단위 렌즈의 꼭대기부의 각도가 125도 내지 165도인 것을 특징으로 한다.

청구항6에 따른 본 발명의 도광판은 청구항4에 기재된 도광판에서, 상기 제2 렌즈부의 복수의 렌티큘러 단위 렌즈의 꼭대기부의 각도가 150도 전후인 것을 특징으로 한다.

청구항7에 따른 본 발명의 면광원은 청구항1 내지 청구항6 중 어느 한 항에 기재된 도광판과, 상기 도광판의 외광 도입부, 상기 광 출사면 및 상기 광 반사면 이외의 적어도 일면에 부착된 광원을 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항8에 따른 본 발명의 액정 표시 장치는 청구항1 내지 청구항6 중 어느 한 항에 기재된 도광판 또는 청구항7에 기재된 면광원 중 어느 하나와, 상기 도광판의 광 출사면에 근접하여 부착된 액정 패널을 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항9에 따른 본 발명의 도광판의 제조 방법은 청구항1 내지 청구항6 중 어느 한 항에 기재된 도광판의 제조 방법이며, 상기 도광판을 금형으로 성형하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 액정 표시 장치의 모식도.

도 2는 본 발명에 따른 도광판을 나타내는 사시도.

도 3은 휘도 분포 특성을 나타내는 그래프.

도 4는 시야각 특성을 나타내는 그래프.

도 5는 본 발명에 따른 도광판을 나타내는 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 면광원을 나타내는 모식도.

도 7은 도광판을 나타내는 사시도.

도 8은 삼각 기둥의 프리즘부의 단면 형상을 나타내는 모식도.

도 9는 프리즘 피치에 대한 휘도 분포 특성의 변화를 나타내는 그래프.

도 10은 본 발명에 따른 면광원을 구비한 액정 표시 장치를 나타내는 모식도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 도광판

1a : 외광 도입부

1b : 측면

1c : 광 입사면

1d : 광 반사면

1e : 제1 렌즈부

1f : 렌티큘러 단위 렌즈

1g : 제2 렌즈부

2 : 면광원

3 : 광원

5 : 반사판

6 : 확산판

7 : 렌즈 시트

8 : 액정 표시 장치

9 : 액정 패널

본 발명의 실시 형태를 도면과 같이 상세하게 설명한다.

도 7의 (a) 및 도 7의 (b)는 도광판을 나타내는 사시도이며, 이 도면을 이용하여 이하의 용어를 정의한다.

렌티큘러 단위 렌즈란, 도 7의 (a)에서는 정점 ABC에서 형성되는 삼각형을 저면으로 하는 삼각 기둥의 프리즘, 또한 도 7의 (b)에서는 정점 ABDEC로 형성되는 오각형을 저면으로 하는 오각 기둥의 프리즘을 말한다. 단지, 여기서 도시한 렌티큘러 단위 렌즈(1f)는 단순한 예시에 지나지 않고, 이들에 한정되는 것은 아니고 그 외에 원주, 타원 기둥이나 다각 기둥이라도 좋다. 또한, 이 도면에서 렌티큘러 단위 렌즈(1f)는 볼록 형상만을 나타내고 있지만, 도시하지는 않았으나 오목 형상이라도 좋다.

렌티큘러 단위 렌즈의 삼각 기둥의 프리즘부란, 도 7의 (a) 및 도 7의 (b) 모두 정점ABC로 형성되는 삼각형을 저면으로 하는 삼각 기둥의 프리즘을 말한다.

삼각 기둥의 프리즘부의 꼭대기부란, 도 7의 (a) 및 도 7의 (b) 모두 정점 A를 말한다.

삼각 기둥의 프리즘부의 꼭대기부의 각도란, 도 7의 (a) 및 도 7의 (b) 모두 점 BAC가 만드는 각도를 말한다.

도 8은 삼각 기둥의 프리즘부의 단면 형상을 나타낸 모식도이다.

삼각 기둥의 프리즘부는 도 8의 (a)에 도시한 대로 2등변 삼각형의 형상이 바람직하지만, 예를 들면 도 8의 (b)와 같이 꼭대기부 A가 조금 부족하여 사다리꼴 형상이 되거나 또한 도 8의 (c)와 같이 꼭대기부 A가 순조롭게 만곡한 형상이 되어도 도광판의 성능에는 거의 영향을 미치지 않으므로, 이들의 형상의 프리즘은 전부 본원 발명의 삼각 기둥의 프리즘부에 포함된다.

도 2는 본 발명에 따른 도광판을 나타내는 사시도이다.

도면 부호 1은 도광판이며, 금형을 이용한 수지 성형에 의해 도광판(1)이 제작되면서 동시에, 외광 도입부(1a)가 도광판(1)의 상부 일단에 형성되며 또한 복수의 렌티큘러 단위 렌즈(1f)로 이루어진 제1 렌즈부(1e)가 형성된다.

제1 렌즈부(1e)의 렌티큘러 단위 렌즈(1f)는 삼각 기둥의 프리즘이며 이들의 능선 방향이 서로 거의 평행하며 외광 도입부(1a)의 길이 방향과 거의 직행하도록 배열되어 있다. 특히, 삼각 기둥의 프리즘의 꼭지각은 후술하는 계산 결과에 기초하여 125도 내지 165도의 범위가 되도록 제조된다. 또한, 삼각 기둥의 프리즘의 꼭지각이 125도 내지 165도의 범위이면 삼각 기둥의 프리즘의 크기, 피치, 높이 및 꼭지각의 진동이나 변동 등을 생기게 해도 도광판의 성능에 영향을 미치지 않는다. 특히, 도 9에 도시한 바와 같이, 프리즘의 피치를 10㎛ 내지 1000㎛의 범위로 변화시켜도 휘도 분포 특성은 크게 변화하지 않는 것을 알 수 있다.

외광 도입부(1a)는 태양광이나 실내광 등의 외광을 주된 광으로서 받아들인다. 이 외광 도입부(1a)는 제1 렌즈부(1e)보다도 도면의 상 방향으로 뚫고 나와 있으며, 그 결과 종래의 도광판에 비교하여 외광 수신면의 표면적이 커져 있다. 외광 도입부(1a)의 형상은 단면이 대략 부채형으로 그 선단이 원호형의 원통형 렌즈이며, 그 렌즈 효과에 의해서 바로 위에서 뿐만아니라 바로 옆이나 경사 상하쪽에서부터의 외광을 효율적으로 받아들인다. 단지, 외광 도입부(1a)는 부채형의 원통형 렌즈에 한정되지 않고 예를 들면 렌즈가 형성되지 않은 플래트 형상이라도 좋다.

1c는 광 입사면이며, 이하에 설명한 바와 같이 광 입사면(1c)에 거의 평행하게 근접 배치된 광원(도시하지 않음)으로부터 조사된 광이 입사된다. 단지, 2개의 측면(1b)의 한쪽 또는 양쪽에 광원을 배치하여 광 입사면으로 하는 것도 가능하다.

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

전술한 도광판으로 가정함으로써, 제1 렌즈부(1e)로부터는 외광 도입부(1a) 및 광 입사면(1c)에서 입사한 광이 광 반사면(1d)나 도광판(1)의 2개의 측면(1b)에서 반사하여, 입사광의 대부분이 최종적으로 제1 렌즈부(1e)로부터 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 평편으로 그 두께는 통상 1㎜ ∼ 10㎜ 정도의 것이 이용된다.

또한, 그 외의 투광성 재료로서는 폴리 메터 아크릴산 메틸, 폴리 아크릴산 메틸 등의 아크릴산 에스테르 또는 메터 아크릴산 에스테르의 단독 혹은 공중 합체, 폴리 에틸렌 테레프탈레이트, 폴리 브틸렌 테레프탈레이트 등의 폴리 에스테르, 폴리 카르보네이트, 폴리 스티렌, 폴리 메틸 펜텐 등 열가소성 수지 혹은 자외선 또는 전자선으로 가교한 다관능(多官能)의 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 도입부(1a)로부터는 실외에서는 태양광이 또한 실내에서는 형광등 등으로부터의 외광이 효율적으로 입사한다. 또한, 광원을 점등시킨 경우에는 광 입사면(1c)으로부터 입사한 광원으로부터의 광 및 외광 도입부(1a)로부터 수광된 외광이 광 반사면(1d)나 도광판(1)의 2개의 측면(1b)에서 반사하여 광을 집속시키는 작용을 갖는 제1 렌즈부(1e)의 방향으로 유도되는 확산 방사광은 제1 렌즈부(1e)로부터 원하는 각도 범위 내에서 균일한 지향성을 갖는 합성광으로서 출사된다. 따라서, 본 발명에 따른 도광판을 구비하는 액정 표시 장치를 디지탈 스틸 카메라나 비디오 카메라로 피사체를 비추는 액정 모니터 등에 사용하는 경우에는 광원을 점등시킬 필요가 없을 정도로 충분한 조명을 행할 수 있으며, 그 결과 각종 카메라 장치 자신의 소비 전력의 저감을 꾀하는 것이 가능해진다.

도 3은 본 발명에 따른 도광판의 휘도 분포 특성을 나타내는 그래프이다.

횡축은 도광판의 길이를 100 퍼센트로 하고, 램프로부터의 도광판의 위치를 퍼센트로 표시하고 있으며 값 0의 위치는 램프에 가장 가까운 도광판의 단부면 위치인 한편, 값 100의 위치는 램프에 가장 먼 도광판의 단부면 위치이다.

종축은 단위를 나타내지 않았지만 휘도이며 값이 클수록 밝은 것을 의미한다.

도 3의 휘도 분포 특성을 나타내는 그래프는 미국 ORA사가 개발한 광학 설계 평가 소프트웨어인 CODEV를 이용하여 도광판의 휘도 분포 특성을 해석한 것으로 평가 파라메터로서 램프로부터 조사되는 광의 파장을 600㎚, 도광판의 재료로서 대표적인 PMMA의 굴절율 1. 49를 이용하여 삼각 기둥의 프리즘의 꼭지각을 90°, 120°, 135°, 150°, 165° 및 플래트(즉, 삼각 기둥의 프리즘없음)로 변화시킨 경우의 휘도 분포 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다.

도 3에서부터 분명하다고 판명된 바와 같이, 종래의 도광판과 함께 이용되고 있는 렌즈 시트의 꼭지각인 90° 내지 120°까지의 휘도 분포 특성은 플래트인 것에 비교해도 뒤떨어져 있을 뿐만아니라, 135° 내지 165°까지의 휘도 분포 특성은 종래의 90° 내지 120°까지의 휘도 분포 특성에 비교하여 대폭 개선되어 있다. 또한, 135° 내지 165°까지의 특성 개선은 현저하며 특히, 150° 주변에서는 휘도 분포 특성에 피크적 효과가 나타나고 있는 것을 용이하게 이해할 수 있다. 단지, 광의 파장이나 도광판의 재료의 굴절율을 다소 변화시켜도 여기서 판명된 휘도 분포 특성에 큰 영향은 없다.

도 4는 시야각 특성을 나타내는 그래프이다.

횡축은 도광판에 대한 시야 각도를 표시하고 있으며, 값 0(도시하지 않음)은 도광판에 대해 수직의 방향 또한 값 -90은 도광판에 대해 수평의 방향을 의미한다.

종축은 단위를 나타내고 있지만 휘도이며, 값이 클수록 밝은 것을 의미한다.

도 4의 시야각 특성을 나타내는 그래프는 전술과 마찬가지로 CODEV를 이용하여 도광판의 시야각 특성을 해석한 것이며, 평가 파라메터로서 램프로부터 조사되는 광의 파장을 600㎚, 도광판의 재료로서 대표적인 PMMA의 굴절율 1. 49을 이용하여, 삼각 기둥의 프리즘의 꼭지각을 90°, 120°, 125°, 135°, 150°, 165° 및 플래트(즉, 삼각 기둥의 프리즘없음)로 변화시킨 경우의 휘도 분포 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다.

도 4에서부터 분명하다고 판명된 바와 같이, 종래의 도광판과 함께 이용되고 있는 렌즈 시트의 꼭지각인 90°의 시야각 특성과 120°의 시야각 특성을 비교하면 90°보다도 120° 쪽이 훨씬 나쁜 결과가 되고 있지만, 한편 125° 내지 165°까지의 시야각 특성은 종래의 90°의 시야각 특성에 비교하여 훨씬 개선되며 피크적 효과가 나타나고 있는 것을 용이하게 이해할 수 있다.

본원 출원인은 종래의 렌즈 시트의 꼭지각의 범위인 90° 내지 120°라는 고정 관념으로부터 벗어나서, 도광판의 기초적 광학 설계 시뮬레이션을 독자적으로 행한 결과, 시야각 특성이 125° 내지 165°까지의 범위에서 대폭 개선되는 것을 찾아내서 그 결과에 기초하여 전혀 신규인 도광판을 제안하는 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 도광판을 나타낸 사시도이다. 단지, 이미 설명한 구성 요소에 대해서는 동일 번호를 붙여서 설명을 생략한다.

도광판(1)에는 금형을 이용한 수지 성형에 의해 도광판(1)이 제작됨과 동시에, 도광판(1)과 동일 수지로 성형된 복수의 렌티큘러 단위 렌즈(1f)로 이루어진 제1 렌즈부(1e) 및 제2 렌즈부(1g)가 형성된다.

제2 렌즈부(1g)의 렌티큘러 단위 렌즈(1f)는 제1 렌즈부(1e)와 마찬가지로 삼각 기둥의 프리즘이며, 이들의 능선 방향이 서로 거의 평행하며, 외광 도입부(1a)의 길이방향과 거의 평행[즉, 제1 렌즈부(1e)의 렌티큘러 단위 렌즈(1f)의 능선 방향과 거의 직행]이 되도록 배열되어 있으며 삼각 기둥의 프리즘의 꼭지각은 125도 내지 165도의 범위가 되도록 제조된다. 또한, 삼각 기둥의 프리즘의 꼭지각이 125도 내지 165도의 범위이면, 삼각 기둥의 프리즘의 크기, 피치, 높이 및 꼭지각의 진동이나 변동 등을 생기게 해도 도광판의 성능에 영향을 미치지 않는다.

또한, 제2 렌즈부(1g)의 하면에는 광이 투과하지 않도록 알루미늄 증착 등에 의한 반사면 처리가 이루어져 있다(도시하지 않음).

이어서, 본 발명에 따른 도광판의 작용을 도 5를 이용하여 설명한다.

도광판(1)의 외광 도입부(1a)로부터는 실외에서는 태양광이 또한 실내에서는 형광등 등으로부터의 외광이 효율적으로 입사한다. 또한, 광원을 점등시킨 경우에는 광 입사면(1c)으로부터 입사한 광원으로부터의 광 및 외광 도입부(1a)로부터 수광된 외광이 제2 렌즈부(1g)의 하면이나 도광판(1)의 2개의 측면(1b)에서 반사한다. 이 때, 제2 렌즈부(1g)는 도광판(1) 내에서 광을 균일화시키는 작용을 갖고 있으며, 확산된 광을 제1 렌즈부(1e)의 방향으로 유도한다.

그리고, 제2 렌즈부(1g)에 의해서 광을 집속시키는 작용을 갖는 제1 렌즈부(1e)의 방향으로 유도되는 확산 방사광은 제1 렌즈부(1e)로부터 원하는 각도 범위 내에서 균일한 지향성을 갖는 합성광으로서 출사된다. 따라서, 본 발명에 따른 도광판을 구비하는 액정 표시 장치를 디지탈 스틸 카메라나 비디오 카메라로 피사체를 비추는 액정 모니터 등에 사용하는 경우에는 광원을 점등시킬 필요가 없을 정도로 충분한 조명을 행할 수 있으며, 그 결과 각 종 카메라 장치 자체의 소비 전력의 저감을 꾀하는 것이 가능해진다.

도 6은 본 발명에 따른 면광원을 나타내는 모식도이다.

도면 부호 2는 면광원이며, 본 발명에 따른 도광판(1), 형광관 등의 광원(3) 및 각 종 제어 회로(도시하지 않음) 등으로 구성되어 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 반사되며 도광판(1)의 광 입사면(1c)으로부터 또한 자연광 등의 외광은 외광 도입부(1a)으로부터 도광판(1)의 내부로 들어가 광 반사면(1d)의 하부에 부착된 반사판(5) 또는 제2 렌즈부(1g)나 측단면(1b)에서 반사되어 집속을 반복하고, 도광판(1)의 제1 렌즈부(1e)로부터 확산판(6)에 출사된다. 더우기, 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. 단지, 용도에 따라서는 본 면광원(2)으로부터 형광관이나 제어 회로(도시하지 않음) 등을 제거하고, 외광만을 수신하는 타입의 면광원으로 하는 것이나, 확산판(6) 및 렌즈 시트(7)를 제거하는 것도 가능하다.

도 10은 본 발명에 따른 면광원을 구비하는 액정 표시 장치를 나타내는 모식도이다.

도 10의 (a)의 액정 표시 장치에서는 외광 도입부가 액정 패널(9)의 표시면에 비해 광 출사 방향으로 돌출되어 있으며, 한편 도 10의 (b)의 액정 표시 장치에서는 외광 도입부가 액정 패널(9)의 표시면에 비해 광 출사 방향으로 돌출되어 있지 않다는 것을 나타내고 있다. 이들 2종류의 액정 표시 장치는 모두 외광 수신 효과가 우수하지만, 도 10의 (b)의 액정 표시 장치는 외광 도입부가 액정 패널(9)의 표시면에 비해 돌출되어 있지 않기 때문에, 그 외광 도입부 자체의 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 균일하게 등방적으로 확산되어 출사한 광은 액정 패널(9)에 유도된다. 단지, 면광원(2)으로부터 광원(3)을 제거하여 도광판(1)으로부터의 외광만을 이용하는 액정 표시 장치만으로도 좋다.

또한, 본 발명에 따른 도광판의 제조 방법에서는 제1 렌즈부(1e)의 미세 패턴을 가공한 금형이나, 제1 렌즈부(1e) 및 제2 렌즈부(1g)의 미세 패턴을 가공한 금형을 이용하여 상기한 도광판을 성형하는 공정을 포함하고 있으며, 도광판과 동일 수지로 성형된 복수의 렌티큘러 단위 렌즈를 성형과 동시에 형성한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 도광판의 제조 방법에 따르면 도광판을 금형으로 성형하는 공정을 거치면서 동시에, 외광 도입부 및 종래의 렌티큘러 렌즈 시트를 불필요로 하는 복수의 렌티큘러 단위 렌즈로 이루어진 제1 렌즈부가 도광판에 형성되므로 제조 비용을 대폭 삭감하는 것이 가능해진다.

본 발명에 따른 도광판에 따르면, 이미 복수의 렌티큘러 단위 렌즈로 이루어진 제1 렌즈부 및 외광 도입부가 형성되어 있으므로, 종래 필요하던 렌티큘러 렌즈 시트의 사용 매수를 삭감하거나 또는 불필요로 하여, 그 결과 제조 비용을 대폭 삭감시킬 수 있고 더우기, 외광 도입부로부터 태양광이나 실내광 등의 외광을 주된 광으로서 효율적으로 받아들인 것이 가능해진다.

본 발명에 따른 면광원 및 액정 표시 장치에 따르면, 상기 도광판을 사용하므로, 부품 비용이 대폭 삭감되며 또는 외광 도입부로부터 외광을 효율적으로 수광하므로, 일정한 출사 광량을 얻는 경우에는 광원에 공급하는 전력을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 용도에 따라서 광원이 불필요할 수 도 있다.

또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치에 따르면 도광판의 외광 도입부가 액정 패널의 표시면에 비해 돌출되어 있지 않으므로, 장치의 사용자가 부상을 야기하는 요인이 적어 안전성을 확보할 수 있으며 또 그 외광 도입부 자체의 손상 방지나 디자인적인 자유도를 유지할 수 있다.

Claims (9)

1. 수지로서 일체로 성형된 도광판에 있어서,

   외광을 받아들이는 외광 도입부와,

   상기 외광 도입부로부터 받아들인 외광을 출사하는 광 출사면을 구비하고,

   상기 광 출사면에는 복수의 오목 또는 볼록 형상의 렌티큘러(lenticular) 단위 렌즈로 이루어지는 제1 렌즈부가 형성되며,

   상기 제1 렌즈부의 복수의 렌티큘러 단위 렌즈는, 그들의 능선 방향이 서로 거의 평행하게 배열되어 있으며 동시에, 상기 외광 도입부의 길이 방향과 거의 직행하고 있는

   것을 특징으로 하는 도광판.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 렌즈부의 복수의 렌티큘러 단위 렌즈의 꼭대기부(頂部)의 각도가 125도 내지 165도인 것을 특징으로 하는 도광판.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 렌즈부의 복수의 렌티큘러 단위 렌즈의 꼭대기부의 각도가 150도 전후인 것을 특징으로 하는 도광판.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 광 출사면에 대향하는 광 반사면에, 상기 도광판과 동일 수지로서 성형된 복수의 오목 또는 볼록 형상의 렌티큘러 단위 렌즈로 이루어지는 제2 렌즈부를 구비하고,

   상기 제2 렌즈부의 복수의 렌티큘러 단위 렌즈는 그들의 능선 방향이 서로 거의 평행하게 배열되어 있으며, 동시에 상기 제1 렌즈부의 복수의 렌티큘러 단위 렌즈의 능선 방향과 거의 직행하고 있는

   것을 특징으로 하는 도광판.
5. 제4항에 있어서, 상기 제2 렌즈부의 복수의 렌티큘러 단위 렌즈의 꼭대기부의 각도가 125도 내지 165도인 것을 특징으로 하는 도광판.
6. 제4항에 있어서, 상기 제2 렌즈부의 복수의 렌티큘러 단위 렌즈의 꼭대기부의 각도가 150도 전후인 것을 특징으로 하는 도광판.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한항 기재의 도광판과,

   상기 도광판의 외광 도입부, 상기 광 출사면 및 상기 광 반사면 이외의 적어도 한면에 설치된 광원

   을 구비하는 것을 특징으로 하는 면광원.
8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한항 기재의 도광판 또는 제7항 기재의 면광원 중 어느 하나와,

   상기 도광판의 광 출사면에 근접하여 설치된 액정 패널

   을 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한항에 기재된 도광판의 제조 방법에 있어서,

   상기 도광판을 금형으로 성형하는 공정을 포함하는

   것을 특징으로 하는 도광판의 제조 방법.