KR20050088905A - 광 추출 도트를 가진 광학소자 및 이를 이용한 표시장치 - Google Patents

광 추출 도트를 가진 광학소자 및 이를 이용한 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광학소자와 광학소자가 포함된 표시장치를 제공하는 것이다. 광학소자는 제 1 표면과 그 이면인 제 2 표면을 가지는 패널 부재와, 제 1 표면에 적용된 광 추출 도트(light extracting dots)의 분출 패턴으로 구성된다. 각각의 광 추출 도트는 제 1 표면에 교차되는 부분 구형 표면 및 부분 구형 표면과 제 1 표면 사이의 접속부를 가진다. 접속부는 부분 구형 표면의 각 방향으로부터 제 1 표면의 각 방향까지 실질적으로 연속적인 각 배치를 하고 있다.

Description

광 추출 도트를 가진 광학소자 및 이를 이용한 표시장치{OPTICAL ELEMENT WITH LIGHT EXTRACTING DOTS AND DISPLAY DEVICE USING SAME}
본 발명은 광학소자 및 이를 이용한 액정표시 장치(LCD)에 관한 것이다.
LCD 장치는 휴대전화나 퍼스널 컴퓨터 등의 개인 정보 단말기 및 가전제품 등에 널리 사용되고 있다. LCD 조명을 위한 것으로 백 라이트 방식과 프론트 라이트 방식이 알려져 있다. 백 라이트 방식은 표시에 있어서 좋은 외관을 제공하므로 프론트 라이트 방식보다 낫다. 백 라이트의 확장된 휘도에 대한 첨단 기술이 여전히 필요한 상태이다. 휘도를 확장하기 위해 여러 가지의 제안이 있어왔다. 첫째는 증대된 휘도의 광원을 사용하는 것이 제안되었다. 둘째는 광학 필름 또는 이와 같은 것이 사용되는 것이 제안되었다. 세 번째는 증대된 휘도의 도광판(light guide)이 사용되는 것이 제안되었다. 이러한 제안들은 다음과 같다.
일본 특허 공개 02-241590호에 의하면, 도광판을 포함한 발광 패널 어셈블리에 대해 개시하고 있다. 도광판은 제 1 표면과 제 1 표면의 이면인 제 2 표면을 가지고 있고 제 1 표면에 형성된 흰색 모양의 프린트 패턴이 있다. 흰색 모양은 동일한 출광(light output) 분배를 제공하기 위해 도광판의 다른 부분에서 비율과 크기가 변경될 수 있다. 보통 도광판을 통하여 전달되는 빛의 양은 광원으로부터 멀리 있는 지역보다 가까운 지역이 더 많다. 패턴은 광원으로부터 늘어난 거리에 따라 흰 모양의 짙은 농도를 제공함으로서 빛의 변화를 조정하기 위해 사용된다. 그러므로 광원으로부터의 출광 분배를 더욱 일정하게 한다.
일본 특허 공개 06-265731호에 의하면, 도광판을 포함한 발광 패널 어셈블리를 개시한다. 도광판은 제 1 표면과 그 이면인 제 2 표면을 가지고 있고 얕은 원형의 오목 패턴이 있다. 얕은 오목 패턴은 도광판의 다른 부분에 따라 그 직경과 깊이가 변경될 수 있다. 패턴은 광원으로부터 늘어난 거리에 따라 얕은 오목 패턴의 더 많은 양을 제공함으로서 도광판을 통하여 전달되는 빛의 양을 조정하기 위해 사용된다. 그러므로 광원으로부터의 출광 분배를 더욱 일정하게 한다.
일본 특허 공개 10-268138호에 의하면, 도광판을 포함한 발광 패널 어셈블리를 개시한다. 도광판은 제 1 표면과 그 이면인 제 2 표면을 가지고 있다. 프리즘의 배열을 포함하는 필름은 제 1 표면에 부착되어 있고 제 2 표면에는 또 다른 프리즘 배열이 형성되어 있다.
예를 들면, 도트형, 프리즘형, 부분 구형, 원기둥형, 사각기둥형, 원뿔형, 또는 피라미드형의 빛 추출 변형은 도광판의 뒷면 위에 주조된 패턴을 제공함에 의해 생기게 된다. 주조된 패턴을 제공하는 것은 출광의 불규칙성을 감소시키거나 제거하기 위해 조정하는 동안 영구적인 금형의 변형이 요구될 것이다. 그러므로 주조된 패턴은 전의 패턴으로 복원할 수는 없다. 예를 들면, 도트는 금형에 직접 패턴 될 수 있고 에칭에 의한 금형에 패턴 될 수 있다.
도 10은 도광판(100)의 형태에서 광학소자의 출광면(101)의 이면인 뒷면(102)에 직접 패턴 된 도트 금형을 사용하여 주조된 패턴을 제공하여 생산한 도트(103)의 설명도이다. 각 도트(103)는 뒷면(102)에 교차되는 구형 렌즈 면(103a) 및 구형 렌즈 면(103a)과 뒷면(102) 사이의 접속부(104)를 가지고 있다.
금형 제조시의 휨으로 인하여 접속부(104)는 불가피하게 구형 렌즈 면의 각 방향에서 뒷면의 각 방향까지 불연속적이고 불규칙적인 각 배치를 하고 있다. 도 10의 배열에 나타낸 바와 같이 접속부(104)는 원하는 조망 축으로부터 접속부(104)에 닿는 광선을 부분적으로 산란시키고 축 상의 휘도를 감소시킨다.
도 11은 도광판(100)의 형태에서 광학소자의 출광면(101)의 이면인 뒷면(102)에 에칭에 의해 패턴 된 금형을 사용하여 주조된 패턴을 제공하여 생산한 도트(103)의 설명도이다. 각 도트(103)는 뒷면(102)에 교차되는 구형 렌즈 면(103a) 및 구형 렌즈 면(103a)과 뒷면(102) 사이의 접속부(104)를 가지고 있다.
에칭은 원하는 수준의 매끈한 면의 금형의 면을 만들지 못하므로 구형 모양의 렌즈 면(103a)과 접속부(104)는 불가피하게 불연속적이고 불규칙한 각의 방향을 전체적으로 가진다. 도 11에서 나타낸 배열과 같이, 구형 렌즈 면(103a)과 접속부(104)는 원하는 조망 축으로부터 구형 렌즈 면(103a)과 접속부(104)에 닿는 광선을 산란시키고 축 상의 휘도를 감소시킨다.
도 12의 도트(103)는 스크린 프린팅을 사용하여 도광판(100)의 구성에서 광학소자의 출광면(101)의 이면인 뒷면(102) 위에 잉크 패턴에 의해 제공됨에 의해 생산된 것을 나타낸 것이다. 스크린 프린팅을 위한 잉크(105)는 비즈(beads)(106)를 포함한다. 도 12의 배열에 나타낸 바와 같이, 비즈(106)는 원하는 조망 축으로부터의 광선을 산란시키므로 축 상의 휘도를 감소시킨다.
효율적인 빛의 이용을 위해 축 상의 휘도를 증가시키기 위한 시도로 주조되거나 인쇄된 도트가 있다. 그러나, 이러한 시도들은 전체적으로 만족스럽다고 입증되지 않았다.
본 발명의 일면에 의하면 표시장치는 표시 패널; 광원; 광원과 표시 패널 사이의 배치된 광학소자로 구성된다. 광학소자는 제 1 표면과 그 이면인 제 2 표면을 갖는 패널 부재와 제 1 표면에 적용된 광 추출 도트를 포함한다. 각각의 광 추출 도트는 제 1 표면에 교차되는 곡면 및 곡면과 제 1 표면 사이의 접속부를 가지고 있다. 접속부는 곡면의 각 방향으로부터 제 1 표면의 각 방향까지 실질적으로 연속적인 각 배치를 하고 있다.
본 발명의 또 다른 일면에 의하면 광학소자는 제 1 표면과 그 이면인 제 2 표면을 갖는 패널 부재; 그리고 제 1 표면에 적용된 복수의 광 추출 도트로 구성된다. 각각의 광 추출 도트는 제 1 표면에 교차되는 곡면 및 곡면과 제 1 표면 사이의 접속부를 가지고 있다. 접속부는 곡면의 각 방향으로부터 제 1 표면의 각 방향까지 실질적으로 연속적인 각 배치를 하고 있다.
본 발명의 또 다른 일면에 의하면 광학소자는,
제 1 표면과 그 이면인 제 2 표면을 갖는 패널 부재; 그리고
제 1 표면에 적용된 분출된 패턴의 광 추출 도트; 각각의 광 추출 도트는 제 1 표면에 교차되는 부분 구형 표면 및 부분 구형 표면과 제 1 표면 사이의 접속부를 가지고 있고;
부분 구형 표면의 각 방향으로부터 제 1 표면의 각 방향까지 실질적으로 연속적인 각 배치를 하고 있는 접속부로 구성된다.
본 발명의 목적은 패널 부재 면과 그 면에 형성된 각 광 추출 도트(light extracting dots) 사이의 접속부가 실질적으로 연속적인 각 배치를 이루어 광원으로부터의 입사광의 산란을 줄이고 바람직한 방향으로 반사시켜 휘도를 향상시키고, 또한 제작 시간의 현저한 단축 및 단시간에 휘도 혼란의 수정을 가능하게 하는 광학 소자 및 그 표시장치를 제공하는 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성된 광학소자(1)의 일부분의 단면을 나타낸 개략 설명도이다. LCD 장치에 도광판을 제공하기 위한 적용을 하기 위해, 광학소자(1)는 광원과 LCD 형태에서 표시 패널 사이에 광학적으로 배치된다. 광학소자(1)는 도광판(50)의 형태에서 제 1 표면 또는 뒷면(3)과 그 이면인 제 2 표면 또는 출광면(2)을 가지는 패널 부재로 구성된다. "패널 부재"는 여기에서 도광판, 편광필름, 광학 시트 또는 이와 같은 발광 패널 부재를 의미한다.
광학소자(1)는 또한 제 1 표면(3)에 적용되는 복수의 광 추출 도트(4)를 포함한다. 각각의 광 추출 도트(4)는 제 1 표면(3)에 교차되는 곡면(5) 및 곡면(5)과 제 1 표면(3) 사이의 접속부(6)를 가진다. 접속부(6)는 곡면의 각 방향으로부터 제 1 표면의 각 방향까지 실질적으로 연속적인 각 배치를 하고 있다. 즉, 접속부는 표면의 각 방위에서 혼란이 없다.
광 추출 도트(4)는 분출된 패턴을 제공함에 의해 생산된다. "분출된 패턴"이란 용어는 여기에서 분출에 의해 형성된 패턴을 의미한다. 광 추출 도트(4)는 노즐의 높이, 분출 압력, 분출 양, 분출 횟수, 분출 재료의 점도가 변화함에 따라 크기 또는 모양이 바뀔 수 있다. 광 추출 도트(4)는 패널 부재(50)의 어떤 부분에서의 발광 비율을 조절하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 더 작거나 적은 크기의 광 추출 도트(4)는 더 작은 출광이 요구되는 부분에 위치될 수 있다. 역으로, 더 크거나 많은 광 추출 도트(4)는 더 큰 출광이 요구되는 발광 부재(50) 부분에 위치될 수 있다.
발광 패널의 다른 부분에서 광 추출 도트의 비율이나 크기의 변화는 일정한 출광 분배를 제공하기 위해 필요하다. 예를 들면, 패널 부재를 통하여 전달되는 빛의 양은 광원에 가까운 부분이 광원에서 먼 부분보다 일반적으로 더 많다. 광 추출 도트(4)의 패턴은 예를 들면, 광원으로부터 먼 거리에서는 광 추출 도트의 진한 농도를 제공함에 의해 패널 부재(50) 내에서 빛의 편차를 조절하기 위해 사용될 수 있다. 그런 결과로 패널 부재(50)로부터의 출광 분배를 더욱 일정하게 한다. 광 추출 도트(50)의 농도는 공급된 X-Y 테이블의 방향의 상대적 위치 또는 X-Y 좌표 계에서 광 추출 도트(4) 사이에서 상대적 위치를 바꾸기 위하여 분출 노즐 사이에서 상대적 위치의 변화에 따라 변경될 수 있다. 공급 방향 또는 분출 노즐 사이의 상대적 위치의 명령이 바뀜에 따라, 광 추출 도트(4)의 분출 패턴은 조절될 수 있고 광 추출 도트(4)의 바람직한 분출 패턴은 빠르게 실현 될 수 있다.
광 추출 패턴(4)의 분출된 패턴은 구형 도트, 타원형의 도트, 다각형의 도트와 같은 모양으로 바뀔 수 있다. 분출 패턴은 특별한 적용에서 도트(4)를 인간의 눈에 거의 보이지 않는 분출 패턴으로 도트마다 충분히 작게 할 수 있고, 단위 폭마다 일렬로 미세하게 할 수 있다. 그것에 의하여 큰 도트를 이용하는 광 추출 패턴에 일반적인 경사나 밴딩 라인(banding line)을 감지하지 못할 수 있다. 게다가 도트(4)는 패널 부재의 길이나 폭에 따라 모양이나 크기가 변경될 수 있다. 또한 도트 패턴은 패널 부재의 길이나 폭의 구석구석 자유스럽게 위치될 수 있다. 더욱이, 도트는 패널 부재의 색을 변화하기 위해 칼라일 수 있다. 도트의 색은 예를 들면, 같거나 다른 출광부에 다른 색을 제공하기 위해 패널 부재 구석구석 변경될 수 있다.
재료의 적하는 부분 구형의 돌출 표면을 가지는 도트를 형성하는 단일의 분사에 의해 도광판(50)에 적용할 수 있다. 도트는 도광판(50) 위에 같은 위치에 재료를 적하함으로서, 적하를 반복하여 크기가 변경될 수 있다. 도트의 크기는 또한 노즐의 높이, 분출 압력, 분출 재료의 점도의 변화에 따라 변경될 수 있다. 도트의 크기는 도광판(50)의 젖는 성질에 의해 변경될 수 있다.
도트는 인접 위치에 재료를 적하하여 분출을 반복함으로 부분 구형 도트, 타원형의 도트, 삼각형의 도트, 다각형의 도트와 같은 모양으로 변경될 수 있다.
예를 들면, 아크릴 또는 폴리카보네이트 수지를 포함하는 종류의 투명한 발광 재료는 도광판(50)에 사용될 수 있다. 일반적으로 수지 종류의 투명한 부착 재료는 광 추출 도트(4)에 사용될 수 있다.
제품의 수명이 다할 때까지 도트(4)와 도광판(50) 사이의 단단한 결합이 요구된다. 그것에 의해 광 추출 도트가 도광판에서 떨어지면 흔하게 나타나는 핀 홀 현상이 생기는 것을 방지할 수 있다.
도트(4)의 표면에 돌출된 부분 구형의 형태는 재료로 사용된 수지의 표면장력으로 변경될 수 있다. 그것에 의해 적합한 수지를 선택하는 것과 선택된 수지의 점도를 조절하는 것이 중요하다.
도트(4)는 LCD, 특별히 백 라이트를 제공하기에 적합하도록 발광의 출선 각도 분배를 조절하기 위해 사용할 수 있다. 이러한 경우에 도트(4)가 도광판(50)으로부터 광선을 방출시켜서 그것들이 손실이 작게 LCD를 통해 통과한다면, 출광이 매우 효율적일 것이다. 제 1 표면(3)을 벗어나 도광판(50)에 존재하는 광선은 도트(4)와 직면한다. 광선은 도트(4)에 의해 굴절되고 반사되어 선정된 선 각도로 도광판(50)으로부터 직접 방출된다. 도트(4)의 재료를 바꾸는 것은 굴절률을 변화시켜 출광의 휘도를 변하게 한다. 따라서, 출광의 고휘도화를 위한 굴절률을 갖는 수지를 도트(4)에 사용하는 것이 바람직하다. 그러한 수지의 예로 아크릴 수지와 폴리카보네이트 수지가 있다.
도트(4)는 도광판 또는 편광필름과 같은 패널 부재(50)의 젖는 성질에 따라 직경이 변경될 수 있다. 예를 들면, 더 작은 직경의 도트(4)는 젖는 성질이 낮은 패널 부재(50) 위에 위치할 수 있다. 역으로 더 큰 직경의 도트(4)는 젖는 성질이 높은 패널 부재(50) 위에 위치할 수 있다. 도트(4)의 직경 변화는 도트(4)에 의해 굴절된 출광을 변하게 한다. 따라서, 도트(4)가 좀 더 효율적인 굴절을 일으키게 하는 젖는 성질을 가진 재료를 도광판이나 편광필름과 같은 패널 부재(50)에 사용하는 것이 바람직하다.
만약 패널 부재(50)에 적용한 후에 도트(4)에 사용된 수지를 경화시키기 위해 자외선이 이용된다면, 도트(4)의 표면에 돌출된 부분 구형은 자외선의 파장 또는 양에 의해 모양이 변경될 수 있다. 도트(4)의 부분 구형 표면과의 접촉각은 굴절률을 바꿀 수 있어 자외선 경화는 적합한 조건에서 이루어지는 것이 바람직하다.
지금부터는 도 2에 관한 것으로, 본 발명에 의한 광학소자(1a)의 또 다른 형태를 도식적으로 나타낸 것이다. 광학소자(1a)는 실질적으로 도광판(50)의 형태에서, 제 1의 광 추출 도트(4)의 분출 패턴이 패널 부재의 제 1 표면(3)에 적용된 점에서 도 1에 나타낸 광학소자(1)와 같다. 그러나, 광학소자(1a)는 도광판(50)의 제 2 표면 또는 출광면(2)에 제 2의 광 추출 도트(4a)의 분출 패턴이 적용되었다는 점에서 도 1과 다르다. 각각의 제 2의 광 추출 도트(4a)는 제 2 표면(2)에 교차되는 제 2 곡면(5a) 및 제 2 곡면(5a)과 제 2 표면(2) 사이의 접속부(6a)를 가진다. 제 2 곡면(5a)은 부분 구형 돌출 표면의 형상이다. 각각의 복수의 광 추출 도트(4a)의 접속부(6a)는 제 2 곡면 각 방향으로부터 제 2 표면 각 방향까지 실질적으로 연속적인 각 배치를 하고 있다.
지금부터는 연속적인 도 2의 관련예인 도 4에 관한 것으로, 각각의 제 2의 광 추출 도트(4a)는 제 1의 광 추출 도트(4)의 하나로부터 직접적으로 광선을 받기 위해 위치한다. 이는 제 1의 광 추출 도트(4)에 의해 직접적인 광선을 도식적으로 보여주는 화살표로부터 이해할 수 있다.
도 2에서 보여준 광학소자(1a)의 형태로서, 제 1의 광 추출 도트(4)에 의한 광선은 도광판(50)의 형태에서 뒷면(3)으로부터 안으로 패널 부재에 들어가서 출광면을 향한 방향으로 출광면(2)으로 향한다. 제 2의 광 추출 도트(4a)는 상대적으로 출광면(2)의 방향에 대하여 제 1의 광 추출 도트(4)와 정렬하게 배열되어 있다.
도 4는 또 다른 광학소자(1b)의 형태를 나타낸 것으로, 제 1의 광 추출 도트(4)와 제 2의 광 추출 도트(4a) 사이의 위치적인 관계를 제외하면 도 2에서 보여준 광학소자(1a)와 실질적으로 동일하다. 도 2에서 위치적인 관계는 제 2의 광 추출 도트(4a)는 상대적으로 출광면(2)의 방향에 대하여 제 1의 광 추출 도트(4)와 정렬하여 배열되어 있다. 도 2에서 보여준 것과는 달리 제 2의 광 추출 도트(4a)의 방향에 관해서는 상대적으로 제 2 표면의 방향으로 언급한 복수의 제 1의 광 추출 도트의 정렬과 다른 배열을 하고 있다.
도 3에 관한 것으로, 본 발명에 따른 광학소자(1c)의 또 다른 형태를 도식적으로 나타낸 것이다. 광학소자(1c)는 광 추출 도트(4b)의 분출된 패턴이 패널 부재(15)의 제 1 표면(3)에 적용된 것에서 실질적으로 도 1에서 나타낸 광학소자(1)와 같다. 그러나, 광학소자(1c)는 편광필름(15)에 복수의 구멍 또는 슬릿(14)이 형성되어 있고 광 추출 도트(4b)가 구멍 또는 슬릿(14)을 덮고 있는 패널 부재라는 점에서 광 추출 소자(1)와 다르다. 각각의 광 추출 도트(4b)는 제 1 표면(3)에 교차되는 곡면(5) 및 곡면(5)과 제 1 표면(3) 사이의 접속부(6)를 가지고 있다. 곡면(5)은 광선을 그 위에 닿게 하여 연결된 구멍 또는 슬릿(14) 중 하나에 향하도록 하는 부분 구 돌출 표면의 형태이다.(배열을 참조하라.) 각각의 복수의 광 추출 도트(4b)의 접속부는 곡면 각 방향으로부터 제 1 표면 각 방위로 실질적으로 연속적인 각 배치를 하고 있다.
도 5에 관한 것으로, 광 추출 도트(4) 또는 (4b)의 분출된 패턴의 하나의 실시예를 도식적으로 나타낸 것이다. 이 실시예에서 광 추출 도트(4)의 분출 패턴이 렌즈의 배열을 제공한다.
도 6에 관한 것으로, 액정 표시 장치(10)의 한가지 형태를 도식적으로 나타낸 것이다. 액정 표시 장치(10)에 있어서, 광학소자(1)(도 1을 참조하라)는 발광 다이오드(LEDs)의 형태로 광원(12)과, 유리판(16)(19) 사이에 위치한 액정(17)과 칼라필터(18)를 포함하는 표시장치 사이에 알려진 방법으로 광학적으로 배치되어 있다. LCD 장치(10)는 도광판(50)의 제 1 표면(3)에 대하여 반사 시트(11)와, 도광판(50)의 제 2 표면(2)에 대하여 위치한 광학 시트(13)를 포함한다. LCD 장치(10)는 광학 시트(13)와 유리판(16)사이의 편광필름(15)과, 다른 유리판(19) 위의 또 다른 편광필름(20)을 포함한다. 편광필름(15)은 복수의 구멍 또는 슬릿(14)이 형성되어 있다.
도 7에 관한 것으로, 또 다른 액정 표시장치(LCD)(10a)를 도식적으로 나타낸 것이다. LCD(10a)에서 광학소자(1a)(도 2를 참조하라)는 발광 다이오드(LEDs)의 형태로 광원(12)과, 유리판(16)(19) 사이에 위치한 액정(17)과 칼라필터(18)를 포함하는 표시장치 사이에 광학적으로 알려진 방법으로 배치되어 있다. LCD 장치(10)는 도광판(50)의 제 1 표면(3)에 대하여 반사 시트(11)를 포함한다. 또한 LCD 장치(10)는 도광판(50)의 제 2 표면(2)에 대하여 위치한 편광필름(15)과 다른 유리판(19) 위에 또 다른 편광필름(20)을 포함한다. 편광필름(15)은 각각 제 2의 광 추출 도트(4a)로부터 유리판(16)으로 광선이 전달되도록 제 2의 광 추출 도트(4a)와 정렬된 복수의 구멍 또는 슬릿(14)이 형성되어 있다. 제 2의 광 추출 도트(4a)의 제공으로 도 6에서 사용된 광학 시트(13)가 필요 없게 된 것을 알 수 있다.
도 8에 관한 것으로, 또 다른 액정 표시장치(LCD)(10b)를 도식적으로 나타낸 것이다. LCD(10b)에서 광학소자(1)(도 1을 참조하라)와 광학소자(1c)(도 3을 참조하라)는 발광 다이오드(LEDs)의 형태로 광원(12)과, 유리판(16)(19) 사이에 위치한 액정(17)과 칼라필터(18)를 포함하는 표시장치 사이에 알려진 방법으로 광학적으로 배치되어 있다. LCD 장치(10b)는 도광판(50)의 제 1 표면(3)에 대하여 반사 시트(11)와, 도광판(50)의 제 2 표면(2)에 대하여 위치한 광학 시트(13)를 포함한다. 편광필름(15)을 포함하는 광학소자(1c)는 광학 시트(13)와 유리판(16) 사이에 위치하고 있고, 또 다른 편광필름(20)은 다른 유리판(19) 위에 위치하고 있다.
도 9에서는 도 1에서 나타낸 광학소자(1)의 제조 방법을 나타내고 일반적으로 블록선도(60)로 표시된다.
블록(62)에서는 도광판의 전처리 과정으로 에어 블로우에 의한 표면 클리닝으로 시작된다. 이후에는 표면의 젖는 성질이 60℃이하의 온도의 수조에서 열 처리를 포함한 표면 처리에 의해 조절된다.
다음 블록(64)에서는 광 추출 도트의 분출 패턴을 적용하는 단계로 도광판의 제 1 표면 또는 뒷면(3) 위에 X-Y 테이블 위에 도광판을 위치시키는 것으로 시작된다. 도광판은 진공이나 부착 테이프를 사용하여 X-Y 테이블로 고정될 수 있다. 이후에는 도광판의 네 개의 모서리 중 하나를 CCD 카메라를 사용하거나 기계적인 광인지에 의하여 원점으로 교정한다. 광 추출 도트의 분출 패턴은 잉크젯을 이용하여 제 1 표면 또는 뒷면(3) 위에 패턴 지역에 적용한다.
조건들:
(a) 수지 점도의 변화의 조절에 관하여, 큰 점도는 표면 장력에 의한 영향을 많이 받으므로 큰 점도의 수지는 잉크젯을 이용한다면 직경이 작고 높이가 큰 도트를 패턴 지역 위에 위치시킬 수 있다. 따라서, 도트는 잉크젯에 의해 사용되는 수지의 점도의 변화를 조절함에 의해 변경될 수 있다. 물론, 수지의 점도는 광 추출 도트의 분출 패턴에 적용하기 위한 잉크젯의 운전이 일정하게 유지되는 것이 바람직하다.
(b) 잉크젯 노즐의 위치 변화 조절에 관하여, 노즐은 분출의 각 방위의 정밀도가 1°이므로, 1μ이하로 X-Y 좌표계의 정밀도를 유지하기 위하여, 54.47μ이하로 높이를 조정하는 것이 바람직하다. X-Y 좌표계의 정밀도를 5μ이하로 유지한다면, 노즐의 높이는 287.5μ이하가 된다. 이것은 tan 1°= 0.0174 의 관계를 이용하여 계산할 수 있다. 더 작은 직경과 더 높은 도트는 노즐 높이를 높게 하고 잉크젯을 이용하여 패턴 지역에 위치할 수 있다. 따라서, 도트는 노즐 높이를 조절하여 변경될 수 있다. 물론, 노즐 높이는 광 추출 도트의 분출 패턴에 적용하기 위한 잉크젯의 운전이 일정하게 유지되는 것이 바람직하다.
(c) 잉크젯에 적용되는 수지에 있어서 압력에 대한 것으로, 잉크젯에 적용되는 수지는 높은 압력에서는 직경이 크고 높이가 작은 도트가 패턴 지역에 위치하게 된다. 따라서, 도트는 압력의 변화를 조절함으로 변경될 수 있다. 물론, 압력은 광 추출 도트의 분출 패턴에 적용하기 위한 잉크젯의 운영이 일정하게 유지되는 것이 바람직하다. 잉크젯에 의한 일회 분출 당 수지의 양은 일정하게 유지하는 것이 바람직하다.
(d) 잉크젯에 의한 적하 수의 변화를 조절에 관하여, 만약 사용된 잉크젯이 한곳에 대하여 여러 번의 분사가 있었다면 도트의 직경, 높이, 부피가 변경될 수 있다. 따라서, 도트는 한곳에 대하여 잉크젯에 의해 분사 횟수의 변화에 따라 모양이 변경될 수 있다.
(e) 도트의 상대적 위치의 데이터 입력에 관해서, 잉크젯 노즐 사이의 상대적 위치의 높은 정밀도뿐만 아니라 공급된 X-Y 좌표계에서 상대적 위치의 높은 정밀도도 요구된다. 도트의 크기는 도광판 안에서 빛의 편차를 조절하기 위해 예를 들면, 광원으로부터 먼 거리에 있는 경우는 더 큰 광 추출 도트를 제공함으로 변경될 수 있다. 그것에 의해 도광판으로부터의 더욱 일정한 출광 분배를 가져오게 된다. 광 추출 도트의 크기의 바람직한 편차는 X-Y 테이블의 공급된 방향에서 상대적 위치를 변경함에 의해, 그리고 X-Y 좌표계 안에서 광 추출 도트 사이의 상대적 위치를 변경하기 위해 분출 노즐의 상대적 위치를 변경함으로서 실현될 수 있다. 공급된 방향과 분출 노즐의 상대적 위치에 대한 지시를 변경함에 의해, 광 추출 도트의 분출 패턴은 조절 될 수 있고 광 추출 도트의 분출 패턴을 바람직하게 빨리 실현될 수 있다.
계속하여 도 9에 관하여, 블록(66)에서는 광 추출 도트의 분출 패턴을 경화하는 과정은 자외선이나 적외선을 이용하여 실행할 수 있다. 만약, 자외선이 도트가 도광판 위의 패턴 지역에 적용된 후 도트에 사용된 수지 경화에 이용된다면, 도트의 부분 구형 돌출 표면의 모양이 자외선의 양과 파장 그리고 조사시간에 따라 변경될 수 있다. 도트의 부분 구 면의 접촉각은 반사 효율을 바뀌게 할 수 있어, 자외선 경화는 적합한 조건에서 실행되는 것이 바람직하다.
다음 블록(68)에서는 광 추출 도트의 분출 패턴을 위한 관리 테스트 과정으로 직경 D와 판단기준 D±d를 비교함으로 실행한다. 테스트를 통과하면, 블록(70)에서의 알람이 발생되지 않는다. 테스트를 통과하지 못하면, 블록(72)에서 알람이 발생한다. 도트의 높이 또한 설정된 기준과 비교하여 행할 수 있다.
전술한 바와 같이, 접속부가 곡면의 각 방향으로부터 제 1 표면의 각 방향까지 실질적으로 연속적인 각 배치로 한 빛 전달이 바람직한 방향의 분배를 하여 도트에 닿는 모든 빛이 산란되지 않고 충분히 분배되어 휘도의 혼란이 없다는 것이 본 발명의 유리한 효과로 평가된다. 또한, 도트를 성형하기 위한 종래 금형 제작 상에 필요로 하고 있던 복잡한 공정과 달리 간단한 잉크젯 공정으로 대체됨으로서 대폭적인 제작 시간의 단축이 가능함은 물론, 단기간에 휘도 혼란의 수정이 가능하다.
본 발명은 어떤 바람직한 실시예에 대하여 나타내었음에도 불구하고 명세서를 읽고 이해하는 당업자에 의해서 상당하는 변형이나 변경이 있어날 수 있음은 분명하다. 본 발명은 이러한 모든 상당하는 변경이나 변형을 포함하고 특허청구범위에 의해서만 제한된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성된 광학소자의 일부분의 단면을 나타낸 개략 설명도이다.
도 2는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라 구성된 광학소자의 일부분의 단면을 나타낸 개략 설명도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라 구성된 광학소자의 일부분의 단면을 나타낸 개략 설명도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라 구성된 광학소자의 일부분의 단면을 나타낸 개략 설명도이다.
도 5는 도 1에서 나타낸 광학소자의 일부분을 확대한 개략 평면도이다.
도 6은 도 1에서 나타낸 실시예에 따라 개작된 LCD 장치의 단면을 나타낸 개략 설명도이다.
도 7은 도 2에서 나타낸 실시예에 따라 개작된 LCD 장치의 단면을 나타낸 개략 설명도이다.
도 8은 도 1 과 도 3에서 나타낸 실시예에 따라 개작된 LCD 장치의 단면을 나타낸 개략 설명도이다.
도 9는 도 1에서 나타낸 광학소자의 제조를 위한 방법을 설명하는 블록선도이다.
도 10 내지 도 12는 선행 발명에 따른 광학소자의 일부분의 단면을 나타낸 개략 설명도이다.

Claims (20)

  1. 표시장치에 있어서,
    표시 패널;
    광원; 그리고
    광원과 표시 패널 사이에 광학적으로 배치된 광학소자,
    광학소자는 제 1 표면과 그 이면인 제 2 표면을 포함하고, 제 1 표면에 복수의 광 추출 도트가 적용되어 있고, 각각의 광 추출 도트는 제 1 표면에 교차되는 곡면 및 곡면과 제 1 표면 사이의 접속부를 가지고 있고,
    접속부는 곡면의 각 방향으로부터 제 1 표면의 각 방향까지 실질적으로 연속적인 각 배치로 된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  2. 제 1항에 있어서, 패널 부재가 도광판인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 패널 부재가 편광필름인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 복수의 광 추출 도트가 잉크젯에 의해 제 1 표면에 적용된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  5. 제 2항에 있어서, 광학소자는 또한 복수의 제 2의 광 추출 도트가 제 2 표면에 적용되고, 각각은 제 2 표면에 교차되는 제 2 곡면 및 제 2 곡면과 제 2 표면 사이의 접속부를 가지고,
    각각의 복수의 제 2의 광 추출 도트의 접속부는 제 2 곡면의 각 방향으로부터 제 2 표면의 각 방향까지 실질적으로 연속적인 각 배치로 된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  6. 제 5항에 있어서, 각각의 복수의 제 2의 광 추출 도트는 복수의 제 1의 광 추출 도트의 하나에 의해 전달된 광선을 수용하는 위치에 있는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  7. 제 6항에 있어서, 제 1의 광 추출 도트에 의해 전달된 광선이 제 2 표면에 수직적인 방향으로 제 1 표면에서 제 2 표면으로 패널 부재 안쪽으로 들어가고, 복수의 제 2의 광 추출 도트는 각각 제 2 표면에 수직적인 방향으로 복수의 제 1의 광 추출 도트와 정렬되어 배열된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  8. 제 6항에 있어서, 제 1의 광 추출 도트에 의해 전달된 광선이 제 2 표면에 수직 방향에 대하여 각을 가진 방향으로 제 1 표면에서 제 2 표면으로 패널 부재 안쪽으로 들어가고, 복수의 제 2의 광 추출 도트가 각각 제 2 표면에 수직적인 방향의 제 1의 광 추출 도트의 정렬을 벗어나 배열된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  9. 제 3항에 있어서, 광학소자는 또한 복수의 제 2의 광 추출 도트가 제 2 표면에 적용되고, 각각은 제 2 표면에 교차되는 제 2 곡면 및 제 2 곡면과 제 2 표면 사이의 접속부를 가지고,
    각각의 복수의 제 2의 광 추출 도트의 접속부는 제 2 곡면의 각 방향으로부터 제 2 표면의 각 방향까지 실질적으로 연속적인 각 배치로 된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  10. 제 9항에 있어서, 각각의 제 2의 광 추출 도트가 복수의 제 1의 광 추출 도트의 하나에 의해 전달된 광선을 수용하는 위치에 있는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  11. 제 10항에 있어서, 제 1의 광 추출 도트에 의해 전달된 광선이 제 2 표면에 수직적인 방향으로 제 1 표면에서 제 2 표면으로 패널 부재 안쪽으로 들어가고, 복수의 제 2의 광 추출 도트가 각각 제 2 표면에 수직적인 방향에 대하여 제 1의 광 추출 도트와 정렬하여 배열된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  12. 제 10항에 있어서, 제 1의 광 추출 도트에 의해 전달된 광선이 제 2 표면에 수직 방향에 대하여 각을 가진 방향으로 제 1 표면에서 제 2 표면으로 광학소자 안쪽으로 들어가고, 복수의 제 2의 광 추출 도트가 각각 제 2 표면에 수직적인 방향의 제 1의 광 추출 도트의 정렬을 벗어나 배열된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  13. 제 3항에 있어서, 편광필름의 제 1 표면에 복수의 구멍 또는 슬릿이 형성되어 있고, 복수의 광 추출 도트가 각각 복수의 구멍 또는 슬릿을 덮고 있는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  14. 제 2항에 있어서, 도광판의 제 1 표면에 대하여 반사시트가 위치되고, 광학시트가 제 2 표면에 위치되어 구성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  15. 제 6항에 있어서, 도광판의 제 1 표면에 대하여 반사시트가 위치되고, 복수의 제 2의 광 추출 도트가 형성된 제 2 표면에 대하여 편광필름이 위치되어 구성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  16. 제 14항에 있어서, 도광판으로부터 떨어진 측면의 광학시트에 대하여 위치된 면을 갖는 편광필름;
    편광필름은 제 2 표면에 복수의 제 2의 광 추출 도트를 포함하고, 각각은 제 2 표면에 교차되는 제 2 곡면 및 제 2 곡면과 제 2 표면 사이의 접속부를 가지고;
    각각의 복수의 제 2의 광 추출 도트의 접속부는 제 2 곡면의 각 방향으로부터 제 2 표면의 각 방향까지 실질적으로 연속적인 각 배치를 하고;
    편광필름은 그 표면 안에 복수의 구멍 또는 슬릿을 형성하고;
    복수의 제 2의 광 추출 도트는 각각 편광필름의 복수의 구멍 또는 슬릿을 덮고 있는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  17. 광학소자에 있어서,
    제 1 표면과 그 이면인 제 2 표면을 갖는 패널 부재; 그리고
    제 1 표면에 복수의 광 추출 도트가 적용되어 있고, 각각의 광 추출 도트는 제 1 표면에 교차되는 곡면 및 곡면과 제 1 표면 사이의 접속부를 가지고 있고,
    접속부는 곡면의 각 방향으로부터 제 1 표면의 각 방향까지 실질적으로 연속적인 각 배치로 된 것을 특징으로 하는 광학소자.
  18. 제 17항에 있어서, 각각의 광 추출 도트는 제 1 표면으로부터 패널부재의 안쪽으로 광 추출 도트 위에 닿는 광선을 전달하는 배치로 된 것을 특징으로 하는 광학소자.
  19. 제 18항에 있어서, 더욱이 복수의 제 2의 광 추출 도트가 제 2 표면에 적용되고, 각각은 제 2 표면에 교차되는 제 2 곡면 및 제 2 곡면과 제 2 표면 사이의 접속부를 가지고,
    각각의 복수의 제 2의 광 추출 도트의 접속부는 제 2 곡면의 각 방향으로부터 제 2 표면의 각 방향까지 실질적으로 연속적인 각 배치를 하고,
    각각의 복수의 제 2의 광 추출 도트는 바람직한 방향에서 패널 부재를 벗어나 제 2의 광 추출 도트 위에 닿는 광선을 전달하는 배치로 된 것을 특징으로 하는 광학소자.
  20. 광학소자에 있어서,
    제 1 표면과 그 이면인 제 2 표면을 갖는 패널 부재; 그리고
    제 1 표면에 광 추출 도트의 분출 패턴이 적용되고, 각각의 광 추출 도트는 제 1 표면에 교차되는 부분 구형 표면 및 부분 구형 표면과 제 1 표면 사이의 접속부를 가지고,
    부분 구형 표면의 각 방향으로부터 제 1 표면의 각 방향까지 실질적으로 연속적인 각 배치를 하는 접속부로 구성되는 것을 특징으로 하는 광학소자.
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