KR20060006076A - 확산 반사 디스플레이를 위한 프론트 광 - Google Patents

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사스키아 엠. 피. 블롬
휴고 제이. 코넬리센
마틴 제이. 제이. 야끄
피터 제이. 씨. 반 데르 벨
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 디스플레이 장치에 대한 것으로서, 이 디스플레이 장치는 확산 디스플레이 패널(21, 41, 51, 61, 71, 81, 91), 광 가이드(23, 43, 53, 63, 73, 83, 93), 광원(22, 42, 52, 62, 72, 82, 92), 및 투명 중간층(29, 49, 59, 69)을 구비하며, 이 투명 중간층은 상기 디스플레이 패널의 프론트 표면과 상기 광 가이드의 리어 표면(27, 47, 87, 97) 사이에 배열된다. 광원은 광 가이드의 종단(24, 84, 94)에 장착된다. 디스플레이 패널은 상기 광 가이드와 광학 접촉되며, 광 가이드의 리어 표면에는 프론트 표면으로 기울어지는 웨지-면(28, 34a-c, 48, 58)을 구비하는 마이크로구조가 제공된다. 이로써 광 가이드의 실질적으로 균일한 두께 뿐만 아니라 튜닝가능한 조사 균일성이 획득가능하다.

Description

확산 반사 디스플레이를 위한 프론트 광{FRONT LIGHT FOR DIFFUSELY REFLECTING DISPLAYS}
본 발명은 전기영동(E-잉크) 디스플레이 및 나노매트와 같은, 확산 반사 디스플레이에 대한 것으로서, 이 확산 반사 디스플레이는 또한 그 물리적인 특성으로 인해 종종 종이 유사 디스플레이(paper-like displays)로 불린다.
낮은 주변광 레벨에서 반사 특성을 갖는 디스플레이는 디스플레이를 조사하기 위해 프론트 광을 필요로 한다. LCD와 같은 종래의 반사 디스플레이는, 조사광이 거의 수직으로 디스플레이 표면에 도달할 것을 요구한다. 광원이 상기 표면 위에 곧게 배치될 수 없으나, 디스플레이의 사이드에 위치되어야 하기 때문에, 디스플레이 표면(앞에) 위에 위치되도록, 그리고 광을 디스플레이 상으로 가이드하고 다시 보내도록, 투명 광 가이드가 개발되어 왔다. 양호한 광 분배 및 방향을 얻기 위해, 디스플레이의 프론트 표면(front surface)에 톱니 유사 마이크로 구조(saw tooth like microstructures)와 같은 마이크로구조가 광 가이드에 제공되어 왔다. 마이크로 구조는 고 품질이어야 하며, 이의 제작 제작에 대한 높은 수요가 있다.
확산 반사 디스플레이의 도입은 프론트 광의 광 가이드에 대한 수요를 경감시켰는데, 이는 조사광이 더 큰 각도로 디스플레이 표면에 도달하는 것을 허용하기 때문이다. 이 장점은 제작하기 더 쉬운 단순한 웨지형의 광 가이드의 개발을 촉발시켰다. 이러한 웨지형의 광 가이드는 EP 1 220 015에 나타나나, 반사형 LCD에서, 이 가이드는 웨지형의 광 가이드를 사용하는 것을 가능하게 하는 더욱 확산되는 반사 특성을 시뮬레이팅하기 위해 디스플레이 내에 임베디드되는 복잡한 추가의 반사기 플레이트를 구비한다. 그러나, 이들 웨지형의 광 가이드는 몇 가지 단점이 있다. 첫째, 더 큰 디스플레이가 조사되거나 더 큰 웨지 각이 요구될 때, 이러한 광 가이드는 광원을 향하는 종단에서 점진적으로 두꺼워질 것이며, 바람직하지 않게 무거워진다. 두께와 무게 문제 외에, 프론트 광을 다른 부분과 통합하는 것이 방해받는다. 또한, 단순한 웨지가 사용될 때 조사의 균일성이 튜닝될 수 없다.
본 발명의 목적은 확산 반사 디스플레이 장치를 제공하는 것으로서, 이 장치는 위에서 설명된 프론트 광 단점을 제거하며, 실질적으로 균일한 두께를 경감된 품질 수요 및 튜닝가능한 조사 균일성과 결합하는 프론트 광을 제공한다.
이 목적은 청구항 1에 따른 디스플레이 장치에 의해 달성된다.
따라서, 본 발명의 측면에 따르면, 확산 반사 디스플레이 패널과, 광 가이드의 제1 종단에 배열되며 상기 제1 종단을 통해 광 가이드로 입사하는 광을 방출하는 광원 및 광 가이드를 포함하는 프론트 광과, 디스플레이 패널이 광 가이드와 광학 접촉하도록, 상기 디스플레이 패널의 프론트 표면과 상기 광 가이드의 리어 표면(rear surface) 사이에 배열되는 투명 중간 층을 포함하는 디스플레이 장치가 제공된다. 광 가이드의 리어 표면에는 웨지-면(wedge-facets)을 포함하는 마이크로구조가 제공되는데, 이 웨지-면은, 각각의 웨지-면에서, 웨지-면의 제1 에지와 디스플레이 패널의 상기 프론트 표면 사이의 거리가 웨지-면의 제2 에지와 디스플레이 패널의 상기 프론트 표면 사이의 거리보다 더 짧도록 배열된다. 여기서 상기 제1 에지는 상기 제2 에지보다 광원에 더 가깝게 위치된다.
"광학 접촉"이라는 표현은 당업자에 의해 잘 알려져 있으며 상이한 투명 물질 사이의 물리적인 접촉으로 정의되는데, 이 접촉은 뉴턴의 링 실험(Newton's Rings experiment)의 다크 프린지(dark fringe) 또는 0을 야기한다. 이는 상이한 물질의 충분히 작은 굴절률 차이로 발생한다. "웨지-면"이라 함은, 면을 한정하는 광 가이드의 일부가 웨지형으로 간주될 수 있도록 광 가이드의 중심 평면으로 기우는 면을 의미한다. 이는 아래에서 자세히 설명될 것이다. 광 가이드의 리어 표면 또는 바닥 상의 웨지-면을 포함하는 마이크로구조를 형성함으로써, 그리고 투명 중간 층에 의해 광 가이드를 디스플레이 패널에 광학적으로 연결함으로써, 확산 반사 디스플레이의 광 확산 특성이 유리하게 사용된다. 또한, 마이크로 구조가 프론트 표면상에, 또는 광 가이드의 최상부에 제공될 때 만큼 마이크로구조의 광학 품질이 높을 필요는 없다. 또한, 전체로서의 광학 가이드는 웨지형일 필요는 없으며, 따라서 위에서 설명된 큰 크기의 디스플레이의 문제를 제거한다. 그러나, 그럼에도 불구하고 필요하다면, 본 발명의 범위 내에서, 광 가이드의 프론트 표면을 디스플레이 패널의 프론트 표면과 평행하지 않게 만드는 것이 가능하다. 본 발명의 디스플레이 장치의 다른 장점은 마이크로구조가 최상부를 먼지 입자, 얼룩, 스크래칭 물체(scratching objects)등에 시달리게 하는 주변 환경에 노출되지 않는다는 것이다. 또한, 광 가이드의 마이크로 구조와 디스플레이 사이의 광학 접촉은 예리하지 않은 에지, 스크래치 또는 발생할 수 있는 다른 불규칙성(irregularity)으로 인해 광의 분산을 감소시킨다. 따라서, 광학 접촉은 더욱 양호한 전체적인 디스플레이 성능을 야기한다.
실제로 EP 1 220 015에서, 광 가이드의 리어 표면에 톱니형의 패턴을 구비하는 광 가이드의 실시예가 나타나 있다. 그러나, 이러한 종래의 기술 문서는 기본적으로 LCD와 관련있으며, 특히 위에서 언급된 바와 같은, 변형된 LCD 형태와 관련있는데, 이 변형된 LCD 형태는 유사 구조를 확산 반사 디스플레이와 조합한 것을 의미하지는 않는다.
디스플레이 장치의 실시예에 따르면, 웨지-면은 광 가이드의 제1 종단과 제2 종단 사이에 있는 광 가이드의 리어 표면을 따라 연속적으로 배열되는데, 이 제2 종단은 상기 제1 종단의 반대편에 있다. 본 실시예에 따르면, 웨지-면은 균일 조사에 기여하는 방식으로 배열된다.
디스플레이 장치의 실시예에 따르면, 각각의 두 개의 인접 웨지-면은 디스플레이 패널의 상기 프론트 표면과 평행하지 않은 연결 표면에 의해 연결된다. 다시 말하면, 각각의 연결 표면은 웨지-면의 제2 에지로부터, 연속적인 웨지-면의 제1 에지까지 확장한다. 웨지-면의 방위와 함께 연결 표면의 비-평행성으로 인해, 어떠한 광도 이들 표면을 히트(hit)하지 않을 것이다. 따라서, 광의 아웃 커플링은 웨지-면에 의해서만 수행된다. 결과적으로, 연결 표면의 마무리는 훨씬 덜 중요해질 것이다.
디스플레이 장치의 실시예에 따르면, 각각의 두 개의 인접 웨지-면은 연결 표면에 의해 연결되는데, 이 연결 표면은 디스플레이 패널의 상기 프론트 표면과 평행한 제1 부분과, 디스플레이 패널의 상기 프론트 표면과 평행하지 않은 제2 부분으로 구성된다. 본 실시예에서, 웨지-면은 평행 부분으로 인해, 서로로부터 어느 정도까지는 더욱 크게 분리된다. 이는 웨지-면의 피치가 쉽게 튜닝가능하다는 것을 의미하며, 이 피치는 조사의 균일성을 더욱 개선하기 위해 사용될 수 있다.
디스플레이 장치의 실시예에 따르면, 적어도 하나의 웨지-면 특성은 상기 제1 종단으로부터의 거리에 따라 변한다. 이는 조사를 튜닝하는 추가적인 가능성을 제공한다.
디스플레이 장치의 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 웨지-면 특성은 웨지 각, 두 개의 연속적인 연결 표면 사이의 거리, 및 웨지 피치로 구성되는 웨지-면 특성 그룹으로부터 선택된다. 본 실시예에서, 디스플레이 패널 상의 조사의 분배를 개선하기 위해 몇 가지 특성을 사용하는 것이 가능하다. 예컨대 본 실시예는 하나 이상의 특성을 바꿈으로써 웨지-면의 적당한 위치 지정 및 형상 형성에 의해 아웃 커플링 레이트(out coupling rate)로 경사도(gradient)를 획득할 수 있다.
디스플레이 장치의 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 웨지-면 특성은 상기 제2 종단을 향하여 상기 제1 종단으로부터 증가한다. 본 실시예는 특성(들)을 바꾸는 한 가지 방식을 정의한다.
디스플레이 장치의 실시예에 따르면, 상기 제1 종단의 종단 표면은 상기 광 가이드의 프론트 표면과 수직이 아닌 제1 면을 포함하거나, 종단 표면은 또한 상기 제1 면에 인접한 제2 면을 포함하되, 상기 제1 및 제2 면은 상기 종단 표면을 따라 확장하는 V-형의 홈을 형성한다. 이들 실시예에서, 광 가이드의 광 입구는 변경된다. 이로써, 이들 실시예는 광을 광 가이드로 인커플링하는 것을 개선시키는데, 이러한 개선은 균일한 조사에 기여하는 것을 목표로 한다.
디스플레이 장치의 실시예에 따르면, 중간층은 접착제로 되어 있다. 중간층을 얻기 위해 광 가이드와 디스플레이 패널 사이에 접착제를 사용하는 것이 유리한데, 그 이유는 중간층은 제작하기 쉬우며 접착제는 마이크로구조로 인해 획득되는 광 가이드 내의 공동부를 용이하게 채우기 때문이다.
디스플레이 장치의 실시예에 따르면, 디스플레이 장치는 터치 스크린과 제2 투명 중간층을 더 포함하는데, 이 제2 투명 중간층은 터치 스크린과 상기 광 가이드의 프론트 표면 사이에 배열되며, 터치 스크린으로 하여금 광 가이드와 광학 접촉되게 한다. 본 실시예는 기본적인 디스플레이 구조의 발명 개념을 터치 스크린, 즉, 능동 디스플레이까지 확장하는데, 이 경우 입력은 디스플레이상에서 이루어질 수 있다. 이는 종래 기술에 의한 터치 스크린의 콘트라스트 및 다른 특성에 대한 상당한 개선을 야기한다.
디스플레이 장치의 실시예에 따르면, 제2 투명 중간층은 제1 투명 중간층의 굴절률보다 더 낮은 굴절률을 갖는다. 제1 중간층의 굴절률과 제2 중간층의 굴절률 간의 이러한 관계는 광원으로부터 나오는 광이 터치 스크린으로 새어 나어나가는 것을 방지하며, 이로써 광은 디스플레이 패널을 향해서만 아웃 커플링된다.
본 발명은 첨부 도면에 대해 이루어진 참조와 함께 더욱 상세히 설명될 것이다.
도 1은 종래 기술에 의한 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 실시예를 개략적으로 도시하는 사시도.
도 3은 도 2의 디스플레이 장치의 일부의 확대된 개략 측면도.
도 4 내지 9는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 추가적인 실시예를 도시하는 도면.
도 1에 종래 기술에 의한 디스플레이 장치(10)가 도시되어 있다. 이 장치는 디스플레이 패널(11)과, 광원(12) 및 광 가이드(13)로 구성되는 프론트 광을 포함한다. 디스플레이 패널은 확산 반사형으로서, 큰 가시각(a large viewing angle)에 걸쳐 확산되는 반사 광선에 의해 조사된다. 광 가이드(13)는 웨지형인데, 이는 광 가이드의 프론트 표면(16)이 평행하지 않도록, 또는 광 가이드의 리어 표면(17)으로 기울도록 하기 위함이다. 리어 표면은 디스플레이 패널(11)과 대향한다. 광원은 광 가이드(13)의 제1의 보다 두꺼운 종단(14)에 위치되며, 광 가이드(13)의 두께는 제1 종단(14)의 반대편에 있는 광 가이드의 제2의 보다 얇은 종단(15)에서 광원으로부터의 거리와 함께 감소한다. 광원으로부터 방출되는 광은 제1 종단(14)을 통해 광 가이드(13)로 입사되며, 도 1의 광선에 의해 나타나는 바와 같이 광 가이드를 따라 전파한다. 전파하는 동안, 광선은 광 가이드(13)의 프론트 표면(16)과 리어 표면(17)에 의해 교대로 반사된다. 기울어진 프론트 표면(16)으로 인해, 리어 표면(17)으로 향하는 광선의 입사각은 프론트 표면(16)에 의한 각각의 반사에 대해 증가한다. 마지막으로, 입사각은 전반사에 대한 상한을 초과하며, 광선, 또는 적어도 광선의 일부는 리어 표면(17)을 통해 아웃 커플링되며, 디스플레이 패널(11)을 히트한다. 디스플레이 패널(11)은 비교적 분배된, 또는 확산, 방식으로 광 가이드를 통해 그리고 (개략적인 눈(18)으로 도면에 나타난 바와 같이 시청자가 위치되는)주변 공기(surrounding air)로 광을 반사한다. 디스플레이 패널(11)과 광 가이드(13) 사이의 인터페이스, 즉 얇은 중간층은 아웃 커플링 각에 바람직하지 않은 방식으로 영향을 주는 공기이다.
도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 디스플레이 장치(20)의 제1 실시예에서, 디스플레이 패널(21)과 광 가이드(23)는 접착제로 구성되는 중간층(29)에 의해 결합된다. 광 가이드(23)는 마이크로 구조의 웨지-면(28)이 제공되는 리어 표면(27)을 구비한다. 마이크로구조는 아래에서 더 설명될 것이다. 중간층(29)은 광 가이드(23), 더욱 구체적으로는 웨지-면(28)과 디스플레이 패널(21) 사이의 광학 접촉을 제공한다. 바람직하게는 접착제(29)은 액체 접착제(a liquid glue)인데, 이 액체 접착제는 광 가이드(23)의 중간층(29)과 리어 표면(27) 사이에 어떠한 공기도 트래핑된 채로 남김 없이 마이크로 구조의 공동부를 용이하게 그리고 균일하게 채운다. 광 가이드(23)는 일반적인 블록 형상을 가지며, 이 경우 광 가이드(23)의 프론트 표면(26)은 디스플레이 패널(21)의 프론트 표면과 평행하며, 따라서 광 가이드(23)의 리어 표면(27)에 대해 기하학적 기본 평면이나, 본 실시예에서, 웨지-면 (28)으로 인해, 사실상 이 평면에 위치되는 이 리어 표면(27)의 표면부는 거의 없다.
중간층(29)의 굴절률은 광 가이드(23)의 굴절률보다 더 작아야 한다. 중간층(29)의 굴절률은 균일한 조사를 촉진하기 위해 조정 가능해야 하며, 통상적으로, 이는 실질적으로 광 가이드(23)의 굴절률보다 더 작은 굴절률을 야기한다. 결국, 중간층(29)은 또한 낮은 인덱스층으로도 불린다.
광 가이드의 제1 종단(24)에서, 광원(22)으로부터 광 가이드(23)로 유입되는 예시적인 광선은 도 2에 도시된 바와 같이 광 가이드(23)를 통해 전파되어 반사된다. 광 가이드(23)의 리어 표면(27)에 있는 웨지-면(28)은 제1 종단(24)을 향해 기울어진다. 웨지-면(28)으로 인해, 웨지-면(28)으로 향하는 입사각은, 전반사 각이 광선에 의해 초과될 때까지, 웨지-면(28)에 대한 각 반사에 대해 증가한다.
도 2에 도시된 바와 같은 광 가이드의 일부의 추가적인 확대 측면도로, 도 3에 마이크로구조가 도시되어 있다. 웨지-면(34a, 34b 및 34c)이 일렬로 즉, 연속적으로, 광 가이드(23)의 제1 종단(24)과 제2 종단(25) 사이에 배열된다. 각각의 웨지-면(34a-c)은 기울어지는데, 이는 광원에 가장 인접한, 면(34a-c)의 제1 종단(35a-c)이 면(34a-c)의 제2 종단(36a-c)보다 프론트 표면(26)으로부터 더욱 큰 거리로 위치되도록 하기 위함이다. 따라서, 광 가이드(23)의 로컬 영역에서, 면(34a-c)은 광 가이드(23)에 웨지형을 제공한다. 각각의 두 개의 인접 웨지-면(34a 및 34b/34b 및 34c)은 연결 표면(37a-b)에 의해 연결되는데, 이 연결 표면은 디스플레이 패널(21)의 프론트 표면(26)과 평행하지 않으며, 또한 광 가이드(23)의 제1 표 면(24)에 있는 종단 표면(32)과도 평행하지 않은데, 이때 종단 표면(32)은 프론트 표면(26)과 수직이다. 따라서, 웨지-면(34a-c)의 각각의 제2 종단(36a-b)은 이러한 연결 표면에 의해, 연속적인 웨지-면(34a-c)의 인접 제1 종단(35a-c)에 연결된다. 본 실시예에서, 연결 표면(37a-b)은 웨지-면(34a-c)과 거의 수직이나, 웨지-면(34a-c)에 대해 둔각을 형성한다. 이는, 도 3으로부터 명백한 바와 같이, 연결 표면(37a-b)이 광의 아웃 커플링에 관련되지 않으며, 결국, 연결 표면의 형상 및 표면 마무리가 덜 중요해지는 것을 야기한다. 예컨대, 마이크로구조의 제작을 용이하게 하거나, 마이크로구조의 일부 특성을 향상시킨다면, 연결 표면이 평면일 필요가 없으며 볼록면 또는 오목면일 수 있다.
디스플레이 장치의 제2 실시예가 도 4에 도시되어 있다. 본 실시예에서, 마이크로구조는 상이하다. 더욱 상세하게는, 광 가이드(43)의 리어 표면에 있는 웨지-면(48)은 서로로부터 추가적으로 분리된다. 각각의 두 개의 인접 웨지-면(48)은 연결 표면에 의해 연결되는데, 이 연결 표면은 디스플레이 패널(41)의 프론트 표면과 평행하지 않은 제1 부분(44)과, 디스플레이 패널(41)의 프론트 표면과 평행한 제2 부분(45)으로 구성된다. 더욱 상세하게는, 본 실시예에서, 각각의 연결 표면에 대해, 제1 부분(44)은 광 가이드(43)의 프론트 표면(46)과 수직이며, 선행하는 웨지-면(48)의 제2 종단(48b)으로부터 아래로 광 가이드의 리어 표면(47)의 기하학적 평면까지 확장한다. 제2 부분(45)은 제1 부분(44)부터, 연속적인 웨지-면(48)의 제1 종단(48a)까지 기하학적인 평면으로 확장한다. 제2 부분(45)의 확장은 웨지-면(48)의 확장과 거의 동일하다.
광원이 광 가이드의 종단에 위치되어야 하기 때문에, 디스플레이 패널의 균일한 조사를 획득하는 데에 어려움이 있다. 본 발명에 따라, 광원의 측면 장착을 보상하는 것과 같은 방식으로 마이크로구조를 적응시키는 가능하다. 광원에 대해 각각의 웨지-면의 위치에 따라 조정하는 것이 가능한 웨지-면의 몇 가지 상이한 특성이 존재한다. 주요 인자는 각각의 웨지-면으로부터 광원까지의 거리인데, 무엇보다도 광의 전파 방향에서 측정되는 바와 같은 거리이다. 특별히 관심있는 웨지-면 특성은 웨지 각, 웨지 길이, 두 개의 연속적인 연결 표면 사이의 거리, 및 웨지 피치이다. 웨지 각이라 함은, 도 3에 a로 나타난 바와 같이, 웨지-면이 광 가이드의 리어 표면의 기하학적 평면에 대해 기울어지는 각을 의미한다. 웨지 피치라 함은, 상기 기하학적 평면으로부터 상기 웨지-면의 제2 종단까지의 수직 거리를 의미한다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같은 디스플레이 장치의 실시예에 따라, 기본적인 부분, 즉, 광원(52/62), 광 가이드(53/63), 중간층(59/69), 및 디스플레이 패널(51/61)은 제1 실시예의 것과 유사하나, 웨지 각은 광원(52/62)으로부터의 거리와 함께 증가한다. 도 5에 도시된 제3 실시예에서, 마이크로구조는 기본적으로 제1 실시예의 마이크로구조와 유사하다. 그러나, 웨지 각이 증가할 때, 각각의 웨지-면(58)의 길이 즉, 웨지-면(58)의 제1 종단(58a)과 제2 종단(58b) 사이의 거리는 동일하기 때문에, 웨지 피치가 또한 증가하며, 연결 표면(59)의 크기 역시 증가한다. 또한, 두 개의 연속적인 연결 표면 사이의 길이는 광원(52)으로부터의 거리와 함께 감소한다. 연결 표면(59)의 기울기는 일정하다. 도 6에 도시된 바와 같은 제4 실시 예에서, 마이크로구조는 기본적으로 제2 실시예의 것과 유사하다. 방금 제3 실시예에 대해 언급된 것은 본 제4 실시예에 대해서도 마찬가지로 해당된다. 그러나, 연결 표면의 다양한 크기는 제4 실시예의 제1 부분(64)의 변형으로 제한되는 한편, 광 가이드의 리어 표면의 기하학적 평면에 확장하는 모든 제2 부분은 크기가 동일하다. 물론, 조사 또는 몇 가지 다른 파라미터에서 필요한 개선을 또한 야기하는 특성 조정에 대한 다수의 다른 조합이 존재한다.
도 7에, 본 발명의 디스플레이 장치의 제4 실시예가 도시되어 있다. 본 실시예는 디스플레이 패널(71)과, 광원(72) 및 광 가이드(73)를 포함하는 프론트 광과, 광 가이드를 디스플레이 패널(71)에 광학적으로 연결하는 제1 중간층(74)과, 터치 스크린(75)과, 터치 스크린(75)을 광 가이드(73)에 광학적으로 연결하는 제2 중간층(76)을 포함한다. 제2 중간층(76), 광 가이드(73), 및 제1 중간층(74)의 굴절률을 적당히 선택함으로써, 광은 프론트 광으로부터 단지 디스플레이 패널 측에만 커플링될 것이며, 터치 스크린 측에는 커플링되지 않을 것이다. 제1 중간층(74), 제2 중간층(76), 및 광 가이드(73)의 굴절률이 각각 n1, n2, n3 인 경우, 그 상호 관계는 n2 < n1 < n3이 되어야 한다. 따라서, 제2 중간층(76)이 최저 굴절률을 가져야 하며, 광 가이드(73)는 최고 굴절률을 가져야 한다. 바람직하게는, 제1 중간층의 굴절률은 제2 중간층(76)의 굴절률보다 상당히 높아야 하며, 예컨대, 광 가이드와 제2 중간층의 굴절률의 평균값으로 선택되어야 한다. 바람직하게는, 두 개의 중간층(74, 76)은 자외선-경화 아크릴레이트(UV-curable acrylates) 또는 열 경화 에폭시 (thermally curable epoxies)와 같은 접착제이다.
조사 특성을 추가적으로 개선하기 위해, 도 8에 도시된 바와 같은 제6 실시예에서, 광 가이드(83)의 제1 종단 표면(84) 즉, 광원(82)이 위치되는 광 입구 종단 표면에 면이 형성된다. 다시 말하면, 제1 종단 표면(84)의 적어도 일부는, 반대편의 제2 종단 표면(85)과 평행하지 않도록 기울어진다. 따라서, 상기 일부는 광 가이드(83)의 프론트 표면(86)과 수직이 아니다. 본 제6 실시예에 따라, 제1, 즉 상위 면(84a)과, 제2, 즉 하위 면(84b)이 존재하는데, 이 하위 면은 제1 면(84a)에 인접해 있다. 제1 및 제2 면(84a, 84b)은 광 입구 종단 표면(84)을 따라 즉, 광원(82)의 중심축과 평행하게 확장하는 V-형의 홈을 형성한다. 제1 및 제2 면(84a, 84b)은 크기가 거의 동일해서, 홈의 바닥은 광 가이드(83)의 프론트 표면(86)과 리어 표면(87) 사이의 거의 중간에 위치된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제7 실시예에 따라, 면이 형성된 입구 종단 표면은 제1, 즉 상위 면(94a)을 포함하는데, 이 상위 면은 광 가이드(93)의 프론트 표면(96)으로부터 광 가이드의 리어 표면(97)을 향해 확장하며, 제1 종단 표면(94)의 주요 부분을 차지한다. 본 실시예에서, 제1 면(94a)은 이전에 설명된 실시예의 방향과 반대 방향으로 기울어진다. 즉, 제1 면(94a)에 있는 일 지점으로부터 광 가이드(93)의 제2 종단 표면(95)까지의 거리는, 그 지점이 광 가이드(93)의 리어 표면(97)에 더 가까울수록, 더 길어진다. 제2, 즉 하위 면(94b)은 제1 면(94a)에 인접해 있으며, 반대로 기울어진다.
따라서, 본 발명에 따라, 확산 반사 디스플레이 패널의 고유 특성을 이용하 는 디스플레이 장치가 제공되며, 이 디스플레이 장치는 실질적으로 균일한 두께와 경감된 품질 수요를 결합하며, 튜닝가능한 조사 균일성을 제공하는 프론트 광을 포함한다.
본 발명은 전기영동(E-잉크) 디스플레이 및 나노매트와 같은, 확산 반사 디스플레이에 이용 가능하다.

Claims (14)

  1. 확산 반사 디스플레이 패널(21, 41, 51, 61, 71, 81, 91)과, 광 가이드의 제1 종단(24, 84, 94)에 배열되며 상기 제1 종단을 통해 광 가이드에 입사하는 광을 방출하는 광원(22, 42, 52, 62, 72, 82, 92) 및 광 가이드(23, 43, 53, 63, 73, 83, 93)를 포함하는 프론트 광과, 디스플레이 패널이 광 가이드와 광학 접촉하도록, 상기 디스플레이 패널의 프론트 표면과 상기 광 가이드의 리어 표면(27, 47, 87, 97) 사이에 배열되는 투명 중간층(29, 49, 59, 69)을 포함하는 디스플레이 장치로서,
    광 가이드의 상기 리어 표면에 웨지-면(28, 34a-c, 48, 58)을 포함하는 마이크로구조가 제공되는데, 이 웨지 면은, 각각의 웨지-면에 대해, 웨지-면의 제1 종단(35a-c, 48a, 58a)과 디스플레이 패널의 상기 프론트 표면 사이의 거리가 웨지-면의 제2 종단(36a-b, 48b, 58b)과 디스플레이 패널의 상기 프론트 표면 사이의 거리보다 더 짧아지도록 배열되되, 웨지-면의 상기 제1 종단은 웨지-면의 상기 제2 종단보다 광에 더 가깝게 위치되는, 디스플레이 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 웨지-면은 광 가이드의 상기 제1 종단과 제2 종단 사이에 있는 광 가이드의 상기 리어 표면을 따라 연속적으로 배열되며, 제2 종단은 상기 제1 종단의 반대편에 있는, 디스플레이 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    각각의 두 개의 인접 웨지-면은 디스플레이 패널의 상기 프론트 표면에 평행하지 않은 연결 표면(37a-b)에 의해 연결되는, 디스플레이 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    각각의 두 개의 인접 웨지-면은, 디스플레이 패널의 상기 프론트 표면과 평행하지 않은 제1 부분(44), 및 디스플레이 패널의 상기 프론트 표면과 평행한 제2 부분(45)으로 구성되는 연결 표면(44, 45)에 의해 연결되는, 디스플레이 장치.
  5. 제2 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 웨지-면 특성은 광 가이드의 상기 제1 종단으로부터의 거리에 따라 변하는, 디스플레이 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 웨지-면 특성은 웨지 각, 웨지 길이, 연속적인 연결 표면 사이의 거리, 및 웨지 피치로 구성되는 웨지-면의 특성 그룹으로부터 선택되는, 디스플레이 장치.
  7. 제5 항 또는 제6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 웨지-면 특성은 광 가이드의 상기 제1 종단으로부터 광 가이드의 상기 제2 종단을 향해 증가하는, 디스플레이 장치.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 종단(24, 84, 94)의 종단 표면은 상기 광 가이드의 프론트 표면과 수직이 아닌 제1 면(84a, 94a)을 포함하는, 디스플레이 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 종단 표면은 상기 제1 면에 인접해 있는 제2 면(84b)을 포함하되, 상기 제1 및 제2 면은 상기 종단 표면을 따라 확장하는 V-형의 홈을 형성하는, 디스플레이 장치.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간층은 접착제인, 디스플레이 장치.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간층은 광 가이드의 굴절률보다 더 낮은 굴절률을 갖는, 디스플레이 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    터치 스크린(75)과 제2 투명 중간층(76)을 더 포함하며, 제2 투명 중간층은 상기 광 가이드의 프론트 표면과 터치 스크린 사이에 배열되며, 터치 스크린이 광 가이드와 광학 접촉되게 하는, 디스플레이 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제2 투명 중간층은 접착제인, 디스플레이 장치.
  14. 제12 항 또는 제13 항에 있어서,
    상기 제2 투명 중간층은 상기 제1 투명 중간층의 굴절률보다 더 낮은 굴절률을 갖는, 디스플레이 장치.
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