KR100308631B1 - 도광판,그도광판을이용한면광원및표시장치 - Google Patents

Abstract

도광판의 외광 수취부로부터 장치 내부나 내부 광원이 보이지 않는 구조로 함으로써 디자인적인 위화감을 주지 않고, 또한 출사광의 휘도를 향상 및 표면 얼룩이 없는 도광판, 그 도광판을 이용한 면광원 및 표면 장치를 제공하는 것에 있다.

외광 수취부(1a)의 외광 수취면 또는 광입사면(1c)은 엠보싱 처리되어 불투명하게 되어 있으므로, 광입사면(1c)의 하부에 장착되는 내부 광원을 직시 불가능하게 되고, 디자인적인 위화감이 해소된다. 광입사면(1c)으로부터 입사된 내부 광원으로부터의 빛 및 외광은, 광반사면(1d)이나 도광판(1)의 두개의 측면(1b)에서 반사하여, 광출사면(1e)으로부터 균일한 지향성을 구비하는 합성광으로서 출사된다.

Description

도광판, 그 도광판을 이용한 면광원 및 표시 장치{LIGHT GUIDING PLATE, AND PLANE LIGHT SOURCE AND DISPLAY DEVICE USING THE LIGHT GUIDING PLATE}

본 발명은, 도광판, 그 도광판을 이용한 면광원 및 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 태양광이나 형광등 등으로부터의 외광이나 내부 광원으로부터의 빛을 수취하여 광출사면으로부터 단독광 또는 합성광을 출사하는 도광판, 그 도광판을 이용한 액정 표시 장치 등의 비자발광형 표시기의 배면광으로서의 면광원 및 디지탈 스틸 카메라나 비디오 카메라로 피사체를 비추는 액정 모니터 등의 배면광 방식의 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치의 배면광용 면광원으로서, 투광성 평판을 도광판으로 한 사이드라이트 방식의 것이 알려져 있다. 이러한 면광원에서는, 투명한 평행 평판이나 단면 설형 평판(斷面楔形平板)으로 이루어지는 도광판의 측단면의 한쪽으로부터, 형광등 등의 광원으로부터의 빛을 입사시키고, 투광성 평판 내부의 전반사를 이용하여 빛을 도광판의 전 영역에 널리 전파시키고, 그 전파된 빛의 일부를 도광판 이면의 광산란 반사판에서 임계각 미만의 확산 반사광을 이루고, 도광판 표면으로부터 확산광을 방출시킨다(실개소55-162201).

또한, 태양광이나 실내광 등의 외광을 보조 광원으로 하기 위해, 도광판의측단면에 외광 수취부를 설치한 배면광용 면광원도 알려져 있고, 그 외광 수취부의 형상은 단면 원호형이 되어 하나의 원통형 렌즈를 구성하고 있다(특개평5-11249).

도 1은, 종래의 액정 표시 장치를 나타내는 모식도이다.

종래의 액정 표시 장치는, 액정 패널(9), 형광관 등의 내부 광원(3)과 도광판(1)을 구비하고 있고, 액정 표시 장치를 예로 들면 전자 스틸 카메라의 액정 모니터로서 이용하는 경우에는, 도광판(1)의 좌측에 카메라 본체가 오게 되고, 촬영자는 광출사면(1e)으로부터의 출사광에 의해 액정 패널(9)의 우측으로부터 피사체를 본다.

또한, 종래의 액정 표시 장치가 구비하는 도광판(1)의 상부 일단에는, 주된 빛으로서 외광을 수취하기 위해, 단면 원호형의 원통형 렌즈로 이루어지는 외광 수취부(1a)가 설치되어 있고, 바로 위나 옆에서 오는 외광을 효율좋게 수취할 수 있다. 이 도광판(1)은, 통상 아크릴 또는 폴리카보네이트 등의 투광성 재료를 이용한 금형 수지 성형에 의해 제작되므로, 외광 수취부(1a)는 물론 전체적으로 무색 투명하게 된다.

그러나, 종래의 액정 표시 장치의 도광판에서는, 상술된 바와 같이 전체적으로 무색 투명하게 외광 수취부(1a)를 통해 내부 광원(3)이 보이므로, 촬영자에게 디자인적인 위화감을 준다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 장치 내부나 내부 광원(3)이 보이지 않는 구조로 함으로써 디자인적인 위화감을 주지 않는 도광판, 그 도광판을 이용한 면광원 및 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 후술된 바와 같이 외광 수취부로부터 입사되는 외광이나 광입사면으로부터 입사하는 내부 광원으로부터의 빛을 입사 직후로 도광판 내부에서 산란시킴으로써, 광출사면으로부터의 출사광의 휘도를 향상시키고, 더욱 출사광의 표면의 얼룩을 없애는 것이 가능한 도광판, 그 도광판을 이용한 면광원 및 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본원의 제1 양태에 따른 도광판은, 상기한 목적을 달성하기 위해, 광원으로부터의 빛을 수취하는 광입사면을 구비하는 도광판이며, 상기 광입사면측은 광산란 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본원의 제2 양태에 따른 도광판은 광산란 수단이 도광판의 광입사면에 직접 형성되는 것을 특징으로 한다.

본원의 제3 양태에 따른 도광판은 광산란 수단이 도광판의 광입사면에 대한 엠보싱 처리에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.

본원의 제4 양태에 따른 도광판에 있어서, 엠보싱 처리는 금형 성형, 블러스트 가공, 에칭 또는 매트 가공인 것을 특징으로 한다.

본원의 제5 양태에 따른 도광판에 있어서, 광산란 수단은 도광판의 광입사면측에 광산란제가 충전되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

본원의 제6 양태에 따른 도광판은, 제5 양태의 도광판으로서, 상기 광산란제의 충전은 도광판의 수지 성형시에 행해지는 것을 특징으로 한다.

본원의 제7 양태에 따른 도광판은, 제1 양태 내지 제6 양태 중 어느 한 양태의 도광판으로서, 상기 광입사면은 외광을 수취하는 외광 수취부인 것을 특징으로 한다.

본원의 제8 양태에 따른 도광판은, 제1 양태 내지 제6 양태 중 어느 한 양태의 도광판으로서, 상기 광입사면은 내부 광원으로부터의 빛을 수취하는 내광 수취부인 것을 특징으로 한다.

본원의 제9 양태에 따른 도광판은, 제1 양태 내지 제6 양태 중 어느 한 양태의 도광판으로서, 상기 광입사면은 외광을 수취하는 외광 수취부와 내부 광원으로부터의 빛을 수취하는 내광 수취부인 것을 특징으로 한다.

본원의 제10 양태에 따른 도광판은, 제9 양태의 도광판으로서, 상기 외광 수취부와 내광 수취부는 대향하는 것을 특징으로 한다.

본원의 제11 양태에 따른 면광원은, 제9 양태에 기재된 도광판과, 상기 내광 수취부에 근접하여 설치된 내부 광원을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본원의 제12 양태에 따른 표시 장치는, 제8 양태의 도광판과, 상기 도광판의 광출사면에 근접하여 설치된 비자발광형 표시기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본원의 제13 양태에 따른 표시 장치는, 제11 양태의 면광원과, 상기 면광원의 광출사면에 근접하여 설치된 비자발광형 표시기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 액정 표시 장치의 모식도.

도 2는 본 발명에 따른 도광판의 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 면광원을 나타내는 모식도.

도 4는 본 발명에 따른 면광원을 구비하는 표시 장치를 나타내는 모식도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 도광판

1a : 외광 수취부

1b : 측면

1c : 광입사면

1d : 광반사면

1e : 광출사면

2 : 면광원

3 : 내부 광원

5 : 반사판

6 : 확산판

7 : 렌즈 시트

8 : 표시 장치

9 : 액정 패널

우선, 이하의 용어를 정의하겠다.

광입사면이란, 도광판에 형성된 면으로서, 형광등 등의 내부 광원으로부터의빛을 수취하는 면(내광 수취부) 및 태양광이나 실내광 등의 외광을 수취하는 면(외광 수취부)을 말한다.

엠보싱 처리란, 도광판의 표면을 엠보싱형으로 조면 가공을 실시하는 처리를 말한다. 또한 엠보싱 처리는, 금형 성형, 블러스트 가공, 에칭 또는 매트 가공에 의해 실시된다.

광산란 수단이란, 도광판의 내부에 입사하는 빛을 산란시키는 수단으로서, 예를 들면 엠보싱 처리가 실시된 광입사면이나 광산란재가 충전된 광입사면을 말한다.

비자발광형 표시기란, 표시기 자신이 발광하지 않은 표시기로서, 예를 들면 배면광 등의 광원을 필요로 하는 액정 패널이다.

이어서, 본 발명의 실시 형태를, 도면과 함께 상세히 설명한다.

도 2는, 본 발명에 따른 도광판의 사시도이다.

1은 도광판이고, 금형을 이용한 수지 성형에 의해 도광판(1)이 제작됨과 동시에 후술하는 외광 수취부(1a)가 도광판(1)의 상부 일단에 형성된다.

1a는, 외광 수취부이고, 태양광이나 실내광 등의 외광을 주된 빛으로서 받아들인다. 이 밖에 광 수취부(1a)는, 단면 원호형의 원통형 렌즈이고, 그 외광 수취면에는 엠보싱 처리가 실시되어 불투명한 상태가 되거나, 광산란재가 충전되어 있다. 통상 이 엠보싱 처리는, 금형의 외광 수취부의 표면 전체를 쇼트블러스트 가공하여 엠보싱면으로 하고, 이 금형을 이용하여 수지 성형함으로써 외광 수취부(1a)의 표면에 실시된다. 단, 외광 수취부(1a) 표면에 엠보싱 처리를 실시하기 위해서는, 투명하게 마무리된 외광 수취부(1a)의 표면을 에칭액 등에 의해 면부식시키거나, 직접 쇼트 블러스트 가공해도 좋다.

1c는 광입사면이고, 이하에 설명한 바와 같이 광입사면(1c)에 대략 평행하게 근접 배치된 내부 광원(도시하지 않음)으로부터 조사된 빛이 입사된다. 또한, 광입사면(1c)은, 엠보싱 처리가 실시되어 불투명한 상태가 되거나, 광산란재가 충전되어 있다. 통상 이 엠보싱 처리는, 금형의 광입사면부의 표면 전체를 쇼트 블러스트 가공하여 엠보싱면으로 하고, 이 금형을 이용하여 수지 성형함으로써 광입사면(1c)의 표면에 실시된다. 단, 광입사면(1c) 표면에 엠보싱 처리를 실시하기 위해서는 투명하게 마무리된 광입사면(1c)의 표면을 에칭액 등에 의해 면부식시키거나, 직접 쇼트 블러스트 가공해도 좋다. 또한, 2개의 측면(1b)의 한쪽 또는 양쪽에 광원을 배치하여 광입사면으로 하는 것도 가능하다.

1d는 광반사면이고, 수지 성형 후에 빛이 누설하는 것을 막는 반사 효율을 높이기 위해 도트 인쇄를 행하거나 콘형의 오목부가 형성되고나서 필름이나 알루미늄 등의 반사판이 부착된다(도시하지 않음). 또한, 이 실시예에서는 광산란 수단을 광입사면(1c) 및 광반사면(1d) 모두 구비하고 있지만, 어느 한쪽에만 광산란 수단을 설치해도 된다.

1e는 광출사면이고, 외광 수취부(1a) 및 광입사면(1c)으로부터 입사한 빛이, 광반사면(1d)이나 도광판(1)의 2개의 측면에서 반사하여, 입사광의 대부분이 최종적으로 광출사면(1e)으로부터 균일한 지향성을 갖는 합성광으로서 출사된다. 또한, 이 측면(1b)에는 빛의 누설을 방지하기 위해, 백색 테이프 등의 누설 방지 부재가 부착된다.

도광판(1)의 재료로는, 투광성 재료 중에서 선택되고, 통상 아크릴 또는 폴리카보네이트의 수지가 이용된다. 도광판의 형상은 평행평판이나 단면 설형 평판으로, 그 두께는 통상 1 ∼ 10㎜정도의 것이 이용된다.

또한, 그 밖의 투광성 재료로는, 폴리메타아크릴산 메틸, 폴리아크릴산 메틸등의 아크릴산 에스테르 또는 메타아크릴산 에스테르의 단독 또는 공중합체, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리브틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리메틸펜텐 등 열가소성 수지, 혹은 자외선 또는 전자선으로 가교한, 다관능의 우레탄아크릴레이트, 폴리에스테르아크릴레이트 등의 아크릴레이트, 불포화폴리에스테르 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 수취부(1a)에는, 실외에서는 태양광이, 또한 실내에서는 형광등 등의 외광이 효율적으로 입사하므로, 내부 광원을 점등시킬 필요가 없을 정도로 충분한 조명을 행할 수 있고, 소비 전력의 저감을 꾀할 수 있다. 또한, 내부 광원을 점등시킨 경우에는, 광입사면(1c)으로부터 입사한 내부 광원으로부터의 빛 및 외광 수취부(1a)로부터 받아들인 외광이 광반사면(1d)이나 도광판(1)의 2개의 측면(1b)에서 반사하여, 광출사면(1e)으로부터 균일한 지향성을 갖는 합성광으로서 출사된다.

또한, 이밖에 광 수취부(1a)의 외광 수취면과 광입사면(1c)(단, 어느 한쪽면이라도 됨)을 엠보싱 처리함으로써, 종래의 도광판에서는 외광 수취부(1a)로부터 광입사면(1c)의 하부에 부착되는 내부 광원을 직시할 수 있는 것이 직시 불가능해지고, 그 결과 본 발명에 따른 도광판을 구비하는 액정 표시 장치를 액정 모니터 등에 사용하는 경우에는 디자인적인 위화감을 준다고 하는 문제점이 해소된다.

본원 발명자는, 초기적으로는 상술된 디자인적 문제점을 해소하는 것을 목적으로, 외광 수취부(1a)의 외광 수취면을 엠보싱 처리하여 간유리형으로 불투명하게 가공하는 것을 착상한 것이지만, 그 이상으로 외광 수취면의 면 마무리 상태가 투명한 것보다도 간유리형으로 불투명한 쪽이, 광출사면(1e)으로부터 출사되는 빛의 휘도 분포 특성이 10%이상 개선되는 것, 및 출사광이 균일화되어 표면의 얼룩이 없어지는 것을 알 수 있고, 그 결과에 기초하여 완전히 신규인 도광판을 제안하는 것이다. 그 이유는, 외광 수취부(1a)로부터 입사한 외광이 입사 직후에 도광판(1)의 내부에서 산란하는 결과, 광출사면(1e)을 향하는 빛이 증대 및 균일화한다고 생각되어진다.

도 3은, 본 발명에 따른 면광원을 나타내는 모식도이다.

2는 면광원이고, 본 발명에 따른 도광판(1), 형광관 등의 내부 광원(3) 및 각종 제어 회로(도시하지 않음) 등으로 구성되어 있다. 이 제어 회로에는, 예를 들면 도광판(1)의 광출사면으로부터 출사되는 빛의 총량을 검지하여, 출사광량이 알맞게 되도록 내부 광원(3)에 전력을 조정하여 공급하는 회로도 포함된다.

내부 광원(3)으로부터 출사된 빛은 리플렉터(4)에서 반사되어 도광판(1)의 광입사면(1c)으로부터, 또한 자연광 등의 외광은 도광판(1)의 외광 수취부(1a)로부터 도광판(1)의 내부로 들어가고, 광반사면(1d)의 하부에 부착된 반사판(5)이나 측단면(1b)에서 반사되어 집속을 반복하고, 도광판(1)의 광출사면(1e)으로부터 확산판(6)에 출사된다. 또한, 확산판(6)에 입사한 광은, 확산판(6) 및 렌즈 시트(7)에 의해 원하는 각도 범위 내로 균일등방적으로 확산되어 렌즈 시트(7)로부터 출사된다.

도 4는, 본 발명에 따른 면광원을 구비하는 표시 장치를 나타내는 모식도이다.

8은 표시 장치이고, 예를 들면 비자발광형 표시기인 액정 패널(9) 및 본 발명에 따른 면광원(2)으로 구성된다. 상술된 면광원(2)으로부터 균일등방적으로 확산되어 출사한 빛은, 액정 패널(9)로 유도된다. 단, 면광원(2)으로부터 내부 광원(3)을 제거하고, 도광판(1)으로부터의 외광만을 이용하는 표시 장치라도 좋다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 도광판에 따르면, 그 외광 수취부의 외광 수취면 또는 광입사면이 간유리형으로 불투명하게 되어 있으므로, 장치 내부나 내부 광원이 보이지 않는 구조가 되어 디자인적인 위화감을 주는 일이 없어진다.

또한, 외광 수취면이나 광입사면이 간유리형으로 불투명해지는 것으로, 외광 수취부로부터 입사하는 외광이나 광입사면으로부터 입사하는 빛이 입사 직후에 도광판 내부에서 산란하는 결과, 광출사면을 향하는 빛이 증대 및 균일화하므로, 광출사면으로부터의 출사광의 휘도가 향상하고, 더욱 출사광의 표면의 얼룩이 없어진다. 그리고, 도광판의 외광 수취면이나 광입사면이 불투명해지므로, 장치 내부나 내부 광원이 보이지 않는 구조가 되어 디자인적인 위화감을 주는 일이 없어진다.

또한, 본 발명에 따른 면광원 및 표시 장치에 따르면, 상기 도광판을 사용함으로써 광출사면으로부터의 출사광의 휘도가 향상하므로, 일정한 출사광량을 얻는 경우에는, 광원에 공급하는 전력을 저감시키는 것이 가능해질 뿐만 아니라, 용도에 따라 광원을 불필요하게 하는 것이 가능해진다.

Claims (15)

1. 광원으로부터의 빛을 수취하는 광입사면을 구비하는 도광판에 있어서, 상기 광입사면에 직접 형성되는 광산란 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
2. 제1항에 있어서, 상기 광산란 수단은 도광판의 광입사면에 대한 엠보싱 처리에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도광판.
3. 제2항에 있어서, 상기 엠보싱 처리는 금형 성형, 블러스트 가공, 에칭 또는 매트 가공인 것을 특징으로 하는 도광판.
4. 광원으로부터의 빛을 수취하는 광입사면을 구비하는 도광판에 있어서, 상기 광입사면측에 광산란제가 충전되는 광산란 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
5. 제4항에 있어서, 상기 광산란제의 충전은 도광판의 수지 성형시에 행해지는 것을 특징으로 하는 도광판.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한항에 있어서,

   상기 광입사면은 외광을 수취하는 외광 수취부인 것을 특징으로 하는 도광판.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한항에 있어서,

   상기 광입사면은 내부 광원으로부터의 빛을 수취하는 내광 수취부인 것을 특징으로 하는 도광판.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한항에 있어서,

   상기 광입사면은, 외광을 수취하는 외광 수취부와 내부 광원으로부터의 빛을 수취하는 내광 수취부인 것을 특징으로 하는 도광판.
9. 광원으로부터의 빛을 수취하는 광입사면을 구비하는 도광판에 있어서,

   상기 광입사면은 내부 광원으로부터의 빛을 수취하는 내광 수취부이고, 상기 광입사면측에 광산란 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
10. 광원으로부터의 빛을 수취하는 광입사면을 구비하는 도광판에 있어서,

    상기 광입사면은 외광을 수취하는 외광 수취부와 내부 광원으로부터의 빛을 수취하는 내광 수취부를 구비하고, 상기 광입사면측에 광산란 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
11. 제9항에 기재된 도광판과,

    상기 도광판의 광출사면에 근접하여 설치된 비자발광형 표시기를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
12. 광원으로부터의 빛을 수취하는 광입사면을 구비하는 도광판에 있어서,

    상기 광입사면은 외광을 수취하는 외광 수취부이고, 상기 광입사면측에 광산란 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
13. 제10항에 있어서, 상기 외광 수취부와 내광 수취부는 대향하는 것을 특징으로 하는 도광판.
14. 제10항에 기재된 도광판과,

    상기 내광 수취부에 근접하여 설치된 내부 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원.
15. 제14항에 기재된 면광원과,

    상기 면광원의 광출사면에 근접하여 설치된 비자발광형 표시기를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.