KR102081955B1 - 디스플레이 장치 및 도광판 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는 광원 및 도광판을 포함하고, 상기 도광판은, 상기 광원으로부터 측면으로 입사된 광을 내부 전반사에 의해 가이드하는 도광부, 상기 가이드된 광을 상기 도광부의 상부로만 출광시키도록 구현된 미세패턴부, 상기 미세패턴부를 불순물의 침투로부터 보호하기 위한 가드링부 및 상기 미세패턴부와 상기 가드링부의 상면에 배치된 출광부재를 포함하며, 상기 도광판은 투명 재질로 구현된 것을 특징으로 한다.

Description

디스플레이 장치 및 도광판{DISPLAY APPARATUS AND LIGHT GUIDE PLATE}
본 발명은 디스플레이 장치 및 도광판에 관한 것으로, 보다 구체적으로 단방향으로 출광하고 투명 재질로 구현되며 외부 불순물의 침투로부터 보호하기 위해 구현된, 디스플레이 장치 및 도광판에 관한 것이다.
투명 디스플레이는 투명 장치 분야에서 소비자 전자제품, 수송, 산업 및 군사용으로도 이용될 수 있으며, 특히 자동차 방풍유리에 적용될 경우에는 시각적 정보를 전달하며 어떤 형태의 유리도 전자장치로 짝을 지을 수 있어 보안 시스템 등을 향상시킬 수 있다.
종래의 도광판의 경우, 일방향 출광이 가능하기 위해서는 출광 방향의 반대방향에 위치한 별도의 반사판이 필요하였으며, 이는 투명 디스플레이를 구현하기 어려운 이유이다.
이에, 도광판을 투명하게 구현하면서도 단방향으로만 출광시킬 수 있는 구조를 구현할 필요성이 있으며, 이와 동시에 도광판을 포함하는 디스플레이 장치를 외부 불순물의 침투로부터 보호하여 장치의 광학적 신뢰성을 향상시키도록 할 필요성이 있다.
본 발명은 전술한 필요성에 의해 도출된 것으로, 투명 재질을 통해 단방향만으로의 출광이 가능하고, 디스플레이 장치를 외부 불순물의 침투로부터 보호하고자 하는 데에 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는 광원 및 도광판을 포함하고, 상기 도광판은, 상기 광원으로부터 측면으로 입사된 광을 내부 전반사에 의해 가이드하는 도광부, 상기 가이드된 광을 상기 도광부의 상부로만 출광시키도록 구현된 미세패턴부, 상기 미세패턴부와 일체로 형성되며, 상기 미세패턴부를 불순물의 침투로부터 보호하기 위한 가드링부 및 상기 미세패턴부와 상기 가드링부의 상면에 배치된 출광부재를 포함하며, 상기 도광판은 투명 재질로 구현된 것을 특징으로 한다.
실시예에 따른 가드링부는 상기 도광부 상에서 상기 미세패턴부의 최외곽을 둘러싸는 형태로 구현될 수 있다.
실시예에 따라 가드링부와 상기 도광부 사이의 접착으로 상기 미세패턴부의 상기 도광부에 대한 접착을 보완할 수 있다.
실시예에 따라 미세패턴부는 복수의 미세구조체를 포함되고, 상기 가드링부는 복수의 가드링으로 구현되며, 상기 복수의 가드링 중 적어도 하나의 하면폭은 상기 복수의 미세구조체 중 적어도 하나의 하면폭보다 넓게 구현될 수 있다.
실시예에 따라 상기 도광판은, 상기 출광부재에 상기 미세패턴부를 형성하는 제1공정 및 상기 미세패턴부의 하면과 상기 도광부를 접착하는 제2공정을 수행하여 제작될 수 있다.
실시예에 따라 상기 도광판은, 상기 도광부에 상기 미세패턴부를 형성하는 제1공정 및 상기 미세패턴부의 상면과 상기 출광부재를 접착하는 제2공정을 수행하여 제작될 수 있다.
실시예에 따라 가드링부를 상기 광으로부터 차단하는 프레임을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라 상기 도광판의 출광량을 제어하기 위한 제어부를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라 디스플레이 장치는 사용자를 향해 배치되고, 상기 도광판으로부터 출광되는 빛이 직접적으로 상기 사용자에게 도달할 수 있다.
실시예에 따라 디스플레이 장치는 피광체의 전면부를 향해 배치되고,
어두운 환경에서 상기 출광이 수행되면, 상기 피광체로부터 반사된 반사광으로 상기 피광체가 식별될 수 있다.
실시예에 따라 투명 재질은 Polymethylmethacrylate, Styrenemethyl Methacrylate, Cyclic olefin copolymer 등을 포함할 수 있다.
실시예에 따라 상기 가드링부 및 상기 미세패턴부는 상기 도광부와 소정의 접착제를 이용하여 접착되고, 상기 소정의 접착제는, 압력민감접착제(PSA, Pressure sensitive adhesive), 광학용투명접착제(OCA, Optically clear adhesive), 광학용투명수지(OCR, Optically clear resin), UV 접착제, 올리고머(Oligomer), 프라이머(primer), 실란 커플링제(silane), 나노복합수지 코팅(Silica-organic hybrid resins) 등을 포함할 수 있다.
실시예에 따라 광원으로부터 측면으로 입사된 광 중 일부를 난반사시키는 반사테이프를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 도광판은 광원으로부터 측면으로 입사된 광을 내부 전반사에 의해 가이드하는 도광부, 상기 가이드된 광을 상기 도광부의 상부로만 출광시키도록 구현된 미세패턴부, 상기 미세패턴부와 일체로 형성되며, 상기 미세패턴부를 불순물의 침투로부터 보호하기 위한 가드링부 및 상기 미세패턴부와 상기 가드링부의 상면에 배치된 출광부재를 포함하며, 투명 재질로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 투명 재질의 단방향만으로의 출광이 가능한 디스플레이 장치를 구현할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 따르면 단방향 출광으로 일 방향에서만 이와 반대되는 반대측 방향을 볼 수 있고 반대측 방향에서는 일 방향을 볼 수 없도록 시인성을 제한하여 사생활을 보호할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 따르면 가드링을 추가 구비하여 미세패턴부를 외부 불순물로부터 보호함과 동시에 미세패턴부의 도광부에 대한 접착력을 보다 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 따르면 광원의 수를 적게 하면서도 균일성이 향상된 플렉서블한 투명 도광판을 구현할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 따르면 보다 슬림하고 경량화된 디스플레이 장치를 구현할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 따르면 출광시 생기는 빛샘 현상을 효과적으로 개선할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 따르면 미세패턴의 형상을 잘려진 원뿔 형상으로 구현하여 출광의 효율성을 향상시킬 수 있게 된다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 측단면도
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 사시도
도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세구조체의 형태를 설명하기 위해 참조되는 도면
도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 측단면도
도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전면도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 공정을 설명하기 위해 참조되는 도면
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 추가되는 프레임을 설명하기 위해 참조되는 도면
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치가 차량용 디스플레이 장치인 경우를 기술하기 위해 참조되는 도면
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 응용 예를 설명하기 위해 참조되는 도면
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 출광 메커니즘을 설명하기 위해 참조되는 도면
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치에서 출광시 생기는 빛샘 현상을 방지하기 위해 구현되는 반사 테이프를 설명하기 위해 참조되는 도면
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)를 설명하고자 한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)의 측단면도이며, 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)의 분해도이다.
도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 광원(10) 및 도광판(20)을 포함할 수 있으며, 도광판(20)은 도광부(21), 미세패턴부(22), 및 출광부재(23)를 포함할 수 있다.
광원(10)은 백색광을 방출하는 LED(Light Emitting Diode) 또는 CCFL(Cold-cathode fluorescent lamps)일 수 있다. 다만, 이는 일 실시예에 불과하며 다른 종류의 광원도 본 발명에서 활용될 수 있다.
도광판(20)은 광원(10)으로부터 공급된 점광원을 면광원으로 변환하여 출광하는 것으로, 본 발명의 경우, 특히 투명재질로 구현되어 단방향으로만 출광하는 것을 특징으로 한다. 도광판(20)은 투명하면서도 상"?*(도광부(21)를 기준으로 출광부재(23)쪽)으로만 출광하기 때문에, 도광판(20)을 기준으로 하여 한쪽에서만 피광체를 볼 수 있고, 맞은편에서는 피광체를 볼 수 없도록 하여 다양하게 응용될 수 있다. 이에 대해서는, 뒤에서 상세하게 설명하고자 한다.
도광부(21)는 광원(10)으로부터 측면으로 입사된 광을 내부 전반사에 의해 가이드한다.
미세패턴부(22)는 가이드된 광을 도광부(21)의 상부로만 출광시키도록 복수의 미세구조체(22a 내지 22f)를 포함할 수 있다. 미세패턴부(22)는 도광부(21)를 통해 면확산된 빛을 원하는 위치로 방향을 전환시켜 수직 방향으로 빛이 진행되도록 하는 것이다. 따라서, 미세패턴부(22)를 구성하는 각 미세구조체(22a 내지 22f)의 형태, 배치, 피치 등은 면광원의 출광 특성을 결정하는 중요한 요소일 수 있다. 구체적으로, 도 1c의 (a)에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 미세구조체(22a, 하나만 예로 든다) 의 형상은 잘려진 원뿔 형상임이 바람직하다. 도 1c의 (b)는 미세구조체(22a)의 측단면도로, 미세구조체(22a)의 넓이는 하면의 직경(da), 상면의 직경(db), 높이(h), 및 경사면 각도(θ) 등을 이용하여 산출될 수 있다. 전술한 요소들 중에서, 특히 출광의 특성에 가장 큰 영향을 끼치는 요소는 경사면 각도(θ)로서, 출광되는 광의 방사 특성을 분석해 가장 많은 양의 광이 출광되는 광의 경로를 반영하여 경사면 각도(θ)를 산출할 수 있다. 경사면 각도(θ)에 따라 면광원에서 출광되는 빛을 수직 출광할 것인지, 특정 각도로 출광할 것인지 등을 결정할 수 있고, 다양한 각도를 가지는 미세구조체(22a 내지 22f)를 분포시키는 방법을 이용하여 빛의 방사각 분포를 다양하게 조절할 수 있다. 이외에도, 하면의 직경(da)은 해당 미세구조체(22a)의 개구부의 사이즈를 결정하고, 이는 출광량을 결정할 수 있으며, 높이(h)에 따라서도 출광량이 결정될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 잘려진 원뿔 형상을 이용하는 것은 빛이 도광부(21) 내에서 확산되고 출광되기 위한 최적화된 형상이지만, 본 발명의 실시예가 이에 제한되지는 않으며, 출광되는 광의 방사 특성을 분석해 광의 경로를 변경하기 위한 소정의 경사를 갖는 모든 형태의 미세구조체(22a)에 다양하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 도광부(21)의 상면과 수직 또는 수직에 거의 근접한 방향의 경사면을 갖는 미세구조체(22a)(예, 원통형상) 등에도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 경우 모든 미세구조체(22a 내지 22f)의 크기나 형태가 모두 동일한 것을 예로 들었으나, 실시예에 따라 크기나 형태의 조합이 다양한 미세구조체들로 디스플레이 장치(1)를 구현할 수도 있다.
출광부재(23)는 미세패턴부(22)의 상면에 배치되어 디스플레이 장치(1)의 제조 방법에 따라 보호막의 역할도 수행할 수 있다. 다만, 이에 대한 자세한 내용은 후술한다.
도 1a 및 도 1b에 도시한 각 구성요소는 반드시 모두 구현되어야 하는 것은 아니며, 실시예에 따라 일부 구성요소는 삭제/변형될 수도 있다.
도 1의 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)에 있어서, 도 1a에 도시한 바와 같이, 디스플레이 장치(1)를 구성하는 도광부(21) 및 미세패턴부(22)를 접착하게 되면, 복수의 각 미세구조체(22a 내지 22f) 사이는 공기로 채워지거나 진공 상태로 유지되는 것이 바람직하다. 그러나, 실제로 특정 환경에서는 물기나 먼지 등의 불순물이 침투하기 용이하며, 그 결과 디스플레이 장치(1)의 기능상 신뢰성 문제나 광학상 문제를 야기할 수 있다.
더불어, 도 1b에 도시한 바와 같이, 미세구조체(22a, 하나만 예로 든다)를 도광부(21)에 접착하는 과정에서, 미세구조체(22a)와 도광부(21) 사이의 접착력을 향상시키기 위해 미세구조체(22a)와 도광부(21) 사이의 접착면적을 확대시키는 것이 중요하다. 특히, 도 1b에 도시한 바와 같이, 미세구조체(22a)가 잘려진 원뿔형태로 구현된 경우, 이러한 원뿔형태의 하면과 도광부(21) 사이의 접착력을 향상시키는 것이 매우 중요할 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)의 경우, 외부 불순물 침투를 막고, 미세패턴부(22)와 도광부(21) 사이의 접착력을 향상시키기 위해 별도의 가드링부(24)를 추가하여 구현할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 가드링부(24)가 추가된, 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)의 측단면도 및 전면도이다.
광원(10), 도광부(21), 미세패턴부(22), 출광부재(23)의 각 기능은 도 1a 및 도 1b에서 기술한 바와 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 광원(10)은 디스플레이 장치(1)의 일 측면에 복수개(10a 내지 10e)로 배치될 수 있다. 디스플레이 장치(1)에 광원(10)이 전반적으로 배치되지 않고 일 측면에만 배치됨으로서 광원(10)의 개수를 줄일 수 있다. 따라서, 적은 개수의 광원(10)만으로도 본 발명에 따른 디스플레이 장치(1)를 구현할 수 있어, 보다 저렴한 비용으로 보다 효율적인 디스플레이 장치(1)를 구현할 수 있게 된다. 다만, 도 2b에서는 디스플레이 장치(1)의 4개의 측면 중 하나의 측면에만 광원(10)이 배치되도록 하였으나, 이는 일례이며, 실시예에 따라 2개 이상의 측면에 추가로 광원(10)이 더 배치되도록 구현할 수도 있다.
도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 가드링부(24)는 도광부(21) 상에서 미세패턴부(22)의 최외곽을 둘러싸는 형태로 구현될 수 있다. 가드링부(24)는 복수의 가드링(24a 내지 24d)을 포함하며, 복수의 가드링(24a 내지 24d) 각각이 미세패턴부(22)의 최외곽을 둘러싸는 형태로 구현됨으로서, 복수의 각 미세구조체(22a 내지 22f) 사이를 불순물의 침투로부터 효과적으로 막을 수 있게 된다. 이 때, 미세패턴부(22)의 최외곽을 둘러싸는 형태로 구현된 가드링부(24)는 실시예에 따라 미세패턴부(22)와 일체형으로 제작될 수도 있으며, 다른 실시예에 따라 미세패턴부(22)와 별개로 각각 제작된 후 소정의 접착재로 접착되어 도광판(20)을 형성할 수 있다. 특히, 전술한 실시예의 경우에는, 미세패턴부(22)를 제조하는 과정에서 최외곽에 위치한 미세구조체를 연장시켜 가드링부(24)를 형성하게 할 수 있다.
다른 실시예에 따라, 가드링부(24)는 미세패턴부(22)의 일 영역상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 미세패턴부(22)의 중간 영역에 근접하여 배치될 수도 있다. 다만, 이는 하나의 실시예이며, 복수의 가드링 중 일부 가드링은 미세패턴부(22)의 최외곽에 배치되고, 복수의 가드링 중 나머지 가드링은 미세패턴부(22)의 일 영역상에 배치되도록 구현할 수도 있다.
한편, 가드링부(24)는 도광부(21)에 접착함으로서, 미세패턴부(22)의 도광부(21)에 대한 접착을 보완할 수 있다.
구체적으로, 미세패턴부(22)를 도광부(21)에 접착하는 디스플레이 장치(1)의 제조 공정 상에서, 미세패턴부(22)의 접착 단면의 형태에 따라 접착력이 문제될 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 복수의 미세구조체(22a 내지 22f)의 도광부(21)에 대한 접착 단면이 잘려진 원뿔 형태인 경우, 상대적으로 접착력이 약할 수 있다. 따라서, 가드링부(24)하면의 도광부(21)에 대한 추가 접착으로 미세패턴부(22)의 도광부(21)에 대한 접착력을 보완할 수 있는 것이다.
이 때, 복수의 가드링 중 적어도 하나(24a)의 하면폭은 복수의 미세구조체 중 적어도 하나(22a)의 하면폭보다 넓게 구현할 수 있다. 즉, 미세구조체(22a)의 도광부(21)에 대한 접착면의 크기보다 가드링(24a)의 도광부(21)에 대한 접착면의 크기를 더 크게 하여 미세구조체(22a)가 도광부(21) 보다 더 단단히 접착되도록 할 수 있다.
추가로, 도 2a의 실시예에서는, 복수의 가드링 중 적어도 하나(24a)의 상면폭이 복수의 미세구조체 중 적어도 하나(22a)의 상면폭보다 넓게 구현한 것으로, 이로서, 미세패턴부(22)의 출광부재(23)에 대한 접착력을 보완할 수 있다.
참고로, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)의 상이한 제조 공정으로 도광부(21) - 미세패턴부(22) - 출광부재(23) 층을 형성할 수 있다.
제 1 실시예에 따르면, 도 3a에 도시한 바와 같이, 도광판(20)은 출광부재(23)에 미세패턴부(22)를 형성하는 제1공정 및 미세패턴부(22)의 하면과 도광부(21)를 접착하는 제2공정을 수행하여 제작될 수 있다. 즉, 제 1 실시예의 경우, 먼저, 출광부재(23)에 미세패턴부(22)를 형성한 다음, 출광부재(23)와 일체화된 미세패턴부(22)의 하면을 도광부(21)에 접착하는 것이다. 이 경우에는, 미세패턴부(22)의 전사 및 도광판(20)의 제작이 용이하지만, 상대적으로, 미세패턴부(22)의 도광부(21)와의 접착력이 약할 수 있으므로, 도 2에서 설명한 별도의 가드링부(24)를 추가하여 접착력을 보완하는 방식으로 제작될 수 있다.
제 2 실시예에 따르면, 도 3b에 도시한 바와 같이, 도광판(20)은 도광부(21)에 미세패턴부(22)를 형성하는 제1공정 및 미세패턴부(22)의 상면과 출광부재(23)를 접착하는 제2공정을 수행하여 제작될 수 있다. 즉, 제 2 실시예의 경우, 먼저 미세패턴부(22)를 도광부(21)에 형성한 다음, 미세패턴부(22)의 상면을 출광부재(23)에 접착하는 방식으로 구현될 수 있다. 이 경우에는, 출광부재(23)가 미세패턴부(22)를 보호하는 보호필름의 역할도 수행할 수 있다.
그리고, 제 1 실시예 또는 제 2 실시예로 구현된 도광판(20)은 도광부(21) 및 미세패턴부(22)이 동일 재질로 구현된 경우, 미세패턴부(22)의 개구부를 통과하는 광의 손실을 방지할 수 있다는 장점이 있게 된다.
본 발명의 실시예에서는, 복수의 가드링(24a 내지 24d)과 복수의 미세구조체(22a 내지 22f) 각각의 형태가 잘려진 원뿔 형상을 이루고 있으나, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되지는 않는다. 구체적으로, 복수의 미세구조체(22a 내지 22f)의 경우, 출광되는 광의 방사 특성을 분석해 광의 경로를 변경하기 위한 소정의 경사를 갖는 모든 형태의 미세구조체(22a)에 다양하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 도광부(21)의 상면과 수직 또는 수직에 거의 근접한 방향의 경사면을 갖는 미세구조체(22a)(예, 원통형상) 등에도 적용될 수 있다.
한편, 도광부(21)를 통해 확산된 빛은 가드링부(24)를 통해서 출광될 수 있다. 즉, 미세패턴부(22)를 통해 출광되는 것 뿐 아니라, 가드링부(24)를 통해서도 출광될 수 있는 것이다. 실시예에 따라서는, 디스플레이 장치(1)의 제조 상황에 따라서, 가드링부(24)를 통한 출광을 제한할 필요가 있다.
이를 위하여, 도 4와 같이 별도의 프레임(30)을 추가하여 가드링부(24)를 통한 출광을 제한할 수 있다. 또는, 가드링부(24)와 도광부(21) 사이에 반사를 위한 별도의 금속막(미도시)을 추가하여 가드링부(24)를 통한 출광을 제어할 수도 있다. 도 4에서는, 복수의 가드링(24a 내지 24d) 전체에 대해 프레임을 추가하여 출광을 제한하였으나, 실시예에 따라 일부 가드링에만 프레임을 추가하거나, 일부 가드링에만 금속막(미도시)을 추가하여 출광을 제한할 수도 있다.
지금까지는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가드링부(24)를 추가한 디스플레이 장치(1)에 대해 구체적으로 기술하였다. 이하에서는, 디스플레이 장치(1)가 별도의 제어부(미도시)를 포함하여, 디스플레이 장치(1)가 제어되는 다양한 응용 어플리케이션에 대해 기술하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 도광판(20)은 투명한 면광원으로 기능할 수 있다. 투명 면광원의 제어부(미도시)는 광원(10)들에 대한 제어를 담당한다. 투명 면광원의 면광학 시트는 수동소자로서 제작 당시 특성과 역할이 결정된다. 투명 면광원에서 제어가 가능한 부분은 광원(10)이다. 전술한 바와 같이, 투명 면광원의 광원(10)은 CCFL, LED 등 기존의 광원들을 이용할 수 있다. 그 중 LED는 높은 광효율과 낮은 소비전력 등으로 대부분의 면광원의 소스 광원으로 사용되고 있다. LED는 점의 형태를 가진 광원이기 때문에, 넓은 면적의 면광원에 소스로 사용되기 위해서 다수의 LED로 이루어진 Bar형태로 사용되는 것이 일반적이다. 이 때, 이 LED bar에 대하여 제어부(미도시)를 통해 다양한 기능을 부여할 수 있다.
제어부(미도시)를 통한 광원(10)의 제어는 다양하게 구현될 수 있다.
제어부(미도시)에서 광원(10)에 대한 ON/OFF로 도광판(20)의 ON/OFF를 제어할 수 있다. 제어부(미도시)는 광원(10)이 일정시간 동안 ON/OFF되도록 제어해 이에 대응하여 도광판(20)이 일정시간 동안 ON/OFF되도록 제어하는 타이머 기능을 포함할 수 있다. 제어부(미도시)는 광원(10)에 흐르는 전류량을 조절하여 도광판(20)에서 출광되는 광의 세기를 조절할 수 있다. 제어부(미도시)는 복수의 광원(10a 내지 10e)를 순차적/선택적으로 ON/OFF하도록 제어할 수도 있다. 제어부(미도시)는 광원(10)의 색상을 변경하여 도광판(20)에서 출광되는 광의 색상을 제어할 수도 있다. 디스플레이 장치(1)는 내장된 배터리를 통하여 전력을 공급받거나, 외부 장치(미도시)를 통해 전원을 공급받을 수 있으며, 제어부(미도시)는 이를 선택적으로 제어할 수 있다.
그밖에, 제어부(미도시)는 다양한 종류의 센서와 연동되어 디스플레이 장치(1)를 제어할 수도 있다.
제어부(미도시)는 외부 물체의 동작을 감지하는 동작 감지 센서(미도시)와 연동되어 도광판(20)에서 출광되는 광의 ON/OFF를 제어할 수 있다. 제어부(미도시)는 조도 센서(미도시)와 연동되어 주변에서 수광하는 광량에 따라 도광판(20)의 ON/OFF를 제어하거나 도광판(20)의 밝기를 제어할 수도 있다. 가스센서(미도시)와 연동되어, 주변의 가스(기체)가 감지될 경우, 도광판(20)을 ON/OFF 제어할 수도 있다. 압력센서(미도시)와 연동되어 소정 크기 이상의 힘이나 압력이 가해질 경우, 도광판(20)의 ON/OFF를 제어할 수도 있다. 다만, 본 명세서에서 예시된 센서는 하나의 일례에 불과하며, 스마트폰이나 IoT(Internet Of Things)등에서 사용되는 모든 종류의 센서를 이용해 제어부(미도시)와 연동시킬 수 있다.
제1 실시예에 따르면, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 사용자에게 직접 빛이 출광되는 특성을 활용하여 응용될 수 있다. 보다 구체적으로, 어두운 상태에서는 도광판(20)이 투명한 상태로 가시적이지 않다가, 도광판(20)으로부터 출광이 되면 사용자(관찰자)가 직접 해당 빛을 볼 수 있게 된다. 따라서, 제1 실시예에 따른 도광판(20)의 투명성은 빛이 제공되지 않은 상태에서 보여지지 않는 상태로 존재하다가, 전원이 제공되는 때에만 보여질 수 있다는 데에 그 의의가 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)가 차량용 디스플레이 장치일 경우, 디스플레이 장치(1)의 제어부(미도시)는, 도광판(20)의 출광량을 이용하여 차량의 상태를 전달하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 도광판(20)이 앞차량의 후면 유리(G)로 구현되고 광원(10)이 설치된 상태에서, 후면 유리(G)로부터 빛이 출광되면 후차량의 운전자는 앞차량의 후면 유리(G)에서 출광되는 빛을 직접 볼 수 있다. 이러한 앞차량의 디스플레이 장치(1)로부터 발생한 출광을 이용하여 후차량의 운전자에게 비상 상태를 전달할 수 있게 된다. 이 때, 광원(10)에 제공되는 전력은 차량의 비상등으로부터 제공될 수도 있고, 차량의 브레이크와 연동되어 브레이크가 작동될 때마다 광원(10)이 블링킹되도록 할 수도 있다. 이러한 광원(10)으로 제공되는 전력을 이용하여, 디스플레이 장치(1)의 제어부(미도시)에서의 제어하에, 도광판(20)의 출광 여부를 결정하거나 출광량을 조절할 수 있게 된다. 그밖에, 브레이크를 밟는 정도에 따라 상이한 광량으로 출광이 되도록 하여 빛의 세기를 조절할 수도 있다. 전술한 실시예에 따르면, 후차량의 운전자는 앞차량의 후면 유리(G)에서 출광되는 빛을 직접 볼 수 있음과 동시에 앞차량의 내부는 볼 수 없기 때문에(단방향 출광이므로), 후차량에 대한 앞차량의 상태 전달의 극대화라는 효과와 함께 앞차량 운전자의 사생활을 보호할 수 있는 효과를 가져올 수 있게 된다. 다른 실시예에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 사생활 보호 필름(Privacy Lighting Film, PLF) 으로 구현될 수도 있다.
실내 공간에서의 사생활을 보호하기 위해 유리창에 시공하는 사생활 보호 필름의 수요가 점차 늘어나고 있다. 종래의 사생활 보호 필름은 낮에는 태양광을 반사시켜 사생활을 보호하지만, 밤에는 실내 조명이 커져 내부가 외부보다 밝아 내부 공간이 노출될 수 있다는 염려가 있다. 반면, 본 발명의 단방향으로 출광되는 투명 면광원을 사용할 경우, 도 6에 도시한 바와 같이, 출광되는 빛이 외부로만 향하기 때문에 외부자는 내부를 볼 수 없게 되어 사생활을 용이하게 보호할 수 있다는 장점이 있다. 도 6의 경우, 도 5와 동일한 원리로 적용되어, 사생활 보호 필름(Privacy Lighting Film, PLF) 으로부터 출광되는 빛이 외부자를 향해 직접적으로 도달되므로, 외부자에게 빛을 제공함과 동시에, 외부자는 내부 공간은 볼 수 없게 된다. 다시 말해, 외부자의 시인성을 떨어뜨릴 수 있다는 것이 가장 큰 장점이다.
제1 실시예의 경우, 이외에도, 투명 면광원을 건물 내부에 설치하여, 건물 내부를 비추도록 하는 데에 이용될 수도 있다. 이는 전술한 투명성을 이용한 것으로, 어두운 상태에서는 투명하여 디스플레이 장치(1)가 보이지 않으나, 밝은 상태가 되면, 사용자(관찰자)를 향해 빛이 직접 출광되도록 할 수 있다. 또는, 건물 외벽에 설치되어, 건물의 외벽이 밝게 빛나는 효과를 연출할 수도 있다. 다만, 이 경우에는, 건물의 내부로는 빛이 진입되지 않으므로, 내부에 위치한 사람은 이 빛에 방해받지 않을 수 있다.
제1 실시예가 디스플레이 장치(1)로부터 출광되는 빛을 사용자(관찰자)가 직접적으로 볼 수 있는 특징을 활용하는 것이라면, 제 2 실시예는 디스플레이 장치(1)로부터 출광된 빛이 피광체로부터 반사되어 생성된 반사광을 활용한 예를 나타낸다. 즉, 제1 실시예를 구성하기 위해서는, 도광판(20)과 도광판(20)을 향해 바라보는 사용자(관찰자)만이 필요하다면, 제2 실시예를 구성하기 위해서는, 도광판(20), 도광판(20)을 사이에 두고 상호 반대측에 위치한 사용자(관찰자) 및 피광체(미도시)가 필요하게 된다. 즉, 제2 실시예에 따라서는 사용자(관찰자) - 도광판(20) - 피광체(미도시) 순서로의 배치가 필요하다.
그리고, 제1 실시예에서 도광판(20)의 투명성은 어두운 상태에서 디스플레이 장치(1)가 보여지지 않는다는 데에 그 의의가 있는 반면, 제2 실시예에서 도광판(20)의 투명성은 피광체(미도시)로부터 반사되는 반사광을 피광체(미도시)와 반대편에 위치한 사용자(관찰자)가 볼 수 있도록 한다는 데에서 그 의의가 있다.
제2 실시예에 따르면, 본 발명의 디스플레이 장치(1)는 피광체 앞에서 출광하는 프론트라이트 시트(frontlight sheet)로 구현될 수 있다.
구체적으로, 디스플레이 장치(1)는 피광체의 전면부를 향해 배치되고, 특히, 어두운 환경에서 디스플레이 장치(1)로부터 출광되면 피광체로부터 반사된 반사광으로 피광체를 식별할 수 있게 된다. 본 발명의 도광판(20)은 투명재질을 이용하기 때문에, 밝은 환경에서는 피광체의 내용과 질감을 그대로 표현할 수 있으며, 어두운 환경에서는 광원(10)이 ON 되면, 피광체에 빛을 비춤으로서 피광체를 식별할 수 있게 되는 것이다. 이와 유사하게는, 피광체의 전면에 설치되어 밤에도 광고 표시가 가능한 야외 광고판에도 적용될 수 있다. 또는, 피광체가 인쇄물인 경우, 부동산 유리창, 액자, 게시판 등에도 적용될 수 있다. 별도의 인쇄된 피광체가 구비되지 않더라도, 건축물의 벽 자체에 피광체를 이미지로 형성하는 방식으로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 영화관 내부는 어두우므로, 영화관 벽에 화살표 표식의 이미지를 형성하게 되면, 어두운 환경에서 디스플레이 장치(1)가 출광하여 화살표 표식을 비추게 되므로, 어두운 환경에서도 길을 잃지 않을 수 있다는 장점이 있다. 본 발명의 디스플레이 장치(1)는 휴대용 디스플레이 장치(1)로도 구현될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(1)를 휴대하여, 어두운 환경에서 광원을 ON하면 사용자가 빛을 비추고자하는 선택된 공간(예>책을 읽을 경우, 책이 놓여있는 공간)만을 비춤으로써, 사용자만의 영역을 보호함과 동시에 타인에게도 영향을 끼치지 않을 수 있는 장점이 있다. 휴대용 디스플레이 장치(1)는 또한 탈부착이 자유롭도록 구현할 수도 있다. 밤에 차량의 전조등이 비추지 않거나 가로등이 없는 곳에서 본 발명의 디스플레이 장치(1)를 교통 표지판 상에 구현하게 되면, 교통 표지판을 야간에도 비추게 될 수 있으며, 이로서, 교통 표지판 상에 디스플레이 장치(1)를 부착하기만 하면 되므로, 교통 표지판을 교체하지 않아도 된다는 장점이 있다.
그밖에도 광원(10)을 가시광 영역 이외에 UV, IR 영역까지 활용하여 보다 다양한 효과를 얻을 수 있다. 예를 들어, 빛을 이용해 직접 치료 효과를 보는 제품 뿐 아니라, 약물의 촉매 또는 효과 증진을 위한 광학 의료기기에까지 활용될 수 있다. UV 영역을 이용한 비타민 D 합성을 유도하는 의료 기기, IR 광원을 이용한 피부 케어, 적외선 치료기, 의료용 조명, 약물의 촉매역할 등의 빛을 이용한 제품에도 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 광원(10)이 측면에 존재하는 edge-lit 방식으로서, 광원(10)의 수를 적게 하면서도 균일성이 향상된 투명 면광원을 구현할 수 있으며, 플렉서블한 소재에 적용할 수 있어 피부에 직접 부착하거나 가벼운 기기로도 적용될 수 있다.
도 5와 도 6을 바탕으로 본 발명의 제어부(미도시)의 다양한 응용에 대해서 기술하였으며, 이하에서는, 본 발명의 디스플레이 장치(1)를 구성하는 각 부품의 재질에 대해 기술하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 가드링부(24) 및 미세패턴부(22)는 도광부(21)와 소정의 접착제를 이용하여 접착될 수 있다. 해당 접착제의 예로서는, 압력민감접착제(PSA, Pressure sensitive adhesive), 광학용투명접착제(OCA, Optically clear adhesive), 광학용투명수지(OCR, Optically clear resin), UV 접착제, 올리고머(Oligomer), 프라이머(primer), 실란 커플링제(silane),나노복합수지 코팅(Silica-organic hybrid resins), 수성 초산비닐수지 에멀젼 접착제(Water based PVAc adhesives) 등을 이용할 수 있다. 실시예에 따라, 가드링부(24)가 도광부(21)에 접착하기 위한 접착제와 미세패턴부(22)와 도광부(21)에 접착하기 위한 접착제를 동일한 것을 사용할 수도 있고, 다른 것을 사용할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 도광판(20)은 투명 재질로 구현될 수 있다. 투명 재질의 예로서, PMMA(Polymethylmethacrylate), SMMA(Styrenemethyl Methacrylate), COC(Cyclic olefin copolymer), AryLite, Polycarbonate, PET(Polyethyleneterephtalate), PI(Polyimide), PE(Polyethylene), PES(Polyethersulfone), PO(Polyolefin), PVA(Polyvinylalcohol), PVC(Polyvinylchloride), TAC(Triacetylcellulose), PS(Polystylene), PP(Polypropylene), ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene), SAN/AS(Styrene Acrylonitrile), PEN(Polyethylene Naphthalate), PTT(Polytrimethylene Terephthalate), PU(Polyurethane), PUA(Polyurethane Acrylate), TPU(Thermoplastic Polyurethane), PAR(Polyarylate), Silicone, PDMS(Polydimethylsiloxane) 등을 포함할 수 있다. 다만, 이들은 하나의 실시예로서 본원 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)의 출광 메커니즘과, 출광시 생기는 빛샘 현상을 방지하기 위해 디스플레이 장치(1)에 구현되는 반사 테이프(T)를 기술하고자 한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)의 출광 메커니즘은 광원(10)의 도광부(21)로의 입광[s1] -> 도광부(21)를 통한 내부 전반사[s2] -> 미세패턴부(22)의 개구부 통과[s3] -> 미세패턴부(22)에서의 전반사를 통한 외부 출광[s4]으로 이루어질 수 있다.
이 때, 광원(10)으로부터 입광된 빛이 도광부(21)에서 확산되기 위해서는 도광부(21) 내에서 내부 전반사가 이루어져야 한다. 이를 위한 기본 조건은, 빛이 밀한 매질(굴절률이 높은)에서 소한 매질(굴절률이 낮은)로 전파되고, 광원(10)으로부터 빛이 임계각보다 작은 각도로 입사되어야 한다는 조건이 성립되어야 한다. 이 때, 도광부(21)의 외부는 공기나 진공상태인 것이 바람직하다.
미세패턴부(22)와 도광부(21)는 동일 물질일 수도 있고, 다른 물질일 수도 있으나, 동일 물질인 것이 내부 전반사를 구현함에 있어 보다 바람직하다. 다만, 다른 물질로 구현되는 경우에도, 미세패턴부(22)와 도광부(21) 각각에 굴절률의 차이가 작은 물질을 이용하여 미세패턴부(22)의 개구부를 통과하는 빛이 전반사되거나 굴절되는 현상을 줄일 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 디스플레이 장치(1)에서 출광시 생기는 빛샘 현상을 방지하기 위해 디스플레이 장치(1)에 구현되는 반사 테이프(T)를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 8a 및 도 8b에 도시한 바와 같이, 광원(10)으로부터 도광부(21)로 입광하는 과정에서, 도광부(21)의 측면의 표면 거칠기에 따라 산란, 반사 생길 수 있고, 이로써 빛샘 현상이 발생할 수 있다. 굴절되어 출광되는 광은 내부 전반사되는 광과 달리 빛의 손실을 유발하고, 해당 부분이 밝게 빛나 눈부심을 유발하는 빛샘 영역을 형성하게 된다. 이를 방지하기 위하여, 임계각(θ0) 이상으로 전파되는 광은 산란 또는 난반사시켜 빛을 재활용하고, 굴절되어 출광되는 광을 막을 필요가 있다. (여기서, 임계각(θ0)은 내부 전반사되는 빛과 굴절되어 출광되는 빛의 경계를 결정하는 각도이다). 따라서, 도 8c와 같이 광원(10)측에 별도의 반사 테이프(T)를 부착하여 빛샘 현상을 방지할 수 있다. 구체적으로, 반사 테이프(T)는 'ㄷ' 형상으로 도광부(21)의 상면의 초입부와 하면의 초입부를 커버하는 형태로 구현될 수 있다. 다만, 도 8에서는 반사 테이프(T)가 도광부(21)의 전면을 감싸도록 구현되었으나, 실시예에 따라 도광부(21)의 일부면만 커버되도록 구현될 수도 있다. 반사 테이프(T)는 실시예에 따라 금속 재질로 구현될 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (24)

  1. 광원; 및
    도광판;을 포함하고,
    상기 도광판은,
    상기 광원으로부터 측면으로 입사된 광을 내부 전반사에 의해 가이드하는 도광부;
    상기 가이드된 광을 상기 도광부의 상부로만 출광시키도록 구현된 미세패턴부;
    상기 미세패턴부와 일체로 형성되며, 상기 미세패턴부를 불순물의 침투로부터 보호하기 위한 가드링부; 및
    상기 미세패턴부와 상기 가드링부의 상면에 배치된 출광부재;를 포함하며,
    상기 도광판은 투명 재질로 구현된,
    디스플레이 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가드링부는 상기 도광부 상에서 상기 미세패턴부의 최외곽을 둘러싸는 형태로 구현된,
    디스플레이 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가드링부와 상기 도광부 사이의 접착으로 상기 미세패턴부의 상기 도광부에 대한 접착을 보완하는,
    디스플레이 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 미세패턴부는 복수의 미세구조체를 포함되고,
    상기 가드링부는 복수의 가드링으로 구현되며,
    상기 복수의 가드링 중 적어도 하나의 하면폭은 상기 복수의 미세구조체 중 적어도 하나의 하면폭보다 넓은,
    디스플레이 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 가드링부를 상기 광으로부터 차단하는 프레임;을 더 포함하는,
    디스플레이 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 도광판의 출광량을 제어하기 위한 제어부;를 더 포함하는,
    디스플레이 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는 사용자를 향해 배치되고,
    상기 도광판으로부터 출광되는 빛이 직접적으로 상기 사용자에게 도달하는,
    디스플레이 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는 피광체의 전면부를 향해 배치되고,
    어두운 환경에서 상기 출광이 수행되면, 상기 피광체로부터 반사된 반사광으로 상기 피광체가 식별되는,
    디스플레이 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 투명 재질은 Polymethylmethacrylate, Styrenemethyl Methacrylate, Cyclic olefin copolymer 등을 포함하는,
    디스플레이 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 가드링부 및 상기 미세패턴부는 상기 도광부와 소정의 접착제를 이용하여 접착되고,
    상기 소정의 접착제는,
    압력민감접착제(PSA, Pressure sensitive adhesive), 광학용투명접착제(OCA, Optically clear adhesive), 광학용투명수지(OCR, Optically clear resin), UV 접착제, 올리고머(Oligomer), 프라이머(primer), 실란 커플링제(silane), 나노복합수지 코팅(Silica-organic hybrid resins) 등을 포함하는,
    디스플레이 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 광원으로부터 측면으로 입사된 광 중 일부를 난반사시키는 반사테이프;를 더 포함하는,
    디스플레이 장치.
  14. 광원으로부터 측면으로 입사된 광을 내부 전반사에 의해 가이드하는 도광부;
    상기 가이드된 광을 상기 도광부의 상부로만 출광시키도록 구현된 미세패턴부;
    상기 미세패턴부와 일체로 형성되며, 상기 미세패턴부를 불순물의 침투로부터 보호하기 위한 가드링부; 및
    상기 미세패턴부와 상기 가드링부의 상면에 배치된 출광부재;를 포함하며,
    투명 재질로 구현된,
    도광판.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 가드링부는 상기 도광부 상에서 상기 미세패턴부의 최외곽을 둘러싸는 형태로 구현된,
    도광판.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 가드링부와 상기 도광부 사이의 접착으로 상기 미세패턴부의 상기 도광부에 대한 접착을 보완하는,
    도광판.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 미세패턴부는 복수의 미세구조체를 포함되고,
    상기 가드링부는 복수의 가드링으로 구현되며,
    상기 복수의 가드링 중 적어도 하나의 하면폭은 상기 복수의 미세구조체 중 적어도 하나의 하면폭보다 넓은,
    도광판.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 제 14항에 있어서,
    상기 가드링부를 상기 광으로부터 차단하는 프레임;을 더 포함하는,
    도광판.
  21. 제 14항에 있어서,
    상기 투명 재질은 Polymethylmethacrylate, Styrenemethyl Methacrylate, Cyclic olefin copolymer 등을 포함하는,
    도광판.
  22. 제 14항에 있어서,
    상기 가드링부 및 상기 미세패턴부는 상기 도광부와 소정의 접착제를 이용하여 접착되고,
    상기 소정의 접착제는,
    압력민감접착제(PSA, Pressure sensitive adhesive), 광학용투명접착제(OCA, Optically clear adhesive), 광학용투명수지(OCR, Optically clear resin), UV 접착제, 올리고머(Oligomer), 프라이머(primer), 실란 커플링제(silane), 나노복합수지 코팅(Silica-organic hybrid resins) 등을 포함하는,
    도광판.
  23. 제 14항에 있어서,
    상기 도광판은 사용자를 향해 배치되고,
    상기 도광판으로부터 출광되는 빛이 직접적으로 상기 사용자에게 도달하는,
    도광판.
  24. 제 14항에 있어서,
    상기 도광판은 피광체의 전면부를 향해 배치되고,
    어두운 환경에서 상기 출광이 수행되면, 상기 피광체로부터 반사된 반사광으로 상기 피광체가 식별되는,
    도광판.


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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210066155A1 (en) * 2019-08-30 2021-03-04 Intel Corporation Microelectronics package comprising a package-on-package (pop) architecture with inkjet barrier material for controlling bondline thickness and pop adhesive keep out zone
CN111239887B (zh) * 2020-03-24 2024-06-14 杭州矽能新材料有限公司 一种导光膜及其生产方法及导光装置
KR102272611B1 (ko) 2020-11-11 2021-07-05 주식회사 멤스룩스 출광 시트 및 이를 포함하는 라이트 유닛
CN114545539A (zh) 2020-11-11 2022-05-27 梅姆斯莱克斯 出光部件和其制造方法及包含其的照明单元
CN113156707B (zh) * 2021-05-06 2022-09-09 苏州晶智科技有限公司 面光源装置和平板显示装置
KR102573813B1 (ko) 2022-05-04 2023-09-04 주식회사 멤스룩스 출광 부재 및 이를 포함하는 라이트 유닛

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002116441A (ja) * 2000-10-06 2002-04-19 Hitachi Ltd バックイライトとその製造方法およびこれを用いた液晶表示装置
JP2003249108A (ja) * 2002-02-25 2003-09-05 Fujitsu Display Technologies Corp バックライト装置及び光学シート体及び液晶表示装置
KR20070066218A (ko) * 2005-12-21 2007-06-27 삼성전자주식회사 백라이트 어셈블리 및 이를 이용한 액정 표시 장치
KR20080028684A (ko) * 2006-09-27 2008-04-01 주식회사 나모텍 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛 그리고 액정디스플레이 장치
DE102008014317A1 (de) * 2008-03-14 2009-09-17 Zumtobel Lighting Gmbh Leuchte mit getrennten Leuchtmitteln für Direktbeleuchtung und Indirektbeleuchtung
KR101575344B1 (ko) * 2008-12-12 2015-12-08 엘지이노텍 주식회사 표시장치
EP2534509B1 (en) * 2010-02-10 2019-07-24 3M Innovative Properties Company Illumination device having viscoelastic layer
JP2012014834A (ja) * 2010-06-29 2012-01-19 I-Ene Planning Co Ltd Ｌｅｄエッジライトにより発光する防水性面発光板
JP2012160378A (ja) * 2011-02-01 2012-08-23 Sumitomo Chemical Co Ltd 導光板の製造方法
JP2012212612A (ja) * 2011-03-31 2012-11-01 Nippon Zeon Co Ltd 導光部材及びバックライト装置
KR101176478B1 (ko) * 2011-04-07 2012-08-23 주식회사 엘브이에스 내구성이 향상된 광학 부재 및 이를 탑재한 검사용 조명 장치
CN202165953U (zh) * 2011-08-11 2012-03-14 北京京东方光电科技有限公司 一种背光模组、液晶面板及液晶显示器
US20140140091A1 (en) * 2012-11-20 2014-05-22 Sergiy Victorovich Vasylyev Waveguide illumination system
US20140063853A1 (en) * 2012-08-29 2014-03-06 Flex Lighting Ii, Llc Film-based lightguide including a wrapped stack of input couplers and light emitting device including the same
KR101433571B1 (ko) * 2013-01-24 2014-08-27 엘지디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
TWI653495B (zh) * 2014-06-26 2019-03-11 荷蘭商皇家飛利浦有限公司 發光二極體照明單元
KR20170110770A (ko) * 2016-03-23 2017-10-12 삼성디스플레이 주식회사 광학 부재의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 광학 부재를 포함하는 표시 장치
US10317679B2 (en) * 2016-04-04 2019-06-11 Akonia Holographics, Llc Light homogenization
KR20160047440A (ko) * 2016-04-11 2016-05-02 국민대학교산학협력단 광학 시트를 구비한 도광판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
KR101932949B1 (ko) * 2016-11-24 2019-04-10 (주)미래테크닉스 투명 액정표시장치

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