KR20010002923A - 액정표시장치용 확산 도광판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치용 확산 도광판에 관한 것으로, 확산 도광판의 저면에는 반사 쉬트를 배치하면서 상면에는 액정 패널을 배치하고,

광원의 빛이 반사 쉬트에 반사되는 저면에는 300∼500μm의 동일한 높이를 갖는 반사 돌기를 광원의 위치에 따라 직경이 100∼500μm의 범위에서 서로 다른 값을 가지면서 그 사이의 간격도 달라지도록 하되,

광원이 비추는 의치에는 작은 직경의 반사 돌기를 사이의 간격이 비교적 넓게 배치하면서 광원으로부터 멀어질수록 큰 직경의 반사 돌기를 사이의 간격이 촘촘해지도록 배치하여 빛의 난반사와 산란에 의해 액정 패널의 전표면에 빛이 골고루 비추도록 함으로써 사용자의 인식도를 향상시키도록 한 것이다.

Description

액정표시장치용 확산 도광판 {Diffusion optical guide plate for LCD apparatus}

본 발명은 액정표시장치용 확산 도광판에 관한 것으로, 특히 액정 표시 장치의 백 라이트 소스(backlight source)용으로 사용되는 도광판(optical guide plate)에서 광원의 빛을 골고루 확산시켜 사용자가의 인식도를 향상시킬 수 있도록 한 액정표시장치용 확산 도광판(Diffusion Optical plate)에 관한 것이다.

일반적으로 액정 표시 장치는 시계, 전자 계산기 등과 같은 수치 세그먼트형 (numerical segment-type) 표시 장치용으로 널리 사용되는 것으로, 액정에 전압을 인가하는 픽셀 전극들을 스위칭시키기 위한 수단으로서 박막 트랜지스터(TFT)와 같은 능동 소자가 형성된 투명판을 포함한다는 것은 이미 잘 알려진 사실이다.

또한 액정 표시 장치는 컬러 표시가 실행될 경우 컬러 표시 수단으로서 컬러(적, 녹, 청 등의) 필터층을 포함한다.

액정 분자의 트위스트각에 의존하는 액정 표시 장치의 공지된 표시 모드로 몇 가지가 알려지고 있으며 그들 중 일부를 살펴보면,

(1) 액정 분자들이 90°각도로 트위스트되어 정렬된 능동 구동형 트위스트 네마틱(TN) 액정 표시 모드,

(2) 액정 분자들이 90°이상의 각도로 트위스트되어 정렬되어 있고 투과율-인가 전압 특성의 급습성(steepness)을 이용하는 다중 구동형 수퍼 트위스트 네마틱(STN) 액정 표시 모드,

들이 주로 사용되고 있다.

그리고 최근에는 이들 액정 표시 장치가 얇고 경량이며 소비 전력이 비교적 낮다는 특성을 갖고 있으므로 표시 분야들(예를 들어, 워드프로세서, 노트북형 개인 컴퓨터, 휴대용 TV, 차 비행 TV, 효대용 전화기 등)에서 급속히 발전되어 왔다.

이제는 전화를 통화하면서 화상도 볼 수 있는 화상전송의 기술이 장차 상용화될 것이므로 휴대용 액정 표시 장치에 대해 다양하게 개발되고 있는 실정이다.

종래의 액정 표시 장치의 일반적인 표시 화상은 표시의 정면에 직접 위치한 관찰자 뿐 아니라 양 사이드(광 시야각 표시 모드)에 위치한 다른 관찰자에 의해서도 인식될 수 있다.

그러나 불필요하게 넓은 시야각을 가질 경우 표시화상이 명료하게 인식되지 않게 된다.

그러므로 일본국 특개평 5-108023호는 제어가능한 시야각을 가지는 액정 표시 장치를 제안하고 있으며, 액정 표시 장치는 표시용 TV 액정 셀에 부착된 광 셔터용 TN 액정 셀을 포함하도록 하였다.

즉, 편광판, 광 셔터용 TN 액정셀 및 광 경로 제어판들이 표시용 TN 액정 셀의 광원상에 형성된 반면, 다른 편광판은 그의 반대쪽에 형성한다.

표시용 TN 액정 셀의 표시 화상은 사용자가 아닌 관찰자가 보는 것을 방지하기 위해 광 셔터용 TN 액정 셀의 폐 상태를 스위칭 조작함으로써 광 시야각 모드 또는 협 시야각 모드로 용이하게 선택될 수 있다.

그러나, 제어가능한 시야각을 가지는 이 액정 표시 장치는 두 개의 액정 셀(즉, 표시용 액정 셀 및 광 셔터용 액정 셀)을 필요로 하므로 박형화가 곤란하다.

더욱이 그 제작이 복잡하여 생산성 효율이 저하되는 문제가 있으며, 부가적으로 액정 표시 장치는 광 셔터용 TN 셀 내부에 설치되는 편광판을 더 필요로 하기 때문에 전체 3개의 편광판을 필요로 하게 되어 종래의 TN 및 STN 액정 표시 장치와 비교할 때 광 투과율이 감소되는 문제점이 있었다.

그러므로 한국 공개특허공보 1998-24738호(확산 도광판, 백 라이트 소스 및 이를 사용한 액정 표시 장치)에서 시야각을 좁게 하도록 하였다.

즉, 도 1에 도시한 것과 같이 광이 입사하는 제 1 평면, 광이 출사되는 제 2 평면 및 측면을 가지는 투명판인 확산 도광판(1)의 제 1 평면에 광 산란 제어수단 (2)을 형성하되,

아크릴 수지와 같은 중합체 수지로 구성되는 상기의 확산 도광판(1)은 두께를 1 내지 5mm 정도가 되도록 하면서 제 1 평면상에 광 산란 제어 수단(2)을 미소한 요철의 매트 조직(matte texture)으로 형성하고,

몰딩(예를 들어, 프레스 몰딩)에 의해 형성하는 상기의 미소한 요철은 평면의 표면 거칠기가 10 내지 500㎛미소한 요철로 형성하여 확산 도광판(1)의 측면으로부터 입사되는 광을 산란시켜 제 2 평면을 통하여 출사시키고, 제 1 평면에 대하여 수직 방향으로부터 입사되는 광을 투과시켜 제 2 평면을 통하여 출사시키도록 하였다.

그리고 상기의 확산 도광판을 포함하는 액정 표시 장치의 구성은 양쪽에 제공된 광원(3)을 가지는 확산 도광판(1)과, 상기 확산 도광판(1)의 상부 부분상에 배치된 산란 쉬트(4)와, 상기 산란 쉬트(4)상에 배치된 집광 프리즘 쉬트(5), 차광 슬릿막(6) 및 그의 양쪽에 제공된 광원을 가지는 확산 도광판(1)을 포함하도록 백 라이트 소스(7)를 구성하였다.

그리고 액정 표시 장치(7)는 백 라이트 소스(8), 편광판(9)과 편광판(9)의 사이에 배치된 액정 표시부(10)들을 포함하도록 구성하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 시야각을 조절하여 좁게 형성한 상태에서는 개인의 프라이버시를 지키면서 부분적으로 밝게 빛나도록 하였으나, 그 면적이 좁거나 광원과 가까운 위치의 액정 표시부는 얼마간 밝은 빛을 낼 수 있지만, 그 면적이 넓거나 광원으로부터 멀리 떨어진 위치의 액정 표시부에서는 밝은 부분과 어두운 부분으로 분리되는 등의 단점이 있었다.

이에 따라 본 발명은 액정 표시 장치의 백 라이트 소스용으로 사용되는 도광판에서 광원의 빛을 전표면에 골고루 확산시켜 사용자가의 인식도를 향상시킬 수 있도록 한 액정표시장치용 확산 도광판을 제공함을 그 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 확산 도광판의 저면에는 반사 쉬트를 배치하면서 상면에는 액정 패널을 배치하고,

광원의 빛이 반사 쉬트에 반사되는 저면에는 300∼500μm의 동일한 높이를 갖는 반사 돌기를 광원의 위치에 따라 직경이 100∼500μm의 범위에서 서로 다른 값을 가지면서 그 사이의 간격도 달라지도록 하되,

광원이 비추는 의치에는 작은 직경의 반사 돌기를 사이의 간격이 비교적 넓게 배치하면서 광원으로부터 멀어질수록 큰 직경의 반사 돌기를 사이의 간격이 촘촘해지도록 배치하여 빛의 난반사와 산란에 의해 액정 패널의 전표면에 빛이 골고루 비추도록 함으로써 사용자의 인식도를 향상시키도록 한 것이다.

도 1은 종래 확산 도광판의 구성을 도시한 사시도.

도 2는 종래 액정 표시 장치의 구성을 도시한 단면도.

도 3은 본 발명의 주요 구성을 도시한 분리 사시도.

도 4의 (가)와 (나)는 본 발명의 일실시예에 따른 반사 돌기들의 구성을 나타낸 개략도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사 돌기들의 구성을 나타낸 개략도.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반사 돌기들의 구성을 나타낸 개략도.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 확산 도광판의 구성을 나타낸 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *

11, 18 : 확산 도광판 12 : 반사 쉬트

13 : 액정 패널 15, 16, 17 : 반사 돌기

이하 본 발명을 일실시예에 따라 상세히 기술하면 다음과 같다.

도 3과 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 구성을 나타낸 것으로서,

확산 도광판(11)의 저면에는 반사 쉬트(12)를 배치하면서 상면에는 액정 패널(13)을 배치하여 액정 표시장치를 구성한다.

상기 확산 도광판(11)에는 도면에 도시하지 않은 광원의 빛이 상기 반사 쉬트(12)에 의해 반사되는 저면(14)에는 높이가 300∼500μm이고 직경이 100∼500μm의 범위를 갖는 다수의 반사 돌기(15)를 돌출되게 형성하면서 광원의 위치에 따라 직경이 다른 반사 돌기(15)들을 간격이 차별되도록 형성한다.

즉, 도 4의 (가)와 (나)에 도시한 것과 같이 다수의 작은 광원이 도면의 아래쪽에서 위쪽으로 비추는 경우에는 광원의 빛이 비치는 위치(도면의 화살표 방향)에는 작은 직경의 반사 돌기(15a)들을 사이의 간격이 비교적 넓게 배치하면서 광원으로부터 멀어질수록 큰 직경의 반사 돌기(15b)를 사이의 간격이 촘촘해지도록 배치하여 광원의 빛이 저면의 반사 쉬트난(12)에 의해 반사되면서 상면의 액정 패널(13)로만 비추도록 할 때 확산 도광판(11)의 상면에서 작은 직경의 반사 돌기(15a)들을 사이의 간격이 비교적 넓게 배치된 위치에서는 액정 패널(13)로 비교적 적은 빛이 출사되면서 큰 직경의 반사 돌기(15b)를 사이의 간격이 촘촘해지도록 배치된 위치에서는 빛의 산란과 난반사가 많이 일어나면서 광원으로부터 멀어질수록 많은 빛이 비추면서 액정 패널(13)의 전체에 동일한 빛이 비취도록 한다.

그리고 도 5에 도시한 것과 같이 하나씩의 광원이 도면의 양측면에서 중앙으로 비추는 경우에는 광원의 빛이 비치는 위치(도면의 화살표 방향)에는 작은 직경의 반사 돌기(16a)들을 사이의 간격이 비교적 넓게 배치하면서 광원으로부터 멀어지는 중앙쪽에는 큰 직경의 반사 돌기(16b)를 사이의 간격이 촘촘해지도록 배치하여 광원의 빛이 저면의 반사 쉬트난(12)에 의해 반사되면서 상면의 액정 패널(13)로만 비추도록 할 때 확산 도광판(11)의 상면에 위치하는 액정 패널(13)의 전체에 동일한 빛이 비취도록 한다.

또한 도 6에 도시한 것과 같이 하나의 광원이 도면의 일측면에서 비추는 경우에는 광원의 빛이 비치는 위치(도면의 화살표 방향)에는 작은 직경의 반사 돌기(17a)들을 사이의 간격이 비교적 넓게 배치하면서 광원으로부터 멀어지는 타측에는 큰 직경의 반사 돌기(17b)를 사이의 간격이 촘촘해지도록 배치하여 광원의 빛이 저면의 반사 쉬트난(12)에 의해 반사되면서 상면의 액정 패널(13)로만 비추도록 할 때 확산 도광판(11)의 상면에 위치하는 액정 패널(13)의 전체에 동일한 빛이 비취도록 한다.

도 7은 다른 실시예에 따른 확산 도광판의 구성을 나타낸 것으로서,

저면에 반사 쉬트(12)를 배치하면서 상면에 액정 패널(13)을 배치한 확산 도광판(18)의 광원의 빛이 출사되는 윗면(19)에는 높이가 300∼500μm이고 직경이 100∼500μm의 범위를 갖는 다수의 반사 돌기(20)를 돌출되게 형성하면서 광원의 위치에 따라 직경이 다른 반사 돌기(15)들을 간격이 차별되도록 형성하여도 빛의 난반사와 굴절에 의해 액정 패널(13)에 골고루 빛이 비취도록 한다.

따라서 본 발명의 액정표시장치용 확산 도광판에 의하여서는 확산 도광판의 저면에는 반사 쉬트를 배치하면서 상면에는 액정 패널을 배치하고, 광원의 빛이 반사되는 저면에는 다수의 반사 돌기를 돌출되게 형성하면서 광원의 위치에 따라 직경이 다른 반사 돌기들을 간격도 조절하되,

광원이 비추는 의치에는 작은 직경의 반사 돌기를 사이의 간격이 비교적 넓게 배치하면서 광원으로부터 멀어질수록 큰 직경의 반사 돌기를 사이의 간격이 촘촘해지도록 배치하여 빛의 난반사와 산란에 의해 액정 패널의 전표면에 빛이 골고루 비추도록 함으로써 사용자의 인식도를 향상시키도록 한 것이다.

Claims (5)

1. 확산 도광판(11)의 저면에는 반사 쉬트(12)를 배치하면서 상면에는 액정 패널(13)을 배치하고,

   상기 확산 도광판(11)의 윗면(14)에는 높이가 300∼500μm이고 직경이 100∼500μm의 범위를 갖는 다수의 반사 돌기(15)를 돌출되게 형성하면서 광원의 위치에 따라 직경이 다른 반사 돌기들을 간격이 차별되도록 형성하여서 구성됨을 특징으로 하는 액정표시장치용 확산 도광판.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기의 확산 도광판(11)은 다수의 작은 광원이 일측에서 비추는 경우에는 광원의 빛이 비치는 위치에는 작은 직경의 반사 돌기(15a)들을 사이의 간격이 비교적 넓게 배치하면서 광원으로부터 멀어질수록 큰 직경의 반사 돌기(15b)를 사이의 간격이 촘촘해지도록 배치하여 구성한 액정표시장치용 확산 도광판.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기의 확산 도광판(11)은 광원이 양측면에서 중앙으로 비추는 경우에는 광원의 빛이 비치는 위치에는 작은 직경의 반사 돌기(16a)들을 사이의 간격이 비교적 넓게 배치하면서 광원으로부터 멀어지는 중앙쪽에는 큰 직경의 반사 돌기(16b)를 사이의 간격이 촘촘해지도록 배치하여 구성한 액정표시장치용 확산 도광판.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기의 확산 도광판(11)은 하나의 광원이 일측면에서 비추는 경우에는 광원의 빛이 비치는 위치에는 작은 직경의 반사 돌기(17a)들을 사이의 간격이 비교적 넓게 배치하면서 광원으로부터 멀어지는 타측에는 큰 직경의 반사 돌기(17b)를 사이의 간격이 촘촘해지도록 배치하여 구성한 액정표시장치용 확산 도광판.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 확산 도광판(18)의 저면(19)에는 높이가 300∼300μm이고 직경이 100∼500μm의 범위를 갖는 다수의 반사 돌기(15)를 돌출되게 형성하면서 광원의 위치에 따라 직경이 다른 반사 돌기들을 간격이 차별되도록 형성하여서 구성됨을 특징으로 하는 액정표시장치용 확산 도광판.