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KR100274420B1 - 직선형 융기를 가지는 투광성시트의 역광표시장치 - Google Patents

직선형 융기를 가지는 투광성시트의 역광표시장치 Download PDF

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KR100274420B1
KR100274420B1 KR1019950003855A KR19950003855A KR100274420B1 KR 100274420 B1 KR100274420 B1 KR 100274420B1 KR 1019950003855 A KR1019950003855 A KR 1019950003855A KR 19950003855 A KR19950003855 A KR 19950003855A KR 100274420 B1 KR100274420 B1 KR 100274420B1
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South Korea
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light diffusing
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backlight display
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요시다나오끼
야마모토다이지
이나가끼유끼오
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가지와라 야스시
도소 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 목적은 비싸지 않고 전력-휘도 변환효율이 좋은 박형의 역광표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 역광표시장치는 적어도 한개의 선형광원과, 투광성 재료로 만들어지고 광원에 근접한 측면을 가지고 선형광원으로부터 멀어져가면서 광전도판의 두께가 감소하는 광전도판과, 광전도판의 광출면에 대향하는 넓은 면상에 형성된 점형 또는 스트라이프형의 광확산소자와, 그리고, 투광성재료로 만들어지고 작은 간격으로 서로 실질적으로 평행하게 배열된 직선형 융기를 가지는 다수의 프리즘이나 돌기를 동일면상에 가지고, 직선융기가 최소의 간격으로 서로 인접한 점형 광확산소자의 중앙을 연결하는 점형 광확산소자의 가상선 또는 최소의 간격으로 서로 인접한 스트라이프형 광확산소자의 중앙선을 연결하는 스트라이프형 광확산소자의 가상선을 교차하도록 광전도판의 광출면의 측면상에 배열된 적어도 한개의 시트로 구성되어 있다.

Description

직선형 융기를 가지는 투광성시트의 역광표시장치
제1도는 종래의 역광표시장치의 사시도이다.
제2도는 제1도의 종래의 역광표시장치의 단면도이다.
제3a도 및 제 3b도는 다른 종래의 역광표시장치를 나타내는 단면도이다.
제4도는 종래의 역광표시장치에서 어떻게 스트라이프 휘도형상이 발생하는지를 설명하는 도면이다.
제5도는 종래의 역광표시장치에서 광빔의 경로를 나타내는 도면이다.
제6도는 본 발명의 실시예의 따른 역광표시장치의 사시도이다.
제7도는 본 발명에서 투광성 시트와 광전도판상의 가상선사이의 관계의 보기이다.
제8도 내지 제12도는 본 발명에서 광전도판상에 형성된 광확산소자의 가상선의 보기를 나타낸다.
제13도 내지 제16도는 본 발명에서 사용된 투광성시트의 표면구조의 예를 나타낸다.
제17도는 본 발명의 제 2관점의 실시예에 따른 역광표시장치의 사시도이다.
제18도는 제17도의 역광표시장치의 단면도이다.
제19a도 내지 제19d도는 본 발명의 제 1관점의 여러 실시예에 따른 역광표시장치를 나타내는 단면도 이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의설명〉
1 : 광전도판 2 : 광확산시트
3 : 광확산반사시트 4 : 선형광원
6 : 광확산소자 7 : 가상선
8 : 시트 9 : 정각
10 : 프리즘 11 : 돌기
12 : 투광성 시트
본 발명은 투과형 또는 반투과형 패널을 그 뒷면에서 조사하는 역광표시장치(backlighting device)에 관한 것이다.
최근, 역광표시장치를 가지는 얇고 매우 읽기쉬운 액정표시장치가 랩탑형 또는 북형 워드프로세서, 컴퓨터등의 표시장치로서 사용되고 있다. 제 1도에 나타낸 바와같이, 에지라이트형(edge-light type) 역광표시장치는 일반적으로 투명한 광전도판(1)의 단부(端部)면에 인접하여 형광관과 같은 선형광원(4)이 배열되는 디바이스에서 일반적으로 사용된다. 제 2도에 나타낸 바와같이, 에지라이트형 역광표시장치에서 광확산소자(6)는 점 혹은 스트라이프형으로 광전도판(1)의 한쪽 넓은 면상에 형성되고, 그 면은 거의 전체적으로 거울 반사판 또는 광확산/반사시트(3)로 덮어져 있다. 광전도판(1)의 반대면(광출면)은 광확산시트(2)로 덮어져 있다. 시트(2)의 광확산성은 TiO2또는 SiO2와 같은 광확산 물질을 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름과 같은 투광성 기본막에 도포하거나, 폴리카보네이트(PC)시트와 같은 투광성 시트를 엠보싱함으로써 주어질 수 있다.
특히, 제 3(a) 및 (b)도에 나타낸 바와같이, 몇몇 역광표시장치는 선형광원(4)으로부터 멀어져감에 따라 광전도판(1)의 두께가 점점 감소하는 구조를 사용하고 있다. 이러한 구조가 필요한 이유는 다음과 같다. 형광관과 같은 이러한 선형광원(4)에서 발광부는 예를들면 3㎜와 같은 특정두께를 가지고 있다. 선형광원(4)으로부터 방사된 광을 광전도판(1)의 단부면으로 효과적으로 입력하기 위해, 단부면의 두께는 선형광원(4)의 두께정도(예를들면 3㎜)이거나 그 보다 클(예를들면 4㎜)필요가 있다.
광전도판(1)이 선형광원(4)으로부터 멀어져감에 따라 광전도판(1)의 두께가 점점 감소하는 구조를 가질 경우, 광전도판(1)에 부착된 광확산소자(6)와 광확산시트(2)가 서로 멀리 떨어지게 되므로, 광확산시트(2)를 통하여 광확산소자(6)의 형상을 육안으로 식별하기가 어렵게 되어 있는 구조가 통상 사용되고 있다.
그러나, 제 3(a)도에 나타낸 바와같이 광확산시트(2)가 공기층을 통하여 광전도판(1)의 표면으로부터 일정거리만큼 떨어져 있을 경우, 광확산시트(2)와 광확산소자(6) 사이의 거리는 선형광원(4)으로부터 멀어져감에 따라 점점 감소한다. 그러므로, 선형광원(4)에 근접한 광확산소자(6)의 일부 형상은 광확산시트(2)를 통하여 투시되지는 않지만, 광전도판(1)이 더 얇게 되는 선형광원(4)으로부터 먼 부분의 형상은 투시된다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 다수의 광확산시트(2)를 적층하는 것이 제안되어 왔다. 그러나, 이러한 구조는 광확산시트(2)가 증가되는 수만큼 역광표시장치가 두꺼워지는 단점이 있었고 얇은 역광표시장치에 대한 필요를 충족시키지 못할 뿐만아니라 디바이스의 가격을 비싸게 만들었다. 또한, 이러한 구조는 광출면의 휘도면에 있어서 적합하지 않다.
광전도판(1)에 부착된 각각의 광확산소자(6)를 식별할 수 없게 만들기 위하여, 각각의 광확산소자(6)사이의 간격을 50㎛로 감소하는 것도 가능하다. 그러나, 광확산소자(6)를 이러한 미세한 구조로 형성하는 것은 기술적으로 어렵다.
그러므로, 제 3(b)도에 나타낸 것같이 공기층이 광확산시트(2)와 광전도판(1)사이에 설치되므로 공기층의 두께가 선형광원(4)으로부터 멀어져감에 따라 증가하고 그럼으로써 광확산시트(2)와 광확산소자(6)사이의 거리를 실질적으로 일정하게 만드는 것이 대표적인 경우이다. 그래서, 광확산소자(6)의 형상은 광전도판(1)의 전체 발광면에 걸쳐 투시될 수 없게 된다.
그러나, 광확산시트(2)와 광확산소자(6)사이의 거리를 거의 일정하게 만들기 위해서는, 광확산시트(2)와 광확산소자(6)사이의 위치관계를 유지하기 위해 적절한 기구가 설치될 필요가 있다. 이것은 역광표시장치의 구조를 복잡하게 만들고 그만큼 무겁게 함으로써 가격을 상승시킨다. 더욱이, 외력이 광확산시트(2)에 인가되었을 때 신뢰성을 감소시키는 문제를 가져온다. 또한, 광확산시트(2)와 광전도판(1)사이에 상당한 공간이 형성되어 역광표시장치 즉, 전체 디스플레이 패널의 크기감소에 대하여 적합하지 않다.
한편, 역광표시장치가 배터리에 의해 구동되므로 전력-휘도변환 효율이 개선되는 것이 요구된다. 이러한 필요에 따라, 역광표시장치의 발광면상에, 동일면상에 매우 작은 간격으로 서로 거의 평행하게 배열된 직선형 융기를 가지는 다수의 프리즘이나 돌기가 장착되며, 투광성 재료로 만들어지는 시트를 설치하는 것이 제안되어 왔다. 그래서, 역광표시장치부터 출력된 광에 일정한 지향성이 주어지므로, 광출면의 법선방향으로의 휘도가 증가한다. 그러나, 시트자체는 광확산성이 작기 때문에 광확산소자(6)를 은닉할 수 없으므로, 광확산소자(6)의 형상이 시트를 통하여 식별되고 균일한 면형 발광을 형성하는데 적합하지 않다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 광확산성 물질을 시트자체에 도포하거나 시트표면을 무작위 조면화함으로써 시트를 광확산성이 있게 만드는 것이 제안되어왔다. 그러나, 이러한 시도는 역광표시장치로부터 방사된 광에 지향성을 주는 시트의 원래의 목적에 역으로 영향을 주고, 그래서 광출면의 휘도를 감소시킨다.
선형광원(4)으로부터 멀어져감에 따라 두께가 감소하는 광전도판(1)의 경우에서, 그 단부면을 통하여 광전도판(1)에 입사한 광빔은 한방향으로 점점 옮겨가는 경로를 취하면서 그 경계에서 반복적으로 전반사하게 되고 더이상 전반사조건을 만족시키지 못한다. 결국, 광빔은 광전도판(1)의 광출면으로부터 비스듬히 출력된다(제 4도 참조). 이와같은 방법으로 광전도판(1)의 광출면으로부터 출력된 광빔은 고휘도부와 저휘도부가 선형광원(4)의 중심축에 평행하게 교대로 나타나는 강도변동을 가지고 스트라이프 형상을 취한다. 그래서, 상기 역광표시장치는 면형광원으로써 사용될 수 없다. 특히, 광전도판(1)의 2개의 넓은 면에 수직하게 취한 단면의 측면이 직선일 경우, 스트라이프 형상의 고휘도부와 다른 부의 휘도비율은 100:1이 넘게 되므로 이는 균일한 발광면을 얻는데 매우 심각한 문제가 된다.
상술한 것같이, 역광표시장치의 전력-휘도변환 효율을 개선하기 위하여, 직선형 융기를 가지는 다수의 프리즘이나 돌기가 장착된 시트를 사용하는 것이 제안되어 왔다. 그러나, 선형광원(4)으로부터 멀어져감에 따라 광전도판(1)의 두께가 감소하고, 직선형 융기를 가지는 시트(8)가 직선형 융기가 선형광원(4)에 실질적으로 평행하게(제 5도 참조) 배열되도록 놓여진 경우에서, 스트라이프 형상의 고휘도부의 형성에 사용하는 광빔은 광출면의 법선방향을 향하여 나가도록 굴절된다. 그러므로, 법선방향 또는 그에 근접한 방향으로의 전력-휘도 변환효율은 개선되는 한편, 스트라이프 형상이 동일방향에서 나타난다. 따라서, 이러한 역광표시장치는 균일한 면형광원으로 사용될 수 없다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 직선형 융기를 가지는 시트(8)와 광전도판(1)사이에 스트라이프 형상을 제거하기 위하여 충분한 광확산성을 가지는 광확산시트를 끼우는 것이 제안되고 있다. 그러나, 이러한 구조는 광투과성과 전력-휘도 변환효율이 감소하기 때문에 실현성이 없다. 또한, 직선형융기를 가지는 시트의 광출면상에 스트라이프 형상을 제거하기 위해 충분한 광확산성을 가지는 광확산시트를 놓는 것이 제안되어 왔다. 그러나, 전력-휘도 변환효율이 감소될 뿐만아니라, 광지향성이 왜곡되는 즉, 광출면의 법선방향으로의 휘도가 저하하기 때문에, 또한 이러한 구조도 실현성이 없다.
본 발명의 목적은 비싸지 않고 전력-휘도 변환효율이 좋은 박형의 역광표시장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 선형광원으로부터 멀어져감에 따라 그 두께가 감소하는 광전도판 특히, 광전도판의 넓은 면에 수직한 면을 따라 취한 단면의 측면이 직선인 광전도판을 사용하여 휘도가 높고 스트라이프 형상이 없는 균일한 면형발광을 갖는 역광표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 발명자는 상기 항목에 대하여 여러가지 조사를 하였고, 광전도판상에 형성된 광확산성소자가 은닉되어지고 식별할 수 없게 되고, 특정조건을 만족시키기 위하여 광전도판상에 광출면으로부터 방사된 광의 지향성을 향상시키는 기능을 가지는 시트를 놓음으로써 역광표시장치의 광출면에 실제적으로 수직한 방향으로 매우 강한 광지향성과 우수한 전력-휘도 변환효율을 제공할 수 있는 비교적 얇은 역광표시장치를 얻을 수 있음을 발견하였고, 본 발명은 완성되었다.
본 발명의 제 1관점에 따르면, 역광표시장치는 적어도 하나의 선형광원과, 투광성 재료로 만들어진 측면이 상기 선형광원에 인접하여 선형광원으로부터 멀어짐에 따라서 광전도판의 두께가 감소되는 광전도판과, 광전도판의 광출면에 대향하는 광전도판의 넓은 면상에 형성된 점형 또는 스트라이프형 광확산소자와, 투광성 재료로 만들어져서 작은 간격으로 서로 거의 평행하게 배열되는 직선형 융기를 갖는 다수의 프리즘 및 돌기중 적어도 하나를 동일면상에 가지는 적어도 하나의 광확산시트와, 광확산/광반사시트와를 포함하여 구성된 역광표시장치에 있어서, 상기 직선형 융기는 상기 선형광원의 중심세로축과 상기 세로축에 거의 수직인 축중 하나와 거의 평행하게 배열되며, 상기 적어도 하나의 광확산시트는 직선형 융기가 서로 최소의 간격으로 인접한 점형광확산소자의 중심을 연결하는 점형 광확산소자의 가상선 또는 서로 최소의 간격으로 인접한 스트라이프형 광확산소자의 중심선을 연결하는 스트라이프형 광확산소자의 가상선과 교차하도록 광전도판의 광출면측에 배열되며, 상기 시트는 직선형 융기가 10°~70°로 적어도 하나의 가상선과 교차하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 직선형융기를 가지는 투광성시트의 역광표시장치이다.
본 발명의 제 2관점에 따르면, 역광표시장치는 적어도 하나의 선형광원과, 투광성 재료로 만들어진 측면이 상기 선형광원에 인접하여 선형광원으로부터 멀어짐에 따라서 광전도판의 두께가 감소되는 광전도판과, 광전도판의 광출면에 대향하는 광전도판상의 넓은 면상에 형성된 광확산소자와, 투광성 재료로 만들어져서 작은 간격으로 서로 거의 평행하게 배열되는 직선형 융기를 갖는 다수의 프리즘 및 돌기중 적어도 하나를 동일면상에 가지는 적어도 하나의 광확산시트와, 광확산/광반사시트와를 포함하여 구성된 역광표시장치에 있어서, 상기 광확산시트는 상기 직선형 융기의 연장이 광원의 중심세로축과 거의 수직이 되도록 상기 광전도판의 광출면 측에 배열되는 것을 특징으로 하는 직선형융기를 갖는 것을 특징으로 하는 투광성시트의 역광표시장치이다.
[실시예]
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제 6도는 본 발명의 제 1관점의 실시예에 따른 역광표시장치의 사시도이고, 제 7도는 본 발명에서 투광성 시트와 광전도판상의 가상선 사이의 관계를 나타내는 부분확대도이다. 이 도면에서, 광전도판(1)은 대체로 판형부재이고, 광을 효과적으로 투과하기만 하면 어떠한 물질로도 만들어질 수 있다. 예를들면, 석영, 유리 또는 투명천연수지 또는 아크릴수지와 같은 합성수지로 만들어져 있다.
본 발명에서, 선형광원(4)으로 부터 멀어질수록 두께가 감소하는 모양으로 광전도판(1)이 형성되는 것이 반드시 필요하다. 선형광원(4)으로부터 가장 멀리 있는 부분 즉, 광전도판(1)의 유효면의 가장 얇은 부분의 두께에는 특별한 제한은 없다. 광전도판(1)의 기계적인 강도의 관점으로부터, 그 부분의 두께는 통상 0.5㎜이상이며 바람직하게는 1㎜이상으로, 선형광원(4)에 인접한 부분인 유효면의 가장 두꺼운 부분의 두께의 25%~75%의 가이드라인으로 만들어져 있다.
광전도판(1)의 가장 두꺼운 부분의 두께는 선형광원(4)의 지름에 따라서 적절히 결정된다. 광의 이용효율을 향상시키기 위해서 광전도판(1)의 최대두께를 선형광원의 지름보다 크게 하는 것이 바람직하지만, 역광표시장치를 얇고 밝게 만들기 위하여 최대두께를 가능한 작게 만드는 것이 바람직하다. 일반적으로, 최대두께는 선형광원(4)의 지름의 0.5~1.6배이다. 선형광원(4)으로부터 멀어질수록 광전도판(1)의 두께가 감소하는 구조를 이용함으로써, 광전도판(1)의 단부면상에 광입사의 효율을 동일하게 유지하는 한편, 광전도판(1)의 더 밝게 만들어질 수 있다.
본 발명의 제 1관점에서, 광전도판(1)의 두께는 연속적으로 혹은 계단형 방법으로 감소할 수 있다. 광전도판(1)의 광출면은 광전도판(1)의 단면의 측면이 실질적으로 직선이도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 광출면이 얇은 공기층을 통하여 투광성 시트(후술)와 거의 평행한 것이 바람직하다.
광확산소자(6)는 광전도판(1)의 뒷면상에 다음방법 중 하나에 의해 형성될 수 있다. 제 1방법에서, 실리카, 황산바륨, 탄산칼슘, 백색티타늄, 글래스비즈, 수지비즈, 기포등을 포함한 도료, 인쇄잉크와 같은 광확산성 물질이 광전도판(1)의 표면상에 스크린인쇄 혹은 다른 방법에 의해 점 혹은 스트라이프로 인쇄된다. 제 2방법에서, 광전도판(1)의 표면은 점 혹은 스트라이프로 조면화된다. 제 3방법에서, 광전도판(1)의 표면에는 작은 구멍 혹은 작은 돌기가 형성된다. 제 4방법에서, 광전도판(1)은 계단형으로 절단된다. 상기 방법에서, 스크린인쇄에 의해 형성될때 광확산소자(6)의 점은 일예로 원형 혹은 사각형이다. 그리고 스트라이프 광확산소자(6)는 직선과 같은 모양이다.
본 발명의 제 1관점에서, 점형 광확산소자(6)의 경우, 광확산소자(6)에 의해 광전도판(1)상에 형성된 가상선은 서로에게 가장 작은 간격으로(즉, 최소간격) 실질적으로 서로 인접한 광확산소자(6)의 중앙을 연결하도록 그려져 있다. 스트라이프형 광확산소자(6)의 경우, 가상선은 가장 서로에게 작은 간격으로 스트라이프의 중앙선을 연결하도록 그려져 있다. 상기와 같은 방법으로 그려진 가상선은 광확산소자(6)가 광전도판(1)상에 형성될때 기준으로 일반적으로 사용된다.
제 8도는 광전도판(1)상에 광확산소자(6)를 형성하는 형상의 일예를 나타낸다. 상술한 것같이, 광확산소자(6)는 광확산성 물질을 광전도판(1)의 표면에 도포하거나, 표면에 구멍이나 돌기를 만들거나, 표면을 조면화하거나, 광전도판(1)을 절단함으로써 형성된다. 도면부호(7)는 상기와 같이 가상선을 나타낸다. 제조의 용이성면에서, 일반적인 공정은 제 8도 및 제 11도와 같다. 2그룹의 실질적으로 평행한 가상선(7)(서로에게 최소의 간격으로 서로 인접한 광확산소자(6)의 중앙을 연결하는 선)이 직각으로 서로 교차하도록 연장되는 선, 즉 가상선(7)이 사각형을 형성하도록 광확산소자(6)가 형성된다. 동일한 이유로, 광확산소자(6)는 제 9도에 나타낸 것같이 형성될 수 있고, 가상선(7)(서로에게 최소의 간격으로 서로 인접한 광확산소자(6)의 중앙을 연결하는 선)은 정삼각형을 형성한다.
본 발명의 제 1관점에서, 상기 형상을 가지는 가상선(7)은 투광성 재료(후술)로 만들어진 시트의 직선 융기와 교차한다. 가상선(7)이 제 8도의 경우와 같이 서로 직각으로 교차하고, 또한 가상선(7)이 투광성 재료로 만들어진 시트의 직선 융기와 90°또는 0°로 교차하는 경우에는, 본 발명의 이점(후술)이 충분히 얻어지지 않는다.
스트라이프형 광확산소자(6)(제 10도참조)가 예를들면 광확산성 물질을 광전도판(1)의 표면에 도포하거나 광전도판(1)을 절단함으로써 형성되는 경우, 통상의 상태에서는, 그것은 선형광원(4)(후술)의 중앙선과 거의 평행하게 형성되는 경우가 많다. 본 발명의 제 1관점에서, 스트라이프형 광확산소자(6)는 가상선(7)(서로에게 최단거리로 스트라이프의 중앙을 연결하는 선)이 투광성 재료(후술)로 만들어진 시크의 직선융기와 교차하도록 형성되어 있다.
제 12도는 광전도판(1)의 단축 방향으로 사각점들이 동일간격으로 배열된 일예를 나타낸다. 이 경우에서, 가상선(7)은 서로 인접한 광확산소자(6)의 중앙을 최단거리로 연결하는 선이다.
광확산소자(6)의 형상을, 투광성 재료(후술)로 만들어진 시트를 통하여 보았을때 전체 발광면에 걸쳐서, 육안으로 식별할 수 없도록 만들기 위하여, 특별히 가상선(7)을 서로 실질적으로 평행하게 하는 것이 바람직하다. 모든 가상선(7)이 반드시 단일 방향으로만 서로 평행일 필요는 없다. 그러나, 서로 2방향으로 평행이거나(제 8도참조) 3방향으로 평행일수 있다(제 9도참조).
광전도판(1)상의 실질적으로 평행한 가상선(7)의 간격이 0.01~5㎜의 범위에 있는 것이 바람직하다. 그러나, 간격이 3㎜보다 크면, 광확산소자(6)의 형상자체는 시트를 통하여 더욱 잘 식별된다. 한편, 간격이 0.03㎜보다 짧으면 제조율은 매우 낮다. 그러므로, 간격의 바람직한 범위는 0.03~2㎜이다.
본 발명에서, 광전도판(1)상의 광확산소자(6)를 효과적으로 은닉하기 위하여, 투광성 재료로 만들어진 시트의 직선형 융기와 가상선(7)이 10°~70°로 교차하는 것이 바람직하다. 교차각의 바람직한 범위는 광확산소자(6)의 형상에 의존한다. 특히, 가상선(7)이 장사각형을 형성하는 경우(제 8도 및 11도)나, 그들이 단일방향으로 연장하는 실질적으로 평행한 직선일 경우(제 12도)나, 광확산소자(6)가 스트라이프고 가정할 경우(제 10)도, 교차각이 20°~70°의 범위이며, 특별히 약 22.5°, 26.6°, 45°, 63.4°및 67.5°인 것이 바람직하다. 가상선(7)이 정삼각형(제 9도)을 형성하는 경우, 교차각은 10°~50°의 범위이며, 특별히 약 19.1° 및 30°인 것이 바람직하다.
선형광원(4)의 바람직한 양태는 다음과 같다. 선형광원(4)은, 광전도판(1)의 단부면에 광이 입사하도록 하기위한 간극(슬릿)을 가지며 Ag,Al등의 거울 반사시트, 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 시트에 BaSO4, TiO2를 도포하거나 PET시트가 기포를 가지게 함으로써 광확산성을 부여한 광확산/반사시트로 형성된 광반사기(5)로 덮여진다. 선형광원(4)의 바깥면과 광반사기(5)사이에 일정폭의 간극이 주어져 있다. 선형광원(4)은 광전도판(1)의 적어도 일단부면(4개의 단부면 중 어느 하나)에 근접하여 그 중심축이 광전도판(1)의 단부면과 거의 평행으로 되도록 배열된다. 상기 선형광원(4)은 형광관, 텅스텐백열관, 광학봉이나 LED의 배열 등이어도 좋으나, 형광관이 바람직하다. 전력절약의 면에서는 균일발광부(전극부를 배제)의 길이가 광전도판(1)의 인접한 단부면의 길이와 거의 같은 것이 바람직하다.
광확산/반사시트(3)는 Ag,Al등의 거울 반사시트이고, 광확산성이 PET시트에 BaSO4, TiO2를 도포하거나 PET시트가 기포를 함유하도록 함으로써 제공된다. 또한 이 반사시트는 광확산소자(6)를 형성한 광전도판(1)의 전체면을 덮도록 배치한다.
도면에서, 도면부호(8,12,14,16)는 투광성재료로 이루어진 시트를 나타낸다. 예를들면 시트는 동일면에 미세한 간극으로 서로 거의 평행하도록 배열된 직선형 융기를 가지는 다수의 프리즘(10)(제 13도) 또는 돌기(11)(제 14도), 파도형돌기(13)(제 15도)를 가지며, 융기가 바깥면에 즉, 광전도판(1)과 마주보는 시트면에 대향하는 면상에 위치하도록 광전도판(1)의 광출면상에 배치된다. 상기 프리즘의 형상은 제 13도에 나타낸 것에 한정되지 않고 다른 길이의 경사면을 가져도 좋다.
본 발명의 제 1관점은 상기의 구조를 각각 가지는 하나 이상의 시트를 광전도판(1)의 광출면에 배치하여 융기가 광전도판(1)상의 가상선(7)과 교차하도록 배치한 것이 특징이다. 시트를 이와같이 배치함으로써, 광출면의 법선주위에 광이 모이도록 역광표시장치의 광출면에서 출광한 광의 지향성을 변화시킨다. 그 결과, 소비 전력-휘도 변환효율이 높고 광확산소자(6)의 점형 또는 스트라이프의 형상이 투시되지 않는 역광표시장치가 얻어진다.
필요에 따라서 종래의 광확산시트를 더 배치하여도 좋다. 그 경우의 본 발명의 장점에 의해서 광확산시트의 광확산성은 그것이 종래구조에 이용될때 요구되던 것보다 상당히 작을 수 있다. 광확산시트의 광선투과율이 증가하기 때문에, 광확산시트를 광전도판(1)과 본 발명의 시트와의 사이에 배치하여도 휘도는 거의 낮아지지 않는다. 광확산시트의 광출면이 입광면보다도 더욱 조면화되면, 휘도가 더욱 증가한다. 광확산시트를 본 발명 시트의 바깥면에 배치하여도, 본 발명 시트에 의해 얻어진 광의 지향성은 많이 변화하지 않는다.
본 발명에서 이용하는 투광성재료로 이루어진 시트(8, 12, 14, 16)에 대하여 다시 상술한다. 이 시트의 재료는 투광성재료로 이루어진 것이면 특히 한정되지 않지만, 예를들면 메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에스테르 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 섬유소계수지 또는 글래스로 만들어질 수 있다. 또한, 시트의 광출면상에 형성하는 서로 평행한 직선형 융기의 형상의 일예로서는 적어도 광학적 평면을 2개이상 가지는 소위 프리즘형(제 13도)의 것이다.
상기 2개의 광학적 평면이 교차함으로써 형성된 프리즘(직선형융기)(10)은 실질적으로 직선형이고, 동일면상에 매우 미세한 간격(P)으로 서로 평행한 다수의 직선형 프리즘이 존재한다. 상기 시트에 형성된 각각의 융기의 정상부는 실질적으로 세로방향으로 동일 형상을 가지며, 이것은 융기가 세로방향으로 배열된 평행판에 의해 절단될때 실질적으로 동일한 정상각이 형성되는 것을 의미한다.
상기 시트의 융기의 정상각(9)은 70°~150°인 것이 바람직하다. 상기 융기의 보다 바람직한 각도범위는 이용하는 시트의 재료의 굴절율 및 이용하는 면형 발광체의 광분배특성에 의존한다. 예를들면 큰 굴절율을 가지는 재료(폴리카보네이트; n=1.59)를 이용한 경우는, 정상각이 90°이하로 되면 면형 발광체로부터 방사된 광이 광출면의 법선방향 근방이외의 방향으로도 출광하고, 정상각이 110°이상으로 되면 상기 법선방향 주위로 광기 충분히 모이지 않는다. 그러므로, 90°110°의 범위가 특히 바람직하다.
제 14도는 본 발명에서 사용되는 투광성시트의 다른 보기를 나타낸다. 즉, 투광성 시트(12)에서, 돌기(11)는 원형의 아크 볼록단면을 가진다.
시트의 볼록한 융기의 형상은 서로 평행하여야 하는 조건을 제외하고는 아무런 제한도 없다. 융기 연장방향에 수직하게 취한 단면모양의 다른 예는 일부 원형, 일부 타원형, 파도형(제 15도), 반원형(제 16도)이다. 융기가 렌즈작용을 가지며 그러므로 광확산소자(6)의 형상을 왜곡된 형상으로 식별되게 함으로써 더욱 투시할 수 없게 하기 때문에, 볼록융기형상이 특히 바람직하다.
시트 표면으로부터 출력되는 광을 통하여 융기의 요철을 육안으로 식별하기에 어렵게 만들기 위하여, 시트상에 형성된 다수의 융기사이의 간격(P)은 1~1000㎛가 바람직하고 특히 10~1000㎛인 것이 보다 바람직하다. 특히, 본 발명의 역광표시장치를 액정디스플레이에 이용하는 경우는, 액정디스플레이의 화소와 본 발명의 시트에 형성된 융기에 의해 생긴 공간적 물결무늬현상을 억제하기 위하여, 융기사이의 간격을 액정디스플레이의 화소피치보다 작게(특히 1/3이하) 하는 것이 바람직하다.
예를들면, 액정디스플레이의 화소피치가 0.3㎜일때, 융기사이의 간격은 0.3㎜이하, 특별히 0.1㎜이하로 하는 것이 바람직하다.
융기부의 두께(t2)(제 13도 참조)는 상기 융기의 정상각 또는 폭 및 융기의 간격에 의해 결정된다. 한편, 시트는 다수의 직선형 융기를 매우 작은 간격으로 서로 평행하게 유지하기 위해서 일정 두께(t1)(제 13도 참조)일 필요가 있다. 두께(t1)는 광선투과율을 증가시키고 역광표시장치의 박형화를 위해서는 얇아야 한다. 그러나, 상기 시트의 제조상의 이유 및 강도의 관점에서, 상기 시트의 총두께(T)(제 13도 참조)는 10~3000㎛, 바람직하게는 50~1000㎛이어야 한다. 시트를 이용하는 효과를 증가시키기 위해, 동일면에 형성되는 융기는 동일 형태인 것이 바람직하다.
본 발명에서, 이용하는 시트를 형성하는 방법은 실질적으로 동일 형태를 가지는 융기가 미세한 간격으로 서로 평행한 상태로 형성되어야 하는 것을 제외하고는 특별히 한정되지 않는다. 예를들면 열 프레스 금형성형가공, 엠보싱가공, 주형성형가공, 베이스필름상에 자외선 경화수지를 도포하는 방법, 화학처리등의 방법이 있다.
본 발명의 효과에 영향을 미치지 않는 한 제조상의 이유로 인해 생긴 융기의 약간의 라운딩이 허용된다.
상기 시트와 광전도판(1)과는 서로 광학적으로 밀착하지 않도록, 예를들면 공기층이 사이에 끼워져 있는 것이 바람직하다. 그러므로, 광전도판(1)과 대향하는 상기 시트의 면을 약간 조면화한다든지 스페이서(spacer)적 요소를 끼워넣음으로써 광학적 밀착을 경감하는 것이 바람직하다.
액정디스플레이는 그 표시화면에 내린 법선방향에 대하여 지정된 보는 각도가 증가함에 따라 콘트라스트가 낮아진다. 그러므로, 실용상 상기 법선방향근방에서의 휘도가 중시된다. 또한, 뷰파인더에서, 상기 표시화면 표시면의 법선방향에서만 보이기 때문에, 실용상 법선방향 근방에서의 휘도가 중시된다.
본 발명에서, 상기한 것같이 그 광출면상에 미세한 간격으로 서로 평행한 다수의 직선형 프리즘을 가지는 시트를 상기 역광표시장치의 광출면에 배치함으로써 출력광의 지향성이 주어진다. 지향성이 있는가는 다음의 사실들로부터 입증된다. 상기 시트가 삽입될때 그 법선방향으로 실질적으로 측정한 광출면으로부터 방사된 광의 휘도는 증가한다. 상기 시트가 삽입될때 상기 광출면의 법선방향으로부터 어느 각도(예를들면, 40°)만큼 기울어진 방향으로 실질적으로 측정한 휘도에 대하여 법선방향으로 실질적으로 측정한 때의 휘도의 비는 감소한다(예를들면, 약 0.5).
본 발명의 제 1관점은 상기와 같이, 적어도 한개의 투광성 시트는 그 거의 평행한 융기가 광전도판(1)상의 가상선(7)과 교차하도록 배열되는 것을 특징으로 한다. 특히, 제 7도에서 시트(8)는 그 융기가 광전도판(1)상의 가상선(7)과 교차하도록 배열되어 있다.
이렇게 배치함으로써 상기 시트는 광확산소자(6)의 형상을 더욱 효과적으로 은닉할 수 있다. 즉, 광확산성소자가 실제로 존재하지 않는 광전도판(1)상의 위치에도 마치 광확산성소자가 존재하고 있는 것과 같이 뷰어(viewer)가 점형 또는 스트라이프형 광확산소자(6)를 식별하도록 하는 효과를 시트는 가진다. 이는 시트의 융기와 가상선(7)이 서로 교차하도록 시트가 배치되는 것에 의한 시트의 광학적 작용에 의해 얻어지는 것이다.
또한, 2층이상의 투광성시트를 적층하는 경우, 휘도는 단일 시트를 사용하는 경우보다 증가한다. 점형 또는 스트라이프형의 광확산소자(6)패턴을 은닉하는 효과를 더욱 향상시키기 위하여, 2개이상의 시트가 각각의 시트의 융기가 서로 교차하도록 배열되는 것이 바람직하다.
각각의 투광성시트의 융기사이의 교차의 상태를 상술하면, 융기는 실질적으로 75°~115°의 각도로 서로 교차하는 상태인 것이 바람직하다. 융기가 75°~115° 범위 이외의 각도로 서로 교차할지라도 점형 또는 스트라이프형 광확산소자(6)의 형상에 대한 은닉효과가 유지되지만, 은닉효과는 75°~115°범위에서 향상된다. 약 90°의 교차각도가 가장 적합하다. 또한 상기 각도범위에서 휘도도 향상한다.
본 발명에서, 광전도판(1)상에 형성된 광확산소자(6)의 형상을 은닉하기 위하여, 예를들면 종래에 사용되는 광확산시트가 투광성 시트와 광전도판(1)사이에 끼워지는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 2관점은 다음과 같은 구조를 가진다. 투광성 시트는 상기 서술한 것과 유사한 것이 이용된다. 즉, 투광성시트는 광전도판(1)의 광출면상에 매우작은 간격으로 배열된 직선형 융기를 가지는 다수의 프리즘, 돌기 또는 파도형돌기(8, 12, 14 또는 16)를 가진다. 적어도 한개의 투광성 시트는 직선형 융기의 연장이 선형광원(4)과 거의 수직하게 교차하도록 배열되어 있다. 제 17도는 본 발명의 제 2관점의 실시예에 따른 역광표시장치의 사시도이다. 본 실시예에서 사용된 투광성시트의 프리즘, 돌기등(8, 12, 14 또는 16)의 형태에 대하여서는 상세한 설명을 생략한다.
광출면으로부터 다르게 보여지는 스트라이프를 확실히 제거하기 위하여, 직선형 융기의 연장선은 선형광원(4)의 중심축과 약 90°로 교차하는 것이 가장 바람직하다. 그러나, 스트라이프는 약 45°~135°의 범위에서 제거될 수 있다.
상기와 같은 기본 구성을 가지는 본 발명은 광디스플레이패널 특히, 액정패널용 역광표시장치에 이용할 수 있다. 보다 바람직한 구성에 대하여 이하 설명한다. 광확산소자(6)의 코팅비는 선형광원(4)에 가장 근접한 광전도판(1)상의 위치에서 1%~50%이고, 선형광원(4)에서 가장 먼 위치에서는 20%~100%가 되며, 선형광원(4)에 대향하는 측면에 가까운 코팅점으로부터 출발하여 선형광원(4)으로부터 멀어질수록 코팅비가 점점 증가하는 것이 비람직하다. 코팅비는 단위면적당 광전도판(1)의 표면의 단위면적에서 광확산소자 코팅면적의 비율이다.
그리드선이 선형광원(4)의 축과 평행한 광출면상의 그리드선상에는 광확산소자(6)의 코팅비는 그 선들의 중앙으로부터 멀어질수록 점점 증가하는 것이 바람직하다(중앙은 세로방향으로의 선형광원(4)의 중앙으로부터 연장되고 선형광원(4)에 수직한 광전도판(1)상의 선상에 위치한다).
이하에는, 보기와 비교보기를 이용하여 발명을 보다 상세히 설명한다. 제 19도 (a)~(d)에 나타낸 것같이, 두께가 선형광원(4)에 대향하는 단부면부(4㎜)로부터 중앙부 또는 다른 단부면부(2㎜)까지 선형적으로 감소하는 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)로 만들어진 광전도판(1)(외부치수; 210㎜ × 155㎜)이 사용된다. 3.8㎜두께의 냉음극형광관(Harrison 전기주식회사에 의해 생산)이 광전도판(1)의 세로방향으로 하나나 두개의 단부면에 근접하여 배열된다. 4㎜ 슬릿을 가지는 Ag 필름은 광전도판(1)과 접촉하는 부분에서 선형광원(4)과 면하는 반사면으로 타원형을 취하도록 배열되므로, 슬릿으로부터 출력된 광은 광전도판(1)으로 그 단부면을 통하여 입사한다.
원형의 점형인 광확산소자(6)는 광전도판(1)의 표면(뒷면)상에 1㎜의 간격으로 광전도판(1)상에 배열된 가상선(7)의 교차점(그리드점)에 백색티타늄을 포함하는 백색도료를 도포함으로써 인쇄되므로(제 8도), 코팅비는 최소점(광원측; 26%)으로부터 최대점(선형광원(4)으로부터 가장 먼곳; 90%)까지 증가한다.
선형광원(4)의 축과 평행한 방향으로, 광확산소자(6)는 광전도판(1)상에 인쇄되므로 코팅비는 선형광원(4)의 축에 수직하고 세로방향으로의 중앙으로부터 연장하는 선주위에 최소값을 가지고, 광원측 단부로부터 중앙선주위의 부분으로 연장하는 광전도판(1)의 영역에서 선으로부터 멀어져가면서 점점 증가한다.
광확산소자(6)가 인쇄되어 있는 광전도판(1)이 표면은 0.125 ㎜두께의 광확산반사시트(3)(ICI에 의해 생산된 Merinex 329)로 덮여져 있다. 양면이 조면화된 단일의 0.1㎜ 두께의 광확산시트(Tsujimoto 전기제조주식회사에 의해 생산된 D-204)는 광전도판(1)의 광출면상에 배열된다.
인버터(TDK사에 의해 생산된 CXAM-10L)로부터 각각의 관으로 30KHz의 AC전압을 인가함으로써 냉음극형광관은 일정전류(각각의 관에 대하여 5㎃; 전체 10㎃)로 구동된다. 제 2도의 보는 각도로 휘도계(Topcon사에 의해 생산된 BM-8)를 사용하여 광출면의 법선방향으로 측정된 평균휘도는 1300 cd/㎡이었다. 선형광원(4)에 근접한 영역에서 광전도판(1)상에 형성된 점은 광확산시트를 통하여 식별되지 않지만, 광전도판(1)의 두께가 2-3㎜인 영역에서 형성된 점은 광확산시트를 통하여 식별된다. 특히, 광전도판(1)의 두께가 2㎜인 가장 얇은 부분에 형성된 점의 형태는 명확하게 식별된다. 광지향성은 발견되지 않는다(비교보기 1).
비교보기 1에서 사용된 광확산시트 대신에 시트의 동일표면상에 서로 평행하게 배열된 다수의 직선돌기를 가지는 폴리카보네이트 투광성 시트를 사용하며 인접한 직선돌기의 융기는 140㎛이다. 투광성 시트전체의 두께는 250㎛이다. 단일 투광성 시트를 직선 융기가 광전도판(1)상에서 일부의 가상선(7)과 실질적으로 평행하고(즉, 상기 가상선(7)과 수직한 나머지 가상선(7)과 90°로 교차함), 융기가 외측에 위치하도록 단일투광상시트가 배열된 것을 제외하고는 비교보기 1에서와 동일 조건하에서 동일장치를 사용하여 측정이 행해졌다. 이렇게 측정된 휘도는 1800cd/㎡이었다. 그러나, 광전도판(1)상에 형성된 점은 투광성 시트를 통하여 식별된다. 직선융기에 수직한 방향으로 서로 인접하는 점이 선형(특히, 경단꼬치형; spitted dumplings)을 취하도록 연결되도록 식별된다. 광지향성은 광출면의 법선 방향에서 발견된다(비교보기 2).
비교보기 2에서 사용된 직선돌기를 가지는 투광성 시트가 직선 융기가 모든 가상선(7)과 교차하도록 배열된 것을 제외하고는 비교보기 2에서와 동일 조건하에서 동일장치를 사용하여 측정이 행해졌다. 그래서 측정된 휘도는 1800 cd/㎡이었다. 광전도판(1)의 전체 광출면에 걸쳐서 투광성 시트를 통하여 점은 식별되지 않았다. 또한, 점형상의 은닉효과는 시트를 이동함으로써 검사된다. 은닉효과는 시트의 직선융기가 광전도판(1)상에서 가상선(7)과 20°~70°로 교차할때 향상된다. 특히, 최대 은닉효과는 약 22.5°, 26.6°및 45°(시각관찰; 또한 아래의 설명에도 적용가능하다)의 교차각도에서 얻어진다. 광지향성은 광출면의 법선방향에서 발견된다(보기 1).
비교보기 2에서 사용된 것과 같은 2개의 투광성 시트가 각각의 시트의 직선융기가 서로 평행하도록 배열되는 것을 제외하고는 비교보기 2에서와 동일 조건하에서 동일장치를 사용하여 측정이 행해졌다. 측정된 휘도는 1850 cd/㎡이었다. 투광성 시트를 통하여 점이 식별된다. 그 점은 직선융기에 수직한 방향으로 서로 인접하는 점은 선형(특히, 경단꼬치형)으로 취하는 것으로 점이 식별된다. 두개의 투광성 시트사이의 광학간섭의 결과로서 물결무늬현상이 발견된다. 광지향성은 광출면의 법선방향에서 발견된다(비교보기 3).
비교보기 2에서 사용된 것과 같은 2개의 투광성 시트가 각 시트의 직선융기가 서로 교차하도록 배열되는 것을 제외하고는 보기 1에서와 동일 조건하에서 동일장치를 사용하여 측정이 행해졌다. 이렇게 측정된 휘도는 1900 cd/㎡이었다. 점은 전체 광출면에 걸쳐서 투광성 시트를 통하여 식별되지 않았다. 또한, 은닉효과는 각 시트의 직선융기가 75°~115°로 교차할때 향상된다. 특히, 최대 은닉효과는 약 90°의 교차각도에서 얻어진다. 휘도는 또한 각 시트의 융기가 75°~115°로 교차할때 향상된다. 특히, 최대 휘도(2200 cd/㎡)는 약 90°의 교차각도에서 얻어진다. 광지향성은 광출면의 법선방향에서 발견된다(보기 2).
비교보기 2에서 사용된 투광성 시트 대신에 다음의 구조를 가지는 폴리카보네이트 투광성 시트를 사용하는 것을 제외하고는 비교보기 2에서와 동일 조건하에서 동일장치를 사용하여 측정이 행해졌다. 즉, 투광성 시트는 시트의 동일면상에 서로 평행하게 배열된 90°의 정상각을 가지는 다수의 직선프리즘을 가진다. 인접한 융기사이의 간격은 350㎛이고, 시트의 전체두께는 360㎛이다. 측정된 휘도는 2000 cd/㎡이었다. 투광성 시트를 통하여 점이 식별된다. 시트의 직선융기에 수직한 방향으로 서로 인접하는 점은 타원형(즉, 비교보기2의 경우에서처럼 서로 연결되지 않는다)으로 취하는 것으로 점이 식별된다. 광지향성은 광출면의 법선방향에서 발견된다(비교보기 4).
보기 1에서와 동일 방법으로 비교보기 2의 투광성 시트를 배열함으로써 측정이 행해졌다. 측정된 휘도는 2000 cd/㎡이었다. 전체 광출면에 걸쳐서 투광성 시트를 통하여 점은 식별되지 않았다. 또한, 점형상의 은닉효과는 시트를 이동함으로써 검사된다. 은닉효과는 시트의 직선융기가 광전도판(1)상에서 가상선(7)과 20°~70°로 교차할때 향상된다. 특히, 최대 은닉효과는 약 22.5°, 26.6°및 45°의 교차각도에서 얻어진다. 광지향성은 광출면의 법선방향에서 발견된다(보기 3).
보기 2에서와 동일방법으로 각각 비교보기 4의 투광성 시트와 동일한 2개의 투광성시트를 배열함으로써 점형상의 은닉효과가 검사된다. 은닉효과는 각 시트의 직선융기가 서로에게 75°~115°로 교차할때 향상된다. 특히, 최대 은닉효과는 약 90°의 교차각도에서 얻어진다. 휘도도 또한 각 시트의 융기가 서로에게 75°~115°로 교차할때 향상된다. 특히, 최대 휘도(2100 cd/㎡)는 약 90°의 교차각도에서 얻어진다. 광지향성은 광출면의 법선방향에서 발견된다(보기 4).
1㎜의 간격을 가지여 60°의 최소각도로 서로 교차하는 광전도판(1)상의 가상선(7)(제 9도 참조)의 교차점(그리드점)에 백색티타늄을 포함하는 도료를 도포함으로써 원형점이 광전도판(1)상에 인쇄되는 것을 제외하고는 보기 1에서와 동일 조건하에서 동일장치를 사용하여 투광성 시트를 이동함으로써 광전도판(1)상에 형성된 점형상의 은닉효과가 검사된다. 은닉효과는 투광성 시트의 직선융기가 광전도판(1)상의 가상선(7)과 13°~47°로 교차할때 향상된다. 특히, 최대 은닉효과는 약 19.1°및 30°의 교차각도에서 얻어진다. 광지향성은 광출면의 법선방향에서 발견된다(보기 5).
광전도판(1)상에서 1㎜의 간격을 가지는 평행선(제 10도 참조)에 백색티타늄을 포함하는 도료를 도포함으로써 스트라이프가 광전도판(1)상에 인쇄되는 것을 제외하고는 보기 1에서와 동일 조건하에서 동일장치를 사용하여 투광성 시트를 이동함으로써 광전도판(1)상에 형성된 점형상의 은닉효과가 검사된다. 은닉효과는 투광성 시트의 직선융기가 가상선(7)과 20°~79°로 교차할때 향상된다. 특히, 최대 은닉 효과는 약 22.5°, 26.6° 및 45°의 교차각도에서 얻어진다. 광지향성은 광출면의 법선방향에서 발견된다(보기 6).
제 17도에 나타낸 것같이, 두께가 선형광원(4)에 대향하는 단부면부(3㎜)로부터 가장 먼부분(1.5㎜)까지 선형적으로 감소하는 PMMA로 만들어진 광전도판(1)(외부치수: 210㎜×155㎜)이 사용된다. 3㎜두께의 냉음극형광관(Harrison Electric 주식회사에서 생산)은 광전도판(1)의 짧은측 단부면에 인접하여 놓여진다. 광전도판(1)과 접촉하는 부에서 3㎜ 슬릿을 가지는 Ag필름은 선형광원(4)을 마주보는 반사면으로 타원형을 취하도록 배열되므로 슬릿으로부터 출력된 광은 그 단부면을 통하여 광전도판(1)으로 입사된다.
원형점의 형태로의 광확산소자(6)는 1㎜의 간격으로 광전도판(1)상에 배열된 가상선(7)의 교차점(그리드점)에 백색티타늄을 포함하는 백색도료를 도포함으로써 광출면에 대향하는 광전도판(1)의 표면상에 인쇄되므로 (제 8도 참조) 코팅비는 최소점(광원측; 10%)으로부터 최대점(선형광원(4)으로부터 가장 먼부분; 85%)까지 점점 증가한다.
선형광원(4)의 축과 평행한 방향으로 광확산소자(6)는 광전도판(1)의 표면상에 인쇄되므로, 코팅비는 선형광원(4)의 축에 수직하여, 세로의 방향으로 중앙으로부터 연장하는 선주위에서 최소값을 가지며, 광원측단부로부터 중심선주위의 부분으로 연장하는 광전도판(1)의 영역에서 그 선으로부터 멀어져 가면서 점점 증가한다.
광확산소자(6)가 인쇄되어 있는 광전도판(1)의 표면은 0.125㎜ 두께의 광확산시트(3)(ICI에 의해 생산된 Merinex 329)로 덮여져 있다. 한면이 조면화된 단일의 0.18㎜ 두께의 폴리카보네이트 광확산시트(Sansei Bussan 주식회사에 의해 생산된 8B36)가 광전도판(1)의 광출면상에 배열되므로, 조면화된 면은 광전도판(1)의 광출면에 대향하는 면상에 위치한다.
냉음극형광관은 인버터(TDK사에 의해 생산된 CXAM-10L)로부터 30㎑의 AC전압을 인가함으로써 일정전류(5㎃)로 구동된다. 2°의 보는 각도로 휘도계(Topcon회사에 의해 생산된 BM-8)를 사용하여 광출면의 법선방향으로 광출면상에 균일하게 분포된 100개의 점에서 측정된 평균휘도는 1300 cd/㎡이다. 광전도판(1)의 표면상에 광의 스트라이프가 발견된다(비교보기 5).
동일면상에서 50㎛의 간격으로 서로 실질적으로 평행하게 배열된 직선융기를 가지는 다수의 프리즘(정상각 : 90°)이 장착된 단일 폴리카보네이트 시트(3M에 의해 생산된 BEF-90)를 직선융기가 냉음극형광관의 축과 실질적으로 평행하도록 광확산시트의 광출면상에 배열하는 것을 제외하고는 비교보기 5와 동일조건하에서 동일장치를 사용하여 측정이 행해진다. 측정된 휘도는 1950 cd/㎡이다. 그러나, 광전도판(1)의 표면상에 광의 스트라이프가 발견된다. 특히, 광출면의 법선방향에서 발견된 스트라이프는 비교보기 5에서보다 더 현저하다. 즉, 균일한 판형 발광이 얻어질 수 없다. 스트라이프의 고휘도부는 다른 부분보다 10배 이상이다. 그래서, 이러한 보기의 역광표시장치는 실제사용에 적합하지 않다(비교보기 6).
상기 시트와 같은 한개 이상의 시트(3M에 의해 생산된 BEF-90)를 직선융기의 연장이 냉음극형광관의 축과 실질적으로 수직으로 교차하도록 광확산시트의 광출면상에 배열하는 것을 제외하고는 비교보기 5와 동일조건하에서 동일장치를 사용하여 측정이 행해진다. 측정된 휘도는 1950 cd/㎡이다. 광전도판(1)의 표면상에 광의 스트라이프는 발견되지 않는다(보기 7).
한개 이상의 시트(3M에 의해 생산된 BEF-90)가 직선융기이 연장의 냉음극형광관의 축과 실질적으로 평행하도록 상기 시트(3M에 의해 생산된 BEF-90)의 광출면상에 배열되어 있는 것을 제외하고는 보기 7에서와 같은 동일조건하에서 동일소자를 사용하여 측정이 행해진다. 측정된 휘도는 2700 cd/㎡이다. 광전도판(1)의 표면상에 광의 스트라이프는 발견되지 않는다(보기 8).
자외선 경화수지를 이용한 100㎛ 두께의 PET필름상에 형성된 다수의 직선돌기(융기의 단면이 타원의 일부형태이다)가 장착되고 동일면상에서 110㎛의 간격으로 서로 거의 평행하게 배열된 단일시트가 직선융기가 냉음극형광관의 축과 실질적으로 평행하도록 광확산시트의 광출면상에 배열되어 있는 것을 제외하고는 비교보기 5와 동일조건하에서 동일장치를 사용하여 측정이 행해진다. 측정된 휘도는 1690 cd/㎡이다. 그러나, 광전도판(1)의 표면상에 광의 스트라이프가 발견된다. 특히, 광출면의 법선방향에서 발견된 스트라이프는 비교보기 5에서보다 더 현저하다.
즉, 균일한 판형 발광이 얻어질 수 없다. 스트라이프의 고휘도부는 다른 부보다 10배 이상이다. 그래서, 이러한 보기의 역광표시장치는 실제사용에 적합하지 않다(비교보기 7).
직선융기의 연장이 냉음극형광관의 축과 실질적으로 수직하게 교차하도록 상기 직선돌기를 가지는 한개 이상의 시트가 광확산시트의 광출면상에 배열되어 있는 것을 제외하고는 비교보기 7에서와 같은 동일조건하에서 동일장치를 사용하여 측정이 행해진다. 측정된 휘도는 1690 cd/㎡이다. 광전도판(1)의 표면상에 광의 스트라이프는 발견되지 않는다(보기 9).
직선융기가 냉음극형광관의 축과 평행하도록 한개 이상의 시트(3M에 의해 생산된 BEF-90)가 직선돌기를 가지는 시트의 광출면상에 배열되어 있는 것을 제외하고는 보기 7에서와 같은 동일조건하에서 동일장치를 사용하여 측정이 행해진다. 측정된 휘도는 2530 cd/㎡이다. 광전도판(1)의 표면상에 광의 스트라이프는 발견되지 않는다(보기 10).
본 발명은 고전력-휘도 변환효율을 제공할 수 있다. 웨지(wedge)형의 광전도판상에 형성된 광확산소자는 충분히 은닉된다. 가장 얇은 부분이 예를들면 1㎜의 두께를 가지는 극도로 얇은 광전도판을 가지고도 충분한 은닉효과를 얻을 수 있다. 이러한 역광표시장치는 소형 역광표시장치로서 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 특별히 넓은 면이 직선단면을 가지는 광전도판을 이용하는 역광표시장치에서 고휘도를 가지는 균일한 판형발광이 얻어질 수 있고, 스트라이프의 출현을 방지할 수 있다.

Claims (21)

  1. 적어도 하나의 선형광원과, 투광성 재료로 만들어진 측면이 상기 선형광원에 인접하여 선형광원으로부터 멀어짐에 따라서 광전도판의 두께가 감소되는 광전도판과, 광전도판의 광출면에 대향하는 광전도판의 넓은 면상에 형성된 점형 또는 스트라이프형 광확산소자와, 투광성 재료로 만들어져서 작은 간격으로 서로 거의 평행하게 배열되는 직선형 융기를 갖는 다수의 프리즘 및 돌기중 적어도 하나를 동일면상에 가지는 적어도 하나의 광확산시트와, 광확산/광반사시트와를 포함하여 구성된 역광표시장치에 있어서, 상기 직선형 융기는 선형광원의 중심세로축에 거의 수직인 축과 거의 평행하게 배열되며, 상기 적어도 하나의 광확산시트는 직선형 융기가 서로 최소의 간격으로 인접한 점형광확산소자의 중심을 연결하는 점형 광확산소자의 가상선 또는 서로 최소의 간격으로 인접한 스트라이프형 광확산소자의 중심선을 연결하는 스트라이프형 광확산소자의 가상선과 교차하도록 광전도판의 광출면측에 배열되며, 상기 시트는 직선형 융기가 10°~70°로 적어도 하나의 가상선과 교차하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 직선형융기를 가지는 투광성시트의 역광표시장치.
  2. 적어도 하나의 선형광원과, 투광성 재료로 만들어진 측면이 상기 선형광원에 인접하여 선형광원으로부터 멀어짐에 따라서 광전도판의 두께가 감소되는 광전도판과 광전도판의 광출면에 대향하는 광전도판의 넓은 면상에 형성된 광확산소자와, 투광성 재료로 만들어져서 작은 간격으로 서로 거의 평행하게 배열되는 직선형 융기를 갖는 다수의 프리즘 및 돌기중 적어도 하나를 동일면상에 가지는 적어도 하나의 광확산시트와, 광확산/광반사시트와를 포함하여 구성된 역광표시장치에 있어서, 상기 광확산시트는 상기 직선형 융기의 연장이 광원의 중심세로축과 거의 수직이 되도록 상기 광전도판의 광출면 측에 배열되는 것을 특징으로 하는 직선형융기를 갖는 특징으로 하는 투광성시트의 역광표시장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 시트는 선형광원으로부터 멀어져가면서 시트와 광확산소자사이의 거리가 점점 줄어들도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 직선형 융기를 가지는 투광성 시트의 역광표시장치.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 시트의 돌기의 융기가 삼각형, 반원형, 반타원형 또는 파도형 중 적어도 하나의 단면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 직선형 융기를 가지는 투광성시트의 역광표시장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 시트의 돌기의 융기가 삼각형, 반원형, 반타원형 또는 파도형 중 적어도 하나의 단면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 직선형 융기를 가지는 투광성시트의 역광표시장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 가상선이 사각형 또는 평행 직선형을 취하도록 점형 광확산소자가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 직선형 융기를 가지는 투광성시트의 역광표시장치.
  7. 제6항에 있어서, 직선형 융기가 가상선과 20°~70°로 교차하도록 시트가 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 직선형 융기를 가지는 투광성시트의 역광표시장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 광확산 소자는 서로 최소의 간격으로 인접하는 점형광확산 소자의 중심을 연결하는 가상선이 정삼각형을 이루도록 구성된 점형 광확산소자인 것을 특징으로 하는 직선형 융기를 가지는 투광성시트의 역광표시장치.
  9. 제8항에 있어서, 시트는 직선형 융기가 가상선중 적어도 하나와 10°~50°로 교차하도록 시트가 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 직선형 융기를 가지는 투광성시트의 역광표시장치.
  10. 제1항에 있어서, 적어도 한개의 시트는 다수 시트의 직선형 융기가 서로에게 75°~115°로 교차하도록 배열된 다수의 시트인 것을 특징으로 하는 직선형 융기를 가지는 투광성시트의 역광표시장치.
  11. 제1항에 있어서, 시트의 인접한 직선형 융기의 인접한 정상릉과 정상릉 사이의 거리는 10㎛~1000㎛의 간격으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 직선형 융기를 가지는 투광성시트의 역광표시장치.
  12. 제5항에 있어서, 광전도판의 적어도 광출면의 단면의 직선형으로 구성되어 있는 것을 특징으로하는 직선형 융기를 가지는 투광성시트의 역광표시장치.
  13. 제1항에 있어서, 인접한 광확산소자들 사이의 거리는 0.03에서부터 2㎜까지의 간격으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 직선형 융기를 가지는 투광성시트의 역광표시장치.
  14. 제2항에 있어서, 시트의 인접한 직선형 융기의 인접한 정상릉과 정상릉 사이의 거리는 10㎛~1000㎛의 간격으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 직선형 융기를 가지는 투광성시트의 역광표시장치.
  15. 제2항 또는 제13항에 있어서, 인접한 광확산소자들 사이의 거리는 0.03에서부터 2㎜까지의 간격으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 직선형 융기를 가지는 투광성시트의 역광표시장치.
  16. 제2항에 있어서, 상기 광확산 소자는 서로 최소의 간격으로 인접하는 점형광확산 소자의 중심을 연결하는 가상선이 정삼각형을 이루도록 구성된 점형 광확산소자인 것을 특징으로 하는 직선형 융기를 가지는 투광성시트의 역광표시장치.
  17. 제2항에 있어서, 광확산 소자는 서로 최소의 간격으로 인접하는 점형광확산 소자의 중심을 연결하는 가상선이 평행한 직선을 이루도록 형성된 점형 광확산소자인 것을 특징으로 하는 직선형 융기를 가지는 투광성시트의 역광표시장치.
  18. 제17항에 있어서, 직선형 융기가 가상선과 20°~70°로 교차하도록 시트가 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 직선형 융기를 가지는 투광성시트의 역광표시장치.
  19. 제16항에 있어서, 직선형 융기가 가상선과 10°~50°로 교차하도록 시트가 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 직선형 융기를 가지는 투광성시트의 역광표시장치.
  20. 제2항에 있어서, 광확산 소자는 서로 최소의 간격으로 인접하는 점형 광확산 소자의 중심을 연결하는 가상선이 사각형을 이루도록 형성된 점형 광확산 소지인 것을 특징으로 하는 역광표시장치.
  21. 제20항에 있어서, 직선형 융기가 가상선과 20°~70°로 교차하도록 시트가 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 직선형 융기를 가지는 투광성시트의 역광표시장치.
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