KR100657091B1

KR100657091B1 - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR100657091B1
Application number: KR1020000079191A
Authority: KR
Inventors: 우메모토세이지; 아리요시도시히코
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 2000-12-20
Publication date: 2006-12-12
Anticipated expiration: 2020-12-20
Also published as: US6795136B2; EP1111440A2; EP1111440B1; JP2001174815A; EP1111440A3; KR20010062553A; TW525014B; US20010004275A1

Abstract

액정 셀을 포함하는 투과형 액정 표시 패널, 액정 표시 패널의 측면들 중 한 면 이상에 배치된 광원, 및 액정 표시 패널의 시인(視認)측에 대향하는 배면측에 배치되고 광로 변환 경사면을 갖는 광로 변환 시이트를 갖는 액정 표시 장치가 제공된다. 광원으로부터의 입사광은 액정 표시 장치의 시인측으로 반사된다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID-CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도 1은 투과형(투과-반사 이중형) 액정 표시 장치의 일례를 도시한 단면도이다.

도 2는 투과형(투과-반사 이중형) 액정 표시 장치의 또다른 일례를 도시한 단면도이다.

도 3은 광로 변환 시이트중의 광로 변환 수단을 도시한 측면도이다.

도 4는 투과형 액정 표시 장치의 추가의 일례를 도시한 투시도이다.

도 5는 투과형 액정 표시 장치의 추가의 일례를 도시한 투시도이다.

도 6은 투과형 액정 표시 장치의 추가의 일례를 도시한 측면도이다.

도 7은 광로 변환 시이트의 일례를 도시한 측면도이다.

도 8은 광로 변환 시이트의 또다른 일례를 도시한 측면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11 광로 변환 시이트

A 광로 변환 수단

A1 광로 변환 경사면

L 액정 표시 패널

12, 13 접착층

21, 22 편광판

31, 32 위상차판

41, 42 셀 기판

70 액정층

81 반사층

91 광원

본 발명은 박형화 및 경량화가 용이하고, 표시 품질이 탁월한 투과형 또는 투과-반사 이중형 액정 표시 장치에 관한 것이다.

본 발명은 일본 특허 출원 제(평)11-361236호에 기초한 것으로, 이는 본 명세서에 참조로 포함된다.

텔레비전 및 개인용 컴퓨터 표시 스크린의 대형화 추세에 따른 고중량화의 억제, 휴대용 개인용 컴퓨터 및 휴대용 전화기 세트 등의 소형화 및 경량화 등을 목적으로 투과형 액정 표시 장치의 박형화 및 경량화가 요구되어 왔다. 한편, 종래기술의 직하형(bottom-type) 또는 사이드-라이팅형(side-lighting type) 도광판을 이용하는 백-라이팅(back-lighting) 시스템이 제공된 투과형 액정 표시 장치를 박형화 및 경량화시키는 것은 어려운 일이다. 또한, 직하형 백-라이팅 시스템은 일반적으로 광원, 광 확산판 및 반사판이 액정 표시 패널 바로 밑에 위치하기 때문에 4 mm 이상의 두께를 갖는다. 사이드-라이팅형 도광판은 광 전송의 필요성으로 인해 1 mm 이상의 두께를 갖는다. 광확산판, 반사판, 프리즘 시이트 등이 사이드-라이팅형 도광판에 위치할 때, 전체 두께는 일반적으로 3 mm 이상의 수치에 이른다.

본 발명의 목적은 박형화 및 경량화가 용이하고, 표시 품질이 탁월한 투과형 또는 투과-반사 이중형 액정 표시 장치를 개발하는 것이다.

본 발명에 따르면, 액정 셀을 포함하는 투과형 액정 패널; 상기 액정 패널의 측면들중 한 면 이상에 배치된 광원; 및 상기 액정 패널의 시인측에 대향하는 배면측에 배치되고 광 경로 변환 경사면을 구비하여 광원으로부터의 입사광을 액정 표시 장치의 시인측으로 반사시키는 광 경로 변환 시이트를 포함하는 액정 표시 장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 액정 표시 패널의 측면에 배치된 광원으로부터의 입사광이 액정 셀 기판의 사용에 의해 후방으로 효율적으로 투과되는 동시에, 투과광의 광로가 패널의 배면에 배치된 광로 변환 시이트를 통해 패널의 시인측으로 효율적으로 변환된다. 따라서, 투과광을 액정 표시에 이용할 수 있게 된다. 백-라이팅 시스템은 박형성이 탁월한 광로 변환 시이트를 사용하고, 그의 측면에 광원을 배열함으로써 형성할 수 있다. 박형성 및 경량성이 탁월하고, 선명하며 표시 품질이 탁월한 투과형 액정 표시 장치를 형성할 수 있다. 반사층을 광로 변환 시이트의 배면에 배치할 때, 투과-반사 이중형 액정 표시 장치를 손쉽게 형성할 수 있다.

상술한 사항은 경사면 반사형 광로 변환 시이트의 사용에 기초한 것이다. 즉, 측면의 입사광 또는 그의 투과광이 경사면에 의해 반사되어 광의 광로가 우수한 지향성으로 변환될 수 있다. JP-A-5-158033에 기재되어 있는 바와 같은 조면(粗面)에 의한 산란 반사 방법에 있어서, 상기에 언급한 효과를 얻는데는 어려움이 따른다. 또한, JP-A-5-158033은 조명광이 액정 표시 패널의 측면상에 입사되고 시인측 셀 기판에 의해 전반사되어, 반사된 광이 조면형 반사판에 의해 산란됨으로써 산란된 광이 표시에 이용되는 반사형 액정 표시 장치를 교시하고 있다.

그러나, 상기에 언급한 경우에 있어서, 광이 산란에 의한 전반사 조건에서 출사되기 때문에, 표시에 이용되는 광은 패널로부터 방출되는 광이다. 일반적으로, 산란광은 피크로서 정 반사 방향을 갖는 정규 분포를 나타낸다. 따라서, 상기에 언급한 표시광은 정면(수직) 방향에 대해 고도로 경사진 표시에 효과적으로 이용하기에는 어려운 광이다. 따라서, 표시는 정면 방향으로 어둡게 된다. 그럼에도 불구하고, 조면형 반사판을 통해 산란을 강화시키는 것은 정면 방향으로의 광의 양이 감소되기 때문에 반사 모드에서의 시인을 고려한 표시에는 바람직하지 않다. 따라서, 산란 강도를 조정하기 위하여 상기의 조면형 반사 방법에 있어 각 투과 및 반사 모드 사이의 균형을 유지하는 것이 필요하게 된다. 그러나, 상기 두 가지 모드가 서로 모순되기 때문에 산란 강도를 상기 두 가지 모드에 바람직하게 하는 것은 쉬운 일이 아니다.

반면에, 본 발명에 따른 경사면 반사형 광로 변환 시이트는 정 반사 방향으로 피크를 나타내는 광을 이용하고, 반사된 광의 광로를 조절한다. 따라서, 표시에 바람직한 지향성, 특히 정면 지향성을 손쉽게 제공할 수 있다. 따라서, 선명한 투과 모드를 달성할 수 있다. 또한, 반사 모드에 있어서, 경사면을 제외한 광로 변환 시이트의 편평한 부분을 이용할 수 있다. 따라서, 광의 상태를 손쉽게 균형잡아 투과 및 반사 모드 각각에 바람직하게 할 수 있다.

본 발명의 특징 및 잇점은 첨부한 도면과 함께 기술한 바람직한 실시 양태에 대한 하기의 상세한 설명으로부터 자명해질 것이다.

본 발명에 따른 액정 표시 장치는 액정 셀을 포함하는 투과형 액정 패널, 액정 표시 패널의 측면들 중 한 면 이상에 배치된 광원, 및 액정 표시 패널의 시인측에 대향하는 배면측에 배치되고 광로 변환 경사면을 구비하여 광원으로부터의 입사광을 액정 표시 장치의 시인측으로 반사시키는 광로 변환 시이트를 포함한다. 도 1 및 2는 액정 표시 장치의 일례를 도시한 것이다. 도 1 및 2에 있어서, (L)은 액정 표시 패널을 나타내고, (11)은 광로 변환 시이트를 나타내며, (A1)은 광로 변환 경사면을 나타내고, (91) 및 (93)은 광원을 나타낸다.

적어도 액정 셀을 갖는 적절한 투과형 표시 패널을 액정 표시 패널 (L)로서 사용할 수 있다. 즉, 도 1 및 2에 도시한 바와 같이, 액정 표시 패널 (L)로서, 밀봉 재료 (71)을 통해 셀 기판 (41)과 (42) 사이에 봉입된 액정(70)을 갖는 액정 셀을 가져서 액정 등에 의한 조절하에서 광로 변환 시이트 (11)의 배열측으로부터의 입사광을 다른 쪽으로부터 표시광으로서 출사시키는 액정 표시 패널을 사용할 수 있다. 액정 표시 패널은 그의 종류가 특별히 제한되지는 않는다.

또한, 액정 셀의 구체적인 예는 액정의 배열 형태를 기준으로 하여, TN 액정 셀, STN 액정 셀, 수직 배열 셀, HAN 셀, OCB 셀과 같은 트위스트나 비트위스트계 셀, 게스트-호스트 액정 셀, 또는 강유전성 액정 셀 등을 포함한다. 또한, 액정의 구동 방식으로는 능동 매트릭스 방식, 수동 매트릭스 방식 등과 같은 적절한 구동 방식이 사용될 수 있다. 도 1 및 2에 도시한 바와 같이, 액정은 일반적으로 한 쌍의 셀 기판 (41) 및 (42)의 내부측에 제공된 투명 전극 (51) 및 (52)를 통해 구동된다.

유리 기판 또는 수지 기판과 같은 적절한 투명 기판을 각각 셀 기판으로서 사용할 수 있다. 특히, 광학 등방성인 재료로 제조된 기판이 표시 품질 등의 관점에서 바람직하게 사용된다. 휘도 및 표시 품질을 개선시킨다는 관점에서 청색 유리판에 대해 무색 및 투명성을 나타내는 비-알칼리성 유리판과 같은 기판이 바람직하게 사용된다. 수지 기판은 경량화 등의 관점에서 바람직하게 사용된다. 셀 기판의 두께는 특별히 한정되지 않고 액정의 봉입 강도 등에 따라 적절하게 결정할 수 있다. 셀 기판의 두께는 광 투과 효능과 박형화 및 경량화의 균형을 맞춘다는 관점에서 일반적으로 10 ㎛ 내지 5 mm, 특별하게는 50 ㎛ 내지 2 mm, 보다 특별하게는 100 ㎛ 내지 1 mm의 범위가 되도록 선택된다.

액정 셀을 형성하기 위하여, 하나의 적절한 기능성 층 또는 두 개 이상의 적절한 기능성 층을 필요에 따라 제공할 수 있다. 이와 같은 기능성 층의 예는 액정, 컬러 표시용 컬러 필터 등을 배향시키기 위한 러빙처리된 필름으로 제조된 배향 필름을 포함한다. 또한, 배향 필름 (61) 및 (62)는 도 1 및 2에 도시한 바와 같이 일반적으로 투명 전극 (51) 및 (52)에 형성된다. 도시하지 않은 컬러 필터는 일반적으로 셀 기판 (41) 및 (42) 중 하나와 상응하는 투명 전극 (51) 및 (52) 중 하나 사이에 제공된다.

액정 표시 패널은 도 1 및 2에 도시한 바와 같이 액정 셀에 부가된 편광판 (21) 및 (22), 위상차판 (31) 및 (32), 광확산층 (13) 등과 같은 하나의 적절한 광학 층 또는 두 개 이상의 적절한 광학 층을 함유할 수 있다. 편광판은 직선으로 편광된 광을 이용하는 표시를 달성하기 위해 제공된다. 위상차판은 액정의 복굴절에 기인한 위상차를 보상함으로써 표시 품질을 개선하기 위하여 제공된다. 광 확산층은 표시 광의 확산에 기인한 표시 범위의 확장, 광로 변환 시이트의 경사면을 통한 발광선-유사 발광의 평준화에 기인한 휘도의 균일성, 액정 표시 패널중의 투과 광의 확산에 기인한 광로 변환 시이트상에 입사된 광량의 증가 등을 위하여 제공된다.

적절한 재료를 각각의 편광판으로서 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 고도의 직선 편광된 광의 입사에 기인한 우수한 콘트라스트비를 얻는다는 관점 등으로부터, 예를 들어, 폴리비닐 알콜 필름, 부분적으로 포름화된 폴리비닐 알콜 필름 또는 부분적으로 비누화된 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 필름과 같은 친수성 거대분자 필름에 흡착된 요오드 또는 이변색성 염료와 같은 이색성 물질을 갖는 연신 필름으로 제조된 흡수형 편광 필름을 바람직하게 사용할 수 있다. 또는, 흡수형 편광 필름의 한 면 또는 양면에 제공된 투명 보호층을 갖는 흡수형 편광 필름과 같은 고도의 편광도를 갖는 필름을 바람직하게 사용할 수 있다.

투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐 특성 등이 탁월한 재료가 투명 보호층을 형성하는데 바람직하게 사용된다. 이들 재료의 예는 아세테이트 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르-술폰 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리올레핀 수지, 아크릴 수지, 폴리에테르 수지, 폴리비닐 클로라이드 수지, 폴리스티렌 수지 및 노르보르넨 수지와 같은 중합체; 아크릴 수지, 우레탄 수지, 아크릴 우레탄 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지 등과 같은 열-경화성 또는 자외선-경화성 수지 등을 포함한다. 투명 보호층은 결합 방법에 의해 필름으로서 결합되거나, 코팅 방법에 의해 중합체 용액으로서 도포될 수 있다.

사용되는 편광판, 특히 시인측 편광판은 외부광의 표면 반사에 의한 시인 장애를 방지하기 위하여 눈부심 방지 처리 또는 반사 방지 처리될 수 있다. 눈부심 방지 처리는 표면을 미세 요철 구조로 형성함으로써 수행될 수 있다. 눈부심 방지 처리에서는, 다양한 방법을 사용하여 표면을 미세 요철로 형성할 수 있다. 이 방법의 예는 샌드블라스팅(sandblasting) 방법, 엠보싱 방법 등과 같은 표면 조면화(roughening) 방법; 실리카 입자와 같은 투명 입자를 혼합하는 방법 등을 포함한다. 반사 방지 처리는 간섭 증착 필름을 형성시키는 방법 등으로 수행될 수 있다. 다르게는, 눈부심 방지 처리 또는 반사 방지 처리는 상기에 기술한 바와 같이 미세 요철의 표면 구조를 갖는 필름 또는 간섭 필름을 결합시키는 방법으로 수행될 수 있다. 또한, 도 1 및 2에 도시한 바와 같이 두 개의 편광판을 액정 셀의 양면에 제공하거나, 하나의 편광판을 액정 셀의 한 면에 제공할 수도 있다.

한편, 각 위상차판은 적절한 재료로 형성될 수 있다. 그 재료의 예는 예를 들어 투명 보호층에 대한 설명에서 제시한 바와 같은 적절한 중합체 필름을 단축 연신, 이축 연신 등과 같은 적절한 방법에 의해 연신시켜 얻은 복굴절 필름; 네마틱 액정 중합체 또는 디스코틱 액정 중합체와 같은 적절한 액정 중합체의 배향 필름; 및 투명 기판에 의해 지지된 배향 필름의 배향 층을 포함한다. 열-수축성 필름의 가열 수축력의 작용하에 두께 방향으로 조절된 굴절률을 갖는 재료 또한 사용할 수 있다.

도 1 및 2에 도시한 보상용 위상차판 (31) 및 (32)는 필요에 따라 일반적으로 시인측 편광판 (21)과 액정 셀 사이 및/또는 배면측 편광판 (22)와 액정 셀 사이에 배치된다. 적절한 재료를 파장 범위 등에 따라 각 위상차판으로 사용할 수 있다. 판중의 각 위상차판은 위상차 등과 같은 광학 특성을 조절하기 위해 두 개 이상의 층들의 적층체로 형성될 수 있다.

광 확산층은 눈부심 방지 층과 유사한 표면 미세 구조를 갖는 코팅층, 확산 시이트 등을 이용하는 적절한 방법에 의해 제공될 수 있다. 도 1 및 2에 도시한 광 확산층 (13)은 투명 입자를 함유하는 접착층으로 형성된다. 또한, 광 확산층 (13)은 편광판 (22)와 위상차판 (32)을 서로 결합시키기 위한 층으로서의 역할을 하여 박형화를 달성하게 한다. 적절한 접착제를 접착층의 형성에 사용할 수 있다. 접착제는, 기재 중합체로서 고무 중합체, 아크릴 중합체, 비닐-알킬-에테르 중합체, 실리콘 중합체, 폴리에스테르 중합체, 폴리우레탄 중합체, 폴리에테르 중합체, 폴리아미드 중합체, 스티렌 중합체 등과 같은 적절한 중합체를 함유한다.

특히, 아크릴산 또는 메타크릴산의 알킬 에스테르를 주로 함유하는 중합체를 기재 중합체로서 함유하는 접착제와 같이 투명성, 내후성, 내열성 등이 탁월한 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 접착층에 혼합되는 투명 입자로서는, 예를 들어, 0.5 내지 20 ㎛ 범위의 평균 입도를 갖고 전기적으로 전도성일 수 있는, 실리카, 알루미나, 티타니나, 지르코니아, 산화 주석, 산화 인듐, 산화 카드뮴, 산화 안티몬 등의 무기 입자, 및 가교 또는 비-가교 중합체 등의 유기 입자로 구성되는 군으로부터 적절하게 선택되는 1종 또는 2종을 사용할 수 있다.

액정 표시 패널의 측면에 배치된 광원이 제공되어, 액정 표시 장치의 조명 광으로서 이용되는 광을 액정 표시 패널의 측면으로 입사시킨다. 따라서, 광원을 패널의 배면에 배치된 광로 변환 시이트와 함께 사용하면 액정 표시 장치의 박형화 및 경량화를 달성할 수 있다. 적절한 광원을 각각의 광원으로서 사용할 수 있다. 바람직하게 사용되는 광원의 예는 (냉 또는 열) 음극관과 같은 선형 광원, 발광 다이오드와 같은 점형 광원, 선 또는 평면으로 배열된 점형 광원의 배열, 및 점형 광원으로부터의 입사광을 선형 도광판을 통해 선형 광원의 광으로 전환시키기 위한 점형 광원과 선형 도광판의 조합을 포함한다.

도 1에 도시한 바와 같이 하나의 광원 (91)을 액정 표시 패널 (L)의 하나의 측면에 배치하거나, 도 2에 도시한 바와 같이 광원 (91) 및 (93)을 액정 표시 패널 (L)의 두 개 이상의 측면에 배치할 수도 있다. 광원을 다수의 측면에 배치할 때, 이 다수의 측면은 도 2에 도시한 바와 같이 서로 대향한 측면의 조합으로 제공되거나, 서로 수직 교차된 측면의 조합으로 제공될 수 있다. 또한, 다수의 측면은 상기에 언급한 조합을 동시에 사용함으로써, 3개 이상의 측면 조합으로 제공될 수 있다.

광원은 광원이 점등될 때 액정 표시 장치를 투과 모드로 시인될 수 있도록 한다. 액정 표시 장치가 투과-반사 이중형 액정 표시 장치로서 제공되는 경우, 표시 장치가 외부 광으로 인해 반사 모드로 시인될 때는 광원을 점등할 필요가 없기 때문에 광원은 점등/소등시킬 수 있다. 광원을 점등/소등시키는데 임의의 방법을 이용할 수 있다. 즉, 종래 기술의 방법 중 임의의 것을 사용할 수 있다. 또한, 광원은 방출되는 광의 색이 변화될 수 있는 다색 발광형일 수 있다. 또는 상이한 형태의 광원들을 제공하여 이로 인해 다색 발광을 이룰 수 있다.

도 1 및 2에 도시한 바와 같이, 광원을 봉입하기 위한 반사판 (92)와 같은 적절한 보조 수단과 함께 각 광원 (91) 및 (93)을 이용하여 필요에 따라 산란광을 액정 표시 패널 (L)의 측면으로 유도할 수 있다. 고-반사율의 금속 박막이 제공된 수지 시이트, 백색 시이트, 금속 호일 시이트 등과 같은 적절한 반사 시이트를 반사기로 이용할 수 있다. 반사기는 그의 단부를 액정 표시 패널의 셀 기판의 단부와 결합시키는 방법에 의해, 광원을 봉입하기 위한 수단으로서의 역할을 하는 고정 수단으로 이용될 수도 있다.

도 1에서 화살표로 나타낸 바와 같이 광로 변환 시이트는 액정 표시 패널의 (시인측에 대향하는) 배면측에 배치되어 액정 표시 패널 (L)에 배치된 광원 (91)으로부터의 입사광 또는 투과광의 광로를 패널의 시인측으로 변환시켜 조명광(표시광)으로 이용할 수 있게 한다. 이러한 목적을 위해, 도 1 및 2에 도시한 바와 같이 광로 변환 시이트 (11)에는 경사면 (A1)이 제공된다. 경사면 (A1)은 광원 (91) 및 (93)으로부터 입사된 광을 소정의 방향으로 반사시켜 광의 광로를 변환시킨다.

광로 변환 시이트는 상기에 기술한 바와 같은 반사 특성을 나타내는 광로 변환 경사면을 갖는 적절한 시이트로 형성될 수 있다. 광로 변환을 통한 정면 지향성이 탁월한 조명광을 얻는다는 관점으로부터, 각 광원이 배열된 측면에 대향한, 즉 입사 측면에 대향한 광로 변환 경사면 (A1)을 함유하는 광로 변환 수단 (A)를 갖는 광로 변환 시이트를 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 광로 변환 시이트는 각각 프리즘상 구조로 구성된 광로 변환 경사면 (A1)을 함유하는 광로 변환 수단 (A)를 갖는 것이 바람직하다.

도 3a 내지 3e는 상기에 기술한 바와 같은 광로 변환 경사면 또는 프리즘상 구조로 구성된 단지 하나의 광로 변환 수단의 예를 도시한다. 도 3a 내지 3c에 있어서, 각각의 광로 변환 수단 (A)는 실질적으로 삼각형 단면 모양이다. 도 3d 및 3e에 있어서, 각 광로 변환 수단 (A)는 실질적으로 직사각형 단면 모양이다. 도 3a에 있어서, 각 광로 변환 수단 (A)는 광로 변환 경사면 (A1)을 가져서 이등변 삼각형을 이룬다. 도 3b에 있어서, 각 광로 변환 수단 (A)는 광로 변환 경사면 (A1), 시이트 평면에 대해 경사면 (A1)의 경사각 보다 큰 경사각을 갖는 급 경사면 (A2)를 갖는다. 도 3c에 있어서, 각 광로 변환 시이트는 각각 광로 변환 경사면 (A1) 및 시이트 평면에 대해 경사면 (A1)의 경사각 보다 작은 경사각을 갖는 완 경사면 (A2)로 이루어진 다수의 광로 변환 수단 (A)의 반복 구조로서 제공된다. 도 3c에 있어서, 다수의 광로 변환 수단 (A)는 시이트의 한 쪽의 전체 표면에 형성됨으로써, 이 수단 (A)는 서로 인접하여 연속된다. 도 3d에 있어서, 각 광로 변환 수단 (A)는 철면부(융기)로 구성된다. 도 3e에 있어서, 각 광로 변환 수단 (A)는 요면부(홈)로 구성된다.

따라서, 상기에 기술한 바와 같이, 광로 변환 수단은 동일한 경사각을 갖는 동일 측면 또는 경사면으로 구성된 요면부 또는 철면부로 형성될 수 있다. 다르게는, 광로 변환 수단은 광로 변환 경사면, 및 급 또는 완 경사면 또는 경사각이 상이한 경사면의 조합으로 구성된 요면부 또는 철면부로 형성될 수 있다. 각 경사면의 모양은 입사 측면의 수 및 각 입사 측면의 위치에 따라 적절하게 결정될 수 있다. 내훼손성(mar-proofness)을 개선하여 경사면의 기능을 높게 유지시킨다는 관점으로부터, 요면부로 구성된 광로 변환 수단이 거의 손상되지 않은 경사면을 갖기 때문에 철면부로 구성된 광로 변환 수단 보다 바람직하다.

정면 지향성과 같은 상기에 언급한 특성을 성취한다는 관점으로부터 바람직한 광로 변환 시이트는 도면에 도시한 바와 같이 입사 측면에 대면하며 시이트 평면에 대해 35 내지 48°범위의 경사각으로 경사져 있는 광로 변환 경사면 (A1)을 갖는다. 따라서, 광원이 액정 표시 패널의 두 면 이상의 측면에 배치되고 두 면 이상의 입사면이 제공될 때, 입사 측면의 수 및 위치에 따라 광로 변환 경사면 (A1)을 갖는 광로 변환 시이트를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이 광원 (91) 및 (93)이 액정 표시 패널의 두 면 이상의 대향 측면에 배치되어 있을 때, 각각이 두 개의 광로 변환 경사면 (A1)을 갖는 다수의 광로 변환 수단 (A)으로 구성되어 도 3a에 도시한 바와 같이 이등변 삼각형 단면을 형성하거나, 각각이 두 개의 광로 변환 경사면 (A1)을 갖는 다수의 광로 변환 수단 (A)로 구성되어 도 3d 및 3e에 도시한 바와 같은 사다리꼴 단면을 형성함으로써 각각이 두 개의 광로 변환 경사면 (A1)으로 형상화된 광로 변환 시이트 (11)의 능선이 각각 입사 측면에 평행하게 된 광로 변환 시이트 (11)을 사용하는 것이 바람직하다. 광원이 액정 표시 패널의 인접한 두 개의 수직 교차 측면에 배치되어 있을 때, 각각 측면에 면하여 두 개의 광로 변환 경사면 (A1)의 능선이 각각 두 개의 교차 측면에 평행하게 된 두 개의 광로 변환 경사면 (A1)을 갖는 광로 변환 시이트를 사용하는 것이 바람직하다. 광원이 대향 측면 및 인접 교차 측면을 포함하여 세 개 이상의 측면에 배치되어 있을 때, 상기에 언급한 경사면의 조합으로 구성된 광로 변환 경사면 (A1)을 갖는 광로 변환 시이트를 사용하는 것이 바람직하다.

상기에 언급한 광로 변환 경사면 (A1)은 광원으로부터 입사 측면에 입사된 광 또는 그들의 투과광들 중 경사면 (A1)에 입사된 광을 반사시키고, 광로를 변환시킴으로써 반사된 광을 액정 표시 장치의 시인측에 제공하는 역할을 한다. 이 경우에 있어서, 시이트 평면에 대한 각각의 광로 변환 경사면 (A1)의 경사각이 35 내지 48°범위로 선택될 때, 측면에 입사된 광 또는 그들의 투과광의 광로가 변화되어 도 1에서 다각형 선 및 화살표로 예시한 바와 같이 시이트 평면에 충분하게 수직하게 됨으로써 정면 지향성이 탁월한 조명광을 효과적으로 얻을 수 있다. 경사각이 35° 미만인 경우, 반사광의 광로는 정면 방향으로부터 크게 빗나가서 반사광을 효과적으로 이용하는 것이 어렵게 되기 때문에 정면 휘도가 부족하게 될 수도 있다. 경사각이 48°보다 큰 경우, 측면에 입사된 광 또는 그들의 투과광의 전반사 조건은 만족스럽지 못하게 되어 광로 변환 경사면으로부터의 누출광이 증가하기 때문에 측면에 입사된 광의 이용 효율이 부족하게 될 수 있다.

정면 지향성, 누출광의 억제 등이 탁월한 광로 변환의 관점으로부터, 각각의 광로 변환 경사면 (A1)의 바람직한 경사각은 스넬(Snell)의 굴절 법칙을 기초로 액정 표시 패널에 투과된 광의 전반사 조건을 고려하여 38 내지 46° 범위, 특히 40 내지 44° 범위이다. 또한, 유리판에 의한 전반사 조건은 일반적으로 42°이다. 이 경우에 있어, 측면에 입사된 광은 광로 변환 경사면에 입사되는 동시에, 광이 ±42° 범위로 집중된 상태로 투과된다.

광로 변환 경사면 (A1)을 갖는 다수의 광로 변환 수단 (A)는 광로 변환 시이트의 두께를 감소시킬 목적으로 일반적으로 도 4, 5 및 6에 도시한 바와 같은 반복 구조로 형성된다. 이 경우에 있어서, 입사 측면에 입사된 광을 후방으로 반사시키고, 반사된 광을 대향 측면으로 효과적으로 투과시킴으로써 액정 표시의 전체 표면에 대해 광을 가능한 한 균일하게 방출시킨다는 관점으로부터, 다수의 광로 변환 수단 (A)는 도 3a 내지 3e에 도시한 바와 같이 시이트 평면에 대해 10° 이하, 특히 5° 이하, 보다 특별하게는 3° 이하의 경사각으로 경사진 완 경사면 (A2) 및 시이트 평면에 대해 약 0°의 경사각으로 경사진 편평 표면 (A3)를 포함하는 구조로서 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 도 3b에 도시한 바와 같이 급 경사면 (A2)를 포함하는 광로 변환 수단 (A)는 급 경사면의 각이 35° 이상, 특별하게는 50° 이상, 보다 특별하게는 60° 이상으로 선택되어 편평 표면 (A3)가 넓어질 수 있게 된 구조로서 형성되는 것이 바람직하다.

도 1 및 2에 도시한 바와 같이 반사층 (81)이 광로 변환 시이트 (11)의 배면에 배치되어 있을 때, 완 경사면 (A2) 또는 편평 표면 (A3)는 외부광을 입사시키고, 반사층 (81)에 의한 입사광 중 반사광을 투과시키는 부분으로서의 기능을 할 수 있다. 따라서, 광원이 소등되었을 때 외부광을 이용하는 반사 모드에서 표시가 이루어질 수 있다. 따라서, 투과-반사 이중형 액정 표시 장치를 형성할 수 있다.

상기에 언급한 경우에 있어서, 다수의 광로 변환 수단 (A)가 도 3b에 도시한 바와 같이 각각이 경사면 (A1) 및 (A2)를 갖는 인접한 광로 변환 수단 (A)의 반복 구조로 형성될 때, 시이트 평면에 대한 경사면 (A2)의 경사각들의 각도 차이는 광로 변환 시이트 전체에 걸쳐 5° 이하, 특별하게는 4° 이하, 보다 특별하게는 3° 이하가 되도록 선택되고, 인접한 완 경사면의 경사각 사이의 차이는 1° 이하, 특별하게는 0.3° 이하, 보다 특별하게는 0.1° 이하가 되도록 선택되는 것이 바람직하다. 이는 액정 표시 장치의 최적 시인 방향, 특히 정면 방향에 인접한 방향으로의 최적 시인 방향이 완 경사면 (A2)에 의한 반사에 의해 폭넓게 변하는 것을 방지하고, 특히 인접한 완 경사면 사이에서 폭넓게 변하는 것을 방지하기 위한 것이다. 외부광 모드에서 선명한 표시를 얻는다는 관점으로부터, 시이트 평면에 대한 각 완 경사면 (A2)의 투영 면적은 시이트 평면에 대한 각 광로 변환 경사면 (A1)의 투영 면적의 5 배 이상, 특별하게는 10 배 이상, 보다 특별하게는 15 이상이 되도록 선택하는 것이 바람직하다. 이는 외부광의 입사 효율 및 반사층에 의해 반사된 광의 투과 효율을 개선시키기 위한 것이다.

도 4 내지 6에 도시한 바와 같이, 광로 변환 수단 (A)는 그의 능선이 광원 (91)이 배치된 액정 표시 패널 (L)의 입사 측면에 평행하거나 경사지도록 제공된다. 이 경우에 있어, 광로 변환 수단 (A)는 도 4 및 5에 도시한 바와 같이 광로 변환 시이트의 한 쪽 말단에서 다른 쪽 말단까지 연속되도록 형성되거나, 도 6에 도시한 바와 같이 간헐적 및 불연속적으로 형성될 수 있다. 광로 변환 수단 (A)가 불연속적으로 형성될 때, 투과광의 입사 효율로부터 홈 또는 융기부로 이루어진 각 요면부 또는 철면부의 입사 측면 방향으로의 길이는 그의 깊이 또는 높이의 5 배 이상이 되도록 선택되는 것이 바람직하다. 패널의 표시 스크린에 대한 균일한 발광의 관점으로부터 길이는 500 ㎛ 이하, 특별하게는 10 내지 480 ㎛ 범위, 보다 특별하게는 50 내지 450 ㎛ 범위가 되도록 선택되는 것이 더욱 바람직하다.

광로 변환 수단 (A)의 단면 형태 및 광로 변환 경사면 (A1)의 반복 피치는 특별히 제한되지 않는다. 이들은 광로 변환 경사면 (A1)이 휘도를 결정하는 인자이기 때문에 투과(점등) 모드에서의 패널의 표시 스크린상의 발광 균일성에 따라 적절하게 결정될 수 있다. 이들은 또한 투과-반사 이중형 액정 표시 장치에서는 외부광 모드에서의 패널의 표시 스크린상의 발광 균일성에 따라 적절하게 결정될 수 있다. 따라서, 광로가 변환된 광의 양은 그들의 분포 밀도에 따라 조절될 수 있다.

따라서, 경사면 (A1) 또는 (A2)의 경사각은 시이트의 표면 전체에서 균일할 수도 있고, 흡수 손실 및 광로 변환에 기인한 투과광의 감쇠에 대처하여 패널의 표시 스크린상의 발광을 균일하게 하기 위하여, 도 7에 도시한 바와 같이 광로 변환 수단이 입사 측면으로부터 보다 멀어짐에 따라 광로 변환 수단 (A)가 커지도록 변화될 수도 있다. 광로 변환 수단 (A)는 도 7에 도시한 바와 같이 소정 피치의 규칙적인 간격으로 배치할 수 있다. 다르게는, 도 8에 도시한 바와 같이 광로 변환 수단 (A)를 불규칙한 간격으로 배치하여 광로 변환 수단 (A)가 입사 측면으로부터 보다 멀어짐에 따라 피치를 좁게 함으로써 광로 변환 수단 (A)의 분포 밀도를 높게 할 수도 있다. 다르게는, 피치를 불규칙한 피치로 제공하여 패널의 표시 스크린상의 발광을 균일하게 할 수도 있다. 도 7 및 8에 있어서, 화살표는 입사 측면으로 입사된 광의 투과 방향을 나타낸다.

또한, 투과-반사 이중형 액정 표시 장치를 제공할 때, 광로 변환 경사면 (A1)이 액정 셀의 화소들과 겹치게 되는 경우 표시광의 투과 부족에 의해 부자연스러운 표시가 발생할 수 있다. 부자연스러운 표시를 방지한다는 관점으로부터, 겹쳐진 면적을 가능한 한 충분히 감소시켜 완 경사면 (A2) 또는 편평 표면 (A3)를 통한 충분한 광 투과율을 유지하는 것이 바람직하다. 액정 셀의 화소 피치가 일반적으로 100 내지 300 ㎛ 범위인 것을 고려할 때, 이러한 관점으로부터, 각각의 광로 변환 경사면 (A1)은 시이트 평면상의 그들의 투영 폭에 있어서 40 ㎛ 이하, 특별하게는 3 내지 20 ㎛ 범위, 보다 특별하게는 5 내지 15 ㎛ 범위가 되도록 선택되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 투영 폭은 형광관의 간섭성(coherent) 길이가 일반적으로 약 20 ㎛라는 것을 고려하여 회절로 인해 표시 품질이 저하되는 것을 방지한다는 관점에서도 바람직하다.

상기에 언급한 관점으로부터 광로 변환 경사면 (A1) 중 인접한 면들간의 거리가 큰 것이 바람직하다. 그러나, 상기에 기술한 바와 같이, 광로 변환 경사면은 측면에 입사된 광의 광로를 변환시킴으로써 실질적으로 조명광을 발생시키기 위한 기능성 부분으로서의 역할을 한다. 따라서, 이 거리가 너무 큰 경우, 점등시의 조명은 표시가 부자연스럽게 될 정도로 희박하게 된다. 이러한 상황을 고려할 때, 광로 변환 경사면 (A1)의 반복 피치는 바람직하게는 5 mm 이하, 특별하게는 20 ㎛ 내지 3 mm 범위, 보다 특별하게는 50 ㎛ 내지 2 mm 범위가 되도록 선택된다.

광로 변환 수단이 반복적 프리즘상 구조로 구성될 때, 광로 변환 수단과 액정 셀의 화소 사이의 간섭으로 인하여 무아레가 발생할 수 있다. 무아레의 방지는 반복적 프리즘상 구조의 피치를 조정하여 이루어질 수 있지만, 프리즘상 구조의 피치는 상기에 언급한 바람직한 범위내로 제한된다. 따라서, 피치가 상기에 언급한 범위로 제한되어도 무아레가 발생하는 경우에 대한 해결책이 문제가 된다. 본 발명에서는, 프리즘상 구조의 능선이 입사 측면에 대해 경사지게 형성되어 반복적 프리즘상 구조가 화소에 교차하게 배열됨으로써 무아레를 방지하는 방법이 바람직하게 사용된다. 이 경우, 입사 측면에 대한 경사각이 너무 크면, 광로 변환 경사면 (A1)에 의한 반사에 편향이 일어난다. 그 결과, 광로의 변환 방향에 커다란 편차가 발생한다. 이는 표시 품질을 저하시키는 경향이 있다. 따라서, 입사 측면에 대한 능선의 경사각은 ±25°의 범위, 특별하게는 ±30°의 범위가 되도록 선택되는 것이 바람직하다. 또한, 부호 "±"는 입사 측면을 기준으로 한 능선의 경사 방향을 의미한다. 액정 셀의 해상도가 낮아 무아레가 전혀 발생되지 않거나, 무아레를 무시할 수 있을 경우, 능선을 가능한 한 입사 측면과 평행하도록 배열하는 것이 바람직하다.

광로 변환 시이트는 광원의 파장범위에 따라 투명성을 나타내는 적절한 재료로 형성될 수 있다. 또한, 가시광선 범위에서 사용되는 재료의 예는 투명 보호층의 설명에서 제시한 바와 같은 중합체 또는 경화성 수지, 및 유리를 포함한다. 표면 반사에 의해 패널의 내부에 도입된 광의 손실량을 억제하여 출사되지 않도록 하여 측면에 입사된 광 또는 그들의 투과광을 광로 변환 시이트, 특히 광로 변환 경사면 (A1)에 효과적으로 공급한다는 관점으로부터, 광로 변환 시이트는 최근접 액정 셀 기판과의 굴절률차가 0.15 이하, 특별하게는 0.10 이하, 보다 특별하게는 0.05 이하여서 표면 반사를 억제하는 재료로 형성된 광로 변환 시이트로서 얻어지는 것이 바람직하다.

광로 변환 시이트는 절삭 방법과 같은 적절한 방법으로 형성할 수 있다. 대량 생산 등의 관점으로부터 바람직한 제조 방법의 예는 소정의 모양을 형성시킬 수 있는 금형에 열가소성 수지를 가열하에서 압착시킴으로써 상기 모양을 전사시키는 방법; 소정의 모양을 형성시킬 수 있는 금형에 고온-용융시킨 열가소성 수지, 또는 열 또는 용매로 유동화시킨 수지를 충전시키는 방법; 열, 자외선 또는 방사선에 의해 중합가능한 유체 수지를 소정의 모양을 형성시킬 수 있는 금형내에 캐스팅하거나 상기 금형을 유체 수지로 채운 상태에서 유체 수지를 중합시키는 방법 등을 포함한다. 광로 변환 시이트의 두께는 적절하게 결정할 수 있다. 두께를 감소시킨다는 관점으로부터, 광로 변환 시이트의 두께는 바람직하게는 300 ㎛ 이하, 특별하게는 5 내지 200 ㎛ 범위, 보다 특별하게는 10 내지 100 ㎛ 범위가 되도록 선택된다. 또한, 광로 변환 시이트는 한 종류의 재료 또는 상이한 종류의 재료로 제조된 광로 변환 수단을 수지 시이트에 부가하여 형성시킬 수 있다.

광로 변환 시이트는 액정 표시 패널의 시인측에 대향하는 배면측에 배치된다. 이 경우, 광로 변환 수단 (A)의 광로 변환 경사면 (A1)에 의한 반사 효율의 개선 및 그에 따른 측면에 입사되는 광의 효과적 이용에 기인한 휘도의 개선의 관점으로부터, 예로써 도 1 및 2에 도시한 바와 같이, 광로 변환 시이트를 접착층 (12)를 통해 액정 표시 패널에 배열하고 결합시키는 동시에, 경사면-형성 표면, 즉, 광로 변환 수단 (A)가 형성되어 있는 표면을 외부(시인측에 대향하는 배면측)에 위치시키는 것이 바람직하다. 광로 변환 시이트에 따른 표면 반사의 억제를 기초로 한 광로 변환 경사면 (A1)으로의 투과광 공급 효율의 관점으로부터, 상기 결합 공정은 접착층과 최근접 액정 셀 기판의 굴절률차가 0.2 이하, 특별하게는 0.15 이하, 보다 특별하게는 0.05 이하인 접착층에 의해 수행되는 것이 바람직하다. 접착층 (12)는 시인측 접착층 (13)에 따라 광 확산형일 수도 있다.

도 1 및 2에 도시한 바와 같이, 반사층 (18)은 필요에 따라 광로 변환 시이트 (11)의 외부, 즉 (시인측에 대향하는) 배면측에 배치될 수 있다. 반사층은 광로 변환 시이트로부터 누출되는 광을 반사시키고 전환시켜, 이 광을 광로 변환 시이트에 재차 입사시키기 위해 제공된다. 이 결과, 광 이용 효율의 개선을 달성하여, 투과-반사 이중형 액정 표시 장치를 형성할 수 있다.

반사층은 종래 기술에 따라 백색 시이트와 같은 적절한 재료로 형성할 수 있다. 특히, 반사층의 예는 결합제 수지중에 알루미늄, 은, 금, 구리 또는 크롬과 같은 고 반사율 금속의 분말 또는 이러한 금속의 합금 분말을 함유하는 코팅층; 증착 방법, 스퍼터링 방법 등과 같은 적절한 박막 형성 방법에 의해 침착된 금속 또는 유전체 다층 박막의 층; 필름 등으로 제조된 기판에 의해 지지되는 코팅 또는 침착층을 갖는 반사 시이트; 고 반사율을 갖고 금속 호일 시이트 제조된 반사층 등을 포함한다. 이 재료들은 투과-반사 이중형 액정 표시 장치를 형성하는데 특히 바람직하게 사용된다.

형성되는 반사층은 광 확산 기능을 나타낼 수 있다. 반사층은 반사된 광을 확산시키기 위한 확산 반사 표면을 가짐으로써 정면 지향성의 개선을 달성한다. 반사층이 표면 조면화 방법에 의해 형성될 때, 이 반사층은 접착으로 인한 뉴튼(Newton) 고리의 생성을 방지하여 시인성을 개선시킬 수 있다. 따라서, 반사층은 단지 광로 변환 시이트의 외부에 배치되거나, 접착 방법, 증착 방법 등에 의해 광로 변환 시이트에 밀착될 수 있다. 반사층이 광로 변환 수단의 경사면에 밀착될 때, 반사 효과가 개선되어 누출광이 완전하게 방지되고, 시인 각도 특성 및 휘도가 보다 크게 개선된다.

광 확산형 반사층은 샌드블라스팅, 광택제거(matting) 등을 이용하는 표면 조면화 방법 또는 입자 첨가 방법과 같은 적절한 방법에 의해 필름 기판의 표면을 미세 불규칙 구조로 형성하는 단계; 필름 기판상에 반사층을 제공하여 미세 불규칙 구조가 반사층에 반영되도록 하는 단계를 포함하는 방법에 의해 형성할 수 있다. 표면의 미세 불규칙 구조가 반영된 상기와 같은 미세 불규칙 구조를 갖는 반사층은 진공 증착 방법, 이온-도금 방법 또는 스퍼터링 방법과 같은 적절한 증착 또는 도금 방법에 의해 필름 기판의 표면상에 금속을 제공하는 방법에 의해 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 액정 표시 장치에 있어서, 입사 측면에 입사된 광의 대부분은 액정 표시 패널중의 각 층의 두께비를 기준으로 상부 및 하부 셀 기판을 통해 굴절 법칙에 따라 반사되어 후방으로 전송된다. 패널 표면으로부터의 발광(누출)이 방지되고, 조절된 굴절률을 갖는 광로 변환 시이트 (11)와 접착층 (12) 사이의 계면에서의 전반사가 억제되는 동시에, 광로 변환 시이트의 광로 변환 경사면 (A1)에 입사된 광의 광로는 시인 방향, 특히 정면 방향으로 효과적으로 변환된다. 광의 나머지 부분은 전반사에 의해 후방으로 투과되고, 후방부에 있는 광로 변환 경사면 (A1)상에 입사된다. 광 중 다른 부분의 광로는 시인 방향으로 효과적으로 변환된다. 따라서, 패널 표시 스크린의 전체 표면에 걸쳐 휘도의 균일성이 탁월한 표시를 달성할 수 있다. 따라서, 광원으로부터의 광을 효과적으로 이용할 수 있기 때문에 선명하고 보는데 용이하며 표시 품질이 탁월한 투과형 또는 투과-반사 이중형 액정 표시 장치를 형성할 수 있다.

본 발명에 따르면, 액정 표시 장치를 형성하기 위한 광로 변환 시이트, 액정 셀, 편광판, 위상차판 등과 같은 광학 소자 또는 부품은 서로 전체적 또는 부분적으로 적층 일체화/고정되거나, 분리가능하게 배치될 수 있다. 표면 반사의 억제를 기초로 한 콘트라스트의 저하 방지의 관점 등으로부터, 상기의 소자 또는 부품을 서로 고정시키는 것이 바람직하다. 점착제와 같은 적절한 투명 접착제를 고정화 공정에 사용할 수 있다. 투명 접착층은 상기에 기술한 바와 같은 투명 입자를 함유하여 투명 접착제가 확산 기능을 나타낼 수 있도록 할 수도 있다. 광학 소자 또는 부품, 특히 시인측 광학 소자 또는 부품은 살리실산 에스테르 화합물, 벤조페논 화합물, 벤조트리아졸 화합물, 시아노아크릴레이트 화합물, 니켈 착염 화합물 등과 같은 자외선 흡수제로 처리하는 방법에 의해 자외선 흡수력을 갖도록 형성될 수도 있다.

실시예 1

아크릴 자외선-경화성 수지(ARONIX UV-3701, TOAGOUSEI Co., Ltd. 제조)를 점적기로 적하하여, 소정의 모양으로 미리 가공한 금형을 충전시켰다. 80 ㎛ 두께의 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름(비누화된 표면 및 1.485의 굴절률을 가짐)을 아크릴 자외선-경화성 수지상에 빠르게 정치시킨 후, 고무 로울러로 아크릴 자외선-경화성 수지에 밀착시켜 여분의 수지 및 공기 방울을 제거하였다. 이어서, 아크릴 자외선-경화성 수지에 금속 할라이드 램프로 자외선을 조사하여 수지를 경화시켰다. 이어서, 이 수지를 금형으로부터 이형시키고 소정의 크기로 잘랐다. 이렇게 하여, 굴절률 1.533의 광로 변환 수단을 갖는 광로 변환 시이트를 얻었다. 굴절률 1.47의 접착층을 광로 변환 수단을 제공하지 않은 광로 변환 시이트의 표면상에 밀착시켰다.

광로 변환 시이트는 폭 40 mm, 깊이 30 mm였다. 광로 변환 시이트는 210 ㎛의 피치 간격으로 연속적으로 배치된 프리즘상 요면부 및 폭방향에 대해 23°의 경사각으로 경사진 능선을 가졌다(도 3c). 각각의 프리즘상 요면부는 광로 변환 경사면 (A1) 및 완 경사면 (A2)를 가졌다. 각 광로 변환 경사면 (A1)의 경사각은 42.5 내지 43°의 범위로 다양하였다. 각 완 경사면 (A2)의 경사각은 1.8 내지 3.5°의 범위로 다양하였다. 인접한 완 경사면 (A2)의 경사각 차이는 0.1° 이하였다. 시이트 평면상의 각 광로 변환 경사면 (A1)의 투영 폭은 10 내지 16 ㎛ 범위였다. 시이트 평면상의 완 경사면의 투영 면적 대 시이트 평면상의 광로 변환 경사면의 투영 면적의 비는 12 이상이었다.

이어서, 냉음극관을 시판되는 통상적으로 백색의 투과형 TN 액정 패널의 측면에 배치하였다. 냉음극관을 은-침착 반사 시이트로 제조된 반사기에 봉입하였다. 반사기의 양쪽 단부를 패널의 상부 및 하부 면에 결합시켜 냉음극관을 고정시켰다. 이어서, TAC 필름 및 TAC 필름에 제공된 수지-입자-함유 접착층을 포함하는 광 확산 필름을 (시인측에 대향하는) 배면측의 편광판에 결합시켰다. 상기에 언급한 광로 변환 시이트를 광 확산 필름상에 결합시켜 광로 변환 경사면을 냉음극관에 면하게 하였다. 패널을 백색 폴리에스테르 필름으로 제조된 반사 시이트에 배치하여 광로 변환 시이트를 시인측에 대향하는 배면측에 위치시켰다. 이렇게 하여, 투과형 액정 표시 장치를 얻었다. 또한, 액정 패널의 광로 변환 시이트에 인접한 셀 기판의 굴절률은 1.485였다.

실시예 2

약 42°의 경사각으로 경사진 광로 변환 경사면 (A1), 이 광로 변환 경사면 (A1)에 대해 70°의 수직각을 이루는 급 경사면 (A2), 및 시이트 평면에 대한 광로 변환 경사면 및 급 경사면의 총 투영 면적의 10 배 이상의 면적을 갖는 편평부 (A3)를 각각 갖는 광로 변환 수단(도 3b)을 갖는 광로 변환 시이트로 광로 변환 시이트를 대체한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 투과형 액정 표시 장치를 얻었다.

실시예 3

각각 80 ㎛의 길이를 갖고, 약 42°의 경사각으로 경사진 광로 변환 경사면 (A1)을 가지며, 시이트 평면에 대한 투영 폭이 10 ㎛이고, 약 55°의 경사각으로 경사진 급 경사면 (A2)를 가지며, 광로 변환 수단의 길이 방향이 입사 측면에 평행하고, 광로 변환 수단이 깊이 방향에서 입사 측면으로부터 보다 멀어짐에 따라 점진적으로 고밀도로 배치된 광로 변환 수단(도 3b)을 갖는 광로 변환 시이트(도 6 및 8)로 광로 변환 시이트를 대체한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 투과형 액정 표시 장치를 얻었다. 또한, 편평부 (A3)의 면적은 시이트 평면에 대한 광로 변환 경사면 및 급 경사면의 총 투영 면적의 10 배 이상이었다.

실시예 4

각각 80 ㎛의 길이를 갖고, 약 42°의 경사각으로 경사진 이등변 삼각형의 광로 변환 경사면 (A1)을 가지며, 시이트 평면에 대한 투영 폭이 10 ㎛이고, 광로 변환 수단의 길이 방향이 입사 측면에 평행하고, 광로 변환 수단이 불규칙하게 배치되어 광로 변환 수단이 입사 측면으로부터 중심부로 깊이 방향으로 진행함에 따라 점진적으로 고밀도가 된 광로 변환 수단(도 3a)을 갖는 광로 변환 시이트(도 6)로 광로 변환 시이트를 대체하고, 냉음극관이 광로 변환 시이트의 두 개의 대향 측면에 배치된 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 투과형 액정 표시 장치를 얻었다. 또한, 편평부 (A3)의 면적은 시이트 평면에 대한 광로 변환 경사면 및 급 경사면의 총 투영 면적의 10 배 이상이었다.

실시예 5

광로 변환 시이트를 샌드블라스팅 공정으로 형성된 산란 시이트로 대체한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 투과형 액정 표시 장치를 얻었다. 또한, 산란 시이트는 이 산란 시이트의 조면이 시인측에 대향하는 배면측에 위치하도록 배치하였다.

실시예 6

약 30°의 경사각으로 경사진 광로 변환 경사면 (A1), 이 광로 변환 경사면 (A1)에 대해 70°의 수직각을 이루는 급 경사면 (A2), 및 시이트 평면에 대한 광로 변환 경사면 및 급 경사면의 총 투영 면적의 10 배 이상의 면적을 갖는 편평부 (A3)를 각각 갖는 광로 변환 수단(도 3b)을 갖는 광로 변환 시이트로 광로 변환 시이트를 대체한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 투과형 액정 표시 장치를 얻었다.

실시예 7

시인측에 대향하는 배면측에 엠보싱된 조면을 갖는 1.2 mm 두께 도광판의 측면에 냉음극관을 배치하였다. 냉음극관을 은-침착 반사 시이트로 제조된 반사기내에 봉입하였다. 반사기의 양쪽 단부를 도광판의 상부 및 하부면에 결합시켰다. 도광판을 백색 폴리에스테르 필름으로 제조된 반사 시이트에 배치하였다. 시판되는 통상적으로 백색의 투과형 TN 액정 패널을 광 확산판을 통해 도광판에 배치하였다. 이렇게 하여, 투과형 액정 표시 장치를 얻었다.

평가 시험

액정 셀에 전압을 인가하지 않은 상태에서 실시예 1 내지 7에서 얻은 투과형 액정 표시 장치의 중심부에서의 정면 휘도를 휘도계(BM-7, TOPCON Corp. 제조)로 측정하였다. 측정의 결과를 하기의 표에 나타내었다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6	실시예 7
정면 휘도 (cd/m²)	21	22	21	37	4	11	31

상기의 표로부터, 실시예 5 및 6과 비교하여 실시예 1, 2 및 3에서 탁월한 정면 휘도를 얻을 수 있었다는 사실이 명백해진다. 이는 실시예 5 및 6에서의 광이 광원과 반대 방향으로 출사되고 표시에 거의 기여하지 않는 출사광으로 작용하여 정면 휘도를 부족하게 하기 때문이다. 특히 실시예 5에서는 출사광이 모든 방향에서 부족하였다. 한편, 실시예 4에서는, 2-램프형 패널로 인한 휘도의 향상이 현저하였다. 실시예 7의 사이드-라이팅형 도광판의 선명도 보다 우수한 선명도가 실시예 4에서 얻어졌다는 사실이 자명하다. 또한, 실시예 7에서의 사이드-라이팅형 도광판을 이용하는 시스템에서는, 도광판으로 인한 두께의 증가가 현저하기 때문에 두께를 감소시키기 어려웠다.

실시예 1 내지 4에 있어서, 전압을 액정 셀에 인가한 상태에서의 시인성에 문제가 없었기 때문에 우수한 표시 품질을 얻었다. 실시예 3에서는, 광 확산 시이트를 제거한 경우가 광 확산 시이트를 제공한 경우 보다 시인성에 있어서는 열등하였으나 정면 휘도는 동일하였다. 상기의 설명으로부터, 본 발명에 따라 표시 품질이 탁월한 투과형 액정 표시 장치를 형성시킬 수 있는 동시에, 도광판으로 인한 부피 및 중량의 증가를 피하여 시이트 방식에 의해 두께 및 중량을 감소시킬 수 있음이 증명된다.

본 발명을 특정 정도의 특수성을 갖는 바람직한 양태로 기술하였지만, 바람직한 양태에 대한 이러한 기술이 하기에 청구된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 상세한 구성 및 부분들의 조합 및 배열에 있어 변화될 수 있다는 사실이 이해된다.

본 발명에 의해 액정 셀을 포함하는 투과형 액정 패널; 상기 액정 패널의 측면들중 한 면 이상에 배치된 광원; 상기 액정 패널의 시인측에 대향하는 배면측에 배치되고 광 경로 변환 경사면을 구비하여 광원으로부터 입사광을 액정 표시 장치의 시인측으로 반사시키는 광 경로 변환 시이트를 포함하는 액정 표시 장치를 얻을 수 있었다.

Claims

액정 셀을 포함하는 투과형 액정 표시 패널;

상기 액정 표시 패널의 측면들 중 한 면 이상에 배치된 광원; 및

상기 액정 표시 패널의 시인(視認)측에 대향하는 배면측에 배치되고 광로 변환 경사면을 가져서 상기 광원으로부터의 입사광을 액정 표시 장치의 시인측으로 반사시키는 광로 변환 시이트

를 포함하는 액정 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 액정 표시 패널이 액정 셀의 한면 또는 양면에 배치된 편광판을 추가로 포함하는 액정 표시 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 액정 표시 패널이 액정 셀과 편광판 사이에 배치된 하나 이상의 위상차판을 추가로 포함하는 액정 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 액정 표시 패널이 액정 셀을 지지하기 위한 셀 기판을 추가로 포함하되, 상기 셀 기판이 광학 등방성 재료로 제조되는 액정 표시 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 광로 변환 시이트가 각각 시이트 평면에 대해 35 내지 48° 범위의 경사각으로 경사져 있는 광로 변환 경사면을 갖고, 광로 변환 시이트의 경사면-형성 표면이 액정 표시 패널의 시인측에 대향하는 배면측에 위치하도록 액정 표시 패널에 접착층을 통해 결합되며, 광로 변환 시이트와 여기에 가장 근접한 셀 기판 중 하나 사이의 굴절률차가 0.15 이하인 액정 표시 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 광로 변환 시이트와 상기 가장 근접한 액정 셀 기판 사이의 굴절률차가 0.10 이하이고, 상기 접착층과 상기 가장 근접한 액정 셀 기판 사이의 굴절률차가 0.15 이하인 액정 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 광로 변환 시이트가, 시이트 평면에 대해 35 내지 48°의 경사각으로 광원에 대면하는 광로 변환 경사면을 갖는 반복적 프리즘상 구조를 포함하는 액정 표시 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 광원에 대면하는 광로 변환 시이트의 광로 변환 경사면의 경사각이 시이트 평면에 대해 38 내지 45° 범위인 액정 표시 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 광로 변환 시이트의 각 프리즘상 구조가 각각 삼각형 단면 모양인 요면부로 이루어진 액정 표시 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 프리즘상 요면부가, 광원이 배치된 액정 표시 패널의 측면에 평행하거나 경사진 능선 방향으로 시이트의 한 쪽 말단으로부터 다른 쪽 말단까지 연장된 연속적인 홈들로 이루어진 액정 표시 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 프리즘상 구조가 요면부로 이루어지고, 상기 요면부가 불연속적인 홈들로 이루어지되, 상기 각 홈의 길이가 그의 깊이의 5 배 이상이고, 상기 홈의 길이 방향이 광원이 배치된 액정 표시 패널의 측면에 평행한 액정 표시 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 광로 변환 시이트의 각 프리즘상 구조가, 직사각형 단면 모양이며 광원에 대면하는 2개 이상의 광로 변환 경사면을 갖는 요면부 또는 철면부로 이루어진 액정 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 광로 변환 시이트의 시인측에 대향하는 배면측에 배치된 반사층을 추가로 포함하는 액정 표시 장치.
제 13 항에 있어서,

상기 반사층이 광로 변환 경사면이 형성된 광로 변환 시이트의 표면에 밀착되어 있는 액정 표시 장치.