KR100867909B1 - 도광판, 면광원장치 및 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

2차원적으로 균등도가 높은 시야각을 갖고 미세한 휘도편차를 억제한 면광원장치, 액정표시장치 및 이에 사용되는 도광판을 제공한다. 액정패널을 조명하는 면광원장치의 도광판은 배면 (34) 에 다수의 마이크로 리플렉터 (20) 를 갖는다. 내부입력광을 대표하는 광선 (P1, P2) 은 사면 (21, 22) 의 순서 또는 사면 (22, 21) 의 순서로 내부반사되어 출사면 (33) 으로 향하는 내부출력광 (Q1, Q2) 이 생성된다. 마이크로 리플렉터 (20) 의 자세는 기준자세에서 x, y, z의 각 축회전으로 변화하고 있기 때문에, 광선 (Q1, Q2) 은 서로 3차원적으로 다른 진행방향으로 출사면 (33) 에 내부입사된다. 출사면 (33) 으로부터의 출사시의 굴절에 의해 이 차이는 증폭된다. 내부출력광이 출사면 (33) 에 도달한 시점에서 이미 광속이 확장되어 있기 때문에, 마이크로 리플렉터 (20) 의 형성위치/공백위치에 대응한 미세한 휘도편차가 억제된다.

마이크로 리플렉터, 도광판, 면광원장치

Description

도광판, 면광원장치 및 액정표시장치{LIQUID GUIDE PLATE, SURFACE LIGHT SOURCE DEVICE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

도 1(a), (b) 는 마이크로 리플렉터가 부착된 도광판을 사용한 면광원장치를 백라이팅에 사용한 액정표시장치의 기본배치를 나타낸 것으로, (a) 는 도광판의 배면측에서 본 평면도, (b) 는 이 평면도 (a) 의 좌측에서 본 측면도이고, 종래기술의 설명에서 사용될 뿐만 아니라 실시형태에 관련되는 액정표시장치의 기본배치의 설명에서도 원용된다.

도 2 는 도 1(a), (b) 중에 나타낸 도광판의 배면상에서의 마이크로 리플렉터의 배열예를 나타낸 것으로, 종래기술의 설명에서 사용될 뿐만 아니라 실시형태에서 마이크로 리플렉터의 배치위치의 설명에서도 원용된다.

도 3 은 마이크로 리플렉터 중 하나를 추출하고, 내부전파광으로부터 내부출력광이 생성되는 모습을 투시적인 사시도로 묘사한 것이다.

도 4 는 기준자세에 있는 마이크로 리플렉터에 내부입력되는 대표 광선 (P1, P2) 에 대하여, +z축방향에서 본 광로 (a), -y축방향에서 본 광로 (b) 및 +x축방향에서 본 광로 (c) 를 각각 나타낸 것이다.

도 5 는 마이크로 리플렉터를 기준자세로 사용한 경우에 대하여, 하나의 마이크로 리플렉터로부터 얻어지는 출사강도 각도특성의 시뮬레이션 계산결과의 일례 를 나타내는 그래프로, 광강도 (COS 보정후) 가 단계적으로 농담묘사되어 있다.

도 6 은 도 5 와 동일한 시뮬레이션 계산결과에 따라 작성된 그래프로, 광강도 (COS 보정후) 가 단계적인 농담과 3차원적인 등휘도곡선군으로 묘사되어 있다.

도 7 은 실시형태 (z축, y축, x축의 각 축회전으로 경사) 에서의 마이크로 리플렉터로 내부입력되는 대표 광선 (P1, P2) 에 대하여, +z축방향에서 본 광로 (a), -y축방향에서 본 광로 (b) 및 +x축방향에서 본 광로를 각각 나타낸 것이다.

도 8 은 실시형태 (z축, y축, x축의 각 축회전으로 경사) 에서의 마이크로 리플렉터에 대하여, 하나의 마이크로 리플렉터로부터 얻어지는 출사강도 각도특성의 시뮬레이션 계산결과의 일례를 나타내는 그래프로, 광강도 (COS 보정후) 가 단계적으로 농담묘사되어 있다.

도 9 는 도 8 과 동일한 시뮬레이션 계산결과에 따라 작성된 그래프로, 광강도 (COS 보정후) 가 단계적인 농담과 3차원적인 등휘도곡선군으로 묘사되어 있다.

도 10 은 비교를 위해, z축 축회전으로 경사진 마이크로 리플렉터로 내부입력되는 대표 광선 (P1, P2) 에 대하여, +z축방향에서 본 광로 (a), -y축방향에서 본 광로 (b) 및 +x축방향에서 본 광로를 각각 나타낸 것이다.

도 11 은 도 10 에서 광로를 설명한 비교예의 마이크로 리플렉터에 대하여, 하나의 마이크로 리플렉터로부터 얻어지는 출사강도 각도특성의 시뮬레이션 계산결과의 일례를 나타내는 그래프로, 광강도 (COS 보정후) 가 단계적으로 농담묘사되어 있다.

도 12 는 도 11 과 동일한 시뮬레이션 계산결과에 따라 작성된 그래프로, 광 강도 (COS 보정후) 가 단계적인 농담과 3차원적인 등휘도곡선군으로 묘사되어 있다.

도 13 은 비교를 위해, z축 축회전 및 x축 축회전으로 경사진 마이크로 리플렉터로 내부입력되는 대표 광선 (P1, P2) 에 대하여, +z축방향에서 본 광로 (a), -y축방향에서 본 광로 (b) 및 +x축방향에서 본 광로 (c) 를 각각 나타낸 것이다.

도 14 는 도 13 에서 광로를 설명한 비교예의 마이크로 리플렉터에 대하여, 하나의 마이크로 리플렉터로부터 얻어지는 출사강도 각도특성의 시뮬레이션 계산결과의 일례를 나타내는 그래프로, 광강도 (COS 보정후) 가 단계적으로 농담묘사되어 있다.

도 15 는 도 14 와 동일한 시뮬레이션 계산결과에 따라 작성된 그래프로, 광강도 (COS 보정후) 가 단계적인 농담과 3차원적인 등휘도곡선군으로 묘사되어 있다.

도 16 은 코너 에어리어 (C) 의 주변을 예로 들어 x축방향과 입사면의 관계를 나타낸 도면이다.

도 17 은 도광판의 코너부로부터 1차광을 공급하는 배치를 취한 예를 설명하는 도면이다.

도 18 은 도 17 경우의 x축방향의 분포를 나타낸 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 30, 40, 50 : 도광판

12, 32 : 입사면

13, 33, 43, 53 : 출사면

14, 34, 44, 54 : 배면

20 : 마이크로 리플렉터

21 : 사면 (제 1 내부반사면)

22 : 사면 (제 2 내부반사면)

25 : 봉우리부

L1 : 1차광원

LP : 액정표시패널

본 발명은 도광판, 면광원장치 및 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하면, 배면에 다수의 마이크로 리플렉터를 설치한 도광판의 개량과 이 개량에 관련되는 도광판을 사용한 면광원장치 및 이 면광원장치를 액정표시패널의 조명에 사용한 액정표시장치에 관한 것이다. 본 발명은, 예컨대, 퍼스널 컴퓨터, 카나비게이션 시스템, 휴대전화 등에 부설되는 액정표시장치, 이에 사용되는 면광원장치 및 도광판에 적용된다.

도광판의 단부로부터 광을 공급하여, 도광판내에 도입된 광을 출사면으로부터 출력하도록 한 면광원장치는 널리 알려져 있고, 액정표시패널의 조명 등에 널리 사용되고 있다. 1차광원으로는 봉형상의 형광램프 (냉음극관) 가 널리 사용되 어 왔으나, 최근에는 LED (발광다이오드 ; 이하 동일) 와 같은 점형상 발광체를 이용한 것도 채용되고 있다.

이와 같은 면광원장치에 있어서는, 도광판내로 도입된 광은 그 진행방향이 출사면을 향하도록 전환된 후에 출사면으로부터 출력된다. 도광판으로서 광산란 도광체를 채용하거나, 배면이나 출사면에 광확산기능을 갖게 하는 등의 출사촉진처리를 실시함으로써, 도광판 내부를 전파하는 광의 진행방향 전환을 도모하여, 출사면으로부터의 출사를 촉구하는 것이 종래부터 실행되고 있다.

그러나, 공지된 바와 같이, 이와 같은 수단으로 얻어지는 출사광은 전방으로 크게 경사진 방향 (예컨대, 정면방향에 대하여 60도 정도 경사) 으로 우선적으로 출력된다. 이와 같이 크게 경사진 출력방향이 요망되는 것은 드물고, 거의 정면방향 또는 그 주변방향으로의 출사가 요망되는 것이 통례이다. 따라서, 요망되는 우선적인 출력방향이 얻어지는 방향전환을 가능하게 하는 기술의 하나로서, 다수의 마이크로 리플렉터를 도광판의 배면 상에 설치하는 것이 제안되어 있다.

이 기술에 의하면, 마이크로 리플렉터는 도광판의 배면에 다수의 미소돌기의 형태로 형성되고, 이 돌기의 내면반사에 의해 출사면으로 향하는 내부전파광이 생성된다. 이 내부전파광은 출사면으로부터 출사되어 출력광이 된다. 이와 같은 마이크로 리플렉터를 형성한 도광판을 채용한 면광원장치를 액정표시패널의 조명에 사용한 예에 대하여, 도 1 ∼ 도 4 를 참조하여 설명한다.

먼저, 도 1(a) 는 마이크로 리플렉터가 부착된 도광판을 사용한 면광원장치를 백라이팅에 사용한 액정표시장치의 개략 배치를 도광판의 배면측에서 본 평면도 이고, 도 1(b) 는 도 1(a) 의 좌측에서 본 측면도이다. 도 2 는 동일한 배치에서의 마이크로 리플렉터 (20) 의 배열예를 나타내고 있다. 이들 도면에서, 부호 10 은 아크릴수지, 폴리카보네이트 (PC), 시클로올레핀계 수지 등의 투명재료로 이루어지는 도광판으로, 그 하나의 측단면이 입사면 (12) 을 제공하고 있다.

봉형상의 1차광원 (냉음극관 ; L1) 이 입사면 (12) 을 따라 배치되어 입사면 (12) 에 광을 공급한다. 도광판 (10) 의 2 개의 메이저면 (13, 14) 중 한쪽이 출사면 (13) 이 된다. 다른 한쪽 면 (배면 ; 14) 에는 미소돌기형상의 마이크로 리플렉터 (20) 가 다수 설치되어 있다. 출사면 (13) 의 외측에는 공지된 액정패널 (PL) 이 배치되고, 백라이트형 액정디스플레이가 구성되어 있다. 또한, 도 1(a) 에서는 마이크로 리플렉터 (20) 는 도시되어 있지 않다. 치수표시는 예시이며 사용한 단위는 ㎜ 이다.

1차광원 (L1) 으로부터 방출된 광은, 입사면 (12) 을 통과하여 도광판 (10) 내로 도입된다. 도광판 (10) 내를 전파하는 광이 마이크로 리플렉터 (20) 내로 들어가면, 내부반사에 따라 방향전환이 일어나 출사면 (13) 을 향하는 광이 생성된다. 여기에서, 내부반사는 후술하는 바와 같이 원칙적으로 2 회 일어난다.

도 2 에는, 도광판 (10) 의 배면 (14) 상에서의 마이크로 리플렉터 (20) 의 배열예를 나타낸다. 여기에서, 입사면 (12) 을 따라 배치되는 1차광원 (L1) 은 봉형상의 냉음극관으로, 그 발광부의 길이가 입사면 (12) 의 길이보다 약간 짧게 되어 있다. 양단은 전극부 (EL1, EL2) 로 발광되지 않는다. 이와 같은 설계는 양단의 전극부 (EL1, EL2) 가 돌출되는 것을 피하기 위해 자주 채용된다.

배면 (14) 상에서 마이크로 리플렉터 (20) 는, 입사면 (12) 으로부터의 거리의 증대에 따라 피복율이 높아지는 경향을 갖도록 분포되어 있다.

또한, 전극부 (EL1, EL2) 에 가까운 코너 에어리어 (C, D) 에서는, 별도의 고피복율로 마이크로 리플렉터 (20) 가 배열되어 있다. 이와 같은 피복율분포에 의해, 입사면 (12) 으로부터의 거리에 의존한 휘도변화와, 코너 에어리어에서의 휘도부족이 나타나는 것이 방지된다. 또한, 마이크로 리플렉터의 「피복율」이란, 도광판 배면에서 단위면적당 마이크로 리플렉터에 의한 점유면적을 말한다.

각 마이크로 리플렉터 (20) 는 사각추형상을 갖고, 배면 (14) 을 대표하는 일반면 (마이크로 리플렉터 (20) 를 가상적으로 제외한 면) 으로부터 돌출되어 있다. 각 마이크로 리플렉터 (20) 의 자세는, 그곳으로 접근하는 광을 효율적으로 내부입력시켜, 출사면 (13) 에 대략 수직방향으로 향하는 내부출력광으로 전환되도록 정해져 있다. 이 모습을 도 3, 도 4(a), (b), (c) 를 참조하여 설명한다.

도 3 은 마이크로 리플렉터 (20) 중 하나를 추출하여 내부전파광으로부터 내부출력광이 생성되는 모습을 투시적인 사시도로 나타내고 있다. 마이크로 리플렉터 (20) 로의 내부입력광은 2 개의 광선 (P1, P2) 으로 대표되고 있다. 이 중, P1 은 사면 (21, 22) 의 순서로 내부반사되는 내부입력광을 대표하고, P2 는 사면 (22, 21) 의 순서로 내부반사되는 내부입력광을 대표한다. 광선 (Q1, Q2) 은 광선 (P1, P2) 으로부터 각각 생성되는 내부출력광을 나타내고 있다.

또한, 1 쌍의 P1, P2 는 모두 마이크로 리플렉터 (20) 로 내부입력되는 광의 주된 접근방향에 평행이다. 또한, 도 3 에서, 좌표계 O-XYZ 는 방향을 지정하는 우수 (右手) 직교좌표계로, Z 축은 배면 (14) 측으로부터 출사면 (13 ; 정확하게 말하면, 출사면을 대표하는 제 2 일반면 ; 이하 동일) 에 대하여 수직으로 연장되는 축으로, +Z 방향이「정면방향」에 대응한다.

X 축은, Z 축에 수직이면서 입사면 (12) 에 수직인 축으로, 방향 (부호) 에 대해서는 입사면 (12) 에서 멀어지는 방향을 +X 방향으로 한다. Y축은, Z축, X축과 함께 우수계의 직교좌표계 O-XYZ (원점 (O) 의 위치는 임의) 를 구성하는 방향으로, Z축, X축과 각각 직교하고 입사면 (12) 에 대하여 평행하다.

또한, 본 명세서에서는 설명의 편의상, 직교좌표계 O-XYZ 와는 별도로 각 마이크로 리플렉터마다 직교좌표계 O-xyz 를 정의한다. 여기에서, x축, y축, z축은 다음과 같이 정의한다.

먼저, z축은 Z축과 동일한 방향 (그 방향을 포함) 의 축으로, +z방향이 「정면방향」에 대응한다. x축은 z축에 수직이고 또한 「그 마이크로 리플렉터로 내부입력되는 광의 주된 접근방향 (그 방향을 포함) 을 출사면 상으로 사영 (射影) 한 방향을 나타내는 축으로 한다. 그리고, y축은 z축, x축과 함께 우수계의 직교좌표계 O-xyz (원점 O 의 위치는 임의) 를 구성하는 방향으로, z축, x축과 각각 직교한다.

여기에서 주의해야할 점은, 도 3 에 추출묘사된 마이크로 리플렉터에 대해서는 O-XYZ 와 O-xyz 가 일치하고 있지만, 일반적으로는 X축과 x축, Y축과 y축은 각각 다를 가능성이 있다는 것이다. 예컨대, 도 2 중에서 코너부 (C, D) 에 형성 된 마이크로 리플렉터에 대해서는, 내부입력광의 주된 접근방향을 XY 평면 상에 사영한 것이 +X축방향에 대하여 경사지므로 Y축과 y축, X축과 x축은 각각 평행하게 되지 않는다.

그리고, 도 3 에 나타낸 바와 같이, 마이크로 리플렉터 (20) 는, 입사면 (12) 으로부터 먼 측의 1 쌍의 사면 (21, 22) 을 제 1, 제 2 의 내부반사면으로 제공하고 있다. 양 사면 (내부반사면 ; 이하 동일 ; 21, 22) 이 만나 봉우리 (25) 가 형성된다. 입사면 (12) 에 가까운 측에도 1 쌍의 사면 (23, 24) 이 있고, 사면 (23, 24) 이 만나 봉우리 (26) 가 형성된다.

결국, 본 예에서는, 4 개의 사면에 의해 사각추 돌기형상의 마이크로 리플렉터 (20) 가 형성된다. 또한, 도 3 에서, 마이크로 리플렉터 (20) 의 기슭 라인 (배면 (14) 을 대표하는 일반면과의 교선) 을 파선으로 표시하였다.

마이크로 리플렉터 (20) 는, 도광판 (10) 내를 전파하는 광의 입장에서 보면 내부에 오목부를 제공하게 된다. 이 오목부에는, 사면 (21, 22) 이 만드는 골과 사면 (23, 24) 이 만드는 골이 포함된다.

대표 광선 (P1, P2) 의 마이크로 리플렉터 (20) 로의 접근은, 입사면 (12) 으로부터 직접, 또는 출사면 (13) 또는 배면 (14) 에서의 내부반사를 경험한 후 이루어진다. 그리고, 광선 (P1, P2) 은 각각 사면 (21, 22) 의 한쪽에 도달한다. 단, 사면 (23 또는 24) 에서 내부반사된 후 사면 (21 또는 22) 으로 향하는 광도 발생시킬 수 있다.

사면 (21 또는 22) 에 도달한 광의 대부분은, 사면 (21, 22) 의 순서 또는 사면 (22, 21) 의 순서로 내부반사되어 출사면 (13) 으로 향하는 내부출력광 (Q1, Q2) 이 생성된다. 이 내부출력광 (Q1, Q2) 이 출사면 (13) 으로부터 출사되어 도광판 (10) 의 출력광이 된다. 이와 같이, 각 마이크로 리플렉터 (20) 의 사면 (21, 22) 은, 내부입력된 광의 진행방향을 전환하여 내부출력하는 전환출력부로서 기능한다. 또한, 출사후의 광선에 대해서도 참조부호 (Q1, Q2) 를 적절히 사용하는 것으로 한다.

그리고, 여기에서 마이크로 리플렉터 (20) 의 자세에 대하여 설명한다. 도 4(a), (b), (c) 는 종래의 전형적인 마이크로 리플렉터 자세 하에서 광선 (P1, P2) 이 정면방향으로의 내부출력광 (Q1, Q2) 으로 변환되는 모습을 3 방향에서 나타낸 것이다. 도 4(a) 는 +z축방향 (정의상, +Z방향과 동일) 에서 본 도면, 도 4(b) 는 -y축방향 (여기에서는, -Y방향과 동일) 에서 본 도면, 도 4(c) 는 +x축방향 (여기에서는, +X방향과 동일) 에서 본 도면이다.

이들 도면을 참조하여, 대표 광선 (P1, P2) 의 거동을 좌표계 o-xyz 를 사용하여 간단히 바꿔 말하면 다음과 같다.

도 4(a) 에 나타낸 바와 같이, 대표 광선 (P1, P2) 의 마이크로 리플렉터 (20) 로의 접근방향의 xy 평면상으로의 사영은, +x축방향과 일치하고 있다. 마이크로 리플렉터 (20) 에 내부입력된 대표 광선 (P1, P2) 은, 특히 도 4(b), (c) 로부터 용이하게 이해되는 바와 같이, xy평면, yz평면, zx평면 중 어느 것에 대해서도 경사진 사면 (21 또는 22) 에서 내부반사되어, +z축방향으로 향하는 광선 (Q1, Q2) 으로 변환된다. 이들 광선 (Q1, Q2) 은 내부출력광을 대표하고 있고, 서로 평행하다. 광선 (Q1, Q2) 은 출사면 (13) 으로부터 +z축방향으로 출사된다.

본 명세서에서는, 이와 같은 방향전환이 실시되는 각 마이크로 리플렉터의 자세 (즉, 도 4(a), (b), (c) 에 나타낸 자세) 를 「기준자세」라고 한다. 기준자세의 조건은 하기 (1), (2), (3) 을 동시에 만족시키는 것이다.

조건 1 : 전환출력부의 봉우리부 (25) 의 연장방향의 xy 평면상으로의 사영이, +x축방향과 일치한다 (특히, 도 4(a) 를 참조).

조건 2 : 이 봉우리부 (25) 를 통과하여 제 1 내부반사면 (21) 과 제 2 내부반사면 (22) 이 이루는 각도를 2 등분하는 면이 xy 평면과 수직이다 (특히, 도 4(c) 를 참조).

조건 3 : 주된 접근방향 (+x축방향) 을 따라 마이크로 리플렉터로 내부입력된 광이, +z축방향의 내부출력광으로 방향전환된다.

이와 같은 기준자세로 마이크로 리플렉터 (20) 를 배면상에 다수 설치한 도광판 또는 이를 사용한 면광원장치는, 간결한 구성으로 측방으로부터 공급되는 1차광을 직접적으로 대략 정면방향으로의 내부출력광으로 변환하여 고효율로 출력할 수 있다는 이점을 갖고 있다.

그러나, 마이크로 리플렉터를 기준자세로 사용한 종래기술에서는, 출력광의 지향성이 너무 강해지는 경향이 있어, 관찰방향을 주된 출사방향 (Q1, Q2 방향) 으로부터 작은 각도 어긋나게 하면 밝기가 급감되는 문제를 발생하였다 (시야각의 협 착). 특히 z축 회전의 자세를 상기 조건 1 에 적합시킴으로써, zx 평면내에 대한 시야각과 yz 평면내에 대한 시야각의 사이에 큰 차이가 생겨, 후자 (yz평면내에 대한 시야각) 가 매우 좁아진다는 결점이 있었다.

도 5, 도 6 은, 마이크로 리플렉터를 기준자세로 사용한 경우에 대하여, 1개의 마이크로 리플렉터로부터 얻어지는 출사강도 각도특성의 시뮬레이션 결과의 일례를 나타내는 그래프이다. 양 도면에서 횡축은 zx 평면내에서의 각도 (경사각도) 로 입사면에 가까운 측이 부호 -, 입사면에서 먼 측이 부호 + 로 되어 있다. 또한, 종축은 yz평면내에서의 각도 (경사각도) 를 나타내고, 입사면측에서 보아 우측으로의 경사가 부호 +, 좌측으로의 경사가 - 로 되어 있다.

광강도는, 도 5, 도 6 에 있어서, 공지된 COS 보정 (측광방향 경사의 방향 코사인에 따른 측광값보정) 후의 출사강도를 5단계로 나누어 농담묘사되어 있다. 도 6 은 도 5 의 그래프를 입체적으로 다시 묘사한 것으로, 광강도가 농담묘사에 추가하여 3차원적인 등휘도곡선군으로 그려져 있고, 횡축-종축평면으로부터의 높이가 COS 보정후의 밝기 (광강도) 를 나타내고 있다.

또한, 이후, 기준자세를 기준으로 한 마이크로리플렉터의 자세를 적절히 파라미터의 세트 (r, s, t) 로 표현한다. 여기에서, r 은 기준자세를 기준으로 하여 측정한 z축 회전의 자세, s 는 기준자세를 기준으로 하여 측정한 x축 회전의 자세, t 는 기준자세를 기준으로 하여 측정한 y축 회전의 자세를 각각 각도 (°) 로 나타낸 것으로 한다. 기준자세에서는 당연 r=s=t=0도이다.

양 도면으로부터, 주된 출력방향 (Q1, Q2 에 대응) 은 횡축각도 (zx 평면내 각도), 종축각도 (yz 평면내각도) 모두 대략 0도, 즉 대략 정면방향에 있고, yz 평면내에 대한 시야각이 zx 평면 내에 대한 시야각에 비하여 매우 좁은 것을 알 수 있다.

또한, 이와 같은 시야가 좁은 문제에 더하여 미세한 휘도편차의 문제가 있다. 즉, 내부출력광의 지향성이 강하기 때문에, 마이크로 리플렉터의 바로 위의 위치에서는 매우 밝지만, 그곳에서 떨어진 위치 (마이크로 리플렉터와 마이크로 리플렉터의 사이에 대응) 에서는, 내부출력광이 소량만 출사면에 도달하기 때문에 어두워진다. 그 결과, 미세한 휘도편차가 생겨 시각에 번쩍거림이 생긴다.

또한, 비교예로서 후술하는 바와 같이 상기 조건 1 을 까다롭지 않게 하여 문제를 완화시키는 것도 시도하였으나, 충분히 해결할 수 없었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 전술한 종래기술의 문제점을 해결하여, 입사면측에서 보아 좌우폭방향에 대해서도 시야각을 넓힘과 동시에, 마이크로 리플렉터의 형성위치/공백위치에 대응한 미세한 휘도편차를 억제할 수 있는 도광판, 면광원장치 및 이를 사용한 액정표시장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명은, 도광판의 배면에 다수 형성되는 마이크로 리플렉터에 대하여, 기본자세로부터 3차원적인 편위 (z축 회전의 로테이션, x축 회전의 피칭, y축 회전의 롤링) 를 부여하는 것을 통하여 상기 문제를 해결한 것이다.

본 발명은, 먼저, 메이저면이 제공하는 출사면과, 상기 출사면에 대향하는 메이저면이 제공하는 배면과, 광입력을 위한 입사면을 갖고, 1차광원으로부터 광공 급을 받는 도광판에 적용된다.

여기에서, 도광판의 배면은, 광진행방향 전환을 위한 다수의 돌기형상의 마이크로 리플렉터를 구비한다. 마이크로 리플렉터의 각각은 전환출력부를 포함하고, 각 전환출력부는, 봉우리부와 그 양측에 각각 상기 배면을 대표하는 제 1 일반면에 대하여 경사져 형성된 제 1 내부반사면 및 제 2 내부반사면을 포함한다. 상기 봉우리부, 상기 제 1 내부반사면 및 상기 제 2 내부반사면에 의해 상기 마이크로 리플렉터의 내부에는 골이 형성된다.

상기 골은, 상기 입사면으로부터 멀어짐에 따라 폭이 좁아짐과 동시에 깊이가 얕아지는 경향이 있는 형상을 갖는다. 이에 의해, 상기 골에 도래하는 내부입력광이 상기 제 1 반사면 및 상기 제 2 반사면 중의 한쪽에서 반사되고, 이어서 다른 한쪽의 반사면에서의 반사에 의해 상기 출사면으로 향하는 내부출력광이 생성되도록 되어 있다.

그리고, 본 발명의 특징에 따라, 상기 각 마이크로 리플렉터의 자세에 조건이 부가되어 있다. 여기에서, 이 조건을 기술하기 위해, 「x축, y축, z축」을 하기 (1)∼(3)으로 정의하고, 마이크로 리플렉터의 「기준자세」를 하기 (4) 와 같이 정의한다.

(1) 내부입력광의 주된 접근방향의, 상기 출사면을 대표하는 제 2 일반면으로의 사영을 x축으로 한다.

(2) 상기 출사면에 수직이고 상기 배면으로부터 상기 출사면으로 향하는 축을 z축으로 한다.

(3) z축 및 x축에 수직이면서 z축 및 x축과 함께 우수계를 구성하는 축을 y축으로 한다.

(4) 전술한 바와 같이, 하기의 조건 1∼조건 3 (전술한 것과 동일) 을 동시에 만족시키는 마이크로 리플렉터의 자세를 「기준자세」로 한다.

조건 1 : 전환출력부의 봉우리부의 연장방향의 xy평면상으로의 사영이 x축의 방향과 일치한다.

조건 2 : 이 봉우리부를 통과하여 제 1 내부반사면과 제 2 내부반사면이 이루는 각도를 2 등분하는 면이 xy평면과 수직이다.

조건 3 : 주된 접근방향으로부터 마이크로 리플렉터로 내부입력된 광은 z축방향의 내부출력광으로 방향전환된다.

상기 정의를 사용하여, 본 발명의 특징에 따른 마이크로 리플렉터의 자세는 하기와 같이 기술할 수 있다.

상기 각 마이크로 리플렉터에 대하여, z축 회전자세, x축 회전자세 및 y축 회전자세 모두가 상기 기준자세의 z축 회전자세, x축 회전자세 및 y축 회전자세로부터 각각 실제적으로 어긋나 있다. 자세의「어긋남」의 크기는 모두 작은 각도인 것이 바람직하다. 실제적인 어긋남의 예를 기술하면, z축 회전에서는 3도∼10도 정도, x축 회전에서는 5도∼15도 정도, y축 회전에서는 1도∼5도 정도가 된다. 또한, 구체예에 대해서는 후술하는 실시형태를 참조하면 된다.

이와 같은 3차원적인 자세경사에 의해, 각 마이크로 리플렉터에서 생성되는 내부출력광에 각도확장, 특히 yz평면 내에서의 각도확장이 생긴다. 따라서, 저 절로 방향의 편차가 적은 시야각의 확장이 얻어진다. 또한, 각 마이크로 리플렉터에서 생성되는 내부출력광의 진행방향이 각도적으로 넓어져 출사면으로의 내부입사범위 (면적) 가 넓어진다. 그 결과, 마이크로 리플렉터의 형성위치/비형성위치의 차이에 대응한 미세한 휘도편차가 완화된다.

다음으로, 본 발명은 1차광원과, 상기 1차광원으로부터 광공급을 받는 도광판을 포함하는 면광원장치에 적용된다. 도광판으로는 상기와 같이 개량된 도광판이 채용된다. 또한, 이 면광원장치를 액정표시패널의 조명용으로 배치하면 본 발명에 따른 액정표시장치가 구성된다. 본 발명에 따라 개량된 도광판의 특징은 이들 면광원장치, 액정표시장치에도 반영된다.

즉, 특정 방향으로 치우치지 않는 시야각의 확장을 갖는 면광원장치 또는 액정표시장치가 얻어진다. 또한, 마이크로 리플렉터의 형성위치/비형성위치의 차이에 대응한 미세한 휘도편차가 완화된 면광원장치가 얻어지고, 이를 사용한 액정표시장치의 표시품질이 개선된다.

실시형태

이하, 본 발명의 실시형태에 관련되는 액정표시장치에 대하여 설명한다. 먼저, 1차광원, 도광판, 액정표시패널의 기본적인 배치관계에 대해서는, 도 1(a), (b) 에 나타낸 것과 동일하여도 된다. 단, 도광판에 대해서는 도 4(a), (b), (c) 에 나타낸 도광판 (10) 대신에, 본 발명의 특징을 구비한 도광판 (30) 을 사용한다. 도광판 (10) 의 배면 (14) 상에는, 기본자세의 마이크로 리플렉터 (20) 가 다수 형성되어 있는 것에 주의해야 한다. 또한, 도 1(a), (b) 에서, 도광판 (30) 과 그 입사면 (32), 출사면 (33), 배면 (34) 을 위한 참조숫자는 괄호 내에 표기하였다.

도광판 (30) 은, 도광판 (10) 과 동일하게, 아크릴수지, 폴리카보네이트 (PC), 시클로올레핀계 수지 등의 투명재료로 이루어지는 도광판으로, 그 하나의 측단면을 입사면 (32) 으로 제공한다.

봉형상의 1차광원 (냉음극관 ; L1) 이 입사면 (32) 을 따라 배치되어 입사면 (32) 에 광을 공급한다. 도광판 (30) 의 한쪽의 메이저면이 출사면 (33) 을 제공하고, 다른 한쪽의 메이저면이 배면 (34) 을 제공한다. 배면 (34) 에는, 미소돌기형상의 마이크로 리플렉터 (20) 가 다수 설치되어 있다. 출사면 (33) 의 외측에는 공지된 액정패널 (PL) 이 배치되고, 백라이트형 액정표시장치가 구성된다. 또한, 이미 서술한 바와 같이, 도 1(a) 에서는 마이크로 리플렉터 (20) 의 묘사는 생략되고, 치수표시는 예시에 불과하다.

1차광원 (L1) 으로부터 방출된 광은, 입사면 (32) 을 통과하여 도광판 (30) 내로 도입된다. 도광판 (30) 내를 전파하는 광이 마이크로 리플렉터 (20) 내로 들어가면, 내부반사에 따라 방향전환이 일어나 출사면 (33) 을 향하는 광이 생성된다. 내부반사는, 도광판 (10) 을 사용한 종래예와 동일하게, 원칙적으로 2 회 일어난다.

다음에, 도광판 (30) 의 배면 (34) 상에서의 마이크로 리플렉터 (20) 의 배열위치에 대해서는, 도 2 에 나타낸 것과 동일하게 한다. 이에 대하여, 도 2 에서 괄호 내의 참조번호가 원용된다. 도광판 (30) 의 배면 (34) 에서, 마이크 로 리플렉터 (20) 는 입사면 (32) 으로부터의 거리의 증대에 따라 피복율이 높아지는 경향을 갖도록 분포되어 있다.

또한, 봉형상의 냉음극관 (L1) 의 전극부 (EL1, EL2) 에 가까운 코너 에어리어 (C, D) 에서는, 별도로 고피복율로 마이크로 리플렉터 (20) 가 형성되어 있다. 이와 같은 피복율분포에 의해, 입사면 (32) 으로부터의 거리에 의존한 휘도변화와, 코너 에어리어 (C, D) 에서의 휘도부족이 나타나는 것이 방지된다. 각 마이크로 리플렉터 (20) 는 사각추형상을 갖고, 배면 (34) 을 대표하는 일반면 (마이크로 리플렉터 (20) 를 가상적으로 제외한 면) 으로부터 돌출되어 있다.

그리고, 여기에서 중요한 점은, 각 마이크로 리플렉터 (20) 의 자세가 종래예에서 설명한 것과 다른 것이다. 즉, 전술한 종래예에서는 각 마이크로 리플렉터는 기본자세 (도 4(a)∼(c) 참조 ; r=s=t=0) 를 취하였던 것에 대하여, 본 실시형태에서는 기준자세에 대하여 z축 회전으로 5도, x축 회전으로 7도, y축 회전으로 2도의 회전시프트를 부여한 자세를 취하고 있다. 파라미터 r, s, t 로 표시하면, r=5도, s=7도, t=2도이다.

이와 같은 3차원적인 경사자세를 마이크로 리플렉터 (20) 가 취하게 한 경우에 대하여, 도 4(a), (b), (c) 와 동일한 묘사형식으로 광로의 개요를 도 7(a), (b), (c) 에 나타냈다. 광선 (P1, P2) 이 내부출력광 (Q1, Q2) 으로 변환되어 출사면 (33) 으로부터 출사되는 프로세스가, 도 7(a) 에서는 +z축방향에서, 도 7(b) 에서는 -y축방향에서, 도 7(c) 에서는 +x축방향에서 본 도면으로 각각 나타나 있다.

이미 서술한 바와 같이, P1 은 사면 (21, 22) 의 순서로 내부반사되는 내부입력광을 대표하고, P2 는 사면 (22, 21) 의 순서로 내부반사되는 내부입력광을 대표한다. 광선 (P1, P2) 은, 마이크로 리플렉터로의 주된 접근방향에 평행하다.

도 7(a), (b), (c) 에 나타낸 바와 같이, 광선 P1 으로 대표되는 내부입력광은, 마이크로 리플렉터 (20) 의 사면 (21, 22) 의 순서로 연달아 내부반사되어 출사면 (33) 으로 향하는 내부출력광 (Q1) 이 생성된다. 동일하게, 광선 P2 로 대표되는 내부입력광은, 마이크로 리플렉터 (20) 의 사면 (22, 21) 의 순서로 연달이 내부반사되어 출사면 (33) 으로 향하는 내부출력광 (Q2) 이 생성된다. 내부출력광은 출사면 (33) 으로부터 출사되어 도광판 (10) 의 출력광이 된다.

이와 같이 각 마이크로 리플렉터 (20) 의 사면 (21, 22) 은, 내부입력된 광의 진행방향을 전환하여 내부출력하는 전환출력부로서 기능한다.

마이크로 리플렉터 (20) 의 자세가 기준자세에서 x, y, z 각 축의 회전으로 변화하고 있다. 이에 따라, 사면 (21, 22 ; 제 1 및 제 2 내부반사면) 의 면방위가, 기준자세의 그것으로부터 3차원적으로 변화하고 있다. 따라서, 광선 Q1 과 광선 Q2 는 서로 3차원적으로 다른 방향으로 경사진 진행방향으로 출사면 (33) 에 내부입사된다. 출사면 (33) 으로부터의 출사시의 굴절에 의해 이 차이는 증폭된다.

실제로 출사면 (33) 으로부터 출사되는 광은, 이와 같은 대표 광선 Q1 의 주위, 및 대표 광선 Q2 의 주위에 퍼져 있다. 따라서, 결국 기준자세의 경우 (도 4 참조) 에 비하여, 하나의 마이크로 리플렉터 (20) 로부터 진행방향의 분포가 2차 원적으로 확장되게 된다. 또한, 내부출력광 (Q1, Q2) 이 출사면 (33) 에 도달한 시점에서 이미 광속이 확장되어 있는 것에도 주의해야 한다. 이에 의해, 마이크로 리플렉터 (20) 의 형성위치/공백위치에 대응한 미세한 휘도편차가 억제된다.

도 8, 도 9 는, 본 실시형태에서 채용되고 있는 마이크로 리플렉터에 대하여, 하나의 마이크로 리플렉터로부터 얻어지는 출사강도 각도특성의 시뮬레이션 결과의 일례를 나타내는 그래프이다. 양 도면에서의 묘사형식 (횡축, 종축의 의미, 광강도의 표시방법 등) 은, 도 5, 도 6 과 동일하므로 반복설명은 생략한다.

도 8, 도 9 로부터, 주된 출력방향 (Q1, Q2 에 대응) 은 정면방향으로부터 횡축각도 (zx 평면내각도) 로 10도 정도 어긋나지만, yz평면내에 대한 시야각, zx평면 내에 대한 시야각 모두 상당히 확장되었음을 알 수 있다. 특히, 전자가 후자에 비하여 매우 좁은 도 4∼도 6 의 경우에 비하여 현저하게 개선되어 있다.

여기에서, 비교를 위해, r=5도, s=t=0도 (z축 회전으로만 5도 경사) 의 경우 및 r=5도, s=7도, t=0도 (z축 회전 및 x축 회전으로 경사) 인 경우에 대하여, 각각 대표 광선 (P1, P2) 의 방향전환의 모습을, 도 10(a)∼(c) 및 도 13(a)∼(c) 에 나타냈다.

양 도면의 묘사형식은 도 4(a)∼(c) 와 동일하고, (a) 는 +z축방향, (b) 는 -y축방향, (c) 는 +x축방향에서 각각 본 도면이다.

또한, 도 10, 도 13 에서 도광판은 부호 40, 50 으로 각각 표기되고, 동일하게, 출사면은 43, 53, 배면은 44, 54 로 각각 표기되어 있다.

또, 도 5, 도 6 또는 도 8, 도 9 의 경우와 동일한 시뮬레이션을 실시한 결과에 따른 그래프를 도 11, 도 12, 도 14, 도 15 에 나타냈다. 이들의 그래프에서의 묘사형식 (횡축, 종축의 의미, 광강도의 표시방법 등) 은 도 5, 도 6 또는 도 8, 도 9 와 동일하므로 반복설명은 생략한다.

도 8, 도 9 의 그래프와 도 11, 도 12 의 그래프의 대비 비교로부터, z축 회전에서만 기준자세로부터 어긋난 경우, yz평면내 (입사면 (32) 에서 보아 좌우방향) 의 시야의 확장에 상당한 편중이 발생하는 것을 알 수 있다.

도 14, 도 15 의 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 이 편중은 z축 회전 (r=5도) 에 추가하여 x축 회전 (s=7도) 으로 기준자세로부터 어긋나게 하는 정도에 의해 완화된다. 그러나, 본 실시형태 (r=5도, s=7도, t=2도) 와 비교하면, 개선이 불충분하다.

또한, r=5도, s=7도, t=2도의 조합은 어디까지나 하나의 예이다. 최적 수치는 모든 조건을 고려하여 설계적으로 정해지는 것이 바람직하다. 일반적으로는, r, s, t 모두 작은 각도이고, z축 회전 r 은 3도∼10도 정도, x축 회전 s 는 5도∼15도 정도, y축 회전 t 는 1도∼5도 정도가 실제적이라고 생각된다.

또, x축, y축, z축은 도 3 의 관련설명에서 언급한 바와 같이, 도광판 (30) 의 윤곽에 대하여 고정적인 관계에 있다고는 할 수 없다. 도 2 와 같이 입사면 (32) 을 따라 발광길이가 짧은 봉형상 광원을 배치한 경우, 대다수의 마이크로 리플렉터에 있어, x축은 입사면 (32) 과 수직이 되지만 (도 3 의 X축에 대응), 코너주변을 중심으로, -x축방향이 입사면 (32) 의 중앙부측으로 경사진다. 이 모습 을 코너 에어리어 (C ; 도 2 참조) 의 주변을 예로 들어 도 16 에 나타냈다. 화살표군이 각 부분의 +축방향의 분포를 나타내고 있다.

또한, 도 17 의 예에서는, 코너부 (62) 로부터 1차광이 공급되고, 도광판 (60) 의 배면 (64) 상에 마이크로 리플렉터 (20) 가, 도시한 바와 같이 배열되어 있다. 이 경우, +x축방향의 분포는 도 18 에 나타낸 바와 같은 것으로 된다. 또한, 도 17 의 그물형상의 곡선군은 마이크로 리플렉터의 배열위치를 연결하는 선군으로, 격자점 (ㆍ) 이 개개의 마이크로 리플렉터의 배치위치를 나타내고 있다. 각 격자점에 배치되는 마이크로 리플렉터 (20) 의 자세는, 기준자세에서 실시형태와 동일한 방식으로 어긋나 있다.

본 발명에 의하면, 입사면측에서 보아 좌우 폭방향에 대해서도 시야각을 확장할 수 있을 뿐만 아니라, 마이크로 리플렉터의 형성위치/공백위치에 대응한 미세한 휘도편차를 억제할 수 있는 도광판, 면광원장치 및 이를 사용한 액정표시장치가 제공된다.

Claims (3)

1. 메이저면이 제공하는 출사면과, 상기 출사면에 대향하는 메이저면이 제공하는 배면과, 광입력을 위한 입사면을 갖고, 1차광원으로부터 광공급을 받는 도광판에 있어서:

   상기 배면은, 광진행방향 전환을 위한 다수의 돌기형상의 마이크로 리플렉터를 구비하고;

   상기 마이크로 리플렉터 각각은 전환출력부를 포함하고;

   상기 전환출력부는, 봉우리부와 그 양측에 각각 상기 배면을 대표하는 제 1 일반면에 대하여 경사져 형성된 제 1 내부반사면 및 제 2 내부반사면을 포함하고;

   상기 봉우리부, 상기 제 1 내부반사면 및 상기 제 2 내부반사면에 의해 상기 마이크로 리플렉터의 내부에는 골이 형성되고;

   상기 골은, 상기 입사면으로부터 멀어짐에 따라 폭이 좁아짐과 동시에 깊이가 얕아지는 형상을 갖고,

   이로 인해, 상기 골에 도래하는 내부입력광이 상기 제 1 반사면 및 상기 제 2 반사면 중의 일방에서 반사되고, 이어서 타방의 반사면에서의 반사에 의해 상기 출사면으로 향하는 내부출력광이 생성되도록 되어 있고;

   상기 각 마이크로 리플렉터에 대하여, (1) 내부입력광의 주된 접근방향의, 상기 출사면을 대표하는 제 2 일반면으로의 사영을 x축, (2) 상기 출사면에 수직이고 상기 배면으로부터 상기 출사면으로 향하는 축을 z축, (3) z축 및 x축에 수직이면서 z축 및 x축과 함께 우수계를 구성하는 축을 y축으로 정의하고,

   또한, (i) 상기 전환출력부의 봉우리부의 연장방향의 xy평면상으로의 사영이 x축의 방향과 일치하고, (ii) 이 봉우리부를 통과하여 상기 제 1 내부반사면과 상기 제 2 내부반사면이 이루는 각도를 2 등분하는 면이 xy평면과 수직이고, (iii) 상기 주된 접근방향으로부터 상기 마이크로 리플렉터로 내부입력된 광이 z축방향의 내부출력광으로 방향전환되도록 하는 상기 마이크로 리플렉터의 자세를 기준자세로 정의했을 때,

   상기 각 마이크로 리플렉터의 자세는, 상기 기준자세와 비교하여, z 축을 중심으로 한 회전 각도에서 각도 r 어긋나고, x 축을 중심으로 한 회전 각도에서 각도 s 어긋나고, y 축을 중심으로 한 회전 각도에서 각도 t 어긋나 있고,

   상기 각도 r 은 3 도 내지 10 도의 범위에 있고, 상기 각도 s 는 5 도 내지 15 도의 범위에 있고, 상기 각도 t 는 1 도 내지 5 도의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 도광판.
2. 1차광원과, 상기 1차광원으로부터 광공급을 받는 도광판을 포함하는 면광원장치에 있어서:

   상기 도광판은, 메이저면이 제공하는 출사면과, 상기 출사면에 대향하는 메이저면이 제공하는 배면과, 상기 1차광원으로부터 공급되는 광을 상기 도광판으로 도입하기 위한 입사면을 갖고;

   상기 배면은, 광진행방향 전환을 위한 다수의 돌기형상의 마이크로 리플렉터를 구비하고;

   상기 마이크로 리플렉터 각각은 전환출력부를 포함하고;

   상기 전환출력부는, 봉우리부와 그 양측에 각각 상기 배면을 대표하는 제 1 일반면에 대하여 경사져 형성된 제 1 내부반사면 및 제 2 내부반사면을 포함하고 ;

   상기 봉우리부, 상기 제 1 내부반사면 및 상기 제 2 내부반사면에 의해 상기 마이크로 리플렉터의 내부에는 골이 형성되고;

   상기 골은, 상기 입사면으로부터 멀어짐에 따라 폭이 좁아짐과 동시에 깊이가 얕아지는 형상을 갖고,

   이로 인해, 상기 골에 도래하는 내부입력광이 상기 제 1 반사면 및 상기 제 2 반사면 중의 일방에서 반사되고, 이어서 타방의 반사면에서의 반사에 의해 상기 출사면으로 향하는 내부출력광이 생성되도록 되어 있고;

   상기 각 마이크로 리플렉터에 대하여, (1) 내부입력광의 주된 접근방향의, 상기 출사면을 대표하는 제 2 일반면으로의 사영을 x축, (2) 상기 출사면에 수직이고 상기 배면으로부터 상기 출사면으로 향하는 축을 z축, (3) z축 및 x축에 수직이면서 z축 및 x축과 함께 우수계를 구성하는 축을 y축으로 정의하고,

   또한, (i) 상기 전환출력부의 봉우리부의 연장방향의 xy평면상으로의 사영이 x축의 방향과 일치하고, (ii) 이 봉우리부를 통과하여 상기 제 1 내부반사면과 상기 제 2 내부반사면이 이루는 각도를 2 등분하는 면이 xy평면과 수직이고, (iii) 상기 주된 접근방향으로부터 상기 마이크로 리플렉터로 내부입력된 광이 z축방향의 내부출력광으로 방향전환되도록 하는 상기 마이크로 리플렉터의 자세를 기준자세로 정의했을 때,

   상기 각 마이크로 리플렉터의 자세는, 상기 기준자세와 비교하여, z 축을 중심으로 한 회전 각도에서 각도 r 어긋나고, x 축을 중심으로 한 회전 각도에서 각도 s 어긋나고, y 축을 중심으로 한 회전 각도에서 각도 t 어긋나 있고,

   상기 각도 r 은 3 도 내지 10 도의 범위에 있고, 상기 각도 s 는 5 도 내지 15 도의 범위에 있고, 상기 각도 t 는 1 도 내지 5 도의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
3. 액정패널을 조명하기 위한 면광원장치를 구비한 액정표시장치에 있어서:

   상기 면광원장치는, 1차광원과, 상기 1차광원으로부터 광공급을 받는 도광판을 포함하고;

   상기 도광판은, 메이저면이 제공하는 출사면과, 상기 출사면에 대향하는 메이저면이 제공하는 배면과, 상기 1차광원으로부터 공급되는 광을 상기 도광판으로 도입하기 위한 입사면을 갖고;

   상기 배면은, 광진행방향 전환을 위한 다수의 돌기형상의 마이크로 리플렉터를 구비하고;

   상기 마이크로 리플렉터 각각은 전환출력부를 포함하고;

   상기 전환출력부는, 봉우리부와 그 양측에 각각 상기 배면을 대표하는 제 1 일반면에 대하여 경사져 형성된 제 1 내부반사면 및 제 2 내부반사면을 포함하고;

   상기 봉우리부, 상기 제 1 내부반사면 및 상기 제 2 내부반사면에 의해 상기 마이크로 리플렉터의 내부에는 골이 형성되고;

   상기 골은, 상기 입사면으로부터 멀어짐에 따라 폭이 좁아짐과 동시에 깊이가 얕아지는 형상을 갖고,

   이로 인해, 상기 골에 도래하는 내부입력광이 상기 제 1 반사면 및 상기 제 2 반사면 중의 일방에서 반사되고, 이어서 타방의 반사면에서의 반사에 의해 상기 출사면으로 향하는 내부출력광이 생성되도록 되어 있고;

   상기 각 마이크로 리플렉터에 대하여, (1) 내부입력광의 주된 접근방향의, 상기 출사면을 대표하는 제 2 일반면으로의 사영을 x축, (2) 상기 출사면에 수직이고 상기 배면으로부터 상기 출사면으로 향하는 축을 z축, (3) z축 및 x축에 수직이면서 z축 및 x축과 함께 우수계를 구성하는 축을 y축으로 정의하고,

   또한, (i) 상기 전환출력부의 봉우리부의 연장방향의 xy평면상으로의 사영이 x축의 방향과 일치하고, (ii) 이 봉우리부를 통과하여 상기 제 1 내부반사면과 상기 제 2 내부반사면이 이루는 각도를 2 등분하는 면이 xy평면과 수직이고, (iii) 상기 주된 접근방향으로부터 상기 마이크로 리플렉터로 내부입력된 광이 z축방향의 내부출력광으로 방향전환되도록 하는 상기 마이크로 리플렉터의 자세를 기준자세로 정의했을 때,

   상기 각 마이크로 리플렉터의 자세는, 상기 기준자세와 비교하여, z 축을 중심으로 한 회전 각도에서 각도 r 어긋나고, x 축을 중심으로 한 회전 각도에서 각도 s 어긋나고, y 축을 중심으로 한 회전 각도에서 각도 t 어긋나 있고,

   상기 각도 r 은 3 도 내지 10 도의 범위에 있고, 상기 각도 s 는 5 도 내지 15 도의 범위에 있고, 상기 각도 t 는 1 도 내지 5 도의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.

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