KR100907198B1 - 면광원장치및비대칭프리즘시트 - Google Patents

Abstract

비대칭프리즘시트와 그것을 이용한 면광원장치와 액정디스플레이.

반사체(R)를 덮은 냉음극관(L)으로부터 지향출사성도광판(1)의 광입사면(2)에 광 공급이 이루어진다. 내측면(6)을 따라 반사체(3)가 배치되고, 비대칭프리즘시트(41)의 외측에는 편광분리시트(LS), 액정패널(LP)이 배치된다. 각 비대칭프리즘요소예의 경사면(41a, 41b)의 경사각(Ψ a, Ψ b)은 전면(5)으로부터 출사된 주광선이 제 2 경사면의 내부반사로 대부분 정면방향으로 편향되고, 또한 그 내측에 제 2 경사면, 제 1 경사면의 2 회의 내부반사 후에 정면방향으로 편향되는 부광선이 존재하도록 선택된다. 외측면(41c)은 논글레어처리면, 직교프리즘면, 렌즈면 등으로 비평활화된다. 외측면(41c)의 외측에, 붙음현상방지처리를 행한 부가프리즘시트, 렌즈시트 등을 배치해도 된다.

Description

면광원장치 및 비대칭프리즘시트

본 발명은 지향출사성의 도광판과 비대칭프리즘시트를 이용한 측광형의 면광원장치 및 상기 장치에 적용가능한 비대칭프리즘시트에 관한 것이다. 또한, 본 명세서에 있어서 「비대칭프리즘시트」란, 「다수의 비대칭인 프리즘요소열을 구비한 프리즘면을 가진 시트형상의 광학요소」에 대한 호칭이다.

광산란도광체 또는 투명도광체로 이루어지는 지향출사성의 도광판과 프리즘시트를 이용한 면광원장치가 제안되고, 액정디스플레이의 백라이트 등의 용도에 널리 이용되고 있다. 프리즘시트는 다수의 프리즘요소열을 구비한 프리즘면을 가지는 광학재료로 이루어진 판상부재로 구성된다. 이와같은 프리즘시트는 광속(light flux)의 전파방향특성을 수정하는 기능을 가지고 있는 것이 알려져 있다.

도 1 은 종래의 일반적인 프리즘시트를 채용한 측광형의 면광원장치를 백라이팅으로서 이용한 액정디스플레이의 개략 구성을 부분파단하여 나타낸 약식도.

도 2 는 도광판 A 및 도광판 B 의 출사 특성을 나타낸 그래프.

도 3 은 도광판 C 의 출사 특성을 나타낸 그래프.

도 4 는 종래 일반적으로 사용되고 있는 프리즘시트(4)의 기본적인 작용을 설명하는 도.

도 5 는 굴절률 1.5 의 유도체에 대한 가시광의 반사율을 입사각(횡축)의 함수로 나타낸 그래프.

도 6 은 본 발명의 제 1 실시예의 요부 구성을 나타낸 부분파단 약식도.

도 7 은 본 발명의 비대칭프리즘시트의 작용 및 경사각 ø a, ø b 의 결정방식 등에 대해 설명하기 위한 도.

도 8 은 도광판 A 에 관한 도 2 의 그래프(각도별 출사 특성)에서 나타낸 각도 특성을 0.1 도 단위로 디지털화하고, 각 방향성분마다 도 7 에 나타낸 비대칭프리즘시트(41)에 대해 광선추적 시뮬레이션을 행한 결과로부터 작성된 막대그래프.

도 9 는 종래의 대칭프리즘시트에 대해, 도 8 과 동일한 계산을 행하여 작성된 그래프.

도 10 은 굴절률 1.5 의 2 종의 비대칭프리즘시트(ø a = 5.6 도, ø b = 35 도 및 ø a = 15 도, ø b = 32.5 도)에 대해, 프리즘시트의 외측면(논글레어처리하지 않음)으로부터의 출사특성을 계측한 결과를 나타내는 그래프.

도 11 은 굴절률 1.5 의 2 종의 비대칭프리즘시트 (ø a = 5.6 도, ø b = 35 도 및 ø a = 15 도, ø b = 32.5 도)에 대해, 프리즘시트의 외측면(논글레어처리하지 않음)으로부터의 출사특성을 계산한 결과를 나타내는 그래프.

도 12 는 ø a = 20 도, ø b = 35 도로 한 비대칭프리즘시트에 대해, 두 경사면의 정면방향 편향작용이 실현 될 수 없는 것을 설명하는 도.

도 13 은 도 11 과 동일 조건에서 프리즘시트 Ⅰ∼Ⅲ 의 외측면(논글레어처리하지 않음)으로부터의 출사 특성을 계산한 결과를 나타낸 그래프.

도 14 는 본 발명의 제 2 실시예의 요부구성을 나타낸 부분파단약식도.

도 15 는 본 발명의 제 3 실시예의 요부구성을 나타낸 부분파단약식도.

도 16 은 본 발명의 제 4 실시예의 요부구성을 나타낸 부분파단약식도.

도 17 은 본 발명의 제 5 실시예의 요부구성을 나타낸 부분파단약식도.

도 18 은 본 발명의 제 6 실시예의 요부구성을 나타낸 부분파단약식도.

도 19 는 본 발명의 제 7 실시예의 요부구성을 나타낸 부분파단약식도.

도 20 은 비대칭프리즘시트 또는 부가프리즘시트의 외측면(프리즘면)의 형태의 일례와 작용을 설명하는 도.

도 21 은 비대칭프리즘시트 또는 부가프리즘시트의 외측면(렌즈면)의 형태의 일례와 그 작용을 설명하는 도.

도 22 는 비대칭프리즘시트 또는 부가프리즘시트의 외측면(렌즈면)의 형태의 일례와 그 작용을 설명하는 도.

도 23 은 비대칭프리즘시트 또는 부가프리즘시트의 외측면(렌즈면)의 형태의 일례와 그 작용을 설명하는 도.

도 24 는 비대칭프리즘시트 또는 부가프리즘시트의 외측면(렌즈면)의 형태의 일례와 작용을 설명하는 도.

도 25 는 본 발명의 비대칭프리즘시트(42, 43)를 사용한 경우의 광입사면(2)과 직교한 면내(램프 직교방향 면내)에서의 정면방향으로의 집광효과를 예시하는 그래프.

도 26 은 본 발명의 비대칭프리즘시트(42, 43)를 사용한 경우의 광입사면(2)과 평행한 면내(램프 평행방향 면내)에서의 정면 방향으로의 집광효과를 예시하는 그래프.

도 27 은 도 28 과 함께 본 발명의 제 4 실시예의 작용을 예시하기 위한 그래프.

도 28 은 도 27 과 함께 본 발명의 제 4 실시예의 작용을 예시하기 위한 그래프.

도 29 는 도 30 과 함께 본 발명의 제 6 실시예 및 제 7 실시예의 작용을 예시하기 위한 그래프.

도 30 은 도 29 와 함께 본 발명의 제 6 실시예 및 제 7 실시예의 작용을 예시하기 위한 그래프.

도 1 은 종래의 일반적인 프리즘시트를 채용한 측광형의 면광원장치를 백라이팅으로서 이용한 액정디스플레이의 개략구성을 부분파단(部分破斷)하여 나타낸 약식도이다. 또한, 도시의 형편상, 프리즘시트(4)나 그밖의 요소의 두께, 프리즘요소의 형성 피치, 깊이 등은 과장되어 있다.

동 도를 참조하면, 부호 1 은 지향출사성의 도광판이고, 광산란도광체 또는 투명도광체로 이루어지는 쐐기형 단면을 가진 광학부재로 구성되어 있다.

광산란도광체는 도광기능과 내부산란기능을 겸비한 주지의 광학재료이고, 예를 들면, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 이루어진 매트릭스와, 상기 매트릭스 중에 「이굴절률 물질」을 균질하게 혼입 분산시킨 것으로 이루어진다. 「이굴절률 물질」이란, 매트릭스의 굴절률과 실질적으로 다른 굴절률을 가지는 물질을 의미한다.

도광판(1)의 두꺼운 쪽의 단면은 광입사면(2)이 되고, 그 근방에는 반사체(R)를 배면으로부터 씌운 일차광원소자(형광램프)(L)가 배치되어 있다. 도광판(1)의 한쪽의 주요면(후면)(6)을 따라 반사체(3)가 배치되어 있다. 반사체(3)는 정반사성의 은박시트 또는 확산반사성의 백색시트로 이루어진다. 조명광은, 도광판(1)의 전면에 접하는 다른 쪽의 주요면(광출사면 또는 광취출면)(5)으로부터 나온다. 프리즘시트(4)는 프리즘면을 안으로 향해 전면(5)의 외측에 배치된다.

설명을 위해 파단 도시된 부분을 참조하면, 프리즘시트(4)의 외측면(4c)이 평활면으로서 나타나 있다. 평활면(4c)의 외측에는 편광분리시트(LS)를 통하여 액정패널(LP)이 배치되어 있다. 액정패널(LP)은 편광축이 직교하도록 배치한 2장의 편광판 사이에 액정셀, 투명전극 등을 끼운 주지의 구성을 가지고 있다.

편광분리시트(LS)는 요즈음 많이 사용되는 광학소자이고, 액정패널 내측의 편광판과 프리즘시트(4)의 사이에 배치된다. 이 편광분리시트(LS)는 내측의 편광판의 편광축과 같은 방향의 편광성분에 대한 투과율이 높고, 그 편광축과 직교하는 방향의 편광성분에 대한 반사율이 높은 성질을 가지고 있다.

이 종류의 편광분리시트로서는 양의 응력광학계수를 가진 제 1 폴리머 물질과 음의 응력광학계수를 가진 제 2 폴리머 물질로 이루어진 교호층을 다수 적층한 구성의 복굴절편광자를 이용한 것(특개평4-295804 호 참조)이나 이등변 직각삼각형 프리즘의 직선상 배열을 편면으로 가지는 한쌍의 투광성기판의 한 쪽 기판의 프리즘면에 맥나일 조건(Macneille Condition)을 충족하도록 선택된 고굴절률 및 저굴절률의 교호층을 형성한 후, 이들 한쌍의 기판의 프리즘면끼리 대향시켜서 광학적으로 접합함으로써 형성한 편광자를 이용한 것(특개평6-51399 호 참조)등이 제안되어 있다.

또한, 도시는 생략하였지만, 액정패널(LP)과 편광분리시트(LS), 또는 액정패널(LP)과 프리즘시트(4)의 사이(편광분리시트를 사용하지 않는 경우)에는 그들 요소간의 붙음현상을 방지하기 위한 스페이스(공기층)가 확보되는 것이 통상적인 예로 되어있다.

프리즘시트(4)의 내측면을 구성하는 프리즘면은 다수의 프리즘요소열을 가진다. 이들 다수의 프리즘요소열의 배향방향은, 도광판(1)의 광입사면(2)과 거의 평행하다. 부분확대 단면도에 나타낸 바와 같이, 각 프리즘요소열은 V 자형의 홈을 형성하는 한쌍의 경사면(4a, 4b)을 가지고 있다.

이하, 본 명세서에서는 도광판(1)의 광입사면(2)측을 향하는 제 1 경사면(4a)의 경사각을 ø a 로 표시하고, 그것과는 반대측을 향하는 제 2 경사면(4b)의 경사각을 ø b 로 표시하기로 한다. 경사각(ø a, ø b)은 정면방향(부호 N 참조)을 기준으로 측정하는 것으로 한다. 많은 종래 장치에 있어서는 대칭프리즘시트(즉, ø a = ø b)가 사용되고 있다.

광원소자(L)로부터 도광판(1)내로 도입된 광은, 도광판(1)내에서 산란작용과 반사작용을 받으면서, 얇은 쪽의 단면(7)을 향하여 도광된다. 이 과정에서 조명광이 서서히 전면(5)으로부터 출사된다.

주지의 바와 같이, 측방으로부터 광 공급을 받은 도광판(1)의 전면(5)으로부터 출사되는 광은, 상당한 명료함을 가진 지향성을 나타내기 때문에, 일반적으로 지향출사성의 도광판이라고 불린다. 또한, 도광판(1)의 전면(5) 또는 후면에 강한 광 확산성을 부여한 경우에는 도광판(1)의 지향출사성이 손상되는 경우가 있다. 도 2 및 도 3 은, 3가지 예의 도광판 A(도 2), B(도 2), C(도 3)에 대해 전면(5)의 출사특성을 나타낸 그래프이다.

두 그래프에 있어서, 횡축은 휘도측정방향을 나타낸다. 각도는 정면방향을 0 도, 광입사면(2)측을 음으로, 말단측(전방)을 양으로 하였다. 종축은 피크값을 1.0 으로 한 단위(a.u.)로서 휘도를 나타낸다. 도 2 에 있어서의 굵은선 커브(A)는 도광판 A 의 특성을 나타내고, 얇은선 커브(B)는 도광판 B 의 특성을 나타낸다. 또한, 도 3 에 있어서의 커브(C)는 도광판 C 의 특성을 나타낸다.

또한, 그 특성은 도광판 전면의 중앙점 부근을 보는 조건으로 휘도계를 광입사면(2)에 수직인 면내에서 각도 주사하여 측정되었다.

중앙점과 휘도계의 거리는 203 mm 로 하였다.

도광판 A 내지 C 의 제원은 다음과 같다.

-도광판 A-

·재료 ; 광산란도광체 = 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 매트릭스 중에 실리콘계 수지입자를 0.08 wt ％ 균질분산, 굴절률은 약 1.5 임

·크기 ; 광입사면 측으로부터 보는 방향으로의 길이 51.5 mm, 폭 68.3 mm, 광입사면측 단부의 두께 3.0 mm, 말단부의 두께 0.2 mm 임

-도광판 B-

·재료 ; 광산란도광체 = 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 매트릭스 중에 실리콘계 수지입자를 0.025 wt ％ 동일분산, 굴절률은 약 1.5 임

·크기 ; 광입사면 측으로부터 보는 방향으로의 길이 190 mm, 폭 252 mm, 광입사면측 단부의 두께 3.0 mm, 말단부의 두께 0.2 mm 임

-도광판 C-

·재료 ; 투명한 PMMA(폴리메틸메타크릴레이트)의 전면을 이지면(梨地面: 외관을 배의 표면의 반점과 같이 또는 바둑판과 비슷하게 만드는 것)으로 하여 적절한 광 확산성을 부여하고, 광출사를 촉진시킨 것임.

·크기 ; 광입사면 측으로부터 보는 방향으로의 길이 180 mm, 폭 135 mm, 광입사면측 단부의 두께 2.5 mm, 말단부의 두께 0.5 mm

이들 그래프에서 알 수 있듯이, 출사광속은 모두 지향성을 가지고 있고, 3가지 예에 있어서의 휘도 피크(주광선출사각)는 도광판 A 에서는 약 63 도, 도광판 B 에서는 약 77 도, 도광판 C 에서는 약 72 도가 된다. 일반적으로 말하면, 광입사면 측으로부터 보는 방향으로의 길이 크기가 커질수록, 휘도 피크를 부여하는 출사각이 커지는 경향이 있다.

한편, 실용적인 기준에서 말하면, 도광판 A 는 소 크기, 도광판 B 는 대 크기, 도광판 C 는 중 크기에 상당한다. 따라서, 여기에 나타낸 피크 각도 약 63 ∼ 약 77 도는 실제적인 피크 각도(주광선출사각)를 커버하고 있다고 생각된다. 도 4 는 이와같은 도광판(1)의 지향출사성을 전제로, 종래 일반적으로 사용되고 있는 프리즘시트(4)의 기본적인 작용을 설명하는 도이다.

도 4 를 참조하면, 프리즘시트(4)는 도광판(1)의 전면(5)을 따라 그 프리즘면을 내측으로 향하여 배치된다. 프리즘요소열을 형성하는 각 프리즘요소의 꼭지각은 예를 들면, ø a + ø b = 약 60 도이다.

여기, 상기 도광판 A 를 사용하여 화살표(L1)의 방향으로부터 광 공급을 행한 경우, 전면(5)으로부터의 출사광속의 우선전파방향은, 상기한 점에서 θ 2 = 63 도가 된다. 도광판 A 의 굴절률이 1.5 전후인 것을 고려하면, θ 2 = 63 도 전후를 부여하는 전면(5)으로의 입사각은, θ 1 = 35 도 전후가 된다. 이하, 이와같은 우선전파방향에 대응한 광선을 본 명세서에서는 주광선이라고 부른다. 여기에서는 주광선은 부호 S1 으로 지시되고 있다.

전면(5)으로부터 출사된 주광선(S1)은, 공기층(AR)(굴절률 n0 = 약 1.0)을 직진한 후, 프리즘시트(4)의 일방의 경사면(4a)에 수직에 가까운 각도로 입사한다(ø a = 30 도 전후). 주광선이 다른 쪽의 경사면(4b)에 입사할 확률은 매우 작다.

이어서, 주광선(S1)은 경사면(4b)까지 내부를 직진하여 정반사된다.

정반사된 광선은, 프리즘시트(4)의 평탄면(4c)에 대해 수직방향에 가까운 각도로 입사하고, 프리즘시트(4)로부터 출사된다. 이 과정을 통하여 주광선(S1)의 전파방향이 대부분 정면방향으로 수정된다.

그러나, 이와같은 태양에서 프리즘시트를 이용한 종래의 면광원장치에는 다음과 같은 두 가지의 문제점이 있다.

(1) 문제점 1 : 정면방향으로의 조명광의 생성에 프리즘요소의 주광선입사측의 경사면(광입사면(2)측을 향한 경사면)(4a)이 거의 기여하고 있지 않은 점. 이것은 평활면(광출사면)(4c)상에서의 밝기의 균일성에 개선의 여지가 남아있음에도 불구하고, 경사면(4a)을 정면방향으로의 조명광의 생성에 기여시키는 기술적 배려가 이루어지고 있지 않음을 의미한다.

(2) 문제점 2 : 도 1 에 나타낸 바와 같이, 프리즘시트(4)의 평활면(4c) 상에 편광분리시트(LS)등의 평활면을 가진 소자를 겹쳐서 배치한 경우, 프리즘시트(4c)의 평활면(4c)과의 사이에, 매우 얇고 두께가 불안정한 공기층(일반적으로는 이굴절률의 층)이 존재하기 쉬워지고, 서로 접한 면 사이에 붙음현상도 발생한다.

그 때문에, 두께가 있는 스페이서 등을 사용하여 간격을 유지하지 않으면, 간섭 또는 모아레(moire)현상에 기인한 명암모양, 착색현상 등이 발생하기 쉽다.

그러나, 그와 같은 간격을 확보하는 것은, 요즈음의 박형화에 대한 강한 요망과 정합하지 않는다.

(발명의 개시)

그래서, 본 발명의 목적은, 상기 종래의 측광형 면광원장치를 개량하고, 프리즘시트의 내측면의 각 프리즘요소를 구성하는 한쌍의 경사면이 모두 정면방향으로 향하는 조명광의 생성에 적극적으로 기여할 수 있도록 하는 것에 있다. 또한, 동시에 본 발명은 편광분리시트 등의 평활면을 가진 소자를 근접배치하여도 붙음현상이 없고, 명암모양, 착색현상 등에 의한 시각감의 열화가 생기지 않도록 개량된 면광원장치를 제공하는 것에 있다. 그리고, 본 발명은 이들의 점을 통하여, 밝기와 시각감이 뛰어난 면광원장치를 제공하는 것을 도모하고 있다.

그리고, 본 발명은 상기 개량이 이루어진 면광원장치를 액정패널의 백라이팅에 적용함으로써, 표시의 밝기와 시각감을 개량한 액정디스플레이를 제공하려고 하는 것이다. 또한, 나아가서는 상기 면광원장치 또는 액정디스플레이로의 적용이 가능한 신규한 특징을 가지는 비대칭프리즘시트를 제공하려고 하는 것이다.

본 발명은, (1) 지향출사성도광판의 전면에 배치되는 프리즘시트의 내측프리즘면의 프로파일(단면형상)에 대해, 신규의 사상에 입각한 비대칭성을 도입하고, 주광선입사측의 경사면의 내면반사에 의해 대부분 정면방향으로의 조명광을 생성할 수 있도록 함과 동시에, (2) 상기 프리즘시트의 외측면과 그밖의 요소(편광분리판등)가 간섭무늬나 모아레무늬가 발생하기 쉬운 상태에서 접하는 것을 방지하고, (3) 그에 따라 조명광생성프로세스의 다양성을 높임으로써, 상기 과제를 해결한 것이다.

본 발명은, 지향출사성의 도광판과, 도광판의 측단부에 위치한 광입사면을 향하여 광 공급을 행하는 일차광원과, 도광판의 전면을 따라 배치된 프리즘시트를 구비한 면광원장치, 또는 그와 같은 면광원장치를 백라이팅에 이용한 액정디스플레이에 대해 적용가능하다.

본 발명의 어떠한 태양에 있어서도, 도광판의 전면에 배치된 비대칭프리즘시트의 내측프리즘면을 제공하는 다수의 프리즘요소의 각각은, 도광판의 광입사면측을 향하는 제 1 경사면 및 그것과는 반대측을 향하는 제 2 경사면의 교호 반복으로 구성되어 있다. 그리고, 제 1 경사면의 기울기 및 제 2 경사면의 기울기는 다음의 두 가지의 기능(대부분 정면방향으로의 조명광생성 기여 루트)을 가지도록 특징되어 있다.

(1) 도광판으로부터 출사된 주광선을, 제 1 경사면으로부터 비대칭프리즘시트 내로 도입하고, 제 2 경사면에 의한 내부반사로 대부분 정면방향으로 편향한다.

(2) 도광판으로부터 출사된 주광선의 주위에 각도 분포하는 광선의 광속(이하, 「부광선속」이라고 한다.)중에서, 주광선에 비해 출사각이 큰 부광선을 제 1 경사면으로부터 비대칭프리즘시트 내로 도입하고, 제 2 경사면에서 내부반사시킨 후, 또한, 제 1 경사면에서 내부반사시켜서 대부분 정면방향으로 편향한다.

이들 조건을 만족하도록, 제 1 경사면의 경사각(ø a)은, 후술하는 바와 같이 매우 작고(수직에 가깝고), 예를 들면, 10 도 미만으로 하는 것이 실제적이다. 제 2 경사면의 경사각(ø b)에 대해서는 그와 같은 작은 각도일 필요는 없다.

비대칭프리즘시트의 외측면에 관해서는 다음과 같은 조치의 어느 쪽인가(병용도 가능)가 강구되어진다.

(1) 비대칭프리즘시트 자체의 외측면을 비평활면으로 한다. 비평활면은, 논글레어(non-glare)처리면, 프리즘면, 렌즈면으로서 구체화 할 수 있다.

프리즘면으로 하는 경우에는 도광판의 광입사면과 거의 수직으로 다수의 프리즘요소열을 배열시킨다. 이 경우에서는 비대칭프리즘시트는 소위 양면 프리즘시트가 된다. 렌즈면으로 하는 경우에는 도광판의 광입사면과 거의 수직으로 다수의 렌즈요소열을 배열시킨다. 이 경우에서는 비대칭프리즘시트는 「프리즘-렌즈시트」 라고 말할 수도 있다.

어떠한 경우도, 비대칭프리즘시트의 외측에 근접배치될 수 있는 편광분리시트 등의 소자와의 상호작용에 의해 간섭무늬나 모아레무늬(휘도 불균일, 시각감의 열화)가 발생하는 것이 회피된다.

또한, 다른 관점에서 말하면, 상기 2 종의 루트에서 생성된 내부반사광이, 비대칭프리즘시트의 외측면으로부터 직접적으로 정면방향으로 출사되는 성질을 완화한다. 즉, 논글레어처리면에는 광확산 작용이 있고, 프리즘면이나 렌즈면에는 상기 2 종의 루트에서 생성된 내부반사광의 일부를 다시 도광판 측으로 리턴시키는 작용(이하, 「리턴작용」이라고 한다.)이 있다. 이들 작용은, 면광원장치 내지 액정디스플레이의 밝기의 균일성과 시각감을 향상시키는 데에 유리하다.

(2) 비대칭프리즘시트의 외측에 다른 부가 소자를 배치한다. 이와같은 부가 소자로서, 부가프리즘시트, 부가렌즈시트, 적어도 일방의 면을 이지화(梨地化)한 시트 등을 채용할 수 있다.

부가프리즘시트를 채용하는 경우에는 내측면에 논글레어처리를 행하고, 외측면에는 도광판의 광입사면과 거의 수직으로 다수의 프리즘요소열을 배열시킨다.

부가렌즈시트를 채용하는 경우에도, 내측면에 논글레어처리를 행하고, 외측면에는 도광판의 광입사면과 거의 수직으로 다수의 렌즈요소열을 배열시킨다.

어떠한 경우도, 비대칭프리즘시트의 외측에 부가소자를 개재시킴으로써, 각 요소의 대향면 사이의 상호작용에 의해 간섭무늬나 모아레무늬(휘도 불균일, 시각감의 열화)가 발생하는 것이 회피된다.

또한, 다른 관점에서 말하면, 상기 2 종의 루트에서 생성된 내부반사광이 직접적으로 비대칭프리즘시트의 외측면으로부터 대부분 정면방향으로 출사되어도, 그 후에 광확산 작용, 리턴작용을 받기 때문에, 면광원장치 내지 액정디스플레이의 밝기의 균일성과 시각감을 향상시키는 데에 유리하다.

본 발명을 액정디스플레이에 적용하는 경우에는 상기의 특징을 가지는 면광원장치를 주지의 태양에서 액정 패널의 백라이팅을 위해 배치하면 된다. 그 경우, 상기의 여러 특징이 액정디스플레이의 표시품질(휘도와 그 균일성, 시각감 등)에 반영되는 것은 말할 필요도 없다. 액정디스플레이의 전형적인 태양에 따르면, 상술한 특징을 가지는 면광원장치에서 생성된 백라이팅조명광이 편광분리시트를 통하여 액정 패널을 조명한다.

비대칭프리즘시트로서는 다수의 비대칭프리즘요소열을 구비한 프리즘면과 비평활면을 구비하고, 비대칭프리즘요소열은 제 1 경사면과, 그것과는 반대측을 향하는 제 2 경사면의 교호 반복으로 이루어지고, 다음의 조건을 충족하는 것을 제안한다.

즉, 본 발명에 따르면, 비대칭프리즘요소의 제 1 경사면의 기울기 및 제 2 경사면의 기울기는 (1) 제 1 경사면으로부터 상기 비대칭프리즘시트 내로 도입되고, 제 2 경사면에 의한 내부반사로 대부분 정면방향으로 편향된 제 1 광선과, 제 1 경사면으로부터 비대칭프리즘시트 내로 도입되고, 제 2 경사면에서 내부반사되고, 또한 상기 제 1 경사면에서 내부반사되어 대부분 정면방향으로 편향된 제 2 광선이 존재할 수 있는 값을 가지고 있고, 게다가, (2) 제 1 광선 및 제 2 광선의 비대칭프리즘시트에 대한 진입각은 모두 양(단, 상기 프리즘요소의 선단측으로부터 접근하는 광선의 진입각의 부호를 양으로 한다)이라고 하는 조건을 충족한다.

이와같은 조건을 충족할 수 있는 경사각 ø a 와 ø b 의 실제적인 값은 ø a = 10 도 미만이고, ø b = 30 도 ∼ 40 도의 범위이다.

비평활면은, 논글레어처리면, 프리즘면, 렌즈면의 형태를 취할 수 있다. 프리즘면의 형태로 하는 경우에는 비대칭프리즘요소열의 배열방향과 거의 직교한 방향으로 배열된 다수의 프리즘요소열가 형성된다. 또한, 렌즈면의 형태로 하는 경우에는 비대칭프리즘요소열의 배열방향과 거의 직교한 방향으로 배열된 다수의 렌즈요소열이 형성된다.

또한, 편광분리시트 그 자체를 비평활면을 가진 요소로 받아들여서, 비대칭프리즘시트의 외측에 이 편광분리시트를 광학적으로 접합함으로써 일체화한 것을 채용할 수도 있다.

이하, 본 발명의 몇 가지 실시예에 대하여 설명한다. 각 실시예의 요부구성을 설명하는 제반 도면은 도 4 (종래 구성)와 동일한 형식인 부분파단약식도로 나타낸다. 그들의 도면에 있어서는 도시의 편의상, 프리즘 시트 그 외의 요소의 두께, 프리즘요소열의 피치, 깊이 등은 과장되어 있다.

도 6 은 본 발명의 제 1 실시예의 요부구성을 나타낸 부분파단약식도이다.

본 실시예는 도 1 에 나타낸 종래의 액정디스플레이와 동일한 구성을 가지고 있으나, 도광판(1)의 전면(광출사면)(5)을 따라서 배치되는 프리즘시트로서, 본 발명의 특징을 구비한 비대칭프리즘시트(41)가 사용되고 있는 점에서 다르다. 비대칭프리즘시트(41)는 다음의 두 가지 특징(1),(2)을 가지고 있다. 특징(1)은 본 발명의 비대칭프리즘시트에 공통된 특징이며, 특징(2)은 비대칭프리즘면과는 반대면에 있어서의 비평활화의 구체화의 일례에 해당하고 있다.

(1) 도광판(1)의 전면(광출사면)(5)을 따라서 배치되는 프리즘시트로서, 본 발명의 특징을 구비한 비대칭프리즘시트(41)가 채용되어 있다. 부분확대 단면도에서 나타나듯이, 비대칭프리즘시트(41)는 각 프리즘요소열을 형성하는 한쌍의 경사면(41a, 41b)의 경사각에 대하여, 도광판(1)의 광입사면(2) 측을 향하는 제 1 경사면(41a)의 경사각(ø a)은 5.6 도로 되고, 다른 쪽의 제 2 경사면(41b)의 경사각(ø b)은 35 도로 되어 있다. 그리고 이와같은 경사각(ø a, ø b)의 조합의 결정방식에 대하여 상세하게 후술한다.

(2) 비대칭프리즘시트(41)의 외측면(41c)의 표면은 논글레어처리된 면(이지면)이다. 이것은 비대칭프리즘시트(41)의 제 1 의 형태의 특징이다.

이들의 상이점을 제외하면, 각 요소의 구성, 배치 등은 도 1 의 종래의 일반적인 배치를 갖는 측광형 면광원장치와 동일하다.

즉, 부호 1 은 지향출사성의 도광판으로, 광산란도광체 또는 투명도광체로 이루어지는 쐐기형 단면을 갖는 광학부재로 구성되어 있다. 광산란도광체는 예컨대, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 이루어지는 매트릭스와 그 매트릭스 중에 「이굴절률물질」을 균일하게 혼입 분산시킨 것으로 이루어진다.

도광판(1)의 두꺼운 측의 단면은 광입사면(2)이 되며, 그 근방에 배면으로부터 반사체(R)를 씌운 일차광원소자로서 형광램프(냉음극관)(L)가 배치된다. 그리고, 일차광원소자로서 열음극관을 이용해도 된다는 것은 말할 것도 없다. 도광판(1)의 후면(6)을 따라서, 정반사성의 은박시트 또는 확산반사성의 백색시트로 이루어지는 반사체(3)가 배치된다.

도광판(1)의 전면(광출사면)(5)을 따라서 배치된 비대칭프리즘시트(41)의 외측에는 편광분리시트(LS)가 배치되며, 또한 그 외측에 액정패널(LP)이 배치된다.

비대칭프리즘시트(41)의 내측면에 형성되어 있는 다수의 비대칭프리즘요소열의 배향방향은 도광판(1)의 광입사면(2)과 거의 평행이다. 각 프리즘요소열은 V 자형의 홈을 형성하는 제 1 경사면(41a)과 제 2 경사면(41b)을 갖고 있다. 상술한 바와같이, 경사각(ø a)은 5.6 도이며, 경사각(ø b)은 35 도이다.

광원소자(L)로부터 도광판(1) 내로 도입된 광은 도광판(1)내에서 산란작용과 반사작용을 받으면서 얇은 측의 단면(7)을 향하여 도광된다. 이 과정에서, 조명광이 서서히 전면(5)으로부터 출사된다. 도 2 , 도 3 의 그래프에 관련하여 설명하였듯이, 도광판(1)의 전면(5)으로부터는 지향출사성을 가진 광속이 출사된다.

예컨대, 도광판(1)으로서 전술한 도광판 A 를 사용하면, 정면방향으로부터 측정하여 거의 63 도의 방향에 피크를 갖는 지향성의 광속이 출사된다. 즉, 거의 63 도의 방향으로 진행하는 출사광선이 주광선이 된다. 마찬가지로, 도광판(1)으로서 도광판 B 를 이용하면, 거의 77 도의 방향으로 진행하는 주광선을 얻을 수 있으며, 도광판 C 를 이용하면, 거의 72 도의 방향으로 진행하는 주광선을 얻을 수 있다.

도광판(1)의 전면(5)으로부터 출사된 지향성의 조명광속은 비대칭프리즘시트(41)의 작용을 받은 후, 편광분리시트(LS)로 편광분리되어, 액정패널(LP)을 배후로부터 조명한다. 이하, 비대칭프리즘시트(41)의 작용 및 경사각(ø a, ø b)의 결정방식 등에 대하여, 도 7 내지 도 13 을 참조하여 설명한다. 그리고, 도광판(1)으로서는 상술한 도광판 A 를 채용한 경우를 중심으로 설명한다.

도 7 중에 병기하였듯이, 본 예에 있어서의 비대칭프리즘시트(41)의 내측면에는 경사각 ø a = 5.6 도, ø b = 35 도의 조건에서 비대칭프리즘요소가 다수(1개만 도시함) 형성되어 있다. 비대칭프리즘시트(41)의 재료는 PMMA(폴리메틸메타크릴레이트)이며, 그 굴절률 n = 약 1.5 이다.

도 2 의 그래프로부터 분명하듯이, 도광판(1)(도광판 A)으로부터 출사된 주광선(S1)은 63 도 방향으로 전파하여, 제 1 경사면(41a)에 입사한다. 이때의 입사각(β 1)은 21.4 도이다. 이 입사각도는 0 도(수직입사 시)로부터는 상당히 벗어나 있으나, 반사율은 수직입사 시의 반사율과 거의 동일하다.

도 5 의 그래프는 이것을 이해하기 위하여 나타낸 것으로, 굴절률 1.5의 유전체에 대한 가시광의 반사율을 입사각(횡축)의 함수로 나타낸 것이다. 동 그래프로부터 알 수 있듯이, 입사각이 0 도 ∼ 45 도 정도의 범위에서는 대부분의 광이 경계면(경사면 41a)을 투과하여, 프리즘시트(41)의 내부에 진입한다.

약간의 굴절을 수반하며 프리즘시트(41)의 내부에 진입한 주광선(S1)은 제 2 의 면(41b)에서 정반사되고, 정면방향으로 편향되어, 논글레어처리된 외측면(41c)으로부터 출사된다(부호 S11 참조). 그때, 적절한 비율로 광확산이 이루어짐으로써, 프리즘시트(41)의 외측면으로부터의 직접적 출사가 억제된다.

한편, 도 2 의 그래프에서 분명히 나타나듯이, 도광판(1)의 전면(5)으로부터 출사되는 광속은 주광선(S1)의 주위에 어느 정도 확산되어 분포되어 있다. 이 확산은 「주광선의 주위에 각도 분포하는 부광선의 광속」으로 볼 수 있다. 이 「부광선의 광속」은 또한, 「주광선에 비하여 출사각이 큰 부광선의 광속」과 「주광선에 비하여 출사각이 작은 부광선의 광속」으로 나눌 수 있다. 이하, 전자에 속하는 광선을 편의상 「내측 부광선」, 후자에 속하는 광선을 편의상 「외측 부광선」이라고도 한다.

여기, 도 7 에 나타냈듯이, 내측 부광선속 중에서 출사각 80 도의 부광선(S2)에 주목하여 그 광선 경로를 추적하면, 이 내측 부광선(S2)은 제 1 경사면(41a)에 입사각 β 2 = 4.4 도(거의 수직)로 입사한다. 도 5 의 그래프로부터 알 수 있듯이, 부광선(S2)의 대부분의 성분은 경계면(경사면 41a)을 투과하여 프리즘시트(41)의 내부에 진입한다.

약간의 굴절을 수반하며 프리즘시트(41)의 내부에 진입한 부광선(S2)은 제 2 의 면(41b) 에서 정반사된다. 여기서, 부광선(S2)의 정반사광이 경사면(41b)에 대하여 이루는 각도(β 4)의 크기를 생각해 보면, 주광선(S1)에 대한 동일한 각도(β 3)보다도 크다는 것을 알 수 있다. 따라서, 경사면(41b)에서 정반사된 부광선(S2)은 다시 경사면(41a) 쪽으로 향한다.

그 때의 전파방향은 정면방향으로부터 크게 벗어나지 않으며, 도 7 의 도시로부터 이해할 수 있듯이, 정면방향(외측면(41c)을 향하는(S1)의 경로참조)으로부터 작은 각도만 경사면(41a)측으로 기울게 한 정도이다. 이것은 경사면(41a)의 경사각(ø a)을 적절한 작은 각도로 선정하면, 내측 부광선(S2)을 정면방향으로 편향시킬 수 있다는 것을 의미하고 있다.

도 7 에 있어서의 경사각 조건, 즉 ø a = 5.6 도, ø b = 35 도는 주어진 조건(63 도 방향 출사주광선, 프리즘시트의 굴절률 n = 약 1.5)하에서, 주광선(S1)의 정면방향으로의 편향과, 부광선(S2)의 정면방향으로의 편향을 동시에 만족하는 ø a, ø b 의 해의 일례이다. 경사면(41a)에서 다시 정반사·편향된 부광선(S2)은, 주광선(S1)과 마찬가지로, 적절한 비율로 광확산을 수반하여 프리즘시트(41)의 외측면으로부터 출사된다(부호 S22 참조). 이와같이 부광선(S2)에 대해서도, 직접적인 정면방향출사가 억제된다.

도 8 은 도광판 A에 관한 도 2 의 그래프(각도별 출사특성)로 나타낸 각도 특성을 0.1 도 단위로 디지털화하여, 각 방향성분별로 도 7 에 나타낸 비대칭프리즘시트(41)에 대하여 광선 추적 시뮬레이션을 행한 결과로 작성된 막대 그래프이다. 동 그래프에 있어서, 각 막대지표는 계산결과를 도광판 A 로부터의 출사각에 대하여 5 도 단위로 선택하여 표시한 것이다.

횡축은 경사면(41a 또는 41b)에 의한 정반사(편향) 후에, 외측면(41c)으로부터 출사한 후의 시점의 각도를 나타내고 있고, 여기서 0 도가 정면방향, 광입사면(2)측으로 기울어진 경우가 음이고, 도광판 말단부(7) 쪽으로 기울어진 경우가 양이다. 종축은 광자수로 표현된 광 세기를 나타내고 있으며, 그 수치는 주광선(S1)의 프리즘시트로 입사하기 전의 광자수를 250000 으로서 규격화되어 있다. 각 막대지표에 붙여진 숫자는 도광판 A 로부터의 출사각을 나타내고 있다.

예컨대, 숫자 63 이 붙은 막대지표는 63 도의 출사각으로 도광판 A 로부터 출사한 주광선(S1)이 정면방향(0도)으로 편향되어, 그 광 세기(광자수)가 250000 인 것을 나타내고 있다. 또, 숫자 70 이 붙은 막대지표는 70 도의 출사각으로 도광판 A 로부터 출사된 내측부 광선이 -7 도 방향으로 편향되어, 그 광 세기(광자수)가 215000 전후인 것을 나타내고 있다. 마찬가지로, 숫자 55 가 붙은 막대지표는 55 도의 출사각으로 도광판 A 로부터 출사된 외측 부광선이 +7 도 방향으로 편향되어, 그 광 세기(광자수)가 215000 전후인 것을 나타내고 있다.

도 8 의 그래프로부터 다음 사항을 알 수 있다.

(1) 주광선(S1)에 관한 막대지표(63 도 출사)와, 내측 부광선(S2)에 관한 막대지표(80 도 출사)가, 정면방향을 나타내는 0 도의 위치에서 중첩되어 있다. 즉, 정면방향에서는 주광선(S1)에 의한 피크가, 부광선(S2)에 의하여 보강되어 있다. 광자수로 말하면, 250000 가 250000 + 80000 = 330000 정도로 보강되어 있다.

(2) 주광선(S1)의 출사각 63 도에서 내측으로 65 도, 70 도, 또는 외측으로 60 도, 55 도, 50 도, 45 도로 벌어짐에 따라서 정면방향으로부터의 벗어남이 커진다. 이들은 모두 경사면(41b)에서의 정반사를 나타내고 있는 것이라고 생각된다.

(3)한편, 출사각 75 도에 대해서는 2 개의 막대지표가 그려져 있어, 한쪽은 정면방향으로부터의 벗어남이 크지만(약 -12 도), 다른 쪽은 작다(약 - 5 도). 이것은, 경사면(41b)에서 정반사한 광자 중에, 경사면(41a)에서 재차 정반사되는 현상과, 최초 경사면(41a)으로 되돌아가지 않고 출사하는 현상 중, 어느 하나가 발생하는 임계상태를 나타내고 있다(디지털화시의 양자각도폭의 영향)

(4) 외측부광선(60 도, 55 도, 50 도, 45 도) 중에는 경사면(41a)에서의 정반사광에 대응하는 막대지표를 찾아볼 수 없다.

(5) 경사면(41b)에서의 정반사는 80 도 방향의 부광선 뿐만 아니라, 그 주변(75 도, 85 도)의 부광선에 대해서도 발생한다. 단, 그들은 정면방향으로부터 다소 벗어난 방향으로 진행한다.

이와같은 효과는 종래의 대칭프리즘시트에서는 전혀 기대할 수 없다. 도 9 의 그래프는 그것을 예시하는 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프로, 프리즘시트로서 ø a = ø b = 31 도의 대칭프리즘시트를 상정한 것 외에는 도 8 의 그래프와 동일 조건에서 계산을 행한다. 여기에서도, 프리즘시트로 입사하기 전의 주광선(S1)의 광자수를 250000 으로서 규격화를 행하고 있다. 단, 주광선(S1)(63 도 출사)에 대한 막대지표 표시는 생략한다.

도 9 의 그래프로부터는 다음과 같은 사항을 알 수 있다.

(1) 정면방향으로부터, 내측으로 65도, 70도, 75도, 80도, 85도 또는 외측으로 60도, 55도, 50도, 45도로 벌어짐에 따라서 정면방향으로부터의 흔들림이 커진다. 이들은 모두 경사면(41b)에서의 정반사를 나타내고 있는 것이라고 생각된다.

(2) 즉, 내측, 외측 중 어느 부광선 중에도(41a)에서의 정반사광에 대응하는 막대지표를 찾아볼 수 없다.

공지의 프리즘시트로서, ø a = 20 도, ø b = 35 도로 한 것이 있으나, 이 정도의 경사각 조건에서는 상기와 같은 2 경로(두 경사면의 이용)를 이용한 정면방향 편향작용은 실현시킬 수 없다. 도 12 는 ø a = 20 도, ø b = 35 도의 프리즘시트(42)(굴절률 1.5)에 대하여 이것을 예시한 도면이다.

여기, 경사면(42a)에서 정반사되어 정면방향으로 편향되는 광선(S31)이 존재한다고 가정하자. 여기에 광선역진의 법칙을 적용하여 광로를 그리면, 도시한 바와 같은 광로를 얻을 수 있다. 즉, 경사면(42a)에 대한 입사각은 β 5 = -75 도이며, 프리즘시트에 대한 진입각은 -55 도이다. 여기서 진입각이란, 프리즘시트의 연재방향을 기준으로 측정한 입사광선의 전파방향을 나타내는 각(즉, 프리즘시트의 연재방향에 대한 입사광선의 기울기 각도)이다. 입사각, 진입각 모두, 프리즘요소 선단측에서부터 접근하는 광선의 입사각 또는 진입각의 부호를 +로 취하기로 한다.

도 12 의 고찰로 명확하게 알 수 있듯이, 광선(S3)과 같이 진입각이 음인 광선은 실제의 도광판으로부터의 출사광선으로 실현될 수 없다. 본 발명에서의 프리즘시트는 진입각이 양인 광선에 대하여, 제 1 경사면에 의하여 정면방향으로의 편향이 실현 가능한 것이 요구된다. 그러기 위해서는 제 1 경사면의 경사각(ø a)은 상당히 작은 각도일 필요가 있다.

경사각(ø a)의 임계적인 값은 프리즘시트의 굴절률 조건 및 주광선의 출사각에 따라 다소 변화하는 것은 당연하지만, 실제 설계에 있어서는 무리하게 임계적인 각도를 선택할 필요는 없다.

도 12 와 동일한 방식으로, 프리즘시트의 굴절률을 1.5, 제 1 경사면의 경사각(ø a)을 15 도로 하고, 주광선(63 도 출사)이 제 2 경사면(경사각 ø b)에서 정면방향으로 정반사·편향된다고 하는 조건을 만족시키는 경우를 상정하면, 입사각(β 5)에 대응하는 입사각은 -34.2 도이며, 프리즘시트에 대한 진입각은 -19.2 도가 된다.

또, 프리즘시트의 굴절률을 1.5, 제 1 경사면의 경사각(ø a)을 10 도로 하고, 주광선(63 도 출사)이 제 2 경사면(경사각 ø b)에서 정면방향으로 정반사·편향된다고 하는 조건을 만족시키는 경우를 상정하면, 입사각(β 5)에 대응하는 입사각은 -13.2 도이며, 프리즘시트에 대한 진입각은 -3.2 도가 된다.

이상의 예로부터, 프리즘시트의 굴절률 1.5, 주광선의 출사각도 63 도를 가정할 경우, 제 2 경사면(경사각 ø b)에서 정면방향으로 정반사·편향된다고 하는 조건을 만족시키며, 또, 제 1 경사면(경사각 ø a)에서 정면방향으로 정반사·편향되는 부광선이 존재하기 위한 임계조건은 ø a = 10 도 부근에 있는 것으로 추측된다.

도 10, 도 11 은 그 방증이 되는 그래프로, 굴절률 1.5 의 2 종의 비대칭프리즘시트(ø a = 5.6 도, ø b = 35 도 및 ø a = 15 도, ø b = 32.5 도)에 대하여, 프리즘시트의 외측면(단, 논글레어처리안됨)으로부터의 출사특성을 계측(도 10), 및 계산(도 11)한 것이다.

ø a = 5.6 도, ø b = 35 도의 프리즘시트는 도 8 에 나타낸 것과 동일하며, ø a = 15 도, ø b = 32.5 도의 프리즘시트는 도 8 에 나타낸 프리즘시트와 도 12에 나타낸 프리즘시트의 중간적인 것이다.

계측의 조건은 도 2 와 도 3 의 그래프가 등가이며, 계산의 조건은 도 8 와 도 9 의 그래프가 등가이다. 그리고 도 11 의 그래프에 흐트러짐이 있는 것은 계산처리상의 디지털화(양자화)의 영향이다. 도 10 또는 도 11 의 그래프로부터, ø a = 15 도에서는 ø a = 5.6 도의 비대칭프리즘시트에서 얻어지는 것과 같은 밝기를 얻을 수 없음을 알 수 있다(약 20 ％ 저하). 이 차이는 제 1 경사면(경사각 ø a)의 활용의 유무에 의한 것이 큰 것으로 추측된다.

실제 설계에 있어서는 제 1 경사면의 경사각(ø a)에 대하여 임계적인 조건을 추구할 필요는 없으며, 도광판의 특성(주광선의 출사각), 프리즘시트의 굴절률을 고려하여, 두 경사각(ø a, ø b)의 조합을 결정하면 된다. 도 2, 도 3 의 그래프로부터 이해할 수 있듯이, 내측 부광선은 주광선의 주위에 어느 정도(15 도 ∼ 20 도 정도)의 확산을 가지고 분포되어 있다.

따라서, 경사각(ø b)을 적절한 값(30 도 ∼ 40 도)으로 임시고정하고, 그 조건에서 가능한 한 주광선(S1)이 제 2 경사면에서 정면방향으로 편향되는 경사각(ø a)을 정하여, 그 조건하에서 제 1 경사면에서 정면방향으로 편향되는 부광선이 존재한다는 것을 확인하면 된다.

도 8 에 나타낸 사례에 준하여 말하면, 주광선(S1)의 출사각 63 도의 도광판 A 와 굴절률 1.5 의 재료로 이루어지는 비대칭프리즘시트를 사용했을 때, 우선 경사각(ø b)을 35 도로 임시고정해본다. 그러면 주광선(S1)을 제 2 경사면에서 정면방향으로 편향시키기 위한 경사각으로서 ø a = 5.6 도를 얻는다. 이어서 이 조건(35 도와 5.6 도)하에 있어서, 도 12에서 설명한 바와같이, 광선역진의 법칙을 적용하면, 제 1 경사면에서 정면방향으로 편향되는 부광선(S2)이 존재한다는 것이 확인된다.

다음은, 비대칭프리즘시트의 굴절률(n)을 바꾸었을 경우에, 경사각(ø a , ø b)을 어느 정도 바꾸면 되는가를 3 가지 예에서 확인한 바, 다음과 같은 결과를 얻었다. 그리고 주광선의 출사는 63 도로 하였다.

(1) n = 1.4 인 경우:ø a = 4.7 도, ø b = 34.2 도

(2) n = 1.5 인 경우:ø a = 5.6 도, ø b = 35 도

(3) n = 1.6 인 경우:ø a = 5.7 도, ø b = 35 도

이들 조건을 만족시키는 비대칭프리즘시트를 각 프리즘시트(Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ)로서, 도 11 과 같은 조건에서 프리즘시트의 외측면(단, 논글레어처리되지 않음)으로부터의 출사특성을 계산한 결과를 도 13 에 나타내었다. 그리고 프리즘시트 Ⅱ의 그래프는 도 11 의 그래프 내, 5.6 도 - 35 도의 프리즘시트의 것과 동일하다.

이들의 예로부터 알 수 있듯이, 프리즘시트의 굴절률을 현실적인 범위로 바꾸어도, 최적 경사각의 조건의 변화는 작고(굴절률 변화 0.2 는 1 도 정도의 차에 해당), 또한 얻어지는 특성도 큰 차이가 없다.

이상, 액정디스플레이로서 구체화된 제 1 실시예를 예로 들어, 본 발명의 비대칭프리즘시트 및 그것을 이용한 면광원장치의 구성, 작용 등을 설명하였다. 이하의 설명에서는 다른 실시예에 대한 구성과 작용의 개요를 서술한다. 단, 지금까지의 설명과 공통되는 사항의 반복 설명은 적절하게 생략하고, 제 1 실시예와는 다른 점에 초점을 맞추어 설명한다. 특히, 각 실시예에서 사용되는 비대칭프리즘시트(42, 43)의 내측면(비대칭프리즘면)의 형성 및 작용은 제 1 실시예에 관련하여 상세하게 서술한 바 있다.

도 14 는 본 발명의 제 2 실시예의 요부 구성을 나타낸 부분파단약식도이다. 본 실시예는 도 6 에 나타낸 제 1 실시예와 동일한 구성을 가지고 있으며, 양자간의 실질적인 차이는 비대칭프리즘시트의 외측면에만 존재하고 있다.

즉, 본 실시예에 있어서는 비대칭프리즘시트(41)를 대신하여, 양면에 다수의 프리즘요소를 형성한 비대칭프리즘시트(42)가 사용되고 있다. 비대칭프리즘시트(42)의 외측면(42c)에 형성되는 프리즘요소열은 내측면의 프리즘요소열과는 거의 직교하고 있다. 또, 각 프리즘요소열은 대칭형 또는 비대칭형이며 또, 프리즘 꼭지각은 40 도 ∼ 180 도 미만이고, 더욱 바람직하게는 55 도 ∼ 160 도 정도이다.

도 20 은 외측 프리즘면(42c)의 작용을 설명하는 도면으로, 도광판(1)의 광입사면(2)과 평행한 면으로 자른 단면도가 도시되어 있다. 광선(C1)은 광입사면(2)과 평행인 면내에서 정면방향으로 진행되는 광을 대표하며, 광선(C2)은 광입사면(2)과 평행인 면내에서 정면방향에서부터 벗어난 방향으로 진행되는 광을 대표하고 있다. 프리즘 꼭지각(ø )은 98 도로 그려져 있다. 두 광선(C1, C2)의 거동의 특징은 다음과 같다.

C1 : 상당한 성분이 경사면(42d, 42e)의 순서 또는 (42e, 42d)의 순서로 내면반사되고, 광입사면(2)과 평행한 면내에서 쉬프트되어, 내측면 방향으로 되돌아가 광선(D1)이 되기 때문에, 조명광의 전체적인 경로 이력이 다양화된다.

C2 : 대부분의 성분이 경사면으로부터 출사되는데, 경사면의 굴절작용에 의하여 광입사면(2)과 평행한 면내에서 정면방향으로 집광된다.

결국, 비대칭프리즘시트(42)의 외측면(42c)은 조명광의 전체적인 경로이력을 다양화하면서, 광입사면(2)과 평행한 면내에서 정면방향으로 완만하게 집광하는 작용을 수행한다.

도 15 는 본 발명의 제 3 실시예의 요부 구성을 나타낸 부분파단약식도이다.

본 실시예는 도 14 에 나타낸 제 2 실시예에 있어서, 비대칭프리즘시트(42) 대신에 비대칭프리즘시트(43)를 사용한 것이다. 비대칭프리즘시트(43)의 외측면(43c)에는 다수의 렌즈요소열이 내측면의 프리즘요소열과는 거의 직교한 방향으로 형성되어 있다. 렌즈요소열의 형태로는 다양한 것을 생각할 수 있다. 도 21 ∼ 도 24 는 그 몇 가지의 예를 도광판(1)의 광입사면(2)과 평행한 면으로 자른 단면도로 나타낸 것이다. 광선(C1)은 광입사면(2)과 평행한 면내에서 정면방향으로 진행되는 광을 대표하며, 광선(C2)은 광입사면(2)과 평행한 면내에서 정면방향으로부터 벗어난 방향으로 진행되는 광을 대표하고 있다. 각 도면의 형태에서의 두 광선(C1, C2)의 거동의 특징은 다음과 같다.

(도 21 의 형태)

C1 : 볼록곡면의 꼭지부(43d) 부근에 입사한 성분의 대부분은 그대로 광입사면(2)과 평행한 면내에서 정면방향으로 출사되는데, 경사면(43e 또는 43f)에 입사한 성분의 상당 부분은 경사면(43e, 43f)에서 계 2 도 내면반사되어, 광입사면(2)과 평행한 면내에서 쉬프트되어, 내측면 방향으로 되돌아가 광선(D1)이 되기 때문에, 조명광의 전체적인 경로 이력이 다양화된다.

C2 : 볼록곡면의 꼭지부(43d)부근에 입사한 성분의 대부분은 굴절하여 다양한 방향으로 출사되는데, 경사면(43e)(또는 43f)에 입사한 성분의 상당 부분은 평행인 면내에서 정면방향으로 집광되면서 출사된다.

결국, 도 21 의 형태의 외측렌즈면을 갖는 비대칭프리즘시트(42)는 전체로서 조명광의 전체적인 경로 이력을 다양화하면서, 광입사면(2)과 평행인 면내에서 정면방향으로 완만하게 집광하는 작용을 수행한다.

(도 22 의 형태)

도 20 의 형태에 준한 작용이 있으나, 오목 곡면부(43h)가 존재하기 때문에, 광선(C1)의 일부는 그대로 광입사면(2)과 평행한 면내에서 정면방향으로 출사되고, 광선(C2)의 일부는 굴절되어 다양한 방향으로 출사된다.

(도 23 의 형태)

도 21 의 형태에 준한 작용이 있으나, 오목 곡면부(43h)가 존재하기 때문에, 광선(C1)의 일부는 그대로 광입사면(2)과 평행한 면내에서 정면방향으로 출사되고, 광선(C2)의 일부는 굴절되어 다양한 방향으로 출사된다.

(도 24 의 형태)

렌즈면(43c)의 대부분이 볼록곡면으로 되어 있기 때문에, 광입사면(2)과 평행한 면내에서 정면방향으로의 집광작용이 강한 것으로 생각된다. 광선(C1, C2)에 대한 거동은 다음과 같은 특징을 갖는다.

C1 : 볼록곡면의 꼭지부(43d)부근에 입사한 성분의 대부분은 그대로 광입사면(2)과 평행한 면내에서 정면방향으로 출사되는데, 넓은 볼록곡면(43i 또는 43j)에 입사한 성분의 상당 부분은 볼록곡면(43i, 43j) 또는 꼭지부(43d)에서 계 3 도로 내면반사되어, 광입사면(2)과 평행한 면내에서 쉬프트되어, 내측면 방향으로 되돌아가는 광선(D1)이 되기 때문에, 조명광의 전체적인 경로 이력이 다양화된다.

C2 : 볼록곡면의 꼭지부(43d)부근에 입사한 성분의 일부는 굴절하여 다양한 방향으로 출사되는데, 일부는 되돌아가는 광이 된다. 또, 넓은 볼록곡면(43i)(또는 43j)에 입사한 성분의 상당 부분은 광입사면(2)과 평행한 면내에서 정면방향으로 집광되어 출사된다.

도 25, 도 26 은 본 발명의 비대칭프리즘시트(42, 43)를 사용한 경우의 광입사면(2)과 직교한 면내의(램프 직교면내) 및 광입사면(2)과 평행한 면내(램프 평행 방향면내)에서의 정면방향으로의 집광효과를 예시하는 그래프로, (A) 내측면은 프리즘시트(41 내지 43)와 동일형상이며, 외측면이 평활한 비대칭프리즘시트를 사용했을 경우, (B) 비대칭프리즘시트(42)를 사용했을 경우, (C) 비대칭프리즘시트(43)를 사용했을 경우를 대비시켜 출사광의 방향 특성의 측정결과를 도시한 것이다.

두 도면으로부터 다음과 같은 사항을 알 수 있다.

(1) 도 25 의 그래프로부터 명백하듯이, 램프 직교방향면내에서는 비대칭프리즘시트(42, 43)의 사용에 의하여, ± 30 도 부근에서부터 외측에서 프로파일이 올라간다. 단, 정면방향 휘도의 영향은 거의 보이지 않거나 약간 개선되는 경향이 있다.

(2) 도 26 의 그래프로부터 명백하듯이, 램프 평행방향면내에서는 비대칭프리즘시트(42, 43)의 사용에 의하여, ± 30 도 부근에서부터 외측에서 프로파일이 내려간다. 단, 정면방향휘도의 영향은 거의 보이지 않거나 약간 개선되는 경향이 있다.

(3) 도 25, 도 26 을 대비하여 이해할 수 있듯이, 비대칭프리즘시트(42,43)의 사용에 의하여, 좌우방향과 상하방향의 프로파일의 언벨런스가 교정되어 있다.

이어서, 도 16 은 본 발명의 제 4 실시예의 요부구성을 나타낸 부분파단약식도이다. 본 실시예는 도 14 에 나타낸 제 2 실시예에 있어서, 비대칭프리즘시트(42) 대신에, 비대칭프리즘시트(41)와 부가프리즘시트(AP)를 중첩시켜 사용한 것이다.

부가프리즘시트(AP)의 내측면에는 논글레어처리를 행하여, 비대칭프리즘시트(41)와의 붙음현상이나 간섭무늬, 모아레무늬 등을 방지한다. 비대칭프리즘시트(41)의 외측면(41c)은 평활면, 또는 매우 가벼운 논글레어처리를 한 면으로 할 수도 있다.

부가프리즘시트(AP)의 외측면에는 제 2 실시예에서 사용한 양면형의 비대칭프리즘시트(42)의 외측면(42c)과 동일한 프리즘요소가 다수 형성된다. 그 배열방향은 비대칭프리즘시트(41)의 내측면의 프리즘요소열과는 거의 직교한 방향으로 한다. 프리즘요소열의 형태 및 작용에 대해서는 비대칭프리즘시트(43)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다(작용의 예시결과는 도 27, 도 28 의 그래프 참조).

도 17 은 본 발명의 제 5 실시예의 요부 구성을 나타낸 부분파단약식도이다.

본 실시예는 도 15 에 나타낸 제 3 실시예에 있어서, 비대칭프리즘시트(43) 대신에 비대칭프리즘시트(41)와 부가렌즈시트(AL)를 중첩시켜 사용한 것이다.

부가렌즈시트(AL)의 내측면에는 논글레어처리를 행하여, 비대칭프리즘시트(41)와의 붙음현상이나 간섭무늬, 모아레무늬 등을 방지한다. 비대칭프리즘시트(41)의 외측면(41c)은 평활면, 또는 매우 가벼운 논글레어처리를 행한 면으로 할 수도 있다.

부가렌즈시트(AL)의 외측면에는 제 3 실시예에서 사용한 프리즘면-렌즈면형의 비대칭프리즘시트(43)의 외측면(43c)과 동일한 렌즈요소가 다수 형성된다. 그 배열방향은 비대칭프리즘시트(41)의 내측면의 프리즘요소열과는 거의 직교한 방향으로 한다. 렌즈요소열의 형태 및 작용에 대해서는 비대칭프리즘시트(43)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

도 27, 도 28 은 본 발명의 제 4 실시예의 작용을 예시하기 위한 그래프이다. 도 27 은 광입사면(2)과 직교한 면내(램프 직교방향면내)에서의 정면방향, 또한 도 28 은 광입사면(2)과 평행한 면내(램프 평행방향면내)에서의 정면방향으로의 집광효과를 각각 예시하는 그래프이며, (A) 내측면은 프리즘시트(41 내지 43)와 동일한 형상으로, 외측면이 평활한 비대칭프리즘시트를 사용했을 경우, (B) 그 외측에 내측면을 논글레어처리한 부가프리즘시트(AP)를 사용했을 경우, (C) 경사면 각도의 조합이(15 도 - 32.5 도)인 공지의 비대칭프리즘시트를 사용했을 경우, 를 대비시켜 출사광의 방향특성의 측정결과를 도시한 것이다.

두 도면으로부터 다음 사항을 알 수 있다.

(1) 도 27, 도 28 의 그래프로부터 명백하듯이,(15 도 - 32.5 도)의 공지의 비대칭프리즘시트를 사용했을 경우에 비하여, 다른 경우에서는 램프 직교방향면내, 램프 평행면내 모두에 있어서도 정면방향에서 본 휘도가 상승하고 있다.

(2) 도 27 의 그래프로부터 명백하듯이, 램프 직교방향면내에서는 비대칭프리즘시트(41)의 단독 사용할 때에 비하여, 제 4 실시예의 채용에 의하여, ± 30 도 부근에서부터 외측에서 프로파일이 올라간다. 단, 정면방향 휘도의 영향은 거의 보이지 않는다.

(3) 도 28 의 그래프로부터 명백하듯이, 램프 평행방향면 내에서는 비대칭프리즘시트(41)의 단독 사용할 때에 비하여, 제 4 실시예의 채용에 의하여, ± 30 도 부근에서부터 외측에서 프로파일이 내려간다. 단, 정면방향 휘도의 영향은 거의 보이지 않는다.

(4) 도 27, 도 28을 대비하여 이해할 수 있듯이, 결국, 제 4 실시예의 채용에 의하여 좌우방향과 상하방향의 프로파일의 언벨런스가 교정되고 있다. 그리고 이와같은 작용은 제 5 실시예에 있어서도 기대할 수 있는 것은 용이하게 추측되는 점이다.

이어서, 도 18, 도 19 는 본 발명의 제 6 실시예 및 제 7 실시예의 요부 구성을 나타낸 부분파단약식도이다. 이들 실시예는 각각 도 16 에 나타낸 제 4 실시예 및 도 17 에 나타낸 제 5 실시예에 있어서, 비대칭프리즘시트(41)와 부가프리즘시트(AP) 또는 부가렌즈시트의 사이에 표면 또는 후면의 적어도 한쪽을 이지면으로 한 필름(AN)을 끼운 것이다. 그리고 여기서는 상측의 면을 이지면으로 한 필름(상품명: 안티뉴튼필름/키모또 사 제조)을 사용하였다(이하, 이 필름은 「안티뉴튼필름 AN」이라고 표기함).

단, 부가프리즘시트(AP)의 내측면과, 비대칭프리즘시트(41)의 외측면(41c)은 평활면, 또는 매우 가벼운 논글레어처리를 한 면으로 할 수 있다. 이것은 안티뉴튼필름(AN)이 이들 요소간의 붙음현상이나 간섭무늬, 모아레무늬 등을 방지하는 기능을 가지고 있기 때문이다.

부가프리즘시트(AP)의 외측면에는 제 2 실시예에서 사용한 양면형의 비대칭프리즘시트(42)의 외측면(42c)과 동일한 프리즘요소가 다수 형성된다. 또, 부가프리즘시트(AL)의 외측면에는 제 3 실시예에서 사용한 프리즘면-렌즈면형의 비대칭프리즘시트(43)의 외측면(43c)과 동일한 렌즈요소가 다수 형성된다. 그들 프리즘요소 또는 렌즈요소의 배열방향은 비대칭프리즘시트(41)의 내측면의 프리즘요소열과는 거의 직교한 방향으로 한다.

프리즘요소열 또는 렌즈요소열의 형태 및 작용에 대해서는 비대칭프리즘시트(43)와 동일하기 때문에 상세한 설명은 생략한다.

도 29, 도 30 은 본 발명의 제 6 실시예 및 제 7 실시예의 작용을 예시하기 위한 그래프이다. 도 29 는 광입사면(2)과, 직교한 면내(램프 직교면내)에서의 정면방향으로의 집광효과를, 또한, 도 30 은 광입사면(2)과 평행한 면내(램프 평행면내)에서의 정면방향으로의 집광효과를 예시하는 그래프이며, (A) 내측면은 프리즘시트(41 내지 43)와 동일형상이며, 외측면이 평활한 비대칭프리즘시트를 사용했을 경우, (B) 외측면이 평활한 비대칭프리즘시트의 외측에 안티뉴튼필름(AN)과 부가프리즘시트(AP)를 배치했을 경우, (C) 외측면이 평활한 비대칭프리즘시트의 외측에 안티뉴튼필름(AN)과 부가렌즈시트(AL)를 배치했을 경우, (D) 경사면 각도의 조합이(15 도 - 32.5 도)인 공지의 비대칭프리즘시트를 사용했을 경우, 의 측정결과를 도시한 것이다.

두 도면으로부터 다음과 같은 사항을 알 수 있다.

(1) 도 29, 도 30 의 그래프로부터 명백하듯이,(15 도 - 32.5 도)의 공지의 비대칭프리즘시트를 사용했을 경우에 비하여, 다른 경우에서는 램프 직교방향면내, 램프 평행면내 모두에 있어서도, 정면방향에서 본 휘도가 상승하고 있다.

(2) 도 29 의 그래프로부터 명백하듯이, 램프 직교방향면내에서는 제 6 실시예 또는 제 7 실시예의 채용에 의하여, ± 30 도 부근에서부터 외측에서 프로파일이 약간 올라간다.

(3) 도 30 의 그래프로부터 명백하듯이, 램프 평행방향면내에서는 비대칭프리즘시트(41)의 단독 사용할 때에 비하여, 제 6 실시예 또는 제 7 실시예의 채용에 의하여, ± 30 도 부근에서부터 외측에서 프로파일이 약간 내려간다.

(4) 도 29, 도 30을 대비하면 이해할 수 있듯이, 결국 제 6 실시예 또는 제 7 실시예의 채용에 의하여, 좌우방향과 상하방향의 프로파일의 언벨런스가 교정되고 있다.

그리고, 상술한 것 이외에, 편광분리시트 자체를 비평활면을 갖는 요소로 보고, 비대칭프리즘시트의 외측에 편광분리시트를 광학적 접착제에 의하여 광학적으로 접합시킴으로써 일체화한 것을 「비대칭프리즘시트」로서 채용하는 것도 본 발명의 실시예의 일부를 이룬다.

이상 상세하게 설명한 본 발명의 특징은 다음과 같이 요약할 수 있다.

(1) 프리즘시트의 내측면의 각 프리즘요소를 구성하는 한쌍의 경사면이 함께 정면방향으로 향하는 조명광의 생성에 적극적으로 기여할 수 있게 되기 위하여, 조명광의 밝기 레벨과 균일성이 향상된다. 또한, 액정패널의 백라이팅에 대한 적용에 의하여 액정디스플레이의 표시품질이 향상된다.

(2) 편광분리시트 등의 평활면을 갖는 소자를 근접배치해도, 달라붙는 현상이 없고, 명암무늬, 착색현상 등에 의한 시감각의 열화가 발생하지 않는다.

(3) 본 발명을 면광원장치 또는 액정디스플레이에 적용할 때에 특히 유용한 비대칭프리즘시트가 제공된다.

Claims (30)

1. 지향출사성의 도광판과, 상기 도광판의 측단부에 위치한 광입사면을 향해 광을 공급하는 일차광원과, 상기 도광판의 전면을 따라 형성된 비대칭프리즘시트를 구비한 면광원장치에 있어서,

   상기 비대칭프리즘시트는 상기 광입사면과 평행으로 배열된 다수의 프리즘요소열을 갖는 프리즘내측면과 비평활외측면을 구비하고,

   상기 프리즘내측면의 프리즘요소열은 상기 광입사면측을 향하는 제 1 경사면과 상기 광입사면측과는 반대측을 향하는 제 2 경사면의 교호 반복으로 이루어지고,

   상기 제 1 경사면의 경사각(øa) 및 상기 제 2 경사면의 경사각(øb)은, 상기 도광판으로부터 출사된 주광선이 상기 제 1 경사면으로부터 상기 비대칭프리즘시트 내로 도입되고 상기 제 2 경사면에 의한 내부반사로 대부분 정면방향으로 편향됨과 함께, 상기 도광판으로부터 출사된 주광선에 비해 출사각이 큰 부광선이 상기 제 1 경사면으로부터 상기 비대칭프리즘시트 내로 도입되고 상기 제 2 경사면에서 내부반사되며 상기 제 1 경사면에서 내부반사되어 대부분 정면방향으로 편향되도록 선택되어 있는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 비대칭프리즘시트의 상기 비평활외측면이 논글레어처리면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 비대칭프리즘시트의 상기 비평활외측면이 상기 광입사면과 수직으로 배열된 다수의 프리즘요소열을 구비하는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 비대칭프리즘시트의 상기 비평활외측면이 상기 광입사면과 수직으로 배열된 다수의 프리즘요소열을 구비하는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 비대칭프리즘시트의 상기 비평활외측면이 상기 광입사면과 수직으로 배열된 다수의 렌즈요소열을 구비하는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 비대칭프리즘시트의 상기 비평활외측면이 상기 광입사면과 수직으로 배열된 다수의 렌즈요소열을 구비하는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 비대칭프리즘시트의 외측에 부가프리즘시트가 형성되어 있고,

   상기 부가프리즘시트는 상기 광입사면과 수직으로 배열된 다수의 프리즘요소열을 갖는 외측면을 구비하는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
8. 제 2 항에 있어서,

   상기 비대칭프리즘시트의 외측에 부가프리즘시트가 형성되어 있고,

   상기 부가프리즘시트는 상기 광입사면과 수직으로 배열된 다수의 프리즘요소열을 갖는 외측면을 구비하는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
9. 제 3 항에 있어서,

   상기 비대칭프리즘시트의 외측에 부가프리즘시트가 형성되어 있고,

   상기 부가프리즘시트는 상기 광입사면과 수직으로 배열된 다수의 프리즘요소열을 갖는 외측면을 구비하는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
10. 제 4 항에 있어서,

    상기 비대칭프리즘시트의 외측에 부가프리즘시트가 형성되어 있고,

    상기 부가프리즘시트는 상기 광입사면과 수직으로 배열된 다수의 프리즘요소열을 갖는 외측면을 구비하는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
11. 제 5 항에 있어서,

    상기 비대칭프리즘시트의 외측에 부가프리즘시트가 형성되어 있고,

    상기 부가프리즘시트는 상기 광입사면과 수직으로 배열된 다수의 프리즘요소열을 갖는 외측면을 구비하는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
12. 제 6 항에 있어서,

    상기 비대칭프리즘시트의 외측에 부가프리즘시트가 형성되어 있고,

    상기 부가프리즘시트는 상기 광입사면과 수직으로 배열된 다수의 프리즘요소열을 갖는 외측면을 구비하는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 비대칭프리즘시트의 외측에 렌즈시트가 형성되어 있고,

    상기 렌즈시트는 상기 광입사면과 수직으로 배열된 다수의 렌즈요소열을 갖는 외측면을 구비하는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
14. 제 2 항에 있어서,

    상기 비대칭프리즘시트의 외측에 렌즈시트가 형성되어 있고,

    상기 렌즈시트는 상기 광입사면과 수직으로 배열된 다수의 렌즈요소열을 갖는 외측면을 구비하는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
15. 제 3 항에 있어서,

    상기 비대칭프리즘시트의 외측에 렌즈시트가 형성되어 있고,

    상기 렌즈시트는 상기 광입사면과 수직으로 배열된 다수의 렌즈요소열을 갖는 외측면을 구비하는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
16. 제 4 항에 있어서,

    상기 비대칭프리즘시트의 외측에 렌즈시트가 형성되어 있고,

    상기 렌즈시트는 상기 광입사면과 수직으로 배열된 다수의 렌즈요소열을 갖는 외측면을 구비하는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
17. 제 5 항에 있어서,

    상기 비대칭프리즘시트의 외측에 렌즈시트가 형성되어 있고,

    상기 렌즈시트는 상기 광입사면과 수직으로 배열된 다수의 렌즈요소열을 갖는 외측면을 구비하는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
18. 제 6 항에 있어서,

    상기 비대칭프리즘시트의 외측에 렌즈시트가 형성되어 있고,

    상기 렌즈시트는 상기 광입사면과 수직으로 배열된 다수의 렌즈요소열을 갖는 외측면을 구비하는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
19. 지향출사성의 도광판과, 상기 도광판의 측단부에 위치한 광입사면을 향해 광을 공급하는 일차광원과, 상기 도광판의 전면을 따라 형성된 비대칭프리즘시트를 구비한 면광원장치에 있어서,

    상기 비대칭프리즘시트는 상기 광입사면과 평행으로 배열된 다수의 프리즘요소열을 갖는 프리즘내측면을 구비하며,

    상기 프리즘내측면의 프리즘요소열은 상기 광입사면측을 향하는 제 1 경사면과 상기 광입사면측과는 반대측을 향하는 제 2 경사면의 교호 반복으로 이루어지고,

    상기 제 1 경사면의 경사각(øa) 및 상기 제 2 경사면의 경사각(øb)은, 상기 도광판으로부터 출사된 주광선이 상기 제 1 경사면으로부터 상기 비대칭프리즘시트 내로 도입되고 상기 제 2 경사면에 의한 내부반사로 대부분 정면방향으로 편향됨과 함께, 상기 도광판으로부터 출사된 주광선에 비해 출사각이 큰 부광선이 상기 제 1 경사면으로부터 상기 비대칭프리즘시트 내로 도입되고 상기 제 2 경사면에서 내부반사되며, 또한 상기 제 1 경사면에서 내부반사되어 대부분 정면방향으로 편향되도록 선택되어 있고,

    상기 비대칭프리즘시트의 외측에 부가프리즘시트가 형성되어 있고,

    상기 부가프리즘시트는 상기 광입사면과 수직으로 배열된 다수의 프리즘요소열을 구비한 외측면과 논글레어처리면으로 이루어지는 내측면을 구비하는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
20. 지향출사성의 도광판과, 상기 도광판의 측단부에 위치한 광입사면을 향해 광을 공급하는 일차광원과, 상기 도광판의 전면을 따라 형성된 비대칭프리즘시트를 구비한 면광원장치에 있어서,

    상기 비대칭프리즘시트는 상기 광입사면과 평행으로 배열된 다수의 프리즘요소열을 갖는 프리즘내측면을 구비하며,

    상기 프리즘내측면의 프리즘요소열은 상기 광입사면측을 향하는 제 1 경사면과 상기 광입사면측과는 반대측을 향하는 제 2 경사면의 교호 반복으로 이루어지고,

    상기 제 1 경사면의 경사각(øa) 및 상기 제 2 경사면의 경사각(øb)은, 상기 도광판으로부터 출사된 주광선이 상기 제 1 경사면으로부터 상기 비대칭프리즘시트 내로 도입되고 상기 제 2 경사면에 의한 내부반사로 대부분 정면방향으로 편향됨과 함께, 상기 도광판으로부터 출사된 주광선에 비해 출사각이 큰 부광선이 상기 제 1 경사면으로부터 상기 비대칭프리즘시트 내로 도입되고 상기 제 2 경사면에서 내부반사되며 또한 상기 제 1 경사면에서 내부반사되어 대부분 정면방향으로 편향되도록 선택되어 있고,

    상기 비대칭프리즘시트의 외측에 렌즈시트가 형성되어 있고,

    상기 렌즈시트는 상기 광입사면과 수직으로 배열된 다수의 렌즈요소열을 구비한 외측면과 논글레어처리면으로 이루어지는 내측면을 구비하는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
21. 지향출사성의 도광판과, 상기 도광판의 측단부에 위치한 광입사면을 향해 광을 공급하는 일차광원과, 상기 도광판의 전면을 따라 형성된 비대칭프리즘시트를 구비한 면광원장치에 있어서,

    상기 비대칭프리즘시트는 상기 광입사면과 평행으로 배열된 다수의 프리즘요소열을 갖는 프리즘내측면을 구비하며,

    상기 프리즘내측면의 프리즘요소열은 상기 광입사면측을 향하는 제 1 경사면과 상기 광입사면측과는 반대측을 향하는 제 2 경사면의 교호 반복으로 이루어지고,

    상기 제 1 경사면의 경사각(øa) 및 상기 제 2 경사면의 경사각(øb)은, 상기 도광판으로부터 출사된 주광선이 상기 제 1 경사면으로부터 상기 비대칭프리즘시트 내로 도입되고 상기 제 2 경사면에 의한 내부반사로 대부분 정면방향으로 편향됨과 함께, 상기 도광판으로부터 출사된 주광선에 비해 출사각이 큰 부광선이 상기 제 1 경사면으로부터 상기 비대칭프리즘시트 내로 도입되고, 상기 제 2 경사면에서 내부반사되며, 또한 상기 제 1 경사면에서 내부반사되어 대부분 정면방향으로 편향되도록 선택되어 있고,

    상기 비대칭프리즘시트의 외측에 적어도 한 쪽면을 이지면(梨地面)으로 한 필름이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 도광판의 정면방향에 대한 상기 제 1 경사면의 경사각(øa)이 10 도 미만인 것을 특징으로 하는 면광원장치.
23. 다수의 비대칭프리즘요소열을 구비한 프리즘면과 비평활면을 구비한 비대칭프리즘시트에 있어서,

    상기 비대칭프리즘요소열은 제 1 경사면과 그것과는 반대측을 향하는 제 2 경사면의 교호 반복으로 이루어지고,

    상기 제 1 경사면의 경사 및 상기 제 2 경사면의 경사는, 상기 제 1 경사면으로부터 상기 비대칭프리즘시트 내로 도입되고 상기 제 2 경사면에 의한 내부반사로 대부분 정면방향으로 편향되는 제 1 광선과, 상기 제 1 경사면으로부터 상기 비대칭프리즘시트 내로 도입되고, 상기 제 2 경사면에서 내부반사되며, 또한 상기 제 1 경사면에서 내부반사되어 대부분 정면방향으로 편향되는 제 2 광선이 존재할 수 있는 값을 갖고 있고,

    상기 제 1 광선 및 상기 제 2 광선의 상기 비대칭프리즘시트에 대한 진입각은 모두 양(단, 상기 프리즘요소의 선단측으로부터 접근하는 광선의 진입각의 부호를 정으로 한다)인 것을 특징으로 하는 비대칭프리즘시트.
24. 제 23 항에 있어서,

    상기 제 1 경사면의 정면방향에 대한 경사각(øa)이 10 도 미만이고, 상기 제 2 경사면의 정면방향에 대한 경사각(øb)이 30 도 ∼ 40 도의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 비대칭프리즘시트.
25. 제 23 항에 있어서,

    상기 비평활면이 논글레어처리면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비대칭프리즘시트.
26. 제 24 항에 있어서,

    상기 비평활면이 논글레어처리면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비대칭프리즘시트.
27. 제 23 항에 있어서,

    상기 비평활면이 상기 다수의 비대칭프리즘요소열의 배열방향과 직교한 방향으로 배열된 다수의 프리즘요소열을 구비하는 것을 특징으로 하는 비대칭프리즘시트.
28. 제 24 항에 있어서,

    상기 비평활면이 상기 다수의 비대칭프리즘요소열의 배열방향과 직교한 방향으로 배열된 다수의 프리즘요소열을 구비하는 것을 특징으로 하는 비대칭프리즘시트.
29. 제 23 항에 있어서,

    상기 비평활면이 상기 다수의 비대칭프리즘요소열의 배열방향과 직교한 방향으로 배열된 다수의 렌즈요소열을 구비하는 것을 특징으로 하는 비대칭프리즘시트.
30. 제 24 항에 있어서,

    상기 비평활면이 상기 다수의 비대칭프리즘요소열의 배열방향과 직교한 방향으로 배열된 다수의 렌즈요소열을 구비하는 것을 특징으로 하는 비대칭프리즘시트.