KR20020025033A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 투과형 액정 표시 장치는, 갭을 개재하여 서로 대향하여 배치되어 있으며 내면 측에 투명 전극이 형성된 한 쌍의 투명 절연 기판과, 상기 갭 내에 주입된 액정 재료를 포함한 액정 표시 소자와; 상기 액정 표시 소자의 배면 측에 배치된 광원과; 상기 액정 표시 소자의 정면 측에 배치된 광 확산 소자를 포함하며,
하기 식
(여기서, BL(θ)은 광원의 출사 각(θ) - 휘도 특성이고, LC(θ)는 명 상태에서의 상기 액정 표시 소자에 대한 입사 각(θ) - 투과율 특성이고, Dif(a, θ)는 수광 각(a)에서의 상기 광 확산 소자에 대한 입사 각(θ) - 투과율 특성임)을 만족시킨다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정 표시 장치 및 그 액정 표시 장치에 사용되는 렌즈 시트(lens sheet)에 관한 것으로, 구체적으로는 워드 프로세서, 노트 북형 개인용 컴퓨터 등의 사무 자동화(OA) 기기, 각종 영상 관련 기기, 게임기, TV 수상기 등에 사용되는 직시형(direct-view type) 액정 표시 장치와, 이러한 액정 표시 장치에 사용되는 렌즈 시트에 관한 것이다.
종래에는, 개인용 컴퓨터, 워드 프로세서, TV 수상기 등에 대한 표시 장치로서는 CRT가 자주 사용되었다. 최근에는, 이들 전자 기기의 소형화, 박형화 및 경량화에 대한 요구에 부응하여, 평면형 표시 장치가 많이 사용되고 있다. 몇몇 평면형 표시 장치가 개발되어 있다. 이들 중에는, 소비 전력이 낮은 등의 이점을 갖는 액정 표시 장치가 널리 이용되고 있다.
액정 표시 장치는 액정 분자의 광학 이방성(굴절률 이방성(refractive index anisotropy)), 배향성(orientation property), 유동성 및 유전 이방성(dielectric anisotropy)을 포함한 전기 광학 효과(electrooptic effect)를 이용하여, 표시 장치의 임의의 표시 단위에 전계를 가하거나 전류를 통하게 함으로써, 표시 단위의 광 투과율이나 반사율을 변화시켜서 화상을 표시한다. 액정 표시 장치는 표시 장치에 표시된 화상을 직접 관찰하는 직시형 표시 장치와, 화상을 정면 또는 배면으로부터 화면에 투영하여 투영된 화상을 관찰하는 투사형 표시 장치로 분류할 수 있다.
직시형 표시 장치의 표시 모드로는 다이나믹 스캐터링 모드(dynamic scattering mode), 트위스티드 네마틱 모드(twisted nematic mode), 수퍼 트위스티드 네마틱 모드(super-twisted nematic mode), 중합체 분산 모드(polymer dispersion mode), 강유전 액정 모드(ferroelectric liquid crystal mode), 호미오트로픽 모드(homeotropic mode) 및 게스트 호스트 모드(guest-host mode) 등의 여러 가지가 있다. 직시형 표시 장치의 구동 방식으로는, 세그멘트 구동(segment driving), 단순 매트릭스 구동(simple matrix driving) 및 액티브 매트릭스 구동(active matrix driving) 등의 구동 방식이 개발되어 있다. 이들 모드 및 구동 방식 중에서, 표시 단위 수가 작은 경우에는 세그멘트 구동의 트위스티드 네마틱 모드가 주로 채용되고, 표시 단위 수가 큰 경우에는 단순 매트릭스 구동의 수퍼 트위스티드 네마틱 모드가 주로 채용된다.
액정 표시 장치는 문자, 도형 등의 정보를 표시한다. 최근에는 표시 내용의 대용량화에 대한 요구에 따라서, 미소한 표시 단위를 종횡으로 배열하여 임의의 정보를 표시하는 소위, 도트 매트릭스 표시 방식(dot matrix display style)이 채용되고 있다.
직시형 액정 표시 장치는 광 셔터 기능을 갖는 액정 셀을 핵으로 해서, 필요에 따라 배후로부터 조명하는 배면 광원(back light source)과, 정면의 외광 반사를 방지하기 위한 반사 방지 막(reflection prevention film) 등을 조합하여 구성되어 있다.
액정 표시 장치의 관찰 방향에 의한 표시 품질의 변화를 최소화하고, 양호한 표시 품질을 얻을 수 있는 시야 각을 확대하는 기술이 제안되고 있다. 이들 기술은 대체로 액정 표시 셀 내부의 구성을 개선하는 방법과, 액정 표시 셀 외부의 구성을 개선하는 방법으로 분류할 수 있다. 전자에는, 액정 분자를 변형시키는 방법, 편광 소자의 배치, 액정 분자의 배향 방향 등을 최적화하는 방법, 액정 표시장치 내부에 복수의 복굴절(birefringence)을 갖는 필름을 배치하는 방법, 기판에 미세한 요철 부분을 형성하는 방법, 및 구동 방식을 최적화하는 방법 등이 제안되고 있다. 또한 후자로서는, 액정 표시 셀을 렌즈 또는, 광 투과 방향을 제어하는 소자 등과 결합하는 방법 등이 제안되고 있다.
액정 표시 셀의 관찰면 상에, 렌즈 등의 광 투과 방향을 제어하는 광 확산 수단을 액정 표시 셀과 결합하여 시야 각을 확대하는 방법으로는, 하기의 방법이 알려져 있다. 그 중 하나는, 배면 광원의 발광 지향성(light directivity)과, 액정층과 미소 단위 렌즈(minute unit lens) 사이의 거리와, 미소 단위 렌즈의 배열 방향으로의 액정 셀의 표시 단위의 피치(pitch)를 적절히 설정함으로써 렌즈의 존재로 인한 화상의 얼룩을 저감시키는 방법이 일본 특개평 8-201796 호 공보에 개시되어 있다. 다른 방법은 액정 표시 셀과 렌즈 오목부가 접착제 또는 접착층을 거쳐서 접착하는 경우, 렌즈의 높이, 렌즈의 피치 및 접착부의 폭을 적절히 설정함으로써 렌즈로부터의 외광 반사를 저감시키는 방법이 일본 특개평 7-120743 호 공보에 개시되어 있다.
상기 종래의 방법은 하기와 같은 문제점을 가지고 있다. 일본 특개평 8-201796 호 공보에는, 표시 단위의 열(column) 피치를 증가시키고, 액정층과 미소 단위 렌즈 사이의 거리를 저감시키고, 배면 광원의 광 지향성을 향상시킴으로써, 화상의 얼룩이 인식되지 않게 하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 미소 렌즈의 특성에 대해서는 개시한 바가 없다. 그러므로, 이러한 기술을 이용하여 배면 광원의 광 지향성을 높이면, 미소 단위 렌즈의 광학 특성에 왜곡이 발생할 경우, 이러한 왜곡이 표시의 시야 각 특성에 반영되어, 만족스러운 표시 특성을 얻을 수 없게 된다. 예컨대, 가장 이상적인 광학 특성을 갖는 미소 단위 렌즈를 성공적으로 제조하였다 할지라도, 렌즈는 접착층을 개재하여 액정 표시 소자에 접착되어야만 한다. 이러한 접착에서는, 접착층과 렌즈 사이의 접착 상태가 변화하기 쉬워서, 미소 단위 렌즈의 광학 특성이 왜곡되어 버리고 만다. 그 이유는 접착층의 굴절률이 렌즈의 굴절률과 대체로 동일하기 때문에, 접착층 내에 묻힌 미소 단위 렌즈의 선단부가 렌즈로서 정상적으로 기능하지 않기 때문이다. 이 경우, 배면 광원의 광 지향성이 높으면, 미소 단위 렌즈의 광학 특성의 왜곡이 액정 표시 장치의 표시 특성에 영향을 주게 된다.
일본 특개평 7-120743 호 공보에 개시된 바에 의하면, 배면 광원의 광 지향성이 높은 경우에도, 렌즈 광학 특성에 왜곡이 발생하지 않게 할 수 있다. 그러나, 이 문헌에 개시된 기술에 따라서 왜곡이 없는 렌즈 광학 특성을 실현하기 위해서는, 실제로, 접착부의 폭에 대한 렌즈 피치의 비를 5 이상으로 하여야 한다. 이러한 구성을 위해 접착부의 폭을 제어하는 것은 매우 어렵다.
본 발명의 목적은 지향성이 높은 광원을 사용하면서도 시야 각이 넓고 표시 품질이 우수한 액정 표시 장치를 제공하고, 또한 이러한 액정 표시 장치에 사용되는 렌즈 시트를 제공하는 것이다.
도 1은 배면 광원, 액정 표시 소자 및 광 확산 소자를 통한 출사 광로의 설명도.
도 2a 및 도 2b는 배면 광원의 휘도 특성의 설명도.
도 2c 및 도 2d는 광 확산 소자의 광학 특성의 설명도.
도 2e는 액정 표시 소자의 투과율 특성의 설명도.
도 2f, 도 2g, 도 2h 및 도 2i는 배면 광원, 액정 표시 소자 및 광 학산 소자를 결합함으로써 얻어지는 액정 표시 장치의 휘도 특성을 나타내며, 특히 도 2a 또는 도 2b에서 얻어진 휘도 특성을 나타내는 배면 광원과, 도 2e에 나타낸 특성을 갖는 액정 표시 소자와, 도 2c 또는 도 2d에 나타낸 특성을 갖는 광 확산 소자가 결합된 경우에 얻어진 휘도 특성을 나타내는 설명도.
도 3은 배면 광원의 절반 각(BL 절반 각)과 광 확산 소자의 광학 특성의 조합과, 표시 품질의 관계를 나타낸 설명도.
도 4는 높이가 다른 단위 렌즈(unit lens)를 갖는 렌티큘러 렌즈(lenticular lens)의 단면도.
도 5는 제 2 편광 소자, 접착층 및 높이가 다른 단위 렌즈를 갖는 렌즈 시트의 개략적 구조의 주요 부분의 단면도.
도 6은 도 4에 나타낸 전체 렌즈 시트의 광학 특성이 렌즈 접착부의 광학 특성과 렌즈 접착부의 비율(n)에 따라 어떻게 변화하는가를 나타내는 그래프(여기서, y축은 전체 렌즈 시트의 광학 특성으로서 Dif(0°, 10°)/Dif(0°, 0°)를 나타내고, x축은 비율(n)을 나타낸다).
도 7은 종래의 액정 표시 장치의 주요 부분을 나타내는 개략 단면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예의 액정 표시 장치의 주요 부분을 나타내는 개략 단면도.
도 9a는 본 실시예의 액정 표시 장치의 시야 각(viewing angle)에 대한 콘트라스트 비의 의존성을 나타내는 그래프.
도 9b는 본 실시예의 액정 표시 장치의 각각의 그레이 레벨에서의 시야 각에 대한 휘도 의존성을 나타내는 그래프.
도 10a는 비교예로서의 액정 표시 장치의 시야 각에 대한 콘트라스트 비의 의존성을 나타내는 그래프.
도 10b는 비교예로서의 액정 표시 장치의 각각의 그레이 레벨에서의 시야 각에 대한 휘도 의존성을 나타내는 그래프.
본 발명의 투과형 액정 표시 장치는, 갭을 개재하여 서로 대향하여 배치되어있으며 내면 측에 투명 전극이 형성된 한 쌍의 투명 절연 기판과, 상기 갭 내에 주입된 액정 재료를 포함한 액정 표시 소자와; 상기 액정 표시 소자의 배면 측에 배치된 광원과; 상기 액정 표시 소자의 정면 측에 배치된 광 확산 소자를 포함한다. 상기 액정 표시 장치는 하기의 식(1)을 만족시키도록 설계되었다.
(1)
여기서, BL(θ)은 광원의 출사 각(θ) - 휘도 특성 즉, 출사 각(θ)의 함수로서 상기 광원의 휘도이고, LC(θ)는 명 상태에서의 상기 액정 표시 소자에 대한 입사 각(θ) - 투과율 특성 즉, 입사 각(θ)의 함수로서 상기 액정 표시 소자의 투과율이고, Dif(a, θ)는 수광 각(a)에서의 상기 광 확산 소자에 대한 입사 각(θ) - 투과율 특성 즉, 수광 각(a)과 입사 각(θ)의 함수로서 상기 광 확산 소자의 투과율이다.
상기 식(1)은 BL(θ)와 Dif(a, θ)를 조절함으로써 만족시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 광 확산 소자와 상기 액정 표시 소자 사이에 접착층이 형성되고, 상기 광 확산 소자는 제 1 높이의 볼록부를 갖는 제 1 단위 렌즈부와, 상기 제 1 높이보다 높이가 낮은 제 2 높이의 볼록부를 갖는 제 2 단위 렌즈부를 포함하는 렌즈 시트이고, 상기 렌즈 시트는 상기 제 1 단위 렌즈부에서 상기 접착층에 접착된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 제 1 단위 렌즈부는 상기 접착층에 접착되고, 상기 제 2 단위 렌즈부는 상기 접착층과는 접착되지 않으며, 상기 렌즈 시트의 광학 특성은 Dif(a, θ) = n × g(a, θ) + (1 - n) × f(a, θ)(여기서, g(a, θ)는 상기 제 1 단위 렌즈부의 광학 특성이고, n은 전체 렌즈 시트에 대한 상기 제 1 단위 렌즈부의 면적 비이고, f(a, θ)는 상기 제 2 단위 렌즈부의 광학 특성이고, 1-n은 상기 전체 렌즈 시트에 대한 상기 제 2 단위 렌즈부의 면적 비임)이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 광원은, 휘도가 상기 액정 표시 소자의 정면에 대해 수직인 방향의 휘도의 절반이 되는 출사 각이 15° 이하가 되는 지향성을 가진다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 광원은, 휘도가 상기 액정 표시 소자의 정면에 대해 수직인 방향의 휘도의 절반이 되는 출사 각이 5° 이하가 되는 지향성을 가지며, 상기 광 확산 소자는 Dif(0°, 10°) / Dif(0°, 0°)가 0.4 이상인 광학 특성을 갖는다.
본 발명의 투과형 액정 표시 장치는, 갭을 개재하여 서로 대향하여 배치되어 있으며 내면 측에 투명 전극이 형성된 한 쌍의 투명 절연 기판과, 상기 갭 내에 주입된 액정 재료를 포함한 액정 표시 소자와; 상기 액정 표시 소자의 배면 측에 배치된 광원과; 상기 접착층을 개재하여 상기 액정 표시 소자의 정면에 배치된 렌즈 시트를 포함한다. 상기 렌즈 시트는 제 1 높이의 볼록부를 갖는 제 1 단위 렌즈부와, 상기 제 1 높이보다 높이가 낮은 제 2 높이의 볼록부를 갖는 제 2 단위 렌즈부를 포함하며, 여기서, 상기 제 1 높이의 볼록부와 상기 제 2 높이의 볼록부의 양자는 상기 접착층에 대향하며, 상기 제 1 단위 렌즈부는 상기 접착층에 접착되고, 상기 제 2 단위 렌즈부는 상기 접착층에 접착되지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 제 1 높이에 대한 상기 제 2 높이의 비는 3/5이고, 전체 렌즈 시트에 대한 상기 제 1 단위 렌즈부의 면적 비는 약 0.2이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 광원은, 휘도가 상기 액정 표시 소자의 정면에 대해 수직인 방향의 휘도의 절반이 되는 출사 각이 15° 이하가 되는 지향성을 가진다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 광원은, 휘도가 상기 액정 표시 소자의 정면에 대해 수직인 방향의 휘도의 절반이 되는 출사 각이 5° 이하가 되는 지향성을 가지며, 상기 렌즈 시트는 Dif(0°, 10°) / Dif(0°, 0°)가 0.4 이상인 광학 특성(여기서, Dif(a, θ)는 수광 각(a)에서의 상기 렌즈 시트에 대한 입사 각(θ) - 투과율 특성임)을 갖는다.
본 발명의 렌즈 시트는 접착층을 개재하여 액정 표시 소자의 정면에 접착된다. 상기 렌즈 시트는 제 1 높이의 볼록부를 갖는 제 1 단위 렌즈부와; 상기 제 1 높이보다 높이가 낮은 제 2 높이를 갖는 제 2 단위 렌즈부를 포함하며, 여기서, 상기 제 1 높이의 볼록부와 상기 제 2 높이의 볼록부의 양자는 상기 접착층에 대향한다.
상기 렌즈 시트는 바람직하게는 Dif(0°, 10°) / Dif(0°, 0°)가 0.4 이상인 광학 특성(여기서, Dif(a, θ)는 수광 각(a)에서의 상기 렌즈 시트에 대한 입사각(θ) - 투과율 특성임)을 갖는 것이 좋다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 제 1 높이에 대한 상기 제 2 높이의 비는 3/5이고, 전체 렌즈 시트에 대한 상기 제 1 단위 렌즈부의 면적 비는 약 0.2이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 기본 원리에 대하여 설명하기로 한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 배면 광원(1)으로부터 출사 각(θ)으로 출사된 광은 액정 표시 소자(2)에 입사 각(θ)으로 입사하여, 액정 표시 소자(2)를 통과하여 출사 각(θ)으로 출사한다. 그 후, 광은 광 확산 소자(3)에 입사 각(θ)으로 입사한다. 그 후, 광 확산 소자(3)에 입사 각(θ)으로 입사한 광은 여러 각도로 확산하여 통과하게 된다. 광 확산 소자(3)로부터 출사 각(a)으로 출사한 광에 대한 광 확산 소자(3)에 입사 각(θ)으로 입사한 광의 강도의 비를 Dif(a, θ)라고 하고, 입사 각(θ)에서의 광에 대한 액정 표시 소자(2)의 투과율 특성을 LC(θ)라고 한다. 또한, 출사 각(θ)에서의 광에 대한 배면 광원(1)의 휘도 특성을 BL(θ)이라 하며, 이것은 배면 광원(1)의 지향성을 나타내는 데 사용된다.
이 때, 특정 각(b)에서 관찰한 휘도는 다음과 같이 표시할 수 있다.
즉, 각(b)에서의 휘도에 대한 각(b + 10°)에서의 휘도의 비 즉, 패널 출사 휘도(b + 10°) / 패널 출사 휘도(b)가 1에 가까우면, 휘도의 시야 각 의존성이 저감된 이상적인 표시 장치를 얻을 수 있다. 본 발명자는 이 비에서의 시인성 평가에 의해, 표시가 불량하다는 것을 확인하였다. 그 결과, 그 비가 0.5 이상인 것이 바람직하다는 것을 발견하였다.
또한, 액정 표시 장치에서는, 정면(b = 0°) 및 그 근방으로부터 본 표시 특성이 가장 중요하다. 이 때문에, 본 발명자는, 바람직한 표시 특성을 갖는 액정 표시 장치를 얻기 위해서는, 배면 광원(1)의 지향성과, 액정 표시 소자(2)의 투과율 특성과, 광 확산 소자(3)의 광학 특성이 하기의 식을 만족하여야 한다는 것을 발견하였다.
(1)
이하, 도 2a ~ 도 2i를 참조하여 본 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 2a 및 도 2b는 배면 광원(1)의 휘도 특성의 예를 나타내며, 도 2c 및 도 2d는 광 확산 소자(3)의 광학 특성(본 실시예에서는 광 확산 특성)의 예를 나타내며, 도 2e는 액정 표시 소자(2)의 투과율 특성을 나타낸다. 도 2e에 나타낸 바와 같이, 액정 표시 소자(2)가 최대 투과율의 절반 이상의 값을 나타내는 입사 각의 범위는 약 80°(즉, - 35° ~ 45°)이다.
도 2f, 도 2g, 도 2h 및 도 2i는 도 2a 또는 도 2b에 나타낸 특성을 갖는 배면 광원과, 도 2c 또는 도 2d에 나타낸 특성을 갖는 광 확산 소자와, 도 2e에 나타낸 액정 표시 소자가 결합된 경우에 얻어진 휘도 특성을 나타낸다. 구체적으로, 도 2f는 도 2a에 나타낸 휘도 특성을 갖는 배면 광원 즉, 도 2a에 나타낸 바와 같이 지향성이 낮은 배면 광원 - 도 2e에 나타낸 투과율 특성을 갖는 액정 표시 소자 - 도 2c에 나타낸 광 확산 특성을 갖는 광 확산 소자의 결합에 대응한다. 도 2g는 도 2a에 나타낸 바와 같이 지향성이 보다 낮은 배면 광원 - 도 2e에 나타낸 투과율 특성을 갖는 액정 표시 소자 - 도 2d에 나타낸 광 확산 특성을 갖는 광 확산 소자 즉, 광 확산 특성의 왜곡이 보다 많은 광 확산 소자의 결합에 대응한다. 도 2h는 도 2b에 나타낸 지향성이 보다 높은 배면 광원 - 도 2e에 나타낸 투과율 특성을 갖는 액정 표시 소자 - 도 2c에 나타낸 광 확산 특성에서의 왜곡이 보다 작은 광 확산 소자의 결합에 대응한다. 도 2i는 도 2b에 나타낸 지향성이 보다 높은 배면 광원 - 도 2e에 나타낸 투과율 특성을 갖는 액정 표시 소자 - 도 2d에 나타낸 광 확산 특성에서의 왜곡이 보다 많은 광 확산 소자의 결합에 대응한다.
상기 그래프로부터, 배면 광원으로부터 출사된 광의 지향성(이하, "배면 광원의 광 지향성"이라 한다)이 높고 광 확산 소자의 왜곡 특성이 많을 경우, 액정 표시 소자의 휘도가 더 왜곡된다는 것을 알 수 있다. 이 결과로부터, 광 확산 특성에서의 왜곡은 배면 광원의 지향성과 광 확산 소자의 광 확산 특성에 의해 영향을 받는다는 것을 알 수 있다.
도 3은 패널의 배면 광원의 광 지향성과 광 확산 소자의 광 확산 특성이 어떠한 관계에 있을 때, 패널의 휘도 특성이 양호하게 되는지를 나타내고 있다. 도 3에 나타낸 그래프에서, 실선 위의 영역은, 액정 표시 장치의 휘도 특성이 우수한 영역 즉, 상기 식(1)을 만족시키고 양호한 표시 특성을 얻을 수 있는 영역이다.
도 3에 나타낸 그래프의 x축은 휘도가 0°의 각도의 방향에서의 휘도의 절반인 각(여기에서, 이 값은 "BL 절반 각"이라 한다)을 나타낸다. "BL 절반 각"은 0°의 각도에서 피크가 최대인 HWHM(절반 최대치에서 절반 폭)에 대응한다. BL 절반 각은 배면 광원의 광 지향성을 나타내는 매개 변수이다. BL 절반 각의 값이 커짐에 따라, 지향성이 낮아진다.
도 3에 나타낸 그래프의 y축은 패널의 정면(0°)으로부터 수광되어 10°의 입사 각으로 입사한 광과, 패널의 정면(0°)으로부터 수광되어 0°의 입사 각으로 입사한 광의 강도 비 즉, Dif(0°, 10°) / Dif(0°, 0°)를 나타낸다. 이 비는 광 확산 소자의 광 확산 특성을 나타낸다. 이 비의 값이 커짐에 따라, 광 확산 소자의 광 확산 특성의 왜곡이 적어진다.
본 명세서에서, "광 확산 소자의 광 확산 특성의 왜곡"은 광 확산 소자에 대한 입사 각에서의 투과율의 의존성을 나타낸다. 투과율이 입사 각에 따라서 현저하게 변화할 경우, 광 확산 소자의 왜곡이 크다. 한편, 투과율이 입사 각에 따라서 조금만 변화할 경우, 광 확산 소자의 왜곡이 작다.
도 3으로부터, BL 절반 각이 약 15°보다 클 경우, 광 확산 소자의 광 확산 특성이 표시 품질에 큰 영향을 미치지 않는다는 것을 알 수 있다. 한편, BL 절반 각이 약 15° 이하일 경우, 광 확산 소자의 광 확산 특성이 표시 품질에 영향을 미치게 된다. BL 절반 각이 작아짐에 따라 즉, 배면 광원의 지향성이 커짐에 따라, 광 확산 특성에서의 왜곡이 작은 광 확산 소자가 필요하게 된다. 구체적으로는, 도 3으로부터, Dif(0°, 10°) / Dif(0°, 0°)의 값이 0.4 이상이 되도록 광 확산 소자의 광학 특성을 조절함으로써, 배면 광원이 BL 절반 각이 약 5° 이하로 작은고 지향성을 가질 경우에도 양호한 표시 특성을 얻을 수 있게 된다.
이하에서는, 상술한 조건을 만족시킬 수 있는 광 확산 소자에 대하여 설명하기로 한다.
상술한 바와 같이, 가장 이상적인 광학 특성을 갖는 광 확산 소자를 성공적으로 제조한 경우라도, 광 확산 소자의 광학 특성은 왜곡되어 버리고 만다. 왜냐하면, 광 확산 소자를 접착층에 접착시키는 중에 광 확산 소자의 렌즈 선단부가 접착층 내에 매립되고, 그 매립된 부분은 더 이상 렌즈로서 기능하지 못하기 때문이다. 그러므로, 상술한 바와 같은 조건을 만족시키면서 광학 특성에서의 왜곡이 저감된 광 확산 소자를 구비한 액정 표시 장치를 제공하기 위해서는, 광 확산 소자와 접착층 사이의 접착 면적(접착부의 폭)을 좁히는 것이 효과적이라고 생각되고 있다. 상기 식(1)을 만족시키기 위해서는, 접착 면적이 극단적으로 좁게 제어되어야 한다. 이것을 안정적으로 달성하기는 어렵다.
상기 문제점을 해결하기 위해서, 본 실시예에서는, 접착부로서 기능하는 렌즈부와, 비접착부로 기능하는 렌즈부를 갖는 렌즈 시트를 광 확산 소자로서 사용하고 있다. 즉, 전체 렌즈 시트의 광학 특성이 상술한 조건을 만족시키도록 설계하였다.
도 4는 본 발명의 액정 표시 장치에 적절하게 사용되는 광 확산 소자인 렌즈 시트(3)의 예를 나타낸다. 렌즈 시트(3)는 도 4에 나타낸 바와 같이 높이가 다른 단위 렌즈를 구비한 렌티큘러 렌즈 시트이다. 상대적으로 높이(h1)가 높은 단위 렌즈는 렌즈 시트(3)를 도 5에 나타낸 제 2 편광 소자(2j)에, 제 2 편광 소자(2j)의 정면(관찰자 측)에 형성된 접착층(4)을 개재하여, 접착시키는 기능을 한다. 상대적으로 높이(h2( < h2))가 낮은 다른 단위 렌즈는 실질상 접착층(4)과 접촉하지 않는 것이 바람직하다.
접착부(상대적으로 높이(h1)가 높은 단위 렌즈가 형성된 부분)와 비접착부(상대적으로 높이(h2)가 낮은 단위 렌즈가 형성된 부분)는 서로 다른 광학 특성을 가진다. 그러므로, 전체 렌즈 시트의 광학 특성은 접착부의 광학 특성과 비접착부의 광학 특성을 서로 중첩함으로써 얻어진다. 이것은, 비접착부에 대한 접착부의 (면적) 비를 변화시킴으로써, 광 확산 소자(3)의 광학 특성을 제어할 수 있다는 것을 나타낸다. 따라서, 비교적 쉽게, 상기 식(1)을 만족시키는 광 확산 소자(3)를 얻을 수 있다.
더 구체적으로는, 전체 렌즈 시트의 광학 특성은 n × g(a, θ) + (1 - n) × f(a, θ)로서 표현되고, 여기서, g(a, θ)는 접착부에서의 단위 렌즈의 광학 특성이며, n은 전체 렌즈 시트에 대한 접착부의 (면적) 비이며, f(a, θ)는 비접착부에서의 단위 렌즈의 광학 특성이며, 1 - n은 전체 렌즈 시트에 대한 비접착부의 비이다. 만약 상기 전체 렌즈 시트의 광학 특성이 식(1)에서의 Dif(a, θ)를 대신할 경우 식(1)을 만족시킨다면, 품질이 양호한 액정 표시 장치를 얻을 수 있게 된다.
도 6은 전체 렌즈 시트의 광학 특성이 접착부의 단위 렌즈의 광학 특성과 비(n)에 따라서 어떻게 변화하는가를 나타내고 있다. 도 6에 나타낸 그래프의 y축은 전체 렌즈 시트의 광학 특성인 Dif(0°, 10°) / Dif(0°, 0°)을 나타내며, x축은 비(n)를 나타낸다. 이 그래프에서, Dif(a, θ) = n × g(a, θ) + (1 - n) × f(a, θ) 식이 얻어지는 것에 유의하라.
Dif(0°, 10°) / Dif(0°, 0°)의 값은 배면 광원의 BL 절반 각에 따라서 결정된다. 도 3으로부터 알 수 있듯이, BL 절반 각이 10°일 경우, Dif(0°, 10°) / Dif(0°, 0°)는 0.2 이상인 것이 바람직하다.
접착부에서의 전체 단위 렌즈의 광학 특성(g(0°, 10°) / g(0°, 0°))이 이미 결정되었을 경우, 전체 렌즈 시트의 광학 특성(Dif(0°, 10°) / Dif(0°, 0°))은 비(n)를 조절함으로써 제어할 수 있다. 접착부에서의 단위 렌즈의 광학 특성(g(0°, 10°) / g(0°, 0°))이 0.1이라고 하자. 이 때, 도 6으로부터, n ≤ 0.7일 경우, Dif(0°, 10°) / Dif(0°, 0°)가 0.2가 될 수 있음을 알 수 있다.
만약, 도 4에 나타낸 바와 같은 렌즈 시트를 채용할 경우, 단위 렌즈의 광학 특성(g(0°, 10°) / g(0°, 0°))이 작을 경우(예컨대, 0.05)일지라도, 비(n)를 적절히 선택함으로써, 전체 렌즈 시트의 광학 특성 즉, Dif(0°, 10°) / Dif(0°, 0°)의 값을 크게 만들 수 있다.
반면에, 실질상 높이가 같은 단위 렌즈를 구비한 종래의 렌즈 시트(n = 1)를 채용할 경우, 도 6으로부터 알 수 있듯이, g(0°, 10°) / g(0°, 0°)의 값을 (예컨대, 0.2 이상으로) 증가시킬 필요가 있다. 이것을 달성하기 위해서는, 렌즈 시트는, 그 선단부와 접착층 사이의 접촉 면적이 극히 작게 되도록 접착층에 접착시켜야 한다. 이것은 실질적으로 불가능하다. 그 결과, 종래의 렌즈 시트를 사용해서는 식(1)을 만족시키기가 어렵다.
다음에는, 본 발명의 실시예에 의한 액정 표시 장치에 대해 종래의 액정 표시 장치와 비교하여 설명하기로 한다. 본 발명의 액정 표시 장치의 구성은 후술하는 것에 한정되지 않는다는 것에 유의하여야 한다.
먼저, 도 7에 나타낸 종래의 액정 표시 장치에 대하여 설명하기로 한다. 종래의 액정 표시 장치는 배면 광원(1), 액정 표시 소자(2) 및 광 확산 소자(3)를 포함하고 있다. 배면 광원(1)은 본질적으로 냉 음극형 형광 램프(cold cathode fluorescent lamp)(1a)로부터 입사된 광을 균일하게 평면으로 출사하는 도광 부재(1b)와, 배면 측으로 진행하는 광을 출사면으로 출사면으로 반사시키는 확산 반사 시트(diffuse reflector sheet)(1c)와, 출사된 광을 집광하는 루버 시트(louver sheet)(1d)를 포함하고 있다.
액정 표시 소자(2)는 투명 유리 기판(2a) 상에 매트릭스 형태의 박막 트랜지스터(TFT)(2b), 투명 전극(2c) 및 배향 막(2d)이 형성된 액티브 매트릭스 기판(21)과; 투명 전극(2e), 컬러 필터(2f) 및 배향 막(2g)을 구비한 컬러 필터 기판(22)과; 투명 기판(21, 22) 사이에서 밀봉된, 트위스트 각이 약 90°인 트위스티드 네마틱(TN) 액정 재료로 된 액정층(2h)을 포함하고 있다. 액정 재료의 유전율 이방성은 양이다. 한 쌍의 편광판(2i, 2j)은 투명 전극(21, 22)을 그들 사이에 끼우도록 배치되어 있다.
광 확산 층(3)은 일 방향에만 렌즈 효과를 갖는 렌티큘러 렌즈이다. 광 확산 층(3)은 본질적으로, 렌즈 지지체(3a), 렌즈부(3b) 및 재귀 반사(retro-reflection)를 방지하기 위한 광 흡수층(3c)을 포함하고 있다. 광 확산 층(3)은 접착층(4)을 개재하여 관찰자 측의 편광판(2j)의 외면에 배치되어, 액정 표시 소자(2)로부터의 출사광을 확산시킨다. 액정 표시 소자(2)로서는, 화면 크기가 대각선으로 15 인치(228.6 mm × 304.8 mm), 줄무늬 배열로 수평 화소 수 640(R, G, B) × 수직 화소 수 480, 그 화소 피치는 수평 방향이 약 0.159 mm, 수직 방향이 약 0.476 mm인 것을 사용하였다. 렌티큘러 렌즈가 배치되는 방향은 그 목적에 따라 결정된다. 예컨대, 시야 각을 수직 방향으로 확대하고자 하는 경우에는, 렌즈 시트의 단위 렌즈가 뻗어 있는 방향이 액정 표시 소자의 화면에 대하여 수평이 되도록, 렌즈 시트를 배치한다.
투명 전극에는 액정 분자의 배향 상태를 변화시키기 위한 변조 제어 소자가 접속되어 있어서, 인가되는 표시 전압에 의해 발생하는 외장(external field)인 전계로 액정 분자의 배향 상태를 제어함으로써, 광 강도의 변조를 제어할 수 있다.
다음에는, 도 8에 나타낸 본 발명의 실시예에 의한 액정 표시 장치에 대하여 설명하기로 한다. 본 실시예의 액정 표시 장치는 하기의 점에서 도 7에 나타낸 종래의 액정 표시 장치와 다르다. 렌티큘러 렌즈 시트(3)는 제 1 단위 렌즈(예컨대, 높이 : 0.025 mm)와, 제 1 단위 렌즈보다 높이가 낮은 제 2 단위 렌즈(예컨대, 높이 : 0.015 mm)를 구비한다. 더 높은 높이를 갖는 단위 렌즈만이 접착층(4)과 접촉한다. 다른 구성은 도 7에 나타낸 것과 동일하므로, 이하에서는 그에 대한 설명을 생략하기로 한다.
이하에서는, 본 실시예에 의한 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다. 먼저, 투명 기판(21, 22) 상에는 배선, 전극 및 컬러 필터가 형성되어 있다. 본 실시예에서는, 투명 기판(21, 22)으로서 두께가 0.5 mm인 유리 판("Corning Glass Works"(사)제의 "Glass Code 7059")을 사용하였고, 스퍼터링에 의해 ITO 막을 퇴적하여 투명 전극을 형성하였다. 배선, 전극 및 컬러 필터를 형성하는 데는 공지의 방법을 사용할 수 있다. 따라서, 이들 방법에 대한 설명은 생략하기로 한다. 본 실시예에서는, 대향 전극이 형성되는 기판(22) 상에 컬러 필터가 형성되어 있다. 이와 달리, 기판(22) 대신 기판(21) 상에 컬러 필터를 형성하여도 좋다.
배향 막으로서는, 인쇄법(printing)에 의해 폴리이미드 배향 막을 형성하고, 180 ℃에서 소성한 후, 러빙(rubbing) 처리를 행하였다. 이렇게 형성된 배향 막의 트위스트 각은 90°이다. 그 후, 액정층(2h)용 기판 사이의 거리를 일정하기 유지하기 위하여, 직경이 4.5 ㎛인 유리 섬유 스페이서(glass fiber spacer)를 산포한다. 또한, 액정 밀봉 층으로서, 직경이 5.3 ㎛인 유리 섬유 스페이서를 함유한 접착 밀봉 부재를 화면 인쇄법에 의해 형성하고, 두 기판을 함께 접합하였다. 그 후, 진공 탈기(vacuum deaeration)에 의해 두 기판 사이의 공간에 액정 재료를 주입하여, TN 액정 셀을 형성하였다. 그 후, 두께가 0.25 mm인 편광 판(2i, 2j)을 형성하였다. 그 후, 편광 판(2j) 상에 아크릴계 자외선 경화 접착제를 형성하여, 그 접착제에 광 확산 층(3)을 접착한 후, 자외선을 조사하여 수지를 경화하였다.
광 확산 층(3)은 하기의 방법으로 형성하였다. 일본 "JSR"(사)제의 자외선 경화 수지(Z9001, 굴절률 n = 1.59)를 오목부가 반복된 형태의 주형 내로 주입하였다. 그 후, 그 자외선 경화 수지에 1.0 J/cm2의 자외선을 조사하여, 오목부가 반복된 형태의 렌즈 시트가 형성되도록 주조하였다. 렌즈 지지부(3a)로서는, "JSP"(사)제의 ARTON 막을 사용하였다. 렌즈 시트의 형성 방법은 상술한 것에 한정되지는 않으며, 리지스트 막의 열 침하(thermal sagging) 또는 아크릴 수지의 주입 몰딩(injection molding)을 이용하여, 투명 기판 상에 렌즈 시트를 형성하여도 좋다. 이와 달리, 이온 교환법(ion exchange) 또는 유리 에칭법을 이용하여 유리 기판 상에 렌즈 시트를 형성하여도 좋다. 렌티큘러 렌즈 시트는 높이가 다른 단위 렌즈가 액정 표시 소자(2)에 형성된 화소의 수평 방향에 대하여 평행하게 되도록 반복하여 형성되고, 여기서 그 단위 렌즈의 피치(P)는 0.06 mm, 높은 쪽의 단위 렌즈의 높이는 0.025 mm, 낮은 쪽의 단위 렌즈의 높이는 0.015 mm(높은 쪽의 높이에 대한 낮은 쪽의 높이의 비는 3/5), 초점 거리는 약 0.25 mm이다. 접착부의 단위 렌즈의 면적 비는 약 0.2이다.
본 실시예에서는, 렌티큘러 렌즈 시트의 단위 렌즈가 액정 표시 소자(2)의 화면의 수평 방향에 대해 평행하게 뻗어 있지만, 단위 렌즈의 배치는 이것에 한정되는 것은 아니며, 액정 표시 소자(2)의 화면의 수직 방향에 대해 평행하게 배치하여도 좋다. 또한, 배치되는 광 확산 소자가 렌티큘러 렌즈 시트에 한정되지 않으며, 다수의 반구형 마이크로렌즈(microlens)를 구비한 마이크로렌즈 어레이를 배치하여도 좋다.
배면 광원(1)은 본질적으로 냉 음극 형광 램프(1a), 도광 부재(1b), 광 확산반사 시트(1c) 및 루버 시트(1d)를 포함한다. 도광 부재(1b)는 입사면 두께(tin) = 4 mm, 그 대향 면의 두께(tout) = 2 mm인 쐐기 형상을 하고 있다. 또한, 도광 부재(1b)의 출사 면에 대향하는 면에는 그레인(grain) 인쇄법을 행하며, 그 표면 근방에는 광 확산 반사 시트(1c)가 배치된다. 그리고, 도광 부재(1b)의 출사 면 근방의 루버 시트(1d)로는, Sumitomo 3M(사)제의 루버 시트를 사용하였다.
상술한 방법으로 제조된 본 발명의 실시예에 의한 액정 표시 장치와, 종래의 액정 표시 장치의 표시 특성에 대해서, 정면 휘도와 정면으로부터 10°에서의 휘도의 비를 측정함으로써 평가하였다. 그 결과는 아래의 표 1에 나타내었다.
배면 광원의BL 반각 광 확산 소자의Dif(0°,10°)/Dif(0°,0°) 액정 표시 장치의LC(10°)/LC(0°) 시인성
종래 기술 1 5° 0.34 0.4 나쁨
종래 기술 2 10° 0.1 0.35 나쁨
본 발명 1 5° 0.45 0.6 좋음
본 발명 2 10° 0.34 0.7 좋음
따라서, 본 발명에 의하면, 발광 지향성이 높은 배면 광원을 사용하는 경우에도, 배면 광원의 지향성, 광 확산 소자의 광 확산 특성 및 액정 표시 소자의 투과율 특성이 식 (1)을 만족하도록, 배면 광원과 광 확산 소자를 설계함으로써, 우수한 표시 특성이 얻어지는 것을 확인하였다.
상술한 실시예에서는, 편광 판(2j)에 광 확산 소자(광 확산 층(3))가 접착되어 있다. 본 발명은 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다. 광 확산 소자는 편광 판을 구비하지 않은 액정 표시 소자를 구성하는 투명 기판에 직접 접착되어도 좋고, 편광 판 외에 광학 부재(광학 필름)에 접착되어도 좋다. 이와 달리, 광 확산소자를 투명 지지체 등에 고정하고, 적층 필름을 형성한 후, 이러한 적층 필름을 액정 표시 소자에 접착하여도 좋다.
따라서, 상술한 바와 같이, 광 확산 소자가 접착층을 개재하여 고정된 본 발명의 액정 표시 장치에 의하면, 배면 광원의 지향성이 높은 경우에도 정면 휘도에 대하여 정면으로부터 정면 ± 10°의 휘도를 향상시켜서, 우수한 표시 품질을 얻을 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 의한 액정 표시 장치의 시야 각 특성에 대해 도 8에 나타낸 액정 표시 장치(비교예)와 비교하여 설명하기로 한다. 이 비교예는 본 실시예의 액정 표시 장치에서의 광 확산 층(3)을 구비하지 않은 것을 제외하고는 본 실시예의 액정 표시 장치와 그 구성이 동일하다. 본 실시예와 비교예의 액정 표시 장치 모두 도 2e에 나타낸 액정 표시 소자(2)를 포함하고 있다.
먼저, 도 9a 및 도 10a를 참조하여 시야 각에 대한 콘트라스트 비의 의존도에 대하여 설명하기로 한다. 도 9a 및 도 10a는 각각 실시예 및 비교예의 액정 표시 소자에 있어서, 시야 각에 대한 콘트라스트 비의 의존도를 나타내는 그래프이다. 도 10a에 나타낸 바와 같이, 비교예의 콘트라스트 비가 100 이상인 시야 각 범위는 단지 약 66°(- 43° ~ 23°) 이다. 한편, 도 9a에 나타낸 바와 같이, 실시예의 콘트라스트 비가 100 이상인 시야 각 범위는 약 86°(- 58° ~ 28°)이다. 따라서, 액정 표시 장치의 시야 각에 대한 콘트라스트 비의 의존도는 광 확산 층(3)을 구비함으로써 감소된다는 것을 알 수 있다.
다음에는, 도 9b 및 도 10b를 참조하여, 시야 각에 대한 각각의 그레이 스케일 레벨에서의 휘도의 의존도에 대해 설명하기로 한다. 도 9b 및 도 10b는 본 실시예와 비교예의 액정 표시 장치의 각각의 그레이 레벨에서, 시야 각에 대한 휘도의 의존도를 나타내는 그래프이다.
도 10b에 나타낸 바와 같이, 비교예의 액정 표시 장치는 시야 각 범위가 - 50° ~ - 60° 및 40° ~ 60°인 경우 그레이 스케일 역전(gray scale-inversion)이 나타남을 보여주고 있다. 그레이 스케일 역전이란, 휘도가 그레이 레벨(8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1)의 순서대로 순차적으로 증가하지 않는 현상을 의미한다. 한편, 본 실시예의 액정 표시 장치는 측정한 전체 범위에서 그레이 스케일 역전이 나타나지 않음을 보여주고 있다. 따라서, 광 확산 층(3)을 구비함으로써 그레이 스케일 역전이 방지됨을 알 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 도 2f, 도 2g 또는 도 2h에 나타낸 바와 같이, 액정 표시 장치의 시야 각에 대한 휘도의 의존도도 감소한다. 본 발명의 액정 표시 장치의 휘도는 시야 각이 10° 변화하는 동안 0.5 미만으로 변화한다. 한편, 왜곡을 갖는 종래의 광 확산 소자를 포함하는 종래의 액정 표시 장치의 휘도는 도 2i에 나타낸 바와 같이 시야 각에 따라서 급격하게 변화한다. 즉, 휘도는 시야 각이 10° 변화하는 동안 0.5 이상으로 변화한다. 따라서, 본 실시예의 액정 표시 장치의 휘도의 각 의존성이 개선됨을 알 수 있다.
본 발명에 의한 렌즈 시트의 광학 특성은 접착층을 개재하여 광학 부재에 접착된 후에는 덜 왜곡된다. 이것에 의해, 고 지향성을 갖는 배면 광원을 포함하는 액정 표시 장치의 정면에 렌즈 시트를 배치할 경우에도, 정면 휘도에 대하여 정면으로부터 정면 ± 10°의 휘도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 대하여 바람직한 실시예로 설명하였지만, 본 발명은 여러 가지 방법으로 수정될 수 있으며, 여기서 구체적으로 설명한 것 외에도 다른 실시예를 구현할 수 있음은 자명하다. 따라서, 첨부된 특허청구범위에서는 본 발명의 정신과 범위에 속하는 모든 변형례를 포함하는 것이다.
본 발명은 지향성이 높은 광원을 사용하면서도 시야 각이 넓고 표시 품질이 우수한 액정 표시 장치를 제공할 수 있으며, 또한 이러한 액정 표시 장치에 사용되는 렌즈 시트를 제공할 수 있다.

Claims (13)

  1. 갭을 개재하여 서로 대향하여 배치되어 있으며 내면 측에 투명 전극이 형성된 한 쌍의 투명 절연 기판과, 상기 갭 내에 주입된 액정 재료를 포함한 액정 표시 소자와;
    상기 액정 표시 소자의 배면 측에 배치된 광원과;
    상기 액정 표시 소자의 정면 측에 배치된 광 확산 소자를 포함하며,
    하기 식
    (여기서, BL(θ)은 광원의 출사 각(θ) - 휘도 특성이고, LC(θ)는 명 상태에서의 상기 액정 표시 소자에 대한 입사 각(θ) - 투과율 특성이고, Dif(a, θ)는 수광 각(a)에서의 상기 광 확산 소자에 대한 입사 각(θ) - 투과율 특성임)
    을 만족시키는 것을 특징으로 하는 투과형 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 식은 BL(θ)와 Dif(a, θ)를 조절함으로써 만족시키는 것을 특징으로 하는 투과형 액정 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 확산 소자와 상기 액정 표시 소자 사이에 접착층이 형성되고,
    상기 광 확산 소자는 제 1 높이의 볼록부를 갖는 제 1 단위 렌즈부와, 상기 제 1 높이보다 높이가 낮은 제 2 높이의 볼록부를 갖는 제 2 단위 렌즈부를 포함하는 렌즈 시트이고,
    상기 렌즈 시트는 상기 제 1 단위 렌즈부에서 상기 접착층에 접착되는 것을 특징으로 하는 투과형 액정 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 단위 렌즈부는 상기 접착층에 접착되고, 상기 제 2 단위 렌즈부는 상기 접착층과는 접착되지 않으며,
    상기 렌즈 시트는 Dif(a, θ) = n × g(a, θ) + (1 - n) × f(a, θ)(여기서, g(a, θ)는 상기 제 1 단위 렌즈부의 광학 특성이고, n은 전체 렌즈 시트에 대한 상기 제 1 단위 렌즈부의 면적 비이고, f(a, θ)는 상기 제 2 단위 렌즈부의 광학 특성이고, 1-n은 상기 전체 렌즈 시트에 대한 상기 제 2 단위 렌즈부의 면적 비임)의 광학 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 투과형 액정 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은, 휘도가 상기 액정 표시 소자의 정면에 대해 수직인 방향의 휘도의 절반이 되는 출사 각이 15° 이하가 되는 지향성을 가지는 것을 특징으로 하는 투과형 액정 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 광원은, 휘도가 상기 액정 표시 소자의 정면에 대해 수직인 방향의 휘도의 절반이 되는 출사 각이 5° 이하가 되는 지향성을 가지며,
    상기 광 확산 소자는 Dif(0°, 10°) / Dif(0°, 0°)가 0.4 이상인 광학 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 투과형 액정 표시 장치.
  7. 갭을 개재하여 서로 대향하여 배치되어 있으며 내면 측에 투명 전극이 형성된 한 쌍의 투명 절연 기판과, 상기 갭 내에 주입된 액정 재료를 포함한 액정 표시 소자와;
    상기 액정 표시 소자의 배면 측에 배치된 광원과;
    상기 접착층을 개재하여 상기 액정 표시 소자의 정면에 배치되며, 제 1 높이의 볼록부를 갖는 제 1 단위 렌즈부와, 상기 제 1 높이보다 높이가 낮은 제 2 높이의 볼록부를 갖는 제 2 단위 렌즈부를 포함하는 렌즈 시트(여기서, 상기 제 1 높이의 볼록부와 상기 제 2 높이의 볼록부의 양자는 상기 접착층에 대향하며, 상기 제 1 단위 렌즈부는 상기 접착층에 접착되고, 상기 제 2 단위 렌즈부는 상기 접착층에 접착되지 않음)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 액정 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 높이에 대한 상기 제 2 높이의 비는 3/5이고, 전체 렌즈 시트에 대한 상기 제 1 단위 렌즈부의 면적 비는 약 0.2인 것을 특징으로 하는 투과형 액정 표시 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 광원은, 휘도가 상기 액정 표시 소자의 정면에 대해 수직인 방향의 휘도의 절반이 되는 출사 각이 15° 이하가 되는 지향성을 가지는 것을 특징으로 하는 투과형 액정 표시 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 광원은, 휘도가 상기 액정 표시 소자의 정면에 대해 수직인 방향의 휘도의 절반이 되는 출사 각이 5° 이하가 되는 지향성을 가지며,
    상기 렌즈 시트는 Dif(0°, 10°) / Dif(0°, 0°)가 0.4 이상인 광학 특성(여기서, Dif(a, θ)는 수광 각(a)에서의 상기 렌즈 시트에 대한 입사 각(θ) - 투과율 특성임)을 갖는 것을 특징으로 하는 투과형 액정 표시 장치.
  11. 접착층을 개재하여 액정 표시 소자의 정면에 접착되는 렌즈 시트에 있어서,
    제 1 높이의 볼록부를 갖는 제 1 단위 렌즈부와,
    상기 제 1 높이보다 높이가 낮은 제 2 높이를 갖는 제 2 단위 렌즈부를 포함하며,
    상기 제 1 높이의 볼록부와 상기 제 2 높이의 볼록부의 양자는 상기 접착층에 대향하는 것을 특징으로 하는 렌즈 시트.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 렌즈 시트는 Dif(0°, 10°) / Dif(0°, 0°)가 0.4 이상인 광학 특성(여기서, Dif(a, θ)는 수광 각(a)에서의 상기 렌즈 시트에 대한 입사 각(θ) - 투과율 특성임)을 갖는 것을 특징으로 하는 렌즈 시트.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 높이에 대한 상기 제 2 높이의 비는 3/5이고, 전체 렌즈 시트에 대한 상기 제 1 단위 렌즈부의 면적 비는 약 0.2인 것을 특징으로 하는 렌즈 시트.
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