KR20090014986A - 조명 장치 및 액정 디스플레이 장치 - Google Patents

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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

본 발명에 따르면, 조명 장치가 개시되어 있다. 조명 장치는 편광 판, 광원 그리고 편광 판과 광원 사이에 배치되고 그 표면 상에 형성되는 복수개의 프리즘을 포함하는 광 투과 필름을 포함한다. 복수개의 프리즘은 제1 방향으로 능선을 각각 갖고 제1 방향에 직각인 제2 방향으로 연속적으로 배열된다. 광 투과 필름은 복수개의 프리즘의 능선 방향이 편광 판의 투과 축에 대해 직각 방향 및 대략 직각 방향 중 하나이도록 배치된다. 복수개의 프리즘은 능선 방향, 배열 방향 및 두께 방향으로의 굴절률을 각각 가지며, 능선 방향으로의 굴절률은 배열 방향 및 두께 방향으로의 굴절률보다 크다.
Figure P1020080076722
조명 장치, 액정 디스플레이 장치, 편광 판, 광원, 광 투과 필름, 프리즘, 능선 방향, 배열 방향, 두께 방향, 굴절률

Description

조명 장치 및 액정 디스플레이 장치{ILLUMINATION APPARATUS AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 그 표면 상에 3-차원 구조물이 연속적으로 배열되는 광 투과 필름을 포함하는 조명 장치 그리고 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다.
<관련 출원에 대한 교차 참조>
본 발명은 그 전체 내용이 참조로 여기에 합체되어 있는 2007년 8월 7일자로 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제JP 2007-204888호와 관련된 주제를 포함한다.
액정 디스플레이(LCD: liquid crystal display) 장치는 음극선관(CRT: cathode ray tube)에 비해 더 낮은 전력 소비 그리고 크기 및 두께 면에서의 감소를 구현할 수 있으므로, 기존에 대형 LCD 텔레비전, 이동 전화, 디지털 카메라 및 개인 휴대용 정보 단말기(PDA: personal digital assistant) 등의 치밀 소형 장치, 그리고 다양한 크기의 동일한 다른 제품에 대해 널리 사용된다.
액정 디스플레이 장치는 예컨대 투과 방식(transmission type) 및 반사 방식(reflection type)으로 분류된다. 특히, 투과-방식 액정 디스플레이 장치는 액 정 디스플레이 패널, 광-입사-측 편광 판, 광-출사-측 편광 판 그리고 조명 광원으로서의 백라이트 유닛(backlight unit)을 포함한다. 액정 디스플레이 패널은 한 쌍의 투명 기판에 의해 액정 층을 개재시킴으로써 형성된다. 광-입사-측 편광 판 및 광-출사-측 편광 판은 각각 액정 디스플레이 패널의 광 입사측 및 광 출사측 상에 배치된다. 백라이트 유닛은 직접 방식의 백라이트 그리고 모서리-광 방식의 백라이트로 분류된다. 직접-방식 백라이트 유닛은 액정 디스플레이 패널 우측 아래에 배치되는 광원을 갖는다. 모서리-광 방식의 백라이트 유닛은 도광 판을 사용한다.
반면에, 광이 전방을 향해 더 큰 세기를 갖도록 액정 디스플레이 패널로부터의 출사 광을 분배하기 위해 프리즘 시트로서 호칭되는 광 투과 필름이 백라이트 유닛과 액정 디스플레이 패널 사이에 배치되는 구조가 공지되어 있었다. 프리즘 시트는 복수개의 구조물을 배열함으로써 형성되는 프리즘 부분을 포함하며, 각각 대략 삼각형의 단면을 갖고 제1 방향으로(능선 방향) 능선을 갖는 복수개의 구조물은 제1 방향에 직각인 제2 방향(배열 방향)으로 배열된다. 프리즘 시트는 백라이트 유닛으로부터의 광이 전방을 향해 이동하게 함으로써 전방 휘도를 개선시키는 동작 효과를 나타낸다.
추가로, 대략 삼각형 단면을 각각 갖는 프리즘을 포함하는 프리즘 시트에 굴절률 이방성을 부여함으로써 전방 휘도 및 사용 효율이 추가로 개선되는 것이 제안되었다(제WO2007/032440호). 제WO2007/032440호에 따르면, 능선 방향으로의 프리즘의 굴절률은 배열 방향으로의 굴절률보다 크도록 설정된다. 결과적으로, 광 투 과 필름 내로 진입하는 광으로부터, 배열 방향으로 진동하는 것들보다 능선 방향으로 진동하는 편광 성분이 복귀 광이 된다. 따라서, 어떤 편광 분리 기능이 얻어질 수 있다. 이와 같이, 편광 판의 투과 축이 작은 굴절률을 갖는 프리즘의 배열 방향으로 정렬되며, 이것은 전방 휘도를 개선시킬 수 있다.
제WO2007/032440호는 조명 장치에서 편광 판의 투과 축 그리고 프리즘 시트의 평면-내부 굴절 축의 최적 조합을 설명하지만, 두께 방향으로의 프리즘 시트의 굴절률을 언급하지 않는다.
구체적으로, 편광 판의 투과 축과 프리즘 시트의 평면-내부 굴절 축 사이의 위치 관계가 최적화되지 않을 때에도, 두께 방향으로의 프리즘 시트의 굴절률이 고려되지 않으면, 전방 휘도 또는 광 추출 효율(사용 효율)이 개선될 수 없고, 그 특성이 저하될 수 있다.
위에서-언급된 상황의 관점에서, 3개 굴절 축의 굴절률들 사이의 관계를 고려하면서 편광 판 그리고 프리즘의 능선 방향, 배열 방향 및 두께 방향으로의 굴절 축의 조합을 최적화함으로써 전방 휘도 및 광 추출 효율을 개선시킬 수 있는 조명 장치, 그리고 조명 장치를 포함하는 액정 디스플레이 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 조명 장치가 제공된다. 조명 장치는 편광 판, 광원 및 광 투과 필름을 포함한다. 광 투과 필름은 편광 판과 광원 사이에 배치되고 그 표면 상에 형성되는 복수개의 프리즘을 포함하며, 복수개의 프리즘은 제1 방향으로 능선을 각각 갖고 제1 방향에 직각인 제2 방향으로 연속적으로 배열된다.
광 투과 필름은 능선 방향 및 배열 방향을 따른 2개의 축들 중에서 프리즘이 더 큰 굴절률을 갖는 방향을 따른 하나의 축이 편광 판의 투과 축에 직각이도록 배치된다. 구체적인 설명을 위해, 능선 방향, 배열 방향 및 두께 방향으로의 굴절률이 nx, ny 및 nz인 것으로 가정된다. 프리즘 능선 방향으로의 굴절률(nx)이 배열 방향으로의 굴절률(ny)보다 클 때, 프리즘 능선 방향이 편광 판의 투과 축에 직각이도록 설정된다. 한편, 배열 방향으로의 굴절률(ny)이 능선 방향으로의 굴절률(nx)보다 클 때, 프리즘 배열 방향이 편광 판의 투과 축에 직각이도록 설정된다.
나아가, 본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 프리즘 능선 방향이 편광 판의 투과 축에 대해 직각 또는 대략 직각인 경우에,
(1) 프리즘 능선 방향으로의 굴절률(nx)이 배열 방향으로의 굴절률(ny) 그리고 두께 방향으로의 굴절률(nz)보다 크도록(즉, nx > ny, nz) 설정된다.
대체예에서,
(2) 프리즘 배열 방향으로의 굴절률(ny)이 능선 방향으로의 굴절률(nx) 그리고 두께 방향으로의 굴절률(nz)보다 작도록(즉, ny < nx, nz) 설정된다.
반면에, 프리즘 능선 방향이 편광 판의 투과 축에 대해 평행 또는 대략 평행인 경우에,
(3) 프리즘 배열 방향으로의 굴절률(ny)이 능선 방향으로의 굴절률(nx) 그리고 두께 방향으로의 굴절률(nz)보다 크도록(즉, ny > nx, nz) 설정된다.
대체예에서,
(4) 프리즘 능선 방향으로의 굴절률(nx)이 배열 방향으로의 굴절률(ny) 그리 고 두께 방향으로의 굴절률(nz)보다 작도록(즉, nx > ny, nz) 설정된다.
위의 구조로써, 능선 방향 및 배열 방향으로의 굴절률뿐만 아니라 두께 방향으로의 굴절률을 고려하면, 편광 판 그리고 3개 방향으로의 굴절 축의 최적 조합이 구현될 수 있으며, 이것은 전방 휘도 및 사용 효율을 개선시킬 수 있다. 위에서-언급된 경우 (1) 내지 경우 (4)에서의 구조가 전방 휘도, 광 추출 효율 그리고 휘도와 관찰 각도 사이의 분포가 상이한 상태를 생성시키므로 바람직하게는 목적에 따라 사용되어야 한다는 것이 주목되어야 한다.
본 발명의 실시예에서, "프리즘"은 대략 삼각형 단면을 갖지만 프리즘 상부 부분 또는 밸리 부분(valley portion)이 곡선형일 수 있는 구조체를 말한다. 나아가, 본 발명의 실시예에 따른 광 투과 필름이 시트 부분 및 프리즘 부분으로 분리될 때, 시트 부분 및 프리즘 부분이 상이한 재료로 제조될 수 있거나 동일한 재료로 제조될 수 있다. 여기에서, 광 투과 필름의 "굴절률 이방성"은 프리즘 부분의 굴절률 이방성을 나타낸다. 시트 부분은 바람직하게는 프리즘 부분의 굴절률 이방성과 동등한 굴절률 이방성을 갖지만 반드시 동일한 굴절률을 가질 필요는 없다는 것이 주목되어야 한다.
위에서 설명된 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 능선 방향 및 배열 방향으로의 굴절률뿐만 아니라 또한 두께 방향으로의 굴절률을 고려하면, 편광 판 그리고 3개 방향으로의 굴절 축의 최적 조합이 구현될 수 있으며, 이것은 전방 휘도 및 광 추출 효율(사용 효율)을 개선시킬 수 있다. 결과적으로, 본 발명은 액정 디스플레이 장치의 휘도를 개선시키는 효과를 향상시킬 수 있고, 그 전력 소비를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면에 도시된 것과 같이 그 최상 모드 실시예의 다음의 상세한 설명을 참조하면 더 명확해질 것이다.
이후, 본 발명의 실시예가 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치(1)의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도1은 액정 디스플레이 장치(1)를 개략적으로 도시하고 있으므로 반드시 그 실제 크기 또는 구성을 도시하고 있지는 않다는 것이 주목되어야 한다. 우선, 액정 디스플레이 장치(1)의 전체 구조가 설명될 것이다.
이 실시예에서의 액정 디스플레이 장치(1)는 액정 디스플레이 패널(2), 백라이트 유닛(3), 이들 구성 요소를 지지하는 케이싱(12) 그리고 화상을 표시하기 위해 액정 디스플레이 패널(2)을 구동시키는 (도시되지 않은) 구동 회로를 포함한다. 액정 디스플레이 패널(2)의 표면(도1의 상부 표면측)이 관찰자측과 대면한다.
(액정 디스플레이 패널)
액정 디스플레이 패널(2)은 관찰자측으로부터 순서대로 광-출사-측 편광 판(4), 액정 셀(5) 및 광-입사-측 편광 판(6)으로 구성되는 적층형 구조를 갖는다. 편광 판(4, 6)은 어떤 진동 방향으로의 광(편광 광)만이 통과하게 하는 일종의 광학 셔터이다. 많은 경우에, 편광 판(4, 6)은 이들의 편광 축(투과 축)이 서로에 대해 90˚의 각도를 형성하도록 배열된다. 따라서, 광원으로부터의 출사 광이 액 정 층을 통해 투과되거나 차단된다.
액정 셀(5)은 관찰자측으로부터 순서대로 투명 기판, 컬러 필터 층, 투명 전극 층, 배향 필름, 액정 층, 또 다른 배향 필름, 투명 픽셀 전극 층 및 또 다른 투명 기판을 포함한다. 투명 기판은 판 유리 등의 가시 광에 대해 투명한 기판이다. 광원의 측면 상의 투명 기판 상에, 투명 픽셀 전극 층에 전기적으로 연결되는 구동 요소로서의 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor) 그리고 배선 등을 포함하는 능동 매트릭스 구동 회로가 형성된다. 컬러 필터 층은 광원으로부터의 입사 광을 예컨대 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 3원색으로 분리시키는 컬러 필터 층이 배열되는 구조를 갖는다. 투명 전극 층은 예컨대 인듐 주석 산화물(ITO: Indium Tin Oxide)로 형성되고, 공통 대향 전극으로서 기능한다. 배향 필름은 폴리이미드 등의 중합체 재료로 형성되고, 액정 상에서의 배향 처리를 수행한다. 액정 층은 예컨대 수직 정렬(VA: Vertical Alignment) 모드, 평면-내부 스위칭(IPS: In-Plane Switching) 모드, 트위스트형 네마틱(TN: Twisted Nematic) 모드 또는 수퍼 트위스트형 네마틱 모드(STN: Super Twisted Nematic) 모드로 결정으로 형성되고, 광원으로부터의 출사 광이 구동 회로로부터의 인가 전압에 의해 각각의 픽셀에 대해 출사 광을 통과하게 하거나 차단하게 하는 기능을 갖는다. 투명 픽셀 전극 층은 ITO 등으로 형성되고, 각각의 픽셀을 위한 전극으로서 기능한다.
(백라이트 유닛)
백라이트 유닛(3)은 도1에 도시된 것과 같이 광원(7), 반사 시트(8), 확산 판(9), 확산 시트(10) 및 프리즘 시트(11)를 포함한다. 이 실시예에서, 백라이트 유닛(3)은 직접 방식이지만, 이 방식에 제한되지 않고 도광 판을 사용하는 모서리-광 방식일 수 있다. 백라이트 유닛(3) 및 광-입사-측 편광 판(6)은 본 발명의 실시예에 따른 "조명 장치"를 구성한다.
광원(7)에 대해, 복수개의 냉음극 형광 램프(CCFL: cold cathode fluorescent lamp) 등의 선형 광원, 복수개의 발광 다이오드(LED: light emitting diode) 등의 점-형 광원 등이 사용된다. 반사 시트(8)는 발포 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 증착 은 필름, 다층 반사 필름 등으로 형성되고, 액정 디스플레이 패널을 향해 확산 판, 확산 시트, 프리즘 시트 등 상에서 부분적으로 반사된 광을 반사시킨다. 이와 같이, 광원(7)으로부터 방출된 광이 효율적으로 사용될 수 있다.
확산 판(9)은 그 강성이 비교적 크고 비교적 두꺼운, 판-형 투명 수지 등 내에서 광 확산 재료(충전제)를 분산시킴으로써 형성되는 광 학산 층을 갖는 광학 시트이다. 여기에서, 판-형 투명 수지에 대해, PET, 아크릴 및 폴리카보네이트 등의 광-투과성 열가소성 수지 등이 사용된다. 확산 판 내에 포함된 광 확산 층은 예컨대 0.5 ㎜ 이상 그리고 4 ㎜ 이하의 두께를 갖는다. 나아가, 광 확산 재료는 예컨대 0.5 ㎛ 이상 그리고 10 ㎛ 이하의 평균 입자 크기를 갖는 입자로 구성되고, 전체 광 확산 층의 중량에 대해 0.1 중량부 이상 그리고 10 중량부 이하만큼 투명 수지 내에서 분산된다. 이와 같이, 확산 판은 광원으로부터의 광을 확산시키고 휘도의 평면-내부 분포를 균일화하는 기능을 갖는다.
확산 시트(10)는 비교적 얇은, 필름-형 투명 수지 상에 광 확산 재료를 함유 하는 투명 수지를 코팅함으로써 형성되는 광학 시트이다. 여기에서, 필름-형 투명 수지에 대해, PET, 아크릴 및 폴리카보네이트 등의 광-투과성 열가소성 수지 등이 사용된다. 광 확산 재료에 대해, 예컨대 그 직경이 약 수 ㎛인 볼-형 아크릴 또는 실리콘이 사용된다. 이와 같이, 광 확산 시트는 광원으로부터의 광을 확산시키고 전방을 향한 휘도를 개선시키는 기능을 갖는다.
프리즘 시트(11)는 본 발명의 실시예에 따른 "광 투과 필름"에 대응하고, 액정 디스플레이 장치(1)의 전방 휘도를 개선시키는 필름으로서 사용된다. 프리즘 시트(11)는 광원으로부터의 광을 확산시키는 확산 시트의 광 출사측 상에 배치되고 전방 휘도 및 광 추출 효율을 개선시키는 동작 효과를 발휘한다. 이후, 프리즘 시트(11)가 상세하게 설명될 것이다.
(프리즘 시트)
도2는 프리즘 시트(11)를 구조를 도시하는 개략 사시도이다. 프리즘 시트(11)는 제1 방향(x 방향)으로 능선(Pr)을 각각 갖는 복수개의 프리즘(11P)이 제1 방향에 직각인 제2 방향(y 방향)으로 배열되는 구조를 갖는다. 프리즘(11P)은 프리즘 시트(11)의 두께 방향(z 방향)으로 돌출하고 대략 삼각형 단면을 갖는 3-차원 구조를 갖는다. 이 실시예에서, 프리즘(11P)은 단면이 직각 등변 삼각형이다. 즉, 단면의 꼭지각(vertex angle)이 90˚이다.
여기에서, 꼭지각은 프리즘 상부 부분(Pt)과 밸리 부분(Pb) 사이의 2개 변(P1, P2)에 의해 형성되는 각도(Pa)를 말한다. 나아가, 프리즘은 삼각형 단면을 갖는 3-차원 구조에 제한되지 않고, 곡선형 상부 부분(Pt)을 갖는 3-차원 구조일 수 있다. 배열 피치(Pp)(인접한 프리즘 상부 부분들 또는 인접한 밸리 부분들 사이의 거리)는 특정하게 제한되지 않고, 예컨대 수십 내지 수백 ㎛이다.
도2에 도시된 것과 같이, 프리즘 시트(11)는 복수개의 프리즘(11P)이 형성되는 프리즘 부분(11A) 그리고 프리즘 부분(11A)을 지지하는 시트 부분(11B)으로 구성될 수 있다. 프리즘 부분(11A) 및 프리즘 시트(11B)는 광-투과성 수지 재료로 형성된다. 프리즘 부분(11A) 및 시트 부분(11B)은 동일한 재료 또는 상이한 재료로 형성될 수 있다.
구체적으로, 프리즘(11P) 또는 프리즘 시트(11)를 형성하는 재료의 예는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트); PEN(폴리에틸렌 나프탈레이트); PET 및 PEN의 혼합물; PET-PEN 공중합체 등의 공중합체; 폴리카보네이트; 폴리비닐 알코올; 폴리에스테르; 폴리비닐리덴 불화물; 폴리프로필렌; 폴리아미드; 폴리메틸메타크릴레이트 등의 메타크릴 수지; 폴리스티렌 수지; 아크릴로니트릴 스티렌 공중합체(AS 수지); 메틸 메타크릴레이트 스티렌 공중합체; 및 이들의 혼합물을 포함한다. 나아가, 전자 빔 또는 UV 선 또는 열선 등의 광의 조사에 의해 경화되는 에너지 빔-경화성 수지가 적용될 수 있다.
프리즘 시트(11)는 광-입사-측 편광 판(6)과 확산 시트(10) 사이에 배치된다. 프리즘(11P)은 능선 방향(x 방향), 배열 방향(y 방향) 및 두께 방향(z 방향)으로의 주 굴절률을 갖는 축을 각각 갖는다. 이 실시예에서, 프리즘 시트(11)는 3-축 방향으로의 굴절률의 크기에 대한 관계에 따라 도3a 및 도3b에 도시된 구성들 중 하나를 선택적으로 가질 수 있다. 도3a에 도시된 구성 예에서, 프리즘 시 트(11)는 프리즘(11P)의 능선(Pr)이 광-입사-측 편광 판(6)의 투과 축(6a)에 직각이도록 배치된다. 한편, 도3b에 도시된 구성 예에서, 프리즘 시트(11)는 프리즘(11P)의 능선(Pr)이 광-입사-측 편광 판(6)의 투과 축(6a)에 평행이도록 배치된다.
구체적으로, 능선 방향으로의 프리즘(11P)의 굴절률은 nx이고 배열 방향으로의 그 굴절률은 ny이고 두께 방향으로의 그 굴절률은 nz인 것으로 가정하면, nx가 ny 및 nz보다 클 때(nx > ny, nz), 프리즘 시트(11)는 프리즘(11P)의 능선 방향이 도3a에 도시된 것과 같이 광-입사-측 편광 판(6)의 투과 축(6a)에 직각 또는 대략 직각이도록 배치된다. 이것은 ny가 nx 및 nz보다 작을 때(ny < nx, nz)에 유효하다.
반면에, ny가 nx 및 nz보다 클 때(ny > nx, nz), 프리즘 시트(11)는 프리즘(11P)의 능선 방향이 도3b에 도시된 것과 같이 광-입사-측 편광 판(6)의 투과 축(6a)에 평행 또는 대략 평행이도록 배치된다. 이것은 nx가 ny 및 nz보다 작을 때(nx < ny, nz)에 유효하다.
본 발명의 발명자들은 도4에 도시된 조명 장치의 시뮬레이션 모델을 사용하여 전방 휘도, 광 추출 효율 그리고 관찰 각도에 대한 휘도 분포를 계산하였다. 이후, 그 설명이 상세하게 부여될 것이다. 여기에서, 프리즘(11P)의 능선(Pr) 방향에 대한 광-입사-측 편광 판(이후, 또한 간단하게 "편광 판")의 투과 축(6a)의 방향 그리고 프리즘(11P)의 굴절률(nx, ny, nz)의 수치는 레이-트레이스 시뮬레이션(ray-trace simulation)을 수행하기 위해 파라미터로서 사용되며, 그 결과로써 전방 휘도, 광 추출 효율 그리고 관찰 각도에 대한 휘도 분포가 계산된다.
전방 휘도는 프리즘 시트(11)에 직각인 방향으로 관찰될 때의 휘도를 의미하고 광 추출 효율은 광원으로부터 방출되는 광이 시트를 통과하여 출사된 양을 표시하고 관찰 각도에 대한 휘도 분포는 조명 장치가 경사 방향으로부터 관찰될 때의 휘도의 분포를 의미한다는 것이 주목되어야 한다.
<프리즘 능선 방향이 편광 판의 투과 축에 직각인 경우>
도5는 프리즘(11P)의 프리즘 능선 방향 그리고 편광 판(6)의 투과 축(6a)이 서로에 직각인 경우(도3a)의 시뮬레이션 결과를 도시하고 있다. 도5에 도시된 수치가 1.55의 굴절률을 갖는 등방성 프리즘 부분을 포함한 프리즘 시트(nx = ny = nz =1.55)에 대해 표준화함으로써 얻어진다. 이 수치는 전방 휘도 및 광 추출 효율이 1.55의 굴절률에 비해 개선되는 정도를 나타낸다. 도5에 도시된 결과는 다음의 사항을 나타낸다.
(1) 프리즘 능선 방향 그리고 편광 판의 투과 축이 서로에 직각일 때, nx > ny = nz의 경우에, Δn = nx - ny의 수치가 클수록, 전방 휘도 및 광 추출 효율이 높아진다.
(2) 프리즘 능선 방향 그리고 편광 판의 투과 축이 서로에 직각일 때, ny < nx = nz의 경우에, Δn = nx - ny의 수치가 클수록, 전방 휘도 및 광 추출 효율이 높아진다.
(3) 프리즘 능선 방향 그리고 편광 판의 투과 축이 서로에 직각일 때, ny > nx = nz의 경우에, Δn = nx - ny의 수치가 클수록, 전방 휘도 및 광 추출 효율이 낮아진다.
(4) 프리즘 능선 방향 그리고 편광 판의 투과 축이 서로에 직각일 때, nx < ny = nz의 경우에, Δn = nx - ny의 수치가 클수록, 전방 휘도 및 광 추출 효율이 낮아진다.
그러므로, 프리즘 능선 방향 그리고 편광 판의 투과 축이 서로에 직각일 때, 프리즘 능선 방향으로의 굴절률(nx)이 전방 휘도 및 광 추출 효율을 증가시키기 위해 프리즘 배열 방향으로의 굴절률(ny)보다 커야 한다.
다음에, 프리즘의 두께 방향으로의 굴절률(nz)에 의해 부여되는 영향이 설명될 것이다. 도6 및 도7은 다음의 경우에서의 관찰 각도에 대한 휘도 분포를 각각 도시하고 있다.
경우 1: nx = 1.80, ny = 1.55 그리고 nz = 1.55
경우 2: nx = 1.80, ny = 1.55 그리고 nz = 1.80
도6 및 도7에서, "수평"은 수평 방향 즉 프리즘 능선 방향을 말하고, 한편 "수직"은 수직 방향 즉 프리즘 배열 방향을 말한다.
도5로부터 명확한 것과 같이, 경우 1에서의 전방 휘도는 경우 2에서의 전방 휘도보다 낮지만, 경우 1에서의 광 추출 효율은 경우 2에서의 광 추출 효율보다 높다. 높은 광 추출 효율은 도6 및 도7의 비교로부터 이해될 수 있는 것과 같이 대각선 방향으로의 휘도가 높은 것을 나타낸다. 그러므로, 경우 1은 바람직하게는 대형-스크린 TV 등에 적용된다. 반면에, 경우 2에서의 전방 휘도는 높으므로, 경우 2는 바람직하게는 비교적 작은 스크린, 모바일 장치 등과 관련된 모니터에 적용 된다.
경우 1 및 경우 2의 각각에서, 굴절률의 평면-내부 이방성 수치(Δn)(이후, 또한 복굴절 수치 Δn)가 0.25이다. 그러나, 경우 1 및 경우 2는 프리즘 두께 방향으로의 굴절률(nz)의 수치에 따라 상이한 전방 휘도 및 광 추출 효율을 보여준다. 그 이유는 다음과 같다.
도8을 참조하면, 굴절률 이방성을 갖는 프리즘 시트(11)에서, 계면(P2)에 대한 S-편광 광 및 P-편광 광의 유효 굴절률이 서로로부터 상이하다. 프리즘 시트(11)에서 S-편광 광 및 z 축에 의해 형성되는 각도가 θs이고 P-편광 광 및 z 축에 의해 형성되는 각도가 θp인 것으로 가정될 때, 프리즘 시트 내에서의 S-편광 광 및 P-편광 광의 유효 굴절률(ns, np)이 다음의 방정식을 성립시킨다.
ns = nx (1)
(1/np)2 = (cosθp/ny)2 + (sinθp/nz)2 (2)
이와 같이, P-편광 광의 유효 굴절률(np)은 ny와 nz 사이의 수치를 취한다. θp가 0과 동일할 때, 유효 굴절률(np)이 ny와 동일하다. θp가 커짐에 따라, 유효 굴절률(np)이 수치(nz)에 근사된다.
이 경우에, 프리즘 시트(11) 내에서의 유효 복굴절 수치(Δn)가 다음의 방정식으로부터 얻어진다.
Δn = ns - np (3)
수치(Δn)가 커질수록, 편광 분리 효과가 높아진다. 그 다음에, 경우 1과 경우 2 사이의 비교가 행해진다. 경우 1에서, ny는 nz와 동일하므로, np = ny는 각도(θp)에 의존하지 않고 성립된다. 한편, 경우 2에서, ny는 nz와 동일하지 않으므로, np는 각도(θp)에 의존하면서 ny와 nz 사이의 수치를 취한다.
결국, 경우 1에서, 유효 복굴절 수치(Δn)는 방정식 (1) 내지 방정식 (3)으로부터 다음과 같이 결정된다.
Δn = nx - ny
한편, 경우 2에서, 유효 복굴절 수치(Δn)는 방정식 (1) 내지 방정식 (3)으로부터 다음의 방정식에 의해 결정된다.
Δn = nx - [(cosθp/ny)2 + (sinθp/nz)2]-1/2
이와 같이, 경우 1에서의 유효 복굴절 수치가 경우 2에서의 유효 복굴절 수치보다 크며, 그 결과로써 경우 1에서의 광 추출 효율이 경우 2에서의 광 추출 효율보다 높다.
반면에, 경우 2에서의 전방 휘도가 경우 1에서의 전방 휘도보다 높은 이유는 다음과 같다.
경우 1 및 경우 2의 양쪽 모두에서, 프리즘 능선 방향은 편광 판의 투과 축에 직각이므로, 편광 판에 대해 통과 및 출사하는 광은 P-편광 광이다(도8). 그러므로, 출사 광은 프리즘 내에서의 P-편광 광의 유효 굴절률(np)에 의해 영향을 받는다. 일반적으로, 굴절률의 등방성 또는 이방성과 무관하게, 전방 휘도는 프리즘 시트가 더 높은 굴절률을 가질 때에 더 높다. 그러므로, P-편광 광의 유효 굴절 률(np)이 경우 1에서보다 높은 경우 2는 경우 1보다 높은 전방 휘도를 제공한다.
<프리즘 능선 방향이 편광 판의 투과 축에 평행인 경우>
다음에, 도9는 프리즘 능선 방향 그리고 편광 판(6)의 투과 축(6a)이 서로에 평행인 경우(도3b)의 시뮬레이션 결과를 도시하고 있다. 도9에 도시된 수치가 1.55의 굴절률을 갖는 등방성 프리즘 부분을 포함한 프리즘 시트(nx = ny = nz =1.55)에 대해 표준화함으로써 얻어진다. 이 수치는 전방 휘도 및 광 추출 효율이 1.55의 굴절률에 비해 개선되는 정도를 나타낸다. 도9에 도시된 결과는 다음의 사항을 나타낸다.
(5) 프리즘 능선 방향 그리고 편광 판의 투과 축이 서로에 평행일 때, nx > ny = nz의 경우에, Δn = nx - ny의 수치가 클수록, 전방 휘도 및 광 추출 효율이 낮아진다.
(6) 프리즘 능선 방향 그리고 편광 판의 투과 축이 서로에 평행일 때, ny < nx = nz의 경우에, Δn = nx - ny의 수치가 클수록, 전방 휘도 및 광 추출 효율이 낮아진다.
(7) 프리즘 능선 방향 그리고 편광 판의 투과 축이 서로에 평행일 때, ny > nx = nz의 경우에, Δn = nx -ny의 수치가 클수록, 전방 휘도 및 광 추출 효율이 높아진다.
(8) 프리즘 능선 방향 그리고 편광 판의 투과 축이 서로에 평행일 때, nx < ny = nz의 경우에, Δn = nx - ny의 수치가 클수록, 전방 휘도 및 광 추출 효율이 높아진다.
그러므로, 프리즘 능선 방향 그리고 편광 판의 투과 축이 서로에 평행일 때, 프리즘 능선 방향으로의 굴절률(nx)이 전방 휘도 및 광 추출 효율을 증가시키기 위해 프리즘 배열 방향으로의 굴절률(ny)보다 작아야 한다.
다음에, 프리즘 두께 방향으로의 굴절률(nz)에 의해 부여되는 영향이 설명될 것이다. 도10 및 도11은 다음의 경우에서의 관찰 각도에 대한 휘도 분포를 각각 도시하고 있다.
경우 3: nx = 1.55, ny = 1.80 그리고 nz = 1.55
경우 4: nx = 1.55, ny = 1.80 그리고 nz = 1.80
도10 및 도11에서, "수평"은 수평 방향 즉 프리즘 능선 방향을 말하고, 한편 "수직"은 수직 방향 즉 프리즘 배열 방향을 말한다.
도9로부터 명확한 것과 같이, 경우 4에서의 전방 휘도 및 광 추출 효율은 경우 3에서의 전방 휘도 및 광 추출 효율보다 높다. 바꿔 말하면, 프리즘 능선 방향 그리고 편광 판의 투과 축이 서로에 평행일 때, nz에 대해 클수록 더 양호하다. 그러나, 경우 3은 nz가 재료 등에 대한 제한으로 인해 더 커지기 어려운 경우에도 등방성 굴절률을 갖는 프리즘 시트보다 높은 전방 휘도 및 추출 효율이 얻어질 수 있기 때문에 또한 효과적이다.
경우 3 및 경우 4의 각각에서, 굴절률의 평면-내부 이방성 수치(Δn)가 0.25이다. 그러나, 경우 3 및 경우 4는 프리즘 두께 방향으로의 굴절률(nz)의 수치에 따라 상이한 전방 휘도 및 광 추출 효율을 제공한다. 그 이유는 다음과 같다.
위에서 설명된 것과 같이, 굴절률 이방성을 갖는 프리즘 시트(11)에서, (도8 에 도시된) 계면(P2)에 대한 S-편광 광 및 P-편광 광의 유효 굴절률이 서로로부터 상이하다. 프리즘 시트(11)에서 S-편광 광 및 z 축에 의해 형성되는 각도가 θs이고 P-편광 광 및 z 축에 의해 형성되는 각도가 θp인 것으로 가정될 때, 프리즘 시트 내에서의 S-편광 광 및 P-편광 광의 유효 굴절률(ns, np)이 다음의 방정식을 성립시킨다.
ns = nx (1)
(1/np)2 = (cosθp/ny)2 + (sinθp/nz)2 (2)
이와 같이, P-편광 광의 유효 굴절률(np)은 ny와 nz 사이의 수치를 취한다. θp가 0과 동일할 때, 유효 굴절률(np)이 ny와 동일하다. θp가 커짐에 따라, 유효 굴절률(np)이 수치 nz에 근사된다.
이 경우에, 프리즘 시트(11) 내에서의 유효 복굴절 수치(Δn)는 다음의 방정식으로부터 얻어진다.
Δn = np - ns (4)
수치(Δn)가 커질수록, 편광 분리 효과가 높아진다. 그 다음에, 경우 3과 경우 4 사이의 비교가 행해진다. 경우 4에서, ny는 nz와 동일하므로, np = ny는 각도(θp)에 의존하지 않고 성립된다. 한편, 경우 3에서, ny는 nz와 동일하지 않으므로, np는 각도(θp)에 의존하면서 ny와 nz 사이의 수치를 취한다.
결국, 경우 3에서, 유효 복굴절 수치(Δn)는 방정식 (1), 방정식 (2) 및 방정식 (4)로부터 다음과 같이 결정된다.
Δn = [(cosθp/ny)2 + (sinθp/nz)2]-1/2 - nx
한편, 경우 4에서, 유효 복굴절 수치(Δn)는 방정식 (1), 방정식 (2) 및 방정식 (4)로부터 다음의 방정식에 의해 결정된다.
Δn = ny - nx
이와 같이, 경우 4에서의 유효 복굴절 수치가 경우 3에서의 유효 복굴절 수치보다 크며, 그 결과로써 경우 4에서의 광 추출 효율이 경우 3에서의 광 추출 효율보다 높다.
반면에, 경우 4에서의 전방 휘도가 경우 3에서의 전방 휘도보다 높은 이유는 다음과 같다.
경우 3 및 경우 4의 양쪽 모두에서, 프리즘 능선 방향은 편광 판의 투과 축에 평행이므로, 편광 판에 대해 통과 및 출사하는 광은 S-편광 광이다(도8). 그러므로, 출사 광은 경우 3 및 경우 4의 양쪽 모두에서 프리즘 내에서의 S-편광 광의 유효 굴절률(ns)에 의해 영향을 받는다. 따라서, 경우 3 및 경우 4가 광이 프리즘 시트의 전방을 향해 이동하게 하는 동일한 효과를 발휘하지만, 경우 4는 위에서 설명된 것과 같이 경우 3보다 높은 광 추출 효율을 제공한다. 결과적으로, 경우 4에서의 전방 휘도가 경우 3에서의 전방 휘도보다 높다.
위에서 설명된 것과 같이, 이 실시예에 따르면, 프리즘(11P)의 능선 방향이 광-입사-측 편광 판(6)에 직각 또는 대략 직각인 경우에, 프리즘 능선 방향으로의 굴절률(nx)이 배열 방향으로의 굴절률(ny) 그리고 두께 방향으로의 굴절률(nz)보다 크도록(즉, nx > ny, nz) 설정되거나, 프리즘(11P)의 배열 방향으로의 굴절률(ny)이 능선 방향으로의 굴절률(nx) 그리고 두께 방향으로의 굴절률(nz)보다 작도록(즉, ny < nx, nz) 설정된다. 결과적으로, 전방 휘도 및 광 사용 효율(광 추출 효율)은 프리즘이 등방성 굴절률을 갖는 경우에 비해 추가로 개선될 수 있다.
반면에, 프리즘(11P)의 능선 방향이 광-입사-측 편광 판(6)에 평행 또는 대략 평행인 경우에, 프리즘 배열 방향으로의 굴절률(ny)이 능선 방향으로의 굴절률(nx) 그리고 두께 방향으로의 굴절률(nz)보다 크도록(즉, ny > nx, nz) 설정되거나, 프리즘 능선 방향으로의 굴절률(nx)이 배열 방향으로의 굴절률(ny) 그리고 두께 방향으로의 굴절률(nz)보다 작도록(즉, nx < ny, nz) 설정된다. 결과적으로, 전방 휘도 및 광 사용 효율(광 추출 효율)은 프리즘이 등방성 굴절률을 갖는 경우에 비해 추가로 개선될 수 있다.
이와 같이, 편광 판 및 굴절 축의 조합은 프리즘 능선 방향 및 배열 방향으로의 굴절률에 추가하여 두께 방향으로의 굴절률을 고려하여 최적화되며, 이것은 조명 장치의 전방 휘도 및 광 사용 효율을 개선시킬 수 있다. 따라서, 조명 장치는 액정 디스플레이 장치를 위한 백라이트에 적용되며, 그에 의해 액정 디스플레이 장치의 휘도 및 관찰 각도를 개선시키고 광원의 전력 소비를 감소시키는 효과를 생성시키는 것을 가능케 한다.
프리즘 시트(11)에 굴절률 이방성을 부여하는 방법으로서 예컨대 프리즘 능선 방향으로 스트레칭 처리를 수행하는 방법, 굴절률 이방성을 갖는 액정 재료를 배향시키는 방법 또는 프리즘 시트를 구성하기 위해 굴절률 이방성을 갖는 결정 재 료를 사용하는 방법이 적용될 수 있다는 것이 주목되어야 한다.
이제까지, 본 발명의 실시예가 설명되었다. 본 발명은 이 실시예에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 기초로 하여 다양하게 변화될 수 있다.
예컨대, 위의 실시예에서, 도1에 도시된 구조가 액정 디스플레이 장치(1)로서 설명되었지만, 액정 디스플레이 장치는 이것에 제한되지 않는다. 구체적으로, 광원(7)과 프리즘 시트(11) 사이에 배치되는 다양한 종류의 광학 시트[확산 판(9) 및 확산 시트(10)]는 도면에 도시된 것과 같은 도시된 예에 제한되지 않고, 편광 분리 시트 등의 다른 광학 시트와 조합하여 배치될 수 있다. 추가로, 프리즘 시트(11)가 배치되는 위치가 또한 도시된 예에서의 위치에 제한되지 않는다.
나아가, 위의 실시예에서, 경우 1 및 경우 4에 대해, nx > ny = nz 및 nx < ny = nz가 성립되는 예가 설명되었다. 그러나, 수치(ny, nz)는 동일할 필요가 없고, 대략 동일하기만 하면 된다. 경우 2 및 경우 3에 대해, 이것은 수치(nx, nz)에 대해 유효하다.
도1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 광 투과 필름으로서의 프리즘 시트의 개략 사시도.
도3a 및 도3b는 본 발명의 실시예에 따른 광-입사-측 편광 판과 프리즘 시트 사이의 위치 관계를 각각 도시하는 개략 사시도.
도4는 본 발명의 실시예에서 설명될 시뮬레이션 모델을 도시하는 사시도.
도5는 본 발명의 실시예에서 설명되는 프리즘 능선 방향 그리고 편광 판의 투과 축이 서로에 직각인 경우에서의 전방 휘도 및 광 추출 효율의 시뮬레이션 결과를 도시하는 그래프.
도6은 도5에 도시된 경우 1에서의 관찰 각도에 대한 휘도 분포의 시뮬레이션 결과를 도시하는 그래프.
도7은 도5에 도시된 경우 2에서의 관찰 각도에 대한 휘도 분포의 시뮬레이션 결과를 도시하는 그래프.
도8은 프리즘 시트에 대한 P-편광 광과 S-편광 광 사이의 투과 특성의 차이를 도시하는 도표.
도9는 본 발명의 실시예에서 설명되는 프리즘 능선 방향 그리고 편광 판의 투과 축이 서로에 평행인 경우에서의 전방 휘도 및 광 추출 효율의 시뮬레이션 결과를 도시하는 그래프.
도10은 도9에 도시된 경우 3에서의 관찰 각도에 대한 휘도 분포의 시뮬레이션 결과를 도시하는 그래프.
도11은 도9에 도시된 경우 4에서의 관찰 각도에 대한 휘도 분포의 시뮬레이션 결과를 도시하는 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 액정 디스플레이 장치
2: 액정 디스플레이 패널
3: 백라이트 유닛
11: 프리즘 시트

Claims (12)

  1. 편광 판과,
    광원과,
    상기 편광 판과 상기 광원 사이에 배치되고 그 표면 상에 형성되는 복수개의 프리즘을 포함하는 광 투과 필름을 포함하고,
    상기 복수개의 프리즘은 제1 방향으로 능선을 각각 갖고 제1 방향에 직각인 제2 방향으로 연속적으로 배열되고,
    상기 광 투과 필름은 상기 복수개의 프리즘의 능선 방향이 상기 편광 판의 투과 축에 대해 직각 방향 및 대략 직각 방향 중 하나이도록 배치되고,
    상기 복수개의 프리즘은 능선 방향, 배열 방향 및 두께 방향으로의 굴절률을 각각 가지며, 능선 방향으로의 굴절률은 배열 방향 및 두께 방향으로의 굴절률보다 큰 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 프리즘의 배열 방향으로의 굴절률은 그 두께 방향으로의 굴절률과 동일 또는 대략 동일한 조명 장치.
  3. 편광 판과,
    광원과,
    상기 편광 판과 상기 광원 사이에 배치되고 그 표면 상에 형성되는 복수개의 프리즘을 포함하는 광 투과 필름을 포함하고,
    상기 복수개의 프리즘은 제1 방향으로 능선을 각각 갖고 제1 방향에 직각인 제2 방향으로 연속적으로 배열되고,
    상기 광 투과 필름은 상기 복수개의 프리즘의 능선 방향이 상기 편광 판의 투과 축에 대해 직각 방향 및 대략 직각 방향 중 하나이도록 배치되고,
    상기 복수개의 프리즘은 능선 방향, 배열 방향 및 두께 방향으로의 굴절률을 각각 가지며, 배열 방향으로의 굴절률은 능선 방향 및 두께 방향으로의 굴절률보다 작은 조명 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복수개의 프리즘의 능선 방향으로의 굴절률은 그 두께 방향으로의 굴절률과 동일 또는 대략 동일한 조명 장치.
  5. 편광 판과,
    광원과,
    상기 편광 판과 상기 광원 사이에 배치되고 그 표면 상에 형성되는 복수개의 프리즘을 포함하는 광 투과 필름을 포함하고,
    상기 복수개의 프리즘은 제1 방향으로 능선을 각각 갖고 제1 방향에 직각인 제2 방향으로 연속적으로 배열되고,
    상기 광 투과 필름은 상기 복수개의 프리즘의 능선 방향이 상기 편광 판의 투과 축에 대해 평행 방향 및 대략 평행 방향 중 하나이도록 배치되고,
    상기 복수개의 프리즘은 능선 방향, 배열 방향 및 두께 방향으로의 굴절률을 각각 가지며, 배열 방향으로의 굴절률은 능선 방향 및 두께 방향으로의 굴절률보다 큰 조명 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 복수개의 프리즘의 능선 방향으로의 굴절률은 그 두께 방향으로의 굴절률과 동일 또는 대략 동일한 조명 장치.
  7. 편광 판과,
    광원과,
    상기 편광 판과 상기 광원 사이에 배치되고 그 표면 상에 형성되는 복수개의 프리즘을 포함하는 광 투과 필름을 포함하고,
    상기 복수개의 프리즘은 제1 방향으로 능선을 각각 갖고 제1 방향에 직각인 제2 방향으로 연속적으로 배열되고,
    상기 광 투과 필름은 상기 복수개의 프리즘의 능선 방향이 상기 편광 판의 투과 축에 대해 평행 방향 및 대략 평행 방향 중 하나이도록 배치되고,
    상기 복수개의 프리즘은 능선 방향, 배열 방향 및 두께 방향으로의 굴절률을 각각 가지며, 능선 방향으로의 굴절률은 배열 방향 및 두께 방향으로의 굴절률보다 작은 조명 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 복수개의 프리즘의 배열 방향으로의 굴절률은 그 두께 방향으로의 굴절률과 동일 또는 대략 동일한 조명 장치.
  9. 광-입사-측 편광 판, 광-출사-측 편광 판 그리고 광-입사-측 편광 판과 광-출사-측 편광 판 사이에 배치되는 액정 셀을 포함하는 액정 디스플레이 패널과,
    광원과,
    상기 광-입사-측 편광 판과 상기 광원 사이에 배치되고 그 표면 상에 형성되는 복수개의 프리즘을 포함하는 광 투과 필름을 포함하고,
    상기 복수개의 프리즘은 제1 방향으로 능선을 각각 갖고 제1 방향에 직각인 제2 방향으로 연속적으로 배열되고,
    상기 광 투과 필름은 상기 복수개의 프리즘의 능선 방향이 상기 광-입사-측 편광 판의 투과 축에 대해 직각 방향 및 대략 직각 방향 중 하나이도록 배치되고,
    상기 복수개의 프리즘은 능선 방향, 배열 방향 및 두께 방향으로의 굴절률을 각각 가지며, 능선 방향으로의 굴절률은 배열 방향 및 두께 방향으로의 굴절률보다 큰 액정 디스플레이 장치.
  10. 광-입사-측 편광 판, 광-출사-측 편광 판 그리고 광-입사-측 편광 판과 광-출사-측 편광 판 사이에 배치되는 액정 셀을 포함하는 액정 디스플레이 패널과,
    광원과,
    상기 광-입사-측 편광 판과 상기 광원 사이에 배치되고 그 표면 상에 형성되는 복수개의 프리즘을 포함하는 광 투과 필름을 포함하고,
    상기 복수개의 프리즘은 제1 방향으로 능선을 각각 갖고 제1 방향에 직각인 제2 방향으로 연속적으로 배열되고,
    상기 광 투과 필름은 상기 복수개의 프리즘의 능선 방향이 상기 광-입사-측 편광 판의 투과 축에 대해 직각 방향 및 대략 직각 방향 중 하나이도록 배치되고,
    상기 복수개의 프리즘은 능선 방향, 배열 방향 및 두께 방향으로의 굴절률을 각각 가지며, 배열 방향으로의 굴절률은 능선 방향 및 두께 방향으로의 굴절률보다 작은 액정 디스플레이 장치.
  11. 광-입사-측 편광 판, 광-출사-측 편광 판 그리고 광-입사-측 편광 판과 광-출사-측 편광 판 사이에 배치되는 액정 셀을 포함하는 액정 디스플레이 패널과,
    광원과,
    상기 광-입사-측 편광 판과 상기 광원 사이에 배치되고 그 표면 상에 형성되는 복수개의 프리즘을 포함하는 광 투과 필름을 포함하고,
    상기 복수개의 프리즘은 제1 방향으로 능선을 각각 갖고 제1 방향에 직각인 제2 방향으로 연속적으로 배열되고,
    상기 광 투과 필름은 상기 복수개의 프리즘의 능선 방향이 상기 광-입사-측 편광 판의 투과 축에 대해 평행 방향 및 대략 평행 방향 중 하나이도록 배치되고,
    상기 복수개의 프리즘은 능선 방향, 배열 방향 및 두께 방향으로의 굴절률을 각각 가지며, 배열 방향으로의 굴절률은 능선 방향 및 두께 방향으로의 굴절률보다 큰 액정 디스플레이 장치.
  12. 광-입사-측 편광 판, 광-출사-측 편광 판 그리고 광-입사-측 편광 판과 광-출사-측 편광 판 사이에 배치되는 액정 셀을 포함하는 액정 디스플레이 패널과,
    광원과,
    상기 광-입사-측 편광 판과 상기 광원 사이에 배치되고 그 표면 상에 형성되는 복수개의 프리즘을 포함하는 광 투과 필름을 포함하고,
    상기 복수개의 프리즘은 제1 방향으로 능선을 각각 갖고 제1 방향에 직각인 제2 방향으로 연속적으로 배열되고,
    상기 광 투과 필름은 상기 복수개의 프리즘의 능선 방향이 상기 광-입사-측 편광 판의 투과 축에 대해 평행 방향 및 대략 평행 방향 중 하나이도록 배치되고,
    상기 복수개의 프리즘은 능선 방향, 배열 방향 및 두께 방향으로의 굴절률을 각각 가지며, 능선 방향으로의 굴절률은 배열 방향 및 두께 방향으로의 굴절률보다 작은 액정 디스플레이 장치.
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