KR100790421B1 - 백라이트 유닛 및 액정표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정면 휘도를 높게 하고, 렌티큘라(Lenticular) 렌즈 시트와 액정 표시 패널의 화소와의 사이에서 생기는 무아레 패턴을 시인할 수 없을 정도로 감소시키는 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
서로 평행하게 배열된 복수의 막대 모양 광원 어레이가 수용되고, 표면측이 개구하는 광체와, 상기 막대 모양 광원 어레이로부터 소정 거리를 두고 상기 광체의 개구측에 배치되고, 상기 막대 모양 광원측과는 반대면의 개구측에 다수의 제 1 실린더리컬(Cylindrical) 렌즈가 배치된 제 1 렌티큘라 렌즈 시트와, 상기 막대 모양 광원 어레이측과는 반대면의 개구측에 다수의 제 2 실린더리컬 렌즈가 배치되고, 상기 제 1 렌티큘라 렌즈 시트에 적층되는 제 2 렌티큘라 렌즈 시트를 구비하는 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치가 제공된다.
백라이트 유닛, 렌티큘라 렌즈 시트, 액정표시장치,
Description
도 1은, 액정표시장치의 각 구성부를 분리해서 전체 구성을 나타낸 정면도이다.
도 2는, 도 1의 각 구성부를 조합해서 종방향으로 잘라낸 단면을 광체의 측방에서 본 설명도이다.
도 3은, 도 1의 부분 A를 확대하고, 2장의 렌티큘라 렌즈 시트 상의 렌티큘라 렌즈의 배치와 광원 배치의 위치 관계를 나타내는 설명도이다.
도 4는, 2장의 렌티큘라 렌즈 시트에 의해 생기는 1차 무아레 패턴과 액정 표시 패널상의 블랙 매트릭스에서 생기는 무아레 패턴을 나타내는 설명도이다.
도 5는, 광원으로부터의 출사광의 각도 분포에 있어서 2장의 렌티큘라 렌즈 시트를 개재한 휘도 분포를 나타내는 설명도이다.
도 6은, 2장의 렌티큘라 렌즈 시트의 공간 주파수비에 있어서 무아레 패턴의 최대 피치의 관계를 그래프로 나타내는 설명도이다.
도 7은, 2장의 렌티큘라 렌즈 시트의 공간 주파수비에 있어서 무아레 패턴의 최대 피치의 관계를 그래프로 나타내는 설명도이다.
도 8은, 2장의 렌티큘라 렌즈 시트의 공간 주파수비에 있어서 무아레 패턴의 최대 피치의 관계를 그래프로 나타내는 설명도이다.
도 9는, 1차 무아레의 주파수와 LCD 화소의 블랙 매트릭스의 공간 주파수비에 있어서 생긴 무아레 패턴을 2차까지 계산했을 때에 생기는 무아레 패턴의 최대 피치의 관계를 그래프로 나타내는 설명도이다.
도 10은, 1차 무아레의 주파수와 LCD 화소의 블랙 매트릭스의 공간 주파수비에 있어서 생긴 무아레 패턴을 3차까지 계산했을 때에 생기는 무아레 패턴의 최대 피치의 관계를 그래프로 나타내는 설명도이다.
도 11은, 1차 무아레의 주파수와 LCD 화소의 블랙 매트릭스의 공간 주파수비에 있어서 생긴 무아레 패턴을 4차까지 계산했을 때에 생기는 무아레 패턴의 최대 피치의 관계를 그래프로 나타내는 설명도이다.
도 12는, 1차 무아레의 주파수와 LCD 화소의 블랙 매트릭스의 공간 주파수비에 있어서 생긴 무아레 패턴을 5차까지 계산했을 때에 생기는 무아레 패턴의 최대 피치의 관계를 그래프로 나타내는 설명도이다.
도 13A는, 2장의 렌티큘라 렌즈 시트의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 13B는, 2장의 렌티큘라 렌즈 시트의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 13C는, 2장의 렌티큘라 렌즈 시트의 구성을 나타내는 설명도이다.
<부호의 간단한 설명>
100, 200, 300 광체
102, 302 광원
106, 306, 1004, 1010, 1018 제 1 렌티큘라 렌즈 시트
104, 304, 1002, 1008, 1016 제 2 렌티큘라 렌즈 시트
108 액정 패널
110 백라이트 유닛
112 액정표시장치
402 블랙 매트릭스
404 1차 무아레 패턴
500 피크 휘도
1000 접착제 또는 점착제
1006, 1014 점착층
1012, 1020 투명 수지판
본 발명은, 백라이트 유닛 및 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 2장의 렌티큘라 렌즈 시트를 갖는 직하형 백라이트 유닛과 그것을 이용한 액정표시장치에 관한 것이다.
액정 텔레비전 등의 액정표시장치에서는, 냉음극관 등의 막대 모양 광원이나 LED(: LITHT EMITTING DIODE)등의 점 모양 광원을 다수 나열한 광원이 사용된다. 상기 막대 모양 또는 점 모양의 광원의 광으로부터 균일한 면내 휘도를 얻기 위해, 확산기능을 갖는 확산판이 이용된다. 그러나 확산판은 광을 산란시키는 결점이 있다. 따라서, 광의 이용 효율이 낮고, 정면 휘도를 높게 할 수 없다고 하는 문제점이 있다.
이 때문에, 확산판의 광 출사면측에, 확산 시트나 프리즘 시트 등을 복수매 배치해서 정면 휘도를 향상하는 제안이 이루어지고 있다.
그러나, 확산 시트에서는 정면 휘도 향상의 효과가 불충분하거나, 프리즘 시트에서는 반대로 지나치게 강한데다가 불필요한 방향으로도 광을 많이 사출한다고 하는 문제점이 있다.
또한, 상기 문제점에 감안해서, 렌티큘라 렌즈 시트를 복수 이용하는 구조로서 특허 문헌 1이나 특허 문헌 2가 제안되고 있지만, 주기 구조체인 렌티큘라 렌즈 시트와 액정표시 패널의 화소와의 사이에서 생기는 무아레 패턴을 문제점으로서 들 수 있고, 무아레 패턴을 시인할 수 없을 정도로 감소시키는 기술이 요구되고 있다.
<특허 문헌 1> 특허 3019054호
<특허 문헌 2> 특개 평6-347613호 공보
따라서, 본 발명은 상기 문제에 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적으로 하는 바는, 정면 휘도를 높게 하고, 렌티큘라 렌즈 시트와 액정 표시 패널의 화소와의 사이에서 생기는 무아레 패턴을 시인할 수 없을 정도로 감소시키는 것이 가능한, 신규하고 또한 개량된 백라이트 유닛 및 액정표시장치를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 1관점에 관계된 백라이트 유닛에 의하면, 서로 평행하게 배열된 복수의 막대 모양 광원 어레이가 수용되고, 표면측이 개구하는 광체와, 상기 막대 모양 광원 어레이로부터 소정 거리를 두고 상기 광체의 개구측에 배치되고, 상기 막대 모양 광원측과는 반대면의 개구측에 다수의 제 1 실린더리컬 렌즈가 평행하게 배열된 제 1 렌티큘라 렌즈 시트와, 상기 막대 모양 광원 어레이측과는 반대면의 개구측에 다수의 제 2 실린더리컬 렌즈가 평행하게 배열된, 상기 제 1 렌티큘라 렌즈 시트에 적층되는 제 2 렌티큘라 렌즈 시트를 구비하고, 상기 제 1 렌티큘라 렌즈 시트의 상기 제 1 실린더리컬 렌즈의 길이 방향과 상기 제 2 렌티큘라 렌즈 시트의 상기 제 2 실린더리컬 렌즈의 길이 방향과는 서로 교차하고, 그 교차 각도(α)의 2등분선이 상기 막대 모양 광원 어레이의 길이 방향과 일치하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성에 있어서는, 2장의 렌티큘라 렌즈 시트는 백라이트 유닛의 광원으로부터 출사되는 광의 배광 각도 분포를 상기 제 1 렌티큘라 렌즈 시트의 상기 제 1 실린더리컬 렌즈의 길이방향과 상기 제 2 렌티큘라 렌즈 시트의 상기 제 2 실린더리컬 렌즈의 길이방향이 서로 교차하고, 그 교차 각도(α)의 2등분선이 상기 막대 모양 광원 어레이의 길이 방향과 일치하도록 배치되는 것에 의해서 조정한다. 즉, 상기 교차 각도의 2등분선이 상기 막대 모양 광원 어레이의 길이방향과 일치하도록 배치되어 있지 않으면 상기 제 2 렌티큘라 렌즈 시트 표면 내의 대체로 표준 정규 분포 곡선을 나타내는 등휘도 곡선에 있어서 각 휘도의 타원 곡선이 비스듬하게 구부러져 버리고, 디스플레이로서 바람직하지 않다. 그 결과, 본 발명의 제 1의 관점에 의한 백라이트 유닛에 의하면, 제 2 렌티큘라 렌즈 시트 표면내의 휘도 분포를 균일하게 하고, 또한 정면 휘도를 향상시킬 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 2의 관점에 관계된 백라이트 유닛에 의하면, 2장의 렌티큘라 렌즈 시트의 교차 각도(α)를 10도에서 80도의 범위 내에서 선택하고 구성되는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같은 구성에 있어서는, 2장의 렌티큘라 렌즈 시트는 백라이트 유닛의 광원으로부터 액정 패널에 대해서 출사되는 광의 배광 각도 분포를 상기 제 1렌티큘라 렌즈 시트의 상기 제 1 실린더리컬 렌즈의 길이 방향과 상기 제 2 렌티큘라 렌즈 시트의 상기 제 2 실린더리컬 렌즈의 길이 방향이 서로 교차하고, 그 교차 각도(α)의 2등분선이 상기 막대 모양 광원 어레이의 길이 방향과 일치하도록 배치되는 것에 의해서 조정한다. 여기서 교차 각도(α)를 10도에서 80도의 범위 내에서 선택된다. 그 결과, 본 발명의 제 2의 관점에 의한 백라이트 유닛에 의하면, 상기 백라이트 유닛상의 모든 1점으로부터의 출사 조명광이, 출사광의 각도 분포에 있어서 휘도의 등고선이 각 휘도에 있어서 가로 길이의 타원을 그리고, 피크 휘도의 1/2 휘도의 각도 위치가 횡(수평)방향 ±70도, 종(수직)방향 ±50도로부터 횡방향 ±45도, 종(수직)방향 ±43도의 범위 내를 만족시킬 수 있다. 따라서, 일반적으로 넓은 시야각을 필요로 하는 횡(수평)방향에 의해 조명광을 집중시키고, 또한 불필요한 광의 방향이라고 불리는 ±70도 이후의 휘도를 낮게 억제할 수 있기 때문에, 정면 휘도를 향상시킬 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제 3의 관점에 의한 백라이트 유닛에 의하면, 상기 제 1 및 제 2렌티큘라 렌즈 시트의 공간 주파수비는 1.0에서 1.5의 범위 내로 되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성에 있어서는, 렌티큘라 렌즈 시트 2장에 의한 1차 무아레 패턴과 블랙 매트릭스에서 생기는 5차 무아레 패턴까지의 최대 주기를 상기 제 1 렌티큘라 렌즈 시트의 상기 제 1 실린더리컬 렌즈와 상기 제 2 렌티큘라 렌즈 시트의 상기 제 2 실린더리컬 렌즈와의 공간 주파수비를 1.0에서 1.5의 범위 내로 되도록 배치되는 것에 의해서 제어한다. 그 결과, 본 발명의 제 3의 관점에 의한 백라이트 유닛에 의하면, 2장의 렌티큘라 렌즈 시트의 공간 주파수비를 제조적, 실용적으로 바람직한 값을 취하면서, 무아레 패턴을 육안으로 시인할 수 없을 정도로 감소시킬 수 있다.
즉, 육안의 분해능이란, 이하와 같이 정의할 수 있다. 관찰자가 본 발명의 일실시예에 기초해 구성되는 액정표시장치를 관찰하는 거리(L)라고 하면, 관찰자의 육안으로 분해할 수 있는 최소 거리이고, 예를 들면, 동해 대학 출판회 「광학의 원리Ⅰ」319페이지(막스보룬 에밀월프저, 쿠사카와테츠, 요코타 히데쯔구역)에 의하면, 눈의 분해 가능 최소 각도 θ는 1분(=1/60도)로 되어 있으므로, L×tan θ로 나타나는 거리가, 본 명세서에서 말하는 육안의 분해능이다. 예를 들면, 주로 직하형 백라이트 유닛을 이용하는 대화면 액정 TV의 경우에는, L=1m로서 290μm으로 된다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제 4의 관점에 의한 액정표시장치에 의하면, 상기 제 1및 제 2 렌티큘라 렌즈 시트의 표면측에 액정 패널이 배치되고, 상기 본 발명의 백라이트 유닛을 배면 조명으로서 이용하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치가 제공된다.
이와 같은 구성에 있어서는, 2장의 렌티큘라 렌즈 시트는 백라이트 유닛의 광원으로부터 액정 패널에 대해서 출사되는 광의 배광 각도 분포를 상기 제 1 렌티큘라 렌즈 시트의 상기 제 1 실린더리컬 렌즈의 길이 방향과 상기 제 2 렌티큘라 렌즈 시트의 상기 제 2 실린더리컬 렌즈의 길이 방향이 서로 교차하고, 그 교차 각도(α)의 2등분선이 상기 막대 모양 광원의 길이 방향과 일치하도록 배치되는 것에 의해서 조정한다. 또한, 렌티큘라 렌즈 시트 2장에 의한 1차 무아레 패턴과 블랙 매트릭스에서 생기는 5차 무아레 패턴까지의 최대 주기를, 상기 제 1 렌티큘라 렌즈 시트와 상기 제 2 렌티큘라 렌즈 시트와의 공간 주파수비를 1.0에서 1.5의 범위 내로 되도록 배치되는 것에 의해서 제어한다. 그 결과, 본 발명의 제 4의 관점에 의한 액정표시장치에 의하면, 제 2 렌티큘라 렌즈 시트 표면 내의 휘도를 균일하게 하고 정면 휘도를 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 백라이트 유닛 상의 모든 1점으로부터의 출사조명광이, 출사광의 각도 분포에 있어서 휘도의 등고선이 각 휘도에 있어서 가로 길이의 타원을 그리고, 피크 휘도의 1/2 휘도의 각도 위치가 횡(수평)방향 ±70도, 종(수직)방향 ±50도로부터 횡방향 ±45도, 종(수직)방향 ±43도의 범위 내를 만족시킬 수 있다. 따라서, 일반적으로 불필요한 광의 방향이라고 불리는 ±70도 이후의 휘도를 낮게 억제할 수 있다. 또한, 2장의 렌티큘라 렌즈 시트의 공간 주파수비를 제조적, 실용적으로 바람직한 값을 취하면서, 무아레 패턴을 육안으로 시인할 수 없을 정도로 감소시킬 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제 5의 관점에 의한 액정표시장치에 의하면, 상기 제 1및 제 2 실린더리컬 렌즈의 공간 주파수를 동일한(공간 주파수비를 1.0) μ로서 수식 1로 나타나는 상기 제 1 및 제 2 실린더리컬 렌즈 사이에서 생기는 1차 무아레 패턴의 공간 주파수와 액정 패널의 수평 방향의 블랙 매트릭스의 공간 주파수와의 비를 1.2, 1.25, 1.33, 1.4, 1.5, 1.6, 1.67, 1.75, 2.33, 2.5, 2.67, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 값으로 되도록 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치가 제공된다.
2μ sin(α/2) .....(수식 1)
이와 같은 구성에 있어서는, 렌티큘라 렌즈 시트 2장에 의한 1차 무아레 패턴과 액정 패널의 수평 방향의 블랙 매트릭스에서 생기는 5차 무아레 패턴까지의 최대 주기를 상기 제 1및 제 2 렌티큘라 렌즈 시트 사이에서 생기는 1차 무아레 패턴의 공간 주파수와 액정 패널의 수평 방향의 블랙 매트릭스의 공간 주파수와의 비를 1.2, 1.25, 1.33, 1.4, 1.5, 1.6, 1.67, 1.75, 2.33, 2.5, 2.67, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 4.5, 5.0로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 값으로 되도록 하는 것에 의해서 제어한다. 그 결과, 본 발명의 제 5의 관점에 의한 액정표시장치에 의하면, 2장의 렌티큘라 렌즈 시트의 공간 주파수비를 제조적, 실용적으로 가장 바람직한 값을 취하면서, 무아레 패턴을 육안으로 시인할 수 없을 정도로 감소시킬 수 있다.
<실시 예>
이하 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명한다. 즉, 이하의 설명 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여함으로서 중복 설명을 생략하는 것으로 한다.
(제 1 실시예)
우선, 본 발명의 제 1 실시예에 관계된 백라이트 유닛(110) 및 액정표시장치(112)에 대해서 설명한다. 도 1에 본 발명의 각 실시예에 관계된 액정표시장치(112)의 각 구성부를 분리해서 전체 구성을 나타낸 정면도를 나타낸다. 상기 액정표시장치(112)는 백라이트 유닛(110)과 액정 표시 패널(108)로 구성되어 있다. 그리고, 상기 백라이트 유닛(110)은 광체(100)와 광원(102)과 제 1 렌티큘라 렌즈 시트(106)와 제 2 렌티큘라 렌즈 시트(104)로 구성되어 있다. 상기 광체(100)는 서로 평행하게 배열된 복수의 막대 모양 광원(102)의 어레이가 수용되고, 표면측이 개구되어 있다. 상기 막대 모양 광원(102)의 어레이로부터 소정 거리를 두고 상기 광체의 개구측에 배치되고, 상기 막대 모양 광원측과는 반대면의 개구측에 다수의 제 1 실린더리컬 렌즈가 평행하게 배열된 제 1 렌티큘라 렌즈 시트(106)가 구비된다. 또한, 상기 막대 모양 광원(102)의 어레이측과는 반대면의 개구측에 다수의 제 2 실린더리컬 렌즈가 평행하게 배열된, 상기 제 1 렌티큘라 렌즈 시트(106)에 적층되는 제 2 렌티큘라 렌즈 시트(104)가 구비된다. 또한 액정표시장치(112)는 상기 제 1 및 제 2 렌티큘라 렌즈 시트의 표면측에 액정 표시 패널(108)이 배치되고, 상기 백라이트 유닛(110)을 배면 조명으로서 이용한다.
도 2는 도 1의 상기 구성부를 조합해서 정면으로부터 종방향으로 잘라낸 단면을 상기 광체(100)의 측방에서 본 설명도이다. 도 2를 참조하면 표면측이 저면으로부터 측방을 향해서 신장하는 개구부를 갖는 상기 광체(100)의 저면 부근에 서로 평행하게 배열된 복수의 막대 모양 광원(102)의 어레이가 수용되어 있다. 상기 막대 모양 광원(102)의 어레이로부터 소정 거리를 두고 상기 광체의 개구측에 배치되고, 상기 막대 모양 광원측과는 반대면의 개구측에 다수의 제 1 실린더리컬 렌즈가 구비된다. 또한, 상기 막대 모양 광원(102)의 어레이측과는 반대면의 개구측에, 다수의 제 2 실린더리컬 렌즈가 평행하게 배치된, 상기 제 1 렌티큘라 렌즈 시트(106)에 적층되는 제 2 렌티큘라 렌즈 시트(104)가 구비된다. 또한 상기 제 1 및 제 2 렌티큘라 렌즈 시트의 표면측에 액정 표시 패널(108)이 배치되고, 상기 백라이트 유닛(110)을 배면 조명으로서 이용하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치(112)가 구성된다.
도 3은 도 1의 부분 A를 확대하고, 상기 제 1 렌티큘라 렌즈 시트(106) 및 상기 제 2 렌티큘라 렌즈 시트(104) 상의 실린더리컬 렌즈의 배치와 상기 광원(102)의 위치 관계를 나타내는 설명도이다. 상기 제 1 렌티큘라 렌즈 시트(106) 상의 사선과 상기 제 2 렌티큘라 렌즈 시트(104) 상의 사선은 그 선상(線上) 실린더리컬 렌즈가 간격을 비우는 일 없이 평행하게 배치되어 있는 것을 나타낸다. 그리 고, 상기 제 1 렌티큘라 렌즈 시트(106)와 상기 제 2 렌티큘라 렌즈 시트(104) 상의 실린더리컬 렌즈의 배치 위치를 나타내는 배치선은 연장선상에서 교차된다. 그 교차 각도를 α°라 하면, 상기 교차 각도는 0~90도 사이의 임의 각도를 선택할 수 있다. 냉음극관 또는 3색의 LED(: LITHT EMITTING DIODE)를 1열로 복수 나열한 점 광원열 등의 상기 광원(102)은 상기 교차 각도(α°)를 2등분하는 2등분선과 평행하게 되도록 배치된다.
상기 제 1 및 제 2 렌티큘라 렌즈 시트는, 렌즈 오목형을 정밀하게 절삭한 금형을 이용해서, 투명성이 높은 성형용 수지(예를 들면, 아크릴, 폴리카보네이트<PC>, MS 수지, 고리 모양 올레핀 폴리머 수지<COP>, 고리 모양 올레핀 코폴리머 수지<COC> 등에 필요에 따라서 각종 첨가제를 혼합한 것)을 사출 성형, 용융 캐스팅, 압출 성형법 등으로 성형한 시트이다. 또는 금형을 이용해서 투명 필름 기재(폴리에틸렌 프탈레이트<PET>, 폴리에틸렌 나프탈레이트<PEN>, 아크릴, 폴리카보네이트<PC>, MS 수지, 고리 모양 올레핀 폴리머 수지<COP>, 고리 모양 올레핀 코폴리머 수지<COC>, 또는 상기 수지를 2종류 이상 공중합 시킨 수지 등에 필요에 따라서 각종 첨가제를 혼합한 수지로 이루어지는 필름 기재 또는 시트 기재) 상에 열 경화형/광 경화형 수지를 가열 성형/광 성형한 것이라도 좋다.
이 때, 본 발명의 제 1 실시예에서는, 광의 산란을 최소한으로 하고, 렌즈의 굴절 작용에 의해서 면내 균일하고 게다가 높은 휘도를 갖는 액정표시장치(112)를 실현할 수 있다. 2장의 렌티큘라 렌즈 시트를 구성하는 실린더리컬 렌즈의 집광 능력(곡률)과 상기 렌티큘라 렌즈 시트의 배치선의 교차 각도를 선택함으로서 광원으 로부터 출사하는 광의 출사 각도 분포에 있어서 각 휘도의 등휘도선이 가로 길이의 타원을 그린다. (도 5(a), 도 5(b)를 참조)
도 5는 광원으로부터의 출사광의 각도 분포에 있어서 2장의 렌티큘라 렌즈 시트를° 개재한 휘도 분포를 나타내는 설명도이다. 도 5(b)를 참조하면 광원으로부터의 출사 각도가 0°시에 피크 휘도 500을 나타내고, 수평 방향(도중의 x방향)에 있어서 출사 각도가 ±45°시에 피크 휘도의 1/2를 나타내고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 도 5(c)를 참조하면, 수직 방향(도중의 y방향)에 있어서, 출사 각도가 ±43°시에 피크 휘도의 1/2를 나타내고 있는 것을 알 수 있다. 도 5(a)를 참조 하면, 2장의 렌티큘라 렌즈 시트를 개재한 휘도 분포도에 있어서 각 휘도의 등휘도선이 가로 길이의 타원을 그린다.
본 발명의 제 1실시예에 관계된 백라이트 유닛(110) 및 액정표시장치(112)는 2장의 렌티큘라 렌즈 시트에서 생기는 무아레 패턴(A)(도 4의 1차 무아레 패턴(404)을 참조) 와 렌티큘라 렌즈 시트와 액정 패널의 액정 화소와의 사이의 무아레 패턴(B), 나아가 무아레 패턴(A)과 액정 패널의 액정 화소 사이의 무아레 패턴(C) 3종류 전체의 무아레 패턴을 시인할 수 없을 정도가 되도록, 렌티큘라 렌즈 시트 상의 실린더리컬 렌즈 피치의 역수를 나타내는 공간 주파수와 2장의 렌티큘라 렌즈 시트 상의 실린더리컬 렌즈의 배치선의 교차 각도를 선택한 백라이트 유닛(110)을 구비하고, 그것을 배면 조명으로서 이용하고 구성되어 있다. 도 4를 참조하면, 액정 표시 패널(108) 상의 각 RGB(: RED GREEN BLUE) 화소 사이에 위치하는 블랙 매트릭스(402)와 2장의 렌티큘라 렌즈 시트가 교차 각도(α°)에서 생긴 상기 1차 무 아레 패턴(404)에 의해서 2차 이후의 무아레 패턴이 생긴다.
본 발명의 제 1실시예에 관계된 백라이트 유닛(110) 및 액정표시장치(112)의 구체예는 도 2와 같은 액정표시장치에서, 광체 개구부 부근에, 곡률 반경이 80μm의 실린더리컬 렌즈가 주기 133μm(공간 주파수 7.52개/mm)에서 1방향으로 나열되어 있는 렌티큘라 렌즈 시트를 그 렌즈면을 위로 해서 2장의 렌티큘라 렌즈 시트 상의 실린더리컬 렌즈의 배치선의 교차 각도를 40°로 배치하고, 그 교차 각도의 2등분선이 선 모양 광원과 평행하게 되도록 배치해서 구성되어 있다. 렌티큘라 렌즈 시트는 단체(單體)에서도 느슨함이 없도록 각각 두께 1.2mm의 투명도가 높은 수지인 PMMA(아크릴:POLY METHYL METH ACLYATE)제 시트에 렌즈 오목형을 열 프레스해서 성형한 것으로 구성된다.
제 1실시예에 있어서, 제 2 렌티큘라 렌즈 시트(104)는 두께 125μm의 PET(: POLY ETHYLENE TEREPHTALATE) 필름에 렌즈 오목형을 이용해서 UV(: ULTRAVIOLET LIGHT)경화형 수지를 광경화해서 제작해도 좋다. 나아가 제 2 렌티큘라 렌즈 시트의 PET(: POLY ETHYLENE TEREPHTALATE) 기재 이면측에 UV(: ULTRAVIOLET LIGHT)경화형 광학 접착제인 NORLAND사제의 NOA68을 두께 1.5μm으로 코팅하고, 제 1 렌티큘라 렌즈 시트(106)와 라미네이트, UV(: ULTRAVIOLET LIGHT) 노광해서 접착제를 경화해서 일체화하는 것도 가능하다.
제 1실시예에 의하면, 제 2 렌티큘라 렌즈 시트(104) 표면내의 휘도를 균일하게 하고 정면 휘도를 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 백라이트 유닛 상의 모든 1점으로부터의 출사 조명광이, 출사광의 각도 분포에 있어서 휘도의 등고선이 각 휘도에 있어서 가로 길이의 타원을 그리고, 피크 휘도의 1/2의 휘도의 각도 위치가 횡(수평) 방향 ±70도, 종(수직) 방향 ±50도로부터 횡 방향 ±45도, 종(수직) 방향 ±43도의 범위 내를 만족시킬 수 있다. 즉, 상기 각도 위치는 휘도 분포를 표준 정규분포 곡선으로 가정해서, 피크 휘도의 1/2의 휘도 값을 취하는 각도를 바꾸어 수치 계산한 결과로부터, 피크 휘도가 어느 면에서 봐도 휘도가 항상 균일한 완전 확산면의 1.5로부터 2배로 되는 각도 범위를 선택한 값이다. 따라서, 일반적으로 불필요한 광의 방향이라고 불리는 ±70도를 낮게 억제할 수 있다.
(제 2실시예)
다음으로, 본 발명의 제 2실시예에 관계된 백라이트 유닛(110) 및 액정표시장치(112)에 대해서 설명한다. 본 발명의 제 1실시예와의 차이를 중심으로 설명한다. 곡률 반경 72μm, 주기 133μm(공간 주파수 7.52개/mm)로 성형한 렌티큘라 렌즈 시트 2장을 45°각도에서 2장 교차 배치하고, 그 교착 각도의 2등분선이 선모양 광원과 평행하게 되도록 배치해서 구성된다.
이것에 의해 상기 백라이트 유닛 상의 모든 1점으로부터의 출사 조명광이, 출사광의 각도 분포에 있어서 휘도 등고선이 각 휘도에 있어서 가로 길이의 타원을 그리고, 피크 휘도의 1/2의 휘도의 각도 위치가 횡(수평) 방향 ±50도, 종(수직) 방향 ±43도가 된다. 이것에 의해 넓은 범위에서 위화감 없이 액정표시장치를 관찰할 수 있고, 게다가 피크 휘도의 상승을 도모할 수 있다.
(제 3 실시예)
다음으로,본 발명의 제 3실시예에 관계된 백라이트 유닛(110) 및 액정표시장치(112)에 대해서 설명한다. 본 발명의 제 1실시예와의 차이를 중심으로 설명한다. 횡 방향의 블랙 매트릭스(예를 들면, 도 4의 블랙 매트릭스(402))의 간격이 170μm의 액정 표시 패널(108)과 도 2에 나타낸 백라이트 유닛(110)으로 이루어진 액정표시장치(112)에서, 상기 백라이트 유닛(110)에는, 곡률 반경 72μm, 주기 133μm(공간 주파수 7.52개/mm)로 성형한 제 1 렌티큘라 렌즈 시트(106)를 하측으로, 곡률 반경 48μm, 주기 89μm(공간 주파수 11.2개/mm)로 성형한 제 2 렌티큘라 렌즈 시트(104)를 상측으로 배치해서, 40°각도에서 교차 배치하고, 그 교착 각도의 2등분선이 선모양 광원과 평행하게 되도록 배치하여 구성한다.
이 때, 교차 배치한 상기 렌티큘라 렌즈 시트 2장에 의한 1차 무아레 패턴은 액정 패널 상, 주기 136μm에서 세로 방향에 대해서 29도의 각도에서 생기고, 상기 무아레 패턴은 육안의 분해능 이하이므로 시인되지 않는다. 또한, 상기 제 1무아레 패턴과 액정 표시 패널(108) 상의 LCD(: LIQUID CRYSTAL DISPLAY) 화소의 블랙 매트릭스에서 생기는 5차 무아레 패턴까지의 최대 주기를 갖는 무아레 패턴은 주기 280μm으로 되므로, 이것도 시인되지 않고, 무아레 패턴이 없는 양호한 표시를 가능하게 한다.
상기 제 3실시예에서는 2장의 렌티큘라 렌즈 시트의 공간 주파수비를 1.5(≒133μm/89μm)로 했지만, 무아레 패턴을 시인하기 어려운 공간 주파수비에 대해서의 고찰을 이하에서 설명한다.
우선, 공간 주파수 μa 와 공간 주파수 μb의 2개의 렌티큘라 렌즈 시트를 각도 α로 중첩했을 때 생기는 무아레 패턴의 공간 주파수 μM과 그 각도 Φ는 각각 이하의 수식 2, 수식 3으로 나타낸다. 여기서, m, n은 정수로 무아레 패턴의 차수를 나타낸다.
<수 1>
<수 2>
예를 들면, 상기 수식 2에서, 120μm 주기의 렌티큘라 렌즈(μa=8.333)와 100μm 주기의 렌티큘라 렌즈(μb=10)를 평행(α=0) 배치하고 3차의 무아레 패턴까지를 계산하면, n=1~3, m=1~3으로 되고, 생기는 무아레 패턴의 공간 주파수는 아래 표1과 같이 9종류가 된다.
<표 1>
n/m | n=1 | n=2 | n=3 |
m=1 | 1.667 | 11.667 | 21.667 |
m=2 | 6.667 | 3.333 | 13.333 |
m=3 | 15 | 5 | 5 |
단위는 (/mm)
여기서, n, m 중 큰 쪽의 숫자를 무아레의 차수라고 부른다. 상기 표의 굵은 선으로 둘러싸인 부분이 2차 무아레가 된다.
상기 표 1은, 상술한 것과 같이 μa=8.333과 μb=10로, 공간 주파수비가 1.2일 때 이다. 이 때 가장 낮은 주파수(주기가 길다)의 무아레 패턴은, 주파수 1.667(주기 0.6mm)의 n=1, m=1일 때의 1차 무아레 패턴이라고 하는 것이 된다.
따라서, 1차 무아레 패턴까지는 1종류, 2차 무아레 패턴에서는, 4종류, 3차 무아레 패턴까지는 9종류, 4차 무아레 패턴까지는 16종류, 5차 무아레 패턴까지는 25종류의 무아레 패턴이 생기고, 각각에서의 최소 주파수의 무아레 패턴(주기가 가장 길기 때문에 가장 미움 받는 무아레 패턴)을 육안 식별 레벨 이하로 세밀하게 하면, 무아레 패턴의 문제는 작은 것이 된다.
상기에서 가장 미움 받는 무아레 패턴이란 표시 화상 상에 불쾌한 흑백 패턴이 중첩되어 관찰되어 버리는 것이다. 무아레 패턴이 존재하면, 디스플레이를 관찰 할 때에 흑백의 불필요한 줄무늬가 보이게 되므로, 무아레 패턴의 주기가 매우 미세하고 육안으로 식별할 수 없을 정도라면 문제가 없지만, 예를 들면 1mm의 주기로 무아레 패턴이 출현하면 디스플레이로서 허용되지 않는 결함이 된다.
최소 주파수의 무아레 패턴을 육안 식별 레벨 이하로 미세하게 하면, 그 이외의 무아레 패턴(주파수가 최소가 아닌 것)은 더욱 미세하므로, 결국 최소 주파의 무아레 패턴의 주기를 문제로 하면 좋다. 그러한 의미에서, 각 주파수비에 있어서, 차수에 따라 몇 종류인가의 무아레 패턴의 주파수를 계산해서(예를 들면 5차까지라면 25종류), 그 중에서 최소 주파수의 무아레 패턴을 도출하고, 가장 주기가 작아 지는 주파수비를 규정함으로서 무아레 패턴을 시인할 수 없을 정도로 감소시킬 수 있다.
따라서, α를 소정 각도(원하는 휘도 각도 분포의 타원형 모양에 의존)로서 렌티큘라 렌즈 시트 2장에서 생기는 무아레 패턴을 상기 수식 2, 상기 수식 3에서 5차 까지 25종류 계산하고, 또한 그 무아레 패턴과 액정 패널 상의 LCD(: LIQUID CRYSTAL DISPLAY) 화소의 블랙 매트릭스와의 사이에서 생기는 무아레 패턴을 5차 까지 계산 해서, 결국 전체 625 종류, 최소 공간 주파수를 플롯 해서 나타낸 설명도를 도 6에 나타낸다. 즉, 도 6에서는, α를 10°로서 계산한 경우를 나타낸다. 도 7은 α를 0°, 결국 평행 배치시에 5차까지의 무아레 패턴을 계산했을 때의 최소 공간 주파수를 플롯해서 나타낸 설명도이다. 도 8은 α를 0°, 결국 평행 배치시에 2차까지의 무아레 패턴을 계산했을 때의 최소 공간 주파수를 플롯 해서 나타낸 설명도이다. 여기서는, 제 2 실시예의 구성, 교차 각도(α)를 10°에서 80°의 범위 내에서의 선택을 구성요건으로서 포함하는 도 6의 결과에 있어서 최적한 2장의 렌티큘라 렌즈 시트의 공간 주파수비를 이끌어 낸다.
그래프의 횡축은 2장의 렌티큘라 렌즈 시트의 공간 주파수비, 종축은 각각의 공간 주파수비에 있어서 상술한 625종류 계산한 무아레 패턴의 최소 주파수와 2장의 렌티큘라 렌즈 시트의 공간 주파수의 높은 쪽(여기서는 제 1주파수)과의 공간 주파수비이다.
2장의 렌티큘라 렌즈 시트의 공간 주파수는 동일 정도인 것이 실용상 바람직한 것으로, 도 6의 결과로부터 2장의 렌티큘라 렌즈 시트의 공간 주파수비는 1.0~1.5가 좋다. 즉, 2장의 렌티큘라 렌즈 시트의 공간 주파수가 너무 다르면 한쪽을 매우 미세하게, 다른 한쪽을 매우 엉성하게 하는 것으로, 엉성한 쪽의 렌티큘라 렌즈 그 자체가 육안으로 보이게 되므로, 실용상 바람직하지 않다.
(제 4실시예)
다음으로, 본 발명의 제 4 실시예에 관계된 백라이트 유닛(110) 및 액정표시장치(112)에 대해서 설명한다. 본 발명의 제 1실시예와의 차이를 중심으로 설명한다. 횡방향의 블랙 매트릭스의 간격이 170μm의 액정 표시 패널(108)과 도 2에 나타낸 백라이트 유닛(110)으로 이루어지는 액정표시장치(112)에서, 상기 백라이트 유닛(110)에는, 곡률 반경 42μm, 주기 66.4.μm으로 성형한 렌티큘라 렌즈 시트 2장을 40°의 각도로 교차 배치하고, 그 교차각의 2등분선이 선 모양 광원과 평행하게 되도록 배치해서 구성된다.
이 때 교차 배치한 렌티큘라 렌즈 시트 2장에 의한 5차 무아레 패턴까지의 최대 주기를 갖는 무아레 패턴은 1차 무아레 패턴에서, 액정 표시 패널 상에 있어서 수직 방향으로 평행하게 주기 97μm에서 생기지만, 육안의 분해능 이하의 사이즈이므로 시인되지 않는다. 또한, 렌티큘라 렌즈 시트 2장에 의해 생기는 무아레 패턴과, 액정 패널 상의 LCD 화소의 블랙 매트릭스와의 사이에서 생기는 1차 무아레 패턴은 227μm의 주기로 되므로, 이것도 시인되지 않고, 무아레 패턴이 없는 양호한 표시를 가능하게 한다.
제 4 실시예에서는, 2장의 렌티큘라 렌즈 시트의 공간 주파수비를 1이라고 하고, 렌티큘라 렌즈 시트끼리에서 생기는 1차 무아레 패턴의 공간 주파수와 액정 패널 수평 방향의 블랙 매트릭스의 공간 주파수와의 비를 1.75(≒170/97)라고 했지만 왜 그 값을 선택했는지, 그 근거를 이하에서 설명한다.
2장의 렌티큘라 렌즈 시트의 공간 주파수비를 1이라고 한 경우, 그것에 의해서 생기는 무아레 패턴과 블랙 매트릭스와의 공간 주파수비에 의해서는 매우 큰 주기, 결국 육안으로 확실히 식별할 수 있는 불쾌한 패턴이 생긴다. 따라서, 이것을 피할 수 있도록 공간 주파수비를 한정하는 것이 중요해 진다.
도 9는 교차한 렌티큘라 렌즈 시트에서 생기는 1차 무아레 패턴의 주파수와 LCD(: LIQUID CRYSTAL DISPLAY) 화소의 블랙 매트릭스의 공간 주파수비를 횡축에, 생긴 무아레 패턴을 2차까지 계산했을 때에 생기는 복수 무아레 패턴의 공간 주파수의 최소치(최대의 주기로 되는 점)와 렌티큘라 렌즈 시트의 공간 주파수와의 비를 종축으로 해서 플롯 해서 나타낸 설명도이다. 동일하게 도 10은 생긴 무아레 패턴을 3차까지 계산한 경우의 설명도이다. 동일하게 도 11은, 생긴 무아레 패턴을 4차까지 계산한 경우의 설명도이다. 동일하게 도 12는 생긴 무아레 패턴을 5차까지 계산한 경우의 설명도이다.
도 9~12에 있어서 극소점을 취하면, 1.2, 1.25, 1.33, 1.4, 1.5, 1.6, 1.67, 1.75, 2.33, 2.5, 2.67, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0의 16점 지정된 공간 주파수비가 된다. 각각의 값의 ±5%의 범위도 포함한다. 이것은 제조 오차 등을 고려한 값이고, 예를 들면, 공간 주파수비가 1.2의 경우, 1.14~1.26 사이의 값을 유효 값이라고 한다.
또한, 실제로는 공간 주파수비가 5.0보다 커도 극소점을 취하지만, 블랙 매트릭스의 사이즈는 수십 μm에서 200μm정도이다. (LCD(: LIQUID CRYSTAL DISPLAY)의 크기와 화소 수에 의해서 정해진다) 공간 주파수비를 5라고 하면, 2장의 렌티큘라 렌즈 시트에서 생기는 1차 무아레 패턴의 주기는 수μm으로부터 40μm의 주기로 되고, 실제의 렌티큘라 렌즈 시트 그 자체의 주기는 나아가 미세한 것(예를 들면, 1차 무아레의 주기를 40μm으로 하려면, α=40°에서 렌티큘라 렌즈 시트의 주기 27.4μm)으로 되어, 렌티큘라 렌즈로서의 실현 가능성이 낮아진다.
실용 가능성이 낮다고 하는 것은, 렌티큘라 렌즈의 주기가 지나치게 미세하면 제조 기술상의 곤란함이 증가함과 동시에, 렌즈의 굴절과 동시에 주기 구조로부터 오는 회절 현상이 렌티큘라 렌즈로서 기능하지 않게 되는 것이다. 이상으로부터, 공간 주파수비가 5.0 이하에서의 극소점을 취해서 상기 16개 중 어느 하나의 공간 주파수비를 취하면, 무아레의 문제가 적어지는 것을 얻을 수 있다.
몇 차의 무아레 패턴까지를 고려해야 하는가는, 렌티큘라 렌즈의 두께나 렌즈 높이, 재질이나 조명 조건 등에서 달라지므로 일률적으로 3차라든가 4차까지라고 말할 수 없다. 따라서, 5차까지 계산하여, 2차까지라면 도 9로부터 1.5 또는 3.0, 3차까지라면 도 10으로부터 1.33, 1.67, 2.5, 4.0 중 어느 하나, 4차까지라면 도 11로부터 1.25, 1.4, 1.67, 2.5, 3.5, 5.0 중 어느 하나, 5차까지라면 도 12로부터 1.2, 1.4, 1.6, 1.75, 2.33, 2.67, 3.5, 4.5 중 어느 하나가 상기에 있는 것과 같이 극소값이 되므로, 그 비율을 선택한다. 그 결과, 정면 휘도를 높게 하고, 렌티큘라 렌즈 시트와 액정 표시 패널의 화소와의 사이에서 생기는 무아레 패턴을 시인할 수 없을 정도로 감소시킬 수 있다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 호적한 실시예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 관계된 예에 한정되지 않은 것은 말할 필요도 없다. 당업자라면, 특허 청구의 범위에 기재된 범주 내에 있어서, 각종 변경예 또는 수정예로 생각이 미칠 수 있는 것은 자명하고, 그것들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.
예를 들면, 상기 각 실시예에서, 도 13A에 있는 것과 같이 상측 렌티큘라 렌즈 시트(1002)의 하측(광원측) 평탄면과, 하측 렌티큘라 렌즈 시트(1004)의 렌즈 정점을, 접착제 또는 점착제(1000)로 접착/점착한 것으로 구성되어도 좋다.
필요에 따라서, 기재 수지 중에 광확산제를 분산해서 확산 기능을 갖게한 광확산판을 이용함으로서 휘도의 면내 균일성을 높여도 좋다. 이 경우, 확산판의 전광선투과율이 80% 이상으로, 헤이즈 값 90이하가 바람직하다.
또한, 도 2의 백라이트 유닛 구조의 렌티큘라 렌즈 시트 상측에 휘도의 면내 균일성을 높이는 목적에서 확산 시트를 이용해도 좋다.
또한 교차한 2장의 렌티큘라 렌즈 시트의 상(액정 패널측), 하(광원측) 사이에 편광 분리 시트를 배치해서 광량 이용 효율을 높여도 좋다. 동일한 목적으로, 도 13B, 도 13C에 있는 것과 같이 상측, 하측 렌티큘라 렌즈 시트의 기재 또는 사이에 끼운, 투명 수지판(1012, 1020) 그 자체가 편광 분리 기능을 가져도 좋다.
이상 설명한 것과 같이, 본 발명에 의하면, 정면 휘도를 높게 하고, 렌티큘라 렌즈 시트와 액정 표시 패널의 화소와의 사이에서 생기는 무아레 패턴을 시인할 수 없을 정도로 감소시킬 수 있다.
본 발명은, 백라이트 유닛 및 액정표시장치에 이용되고, 특히 2장의 렌티큘라 렌즈 시트를 갖는 직하형 백라이트 유닛과 그것을 이용한 액정표시장치에 적용 가능하다.
Claims (7)
- 서로 평행하게 배열된 복수의 막대 모양 광원 어레이가 수용되고, 표면측이 개구하는 광체와,상기 막대 모양 광원 어레이로부터 소정 거리를 두고 상기 광체의 개구측에 배치되고, 상기 막대 모양 광원측과는 반대면의 개구측에 다수의 제 1 실린더리컬 렌즈가 평행하게 배열된 제 1 렌티큘라 렌즈 시트와,상기 막대 모양 광원 어레이측과는 반대면의 개구측에 다수의 제 2 실린더리컬 렌즈가 평행하게 배열된, 상기 제 1 렌티큘라 렌즈 시트에 적층되는 제 2 렌티큘라 렌즈 시트를 구비하고,상기 제 1 렌티큘라 렌즈 시트의 상기 제 1 실린더리컬 렌즈의 길이 방향과 상기 제 2 렌티큘라 렌즈 시트의 상기 제 2 실린더리컬 렌즈의 길이 방향과는 서로 교차하고, 그 교차 각도(α)의 2등분선이 상기 막대 모양 광원 어레이의 길이 방향과 일치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
- 제 1항에 있어서,상기 교차 각도(α)가 10도에서 80도의 범위 내에 있고, 상기 백라이트 유닛 상의 모든 1점으로부터의 출사 조명광이, 출사광의 각도 분포에 있어서 휘도의 등고선이 가로 길이의 타원을 그리고, 피크 휘도의 1/2 휘도의 각도 위치가 횡(수평) 방향 ±70도, 종(수직)방향 ±50도로부터 횡방향 ±45도, 종방향 ±43도의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 렌티큘라 렌즈 시트의 공간 주파수비가 1.0에서 1.5의 범위 내로 되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
- 서로 평행하게 배열된 복수의 막대 모양 광원 어레이가 수용되고, 표면측이 개구하는 광체와; 상기 막대 모양 광원 어레이로부터 소정 거리를 두고 상기 광체의 개구측에 배치되고, 상기 막대 모양 광원측과는 반대면의 개구측에 다수의 제 1 실린더리컬 렌즈가 평행하게 배열된 제 1 렌티큘라 렌즈 시트와; 상기 막대 모양 광원 어레이측과는 반대면의 개구측에 다수의 제 2 실린더리컬 렌즈가 평행하게 배열된, 상기 제 1 렌티큘라 렌즈 시트에 적층되는 제 2 렌티큘라 렌즈 시트를 구비하고;상기 제 1 렌티큘라 렌즈 시트의 상기 제 1 실린더리컬 렌즈의 길이 방향과 상기 제 2 렌티큘라 렌즈 시트의 상기 제 2 실린더리컬 렌즈의 길이 방향과는 서로 교차하고, 그 교차 각도(α)의 2등분선이 상기 막대 모양 광원 어레이의 길이 방향과 일치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛; 및상기 제1 및 제2 렌티큘러 렌즈 시트의 표면측에 배치되는 액정 패널을 포함하는 액정표시장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 교차 각도(α)가 10도에서 80도의 범위 내에 있고, 상기 백라이트 유닛 상의 모든 1점으로부터의 출사 조명광이, 출사광의 각도 분포에 있어서 휘도의 등고선이 가로 길이의 타원을 그리고, 피크 휘도의 1/2 휘도의 각도 위치가 횡(수평)방향 ±70도, 종(수직)방향 ±50도로부터 횡방향 ±45도, 종방향 ±43도의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치
- 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 렌티큘라 렌즈 시트의 공간 주파수비가 1.0에서 1.5의 범위 내로 되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 렌티큘라 렌즈 시트의 공간 주파수를 동일한(공간 주파수비를 1.0) μ로서, 수식 1로 나타난 상기 제 1 및 제 2 렌티큘라 렌즈 시트 사이에서 생기는 1차 무아레 패턴의 공간 주파수와 액정 패널의 수평 방향의 블랙 매트릭스의 공간 주파수와의 비를 1.2, 1.25, 1.33, 1.4, 1.5, 1.6, 1.67, 1.75, 2.33, 2.5, 2.67, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 값으로 되도록 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.μ sin(α/2) .....(수식 1)
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JPH06222207A (ja) * | 1993-01-26 | 1994-08-12 | Dainippon Printing Co Ltd | 光学用シート、面光源及び表示装置 |
KR20010101367A (ko) * | 1999-08-24 | 2001-11-14 | 가부시키가이샤 쯔지덴 | 프리즘렌즈용 보호필름 |
JP2004126376A (ja) | 2002-10-04 | 2004-04-22 | Keiwa Inc | 光学ユニット及びこれを用いたバックライトユニット |
KR20060110724A (ko) * | 2005-04-19 | 2006-10-25 | 제일모직주식회사 | 면광원 장치 |
-
2006
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06222207A (ja) * | 1993-01-26 | 1994-08-12 | Dainippon Printing Co Ltd | 光学用シート、面光源及び表示装置 |
KR20010101367A (ko) * | 1999-08-24 | 2001-11-14 | 가부시키가이샤 쯔지덴 | 프리즘렌즈용 보호필름 |
JP2004126376A (ja) | 2002-10-04 | 2004-04-22 | Keiwa Inc | 光学ユニット及びこれを用いたバックライトユニット |
KR20060110724A (ko) * | 2005-04-19 | 2006-10-25 | 제일모직주식회사 | 면광원 장치 |
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