CN101937150B - 棱镜片 - Google Patents

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Abstract

本发明有关一种用于液晶显示装置的背照光的棱镜片，并排列具有光偏向功能的数个不同棱镜，其中：交互排列有：棱镜的顶角Θ在60度至70度的范围，棱镜顶角的分角Θa、Θb是|Θa-Θb|＝0度的等腰三角柱棱镜；及顶角在80度至110度范围的等腰三角柱棱镜；且顶角在80度至110度范围的等腰三角柱棱镜的顶角角尖的高度比其它棱镜的角尖高度低。

Description

棱镜片
本申请是根据审查员2010年3月24日下达的分案通知书所做的分案再分案申请，其母案申请号为200710097147.7，申请日2007年4月10日，发明名称为“面光源装置及棱镜片液晶显示装置”；分案提交日为2009年1月14日，分案申请号为200910000171.3，分案的发明名称为“棱镜片”。
技术领域
本发明是关于超大型液晶TV用的背照光系统的面光源装置，及使用于其的具有光偏向功能的棱镜片，特别是关于使用线状发光光源或点发光光源行，精确控制光的发射方向的方法，及使精确控制发射方向的光，在对液晶TV用面板可提高最高对比的方向上入射用的光偏向组件的改良与配置。
背景技术
用于液晶显示装置的背照光系统的面光源装置，大致上区分为将光源配置于液晶面板正下方的正下型面光源装置；与将光源配置于液晶面板侧面，并使用导光板的侧面边缘光型面光源装置两种。侧面边缘光型面光源装置对光源的光的有效利用效率非常高，是液晶显示装置比其它显示装置可大幅降低耗电的原因之一。但是，超大型液晶TV用显示装置，若采用侧面边缘光型面光源，无法忽略导光板的重量，因此，是以谋求轻型化的正下型光源装置为主流。
移动电话用液晶显示装置或笔记型PC用液晶显示装置，完全不使用正下型面光源，为了达到低耗电化与薄型化，主要使用侧面边缘光型面光源。侧面边缘光型面光源大致上可区分成以下两类：将自导光板射出的光转换成无方向性的扩散光后，配置朝上的顶角为90度的棱镜片，将扩散光再度聚光，而向垂直于液晶面板的方向射出光的方式；及自导光板射出有方向性的扩散光，配置朝下的顶角为67度的棱镜片，以棱镜片的棱镜斜面全反射，而改变有方向性的扩散光的方向，调整向垂直于液晶面板的方向射出后，以扩散片扩散的程度的方式。
[专利文献1]日本特开平2-84618
[专利文献2]日本特开平8-262441
[专利文献3]日本特开平6-18879
[专利文献4]日本特开平8-304631
[专利文献5]日本特开平9-160024
[专利文献6]日本特开平10-254371
[专利文献7]日本特开平11-329030
[专利文献8]日本特开2001-166116
[专利文献9]日本特开2003-302508
[专利文献10]日本特开2004-46076
[专利文献11]日本特开2004-233938
[专利文献12]日本特开2005-49857
[专利文献13]日本特开2006-106592
发明内容
(发明所欲解决的问题)
正下型方式为了使光源的光的强度均匀，而使用扩散板的扩散程度强者，因而无法提高光源射出的光的利用效率。为了提高利用效率，如图1所示，是使用朝上的顶角为90度的棱镜片，将通过扩散板而完全扩散的光予以聚光。为了谋求扩散板扩散的光的均匀化，唯有采用在亮度最低的区域重迭亮度高的区域的方法，因此原理上，正下型方式将来自光源的光改变成扩散光后，以棱镜片聚光的光学系统，无法达到低耗电化。
侧面边缘光型方式如图2所示，由于使用导光板，因此如液晶TV显示装置增大面板尺寸时，若不增加导光板的厚度，则无法使画面全体的亮度均匀。因而，增大面板尺寸时，导光板的重量非常重，而丧失液晶显示装置的优点。再者，由于仅可在面板的四边配置光源，因此面板尺寸愈大，光源的光量急遽增大，而先前的冷阴极管(CCFL)在30时程度以内，采用该方式有限度。而使用光的利用效率佳的朝下的棱镜片的方式，由于仅可在面板两个长边配置光源，因此无法如正下型而提高亮度。
侧面边缘光型方式，为了场序驱动大型液晶TV显示装置，而将画面区分成区块来驱动时，其精确控制发光区域困难，因而场序驱动用的背照光系统，全部采用正下型方式来开发大型面板。而使用LED的点光源来制造正下型面光源装置时，由于是使用图1所示的光学系统，需要许多LED，耗电增加，而无法降低安装成本。
本发明的目的，是通过使用图2所示的朝下的棱镜片，有效利用自线光源或点光源发射的光，来制作大型液晶TV用面光源，而可对应于低耗电化、薄型化及场序驱动用。
(解决问题的手段)
本发明为了解决上述问题，而使用下述手段：
〔手段1〕使用一种光学系统，是并列配置数个光学单元，其是组合：1条线状发光光源或1行点发光光源行，与光学中心轴(Z方向轴)一致的数个半圆柱透镜，可产生将光学中心轴(Z轴)方向的光的发散角控制在2度至8度范围内的带状光线，在可将数个带状光线的射出方向排列在相同方向，而平行地配置于液晶面板的具有光偏向功能的数个棱镜行所组成的棱镜片上，以自液晶面板的平面计测为10度至24度范围的入射角入射带状光线，并以棱镜片的棱镜的倾斜面使入射的带状光线全反射，而对液晶面板的平面大致垂直方向地射出带状光线。
〔手段2〕使用一种光学系统，是使来自曲面反射聚光反射镜的光的射出方向形成相同方向，而并列配置数个光学单元，其是组合：1条线状发光光源或1行点发光光源行，光学中心轴(Z方向轴)一致的1个以上半圆柱透镜，及光学轴偏差的曲面反射聚光反射镜，可产生将发散角限制于2度至8度范围内而控制的带状光线，可在平行地配置于液晶面板的具有光偏向功能的数个棱镜行所组成的棱镜片上，以自液晶面板的平面计测为10度至24度范围的入射角入射上述带状光线，并对液晶面板的平面大致垂直方向地射出带状光线。
〔手段3〕使用一种光学系统，是使光的射出方向彼此形成相反方向地交互并列而相对地配置数个光学单元，其是组合：1条线状发光光源或1行点发光光源行，与光学中心轴(Z方向轴)一致的数个半圆柱透镜，可产生将光学中心轴(Z轴)方向的光的发散角控制在2度至8度范围内的带状光线，而可在平行地配置于液晶面板的具有光偏向功能的数个棱镜行所组成的棱镜片上，以自液晶面板的平面计测，一方的带状光源以+10度至+24度的范围，另一方相反方向的带状光源以-10度至-24度的范围入射，以棱镜片的棱镜两方的倾斜面，使方向相反的带状光线全反射，并对液晶面板的平面大致垂直方向地射出上述带状光线。
〔手段4〕使用一种光学系统，是使光的射出方向彼此形成相反方向地交互并列地配置数个光学单元，其是组合：1条线状发光光源或1行点发光光源行，光学中心轴(Z方向轴)一致的1个以上半圆柱透镜，及光学轴偏差的曲面反射聚光反射镜，可产生将发散角控制在2度至8度范围内的带状光线，而可在平行地配置于液晶面板的具有光偏向功能的数个棱镜行所组成的棱镜片上，以自液晶面板的平面计测，一方的带状光源以+10度至+24度的范围，另一方相反方向的带状光源以-10度至-24度的范围入射，以棱镜片的棱镜两方的倾斜面，使方向相反的带状光线全反射，并对液晶面板的平面大致垂直方向地射出上述带状光线。
〔手段5〕使用一种光学系统，是并列地配置数个光学单元，其是组合：2条彼此相对的线状发光光源或2行彼此相对的点发光光源行，对应于各个光源的2个半圆柱透镜，及1个圆柱透镜，可产生将半圆柱透镜的光学中心轴(Z方向轴)方向的光发散角控制成通过圆柱透镜后，限制在2度至8度范围内，而彼此在圆柱透镜区域交叉的2条带状光线，而可在平行地配置于液晶面板的具有光偏向功能的数个棱镜行所组成的棱镜片上，以自液晶面板的平面计测，一方的带状光源以+10度至+24度的范围，另一方相反方向的带状光源以-10度至-24度的范围分别入射，以棱镜两方的倾斜面，使方向相反的带状光线全反射，并对液晶面板的平面大致垂直方向地射出上述带状光线。
〔手段6〕如手段1、2、3、4、5的光学系统，其中线状发光光源或点发光光源行是由发出白色光或R、G、B的三原色光的LED或EL而构成，发光部形成带状，并在与半圆柱透镜的光学中心轴(Z方向轴)垂直的方向，配置成与半圆柱透镜的长度方向(X方向轴)平行。
〔手段7〕将手段6的发出白色光或R、G、B的三原色光的LED的发光部的纵横尺寸比为1∶3以上的LED点光源行，配置成与半圆柱透镜的长度方向(X方向)平行。
〔手段8〕如手段1、2、3、4、5的光学系统，其中在自线状发光光源或点发光光源行射出的光入射的半圆柱透镜的平面部，附加使光仅扩散于半圆柱透镜的长度方向(X方向轴)的各向异性扩散功能。
〔手段9〕如手段2的光学系统，其中将曲面反射聚光反射镜，与冷却线状发光光源或点发光光源行的光源用的降温装置予以一体化。
〔手段10〕如手段2的光学系统，其中将曲面反射聚光反射镜、冷却线状发光光源或点发光光源行的光源用的降温装置、及形成带状光线用的半圆柱透镜予以一体化。
〔手段11〕如手段1、3的光学系统，其中将数个半圆柱透镜、及冷却线状发光光源或点发光光源行的光源用的降温装置予以一体化，通过将使数个半圆柱透镜的光学中心轴(Z方向轴)一致用的半圆柱透镜保持器的侧面连接于背照光的框体，来决定自半圆柱透镜发射的带状光线的光的中心轴(Z方向轴)与入射于棱镜片的角度。
〔手段12〕如手段1、2、3、4、5的光学系统，其中由具有光偏向功能的数个棱镜行所组成的棱镜片在光源侧的面上形成棱镜行，并使用该棱镜的顶角Θ在60度至70度的范围，棱镜顶角的分角Θa、Θb是|Θa-Θb |＝0度的等腰三角柱棱镜。
〔手段13〕如手段1、2的光学系统，其中由具有光偏向功能的数个棱镜行所组成的棱镜片在光源侧的面上形成有棱镜行，并使用该棱镜的顶角Θ在50度至55度的范围，棱镜顶角的分角Θa、Θb的差的绝对值在15度至30度的范围的等腰三角柱棱镜。
〔手段14〕如手段1、2、3、4、5的光学系统，其中由具有光偏向功能的数个不同棱镜行所组成的棱镜片在光源侧形成有棱镜行，并使用交互地配置有：该棱镜的顶角Θ在60度至70度的范围，棱镜顶角的分角Θa、Θb是|Θa-Θb |＝0度的等腰三角柱棱镜，及顶角Θ在90度至110度范围的等腰三角柱棱镜，且顶角Θ在90度至110度范围的等腰三角柱棱镜的顶角角尖的高度比顶角Θ在60度至70度范围的等腰三角柱棱镜低的棱镜片。
〔手段15〕如手段1、2的光学系统，其中由具有光偏向功能的数个不同棱镜行所组成的棱镜片在光源侧形成有棱镜行，并使用交互地配置有：该棱镜的顶角Θ在50度至55度的范围，棱镜顶角的分角Θa、Θb的差的绝对值在15度至30度范围的等腰三角柱棱镜，及顶角Θ在90度至110度范围的等腰三角柱棱镜，且顶角Θ在90度至110度范围的等腰三角柱棱镜的顶角角尖的高度比顶角Θ在50度至55度范围的等腰三角柱棱镜低的棱镜片。
〔手段16〕如手段1、2、3、4、5的光学系统，其中由具有光偏向功能的数个棱镜行所组成的棱镜片在光源侧的面上形成有棱镜行，且在相反侧的液晶面板侧的面上，附加使光仅在与棱镜行的棱镜延长方向正交的方向上扩散的各向异性扩散功能。
〔手段17〕如手段1、2、3、4、5的光学系统，其是配置成在与液晶面板的扫描线(栅极(Gate)电极)的长度方向相同的方向上平行排列线状发光光源或点发光光源行。
〔手段18〕如手段1、2、3、4、5的光学系统，其是配置成在与液晶面板的扫描线(栅极电极)的长度方向相同的方向上，平行排列线状发光光源或点发光光源行，且由具有光偏向功能的数个棱镜行所组成的棱镜片，亦在与液晶面板的扫描线(栅极电极)的长度方向大致相同的方向上，棱镜的顶角角尖延长。
〔手段19〕如手段1、2、3、4、5的光学系统，其是配置成在与液晶面板的偏光板的吸收轴或通过轴相同的方向上，平行排列线状发光光源或点发光光源行。
〔手段20〕如手段1、2、3、4、5的光学系统，其是配置成在与液晶面板的偏光板的吸收轴或通过轴相同的方向上，平行排列线状发光光源或点发光光源行，且由具有光偏向功能的数个棱镜行所组成的棱镜片，亦在与平行排列有线状发光光源或点发光光源行的方向相同的方向(X方向)上，棱镜的顶角角尖延长。
〔手段21〕如手段1、2、3、4、5的光学系统，其是配置成在与偏光转换分离组件片的通过轴或反射轴相同的方向上，平行排列线状发光光源或点发光光源行。
〔手段22〕如手段1、2、3、4、5的光学系统，其是配置成在与偏光转换分离组件片的通过轴或反射轴相同的方向上，平行排列线状发光光源或点发光光源行，且由具有光偏向功能的数个棱镜行所组成的棱镜片，亦在与平行排列有线状发光光源或点发光光源行的方向相同的方向(X方向)上，棱镜的顶角角尖延长。
〔手段23〕如手段1、2、3、4、5的光学系统，其是配置成在与扩散配置于液晶面板表面的偏光板的保护片上所形成的各向异性扩散面的光的方向正交的方向上，具有光偏向功能的数个棱镜行的棱镜顶角的角尖延长。
〔手段24〕如手段1、2、3、4、5的光学系统，其中使用卷动(scroll)部分点灯驱动方式，其是使液晶面板的扫描线(栅极电极)接通(ON)，在像素中写入新的数据后，自断开(OFF)的时刻起，经过液晶的响应延迟时间后，自对应于该扫描线地址位置的背照光区域射出光，而以基本单元单位部分点亮线状发光光源或点发光光源行的发光光学系统的单元，再度使相同地址位置的扫描线(栅极电极)接通，在液晶面板的像素中写入新的数据，并于扫描线断开后，自断开对应于该扫描线地址位置的背照光的线状发光光源或点发光光源行起，经过液晶的响应延迟时间后，再度自对应于该扫描线地址位置的背照光区域射出光，而以基本单元单位部分点亮线状发光光源或点发光光源行的发光光学系统的单元。
〔手段25〕如手段1、2、3、4、5的光学系统，其中使用卷动(scroll)部分点灯驱动方式，其是首先自R、G、B的三原色光的线状发光光源或点发光光源行中选择1色，使液晶面板的扫描线(栅极电极)接通(ON)，在液晶面板的像素中写入新的数据后，于扫描线断开，经过液晶的响应延迟时间后，自对应于该扫描线的地址位置的背照光区域射出选出的1色光，而以基本单元单位部分选择点亮R、G、B的三原色光的线状发光光源或点发光光源行的发光光学系统的单元，再度使相同地址位置的扫描线(栅极电极)接通，在液晶面板的像素中写入新的数据，并于扫描线断开后，为了熄灭自对应于该扫描线地址位置的背照光区域持续射出的选出的1色光，而以基本单元单位部分选择熄灭R、G、B的三原色光的线状发光光源或点发光光源行的发光光学系统的单元。其次，自扫描线断开的时刻起，经过液晶的响应延迟时间后，选择对应于该扫描线的位置的R、G、B三原色光的线状发光光源或点发光光源行中，前次未选择的其余色的1色，自对应于该扫描线的地址位置的背照光区域射出新选出的1色光，而以基本单元单位部分选择点亮R、G、B三原色光的线状发光光源或点发光光源行的发光光学系统的单元。连续且反复地进行以上的动作，而使R、G、B三原色的各色依序发光。
(发明的效果)
通过以细线状或点状行形成背照光的发光光源的发光部，可在半圆柱透镜的光学中心轴(Z方向轴)上精确控制光的行进方向，可大幅提高光的有效利用效率，因此可达到低耗电化。再者，通过使用具有各向异性扩散功能的光学组件，不增加发光光源的密度即可实现亮度均匀化，因此，比先前的正下型方式，可大幅减少点发光光源的数量，因此可大幅降低成为LED背照光最大问题的安装成本。
由于本发明不使用导光板，而是使用半圆柱透镜及曲面反射聚光反射镜等，因此，即使是大型液晶显示装置用的背照光，重量的增加并不成为重大问题。通过使用半圆柱菲涅耳透镜来取代半圆柱透镜，亦可大幅减轻重量。再者，通过使对光偏向棱镜片的入射角接近10度，而稍微倾斜入射，即使是正下型的LED背照光，仍可使全体厚度减少至30mm程度。
通过使用交互排列本发明的两种不同棱镜而朝下的复合棱镜片，可有效使偏光分离光学组件所反射的光再度反射于偏光分离光学组件，因此可提高光的有效利用效率，并可减低耗电。
使用本发明的光学系统的背照光系统，由于可使光扩散而仅向与液晶面板正交的偏光板的偏光轴方向射出，因此，比先前的完全扩散射出型的背照光，可大幅减低对偏光轴±45度方向的光扩散射出。因而，IPS模式及FFS模式等的横电场方式液晶显式面板，于使用本发明的背照光时，无需使用昂贵的光学补偿膜，因此可实现成本大幅降低及对比提高。
附图说明
图1是先前的朝上配置将扩散光完全聚光用的顶角为90度附近的三角柱棱镜的背照光系统。
图2是先前的朝下配置改变具备指向性的扩散光的方向用的顶角为63度附近的三角柱棱镜的光学系统。
图3是垂直入射于本发明的顶角为45度的等腰三角柱棱镜斜面的直线光的光程说明图。
图4是垂直入射于本发明的顶角为45至60度的等腰三角柱棱镜斜面的直线光的光程说明图。
图5是垂直入射于本发明的顶角为60度的正三角柱棱镜斜面的直线光的光程说明图。
图6是垂直入射于本发明的顶角为50至55度的等腰三角柱棱镜斜面的直线光的光程说明图。
图7是垂直入射于本发明的顶角为50至55度的四角柱棱镜斜面的直线光的光程说明图。
图8是垂直入射于本发明的顶角为50至55度的四角柱棱镜斜面的直线光的光程说明图。
图9是垂直入射于本发明的顶角为50至55度的五角柱棱镜斜面的直线光的光程说明图。
图10是本发明的顶角为50至55度的等腰三角柱棱镜与顶角为90度的等腰三角柱棱镜的复合棱镜片。
图11是本发明的顶角为50至55度的等腰三角柱棱镜与顶角为90度的等腰三角柱棱镜的复合棱镜片。
图12是使用本发明的背照光系统而组装的液晶显示装置的构造剖面图。
图13是本发明的组合半圆柱型透镜与半圆柱型菲涅耳透镜的光源光学系统的剖面图。
图14是本发明的组合半圆柱型透镜与圆柱透镜的光源光学系统与顶角为58至62度的棱镜片的剖面图。
图15是本发明的组合大小两种半圆柱透镜的光源光学系统与顶角为58至62度的棱镜片的剖面图。
图16是本发明的组合半圆柱透镜与半圆柱反射镜的光源光学系统与顶角为50至55度的棱镜片的剖面图。
图17是本发明的组合半圆柱透镜与反射镜的光源光学系统与顶角为58至62度的棱镜片的剖面图。
图18是本发明的组合各向异性扩散板与半圆柱型菲涅耳透镜的光源光学系统的剖面图。
图19是本发明的组合各向异性扩散板与半圆柱型菲涅耳透镜的光源光学系统的剖面图。
图20是本发明的组合半圆柱透镜、各向异性扩散板与半圆柱型菲涅耳透镜的光源光学系统与棱镜片的剖面图。
图21是本发明的组合半圆柱透镜、各向异性扩散板与半圆柱型菲涅耳透镜的光源光学系统与棱镜片的剖面图。
图22是本发明的组合各向异性扩散板、半圆柱透镜与半圆柱型菲涅耳透镜的光源光学系统的剖面图。
图23是本发明的组合各向异性扩散板、半圆柱透镜与半圆柱型菲涅耳透镜的光源光学系统与棱镜片的剖面图。
图24是本发明的组合各向异性扩散板、半圆柱透镜与半圆柱反射镜的光源光学系统与棱镜片的剖面图。
图25是本发明的组合LED点光源行与半圆柱透镜的光源光学系统的剖面图。
图26是本发明的组合LED点光源行与具有各向异性扩散功能的半圆柱透镜的光源光学系统的剖面图。
图27是本发明的组合半圆柱透镜光学系统与LED点光源时的X方向、Y方向的光的指向特性图。
图28是本发明的由正三角柱棱镜与顶角为50至55度的等腰三角柱棱镜构成的复合棱镜片。
图29是本发明的由顶角为50至55度的两种不同的等腰三角柱棱镜而构成的复合棱镜片。
图30是本发明的组合附各向异性扩散面半圆柱透镜与半圆柱透镜的光源光学系统与棱镜片的剖面图。
图31是本发明的组合LED点光源行与两种不同的半圆柱透镜的光源光学单元的剖面图。
图32是在偏光板的保护层上，使用UV硬化型透明树脂而形成各向异性扩散面的偏光板。
图33是使用形成有各向异性扩散面的型式，在一面具有以铸造法而制作的保护层的偏光板。
图34是使用本发明的光源光学系统而可卷动点亮驱动的背照光系统。
图35是使用本发明的背照光系统而组装的液晶显示装置的构造剖面图。
图36是偏光反射光通过顶角为90度的三角柱棱镜与DBEF而再返回反射现象的说明图。
图37是本发明的顶角为50至55度的等腰三角柱棱镜与顶角为50至55度的四角柱棱镜的复合棱镜片。
图38是本发明的将LED点光源行、半圆柱透镜与反射镜予以一体化的LED的降温装置。
图39是本发明的组合半圆柱透镜与半反射镜的光源光学系统与顶角为50至55度的棱镜片的剖面图。
图40是本发明的垂直入射于顶角为50至55度的等腰三角柱棱镜斜面的直线光的光程说明图。
图41是以12度的角度入射于本发明的顶角为70度的等腰三角柱棱镜底面的直线光的光程说明图。
图42是以19度的角度入射于本发明的顶角为66度的等腰三角柱棱镜底面的直线光的光程说明图。
图43是以16度的角度入射于本发明的顶角为68度的等腰三角柱棱镜底面的直线光的光程说明图。
图44是本发明的顶角为70度的等腰三角柱棱镜与顶角为90度的等腰三角柱棱镜的复合棱镜片。
图45是本发明的顶角为68度的等腰三角柱棱镜与顶角为90度的等腰三角柱棱镜的复合棱镜片。
图46是本发明的顶角为66度的等腰三角柱棱镜与顶角为90度的等腰三角柱棱镜的复合棱镜片。
图47是本发明的白色点光源行。
图48是本发明的3色(R、G、B)点光源行。
图49是本发明的3色(R、G、B)点光源行。
图50是本发明的混合白色点光源与3色(R、G、B)点光源而排列的混合点光源行。
图51是本发明的顶角为70度的等腰三角柱棱镜与顶角为108度的等腰三角柱棱镜的复合棱镜片。
图52是本发明的白色线发光源。
图53是本发明的3色(R、G、B)线光源行。
图54是排列1行本发明的发光部的纵横尺寸比为1∶3以上的LED芯片的白色LED线光源行。
图55是先前的完全扩散射出型背照光的光发射特性图。
图56是在本发明的具有朝下光偏向功能的棱镜片的背面附加各向异性扩散功能时的指向特性图。
图57是使用本发明的各向异性扩散射出型背照光，在液晶面板表面的偏光板上附加弱的扩散功能时的指向特性图。
图58是将本发明的LED点光源行、半圆柱透镜保持器与曲面反射镜予以一体化的LED的降温装置。
图59是使用本发明的具有朝下光偏向功能的棱镜片时的背照光的指向特性图。
图60是在本发明的朝下地排列数个顶角为68度的等腰三角柱棱镜的棱镜片背面，附加各向异性扩散功能的剖面图。
图61是在本发明的朝下复合棱镜片的背面附加各向异性扩散功能的剖面图。
图62是在本发明的朝下排列数个顶角为53度的等腰三角柱棱镜的棱镜片背面附加各向异性扩散功能的剖面图。
图63是在本发明的朝下复合棱镜片背面附加各向异性扩散功能的剖面图。
图64是垂直入射于本发明的顶角为53度的五角柱棱镜斜面的直线光的光程说明图。
图65是在1个水平扫描期间，错开1/2H期间驱动2条不同的扫描线，而在2个像素中写入各个色的数据的驱动方式说明图。
图66是在1个水平扫描期间，错开1/3H期间驱动3条不同的扫描线，而在3个像素中分别写入各个色的数据的驱动方式说明图。
图67是分割画面的上下，自画面上下向中央写入数据的驱动方式的说明图。
图68是分割画面的上下，自画面中央向上下写入数据的驱动方式的说明图。
图69是分割画面的上下，自画面上下向中央写入数据的驱动方式的说明图。
图70是分割画面的上下，自画面中央向上下写入数据的驱动方式的说明图。
图71是排列数个本发明的顶角为68度的五角柱棱镜的棱镜片。
图72是在先前的显示装置前面配置菲涅耳透镜，而在中心部聚集指向性发散光的显示装置。
图73是本发明的液晶TV用背照光光学系统的中央部附近的剖面图。
图74是本发明的液晶TV用背照光光学系统的中央部附近的剖面图。
图75是分割画面的上下，自画面上部与画面中央部向下方向写入数据的驱动方式图表(diagram)。
图76是分割画面的上下，自画面上部与画面中央部向下方向写入数据的驱动方式图表(diagram)。
具体实施方式
(实施例1)
图47、图48、图49、图50、图52、图53及图54是本发明的线状发光光源或点发光光源行的平面图。全部的类型均是配置成将发光部在X方向排成1行，而可精确地射出带状光线。由于发光部愈细，愈可精确控制射出角度，因此其形状与先前的LED芯片的发光部不同。白色LED情况下，图54的横长的芯片可比图47的正方形芯片减少安装数量，因此可降低安装成本。由于可提高横长芯片安装于降温基板上时的安装精确度，因此，本发明宜使用图54的横长芯片形状的LED。
场序驱动方式用的线状发光光源或点发光光源行如图48、图49及图53所示，其特征为：将R、G、B的三原色LED的发光部在X方向上排成1行而配置。由于本发明的光学系统使用半圆柱透镜或半圆柱菲涅耳透镜，而在X方向上不具聚光功能，因此如图49所示，即使完全分离3色的发光部而配置R、G、B的三原色，由于X方向的发散角大，因此可获得良好的均匀亮度。如图53所示地将R、G、B虚线状地排列成一行的方式，要比将R、G、B线状排列成3行，容易精确控制光的方向性。在降温基板上一体化地组装有发光光源的电力供给用的布线电路及发光量的精密调整用的薄膜电阻体等。
(实施例2)
图13、图18、图19、图20、图21、图22、图23、图30及图31是使用本发明的数个半圆柱透镜或半圆柱菲涅耳透镜的带状光线产生光学单元。本发明的实施例以使用2个半圆柱透镜者为标准。亦可由3个半圆柱透镜而构成，不过存在成本及重量增加的问题，因此，以2个半圆柱透镜的构造最佳。使2个半圆柱透镜的光学中心轴(Z轴)一致，而在Z轴上配置线状发光光源的发光部或点发光光源行的发光部。如图20、图21、图23及图30所示，本实施例的情况，是自排列数个朝下的棱镜的棱镜片上，自一个方向入射带状光线。带状光线完全平行的情况下，无法使各带状光线重迭连续，因此如图13及图31所示，本发明的特征为：带状光在线保持少许的发散角。光学中心轴(Z轴)上侧的发散角(Ωu)与下侧的发散角(Ωd)必须分别设定于离开Z轴的方向。Ωu、Ωd的各个值均为5度以内，将Ωu与Ωd的合计值限定于2度至8度的范围内，而调整2个半圆柱透镜的配置时，可使各带状光线良好地重迭。将Ωu的值设定成比Ωd的值大时，进一步使各带状光线的接合良好。亦可使用可改变此种Ωu与Ωd的值的非圆柱透镜。亦可将第一个半圆柱透镜与第二个半圆柱透镜的光轴偏离，而倾斜其中一个半圆柱透镜。
如图13、图18、图19及图22所示，通过第二个半圆柱透镜使用半圆柱菲涅耳透镜，可谋求减轻重量。再者，如图18、图19及图22所示，通过在带状光线产生光学单元部上附加各向异性扩散功能，而增大对X轴方向的光扩散，可进一步扩大点发光光源的排列间距，而可使点发光光源的安装成本降低。图18是使用各向异性扩散板，而图19及图22则是在第一半圆柱透镜及第二半圆柱透镜的入射光的平面部上附加各向异性扩散功能。图52的完全线光源情况下，无需此种各向异性扩散功能。
图27是白色LED的发光指向特性，是计测在发光光源中设置第一个半圆柱透镜者的值，且是图25的Z-Y方向的指向特性与Z-X方向的指向特性的值。本发明由于必须在Z方向轴上产生大致平行的带状光线，因此，发光部与半圆柱透镜的光学中心轴(Z轴)的配置位置精确度要求非常高。因而本发明使用制作图31所示的透镜保持器，而使发光光源、降温装置与2个半圆柱透镜予以一体化的光学单元。通过使透镜保持器的侧面直接连接于背照光的框体，可重现性良好地形成入射于排列数个具有光偏向功能的棱镜的朝下棱镜片的角度，且各光学单元不致产生偏差。透镜保持器是由反射光的白色塑料而制成。本发明的特征为：棱镜片的面与光学中心轴(Z轴)的交叉角选定在10度至24度范围的值。虽然亦可为30度，不过，此种情况下需要许多光学单元，而导致成本提高及背照光变厚。10度以下时，光的入射角过浅，光学单元的组装精度很难保持，因此最佳的交叉角为15度至20度的范围。
(实施例3)
图16、图24、图38、图39及图58是组合半圆柱透镜与曲面反射聚光反射镜的带状光线产生光学单元的剖面图，及并列数个上述光学单元而配置的背照光的剖面图。其特征为：可以曲面反射镜调整带状光线的发散角。为了折返带状光线，而取较大的自发光光源入射于棱镜片的光程，因此取较大的点发光光源在X方向的排列间距，不过，由于使用反射光学系统，因而反射镜的加工精确度及组装精确度不易保持。图58是使用为了提高自点发光光源发出的光的利用效率，而使用2个半圆柱透镜的光学系统。与实施例2同样地，带状光线是自一个方向入射于朝下棱镜片。入射角度自棱镜片的基底膜面计测，选定10度至24度的角度范围。最佳的入射角与实施例2同样地，是15度至20度的范围。
图38及图58是将组装点发光光源行与半圆柱透镜的透镜保持器等的聚光透镜系统与曲面反射镜系统的光源加以冷却用的降温装置予以一体化的光学单元的剖面图。为了扩大X方向的点光源的安装间距，通过在第一半圆柱透镜或第二半圆柱透镜的光入射的侧的平面部上附加增大对X方向的光扩散的各向异性扩散功能，可提高亮度的均匀性。
图39与图16及图24类似，不过曲面反射镜并非图16及图24的二维反射镜，而是由复杂的三维形状的反射镜构成。图16及图24在使用数个光学单元时，在X方向轴的配置位置上的限制不大，而图39的情况，即使在X方向轴的配置位置上亦加上限制，不过，由于可提高带状光线的有效利用率，因此，欲尽可能减低耗电时，可使用图39的光学单元来组装背照光。
(实施例4)
图15是并列数个光学单元而配置的背照光的剖面图，该光学单元是在排列数个具有光偏向功能的棱镜的朝下棱镜片上，自两个方向入射带状光线。且是将实施例2的光学单元2组彼此改变方向而交互地配置者。其是在忽略耗电，而增大背照光的光量时使用的光学系统。通过将图15的半圆柱透镜替换成半圆柱菲涅耳透镜，可减轻重量。
(实施例5)
图17是并列数个光学单元而配置的背照光的剖面图，该光学单元是在排列数个具有光偏向功能的棱镜的朝下棱镜片上，自两个方向入射带状光线。且是将实施例3的光学系统2组彼此改变方向而交互地配置者。其在增大背照光的光量时有效。由于无法将反射镜系统与发光光源系统予以一体化，因此，无法简化背照光的组装，但是可减轻重量，且比实施例4的厚度薄。
(实施例6)
图14是并列数个光学单元而配置的背照光的剖面图，该光学单元是在排列数个具有光偏向功能的棱镜的朝下棱镜片上，自两个方向入射带状光线。其特征为：配置成在1个圆柱透镜上，将线状发光光源或点发光光源行彼此相对，而在圆柱透镜的区域，方向不同的光交叉。由于是将使用图25及图26的半圆柱透镜的光源2组彼此相对，而使光入射于1个圆柱透镜，因此虽可比实施例4厚度薄，但是无法减轻圆柱透镜的重量。与实施例5同样地，其在增大背照光的光量时有效。
(实施例7)
图41、图42及图43是本发明的背照光使用的排列数个具有光偏向功能的棱镜的朝下棱镜片的基本单位的棱镜剖面图。图41是对棱镜片的基底膜面，自基底膜面计测，以12度入射后，在基底膜面垂直地射出光者，图43是以16度入射后，在基底膜面垂直地射出光者，图42是以19度入射后，在基底膜面垂直地射出光者。任何棱镜均是入射光被与入射侧的棱镜斜面相对的相反侧的斜面完全反射，而在基底膜面，光的行进方向偏向垂直方向。带状光线的光学中心轴(Z轴)设定成与图41、图42及图43所示的光线的入射角相同角度时，带状光线的大部分是在基底膜面以垂直方向射出。为数度以内的发散角时，大部分自基底膜面以接近垂直方向的方向射出。此时带状光线的Y方向的宽度W，依入射角σ，而自基底膜面扩大成1/sinσ倍的宽度，亦即扩大成W/sinσ的宽度。在19度入射情况下，是扩大成3倍的宽度而射出。12度入射情况下，是扩大成约5倍的宽度。如图5所示，顶角60度的正三角柱棱镜片，其入射角为30度，而扩大率仅为2倍。扩大率小时，需要增加带状光线数量，亦即需要增加线状光源或点发光光源行的数量，而导致成本增加。因而，入射角必须为30度以下。设定大的扩大率时，入射角变小，亮度的变化率亦变大。入射角为8度时，扩大率达到7倍以上，而不易控制入射角的精确度偏差。因而入射角必须为10度以上。
图59是在图41、图42及图43的朝下棱镜片上入射发散角小的带状光线，在棱镜的斜面全反射，而在基底膜面垂直方向地射出光时的指向特性图。如图60所示，在基底膜的背面附加各向异性扩散功能时的指向特性图是图56。即使组合图41、图42及图43的朝下棱镜，及在贴合于液晶面板表面的偏光板的保护膜上附加各向异性扩散功能的图32及图33的偏光板，仍可获得图56的指向特性。IPS模式及FFS模式，由于产生±45度方向的光泄漏，因而有对比在±45度方向显着恶化的问题，因而使用具有图55的指向特性的背照光情况下，必须使用特殊的光学补偿膜，来防止±45度方向的光泄漏。该特殊的光学补偿膜不易形成大面积，且价格非常高，而有碍降低成本。
使用本发明的背照光光学系统，将具有图56或图59的指向特性的背照光，与IPS模式或FFS模式等的横电场方式液晶面板组合时，可解决在±45度方向上光泄漏的问题。此因，由于在具有图56及图59的指向特性的背照光中，并未自±45度方向射出光，因此原理上不产生光泄漏。使通过液晶面板表面的偏光板的光，通过具有各向同性扩散功能的面时，则可变成具有图57的指向特性。图56的情况下，只必须使偏光板表面具有各向同性扩散功能即可。图59的情况下，通过在偏光板的保护膜上附加各向异性扩散功能，进一步在偏光板上重迭具有各向同性扩散功能的膜，即可实现图57的指向特性。由于本发明的背照光光学系统可实现非常适合于横电场方式液晶模式的指向特性，因此无需特殊的光学补偿膜，而可大幅降低成本。
图41、图42及图43的朝下棱镜情况下，由于亦可自棱镜斜面的任何侧入射光，因此于组装背照光时不致发生任何问题。而可适用于图14、图15、图16、图17、图20、图21、图23、图24、图30及图39等全部的方式。由于棱镜的顶角不致形成锐角，因此制造容易，且于处理时不易发生顶角破损，因此适合背照光的量产。
(实施例8)
图44、图45及图46是本发明的背照光使用的排列数个具有光偏向功能的棱镜的朝下棱镜片的剖面图。图44是对棱镜片的基底膜面，自基底膜面计测，以12度入射后，在基底膜面垂直地射出光者，图45是以16度入射后，在基底膜面垂直地射出光者，图46是以19度入射后，在基底膜面垂直地射出光者。任何棱镜均是入射光以与入射侧的棱镜斜面相对的相反侧的斜面完全反射，而在基底膜面上，光的行进方向偏向垂直方向。与实施例7不同的处为，顶角Θ是由不同的两种棱镜构成。图44是在顶角为70度的等腰三角柱棱镜之间，配置2个顶角为90度的等腰三角柱棱镜。图45是在顶角为68度的等腰三角柱棱镜之间，配置1个顶角为90度的等腰三角柱棱镜。图46是在顶角为66度的等腰三角柱棱镜之间，配置1个顶角为90度的等腰三角柱棱镜。其特征为：任何复合棱镜均是为了避免顶角为90度的棱镜顶角角尖阻碍入射的光，而使角尖的高度比具有偏向功能的棱镜的角尖的高度低。即使与不存在顶角为90度的棱镜的实施例7的棱镜片比较，光的偏向功能并无差异。
在顶角为90度的棱镜上，如图36所示，自基底膜侧入射的光具有再度向入射的方向，以棱镜的2个斜面全反射，而返回相同方向的再返回反射功能。由于具有该功能，因此，为图44、图45及图46的棱镜片时，与偏光转换分离组件膜组合时，比实施例7的棱镜片，可提高光的有效利用效率，可进一步提高亮度。顶角为90度的棱镜，其再返回反射功能的效果最高，不过，只要是顶角在80至110度范围的等腰三角柱，均发现反射功能，因此可改善光的有效利用效率。
在图44、图45及图46的朝下棱镜片上，入射发散角小的带状光线，以棱镜的斜面全反射，而在基底膜面垂直方向地射出光时的指向特性图，与实施例7相同，可获得与图59相同者。但是，如图56所示地改变指向特性，且如图61所示地，在棱镜的基底膜的背面附加各向异性扩散功能时，即使获得图56所示的指向特性，顶角为90度的朝下棱镜具备的光再返回反射功能，由于各向异性扩散光的作用减弱，因此亮度提高的效果不大。因而，不使基底膜的背面具备各向异性扩散功能，而如图59的指向特性，在液晶面板上入射光，通过液晶面板后，使设置于液晶面板表面的偏光板的保护膜上具备各向异性扩散功能，而发现图56的指向特性者，光的有效利用效率提高，可实现亮度高的显示。为了确保±45度方向的辨识性，而在附加有各向异性扩散功能的保护膜上设置各向同性扩散功能膜或附加对±45度方向的各向异性扩散功能的膜时，可实现图57的指向特性。
(实施例9)
图4、图5及图40是本发明的背照光使用的排列数个具有光偏向功能的棱镜的朝下棱镜片的基本单位的棱镜剖面图。任何棱镜均自棱镜的急斜面侧对斜面以90度的角度入射光时，在相反侧的缓斜面，光被完全反射，而自棱镜片的基底膜面垂直方向地射出光。
自图13、图18、图19、图22及图31的带状光线射出光学系统射出的带状光线的光学中心轴(Z轴)，设定成与图4、图5及图40所示的光线入射角相同角度时，带状光线的大部分在基底膜面垂直方向地射出。带状光线的发散角为数度以内时，几乎全部的光自基底膜面以接近垂直方向的方向射出。此时，带状光线的Y轴方向的宽度W，依入射角σ，而自基底膜面扩大成1/sinσ倍的宽度，亦即扩大成W/sinσ的宽度。在10度入射情况下，是扩大成5.8倍的宽度而射出。20度入射情况下，是扩大成约2.9倍的宽度而射出。如图5所示，顶角60度的正三角柱棱镜片，其入射角为30度，带状光线的宽度仅扩大2倍。扩大率小时，需要增加带状光线数量，亦即需要增加线状光源或点发光光源行的单元数，而导致成本增加。因而，入射角必须为30度以下。为了增加扩大率，而缩小入射角时，不易谋求亮度的均匀化，而发生亮度不一致。入射角为8度时，扩大率达到7倍以上，入射角少许变化即导致亮度大幅变化。因而入射角必须为10度以上。
图59是在图4、图5及图40的朝下棱镜片上入射发散角小的带状光线，在棱镜的斜面全反射，而在基底膜面垂直方向地射出光时的指向特性图。如图62所示，在棱镜片的基底膜的背面附加各向异性扩散功能时的指向特性图是图56。即使组合图4、图5及图40的朝下棱镜片，及在贴合于液晶面板表面的偏光板的保护膜上附加各向异性扩散功能的图32及图33的偏光板，仍可获得图56的指向特性。IPS模式及FFS模式，由于产生±45度方向的光泄漏，因而有对比在±45度方向显着恶化的问题，因而使用图55的各向同性背照光情况下，必须使用特殊的光学补偿膜，来防止±45度方向的光泄漏。该特殊的光学补偿膜不易形成大面积，且价格非常高，而有碍降低成本。
使用本发明的背照光光学系统，将具有图56或图59的指向特性的背照光，与IPS模式或FFS模式等的横电场方式液晶面板组合时，可解决在±45度方向上光泄漏的问题。此因，由于在具有图56及图59的指向特性的背照光中，并未自±45度方向射出光，因此原理上不产生光泄漏。使通过液晶面板表面的偏光板的光，通过具有各向同性扩散功能的面时，则具有图57的指向特性。图56的情况下，只必须使偏光板的保护膜表面具有各向同性扩散功能即可。图59的情况下，通过在偏光板的保护膜上附加各向异性扩散功能，进一步在偏光板上重迭具有各向同性扩散功能的膜，即可实现图57的指向特性。由于本发明的背照光光学系统可实现非常适合于横电场方式液晶显示模式的指向特性，因此无需特殊的光学补偿膜，而可大幅降低成本。MVA模式亦同样地，可扩大视野角，并可降低电路成本。
图5的朝下正三角柱棱镜情况下，由于亦可自棱镜斜面的任何侧入射光，因此于组装背照光时不致发生作业错误及问题。因而，可适用于图14、图15、图16、图17、图20、图21、图23、图24、图30及图39等全部使用带状光线产生光学系统的背照光方式。
图4及图40的朝下等腰三角柱棱镜情况下，必须自棱镜的急斜面侧对急斜面垂直地入射光，而无法适用于图14、图15及图17的方式的背照光光学系统。由于图4及图40的光的入射方向是限定于一个方向，因此，即使将直接光未入射的阴影部分的斜面，如图6、图7、图8及图9所示作为散射面，或是将倾斜角改变成45度，仍不致妨碍入射光的偏向作用。特别是如图7及图9所示，通过将直接光未入射的阴影部分的斜面角度形成45度，如图36所示，可发现再返回反射功能，因此可提高亮度。
(实施例10)
图10及图11是本发明的背照光使用的排列数个具有光偏向功能的棱镜的朝下棱镜片的剖面图。与实施例9不同的处为：顶角Θ是由两种不同的棱镜构成。图10是在顶角Θ为50度至55度的等腰三角柱棱镜之间，排列1行顶角为90度的等腰三角柱棱镜。图11是在顶角Θ为50度至55度的等腰三角柱棱镜之间，排列2行顶角为90度的等腰三角柱棱镜。其特征为：任何的复合棱镜片均是顶角为90度的等腰三角柱棱镜的顶角角尖不致阻碍入射的光，而其角尖高度比顶角Θ在50度至55度的范围的具有偏向功能的棱镜角尖的高度低。即使与顶角为90度的等腰三角柱棱镜不存在的实施例9的棱镜片比较，光的偏向功能并无差异。
顶角为90度的等腰三角柱棱镜，如图36所示，自基底膜侧入射的光具有再度向入射的方向，以棱镜的2个斜面全反射，而返回相同方向的再返回反射功能。由于具有该功能，因此，为图10及图11的棱镜片时，与偏光转换分离组件膜组合时，比实施例9的棱镜片，可提高光的有效利用效率，可进一步提高亮度。顶角为90度的棱镜，其再返回反射功能的效果最高，不过，只要是顶角在80至110度范围的等腰三角柱，均发现反射功能，因此可改善光的有效利用效率。
在图10及图11的朝下棱镜片上，入射发散角小的带状光线，以棱镜的斜面全反射，而在基底膜面垂直方向地射出光时的指向特性图，与实施例9相同，可获得与图59相同者。但是，如图56所示地改变指向特性，且如图63所示地，在棱镜片的基底膜的背面附加各向异性扩散功能时，即使获得图56所示的指向特性，顶角为90度的等腰三角柱棱镜具备的光再返回反射功能，由于各向异性扩散光的作用减弱，因此亮度提高的效果不大。因而，不使基底膜的背面具备各向异性扩散功能，而如图59的指向特性，在液晶面板上入射光，通过液晶面板后，使设置于液晶面板表面的偏光板的保护膜上具备各向异性扩散功能，而发现图56的指向特性者，光的有效利用效率提高，可实现亮度高的显示。为了确保±45度方向的辨识性，而在附加有各向异性扩散功能的保护膜上设置各向同性扩散功能膜或附加对±45度方向的各向异性扩散功能的膜时，可实现图57的指向特性。
(实施例11)
图64及图71是本发明的背照光系统使用的排列数个具有光偏向功能的五角柱棱镜的朝下棱镜片的剖面图。图64是排列数个顶角为53°，顶角的分角Θa＝16度，Θb＝37度，|Θa-Θb|＝21度，接触于基底膜的斜面的角度为45度的五角柱棱镜。对基底膜以16度入射的带状光线，全部以五角柱棱镜的斜面全反射，而对基底膜垂直方向地射出。接触于基底膜的斜面形成45度时，如图36所示，自基底膜的相反侧入射的光再度向入射方向全反射而返回。而可具备与图10及图11相同的作用。顶角在50度至55度的范围，分角Θa、Θb的差的绝对值在15度至30度的范围，且接触于基底膜面的倾斜面的角度在35度至50度的范围的五角柱中，只要可使以Θa的角度入射于基底膜的带状光线全部对基底膜垂直地射出，即可用作本发明背照光系统的光学系统使用的具有光偏向功能的五角柱朝下棱镜片。接触于基底膜面的倾斜面的角度，以45度为最佳角度。通过在基底膜面的背面，如图63所示地附加各向异性扩散面，即可实现图56的指向特性。图71是排列数个顶角为68度，顶角的分角Θa＝Θb＝34度，|Θa-Θb|＝0度，接触于基底膜的斜面的角度为45度的五角柱棱镜。图71为了设计成自一个方向入射带状光线用，使入射的光偏向，而将未作用的斜面倾斜成45度，因此不形成左右对称。
图64及图71两者均是设计成对基底膜以16度入射的带状光线用，而具有几乎相同的偏向功能，不过，图71的顶角大，容易制作五角柱棱镜，于处理时不易发生顶角破损，因此在量产在线使用图71者，可提高良率。
(实施例12)
图12、图34及图35是说明并列配置数个本发明的带状光线产生光学系统，通过在具有光偏向功能的棱镜片上倾斜入射带状光线，扩大带状光线的发光宽度，同时通过使带状光线的行进方向对棱镜片的基底膜面变成垂直方向，可形成面状的发光源，而可用作液晶显示装置用的背照光光源的构造剖面图。
图12以具有光偏向功能的棱镜片，改变在液晶面板面垂直方向的行进方向的光，具有如图59所示的指向特性。因而，不使用光学补偿膜，即可解决IPS模式及FFS模式等横电场方式液晶面板上成为问题的在视角±45度方向上光泄漏的问题。通过附加各向异性扩散功能的片，使通过配置于液晶面板上部的偏光板的光扩散，可轻易地变成具备图56的指向特性的光。再者，除了各向异性扩散功能的外，通过附加各向同性扩散功能，可更轻易地变成图57的指向特性。通过将各向异性扩散功能与各向同性扩散功能形成于各个不同层上，可自由调整视角±90度方向与视角±45度方向的光量，可依不同用途而自由设计光的配向方向。愈增强各向异性扩散功能与各向同性扩散功能，液晶面板的正面亮度愈低，因此在将耗电抑制在最小限度情况下，如图32及图33所示地在液晶面板上的偏光板上附加弱的各向异性扩散功能时，可降低成本，且可获得最高的正面亮度与最高的对比。
图12中，如图7、图8、图9、图10、图11、图37、图44、图45、图46、图51、图64及图71所示，除光偏向功能的外，通过使棱镜片具备容易发现再返回反射功能的构造，可提高可再利用自偏光分离组件膜反射的光的机率。偏光分离组件膜的面预先加工成镜面者，可进行亮度高且对比高的影像显示。
图35是将各向异性扩散片配置于具有光偏向功能的棱镜片与偏光分离组件片之间，藉此，通过使被偏光分离组件片所反射的光多重反射，可提高可再度有效利用的机率。并可使各带状发光光源行的接合亮度均匀。通过该各向异性扩散片的光，其指向性自图59变成图56。为图56的指向性时，即使IPS模式及FFS模式，亦不致增加±45度方向的光，因此不致发生由于在±45度方向的视野角的光泄漏造成对比降低。光通过液晶面板与配置于液晶面板上的偏光板后，使用±45度方向的各向异性扩散片或各向同性扩散片时，可获得图57的指向特性。
图34是将本发明的线状发光光源或点发光光源行自液晶面板的画面上部向下部卷动(scroll)点亮驱动情况的平面图与剖面图。本发明由于可利用可进行DC(直流)脉冲驱动的LED及无机EL等作为光源，因此，可非常简单地以成本低廉的电路卷动(scroll)点亮驱动。由于液晶分子的响应时间延迟，均发生2至10msec程度的响应延迟时间，移动快速的影像显示时，发生影像的轮廓模糊的问题，但是，由于本发明是通过停止自液晶面板上重写影像数据的后，至液晶分子完全响应结束的延迟时间带的背照光点亮，可完全改善影像轮廓的模糊。由于本发明必须精确地控制自光源产生的光的行进方向，因此，将白色LED光源的发光部，如图47、图48、图49、图50及图54所示地细长排列于光源的排列方向特别重要。通过尽量缩小带状光线产生光学系统的Y方向上的发光光源宽度，可正确地控制Y-Z面上光的行进方向。因而，为了防止发光量减低，如图54所示，通过将LED芯片本身形成细长形，争取发光面积，来确保发光量。由于本发明并未使用先前液晶TV用背照光使用的图55所示的完全扩散光(各向同性扩散光)的光，作为背照光的光学系统的出发点，因此，不致消耗无效光产生时需要的电力。因此可节约电力。
(实施例13)
图65是本发明的双工(多任务(multiplex))驱动方式场序液晶面板的原理说明图。将1H(水平扫描)期间分割成一半，选择2条分离1/2V程度的扫描线使其动作，将断开时序错开1/2H程度，在分割成一半的水平期间，时间分割不同色的影像信号，而在垂直方向(V方向)上分离1/2V程度的像素上分别写入。采用该方式，扫描线的写入时间减少成一半，而先前的场序驱动方式，则有为了驱动影像信号布线，而驱动器IC内部的频率频率增加成3倍的问题，若采用本方式的双工驱动方式，则频率频率的增加可抑制为1.5倍。
图66是本发明的三工(多任务(multiplex))驱动方式场序液晶面板的原理说明图。将1H(水平扫描)期间分割成1/3，选择3条分离1/3V程度的扫描线使其动作，将断开时序错开1/3H程度，在分割成1/3H的水平期间，时间分割不同色的影像信号，而在垂直方向(V方向)上分离1/3V程度的像素上分别写入。该方式的特征为：扫描线的写入时间减少成1/3，频率频率与使用先前的滤色器的面板完全相同的频率数即可。
观察图65及图66了解，随着增加多任务数量，显示画面的分割数增加。双工驱动方式最多可将画面分割成5个。三工驱动方式最多可将画面分割成7个。从时刻与画面位置的图表(diagram)可了解，各色分割而发光的区域，是自画面的上部向下部卷动(scroll)驱动。为了顺利地进行卷动驱动，必须尽量将背照光的V方向(垂直方向)予以多数分割，而分别驱动。使用冷阴极管(CCFL)的方式，增加灯数量，而进行卷动驱动时，必须分别驱动全部的灯，由于必须3原色个别地点亮，因此亦须增加灯数量。如此成为成本非常高的背照光系统。场序驱动用背照光光源采用卷动驱动时，最适合采用三色的R、G、B可发光的LED光源。为了不增加LED的安装数量，而增加V方向(垂直方向)的分割数，只必须减低水平方向的LED的配置密度即可。形成此种光源的最佳光学系统，是使用图16、图24及图39的曲面反射镜系统的带状光线产生光学系统。点发光光源行使用图38及图58。
(实施例14)
图67及图68是本发明的将画面分割成上下两个的双工(多任务(multiplex))驱动方式场序液晶面板的原理说明图。其是扫描线数量多的高清晰度TV用者。具有1080条扫描线的高清晰度，由于其1H(水平扫描)期间短达15.4μsec，因此图65的方式分割成1/2时，7.7μsec成为允许重写数据的时间。最大的问题是影像信号线的信号的延迟时间。图66的方式是分割成1/3，因此，5.1μsec成为允许重写数据的时间。100时等级的大型液晶TV，由于其影像信号线的电容与电阻均大，因此采用图65及图66的方式难以实现。图67及图68中，扫描线的水平扫描期间为2倍，因此分割成1/2，而15.4μsec成为允许重写数据的时间。观察图式了解，由于影像信号线的长度减半，电容与电阻亦分别减半，因此在可充分驱动的范围内。
为了将影像信号线分割成上下，图67及图68比图65及图66，必须驱动两倍数量的影像信号线，因此影像信号线驱动用IC的数量，图67及图68为图65及图66的两倍，而无法避免成本提高。但是，先前的使用滤色器的液晶面板，由于影像信号线需要R、G、B的3组，因此影像信号数量需要图65及图66的面板的3倍数量，即使图67及图68的影像信号线数量为图65及图66的面板的两倍，其增加情形不如先前的严重。
图67及图68中的重点，观察画面位置与时刻的图表(diagram)了解，是将画面的中央线对称地选择驱动扫描线。通过采用此种画面中央线对称存取驱动方式，在画面中央部，必定相同色的发光区域集中，如图73及图74所示，通过精密地配置一个使画面中央部发光的光源，可防止在画面中央部造成混色。
图69及图70是本发明的将画面分割成上下两个的三工(多任务(multiplex))驱动方式场序液晶面板的原理说明图。图69及图70，由于扫描线的水平扫描期间为2倍，因此，分割成1/3，10.2μsec是允许重写数据的时间。观察图式了解，由于影像信号线的长度减半，因此电容与电阻亦分别减半，而抑制在可充分驱动的范围。画面全体的发光、非发光分割数最多时为13个，因此，比图67及图68时的9个增加相当多。将发光区域自画面的上部至下部，全面地卷动(scroll)驱动时，只必须以图75及图76所示的图表(diagram)驱动即可实现。但是，图75及图76的情况下，即使背照光的发光部可顺利地卷动(scroll)驱动，但是在画面的中央部容易发生区块分割现象，称不上是适合均匀的大画面显示的驱动。以图67、图68、图69及图70的图表(diagram)驱动时，原理上不发生画面中央部的区块分割现象，因此，即使使用场序驱动方式仍可实现均匀的大画面显示。
使用本发明的背照光光源时，通过自画面上部至中央、自下部至中央精确地调整单位光源单元的Z轴，如图72所示，不使用菲涅耳透镜，仍可实现先前使用巨大的菲涅耳透镜来调整光的指向特性者。因而100时以上的大画面显示装置，需要具备使光集中在观察者的方向上，而调整画面全体亮度的功能。

Claims (3)

1.一种棱镜片，是用于液晶显示装置的背照光，并排列具有光偏向功能的数个多角柱棱镜，其特征为：排列有数个五角柱，其是棱镜的顶角Θ在60度至70度的范围，从棱镜的顶角向基底膜面作垂线获得的分角Θa、Θb是|Θa-Θb|＝0，且接触于基底膜面的倾斜面的内角角度在35度至50度的范围，在与排列有数个五角柱棱镜的面的相反面，附加有使光仅扩散于与棱镜的顶角角尖延伸方向正交的方向的各向异性扩散功能。
2.一种棱镜片，是用于液晶显示装置的背照光，并排列具有光偏向功能的数个多角柱棱镜，其特征为：排列有数个五角柱，其是棱镜的顶角Θ在50度至55度的范围，从棱镜的顶角向基底膜面作垂线获得的分角Θa、Θb的差的绝对值在15度至30度范围，且接触于基底膜面的倾斜面的内角角度在35度至50度的范围。
3.根据权利要求2所述的棱镜片，其特征在于，在与排列有数个五角柱棱镜的面的相反面，附加有使光仅扩散于与棱镜的顶角角尖延伸方向正交的方向的各向异性扩散功能。
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