JP2002540557A - バックライトシステム - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
液晶表示装置、広告手段、または照明を含む表示装置用バックライトシステムは、一つまたはそれ以上の光源、塗光板、光反射フィルム、異方性光拡散フィルム、及び集光フィルムを備えている。光源は、所定の方向に塗光板の一つまたはそれ以上の側面に配置される。光反射フィルムは、塗光板の下部に配置される。異方性光拡散フィルムは、塗光板の上部に配置される。異方性光拡散フィルムは、方向によって異なる拡散性質を有する。集光フィルムは、上面と平らな下面とを有する。集光フィルムの上面は、所定の方向に延長されたレンチキューラ層を含む。集光フィルムは、多数個の線状プリズムを有する。集光フィルムの上部には反射型偏光板を配置することができる。
Description
【０００１】
本発明は、液晶表示装置、広告手段、または照明を含む表示装置用バックライ
トシステムに関し、特に高輝度が実現できる表示装置用バックライトシステムに
関する。
トシステムに関し、特に高輝度が実現できる表示装置用バックライトシステムに
関する。
【０００２】
一般に、バックライトシステムは、塗光板、塗光板の一つ以上の側面に配置さ
れた、一つ以上の光反射ランプハウジングを備えた一つ以上の光源、塗光板の下
部に位置する光反射フィルムなどを備えている。塗光板を通過した光を表示装置
にそのまま使用するのには、その輪郭形状が不都合である。従って、光の輪郭形
状を改善することが必要である。このような理由で、塗光板と共に多数の光学フ
ィルムを使用する。
れた、一つ以上の光反射ランプハウジングを備えた一つ以上の光源、塗光板の下
部に位置する光反射フィルムなどを備えている。塗光板を通過した光を表示装置
にそのまま使用するのには、その輪郭形状が不都合である。従って、光の輪郭形
状を改善することが必要である。このような理由で、塗光板と共に多数の光学フ
ィルムを使用する。
【０００３】 しかし、そのような目的であまり多数の光学フィルムを使用すると、その構造
が複雑になって生産コストが上昇する。図１０は、比較的多くの光学フィルムを
使用した米国特許４，５４２，４４９号に基づいたバックライトシステムを適用
した液晶表示装置の分解斜視図である。 図１０に示すように、このバックライトシステムは、光源１、光反射ランプハ
ウジング２、塗光板３及び光反射フィルム４を備えている。光反射ランプハウジ
ング２を備えた光源１は、塗光板３の一側面に配置され、塗光板３の上部には、
拡散フィルム５、第１集光フィルム６、第２集光フィルム７及び液晶パネル８が
、順次、配置されている。塗光板３の上面または下面には、所定のパターン（図
示せず）が形成されている。第１及び第２集光フィルム６、７の上面には、それ
ぞれが直角二等辺三角形である多数個のプリズムを有する水晶体層９が、それぞ
れ形成されている。二つの集光フィルム６、７は、その上面に形成されたそれぞ
れの水晶体層９の縦方向が互いに垂直に配置されている。このようなバックライ
トシステムは多数の光学フィルムを使用するために、組立工程を複雑にし、また
コストを上昇させる。
が複雑になって生産コストが上昇する。図１０は、比較的多くの光学フィルムを
使用した米国特許４，５４２，４４９号に基づいたバックライトシステムを適用
した液晶表示装置の分解斜視図である。 図１０に示すように、このバックライトシステムは、光源１、光反射ランプハ
ウジング２、塗光板３及び光反射フィルム４を備えている。光反射ランプハウジ
ング２を備えた光源１は、塗光板３の一側面に配置され、塗光板３の上部には、
拡散フィルム５、第１集光フィルム６、第２集光フィルム７及び液晶パネル８が
、順次、配置されている。塗光板３の上面または下面には、所定のパターン（図
示せず）が形成されている。第１及び第２集光フィルム６、７の上面には、それ
ぞれが直角二等辺三角形である多数個のプリズムを有する水晶体層９が、それぞ
れ形成されている。二つの集光フィルム６、７は、その上面に形成されたそれぞ
れの水晶体層９の縦方向が互いに垂直に配置されている。このようなバックライ
トシステムは多数の光学フィルムを使用するために、組立工程を複雑にし、また
コストを上昇させる。
【０００４】 図１０に示したようなバックライトシステムを利用した表示装置の輝度を増加
させるために、第２集光フィルム７の上部に、反射型偏光板（図示せず）をさら
に配置することもできる。反射型偏光板の上部に液晶パネル８を配置する場合に
は、吸収型偏光板（図示せず）を、その間にさらに配置することもできる。コレ
ステロール液晶（ＣＬＣ）偏光板またはＭｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎ
ｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ社のＤＢＥＦ（登録商標）を、反射型偏光板と
して用いることができる。ＣＬＣ偏光板は入射する光の二つの円偏光成分のうち
、一つの円偏光成分は反射し、もう一つの円偏光成分は、透過する光学特性を有
する。用いられた液晶パネルの光学特性によって、ＣＬＣ偏光板を透過した光の
円偏光成分は、λ/４位相差板を用いて、直線偏光成分に変える必要がある。反
面、ＤＢＥＦ（登録商標）は、入射する光の二つの直線偏光成分のうち、一つの
直線偏光成分を反射し、もう一つの直線偏光成分を透過する光学特性を有する。
させるために、第２集光フィルム７の上部に、反射型偏光板（図示せず）をさら
に配置することもできる。反射型偏光板の上部に液晶パネル８を配置する場合に
は、吸収型偏光板（図示せず）を、その間にさらに配置することもできる。コレ
ステロール液晶（ＣＬＣ）偏光板またはＭｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎ
ｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ社のＤＢＥＦ（登録商標）を、反射型偏光板と
して用いることができる。ＣＬＣ偏光板は入射する光の二つの円偏光成分のうち
、一つの円偏光成分は反射し、もう一つの円偏光成分は、透過する光学特性を有
する。用いられた液晶パネルの光学特性によって、ＣＬＣ偏光板を透過した光の
円偏光成分は、λ/４位相差板を用いて、直線偏光成分に変える必要がある。反
面、ＤＢＥＦ（登録商標）は、入射する光の二つの直線偏光成分のうち、一つの
直線偏光成分を反射し、もう一つの直線偏光成分を透過する光学特性を有する。
【０００５】 このような反射型偏光板をバックライトシステムに適用すると、バックライト
システム内部での光吸収が全くない場合、反射型偏光板を使用しないバックライ
トシステムに比べて、１００％向上した輝度が得られることが理論上は可能であ
る。 しかし、反射型偏光板を有する従来のバックライトシステムでは、実際に得た
輝度上昇率が期待よりはるかに低い。例えば、図１０に示したように、二つの集
光フィルムを有するバックライトシステムを利用した携帯型コンピュータでは、
輝度上昇率が、２５〜３０％にすぎない。これは、従来の技術によるバックライ
トシステムが、複雑な構成からなっているためであり、従って、相当量の光が消
失する反面、バックライトシステムの多くの光学的構成要素を通じて再循環する
からである。
システム内部での光吸収が全くない場合、反射型偏光板を使用しないバックライ
トシステムに比べて、１００％向上した輝度が得られることが理論上は可能であ
る。 しかし、反射型偏光板を有する従来のバックライトシステムでは、実際に得た
輝度上昇率が期待よりはるかに低い。例えば、図１０に示したように、二つの集
光フィルムを有するバックライトシステムを利用した携帯型コンピュータでは、
輝度上昇率が、２５〜３０％にすぎない。これは、従来の技術によるバックライ
トシステムが、複雑な構成からなっているためであり、従って、相当量の光が消
失する反面、バックライトシステムの多くの光学的構成要素を通じて再循環する
からである。
【０００６】 本発明の目的は、光学フィルムの個数を減らした簡単な構造で製作して価格競
争力を向上させたバックライトシステムを提供することにある。 本発明の他の目的は、反射型偏光板を用いて輝度の上昇幅を増大させることが
できるバックライトシステムを提供することにある。
争力を向上させたバックライトシステムを提供することにある。 本発明の他の目的は、反射型偏光板を用いて輝度の上昇幅を増大させることが
できるバックライトシステムを提供することにある。
【０００７】
このような目的を達成するために本発明による液晶表示装置用バックライトシ
ステムは、一つ以上の光源、塗光板、光反射フィルム、異方性光拡散フィルム（
ＡＤＦ）及び集光フィルムを備えている。一つ以上の光反射ランプハウジングを
有する一つ以上の光源は塗光板の一つ以上の側面に配置される。塗光板は、透明
な絶縁物質で作られる。光反射フィルムは、塗光板の下部に配置される。ＡＤＦ
は、塗光板の上部に配列され、透明な絶縁物質で作られる。ＡＤＦは、拡散程度
が方向によって異なる性質を有する。集光フィルムは、ＡＤＦの上部に配置され
、透明な絶縁物質で作られる。集光フィルムの一面は平らでＡＤＦに対面する。
集光フィルムの他面には多数個のプリズムを有し、所定の方向に延長された水晶
体層が含まれる。水晶体層の断面は、連続した一連の三角形からなる。集光フィ
ルムの上部には、反射型偏光板をさらに配置することができる。
ステムは、一つ以上の光源、塗光板、光反射フィルム、異方性光拡散フィルム（
ＡＤＦ）及び集光フィルムを備えている。一つ以上の光反射ランプハウジングを
有する一つ以上の光源は塗光板の一つ以上の側面に配置される。塗光板は、透明
な絶縁物質で作られる。光反射フィルムは、塗光板の下部に配置される。ＡＤＦ
は、塗光板の上部に配列され、透明な絶縁物質で作られる。ＡＤＦは、拡散程度
が方向によって異なる性質を有する。集光フィルムは、ＡＤＦの上部に配置され
、透明な絶縁物質で作られる。集光フィルムの一面は平らでＡＤＦに対面する。
集光フィルムの他面には多数個のプリズムを有し、所定の方向に延長された水晶
体層が含まれる。水晶体層の断面は、連続した一連の三角形からなる。集光フィ
ルムの上部には、反射型偏光板をさらに配置することができる。
【０００８】 ＡＤＦと対面する塗光板の一面には、所定の方向に延長された水晶体層が含ま
れ、光反射フィルムと対面する塗光板の他面には、所定のパターンが含まれる。
パターンの局部密度は、光源２１から遠くなるほど大きくなる。水晶体層は多数
個のプリズムを有するので、水晶体層の断面は、連続した一連の三角形であり、
特に、連続した一連の二等辺三角形からなる。それぞれのプリズムは、頂点と頂
角（ξ）を有する。プリズムの頂角（ξ）は、７０゜乃至１１０゜の範囲にあり
、特に、９０゜であるのが好ましい。プリズムの頂点間の距離は、１００μｍ以
下である。塗光板水晶体層の縦方向は、光源の配置方向に対して７０゜乃至１１
０゜の角度関係にある。
れ、光反射フィルムと対面する塗光板の他面には、所定のパターンが含まれる。
パターンの局部密度は、光源２１から遠くなるほど大きくなる。水晶体層は多数
個のプリズムを有するので、水晶体層の断面は、連続した一連の三角形であり、
特に、連続した一連の二等辺三角形からなる。それぞれのプリズムは、頂点と頂
角（ξ）を有する。プリズムの頂角（ξ）は、７０゜乃至１１０゜の範囲にあり
、特に、９０゜であるのが好ましい。プリズムの頂点間の距離は、１００μｍ以
下である。塗光板水晶体層の縦方向は、光源の配置方向に対して７０゜乃至１１
０゜の角度関係にある。
【０００９】 ＡＤＦは長軸（ｍａｊｏｒ ａｘｉｓ）と短軸（ｍｉｎｏｒ ａｘｉｓ）を有す
る。長軸と短軸は各々ＡＤＦから出る光によって形成するスクリーンイメージの
長軸と短軸に該当する。ＡＤＦの長軸方向は、光源の配置方向に対して、７０゜
乃至１１０゜の角度関係にある。ＡＤＦの短軸方向は、光源の配置方向に対して
、-２０゜乃至+２０゜の角度関係にある。特に、長軸が光源の配置方向に垂直で
あり、短軸が光源の配置方向に平行になるように、ＡＤＦが配置されるのが好ま
しい。
る。長軸と短軸は各々ＡＤＦから出る光によって形成するスクリーンイメージの
長軸と短軸に該当する。ＡＤＦの長軸方向は、光源の配置方向に対して、７０゜
乃至１１０゜の角度関係にある。ＡＤＦの短軸方向は、光源の配置方向に対して
、-２０゜乃至+２０゜の角度関係にある。特に、長軸が光源の配置方向に垂直で
あり、短軸が光源の配置方向に平行になるように、ＡＤＦが配置されるのが好ま
しい。
【００１０】 ＡＤＦは、２またはそれ以上の異方性比率（Ω/ω）を有するが、ここで、Ω
は、集束された光がＡＤＦを垂直に照らす時、長軸に沿って拡散された光の最大
強度の半分である全体幅（ｆｕｌｌ ｗｉ−ｄｔｈ ｈａｌｆ ａ ｍａｘｉｍｕｍ
:ＦＷＨＭ）を指す角度であり、ωは、短軸に沿って拡散された光の強さのＦＷ
ＨＭを指す角度である。角度Ωは、３０゜またはそれ以上であるのが好ましい。
ＡＤＦとしては、ホログラム技法で製作されたホログラフィック光拡散フィルム
が好ましい。
は、集束された光がＡＤＦを垂直に照らす時、長軸に沿って拡散された光の最大
強度の半分である全体幅（ｆｕｌｌ ｗｉ−ｄｔｈ ｈａｌｆ ａ ｍａｘｉｍｕｍ
:ＦＷＨＭ）を指す角度であり、ωは、短軸に沿って拡散された光の強さのＦＷ
ＨＭを指す角度である。角度Ωは、３０゜またはそれ以上であるのが好ましい。
ＡＤＦとしては、ホログラム技法で製作されたホログラフィック光拡散フィルム
が好ましい。
【００１１】 集光フィルムの表面に含まれた水晶体層の縦方向は、光源の配置方向と-２０
゜乃至+２０゜の角度関係にある。特に、水晶体層の縦方向が、光源の配置方向
と平行であるのが好ましい。集光フィルムの一面に含まれた水晶体層のそれぞれ
のプリズムの頂点は、隣接するプリズムの頂点と７０μｍまたはそれ以下の距離
にある。光源から遠いプリズムの第１傾斜面と集光フィルムの平らな面とがなす
角αは、４０゜乃至９０゜範囲にあり、反面、光源から近いプリズムの第２傾斜
面と集光フィルムの平らな面とがなす角βは、４０゜乃至６０゜範囲にある。
゜乃至+２０゜の角度関係にある。特に、水晶体層の縦方向が、光源の配置方向
と平行であるのが好ましい。集光フィルムの一面に含まれた水晶体層のそれぞれ
のプリズムの頂点は、隣接するプリズムの頂点と７０μｍまたはそれ以下の距離
にある。光源から遠いプリズムの第１傾斜面と集光フィルムの平らな面とがなす
角αは、４０゜乃至９０゜範囲にあり、反面、光源から近いプリズムの第２傾斜
面と集光フィルムの平らな面とがなす角βは、４０゜乃至６０゜範囲にある。
【００１２】
以下、添付した図面を参照して本発明の好ましい実施例について説明する。 図１Ａは、本発明の好ましい一実施例によるバックライトシステムを適用した液
晶表示装置の分解斜視図である。 図１Ａに示すように、この液晶表示装置は、バックライトシステムに加えて液
晶パネル２６を含む。バックライトシステムは、光源２１、塗光板２２、光反射
フィルム２３、ＡＤＦ２４及び集光フィルム２５を備えている。光源２１は、塗
光板２２の一側面に位置し、光反射フィルム２３は、塗光板２２の下部に位置す
る。塗光板２２の上部には、ＡＤＦ２４と集光フィルム２５が順次、配置される
。他の光源（図示せず）を、塗光板２２の反対側面に配置することもできる。
晶表示装置の分解斜視図である。 図１Ａに示すように、この液晶表示装置は、バックライトシステムに加えて液
晶パネル２６を含む。バックライトシステムは、光源２１、塗光板２２、光反射
フィルム２３、ＡＤＦ２４及び集光フィルム２５を備えている。光源２１は、塗
光板２２の一側面に位置し、光反射フィルム２３は、塗光板２２の下部に位置す
る。塗光板２２の上部には、ＡＤＦ２４と集光フィルム２５が順次、配置される
。他の光源（図示せず）を、塗光板２２の反対側面に配置することもできる。
【００１３】 本発明によるバックライトシステムを適用した液晶表示装置の輝度を向上させ
るために、図１Ｂに示すように、集光フィルム２５の上部に、反射型偏光板３０
をさらに配置する。図１Ｂは、本発明の好ましい他の実施例によるバックライト
システムを適用した液晶表示装置の分解斜視図である。 反射型偏光板３０が集光フィルム２５の上部に配置されると、さらに高いコン
トラスト比を得るために、吸収型偏光板（図示せず）を、反射型偏光板３０と液
晶パネル２６の間に配置することができる。
るために、図１Ｂに示すように、集光フィルム２５の上部に、反射型偏光板３０
をさらに配置する。図１Ｂは、本発明の好ましい他の実施例によるバックライト
システムを適用した液晶表示装置の分解斜視図である。 反射型偏光板３０が集光フィルム２５の上部に配置されると、さらに高いコン
トラスト比を得るために、吸収型偏光板（図示せず）を、反射型偏光板３０と液
晶パネル２６の間に配置することができる。
【００１４】 図１Ａ及び図１Ｂに示したような本発明によるバックライトシステムとそのバ
ックライトシステムを適用した液晶表示装置に関するさらに詳細な説明は、次の
通りである。 光源２１は、塗光板２２の側面に沿って配置されたランプ２７と、光反射ラン
プハウジング２８とからなる。光源２１は、図１Ａに示された座標系のｙ軸方向
に配置される。この時、座標系は以下に添付した図面に一貫して同様に適用され
る。塗光板２２の上面には、所定の方向に延長された水晶体層２９が形成されて
いる。水晶体層２９は、多数の線状プリズムを有しており、従って、水晶体層２
９の断面は、連続した一連の三角形、特に連続した一連の二等辺三角形である。
水晶体層２９の縦方向は光源２１の配置方向に対して７０゜乃至１１０゜の角度
関係を有する。好ましくは、水晶体層２９の縦方向が光源２１の配置方向に垂直
である。
ックライトシステムを適用した液晶表示装置に関するさらに詳細な説明は、次の
通りである。 光源２１は、塗光板２２の側面に沿って配置されたランプ２７と、光反射ラン
プハウジング２８とからなる。光源２１は、図１Ａに示された座標系のｙ軸方向
に配置される。この時、座標系は以下に添付した図面に一貫して同様に適用され
る。塗光板２２の上面には、所定の方向に延長された水晶体層２９が形成されて
いる。水晶体層２９は、多数の線状プリズムを有しており、従って、水晶体層２
９の断面は、連続した一連の三角形、特に連続した一連の二等辺三角形である。
水晶体層２９の縦方向は光源２１の配置方向に対して７０゜乃至１１０゜の角度
関係を有する。好ましくは、水晶体層２９の縦方向が光源２１の配置方向に垂直
である。
【００１５】 図２Ａは、塗光板２２のｙｚ-面の拡大断面図である。図２Ａに示すように、
それぞれのプリズムは頂点と、頂点から傾斜した二つの面を有している。隣接す
る二つの頂点間の距離、つまり、ピッチ（Ｐ1）は、１００μｍまたはそれ以下
であり、二つの傾斜面の間の頂角（ξ）は、７０゜乃至１１０゜の範囲にある。
特に、頂角（ξ）は、９０゜であるのが好ましい。
それぞれのプリズムは頂点と、頂点から傾斜した二つの面を有している。隣接す
る二つの頂点間の距離、つまり、ピッチ（Ｐ1）は、１００μｍまたはそれ以下
であり、二つの傾斜面の間の頂角（ξ）は、７０゜乃至１１０゜の範囲にある。
特に、頂角（ξ）は、９０゜であるのが好ましい。
【００１６】 塗光板２２の下面には、平坦部３２と共に所定のパターン３１が形成されてい
る。パターン３１の分布は、図２Ｂに図示されている。パターン３１の局部密度
は、光源２１から近い位置より遠い位置でさらに大きくなる。これによって、塗
光板２２の全面にわたってさらに均一な輝度を得ることができる。 パターン３１を形成する方法としては、サンド-ブラスティング（ｓａｎｄ-ｂ
ｌ−ａｓｔｉｎｇ）方法、または米国特許５，７７６，６３６号に基づいたスタ
ムピング（ｓ−ｔａｍｐｉｎｇ）方法、エッチング（ｅｔｃｈｉｎｇ）方法、プ
リンティング（ｐ−ｒｉｎｔｉｎｇ）方法、またはダイアモンドバイトやレーザ
ーを利用した直接加工（ｄｉｒｅｃｔ ｅｎｇｒａｖｉｎｇ）方法などがある。
パターン３１の具体的な形状は、パターン３１の加工方法に大きく依存する。例
えば、サンド-ブラスティング方法を用いると、パターン３１が無定型に形成さ
れる。エッチング方法や直接加工方法を用いると、パターン３１は多数個の微細
なレンズや微細な凹凸部形状に形成される。本発明の範囲は、パターン３１を形
成する加工方法に限定されない。パターンを形成する他の加工方法に関する実験
結果については、図７Ａ〜図８Ｂを参照して後述する。
る。パターン３１の分布は、図２Ｂに図示されている。パターン３１の局部密度
は、光源２１から近い位置より遠い位置でさらに大きくなる。これによって、塗
光板２２の全面にわたってさらに均一な輝度を得ることができる。 パターン３１を形成する方法としては、サンド-ブラスティング（ｓａｎｄ-ｂ
ｌ−ａｓｔｉｎｇ）方法、または米国特許５，７７６，６３６号に基づいたスタ
ムピング（ｓ−ｔａｍｐｉｎｇ）方法、エッチング（ｅｔｃｈｉｎｇ）方法、プ
リンティング（ｐ−ｒｉｎｔｉｎｇ）方法、またはダイアモンドバイトやレーザ
ーを利用した直接加工（ｄｉｒｅｃｔ ｅｎｇｒａｖｉｎｇ）方法などがある。
パターン３１の具体的な形状は、パターン３１の加工方法に大きく依存する。例
えば、サンド-ブラスティング方法を用いると、パターン３１が無定型に形成さ
れる。エッチング方法や直接加工方法を用いると、パターン３１は多数個の微細
なレンズや微細な凹凸部形状に形成される。本発明の範囲は、パターン３１を形
成する加工方法に限定されない。パターンを形成する他の加工方法に関する実験
結果については、図７Ａ〜図８Ｂを参照して後述する。
【００１７】 塗光板２２は、透明な絶縁物質で作られており、特に高分子樹脂が良い。例え
ば、ｐｏｌｙ ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ（ＰＭＭＡ）を塗光板２
２の材質として用いることができる。 本発明において、塗光板２２の上部にはＡＤＦ２４が配置される。 ＡＤＦ２４は、彫刻方法、エッチング方法、スタムピング方法、またはホログ
ラム技法を用いて製作できる。例えば、米国特許５，４７３，４５４号は、微細
な粒子を用いてＡＤＦを製作する方法を示す。これとは対照的に、ホログラフィ
技法を用いて製作されたホログラフィック光拡散フィルムは、方向によって拡散
程度が独立的に調節できるという長所を有している（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｏｐｔ
ｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉ−ｏｎの１９９８年７月１日発行Ｌｉｇｈｔ Ｓｈａ
ｐｉｎｇ Ｄｉｆｆｕｓｅｒ Ｔ−ｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔを参照
）。
ば、ｐｏｌｙ ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ（ＰＭＭＡ）を塗光板２
２の材質として用いることができる。 本発明において、塗光板２２の上部にはＡＤＦ２４が配置される。 ＡＤＦ２４は、彫刻方法、エッチング方法、スタムピング方法、またはホログ
ラム技法を用いて製作できる。例えば、米国特許５，４７３，４５４号は、微細
な粒子を用いてＡＤＦを製作する方法を示す。これとは対照的に、ホログラフィ
技法を用いて製作されたホログラフィック光拡散フィルムは、方向によって拡散
程度が独立的に調節できるという長所を有している（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｏｐｔ
ｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉ−ｏｎの１９９８年７月１日発行Ｌｉｇｈｔ Ｓｈａ
ｐｉｎｇ Ｄｉｆｆｕｓｅｒ Ｔ−ｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔを参照
）。
【００１８】 好ましい実施例では、このようなホログラフィック光拡散フィルムが、ＡＤＦ
２４として用いられる。 光拡散フィルムが等方性であるか異方性であるかは、集束された光がフィルム
に垂直に照射される時、スクリーン像を観察することによって判断することがで
きる。図３Ａに示すように、光拡散フィルム３４から出る拡散された光は、スク
リーンに投射されてイメージを作る。スクリーン３５に形成されたイメージは、
光拡散フィルム３４の種類によって、円形または楕円形を示す。スクリーンイメ
ージが円形である場合には、その光拡散フィルム３４は、等方性である。反面、
スクリーンイメージが楕円形である場合には、その光拡散フィルム３４は、異方
性である。
２４として用いられる。 光拡散フィルムが等方性であるか異方性であるかは、集束された光がフィルム
に垂直に照射される時、スクリーン像を観察することによって判断することがで
きる。図３Ａに示すように、光拡散フィルム３４から出る拡散された光は、スク
リーンに投射されてイメージを作る。スクリーン３５に形成されたイメージは、
光拡散フィルム３４の種類によって、円形または楕円形を示す。スクリーンイメ
ージが円形である場合には、その光拡散フィルム３４は、等方性である。反面、
スクリーンイメージが楕円形である場合には、その光拡散フィルム３４は、異方
性である。
【００１９】 図３Ｂには、本発明で用いられたＡＤＦ２４によるスクリーンイメージが図示
されている。図３Ｂに示すように、ＡＤＦ２４の長軸はスクリーン３５に形成さ
れたイメージの長軸３６に該当し、反面、ＡＤＦ２４の短軸はスクリーンイメー
ジの短軸３７に該当する。スクリーンイメージは、楕円形イメージの中心で最も
明るく、楕円の縁部へ行くほどその明るさが弱くなる。ＡＤＦ２４は、所定の異
方性比率を有する。ＡＤＦ２４の異方性比率は、Ω/ωで示される。等方性光拡
散フィルムの場合、Ω/ω=１である。
されている。図３Ｂに示すように、ＡＤＦ２４の長軸はスクリーン３５に形成さ
れたイメージの長軸３６に該当し、反面、ＡＤＦ２４の短軸はスクリーンイメー
ジの短軸３７に該当する。スクリーンイメージは、楕円形イメージの中心で最も
明るく、楕円の縁部へ行くほどその明るさが弱くなる。ＡＤＦ２４は、所定の異
方性比率を有する。ＡＤＦ２４の異方性比率は、Ω/ωで示される。等方性光拡
散フィルムの場合、Ω/ω=１である。
【００２０】 ＡＤＦ２４の異方性比率Ω/ωは、２またはそれ以上であるのが好ましい。特
に、Ωが、３０゜またはそれ以上であるとさらに好ましい。 また、本発明では、ＡＤＦ２４がどのように配置されているかが非常に重要で
ある。ＡＤＦ２４の長軸方向と光源２１の配置方向の間の角は、７０゜乃至１１
０゜の範囲にある。ＡＤＦ２４の短軸方向と光源２１の配置方向の間の角は、-
２０゜乃至+２０゜の範囲にある。ＡＤＦ２４の長軸方向は、光源２１の配置方
向に垂直である反面、ＡＤＦ２４の短軸方向は、光源２１の配置方向に平行であ
るのが好ましい。
に、Ωが、３０゜またはそれ以上であるとさらに好ましい。 また、本発明では、ＡＤＦ２４がどのように配置されているかが非常に重要で
ある。ＡＤＦ２４の長軸方向と光源２１の配置方向の間の角は、７０゜乃至１１
０゜の範囲にある。ＡＤＦ２４の短軸方向と光源２１の配置方向の間の角は、-
２０゜乃至+２０゜の範囲にある。ＡＤＦ２４の長軸方向は、光源２１の配置方
向に垂直である反面、ＡＤＦ２４の短軸方向は、光源２１の配置方向に平行であ
るのが好ましい。
【００２１】 ＡＤＦ２４の上部に配置された集光フィルム２５の断面図が、図４Ａに図示さ
れている。集光フィルム２５は、下面が平らであり、上面に所定の方向に延長さ
れた水晶体層３８を有している。水晶体層３８は、多数の線状プリズムからなる
。それぞれのプリズムは、頂点と頂点から傾斜した二つの面を有している。隣接
する二つのプリズムの頂点間の距離、つまり、ピッチ（Ｐ2）は、７０μｍまた
はそれ以下である。水晶体層３８の縦方向と光源２１の配置方向の間の角は、-
２０゜乃至+２０゜の範囲にある。水晶体層の縦方向は、光源２１の配置方向に
平行であるのが好ましい。
れている。集光フィルム２５は、下面が平らであり、上面に所定の方向に延長さ
れた水晶体層３８を有している。水晶体層３８は、多数の線状プリズムからなる
。それぞれのプリズムは、頂点と頂点から傾斜した二つの面を有している。隣接
する二つのプリズムの頂点間の距離、つまり、ピッチ（Ｐ2）は、７０μｍまた
はそれ以下である。水晶体層３８の縦方向と光源２１の配置方向の間の角は、-
２０゜乃至+２０゜の範囲にある。水晶体層の縦方向は、光源２１の配置方向に
平行であるのが好ましい。
【００２２】 光源２１から遠いプリズムの傾斜面と集光フィルム２５の下面との間の角αは
、４０゜乃至６０゜の範囲にあり、光源２１に近いプリズムの傾斜面と集光フィ
ルム２５の下面との間の角βは、４０゜乃至９０゜の範囲にあるのが好ましい。
これは、塗光板２２を通過した光の輝度ピークが座標系のｚ軸となす角が、概略
６０゜乃至８０゜の範囲にあるためであり（下の実施例１を参照）、反面、ＡＤ
Ｆ２４を通過した光の輝度ピークがｚ軸となす角は、概略３０゜乃至４０゜の範
囲にあるためである（下の実施例２を参照）。ＡＤＦ２４を通過して集光フィル
ム２５に入射する光は、ｘｚ-面においてｚ軸に関して非対称的であり、従って
、αとβは、独立的に決められなければならない。
、４０゜乃至６０゜の範囲にあり、光源２１に近いプリズムの傾斜面と集光フィ
ルム２５の下面との間の角βは、４０゜乃至９０゜の範囲にあるのが好ましい。
これは、塗光板２２を通過した光の輝度ピークが座標系のｚ軸となす角が、概略
６０゜乃至８０゜の範囲にあるためであり（下の実施例１を参照）、反面、ＡＤ
Ｆ２４を通過した光の輝度ピークがｚ軸となす角は、概略３０゜乃至４０゜の範
囲にあるためである（下の実施例２を参照）。ＡＤＦ２４を通過して集光フィル
ム２５に入射する光は、ｘｚ-面においてｚ軸に関して非対称的であり、従って
、αとβは、独立的に決められなければならない。
【００２３】 αは次のようにして決められる。 図４Ｂに示すように、屈折率がｎである集光フィルム２５の下面の垂線に対し
てθpの角で入射した光が、傾斜面の垂線に対してθp´の角で光源２１から遠い
プリズムの傾斜面４０を通過して出ると（経路１）、角θp´は、次のような数
式１を満足する。
てθpの角で入射した光が、傾斜面の垂線に対してθp´の角で光源２１から遠い
プリズムの傾斜面４０を通過して出ると（経路１）、角θp´は、次のような数
式１を満足する。
【００２４】
【数１】
【００２５】 この光が液晶パネル２６に対して垂直に出るためには、角θp´は次のような
数式２を満足するべきである。
数式２を満足するべきである。
【００２６】
【数２】
【００２７】 θpに、ＡＤＦ２４を通過した光が座標系のｘｚ-面上で最大輝度を示す角度を
代入する時、角αは数式１及び２を同時に満足するものとなる。これは次の数式
３のように表現できる。
代入する時、角αは数式１及び２を同時に満足するものとなる。これは次の数式
３のように表現できる。
【００２８】
【数３】
【００２９】 一方、βは次のようにして決められる。 β=αであると仮定する。図４Ｂに示すように、屈折率がｎである集光フィル
ム２５の下面の垂線に対してθpの角で入射した光が、光源２１に近いプリズム
の傾斜面３９を通過して出ると（経路２）、その光は傾斜面３９で全て内部反射
され、光源から遠いプリズムの傾斜面４０を通じてでる。また、大部分液晶パネ
ル２６の垂線からはずれるようになる。つまり、このような光は、液晶表示装置
の正面輝度に寄与しない。従って、傾斜面３９の傾き（ｔａｎβ）を、その光が
プリズム内部で進行する方向と一致するように調節しなければならない。これは
次の数式４のように表現できる。
ム２５の下面の垂線に対してθpの角で入射した光が、光源２１に近いプリズム
の傾斜面３９を通過して出ると（経路２）、その光は傾斜面３９で全て内部反射
され、光源から遠いプリズムの傾斜面４０を通じてでる。また、大部分液晶パネ
ル２６の垂線からはずれるようになる。つまり、このような光は、液晶表示装置
の正面輝度に寄与しない。従って、傾斜面３９の傾き（ｔａｎβ）を、その光が
プリズム内部で進行する方向と一致するように調節しなければならない。これは
次の数式４のように表現できる。
【００３０】
【数４】
【００３１】 前記のような角αとβを定める方法以外にも、反射と屈折に関するフレネルの
関係式（Ｆｒｅｓｎｅｌ’ｓ ｅｑｕａｔｉｏｎ）を考慮しなければならない。
バックライトシステムを利用した表示装置は、適切な輝度と視野角特性を確保し
なければならないので、全てのαとβとを、光追跡法などの適当な方法を用いて
最適化しなければならない。
関係式（Ｆｒｅｓｎｅｌ’ｓ ｅｑｕａｔｉｏｎ）を考慮しなければならない。
バックライトシステムを利用した表示装置は、適切な輝度と視野角特性を確保し
なければならないので、全てのαとβとを、光追跡法などの適当な方法を用いて
最適化しなければならない。
【００３２】 本発明の好ましい他の実施例では、図１Ｂに示すように、集光フィルム２５の
上部に、反射型偏光板３０をさらに配置することができる。既に言及したように
、図１Ｂは、本発明によるバックライトシステムを適用した液晶表示装置の分解
斜視図である。反射型偏光板３０と液晶パネル２６との間には、さらに高いコン
トラスト比を得るために、吸収型偏光板（図示せず）を配置することもできる。
上部に、反射型偏光板３０をさらに配置することができる。既に言及したように
、図１Ｂは、本発明によるバックライトシステムを適用した液晶表示装置の分解
斜視図である。反射型偏光板３０と液晶パネル２６との間には、さらに高いコン
トラスト比を得るために、吸収型偏光板（図示せず）を配置することもできる。
【００３３】 ＣＬＣ偏光板は、λ/４位相差板と共に反射型偏光板３０として用いられるべ
きである。すると、ＣＬＣ偏光板は、集光フィルム２５と対面する反面、λ/４
位相差板は、吸収型偏光板または液晶パネル２６と対面する。最大の輝度を得る
ためには、ＣＬＣ偏光板またはＤＢＥＦ（登録商標）の偏光軸を吸収型偏光板の
偏光軸と一致させなければならない。
きである。すると、ＣＬＣ偏光板は、集光フィルム２５と対面する反面、λ/４
位相差板は、吸収型偏光板または液晶パネル２６と対面する。最大の輝度を得る
ためには、ＣＬＣ偏光板またはＤＢＥＦ（登録商標）の偏光軸を吸収型偏光板の
偏光軸と一致させなければならない。
【００３４】
次の実施例は、本発明をさらによく説明する。
【００３５】
【実施例１】 塗光板から出てくる光の軌跡 塗光板２２の上面から出てくる光の軌跡は、図１Ａの（ａ）位置で観測された
。塗光板２２の下面に形成されたパターン３１は、サンド-ブラスティング方法
によって加工された。塗光板２２の上面に形成されたレンチキューラ層２９の各
プリズムの頂角（ξ）は、９０゜であった。光反射フィルム２３としては、Ｔｓ
ｕｊｉｄｅｎ（株）のＲＦ-１８８を使用した。
。塗光板２２の下面に形成されたパターン３１は、サンド-ブラスティング方法
によって加工された。塗光板２２の上面に形成されたレンチキューラ層２９の各
プリズムの頂角（ξ）は、９０゜であった。光反射フィルム２３としては、Ｔｓ
ｕｊｉｄｅｎ（株）のＲＦ-１８８を使用した。
【００３６】 １２Ｖの直流定電圧をインバータに加え、インバータから出た高周波交流をラ
ンプに流した。実施例１を含む全ての実験において、ランプと電力消費は、同一
に維持された。輝度は、トプコン（Ｔｏｐｃｏｎ）社のＢＭ-７装置で測定した
。 図５Ａは、ランプに垂直な面で視野角θを変えての輝度変化を示したグラフで
ある。図５Ｂは、ランプに平行な面で視野角θの変えての輝度変化を示したグラ
フである。これら図面において、θ=０゜は、塗光板に垂直な方向を示し、θ＞
０゜は、+ｚ軸と+ｘ軸（または+ｙ軸）によって形成される面で輝度を測定した
ことを示し、θ＜０゜は、+ｚ軸と-ｘ軸（または-ｙ軸）によって形成される面
で輝度を測定したことを示す。万一、ランプ２７が観察者の観測点から液晶表示
装置の下部端部に直線状に並んで位置すると、図５Ａに示されたグラフは、垂直
視野角を変えたときの輝度変化を示す。同様に、図５Ｂに示されたグラフは、水
平視野角を変えたときの輝度変化を示す。次の実験結果はこのような定義に従っ
て叙述される。
ンプに流した。実施例１を含む全ての実験において、ランプと電力消費は、同一
に維持された。輝度は、トプコン（Ｔｏｐｃｏｎ）社のＢＭ-７装置で測定した
。 図５Ａは、ランプに垂直な面で視野角θを変えての輝度変化を示したグラフで
ある。図５Ｂは、ランプに平行な面で視野角θの変えての輝度変化を示したグラ
フである。これら図面において、θ=０゜は、塗光板に垂直な方向を示し、θ＞
０゜は、+ｚ軸と+ｘ軸（または+ｙ軸）によって形成される面で輝度を測定した
ことを示し、θ＜０゜は、+ｚ軸と-ｘ軸（または-ｙ軸）によって形成される面
で輝度を測定したことを示す。万一、ランプ２７が観察者の観測点から液晶表示
装置の下部端部に直線状に並んで位置すると、図５Ａに示されたグラフは、垂直
視野角を変えたときの輝度変化を示す。同様に、図５Ｂに示されたグラフは、水
平視野角を変えたときの輝度変化を示す。次の実験結果はこのような定義に従っ
て叙述される。
【００３７】 輝度値は、垂直方向で視野角が６０゜乃至８０゜の範囲にある時、最も高かっ
た。このような結果は、塗光板下面の加工方法として、サンド-ブラスティング
法ではない他の方法を使用した場合にも同様であろう。
た。このような結果は、塗光板下面の加工方法として、サンド-ブラスティング
法ではない他の方法を使用した場合にも同様であろう。
【００３８】
【実施例２】 ＡＤＦから出てくる光の軌跡 ＡＤＦ２４の上面から出てくる光の軌跡は、図１Ａの（ｂ）位置で観測された
。実施例１で用いられたバックライトシステムの全ての構成要素を有し、ＡＤＦ
２４としては、Ω=９５゜でω=２５゜（Ω/ω=３．８）であるＰｈｙｓｉｃａｌ Ｏｐｔｉｃｓ Ｃｏ−ｒｐｏｒａｔｉｏｎのホログラフィック光拡散フィルムを
使用した。
。実施例１で用いられたバックライトシステムの全ての構成要素を有し、ＡＤＦ
２４としては、Ω=９５゜でω=２５゜（Ω/ω=３．８）であるＰｈｙｓｉｃａｌ Ｏｐｔｉｃｓ Ｃｏ−ｒｐｏｒａｔｉｏｎのホログラフィック光拡散フィルムを
使用した。
【００３９】 図６Ａは、垂直視野角を変えたときの輝度変化を示すグラフである。図６Ｂは
、水平視野角を変えたときの輝度変化を示すグラフである。塗光板２２から出て
くる光の軌跡は、図５Ａに示すように、垂直方向で+６７゜である時に最大輝度
値を示した反面、ＡＤＦ２４から出てくる光の軌跡は、図６Ａに示すように、+
３６゜で最大値を示した。したがって、最大輝度を示す角は、垂直に近づいて移
動するということが分かった。図６Ｂに示された水平視野角を変えたときの輝度
変化模様は、正面輝度が増加したことを除くと、図５Ｂに示された輝度変化模様
と殆ど同一である。
、水平視野角を変えたときの輝度変化を示すグラフである。塗光板２２から出て
くる光の軌跡は、図５Ａに示すように、垂直方向で+６７゜である時に最大輝度
値を示した反面、ＡＤＦ２４から出てくる光の軌跡は、図６Ａに示すように、+
３６゜で最大値を示した。したがって、最大輝度を示す角は、垂直に近づいて移
動するということが分かった。図６Ｂに示された水平視野角を変えたときの輝度
変化模様は、正面輝度が増加したことを除くと、図５Ｂに示された輝度変化模様
と殆ど同一である。
【００４０】 ＡＤＦ２４の異方性比率（Ω/ω）は、視野角を変えたときの輝度に大きく影
響を与える。例えば、異方性比率の小さいＡＤＦを使用すると、水平方向に多量
の光が不必要に拡散して、集光フィルム設備におけるバックライトシステムの全
般的な輝度が減少する。
響を与える。例えば、異方性比率の小さいＡＤＦを使用すると、水平方向に多量
の光が不必要に拡散して、集光フィルム設備におけるバックライトシステムの全
般的な輝度が減少する。
【００４１】
【実施例３】 集光フィルムから出てくる光の軌跡 集光フィルム２５から出てくる光の軌跡は、図１Ａの（ｃ）位置で観測された
。実施例２で用いられたバックライトシステムの全ての構成要素を有し、集光フ
ィルムは、α=４５゜でβ=４５゜であるものを使用した。その結果は、各々垂直
及び水平視野角を変えたときの輝度変化を示す図７Ａ及び７Ｂのグラフに示され
ている。このグラフから、垂直方向に最大輝度を見せる角は、殆ど垂線方向に移
動することが分かる。
。実施例２で用いられたバックライトシステムの全ての構成要素を有し、集光フ
ィルムは、α=４５゜でβ=４５゜であるものを使用した。その結果は、各々垂直
及び水平視野角を変えたときの輝度変化を示す図７Ａ及び７Ｂのグラフに示され
ている。このグラフから、垂直方向に最大輝度を見せる角は、殆ど垂線方向に移
動することが分かる。
【００４２】 ＡＤＦとして、Ω=６０゜でω=１゜（Ω/ω=６０）であるものを使用すると、
その結果は、垂直視野角を変えたときの輝度変化を示す図７Ｃに示されたグラフ
通りである。図７Ｃに示されたグラフから、垂直方向に最大輝度値を見せる角は
、図７Ａに示されたグラフのように、殆ど垂線方向に移動することが分かる。
その結果は、垂直視野角を変えたときの輝度変化を示す図７Ｃに示されたグラフ
通りである。図７Ｃに示されたグラフから、垂直方向に最大輝度値を見せる角は
、図７Ａに示されたグラフのように、殆ど垂線方向に移動することが分かる。
【００４３】
【実施例４】 塗光板のパターン加工法の影響 既に言及したように、実施例１〜３で用いられた塗光板の下面は、サンド-ブ
ラスティング方法によって製作された。しかし、この実施例では、塗光板の下面
をエッチング方法を用いて所定のパターンを有するように加工した。このパター
ンは、それぞれの直径が１２０μｍであり、高さが３０μｍである多数の微細な
凸レンズからなっていた。塗光板２２の上面に形成された水晶体層２９を含むバ
ックライトシステムの他の構成要素は、実施例３で用いられたものと同一であっ
た。
ラスティング方法によって製作された。しかし、この実施例では、塗光板の下面
をエッチング方法を用いて所定のパターンを有するように加工した。このパター
ンは、それぞれの直径が１２０μｍであり、高さが３０μｍである多数の微細な
凸レンズからなっていた。塗光板２２の上面に形成された水晶体層２９を含むバ
ックライトシステムの他の構成要素は、実施例３で用いられたものと同一であっ
た。
【００４４】 集光フィルム２５から出てくる光の軌跡は、実施例３と同様に、図１Ａの（ｃ
）位置で観測された。その結果は、各々垂直及び水平視野角を変えたときの輝度
変化を示す図８Ａ及び８Ｂに示される。図８Ａ及び８Ｂに示された視野角を変え
たときの輝度変化を、図７Ａ及び７Ｂと比較すると、各々殆ど同一であることが
分かる。したがって、本発明の範囲は、塗光板２２下面の特定のパターン加工方
法に限定されるものではない。
）位置で観測された。その結果は、各々垂直及び水平視野角を変えたときの輝度
変化を示す図８Ａ及び８Ｂに示される。図８Ａ及び８Ｂに示された視野角を変え
たときの輝度変化を、図７Ａ及び７Ｂと比較すると、各々殆ど同一であることが
分かる。したがって、本発明の範囲は、塗光板２２下面の特定のパターン加工方
法に限定されるものではない。
【００４５】
【実施例５】 本発明によるバックライトシステムと従来技術によるバックライ
トシステムの間の光学的特性の比較。 本発明によるバックライトシステムの光学的特性を、従来の技術によるバック
ライトシステムの光学的特性と比較するために、次のような実験を行った。 図１０に示されたような従来の技術によるバックライトシステムでは、Ｔｓｕ
ｊ−ｉｄｅｎ（株）のＲＦ-１８８を、光反射フィルム４として使用した。塗光
板３は、エッチング方法で調製し、塗光板３の上面は平らで、塗光板の下面は多
数の微細な凸レンズを備えたパターンを有するようにした。それぞれの凸レンズ
は、直径が１００μｍで、高さが３０μｍであった。
トシステムの間の光学的特性の比較。 本発明によるバックライトシステムの光学的特性を、従来の技術によるバック
ライトシステムの光学的特性と比較するために、次のような実験を行った。 図１０に示されたような従来の技術によるバックライトシステムでは、Ｔｓｕ
ｊ−ｉｄｅｎ（株）のＲＦ-１８８を、光反射フィルム４として使用した。塗光
板３は、エッチング方法で調製し、塗光板３の上面は平らで、塗光板の下面は多
数の微細な凸レンズを備えたパターンを有するようにした。それぞれの凸レンズ
は、直径が１００μｍで、高さが３０μｍであった。
【００４６】 拡散フィルム５としては、等方性光拡散フィルムであるＫｅｉｗａ社のＢＳ-
０１を使用した。光拡散フィルムの上部には、集光フィルム６、７として、Ｍｉ
ｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ社の二つの
ＢＥＦ（登録商標）を、米国特許４，５４２，４９９号に基づいた方法で配置し
た。
０１を使用した。光拡散フィルムの上部には、集光フィルム６、７として、Ｍｉ
ｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ社の二つの
ＢＥＦ（登録商標）を、米国特許４，５４２，４９９号に基づいた方法で配置し
た。
【００４７】 第２集光フィルム７の上部に、吸収型偏光板を位置させた。図９に示すように
、バックライトシステム上の点１、２、３、４及び５の五つの位置で、各々輝度
を測定し、平均輝度値（Ｌave）を得た。その平均輝度値（Ｌave）は、５１０
ｃｄ/ｍ2であった。 一方、図１Ａに示されたバックライトシステムにおいて、光反射フィルム２３
として、銀が蒸着されたフィルムを使用した。塗光板２２の下面は、多数の微細
な凸レンズからなるパターンを有するようにエッチング方法を用いて加工された
。それぞれの凸レンズは、直径が１００μｍで、高さが３０μｍであった。塗光
板２２の上面は、断面が多数の二等辺三角形である線状プリズムを備えた水晶体
層を有するように加工された。それぞれのプリズムの頂角は、９０゜であった。
ＡＤＦ２４としては、Ω=９５゜でω=２５゜（Ω/ω=３．８）であるホログラフ
ィック光拡散フィルムを使用した。ＡＤＦ２４の上部には、α=４５゜でβ=４５
゜である集光フィルム２５を位置させた。集光フィルム２５の上部には、吸収型
偏光板を位置させた。前記の点１、２、３、４及び５で輝度値を測定し、平均輝
度値（Ｌave）を得た。その平均輝度値（Ｌave）は、５２０ ｃｄ/ｍ2であった
。
、バックライトシステム上の点１、２、３、４及び５の五つの位置で、各々輝度
を測定し、平均輝度値（Ｌave）を得た。その平均輝度値（Ｌave）は、５１０
ｃｄ/ｍ2であった。 一方、図１Ａに示されたバックライトシステムにおいて、光反射フィルム２３
として、銀が蒸着されたフィルムを使用した。塗光板２２の下面は、多数の微細
な凸レンズからなるパターンを有するようにエッチング方法を用いて加工された
。それぞれの凸レンズは、直径が１００μｍで、高さが３０μｍであった。塗光
板２２の上面は、断面が多数の二等辺三角形である線状プリズムを備えた水晶体
層を有するように加工された。それぞれのプリズムの頂角は、９０゜であった。
ＡＤＦ２４としては、Ω=９５゜でω=２５゜（Ω/ω=３．８）であるホログラフ
ィック光拡散フィルムを使用した。ＡＤＦ２４の上部には、α=４５゜でβ=４５
゜である集光フィルム２５を位置させた。集光フィルム２５の上部には、吸収型
偏光板を位置させた。前記の点１、２、３、４及び５で輝度値を測定し、平均輝
度値（Ｌave）を得た。その平均輝度値（Ｌave）は、５２０ ｃｄ/ｍ2であった
。
【００４８】 前記のような実験結果から、さらに少ない個数の光学フィルムを使って同一で
あるか、さらに高い輝度値が得られることが分かった。したがって、本発明によ
る技術では、バックライトシステムの製造工程がより単純化でき、価格競争力が
向上したバックライトシステムを得ることができる。
あるか、さらに高い輝度値が得られることが分かった。したがって、本発明によ
る技術では、バックライトシステムの製造工程がより単純化でき、価格競争力が
向上したバックライトシステムを得ることができる。
【００４９】
【実施例６】 反射型偏光板の適用 図１Ｂに示された反射型偏光板３０を適用した場合、輝度上昇の効果を知るた
めに、次のような実験を行った。 実施例５と同様に、従来の技術によるバックライトシステムを準備した。吸収
型偏光板の下部に、λ/４位相差板と共に、ＣＬＣ偏光板をその光透過軸が吸収
型偏光板の光透過軸と一致するように配置した。前記の点１、２、３、４及び５
で輝度値を測定し、平均輝度値（Ｌave）を得た。平均輝度値（Ｌave）は、６６
４ ｃｄ/ｍ2であった。この値を、ＣＬＣ偏光板をまったく使用しない従来の技
術によるバックライトシステムと比較すると、ＣＬＣ偏光板を装着することによ
る輝度上昇率が３０％であることが分かる。
めに、次のような実験を行った。 実施例５と同様に、従来の技術によるバックライトシステムを準備した。吸収
型偏光板の下部に、λ/４位相差板と共に、ＣＬＣ偏光板をその光透過軸が吸収
型偏光板の光透過軸と一致するように配置した。前記の点１、２、３、４及び５
で輝度値を測定し、平均輝度値（Ｌave）を得た。平均輝度値（Ｌave）は、６６
４ ｃｄ/ｍ2であった。この値を、ＣＬＣ偏光板をまったく使用しない従来の技
術によるバックライトシステムと比較すると、ＣＬＣ偏光板を装着することによ
る輝度上昇率が３０％であることが分かる。
【００５０】 一方、実施例５と同様に、本発明によるバックライトシステムを準備した。吸
収型偏光板の下部に、８/４位相差板と共にＣＬＣ偏光板を、その光透過軸が吸
収型偏光板の光透過軸と一致するように配置した。前記の点１、２、３、４及び
５で輝度値を測定し、平均輝度値（Ｌave）を得た。平均輝度値（Ｌave）は、７
２６ ｃｄ/ｍ2であった。この値をＣＬＣ偏光板をまったく使用しない本発明に
よるバックライトシステムと比較すると、ＣＬＣ偏光板を装着することによる輝
度上昇率が４０％であることが分かる。
収型偏光板の下部に、８/４位相差板と共にＣＬＣ偏光板を、その光透過軸が吸
収型偏光板の光透過軸と一致するように配置した。前記の点１、２、３、４及び
５で輝度値を測定し、平均輝度値（Ｌave）を得た。平均輝度値（Ｌave）は、７
２６ ｃｄ/ｍ2であった。この値をＣＬＣ偏光板をまったく使用しない本発明に
よるバックライトシステムと比較すると、ＣＬＣ偏光板を装着することによる輝
度上昇率が４０％であることが分かる。
【００５１】 このような実験結果は、ＣＬＣ偏光板を適用すると、本発明によるバックライ
トシステムは、従来の技術によるバックライトシステムと比較して、表示装置に
おいてより高い輝度特性を実現することができることがわかる。 本発明を好ましい実施例を参照して詳細に説明したが、このような技術は、当
該分野における技術者であれば、請求項に記載した本発明の技術的思想と範囲か
ら逸脱せず多様に修正及び変更できるものである。
トシステムは、従来の技術によるバックライトシステムと比較して、表示装置に
おいてより高い輝度特性を実現することができることがわかる。 本発明を好ましい実施例を参照して詳細に説明したが、このような技術は、当
該分野における技術者であれば、請求項に記載した本発明の技術的思想と範囲か
ら逸脱せず多様に修正及び変更できるものである。
【００５２】
上述したように、本発明によるバックライトシステムでは、より少ない個数の
光学フィルムを使用して価格競争力を向上させることができ、結果的に生産工程
を単純化して生産性を向上できる。 また、反射型偏光板を装着したバックライトシステムでは、表示装置分野にお
いて、さらに高い輝度特性を実現することができる。また、バックライトシステ
ムは、広告手段または照明装置に用いることもできる。
光学フィルムを使用して価格競争力を向上させることができ、結果的に生産工程
を単純化して生産性を向上できる。 また、反射型偏光板を装着したバックライトシステムでは、表示装置分野にお
いて、さらに高い輝度特性を実現することができる。また、バックライトシステ
ムは、広告手段または照明装置に用いることもできる。
【図１Ａ】 図１Ａは、本発明の好ましい一実施例によるバックライトシステムを適用した
液晶表示装置の分解斜視図である。
液晶表示装置の分解斜視図である。
【図１Ｂ】 図１Ｂは、本発明の好ましい他の実施例によるバックライトシステムを適用し
た液晶表示装置の分解斜視図である。
た液晶表示装置の分解斜視図である。
【図２Ａ】 図２Ａは、塗光板のｙｚ-面の断面図である。
【図２Ｂ】 図２Ｂは、塗光板の下面に形成された所定のパターンを示した図面である。
【図３Ａ】 図３Ａは、光拡散フィルムの光学特性を測定する方法を示した図面である。
【図３Ｂ】 図３Ｂは、図３Ａに示されたスクリーンの斜視図である。
【図４Ａ】 図４Ａは集光フィルムのｘｚ-面の断面図である。
【図４Ｂ】 図４Ｂは、集光フィルムに形成された三角形プリズムのｘｚ-面の断面図であ
る。
る。
【図５Ａ】 図５Ａは、図１Ａの（ａ）位置で測定した垂直視野角の変化による輝度の変化
を示したグラフである。
を示したグラフである。
【図５Ｂ】 図５Ｂは、図１Ａの（ａ）位置で測定した水平視野角の変化による輝度の変化
を示したグラフである。
を示したグラフである。
【図６Ａ】 図６Ａは、図１Ａの（ｂ）位置で測定した垂直視野角の変化による輝度の変化
を示したグラフである。
を示したグラフである。
【図６Ｂ】 図６Ｂは、図１Ａの（ｂ）位置で測定した水平視野角の変化による輝度の変化
を示したグラフである。
を示したグラフである。
【図７Ａ】 図７Ａは、図１Ａの（ｃ）位置で測定した垂直視野角の変化による輝度の変化
を示したグラフである。
を示したグラフである。
【図７Ｂ】 図７Ｂは、図１Ａの（ｃ）位置で測定した水平視野角の変化による輝度の変化
を示したグラフである。
を示したグラフである。
【図７Ｃ】 図７Ｃは、図１Ａの（ｃ）位置で測定した垂直視野角の変化による他の輝度の
変化を示したグラフである。
変化を示したグラフである。
【図８Ａ】 図８Ａは、図１Ａの（ｃ）位置で測定した垂直視野角の変化による他の輝度の
変化を示したグラフである。
変化を示したグラフである。
【図８Ｂ】 図８Ｂは、図１Ａの（ｃ）位置で測定した水平視野角の変化による他の輝度の
変化を示したグラフである。
変化を示したグラフである。
【図９】 図９は、輝度測定位置を示した図１Ａ、１Ｂ及び１０に示されたバックライト
システムの上面図である。
システムの上面図である。
【図１０】 図１０は、従来の技術によるバックライトシステムを適用した液晶表示装置の
分解斜視図である。
分解斜視図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１２年１２月２２日（２０００．１２．２２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】 集光フィルムの表面に含まれた水晶体層の縦方向は、光源の配置方向と-２０
゜乃至+２０゜の角度関係にある。特に、水晶体層の縦方向が、光源の配置方向
と平行であるのが好ましい。集光フィルムの一面に含まれた水晶体層のそれぞれ
のプリズムの頂点は、隣接するプリズムの頂点と７０μｍまたはそれ以下の距離
にある。光源から遠いプリズムの第１傾斜面と集光フィルムの平らな面とがなす
角αは、４０゜乃至６０゜範囲にあり、反面、光源から近いプリズムの第２傾斜
面と集光フィルムの平らな面とがなす角βは、４０゜乃至９０゜範囲にある。
゜乃至+２０゜の角度関係にある。特に、水晶体層の縦方向が、光源の配置方向
と平行であるのが好ましい。集光フィルムの一面に含まれた水晶体層のそれぞれ
のプリズムの頂点は、隣接するプリズムの頂点と７０μｍまたはそれ以下の距離
にある。光源から遠いプリズムの第１傾斜面と集光フィルムの平らな面とがなす
角αは、４０゜乃至６０゜範囲にあり、反面、光源から近いプリズムの第２傾斜
面と集光フィルムの平らな面とがなす角βは、４０゜乃至９０゜範囲にある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】 一方、実施例５と同様に、本発明によるバックライトシステムを準備した。吸
収型偏光板の下部に、λ/４位相差板と共にＣＬＣ偏光板を、その光透過軸が吸
収型偏光板の光透過軸と一致するように配置した。前記の点１、２、３、４及び
５で輝度値を測定し、平均輝度値（Ｌave）を得た。平均輝度値（Ｌave）は、７
２６ ｃｄ/ｍ2であった。この値をＣＬＣ偏光板をまったく使用しない本発明に
よるバックライトシステムと比較すると、ＣＬＣ偏光板を装着することによる輝
度上昇率が４０％であることが分かる。
収型偏光板の下部に、λ/４位相差板と共にＣＬＣ偏光板を、その光透過軸が吸
収型偏光板の光透過軸と一致するように配置した。前記の点１、２、３、４及び
５で輝度値を測定し、平均輝度値（Ｌave）を得た。平均輝度値（Ｌave）は、７
２６ ｃｄ/ｍ2であった。この値をＣＬＣ偏光板をまったく使用しない本発明に
よるバックライトシステムと比較すると、ＣＬＣ偏光板を装着することによる輝
度上昇率が４０％であることが分かる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 5/32 Ｇ０２Ｂ 5/32 Ｇ０２Ｆ 1/1335 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５１０ ５１０ ５２０ ５２０ 1/13357 1/13357 Ｇ０９Ｆ 9/00 ３３６ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３３６Ｃ ３３６Ｊ 9/35 9/35 // Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｆ２１Ｙ 103:00 (31)優先権主張番号 １９９９／２６９３４ (32)優先日 平成11年７月５日(1999．7．5) (33)優先権主張国 韓国（ＫＲ） (31)優先権主張番号 １９９９／２８２３８ (32)優先日 平成11年７月13日(1999．7．13) (33)優先権主張国 韓国（ＫＲ） (81)指定国 ＥＰ(ＤＥ，ＦＲ，ＧＢ，ＮＬ)， ＪＰ，ＫＲ，ＵＳ (72)発明者 リー ホーン−セオン 大韓民国 チュングブク−ドー 361−300 チェオングジュ−シティ ヘウングデオ ク−ク ボングミョング−ドング 1604 (72)発明者 リー イェオン−ケウン 大韓民国 ソウル 137−074 セオチョ− ク セオチョ−ドング サムポング エー ピーティー．19−1202 (72)発明者 ユー ジェオング−ス 大韓民国 ダエジョン 305−345 ユスン グ−ク シンスング−ドング ハヌル エ ーピーティー．107−1501 Ｆターム(参考） 2H042 BA04 BA09 BA12 BA14 BA20 2H049 BA05 BA43 BB63 BC22 CA05 CA09 CA16 CA22 2H091 FA08Z FA14Z FA19Z FA21Z FA23Z FA28Z FA31Z FA41Z FD06 FD07 LA13 LA18 LA30 5C094 AA10 AA44 AA45 BA43 EB02 ED13 5G435 AA03 AA17 BB12 BB15 EE23 EE27 FF06 GG03 GG06 HH04
Claims (24)
- 【請求項１】 透明な絶縁物質で作られた塗光板と、 少なくとも一つのランプ及び光反射ランプハウジングを含み、前記塗光板の側
面に配置された少なくとも一つの光源と、 前記塗光板の下部に配置された光反射フィルムと、 透明な絶縁物質で作られ、前記塗光板の上部に配置され、方向によって異なる
光拡散性質を有する異方性光拡散フィルムと、 透明な絶縁物質で作られ、上面と平らな下面を有し、前記平らな下面は前記異
方性光拡散フィルムに対面し、前記上面は所定の方向に延長されたレンチキュー
ラ層を含み、前記水晶体層はそれぞれの断面が三角形形状である線状プリズムを
多数個有し、それぞれのプリズムは頂点と前記頂点から傾斜した第１面と第２面
とを有し、前記第２傾斜面が前記第１傾斜面より前記光源にさらに近い集光フィ
ルムとを含むバックライトシステム。 - 【請求項２】 前記集光フィルムの上部に配置された反射型偏光板をさらに
含む請求項１に記載のバックライトシステム。 - 【請求項３】 前記塗光板は、所定の方向に延長された水晶体層を含む上面
と、所定のパターンを含む下面とを有する請求項１に記載のバックライトシステ
ム。 - 【請求項４】 前記塗光板の上面に含まれた水晶体層は、断面が三角形形状
である線状プリズムを多数個有する請求項３に記載のバックライトシステム。 - 【請求項５】 前記塗光板の上面に含まれた水晶体層は、断面が二等辺三角
形形状である線状プリズムを多数個有する請求項３に記載のバックライトシステ
ム。 - 【請求項６】 前記それぞれのプリズムは、頂点と頂角（ξ）を有し、前記
プリズムの頂角（ξ）は７０゜乃至１１０゜である請求項５に記載のバックライ
トシステム。 - 【請求項７】 前記水晶体層の縦方向は、前記光源の配置方向に対して７０
゜乃至１１０゜の角度関係を有する請求項３に記載のバックライトシステム。 - 【請求項８】 前記それぞれのプリズムは頂点を有し、前記それぞれのプリ
ズムの頂点は隣接するプリズムの頂点から１００μｍ以下の距離に位置する請求
項４に記載のバックライトシステム。 - 【請求項９】 前記レンチキューラ層を有する塗光板の上面は、前記異方性
光拡散フィルムに対面し、前記パターンを有する塗光板の下面は、前記光反射フ
ィルムに対面する請求項３に記載のバックライトシステム。 - 【請求項１０】 前記異方性光拡散フィルムは長軸と短軸を有し、前記異方
性光拡散フィルムの長軸は前記光源の配置方向に対して７０゜乃至１１０゜の角
度関係を有し、前記異方性光拡散フィルムの短軸は、前記光源の配置方向に対し
て-２０゜乃至+２０゜の角度関係を有する請求項１に記載のバックライトシステ
ム。 - 【請求項１１】 前記異方性光拡散フィルムは、少なくとも２つの異方性比
率を有する請求項１に記載のバックライトシステム。 - 【請求項１２】 前記異方性光拡散フィルムの角Ωは、少なくとも３０゜で
ある請求項１に記載のバックライトシステム。 - 【請求項１３】 前記異方性光拡散フィルムは、ホログラフィによって製作
されたホログラフィック光拡散フィルムである請求項１に記載のバックライトシ
ステム。 - 【請求項１４】 前記集光フィルムの上面に含まれたレンチキューラ層の縦
方向は、前記光源の配置方向に対して-２０゜乃至+２０゜の角度関係を有する請
求項１に記載のバックライトシステム。 - 【請求項１５】 前記集光フィルムの上面に含まれたレンチキューラ層のそ
れぞれのプリズムの頂点は、隣接するプリズムの頂点から７０μｍ以下の距離に
位置する請求項１に記載のバックライトシステム。 - 【請求項１６】 前記集光フィルムの上面に含まれたレンチキューラ層のそ
れぞれのプリズムの第１傾斜面と前記集光フィルムの平らな下面との間の角αは
、４０゜乃至６０゜の範囲にあり、前記集光フィルムの上面に含まれたレンチキ
ューラ層のそれぞれのプリズムの第２傾斜面と前記集光フィルムの平らな下面と
の間の角βは、４０゜乃至９０゜の範囲にある請求項１に記載のバックライトシ
ステム。 - 【請求項１７】 透明な絶縁物質で作られた塗光板と、 少なくとも一つのランプ及び光反射ランプハウジングを含み、前記塗光板の側
面に配置された少なくとも一つの光源と、 前記塗光板の下部に配置された光反射フィルムと、 透明な絶縁物質で作られ、前記塗光板の上部に配置され、方向によって異なる
光拡散性質を有する異方性光拡散フィルムと、 透明な絶縁物質で作られ、上面と平らな下面を有し、前記平らな下面は前記異
方性光拡散フィルムに対面し、前記上面は所定の方向に延長されたレンチキュー
ラ層を含み、前記水晶体層はそれぞれの断面が三角形形状である線状プリズムを
多数個有し、それぞれのプリズムは頂点と前記頂点から傾斜した第１面と第２面
とを有し、前記第１傾斜面が前記第２傾斜面より前記光源からさらに遠い集光フ
ィルムと、 を含み、 前記塗光板の上面は所定の方向に延長されたレンチキューラ層を含み、前記塗
光板の下面は所定のパターンを含み、前記レンチキューラ層の縦方向は前記光源
の配置方向に垂直であり、 前記異方性光拡散フィルムは長軸と短軸とを有し、前記異方性光拡散フィルム
の長軸は前記光源の配置方向に垂直であり、前記異方性光拡散フィルムの短軸は
前記光源の配置方向に平行であり、 前記集光フィルムの上面に含まれたレンチキューラ層の縦方向は前記光源の配
置方向に平行であるバックライトシステム。 - 【請求項１８】 前記集光フィルムの上部に配列された反射型偏光板をさら
に含む請求項１７に記載のバックライトシステム。 - 【請求項１９】 少なくとも一つのランプ及び光反射ランプハウジングを含
む少なくとも一つの光源と、 第１面に形成された所定のパターンと第２面に形成されたプリズムに基づいた
レンチキューラ層を備えた塗光板と、 光反射フィルムと、 長軸と短軸とを有する異方性光拡散フィルムと、 平らな面とプリズムに基づいたレンチキューラ層が形成された面を備えた集光
フィルムとを有するバックライトシステムを製造する方法において、 塗光板の側面に光源を配列する工程と、 前記塗光板のレンチキューラ層の縦方向が前記光源の配置方向に垂直であるよ
うに、前記光反射フィルムの上部に前記塗光板を配置する工程と、 前記異方性光拡散フィルムの長軸が前記光源の配置方向に垂直であり、前記異方
性光拡散フィルムの短軸が前記光源の配置方向に平行であり、前記塗光板の上部
に前記異方性光拡散フィルムを配列する工程と、 前記集光フィルムの平らな面が前記異方性光拡散フィルムに対面し、前記集光
フィルムのレンチキューラ層の縦方向が前記光源の配置方向に平行であり、前記
異方性光拡散フィルムの上部に前記集光フィルムを配列する工程と、 を含むバックライトシステム製造方法。 - 【請求項２０】 前記集光フィルムの上部に反射型偏光板を配列する工程を
さらに含む請求項１９に記載のバックライトシステム製造方法。 - 【請求項２１】 透明な絶縁物質で作られた塗光板と、 少なくとも一つのランプ及び光反射ランプハウジングを含み、前記塗光板の側
面に配置された少なくとも一つの光源と、 前記塗光板の下部に配置された光反射フィルムと、 透明な絶縁物質で作られ、前記塗光板の上部に配置され、方向によって異なる
光拡散性質を有する異方性光拡散フィルムと、 透明な絶縁物質で作られ、上面と平らな下面とを有し、前記平らな下面は前記
異方性光拡散フィルムに対面し、前記上面は所定の方向に延長されたレンチキュ
ーラ層を含み、前記水晶体層はそれぞれの断面が三角形形状である線状プリズム
を多数個有し、それぞれのプリズムは頂点と前記頂点から傾斜した第１面と第２
面とを有し、前記第１傾斜面が前記第２傾斜面より前記光源からさらに遠い集光
フィルムとを含むバックライトシステムを有する液晶表示装置。 - 【請求項２２】 前記バックライトシステムは、前記集光フィルムの上部に
配置された反射型偏光板をさらに含む請求項２１に記載の液晶表示装置。 - 【請求項２３】 透明な絶縁物質で作られた塗光板と、 少なくとも一つのランプ及び光反射ランプハウジングを含み、前記塗光板の側
面に配置された少なくとも一つの光源と、 前記塗光板の下部に配置された光反射フィルムと、 透明な絶縁物質で作られ、前記塗光板の上部に配置され、方向によって異なる
光拡散性質を有する異方性光拡散フィルムと、 透明な絶縁物質で作られ、上面と平らな下面を有し、前記平らな下面は前記異
方性光拡散フィルムに対面し、前記上面は所定の方向に延長されたレンチキュー
ラ層を含み、前記水晶体層はそれぞれの断面が三角形形状である線状プリズムを
多数個有し、それぞれのプリズムは頂点と前記頂点から傾斜した第１面と第２面
とを有し、前記第１傾斜面が前記第２傾斜面より前記光源からさらに遠い集光フ
ィルムと、 を含み、 前記塗光板の上面は所定の方向に延長されたレンチキューラ層を含み、前記塗
光板の下面は所定のパターンを含み、前記レンチキューラ層の縦方向は前記光源
の配置方向に垂直であり、 前記異方性光拡散フィルムは長軸と短軸とを有し、前記異方性光拡散フィルム
の長軸は前記光源の配置方向に垂直であり、前記異方性光拡散フィルムの短軸は
前記光源の配置方向に平行であり、 前記集光フィルムの上面に含まれたレンチキューラ層の縦方向は前記光源の配
置方向に平行であるバックライトシステムを有する液晶表示装置。 - 【請求項２４】 前記バックライトシステムは、前記集光フィルムの上部に
配置された反射型偏光板をさらに含む請求項２３に記載の液晶表示装置。
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