JP2003215351A - 導光板、これを利用した薄型液晶表示装置及びこれを利用したシートレス液晶表示装置 - Google Patents
導光板、これを利用した薄型液晶表示装置及びこれを利用したシートレス液晶表示装置Info
- Publication number
- JP2003215351A JP2003215351A JP2002316945A JP2002316945A JP2003215351A JP 2003215351 A JP2003215351 A JP 2003215351A JP 2002316945 A JP2002316945 A JP 2002316945A JP 2002316945 A JP2002316945 A JP 2002316945A JP 2003215351 A JP2003215351 A JP 2003215351A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- viewing angle
- guide plate
- light guide
- liquid crystal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
- G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
- G02B6/0036—2-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
- G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
- G02B6/0053—Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
びこれを利用したシートレス液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 導光板220の上面に三つ以上の側壁を
有し、指定された深さを有する多角凹所又は三つ以上の
側面を有し、指定された高さに突出された多角錐を形成
して導光板220から射出された光が正面視野角で最大
輝度を有するようにする。このように、導光板220で
正面視野角が確保されるようにすることにより、導光板
220の上面に形成された拡散シート及びプリズムシー
トを使用せず、又は最少の個数のみ使用しても所望の性
能を得ることができるようになる。これにより、液晶表
示装置をなす部品数の節減、組立工程による組立工程数
減少、高価のシートを使用しないことによる製造費用節
減など多様な効果を得ることができる。
Description
した液晶表示装置及びこれを利用したシートレス液晶表
示装置(後に説明するように従来用いているいくつかの
シートを使わないもの)に関するものであり、より詳細
には、最少の光学シートだけで高品質ディスプレーをな
すように正面視野角を改善する導光板、これを利用した
薄型液晶表示装置及びさらに光学シートを使用しないシ
ートレス液晶表示装置に関するものである。
スクリーンサイズを有するCRT方式ディスプレー装置
に比べて相対的に厚さが薄く、軽いという長所を有する
表示装置うちの一つである。
晶”により具現される。具体的に、液晶表示装置に使用
される液晶は短軸に比べて長軸が長い棒形状を有する。
このような形状を有する液晶に電界が加えられると、液
晶は電界の方向と平行になる特性を有する。このよう
に、液晶の方向が電界により再配列されるにつれて液晶
の光透過度が変更される。
の開発及び非常に微細な面積単位で電界を形成すること
ができる技術開発などが有機的に結合され液晶表示装置
による情報のディスプレーが可能になった。
レーが可能であるようにするためには、光が十分に考慮
されなければならない。これは液晶は自ら光を発生せず
に、ただ外部から生成された後に供給された光の透過度
を調節する役割を有する“受光素子”であるためであ
る。
表示装置のディスプレー特性が変更される。即ち、輝度
が相当に均一な光が液晶表示装置に供給される場合、デ
ィスプレー特性は相当に良好になる。一方、輝度が均一
でない光が液晶表示装置に供給される場合、ディスプレ
ー特性は相当に不良になる。このような理由で、液晶表
示装置では輝度が相当に均一な光が使用されなければな
らない。
な光(以下、“面光源”と称する)を具現するには相当
に困難である。このような理由で、液晶表示装置では図
1に示したように具現が容易であり、寿命が長く、白色
光を発生させるなど多様な長所を有する線光源分布を有
するランプ10又は点光源分布を有するLEDなどが主
に使用される。
易であるが、光源との距離により輝度偏差が相当に大き
いという短所を有する。即ち、これはランプ10のみで
は均一な輝度を有する光を形成することが困難であるこ
とを意味する。このような理由で、液晶表示装置でも図
1に示したように“導光板20”と称される光分布変更
装置が使用される。
生され入射された線光源分布を有する光又は点光源分布
を有する光の印加を受けて、面光源分布に変更する役割
を有する。
分布に変更された後、射出された光は屈折法則により導
光板20の光射出面の垂直方向、即ち、導光板20の表
面を基準にして図1に示したように、垂直に対して75
°〜83°の角度に大きく傾いた状態に射出される。こ
のような現象は導光板20の屈折率が一例として1.4
9であり、空気の屈折率は1であるために発生する。
光板20の表面に垂直である方向に対して大きく傾いた
状態に射出されるために、正面視野角での輝度が大きく
低下される。即ち、正面視野角ではディスプレーされる
映像の輝度が相当に低いことを意味する。これは結局、
ディスプレーを正常に実施できないことを意味する。
たように導光板20の上面に順に拡散シート30、第1
プリズムシート43、第2プリズムシート46により構
成されたプリズムシート40などが共に使用される。こ
こで、拡散シート30、第1プリズムシート43、第2
プリズムシート46は全て導光板20の正面に対して7
5°〜83°傾いた光を導光板20の正面方向へ変更さ
せる。符号15は反射板、50は保護シートであり、符
号60は液晶を制御してディスプレーを実施する液晶表
示パネルである。
に説明する。図2のグラフで、X軸の0°は正面視野角
と称され、X軸方向で値が大きくなるほど正面視野角が
低下されることを示す。
を射出した光の視野角別輝度である。符号bで示したグ
ラフは導光板20を経て拡散シート30まで通過した光
の視野角別輝度である。最後に、符号cで示したグラフ
は導光板20、拡散シート30及び第1、第2プリズム
シート43、46を通過した光の視野角別輝度である。
0を通過した光の場合、正面視野角での輝度は大きく低
下され、視野角が70°〜80°である部分での輝度が
最も高かった。
視野角での輝度が低下した光は拡散シート30を通過す
る際、グラフbに示したようにいずれか一側に傾いた輝
度分布が全体的に均一に変更される。続いて、第1、第
2プリズムシート43、46を通過した光はグラフcに
示したように正面視野角の輝度が最も高く示される。
2プリズムシート43、46を通過する際、方向が補正
された光は図1に示したように液晶表示パネルアセンブ
リ60により所望である映像のディスプレーを実施する
ことになる。
陥を克服するために使用せざるを得ない拡散シート3
0、第1プリズムシート43及び第2プリズムシート4
6は第一に、液晶表示装置の厚さ及び重さを増加させる
原因として作用する。
ト43及び第2プリズムシート46は第二に、液晶表示
装置の部品数を大きく増加させ、組立工程数などを大き
く増加させる問題点を有する。
ト43及び第2プリズムシート46は第三に、全て精密
な製作工程及び加工工程を経て製作されるものであり製
作が困難であり、製作費用が相当に高いという短所を有
する。
正面視野角が向上された導光板を提供することにある。
れた導光板により最少の光学シートを使用した薄型液晶
表示装置を提供することにある。
れた導光板により光学シートがない光学シートレス液晶
表示装置を提供することにある。
するための視野角が改善された導光板は、液晶表示パネ
ルの下部に位置し、前記液晶表示パネルに面光源形態の
光学分布を有する光が供給されるようにする導光板にお
いて、複数個の側面と、該側面のうちのいずれか一つか
ら入力された前記光が反射されるように光反射手段を有
する光反射面と、前記光反射面と向き合い、前記光反射
手段により反射された光が射出される光射出面とを含
み、該光射出面には、該光射出面から前記光が射出され
る際に前記液晶表示パネルに対して正面視野角を向上さ
せるための視野角補正手段が一つ以上形成される。
晶表示装置は、液晶を制御して画像がディスプレーされ
るようにする液晶表示パネルアセンブリと、光を供給す
るランプアセンブリと、複数個の側面、該側面のうちの
いずれか一つから入力された前記光が反射されるように
光反射パターンが備えられた光反射面、及び前記光反射
面と向き合い、前記光反射パターンにより反射された光
が射出される光射出面を含む導光板と、を含み、前記光
射出面には該光射出面から前記光が射出される際に、前
記液晶表示パネルに対して正面視野角を向上させるため
の視野角補正手段が一つ以上形成されている。
シートレス液晶表示装置は、液晶を制御して画像がディ
スプレーされるようにする液晶表示パネルアセンブリ
と、光を供給するランプアセンブリと、導光板と、を含
み、該導光板は、複数個の側面、該側面のうちのいずれ
か一つから入力された前記光が反射されるように光反射
パターンが備えられた光反射面と、該光反射面と向き合
い、前記光反射パターンにより反射された光が射出され
る光射出面を含み、該光射出面には該光射出面から前記
光が射出される際に、前記液晶表示パネルに対して正面
視野角を向上させるための視野角補正手段が一つ以上形
成されている。また液晶表示装置は、前記導光板と前記
液晶表示パネルアセンブリの間に位置する一枚のプリズ
ムシートを含む。
ましい実施形態をより詳細に説明する。
装置400を概念的に示している。
晶を微小面積単位に精密に制御して画像をディスプレー
するようにする液晶表示パネルアセンブリ300、液晶
表示パネルアセンブリ300に相当に均一な輝度の光を
供給するバックライトアセンブリ200により構成され
る。
200は図4に示したように、ランプ210及び導光板
220により構成される。この時、ランプ210は望ま
しい一実施形態として線光源分布を発生させる冷陰極線
管方式ランプが使用される。このようなランプ210に
はランプリフレクタ(図示せず)が組み合わされること
ができる。ここで、ランプリフレクタはランプ210で
放射状に放出された光が導光板220側に集まって射出
されるようにする役割を有する。
面と液晶表示パネルアセンブリ300の間に光学シー
ト、例えば、拡散シート及び一枚以上のプリズムシート
が設けられないというものである。
シートのような光学シートを使用しない液晶表示装置を
“シートレス液晶表示装置(sheetless LC
D)”と称し、符号400を付与する。
するためには、従来図1に示したような導光板の問題点
を解決しなければならない。
トレス液晶表示装置400を具現するために、図5に示
したように視野角補正部221が形成された導光板22
0が使用される。
補正部221の形成位置をより具体的に説明する。
形態の導光本体222及び視野角補正部221により構
成される。
レート形状を有する。これにより、導光本体222は一
実施形態で四つの側面222a、222b、222c、
222d、四つの側面222a、222b、222c、
222dにより取囲まれ、相互に向き合う関係を有する
光反射面222e及び光射出面222fにより構成され
る。
22a、222b、222c、222dのうちの、この
実施形態で符号222bで示した側面には線光源光学分
布を発生させるランプ210が設けられる。この時、一
実施形態としてランプ210は冷陰極線管方式ランプで
ある。
四つの側面222a、222b、222c、222dを
通じて導光本体222の内部に入射された光は光学分布
が変更された後、導光本体222外部に射出される。こ
こで、導光本体222のうちの光が外部に射出される
所、即ち、液晶表示パネルアセンブリ300と向き合う
面は光射出面と称される。本発明で光射出面は符号22
2fで示している。
る光反射面222eには、光を散乱させ光が導光本体2
22から外部に射出されるようにする役割を有する反射
ドット223(図4参照)が複数個形成される。
マトリックス形態に配列される。反射ドット223の面
積は反射ドットが導光板の光入射面から遠ざかるほど大
きくなる。
22fには少なくとも一つ以上の視野角補正部221が
形成される。この視野角補正部221は光射出面222
fから射出される光が液晶表示パネルアセンブリ300
と実質的に垂直になるように変更する。
は多様な実施形態があるが、本発明では望ましい二つの
実施形態について説明する。
補正部221は導光本体222の光射出面222fに複
数個が形成された視野角補正凹所221aの形態に具現
される。
したように、光射出面222fの表面から指定された深
さ(h)ほど陥没される。ここで、視野角補正凹所22
1aの深さ(h)は一実施形態で0.2mmから0.5
mmである。望ましくは、0.3mmから0.5mmの
深さが使用される。視野角補正凹所221aの深さは
0.5mm以下であることが望ましい。
(h)が深くなるほど連続的に断面積が減少し、深さが
最も深い基底面で最小になる。即ち、視野角補正凹所2
21aは深さと断面積が反比例し、あるいは深さが増す
ほど断面積が減少する条件を満足する限りどんな形状で
あっても可能である。例えば、視野角補正凹所221a
は光射出面222fの表面から深さが深くなるほど断面
積が徐々に減少される形状に凹陥され、基底面で頂点を
なす錐形状を有することができる。
は一実施形態で三つ以上の側壁を有する多角錐形状を有
することができる。望ましく、視野角補正凹所221a
は図7の斜視図又は図8又は図9に示した断面図に示し
たように四つの側面222b、222c、222d、2
22eを有する四角錐形状である。
うに、視野角補正部221は導光本体222の光射出面
222fに複数個が突出されるように形成された視野角
補正突起221gの形態に具現される。
222fの表面から指定された高さ(h1)ほど突出さ
れる。この時、視野角補正突起221gの断面積は高さ
が高くなるほど連続的に減少し、高さが最も高い端部で
最少になる。この時、視野角補正突起221gの高さま
た0.5mm以下になるようにすることが望ましい。視
野角補正突起221gは高さが高くなるほど断面積が反
比例しあるいは高さが増すほど断面積が減少する条件を
満足する限りどんな形状も可能である。
実施形態で三つ以上の側壁を有する多角錐形状である。
また、視野角補正突起221gは望ましい一実施形態
で、図12の斜視図又は図13に示した断面図に示した
ように四つの側壁を有する四角錐形状を有することがで
きる。
視野角補正部221により変換された視野角別輝度分布
をテストした結果により説明する。
4又は図6に示す構成において、ランプ210は直径が
2mmであり、30000cd/m2である。ランプ2
10から光の供給を受ける導光板220はランプ210
に近接するエッジ222bが20x3mmであり、ラン
プ210反対側エッジ222dでは20x2mmであ
る。導光板220の材質はPMMA(ポリメチルメタク
リレート:屈折率1.49)である。導光板220の光
反射面222eには直径が0.5mmである反射ドット
が形成される。この時、導光板220での視野角測定は
図6に示したように導光板220の垂直方向(正面視野
角0°)から導光板220の水平方向(視野角90°)
に至るまで90°範囲内で測定された。
の導光板20及び本発明により視野角補正部が形成され
た導光板220の比較テストのための条件が説明され
る。尚、この表で「LGP」は「Light Guid
e Panel」の略で導光板を表す。また「セル」と
は、図7において波線で囲んだ区画(その一つをSで示
す)で、導光板の光射出面222fを均一に分画したと
きの各々の領域を意味し、一つのセルは一つの視野角補
正凹所を有する単位区画となっている。このセルのサイ
ズが小さい程、光射出面222f上における視野角補正
凹所の数量的な密度が高いことになる。
た。まず、視野角補正部221の特性を正確に理解する
ために、視野角補正部221が形成されない対照例が全
てテストされた。
り一つの視野角補正部221をその領域に含む単位区画
の形状である。即ち、このセルの形状は実験例1から実
験例4までは正四角形であり、実験例5では直四角形で
ある。また実験例1乃至実験例4では視野角補正部の配
置は隣接する三つの頂点が正三角形となる配列を有し
(例えば図12に示されるような配列)、実験例5は隣
接する視野角補正部の頂点が二等辺三角形をなす配列を
有する。
又は図11に示すように、導光板220の表面と凹所壁
からなる角度を意味である。即ち、視野角補正部221
の角度が45°という意味は図10に示したように導光
板220の表面と凹所壁からなる角度が45°というこ
とを意味である。この場合、視野角補正凹所221aの
内角は90°になる。他の実施形態として、図11に示
すように、視野角補正部221の角度が60°という意
味は導光板220の表面と凹所壁からなる角度が60°
ということを意味である。即ち、視野角補正部221の
角度が60°である凹所は視野角補正部221の角度が
45°である凹所より狭い凹所であることを意味であ
る。
が示されている。グラフを参照すると、正面視野角から
垂直に45°傾いた45°視野角に至るまで相当に低い
輝度分布を示した。一方、正常的な正面視野角範囲を外
れた45°視野角以上で輝度が急激に増加される分布を
示した。具体的には、対照例Aでは、垂直から75°傾
いた75°視野角で最も高い輝度を有する。
布が示されている。グラフを参照すると、対照例Bでは
正面視野角から垂直に45°傾いた45°視野角に至る
まで対照例Aに比べて多少高い輝度分布を有する。しか
し、対照例Bでも正面視野角範囲を外れた45°視野角
より垂直に対してさらに大きい傾きを有する視野角で輝
度輝度が急激に増加される分布を示した。具体的には、
対照例Bでも、垂直から75°傾いた75°視野角で最
も高い視野角を有する。
的に輝度分布が高く示されるが、これは導光板220の
光反射面222eに形成された反射ドットの影響による
ものである。
比される実験例1のテスト結果グラフが示されている。
傾いた所までは多少弱い輝度分布を有する。一方、垂直
を基準に15°より大きい傾きを有する視野角領域では
輝度が急激に増加される傾向を示す。ここで、実験例1
で輝度は垂直に対して60°傾いた60°視野角で最大
値を示した。
が正面視野角側に近接するように視野角の方向が改善さ
れたことを意味する。
が示されている。実験例2のテスト結果グラフを参照す
ると、実験例1に比べて正面視野角部分で輝度が多く上
昇されたことが分かる。正面視野角から段々傾いて視野
角が大きくなるにつれ、輝度も共に段々増加され60°
部分で最大輝度を発生することが分かる。
結果をより具体的に説明すると次のとおりである。
された視野角補正部221が図12に示したように視野
角補正突起形態221gを有し、実験例2では導光板2
20の上面に形成された視野角補正部221が図7に示
したように視野角補正凹所221aの形態を有する。
実験例1は対照例Bより優れる特性を有する。しかし、
実験例1の特性が実験例2より優れない理由は、視野角
補正突起221gと空気の境界面での屈折条件により一
部が再び光反射面222e側に屈折される現象ためであ
る。
野角補正部221を視野角補正突起221gより優れる
特性を有する視野角補正凹所221aにより提供する。
されている。テスト結果によると、正面視野角は実験例
2に比べて相当に向上され、最大輝度を示す視野角は垂
直を基準に45°傾いた所において実験例2に比べて相
当大きい値をとり、また最大輝度を示す視野角は垂直を
基準に45°傾いた所にあって実験例2に比べて正面視
野角側に相当近接した。即ち、これはそれだけディスプ
レー特性が改善されたことを意味する。
を示している。この実験例4は実験例3に比べて視野角
補正凹所221aの深さがより浅いことだけが異なって
いる。このような、実験例4は実験例3に比べて輝度が
多少低下されることを除外すると、その他は殆ど同じで
ある。ここで、実験例4で輝度が低下されることは視野
角補正凹所221aの体積が減少されたためである。
が示されている。この実験例5は上述のように視野角補
正部の頂点が正三角形配列ではなく、二等辺三角形配列
を有することを除外しては、実験例4と同一の条件を有
する。
の配列が正三角形である第4実施例に比べて高輝度の部
分が相当に基準から傾いた方向にずれることが確認され
た。
総合すると、第一に、視野角補正部221は導光板22
0の表面に突起形態よりは凹所形態に具現することが正
面視野角で最大輝度が具現されるようにするに相当に有
利である。第二に、視野角補正部221は凹所形態を有
し、側壁と導光板の平面とがなす角を大きくするほど正
面視野角で最大輝度を具現するに有利である。第三に、
視野角補正部221の深さ又は高さが高いほど望まし
く、即ち、視野角補正部221の体積を大きくすること
が望ましい。また、第四に、視野角補正部221の頂点
ができるだけ正三角形の各角に位置するように配置する
ほど正面視野角で最大輝度を具現するに有利である結果
を得ることができる。
例A及び対照例Bに比べて優れるテスト結果を示すこと
は、視野角補正部の設定が最適化されたためである。
面視野角で最大輝度を具現する方法を図22及び以下の
数式を参照して説明する。
角補正凹所221aの内角、Vは視野角補正凹所221
aの側壁の垂直線と視野角補正凹所221aの側壁から
入射する光の入射経路間がなす角度、βは視野角補正凹
所221aの側壁の法線に対する射出角である。 また
導光板220の表面基準入射角をVnと称する。
折率1.49)の表面から垂直である方向、即ち、正面
に向かう方向へ光が射出されるようにすることが最も望
ましい。即ち、図22で90−θp/2−β=0になる
ことができるθpの角度が最も重要である。以下、数式
を通じてθpを求める。
射されない条件は、導光板の屈折率1.49、空気の屈
折率1を考慮した時、屈折の法則によりv≦42.15
°の条件を満足しなければならない。また、Vnが42
°とする場合、θp≧5.85°以上になければならな
い。
下記の式が誘導される。尚、以下の式においては、式2
におけるnaは空気の屈折率であるため1としているの
でnaは以下の式では現れてこない。
θp/2−vn) cos(θp/2)=npcos(θp/2+vn) cos(θp/2)=np(cosθp/2cosvn−s
inθp/2sinvn) 1=np(cosvn−tanθp/2sinvn) tanθp/2=npcosvn−1/npsinvn θp=6.125°
は望ましい一実施形態で約6°である。即ち、これはθ
pが6°である場合、正面視野角で最大輝度を有するこ
とができることを意味する。このように、θpが6°で
ある視野角補正凹所221aが図23に示している。
°である視野角補正凹所221aでの光経路を説明する
と次のとおりである。
°である場合、視野角補正凹所221aの側壁での射出
角は符号v5に示したように、実質的に液晶表示パネル
アセンブリに対して垂直に近い方向に向かう。
が相当に小さいので、視野角補正凹所の法線Bを基準に
42°より大きい角に入射される全ての光(v1)は図
23のv6に示したように全反射が起こる。一方、法線
Bを基準に42°より小さい角に入射される光(v3)
の場合、図23のv4に示したように、射出された角は
法泉B′に対して傾きを有する。即ち、これは42°よ
り角が小さいほど射出された光の視野角が法線B′に対
して段々大きい角度を有することを意味である。
になることは、視野角補正部221がない導光板を射出
した光の大部分が導光板の表面となす角が75°〜83
°の範囲である事実に基づいている。即ち、導光板から
75°〜83°の角度に大部分が射出されるようにする
vnを算出すると、vnが42°程度になるためである。
このような理由で、法線Bを基準に42°傾いた角は正
面視野角を得るための基準角度として使用される。
221の一つの側面とそれに入射する光との関係につい
て説明したが、これらの説明において、当該側面は必ず
しもランプ210に面している必要はない。即ち、エッ
ジ222bと平行であることは、一般的には望ましいが
必ずしも必須ではない。即ち入射光は種々の方向をとり
得、エッジ222bに垂直な方向に限定されるものでは
ないからである。図22,23はあくまで視野角補正部
の一つの側面とそれに入射する光束との関係を説明する
ものである。
視野角補正凹所221aを形成した導光板220を使用
した液晶表示装置は、図4で説明したように、プリズム
シート及び拡散シートを必要としない“シートレス液晶
表示装置400”を具現することができる。
は導光板220に相当に精密な視野角補正凹所221a
を形成すべきものであるという製作上の困難点がある。
凹所221aの内角を6°より多少大きく設定して、例
えば31°から60°程度まで広くして、導光板220
の製作を容易にすると同時に、正面視野角部分での輝度
が大きく向上されるようにする。
増加したために、図24に示したように拡散シート22
8又は一枚のプリズムシート227のうち、いずれか一
つを選択して使用したり、一枚のプリズムシート227
及び拡散シート228を全て使用することができる。符
号226は反射板であり、反射板は導光板220の光反
射面と対向する側に設けられ、導光板220から漏洩さ
れた光が再び導光板220に入射されるようにする。
ムシート227を使用するのに比べて、プリズムシート
227の数を減少させながら、二枚以上のプリズムシー
ト227を使用した時と同等のディスプレー特性を得る
ことができる。
シートの個数が減少された液晶表示装置を以下、“薄型
液晶表示装置500”と称する。この薄型液晶表示装置
500は重さ及び体積面で従来の液晶表示装置に比べて
有利であり、費用競争力面で相当に有利であるという長
所を有する。
したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技
術分野において通常の知識を有するものであれば本発明
の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変
更できるであろう。
正面視野角での輝度を向上させるに必要であるプリズム
シート及び拡散シートなしに、正面視野角での輝度が大
幅向上されるようにする。
ト及び拡散シートを使用せずに、又はただ一つのプリズ
ムシートのみでも正面視野角での輝度を大幅向上させる
ことができるので、体積及び重さの面で相当に有利であ
り、高価のプリズムシートを使用しないことで、液晶表
示装置の生産費用までも減少させることができる。
装置の概念図である。
びプリズムシートを用いたものの視野角別輝度分布を示
したグラフである。
ス液晶表示装置の概念図である。
センブリ部分をより具体的に示した概念図である。
ある。
り具体的に説明するための部分切開斜視図である。
射出面に視野角補正凹所が形成されたことを示す斜視図
である。
断面図である。
断面図である。
である。
である。
出面に視野角補正突起が形成されたことを示す斜視図で
ある。
の対照例Aの視野角別輝度グラフである。
の対照例Bの視野角別輝度グラフである。
の実験例1の視野角別輝度グラフである。
の実験2の視野角別輝度グラフである。
の実験例3の視野角別輝度グラフである。
の実験例4の視野角別輝度グラフである。
の実験例5の視野角別輝度グラフである。
の対照例Aから実験例5までの全結果を示すグラフであ
る。
による光経路を示した概念図である。
野角補正凹所による光経路を示した概念図である。
置の概念図である。
Claims (21)
- 【請求項1】液晶表示パネルの下部に位置し、前記液晶
表示パネルに面光源形態の光学分布を有する光が供給さ
れるようにする導光板において、 複数個の側面と、 前記側面のうちのいずれか一つから入力された前記光が
反射されるように光反射手段を有する光反射面と、 前記光反射面と向き合い、前記光反射手段により反射さ
れた光が射出される光射出面とを有し、 前記光射出面には、該光射出面から前記光が射出される
際に前記液晶表示パネルに対して正面視野角を向上させ
るための視野角補正手段が一つ以上形成されたことを特
徴とする導光板。 - 【請求項2】前記視野角補正手段は、前記光射出面の表
面から所定深さを有し、前記表面から深さが深くなるに
つれ断面積が連続的に減少される形状を有する視野角補
正凹所であることを特徴とする請求項1に記載の導光
板。 - 【請求項3】前記視野角補正凹所は、三つ以上の凹所壁
面を有する多角錐形状であることを特徴とする請求項2
に記載の導光板。 - 【請求項4】前記視野角補正凹所は隣接するものの頂点
が正三角配列をなすよう配置されることを特徴とする請
求項3に記載の導光板。 - 【請求項5】前記視野角補正凹所は側壁が四つである四
角錐形状で、前記四角錐の深さは0.5mm以下である
ことを特徴とする請求項2に記載の導光板。 - 【請求項6】前記視野角補正凹所は行列形態に配列さ
れ、各前記視野角補正凹所の体積は前記光が入射される
側面に隣接するほど小さくなり、前記光が入射される側
面から遠ざかるほど体積が大きくなることを特徴とする
請求項2に記載の導光板。 - 【請求項7】前記導光板の屈折率は1.49であり、前
記導光本体に形成された視野角補正凹所の内部頂点角は
6°〜60°であることを特徴とする請求項2に記載の
導光板。 - 【請求項8】前記視野角補正手段は、前記光射出面の表
面から所定高さを有し、前記表面から高さが高くなるほ
ど断面積が連続的に減少される形状を有する視野角補正
突起であることを特徴とする請求項1に記載の導光板。 - 【請求項9】前記視野角補正突起は、三つ以上の突出側
面を有する多角錐形状であることを特徴とする請求項8
に記載の導光板。 - 【請求項10】前記視野角補正突起は隣接するものの頂
点が正三角配列をなすよう配置されることを特徴とする
請求項9に記載の導光板。 - 【請求項11】前記視野角補正突起は、突出壁面が四つ
である四角錐の形状で、前記四角錐の高さは0.5mm
以下であることを特徴とする請求項8に記載の導光板。 - 【請求項12】前記視野角補正突起は行列形態に配列さ
れ、前記視野角補正突起の体積は前記光が入射される側
面に隣接するほど小さくなり、前記光が入射される側面
から遠ざかるほど体積が大きくなることを特徴とする請
求項8に記載の導光板。 - 【請求項13】前記導光本体の屈折率は1.49であ
り、前記導光本体に形成された視野角補正突起の頂点角
は6°〜60°であることを特徴とする請求項8に記載
の導光板。 - 【請求項14】前記光反射手段は、光を散乱させる物質
からなった反射ドットで、前記反射ドットは行列形態に
配列され、前記反射ドットの面積は前記光が入射される
側面に隣接するほど小さくなり、前記光が入射される側
面から遠ざかるほど面積が大きくなることを特徴とする
請求項1に記載の導光板。 - 【請求項15】液晶を制御して画像がディスプレーされ
るようにする液晶表示パネルアセンブリと、 光を供給するランプアセンブリと、 導光板を含むバックライトアセンブリと、 を含み、前記導光板は、複数個の側面、該側面のうちの
いずれか一つから入力された前記光が反射されるように
光反射パターンが備えられた光反射面と、 該光反射面
と向き合い、前記光反射パターンにより反射された光が
射出される光射出面を含み、かつ該光射出面には該光射
出面から前記光が射出される際に、前記液晶表示パネル
に対して正面視野角を向上させるための視野角補正手段
が一つ以上形成されている光学シートレス液晶表示装
置。 - 【請求項16】前記視野角補正手段は、前記光射出面の
表面から所定深さを有し、前記表面から深さが深くなる
ほど断面積が連続的に減少される形状を有する視野角補
正凹所で、前記導光板の屈折率は1.49であり、前記
視野角補正凹所の内部頂点角は6°〜60°であること
を特徴とする請求項15に記載の光学シートレス液晶表
示装置。 - 【請求項17】前記視野角補正手段は前記光射出面の表
面から所定高さを有し、前記表面から高さが高くなるほ
ど断面積が連続的に減少される形状を有する視野角補正
突起で、前記導光板の屈折率は1.49であり、前記視
野角補正突起の頂点角は6°〜60°であることを特徴
とする請求項15に記載の光学シートレス液晶表示装
置。 - 【請求項18】液晶を制御して画像がディスプレーされ
るようにする液晶表示パネルアセンブリと、 光を供給するランプアセンブリと、 導光板及びそれと前記液晶表示パネルアセンブリの間に
位置する一枚のプリズムシートとを含むバックライトア
センブリと、 を有し、前記導光板は、複数個の側面と、その側面のう
ちのいずれか一つから入力された前記光が反射されるよ
うに光反射パターンが備えられた光反射面と、該光反射
面と向き合い、前記光反射パターンにより反射された光
が射出される光射出面を含み、かつ該光射出面には該光
射出面から前記光が射出される際に、前記液晶表示パネ
ルに対して正面視野角を向上させるための視野角補正手
段が一つ以上形成されていることを特徴とする薄型液晶
表示装置。 - 【請求項19】前記バックライトアセンブリの前記導光
板と前記プリズムシートの間には前記光射出面から射出
された光の視野角を変更する拡散シートがさらに設けら
れ、前記光反射面と対向する部分には前記導光板から漏
洩した光を前記導光板に再び入射させる反射板がさらに
設けられたことを特徴とする請求項18に記載の薄型液
晶表示装置。 - 【請求項20】前記視野角補正手段は、前記光射出面の
表面から所定深さを有し、前記表面から深さが深くなる
ほど断面積が連続的に減少される形状を有する視野角補
正凹所で、前記導光板の屈折率は1.49であり、前記
視野角補正凹所の内部頂点角は31°〜60°であるこ
とを特徴とする請求項18に記載の薄型液晶表示装置。 - 【請求項21】前記視野角補正手段は前記光射出面の表
面から所定高さを有し、前記表面から高さが高くなるほ
ど断面積が連続的に減少される形状を有する視野角補正
突起で、前記導光板の屈折率は1.49であり、前記視
野角補正突起の頂点角は31°〜60°であることを特
徴とする請求項18に記載の薄型液晶表示装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR2002-003079 | 2002-01-18 | ||
KR1020020003079A KR100789142B1 (ko) | 2002-01-18 | 2002-01-18 | 도광판, 이를 이용한 박형 액정표시장치 및 이를 이용한시트 리스 액정표시장치 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003215351A true JP2003215351A (ja) | 2003-07-30 |
Family
ID=36929914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002316945A Pending JP2003215351A (ja) | 2002-01-18 | 2002-10-31 | 導光板、これを利用した薄型液晶表示装置及びこれを利用したシートレス液晶表示装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6836303B2 (ja) |
JP (1) | JP2003215351A (ja) |
KR (1) | KR100789142B1 (ja) |
CN (1) | CN1266492C (ja) |
TW (1) | TWI237721B (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8514349B2 (en) | 2010-04-09 | 2013-08-20 | Hitachi Consumer Electronics Co., Ltd. | Image display apparatus and backlight apparatus used therefor |
KR101793275B1 (ko) * | 2011-03-24 | 2017-11-03 | 삼성디스플레이 주식회사 | 백라이트 유닛 및 백라이트 유닛을 포함하는 표시장치 |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100580551B1 (ko) * | 2003-06-19 | 2006-05-16 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정표시모듈 |
JP2007503007A (ja) * | 2003-08-15 | 2007-02-15 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | バックライト装置 |
KR20050079257A (ko) * | 2004-02-05 | 2005-08-10 | 윤태중 | 광분배 도광판과 방향정렬 반사판을 결합한 백라이트 |
US7645058B2 (en) * | 2004-02-26 | 2010-01-12 | Takiron Co., Ltd. | Light diffusing sheet and backlight unit using the light diffusing sheet |
KR100620575B1 (ko) * | 2004-03-22 | 2006-09-12 | 주식회사 두산 | 오목 5각형 구조의 프리즘 패턴을 갖는 도광판 |
US20060250818A1 (en) * | 2004-08-13 | 2006-11-09 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Backlight device |
JP2006086075A (ja) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Alps Electric Co Ltd | 面発光装置、背面照明装置および液晶表示装置 |
ITMI20050625A1 (it) * | 2005-04-13 | 2006-10-14 | Reggiani Illuminazione | Apparecchio di illuminazione con schermo perfezionato |
EP1883977A1 (en) * | 2005-05-12 | 2008-02-06 | Philips Intellectual Property & Standards GmbH | Electroluminescence light source |
US20070002552A1 (en) * | 2005-07-01 | 2007-01-04 | K-Bridge Electronics Co., Ltd. | Light guide polygonal cones in direct type backlight module |
CN100419522C (zh) * | 2005-08-19 | 2008-09-17 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 导光板和背光系统 |
KR100771828B1 (ko) * | 2006-04-04 | 2007-10-30 | 삼성전기주식회사 | 도광판 및 이를 갖는 액정 디스플레이 장치 |
TW200745490A (en) * | 2006-06-07 | 2007-12-16 | Jeng Shiang Prec Ind Co Ltd | Light guide plate |
US20080117635A1 (en) * | 2006-11-17 | 2008-05-22 | Ko-Ju Chen | Multi-Layer Light Guiding Structure And Method For Using The Same |
US7455416B2 (en) * | 2006-11-17 | 2008-11-25 | Ichia Technologies, Inc. | Light guide structure and keypad having the same |
US7650056B2 (en) * | 2006-11-17 | 2010-01-19 | Ichia Technologies, Inc. | Method for manufacturing a light-guiding plate and key module having the light-guiding plate |
US7423229B2 (en) * | 2006-11-17 | 2008-09-09 | Ichia Technologies, Inc. | Light guiding plate and a keystroke module for use therewith |
CN101393280A (zh) * | 2007-09-17 | 2009-03-25 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 背光模组及其棱镜片 |
JP4392445B2 (ja) * | 2007-12-14 | 2010-01-06 | 株式会社エス・ケー・ジー | 導光板の製造方法、導光板、及び当該導光板を用いた発光式看板 |
CN101551478B (zh) * | 2008-04-01 | 2012-07-25 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 棱镜片 |
CN101620325A (zh) * | 2008-07-04 | 2010-01-06 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 显示器 |
KR20110000175A (ko) * | 2009-06-26 | 2011-01-03 | 삼성전자주식회사 | 백라이트 장치, 도광판 및 이를 적용한 디스플레이 장치 |
US20170114983A1 (en) * | 2014-05-30 | 2017-04-27 | Osram Sylvania Inc. | Hybrid optical systems including flexible optical systems and light control films |
CN104614801A (zh) * | 2015-02-26 | 2015-05-13 | 苏州茂立光电科技有限公司 | 侧入式背光模块及侧入式导光板 |
JP6906173B2 (ja) * | 2017-03-17 | 2021-07-21 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 導光板および照明装置 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4043636A (en) * | 1974-12-23 | 1977-08-23 | Intel Corporation | Illumination-panel for liquid crystal display of similar device |
FR2597642B1 (fr) * | 1986-04-18 | 1990-01-12 | Blanchet Pierre | Dispositif d'affichage lumineux de documents translucides |
JPH07113718B2 (ja) * | 1993-03-03 | 1995-12-06 | 日本電気株式会社 | 液晶パネル用バックライト装置 |
JP3325710B2 (ja) * | 1994-07-27 | 2002-09-17 | 日本ライツ株式会社 | 導光板およびその成形金型の製造方法ならびに面光源装置 |
KR100262798B1 (ko) * | 1996-02-02 | 2000-08-01 | 가나이 쓰도무 | 액정표시장치및배면조명부용도광판의제조방법 |
JP3527961B2 (ja) * | 1999-04-30 | 2004-05-17 | 株式会社日立製作所 | フロントライト型反射液晶表示装置 |
JP3411858B2 (ja) * | 1999-08-05 | 2003-06-03 | 日本ライツ株式会社 | 導光板および平面照明装置 |
JP3891387B2 (ja) * | 2000-02-18 | 2007-03-14 | 株式会社エンプラス | 面光源装置及び表示装置 |
TW528907B (en) * | 2000-05-22 | 2003-04-21 | Benq Corp | Method of performing a uniform illumination pattern in a back-light plate using sand-blasting |
JP3774616B2 (ja) * | 2000-06-29 | 2006-05-17 | 株式会社日立製作所 | 照明装置及び導光板の製造方法 |
-
2002
- 2002-01-18 KR KR1020020003079A patent/KR100789142B1/ko active IP Right Grant
- 2002-10-25 US US10/280,347 patent/US6836303B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-10-30 TW TW091132195A patent/TWI237721B/zh not_active IP Right Cessation
- 2002-10-31 JP JP2002316945A patent/JP2003215351A/ja active Pending
-
2003
- 2003-01-17 CN CNB03120046XA patent/CN1266492C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8514349B2 (en) | 2010-04-09 | 2013-08-20 | Hitachi Consumer Electronics Co., Ltd. | Image display apparatus and backlight apparatus used therefor |
KR101346880B1 (ko) * | 2010-04-09 | 2014-01-02 | 히다찌 컨슈머 일렉트로닉스 가부시끼가이샤 | 영상 표시 장치 및 이것에 이용되는 백라이트 장치 |
KR101793275B1 (ko) * | 2011-03-24 | 2017-11-03 | 삼성디스플레이 주식회사 | 백라이트 유닛 및 백라이트 유닛을 포함하는 표시장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20030062726A (ko) | 2003-07-28 |
CN1266492C (zh) | 2006-07-26 |
KR100789142B1 (ko) | 2007-12-28 |
US20030137618A1 (en) | 2003-07-24 |
TW200302375A (en) | 2003-08-01 |
CN1438499A (zh) | 2003-08-27 |
TWI237721B (en) | 2005-08-11 |
US6836303B2 (en) | 2004-12-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2003215351A (ja) | 導光板、これを利用した薄型液晶表示装置及びこれを利用したシートレス液晶表示装置 | |
JP4351534B2 (ja) | プリズムシート、該プリズムシートを使用したバックライト・ユニットおよび透過型液晶表示装置 | |
US7220038B2 (en) | Light source device and light polarizing element | |
JP4431952B2 (ja) | 面光源装置及び当該装置を用いた機器 | |
KR100799807B1 (ko) | 광원 장치 | |
US7401962B2 (en) | Light deflection element and light source apparatus using the same | |
JP4593120B2 (ja) | 導光板、その製造方法、これを用いたバックライトアセンブリ及びこれを用いた液晶表示装置 | |
JP4689730B2 (ja) | 1または複数の一体型ディフューザを有する光導波路 | |
KR20060002446A (ko) | 액정표시장치의 프리즘시트 및 이를 채용한 백라이트 유닛 | |
KR102080348B1 (ko) | 디스플레이 장치 | |
JP4323189B2 (ja) | 光偏向素子及び面光源装置 | |
KR20060018146A (ko) | 액정표시장치의 프리즘시트 및 이를 채용한 백라이트 유닛 | |
JP4889130B2 (ja) | 光偏向素子及び面光源装置 | |
JP2008218418A (ja) | 面光源装置及びそれに用いる導光体 | |
US20070031106A1 (en) | Surface light source device and light guide using it and method therefor | |
JP4119633B2 (ja) | 面光源装置及びそれに用いる導光体 | |
US7578607B2 (en) | Light deflector and light source device | |
KR100705703B1 (ko) | 백라이트 장치 | |
JP2004287415A (ja) | 光偏向素子及び光源装置 | |
KR100599514B1 (ko) | 액정표시장치용 백라이트 유니트의 시트조립체 | |
KR20040041485A (ko) | 프리즘 시트, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 액정표시장치 | |
JP2003132720A (ja) | 面光源装置 | |
JP4960327B2 (ja) | 光偏向素子及び光源装置 | |
JP4485416B2 (ja) | 光偏向素子及び光源装置 | |
JP4372665B2 (ja) | 面光源装置及びそれに用いる導光体 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050708 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20060105 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060111 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060106 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060314 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20060612 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20060615 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060913 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070410 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20070706 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20070711 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070810 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080219 |