JP2009175702A

JP2009175702A - 液晶ディスプレイのためのバックライトシステム

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Publication number: JP2009175702A
Application number: JP2008294011A
Authority: JP
Inventors: Brent D Larson; ブレント・ディー・ラーソン; Dennis M Davey; デニス・エム・デイヴィ; Elias S Haim; イライアス・エス・ハイム
Original assignee: Honeywell International Inc
Current assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 2007-11-19
Filing date: 2008-11-18
Publication date: 2009-08-06
Anticipated expiration: 2028-11-18
Also published as: KR101549510B1; JP5579381B2; US8248556B2; TW200933258A; US20090128735A1; KR20090051719A; US7791683B2; TWI464495B; US20100302135A1

Abstract

【課題】ＬＣＤ用の均一な輝度を有するより小型のバックライトシステムを提供する。
【解決手段】液晶ディスプレイ用のバックライトシステム104は、第１の主面110と該第１の主面の反対側の第２の主面108とを有する実質的に平面の屈折導波路106を含む。導波路106は、液晶ディスプレイ100の可視域に対応する可視領域105を含む。本システムは、光を生成するため視野領域105内で第２の主面108に近接して位置付けられた光源116を更に含む。注入特徴部114は、視野領域105内で第２の主面108及び第１の主面110の１つ又はそれ以上に近接し、光を導波路106に光学的に結合して光が導波光になるようにする。複数の抽出特徴部128は、視野領域105内で第２の主面108及び第１の主面110の１つ又はそれ以上に近接し、導波路106の外部に導波光を結合する。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般に、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の分野に関し、更に詳細には、ＬＣＤの直下型バックライトシステムに関する。

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）モニタは、軽量で性能が優れていることから、多くの用途で従来の陰極線管（ＣＲＴ）モニタに置き代わりつつある。典型的なＬＣＤでは、バックライトシステムは、ユーザに見えるようにＬＣＤを照明するためにＬＣＤパネルの背後に配置される。バックライトシステムの光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイを用いているが、他の照明源を用いることもできる。

従来のバックライトシステムは通常、以下の２つのカテゴリ、すなわち直下型バックライトシステム又はエッジ型バックライトシステムのいずれかに分類される。直下型バックライトシステムでは通常、光源からの光を混合することができる統合キャビティを間に備えてＬＣＤパネルの直ぐ後に光源を有し、これによってディスプレイの均質性が改善される。しかしながら、従来の直下型バックライトは、キャビティにより望ましくない厚みが付加される結果となる点で問題となる可能性がある。エッジ型バックライトは、ＬＣＤパネルの背後に置かれた導波路（又は「光導体」又は「光ガイド」）の縁部に配置される光源を含む。光は、光ガイドの縁部からＬＣＤパネルに向かって偏向されるまで進む。従来のエッジ型バックライトは、従来の直下型バックライトシステムよりも薄くすることができるが、このようなディスプレイは、光源の数が大幅に減少するため、及び光がディルプレイの縁部から光ガイド全体に伝搬される必要があるので、特定の用途に対しては十分な輝度（又は「明るさ」）を提供することができない場合が多い。

従って、ＬＣＤ用の改良バックライトシステムを提供することが望ましい。加えて、均一な輝度を有するより小型のバックライトシステムを提供することが望ましい。更にまた、本発明の他の望ましい機能及び特徴は、添付図面及び本発明のこの背景技術を参照しながら以下の本発明の詳細な説明及び添付の請求項から明らかになるであろう。

例示的な実施形態によれば、液晶ディスプレイ用のバックライトシステムは、第１の主面と第１の主面の反対側の第２の主面とを有する実質的に平面の屈折性導波路を含む。導波路は、液晶ディスプレイの可視域に対応する可視領域を含む。本システムは、光を生成するため視野領域内で第２の主面に近接して位置付けられた光源を更に含む。注入特徴部は、視野領域内で第２の主面及び第１の主面の１つ又はそれ以上に近接して、光を導波路に光学的に結合して光が導波光になるようにする。複数の抽出特徴部は、視野領域内で第２の主面及び第１の主面の１つ又はそれ以上に近接し、且つ導波路の外部に導波光を光学的に結合する。

別の例示的な実施形態によれば、液晶ディスプレイ用のバックライトシステムは、第１の主面と該第１の主面の反対側の第２の主面とを含む実質的に平面の導波路を含む。導波路は、液晶ディスプレイの可視域に対応する可視領域を含む。光源は、光を生成するため視野領域内で第２の主面に近接して位置付けられ、注入特徴部は、視野領域内で第２の主面及び第１の主面の少なくとも１つに近接して位置付けられ、光を導波路に光学的に結合して光が導波光になるようにする。複数の抽出特徴部は、視野領域内で第２の主面及び第１の主面の少なくとも１つに近接して位置付けられ、導波路の外部に導波光を光学的に結合する。複数の抽出特徴部は変動する抽出密度を有する。

更に別の例示的な実施形態によれば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、複数のピクセルを有するＬＣＤパネルと、ピクセルに結合され且つ該ピクセルを照明して画像を形成するバックライトシステムとを含む。バックライトシステムは、第１の主面と該第１の主面の反対側の第２の主面とを含む実質的に平面の誘電体導波路を含む。導波路は、液晶ディスプレイの可視域に対応する可視領域を含む。光源は、光を生成するため視野領域内で第２の主面に近接して位置付けられる。注入特徴部は、視野領域内で屈折を介して光を導波路に光学的に結合して、光が導波光になるようにする。変動する抽出密度を有する複数の抽出特徴部は、視野領域内で導波光を導波路の外部に光学的に結合する。

次に、同じ数字が同じ要素を表す添付図面を参照しながら本発明を説明する。
以下の詳細な説明は本質的に単なる例証であり、本発明又は本出願並びに本発明の用途を限定するものではない。更に、上記の背景技術又は以下の詳細な説明で示されるあらゆる表現又は黙示の理論に縛られることは意図されない。

以下で検討する例示的な実施形態は、注入特徴部を備えた導波路を有する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を提供し、該注入特徴部は、光源からの光の大部分を導波路内に屈折させ、抽出特徴部により抽出されるまで全内反射（ＴＩＲ）により光が導波路内に閉じ込められるようにする。他の実施形態は、変動する抽出密度を有する抽出特徴部を有する導波路を含む。開示される実施形態は、横方向広がり、混合、及び輝度が向上した小型バックライトシステムを提供する。

図１は、例示的なＬＣＤ１００の断面図である。ＬＣＤ１００は、ＬＣＤパネル１０２に結合された直下型バックライトシステム１０４を含む。動作時には、バックライトシステム１０４は、出力光１３２を供給し、見る人が、画像を形成するＬＣＤパネル１０２上にピクセルパターンが見えるようにする。ＬＣＤ１００は、航空機用電子工学ディスプレイを含むあらゆるディスプレイ用途で用いることができる。

典型的なＬＣＤパネル１０２では、数千のピクセル構造からなるアクティブマトリクスアレイが存在する。簡潔にするために詳細には説明しないが、ＬＣＤパネル１０２は、例示的な１つの実施形態では、下側ガラス板上に処理された薄膜トランジスタ、液晶材料のセル、液晶材料に隣接する共通電極、上側ガラス板上に処理されたカラーフィルタ、及び１対の適切に配向された線状偏光フィルムを含む構造のようなあらゆるアドレス指定構造を含むことができる。必要に応じて、ＬＣＤパネル１０２には、出力光１３２を更に配合して均質化するように任意的な透過型ディフューザ１０３を含むことができる。ディフューザ１０３とＬＣＤパネル１０２との間には空隙を含むことができる。ディフューザ１０３により反射されるあらゆる光は、出力光１３２と再接合する前に種々のバックライト構成要素により散乱、偏向又は反射される別の可能性を求めて、バックライトに戻される。また、プリズム状又はレンズ状フィルム、反射又は散乱偏光フィルム、及び種々の種類の拡散フィルムのような他の強化フィルムを出力光路１３２内のＬＣＤパネル１０２上又はこれに隣接して設けることができる。

一般に、バックライトシステム１０４は、バックライトシステム１０４の前後に延びる可視領域１０５を含み、これは、人が見るＬＣＤ１００領域に対応する。バックライトシステム１０４は、ガラス、アクリル、ポリカーボネート、透明ポリマー、又は同様の材料のような透明の光学材料で形成された単体構造の屈折導波路１０６を含む。導波路１０６は、１つ又はそれ以上の縁部１１２と、互いに実質的に平行な２つの主面１０８及び１１０とを有する。バックライトシステム１０４は更に、視野領域１０５にわたって分散された、発光ダイオード（ＬＥＤ）又は他の光源のような１つ又はそれ以上の光源１１６を含む。光源１１６は、視野領域１０５にわたって分散される注入特徴部１１４により導波路１０６に光学的に結合され、光（例えば、光線１２４）が光源１１６から屈折を介して導波路１０６に入るようにする。

以下に更に詳細に説明するように、光は、ＬＣＤパネル１０２を照明するために導波路１０６から外に光を配向する抽出特徴部１２８に達するまで導波路１０６内に効果的に閉じ込められる。別の実施形態では、光源１１６、注入特徴部１１４及び／又は抽出特徴部１２８の一部は、視野領域１０５の外に配置される。バックライトシステム１０４は更に、導波路１０６の背後にあり且つ光源１１６の背後に又は隣接して位置する反射層１３６を含むことができる。反射層１３６は、出力光１３２から反対方向で偶然抽出されたか、或いはＬＣＤパネル１０２から離れる方向に向けられた光線の方向を再配向する働きをする。

導波路１０６は、その分散下部構造、すなわち詳細には、その主面１０８、１１０、注入特徴部１１４、及び抽出特徴部１２８の実質的に全てが本質的に屈折性であるという点で単体屈折構造として特徴付けられ、例えば透明プラスチック及び空気のような屈折材料及び界面を含む。屈折性界面上に入射する光線は、屈折率及び入射角に応じて、良好に特徴付けられた透過、反射又は全内部反射（ＴＩＲ）特性に従う。以下で説明される特定の他の実施形態では、反射性ミラー、色素、容積ディフューザ、又は屈折の法則により容易に特徴付けられない他の下部構造を含む可能性がある点で、「単体導波路」の厳密な要件を満たすことができない。しかしながら、一部のものは、詳細な設計及び構成要素構造によっては、単体注入特徴部又は単体抽出特徴部を含むことになる。

図１に示す実施形態では、注入特徴部１１４は円錐形であり、実質的に全ての光を注入することにより関連する光源１１６が効果的に直接見えないように適切に設計、形成、及び研磨される。注入特徴部の付加的な実施例を以下に記載するが、その各々は、製造の容易性、様々な光源配置の支持、又はより効率的又は環境的に好適な光学材料の利用といった、実施可能な利点を提供することができる。

図１に示す実施形態では、抽出特徴部１２８は円錐形であり、導波路１０６から導波光の殆ど又は全てが抽出される。抽出特徴部１２８は、数、大きさ、幾何学的形状、及び注入特徴部１１４からの位置、並びに互いに対する位置の関数として変えることができる。これらのパラメータは、所与の抽出密度を有する抽出特徴部１２８のセットとなり、この抽出密度は、所与の領域にわたって導波路から抽出される光の量又は割合を表す。導波光のＴＩＲへの妨害は、１つの例示的な抽出機構である。これは、導波光線を偏向させるか、又は導波路表面において局所的に偏位させることによって達成することができる。図１に示し且つ以下で議論される抽出特徴部１２８は、これらの機構の一方又は両方を利用して、導波路１０６から光が抽出されるようにすることができる。

１つの実施形態では、注入特徴部１１４はまた、導波光が注入特徴部１１４に衝突し、導波路１０６から外に配向されるときの抽出特徴部として機能することができる。同様に、抽出特徴部１２８上に入射した光は、効果的に導波路１０６に注入することができる。例えば、抽出特徴部１２８により抽出された光は、反射層１３６に衝突し、抽出特徴部１２８の１つ又はそれ以上によって注入されて導波路１０６に戻ることができる。あらゆる単一光線は、最終的に出力光１３２として出る前に単一の特徴部又は複数の特徴部並びに界面と相互作用することができる。

図１に示す例示的な実施形態は、隣接する光源１１６間が同程度の離間距離の幾つかの従来技術の直下型バックライトと比較して相対的に薄い厚さ又は深さを有することができる。実施形態の幾つかにおいて、特に上述のディフューザ１０３を含む実施形態では、導波路１０６とＬＣＤパネル１０２との間に小さなキャビティ又は離間距離が設けられ、混合が促進される。他の実施形態では、導波路１０６内で光が適切に混合されるので、キャビティは必要ではない。反射層１３６とＬＣＤパネル１０２との間の距離１４２は、あらゆる内包ディフューザ及び空隙を含むバックライトの光学的深さを表し、同様の色特性を有する隣接する光源１１６間、詳細には最も近接する光源１１６間の横方向離間距離１４０よりも小さく、更に好ましくは横方向離間距離１４０の半分未満、更に好ましくは横方向離間距離１４０の２５パーセント未満とすることができる。この実施形態は、一般に、エッジリット設計よりも更に容易に拡張性があり、光源１１６により発生する熱を広い面積にわたって分散させることができる。別の実施形態では、本発明は、適切な距離１４２、例えば０．７５インチ又はそれ以上の距離１４２を有する従来の直下型バックライトに挿入するための導波路１０６の形態を取り、この場合、従来の直下型バックライトディフューザの代わりに高透過性のディフューザ１０３を用いることができる。更に別の実施形態では、距離１４２は、好ましくは、導波路１０６の厚さの３倍又はそれ以上であり、導波路１０６と高透過性ディフューザ１０３との間に空気キャビティを含む追加の一体化容積を備える。一般に、導波路１０６は、局所的平均厚さが可視領域にわたって実質的に一定である。

導波路２０２の例示的な注入特徴部２００の動作は、図２の断面図で更に明瞭に示される。導波路２０２は、透過性の光学材料であり、この実施例ではアクリルである。注入特徴部２００は、一般に円錐形の陥凹部であり、空気のような低屈折係数の媒体で満たされる。注入特徴部２００は、導波路２０２を光源２０６に結合する。光源２０６により生成される光線の挙動は、注入特徴部２００及び導波路２０２の屈折率並びに注入特徴部２００の幾何学的形状に基づく。従って、これらのパラメータを操作し、導波路２０２内の導波光を増強することができる。詳細には、パラメータを操作し、光源からの可能な限り多くの光、好ましくは大部分の光、更に好ましくは実質的に全ての光が注入されて、導波路２０２内でＴＩＲのための条件を確実に満たすようにする。

１つの実施例として、光源２０６からの光線２１１は、注入特徴部２００の表面２２０に衝突する。結果として得られる屈折した導波光線２１２は、注入特徴部２００の角度２２４及びそれぞれの屈折率に基づいて予測することができ、屈折率は、この場合においては、空気に対して１．０であり、アクリルに対してｎ≒１．４９である。導波路２０２内に導波され、従って注入される光線を考えるために、光線２１２は、ＴＩＲにより反射される主面２０３で一定の角度を超える必要がある。ＴＩＲは、光線２１２の間で導波路２０２の主面２０３に垂直な角度２２２がａｓｉｎ（ｓｉｎ（９０°）／ｎ）（すなわちこの場合には、約４２度）を超えるときに生じる。屈折光線２１２が注入表面２２０と等価の角度をなすように注入特徴部の円錐角２２４を設定することにより、注入特徴部に入る光源２０６からのあらゆる光が注入されることになる。これにより、アクリルに対しては約２＊（９０−２＊４２）＝１２°の円錐角２２４がもたらされる。ポリカーボネート導波路（ｎ＝１．５９）に対する等価角２２４は、２４度前後となり、注入特徴部２００の円錐形は、ハイインデックスガラスのような高屈折率材料が用いられる場合に勾配を少なくすることができる。また、光源２０６の大きさが注入特徴部２００のベース２０８よりも小さい場合、又は光の完全注入が必要とされない場合には、あまり鋭尖でない円錐形に対応したより大きな円錐角２２４の注入特徴部２００を用いることもできる。屈折率整合を良好にするために、注入特徴部２００内に透明シリコーン又は他の接着剤もしくはポリマーのような屈折率の異なる代替の透過型材料を空気の代わりに用いることができ、これに対応して屈折光線が変化する。反射すると、光線２１２は、以下で更に詳細に検討するように、光線２１２が抽出特徴部に衝突するまで導波路２０２を通って引き続き伝搬する。本実施形態では、導波路２０２は、単一の細長要素であるが、別の実施形態では、導波路２０２は、複数の小さな導波路を含み、この間を導波光線の少なくとも一部が通過することができる。

図３〜図２２は、本明細書に記載するバックライトシステムに用いて、光が抽出特徴部により抽出されるまでＴＩＲにより光が導波路内に閉じ込められたままであるように、光源からの光の大部分又は更に好ましくは実質的に全てを屈折によって主に又は完全に注入することができる幾つかの例示的な注入特徴部及び光源を示している。注入特徴部は、導波路内又はこれに隣接して鋳造、成形、又は他の方法で形成することができる。

１つの実施例として、図３は、光源４０２を導波路４０４に結合する例示的な注入特徴部４００の断面図である。注入特徴部４００は、導波路４０４の第１の主面４０８上に第１の錐状部４０６と、導波路４０４の第２の主面４１８上に第２の錐状部４１０とを含む。対向する第１及び第２の錐状部４０６及び４１０により、例えば、図２に示す実施形態に比べて円錐角を広くすることが可能になる。広い円錐角４１２及び４１４により、比較的薄型の導波路４０４を可能にすることができる。光源４０２は、少なくとも部分的に第１の錐状部４０６に延びる非平坦のＬＥＤであるが、他の実施形態では、光源４０２は、平坦なサイドエミッティングＬａｍｂｅｒｔｉａｎ、又は指向性ＬＥＤ、或いは異なる光源の幾何学的形状又は角出力プロファイルを有する他の光源である。

図４は、光源４２２を導波路４２４に結合する別の例示的な注入特徴部４２０の断面図である。この実施例では、注入特徴部４２０は、切頂端部４２６を有する先細又は円錐形にされており、これによって、導波路４２４を比較的薄型にすることが可能になる。導波路４２４から外に直接出る非注入光の漏出を最小限にするために、注入特徴部４２０内の切頂端部４２６に挿入体４２８、すなわち鏡面又は拡散反射体の何れかを任意選択的に設けることができる。他の実施形態では、挿入体４２８は、白色で部分的に透過性の接着剤、塗料、充填材料、ＬＥＤキャップ、及び／又は色付き下面とすることができる。

図５は、光源４４２を導波路４４４に結合する別の例示的な注入特徴部４４０の断面図である。この実施例では、注入特徴部４４０は、一方の端部４４６に任意的な反射体又はマスキング要素４４８を備える円筒形である。光源４４２は、サイドエミッティングＬＥＤであり、側壁４５０を通して注入する前に端部４４６又は要素４４８に到達することになる光の量を最小限にすることができる。

図６は、光源４６２を導波路４６４に結合する更に別の例示的な注入特徴部４６０の断面図である。この実施例では、注入特徴部４６０は、円筒形貫通穴であり、これは、導波路４６４内に有角壁が必要でない点で製造が比較的簡単である。任意選択的に、反射性、散乱性、吸収性又はその組み合わせの何れかであるマスク４６６を光源４６２の反対側の注入特徴部４６０の端部に位置決めする。種々の実施形態では、マスク４６６は、切り欠き、塗料、スクリーン印刷、テープ、接着剤、パターン付シート、及び／又は部分的に透過性又は有色の材料を備えた白色シートとすることができる。

図７は、光源４８２を導波路４８４に結合する別の例示的な注入特徴部４８０の断面図である。この実施例では、注入特徴部４８０は、光源４８２と反対側の導波路４８４の主面４８６上にある湾曲した円錐形状である。種々の実施形態では、注入特徴部４８０は、湾曲、多面又は他の複合体とすることができる。同様に、他の実施形態の単純な円錐又は円筒型構造は、代替として湾曲又は多面形とすることができる。図７の実施形態では、光源４８２は、幾分指向性出力を有することが好ましいが、これは必須ではない。また、光源４８２は、指向性出力を支援するために内側面反射体又は他の光学的機構を含むこともできる。

図８は、光が光源５０２により直接導波路５００に配向される例示的な実施形態の断面図である。この実施例では、光源５０２の反対側の主面５０６上に白色顔料又は塗料のような後方散乱層５０４を設けて光を散乱及び反射させ、その実質的部分が横方向に注入及び導波されるようにする。光源５０２は、好ましくは指向性光源であるが、これは必須ではない。

図９は、光が光源５１２により導波路５１０に配向される別の例示的な実施形態の断面図である。この実施例では、浸漬傾斜反射構造５１４は、注入特徴部として働き、横方向に導波されるように光を注入する。

図１０は、別の例示的な実施形態の断面図であり、２つの光源５２２、５２４から導波路５２６内に光を注入する注入特徴部５２０を含む。この実施例の注入特徴部５２０は円錐台であり、導波路５２６内に光を注入する際に注入特徴部５２０を支援するためにマスキング層５２８が設けられる。マスキング層５２８は、例えば、光源５２２、５２４と反対側の導波路５２６の主面５３０を覆って拡散白色又は鏡面層をスクリーン印刷することによって施工することができる。

図１１は、別の例示的な実施形態の断面図であり、光源５４２から導波路５４４内に光を注入する注入特徴部５４０を含む。この実施例では、注入特徴部５４０は円筒形であり、光源５４２は、サイドエミッティングＬＥＤである。光源５４２と反対側の導波路５４４の主面５４８上にマスキング層５４６を設けることができる。

図１２は、別の例示的な実施形態の断面図であり、光源５６２から導波路５６４内に光を注入する注入特徴部５６０を含む。この実施例では．注入特徴部５６０は円筒形である。光源５６２と反対側の注入特徴部５６０内にはプラグ５６６が設けられ、光の少なくとも一部分が遮断される。

図１３は、別の例示的な実施形態の断面図であり、光源５８２から導波路５８４内に光を注入する注入特徴部５８０を含む。この実施例では、注入特徴部５８０は円筒形である。光源５８２の反対側の注入特徴部５８０内にはプラグ５８６が設けられ、光の少なくとも一部を遮断することができる。図１２のプラグ５６６とは対照的に、プラグ５８６は、導波路内への注入を改善することができる勾配付き又は他の方法で角度が付けられた表面を有する。

図１４は、注入特徴部６３６の対向する部分６３２、６３４により光源６３０に結合された導波路６２２を含む別の例示的なバックライトシステム６２０の断面図である。導波路６２２は、第１の基板６２４及び第２の基板６２６を含む。第１の基板６２４及び第２の基板６２６は、任意選択的に、基板６２４及び６２６の屈折率が実質的に整合するようにして共に接合され、これは、これらの間の空隙のような低屈折率の間隙が存在しないことを意味する。これにより、あらゆる導波光の少なくとも大部分が基板６２４及び６２６間を自由に往来できることになる。このような接合は、光学接着剤によるか、熱、機械的又は化学的処理のような種々の他の方法により達成することができる。他の複数基板の実施形態では、上述の１つ又はそれ以上の他の注入特徴部の実施を含む。

図１５は、別の例示的なバックライトシステム６４０の断面図である。バックライトシステム６４０は、光源６５０に結合される導波路６４２を含む。導波路６４２は、第１の基板６４４及び第２の基板６４６を含む。第１の基板６４４は、注入されることなく第２の基板６４６を通過する光源６５０からのあらゆる光線の少なくとも一部を捕捉することができる。また、導波路６４２は、第１及び第２の基板６４４、６４６の間に間隙６４８を含むが、図１４を参照して説明したものと同様の構造を用いて、選択位置において局所的光学接合又は接触を生じさせることもできる。図１を参照し又は以下で説明するような抽出特徴部は、基板６４４、６４６の一方又は両方に配列することができる。

図１６は、別の例示的なバックライトシステム６６０の断面図である。バックライトシステムは、光源６７０に結合される導波路６６２を含む。減衰マスク層６７２が導波路６６２を覆い、導波路６６２外部の光源６７０からの直接路を遮断又は減衰する。

図１７は、更に別の例示的なバックライトシステム６８０の断面図である。バックライトシステム６８０は、注入特徴部６８８、６９０により光源６８４、６８６にそれぞれ結合される導波路６８２を含む。依然として実質的に平行であるが、導波路６８２は、その間に空間６９６を開けた楔形部分６９２、６９４を含む。その結果、導波路６８２は、比較的小さな平均厚さ及び重さ及び／又は空間６９６内に付加的な特徴部を収容する能力を有することができる。

図１８は、導波路９４４に結合された光源９４１〜９４３を含む別の例示的なバックライトシステム９４０の断面図である。この実施形態では、光は、個々の注入特徴部９４５〜９４７及び共用注入特徴部９４８の組み合わせにより注入される。注入特徴部９４８は、上部部分９５０及び先細底部部分９３２を有しており、これは図１９の上面図で良好に示されている。

ここまでは、注入実施形態の大部分は、円錐形又は円筒形のような対称の垂直軸線の周りに対称である状況で説明してきた。他の実施形態では、関連する構造は、別の対称形（例えばピラミッド型又は矩形）であるか、或いは、例えば、上側部分が底部部分に対してわずかにオフセットされた基本的に非対称であってもよい。図２０には、更に別の例示的な対称的な変形形態を示している。図２０は、本明細書で説明したバックライトシステムで用いるのに好適な導波路８００の等角図である。導波路８００は、複数の注入特徴部８０２及び抽出特徴部８０４を含む。この実施形態では、注入特徴部８０２は、可視領域にわたって分散される蛍光灯又はＬＥＤ列のような直線状光構造体を収容することができる。直線状注入特徴部８０２又は抽出特徴部８０４を利用すると、導波路８００が非対称の発光パターンを有することができるようになる。別の実施形態では、注入特徴部８０２は、上述のＬＥＤのような直線状及び点光源の組み合わせを収容することができる。他の実施形態では、上述の注入特徴部の各々は、このような方式で延びることができ、注入特徴部及び抽出特徴部の全ての種々の種類及び向きを導波路内又は導波路上で混合し適合させることができる。

図２１は、別の例示的なバックライトシステム６００の断面図である。バックライトシステム６００は、光源６１０に結合される導波路６０２を含む。導波路６０２は、平坦な部分６０４と、斜めの有角度部分６０６とを含む。有角部分６０６の円筒形注入特徴部６０８は、導波路６０２を光源６１０に結合する。導波路６０２は、可視領域全体を通してほぼ一定の厚さであり、他の実施形態よりも薄型にすることができ、導波路重量を低減することができる。平均厚さがほぼ一定であれば、単体屈折構造を形成する際に材料を除去することが必要でないので、圧縮成形のような特定の製造工程との適合性が改善される。詳細な光学表面を形成するためには、局所的に材料を流すことしか必要とされない。実施形態では平坦な発光体が示されているが、他の実施形態と同様に、殆どあらゆる発光体の配置を用いることができる。更に、あらゆる好適な抽出特徴部（図示せず）を用いることもできる。別の実施形態では、注入特徴部６０８は、図２０の注入特徴部８０２で示したような、第１の軸線に示す断面を有し、第２の軸線に直線的に延びる。更に別の実施形態では、導波路６０２は、光源６１０の上方で当接又は接合される個別のセクション、例えば図２１の右側及び左側に形成される。

導波路６０２の平坦な有角部分６０４、６０６の幾何学的形状は、光源６１０と隣接する光源（図示せず）との間に付加的な回路６１１を収容する。実施形態の幾つかでは、ＬＣＤシステムに対する全ての界面及び駆動回路は、１つ又はそれ以上の光源６１０として同じ平面又は基板上に存在する。バックライトシステム６００は更に、熱を効果的に拡散し除去するための分散ヒートシンク６１２を含む。ヒートシンク６１２は、回路６１１及び光源６１０に対応して拡張可能である。

図２２は、上述の注入特徴部と共に用いることができるバックライトシステムの一部を示す。詳細には、図２１は、本明細書で説明するバックライトシステムの光源を駆動するのに用いられる例示的な光源回路７００のブロック図である。光源７６２は、３つのグループ７６３、７６４、７６５にグループ化される。各光源７６２は、ＬＥＤ７７４に結合されたドライバ７７２を含む。各ドライバ７７２は、共通信号及び電力バス接続部７７０に結合され、供給電流を複合的に駆動及び分散することができる。光源７６２は、個々のＬＥＤとして、グループ７６３〜７６５として、又は集合的に全体システムとして動的に駆動することができる。駆動回路７７２は、任意選択的に、ＬＥＤ７５８を備えた回路基板上に含まれ、隣接するＬＥＡ７７４間の横方向間隙内に存在する。光はグループ７６３〜７６５間で均一に拡散し、規則的な光源アレイ、光を大きな導波路に注入する明確に分離されたソースモジュール、又はあらゆる他の好適な物理的レイアウトを表すことができる。また、この実施形態は、ＬＥＤ７７４並びに個別のソースモジュールでのホットスポットを抑制することができる。別の実施形態では、グループ７６３、７６４、７６５内のＬＥＤ７７４は、１つ又はそれ以上の直列に並んだＬＥＤとして駆動される。

図２２の実施形態の変形形態では、図２１のＬＥＤ７７４の一部は、非放射性のダイオード、又は受動的抵抗負荷と置き換えることができる。非放射性負荷を選択的に駆動して熱を発生させることにより、バックライトの温度は明るさ設定と関係なく上昇し維持することができる。これは、一貫したディスプレイ性能の維持、又は低温環境条件下でのディスプレイパネルの加温にも有用とすることができ、この技術の有用性は、放射性及び非放射性の熱源の距離を短縮し、配列を分散させることにより強化される。この変形形態では、より複雑な又はより単純な駆動方式を用いることができる。非放射性負荷は、望ましい発熱率に調節するように調整できる別個の電源により駆動することができる。必要に応じて、ディスプレイパネルとバックライトシステムとの間の温度差を最小にするために、対応する導波路及び他のバックライト構成要素の材料を選択するプロセス中に考慮される関連パラメータの１つとして、熱伝導率を含めることができる。

図４〜図２２は、種々の種類の光源及び注入特徴部を示しているが、図２３〜図２７は、導波光を導波路から外に抽出するための幾つかの技術を示す。例えば、図２３は、注入特徴部８２６により光源８２４に結合される導波路８２２を有するバックライトシステム８２０の断面図であり、図２４は、同様に注入特徴部８４６により光源８４４に結合された導波路８４２を有する別のバックライトシステム８４０の断面図である。図２３のバックライトシステム８２０は、図２４のバックライトシステム８４０の抽出特徴部８４８に比べて比較的小さな抽出特徴部８２８を有する。より小さく同等の間隔を置いて配置された抽出特徴部８２８よりも大きな抽出特徴部８４８の方がより多くの光を抽出するので、抽出特徴部８２８、８４８の相対的な大きさは、図２５のグラフで示される横方向での光の拡散関数の空間的広がりの間の差違をもたらす。抽出密度については、バックライトシステム８２０及び８４０の各々は、空間的に変動する抽出密度を有するが、バックライトシステム８４０は、バックライトシステム８２０よりも全体的に高い抽出密度を有する。これらの実施形態では、これは、抽出特徴部はより大きくより有効であるが、抽出特徴部の間隔が同程度であることに起因する。図２５の線８５０は、光源８２４からの距離の関数として導波路８２２から導波され抽出される光の量を表し、図２５の線８５２は、光源８４４からの距離の関数として導波路８４２から導波され抽出された光の量を表す。従って、バックライトシステム８２０は、光源８２４及びこの直近の周囲に大量の光を有するが、バックライトシステム８４０は、光源８４４からの光をより大きな面積にわたって更に均等に分散する。従って、有孔拡散関数は、大部分は、詳細な抽出特徴部設計の抽出密度及びスペースにより決定付けられ、冗長性、色混合有効性、更に、動的バックライト技術のような問題にも影響を及ぼす可能性がある。線８５０で表わされる幅広の拡散関数は、抽出特徴部８２８の抽出密度が抽出特徴部８４８よりも全体に低く、線８５２で示される幅狭の拡散関数となることを表している。

図２６は、例示的なバックライトシステム３００の平面図であり、抽出密度及び関連する拡散関数の操作を示す。この図では、注入特徴部３０２は、比較的大きな円で表わされる。抽出特徴部３２５は小さな円で表わされる。注入特徴部は、水平方向及び垂直方向の両方で、例えば、水平方向距離３２０及び垂直方向距離３２１で等しく分離された規則的な正方形のアレイで配列されるが、この配列は必須ではない。注入特徴部３０２及び抽出特徴部３２５のパターンは、非対称の矩形、六角形、ランダム、又は他のあらゆる２次元アレイとすることができる。

注入特徴部３０２及び抽出特徴部３２５は領域３３０内に配列される。領域３３０は更に、１つ又はそれ以上の小領域３４０に分割される。説明を明確にするために別個の小領域が図示されているが、一般的な場合では、抽出密度の分散は連続的に変化することを理解されたい。図示の実施形態では、バックライトシステム３００は１６の領域３３０を含み、各々が１つの注入特徴部３０２を備え、各領域３３０は２５の小領域３４０を含み、その１つが注入特徴部３０２と一致する。小領域３４０は、１つ又はそれ以上の抽出特徴部３２５、この場合には９つの抽出特徴部３２０により定められる。典型的には、特定の小領域３４０の抽出特徴部３２５は、特定の抽出密度を有する。上述のように、抽出密度は、抽出特徴部の特定の領域により光が抽出される程度に対応する。抽出密度は、例えば、特徴部密度、特徴部の大きさ、特徴部の形状、又は抽出特徴部の種類を調節することにより変えることができ、上述のように、様々なＬＥＤ構成及び導波路材料に対して出力を均一にする能力が促進される。領域３３０及び小領域３４０の各々の抽出密度は変動する可能性がある。この実施形態では、小領域３４０の抽出密度は、それぞれの注入特徴部３０２からの光が、領域３３０全体に均等に拡散するが、隣接領域３３０に対してはあまり拡散しないように操作される。言い換えると、抽出特徴部の配置は、比較的対称的且つ局所的な拡散関数を生じる。

１つの実施形態では、注入特徴部３０２は注入漏れ密度に寄与することができ、これは、注入されずに導波路を通ってどれだけの光が直接透過されるかの尺度となる。本明細書に記載する特定の実施形態は、注入漏れ密度を最小にしようと試みている。しかしながら、他の実施形態では、抽出密度は、出力光が均一になるように注入漏れ密度に合わせることができる。

図２７は、例示的なバックライトシステム８６０の平面図である。バックライトシステム８６０は、導波路８６６を通って分散された複数の注入特徴部８６２及び抽出特徴部８６４を有する。抽出特徴部８６４の大きさは、抽出特徴部８６４を表すドットの相対的大きさで示されるように、導波路全体で変動する。この実施形態では、抽出特徴部８６４の配置は、図２６の比較的対称的な設計と比べて非対称的な設計を有する。ｘ方向の抽出特徴部８６４は比較的一定であるが、ｙ方向の抽出特徴部８６４は変動する。結果として、注入特徴部８６２から注入される光は、ｙ方向よりもｘ方向でより広い範囲に延びる（すなわち幅広の拡散関数）。これは、バックライトを横列又は縦列更新タイミング進行と同期させる動的バックライト技術のような、ｘ方向に沿った混合が望まれるが、ｙ方向には望ましくない用途、又は、バックライトシステム８６０を空間的に調節することにより電力を維持するか或いは視覚的コントラストを増強する用途で特に有用とすることができる。本発明の１つの実施形態では、非対称拡散関数の実施形態は、図２２に記載したような独立した動的駆動の実施形態と組み合わされ、動的にアドレス指定可能な照明の列を浅い深さ構成で促進する。別の実施形態では、図２６の対称的で幅狭の拡散関数の実施形態を図２２の実施形態と組み合わせて、小型バックライトの動的アドレス可能領域を可能にする。更に別の実施形態では、幅広の拡散関数をｘ及びｙ方向の両方に用いて、複数のＬＥＤからの光の混合の強化を可能にする。

図２８〜図３１は、本明細書で検討したバックライトシステムに組み入れることができる種々の種類の抽出特徴部を示す。抽出特徴部は、鋳造、成形、又は他の方法で形成することができる。図２８は、上部及び底部主面７２４、７２６及び複数の抽出特徴部７２８〜７３５を備える導波路７２２を有するバックライトシステム７２０の一部の断面図である。抽出特徴部７２８、７２９は楔形であり、底部主面７２６及び上部主面７２４の内部にそれぞれ形成される。抽出特徴部７３０、７３１は不規則であり、底部主面７２６及び上部主面７２４上にそれぞれ形成される。抽出特徴部７３２、７３３は、ディンプル形状であり、底部主面７２６及び上部主面７２４上内部にそれぞれ形成される。抽出特徴部７３４、７３５は、底部主面７２６及び上部主面７２４内に形成された一連の規則的な楔形状又はプリズム状の溝特徴部である。第１の断面しか示していないが、他の断面は対称とすることも、異なることもでき、或いは、上述のような直線状構造を含むこともできる点は理解されたい。物理的断面が異なるようにすると、例えば、一方の軸線にわずかに幅広にされるか又は完全に拡大されるようにすると、図２０の実施例は、抽出特徴部が変動する有角断面を有するので、均一な出力を達成する際に付加的な融通性が許容される。このことを利用して、光線伝搬方向に対する方向並びに空間的位置によって決まる抽出密度を提供することができる。

抽出特徴部の別の実施例として、図２９は、上部及び底部主面７４４、７４６及び複数の抽出特徴部７４８〜７５６を備える導波路７４２を有するバックライトシステム７４０の一部の断面図である。抽出特徴部７４８、７４９は、楔形状であり、底部主要表面７４６及び上部主要表面７４４から延びる。抽出特徴部７５０は、導波路７４２の内部の不規則な包含物である。抽出特徴部７５１は、ディンプル形状であり、上部主要表面７４４から延びる。抽出特徴部７５２は、図１の反射層１３６のような拡散的反射層７５７が、光学的接合７１０により導波路７４２の主要表面７４６に局所的に屈折率整合した局所領域を含む。光学的接合７１０は、例えば、施工及び硬化されたポリマー又はパターン付転写接着層のような透明の接着層とすることができる。抽出特徴部７５３は、光学的接合７１２により上部主要表面７４４に局所的に屈折率整合した光学的構成化された上側層７５８を含む。抽出特徴部７５４、７５５は、底部主要表面７４６及び上部主要表面７４４上に外側から拡散層が施工される。抽出特徴部７５４又は７５５に対する好ましい材料は、高反射性の散乱白色塗料又は関連構造である。抽出特徴部７５６は、拡散表面テクスチャを備えた拡散層７５９を有し、光学的接合７１４により局所的に上部主要表面７４４に屈折率整合された別の実施例である。

図３０は、種々の種類の抽出特徴部７６４〜７６８の更なる実施例を備えたバックライトシステム７６０の一部の断面図である。抽出特徴部７６４は、円錐形状で研磨されていない。抽出特徴部７６６は、抽出特徴部７６４よりも円筒形に近く、同様に研磨されていない。抽出特徴部７６７は、図１の反射体１３６のような散乱反射体に向かう抽出光に好適なプロファイルを有する。抽出特徴部７６７の深さをその幅と比べて小さく維持することによって、抽出され拡散反射された光の小部分だけが側壁を通って再注入されることになる。抽出特徴部７６８は、段付楔形光抽出構造の実施例である。

図３１は、更に別のバックライトシステム７８０の一部の断面図である。この実施形態では、導波路７８２は、上部部分７８４及び底部部分７８６を含む。上部部分７８４及び底部部分７８６は、屈折率整合接着剤又は他の機構により共に接合される。底部部分７８６は、例えば、二次層又はフィルムとみなすことができる。注入特徴部７８８は、導波路７８２全体に配列されて導波路７８２を光源（図示せず）に結合し、抽出特徴部７９０は、導波路７８２から外に光を配向するように配列される。注入特徴部７８８は、導波路の上部部分７８４及び底部部分７８６の両方に形成されるが、抽出特徴部７９０は、底部部分７８６上に形成される。導波路７８２から抽出特徴部７９０により抽出された光は、図１の反射層１３６のような後部反射体により再配向することができる。

図３２〜図３７は、異なるスペクトル又は色特性を有する光源を備えた例示的なバックライトシステムを示す。例えば、フルカラーは、白色光源（Ｗ）、又は赤色、緑色及び青色（ＲＧＢ）のような有色光源の混合により、或いは白色及び有色光源の両方をＲＷ、ＲＢＷ、ＲＧＢＷ、及び同様のもののような様々に組み合わせて混合することにより達成することができる。本明細書で開示される実施形態により、プロファイル又は深さを小さく維持すると共に実質的に可視領域を超えて成分が拡張されないようにしながら、あらゆる数の光源又は光源の寄与の組み合わせを効果的に混合することができる。加えて、各色成分の光源の数は異なることができ、バックライト及び結果として得られるディスプレイシステムの色域、色度又は詳細なスペクトル特性を調節する際にかなりの柔軟性が可能になる。

図３２は、導波路８８１と、光源８９２〜８９５により生成される光をそれぞれ注入した後に抽出する複数の注入特徴部８８２〜８８５及び抽出特徴部（例えば、８８６〜８９１）とを含む例示的なバックライトシステム８８０の断面図である。光源８９３は赤色光源であり、光源８９４は青色光源である。光源８９２、８９５は白色光源である。この実施例では、光源８９３、８９４からの赤色及び青色光は、比較的小さな注入特徴部、例えば注入特徴部８８３、８８４を通して注入される。光源８９２、８９５からの白色光は、大きな注入特徴部、例えば注入特徴部８８２、８８５を通して注入される。抽出密度は、抽出特徴部にわたって、例えば抽出特徴部８９０から抽出特徴部８８８までの領域で変動し、白色光注入、例えば光源８９５及び注入特徴部８８５からのあらゆる漏出と併せて実質的に均一な光出力をもたらす。この実施形態の注入特徴部８８４は、注入特徴部及び抽出特徴部両方として働き、有色光を他の光と効果的な様式で混合させることができる。

図３３は、導波路９０１と、光源９０９〜９１４により生成される光をそれぞれ注入した後に抽出する複数の注入特徴部９０２〜９０７及び抽出特徴部９０８とを含む別の例示的なバックライトシステム９００の断面図である。この実施形態では、光源９０９〜９１４は、赤色、緑色、青色及び白色のような種々の色の組み合わせとすることができる。抽出特徴部９０８は、他の幾つかの実施形態よりもプロファイルが小さく、詳細には抽出密度が小さく、より広い拡散関数及び強化された光源９０９〜９１４の混合を可能にする。直交方向の拡散関数は、当該方向での混合も同様に可能にするために同程度に広くすることができ、或いは、色混合が第２の軸線方向ではあまり重要でない場合、上述のように並びに図２７の実施形態で見られるように、意図的に短くすることができる。別の実施形態では、多色配列の光源９０９〜９１４を直線状注入構造、例えば図２０の導波路８００の注入特徴部８０２の下に置くことができる。

図３４の平面図に示すような１つの実施形態では、光源９１５は、ディスプレイシステム９１８のアクティブ面積領域９１７にわたって分散されたクラスタ９１６にグループ化することができる。別の実施形態では、各クラスタ９１６は、各色、例えばＲ、Ｇ、Ｂ及びＷの１つのＬＥＤ９１５を含む。更に別の実施形態では、各クラスタ９１６は、図１０の注入特徴部５２０を介して図１０の導波路５２６のような導波路内に注入される。

図３５は、導波路９２１を含む別の例示的なバックライトシステム９２０の断面図である。注入特徴部９２２及び抽出特徴部９２３は、光源９２４により生成された光をそれぞれ注入した後抽出する。バックライトシステム９２０は更に、導波路９２１の１つ又はそれ以上の縁部９２６を通して光を注入する付加的な光源９２５を更に含む。

図３６は、導波路９３１を含む別の例示的なバックライトシステム９３０の断面図である。注入特徴部９３２及び抽出特徴部９３３はそれぞれ、光源９３４により生成された光を注入した後抽出する。バックライトシステム９３０は更に、均一性の懸念がもたらされることなく、スペクトルの特定の部分及びバックライトシステム９３０の色度を調整するための光吸収特徴部９３５を更に含む。

本発明の上記の詳細な説明では少なくとも１つの例示的な実施形態を提示したが、多数の変形形態が存在することは当然理解されたい。また、１つ又は複数の例示的な実施形態は単なる実施例に過ぎず、本発明の範囲、適用、又は構成をどのようにも限定するものではない点を理解されたい。むしろ、前述の詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態を実施するための好都合なロードマップを当業者に提供することになる。例示的な実施形態に記載する要素の機能及び配列は、添付の請求項に記載された本発明の範囲を逸脱することなく様々な変更を行い得る点は理解されるべきである。

例示的な液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の断面図である。例示的な注入特徴部及び光源の図である。例示的な注入特徴部及び光源の図である。例示的な注入特徴部及び光源の図である。例示的な注入特徴部及び光源の図である。例示的な注入特徴部及び光源の図である。例示的な注入特徴部及び光源の図である。例示的な注入特徴部及び光源の図である。例示的な注入特徴部及び光源の図である。例示的な注入特徴部及び光源の図である。例示的な注入特徴部及び光源の図である。例示的な注入特徴部及び光源の図である。例示的な注入特徴部及び光源の図である。例示的な注入特徴部及び光源の図である。例示的な注入特徴部及び光源の図である。例示的な注入特徴部及び光源の図である。例示的な注入特徴部及び光源の図である。例示的な注入特徴部及び光源の図である。例示的な注入特徴部及び光源の図である。例示的な注入特徴部及び光源の図である。例示的な注入特徴部及び光源の図である。例示的な注入特徴部及び光源の図である。例示的なバックライトシステムの断面図である。例示的なバックライトシステムの断面図である。図２３及び図２４のバックライトシステムの拡散関数を示すグラフである。例示的なバックライトシステムの平面図である。例示的なバックライトシステムの平面図である。例示的な抽出特徴部の断面図である。例示的な抽出特徴部の断面図である。例示的な抽出特徴部の断面図である。例示的な抽出特徴部の断面図である。異なるスペクトル又は色特性を有する光源を備えるバックライトシステムの図である。異なるスペクトル又は色特性を有する光源を備えるバックライトシステムの図である。異なるスペクトル又は色特性を有する光源を備えるバックライトシステムの図である。異なるスペクトル又は色特性を有する光源を備えるバックライトシステムの図である。異なるスペクトル又は色特性を有する光源を備えるバックライトシステムの図である。

１００ＬＣＤ
１０２ＬＣＤパネル
１０３ディフューザ
１０４直下型バックライトシステム
１０５視野領域
１０６導波路
１０８、１１０主面
１１４注入特徴部
１１６光源
１２８抽出特徴部

Claims

液晶ディスプレイ（１００）用のバックライトシステム（１０４）であって、
第１の主面（１０８）と前記第１の主面（１１０）の反対側の第２の主面（１１０）とを含むと共に、前記液晶ディスプレイ（１００）の可視域に対応する可視領域（１０５）を含む実質的に平面の屈折性導波路（１０６）と、
光を生成するため前記視野領域（１０５）内で前記第２の主面（１０８）に近接して位置付けられた光源（１１６）と、
前記視野領域（１０５）内で前記第２の主面（１０８）及び前記第１の主面（１１０）の１つ又はそれ以上に近接し、前記光を前記導波路（１０６）内に光学的に結合して前記光が導波光になるようにする注入特徴部（１１４）と、
前記視野領域（１０５）内で前記第２の主面（１０８）及び前記第１の主面（１１０）の１つ又はそれ以上に近接し、前記導波光を前記導波路（１０６）の外部に光学的に結合する複数の抽出特徴部（１２８）と、
を備えるバックライトシステム（１０４）。
液晶ディスプレイ（１００）用のバックライトシステム（１０４）であって、
第１の主面（１１０）と前記第１の主面（１１０）の反対側の第２の主面（１０８）を含むと共に、前記液晶ディスプレイ（１００）の可視域に対応する可視領域（１０５）を含む実質的に平面の導波路（１０６）と、
光を生成するため前記視野領域（１０５）内で前記第２の主面（１０８）に近接して位置付けられた光源（１１６）と、
前記視野領域（１０５）内で前記第２の主面（１０８）及び前記第１の主面（１１０）の少なくとも１つに近接し、前記光を前記導波路（１０６）内に光学的に結合して前記光が導波光になるようにする注入特徴部（１１４）と、
前記視野領域（１０８）内で前記第２の主面（１０８）及び前記第１の主面（１１０）の少なくとも１つに近接して前記導波光を前記導波路（１０６）の外部に光学的に結合するようにし、且つ変動する抽出密度を有する複数の抽出特徴部（１２８）と、
を備えるバックライトシステム（１０４）。
複数のピクセルを有するＬＣＤパネル（１０２）と、
前記ピクセルに結合され、該ピクセルを照明して画像を形成するバックライトシステム（１０４）と、
を備えた液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）（１００）であって、
前記バックライトシステム（１０４）が、
第１の主面（１０８）と前記第１の主面（１０８）の反対側の第２の主面（１１０）とを含むと共に、前記液晶ディスプレイ（１００）の可視域に対応する可視領域（１０５）を含む実質的に平面の誘電体導波路（１０６）と、
光を生成するため前記視野領域（１０５）内で前記第２の主面（１０８）に近接して位置付けられた光源（１１６）と、
前記視野領域（１０５）内で屈折を介して前記光を前記導波路（１０６）に光学的に結合して、前記光が導波光となるようにする注入特徴部（１１４）と、
前記視野領域（１０５）内で、前記導波光を前記導波路（１０６）の外部に光学的に結合し、且つ変動する抽出密度を有する複数の抽出特徴部（１２８）と、
を含む液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）（１００）。