KR20020011855A - 조명 장치 및 그를 이용한 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은, 광이용 효율 또는 균일성이 높은 조명 장치, 및 그 조명 장치를 이용하여 양호한 동화질 표시가 가능한 액정 표시 장치를 제공하는 데 있다.
도광체의 측면에 광원을, 상기 도광체의 이면에 반사판을 갖는 조명 장치에 있어서, 상기 도광체와 상기 반사판 사이에 공기층 등을 배치하고, 상기 광원으로부터 상기 도광체로의 입사광을 광 출사면으로부터 출사시키기 위해, 상기 도광체의 일부에 상기 광 출사면의 대략 법선 방향으로 지향성을 갖는 광산란 제어층과, 상기 도광체 계면에서 상기 광원으로부터의 입사광의 전체 반사 조건을 만족하도록 상기 광산란 제어층의 일정 영역의 광산란 특성을 실질적으로 없애는 수단과, 상기 일정 영역을 이동시키는 수단을 갖고, 전체 광출사 영역의 각 광출사 영역에 있어서 시간 평균의 출사 광량이 실질적으로 동일하고, 상기 광출사 영역이 실질적으로 빛을 출사하지 않는 시간을 갖는 것을 특징으로 하는 조명 장치 및 이를 이용한 액정 표시 장치이다.

Description

조명 장치 및 그를 이용한 액정 표시 장치{LIGHT ILLUMINATION APPARATUS AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은 조명 장치 및 그를 이용한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
박형 또한 저소비 전력을 큰 이점 중의 하나로 하는 액정 표시 장치는 최근 텔레비젼 수신기 등의 동화상을 주체로 하는 표시 장치에도 적용되어 오고 있으며, 용도는 더욱 확대되고 있다.
그러나 최근, 액정 표시 장치를 대표로 하는 홀드 발광형의 표시 장치에 특유한 동화질의 열화의 문제가 보고되어 있다[전기 통신 학회 기술 보고 SID96-4, pp.19-26(1996-06)]. 또한, 이 보고에는 이 동화질 열화의 문제를 해소하기 위해, 프레임 주파수를 n 배속화하는 방법, 1 프레임 기간 중 화상 표시를 1/n 프레임 기간으로 하여 나머지의 기간을 흑색 표시로 하는 방법 등이 유용한 것도 표시되어 있다. 덧붙여서, n의 수치는 클 수록 고속인 동화상 표시에 대하여 유효하다.
상기 과제를 근거로 하여, 액정 표시 장치에 있어서의 동화상의 화질(이하「동화질」이라 함)에 대응한 기술 개발이 이루어져 있으며, 조명 장치에 의해 동화질의 개선을 도모하는 기술로서, 일본 특허 공개 소64-82019호 공보에 배면광의 발광부를 화상 구동 주사에 맞춰 점멸시키는 블랭킹 표시에 관한 동화질 개선 기술이 개시되어 있다.
또한, 동화질 향상 기술은 아니지만, 고휘도화를 위해 표시에 맞춘 도광체 중의 일정 영역의 광학 특성을 변화시켜 조사하는 평판형 조명 장치가 일본 특허 공개 평11-249580호 공보에 개시되어 있다.
그러나, 일본 특허 공개 소64-82019호 공보에 개시된 기술에서는 블랭킹을 램프 직경의 단위로밖에 제어할 수 없다. 즉, 블랭킹을 주사선마다 적합한 타이밍으로 설정할 수 없어, 램프 사이의 휘도 결함을 발생시켜 버린다고 하는 점에서 과제가 남는다. 이것은 램프의 갯수를 늘리는 것으로 해결할 수 있지만, 실제 램프의 직경은 1.8㎜ 이상이며, 화소 정도(약 수10㎛)의 폭으로 블랭킹을 행하는 것은 현시점에 있어서 불가능하다. 또한, 램프 및 그를 구동하는 인버터의 수도 방대해져 비용이 상승한다고 하는 새로운 과제를 발생시켜 버린다.
또한, 일본 특허 공개 평11-249580호 공보에 개시된 일정 영역을 조사하는 조명 장치에서는 도광체에 입사되는 빛을 집광시키는 점에 있어서 유용하지만, 빛의 이용 효율, 균일성을 실현하기 위해서는 아직 과제가 남아 있다. 또한, 동화질의 표시에 대응시킨 구동 방법에 관해서도 일체 기재되어 있지 않으며, 동화상에 대응시킨 조사 장치로서의 실현에는 아직 과제가 남는다.
이상을 근거로 하여, 본 발명의 목적 중 하나는 광이용 효율 혹은 균일성이 높은 조명 장치 및 그 조명 장치를 이용하여 양호한 동화질의 표시가 가능한 액정 표시 장치를 제공하는 데 있다.
도1은 제1 실시예의 조명 장치의 구성을 설명하는 도면.
도2는 제1 실시예의 조명 장치의 제어 방법을 설명하는 도면.
도3은 제2 실시예의 조명 장치의 구성을 설명하는 도면.
도4는 제3 실시예의 조명 장치의 구성을 설명하는 도면.
도5는 제4 실시예의 조명 장치의 구성을 설명하는 도면.
도6은 제5 실시예의 조명 장치의 구성을 설명하는 도면.
도7은 제6 실시예의 조명 장치에 적용하는 요철의 일 실시예를 도시한 도면.
도8은 제7 실시예의 조명 장치의 구성을 설명하는 도면.
도9는 제8 실시예의 조명 장치의 구성을 설명하는 도면.
도10은 본 발명이 이용하는 원리를 설명하는 도면.
도11은 제9 실시예의 액정 표시 장치에 대하여 설명하는 도면.
도12는 제9 실시예의 액정 표시 장치에 대하여 설명하는 도면.
도13은 제10 실시예의 액정 표시 장치에 대하여 설명하는 도면.
도14는 본원 발명에 관한 액정 표시 장치에 대하여 설명하는 도면.
도15는 제11 실시예의 액정 표시 장치에 대하여 설명하는 도면.
도16은 제12 실시예의 액정 표시 장치에 대하여 설명하는 도면.
도17은 제13 실시예의 액정 표시 장치에 대하여 설명하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 10A, 10B : 광원
11, 11A, 11B : 램프 덮개
12, 15, 121 : 도광체
12A : 출사면
13, 14 : 투명 전극
16, 17 : 반사판
18 : 저굴절율층(공기층)
19 : 위상차판
20, 20A : 광산란 제어층
20B : 편광 산란 제어층
21 : 투과 영역
22 : 산란 영역
23 : 등방성 매체
24 : 액정 액적
25 : 홀로그램
30, 31 : 배향막
40, 41 : 위상차판
50 : 피치
51 : 각도
100, 110, 120, 130, 140, 151 : 입사광
101, 111, 121, 122, 131, 152 : 도광체 계면에서의 전체 반사광
102, 103, 123, 124, 125, 126, 127 : 산란광
112, 116, 133, 138 : 출사 S 편광
113 : 편광 투과광
115, 137 : S 편광
132 : 편광 산란광
134 : 원편광
135 : 직선 편광
136 : P 편광
150 : 램프로부터의 출사광
160 : 도광체로의 입사 각도
161 : 계면에서의 입사 각도
200 : 광출사 영역
201 : 광 비출사 영역
205, 206 : 일정 영역에서의 점등 시간
210 : 투과 상태
211 : 산란 상태
300, 403 : 1 프레임 기간(1주기)
310, 400, 410, 413, 420, 423 : 액정 응답
311, 312, 401, 402, 411, 414, 421, 424 : 배면광 휘도
320 : 백색 표시 기간
321 : 흑색 표시 기간
330A, 330B, 330C : 주사 방향에서의 각 파형
340, 350, 412, 415, 422, 425 : 백색 표시 밝기
341, 351 : 흑색 표시 밝기
404 : 주사 신호
500 : 액정 표시 제어기
501 : 배면광 구동 회로
502 : 주사 배선 구동 회로
503 : 신호 배선 구동 회로
504 : 공통 전극 구동 회로
510 : 액정 표시 소자
520 : 조명 장치(배면광)
본 발명의 하나의 견해에 따르면, 한 쌍의 도광체와, 한 쌍의 도광체에 협지되는 액정층을 갖는 조명 장치로서, 한쪽의 도광체의 상기 액정층을 향하는 면에 복수의 영역으로 분할되어 형성된 제1 투명 전극과, 다른 한쪽의 상기 도광체의 액정층을 향하는 면에 배치된 제2 투명 전극과, 한 쌍의 도광체 중 적어도 한쪽 도광체의 측면에 배치된 광원과, 한 쌍의 도광체 중 어느 한쪽의 도광체의 액정층을 향하는 면과 반대인 면에 공기층을 거쳐서 배치된 제1 반사판을 갖고, 광원이 배치된상기 도광체의 굴절율이이상인 것에 의해, 전체 반사를 이용할 수 있어 광이용 효율이 높아 저소비 전력의 조명 장치를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 견해에 따르면 한 쌍의 기판과, 한 쌍의 기판에 협지된 제1 액정층과, 액정층을 구동하기 위한 액정 표시 소자 구동 회로를 갖는 액정 표시 소자와, 한 쌍의 도광체와, 한 쌍의 도광체에 협지된 제2 액정층과, 액정층을 구동하기 위한 배면광 구동 회로를 갖는 조명 장치를 갖는 액정 표시 장치로서, 제1 액정층의 구동 모드는 평상시 개방이고, 제2 액정층의 구동 모드는 평상시 투과 혹은 제1 액정층의 구동 모드는 평상시 폐쇄로, 제2 액정층의 구동 모드는 평상시 산란인 것에 의해 관측자가 느끼는 빛의 밝기의 프로파일을 급격하게 하는 것이 가능해지며, 광이용 효율이 높아 종횡비가 높은 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명의 또 다른 견해에 따르면, 복수의 화소와, 복수의 화소의 표시를 제어하는 구동 회로부를 갖는 액정 표시 소자와, 조명 장치와, 조명 장치를 제어하는 배면광 구동 회로부를 갖는 표시 장치로서, 액정 표시 소자는 입력되는 화상 데이터에 대응하여 액정 표시 소자에 있어서의 구동 회로부와, 조명 장치에 있어서의 배면광 구동 회로부를 제어하는 액정 표시 제어기를 갖고, 조명 장치는 n 개의 스트라이프형으로 형성된 제1 투명 전극을 갖는 본원 발명에 관한 조명 장치로서, 액정 표시 제어기가 액정 표시 소자에 있어서의 화소에 표시를 행하는 시간을 1 프레임 기간의 k분의 1로 한 경우, 산란 상태로서 선택되는 제1 투명 전극은 n/k개 이하이며, 또한 k를 각 프레임 기간마다 결정함으로써, 이른바 1/n 배속 구동으로 했을 때도 항상 1 프레임 기간에 있어서의 관측자가 느끼는 밝기를 일정하게 할 수 있어 광이용 효율이 높아 고화질인 동화질의 표시에 대응한 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.
우선, 본원 발명이 이용되는 원리의 개요를 도10을 이용하여 간단히 서술한다. 또한, 본원 발명에 관한 조명 장치는 도광체의 계면에 있어서의 빛의 반사(전체 반사)를 이용하고 있다.
도10의 조명 장치는 도광체(121)와, 도광체(121)의 측면에 공기층을 거쳐서 배치된 광원(10)과, 광원 커버(11)와, 도광체(121) 하에 설치된 빛을 통과시키는 매체(A122), 매체(B123)를 가지고 있으며, 또한 매체(B123)는 하면에 있어서 공기층과 접하고 있다. 또, 본 명세서에 있어서 매체는 도광체를 포함한 개념으로 하고 있다.
광원으로부터 출사된 빛(150)(이하「출사광」이라 함)은 일정 입사각 θin(빛이 입사되는 면의 법선과 입사광과의 이루는 각을 말한다. 후술하는 øin, θ1등에 있어서 마찬가지임)으로 도광체(121)에 입사하고, 굴절을 받아 굴절각 øin에서 도광체내를 전파한다. 이 때 굴절각 øin은 스넬의 법칙에 의해
가 된다. 또한, 공기의 굴절율은 nair1, 도광체(121)의 굴절율은 등방적으로 nmed이다.
그리고 입사광(151)은 도광체(12) 내를 전파하고, 각도 θ1[도광체(121)의 평면에 대한 법선과 입사광이 이루는 각)에서 도광체의 평면(계면)에 도달한다. 또, 이 경우 θ1은 이하에서 주어진다.
또한, 도광체(121)와 매체(A122), 매체(A122)와 매체(B123), 매체(B123)와 공기, 각각의 계면에서도 앞 부분과 마찬가지로 굴절이 발생해 이하의 관계를 얻을 수 있다.
여기에서, na는 매체(A)의 굴절율, nb는 매체(B)의 굴절율, nair2는 빛이 매체로부터 출사되는 측의 공기의 굴절율, ø1은 도광체로부터 매체(A)에 입사될 때의 굴절각 및 매체(A)로부터 매체(B)로 입사할 때의 입사각, ø2는 매체(A)로부터 매체(B)로의 굴절각 및 매체(B)로부터 공기층으로의 입사각, øout은 매체(B)로부터 공기층으로의 굴절각(출사각)을 나타낸다. 그리고, 상기 수학식 1 내지 수학식 5의 관계를 이용하여 이하의 수학식 6을 얻을 수 있다.
이것은 매체(A) 및 매체(B)의 입사각, 굴절각, 굴절율에는 의존하지 않는 것을 나타낸다. 즉, 공기층으로부터 입사된 빛은 복수의 도광체나 매체의 내부를 통과해 가지만, 통과하는 매체의 굴절율에는 의존하지 않은 것을 의미한다.
또, 이 수학식 6에 nair1= nair2= 1을 대입하고, 또한 빛이 어떠한 각도(최대치 θin= 90°)로부터 도광체에 입사해도 전체 반사를 충족시키는 조건, 및 전체 반사(øout≥ 90°)를 총족시키는 조건을 고려하여 계산하면, 이하의 식을 얻을 수 있다.
이것은 즉, 공기층으로부터 도광체에 빛을 입사시킬 때, 공기층의 굴절율, 도광체의 굴절율을 고려하여 전체 반사 조건을 충족시키도록 입사시키면 투과하는 매체의 굴절율에 의존하지 않고, 공기층과의 계면에 있어서 반드시 전체 반사를 일으킨다는 것을 의미한다.
수학식 7은 nmed가이상이면, 통과하는 매체에 의존하지 않고, 공기층과의 계면에 있어서 항상 전체 반사를 일으키는 것을 의미한다. 또한, 본 발명에서는 공기층을 이용하고 있지만, 공기층에 가까운 저굴절율인 것이면 다른 것도 물론 가능하다.
도10에 있어서의 구성을 실제의 조명 장치에 대응시킨 경우에 있어서의 매체(A, B)의 구체적인 구성 요소로서는 도광체, 액정층, 투명 전극, 배향막, 한 쌍의 필름에 협지된 액정층 등도 고려할 수 있다. 물론, 이는 예시에 지나지 않으며 광원으로부터 빛이 입사되는 매체[도1에 있어서는 도광체(12)]도 이에 한정되는 것은 아니며, 또 매체의 수도 2개로 한정되지 않는다. 본원 발명은 매체에 빛을 입사시킬 때에, 입사하는 측, 입사되는 측의 매체에 있어서의 굴절율을 고려하여 전체 반사 조건을 충족시켜 상기 매체에 빛을 입사시켜 가는 것을 포인트 중의 하나로 하고 있기 때문이다. 덧붙여서, 도10에서 도광체로서 굴절율 1.49인 아크릴 판을 이용한 경우, øin의 최대치는 약 42°, 최소의 반사각(ø2)은 약 48°가 된다.
또한, 다음의 실시예에 있어서 서술하지만, 실제 조명 장치에 적용시키는 경우에 있어서, 액정층의 굴절율의 이방성으로부터 발생하는 과제 및 고광 지향성을 위해 설치되는 요철 형상의 계면에 의해 새롭게 발생하는 과제를 별도로 해결할 필요도 있어, 이들의 해결 방법에 대해서도 다음에 별도로 서술하여 간다.
이상을 정리하면, 본원 발명은 원리적으로 전체 반사를 이용하고, 또한 실제의 조명 장치에 적용시키도록 액정의 굴절율이나 집광에 수반하는 굴절율에 대한 과제를 해소하고 있는 것을 포인트 중의 하나로 하고 있다.
또, 조명 장치의 구체적 구성 및 동화상에 대응시키기 위한 출사 방법에 대해서는 이하의 실시예에 있어서 설명해 간다. 또한, 각 도면에서 사용되는 동일 부호는 동일물 또는 상당물을 나타낸다.
<제1 실시예>
이하, 상술한 원리 및 도1을 이용하여 제1 실시예의 조명 장치에 대해 설명한다.
도1의 (a), 도1의 (b)는 제1 실시예에 있어서의 조명 장치의 단면도이다. 또한, 후술하지만 도1의 (a)와 도1의 (b)에 있어서의 조명 장치의 구조 상의 차이는 한쪽의 도광체에 설치된 요철 형상(25)의 유무이다.
우선, 도1의 (a)에 대해 설명한다. 도1의 (a)의 조명 장치는 아크릴인 한 쌍의 도광체(12, 15)와, 한쪽이 스트라이프형이 되는 도광체 상에 형성된 투명 전극(13, 14)과, 한 쌍의 도광체에 협지되는 폴리머 분산형 액정층(20A)과, 한 쌍의 도광체의 하면에 설치된 공기층과, 공기층을 거쳐서 도광체의 하면에 설치된 제1 반사판(16)과, 한 쌍의 도광체의 측면에 설치된 광원인 냉음극 형광관(10)(이하「광원」이라 함)과, 광원을 덮는 광원 커버(11)와, 다른 한쪽의 측면에 배치된 제2 반사판(17)을 가지고 있다. 또한, 본 명세서에서 말하는 스트라이프형이라 함은 소정의 폭을 갖는 선의 배열을 말하며, 소정의 폭을 갖는 선에는 사각형도 포함되고, 선도 직선으로는 한정되지 않는다. 도1의 (a)에서는 광원(10)의 관 직경을2.6㎜, 길이(지면에 대하여 수직 방향)를 약 290㎜, 한 쌍의 도광체(12, 15)의 크기를 290㎜×225㎜, 한 쌍의 도광체를 포함하는 조명 장치의 두께[도광체(12, 15)의 전층의 두께]를 3.5㎜로 하고 있다. 액정층은 두께가 12㎛이고, 굴절율이 1.49인 유기 매질 중에 약 1㎛의 평균 입경으로 네마틱 액정 드롭렛으로서 포함하는 폴리머 분산형 액정층이며, 전장(電場) 인가(印加)시의 상방 굴절율(n0)은 1.49, 굴절율 이방성(Δn)은 0.2이다. 또, 도광체는 굴절율 1.49의 아크릴이다. 또한, 투명 전극(ITO)의 굴절율은 2.0 정도이므로, 투명 전극으로서의 기능을 확보하면서 광학적인 영향이나 빛의 흡수를 가능한 한 저감시키기 위해 가시 파장보다 충분히 작은 약 65㎚로 했다. 따라서, 투명 전극(13, 14)을 광학적으로 대부분 무시할 수 있다. 물론, 제1 실시예에 있어서 서술하는 효과 작용을 발휘하는 한은, 구체적 구성 재료는 이 실시예에 한정되는 것은 아니다.
다음에, 광산란/투과의 상세한 원리, 및 작용 효과에 대해 상세하게 설명한다.
제1 실시예에서는, 예를 들어 투과 상태(210)를 전장 인가(제1 실시예에서는 30V를 인가함)에 의해 투과 상태로, 산란 상태(211)를 전압 무인가(제1 실시예에서는 0V로 함)에 의해 산란 상태로 하고 있다. 또한, 여기에서는 설명을 위해 도1에 있어서의 도광체(12)와 액정층의 두께의 비율은 실제와는 다른 비율로 기재하고 있다. 실제의 제1 실시예에 관한 조명 장치의 액정층(20A)의 두께는 12㎛인데 반해 도광체(12)의 두께는 대략 3.5㎜ 정도이며, 도광체에 입사되는 광량은 대략 모두도광체에 입사된다고 생각해도 좋다. 또한, 도광체(12)의 굴절율은이상이며, 빛이 도광체에 입사될 때에 있어서, 하부의 도광체와 공기의 계면에 있어서의 전체 반사 조건은 충족되고 있다.
전압 인가 상태인 투과 상태(210)에서는 액정 분자는 전장에 대응하여 마찬가지로 배향하고 있다. 따라서 이 영역에서는 주위의 유기 매질과 폴리머 분산형액정은 광학적으로 대략 비슷해져, 폴리머 분산형 액정층(20A)은 전체적으로 한 쌍의 도광체(12, 13) 사이에 굴절율이 다른 등방적인 매질이 존재하고 있는 것과 같아져 도10에서 도시한 상태와 마찬가지로 생각할 수 있다. 따라서, 입사광(100)이 도광체(12)에 입사되는 시점에서 전체 반사 조건을 충족시키고 있으면, 상기 입사광(100)은 투과 상태(210)로 입사되었다고 해도 산란되는 일 없이 그대로 도광체(15)의 내부를 전파하고, 하면의 도광체(15)의 계면(도1의 하면)에서 전체 반사하여 반사광(101)이 된다. 따라서 반사광(101)은 마찬가지로 전체 반사를 반복하면서 도광체 내를 전파해 가게 된다. 또, 조명 장치에 있어서의 광산란 제어층인 폴리머 분산형 액정(20A)이 전부 전장 인가 상태에 있으면, 빛은 계면에 있어서 전체 반사를 반복하고, 이상적으로는 입사광이 도광체의 외부로 나오는 일은 없으며, 조명 장치 상부로부터는 어둡게 보이게 된다. 이 조명 장치의 상태(영역)를 본 명세서에서는 전장 인가 상태(영역) 혹은 광비출사 상태(영역)라 표현한다. 또한, 이 상태(영역)에 대응하는 액정층의 상태(영역)를 투명 상태(영역)라 표현한다.
한편, 광산란 제어층(20A)이 전압 무인가 상태인 산란 상태(211)로 입사한경우는 액정 드롭렛 중의 액정 분자의 배향은 랜덤하게 되어 있으므로, 빛은 산란을 받아 산란광(102, 103)이 된다. 그리고, 산란광(102)(도1 상방을 향한 산란광)의 도광체 계면에 대한 입사각은 전체 반사각보다 작아지므로, 도광체(12)로부터 출사되게 된다. 한편, 산란광(103)(도1 하방을 향한 산란광)의 도광체 계면에 대한 입사각도 마찬가지로, 전체 반사각보다 작아지고 있으므로 도광체 하부 방향으로 출사하고, 조명 장치 하부의 반사판(16)에 의해 반사, 다시 조명 장치로의 입사 등을 지나서 도광체 상방으로 출사되게 된다. 따라서, 이 상태에서는 조명 장치에 있어서의 전장 무인가 상태의 부분으로부터 빛이 방출되고, 조명 장치 상부로부터 보면 전장 인가 영역에 대응하는 스트라이프형의 빛이 관측된다. 이 조명 장치의 상태를 본 명세서에서는 전장 무인가 상태(영역) 혹은 광출사 상태(영역)와, 또 이 상태(영역)에 대응하는 액정층의 상태(영역)를 산란 상태(영역)라 표현한다.
본 실시예에서 이용하고 있는 조명 장치 하부의 반사판(16)은 주로 산란광(103)을 조명 장치 상방으로 반사시키기 위해 설치되고 있으며, 또한 조명 장치 하부의 반사판(16)과 한 쌍의 도광체 사이에는 공기층이 형성되어 있다. 이것은 본원 발명에 있어서의 조명 장치가 전체 반사를 이용하고 있는 것에 유래한다. 이하, 이 제1 반사판과 공기층의 배치에 의해 발생하는 효과 작용에 대해 설명한다.
한 쌍의 도광체의 하면에 금속의 반사판을 직접 설치하는 것은 반사에 의한 빛을 후방으로 새게 하지 않고 상방으로 향하게 하고, 또는 균일화하는 것에 대하여 효과적이지만, 본 실시예와 같이 박형, 빛의 고이용 효율, 빛의 국소 집중 등에중점을 둔 경우에는 금속에 의한 흡수 등은 무시할 수 없어 큰 문제가 된다. 이에 대해 제1 실시예에 관한 도1의 (a)를 바탕으로 하여 설명한다.
전술한 바와 같이, 도광체의 광원에 대한 면의 깊이는 225㎜, 한 쌍의 도광체는 3.5㎜이다. 빛이 굴절각 øin에서 도광체에 입사하여 전체 반사를 반복해 간다고 하면, 입사된 빛이 제2 반사판(17)에 도달하기 까지 하면의 계면에서 반사하는 횟수 N은 대략 이하에서 주어진다.
여기에서, 대비(對比)로서 반사판의 계면에 직접 금속 반사판을 배치한 경우를 생각할 수 있다. 이 금속 반사판에 의한 반사율을 R이라 하면, 도광체의 한쪽 측면으로부터 입사된 빛의 강도 I0과 다른 한쪽의 측면에 도달한 시점에서의 강도 I의 비는 이하에서 주어진다.
그리고 예를 들어, øin= 43°를 일반적인 반사판, 알루미늄 혹은 은의 값으로서의 R = 0.93을 각각 대입하여 계산하면, I/I0은 11% 정도가 되며, 광량의 손실이 꽤 커져 문제가 된다. 또, 이것은 한 쌍의 도광체의 두께가 깊이에 대하여 얇아지면 얇아질 수록 빛의 이용 효율이 떨어지는 것을 의미한다. 그로 인해 본원발명에서는 금속판을 주로 산란광을 상방을 향하게 하기 위해 공기층을 거쳐서 설치하고, 반사판과 한 쌍의 도광체 사이에 도광체와의 계면에 있어서 전체 반사 조건을 충족시키도록 공기층을 형성하고, 가능한 한 광이용 효율을 올리고 있는 것이다.
이상 도1의 (a)의 구성에 의해 본원 발명에 관한 조명 장치는 폴리머 분산형액정에 관한 전장을 임의로 제어함으로써 투과 상태와 산란 상태를 만들어 내고(도광체 내부의 반사 조건을 제어하고), 산란 상태의 부분으로부터 효율적으로 빛을 출사시킬 수 있다. 또 다른 견해를 보면 투과 상태와 산란 상태를 선택하여 투과 부분을 한정시켰다고 해도, 전체 반사를 이용하여 하나의 광원으로부터 발생하게 되는 빛을 상기 선택 부분에서 대략 전부 산란, 출사시키므로 조명 장치 전체로부터 발생하게 되는 단위 시간당의 광량의 합이 항상 일정해지는 것이 가능해진다.
또한, 광원은 냉음극 형광뿐만 아니라, 전체 반사 조건을 충족시켜 도광체에 빛을 입사시킬 수 있는 한은 유기 LED 어레이 등의 다른 발광 소자도 가능하다.
다음에 도1의 (b)에 대해 설명한다.
도1의 (b)는 출사광(102)의 지향성을 보정하기 위해, 도광체(12) 상에, 예를 들어 확산판이나 광로 변환 소자로서 프리즘 시트 등의 요철(25)을 설치한 도면이며, 투명 전극(14)은 요철 위에 배치되어 있다. 또한, 그 밖의 배치는 도1의 (a)와 대략 동일하며, 도1의 (b)의 요철도 도광체(15)와 동일한 재질인 아크릴로 하고 있다. 단, 굴절율로부터 동일한 효과를 가져오는 것이면 재료는 본 실시예에 한정되는 것은 아니다. 요철(25)의 미세한 형상은 다음의 실시예에 있어서 설명한다.
제1 실시예에서 이용하고 있는 폴리머 분산형 액정층(20A)은 대략 등방 산란이며, 대부분의 빛이 출사 계면에서 전체 반사된다. 즉, 상술한 바와 같이 광산란성이 있어도 출사면의 법선 방향으로 지향시키지 않으면, 계면으로의 입사각이 sin-1(1/nmed)보다 큰 성분은 전체 반사되어 출사되지 않는 경우를 생각할 수 있다. 따라서, 산란 제어층(20A)의 폴리머 분산형 액정층 이외에 요철(25)을 배치하고, 산란광을 계면 법선 방향으로 지향함으로써 더욱 출사 효율을 향상시키고, 조명 장치를 더욱 유용한 것으로 할 수 있다. 그러나, 요철(25)은 반사면(제1 실시예에서는 공기층과 도광체의 계면)과 평행하지 않으므로, 투과 상태에 있어서도 전체 반사 조건을 충족시키지 않는 반사를 일으킨다고 하는 새로운 과제가 발생한다. 그래서, 요철(25)과 액정층의 굴절율을 맞추는 것은 전체 반사 조건을 유지하는 데 있어 특히 유용하다. 전술한 바와 같이, 도광체(12)에 입사된 빛(110)은 도광체(12) 및 폴리머 분산형 액정층을 통과해, 도광체(15)의 계면에서 전체 반사를 일으키고, 조명 장치 내부를 전파해 간다. 투과 상태에 있어서 전체 반사를 반복해 가기 위해서는 조명 장치 내부에 존재하는 다른 매체 사이의 계면을 전체 반사 계면(공기층과 도광체의 계면)과 평행하게 하거나, 평행이 아닌 계면을 사이에 두는 매체 끼리의 굴절율을 같게 해 둘 필요가 있다. 요철(25)을 구비한 도1의 (b)에서는 후자를 부분적으로 채용함으로써, 이상의 문제를 해결하고 있다. 즉, 도1의 (b)의 도광체(15), 요철(25), 액정 드롭렛(24)을 둘러싸는 유기 매질의 굴절율을 모두 대개 등방적으로 1.49로 하고 있는 것이다.
즉, 전장 인가 상태(굉비출사 상태)에 있어서는 액정 드롭렛의 굴절율, 액정드롭렛(24)을 둘러싸는 유기 매질의 굴절율, 요철(25)의 굴절율이 모두 대개 비슷해지므로 빛은 전체 반사를 반복하면서 조명 장치 내부를 전파해 가게 된다. 한편, 전장 무인가 상태(광출사 상태)에 있어서는 요철(25)의 계면에 접하는 액정 드롭렛(24)이 요철(25)에 대응한 산란 계면을 형성하고, 지향성을 높인 산란을 발생시키게 된다. 또, 파장 오더의 거리에 주기성을 갖게 함으로써 더욱 지향성을 높일 수도 있다.
또한, 본원 발명에 관한 조명 장치에서는 빛 강도와, 빛 출사 영역의 주사와의 관계에 대해서도 고찰하고, 그 설계 여유도의 확대, 동화상으로의 대응 등을 도모하고 있다. 우선, 빛 강도에 대해 설명한다.
본 실시예에 있어서의 투명 전극의 폭은 모두 비슷하게 배치되어 있으며, 전압 인가의 제어에 의해 출사 면적을 조정하고, 임의의 빛의 강도를 얻을 수 있다. 구체적으로 말하면, 예를 들어 n개의 스트라이프형의 투명 전극이 설치되어 있는 조명 장치에 있어서, 그 중의 1개의 투명 전극에 의해 형성되는 영역만이 산란 상태인 경우의 빛의 강도는 n개의 투명 전극에 의해 형성되는 영역 모두가 광출사 상태(산란 상태)인 경우의 빛의 강도에 비해 n배의 강도를 가지고 있다. 즉, 광출사 영역의 면적을 n분의 1이라 하면 n배의 빛 강도를 얻을 수 있는 것이다. 본 명세서에 말하는 스트라이프형에는 소정의 폭을 갖는 투명 전극을 간극없이 나란히 한 상태를 포함하는 것으로 한다.
이것은 광원으로부터 발생하게 되는 광량이 대략 일정한 것, 빛의 흡수가 거의 없는 것(전체 반사를 이용하는 것)에 따른 것이다. 더 구체예를 말하면, 반면을 점등한 경우(1/2면이 광출사 상태)에 있어서의 빛의 강도는 전체면을 점등한 경우(전체면이 광출사 상태)에 비해 2배의 밝기를 얻을 수 있는 것이다.
또, 설명을 위해 본 명세서에서는 이상적으로 n배라 기재하고 있지만, 완전히 n배라 하는 것은 아니며, 소량의 빛의 손실도 포함한 범위를 가리키고 있는 것은 물론이다.
다음에, 도2를 이용하여 제1 실시예의 조명 장치를 이용한 광출사 방법, 즉 광출사 영역의 주사의 개요에 대해 설명한다.
본 방법은 도1에 있어서 설명한 산란 상태(또는 투과 상태)를 라인(또는 스트라이프) 단위로 차례로 이동시키는 것을 특징으로 하고 있으며, 구체예로서의 도2는 도광체에 있어서의 위치와 시간과 출사광량의 관계를 도시하고 있다.
도2의 횡축은 광원(10)의 축에 수직인 방향(도1에 있어서의 빛의 대략 진행 방향)의 도광체에 있어서의 위치를 종축은 시간을 각각 나타낸다. 또한, 도광체에 있어서의 어느 한 위치도 광출사 영역(200)(전압 무인가 상태), 광비출사 영역(201)(전압 인가 상태) 중 어느 한 상태로 되어 있으며, 도2는 광출사 영역(200)이 시간에 따라 도면의 우측(광원과 분리되는 방향)으로 이동해 가는 것을 나타내고 있다.
또한, 제1 실시예에서는 생략하고 있지만 본 조명 장치의 구성은 투명 전극(13, 14) 사이에 전압을 인가함으로써 광산란 제어층(20A)인 폴리머 분산형 액정의 산란 투과를 제어할 수 있는 전압 인가 기구로서의 배면광 구동 회로를 가지고 있다. 이들 상세에 대해서는 뒤에 설명한다.
이하, 이 출사 방법에 의한 효과 작용을 설명한다.
사람은 임의의 영역에 있어서, 광량의 시간 평균의 값을 해당 영역에 있어서의 밝기로서 인식해 가는 것이 알려져 있다. 예를 들어, 화상 등을 주기적으로 표시하고 있는 표시 장치에 있어서, 그 일반적인 주기(주파수)는 약 60Hz(16.7ms)이지만, 사람은 표시 장치 상의 임의의 영역에 있어서, 이 주기 단위의 광량의 평균치를 해당 영역의 밝기로서 인식하고 있는 것이다.
구체예인 도2를 이용하여 설명한다. 도2의 조명 장치는 1 주기 기간(1 프레임 기간)을 9개의 서브 프레임 기간으로, 투명 전극의 영역(광출사 영역 혹은 빛비출사 영역)을 9개의 스트라이프 영역으로 나누고 있다. 또한, 도2에 있어서의 조명 장치의 광출사 방법에 따르면, 1 서브 프레임 기간 내에 빛을 출사시키는 영역은 그 중의 3개의 스트라이프 영역을 선택하고, 또한 1 서브 프레임마다 1 스트라이프 영역씩 도면 우측 방향으로 이동시키고 있다. 따라서, 앞에서와 마찬가지로, 임의의 1 서브 프레임에 있어서의 광출사 영역의 면적은 전체 영역의 3분의 1이 되어, 그에 응답하여 각 스트라이프 영역에 있어서의 빛의 강도는 대략 3배가 된다. 그리고, 이 결과로서 각 스트라이프 영역은 1 주기 기간 내에 3 서브 프레임 기간(1/3 주기)이 선택되므로, 사람의 눈은 전체면을 광출사 상태로 한 경우에 느끼는 밝기와 같아지게 되는 것이다(1/3 주기 기간×3배의 빛 강도 = 1주기 기간×1배의 빛 강도). 이것은 스트라이프 영역을 m개로 나눈 경우, 각 스트라이프 영역을 1 주기기간에 m 서브 프레임 기간 광출사 영역으로 하게 되면 항상 조명 장치가일정한 밝기를 갖는 것을 의미하고, 게다가 스트라이프 영역의 수는 조명 장치 작성시에 설계의 필요에 따라서 정할 수 있는 것이다.
즉, 도2에서는 도면 부호 205, 206에서 둘러싸이는 부분에 있어서, 이 부분에 있어서의 일주기 기간당의 광량의 값(사선으로 둘러싸여진 부분의 면적에 상당)이 밝기로서 관측자에게 지각되게 되는 것이다. 또한, 이것은 도면 부호 205와 206의 거리를 일정하게 하면 어느 곳으로 이동시켜도(일정 영역을 선택해도) 시간 평균의 밝기가 일정해진다. 또, 도면 부호 205와 206이 이루는 거리에 대해서도 간격이 일정하면 거리의 길이에는 의존하지 않고 밝기가 일정한 것을 도시하고 있다. 이것은 즉 면적이 일정하게만 있으면 조명 장치에 있어서의 위치에는 의존하지 않는 것을 나타낸다.
또한 다른 견해를 보면, 영역을 스캔해 가는 구성에 의해 어느 순간에 있어서 광조사 영역과 광비출사 영역이 존재함에도 불구하고, 관측자의 눈은 시간 평균을 느껴 조명 장치가 전체적으로 항상 광량이 균일하다고 인식하게 되는 것이다. 또, 본 명세서에서는 이와 같이 소정의 영역을 선택하여, 스캔시켜 가는 광조사 방법을 블랭킹 방법이라 한다.
도2에 도시한 바와 같이 광출사 영역(200)을 이동하는 방식을 취하는 한은 램프를 항상 점등 상태로 하는 것이 가능하므로, 인버터 수를 증대시킬 필요가 없으며, 또한 고전압 출력의 인버터를 고속으로 제어할 필요도 없어져, 대폭적인 저소비 전력화를 도모할 수도 있다. 또한, 도광체 측면에 배치하는 램프를 증가시킬 필요도 없으며, 광출사 영역도 자유롭게 설계할 수 있어 광출사 영역의 폭을 램프직경 이상으로 작게 하는 것도 가능해져 설계 여유도의 확대를 도모할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 1 서브 프레임 기간에 있어서의 광출사 영역의 수도 구동 회로에 의한 절환이 가능해지는 것을 의미한다. 즉, 도2에 있어서는 1 서브 프레임 기간에 선택되는 광출사 영역의 수가 3인 예를 도시했지만, 이 광출사 영역의 수를 1로 하는 것도 가능하다는 것을 의미한다. 물론, 이 경우에 있어서도 사람의 눈이 느끼는 조명 장치의 전체적인 밝기는 이론상 변화되는 일이 없다. 이것은 동화상에 대응시킬 때에는 특히 유효한 기술이 되며, 이와 액정 표시 장치의 조합에 의한 다른 효과는 다음의 실시예에 있어서 서술한다.
또한, 제1 실시예에 있어서 광출사 영역을 광원으로부터 멀리하도록 이동시키고 있지만, 이 주사시키는 방향은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 광출사 영역의 이동 방향이 근접해 오도록 배치하는 것도 가능하며, 또는 광출사 영역의 이동 방향에 대하여 광원의 축을 수직으로 배치하는 것도 생각할 수 있다. 본 명세서에 있어서의 포인트를 이용하는 한은 다른 배치도 물론 생각할 수 있다.
<제2 실시예>
제2 실시예에 있어서의 조명 장치의 단면도를 도3에 도시한다.
도3은 도1의 (b)의 조명 장치에 있어서의 폴리머 분산형 액정 대신에 네마틱 액정층을 이용한 점과, 반사판(17)의 내측에 1/4 파장판으로서 작용하는 위상차판(19)을 배치한 점이 주로 다르다. 또, 상기 차이에 수반하는 차이, 즉 네마틱 액정을 배향시키기 위해 투명 전극(13, 14) 상에 형성한 배향막(30, 31)과,초기 상태에서 배향 벡터와 광원(10)의 축 방향이 평행해지도록 하는 러빙 처리 등의 차이도 있다.
제2 실시예에 있어서 사용한 네마틱 액정은 액정층의 두께가 약 10㎛, 항상 방향의 굴절율(no)이 1.49, 굴절율 이방성(Δn)이 0.2이며, 유전률 이방성 및 굴절율이방성은 정(正)이다. 또 도광체(12, 15)는 굴절율 1.49의 아크릴을 사용했다. 또, 투명 전극(13, 14)에 대해서는 제1 실시예와 마찬가지로 ITO를 사용하여, 광학적인 영향과 빛의 흡수를 적극적으로 저감하기 위해서 가시 파장보다 충분히 작은 약 65nm로 되어 있다.
이하, 제2 실시예의 구성에 의해 발생하는 효과 작용에 대하여 설명한다.
또, 편광 산란 제어층(20B)에 전기장을 인가한 상태(영역)를 투과 상태(영역), 전기장을 인가하고 있지 않은 상태(영역)를 산란 상태(영역)라고 표현한다. 또한, 입사되는 빛은 P 편광 성분과 S 편광 성분으로 나누어 생각한다. 또, P 편광 성분이라 함은 입사면에 평행한 편광 성분이고, S 편광 성분이라 함은 입사면에 수직인 편광 성분이다. 또한, 입사면이라 함은 빛의 진행 방향과 경계면[도3에서는 도광체(12)의 평면]에 있어서의 법선에 의해 이루어지는 평면을 의미한다.
우선, 투과 상태에 대하여 설명한다.
편광 산란 제어층(20B)이 투과(전압 인가) 상태인 투과 상태(210)에 있어서, 액정의 배향 벡터는 투명 전극 사이의 전압 인가에 의해 발생하는 전계를 따라서 균일하게 배향되어 있다.
투과 상태에 있어서, 액정층과 요철(25)의 S 편광 성분에 대한 굴절율은 모두 1.49로 동일하므로, 입사광(151)은 요철에 의한 굴절, 산란을 받지 않는다. 따라서, 입사광(151)은 전체 반사를 반복하면서 조명 장치 내부를 전파해 가게 된다. 또, P 편광 성분에 대해서도 마찬가지로 생각할 수 있다. 단, P 편광에 대한 액정층과 요철(25)의 굴절율은 다소 다르기는 하지만, 도광체(15) 내에 있어서의 빛의 각도 분포와 그에 의존하는 P 편광 성분이 느끼는 굴절율(굴절율 타원체의 절단면)을 고려하여, 전체 반사 조건에 영향을 거의 미치지 않는 값이 되도록 설계하고 있으므로(제2 실시예에서는 △n = 0.2), P 편광 성분의 빛도 조명 장치의 공기층과의 계면에 있어서 전체 반사를 반복해서 전압 무인가 상태의 산란 상태(211)로 입사될 때까지 전파되어 가게 된다. 이 의미에 있어서, 요철(25)은 기능을 소실하고 있다고 할 수 있다.
다음에, 산란 영역에 대하여 설명한다.
산란 영역에서는 액정의 배향 벡터는 도면에 대하여 수직 방향을 향하고 있다. 이로 인해, S 편광 성분에 대한 굴절율은 액정층과 도광체 사이에서 입사각에 의존하지 않으며 항상 다르다. 따라서, 산란 영역에서는 무편광인 S 편광 성분은 액정층과 요철(25)의 굴절율 차에 의해 입사광(151)은 굴절 및 산란을 받고 출사 S 편광(112)이 된다. 한편, P 편광 성분에 대한 굴절율은 액정층과 도광체 사이에서 동일해져 있으므로, 굴절, 산란을 거의 받지 않고 투과하며, 도광체(15, 12)의 계면에서 전체 반사를 반복하면서 조명 장치 내부를 전파해 간다. 그러나, 광원이 배치된 측면과 반대의 측면까지 도달한 P 편광은 1/4 파장판인 위상차판(19) 및 제2 반사판에 의해서 편광 변환되어 반사 S 편광이 된다. 그리고, 이 변환된 S 편광(115)은 다시 산란 영역까지 전파되고, 굴절 및 산란을 받아 출사 S 편광(116)이 된다.
이상, 이 구성에 의해 무편광을 편광 변환함과 동시에 선택적 위치로부터 빛을 출사시킬 수 있으므로, 편광을 이용하는 표시 소자에 적용하면 광이용 효율을 특히 향상시킬 수 있다. 또한, 이에 의해 소정의 영역에만 빛을 집중시키고, 빛의 강도를 조절할 수 있음은 물론이다. 또, 발명의 다른 견해에 따르면, 소정의 영역에만 요철을 출현시켜, 빛을 집중하여 출사시키는 것도 표현할 수 있다.
제2 실시예에서도 제1 실시예의 도2에 도시한 것과 마찬가지로, 광출사 영역(200)을 이동하는 경우에도 램프의 수를 증가시키지 않고, 또한 항상 점등 상태로 출사 영역을 주사할 수 있다. 또, 전체면 점등에 대하여 예를 들어 1/3 시간 점등시켰을 때는 동일한 밝기로서 느끼기 위해서는 밝기를 3배로 할 필요가 있지만, 제2 실시예에서는 광출사 영역(200)에 빛이 집중하여 출사되므로 점등 영역의 밝기는 3배가 되며, 평균치로서 느끼는 밝기를 전체면 점등의 경우와 동일한 밝기로 할 수 있다.
<제3 실시예>
제3 실시예의 조명 장치를 도4의 (a), (b)에 도시한다. 도4의 (a)는 단면도를, 그리고 도4의 (b)는 줄무늬를 형성하는 투명 전극 구성의 구체예 중 두 가지 패턴을 도시한 도면이다.
도4의 조명 장치의 구성은 제2 실시예에 있어서 설명한 조명 장치와 액정의 구동(그에 수반되는 전극 구조 등의 필연적 구성을 포함함)만이 다르다. 즉, 제2실시예에 있어서의 조명 장치는 트위스트 네마틱형의 구동을 이용하고 있는 데 비해, 제3 실시예에 있어서의 조명 장치는 소위 IPS(In-Plane Switching), 동일면 내에 있어서의 스위칭을 이용하고 있다. 또, 제3 실시예도 제2 실시예와 마찬가지로 요철(25)과 액정층의 굴절율 차를 이용한 굴절, 산란을 이용하고 있다. 이하, 구체적 구성 및 그에 의한 작용 효과에 대하여 설명한다.
도4의 (a)에 있어서의 조명 장치는 전기장 무인가 상태에 있어서는 빛의 대략 진행 방향(램프의 축에 수직인 방향)으로 액정층의 배향 벡터가 향하도록 러빙 처리되고, 또한 전기장 인가 상태에 있어서는 배향 벡터가 램프축에 평행하게 접근하도록 전극을 배치하고 있다.
도4의 (a)에 있어서, 전기장 인가 상태에 있는 액정층의 배향은 제2 실시예에 있어서의 전기장 무인가 상태에 있는 액정층의 배향과 대략 동일한 상태에 있으며, 빛을 산란하여 조명 장치 상부에 출사한다.
한편, 도4의 (a)에 있어서 전기장 무인가 상태에 있는 액정층은 빛의 대략 진행 방향을 향하고 있으므로, S 편광 성분에 대한 굴절율은 액정층, 요철(25) 모두 1.49이고, 이상적으로는 전체 반사 조건에 영향은 미치지 않는다. P 편광 성분에 있어서는 엄밀히 말하면 두 개의 굴절율 성분이 다르기는 하지만, 빛의 입사각이 대략 48°내지 90°사이에서 크게 치우쳐 분포하고 있는 것 등을 고려하여 △n을 0.2로 조정하고, 요철(25)과 액정층의 굴절율 차를 완화하여 전체 반사 조건을 유지하고 있다. 따라서, 전기장 무인가 상태에 있어서는 전기장 인가 상태인 영역까지 빛을 투과시켜 가게 된다. 또, 제2 반사판(17), 그 전체면에 배치된 위상차판(19)의 작용 효과에 대해서는 제2 실시예와 동일하다.
다음에, 도4의 (b)는 액정에 인가하는 전기장을 발생시키는 전극의 배치예 중 두 가지를 조명 장치 상부 방향으로부터 관찰한 개략도이다.
도4의 (b)의 어느 것에 있어서도 주 전극선에 대하여 보조 전극부가 수직에 가까운 각도로 파생한 구성을 취하고, 또한 이들이 복수 삽입되어 조립된 형태를 이루고 있다. 임의의 주 전극선 하나에 전극을 인가하면, 그 양측에 존재하는 주 전극선과의 사이에서 전기장이 발생하므로 액정의 배향이 변화하고, 결과로서 광산란 상태가 된다. 또, 전기장을 발생시키기 위해서는 이웃에 존재하는 주 전극선과 전압의 차이를 설정해 둘 필요가 있으므로 하나 간격으로 전기장을 인가하는 구성으로 하고, 전기장을 인가하는 양단부의 주 전극선은 공통 전극으로 해 두는 것이 유용하다. 이 경우, 공통 전극으로서 작용하는 주 전극선 사이에 개재된 영역이, 예를 들어 제2 실시예에 있어서 기술한 줄무늬 영역에 대응하게 된다. 또, 전극 배선의 재료는 투명 전극, 금속 전극 모두 고려할 수 있다.
제3 실시예에 있어서는 전기장 인가시에 있어서 산란 상태가 되도록 구성했지만, 러빙 처리의 방향을 90°변화시킴으로써 전기장 인가시에 있어서 투과 상태로 되는 구성으로 하는 것도 가능하다. 물론, 음의 유전률 이방성의 액정을 이용하는 것도 가능하다. 또한, 전기장 인가시에 있어서 산란 상태로 하는 경우에는 전극의 배치 구성에 의해 발생하는 전기장의 흐트러짐이 발생한 경우라도 산란 상태에 변함이 없다는 점에서는 유효하다.
<제4 실시예>
제4 실시예의 조명 장치의 단면도를 도5에 도시한다.
제4 실시예는 출사 휘도를 높이기 위해서, 도광체(12)의 양측면에 광원인 광원(10A, 10B)을, 그 주위에 램프 덮개(11A, 11B)를 배치한 구성이다. 그 밖의 구성은 제1 실시예와 거의 동일하다.
광원(10A)으로부터의 입사광(120)은 광산란 제어층(20)이 투과 상태(210)인 도광체(12)와 공기층(18)의 계면에서 전체 반사를 반복하여 조명 장치 내부를 전파해 간다. 그리고, 그 전체 반사광(122)은 산란 상태(211)인 광산란 제어층(20)에 유입되면 산란되어 입사 각도가 sin-1(1/n)보다 작은 성분의 빛, 즉 출사광(124)이 출사로 되며, 또한 조명 장치 외부로 방출되는 출사광(125)으로 된다. 또, 조명 장치 하향의 산란광(123)도 이면의 반사판(16)에서도 조명 장치 상방으로 반사되어 출사광이 된다. 광원(10B)으로부터의 출사광도 동일한 원리로 일정 영역으로부터 선택적으로 출사할 수 있다.
본 실시예에서는 양측에 램프가 배치되어 있으므로, 면 내의 균일성이 제13 실시예보다도 더욱 우수하다는 잇점이 있다. 또, 광산란 제어층(20)으로서 제1 실시예의 편광에 의존하지 않는 예를 들었지만, 제2 실시예와 같이 편광 의존의 편광 산란 제어층을 적용하는 것도 물론 가능하다.
제4 실시예에 있어서도, 도2에 도시한 바와 같이 광출사 영역(200)을 이동하는 경우에, 도광체 측면에 배치한 광원(10)을 필요 이상으로 증가시킬 필요가 없으며, 또한 항상 점등 상태에서 광산란 제어층(20B)을 제어함으로써 출사 영역을 주사할 수 있다. 다시 말하면, 예를 들어 1주기 기간 중 4분의 1 시간 점등시켜 표시를 행하는 경우에는 동일한 밝기로서 느끼기 위해서 밝기를 4배로 할 필요가 있지만, 제4 실시예의 조명 장치에서는 광출사 영역(200)을 전체면의 4분의 1로 함으로써 빛을 집중시키고, 점등 기간의 밝기를 전체면 투과시에 대해 4배로 하는 것이 가능해지며, 결과로서 관측자가 평균치로서 느끼는 밝기를 전체면 점등인 경우와 동일한 밝기로 할 수 있다.
<제5 실시예>
제5 실시예의 조명 장치의 단면도를 도6에 도시한다.
제5 실시예와 제4 실시예의 차이점은, 반사판(16)이 반사판 상부에 도면의 수직 방향으로 연장되는 줄무늬의 삼각 형상을 갖는 것이다. 이 결과, 광출사 영역에 있어서 반사판 방향으로 출사되는 산란광(123)의 대부분은 반사판(16)에서 법선 방향으로 반사되게 되며, 출사 효율의 향상으로 이어진다. 또한, 제5 실시예에 있어서도 광산란 제어층(20)으로서 제2 실시예의 편광 의존의 편광 산란 제어층을 적용할 수 있다.
제5 실시예에 있어서도, 도2에 도시한 바와 같이 광출사 영역(200)을 이동하는 경우에, 도광체 측면에 배치한 광원(10)을 필요 이상으로 증가시킬 필요가 없으며, 또한 항상 점등 상태에서 광산란 제어층(20B)을 제어함으로써 출사 영역을 주사할 수 있다. 다시 말하면, 예를 들어 1주기 기간 중 8분의 1 시간 점등시켜 표시를 행하는 경우에는 동일한 밝기로서 느끼기 위해서 밝기를 8배로 할 필요가 있지만, 제5 실시예의 조명 장치에서는 광출사 영역(200)을 전체면의 8분의 1로 함으로써 빛을 집중시키고, 점등 기간의 밝기를 전체면 투과시에 대해 8배로 하는 것이 가능해지며, 결과로서 관측자가 평균치로서 느끼는 밝기를 전체면 점등인 경우와 동일한 밝기로 할 수 있다.
<제6 실시예>
도7은 제1 실시예 내지 제4 실시예의 요철(25)에 적용할 수 있는 릴리스형의 홀로그램 확산판의 사시도이다. 여기서는 제1 실시예를 예로 들어 설명한다. 전술한 바와 같이, 광산란 제어층(20A)인 폴리머 분산형 액정만인 경우에서는 거의 등방 산란이므로, 대부분의 빛이 출사 계면에서 전체 반사되게 되어, 빛의 지향성의 관점에서는 과제가 남아 있다. 즉, 광 산란성이 있어도 출사면의 법선 방향으로 지향시키지 않으면, 계면에의 입사각이 sin-1(1/n)보다 큰 성분은 전체 반사되어 효율 좋게 빛을 출사시키지 못한다는 과제가 있다. 그래서, 제6 실시예에서는 피치가 0.4㎛ 내지 1㎛ 이하, 경사 각도(51)가 약 35°인 릴리스형의 홀로그램을 요철(25)로서 이용했다. 도광체의 내부를 전파되는 빛은 굴절율 n = 1.49로 하면, 출사면의 법선에 대하여 약 48°내지 90°이며, 이 입사각으로 홀로그램(25)에 입사된 빛을 가시 영역에서 출사면의 법선 방향으로 회절할 수 있어, 빛의 지향성, 빛의 이용 효율의 상승을 도모할 수 있다.
또, 빛의 지향성을 높인다는 점에 있어서는 월간 FPD Intelligence 2000. 3 P76에 개시되는 굴절율 변조형의 액정 홀로그램 소자를 이용하는 것도 가능하기는 하다.
이상, 광 산란성을 출사면의 법선 방향으로 시행시킴으로써 비약적으로 출사 효율을 향상시킬 수 있다.
<제7 실시예>
제7 실시예의 조명 장치의 단면도를 도8에 도시한다. 제7 실시예의 조명 장치는 제2 실시예에 있어서 이용한 조명 장치와 거의 동일하지만, 제2 실시예와의 차이점은 도광체의 양측에 램프를 배치한 점과, 도광체(12)의 출사측에 1/4 파장판으로서 작용하는 위상차판(40)을 배치하고, 또한 그 위에 공기층을 거쳐서 1/4 파장판으로서 작용하는 위상차판을 배치한 점이다.
편광 산란 제어층(20B)이 투과(전압 인가) 상태인 투과 영역(21)으로 입사된 무편광인 입사광(130)은 제2 실시예에 있어서 기술한 바와 같이, 조명 장치의 내부에서 전체 반사를 반복해서 편광 산란 제어층(20B)이 산란(전압 무인가) 상태인 산란 영역(22)으로 입사되게 된다. 그리고, 산란 영역(22)에서는 도면의 수직 방향으로 액정 분자가 배향되어 있으므로, P 편광(입사면에 평행한 편광)에 대한 굴절율은 동일하지만, S 편광(입사면에 수직인 편광)에 대한 굴절율은 액정과 요철(25)에서 다르다. 따라서, 산란 영역(22)에 입사된 무편광인 입사광(131) 중 S 편광 성분은 산란되어 출사 S 편광(133)이 되고, 위상차판(40)에서 원편광(134)으로, 또 위상차판(41)에서 직선 편광(135)으로 되어 출사되게 된다. 한편, P 편광 성분(136)은 산란 영역(22)에 있어서도 전체 반사를 일으켜서 전파되게 되지만, 위상차판(40)과 공기의 계면에 있어서 반사를 행하는, 즉 위상차판(40)을 통과하기 위해 위상차판(40)에 의해 S 편광(137)으로 변환되게 된다. 그리고, 이 변환된 S편광(137)은 다시 산란 영역(22)인 액정층으로 입사되어 출사 S 편광(138)으로 되고, 상술한 바와 같이 직선 편광(135)과 동일한 직선 편광으로 되어 위상차판(41)으로부터 출사되게 된다. 또, 산란 영역 내에 있어서 P 편광을 S 편광으로 변환하는 것이지만, P 편광이 반사되는 횟수는 조명 장치의 두께와 산란 영역의 폭(예를 들어 도8의 지면에 있어서의 좌우 방향)에 의존하므로, 설계에 있어서 최적화할 수 있다.
따라서, 무편광을 편광 변환하고, 동시에 선택적 위치로부터 빛을 출사시킬 수 있는 것이다. 이에 의해, 편광을 이용하는 표시 장치에 적용하면 광이용 효율을 향상시킬 수 있다.
또, 제7 실시예에 있어서도 도2에 도시한 바와 같이 광출사 영역(200)을 이동하는 경우에, 도광체 측면에 배치한 광원(10)을 필요 이상으로 증가시킬 필요가 없으며, 또한 항상 점등 상태에서 광산란 제어층(20B)을 제어함으로써 출사 영역을 주사할 수 있다. 다시 말하면, 예를 들어 1주기 기간 중 4분의 1 시간 점등시켜 표시를 행하는 경우에는 동일한 밝기로서 느끼기 위해서 밝기를 4배로 할 필요가 있지만, 제7 실시예의 조명 장치에서는 광출사 영역(200)을 전체면의 8분의 1로 함으로써 빛을 집중시켜, 점등 기간의 밝기를 전체면 투과시에 대해 4배로 하는 것이 가능해지며, 결과로서 관측자가 평균치로서 느끼는 밝기를 전체면 점등인 경우와 동일한 밝기로 할 수 있다.
<제8 실시예>
제8 실시예의 조명 장치의 단면도를 도9에 도시한다.
제8 실시예에서는 광산란 제어층(20)을 조명 장치의 평면에 대하여 비스듬히 기울여 배치한 것을 특징으로 하고 있다.
제1 실시예 내지 제7 실시예에서는 광원(10)으로부터 발생되는 출사광 중, 도광체 평면에 평행한 성분의 도광체로의 입사광(140)은 대향하는 램프 또는 제2 반사판과의 사이를 왕복하게 되어 흡수되어 이용할 수 없게 되어 버린다. 그러나, 도9와 같이 한 쌍의 도광체의 평면에 대해 비스듬히 배치함으로써, 출사면에 평행 성분의 빛의 흡수 손실을 방지하고, 효율 좋게 제어할 수 있다. 즉, 출사 효율을 향상시킬 수 있다.
<제9 실시예>
제9 실시예에 있어서의 액정 표시 장치는 예를 들어 도14에서 도시한 바와 같이, 제1 실시예의 조명 장치를 배면에 구비하고, 그 조명 장치 상에 능동 매트릭스형의 액정 표시 소자를 배치한 액정 표시 장치이다. 또, 상기 제1 실시예 내지 제8 실시예 중 어느 한 실시예의 조명 장치를 배면에 구비해도 좋다. 제9 실시예에서 강조하는 포인트는 액정 표시 소자의 구동과 본원 발명에 관한 조명 장치의 구동의 조합에 의해 효과를 가져오는 데 있다. 또, 본원 발명에 관한 액정 표시 장치를 이용한 것으로서, 텔레비젼 수신기, 모니터, 휴대 정보 단말기 등이 있으며, 휴대 정보 단말기에 있어서는 본 조명 장치의 박형화 또는 소형화에 의한 휴대성의 향상, 텔레비젼 수신기, 모니터에 있어서는 박형화는 물론이고 광원을 적게 함에 따른 발열의 억제, 기기 전체로서의 경량화를 도모할 수 있다.
제9 실시예에 있어서 이용하는 능동 매트릭스형의 액정 표시 소자에 대해서는 특별히 도시하지는 않지만, 한 쌍의 투명 기판과, 한 쌍의 투명 기판 중 적어도 한쪽에 설치된 편광판과, 한 쌍의 투명 기판에 협지된 액정층과, 한쪽 투명 기판 상에 매트릭스형으로 형성된 주사 배선과 신호 배선과, 그 각각의 교점에 설치되어 게이트 단자로서 작용하는 능동 소자(박막 트랜지스터)와, 주사 배선과 신호 배선에 둘러싸이는 영역에 대응하여 설치되고, 또한 신호 배선에 능동 소자를 거쳐서 접속된 화소 전극과, 다른 한쪽의 기판에 형성된 대향 전극과, 게이트 전압의 제어를 행하는 주사 배선 구동 회로와, 신호 전압의 제어를 행하는 신호 배선 구동 회로와, 주사 배선 구동 회로 및 신호 배선 구동 회로의 제어를 행하는 액정 표시 제어기를 갖고 있다.
그리고, 이 액정 표시 소자는 능동 소자를 거쳐서 화소 전극의 전압을 제어함으로써, 액정의 배향, 그에 수반되는 빛의 투과율을 조정(편광 상태를 조정)하여 화상을 표시해 가는 것이다. 또, 제9 실시예의 구성에서는 TN 방식이며, 또한 전기장 인가시에 있어서 백색 표시로 되어 있다. 그러나, 편광 상태, 빛의 투과 상태를 조정하여 화상을 표시한다는 의미에 있어서, 액정의 구동 원리는 제9 실시예로 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 IPS 방식의 구동, 및 전기장 인가시에 있어서 흑색 표시로 하는 것도 물론 가능하다.
이하, 도11, 도12를 참조하여 본 실시예에 있어서의 포인트에 대하여 설명한다. 또, 도11에서는 설명의 간략화를 위해, 조명 장치에 있어서의 광산란 제어층에서의 액정 분자의 응답 시간이 대략 Oms로 되어 있고, 실제의 응답 속도를 감안한 경우에 대해서는 도12에 있어서 설명해 간다.
액정 표시 소자에 있어서의 프레임 주기(16.6ms)를 300으로 하고, 그 중 한쪽 프레임 주기(320)를 전기장 인가(백색 표시) 기간, 다른 한쪽 프레임 주기(321)를 전기장 무인가(흑색 표시) 기간이라고 하면, 화소의 투과율은 310으로 도시된 바와 같이 변화한다. 또, 제9 실시예에 있어서의 액정의 응답 속도는 310으로 도시된 바와 같이 프레임 주기(300)의 1/2 정도(약 8ms)이다.
종래의 점멸식 배면광을 이용하고 있지 않은 액정 표시 장치에서는 배면광은 312의 선으로 도시한 바와 같이 광원을 항상 점등하고, 제9 실시예에 있어서의 배면광은 311의 선으로 도시한 바와 같이(예를 들어 주사 신호에 동기시켜) 일정 소정 기간만큼 광원을 점등하게 된다.
그리고, 표시의 밝기는 화소에 있어서의 투과율과 배면광의 광강도의 곱으로 결정되므로, 종래의 액정 표시 장치에서 관측자가 프레임 기간(320)에 있어서 느끼는 밝기는 350의 면적으로 표시되며, 프레임 기간(321)에 있어서 느끼는 밝기는 351의 면적으로 표시된다. 즉, 백색 표시시에 있어서는 액정의 급상승에 의존한 밝기의 손실이 발생하고, 흑색 표시시에 있어서는 항상 점등하므로 액정의 급하강에 의존한 빛누설이 발생하여, 백색과 흑색의 대비의 저하를 초래하게 되어 버린다.
그에 비해, 일부의 시간에 한해서 빛을 출사하는 구성으로 해도 본원 발명의 조명 장치에서는 이용하면 시간 평균의 밝기, 대비를 저하시키지 않는 표시가 가능해진다. 이것은 제1 실시예 내지 제7 실시예에 있어서 기술해 온 바와 같이, 1 프레임 기간 중 k분의 1 프레임 기간만 빛을 조사시키는 구성으로 하는 것이면, 출사면적을 조절함으로써 k배의 광강도로 할 수 있고, 그에 따라 1 프레임 기간에 있어서 관측자가 느끼는 밝기를 일정하게 할 수 있기 때문이다. 340, 341은 제9 실시예에 있어서의 액정 표시 장치에 있어서 관측자가 느끼는 밝기를 나타내는 파형이다. 이 백색 표시의 밝기(340)는 조금 전의 전체 백색 표시의 프레임 기간(320)에 있어서의 밝기(350)보다도 크고, 또한 흑색 표시의 프레임 기간(321)에 있어서는 빛의 누설은 흑색 표시의 밝기(341)로 주어지며, 대부분 없다. 즉, 종래예의 광원보다도 높은 대비비를 얻을 수 있고, 게다가 응답이 느린 액정을 이용한 액정 표시 소자, 생각을 달리 하면 액정의 응답에 대하여 프레임 주기가 짧은 액정 표시 소자(특히, 동화상 표시에 대응한 표시 소자)에 대해서도 충분히 적용이 가능하다. 또한, 본원에 있어서의 대비비는 백색 표시의 밝기와 흑색 표시의 밝기의 몫으로 부여된다.
다음에, 조명 장치에 있어서의 실제의 액정의 응답 시간을 고려한 경우에 있어서의 제9 실시예의 액정 표시 장치의 효과를 도12를 참조하여 설명한다. 또, 조명 장치에 있어서의 액정층의 응답 속도를 고려한 점 이외는 도11에 있어서의 액정 표시 장치와 동일하다.
앞에서 언급한 바와 마찬가지로, 제9 실시예에 있어서의 액정 표시 장치의 백색 표시시에서의 밝기는 340의 면적으로 부여되고, 흑색 표시시에 있어서의 밝기는 341의 면적으로 표시된다. 이 대비비는 종래의 액정 표시 장치에 있어서의 대비비(350과 351의 몫)보다도 커지고 있다. 물론, 전술한 바와 같이 시간과 위치를 선택하여 집광하여 액정 표시 장치에 입사시킬 수 있으므로, 밝기의 저하도 방지할수 있음은 물론이다.
또, 도12에서는 조명 장치의 응답 속도를 고려하여, 흑색 표시 기간에 들어가는 시점으로부터 응답이 완료될 때까지의 시간만 빠르게 조명 장치의 액정에 인가하는 전기장을 무인가로 하고 있다. 이것은 흑색 표시시에 있어서의 광누설을 없애는 것에 대해 특히 유효하다. 또, 조명 장치의 액정의 급하강의 응답 속도분만큼 빛을 조사하는 시간을 이전에 어긋나게 함으로써, 액정 표시 소자의 액정의 급하강에 따른 투과율과 조명 장치의 액정의 급상승에 따른 광강도의 곱(중합)만큼 밝기가 관측될 가능성도 있지만(341의 면적에 대응함), 중합이 발생하는 경우는 액정 응답의 측면끼리의 중복 면적(밝기)을 비교 고려하여, 조명 장치에 있어서의 액정에 인가하는 전기장을 무인가로 하는 시점을 결정하면 유효하다.
이상, 제9 실시예에 있어서의 액정 표시 장치는 조명 장치가 액정 표시 소자의 주사 신호에 동기하여 광출사 영역을 이동하고, 일정 시간 조사해 감으로써 홀드형에 의한 동화질의 열화를 억제하고, 응답이 느린 액정을 이용한 액정 표시 소자, 생각을 달리 하면 액정의 응답에 대하여 프레임 주기가 짧은 액정 표시 소자(특히, 동화상 표시에 대응한 표시 소자)에 대해서도 충분히 적용이 가능하며, 선명한 동화상 표시를 얻을 수 있다. 또한, 대비비가 높은 고화질의 표시를 얻는 것도 가능해진다.
<제10 실시예>
도13은 액정표시 장치의 작용 효과를 도시한 것이다. 횡축은 시간을, 그리고 종축은 액정 표시 장치에 있어서의 위치(주사 방향)를 나타내고 있다. 또, 400은 각각의 위치, 시간에 있어서의 액정의 응답(투과율의 변화)을 나타내고 있다.
제10 실시예의 액정 표시 장치는 제9 실시예와 마찬가지로, 상기 제1 실시예의 조명 장치를 배면에 구비하고, 그 조명 장치 상에 능동 매트릭스형의 액정 표시 소자를 배치한 액정 표시 장치이다. 또, 제9 실시예와 마찬가지로 조명 장치는 제2 실시예 내지 제7 실시예의 어느 실시예에서라도 가능하다. 또한, 설명의 형편상, 조명 장치에 있어서의 액정의 응답을 행하기 위한 시간은 대략 Oms로 하고 있다. 이하, 점멸식 배면광의 종래예와 비교하면서 효과 작용에 대해 도13을 참조하여 설명한다.
액정 표시 장치에 있어서, 각 프레임 기간(403)에 대응하는 타이밍 신호 및 주사 신호(404)를 통해서 전압이 액정층으로 인가된다. 그리고, 그 액정층은 인가된 전압에 따라서 투과율을 변조시키는 동시에, 그에 동기한 조명 장치의 광출사 영역이 도면 부호 401로 도시한 바와 같이 시간과 함께 주사되고 있다. 또, 도면 부호 402는 종래예로서 램프를 나란히 배치한 수직 하향 방식의 배면광에 의한 광출사 영역의 주사를 나타낸 파형이다.
도13은 30개마다의 주사선 상에 있어서의 화소에서의 액정 응답 및 배면광 출사 특성을 도시하고 있다. 즉, 도13에 도시된 6개의 측면 중 가장 상부는 1개째의 주사선 상의 하나의 화소에 있어서의 투과율의 변화를, 그리고 가장 하부는 151개째의 주사선 상의 하나의 화소에 있어서의 투과율의 변화를 각각 나타내고 있다. 또, 도13에 있어서의 측면을 나타내는 화소는 모두 동일 신호선 상에 있다고 하자.
종래예인 램프를 나란히 배치한 수직 하향 방식의 배면광에 있어서는 램프와인버터의 증가 뿐만 아니라, 램프 직경 이상으로 미세하게 구분할 수는 없다. 따라서, 액정 표시 소자가 주사 위치를 변화시키고 있음에도 불구하고, 조명 장치의 광출사 위치는 일정 기간(수 프레임 기간) 동일 위치의 광조사로 되지 않을 수 없다. 구체적으로 말하면, 도13에서는 상방으로부터 3개의 측면에 있어서의 출사 특성(402)의 위치는 동일해지지 않을 수 없다. 그 결과, 각각의 측면에 있어서의 액정의 응답(투과율 변화)(400)과 배면광 휘도(402)의 관계가 다르므로, 해당 액정의 응답(투과율 변화)(400)과 배면광 휘도(402)의 곱으로 주어지는 밝기는 가령 동일한 투과율 곡선이더라도 라인 방향(도면 상하 방향)으로 다르며, 밝기의 불균일이 발생하게 된다.
한편, 제13 실시예에 관한 조명 장치는 투명 전극을 줄무늬형으로 배치하는 구성으로 되어 있으므로, 램프의 직경보다도 더욱 가늘게 설계하는 것이 가능하다. 그 결과, 종래예에 비해 배면광의 광출사 영역을 보다 미세하게 주사할 수 있다. 또, 구체예인 도13에서는 가장 미세한 주사의 예로서, 도면 부호 401로 둘러싸이는 영역 내부에 존재하는 복수의 세로선의 폭(전극폭에 상당)에서의 주사가 가능하다. 따라서, 종래예에 있어서 과제로서 남아 있던 밝기의 불균일을 해소할 수 있으며, 밝기의 불균일이 없는 고화질의 표시가 가능한 표시 장치를 얻을 수 있다. 이것은 특히 구동 주파수에 대하여 액정의 응답 속도가 느린 경우에 유효하다.
또, 전술한 바와 같이 본원 발명에 있어서의 구성에 의해 광출사 영역의 폭을 조절하여 집광성을 높이고, 램프로부터 발생되는 이상의 광강도를 얻을 수도 있으므로, 이들 효과의 조합으로부터 조명 장치에 있어서의 주사의 최적화를 한층 더도모할 수도 있다.
또, 설명의 형편상, 종래예를 90개마다, 그리고 본원 발명을 30개마다의 주사에 있어서 동일한 광출사 위치로 했지만, 30개마다 배면광의 광출사 영역을 반드시 제어할 필요는 없으며, 주사선마다의 투과율의 변화를 고려하여 최적화를 도모할 수 있다. 예를 들어, 50라인(약 15mm)마다의 제어에 있어서도 전혀 밝기의 불균일은 발생하지 않았다.
<제11 실시예>
본 발명의 액정 표시 장치의 효과를 도15를 참조하여 설명한다. 본 실시예는 제9 실시예와 마찬가지로 제1 실시예의 조명 장치를 배면에 구비하고, 그 조명 장치 상에 능동 매트릭스형의 액정 표시 소자를 배치한 액정 표시 장치이다. 액정 표시 소자를 구동하는 타이밍에 동기하여 배면광으로부터의 출사 영역을 선택한다. 주사 신호에 동기하여 조명 장치의 출사 영역을 이동하고, 일정 시간 조사함으로써 홀드형에 의한 동화질의 열화를 억제하여 선명한 동화상을 얻을 수 있다. 또한, 제9 실시예와 마찬가지로 조명 장치는 제2 실시예 내지 제7 실시예의 조명 장치도 적용 가능하다. 또, 액정 표시 소자로서는 평상시 폐쇄의 표시 모드, 즉 전압 무인가 상태에서 흑색 표시, 전압 인가 상태에서 백색 표시를 행하는 표시 모드를 채용했다. 본 실시예에서는 가로 전계 방식의 액정 표시 소자를 사용했지만, 물론 이것으로 한정되는 것은 아니다.
프레임 주기(16.6ms)를 도면 부호 403으로 하면, 백색 표시 기간으로부터 흑색 표시 기간으로 이행할 때의 표시 소자에 있어서의 화소의 액정 응답(투과율)은도면 부호 410으로 도시된 바와 같이 변화한다. 즉, 액정 표시 소자의 액정 분자는 전압 차단시(전기장 무인가시)에 비해 전하 인가시 쪽이 고속으로 응답한다. 또한, 인가 전압을 높임으로써 전압 인가시의 응답을 한층 더 빠르게 할 수 있다.
한편, 제11 실시예의 조명 장치는 전압 무인가 부분에 있어서 광출사 상태로, 그리고 전압 인가 부분에 있어서 광 비출사 상태로, 소위 평상시 산란 상태로 되어 있다. 또, 도면 부호 411로 도시한 조명 장치 배면광 휘도의 응답(밝기)은 전압 인가시에 있어서 고속으로 응답하여 약 4ms, 전압 차단시에 있어서 8ms였다. 또, 전압을 더욱 높이면 2ms까지 고속으로 응답하여 빛을 차단할 수 있었다.
상술한 바와 같이, 액정 표시 소자의 응답(410)과 조명 장치에 있어서의 배면광 휘도(411)의 곱으로 밝기(412)가 구해지므로, 상기 구성에 의해 액정 표시 소자의 응답이 빠른 방향과 조명 장치의 응답이 느린 방향을 일치시킴으로써 밝기의 측면에 있어서의 급격한 급상승을, 액정 표시 소자의 응답이 느린 방향과 조명 장치의 응답이 빠른 방향을 일치시킴으로써 급격한 급하강을 얻을 수 있으며, 대비비가 높고 또한 선명한 동화질을 얻을 수 있다.
또, 제11 실시예에서는 평상시 폐쇄와 평상시 산란의 조합을 사용했지만, 상기 포인트를 이용하는 범위에 있어서 이 조합으로 한정되는 것은 아니다.
<제12 실시예>
도16을 참조하여 제12 실시예의 액정 표시 장치의 작용 효과에 대하여 설명한다. 기본적 구조는 제11 실시예에 있어서의 액정 표시 소자와 동일하지만, 제11 실시예와의 차이점은 액정 표시 소자를 평상시 개방의 표시 모드, 즉 전압 무인가상태에서 백색 표시, 전압 인가 상태에서 흑색 표시인 표시 모드를 채용한 것, 조명 장치로서 평상시 투과 상태, 즉 전압 무인가 상태에서 광출사 상태, 전압 인가 상태에서 광출사 상태가 되도록 한 점이다. 또한, 제12 실시예에서는 트위스트 네마틱 액정을 이용한 표시 소자이지만, 평상시 개방을 실현하는 범위에 있어서 이것으로 한정되는 것은 아니다. 조명 장치로서 평상시 투과 상태를 만들기 위해서, 제1 실시예의 조명 장치에 있어서 음의 액정을 이용한 폴리머 분산형 액정이나 음의 액정을 이용한 초기 수직 배향의 액정을 이용했다. 또한, 평상시 투과 상태를 실현할 수 있는 범위에 있어서 제2 실시예 내지 제7 실시예에 있어서도 마찬가지로 적용할 수 있다.
이에 따라, 프레임 주기(16.6ms)를 도면 부호 403으로 하고, 백색 표시 기간으로부터 흑색 표시 기간으로 이행할 때의 화소의 응답(투과율)은 도면 부호 413으로 도시된 바와 같이 변화하게 된다. 즉, 액정 표시 소자의 액정 분자는 전압 차단시(전기장 무인가시)에 비해 전하 인가시 쪽이 고속으로 응답한다. 또, 인가 전압을 높임으로써 전압 인가시의 응답을 빠르게 하는 것도 가능하다. 또한, 조명 장치도 전압 무인가 부분에서 광 비출사 상태로, 그리고 전압 인가 부분에서 광출사 상태로 각각 이루어지도록 구성했으므로, 도면 부호 414로 도시한 바와 같이 조명 장치에 있어서의 응답(밝기)은 전압 인가시는 약 4ms로 고속으로 응답하고, 전압 차단시는 7ms로 응답한다. 또한, 전압을 더욱 높이면 2ms까지 고속 응답이 가능해져서 빛을 출사할 수 있다.
상술한 바와 같이, 액정 표시 소자의 액정의 응답(413)과 조명 장치에 있어서의 배면광 휘도(414)의 곱으로 밝기(415)가 구해지므로, 상기 구성에 의해 액정 표시 소자의 응답이 빠른 방향과 조명 장치의 응답이 느린 방향을 일치시킴으로써 밝기의 측면에 있어서의 급격한 급상승을, 액정 표시 소자의 응답이 느린 방향과 조명 장치의 응답이 빠른 방향을 일치시킴으로써 급격한 급하강을 얻을 수 있으며, 대비비가 높고 또한 선명한 동화질을 얻을 수 있는 것이다.
또, 제12 실시예에서는 평상시 개방과 평상시 투과의 조합을 사용했지만, 상기 포인트를 이용하는 범위에 있어서 이 조합으로 한정되는 것은 아니다.
<제13 실시예>
제13 실시예의 액정 표시 장치의 작용 효과에 대하여 도17을 참조하여 설명한다. 제13 실시예는 액정 표시 소자가 1 프레임 주기 기간 동안에 흑색 표시 기간을 설정하고 있다는 점, 즉 1 프레임 주기 기간 동안에 소위 흑색 기록을 행한다는 점이 제11 실시예와 다르다. 또, 액정 표시 장치에 있어서의 조명 장치는 제1 실시예에 있어서의 조명 장치이며, 평상시 산란의 조명 장치이다. 또한, 도면 부호 421로 도시한 바와 같이 밝기는 전압 인가시는 약 4ms로 고속으로 응답하고, 전압 차단시에서는 8ms로 응답한다. 또, 전압을 높임으로써 응답 시간을 약 2ms까지 짧게 하여 빛을 차단할 수 있다. 물론, 제13 실시예에 있어서의 효과 작용을 얻을 수 있는 범위에 있어서, 제2 실시예 내지 제7 실시예에 관한 조명 장치를 이용하는 것도 가능하다.
우선, 본원 발명의 조명 장치와의 조합의 작용 효과에 대하여 설명하기 전에, 액정 표시 장치의 개략에 대하여 간단히 설명한다. 또, 흑색 기록을 행하는액정 표시 소자의 구체적인 구성예에 대해서는 일본 특허 출원2000-81721호에 있어서 상세하게 기술되어 있다.
이 액정 표시 소자는 1 프레임 기간 내에 백색 표시와 흑색 표시를 행하는 것(즉, 소위 흑색 기록을 행하는 것)이 가능한 액정 표시 소자이고, 게다가 프레임 기간마다 그 흑색 기록을 행하는 타이밍을 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 도17의 좌측(최초)의 프레임 기간에서는 프레임 기간의 절반 위치에서 흑색을 기록하고 있지만(전기장 무인가로 되어 있음), 우측(다음) 프레임에서는 4분의 1 위치에서 흑색을 기록하고 있다. 이것은 고속이고 또한 고화질의 동화상 표시에 대응시킨 액정 표시 장치를 얻기 위해서 특히 유효한 수단이다. 또, 액정 표시 소자는 소위 평상시 폐쇄의 표시 모드, 즉 전압 무인가 상태에서 흑색 표시, 전압 인가 상태에서 백색 표시를 행하는 표시 모드를 채용하고 있고, 또한 가로 전계 방식의 액정 표시 소자를 이용하고 있지만, 물론 이 표시 모드이면 가로 전계 방식으로 한정되는 것도 아니다. 또, 본 명세서에서는 액정 표시 소자의 투과율의 변화만도 화상 표시로서 표현하고 있다.
그러나, 이 액정 표시 소자를 이용할 때는 해결할 수 없는 과제가 존재한다. 이하에 설명한다. 전술한 바와 같이, 관측자가 느끼는 빛의 밝기는 액정 표시 소자에 있어서의 화소의 투과율과 표시 장치에 있어서의 조명 장치의 광강도의 곱, 및 그 표시를 행하는 시간에 따라서 정해진다. 따라서, 조명 장치에 있어서의 광강도가 일정하다고 하면 백색 표시 기간은 각각 2분의 1, 4분의 1, 8분의 1로 되어 버리게 되며, 그에 대응하여 관측자가 느끼는 밝기는 2분의 1, 4분의 1, 8분의 1로낮아져 버릴 가능성이 있다. 따라서, 시간에 따라서 광강도를 변화시키는 조명 장치의 구체적인 실현도 요구되고 있었다.
그래서, 본원 발명에 관한 조명 장치를 이용한 액정 표시 장치는 이하의 출사 방법에 의해 상기 과제를 해결할 수 있다. 제13 실시예의 작용 효과에 대하여 설명한다.
제13 실시예에 관한 조명 장치는 상술한 바와 같이, n개(n은 정수)의 투명 전극을 줄무늬형으로 배치한 구성을 취하고 있으므로, 그 중 m개(m은 정수)를 광출사 상태로 한 경우의 광강도를 n개 모두가 광출사 상태인 경우의 광강도에 대하여 n개의 m배로 할 수 있다. 따라서, 화상을 표시하는 시간, 즉 백색 표시 기간이 프레임 기간의 2분의 1이 된 경우에는 전체면 광출사의 강도에 대하여 2배의 광강도를, 그리고 4분의 1로 된 경우에는 4배의 광강도로 함으로써 화소의 투과율, 조명 장치의 광강도 및 표시 기간의 곱을 항상 일정하게 할 수 있고, 관측자는 액정 표시 장치의 표시 기간, 동화상의 속도에 의존하지 않고 일정한 밝기를 느낄 수 있다. 도17에 의해 설명하면, 좌측의 광조사의 시간에 비해 우측 광조사의 시간은 절반으로 되어 있지만 광강도는 2배로 되어 있으므로, 결과로서 관측자가 느끼는 밝기는 일정하게 되어 있는 것이다. 이것은 본원의 조명 장치를 이용함으로써 비소로 가능해진다. 또, 액정 응답에 의한 근소한 차이로부터 발생하는 밝기의 차를 조정하기 위해서, 조명 장치로부터 발생되는 광강도를 2배 이상으로 조정하는 구성도 가능하다.
또한, 전압의 조정, 소비 전력에 과제는 남아 있기는 하지만, 액정층 대신에유기 EL을 이용함으로써 광강도를 조정하여 주사시켜 가는 것도 가능하기는 하다.
또, 제13 실시예에서는 백색 표시 기간, 흑색 표시 기간은 가변이지만, 그 기간에 대응시키도록 광출사 영역의 갯수 및 시간을 조정, 선택하여 항상 일정한 밝기를 얻을 수 있다. 이상, 광조사 영역을 정확하게 주사하고, 또한 광강도를 임의로 조절할 수 있는 본원 발명에 관한 조명 장치를 이용함으로써 큰 빛의 손실 및 밝기의 불균일이 없으며, 또한 동화상에 대응한 양호한 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.
또, 제13 실시예는 백색 표시 기간의 비율을 프레임 기간에 대하여 가변으로 했지만, 물론 고정(예를 들어 프레임 기간의 절반)으로 해도 물론 가능하며, 흑색 기록을 행하는 시간도 제13 실시예로 한정되지는 않는다. 그리고, 제13 실시예에서는 프레임 기간을 일정하게 하고 있지만, 프레임 기간을 변화시키는 즉 배속(倍速) 구동을 해도 상기 과제는 발생할 수 있으므로 적용은 가능하고, 또한 유효한 해결 수단으로 될 수 있다.
이상, 방법에 대하여 설명해 왔지만, 이 출사 방법은 조명 장치에 배면광 구동 회로를 설치함으로써 실현 가능하다. 그리고, 줄무늬를 형성하는 투명 전극은 각각 해당 배면광 구동 회로에 접속되어 있고, 배면광 구동 회로는 액정 표시 제어기로부터의 명령(예를 들어 흑색 기록의 타이밍 신호)에 따라서 광조사 영역의 폭, 조사 시간을 조절하여 조명 장치를 구동시키는 구성을 취하고 있다.
또, 제11 실시예, 제12 실시예 등과 같이, 액정 표시 소자의 응답이 빠른 방향과 조명 장치의 응답이 느린 방향을, 그리고 액정 표시 소자의 응답이 느린 방향과 조명 장치의 응답이 빠른 방향을 각각 일치시키고 있으므로, 도15에서도 도시한 바와 같이 액정 표시 소자의 액정 응답(420)과 조명 장치의 배면광 휘도(421)의 응답으로 주어지는 백색 표시의 밝기(422)의 급상승, 급하강을 동시에 급격하게 변화시켜, 선명한 동화질을 얻을 수도 있다. 이러한 의미에 있어서, 조명 장치에 있어서의 액정층의 구동 모드는 평상시 투과이거나 또는 평상시 산란이라도 좋다.
이상과 같은 구성으로 함으로써, 광이용 효율이 높은 점멸식 조명 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 점멸식 조명 장치를 이용하여 이동 속도가 빠른 동화상을 표시하는 경우에도 양호한 표시 특성을 얻을 수 있는 능동 매트릭스형의 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

Claims (27)

  1. 한 쌍의 도광체와,
    상기 한 쌍의 도광체에 협지되는 액정층을 갖는 조명 장치로서,
    상기 한 쌍의 도광체 중, 한쪽 도광체의 상기 액정층을 향하는 면에 복수의 영역으로 분할되어 형성된 제1 투명 전극과,
    다른쪽의 상기 도광체의 상기 액정층을 향하는 면에 배치된 제2 투명 전극과,
    상기 한 쌍의 도광체 중 적어도 한쪽 도광체의 측면에 공기층을 거쳐서 배치된 광원과,
    상기 한 쌍의 도광체 중 어느 한쪽 도광체의 상기 액정층을 향하는 면과 반대인 면에 공기층을 거쳐서 배치된 제1 반사판을 갖고,
    상기 광원이 배치된 상기 도광체의 굴절율이이상인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광원이 배치된 도광체의 측면에 대향하는 측면에 배치된 제2 반사판 혹은 제2 광원을 갖는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 한 쌍의 도광체의 한쪽 표면은 요철 형상인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 투명 전극은 스트라이프형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  5. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 액정층은 폴리머 분산형 액정층인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  6. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 액정층은 네마틱 액정층인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 스트라이프형으로 형성된 제1 투명 전극은 n개의 투명 전극으로 구성되고, 상기 제1 투명 전극과 상기 제2 투명 전극 사이에 인가하는 전장을 제어하는 배면광 구동 회로를 갖고,
    상기 배면광 구동 회로는
    상기 스트라이프형으로 형성된 제1 투명 전극에 대응하는 상기 액정층 중, m 개(m은 2개 이상의 정수, 또한 n≥m)에 대응하는 상기 액정층 영역의 상태를 산란 상태로 하고,
    상기 산란 상태를 차례로 이동시키는 동시에, 상기 스트라이프형으로 형성된 n개의 제1 투명 전극의 각각에 대응하는 상기 액정층이 산란 상태가 되는 기간은 1 프레임 기간의 m/n인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 m의 값이 프레임 기간마다 유지 혹은 변화하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  9. 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판에 협지된 제1 액정층과, 상기 액정층을 구동하기 위한 액정 표시 소자 구동 회로를 갖는 액정 표시 소자와,
    한 쌍의 도광체와, 상기 한 쌍의 도광체에 협지된 제2 액정층과, 상기 액정층을 구동하기 위한 배면광 구동 회로를 갖는 조명 장치를 갖는 액정 표시 장치로서,
    상기 제1 액정층의 구동 모드는 평상시 개방이며,
    상기 제2 액정층의 구동 모드는 평상시 투과인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  10. 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판에 협지된 제1 액정층과, 상기 액정층을 구동하기 위한 액정 표시 소자 구동 회로를 갖는 액정 표시 소자와,
    한 쌍의 도광체와, 상기 한 쌍의 도광체에 협지된 제2 액정층과, 상기 액정층을 구동하기 위한 배면광 구동 회로를 갖는 조명 장치를 갖는 액정 표시 장치로서,
    상기 제1 액정층의 구동 모드는 평상시 폐쇄이며,
    상기 제2 액정층의 구동 모드는 평상시 산란인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  11. 복수의 화소와, 상기 복수의 화소의 표시를 제어하는 구동 회로부를 갖는 액정 표시 소자와,
    조명 장치와,
    상기 조명 장치를 제어하는 배면광 구동 회로부를 갖는 표시 장치로서,
    상기 액정 표시 소자는
    입력되는 화상 데이터에 대응하여 상기 액정 표시 소자에 있어서의 상기 구동 회로부와, 상기 조명 장치에 있어서의 상기 배면광 구동 회로부를 제어하는 액정 표시 제어기를 갖고,
    상기 조명 장치는 청구항 4에 기재된 조명 장치이며,
    상기 스트라이프형으로 형성된 제1 투명 전극은 n개의 투명 전극으로 구성되고,
    상기 액정 표시 제어기가 상기 액정 표시 소자에 있어서의 화소에 표시를 행하는 시간을 1 프레임 기간의 k분의 1로 한 경우, 산란 상태로서 한번에 선택되는 상기 제1 투명 전극은 n/k개 이하이며, 또한 k는 각 프레임 기간마다 결정되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  12. 광출사 가능 영역 중 소정의 광출사 영역을 선택하고,
    각 프레임 기간 내에 상기 광출사 영역을 이동시키는 블랭킹 방법으로서,
    상기 광출사 영역의 면적을 각 프레임 기간 내에 있어서 일정하게 하고,
    상기 광출사 영역의 면적을 프레임 기간마다 유지 혹은 변화시키는 것을 특징으로 하는 블랭킹 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 광출사 영역의 면적을 프레임 기간마다 변화시킬 때에,
    상기 광출사 영역으로부터 발생하게 되는 빛 강도의 조절도 행하는 것을 특징으로 하는 블랭킹 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 광출사 영역으로부터 발생하게 되는 빛 강도를 상기 광출사 가능 영역 모두를 광출사 영역으로 한 경우에 있어서의 빛 강도로 나눈값을,
    상기 광출사 가능 영역의 면적을 상기 광출사 영역의 면적으로 나눈 값으로 하는 것을 특징으로 하는 블랭킹 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 광출사 영역으로부터 발생하게 되는 빛 강도를 상기 광출사 가능 영역 전체를 광출사 영역으로 한 경우에 있어서의 빛 강도로 나눈 값을 1 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 블랭킹 방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 광출사 가능 영역의 임의의 영역에 있어서서의 빛을출사하는 시간이 각 프레임 기간 내에 있어서 모두 대략 동일해지는 상기 광출사 영역을 이동시키는 것을 특징으로 하는 블랭킹 방법.
  17. 액정 표시 소자의 구동 주사에 대응하여
    조명 장치에 있어서의 광출사 가능 영역 중 소정의 광출사 영역을 선택하고,
    상기 광출사 영역을 이동시켜 상기 액정 표시 소자에 빛을 입사하는 블랭킹 방법에 있어서,
    상기 액정 표시 소자가 각 프레임 기간 중 k분의 1(k는 2 이상의 정수)만큼 화상 표시를 행하는 경우,
    상기 조명 장치는 상기 광출사 영역으로부터 발생하게 되는 빛 강도를 상기 광출사 가능 영역 전체를 광출사 영역으로 한 경우에 있어서의 빛 강도의 k배 이상의 빛 강도로 하는 것을 특징으로 하는 블랭킹 방법.
  18. 복수의 화소와, 상기 복수의 화소의 표시를 제어하는 구동 회로부를 갖는 액정 표시 소자와,
    조명 장치와,
    상기 조명 장치를 제어하는 배면광 구동 회로부를 갖는 텔레비젼 수신기로서,
    상기 액정 표시 소자는
    입력되는 화상 데이터에 대응하여 상기 액정 표시 소자에 있어서의 상기 구동 회로부와, 상기 조명 장치에 있어서의 상기 배면광 구동 회로부를 제어하는 액정 표시 제어기를 갖고,
    상기 조명 장치는 청구항 4에 기재된 조명 장치이며,
    상기 스트라이프형으로 형성된 제1 투명 전극은 n개의 투명 전극으로 구성되고, 상기 액정 표시 제어기가 상기 액정 표시 소자에 있어서의 화소에 표시를 행하는 시간을 1 프레임 기간의 k분의 1로 한 경우, 산란 상태로서 한번에 선택되는 상기 제1 투명 전극은 n/k개 이하이며, 또한 k는 각 프레임 기간마다 결정되는 것을 특징으로 하는 텔레비젼 수신기.
  19. 복수의 화소와, 상기 복수의 화소의 표시를 제어하는 구동 회로부를 갖는 액정 표시 소자와,
    조명 장치와,
    상기 조명 장치를 제어하는 배면광 구동 회로부를 갖는 휴대 정보 단말기로서,
    상기 액정 표시 소자는
    입력되는 화상 데이터에 대응하여 상기 액정 표시 소자에 있어서의 상기 구동 회로부와, 상기 조명 장치에 있어서의 상기 배면광 구동 회로부를 제어하는 액정 표시 제어기를 갖고,
    상기 조명 장치는 청구항 4에 기재된 조명 장치이며,
    상기 스트라이프형으로 형성된 제1 투명 전극은 n개의 투명 전극으로 구성되고,
    상기 액정 표시 제어기가 상기 액정 표시 소자에 있어서의 화소에 표시를 행하는 시간을 1 프레임 기간의 k분의 1로 한 경우, 산란 상태로서 한번에 선택되는 상기 제1 투명 전극은 n/k개 이하이며, 또한 k는 각 프레임 기간마다 결정되는 것을 특징으로 하는 휴대 정보 단말기.
  20. 복수의 화소와, 상기 복수의 화소의 표시를 제어하는 구동 회로부를 갖는 액정 표시 소자와,
    조명 장치와,
    상기 조명 장치를 제어하는 배면광 구동 회로부를 갖는 모니터로서,
    상기 액정 표시 소자는,
    입력되는 화상 데이터에 대응하여 상기 액정 표시 소자에 있어서의 상기 구동 회로부와, 상기 조명 장치에 있어서의 상기 배면광 구동 회로부를 제어하는 액정 표시 제어기를 갖고,
    상기 조명 장치는 청구항 4에 기재된 조명 장치이며,
    상기 스트라이프형으로 형성된 제1 투명 전극은 n개의 투명 전극으로 구성되고,
    상기 액정 표시 제어기가 상기 액정 표시 소자에 있어서의 화소에 표시를 행하는 시간을 1 프레임 기간의 k분의 1로 한 경우, 산란 상태로서 한번에 선택되는 상기 제1 투명 전극은 n/k개 이하이며, 또한 k는 각 프레임 기간마다 결정되는 것을 특징으로 하는 모니터.
  21. 제11항에 있어서, 상기 액정 표시 장치에 입력되는 화상 데이터는 주로 동화상 데이터인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  22. 제18항에 있어서, 상기 텔레비젼 수신기에 입력되는 화상 데이터는 주로 동화상 데이터인 것을 특징으로 하는 텔레비젼 수신기.
  23. 제19항에 있어서, 상기 휴대 정보 단말기에 입력되는 화상 데이터는 주로 동화상 데이터인 것을 특징으로 하는 휴대 정보 단말기.
  24. 제20항에 있어서, 상기 모니터에 입력되는 화상 데이터는 주로 동화상 데이터인 것을 특징으로 하는 모니터.
  25. 한 쌍의 도광체와,
    상기 한 쌍의 도광체에 협지되는 액정층을 갖는 조명 장치로서,
    상기 한 쌍의 도광체 중, 한쪽 도광체의 상기 액정층을 향한 면에 복수의 영역으로 분할되어 형성된 제1 투명 전극과,
    다른쪽의 상기 도광체의 상기 액정층을 향하는 면에 배치된 제2 투명 전극과,
    상기 한 쌍의 도광체 중 적어도 한쪽 도광체의 측면에 배치된 광원과,
    상기 한 쌍의 도광체 중 어느 한쪽의 도광체의 상기 액정층을 향하는 면과 반대인 면에 배치된 제1 반사판을 갖고,
    상기 한 쌍의 도광체의 한쪽 표면은 요철 형상인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  26. 한 쌍의 도광체와,
    상기 한 쌍의 도광체에 협지되는 액정층을 갖는 조명 장치로서,
    상기 한 쌍의 도광체 중, 한쪽 도광체의 상기 액정층을 향하는 면에 복수의 영역으로 분할되어 형성된 제1 투명 전극과,
    다른쪽의 상기 도광체의 상기 액정층을 향하는 면에 배치된 제2 투명 전극과,
    상기 한 쌍의 도광체 중 적어도 한쪽 도광체의 측면에 배치된 광원과,
    상기 한 쌍의 도광체 중 어느 한쪽의 도광체의 상기 액정층을 향하는 면과 반대인 면에 공간을 이격하여 배치된 제1 반사판을 갖는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  27. 한 쌍의 도광체와, 상기 한 쌍의 도광체에 협지되는 액정층을 갖는 조명 장치로서,
    상기 한 쌍의 도광체 중, 한쪽 도광체의 상기 액정층을 향하는 면에 복수의영역으로 분할되어 형성된 제1 투명 전극과,
    다른쪽의 상기 도광체의 상기 액정층을 향하는 면에 배치된 제2 투명 전극과,
    상기 한 쌍의 도광체 중 적어도 한쪽 도광체의 측면에 배치된 광원과,
    상기 한 쌍의 도광체 중 어느 한쪽의 도광체의 상기 액정층을 향하는 면과 반대인 면에, 상기 광원이 측면에 배치된 상기 도광체보다도 낮은 굴절율을 갖는 매체를 거쳐서 배치된 제1 반사판을 갖는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
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