KR970008351B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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요시따까 야마모또
유따까 이시이
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샤프 가부시끼가이샤
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Abstract

요약없음

Description

액정 표시 장치
제1도는 조명 램프 방식에 의한 액정 표시 장치의 구성예를 나타내는 단면도.
제2도는 반사경 방식에 의한 액정 표시 장치의 구성예를 나타내는 단면도.
제3도는 평판형 램프 방식에 의한 액정 표시 장치의 구성예를 나타내는 도면.
제4도는 도광판 방식에 의한 액정 표시 장치의 구성예를 나타내는 단면도.
제5도는 투명 반사판 방식에 의한 액정 표시 장치의 구성예를 나타내는 단면도.
제6도는 본 발명의 제1실시예에 의한 액정 표시 장치(60)의 구성을 나타내는 단면도.
제7도는 액정 표시 장치(60)의 제조 방법을 설명하는 공정도.
제8도는 액정 표시 장치(60)에 구비되어 있는 도광판(61)의 동작 원리를 설명하기 위한 도면.
제9도는 본 발명의 원리를 설명하기 위한 도면.
제10도는 본 발명의 제2실시예에 의한 액정 표시 장치(160)의 구성을 나타내는 단면도.
제11도는 액정 표시 장치(160)의 제조 방법을 설명하는 공정도.
제12도는 액정 표시 장치(160)에 구비되어 있는 도광판(161)의 동작 원리를 설명하기 위한 도면.
제13도는 액정 표시 장치(160)에 구비되어 있는 도광판(161)의 다른 동작 원리를 설명하기 위한 도면.
제14도는 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면.
제15도는 본 발명에 사용되는 도광판(161)의 또 다른 동작 원리를 설명하기 위한 도면.
제16도는 돌기부의 개수와 광량의 관계를 나타내는 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
61 : 도광판62a,62b : 콜리메이터
63a,63b : 램프64a,64b : 편광판
65a,65b : 투명 기판66 : 액정층
68 : 반사판72 : 액정 표시 소자
본 발명은 워드 프로세서나 퍼스널 컴퓨터 등의 OA(오피스 오토메이션)기기 및 포터블 비디오 테이프 레코더의 뷰파인더 또는 화상 신호의 각종 모니터 등에 사용되는 소위, 반사형 액정 표시 장치에 관한 것이다.
EL(Electro Luminescence : 일렉트로 루미네센스) 또는 CRT(Cathode Ray Tube : 음극선관), LED(Light Emitting Diode : 발광 다이오드)등은 스스로 발광하는 표시 장치인데 반해, 액정은 스스로 발광하지 않고 광을 수광하여 표시하는 표시 장치이다. 따라서, 인간의 눈으로 표시를 볼 수 있도록 가시화하기 위해 광원이 필요하다. 종래, 직시형 액정 표시 장치의 광원 장치로서 각종의 구조가 제안되어 있으며, 또한 실용화되어 있다. 이하에 중요한 것을 설명한다.
(a) 조명 램프 방식
제1도는 조명 램프 방식의 광원 장치를 사용한 액정 표시 장치의 구성예를 도시한 도면이다. 램프(11a,11b)는 액정 표시 장치(12)의 전면측, 측방에 배치된다. 상기 램프(11a,11b)로부터의 광은 액정 표시 장치(12)를 투과하고, 반사판(13)에서 반사되고, 다시 액정 표시 장치(12)로 투광되어 표시광으로 된다. 이 조명 램프 방식의 경우, 광원인 램프(11a,11b)를 액정 표시 장치(12)의 표시면의 전면측에 설치가능하게 되어, 부품점수가 감소하고, 간편하여 저렴한 액정 표시 장치로 된다.
(b) 반사경 방식
제2도는 반사경 방식의 광원을 사용한 액정 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다. 반사경 방식은 광의 이용 효율이 향상되고, 고휘도를 얻을 수 있기 때문에 많이 이용되는 방식이다. 램프(23)의 액정 표시 장치(24)와 반대측으로 반사판(22)을 설치하고, 램프(23)로부터의 광을 고효율로 전면(액정 표시 장치(24)측)에 방사한다. 반사판(22)을 구비한 것만으로는 고휘도 부분이 램프(23)의 주변에 편중되어 휘도가 불균일하게 되는 문제가 있어, 확산판(21)을 램프(23)의 전면에 배치하고, 확산판(21)의 두께를 변경시키는 것 등에 의해 휘도의 균일성을 개선한다 확산판(21)으로부터의 광이 액정 표시 장치(24)로 투광된다.
(c) 평판형 램프 방식
제3도는 평판형 램프 방식의 광원 장치를 사용한 액정 표시 장치의 구성을 도시한 도면이다. 전면 유리판(35) 및 배면 유리판(36)의 양쪽 내면에 형광체가 도포되어, 형광면(31)이 형성된다. 형광면(31)의 좌우 양단에는 방전 전극(32a,32b)이 배치되어 있고, 이 방전 전극(32a,32b)간의 방전에 의해 형광면(31)이 발광한다. 형광면(31)으로부터 광이 액정 표시 장치(37)로 투광된다. 이 평판형 램프 방식은 램프 자체가 평판상이고, 액정 표시 장치(37)의 배면측에 배치되는 것만으로 충분하여 광학계가 불필요하기 때문에, 광의 이용율이 높다고 하는 이점이 있다.
(d) 도광판 방식
제4도는 도광판 방식의 광원 장치를 사용하는 액정 표시 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 램프(41)로부터 방사되는 광은 투광성이 우수한 아크릴 수지 등으로 구성되는 도광판(43)의 내면에서 다중 반사에 의해 도광된다. 도광판(43)의 액정 표시 장치(45)와 반대측 표면에는 반사판(42)이 배치되어 있고, 램프(41)로부터의 광은 전면으로부터만 확산판(44)을 통해 취출되어 액정 표시 장치(45)에 투광된다. 여기에서, 램프(41)는 반사판(42)과 도시되지 않은 슬릿 등을 이용하여 집광하여, 광의 이용 효율의 향상을 도모하는 것이 많지만, 이 광원 장치는 원리적으로는 도광판의 전반사를 이용한 것은 아니기 때문에, 반사판(42)과 상기 슬릿은 광의 입사각을 제한하지는 않는다. 이 광원 장치는 비교적 박형이고 휘도의 균일성도 우수하기 때문에 휴대형 액정 표시 장치를 이용한 전자 기기의 박형화에 대응할 수 있다.
(e) EL 방식
EL은 박형, 경량이 평면형 광원 장치이고, 휘도의 균일성이 우수하며 액정 표시 장치의 광원 장치로서의 특질을 구비하고 있으나, 표면 휘도가 낮고 광색의 선택폭이 좁으며 사용중의 색열화가 빠르다는 결점이 있어, 액정 표시 장치의 컬러화에 따라 형광 램프로 치환되어 왔다. 그러나, 최근 고휘도, 긴 수명의 EL의 개발이 진척되어, 액정 표시 장치의 박형화에 따라 EL 램프가 다시 주목되고 있다.
(f) 투명 반사판 방식
제5도는 투명 반사판 방식의 광원 장치를 사용한 액정 표시 장치의 구성을 도시한 도면이다. 램프(51)로부터 방출된 광은, 액정 표시 장치(52)의 전면(관측자(55)측)에 배치된 전면 반사판(54)에서 반사되고, 액정 표시 장치(52)를 투과하여 배면 반사판(53)에서 반사되며, 다시 액정 표시 장치(52)를 투과하여 전면 반사판(53)을 투과한 후, 액정 표시 장치(52)를 보는 관측자(55)에게로 도달한다. 이 광원 장치를 사용한 액정 표시 장치는 아직 실용화되지 않고 있다.
최근, 워드 프로세서, 퍼스널 컴퓨터 등의 OA 기기의 소형화, 포터블화가 진행되고 있다. 포터블형 기기에서는 휴대의 간편성을 고려하면, 박형화, 경량화가 필수조건이고, 키보드나 표시 장치, 전지 등의 박형화, 경량화가 급속히 진척되고 있다. 한편, 소비 전력의 감소도 중요하며, 반사형 액정 표시 장치는 조명이 양호한 환경하에서는 외광만으로 표시를 볼 수 있기 때문에 광원 장치가 부착되지 않은 표시 기기가 널리 사용되고 있다. 그러나, 이러한 종류의 액정 표시 장치에서는 주위의 조명이 어두어지면 표시를 볼 수 없게 되어, 사용에 지장을 초래하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서는 경량, 박형으로 되고, 또한 표시 장치 전면에 걸쳐 균일하게 조명할 수 있는 광원 장치를 구비한 반사형 액정 표시 장치가 필요하다. 반사형 액정 표시 장치는 배면측으로부터 조명될 수 없기 때문에 표시면의 전면에 투명한 광원 장치를 배치하여야 한다. 투명한 전치형 광원 장치를 탑재한 반사형 액정 표시 장치는, 주위의 조명이 밝은 경우는 내장된 광원 장치를 사용하지 않고 외광만으로 표시를 볼 수 있고, 주위의 조명이 불충분한 경우는 내장의 광원 장치를 사용하는 등, 필요한 경우에만 광원 장치를 사용할 수 있기 때문에, 소비 전력이 절감된다.
상기 6종류의 종래 기술의 경우, (b) 반사경 방식, (c) 평판형 램프 방식, (e) EL 방식은 모두 구조상 광원 장치를 액정 표시 장치의 전면에 배치할 수 없다. 또한, (d) 도광판 방식은 반사판이 있고, 광원 장치가 투명하지 않기 때문에 전면에 배치할 수 없다.
(a) 조명 램프 방식, (f) 투명 반사판 방식에서는, 모두 액정 표시 장치의 전면에 설치하는 것이 가능하나, 균일한 조명이 어렵다는 문제가 있다. 또한, (f) 투명 반사판 방식에서는 광원 장치가 대형이고 그 두께가 두껍다는 문제가 있다. 더욱이, 편광판을 사용하는 표시 모드, 예컨대 TN-LC(Twisted Nematic Liquid Crystal), STN-LC(Super Twisted Nematic Liquid Crystal) 등에서는 액정 표시 소자 내의 액정 분자를 초기 배향으로 90도 내지 270도 트위스트시키고, 2매 1조로 된 편광판 사이에 액정 표시 소자를 배치하고, 그 액정 표시 소자의 광학적 성질, 즉 무전계시의 선광 특성과 전압 인가시의 선광 해소 특성을 이용하여 표시를 행하는 것이지만, 상기 (a) 조명 램프 방식, (f) 투명 반사판 방식에서는 2매의 편광판 외측에 광원 장치를 배치하여야 하기 때문에, 광원광은 각 편광판을 2회씩, 합계 4회 통과하게 된다. 이때문에, 편광판에서 광의 흡수가 커지고, 광원광의 이용 효율이 저하되어 표시가 어둡게 되는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 밝은 표시가 가능한 반사형 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 투명 기판과, 이 투명 기판에 대향하여 배치되고 상기 투명 기판측으로부터 입사광을 반사하는 반사 수단을 구비한 대향 기판 사이에 액정층을 개재시켜 구성되는 액정 표시 소자, 상기 액정 표시 소자의 투명 기판측에 배치되는 도광판 및 상기 도광판의 측명에 배치되는 광원을 포함하고, 상기 도광판의 굴절률을 n으로 하고, 도광판의 액정 표시 소자와 반대측에 위치하는 물질의 굴절률을 n1으로 하고, 도광판의 액정 표시 소자측에 위치하는 물질의 굴절률을 n2으로 하고, 도광판의 액정 표시 소자의 반대측 표면으로 광원광의 입사각도를 θ로 했을때,
n1<n·sinθ<n2 ………………………………………………………… (1)
의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치이다.
본 발명에 의하면, 투명 기판에 대향하여 배치되는 대향 기판측에 반사 수단이 배치되고, 투명 기판측으로부터 입사되는 광을 반사하는 액정 표시 소자를 사용하여 광의 투과/차단을 제어함으로써 표시가 행해진다. 본 발명의 액정 표시 장치는 액정 표시 소자의 투명 기판측에 도광판이 배치되고, 상기 도광판 측면의 바깥측에 광원이 배치된다.
이때, 상기 도광판의 액정 표시 소자와 반대측 표면으로 광원광의 입사각은, 상기 식(1)을 만족하도록, 즉 전반사하도록 하고, 또한 이 반사광이 도광판의 액정 표시 소자측 내표면에서 전반사하지 않도록 설정된다. 따라서, 광원광은 관측자측으로는 출사되지 않고, 액정 표시 소자로 입사된다. 이 입사광은 반사판에서 반사되고, 액정 표시 소자를 투과한 표시광 중 도광판에서의 전반사 조건에 적합하지 않은 광만 도광판을 통과한다. 즉, 표시면으로 되는 투명 기판으로부터 일정한 거리에 위치하는 관측자의 눈에 도달하는 광은 통상 전반사 조건에 적합하지 않기 때문에 문제없이 표시를 볼 수 있게 된다. 또한, 광원을 소등한 때, 도광판은 투명하게 되어 투명 기판측으로부터 외광이 입사되는데 지장이 없게 되므로, 외광에 기초하여 표시가 행해진다.
이와 같이, 도광판과 광원으로 이루어지는 광원 장치는, 액정 표시 소자의 전면(표시면) 측에 설치가 가능하고, 광원 점등시에는 균일하고 양호한 조명이 가능해지며, 광원의 소등시에는 도광판이 투명하게 되어, 외광의 입사 장해가 없어져서 양호한 표시를 행할 수 있다. 또한, 상기 광원 장치는 박형 평판상이고, 편광판과 액정 표시 소자 사이에 설치가 가능하다. 이 경우, 광원 장치를 편광판 외측에 배치한 종래의 액정 표시 장치에 비해 편광판의 통과 회수가 1회 적게 되기 때문에 편광판에 의한 광의 흡수가 감소하고 밝은 표시를 실현할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 광원 장치를 구성하는 도광판 및 광원은 액정 표시 소자의 전면에 설치가능하고, 광원으로부터 광이 직접 관측자의 시야로 들어가는 일 없이 액정 표시 소자로 균일한 조명이 가능하다. 이에 의해, 종래 조명에 문제가 있던 반사형 액정 표시 장치에 있어서의 조면이 가능하게 된다. 또한, 도광판은 박형이기 때문에 반사형 액정 표시 장치를 탑재한 휴대용 OA 기기에 적합하다. 더욱이, 주위가 밝고 외광으로 조명 가능한 때에는 광원을 소등하고, 또한 주위가 어두울 때는 점등하는 등, 필요에 응하여 점등, 소등을 선택함으로써 소비 전력의 절감을 행할 수 있다. 이와 같이, 경량, 박형으로 저소비 전력의 반사형 액정 표시 장치를 실현할 수 있다.
본 발명은 투명 기판과 이 투명 기판에 대향하여 배치되고, 상기 투명 기판측으로부터 입사광을 반사하는 반사 수단을 구비한 대향 기판 사이에 액정층을 개재시켜 구성되는 액정 표시 소자, 상기 액정 표시 소자의 투명 기판측에 배치되는 도광판, 상기 도광판의 측면에 배치되는 광원을 포함하고, 상기 도광판의 액정 표시 소자측 표면에 복수의 돌기부를 형성하고, 도광판의 굴절률을 n으로 하고, 도광판의 액정 표시 소자와 반대측에 위치하는 물질의 굴절률을 n1으로 하고, 도광판의 액정 표시 소자와 반대측 표면으로 광원광의 입사각도를 θ로 했을때,
n1<n·sinθ ……………………………………………………………… (2)
의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치이다.
본 발명에 의하면, 투명 기판에 대향하여 배치되는 대향 기판측에 반사 수단이 배치되고, 투명 기판측으로부터 입사되는 광을 반사하는 액정 표시 소자를 사용하여 광의 투과/차단을 제어함으로써 표시가 행해진다. 본 발명의 액정 표시 장치는 액정 표시 소자의 투명 기판측에 도광판이 배치되고, 이 도광판 측면의 바깥측에 광원이 배치된다.
이때, 상기 도광판에서 액정 표시 소자와는 반대측 표면으로 입사되는 광원광의 입사각 θ는, 상기 식(2)를 만족하도록, 즉 전반사하도록 설정된다. 이 반사광 중 적어도 상기 돌기 부분에 입사한 광은 돌기부 이외의 표면에 입사하는 광보다도 입사 각도가 적기 때문에 액정 표시 소자측으로 출사된다. 따라서, 광원광은 관측자 측으로는 출사되지 않고, 액정 표시 소자로 입사된다. 이 입사광은 대향 기판측에 구비된 반사 수단으로 반사되고, 액정 표시 소자를 투과한 표시광 중 도광판에서의 전반사 상태에 적합치 않은 광만이 도광판을 통과한다. 즉, 표시면으로 되는 투명 기판으로부터 일정한 거리에 위치하는 관측자의 눈에 입사하는 광은 통상 전반사 조건에 적합치 않기 때문에, 문제없이 표시를 볼수 있게 된다. 결국, 표시면으로 되는 투명기판으로부터 일정의 거리에 위치하는 관측자의 눈에 입사되는 광은, 통상 전반사 조건에 적합하지 않기 때문에, 문제없이 표시를 볼 수 있게 된다. 또한, 광원을 소등했을때 도광판은 투명하게 되고, 투명 기판측으로부터 외광 입사 장해 없이 외광에 기초하여 표시가 행해진다.
이와 같이, 도광판과 광원으로 이루어지는 광원 장치는, 액정 표시 소자의 전면(표시면) 측에 설치가 가능하고, 광원 점등시에는 균일하고 양호한 조명이 가능해지며, 광원의 소등시에는 도광판이 투명하게 되어, 외광의 입사 장해가 되지 않아 양호한 표시를 행할수 있다. 또한, 상기 광원 장치는 박형 평판상이고, 편광판과 액정 표시 소자 사이에 설치가 가능하다. 이 경우, 광원 장치를 편광판 외측에 배치한 종래의 액정 표시 장치에 비해 편광판의 통과 회수가 1회 적어지기 때문에, 편광판에 의한 광의 흡수가 감소하고 밝은 표시를 실현할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 광원 장치를 구성하는 도광판 및 광원은, 액정 표시 소자의 전면에 설치 가능하고, 광원으로부터 광이 직접 관측자의 눈에 들어오는 것이 없이, 액정 표시 소자로 균일한 조명이 가능하다. 이에 의해, 종래 조명이 불균일 했던 반사형 액정 표시 장치에 있어서의 조명이 가능하게 된다. 또한, 도광판은 박형이기 때문에 반사형 액정 표시 장치를 탑재한 휴대용 OA 기기에 적합하다. 더욱이, 주위가 밝고 외광으로 조명 가능한 때는 광원을 소등하고, 주위가 어두울 때는 점등하는 등, 필요에 따라 점등, 소등을 선택함으로써, 소비 전력의 저감을 실현할 수 있다. 이와 같이, 경량, 박형이며, 저소비 전력의 반사형 액정 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 반사 수단은 그 반사면이 매끄러운 요철면으로 형성되고, 상기 대형 기판에 대해 액정층과는 반대측 표면에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 반사 수단은 그 반사면이 매끄러운 요철면으로 형성되고, 상기 대향 기판에 대해 액정층측 표면에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 편광판을 1매 배치할 때는 상기 도광판의 전면측에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 편광판과 도광판 사이에는, 굴절률 n1(n1<n·sinθ)을 만족하는 공기층이 개재되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 도광판의 전면측 표면에, 굴절률 n1(n1<n·sinθ)를 만족하는 재료를 코팅하고, 그 표면에 직접 편광판을 배치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 굴절률 n1(n1<n·sinθ)을 만족하는 재료로 구성되는 편광판을 직접 도광판 위에 배치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서 편광판을 2매 배치할 때, 한쪽 편광판은 도광판의 전면측에 배치되고, 다른쪽 편광판은 상기 대향 기판의 외측에 배치되는 반사 수단과 대향 기판 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 한쪽 편광판과 상기 도광판 사이에는 굴절률 n1(n1<n·sinθ를 만족)의 공기층을 개재시킨 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 도광판의 전면측 표면에 굴절률 n1(n1<n·sinθ를 만족)의 재료를 코팅하고, 그 표면에 직접 상기 한쪽 편광판을 배치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 굴절률 n1(n1<n·sinθ)을 만족하는 재료로 구성되는 한쪽 편광판을 직접 도광판 위에 배치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 반사 수단이 전면측에 확산판을 배치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 광원이 배치되지 않은 도광판의 측면에 도광판으로부터 광의 누출을 방지하는 반사판을 설치한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서 상기 광원은 주위광만으로 충분한 광량이 얻어지지 않을때 점등되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 돌기부는 원추형인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 돌기부는 각추형인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 돌기부는 원추대형인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 돌기부는 각추대형인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 돌기부의 단면 형상은 거의 반원상인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 돌기부의 단면 형상은 타원호 형상인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 돌기부의 단면 형상은 포물선상인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 돌기부의 단면 형상은 원호상인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 돌기부는 크기가 다른 동일 형상인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 돌기부는 복수 종류의 다른 형상인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 돌기부의 배치 밀도는 광원으로부터의 거리에 비례하여 연속적으로 또는 단계적으로 증가하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 돌기부의 크기는 광원으로부터의 거리에 비례하여 연속적으로 또는 단계적으로 크게 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 돌기부는 액정 표시 소자의 화소 이외의 영역에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 도광판의 액정 표시 소자측 표면에 도광판보다도 굴절률이 낮은 투광성 재료로 이루어지는 막을 코팅하고, 코팅막의 두께를 광원으로부터의 거리에 반비례하여 연속적으로 또는 단계적으로 작게 한 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.
제6도는 본 발명의 제1실시예인 액정 표시 장치(60)의 구성을 도시한 단면도이다. 액정 표시 장치(60)는 한쌍의 편광판(64a,64b)사이에 액정 표시 소자(72)를 배치하여 구성된다. 액정 표시 소자(72)는 유리 등으로 형성되는 한쌍의 투명 기판(65a,65b)사이에 액정층(66)을 개재시켜 구성된다. 본 실시예에서, 액정 표시 소자(72)는 후술하는 TFT(Thin Film Transistor) 방식의 액정 표시 소자이다. 본 실시예에서는 TFT 방식을 예로 들어 설명했으나 이에 한정되지 않으며, 다른 방식, 예를들면, MIM( Metal Insulator Meatal) 방식이나 단순 매트릭스 방식 등도 좋다.
편광판(64b)의 액정 표시 소자(72)와 반대측에는 반사판(68)이 배치된다. 반사판(68)의 액정 표시 소자(72)측 표면은 액정 표시 소자(72)측으로부터 입사광을 균일하게 반사하기 위한 요철(凹凸)부가 형성된다.
액정 표시 소자(72)와 편광판(64a) 사이에는, 도광판(61)이 편광판(64a)과의 사이에 공기층(71)이 개재된채 배치된다. 도광판(61)의 측면 바깥쪽에는 각각 램프(63a,63b)가 배치된다. 도광판(61)과 램프(63a,63b)사이에는 각각 콜리메이터(62a,62b)가 배치된다. 콜리메이터(62a,62b)는 램프(63a,63b)로부터 출사광의 입사각, 도광판(61)의 상부 표면(61a)으로 입사각을 제한한다. 도광판(61) 및 투명 기판(65), 투명 기판(65b) 및 편광판(64b), 편광판(64b) 및 반사판(68)은 각각 투명 접착제(67a,67b,67c)에 의해 접착된다. 또한, 도광판(61)의 램프(63a,63b)가 배치되지 않은 측면에 반사판을 설치하여 광의 누출을 방지하여도 좋다.
여기에서, 도광판(61), 유리 기판(65a), 액정층(66), 투명 기판(65b), 편광판(64b)과 투명 접착제(67a,67b,67c)는 굴절률이 거의 같도록 재료를 선택했다.
여기에서는, 램프(63a,63b)로부터 도광판(61)으로의 입사광의 입사각을 제한하기 위해 콜리메이터(62a,62b)를 사용했으나, 입사각을 일정한 범위내로 제한할 수 있다면 다른 방법을 사용하여도 좋다. 예컨대, 램프(63a,63b)에 슬릿을 부착함에 의해서도 입사광을 제한하는 것도 가능하며, 또한 램프(63a,63b)와 가까운 부분 등에서는 도광판(61)으로의 입사 각도가 적고, 전반사가 일어나지 않기 때문에 도광판(61) 표면으로부터 직접 광원광이 외부로 누출되지만, 이 부분을 차단하여도 좋다. 또한, 도광판(61)의 굴절률 n을 적당한 값으로 하면, 도광판(61)에 입사한 광은 모두 전반사 조건을 만족할 수 있다. 이 경우는 콜리메이터를 생략하여도 좋다.
또한, 필요에 따라 도광판(61)의 표면(61a,61b)의 어느 한쪽 또는 양쪽에 반사 방지막, 전반사를 일으키기 쉽도록 하기 위한 코팅, 혹은 결함을 방지하거나 또는 결함있는 것을 보수하기 위한 코팅 등을 행하도록 하여도 좋다.
또한, 반사판(68) 및 투명 기판(65b) 또는 도광판(61) 및 투명 기판(65a)이 투명 접착제 이외의 수단으로 고정될 수 있으면, 투명 접착제 대신 실리코 오일등의 충전제로 충전하여도 좋다.
더욱이, 본 실시예는 투명 기판(65a) 위에 도광판(61)을 투명 접착제(67a)를 사용하여 접착했으나, 도광판(61)을 투명 기판(65a)으로 사용하여도 좋다. 즉, 이 경우는 투명 기판(65a)과 투명 접착제(67a)는 생략될 수 있다.
특히, 도광판(61)의 상부 표면(61a)에 도광판 재료보다 굴절률이 적은 재료를 코팅하여도 좋다. 이 경우는 코팅제의 굴절률을 n1, 도광판(61)의 굴절률을 n으로 하고, 도광판(61)으로의 광(69a)의 입사각을 θ로 하면,
sinθ>n1/n ……………………………………………………………… (3)
을 만족시키면, 도광판(61)에 입사한 광은 도광판(61)과 코팅제 사이에서 전반사하기 때문에 편광판(64a)을 도광판(61)위에 직접 접착시킬 수 있다. 또한, 도광판(61)과 편광판(64a)의 굴절율을 적당한 값으로 하면, 편광판(64a)을 도광판(61)위에 직접 접착할 수 있다.
제7도는 액정 표시 장치(60)의 제조 방법을 설명하는 공정도이다. 보로실리케이트 유리를 사용하여 투명 기판(65b)을 형성하고, 이 투명 기판(65b)의 한쪽 표면에 일반적인 수순으로 비정질 TFT(박막 트랜지스터)를 형성하여 화소 전극을 행렬상으로 형성한다. 그 표면에 폴리이미드 등의 수지를 도포하고, 러빙 처리를 실시하여 배향막을 형성한다. 공정 a2에서는 보로실리케이트 유리 등을 사용하여 투명 기판(65a)을 형성하고, 그 한쪽 표면에 공통 전극인 투명 전극(ITO : Indium Tin Oxide)과 배향막을 형성한다.
공정 a3에서는 투명 기판(65a,65b)을 전극 형성면이 대향하도록 배치하고, 또한 기판간에 스페이서를 개재시켜 접합시킨다. 공정 a4에서는 투명 기판(65a,65b)간에 TN(트위스티드 네마틱) 액정을 봉입한다. 여기에서, 액정은 멜크사제의 ZLI-1565를 사용했으나, 다른 액정 재료를 사용하여도 좋다. 예컨대, 유기 고분자와 액정 화합물을 복합화한 액정 재료인 폴리머 분산형 액정 등을 사용하면 편광판이 불필요하기 때문에, 광의 이용 효율이 향상되는 특징을 갖는다. 또한, 게스트호스트형 액정 재료를 사용하면 편광판은 1매로 표시 가능하다. 더욱이, 게스트호스트형 중에서도 특히 화이트테라형의 액정 재료를 사용하면 유기 고분자와 액정 화합물을 복합화한 액정 재료와 같이 편광판이 불필요하게 된다. 한편, TN 액정 재료에 있어서도 본 실시예에 나타낸 재료 이외에도 많은 재료가 알려져 있어, 다른 재료를 사용하여도 좋다.
그후, 공정 a5에서는 편광판(64b)을 에폭시계의 투명 접착제(67b)로 투명 기판(65b)에 접착한다. 다음의 공정 a6에서, 편광판(64b)에 에폭시계의 투명 접착제(67c)로 에어 라인 가공을 실시한 Al(알루미늄) 반사판(68)을 접착한다. 그후, 공정 a7에서 판두께가 약 2.5㎜인 보로실리케이트 유리를 투명 기판(65a)위에 투명 접착제(67a)로 접착하여 도광판(61)으로 한다.
본 실시예에서는 Al 반사판(68)을 편광판(64b)에 접착한 예를 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, ECB(Electrically Controlled Birefringence) 형 LC, 게스트호스트형 LC, 화이트테라형 게스트호스트 LC, 폴리머분산형 LC 등을 이용하면 한쌍의 편광판(64a,64b(중, 편광판(64b)이 생략될 수 있으므로, 유리 기판(65b)상에 직접 반사판을 형성할 수 있다. 이 경우, 반사판을 액정층측 표면에 형성하여도 좋으며, 액정층과 반대측 표면에 형성하여도 좋다.
계속하여, 공정 a8에서는 도광판(61)의 상부 표면(61a)과 약 1㎜의 간격을 두고 편광판(64a)을 부착한다. 이들을 도시하지 않은 프레임에 고정한 후, 공정 a9에서 콜리메이터(62a,62b)와 램프(63a,63b)를 부착한다.
제8도는 도광판(61)의 동작을 설명하는 도면이다. 램프(63a,63b)로부터 도광판(61)에 입사하는 광은 도광판(61)의 상부 표면(61a)에서는 반사하는 광(69a), 직접 반사판(68) 방향으로 입사하는 광(69b)이 있다. 여기에서, 도광판(61)의 굴절률을 n으로 하면, 도광판(61)으로 광(69a)의 입사각 θ가,
sinθ>1/n ……………………………………………………………… (4)
의 조건을 만족하는 경우, 광(69a)은 도광판(61)의 상부 표면(61a)에서 전반사하고, 반사판(68) 방향으로 입사한다. 본 실시예에서는, 도광판(61)으로 유리를 사용한 것으로 n은 약 1.5이며, 따라서, 입사각 θ는 42도 이상이다. 본 실시예에서, 도광판으로 유리판을 사용하였으나, 감쇄없이 균일하게 도광할 수 있고, 굴절률이 적당한 값이면 유리 이외의 재료를 사용해도 좋다. 예컨대, PMMA(polymethylmetacrylate), CR-39 수지, 폴리카보네이트, 폴리염화비닐, 폴리에스테르등의 재료를 사용해도 좋다.
한편, 직접 반사판(68) 방향으로 진행한 광(69b)은 광이 통과하는 재료의 굴절률이 도광판(61)의 굴절률과 거의 같기 때문에, 반사, 굴절 등의 영향을 받지 않고 직진한다. 반사판(68)의 반사면(68a)에 도달한 광은 반사면(68a)에서 난반사되어 균일화된다. 그후, 접착제(67c), 편광판(64b), 접착제(67b), 투명 기판(65b), 액정층(66), 투명 기판(65a), 접착제(67a), 도광판(61), 공기층(71), 편광판(64a)을 순차적으로 통과하여 관측자(70)에 도달한다. 이때, 광의 균일성을 향상시킬 목적으로 반사판(68)과 편광판(64b)사이에 확산판을 위치시킬 수 있다.
또한, 도광판(61)으로부터 반사판(68) 방향으로 출사하는 광을 균일화할 목적으로 도광판(61)을 가공하는것도 가능하다. 예컨대, 도광판(61)의 하부 표면(61b)에 굴절률이 낮은 막을 코팅하고, 에칭에 의해 부분적으로 제거함으로써 도광판(61)으로부터 취출하는 광량을 제어할 수 있다. 즉, 표시 장치의 전면에서 조명이 균일하게 되도록, 램프(63a,63b) 근방에서는 코팅막을 조밀하게 하고, 또한 램프로부터 떨어진 곳은 밀도를 낮추도록 패턴을 형성하여 도광판면 내에서 광량의 균일화를 도모한다.
또한, 코팅막의 막두께를 변경함으로써 광량의 균일화를 도모할 수 있다. 코팅막이 얇으면 막을 통해 광이 누출되기 때문에, 예컨대 램프(63a,63b)의 근방에서는 코팅막을 두껍게 하고, 램프(63a,63b)로부터 거리에 따라 코팅막을 얇게 함으로써 취출되는 광의 균일화를 도모한다.
제9도는 본 발명의 원리를 설명하기 위한 도면이다. 제9(1)도에 도시한 바와 같이, 도과안(61)의 굴절률을 n으로 하고, 도광판(61)의 하부 표면(61b)에 접하는 물질의 굴절률을 n2로 한다. 제9(2)도에 도시된 바와 같이, 도광판(61)에 입사하는 광의 상부 표면(61a), 하부 표면(61b)으로 입사각을 θ로 하면, 상부 표면(61a)에서 전반사하는 조건은
n·sinθ>n1 ……………………………………………………………… (5)
이다. 또한, 하부 표면(61b)에서 전반사하지 않는 조건은,
n·sinθ<n2 ……………………………………………………………… (6)
이다.
따라서, 상부 표면(61a)에서 전반사하고 하부 표면(61b)에서 전반사하지 않는 조건은 식(5)와 식(6)으로 부터
n1<n·sinθ<n2 ………………………………………………………… (7)
즉, sin-1(n1/n)<θ<sin-1(n2/n) ……………………………………… (8)
이다.
여기에서, 굴절률 n2/n이 클수록, 또는 n1/n이 적을수록 θ의 범위가 넓게 되고, 취출 광량은 증가한다. 또한, n≒n2일때, n2/n≒1로 되고, 상부 표면(61a)에서 전반사한 광은 거의 모두 하부 표면(61b)으로부터 출사하며, 또한 액정 표시 소자(72)등의 하부 구조물의 굴절률이 모두 n과 같을때, 광은 굴절되지 않고 직진한다.
또한, n<n2이고, 액정 표시 소자(72)등의 하부 구조물의 굴절률이 모두 n2일때는 제9(4)도에 도시한 바와 같이, 하부 표면(61b)에서는 굴정하지만, 그후는 직진한다.
이상과 같이 본 실시예에 의하면, 광원 장치를 구성하는 도광판(61), 콜리메이터(62a,62b) 및 램프(63a,63b)를 액정 표시 소자(72)의 전면(관측자(70)측)에 배치할 수 있다. 이에 따라, 반사형 액정 표시 장치에 있어서, 주위가 어두운 경우에도 광원을 점등함으로써 표시에 필요한 광이 액정 표시 소자(72)에 제공되어 표시가 쉬어진다. 또한 주위가 밝은 경우는 광원을 소등함으로써 도광판(61)이 투명하게 되어 외광만으로도 충분히 보기 쉬운 표시를 실현할 수 있다. 이와 같이, 필요한 경우에만 광원 장치를 작동함으로써 소비 전력을 절감할 수 있다. 또한, 편광판(64a)과 액정 표시 소자(72) 사이에 도광판(61)을 편광판(64a)의 외측에 배치하는 경우에 비해 보다 밝은 표시를 실현할 수 있다.
본 실시예에서는 대향 배치되는 램프(63a,63b)를 사용했으나, 충분한 광량이 얻어질 수 있으면 램프는 한개라도 무방하다.
또한, 종래 기술인 (a) 조명 램프 방식과 비교하면, 균일성이 우수한 표시가 얻어진다. 더욱이, 종래 기술인 (f) 투명 반사 방식과 비교하여, 박형, 경량이고, 밝으며 균일성이 우수한 표시가 얻어진다.
제10도는 본 발명의 제2실시예인 액정 표시 장치(160)의 구성을 나타내는 단면도이다. 액정 표시 장치(160)는 한쌍의 편광판(64a,64b) 사이에 액정 표시 소자(72)를 배치하여 구성된다. 액정 표시 소자(72)는 유리 등으로 형성되는 한쌍의 투명 기판(65a,65b)사이에 액정층(66)을 개재시켜 구성된다. 본 실시예에서, 액정 표시 소자(72)는 후술하는 TFT(Thin Film Transistor) 방식의 액정 표시 소자이다. 본 실시예에서는 TFT 방식을 예로 들어 설명했으나, 이에 한정되지 않으며, 다른 방식, 예를 들면, MIM(Metal Insulator Metal) 방식이나 단순 매트릭스 방식 등도 좋다.
편광판(64b)의 액정 표시 소자(72)와의 반대측에는 반사판(68)이 배치된다. 반사판(68)의 액정 표시 소자(72)측 표면은 액정 표시 소자(72)측으로부터 입사광을 균일하에 반사하기 위한 요철(凹凸)부가 형성된다.
액정 표시 소자(72)와 편광판(64a) 사이에는, 편광판(64a)과의 사이에 공기층(71a,71b)을 개재시켜 도광판(161)이 배치된다. 도광판(161)의 액정 표시 소자(72)측 표면에는 복수의 돌기부(161c)가 형성된다.
도광판(161)의 대향 측면의 바깥측에는 각각 램프(63a,63b)가 배치된다. 도광판(161)과 램프(63a,63b) 사이에는 각각 콜리메이터(62a,62b)가 배치된다. 콜리메이터(62a,62b)는 램프(63a,63b)로부터 출사광의 입사각, 도광판(161)의 상부 표면(161a)으로의 입사각을 제한한다. 또한, 도광판(161)의 램프(63a,63b)가 배치되어 있지 않은 측면에 반사판을 설치하여 광의 누출을 방지하여도 좋다.
투명 기판(65b) 및 편광판(64b) 및 반사판(68)은 각각 투명 접착제(67a,67b)에 의해 접착된다.
여기에서는, 투명 기판(65a), 액정층(66), 투명 기판(65b), 편광판(64b), 투명 접착제(67a,67b)는 굴절률이 거의 같도록 재료를 선택했다.
또한, 램프(63a,63b)로부터 도광판(161)으로 입사광의 입사각을 제한하기 위해 콜리메이터(62a,62b)를 사용했으나, 입사각을 일정한 범위내로 제한할 수 있다면 다른 방법을 사용하여도 좋다. 예컨대, 램프(63a,63b)에 슬릿을 부착함에 의해서도 입사광을 제한하는 것도 가능하며, 또한 램프(63a,63b)에 가까운 부분 등에서는 도광판(161)으로의 입사 각도가 적고, 전반사가 일어나지 않기 때문에, 도광판(161) 표면으로부터 직접 광원광이 외부로 누출되는 바, 이 부분을 차단하여도 좋다. 또한, 도광판(161)의 굴절률 n을 적당한 값으로 하면, 도광판(161)에 입사한 광은 모두 전반사 조건을 만족할 수 있다. 이 경우, 콜리메이터는 생략하여도 좋다.
또한, 필요에 따라 도광판(161) 표면(161a,161b)의 어느 한쪽 또는 양쪽에 반사 방지막, 전반사를 일으키기 쉽도록 하기 위한 코팅, 혹은 결합을 방지하거나 또는 결함있는 것을 보수하기 위한 코팅 등을 하여도 좋다.
또한, 반사판(68) 및 투명 기판(65b)이 투명 접착제 이외의 수단으로 고정될 수 있으면, 투명 접착제 대신 실리콘 오일등의 충전제로 충전하여도 좋다.
특히, 도광판(161)의 상부 표면(161a)에 도광판 재료보다 굴절률이 적은 재료를 코팅하여도 좋다. 이 경우는 편광판(64a)을 도광판(161)위에 직접 접착할 수 있다. 또한, 도광판(161)과 편광판(64a)의 굴절률을 적당한 값으로 하면, 편광판(64a)을 도광판(161) 위에 직접 접착할 수 있다. 또 도광판(161)의 하부 표면(161b)에 도광판(161)보다 굴절률이 큰 재료를 코팅해도 좋다. 또한 도광판(161)의 하부 표면(161b)에서 광을 취출하는 데에 지장이 없다면, 하부 표면(161b)에 코팅을 실시해도 좋고, 유리기판(65a)과 적당한 굴절률을 갖는 투명 접착제로 접착해도 좋다.
본 실시예에서는 편광판을 사용하는 액정 표시 장치에 대해 기술하였으나, 고분자 분산형 등 편광판을 사용하지 않은 액정 표시 장치에도 실시 가능하다. 이 경우는 제10도에서 편광판(64a,64b) 및 접착제(67a)가 생략될 수 있다.
제11도는 액정 표시 장치(160)의 제조 방법을 설명하는 공정도이다. 공정 b1에서는, 보로실리케이트 유리를 사용하여 투명 기판(65b)을 형성하고, 이 투명 기판(65b)의 한쪽 표면에 일반적인 수순으로 비정질 TFT를 형성하여 화소 전극을 행렬상으로 형성한다. 그 표면에 폴리이미드 등의 수지를 도포하고, 러빙 처리를 실시하여 막을 형성한다. 공정 b2에서는 보로실리케이트 유리 등을 사용하여 투명 기판(65a)을 형성하고, 그 한쪽 표면에 공통 전극으로 있는 투명 전극(ITO : Indium Tin Oxide)과 배향막을 형성한다.
공정 b3에서는 투명 기판(65a,65b)을 전극 형성면이 대향하도록 배치하고, 또한 기판간에 스페이서를 개재시켜 접합시킨다. 공정 b4에서는 투명 기판(65a,65b)간에 TN(트위스티드 네마틱) 액정을 봉입한다. 여기에서, 액정은 멜크사제의 ZLI-1565를 사용했으나, 다른 액정 재료를 사용하여도 좋다. 예컨대, 유기 고분자와 액정 화합물을 복합화한 액정 재료인 폴리머 분산형 액정 등을 사용하면 편광판이 불필요하기 때문에, 광의 이용 효율이 향상된다. 또한, 게스트호스트형의 액정 재료를 사용하면 편광판은 1매로 표시 가능하다. 더욱이, 게스트호스트형중에서도 특히 화이트테라형의 액정 재료를 사용하면 유기 고분자와 액정 화합물을 복합화한 액정 재료와 같이 편광판이 불필요하게 된다. 한편, TN 액정 재료에 있어서 본 실시에에 나타낸 재료 이외에도 많은 재료가 알려져 있어, 다른 재료를 사용하여도 좋다.
그후, 공정 b5에서는 편광판(64b)을 에폭시계의 투명 접착제(67a)로 투명 기판(65b)에 접착한다. 후속 공정 b6에서, 편광판(64b)에 에폭시계의 투명 접착제(67b)로 에어 라인 가공을 실시한 Al 반사판(68)을 접착한다. 그후, 공정 b7에서 한쪽의 표면에 직경이 약 20㎛, 높이가 약 12㎛인 원추형 돌기부를 형성한 판두께가 약 2.5㎜의 PMMA(polymethylmetacrylate)제의 도광판(161)을 상부 기판(65a)과 가볍게 접하는 정도의 위치로 고정한다.
본 실시예에서는 Al 반사판(68)을 편광판(64b)에 접착한 예를 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, ECB(Electrically Controlled Birefringence) 형 LC 게스트호스트형 LC, 화이트테라형 게스트호스트 LC, 폴리머 분산형 LC 등을 이용하면 한쌍의 편광판(64a,64b)중, 편광판(64b)이 생략될 수 있으므로, 유리 기판(65b)상에 직접 반사판을 형성할 수 있다. 이 경우, 반사판을 액정층측 표면에 형성하여도 좋으며, 액정층과는 반대측 표면에 형성하여도 좋다.
계속하여, 공정 b8에서는 도광판(161)의 상부 표면(161a)과 약 1㎜의 간격을 두고 편광판(64a)을 부착한다. 이들을 도시하지 않은 프레임에 고정한 후, 공정 b9에서 콜리메이터(62a,62b)와 램프(63a,63b)를 부착한다.
제12조는 도광판(161)의 동작 원리를 설명하는 도면이다. 램프(63a,63b)로부터 도광판(161)에 입사하는 광(69)은 도광판(161)의 상부 표면(161a)에 대하여 입사각을 θ1, 도광판(161)의 굴절률을 n으로 하면,
sinθ>1/n ……………………………………………………………… (9)
의 조건을 만족한 경우, 입사광(69)은 도광판(161)의 상부 표면(161a)과 하부 표면(161b)에 형성된 돌기부(161c)에 광을 입사하면 돌기부(161c)의 표면으로의 입사각 θ3는
θ3=θ1-θ2 ………………………………………………………… (10)
이다. 여기에서 입사각 θ3가
sinθ<1/n ……………………………………………………………… (11)
의 조건을 만족하면, 광(69)은 도광판(161)의 돌기부(161c)의 표면에서 전반사하지 않고, 도광판(161)의 외부로 출사한다. 이때, 출사 각도 θ4가
θ4>90°-θ2 ……………………………………………………… (12)
를 만족하면 출사한 광은 다시 하부 표면(161b)으로부터 도광판(161)으로 입사하고, 상부 표면(161a)으로부터 출사한다.
이를 방지하기 위해서는
θ1<θ2+sin-1{sin(90°-θ2)/n ……………………………… (13)
의 조건을 만족하도록 입사각 θ1을 제한하면 좋다. 본 실시예에서는 도광판(61)의 재료로 PMMA를 사용했으므로, 굴절률 n은 약 1.5이다. 따라서,
θ1>42°……………………………………………………………… (14)
일때, 조명광(69)은 도광판(161)의 상부 표면(161a)에서 전반사한다.
한편, 조명광(69)이 돌기부(161c)의 표면에서 전반사하지 않는 조건은,
θ2>48°……………………………………………………………… (15)
이다. 또한, 한번 출사한 광이 다시 입사하지 않는 조건은
θ1>74.5°…………………………………………………………… (16)
이다.
본 실시예에서 콜리메이터(62a,62b)의 설정을,
45°<θ1< 70°……………………………………………………… (17)
로 하고, 도광판(161)의 가공 정도, 조명 장치의 조립 정도, 콜리메이터의 정도 등을 고려하여 θ2=50°로 한 결과, 도광판(161)의 상부 표면(161a) 방향으로 광의 누출은 확인되지 않고, 하부 표면(162b)만으로 조명광이 출사하는 것이 확인되어, 액정 표시 소자(72)에 부착한 결과 양호한 표시 특성이 얻어졌다.
또한, 도광판(161)을 통과하는 조명광(69)은 원추형 및 각추형으로 형성한 돌기부(161c)의 선단부에는 입사하지 않기 때문에, 돌기부(161c)의 선단 부분을 평면으로 하여도 좋다. 이때, 돌기부(161c)는 원추대형이나 각추대형으로 된다.
제13도는 돌기부(161c)의 다른 형상을 나타내는 도면이다. 여기에서는 가공이 용이한 반구상의 돌기부(81c)를 형성하고 있다. 이하, 제13도를 참조하여 동작 원리를 설명한다.
램프(63a,63b)로부터 도광판(161)에 입사한 조명광(89a,89b)중, 도광판의 상부 표면(161a) 및 하부 표면(161b)에 대한 입사각을 각각 θ15, θ11로 하고, 도광판의 굴절률을 n으로 하면,
sinθ11>1/n …………………………………………………………… (18)
sinθ15>1/n …………………………………………………………… (19)
의 조건을 만족한 경우, 조명광(89a,89b)은 도광판(161)의 상부 표면(161a)과 하부 표면(161b) 사이에서 반사를 반복하면서 도광판(161) 내부를 통과한다.
도광판(161)의 하부 표면(161b)에 형성된 돌기부(81c)에 조명광(89a,89b)이 입사할 때, 돌기부(81c)의 제13도에서 우단 근접부(81e)를 통과하는 조명광(89a) 및 돌기부(81c)의 좌단 근접부(81f)를 통한 조명광(89b)의 입사각과, 돌기부(81c)의 표면(81d)에서의 입사각인 θ13 및 θ16은,
θ13≒90°-θ15 …………………………………………………… (20)
θ16≒90°-θ11 …………………………………………………… (21)
이다.
돌기부(81c)에 입사하는 조명광(89a,89b)은, 상기 우단 근접부(81e)와 좌단 근접부(81f)의 사이를 통과하므로, 돌기부(81c)의 표면(81d)에서의 입사각은 상기 θ13 , θ16 보다도 적게 된다. 도광판의 재료에 PMMA를 채용하면 굴절률은 약 1.5이므로 도광판 표면으로의 입사각이 48도 이상일 때, 돌기부(81c)에서 조명광이 출사한다. 도광판(161)의 입사각을 콜리메이터에 의해 48도 이상이 되도록 제한한 결과, 도광판 표면으로부터 조명광의 누출은 확인되지 않고, 조명광은 하부 표면(161b)으로부터 출사했다. 이 도광판(161)을 액정 표시 소자(72)에 부착한 바, 양호한 표시 품위가 얻어졌다.
이와 같이, 도광판(161)을 통과하는 조명광(69)은 도광판 표면에 설치된 돌기로부터 취출된다. 그 돌기부의 형상은 상기와 같이, 원추형, 각추형, 원추대형, 각추대형이다. 또한, 돌기부의 단면 형상이 거의 반구형, 타원호형, 포물선형, 원호형이면, 광의 취출이 가능하다. 특히, 돌기부의 형상은 이들에 한정되지 않고 돌기부에 입사한 광이 전반사 조건을 만족시키지 않으면 다른 형상의 돌기부라도 무방하다.
제14도는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 제14도를 참조하여, 우선, 스넬의 법칙으로부터,
n·sinθb=sinθa …………………………………………………… (22)
가 성립한다. 여기에서, 외부의 램프(63a,63b)로부터 광이 도광판(61)내로 입사할때,
sinθb<1/n …………………………………………………………… (23)
으로 된다. 한편, 입사광이 도광판(61) 내부의 표면에서 전반사하는 조건은,
sinθc>1/n …………………………………………………………… (24)
이다. 여기에서,
θb +θc=90°………………………………………………………… (25)
이므로, 상기 식(23) 및 (24)로부터
sinθb<1/n<sin(90°-θb) ……………………………………… (26)
이다. 상기 식(26)을 만족하는 θb는
θb <45°……………………………………………………………… (27)
이다. 이때, 굴절률 n은,
n >1.42 ……………………………………………………………… (28)
이다. 따라서, 도광판(161)의 굴절률 n이 상기 식(28)을 만족한 경우는 도광판(161)으로 입사광의 입사각을 제한하기 위한 콜리메이터(62a,62b)는 불필요하게 된다. 예컨대, 도광판(61)의 재료로서 PMMA를 사용하면, 굴절률 n은 1.5이므로, 램프(63a,63b)로부터의 입사광의 입사각을 제한하기 위한 콜리메이터는 불필요하게 된다.
제15도는 도광판(161)의 다른 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다. 여기에서는 도광판(161)의 굴절률을 n으로 하고, 도광판(161)의 액정 표시 소자(72)와는 반대측에 위치하는 물질의 굴절률을 n1으로 하고, 도광판(161)의 액정 표시 소자(72)측에 위치하는 물질의 굴절률을 n2로 한다.
제15(1)도는 n1=n2인 경우의 동작을 도시하고 있다. 도광판(161)의 돌기부(161c)이외의 하부 표면(161b)에서는 광이 반사하나, 돌기부(161c)에 입사한 광은 반사되지 않고, 액정 표시 소자(72)측으로 출사한다.
제15(2)도는 n1>n2의 경우의 동작 원리를 나타내고 있다. 도광판(161)의 상부 표면(161a)에서는 광이 전반사하나, 하부 표면(161b)의 돌기부(161c)이외의 부분으로부터도 액정 표시 소자(72)측으로 출사한다. 돌기부(161c)에 입사한 광은 제15(1)도에 나타낸 경우와 같이 모두 액정 표시 소자(72)측으로 출사한다.
제15(3)도는 굴절률 n2가 도광판(161)의 굴절률 n에 비해 충분히 적은 경우의 동작 원리를 나타내고 있다. 이 경우는 돌기부(161c)로부터 출사한 광이 도광판(161)에 재입사하는 경우이다. 이때, 재입사한 광은 도광판(161)의 상부 표면(161a)으로부터 상방, 즉 관측자(70)측으로 출사한다. 이와 같이, 광이 상방으로 출사되는 것은 별로 바람직스럽지 않으나, 관측자(70)의 눈에 직접 도달되지 않으면 큰 지장은 없다.
제16도는 돌기부의 개수와 광량과의 관계를 나타낸 그래프이다. 램프(63a,63b)의 광량에 따라 골기부의 개수를 적절히 선택하면 좋다. 또한, 돌기의 크기, 형상, 밀도 등을 도광판의 표면내에서 적당히 변화시킴으로써 도광판으로부터 취출하는 광량을 균일화시킨다. 한편, 돌기를 액정 표시 소자(72)의 화소 이외의 장소, 예컨대 화소와 화소 사이의 차광막 위와 같이 도광판에 배치하면, 표시가 돌기에 의해 전혀 영향을 받지 않게 되어 보다 바람직한 표시가 얻어진다.
본 실시예에서는 도광판의 재료로 PMMA를 사용했으나, 균일하게 감쇄되어 도광될 수 있고 굴절률이 적당한 치에 있으면 다른 재료, 예컨대 유리, CR-39 수지, 폴리카보네이트, 폴리염화비닐, 폴리에스테르 등의 재료를 사용해도 좋다.
상술한 바와 같이, 도광판(161)으로부터 출사한 광은 투명 기판(65a)에서도 반사되지 않고, 반사판(68)에 도달할 때까지 직진한다. 반사판(68)의 반대면(68a)에 도달한 광은 반사면(68a)에서 난반사되어 균일화된후, 접착제(67b), 편광판(64b), 접착제(67a), 투명 기판(65b), 액정층(66), 투명 기판(65a), 공기층(71b), 도광판(161), 공기층(71a), 편광판(64a)을 순차적으로 통과하고, 표시면을 보는 관측자(70)의 눈에 도달한다. 이때, 광의 균일성을 향상시키기 위해 반사판(68)과 투명 기판(65b) 사이에 확산판을 얻을 수 있다.
이상과 같이, 본 실시예에 의하면, 광원 장치를 구성하는 도광판(61), 콜리메이터(62a,62b) 및 램프(63a,63b)를 액정 표시 소자(72)의 전면(관측자(70)측)에 배치할 수 있다. 이에 따라, 반사형 액정 표시 장치에 있어서 주위가 어두운 경우에도 광원 장치를 작동(점등)함으로 표시에 필요한 광이 액정 표시 소자(72)에 재공되어 표시가 보기 쉽도록 된다.
또한, 주위가 밝은 경우는 광원 장치를 소등함으로써 도광판(61)이 투명해지고, 외광만으로도 충분히 보기 쉬운 표시를 실현할 수 있다. 이와 같이, 필요한 경우에만 광원 장치를 작동함으로써 소비 전력을 절감할 수 있다.
또한, 편광판(64a)과 액정 표시 소자(72)사이에 도광판(61)을 배치할 수 있으므로, 광이 편광판을 통과하는 회수를 1회 감소시킬 수 있어 도광판(61)을 편광판(64a)의 외측에 배치하는 경우에 비해 보다 밝은 표시를 실현할 수 있다.
본 실시예에서는 대향 배치되는 램프(63a,63b)를 사용했으나, 충분한 광량이 얻어질 경우 램프는 한개라도 좋다.
더욱이, 종래 기술인 (a) 조명 램프 방식과 비교하면, 균일성이 우수한 표시가 얻어진다. 또한, 종래 기술인 (f) 투명 반사 방식과 비교하여, 박형, 경량이고 밝으며 균일성이 우수한 표시가 얻어진다.

Claims (42)

  1. 투명 기판과, 이 투명 기판에 대향하여 배치되고, 투명 기판측으로부터의 입사광을 반사하는 반사 수단을 구비한 대향 기판 사이에 액정층을 개재시켜 구성되는 액정 표시 소자, 상기 액정 표시 소자의 투명 기판측에 배치되는 도광판, 및 상기 도광판의 측면에 배치되는 광원을 포함하고, 도광판의 굴절률을 n으로 하고, 도광판의 액정 표시 소자와 반대측에 위치하는 물질의 굴절률을 n1으로 하고, 도광판의 액정 표시 소자측에 위치하는 물질의 굴절률을 n2로 하고, 도광판의 액정 표시 소자와 반대측 표면으로 광원광의 입사 각도를 θ로 했을때,
    n1<n·sinθ<n2 …………………………………………………… (1)
    의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 투명 기판과, 이 투명 기판에 대향하여 배치되고, 투명 기판측으로부터의 입사광을 반사하는 반사 수단을 구비한 대향 기판 사이에 액정층을 개재시켜 구성되는 액정 표시 소자, 상기 액정 표시 소자의 투명 기판측에 배치되는 도광판, 및 상기 도광판의 측면에 배치되는 광원을 포함하고, 상기 도광판의 액정 표시 소자측 표면에 복수의 돌기부를 형성하고, 도광판의 굴절률을 n으로 하고, 도광판의 액정 표시 소자와 반대측에 위치하는 물질의 굴절률을 n1으로 하고, 도광판의 액정 표시 소자와 반대측 표면으로 광원광의 입사 각도를 θ로 했을때,
    n1<n·sinθ ………………………………………………………… (2)
    의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 반사 수단은 그 반사면이 매끄러운 요철면으로 형성되고, 상기 대향 기판에 대해 액정층과는 반대측 표면에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 반사 수단은 그 반사면이 매끄러운 요철면으로 형성되고, 상기 대향 기판에 대해 액정층측 표면에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서, 편광판을 1매 배치할 때, 상기 도광판의 전면측에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 편광판과 상기 도광판 사이에는, 굴절률 n1(n1<n·sinθ를 만족)의 공기층이 개재되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 도광판의 전면(前面)측 표면에, 굴절률 n1(n1<n·sinθ를 만족)의 재료를 코팅하고, 그 표면에 직접 편광판을 배치하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  8. 제5항에 있어서, 굴절률 n1(n1<n·sinθ를 만족)의 재료로 구성되는 편광판을 직접 도광판 위에 배치하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서, 편광판을 2매 배치할 때, 한쪽 편광판은 도광판의 전면측에 배치되고, 다른쪽 편광판은 상기 대향 기판의 외측에 배치되는 반사 수단과 대향 기판의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 한쪽 편광판과 상기 도광판 사이에는 굴절률 n1(n1<n·sinθ를 만족)의 공기층이 개재되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 도광판의 전면측 표면에 굴절률 n1(n1<n·sinθ를 만족)의 재료를 코팅하고, 그 표면에 직접 상기 한쪽 편광판을 배치하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  12. 제9항에 있어서, 굴절률 n1(n1<n·sinθ를 만족)의 재료로 구성되는 한쪽 편광판을 직접 도광판 위에 배치하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 반사 수단의 전면측에 확산판을 배치하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 광원이 배치되지 않은 도광판의 측면에 도광판으로부터 광의 누출을 방지하는 반사판을 설치한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 광원은 주위광원만으로는 충분한 광량이 얻어지지 않을 때 점등되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  16. 제2항에 있어서, 상기 돌기부는 원추형인 액정 표시 장치.
  17. 제2항에 있어서, 상기 돌기부는 각추형인 액정 표시 장치.
  18. 제2항에 있어서, 상기 돌기부는 원추대형인 액정 표시 장치.
  19. 제2항에 있어서, 상기 돌기부는 각추대형인 액정 표시 장치.
  20. 제2항에 있어서, 상기 돌기부의 단면 형상은 거의 반원상인 액정 표시 장치.
  21. 제2항에 있어서, 상기 돌기부의 단면 형상은 타원호 형상인 액정 표시 장치.
  22. 제2항에 있어서, 상기 돌기부의 단면 형상은 포물선 형상인 액정 표시 장치.
  23. 제2항에 있어서, 상기 돌기부의 단면 형상은 원호상인 액정 표시 장치.
  24. 제2항에 있어서, 상기 돌기부는 크기가 다른 동일 형상인 액정 표시 장치.
  25. 제2항에 있어서, 상기 돌기부는 복수 종류의 다른 형상인 액정 표시 장치.
  26. 제2항에 있어서, 상기 돌기부의 배치 밀도는 광원으로부터의 거리에 비례하여, 연속적으로 또는 단계적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  27. 제2항에 있어서, 상기 돌기부의 크기는 광원으로부터의 거리에 비례하여 연속적으로 또는 단계적으로 크게 되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  28. 제2항에 있어서, 상기 돌기부는 액정 표시 소자의 화소 이외의 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  29. 제1항에 있어서, 상기 도광판의 액정 표시 소자측 표면에 도광판보다도 굴절률이 낮은 투광성 재료로 이루어지는 막을 코팅하고, 코팅막의 막두께를 광원으로부터의 거리에 반비례하여, 연속적으로 또는 단계적으로 작게 한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  30. 제2항에 있어서, 상기 반사 수단은 그 반사면이 매끄러운 요철면으로 형성되고, 상기 대향 기판에 대해 액정층과는 반대측 표면에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  31. 제2항에 있어서, 상기 반사 수단은 그 반사면이 매끄러운 요철면으로 형성되고, 상기 대향 기판에 대해 액정층측 표면에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  32. 제2항에 있어서, 편광판을 1매 배치할 때, 상기 도광판의 전면측에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  33. 제32항에 있어서, 상기 편광판과 상기 도광판 사이에는, 굴절률 n1(n1<n·sinθ를 만족)의 공기층이 개재되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  34. 제32항에 있어서, 상기 도광판의 전면(前明)측 표면에, 굴절률 n1(n1<n·sinθ를 만족)의 재료를 코팅하고, 그 표면에 직접 편광판을 배치하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  35. 제32항에 있어서, 굴절률 n1(n1<n·sinθ를 만족)의 재료로 구성되는 편광판을 직접 도광판 위에 배치하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  36. 제2항에 있어서, 편광판을 2매 배치할 때, 한쪽 편광판은 도광판의 전면측에 배치되고, 다른쪽 편광판은 상기 대향 기판의 외측에 배치되는 반사 수단과 대향 기판의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  37. 제36항에 있어서, 상기 한쪽 편광판과 상기 도광판 사이에는 굴절률 n1(n1<n·sinθ를 만족)의 공기층이 개재되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  38. 제36항에 있어서, 상기 도광판의 전면측 표면에 굴절률 n1(n1<n·sinθ를 만족)의 재료를 코팅하고, 그 표면에 직접 상기 한쪽 편광판을 배치하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  39. 제36항에 있어서, 굴절률 n1(n1<n·sinθ를 만족)의 재료로 구성되는 한쪽 편광판을 직접 도광판 위에 배치하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  40. 제2항에 있어서, 상기 반사 수단의 전면측에 확산판을 배치하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  41. 제2항에 있어서, 상기 광원이 배치되지 않은 도광판의 측면에 도광판으로부터 광의 누출을 방지하는 반사판을 설치한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  42. 제2항에 있어서, 상기 광원은 주위광만으로는 충분한 광량이 얻어지지 않을 때 점등되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100661884B1 (ko) * 1998-12-31 2007-12-04 삼성전자주식회사 반사형 액정표시장치

Families Citing this family (117)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5816677A (en) * 1905-03-01 1998-10-06 Canon Kabushiki Kaisha Backlight device for display apparatus
EP0606939B1 (en) * 1993-01-11 1998-05-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Illumination system and display device including such a system
JPH071428U (ja) * 1993-06-04 1995-01-10 株式会社エンプラス 面光源装置
GB9316961D0 (en) * 1993-08-14 1994-01-26 Marconi Gec Ltd Display arrangements
US5521725A (en) * 1993-11-05 1996-05-28 Alliedsignal Inc. Illumination system employing an array of microprisms
JP3213462B2 (ja) * 1993-11-25 2001-10-02 三洋電機株式会社 液晶表示装置
JPH07191618A (ja) * 1993-12-27 1995-07-28 Satoshi Inoue 導光板を用いた表示装置
TW343290B (en) * 1994-06-09 1998-10-21 Hitachi Ltd Reflection type liquid crystal display device and reflection type color liquid crystal display device
JPH08201805A (ja) * 1995-01-31 1996-08-09 Minolta Co Ltd 液晶表示面の照明構造
US6002887A (en) * 1995-03-13 1999-12-14 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha View finder
GB9524220D0 (en) * 1995-11-27 1996-01-31 Nashua Corp Improvements in or relating to projection screens and the like
US6264343B1 (en) 1996-11-14 2001-07-24 Seiko Epson Corporation Input tablet and liquid crystal display device utilizing such tablet
US6838810B1 (en) * 1997-03-21 2005-01-04 Chunghwa Picture Tubes, Ltd. Flat-panel display mounting system for portable computer
EP0867747A3 (en) * 1997-03-25 1999-03-03 Sony Corporation Reflective display device
US6879354B1 (en) * 1997-03-28 2005-04-12 Sharp Kabushiki Kaisha Front-illuminating device and a reflection-type liquid crystal display using such a device
WO1998050819A1 (fr) * 1997-05-07 1998-11-12 Seiko Epson Corporation Element d'affichage et montre electronique
JPH1186620A (ja) 1997-07-07 1999-03-30 Seiko Epson Corp 照明装置および掲示板装置
JP3422917B2 (ja) * 1997-11-05 2003-07-07 株式会社エンプラス サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置
JPH11194339A (ja) 1998-01-07 1999-07-21 Seiko Epson Corp 液晶装置及び電子機器
US6151089A (en) * 1998-01-20 2000-11-21 Sony Corporation Reflection type display with light waveguide with inclined and planar surface sections
JP3642381B2 (ja) 1998-02-26 2005-04-27 日東電工株式会社 導光板、面光源装置及び反射型液晶表示装置
JPH11259007A (ja) * 1998-03-10 1999-09-24 Sony Corp 反射型表示装置
JPH11281979A (ja) * 1998-03-26 1999-10-15 Enplas Corp サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置
EP0950851B1 (en) * 1998-04-17 2006-03-01 Nitto Denko Corporation Light conductive plate, surface light source device, and reflection type liquid-crystal display
US6295104B1 (en) * 1998-05-26 2001-09-25 Minebea Co., Ltd. Front illuminating system with layer between light guide and LCD
CN1272922A (zh) * 1998-06-02 2000-11-08 日本写真印刷株式会社 配置前照光的触摸屏装置
TW523627B (en) * 1998-07-14 2003-03-11 Hitachi Ltd Liquid crystal display device
US6618104B1 (en) * 1998-07-28 2003-09-09 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical device having reverse mode holographic PDLC and front light guide
JP2000081848A (ja) * 1998-09-03 2000-03-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶表示装置を搭載した電子機器
KR100450542B1 (ko) * 1998-10-29 2004-10-01 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 조명 장치 및 이를 이용한 액정 표시 장치
CA2290860C (en) * 1998-11-27 2007-05-22 National Research Council Of Canada Polarizing back-lighting system for direct view liquid crystal displays
JP2001013321A (ja) * 1999-06-09 2001-01-19 Three M Innovative Properties Co 光学積層体、照明装置および面発光装置
US6972813B1 (en) 1999-06-09 2005-12-06 3M Innovative Properties Company Optical laminated bodies, lighting equipment and area luminescence equipment
KR20010001951A (ko) * 1999-06-10 2001-01-05 구본준 보조광원 장치를 가진 반사형 액정표시장치
EP1063561A1 (de) * 1999-06-11 2000-12-27 Mannesmann VDO Aktiengesellschaft Flüssigkristallanzeige
JP2001021883A (ja) * 1999-07-06 2001-01-26 Nec Corp 反射型液晶表示器及び電子機器
KR100627109B1 (ko) 2000-01-07 2006-09-22 엘지.필립스 엘시디 주식회사 반사형 표시장치
EP1143270B1 (en) * 2000-01-13 2007-03-14 Nitto Denko Corporation Optical film and liquid-crystal display device
JP2001194534A (ja) 2000-01-13 2001-07-19 Nitto Denko Corp 導光板及びその製造方法
EP1143269B1 (en) * 2000-01-13 2007-03-14 Nitto Denko Corporation Optical path changing polarizer
JP4609962B2 (ja) 2000-02-02 2011-01-12 日東電工株式会社 光学フィルム
JP4442836B2 (ja) 2000-02-02 2010-03-31 日東電工株式会社 光学フィルム
JP2001228315A (ja) * 2000-02-14 2001-08-24 Nitto Denko Corp 反射板及び液晶表示装置
US6347874B1 (en) 2000-02-16 2002-02-19 3M Innovative Properties Company Wedge light extractor with risers
JP4006918B2 (ja) * 2000-02-28 2007-11-14 オムロン株式会社 面光源装置及びその製造方法
JP3391762B2 (ja) * 2000-03-01 2003-03-31 日本電気株式会社 フロントライトユニット及び液晶表示装置
KR20020001594A (ko) * 2000-06-26 2002-01-09 가마이 고로 도광판, 면광원 장치 및 반사형 액정 표시 장치
JP4387049B2 (ja) * 2000-08-16 2009-12-16 株式会社エンプラス 面光源装置及び液晶ディスプレイ
JP3670949B2 (ja) * 2000-09-27 2005-07-13 三洋電機株式会社 面光源装置
JP2002131552A (ja) 2000-10-24 2002-05-09 Nitto Denko Corp 導光板、面光源装置及び反射型液晶表示装置
JP2002139630A (ja) * 2000-10-31 2002-05-17 Alps Electric Co Ltd 導光板およびその製造方法、面発光装置並びに液晶表示装置
KR100672627B1 (ko) * 2000-12-27 2007-01-23 엘지.필립스 엘시디 주식회사 면발광 램프 및 그 제조방법
JP4662402B2 (ja) 2001-03-12 2011-03-30 日東電工株式会社 外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板、外光及び照明両モード用のフロントライト用の面光源装置並びに外光及び照明両モード用のフロントライト式の反射型液晶表示装置
US6592234B2 (en) 2001-04-06 2003-07-15 3M Innovative Properties Company Frontlit display
US6738051B2 (en) 2001-04-06 2004-05-18 3M Innovative Properties Company Frontlit illuminated touch panel
US6642977B2 (en) * 2001-06-20 2003-11-04 3M Innovative Properties Company Liquid crystal displays with repositionable front polarizers
WO2003050602A1 (fr) * 2001-12-10 2003-06-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Afficheur a cristaux liquides reflechissant
KR20040012393A (ko) * 2002-08-03 2004-02-11 삼성전자주식회사 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정 표시 장치
US20060072302A1 (en) * 2004-10-01 2006-04-06 Chien Tseng L Electro-luminescent (EL) illuminated wall plate device with push-tighten frame means
KR100508240B1 (ko) * 2003-03-13 2005-08-17 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시모듈
JP4492536B2 (ja) * 2003-04-28 2010-06-30 株式会社ニコン イメージコンバイナ及び画像表示装置
TWM268607U (en) * 2004-12-17 2005-06-21 Forward Electronics Co Ltd Backlight module with light diffusion sheet
JP4722539B2 (ja) * 2005-04-27 2011-07-13 株式会社 日立ディスプレイズ 表示装置
US7672549B2 (en) * 2007-09-10 2010-03-02 Banyan Energy, Inc. Solar energy concentrator
US8412010B2 (en) 2007-09-10 2013-04-02 Banyan Energy, Inc. Compact optics for concentration and illumination systems
WO2009035986A2 (en) * 2007-09-10 2009-03-19 Banyan Energy, Inc Compact optics for concentration, aggregation and illumination of light energy
KR101268961B1 (ko) * 2008-02-22 2013-05-29 엘지디스플레이 주식회사 도광판 제조 방법 및 이 도광판을 갖는 백라이트 유닛
US7493010B1 (en) 2008-03-20 2009-02-17 Emerging Display Technologies Co., Ltd. Stepped light guide
GB2459888B (en) * 2008-05-09 2011-06-08 Design Led Products Ltd Capacitive sensing apparatus
JP4719283B2 (ja) * 2009-03-27 2011-07-06 ソニー・エリクソン・モバイルコミュニケーションズ株式会社 表示装置及び携帯端末
WO2011005792A1 (en) 2009-07-07 2011-01-13 Dolby Laboratories Licensing Corporation Edge-lit local dimming displays, display components and related methods
US8283800B2 (en) 2010-05-27 2012-10-09 Ford Global Technologies, Llc Vehicle control system with proximity switch and method thereof
US8773477B2 (en) 2010-09-15 2014-07-08 Dolby Laboratories Licensing Corporation Method and apparatus for edge lit displays
KR20130130707A (ko) 2010-10-28 2013-12-02 반얀 에너지, 인크 집광 및 조명 시스템을 위한 방향전환 광소자
US20140022812A1 (en) * 2011-02-25 2014-01-23 Lumitex, Inc. Display front lighting device
KR20120120554A (ko) * 2011-04-25 2012-11-02 삼성전자주식회사 반사형 액정 표시패널을 구비하는 표시장치 및 방법
US8975903B2 (en) 2011-06-09 2015-03-10 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch having learned sensitivity and method therefor
US8928336B2 (en) 2011-06-09 2015-01-06 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch having sensitivity control and method therefor
US10004286B2 (en) 2011-08-08 2018-06-26 Ford Global Technologies, Llc Glove having conductive ink and method of interacting with proximity sensor
US9143126B2 (en) 2011-09-22 2015-09-22 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch having lockout control for controlling movable panel
US8994228B2 (en) 2011-11-03 2015-03-31 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch having wrong touch feedback
US10112556B2 (en) 2011-11-03 2018-10-30 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch having wrong touch adaptive learning and method
US8878438B2 (en) 2011-11-04 2014-11-04 Ford Global Technologies, Llc Lamp and proximity switch assembly and method
US9568527B2 (en) 2012-04-11 2017-02-14 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly and activation method having virtual button mode
US9831870B2 (en) 2012-04-11 2017-11-28 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly and method of tuning same
US9531379B2 (en) 2012-04-11 2016-12-27 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly having groove between adjacent proximity sensors
US9520875B2 (en) 2012-04-11 2016-12-13 Ford Global Technologies, Llc Pliable proximity switch assembly and activation method
US9219472B2 (en) 2012-04-11 2015-12-22 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly and activation method using rate monitoring
US8933708B2 (en) 2012-04-11 2015-01-13 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly and activation method with exploration mode
US9197206B2 (en) 2012-04-11 2015-11-24 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch having differential contact surface
US9944237B2 (en) 2012-04-11 2018-04-17 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly with signal drift rejection and method
US9184745B2 (en) 2012-04-11 2015-11-10 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly and method of sensing user input based on signal rate of change
US9065447B2 (en) 2012-04-11 2015-06-23 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly and method having adaptive time delay
US9660644B2 (en) 2012-04-11 2017-05-23 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly and activation method
US9287864B2 (en) 2012-04-11 2016-03-15 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly and calibration method therefor
US9559688B2 (en) 2012-04-11 2017-01-31 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly having pliable surface and depression
US9136840B2 (en) 2012-05-17 2015-09-15 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly having dynamic tuned threshold
US8981602B2 (en) 2012-05-29 2015-03-17 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly having non-switch contact and method
US9337832B2 (en) 2012-06-06 2016-05-10 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch and method of adjusting sensitivity therefor
US9641172B2 (en) 2012-06-27 2017-05-02 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly having varying size electrode fingers
US20140055717A1 (en) * 2012-08-24 2014-02-27 Apple Inc. Systems and Methods for Preventing Light Guide Plate Scratching Artifacts
US8922340B2 (en) 2012-09-11 2014-12-30 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch based door latch release
US8796575B2 (en) 2012-10-31 2014-08-05 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly having ground layer
US9311204B2 (en) 2013-03-13 2016-04-12 Ford Global Technologies, Llc Proximity interface development system having replicator and method
CN103175009B (zh) * 2013-03-26 2016-01-13 苏州斯迪克新材料科技股份有限公司 节能led照明灯
CN103196055B (zh) * 2013-03-26 2015-11-18 斯迪克新型材料（江苏）有限公司 高透光率led照明灯
WO2014199988A1 (ja) * 2013-06-13 2014-12-18 堺ディスプレイプロダクト株式会社 表示装置及びテレビ受像機
US9678266B2 (en) * 2013-06-27 2017-06-13 Himax Display, Inc. Display module
US10038443B2 (en) 2014-10-20 2018-07-31 Ford Global Technologies, Llc Directional proximity switch assembly
US9964799B2 (en) 2015-03-17 2018-05-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device, display module, and electronic device
US9654103B2 (en) 2015-03-18 2017-05-16 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly having haptic feedback and method
US10247870B2 (en) * 2015-05-04 2019-04-02 Himax Display, Inc. Wearable display apparatus comprising an optical assembly having an optical integrator rod
US9548733B2 (en) 2015-05-20 2017-01-17 Ford Global Technologies, Llc Proximity sensor assembly having interleaved electrode configuration
US11339931B1 (en) * 2019-07-16 2022-05-24 Apple Inc. Light-control panel with gradual index transition
KR20210101771A (ko) * 2020-02-11 2021-08-19 코닝 인코포레이티드 선반 조명장치
CN112764271A (zh) * 2021-02-09 2021-05-07 捷开通讯(深圳)有限公司 显示装置和终端
CN114355670A (zh) * 2022-01-10 2022-04-15 Tcl华星光电技术有限公司 光源模组、液晶显示装置以及显示设备

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50123295A (ko) * 1974-03-15 1975-09-27
CH614599GA3 (en) * 1976-04-29 1979-12-14 Passive electro-optical display device and method for manufacturing it
DE3132660A1 (de) * 1981-08-18 1983-03-17 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Passive elektro-optische anzeigevorrichtung mit einem reflektor
GB2139392B (en) * 1983-05-05 1986-10-22 Standard Telephones Cables Ltd Display device
JPS6217730A (ja) * 1985-07-16 1987-01-26 Citizen Watch Co Ltd 液晶表示装置の照明装置
US5046826A (en) * 1987-09-19 1991-09-10 Canon Kabushiki Kaisha Illuminator and display panel employing the illuminator
US5005108A (en) * 1989-02-10 1991-04-02 Lumitex, Inc. Thin panel illuminator
US5050946A (en) * 1990-09-27 1991-09-24 Compaq Computer Corporation Faceted light pipe

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100661884B1 (ko) * 1998-12-31 2007-12-04 삼성전자주식회사 반사형 액정표시장치

Also Published As

Publication number Publication date
DE69232434T2 (de) 2002-10-02
US5341231A (en) 1994-08-23
DE69232434D1 (de) 2002-04-04
KR930013802A (ko) 1993-07-22
EP0545705B1 (en) 2002-02-27
EP0545705A1 (en) 1993-06-09

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