JPH08221013A - 平面表示装置および平面表示装置用バックライト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光の利用効果が良くかつ出射光の角度分布の
制御を可能にし、しかも輝度を向上させることができる
透過型平面表示装置およびそのバックライト装置を提供
する。 【構成】 液晶パネル１６およびその裏面側に配置され
たバックライト装置を有する透過型の液晶表示装置であ
る。バックライト装置が、液晶パネル１６に平行に配置
された屈折率ｎ₁ を有する第１導光板１３と、その端面
の少なくとも１辺に隣接配置された線光源１２と、液晶
パネル１６側の第１導光板１３上に配置され、ｎ₁ に略
等しい屈折率を有する第２導光板１７とを備える。第２
導光板１７の第１導光板１３側の面には、光源１２から
第１導光板１３内を全反射の繰り返しにより導かれる光
を液晶パネル１６に向けるコリメーション輪郭１８が形
成してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光透過型の平面表示装
置に係り、さらに詳しくは、バックライト光源を導光板
により導くタイプの平面表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、バックライト光源を有する光透
過型の平面表示装置として、液晶表示装置が知られてい
る。液晶表示装置は、フラットな構造や低消費電力に特
徴があり、電卓、時計は勿論、車載用パネル、計測表示
用パネル、ＯＡ機器、テレビジョン受像機等へと実用化
され普及している。液晶表示装置の表示パネル自体は、
非発光性であるため、表示パネルを均一に背面照明する
ためのバックライト手段の改良が望まれている。

【０００３】透過型液晶表示装置の明るさは、背面照明
用のバックライト手段からの光に依存している。したが
って、バックライト手段の光利用効率が悪い場合には、
液晶表示装置は暗くなり、所定の明るさを維持するため
に多大の消費電力を費やすことになり、液晶表示装置の
低消費電力という特徴が減殺される。

【０００４】一方、液晶表示装置には、液晶パネル中の
液晶分子配列に関連して種々の動作モードがある。広く
利用されているツイストネマティックモード（TN）、ス
ーパーツイストネマティックモード（STN）あるいは複
屈折モード（ECB）等の場合、光透過率に視野角依存性
があることが知られている。

【０００５】液晶パネルをバックライト手段で照明する
と、入射光は液晶パネルを略直進して通過し出射する。
したがって、入射光の角度を制御しないと、視野角依存
性のある液晶表示装置では、表示面を斜めから観察した
場合に明るさが低下し、表示がネガフィルムのように黒
く見えたり、白っぽく見えたりして視認性が極端に悪化
するという問題点がある。したがって、バックライト手
段からの光の角度を制御可能にすることが望まれる。

【０００６】図１６は、従来の液晶表示装置の構造を示
す。この図では、上方から人間が見る位置関係になって
いる。以下、この明細書では、各部材の表裏面を特定す
る際に、人間の位置する方向を「表面側」とし、反対方
向を「裏面側」と定義することとする。

【０００７】液晶表示装置は、液晶パネル、液晶パネル
駆動手段（図示せず）およびバックライト手段からな
る。液晶パネル１０６は、例えば液晶層１０９と、その
両側に位置するガラス基板１０８，１０８′と、さらに
その両側に位置する偏光板１０７、１０７′とから構成
される。なお、図示省略してあるが、ガラス基板１０
８，１０８’には、液晶を駆動するための電極および／
またはＴＦＴなどのスイッチング素子が形成してある。

【０００８】液晶パネル１０６の裏面側に、エッジライ
トタイプと称されるバックライト手段が配置される。バ
ックライト手段の構造は、線光源である蛍光管１０２，
１０２′と、これらを取り囲んで反射鏡として機能する
ランプハウス１０１，１０１′と、端面部がこの蛍光管
に隣接して蛍光管からの光を伝えるアクリル樹脂製の導
光板１０３と、導光板１０３の裏面側に所定の間隔を空
けて配置された反射板１０５とから成る。

【０００９】裏面側の導光板１０３上には、点状パター
ンの拡散部１０４が形成されている。この拡散部１０４
は、例えば白色顔料からなり、導光板１０３内を導かれ
る光の全反射を乱す機能を有している。このような構造
の透過型液晶表示装置において、蛍光管１０２，１０
２′から発せられる光は、導光板１０３の端面部から入
射する。導光板１０３は屈折率（ｎ₁ ）が約１.５のア
クリル樹脂で構成され、一方、導光板１０３を取り囲む
空気の屈折率（ｎ₂ ）は１.０であるので、θｃ=ＣＯＳ
^-1（ｎ₁ ／ｎ₂ ）で示される臨界角θｃを越えた範囲で
は全反射が起こる。このため、端面部から入射した光は
導光板１０３内を全反射を繰り返して進行する。

【００１０】図１７は、この導光板１０３の部分拡大図
である。導光板１０３内を全反射を繰り返して進行する
光が拡散部１０４に入射した場合、全反射が乱され、液
晶パネル１０６の方向に向けられる。すなわち、矢印
ａ，ｂに示すように、導光板１０３から表面側に液晶パ
ネル１０６に向けられたり、あるいは矢印ｃに示すよう
に、導光板１０３から裏面側に反射板１０５に向かって
空気中を進み、反射板１０５で反射して表面側に向かっ
て再び導光板１０３に入り、これを通過して液晶パネル
１０６に向けられたりする。

【００１１】このような液晶パネル１０６に向けられた
光により、液晶パネル１０６の背面が照明される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図１６および
図１７に示されるような液晶表示装置では、拡散部１０
４により、光は無制御に拡散され、また矢印ｃに示すよ
うに反射板１０５で反射する光の一部は吸収されて減衰
し、液晶パネル１０６に到達する光の利用効率は良くな
い。

【００１３】また、このような構造では、全反射を繰り
返して進行する光が拡散部１０４に入射した場合に、単
に全反射が乱されるだけであり、液晶パネル１０６を直
進して液晶表示装置の前面から出射する光の角度分布を
制御することは困難である。そこで、本発明は、光の利
用効率の良い透過型表示装置用バックライト装置を提供
することを目的とする。また、本発明は、バックライト
装置からの出射光の角度分布の制御を可能にした透過型
表示装置を提供することを目的とする。さらに、本発明
は、表示パネル側での開口率の影響により輝度が低下す
ることが少ない平面表示装置を提供することを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係るバックライ
ト装置は、二次元画像を表示する表示パネルを透過する
光を供給するバックライト装置であって、端部から入射
された光を、平面方向に送る第１導光板と、前記第１導
光板の表面に配置される第２導光板と、前記第１導光板
の表面に頂面が接合してあり、底面が前記第２導光板に
接合してあり、側面にコリメーション輪郭が形成してあ
り、第１導光板からの光を前記第２導光板の透過方向に
向かわせる複数の凸部と、を有する。

【００１５】前記コリメーションが形成してある複数の
凸部が、前記第２導光板と一体に成形してあることが好
ましい。または、製造が可能であるならば、凸部は、第
１導光板と一体に成形しても良い。さらに、第１導光板
と第２導光板と凸部とを、全て一体に成形しても良い。

【００１６】前記凸部と前記第１導光板との屈折率が、
略等しいことが好ましい。前記第１導光板に接合される
凸部の頂面の面積が、前記第２導光板に接合される凸部
の底面の面積よりも小さいことが好ましい。前記第１導
光板と第２導光板との間に配置される複数の凸部間の隙
間は、空隙であるか、または凸部を構成する材料の屈折
率と異なる屈折率の材料で充填して開っても良い。

【００１７】前記コリメーション輪郭は、特に限定され
ないが、１次元の楕円形状、放物線形状および台形形状
からなる群から選択されるいずれかの形状を採用するこ
とができる。また、前記コリメーション輪郭は、２次元
の楕円形状、放物線形状および台形形状からなる群から
選択されるいずれか１つの形状であっても良い。

【００１８】前記コリメーション輪郭を構成する楕円形
状としては、短軸と長軸の比が略１：４または略１：２
の楕円形状を採用することができる。前記第１導光板お
よび第２導光板としては、特に限定されないが、いずれ
もアクリル樹脂で構成することができる。

【００１９】前記凸部の頂面と前記第１導光板の表面と
は、融着または接着剤により接合してある。その接着剤
の屈折率は、第１導光板の屈折率と略等しいことが好ま
しい。前記第１導光板の端部から光を供給する光源は、
たとえば蛍光管などの線光源である。

【００２０】また、点光源を用いる場合には、第１導光
板の端部に、コリメーション輪郭が側面に形成された複
数の凸部を形成し、該凸部の頂面を棒状の導光部材の側
面に接合し、該導光部材の端部から光が入射するよう
に、点光源を配置することが好ましい。

【００２１】前記導光部材の屈折率が、前記第１導光板
の屈折率と略等しいことが好ましい。本発明に係る平面
表示装置は、前述したバックライト装置と、その全面に
装着された表示パネルとを有する。

【００２２】前記バックライト装置の第２導光板と、前
記表示パネルとが、オプティカルカップリング層により
接着してあることが好ましい。オプティカルカップリン
グ層の屈折率は、第２導光板のそれと略等しい。前記表
示パネルの１以上の画素に、１の前記コリメーション輪
郭により反射した光が向かうように、前記表示パネルの
画素と、コリメーション輪郭とが位置合わせしてあるこ
とが好ましい。

【００２３】または、前記表示パネルの１の画素に、１
以上の前記コリメーション輪郭により反射した光が向か
うように、前記表示パネルの画素と、コリメーション輪
郭とが位置合わせしてあることが好ましい。さらに好ま
しくは、前記コリメーション輪郭で反射した光が、前記
表示パネルの各画素内に配置される遮光部材がない部分
である開口部を通過するように、各画素毎の前記開口部
と、コリメーション輪郭とが位置合わせしてある。

【００２４】前記表示パネルとしては、特に限定されな
いが、液晶表示パネルが例示することができる。表示パ
ネルとして液晶パネルを用いる平面表示装置としては、
単純マトリックス型電極を用いて各画素を走査する液晶
表示装置、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）などのスイッチ
ング素子を用いて各画素を走査する液晶表示装置、プラ
ズマ放電が生じる放電チャネルをスイッチングとして用
いるプラズマアドレス液晶表示装置などを例示すること
ができる。また、平面表示装置としては、表示パネルと
して液晶パネルを用いる平面表示装置以外に、表示パネ
ルとして、液晶以外の電気光学材料を光スイッチ材料と
して用いたパネルを用いたものであっても良い。

【００２５】また、バックライト装置としては、第１導
光板の両側に線光源を有するものに限定されず、第１導
光板の片側にのみ線光源を有するタイプであっても良
い。また、光源としては、線光源に限らず、点光源であ
っても良い。

【００２６】

【作用】本発明に係る平面表示装置によれば、光源から
の光が第１導光板内を全反射を繰り返して進行し、第２
導光板との接続面から、凸部内に入射し、この凸部の側
面に形成されたコリメーション輪郭により所定角度の出
射光として第２導光板内に入射し、液晶パネルなどの表
示パネルに向かって進む。このため、光の利用効率の良
いバックライト装置を有する液晶表示装置を提供でき
る。

【００２７】また、平面表示装置の用途に応じて、コリ
メーション輪郭の形状を、楕円、放物線または台形等か
ら適宜選択することにより、バックライト手段からの出
射光の角度分布の制御ができる。さらに、平面表示パネ
ルの画素ピッチに合わせて、バックライト装置のコリメ
ーション輪郭のピッチを調節することで、バックライト
装置からの出射光を、各画素の開口部に選択的に透過さ
せることができる。その結果、バックライト出射光を効
率よく利用することができ、表示パネルの輝度を上げる
ことができる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明に係る透過型の液晶表示装置の
実施例について、図面を参照しながら説明する。第１実施例 図１（Ａ）は、第１実施例に係る平面表示装置の構造を
示し、この図では、上方から人間が平面表示装置を見る
位置関係になっている。

【００２９】本実施例に係る平面表示装置は、液晶表示
装置であり、液晶パネル（破線）１６と、その裏面側に
配置されたエッジライトタイプのバックライト装置とを
有する。バックライト装置は、線光源である蛍光管１
２，１２′と、これを取り囲んでいる反射鏡として機能
するランプハウス１１，１１′と、端面部がこの蛍光管
に接して蛍光管からの光を伝えるアクリル樹脂製の第１
導光板１３と、第１導光板１３の表面側に配置された同
じアクリル樹脂製第２導光板１７とから成る。

【００３０】この第２導光板１７の裏面側、すなわち第
１導光板１３に接する面は光を表面側の液晶パネル１６
に向かわせるコリメーション輪郭１８が形成されてい
る。第１導光板１３と、第２導光板１７は、例えば熱圧
着等により固着されるか、または適切な接着剤（図示せ
ず）を用いて接続される。また、蛍光管は、図１に示す
ように、第１導光板１３の対向する２辺位置に設ける必
要はなく、所望により１辺または２辺以上にあってよ
い。

【００３１】図１に示す液晶表示装置は、図１６に示す
従来の液晶表示装置と比較すると、バックライト装置に
おいて、点状パターンの拡散部１０４および反射板１０
５が無く、新たに第２導光板１７が設けられている点で
相違する。このような構造の液晶表示装置において、蛍
光管１２，１２′から発せられる光は、第１導光板１３
の隣接端面部から内部に入射する。第１導光板１３は、
屈折率（ｎ₁ ）が、約１.５のアクリル樹脂製で、一方
第１導光板１０３を取り囲む空気の屈折率（ｎ₂ ）は
１.０であるので、臨界角θｃを越えた範囲では全反射
が起こる。このため、端面部から入射した光は、第１導
光板１３内を全反射を繰り返して進行する。

【００３２】図２は、図１に示す第１導光板１３および
第２導光板１７の部分拡大図である。第１導光板１３と
第２導光板１７とは固着または適切な接着剤（図示せ
ず）で接続され、この接着剤の屈折率は、第１導光板お
よび第２導光板の屈折率（ｎ₁）に略等しいことが好ま
しい。

【００３３】第２導光板１７の第１導光板１３に接続す
る面（裏面側）は、全面が第１導光板１３に接続するの
でなく、第２導光板１７には凸部１９が形成してあり、
凸部１９の頂面が接続面となり部分的に接続してある。
凸部１９の斜面部分にコリメーション輪郭１８が形成さ
れ、凸部１９間には、空間２０が形成してある。なお、
この空間２０には、第１および第２導光板１３，１７と
異なる屈折率の材質の層が埋め込まれていても良い。

【００３４】コリメーション輪郭１８の形成は、通常の
成型工程によって行われる。この明細書および図面にお
いて、「コリメーション輪郭」とは、入射光を反射して
あらかじめ定められた角度の出射光（例えば、平行光ま
たは所定角度に制御された拡散光）とする形状または界
面を意味し、その具体例を、図３〜６に例示する。

【００３５】第１導光板１３内を全反射を繰り返して進
行する光が、頂面（第１導光板１３と第２導光板１７と
の接続面）から、または適当な接着剤層を介して頂面か
ら第２導光板１７に入射する。第１導光板１３、接着剤
層および第２導光板１７は屈折率が、略同じｎ₁ であ
り、この接続面で、光の乱れ、干渉、反射等は実質的に
生じない。第２導光板１７に入った光は、凸部１９内を
進みコリメーション輪郭１８に入射する。凸部１９を形
成する第２導光板１７は、屈折率ｎ₁ （=１.５）のアク
リル樹脂製であり、一方、凸部１９を取り囲む空気は、
屈折率ｎ₂ （=１.０）であり、第１導光板１３内と同様
に光は全反射して、コリメーション輪郭１８の形状特性
に従った所定の出射角度をもって液晶パネル１６に向か
う。

【００３６】このような液晶パネル１６に向けられた光
により、液晶パネル１６は、その背面から照明され、液
晶パネル１６での各画素毎の光スイッチング作用によ
り、所定の画像を得ることができる。図１および図２の
液晶表示装置に用いられたバックライト装置によれば、
図１６に示す従来例に係る液晶表示装置とは異なり、拡
散部による無制御な拡散は無く、また、第１導光板をい
ったん出て反射板で反射して再び第１導光板を通って液
晶パネルに向かうような光も無く、光源からの光量の利
用効率は向上する。また、コリメーション輪郭１８の形
状を適宜選択することにより、バックライト装置からの
出射光の角度分布の制御ができる。なお、液晶パネル１
６の液晶層を通過後に、適当な拡散機構（図示せず）を
設け、出射光を所定角度に拡散制御することにより、視
野角を改善することもできる。

【００３７】なお、第１導光板１３および第２導光板１
７の材料を、屈折率ｎ₁ ＝１.５のアクリル樹脂と説明
したが、これは単なる例示であり、空気中（屈折率ｎ
₂ ）で、その内部を進行する光が全反射を起こす透明な
材料（例えば、その他のプラスチック材料等）が使用で
きる。また、前述したように、所望により、第２導光板
１７と第１導光板１３との間に位置する、凸部１９以外
の空間２０に何らかの媒質（屈折率ｎ₃ ）を充填するこ
ともできる。この場合は、第２導光板１７の材料を変更
して屈折率ｎ₁ ’とし、空間２０内への充填物質と第２
導光板１７との界面において、θｃ=cos^-1（ｎ₁ ´/ｎ₃
)の全反射の条件を満たせば良い。なお、製造上の課題
が解決できれば、前記第１導光板１３と第２導光板１７
とは、同一材質で一体に成形しても良い。これらの変更
は、以下に述べる全ての実施例に関しても同じようにで
きる。

【００３８】図３〜図６は、第２導光板１７のコリメー
ション輪郭１８の形状を夫々楕円、楕円、放物線および
台形とした場合の出射光の角度分布のコンピュータシミ
ュレーションの結果を表す。なお、図面上の座標および
以下に記載する数字はいずれも無次元数（単位なし）で
あり、全数字を同じ単位、例えばミリメートルとすれば
成立する現象である。

【００３９】図３は、コリメーション輪郭２８を楕円形
状とした時の出射光の角度分布のコンピュータシミュレ
ーションの結果であり、この楕円は、図面で見て右端部
の長さ（凸部１９の基部分の幅に相当）Ｄ＝５０、左端
部の長さ（凸部１９の頂面が第１導光板１３に接続する
面の幅に相当）ｄ＝５、楕円の長軸Ａ＝２００、楕円の
短軸Ｂ＝５０の場合である。このようなコリメーション
輪郭２８では、出射光を略平行光にする点で特徴があ
る。

【００４０】図４は、コリメーション輪郭４８を楕円形
状とした時の出射光の角度分布のコンピュータシミュレ
ーションの結果であり、この楕円は、図面でみて右端部
の長さ（凸部１９の基部分の幅に相当）Ｄ＝５０、左端
部の長さ(凸部１９の頂面が第１導光板１３に接続する
面の幅に相当）ｄ＝５、楕円の長軸Ａ＝１００、楕円の
短軸Ｂ＝５０の場合である。図３に比較して、長軸Ａの
長さを短くすることにより出射光をかなり拡散している
点で特徴がある。

【００４１】図５は、コリメーション輪郭５８を放物線
形状とした時の出射光の角度分布のコンピュータシミュ
レーションの結果であり、この放物線は、図面で見て右
端部の長さ（凸部１９の基部分の幅に相当）Ｄ＝５０、
左端部の長さ（凸部１９の頂面が第１導光板１３に接続
する面の幅に相当）ｄ＝５、焦点距離ｆ＝２の場合であ
る。出射光を開口方向にまんべんなく向けている点で特
徴がある。

【００４２】図６は、コリメーション輪郭６８を台形形
状とした時の出射光の角度分布のコンピュータシミュレ
ーションの結果であり、この台形は、左端部の長さ（凸
部の１９の頂面が第１導光板１３に接続する面の幅に相
当）ｄ＝５、台形の底辺の幅ｅ＝７０の場合である。出
射光が大きく拡散している点に特徴がある。

【００４３】以上のコリメーション輪郭は例示であり、
上述のいずかのコリメーション輪郭または形状の異なる
楕円、放物線または台形形状のコリメーション輪郭のい
ずれを採用するかは、表示パネルの種類、用途等によっ
て決定される。第２実施例 図１および図２では、第２導光板１７のコリメーション
輪郭１８を切断面でのみ示し、奥行き方向の形状につい
ては何等言及していない。次に、図７および図８を参照
して、この点について説明する。

【００４４】図７は、コリメーション輪郭が１次元構造
のバックライト装置を示し、図８は、コリメーション輪
郭が２次元構造のバックライト手段を示している。図７
（Ａ）は、本実施例に係る液晶表示装置の構造を示し、
この図は、上方から人間が見る位置関係になっている。

【００４５】本実施例に係る液晶表示装置は、液晶パネ
ル（破線）７６と、その裏面側に配置されたバックライ
ト装置とを有する。バックライト装置は、線光源である
蛍光管７２，７２′と、これを取り囲んで反射鏡として
機能するランプハウス７１，７１′と、端面部がこの蛍
光管に接して配置されて蛍光管からの光を伝えるアクリ
ル樹脂製の第１導光板７３と、第１導光板７３の表面側
に配置された同じアクリル樹脂製の第２導光板７７とか
ら成る。

【００４６】この第２導光板７７の裏面側、すなわち第
１導光板７３に接する面には、光を表面側の液晶パネル
７６に向かわせるコリメーション輪郭７８が１次元構造
に形成されている。図７（Ｂ）は、第２導光板７７のみ
を表裏反転した状態の詳細図であり、凸部７９は奥行き
方向に延在して相互に平行に並んでおり、凸部７９の傾
斜面のコリメーション輪郭７８が奥行き方向に延在し、
頂面は細長い短形形状となっている。

【００４７】第１導光板７３と第２導光板７７は、例え
ば熱圧着等により固着されるか、または適当な接着剤
（図示せず）を用いて接続される。なお、光源である蛍
光管は、図７（Ａ）に示すように、第１導光板７３の２
辺に設ける必要はなく、所望により１辺または２辺以上
にあって良い。

【００４８】このような構造のバックライト装置を有す
る透過型液晶表示装置において、蛍光管７２，７２′か
ら発せられる光は、第１導光板７３の隣接端面部から内
部に入射する。第１導光板７３は、屈折率（ｎ₁ ）が約
１．５のアクリル樹脂製で、一方、第１導光板７３を取
り囲む空気の屈折率（ｎ₂ ）は１.０であることから、
臨界角θｃを越えた範囲では全反射が起こる。このた
め、端面部から入射した光は、第１導光板７３内を全反
射を繰り返して進行する。

【００４９】第１導光板７３と第２導光板７７とは、固
着または適切な接着剤（図示せず）で接続され、この接
着剤の屈折率は、第１導光板および第２導光板の屈折率
ｎ₁に略等しいことが好ましい。第２導光板７７の第１
導光板７３に接続する面（裏面側）は、全面が第１導光
板７３に接続するのではなく、奥行き方向に延在する凸
部７９における矩形形状の頂面が接続面となり部分的に
接続し、凸部７９の斜面部分にはコリメーション輪郭７
８が奥行き方向に延在して形成される。なお、隣接する
２つの凸部７９の間は空間となっている。

【００５０】第１導光板７３内を全反射を繰り返して進
行する光が、凸部７９の頂面（接続面）から、または接
着剤層を介して頂面（接続面）から第２導光板７７に入
射する。第１導光板７３、接着剤層および第２導光板７
７は、屈折率が略同じ（ｎ₁）であり、この接続面での
光の乱れ、干渉、反射等は実質的に生じない。第２導光
板７７に入った光は、凸部７９内を進みコリメーション
輪郭７８に入射する。凸部７９を形成する第２導光板７
７は、屈折率ｎ₁ （=１.５）のアクリル樹脂製であり、
一方、凸部７９を取り囲む空気は屈折率ｎ₂ （=１.０）
であり、第１導光板７３内と同様に光は全反射して、コ
リメーション輪郭７８の形状特性に従った所定の出射角
度をもって進み、液晶パネル７６に向かう。

【００５１】このような液晶パネル７６に向けられた光
により、液晶パネル７６は背面から照明される。図７に
示す液晶表示装置に用いられた第２導光板７７によれ
ば、図１６の従来例に係る液晶表示装置のように拡散部
による無制限な拡散は無く、また導光板をいったん出て
反射板で反射して再び導光板を通って液晶パネルに向か
うような光も無く、光源からの光の利用効率は向上す
る。また、コリメーション輪郭７８を適宜選択すること
により、バックライト手段からの出射光の角度分布の制
御が可能となる。

【００５２】図８（Ａ）は、図７の変形例に係る液晶表
示装置の構造を示し、この図は、上方から人間が見る位
置関係になっている。本実施例に係る液晶表示装置は、
液晶パネル（破線）８６と、その裏面側に配置されたバ
ックライト装置とを有する。バックライト装置は、線光
源である蛍光菅８２，８２′と、これを取り囲んで反射
鏡として機能するランプハウス８１，８１′と、端面部
がこの蛍光管に接して配置されて蛍光管からの光を伝え
るアクリル樹脂製の第１導光板８３と、第１導光板８３
の表面側に配置された同じアクリル樹脂製の第２導光板
８８とから成る。

【００５３】この第２導光板８８の裏面側、すなわち第
１導光板８３に接する面には、光を表面側の液晶パネル
８６に向かわせるコリメーション輪郭８８が２次元構造
に形成されている。図８（Ｂ）は、第２導光板８８のみ
を表裏反転した状態の詳細図であり、エンボス状の凸部
８９が、行列方向に多数存在しており、エンボス状凸部
８９の傾斜面には、コリメーション輪郭８８が形成さ
れ、突起の頂面は小円形状となっている。エンボス状凸
部８９の配列は、正格子状、散点状、その他の所望の配
列とすることができる。

【００５４】第１導光板８３と第２導光板８７とは、例
えば熱圧着等により固着されるか、または適切な接着剤
を用いて接続される。なお、光源である蛍光管は、図８
（Ａ）に示すように、第１導光板８３の２辺に設ける必
要はなく、所望により１辺または２辺以上にあって良
い。

【００５５】このような構造のバックライト装置を有す
る液晶表示装置において、蛍光管８２，８２′から発せ
られた光は、第１導光板８３の隣接端面部から内部に入
射する。第１導光板８３は、屈折率（ｎ₁ ）が、約１.
５のアクリル樹脂製で、一方、第１導光板８３を取り囲
む空気の屈折率（ｎ₂ ）は１．０であることから、臨界
角θｃを越えた範囲では全反射が起こる。このため、端
面部から入射した光は、第１導光板８３内を全反射を繰
り返して進行する。

【００５６】第１導光板８３と第２導光板８８とは固着
または適切な接着剤（図示せず）で接続され、この接着
剤の屈折率は、第１導光板および第２導光板の屈折率ｎ
₁ に略等しいことが好ましい。第２導光板８７の第１導
光板８３に接続する面（裏面側）は、全面が第１導光板
８３に接続するのではなく、エンボス状凸部８９の頂面
である小円形部により部分的に接続し、凸部８９の斜面
部分にはコリメーション輪郭８８が形成されている。な
お、第２導光板８７と第１導光板８３との間は、この凸
部８９以外の部分は空間になっている。

【００５７】第１導光板８３内を全反射を繰り返して進
行する光は、小円形の頂面（接続面）から、または接着
剤層を介して小円形の頂面（接続面）から第２導光板８
８に入射する。第１導光板８３、接着剤層および第２導
光板８７は、屈折率が略同じ（ｎ₁ ）であり、光の乱
れ、干渉、反射等は実質的に生じない。第２導光板８７
に入った光は、凸部８９内を進みコリメーション輪郭８
８に入射する。凸部８９を形成する第２導光板８７は、
屈折率ｎ₁ （=１.５）のアクリル樹脂製であり、一方、
凸部８９を取り囲む空気は屈折率ｎ₂ （=１.０）であ
り、導光板８３内と同様に光は全反射して、コリメーシ
ョン輪郭８８の形状特性に従った所定の出射角度をもっ
て進み、液晶パネル８６に向かう。

【００５８】このような液晶パネル８６に向けられた光
により、液晶パネル８６の背面は照明される。図８の液
晶表示装置に用いられたバックパネル装置によれば、図
１６に示す従来例に係る液晶表示装置とは異なり、拡散
部による無制限な拡散は無く、また導光板をいったん出
て反射板で反射して再び導光板を通って液晶パネルに向
かうような光も無く、光源からの光の利用効果は向上す
る。また、コリメーション輪郭８８を適宜選択すること
により、バックライト装置からの出射光の角度分布の制
御が可能となる。

【００５９】第３実施例 図９は、図７に示す１次元構造のコリメーション輪郭
と、図８に示す２次元構造のコリメーション輪郭とを組
み込んだ複合構造のバックライト装置を有する液晶表示
装置の構造を示し、この図は上方から人間が見る位置関
係になっている。

【００６０】本実施例に係る液晶表示装置は、液晶パネ
ル（破線）９６と、その裏面側に配置されたバックライ
ト装置とを有する。このバックライト装置は、反射鏡と
して機能するランプハウス（図示せず）と、この中に配
置された点光源であるメタルハライドランプ９２と、端
面部がメタルハライドランプ９２に接して配置されてメ
タルハライドランプ９２からの光を伝える概して棒状体
のアクリル樹脂製の導光部材９４と、この導光部材９４
に沿って隣接して配置されたこのメタルハライドランプ
からの光を伝える同じアクリル樹脂製の第１導光板９３
と、第１導光板９３の表面側に配置された同じアクリル
樹脂製の第２導光板９７とを有している。

【００６１】図９に示す液晶表示装置は、図１に示す液
晶表示装置の構造と比較すると、線光源１１が点光源９
２であり、第１導光板１３が第１導光板９３に置き換わ
り、新たに導光部材９４が設けられている点で相違す
る。導光部材９４と第１導光板９３とは、例えば熱圧着
等により固着されるか、または適切な接着剤（図示せ
ず）を用いて接続される。なお、点光源であるメタルハ
ライドランプ１２および導光部材９４の組み合わせは、
図９（Ａ）に示すように、第１導光板９３の１辺に設け
る必要はなく、所望により第１導光板９３の２辺以上に
設けてもよい。また、ハライドランプ１２は、導光部材
９４の両側に装着しても良い。

【００６２】図９に示すように、第１導光板９３の端
面、すなわち導光部材９４に接する面は、光を第１導光
板９３に向かわせる第１コリメーション輪郭９８が形成
された突起９９を有する。この第１コリメーション輪郭
９８は、たとえば図７（Ｂ）に示すような一次元構造の
コリメーション輪郭である。これ以外の構成に関して
は、第１導光板９３は、図７（Ａ）に示す第１導光板７
３または図８（Ａ）に示す第１導光板８３のいずれかと
同じで良い。

【００６３】第２導光板９７は、図７（Ｂ）に示す第２
導光板８７または図８（Ｂ）に示す第２導光板８７のい
ずれかと同じで良い。したがって、図９（Ａ）に示す第
１導光板９３と第２導光板９７の関係は、図７（Ａ）の
第１導光板７３と第２導光板７７との関係、または図８
（Ａ）の第１導光板８３と第２導光板８７の関係と同じ
である。

【００６４】このようなバックライト装置を有する液晶
表示装置において、メタルハライドランプ９２から発せ
られる光は導光部材９４の隣接端部から内部に入射す
る。導光部材９４は、屈折率（ｎ₁ ）が約１.５のアク
リル樹脂製で、一方、導光部材９４を取り囲む空気の屈
折率はｎ₂ ＝１.０であることから、臨界角θｃを超え
た範囲では全反射が起こる。このため、端部から入射し
た光は導光部材９４内を全反射を繰り返して進行する。

【００６５】図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の第１導光板９
３の拡大図である。図を見易くするため、導光部材９４
と第１導光板９３とを離して描いているが、実際は導光
部材９４と第１導光板９３とは、凸部９９の頂面（接続
面）により部分的に固着または適切な接着剤で部分的に
接続されている。同様に、第１導光板９３と第２導光板
９２も、凸部９９′の頂面（接続面）により部分的に固
着、または適切な接着剤で部分的に接続されている。こ
れらの接着剤の屈折率は、第１導光板９３および第２導
光板９７の屈折率ｎ₁ に略等しいことが好ましい。

【００６６】導光部材９４内を全反射を繰り返して進行
する光が、第１導光板９３の凸部９９の頂面から、また
は接着剤層を介して頂面から、凸部９９内に入射し、凸
部９９のコリメーション輪郭９８での反射により、第１
導光板９３に入射する。次に、第１導光板９３内を全反
射を繰り返して進行する光は、第２導光板９７の凸部９
９′に形成された頂面から、または接着剤層を介して頂
面から第２導光板９７に入射する。

【００６７】導光部材９４、接着剤層、第１導光板９３
および第２導光板９７は、屈折率が略同じ（ｎ₁ ）であ
り、光の乱れ、干渉、反射等は実質的に生じない。第２
導光板９７に入った光は、図７および図８で説明した場
合と同様に、コリメーション輪郭の特性に従った所定の
出射角度をもって進み、液晶パネル９６に向かう。

【００６８】このような液晶パネル９６に向けられた光
により、液晶パネル９６の背面は照明される。図９に示
す液晶表示装置に用いられたバックライト装置によれ
ば、図１６に示す従来例に係る液晶表示装置とは異な
り、拡散部による無制限な拡散は無く、また、第１導光
板をいったん出て反射板で反射して再び第１導光板を通
って液晶パネルに向かうような光も無く、光源からの光
の利用効率は向上する。また、コリメーション輪郭９
８′を適宜選択することにより、バックライト装置から
の出射光の角度分布の制御が可能となる。

【００６９】さらに、導光部材９４を利用することによ
り、点光源を線光源に変えることが可能となる。したが
って、図９において、液晶パネル９６を除いた構造は、
点光源を面光源に変換する照明構造を提供するものであ
る。第４実施例 図１０に示す実施例に係る平面表示装置は、バックライ
ト装置付プラズマアドレス液晶表示パネルであり、表示
パネル中に、プラズマ放電が生じる放電チャネル２１２
を有する。

【００７０】まず、バックライト装置を除くプラズマア
ドレス表示パネルについて、図１１〜１４に基づき説明
する。図１１に示すように、プラズマアドレス表示パネ
ル２００は、電気光学表示セル２０１と、プラズマセル
２０２と、それら両者の間に介在する誘電体シート２０
３とを積層したフラットパネル構造を有する。誘電体シ
ート２０３は、薄板ガラス等で構成される。その誘電体
シート２０３は表示セル２０１を駆動するためにできる
だけ薄くする必要があり、例えば５０μｍ程度の板厚を
有する薄板ガラスなどで形成される。

【００７１】表示セル２０１は、上側の透明なガラス基
板（上側基板）２０４を用いて構成される。上側基板２
０４の内側主面には、透明導電材料からなると共に行方
向（垂直方向）に延びる複数の行電極（データ電極）２
０５が、行方向に沿って所定の間隔を保持して列方向
（水平方向）に並列的に形成される。上側基板２０４は
スペーサ（図示省略）によって所定の間隙を保持した状
態で誘電体シート２０３に接合される。上側基板２０４
および誘電体シート２０３の間隙には、電気光学材料と
しての液晶が充填されて液晶層２０７が形成される。こ
こで、上側基板２０４および誘電体シート２０３の間隙
の寸法は例えば４〜１０μｍとされ、表示面全体に亘っ
て均一に保たれる。

【００７２】一方、プラズマセル２０２は、下側の透明
なガラス基板（下側基板）２０８を用いて構成される。
下側基板２０８の内側主面には、プラズマ電極を構成す
る列方向に延びる複数のアノード電極２０９およびカソ
ード電極２１１が交互に所定の間隔を保持して行方向に
並列的に形成される。また、アノード電極２０９の各上
面のほぼ中央部には、それぞれ電極に沿って延在するよ
うに所定幅の隔壁２１０が形成される。そして、各隔壁
２１０の頂部は誘電体シート２０３の下面に当接され、
下側基板２０８および誘電体シート２０３の間隙の寸法
が一定に保持される。隔壁２１０は、たとえばスクリー
ン印刷によりストライプ状に形成され、ガラスを主成分
とする材料で構成される。なお、アノード電極２０９と
カソード電極２１１との位置関係は、種々に改変するこ
とができ、図１１の逆であってもよい。

【００７３】また、下側基板２０８の周辺部には、その
周辺部に沿って低融点ガラス等を使用したフリットシー
ル材（図示省略）が配設され、下側基板２０８と誘電体
シート２０３とが気密的に接合される。下側基板２０８
および誘電体シート２０３の間隙には、イオン化可能
（放電可能）なガスが封入される。封入されるガスとし
ては、例えばヘリウム、ネオン、アルゴンあるいはこれ
らの混合気体等が使用される。

【００７４】下側基板２０８および誘電体シート２０３
の間隙には、各隔壁２１０で分離された列方向に延びる
複数の放電チャネル（空間）２１２が行方向に並列的に
形成される。すなわち、放電チャネル２１２はデータ電
極２０５と直交するように形成される。各データ電極２
０５は列駆動単位となる。また、後述するように各アノ
ード電極２０９が共通に接続されてアノード電圧が供給
されるため、各カソード電極２１１が位置する放電チャ
ネル１２が行駆動単位となる。そして、両者の交差部に
はそれぞれ図１２に示すように画素１３が規定される。

【００７５】以上の構成において、所定の一対の放電チ
ャネル２１２に対応するアノード電極２０９とカソード
電極２１１との間に所定電圧が印加されると、その一対
の放電チャネル２１２の部分のガスが選択的にイオン化
されてプラズマ放電が発生し、その内部は略アノード電
位に維持される。この状態で、データ電極２０５に順次
データ電圧が印加されると、プラズマ放電が発生した一
対の放電チャネル２１２に対応して列方向に並ぶ複数の
画素２１３の液晶層７に、誘電体シート２０３を介して
データ電圧が書き込まれる。プラズマ放電が終了する
と、放電チャネル２１２は浮遊電位となり、各画素２１
３の液晶層２０７に書き込まれたデータ電圧は、誘電体
シート２０３の作用により、次の書き込み期間（例えば
１フレーム後）まで保持される。この場合、放電チャネ
ル２１２はサンプリングスイッチとして機能すると共
に、各画素２１３の液晶層２０７および／または誘電体
シート２０３はサンプリングキャパシタとして機能す
る。

【００７６】各画素２１３の液晶層２０７に書き込まれ
たデータ電圧によって液晶が動作することから、画素単
位で表示が行われる。したがって、上述したようにプラ
ズマ放電を発生させて列方向に並ぶ複数の画素２１３の
液晶層２０７にデータ電圧を書き込む一対の放電チャネ
ル２１２を行方向に順次走査していくことで、二次元画
像の表示を行うことができる。

【００７７】図１３は、上述したプラズマアドレス表示
パネル２００の回路構成を示している。この図１３にお
いて、図１１，１２と対応する部分には同一符号を付し
て示している。２２１は液晶ドライバであり、この液晶
ドライバ２２１にはビデオデータ（ＤＡＴＡ）が供給さ
れる。液晶ドライバ２２１からは各水平期間毎にそれぞ
れのラインを構成する複数画素のデータ電圧ＤＳ₁ 〜Ｄ
Ｓ_m が同時に出力され、この複数画素のデータ電圧ＤＳ
₁ 〜ＤＳ_m はそれぞれバッファ２２２₁ 〜２２２_m を介
して複数のデータ電極２０５₁ 〜２０５_m に供給され
る。

【００７８】なお、液晶ドライバ２１の動作は制御回路
２２３によって制御される。制御回路２２３には、ビデ
オデータ(ＤＡＴＡ)に対応した水平同期信号ＨＤおよび
垂直同期信号ＶＤが同期基準信号として供給される。ま
た、この制御回路２２３によって、後述するアノードド
ライバ２２４およびカソードドライバ２２５の動作も制
御されている。

【００７９】２２４はアノードドライバである。このア
ノードドライバ２２４より共通に接続された複数のアノ
ード電極２０９₁ 〜２０９_n に基準電圧としてのアノー
ド電圧ＶＡが供給される。また、２２５はカソードドラ
イバである。各水平期間毎にカソードドライバ２２５よ
り複数のカソード電極２１１₁ 〜２１１_n-1 に順次アノ
ード電位と所定電位差のカソード電圧ＶＫ₁ 〜ＶＫ_n-1
が供給される。これにより、各水平期間毎にカソード電
極２１１₁ 〜２１１_n-1 に対応する放電チャネル２１２
にプラズマ放電が順次発生し、したがって列方向（水平
方向）に並ぶ複数の画素２１３の液晶層２０７にデータ
電圧ＤＳ₁ 〜ＤＳ_m を書き込む一対の放電チャネル２１
２が行方向（垂直方向）に順次走査されることになる。

【００８０】ここで、カソード電極２１１に印加される
カソード電圧およびデータ電極２０５に印加されるデー
タ電圧ＤＳについて説明する。図１４（Ａ）〜（Ｄ）
は、連続するカソード電極２１１_a 〜２１１_a+3 にそれ
ぞれ印加されるカソード電圧ＶＫ_a 〜ＶＫ_a+3 を示して
おり、同図（Ｅ）は所定のデータ電極２０５に印加され
るデータ電圧ＤＳを示している。カソード電極２１１_a
〜２１１_a+3 には、それぞれ１フレーム毎に連続する各
１水平期間（１Ｈ）内にアノード電位と所定電位差のカ
ソード電圧ＶＫ_a 〜ＶＫ_a+3 が印加される。これによ
り、プラズマ放電を発生させる放電チャネル２１２が行
方向（垂直方向）に順次走査される。また、データ電圧
ＤＳは、１水平期間毎および１フレーム毎にアノード電
位に対して極性が反転され、液晶層２０７は交流駆動さ
れる。液晶層２０７を交流駆動するのは、液晶の劣化を
防止するためである。

【００８１】図１に示すように、上側基板２０４の表面
と、下側基板２０８の裏面とには、偏向角度が異なる偏
向板（偏向シート）２４６，２４４が装着してあり、バ
ックライト装置からの光を偏向板２４４で偏向し、各画
素での液晶層２０７に印加される電圧に応じて、偏向さ
れた光を再度偏向させ、または偏向せずに透過させ、偏
向板２４６から光を出射させることにより、各画素毎に
光シャッタ機能を生じさせ、二次元画像を得る。

【００８２】次に、このようなプラズマアドレス表示パ
ネルに装着されるバックライト装置について説明する。
図１０に示すように、本実施例に係るバックライト装置
は、オプティカルカップリング層２４２を介して、プラ
ズマアドレス表示パネルの下側基板２０８（実際には、
偏向板２４４）に接着される。オプティカルカップリン
グ層２４２は、後述する第２導光板２３７と略等しい屈
折率ｎ₂ を有する接着剤などで構成される。このような
オプティカルカップリング層２４２を用いるのは、バッ
クライト装置と表示パネルとの界面での反射を防ぎ、輝
度低下を防止するためである。

【００８３】本実施例に係るバックライト装置は、第１
導光板２３３と、第２導光板２３７と、図示省略してあ
る光源とを有する。光源としては、図１に示すような線
状光源としての蛍光管１２，１２’、または図９に示す
ような点光源としてのハライドランプ９２などを用いる
ことができる。ハライドランプ９２などの点光源を用い
る場合には、図９に示すように、導光部材９４を用いる
ことが好ましい。

【００８４】図１０に示す第１導光板２３３は、図１〜
９に示す前記第１実施例〜第３実施例のうちのいずれか
の第１導光板１３，７３，８３，９３と同様である。図
１０に示す第２導光板２３７は、以下に示す構成以外
は、前記実施例に示す第２導光板１７，７７，８７，９
７のいずれかと同様である。

【００８５】本実施例においては、図１０に示すよう
に、第２導光板２３７の裏面に形成される複数の凸部２
３９の形成ピッチを、表示パネルの放電チャネル２１２
の形成ピッチに合わせている。凸部２３９の両側面に
は、コリメーション輪郭２３８が形成される。すなわ
ち、コリメーション輪郭２３８のピッチを、放電チャネ
ル２１２のピッチの二倍に設定してある。しかも、コリ
メーション輪郭２３８から出射される光の方向と、放電
チャネル２１２内に配置される電極２１１，２０９間の
隙間位置とが位置合わせされている。

【００８６】なお、本実施例では、図１０に示すコリメ
ーション輪郭２３８は、図７に示すように、１次元方向
に沿って形成され、その長手方向が、放電チャネル２１
２の長手方向に沿って形成されることが好ましい。ただ
し、図１０に示すコリメーション輪郭２３８を、図８に
示すように、二次元方向にマトリックス状に形成しても
良い。その場合には、コリメーション輪郭が形成される
エンボス状凸部とエンボス状凸部との間に、表示パネル
の１画素が位置するように位置合わせする。

【００８７】本実施例では、光源から第１導光板２３３
へ入射した光は、前記実施例と同様にして、第１導光板
２３３内で全反射を繰り返しながら進行し、凸部２３９
との接合部において、第１導光板２３３から第２導光板
２３７の凸部２３９内に移る。凸部２３９との接合部以
外では、第１導光板２３３内からは光が漏れない。凸部
２３９内に入射した光は、コリメーション輪郭２３８で
反射し、表示パネル側に向けて一様な平行光とされる。

【００８８】コリメーション輪郭２３８と、表示パネル
の電極２０９，２１１間の隙間（開口部）は、前述した
ように位置合わせされているので、表示パネル側へ入射
した光は、電極２０９，２１１などの遮光体により遮光
されずに、効率よく、偏向板２４６から外部に出射され
る。

【００８９】図１０に示す例において、コリメーション
輪郭２３８の幅ｂを調節することにより、コリメーショ
ン輪郭２３８から表示パネルに向けて反射される光の束
の幅を調節することができる。また、コリメーション輪
郭２３８間の間隔ａを調節することにより、表示パネル
の電極間隙間に合わせて、出射光のピッチを合わせるこ
とができる。

【００９０】本実施例では、表示パネル側の開口部の寸
法に合わせて、コリメーション輪郭２３８間の間隔ａ
と、コリメーション輪郭２３８の幅ｂとを適切に選択す
れば、バックライト装置からの出射光を、表示パネル側
の電極などにより遮光されず、約１００％に近い効率
で、バックライト光を利用することができる。

【００９１】なお、従来のバックライト装置では、表示
パネル全面を均一に照明するため、表示パネル側の電極
の配置などによる開口率によって表示画面の明るさが左
右されていた。たとえば、プラズマアドレス表示パネル
では、開口率が、通常３０〜５０％である。このため、
表示画面の輝度は、放電チャネルの開口率の影響のみ
で、バックライト輝度の３０〜５０％に低下していた。

【００９２】本実施例に係るバックライト装置は、図１
０に示すプラズマアドレス表示パネルのみに装着される
ものではなく、その他の電極構造のプラズマアドレス表
示パネル、またはその他の液晶パネル、またはその他の
表示パネルに対して装着することができる。

【００９３】第５実施例 図１５に示す実施例に係る平面表示装置は、バックライ
ト装置付プラズマアドレス液晶表示パネルであり、表示
パネル中に、プラズマ放電が生じる放電チャネル３１２
を有する点で、図１０に示す第４実施例と同様である。

【００９４】図１５に示す実施例に係る平面表示装置
は、図１０に示す第４実施例に係る平面表示装置の変形
例であり、以下の説明では、共通する部分の説明は一部
省略する。まず、バックライト装置を除くプラズマアド
レス表示パネルについて、簡単に説明する。

【００９５】本実施例に係るプラズマアドレス表示パネ
ル３００は、電気光学表示セルと、プラズマセルと、そ
れら両者の間に介在する誘電体シート３０３とを積層し
たフラットパネル構造を有する。表示セルは、上側基板
３０４を有し、上側基板３０４はスペーサ（図示省略）
によって所定の間隙を保持した状態で誘電体シート３０
３に接合される。上側基板３０４および誘電体シート３
０３の間隙には、電気光学材料としての液晶が充填され
て液晶層３０７が形成される。

【００９６】プラズマセルは、下側基板３０８を用いて
構成される。下側基板３０８の内側主面には、プラズマ
電極を構成する列方向に延びる複数のアノード電極３０
９およびカソード電極３１１が交互に所定の間隔を保持
して行方向に並列的に形成される。また、アノード電極
３０９に隣接して、それぞれ電極に沿って延在するよう
に所定幅の隔壁３１０が形成される。そして、各隔壁３
１０の頂部は誘電体シート３０３の下面に当接され、下
側基板３０８および誘電体シート３０３の間隙の寸法が
一定に保持される。

【００９７】上側基板３０４の表面と、下側基板３０８
の裏面とには、偏向角度が異なる偏向板（偏向シート）
３４６，３４４が装着してある。その他の表示パネルの
構成は、図１０〜１４に示す実施例と同様である。次
に、本実施例に係るバックライト装置について説明す
る。

【００９８】本実施例に係るバックライト装置は、第１
導光板３３３と、第２導光板３３７と、図示省略してあ
る光源とを有する。光源としては、図１に示すような線
状光源としての蛍光管１２，１２’、または図９に示す
ような点光源としてのハライドランプ９２などを用いる
ことができる。ハライドランプ９２などの点光源を用い
る場合には、図９に示すように、導光部材９４を用いる
ことが好ましい。

【００９９】図１５に示す第１導光板３３３は、図１〜
９に示す前記第１実施例〜第３実施例のうちのいずれか
の第１導光板１３，７３，８３，９３と同様である。図
１５に示す第２導光板３３７は、以下に示す構成以外
は、前記実施例に示す第２導光板１７，７７，８７，９
７のいずれかと同様である。

【０１００】本実施例においては、図１５に示すよう
に、第２導光板３３７の裏面に形成される複数の凸部３
３９の形成ピッチを、表示パネルの放電チャネル３１２
の形成ピッチの１／２に合わせている。凸部３３９の両
側面には、コリメーション輪郭３３８が形成される。す
なわち、コリメーション輪郭３３８のピッチを、放電チ
ャネル３１２のピッチと同等なピッチに設定してある。
しかも、コリメーション輪郭３３８から出射される光の
方向と、放電チャネル３１２内の開口部（電極３１１，
３０９により遮光されない部分）とが位置合わせされて
いる。

【０１０１】なお、本実施例では、図１５に示すコリメ
ーション輪郭３３８は、図７に示すように、１次元方向
に沿って形成され、その長手方向が、放電チャネル２１
２の長手方向に沿って形成されることが好ましい。ただ
し、図１５に示すコリメーション輪郭３３８を、図８に
示すように、二次元方向にマトリックス状に形成しても
良い。その場合には、コリメーション輪郭３３８の一部
と表示パネルの１画素とが位置するように位置合わせす
る。

【０１０２】本実施例では、光源から第１導光板３３３
へ入射した光は、前記実施例と同様にして、第１導光板
３３３内で全反射を繰り返しながら進行し、凸部３３９
との接合部において、第１導光板３３３から第２導光板
３３７の凸部３３９内に移る。凸部３３９との接合部以
外では、第１導光板３３３内からは光が漏れない。凸部
３３９内に入射した光は、コリメーション輪郭３３８で
反射し、表示パネル側に向けて一様な平行光とされる。

【０１０３】コリメーション輪郭３３８と、表示パネル
の電極３０９，３１１間の隙間（開口部）は、前述した
ように位置合わせされているので、表示パネル側へ入射
した光は、電極３０９，３１１などの遮光体により遮光
されずに、効率よく、偏向板３４６から外部に出射され
る。

【０１０４】本実施例に係るバックライト装置では、図
１０に示す実施例に係るバックライト装置と同様な作用
を有する。本実施例に係るバックライト装置は、図１５
に示すプラズマアドレス表示パネルのみに装着されるも
のではなく、その他の電極構造のプラズマアドレス表示
パネル、またはその他の液晶パネル、またはその他の表
示パネルに対して装着することができる。

【０１０５】以上により、本発明に係る平面表示装置お
よびバックライト装置の実施例について説明したが、上
述の実施例は例示であり、本発明を何等限定するもので
はない。したがって、当業者が容易に成し得る変更等
は、本発明の技術的範囲に含まれる。

【０１０６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、光の利用効率の良いバックライト手段を備えた透過
型液晶表示装置を提供することができる。さらに、本発
明によれば、バックライト手段からの出射光の角度分布
の制御を可能にした透過型液晶表示装置を提供すること
ができる。

【０１０７】さらに本発明によれば、平面表示パネルの
画素ピッチに合わせて、バックライト装置のコリメーシ
ョン輪郭のピッチを調節することで、バックライト装置
からの出射光を、各画素の開口部に選択的に透過させる
ことができる。その結果、バックライト出射光を効率よ
く利用することができ、消費電力を増大させることな
く、表示パネルの輝度を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶表示装置の構成を示す図であ
る。

【図２】図１に示す本発明に係る液晶表示装置の第１導
光板および第２導光板の詳細を示し、バックライト装置
の作用を説明する図である。

【図３】図１に示す本発明に係る液晶表示装置のコリメ
ーション輪郭を楕円形状とした時の出射光の角度分布の
シミュレーションの結果を表す図である。

【図４】図１に示す本発明に係る液晶表示装置のコリメ
ーション輪郭を楕円形状とした時の出射光の角度分布の
シミュレーションの結果を表す図である。

【図５】図１に示す本発明に係る液晶表示装置のコリメ
ーション輪郭を放物線形状とした時の出射光の角度分布
のシミュレーションの結果を表す図である。

【図６】図１に示す本発明に係る液晶表示装置のコリメ
ーション輪郭を台形形状とした時の出射光の角度分布の
シミュレーションの結果を表す図である。

【図７】図１に示す本発明に係る液晶表示装置のコリメ
ーション輪郭が１次元構造の場合を示す図である。

【図８】図１に示す本発明に係る液晶表示装置のコリメ
ーション輪郭が２次元構造の場合を示す図である。

【図９】１次元構造のコリメーション輪郭と２次元構造
のコリメーション輪郭を有する複合構造のバックライト
装置を有する液晶表示装置を示す図である。

【図１０】本発明の他の実施例に係る平面表示装置の要
部断面図である。

【図１１】プラズマアドレス液晶表示パネルの要部断面
斜視図である。

【図１２】図１１に示すプラズマアドレス表示パネルに
おける電極の配列例を示す平面図である。

【図１３】図１１に示すプラズマアドレス表示パネルの
駆動回路を示す概略回路図である。

【図１４】図１３に示す電極二院化されるパルス波形を
示す図である。

【図１５】本発明の他の実施例に係る平面表示装置の要
部断面図である。

【図１６】従来の液晶表示装置の構成を示す図である。

【図１７】図１６に示す従来の液晶表示装置の導光板の
詳細を示し、バックライト手段の作用を説明する図であ
る。

【符号の説明】 １１，７１，８１ ランプハウス １２，７２，８２ 蛍光管（線状光源） ９２ ハライドランプ（点光源） １３，７３，８３ 第１導光板 ９３ 第１導光板 １６，７６，８６，９６ 液晶パネル １７，７７，８７，９７ 第２導光板 １８，３８，４８，５８，６８，７８，８８，９８ コ
リメーション輪郭 １９，７９，８９，９９ 凸部

Claims (37)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各画素毎に透過する光のスイッチ作用を
   行うことにより二次元画像を表示する表示パネルと、 前記表示パネルを透過する光を供給するバックライト手
   段とを有し、 前記バックライト手段が、 端部から入射された光を、平面方向に送る第１導光板
   と、 前記第１導光板の表面に配置される第２導光板と、 前記第１導光板の表面に頂面が接合してあり、底面が前
   記第２導光板に接合してあり、側面にコリメーション輪
   郭が形成してあり、第１導光板からの光を前記第２導光
   板の透過方向に向かわせる複数の凸部と、 を有する平面表示装置。
2. 【請求項２】 前記コリメーションが形成してある複数
   の凸部が、前記第２導光板と一体に成形してある請求項
   １に記載の平面表示装置。
3. 【請求項３】 前記凸部と前記第１導光板との屈折率
   が、略等しい請求項１または２に記載の平面表示装置。
4. 【請求項４】 前記第１導光板に接合される凸部の頂面
   の面積が、前記第２導光板に接合される凸部の底面の面
   積よりも小さい請求項１〜３のいずれかに記載の平面表
   示装置。
5. 【請求項５】 前記第１導光板と第２導光板との間に配
   置される複数の凸部間の隙間が空隙である請求項１〜４
   のいずれかに記載の平面表示装置。
6. 【請求項６】 前記第２導光板と、前記表示パネルと
   が、オプティカルカップリング層により接着してある請
   求項１〜５のいずれかに記載の平面表示装置。
7. 【請求項７】 前記コリメーション輪郭が、１次元の楕
   円形状、放物線形状および台形形状からなる群から選択
   されるいずれか１つの形状に沿っている請求項１〜６の
   いずれかに記載の平面表示装置。
8. 【請求項８】 前記コリメーション輪郭が、２次元の楕
   円形状、放物線形状および台形形状からなる群から選択
   されるいずれか１つの形状に沿っている請求項１〜６の
   いずれかに記載の平面表示装置。
9. 【請求項９】 前記コリメーション輪郭を構成する楕円
   形状が、短軸と長軸の比が略１：４の楕円形状である請
   求項７または８に記載の平面表示装置。
10. 【請求項１０】 前記コリメーション輪郭を構成する楕
    円形状が、短軸と長軸の比が略１：２の楕円形状である
    請求項７または８に記載の平面表示装置。
11. 【請求項１１】 前記第１導光板および第２導光板が、
    いずれもアクリル樹脂で構成してある請求項１〜１０の
    いずれかに記載の平面表示装置。
12. 【請求項１２】 前記凸部の頂面と前記第１導光板の表
    面とは、融着してある請求項１〜１１のいずれかに記載
    の平面表示装置。
13. 【請求項１３】 前記凸部の頂面と前記第１導光板の表
    面とは、接着剤により接合してあり、該接着剤の屈折率
    が、第１導光板の屈折率と略等しい請求項１〜１２のい
    ずれかに記載の平面表示装置。
14. 【請求項１４】 前記第１導光板の端部から光を供給す
    る光源が、線光源である請求項１〜１３のいずれかに記
    載の平面表示装置。
15. 【請求項１５】 前記線光源が蛍光管である請求項１４
    に記載の平面表示装置。
16. 【請求項１６】 前記第１導光板の端部には、コリメー
    ション輪郭が側面に形成された複数の凸部が形成してあ
    り、該凸部の頂面が棒状の導光部材の側面に接合してあ
    り、該導光部材の端部から光が入射するように、点光源
    が配置してある請求項１〜１３のいずれかに記載の平面
    表示装置。
17. 【請求項１７】 前記導光部材の屈折率が、前記第１導
    光板の屈折率と略等しい請求項１６に記載の平面表示装
    置。
18. 【請求項１８】 前記表示パネルの１以上の画素に、１
    の前記コリメーション輪郭により反射した光が向かうよ
    うに、前記表示パネルの画素と、コリメーション輪郭と
    が位置合わせしてある請求項１〜１７のいずれかに記載
    の平面表示装置。
19. 【請求項１９】 前記表示パネルの１の画素に、１以上
    の前記コリメーション輪郭により反射した光が向かうよ
    うに、前記表示パネルの画素と、コリメーション輪郭と
    が位置合わせしてある請求項１〜１７のいずれかに記載
    の平面表示装置。
20. 【請求項２０】 前記コリメーション輪郭で反射した光
    が、前記表示パネルの各画素内に配置される遮光部材が
    ない部分である開口部を通過するように、各画素毎の前
    記開口部と、コリメーション輪郭とが位置合わせしてあ
    る請求項１９に記載の平面表示装置。
21. 【請求項２１】 前記表示パネルが、液晶表示パネルで
    ある請求項１〜２０のいずれかに記載の平面表示装置。
22. 【請求項２２】 二次元画像を表示する表示パネルを透
    過する光を供給するバックライト装置であって、 端部から入射された光を、平面方向に送る第１導光板
    と、 前記第１導光板の表面に配置される第２導光板と、 前記第１導光板の表面に頂面が接合してあり、底面が前
    記第２導光板に接合してあり、側面にコリメーション輪
    郭が形成してあり、第１導光板からの光を前記第２導光
    板の透過方向に向かわせる複数の凸部と、 を有するバックライト装置。
23. 【請求項２３】 前記コリメーションが形成してある複
    数の凸部が、前記第２導光板と一体に成形してある請求
    項２２に記載のバックライト装置。
24. 【請求項２４】 前記凸部と前記第１導光板との屈折率
    が、略等しい請求項２２または２３に記載のバックライ
    ト装置。
25. 【請求項２５】 前記第１導光板に接合される凸部の頂
    面の面積が、前記第２導光板に接合される凸部の底面の
    面積よりも小さい請求項２２〜２４のいずれかに記載の
    バックライト装置。
26. 【請求項２６】 前記第１導光板と第２導光板との間に
    配置される複数の凸部間の隙間が空隙である請求項２２
    〜２５のいずれかに記載のバックライト装置。
27. 【請求項２７】 前記コリメーション輪郭が、１次元の
    楕円形状、放物線形状および台形形状からなる群から選
    択されるいずれか１つの形状に沿っている請求項２２〜
    ２６のいずれかに記載のバックライト装置。
28. 【請求項２８】 前記コリメーション輪郭が、２次元の
    楕円形状、放物線形状および台形形状からなる群から選
    択されるいずれか１つの形状に沿っている請求項２２〜
    ２６のいずれかに記載のバックライト装置。
29. 【請求項２９】 前記コリメーション輪郭を構成する楕
    円形状が、短軸と長軸の比が略１：４の楕円形状である
    請求項２７または２８に記載のバックライト装置。
30. 【請求項３０】 前記コリメーション輪郭を構成する楕
    円形状が、短軸と長軸の比が略１：２の楕円形状である
    請求項２７または２８に記載のバックライト装置。
31. 【請求項３１】 前記第１導光板および第２導光板が、
    いずれもアクリル樹脂で構成してある請求項２２〜３０
    のいずれかに記載のバックライト装置。
32. 【請求項３２】 前記凸部の頂面と前記第１導光板の表
    面とは、融着してある請求項２２〜３１のいずれかに記
    載のバックライト装置。
33. 【請求項３３】 前記凸部の頂面と前記第１導光板の表
    面とは、接着剤により接合してあり、該接着剤の屈折率
    が、第１導光板の屈折率と略等しい請求項２２〜３２の
    いずれかに記載のバックライト装置。
34. 【請求項３４】 前記第１導光板の端部から光を供給す
    る光源が、線光源である請求項２２〜３３のいずれかに
    記載のバックライト装置。
35. 【請求項３５】 前記線光源が蛍光管である請求項３４
    に記載のバックライト装置。
36. 【請求項３６】 前記第１導光板の端部には、コリメー
    ション輪郭が側面に形成された複数の凸部が形成してあ
    り、該凸部の頂面が棒状の導光部材の側面に接合してあ
    り、該導光部材の端部から光が入射するように、点光源
    が配置してある請求項２２〜３３のいずれかに記載のバ
    ックライト装置。
37. 【請求項３７】 前記導光部材の屈折率が、前記第１導
    光板の屈折率と略等しい請求項３６に記載のバックライ
    ト装置。