(57)【要約】  ディスプレイのバックライトは、導光板１２ｂと、独立して制御可能な光源１０，１１とを含む。上記導光板１２ｂは、起伏のような光抽出機構を有する第１領域及び第２領域１３，１４に分割されている。各光抽出機構は、それぞれ、光を第１方向及び第２方向に導き、導光板を介して、主要面から出射させたり、第２方向及び第１方向に進行する光を通過させたりする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイに用いるバックライトであって、
対向する第１主要面及び第２主要面を有すると共に、
１つ以上の第１光抽出機構を有する第１領域と、１つ以上の光抽出機構を有する第２領域とにより、少なくとも一部が区分化されている導光板を備え、
１つ以上の第１光源及び１つ以上の第２光源を備え、
上記第１光源は上記第２光源に対して独立して制御可能であり、
上記第１光源及び上記第２光源は、それぞれ、上記第１主要面と並行な、第１方向及びと第２方向に光が伝搬するように、光を上記導光板に導くことが可能なように配置されており、
上記第１光抽出機構は、上記第１方向に進行する光を、上記第１光源から、上記第１主要面より出射するように導き、また、上記第２方向に進行する光を、上記導光板内において通過するように配置されており、
上記第２光抽出機構は、上記第２方向に進行する光を、上記第２光源から、上記第１主要面より出射するように導き、また、上記第１方向を進行する光を、上記導光板内において通過するように配置されていることを特徴とするバックライト。
【請求項２】
上記第１領域の少なくとも１つは、上記第２領域の少なくとも１つを通過して、上記第１方向に進行する光を受け取ることが可能なように配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のバックライト。
【請求項３】
複数の上記第１領域と複数の上記第２領域とを含み、上記第２領域の少なくとも１つは、少なくとも１つの上記第１領域を通過して、上記第２方向に進行する光を受け取ることが可能なように配置されていることを特徴とする、請求項２に記載のバックライト。
【請求項４】
上記第１方向と上記第２方向とが、実質的に互いに垂直であることを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のバックライト。
【請求項５】
上記第１光抽出機構及び上記第２光抽出機構が、上記第１主要面及び上記第２主要面の内の少なくとも１つにおいて、表面起伏機構を有していることを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載のバックライト。
【請求項６】
上記第１光抽出機構及び上記第２光抽出機構が、それぞれ、上記第１方向及び上記第２方向に対して垂直に伸長する、細長形状の表面起伏機構を含むことを特徴とする、請求項５に記載のバックライト。
【請求項７】
上記第１光抽出機構及び上記第２光抽出機構の上記表面起伏機構が、波型形状を含むことを特徴とする、請求項５又は６に記載のバックライト。
【請求項８】
上記波型形状が、三角形、台形、楕円形、放物線形、円形の内の少なくとも１つを含む断面形状を有していることを特徴とする、請求項７に記載のバックライト。
【請求項９】
上記波型形状の大きさ、間隔、及び形状の内の少なくとも１つが、上記導光板上において異なっていることを特徴とする、請求項７又は８に記載のバックライト。
【請求項１０】
上記波型形状の大きさ、間隔、及び形状の内の少なくとも１つが、上記第１領域及び第２領域の少なくともいくつかにおいて、それぞれの領域により異なっていることを特徴とする、請求項９に記載のバックライト。
【請求項１１】
上記バックライトは、上記第１領域及び上記第２領域における上記第１主要面及び第２主要面の内の少なくとも１つに配置されている、細長形状ではない光抽出機構をさらに含んでいることを特徴とする、請求項６から１０の何れか１項に記載のバックライト。
【請求項１２】
上記第１領域と上記第２領域とは、同じ形状及び大きさであることを特徴とする、請求項１〜１１の何れか１項に記載のバックライト。
【請求項１３】
上記第１領域及び上記第２領域は長方形であり、上記導光板は長方形であることを特徴とする、請求項１２に記載のバックライト。
【請求項１４】
上記第１領域の各々が、少なくとも１つの上記第２領域と隣接することを特徴とする、請求項１〜１３の何れか１項に記載のバックライト。
【請求項１５】
上記第１領域及び上記第２領域は、交互配置された一群として配置されており、上記一群の各々は、上記第１領域及び上記第２領域の内の少なくとも１つの領域を含んでいることを特徴とする、請求項１４に記載のバックライト。
【請求項１６】
上記導光板は少なくとも１つのエッジ面を持ち、上記第１光源及び上記第２光源の内の少なくともいくつかは、光を、少なくとも１つの上記エッジ面における対応する位置に導くことを特徴とする、前述の請求項１〜１５の何れか１項に記載のバックライト。
【請求項１７】
上記第１光源及び上記第２光源の内の少なくともいくつかは、光を、上記第２主要面のエッジ部を介して、上記第１領域及び上記第２領域のうち、対応する領域に導くことができるように配置されていることを特徴とする、請求項１〜１６の何れか１項に記載のバックライト。
【請求項１８】
上記第１光源及び上記第２光源の内の少なくともいくつかは、光を、上記エッジの傾斜した面を介して、上記第１領域及び上記第２領域のうち、対応する領域に導くことができるように配置されていることを特徴とする、前述の請求項１〜１７の何れか１項に記載のバックライト。
【請求項１９】
上記第１光源及び上記第２光源の内の少なくともいくつかは、光を、エッジ部を介して、上記第１領域及び上記第２領域のうち、対応する領域に導くことができるように配置されており、
上記エッジ部は、上記第２主要面上から伸長していることを特徴とする、前述の請求項１〜１８の何れか１項に記載のバックライト。
【請求項２０】
上記第１光源及び上記第２光源の全ては、光を、少なくとも１つの上記エッジ面における対応する位置に導くことが可能なように配置されていることを特徴とする、請求項１６に記載のバックライト。
【請求項２１】
少なくとも１つの上記エッジ面における対応する上記位置の各々は、上記第１領域及び第２領域の内の１つの領域のエッジ面を含むことを特徴とする、請求項１６又は２０に記載のバックライト。
【請求項２２】
上記第１光源及び上記第２光源の各々は、少なくとも１つの発光素子を有することを特徴とする、前述の請求項１〜２１の何れか１項に記載のバックライト。
【請求項２３】
上記第１領域及び上記第２領域は、上記導光板全体を区分化することを特徴とする、請求項１に記載のバックライト。
【請求項２４】
バックライトであって、
請求項１〜２３の何れか１項に記載のバックライトである第１バックライトと、
請求項１〜２３の何れか１項に記載のバックライトである第２バックライトとを含み、  上記第２バックライトの導光板の第１主要面が、上記第１バックライトの導光板の第２主要面と対向するように配置されることを特徴とするバックライト。
【請求項２５】
上記第１バックライトの導光板と、上記第２バックライトの導光板とが、同一形状であることを特徴とする、請求項２４に記載のバックライト。
【請求項２６】
請求項１〜２２の何れか１項に記載のバックライトを含み、
上記第１バックライト及び上記第２バックライトは、光抽出機構を有さない第３領域を含み、
上記第１バックライトの上記第３領域は、上記第２バックライトの上記第１領域及び上記第２領域と符合し、
上記第２バックライトの上記第３領域は、上記第１バックライトの上記第１領域及び上記第２領域と符合することを特徴とする、請求項２５に記載のバックライト。
【請求項２７】
少なくともいくつかの上記第１光源を、少なくともいくつかの上記第２光源から独立して制御することを可能にするように配置されたコントローラを含むことを特徴とする、前述の請求項１〜２６の何れか１項に記載のバックライト。
【請求項２８】
ディスプレイであり、空間光変調素子の背後に配置された、請求項１〜２７の何れか１項に記載のバックライトを含むことを特徴とするディスプレイ。
【請求項２９】
上記空間光変調素子は、液晶素子を含むことを特徴とする、請求項２８に記載のディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトと、バックライトを含むディスプレイとに関するものである。上記バックライトは、薄型エッジライト方式バックライトを含むことができ、薄型エッジライト方式バックライトは２次元輝度制御が可能である。局所制御特性は、バックライトの一部である導光板（ＬＧＰ）を構成する、サブディビジョンの集合に関連する。ＬＧＰの側面に配置された光源ブロックの発光制御は、当該ＬＧＰ平面における照明制御を容易にすることができる。上記バックライトは、コントラストの向上、エネルギー効率のために、又は薄くて軽量な液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）システムを促進するために、例えばＬＣＤと組み合わせて用いることもできる。
【背景技術】
【０００２】
局所制御が可能なバックライトを伴う典型的なＬＣＤが図１に示されている。これは反射シート１を備え、反射シート１の上には、ＬＣＤパネル５の背後を照らすように光源２のアレイが配置されている。反射シート１は、ＬＣＤパネル５に向いていない光を再利用する。光源２の上部に、光源２からの光を再分配する拡散光学シート３がある。拡散シート３の上に、別の光学シート４のユニットが配置され、別の光学シート４のユニットは、光源２からの光の強度と偏光とを変更する。
【０００３】
図１に示されたものに類似するＬＣＤシステムにおける局所制御は、光源２のそれぞれの輝度を制御することによって実現されている。しかし、そのような直接照明システムは、厚みにおいて制約を受ける。さらに、そのようなシステムで必要とされる光学シートの数は、システムの重量について制約を課す。
【０００４】
局所制御を備えるＬＣＤバックライトの第２類型が図２に示されている。上記バックライトは、単一のＬＧＰ７を有している。光は、ＬＧＰ７の縁のレール８に取り付けられた光源６から発せられる。上記光源は、ＬＧＰ７の長い縁に沿う大きなブロック９ａと、ＬＧＰ７の短い縁に沿う小さなブロック９ｂとに配置されている。光源ブロック９ａ、ｂは、ＬＧＰ内に光を発する。上記光は、基本的に、光レール８のそれぞれに垂直な方向に、ＬＧＰ７の面によって規定されながら進む。光源の各ブロックからの光が伝わっている、ＬＧＰ７の、それぞれ行・列形態の領域が、図２ａにおいて点線で示されている。図２ｂに、図２ａのバックライトの局所制御メカニズムの機能を説明する図が示されている。図２ｂの概略図は、光源のブロックを、各光出力についての正規化された値として示している。同様の方法で、光が伝わっている行・列によって形成された９つの領域のそれぞれから、光出力が与えられている。何れのＬＧＰの領域の最大光出力も、それぞれの領域の光出力を提供する光源のブロックの４つ全てが、最大量の光を発した時に得られる。同様の方法で、何れのＬＧＰの領域の光出力も、何れかの光源のブロックの光出力を低減することによって、低減させることができる。
【０００５】
図２に示されたものに類似するバックライトの局所制御は、光源のブロックのそれぞれの輝度を制御することによって実現されている。光源のブロックの１つをオフにすることで、対応するＬＧＰの行・列による領域の輝度を４分の１、低下させる。光源のブロックを追加してオフにすることで、同様に調光が促進する。このようなシステムにおいては、このようにＬＧＰの特定の領域の輝度を低下させることは、ＬＧＰの別の領域の輝度の低下を同様に招く。これによって、実現可能な調光率に根本的な限界が設けられる。
【０００６】
ＥＰ１９０６２１８Ａ１（２００８年４月２日発行）において、上面及び底面に溝が配置されたＬＧＰが提案されている。上面の溝は、光の広がり方向と並行に並べられている。底面には、交差し、方向が垂直な２つの溝の一群がある。１つの溝の一群は、光の広がり方向と垂直であり、もう１つの溝の一群は、光の進行方向と垂直である。交差している溝の一群が光の取り出し領域の形成を可能とする一方、ＬＧＰにおいて良質な配光の均等性を保持する。
【０００７】
ＥＰ１０１６８１７Ａ１（２０００年７月５日発行）及びＵＳ６７７３１２６Ｂ１（２００４年８月１０日発行）において、内部全反射原理に基づく薄型で均一なバックライトが提案されている。上記バックライトは、主要面が回折構造パターンに配置された薄型ＬＧＰを含む。該回折構造は画素に配置されており、該画素の部分構造がそれぞれ回折構造のある方位を備えている。垂直及び並行方向に部分構造を適切に配置することで、ＬＧＰから、均一な光を取り出すことができる。上記部分構造における個々の配置は、能率的かつ均一な取り出しを実現する目的によってのみ決定される。このため、このバックライト構造は局所制御の実現には適していない。
【０００８】
ＵＳ６１４４４８０（２０００年１１月７日発行）において、光波の振幅又は位相の変調に使用されるＬＧＰが提案されている。この変調は、ＬＧＰの背面上の回折格子構造によって実現されている。この先行技術の１つの実施形態において、これらの回折格子構造はサブ領域に配置されており、該サブ領域はそれぞれ、隣接するサブ領域に対して垂直な回折格子の方位を有することが特徴である。該回折格子構造は、そのピッチと、幾何学的な溝のパラメータとしての高さと頂角とによって決定される。これらのパラメータは、望ましい光波の位相と振幅の変調を実現するために調節されている。説明された機器は機能として、可干渉性の光を発する性能を有した光源を必要とする。光波の位相と振幅の変調は、光源から発される光の量の制御よりも、回折格子パラメータにおける特定のパラメータによってもたらされる。
【０００９】
ＵＳ２００８０２０５０８０Ａ１（２００８年８月２８日発行）及びＵＳ２００９０１６８４２０Ａ１（２００９年７月２日発行）の両方において、ＬＣＤシステムのためのタイル型バックライトの設計が開示されている。これは、それぞれに光源が付属したＬＧＰのアレイからなり、該ＬＧＰは均一の照明を実現するために上記ＬＣＤの背後に配置されている。それぞれの光源から発された光の量を制御することにより、対応するＬＧＰに覆われた領域のバックライトの輝度の局所制御が可能となる。この配置は、良好な局所制御を可能とするが、機械的な取付けと安定性の観点において大きな問題がある。
【００１０】
ＵＳ２００９０１６８４５５Ａ１（２００９年７月２日発行）において、シングルピースＬＧＰと、ＬＧＰの垂直な縁又は４つ全て縁にそれぞれ配置された２つ又は４つのＬＥＤ光源のアレイからなる、ＬＣＤのためのバックライトが開示されている。この単一のＬＧＰバックライトにおいて、上記ＬＥＤ光源は、ＬＧＰの長い縁と短い縁に対してそれぞれＮ個及びＭ個の光源のブロックに配置される。これらのＬＥＤブロックから出射は、個別に制御可能である。このように、上記ＬＧＰの拡張に合わせた縞状領域から抽出される光の量は、対応する光源のブロックから発される光の量によって制御可能である。上記ＬＧＰの１つの領域における光の放出を完全にオフにすることにより、上記ＬＧＰに沿った２つ（それぞれに４つ）の縞の調光を引き起こす。このシステムは費用対効果が高く、また製造が容易であるが、可能とする局所輝度制御は、非常に限定されたものとなる。
【００１１】
要約すると、局所制御を伴うエッジライトバックライトは、非常に薄く、軽量なシステムを可能とするもので、これによりコントラスト率とエネルギー効率の向上を提供することから、ＬＣＤ機器にとって非常に有益となる。今日までのところ、薄くて軽量な設計と共に、良好な局所制御を可能とするシステムは、提案も明示もされていない。
【発明の概要】
【００１２】
本発明に係る第１の態様は、ディスプレイのための以下のバックライトを提供する。
【００１３】
すなわち、ディスプレイに用いるバックライトであって、対向する第１主要面及び第２主要面を有すると共に、１つ以上の第１光抽出機構を有する第１領域と、１つ以上の第２光抽出機構を有する第２領域とにより、少なくとも一部が区分化されている導光板を備え、１つ以上の第１光源及び１つ以上の第２光源を備え、上記第１光源は上記第２光源に対して独立して制御可能であり、上記第１光源及び上記第２光源は、それぞれ、上記第１主要面と並行な、第１方向及びと第２方向に光が伝搬するように、光を上記導光板に導くことが可能なように配置されており、上記第１光抽出機構は、上記第１方向に進行する光を、上記第１光源から、上記第１主要面より出射するように導き、また、上記第２方向に進行する光を、上記導光板内において通過するように配置されており、上記第２光抽出機構は、上記第２方向に進行する光を、上記第２光源から、上記第１主要面より出射するように導き、また、上記第１方向を進行する光を、上記導光板内において通過するように配置されていることを特徴とするバックライトである。
【００１４】
周知の通り、「面を区分化した」形状とは、その形状の集合は、形状間で重複部分及び隙間を有することなく、面を埋めるために組み立てられていることを意味する。したがって、上記導光板が第１及び第２領域によって「少なくとも一部が区分化されている」という特徴は、１つ以上の第１領域及び１つ以上の第２領域が、上記導光板の主要面の一部又は全てを埋めるために組み合わされていることを意味する。例えば、図３ａから３ｆの実施形態では、上記導光板の表面全体が第１及び第２領域によって区分化されているが、図５の実施形態では、第１及び第２領域が図５の導光板のサブ領域１５ｂにまで延伸しないことから、導光板の表面の一部のみが第１及び第２領域によって区分化されている。一般的に、「部分的に区分化される」という用語は、１つ以上の導光板のサブ領域が、第１及び第２領域によって区分化されることを意図している。
【００１５】
上記第１領域の少なくとも１つは、上記第２領域の少なくとも１つを通過して、上記第１方向に進行する光を受け取ることが可能なように配置されていてもよい。
【００１６】
また、上記バックライトは、
複数の上記第１領域と複数の上記第２領域とを含み、上記第２領域の少なくとも１つは、少なくとも１つの上記第１領域を通過して、上記第２方向に進行する光を受け取ることが可能なように配置されていてもよい。
【００１７】
上記第１方向と上記第２方向とは、実質的に互いに垂直であってもよい。
【００１８】
上記第１光抽出機構及び上記第２光抽出機構が、上記第１主要面及び上記第２主要面の内の少なくとも１つにおいて、表面起伏機構を有していてもよい。
【００１９】
上記第１光抽出機構及び上記第２光抽出機構が、それぞれ、上記第１方向及び上記第２方向に対して垂直に伸長する、細長形状の表面起伏機構を含んでいてもよい。
【００２０】
上記第１光抽出機構及び上記第２光抽出機構の上記表面起伏機構が、波型形状を含んでいてもよい。
【００２１】
上記波型形状が、三角形、台形、楕円形、放物線形、円形の内の少なくとも１つを含む断面形状を有していてもよい。
【００２２】
上記波型形状の大きさ、間隔、及び形状の内の少なくとも１つが、上記導光板上において異なっていてもよい。
【００２３】
上記波型形状の大きさ、間隔、及び形状の内の少なくとも１つが、上記第１領域及び第２領域の少なくともいくつかにおいて、それぞれの領域により異なっていてもよい。
【００２４】
上記バックライトは、上記第１領域及び上記第２領域における上記第１主要面及び第２主要面の内の少なくとも１つに配置されている、細長形状ではない光抽出機構をさらに含んでいてもよい。
【００２５】
上記第１領域と上記第２領域とは、同じ形状及び大きさであってもよい。
【００２６】
上記第１領域及び上記第２領域は長方形であり、上記導光板は長方形であってもよい。
【００２７】
上記第１領域の各々が、少なくとも１つの上記第２領域と隣接していてもよい。
【００２８】
上記第１領域及び上記第２領域は、交互配置された一群として配置されており、上記一群の各々は、上記第１領域及び上記第２領域の内の少なくとも１つの領域を含んでいてもよい。
【００２９】
上記導光板は少なくとも１つのエッジ面を持ち、上記第１光源及び上記第２光源の内の少なくともいくつかは、光を、少なくとも１つの上記エッジ面における対応する位置に導いてもよい。
【００３０】
上記第１光源及び上記第２光源の内の少なくともいくつかは、光を、上記第２主要面のエッジ部を介して、上記第１領域及び上記第２領域のうち、対応する領域に導くことができるように配置されていてもよい。
【００３１】
上記第１光源及び上記第２光源の内の少なくともいくつかは、光を、上記エッジの傾斜した面を介して、上記第１領域及び上記第２領域のうち、対応する領域に導くことができるように配置されていてもよい。
【００３２】
上記第１光源及び上記第２光源の内の少なくともいくつかは、光を、エッジ部を介して、上記第１領域及び上記第２領域のうち、対応する領域に導くことができるように配置されており、上記エッジ部は、上記第２主要面上から伸長していてもよい。
【００３３】
上記第１光源及び上記第２光源の全ては、光を、少なくとも１つの上記エッジ面における対応する位置に導くことが可能なように配置されていてもよい。
【００３４】
少なくとも１つの上記エッジ面における対応する上記位置の各々は、上記第１領域及び第２領域の内の１つの領域のエッジ面を含んでいてもよい。
【００３５】
上記第１光源及び上記第２光源の各々は、少なくとも１つの発光素子を有していてもよい。
【００３６】
上記第１領域及び上記第２領域は、上記導光板全体を区分化してもよい。
【００３７】
バックライトは、上記の何れかのバックライトである第１バックライト及び第２バックライトとを含み、上記第２バックライトの導光板の第１主要面が、上記第１バックライトの導光板の第２主要面と対向するように配置されていてもよい。
【００３８】
上記第１バックライトの導光板と、上記第２バックライトの導光板とが、同一形状であってもよい。
【００３９】
上記の何れかのバックライトを含み、上記第１バックライト及び上記第２バックライトは、光抽出機構を有さない第３領域を含み、上記第１バックライトの上記第３領域は、上記第２バックライトの上記第１領域及び上記第２領域と符合し、上記第２バックライトの上記第３領域は、上記第１バックライトの上記第１領域及び上記第２領域と符合していてもよい。
【００４０】
少なくともいくつかの上記第１光源を、少なくともいくつかの上記第２光源から独立して制御することを可能にするように配置されたコントローラを含んでいてもよい。
【００４１】
例えば、該コントローラは全ての上記第１光源を同時に制御することができ、該コントローラは全ての上記第２光源を同時に制御することができるが、該コントローラは上記第１光源を上記第２光源とは独立して制御する。あるいは、上記第１光源は、他のブロック及び上記第２光源とは独立して制御可能な２つ以上のブロックに分類してもよく、また、上記第２光源は、他のブロック及び上記第１光源とは独立して制御可能な２つ以上のブロックに分類してもよい。あるいは、原理上は、上記第１光源のそれぞれを、他の全ての第１光源、及び上記第２光源と独立して制御可能にすること、及び／又は、上記第２光源のそれぞれを、他の全ての第２光源、及び上記第２光源と独立して制御可能にすることが可能である。
【００４２】
本発明に係る第２の様態は、空間光変調素子の背後に配置された、上記何れかのバックライトを含むディスプレイを提供する。
【００４３】
上記空間光変調素子は、液晶素子を含んでいてもよい。
【００４４】
本発明に係る実施形態は、ＬＣＤ機器に関する。上記ＬＣＤ機器は、ＬＣＤパネルと、種々の光学素材による複数枚のシートと、バックライトと、上記ＬＣＤを電気的に制御するための電気的装置とを含み、該バックライトは、機械的アセンブリと同様に個々の部分が定位置に固定されている。上記ＬＣＤ機器で使用されるバックライトは、上記ＬＣＤパネルの照明の局所制御の可能性を提供するエッジライトバックライトのように、上記ＬＣＤパネルを背後から照らしている照明アセンブリである。
【００４５】
本発明に係るバックライトの一例において、該バックライトは少なくとも２つの光源を有するＬＧＰを少なくとも１つ含み、該光源は該ＬＧＰの少なくとも２つの光入力面に配置されている。上記ＬＧＰは仮想的に、上記ＬＧＰの領域の区分化を実現する、少なくとも２つのサブ領域へと分割される。上記ＬＧＰは、上記ＬＧＰの上部の主要面及び底部の主要面の少なくとも１つの上に、起伏のパターンを有するように形成されている。上記ＬＧＰの上部の主要面及び底部の主要面の少なくとも１つの上の起伏のパターンは、区分化されて隣接するサブ領域上の起伏のパターンが互いに基本的に独立しており、その方向が並行にならないという点において、上記ＬＧＰの仮想的な区分化と対応している。
【００４６】
このようなバックライトに備えられている上記光源は、上記ＬＧＰの入力面の少なくとも１つの上に配置された光源の少なくとも１つからなる、光源のブロックとなるように、ブロック状に配置されてもよい。各光源のブロックは、上記ＬＧＰの区分化されたサブ領域の１つにだけ対応する。各光源のブロックと、対応する上記ＬＧＰの区分化されたサブ領域との間の相互関係は、この光源のブロックから発された光の大部分が、対応するサブ領域から抽出されるということである。
【００４７】
上記ＬＧＰ上の起伏は、特定のサブ領域と対応する上記ＬＧＰの領域を通過する光の伝わる方向と、上記サブ領域の起伏の方向と関係により、基本的に異なる２つの機能を有する。上記ＬＧＰのサブ領域の起伏の方向と基本的に並行である方向に伝わる光に対して、これらの起伏は該光を起伏の伸長方向に沿って導く。他方、上記ＬＧＰのサブ領域の起伏の方位と基本的に垂直である方向に伝わる光は、上記起伏によって優先的に抽出される。このように、特定の光源のブロックを上記ＬＧＰの区分化されたサブ領域のそれぞれに対して明白に割り当てることが可能であり、１つの特定の光源のブロックから発された光は、対応するサブ領域においてのみ、優先的に出射される。
【００４８】
局所制御を伴うエッジライトバックライトは、局所輝度制御を伴うエッジライトバックライトにおける軽量と薄い奥行きと、直接照明バックライトにおける低消費電力との両立を可能とする。軽量、薄い形状、及び局所輝度制御の全てを１つの機器において実現することは、これまでは達成困難であった。エッジライトバックライトの使用によって、非常に薄く軽量なＬＣＤ機器の設計が可能となった。エッジライトバックライトにおける照明の拡散性は、上記ＬＣＤパネルの照明の局所制御を本質的に困難にする。特定の方向の起伏が備わっている上記ＬＧＰのサブ領域と、上記ＬＧＰの区分化されたサブ領域のそれぞれに対して割り当てられた特定の１つのブロックとを使用することで、エッジライトバックライトであっても、ハイスペックでの照明制御が可能となる。
【００４９】
同じ種類の、ＬＧＰに配置された溝の配置が、ＥＰ１０１６８１７Ａ１、ＵＳ６７７３１２６Ｂ１、及びＵＳ６１４４４８０にて最近開示された。しかしながら、これらの配置のうち前者の２つは、バックライトの領域に渡ってより均一な光の抽出を実現するために、起伏の光抽出特性を利用することを目的としている。３つの内の後者は、起伏の巨視的偏光特性を利用しておらず、基本的に光波のための回折格子を形成する起伏における光波の微視的回折の使用を目的としている。本発明の配置は、これら先行文献の配置とは対照的に、ＬＧＰの波型形状のサブ領域における非常に特有な配置を使用する。この配置によって、光源のブロックからＬＧＰのサブ領域へと発され、該領域で抽出される光の特定の割当てが可能となる。この方法により、特定のサブ領域からのバックライト光の出射制御が、対応する光源のブロックから発される光を制御することで可能となる。
【００５０】
エッジライトバックライトにおいて局所制御を実現する他の方法は、物理的に隔てられた小さなＬＧＰ（ＵＳ２００８０２０５０８０Ａ１及びＵＳ２００９０１６８４２０Ａ１参照）によって上記バックライトを組み立てることである。それぞれの小さなＬＧＰには、個々の光源が付与される。このような配置は機械的に実現が非常に困難であり、良好な局所制御の達成のためには、膨大な数の光源を必要とする。本配置では、１つのＬＧＰの周辺にのみ高効率な光源を用いる。さらに、本配置では複雑な機械的配置を必要としない。
【００５１】
ＵＳ２００９０１６８４５５Ａ１において、起伏を使わずにある程度の局所輝度制御が可能とされているエッジライトバックライトが開示されている。しかしながら、この開示において、上記ＬＧＰのそれぞれのサブ領域は、上記ＬＧＰの２つの垂直な縁に沿って配置された光源のうちの少なくとも２つから光が供給されている。これら２つの光源は、排他的に単一のサブ領域を照らしてはおらず、それゆえ、１つのサブ領域において光源を調光することによって、上記ＬＧＰの多数のサブ領域に影響を与える。本配置では、それぞれのサブ領域は排他的に１つの光源のブロックと結び付けられている。それゆえ、１つの光源のブロックからの光を減少させることによって、１つのサブ領域からの光抽出にのみ影響を与える。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】局所制御が可能なバックライトを有するＬＣＤ（先行技術）を示す概要図である。
【図２ａ】局所制御を可能とする光源配置を有するエッジライト方式バックライト（先行技術）を示す概要図である。
【図２ｂ】局所制御を可能とする光源配置を有するエッジライト方式バックライト（先行技術）を示す概要図である。
【図３ａ】本発明の特定の実施形態に係る他のＬＣＤバックライトを示す概要図である。
【図３ｂ】本発明の特定の実施形態に係る他のＬＣＤバックライトを示す概要図である。
【図３ｃ】本発明の特定の実施形態に係る他のＬＣＤバックライトを示す概要図である。
【図３ｄ】本発明の特定の実施形態に係る他のＬＣＤバックライトを示す概要図である。
【図３ｅ】本発明の特定の実施形態に係る他のＬＣＤバックライトを示す概要図である。
【図３ｆ】本発明の特定の実施形態に係る他のＬＣＤバックライトを示す概要図である。
【図４ａ】本発明の他の実施形態に係るＬＣＤバックライトを示す概要図である。
【図４ｂ】本発明の他の実施形態に係るＬＣＤバックライトを示す概要図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るＬＣＤバックライトを示す概要図である。
【図６】本発明に係るＬＧＰの１つの主要面の起伏の形を示す概要図である。
【図７】上記ＬＧＰ上の起伏を規定しているパラメータの詳細を示す図である。
【図８】本発明に係る起伏の高さのバリエーションを示す図である。
【図９ａ】本発明の起伏の角度の２種類のバリエーションを示す図である。
【図９ｂ】本発明の起伏の角度の２種類のバリエーションを示す図である。
【図１０ａ】本発明に係る起伏のピッチ及び高さの種々のバリエーションを示す図である。
【図１０ｂ】本発明に係る起伏のピッチ及び高さの種々のバリエーションを示す図である。
【図１１ａ】本発明に係る種々の起伏の形を示す図である。
【図１１ｂ】本発明に係る種々の起伏の形を示す図である。
【図１１ｃ】本発明に係る種々の起伏の形を示す図である。
【図１２】本発明に係る、起伏内に分散配置された複数の散乱体を伴うＬＧＰの断面を示す図である。
【図１３ａ】本発明に係る、光抽出を促進するための２種類の表面散乱体の配置を伴うＬＧＰの断面図である。
【図１３ｂ】本発明に係る、光抽出を促進するための２種類の表面散乱体の配置を伴うＬＧＰの断面図である。
【図１４ａ】本発明の追加実施形態及び該追加実施形態の区分化について代表的な方法を示す図である。
【図１４ｂ】本発明の追加実施形態及び該追加実施形態の区分化について代表的な方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
発明のための好適な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００５４】
本発明は、ディスプレイのためのバックライトを提供する。
【００５５】
上記バックライトは、対向する第１主要面及び第２主要面を有すると共に、１つ以上の第１光抽出機構を有する第１領域と、１つ以上の第２光抽出機構を有する第２領域とにより、少なくとも一部が区分化されている導光板（ＬＧＰ）を備えている。また、上記バックライトは、１つ以上の第１光源及び１つ以上の第２光源を備え、上記第１光源は上記第２光源に対して独立して制御可能であり、上記第１光源及び上記第２光源は、それぞれ、上記ＬＧＰの上記第１主要面と並行な、第１方向及びと第２方向に光が伝搬するように、光を上記導光板に導くことが可能なように配置されている。上記第１光抽出機構は、上記第１方向に進行する光を、上記第１光源から、上記第１主要面より出射するように導き、また、上記第２方向に進行する光を、上記導光板内において通過するように配置されており、上記第２光抽出機構は、上記第２方向に進行する光を、上記第２光源から、上記第１主要面より出射するように導き、また、上記第１方向を進行する光を、上記導光板内において通過するように配置されている。
【００５６】
本発明の実施形態は、公式
θＴＩＲ＝ａｒｃｓｉｎ（ｎａｉｒ／ｎＬＧＰ）
（但し、ｎａｉｒ：空気の屈折率、ｎＬＧＰ：ＬＧＰの屈折率、θＴＩＲ：全内部反射が生じる最小入射角）
によって与えられた全内部反射に適合する材料によって製造されるＬＧＰを含む。さらに上記機器は、本発明に示す範囲の光源の配置を含む。加えて、このような機器は、上記ＬＧＰの何れの側にも配置可能な数枚の光学シート材料と、バックライトから照らされているＬＣＤと、機器を収容するための機械的な配置を含む。
【００５７】
本発明の実施形態の第１のグループが、図３ａから３ｅ及び図６から１３ｂを参照して説明される。本発明に係る実施形態１において、図３ａは、上述された平面図に基づく、上記ＬＧＰの２つの入力エッジに配置された光源６の２つの直線的な配置８を伴うＬＧＰ１２ａを示す。上記光源の好適な実施形態は発光ダイオードであるが、本発明はこれに限定されず、別のタイプの光源、例えば、半導体レーザなどを使用してもよい。さらに、本発明のバックライトの適用の多くにおいて、上記バックライトにおいて白色光を発することが望ましく、そのような場合、白色発光ダイオードのような白色光源が従来使用されている。又は、上記光源６が２つ以上の種々の波長範囲の光を放つ光源を含む場合、例えば、光源６が赤色光を発する１つ以上の光源、緑色光を発する１つ以上の光源、及び青色光を発する１つ以上の光源（又は、シアン，マゼンタ，又は黄色の光をそれぞれ発する１つ以上の光源）を含むことで全体的な白色光を与える場合、それもバックライトの手段となる。種々の波長範囲で光を発する光源を使用することで、バックライトの輝度の局所制御だけでなく、バックライトの色の局所制御も可能となる。本発明は、白色光を発するバックライトのみに限定されず、モノクロの光を発するバックライトとして提供されうることを理解すべきである。
【００５８】
上記ＬＧＰは、それぞれ、前面及び底面とである第１及び第２主要面を有する。上記ＬＧＰは自身の主要面の１つの上に光抽出機構に関するパターンを持ち、この表面起伏の例においては、例えば、上記ＬＧＰの主要面の少なくとも１つに備えられている起伏のような細長い表面起伏である。上記起伏は、第１及び第２領域、又はサブ領域１４、１３に配置されており、上記起伏の伸長方向は、基本的に隣接するサブ領域の起伏の伸長方向と垂直である。このように、上記第１領域１４内の起伏は第１の光抽出特性をもたらし、上記第２領域１３内の起伏は第２の光抽出特性をもたらす。上記ＬＧＰ１２ａの縁の上の光源６は、第１光源のブロック１０及び第２光源のブロック１１に配置されている。第１光源のブロック１０から発される光は、第１方向へと伝わり、第１サブ領域１４で抽出され、同様に、第２光源のブロック１１から発された光は、第２方向へ伝わり、第２サブ領域１３で抽出される。その上、第１光源のブロック１０からの光は、第２サブ領域１３において抽出されることはなく（あるいは、大きな程度ではなく）、第２光源のブロック１１からの光は、第１サブ領域１４において抽出されることはない（あるいは、大きな程度ではない）。
【００５９】
上記第１光源のブロック１０は、上記第１光源を上記第２光源から独立して制御することを可能にするように配置された適切なコントローラ（図示せず）を使用することで、上記第２光源のブロック１１から独立して制御可能であり、これにより上記サブ領域１３から出射される光を、上記サブ領域１４から出射される光から独立して制御することを可能とする。（１つの第１光源のブロック１０、及び１つの第２光源のブロック１１のみが図３ａに示されているが、本発明はこれに限定されず、２つ以上の第１光源のブロック１０、及び２つ以上の第２光源のブロック１１を提供することが可能である）。
【００６０】
図３ａは、本発明の一般的な原理、すなわち上記第１光源のブロック１０からの光は上記ＬＧＰ内を第１方向に伝わり、（この起伏例では）第１サブ領域１４内の１つ以上の第１光抽出機構によって上記ＬＧＰから抽出されるが、上記第２サブ領域１３内の１つ以上の光抽出機構によって抽出されることはない（少なくとも大きな程度ではない）ことを示す。同様に、上記第２光源のブロック１１からの光は上記ＬＧＰ内を（上記第１方向と交差しており、例えば、実質的に垂直とできる）第２方向に伝わり、（この起伏例では）第２サブ領域１３内の第２光抽出機構によって上記ＬＧＰから抽出されるが、上記第１サブ領域１４内の光抽出機構によって抽出されることはない（少なくとも大きな程度ではない）。それゆえ、上記第１光源のブロック１０が上記第２光源のブロック１１から独立して制御可能であるので、上記第１サブ領域１４から抽出される光の強度を、上記第２サブ領域１３から抽出される光の強度とは独立して、変化させることが可能である。
【００６１】
図３ａの実施形態は、本発明の概念から外れることなく変化させることが可能であり、例えば、上記第１及び第２サブ領域１４、１３の個々の配置、及び上記第１及び第２光源のブロック１０、１１において変更が可能である。いくつかの可能なバリエーションが例として図３ｂから３ｆに示されている。なお、重複を避けるために、図３ａの実施形態と同一であるこれらの実施形態の特徴の詳細な説明は繰り返さない。
【００６２】
図３ｂ、３ｃは、本発明に係るバックライトの第２及び第３実施形態を描写している。先の実施形態と同様に、光抽出機構を備えているＬＧＰを有するバックライトが示されており、この表面起伏機構の例においては、例えば該ＬＧＰの少なくとも１つの主要面上の起伏のような細長い表面起伏機構を光抽出機構として備えている。該起伏は、２つの第１サブ領域（又は、領域）１４及び２つの第２サブ領域（又は、領域）１３の４つのサブ領域に配置される。それぞれの上記サブ領域１３の起伏の伸長方向は、少なくとも１つの隣接するサブ領域１４の起伏の伸長方向と基本的に垂直である。上記バックライトは、少なくとも２つの上記ＬＧＰ１２ｂ、ｃの垂直な入力面上に配置された、少なくとも２つの光源６の直線的な配置８を有する。上記光源６は、１つ以上の第１光源のブロック１０、及び１つ以上の第２光源のブロック１１に配置されている。
【００６３】
少なくともいくつかの第１光源は、少なくともいくつかの第２光源から独立して、適切なコントローラ（図示せず）によって制御可能である。例えば図３ｂは、上記ＬＧＰの１つの縁に沿う２つの第１光源のブロック１０に配置された光源、及び上記ＬＧＰの別の縁に沿う２つの第２光源のブロック１１に配置された光源を示し、上記コントローラは、それぞれの第１光源のブロックを、それ以外の第１光源のブロック、及び第２光源から独立して制御するため、及び／又は、それぞれの第２光源のブロックを、それ以外の第２光源のブロック、及び第１光源から独立して制御することが可能なように配置することができる。
【００６４】
図３ｄは、本発明に係るバックライトの他の実施形態を示す。上記ＬＧＰ１２ｄは、少なくとも１つが光抽出機構のパターンを有する第１及び第２主要面（例えば、前面及び底面）を有し、この表面起伏機構の例においては、例えば起伏のような細長い表面起伏機構を光抽出機構として有している。該起伏は、８つの第１サブ領域（又は、領域）１４と８つの第２サブ領域（又は、領域）１３を含む、合計１６のサブ領域を与えるための４つの列及び４つの行に配置されている。上記サブ領域の１つの起伏の伸長方向は、少なくとも１つの隣接するサブ領域の起伏の伸長方向と基本的に垂直である。図３ｄのバックライトは、光源６の４つの直線的な配置８を有する。これらの光源は、少なくともいくつかの第１光源が、少なくともいくつかの第２光源から独立して、適切なコントローラ（図示せず）によって制御可能であるように、第１光源のブロック１０及び第２光源のブロック１１に配置されている。好適には、上記コントローラは、それぞれの第１光源のブロックを、それ以外の第１光源のブロック、及び第２光源から独立して制御するため、及び／又は、それぞれの第２光源のブロックを、それ以外の第２光源のブロック、及び第１光源から独立して制御するために配置されている。これらの光源のブロックはそれぞれ、正確に上記ＬＧＰのサブ領域の１つの列又は１つの行のみに沿うように照射する。それぞれの個別のブロックからの光は、上記ＬＧＰの対応するサブ領域の１つにおいてのみ抽出される。光が抽出される該サブ領域は、光の伝わる方向に沿った第１サブ領域であり、それは、該光が伝わる方向と基本的に垂直な起伏の伸長方向に対応する。図３ｅ、３ｆにおいて、それぞれＬＧＰ１２ｅ、１２ｆを有する、本発明に係るバックライトのもう２つの実施形態を描写する。図３ｅ、３ｆに示された該実施形態は、上記ＬＧＰの区分化における溝の伸長方向について、その配置の詳細が異なるものの、基本的に図３ｄと同一である。
【００６５】
図６は、本発明の実施形態に係るバックライトのＬＧＰ１２の部分斜視図であり、上記ＬＧＰ１２の主要面の起伏の概要を示す。上記ＬＧＰ１２は、本発明の何れの実施形態に係るＬＧＰであってもよい。上記ＬＧＰ１２は、光を上記ＬＧＰに入力するために使用される少なくとも２つの並行な側面１６を備える。上記ＬＧＰ１２の少なくとも１個のサブ領域の起伏１７は、該ＬＧＰの側面１６と基本的に並行である方向１８に伸長する。上記起伏の方向１８は、上記起伏の頂点の方向と同一である。上記起伏の頂点の方向は、それぞれのサブ領域の拡張に合わせて変化してもよい。好適な実施形態は直線及び並行な起伏であるが、本発明はこれに限定されることはない。上記起伏は、図６に示されているＬＧＰの断面図である図７で説明されているパラメータの組合せによって決定される。上記ＬＧＰ１２は、高さ１９を有する。個別のサブ領域のそれぞれの上記起伏は、数値Ｎと同程度の高さ２０、幅２１、頂角２２を有する（但し、Ｎはサブ領域の起伏の数）。上記ＬＧＰ１２の１つのサブ領域の起伏を決定するパラメータの値は、上記ＬＧＰ１２の他の何れのサブ領域とも同一である必要はない。上記起伏は、三角形の断面形状を有する。
【００６６】
上記ＬＧＰの１つサブ領域の１つの起伏１７のパラメータ２０、２１、２２の値は、上記ＬＧＰの同じサブ領域の他の何れの起伏とも同一である必要はない。図８は、本発明の別の実施形態に係る上記ＬＧＰ１２の１つのサブ領域の断面模式図である。このサブ領域の起伏１７は、該起伏１７の方向と垂直な方向において、サブ領域の拡張に合わせて変化する高さ２３ａから２３ｄを有する。それに変わって又は加えて、各起伏の高さは、該起伏の長さに従って変化することもできる。上記起伏の頂角２２は、上記ＬＧＰのサブ領域全体に渡って一定のままでもよい。
【００６７】
図９ａ、９ｂはそれぞれ、本発明の他の実施形態に係る上記ＬＧＰ１２の１つのサブ領域の断面模式図である。図９ａにおける起伏は全て、上記ＬＧＰ１２の同一のサブ領域の一部である。これらの起伏は全て、同一の値の幅２１を有していてもよい。上記サブ領域の（上記起伏１７の方向と垂直な方向における）拡張に合わせて、頂角の値は２４ａから２４ｃへと変化する。この場合、上記起伏の高さの値は、該起伏の幅２１の値がサブ領域全体で一定値を保ったまま、変化することとなる。図９ｂに示された起伏は、サブ領域の幅全体に渡って同一の値の高さ２０を有していてもよい。上記起伏の頂角の値は、サブ領域２５ａから２５ｃに渡って変化する。この場合、上記起伏の幅の値は、該起伏の高さの値が一定値を保ったまま、変化することとなる。
【００６８】
図１０ａ、１０ｂはそれぞれ、本発明の他の実施形態に係る上記ＬＧＰ１２の１つのサブ領域の断面模式図である。図１０ａにおける起伏１７は全て、上記ＬＧＰ１２の同一のサブ領域に属する。上記起伏１７は、上記同一のサブ領域において隣接する起伏との距離によって規定されている。上記サブ領域の（上記起伏１７の方向と垂直な方向における）拡張に合わせて、この距離の値は２６ａから２６ｃへと変化することができる。上記ＬＧＰの種々のサブ領域の起伏間の距離は、種々の値を有していてもよい。図１０ｂにおける起伏１７は全て、上記ＬＧＰ１２の同一のサブ領域に属する。図１０ｂにおける上記起伏１７は、上記サブ領域の（上記起伏１７の方向と垂直な方向における）拡張に合わせて、両方とも変化することが可能な、高さ２８ａから２８ｆ及び頂角２９ａから２９ｆを備える。上記起伏１７の高さは、プラスの値２８ａから２８ｃを有することができ、そして、マイナスの値２８ｄから２８ｆと同程度に、上記起伏１７は上記ＬＧＰ１２の外側に向けて突き出している。そして、上記起伏１７は上記ＬＧＰ１２の内側に向けて拡張する。図１０ｂにおける起伏１７の幅３０ａから３０ｆは、該起伏の高さ２８ａから２８ｆ及び頂角２９ａから２９ｆによって決定される。
【００６９】
図１１ａから１１ｃはそれぞれ、本発明の別の実施形態に係る上記ＬＧＰ１２の１つのサブ領域の断面模式図である。図１１ａから１１ｃに示された起伏は、上記ＬＧＰの同一のサブ領域の一部であってもよいが、必須ではない。図１１ａにおける起伏１７は基本的に、非対称な三角形の輪郭を有する。この三角形の輪郭の方向は、上記ＬＧＰ１２の１つのサブ領域内、又はサブ領域間で２７ａ、ｂに変化することができる。頂角２８ａ、ｂは、上記ＬＧＰ１２の１つのサブ領域内、又は種々のサブ領域間で変化することができる。図１１ｂにおける起伏１７は、基本的に四角形である輪郭を有する。図１１ｂに示された例において、起伏は台形の断面形状を有する。この輪郭２９ａ、ｂは、上記ＬＧＰ１２の１つのサブ領域内、又は種々のサブ領域間で変化することができる。輪郭が三角形である起伏の単一の頂角２２のかわりに、四角形の輪郭の起伏が２つの角度３０ａ、ｂによって規定されている。これら２つの角度はお互いに異なることが可能であり、上記ＬＧＰの１つのサブ領域内、又はサブ領域間の起伏において変化することもできる。上記ＬＧＰの１つのサブ領域内の起伏は、特定の距離で互いに隔てられる。この距離３１ａ、ｂの値は、上記ＬＧＰ１２の１つのサブ領域内、又はサブ領域間において変化することができる。図１１ｃにおいて、四角形の輪郭３２ａから３２ｄを有した起伏１７の種々の可能なバリエーションが示されている。該起伏の角度３０ａ、ｂと共に、起伏３２ａから３２ｄは、高さ３３ａから３３ｃ及び幅３４ａから３４ｂによって規定される。これらのパラメータに値は、上記ＬＧＰ１２の１つのサブ領域内、又はサブ領域間において変化することができる。
【００７０】
図１２は、本発明の他の実施形態に係る上記ＬＧＰ１２のサブ領域の断面模式図である。このサブ領域の起伏１７は、光の伝わる方向を調整するボディ３５を含む。これらのボディは、上記ＬＧＰ１２の体積に合わせて提供され、分散配置されている。これらのボディの密度は、上記ＬＧＰ１２の１つのサブ領域内、又はサブ領域間において異なっていてもよい。
【００７１】
図１３ａから１３ｂはそれぞれ、本発明の他の実施形態に係る上記ＬＧＰ１２の１つのサブ領域の断面模式図である。図１３ａから１３ｂに示された起伏１７は、記ＬＧＰの同一のサブ領域の一部であってもよいが、必須ではない。図１３ａにおいて起伏を露出している表面と対向する上記ＬＧＰの表面にはボディ３６が備えられており、該ボディとの相互作用により、光の伝わる方向を調整する。これらのボディ３６は、隣接するボディ間の特定の距離３７ａから３７ｂによって規定されている。この距離は、上記ＬＧＰ１２の１つのサブ領域内、又は種々のサブ領域間において異なっていてもよい。同様に、図１３ｂにおけるＬＧＰ１２には、該ＬＧＰ１２の起伏を露出している表面に光が伝わる方向を調整するボディ３８が設けられている。
【００７２】
図６から図１３ｂは本発明のバックライトにおいて可能な起伏１７の例を示しただけであり、本発明はこれらの特定の起伏に限定されないことを理解すべきである。例えば、三角形や台形の断面形状を有する起伏が示されたが、別の断面形状を使用してもよい。そのような別の形状の例は、楕円形、放物線状、及び円形を含む。
【００７３】
本発明に係るバックライトの他の実施形態が、図４ａ、４ｂに示されている。図４ａは、ＬＧＰ１５の模式的平面図である。他の実施形態と同様に、前記ＬＧＰ１５は第１及び第２主要面を持ち、光抽出機構を備えている。この表面起伏機構の例においては、例えば該ＬＧＰの少なくとも１つの主要面上の起伏のような細長い表面起伏機構を、光抽出機構として備えている。このＬＧＰ１５は事実上、１６＊Ｍのサブ領域へと区分化されている。図４ａにおける特定の実施形態において、８つのサブ領域が上記ＬＧＰのそれぞれの縁に沿って備え付けられていることでＭ＝８×８＝６４となっているが、本発明はこれに限定されるものではない。４×４のサブ領域の仮想アレイを形成する１６個のサブ領域１２のセットは、基本的に本発明に係る先の実施形態について説明されたものと同様であり、例えば、図３ｄにおける実施形態と同様である。図４ａにおけるバックライトは、上記ＬＧＰ１５の下に配置された多くの光源を有する。
【００７４】
図４ａにおいて明示的に示されてはいないが、少なくともいくつかの第１光源が、少なくともいくつかの第２光源から独立して、適切なコントローラ（図示せず）によって制御可能であるように、第１光源及び第２光源のブロックへと配置されている。好適には、上記コントローラは、それぞれの第１光源のブロックを、それ以外の第１光源のブロック、及び第２光源から独立して制御するため、及び／又は、それぞれの第２光源のブロックを、それ以外の第２光源のブロック、及び第１光源から独立して制御するために配置されている。好適には、これらの光源のブロックはそれぞれ、正確に上記ＬＧＰのサブ領域の１つの列又は１つの行だけに沿って照らすことが好ましい。
【００７５】
図４ｂは、上記ＬＧＰ１５の一部における３つの代替可能な構成を示す断面図であり、それぞれの代替断面図は上記ＬＧＰ１５の下に配置された光源６から光を入力する種々の方法に関連している。本発明の実施形態に係るバックライトは、描写された光の入力方法の何れも使用できるが、これに限定されるものではない。
【００７６】
例えば、上記第１光源及び上記第２光源の内のいくつか又は全ては、光を、上記ＬＧＰ１５のエッジ部を介して、上記第１領域及び上記第２領域のうち、対応する領域に導くことができるように配置されていてもよい。ここで、上記エッジ部は、上記ＬＧＰの底面（すなわち、光が抽出されている主要面とは反対側の上記ＬＧＰの主要面）を超えて延伸している。この配置は、図４ｂの中央の図に示されている。
【００７７】
あるいは、上記第１光源及び上記第２光源の内のいくつか又は全ては、光を、上記ＬＧＰの傾斜した面を介して、上記第１領域及び上記第２領域のうち、対応する領域に導くことができるように配置されていてもよい。この配置は、図４ｂの右の図に示されている。
【００７８】
あるいは、上記第１光源及び上記第２光源の内のいくつか又は全ては、光を、上記ＬＧＰのエッジ部を介して、上記第１領域及び上記第２領域のうち、対応する領域に導くことができるように配置されていてもよい。
【００７９】
本発明の別の実施形態が図５に示されている。本発明の実施形態に係るバックライトは、第２バックライトのＬＧＰの第１主要面が第１バックライトのＬＧＰの第２主要面と対向するように配置された、第１バックライトと第２バックライトとを含む。該第１バックライト及び第２バックライトはそれぞれ、本発明のバックライトであり、上述されたバックライトの１つであってもよい。それゆえ、本発明のバックライトは、２つのＬＧＰ１５ａを有する。それぞれのＬＧＰ１５ａは、第１及び第２主要面を持ち、そして光抽出機構を備えており、この表面起伏機構の例においては、例えば該ＬＧＰの少なくとも１つの主要面上の起伏のような細長い表面起伏機構を光抽出機構として備えている。本発明のＬＧＰ１５ａの１つが、本発明の２つ目のＬＧＰ１５ａの下に配置されており、該１つ目のＬＧＰ１５ａは該２つ目のＬＧＰ１５ａと適合するように配置されている。上記ＬＧＰ１５ａは、仮想上の区分化として３４個のサブ領域を有する。この区分化された領域のうちの２つのサブ区分１２はそれぞれ、上記ＬＧＰ１５ａの３４個のサブ領域のうちの１６個からなる。これら上記ＬＧＰ１５ａのサブ区分１２は基本的に、上述と同様であり、例えば、図３ｄから３ｆにおいて説明された本発明の実施形態の１つと同様である。上記ＬＧＰの残り２つのサブ領域１５ｂは、これら上記ＬＧＰ１５ａのサブ領域１５ｂの主要面を通して光が抽出されるのを防ぐ方法で調整されており、それゆえ、光抽出機構を持たない第３の領域を形成する。上記２つのＬＧＰ１５ａは、上記第１ＬＧＰ１５ａのサブ区分１２が上記第２ＬＧＰ１５ａのサブ領域１５ｂの上に配置され、上記第２ＬＧＰ１５ａのサブ区分１２が上記第１ＬＧＰ１５ａのサブ領域１５ｂの下に配置されるような方法で配置される。本発明に係る図５のバックライトは、光源６の８つの直線的な配置８を有する。本発明のＬＧＰ１５ａはそれぞれ、光源６の合計８つの直線的な配置８の内の４つを有する。上記光源６は、上記ＬＧＰ１５ａの垂直な入力面に沿った、第１光源のブロック１０及び第２光源のブロック１１に配置されている。これらの光源は、少なくともいくつかの第１光源が、少なくともいくつかの第２光源から独立して、適切なコントローラ（図示せず）によって制御可能であるように配置されている。好適には、上記コントローラは、それぞれの第１光源のブロックを、それ以外の第１光源のブロック、及び第２光源から独立して制御するため、及び／又は、それぞれの第２光源のブロックを、それ以外の第２光源のブロック、及び第１光源から独立して制御するために配置される。これら光源のブロックはそれぞれ、正確に上記ＬＧＰのサブ区分１２のサブ領域の１つの列又は１つの行だけに沿って照らす。
【００８０】
本発明の他の実施形態において、上記サブ領域１５ｂの１つか２つの縁にある光源からの光が、上記サブ領域１５ｂから上記サブ区分１２へと誘導されて通過するように、導光機構が上記サブ領域１５ｂに備えられてもよい。上記導光機構は表面機構であるか、又は表面機構を含んでいてもよいが、上記サブ領域１５ｂの主要面を通して、少量の光を抽出するか、又は実質的に光の抽出を行わないように配置されている。
【００８１】
本発明の他の実施形態において、上記ＬＧＰ１２は、該実施形態のバックライトの断面模式図である図１４ａに示されているように、セグメント３９ａ、３９ｂ、及び３９ｃを有する。上記セグメント３９ａは、これらのセグメントからいかなる光も抽出されないような方法で調整されている。上記ＬＧＰのセグメント３９ｂ及び３９ｃは、例えば、図３ａから３ｆの何れか１つに説明されているように、本発明に則って構成されており、上記ＬＧＰに提供されている起伏は、例えば、図６から１３ｂの何れか１つに示されている形状を有する。上記セグメント３９ｂ及び３９ｃを通過する光は、上記セグメントから抽出される。さらに、セグメント３９ａ及び３９ｂは、個別のＬＧＰ１２を２次元配列に配置することを、シームレスにて可能とする方法で構成されている。このような２次元配列で配置されたＬＧＰ１２のセグメント３９ｂは、セグメント３９ａ及び上記隣接するＬＧＰ１２の光源６の直線的な配置８を覆う方法で、少なくとも１つの隣接するＬＧＰ１２を覆っている。図１４ｂにおいて、このような２次元配列を可能とするＬＧＰ１２の典型的な上面図が示されている。
【００８２】
本明細書で説明された本発明の実施形態は、均一性の実現のため、又は効率が向上するように光を操作する光学フィルムを含んでもよい。
【００８３】
本発明の好適な実施形態は、上記ＬＧＰの四角形状の区分化を使用するが、これに限定されるものではない。例えば、均一又は不均一な区分化、及びそれに対応する、上記ＬＧＰの少なくとも１つの主要面の一部にある起伏のパターニングは、三角形、四角形、六角形、及び八角形を含んで、本願の範囲内である。
【００８４】
上述された実施形態において、上記光源６は第１ブロック１０又は第２ブロック１１に配置されており、それぞれの第１光源ブロックは他の第１光源ブロック及び第２光源ブロックから独立して制御可能であり、それぞれの第２光源ブロックは他の第２光源ブロック及び大光源から独立して制御可能である。しかしながら本発明はこれに限定されるものではない。例えば、コントローラを配置することで、上記バックライトの領域から発された光の強度を制御することが可能となり、第１光源ブロック又は第２光源ブロックの光源の一部分（例えば、２分の１又は４分の１）だけをオンにできるようになる。原理上、上記コントローラはそれぞれの第１光源を他の第１光源及び第２光源から独立して制御するために、及び／又はそれぞれの第２光源を他の第２光源及び第１光源から独立して制御するために、配置することが可能である。
【００８５】
一般的な実施形態において、バックライトは少なくとも部分的に透明なディスプレイを照らすために提供されている。上記バックライトは、個別に制御可能な光源ブロックを含む。導光体はエッジ面から光を受け取り、全内部反射によって光を誘導する。上記導光体の少なくとも１つの主要面に設置されている溝構造は、光の指向性誘導又は抽出の何れも可能とする。
【００８６】
本発明のバックライトは、該バックライトからの光を調整するために制御できるように該バックライトから抽出された光が空間光調整器を向くように該バックライトが配置されることで、該ディスプレイのバックライトとして使用することができる。それゆえ、該空間光調整器と該バックライトが共にディスプレイを構成する。例として、本発明のバックライトは、液晶パネルがディスプレイの空間光調整器として働く該ディスプレイのバックライトとして使用することができる。それゆえ、例えば、本発明のバックライトは図１で示された一般的なタイプのディスプレイのバックライトとして使用することができる。
【００８７】
本発明は上に説明された通りであるが、それを他の種々の方法に変更できることは明白である。このような変更は、本発明の意図と範囲から外れるものではなく、当業者にとって明白である全ての修正は、以下の請求項の範囲に含まれるものである。
【図１】
2013517590.tif 000003
【図２ａ】
2013517590.tif 000004
【図２ｂ】
2013517590.tif 000005
【図３ａ】
2013517590.tif 000006
【図３ｂ】
2013517590.tif 000007
【図３ｃ】
2013517590.tif 000008
【図３ｄ】
2013517590.tif 000009
【図３ｅ】
2013517590.tif 000010
【図３ｆ】
2013517590.tif 000011
【図４ａ】
2013517590.tif 000012
【図４ｂ】
2013517590.tif 000013
【図５】
2013517590.tif 000014
【図６】
2013517590.tif 000015
【図７】
2013517590.tif 000016
【図８】
2013517590.tif 000017
【図９ａ】
2013517590.tif 000018
【図９ｂ】
2013517590.tif 000019
【図１０ａ】
2013517590.tif 000020
【図１０ｂ】
2013517590.tif 000021
【図１１ａ】
2013517590.tif 000022
【図１１ｂ】
2013517590.tif 000023
【図１１ｃ】
2013517590.tif 000024
【図１２】
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【図１３ａ】
2013517590.tif 000026
【図１３ｂ】
2013517590.tif 000027
【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
2013517590.tif 000029
【手続補正書】
【提出日】平成24年7月12日(2012.7.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイに用いるバックライトであって、
対向する第１主要面及び第２主要面を有すると共に、
１つ以上の第１光抽出機構を有する第１領域と、１つ以上の第２光抽出機構を有する第２領域とにより、少なくとも一部が区分化されている導光板を備え、
１つ以上の第１光源及び１つ以上の第２光源を備え、
上記第１光源は上記第２光源に対して独立して制御可能であり、
上記第１光源及び上記第２光源は、上記各区分毎に各々制御可能であり、
上記第１光源及び上記第２光源は、それぞれ、上記第１主要面と並行な、第１方向及びと第２方向に光が伝搬するように、光を上記導光板に導くことが可能なように配置されており、
上記第１光抽出機構は、上記第１方向に進行する光を、上記第１光源から、上記第１主要面より出射するように導き、また、上記第２方向に進行する光を、上記導光板内において通過するように配置されており、
上記第２光抽出機構は、上記第２方向に進行する光を、上記第２光源から、上記第１主要面より出射するように導き、また、上記第１方向を進行する光を、上記導光板内において通過するように配置されていることを特徴とするバックライト。
【請求項２】
上記第１光源は、当該第１光源以外の第１光源、及び上記第２光源から独立して制御可能であり、
上記第２光源は、当該第２光源以外の第２光源、及び上記第１光源から独立して制御可能であることを特徴とする請求項１に記載のバックライト。
【請求項３】
上記第１領域の少なくとも１つは、上記第２領域の少なくとも１つを通過して、上記第１方向に進行する光を受け取ることが可能なように配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のバックライト。
【請求項４】
複数の上記第１領域と複数の上記第２領域とを含み、上記第２領域の少なくとも１つは、少なくとも１つの上記第１領域を通過して、上記第２方向に進行する光を受け取ることが可能なように配置されていることを特徴とする、請求項３に記載のバックライト。
【請求項５】
上記第１方向と上記第２方向とが、実質的に互いに垂直であることを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載のバックライト。
【請求項６】
上記第１光抽出機構及び上記第２光抽出機構が、上記第１主要面及び上記第２主要面の内の少なくとも１つにおいて、表面起伏機構を有していることを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載のバックライト。
【請求項７】
上記第１光抽出機構及び上記第２光抽出機構が、それぞれ、上記第１方向及び上記第２方向に対して垂直に伸長する、細長形状の表面起伏機構を含むことを特徴とする、請求項６に記載のバックライト。
【請求項８】
上記第１光抽出機構及び上記第２光抽出機構の上記表面起伏機構が、波型形状を含むことを特徴とする、請求項６又は７に記載のバックライト。
【請求項９】
上記波型形状が、三角形、台形、楕円形、放物線形、円形の内の少なくとも１つを含む断面形状を有していることを特徴とする、請求項８に記載のバックライト。
【請求項１０】
上記波型形状の大きさ、間隔、及び形状の内の少なくとも１つが、上記導光板上において異なっていることを特徴とする、請求項８又は９に記載のバックライト。
【請求項１１】
上記波型形状の大きさ、間隔、及び形状の内の少なくとも１つが、上記第１領域及び第２領域の少なくともいくつかにおいて、それぞれの領域により異なっていることを特徴とする、請求項１０に記載のバックライト。
【請求項１２】
上記バックライトは、上記第１領域及び上記第２領域における上記第１主要面及び第２主要面の内の少なくとも１つに配置されている、細長形状ではない光抽出機構をさらに含んでいることを特徴とする、請求項７から１１の何れか１項に記載のバックライト。
【請求項１３】
上記第１領域と上記第２領域とは、同じ形状及び大きさであることを特徴とする、請求項１〜１２の何れか１項に記載のバックライト。
【請求項１４】
上記第１領域及び上記第２領域は長方形であり、上記導光板は長方形であることを特徴とする、請求項１３に記載のバックライト。
【請求項１５】
上記第１領域の各々が、少なくとも１つの上記第２領域と隣接することを特徴とする、請求項１〜１４の何れか１項に記載のバックライト。
【請求項１６】
上記第１領域及び上記第２領域は、交互配置された一群として配置されており、上記一群の各々は、上記第１領域及び上記第２領域の内の少なくとも１つの領域を含んでいることを特徴とする、請求項１５に記載のバックライト。
【請求項１７】
上記導光板は少なくとも１つのエッジ面を持ち、上記第１光源及び上記第２光源の内の少なくともいくつかは、光を、少なくとも１つの上記エッジ面における対応する位置に導くことを特徴とする、前述の請求項１〜１６の何れか１項に記載のバックライト。
【請求項１８】
上記第１光源及び上記第２光源の内の少なくともいくつかは、光を、上記第２主要面のエッジ部を介して、上記第１領域及び上記第２領域のうち、対応する領域に導くことができるように配置されていることを特徴とする、請求項１〜１７の何れか１項に記載のバックライト。
【請求項１９】
上記第１光源及び上記第２光源の内の少なくともいくつかは、光を、上記エッジの傾斜した面を介して、上記第１領域及び上記第２領域のうち、対応する領域に導くことができるように配置されていることを特徴とする、前述の請求項１〜１８の何れか１項に記載のバックライト。
【請求項２０】
上記第１光源及び上記第２光源の内の少なくともいくつかは、光を、エッジ部を介して、上記第１領域及び上記第２領域のうち、対応する領域に導くことができるように配置されており、
上記エッジ部は、上記第２主要面上から伸長していることを特徴とする、前述の請求項１〜１９の何れか１項に記載のバックライト。
【請求項２１】
上記第１光源及び上記第２光源の全ては、光を、少なくとも１つの上記エッジ面における対応する位置に導くことが可能なように配置されていることを特徴とする、請求項１７に記載のバックライト。
【請求項２２】
少なくとも１つの上記エッジ面における対応する上記位置の各々は、上記第１領域及び第２領域の内の１つの領域のエッジ面を含むことを特徴とする、請求項１７又は２１に記載のバックライト。
【請求項２３】
上記第１光源及び上記第２光源の各々は、少なくとも１つの発光素子を有することを特徴とする、前述の請求項１〜２２の何れか１項に記載のバックライト。
【請求項２４】
上記第１領域及び上記第２領域は、上記導光板全体を区分化することを特徴とする、請求項１に記載のバックライト。
【請求項２５】
バックライトであって、
請求項１〜２４の何れか１項に記載のバックライトである第１バックライトと、
請求項１〜２４の何れか１項に記載のバックライトである第２バックライトとを含み、  上記第２バックライトの導光板の第１主要面が、上記第１バックライトの導光板の第２主要面と対向するように配置されることを特徴とするバックライト。
【請求項２６】
上記第１バックライトの導光板と、上記第２バックライトの導光板とが、同一形状であることを特徴とする、請求項２５に記載のバックライト。
【請求項２７】
請求項１〜２３の何れか１項に記載のバックライトを含み、
上記第１バックライト及び上記第２バックライトは、光抽出機構を有さない第３領域を含み、
上記第１バックライトの上記第３領域は、上記第２バックライトの上記第１領域及び上記第２領域と符合し、
上記第２バックライトの上記第３領域は、上記第１バックライトの上記第１領域及び上記第２領域と符合することを特徴とする、請求項２６に記載のバックライト。
【請求項２８】
少なくともいくつかの上記第１光源を、少なくともいくつかの上記第２光源から独立して制御することを可能にするように配置されたコントローラを含むことを特徴とする、前述の請求項１〜２７の何れか１項に記載のバックライト。
【請求項２９】
ディスプレイであり、空間光変調素子の背後に配置された、請求項１〜２８の何れか１項に記載のバックライトを含むことを特徴とするディスプレイ。
【請求項３０】
上記空間光変調素子は、液晶素子を含むことを特徴とする、請求項２９に記載のディスプレイ。
【国際調査報告】
2013517590.tif 000030
2013517590.tif 000031