(57)【要約】【課題】ディスプレイ素子用両面照明装置およびそれを採用した両面ディスプレイ素子を提供する。【解決手段】光源３２と、光源から放出された光が入射される入光面３１ａと、入光面に対向する対光面３１ｂと、入光面および対光面と直交し、光がそれぞれ出射される、上面３１ｃおよび下面３１ｄと、を有する等方性導光板３１と、上面および前記下面にそれぞれ形成された等方性微細構造３３と、上面および下面に等方性微細構造を覆ってそれぞれ形成された、第１異方性層３４および第２異方性層３５と、を備え、第１異方性層および第２異方性層は、相互に垂直な第１偏光成分および第２偏光成分の光に対して、それぞれ異なる屈折率を有する。【選択図】図３
2008108704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から放出された光が入射される入光面と、前記入光面に対向する対光面と、前記入光面および前記対光面と直交し、光がそれぞれ出射される、上面および下面と、を有する等方性導光板と、
前記上面および前記下面にそれぞれ形成された等方性微細構造と、
前記上面および前記下面に前記等方性微細構造を覆ってそれぞれ形成された、第１異方性層および第２異方性層と、を備え、
前記第１異方性層および前記第２異方性層は、相互に垂直な第１偏光成分および第２偏光成分の光に対して、それぞれ異なる屈折率を有することを特徴とするディスプレイ素子用の両面照明装置。
【請求項２】
前記第１異方性層の前記第１偏光成分の光に対する屈折率は、前記等方性微細構造の屈折率より大きく、前記第２偏光成分の光に対する屈折率は、前記等方性微細構造の屈折率と同じであり、
前記第２異方性層の前記第２偏光成分の光に対する屈折率は、前記等方性微細構造の屈折率より大きく、前記第１偏光成分の光に対する屈折率は、前記等方性微細構造の屈折率と同じであることを特徴とする請求項１に記載の両面照明装置。
【請求項３】
前記等方性導光板の対光面に対し前記光源と反対側において対向して配置された反射板をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の両面照明装置。
【請求項４】
前記第１異方性層および前記第２異方性層の前記第１偏光成分の光に対する屈折率は、それぞれ前記等方性微細構造の屈折率より大きく、前記第２偏光成分の光に対する屈折率は、それぞれ前記等方性微細構造の屈折率と同じであることを特徴とする請求項１に記載の両面照明装置。
【請求項５】
前記第１異方性層と前記第２異方性層は、同じ材料で形成されたことを特徴とする請求項４に記載の両面照明装置。
【請求項６】
前記等方性導光板の対光面に対し前記光源と反対側において対向して配置された拡散反射板をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の両面照明装置。
【請求項７】
前記等方性導光板の対光面に対し前記光源と反対側において対向して配置された反射板と、
前記等方性導光板の対光面と反射板との間に配置された偏光変換部材と、
をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の両面照明装置。
【請求項８】
前記偏光変換部材は、１／４波長板であることを特徴とする請求項７に記載の両面照明装置。
【請求項９】
前記等方性微細構造は、前記等方性導光板と同じ等方性材料で形成されたことを特徴とする請求項１に記載の両面照明装置。
【請求項１０】
前記等方性微細構造は、前記上面および前記下面にそれぞれ配列された複数のマイクロプリズムのアレイであり、前記マイクロプリズム間の間隔は、入光面から対光面方向へ近づくに従い狭くなることを特徴とする請求項９に記載の両面照明装置。
【請求項１１】
両面照明装置と、
光がそれぞれ出射される前記両面照明装置の上面および下面にそれぞれ対向して配置された第１ディスプレイ素子および第２ディスプレイ素子と、を有する両面ディスプレイ素子であって、
前記両面照明装置は、
光源と、
前記光源から放出された光が入射される入光面と、前記入光面に対向する対光面と、前記入光面および前記対光面と直交し、光がそれぞれ出射される、前記上面および前記下面と、を有する等方性導光板と、
前記上面および前記下面にそれぞれ形成された等方性微細構造と、
前記上面および前記下面に前記等方性微細構造を覆ってそれぞれ形成され、相互に垂直な第１偏光成分および第２偏光成分の光に対して、それぞれ異なる屈折率を有する第１異方性層および第２異方性層と、を有する両面照明装置であることを特徴とする両面ディスプレイ素子。
【請求項１２】
前記第１異方性層の第１偏光成分の光に対する屈折率は、前記等方性微細構造の屈折率より大きく、第２偏光成分の光に対する屈折率は、前記等方性微細構造の屈折率と同じであり、
前記第２異方性層の前記第２偏光成分の光に対する屈折率は、前記等方性微細構造の屈折率より大きく、前記第１偏光成分の光に対する屈折率は、前記等方性微細構造の屈折率と同じであることを特徴とする請求項１１に記載の両面ディスプレイ素子。
【請求項１３】
前記等方性導光板の対光面に対し前記光源と反対側において対向して配置された反射板をさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載の両面ディスプレイ素子。
【請求項１４】
前記第１異方性層および前記第２異方性層の前記第１偏光成分の光に対する屈折率は、それぞれ前記等方性微細構造の屈折率より大きく、前記第２偏光成分の光に対する屈折率は、それぞれ前記等方性微細構造の屈折率と同じであることを特徴とする請求項１１に記載の両面ディスプレイ素子。
【請求項１５】
前記第１異方性層と前記第２異方性層は、同じ材料で形成されたことを特徴とする請求項１４に記載の両面ディスプレイ素子。
【請求項１６】
前記等方性導光板の対光面に対し前記光源と反対側において対向して配置された拡散反射板をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の両面ディスプレイ素子。
【請求項１７】
前記等方性導光板の対光面に対し前記光源と反対側において対向して配置された反射板と、
前記等方性導光板の対光面と反射板との間に配置された偏光変換部材と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の両面ディスプレイ素子。
【請求項１８】
前記偏光変換部材は、１／４波長板であることを特徴とする請求項１７に記載の両面ディスプレイ素子。
【請求項１９】
前記等方性微細構造は、前記等方性導光板と同じ等方性材料で形成されたことを特徴とする請求項１１に記載の両面ディスプレイ素子。
【請求項２０】
前記等方性微細構造は、前記上面および前記下面にそれぞれ配列された複数のマイクロプリズムのアレイであり、前記マイクロプリズム間の間隔は、入光面から対光面方向近づくに従い狭くなることを特徴とする請求項１９に記載の両面ディスプレイ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイ素子用の両面照明装置およびそれを採用した両面ディスプレイ素子に係り、さらに詳細には、二つのディスプレイ素子に特定偏光成分のみを有する光をそれぞれ提供できる両面照明装置及び前記両面照明装置を採用した両面ディスプレイ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、両面ディスプレイを有する折り畳み型携帯電話機の急速な普及により、二つの液晶ディスプレイパネルに効率的に光を供給する必要性が提起されている。従来は、二つの液晶ディスプレイパネルにそれぞれ個別的に光を提供する二つの照明装置を使用していた。しかし、この場合、消費電力が増加して製品の薄型化に制約があるなどの問題点があった。そのため、一つの照明装置を利用して二つの液晶ディスプレイパネルに同時に光を提供できる両面照明装置技術が開発されている。
【０００３】
図１は、従来の両面照明装置の一例を概略的に示す断面図である。図１に示された両面照明装置１０の場合、光源１１から放出された光は、導光板１２の一側面を通じて導光板１２の内部に入射する。導光板１２の両側面には、入射光を全反射するためのプリズムパターン１３、１４が形成されている。したがって、導光板１２の内部を進む光の一部は、下部のプリズムパターン１４によって全反射されて導光板１２の上面へ出射される。また、導光板１２の内部を進む光の他の一部は、上部のプリズムパターン１３によって全反射されて導光板１２の下面へ出射される。図１に示すように、導光板１２の上面および下面には、それぞれ液晶ディスプレイパネル１５、１６が一つずつ配置されている。したがって、導光板１２の上面へ出射される光は、上部の液晶ディスプレイパネル１５に入射し、導光板１２の下面へ出射される光は、下部の液晶ディスプレイパネル１６に入射する。
【０００４】
しかし、図１に示された両面照明装置１０から導光板１２の上下面に出射される光は、非偏光光であるため、液晶ディスプレイパネル１５、１６に備えられた吸収型偏光板によって光の５０％が吸収される。その結果、光利用効率が低下するという問題がある。
【０００５】
図２は、従来の両面照明装置の他の例を概略的に示す断面図である。図２に示した両面照明装置２０は、入射光を全反射するためのプリズムパターン２５が下面にのみある導光板２１、導光板２１の側面に配置された光源２２、導光板２１の上面に配置された反射偏光板２４を備えている。このような構造で、光源２２から放出された光は、導光板２１の側面に入射して導光板２１の内部を進む。導光板２１の内部を進む光は、導光板２１の下面にあるプリズムパターン２５によって全反射されて導光板２１の上面へ出射される。導光板２１の上面へ出射された光のうち、特定の偏光成分の光は、反射偏光板２４をそのまま透過するが、他の偏光成分の光は、反射偏光板２４によって導光板２１に向かって反射する。したがって、光の一部は、上面の液晶ディスプレイパネル２６に入射し、その他の部分は、下面の液晶ディスプレイパネル２７に入射する。
【０００６】
図２に示した両面照明装置２０で、上面の液晶ディスプレイパネル２６に入射する光は、特定偏光成分のみを有しているため、損失がほとんど発生しない。しかし、下面の液晶ディスプレイパネル２７に入射する光は、導光板２１を再び通過するため、反射損失が発生するだけでなく、導光板２１を通過する過程で偏光が保持されないという問題がある。したがって、反射損失によって下面の液晶ディスプレイパネル２７に入射する光の光量が少なくなるだけでなく、液晶ディスプレイパネル２７に備えられた吸収型偏光板によって光の一部が吸収されうる。その結果、上面の液晶ディスプレイパネル２６に比べて、下面の液晶ディスプレイパネル２７の輝度が相対的に劣るという問題が発生する。また、広い角度範囲で動作するための高コストの反射偏光板２４を使用することにより、全体ディスプレイ装置のコストが高くなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、導光板の両面に配置された二つのディスプレイ素子のそれぞれに均一な偏光状態の光を提供するための両面照明装置を提供することである。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、両面照明装置を採用した両面ディスプレイ素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を解決するために、本発明に係るディスプレイ素子用の両面照明装置は、光源と、光源から放出された光が入射される入光面と、入光面に対向する対光面と、入光面および対光面と直交し、光がそれぞれ出射される、上面および下面と、を有する等方性導光板と、上面および下面にそれぞれ形成された等方性微細構造と、上面および下面に等方性微細構造を覆ってそれぞれ形成された、第１異方性層および第２異方性層と、を備え、第１異方性層および第２異方性層は、相互に垂直な第１偏光成分および第２偏光成分の光に対して、それぞれ異なる屈折率を有することを特徴とする。
【００１０】
また、第１異方性層の第１偏光成分の光に対する屈折率は、等方性微細構造の屈折率より大きく、第２偏光成分の光に対する屈折率は、等方性微細構造の屈折率と同じであり、第２異方性層の第２偏光成分の光に対する屈折率は、等方性微細構造の屈折率より大きく、第１偏光成分の光に対する屈折率は、等方性微細構造の屈折率と同じでありうる。
【００１１】
また、等方性導光板の対光面に対し光源と反対側において対向して配置された反射板をさらに備えうる。
【００１２】
また、第１異方性層および第２異方性層の第１偏光成分の光に対する屈折率は、それぞれ等方性微細構造の屈折率より大きく、第２偏光成分の光に対する屈折率は、それぞれ等方性微細構造の屈折率と同じでありうる。
【００１３】
また、第１異方性層と第２異方性層は、同じ材料で形成されうる。
【００１４】
また、等方性導光板の対光面に対し光源と反対側において対向して配置された拡散反射板をさらに備えうる。
【００１５】
また、等方性導光板の対光面に対し光源と反対側において対向して配置された反射板と、等方性導光板の対光面と反射板との間に配置された偏光変換部材と、をさらに備えうる。
【００１６】
また、偏光変換部材は、１／４波長板でありうる。
【００１７】
また、等方性微細構造は、等方性導光板と同じ等方性材料で形成されうる。
【００１８】
また、等方性微細構造は、上面および下面にそれぞれ配列された複数のマイクロプリズムのアレイであり、マイクロプリズム間の間隔は、入光面から対光面方向へ近づくに従い狭くなりうる。
【００１９】
一方、本発明に係る両面ディスプレイ素子は、両面照明装置と、光がそれぞれ出射される両面照明装置の上面および下面にそれぞれ対向して配置された第１ディスプレイ素子および第２ディスプレイ素子と、を有する両面ディスプレイ素子であって、両面照明装置は、光源と、光源から放出された光が入射される入光面と、入光面に対向する対光面と、入光面および対光面と直交し、光がそれぞれ出射される、上面および下面と、を有する等方性導光板と、上面および下面にそれぞれ形成された等方性微細構造と、上面および下面に等方性微細構造を覆ってそれぞれ形成され、相互に垂直な第１偏光成分および第２偏光成分の光に対して、それぞれ異なる屈折率を有する第１異方性層および第２異方性層と、を有する両面照明装置でありうる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明による両面照明装置は、上面および下面のいずれへも光を出射させることができ、出射される光は、いずれも特定の偏光成分のみを有する。したがって、液晶ディスプレイ素子の偏光板で光が吸収損失されることを防止しうる。これにより、一つの照明装置によって、二つのディスプレイ素子に対し損失なく光を提供することができ、光利用効率を高めることができるため、輝度が高く、かつ薄型化された両面ディスプレイ素子を提供しうる。また、輝度向上のために別途の光学フィルムを用いずに済むか、もしくはその使用枚数を減らすことができるため、ディスプレイ素子の製造コストの低減が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００２２】
図３は、本発明の一実施形態による両面照明装置および両面ディスプレイ素子の構造を概略的に示している。図３を参照すれば、本発明の一実施形態による両面ディスプレイ素子は、相互に垂直な二種類の偏光成分の光を、上面および下面を通じてそれぞれ個別的に出射させる両面照明装置３０と、両面照明装置３０の上面および下面にそれぞれ対向して配置した第１ディスプレイ素子３７および第２ディスプレイ素子３８を備える。ここで、第１および第２ディスプレイ素子３７、３８は、例えば、液晶ディスプレイ素子でありうる。この場合、第１ディスプレイ素子３７は、液晶層３７ｂおよび液晶層３７ｂの両側表面に配置された偏光板３７ａ、３７ｃで構成される。同様に、第２ディスプレイ素子３８は、液晶層３８ｂおよび前記液晶層３８ｂの両側表面に配置された偏光板３８ａ、３８ｃで構成される。
【００２３】
一方、図３に示したように、本発明の一実施形態による両面照明装置３０は、光源３２、光源３２から放出された光が入射される入光面３１ａと入光面３１ａに対向する対光面３１ｂ、および光がそれぞれ出射する上面３１ｃおよび下面３１ｄを有する等方性導光板３１、等方性導光板３１の上面３１ｃおよび下面３１ｄにそれぞれ形成された等方性微細構造３３および等方性微細構造３３を覆って等方性導光板３１の上面３１ｃおよび下面３１ｄにそれぞれ形成された第１および第２異方性層３４、３５を備える。また、導光板３１の対光面３１ｂには、導光板３１の上面３１ｃおよび下面３１ｄを通じて出射されずに残った光を導光板３１の内部に反射させるための反射板３６がさらに配置される。
【００２４】
ここで、光源３２としては、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）またはＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）のような点光源を使用するか、または冷陰極蛍光ランプ（Ｃｏｌｄ  Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ：ＣＣＦＬ）のような線光源を使用しうる。
【００２５】
また、等方性導光板３１は、偏光方向に関係なく全ての光に対して一定の屈折率を有する光学的等方性材料で形成される。光源３２は、等方性導光板３１の入光面３１ａに対向して配置される。光源３２から放出された光は、入光面３１ａを通して等方性導光板３１の内部に入射する。そして、光は、等方性導光板３１の内部で等方性導光板３１の対光面３１ｂに向かって進む。したがって、等方性導光板３１としては、例えば、ＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙ  Ｍｅｔｈｙｌ  Ｍｅｔｈ  Ａｃｒｙｌａｔｅ）やＰＣ（Ｐｏｌｙ  Ｃａｒｂｏｎａｔｅ）のように透光性に優れた材料を使用しうる。
【００２６】
等方性導光板３１の上面３１ｃおよび下面３１ｄにそれぞれ形成された等方性微細構造３３は、偏光方向が相互に垂直な二つの光を分離して等方性導光板３１の上面３１ｃおよび下面３１ｄにそれぞれ垂直に出射させるための微細な傾斜面を有する。このような等方性微細構造３３は、等方性導光板３１の屈折率と実質的に同じ屈折率を有する等方性材料を使用することが望ましい。例えば、等方性導光板３１と等方性微細構造３３とを射出成形工程を通じて一体に形成することも可能である。一方、等方性微細構造３３は、図４Ａないし図４Ｄに例示的に示した多様な形状を有する複数のマイクロプリズムのアレイで構成されうる。このとき、図３に示すように、光源３２から遠ざかるにしたがい輝度が低下することを防止するために、マイクロプリズム間の間隔は、入光面３１ａから対光面３１ｂの方向へいくほど狭くなる。
【００２７】
また、等方性導光板３１の上面３１ｃおよび下面３１ｄにそれぞれ形成された第１および第２異方性層３４、３５は、相互に垂直な二つの偏光成分の光に対して異なる屈折率を有する材料を使用する。例えば、等方性導光板３１の上面３１ｃに形成された第１異方性層３４は、異常光線に対する屈折率ｎｅ１が正常光線に対する屈折率ｎｏ１より大きい材料を使用しうる。このとき、第１異方性層３４の正常光線に対する屈折率ｎｏ１は、等方性微細構造３３の屈折率ｎｉとほぼ同じであることが望ましい。したがって、条件ｎｉ＝ｎｏ１＜ｎｅ１を満足しうる。ここで、屈折率がほぼ同じであることは、具体的な数値が完全に一致することを意味せず、若干の差があっても、それにより、正常光線の進路に実質的な影響を与えない場合も含む。このような条件を満足する第１異方性層３４の材料としては、例えば、ＰＥＮ（Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）やＰＥＴ（Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）のような正（＋）の光弾性係数を有する高分子材料を引き伸ばして使用するか、または水平配向されたネマチック液晶を光硬化させて形成した液晶ポリマーを使用しうる。
【００２８】
一方、等方性導光板３１の下面３１ｄに形成された第２異方性層３５は、正常光線に対する屈折率ｎｏ２が異常光線に対する屈折率ｎｅ２より大きい材料を使用しうる。このとき、第２異方性層３５の異常光線に対する屈折率ｎｅ２は、等方性微細構造３３の屈折率ｎｉとほぼ同じであることが望ましい。したがって、条件ｎｉ＝ｎｅ２＜ｎｏ２を満足しうる。前述したように、屈折率ｎｉとｎｅ２との数値が完全に同一である必要はなく、屈折率の差が異常光線の進路に実質的な影響を与えないほどならば、同じ屈折率とみなせる。このような第２異方性層３５の材料としては、例えば、ｓ−ＰＳ（ｓｙｎｄｉｏｔａｃｔｉｃ  Ｐｏｌｙｓｔｙｌｅｎｅ）のような負（−）の光弾性係数を有する高分子材料を引き伸ばして使用するか、または垂直配向されたディスコチック液晶を光硬化させて形成した液晶ポリマーを使用しうる。
【００２９】
これまで、第１および第２異方性層３４、３５の屈折率と等方性微細構造３３の屈折率との関係のみを説明した。しかし、等方性導光板３１の屈折率も、等方性微細構造３３の屈折率とほぼ同じであるため、第１および第２異方性層３４、３５の屈折率と等方性導光板３１の屈折率との間にも同じ関係が適用される。
【００３０】
以下、前述した構造を有する本発明の一の実施形態による両面照明装置３０の動作について詳細に説明する。
【００３１】
まず、光源３２から放出された光は、等方性導光板３１の入光面３１ａを通じて等方性導光板３１の内部に入射する。そして、光は、等方性導光板３１の内部で等方性導光板３１の対光面３１ｂに向かって進む。ここで、光は、正常光線（図面においては「両矢印（Ｌｅｆｔ  Ｒｉｇｈｔ  Ａｒｒｏｗ）」で表示）と異常光線（図面においては「丸中黒（Ｃｉｒｃｌｅｄ  Ｄｏｔ）」記号で表示）とをいずれも含む非偏光状態の光である。
【００３２】
等方性導光板３１の内部を進む光の一部は、等方性導光板３１の上面３１ｃと第１異方性層３４との界面に入射する。前述したように、第１異方性層３４の異常光線に対する屈折率は、等方性導光板３１の屈折率より大きく、正常光線に対する屈折率は、等方性導光板３１の屈折率とほぼ同じである。したがって、光は、前記等方性導光板３１と第１異方性層３４との界面で全反射されず、第１異方性層３４の内部に入射する。その後に、光は、等方性微細構造３３の傾斜面に入射する。異常光線の場合、第１異方性層３４の屈折率より等方性微細構造３３の屈折率が低いため、図３に示したように、異常光線は、等方性微細構造３３の傾斜面で全反射される。その結果、異常光線は、両面照明装置３０の上面を通じて外部に垂直に出射する。ここで、等方性微細構造３３を構成する一つのマイクロプリズム素子の形態は、図４Ａのような単純な三角プリズムの形態でありうる。しかし、全反射されずに大きい角で出射される異常光線を減らして正面出射光を増加させるために、図４Ｂないし図４Ｄのように、変形された三角プリズムの形態を有してもよい。
【００３３】
一方、正常光線の場合、第１異方性層３４の屈折率と等方性微細構造３３の屈折率とが同じであるため、正常光線は、進路の変更なしに前記等方性微細構造３３をそのまま透過する。これにより、異常光線と正常光線とが分離される。その後に、正常光線は、第１異方性層３４の上面と外部空気層との界面で全反射されて等方性導光板３１に向かって進む。
【００３４】
一方、等方性導光板３１の内部を進む光の他の一部は、等方性導光板３１の下面３１ｄと第２異方性層３５との界面に入射する。ここで、第２異方性層３５の正常光線に対する屈折率は、等方性導光板３１の屈折率より大きく、異常光線に対する屈折率は、等方性導光板３１の屈折率とほぼ同じである。したがって、光は、等方性導光板３１と第２異方性層３５との界面を通過して第２異方性層３５の内部に入射する。その後に、光は、等方性微細構造３３の傾斜面に入射する。前述したように、正常光線は、第２異方性層３５の屈折率より等方性微細構造３３の屈折率の方が低い。したがって、図３に示したように、正常光線は、等方性微細構造３３の傾斜面で全反射されて両面照明装置３０の下面を通じて外部に垂直に出射する。一方、異常光線は、第２異方性層３５の屈折率と等方性微細構造３３の屈折率とが同じである。したがって、異常光線は、進路の変更なしに前記等方性微細構造３３をそのまま透過する。その後に、異常光線は、第２異方性層３５の表面と外部空気層との界面で全反射されて等方性導光板３１に向かって進む。
【００３５】
このような原理により、異常光線は、両面照明装置３０の上面にのみ出射され、正常光線は、両面照明装置３０の下面にのみ出射される。出射されずに残った一部の光は、等方性導光板３１の対光面３１ｂにある反射板３６によって反射された後、両面照明装置３０の上面または下面に出射される。
【００３６】
ここで、両面照明装置３０の上面にある第１ディスプレイ素子３７の背面偏光板３７ａは、異常光線の偏光方向と同じ方向の偏光面を有する。これにより、両面照明装置３０の上面から出射した異常光線は、背面偏光板３７ａで吸収されず、液晶層３７ｂに供給される。同様に、両面照明装置３０の下面にある第２ディスプレイ素子３８の背面偏光板３８ａは、正常光線の偏光方向と同じ方向の偏光面を有する。
【００３７】
図５は、本発明の他の実施形態による両面照明装置４０の概略的な構造を示している。図５に示した両面照明装置４０は、図３に示した両面照明装置３０と比較すると、等方性導光板４１の上面４１ｃおよび下面４１ｄに形成された異方性層４４が同じ材料で形成されているという点で異なる。特に、異方性層４４は、図３の第１異方性層３４と同じ材料で形成されている。したがって、等方性導光板４１の上面４１ｃおよび下面４１ｄに形成された異方性層４４は、異常光線に対する屈折率が正常光線に対する屈折率より大きく、正常光線に対する屈折率が等方性導光板４１および等方性微細構造４３の屈折率とほぼ同じである。そして、等方性導光板４１の対光面４１ｂには、単純な反射板の代りに、拡散反射板４５が配置されている。光源４２および等方性微細構造４３は、図３の光源３２および等方性微細構造３３と同じである。
【００３８】
本実施形態によれば、光源４２から等方性導光板４１の入光面４１ａを通じて入射した光のうち、異常光線のみが両面照明装置４０の上面および下面を通じて出射する。そして、正常光線は、異方性層４４の表面と外部空気層との界面で全反射されて等方性導光板４１の対光面４１ｂに向かって進む。その後に、光は、等方性導光板４１の対光面４１ｂに配置された拡散反射板４５によって拡散および反射される。拡散反射板４５は、入射光を色々な方向に拡散させて反射する役割を有する。この過程で、偏光方向も様々な方向に変わるため、正常光線は、非偏光状態の光となる。それにより、拡散反射された非偏光状態の光のうち、再び異常光線のみが両面照明装置４０の上面および下面を通じて出射する。
【００３９】
この場合、両面照明装置４０の上面および下面にそれぞれ対向するように配置された第１および第２ディスプレイ素子４６、４７の背面偏光板４６ａ、４７ａは、いずれも異常光線の偏光方向と同じ方向の偏光面を有する。これにより、両面照明装置４０の上面および下面に出射された異常光線は、背面偏光板４６ａ、４７ａで吸収されず、第１および第２ディスプレイ素子４６、４７の液晶層４６ｂ、４７ｂにそれぞれ供給される。図面符号４６ｃおよび４７ｃは、前記第１および第２ディスプレイ素子４６、４７の前面偏光板を示す。
【００４０】
図６は、本発明のさらに他の実施形態による両面照明装置４０’の概略的な構造を示している。図５の両面照明装置４０と比較すると、図６の両面照明装置４０’は、等方性導光板４１の対光面４１ｄに拡散反射板４５の代りに偏光変換部材４８と反射板４９とがそれぞれ配置されているという点で異なる。図６に示した両面照明装置４０’の残りの構造は、図５の両面照明装置４０と同じである。偏光変換部材４８は、反射板４９によって反射されて等方性導光板４１に再入射する正常光線の偏光方向を変える役割を有する。例えば、偏光変換部材４８は、１／４波長板のような光学的異方性材料により形成される。図６に示した実施形態の場合、異方性層４４の表面と外部空気層との界面で全反射されて等方性導光板４１の対光面４１ｂに向かって進む正常光線は、偏光変換部材４８によって異常光線に変わる。したがって、等方性導光板４１に再入射する光は、ほぼ異常光線であり、両面照明装置４０’の上面および下面からそれぞれ出射する。
【００４１】
図７は、本発明のさらに他の実施形態による両面照明装置５０の概略的な構造を示している。図７に示した両面照明装置５０は、図３に示した両面照明装置３０と比較すると、等方性導光板５１の上面５１ｃおよび下面５１ｄに形成された異方性層５４がいずれも図３の第２異方性層３５と同じ材料で形成されているという点で異なる。したがって、図７の異方性層５４は、正常光線に対する屈折率が異常光線に対する屈折率より大きく、異常光線に対する屈折率が等方性導光板５１及び等方性微細構造５３の屈折率と実質的に同じである。そして、図５に示した実施形態と同様に、等方性導光板５１の対光面５１ｂには、拡散反射板５５を配置している。しかし、拡散反射板５５の代りに、図６に示した実施形態と同様に、偏光変換部材と反射板とを配置してもよい。光源５２と等方性微細構造５３は、図３の光源３２および等方性微細構造３３と同じである。
【００４２】
図７に示した実施形態によれば、光源５２から等方性導光板５１の入光面５１ａを通じて入射した光のうち、正常光線のみが両面照明装置５０の上面および下面を通じて出射する。一方、異常光線は、異方性層５４の表面と外部空気層との界面で全反射されて等方性導光板５１の対光面５１ｂに向かって進む。その後に、異常光線は、等方性導光板５１の対光面５１ｂに配置された拡散反射板５５によって拡散反射される。この過程で、異常光線は、非偏光状態の光となる。これにより、拡散反射された非偏光状態の光のうち、正常光線のみが両面照明装置５０の上面および下面を通じて出射する。
【００４３】
この場合、両面照明装置５０の上面および下面にそれぞれ対向するように配置された第１および第２ディスプレイ素子５６、５７の背面偏光板５６ａ、５７ａは、いずれも正常光線の偏光方向と同じ方向の偏光面を有する。これにより、両面照明装置５０の上面および下面から出射した正常光線は、背面偏光板５６ａ、５７ａで吸収されず、第１および第２ディスプレイ素子５６、５７の液晶層５６ｂ、５７ｂにそれぞれ供給される。ここで、図面符号５６ｃおよび５７ｃは、それぞれ第１および第２ディスプレイ素子５６、５７の前面偏光板を示す。
【００４４】
図面に示した実施形態を参照して本発明を説明してきたが、これらの実施形態は、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、本発明の思想および精神を離れることなく、これらの実施形態から多様な変形および均等な他の実施形態が可能であるということが理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決定されなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、両面ディスプレイを有する折り畳み型携帯電話などに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】従来の両面照明装置の一例を示す断面図である。
【図２】従来の両面照明装置の他の例を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による両面照明装置の概略的な構造を示す断面図である。
【図４Ａ】図３に示された両面照明装置で使われた微細構造の多様な形態を例示的に示す図面である。
【図４Ｂ】図３に示された両面照明装置で使われた微細構造の多様な形態を例示的に示す図面である。
【図４Ｃ】図３に示された両面照明装置で使われた微細構造の多様な形態を例示的に示す図面である。
【図４Ｄ】図３に示された両面照明装置で使われた微細構造の多様な形態を例示的に示す図面である。
【図５】本発明の他の実施形態による両面照明装置の概略的な構造を示す断面図である。
【図６】本発明のさらに他の実施形態による両面照明装置の概略的な構造を示す断面図である。
【図７】本発明のさらに他の実施形態による両面照明装置の概略的な構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
３０    両面照明装置、
３１    等方性導光板、
３１ａ    入光面、
３１ｂ    対光面、
３１ｃ    上面、
３１ｄ    下面、
３２    光源、
３３    微細構造、
３４    第１異方性層、
３５    第２異方性層、
３６    反射板、
３７    第１ディスプレイ素子、
３７ａ、３７ｃ、３８ａ、３８ｃ    偏光板、
３７ｂ、３８ｂ    液晶層、
３８    第２ディスプレイ素子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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