(57)【要約】【課題】自発光素子を利用した平板表示装置上に、光取出し効率及び輝度向上のために形成されたプリズムシートによる像の鮮明度の低下現象を解決する平板表示装置を提供する。【解決手段】透明基板と、前記透明基板の一面に形成された自発光素子と、前記透明基板の他の面に形成され、前記自発光素子による放出光を所定の方向に指向させる互いに平行な長さ方向軸を有する複数の多角形の突出部材からなるプリズムシートと、を含み、前記透明基板の厚さと、前記プリズムシートの多角形の突出部材を除いた部分の厚さとの合計が、約０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであることを特徴とする平板表示装置である。【選択図】図４
2005294266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、
前記透明基板の一面に形成された自発光素子と、
前記透明基板の他の面に形成され、前記自発光素子による放出光を所定の方向に指向させる互いに平行な長さ方向軸を有する複数の多角形の突出部材からなるプリズムシートと、を含み、
前記透明基板の厚さと、前記プリズムシートの多角形の突出部材を除いた部分の厚さとの合計が、約０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであることを特徴とする平板表示装置。
【請求項２】
前記透明基板の厚さと、前記プリズムシートの多角形の突出部材を除いた部分の厚さとの合計が、約０．１ｍｍ〜０．３ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の平板表示装置。
【請求項３】
前記突出部材は、五角形であることを特徴とする請求項１に記載の平板表示装置。
【請求項４】
前記透明基板は、ガラス材またはプラスチック材であることを特徴とする請求項１に記載の平板表示装置。
【請求項５】
前記突出部材のそれぞれは、前記基板の一面に垂直な線と約６５°〜７５°の角度を形成する少なくとも一つの第１辺を有することを特徴とする請求項１に記載の平板表示装置。
【請求項６】
前記突出部材のそれぞれは、前記第１辺と隣接し、前記基板の一面に垂直な線と約４０°〜６０°の角度を形成する少なくとも一つの第２辺を有することを特徴とする請求項５に記載の平板表示装置。
【請求項７】
前記第１辺は、前記第２辺より前記突出部材の最上端の頂点に近接することを特徴とする請求項６に記載の平板表示装置。
【請求項８】
前記第１辺の全長は、前記第２辺の全長より長いことを特徴とする請求項６に記載の平板表示装置。
【請求項９】
前記プリズムシートは、ガラス材またはプラスチック材であることを特徴とする請求項４に記載の平板表示装置。
【請求項１０】
前記自発光素子が、電界発光素子であることを特徴とする請求項１に記載の平板表示装置。
【請求項１１】
前記プリズムシートに直接透明電極が形成されて、前記プリズムシートと透明基板とが一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の平板表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板表示装置に係り、特に、自発光素子からの光取出し効率を向上させ、画像の鮮明度の低下現象を改善した平板表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自発光素子を利用した平板表示装置の光取出し効率は、発光層から平板表示装置の外部に達するまでの各層の屈折率により決定される。このような光取出し効率を低下させる原因のうちの一つは、光が屈折率の高い透明基板から屈折率の低い空気中に出射される時、不要な方向に出射される光が存在し、また、基板と空気との界面に光が臨界角以上の角度で入射すると、全反射を起こして外部に放射されることが阻害されるためである。
【０００３】
図１に示すような従来の自発光素子による平板表示装置において、自発光素子１から放出された光が透明基板２内から空気中に透過される時の光透過効率は、１／２（Ｎｏｕｔ／Ｎｉｎ）２という数式に基づく。この式において、Ｎは屈折率である。
【０００４】
前記式に基づいて、ガラス材の透明基板を使用した場合の光取出し効率を計算して見ると、ガラス材の透明基板の屈折率は、約１．５２であり、空気の屈折率は、約１．００であるので、光取出し率は、約２１．６４％となる。即ち、透明基板に進入した光の７０％以上が、透明基板内で消滅することが分かる。
【０００５】
また、自発光素子による光が不要な方向にも出射されるので、それを解決するための多様な試みもされている。
【０００６】
このような試みのうち、供給電圧を高める方法は、意図した輝度向上の達成を可能にするが、バッテリーの容量増加を伴って軽量化に反し、また、バッテリー及び自発光素子の寿命を短縮させる。このため、供給電圧を逆に低減させつつ輝度を向上させるために、次の特許文献が提案されている。
【０００７】
特許文献１には、ＥＬ（電界発光）シートの発光面に互いに平行な長さ方向軸を有する複数のプリズムが形成されているアクリル樹脂剤のプリズムレンズシートが装着されたＥＬ発光装置が開示されている。透明基板と空気との界面に臨界角以上の角度で入射した光が、プリズムレンズの各辺では、臨界角以下の入射角を有して全反射を低減し、光の射出方向を所定の方向に指向させて、その方向での輝度を向上させる。しかし、前記発明には、プリズムレンズ内でも全反射によって消失される光が存在し、像の重複により像の鮮明度が低下するという問題点がある。
【０００８】
プリズムレンズ内でも全反射が発生するという問題点を解決するために、特許文献２には、光源から光が入射される第１面と、前記第１面を通じて入射された光を出射する第２面と、を含み、前記第２面は、互いに平行した長さ方向軸を有する複数の多角形の突出部材を含み、前記突出部材のそれぞれは、前記第１面に垂直な線と約６５°〜７５°の角度を形成する少なくとも一つの第１辺と、前記第１辺と隣接し、前記第１面に垂直な線と約４０°〜６０°の角度を形成する少なくとも一つの第２辺とを有するプリズムシートが開示されている。前記のような角度の辺は、プリズム内での全反射を減らすためのものである。
【０００９】
しかし、前記発明は、自発光素子に使用するためのものではなく、液晶表示器の一部であって、即ちバックライトの光取出し効率を向上させるために使用するものであって、自発光素子を利用した平板表示装置に使用する場合、像の重複により像の鮮明度が低下するという問題点がある。
【特許文献１】特開平９−７３９８３号公報
【特許文献２】韓国公開特許２００３−９６５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前記のような問題点を解決するためのものであって、光取出し効率及び輝度を向上させ、かつ自発光素子による像がプリズムシートを通過しつつ発生する鮮明度の低下現象を改善させる平板表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記のような目的を達成するために、本発明は、透明基板と、前記透明基板の一面に形成された自発光素子と、前記透明基板の他の面に形成され、前記自発光素子による放出光を所定の方向に指向させる互いに平行な長さ方向軸を有する複数の多角形の突出部材からなるプリズムシートと、を含み、前記透明基板の厚さと、前記プリズムシートの多角形の突出部材を除いた部分の厚さとの合計が、約０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであることを特徴とする平板表示装置を提供する。
【００１２】
このような本発明の他の特徴によれば、前記透明基板の厚さと、前記プリズムシートの多角形の突出部材を除いた部分の厚さとの合計が、約０．１ｍｍ〜０．３ｍｍでありえる。
【００１３】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記突出部材は、五角形でありえる。
【００１４】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記透明基板は、ガラス材またはプラスチック材でありえる。
【００１５】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記突出部材のそれぞれは、前記基板の一面に垂直な線と約６５°〜７５°の角度を形成する少なくとも一つの第１辺を有することができる。
【００１６】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記突出部材のそれぞれは、前記第１辺と隣接し、前記基板の一面に垂直な線と約４０°〜６０°の角度を形成する少なくとも一つの第２辺を有することができる。
【００１７】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記第１辺は、前記第２辺より前記突出部材の最上端の頂点に近接できる。
【００１８】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記第１辺の全長は、前記第２辺の全長より長くすることができる。
【００１９】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記プリズムシートは、ガラス材またはプラスチック材でありえる。
【００２０】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記自発光素子がＥＬ素子でありえる。
【００２１】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記プリズムシートに直接透明電極が形成されて、前記プリズムシートと透明基板とが一体化されうる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の平板表示装置によれば、次のような効果を奏することができる。
【００２３】
第１に、透明基板の厚さと、プリズムシートの突出部材を除いた部分の厚さとの合計を所定の厚さ以内に制限して、プリズムシートを通過した像の鮮明度を改善させうる。
【００２４】
第２に、透明基板にプリズムシートを形成して、自発光素子による光の全反射を減らし、前記光を所定の方向に指向させることによって、光取出し効率及び輝度を向上させ、これにより、消費電力の浪費を解消すると共に、自発光素子の長寿命化を図ることができる。
【００２５】
第３に、プリズムシートの突出部の各辺の角度を調節して、プリズムシート内で全反射される光量を減少させて出射される光量を増加させることによって、光取出し効率及び輝度を向上させうる。
【００２６】
第４に、プリズムシートに直接透明電極を形成し、それを自発光素子の透明基板に利用することにより、プリズムシートと透明基板とが一体化され、部品個数が減少し、製造工程の簡易化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。
【００２８】
図２および図３は、三角プリズム２を通じた光路及び像の位置を示した概略図である。
【００２９】
図２から分かるように、光源Ｓ１から出発してプリズム２を通過した後、反対側の観察点Ｏに到達するまでの光路は、ｌＳ１、ｌＳ１’、ｌＳ１”の約３つの経路が存在し、結局、観察点Ｏでは、光源がＳ１、Ｓ１’、Ｓ１”の３つに見られる。
【００３０】
プリズムシートを液晶表示装置において、液晶とバックライトとの間に位置させて、バックライトの輝度向上及び集光のための用途に使用する場合には、これは問題とならないが、自発光素子による像の輝度向上及び集光のための用途に使用する場合には、前述したように必然的に像が複数個に見られて、鮮明度が低下するという問題点が発生する。それは、三角プリズムだけでなく多角形の突出部材である場合にも、同一の原理により発生する問題である。
【００３１】
図３のプリズム２は、図２のプリズム２と同一なものであり、図２と図３の前記プリズム２の反対側の観察点Ｏの前記プリズム２についての相対的位置も同一であり、図２の前記プリズム２の一面Ｃ１から光源Ｓ１までの距離が、図３の前記プリズム２の一面Ｃ１から光源Ｓ２までの距離の約６倍であることのみが異なる。
【００３２】
図２と図３とを比較して見れば、図２に表示された観察点Ｏから見た３つの像Ｓ１、Ｓ１’、Ｓ１”の間の角度が、図３に表示された観察点Ｏから見た３つの像Ｓ２、Ｓ２’、Ｓ２”の間の角度より大きい。それは、同一な位置で観察者が像を見る場合、光源がプリズムに近く位置するほど、像が互いに近く位置するようになるということを意味する。それは、一例として挙げた三角プリズムだけでなく、他の多角形の突出部材からなるプリズムである場合にも同一である。したがって、光源とプリズムとの間の距離を十分に狭めれば、像が互いに近く位置するようになり、より鮮明な像を得ることができる。
【００３３】
図４は、本発明の望ましい第１実施形態による自発光素子が、ＥＬ素子である場合の平板表示装置を概略的に示した断面図である。
【００３４】
図４から分かるように、本発明の望ましい第１実施形態による平板表示装置１０は、透明な素材で備えられた透明基板１２の第１面に第１電極層１４が形成され、前記第１電極層１４の上面に少なくとも発光層１８２を含む中間層１８が形成され、前記中間層１８の上面に前記第１電極層１４と異なる極性を有する第２電極層１６が形成され、前記透明基板の第１面の反対側面である第２面にプリズムシート１９が形成される。そして、前記第２電極層１６の上面には、前記第１電極層１４、中間層１８および第２電極層１６を外部から密封する密封部材（図示せず）がさらに備えられうる。以下、説明する本発明の実施形態では、説明の便宜上、密封部材を省略した概略的な構造を中心に説明する。
【００３５】
前記透明基板１２は、ＳｉＯ２を主成分とする透明なガラス材の基板が使われうる。図面に示されていないが、前記透明基板１２の上面には、基板の平滑性と不純元素の侵入を遮断するために、バッファ層をさらに備え、前記バッファ層は、ＳｉＯ２等で形成できる。また、前記透明基板１２は、ガラス材だけでなくプラスチック材の基板が使われうるが、例えばポリマー系のフレキシブルタイプが適用されることもある。
【００３６】
前記透明基板１２上に積層される第１電極層１４は、透明素材の伝導性物質で形成できるが、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）で形成でき、フォトリソグラフィ法により所定のパターンとなるように形成できる。前記第１電極層１４のパターンは、受動駆動型（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｍａｔｒｉｘ：ＰＭ）の場合には、互いに所定間隔が離れたストライプ状の線で形成され、能動駆動型（Ａｃｔｉｖｅ  Ｍａｔｒｉｘ：ＡＭ）の場合には、画素に対応する形態に形成されうる。ＡＭの場合には、また、この第１電極層１４と透明基板１２との間に、少なくとも一つの薄膜トランジスタを備えたＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）層がさらに備えられ、前記第１電極層１４は、このＴＦＴ層に電気的に連結される。それは、以下に説明する本発明のあらゆる実施形態で同一に適用される。
【００３７】
このようにＩＴＯで備えられた第１電極層１４は、図示されていない外部第１電極端子に連結されてアノード電極として作用できる。
【００３８】
前記第１電極層１４の上部には、第２電極層１６が位置するが、この第２電極層１６は反射型電極となり、アルミニウム／カルシウムなどで形成され、図示されていない外部第２電極端子に連結されてカソード電極として作用できる。
【００３９】
前記第２電極層１６は、ＰＭの場合には、第１電極層１４のパターンに直交するストライプ状の線で形成され、ＡＭの場合には、画素に対応する形態に形成されうる。ＡＭの場合には、画像が具現されるアクティブ領域の全体にかけて形成されうる。
【００４０】
前記のような第１電極層１４と第２電極層１６は、その極性が互いに反対になってもよい。
【００４１】
前記第１電極層１４と第２電極層１６との間に介在される中間層１８は、第１電極層１４と第２電極層１６の電気的駆動により発光する発光層１８２を有する。この中間層１８の種類によって、ＥＬ素子が有機ＥＬ素子または無機ＥＬ素子に区分されうる。
【００４２】
有機ＥＬ素子の場合には、低分子有機物または高分子有機物を使用できる。
【００４３】
前記中間層１８が低分子有機物で形成された低分子有機層の場合には、発光層１８２を中心に第１電極層１４の方向にホール輸送層及びホール注入層などで備えられた第１中間層１８４と、第２電極層１６の方向に電子輸送層及び電子注入層などで備えられた第２中間層１８６の構造を有することができる。もちろん、それらのホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、電子注入層などは、その他の多様な複合構造で積層されて形成され、その他の機能を有する層が形成されうる。
【００４４】
また、使用可能な有機材料も、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、Ｎ，Ｎ−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（ＮＰＢ）、トリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）などを始めとして多様に適用可能である。前記中間層１８は、フルカラーの有機ＥＬ素子である場合、前記発光層１８２を各画素のカラーに対応するように多様なパターンで形成可能である。このような低分子有機層は、真空中で有機物を加熱して蒸着する方式で形成されうるが、そのうち発光層１８２の形成は、各画素に対応するように、所定パターンのスリットが備えられたマスクを介在して各カラー別に順次に蒸着して形成できる。
【００４５】
一方、高分子有機物で形成された高分子有機層の場合には、発光層１８２を中心に第１電極層１４の方向に第１中間層１８４として、ホール輸送層（Ｈｏｌｅ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｌａｙｅｒ：ＨＴＰ）のみが備えられ、第２中間層１８６は省略可能である。前記高分子ホール輸送層は、ポリエチレンジヒドロキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）や、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）などを使用して、インクジェットプリンティングやスピンコーティングの方法により前記透明基板１２の第１電極層１４の上部に形成され、前記高分子有機発光層は、ポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）、溶解性ＰＰＶ’ｓ（Ｓｏｌｕｂｌｅ  ＰＰＶ’ｓ）、シアノ−ＰＰＶ（Ｃｙａｎｏ−ＰＰＶ）、ポリフルオレンなどを使用でき、インクジェットプリンティングやスピンコーティングまたはレーザを利用した熱転写方式などの通常の方法でカラーパターンを形成できる。もちろん、このような高分子有機層の場合にも、前記第１及び第２中間層１８４、１８６の構造は、必ずしも前記に限定されるものではなく、必要によって多様な層で構成できる。
【００４６】
無機ＥＬ素子の場合、発光層１８２は、ＺｎＳ、ＳｒＳ、ＣａＳなどのような金属硫化物またはＣａＧａ２Ｓ４、ＳｒＧａ２Ｓ４などのようなアルカリ土類カルシウム硫化物、及びＭｎ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｔｍ、Ｅｒ、Ｐｒ、Ｐｂなどを含む遷移金属またはアルカリ稀土類金属などのような発光中心原子で形成される。そして、第１中間層１８４と第２中間層１８６は、いずれも絶縁層で形成されうる。
【００４７】
以下、本発明の実施形態では、低分子の有機ＥＬ素子を中心に説明する。
【００４８】
前記第２電極層１６の上部には、密封部材（図示せず）が備えられるが、前記密封部材は、内部に吸湿剤が備えられたメタルキャップで備えられ、または、密封用の樹脂剤を塗布して内部への水分の侵入を遮断できる。前記密封部材は、その他にも基板を利用して形成されうる。
【００４９】
以上、説明したような本発明の望ましい第１実施形態による平板表示装置は、自発光素子がＥＬ素子であり、発光層１８２から発光される光が基板１２の方向に発光される背面発光型であるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、前面発光型やＥＬ素子ではない自発光素子である場合にも、そのまま適用できる。
【００５０】
本発明の望ましい第１実施形態においては、前記透明基板の下面にプリズムシート１９が形成されるが、それは、ＳｉＯ２を主成分とする透明なガラス材またはプラスチック材で形成されうる。この際、プラスチック材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上にアクリレート系またはベンゾシクロブテン系でプリズムが形成されたものなどが使われ、その他にも、屈折率が約１．４以上であるプラスチック材を使用できる。
【００５１】
以上、説明したような本発明の第１実施形態による平板表示装置１０において、発光層１８２からプリズムシート１９の突出部材を除いた所までの厚さＴ１２を調節するが、前述したように、前記厚さＴ１２が薄いほど像の鮮明度が改善されるので、それを薄くすることが好ましい。
【００５２】
前記厚さＴ１２は、第１中間層１８４の厚さＴ１４、第１電極層１４の厚さＴ１６、透明基板１２の厚さＴ１８、プリズムシート１９の突出部材を除いた部分の厚さＴ１９を含む。そのうち、第１中間層１８４、第１電極層１４などの厚さは、１μｍ以下であり、透明基板１２の厚さＴ１８及びプリズムシート１９の突出部材を除いた部分の厚さＴ１９が、それぞれ約数百μｍ、百μｍと最も厚いので、透明基板１２と、プリズムシート１９の突出部材を除いた部分との厚さの合計Ｔ１７を調節することが重要である。
【００５３】
前述したように、発光層１８２で形成された像がプリズムシート１９を通過することによって発生する多重の像間の距離は、発光層１８２からプリズムシート１９の突出部材を除いた所までの厚さＴ１２を薄くするほど狭まるので、したがって、前記透明基板１２の厚さＴ１８と、プリズムシート１９の突出部材を除いた部分の厚さＴ１９との合計Ｔ１７が小さいほど、像の鮮明度が改善される。
【００５４】
現在、携帯電話に使われる有機ＥＬ素子で頻繁に使われる字の大きさは、約１２ポイントであり、透明基板の厚さが約０．７ｍｍであるところ、前記厚さの基板に０．１ｍｍ厚さのプリズムシートを付着させると、字があまりきれいではないが、前記基板の厚さが０．５ｍｍのレベルまで低くなれば、字がきれいに現れ始める。字の幅は、約２００μｍで表示されるので、字の鮮明度は、その幅がどれほどぼやけて見えるかにより決定される。即ち、幅が２００μｍである字が４００μｍ以上にぼやけて見える場合、字が分かり難くなる。図５は、０．１ｍｍ厚さの基板にプリズムシートを適用した時の像の写真であり、図６は、前記図５の場合の１２ポイントの字の顕微鏡写真である。図７は、０．１５ｍｍ厚さの基板にプリズムシートを適用した時の像の写真であり、図８は、前記図７の場合の１２ポイントの字の顕微鏡写真である。図９および図１０は、それぞれ０．３ｍｍ厚さの基板にプリズムシートを適用した時の像の写真と、その場合の１２ポイントの字の顕微鏡写真であり、図１１および図１２は、それぞれ０．５ｍｍ厚さの基板にプリズムシートを適用した時の像の写真と、その場合の１２ポイントの字の顕微鏡写真であり、図１３および図１４は、それぞれ０．７ｍｍ厚さの基板にプリズムシートを適用した時の像の写真と、その場合の１２ポイントの字の顕微鏡写真である。前記図５ないし図１２を参照すれば、０．５ｍｍ以下の厚さの基板にプリズムシートを適用した場合、顕微鏡で見る時に字幅が約４００μｍ以下でぼやけて見え、肉眼上でも字を読み取ることには問題がない。しかし、０．７ｍｍ厚さの基板にプリズムシートを適用した場合である図１３および図１４を参照すれば、顕微鏡上で字幅が８００μｍ以上にぼやけて見え、肉眼上でも２つの字が重なって見られる。したがって、透明基板１２の厚さＴ１８と、プリズムシート１９の突出部材を除いた部分の厚さＴ１９との合計Ｔ１７が、０．５ｍｍ以内であることが望ましい。
【００５５】
図１５は、基板の厚さと字幅との相関関係を示したグラフである。前述したように、字幅が４００μｍ以下である時、肉眼上で字を読み取ることには問題がなく、これに該当する基板の厚さが０．５ｍｍ以内であるが図１５を通じても分かる。特に、図１５を参照すれば、基板の厚さが０．３ｍｍ以内である場合に、字幅が５０μｍ以上ぼやけないため、透明基板１２の厚さＴ１８と、プリズムシート１９の突出部材を除いた部分の厚さＴ１９との合計Ｔ１７が、０．３ｍｍ以内である場合がさらに望ましい。
【００５６】
一方、透明基板１２の厚さＴ１８が薄いほど反りが大きいので、整列に問題が発生しうる。したがって、収率の顕著な低下なしに、透明基板１２の厚さＴ１８を薄くすることができる限度が存在し、現工程上の前記厚さの下限は、約０．０５ｍｍである。また、プリズムシート１９の製作において、収率の顕著な低下なしに、薄く製作可能な突出部材を除いた部分の厚さＴ１９の限度は、現工程上の０．０５ｍｍであり、結果的に透明基板１２の厚さＴ１８と、プリズムシート１９の突出部材を除いた部分の厚さＴ１９との合計Ｔ１７が、最小０．１ｍｍ以上であることが望ましい。
【００５７】
前記のような条件下で、プリズムシートを装着して、光取出し効率及び特定方向での輝度を向上させつつも像の鮮明度の低下を防止できる。
【００５８】
図１６は、本発明の望ましい第２実施形態による自発光素子が有機ＥＬ素子であり、ガラス材からなるプリズムシート２９の突出部材が、三角形より辺の数が多い多角形である場合の平板表示装置２０を概略的に示す断面図である。
【００５９】
図１７は、従来の二等辺三角形の構造のプリズムシート４を示す斜視図である。図１７を参照すれば、二等辺三角形のプリズム６は、光が出射される方向、例えばＹ−方向にほぼ垂直な方向であるＸ−方向に沿って平行に配列されている。プリズム６が形成された面の反対側の面は、滑らかな面８であって、その滑らかな面８に垂直な法線Ｙに対して、それらのプリズム６の傾斜面Ｃ２（図１８参照）は約４５°の角度を有する。
【００６０】
この場合、図１８に示されたように、プリズムシートの内部を通じてその右側の傾斜面Ｃ３側に入射する光が法線Ｙと約２．８°以内の角度を有すれば、その入射光は、経路ｌ１、ｌ２に沿って全反射され、結局、損失される。
【００６１】
また、図１９に示されたように、プリズムシートの内部を通じてその左側の傾斜面Ｃ２側に入射する光が前記法線Ｙと約２．８°以内の角度を有すれば、その入射光は、経路ｌ３、ｌ４に沿って全反射され、結局、損失される。
【００６２】
前記の事実は、プリズムシートの傾斜面に入射する光が法線Ｙと約２．８°以内の角度を有すれば、光の効率が低下して、結果的に、正面輝度向上に損失があるということを意味する。したがって、プリズムの各面の角度を調節する必要がある。
【００６３】
図２０は、図１６のプリズムシート２９を示す斜視図であり、図２１は、図２０のプリズムシート２９で一つの突出部材を示す断面図である。
【００６４】
図２０を参照すれば、第２実施形態のプリズムシート２９は、光が入射される入射面である第１面２２と、第１面２２と背中合わせであり、多角形構造の複数の突出部材２６を有する第２面２４とを含む。それぞれの突出部材２６は、一方向（Ｘ−方向）に沿って互いに平行に配列されている。
【００６５】
突出部材２６は、図２１に示されたように、少なくとも五角形の多角形構造を有する。図２１の断面構造において、最も高い頂点Ｐに連接した２辺ｅ１、ｅ２のそれぞれは、第１面２８の法線Ｙと約６５°〜７５°の角度Ｃを有し、その角度は、前述したように、法線に対して約２．８°以内の角度を有し、各突出部材２６の傾斜面に入射する光が全反射されず、出射させる範囲に該当する。前記第１辺ｅ１、ｅ２に連接した第２辺ｅ３、ｅ４は、第１面の法線Ｙに対して約４０°〜６０°の角度Ｄを有する。前記のようなプリズムシート２６を使用すれば、プリズム内で全反射される光量を減らすことによって、出射される光量が増加して輝度が向上する。
【００６６】
前記図２０、図２１に示した五角形の突出部材を有したプリズムシート２９を製作する過程において、各突出部材は、多様な方法で形成されうるが、サンドブラスト、レーザーホログラム、ハーフトーンなどの方法で形成されうる。この場合、第１面の法線Ｙに対して約４０°〜６０°の角度Ｄを有する第２辺をプリズムシート２９の第１面２２にさらに近い所に位置させた後、第１面の法線Ｙと約６５°〜７５°の角度Ｃを有する第１辺を突出部材の頂点Ｐにさらに近い所に形成することが、その逆よりも工程上容易である。したがって、前記第１辺は、前記第２辺より前記突出部材の最上端の頂点に近接させれば、工程上の効率を向上させることができる。
【００６７】
前述したように、第２実施形態のプリズムシート２９は、突出部材の傾斜面が法線を基準として約６５°〜７５°の角度を有するので、２．８°以内の角度を有して入射する光のうち、所定部分をプリズムシートの外側に出射するが、前記角度を有さない辺も存在するので、２．８°以内の角度を有して入射する光がプリズムシートの突出面により部分的に反射されることは不回避である。したがって、プリズムシートの断面が五角形構造で作られる場合、頂点に連接した４つの辺のうち、法線方向に対して前述した角度範囲、即ち６５°〜７５°の角度範囲を有する辺の全長を可能限り長く構成することが望ましい。
【００６８】
前述したプリズムシートは、臨界角が約４２°であるガラス材からなる場合であるが、プラスチック材で形成される場合にも、同一の原理によって、前記材料の臨界角によって突出部材の各辺の角度を調節して全反射される光量を減らして輝度を向上させうる。
【００６９】
図２２は、本発明の望ましい第３実施形態による自発光素子がＥＬ素子であり、プリズムシートと透明基板とが一体３２に形成された場合の平板表示装置３０の断面図を概略的に示したものである。
【００７０】
プリズムシートに直接透明電極を形成し、それを自発光素子の透明基板に利用すれば、プリズムシートと透明基板とが一体化され、部品個数が減少し、製造工程も簡易になる。この場合には、突出部材を除いた部分の厚さＴ３７を薄くして、像の鮮明度を改善できる。もちろん、この場合にも、突出部材は、三角形、五角形などを含んだ多角形とすることができる。
【００７１】
本発明は図面に示した一実施形態を参考として説明しが、これは例示的なものに過ぎず、当業者であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。従って、本発明の真の技術的な保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想により決まらねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
平板表示装置の透明基板上に突出部材からなるプリズムシートを付着させ、透明基板の厚さと、プリズムシートの多角形の突出部材を除いた部分の厚さとの合計を、約０．１ｍｍ〜０．５ｍｍとすることによって、光取出し効率及び輝度を向上させつつも、像の鮮明度が低下しない平板表示装置に関連する技術分野に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】従来の自発光素子を利用した平板表示装置の光が取出される状態を示した断面図である。
【図２】自発光素子による像がプリズムを通じて重複像と見られる原理を説明するための断面概念図である。
【図３】自発光素子による像がプリズムを通じて重複像と見られる原理を説明するための断面概念図である。
【図４】本発明の望ましい一実施形態による平板表示装置の断面図である。
【図５】０．１ｍｍ厚さの基板にプリズムシートを適用した時の像を示した写真である。
【図６】０．１ｍｍ厚さの基板にプリズムシートを適用した時の字の顕微鏡を通じた像を示した写真である。
【図７】０．１５ｍｍ厚さの基板にプリズムシートを適用した時の像を示した写真である。
【図８】０．１５ｍｍ厚さの基板にプリズムシートを適用した時の字の顕微鏡を通じた像を示した写真である。
【図９】０．３ｍｍ厚さの基板にプリズムシートを適用した時の像を示した写真である。
【図１０】０．３ｍｍ厚さの基板にプリズムシートを適用した時の字の顕微鏡を通じた像を示した写真である。
【図１１】０．５ｍｍ厚さの基板にプリズムシートを適用した時の像を示した写真である。
【図１２】０．５ｍｍ厚さの基板にプリズムシートを適用した時の字の顕微鏡を通じた像を示した写真である。
【図１３】０．７ｍｍ厚さの基板にプリズムシートを適用した時の像を示した写真である。
【図１４】０．７ｍｍ厚さの基板にプリズムシートを適用した時の字の顕微鏡を通じた像を示した写真である。
【図１５】基板の厚さと字の幅との関係を示すグラフである。
【図１６】本発明の望ましい他の一実施形態による平板表示装置の断面図である。
【図１７】三角プリズムシートの斜視図である。
【図１８】図１７のプリズムシートの動作を説明するための断面概念図であって、光が断面形状のプリズムの右側辺に入射される時の概念図である。
【図１９】図１７のプリズムシートの動作を説明するための断面概念図であって、光が断面形状のプリズムの左側辺に入射される時の概念図である。
【図２０】図１６の平板表示装置に形成されたプリズムシートの斜視図である。
【図２１】図２０のプリズムシートで一つの突出部材の断面図である。
【図２２】本発明の望ましいさらに他の一実施形態による平板表示装置の断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０    平板表示装置、
１２    透明基板、
１４    第１電極層、
１６    第２電極層、
１８    中間層、
１９    プリズムシート、
１８２    発光層、
１８４    第１中間層、
１８６    第２中間層、
Ｔ１２    発光層からプリズムシートの突出部材を除いた所までの厚さ、
Ｔ１４    第１中間層の厚さ、
Ｔ１６    第１電極層の厚さ、
Ｔ１７    透明基板と、プリズムシートの突出部材を除いた部分との厚さの合計、
Ｔ１８    透明基板の厚さ、
Ｔ１９    プリズムシートの突出部材を除いた部分の厚さ。
【図１】
2005294266.tif 000003
【図２】
2005294266.tif 000004
【図３】
2005294266.tif 000005
【図１６】
2005294266.tif 000006
【図１７】
2005294266.tif 000007
【図１８】
2005294266.tif 000008
【図１９】
2005294266.tif 000009
【図２０】
2005294266.tif 000010
【図２１】
2005294266.tif 000011
【図２２】
2005294266.tif 000012
【図４】
2005294266.tif 000013
【図５】
2005294266.tif 000014
【図６】
2005294266.tif 000015
【図７】
2005294266.tif 000016
【図８】
2005294266.tif 000017
【図９】
2005294266.tif 000018
【図１０】
2005294266.tif 000019
【図１１】
2005294266.tif 000020
【図１２】
2005294266.tif 000021
【図１３】
2005294266.tif 000022
【図１４】
2005294266.tif 000023
【図１５】
2005294266.tif 000024