(57)【要約】  バックライトからの透過光の強度を電気的に制御するための制御コンポーネントと、前記バックライトと前記制御コンポーネントとの間において、光学コンポーネントの入力側のエリア全体にわたってほぼ均一に少なくとも１つの指向性を呈する入力光を、光学コンポーネントの出力側の対応するエリア全体にわたる前記少なくとも１つの指向性において大幅な変動を呈する出力光に変換するように構成された光学コンポーネントと、を備える、表示装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックライトからの透過光の強度を電気的に制御するための制御コンポーネントと、
前記バックライトと前記制御コンポーネントとの間において、前記光学コンポーネントの入力側のエリア全体にわたってほぼ均一に少なくとも１つの指向性を呈する入力光を、前記光学コンポーネントの出力側の対応するエリア全体にわたる前記少なくとも１つの指向性において大幅な変動を呈する出力光に変換するように構成された光学コンポーネントと、
を備える、表示装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの指向性が、前記ローカル法線に対する角度輝度分布を含む、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの指向性が、前記ローカル法線に対する前記角度輝度分布の中心角、または前記ローカル法線に対する最大輝度の角度を含む、請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記入力側の前記エリア全体にわたってほぼ均一に比較的低い指向性を呈する入力光を、出力側の前記対応するエリア全体にわたってほぼ均一に比較的高い指向性を呈する出力光に変換するようにさらに構成される、請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】
前記入力側における前記角度輝度分布の比較的大きな半値全幅（ＦＷＨＭ）を呈する入力光を、前記出力側における前記角度輝度分布の比較的小さな半値全幅（ＦＷＨＭ）を呈する出力光に変換するようにさらに構成される、請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
少なくとも前記バックライトと前記制御コンポーネントとが、第１の領域で湾曲し、前記光学コンポーネントが、前記第１の領域に対応する入力側エリア全体にわたって、ローカル法線に対してほぼ均一な輝度分布を呈する入力光を、前記第１の領域に対応する対応出力側エリア全体にわたって、共通基準方向に対してほぼ均一な輝度分布を呈する出力光に変換するように構成される、請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記光学コンポーネントが、光ガイドの出力面に画定された微細構造を含み、前記微細構造の光学作用が、前記出力面の前記エリア全体にわたって変動する、請求項１に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
表示装置は、バックライトからの光の透過を電気的に制御することができる光学制御コンポーネントを含み得る。例えば、光学制御コンポーネントは、直交偏光素子間の均一な厚さの液晶材料を含む液晶セルと、例えば、各ピクセル領域の液晶材料の分子配列、そしてひいては光学特性を制御するための電気回路と、を含み得る。
【０００２】
表示装置は、典型的には構成が平坦であるが、本願の発明者は、非平坦ディスプレイの性能を改善するための作業を行ってきた。
【発明の概要】
【０００３】
本書において、表示装置が提供され、バックライトからの透過光の強度を電気的に制御するための制御コンポーネントと、上記バックライトと上記制御コンポーネントとの間において、光学コンポーネントの入力側のエリア全体にわたってほぼ均一に少なくとも１つの指向性を呈する入力光を、光学コンポーネントの出力側の対応するエリア全体にわたる少なくとも１つの指向性において大幅な変動を呈する出力光に変換するように構成された光学コンポーネントと、を備える。
【０００４】
一実施形態によれば、少なくとも１つの指向性は、ローカル法線に対する角度輝度分布を含む。
【０００５】
一実施形態によれば、上記少なくとも１つの指向性は、ローカル法線に対する角度輝度分布の中心角、またはローカル法線に対する最大輝度の角度を含む。
【０００６】
一実施形態によれば、当該デバイスは、上記入力側の上記エリア全体にわたってほぼ均一に比較的低い指向性を呈する入力光を、出力側の上記対応するエリア全体にわたってほぼ均一に比較的高い指向性を呈する出力光に変換するようにさらに構成される。
【０００７】
一実施形態によれば、当該デバイスは、上記入力側における角度輝度分布の比較的大きな半値全幅（ＦＷＨＭ）を呈する入力光を、上記出力側における角度輝度分布の比較的小さな半値全幅（ＦＷＨＭ）を呈する出力光に変換するようにさらに構成される。
【０００８】
一実施形態によれば、少なくとも上記バックライトと上記制御コンポーネントとが、第１の領域で湾曲し、上記光学コンポーネントが、上記第１の領域に対応する入力側エリア全体にわたって、ローカル法線に対してほぼ均一な輝度分布を呈する入力光を、上記第１の領域に対応する対応出力側エリア全体にわたって、共通基準方向に対してほぼ均一な輝度分布を呈する出力光に変換するように構成される。
【０００９】
一実施形態によれば、上記光学コンポーネントは、光ガイドの出力面に画定された微細構造を含み、上記微細構造の光学作用は、上記出力面のエリア全体にわたって変動する。
【００１０】
本発明の実施形態は、添付の図面を参照して、例示のみを目的として以下に詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態による、フラット構成の光ガイドコンポーネントの一例を図示する。
【図２】湾曲した表示装置のための湾曲構成に曲げられた図１の光ガイドコンポーネントを図示する。
【図３Ａ】図１および２の光ガイドコンポーネントの異なる領域での出力輝度分布曲線を図示する。
【図３Ｂ】図１および２の光ガイドコンポーネントの異なる領域での出力輝度分布曲線を図示する。
【図３Ｃ】図１および２の光ガイドコンポーネントの異なる領域での出力輝度分布曲線を図示する。
【図４】電気制御回路を備える液晶セルと湾曲した構成で組み合わせられた、図１および２の光ガイドコンポーネントを図示する。
【図５】異なる実施形態における指向性増強効果を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
一実施形態の例では、当該技術は、有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ）のアレイを含む有機液晶ディスプレイ（ＯＬＣＤ）デバイスに使用されるが、当該技術は、他の種類の液晶表示装置、およびバックライトを使用する他の種類の表示装置にも適用可能である。
【００１３】
以下に説明する実施形態は、１つ以上の光源がディスプレイエリアの外側に位置するサイドライト型バックライトを備える表示装置に対するが、本発明は、例えば、ディスプレイエリア内部にバックライト光源を備える表示装置にも適用可能である。
【００１４】
また、以下に説明される実施形態は、比較的簡易な湾曲構成を有する表示装置についてのものであるが、本発明は、例えば、より複雑な湾曲構成を有する表示装置にも適用可能である。
【００１５】
サイドライト型表示装置では、導光板が使用され、ディスプレイエリアの外側の１つ以上のバックライト光源からの光を、ディスプレイエリア上の光学制御コンポーネント（例えば、液晶セル）の背面に向けさせて配光する。導光板は、例えば、ほぼ均一な厚さを有し、光学制御コンポーネント（ＬＣセル等）に隣接する面に微細構造が画定された、プラスチック材料（例えば、ＰＭＭＡ等）の柔軟なシートで構成され得る。
【００１６】
ディスプレイエリアの外側の１つ以上の光源からの光は、導光板によって、導光板の平面に対して概ね平行な方向に向けられ、光学制御コンポーネントに隣接する面に画定された微細構造は、導光板に沿って伝播した光の一部が、導光板を出て光学制御コンポーネント（例えば、ＬＣセル）に向かうようにさせるよう構成される。
【００１７】
従来のディスプレイでは、微細構造の設計は、典型的には導光板のエリア全体にわたって均一であり、光学出力の指向性は、導光板のエリア全体にわたって均一である。
【００１８】
光学出力の指向性は、ローカル法線を基準とした異なる角度での相対輝度を示す輝度分布曲線の形で表現され得る。導光板の任意の領域のローカル法線は、その領域の導光板の平面に対して垂直な方向である。フラットな構成の導光板については、ローカル法線は、導光板のエリア全体にわたって同じ方向である。他の構成（例えば、湾曲した構成）の導光板の場合、ローカル法線の方向は、既定の基準方向に対し、導光板のエリア全体にわたって変動する。
【００１９】
従来のディスプレイの場合、導光板は、ディスプレイエリア全体のすべての領域でほぼ同じ輝度分布曲線を呈する。輝度が最も高い角度（ローカル法線に対する）（または、ほぼ対称な輝度分布曲線の場合の中心角）は、ディスプレイエリア全体にわたるすべての領域でほぼ同じである。
【００２０】
本発明のこの実施形態では、導光板の面に画定された微細構造は、ディスプレイエリアの異なる領域でほぼ異なる輝度分布曲線を生成するように意図的に設計されている。
【００２１】
図１および図２は、本発明の一実施形態において、どのようにして最大輝度の方向（それぞれのローカル法線に対する）が異なるかを示している。図１および２では、導光板２内の矢印４は、それぞれのローカル法線の方向を示し、導光板２の外側の矢印６は、導光板２のそれぞれの領域についての輝度分布曲線からの最大輝度の方向を示す。
【００２２】
図１に示すように、最大輝度の方向（それぞれのローカル法線に対する）は、導光板２の面全体にわたって変動する。図１の例では、最大輝度角度（それぞれのローカル法線に対する）は、１つの場所Ｂで約０度であり、最大輝度角度（それぞれのローカル法線に対する）は、場所Ｂからディスプレイエリアを横切って一方向に移動するにしたがって徐々に正になり、場所Ｂからディスプレイエリアを横切って反対方向に移動するにしたがって徐々に負になる。位置Ａ、Ｂ、Ｃについての輝度分布曲線の例を、図３Ａ、３Ｂ、３Ｃにそれぞれ示す。図３Ａ、３Ｂ、３Ｃに示されるように、最大輝度角度（輝度分布の中心角）は、それぞれのローカル法線（ｘ軸の角度０）に対して、場所Ａ、Ｂ、Ｃの各々で異なる。
【００２３】
導光板２の面の全体にわたる最大輝度角度の変化は、導光板が図２に示されるように湾曲形状に曲げられたとき、最大輝度の方向（位置Ｂにおけるローカル法線等の既定の基準方向に対して）は、導光板２のエリア全体にわたって（または、少なくとも、導光板２および光学制御コンポーネント８（例えば、ＬＣ  ｃｅｌｌ）を含む製品表示装置のディスプレイエリア全体にわたって）ほぼ同じである。
【００２４】
図４は、ＬＣセル８（光学制御コンポーネントの一例として）と、ガイドプレート２の側端を介して光を導光板２に結合するように構成された光源１０との湾曲構成で組み合わされた導光板２を示す。ＬＣセル８は、（ａ）２つの直交偏光素子間のＬＣ材料の均一な厚さと、（ｂ）表示装置の各ピクセル領域におけるＬＣセルの透過を独立して電気的に制御するためのアクティブマトリクス回路とを備える。アクティブマトリクス回路は、例えば、有機トランジスタデバイスのアレイ（有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ）デバイスのアレイ等）を備え得る。ＯＴＦＴは、半導体チャネル用の有機半導体（例えば、有機ポリマーまたは低分子半導体等）で構成される。
【００２５】
上述の実施形態では、導光板２の面に画定された微細構造は、ディスプレイエリア全体にわたる（それぞれのローカル法線に対する）最大輝度角度の望ましい変動を達成するように設計される。別の実施形態では、ディスプレイエリア全体にわたる（それぞれのローカル法線に対する）最大輝度角の望ましい変動は、導光板２とＬＣセル８との間に設けられる追加のコンポーネントによって達成される。追加のコンポーネントは、もう１つの面に画定された微細構造を有する柔軟なプラスチックフィルムの形式を取り得、この微細構造は、ディスプレイエリア全体にわたる（それぞれのローカル法線に対する）最大輝度角度において望ましい変動を呈する光学出力を発生させるように設計される。ディスプレイエリア全体にわたる最大輝度角度における変動に加えて、追加のコンポーネントはさらに、出力の指向性をディスプレイエリア全体にわたってほぼ均一に増強するように機能し得る。例えば、ディスプレイエリアの任意の領域について、追加のコンポーネントの光学出力についての輝度分布曲線は、追加コンポーネントの光学入力（例えば、導光板の光学出力）についての輝度分布曲線よりも半値幅（ＨＭ）においてより狭い（より小さい）全幅（ＦＷ）を呈し得る。ＦＷＨＭは、輝度が最大輝度の半分以上になる角度範囲のサイズを画定する。この指向性増強効果が、図５に図示され、曲線Ｉは、追加のコンポーネントについての光学入力であり、曲線ＩＩは、追加のコンポーネントについての光学出力である。
【００２６】
上記で言及されたように、本発明の実施形態は、ディスプレイエリアの外側にバックライト光源を有する表示装置の例について上述されている。しかし、１つの変形では、バックライト光源は、ディスプレイエリア内に設けられ、光学コンポーネントがバックライト光源と制御コンポーネント（例えば、ＬＣセル）との間に介在し、ディスプレイエリア全体にわたる（それぞれのローカル法線に対して）最大輝度角度において望ましい変動を達成する。
【００２７】
上記で明示的に言及されたあらゆる修正に加えて、当業者には、説明された実施形態の様々な他の修正が、本発明の範囲内でなされてもよいことが明白であろう。
【００２８】
出願人は、本明細書で説明された各個別の特徴および２つ以上のそのような特徴の任意の組み合わせを、当業者の技術常識に鑑みて、そのような特徴または組み合わせが全体として本明細書に基づいて実行することが可能である程度まで、本書において個別に開示し、そのような特徴または特徴の組み合わせが、特許請求の範囲に対する限定なく、本明細書に開示されたあらゆる課題を解決するかどうかを問わない。出願人は、本発明の態様が、任意のそのような個々の特徴または特徴の組み合わせからなり得ることを指摘している。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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