JP2000275411A - Collimating plate and backlight system - Google Patents

Collimating plate and backlight system

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JP2000275411A
JP2000275411A JP2000009135A JP2000009135A JP2000275411A JP 2000275411 A JP2000275411 A JP 2000275411A JP 2000009135 A JP2000009135 A JP 2000009135A JP 2000009135 A JP2000009135 A JP 2000009135A JP 2000275411 A JP2000275411 A JP 2000275411A
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JP
Japan
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light
beads
collimating plate
support
plate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2000009135A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshitaka Agano
俊孝 阿賀野
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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  • Liquid Crystal (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a collimating plate capable of providing coHimated light that is made sufficiently convergent so that the angle at which the light intensity is 50% is within ±15 deg., the plate having a good contrast ratio over a wide angle of visibility and providing a 1iquid crystal display suitable for use as the monitor of a medical diagnostic device and to provide a backlight system using the same. SOLUTION: This backlight system comprises a collimating plate 20 having transparent support 22, a number of light-transmitting spheres 24 each partially contacted with and secured to the support 22, and a light passage blocking part 27 for blocking the passage of light in areas other than a light-transmitting portion consisting of the portion of contact between the support 22 and the spheres 24 and nearby areas. In this case, the backlight system has a housing optically closed by the collimator plate and having an inner surface provided with a reflection characteristic.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、拡散光をコリメー
トするコリメート板およびこれを用いるバックライトシ
ステムの技術分野に属し、詳しくは、十分に集光された
コリメート光を得ることができ、液晶ディスプレイのバ
ックライトに特に好適に利用されるコリメート板および
これを用いるバックライトシステムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention belongs to the technical field of a collimating plate for collimating diffused light and a backlight system using the same, and more particularly, a liquid crystal display capable of obtaining a sufficiently focused collimated light. And a backlight system using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ワードプロセッサやコンピュータ
のディスプレイとして、液晶ディスプレイ(LCD;Li
quid Crystal Display)の使用頻度が大幅に増大してい
る。また、LCDは、超音波診断装置、CT診断装置、
MRI診断装置等の、従来は、CRT(Cathode Ray Tub
e)が主流であった医療用診断装置のモニタとしても利用
が検討されている。
2. Description of the Related Art In recent years, a liquid crystal display (LCD; Li;
The frequency of use of quid crystal displays has increased significantly. The LCD is an ultrasonic diagnostic device, a CT diagnostic device,
Conventionally, a CRT (Cathode Ray Tub) such as an MRI diagnostic apparatus is used.
The use as a monitor for medical diagnostic equipment, which was mainly used in e), is also being considered.

【0003】LCDは、小型化が容易である、薄い、軽
量である等、非常に多くの利点を有する反面、視野角特
性が悪く(視野角が狭く)、すなわち、見る方向や角度
によって画像のコントラスト比が急激に低下してしま
い、また、階調の反転も生じ、画像の見え方が異なる。
そのため、観察者の位置等によっては、画像を適正に観
察することができないという問題点がある。特に、前述
のような医療用の用途では、画像の濃淡で診断を行うの
で、コントラスト比の高い画像が要求される上に、画像
の非適正な認識は、誤診や診断結果の食い違い等の原因
となる。そのため、特に広い視野角にわたって、コント
ラスト比の高い表示画像が要求される。さらに、医療用
のモニタでは、表示画像は、通常はモノクロ(白黒)画
像であるため、視野角に依存する画像コントラストの低
下が激しく、より問題となる。
[0003] LCDs have many advantages such as easy miniaturization, thinness and light weight, but have poor viewing angle characteristics (narrow viewing angle). The contrast ratio sharply drops, and the inversion of the gradation occurs, so that the image looks different.
Therefore, there is a problem that the image cannot be properly observed depending on the position of the observer or the like. In particular, in medical applications such as those described above, diagnosis is performed based on the density of the image, so an image with a high contrast ratio is required. In addition, improper recognition of the image is a cause of misdiagnosis and discrepancies in the diagnostic results. Becomes Therefore, a display image with a high contrast ratio is required particularly over a wide viewing angle. Further, in a medical monitor, a display image is usually a monochrome (black and white) image, and thus the image contrast greatly depends on the viewing angle, which is more problematic.

【0004】また、広視野角のLCDとして、IPS(I
n-Plane Swiching) モード、MVA(Multidomaoin Vert
ical Alignement)モード等のLCDも知られてはいる
が、これらでも、モノクロ画像、特に医療用の用途に対
して、十分に広い視野角を確保するには至っていない。
Further, as a wide viewing angle LCD, IPS (I
n-Plane Swiching mode, MVA (Multidomaoin Vert)
Although LCDs of the Alignment mode are known, they have not been able to secure a sufficiently wide viewing angle for monochrome images, particularly for medical applications.

【0005】他方、広い視野角に渡って良好なコントラ
スト比の画像を得ることができるLCDとして、バック
ライトとしてコリメート光(直進光)を用い(コリメー
トバックライト)、さらに、液晶パネルを通過した光
を、拡散板で拡散させる方法が知られている。ここで、
広視野角のLCDを実現するためには、バックライト光
源から射出された拡散光を良好に集光して、十分にコリ
メートされた光を用いる必要があり、特に、前述の医療
用途にも十分な広視野角のLCDを実現するためには、
光強度が50%となる角度が±15°以内のコリメート
光を用いるのが好ましい。
On the other hand, as an LCD capable of obtaining an image having a good contrast ratio over a wide viewing angle, collimated light (straight light) is used as a backlight (collimated backlight), and furthermore, light passing through a liquid crystal panel is used. Is diffused by a diffusion plate. here,
In order to realize an LCD with a wide viewing angle, it is necessary to condense the diffused light emitted from the backlight light source and use well-collimated light, especially for the aforementioned medical applications. In order to realize an LCD with a wide viewing angle,
It is preferable to use collimated light whose angle at which the light intensity becomes 50% is within ± 15 °.

【0006】通常、コリメート光は、集光シートを用い
て拡散光を集光することによって得られるが、従来の集
光シートでは、得られるコリメート光は、光強度が50
%となる角度が±20°程度であり、前述の医療用途の
LCDのバックライトに利用した際にも十分なコリメー
ト光を得ることは困難である。
Normally, collimated light is obtained by condensing diffused light using a light-collecting sheet. However, in a conventional light-collecting sheet, the obtained collimated light has a light intensity of 50%.
% Is about ± 20 °, and it is difficult to obtain sufficient collimated light even when used for the above-mentioned LCD backlight for medical use.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
従来技術の問題点を解決し、優れた集光性能を有し、光
強度が50%となる角度が±15°以内のような、十分
に集光されたコリメート光を得ることができ、例えば、
液晶ディスプレイのバックライトのコリメータとして利
用することにより、広い視野角に渡って良好なコントラ
スト比を有し、医療用診断装置のモニタにも好適な液晶
ディスプレイを実現できるコリメート板およびこれを用
いるバックライトシステムを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, to have excellent light-collecting performance, and to set the angle at which the light intensity becomes 50% within ± 15 °. , It is possible to obtain a sufficiently focused collimated light, for example,
A collimator plate that has a good contrast ratio over a wide viewing angle by being used as a collimator of a backlight of a liquid crystal display and can realize a liquid crystal display suitable for a monitor of a medical diagnostic apparatus, and a backlight using the same It is to provide a system.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の第1の態様は、透明な支持体と、前記支持
体にその一部が接触して固定される多数の光透過性の球
体と、前記支持体と球体との接触部およびその近傍から
なる光透過部以外の領域における光の通過を阻害する光
通過阻害部とを有することを特徴とするコリメート板を
提供する。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is to provide a transparent support, and a plurality of light transmitting members, a part of which is in contact with and fixed to the support. A collimator plate comprising: a spherical body; and a light-passing inhibition section that inhibits light from passing through a contact portion between the support and the sphere and a region other than a light-transmitting portion formed in the vicinity of the contacting portion.

【0009】ここで、前記支持体の表面における前記光
透過部の開口率が、3〜10%であるのが好ましい。ま
た、前記光通過阻害部が、光拡散手段、光吸収手段およ
び光反射手段のいずれか1つであるのが好ましく、ま
た、前記光拡散手段は、前記球体を前記支持体に固定す
るバインダに、屈折率1.3以上の物質を分散してなる
ものであるのが好ましく、さらに、前記光拡散手段が、
前記光透過性の球体の平均粒径の半分の厚さで80%以
上の反射率を有するのが好ましい。
Here, it is preferable that the aperture ratio of the light transmitting portion on the surface of the support is 3 to 10%. Further, it is preferable that the light passage inhibiting section is any one of a light diffusing unit, a light absorbing unit and a light reflecting unit, and the light diffusing unit includes a binder for fixing the sphere to the support. , A material having a refractive index of 1.3 or more dispersed therein.
The light-transmitting sphere preferably has a reflectance of 80% or more at a thickness of half the average particle diameter.

【0010】また、本発明の第2の態様は、上記第1の
態様のコリメート板と、このコリメート板によって光学
的に密閉され、その内面が反射特性を有するハウジング
とを有することを特徴とするバックライトシステムを提
供するものである。なお、ハウジングは、その内部に、
光源を有しているのはもちろんである。ここで、前記ハ
ウジングの内面の反射率が、80%以上であるのが好ま
しい。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the collimating plate of the first aspect, and a housing which is optically sealed by the collimating plate and whose inner surface has reflection characteristics. A backlight system is provided. In addition, the housing,
Of course, it has a light source. Here, the reflectivity of the inner surface of the housing is preferably 80% or more.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明に係るコリメート板および
これを用いるバックライトシステムを添付の図面に示す
好適実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A collimating plate according to the present invention and a backlight system using the same will be described in detail below with reference to preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

【0012】図1に、本発明の第1の態様のコリメート
板を用いる本発明の第2の態様のバックライトシステム
を利用する表示装置の一実施形態を概念的に示す。図1
に示される表示装置10は、画像の表示手段として液晶
パネル12を利用する、いわゆる液晶ディスプレイ(Li
quid Crystal display;以下、LCDとする)で、液晶
パネル12と、液晶パネル12を通過した画像を担持す
る光を拡散する光拡散板16と、液晶パネル12にコリ
メート光(直進光)を入射する、本発明のコリメート板
20を利用するバックライト部14とを有する。ここ
で、バックライト部14は、本発明のバックライトシス
テムを適用したものである。また、液晶パネル12に
は、これを駆動するドライバ(図示省略)が接続され、
さらに、表示装置10には、公知のLCDが有する各種
の部材が、必要に応じて配置される。本発明のコリメー
ト板20およびこれを利用するバックライトシステムを
適用するバックライト部14を備える本発明の表示装置
10は、広い視野角にわたって高いコントラスト比を実
現できるので、医療用診断装置のモニタ等に好適に利用
可能である。
FIG. 1 conceptually shows an embodiment of a display device using a backlight system according to a second aspect of the present invention using the collimating plate according to the first aspect of the present invention. FIG.
Is a so-called liquid crystal display (Li) using a liquid crystal panel 12 as an image display means.
A liquid crystal panel 12, a light diffusion plate 16 for diffusing light carrying an image passing through the liquid crystal panel 12, and collimated light (straight light) incident on the liquid crystal panel 12. And a backlight unit 14 utilizing the collimating plate 20 of the present invention. Here, the backlight unit 14 is obtained by applying the backlight system of the present invention. A driver (not shown) for driving the liquid crystal panel 12 is connected to the liquid crystal panel 12.
Further, various members included in a known LCD are arranged on the display device 10 as necessary. Since the display device 10 of the present invention including the collimating plate 20 of the present invention and the backlight unit 14 to which the backlight system using the same is applied can realize a high contrast ratio over a wide viewing angle, the monitor of a medical diagnostic device can be used. It can be suitably used.

【0013】本発明のコリメート板20およびバックラ
イト部14を利用する表示装置10において、液晶パネ
ル12は、所定の間隙を持って配置される透明な支持体
の間に液晶を充填して、透明電極を配し、このシートの
一面に検光板を、他面に偏光板を配置してなる、各種の
LCDに用いられる公知の液晶パネルでよい。従って、
液晶パネル12は、カラーでもモノクロでもよく、ま
た、動作モードも、TN(Twisted Nematic) モード、S
TN(Super Twisted Nematic) モード、ECB(Electri
cally Controlled Birefringence) モード、IPSモー
ド、MVAモード等の全ての動作モードが利用可能であ
る。中でも特に、TNモードの液晶パネルは好適であ
る。TNモードの液晶表示は、視野角特性が低いもの
の、IPSモードやMVAモード等の高視野角なモード
に比べ、液晶パネルそのものの構成が簡単である。その
ため、高分解能とした際のバックライトの利用効率が高
く、高精細な画像表示を容易に行うことができる。さら
に、スイッチング素子やマトリクスにも限定はない。
In the display device 10 using the collimating plate 20 and the backlight unit 14 of the present invention, the liquid crystal panel 12 is filled with liquid crystal between transparent supports arranged with a predetermined gap therebetween, and the transparent liquid crystal is filled. It may be a known liquid crystal panel used for various LCDs, in which electrodes are arranged, and an analysis plate is arranged on one surface of the sheet and a polarizing plate is arranged on the other surface. Therefore,
The liquid crystal panel 12 may be either color or monochrome, and the operation mode is TN (Twisted Nematic) mode, S mode.
TN (Super Twisted Nematic) mode, ECB (Electri
All operation modes such as a cally controlled birefringence mode, an IPS mode, and an MVA mode are available. Among them, a TN mode liquid crystal panel is particularly preferable. Although the liquid crystal display of the TN mode has a low viewing angle characteristic, the configuration of the liquid crystal panel itself is simpler than the high viewing angle mode such as the IPS mode and the MVA mode. Therefore, the use efficiency of the backlight at the time of high resolution is high, and high-definition image display can be easily performed. Further, there is no limitation on the switching element or the matrix.

【0014】光拡散板16にも特に限定はなく、公知の
光拡散板(光拡散シート)が各種利用可能である。好ま
しい光拡散板として、特開平5−333202号公報に
開示される、透明支持体と光拡散層との間に透明電子導
電層を有する光拡散板; 同6−67003号公報に開
示される、透明支持体の一面に有機高分子バインダと有
機高分子粒子を含む光拡散板; 同6−230230号
公報に開示される、透明支持体の一面に光拡散層を、他
面にバインダと重量平均粒子径が3μm〜25μmで一
部が突出する0.0001重量%〜1重量%(対バイン
ダ)の有機ポリマー粒子とを含むバック層を、それぞれ
有する光拡散板; 同7−5306号公報に開示され
る、透明支持体と光拡散層との間に側鎖にカチオン性第
四級アンモニウム塩基を有するイオン導電性樹脂の架橋
体の層を有する光拡散板; 同7−174909号公報
に開示される、透明支持体の一面に有機高分子バインダ
と有機高分子粒子を含む拡散層を有し、バインダと粒子
の屈折率差が0.05以下、粒子の重量平均粒子径が1
0μm〜21μm、バインダと粒子の重量比が1.9〜
3.6、両者の塗布量が10g/m2〜17g/m2で、粒子の
サイズ分布の標準偏差が3.5μm以内である光拡散
板; 等が例示される。なお、拡散板16は、光通過領
域以外にはブラックマスクを有するのが好ましい。これ
により、外光の反射および拡散によって、観察画像のコ
ントラストを低下することを好適に防止することができ
る。
The light diffusing plate 16 is not particularly limited, and various known light diffusing plates (light diffusing sheets) can be used. As a preferred light diffusing plate, a light diffusing plate having a transparent electron conductive layer between a transparent support and a light diffusing layer disclosed in JP-A-5-333202; A light diffusion plate containing an organic polymer binder and organic polymer particles on one surface of a transparent support; a light diffusion layer on one surface of a transparent support, and a binder and a weight average on the other surface disclosed in JP-A-6-230230. Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-5306 discloses light diffusion plates each having a back layer containing 0.0001% by weight to 1% by weight (relative to a binder) of organic polymer particles having a particle diameter of 3 μm to 25 μm and partially projecting therefrom. A light diffusion plate having a layer of a crosslinked body of an ionic conductive resin having a cationic quaternary ammonium base in a side chain between a transparent support and a light diffusion layer; disclosed in JP-A-7-174909. Transparent branch It has a diffusion layer containing an organic polymer binder and organic polymeric particles to one side of the body, binder and the refractive index difference between the particles of 0.05 or less, the weight average particle diameter of the particles 1
0 μm to 21 μm, the weight ratio of binder to particles is 1.9 to
3.6, both the coating weight is 10g / m 2 ~17g / m 2 , the light diffusing plate standard deviation of the size distribution of the particles is within 3.5 [mu] m; and the like. It is preferable that the diffusion plate 16 has a black mask other than the light passage area. Thus, it is possible to preferably prevent the contrast of the observed image from being lowered due to the reflection and diffusion of the external light.

【0015】バックライト部14は、本発明のバックラ
イトシステムを構成する部分であって、図2に示すよう
に、液晶パネル12の画像を表示するためのコリメート
光(直進光)を射出する、いわゆるコリメートバックラ
イトシステムであって、ハウジング18と、ハウジング
18内に配置される光源19と、この光源19から射出
された光を集光してコリメート光として射出する、本発
明のコリメート板20とを有する。
The backlight unit 14 is a part of the backlight system of the present invention, and emits collimated light (straight light) for displaying an image on the liquid crystal panel 12, as shown in FIG. A so-called collimating backlight system, comprising a housing 18, a light source 19 disposed in the housing 18, a collimating plate 20 of the present invention for condensing light emitted from the light source 19 and emitting the collimated light. Having.

【0016】ここで、ハウジング18は、図示例では、
コリメート板20によって光学的に密閉される筐体であ
って、その内面、すなわちハウジング18の内壁面18
aが光を反射する特性を有するものである。なお、ハウ
ジング18の形状は、特に制限的ではなく、コリメート
板20によって光密となる形状であれば、どのような形
状でもよい。また、ハウジング18は、その内壁面18
aの反射率が、80%以上であるのが好ましい。この理
由は、後述するように、80%以上では、少なくとも通
常の液晶ディスプレイのバックライトの効率を上回るか
らである。もちろん、内面反射率は高いほうがよく、1
00%が理想であるが、反射率が高ければ高いほどハウ
ジング18のコストも高くなるので、バックライトシス
テムに要求される性能およびコストに応じて適宜選択す
ればよい。また、ハウジング18の内壁面18aに反射
特性を付与する方法や手段も特に制限的ではなく、従来
公知の方法、手段および部材を用いればよい。例えば、
後に詳述するが、アルミナ、硫酸バリウム、酸化チタン
および炭酸カルシウムの微粒子などの光拡散物質を各種
接着剤に分散させた光拡散体(バインダ26)をハウジ
ング18の内面に塗布してもよいし、アルミニウム(A
l)や銅(Cu)等の金属薄膜をハウジング18の内面
に蒸着させてもよい。また、ハウジング18の材料に
も、特に制限はなく、一般的なプラスチックや金属でよ
い。
Here, the housing 18 is, as shown in FIG.
A housing that is optically sealed by a collimating plate 20 and has an inner surface, that is, an inner wall surface 18 of the housing 18.
a has the property of reflecting light. The shape of the housing 18 is not particularly limited, and may be any shape as long as it is light-tight by the collimator plate 20. The housing 18 has an inner wall surface 18.
It is preferable that the reflectance of a is 80% or more. The reason for this is that, as will be described later, at 80% or more, it exceeds at least the efficiency of the backlight of a normal liquid crystal display. Of course, the higher the internal reflectivity, the better.
00% is ideal, but the higher the reflectance, the higher the cost of the housing 18. Therefore, the cost may be appropriately selected according to the performance and cost required for the backlight system. The method and means for imparting the reflection characteristic to the inner wall surface 18a of the housing 18 are not particularly limited, and any conventionally known methods, means and members may be used. For example,
As will be described in detail later, a light diffuser (binder 26) in which a light diffusion material such as alumina, barium sulfate, titanium oxide, and calcium carbonate fine particles are dispersed in various adhesives may be applied to the inner surface of the housing 18. , Aluminum (A
l) A thin metal film such as copper (Cu) or the like may be deposited on the inner surface of the housing 18. The material of the housing 18 is not particularly limited, and may be a general plastic or metal.

【0017】本発明のコリメート板20は、図3(A)
および(B)に示すように、透明な支持体22と、支持
体22にその一部が接触した状態で固定される光透過性
の球体(以下、単にビーズとする)24と、支持体22
とビーズ24との接触部およびその近傍からなる光透過
部25を除く領域、すなわち光透過部25以外の領域に
おける光の通過を阻害する光通過阻害部(以下、単に阻
害部という)27とを有し、ビーズ24側を液晶パネル
12に向けて配置、保持される。そのため、図4(A)
および(B)に概念的に示されるように、光源19(図
2参照)から射出された拡散光は、阻害部27の作用の
下、ビーズ24と支持体22との接触部およびその近傍
からなる光透過部25(図3(B)参照)のみからビー
ズ24に入射し、球形のビーズ24によって屈折され
て、好適に集光されてコリメート光とされる。従って、
本発明のコリメート板20によれば、光強度が50%と
なる角度が±15°以内であるような、十分に集光され
たコリメート光を得ることができるとともに、拡散光の
通過を防止することができるので、本発明のコリメート
板20を利用することにより、広い視野角において良好
なコントラスト比が得られる表示装置(LCD)10を
実現することができる。
The collimating plate 20 of the present invention is shown in FIG.
And (B), a transparent support 22, a light-transmitting sphere (hereinafter simply referred to as a bead) 24 fixed in a state where a part of the support 22 is in contact with the support 22, and a support 22.
A light-excluding portion (hereinafter simply referred to as an obstructing portion) 27 that obstructs the passage of light in a region other than the light-transmitting portion 25, that is, a region in contact with the bead 24 and the vicinity thereof, that is, a region other than the light-transmitting portion 25. The beads 24 are arranged and held with the beads 24 facing the liquid crystal panel 12. Therefore, FIG.
As shown conceptually in FIGS. 2 and 3B, the diffused light emitted from the light source 19 (see FIG. 2) is transmitted from the contact portion between the beads 24 and the support 22 and the vicinity thereof under the action of the inhibition portion 27. The light enters the beads 24 only from the light transmitting portion 25 (see FIG. 3B), is refracted by the spherical beads 24, and is appropriately condensed into collimated light. Therefore,
According to the collimating plate 20 of the present invention, it is possible to obtain a sufficiently condensed collimated light such that the angle at which the light intensity becomes 50% is within ± 15 °, and prevent the passage of diffused light. Therefore, by using the collimator plate 20 of the present invention, it is possible to realize a display device (LCD) 10 that can obtain a good contrast ratio over a wide viewing angle.

【0018】バックライト部14の光源19としては、
指向性がなく、ランダムな方向へ光が射出される光源で
あれば、特に限定はないが、表示装置10の用途に応じ
て、バックライト光源として十分な光量の光を射出でき
るものであれば、公知のLCDに利用されている蛍光灯
等のバックライト光源が各種利用可能である。
As the light source 19 of the backlight unit 14,
There is no particular limitation as long as the light source does not have directivity and emits light in random directions, but any light source that can emit a sufficient amount of light as a backlight light source according to the use of the display device 10 is provided. Various backlight light sources such as fluorescent lamps used in known LCDs can be used.

【0019】図4(A)に、本発明のコリメート板の一
実施形態を概念的に示す。コリメート板20aは、光透
過性の、すなわち透明なシート状支持体(以下、単に支
持シートという)22と、支持シート22に一部を接触
して固定されるビーズ24と、ビーズ24を固定するバ
インダ26とを有する。ここで、図示例においては、バ
インダ26が阻害部27として作用するものであり、バ
インダ26には、光拡散物質が分散されており、すなわ
ちバインダ26は光拡散体として作用する。
FIG. 4A conceptually shows one embodiment of the collimating plate of the present invention. The collimating plate 20a fixes a light-transmitting, that is, a transparent, sheet-like support (hereinafter, simply referred to as a support sheet) 22, beads 24 that are fixed by partially contacting the support sheet 22, and beads 24. And a binder 26. Here, in the illustrated example, the binder 26 functions as the inhibiting portion 27, and the binder 26 has a light diffusion substance dispersed therein, that is, the binder 26 functions as a light diffuser.

【0020】光拡散物質は、 一般的に、 入射した光を減
衰することなく、 ほぼ100%反射する。そのため、ビ
ーズ24ではなく、光拡散体であるバインダ26に入射
した光は、バインダ26の表面や内部で、光拡散物質に
よってほぼ減衰することなく反射されて、ハウジング1
8内に戻され、さらに、ハウジング18の内壁面18a
で反射されて、再度コリメート板20aに入射すること
を繰り返す。従って、本態様によれば、光源19から射
出された光を極めて効率良く利用することができ、高効
率なバックライト部14を実現することができる。
Light diffusing materials generally reflect nearly 100% of incident light without attenuation. Therefore, the light incident not on the beads 24 but on the binder 26, which is a light diffuser, is reflected on the surface or inside of the binder 26 by the light diffusing substance without being substantially attenuated.
8 and the inner wall surface 18a of the housing 18
, And re-enter the collimator plate 20a. Therefore, according to this aspect, the light emitted from the light source 19 can be used very efficiently, and the backlight unit 14 with high efficiency can be realized.

【0021】支持シート22には特に限定はなく、十分
な光透過性を有し、かつ、用途に応じた十分な機械的強
度を有するものであれば、各種の材料が利用可能であ
る。具体的には、各種のガラス、ポリエステル、ポリオ
レフィン、ポリアミド、ポリエーテル、ポリスチレン、
ポリエステルアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレ
ンスルフィド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビニ
ル、ポリメタクリル酸エステルなどの各種の樹脂材料が
好適に例示される。なお、図示例のコリメート板20a
を初めとして、本発明のコリメート板は、剛性を有する
板状であってもよく、可撓性を有するシート状あるいは
フィルム状であってもよいので、要求される機械的強度
や用途によって、支持シート22の材料や厚さ等を選択
してもよい。
The support sheet 22 is not particularly limited, and various materials can be used as long as they have a sufficient light transmittance and a sufficient mechanical strength according to the application. Specifically, various types of glass, polyester, polyolefin, polyamide, polyether, polystyrene,
Various resin materials such as polyesteramide, polycarbonate, polyphenylene sulfide, polyetherester, polyvinyl chloride, and polymethacrylic acid ester are preferably exemplified. Note that the collimating plate 20a in the illustrated example is used.
First, the collimating plate of the present invention may be in the form of a rigid plate, or may be in the form of a flexible sheet or film. The material and thickness of the sheet 22 may be selected.

【0022】ビーズ24は、光透過性の(略)球体で、
一部を支持シート22に接触させた状態で、バインダ2
6によって支持シート22に固定される。ビーズ24の
材料には、特に限定はなく、透明であれば各種の材料が
利用可能であり、例えば、前述の支持シート材22の材
料が各種例示され、特に、光学特性が良好である等の点
で、(メタ)アクリル系の樹脂やガラスが好適に利用さ
れる。
The beads 24 are light-transmitting (substantially) spheres,
With a part of the binder 2 in contact with the support sheet 22,
6 fix to the support sheet 22. There is no particular limitation on the material of the beads 24, and various materials can be used as long as they are transparent. For example, various materials of the above-described support sheet material 22 are exemplified, and particularly, the optical characteristics are good. In this respect, a (meth) acrylic resin or glass is preferably used.

【0023】バインダ26に用いられる接着剤には特に
限定はなく、ビーズ24を支持シート22に固定できる
ものであれば、各種の接着剤が利用可能であり、例え
ば、酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、
塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合
体、(メタ)アクリル酸エステル樹脂、ブチラール樹
脂、シリコン樹脂、ポリエステル、フッ化ビニリデン樹
脂、ニトロセルロース樹脂、ポリスチレン、スチレン−
アクリル共重合体、ウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、塩化ポリエチレン、ロジン誘導体、および
これらの混合物が好適に例示される。特に、アクリル系
の樹脂およびシリコン樹脂は、好適に利用される。
The adhesive used for the binder 26 is not particularly limited, and various adhesives can be used as long as the beads 24 can be fixed to the support sheet 22. Examples of the adhesive include vinyl acetate resin and ethylene-acetic acid. Vinyl copolymer,
Vinyl chloride resin, vinyl chloride-vinylidene chloride copolymer, (meth) acrylate resin, butyral resin, silicone resin, polyester, vinylidene fluoride resin, nitrocellulose resin, polystyrene, styrene
Acrylic copolymers, urethane resins, polyethylene, polypropylene, polyethylene chloride, rosin derivatives, and mixtures thereof are preferably exemplified. In particular, an acrylic resin and a silicone resin are preferably used.

【0024】前述のように、バインダ26には光拡散物
質が分散されており、これによりバインダ26は光拡散
体として作用する。光拡散物質には特に限定はないが、
好ましくは、屈折率1.3以上の物質が好ましい。これ
により、接着剤と光拡散物質との屈折率差を確保して、
減衰の少ない、効率のよい光拡散(反射)を行うことが
できる。
As described above, the light diffusing substance is dispersed in the binder 26, so that the binder 26 functions as a light diffuser. There is no particular limitation on the light diffusing substance,
Preferably, a substance having a refractive index of 1.3 or more is preferable. This ensures a refractive index difference between the adhesive and the light diffusing material,
Efficient light diffusion (reflection) with little attenuation can be performed.

【0025】特に、アルミナ(Al2O3) 、硫酸バリウム(B
aSO4) 、酸化チタン(TiO2)、および炭酸カルシウム(CaC
O3) の微粒子は、好適に利用される。これらの微粒子
は、(略)球形ではなく、表面に多数の凹凸を有する。
そのため、接触している微粒子の間に間隙が形成され、
かつ、この間隙にはバインダが流れ込まず、空気が存在
する領域が多々生じる。上記微粒子の屈折率は1.7程
度のため、バインダ26内の多くの領域で、屈折率が1
である空気との間で大きな屈折率の差を確保することが
でき、従って、バインダ26内での光の減衰を大幅に低
減した、高効率の拡散(反射)を行うことができる。
In particular, alumina (Al 2 O 3 ), barium sulfate (B
aSO 4 ), titanium oxide (TiO 2 ), and calcium carbonate (CaC
The fine particles of O 3 ) are suitably used. These fine particles are not (substantially) spherical, but have many irregularities on the surface.
Therefore, a gap is formed between the contacting fine particles,
In addition, the binder does not flow into this gap, and there are many regions where air exists. Since the refractive index of the fine particles is about 1.7, the refractive index is 1 in many regions in the binder 26.
Therefore, it is possible to secure a large difference in refractive index between the air and the air, and therefore, it is possible to perform highly efficient diffusion (reflection) with greatly reduced attenuation of light in the binder 26.

【0026】特に、バインダ26内における空気とそれ
以外(接着剤および微粒子)との体積比を、「空気:そ
れ以外」の比で1:4〜3:2とすることにより、接着
力や反射効率等の点で好適な結果を得ることができる。
なお、上記体積比は、例えば、接着剤と微粒子の重量比
の調整等によって達成することができる。
In particular, by setting the volume ratio of air and the other components (adhesive and fine particles) in the binder 26 to 1: 4 to 3: 2 in the ratio of "air: others", the adhesive force and the reflection are improved. Good results can be obtained in terms of efficiency and the like.
The volume ratio can be achieved, for example, by adjusting the weight ratio between the adhesive and the fine particles.

【0027】光拡散物質のサイズには特に限定はない
が、0.2μm〜1.2μmの微粒子が好適である。ま
た、接着剤との量比にも特に限定はないが、コリメート
板20aの光通過の阻害、接着力、反射効率等の点で、
「接着剤:光拡散物質」の重量比で、5:1〜50:1
とするのが好ましい。
The size of the light diffusing substance is not particularly limited, but fine particles of 0.2 μm to 1.2 μm are preferred. In addition, although there is no particular limitation on the amount ratio with the adhesive, in terms of inhibition of light passage of the collimating plate 20a, adhesive force, reflection efficiency, and the like,
5: 1 to 50: 1 by weight ratio of "adhesive: light diffusing substance"
It is preferred that

【0028】ここで、本発明のコリメート板20におい
て、 阻害部27として光拡散体を用いる態様において
は、より高効率なコリメート光の射出を行うために、図
5に概念的に示されるように、ビーズ24の平均粒径d
avの半分の厚さで,拡散体(図示例ではバインダ26)
の反射率[出射光Io /入射光Ii ]が、80%以上で
あるのが好ましい。 [Io /Ii ]>80% (at dav/2) 従って、これを実現するように、接着剤と光拡散物質の
量比、材料、光拡散物質のサイズ等を、適宜選択するの
が好ましい。
Here, in the collimating plate 20 of the present invention, in a mode in which a light diffuser is used as the inhibition portion 27, in order to emit collimated light with higher efficiency, as shown conceptually in FIG. , Average particle size d of the beads 24
Diffuser (Binder 26 in the example shown) with half the thickness of av
Reflectivity of the emitted light I o / incident light I i] is, is preferably 80% or more. [I o / I i ]> 80% (at d av / 2) Therefore, in order to realize this, it is necessary to appropriately select the amount ratio of the adhesive and the light diffusing substance, the material, the size of the light diffusing substance, and the like. Is preferred.

【0029】光拡散物質がアルミナ等である場合には、
80%の反射率は、ほぼ20μmの厚さで得ることがで
きる。そのため、ビーズ24の平均粒径davは40μm
以上とするのが好ましい。また、ビーズ24のサイズが
大き過ぎると、ビーズ24の形が画像に対するノイズと
なってしまうので、経験的に、ビーズ24のサイズは5
mm以下とするのが好ましい。従って、ビーズ24の平均
粒径davは、40μm〜5mm、特に、100μm〜2mm
とするのが好ましい。
When the light diffusing substance is alumina or the like,
80% reflectivity can be obtained with a thickness of approximately 20 μm. Therefore, the average particle size d av of the beads 24 is 40 μm.
It is preferable to make the above. If the size of the bead 24 is too large, the shape of the bead 24 causes noise to the image.
mm or less is preferable. Therefore, the average particle size d av of the beads 24 is 40 μm to 5 mm, particularly 100 μm to 2 mm.
It is preferred that

【0030】このようなコリメート板20aの作製方法
には特に限定はないが、例えば、バインダ26にビーズ
24を分散して塗料を調製し、この塗料を支持シート2
2に塗布して乾燥(硬化)してもよく、あるいは、バイ
ンダ26を支持シート22に塗布し、その上にビーズ2
4を全面的に散布して、その後、バインダ26を乾燥し
てもよい。
The method of manufacturing the collimating plate 20a is not particularly limited. For example, a coating is prepared by dispersing beads 24 in a binder 26, and the coating is applied to the support sheet 2.
2 may be dried (cured), or the binder 26 may be applied to the support sheet 22 and the beads 2
4 may be sprayed over the entire surface, and then the binder 26 may be dried.

【0031】なお、本発明においては、好適なコリメー
ト光を得るためには、ビーズ24を支持シート22に対
して全面的に均一に固定できると共に、ビーズ24が光
拡散体に埋没しないように、好ましくは全てのビーズ2
4が半分以上光拡散体から露出するように、バインダ2
6の量を調整する必要がある。また、必要に応じてビー
ズ24を押圧して、あるいは重力で沈降させて、ビーズ
24を支持シート22に接触させた後に、バインダ26
の接着剤を乾燥してもよい。
In the present invention, in order to obtain a suitable collimated light, the beads 24 can be uniformly fixed to the support sheet 22 over the entire surface, and the beads 24 should not be buried in the light diffuser. Preferably all beads 2
Binder 2 so that more than half is exposed from the light diffuser.
It is necessary to adjust the amount of 6. Further, if necessary, the beads 24 are pressed or settled by gravity, and the beads 24 are brought into contact with the support sheet 22.
May be dried.

【0032】以上の例では、バインダ26に光拡散物質
を分散することにより、バインダ26を光拡散体として
作用させて阻害部27とし、バックライト部14の光源
19からの拡散光をビーズ24と支持シート22との接
触部およびその近傍からなる光透過部25のみからビー
ズ24に入射しているが、本発明は、これに限定はされ
ず、阻害部27として、ビーズ24と支持シート22と
の接触部およびその近傍からなる光透過部25以外にブ
ラックマスクを形成することにより、前記拡散光の入射
を実現してもよい。
In the above example, by dispersing the light diffusing substance in the binder 26, the binder 26 acts as a light diffuser to form the inhibition section 27, and the diffused light from the light source 19 of the backlight section 14 is transmitted to the beads 24. Although the light is incident on the beads 24 only from the light transmitting portion 25 that is in contact with the support sheet 22 and the vicinity thereof, the present invention is not limited to this. The diffused light may be incident by forming a black mask other than the light transmitting portion 25 including the contact portion and the vicinity thereof.

【0033】例えば、上述の例であれば、光拡散物質に
変えて、カーボンブラック等の光吸収剤を接着剤に分散
させて、バインダ26を調製することにより、バインダ
26をブラックマスクとして、光源からの拡散光をビー
ズ24と支持シート22との接触部およびその近傍から
なる光透過部25のみからビーズ24に入射せしめるブ
ラックマスクを有するコリメート板を作製することがで
きる。本態様によれば、若干効率は低下するものの、や
はり、ビーズ24によって好適に集光されたコリメート
光を得ることができる。
For example, in the case of the above example, instead of the light diffusing substance, a light absorbing agent such as carbon black is dispersed in an adhesive, and the binder 26 is prepared. A collimator plate having a black mask that allows the diffused light from the light to enter the beads 24 only from the contact portion between the beads 24 and the support sheet 22 and the light transmitting portion 25 formed in the vicinity thereof can be manufactured. According to this aspect, although the efficiency is slightly reduced, it is still possible to obtain the collimated light suitably collected by the beads 24.

【0034】また、本発明のコリメート板において、ブ
ラックマスクを用いる実施態様としては、図4(B)に
示されるコリメート板20bのように、露光部が現像に
よっても非発色(すなわちポジ)の感光性熱現像材料や
感熱アブレーション材料を用いて、ビーズ24と支持シ
ート22との接触部およびその近傍からなる光透過部2
5以外に、阻害部27となるブラックマスク28を形成
してもよい。図4(B)に示されるように、本例におい
ても、ビーズ24と支持シート22との接触部およびそ
の近傍からなる光透過部25のみからビーズ24に拡散
光を入射して、好適に集光されたコリメート光を得るこ
とができる。
In the collimating plate of the present invention, as a mode using a black mask, as shown in a collimating plate 20b shown in FIG. The light transmitting portion 2 formed of the contact portion between the beads 24 and the support sheet 22 and the vicinity thereof using a heat-sensitive developing material or a heat-sensitive ablation material.
In addition to 5, a black mask 28 serving as the inhibition portion 27 may be formed. As shown in FIG. 4 (B), also in this example, diffused light is incident on the beads 24 only from the light transmitting portion 25 which is the contact portion between the beads 24 and the support sheet 22 and the vicinity thereof, and is preferably collected. The emitted collimated light can be obtained.

【0035】なお、図4(B)に示されるコリメート板
20b、および後述する図4(C)に示されるコリメー
ト板20cは、多くの構成要素が図4(A)に示される
コリメート板20aと共通であるので、同じ構成要素に
は同じ符号を付し、以下においては、その詳細な説明は
省略し、異なる部分を主に説明を行う。
The collimating plate 20b shown in FIG. 4 (B) and the collimating plate 20c shown in FIG. 4 (C), which will be described later, are similar to the collimating plate 20a shown in FIG. 4 (A). Since they are common, the same components are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted below, and different portions will be mainly described.

【0036】ポジの感光性熱現像材料(以下、発色材と
する)とは、露光によって露光部が現像後も非発色とな
り、その後の加熱により、非露光部のみが発色する材料
である。好ましい一例として、電子供与性の無色染料を
内包する熱応答性マイクロカプセル、同一分子内に電子
受容部と重合性ビニルモノマー部とを有する化合物、お
よび光重合開始剤を含む発色材が例示される。この発色
材においては、前記化合物および光重合開始剤は、熱応
答性マイクロカプセルの外に存在する。この発色材は、
露光により、熱応答性マイクロカプセルの外にある組成
物が硬化し、加熱によって、移動性を有する電子受容部
と重合性ビニルモノマー部とを有する化合物もしくは電
子受容性化合物が発色材内を移動して、マイクロカプセ
ル内の電子供与性の無色染料を発色させて、ポジ画像を
形成する。この発色材は、特開平10−226174号
公報に詳述されている。また、これ以外にも、ポジ材料
であれば、特開平3−87827号や同4−21125
2号公報に開示される感光性熱現像材料も好適に利用可
能である。
The positive photosensitive heat-developable material (hereinafter, referred to as a color-forming material) is a material in which the exposed portion becomes non-color-developed by exposure to light and only the non-exposed portion develops color by subsequent heating. Preferred examples include a thermoresponsive microcapsule containing a colorless electron-donating dye, a compound having an electron acceptor and a polymerizable vinyl monomer in the same molecule, and a color former containing a photopolymerization initiator. . In this coloring material, the compound and the photopolymerization initiator exist outside the thermoresponsive microcapsules. This coloring material
By exposure, the composition outside the thermoresponsive microcapsules is cured, and by heating, a compound having a mobile electron-accepting portion and a polymerizable vinyl monomer portion or an electron-accepting compound moves in the coloring material. Then, the electron-donating colorless dye in the microcapsules is colored to form a positive image. This coloring material is described in detail in JP-A-10-226174. In addition, other than the above, if the material is a positive material, JP-A-3-87827 and JP-A-4-21125
The photosensitive heat-developable material disclosed in JP-A No. 2 can be suitably used.

【0037】一方、感熱アブレーション材料とは、加熱
によってアブレーション(解離、遊離等)を生じ、除去
される材料であり、本発明においては、光吸収性の層、
好ましくは、黒色の層を形成でき、かつ光による加熱に
よって良好にアブレーションを生じるものであれば各種
の材料が利用可能である。具体的には、英国特許出願公
開第2,083,726号明細書に記載される発色層に
色素と光吸収物質とを含有し加熱によって色素を蒸発さ
せる材料、米国特許第5,429,909号明細書に記
載される画像色素と赤外吸収物質とバインダとを含む発
色層を有する材料、さらに、特開平9−104173号
および同9−104174号の各公報に記載されるニト
ロセルロース、酢酸プロピオンセルロース、酢酸セルロ
ース等の樹脂材料、カーボンブラック等の赤外吸収物
質、あるいはさらに発泡剤(アジド等)、促進剤(4,
4´−ジアジドベンゾフェノンおよび2,6−ジ(4−
アジドベンザル)−4−メチルシクロヘキサノン)等)
のようなアブレーションエンハンサー等を含有する材料
等が例示される。
On the other hand, a heat-sensitive ablation material is a material that undergoes ablation (dissociation, release, etc.) by heating and is removed, and in the present invention, a light-absorbing layer,
Preferably, various materials can be used as long as they can form a black layer and generate ablation satisfactorily by heating with light. Specifically, U.S. Pat. No. 5,429,909 discloses a material which contains a dye and a light absorbing substance in a color-forming layer and evaporates the dye by heating as described in GB 2,083,726. Having a coloring layer containing an image dye, an infrared absorbing substance and a binder described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-104173 and nitrocellulose and acetic acid described in JP-A-9-104174. Resin materials such as propion cellulose and cellulose acetate, infrared absorbing substances such as carbon black, or further foaming agents (such as azide), accelerators (4,
4'-diazidobenzophenone and 2,6-di (4-
Azidobenzal) -4-methylcyclohexanone)
Examples of such materials include an ablation enhancer and the like.

【0038】このようなコリメート板20bは、以下の
ようにして作製できる。まず、支持シート22に、前記
発色材もしくは感熱アブレーション材料を必要に応じて
溶媒に溶解もしくは分散して塗布し、乾燥させ、これら
の材料からなる層(以下、材料層とする)を形成する。
次いで、この材料層の上に、ビーズ24を固定する。例
えば、ビーズ24をバインダに分散した塗料を塗布し、
あるいは、バインダを塗布した後、ビーズ24を全面的
に散布し、バインダを乾燥させて、ビーズ24を固定す
る。なお、ビーズ24の固定に先立ち、前述の例と同様
に押圧や沈降によってビーズ24と材料層とを接触させ
てもよい。
Such a collimating plate 20b can be manufactured as follows. First, the coloring material or the heat-sensitive ablation material is dissolved or dispersed in a solvent as necessary and applied to the support sheet 22, and dried to form a layer made of these materials (hereinafter, referred to as a material layer).
Next, the beads 24 are fixed on the material layer. For example, a paint in which beads 24 are dispersed in a binder is applied,
Alternatively, after the binder is applied, the beads 24 are scattered over the entire surface, and the binder is dried to fix the beads 24. Prior to the fixing of the beads 24, the beads 24 and the material layer may be brought into contact with each other by pressing or sedimentation as in the above-described example.

【0039】ビーズ24を固定したら、ビーズ24側か
らコリメート光、好ましくはバックライト部14が射出
するのと同様のコリメート光を入射する。これにより、
ビーズ24に入射した光が屈折されて、この光は(加え
て、ビーズ24に入射しない光も)材料層に入射する。
これにより、ビーズ24の屈折力によって、ビーズ24
と材料層との接触部およびその近傍からなる光透過部2
5のみが露光され、光透過部25以外の阻害部27とな
る領域は露光されない。これは、ビーズ24に入射した
光は、ビーズ24によって光透過部25に集光されるの
で、光透過部25にある発色材や感熱アブレーション材
料などの材料層を露光できるが、光透過部25以外の材
料層に入射する光は、ビーズ24によって集光されてい
ないために、光透過部25以外の材料層を良く露光でき
ないからである。なお、本態様によっては、ビーズ24
と支持シート22との間にも材料層(ブラックマスク2
8)が存在し、ビーズ24と支持シート22とが直接接
触しない場合があるが、材料層を薄く形成すれば、光学
的には無視することができる。
After the beads 24 are fixed, collimated light, preferably the same collimated light as that emitted from the backlight unit 14, is incident from the beads 24 side. This allows
The light incident on the beads 24 is refracted, and this light (and light not incident on the beads 24) is incident on the material layer.
Thereby, the bead 24 is refracted by the refractive power of the bead 24.
Light transmitting part 2 consisting of a contact part between the material and the material layer and its vicinity
Only 5 is exposed, and the area other than the light transmitting section 25 that becomes the inhibition section 27 is not exposed. This is because the light incident on the beads 24 is condensed on the light transmitting portion 25 by the beads 24, so that a material layer such as a coloring material or a thermal ablation material in the light transmitting portion 25 can be exposed. This is because the light incident on the other material layers is not collected by the beads 24, so that the material layers other than the light transmitting portion 25 cannot be well exposed. In some embodiments, the beads 24
Material layer (black mask 2)
8) is present and the beads 24 and the support sheet 22 may not directly contact each other, but if the material layer is formed thin, it can be optically ignored.

【0040】材料層を発色材で形成する実施態様におい
ては、ビーズ24を通過した光によって、その領域が露
光される。すなわち、材料層の光透過領域(光透過部2
5)のみが露光され、非発色となる。次いで、材料層を
加熱現像することにより、未露光部分のみが発色し、阻
害部27として機能するブラックマスク28となる。こ
の熱現像で発色するのは、前述のように、ビーズ24に
よって屈折された光が通過する、ビーズ24と材料層と
の接触部およびその近傍からなる光透過部25以外のみ
であるので、ブラックマスク28は、光通過阻害部27
として光透過部25以外の領域からビーズ24に光が入
射するのを、好適に防止することができる。
In an embodiment in which the material layer is formed of a coloring material, the region is exposed by light passing through the beads 24. That is, the light transmitting region of the material layer (the light transmitting portion 2)
Only 5) is exposed and becomes non-colored. Next, by heating and developing the material layer, only the unexposed portion develops color, resulting in a black mask 28 functioning as the inhibition portion 27. As described above, the color developed by this heat development is only at the light transmitting portion 25 consisting of the contact portion between the beads 24 and the material layer and the vicinity thereof, through which the light refracted by the beads 24 passes. The mask 28 is provided with
As a result, it is possible to preferably prevent light from entering the beads 24 from a region other than the light transmitting portion 25.

【0041】他方、感熱アブレーション材料を用いる実
施態様においては、同様に、ビーズ24によって屈折さ
れた光等が、ビーズ24と材料層との接触部およびその
近傍からなる光透過部25のみの感熱アブレーション材
料を加熱し、その領域の感熱アブレーション材料がアブ
レーションによって除去され、阻害部27となる光が通
過しない領域のみ、アブレーション材料が残る。従っ
て、前述の発色材を用いる態様と同様に、ビーズ24と
材料層との接触部近傍からなる光透過部25以外からの
ビーズ24への光の入射を阻害する阻害層27となるブ
ラックマスク28が形成される。
On the other hand, in the embodiment using the thermal ablation material, similarly, the light or the like refracted by the beads 24 causes the thermal ablation of only the light transmitting portion 25 consisting of the contact portion between the beads 24 and the material layer and the vicinity thereof. The material is heated, and the thermal ablation material in that region is removed by ablation, and the ablation material remains only in the region where the light serving as the inhibition portion 27 does not pass. Therefore, similarly to the above-described embodiment using the color forming material, the black mask 28 serving as the inhibition layer 27 that inhibits light from entering the beads 24 from portions other than the light transmission portion 25 near the contact portion between the beads 24 and the material layer. Is formed.

【0042】図4(C)に、本発明のコリメート板の別
の例の概念図を示す。このコリメート板20cは、前記
ブラックマスク28に変えて、ビーズ24と支持シート
22との接触部およびその近傍からなる光透過部25以
外に、阻害部27として、入射した拡散光をハウジング
18に反射する光反射手段、図示例においては、金属薄
膜30を、支持シート22に形成した例である。従っ
て、本態様も、ビーズ24と支持シート22との接触部
およびその近傍からなる光透過部25のみからビーズ2
4に拡散光を入射して、好適なコリメート光を射出でき
ると共に、前述のバインダ26を阻害部27としての光
拡散体とする態様と同様に、バックライト部14の光源
19から射出された光を、無駄なく利用して、高効率な
コリメート光の射出を行うことができる。
FIG. 4C shows a conceptual diagram of another example of the collimating plate of the present invention. This collimating plate 20c reflects the diffused light incident on the housing 18 as an obstructing portion 27, in addition to the black mask 28, in addition to the light transmitting portion 25 formed by the contact portion between the beads 24 and the support sheet 22 and the vicinity thereof. In this example, a metal thin film 30 is formed on a support sheet 22 in the illustrated example. Therefore, also in this embodiment, the beads 2 are formed only by the light transmitting portion 25 formed between the contact portion between the beads 24 and the support sheet 22 and the vicinity thereof.
4, the collimated light can be emitted, and the light emitted from the light source 19 of the backlight unit 14 can be emitted in the same manner as in the above-described embodiment in which the binder 26 is used as the light diffuser as the blocking unit 27. Can be efficiently used to emit collimated light with high efficiency.

【0043】ビーズ24と支持シート22との接触部お
よびその近傍からなる光透過部25以外に、アルミニウ
ム(Al)や銅(Cu)等の金属薄膜30を形成する方
法には特に限定はなく、各種の方法が利用可能である
が、一例として、薄膜の金属を用いる方法が例示され
る。金属薄膜にビーズ24側からレーザ等の高出力のコ
リメート光を照射すると、ビーズ24との接触部で光が
絞られ、高熱を発生する。この熱によって金属が溶融
し、表面張力で球状に凝集する。凝集した金属のまわり
は、金属薄膜が溶けてなくなり、光透過性となり、光透
過部25が形成される。一方、溶融しなかった残りの金
属薄膜は、光通過阻害部27として機能する。
There is no particular limitation on the method of forming the metal thin film 30 such as aluminum (Al) or copper (Cu) other than the contact portion between the beads 24 and the support sheet 22 and the light transmitting portion 25 formed in the vicinity thereof. Although various methods can be used, as an example, a method using metal of a thin film is exemplified. When the metal thin film is irradiated with high-power collimated light such as a laser from the bead 24 side, the light is narrowed at a contact portion with the bead 24 and generates high heat. This heat causes the metal to melt and agglomerate spherically due to surface tension. Around the agglomerated metal, the metal thin film is not melted and disappears, becomes light transmissive, and the light transmissive portion 25 is formed. On the other hand, the remaining metal thin film that has not melted functions as the light passage inhibiting section 27.

【0044】また、これ以外にも、印刷等の金属厚膜形
成技術や、スパッタリングやフォトリソグラフィー等の
金属薄膜形成技術を用い、使用するビーズ24のサイズ
に応じた開口を多数有する、金属薄膜のアパーチャグリ
ルのようなものを支持シート22に形成し、ビーズ24
を散布する等の方法で、アパーチャにビーズ24を収容
して、バインダ等を用いてビーズを固定してもよい。こ
のようにして、本発明のコリメータ板20を作製するこ
とができる。
In addition, a metal thin film forming technique such as printing or a metal thin film forming technique such as sputtering or photolithography may be used to form a metal thin film having a large number of openings corresponding to the size of the beads 24 to be used. An aperture grill is formed on the support sheet 22 and the beads 24 are formed.
The beads 24 may be housed in the aperture by a method such as spraying, and the beads may be fixed using a binder or the like. Thus, the collimator plate 20 of the present invention can be manufactured.

【0045】こうして作製された本発明のコリメータ板
20においては、支持シート22の全表面における光透
過部25の開口率が、3〜10%であるのが好ましい。
ここで、光透過部25の開口率(R0 )とは、下記式で
示され、図2(B)に示すように、支持シート22の表
面の全面積(S0 )、すなわち全ての光透過部25の合
計面積(Σs)と光通過阻害部27の全面積(Si )と
の合計面積(S 0 )に対する全ての光透過部25の合計
面積(Σs)の割合を表す。すなわち、光透過部25の
開口率(R0 )は、下記式で示される。 R0 =Σs/S00 =Σs+Si
The collimator plate of the present invention thus produced
In 20, the light transmission on the entire surface of the support sheet 22 is performed.
The opening ratio of the excess part 25 is preferably 3 to 10%.
Here, the aperture ratio (R0) Is the following formula
As shown in FIG. 2B, a table of the support sheet 22 is provided.
Total surface area (S0), That is, the sum of all the light transmitting portions 25
Total area (Σs) and total area (Si)When
Total area (S 0) Total of all the light transmitting parts 25
Indicates the ratio of the area (Σs). That is, the light transmission portion 25
Opening ratio (R0) Is represented by the following equation. R0= Σs / S0 S0= Σs + Si

【0046】本発明において、光透過部25の開口率を
3〜10%に限定するのは、以下の理由による。開口率
が3%未満では、コリメート板を透過する光の効率が悪
く、バックライトとして必要な明るさを得ることが困難
になるからである。一方、開口率が10%超では、コリ
メート板を透過する光の効率はよいが、コリメートされ
た光の割合が小さくなって良くないからである、すなわ
ち斜めの光も入射するため、コリメート板を光強度が5
0%となる角度が±15°以内、すなわち絶対値で15
°以下に十分に集光されたコリメート光となって出射し
きれず、コリメート性が悪く、その結果十分に集光され
たコリメート光を得ることができず、バックライトとし
ての適正を欠くことになるからである。
In the present invention, the aperture ratio of the light transmitting portion 25 is limited to 3 to 10% for the following reasons. If the aperture ratio is less than 3%, the efficiency of light passing through the collimator plate is low, and it is difficult to obtain the brightness required for a backlight. On the other hand, when the aperture ratio is more than 10%, the efficiency of the light transmitted through the collimating plate is good, but the ratio of the collimated light is not good because the ratio is small. Light intensity is 5
The angle of 0% is within ± 15 °, that is, 15 in absolute value.
° collimated light that is sufficiently condensed to less than or equal to and cannot be emitted, resulting in poor collimating properties. As a result, it is not possible to obtain a sufficiently condensed collimated light, and thus lacks appropriateness as a backlight. Because.

【0047】ところで、図3(A)および(B)に示す
コリメート板20を用いて作製した図2に示すようなバ
ックライト部14において、光透過部25の開口率が3
%、コリメート板20の反射率が80%、およびハウジ
ング18の内壁面18aの反射率が80%である時の光
の利用効率ηは、以下のようにして計算することができ
る。まず、光源19から射出された光の0.03(3
%)が直接光透過部25から射出され、残りの(1−
0.03)(97%)の光がコリメート板20において
反射率0.8(80%)で反射されて、ハウジング18
内に戻り、その内壁面18aにおいて反射率80%で反
さされた後に、その0.03が光透過部25から射出さ
れる。残りは同様にして、コリメート板20およびハウ
ジング18の内壁面18aで反射した後、光透過部25
から射出されることを繰り返すものであるとする。
By the way, in the backlight section 14 as shown in FIG. 2 manufactured using the collimating plate 20 shown in FIGS. 3A and 3B, the aperture ratio of the light transmitting section 25 is 3
%, The reflectance of the collimating plate 20 is 80%, and the light use efficiency η when the reflectance of the inner wall surface 18a of the housing 18 is 80% can be calculated as follows. First, 0.03 (3
%) Is directly emitted from the light transmitting portion 25, and the remaining (1-
0.03) (97%) is reflected by the collimator plate 20 at a reflectance of 0.8 (80%),
After being returned to the inside and being turned upside down at a reflectance of 80% on the inner wall surface 18 a, 0.03 is emitted from the light transmitting portion 25. The rest is similarly reflected by the collimating plate 20 and the inner wall surface 18a of the housing 18, and then the light transmitting portion 25
Is repeated.

【0048】これは、以下のような計算式で表すことが
できる。 η=0.03+0.03×(1−0.03)×0.8×0.8 +0.03×(1−0.03)2 ×0.82 ×0.82 +0.03×(1−0.03)3 ×0.83 ×0.83 + ……… ≒0.03/{1−(1−0.03)×0.8×0.8} ≒0.079 このようにして計算された光利用効率ηの値の7.9%
(0.079)は、通常の液晶ディスプレイのバックラ
イトの利用効率が5〜6%であることを考慮すると、十
分に使用可能な値である。
This can be expressed by the following calculation formula. η = 0.03 + 0.03 × (1−0.03) × 0.8 × 0.8 + 0.03 × (1−0.03) 2 × 0.8 2 × 0.8 2 + 0.03 × ( 1−0.03) 3 × 0.8 3 × 0.8 3 +... {0.03 / {1- (1-0.03) × 0.8 × 0.8}} 0.079 7.9% of the value of the light use efficiency η calculated as described above.
(0.079) is a sufficiently usable value in consideration that the utilization efficiency of the backlight of the ordinary liquid crystal display is 5 to 6%.

【0049】なお、光透過部25の開口率が5%、コリ
メート板20の反射率が95%、およびハウジング18
の内壁面18aの反射率が95%であるバックライト部
14の光利用効率ηは、以下のように計算でき、その結
果は35%となる。 η≒0.05/{1−(1−0.05)×0.95×0.95} ≒0.35 このような35%の値は、バックライトの光利用効率η
として極めて有効である。
The light transmitting portion 25 has an aperture ratio of 5%, the collimating plate 20 has a reflectivity of 95%, and the housing 18 has
The light use efficiency η of the backlight unit 14 having a reflectivity of the inner wall surface 18a of 95% is 95% as follows, and the result is 35%. η ≒ 0.05 / {1− (1-0.05) × 0.95 × 0.95}} 0.35 Such a value of 35% is the light utilization efficiency η of the backlight.
Is extremely effective.

【0050】以上、本発明のコリメート板およびこれを
用いるバックライトシステムについて種々の実施形態を
挙げて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定
されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々
の改良や設計の変更を行ってもよいのは、もちろんであ
る。
As described above, the collimating plate of the present invention and the backlight system using the same have been described in detail with reference to various embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments and does not depart from the gist of the present invention. Of course, various improvements and design changes may be made.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
コリメート板およびこれを利用するバックライトシステ
ムによれば、優れた光集光特性を有し、光強度が50%
となる角度が±15°以内であるような十分に集光され
たコリメート光を得ることができる。従って、本発明の
コリメート板を、例えば、液晶ディスプレイのバックラ
イト装置のコリメータとして利用することにより、ま
た、本発明のバックライトシステムを液晶ディスプレイ
のバックライト装置に適用することにより、良好なコリ
メート光を液晶パネルに入射して、広い視野角に渡って
良好なコントラスト比を有し、医療用の用途にも好適な
液晶ディスプレイを実現できる。
As described above in detail, according to the collimator plate of the present invention and the backlight system using the same, the collimator plate has excellent light condensing characteristics and a light intensity of 50%.
It is possible to obtain a sufficiently converged collimated light whose angle is within ± 15 °. Therefore, by using the collimating plate of the present invention as, for example, a collimator of a backlight device of a liquid crystal display, and by applying the backlight system of the present invention to a backlight device of a liquid crystal display, good collimating light can be obtained. Is incident on a liquid crystal panel, and has a good contrast ratio over a wide viewing angle, so that a liquid crystal display suitable for medical use can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明のコリメート板およびこれを用いるバ
ックライトシステムを利用する表示装置の一実施形態を
概念的に示す分解斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view conceptually showing an embodiment of a display device using a collimating plate of the present invention and a backlight system using the same.

【図2】 本発明のコリメート板を用いる本発明のバッ
クライトシステムの一実施形態を概念的に示す断面模式
図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view conceptually showing one embodiment of the backlight system of the present invention using the collimating plate of the present invention.

【図3】 (A)および(B)は、それぞれ、本発明の
コリメート板の一実施形態を概念的に示す断面模式図お
よび底面模式図である。
FIGS. 3A and 3B are a schematic cross-sectional view and a schematic bottom view, respectively, conceptually showing an embodiment of the collimating plate of the present invention.

【図4】 (A),(B)および(C)は、それぞれ、
本発明のコリメート板の一実施形態を概念的に示す断面
模式図である。
FIG. 4 shows (A), (B) and (C), respectively.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view conceptually showing one embodiment of a collimating plate of the present invention.

【図5】 本発明のコリメート板の好ましい一実施形態
を説明するための概念的断面模式図である。
FIG. 5 is a conceptual cross-sectional schematic view for explaining a preferred embodiment of a collimating plate of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 表示装置 12 液晶パネル 14 バックライト部 18 ハウジング 18a 内壁面 19 光源 20,20a,20b,20c コリメート板 22 支持体(支持シート) 24 ビーズ 25 光透過部 26 バインダ(光拡散体) 27 光通過阻害部 28 ブラックマスク 30 金属薄膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Display apparatus 12 Liquid crystal panel 14 Back light part 18 Housing 18a Inner wall surface 19 Light source 20, 20a, 20b, 20c Collimate plate 22 Support body (support sheet) 24 Beads 25 Light transmission part 26 Binder (light diffuser) 27 Light transmission inhibition Part 28 black mask 30 metal thin film

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】透明な支持体と、前記支持体にその一部が
接触して固定される多数の光透過性の球体と、前記支持
体と球体との接触部およびその近傍からなる光透過部以
外の領域における光の通過を阻害する光通過阻害部とを
有することを特徴とするコリメート板。
1. A transparent support, a large number of light-transmitting spheres partially fixed to the support in contact with each other, and a light transmission comprising a contact portion between the support and the sphere and its vicinity. A light-passing inhibiting portion that inhibits the passage of light in a region other than the portion.
【請求項2】前記支持体の表面における前記光透過部の
開口率が、3〜10%である請求項1に記載のコリメー
ト板。
2. The collimating plate according to claim 1, wherein the aperture ratio of the light transmitting portion on the surface of the support is 3 to 10%.
【請求項3】前記光通過阻害部が、光拡散手段、光吸収
手段および光反射手段のいずれか1つである請求項1ま
たは2に記載のコリメート板。
3. The collimating plate according to claim 1, wherein said light passage inhibiting portion is any one of a light diffusing means, a light absorbing means and a light reflecting means.
【請求項4】前記光拡散手段は、前記球体を前記支持体
に固定するバインダに、屈折率1.3以上の物質を分散
してなるものである請求項3に記載のコリメート板。
4. The collimating plate according to claim 3, wherein said light diffusing means is formed by dispersing a substance having a refractive index of 1.3 or more in a binder for fixing said sphere to said support.
【請求項5】前記光拡散手段が、前記光透過性の球体の
平均粒径の半分の厚さで80%以上の反射率を有する請
求項3または4に記載のコリメート板。
5. The collimating plate according to claim 3, wherein said light diffusing means has a reflectance of 80% or more at a thickness of half the average particle diameter of said light transmitting sphere.
【請求項6】請求項1〜5のいずれかに記載のコリメー
ト板と、このコリメート板によって光学的に密閉され、
その内面が反射特性を有するハウジングとを有すること
を特徴とするバックライトシステム。
6. A collimating plate according to claim 1, wherein said collimating plate is optically sealed.
A backlight system having an inner surface having a housing having reflective characteristics.
【請求項7】前記ハウジングの内面の反射率が、80%
以上である請求項6に記載のバックライトシステム。
7. The housing has an inner surface having a reflectance of 80%.
The backlight system according to claim 6, which is the above.
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