JP2001338507A - 面光源素子およびそれを用いた表示装置 - Google Patents
面光源素子およびそれを用いた表示装置Info
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- JP2001338507A JP2001338507A JP2000158383A JP2000158383A JP2001338507A JP 2001338507 A JP2001338507 A JP 2001338507A JP 2000158383 A JP2000158383 A JP 2000158383A JP 2000158383 A JP2000158383 A JP 2000158383A JP 2001338507 A JP2001338507 A JP 2001338507A
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- light source
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、高輝度であり外観品位の優れた面
光源素子を提供することを目的とする。また、本発明
は、この面光源素子を利用した、高い外観品位を有する
表示装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 上記の課題は、光源２と、リフレクタ８
と、リフレクタ８で反射された光源２からの光が少なく
とも一つの端面１から入射される導光体３と、出射面か
らの光を出射面の正面方向に向かわせるための複数の凸
部が導光体３と対向する面に設けられた出射光制御板４
を備え、該出射光制御板４の凸部先端と導光体３の出射
面とが光学的に透明な層を介して密着してなる面光源素
子において、該出射光制御板４の出射面に光拡散層５が
配されている面光源素子により解決される。
光源素子を提供することを目的とする。また、本発明
は、この面光源素子を利用した、高い外観品位を有する
表示装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 上記の課題は、光源２と、リフレクタ８
と、リフレクタ８で反射された光源２からの光が少なく
とも一つの端面１から入射される導光体３と、出射面か
らの光を出射面の正面方向に向かわせるための複数の凸
部が導光体３と対向する面に設けられた出射光制御板４
を備え、該出射光制御板４の凸部先端と導光体３の出射
面とが光学的に透明な層を介して密着してなる面光源素
子において、該出射光制御板４の出射面に光拡散層５が
配されている面光源素子により解決される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータ、コンピュータ用モニタ、ビデオカメラ、テレビ
受信機、カーナビゲーションシステム、広告用看板など
に利用される面光源素子およびこれを用いた直視型の表
示装置に関する。
ュータ、コンピュータ用モニタ、ビデオカメラ、テレビ
受信機、カーナビゲーションシステム、広告用看板など
に利用される面光源素子およびこれを用いた直視型の表
示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶パネル、広告用看板に代表される透
過型表示装置は、面状に光を発する面光源素子（バック
ライト）と画像情報を与える表示パネルとで構成され、
該表示パネルが与えた画像情報により光の透過率がコン
トロールされることによって文字および映像が表示され
る。バックライトとしては、ハロゲンランプ、反射板、
レンズ等が組み合わされて出射光の輝度の分布が制御さ
れるもの、蛍光管が導光体の端面に設けられ、蛍光管か
らの光が端面と垂直な面から出射されるもの、蛍光管が
導光体の内部に設けられたもの（直下型）などが挙げら
れる。ハロゲンランプを利用したバックライトは、高輝
度を必要とする液晶プロジェクタに主に用いられる。一
方、導光体を利用したバックライトは薄型化が可能であ
るため、直視型の液晶ＴＶ、パーソナルコンピュータの
ディスプレイなどに用いられることが多い。また直下型
のバックライトは構造が単純なため大型の広告用看板な
どに用いられることが多い。
過型表示装置は、面状に光を発する面光源素子（バック
ライト）と画像情報を与える表示パネルとで構成され、
該表示パネルが与えた画像情報により光の透過率がコン
トロールされることによって文字および映像が表示され
る。バックライトとしては、ハロゲンランプ、反射板、
レンズ等が組み合わされて出射光の輝度の分布が制御さ
れるもの、蛍光管が導光体の端面に設けられ、蛍光管か
らの光が端面と垂直な面から出射されるもの、蛍光管が
導光体の内部に設けられたもの（直下型）などが挙げら
れる。ハロゲンランプを利用したバックライトは、高輝
度を必要とする液晶プロジェクタに主に用いられる。一
方、導光体を利用したバックライトは薄型化が可能であ
るため、直視型の液晶ＴＶ、パーソナルコンピュータの
ディスプレイなどに用いられることが多い。また直下型
のバックライトは構造が単純なため大型の広告用看板な
どに用いられることが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】液晶ＴＶ、ノートパソ
コンなどに用いられるバックライトでは、消費電力を軽
減すること、および高輝度であることが要求されてい
る。高輝度化を実現することは、冷陰極管などの光源を
増やすことで可能であるが、この方法は消費電力の増加
につながるため実用的ではない。そこで図４に示すよう
な、光源、導光体およびマイクロプリズムアレイを備え
た出射光制御板を用いた面光源素子が提案されている
（ＵＳＰ５，３９６，３５０号参照）。しかし、この様
な構成のバックライトは高い輝度は得られるものの、傷
や異物などに起因する外観上の欠点を発生しやすいとい
う問題点を有している。本発明は、上記の課題に鑑みて
なされたもので、高輝度であり外観品位の優れた面光源
素子を提供することを目的とする。また、本発明は、こ
の面光源素子を利用した、高い外観品位を有する表示装
置を提供することを目的とする。
コンなどに用いられるバックライトでは、消費電力を軽
減すること、および高輝度であることが要求されてい
る。高輝度化を実現することは、冷陰極管などの光源を
増やすことで可能であるが、この方法は消費電力の増加
につながるため実用的ではない。そこで図４に示すよう
な、光源、導光体およびマイクロプリズムアレイを備え
た出射光制御板を用いた面光源素子が提案されている
（ＵＳＰ５，３９６，３５０号参照）。しかし、この様
な構成のバックライトは高い輝度は得られるものの、傷
や異物などに起因する外観上の欠点を発生しやすいとい
う問題点を有している。本発明は、上記の課題に鑑みて
なされたもので、高輝度であり外観品位の優れた面光源
素子を提供することを目的とする。また、本発明は、こ
の面光源素子を利用した、高い外観品位を有する表示装
置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決する本発
明の面光源素子は、光源と、リフレクタと、リフレクタ
で反射された光源からの光が少なくとも一つの端面から
入射される導光体と、出射面からの光を出射面の正面方
向に向かわせるための複数の凸部が導光体と対向する面
に設けられた出射光制御板とを備え、該出射光制御板の
凸部先端と導光体の出射面とが光学的に透明な層を介し
て密着してなる面光源素子において、該出射光制御板の
出射面に光拡散層が配されている面光源素子である。こ
の面光源素子の発光面上に透過型表示素子を設けること
で高輝度で輝度が均一な表示装置を得ることができる。
明の面光源素子は、光源と、リフレクタと、リフレクタ
で反射された光源からの光が少なくとも一つの端面から
入射される導光体と、出射面からの光を出射面の正面方
向に向かわせるための複数の凸部が導光体と対向する面
に設けられた出射光制御板とを備え、該出射光制御板の
凸部先端と導光体の出射面とが光学的に透明な層を介し
て密着してなる面光源素子において、該出射光制御板の
出射面に光拡散層が配されている面光源素子である。こ
の面光源素子の発光面上に透過型表示素子を設けること
で高輝度で輝度が均一な表示装置を得ることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１に本発明の面光源素子の１例
の概略構成図を示す。この面光源素子は、端面１側に光
源２が設けられた導光体３と、導光体３から出射された
光の出射角度の分布を制御する出射光制御板４からなっ
ている。出射光制御板４は導光体３上に配置され、入射
面に入射した光が出射面から出射される。出射光制御板
４の入射面には多数の凸部が形成されており、図示して
いない接着層を介して導光体表面と密着している。光源
２の周囲には、導光体端面側と反対方向に進む光を反射
し、導光体の端面１側に進行させるリフレクタ８が設け
られている。
の概略構成図を示す。この面光源素子は、端面１側に光
源２が設けられた導光体３と、導光体３から出射された
光の出射角度の分布を制御する出射光制御板４からなっ
ている。出射光制御板４は導光体３上に配置され、入射
面に入射した光が出射面から出射される。出射光制御板
４の入射面には多数の凸部が形成されており、図示して
いない接着層を介して導光体表面と密着している。光源
２の周囲には、導光体端面側と反対方向に進む光を反射
し、導光体の端面１側に進行させるリフレクタ８が設け
られている。
【０００６】光源から導光体端面へ入射した光は導光体
内を全反射を繰り返し伝播していく。この伝搬光が導光
体の出射面と出射光制御板の凸部との密着部から出射光
制御板に取り込まれる。これにより、導光体内を伝搬す
る光は密着部から順次、出射光制御板に取り出され、取
り出された光は出射光制御板の凸部内で全反射されなが
ら出射される。
内を全反射を繰り返し伝播していく。この伝搬光が導光
体の出射面と出射光制御板の凸部との密着部から出射光
制御板に取り込まれる。これにより、導光体内を伝搬す
る光は密着部から順次、出射光制御板に取り出され、取
り出された光は出射光制御板の凸部内で全反射されなが
ら出射される。
【０００７】上記の構成を有する出射光制御板を利用し
たタイプの面光源素子においては、出射光制御板の凸部
内面での全反射を利用して光を取り出しているため、出
射光制御板にある特定の方向で取り込まれた光は、対応
するある特定の方向にのみ出射されてくる。そのため、
ある特定の方向で出射光制御板に取り込まれる光が存在
しない場合または他より強い場合には、対応する方向か
ら観察したときに暗線または輝点が現れる。つまり、導
光体擦り傷や出射光制御板の凸部欠陥等によって、出射
光制御板に光が均一に取り入れられない場合には、その
部分が暗線または輝線として見えるため、外観上の品位
を損ねる。
たタイプの面光源素子においては、出射光制御板の凸部
内面での全反射を利用して光を取り出しているため、出
射光制御板にある特定の方向で取り込まれた光は、対応
するある特定の方向にのみ出射されてくる。そのため、
ある特定の方向で出射光制御板に取り込まれる光が存在
しない場合または他より強い場合には、対応する方向か
ら観察したときに暗線または輝点が現れる。つまり、導
光体擦り傷や出射光制御板の凸部欠陥等によって、出射
光制御板に光が均一に取り入れられない場合には、その
部分が暗線または輝線として見えるため、外観上の品位
を損ねる。
【０００８】本発明は、出射光制御板４の光出射面に拡
散層５を設けることで、上記の問題を解決するものであ
る。すなわち、出射光制御板４から出射される光に対応
する方向に入射する光がないか、強い場合においても、
拡散層５の効果によって出射光の出射方向の分布が均さ
れるために、前述した外観上の欠点を軽減することがで
きる。また、拡散層５は上記の欠点を軽減するに十分な
拡散性を有していれば良く、過度の拡散性は必要ないた
め、出射光制御板を用いることによる高い輝度性能は維
持される。
散層５を設けることで、上記の問題を解決するものであ
る。すなわち、出射光制御板４から出射される光に対応
する方向に入射する光がないか、強い場合においても、
拡散層５の効果によって出射光の出射方向の分布が均さ
れるために、前述した外観上の欠点を軽減することがで
きる。また、拡散層５は上記の欠点を軽減するに十分な
拡散性を有していれば良く、過度の拡散性は必要ないた
め、出射光制御板を用いることによる高い輝度性能は維
持される。
【０００９】出射光制御板４の光出射面に設けられる拡
散層５は、例えば、図２に示すような拡散材６を含有し
たものでもよいし、図３に示すようなランダムな微細凹
凸７を有するものでもよい。ここでランダムな微細凹凸
とは、凹凸の大きさおよびピッチが周期性を持たないも
のを示す。ここで拡散材６の平均粒径を出射光制御板の
凸部ピッチより小さくすることが、拡散材６と凸部間で
発生するモアレを解消する観点から好ましい。また、ラ
ンダムな微細凹凸７の平均間隔を出射光制御板の凸部ピ
ッチより小さくすることが、出射面の微細凹凸７と入射
面の凸部によるモアレを解消する観点から好ましい。
散層５は、例えば、図２に示すような拡散材６を含有し
たものでもよいし、図３に示すようなランダムな微細凹
凸７を有するものでもよい。ここでランダムな微細凹凸
とは、凹凸の大きさおよびピッチが周期性を持たないも
のを示す。ここで拡散材６の平均粒径を出射光制御板の
凸部ピッチより小さくすることが、拡散材６と凸部間で
発生するモアレを解消する観点から好ましい。また、ラ
ンダムな微細凹凸７の平均間隔を出射光制御板の凸部ピ
ッチより小さくすることが、出射面の微細凹凸７と入射
面の凸部によるモアレを解消する観点から好ましい。
【００１０】拡散層を有する出射光制御板は、上記した
ような構成を有する光拡散性のフィルムを出射光制御板
の出射面側に積層することで得ることができるし、該フ
ィルムを基材として出射光制御板を作製することでも得
ることができる。また出射光制御板の出射面に拡散材を
含有した塗料を塗布することでも得ることができる。ラ
ンダムな微細凹凸は、例えば、基材をブラスト処理する
か、ブラスと処理された型を基材表面に転写することで
選られる。
ような構成を有する光拡散性のフィルムを出射光制御板
の出射面側に積層することで得ることができるし、該フ
ィルムを基材として出射光制御板を作製することでも得
ることができる。また出射光制御板の出射面に拡散材を
含有した塗料を塗布することでも得ることができる。ラ
ンダムな微細凹凸は、例えば、基材をブラスト処理する
か、ブラスと処理された型を基材表面に転写することで
選られる。
【００１１】本発明の面光源素子に用いる導光体として
は、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレ
ン樹脂等の透明性に優れた樹脂およびガラスを所定の形
状に加工したものを用いることができる。なかでもアク
リル樹脂を用いるのが軽量性、透明性の点で好ましい。
加工方法としては、押出し板若しくはキャスト板から切
り出す方法または加熱プレス、射出成形等の溶融成形法
などが好適に用いられる。
は、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレ
ン樹脂等の透明性に優れた樹脂およびガラスを所定の形
状に加工したものを用いることができる。なかでもアク
リル樹脂を用いるのが軽量性、透明性の点で好ましい。
加工方法としては、押出し板若しくはキャスト板から切
り出す方法または加熱プレス、射出成形等の溶融成形法
などが好適に用いられる。
【００１２】また、出射光制御板の表面形状は、スタン
パまたは雌金型などを用いて、熱プレス法、紫外線硬化
による２Ｐ法、熱硬化によるキャスト法、射出成形法、
押出し成形法等によって透明な基材上に形成することが
できる。該透明な基材としては、アクリル樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂ポリスチレン樹脂等の樹脂またはガラス
が用いられる。出射光制御板の作製に用いるスタンパ
は、例えばガラス基板上にネガ型あるいはポジ型の感光
性樹脂をコーティングし、この感光性樹脂をフォトマス
クを介して露光し、現像後、電鋳を行うことにより作製
することができるし、切削によって作製することもでき
る。出射光制御板は板状である必要はなく、フィルム状
であってもよい。また該出射光制御板の凸部のパターン
は１次元ばかりでなく、２次元的に配置されていても良
く、その断面は台形、放物線、楕円、およびこれらの組
合わせからなる形状を用いることができる。
パまたは雌金型などを用いて、熱プレス法、紫外線硬化
による２Ｐ法、熱硬化によるキャスト法、射出成形法、
押出し成形法等によって透明な基材上に形成することが
できる。該透明な基材としては、アクリル樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂ポリスチレン樹脂等の樹脂またはガラス
が用いられる。出射光制御板の作製に用いるスタンパ
は、例えばガラス基板上にネガ型あるいはポジ型の感光
性樹脂をコーティングし、この感光性樹脂をフォトマス
クを介して露光し、現像後、電鋳を行うことにより作製
することができるし、切削によって作製することもでき
る。出射光制御板は板状である必要はなく、フィルム状
であってもよい。また該出射光制御板の凸部のパターン
は１次元ばかりでなく、２次元的に配置されていても良
く、その断面は台形、放物線、楕円、およびこれらの組
合わせからなる形状を用いることができる。
【００１３】上記の通り説明した面光源素子をバックラ
イトとして用い、その出射面に透過型の表示素子を設け
ることで、直視型の表示装置を構成することができる。
この透過型の表示素子としては、 ＳＴＮ、ＴＦＴ、Ｍ
ＩＮＩなどの液晶パネルが挙げられる。また、透過型の
表示素子の代わりに、透明または乳半フィルム上に印刷
を施した印刷フィルム、あるいは着色プラスチックの成
形品等を用いて、広告看板、情報掲示板等の表示装置を
構成することができる。
イトとして用い、その出射面に透過型の表示素子を設け
ることで、直視型の表示装置を構成することができる。
この透過型の表示素子としては、 ＳＴＮ、ＴＦＴ、Ｍ
ＩＮＩなどの液晶パネルが挙げられる。また、透過型の
表示素子の代わりに、透明または乳半フィルム上に印刷
を施した印刷フィルム、あるいは着色プラスチックの成
形品等を用いて、広告看板、情報掲示板等の表示装置を
構成することができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明の面光源素子によれば、導光体や
出射光制御板の傷などに起因する暗線や輝点等の欠点が
軽減された、外観品位の高い面光源素子を得ることがで
きる。この面光源素子を利用した表示装置は高い外観品
位を有する。
出射光制御板の傷などに起因する暗線や輝点等の欠点が
軽減された、外観品位の高い面光源素子を得ることがで
きる。この面光源素子を利用した表示装置は高い外観品
位を有する。
【図１】本発明の面光源素子の１例の概略構成図であ
る。
る。
【図２】拡散層が拡散材を含有している出射光制御板の
概略構成図である。
概略構成図である。
【図３】拡散層がランダムな微細凹凸表面を有している
出射光制御板の概略構成図である。
出射光制御板の概略構成図である。
【図４】従来の構成を示す概略構成図である。
２…光源、３…導光体、８…リフレクタ、４…出射光制
御板、５…拡散層、６…拡散材、７…微細凹凸
御板、５…拡散層、６…拡散材、７…微細凹凸
Claims (9)
- 【請求項１】 光源と、リフレクタと、リフレクタで反
射された光源からの光が少なくとも一つの端面から入射
される導光体と、出射面からの光を出射面の正面方向に
向かわせるための複数の凸部が導光体と対向する面に設
けられた出射光制御板とを備え、該出射光制御板の凸部
先端と導光体の出射面とが光学的に透明な層を介して密
着してなる面光源素子において、該出射光制御板の出射
面に光拡散層が配されている面光源素子。 - 【請求項２】 光拡散層が拡散材含有樹脂からなる請求
項１に記載の面光源素子。 - 【請求項３】 拡散材の平均粒径が出射光制御板の凸
部ピッチより小さい請求項２に記載の面光源素子。 - 【請求項４】 光拡散層がランダムな表面の微細凹凸で
ある請求項１に記載の面光源素子。 - 【請求項５】 ランダムな微細凹凸の平均間隔が出射光
制御板の凸部ピッチより小さい請求項４に記載の面光源
素子。 - 【請求項６】 請求項１から５のいずれか一項に記載の
面光源素子の発光面上に透過型表示素子を設けてなる表
示装置。 - 【請求項７】 表示素子が液晶表示素子である請求項６
に記載の表示装置。 - 【請求項８】 請求項１から５のいずれか一項に記載の
面光源素子の発光面上に印刷フィルムを設けてなる表示
装置。 - 【請求項９】 請求項１から５のいずれか一項に記載の
面光源素子の発光面上に散乱機能を有する成形体を設け
てなる表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000158383A JP2001338507A (ja) | 2000-05-29 | 2000-05-29 | 面光源素子およびそれを用いた表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000158383A JP2001338507A (ja) | 2000-05-29 | 2000-05-29 | 面光源素子およびそれを用いた表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001338507A true JP2001338507A (ja) | 2001-12-07 |
Family
ID=18662860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000158383A Pending JP2001338507A (ja) | 2000-05-29 | 2000-05-29 | 面光源素子およびそれを用いた表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001338507A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006093087A1 (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-08 | Kuraray Co., Ltd. | 光拡散フィルムおよびこれを用いた面光源素子並びに液晶表示装置 |
| US7537369B2 (en) | 2003-02-28 | 2009-05-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | Surface radiation conversion element, liquid crystal display device, and method of producing a surface radiation conversion element |
| US7794100B2 (en) | 2006-12-27 | 2010-09-14 | Sony Corporation | Planar light source apparatus, display apparatus and planar illumination method |
| US8279371B2 (en) | 2006-02-01 | 2012-10-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Optical plate, method of manufacturing the same, and liquid crystal display device having the same |
| CN102844686A (zh) * | 2010-04-12 | 2012-12-26 | 3M创新有限公司 | 导光膜 |
-
2000
- 2000-05-29 JP JP2000158383A patent/JP2001338507A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7537369B2 (en) | 2003-02-28 | 2009-05-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | Surface radiation conversion element, liquid crystal display device, and method of producing a surface radiation conversion element |
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| JP4896003B2 (ja) * | 2005-02-28 | 2012-03-14 | 株式会社クラレ | 光拡散フィルムおよびこれを用いた面光源素子並びに液晶表示装置 |
| KR101244188B1 (ko) * | 2005-02-28 | 2013-03-18 | 가부시키가이샤 구라레 | 광확산 필름 및 이것을 이용한 면광원 소자 그리고 액정표시 장치 |
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| US8947799B2 (en) | 2010-04-12 | 2015-02-03 | 3M Innovative Properties Company | Light directing film |
| CN102844686B (zh) * | 2010-04-12 | 2015-07-01 | 3M创新有限公司 | 导光膜 |
| US9116285B2 (en) | 2010-04-12 | 2015-08-25 | 3M Innovative Properties Company | Light directing film |
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