JP2007025150A - 光学シート、バックライトユニット、電気光学装置、電子機器、および光学シートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 光学シート1は、透光性を有するシート10と、透過光を拡散可能な多数のマイクロレンズ12とから構成される。マイクロレンズ12の配置密度は、仮想の矩形領域11において最も大きく、該矩形領域11からの距離が遠くなるほど小さくなっている。ここで、矩形領域11は、冷陰極管33の両端部近傍の低輝度領域を除いた、等輝度発光部331の形状に一致する。
【選択図】 図1
Description
<A.光学シート>
図1は、本発明の第1の実施形態の光学シート1の平面図である。光学シート1は、シート10と、該シート10上に配置された、「調光用ドットパターン」の一形態としての多数のマイクロレンズ12とから構成される。光学シート1は、全体として、入射面(マイクロレンズ12が形成されていない面)に入射した光を調光し、射出面(入射面の反対側の面)から射出する光学部材である。
次に、図3および図4を用いて、光学シート1を備えたバックライトユニット500について説明する。図3は、バックライトユニット500および後述する液晶表示装置600を構成要素に分けて描いた斜視図であり、図4は、バックライトユニット500の構成要素の積層構造を示す模式断面図である。
次に、図3を用いて本発明の実施形態の電気光学装置について説明する。上述したバックライトユニット500の上に、液晶パネル50を配置することにより、「電気光学装置」としての液晶表示装置600を構成することができる。ここで、液晶パネル50は、透光性を有する一対の基板の間に封入された液晶の配向状態を制御することによって、透過光の偏光状態を操作し、該透過光を偏光板で選択透過させることによって表示を行う装置である。液晶表示装置600は、上述のバックライトユニット500を補助光源に持つため、ムラのない高品位な表示を行うことができる。
次に、図6を用いて本発明の実施形態の電子機器について説明する。図6は、表示部701に液晶表示装置600を備えた「電子機器」としての液晶テレビモニタ700の斜視図である。液晶テレビモニタ700は、上述した液晶表示装置600の機能により、ムラのない高品位な表示を行うことができる。
続いて、図7から図10を用いて、光学シート1の製造方法について説明する。
まず、光学シート1の製造に用いる液滴吐出装置300の全体構成について図7を用いて説明する。図7に示す液滴吐出装置300は、基本的には液状の材料111(レンズ材料12A)を吐出するためのインクジェット装置である。より具体的には、液滴吐出装置300は、液状の材料111を保持するタンク101と、チューブ110と、グランドステージGSと、吐出ヘッド部103と、ステージ106と、第1位置制御装置104と、第2位置制御装置108と、制御部112と、支持部104aとを備えている。
図8(a)および(b)に示すように、液滴吐出装置300におけるヘッド114は、複数のノズル118を有するインクジェットヘッドである。具体的には、ヘッド114は、振動板126と、ノズル118の開口を規定するノズルプレート128と、を備えている。そして、振動板126と、ノズルプレート128と、の間には、液たまり129が位置しており、この液たまり129には、図示しない外部タンクから孔131を介して供給される液状の材料111が常に充填される。
次に、制御部112の構成を説明する。図9に示すように、制御部112は、入力バッファメモリ200と、記憶装置202と、処理部204と、走査駆動部206と、ヘッド駆動部208とを備えている。入力バッファメモリ200と処理部204とは相互に通信可能に接続されている。処理部204と、記憶装置202と、走査駆動部206と、ヘッド駆動部208とは、図示しないバスによって相互に通信可能に接続されている。
上述の「液状の材料111」とは、ヘッド114のノズル118から液滴Dとして吐出されうる粘度を有する材料をいう。ここで、液状の材料111が水性であると油性であるとを問わない。ノズル118から吐出可能な流動性(粘度)を備えていれば十分で、固体物質が混入していても全体として流動体であればよい。ここで、液状の材料111の粘度は1mPa・s以上50mPa・s以下であるのが好ましい。粘度が1mPa・s以上である場合には、液状の材料111の液滴Dを吐出する際にノズル118の周辺部が液状の材料111で汚染されにくい。一方、粘度が50mPa・s以下である場合は、ノズル118における目詰まり頻度が小さく、このため円滑な液滴Dの吐出を実現できる。本実施形態で用いるレンズ材料12Aは、上述の条件を満たす液状の材料111である。
続いて、図10を参照しながら、上述の液滴吐出装置300を用いた光学シート1の製造工程について説明する。
図11は、本発明の第2の実施形態の光学シート2の平面図である。光学シート2は、シート10と、該シート10上に配置された、「調光用ドットパターン」の一形態としての多数のマイクロレンズ12とから構成される。光学シート2は、マイクロレンズ12の形状および配置を除くと第1の実施形態で説明した光学シート1と同様の構成および機能を有するので、以下では、相違点を中心に説明する。
図13は、本発明の第3の実施形態の光学シート3の平面図である。光学シート3は、シート10と、該シート10上に配置された、「調光用ドットパターン」の一形態としての多数のマイクロレンズ12とから構成される。光学シート3は、マイクロレンズ12の形状および配置を除くと第1の実施形態で説明した光学シート1と同様の構成および機能を有するので、以下では、相違点を中心に説明する。
上述した第1の実施形態の光学シート1および第2の実施形態の光学シート2において、マイクロレンズ12は遮光剤を含んでいてもよい。このようなマイクロレンズ12は、入射光の少なくとも一部を遮光する効果を有する。よって、矩形領域11から距離が遠くなるにつれてマイクロレンズ12の配置密度が小さくなる光学シート1、および矩形領域11から距離が遠くなるにつれてマイクロレンズ12の面積が小さくなる光学シート2のいずれも、矩形領域11に入射した光を最も高い割合で遮光し、該矩形領域11から遠い位置に入射した光の遮光率を連続的に低くしていくことができる。このため、こうした光学シート1または光学シート2を備えるバックライトユニット500は、両端部近傍に低輝度領域を有する冷陰極管33を光源とした場合であっても、発光面において均一な輝度で発光することができる。なお、遮光剤の濃度を高めていくと、マイクロレンズ12が本来有する拡散効果が弱まるため、光学シート1,2に重ねて拡散効果を有するシートを別途配置することが好ましい。
上述した第1の実施形態の光学シート1および第2の実施形態の光学シート2において、マイクロレンズ12は拡散剤を含んでいてもよい。このようなマイクロレンズ12は、マイクロレンズ12が本来的に有する拡散効果とは別に、付加的な拡散効果を有する。よって、矩形領域11から距離が遠くなるにつれてマイクロレンズ12の配置密度が小さくなる光学シート1、および矩形領域11から距離が遠くなるにつれてマイクロレンズ12の面積が小さくなる光学シート2のいずれも、矩形領域11に入射した光を最も強く拡散し、該矩形領域11から遠い位置に入射した光ほど拡散を弱くすることができる。すなわち、入射光の正面方向への透過率は、矩形領域11からの距離が遠いほど高くなる。このため、こうした光学シート1または光学シート2を備えるバックライトユニット500は、両端部近傍に低輝度領域を有する冷陰極管33を光源とした場合であっても、発光面において均一な輝度で発光することができる。
上述した第1の実施形態の光学シート1および第2の実施形態の光学シート2においては、「調光用ドットパターン」としてマイクロレンズ12を用いているが、これに代えて、遮光効果を有し、立体形状を有さない印刷ドットパターンを用いてもよい。具体的には、光学シート1においては、マイクロレンズ12に代えて、矩形領域11から距離が遠くなるにつれて配置密度が小さくなる印刷ドットパターンを、また、光学シート2においては、同じく矩形領域11から距離が遠くなるにつれて面積が小さくなる印刷ドットパターンを用いることができる。これらの光学シート1,2は、いずれも矩形領域11に入射した光を最も高い割合で遮光し、該矩形領域11から遠い位置に入射した光の遮光率を連続的に低くしていくことができる。このため、こうした光学シート1または光学シート2を備えるバックライトユニット500は、両端部近傍に低輝度領域を有する冷陰極管33を光源とした場合であっても、発光面において均一な輝度で発光することができる。なお、本変形例の光学シート1,2は拡散効果をもたないため、光学シート1,2に重ねて拡散効果を有するシートを別途配置することが好ましい。また、個々の印刷ドットパターンの形状は、円形、楕円形、長方形等、任意の形状とすることができる。
上述した各実施形態では、バックライトユニット500の冷陰極管33は2本であるとしたが、本稿はこれに限定する趣旨ではない。バックライトユニット500の大きさ、および要求される輝度などに応じて、任意の数の冷陰極管33を任意の位置に配置することができる。この場合において、光学シート1(2,3)における矩形領域11は、各々の冷陰極管33の等輝度発光部331に対応する位置および大きさに合わせて設定する。こうした構成によれば、両端部近傍に低輝度領域を有する冷陰極管33を光源とした場合であっても、冷陰極管33の本数や配置によらず均一な輝度で発光するバックライトユニット500が得られる。
上述した各実施形態では、液滴吐出装置300を用いて光学シート1(2,3)を製造したが、これに代えて、フォトリソグラフィー法、射出成型法、金型を用いて転写する方法等を用いてもよい。このような製造方法によっても、光学シート1(2,3)を製造することができる。
上述した各実施形態において、マイクロレンズ12は楕円形であってもよい。こうした構成によっても、冷陰極管33の両端部近傍の低輝度領域を含む輝度分布を均一に補正することが可能な光学シートが得られる。
上述した第1の実施形態、第2の実施形態、および変形例3の光学シート1,2における調光用ドットパターン(マイクロレンズ12または印刷ドットパターン)は、その裏面(すなわちバックライトユニット500に組み込まれたときに冷陰極管33と対向する面)が反射板となっていてもよい。この構成によれば、冷陰極管33から発せられた光のうち上記調光用ドットパターンに入射した光は反対方向へ向けて反射され、その後反射シート32で再び反射されてバックライトユニット500の発光面の方向へ進む。そして調光用ドットパターンの裏面と反射シート32との間を繰り返し反射しながら、拡散によって調光用ドットパターン以外の領域に入射した光がバックライトユニット500の発光面から射出される。
Claims (15)
- 透光性を有するシートと、
前記シートの表面に配置された複数の調光用ドットパターンであって、該シートの表面に仮定された1以上の矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って密度が小さくなるように配置された調光用ドットパターンと
を備えることを特徴とする光学シート。 - 透光性を有するシートと、
前記シートの表面に配置された複数の調光用ドットパターンであって、該シートの表面に仮定された1以上の矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って小さな面積を有するように配置された調光用ドットパターンと
を備えることを特徴とする光学シート。 - 請求項1または2に記載の光学シートであって、
前記調光用ドットパターンは、遮光剤を含んでいることを特徴とする光学シート。 - 請求項1または2に記載の光学シートであって、
前記調光用ドットパターンは、光拡散剤を含んでいることを特徴とする光学シート。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の光学シートであって、
前記調光用ドットパターンは、マイクロレンズであることを特徴とする光学シート。 - 透光性を有するシートと、
前記シートの表面に配置された複数のマイクロレンズであって、該シートの表面に仮定された1以上の矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って長い焦点距離を有するように配置されたマイクロレンズと
を備えることを特徴とする光学シート。 - 請求項6に記載の光学シートであって、
前記マイクロレンズは、前記矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って小さな屈折率を有するように配置されていることを特徴とする光学シート。 - 請求項6に記載の光学シートであって、
前記マイクロレンズは、前記矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って大きな曲率半径を有するように配置されていることを特徴とする光学シート。 - 請求項8に記載の光学シートであって、
前記マイクロレンズは、前記矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って大きな面積を有するように配置されていることを特徴とする光学シート。 - 管状の光源と、
前記管状の光源の投光方向に、前記矩形領域が前記管状の光源のうち両端部近傍を除いた部分に対応する状態に配置された請求項1から9のいずれか一項に記載の光学シートとを備えることを特徴とするバックライトユニット。 - 請求項10に記載のバックライトユニットを備えることを特徴とする電気光学装置。
- 請求項11に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
- 透光性を有するシートの表面に、マイクロレンズの材料となるレンズ材料を、前記シートの表面に仮定された1以上の矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って小さな配置密度となるように吐出する第1のステップと、
前記レンズ材料を硬化させて、前記マイクロレンズを形成する第2のステップとを有することを特徴とする光学シートの製造方法。 - 透光性を有するシートの表面に、マイクロレンズの材料となるレンズ材料を、前記シートの表面に仮定された1以上の矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って小さな面積となるように吐出する第1のステップと、
前記レンズ材料を硬化させて、前記マイクロレンズを形成する第2のステップとを有することを特徴とする光学シートの製造方法。 - 透光性を有するシートの表面に、マイクロレンズの材料となるレンズ材料を、前記シートの表面に仮定された1以上の矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って大きな面積となるように吐出する第1のステップと、
前記レンズ材料を硬化させて、前記マイクロレンズを形成する第2のステップとを有することを特徴とする光学シートの製造方法。
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