JP2008281648A - 光学部材及びバックライトユニット並び表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 面光源の表面側に平行に配されると共に表面に複数の凸状マイクロレンズ2が2次元配列されたマイクロレンズアレイ部材3と、マイクロレンズアレイ部材3の裏面に配された光反射層部5とを備え、光反射層部5には、面光源を焦点位置とし面光源からの照射光を通して互いに隣接する凸状マイクロレンズ2でそれぞれ集光する結像光学系を構成する光学窓6が形成され、光学窓6が、凸状マイクロレンズ2の頂部2aから中心軸6aをずらし、互いに隣接する凸状マイクロレンズ2の頂部2a間に中心軸6aを配して開けられている。
【選択図】 図1
Description
例えば、特許文献1では、白色層、黒色層、透明層、黒色層が繰り返し配列されているシリコーンゴムの照光表示体用防眩シートが提案されている。この防眩シートでは、黒色層による遮光効果で光の拡散を抑制するものである。すなわち、このシートは、例えば、携帯電話機の液晶ディスプレイや銀行等のATMの操作画面においては、表示された画像や情報を使用中に側方から他人に覗き見されないようにする覗き見防止用のシートとして活用可能である。
近年、液晶表示装置の使用環境によっては、画面正面以外の複数の方向に対する視認性を向上させたいという要望がある。例えば、自動車のダッシュボード中央に設置されたカーナビゲーションのディスプレイなどの場合、画面に対して左右の斜め方向に位置する運転席及び助手席の2方向に対する輝度を高めて、運転席の運転者及び助手席の同乗者の両者による視認性を高めたいという要望がある。しかしながら、上記特許文献1〜3の技術では、画面正面などの一方向への視認性を向上させることができるが、任意の複数方向に対する視認性を向上させることができないという不都合があった。また、上記特許文献4の技術では、正面方向に対する指向性を狭視野角と広視野角とで切り替え可能になっているが、いずれも正面方向に一つのピークを有する指向性しか得ることができず、正面方向の輝度を下げてかつ正面方向以外の2方向の輝度を高めることができない。
すなわち、本発明に係る光学部材及びバックライトユニットによれば、光学窓が凸状マイクロレンズの頂部から中心軸をずらし、互いに隣接する凸状マイクロレンズの頂部間に中心軸を配して開けられているので、面光源からの照射光が光学窓及び隣接する凸状マイクロレンズの結像光学系によって正面以外の複数の所定方向に集光される。これにより、画面に対して正面方向以外の複数の所定方向に対する視認性を向上させると共に、所定方向以外の洩れ光を抑制して所定方向における輝度を大幅に向上させることができる。
したがって、この本発明の光学部材及びバックライトユニットを搭載した表示装置では、複数の所定方向における高い輝度と所定方向以外の方向への洩れ光防止とにより、複数の所定方向への高い指向性を有した高輝度表示が可能になるため、カーナビゲーションのディスプレイ用などに好適である。
また、上記光反射層部5は、光吸収層部4の裏面に積層された銀色や白色の光反射機能を有する金属板、フィルム、箔等であって、本実施形態では銀蒸着膜を設けたフィルム層である。なお、上記銀蒸着膜の代わりに、アルミ金属蒸着膜などを採用しても構わない。
上記バックライト部8は、光学部材1と平行に配された導光板9と、導光板9の端部に配されて導光板9内に光を出射する光源10と、導光板9と光学部材1との間に配され導光板9から入射された光を光学部材1に向けた上方向への照射光として出射するプリズムシート11と、導光板9の下面に配された反射シート12とを備えている。
上記反射シート12は、光反射機能を有する金属板、フィルム、箔等であって、本実施形態ではアルミ金属蒸着膜を設けたフィルムが採用されている。
また、この半導体発光素子を封止する樹脂材は、シリコーン樹脂を主剤とし、例えばYAG蛍光体が添加されている。このYAG蛍光体は、半導体発光素子からの青色光又は紫外光を黄色光に変換させて混色効果により白色光を生じさせるものである。なお、白色LEDとしては、上記以外でも種々のものが採用可能である。
なお、本実施形態では、液晶表示パネル13の画面側及びバックライトユニット7の光出射面側を表面側又は上面側として記載している。
上記半透過反射板26は、透過性を有するように形成されたアルミ金属蒸着膜シートや反射型偏光板等が用いられる。なお、上基板22と下基板23との間隙には、シリカボールやプラスチックボール等からなるスペーサ(図示略)が分散されて配され、所定の間隙を確保している。
さらに、光学窓6が形成された光吸収層部4を備えているので、凸状マイクロレンズ2の境界面で反射され光吸収層部4に入射された光を吸収し、散乱を抑制することができ、この点においても高い洩れ光防止効果を得ることができる。
このバックライトユニット7では、光源10からの入射光が導光板9を介してプリズムシート11を透過するため、プリズムシート11によって入射光が光学部材1に向けた進行方向の照射光となる。したがって、上記光学部材1の光学窓6に向けて効率的に照射光を出射することができ、集光度を高めてより複数の所定方向の輝度を向上させることができる。
例えば、液晶表示パネル13を垂直に立てて自動車のダッシュボード中央に配置した場合、液晶表示パネル13の上下左右のうち、左右の斜め方向へ集光させるように左右に隣接する凸状マイクロレンズ2の中間に光学窓6を配することで、運転席方向及び助手席方向である左右の斜め方向において高い輝度を得ることができる。
また、上記各実施形態では、平面視円形状の凸状マイクロレンズ2を採用しているが、フライアイレンズのように平面視四角形状の凸状マイクロレンズを採用しても構わない。さらに、凸状マイクロレンズ2の形状は、断面略半円形状だけでなく、集光効果が得られれば他の凸レンズ形状でも構わない。
また、上述したように、光源10に白色LEDを用いることが好適であるが、線状光源の蛍光管などを光源として採用しても構わない。
また、上記バックライトユニットとしては、他の種々の構成が採用可能である。例えば、上記各実施形態では、導光板から出射された光をより均一化させる部材である拡散シートを省いているが、この拡散シートを導光板上に配したバックライトユニットとしても構わない。また、上記各実施形態では、1枚のプリズムシートを採用しているが、2枚のプリズムシート(プリズム部の稜線が互いにねじれの関係にある2枚のプリズムシート)を採用しても構わない。
Claims (7)
- 面光源の表面側に平行に配されると共に表面に複数の凸状マイクロレンズが2次元配列されたマイクロレンズアレイ部材と、
前記マイクロレンズアレイ部材の裏面に配された光反射層部とを備え、
前記光反射層部には、前記面光源を焦点位置とし前記面光源からの照射光を通して互いに隣接する前記凸状マイクロレンズでそれぞれ集光する結像光学系を構成する光学窓が形成され、
前記光学窓が、前記凸状マイクロレンズの頂部から中心軸をずらし、互いに隣接する前記凸状マイクロレンズの頂部間に中心軸を配して開けられていることを特徴とする光学部材。 - 請求項1に記載の光学部材において、
前記光学窓が、隣接する前記凸状マイクロレンズの中間位置の直下に配されていることを特徴とする光学部材。 - 請求項1又は2に記載の光学部材において、
前記マイクロレンズアレイ部材と前記光反射層との間に配された光吸収層部を備え、
前記光吸収層部にも、前記光学窓が形成されていることを特徴とする光学部材。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の光学部材と、
前記光学部材に向けて照射光を出射する前記面光源であるバックライト部とを備えていることを特徴とするバックライトユニット。 - 請求項4に記載のバックライトユニットにおいて、
前記光学部材と平行に配された導光板と、
前記導光板の端部に配されて前記導光板内に光を出射する光源と、
前記導光板と前記光学部材との間に配され前記導光板から入射された光を前記光学部材に向けて出射するプリズムシートとを備えていることを特徴とするバックライトユニット。 - 画像表示パネルと、
前記画像表示パネルの裏面側に配された請求項4又は5に記載のバックライトユニットとを備えていることを特徴とする表示装置。 - 請求項6に記載の表示装置において、
前記画像表示パネルが、液晶表示パネルであることを特徴とする表示装置。
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