JP2011054514A - 隠蔽構造体を備えた照明ユニット、表示装置 - Google Patents
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【解決手段】導光体25と、反射シートと、隠蔽構造体1とを備えた照明ユニット55であって、前記隠蔽構造体1は、光透過性の基材17と、該基材17の一方の面に、略半球形状のマイクロレンズ3と、複数の前記マイクロレンズ3間の隙間には、少なくとも一方向に配列された第一の線状レンズ5とを備え、該マイクロレンズ3の配置は不規則であり、かつ、該基材17の一方の面の単位面積に含まれる該マイクロレンズ3の該基材17に接する面積の総和は、該基材17の場所に依らず略一定である隠蔽構造体1を備えた照明ユニット55。
【選択図】図1
Description
この照明装置で消費する電力は、液晶表示装置全体で消費する電力の相当部分を占める。
従って、所定の輝度を提供するのに必要な照明装置の消費電力を低減することは、液晶表示装置全体の省電力化に寄与することができる。
一方、エッジライト方式は光源の配置位置が限定されるため、大型化には向かず、主としてノート型パソコン、液晶モニター、携帯情報端末等に適用されている。
しかし最近では、照明装置用の光源として冷陰極管に替わってLED(Light Emitting Diode 発光ダイオード)が採用され始めたことにより、低消費電力化が図れ、薄型化の容易なエッジライト方式が、20インチ以上の中型ないし大型液晶表示装置へ採用され始めている。
図7は、BEF185の配置の一例を示す断面模式図であり、図8は、BEF185の斜視図である。図7、8に示すように、BEF185は、部材186上に、断面三角形状の単位プリズム187が一方向に周期的に配列された光学フィルムである。この単位プリズム187は光の波長に比較して大きいサイズ(ピッチ)とされている。
即ち、第1の発明は、光源と、前記光源から射出される光を入射する入射面と、入射光を観察者側へと射出する射出面と、入射光を前記射出面へと導く光偏向面と、を備えた導光体と、前記射出面とは反対側の面から射出する光を反射して前記導光体へと導く反射シートと、隠蔽構造体と、を備えた照明ユニットであって、前記隠蔽構造体は、光透過性の基材と、前記基材の一方の面に、略半球形状のマイクロレンズと、複数の前記マイクロレンズ間の隙間には、少なくとも一方向に配列された第一の線状レンズとを備え、前記マイクロレンズの配置は不規則であり、かつ、前記基材の一方の面の単位面積に含まれる前記マイクロレンズの前記基材に接する面積の総和は、前記基材の場所に依らず略一定であることを特徴とする隠蔽構造体を備えた照明ユニットである。
図1は、本発明の第1の実施の形態における照明ユニット55を具備する液晶表示装置70の概略断面図であり、各部位の縮図は実際とは一致しない。
図1に示す液晶表示装置70は、画像表示素子35と、この画像表示素子35の光入射側に臨ませて配置された照明ユニット55を備える。
照明ユニット55は、画像表示素子35の光入射側に臨ませて配置された、偏光反射分離シート13、集光シート11、隠蔽構造体1、導光板25、光源41、及び反射板43を含んで構成される。
図5に示されるのは、マイクロレンズシートにおける単位マイクロレンズのアスペクト比と面積率とをパラメータにしたシミュレーション結果である。
ここで面積率とは、マイクロレンズシートの基材17の表面積と、該単位マイクロレンズ3と基材17が接する領域の総面積との比である。単位マイクロレンズを最密にデルタ配置した際の面積率は90.7%となる。
TL/TMが大きくなるほど、本発明の隠蔽構造体1は輝度が低くなることが分かる。特にTL/TM=0.9においては、面積率が35%〜50%の範囲でのみ、マイクロレンズシートを超える輝度が得られる。そこで、TL/TM<0.9に設定されることが望ましく、0.5以下であることが更に望ましい。
そしてまた、通常の三角プリズムレンズで問題となるサイドローブは、同面上に形成された半球状のマイクロレンズ3によって緩和される。従って、半球状のマイクロレンズ3は、導光板25の光偏向面28の隠蔽効果と共に正面方向への集光機能のみならず、第一の線状レンズ5が生じるサイドローブの緩和の役目をも果たす。
あるいは、隠蔽構造体1、及び集光シート11は、透光性の基材17と、第一の線状レンズ5、マイクロレンズ3、及び第二の線状レンズ、凸部7、及び第二の線状レンズが、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、COP(シクロオレフィンポリマー)、PAN(ポリアクリロニトリル共重合体)、AS(アクリロニトリルスチレン共重合体)等を用いて、当該技術分野では良く知られている押し出し成形法、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって一体形成する。
本発明の隠蔽構造体1は、透光性の基材17の一方の面17bに略半球形状のマイクロレンズ3と第一の線状レンズ5とが形成される。ここで基材17の一方の面17bの面積に対し、該マイクロレンズ3の総面積の割合が25%以上80%以下の範囲に設定されてなる。基材17とマイクロレンズ3、第一の線状レンズ5、及び基材17の他方の面17aに形成される凸部7とを、同一材料にて一体成形する場合、基材17の一方の面17bは、第一の線状レンズ5の谷部で結ばれる面にて定義される。
画像表示素子35は、液晶表示素子であることが好ましい。液晶表示素子は、画素単位で光を透過/遮光して画像を表示する代表的な素子であり、他の表示素子に比べて、画像品位を高くすることができるとともに、製造コストを低減することができる。
以下、実施例に基づいて本発明について詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
(実施例1)
一方、他方の面には、直径が50μm、高さが15μmのマイクロレンズを、面積率が5%となるように、ランダムに配置した。
このとき、隠蔽構造体1の厚みは約300μmであった。
(実施例2)
一方で、比較例1−2、比較例2−2は、それぞれ、本実施例1、実施例2より更に約10%の輝度向上効果を得ることが出来たが、水平方向の視野角が狭すぎる結果となった。更に、強い拡散性能、及び隠蔽性能を有する光学シートがないため、画面内での輝度バラつきが大きく、また導光板25の光偏向面28の白色ドットパターンが視認された。
また、比較例1−3、比較例2−3は、輝度の画面内でのムラ、及び導光板25の光偏向面28の白色ドットパターンも視認されず、それぞれ、本実施例1、実施例2に比べて、遜色ない表示品位を得ることが出来ているが、約3%の輝度の低下が観測されている。
Claims (8)
- 光源と、
前記光源から射出される光を入射する入射面と、入射光を観察者側へと射出する射出面と、入射光を前記射出面へと導く光偏向面と、を備えた導光体と、
前記射出面とは反対側の面から射出する光を反射して前記導光体へと導く反射シートと、
隠蔽構造体と、
を備えた照明ユニットであって、
前記隠蔽構造体は、
光透過性の基材と、
前記基材の一方の面に、略半球形状のマイクロレンズと、複数の前記マイクロレンズ間の隙間には、少なくとも一方向に配列された第一の線状レンズとを備え、
前記マイクロレンズの配置は不規則であり、かつ、前記基材の一方の面の単位面積に含まれる前記マイクロレンズの前記基材に接する面積の総和は、前記基材の場所に依らず略一定であることを特徴とする隠蔽構造体を備えた照明ユニット。 - 前記隠蔽構造体の前記基材の他方の面には、複数の凸部が形成されており、
前記凸部の配置は不規則であり、かつ、前記基材の他方の面の単位面積に含まれる前記凸部の前記基材に接する面積の総和は、前記基材の場所に依らず略一定であることを特徴とする請求項1に記載の照明ユニット。 - 前記隠蔽構造体は、前記基材の一方の面の面積に対し、前記マイクロレンズが前記基材の一方の面に接する面積の総和が、25%以上80%以下の範囲で設定されてなることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の照明ユニット。
- 前記隠蔽構造体は、前記第一の線状レンズの高さよりも、前記マイクロレンズの高さの方が高く、その比が2〜20倍の範囲で設定されてなることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の照明ユニット。
- 請求項1〜6の何れか1項に記載の照明ユニットと、
表示画像を規定する画像表示素子とを有することを特徴とする表示装置。 - 前記表示素子が、画素単位での透過/遮光に応じて表示画像を規定することを特徴とする請求項7に記載の表示装置。
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2009
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