JP2011059666A - 複合光制御板、面光源装置および透過型画像表示装置 - Google Patents

複合光制御板、面光源装置および透過型画像表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2011059666A
JP2011059666A JP2010169716A JP2010169716A JP2011059666A JP 2011059666 A JP2011059666 A JP 2011059666A JP 2010169716 A JP2010169716 A JP 2010169716A JP 2010169716 A JP2010169716 A JP 2010169716A JP 2011059666 A JP2011059666 A JP 2011059666A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
control plate
light control
plate
convex portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010169716A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Ota
寛史 太田
Yujiro Kawaguchi
裕次郎 川口
Takeshi Kawakami
武志 川上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority to JP2010169716A priority Critical patent/JP2011059666A/ja
Publication of JP2011059666A publication Critical patent/JP2011059666A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/02Diffusing elements; Afocal elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133602Direct backlight
    • G02F1/133611Direct backlight including means for improving the brightness uniformity
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133602Direct backlight
    • G02F1/133606Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G02F1/133607Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

【課題】より安定して輝度ムラを抑制可能な複合光制御板、面光源装置および透過型画像表示装置を提供する。
【解決手段】複合光制御板1は、第1〜第4の光拡散板10〜40が、この順序で互いに重ね合わされ、各第1及び第2の光拡散板10,20は以下に定義され、第2の光拡散板20は第1の方向X21が第1の光拡散板10の第1の方向X11に対して直交し、第3の光拡散板30は第1の方向X31が第1の光拡散板10の第1の方向X11に対して直交し、第4の光拡散板40は第1の方向X41が第1の光拡散板10の第1の方向X11に対して並行である。
光拡散板:光拡散板が有する凸状部の第2の方向における長さをwaとし、凸状部の第1の方向に直交する断面での輪郭形状が、−0.475wa≦x≦0.475waの範囲で次式で表される。0.95×z0(x)>≦z(x)≦1.05×z0(x)。
【選択図】図1

Description

本発明は、複合光制御板、面光源装置および透過型画像表示装置に関する。
直下型画像表示装置(108)は、例えば図5に示すような、透過型画像表示部(109)の背面側に光源(107)が配置されたものが広く用いられている。透過型画像表示部(109)としては、例えば液晶セル(191)の両面に直線偏光板(192、192)が配置された液晶表示パネルが挙げられる。光源(107)としては、直管型の冷陰極線管などのような線状光源が複数本、互いに平行に配置されて用いられている。
かかる直下型画像表示装置(108)としては、光源(107)からの光を均一に分散させて透過型画像表示部(109)を均一に照明できることが望ましく、このため光源(107)と透過型画像表示部(109)との間には、光源(107)側から入射した光を、その向きを変えて反対側の透過型像表示部(109)側から出射させる機能を有する一枚の光制御板(101)が配置されて用いられている〔特許文献1:特開平7−198913号公報〕。
近年、直管型冷陰極線管に代えて、省エネルギーの観点から、発光ダイオードを光源として用いることが検討されている。発光ダイオードは通常、点状光源であり、これを離散的に配置して用いられる。
特開平7−198913号公報
しかし、従来の偏向構造板は、発光ダイオードのような点状光源と組み合わせて直下型画像表示装置に用いると、点状光源からの光を十分に均一なものとすることができず、透過型画像表示部により表示される画像は、点状光源の近傍と、これから離れた位置とで明るさが異なるものになるという問題があった。
そこで本発明者は、点状光源からの光を十分に均一に分散させて、透過型画像表示部を均一に照明できる偏向構造板を開発するべく鋭意検討した結果、本発明に至った。
すなわち本発明は、第1の面(11,21,31,41)から入射した光が該第1の面と反対側に位置する第2の面(12,22,32,42)から出射可能であり、かつ、第1の方向(X11,X21,X31,X41)に延在すると共に、該第1の方向に直交する第2の方向(X12,X22,X32,X42)に並列配置された複数の凸状部(13,23,33,43)が前記第2の面(12,22,32,42)に形成されている第1の光制御板(10)、第2の光制御板(20)、第3の光制御板(30)および第4の光制御板(40)が、この順序で互いに重ね合わされてなる複合光制御板(1)であって、前記第1の光制御板(10)および前記第2の光制御板(20)は、それぞれ以下に定義される光制御板であり、前記第2の光制御板(20)は、第1の方向(X21)が前記第1の光制御板(10)の第1の方向(X11)に対して直交し、かつ第1の面(21)が第1の光制御板(10)の第2の面(12)と向かい合い、前記第3の光制御板(30)は、第1の方向(X31)が前記第1の光制御板(10)の第1の方向(X11)に対して直交し、かつ第1の面(31)が前記第2の光制御板(20)の第2の面(22)と向かい合い、前記第4の光制御板(40)は、第1の方向(X41)が前記第1の光制御板(10)の第1の方向(X11)に対して並行であり、かつ第1の面(41)が前記第3の光制御板の第2の面(32)と向かい合っていることを特徴とする複合光制御板を提供するものである。
光制御板:前記凸状部の前記第1の方向に直交する断面において、当該凸状部の前記第2の方向に対する両端をとおる軸線をx軸とし、前記x軸上において前記両端の中心をとおり前記x軸に直交する軸線をz軸とし、前記凸状部のx軸方向の長さをwaとしたとき、上記断面において前記凸状部の輪郭形状が、−0.475wa≦x≦0.475waの範囲において、式(1)
Figure 2011059666

〔式(1)において、z0 (x)は、式(2)
Figure 2011059666

(式(2)において、haは0.25wa〜0.75waであり、kaは−1.0以上0未満である。)
で定義される。〕
を満たすz(x)で表される光制御板。
本発明によれば、より安定して輝度ムラを抑制可能な複合光制御板並びにその複合光制御板を含む面光源装置および透過型画像表示装置を提供することができる。
本実施形態の複合光制御板を模式的に示す図面である。 第1の光拡散板に形成される凸状部の断面形状の一例を模式的に示す図面である。 凸状部の断面形状の輪郭線が満足する条件を示す図面である。 本実施形態の複合光制御板を組み込んだ面光源装置および透過型画像表示装置を模式的に示す図面である。 従来の面光源装置および透過型画像表示装置を模式的に示す図面である。
〔複合光制御板〕
図1に示すように、本実施形態の複合光制御板(1)は、第1の光拡散板(第1の光制御板)(10)、第2の光拡散板(第2の光制御板)(20)、第3の光拡散板(第3の光制御板)(30)および第4の光拡散板(第4の光制御板)(40)が、互いに重ね合わされてなるものである。これら第1の光拡散板(10)、第2の光拡散板(20)、第3の光拡散板(30)および第4の光拡散板(40)の重ね合わせ順序は、上記の第1の光拡散板(10)、第2の光拡散板(20)、第3の光拡散板(30)、第4の光拡散板(40)の順序である。
〔第1の光拡散板〕
第1の光拡散板(10)は、第1の面(11)と第2の面(12)とを有する。第2の面(12)は、第1の面(11)と反対側に位置する面である。第1の面(11)から入射した光は、第2の面(12)から出射可能である。
第1の光拡散板(10)の第1の面(11)は通常、平坦面であり、鏡面であってもよいし、全面に亙って光拡散性を有する面であってもよい。
第2の面(12)には、凸状部(13)が形成されている。この凸状部(13)は、第1の方向(X11)に延在するものである。この凸状部(13)は、第2の面(12)に複数、形成されており、第2の方向(X12)に並列配置されている。第2の方向(X12)は、第1の方向(X11)に直交する方向である。第2の面(12)に形成される複数の凸状部(13)の断面形状は、凸状部(13)間で概ね同一であってもよいし、x軸方向の長さ(wa)が異なる複数種類の凸状部を組み合わされて用いられていてもよい。
なお、第1の光拡散板(10)の厚さ(d1)は、第1の面(11)から凸状部(13)の頂部までの距離である。第1の光拡散板(10)は、厚さ(d1)が例えば0.1mm〜5mmであり、フィルム状であってもよいし、シート状であってもよいが、通常は厚さ(d1)が1mm以上のシート状である。
〔凸状部〕
第1の光拡散板(10)の第2の面(12)に形成される凸状部(13)は、その輪郭形状が、下記式(1)を満たすz(x)で表される。このような凸状部(13)の断面形状の一例を図2に示す。この図2では、一つの凸状部(13)を拡大して示している。この凸状部(13)の形状を図2に示す局所的なxz座標系を用いて説明する。このxz座標系において、x軸は複数の凸状部(13)が配列する方向であり、第2の方向(X12)に並行な軸である。z軸は、光拡散板(10)の厚み方向に並行な軸であり、第1の方向(X11)および第2の方向(X12)に対して直交している。このxz座標系のxz面において、凸状部(13)の断面形状は、両端(13a,13a)がx軸上に位置し、頂部(13b)がz軸上に位置する。
凸状部(13)の断面形状は、z軸に対して対称な輪郭線を有する。この輪郭線は、凸状部(13)のx軸方向の長さをwaとしたとき、−0.475wa≦x≦0.475waの範囲において、下記式(1)を満足するz(x)で表される。
Figure 2011059666

〔式(1)において、z0 (x)は、式(2)
Figure 2011059666

(式(2)において、haは0.25wa〜0.75waであり、kaは−1.0以上0未満である。)で定義される。〕
図2では、式(1)においてz(x)を規定するz0 (x)におけるhaが0.525waであり、kaが−0.400である場合を示している。waは上記のとおり凸状部(13)のx軸方向の長さであり、haは凸状部(13)をz0 (x)で示される形状とした場合における凸状部(13)の両端(13a、13a)間における最大高さに対応する。
凸状部(13)の輪郭線は、図3に示すように、ある幅waに対してz0 (x)を求めた場合に、0.95×z0 (x)で示される輪郭線と、1.05×z0 (x)で示される輪郭線の間の領域を通る輪郭線であればよい。
凸状部(13)の幅waは、凸状部(13)の形成が容易であることから、通常40μm以上、好ましくは250μm以上であり、凸状部(13)に起因する模様が肉眼で視認されにくいことから、通常800μm以下、好ましくは450μm以下である。幅waとして具体的には、wa=410μm、wa=400μmおよびwa=325μmが例示できるが、waの値はこれらに限定されるものではない。
凸状部(13)は、上記式(2)におけるhaは0.4wa〜0.7waであることが好ましく、kaは−0.5以上であることが好ましい。
aおよびkaとして好ましくは、
(A)haが0.4852wa〜0.521waであり、kaが−0.232〜−0.227であること、
(B)haが0.5966wa〜0.6837waであり、kaが−0.075〜−0.069であること、
(C)haが0.525waであり、kaが−0.4であること、
である。
aおよびkaが上記(A)で示される凸状部(13)の形状として具体的には、例えばha=0.521wa、ka=−0.229で示される形状、ha=0.521wa、ka=−0.227で示される形状、ha=0.4825wa、ka=−0.232で示される形状が挙げられる。
上記(B)で示される凸状部(13)の形状として具体的には、例えばha=0.5966wa、ka=−0.075で示される形状、ha=0.6837wa、ka=−0.069で示される形状が挙げられる。
第1の光拡散板(10)の凸状部(13)はhaおよびkaが上記(B)で示される範囲であることが、さらに好ましい。
〔第2の光拡散板〕
第2の光拡散板(20)は、第1の面(21)と第2の面(22)とを有する。第2の面(22)は、第1の面(21)と反対側に位置する面である。第1の面(21)から入射した光は、第2の面(22)から出射可能である。
第2の光拡散板(20)の第1の面(21)は通常、平坦面であり、鏡面であってもよいし、全面に亙って光拡散性を有する面であってもよい。
第2の光拡散板(20)の第2の面(22)には、凸状部(23)が形成されている。この凸状部(23)は、第1の方向(X21)に延在するものである。この凸状部(23)は、第2の面(22)に複数、形成されており、第2の方向(X22)に並列配置されている。第2の方向(X22)は、第1の方向(X21)に直交する方向である。第2の面(22)に形成される複数の凸状部(23)の断面形状は、凸状部(23)間で概ね同一であってもよいし、x軸方向の長さ(wa)が異なる複数種類の凸状部を組み合わされて用いられていてもよい。
なお、第2の光拡散板(20)の厚さ(d2)は、第1の面(21)から凸状部(23)の頂部までの距離である。第2の光拡散板(20)は、厚さ(d2)が例えば0.1mm〜5mmであり、フィルム状であってもよいし、シート状であってもよいが、通常は厚さ(d2)が1mm未満のフィルム状である。
第2の光拡散板(20)は上記で定義されるものであり、その第2の面(22)に形成される凸状部(23)は、その断面形状が、第1の光拡散板(10)における凸状部(13)として上記したものと同様の形状である。
第2の光拡散板(20)の凸状部(23)はhaおよびkaが上記(B)で示される範囲であることが、好ましい。
〔第3の光拡散板〕
第3の光拡散板(30)は、第1の面(31)と第2の面(32)とを有する。第2の面(32)は、第1の面(31)と反対側に位置する面である。第1の面(31)から入射した光は、第2の面(32)から出射可能である。
第3の光拡散板(30)の第1の面(31)は通常、平坦面であり、鏡面であってもよいし、全面に亙って光拡散性を有する面であってもよい。
第3の光拡散板(30)の第2の面(32)には、凸状部(33)が形成されている。この凸状部(33)は、第1の方向(X31)に延在するものである。この凸状部(33)は、第2の面(32)に複数、形成されており、第2の方向(X32)に並列配置されている。第2の方向(X32)は、第1の方向(X31)に直交する方向である。第2の面(32)に形成される複数の凸状部(33)の断面形状は、凸状部(33)間で概ね同一であってもよいし、x軸方向の長さが異なる複数種類の凸状部を組み合わされて用いられていてもよい。
なお、第3の光拡散板(30)の厚さ(d3)は、第1の面(31)から凸状部(33)の頂部までの距離である。第3の光拡散板(30)は、厚さ(d3)が例えば0.1mm〜5mmであり、フィルム状であってもよいし、シート状であってもよいが、通常は厚さ(d3)が1mm未満のフィルム状である。
第3の光拡散板(30)の第2の面(32)に形成される凸状部(33)は、例えば二等辺三角形であってもよいし、その断面形状が、第1の光拡散板(10)における凸状部(13)として上記と同様の形状であってもよい。
〔第4の光拡散板〕
第4の光拡散板(40)は、第1の面(41)と第2の面(42)とを有する。第2の面(42)は、第1の面(41)と反対側に位置する面である。第1の面(41)から入射した光は、第2の面(42)から出射可能である。
第4の光拡散板(40)の第1の面(41)は通常、平坦面であり、鏡面であってもよいし、全面に亙って光拡散性を有する面であってもよい。
第4の光拡散板(40)の第2の面(42)には、凸状部(43)が形成されている。この凸状部(43)は、第1の方向(X41)に延在するものである。この凸状部(43)は、第2の面(42)に複数、形成されており、第2の方向(X42)に並列配置されている。第2の方向(X42)は、第1の方向(X41)に直交する方向である。第2の面(42)に形成される複数の凸状部(43)の断面形状は、凸状部(43)間で概ね同一であってもよいし、x軸方向の長さ(wa)が異なる複数種類の凸状部を組み合わされて用いられていてもよい。
なお、第4の光拡散板(40)の厚さ(d4)は、第1の面(41)から凸状部(43)の頂部までの距離である。第4の光拡散板(40)は、厚さ(d4)が例えば0.1mm〜5mmであり、フィルム状であってもよいし、シート状であってもよいが、通常は厚さ(d4)が1mm未満のフィルム状である。
第4の光拡散板(40)の第2の面(42)に形成される凸状部(43)は、その断面形状が、例えば二等辺三角形であってもよいし、第1の光拡散板(10)および第2の光拡散板(20)における凸状部(13,23)として上記と同様の形状であってもよい。
なお、第3の光拡散板(30)の凸状部(33)と、第4の光拡散板(40)の凸状部(43)とは、互いに同一の断面形状であってもよいし、異なる断面形状であってもよい。
〔光拡散板の構成材料〕
第1の光拡散板(10)、第2の光拡散板(20)、第3の光拡散板(30)および第4の光拡散板(40)は透明材料からなる。透明材料の屈折率は、例えば1.46〜1.62であり、第1の光拡散板(10)を構成する透明材料の屈折率は、通常1.56〜1.62である。透明材料としては、透明樹脂材料、透明ガラス材料が例示でき、透明樹脂材料としては、ポリカーボネート樹脂(屈折率:1.59)、MS樹脂(メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂)(屈折率:1.56〜1.59)、ポリスチレン樹脂(屈折率:1.59)などが例示され、コストの面および吸湿率が低い点で、好ましくはポリスチレン樹脂である。
透明材料として透明樹脂材料を用いる場合、この透明樹脂材料に紫外線吸収剤、帯電防止剤、酸化防止剤、加工安定剤、難燃剤、滑剤などの添加剤を添加することもできる。これらの添加剤はそれぞれ単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
紫外線吸収剤としては、例えばベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン計紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、マロン酸エステル系紫外線吸収剤、シュウ酸アニリド系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤などが挙げられ、好ましくはベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤である。
透明樹脂材料は通常、添加剤として光拡散剤を添加することなく用いられるが、本発明の目的を損なわない僅かな量であれば、光拡散剤を添加して用いてもよい。
透明材料に光拡散剤を添加する場合に用いられる光拡散剤として通常は、第1の光拡散板(10)、第2の光拡散板(20)、第3の光拡散板(30)および第4の光拡散板(40)を構成する透明材料とは屈折率が異なる粉末が用いられ、透明材料中に分散させて用いられる。このような光拡散剤としては、例えばスチレン樹脂粒子、メタクリル樹脂粒子などの有機粒子、炭酸カルシウム粒子、シリカ粒子などの無機粒子が用いられ、その粒子径は通常0.8μm〜50μmである。
〔光拡散板の層構成〕
第1の光拡散板(10)、第2の光拡散板(20)、第3の光拡散板(30)および第4の光拡散板(40)は、単独の透明材料で構成された単層板であってもよいし、互いに異なる透明材料で構成された層が積層された構造の多層板であってもよい。光拡散板(10,20,30,40)が多層板である場合、光拡散板(10,20,30,40)の片面または両面は、通常10μm〜200μm、好ましくは20μm〜100μmの厚みのスキン層が形成された構造とし、このスキン層を構成する透明樹脂材料として紫外線吸収剤が添加されたものを用いることが好ましい。かかる構成とすることにより、光源や外部からの光に含まれることのある紫外線による光拡散板(10,20,30,40)の劣化を防止することができ、特に光源として蛍光管などを用いた場合には、蛍光管からの紫外線による劣化を防止できることから、第1の面(11,21,31,41)にスキン層が形成されていることが好ましく、このとき第2の面(12,22,32,42)にはスキン層が形成されていないことが、コストの面でさらに好ましい。スキン層を構成する透明材料として透明樹脂材料に紫外線吸収剤が添加されたものを用いる場合、紫外線吸収剤の含有量は、透明樹脂材料を基準として通常0.5質量%〜5質量%、好ましくは1質量%〜2.5質量%である。
第1の光拡散板(10)、第2の光拡散板(20)、第3の光拡散板(30)および第4の光拡散板(40)は、片面または両面に帯電防止剤が塗布されていてもよい。帯電防止剤を塗布することにより、静電気によるホコリの付着などを防止して、ホコリの付着による光線透過率の低下を防止することができる。
〔光拡散板の製造〕
第1の光拡散板(10)、第2の光拡散板(20)、第3の光拡散板(30)および第4の光拡散板(40)は、例えば透明材料から削り出す方法により製造することができる。また、透明材料として透明樹脂材料を用いる場合は、例えば射出成形法、押出成形法、プレス成形法、フォトポリマー法などの通常の方法により製造することができる。
〔複合光制御板〕
本実施形態の複合光制御板(1)は、かかる第1の光拡散板(10)、第2の光拡散板(20)、第3の光拡散板(30)および第4の光拡散板(40)が、この順序で互いに重ね合わされてなるものである。
図1に示すように、本実施形態の複合光制御板(1)において、第2の光拡散板(20)は、第1の方向(X21)が第1の光拡散板(10)の第1の方向(X11)に対して直交する。第3の光拡散板(30)は、第1の方向(X31)が第1の光拡散板(10)の第1の方向(X11)に対して直交する。第4の光拡散板(40)は、第1の方向(X41)が第1の光拡散板(10)の第1の方向(X11)に対して並行である。
図1に示すように、本実施形態の複合光制御板(1)において、第2の光拡散板(20)は、第1の面(21)が第1の光拡散板(10)の第2の面(12)と向かい合う。第2の光拡散板(20)は通常、空気層を介して第1の光拡散板(10)に重ね合わされ、その間隔は、第1の光拡散板(10)の第2の面(12)に形成された凸状部(13)の頂部(13b)から、第2の光拡散板(20)の第1の面(21)までの距離(d12)で通常5mm以下であり、複合光制御板(1)をコンパクトなものとする観点から、この距離(d12)が0mmであって、第1の光拡散板(10)に形成された凸状部(13)の頂部(13b)が、第2の光拡散板(20)の第1の面(21)に接していてもよい。
第3の光拡散板(30)は、第1の面(31)が第2の光拡散板(20)の第2の面(22)と向かい合う。第3の光拡散板(30)は通常、空気層を介して第2の光拡散板(20)に重ね合わされ、その間隔は、第2の光拡散板(20)の第2の面(22)に形成された凸状部(23)の頂部(23b)から、第3の光拡散板(30)の第1の面(31)までの距離(d23)で通常5mm以下であり、複合光制御板(1)をコンパクトなものとする観点から、この距離(d23)が0mmであって、第2の光拡散板(20)に形成された凸状部(23)の頂部(23b)が、第3の光拡散板(30)の第1の面(31)に接していてもよい。
第4の光拡散板(40)は、第1の面(41)が第3の光拡散板(30)の第2の面(32)と向かい合う。第4の光拡散板(40)は通常、空気層を介して第3の光拡散板(30)に重ね合わされ、その間隔は、第3の光拡散板(30)の第2の面(32)に形成された凸状部(33)の頂部(33b)から、第4の光拡散板(40)の第1の面(41)までの距離(d34)で通常5mm以下であり、複合光制御板(1)をコンパクトなものとする観点から、この距離(d34)が0mmであって、第3の光拡散板(30)に形成された凸状部(33)の頂部(33b)が、第4の光拡散板(40)の第1の面(41)に接していてもよい。
第2の光拡散板(20)の第2の面(22)および第3の光拡散板(30)の第2の面(32)に形成された凸状部(23,33)に起因するモアレの発生を防止しうる点で、第3の光拡散板(30)の第1の面(31)は、全面に亙って光拡散性を有する面であることが好ましい。第1の面(31)を光拡散性を有する面とするには、例えば、マット化剤と呼ばれる微細な粒子を含むスキン層で第1の面(31)を構成してもよいし、第1の面(31)にエンボス加工、ブラスト加工を施してもよいし、マット化剤およびバインダーを含む塗布液を塗布してマット層を形成してもよい。
モアレを防止しうる点では、第2の光拡散板(20)の第2の面(22)に形成された凸状部(23)か、または第3の光拡散板(30)の第2の面(32)に形成された凸状部(33)を、相互に幅が異なる複数種類の凸状部(23,33)で構成し、これら複数種類の凸状部(23,33)が不規則な順序で並列配置されていることも好ましい。
第4の光拡散板(40)の第2の面(42)および第1の光拡散板(10)の第2の面(12)に形成された凸状部(43,13)に起因するモアレの発生を防止しうる点で、第4の光拡散板(40)の第1の面(41)は、全面に亙って光拡散性を有する面であることが好ましい。第1の面(41)を光拡散性を有する面とするには、例えば、マット化剤と呼ばれる微細な粒子を含むスキン層で第1の面(41)を構成してもよいし、第1の面(41)にエンボス加工、ブラスト加工を施してもよいし、マット化剤およびバインダーを含む塗布液を塗布してマット層を形成してもよい。
モアレを防止しうる点では、第1の光拡散板(10)の第2の面(12)に形成された凸状部(13)か、または第4の光拡散板(40)の第2の面(42)に形成された凸状部(43)を、相互に幅が異なる複数種類の凸状部(13,43)で構成し、これら複数種類の凸状部(23,33)が不規則な順序で並列配置されていることも好ましい。
第1の光拡散板(10)の凸状部(13)と、第2の光拡散板(20)の凸状部(23)とは、互いに同一の断面形状であってもよいし、異なる断面形状であってもよい。
第1の光拡散板(10)の第1の面(11)および第2の光拡散板(20)の第1の面(21)は、光拡散性を有する面としてもよい。これら第1の面(11,21)を、光拡散性を有する面とするには、例えばマット化剤と呼ばれる微細な粒子を含むスキン層でこれら第1の面(11,21)を構成してもよいし、第1の面(11,21)にエンボス加工、ブラスト加工などを施してもよいし、マット化剤をバインダーと混合して塗布液とし、この塗布液を第1の面(11,21)に塗布して、光拡散性を与えてもよい。
〔面光源装置〕
本実施形態の複合光制御板(1)は、図4に示すように、面光源装置(6)に組み込まれて好適に用いられる。この面光源装置(6)は、本実施形態の複合光制御板(1)と、光源(7)とを備えるものである。
光源(7)は複数であり、互いに離間して配置されている。この光源(7)は、複合光制御板(1)を構成する第1の光拡散板(10)の第1の面(11)に光を供給する。
〔光源〕
光源(7)としては、例えば冷陰極線管などの線状光源が挙げられるが、好ましくはLED(発光ダイオード)などの点状光源である。
複数の光源(7)の間の間隔(L)は、光源中心間の距離で、通常10mm〜150mmである。光源(7)中心から第1の光拡散板(10)の第1の面(11)までの距離(D)は、通常3mm〜50mmであり、これらの比〔L/D〕は2以上、さらには2.5以上であることが、面光源装置を薄くすることができる点で、好ましい。
〔透過型画像表示装置〕
この面光源装置(6)は、図4に示すように、透過型画像表示装置(8)に組み込まれて好適に用いられる。この透過型画像表示装置(8)は、上記の面光源装置(6)と透過型画像表示部(9)とを備えている。透過型画像表示部(9)は、例えば液晶セル(91)と、その両面に配置された直線偏光板(92)から構成された透過型液晶表示部が例示される。この透過型画像表示装置(8)において、透過型画像表示部(9)は、複合光制御板(1)を透過した光によって照明されて、画像を表示する。複合光制御板(1)を通過する光は、面光源装置(6)を構成する複数の光源(7)から出力される光である。
〔複合光制御板の配置〕
透過型画像表示装置(9)において、複合光制御板(1)は、第1の光拡散板(10)の第1の方向(X11)が画面の横方向になるように配置されていてもよいし、縦方向になるように配置されていてもよい。
〔第1の光拡散板の第1の方向が横方向になる場合〕
第1の光拡散板(10)の第1の方向(X11)が画面の横方向になるように本実施形態の複合光制御板(1)を配置すると、第1の光拡散板(10)の第2の方向(X12)は縦方向となり、第2の光拡散板(20)の第2の方向(X22)は横方向となるが、この場合、斜め横方向から見たときの輝度ムラをより抑制できることから、第2の光拡散板(20)の凸状部(23)の輪郭形状を示す式(2)におけるhaとwaとの比〔R2=ha/wa〕は、第1の光拡散板(10)の凸状部(13)の輪郭形状を示す式(2)におけるhaとwaとの比〔R1=ha/wa〕よりも小さいことが好ましく、また、第2の光拡散板(20)の凸状部(23)の輪郭形状を示す式(2)におけるkaは、第1の光拡散板(10)の凸状部(13)の輪郭形状を示す式(2)におけるkaよりも小さいことが好ましい。さらに好ましくは、透過型画像表示装置(9)における光源(7)の配置において画面の縦方向の光源間隔(LV)が、横方向の光源間隔(LH)と等しいか、これよりも大きいことである。
〔第1の光拡散板の第1の方向が縦方向になる場合〕
第1の光拡散板(10)の第1の方向(X11)が画面の縦方向になるように本実施形態の複合光制御板(1)を配置すると、第1の光拡散板(10)の第2の方向(X12)は横方向となり、第2の光拡散板(20)の第2の方向(X22)は縦方向となるが、この場合、斜め横方向から見たときの輝度ムラをより抑制できることから、第1の光拡散板(20)の凸状部(13)の輪郭形状を示す式(2)におけるhaとwaとの比〔R1=ha/wa〕は、第2の光拡散板(20)の凸状部(23)の輪郭形状を示す式(2)におけるhaとwaとの比〔R2=ha/wa〕よりも小さいことが好ましく、また、第1の光拡散板(10)の凸状部(13)の輪郭形状を示す式(2)におけるkaは、第2の光拡散板(20)の凸状部(23)の輪郭形状を示す式(2)におけるkaよりも小さいことが好ましい。さらに好ましくは、透過型画像表示装置(9)における光源(7)の配置において、画面の縦方向の光源間隔(LV)が、横方向の光源間隔(LH)と等しいか、これよりも大きいことである。
1:複合光制御板
10:第1の光拡散板
11:第1の面 12:第2の面
13:凸状部 13a:凸状部の両端 13b:凸状部の頂点
X11:第1の方向 X12:第2の方向
20:第2の光拡散板
21:第1の面 22:第2の面
23:凸状部 23b:凸状部の頂点
X21:第1の方向 X22:第2の方向
30:第3の光拡散板
31:第1の面 32:第2の面
33:凸状部 33b:凸状部の頂点
X31:第1の方向 X32:第2の方向
40:第4の光拡散板
41:第1の面 42:第2の面
43:凸状部
X41:第1の方向 X42:第2の方向
6:面光源装置
7:光源
8:直下型画像表示装置
9:透過型画像表示部
91:液晶セル 92:直線偏光板
101:従来の光制御板
107:従来の光源
108:従来の直下型画像表示装置
109:従来の透過型画像表示部
191:従来の液晶セル 192:従来の直線偏光板

Claims (6)

  1. 第1の面から入射した光が該第1の面と反対側に位置する第2の面から出射可能であり、かつ、第1の方向に延在すると共に、該第1の方向に直交する第2の方向に並列配置された複数の凸状部が前記第2の面に形成されている第1の光制御板、第2の光制御板、第3の光制御板および第4の光制御板が、この順序で互いに重ね合わされてなる複合光制御板であって、
    前記第1の光制御板および前記第2の光制御板は、それぞれ以下に定義される光制御板であり、
    前記第2の光制御板は、第1の方向が前記第1の光制御板の第1の方向に対して直交し、かつ第1の面が第1の光制御板の第2の面と向かい合い、
    前記第3の光制御板は、第1の方向が前記第1の光制御板の第1の方向に対して直交し、かつ第1の面が前記第2の光制御板の第2の面と向かい合い、
    前記第4の光制御板は、第1の方向が前記第1の光制御板の第1の方向に対して並行であり、かつ第1の面が前記第3の光制御板の第2の面と向かい合っている、
    ことを特徴とする複合光制御板。
    光制御板:前記凸状部の前記第1の方向に直交する断面において、当該凸状部の前記第2の方向に対する両端をとおる軸線をx軸とし、前記x軸上において前記両端の中心をとおり前記x軸に直交する軸線をz軸とし、前記凸状部のx軸方向の長さをwaとしたとき、
    上記断面において前記凸状部の輪郭形状が、−0.475wa≦x≦0.475waの範囲において式(1)
    Figure 2011059666

    〔式(1)において、z0 (x)は、式(2)
    Figure 2011059666

    (式(2)において、haは0.25wa〜0.75waであり、kaは−1.0以上0未満である。)
    で定義される。〕
    を満たすz(x)で表される光制御板。
  2. 前記式(2)におけるhaが0.4wa〜0.7waである請求項1に記載の複合光制御板。
  3. 前記式(2)におけるkaが−0.5以上である請求項1または請求項2に記載の複合光制御板。
  4. 前記式(2)におけるhaが0.4852wa〜0.521waであり、kaが−0.232〜−0.227であるか、haが0.5966wa〜0.6837waであり、kaが−0.075〜−0.069であるか、またはhaが0.525waであり、kaが−0.4である請求項1〜請求項3のいずれかに記載の複合光制御板。
  5. 請求項1〜請求項4のいずれかに記載の複合光制御板と、
    互いに間隔を空けて配置され、前記複合制御板を構成する第1の光制御板の第1の面に光を供給する複数の光源と、
    を備えることを特徴とする面光源装置。
  6. 請求項5に記載の面光源装置と、
    前記複数の光源から出力され前記複合光制御板を通過した光によって照明されて画像を表示する透過型画像表示部と、
    を備えることを特徴とする透過型画像表示装置。
JP2010169716A 2009-08-10 2010-07-28 複合光制御板、面光源装置および透過型画像表示装置 Pending JP2011059666A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010169716A JP2011059666A (ja) 2009-08-10 2010-07-28 複合光制御板、面光源装置および透過型画像表示装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009185698 2009-08-10
JP2010169716A JP2011059666A (ja) 2009-08-10 2010-07-28 複合光制御板、面光源装置および透過型画像表示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011059666A true JP2011059666A (ja) 2011-03-24

Family

ID=43586138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010169716A Pending JP2011059666A (ja) 2009-08-10 2010-07-28 複合光制御板、面光源装置および透過型画像表示装置

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2011059666A (ja)
TW (1) TW201207440A (ja)
WO (1) WO2011018961A1 (ja)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2590227Y2 (ja) * 1993-06-04 1999-02-10 株式会社エンプラス 面光源装置
JP3580318B2 (ja) * 1994-02-08 2004-10-20 株式会社 日立ディスプレイズ 液晶表示装置
JP3513944B2 (ja) * 1994-11-22 2004-03-31 東ソー株式会社 バックライト
JP5168813B2 (ja) * 2006-04-14 2013-03-27 ソニー株式会社 光学シート、バックライト装置および液晶表示装置
JP5018371B2 (ja) * 2007-09-20 2012-09-05 凸版印刷株式会社 光学シート、バックライトユニット及び表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011018961A1 (ja) 2011-02-17
TW201207440A (en) 2012-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011013671A1 (ja) 複合光制御板、面光源装置及び透過型画像表示装置
WO2011018963A1 (ja) 複合光制御板、面光源装置および透過型画像表示装置
WO2011132639A1 (ja) 光制御板ユニット、面光源装置及び透過型画像表示装置
JP2011059668A (ja) 複合光制御板、面光源装置および透過型画像表示装置
WO2011018961A1 (ja) 複合光制御板、面光源装置および透過型画像表示装置
WO2011016456A1 (ja) 複合光制御板、面光源装置および透過型画像表示装置
JP5059171B2 (ja) 光制御板、面光源装置及び透過型画像表示装置
WO2011016457A1 (ja) 複合光制御板、面光源装置、及び透過型画像表示装置
WO2011018962A1 (ja) 複合光制御板、面光源装置、及び透過型画像表示装置
WO2011016455A1 (ja) 複合光制御板、面光源装置及び透過型画像表示装置
WO2011096403A1 (ja) 光制御板、光制御板ユニット、面光源装置及び透過型画像表示装置
JP2011059664A (ja) 複合光制御板、面光源装置、及び透過型画像表示装置
WO2011030913A1 (ja) 複合光制御板
JP2012199104A (ja) 複合光制御板
WO2011081106A1 (ja) 光制御板ユニット、面光源装置及び透過型画像表示装置
JP2011085838A (ja) 複合光制御板
JP2011146167A (ja) 光制御板ユニット、面光源装置及び透過型画像表示装置
JP2011197295A (ja) 光制御板、光制御板ユニット、面光源装置及び透過型画像表示装置
JP2011197297A (ja) 光制御板、光制御板ユニット、面光源装置及び透過型画像表示装置
JP2012230196A (ja) 複合光制御板
JP2013069575A (ja) 面光源装置
JP2012063541A (ja) 光制御板ユニット、面光源装置及び透過型画像表示装置
JP2012163932A (ja) 複合光制御板
JP2012230197A (ja) 複合光制御板
WO2011090125A1 (ja) 光制御板、面光源装置及び透過型画像表示装置