JP4556749B2 - 導光板および表示装置 - Google Patents
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このような背面照明装置としての光源は、高輝度でしかも輝度ムラがなく平面全体を照明する必要がある。
さらに、表示装置の大型化・薄型化の要求に伴って、導光板にも大型化・薄型化が求められている。
この背面照明装置は、主に光源1,導光板2,反射シート4,拡散シート5,プリズムシート6からなっている。
導光板2は、端面から入射した光を平面に広げて射出するための透明な板であり、主としてアクリル樹脂もしくはポリカーボネートが用いられる。
導光板2の裏面(もしくは、反対側の前面。あるいは、裏面・前面の双方。以下、裏面で代表して説明する。)には、ドットパターンもしくはプリズムパターンもしくは回折格子パターン3が形成されている。
導光板2に入射した光は、内部で全反射を繰り返して伝播していき、裏面のパターン3により、散乱もしくは反射もしくは回折して、導光板2の上面から射出される。
この際、導光板2に入射した光を均一に上面へ反射させて、導光板2の上面から射出する(画面内での輝度分布を均一化する)ための各種工夫が、裏面のパターン3には施されることが一般的である。
特許文献1による導光板は、
透明板状体を備え、その一面にホログラムが設けられ、その板状体の一端の近傍に配置された光源から導入された光がその板状体中を繰り返し全反射しながら伝搬し、その伝搬される光の一部が前記ホログラムにより前記板状体の外部へ回折されるように構成されているホログラム導光板において、前記板状体の前記光源とは反対側の端部に前記の伝搬される光を吸収する吸収層が設けられていることを特徴とするホログラム導光板(請求項1)である。
透明な板状体の少なくとも一端面から入射する光源からの光を、上記板状体の裏面に設けられた回折格子によって板状体の表面側へ回折させる導光板であって、
上記回折格子の断面形状または単位幅における格子部幅/非格子部幅の比の少なくとも1つが、上記導光板の表面における輝度が増大し、かつ均一化されるように変化せしめら
れていることを特徴とする導光板(特許文献2)のような提案も知られている。
しかしながら、従来の背面照明装置における導光板では、光源から導光板に入射する光のうちで最も強い成分である直進成分が終端面から抜けることによる正面方向における光の射出効率の低下、および端面における望ましくない反射によるノイズ光の発生が問題となることがある。
正面方向における光の射出効率は、背面照明装置としての光の利用効率であり、その低下は暗い照明装置を意味し、大きな問題である。
断面楔形では、入射した光を端部まで比較的効率よく利用することができたが、フラット構造では、特に上記のような入射光の直進成分のロスが問題となる。
図1に示したように、透明板状体2の光源4側と反対の他端2bに黒色塗料等からなる吸収層7を設けてこの他端2bに達する照明光5を吸収させて上記のような好ましくない戻り光5nの発生を防止するようにする。
導光板の一方の端面に光源を配し、前記導光板に入射した光を均一に上面へ反射させて面光源とするエッジライト方式のバックライト・ユニットに用いられる導光板において、
光源と反対側の端面である終端面に、反射型回折格子を配置したことを特徴とする。
図2に示すように、光源1から導光板2に光が入射し伝播していくとき、伝播する光は、全反射条件を満たす角度で反射を繰り返して進んでいく。
この直進成分7を有効に利用し輝度ムラを低減させるためには、図3に示すように直進成分7を終端面22で回折させ、導光板下面21bもしくは上面21aに全反射の条件を満たすよう臨界角42°以上で入射させると良い。
そうすれば、直進成分7は内部で全反射を繰り返して伝播していくため、入射光と同様に導光板内に閉じ込めることができる。
このように、終端面から抜けてしまっていた直進成分を導光板上面からの射出光として利用することで、光の利用効率を向上させることができる。
この光を終端面22で回折した後、下面21bで全反射させるためには、下面21bに42°以上の角度で入射しなくてはならない。
その際、終端面22では48°以下で回折させる必要がある。
このような条件を満たす回折格子パターンの空間周波数は、例えば48°に回折させるときは約1200本/mmである。
空間周波数は以下の式で算出される。
d=λ/sinθ
x=1/d
d;回折格子のピッチ幅
λ;光の波長
θ;回折格子への光の入射角度
x;回折格子の空間周波数
また同様に、終端面22に入射する光の波長として、442nm(B)の光を想定すると、48°に回折させるのに必要な空間周波数は約1700本/mmである。
また、光源からの光の主成分が青と黄色の二種類の場合は二種類の回折格子セル、広い波長領域を有する光にはそれに含まれる波長成分に対応する回折格子セルを複数種類設けてもよい。
ガラス基板などの上に記録材料層を形成したものに、電子ビームによって回折格子を描画することによって、任意の空間周波数の回折格子セルを描画することができる。
終端面22に回折格子パターンを配置することにより、光の利用効率を向上させることができるが、さらに利用効率を高めるために反射板もしくは金属蒸着層を設けてもよい。
金属反射では光吸収が若干生じるが、回折格子パターンを配置しても生じてしまう終端面における光の抜けを大幅に削減することができるため、光吸収を考慮しても全体の光の利用効率は向上する。
図5に示すように、全反射条件を満たす角度(42°以上)で直進成分7が終端面22に入射するようにすれば、終端面22からの抜けをなくすことができる。
このとき、図6に示すように、傾斜角を考慮した上で回折格子を設計し終端面に配置し、終端面での抜けを防ぐと共に、導光板下面21bもしくは上面21aに臨界角42°以上で入射させるようにすれば、光の利用効率をさらに高めることができ、望ましい。
2:導光板
21a:導光板上面
21b:導光板下面
22:終端面
3:ドットパターンもしくはプリズムパターンもしくは回折格子パターン
4:反射シート
5:拡散シート
6:プリズムシート
7:入射光の直進成分
Claims (7)
- 導光板の一方の端面に光源を配し、前記導光板に入射した光を均一に上面へ反射させて面光源とするエッジライト方式のバックライト・ユニットに用いられる導光板において、
光源と反対側の端面である終端面は、前記光源から入射した光の直進成分の光を42°以上で前記導光板上面もしくは前記導光板下面に入射させるように、傾斜角をつけた構成であり、かつ、前記終端面には反射型回折格子が配置されていることを特徴とする導光板。 - 前記回折格子が、表面レリーフ型であることを特徴とする請求項1記載の導光板。
- 単一の空間周波数の回折格子から成る小領域を回折格子セルとし、空間周波数の異なる複数種類の回折格子セルが、前記導光板の終端面にマトリクス状に配列された構成であることを特徴とする請求項1または2に記載の導光板。
- 3種類の回折格子セルが規則的に配置され、各回折格子セルの空間周波数がR,G,Bの波長に対して設計されていることを特徴とする請求項3記載の導光板。
- 前記回折格子が、断面が鋸歯状のブレーズド格子であることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の導光板。
- 回折格子には、少なくとも何れかの表面に光反射層を形成するか、もしくは回折格子に近接させて光反射体を配置した構成であることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の導光板。
- 請求項1〜6の何れかに記載の導光板の一方の端面に光源を配し、前記導光板に入射した光を均一に上面へ反射させて面光源とするエッジライト方式のバックライト・ユニットを具備する構成の表示装置。
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US8654030B1 (en) | 2012-10-16 | 2014-02-18 | Microsoft Corporation | Antenna placement |
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US9304549B2 (en) | 2013-03-28 | 2016-04-05 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Hinge mechanism for rotatable component attachment |
US9552777B2 (en) | 2013-05-10 | 2017-01-24 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Phase control backlight |
US9759854B2 (en) | 2014-02-17 | 2017-09-12 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Input device outer layer and backlighting |
US10120420B2 (en) | 2014-03-21 | 2018-11-06 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Lockable display and techniques enabling use of lockable displays |
US10324733B2 (en) | 2014-07-30 | 2019-06-18 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Shutdown notifications |
US9424048B2 (en) | 2014-09-15 | 2016-08-23 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Inductive peripheral retention device |
US9447620B2 (en) | 2014-09-30 | 2016-09-20 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Hinge mechanism with multiple preset positions |
WO2016168345A1 (en) | 2015-04-13 | 2016-10-20 | Reald Inc. | Wide angle imaging directional backlights |
US9752361B2 (en) | 2015-06-18 | 2017-09-05 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Multistage hinge |
US9864415B2 (en) | 2015-06-30 | 2018-01-09 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Multistage friction hinge |
US10344797B2 (en) | 2016-04-05 | 2019-07-09 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Hinge with multiple preset positions |
US10037057B2 (en) | 2016-09-22 | 2018-07-31 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Friction hinge |
US10914447B2 (en) | 2018-12-28 | 2021-02-09 | Continental Automotive Systems, Inc. | Optical wave guided daytime running lights |
JP2021174711A (ja) | 2020-04-27 | 2021-11-01 | 船井電機株式会社 | 画像表示装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09325218A (ja) * | 1996-05-31 | 1997-12-16 | Shimada Precision Kk | 導光板および導光板アセンブリ |
JP2003532918A (ja) * | 2000-05-04 | 2003-11-05 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 反射式多色液晶ディスプレイを有する装置に対する照明ユニット |
WO2004055429A1 (ja) * | 2002-12-18 | 2004-07-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | 導光板およびそれを備えた照明装置、平面光源装置ならびに表示装置 |
-
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09325218A (ja) * | 1996-05-31 | 1997-12-16 | Shimada Precision Kk | 導光板および導光板アセンブリ |
JP2003532918A (ja) * | 2000-05-04 | 2003-11-05 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 反射式多色液晶ディスプレイを有する装置に対する照明ユニット |
WO2004055429A1 (ja) * | 2002-12-18 | 2004-07-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | 導光板およびそれを備えた照明装置、平面光源装置ならびに表示装置 |
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