JP5679308B2 - 照明装置および表示装置 - Google Patents
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Description
|A1−A2|≦0.5
A1:波長450nm〜650nmにおける最大光吸収率(%)
A2:波長450nm〜650nmにおける最小光吸収率(%)
|Δne(450nm)―Δne(650nm)|≦0.059…(A)
|Δno(450nm)―Δno(650nm)|≦0.059…(B)
|Δne(450nm)―Δne(650nm)|≦0.032…(C)
|Δno(450nm)―Δno(650nm)|≦0.032…(D)
Δne(450nm):450nmにおけるΔne
Δne(650nm):650nmにおけるΔne
Δno(450nm):450nmにおけるΔno
Δno(650nm):650nmにおけるΔno
|Δ(neL-noP)(450nm)−Δ(neL-noP)(650nm)|
≦0.080…(E)
|Δ(neP-noL)(450nm)−Δ(neP-noL)(650nm)|
≦0.080…(F)
|Δ(neL-noP)(450nm)−Δ(neL-noP)(650nm)|
≦0.044…(G)
|Δ(neP-noL)(450nm)−Δ(neP-noL)(650nm)|
≦0.044…(H)
Δ(neL-noP)(450nm):450nmにおけるneL-noP
Δ(neL-noP)(650nm):650nmにおけるneL-noP
Δ(neP-noL)(450nm):450nmにおけるneP-noL
Δ(neP-noL)(650nm):650nmにおけるneP-noL
1.第1の実施の形態(水平配向PDLC、バックライト)(図1〜図19)
2.第2の実施の形態(垂直配向PDLC、バックライト)(図20〜図22)
3.変形例(バックライト)(図23〜図30)
4.適用例(表示装置)(図31)
[水平配向PDLCを用いた例]
図1(A)は、本発明の第1の実施の形態に係るバックライト1の断面構成の一例を表したものである。図1(B)は、図1(A)のバックライト1に含まれる光変調素子30の断面構成の一例を表したものである。なお、図1(A),(B)は、模式的に表したものであり、実際の寸法や形状と同一であるとは限らない。バックライト1は、例えば、液晶表示パネルなどを背後から照明するものであり、導光板10と、導光板10の側面に配置した光源20と、導光板10の背後に配置した光変調素子30および反射板40と、光変調素子30を駆動する駆動回路50とを備えている。
|A1−A2|≦2.00
A1:450nm〜650nmにおける最大光吸収率(%)
A2:450nm〜650nmにおける最小光吸収率(%)
|Δne(450nm)―Δne(650nm)|≦0.059…(1)
|Δno(450nm)―Δno(650nm)|≦0.059…(2)
|Δne(450nm)―Δne(650nm)|≦0.032…(3)
|Δno(450nm)―Δno(650nm)|≦0.032…(4)
Δne(450nm):450nmにおけるΔne
Δne(650nm):650nmにおけるΔne
Δne=neL−neP
Δno(450nm):450nmにおけるΔno
Δno(650nm):650nmにおけるΔno
Δno=noL−noP
|Δ(neL-noP)(450nm)−Δ(neL-noP)(650nm)|
≦0.080…(5)
|Δ(neP-noL)(450nm)−Δ(neP-noL)(650nm)|
≦0.080…(6)
|Δ(neL-noP)(450nm)−Δ(neL-noP)(650nm)|
≦0.044…(7)
|Δ(neP-noL)(450nm)−Δ(neP-noL)(650nm)|
≦0.044…(8)
Δ(neL-noP)(450nm):450nmにおけるneL-noP
Δ(neL-noP)(650nm):650nmにおけるneL-noP
ΔneL-noP=neL−noP
Δ(neP-noL)(450nm):450nmにおけるneP-noL
Δ(neP-noL)(650nm):650nmにおけるneP-noL
ΔneP-noL=neP−noL
まず、ガラス基板上に水平配向膜を塗布し所定方向にラビングすることにより、1つの透明基板を作製する。次に、その透明基板上に、溶剤で希釈した液晶性モノマーに重合開始材を所定量添加したものを塗布し、溶剤を乾燥後、UV照射により液晶性モノマーを重合させ、試料を作成する。次に、その試料を、ラビング方向が入射偏光に対して0度、45度、90度で交差するようにステージに配置し、それぞれの角度について、ジェー・エー・ウーラムジャパン社製の分光エリプソメーターM−2000Uを用いて計測を行う。その後、同社製のフィッティングソフトウェアWVASE32を用いて、試料の屈折率を求める。
まず、ガラス基板上に水平配向膜を塗布し所定方向にラビングすることにより、2つの透明基板を作製する。次に、2つの透明基板を所定の間隙を介して対向配置し、その間隙に液晶を注入し、セルを作成する。次に、そのセルを、ラビング方向が入射偏光に対して45度で交差するようにステージに設置し、上記の分光エリプソメーターを用いて計測を行った後、上記のフィッティングソフトウェアWVASE32を用いて、セルの屈折率を求める。
[垂直配向PDLCを用いた例]
次に、本発明の第2の実施の形態に係るバックライト2について説明する。図20(A)は、本実施の形態に係るバックライト2の断面構成の一例を表したものである。図20(B)は、図20(A)のバックライト2に含まれる光変調素子60の断面構成の一例を表したものである。本実施の形態のバックライト2では、配向膜33,35として垂直用配向膜が用いられており、さらに上記実施の形態の光変調層34に代わって光変調層64が設けられている点で、上記実施の形態のバックライト1の構成と相違する。そこで、以下では、上記実施の形態の構成との共通点についての説明を適宜、省略し、上記実施の形態の構成との相違点について主に説明する。
|Δne(450nm)―Δne(650nm)|≦0.059…(9)
|Δno(450nm)―Δno(650nm)|≦0.059…(10)
|Δne(450nm)―Δne(650nm)|≦0.032…(11)
|Δno(450nm)―Δno(650nm)|≦0.032…(12)
Δne(450nm):450nmにおけるΔne
Δne(650nm):650nmにおけるΔne
Δne=neL−neP
Δno(450nm):450nmにおけるΔno
Δno(650nm):650nmにおけるΔno
Δno=noL−noP
|Δ(neL-noP)(450nm)−Δ(neL-noP)(650nm)|
≦0.080…(13)
|Δ(neP-noL)(450nm)−Δ(neP-noL)(650nm)|
≦0.080…(14)
|Δ(neL-noP)(450nm)−Δ(neL-noP)(650nm)|
≦0.044…(15)
|Δ(neP-noL)(450nm)−Δ(neP-noL)(650nm)|
≦0.044…(16)
Δ(neL-noP)(450nm):450nmにおけるneL-noP
Δ(neL-noP)(650nm):650nmにおけるneL-noP
Δ(neL-noP)=neL−noP
Δ(neP-noL)(450nm):450nmにおけるneP-noL
Δ(neP-noL)(650nm):650nmにおけるneP-noL
Δ(neP-noL)=neP−noL
上記各実施の形態では、光変調素子30,60は、導光板10の背後(下面)に空気層を介さずに密着して接合されていたが、例えば、図23に示したように、導光板10の上面に空気層を介さずに密着して接合されていてもよい。また、光変調素子30,60は、例えば、図24に示したように、導光板10の内部に設けられていてもよい。ただし、この場合でも、光変調素子30,60は、導光板10と空気層を介さずに密着して接合されていることが必要である。
30mm×40mmサイズのPDLC(小ガラスセル)を以下のようにして作成した。まず、ガラス基板上にITOをスパッタにより製膜した後、ITO表面にポリイミド溶液をスピンコータにて塗布し80℃、10分の乾燥を行った。次に、200℃、60分の焼成を行った後、ラビング布を用いてラビングを行い、配向膜を作成した。作成した配向膜にビーズの散布を行い、外周に熱硬化シールを描画した後、80℃、10分間加熱を行った。加熱後、このガラス基板を、別途用意した配向膜付ITOガラス基板と貼り合わせ、貼り合わせたガラス基板同士の隙間に、液晶、紫外線硬化性モノマー、重合開始剤を所定組成になるように混合した溶液(以下「モノマー混合液晶」と称する。)を注入する。続いて、紫外線により露光を行った後、紫外線硬化樹脂で注入口を封止することにより、PDLCを作製した。その後、このPDLCを、マッチングオイルを介して導光板に貼り合わせた。このようにして、小ガラスセルを作成した。
300mm×250mmサイズのPDLC(フィルムセル)を以下のようにして作成した。まず、フィルム基板(ゼオノア)上にITOをスパッタにより製膜した後、ITO表面にポリアミドイミド溶液をバーコータにて塗布し80℃、10分の乾燥を行った。次に、ラビング布を用いてラビングを行い、配向膜を作成した。続いて、配向膜付フィルム基板のフィルム面を、粘着材料を用いて5mm厚の導光板に貼り合わせることにより、導光板付ITOフィルムを作成した。さらに、導光板付ITOフィルム上に、ビーズの散布を行い、続いてモノマー混合液晶を大気中で滴下した後、その導光板付ITOフィルムを、別途用意した配向膜付ITOフィルムに、ラミネータにより大気下で貼り合わせた。最後に、紫外線により露光を行った。このようにして、フィルムセルを作成した。
作成したセルの導光板端面に白色LEDの光を照射した。導光板の上部には拡散シートおよびレンズシートをこの順に載せ、セルに電圧を印加しながら、輝度計(トプコン社製SR-UL1)を用いて、輝度およびスペクトルを測定した。散乱波長依存性に関しては前述したように正規化した散乱光スペクトルと正規化した導光光スペクトルの比と定義した。また、散乱波長依存性の度合いを表す傾きkは、最小二乗法で直線近似したときの傾きを表している。
まず、モノマーの種類を調整することにより散乱効率を増加させることにより散乱波長依存性の改善を図った。評価には上記作成方法により作成した小ガラスセルを用い、モノマー混合液晶として2官能モノマーのみを使用した実施例1と3官能モノマーを全モノマー重量比で20wt%添加した実施例2で比較を行った(図27(A),(B))。図27(A)は、セル厚み7μm、駆動電圧140Vpp、印加周波数100Hzで駆動した白状態における輝度を示す。図27(B)は、白状態における散乱の波長依存性を示す。
図28は、フィルムセルでの実施例を示したものである。セル厚みは7.5μm、駆動電圧140Vpp、印加周波数240Hzで計測を行った。フィルムセルにおいても同様に、傾きk(nm-1)は2官能モノマーのみの組成(実施例5)で−0.00096、3官能モノマーを全モノマー重量比で20wt%添加した組成(実施例6)で−0.00068となり、2官能モノマーに3官能モノマーを添加することにより散乱の波長依存性が改善されていることが確認された。
次に、PDLCを厚くすることにより散乱波長依存性の改善を図った。組成を変化させずに、小セルの厚みを7μm(実施例2)、9μm(実施例3)、13.5μm(実施例4)と変化させ、駆動電圧140Vpp、印加周波数100Hzで駆動した白状態の輝度、ヘイズ、散乱波長依存性の変化を観察した。図29(A)は、セルの厚みと輝度およびヘイズとの関係を示したものである。図29(B)は、セルの厚みと散乱波長依存性の関係を示したものである。
図30は、フィルムセルでの実施例を示したものである。セル厚みは3μm(実施例7)、7.5μm(実施例6)、15μm(実施例8)、駆動電圧140Vpp、印加周波数240Hzで行った。フィルムセルにおいても同様に傾きk(nm-1)は、セル厚みの増加に伴い−0.00149、−0.00068、−0.00001と減少し、散乱波長依存性の改善が確認された。
次に、上記各実施の形態のバックライト1,2の一適用例について説明する。
Claims (11)
- 導光板と、
前記導光板の側面に配置された光源と、
前記導光板の表面または内部に配置されると共に前記導光板と接着された光変調素子と
を備え、
前記光変調素子は、離間して互いに対向配置された一対の透明基板と、前記一対の透明基板のそれぞれの表面に設けられた一対の電極と、前記一対の透明基板の間隙に設けられた光変調層とを有し、
前記光変調層は、光学異方性を有すると共に電場に対して応答する第1領域と、光学異方性を有すると共に電場に対して応答しない第2領域とを含み、
前記第2領域は、筋状構造となっており、短軸方向の平均的な筋状組織サイズが0.05μm以上10μm以下となっている
照明装置。 - 前記第2領域の短軸方向の平均的な筋状組織サイズが0.2μm以上2μm以下となっている
請求項1に記載の照明装置。 - 前記第1領域は、液晶材料を主に含んで構成され、
前記第2領域は、高分子材料を主に含んで構成されている
請求項1または請求項2に記載の照明装置。 - 前記光変調素子は、前記電極と前記光変調層との間に水平配向膜または垂直配向膜を有し、
前記第2領域は、前記水平配向膜または前記垂直配向膜の作用により配向した重合性材料を熱および光の少なくとも一方によって重合させることにより形成されたものである
請求項3に記載の照明装置。 - マトリクス状に配置された複数の画素を有すると共に、前記複数の画素が画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、
前記表示パネルを照明する照明装置と
を備え、
前記照明装置は、導光板と、前記導光板の側面に配置された光源と、前記導光板の表面または内部に配置されると共に前記導光板と接着された光変調素子とを前記表示パネル側から順に有し、
前記光変調素子は、離間して互いに対向配置された一対の透明基板と、前記一対の透明基板のそれぞれの表面に設けられた一対の電極と、前記一対の透明基板の間隙に設けられた光変調層とを有し、
前記光変調層は、光学異方性を有すると共に電場に対して応答する第1領域と、光学異方性を有すると共に電場に対して応答しない第2領域とを含み、
前記第2領域は、筋状構造となっており、短軸方向の平均的な筋状組織サイズが0.05μm以上10μm以下となっている
表示装置。 - 導光板と、
前記導光板の側面に配置された光源と、
前記導光板の表面または内部に配置されると共に前記導光板と接着された光変調素子と
を備え、
前記光変調素子は、離間して互いに対向配置された一対の透明基板と、前記一対の透明基板のそれぞれの表面に設けられた一対の電極と、前記一対の透明基板の間隙に設けられた光変調層とを有し、
前記光変調層は、光学異方性を有すると共に電場に対して応答する第1領域と、光学異方性を有すると共に電場に対して応答しない第2領域とを含み、
前記一対の電極のうち少なくとも一方が透明導電膜からなり、
前記透明導電膜は、酸化インジウムスズ(ITO;Indium Tin Oxide)を含んで構成され、かつ以下の式で表される光学特性を有する
照明装置。
|A1−A2|≦0.5
A1:波長450nm〜650nmにおける最大光吸収率(%)
A2:波長450nm〜650nmにおける最小光吸収率(%) - 前記一対の透明基板のうち少なくとも前記透明導電膜が設けられた方の透明基板は、樹脂基板からなり、
前記透明導電膜は、前記樹脂基板のガラス転移温度よりも低い温度でITOを含む膜をアニールすることにより結晶化させたものである
請求項6に記載の照明装置。 - 前記透明導電膜は、X線回折(XRD;X‐ray diffraction)測定により得られるXRDチャートにおいて、結晶化前のITOを含む膜では計測されない箇所にピークを有する
請求項7に記載の照明装置。 - 前記透明導電膜は、前記XRDチャートにおいて、(222)面に0.03°〜2°の半値幅のピークを有する
請求項8に記載の照明装置。 - 前記透明導電膜は、前記XRDチャートにおいて、(222)面に0.1°〜0.7°の半値幅のピークを有する
請求項9に記載の照明装置。 - マトリクス状に配置された複数の画素を有すると共に、前記複数の画素が画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、
前記表示パネルを照明する照明装置と
を備え、
前記照明装置は、導光板と、前記導光板の側面に配置された光源と、前記導光板の表面または内部に配置されると共に前記導光板と接着された光変調素子とを前記表示パネル側から順に有し、
前記光変調素子は、離間して互いに対向配置された一対の透明基板と、前記一対の透明基板のそれぞれの表面に設けられた一対の電極と、前記一対の透明基板の間隙に設けられた光変調層とを有し、
前記光変調層は、光学異方性を有すると共に電場に対して応答する第1領域と、光学異方性を有すると共に電場に対して応答しない第2領域とを含み、
前記一対の電極のうち少なくとも一方が透明導電膜からなり、
前記透明導電膜は、酸化インジウムスズ(ITO;Indium Tin Oxide)を含んで構成され、かつ以下の式で表される光学特性を有する
表示装置。
|A1−A2|≦0.5
A1:波長450nm〜650nmにおける最大光吸収率(%)
A2:波長450nm〜650nmにおける最小光吸収率(%)
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