JPH0675220A - 光配向制御素子及び面照明装置 - Google Patents
光配向制御素子及び面照明装置Info
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- JPH0675220A JPH0675220A JP4230202A JP23020292A JPH0675220A JP H0675220 A JPH0675220 A JP H0675220A JP 4230202 A JP4230202 A JP 4230202A JP 23020292 A JP23020292 A JP 23020292A JP H0675220 A JPH0675220 A JP H0675220A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 液晶表示器の視野角に合わせた光放射パター
ンを持った背面照明を得ることでバックライトの効率を
向上させる。 【構成】 透明なフィルムに微小な円柱レンズ状曲面又
は楕円体レンズ状曲面を前記フィルム面内の一定方向に
並べて配設してなる光配向制御素子を用いる。
ンを持った背面照明を得ることでバックライトの効率を
向上させる。 【構成】 透明なフィルムに微小な円柱レンズ状曲面又
は楕円体レンズ状曲面を前記フィルム面内の一定方向に
並べて配設してなる光配向制御素子を用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示器の背面照明
に用いるフィルム状の光配向制御素子と、これを用いて
構成したバックライト装置に関する。
に用いるフィルム状の光配向制御素子と、これを用いて
構成したバックライト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ノートブック型コンピュータやワ
ードプロセッサあるいはテレビ等に用いられている液晶
表示器のバックライトには図１０のような構成の面照明
装置が多用されている。ここで拡散板１２には梨地面や
エンボス面を有するフィルム、あるいは透明な基材に微
小な透明球体を塗布ないしは印刷したフィルムが用いら
れてきた。
ードプロセッサあるいはテレビ等に用いられている液晶
表示器のバックライトには図１０のような構成の面照明
装置が多用されている。ここで拡散板１２には梨地面や
エンボス面を有するフィルム、あるいは透明な基材に微
小な透明球体を塗布ないしは印刷したフィルムが用いら
れてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる従来の
拡散板やこれを用いた面照明装置には以下のような問題
点があった。
拡散板やこれを用いた面照明装置には以下のような問題
点があった。
【０００４】そもそも液晶表示器はその構造や材料、さ
らには駆動方法によりそれぞれ固有の視野角を有するも
のであり、換言すれば表示に必要な背面照明光はある限
られた入射角以内のエネルギー分布を持てば充分にその
目的を達することができることになる。
らには駆動方法によりそれぞれ固有の視野角を有するも
のであり、換言すれば表示に必要な背面照明光はある限
られた入射角以内のエネルギー分布を持てば充分にその
目的を達することができることになる。
【０００５】ところが従来の面照明装置はやみくもに面
輝度を高くしようとしたので光の利用効率が低く、つま
りは光源の点灯に要する電力を無駄に浪費する結果を招
いていた。又、有効に利用されない光は熱のエネルギー
に変換されるため液晶表示器のパネル面温度上昇をも招
くことになり、甚だ効率の悪いものになると同時にその
発熱により場合によっては表示品質をも低下させるとい
う悪循環を引き起こしていた。
輝度を高くしようとしたので光の利用効率が低く、つま
りは光源の点灯に要する電力を無駄に浪費する結果を招
いていた。又、有効に利用されない光は熱のエネルギー
に変換されるため液晶表示器のパネル面温度上昇をも招
くことになり、甚だ効率の悪いものになると同時にその
発熱により場合によっては表示品質をも低下させるとい
う悪循環を引き起こしていた。
【０００６】そこで本発明は従来のこの様な問題点を解
決するため、液晶表示器の視野角に合わせた光放射パタ
ーンを持った背面照明系を実現するための光配向制御素
子を提供し、更にこれを装着した面照明装置をも提供す
ることを目的とする。
決するため、液晶表示器の視野角に合わせた光放射パタ
ーンを持った背面照明系を実現するための光配向制御素
子を提供し、更にこれを装着した面照明装置をも提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の光配向制御素子は透明なフィルムの片面あ
るいは両面に微小な円柱レンズ状曲面又は楕円体レンズ
状曲面を前記フィルム面内の一定方向に並べて配設して
なる事を特徴とする。
に、本発明の光配向制御素子は透明なフィルムの片面あ
るいは両面に微小な円柱レンズ状曲面又は楕円体レンズ
状曲面を前記フィルム面内の一定方向に並べて配設して
なる事を特徴とする。
【０００８】更に本発明の面照明装置は、前記の光配向
制御素子を照明の出光面側に装着した事を特徴とする。
制御素子を照明の出光面側に装着した事を特徴とする。
【０００９】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１（ａ）は本発明の光配向制御素子の一
実施例を示すもので、透明なフィルム１に微小な円柱レ
ンズ状曲面２が多数形成されており、この場合前記円柱
レンズ状曲面２はフィルム１の面内のＸ方向に向けて並
べられている。フィルム１はポリカーボネート、ＰＭＭ
Ａ、ＰＥＴなどの樹脂フィルムが適するが、ガラスでも
使用可能である。円柱レンズ状曲面２はフィルムの押し
だし加工あるいはコンプレッション加工時に形成する
が、ＰＥＴなどはこの様な加工が難しいためフィルム上
に細径の樹脂ファイバーを並行に並べ、透明なレジンで
接着したところほぼ同様な光学特性が得られた。図１
（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ断面を示したものである。
この面内では裏側から入射した光線は単純なフィルムに
入射した場合と同様の挙動を示す。図１（ｃ）は図１
（ａ）のＹ−Ｙ断面を示したものである。ここでは断面
は連続した半円形状となり、入射した光線はそのレンズ
効果により曲げられるためフィルムから出光する光線は
図２（ｂ）のようにフィルム面に垂直な方向に集光され
た出射パターンをもつ。尚、図２（ａ）はＸ−Ｘ断面内
における光の出射パターンを示すものである。
に説明する。図１（ａ）は本発明の光配向制御素子の一
実施例を示すもので、透明なフィルム１に微小な円柱レ
ンズ状曲面２が多数形成されており、この場合前記円柱
レンズ状曲面２はフィルム１の面内のＸ方向に向けて並
べられている。フィルム１はポリカーボネート、ＰＭＭ
Ａ、ＰＥＴなどの樹脂フィルムが適するが、ガラスでも
使用可能である。円柱レンズ状曲面２はフィルムの押し
だし加工あるいはコンプレッション加工時に形成する
が、ＰＥＴなどはこの様な加工が難しいためフィルム上
に細径の樹脂ファイバーを並行に並べ、透明なレジンで
接着したところほぼ同様な光学特性が得られた。図１
（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ断面を示したものである。
この面内では裏側から入射した光線は単純なフィルムに
入射した場合と同様の挙動を示す。図１（ｃ）は図１
（ａ）のＹ−Ｙ断面を示したものである。ここでは断面
は連続した半円形状となり、入射した光線はそのレンズ
効果により曲げられるためフィルムから出光する光線は
図２（ｂ）のようにフィルム面に垂直な方向に集光され
た出射パターンをもつ。尚、図２（ａ）はＸ−Ｘ断面内
における光の出射パターンを示すものである。
【００１０】図３（ａ）は本発明による光配向制御素子
の他の実施例を示したものであり、フィルム１には楕円
体レンズ状曲面３が多数設けられており、この場合前記
楕円体レンズ状曲面３はフィルム面内のＸ方向に向けて
並べられている。フィルム１には透明なポリカーボネー
ト、ＰＭＭＡ等の樹脂が好適である。又、楕円体レンズ
状曲面３は押しだし加工あるいはコンプレッション加工
などで成形される際に形状付与されるが、エッチングな
どの方法でも加工可能である。図３（ｂ）は図３（ａ）
のＸ−Ｘ断面を示したものである。この面内では裏側か
ら入射した光線は表面形状のレンズ効果により集光され
るが、その曲率が大きいため出光パターンは図４（ａ）
のように比較的ブロードなものとなる。それに対し図３
（ａ）におけるＹ−Ｙ断面は図３（ｃ）のようなもの
で、出光面は図３（ｂ）と比較すると小さな曲率の形状
であるため出光パターンは図４（ｂ）のようにフィルム
面に対して垂直な方向により一層集光されたものとなっ
ている。
の他の実施例を示したものであり、フィルム１には楕円
体レンズ状曲面３が多数設けられており、この場合前記
楕円体レンズ状曲面３はフィルム面内のＸ方向に向けて
並べられている。フィルム１には透明なポリカーボネー
ト、ＰＭＭＡ等の樹脂が好適である。又、楕円体レンズ
状曲面３は押しだし加工あるいはコンプレッション加工
などで成形される際に形状付与されるが、エッチングな
どの方法でも加工可能である。図３（ｂ）は図３（ａ）
のＸ−Ｘ断面を示したものである。この面内では裏側か
ら入射した光線は表面形状のレンズ効果により集光され
るが、その曲率が大きいため出光パターンは図４（ａ）
のように比較的ブロードなものとなる。それに対し図３
（ａ）におけるＹ−Ｙ断面は図３（ｃ）のようなもの
で、出光面は図３（ｂ）と比較すると小さな曲率の形状
であるため出光パターンは図４（ｂ）のようにフィルム
面に対して垂直な方向により一層集光されたものとなっ
ている。
【００１１】図５は本発明による光配向制御素子の他の
実施例を示したものであり、前述した図３（ａ）と同じ
くフィルム１には楕円体レンズ状曲面３が多数設けられ
ているが楕円体レンズ状曲面３はジグザグに配列されて
いる。この場合も図３（ａ）と同様の光学的効果を有し
ていることが確認できた。
実施例を示したものであり、前述した図３（ａ）と同じ
くフィルム１には楕円体レンズ状曲面３が多数設けられ
ているが楕円体レンズ状曲面３はジグザグに配列されて
いる。この場合も図３（ａ）と同様の光学的効果を有し
ていることが確認できた。
【００１２】図６は上述した光配向制御素子を出光面側
に装着した本発明の面照明装置の一実施例を示すもの
で、導光板１３に隣接配置された光源１５の周りにはリ
フレクター１６が設けられている。前記導光板１３の一
面には入射光を全面にわたり散乱させて一様な輝度分布
を得られるよう散乱パターン２０が設けられている。こ
の散乱パターン２０は乳白色系のインクを印刷したり、
あるいは規則的に導光板１３の表面に微小な凹凸又は粗
面加工を施すことにより形成されている。更に導光板１
３の裏側には反射板１４が設けられ、白色のフィルムや
金属フィルムがこれに適当である。導光板１３の表側に
は拡散板１２と上述の光配向制御素子１１が配置されて
いるが、前記の光配向制御素子１１にはそもそも光の拡
散効果が備わっているため、場合により前記拡散板１２
を省くことも可能である。図６に於てＸ−Ｘ、Ｙ−Ｙは
図１（ａ）及び図３（ａ）並びに図５のＸ方向、Ｙ方向
とそれぞれ対応しており、従って出光面上の点ＡからＺ
方向へ放射される光の放射パターンはそれぞれの面内に
於て異なったものになる。図７（ａ）はＸ−Ｚ面内に於
ける放射パターンであり、図７（ｂ）はＹ−Ｚ面内に於
けるそれである。
に装着した本発明の面照明装置の一実施例を示すもの
で、導光板１３に隣接配置された光源１５の周りにはリ
フレクター１６が設けられている。前記導光板１３の一
面には入射光を全面にわたり散乱させて一様な輝度分布
を得られるよう散乱パターン２０が設けられている。こ
の散乱パターン２０は乳白色系のインクを印刷したり、
あるいは規則的に導光板１３の表面に微小な凹凸又は粗
面加工を施すことにより形成されている。更に導光板１
３の裏側には反射板１４が設けられ、白色のフィルムや
金属フィルムがこれに適当である。導光板１３の表側に
は拡散板１２と上述の光配向制御素子１１が配置されて
いるが、前記の光配向制御素子１１にはそもそも光の拡
散効果が備わっているため、場合により前記拡散板１２
を省くことも可能である。図６に於てＸ−Ｘ、Ｙ−Ｙは
図１（ａ）及び図３（ａ）並びに図５のＸ方向、Ｙ方向
とそれぞれ対応しており、従って出光面上の点ＡからＺ
方向へ放射される光の放射パターンはそれぞれの面内に
於て異なったものになる。図７（ａ）はＸ−Ｚ面内に於
ける放射パターンであり、図７（ｂ）はＹ−Ｚ面内に於
けるそれである。
【００１３】図８は本発明による面照明装置を液晶表示
器の背面に装着した構成例を示す説明図である。面照明
装置１００の出光面側にはテレビセット用のカラー液晶
表示器１０１が組み合わされている。図８に於てＸ−
Ｘ、Ｙ−Ｙは図６のＸ方向、Ｙ方向と対応しており、
又、面照明装置１００から出光する光の放射パターンは
それぞれの面内で図７（ａ）、図７（ｂ）に示したもの
と同様である。ここに用いた液晶表示器１０１は図８の
Ｘ−Ｚ面、Ｙ−Ｚ面でそれぞれＡ、Ｂという異なった視
野角を持つがＡ＞Ｂであり、従ってＸ−Ｚ面内の方が広
範囲な視認性を有するものである。図９（ａ）は図８の
面照明装置１００を点灯した場合に液晶表示器１０１を
透過する光のＸ−Ｚ面内の放射パターンを示したもので
ある。又、図９（ｂ）は同様にＹ−Ｚ面内の放射パター
ンを示すものである。この図中の破線は面照明装置１０
０から本発明による光配光制御素子を取り除いた場合の
放射パターンであり、この光配向制御素子の光学機能に
より液晶表示器の実際の表示輝度が向上していることが
解る。これを換言すれば光エネルギーの利用効率が上が
ったということであり、光源に要する電力も低減できる
わけである。尚、ＭＩＭ型のカラー液晶表示器での実験
では表示輝度を同一とした場合、約２０〜３０％の光源
消費電力を削減することができた。又、表示器の表面温
度上昇も従来の約１／２に抑えることができたため表示
の色むらが大幅に改善され、品位の高いカラー液晶表示
器を得ることができた。
器の背面に装着した構成例を示す説明図である。面照明
装置１００の出光面側にはテレビセット用のカラー液晶
表示器１０１が組み合わされている。図８に於てＸ−
Ｘ、Ｙ−Ｙは図６のＸ方向、Ｙ方向と対応しており、
又、面照明装置１００から出光する光の放射パターンは
それぞれの面内で図７（ａ）、図７（ｂ）に示したもの
と同様である。ここに用いた液晶表示器１０１は図８の
Ｘ−Ｚ面、Ｙ−Ｚ面でそれぞれＡ、Ｂという異なった視
野角を持つがＡ＞Ｂであり、従ってＸ−Ｚ面内の方が広
範囲な視認性を有するものである。図９（ａ）は図８の
面照明装置１００を点灯した場合に液晶表示器１０１を
透過する光のＸ−Ｚ面内の放射パターンを示したもので
ある。又、図９（ｂ）は同様にＹ−Ｚ面内の放射パター
ンを示すものである。この図中の破線は面照明装置１０
０から本発明による光配光制御素子を取り除いた場合の
放射パターンであり、この光配向制御素子の光学機能に
より液晶表示器の実際の表示輝度が向上していることが
解る。これを換言すれば光エネルギーの利用効率が上が
ったということであり、光源に要する電力も低減できる
わけである。尚、ＭＩＭ型のカラー液晶表示器での実験
では表示輝度を同一とした場合、約２０〜３０％の光源
消費電力を削減することができた。又、表示器の表面温
度上昇も従来の約１／２に抑えることができたため表示
の色むらが大幅に改善され、品位の高いカラー液晶表示
器を得ることができた。
【００１４】
【発明の効果】本発明によると、以上説明したように、
表面に微小な円柱レンズ状曲面又は楕円体レンズ状曲面
を並べて配設したフィルムを光の配向制御素子として面
照明装置に使うことにより、液晶表示器の持つ視野角に
合わせた背面照明光が実現できるため、実際の表示輝度
を向上させることができる。又、一定の輝度を出す為に
必要な光源のエネルギー、つまり消費電力を大幅に削減
することが可能となる。更に表示器の温度上昇を抑える
ことができるようになり、液晶表示器の表示品位を向上
させることができるという大きな効果を有するものであ
る。
表面に微小な円柱レンズ状曲面又は楕円体レンズ状曲面
を並べて配設したフィルムを光の配向制御素子として面
照明装置に使うことにより、液晶表示器の持つ視野角に
合わせた背面照明光が実現できるため、実際の表示輝度
を向上させることができる。又、一定の輝度を出す為に
必要な光源のエネルギー、つまり消費電力を大幅に削減
することが可能となる。更に表示器の温度上昇を抑える
ことができるようになり、液晶表示器の表示品位を向上
させることができるという大きな効果を有するものであ
る。
【図１】（ａ） 本発明の光配向制御素子の一実施例を
示す上面図。（ｂ） 本発明の光配向制御素子の一実施
例を示す断面図。（ｃ） 本発明の光配向制御素子の一
実施例を示す断面図。
示す上面図。（ｂ） 本発明の光配向制御素子の一実施
例を示す断面図。（ｃ） 本発明の光配向制御素子の一
実施例を示す断面図。
【図２】（ａ） 図１（ｂ）の面内に於ける光放射パタ
ーンを説明する図。（ｂ） 図１（ｃ）の面内に於ける
光放射パターンを説明する図。
ーンを説明する図。（ｂ） 図１（ｃ）の面内に於ける
光放射パターンを説明する図。
【図３】（ａ） 本発明の光配向制御素子の他の実施例
を示す上面図。（ｂ） 本発明の光配向制御素子の他の
実施例を示す断面図。（ｃ） 本発明の光配向制御素子
の他の実施例を示す断面図。
を示す上面図。（ｂ） 本発明の光配向制御素子の他の
実施例を示す断面図。（ｃ） 本発明の光配向制御素子
の他の実施例を示す断面図。
【図４】（ａ） 図３（ｂ）の面内に於ける光放射パタ
ーンを説明する図。（ｂ） 図３（ｃ）の面内に於ける
光放射パターンを説明する図。
ーンを説明する図。（ｂ） 図３（ｃ）の面内に於ける
光放射パターンを説明する図。
【図５】本発明の光配向制御素子の他の実施例を示す上
面図。
面図。
【図６】本発明の面照明装置の一実施例を示す斜視図。
【図７】（ａ） 図６のＸ−Ｚ面内に於ける光放射パタ
ーンを説明する図。（ｂ） 図６のＹ−Ｚ面内に於ける
光放射パターンを説明する図。
ーンを説明する図。（ｂ） 図６のＹ−Ｚ面内に於ける
光放射パターンを説明する図。
【図８】本発明の面照明装置を液晶表示器と組み合わせ
た場合の説明図。
た場合の説明図。
【図９】（ａ） 図８のＸ−Ｚ面内に於ける光放射パタ
ーンを説明する図。（ｂ） 図８のＹ−Ｚ面内に於ける
光放射パターンを説明する図。
ーンを説明する図。（ｂ） 図８のＹ−Ｚ面内に於ける
光放射パターンを説明する図。
【図１０】従来の技術による面照明装置の断面図。
１ 透明フィルム ２ 円柱レンズ状曲面 ３ 楕円体レンズ状曲面 １１ 光配向制御素子 １２ 拡散板 １３ 導光板 １４ 反射板 １５ 光源 １６ リフレクター ２０ 散乱パターン １００ 面照明装置 １０１ 液晶表示器
Claims (2)
- 【請求項１】 透明なフィルムの片面あるいは両面に微
小な円柱レンズ状曲面又は楕円体レンズ状曲面を前記フ
ィルム面内の一定方向に並べて配設してなる事を特徴と
する光配向制御素子。 - 【請求項２】 請求項１記載の光配向制御素子を照明の
出光面側に装着した事を特徴とする面照明装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23020292A JP3252471B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 光配向制御素子、面照明装置及び液晶表示器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23020292A JP3252471B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 光配向制御素子、面照明装置及び液晶表示器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0675220A true JPH0675220A (ja) | 1994-03-18 |
| JP3252471B2 JP3252471B2 (ja) | 2002-02-04 |
Family
ID=16904181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23020292A Expired - Fee Related JP3252471B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 光配向制御素子、面照明装置及び液晶表示器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3252471B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100806192B1 (ko) * | 2005-06-13 | 2008-02-22 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 백라이트 유닛의 제조 방법, 백라이트 유닛, 전기 광학장치, 및 전자 기기 |
| WO2009075194A1 (ja) * | 2007-12-11 | 2009-06-18 | Hitachi Maxell, Ltd. | レンズシート、レンズシートを用いたバックライト及び液晶表示装置 |
-
1992
- 1992-08-28 JP JP23020292A patent/JP3252471B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100806192B1 (ko) * | 2005-06-13 | 2008-02-22 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 백라이트 유닛의 제조 방법, 백라이트 유닛, 전기 광학장치, 및 전자 기기 |
| US7566156B2 (en) | 2005-06-13 | 2009-07-28 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing backlight unit, backlight unit, electrooptical device and electronic equipment |
| WO2009075194A1 (ja) * | 2007-12-11 | 2009-06-18 | Hitachi Maxell, Ltd. | レンズシート、レンズシートを用いたバックライト及び液晶表示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3252471B2 (ja) | 2002-02-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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