JPH09304624A - 面光源素子 - Google Patents
面光源素子Info
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- JPH09304624A JPH09304624A JP8117448A JP11744896A JPH09304624A JP H09304624 A JPH09304624 A JP H09304624A JP 8117448 A JP8117448 A JP 8117448A JP 11744896 A JP11744896 A JP 11744896A JP H09304624 A JPH09304624 A JP H09304624A
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- incident
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光利用効率の高い面光源素子を提供するこ
と。 【解決手段】 光が入射する面および光が面状に出射す
る面を有する導光体３と、導光体３の出射光が入射する
面および当該入射光が出射する面を有する光制御エレメ
ント５とで構成され、上記光制御エレメント５が当該光
入射面に不等辺三角形状の凸部６を有し、この凸部６間
に平坦部７を有することを特徴とする。
と。 【解決手段】 光が入射する面および光が面状に出射す
る面を有する導光体３と、導光体３の出射光が入射する
面および当該入射光が出射する面を有する光制御エレメ
ント５とで構成され、上記光制御エレメント５が当該光
入射面に不等辺三角形状の凸部６を有し、この凸部６間
に平坦部７を有することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は面光源素子に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】透過型液晶パネルを用いた液晶表示装置
はバックライトとドット状に画素を配した液晶パネルと
で構成され、各画素の光の透過率をコントロールするこ
とで文字や映像の表示を行うものである。バックライト
としては、ハロゲンランプ、反射板、レンズ等の組み合
わせにより光の出射量の分布を制御するものや、冷陰極
管を導光体の端面に設け、冷陰極管から発した光を端面
と垂直な面から出射させるものなどが挙げられる。前者
は高輝度を必要とする液晶プロジェクタに主に用いら
れ、後者は薄型化が可能なため直視型の液晶ＴＶやノー
トパソコンのディスプレイとして主に用いられている。
はバックライトとドット状に画素を配した液晶パネルと
で構成され、各画素の光の透過率をコントロールするこ
とで文字や映像の表示を行うものである。バックライト
としては、ハロゲンランプ、反射板、レンズ等の組み合
わせにより光の出射量の分布を制御するものや、冷陰極
管を導光体の端面に設け、冷陰極管から発した光を端面
と垂直な面から出射させるものなどが挙げられる。前者
は高輝度を必要とする液晶プロジェクタに主に用いら
れ、後者は薄型化が可能なため直視型の液晶ＴＶやノー
トパソコンのディスプレイとして主に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】液晶ＴＶやノートパソ
コンなどでは消費電力の軽減や高輝度化が要求されてい
る。高輝度化を実現することは冷陰極管などの光源を増
やすことで可能であるが、消費電力の増加につながるた
め実用的ではない。ここで、従来よく使用されているバ
ックライトの構成を図６に示す。このバックライトは、
端面側に冷陰極管等の光源８とリフレクター９を有する
導光板１０上に、１枚または２枚の光拡散板１１および
プリズムシート１２が設けられた構成となっている。導
光体１０の光拡散板１１側とは異なる側には反射板１３
が設けられている。このような構成におけるバックライ
トから出射する光は散乱光であり、様々な方向に拡がっ
て出射する。一方、液晶パネルの視野角は非常に狭く、
液晶パネル表示面の法線方向から大きくずれた位置から
表示面を見ると明暗の反転や白化が生じ、実用性のない
映像となる。つまり、バックライトからの出射光のうち
上記法線方向から大きくずれた方向へ出射する光は実際
には利用されていない。
コンなどでは消費電力の軽減や高輝度化が要求されてい
る。高輝度化を実現することは冷陰極管などの光源を増
やすことで可能であるが、消費電力の増加につながるた
め実用的ではない。ここで、従来よく使用されているバ
ックライトの構成を図６に示す。このバックライトは、
端面側に冷陰極管等の光源８とリフレクター９を有する
導光板１０上に、１枚または２枚の光拡散板１１および
プリズムシート１２が設けられた構成となっている。導
光体１０の光拡散板１１側とは異なる側には反射板１３
が設けられている。このような構成におけるバックライ
トから出射する光は散乱光であり、様々な方向に拡がっ
て出射する。一方、液晶パネルの視野角は非常に狭く、
液晶パネル表示面の法線方向から大きくずれた位置から
表示面を見ると明暗の反転や白化が生じ、実用性のない
映像となる。つまり、バックライトからの出射光のうち
上記法線方向から大きくずれた方向へ出射する光は実際
には利用されていない。
【０００４】そこで、このバックライトの散乱光の拡が
りを制御することで、光出射面に垂直な方向等の特定方
向に対する光の輝度を増加させる技術が開発されてい
る。例えは特開平２−１７号公報に記載されているよう
にプリズムアレイを用いた技術が知られている。しか
し、この方法では目的とする方向以外にも輝度のピーク
が現れるため、光利用効率の点で問題がある。さらに、
この方法では特定方向への出射光の出射角度を変えるだ
けであり、この特定方向以外の角度においては輝度が増
加されない点でも、光利用効率の面で問題となる。
りを制御することで、光出射面に垂直な方向等の特定方
向に対する光の輝度を増加させる技術が開発されてい
る。例えは特開平２−１７号公報に記載されているよう
にプリズムアレイを用いた技術が知られている。しか
し、この方法では目的とする方向以外にも輝度のピーク
が現れるため、光利用効率の点で問題がある。さらに、
この方法では特定方向への出射光の出射角度を変えるだ
けであり、この特定方向以外の角度においては輝度が増
加されない点でも、光利用効率の面で問題となる。
【０００５】本発明の目的は上記の課題に鑑み、光利用
効率の高い面光源素子を提供することにある。
効率の高い面光源素子を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の面光源素子は、
光が入射する面および光が面状に出射する面を有する導
光体と、導光体の出射光が入射する面および当該入射光
が出射する面を有する光制御エレメントとで構成され、
上記光制御エレメントが当該光入射面に不等辺三角形状
の凸部を有し、この凸部間に平坦部を有することを特徴
とする。
光が入射する面および光が面状に出射する面を有する導
光体と、導光体の出射光が入射する面および当該入射光
が出射する面を有する光制御エレメントとで構成され、
上記光制御エレメントが当該光入射面に不等辺三角形状
の凸部を有し、この凸部間に平坦部を有することを特徴
とする。
【０００７】本発明の面光源素子において、平坦部の幅
に対する凸部のピッチの値が２０以下であることが光の
利用効率の高さの点で好ましい。
に対する凸部のピッチの値が２０以下であることが光の
利用効率の高さの点で好ましい。
【０００８】上記の面光源素子において、
【数２】 ただし、Ｈ1 ：凸部の斜面Ａの高さ Ｈ2 ：凸部の斜面Ｂの高さ θ1 ：凸部の斜面Ａの傾き角度 θ2 ：凸部の斜面Ｂの傾き角度 φ0 ：偏向対象角（＞０）の最小角度 φ1 ：φ０で斜面Ａに入射した光の屈折後の進行角度 Ｐ：凸部のピッチ ここで、斜面Ａとは凸部において導光体の出射光が入射
する一つの斜面のことをいい、斜面Ｂとは凸部における
斜面Ａとは異なる他の一つの斜面のことをいう。を満足
することが、光の利用効率の高さの点で好ましい。
する一つの斜面のことをいい、斜面Ｂとは凸部における
斜面Ａとは異なる他の一つの斜面のことをいう。を満足
することが、光の利用効率の高さの点で好ましい。
【０００９】なお、光制御エレメントの凸部の斜面の角
度が面内で変化していても良い。また、光制御エレメン
トの凸部ピッチが２００μｍ以下であることが好まし
い。光制御エレメントの出射面の法線と光制御エレメン
トの平坦部とのなす角度が２０゜〜１３０゜（ただし、
９０゜を除く。）の範囲になるように光制御エレメント
の平坦部が傾いていても良い。
度が面内で変化していても良い。また、光制御エレメン
トの凸部ピッチが２００μｍ以下であることが好まし
い。光制御エレメントの出射面の法線と光制御エレメン
トの平坦部とのなす角度が２０゜〜１３０゜（ただし、
９０゜を除く。）の範囲になるように光制御エレメント
の平坦部が傾いていても良い。
【００１０】本発明の面光源素子では、不等辺三角形状
からなる凸部により高強度の出射光の出射角度を変え、
また光の偏向に寄与しない凹部に設けられた平坦部によ
り、出射面に垂直な方向に出射する光をそのまま透過さ
せることができるため、光の利用効率を高くすることが
できる。
からなる凸部により高強度の出射光の出射角度を変え、
また光の偏向に寄与しない凹部に設けられた平坦部によ
り、出射面に垂直な方向に出射する光をそのまま透過さ
せることができるため、光の利用効率を高くすることが
できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１に本発明の概略構成図を示
す。図１において１は冷陰極管等の光源、２は光源１に
設けられたリフレクター、３は光源１が端部に設けられ
た導光体、４は導光体の光出射面とは反対側に設けられ
た反射板、５は導光体の光出射面側に配置された光制御
エレメントであり、光制御エレメント５の光入射面（導
光体３側）は不等辺三角形状の凸部６と凸部６の間にあ
る平坦部７とからなっている。
す。図１において１は冷陰極管等の光源、２は光源１に
設けられたリフレクター、３は光源１が端部に設けられ
た導光体、４は導光体の光出射面とは反対側に設けられ
た反射板、５は導光体の光出射面側に配置された光制御
エレメントであり、光制御エレメント５の光入射面（導
光体３側）は不等辺三角形状の凸部６と凸部６の間にあ
る平坦部７とからなっている。
【００１２】図２に図１の一部を拡大したものを示す。
図２により本発明の詳細な説明をする。端面に冷陰極管
からなる光源を配した導光体から出射する光の強度分布
は特定角度の方向に強いピークを有するものである。し
たがって、この角度への出射光を偏向させることにより
他の特定方向に対する光強度を増すことができる。ある
一つの光制御エレメントの凸部の斜面Ａ（図２）への光
の入射角度をφ０とした場合（図２）、光制御エレメン
ト内での光の進行方向は下記の式で表される。 φ1 ＝９０゜−θ1 ＋Ｓｉｎ-1（ｎ1 ・ｓｉｎ（α1 ）／ｎ2 ）……（１） ただし、α1 ＝θ1 ＋φ0 −９０゜ ……（２）
図２により本発明の詳細な説明をする。端面に冷陰極管
からなる光源を配した導光体から出射する光の強度分布
は特定角度の方向に強いピークを有するものである。し
たがって、この角度への出射光を偏向させることにより
他の特定方向に対する光強度を増すことができる。ある
一つの光制御エレメントの凸部の斜面Ａ（図２）への光
の入射角度をφ０とした場合（図２）、光制御エレメン
ト内での光の進行方向は下記の式で表される。 φ1 ＝９０゜−θ1 ＋Ｓｉｎ-1（ｎ1 ・ｓｉｎ（α1 ）／ｎ2 ）……（１） ただし、α1 ＝θ1 ＋φ0 −９０゜ ……（２）
【００１３】また、図２において、 ０＜φ1 −θ2 ＜Ｓｉｎ-1（ｎ1 ／ｎ2 ） ……（３） を満足すれば、斜面Ｂ（図２）への入射光は全反射する
ため、入射光は透過することなく進行方向が変化する。
ここで、図２において、φ2 およびφ3 は下記の式で表
される。 φ2 ＝２θ2 −φ1 ……（４） φ3 ＝Ｓｉｎ-1（ｎ2 ・ｓｉｎ（φ2 ）／ｎ3 ） ……（５）
ため、入射光は透過することなく進行方向が変化する。
ここで、図２において、φ2 およびφ3 は下記の式で表
される。 φ2 ＝２θ2 −φ1 ……（４） φ3 ＝Ｓｉｎ-1（ｎ2 ・ｓｉｎ（φ2 ）／ｎ3 ） ……（５）
【００１４】光制御エレメントへの入射媒質および出射
媒質が空気の場合、上記の式においてｎ1 ＝ｎ3 ＝１で
計算すればよい。ここで、透過と全反射とを利用してい
るため入射角度φ0 で入射した光のほとんどは角度φ3
の方向に出射する。つまりφ0 とφ3 との大きさから光
制御エレメントの凸部の頂角を構成する角度θ1 および
θ2 の大きさを決めることで、光制御エレメントから出
射する光の方向を所望の方向に制御することができる。
媒質が空気の場合、上記の式においてｎ1 ＝ｎ3 ＝１で
計算すればよい。ここで、透過と全反射とを利用してい
るため入射角度φ0 で入射した光のほとんどは角度φ3
の方向に出射する。つまりφ0 とφ3 との大きさから光
制御エレメントの凸部の頂角を構成する角度θ1 および
θ2 の大きさを決めることで、光制御エレメントから出
射する光の方向を所望の方向に制御することができる。
【００１５】しかし、図２に示すφ0 から大きく外れた
入射角度を有する光については上記の式をそのまま適用
することはできない。つまり上記の式に基づいて設計さ
れた場合には、特定角度の光についてのみ光が制御され
るにとどまり、光の利用効率という点では大きく劣って
いる。例えば、正面方向へ光を多く出射することを目的
とした場合、従来では図３（ｂ）に示すように導光体か
ら正面方向へ出射してくる光Ｂおよび光Ｃの進行方向は
光制御エレメントによって大きく偏向され、正面からは
ずれてしまう（図３（ｂ）中に光Ｂ′および光Ｃ′で示
す。）。これに対し、本発明における光制御エレメント
では、従来の光制御エレメントで利用されていなかった
凹部の形状をコントロールすることで、従来では利用さ
れていなかった光の一部も利用することができるように
なる。すなわち、例えば図３（ａ）で示すように、凹部
の一部を平坦化することで正面方向に出射してきた光Ｂ
および光Ｃもそのまま正面方向へ出射することができ
る。
入射角度を有する光については上記の式をそのまま適用
することはできない。つまり上記の式に基づいて設計さ
れた場合には、特定角度の光についてのみ光が制御され
るにとどまり、光の利用効率という点では大きく劣って
いる。例えば、正面方向へ光を多く出射することを目的
とした場合、従来では図３（ｂ）に示すように導光体か
ら正面方向へ出射してくる光Ｂおよび光Ｃの進行方向は
光制御エレメントによって大きく偏向され、正面からは
ずれてしまう（図３（ｂ）中に光Ｂ′および光Ｃ′で示
す。）。これに対し、本発明における光制御エレメント
では、従来の光制御エレメントで利用されていなかった
凹部の形状をコントロールすることで、従来では利用さ
れていなかった光の一部も利用することができるように
なる。すなわち、例えば図３（ａ）で示すように、凹部
の一部を平坦化することで正面方向に出射してきた光Ｂ
および光Ｃもそのまま正面方向へ出射することができ
る。
【００１６】さらに、必要に応じて図４に示すように光
制御エレメントの凹部の平坦部に傾きを付けることで垂
直方向の光ばかりでなく別方向の光の進行方向をも制御
することができるため、さらに光の利用効率を増加させ
ることができる。この場合の光入射角度と出射角度とは
下記の式で表される。ただし、式中の記号は図４に従う
ものである。 γ1 ＝９０゜−β1 ＋Ｓｉｎ-1（ｎ1 ・ｓｉｎ（α2 ）／ｎ2 ） ……（６） ただし、α2 ＝β1 ＋γ0 −９０゜ ……（７） γ2 ＝Ｓｉｎ-1（ｎ2 ・ｓｉｎ（γ1 ）／ｎ3 ） ……（８）
制御エレメントの凹部の平坦部に傾きを付けることで垂
直方向の光ばかりでなく別方向の光の進行方向をも制御
することができるため、さらに光の利用効率を増加させ
ることができる。この場合の光入射角度と出射角度とは
下記の式で表される。ただし、式中の記号は図４に従う
ものである。 γ1 ＝９０゜−β1 ＋Ｓｉｎ-1（ｎ1 ・ｓｉｎ（α2 ）／ｎ2 ） ……（６） ただし、α2 ＝β1 ＋γ0 −９０゜ ……（７） γ2 ＝Ｓｉｎ-1（ｎ2 ・ｓｉｎ（γ1 ）／ｎ3 ） ……（８）
【００１７】ここで、本発明における光制御エレメント
の周期Ｐと凸部の高さＨとの関係を図５を用いて示す。
導光体の出射光のうち偏向の対象とされる光の角度は特
定の角度のみではなく、ある幅の範囲の角度を対象にし
ている。この角度の範囲をω0 ＜ω1 （ただし、０＜ω
0 ＜ω1 である。）とする。この偏向の対象とされる導
光体からの出射光がすべて斜面Ｂで全反射して光制御エ
レメントから出射されるためには、頂点Ｃすれすれに角
度ω0 で入射して光が斜面Ａで屈折した後に斜面Ｂと交
差する必要がある。頂点から斜面Ａとの交点までの高さ
をＴ1 、頂点から斜面Ｂとの交点までの高さをＴ2 とす
ると、斜面Ａの高さをＨ1 、斜面Ｂの高さをＨ2 で表せ
ばφ0 ＝ω0 として、 Ｔ1 ＜Ｈ1 ……（９） Ｔ2 ＜Ｈ2 …（１０） を満足すればよい。また、上記のＴ1 およびＴ2 は
の周期Ｐと凸部の高さＨとの関係を図５を用いて示す。
導光体の出射光のうち偏向の対象とされる光の角度は特
定の角度のみではなく、ある幅の範囲の角度を対象にし
ている。この角度の範囲をω0 ＜ω1 （ただし、０＜ω
0 ＜ω1 である。）とする。この偏向の対象とされる導
光体からの出射光がすべて斜面Ｂで全反射して光制御エ
レメントから出射されるためには、頂点Ｃすれすれに角
度ω0 で入射して光が斜面Ａで屈折した後に斜面Ｂと交
差する必要がある。頂点から斜面Ａとの交点までの高さ
をＴ1 、頂点から斜面Ｂとの交点までの高さをＴ2 とす
ると、斜面Ａの高さをＨ1 、斜面Ｂの高さをＨ2 で表せ
ばφ0 ＝ω0 として、 Ｔ1 ＜Ｈ1 ……（９） Ｔ2 ＜Ｈ2 …（１０） を満足すればよい。また、上記のＴ1 およびＴ2 は
【数３】 で表される。上記（９）、（１０）、（１１）、（１
２）式を満足するようにＨをできるだけ小さくするここ
で平坦部の面積を大きく取れば光の利用効率が向上す
る。光利用効率をより高くするためには、凸部のピッチ
Ｐと平坦部の幅Ｌとの比Ｐ／Ｌが、 Ｐ／Ｌ＜２０ …（１３） を満足することが好ましく、 Ｐ／Ｌ＜１０ …（１４） を満足すること、 Ｐ／Ｌ＜５ …（１５） を満足することがさらに好ましい。
２）式を満足するようにＨをできるだけ小さくするここ
で平坦部の面積を大きく取れば光の利用効率が向上す
る。光利用効率をより高くするためには、凸部のピッチ
Ｐと平坦部の幅Ｌとの比Ｐ／Ｌが、 Ｐ／Ｌ＜２０ …（１３） を満足することが好ましく、 Ｐ／Ｌ＜１０ …（１４） を満足すること、 Ｐ／Ｌ＜５ …（１５） を満足することがさらに好ましい。
【００１８】以上をまとめると、本発明における光制御
エレメントは、偏向させる対象の角度φ0 、ω0 を決
め、光制御エレメントの頂角を構成する角度θ1 、θ2
を求め、（９）、（１０）、（１１）、（１２）式を満
足するように高さＨ1 、Ｈ2 を決め、必要に応じ凹部平
坦面の角度を付ける、という手順により設計することが
できる。
エレメントは、偏向させる対象の角度φ0 、ω0 を決
め、光制御エレメントの頂角を構成する角度θ1 、θ2
を求め、（９）、（１０）、（１１）、（１２）式を満
足するように高さＨ1 、Ｈ2 を決め、必要に応じ凹部平
坦面の角度を付ける、という手順により設計することが
できる。
【００１９】また、導光体出射光の強度の角度分布が、
導光体からの出射位置によって異なるものもある。従っ
て、偏向対象角度ω0 〜ω1 も導光体に対する位置によ
り変える必要がある。この場合は、光制御エレメントの
頂角を構成する角度θ1 とθ2 を面内で変えれば良い。
導光体からの出射位置によって異なるものもある。従っ
て、偏向対象角度ω0 〜ω1 も導光体に対する位置によ
り変える必要がある。この場合は、光制御エレメントの
頂角を構成する角度θ1 とθ2 を面内で変えれば良い。
【００２０】
【実施例】光制御エレメントの表面形状を反転した表面
形状を有する雌型を切削加工法により作製し、この雌型
を用いた２Ｐ法により光制御エレメントを作製した。光
制御エレメントの作製には、基材として富士写真フィル
ム（株）製のＴＡＣフィルムＦＴ１９０Ｈ、紫外線硬化
樹脂に東亜合成（株）製のＵＶＸ−８４０を用いた。こ
こでは、導光板を６０゜〜８０゜の範囲で出射する光を
光制御エレメントにより正面方向（−１５゜〜１５゜
内）に偏向するように設計した。光制御エレメントの断
面形状は、斜面Ａの傾きθ1 が８゜、高さＨ1 が９０μ
ｍ、斜面Ｂの傾きθ2 が３７゜、高さＨ2 が９０μｍ、
凸部の周期Ｐが１００μｍ、平坦部の長さＬが２０μ
ｍ、平坦部の傾きβ1 が９０゜とした。なお、光制御エ
レメントの屈折率は１．５３であり、光制御エレメント
と導光体との間は空気層とした。
形状を有する雌型を切削加工法により作製し、この雌型
を用いた２Ｐ法により光制御エレメントを作製した。光
制御エレメントの作製には、基材として富士写真フィル
ム（株）製のＴＡＣフィルムＦＴ１９０Ｈ、紫外線硬化
樹脂に東亜合成（株）製のＵＶＸ−８４０を用いた。こ
こでは、導光板を６０゜〜８０゜の範囲で出射する光を
光制御エレメントにより正面方向（−１５゜〜１５゜
内）に偏向するように設計した。光制御エレメントの断
面形状は、斜面Ａの傾きθ1 が８゜、高さＨ1 が９０μ
ｍ、斜面Ｂの傾きθ2 が３７゜、高さＨ2 が９０μｍ、
凸部の周期Ｐが１００μｍ、平坦部の長さＬが２０μ
ｍ、平坦部の傾きβ1 が９０゜とした。なお、光制御エ
レメントの屈折率は１．５３であり、光制御エレメント
と導光体との間は空気層とした。
【００２１】この光制御エレメントを各種の導光体と組
み合わせて評価し、出射光が平行性に優れることを確認
した。また、従来のものと比較して２０〜３０％の強度
増加を得ることができた。さらに、本発明の面光源素子
と液晶パネルとを組み合わせて画質評価を行った結果、
正面方向の光の強度が増加し、明るい画像を得ることが
できた。
み合わせて評価し、出射光が平行性に優れることを確認
した。また、従来のものと比較して２０〜３０％の強度
増加を得ることができた。さらに、本発明の面光源素子
と液晶パネルとを組み合わせて画質評価を行った結果、
正面方向の光の強度が増加し、明るい画像を得ることが
できた。
【００２２】さらに、光制御エレメントの凸部の間隔を
変えて実験を行ったところ、光制御エレメントの周期性
と液晶パネルの周期性からモアレが発生する場合であっ
ても、光制御エレメントの凸部の間隔を２００μｍ以下
にすることでモアレを解消できた。
変えて実験を行ったところ、光制御エレメントの周期性
と液晶パネルの周期性からモアレが発生する場合であっ
ても、光制御エレメントの凸部の間隔を２００μｍ以下
にすることでモアレを解消できた。
【００２３】平坦部の傾きを種々変えた光制御エレメン
トを試作し同様にして評価した結果、平坦部の傾きが水
平方向に対し−７０゜〜４０゜つまり光制御エレメント
の出射面の法線と光制御エレメントの平坦部とのなす角
度β１が２０゜〜１３０゜の範囲内であれば、より好適
な結果が得られた。
トを試作し同様にして評価した結果、平坦部の傾きが水
平方向に対し−７０゜〜４０゜つまり光制御エレメント
の出射面の法線と光制御エレメントの平坦部とのなす角
度β１が２０゜〜１３０゜の範囲内であれば、より好適
な結果が得られた。
【００２４】なお、光制御エレメントは、紫外線硬化樹
脂を用いた２Ｐ法ばかりでなく、熱硬化法、雌金型を用
いた射出成形法、雌金型を用いたプレス法等によっても
作製でき、何れも量産性に優れているため、大量製造が
可能である。また、光制御エレメントの基材としてはＴ
ＡＣフィルムの他に、アクリルフィルム、ポリカーボネ
ートフィルム等の透明性に優れるものが利用できる。
脂を用いた２Ｐ法ばかりでなく、熱硬化法、雌金型を用
いた射出成形法、雌金型を用いたプレス法等によっても
作製でき、何れも量産性に優れているため、大量製造が
可能である。また、光制御エレメントの基材としてはＴ
ＡＣフィルムの他に、アクリルフィルム、ポリカーボネ
ートフィルム等の透明性に優れるものが利用できる。
【００２５】本発明の面光源素子と組み合わされる光源
エレメントの種類やその形態は任意である。また、この
面光源素子を拡散板と組み合わせても良い。併用される
液晶パネルの種類は、例えばＳＴＮ、ＴＦＴ、ＭＩＮＩ
など特に限定されない。また、本発明の面光源素子は液
晶ディスプレイに限られず、光の出射方向と拡がり角の
コントロールが要求される種々の用途に利用できる。
エレメントの種類やその形態は任意である。また、この
面光源素子を拡散板と組み合わせても良い。併用される
液晶パネルの種類は、例えばＳＴＮ、ＴＦＴ、ＭＩＮＩ
など特に限定されない。また、本発明の面光源素子は液
晶ディスプレイに限られず、光の出射方向と拡がり角の
コントロールが要求される種々の用途に利用できる。
【００２６】
【発明の効果】本発明の面光源素子によれば、出射方向
および出射光の拡がり角度を所望の値に設定することが
でき、光の利用効率の高い面光源素子を得ることができ
る。
および出射光の拡がり角度を所望の値に設定することが
でき、光の利用効率の高い面光源素子を得ることができ
る。
【図１】本発明の面光源素子の概略構成図である。
【図２】本発明における光制御エレメントの拡大図であ
る。
る。
【図３】本発明と従来の光制御エレメントの比較図であ
る。
る。
【図４】本発明における光制御エレメントの平坦部に入
射した光の進行方向を示す図である。
射した光の進行方向を示す図である。
【図５】本発明における光制御エレメントの周期と溝深
さの関係を示す図である。
さの関係を示す図である。
【図６】従来の面光源素子の概略構成図である。
１ 光源 ２ リフレクター ３ 導光体 ４ 反射板 ５ 光制御エレメント ６ 凸部 ７ 平坦部
Claims (6)
- 【請求項１】 光が入射する面および光が面状に出射す
る面を有する導光体と、導光体の出射光が入射する面お
よび当該入射光が出射する面を有する光制御エレメント
とで構成され、上記光制御エレメントが当該光入射面に
不等辺三角形状の凸部を有し、この凸部間に平坦部を有
することを特徴とする面光源素子。 - 【請求項２】 光制御エレメントの平坦部の傾きが光制
御エレメントの出射面と平行方向でない請求項１に記載
の面光源素子。 - 【請求項３】 光が入射する面および光が面状に出射す
る面を有する導光体と、導光体の出射光が入射する面お
よび当該入射光が出射する面を有する光制御エレメント
とで構成され、上記光制御エレメントが当該光入射面に
不等辺三角形状の凸部およびこの凸部間の平坦部を有し
ており、下記の式を満足する面光源素子。 【数１】 ただし、Ｈ1 ：凸部の斜面Ａの高さ Ｈ2 ：凸部の斜面Ｂの高さ θ1 ：凸部の斜面Ａの傾き角度 θ2 ：凸部の斜面Ｂの傾き角度 φ0 ：偏向対象角（＞０）の最小角度 φ1 ：φ０で斜面Ａに入射した光の屈折後の進行角度 Ｐ：凸部のピッチ ここで、斜面Ａとは凸部において導光体の出射光が入射
する一つの斜面のことをいい、斜面Ｂとは凸部における
斜面Ａとは異なる他の一つの斜面のことをいう。 - 【請求項４】 光制御エレメントの出射面の法線と光制
御エレメントの平坦部とのなす角度が２０゜〜１３０゜
（ただし、９０゜を除く。）である請求項３に記載の面
光源素子。 - 【請求項５】 平坦部の幅に対する凸部のピッチの値が
２０以下である請求項１ないし請求項４のいずれか一項
に記載の面光源素子。 - 【請求項６】 光制御エレメントの凸部の斜面の角度が
面内で異なっている請求項１ないし請求項５のいずれか
一項に記載の面光源素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8117448A JPH09304624A (ja) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | 面光源素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8117448A JPH09304624A (ja) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | 面光源素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09304624A true JPH09304624A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=14711912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8117448A Pending JPH09304624A (ja) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | 面光源素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09304624A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007041015A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-15 | Sony Corp | 光透過フィルム、バックライト装置および液晶表示装置 |
| JP2007072367A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Enplas Corp | プリズムシート、面光源装置、及び表示装置 |
| JP2007233378A (ja) * | 2006-02-06 | 2007-09-13 | Seiko Epson Corp | 集光基板、電気光学装置、電気光学装置用基板、プロジェクタ、及び電子機器 |
| JP2011100131A (ja) * | 2009-11-04 | 2011-05-19 | Skc Haas Display Films Co Ltd | 液晶ディスプレイのための新規の方向変換膜 |
| JP2012128252A (ja) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Dainippon Printing Co Ltd | 偏向光学シート、面光源装置、映像源モジュール、及び液晶表示装置 |
-
1996
- 1996-05-13 JP JP8117448A patent/JPH09304624A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007041015A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-15 | Sony Corp | 光透過フィルム、バックライト装置および液晶表示装置 |
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| JP4552947B2 (ja) * | 2006-02-06 | 2010-09-29 | セイコーエプソン株式会社 | 集光基板、電気光学装置、電気光学装置用基板、プロジェクタ、及び電子機器 |
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| JP2012128252A (ja) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Dainippon Printing Co Ltd | 偏向光学シート、面光源装置、映像源モジュール、及び液晶表示装置 |
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|---|---|---|---|
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