JP4555249B2 - 透過率調整体ユニット、これを用いる面状照明装置及び液晶表示装置 - Google Patents
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Description
このようなバックライトユニットとしては、例えば特許文献1に開示のバックライトユニットが知られている。
同図に示す面光源装置(バックライトユニット)は、導光板100に蛍光ランプ102を埋め込んだ後、導光板100の背面に反射シート104を配置し、導光板100の出射面に透過光量補正シート106、光拡散板108、プリズムシート110を積層することで形成される。
導光板100は、略長方形形状を有し、照明光を拡散する微粒子が分散混入された樹脂を用いて形成されている。また、導光板100の上面は平坦になっており、出射面に割り当てられる。さらに、導光板100の背面(出射面と反対側の面)には蛍光ランプ102を埋め込む断面U字状の溝100aが形成され、導光板100の出射面には、蛍光ランプ102の真上を避けて、照明光の出射を促す光量補正面100bが形成されている。
また、特許文献3には、液晶表示装置の額縁を狭くし、厚みを薄くすることができ、光利用効率がよく明るいバックライトユニットを得るために、光源を配置するための凹部の幅方向に平行な断面の形状が、深さ方向を主軸とする放物線形状である導光体(導光板)が開示されている。
これによって線状光源の光源光は、各突出縁部を介してその表面の出光面に形成した透過調整手段に至り、その密度変調によって透過量と透過防止量とを、突出縁部の端縁側から面内方向に漸増するように調整して、光源光の直射による線状光源を配置する部分の輝度上昇を抑止して、上記導光手段による導光の照明輝度との均一性を確保している。
この輝度分布反転像は、バックライトユニットの光出射面の輝度分布を反映した高精度のグラデーションパターンを備えているため、導光板の出射光は光拡散シートを透過した後は、輝度むらの少ない状態となり、輝線の発生が防止されることが記載されている。
また、本発明の第2の課題は、均一で輝度むらおよび色むらが少ない照明光を出射することができ、また、壁掛けテレビなどの液晶表示装置に適用することができる面状照明装置を提供することにある。
また、本発明の第3の課題は、均一で輝度むらおよび色むらが少なく、良好な画質の液晶表示装置を提供することにある。
または、前記光学部材の光出射側の面上に前記第1透過率調整体が配置され、前記光学部材の光入射側の面上に前記第2透過率調整体が配置されることも好ましい。
または、前記第2透過率調整体及び前記第1透過率調整体が、前記光学部材の光出射側の面上にこの順で配置されていることも好ましい。
または、前記第1透過率調整体及び前記第2透過率調整体が、前記光学部材の光入射側の面上にこの順で配置されていることも好ましい。
また、前記第1透過率調整体と前記第2透過率調整体との色差が0.2以上3.0未満であることが好ましい。
また、前記第1透過率調整体の所定位置(x,y)におけるパターン密度をρ(x,y)とし、前記第1及び第2透過率調整体を備えない場合における前記透過率調整体ユニットの光出射面から出射される光の最大輝度Fmaxを1とし、前記出射面の所定位置(x,y)から出射される光の前記最大輝度Fmaxに対する相対輝度をF(x,y)としたときに、
前記相対輝度F(x,y)と前記パターン密度ρ(x,y)との関係が下記式、
ρ(x,y)=c{F(x,y)−Fmin}/(Fmax−Fmin)
(式中、cは、0.5≦c≦1を満たし、Fminは、相対輝度F(x,y)の最小輝度である)を満足することが好ましい。
または、前記光学部材の光出射側の面上に前記第1透過率調整体が配置され、前記光学部材の光入射側の面上に前記第2透過率調整体が配置されることも好ましい。
または、前記第2透過率調整体及び前記第1透過率調整体が、前記光学部材の光出射側の面上にこの順で配置されていることも好ましい。
または、前記第1透過率調整体及び前記第2透過率調整体が、前記光学部材の光入射側の面上にこの順で配置されていることも好ましい。
図1に、本発明の第1の態様の透過率調整体ユニット24を有する本発明の第2の態様の面状照明装置2(以下、バックライトユニットともいう)の概略断面図を示す。このような面状照明装置2は、本発明の第3の態様の液晶表示装置のバックライトユニットとして用いられる。図2(A)及び(B)には、図1に示したバックライトユニット2の一つの導光板ユニット18の部分と、そのバックライトユニット2を用いた液晶表示装置10の概略部分斜視図と概略部分断面図を示す。図1、図2(A)及び(B)に示すように、液晶表示装置10は、基本的に、バックライトユニット2と、バックライトユニット2の光出射面側に配置される液晶表示パネル4と、それらを駆動するための駆動ユニット6(バックライトユニット2との接続部は図示せず)とを有する。
液晶表示パネル4には、例えば、GH,PC,TN,STN,ECB,PDLC,IPS(In-Plane Switching),VA(Vertical Aligned)方式の各種(MVA,PVA,EVA)、OCB、強誘電性液晶、反強誘電性液晶などの液晶表示モードに従う液晶表示パネルを利用することができる。また、液晶表示パネル4の駆動方式も特に限定されず、単純マトリクス方式、アクティブマトリクス方式など既に知られた駆動方式を利用することができる。
また、駆動ユニット6は、液晶表示パネル4内の透明電極(図示しない)に電圧をかけ、液晶分子の向きを変えて液晶表示パネル4を透過する光の透過率を制御したりすることができる。
光源12は、細径の棒状の冷陰極管であり、液晶表示パネル4を照明するために用いられる。光源12は、導光板ユニット18に形成された平行溝18f内に配置され、駆動ユニット6と接続されている(図示せず)。ここでは、光源12として冷陰極管を用いたが、本発明はこれに限定されず、棒状光源であれば、どのようなものでもよい。光源12としては、例えば、通常の蛍光管や、LED(発光ダイオード)なども用いることもできる。
例えば、導光板ユニット18の平行溝18fと同等の長さを有する円柱状又は角柱状の透明な導光体を用い、その導光体の上面及び底面にLEDを配置したLED光源を光源12の代わりに用いても良い。このようなLED光源は、導光体の上面及び底面からLEDの光を入射して導光体の側面からLEDの光を出射することができる。
導光板19は、複数の導光板ユニット18が並列に接続されて構成されている。導光板ユニット18は、矩形状の光出射面18aと、その一辺に平行な厚肉部18bと、この厚肉部18bの両側に前記一辺に平行に形成される薄肉端部18cと、厚肉部18bから前記一辺に直行する方向に両側の薄肉端部18cに向かって肉厚が薄くなり、傾斜背面18dを形成する傾斜背面部18eと、厚肉部18bに前記一辺に平行に形成される、光源12を収納するための平行溝18fとを有する。すなわち、導光板ユニット18は、表面の外形形状が矩形状の平板であり、透明樹脂により形成されている。導光板ユニット18は、一方の面が平坦となっており、他方の面が、一方の辺に向かうにしたがって板厚が薄くなるように、一方の面に対して傾斜している。
傾斜背面18dは、隣接する導光板ユニット18の傾斜背面と滑らかに接続されるように、図2に示されるように端部が部分的に曲面で形成されている。ここでは、傾斜背面18dの端部を部分的に曲面として形成しているが、平面としてもよい。また、傾斜背面18dを曲面で形成することも可能である。
プリズムシート16及び17は、複数のプリズムを平行に配列させることにより形成された透明なシートであり、導光板ユニット18の光出射面18aから出射する光の集光性を高めて輝度を改善することができる。プリズムシート16及び17の一方は、そのプリズム列の延在する方向が導光板ユニット18の平行溝18fと平行になるように配置され、他方は垂直になるように配置されている。すなわち、プリズムシート16及び17は、プリズム列の延在する方向が互いに垂直になるように配置されている。また、プリズムシート16は、プリズムの頂角が導光板ユニット18の光出射面18aに対して対向しないように配置される。ここで、プリズムシート16及び17の配置順序は、導光板の直上に、導光板の平行溝と平行な方向に延在するプリズムを有するプリズムシート16を配置し、そのプリズムシート16の上に、導光板ユニット18の平行溝18fと垂直な方向に延在するプリズムを有するプリズムシートを配置しても良く、また、その逆でも良い。
なお、図示例においては、プリズムシート16および17、さらに好ましくはプリズムシート23を用いているが、導光板ユニット18の平行溝18fによる光出射面18aにおける輝度がより均一化されている場合には、プリズムシート23はもちろん不要であるし、プリズムシート16および17のどちらか一方、または両方を用いなくても良い。高価なプリズムシートの使用枚数を減らし、あるいは、プリズムシートの使用をやめることにより、装置コストを低減させることができる。
反射シート22は、導光板ユニット18の背面(図中、下面)から漏洩する光を反射して、再び導光板ユニット18に入射させるためのものであり、光の利用効率を向上させることができる。反射シート22は、導光板ユニット18の下面(傾斜背面)を覆うように形成される。リフレクタ20は、導光板ユニット18の平行溝18fを塞ぐように光源12の背後に設けられる。リフレクタ20は、光源12の下面から光を反射して、導光板ユニット18の平行溝18fの側壁面から光を入射させることができる。
拡散フィルム14は、導光板ユニット18の光出射面18aから出射する光を拡散して均一化するためのものであり、例えば、MS樹脂、アクリル系樹脂、あるいはCOP(シクロオレフィンポリマー)のような光学的に透明な樹脂、より具体的には、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PP(ポリプロピレン)、PC(ポリカーボネート)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、ベンジルメタクリレートなどの光学的に透明な樹脂からなるフィルム状部材に光拡散性を付与して形成される。その方法は特に限定されないが、例えば、上記平板状部材の表面に微細凹凸加工や研磨による表面粗化(以降これらを施した面を「砂擦り面」という。)を施して拡散性を付与したり、表面に光を散乱させるシリカ、酸化チタン、酸化亜鉛等の顔料もしくは樹脂やガラス、ジルコニア等のビーズ類をバインダとともに塗工したり、上記の樹脂中に光を散乱させる前述の顔料、ビーズ類を混練することで形成される。本発明において、拡散フィルム14としては、マットタイプやコーティングタイプの拡散フィルムを用いることができる。
本発明において、拡散フィルム14としては、上記の素材を用い、かつ、光拡散性を付与した厚み500μm以下のフィルム状部材を用いることが好ましい。
次に、透過率調整体ユニット24について説明する。透過率調整体ユニット24は、第1透過率調整部材28と第2透過率調整部材30とを備え、第2透過率調整部材30が第1透過率調整部材28よりも光入射側に配置される。第1透過率調整部材28と第2透過率調整部材30は、互いに密着して配置されていてもよいし、所定間隔離間して配置されていてもよい。
第1透過率調整部材28は、主に、導光板19の光出射面からの面状光の輝度むらを低減する輝度むら低減部材として機能を有しており、一方、第2透過率調整部材30は、照明光の色むらの発生を低減する色むら低減部材として機能を有している。
第1透過率調整部材28と第2透過率調整部材30は、共に、透明フィルムに多数の透過率調整体が配置されて構成されている。第1透過率調整部材28の透明フィルム29に配置される透過率調整体(第1透過率調整体)26と、第2透過率調整部材30の透明フィルム34に配置される透過率調整体(第2透過率調整体)32は、互いに、実質的に異なる色の材料で構成されている。
本実施形態の第1透過率調整部材28は、上述したように、導光板ユニット18から出射される光の輝度むらを低減させるために用いられ、透明フィルム29と、透明フィルム29の表面に配置される多数の第1透過率調整体26とを有する。
第1透過率調整体26は、拡散反射体であればよく、例えば、光を散乱させるシリカ、酸化チタン、酸化亜鉛等の顔料もしくは樹脂やガラス、ジルコニア等のビーズ類をバインダとともに塗工した物や、表面に微細凹凸加工や研磨による表面粗化パターンでもよい。他には反射率が高く光の吸収が低い材料で、例えば、Ag、Alのような金属を用いることもできる。
また、第1透過率調整体26として、スクリーン印刷、オフセット印刷等で用いられる、一般的な白インクを用いることができる。一例としては、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸亜鉛、硫酸バリウム等を、アクリル系バインダや、ポリエステル系バインダ、塩化ビニル系バインダ等に分散したインク、酸化チタンにシリカを混合し拡散性を付与したインクを用いることができる。
このように、多数の第1透過率調整体26を透明フィルム29の導光板ユニット18側の表面に所定パターンで配置することで、表面上の位置に応じて第1透過率調整体26のパターン密度は変化する。
ρ(x,y)=c{F(x,y)−Fmin}/(Fmax−Fmin) 式1
式1において、Fmaxは、第1透過率調整部材28を備えない場合のバックライトユニット2の拡散フィルム14の光出射面から出射される光の最大輝度であり、Fminは、最小輝度である。なお、相対輝度F(x,y)は、最大輝度Fmaxを基準点(Fmax=1)としている。
ここで、cは最大密度であり、0.5≦c≦1とすることが好ましい。
ここで、パターン密度ρ(x,y)とは、任意の位置(x,y)に存在する透過率調整体26の単位面積(1mm2)あたりの占有率であり、ρ(x,y)=1のとき透過率調整体26は、単位面積内の全面に配置され、ρ(x,y)=0のとき、単位面積内に全く配置されない。
ここで、上述したように、最大密度cは、0.5≦c≦1とすることが好ましい。最大密度cを0.5以上とすることで、平均輝度の低減も抑えることができ、高輝度で均一な光を出射させることができる。
また、第1透過率調整体26は、パターン密度ρ(x、y)=1、つまり第1透過率調整体を全面に配置した場合の透過率が10%以上50%以下であることが好ましく、20%以上40%以下とすることがより好ましい。
透過率を10%以上とすることで、輝度むらを好適に低減させることができ、50%以下とすることで、平均輝度を低下させることなく、輝度むらを低減させることができる。
さらに、透過率を20%以上40%以下とすることで、上記効果をより好適に得ることができる。
また、バックライトユニットに、本実施例のような線状光源と1軸延伸形状の導光板ユニットとを用いた場合は、第1透過率調整体の形状を、線状光源の軸と平行な細長い帯形状としてもよい。
第2透過率調整部材30は、図2に示すように、第1透過率調整部材28の光入射側に配置されて使用される。第2透過率調整部材30は、透明フィルム34の上に第2透過率調整体32が所定のパターンで又は均一に形成されて構成されている。また、第2透過率調整体32は、第1透過率調整体26と実質的に異なる色の材料によって構成されている。
透明フィルム34は、第1透過率調整部材28の透明フィルム29と同じ材料を用いて構成されてもよく、異なる材料を用いて構成されてもよい。
本発明では、第1透過率調整部材28の光入射側に、第1透過率調整体26と実質的に色の異なる第2透過率調整体32を備える第2透過率調整部材30を配置することによって、色むらの発生を防止している。
第2透過率調整体32は、単一の材料から構成されていてもよいし、複数の材料から構成されていてもよい。例えば、第1透過率調整体の材料としてインクを用いる場合は、単色のインクを用いてもよいし、白インクと、色調整インクを混合して用いてもよい。本発明では、第2透過率調整体として、例えば、第1透過率調整体に使用するインクに対して、意図的に他の色の成分を混合して色修正したインクを用いることができる。
例えば、第1透過率調整体26に白インクを用いる場合、白インクとしては一般に酸化チタンが用いられるので、そのような第1透過率調整体を用いた面状照明装置の照明光はやや黄色く色づいてしまう。また、線状光源として高い色温度のもの(10000K以上)を用いた場合、面状照明装置の照明光は、黄色味が目立ってしまう。このような場合には、第2透過率調整体32の材料としては、青・群青・藍色などの青味調整インクを加えたものを用いることができる。
また、第2透過率調整体32を所定のパターンで配置する場合、第2透過率調整体32の配置パターンとしては、第1透過率調整体のみでは輝度ムラが改善できなかった場合、透過率調整体1を含めた輝度分布に対し、式1の計算式で求められる密度分布を用いることが好ましい。
第2透過率調整体32をこのようなパターンで配置することにより、さらに輝度ムラを改善することができる。
このように構成する場合は、第2透過率調整体32は、第1透過率調整体26よりも光入射側に位置するように配置される。図5(A)〜(C)には、かかる透過率調整体ユニットの構成例を示した。なお、図5(A)〜(C)では、第2透過率調整体34を隙間なく配置して層状に構成した例を示している。また、図5(A)〜(C)において、図中下側を光入射側とする。
図5(A)は、透明フィルム36の光入射側の面上に、第2透過率調整体から構成された層(第2透過率調整層)37を形成し、光出射側の面上に多数の第1透過率調整体26を配置した透過率調整体ユニット40の構成例である。
また、図5(B)は、透明フィルム36の光入射側の面に多数の第1透過率調整体26を形成し、更に、第1透過率調整体26が配置されている上に第2透過率調整層37を形成した透過率調整体ユニット41の構成例である。このような構造の透過率調整体ユニット41は、第1透過率調整体26及び第2透過率調整層37としてインクを用い、透明フィルム36に印刷することにより容易に作製することができる。すなわち、透明フィルム36に、第1透過率調整体26を印刷により所定のパターンで形成し、ついで、第1透過率調整体26を印刷した面と同じ面に、第2透過率調整層37を印刷により形成することによって得られる。
また、図5(C)は、透明フィルム36の光出射側の面に、第1透過率調整体26と第2透過率調整層37を形成した透過率調整体ユニット42の構成例である。かかる構造を有する透過率調整体ユニット42は、透明フィルム36の光出射面上に第2透過率調整層37を印刷等により形成した後、その第2透過率調整層37を形成した面に、更に印刷等により第1透過率調整体26を所定のパターンで形成することによって容易に作製することができる。
また、導光板の光射出面上に第2透過率調整体を形成し、更に、第2透過率調整体を形成した面上に第1透過率調整体を配置することもできる。この場合は、図における第1透過率調整部材28が不要となるので、更に部品点数が減り、コストを更に低減することができる。また、導光板の光射出面側に第1透過率調整部材を配置する場合は、製造時に、導光板と第1透過率調整部材のアライメントを行う必要があるが、導光板の光射出面上に第2透過率調整体を形成し、更に、第2透過率調整体を形成した面上に第1透過率調整体を配置することによって、製造時にアライメントを行う必要が無くなり、組立工程を簡素化することができる。
また、上記実施形態では、好適な態様として、第1透過率調整部材28の第1透過率調整体26を上記式1のパターン密度ρ(x,y)を満たすように配置したが、本発明はこれに限定されず、輝度むらの発生を抑制するための種々のパターン密度で第1透過率調整体を配置させることができる。例えば、第1透過率調整部材として、線状光源の軸に垂直な方向に密度の分布を有するように第1透過率調整体が配置された公知の透過率調整体ユニットとすることもできる。
パターン密度に応じた第1透過率調整体26の配置方法としては、FMスクリーニング方式、AMコア方式等種々の方式を用いることができ、これらのうち、FMスクリーニング方式を用いることが好ましい。FMスクリーニング方式を用いることにより、第1透過率調整体を微細で均一なドットとして分散集合させて配置することができ、バックライトユニットの光射出面から、第1透過率調整体26の配置パターンを視認しにくくすることができる。つまり、バックライトユニットの光射出面から第1透過率調整体26の配置パターンが投影され、むらのある光が射出されることを防止でき、より均一な光を射出することができる。また、ドット寸法が小さくなりすぎ、第1透過率調整体26の形成が困難になることも防止できる。
また、第2透過率調整部材26の第2透過率調整体32についてもFMスクリーニング方式、AMコア方式等種々の方式を用いて配置することができ、FMスクリーニング方式を用いて配置した場合には上記と同様の効果を得ることができる。
また、第1透過率調整体26及び第2透過率調整体32は、最大寸法を100μm以下とすることがさらに好ましい。最大寸法を100μm以下とすることで、寸法がより確実に肉眼の判別能以下とすることができ、実際に液晶表示装置として使用する際に、第1透過率調整体26及び第2透過率調整体32の形状がバックライトユニットの光射出面に投影されて輝度むらとなることがなく、より確実に、かつ、効率よく輝度むらを低減することができる。
このような印刷法により、第1透過率調整体及び第2透過率調整体を、透明フィルム、拡散フィルム、プリズムシート、導光板などに形成する場合は、第1透過率調整体の印刷と第2透過率調整体の印刷の2回の印刷を行えばよいが、更に印刷回数を増やしてもよい。
また、本実施例では、光源12に直径Rが2.0mm、色温度30000Kの冷陰極管を使用した。また、導光板ユニット18は、図7に示すように、導光板ユニット18の中心から導光板ユニット18の厚みが最も薄くなる面、つまり隣接する導光板ユニット18との接合面までの距離Lを15mmとし、導光板ユニット18の肉厚部18bの厚みが最も厚い部分の厚みDを4.5mmとし、平行溝18fの先端部分と光出射面との距離d1を1.0mmとし、傾斜背面の端部を平坦としたときの導光板ユニットの厚みが最も薄くなる面の厚みd2を1.5mmとし、平行溝18fの光出射面18aと反対側の端部の幅G1を4.0mmとし、平行溝18fの先端部分を曲面形状として、最先端部の曲率半径r1を0mmとし、隣接する導光板との接合部の傾斜背面を平面形状とし、極小厚部の曲率半径を0mmとした形状とした。
また、拡散フィルムは、ヘイズ87.6%、全光線透過率87.3%とした。
また、プリズムシート16及び17は、ベースは材質がPETで、厚さは400μmで、プリズムはピッチが100μm、頂角が90°のものを用いた。リフレクタ20は、反射フィルムと一体とし、反射フィルム22は、三井化学製、ホワイトレフスター厚さ180μm品(ポリプロピレンベースフィルム内に、無機フィラーと空洞(ボイド)を混合させたもの)を用いた。
透明フィルム29として、厚さ0.18mmのアクリルフィルムを用意し、TiO2スクリーンインクを用いて、所定のパターンをスクリーン印刷機でアクリルフィルムに印刷して第1透過率調整部材28を作製した。パターンの印刷では、網点面積率を50%とし、網点サイズを300μ(60線)とした。
また、インクには色調整のために光源の色味に合うように着色インクを適量調合した。スクリーンインクには、十条インキレイキュアー470M高濃度白を用いた。また、色調整インクには、十条インキレイキュアー4746M藍と帝国インキUV FIL−135TCマゼンダを1:1の重量比率で混合したインクを用いた。また、印刷に使用する版は、プリマックス社製のメッシュ355を使用した。
ここで、第1透過率調整部材28の第1透過率調整体26のパターン密度の算出方法について、詳細に説明する。
まず、上記バックライトユニット32をXYステージに固定し、バックライトユニット32の光出射面に垂直になるように輝度計を固定する。そして輝度計によってバックライトユニット32の光出射面の位置における輝度を測定して導光板ユニット18の光出射面の特定位置に関する輝度の情報を得る。
その後、XYステージを移動させることにより、バックライトユニット32の光出射面上の位置と輝度の関係を求めて、算出した輝度の最大輝度をFmaxとし、最小輝度をFminとする。この最大輝度Fmaxを1とし、最大輝度Fmaxに対する各位置における輝度の比率を、その位置(x,y)における相対輝度F(x,y)とした。このようにして、測定した測定結果を図8に示す。ここで図8のグラフを縦軸は相対輝度を示し、横軸は、導光板の中心(平行溝の中心)からの距離を示す。
図9に示すように、相対輝度F(x,y)とパターン密度ρ(x,y)との関係は、比例関係となり、相対輝度F(x,y)が最小輝度Fminのときにパターン密度ρ(x,y)は0、最大輝度Fmaxのときにパターン密度ρ(x,y)に最大密度cとなる。
ここで、本実施形態では、パターン密度ρ(x,y)の分布を幅方向(図5(A)中の横方向)の0.5mm毎に算出し、算出したパターン密度ρ(x,y)に応じて、幅方向の大きさが0〜1mmの透過率調整体26を適宜配置することで透過率調整体ユニット28を作成した。つまり、図4(B)に示した透過率調整体ユニットのL1およびL4をL1=L4=1.0mm、L2およびL3をL2=L3=0.5mm、w1〜w4を0mm≦w≦1mmとして透過率調整体26を配置し、透過率調整体ユニット28を作成した。
ここで、本実施形態では、透過率調整体を全面に配置した場合、つまりパターン密度ρ(x,y)が1のとき、波長550nmでの透過率が33%である白色インクにより作成した透過率調整体26を配置した。
さらに、この結果から、輝度むらを±10%以下にするには、最大密度cを0.5≦c≦1とすればよいことがわかる。
また、本実施例では、第1透過率調整部材28の透明フィルム29上に形成した印刷物(第1透過率調整体26)に対する色差が、0.0、0.1、0.3、1.0、1.5、2.0、2.5、3.2になるようなインクを8種類作製し、各インクを用いて8種類の第2透過率調整部材30を作製した。
そして、各第2透過率調整部材30を図1に示す構造のバックライトユニットに組み込むことによって、8種類のバックライトユニットを作製した。
なお、第1透過率調整部材28の透明フィルム29上に形成される印刷物(第1透過率調整体26)に対する第2透過率調整部材30の透明フィルム34上に形成される印刷物(第2透過率調整体32)の色差は、スペクトリノを用いて硫酸バリウム板上で、それぞれの印刷物のCIE L*a*b*を測定し、測定値の差を求めることによって得た。なお、CIELab色空間におけるa*、b*の算出は、CIE1976(L*,a*,b*)均等知覚色空間の計算法を用いた(「新版色彩科学ハンドブック」東京大学出版会(1980年)の第4章等、参照)。
また、液晶パネルと組み合わせることによって、薄型軽量で良好な画質の液晶表示装置を得ることができた。以上、実施例により詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記実施形態及び実施例では、透過率調整体ユニットを、第1透過率調整部材と、第2透過率調整部材の2種類の透過率調整体ユニットを用いて構成したが、3種類以上の透過率調整部材を用いて透過率調整体ユニットを構成することも可能である。この場合は、それぞれの透過率調整部材の透過率調整体の色が互いに異なるように透過率調整体の材料を調整すればよい。
その結果、導光板ユニット18の光出射面18aから射出された照明光の拡散(ミキシングなど)をそれほど十分に行う必要がなくなる。
このような導光板を用いることで、本発明の面状照明装置は、拡散効率のあまり高くない低コストの拡散フィルム14の使用が可能となり、また使用枚数を減らすことができ、また、高価なプリズムシート16、17および23自体の使用を止めることができ、あるいは、拡散効率のあまり高くない低コストのプリズムシート16、17および23の使用が可能となったり、使用枚数を減らすことができる。これにより、より軽量で、安価なバックライトユニットを提供することができる。
このような大サイズの光出射面94a、96aを持つ導光板を用いることにより、大サイズの光照射面を持つバックライトユニットとすることができるので、大サイズの表示画面を持つ液晶表示装置に適用することができ、特に、壁掛けテレビなどの壁掛けタイプの液晶表示装置に適用することができる。
4 液晶表示パネル
6 駆動ユニット
10 液晶表示装置
12 光源(線状光源)
14 拡散フィルム
16、17 プリズムシート
18 導光板ユニット
18a 光出射面
18b 肉厚部
18c 薄肉端部
18d 傾斜背面
18f 平行溝
18g 突出部
19 導光板
22 反射シート
23 プリズムシート
23a プリズム
24 反射板
26 第1透過率調整体(透過率調整体)
28 第1透過率調整部材
29、34 透明フィルム
30 第2透過率調整部材
32 第2透過率調整体(透過率調整体)
41、42、43 透過率調整体ユニット
48 導光板
48a 矩形状光出射面
48b 厚肉部
48c 薄肉端部
48d 傾斜背面
48f 平行溝
50、60、80、100 導光板
52 光出射面
54a,54b,64a,64b,72a,72b,82a,82b 曲線
64 交点
94、96 導光板ユニット
94d、96d 傾斜背面
100b 光量補正面
Claims (15)
- 入射する光を拡散させて出射させるための透過率調整体ユニットであって、
光透過性を有するシート状の光学部材と、
前記光学部材の少なくとも一方の表面上に所定の密度分布で配置される多数の第1透過率調整体と、
前記第1透過率調整体と実質的に色が異なる材料によって形成され、前記所定の密度分布と異なる密度分布で又は一定の密度で前記第1透過率調整体よりも光入射側の位置に配置される多数の第2透過率調整体とを備える透過率調整体ユニット。 - 前記光学部材が、光透過性を有する平坦な第1透明フィルムと、当該第1透明フィルムよりも光入射側に位置する第2透明フィルムとから構成されており、前記第1透過率調整体が前記第1透明フィルムに形成され、前記第2透過率調整体が前記第2透明フィルムに形成されている請求項1に記載の透過率調整体ユニット。
- 前記光学部材の光出射側の面上に前記第1透過率調整体が配置され、前記光学部材の光入射側の面上に前記第2透過率調整体が配置される請求項1に記載の透過率調整体ユニット。
- 前記第2透過率調整体及び前記第1透過率調整体が、前記光学部材の光出射側の面上にこの順で配置されている請求項1に記載の透過率調整体ユニット。
- 前記第1透過率調整体及び前記第2透過率調整体が、前記光学部材の光入射側の面上にこの順で配置されている請求項1に記載の透過率調整体ユニット。
- 前記多数の第2透過率調整体は、隙間なく互いに密着して配置されて一定の厚みの層を構成している請求項1〜5のいずれか一項に記載の透過率調整体ユニット。
- 前記第1透過率調整体と前記第2透過率調整体との色差が0.2以上3.0未満である請求項1〜6のいずれか一項に記載の透過率調整体ユニット。
- 前記第1透過率調整体の所定位置(x,y)におけるパターン密度をρ(x,y)とし、前記第1及び第2透過率調整体を備えない場合における前記透過率調整体ユニットの光出射面から出射される光の最大輝度Fmaxを1とし、前記出射面の所定位置(x,y)から出射される光の前記最大輝度Fmaxに対する相対輝度をF(x,y)としたときに、
前記相対輝度F(x,y)と前記パターン密度ρ(x,y)との関係が下記式、
ρ(x,y)=c{F(x,y)−Fmin}/(Fmax−Fmin)
(式中、cは、0.5≦c≦1を満たし、Fminは、相対輝度F(x,y)の最小輝度である)
を満足する請求項1〜7のいずれか一項に記載の透過率調整体ユニット。 - 光源と、
前記光源から入射した光を光出射面から出射する平板状の導光板と、
光透過性を有するシート状の光学部材、前記光学部材の少なくとも一方の表面上に所定の密度分布で配置される多数の第1透過率調整体、及び、前記第1透過率調整体と実質的に色が異なる材料によって形成され、前記所定の密度分布と異なる密度分布で又は一定の密度で前記第1透過率調整体よりも光入射側の位置に配置される多数の第2透過率調整体を備え、前記導光板の光出射面側に配置される透過率調整体ユニットとを有する面状照明装置。 - 前記光学部材が、光透過性を有する平坦な第1透明フィルムと、当該第1透明フィルムよりも光入射側に位置する第2透明フィルムとから構成されており、前記第1透過率調整体が前記第1透明フィルムに形成され、前記第2透過率調整体が前記第2透明フィルムに形成されている請求項9に記載の面状照明装置。
- 前記光学部材の光出射側の面上に前記第1透過率調整体が配置され、前記光学部材の光入射側の面上に前記第2透過率調整体が配置される請求項9に記載の面状照明装置。
- 前記第2透過率調整体及び前記第1透過率調整体が、前記光学部材の光出射側の面上にこの順で配置されている請求項9に記載の面状照明装置。
- 前記第1透過率調整体及び前記第2透過率調整体が、前記光学部材の光入射側の面上にこの順で配置されている請求項9に記載の面状照明装置。
- 光源と、
前記光源から入射した光を光出射面から出射する平板状の導光板と、
光透過性を有するシート状の光学部材、及び、前記光学部材の少なくとも一方の表面上に配置される多数の第1透過率調整体を有し、入射する光を拡散させて出射させるための透過率調整体ユニットとを備え、
前記導光板の光出射面に、前記第1透過率調整体と実質的に異なる色の材料から形成された第2透過率調整体が所定の密度分布で又は一定の密度で配置されている面状照明装置。 - 請求項9〜14のいずれか一項に記載の面状照明装置と、
前記面状照明装置の光射出面側に配置される液晶表示パネルと、
前記記液晶表示パネルを駆動する駆動ユニットとを有する液晶表示装置。
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