WO2012153686A1 - 照明装置及び表示装置 - Google Patents
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- G02F1/133607—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses
Definitions
- the present invention relates to a lighting device and a display device. More specifically, the present invention relates to an illumination device and a display device including a light source and a reflective material.
- Illumination devices are not only used to brighten the surrounding environment indoors and at night, but are also widely used in various fields such as being attached as a backlight to a display device that is a display means for information and video. Illumination devices are widely used as backlights in electronic devices such as televisions, personal computers (PCs), tablet PCs, electronic books, mobile phones, photo frames, etc. It is used in various applications.
- PCs personal computers
- tablet PCs electronic books
- mobile phones photo frames, etc. It is used in various applications.
- a reflecting material is provided around the light source and the like in order to reflect a part of the light, etc. that appears on the back surface and collect it on the front surface. Thereby, it is possible to prevent the illumination light from being dispersed and wasted.
- liquid crystal display device various devices have been made for suppressing reflection and glare on the display surface.
- a low reflection film having a moth-eye structure on the light output surface side a first polarizing plate provided on the light incident surface side of the low reflection film, and a light incident surface side of the first polarizing plate
- the first polarizing plate is an internal diffusion type anti-glare processing polarizing plate (see, for example, Patent Document 1).
- the liquid crystal display device described in Patent Document 1 is intended to provide a liquid crystal display device in which reflection and glare on the display surface are suppressed without impairing display quality. It was not intended to suppress uneven brightness in the illumination plane.
- FIG. 9 is a schematic plan view showing an illumination surface of a conventional illumination device.
- FIG. 9 shows an illumination device 420 that includes a plurality of LEDs (light-emitting diodes) 411 and a reflection sheet 415 and emits light in a planar shape.
- 10 and 11 are photographs showing an example of surface luminance distribution of a conventional liquid crystal module using a conventional illumination device.
- FIG. 10 shows the surface luminance distribution of the 32-inch direct-type liquid crystal module. As shown in FIG. 10, when a lighting device having a conventional reflecting sheet is used, the light density of the LED near the center is high, while the light density is relatively low near the four corners and four sides of the illumination surface. Become.
- FIG. 12 is a diagram of the case of FIG. 11 where the contrast is increased and negative / positive inversion is performed. In FIG. 12, the luminance unevenness is shown more clearly. Also in this case, the problem is that the luminance in the plane of the liquid crystal is not uniform.
- the present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide an illumination device and a display device in which luminance unevenness in the illumination surface is sufficiently reduced.
- the present inventor has focused on the idea of making the brightness in the illumination plane uniform by intentionally darkening a bright part.
- the portion where the moth-eye sheet is affixed has less light reflection, and therefore the light reflection is less than that where the moth-eye sheet is not affixed, and the brightness can be suppressed.
- the inventors have conceived that a moth-eye sheet is pasted around a portion having a high surface luminance of a reflective material placed on a substrate on which a light source is disposed (for example, an LED substrate on which an LED is disposed).
- the part to which the moth-eye sheet is pasted becomes dark, We found that the brightness was uniform.
- the present inventor can freely select a portion to suppress the luminance by changing the shape of the moth-eye sheet while keeping the metal mold of the reflection material such as the conventional reflection sheet as it is, and as a result, the surface luminance can be made more uniform. I found what I could do. In addition, it is possible to cope with the luminance unevenness (brightness unevenness due to the distance between the light sources) caused by the bright light directly above the direct light source and the darkness between the direct light sources by changing the shape of the moth-eye sheet. I found. Furthermore, the technical idea of partially attaching the moth-eye sheet to the reflector is not only applied to LED backlights, but also to CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) backlights and other surface emitting lighting devices.
- CCFL Cold Cathode Fluorescent Lamp
- the illuminating device of this invention can be simply obtained by combining what is already a product based on the technical idea which concerns on this invention.
- a preferable aspect of the present invention is a lighting device including a light source and a reflecting material, and the lighting device further includes a moth-eye sheet on the reflecting material, and the surface of the moth-eye sheet is between adjacent vertices.
- the moth-eye sheet has a plurality of convex portions and / or concave portions whose width is equal to or less than the visible light wavelength, and the moth-eye sheet is an illuminating device that overlaps with a part of the reflective material when the illumination surface is viewed in plan.
- the reflective material is usually provided on the entire surface of the substrate on which the light source is provided, except for the portion overlapping the light source.
- the said reflecting material reflects the one part light which usually comes out to a back surface, and collects it on the front.
- the reflective material is preferably a reflective sheet, for example.
- Preferred examples of the reflective sheet include a sheet coated at least on the surface with a metal such as silver, an acrylic sheet, a white PET (Polyethylene Terephthalate) film, and the like.
- the reflectance of the reflective material in the visible light wavelength region is preferably 80% or more. More preferably, it is 90% or more.
- the lighting device preferably emits light in a planar shape. “Luminous light emission” usually means that the main surface of the lighting device emits light.
- the surface of the moth-eye sheet preferably has, for example, a plurality of convex portions (projections) in which the width between adjacent vertices is equal to or less than the visible light wavelength.
- the “visible wavelength or shorter” means 400 nm or lower, which is a lower limit of a general visible light wavelength range, more preferably 300 nm or lower, and further preferably 1/2 of the lower limit of the visible light wavelength range. Which is 200 nm or less.
- the pitch of the moth-eye structure is increased, the red wavelength of 700 nm may be colored. However, when the pitch is 300 nm or less, the influence is sufficiently suppressed, and when the pitch is 200 nm or less, there is almost no influence.
- a method for forming the moth-eye sheet first, a mold having a fine concavo-convex pattern is prepared, a sheet for forming the concavo-convex pattern is formed, and then the mold is pressed against the surface of the sheet to form the concavo-convex pattern of the mold. And a method of forming a concavo-convex pattern by etching the sheet surface using a metal film as a mask.
- a method of performing anodic oxidation and etching, an electron beam drawing method, and the like can be given.
- the refractive index when viewed from visible light, the refractive index appears to change continuously from the air layer to the transparent substrate due to the formed projections, etc. It is not recognized as a discontinuous interface, and the reflected light generated on the surface of the transparent substrate can be drastically reduced.
- the moth-eye sheet preferably overlaps the central portion of the illumination surface when the illumination surface is viewed in plan.
- the moth-eye sheet overlaps with the central portion of the illumination surface as long as the moth-eye sheet overlaps with the portion including the center of the illumination surface as long as the effect of the present invention can be exhibited.
- the lighting device preferably includes a plurality of direct light sources, and the moth-eye sheet corresponds to the plurality of direct light sources when the illumination surface is viewed in plan.
- the said illuminating device is provided with a some direct type
- the moth-eye sheet overlaps with the peripheral portions of the plurality of direct light sources, for example, without overlapping with the direct light sources themselves, but with the peripheral portions of the direct light sources, The thing which has a part which does not overlap with the area
- the moth-eye sheet does not have to correspond to or overlap with all the direct light sources as long as the effect of the present invention can be exhibited, but preferably substantially corresponds to or overlaps with all the direct light sources.
- the moth-eye sheet preferably has a plurality of island shapes when the illumination surface is viewed in plan. Thereby, luminance unevenness can be suppressed with respect to a point-shaped light source such as a normal LED.
- the moth-eye sheet is preferably striped when the illumination surface is viewed in plan. Thereby, for example, luminance unevenness can be suppressed for a linear light source such as CCFL.
- the moth-eye sheet is preferably one that equalizes the luminance of the illumination surface.
- to make the luminance of the illumination surface uniform is sufficient if the luminance unevenness is sufficiently suppressed to such an extent that the effect of the present invention is exhibited, but the luminance of the illumination surface is substantially uniform. It is preferable that
- the configuration of the lighting device of the present invention is not particularly limited by the other components as long as the above-described components are essential, and other configurations normally used in the lighting device are appropriately applied. Can do.
- This invention is also a display apparatus provided with the illuminating device of this invention.
- the configuration of the display device of the present invention is not particularly limited by the other components as long as the above-described components are essential, and other configurations normally used in the display device are appropriately applied. Can do.
- the display device is a liquid crystal display device
- a TFT substrate provided with TFTs
- a color filter substrate provided with color filters
- a liquid crystal layer sandwiched between both substrates and provided on the opposite side of the liquid crystal layer of both substrates.
- a configuration usually used for a liquid crystal display device such as a polarizing plate is applicable.
- the lighting device and the display device of the present invention can also be applied to an EL lighting device and an EL display device.
- the moth-eye sheet partially overlapping with the reflecting material can sufficiently reduce the luminance unevenness in the illumination surface and improve the display quality.
- FIG. 1 is an exploded perspective schematic diagram illustrating a structure of a display device according to Embodiment 1.
- FIG. It is a plane schematic diagram which shows the illumination surface of the illuminating device of Embodiment 2.
- FIG. 6 is an exploded perspective view schematically illustrating an organic EL display device according to a fourth embodiment.
- FIG. 12 is a diagram of the case where the contrast is increased and negative / positive inversion is performed.
- Embodiment 1 is an example of the illumination device of the present invention.
- FIG. 1 is a schematic plan view illustrating an illumination surface (main surface) of the illumination device according to the first embodiment.
- the illuminating device 20 of Embodiment 1 several point-shaped LED which is a direct type light source is provided.
- a moth-eye sheet 13 is attached to the reflection sheet 15 at the center of the illumination surface.
- the reflection sheet 15 and the moth-eye sheet 13 do not overlap with the LED 11 itself when the illumination surface is viewed in plan. Even if it is such a shape, when the moth-eye sheet
- the moth-eye sheet by applying the moth-eye sheet to the reflection sheet, it is possible to suppress excessive reflection and obtain uniform brightness within the surface.
- FIG. 2 is an enlarged photograph showing the moth-eye structure. It is shown that the surface of the moth-eye sheet has a plurality of convex portions (projections) having a width between adjacent vertices of 200 nm or less. In addition, the effect of this invention can be exhibited if it has the some convex part and / or recessed part whose width
- the reflection sheet 15 is preferably a sheet whose surface is coated with a metal such as silver, an acrylic sheet, a white PET film, or the like. Moreover, it is preferable that the reflectance in the visible light wavelength range of the said reflecting material is 80% or more. More preferably, it is 90% or more.
- FIG. 3 is a photograph showing the LED substrate and the reflection sheet in the illumination device of Embodiment 1, and shows the LED substrate before the moth-eye sheet is attached.
- the LED substrate is shown in more detail.
- a reflection sheet is provided over the entire surface of the LED substrate except for a portion overlapping with the LED itself, and a moth-eye sheet is provided thereon, although not shown in FIG.
- FIG. 3 shows the LED substrate in which the LEDs 11 are provided under the reflective sheet 15, as long as the effect of the present invention is exhibited, the LEDs are provided so as to protrude on the LED substrate. There may be LEDs on the sheet.
- FIG. 4 is an exploded perspective schematic view illustrating the structure of the display device according to the first embodiment.
- the illuminating device 20 of the first embodiment is usually provided as a backlight on a transmissive or transflective liquid crystal display panel 30 or the like, and display light is emitted from the display device 100.
- the liquid crystal display panel 30 of Embodiment 1 includes a TFT substrate, a color filter substrate, a liquid crystal layer sandwiched between both substrates, and a polarizing plate on the opposite side of the liquid crystal layer with respect to both substrates.
- these members those usually used in the technical field of the present invention can be used. The same applies to the embodiments described later.
- the illumination device of the first embodiment it is possible to easily obtain the illumination device of the first embodiment by attaching a moth-eye sheet to a portion having a high surface luminance, and no additional optical sheets are used for improving luminance unevenness. be able to.
- FIG. 5 is a schematic plan view illustrating an illumination surface of the illumination device according to the second embodiment.
- the configuration of the second embodiment is the same as the configuration of the first embodiment except that the shape of the moth-eye sheet 113 to be attached to the reflection sheet 115 is changed to a plurality of island shapes as shown in FIG. That is, in the second embodiment, the lighting device 120 includes a plurality of LEDs 111 that are a plurality of direct light sources, as in the first embodiment.
- the moth-eye sheet 113 corresponds to the plurality of LEDs 111 when the illumination surface is viewed in plan, and overlaps each of the peripheral portions of the plurality of LEDs 111.
- the reflection sheet 115 and the moth-eye sheet 113 do not overlap with the LED 111 itself when the illumination surface is viewed in plan. Even in such a form, it is said that the moth-eye sheet 113 has a plurality of island shapes when the illumination surface is viewed in plan in this specification.
- the second embodiment with respect to the luminance unevenness caused by the LED pitch, by attaching a moth eye so as to suppress reflection of a portion with high luminance, these unevenness can be eliminated and uniform luminance can be obtained. Further, similarly to the first embodiment, a lighting device can be easily obtained, and no additional optical sheets for improving luminance unevenness can be used.
- the present invention can be applied not only to LEDs but also to backlights using CCFLs, LED lighting fixtures, and LED display fixtures that do not use a liquid crystal panel.
- An embodiment showing an example of an illumination device using CCFL will be described later.
- FIG. 6 is a schematic plan view illustrating an illumination surface of the illumination device according to the third embodiment.
- the configuration of Embodiment 3 uses the CCFL 211 on top of the reflection sheet 215 and the moth-eye sheet 213 as a direct light source, and the shape of the moth-eye sheet 213 to be attached to the reflection sheet 215 is changed to a stripe shape as shown in FIG. Except for this, the configuration is the same as that of the first embodiment.
- the illumination device 220 includes the CCFL 211 that is a plurality of direct-type and horizontally long (linear) light sources.
- the moth-eye sheet 213 corresponds to the plurality of CCFLs 211 when the illumination surface is viewed in plan, and overlaps with the respective peripheral portions of the plurality of CCFLs 211. Since the CCFL generally tends to be bright immediately above the CCFL and dark between the CCFLs, a luminance unevenness improvement effect can be obtained by laying a moth eye sheet around the CCFL in the lower part of the CCFL as in the third embodiment.
- the CCFL in Embodiment 3 is provided so as to protrude on the substrate, and a reflective sheet and a moth-eye sheet are pasted on the substrate. As a result, as described above, there are a reflection sheet and a moth-eye sheet below the light source (CCFL).
- the illumination surface is seen in plan view above the CCFL.
- a reflective sheet is laid on the entire surface of the substrate so as not to overlap with the CCFL itself, and a moth-eye sheet is laid so as to overlap with the peripheral part of the CCFL. Even in such a form, it is said that the moth-eye sheet 213 is striped when the illumination surface is viewed in plan in this specification.
- an illumination device can be easily obtained, and no additional optical sheets for improving luminance unevenness can be used.
- the moth-eye sheet may be attached to the central portion of the illumination surface and the peripheral portions of the plurality of direct light sources, which is a combination of the first embodiment and the second or third embodiment. Can be demonstrated.
- the display device of the present invention can also be applied to an EL display device such as an organic EL display device.
- an EL display device such as an organic EL display device.
- organic EL display devices and the like there are temperature unevenness and current unevenness, which causes brightness unevenness. Therefore, it is possible to suppress the brightness by arbitrarily attaching it to a place that is too bright.
- contrast and visibility are greatly reduced in situations where outdoor sunlight or the like enters, but for the portion using the present invention, black can be reliably expressed even in cases where external light enters, High contrast can be achieved.
- An embodiment of an organic EL display device capable of exhibiting such an effect will be described below.
- the present invention can eliminate variations in emission intensity for each of R (red pixel), G (green pixel), and B (blue pixel). That is, the present invention is applied by applying a reflection sheet with a low-reflection moth-eye to the back surface of a pixel of RGB that emits too much light (the surface opposite to the direction irradiated with illumination light), and the light emission is normal. If only the reflective sheet is attached to the back surface of the pixel, a uniform light emitting surface can be obtained.
- the above-described pixels whose light emission is too strong are, for example, substantially all of the pixels of a specific color when light emission is substantially strong in all of the pixels of a specific color.
- FIG. 7 is an exploded perspective schematic view showing the organic EL display device of the fourth embodiment.
- an organic layer (light emitting layer) 312 is sandwiched between a glass substrate 325 having a thickness of about 0.7 mm and a glass substrate 335 having a thickness of about 0.7 mm.
- the organic layer 312 for each pixel is also referred to as a direct light source.
- a TFT circuit 337 that supplies light to the organic layer 312 to control light emission is provided on the back side of the glass substrate 335 (on the organic layer 312 side when viewed from the glass substrate 335).
- the light extraction direction (irradiation direction) is the lower side in FIG.
- the glass substrate 335 side when viewed from the organic layer 312.
- the reflection sheet and the moth-eye sheet are attached to the front side of the glass substrate 325 on the back side (the organic layer side of the glass substrate 325).
- the organic EL display panel (device) is a transparent type (a panel that can extract a certain amount of light emission at least on the back side).
- “lower side” refers to the “lower side” illustrated in FIG. 7 and refers to the direction of the illumination device irradiated with illumination light.
- FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a relationship between a pixel and a moth-eye sheet according to the fourth embodiment.
- FIG. 8 shows a case where light emission is too strong in a part of green pixels (green pixel G). If the green pixel G is too bright compared to the other green pixels G ′, the low-reflection moth-eye reflection sheet is attached to the front side of the glass substrate 325 on the back side so as to correspond to the green pixel G. Brightness and chromaticity can be obtained. That is, when the reflective sheet 315 is laid on the entire front side of the glass substrate 325 on the back side and the illumination surface is viewed in plan, the reflective sheet 315 is superimposed on the pixel G (green light emitting layer that emits too much light).
- a moth-eye sheet 313 is attached.
- the reflection sheet 315 is shown corresponding to the pixels, but it is not necessary to divide and attach the reflection sheet 315 so as to correspond to the pixels, and a single reflection sheet 315 is attached to the main surface of the substrate. Anything is acceptable.
- luminance unevenness is reduced by providing a reflective sheet with a moth eye in the bright pixel portion and a reflective sheet without a moth eye in the other portions to change the reflectance of the light emitted to the back side. Can do.
- the effect of the present embodiment can also be exhibited by pasting the moth-eye sheet and the reflective sheet in this order on the back side of the glass substrate 325 on the back side.
- an illumination device and a display device can be easily obtained, and additional optical sheets for improving luminance unevenness can be omitted.
- the effect of the present embodiment can be similarly exhibited in a multi-primary color organic EL display device having four or more primary colors.
- the structure of the illumination device and the display device described above can be confirmed by disassembling as necessary and examining the structure and the like by a conventionally known method.
- Lighting device 30 Liquid crystal display panel 100: Display device 211: CCFL 312: Organic layer 325, 335: Glass substrate 337: TFT circuit G, G ′: Green pixel B: Blue pixel R: Red pixel
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Abstract
本発明は、反射材と部分的に重畳するモスアイシートによって、照明面内の輝度ムラが充分に低減された照明装置及び表示装置を提供する。本発明の照明装置は、光源及び反射材を備える照明装置であって、上記照明装置は、更に、反射材上にモスアイシートを備え、上記モスアイシートの表面は、隣接する頂点間の幅が可視光波長以下である複数の凸部及び/又は凹部をもち、上記モスアイシートは、照明面を平面視したときに、反射材の一部と重畳する照明装置である。
Description
本発明は、照明装置及び表示装置に関する。より詳しくは、光源及び反射材を備える照明装置及び表示装置に関するものである。
照明装置は、屋内や夜間において周辺環境を明るくするために用いられるだけでなく、例えば情報や映像の表示手段である表示装置にバックライトとして取り付けられる等、多岐にわたる分野で汎用されている。照明装置は、例えば、テレビ、パーソナルコンピュータ(PC)、タブレットPC、電子ブック、携帯電話、フォトフレーム等の電子機器においてバックライト等として幅広く採用されており、その他にも家庭用・工業用等の種々の用途において用いられている。
このような照明装置において、背面に出てしまう一部の光等を反射させて正面に集めるために、光源の周辺等に反射材が設けられる。これにより、照明光が分散して無駄になってしまうことを防止することができる。
一方で、液晶表示装置において、表示面の反射とぎらつきを抑制するための種々の工夫がなされている。例えば、光出射面側にモスアイ構造を有する低反射フィルムと、該低反射フィルムの光入射面側に設けられた第1の偏光板と、該第1の偏光板の光入射面側に設けられた液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの光入射面側に設けられた第2の偏光板と、該第2の偏光板と対向して設けられ前記液晶表示パネルに光を投射するバックライトユニットとを具備し、前記第1の偏光板は内部拡散型アンチグレア処理偏光板である液晶表示装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
上記特許文献1に記載の液晶表示装置は、表示品位を損なうことなく、表示面の反射とぎらつきが抑制された液晶表示装置を提供することを目的とするものであるが、表示面内(照明面内)での輝度ムラを抑制することを目的としたものではなかった。
図9は、従来の照明装置の照明面を示す平面模式図である。図9では、複数のLED(Light-emitting diode;発光ダイオード)411及び反射シート415を備え、面状に発光する照明装置420が示されている。図10及び図11は、従来の照明装置を用いた従来の液晶モジュールの面輝度分布の一例を示す写真である。なお、図10は、32型直下型液晶モジュールの面輝度分布を示している。図10に示すように、従来の反射シートを備える照明装置を用いた場合は、中心付近のLEDの光の密度が高くなる一方で照明面の四隅や四辺付近では相対的に光の密度が低くなる。このことが原因となって、LEDを光源とする直下型LEDバックライトの液晶モジュールを設計する際に、表示面の四隅や上下左右の辺付近が暗くなる一方、中心付近が明るくなることから液晶の面内における輝度が均一で無いということが問題となっていた。
またLED等を用いた直下型バックライトについて、直下型光源の直上が明るく直下型光源間が暗いことも問題となる場合もあり、図11のムラはその一例である。図12は、図11について、コントラストを上げてネガポジ反転した場合の図である。図12では、輝度ムラがより鮮明に示されている。この場合も、液晶の面内における輝度が均一で無いということが問題となっていた。
ところで、液晶モニターに用いられるフィルムとして、フィルムに蛾の目を意味する「モスアイ」という極小の突起物を多数並べて光が反射しないようにする技術がある。このモスアイを使用することにより、従来と比較して画面への照明や太陽光の映り込みを例えば30分の1とすることができる。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、照明面内の輝度ムラが充分に低減された照明装置及び表示装置を提供することを目的とするものである。
本発明者は、上記課題について種々検討を行った結果、明るい部分を意図的に暗くすることにより、照明面内の輝度を均一にするという思想に着目した。また、モスアイシートを貼り付けた部分は光の反射が少なくなることから、貼り付けていない部分と比較して光の反射が少なくなり輝度を抑えられることを見いだした。そして、光源が配置される基板(例えば、LEDが配置されるLED基板)上に乗せている反射材の、面輝度が高い部分を中心にモスアイシートを貼り付けることに想到した。例えば、図12に示したようなネガポジ反転した画像の暗くなっている箇所に対応するような形状となるようにモスアイシートを加工して貼り付ければ、モスアイシートを貼り付けた部分が暗くなり、輝度が均一になることを見いだした。
そして、本発明者は、従来の反射シート等の反射材の金型はそのままでモスアイシートの形状を変えることで輝度を抑える部分を自由に選択でき、結果として面輝度をより均一とすることができることを見いだした。また、上述した直下型光源の直上が明るく直下型光源間が暗いことに起因する輝度ムラ(光源間距離に起因する輝度ムラ)に対してもモスアイシートの形状を変えることで対応することができることを見いだした。更に、このモスアイシートを反射材に部分的に貼り付けるという技術思想は、LEDバックライトのみならず、CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp;冷陰極蛍光管)バックライト、その他の面発光する照明装置等にも適用できることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。なお、本発明の照明装置は、既に製品としてあるものを本発明に係る技術思想にもとづいて組み合わせることにより簡便に得ることができる。
すなわち、本発明の好ましい一側面は、光源及び反射材を備える照明装置であって、上記照明装置は、更に、反射材上にモスアイシートを備え、上記モスアイシートの表面は、隣接する頂点間の幅が可視光波長以下である複数の凸部及び/又は凹部をもち、上記モスアイシートは、照明面を平面視したときに、反射材の一部と重畳する照明装置である。
上記反射材は、通常は光源が設けられた基板上に、光源と重畳する部分を除いてその他の全面に設けられる。上記反射材は、通常は背面に出てしまう一部の光を反射させて正面に集めるものである。また、上記反射材は、例えば反射シートであることが好ましい。反射シートとしては、銀等の金属で少なくとも表面がコーティングされたシート、アクリル系シート、白色のPET(Polyethylene Terephthalate)フィルム等が好適なものとして挙げられる。上記反射材の可視光波長域における反射率は、80%以上であることが好ましい。より好ましくは、90%以上である。なお、照明装置は面状に発光するものであることが好ましい。「面状に発光する」とは、通常は照明装置の主面が発光する。
上記モスアイシートの表面は、例えば、隣接する頂点間の幅が可視光波長以下である複数の凸部(突起物)をもつものが好ましい。本明細書において「可視光波長以下」とは、一般的な可視光波長域の下限である400nm以下をいい、より好ましくは300nm以下であり、更に好ましくは可視光波長域の下限の1/2である200nm以下である。モスアイ構造のピッチが大きくなると赤の波長700nmが色付くことがあるが、ピッチを300nm以下とすることで充分にその影響は抑制され、ピッチを200nm以下とすることでほとんど全く影響を受けない。
上記モスアイシートを形成する方法としては、先ず、微細な凹凸パターンを有する金型を作製し、凹凸パターン形成用のシートを形成した後、そのシート表面に金型を押し当てて金型の凹凸パターンをシート表面に転写する方法、金属膜をマスクとしてシート表面に対しエッチングを行って凹凸パターンを形成する方法等が挙げられる。なお、金型の凹凸パターンを形成する方法としては、陽極酸化及びエッチングを行う方法、電子線描画法等が挙げられる。
このようなモスアイ構造によれば、可視光線からみると、形成された突起物等によって空気層から透明基板にかけて屈折率が連続的に変化するように見えるために、透明基板の表面を屈折率が不連続な界面と認識されなくなり、透明基板の表面で発生する反射光を激減させることができる。
上記モスアイシートは、照明面を平面視したときに、照明面の中央部分と重畳することが好ましい。照明面の中央部分と重畳し、周辺部分(四隅や上下左右の辺付近)とは重畳しない形態とすることにより、中央部分の輝度を抑えて面内の輝度ムラを充分に抑制することができる。本明細書中、モスアイシートが照明面の中央部分と重畳するとは、本発明の効果が発揮できる限り、モスアイシートが照明面の中心を含む部分と重畳するものであればよい。
上記照明装置は、複数の直下型光源を備え、上記モスアイシートは、照明面を平面視したときに、複数の直下型光源と対応していることが好ましい。また、上記照明装置は、複数の直下型光源を備え、上記モスアイシートは、照明面を平面視したときに、複数の直下型光源の周辺部分とそれぞれ重畳することが好ましい。なお、モスアイシートが、複数の直下型光源の周辺部分とそれぞれ重畳するとは、例えば、複数の直下型光源自体とは重畳せず、複数の直下型光源のそれぞれの周辺部分とは重畳するが、複数の直下型光源間の領域とは重畳しない部分があるものが挙げられる。このような形態により、充分な照明光を得ることができるとともに、複数の直下型光源間のピッチ(光源の中心点間の距離)に依存する輝度ムラを抑制することができる。なお、上記モスアイシートは、本発明の効果を発揮できる限り、すべての直下型光源と対応・重畳しなくてもよいが、実質的にすべての直下型光源と対応・重畳することが好ましい。
上記モスアイシートは、照明面を平面視したときに、複数の島状であることが好ましい。これにより、通常のLED等の点形状の光源に対して輝度ムラを抑制することができる。
上記モスアイシートは、照明面を平面視したときに、ストライプ状であることが好ましい。これにより、例えばCCFLのような線形状の光源に対して輝度ムラを抑制することができる。
上記モスアイシートは、照明面の輝度を均一化するものであることが好ましい。本明細書中、照明面の輝度を均一化するとは、本発明の効果が発揮されるといえる程度に輝度ムラを充分に抑制するものであればよいが、照明面の輝度が実質的に均一化するものが好ましい。
本発明の照明装置の構成としては、上述した構成要素を必須とするものである限り、その他の構成要素により特に限定されるものではなく、照明装置に通常用いられるその他の構成を適宜適用することができる。
本発明は、本発明の照明装置を備える表示装置でもある。本発明の表示装置の構成としては、上述した構成要素を必須とするものである限り、その他の構成要素により特に限定されるものではなく、表示装置に通常用いられるその他の構成を適宜適用することができる。例えば、表示装置が液晶表示装置の場合は、TFTが設けられたTFT基板、カラーフィルタが設けられたカラーフィルタ基板、両基板に挟持された液晶層、両基板の液晶層と反対側にそれぞれ設けられた偏光板等の液晶表示装置に通常用いられる構成を適用することができる。なお、本発明の照明装置及び表示装置は、EL照明装置及びEL表示装置に適用することも可能である。
上述した各形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよい。
本発明の照明装置によれば、反射材と部分的に重畳するモスアイシートによって、照明面内の輝度ムラを充分に低減して表示品位を向上させることができる。
以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。なお、本明細書中、特に明示しない限り、「上」とは、照明装置の照明光が照射される側の向きをいい、「下」とは、照明装置の照明光が照射される側の向きの反対向きをいう。
(実施形態1)
実施形態1は、本発明の照明装置の一例である。図1は、実施形態1の照明装置の照明面(主面)を示す平面模式図である。実施形態1の照明装置20においては、直下型光源である複数の点形状のLEDが設けられている。反射シート15に対し、照明面の中央部分にモスアイシート13が貼り付けられている。なお、反射シート15及びモスアイシート13は、照明面を平面視したときに、LED11自体とは重畳していない。このような形状であっても、本明細書中、モスアイシート13が照明面を平面視したときに照明面の中央部分と重畳するという。実施形態1のように、モスアイシートを反射シートへの貼り付けに応用することで、余分な反射を抑えて面内の均一な輝度を得ることができる。
実施形態1は、本発明の照明装置の一例である。図1は、実施形態1の照明装置の照明面(主面)を示す平面模式図である。実施形態1の照明装置20においては、直下型光源である複数の点形状のLEDが設けられている。反射シート15に対し、照明面の中央部分にモスアイシート13が貼り付けられている。なお、反射シート15及びモスアイシート13は、照明面を平面視したときに、LED11自体とは重畳していない。このような形状であっても、本明細書中、モスアイシート13が照明面を平面視したときに照明面の中央部分と重畳するという。実施形態1のように、モスアイシートを反射シートへの貼り付けに応用することで、余分な反射を抑えて面内の均一な輝度を得ることができる。
図2は、モスアイ構造を示す拡大写真である。モスアイシートの表面が、隣接する頂点間の幅が200nm以下である複数の凸部(突起物)をもつものであることが示されている。なお、隣接する頂点間の幅が可視光波長以下である複数の凸部及び/又は凹部をもつものであれば、本発明の効果を発揮することができる。
反射シート15は、銀等の金属で少なくとも表面がコーティングされたシート、アクリル系シート、白色のPETフィルム等が好ましい。また、上記反射材の可視光波長域における反射率は、80%以上であることが好ましい。より好ましくは、90%以上である。
図3は、実施形態1の照明装置におけるLED基板及び反射シートを示す写真であり、モスアイシートが貼り付けられる前のLED基板を示す。図3では、より詳細にLED基板が示されている。LED自体と重畳する箇所を除いて、LED基板の全面にわたって、反射シートが設けられており、この上に、図3では示していないが、モスアイシートが設けられることとなる。図3では、反射シート15の下にLED11が設けられたLED基板を示しているが、本発明の効果が発揮される限り、LEDがLED基板上に突出して設けられていて、反射シート及びモスアイシートの上にLEDがあってもよい。
図4は、実施形態1の表示装置の構造を示す分解斜視模式図である。実施形態1の表示装置100は、通常、透過型又は半透過型の液晶表示パネル30等に、実施形態1の照明装置20がバックライトとして設けられ、表示装置100から表示光が発せられる。これにより、本発明の輝度ムラ抑制効果が顕著なものとなる。なお、実施形態1の液晶表示パネル30は、TFT基板、カラーフィルタ基板、両基板に挟持された液晶層、及び、両基板に対して液晶層と反対側にそれぞれ偏光板を備える。これらの部材は、本発明の技術分野において通常用いられるものを用いることができる。後述する実施形態においても同様である。
実施形態1では、モスアイシートを面輝度の高い部分に貼り付けることにより簡便に実施形態1の照明装置を得ることができると共に、輝度ムラ改善の為に追加の光学シート類を用いないものとすることができる。
(実施形態2)
図5は、実施形態2の照明装置の照明面を示す平面模式図である。実施形態2の構成は、反射シート115に貼り付けるモスアイシート113の形状を図5に示したように複数の島状に変更した以外は実施形態1の構成と同様である。すなわち、実施形態2では、照明装置120は、実施形態1と同様に複数の直下型光源であるLED111を備える。そして、モスアイシート113は、照明面を平面視したときに、複数のLED111と対応しており、複数のLED111のそれぞれの周辺部分と重畳している。なお、実施形態2では、反射シート115及びモスアイシート113は、照明面を平面視したときに、LED111自体とは重畳していない。このような形態であっても、本明細書中、モスアイシート113が照明面を平面視したときに複数の島状であるという。実施形態2では、LEDピッチに起因する輝度ムラに対して、輝度が高い部分の反射を抑える様にモスアイを貼り付けることによりこれらのムラを無くして均一な輝度を得ることができる。また、実施形態1と同様に、簡便に照明装置を得ることができ、輝度ムラ改善の為の追加の光学シート類を用いないものとすることができる。
図5は、実施形態2の照明装置の照明面を示す平面模式図である。実施形態2の構成は、反射シート115に貼り付けるモスアイシート113の形状を図5に示したように複数の島状に変更した以外は実施形態1の構成と同様である。すなわち、実施形態2では、照明装置120は、実施形態1と同様に複数の直下型光源であるLED111を備える。そして、モスアイシート113は、照明面を平面視したときに、複数のLED111と対応しており、複数のLED111のそれぞれの周辺部分と重畳している。なお、実施形態2では、反射シート115及びモスアイシート113は、照明面を平面視したときに、LED111自体とは重畳していない。このような形態であっても、本明細書中、モスアイシート113が照明面を平面視したときに複数の島状であるという。実施形態2では、LEDピッチに起因する輝度ムラに対して、輝度が高い部分の反射を抑える様にモスアイを貼り付けることによりこれらのムラを無くして均一な輝度を得ることができる。また、実施形態1と同様に、簡便に照明装置を得ることができ、輝度ムラ改善の為の追加の光学シート類を用いないものとすることができる。
本発明は、LEDのみならずCCFLを用いたバックライトやLED照明器具、液晶パネルを用いないLED表示器具にも応用が可能である。CCFLを用いた照明装置の一例を示す実施形態について後述する。
(実施形態3)
図6は、実施形態3の照明装置の照明面を示す平面模式図である。実施形態3の構成は、直下型光源として反射シート215及びモスアイシート213の上部にあるCCFL211を用いるとともに、反射シート215に貼り付けるモスアイシート213の形状を図6に示したようにストライプ状に変更した以外は実施形態1の構成と同様である。すなわち、実施形態3では、照明装置220は、複数の直下型かつ横長(線形状)の光源であるCCFL211を備える。そして、モスアイシート213は、照明面を平面視したときに、複数のCCFL211と対応しており、複数のCCFL211のそれぞれの周辺部分と重畳している。CCFLは、CCFL直上が明るくCCFL間が暗くなる傾向が一般的なので、実施形態3のようにCCFLの下部において、CCFL周辺にモスアイシートを敷くことにより、輝度ムラ改善効果を得ることができる。なお、実施形態3におけるCCFLは、基板上に突出して設けられ、基板上に反射シート及びモスアイシートが貼られる。その結果、上記したように光源(CCFL)の下部に反射シート及びモスアイシートがあることになるが、例えばCCFLが基板内に埋め込まれている場合は、CCFLの上部に、照明面を平面視したときにCCFL自体とは重畳しないように基板全面に反射シートを敷き、CCFLの周辺部と重畳するようにモスアイシートを敷くものであってもよい。このような形態であっても、本明細書中、モスアイシート213が照明面を平面視したときにストライプ状であるという。
図6は、実施形態3の照明装置の照明面を示す平面模式図である。実施形態3の構成は、直下型光源として反射シート215及びモスアイシート213の上部にあるCCFL211を用いるとともに、反射シート215に貼り付けるモスアイシート213の形状を図6に示したようにストライプ状に変更した以外は実施形態1の構成と同様である。すなわち、実施形態3では、照明装置220は、複数の直下型かつ横長(線形状)の光源であるCCFL211を備える。そして、モスアイシート213は、照明面を平面視したときに、複数のCCFL211と対応しており、複数のCCFL211のそれぞれの周辺部分と重畳している。CCFLは、CCFL直上が明るくCCFL間が暗くなる傾向が一般的なので、実施形態3のようにCCFLの下部において、CCFL周辺にモスアイシートを敷くことにより、輝度ムラ改善効果を得ることができる。なお、実施形態3におけるCCFLは、基板上に突出して設けられ、基板上に反射シート及びモスアイシートが貼られる。その結果、上記したように光源(CCFL)の下部に反射シート及びモスアイシートがあることになるが、例えばCCFLが基板内に埋め込まれている場合は、CCFLの上部に、照明面を平面視したときにCCFL自体とは重畳しないように基板全面に反射シートを敷き、CCFLの周辺部と重畳するようにモスアイシートを敷くものであってもよい。このような形態であっても、本明細書中、モスアイシート213が照明面を平面視したときにストライプ状であるという。
実施形態3では、実施形態1と同様に、簡便に照明装置を得ることができ、輝度ムラ改善の為の追加の光学シート類を用いないものとすることができる。なお、実施形態1と実施形態2又は実施形態3とを組み合わせた、照明面の中央部分かつ複数の直下型光源の周辺部分にモスアイシートが貼り付けられる形態であってもよく、輝度ムラ抑制効果を発揮することができる。
上述した実施形態は、液晶表示装置に適用した場合について述べたが、本発明の表示装置は、有機EL表示装置等のEL表示装置に適用することも可能である。有機EL表示装置等については、温度ムラや電流ムラがあり、これによって輝度ムラが生じてしまうことから、明るすぎる箇所に任意で貼り付けることで輝度を抑えることができる。更に、有機EL表示装置については、屋外の太陽光などが入り込む状況ではコントラスト・視認性が大きく落ちるが、本発明を用いる部分については外光が入り込むケースでも確実に黒を表現することができ、高コントラスト化することができる。このような効果を発揮することができる有機EL表示装置についての実施形態を以下に述べる。
(実施形態4)
有機EL表示装置については、R(赤画素)、G(緑画素)、B(青画素)毎の発光強度バラツキを本発明により解消することができる。すなわち、RGBのうち、発光が強すぎる画素の背面(照明光が照射される側の向きの反対側の面)に低反射のモスアイ付き反射シートを付けて本発明を適用し、発光が通常通りの画素の背面は反射シートだけを付けるようにすれば、均一な発光面を得られる。なお、上記発光が強すぎる画素とは、例えば、ある特定色の画素の実質的に全部において発光が強すぎる場合は、当該特定色の画素の実質的に全部であり、ある特定色の画素の一部において発光が強すぎる場合は、当該特定色の画素の一部である。また、本発明の効果が発揮される限り、複数色の画素の全部又は一部と対応してモスアイ付き反射シートを設ける形態であってもよい。以下に図面を参照してより具体的に説明する。
有機EL表示装置については、R(赤画素)、G(緑画素)、B(青画素)毎の発光強度バラツキを本発明により解消することができる。すなわち、RGBのうち、発光が強すぎる画素の背面(照明光が照射される側の向きの反対側の面)に低反射のモスアイ付き反射シートを付けて本発明を適用し、発光が通常通りの画素の背面は反射シートだけを付けるようにすれば、均一な発光面を得られる。なお、上記発光が強すぎる画素とは、例えば、ある特定色の画素の実質的に全部において発光が強すぎる場合は、当該特定色の画素の実質的に全部であり、ある特定色の画素の一部において発光が強すぎる場合は、当該特定色の画素の一部である。また、本発明の効果が発揮される限り、複数色の画素の全部又は一部と対応してモスアイ付き反射シートを設ける形態であってもよい。以下に図面を参照してより具体的に説明する。
図7は、実施形態4の有機EL表示装置を示す分解斜視模式図である。実施形態4の有機EL表示装置は、約0.7mmのガラス基板325と約0.7mmのガラス基板335との間に、有機層(発光層)312が挟持されている。本明細書においては、画素ごとの有機層312を直下型光源ともいう。ガラス基板335の背面側(ガラス基板335から見て有機層312側)には、有機層312に電流を供給して発光を制御するTFT回路337が設けられている。光の取出し方向(照射方向)は、図7における下側、言い換えれば、有機層312から見てガラス基板335側となる。反射シート及びモスアイシートは、図7には示していないが、背面側のガラス基板325の正面側(ガラス基板325の有機層側)に貼り付けられる。従って、有機EL表示パネル(装置)は、透明タイプ(少なくとも、背面側に、ある程度の発光が取り出せるパネル)となる。なお、実施形態4においては、「下側」は、図7で示される「下側」を言い、照明装置の照明光が照射される側の向きをいう。
図8は、実施形態4に係る画素(ピクセル)とモスアイシートとの関係を示す模式図である。図8では、緑色の画素の一部(緑画素G)において発光が強すぎる場合を示している。緑画素Gが他の緑画素G′と比べて明るすぎる場合、当該緑画素Gと対応するように、背面側のガラス基板325の正面側に低反射のモスアイ付き反射シートを付けることで、均一な輝度・色度が得られる。すなわち、背面側のガラス基板325の正面側全面に反射シート315を敷き、照明面を平面視したときに、画素G(発光が強すぎる緑色の発光層)と重畳するように、反射シート315に対してモスアイシート313が貼り付けられている。図8では、反射シート315は画素と対応して示されているが、反射シート315を画素と対応するように分割して貼り付ける必要はなく、一枚の反射シート315を基板主面に貼り付けるものであればよい。図8のように、明るい画素の部分にはモスアイ付き反射シート、その他の部分にはモスアイ無しの反射シートを設けて背面側に出た光の反射率を変えることにより、輝度ムラを減少させることができる。なお、原理的には、背面側のガラス基板325の背面側に、モスアイシート、反射シートの順で貼り付けることによっても、本実施形態の効果を発揮することが可能である。
なお、実施形態4においても、簡便に照明装置及び表示装置を得ることができ、輝度ムラ改善の為の追加の光学シート類を用いないものとすることができる。また、4原色以上の多原色有機EL表示装置においても同様に本実施形態の効果を発揮することができる。
上述した照明装置及び表示装置の構成は、必要に応じて分解したうえで、従来公知の方法で構造等を調べることにより確認することができる。
上述した実施形態における各形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよい。
なお、本願は、2011年5月11日に出願された日本国特許出願2011-106218号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。
11、111、411:LED
13、113、213、313:モスアイシート
15、115、215、315、415:反射シート
20、120、220、420:照明装置
30:液晶表示パネル
100:表示装置
211:CCFL
312:有機層
325、335:ガラス基板
337:TFT回路
G、G′:緑画素
B:青画素
R:赤画素
13、113、213、313:モスアイシート
15、115、215、315、415:反射シート
20、120、220、420:照明装置
30:液晶表示パネル
100:表示装置
211:CCFL
312:有機層
325、335:ガラス基板
337:TFT回路
G、G′:緑画素
B:青画素
R:赤画素
Claims (9)
- 光源及び反射材を備える照明装置であって、
該照明装置は、更に、反射材上にモスアイシートを備え、
該モスアイシートの表面は、隣接する頂点間の幅が可視光波長以下である複数の凸部及び/又は凹部をもち、
該モスアイシートは、照明面を平面視したときに、反射材の一部と重畳する
ことを特徴とする照明装置。 - 前記反射材は、反射シートである
ことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 - 前記モスアイシートは、照明面を平面視したときに、照明面の中央部分と重畳する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の照明装置。 - 前記照明装置は、複数の直下型光源を備え、
前記モスアイシートは、照明面を平面視したときに、複数の直下型光源と対応している
ことを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の照明装置。 - 前記照明装置は、複数の直下型光源を備え、
前記モスアイシートは、照明面を平面視したときに、複数の直下型光源の周辺部分とそれぞれ重畳する
ことを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の照明装置。 - 前記モスアイシートは、照明面を平面視したときに、複数の島状である
ことを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の照明装置。 - 前記モスアイシートは、照明面を平面視したときに、ストライプ状である
ことを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載の照明装置。 - 前記モスアイシートは、照明面の輝度を均一化するものである
ことを特徴とする請求項1~7のいずれかに記載の照明装置。 - 請求項1~8のいずれかに記載の照明装置を備えることを特徴とする表示装置。
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Citations (3)
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| JP2007329016A (ja) * | 2006-06-08 | 2007-12-20 | Asahi Kasei Chemicals Corp | バックライトユニット |
| JP2011070118A (ja) * | 2009-09-28 | 2011-04-07 | Dainippon Printing Co Ltd | 光学シート、面光源装置、および、透過型表示装置 |
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2012
- 2012-05-02 WO PCT/JP2012/061586 patent/WO2012153686A1/ja not_active Ceased
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